JPWO2014034632A1 - Rotating anode type X-ray tube apparatus and X-ray imaging apparatus - Google Patents

Rotating anode type X-ray tube apparatus and X-ray imaging apparatus Download PDF

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Abstract

回転陽極型X線管装置において必要とされる予負荷、すなわち、熱伝導による時遅れがなく、過負荷をかけない予圧構造を提供することを目的とする。陰極と回転陽極とを備えた回転陽極型X線管装置であって、回転陽極は、陽極ターゲットとともに回転する回転体(8a,8b)と、回転体の回転を潤滑にするための軸受ユニット(10)と、回転体を軸受ユニット(10)を介して回転可能に支持する固定体と、を備え、軸受ユニット(10)は、回転体の軸方向に沿って配置された複数の軸受(13,17)と、各軸受に対して一つずつ設けられた予圧構造(14,16,207,208)とを含み、予圧構造のそれぞれは、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軸受に印加する。It is an object of the present invention to provide a preload structure that does not cause a preload required for a rotary anode type X-ray tube device, that is, a time delay due to heat conduction and does not overload. A rotary anode type X-ray tube apparatus including a cathode and a rotary anode, wherein the rotary anode is a rotary body (8a, 8b) that rotates together with the anode target, and a bearing unit for lubricating the rotation of the rotary body ( 10) and a fixed body that rotatably supports the rotating body via the bearing unit (10). The bearing unit (10) includes a plurality of bearings (13) arranged along the axial direction of the rotating body. 17) and one preload structure (14, 16, 207, 208) provided for each bearing, each of the preload structures being in the direction of the rotation axis of the rotating body with respect to each of the bearings. Is applied to the bearing with a preload amount smaller than the load applied to the bearing from the rotating body.

Description

本発明は、回転陽極型X線管装置及びX線撮影装置に関し、特に回転特性(振動、騒音及び軸受潤滑性能)の改良技術に関する。   The present invention relates to a rotary anode type X-ray tube apparatus and an X-ray imaging apparatus, and more particularly to a technique for improving rotational characteristics (vibration, noise, and bearing lubrication performance).

熱膨張を用いた予圧構造の一例として、特許文献1には、組み合わせ回転素子ベアリングの外側リング又は内側リングに1つ又は複数のスペーサを隣接して配置し、加熱又は冷却によりこのスペーサの軸方向の寸法を増加又は減少させて予負荷を制御する技術が開示されている。   As an example of a preload structure using thermal expansion, Patent Document 1 discloses that one or more spacers are arranged adjacent to an outer ring or an inner ring of a combined rotary element bearing, and the axial direction of the spacers by heating or cooling. A technique for controlling the preload by increasing or decreasing the size of the sensor is disclosed.

特開2009-257586号公報JP 2009-257586

スペーサの熱膨張を用いた定位置予圧構造の場合、熱膨脹時にスペーサにより、ボールが同一位置に押さえつけられる結果となる。そのため、固体潤滑軸受の場合、特に初期のなじみ運転時に、軸受レース面に対して微小磨耗を発生させる可能性があった。   In the case of the fixed position preload structure using the thermal expansion of the spacer, the result is that the ball is pressed to the same position by the spacer during the thermal expansion. For this reason, in the case of a solid lubricated bearing, there is a possibility that minute wear will occur on the bearing race surface, particularly during the initial running-in operation.

更に、スペーサは、X線発生時には100〜200℃に加熱され、負荷条件によっても温度が変化する。このため、特許文献1に開示されたスペーサ熱膨脹を用いて予圧を制御する手法では、外部からの熱によるアキシャル隙間程度(数10μm)の制御が困難である。また、スペーサの熱容量による時遅れも発生するため、X線管球の回転陽極の高速回転振動による高周波でのボール振動及びそれを抑えるためのアキシャル隙間変化を制御することは困難である。   Furthermore, the spacer is heated to 100 to 200 ° C. when X-rays are generated, and the temperature changes depending on the load condition. For this reason, in the method of controlling the preload using the spacer thermal expansion disclosed in Patent Document 1, it is difficult to control the axial gap (several tens of μm) due to heat from the outside. Further, since a time delay due to the heat capacity of the spacer also occurs, it is difficult to control ball vibration at a high frequency due to high-speed rotational vibration of the rotating anode of the X-ray tube and axial gap change for suppressing it.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、熱伝導による時遅れがない予圧構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a preload structure in which there is no time delay due to heat conduction.

上記課題を解決するために、本発明は、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、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する、ことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rotary anode X-ray tube device comprising: a cathode that generates an electron beam; and a rotary anode that includes an anode target that generates X-rays when the electron beam collides. The rotating anode supports a rotating body rotating together with the anode target, a bearing unit for lubricating rotation of the rotating body, and the rotating body rotatably via the bearing unit. A fixed body, and the bearing unit includes a plurality of bearings arranged along a rotation axis direction of the rotating body, and a preload structure provided for each of the bearings. Each of the structures gives the bearing a preload amount smaller than a load applied to the bearing from the rotating body in a state where the rotation axis direction of the rotating body coincides with the direction of gravity. Special To.

本発明によれば、熱伝導による時遅れがない予圧構造を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the preload structure without a time delay by heat conduction can be provided.

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Axial sectional view showing a schematic configuration of a rotary anode type X-ray tube apparatus according to the first embodiment X線管球の概略構成を示す軸方向断面図Axial sectional view showing the schematic configuration of the X-ray tube 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)Axial sectional view showing a schematic configuration of the rotating anode 6 (however, from the rotation center axis to the outer edge) 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)Explanatory diagram showing the heat flow path inside the rotating anode (however, from the rotation center axis to the outer edge) 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Axial sectional view of the bearing unit 10 according to the first embodiment (however, from the rotation center axis to the outer edge) and an enlarged sectional view of the bearing 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。FIG. 2 is an explanatory view showing a bearing structure, in which (a) shows an axial sectional view of the bearing unit 10 and an enlarged view around the bearing, and (b) is a perspective view of the bearing. 軸受の動作を説明する説明図Explanatory drawing explaining operation of bearing 軸受構造を示す周方向断面図及び斜視図Circumferential sectional view and perspective view showing bearing structure 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。FIG. 7 is a perspective view at the center cross-sectional position of the bearing unit 10 and an explanatory diagram showing the shape of each component, in which the direction in which the anode rotation shaft 7 is located is directed upward in the gravity direction, and the rotation axis direction is parallel to the gravity direction. Indicates the state. 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。FIG. 6 is an explanatory diagram of an axial cross-section showing a preload structure in the bearing unit 10, and the rotation center axis in a state where the direction in which the anode rotation shaft 7 is located is directed downward in the gravity direction and the rotation axis direction is parallel to the gravity direction. To the outer edge. 予圧無しかつアキシャル隙間がない軸受ユニットの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。An illustration of an axial section of a bearing unit without preload and without an axial gap, with the direction of the anode rotation shaft 7 facing downward in the direction of gravity and rotation with the rotation axis direction parallel to the direction of gravity Shown from the central axis to the outer edge. 予圧無しかつアキシャル隙間がある軸受ユニットの構成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。It is explanatory drawing of the axial direction cross section which shows the structure of the bearing unit without a preload and an axial gap, Comprising: The direction in which the anode rotating shaft 7 is located turned to the gravity direction lower side, and the rotating shaft direction was made parallel to the gravity direction The state from the rotation center axis to the outer edge is shown. 予圧無しかつアキシャル隙間がある軸受ユニットの挙動を示す説明図であって、(a)は、アキシャル方向荷重が印加され、第一外輪203が落下した状態を示し、(b)は、アキシャル方向荷重が印加されたが、第一外輪203が落下できない状態を示す。It is explanatory drawing which shows the behavior of a bearing unit with no preload and an axial gap, where (a) shows a state in which an axial load is applied and the first outer ring 203 falls, and (b) shows an axial load. Is applied, but the first outer ring 203 cannot be dropped. 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Explanatory drawing showing the behavior of a bearing unit with a preload structure and an axial gap only in the upper bearing along the direction of gravity 、本実施形態に係る軸受ユニット10にアキシャル方向荷重が印加されていないときの挙動を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing behavior when an axial load is not applied to the bearing unit 10 according to the present embodiment. 本実施形態に係る軸受ユニット10にアキシャル方向荷重が印加されたときの挙動を示す説明図Explanatory drawing which shows a behavior when the axial direction load is applied to the bearing unit 10 which concerns on this embodiment 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Cross-sectional view in the axial direction showing a schematic configuration of the X-ray tube according to the second embodiment 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)Axial cross-sectional view showing the schematic configuration of the rotating anode (however, from the rotation center axis to the outer edge) 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)Axial sectional view of the bearing unit 10 adopting the preload structure bearing according to the second embodiment (however, showing from the rotation center axis to the outer edge) 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Explanatory drawing which shows the behavior of a bearing unit when the axial direction load is not applied to the bearing unit which concerns on 2nd embodiment. 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Explanatory drawing which shows the behavior of a bearing unit when the axial direction load is applied to the bearing unit which concerns on 2nd embodiment. 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Functional block diagram showing the overall configuration of the X-ray CT apparatus using the rotating anode type X-ray tube according to the embodiment.

本実施形態に係る回転陽極型X線管装置は、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する、ことを特徴とする。   A rotary anode X-ray tube apparatus according to this embodiment includes a cathode that generates an electron beam, and a rotary anode that includes an anode target that generates an X-ray by collision with the electron beam. The rotating anode includes a rotating body that rotates together with the anode target, a bearing unit that lubricates rotation of the rotating body, and the rotating body that is rotatable via the bearing unit. A fixed body that supports the bearing unit, and the bearing unit includes a plurality of bearings arranged along an axial direction of the rotating body, and a preload structure provided one for each bearing, Each of the preload structures gives the bearing a preload amount smaller than a load applied to the bearing from the rotating body in a state where the rotation axis direction of the rotating body coincides with the direction of gravity. It features that To.

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、を備えてもよい。この場合、前記予圧構造は、予圧を生じさせる予圧バネと、前記予圧バネと前記軸受と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てもよい。   Each of the bearings has a ball as a rolling element, an inner ring having a bearing curved surface including a contact surface of the ball, and a contact surface with the ball that is located on the opposite side of the inner ring with the ball interposed therebetween. And an outer ring. In this case, the preload structure includes a preload spring that generates a preload, and a preloader disposed between the preload spring and the bearing, and the preload spring is attached to the bearing via the preloader. A preload may be applied.

また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てもよい。この場合、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てもよい。   The bearing unit may further include a bearing spacer disposed between the two adjacent bearings. In this case, the bearing spacer may be fixed to the fixed body, one end of the preload spring may be supported by the bearing spacer, and the other end may be in contact with the preloader.

また、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予圧構造に含まれる予圧子は、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、前記各軸受に対する予圧構造に含まれる予圧子のそれぞれ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てもよい。   Further, an axial gap is formed along the rotation axis direction between the bearing spacer and the preloader, and the position of the rotary anode is in a state in which the rotation axis direction coincides with the direction of gravity. The preloader included in the preload structure for the bearing located on the upper side along the gravity direction is in contact with the bearing spacer so that the gap width of the axial gap is 0, and the posture of the rotary anode is in the direction of the rotation axis The axial gap may be formed between each of the preloaders included in the preload structure for each of the bearings and the bearing spacer.

また、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んでもよい。そして、前記固定体を、前記軸箱に含んでもよい。   The rotating anode further includes an anode rotating shaft connected to the anode target, and a shaft box that houses the anode rotating shaft and the bearing unit, and the rotating body includes the anode target and the anode rotating. An axis may be included. The fixed body may be included in the axle box.

上記とは異なる態様として、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てもよい。また、前記各軸受の内輪は、前記陽極回転軸と一体的に形成されてもよい。   As an aspect different from the above, the bearing spacer is fixed between the inner wall surfaces of the axle box and is disposed between two outer rings included in adjacent bearings, and the preloader includes an outer ring of each of the bearings. The one end of the preload spring is disposed between the bearing spacer and the bearing spacer, the other end is in contact with the preloader, and the preload spring is disposed between the bearing spacer and the preloader. The axial gap may be formed. Moreover, the inner ring | wheel of each said bearing may be formed integrally with the said anode rotating shaft.

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、を更に備えてもよい。この場合、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、前記固定軸を含んでもよい。   The rotating anode may further include a shaft box connected to the anode target and a fixed shaft that rotatably supports the shaft box via the bearing unit. In this case, the axle box may house the bearing unit and the fixed shaft, the rotating body may include the anode target and the axle box, and the fixed body may include the fixed shaft.

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、かつ隣り合う前記軸受の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、前記各軸受の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てもよい。前記予圧バネとして、相対的に径が大きな大径コイルバネの中に、相対的に径が小さな小径コイルバネを配置した2重のコイルバネを用いても良い。   The bearing unit is relatively outer along the radial direction of the fixed shaft and relatively outer along the radial direction of the fixed shaft, and an outer diameter side spacer disposed between the outer rings of the adjacent bearings. And an inner diameter side spacer disposed between the inner rings of the adjacent bearings, and the outer diameter side spacer is fixed to the inner wall surface of the axle box and included in the adjacent bearings. Abutting against two outer rings, the inner diameter side spacer is fixed to the outer surface of the fixed shaft, the preloader is disposed between the inner ring of each bearing and the inner diameter side spacer, and the preload spring is One end may contact the inner diameter side spacer, the other end may contact the respective preloader, and the axial gap may be formed between the inner diameter side spacer and each of the preloaders. As the preload spring, a double coil spring in which a small-diameter coil spring having a relatively small diameter is arranged in a large-diameter coil spring having a relatively large diameter may be used.

更に、前記軸受ユニットは、対となる二つの軸受を回転軸方向に沿って対向させ、前記二つの軸受の前記ボールの中心間距離よりも、前記内輪または前記外輪のうち、前記回転体側に位置する軸受曲面と前記ボールの接触点間の距離のほうが長くなるように配置されてもよい。前記各軸受は、固体潤滑材を用いて形成されてもよい。   Further, the bearing unit is configured such that two bearings that are paired face each other along the rotation axis direction, and the position of the inner ring or the outer ring is closer to the rotating body than the distance between the centers of the balls of the two bearings. It may be arranged so that the distance between the bearing curved surface and the contact point of the ball is longer. Each of the bearings may be formed using a solid lubricant.

また本発明に係る回転陽極型X線管装置は、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、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軸受に対する予圧構造に含まれる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、前記各軸受に対する予圧構造に含まれる予圧子のそれぞれ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。   A rotating anode X-ray tube apparatus according to the present invention includes a cathode that generates an electron beam, and a rotating anode including an anode target that generates an X-ray by collision with the electron beam. The rotating anode includes a rotating body that rotates together with the anode target, a bearing unit that lubricates rotation of the rotating body, and the rotating body that is rotatable via the bearing unit. A plurality of bearings disposed along the axial direction of the rotating body, a preload structure provided for each bearing, and the plurality of adjacent bearing units. Bearings disposed between the bearings, each of the bearings includes a ball as a rolling element, an inner ring having a curved bearing surface including a contact surface of the ball, and the inner ring across the ball. Is on the opposite side and said Each of the preload structures includes a preload spring that generates preload, and a spacer that is disposed between the preload spring and the bearing. The bearing spacer is fixed to the fixed body, one end of the preload spring is supported by the bearing spacer, the other end abuts on the preloader, and the bearing spacer, the preloader, An axial gap along the rotation axis direction is formed between the bearing spacer and the axial length of the bearing spacer in the rotation axis direction even when the bearing spacer is thermally expanded by heat generated from the anode target. The rotary anode is positioned above the gravity direction in a state where the rotation axis direction coincides with the gravity direction. The preloader included in the preload structure for the bearing contacted with the bearing spacer, the gap width of the axial gap became 0, and the orientation of the rotating anode was in the direction in which the direction of the rotating shaft coincided with the horizontal direction In the state, the axial gap is formed between each of the preloaders included in the preload structure for each bearing and the bearing spacer.

更に、上記何れか一つの回転陽極型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、を備えてX線撮影装置を構成してもよい。   Furthermore, an X-ray imaging apparatus may be configured by including any one of the above-described rotating anode X-ray tube devices and an X-ray control device that applies a high voltage to the rotating anode X-ray tube device.

以下、より詳しく本実施形態について説明する。   Hereinafter, this embodiment will be described in more detail.

