(57)【要約】  Ｘ線管用の磁気リフトデバイスについての技術が述べられる。一例において、陽極組立体は、陽極と、軸受組立体と、強磁性シャフトと、リフト電磁石とを含む。陽極は、陰極によって放出される電子を受取るように構成される。軸受組立体は、陽極の回転中に前記陽極を安定させるように構成される。強磁性シャフトは、陽極に結合され、陽極の回転軸と実質的に同一直線上にある回転軸を有する。リフト電磁石は、半径方向に強磁性シャフトに磁力を作用させるように構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管用の陽極組立体であって、
陰極によって放出される電子を受取るように構成された陽極と、
前記陽極の回転中に前記陽極を安定させるように構成された軸受組立体と、
前記陽極に結合され、前記陽極の回転軸と実質的に同一直線上にある回転軸を有する強磁性シャフトと、
半径方向に前記強磁性シャフトに磁力を作用させるように構成されたリフト電磁石とを備える、前記陽極組立体。
【請求項２】
前記リフト電磁石は、前記強磁性シャフトのほうに向けられた少なくとも３つの極端を含む、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項３】
前記リフト電磁石の巻線は、前記極間の少なくとも１つのコアウェブ上に、内側極端上に、または、前記少なくとも１つのコアウェブ及び前記内側極端上に位置する、請求項２に記載の陽極組立体。
【請求項４】
前記強磁性シャフトは、スロット付きシャフトまたは積層式シャフトを含む、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項５】
前記リフト電磁石は、前記リフト電磁石の巻線内の交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）によって励磁される、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項６】
前記軸受組立体は、少なくとも１つのレースを有する玉軸受組立体、回転要素軸受、平軸受、スリーブ軸受、ジャーナル軸受、または液体金属軸受を含む、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項７】
前記強磁性シャフトにかかる磁力を変化させるように構成された制御モジュールを更に備える、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項８】
前記強磁性シャフトにかかる磁力を検出するセンサを更に備え、前記制御モジュールは、センサ値に基づいて前記リフト電磁石に供給される電流を変化させるように構成されている、請求項７に記載の陽極組立体。
【請求項９】
前記センサは、前記リフト電磁石の巻線に結合された電流計または電圧計、前記リフト電磁石の極端に極接近するホールセンサ、超音波センサ、または変位センサを含む、請求項８に記載の陽極組立体。
【請求項１０】
前記陽極に結合された回転子スリーブを更に備え、前記回転子スリーブは、印加電磁界に応答して回転するように構成されている、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項１１】
前記リフト電磁石は、前記強磁性シャフトの回転軸を基準にして固定子と同一平面上にある、請求項１０に記載の陽極組立体。
【請求項１２】
前記陽極に結合された回転子スリーブを部分的に囲むセクタ固定子を更に備え、前記回転子スリーブは、前記セクタ固定子に対する印加電磁界に応答して回転するように構成されており、前記リフト電磁石は、前記強磁性シャフトの前記回転軸を基準にして前記セクタ固定子と同一平面上にある、請求項１に記載の陽極組立体。
【請求項１３】
前記セクタ固定子は、１８０°と３５０°との間で前記回転子スリーブを部分的に囲む、請求項１２に記載の陽極組立体。
【請求項１４】
Ｘ線管であって、
真空排気済み外囲器と、
前記真空排気済み外囲器内に配設された陰極と、
前記陰極によって放出される電子を受取るように構成された、前記真空排気済み外囲器内に配設された陽極と、
前記陽極の回転中に前記陽極を安定させるように構成された軸受組立体と、
電磁界を発生するように構成された固定子と、
前記陽極に結合された回転子スリーブであって、前記固定子からの印加電磁界に応答して回転するように構成された、回転子スリーブと、
前記陽極に結合されており、前記陽極の回転軸と実質的に同一直線上にある回転軸を有する強磁性シャフトと、
半径方向に前記強磁性シャフトに磁力を作用させるように構成されたリフト電磁石とを備える、前記Ｘ線管。
【請求項１５】
前記リフト電磁石の極端が前記真空排気済み外囲器の覆いを貫通して延在する、または、前記リフト電磁石が前記真空排気済み外囲器内に配設されている、請求項１４に記載のＸ線管。
【請求項１６】
前記リフト電磁石は、前記強磁性シャフトの前記回転軸を基準にして前記固定子と同一平面上にあり、前記固定子は、前記真空排気済み外囲器の外に位置決めされている、請求項１４に記載のＸ線管。
【請求項１７】
前記強磁性シャフトにかかる前記磁力を変化させるように構成された管制御ユニット（ＴＣＵ）を更に備える、請求項１４に記載のＸ線管。
【請求項１８】
前記強磁性シャフトにかかる前記磁力を検出するセンサを更に備え、前記管制御ユニットは、センサ値に基づいて前記リフト電磁石に供給される電流を変化させるように構成されている、請求項１７に記載のＸ線管。
【請求項１９】
Ｘ線管内に配設された加速度計を更に備える、請求項１４に記載のＸ線管。
【請求項２０】
Ｘ線システムであって、
回転可能環状ガントリと、
前記回転可能ガントリに結合された、請求項１９の前記Ｘ線管と、
前記回転可能ガントリに結合されており、前記Ｘ線管からのＸ線放射を検出するように構成されているＸ線検出器とを備える、前記Ｘ線システム。
【請求項２１】
前記管制御ユニットは、前記加速度計からの加速度計値に基づいて、前記軸受組立体にかかるガントリ力またはガントリ回転速度を計算するように構成されている、請求項２０に記載のＸ線システム。
【請求項２２】
Ｘ線管の陽極組立体においてリフト電磁石を制御する方法であって、
前記陽極組立体の軸受組立体に半径方向に作用する負荷力を特定すること、
前記リフト電磁石が前記負荷力に抗するための電気リフト信号を発生すること、及び、
前記軸受組立体に結合された強磁性シャフトにかかる磁気反力を前記リフト電磁石によって発生することを含み、前記磁気反力は、前記電気リフト信号から発生され、かつ、前記負荷力と実質的に反対の方向である、前記方法。
【請求項２３】
回転可能ガントリフレームを回転させることを更に含み、前記陽極組立体は、Ｘ線管に結合され、前記Ｘ線管は、前記回転可能ガントリフレームに結合されており、前記回転可能ガントリフレームの回転は、ガントリからの遠心力を前記負荷力に付加する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記負荷力を特定することは、前記回転可能ガントリフレームの回転速度に基づいて前記遠心力を計算することを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
センサを使用して、前記陽極組立体のパラメータを検知することを更に含み、
前記負荷力を特定することは、前記パラメータを使用して、前記負荷力または前記磁気反力を計算することを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記電気リフト信号を発生することは、
前記リフト電磁石の巻線へのリフト電流を発生することを更に含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記磁気反力を発生することは、前記負荷力の変化と共に変化する、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管用の磁気リフトデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で別途指示しない限り、この節で述べるアプローチは、本開示の特許請求の範囲にとって従来技術ではなく、また、この節への包含によって従来技術であると認められない。
【０００３】
Ｘ線システムは、通常、Ｘ線管及び検出器を含む。Ｘ線管用の電力及び信号は、高電圧発生器によって供給され得る。Ｘ線管は、対象に向けてＸ線等の放射線を放出する。対象は、Ｘ線管と検出器との間に位置決めされる。放射線は、通常、対象を通過し、検出器に衝当する。放射線が対象を通過するとき、対象の内部構造は、検出器において受取られる放射線の減衰をもたらす。検出器は、その後、検出された放射線に基づいてデータを発生し、システムは、放射線の変動を画像に変換し、その画像は、医療撮像プロシージャにおける患者、または、検査スキャンにおける無生物等の対象の内部構造を評価するために使用される場合がある。
【０００４】
Ｘ線管は、陰極及び陽極を含む。Ｘ線は、陰極内に位置決めされたエミッタに電流を流して、熱電子放出によって陰極から電子を放出させることによって、Ｘ線管において生成される。真空中で、陰極と陽極との電圧差によって、電子は、陽極に向かって加速され、その後、陽極に衝突する。電子が陽極上のターゲットに衝突すると、エネルギーの一部はＸ線として放出され、エネルギーの大部分は熱として放出される。電子が衝突する陽極上のエリアは、一般に、焦点として知られており、放出されるＸ線は、焦点から出る主線ビーム（すなわち、主線、主Ｘ線ビーム、中心レイビーム、中心レイ、または中心Ｘ線ビーム）を有し、高強度を有するＸ線を表し得る。電子ビームがターゲット、特に焦点に当たるときに発生する高温のため、陽極は、ターゲット上の焦点で発生した熱を分散させる機構、例えば、円板状陽極ターゲットを高い回転速度で回転させることを含み得る。回転陽極は、通常、軸受組立体を介して誘導モータによって回転する円板状陽極ターゲットを含む。
