JPS5843860B2 - 電磁ベアリング付回転アノ−ドｘ線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｘ線撮影中、高電圧が印加されているアノー
ド円板に連結された回転シャフトを回転自在に支承する
電磁ベアリングを有し、この回転シャフトの一端に設け
たすべり接点を介して回転アノードに高電圧を印加する
ようにしたＸ線管に関するものである。

斯種の回転アノードＸ線管は、例えばドイツ公開公報第
２２６２７５７号から既知である。

この公報に記載されているＸ線管においては、固定子を
接地電位にするのに対して、回転アノード円板および回
転子を高い電位にしている。

Ｘ線管の高電位を確実に保つために、回転子と固定子と
の間に比較的広いギャップを設ける必要がある。

しかし乍ら、このギャップによって回転子と固定子との
間の磁界が弱まってしまうため、その結果、電磁ベアリ
ングの機能が低下してしまうか、または電磁ベアリング
を十分に働せるために強力な固定子磁石が必要となって
しまう様になる。

斯様な欠点を除去するために、この明細書には固定子を
アノード電位に保つ様な構造の実捲例が記載されており
、その結果、固定子と回転子との間には比較的狭いエア
ギャップを設ければよくなった。

しかし、Ｘ線管の外側にある固定子にアノードの高電圧
が印加されるという事実のために、コストが上昇してし
まう。

その理由は、固定子に印加されている高電圧に対処する
ために追加の手段を設けなければならないと共に、この
固定子には、追加の高電圧変圧器を介してアノード電位
とは分離して給電を行わなければならないからである。

本発明の目的は、本明細書の前文に説明した様な回転ア
ノードＸ線管において、回転子と固定子との間に設ける
エアギャップは小さなもので良く、しかもこの固定子を
アノード電位に保つ必要はなく、他の電位、好適にはア
ース電位に保つことができるようなＸ線管を提供するこ
とである。

本発明は、固定子およびこの固定子と協同する回転子を
具える電磁ベアリングにより回転自在に文筆されている
アノード円板と、このアノード円板を支持する回転シャ
フトと、外部から＾？、記アノアノード円板電圧を印加
するため前記回転シャフトの一端に設けられているすべ
り接点とを具えるＸ線管において前記回転−トを電気絶
縁体を介して前記同転シャフトに支持し、前記回転子を
前記固定子の平均電位とほぼ等しい電位点に電気的に接
続したことを特徴とするＸ線管である。

本発明による回転アノードＸ線管においては、絶縁体に
よって必要な高電圧を確保することができ、しかも回転
子と固定子との間のエアギャップを狭くすることが出来
る。

回転子、固定子およびこれらの間の管壁（真空スリーブ
）はおよそ同じ電位であるから、回転子と固定子との間
のエアギャップを極めて小さくすることができ、その結
果、比較的弱い電磁石で電磁ベアリングが十分に安定し
た作動をすることができる。

固定子の薄い金属板の積層体は正確に規定の電位を有し
ているが、固定子巻線には時間と共に変化する電圧が印
加されるから規定の電位を有しない。

以下の文章において、固定子が所定の電位、例えばアー
ス電位であると記載されている場合、このことは固定子
の等電位がアース電位に相当するか、またはアース電位
からの等電位の変動がアノードの高電位と比べて小さい
ものであることを意味するものとする。

本発明の一実癩例においては、回転子に印加した電位を
アノード電位を印加するすべり接点とは別個のすべり接
点を介して確保している。

そこで、固定子がアース電位の場合この回転子は接地さ
れる。

このことは一般的なケースである。アノード円板および
回転子用のすべり接点をアノード円板の種々な側面に設
けることができ、このことによって、アノード円板の回
転シャフト（実在する）の中心点にこのアノード用のす
べり接点を位置決めすることができると共に、回転子の
回転シャフト（実在しない）の中心点にこの回転子用の
すべり接点を位置決めすることができるようになる。

従って、このすべり接点によって生じる摩擦損失は最小
となる。

また、本発明の他の実施例によれは、固定子電位に対す
る回転子電位の変動（正の方向への）を電子管によって
防止することができる。

回転子の電位が固定子の電位よりかなり正になると直ぐ
に、電子管のフィラメントより放出電流が発生し、これ
によって前記の電位差を減少することが出来る。

この目的のためには、放出電流はマイクロアンペア程度
で十分なものである。

以下図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に図示したＸ線管は、金属スリーブ１を具え、こ
の金属スリーブ１は、少く共、回転子または固定子の領
域において、うず電流積を少なく保つための高抵抗を呈
する非磁性金属またはこれの合金から成っている。