本実施形態に係るX線管装置は、X線管球内の陽極のうち、陰極から放出される電子ビームが衝突する陽極ターゲットが回転する、いわゆる回転陽極を備えた回転陽極型X線管装置に係るものである。医療用X線管装置で必要とするX線量を確保するためには大量の電子線を陽極ターゲットに衝突させることが必要となり、衝突面に形成されるX線の焦点温度上昇が著しくなるが、回転陽極型X線管装置を用いることで、陽極ターゲットの1箇所のみが加熱されることを防ぎやすくなる。   The X-ray tube apparatus according to the present embodiment is a rotating anode X-ray tube apparatus having a so-called rotating anode in which an anode target colliding with an electron beam emitted from the cathode among the anodes in the X-ray tube rotates. It is related to. In order to ensure the X-ray dose required for medical X-ray tube devices, it is necessary to make a large amount of electron beams collide with the anode target, and the focus temperature rise of the X-rays formed on the collision surface becomes significant. By using the rotary anode type X-ray tube device, it is easy to prevent only one portion of the anode target from being heated.

以下、本実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。   Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the procedures having the same functions and the same processing contents, and the description thereof will not be repeated.

<第一実施形態>
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。
<First embodiment>
First, the configuration of the first embodiment will be described based on FIG. 1 to FIG. The first embodiment has a tubular structure in which a bearing having an inner ring, a rolling element (ball), and an outer ring is used, and the inner ring rotates to rotate the anode target. FIG. 1 is an axial sectional view showing a schematic configuration of a rotary anode X-ray tube apparatus according to a first embodiment. FIG. 2 is an axial sectional view showing a schematic configuration of the X-ray tube. FIG. 3 is an axial sectional view showing a schematic configuration of the rotary anode 6 (however, from the rotation center axis to the outer edge). FIG. 4 is an explanatory view showing a heat flow path inside the rotating anode (however, from the rotation center axis to the outer edge). FIG. 5 is a sectional view in the axial direction of the bearing unit 10 according to the first embodiment (however, from the rotation center axis to the outer edge) and an enlarged sectional view of the bearing. 6A and 6B are explanatory views showing the bearing structure, in which FIG. 6A is an axial sectional view of the bearing unit 10 and an enlarged view around the bearing, and FIG. 6B is a perspective view of the bearing. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of the bearing. FIG. 8 is a circumferential sectional view and a perspective view showing a bearing structure. FIG. 9 is a perspective view at the center cross-sectional position of the bearing unit 10 and an explanatory diagram showing the shape of each component, with the direction in which the anode rotation shaft 7 is located facing upward in the direction of gravity and the direction of rotation axis in the direction of gravity It shows the state of being parallel. FIG. 10 is an explanatory diagram of an axial cross section showing a preload structure in the bearing unit 10, with the direction in which the anode rotation shaft 7 is located facing downward in the gravity direction and the rotation axis direction parallel to the gravity direction. From the rotation center axis to the outer edge.

図1に示す回転陽極型X線管装置は、陰極2および回転陽極(以下、陽極と略称することがある。)6を有する回転陽極X線管球(以下、X線管球と略称する)101と、X線管球101を収容する略箱状の管容器102と、を備える。管容器102の内部には、X線管球101を回転駆動するステータコイル21と、X線管球101の陰極側を絶縁支持する陰極支持体106と、X線管球101の陽極側を絶縁支持する陽極支持体103と、が含まれる。X線管球101の陽極側端部は、陽極支持体103に対して固定具(例えば陽極固定ネジ104)を用いて固定される。陽極支持体103には、ステータコイル21も固定される。管容器102の外周部には、X線管球101の陰極2に負電位の高電圧を給電する陰極側高電圧ソケット107と、X線管球101の回転陽極6に正電位の高電圧を給電する陽極側高電圧ソケット108と、が備えられる。管容器102の内部は、絶縁及び冷却のために絶縁油109を充満させる。   A rotating anode X-ray tube apparatus shown in FIG. 1 has a rotating anode X-ray tube (hereinafter abbreviated as an X-ray tube) having a cathode 2 and a rotating anode (hereinafter sometimes abbreviated as an anode) 6. 101 and a substantially box-shaped tube container 102 that accommodates the X-ray tube 101. Inside the tube container 102, a stator coil 21 that rotationally drives the X-ray tube 101, a cathode support 106 that insulates and supports the cathode side of the X-ray tube 101, and an anode side of the X-ray tube 101 are insulated. And supporting anode support 103. The anode side end of the X-ray tube 101 is fixed to the anode support 103 using a fixture (for example, an anode fixing screw 104). The stator coil 21 is also fixed to the anode support 103. On the outer periphery of the tube container 102, a cathode-side high-voltage socket 107 that feeds a negative high voltage to the cathode 2 of the X-ray tube 101 and a positive high voltage to the rotating anode 6 of the X-ray tube 101 And an anode-side high-voltage socket 108 for supplying power. The inside of the tube container 102 is filled with an insulating oil 109 for insulation and cooling.

管容器102には、X線管球101から発生したX線を管容器102の外部に放出させるための管容器放射窓105が備えられる。管容器102の内壁面のうち、管容器放射窓105を除く部分は、X線が漏れ出ることを防ぐためのX線遮蔽部材、例えば鉛板などが貼り付けられている。   The tube container 102 is provided with a tube container radiation window 105 for emitting X-rays generated from the X-ray tube 101 to the outside of the tube container 102. Of the inner wall surface of the tube container 102, an X-ray shielding member, for example, a lead plate, for preventing X-rays from leaking is attached to the portion excluding the tube container radiation window 105.

図2に示すように、X線管球101は、電子線3を発生する陰極2と、陰極2からの電子線3が衝突してX線4を発生する回転陽極6と、陰極2と回転陽極6を真空気密に内包して絶縁支持する外囲器1とを備える。   As shown in FIG. 2, the X-ray tube 101 includes a cathode 2 that generates an electron beam 3, a rotating anode 6 that generates an X-ray 4 when the electron beam 3 from the cathode 2 collides, and a cathode 2 that rotates. And an envelope 1 that encloses and supports the anode 6 in a vacuum-tight manner.

陰極2は、加熱されて電子線3を放射するフィラメント(図示を省略)と、この電子線3を集束して回転陽極6上に電子線3の衝突面(「焦点」という)5を形成する集束電極2aと、集束電極2aを支持するホルダー2bと、ホルダー2bを絶縁して支持するステム2cと、を備える。ステム2cは、ガラスまたはセラミックなどの絶縁物から成り、その中央部に複数本のステムリード(図示を省略)が埋め込まれている。ステムリードは、X線管球101内ではフィラメント、集束電極2a、及びホルダー2bに接続され、X線管球101外では、陰極側高電圧ソケット107(図1参照)の陰極側リード(図示を省略)に接続されている。この陰極側リード及びステムリードを経由して、集束電極2aとホルダー2bには負電位の高電圧、フィラメントにはフィラメント加熱電圧、がそれぞれ供給される。   The cathode 2 is heated to emit an electron beam 3 (not shown), and the electron beam 3 is focused to form a collision surface (referred to as a “focal point”) 5 of the electron beam 3 on the rotating anode 6. A focusing electrode 2a, a holder 2b that supports the focusing electrode 2a, and a stem 2c that supports the holder 2b in an insulated manner are provided. The stem 2c is made of an insulating material such as glass or ceramic, and a plurality of stem leads (not shown) are embedded in the center thereof. The stem lead is connected to the filament, the focusing electrode 2a, and the holder 2b inside the X-ray tube 101, and outside the X-ray tube 101, the cathode lead (not shown) of the cathode side high voltage socket 107 (see FIG. 1). Connected to (omitted). Via this cathode side lead and stem lead, a high voltage with a negative potential is supplied to the focusing electrode 2a and the holder 2b, and a filament heating voltage is supplied to the filament.

回転陽極6は、回転する回転体と、その回転支持する固定体(静止体)と、回転体及び固定体の間に位置する軸受機構と、を備えた組立体として構成される。回転体は、陽極ターゲット7、ロータ12、断熱部202、及び陽極回転軸8を含む。固定体は、軸箱9と、磁性部117と、を含む。また、軸受機構として、軸箱9に対し陽極回転軸8を回転自在に支持する軸受ユニット10を有する。   The rotating anode 6 is configured as an assembly including a rotating body that rotates, a fixed body (stationary body) that supports the rotation, and a bearing mechanism that is positioned between the rotating body and the fixed body. The rotating body includes an anode target 7, a rotor 12, a heat insulating part 202, and an anode rotating shaft 8. The fixed body includes a shaft box 9 and a magnetic part 117. Further, as a bearing mechanism, a bearing unit 10 that rotatably supports the anode rotating shaft 8 with respect to the axle box 9 is provided.

陽極ターゲット7は、陰極2の集束電極2aと対向して配置され、陰極2からの電子線3を焦点5に受けてX線を発生する。ロータ12は、ステータコイル21からの磁界により回転トルクを発生させ、回転駆動力を得て回転するものである。ロータ12は、略円筒状に構成され、一端部は封止され、他端部は開放されている。そして、陽極ターゲット7における陰極2と対向する面とは反対の面と、ロータ12の封止された端部面と、を対向させ、陽極ターゲット7における陰極2とは反対側にロータ12が連結される。ロータ12の内部には、断熱部202と陽極回転軸8を収容し、断熱部202を介して、ロータ12と陽極回転軸8とが接続され、陽極回転軸8への熱伝達を低減する。一方、軸箱9は、軸受ユニット10を収容する中空部を有し、かつ陽極ターゲット7とは反対側の端部が封止された円筒部9aと、円筒部9aの陽極ターゲット7とは反対側に突出する固定端部9bと、を備える。そして、円筒部9aの内部に、陽極回転軸8の一部及び軸受ユニット10が収容される。磁性部117は、軸箱9の外周部、かつロータ12との間に配設され、ステータコイル21からの回転磁界を集める役割を果たす磁性体により構成される。回転陽極6の詳細は、後述する。   The anode target 7 is disposed opposite to the focusing electrode 2a of the cathode 2, and receives an electron beam 3 from the cathode 2 at a focal point 5 to generate X-rays. The rotor 12 generates rotational torque by a magnetic field from the stator coil 21 and obtains a rotational driving force to rotate. The rotor 12 is configured in a substantially cylindrical shape, one end is sealed, and the other end is open. Then, the surface of the anode target 7 opposite to the surface facing the cathode 2 is opposed to the sealed end surface of the rotor 12, and the rotor 12 is connected to the side of the anode target 7 opposite to the cathode 2 Is done. Inside the rotor 12, the heat insulating part 202 and the anode rotating shaft 8 are accommodated, and the rotor 12 and the anode rotating shaft 8 are connected via the heat insulating part 202, and heat transfer to the anode rotating shaft 8 is reduced. On the other hand, the axle box 9 has a hollow portion that accommodates the bearing unit 10 and has a cylindrical portion 9a that is sealed at the end opposite to the anode target 7, and is opposite to the anode target 7 of the cylindrical portion 9a. A fixed end portion 9b protruding to the side. A part of the anode rotating shaft 8 and the bearing unit 10 are accommodated in the cylindrical portion 9a. The magnetic part 117 is disposed between the outer peripheral part of the axle box 9 and the rotor 12, and is made of a magnetic material that plays a role of collecting a rotating magnetic field from the stator coil 21. Details of the rotating anode 6 will be described later.

外囲器1は、外囲器1の中央に位置し、陽極ターゲット7を内包する大径部1aと、陰極2を絶縁支持する陰極絶縁部1bと、回転陽極6を絶縁支持する陽極絶縁部1cと、を含む。外囲器1は絶縁材料であるガラス、セラミックスなどで構成される。但し、大容量のX線管球101では陽極ターゲット7の平均温度が1000℃を超える場合があるので、陽極ターゲット7からの輻射熱に耐える必要がある。そこで、外囲器1は、回転陽極6及び陰極2とは絶縁された状態で、外囲器1の一部に金属を使用することもある。図2では、大径部1aを銅やステンレス鋼などの金属材料を用いて構成し、その側面の陽極ターゲット7上の焦点5に近接する位置に管球放射窓110が取り付けられている。   The envelope 1 is located in the center of the envelope 1, and includes a large diameter portion 1a that encloses the anode target 7, a cathode insulating portion 1b that insulates and supports the cathode 2, and an anode insulating portion that insulates and supports the rotating anode 6. 1c. The envelope 1 is made of an insulating material such as glass or ceramics. However, since the average temperature of the anode target 7 may exceed 1000 ° C. in the large capacity X-ray tube 101, it is necessary to withstand the radiant heat from the anode target 7. Therefore, the envelope 1 may use metal for a part of the envelope 1 while being insulated from the rotating anode 6 and the cathode 2. In FIG. 2, the large-diameter portion 1a is configured using a metal material such as copper or stainless steel, and a tube radiation window 110 is attached at a position close to the focal point 5 on the anode target 7 on the side surface.

管球放射窓110はX線を外部に取り出すための窓であり、X線透過性の良い材料、例えばベリリウムなどの原子番号の低い材料から成り、ろう付けや溶接によって大径部1aに結合されている。陰極絶縁部1bの主要部はガラスまたはセラミックなどの絶縁物を用いて構成され、一端は大径部1aと結合され、他端は陰極2のステム2cと結合されている。陽極絶縁部1cも主要部はガラスまたはセラミックなどの絶縁物から成り、一端は大径部1aと結合され、他端は軸箱9の固定端部9bに結合されている。   The tube radiation window 110 is a window for extracting X-rays to the outside, and is made of a material having good X-ray permeability, for example, a material having a low atomic number such as beryllium, and is coupled to the large diameter portion 1a by brazing or welding. ing. The main part of the cathode insulating part 1b is configured by using an insulator such as glass or ceramic, one end is connected to the large diameter part 1a, and the other end is connected to the stem 2c of the cathode 2. The main part of the anode insulating part 1c is also made of an insulating material such as glass or ceramic, one end is connected to the large diameter part 1a, and the other end is connected to the fixed end part 9b of the axle box 9.

図3に示すように陽極ターゲット7は、円盤体7aと、円盤体7aから陰極2とは反対方向に突出した円筒状のターゲット円筒部7bと、を有する。円盤体7aには、集束電極2aとは反対方向に傾斜する傾斜面7cを有する。傾斜面7cに焦点5が形成される。陽極ターゲット7の裏面(集束電極2aと対向する面とは反対側の面)は、陽極ターゲット7の熱容量を大きくするために、モリブデン板やグラファイト板などが裏打ちされている。円盤体7aの中心付近には、ロータ12との固定に用いる貫通孔からなるターゲット固定孔7dを備える。   As shown in FIG. 3, the anode target 7 includes a disk body 7a and a cylindrical target cylinder portion 7b protruding from the disk body 7a in the direction opposite to the cathode 2. The disc body 7a has an inclined surface 7c inclined in the opposite direction to the focusing electrode 2a. A focal point 5 is formed on the inclined surface 7c. The rear surface of the anode target 7 (the surface opposite to the surface facing the focusing electrode 2a) is lined with a molybdenum plate, a graphite plate, or the like in order to increase the heat capacity of the anode target 7. Near the center of the disc body 7a, a target fixing hole 7d consisting of a through hole used for fixing to the rotor 12 is provided.

陽極ターゲット7の材質によりX線4の線質が変化する。通常医療用のX線管球101ではタングステン、モリブデンなどが陽極ターゲット7として使用される。これはX線4の発生効率が、陽極ターゲット7の材質の原子番号に比例して増加することと、電子線3の衝突面でX線4に変換されるのは衝突エネルギーの1%以下であり、他は熱に変換されて焦点5の温度を上昇させるため、陽極ターゲット7には融点の高い材料が適しているためである。そこで、本実施形態の陽極ターゲット7は、タングステンまたはタングステン合金などを用いて構成される。   The quality of the X-ray 4 changes depending on the material of the anode target 7. Usually, in the X-ray tube 101 for medical use, tungsten, molybdenum or the like is used as the anode target 7. This is because the generation efficiency of X-rays 4 increases in proportion to the atomic number of the material of the anode target 7, and it is less than 1% of the collision energy that is converted to X-rays 4 on the collision surface of the electron beam 3. Another reason is that a material having a high melting point is suitable for the anode target 7 because it is converted into heat and raises the temperature of the focal point 5. Therefore, the anode target 7 of the present embodiment is configured using tungsten or a tungsten alloy.

ロータ12は、陽極ターゲット7と連結される細径部12aと、X線管球101の外部に配置されたステータコイル21から回転駆動力を受ける大径部12bと、細径部12aと大径部12bとを結合する接続部12cと、を備える。   The rotor 12 includes a small-diameter portion 12a connected to the anode target 7, a large-diameter portion 12b that receives a rotational driving force from a stator coil 21 disposed outside the X-ray tube 101, and the small-diameter portion 12a and the large-diameter A connecting portion 12c that couples the portion 12b.

