JP6169576B2 - 回転陽極型x線管装置及びx線撮影装置 - Google Patents
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Description
まず、図1乃至図10に基づいて、第一実施形態の構成について説明する。第一実施形態は、内輪、転動体(ボール)、外輪を備えた軸受を用い、内輪が回転して陽極ターゲットを回転させる管球構造である。図1は、第一実施形態に係る回転陽極型X線管装置の概略構成を示す軸方向断面図である。図2は、X線管球の概略構成を示す軸方向断面図である。図3は、回転陽極6の概略構成を示す軸方向断面図(但し回転中心軸から外縁までを示す)である。図4は、回転陽極内部の熱流経路を示す説明図(但し回転中心軸から外縁までを示す)である。図5は、第一実施形態に係る軸受ユニット10の軸方向断面図(但し回転中心軸から外縁までを示す)及び軸受の拡大断面図である。図6は、軸受構造を示す説明図であって、(a)は、軸受ユニット10の軸方向断面図及び軸受周囲の拡大図を示し、(b)は軸受の斜視図である。図7は、軸受の動作を説明する説明図である。図8は、軸受構造を示す周方向断面図及び斜視図である。図9は、軸受ユニット10の中心断面位置における斜視図及び各構成部品の形状を示す説明図であって、陽極回転軸7が位置する方向を重力方向上側に向けて、回転軸方向を重力方向と平行にした状態を示す。図10は、軸受ユニット10における予圧構造を示す軸方向断面の説明図であって、陽極回転軸7が位置する方向を重力方向下側に向けて、回転軸方向を重力方向と平行にした状態の回転中心軸から外縁までを示す。
軸箱9に軸受スペーサ20を固定する。以下、軸箱9側の軸受スペーサ20の固定位置を、軸箱固定位置11といい、軸受スペーサ20側の軸箱9に固定する位置をスペーサ固定位置11bという。二つの軸受は、軸受スペーサ20を挟んで配置される。
図14は、重力方向に沿って上側に位置する軸受のみに予圧構造及びアキシャル隙間を備えた軸受ユニットの挙動を示す説明図である。
そのため、初期なじみ運転時にボール位置にある程度の遊びを許容しつつ、最終的になじみ運転が完了した後にはボール位置を安定させて運転させることができる。また、回転体荷重に制限されること無く、バネ荷重を小さい範囲で調整可能とすることで、軸受の潤滑性能を向上させることが可能となる。
第二実施形態は、外輪が回転して陽極ターゲットを回転させる管球構造である。以下、図17乃至図21に基づいて第二実施形態について説明する。図17は、第二実施形態に係るX線管球の概略構成を示す軸方向断面図である。図18は、回転陽極の概略構成を示す軸方向断面図(但し回転中心軸から外縁までを示す)である。図19は、第二実施形態に係る予圧構造軸受を採用した軸受ユニット10の軸方向断面図(但し回転中心軸から外縁までを示す)である。図20は、第二実施形態に係る軸受ユニットにアキシャル方向荷重が印加されていないときの軸受ユニットの挙動を示す説明図である。図21は、第二実施形態に係る軸受ユニットにアキシャル方向荷重が印加されているときの軸受ユニットの挙動を示す説明図である。なお、図17から図21を通じて、第一実施形態同様の構成については同一符号を付して重複した説明を省略する。
上記各実施形態に係る回転陽極型X線管球を、X線撮影装置に用いてもよい。X線撮影装置の一例として、本実施形態ではX線CT装置を例に挙げて説明をするが、透視及び撮影を行えるX線透視撮影装置や、移動型又は天井などに固定してX線画像を撮影するX線撮影装置など、X線を用いて被検体を撮像するX線撮影装置であれば、上記実施形態に係る回転陽極型X線管球を適用できる。図22は、上記実施形態に係る回転陽極型X線管球を用いたX線CT装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
スキャンガントリ部611は、上記実施形態に係る回転陽極型X線管装置601と、回転円盤602と、コリメータユニット603と、X線検出器606と、データ収集装置607と、寝台605と、ガントリ制御装置608と、寝台制御装置609と、X線制御装置610とを備えている。