アノード円板２を連続中空回転シャフト４に連結する。

絶縁体５ａおよび５ｂを回転シャフト４の両端部にそれ
ぞれ配置する。

強磁性体の薄板形状の回転子６ａおよび６ｂを、これら
絶縁体５ａおよび５ｂの外周縁上に設ける。

これら絶縁体５ａおよび５ｂと同様に、回転子６ａおよ
び６ｂは先端を切断した中空の円錐体形状である。

金属スリーブ１を回転子の本来の動作状態における位置
での形状に適合するようにし、夫々少く共３個の電磁石
から威る電磁石ユニッ’ｒ−７ａ 、７ｂから構成され
る固定子をこの金属スリーブ１に支持し、これら電磁石
を周縁に等間隔に配置する。

電磁石ユニットγａ、７ｂによって強磁性体の回転子６
ａ 、６ｂに吸引力が働き、従ってこれによって円錐形
状であるために、軸方向および半径方向の両方において
規定の位置で平衡状態に固定される。

この位置ではアノード円板２には電子銃３からの電子ビ
ームが照射されるようになる。

誘導性または静電型センサー（図示せず）を金属スリー
ブ１の内側または外側に設け、このセンサーによって、
規定の位置からの偏位を記録すると共に、極めて迅速な
電子的制御が行われる。

この電子制御によって、電磁石ユニット７ａ、７ｂの励
磁をこの偏位によって制御するので、この偏位が最小と
なるようになると共に、回転子６ａおよび６ｂが再び規
定の初期位置に戻るようになる。

回転子６ａまたは６ｂが規定位置から軸方向に偏位する
場合、電磁石ユニット７ａまたは７ｂをこの偏位を補正
するために反対の方向に励磁する。

この様な調節および制御手段を有する電磁ベアリングそ
れ自身は既知なものであると共に市販品であるから、こ
れ以上の説明は省略する。

回転子６ａおよび６ｂを回転させる回転磁界を発生する
固定子巻線は図面には示さない。

しかしこれら巻線を電磁石ユニット７ａまたはＩｂ間の
それぞれの周縁部に亘って分布させることができ、回転
子までの距離を比較的小さくすることができるから、駆
動力は比較的小さなものでよい。

一方、回転子６ａおよび６ｂまたはアノード円板２を、
摩耗しない電磁ベアリングで支持しているから、連続的
に回転維持させることが出来る。

その結果として、Ｘ線撮影を行う前アノード円板を急速
に強く加速するという手間を省くことができる。

もし、回転磁界が回転子６ａおよび６ｂをそれらの位置
で安定化する電磁石の磁界に重畳するならば、同転子６
ａおよび６１）を浮動せるための磁界を発生する巻線で
さえ完全に省くことができる。

一方の絶縁体５ａに中央孔を設け、この孔を介してバネ
接点８が金属球９を回転シャフト４の端ｒｌｌＯに対し
て押し付けてすべり接点を形成する。

これは正確に回転の中心にあるから、それによって生じ
た摩擦損失は最小なものとなる。

他方の絶縁体５ｂの端面に金属コート１１を設け、この
金属コート１１を導電性手段で回転子６ｂに電気的に接
続する。

バネ（図示せず）によって金属コート１１に対して押圧
される球１２によって別のすべり接点を設け、金属コー
ト１１と金属スリーブ１との間の電気的接続を構成する
。

従って、回転子６ｂの電位は金属スリーブ１の電位に相
当し、この電位は順次に固定子の電位に相当するので、
その結果、固定子の電磁石、この領域における金属スリ
ーブ１および回転子６ｂの間には極めて小さなギャップ
を設けれはよいものとなる。

もう一方の回転子６ａの電位は導体１３によって与えら
れる。

この導体１３は絶縁体５ｂおよび回転シャフト４を経て
金属コート１１まで延びていて、回転子６ａを金属コー
ト１１に電気的に接続している。

配列および定格を適当に選ぶことによって、導体１３（
これは回転子の電位である）と回転シャフト４（これは
アノードの電位である）との間にフラッシュオーバーを
生じさせないようにしなければならない。

金属コート１１と回転子６ａとの間の電気的接続もまた
回転子６ａおよび６ｂを直接相互接続する導体によって
形成することができ、この導体をアノード円板中の十分
に大きな孔を通過させる。