ロータ12の細径部12aは、モリブデンなどの高耐熱、高強度の金属材料を用いて構成される。   The small-diameter portion 12a of the rotor 12 is configured using a metal material having high heat resistance and high strength such as molybdenum.

ロータ12の大径部12bは、内部に中空部12b1を備えた円筒状をしており、銅などの高導電性の金属材料を用いて構成される。   The large-diameter portion 12b of the rotor 12 has a cylindrical shape with a hollow portion 12b1 inside, and is configured using a highly conductive metal material such as copper.

ロータ12の接続部12cは、大径部12b内の中空部12b1に連通する中空部12c1を有する円筒部12c2と、円筒部12c2の陽極ターゲット7側の面を封止する円盤状の面部12c3と、を有する。接続部12cは、高強度の金属材料を用いて構成され、細径部12a及び大径部12bとろう付けなどにより結合されている。   The connecting portion 12c of the rotor 12 includes a cylindrical portion 12c2 having a hollow portion 12c1 communicating with the hollow portion 12b1 in the large diameter portion 12b, and a disk-shaped surface portion 12c3 for sealing the surface of the cylindrical portion 12c2 on the anode target 7 side. Have. The connection portion 12c is configured using a high-strength metal material, and is connected to the small diameter portion 12a and the large diameter portion 12b by brazing or the like.

細径部12aの陽極側の端部は、面部12c3の中心付近と結合される。また、細径部12aの陰極2側の先端部には、ねじ溝を備えた締結部12a1を備える。締結部12a1は、陽極ターゲット7に備えられたターゲット固定孔7dを貫通し、締結部12a1の開放端(陰極2側の端部)を固定具、例えばナット201により締結する。これにより、陽極ターゲット7がロータ12の細径部12aに連結される。なお、陽極6の回転により、陽極ターゲット7とロータ12とを固定しているナット201が緩みガタが発生するのを避けるために、陽極ターゲット7とロータ12と陽極回転軸8とを、ろう付けや摩擦溶接などで一体化した、インテグレーテッドターゲットを用いてもよい。   The end on the anode side of the small diameter portion 12a is coupled to the vicinity of the center of the surface portion 12c3. In addition, a fastening portion 12a1 having a thread groove is provided at the distal end portion on the cathode 2 side of the small diameter portion 12a. The fastening portion 12a1 passes through the target fixing hole 7d provided in the anode target 7, and fastens the open end (end portion on the cathode 2 side) of the fastening portion 12a1 with a fixture, for example, a nut 201. As a result, the anode target 7 is coupled to the small diameter portion 12a of the rotor 12. In order to avoid loosening of the nut 201 which fixes the anode target 7 and the rotor 12 due to the rotation of the anode 6, the anode target 7, the rotor 12 and the anode rotating shaft 8 are brazed. Alternatively, an integrated target integrated by friction welding or the like may be used.

ロータ12と陽極回転軸8とは、ロータ12の接続部12cにおいて結合される。ロータ12と陽極回転軸8との間には、断熱部202を挿入して結合する。断熱部202は薄肉の円筒部を有し、熱伝導率の低いステンレス鋼などから成る。この断熱部202はX線管の回転陽極6の熱容量の大きい場合に適用されることが多い。本実施形態では、断熱部202を介してロータ12と陽極回転軸8とを結合するが、断熱部202は必須ではなくロータ12と陽極回転軸8とを直接結合してもよい。   The rotor 12 and the anode rotating shaft 8 are coupled at a connection portion 12c of the rotor 12. Between the rotor 12 and the anode rotating shaft 8, a heat insulating portion 202 is inserted and coupled. The heat insulating portion 202 has a thin cylindrical portion and is made of stainless steel having a low thermal conductivity. This heat insulating portion 202 is often applied when the heat capacity of the rotary anode 6 of the X-ray tube is large. In the present embodiment, the rotor 12 and the anode rotating shaft 8 are coupled via the heat insulating portion 202, but the heat insulating portion 202 is not essential, and the rotor 12 and the anode rotating shaft 8 may be directly coupled.

ロータ12は、X線管球101外部に設けたステータコイル21により回転トルクを発生させるが、ステータコイル21による渦電流を効率よく発生させるために銅などの電気抵抗の低い材料が使用されていることが好ましい。また、X線管球101外部からの誘導磁界を効率よく取込むために、ロータ12は陽極(組立体)6最外縁部に設けられる。ロータ12の大径部12bと軸箱9の円筒部9aとの間には、円筒状の磁性部117が配設されている。磁性部117は、ステータコイル21からの回転磁界を引き込む為のものであり、鉄などの強磁性の金属材料から成る。この磁性部117は円筒部9aまたはロータ12の大径部12bに固定されるが、本実施形態では、円筒部9aの外周に固定される。   The rotor 12 generates rotational torque by a stator coil 21 provided outside the X-ray tube 101, but a material having a low electrical resistance such as copper is used in order to efficiently generate eddy current by the stator coil 21. It is preferable. Further, in order to efficiently take in the induced magnetic field from the outside of the X-ray tube 101, the rotor 12 is provided at the outermost edge of the anode (assembly) 6. A cylindrical magnetic part 117 is disposed between the large diameter part 12 b of the rotor 12 and the cylindrical part 9 a of the axle box 9. The magnetic part 117 is for drawing a rotating magnetic field from the stator coil 21, and is made of a ferromagnetic metal material such as iron. The magnetic part 117 is fixed to the cylindrical part 9a or the large-diameter part 12b of the rotor 12. In this embodiment, the magnetic part 117 is fixed to the outer periphery of the cylindrical part 9a.

磁性部117の厚さは1mm前後(0.5mm〜3mm程度)である。尚、純鉄材による軸箱9を採用している回転陽極6では、軸箱9が磁性部117を兼ねている場合もある。   The thickness of the magnetic part 117 is about 1 mm (about 0.5 mm to 3 mm). In the rotary anode 6 that employs the axle box 9 made of pure iron, the axle box 9 may also serve as the magnetic part 117 in some cases.

陽極回転軸8は、断熱部202と結合する円板状のフランジ部8aと、フランジ部8aから陽極ターゲット7とは反対方向に軸方向が伸びる円柱部8bと、を備える。フランジ部8aと円柱部8bとは高強度の鋼材を用いて構成される。フランジ部8aとロータ12の接続部12cとが、断熱部202を介して連結される。そして、陽極ターゲット7、ロータ12、断熱部202及び陽極回転軸8が連結される。陽極ターゲット7、ロータ12、断熱部202及び陽極回転軸8は一体となって回転し、回転体を構成する。なお、図1に示す回転陽極型X線管装置は、例えばX線CT装置のガントリに搭載されて被検体の周囲を360度回転する場合に、陽極回転軸8の回転軸方向と重力方向との関係が、垂直、交差、平行など、随時変化する。   The anode rotating shaft 8 includes a disk-shaped flange portion 8a coupled to the heat insulating portion 202, and a cylindrical portion 8b whose axial direction extends from the flange portion 8a in the direction opposite to the anode target 7. The flange portion 8a and the cylindrical portion 8b are configured using a high-strength steel material. The flange portion 8a and the connecting portion 12c of the rotor 12 are coupled via the heat insulating portion 202. Then, the anode target 7, the rotor 12, the heat insulating portion 202, and the anode rotating shaft 8 are connected. The anode target 7, the rotor 12, the heat insulating portion 202, and the anode rotating shaft 8 rotate together to form a rotating body. The rotating anode X-ray tube apparatus shown in FIG. 1 is mounted on the gantry of an X-ray CT apparatus, for example, and rotates around the subject by 360 degrees. The relationship of changes at any time, such as vertical, crossing, and parallel.

軸箱9は、上記回転体を回転支持するものであり、略円筒状部材の一端部を封止する封止面を有し、他端部を開放して形成される円筒部9aと、円筒部9aの封止面から陽極ターゲット7とは反対方向に突出して形成され、陽極固定ネジ104(図1参照)により陽極支持体103に固定される固定端部9bと、固定端部9bの外周を覆い、外囲器1の陽極絶縁部1cに接続されるリング部9cと、を有する。   The axle box 9 rotatably supports the rotating body, has a sealing surface for sealing one end portion of a substantially cylindrical member, and a cylindrical portion 9a formed by opening the other end portion, and a cylinder A fixed end 9b formed to protrude from the sealing surface of the portion 9a in the opposite direction to the anode target 7, and fixed to the anode support 103 by the anode fixing screw 104 (see FIG. 1), and the outer periphery of the fixed end 9b And a ring portion 9c connected to the anode insulating portion 1c of the envelope 1.

固定端部9bは、陽極側高圧ソケット108(図1参照)の図示しない陽極リードが接続され、この陽極リードを経由して正電位の高電圧が供給される。固定端部9bの一部が、X線管球101の外囲器1の外部に露出し、回転陽極6からの熱を外部へ放出する経路の一つとなるので、軸箱9には熱伝導率の高い材料、例えば銅などを使用する。ただし、高い強度が必要な場合などには耐熱性があり、加えて熱伝導率が比較的高い、モリブデンが使用されることもある。また、発熱量が小さい小型のX線管球101では純鉄材などを軸箱9の材料として用いてもよい。   An anode lead (not shown) of the anode side high-voltage socket 108 (see FIG. 1) is connected to the fixed end portion 9b, and a positive high voltage is supplied through the anode lead. A part of the fixed end 9b is exposed to the outside of the envelope 1 of the X-ray tube 101 and becomes one of the paths for releasing the heat from the rotating anode 6 to the outside. A high rate material such as copper is used. However, when high strength is required, molybdenum is sometimes used because of its heat resistance and relatively high thermal conductivity. Further, in a small X-ray tube 101 with a small calorific value, a pure iron material or the like may be used as the material of the axle box 9.

円筒部9aは、陽極ターゲット7側に開口部9a1を備え、陽極ターゲット7とは反対側の端部に封止面部9a2を備え、内部に中空部9a3を備えた略円筒状に形成される。   The cylindrical portion 9a is formed in a substantially cylindrical shape having an opening 9a1 on the anode target 7 side, a sealing surface portion 9a2 on the end opposite to the anode target 7, and a hollow portion 9a3 inside.

中空部9a3に、陽極回転軸8の円柱部8b及び軸受ユニット10が収容される。陽極回転軸8は、円柱部8bを中空部9a3の内部に配置し、フランジ部8aを円筒部9aの開口部9a1から陽極ターゲット7側方向に向けて突出して配置する。フランジ部8aは、断熱部202を介してロータ12の接続部12c内の中空部12b1に面した内表面に結合される。   The cylindrical portion 8b of the anode rotating shaft 8 and the bearing unit 10 are accommodated in the hollow portion 9a3. In the anode rotation shaft 8, the columnar portion 8b is disposed inside the hollow portion 9a3, and the flange portion 8a is disposed so as to protrude from the opening 9a1 of the cylindrical portion 9a toward the anode target 7 side. The flange portion 8a is coupled to the inner surface facing the hollow portion 12b1 in the connection portion 12c of the rotor 12 via the heat insulating portion 202.

一方、軸箱9の円筒部9aの軸方向に沿って、軸受ユニット10を配置する。図5に示すように、軸受ユニット10は、二つの軸受13,17と軸受スペーサ20とを有する。
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。
On the other hand, the bearing unit 10 is disposed along the axial direction of the cylindrical portion 9a of the axle box 9. As shown in FIG. 5, the bearing unit 10 includes two bearings 13 and 17 and a bearing spacer 20.
A bearing spacer 20 is fixed to the axle box 9. Hereinafter, the fixing position of the bearing spacer 20 on the axle box 9 side is referred to as an axle box fixing position 11, and the position for fixing to the axle box 9 on the bearing spacer 20 side is referred to as a spacer fixing position 11b. The two bearings are arranged with the bearing spacer 20 in between.

以下、開口部9a1に相対的に近い側(陽極ターゲット7に相対的に近い側)の軸受を第一軸受13といい、軸箱固定位置11及びスペーサ固定位置11bを挟んで第一軸受13とは反対側、即ち固定端部9bに相対的に近い側にある軸受を第二軸受17という。更に軸受ユニット10は、第一軸受13に定圧予圧を付与する第一予圧構造と、第二軸受17に定圧予圧を付与する第二予圧構造と、を備える。第一予圧構造は、第一軸受13と軸箱固定位置11及びスペーサ固定位置11bとの間に配置され、第二予圧構造は、第二軸受17と軸箱固定位置11及びスペーサ固定位置11bとの間に配置される。軸受ユニット10の詳細については後述する。   Hereinafter, the bearing relatively close to the opening 9a1 (side relatively close to the anode target 7) is referred to as a first bearing 13, and the first bearing 13 across the axle box fixing position 11 and the spacer fixing position 11b. The bearing on the opposite side, that is, the side relatively close to the fixed end portion 9b is referred to as a second bearing 17. Furthermore, the bearing unit 10 includes a first preload structure that applies a constant pressure preload to the first bearing 13 and a second preload structure that applies a constant pressure preload to the second bearing 17. The first preload structure is arranged between the first bearing 13 and the axle box fixing position 11 and the spacer fixing position 11b, and the second preload structure is composed of the second bearing 17, the axle box fixing position 11 and the spacer fixing position 11b. It is arranged between. Details of the bearing unit 10 will be described later.

ここで、回転陽極6内部の熱流経路を、図4を用いて説明する。   Here, the heat flow path inside the rotary anode 6 will be described with reference to FIG.

陽極ターゲット7の焦点5から生じた熱は、円盤体7aを介してロータ12の細径部12aを伝わる。そしてロータ12の細径部12a、接続部12cを経由して断熱部202に伝わる。更に、断熱部202から陽極回転軸8のフランジ部8a、円柱部8bに伝わる。熱流経路は、第一軸受13を経由して軸箱9の円筒部9aに伝わるとともに、第二軸受17を経由して軸箱9の円筒部9aに伝わる。   Heat generated from the focal point 5 of the anode target 7 is transmitted to the small diameter portion 12a of the rotor 12 through the disk body 7a. Then, it is transmitted to the heat insulating portion 202 via the small diameter portion 12a and the connecting portion 12c of the rotor 12. Further, the heat is transmitted from the heat insulating portion 202 to the flange portion 8a and the cylindrical portion 8b of the anode rotating shaft 8. The heat flow path is transmitted to the cylindrical portion 9a of the axle box 9 via the first bearing 13, and is also transmitted to the cylindrical portion 9a of the axle box 9 via the second bearing 17.

そして、円筒部9aから固定端部9bへと至る。断熱部202は、ロータ12と陽極回転軸8との間の熱抵抗を大きくして、陽極ターゲット7で発生した熱が、軸受13、17に極力伝わらないようにしたものであり、この断熱部202が熱流経路上にあるものの、第一軸受13及び第二軸受17には、焦点5で生じた高熱が伝わる。特に第一軸受13は、第二軸受17よりも相対的に高温が伝わる。よって、第一軸受13及び第二軸受17は、耐熱性が要求される。更に、第一軸受13及び第二軸受17には、耐真空、導電性も求められる。   Then, the cylindrical portion 9a leads to the fixed end portion 9b. The heat insulating part 202 increases the thermal resistance between the rotor 12 and the anode rotating shaft 8 so that the heat generated in the anode target 7 is not transmitted to the bearings 13 and 17 as much as possible. Although 202 is on the heat flow path, high heat generated at the focal point 5 is transmitted to the first bearing 13 and the second bearing 17. In particular, the first bearing 13 transmits a relatively higher temperature than the second bearing 17. Therefore, the first bearing 13 and the second bearing 17 are required to have heat resistance. Furthermore, the first bearing 13 and the second bearing 17 are also required to have vacuum resistance and conductivity.

従って、第一軸受13及び第二軸受17は、高強度の鋼材などから成る。また、第一軸受13及び第二軸受17には、銀、鉛などの軟質金属を潤滑材として利用した固体潤滑軸受が使用される。固体潤滑材の詳細については後述する。更に、X線管球101内で使用される軸受ユニット10は、熱の影響を大きく受けるため、内輪回転方式の軸受を使用する場合には、陽極回転軸8と内輪とが一体化されたインテグラル軸受を使用することが望ましい。そこで、本実施形態においても、軸受ユニット10として、インテグラル軸受を用いる。以下、インテグラル軸受を用いた軸受ユニット10の構造について説明する。   Therefore, the first bearing 13 and the second bearing 17 are made of a high-strength steel material or the like. The first bearing 13 and the second bearing 17 are solid lubricated bearings that use a soft metal such as silver or lead as a lubricant. Details of the solid lubricant will be described later. Further, since the bearing unit 10 used in the X-ray tube 101 is greatly affected by heat, when an inner ring rotating type bearing is used, the integral rotating shaft 8 and the inner ring are integrated. It is desirable to use a rubber bearing. Therefore, also in this embodiment, an integral bearing is used as the bearing unit 10. Hereinafter, the structure of the bearing unit 10 using the integral bearing will be described.