【０００５】
放射線検出器（例えば、Ｘ線検出器）は、入って来る放射線を電気信号に変換する変換要素を含み得、電気信号は、放射線ビームに関するデータを発生するために使用され得、そのデータは、次に、検査される対象（例えば、患者または無生物）を特徴付けるために使用され得る。一例において、変換要素は、放射線ビームを光に変換するシンチレータ、及び、光に応答して電気信号を発生するセンサを含む。検出器は、同様に、放射線ビームに関するデータを発生するように電気信号を処理する処理回路要素を含み得る。
【０００６】
Ｘ線管及び放射線検出器は、異なる角度で対象の種々の画像を発生するようにＸ線管と検出器を共に回転させるガントリを含む、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムまたはスキャナ等のＸ線システム内の構成要素であり得る。ＣＴスキャナにおいて使用される、より速いガントリ速度及びより速い陽極回転速度によって課される重力の（Ｇ）力は、軸受組立体に対して更なる応力を生成し得る。
【０００７】
本明細書で述べる技術（システム、デバイス、及び方法）は、回転Ｘ線システム（例えば、ＣＴスキャナ）内の従来の軸受組立体にかかる応力を低減する解決策を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なＸ線管のブロック図である。
【図２】部分的に露出された例示的なガントリ組立体の斜視図である。
【図３】リフト電磁石が回転ガントリフレームに結合された状態の例示的なＸ線管の斜視断面図である。
【図４】Ｘ線管の例示的なインサートの斜視図である。
【図５】Ｘ線管及びリフト電磁石の例示的なインサートの斜視図である。
【図６】リフト電磁石が回転シャフトの端の近くに配設された状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図７】リフト電磁石及び平軸受を有するＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図８】リフト電磁石の極端がインサート壁内に配設された状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図９】リフト電磁石がインサート内に配設された状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図１０】リフト電磁石が陽極の近くに配設された状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図１１】２つのリフト電磁石が陽極の両側に配設された状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図１２Ａ】リフト電磁石が軸受組立体と固定子との間に位置決めされた状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１２Ｂ】リフト電磁石が軸受組立体と固定子との間に位置決めされた状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１３Ａ】固定子がリフト電磁石と同一平面上にありかつ固定子が真空排気済み外囲器の外側に位置決めされた状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１３Ｂ】固定子がリフト電磁石と同一平面上にありかつ固定子が真空排気済み外囲器の外側に位置決めされた状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１４Ａ】セクタ固定子及びリフト電磁石を有するＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１４Ｂ】セクタ固定子及びリフト電磁石を有するＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１５】リフト電磁石が固定子と組合された状態のＸ線管の例示的な陽極組立体の側断面図である。
【図１６Ａ】リフト電磁石のコイルが固定子コイルと一体化された状態の例示的な固定子の図である。
【図１６Ｂ】リフト電磁石のコイルが固定子コイルと一体化された状態の例示的な固定子の図である。
【図１７Ａ】リフト電磁石のコイルを有する例示的な固定子の図である。
【図１７Ｂ】リフト電磁石のコイルを有する例示的な固定子の図である。
【図１８Ａ】リフト電磁石及び副リフト電磁石を有するＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１８Ｂ】リフト電磁石及び副リフト電磁石を有するＸ線管の例示的な陽極組立体の図である。
【図１９Ａ】コイルが内側極端の周りにある状態の例示的な３極リフト電磁石の図である。
【図１９Ｂ】コイルが内側極端の周りにある状態の例示的な３極リフト電磁石の図である。
【図２０Ａ】コイルが極端間のコアウェブの周りにある状態の例示的な３極リフト電磁石の図である。
【図２０Ｂ】コイルが極端間のコアウェブの周りにある状態の例示的な３極リフト電磁石の図である。
【図２１Ａ】コイルが内側極端と極端間のコアウェブとの周りにある状態の例示的な３極リフト電磁石の図である。
【図２１Ｂ】コイルが内側極端及び極端間のコアウェブの周りにある状態の例示的な３極リフト電磁石の図である。
【図２２】例示的なスロット付き強磁性シャフトの斜視図である。
【図２３】例示的な積層式強磁性シャフトの斜視図である。
【図２４】Ｘ線管、管制御ユニット（ＴＣＵ）、Ｘ線検出器、及びシステム制御ユニットを含む例示的なＸ線システムのブロック図である。
【図２５】例示的な管制御ユニット（ＴＣＵ）及びシステム制御ユニットのブロック図である。
【図２６】Ｘ線管の例示的なインサートとアクチュエータを有するリフト電磁石との斜視断面図である。
【図２７】Ｘ線管の陽極組立体内でリフト電磁石を制御する方法の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の任意の実施形態が詳細に説明される前に、本発明が、以下の説明で述べられ、また以下の図面で示される構成要素の構造及び配置の詳細にその適用が限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、種々の方法で実践または実施されることが可能である。フローチャート及びプロセスに設けられる数字は、ステップ及び動作を示すときの明確さのために設けられ、必ずしも、特定の順序またはシーケンスを示さない。別途規定されない限り、用語「ｏｒ」は、代替物の選択（例えば、論理和演算子または排他的ｏｒ）または代替物の組合せ（例えば、論理積演算子、及び／または、論理またはブールＯＲ）を指し得る。
【００１０】
本発明は、一般に、磁気学を使用してＸ線管の陽極組立体の軸受組立体にかかる負荷を低減することに関し、より詳細には、ＣＴ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムにおいてガントリ回転及び重力による力を平衡させるように陽極組立体のシャフトを持上げるための電磁石に関する。例示的な実施形態は、陽極及び軸受組立体に対する種々の位置におけるリフト電磁石（または磁気アクチュエータまたはリフト磁石）と、陽極組立体内の軸受組立体上に磁気リフトを支持するための、リフト電磁石及び構成要素の種々の変形とを示す。磁気リフトを、同様に、ハイブリッド軸受と呼んでもよい。
【００１１】
ここで、本発明の例示的な実施形態の種々の態様を述べるため、図面に対して参照が行われることになる。図面は、こうした例示的な実施形態の図式的かつ概略的な表現であり、本発明を限定しないし、一定比例尺に従って描かれてもいないことが理解される。
例示的なＸ線管
【００１２】
図１は、回転可能円板状陽極１２２を有する例示的なロータリまたは回転陽極型Ｘ線管１００のブロック図である。Ｘ線管１００は、ハウジング１０２及びハウジング１０２内のＸ線インサート１１０を含む。ハウジング１０２はインサート１１０を閉囲する。冷媒または空気は、ハウジング１０２とインサート１１０との間の空間またはキャビティを充填してもよい。陰極１１２及び陽極組立体１２０は、インサート１１０とも呼ばれる真空排気済み外囲器内に位置決めされる。陽極組立体１２０は、陽極１２２、軸受組立体１３０、及び軸受組立体１３０に機械的に結合された回転子１２８を含む。陽極１２２は、陰極１１２から離間し、かつ陰極１１２に対向して配設される。陽極１２２及び陰極１１２は、陽極１２２と陰極１１２との間での高電圧電位の印加を可能にする電気回路に接続される。陰極１１２は、適切な電力源（図示せず）に接続される電子エミッタ１１６を含む。
【００１３】
図１に開示されるように、例示的なＸ線管１００の動作に先立って、インサート１１０は、真空を生成するため排気される。インサート１１０は真空を閉囲する。その後、例示的なＸ線管１００の動作中に、電流が、陰極１１２の電子エミッタ１１６を通して流されて、熱電子放出によって陰極１１２から電子「ｅ」を放出させる。陽極１２２と陰極１１２との間の高電圧差の印加は、その後、電子「ｅ」を、陰極電子エミッタから、陽極１２２上に位置決めされる焦点軌道１２４上の焦点上に加速させる。焦点軌道１２４は、例えば、タングステン（Ｗ）及びレニウム（Ｒｅ）または高原子（「高Ｚ（ｈｉｇｈ  Ｚ）」）番号を有する他の材料で構成されてもよい。電子「ｅ」は、加速するにつれて、相当量の運動エネルギーを獲得し、回転する焦点軌道１２４に当たると、この運動エネルギーの一部が、Ｘ線「ｘ」に変換される。
