JPH0230044A

JPH0230044A - 磁気軸受により支持された回転アノードを有するエックス線管

Info

Publication number: JPH0230044A
Application number: JP1140218A
Authority: JP
Inventors: Maurice Brunet; モーリス・ブルーネ; Pierre Lemerle; ピエール・ルメルル
Original assignee: Societe de Mecanique Magnetique SA
Current assignee: Societe de Mecanique Magnetique SA
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1990-01-31
Also published as: FR2632451B1; JPH0530014B2; FR2632451A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］〈産業上の利用分野〉本発明は、磁気軸受により支持された回転アノードを有
するエックス線管であって、（ａ）絶縁ケーシングと、
（ｂ）アノードを支持するべく前記絶縁ケーシングの内
部に配設された回転ユニットとを有し、前記回転ユニッ
トが、前記絶縁ケーシングに固着されかつ同軸をなす円
筒形固定支持体に対して少なくとも２つの玉軸受により
選択的に支持される内側ロッドと、前記内側ロッドに対
して同軸をなすようにかつ前記円筒形支持体に対して接
触することなく円筒形外側部材により構成されかつ前記
アノード、前記内側ロッド及び前記円筒形外側部材を支
持するべき前端部を有するベル型の部材とを有し、（ｃ
）前記回転ユニットの円筒形外側部分の外側の前記絶縁
ケーシングの外面に配設されたステータを備える、前記
回転ユニットを駆動するための電動モータと、（ｄ）前
記絶縁ケーシングの外側に配設されたステータを有する
磁気軸受とを有するエックス線管に関する。

〈従来の技術〉特開昭５９−６０９５０号公報には、回転アノードを非
接触式に支持するための磁気軸受を備える形式のエック
ス線管が開示されている。一端部にてアノードに固着さ
れた円筒形部分を支持するために用いられている半径方
向に作用する２つの磁気軸受は、いずれも同一の構造及
び特性を有しており、円筒形部材の一端に突設された回
転アノードを支持する構造を煩雑化し、その小形化を阻
害している。しかも、特開昭５９−６０９５０号公報に
開示された実施例によれば、各磁気軸受が複合形式のも
のからなり、永久磁石を用いるものであるため、磁気軸
受構造の小形化を困難にし、製造過程を煩雑化している
。

ヨーロッパ特許公開第９７５９０号公報には、更に、絶
縁ケーシング内に受容されたステータのための能動的な
軸受装置が開示されており、この装置は、とくにエック
ス線管の回転アノード軸を支持するべく適合されている
。この磁気軸受は、軸線方向及び半径方向の両方向に対
して作用する円錐形をなす２つの同一の磁気軸受を備え
ている。

やはり、２つの同一の磁気軸受を用いることにより、装
置を充分に小形化できず、回転ユニットに対して能動的
磁気軸受の作用を最適化することができない。

〈発明が解決しようとする課題〉このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、小型であって、効率的であって、しかも信頼性の高
い、絶縁ケーシング内に配置されたアノードを支持する
ための回転ユニットを非接触式に支持することのできる
エックス線管を提供することにある。

［発明の構成］く課題を解決するための手段〉このような本発明の目的は、上記形式のエックス線管で
あって、前記回転ユニットのベル型をなす部分の前記前
端部が円錐台形をなし、その大径側に設けられた前端面
が前記アノードの側に位置しており、かつ前記回転ユニ
ットを支持する前記磁気軸受が、（ｄ１）コイルを備え
かつ絶縁ケーシングの外側に配設されたステータヨーク
と、前記アノードとは相反する側の前記円筒形外側部材
の後部に、前記ステータヨークに対応するよう取着され
たロータとしてのアーマチュアとを有する後側能動的ラ
ジアル磁気軸受と、（ｄ２）前記後側能動的ラジアル磁
気軸受よりも大型であってかつ半径方向及び軸線方向の
両者に対して作用するべく円錐形をなすと共に、前記絶
縁ケーシングの外側に配設されかつコイルを備えるステ
ータヨークと、前記ステータヨークに対応するように、
前記前端部に取着されたロータとしてのアーマチュアと
を有する能動的円錐形磁気軸受と、（ｄ３）前記アノー
ドを支持する前記ロッドの外側に位置する前記絶縁ケー
シングの外面に配設されかつコイルを有するステータヨ
ークを有すると共に、前記前端部の大径側の前記前面に
対向するように設けられた能動的スラスト磁気軸受とを
有することを特徴とするエックス線管を提供することに
より達成される。