図6の(a)に示すように、第一軸受13は、陽極回転軸8の円柱部8bの外周面に沿って設けられた凹部状の軸受曲面(レース面という)からなる第一内輪部205と、転動体である第一ボール18と、円筒部9aの内径よりも細い外径を有し、環状部材からなる第一外輪203と、を含む。第一外輪203の内周面に曲面状の第一ボール18のレース面が形成される。そして図6の(b)に示すように、陽極回転軸8の円柱部8bを第一外輪203の中空領域に配置し、第一内輪部205のレース面及び第一外輪203のレース面の間に円周方向に沿って複数の第一ボール18を配置する。   As shown in FIG. 6 (a), the first bearing 13 is a first inner ring portion comprising a concave bearing curved surface (referred to as a race surface) provided along the outer peripheral surface of the cylindrical portion 8b of the anode rotating shaft 8. 205, a first ball 18 that is a rolling element, and a first outer ring 203 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 9a and made of an annular member. A race surface of the curved first ball 18 is formed on the inner peripheral surface of the first outer ring 203. Then, as shown in FIG. 6 (b), the cylindrical portion 8b of the anode rotating shaft 8 is disposed in the hollow region of the first outer ring 203, and between the race surface of the first inner ring portion 205 and the race surface of the first outer ring 203. A plurality of first balls 18 are arranged along the circumferential direction.

第二軸受17も第一軸受13と同様の構成とする。即ち、第二軸受17は、陽極回転軸8の円柱部8bに設けられたレース面からなる第二内輪部206と、転動体である第二ボール19と、第二ボール19のレース面を含む第二外輪204と、を備える(図5参照)。   The second bearing 17 is configured similarly to the first bearing 13. That is, the second bearing 17 includes a second inner ring portion 206 formed of a race surface provided on the cylindrical portion 8b of the anode rotating shaft 8, a second ball 19 that is a rolling element, and a race surface of the second ball 19. A second outer ring 204 (see FIG. 5).

第一軸受13と第二軸受17とのそれぞれは、回転軸方向に沿って背面対向、すなわち、第一ボール18と第二ボール19との中心間距離よりも、内輪または外輪のうち回転体側に位置するレース面との接触点(作用点)間の距離のほうが長くなるように配置される。第一実施形態では、第一ボール18と第一内輪部205との接触点と、第二ボール19と第二内輪部206との接触点との間の距離が、第一ボール18の中心及び第二ボール19の中心との間の距離よりも長くなるように、第一軸受13及び第二軸受17を配置する。   Each of the first bearing 13 and the second bearing 17 is opposed to the back surface along the rotational axis direction, that is, closer to the rotating body side of the inner ring or the outer ring than the center-to-center distance between the first ball 18 and the second ball 19. It is arranged so that the distance between contact points (action points) with the race surface is longer. In the first embodiment, the distance between the contact point between the first ball 18 and the first inner ring portion 205 and the contact point between the second ball 19 and the second inner ring portion 206 is the center of the first ball 18 and The first bearing 13 and the second bearing 17 are arranged so as to be longer than the distance between the center of the second ball 19.

第一ボール18、第二ボール19の各表面、及び第一外輪203、第二外輪204、第一内輪部205、第二内輪部206の各レース面のうち第一ボール18及び第二ボール19が接触する範囲である転送面には、固体潤滑材が適当な膜厚で付着されている。例えば第一軸受13では、図7に示すように、第一内輪部205の内輪レース面306の一部である内輪転送面307と、第一外輪203の外輪レース面304の一部である外輪転送面305と、に固体潤滑材が付着している。第二軸受19も第一軸受13と同様に、内輪転送面及び外輪転送面に固体潤滑材が付着している。そして、図8に示すように、陽極回転軸8が回転すると、第一ボール18が内輪転送面307及び外輪転送面305上を陽極回転軸8の円周方向に沿って転送する。同様に、第二ボール19も第二内輪部206の内輪転送面及び第二外輪204の外輪転送面上を陽極回転軸8の円周方向に沿って転送する。   The first ball 18 and the second ball 19 among the surfaces of the first ball 18 and the second ball 19 and the race surfaces of the first outer ring 203, the second outer ring 204, the first inner ring portion 205, and the second inner ring portion 206. A solid lubricant is attached to the transfer surface, which is in the range where the contact is made, with an appropriate film thickness. For example, in the first bearing 13, as shown in FIG. 7, an inner ring transfer surface 307 that is a part of the inner ring race surface 306 of the first inner ring portion 205 and an outer ring that is a part of the outer ring race surface 304 of the first outer ring 203. Solid lubricant adheres to the transfer surface 305. Similarly to the first bearing 13, the second bearing 19 has solid lubricant adhered to the inner ring transfer surface and the outer ring transfer surface. Then, as shown in FIG. 8, when the anode rotation shaft 8 is rotated, the first ball 18 is transferred on the inner ring transfer surface 307 and the outer ring transfer surface 305 along the circumferential direction of the anode rotation shaft 8. Similarly, the second ball 19 is also transferred along the circumferential direction of the anode rotating shaft 8 on the inner ring transfer surface of the second inner ring portion 206 and the outer ring transfer surface of the second outer ring 204.

これにより、陽極回転軸8と第一外輪203及び第二外輪204とが潤滑され、回転可能に支持される。   As a result, the anode rotation shaft 8, the first outer ring 203, and the second outer ring 204 are lubricated and supported rotatably.

上記固体潤滑材としては、真空中で使用されることを考慮して、銀や鉛などの軟らかい金属または二硫化モリブデンなどの劈開しやすい化合物などが用いられる。固体潤滑材である、軟質金属を第一ボール18及び第二ボール19と、第一外輪203、第二外輪204の第一内輪部205、第二内輪部206の各転走面にコーティングする方法は複数ある。例えば、初期は第一ボール18及び第二ボール19のそれぞれにのみに固体潤滑材をコーティングし、製造プロセス中での回転により第一外輪203、第二外輪204、第一内輪部205、第二内輪部206の各レース面に転着させることで、第一ボール18及び第二ボール19の接触範囲(転走面)に付着させる方法がある。この方法によれば、転走面には固体潤滑材がコーティングされるが、第一外輪203、第二外輪204、第一内輪部205、第二内輪部206のうち、転送面以外のレース面にはコーティングされない状態となる。   As the solid lubricant, considering use in a vacuum, a soft metal such as silver or lead or a compound easily cleaved such as molybdenum disulfide is used. A method of coating the rolling surfaces of the first ball 18 and the second ball 19, the first outer ring 203, the first inner ring portion 205 of the second outer ring 204, and the second inner ring portion 206 with a soft metal, which is a solid lubricant. There are several. For example, initially, only the first ball 18 and the second ball 19 are coated with a solid lubricant, and the first outer ring 203, the second outer ring 204, the first inner ring portion 205, the second outer ring 203 are rotated by rotation during the manufacturing process. There is a method of attaching to the contact range (rolling surface) of the first ball 18 and the second ball 19 by rolling onto each race surface of the inner ring portion 206. According to this method, the rolling contact surface is coated with solid lubricant, but the race surface other than the transfer surface among the first outer ring 203, the second outer ring 204, the first inner ring portion 205, and the second inner ring portion 206. Is not coated.

上述の如く、固体潤滑材は、内輪レース面及び外輪レース面全体に付着しているのではなく、それらのうちのボール接触範囲である転送面にのみ付着している。そのため、潤滑性能、寿命を向上させるためには、固体潤滑軸受では、第一ボール18及び第二ボール19と、第一外輪203、第二外輪204、第一内輪部205、第二内輪部206の各転走面の位置を安定させて、第一ボール18が第一外輪203及び第一内輪部205の各転送面を、第二ボール19が第二外輪204及び第二内輪部206の各転送面を転走する状態に保つことが必要である。そのため、本実施形態では、第一軸受13及び第二軸受17のそれぞれに予圧を付与する予圧構造を有し、第一ボール18及び第二ボール19が、第一外輪203、第二外輪204、第一内輪部205、第二内輪部206の各転走面上を転送するように構成する。以下、予圧構造について説明する。   As described above, the solid lubricant does not adhere to the entire inner race surface and outer race surface, but adheres only to the transfer surface, which is the ball contact range. Therefore, in order to improve the lubrication performance and life, in the solid lubricated bearing, the first ball 18 and the second ball 19, the first outer ring 203, the second outer ring 204, the first inner ring portion 205, the second inner ring portion 206. The position of each rolling surface is stabilized, the first ball 18 is the transfer surface of the first outer ring 203 and the first inner ring portion 205, the second ball 19 is each of the second outer ring 204 and the second inner ring portion 206 It is necessary to keep the transfer surface in a rolling state. Therefore, in the present embodiment, each of the first bearing 13 and the second bearing 17 has a preload structure for applying a preload, and the first ball 18 and the second ball 19 include a first outer ring 203, a second outer ring 204, The first inner ring portion 205 and the second inner ring portion 206 are configured to be transferred on the respective rolling surfaces. Hereinafter, the preload structure will be described.

予圧構造は、第一軸受13に予圧を付与する第一予圧構造及び第二軸受17に予圧を付与する第二予圧構造を含む。第一予圧構造は、第一予圧バネ14及び第一予圧子207を含む。第二予圧構造は、第二予圧バネ16及び第二予圧子208を含む。   The preload structure includes a first preload structure that applies preload to the first bearing 13 and a second preload structure that applies preload to the second bearing 17. The first preload structure includes a first preload spring 14 and a first preloader 207. The second preload structure includes a second preload spring 16 and a second preloader 208.

軸箱9の円筒部9a内において、軸受スペーサ20のスペーサ固定位置11bを基準とし、回転軸方向に沿って円筒部9aの開口部9a1に向かう方向(陽極ターゲット7に向かう方向)に、第一予圧バネ14、第一予圧子207、及び第一軸受13の順に配置される。また、スペーサ固定位置11bを基準として、回転軸方向に沿って固定端部9bに向かう方向に、第二予圧バネ16、第二予圧子208、及び第二軸受17の順に配置される。   In the cylindrical portion 9a of the axle box 9, the first direction is the direction toward the opening 9a1 of the cylindrical portion 9a (the direction toward the anode target 7) along the rotation axis direction with reference to the spacer fixing position 11b of the bearing spacer 20. The preload spring 14, the first preloader 207, and the first bearing 13 are arranged in this order. The second preload spring 16, the second preloader 208, and the second bearing 17 are arranged in this order in the direction toward the fixed end 9b along the rotation axis direction with the spacer fixing position 11b as a reference.

第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16のバネ力は、回転体からの荷重よりも小さく構成される。これにより、第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16が付与する各予圧量は、回転体の重量よりも小さくなり、第一軸受13及び第二軸受17に過負荷の予圧が付与されないように構成される。   The spring force of the first preload spring 14 and the second preload spring 16 is configured to be smaller than the load from the rotating body. As a result, each preload amount applied by the first preload spring 14 and the second preload spring 16 is smaller than the weight of the rotating body, so that an overload preload is not applied to the first bearing 13 and the second bearing 17. Composed.

第一予圧子207は、第一予圧バネ14と第一軸受13との間に配置されたスペーサであり、第一予圧バネ14から直接的に第一軸受13に予圧が付与されることで、第一軸受13が不安定になることを抑止するものである。第二予圧子208は、第二予圧バネ16と第二軸受17との間に配置されたスペーサであり、第二予圧バネ16から直接的に第二軸受17に予圧が付与されることで、第二軸受17が不安定になることを抑止するものである。   The first preloader 207 is a spacer disposed between the first preload spring 14 and the first bearing 13, and by applying preload directly from the first preload spring 14 to the first bearing 13, This prevents the first bearing 13 from becoming unstable. The second preloader 208 is a spacer disposed between the second preload spring 16 and the second bearing 17, and by applying preload directly from the second preload spring 16 to the second bearing 17, This prevents the second bearing 17 from becoming unstable.

図9に示すように、第一予圧子207及び軸受スペーサ20は、円柱部8bを収容する中空部を備え、軸箱9の円筒部9aの内径よりも細い外径を有する環状部材として構成する。第二予圧子208も第一予圧子207と同様、環状部材として構成する。   As shown in FIG. 9, the first preloader 207 and the bearing spacer 20 include a hollow portion that accommodates the column portion 8b, and are configured as an annular member having an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 9a of the axle box 9. . Similarly to the first preloader 207, the second preloader 208 is configured as an annular member.

軸受スペーサ20は、スペーサ固定位置11bを含む固定部20aと、固定部20aから第一軸受13に向けて伸びる第一延長部20bと、固定部20aから第二軸受17に向けて伸びる第二延長部20cと、を備える。固定部20aにおけるスペーサ固定位置11bには、固定部20aの外表面を円周方向に沿って窪ませた溝が形成される。固定部20aの内径は、第一延長部20b及び第二延長部20cの内径よりも小さく構成される。よって、固定部20aは、第一延長部20b及び第二延長部20cよりも内側に突出する。   The bearing spacer 20 includes a fixed portion 20a including a spacer fixing position 11b, a first extension portion 20b extending from the fixed portion 20a toward the first bearing 13, and a second extension extending from the fixed portion 20a toward the second bearing 17. Unit 20c. A groove is formed in the spacer fixing position 11b of the fixing portion 20a by recessing the outer surface of the fixing portion 20a along the circumferential direction. The inner diameter of the fixed portion 20a is configured to be smaller than the inner diameters of the first extension portion 20b and the second extension portion 20c. Therefore, the fixing portion 20a protrudes inward from the first extension portion 20b and the second extension portion 20c.

第一予圧子207は、第一外輪203に当接し、第一予圧バネ14の一端(陽極ターゲット7側の端部)を支持するバネ支持部207aと、バネ支持部207aから軸受スペーサ20の軸方向中心(スペーサ固定位置11b)に向けて突出し、第一予圧バネ14の半径方向(r方向)の振動を規制するバネ抑え部207bと、を備える。バネ支持部207aの内径とバネ抑え部207bの内径とはほぼ等しく、バネ支持部207aの外径は、バネ抑え部207bの外径よりも大きく、軸受スペース20の第一延長部20bの外径とほぼ等しく構成する。第二予圧子208も第一予圧子207と同様の構成であり、バネ支持部208aとバネ抑え部208bとを備える(図10参照)。   The first preloader 207 is in contact with the first outer ring 203 and supports one end (the end on the anode target 7 side) of the first preload spring 14, and the shaft of the bearing spacer 20 from the spring support 207a. A spring holding portion 207b that protrudes toward the center in the direction (spacer fixing position 11b) and restricts vibration in the radial direction (r direction) of the first preload spring 14; The inner diameter of the spring support portion 207a and the inner diameter of the spring restraint portion 207b are substantially equal, and the outer diameter of the spring support portion 207a is larger than the outer diameter of the spring restraint portion 207b, and the outer diameter of the first extension portion 20b of the bearing space 20 The configuration is almost equal. The second preloader 208 has the same configuration as the first preloader 207, and includes a spring support portion 208a and a spring restraint portion 208b (see FIG. 10).

第一外輪203は、軸箱9の円筒部9aの内径よりも細い環状部材により構成され、バネ支持部207aと当接する環状の予圧子当接部203aと、予圧子当接部203aから第一予圧子207とは反対方向に突出し、予圧子当接部203aよりも内径が大きい曲面状のレース面部203bと、を有する。第二外輪204も第一外輪203と同様の構成であり、予圧子当接部204aとレース面部204bとを備える。   The first outer ring 203 is formed of an annular member that is thinner than the inner diameter of the cylindrical portion 9a of the axle box 9, and is formed from an annular preloader contact portion 203a that contacts the spring support portion 207a and the preloader contact portion 203a. It has a curved race surface portion 203b that protrudes in the opposite direction to the preloader 207 and has a larger inner diameter than the preloader contact portion 203a. The second outer ring 204 has the same configuration as the first outer ring 203, and includes a preloader contact portion 204a and a race surface portion 204b.

図9、図10に示すように、軸受スペーサ20のスペーサ固定位置11bと軸箱9の軸箱固定位置11とを固定部材、例えばねじ11cにより締結し、軸受スペーサ20を軸箱9の内壁面に固定する。   As shown in FIGS. 9 and 10, the spacer fixing position 11b of the bearing spacer 20 and the axle box fixing position 11 of the axle box 9 are fastened by a fixing member, for example, a screw 11c, and the bearing spacer 20 is fixed to the inner wall surface of the axle box 9. Secure to.