【００１４】
焦点軌道１２４は、放出されるＸ線「ｘ」がＸ線管窓１０４に見えるように配向される。Ｘ線管窓１０４は、ベリリウム（Ｂｅ）等のＸ線透過性材料を含むため、焦点軌道１２４から放出されるＸ線「ｘ」は、Ｘ線管窓１０４を通過して、意図される対象（図示せず）、その後、検出器に当たり、それにより、Ｘ線画像（図示せず）を生成する。図１は、ハウジング１０２上の単一窓１０４（例えば、ガラスインサートであって、放射線がインサートのガラスを通過することを可能にする、ガラスインサートを備える）を示す。他の例において、別個の窓が、インサート１１０（例えば、金属インサート）とハウジング１０２との両方の上に含まれてもよい、または、窓は、インサート１１０だけの上に含まれてもよい。
【００１５】
電子「ｅ」が焦点軌道１２４に当たると、電子「ｅ」の相当の量の運動エネルギーが、熱として焦点軌道１２４に移される。焦点軌道１２４上の特定の焦点における熱を低減するため、円板状陽極ターゲットを、通常、回転子１２８及び固定子１０６を含む誘導モータを使用して高速で回転させる。誘導モータは、交流（ＡＣ）電気モータであり得、トルクを生成するために必要とされる回転子１２８内の電流は、固定子巻線の磁界からの電磁誘導によって得られる。その後、回転子１２８は、陽極１２２に機械的に結合された軸受組立体１３０のハブを回転させ、ハブは陽極１２２を回転させる。別の例（図示せず）において、モータは、直流（ＤＣ）モータであり得る。
【００１６】
Ｘ線「ｘ」は、陰極１１２からの高速電子「ｅ」が、陽極１２２上の焦点軌道１２４に当たることによって突然減速されるときに生成される。電子「ｅ」によって陽極１２２を過熱することを排除するため、回転子１２８及びスリーブ（図示せず）は、中央シャフト（図示せず）の中心線の周りに高い速度レート（例えば、８０〜３００Ｈｚ）で陽極１２２及び他の回転可能構成要素を回転させる。Ｘ線管１００は、同様に、他の冷却機構を含んで、陽極１２２及び陰極１１２が発生する熱を低減し得る。
例示的なガントリ
【００１７】
Ｘ線管及び放射線検出器は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ等の回転Ｘ線システムに含まれ得る。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）は、単一スキャン動作（「スキャン（ｓｃａｎ）」）で幾つかの投影画像（「Ｘ線撮影投影（ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）」）を収集することによる対象の内部構造の撮像を含み、人体の選択された部分の内部構造を観察するため、医療分野で広く使用されている。通常、幾つかの２次元投影は、対象から作られ、対象の３次元表現は、種々の断層撮影再構成法を使用して投影から構築される。３次元画像から、対象を貫通する従来のＣＴスライスが生成され得る。２次元投影は、通常、「点源（ｐｏｉｎｔ  ｓｏｕｒｃｅ）」（例えば、Ｘ線管）からの放射線を、対象であって、そのサイズ、密度、及び原子組成に基づいて放射線の一部を吸収することになる、対象を透過させ、未吸収放射線を、ピクセル検出器（単に「ピクセル（ｐｉｘｅｌ）」と呼ぶ）のアレイを含む、２次元撮像デバイス（すなわち、放射線検出器）またはイメージャ上に収集することによって生成される。こうしたＣＴシステムは図２に示される。
【００１８】
図２は、回転Ｘ線システムの回転組立体（またはガントリ組立体）２００またはガントリを示す。ガントリは、回転可能ガントリフレーム２０２を支持する固定ガントリフレーム２０４を含む。回転ガントリは、Ｘ線管２１０と放射線検出器またはイメージャ（図示せず）とを支持し得る。ガントリは、さらに、回転構成要素及びフレームをユーザからシールドすると共に美的カバリングを提供するためのガントリカバー２０６を含む。回転ガントリフレームは、回転ガントリフレームのガントリアパーチャ２０８内の軸中心の周りに高速で回転する環状形状（すなわち、リング形状）を含み得る。回転ガントリフレーム上に配設される構成要素にかかる遠心力２６０（またはガントリ力）は、重力（ｇ力、Ｇ、ｇ、またはＧ負荷）、または、ｇ力の倍数（例えば、ｇ力の２０倍）を超え得る大きな力を受け得る。例えば、Ｘ線Ｘ線管が軸中心から０．７メートルの半径にある回転ガントリフレーム上に搭載される軸受組立体等のＸ線管上の構成要素は、回転ガントリフレームが０．２７５秒／回転（ｓｅｃ／ｒｏｔ）で回転する場合、３７ｇｓの力を受け得る。
【００１９】
ＣＴスキャニングにおける改善は、より高いガントリ回転速度を使用する。結果として、従来の軸受のＸ線管軸受寿命は悪い影響を受けている。より高いガントリ速度は、軸受組立体の許容可能な寿命を下げ得る。液体金属軸受（ＬＭＢ：ｌｉｑｕｉｄ  ｍｅｔａｌ  ｂｅａｒｉｎｇ）は、より高いＧ負荷を効果的に扱い得る技術であるが、ＬＭＢを実装することは、大幅にコストを増加させ、システム設計に対する大幅な変更を必要とし得る。本明細書で述べる磁気リフトデバイスは、既存のシステムに対する修正を可能にし得る、または、非常に費用効果的である上位互換性のある寿命改善を提供し得る。論じるように、ガントリ力２６０は、図３に示すように、Ｘ線管２１０内の陽極組立体（図６の２４０）の軸受組立体（図６の２５０）等の構成要素に対して更なる応力及び摩耗を付加し得る。
【００２０】
図３は、回転可能ガントリフレーム２０２に取付けられたＸ線管２１０を示す。Ｘ線管は、管ハウジング２１１、陰極（図１の１１２）によって放出される電子を受取り得る陽極２４２、陽極のシャフトに結合された回転子２３４、回転子を囲む固定子２３２、回転子に結合された強磁性リフトシャフト（またはリフトシャフト）２２６、及び、リフト電磁石２２２（または、リフト多極電磁石または電磁石）を含み、リフト電磁石２２２は、リフト電磁石にリフト２６０を提供し、それにより、実質的に同様の中心線または回転軸に沿って回転子及び陽極のシャフトを持上げる。本明細書で使用するとき、持上げは、軸（例えば、強磁性リフトシャフトの単一軸または実質的な半径方向）に沿う力を指す。持上げまたはリフト力は、２つの構成要素（例えば、強磁性リフトシャフト及びリフト電磁石）を共に引っぱる引力または２つの構成要素（例えば、強磁性リフトシャフト及びリフト電磁石）を押して離す反発力であり得る。引力としての持上げまたはリフト力にしばしば言及するが、持上げまたはリフト力が、半径方向軸に沿う（正または負の）任意の大きさを有する力であり得ることが理解される。説明のため、図３は、垂直方向にｙ軸、水平方向にｘ軸、及びｘ−ｙ平面に直交するｚ軸を有するデカルト座標系を提供する。ガントリの回転は、ｘ−ｙ平面内で起こり、陽極のシャフトの中心線または陽極の回転軸は、ｚ軸に沿って生じる。回転中、Ｘ線管がガントリの回転軸に対して垂直であると、ガントリ力は、垂直方向（すなわち、ｙ軸）に力を加える。リフト電磁石２２２は、反対方向に磁気リフト力２６２（例えば、磁力、反作用力、または平衡力）を加え得る。磁力は、軸受組立体または陽極組立体にかかる力（ガントリの遠心力を含む）を、相殺、減衰、減少、または平衡させ得る。リフト力は、振動またはノイズを低減し、軸受寿命を増加させ、軸受負荷能力を増加させ、熱接触を制御し、回転組立体の芯出し及び精度を改善し、回転型Ｘ線管（例えば、回転陽極型Ｘ線管）におけるより小さな軸受（例えば、玉軸受または他の回転軸受）の使用または他の軸受型の使用を可能にし得る。振動及びノイズを低減することは、同様に、スキャニングプロセスを患者にとってより快適にし得る。例は、回転陽極に関して示されている。他の例（図示せず）において、陽極が固定されたまま、陰極が回転する（すなわち、回転陰極型Ｘ線管）。本明細書で述べる原理は、同様に、回転陰極型Ｘ線管に当てはまり得る。
例示的なリフト電磁石
【００２１】
図４は、Ｘ線管２１０の覆いまたはインサート２１２を示す。インサートは、真空排気済みチャンバまたは外囲器内に陰極及び陽極を閉囲する壁（すなわち、インサート壁または覆い壁）を含む。インサート壁は、陰極領域（図示せず）、ドリフト領域２１３、陽極領域２１６、回転子領域（図６の２１５）、及びリフト領域２１４を閉囲し得る。
【００２２】
図５〜６は、Ｘ線管２１０のインサート２１２及びリフト電磁石２２２の種々の図を示す。Ｘ線管は、陽極組立体２４０、軸受組立体２５０、モータ組立体２３０、及びリフト組立体２２０を含む。陽極組立体、軸受組立体、モータ組立体、及びリフト組立体は、陽極組立体中心線（または軸受中心線）２４８の周りに回転するように設計される。陽極領域内の陽極組立体２４０は、陽極２４２と、陽極を支持する陽極外側シャフト２４４と、外側シャフトに結合され、軸受組立体内の軸受（例えば、玉軸受２５２及び２５４）に回転可能に結合された陽極内側シャフト２４６とを含む。内側シャフトは、少なくとも１つの軸受レース（例えば、玉軸受レース）を含み得る。軸受組立体２５０は、外側玉軸受及びレース２５２、内側玉軸受及びレース２５４、及び軸受スリーブ２４６を含む。外側は、陽極組立体の縁に近いか、陽極に近いか、またはモータ組立体２３０から更に遠い、相対的位置を指す。内側は、陽極組立体の中央に近いか、陽極から更に遠いか、モータ組立体に近い位置を指す。ローラ要素軸受型（例えば、ツールスチール玉軸受またはツールスチールレースウェイ）が示されるが、他の実施形態において、他の軸受型、例えば、図７に示す平軸受（例えば、スリーブ軸受またはジャーナル軸受）または液体金属軸受（ＬＭＢ）等の流体力学軸受が使用され得る。参照によりその全体が組込まれる、「Ａｎｔｉｗｅｔｔｉｎｇ  Ｃｏａｔｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｍｅｔａｌ」と題する、２０１５年１２月１４日に出願された米国特許出願第１４／９６８，０７８号は、液体金属軸受の例を開示する。図７において、陽極２４１は、軸受組立体用の回転スリーブとして働く陽極シャフトまたはスリーブ２４７に結合される。リフトシャフトまたはスリーブ２２９は、陽極スリーブに結合され得、回転子２３５は、リフトスリーブに結合され得る。軸受シャフト２５７は固定構成要素であり、陽極スリーブ２４７はスリーブ軸受の回転構成要素である。