Claims (9)
- 電子線を発生する陰極と、
前記電子線が衝突してX線を発生する陽極ターゲットを含む回転陽極と、
を備えた回転陽極型X線管装置であって、
前記回転陽極は、前記陽極ターゲットとともに回転する回転体と、前記回転体の回転を潤滑にするための軸受ユニットと、前記回転体を、前記軸受ユニットを介して回転可能に支持する固定体と、を備え、
前記軸受ユニットは、前記回転体の軸方向に沿って配置された複数の軸受と、各軸受に対して一つずつ設けられた予圧構造と、を含み、
前記予圧構造のそれぞれは、前記軸受のそれぞれに対し、前記回転体の回転軸方向が重力方向と一致した状態において、前記回転体から前記軸受に印加される荷重よりも小さい予圧量を前記軸受に付与し、
前記軸受のそれぞれは、転動体となるボールと、当該ボールの接触面を含む軸受曲面を有する内輪と、前記ボールを挟んで前記内輪とは反対側に位置し、前記ボールとの接触面を有する外輪と、を備え、
前記予圧構造は、予圧を生じさせる予圧バネと、前記予圧バネ及び前記軸受の間に配置される予圧子と、を備え、前記予圧バネは、前記予圧子を介して前記軸受に対し予圧を付与し、
前記軸受ユニットは、隣合う二つの前記軸受の間に配置された軸受スペーサを更に備え、当該軸受スペーサは前記固定体に固定され、前記予圧バネの一端部は前記軸受スペーサにより支持され、他端部は前記予圧子に当接し、
前記軸受スペーサと前記予圧子との間に、前記回転軸方向に沿ったアキシャル隙間を形成し、
前記回転陽極の姿勢が、前記回転軸方向が重力方向と一致する向きになった状態において、前記重力方向に沿って上側に位置する前記軸受に対する前記予圧構造に含まれる前記予圧子は、前記軸受スペーサに接触して前記アキシャル隙間の隙間幅が0となり、
前記回転陽極の姿勢が、前記回転軸方向が水平方向と一致する向きになった状態において、それぞれの前記軸受に対する前記予圧構造に含まれる前記予圧子と前記軸受スペーサとの間に、前記アキシャル隙間が形成される、
ことを特徴とする回転陽極型X線管装置。 - 前記回転陽極は、前記陽極ターゲットに接続される陽極回転軸と、前記陽極回転軸及び前記軸受ユニットを収容する軸箱と、を更に備え、
前記回転体は、前記陽極ターゲット及び前記陽極回転軸を含み、
前記固定体は、前記軸箱を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転陽極型X線管装置。 - 前記軸受スペーサは、前記軸箱の内壁面に固定されるとともに隣り合う軸受に含まれる二つの外輪の間に配置され、
前記予圧子は、それぞれの前記軸受の前記外輪と前記軸受スペーサとの間に配置され、
前記予圧バネは、一端部が前記軸受スペーサに当接し、他端部がそれぞれの前記予圧子に当接し、
前記軸受スペーサとそれぞれの前記予圧子との間には、前記アキシャル隙間が形成される、
ことを特徴とする請求項2に記載の回転陽極型X線管装置。 - それぞれの前記軸受の前記内輪は、前記陽極回転軸と一体的に形成される、
ことを特徴とする請求項2に記載の回転陽極型X線管装置。 - 前記回転陽極は、前記陽極ターゲットに接続される軸箱と、前記軸受ユニットを介して前記軸箱を回転自在に支持する固定軸と、を更に備え、
前記軸箱は、前記軸受ユニット及び前記固定軸を収容し、
前記回転体は、前記陽極ターゲット及び前記軸箱を含み、
前記固定体は、前記固定軸を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転陽極型X線管装置。 - 前記軸受ユニットは、前記固定軸の径方向に沿って相対的に外側に、かつ隣り合う前記軸受の前記外輪の間に配置される外径側スペーサと、前記固定軸の径方向に沿って相対的に内側に、かつ前記隣り合う軸受の前記内輪の間に配置される内径側スペーサと、を含み、
前記外径側スペーサは、前記軸箱の内壁面に固定されるとともに、前記隣り合う軸受に含まれる二つの前記外輪に当接し、
前記内径側スペーサは、前記固定軸の外表面に固定され、
前記予圧子は、それぞれの前記軸受の前記内輪と前記内径側スペーサとの間に配置され、