また、第一予圧子207を軸受スペーサ20の陽極ターゲット7側の端面に接触させて配置する。第一予圧バネ14は、軸受スペーサ20の第一延長部20bの内側、かつ軸受スペーサ20の固定部20aと第一予圧子207との間に、一端部を軸受スペーサ20の固定部20aにおける陽極ターゲット7側の端面に接触させ、他端部を第一予圧子207の固定端部20aに対向する面に接触させて配置する。第一予圧バネ14の他端部を、軸受スペーサ20の第一延長部20bと、第一予圧子207のバネ抑え部207bとの間に配置することで、第一予圧バネ14の半径方向(r方向)の振動が規制される。第二予圧バネ16及び第二予圧子208は、軸受スペーサ20と第二外輪204との間に配置され、第一予圧バネ14及び第一予圧子207と同様の構成となる。   Further, the first preloader 207 is arranged in contact with the end face of the bearing spacer 20 on the anode target 7 side. The first preload spring 14 is disposed on the inner side of the first extension 20b of the bearing spacer 20 and between the fixed portion 20a of the bearing spacer 20 and the first preloader 207. One end of the first preload spring 14 is an anode in the fixed portion 20a of the bearing spacer 20. The other end is brought into contact with the end surface on the target 7 side, and the other end is brought into contact with the surface facing the fixed end 20a of the first preloader 207. The other end portion of the first preload spring 14 is disposed between the first extension portion 20b of the bearing spacer 20 and the spring restraint portion 207b of the first preloader 207, so that the radial direction of the first preload spring 14 ( (r direction) vibration is regulated. The second preload spring 16 and the second preloader 208 are disposed between the bearing spacer 20 and the second outer ring 204, and have the same configuration as the first preload spring 14 and the first preloader 207.

第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16は、第一外輪203及び第二外輪204に予圧を与えるためのものであるが、直接第一外輪203及び第二外輪204を押さえると、第一外輪203及び第二外輪204のバネ接触面積が小さい場合には、第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16との接触により第一外輪203及び第二外輪204が傾き、軸受ユニット10の動作を不安定にする可能性がある。このため、第一予圧バネ14及び第一外輪203の間、および第二予圧バネ16及び第二外輪204の間に、スペーサとしての第一予圧子207及第二予圧子208をそれぞれ挿入する。第一予圧子207及第二予圧子208は、第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16を保持するとともに、陽極回転軸8の円柱部8bと軸受スペーサ20との接触を防止する。   The first preload spring 14 and the second preload spring 16 are for applying preload to the first outer ring 203 and the second outer ring 204. When the first outer ring 203 and the second outer ring 204 are directly pressed, When the spring contact area of 203 and the second outer ring 204 is small, the first outer ring 203 and the second outer ring 204 are tilted by the contact with the first preload spring 14 and the second preload spring 16, and the operation of the bearing unit 10 is not performed. There is a possibility to stabilize. For this reason, the first preloader 207 and the second preloader 208 as spacers are inserted between the first preload spring 14 and the first outer ring 203 and between the second preload spring 16 and the second outer ring 204, respectively. The first preloader 207 and the second preloader 208 hold the first preload spring 14 and the second preload spring 16, and prevent contact between the cylindrical portion 8b of the anode rotating shaft 8 and the bearing spacer 20.

第一予圧子207のバネ支持部207aにおける第一外輪203に対向する面は、第一外輪203の予圧子当接部203aと接触する。第一予圧バネ14のバネ力により第一予圧子207が第一外輪203に押しつけられることにより、軸受スペーサ20の第一延長部20bと第一予圧子207のバネ支持部207aとの間に、アキシャル隙間401-1が形成される。バネ抑え部207bは、第一予圧バネ14よりも陽極回転軸8の円柱部8b側に位置し、回転時に第一予圧バネ14が径方向に振動する際の揺れ幅を規制する。   A surface of the spring support portion 207a of the first preloader 207 facing the first outer ring 203 is in contact with the preloader contact portion 203a of the first outer ring 203. When the first preloader 207 is pressed against the first outer ring 203 by the spring force of the first preload spring 14, between the first extension 20b of the bearing spacer 20 and the spring support 207a of the first preloader 207, An axial gap 401-1 is formed. The spring holding portion 207b is located closer to the cylindrical portion 8b side of the anode rotation shaft 8 than the first preload spring 14, and restricts the swing width when the first preload spring 14 vibrates in the radial direction during rotation.

第二予圧バネ16は、一端を第二予圧子208のバネ支持部208aに、他端を軸受スペーサ20の固定部20aに接触させて配置する。第二予圧子208のバネ支持部208aにおける第二外輪204に対向する面は、第二外輪204の予圧子当接部204aと接触する。第二予圧バネ16のバネ力により第二予圧子208が第二外輪204に押しつけられることにより、軸受スペーサ20の第二延長部20cと、第二予圧子208のバネ支持部208aとの間にアキシャル隙間401-2が形成される。バネ抑え部208bは、第二予圧バネ16よりも内側に位置し、回転時に第二予圧バネ16が径方向に振動する際の揺れ幅を規制する。   The second preload spring 16 is arranged with one end contacting the spring support portion 208a of the second preloader 208 and the other end contacting the fixing portion 20a of the bearing spacer 20. A surface of the spring support portion 208a of the second preloader 208 facing the second outer ring 204 is in contact with the preloader contact portion 204a of the second outer ring 204. The second preloader 208 is pressed against the second outer ring 204 by the spring force of the second preload spring 16, so that the second extension 20 c of the bearing spacer 20 and the spring support 208 a of the second preloader 208 are interposed. An axial gap 401-2 is formed. The spring holding portion 208b is located on the inner side of the second preload spring 16, and regulates the swing width when the second preload spring 16 vibrates in the radial direction during rotation.

アキシャル隙間401-1、401-2の隙間幅は、軸受スペーサ20の長さにより調整するが、軸受スペーサ20の回転軸方向の長さは、軸受スペーサ20が熱膨張した場合にも、アキシャル隙間401-1、401-2が確保される寸法で形成されている。しかしながら、アキシャル隙間401-1、401-2が大きすぎると、軸受ユニット10が不安定動作をする。よって、隙間幅は、数〜数10μm程度が望ましい。   The gap width of the axial gaps 401-1 and 401-2 is adjusted according to the length of the bearing spacer 20, but the length of the bearing spacer 20 in the rotation axis direction can be adjusted even when the bearing spacer 20 is thermally expanded. 401-1 and 401-2 are formed with dimensions that can be secured. However, if the axial gaps 401-1 and 401-2 are too large, the bearing unit 10 performs an unstable operation. Therefore, the gap width is preferably about several to several tens of μm.

前述の通り、第一軸受13及び第二軸受17は高温環境化において使用されるため、予圧を付与するための第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16にも高温への耐性が必要となる。特に高温環境下でバネの弾性係数低下(へたり)などが発生すると振動、騒音の増加のみでなく、潤滑性能自体の低下を招く。このため、JIS B 2704に規定されたバネの疲れ強さのデータを基に、バネ材料には使用温度帯で100kgf/mm2程度の引張強度を有する材料が最適である。このようなバネ材料としては、例えばインコロイ、インコネル、ハステロイなどがある。As described above, since the first bearing 13 and the second bearing 17 are used in a high temperature environment, the first preload spring 14 and the second preload spring 16 for applying preload also need to have high temperature resistance. . In particular, when the elastic modulus of the spring is reduced (sagging) in a high temperature environment, not only vibration and noise increase, but also the lubrication performance itself decreases. For this reason, a material having a tensile strength of about 100 kgf / mm 2 in the operating temperature range is optimal for the spring material based on the fatigue strength data of the spring specified in JIS B 2704. Examples of such a spring material include incoloy, inconel, and hastelloy.

尚、予圧バネは1個のバネで構成するするとは限らず、細い線形のコイルバネを用いた大径コイルバネ及び小径コイルバネを形成し、大径コイルバネ内に小径コイルバネを内包して2重にコイルバネを設置することで、予圧構造構成部品の設置場所を小さくすることも可能である。特に、本実施形態のように、X線管装置の回転陽極内部に予圧バネを設置する場合には、周囲電界への配慮から予圧バネの設置スペースが制限されることもあり有効である。また、バネの長さ方向が制限される場合には、ウェーブバネを採用してもよい。   Note that the preload spring is not necessarily composed of a single spring, but a large-diameter coil spring and a small-diameter coil spring using a thin linear coil spring are formed, and the small-diameter coil spring is included in the large-diameter coil spring, and the coil spring is doubled. By installing, it is also possible to reduce the installation location of the preload structural component. In particular, as in this embodiment, when a preload spring is installed inside the rotating anode of the X-ray tube apparatus, it is effective because the installation space for the preload spring is limited in consideration of the surrounding electric field. Further, when the length direction of the spring is limited, a wave spring may be employed.

本実施形態の作用効果について、比較例を用いて説明する。   The effect of this embodiment is demonstrated using a comparative example.

まず、第一の比較例として、予圧無しかつアキシャル隙間がない軸受の挙動について図11を用いて説明する。図11は、予圧無しかつアキシャル隙間がない軸受ユニットの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。   First, as a first comparative example, the behavior of a bearing having no preload and no axial gap will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an explanatory view of an axial section of a bearing unit without preload and without an axial gap, and the direction in which the anode rotation shaft 7 is located is directed downward in the gravity direction, and the rotation axis direction is parallel to the gravity direction. It shows from the rotation center axis to the outer edge in the state of being made.

図11の軸受ユニット85は、第一内輪部205、第一外輪203、第一ボール18、第二内輪部206、第二外輪204、第二ボール19、及び軸受スペーサ83を含む。軸受スペーサ83は軸箱9の軸箱固定位置11に固定される。軸受スペーサ83と第一外輪203及び第二外輪204とは接触させ、軸受スペーサ83が第二外輪204及び第二ボール19を介し回転体の荷重を支持する。   The bearing unit 85 of FIG. 11 includes a first inner ring portion 205, a first outer ring 203, a first ball 18, a second inner ring portion 206, a second outer ring 204, a second ball 19, and a bearing spacer 83. The bearing spacer 83 is fixed to the axle box fixing position 11 of the axle box 9. The bearing spacer 83 is brought into contact with the first outer ring 203 and the second outer ring 204, and the bearing spacer 83 supports the load of the rotating body via the second outer ring 204 and the second ball 19.

図11の軸受ユニット85では、第一内輪部205、第一外輪203、第一ボール18、第二内輪部206、第二外輪204、第二ボール19、及び軸受スペーサ83は常に接触状態にあることから、この状態で回転させた場合には磨耗量が多く、短寿命となる可能性があるという問題がある。   In the bearing unit 85 of FIG. 11, the first inner ring portion 205, the first outer ring 203, the first ball 18, the second inner ring portion 206, the second outer ring 204, the second ball 19, and the bearing spacer 83 are always in contact. For this reason, there is a problem that when rotating in this state, the amount of wear is large, and there is a possibility that the service life may be shortened.

次に、第二の比較例として、摩耗量をより少なくするために外輪と軸受スペーサとの間にアキシャル隙間を与え、予圧は付与しない軸受ユニットの挙動について、図12、図13を用いて説明する。図12は、予圧無しかつアキシャル隙間がある軸受ユニットの軸方向断面図(但し回転中心軸から外縁までを示す)である。図13は、予圧無しかつアキシャル隙間がある軸受ユニットの挙動を示す説明図であって、(a)は、アキシャル方向(回転軸方向)荷重が印加され、第一外輪203が落下した状態を示し、(b)は、アキシャル方向荷重が印加されたが、第一外輪203が落下できない状態を示す。   Next, as a second comparative example, the behavior of the bearing unit in which an axial gap is provided between the outer ring and the bearing spacer in order to reduce the amount of wear and no preload is applied will be described with reference to FIGS. To do. FIG. 12 is an axial sectional view of a bearing unit without preload and having an axial gap (however, it shows from the rotation center axis to the outer edge). FIG. 13 is an explanatory view showing the behavior of a bearing unit without preload and having an axial gap, where (a) shows a state where a load in the axial direction (rotational axis direction) is applied and the first outer ring 203 falls. (B) shows a state where the axial load is applied but the first outer ring 203 cannot fall.

図12の軸受ユニット86は、第一内輪部205、第一外輪203、第一ボール18、第二内輪部206、第二外輪204、第二ボール19、及び軸受スペーサ84を含む。軸受スペーサ84は軸箱9の軸箱固定位置11に固定される。軸受スペーサ84の回転軸方向寸法を第一比較例よりも短くすることで、軸受スペーサ84と第一外輪203との間にアキシャル隙間89-1、軸受スペーサ84と第二外輪204との間にアキシャル隙間89-2を形成したものである。   12 includes a first inner ring portion 205, a first outer ring 203, a first ball 18, a second inner ring portion 206, a second outer ring 204, a second ball 19, and a bearing spacer 84. The bearing spacer 84 is fixed to the axle box fixing position 11 of the axle box 9. The axial dimension of the bearing spacer 84 in the rotation axis direction is made shorter than that in the first comparative example, so that the axial gap 89-1 is between the bearing spacer 84 and the first outer ring 203, and between the bearing spacer 84 and the second outer ring 204. An axial gap 89-2 is formed.

回転軸方向が水平方向と一致した状態では、アキシャル方向(回転軸方向)荷重が印加されず軸受が中立位置にある。このとき、図12に示すように、第一内輪部205、第一ボール18、及び第一外輪203が接触し、第二内輪部206、第二ボール19、及び第二外輪204が接触し、軸受スペーサ84と第一外輪203及び第二外輪204とのそれぞれの間に、アキシャル隙間89-1、89-2が形成される。   In a state where the rotation axis direction coincides with the horizontal direction, a load in the axial direction (rotation axis direction) is not applied and the bearing is in a neutral position. At this time, as shown in FIG. 12, the first inner ring portion 205, the first ball 18, and the first outer ring 203 are in contact with each other, the second inner ring portion 206, the second ball 19, and the second outer ring 204 are in contact with each other, Axial gaps 89-1 and 89-2 are formed between the bearing spacer 84 and the first outer ring 203 and the second outer ring 204, respectively.

回転軸方向が水平方向と一致しない場合、軸受ユニット86にアキシャル方向荷重が印加される。このときの軸受ユニット86の構成部品の状態を説明する。なお、図13では、アキシャル方向が重力方向と一致する場合、すなわち、重力方向上側に位置する軸受にかかるアキシャル方向荷重が最大となる場合を例に描出している。   When the rotation axis direction does not coincide with the horizontal direction, an axial load is applied to the bearing unit 86. The state of the components of the bearing unit 86 at this time will be described. In FIG. 13, the case where the axial direction coincides with the gravity direction, that is, the case where the axial load applied to the bearing located on the upper side in the gravity direction is maximized is illustrated as an example.

図13の(a)に示すように、陽極回転軸8の円柱部8bが重力方向に沿って落下(移動)し、これと一体化した第二内輪部206が第二ボール19に接触し(図13の丸1)、第二ボール19が第二外輪204に押し付けられ(図13の丸2)、第二外輪204は軸箱9に固定された軸受スペーサ84に接触し、軸受スペーサ84によって支持される(図13の丸3)。   As shown in FIG. 13 (a), the cylindrical portion 8b of the anode rotation shaft 8 falls (moves) along the direction of gravity, and the second inner ring portion 206 integrated therewith contacts the second ball 19 ( 13), the second ball 19 is pressed against the second outer ring 204 (circle 2 in FIG. 13), the second outer ring 204 contacts the bearing spacer 84 fixed to the axle box 9, and the bearing spacer 84 Supported (circle 3 in FIG. 13).

一方、第一外輪203は自重により重力方向に落下(移動)して第一ボール18と接触し、第一外輪203は自重相当の荷重を第一ボール18に付加し(図13丸4)、第一ボール18は、第一外輪204及び第一ボール18の重量相当の力で第一内輪部205に押しつけられる(図13の丸5)。このときアキシャル隙間89-2は軸受スペーサ84と第二外輪204とが接触することで隙間幅=0となり、アキシャル隙間89-1は第一外輪203の落下により隙間幅が、図12の状態(回転軸方向が水平方向と一致するときの状態)よりも広くなる。回転体の全荷重は、第二内輪部206、第二ボール19、第二外輪204を介して軸受スペーサ84が支持することとなる。   On the other hand, the first outer ring 203 falls (moves) in the direction of gravity by its own weight and comes into contact with the first ball 18, and the first outer ring 203 applies a load equivalent to its own weight to the first ball 18 (circle 4 in FIG. 13), The first ball 18 is pressed against the first inner ring portion 205 with a force corresponding to the weight of the first outer ring 204 and the first ball 18 (circle 5 in FIG. 13). At this time, the axial gap 89-2 becomes 0 when the bearing spacer 84 and the second outer ring 204 are in contact with each other, and the axial gap 89-1 has a gap width of the state shown in FIG. This is wider than the state when the rotation axis direction coincides with the horizontal direction. The total load of the rotating body is supported by the bearing spacer 84 via the second inner ring portion 206, the second ball 19, and the second outer ring 204.