【００２３】
戻って図５〜６を参照すると、モータ組立体２３０は、固体子２３２及び回転子２３４を含む。回転子２３４は、円筒ボイドであり得る回転子ボイド２３６または開口を一端に含む。回転子ボイドを有する回転子は、回転子スリーブを形成し得る。回転子ボイドは、回転子が、陽極シャフト（例えば、陽極内側シャフト２４６）に取付けられる、または、軸受中心線２４８に整列されることを可能にする。構成要素（例えば、陽極シャフト及び固定子（または固定子シャフト））は、ボルト、ナット、ねじ、他のねじ山付き締結具、リベット、ピン、クリップ、クラスプ、ラッチ、クランプ、ろう付け、または溶接等の、永久的または半永久的な締結または取付け機構を使用して互いに取付けられ得る。構成要素は、ねじ、ボルト、半永久的取付け機構、または永久的取付け機構を使用して互いに結合され得る。半永久的取付け機構は、ねじ、ボルト、または、取付け機構の構成要素を操作することによって取付けまたは取外しされ得る他の機構を含む。永久的取付けは、溶接、接着剤、２つの構成要素を共に結合する熱または化学処理を含み、それは、構成要素に対する損傷なしで構成要素を互いから取外すための、構成要素の操作以上のことを必要とする。別途述べない限り、構成要素の取付けは、半永久的取付け機構または永久的取付けによって提供され得る。別の例（図示せず）において、回転子は、陽極シャフトに一体化され得るまたは永久的に取付けられ得る（例えば、溶接され得る、またはろう付けされ得る）。回転子領域２１５の周りのインサート壁は、回転子と固定子との間に配設され得る。固定子巻線の磁界からの電磁誘導は、インサート壁を通して回転子に伝わり得る。インサート壁と回転子との間の小さなギャップは、回転子が機械的抵抗なしで回転することを可能にする。
【００２４】
リフト組立体２２０は、軸受中心線２４８に（例えば、回転子によって）結合した強磁性リフトシャフト（またはリフトシャフト）２２６、及び、リフトシャフトに磁力を印加し得るリフト多極磁石２２２を含む。リフトシャフトは、円筒ボイドであり得るリフトシャフトボイド２２７または開口を含み得る。リフトシャフトボイドを有するリフトシャフトは、リフトスリーブを形成し得る。リフトシャフトボイドは、回転子が回転子に取付けられることを可能にする、または、回転子スリーブまたは軸受中心線２４８に整列され得る。シャフト内の渦電流を低減するため、リフトシャフトは、中心線の方向（ｚ軸）にスロット２７０を、また中心線に垂直な方向（ｘ−ｙ平面）に積層体２７２を含む。図２２は、スロット付き強磁性シャフト２２６Ａを示す。図２３は、積層式強磁性シャフト２２６Ｂを示す。図５〜６は、回転子をリフトシャフトに結合するために使用される回転子・リフトシャフトアダプタ２３８を示す。回転子・リフトシャフトアダプタは、動作のために共に磁界を使用する回転子組立体とリフト組立体との間の磁気分離を改善するための非強磁性材料を含み得る。別の例（図示せず）において、リフトシャフトは、回転子と一体化され得る、または、回転子に永久的に取付けられ得る（例えば、溶接され得る、またはろう付けされ得る）。
【００２５】
リフト多極磁石は、強磁性シャフトのほうに向けられた少なくとも２つの極端を含む。図２〜６に示すリフト多極磁石は２２２、「Ｍ」または「Ｗ」形状に形成された３つの極端を有するリフト電磁石コア（またはコア）２２５を含み、巻線２２４は極間でコア（またはコアウェブ）に巻付けられる。図２〜６に示す３極磁石設計は、レンツの法則の結果として起こり得る渦電流を相殺する利益を有し、加熱を低減し、磁気リフト力を増加させる。３極構成における最大持上げ力のために、外側極は、内側極と反対の極性を有するように（例えば、巻線の電流方向によって）構成され得る（例えば、外側極上のＳ極及び内側極上のＮ極；または、外側極上のＮ極及び内側極上のＳ極）。３極電磁石の「Ｍ」構成は、同様に、リフト電磁石の磁気コア内の渦電流を低減し得る。他の例（図示せず）において、４極、５極、またはそれより多い極等の更なる極が使用され得る。複数の極の場合、強磁性シャフトのほうに向けられた極端は、中心線軸の方向（すなわち、ｚ軸）にＮ極とＳ極との間で交番する。
【００２６】
フーコー電流とも呼ばれる渦電流は、ファラデーの誘導法則によって、導体内で磁界を変化させることによって導体（例えば、金属）内で誘導される円電流である。ファラデーの誘導法則は、磁界が、どのように電気回路と相互作用して、起電力（ＥＭＦ：ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ  ｆｏｒｃｅ）を生成するか―電磁誘導と呼ばれる現象―を予測する電磁気学の法則である。渦電流は、磁界（Ｂフィールド）に垂直な平面内で、電気導体内で閉ループで流れる。渦電流は、例えば交流（ＡＣ）電磁石によって、または、磁石と近傍導体との間の相対的運動によって生成される時間変動磁界によって、近傍の静止導体内に誘導され得る。所与のループ内の渦電流の大きさは、磁界（Ｂ）の強度、ループの面積、及び磁束（Φ）の変化レート（すなわち、周波数）に比例し、材料の抵抗率（ρ）に逆比例する。
【００２７】
材料選択は、リフト磁石または強磁性シャフト等の磁気デバイスの性能に影響を及ぼし得る。冷間引抜きカーボン磁鉄（ＣＭＩ−Ｃ：ｃｏｌｄ  ｄｒａｗｎ  ｃａｒｂｏｎ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｒｏｎ）等の磁気材料は、真空中で、かつ処理後に磁化されたままであり、真空対応である必要がある。
【００２８】
リフト磁石または強磁性シャフトは、強磁性材料及びフェリ磁性材料を含む。強磁性材料及びフェリ磁性材料は自発磁化を示し得る材料である。より具体的には、材料は、その磁鉄の全てが、正味磁化に積極的な寄与を付加する場合、「強磁性（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）」である。磁鉄の一部が、正味磁化から減じる場合（磁鉄が部分的に反整列する場合）、材料は「フェリ磁性（ｆｅｒｒｉｍａｇｎｅｔｉｃ）」である。フェリ磁性材料は、反強磁性の場合と同様に、反対方向の磁気モーメントを有する原子の集合体を有する材料である。しかし、フェリ磁性材料において、反対方向のモーメントは、不等であり、自発磁化が残っている。強磁性は、少数の物質、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、それらの合金、及び、希土類金属の幾つかの合金において生じる。例えば、強磁性化合物または材料は、マンガンビスマス（ＭｎＢｉ）、マンガンアンチモン（ＭｎＳｂ）、二酸化クロムまたは酸化クロム（ＩＶ）（ＣｒＯ2）、マンガンヒ素（ＭｎＡｓ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、「ジスプロシウム（Ｄｙ）、及び酸化ユーロピウム（ＥｕＯ）を含む。フェリ磁性化合物または材料は、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ2Ｏ3）または酸化第二鉄、酸化鉄（ＩＩ，ＩＩＩ）（ＦｅＯＦｅ2Ｏ3またはＦｅ3Ｏ4)、酸化ニッケル−酸化鉄（ＩＩＩ）（ＮｉＯＦｅ2Ｏ3）、酸化銅−酸化鉄（ＩＩＩ）（ＣｕＯＦｅ2Ｏ3）、酸化マグネシウム−酸化鉄（ＩＩＩ）（ＭｇＯＦｅ2Ｏ3）、酸化マンガン−酸化鉄（ＩＩＩ）（ＭｎＯＦｅ2Ｏ3）、及びイットリウム鉄ガーネット（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ12）を含む。本明細書で使用するとき、また、技術を説明するときに簡略化するため、「強磁性」材料は、自発磁化を示し得る材料（すなわち、強磁性材料またはフェリ磁性材料）を指す。
【００２９】
リフト磁石または強磁性シャフトは、固体金属コア（例えば、シリコン鋼コア）、粉末化金属コア（例えば、カルボニル鉄コア）、及びフェライトまたはセラミックコアを含み得る。固体金属コアは、「軟（ｓｏｆｔ）」（アニール済み）鉄、「硬（ｈａｒｄ）」鉄、積層式シリコン鋼、特殊合金（ミューメタル、パーマロイ、及びスーパーマロイ等の磁気コア用途用の特殊合金）、及びガラス体金属（例えば、非結晶性またはガラス状であるアモルファス金属合金（例えば、Ｍｅｔｇｌａ））を含み得る。
【００３０】
電気鋼、積層鋼、シリコン電気鋼、シリコン鋼、リレー鋼、または変圧器鋼とも呼ばれる積層式シリコン鋼は、小さなヒステリシス面積（すなわち、１サイクル当たりの小さなエネルギー散逸または低コア損失）及び高い透磁率等の或る磁気特性を生成するように調節された特殊鋼である。積層式シリコン鋼材料は、通常、２ｍｍ厚未満の冷間圧延ストリップの形態で製造される。これらのストリップは、コアを形成するように積重ね合わせられると積層体と呼ばれる。
【００３１】
積層式シリコン鋼内の鉄は、比較的良好な導体であるため、磁界が急速に変化する状態で、バルク形態で使用できない。その理由は、強い渦電流が、磁界によって現れ、多大な損失（例えば、誘導加熱）をもたらすことになるからである。
【００３２】
鉄の抵抗を増加させる、したがって、渦電流を低減させるために一般に併せて使用される２つの技法は、シリコンを加えた鉄の積層化及び合金化である。
【００３３】