特に、前記能動的スラスト磁気軸受が、少なくとも２つ
の互いに独立したセクタをなすステータヨークを備え、
該ステータヨークが、−前記回転ユニットに対して半径
方向を向く面に於てリングを構成するコイルを備えてい
ると良い。

成る実施例によれば、前記能動的スラスト磁気軸受が、
１８０度の角度範囲に亘って延在する、互いに独立した
２つのセクタからなり、それぞれスラスト支持を行なう
ためのコイルを備えている。

例えば、前記円錐形磁気軸受のステータヨーク及びアー
マチュアが、前記ラジアル磁気軸受の前記ステータヨー
ク及び前記アーマチュアの軸線方向長さの約１．５〜２
倍の長さに亘って回転ユニットの軸線方向に沿って延在
する。

本発明の他の特徴によれば、第１及び第２の半径方向位
置センサが、前記回転ユニットの周りを１８０度の円弧
をなすよう前記ラジアル磁気軸受及び前記円錐形磁気軸
受の近傍にそれぞれ延在する。

前記回転ユニットの外側にあって１８０度の角度範囲に
亘るセクタをなすようにかつ前記第２の半径方向位置セ
ンサと同一の半径面内に於て、前記円錐形磁気軸受の近
傍に延在する少なくとも１つの軸線方向位置センサを有
すると良い。

前記軸線方向センサが誘導式であって、共通のアーマチ
ュアと協働するように前記絶縁ケーシングの外側に配設
されたコイルを有する少なくとも２つの磁気回路を備え
ると良い。

本発明の上記した或いは外の特徴及び利点は、添付の図
面を参照することにより以下の記載から自ずと明らかに
なろう。

〈実施例〉以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は、回転アノード１５を受容する空室を公知の要
領をもって郭成する部分４を有する絶縁ケーシング３を
備えたエックス線管２０を単純化して示している。この
ようなエックス線管は、エックス線照射装置のエックス
線源をなす。

本発明は、ロッド１４を介してアノード１５に連結され
た回転ユニット１０の構造及びエックス線管を小形化し
得るような、回転ユニットを支持するための磁気軸受の
配置に関する。回転ユニット１０は、アノード１５の回
転軸線に対して同軸的に延在するベル型の部材を備えて
おり、この部材は、外周面１３１及び前端面１３２を有
する円錐台形をなす前端部１３を有する側のアノード１
５の端部に連結されている。前記前端面１３２はこの円
錐台形をなすアノードの前端部１３の大径側に位置して
いる。

回転ユニット１０は、更に、一端部にて前記前端部１３
に固着された内側ロッド１１を備えており、磁気軸受の
停止時または故障時にあっては、この内側ロッド１１が
、前端部１３及び内側ロッド１１と同軸をなすように絶
縁ケーシング３に固着された円筒形固定支持体２１に対
して、一対の補助玉軸受１．２によって軸支される。回
転ユニット１０の、前端部１３の側に位置する補助玉軸
受１は、内側ロッド１１の遊端部の近傍に位置する玉軸
受２よりも大型であってかつ第１図に示されたように、
例えば、２個の玉軸受を組合わせてなるものであって良
い。

回転ユニット１０を駆動する・ための非同期モータ３０
は、回転ユニット１０の円筒形外側部材１２の外面上に
あって、回転ユニット１０の軸線に対して平行をなす複
数の銅製のバーを備えるアーマチュア３３と、磁性鉄板
を積層してなるコア３１及び対応する励起コイル３２を
備えるステータとを有する。アーマチュア３３は、絶縁
ケーシング３の内部に配置されており、コア３２は、フ
レーム２２に固着されており、励起コイル３２は、絶縁
ケーシング３の外側に配設されている。

エックス線管２０の絶縁ケーシング３は、前端部１３及
び外側円筒部１２の外面を包囲する部分に関して、ヨー
ロッパ特許公開第９７５９０号公報に開示されたものと
同様であって良く、即ち、ガラス等の絶縁材料からなる
ものであって良いが、いずれにせよ特定の磁気軸受及び
位置センサに応じて適宜な構造を有するものであって良
い。

回転ユニット１０の磁気軸受は、補助玉軸受２と協働す
る内側ロッド１１の遊端部の近傍にあって、外側円筒形
部材１２の後端部に配置された能動的ラジアル磁気軸受
４０を有する。

ラジアル磁気軸受４０は、絶縁ケーシング３の外側のフ
レーム２２に固着された、ソレノイド４２を備えるステ
ータヨーク４１を有する公知形式のものからなる。ラジ
アル磁気軸受４０のステータ部分４１．４２は、回転ユ
ニット１０の外側円筒形部材１２の後部に、ステータヨ
ーク４１と協働するように取着されたロータ即ちアーマ
チュア４３と協働する。