しかし、図13の(b)に示すように、第一外輪203が軸箱9の内壁面との摩擦により落下しなかった場合(図13の丸4’)、アキシャル隙間89-1は図12の状態の隙間幅と同じであり、第一ボール18と第一外輪203とが非接触となり、第一ボール18を抑制するものが無くなるため、自由に動き回れる状態となる。   However, as shown in FIG. 13 (b), when the first outer ring 203 does not fall due to friction with the inner wall surface of the axle box 9 (circle 4 ′ in FIG. 13), the axial gap 89-1 is as shown in FIG. In this state, the first ball 18 and the first outer ring 203 are not in contact with each other, and there is nothing to suppress the first ball 18, so that the first ball 18 can move freely.

前述の如く、固体潤滑軸受では潤滑材が付着する範囲は内輪及び外輪の軸受曲面のうち、ボールが接触する接触範囲(ボール転走面)に限られるため、実使用時に図13の(b)に示すように、ボールが自由に動き回れる状態になると、ボールが内輪及び外輪の固体潤滑材が無い軸受曲面と接触する可能性があり、これらの軸受曲面が磨耗する可能性があるという問題がある。   As described above, in the solid lubricated bearing, the range where the lubricant adheres is limited to the contact range (ball rolling surface) with which the ball contacts among the bearing curved surfaces of the inner ring and the outer ring. As shown in Fig. 4, when the ball is allowed to move freely, there is a possibility that the ball may come into contact with the bearing curved surface having no solid lubricant on the inner ring and the outer ring, and the bearing curved surface may be worn out. is there.

第三の比較例として、回転軸方向に並んだ二つの軸受の一方にのみ、アキシャル隙間と予圧構造を設けた例を挙げて説明する。アキシャル隙間及び予圧構造は、回転軸方向が重力方向と一致し、軸受にアキシャル方向荷重が印加された場合において、重力方向に沿って上側に位置する軸受に設ける。以下、図14を用いて第三の比較例について説明する。
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。
As a third comparative example, an example in which an axial gap and a preload structure are provided only on one of two bearings arranged in the rotation axis direction will be described. The axial gap and the preload structure are provided in the bearing located on the upper side along the direction of gravity when the axial direction of the rotation coincides with the direction of gravity and an axial load is applied to the bearing. Hereinafter, a third comparative example will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is an explanatory view showing the behavior of a bearing unit having a preload structure and an axial gap only in a bearing located on the upper side in the direction of gravity.

図14に示す軸受ユニット87は、第二外輪204と軸受スペーサ88との間に、予圧バネ90及び予圧子91を備える。また、軸受スペーサ88の軸方向の寸法は、第二外輪204との間にアキシャル隙間92が形成され、第一外輪203と軸受スペーサ88とは接触する寸法に形成する。軸受スペーサ88は、軸箱9の軸箱固定位置11に固定される。   The bearing unit 87 shown in FIG. 14 includes a preload spring 90 and a preloader 91 between the second outer ring 204 and the bearing spacer 88. The axial dimension of the bearing spacer 88 is formed such that an axial gap 92 is formed between the second outer ring 204 and the first outer ring 203 and the bearing spacer 88 are in contact with each other. The bearing spacer 88 is fixed to the axle box fixing position 11 of the axle box 9.

この軸受ユニット87にアキシャル方向荷重が加わると、第二内輪部206は第二ボール19に接触し、回転体の全荷重が第二ボール19に加わる(図14の丸1)。第二ボール19と第二外輪204とは接触し、回転体の全荷重と第二ボール19の重量が第二ボール19から第二外輪204へ伝わる(図14の丸2)。第二外輪204は、予圧子91を経由して予圧バネ90により支持される(図14の丸3)。   When an axial load is applied to the bearing unit 87, the second inner ring portion 206 comes into contact with the second ball 19, and the entire load of the rotating body is applied to the second ball 19 (circle 1 in FIG. 14). The second ball 19 and the second outer ring 204 come into contact with each other, and the total load of the rotating body and the weight of the second ball 19 are transmitted from the second ball 19 to the second outer ring 204 (circle 2 in FIG. 14). The second outer ring 204 is supported by the preload spring 90 via the preloader 91 (circle 3 in FIG. 14).

一方、第一外輪203は第一ボール18と接触し、第一外輪203の重量が第一ボール18に加わる(図14の丸4)。第一ボール18は第一内輪部205にも接触し、第一外輪203及び第一ボール18の重量が、第一内輪部205に加わる(図14の丸5)。予圧バネ90のバネ力が、回転体の全荷重よりも、第一ボール18、第二ボール19、第一外輪203、及び第二外輪204の重量分だけより大きな力を付与するならば、第一外輪203、第一ボール18は、陽極回転軸8の円柱部8b、第二ボール19、及び第二外輪204を経由して予圧バネ90により重力方向に沿って上側(図14の紙面上において上方)に引き上げられる。   On the other hand, the first outer ring 203 comes into contact with the first ball 18, and the weight of the first outer ring 203 is applied to the first ball 18 (circle 4 in FIG. 14). The first ball 18 also contacts the first inner ring portion 205, and the weights of the first outer ring 203 and the first ball 18 are applied to the first inner ring portion 205 (circle 5 in FIG. 14). If the spring force of the preload spring 90 applies a force larger than the total load of the rotating body by the weight of the first ball 18, the second ball 19, the first outer ring 203, and the second outer ring 204, The one outer ring 203 and the first ball 18 are moved upward along the direction of gravity by the preload spring 90 via the cylindrical portion 8b of the anode rotation shaft 8, the second ball 19 and the second outer ring 204 (on the paper surface of FIG. 14). (Upward).

これらの力の釣り合いにより第一内輪部205、第一ボール18、第一外輪203、第二内輪部206、第二ボール19、第二外輪204は常に接触した状態に保たれ、第一比較例に示したアキシャル隙間=0の状態とは異なり、予圧バネ90が軸受構成部品の熱膨脹、振動による変位を吸収するため、潤滑性能に悪影響を及ぼすことは無い。   The first inner ring portion 205, the first ball 18, the first outer ring 203, the second inner ring portion 206, the second ball 19, and the second outer ring 204 are always kept in contact with each other by the balance of these forces. Unlike the state of the axial gap = 0 shown in FIG. 5, the preload spring 90 absorbs the displacement caused by thermal expansion and vibration of the bearing components, so that the lubrication performance is not adversely affected.

更に第二比較例に示したアキシャル隙間があり、かつ予圧が無い構造のように、荷重側に位置する軸受のボールが自由に動き回れることがない。   Further, unlike the structure of the second comparative example having an axial gap and no preload, the ball of the bearing located on the load side does not move freely.

しかし、第三比較例の場合は、軸方向下側に位置するボールと転送面の接触を保つには、予圧バネのバネ力は印加される荷重より十分に大きい必要が有る。このようなバネ力は陽極回転軸8の回転中心軸が水平方向と一致し、アキシャル方向(軸方向)への荷重がほぼ0の状態であっても、第一内輪部205、第二内輪部206、第一外輪203、及び第二外輪204に負担をかける事となる。これに対し、本実施形態に係る軸受ユニットの予圧構造では、第三比較例に比べて予圧量が小さくでき、第一内輪部205、第二内輪部206、第一外輪203、及び第二外輪204にかかる負担を軽減することができる。その詳細について以下に説明する。   However, in the case of the third comparative example, the spring force of the preload spring needs to be sufficiently larger than the applied load in order to maintain the contact between the ball positioned on the lower side in the axial direction and the transfer surface. Such a spring force is such that even if the rotation center axis of the anode rotation shaft 8 coincides with the horizontal direction and the load in the axial direction (axial direction) is almost zero, the first inner ring portion 205 and the second inner ring portion 206, the first outer ring 203, and the second outer ring 204 are burdened. In contrast, in the preload structure of the bearing unit according to the present embodiment, the amount of preload can be reduced as compared with the third comparative example, and the first inner ring portion 205, the second inner ring portion 206, the first outer ring 203, and the second outer ring. The burden on 204 can be reduced. Details thereof will be described below.

本実施形態の軸受ユニット10の、アキシャル方向荷重がかかっていないときの挙動と、アキシャル方向荷重がかかっているときの挙動とについて、図15及び図16を用いて説明する。図15は、本実施形態に係る軸受ユニット10にアキシャル方向荷重が印加されていないときの挙動を示す説明図である。図16は、本実施形態に係る軸受ユニット10にアキシャル方向荷重が印加されたときの挙動を示す説明図である。   The behavior of the bearing unit 10 of the present embodiment when no axial load is applied and the behavior when the axial load is applied will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is an explanatory diagram showing a behavior when an axial load is not applied to the bearing unit 10 according to the present embodiment. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the behavior when an axial load is applied to the bearing unit 10 according to the present embodiment.

アキシャル方向荷重が0の場合、すなわち、回転軸方向が水平方向と一致する場合、図15に示すように、第二予圧バネ16は、第二予圧子208を経由して第二外輪204を押す(図15の丸1)。これにより第二外輪204が第二ボール19に接触し(図15の丸2)、第二ボール19が第二内輪部206に接触し(図15の丸3)、第二軸受17の構成部品が、一定の位置で接触した状態が保たれる。第一予圧バネ14は、第一予圧子207を経由して第一外輪203を押し(図15の丸4)、これにより第一外輪203が第一ボール18に接触し(図15の丸5)、第一ボール18が第一内輪部205に接触し(図15の丸6)、第一軸受13の構成部品が、一定の位置で接触した状態が保たれる。   When the axial load is 0, that is, when the rotation axis direction coincides with the horizontal direction, the second preload spring 16 pushes the second outer ring 204 via the second preloader 208 as shown in FIG. (Circle 1 in Figure 15). As a result, the second outer ring 204 contacts the second ball 19 (circle 2 in FIG. 15), the second ball 19 contacts the second inner ring portion 206 (circle 3 in FIG. 15), and the components of the second bearing 17 However, the contact state at a certain position is maintained. The first preload spring 14 pushes the first outer ring 203 via the first preloader 207 (circle 4 in FIG. 15), so that the first outer ring 203 contacts the first ball 18 (circle 5 in FIG. 15). ), The first ball 18 comes into contact with the first inner ring portion 205 (circle 6 in FIG. 15), and the components of the first bearing 13 are kept in contact at a certain position.

回転陽極が傾いて回転軸方向が水平方向と一致しなくなり、第二軸受17にアキシャル方向(矢印Ax方向)の荷重がかかっている場合、図16に示すように、陽極回転軸8と一体化した第二内輪部206が荷重方向に引かれ、これにより第二ボール19が下方に押し付けられる(図16の丸1)。下方に押し付けられた第二ボール19により第二外輪204が押しつけられ(図16の丸2)、第二外輪204が第二予圧子208を押し下げる(図16の丸3)。このとき、第二予圧バネ16が収縮して第二予圧子208が押し下げられ、第二予圧子208が軸受スペーサ20の第二延長部20cに接触し、アキシャル隙間401-2は隙間幅=0となる。   When the rotary anode is tilted and the rotation axis direction does not coincide with the horizontal direction, and the load in the axial direction (arrow Ax direction) is applied to the second bearing 17, as shown in FIG. 16, it is integrated with the anode rotation axis 8. The second inner ring portion 206 is pulled in the load direction, whereby the second ball 19 is pressed downward (circle 1 in FIG. 16). The second outer ring 204 is pressed by the second ball 19 pressed downward (circle 2 in FIG. 16), and the second outer ring 204 pushes down the second preloader 208 (circle 3 in FIG. 16). At this time, the second preload spring 16 contracts and the second preloader 208 is pushed down, the second preloader 208 contacts the second extension 20c of the bearing spacer 20, and the axial gap 401-2 has a gap width = 0. It becomes.

これに対して、第一軸受13では、第一予圧バネ14が第一予圧子207を荷重方向(図16における下方向)に押し下げ、第一予圧子207が第一外輪203に押しつけられる(図16の丸4)。そして、第一外輪203が第一ボール18を押し下げ(図16における丸5)、第一ボール18が第一内輪部205に接触した状態(図16の丸6)となる。このとき、アキシャル隙間401-1は、第一予圧バネ14、第一予圧子207、及び第一外輪203の落下幅相当分、図15のアキシャル隙間401-1の隙間幅に比べて広くなる。上記により、第一軸受13の構成部品の位置関係は、図15のアキシャル方向荷重が印加されていない場合と同様に、第一軸受13において第一ボール18が第一内輪部205の転送面及び第一外輪203の転送面上を転走する状態を保つことができる。   On the other hand, in the first bearing 13, the first preload spring 14 pushes down the first preloader 207 in the load direction (downward in FIG. 16), and the first preloader 207 is pressed against the first outer ring 203 (see FIG. 16 circles 4). Then, the first outer ring 203 pushes down the first ball 18 (circle 5 in FIG. 16), and the first ball 18 comes into contact with the first inner ring portion 205 (circle 6 in FIG. 16). At this time, the axial gap 401-1 is wider than the gap width of the axial gap 401-1 in FIG. 15 by the amount corresponding to the drop width of the first preload spring 14, the first preloader 207, and the first outer ring 203. As described above, the positional relationship of the components of the first bearing 13 is the same as in the case where the axial load in FIG. 15 is not applied. The state of rolling on the transfer surface of the first outer ring 203 can be maintained.

本実施形態によれば、アキシャル方向荷重の印加の有無に関わらず、第一軸受13及び第二軸受17を定位置に留め置くことできる。これにより、第一ボール18及び第二ボール19が、固定潤滑材が付与された転送面を転がり、第一軸受13及び第二軸受17の回転性能を維持させることができる。さらに、上記予圧構造は、第一予圧バネ14及び第二予圧バネ16のバネ力を用いて予圧を付与するので、熱を用いた予圧構造に見られる、伝熱遅延に伴う予圧不足といった現象が起こることがない。   According to the present embodiment, the first bearing 13 and the second bearing 17 can be held in place regardless of whether or not an axial load is applied. Thereby, the first ball 18 and the second ball 19 roll on the transfer surface to which the fixed lubricant is applied, and the rotational performance of the first bearing 13 and the second bearing 17 can be maintained. Further, since the preload structure applies preload using the spring force of the first preload spring 14 and the second preload spring 16, there is a phenomenon such as insufficient preload due to heat transfer delay, which is seen in the preload structure using heat. Never happen.

また、本実施形態によれば、第一軸受13及び第二軸受17のそれぞれに対するバネ力は、第一軸受13及び第二軸受17のそれぞれにかかる回転体荷重よりも小さくてよい。
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。
Further, according to the present embodiment, the spring force with respect to each of the first bearing 13 and the second bearing 17 may be smaller than the rotating body load applied to each of the first bearing 13 and the second bearing 17.
Therefore, it is possible to allow the ball position to be stabilized and operated after the familiar operation is finally completed while allowing a certain amount of play in the ball position during the initial familiar operation. In addition, the lubrication performance of the bearing can be improved by making it possible to adjust the spring load in a small range without being limited by the rotating body load.

更に、陽極回転軸8は、第一外輪203及び第二外輪204と比較して高温となるため、陽極回転軸8に別部品の内輪用部材を固定した場合には熱膨張により陽極回転軸8と内輪用部材が緩むことが懸念されるが、本実施形態によれば、陽極回転軸8に第一内輪部205、第二内輪部206を一体化させて形成することで、上記懸念を払拭することが可能となる。   Furthermore, since the anode rotating shaft 8 has a higher temperature than the first outer ring 203 and the second outer ring 204, when a separate inner ring member is fixed to the anode rotating shaft 8, the anode rotating shaft 8 is thermally expanded. However, according to this embodiment, the first inner ring portion 205 and the second inner ring portion 206 are formed integrally with the anode rotating shaft 8 to eliminate the above-mentioned concerns. It becomes possible to do.