前記予圧バネは、一端部が前記内径側スペーサに当接し、他端部がそれぞれの前記予圧子に当接し、
前記内径側スペーサとそれぞれの前記予圧子との間には、前記アキシャル隙間が形成される、
ことを特徴とする請求項5に記載の回転陽極型X線管装置。 - 電子線を発生する陰極と、
前記電子線が衝突してX線を発生する陽極ターゲットを含む回転陽極と、
を備えた回転陽極型X線管装置であって、
前記回転陽極は、前記陽極ターゲットとともに回転する回転体と、前記回転体の回転を潤滑にするための軸受ユニットと、前記回転体を、前記軸受ユニットを介して回転可能に支持する固定体と、を備え、
前記軸受ユニットは、前記回転体の回転軸方向に沿って配置された複数の軸受と、それぞれの前記軸受に対して一つずつ設けられた予圧構造と、隣り合う前記複数の軸受の間に配置される軸受スペーサと、を含み、
前記軸受のそれぞれは、転動体となるボールと、当該ボールの接触面を含む軸受曲面を有する内輪と、前記ボールを挟んで前記内輪とは反対側に位置し、前記ボールとの接触面を含む軸受曲面を有する外輪と、を備え、
前記予圧構造のそれぞれは、予圧を生じさせる予圧バネと、前記予圧バネと前記軸受との間に配置されるスペーサからなる予圧子と、を含み、
前記軸受スペーサは前記固定体に固定され、前記予圧バネの一端部は前記軸受スペーサにより支持され、他端部は前記予圧子に当接し、
前記軸受スペーサと前記予圧子との間に前記回転軸方向に沿ったアキシャル隙間を形成し、前記軸受スペーサの前記回転軸方向の長さは、前記陽極ターゲットから生じる熱により前記軸受スペーサが熱膨張をした場合においても前記アキシャル隙間が確保される寸法で形成され、
前記回転陽極の姿勢が、前記回転軸方向が重力方向と一致する向きになった状態において、前記重力方向に沿って上側に位置する前記軸受に対する前記予圧構造に含まれる前記予圧子は、前記軸受スペーサに接触して前記アキシャル隙間の隙間幅が0となり、前記回転陽極の姿勢が、前記回転軸方向が水平方向と一致する向きになった状態において、それぞれの前記軸受に対する前記予圧構造に含まれる前記予圧子と前記軸受スペーサとの間に、前記アキシャル隙間が形成される、
ことを特徴とする回転陽極型X線管装置。 - 電子線を発生する陰極と、
前記電子線が衝突してX線を発生する陽極ターゲットを含む回転陽極と、
を備えた回転陽極型X線管装置であって、
前記回転陽極は、前記陽極ターゲットとともに回転する回転体と、前記回転体の回転を潤滑にするための軸受ユニットと、前記回転体を、前記軸受ユニットを介して回転可能に支持する固定体と、を備え、
前記軸受ユニットは、前記回転体の回転軸方向軸方向に沿って配置された複数の軸受と、それぞれの前記軸受に対して一つずつ設けられた予圧構造と、隣り合う前記複数の軸受の間に配置される軸受スペーサと、を含み、
前記予圧構造のそれぞれは、予圧を生じさせる予圧バネと、前記予圧バネと前記軸受との間に配置されるスペーサからなる予圧子と、を含み、
前記軸受スペーサは前記固定体に固定され、前記予圧バネの一端部は前記軸受スペーサにより支持され、他端部は前記予圧子に当接し、
前記軸受スペーサと前記予圧子との間に前記回転軸方向に沿ったアキシャル隙間を形成し、
前記回転陽極の姿勢が、前記回転軸方向が重力方向と一致する向きになった状態において、前記重力方向に沿って上側に位置する前記軸受に対する前記予圧構造に含まれる前記予圧子は、前記軸受スペーサに接触して前記アキシャル隙間の隙間幅が0となり、
前記回転陽極の姿勢が、前記回転軸方向が水平方向と一致する向きになった状態において、それぞれの前記軸受に対する前記予圧構造に含まれる前記予圧子と前記軸受スペーサとの間に、前記アキシャル隙間が形成される、
ことを特徴とする回転陽極型X線管装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の回転陽極型X線管装置と、
前記回転陽極型X線管装置に高電圧を印加するX線制御装置と、
を備えたことを特徴とするX線撮影装置。
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