積層式磁気コアは、磁束線に出来る限り平行に存在する薄い絶縁鉄シートで作られる。この技法を使用すると、磁気コアは、多くの個々の磁気回路と同等であり、それぞれの磁気回路は、（そのセクションが全コアセクションの一部分であるため）磁束のほんのわずかの部分を受取る。渦電流が磁束線の周りに流れるため、積層体は、渦電流の大部分を流れないように減らし、ずっと小さく薄い、したがって高抵抗の領域にいずれの流れをも制限する。そのため、より薄い積層体は、より低い渦電流をもたらす。
【００３４】
シリコン（Ｓｉ）合金化が同様に使用されて、鉄（Ｆｅ）の抵抗を増加させる。鉄に対するシリコンのわずかな（例えば、約３％）添加は、鉄だけを使用するのに比べて最大４倍の抵抗率の劇的な増加をもたらす。シリコン濃度の更なる増加は、鋼の機械的特性を損ない、脆性によって圧延の困難さを生じる。
【００３５】
２つのタイプ、粒子配向（ＧＯ：ｇｒａｉｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）及び粒子非配向（ＧＮＯ：ｇｒａｉｎ  ｎｏｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）のシリコン鋼の中で、ＧＯは、磁気コアにとってより望ましい。粒子配向シリコン鋼（ＧＯＳＳ：ｇｒａｉｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｔｅｅｌ）コアまたは冷間圧延粒子配向（ＣＲＧＯ：ｃｏｌｄ−ｒｏｌｌｅｄ  ｇｒａｉｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）シリコン鋼は、異方性であり、一方向においてＧＮＯに比べて良好な磁気特性を提供する。インダクタ及びコア内の磁界が同じ方向に沿うため、粒子配向鋼を好ましい配向で使用することが有利である。磁界の方向が変化し得る回転機械は、粒子配向鋼から利益を獲得せず、したがって、ＧＮＯシリコン鋼が使用され得る。
【００３６】
フェライトは、リフト磁石または強磁性シャフトに使用され得る別のタイプのフェリ磁性磁気材料である。フェライトは、１つまたは複数の更なる金属元素（Ｍｅ）と化学的に結合された酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ2Ｏ3）または酸化鉄 （ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｆｅ3Ｏ4)で通常構成される一種のセラミック化合物である。別の例において、フェライトは、鉄で構成されない材料を含む。強磁性は、鉄に最も一般的に関連付けられる一般的なクラスの磁気挙動であるが、同様に、他の材料に関連付けられ得る。フェライトは、電気的非伝導性であると共にフェリ磁性であり、フェライトが磁化され得るまたは磁石に引寄せられ得ることを意味する。フェライトは、通常、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）またはマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4)等の酸化鉄及び他の金属の酸化物から得られる非伝導性のフェリ磁性セラミック化合物である。フェライトは、他のセラミックのほとんどと同様に、硬質かつ脆性である。
【００３７】
フェライトは、磁気保磁力が低いまたは高いフェライトを指す、「軟質（ｓｏｆｔ）」または「硬質（ｈａｒｄ）」として分類され得る。磁気保磁力、保磁場、または保磁力は、消磁されることなく、外部磁界に耐える強磁性材料の能力の尺度である。同様の特性、抗電力は、脱分極することなく、外部電界に耐える強誘電体材料の能力である。
【００３８】
軟質フェライトは、低保磁力を有し、電磁コアにおいて使用され得る、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び／またはマンガン（Ｍｎ）化合物を含む。低保磁力は、材料の磁化が多くのエネルギーを散逸する（ヒステリシス損失）ことなく方向を容易に反転させ得、一方、材料の高抵抗率が、コア内の渦電流を防止し、それが、別のエネルギー損失源になることを意味する。軟質フェライトの幾つかの例は、マンガン−亜鉛フェライト（式ＭｎaＺｎ(1-a)Ｆｅ2Ｏ4を有するＭｎＺｎ）及びニッケル−亜鉛フェライト（式ＮｉaＺｎ(1-a)Ｆｅ2Ｏ4を有するＮｉＺｎ）を含む。
【００３９】
軟質フェライトと対照的に、永久フェライト磁石は、磁化後に高い保磁力及び高い残留磁気を有する硬質フェライトで作られる。酸化鉄及び炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムは、硬質フェライト磁石を製造するときに使用される。高保磁力は、材料が、永久磁石についての本質的な特性である、消磁されることに対して非常に抵抗性があることを意味する。それら材料は、同様に、高い透磁率を有する。硬質フェライトの例は、ストロンチウムフェライト（ＳｒＦｅ12Ｏ19またはＳｒＯ・６（Ｆｅ2Ｏ3））、バリウムフェライトＢａＦｅ12Ｏ19（ＢａＯ・６（Ｆｅ2Ｏ3））、及びコバルトフェライトＣｏＦｅ2Ｏ4（ＣｏＯ・Ｆｅ2Ｏ3）を含む。
【００４０】
戻って図５〜６を参照すると、コア２２５の周りの巻線（またはコイルまたはワイヤ）２２４は、エナメル磁石ワイヤ（すなわち、変圧器ワイヤ）等の、電気絶縁シースを有する導電性材料（例えば、銅またはアルミニウム）を含み得る。
【００４１】
リフトギャップ２２８は、リフトシャフト２２６とリフト電磁石２２２との間の間隔である。リフトギャップは、リフト領域２１４内のインサート壁を、インサート壁とリフトシャフトとの間の真空と共に含み得る。幾つかの例において、リフト電磁石及びインサート壁が異なる電位を有するとき等、リフト電磁石がインサート壁に接触しないときに、リフトギャップは、インサート壁とリフト電磁石との間に空間を含む。真空を含むリフトギャップは、リフトシャフトが、機械的抵抗（例えば、インサート壁またはリフト電磁石に接触することによる摩擦）なしで回転するための隙間及び公差を与える。真空及び空気は、低透磁率（μで表す）を有し、リフトシャフトに作用するリフト電磁石からの磁力を低減し得る。透磁率は、それ自身の中での磁界の形成を支持する材料の能力の尺度である。リフトギャップを減少させることは、リフトシャフトに作用する磁力を増強し得る。リフトシャフトにかかるリフト磁石の力は、リフトギャップの２乗に逆比例し、力Ｆは、
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によって近似され得る。ここで、リフトギャップはｇａｐで表される。一例において、リフトギャップは２ミリメートル（ｍｍ）未満であり得る。別の例において、リフトギャップは１ｍｍ未満であり得る。磁界の磁束が、極間にではなく、リフトシャフトに主に作用するため、極端間の距離は、リフトギャップに比べて少なくとも１０倍大きくてもよい。一例において、リフト領域内のインサート壁は１ｍｍ未満であり得る。別の例において、リフト領域内のインサート壁は０．８ｍｍ未満であり得る。リフト領域内のインサート壁は、ステンレス鋼等の、低透磁率または最小強磁性特性を有する材料を使用し得る。磁性流体等のギャップ低減材料が、同様に、真空排気されない領域内で使用されてもよい。
【００４２】
図８は、インサート壁２１４に一体化されたリフト電磁石２２２の極端を示し、それは、リフトギャップを低減し、磁界の強度を増加させ得る。インサート壁へのリフト電磁石の一体化は、インサートの真空を依然として維持するように実施され得る。図９は、インサート壁２１４内に位置決めされたリフト電磁石２２２を示し、それは、リフトギャップを低減し、磁界の強度を増加させ得るが、リフト電磁石の巻線２２４またはコア２２５から熱を消散させることに関して難題を呈する場合がある。
【００４３】
リフト電磁石２２２は、（リフトシャフト２２６を介して）回転組立体に磁気リフト力２６２を印加し、それが、軸受寿命を改善し得る、または軸受の負荷担持能力を増加させ得る。電磁石の磁力が使用されて、ガントリの遠心力等の軸受組立体にかかる負荷を相殺すると共に、振動を減衰させ、Ｘ線管の陽極組立体（または回転組立体）に安定性を付加し得る。リフト磁石が発生する力は、質量中心において（または、質量中心においてではなく）を含む、回転組立体上のどこに作用してもよく、また、力を提供する磁気リフトデバイスのうちの１つまたは組合せを使用してもよい。
【００４４】
例えば、図１０は、リフトシャフトとして同様に働く陽極２４３に磁力を作用させるように構成される２極リフト電磁石２２３を示す。陽極は、陽極に対する磁気リフトのために使用され得る強磁性材料と共に、Ｘ線を発生するための、高原子番号を有する材料（例えば、Ｗ及びＲｅ）を含んでもよい。示すように、リフト電磁石は、２つの玉軸受及びレースウェイ２５２と２５４との間にある。
【００４５】
図１１は、２つの異なるリフトシャフトまたはスリーブ２２６Ａ〜Ｂに力を作用させる、陽極中心線２４８の対向端上の２つのリフト電磁石２２２Ａ〜Ｂを示す。第１のリフトシャフト２２６Ａは陽極シャフトに結合され、第２のリフトシャフト２２６Ｂは回転子２３４に結合される。リフト電磁石及びリフトシャフトの他の位置が、同様に、軸受組立体及び陽極に対して使用されてもよい。
【００４６】
回転組立体に沿うどこかで、または回転組立体上の複数の場所で磁力を使用することは、軸受組立体にかかる力を減少させ、軸受寿命を改善し得る。力は、実質的に質量中心の近くで（図１０参照）、質量中心のいずれかの側で複数の力として（図１１）、または、片持ち力として、回転組立体に沿う複数の場所の組合せにおいて（図２〜９参照）、または、これらのアプローチの組合せで作用してもよい。
【００４７】