<第二実施形態>
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。
<Second embodiment>
The second embodiment has a tube structure in which the outer ring rotates to rotate the anode target. Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is an axial sectional view showing a schematic configuration of the X-ray tube according to the second embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view in the axial direction showing the schematic configuration of the rotating anode (however, from the rotation center axis to the outer edge). FIG. 19 is a cross-sectional view in the axial direction of the bearing unit 10 employing the preload structure bearing according to the second embodiment (however, from the rotation center axis to the outer edge). FIG. 20 is an explanatory diagram showing the behavior of the bearing unit when no axial load is applied to the bearing unit according to the second embodiment. FIG. 21 is an explanatory view showing the behavior of the bearing unit when an axial load is applied to the bearing unit according to the second embodiment. Note that, through FIGS. 17 to 21, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図17に示す第二実施形態に係るX線管球は、陰極2、及び回転陽極6’外囲器1に内包して構成される。回転陽極6’は、陽極ターゲット7、ロータ12、軸箱9’、軸受ユニット10’、断熱部202’、及び固定軸502を有する。軸箱9’の内部には、軸箱9’を回転可能に支持する軸受ユニット10’と、X線管球の陽極側支持体に固定される円柱状部位を有し、軸受ユニット10’を介して軸箱9’を支持する固定軸502と、を有する。すなわち、固定軸502が固定体を形成する。   The X-ray tube according to the second embodiment shown in FIG. 17 is configured to be included in the cathode 2 and the rotary anode 6 'envelope 1. The rotating anode 6 ′ includes an anode target 7, a rotor 12, a shaft box 9 ′, a bearing unit 10 ′, a heat insulating portion 202 ′, and a fixed shaft 502. Inside the axle box 9 ′, there is a bearing unit 10 ′ that rotatably supports the axle box 9 ′, and a cylindrical portion that is fixed to the anode side support of the X-ray tube. And a fixed shaft 502 that supports the shaft box 9 ′. That is, the fixed shaft 502 forms a fixed body.

一方、断熱部202’はロータ12と軸箱9’とを接続し、陽極ターゲット7、ロータ12、断熱部202’及び軸箱9’が回転する構造となっている。すなわち、陽極ターゲット7、ロータ12、断熱部202’及び軸箱9’が回転体を形成し、軸受ユニット10’を介して固定軸502に回転可能に支持される。   On the other hand, the heat insulating portion 202 'connects the rotor 12 and the axle box 9', and the anode target 7, the rotor 12, the heat insulating portion 202 'and the axle box 9' rotate. That is, the anode target 7, the rotor 12, the heat insulating portion 202 'and the shaft box 9' form a rotating body and are rotatably supported by the fixed shaft 502 via the bearing unit 10 '.

図18に示すように軸受ユニット10’は、第一軸受13’と第二軸受17’とが軸箱固定位置11を挟んで両側に配置される。第一軸受13’は、固定軸502とは別体に構成された第一内輪205’と、第一ボール18と、第一外輪203とを備える。同様に、第二軸受17’は、固定軸502とは別体に構成された第二内輪206’と、第二ボール19と、第二外輪204とを備える。   As shown in FIG. 18, in the bearing unit 10 ′, the first bearing 13 ′ and the second bearing 17 ′ are arranged on both sides of the axle box fixing position 11. The first bearing 13 ′ includes a first inner ring 205 ′ that is configured separately from the fixed shaft 502, a first ball 18, and a first outer ring 203. Similarly, the second bearing 17 ′ includes a second inner ring 206 ′ configured separately from the fixed shaft 502, a second ball 19, and a second outer ring 204.

軸箱9’の内部には、第一軸受13’、第二軸受17’、内径側スペーサ504、外径側スペーサ503、第一予圧バネ14、第二予圧バネ16が備えられる。   A first bearing 13 ′, a second bearing 17 ′, an inner diameter side spacer 504, an outer diameter side spacer 503, a first preload spring 14, and a second preload spring 16 are provided in the shaft box 9 ′.

外径側スペーサ503は、第一外輪203と第二外輪204との間、かつ軸箱9’の軸箱固定位置11において固定部材、例えばネジにより締結する。第一外輪203及び第二外輪204の間に外径側スペーサ503を配置することで、第一外輪203と第二外輪204とが一定間隔に保持して配列されている。また、第一外輪203の陽極ターゲット7側の端部は、軸受押えネジ501により軸箱9’に固定される。   The outer diameter side spacer 503 is fastened by a fixing member, for example, a screw, between the first outer ring 203 and the second outer ring 204 and at the axle box fixing position 11 of the axle box 9 '. By disposing the outer diameter side spacer 503 between the first outer ring 203 and the second outer ring 204, the first outer ring 203 and the second outer ring 204 are arranged at a constant interval. Further, the end of the first outer ring 203 on the anode target 7 side is fixed to the axle box 9 ′ by a bearing pressing screw 501.

内径側スペーサ504は、第一内輪205’と第二内輪206’との間、かつ固定軸502の外表面に固定される。また、軸箱9’の陽極ターゲット7とは反対側の端部は、他の領域よりも内径を小さくした突起部9dを形成する。そして、第二外輪204の一端は、突起部9dに当接し、他端部を外径側スペーサ503に当接させることで、第二外輪204の位置を保持する。図19に示すように、内径側スペーサ504は、固定部材、例えば内径側スペーサ固定ネジ505により、固定軸502における第一内輪205’と第二内輪206’との中間位置に締結される。   The inner diameter side spacer 504 is fixed between the first inner ring 205 ′ and the second inner ring 206 ′ and on the outer surface of the fixed shaft 502. Further, the end of the axle box 9 'opposite to the anode target 7 forms a projection 9d having a smaller inner diameter than the other regions. Then, one end of the second outer ring 204 is in contact with the protrusion 9d, and the other end is in contact with the outer diameter side spacer 503, thereby holding the position of the second outer ring 204. As shown in FIG. 19, the inner diameter side spacer 504 is fastened to a middle position between the first inner ring 205 ′ and the second inner ring 206 ′ on the fixed shaft 502 by a fixing member, for example, an inner diameter side spacer fixing screw 505.

第一内輪205’と内径側スペーサ504との間には第一予圧バネ14及び第一予圧子207が配置される。第一予圧バネ14の一端部は内径側スペーサ504に当接し、他端部は第一予圧子207に当接する。   A first preload spring 14 and a first preloader 207 are disposed between the first inner ring 205 ′ and the inner diameter side spacer 504. One end of the first preload spring 14 is in contact with the inner diameter side spacer 504, and the other end is in contact with the first preloader 207.

第二内輪206’と内径側スペーサ504との間には第二予圧バネ16及び第二予圧子208が配置される。第二予圧バネ16の一端部は内径側スペーサ504に当接し、他端部は第二予圧子208に当接する。   A second preload spring 16 and a second preloader 208 are arranged between the second inner ring 206 ′ and the inner diameter side spacer 504. One end of the second preload spring 16 is in contact with the inner diameter side spacer 504, and the other end is in contact with the second preloader 208.

第一予圧バネ14及び第一予圧子207が第一軸受13’に予圧を付与し、第二予圧バネ16及び第二予圧子208が第二軸受17’に予圧を付与することで、各々の軸受にそれぞれ予圧が付与される。   The first preload spring 14 and the first preloader 207 apply preload to the first bearing 13 ′, and the second preload spring 16 and the second preloader 208 apply preload to the second bearing 17 ′. A preload is applied to each bearing.

軸箱9’にアキシャル方向荷重が掛かっていない状態を図20に、荷重が掛かっている状態を図21に示す。   FIG. 20 shows a state where an axial load is not applied to the axle box 9 ', and FIG. 21 shows a state where a load is applied.

図20に示すように、荷重が0の場合、第二軸受17’の第二内輪206’は、第二予圧子208を経由して第二予圧バネ16により押し上げられ(図20の丸1)、これにより第二内輪206’が第二ボール19に接触し(図20の丸2)、第二ボール19が第二外輪204に接触し(図20の丸3))、第二軸受17の構成部品が、一定の位置で接触した状態が保たれる。このとき、内径側スペーサ504と第二予圧子208との間にはアキシャル隙間401-2’が形成される。   As shown in FIG. 20, when the load is 0, the second inner ring 206 ′ of the second bearing 17 ′ is pushed up by the second preload spring 16 via the second preloader 208 (circle 1 in FIG. 20). Thus, the second inner ring 206 ′ contacts the second ball 19 (circle 2 in FIG. 20), the second ball 19 contacts the second outer ring 204 (circle 3 in FIG. 20), and the second bearing 17 The components are kept in contact at a certain position. At this time, an axial gap 401-2 ′ is formed between the inner diameter side spacer 504 and the second preloader 208.

一方、第一予圧バネ14は第一予圧子207を経由して第一内輪205’を押下げ(図20の丸4)、これにより第一内輪205’が第一ボール18に接触し(図20の丸5)、第一ボール18が第一外輪203に接触し(図20の丸6)、第一軸受13’の構成部品が、一定の位置で接触した状態が保たれる。このとき、内径側スペーサ504と第一予圧子207との間にはアキシャル隙間401-1’が形成される。   On the other hand, the first preload spring 14 pushes down the first inner ring 205 ′ via the first preloader 207 (circle 4 in FIG. 20), whereby the first inner ring 205 ′ contacts the first ball 18 (FIG. 20), the first ball 18 comes into contact with the first outer ring 203 (circle 6 in FIG. 20), and the components of the first bearing 13 ′ are kept in contact at a certain position. At this time, an axial gap 401-1 'is formed between the inner diameter side spacer 504 and the first preloader 207.

この状態から図21の矢印Ax方向にアキシャル方向荷重が印加された状態では、軸箱9’が荷重方向に移動し、軸箱9’とともに第二外輪204が荷重方向へ移動する。これにより第二ボール19が押し下げられ(図21の丸1)、更に第二ボール19が第二内輪206’を押下げることとなる(図21の丸2)が、第二予圧バネ16が収縮することにより、第二内輪206’は、第二予圧子208、第二予圧バネ16を介して内径側スペーサ504により支持される(図21の丸3)。このとき、アキシャル隙間401-2’は、第二予圧子208と内径側スペーサ504とが接触することによりアキシャル隙間幅が0となる。   From this state, when an axial load is applied in the direction of the arrow Ax in FIG. 21, the axle box 9 'moves in the load direction, and the second outer ring 204 moves in the load direction together with the axle box 9'. As a result, the second ball 19 is pushed down (circle 1 in FIG. 21), and the second ball 19 pushes down the second inner ring 206 ′ (circle 2 in FIG. 21), but the second preload spring 16 contracts. Thus, the second inner ring 206 ′ is supported by the inner diameter side spacer 504 via the second preloader 208 and the second preload spring 16 (circle 3 in FIG. 21). At this time, the axial gap width of the axial gap 401-2 'becomes zero due to the contact between the second preloader 208 and the inner diameter side spacer 504.

一方、第一軸受13’においては、軸箱9’が荷重方向に移動するが、第一予圧バネ14により第一予圧子207を荷重方向(図21における下方向)に押し下げ、第一予圧子207が第一内輪205に押しつけられる(図21の丸4)。そして、第一内輪205’が第一ボール18を押し下げ(図21における丸5)、第一ボール18が第一外輪203に接触した状態(図21の丸6)が保たれる。これにより、第一軸受13’の構成部品の位置関係は、図20の荷重が印加されていない場合と同様に、第一軸受13’において第一ボール18が第一内輪205’の転送面及び第一外輪203の転送面上を転走する状態を保つことができる。このとき、第一予圧バネ14は伸張して第一予圧子207が押し下げられるので、アキシャル隙間401-1’は図20の状態に比べて隙間幅が広くなる。   On the other hand, in the first bearing 13 ′, the axle box 9 ′ moves in the load direction, but the first preload spring 14 pushes down the first preloader 207 in the load direction (downward in FIG. 21), and the first preloader 207 is pressed against the first inner ring 205 (circle 4 in FIG. 21). Then, the first inner ring 205 ′ pushes down the first ball 18 (circle 5 in FIG. 21), and the state where the first ball 18 is in contact with the first outer ring 203 (circle 6 in FIG. 21) is maintained. As a result, the positional relationship of the components of the first bearing 13 ′ is the same as when the load in FIG. 20 is not applied, in which the first ball 18 in the first bearing 13 ′ and the transfer surface of the first inner ring 205 ′ and The state of rolling on the transfer surface of the first outer ring 203 can be maintained. At this time, since the first preload spring 14 is extended and the first preloader 207 is pushed down, the gap width of the axial gap 401-1 'is wider than the state of FIG.

以上のように、本実施形態によれば、荷重の有無に関わらず、第一内輪205’、第二内輪206’、第一ボール18、第二ボール19、第一外輪203、第二外輪204の接触状態を一定に保つことが可能となり、安定した軸受回転を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the first inner ring 205 ′, the second inner ring 206 ′, the first ball 18, the second ball 19, the first outer ring 203, and the second outer ring 204 regardless of the presence or absence of a load. It is possible to keep the contact state constant, and it is possible to realize stable bearing rotation.

なお、本実施形態では、軸箱9’の内側に直接軸受レース面を加工することが困難である。このため、軸箱9’と第一外輪203及び第二外輪204、外径側スペーサ503及び軸受押えネジ501を組み立てることで軸受ユニット10’の回転体部分を構成している。この場合、熱膨張による部品間に熱応力が発生しないように全ての部品を同一材質に揃えることが望ましい。但し、この構造でも組立時の隙間などが発生するため、第一実施形態で既に述べた陽極回転軸が回転する構造の方が、陽極回転軸に直接軸受内輪を加工することが可能であるという利点がある。また上記実施形態では、二つの軸受を有する軸受を例に挙げたが、軸受は、回転軸方向に沿って三つ以上備え、各軸受に対し、各軸受にかかるアキシャル方向荷重の最大値よりも小さい予圧量を付与する予圧構造を備えてもよい。   In the present embodiment, it is difficult to process the bearing race surface directly inside the axle box 9 '. Therefore, the rotating body portion of the bearing unit 10 ′ is configured by assembling the axle box 9 ′, the first outer ring 203 and the second outer ring 204, the outer diameter side spacer 503, and the bearing holding screw 501. In this case, it is desirable that all parts are made of the same material so that thermal stress is not generated between the parts due to thermal expansion. However, since this structure also causes a gap during assembly, the structure in which the anode rotation shaft rotates in the first embodiment can directly process the bearing inner ring on the anode rotation shaft. There are advantages. In the above embodiment, a bearing having two bearings is taken as an example. However, three or more bearings are provided along the rotation axis direction, and each bearing has a maximum axial load applied to each bearing. A preload structure that provides a small amount of preload may be provided.

<第三実施形態>
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。
<Third embodiment>
The rotary anode X-ray tube according to each of the above embodiments may be used in an X-ray imaging apparatus. As an example of an X-ray imaging apparatus, in the present embodiment, an X-ray CT apparatus will be described as an example. However, an X-ray imaging apparatus that can perform fluoroscopy and imaging, a movable type or a ceiling or the like is fixed. The rotating anode X-ray tube according to the above embodiment can be applied to any X-ray imaging apparatus that images an object using X-rays, such as an X-ray imaging apparatus that captures images. FIG. 22 is a functional block diagram showing the overall configuration of the X-ray CT apparatus using the rotary anode X-ray tube according to the embodiment.

図22のX線CT装置600はスキャンガントリ部611と操作卓620とを備える。
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。
The X-ray CT apparatus 600 in FIG. 22 includes a scan gantry unit 611 and a console 620.
The scan gantry unit 611 includes a rotary anode X-ray tube device 601, a rotary disk 602, a collimator unit 603, an X-ray detector 606, a data collection device 607, a bed 605, and a gantry control according to the above embodiment. A device 608, a bed control device 609, and an X-ray control device 610 are provided.

X線制御装置610は、回転陽極型X線管装置601に高電圧を印加するなど、X線発生に必要な制御を行う。コリメータユニット603は回転陽極型X線管装置601から照射されるX線の照射範囲を制限する機構や、X線の線量分布を調整するX線補償物を備えている。   The X-ray control device 610 performs control necessary for X-ray generation, such as applying a high voltage to the rotary anode X-ray tube device 601. The collimator unit 603 includes a mechanism for limiting the X-ray irradiation range irradiated from the rotary anode X-ray tube device 601 and an X-ray compensator for adjusting the X-ray dose distribution.

回転円盤602は、寝台605上に載置された被検体が入る開口部604を備えるとともに、回転陽極型X線管装置601とX線検出器606を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。   The rotating disk 602 includes an opening 604 into which a subject placed on a bed 605 enters, and a rotating anode type X-ray tube device 601 and an X-ray detector 606 are mounted to rotate around the subject. It is.