公知のエックス線管に於て用いられる磁気軸受の場合と
異なり、磁気軸受４０が設けられた第１の領域から軸線
方向に隔置された領域に於ける回転ユニット１０の半径
方向位置を保持するために、第１の磁気軸受と同様な第
２の磁気軸受が用いられていない。

即ち、前端部１３の側に於ける回転ユニット１０の支持
は、後端側の能動的ラジアル磁気軸受よりも大型であっ
て、しかも軸線方向及び半径方向の両方向に対して作用
可能であるように円錐形をなす異なる形式の能動的磁気
軸受によって行なわれる。

円錐形磁気軸受５０は、コイル５２を備えると共に、絶
縁ケーシング３の外側のフレーム２２に固着されたステ
ータヨーク５１を有する。円錐形磁気軸受５０のステー
タ部分５１．５２は、回転ユニット１０の前端部１３の
周辺部にステータヨーク５１に対応するように位置する
ロータ即ちアーマチュア５３と協働する。円錐形磁気軸
受５０のステータヨーク５１及びアーマチュア５３は、
ラジアル磁気軸受４０のステータヨーク４１及びアーマ
チュア４３の軸線方向長さの約１．５〜２倍の長さに亘
って軸線方向に延在している。円錐形磁気軸受５０がラ
ジアル磁気軸受４０よりも大型であることにより、アノ
ード１５の近傍に於て、応答をより効率的かつ強力にし
ている。

前端部１３及びアーマチュア５３が円錐台形をなしてい
ることにより、磁気軸受５０は、回転ユニット１０の軸
線方向前方に向かう力に対抗すると共に、アノード１５
と回転ユニット１０とを接続するロッド１４の周りに配
設され、前端部１３の前面と協働するスラスト磁気軸受
６０による軸線方向後方に向かう力にも対抗することが
できる。

スラスト磁気軸受６０は、それ自身、接続面６５により
互いに分離された、絶縁材料からなりかつそれぞれ１８
０度の範囲に亘って延在する２つのステータヨーク部分
をなす２つの独立したセクタ６１．６３を有する。スラ
スト磁気軸受のステータヨークの２つの独立セクタ６１
．６３は、回転ユニット１０に対して半径方向面に於て
いんげん豆状をなす閉じたリングを郭成する（第２図参
照）。スラスト磁気軸受６０のステータヨークの２つの
セクタ６１．６３は、回転ユニット１０の軸線を中心と
する円弧状をなし、かつ回転ユニット１０の前端部１３
の前面１３２の周縁部に対向する端面を有する極片を構
成する。スラスト磁気軸受６０のステータヨークの各セ
クタ６１．６３及びコイル６２．６４は、それぞれ内側
と外側とで異なる極性の磁極を形成する。

スラスト軸受６０のステータの２つの半分部分６１．６
２及び６３．６４は、絶縁ケーシング３の補強部材とし
ての部分４に対してクリップ６６により固着されている
。

第１図、第３図及び第４図に於て、回転ユニット１０の
位置センサからの信号に基づき、能動的磁気軸受４０．
５０及びスラスト磁気軸受６０のコイルの電流を図示さ
れない古典的なサーボ回路により制御する。

第１及び第２のラジアル位置センサ７０．８０は、外側
円筒形部材１２に対応するように、絶縁ケーシング３の
外面上に位置するようにラジアル磁気軸受４０及び円錐
形磁気軸受５０の近傍に配設されており、例えばエック
ス線管２０の下部などに、１８０度の範囲を有するセク
タをなすように延在する。これにより、磁気軸受５０の
近傍に位置する軸線方向センサ９０を絶縁ケース３上に
配置し、ラジアルセンサ８０と同一の平面内に於て軸線
方向位置の検出を行なうことができる。軸線方向センサ
９０も、外側円筒形部材１２の周囲を１８０度の範囲の
セクタをなすように延在する。

第１図、第３図及び第４図に示されたラジアル位置セン
サ７０．８０及び軸線方向センサ９０の実施例は、いず
れも誘導式のものからなる。

各ラジアル位置センサ７０．８０は、１８０度に亘って
延在し、かつフレーム２０に固着された磁性薄板材料か
らなるヨーク７１．８１と、コイル７２．８２とをそれ
ぞれ有する。磁性薄板材料からなる環状アーマチュア７
３．８３は、絶縁ケーシング３の内部の外側円筒形部材
１２に、ヨーク７１．８１に対応するように固着され、
Ｕ転ユニット１０の半径方向位置の精度を高めるリング
として機能する。