図１２Ａは、リフト電磁石が軸受組立体と固定子との間に位置決めされた状態のＸ線管の陽極組立体の斜視図を示し、図１２Ｂは図１２Ａの側断面図を示す。リフト磁石は、図４〜６と比べて、固定子及びリフト磁石の位置を切換えることによって軸受組立体２５０により近い。リフト電磁石２２２は、リフトシャフト２６６を持上げるように構成され、固定子２３２は、回転子２６４を回転させるように構成される。多くの管ハウジング設計は、（例えば、陽極領域内の）ハウジングの中心においてより大きな内径を与える。軸受組立体の近くにリフト磁石を位置決めすることは、リフト電磁石２２２が、管ハウジング設計を変更することなく、同じサイズ（例えば、ｚ軸に沿う長さ）のコアについてより多くのコイルをコアウェブ２２４（図６）の周りに有することを可能にし、それが、リフト電磁石のターン数及び力を増加させ得る。リフト電磁石が使用されて、軸受レースにかかるガントリ負荷反作用力を低下及び平衡させ得る。重心に対するリフト力間のモーメントアーム（すなわち、レバレッジ）が小さいため、コイルへの入力パワーは、図４〜６の設計に比べて大きい場合がある。しかし、コアウェブの周りの巻線のより多くのターンによって、図１２Ａ〜１２Ｂのリフト電磁石は、（より小さなモーメントアームであっても）図４〜６の設計より大きな最大力を依然として有する場合がある。
【００４８】
図１３Ａは、固定子２３３がリフト電磁石２２２と同一平面上にある状態のＸ線管の陽極組立体の斜視図を示し、図１３Ｂは図１３Ａの側断面図を示す。固定子及びリフト電磁石は、回転シャフトの同じセクション上で（すなわち、ｚ軸に沿う同じｘ−ｙ平面内で）動作し得る。リフト電磁石及びリフトシャフト２３９は、モータ及びリフト組立体２３１の外部に位置決めされ、固定子及び回転子２３７は、モータ及びリフト組立体の内部に位置決めされ、固定子は回転子ボイド内に位置決めされる。リフトシャフト及び回転子は、軸受組立体の近くの一端に共に結合される。リフト電磁石及び固定子は、真空排気済み外囲器の外に依然として位置決めされ得、リフト領域の周りのインサート壁２１７は、リフト電磁石とリフトシャフトとの間に位置決めされ、回転子領域の周りのインサート壁２１８は、固定子と回転子との間に位置決めされる。図１３Ａ〜１３Ｂに示す設計は、Ｘ線管プロファイル（例えば、ｚ軸に沿う管ハウジング及びインサート）の長さを低減し得るが、モータ及びリフト組立体領域内のＸ線管プロファイルの径を増加させる場合がある。
【００４９】
図１４Ａは、セクタ固定子２９６が、モータ及びリフト組立体２９０内の同じ回転子２９４に作用するように構成されたリフト電磁石２９１と同一平面上にある状態のＸ線管の陽極組立体の斜視図を示し、図１４Ｂは図１４Ａの側断面図を示す。リフト電磁石は、他の設計のリフト電磁石と同様に構成され得、リフト電磁石コイル２９２は、リフト電磁石コア２９３に巻付けられるが、極端について楔形状またはパイ形状を有する。更に、極端は、回転子の近くにフランジを含み得る。図示しないが、インサート壁は、セクタ固定子またはリフト電磁石と回転子との間に存在する。回転子は、リフト電磁石用のリフトシャフトとして機能し得る。セクタ固定子は、（例えば、回転子の外周の３６０°未満だけ）回転子を部分的に囲む（または、回転子と部分的に磁気結合する）固定子である。従来の固定子と同様に、セクタ固定子は、固定子コア２９８の周りに、またはそれを通して巻かれる固定子コイル２９７を有する。対照的に、従来の固定子は、３６０°外周にわたって回転子を完全に囲む対称巻線を有する。一例において、セクタ固定子は、９０°と３５５°との間のセクタを覆う。別の例において、セクタ固定子は、２４０°と３３０°との間のセクタを覆う。セクタ固定子は、最大速度に達する同様の時間、同様のサイズ、及び同様のコイル加熱等の、従来の固定子と同様の機能を有してもよい。通常、従来の固定子が使用されて、最小の固定子または回転子（例えば、より少数のコイルまたはコイル内のより少ない電流）の設計で回転子との最大の磁気結合を設ける。リフト電磁石は、セクタ固定子によって生成される結果として得られるギャップを占めてもよい。一例において、リフト電磁石は、１８０°と５°との間のセクタを覆う。別の例において、リフト電磁石は、１２０°と３０°との間のセクタを覆う。図１４Ａ〜１４Ｂに示すセクタ固定子２９１は、約２７０°のセクタを有し、リフト電磁石は、９０°未満のセクタを有する。セクタ固定子設計は、従来の固定子設計と同じＸ線管プロファイルを有し、電磁石リフト能力を有し得る。
【００５０】
図１５は、リフト組立体を従来の固定子に結合するモータ及びリフト組立体２８１のハイブリッド固定子２８３を有する陽極組立体２８０の側断面図を示す。固定子は、持上げ（例えば、リフト電磁石）と回転（例えば、従来の固定子）の両方のために巻かれるコイルを含む。固定子の極のそれぞれの極の周りで固定子２８３の１つの部分上のターンを増やすことによって、固定子が、持上げると共に回転を駆動することを可能にし得る一方で、固定子２８２の他の部分が従来のターン数（固定子２８３より少ないターン）を有し得る。結果として、固定子２８３は、回転だけのために構成される固定子２８２に比べて、更なるターン（またはコイル）に対して大きくてもよい。回転用のコイル（例えば、ＡＣ用のコイル）は、リフト用のコイル（例えば、ＡＣ用のコイル）から離れ得る。例えば、固定子は、ＤＣ磁界が、回転ＡＣ場に重畳されることを可能にする更なる巻線を含み得るため、固定子は、持上げると共に回転する。回転子は、リフトシャフト及び従来の回転子として機能し得る。
【００５１】
図１６Ａは、リフト電磁石のコイルが固定子コイル（固定子及びリフトコイル２８６）と一体化した状態のハイブリッド固定子２８３の斜視図を示し、図１６Ｂは図１６Ａの側断面図を示す。一体化コイルは、持上げ及び回転用の同じコイルであり得る、または、持上げ用のコイル及び回転用のコイル上の分離電気接続部であり得る。
【００５２】
図１７Ａは、リフト電磁石のコイル２８８及び固定子コイル２８９を有するハイブリッド固定子の斜視図を示し、図１７Ｂは図１７Ａの側断面図を示す。リフトコイルは固定子の一方の側上での持上げを提供し、固定子コイルは回転子用の回転を与える。
【００５３】
図１８Ａは、リフト電磁石２２２及び副リフト電磁石２２１を有するＸ線管の陽極組立体の斜視図を示し、図１８Ｂは図１８Ａの側断面図を示す。複数の電磁石の使用は、陽極組立体の重心を人工的にシフトさせるために使用され得る。陽極組立体上のリフトにとっての理想的な場所は、陽極組立体の重心にある。しかし、重心は、通常、ターゲットの内部またはその近くに位置し、熱的理由及び空間的制約のため、陽極は持上げるのが難しい可能性がある。結果として、例えば、リフト電磁石は、別の軸受レース２５２と比べて１つの軸受レース２５４（フルクラムとして働く）に対してより大きな力または応力をかけ得る。２つの磁石、リフト電磁石、及び副リフト電磁石の使用は、軸受にかかるリフト力を平衡させるのを補助し得る。２つの磁石の使用は、陽極組立体及び軸受に対する運動及び力におけるより複雑な挙動及びより大きな自由度を可能にし得る。重心の近くに位置する副リフト電磁石は、ｇ力と反対方向の力を加え、軸受にかかる負荷を低減し得る。重心から更に遠くに位置するリフト電磁石は、副リフト電磁石から反対方向に引張り、各軸受レースに等しい負荷をかけるのを助けるための平衡力を提供し得る。更なるリフト電磁石は、（ｚ軸に沿って）Ｘ線管プロファイルに更なる長さ付加し得る。
【００５４】
リフト電磁石は、種々のコイルまたは巻線構成を有し得る。例えば、コイルは、極端（例えば、内側極端または外側極端）上に、または、極端間のコアウェブ上に付加され得る。図１９Ａ〜２１Ｂは、種々のコイル構成を有するリフト電磁石を示す。外側極端３２２にコイルを付加することは、Ｘ線管プロファイルに更なる長さを付加し得、望ましくない場合がある。
【００５５】
図１９Ａは、コイル３３４が内側極端３２４の周りにある状態の３極リフト電磁石３１０の斜視図を示し、図１９Ｂは、図１９Ａの側断面図を示す。内側極端の周りにコイルを有することの利益は、コイルが磁石コア３２０の体積の内部に含まれることである。したがって、磁石コア体積は、リフト電磁石が、飽和する前により多くの磁束を扱えるように最大にされ得る。欠点は、磁束が、３極のうちの１つの極において制御されるだけである場合があることである。例えば、（各外側極とリフトシャフトとの距離または他の因子によって）外側極の１つの極内に、他の外側極より多くの磁束が存在するため、リフトは、リフト電磁石間で平衡しない場合がある。結果として、リフト力は、最適でない場所に印加される場合がある。
【００５６】
図２０Ａは、コイル３３６が極端３２２と３２４との間のコアウェブ３２６の周りにある状態の３極リフト電磁石３１２の斜視図を示し、図２０Ｂは、図２０Ａの側断面図を示す。コアウェブコイルによって、磁束は、特に、コイルが等しい数のターン及び同様の電流を有する場合、磁石内で均一に平衡され得る。しかし、コアウェブコイルのそれぞれの半分が、磁石コア３２０の外にあるため、磁石コアから突出するコアウェブコイルは、リフト電磁石に与えられる空間を管ハウジングが制限する場合に磁石コアのサイズを減少させる場合がある。したがって、同じ体積の場合、このコイルパックの変形は、単一中央コイルに比べて、小さな磁石コア及び少ない磁束容量をもたらす。
【００５７】
図２１Ａは、コイル３３４及び３３６が内側極端３２４及び極端間のコアウェブ３２６の周りにある状態の３極リフト電磁石３１４の斜視図を示し、図２１Ｂは、図２１Ａの側断面図を示す。リフト電磁石３１４は、リフト電磁石３１０とリフト電磁石３１２とのハイブリッドである。更なるコイルを有することは、コイルターン数及び総体積の最適化によってリフト電磁石を最適化するときに、より大きな自由度を与える。例えば、リフト電磁石の３つの異なるコイルは、比較的小さなサイズを依然として維持しながら、磁石の種々の極を通る等しい磁束によって、磁石性能及び力を最大にするターン数を有し得る。