ここでは、アノード円板２に数個（少くとも２個）の孔
を回転シャフト４に対して対称的に配置する様に設ける
ことが好ましく、従って孔は円周方向に沿って互いに均
等に分布するようになり、導体が各々の孔を通り不均衡
な状態を避けられる。

回転子６ａの電位を調節するには、回転子６ａの付近に
適当な電源を配置することによって達成できる。

従って、２個の回転子間の電気的接続を省略することが
できる。

第２図に変形例を示し、本例においてはＸ線管の金属ス
リーブを番号２１で表示し、アノード円板を２２で表示
する。

このアノード円板２２を回転シャツ１−２４で支持し、
このシャフト２４に絶縁体２５を締め付ける。

この絶縁体２５を中空シリンダー２３に接続し、このシ
リンダー２３の外表面にこれを囲んでいる２個の回転子
２６ａおよび２６ｂを設ける。

これら回転子２６ａ 、２６ｂは、金属スリーブ２１の
外側に設けた固定子と共に規定のラジアルベアリングを
形成するものである。

これら回転子２６ａ、２６ｂは周縁に沿って均等に分布
した電磁石ユニット２γａ 、２７ｂをそれぞれ有する
。

アキシャルベアリング（軸方向ベアリング）を、回転子
２６ａ 、２６ｂ間に配置したもう一つの回転子２６ｃ
によって形成する。

この回転子２６ｃを、金属スリーブ２１の外側の回転子
の両側に配置した電磁石ユニット２７ｃ。

２γｄのそれぞれによって浮んでいるようにする（軸方
向に見て）。

本例においてもまたセンサー（図示せず）を設け、これ
によって軸方向および半径方向の両方の規定の位置から
の偏位を記録し、電磁石を制御し、適当な位置となるよ
うに再調節することができる。

回転子２６ａから２６ｃまでの電位を接地した接点ピン
２８によって与える。

この接点ピン２８をバネ作用によって絶縁体２５の端面
上に設けた金属コート２９に対して押圧してすべり接点
を形成する。

接点ピン２８が回転の中心に正確に係合している金属コ
ート２９を、絶縁体２５の金属メッキが症されている表
面を介して金属シリンダー２３に接続しているので、そ
の結果、回転子２６ａ。

２６ｂ、２６ｃが接地されるようになる。

他方、アノード円板２２に高電圧をもう一つの接点ピン
３０を経て印加する。

このピン３０をバネ作用によってアノード円板から延び
る回転シャフト２４の端部に対して押圧してすべり接点
を形成する。

この回転シャフト２４の端部に丸味を滞びさせ、摩擦を
出来る限り少なくする。

第１図および第２図に示した本発明による実権例におい
ては、回転子を積層して形成することによってうず電流
積を出来る限り少なくすることが出来る。

また、他の種々の形式の電磁ベアリングを使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す線図、第２図
は同じく変形例の構成を示す線図である。 １．２１・・・・・・金属スリーブ、２，２２・・・・
・・アノード円板、４，２４・・・・・・回転シャフト
、５ａ。 ５ｂ、２５・・・・・・絶縁体、６ａ、６ｂ、２６ａ
〜２６ ｃ−回転子、７ａ 、７ｂ 、２７ａ〜２７ｃ
・・・・・・電磁石ユニット、８・・・・・・バネ接点
、９，１２・・・・・・金属球、１１，２９・・・・・
・金属コート、１３・・・・・・導体、２８，３０・・
・・・・接点ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定子およびこの固定子と協同する回転子を具える
   電磁ベアリングにより回転自在に支承されているアノー
   ド円板と、このアノード円板を支持する回転シャフトと
   、外部から前記アノード円板に高電圧を印加するため前
   記回転シャフトの一端に設けられているすべり接点とを
   具えるＸ線管において、前記回転子を電気絶縁体を介し
   て前記回転シャフトに支持し、前記回転子を前記固定子
   の平均電位とほぼ等しい電位点に電気的に接続したこと
   を特徴とするＸ線管。 ２ 前記回転シャフトの前記すべり接点を設けた側とは
   反対側の他端に設けた電気絶縁体に別のすべり接点を設
   け、このすべり接点を介して前記回転子を前記固定子の
   平均電位とほぼ等しい電位点に電気的に接続したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線管。 ３ 前記電磁ベアリングを、前記アノード円板の両側に
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載のＸ線管。