第３図及び第４図に示されているように、各位置センサ
７０．８０は、第１の軸線Ｘ′Ｘ及びそれに直交する第
２の軸線Ｙ’　Ｙの近傍にそれぞれ配設された２対の電
磁石ｅｌ、ｅ２及びｅ３、ｅ４を有する。

第３図に示された実施例の場合、基準軸線Ｘ′Ｘ、Ｙ’
　Ｙは、それぞれ水平及び垂直軸線を４５度回転して得
られたもので、軸線Ｘ′Ｘに沿う変位は、軸線Ｘ′Ｘに
対して３０度の間隔をおいて対称的に対峙する電磁石ｅ
ｌ、ｅ２により供給される信号により検出され、軸線Ｙ
’　Ｙに沿う変位は、軸線Ｙ’　Ｙに対して３０度の間
隔をおいて対称的に対峙する電磁石ｅ３、ｅ４により供
給される信号により検出される。

第４図に示された実施例に於ては基準軸線Ｘ′Ｘ及びＹ
’　Ｙがそれぞれ水平軸線及び垂直軸線に一致している
。基準軸線Ｙ’　Ｙに沿う変位は、第３図の実施例の場
合と同様に、基準軸線Ｙ’　Ｙに対して３０度の間隔を
おいて対称的に対峙する電磁石ｅ３、ｅ４により供給さ
れる信号により検出され、基準軸線Ｘ′Ｘに沿う変位は
基準軸線Ｘ′Ｘに対して３０度の間隔をおいて対称的に
対峙する電磁石ｅｌＳｅ２により供給される信号により
検出される。

ラジアル位置センサ８０は、ラジアル位置センサ７０と
同様の構造を有するものであって良い。

軸線方向センサ９０も誘導式であって、それぞれコイル
９２を有する２つの磁性薄板コア９１を有し、それぞれ
ラジアル位置センサ７０．８０のものと同様の構造を有
する。いずれにせよ、軸線方向センサ９０に於ては、一
対のステータ要素９１．９２が、それぞれ外側円筒形部
材１２に取着された環状をなす積層磁性薄板からなるア
ーマチュア８３と協働するべく絶縁ケーシング３上に配
設されており、アーマチュア８３は、これら２つの磁気
回路９１に対して同時に機能し得るような長さに亘って
軸線方向に延在している。磁気回路９１と共通のアーマ
チュア８３との間の異なる対応関係により、各磁気回路
に対応するように設けられた各コイル９２から得られた
信号は、回転ユニット１０の軸線方向位置に関する情報
を供給し、軸線方向位置を所定値に保持するようにスラ
スト軸受６０及び円錐形軸受５０をサーボ制御すること
を可能にする。

第１図に於て、上記実施例に対する変形実施例として、
軸線方向センサ９０及びラジアル位置センサ８０をいず
れもエックス線管の上部に配置し、かつラジアル位置セ
ンサ８０の基準リングと共通な環状アーマチュア８３と
協働するようしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づくエックス線管の二実施例を示
す縦断面図である。第２図は、能動的磁気軸受装置としてのスラスト軸受の
端面を示すべく第１図に於ける■−■線について見た断
面図である。第３図は、回転ユニットの位置センサを示すために第１
図の■−■線について見た断面図である。第４図は、第３図の実施例に対する変形実施例を示す第
３図と同様の図である。３・・・絶縁ケーシング４・・・部分１０・・・回転ユニット１１・・・内仰１０ッド１２・・・円筒形外側部材１３・・・前端部１４・・・ロッド１５・・・アノード２０・・・エックス線管２２・・・フレーム３１・・・クリップ３２・・・コイル３３・・・アーマチュア４０・・・ラジアル磁気軸受４１・・・ステータヨーク４２・・・電磁石４３・・・アーマチュア５０・・・円錐形磁気軸受５１・・・ステータヨーク５２・・・コイル５３・・・アーマチュア６０・・・スラスト磁気軸受６１．６３・・・セクタ６２．６４・・・コイル７０．８０・・・位置センサ７１．８１・・・ステータヨーク７２．８２・・・コイル７３．８３・・・アーマチュア１３１・・・外周面１３２・・・前端面特許出願人　ソシエテ・デ・メカニーク・マグネテーク
Φエスアー