【００５８】
磁気リフトデバイスは、受動的（例えば、永久磁石）または能動的（例えば、電磁石）であり得る。能動手段の例は、電磁力または誘導力を含む。受動手段の例は、ガントリ力の方向と反対方向の力で負荷がかかる支持軸受、または、ガントリ力と反対方向に軸受に負荷をかける永久磁石を含む。永久磁石及び電磁石を含み得る１つまたは複数の磁気リフトデバイスは、力相殺デバイスとして使用され得る。
【００５９】
ガントリ力が一定でない（動作していないとき静止する、スタートアップ中にランプアップする、シャットダウン中にランプダウンする、または、指定されたガントリ速度である）ため、リフト力は、同様に、可変ガントリ力に適合するように変動する場合がある。リフト電磁石に対する供給電流は、図２４に示す、制御式モジュール、制御システム、または管制御ユニット（ＴＣＵ：ｔｕｂｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）４５０等の制御ユニットによって制御されて変動する場合がある。リフト電磁石は、リフト電磁石の巻線内のＡＣまたはＤＣによって励磁され得る。リフト電磁石及び強磁性シャフトは、ＡＣまたはＤＣに適合され得る。ＴＣＵは、リフト磁石用の電流を発生するリフトドライバ４５２を含み得る。幾つかの例において、ＴＣＵはＸ線管に一体化され得る、または、他の例において、ＴＣＵは、Ｘ線管と別個の構成要素であり得る。ＴＣＵは、回転ガントリフレーム上に、または、固定ガントリフレーム等の固定構成要素上に位置し得る。
【００６０】
図２４は、例示的なＸ線システム４００（例えば、回転Ｘ線システム）の幾つかの構成要素を示す。Ｘ線システムは、Ｘ線ビーム４２８を発生すると共にリフト磁石４１２を含むＸ線管４１０と、Ｘ線管に対して幾つかの制御作用を与え得るＴＣＵ４５０と、Ｘ線ビームを検出すると共に画像データ４３２を生成するＸ線検出器４３０と、Ｘ線システムの構成要素（例えば、Ｘ線管、ＴＣＵ、Ｘ線検出器、及びガントリ）に全体的なコントロール及びシステム情報４４２（例えば、パラメータ）を与え得るシステム制御ユニット４４０とを含む。システム制御ユニットは、ガントリ速度を含み得るガントリコントロール４４４を与えてもよい。ＴＣＵまたはシステム制御ユニットは、システム情報を使用して、Ｘ線管の軸受組立体にかかるガントリ力を計算し得る。ガントリ力を含む負荷力に基づいて、ＴＣＵは、負荷力を相殺するまたはそれに対抗するリフト力を発生し得る。一例において、ＴＣＵは、Ｘ線管に一体化され得る。別の例において、ＴＣＵは、Ｘ線管と別個の構成要素であり得る。幾つかの例において、ＴＣＵは、操向及び収束等のＸ線管に関連する他の機能を含み得る。
【００６１】
別の例において、Ｘ線管は、負荷力、ガントリ力、またはリフト力を特定するために使用され得る陽極組立体のパラメータを測定するセンサ４１４を含む。センサは、Ｘ線システムの動作中に動的フィードバックを供給し得る。例示的なセンサは、リフト電磁石の磁束を測定するために使用される、リフト電磁石の極端に対して非常に接近するホールセンサ；リフト電磁石の巻線の電流を測定するために使用される、リフト電磁石の巻線に結合された電流センサ；リフト電磁石の巻線の抵抗を測定するために使用される、リフト電磁石の巻線に結合された電圧センサ；リフト電磁石と強磁性シャフトとの間のギャップの距離または強磁性シャフトの偏向を測定するために使用される変位センサまたは超音波センサ；陽極組立体内の振動、遠心力、または回転子力を測定するために使用される加速度計４１６；リフト電磁石の巻線またはコアの温度を測定するために使用される、リフト電磁石の巻線またはコアに結合された温度センサまたは熱電対；または、軸受組立体にかかる力を測定するために使用される力センサを含み得る。
【００６２】
一例において、ＴＣＵ及びＸ線管は、システム制御ユニットまたはガントリコントロールからのシステム情報と無関係にセンサフィードバックを供給し得る。センサは、負荷力、ガントリ力、またはリフト力が導出され得る測定値を提供し得、ＴＣＵは、リフト電磁石への電流を調整して、負荷力、ガントリ力、またはリフト力の変化する状態に適応し得る。
【００６３】
図２５は、リフト電磁石を制御する例示的な制御システムを示す。制御システムは、制御モジュール４７０及びリフトドライバ４５２に電力４５７及び４５８を供給するリフト電源４５４を有するＴＣＵ４５０を含む。制御モジュール４７０は、プロセッサ４７２（例えば、コントローラまたはマイクロプロセッサ）とリフトデータ４８２を含み得るデータストレージ４８０とを含む。プロセッサは、ＴＣＵを初期化するブートローダコード４７２、ＴＣＵアプリケーションを実行するアプリコード（ａｐｐｃｏｄｅ）４７６、及びデータを処理するためのデータメモリ４７８を含むメモリ４７２を含む。制御モジュールは、リフト電流を発生するために強度信号４５４をリフトドライバ４５２に送信し、リフトドライバからエラー信号を受信し得る。
【００６４】
作用する磁力は、ＴＣＵからの電力によって制御され得、ＴＣＵは、リフト電磁石内の電流、リフト電磁石から強磁性シャフトまでの距離、またはこれらのアプローチの組合せを制御し得る。
【００６５】
永久磁石は、リフト力を供給するために使用され得るが、リフトシャフトから固定距離で一定の力を供給し、それは、永久磁石とリフトシャフトとの距離を調整することなく、変化するガントリ速度（ガントリ力を変化させる）に基づいてリフト力を変化させることを可能にしない。永久磁石は、磁化され、それ自身の永続的磁界を生成する材料から作られた物体である。
【００６６】
永久磁石が使用される場合、強磁性シャフトにかかる磁力は、ハルバッハアレイ等の磁石アレイの場合、距離、温度、磁石要素配向、ギャップ、または、挿入材料によって制御され得る。ハルバッハアレイは、磁石の特別な配置であり、アレイの一方の側で磁界を増大させ、一方、アレイの他方の側でほぼゼロまで磁界を相殺する。
【００６７】
図２６は、アクチュエータと共にリフト磁石として永久磁石３５０を使用するＸ線管を示す。アクチュエータは、リフトギャップを変更し得、それが、リフトシャフトにかかる力を変更し得る。アクチュエータが使用されて、ガントリ速度または軸受組立体にかかる負荷に基づいてリフト力を変更し得る。リフト磁石は、ｘ軸可動シャフト３６１を介してｘ軸アクチュエータ３６０に、ｙ軸可動シャフト３６３を介してｙ軸アクチュエータ３６２に、またはｚ軸可動シャフト３６５を介してｚ軸アクチュエータ３６４に結合され得る。ｘ軸アクチュエータ、ｙ軸アクチュエータ、またはｚ軸アクチュエータは、管ハウジングに結合され得、ｘ軸可動シャフト、ｙ軸可動シャフト、またはｚ軸可動シャフトは、永久磁石に結合され得る。別の例において、可動シャフトは、管ハウジングに結合され得、アクチュエータハウジングは、永久磁石に結合され得る。
【００６８】
別の例において、リフト永久磁石は、リフト電磁石と組合せて使用されてもよい。
リフト電磁石を制御する方法
【００６９】
図２７に示すフローチャートは、Ｘ線管の陽極組立体上でリフト電磁石を制御する方法６００を示す。ステップ６１０のように、陽極組立体の軸受組立体に半径方向に作用する負荷力を特定するステップを含む。ステップ６２０のように、リフト電磁石が負荷力に抗するための電気リフト信号を発生するステップが続く。本方法の次のステップは、ステップ６３０のように、軸受組立体に結合された強磁性シャフトにかかる磁気反力をリフト電磁石によって発生することを含む。磁気反力は、電気リフト信号から発生され、負荷力と実質的に反対の方向にある。
【００７０】
本明細書で述べる技術（デバイス、組立体、構成要素、システム、及び方法）は、回転Ｘ線システム内のＸ線管の従来の軸受組立体、特に、高ｇ力状態を発生する軸受組立体に関する難題の多くを解決する。述べる技術は、軸受組立体または陽極組立体にかかる力（ガントリの遠心力を含む）を相殺、減衰、減少、または平衡させ得る。述べる技術は、振動またはノイズを低減し、軸受寿命を増加させ、軸受負荷能力を増加させ、熱接触を制御し、回転組立体の芯出し及び精度を改善し、回転型Ｘ線管（例えば、回転陽極型Ｘ線管）におけるより小さな軸受（例えば、玉軸受または他の回転軸受）の使用または他の軸受型の使用を可能にし得る。
【００７１】
述べた例の少なくとも１つの例であるＸ線管であって、軸中心から０．７メートルの半径で回転ガントリフレーム上に搭載され、０．２７５ｓｅｃ／ｒｏｔ（≒３７ｇｓ）で回転し、リフト電磁石を使用する、Ｘ線管を使用すると、軸受上での回転数は、軸受が故障するまでのリフト電磁石なしのＸ線管上の軸受組立体の従来の寿命の少なくとも３倍であった（すなわち、軸受組立体の寿命は３倍超にＸ線延長された）。Ｘ線管であって、軸中心から０．７メートルの半径で回転ガントリフレーム上に搭載され、約５０ｇｓを受け、リフト電磁石を使用する、Ｘ線管の場合、軸受組立体の寿命は、軸受が故障するまでの、３７ｇｓを受けるリフト電磁石なしのＸ線管上の軸受組立体の寿命の２倍であった。そのため、リフト電磁石の使用は、陽極組立体内の軸受組立体の寿命を、Ｘ線管の寿命の延長だけＸ線延長し得る。
【００７２】
一例において、陽極組立体は、陽極２４２と、軸受組立体２５０と、強磁性シャフト２２６と、リフト電磁石２２２とを含む。陽極は、陰極によって放出される電子を受取るように構成される。軸受組立体は、陽極の回転中に陽極を安定させるように構成される。強磁性シャフトは、陽極に結合され、陽極の回転軸と実質的に同一直線上にある回転軸を有する。リフト電磁石は、半径方向に強磁性シャフトに磁力を印加するように構成される。
【００７３】