X線検出器606は、回転陽極型X線管装置601と対向配置され、被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数のX線検出素子を回転円盤602の回転方向に配列したもの、若しくは回転円盤602の回転方向(チャネル方向)と回転軸方向(スライス方向)との2次元に配列したものである。各X線検出素子は、被検体を透過したX線を検出し、その透過X線量に応じたアナログデータを出力する。   The X-ray detector 606 is a device that measures the spatial distribution of transmitted X-rays by detecting X-rays that have passed through the subject, and is disposed opposite to the rotary anode X-ray tube device 601. The line detection elements are arranged in the rotation direction of the rotating disk 602, or are arranged two-dimensionally in the rotation direction (channel direction) of the rotating disk 602 and the rotation axis direction (slice direction). Each X-ray detection element detects X-rays transmitted through the subject and outputs analog data corresponding to the transmitted X-ray dose.

データ収集装置607は、X線検出器606から出力されたアナログデータをデジタルデータに変換して収集する装置である。   The data collection device 607 is a device that converts analog data output from the X-ray detector 606 into digital data and collects it.

ガントリ制御装置608は、回転円盤602の回転を制御する装置である。寝台制御装置609は、寝台605の上下前後動を制御する装置である。   The gantry control device 608 is a device that controls the rotation of the rotary disk 602. The bed control device 609 is a device that controls the vertical movement of the bed 605.

操作卓620は、入力装置621と、画像演算装置622と、表示装置625と、記憶装置623と、システム制御装置624と、を備えている。   The console 620 includes an input device 621, an image arithmetic device 622, a display device 625, a storage device 623, and a system control device 624.

入力装置621は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイスである。画像演算装置622は、データ収集装置607から送出されるデジタルデータを計測データとして用い、これを基に再構成演算処理を行ってCT画像を生成する装置である。表示装置625は、画像演算装置622で再構成されたCT画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置623は、データ収集装置607で収集した計測データ及び画像演算装置622で作成されたCT画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。システム制御装置624は、これらの装置及びガントリ制御装置608と寝台制御装置609とX線制御装置610とを制御する装置である。   The input device 621 is a device for inputting a subject's name, examination date and time, imaging conditions, and the like, specifically a keyboard or a pointing device. The image computation device 622 is a device that uses the digital data sent from the data collection device 607 as measurement data and performs a reconstruction computation process based on this data to generate a CT image. The display device 625 is a device that displays the CT image reconstructed by the image calculation device 622, and specifically, is a CRT (Cathode-Ray Tube), a liquid crystal display, or the like. The storage device 623 is a device that stores measurement data collected by the data collection device 607 and image data of a CT image created by the image calculation device 622, and is specifically an HDD (Hard Disk Drive) or the like. The system control device 624 controls these devices, the gantry control device 608, the bed control device 609, and the X-ray control device 610.

入力装置621から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流などに基づきX線制御装置610が回転陽極型X線管装置601に入力される電力を制御することにより、回転陽極型X線管装置601は、撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器606は、回転陽極型X線管装置601から照射され、被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤602は、ガントリ制御装置608により制御され、入力装置621から入力された撮影条件、特に回転速度などに基づいて回転する。回転円盤602の回転に伴って、回転陽極型X線管装置601内の回転陽極6の回転軸方向が鉛直方向(重力方向)から水平方向及び反鉛直方向(反重力方向)まで変化する。寝台605は、寝台制御装置609によって制御され、入力装置621から入力された撮影条件、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。   The X-ray control device 610 controls the electric power input to the rotary anode type X-ray tube device 601 based on the imaging conditions input from the input device 621, particularly the X-ray tube voltage and X-ray tube current. The model X-ray tube apparatus 601 irradiates a subject with X-rays according to imaging conditions. The X-ray detector 606 detects X-rays irradiated from the rotary anode X-ray tube device 601 and transmitted through the subject with a large number of X-ray detection elements, and measures the distribution of transmitted X-rays. The rotating disk 602 is controlled by the gantry control device 608 and rotates based on the photographing conditions input from the input device 621, particularly the rotation speed. As the rotary disk 602 rotates, the rotation axis direction of the rotary anode 6 in the rotary anode X-ray tube device 601 changes from the vertical direction (gravity direction) to the horizontal direction and the anti-vertical direction (antigravity direction). The couch 605 is controlled by the couch controller 609 and operates based on the imaging conditions input from the input device 621, particularly the helical pitch.

1 外囲器、2 陰極、2a 集束電極、2b ホルダ、2c ステム、3 電子、4 X線、5 焦点(電子衝突範囲)、6 回転陽極(組立体)、7 陽極ターゲット、7a 円盤体、7b 円筒部、7c 傾斜面部、7d ターゲット固定孔、8 陽極回転軸、8a フランジ部、8b 円柱部、9 軸箱、9’ 軸箱、9a 円筒部、9a1 開口部、9a2 底部、9a3 中空部、9b 固定端部、9c リング部、9d 突起部、10 軸受ユニット、10’ 軸受ユニット、11 軸箱固定位置、11b スペーサ固定位置、11c ねじ、12 ロータ、12a 細径部、12a1 締結部、12b 大径部、12b1 中空部、12c 接続部、12c1 中空部、12c2 円筒部、12c3 面部、、13 第一軸受、13’ 第一軸受、14 第一予圧バネ、16 第二予圧バネ、17 第二軸受、17’ 第二軸受、18 第一ボール、19 第二ボール、20 軸受スペーサ、20a 固定部、20b 第一延長部、20c 第二延長部、21 ステータコイル、83、84、88 軸受スペーサ、85、86、87 軸受ユニット、89-1、89-2、92 アキシャル隙間、90 予圧バネ、91 予圧子、101 X線管球、102 管容器、103 陽極支持体、104 陽極固定ネジ、105 管容器放射窓、106 陰極支持体、107 高電圧ソケット(−側)、108 高電圧ソケット(+側)、109 絶縁油、110 管球放射窓、117 磁性部、201 ナット、202 断熱部、202’ 断熱部、203 第一外輪、203a 予圧子当接部、203b レース面部、204 第二外輪、204a 予圧子当接部、204b レース面部、205 第一内輪部、205’ 第一内輪、206 第二内輪部、206’ 第二内輪、207 第一予圧子、207a バネ支持部、207b バネ抑え部、208 第二予圧子、208a バネ支持部、208b バネ抑え部、304 外輪レース面(軸受曲面)、305 外輪転送面(レース面内のボール接触範囲)、306 内輪レース面(軸受曲面)、307 内輪転送面(レース面内のボール接触範囲)、401-1 アキシャル隙間、401-1’ アキシャル隙間、401-2 アキシャル隙間、401-2’ アキシャル隙間、501 軸受押えネジ、502 固定軸、503 外径側スペーサ、504 内径側スペーサ、505 内径側スペーサ固定ネジ、600 X線CT装置、601 回転陽極型X線管装置、602 回転円盤、603 コリメータユニット、604 開口部、605 寝台、606 X線検出器、607 データ収集装置固定軸、608 ガントリ制御装置、609 寝台制御装置、610 X線制御装置、611 軸受押えネジ、620 操作卓、621 入力装置、622 画像演算装置、623 記憶装置、624 システム制御装置、625 表示装置   1 Envelope, 2 Cathode, 2a Focusing electrode, 2b Holder, 2c Stem, 3 Electron, 4 X-ray, 5 Focus (electron collision range), 6 Rotating anode (assembly), 7 Anode target, 7a Disc body, 7b Cylindrical part, 7c inclined surface part, 7d target fixing hole, 8 anode rotating shaft, 8a flange part, 8b cylindrical part, 9-axis box, 9'-axis box, 9a cylindrical part, 9a1 opening part, 9a2 bottom part, 9a3 hollow part, 9b Fixed end, 9c ring, 9d protrusion, 10 bearing unit, 10 'bearing unit, 11 axle box fixing position, 11b spacer fixing position, 11c screw, 12 rotor, 12a narrow diameter part, 12a1 fastening part, 12b large diameter Part, 12b1 hollow part, 12c connecting part, 12c1 hollow part, 12c2 cylindrical part, 12c3 face part, 13 first bearing, 13 'first bearing, 14 first preload spring, 16 second preload spring, 17 second bearing, 17 'second bearing, 18 first ball, 19 second ball, 20 bearing spacer, 20a fixed part, 20b first extension part, 20c Second extension, 21 Stator coil, 83, 84, 88 Bearing spacer, 85, 86, 87 Bearing unit, 89-1, 89-2, 92 Axial clearance, 90 Preload spring, 91 Preloader, 101 X-ray tube , 102 Tube container, 103 Anode support, 104 Anode fixing screw, 105 Tube container radiation window, 106 Cathode support, 107 High voltage socket (-side), 108 High voltage socket (+ side), 109 Insulating oil, 110 tube Spherical radiation window, 117 magnetic part, 201 nut, 202 heat insulation part, 202 'heat insulation part, 203 first outer ring, 203a preloader contact part, 203b race surface part, 204 second outer ring, 204a preloader contact part, 204b race Face part, 205 First inner ring part, 205 ′ First inner ring, 206 Second inner ring part, 206 ′ Second inner ring, 207 First preloader, 207a Spring support part, 207b Spring holding part, 208 Second preloader, 208a Spring Support part, 208b Spring restraint part, 304 outer ring race surface (bearing curved surface), 305 outer ring transfer surface (ball contact range in race surface), 306 inside Wheel race surface (bearing curved surface), 307 Inner ring transfer surface (ball contact range in race surface), 401-1 axial clearance, 401-1 'axial clearance, 401-2 axial clearance, 401-2' axial clearance, 501 bearing Presser screw, 502 fixed shaft, 503 outer diameter side spacer, 504 inner diameter side spacer, 505 inner diameter side spacer fixing screw, 600 X-ray CT device, 601 rotating anode type X-ray tube device, 602 rotating disk, 603 collimator unit, 604 opening 605 bed, 606 X-ray detector, 607 data acquisition device fixed shaft, 608 gantry control device, 609 bed control device, 610 X-ray control device, 611 bearing cap screw, 620 console, 621 input device, 622 image calculation Device, 623 storage device, 624 system control device, 625 display device

Claims (14)

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する、
ことを特徴とする回転陽極型X線管装置。
A cathode that generates an electron beam;
A rotating anode including an anode target that collides with the electron beam to generate X-rays;
A rotary anode X-ray tube device comprising:
The rotating anode includes a rotating body that rotates together with the anode target, a bearing unit that lubricates rotation of the rotating body, a fixed body that rotatably supports the rotating body via the bearing unit, With
The bearing unit includes a plurality of bearings arranged along the axial direction of the rotating body, and a preload structure provided one for each bearing,
Each of the preload structures provides the bearing with a preload amount smaller than a load applied to the bearing from the rotating body in a state where the rotation axis direction of the rotating body coincides with the direction of gravity. Give,
Rotating anode type X-ray tube device.
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する、
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。
Each of the bearings has a ball as a rolling element, an inner ring having a bearing curved surface including a contact surface of the ball, and a contact surface with the ball that is located on the opposite side of the inner ring with the ball interposed therebetween. An outer ring, and
The preload structure includes a preload spring that generates preload, and a preloader disposed between the preload spring and the bearing, and the preload spring applies preload to the bearing via the preloader. To
2. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein
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する、
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。
The bearing unit further includes a bearing spacer disposed between two adjacent bearings, the bearing spacer is fixed to the fixed body, one end of the preload spring is supported by the bearing spacer, and the other end The part abuts on the preloader,
3. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 2, wherein
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、
ことを特徴とする請求項3に記載の回転陽極型X線管装置。
An axial gap is formed between the bearing spacer and the preloader along the rotation axis direction,
The preloader included in the preload structure for the bearing located on the upper side along the gravitational direction in a state in which the rotary anode is in a direction in which the rotation axis direction coincides with the gravitational direction is the bearing spacer The gap width of the axial gap is 0,
The axial gap is provided between the preloader and the bearing spacer included in the preload structure for each of the bearings in a state in which the rotary anode is in a direction in which the rotation axis direction coincides with the horizontal direction. Is formed,
4. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 3, wherein
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4に記載の回転陽極型X線管装置。
The rotating anode further comprises an anode rotating shaft connected to the anode target, and a shaft box that houses the anode rotating shaft and the bearing unit,
The rotating body includes the anode target and the anode rotating shaft,
The fixed body includes the axle box,
5. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 4, wherein
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5に記載の回転陽極型X線管装置。
The bearing spacer is fixed between the inner wall surfaces of the axle box and disposed between two outer rings included in adjacent bearings,
The preloader is disposed between the outer ring and the bearing spacer of each bearing, and the preload spring has one end abutting on the bearing spacer and the other end abutting on each preloader. ,
The axial gap is formed between the bearing spacer and each preloader.
6. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 5, wherein
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5に記載の回転陽極型X線管装置。
The inner ring of each of the bearings is formed integrally with the anode rotation shaft.
6. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 5, wherein
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4に記載の回転陽極型X線管装置。
The rotating anode further includes a shaft box connected to the anode target, and a fixed shaft that rotatably supports the shaft box via the bearing unit,
The axle box houses the bearing unit and the fixed shaft,
The rotating body includes the anode target and the axle box,
The fixed body includes the fixed shaft,
5. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 4, wherein
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8に記載の回転陽極型X線管装置。
The bearing unit is relatively outer along the radial direction of the fixed shaft and relatively outer along the radial direction of the fixed shaft and an outer diameter side spacer disposed between the outer rings of the adjacent bearings. An inner diameter side spacer disposed on the inner side and between the inner rings of the adjacent bearings,
The outer diameter side spacer is fixed to the inner wall surface of the axle box and abuts against the two outer rings included in the adjacent bearings,
The inner diameter side spacer is fixed to the outer surface of the fixed shaft,
The preloader is disposed between the inner ring and the inner diameter side spacer of each of the bearings,
The preload spring has one end abutting on the inner diameter side spacer and the other end abutting on the respective preloader,
The axial gap is formed between the inner diameter side spacer and each of the preloaders.
9. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 8, wherein
前記予圧バネとして、相対的に径が大きな大径コイルバネの中に、相対的に径が小さな小径コイルバネを配置した2重のコイルバネを用いる、
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。
As the preload spring, a double coil spring in which a small diameter coil spring having a relatively small diameter is arranged in a large diameter coil spring having a relatively large diameter,
3. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 2, wherein
前記軸受ユニットは、対となる二つの軸受を回転軸方向に沿って対向配置し、前記二つの軸受の前記ボールの中心間距離よりも、前記回転体側に位置する前記内輪または前記外輪の軸受曲面と前記ボールとの接触点間の距離のほうが長くなるように配置される、
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。
The bearing unit has two bearings that are paired to face each other along a rotation axis direction, and a bearing curved surface of the inner ring or the outer ring that is positioned closer to the rotating body than a distance between centers of the balls of the two bearings. Arranged so that the distance between the contact points of the ball and the ball is longer,
3. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 2, wherein
前記各軸受は、固体潤滑材を用いて形成される、
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。
Each of the bearings is formed using a solid lubricant.
2. The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein
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、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。
A cathode that generates an electron beam;
A rotating anode including an anode target that collides with the electron beam to generate X-rays;
A rotary anode X-ray tube device comprising:
The rotating anode includes a rotating body that rotates together with the anode target, a bearing unit that lubricates rotation of the rotating body, a fixed body that rotatably supports the rotating body via the bearing unit, With
The bearing unit is disposed between a plurality of bearings disposed along the axial direction of the rotating body, a preload structure provided for each of the bearings, and the plurality of adjacent bearings. Bearing spacers,
Each of the bearings includes a ball serving as a rolling element, an inner ring having a bearing curved surface including a contact surface of the ball, and a contact surface with the ball that is located on the opposite side of the inner ring with the ball interposed therebetween. An outer ring having a curved bearing surface,
Each of the preload structures includes a preload spring that generates a preload, and a preloader including a spacer disposed between the preload spring and the bearing,
The bearing spacer is fixed to the fixed body, one end of the preload spring is supported by the bearing spacer, and the other end abuts the preloader,
An axial gap is formed along the rotation axis direction between the bearing spacer and the preloader. The length of the bearing spacer in the rotation axis direction is such that the bearing spacer is thermally expanded by heat generated from the anode target. Even in the case where the axial gap is secured,
The preloader included in the preload structure with respect to the bearing positioned on the upper side along the gravity direction in a state where the orientation of the rotary anode is in a direction in which the rotation axis direction coincides with the gravity direction, The axial width of the axial gap in contact with the spacer becomes 0, and the position of the rotary anode is included in the preload structure for each of the bearings in a state in which the rotation axis direction is aligned with the horizontal direction. The axial gap is formed between the preloader and the bearing spacer.
Rotating anode type X-ray tube device.
請求項1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。
The rotary anode type X-ray tube device according to claim 1,
An X-ray control device for applying a high voltage to the rotating anode X-ray tube device;
An X-ray imaging apparatus comprising:
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