Claims

【特許請求の範囲】１、磁気軸受により支持された回転アノードを有するエ
ックス線管であって、（ａ）絶縁ケーシングと、（ｂ）アノードを支持するべく前記絶縁ケーシングの内
部に配設された回転ユニットとを有し、前記回転ユニッ
トが、前記絶縁ケーシングに固着されかつ同軸をなす円
筒形固定支持体に対して少なくとも２つの玉軸受により
選択的に支持される内側ロッドと、前記内側ロッドに対
して同軸をなすようにかつ前記円筒形支持体に対して接
触することなく円筒形外側部材により構成されかつ前記
アノード、前記内側ロッド及び前記円筒形外側部材を支
持するべき前端部を有するベル型の部材とを有し、（ｃ）前記回転ユニットの円筒形外側部分の外側の前記
絶縁ケーシングの外面に配設されたステータを備える、
前記回転ユニットを駆動するための電動モータと、（ｄ）前記絶縁ケーシングの外側に配設されたステータ
を有する磁気軸受とを有し、前記回転ユニットのベル型をなす部分の前記前端部が円
錐台形をなし、その大径側に設けられた前端面が前記ア
ノードの側に位置しており、かつ前記回転ユニットを支
持する前記磁気軸受が、（ｄ１）コイルを備えかつ絶縁ケーシングの外側に配設
されたステータヨークと、前記アノードとは相反する側
の前記円筒形外側部材の後部に、前記ステータヨークに
対応するよう取着されたロータとしてのアーマチュアと
を有する後側能動的ラジアル磁気軸受と、（ｄ２）前記後側能動的ラジアル磁気軸受よりも大型で
あってかつ半径方向及び軸線方向の両者に対して作用す
るべく円錐形をなすと共に、前記絶縁ケーシングの外側
に配設されかつコイルを備えるステータヨークと、前記
ステータヨークに対応するように、前記前端部に取着さ
れたロータとしてのアーマチュアとを有する能動的円錐
形磁気軸受と、（ｄ３）前記アノードを支持する前記ロッドの外側に位
置する前記絶縁ケーシングの外面に配設されかつコイル
を有するステータヨークを有すると共に、前記前端部の
大径側の前記前面に対向するように設けられた能動的ス
ラスト磁気軸受とを有することを特徴とするエックス線
管。２、前記能動的スラスト磁気軸受が、少なくとも２つの
互いに独立したセクタをなすステータヨークを備え、該
ステータヨークが、前記回転ユニットに対して半径方向
を向く面に於てリングを構成するコイルを備えているこ
とを特徴とする請求項１記載のエックス線管。３、前記能動的スラスト磁気軸受が、１８０度の角度範
囲に亘って延在する、互いに独立した２つのセクタから
なり、それぞれスラスト支持を行なうためのコイルを備
えていることを特徴とする請求項２記載のエックス線管
。４、前記円錐形磁気軸受のステータヨーク及びアーマチ
ュアが、前記ラジアル磁気軸受の前記ステータヨーク及
び前記アーマチュアの軸線方向長さの約１．５〜２倍の
長さに亘って回転ユニットの軸線方向に沿って延在する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエ
ックス線管。５、第１及び第２の半径方向位置センサが、前記回転ユ
ニットの周りを１８０度の円弧をなすよう前記ラジアル
磁気軸受及び前記円錐形磁気軸受の近傍でそれぞれ延在
することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
のエックス線管。６、前記第１及び第２の半径方向位置センサが、それぞ
れ誘導式であって、前記絶縁ケーシングの外側に配設さ
れた検出要素を有することを特徴とする請求項５に記載
のエックス線管。７、前記回転ユニットの外側にあって１８０度の角度範
囲に亘るセクタをなすようにかつ前記第２の半径方向位
置センサと同一の半径面内に於て、前記円錐形磁気軸受
の近傍に延在する少なくとも１つの軸線方向位置センサ
を有することを特徴とする請求項５若しくは６記載のエ
ックス線管。８、前記軸線方向センサが誘導式であって、共通のアー
マチュアと協働するように前記絶縁ケーシングの外側に
配設されたコイルを有する少なくとも２つの磁気回路を
備えることを特徴とする請求項７記載のエックス線管。９、共通な前記アーマチュアが、前記第２の半径方向位
置センサのアーマチュアをも構成することを特徴とする
請求項６若しくは８に記載のエックス線管。１０、前記円錐形磁気軸受の側に設けられた補助玉軸受
が、前記ラジアル磁気軸受の側に設けられた補助玉軸受
よりも大型であることを特徴とする請求項１乃至９のい
ずれかに記載のエックス線管。