別の例において、リフト電磁石は、強磁性シャフトのほうに向けられた少なくとも３つの極端を含む。リフト電磁石の巻線（またはコイル）は、極３３６間の少なくとも１つのコアウェブ上に、内側極端３３４上に、または、少なくとも１つのコアウェブ３３６及び内側極端３３４上に位置し得る。強磁性シャフトは、スロット付きシャフト２２６Ａまたは積層式シャフト２２６Ｂを含み得る。リフト電磁石は、リフト電磁石の巻線内の交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）によって励磁される。陽極組立体は、陽極に結合した回転子スリーブ２３４を少なくとも部分的に囲む固定子２３２を更に含み得、回転子スリーブは、固定子に対する印加電磁界に応答して回転するように構成され、リフト電磁石の巻線は固定子のコアを少なくとも部分的に囲む。軸受組立体は、少なくとも１つのレース２５２または２５４を有する玉軸受組立体、回転要素軸受、平軸受、スリーブ軸受２４７及び２５７、ジャーナル軸受、または液体金属軸受を含み得る。
【００７４】
別の例において、陽極組立体は、強磁性シャフトにかかる磁力を変化させるように構成される制御モジュール４７０を更に含み得る。陽極組立体は、強磁性シャフトにかかる磁力を検出するセンサ４１４を更に含み得る。制御モジュールは、センサ値に基づいてリフト電磁石に供給される電流を変化させるように構成される。センサは、リフト電磁石の巻線に結合された電流計または電圧計、リフト電磁石の極端に極接近するホールセンサ、超音波センサ、または変位センサを含み得る。
【００７５】
別の構成において、陽極組立体は、陽極に結合された回転子スリーブを更に含み得る。回転子スリーブ２３４は、印加電磁界に応答して回転するように構成され得る。
【００７６】
別の例において、リフト電磁石２２２または２９１は、強磁性シャフトの回転軸を基準にして固定子２３３または２９６と同一平面上にある。陽極組立体は、陽極に結合された回転子スリーブを部分的に囲むセクタ固定子２９６を更に含み得る。回転子スリーブは、セクタ固定子に対する印加電磁界に応答して回転するように構成され、リフト電磁石２９１は、強磁性シャフトの回転軸を基準にしてセクタ固定子と同一平面上にある。セクタ固定子は、１８０°と３５０°との間で回転子スリーブを部分的に囲み得る。
【００７７】
別の例において、Ｘ線管は、真空排気済み外囲器と、真空排気済み外囲器内に配設される陰極と、陰極によって放出される電子を受取るように構成される、真空排気済み外囲器内に配設される陽極と、陽極の回転中に陽極を安定させるように構成される軸受組立体２５０と、電磁界を発生するように構成される固定子２３２と、陽極に結合された回転子スリーブ２３４であって、固定子からの印加電磁界に応答して回転するように構成される、回転子スリーブと、陽極に結合され、陽極の回転軸と実質的に同一直線上にある回転軸を有する強磁性シャフト２２６と、半径方向に強磁性シャフトに磁力を作用させるように構成されるリフト電磁石２２２とを含む。
【００７８】
別の例において、リフト電磁石は、強磁性シャフトのほうに向けられた少なくとも３つの極端を含む。リフト電磁石の極端は、真空排気済み外囲器の覆いを貫通して延在し得る（図８）。別の構成において、リフト電磁石は、真空排気済み外囲器内に配設される（図９）。別の構成において、リフト電磁石２２２は、強磁性シャフトの回転軸を基準にして固定子２３３と同一平面上にあり、固定子は、真空排気済み外囲器の外に位置決めされる。別の構成において、リフト電磁石２２２は、強磁性シャフトの回転軸を基準にして軸受組立体２５０と固定子２３２との間に位置決めされる（図１２Ａ〜１２Ｂ）。
【００７９】
別の例において、Ｘ線管は、強磁性シャフトにかかる磁力を変化させるように構成される管制御ユニット（ＴＣＵ）４５０を更に含む。Ｘ線管は、強磁性シャフトにかかる磁力を検出するセンサを更に含み得る。管制御ユニットは、センサ値に基づいてリフト電磁石に供給される電流を変化させるように構成される。Ｘ線管は、軸受組立体にかかる力を特定するため、Ｘ線管内に配設された加速度計を更に含み得る。管制御ユニットは、加速度計からの加速度計値に基づいて陽極回転速度を計算するように構成され得る。
【００８０】
別の例において、Ｘ線システムは、回転可能環状ガントリ２００と、回転可能ガントリに結合された、先に述べたＸ線管と、回転可能ガントリに結合され、Ｘ線管からのＸ線放射を検出するように構成される先に述べたＸ線検出器とを含む。管制御ユニットは、加速度計からの加速度計値に基づいて、軸受組立体にかかるガントリ力またはガントリ回転速度を計算するように構成され得る。
【００８１】
別の例において、Ｘ線システムは、回転可能環状ガントリと、回転可能ガントリに結合された、先に述べたＸ線管と、回転可能ガントリのコントロールを与え、ＴＣＵにシステムデータを送信するように構成されるシステム制御ユニットとを含み、ＴＣＵまたはシステム制御ユニットは、ガントリデータに基づいて軸受組立体にかかる力を計算し、ＴＣＵは、軸受組立体にかかる力に比例して磁力を変化させる。Ｘ線システムは、回転可能ガントリに結合され、Ｘ線管からのＸ線放射を検出するように構成されるＸ線検出器を更に含み得る。
【００８２】
別の例において、Ｘ線管の陽極組立体上においてリフト電磁石を制御する方法は、陽極組立体の軸受組立体に半径方向に作用する負荷力を特定することを含み得る。リフト電磁石が負荷力に抗するために電気リフト信号を発生するステップが続き得る。本方法の次のステップは、軸受組立体に結合された強磁性シャフトにかかる磁気反力をリフト電磁石によって発生することを含む。磁気反力は、電気リフト信号から発生され、かつ、負荷力と実質的に反対の方向である。
【００８３】
本方法は、回転可能ガントリフレームを回転させることを更に含み得る。陽極組立体は、Ｘ線管に結合され、Ｘ線管は、回転可能ガントリフレームに結合され、回転可能ガントリフレームの回転は、ガントリからの遠心力を負荷力に付加する。負荷力を特定するステップは、回転可能ガントリフレームの回転速度に基づいて遠心力を計算することを更に含み得る。
【００８４】
別の例において、方法は、センサを使用して、陽極組立体のパラメータを検知することを更に含み得る。負荷力を特定するステップは、パラメータを使用して、負荷力または磁気反力を計算することを更に含む。センサは、リフト電磁石の極端に極接近するホールセンサであり得、パラメータは、リフト電磁石の磁束測定値である、または、センサは、リフト電磁石の巻線に結合された電流センサであり得、そのパラメータは、リフト電磁石の巻線の電流測定値である、または、センサは、リフト電磁石の巻線に結合された電圧センサであり得、そのパラメータは、リフト電磁石の巻線の抵抗測定値である、または、センサは、変位センサまたは超音波センサであり得、そのパラメータは、リフト電磁石と強磁性シャフトとの間のギャップの距離測定値である、または、センサは、加速度計であり得、そのパラメータは、陽極組立体内の振動、遠心力、または回転子力である、または、センサは、リフト電磁石の巻線またはコアに結合された温度センサまたは熱電対であり得、そのパラメータは、リフト電磁石の巻線またはコアの温度測定値である、または、センサは、力センサであり得、そのパラメータは、軸受組立体に対する力測定値である。
【００８５】
電気リフト信号を発生するステップは、リフト電磁石の巻線のためのリフト電流を発生することを更に含み得る。磁気反力を発生するステップは、負荷力の変化と共に変化し得る。
【００８６】
別の例において、Ｘ線管用の陽極組立体は、陰極によって放出される電子を受取るように構成される陽極と、陽極の回転中に前記陽極を安定させるように構成される軸受組立体と、陽極に結合され、陽極の回転軸と実質的に同一直線上にある回転軸を有する強磁性シャフトと、半径方向に強磁性シャフトに磁力を作用させるように構成されるリフト磁石（例えば、永久磁石３５０）とを含む。
【００８７】
本明細書書において列挙される全ての参照は、特定の参照によってその全体が本明細書に組込まれる。
【００８８】
本明細書全体を通しての、「例」または「実施形態」に対する参照は、その例に関連して述べる特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通しての種々の場所における「例」または「実施形態」という語の出現は、必ずしもその全てが同じ実施形態を指さない。
【００８９】
更に、述べる特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において適した仕方で結合されてもよい。以下の説明において、本発明の実施形態を完全に理解するために多数の特定の詳細が提供される（例えば、レイアウト及びデザインの例）。しかし、本発明は、特定の詳細の１つまたは複数なしに、または、他の方法、構成要素、レイアウト等で実施され得ることを当業者は認識するであろう。他の例において、周知の構造、構成要素、または動作は、本発明の態様を曖昧にすることを回避するため、詳細に示されない、または述べられない。
【００９０】
先の例は、１つまたは複数の特定の適用において本発明の原理を例証するが、発明的才能を鍛えることなくまた本発明の原理及び概念から逸脱することなく、実装態様の形態、使用法。及び詳細における多数の修正が行われ得ることは当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、限定されることを意図されない。本発明の種々の特徴及び利点は、特許請求の範囲において述べられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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