(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）第１溶接フィーチャ（１３０）を含むスリーブ（１０８）と、
ｂ）前記スリーブ（１０８）内に回転可能に配置されたシャフト（７６）と、
ｃ）前記スリーブ（１０８）内に少なくとも部分的に着座し、かつ中央開口（１３４）および第２溶接フィーチャ（１４６）を有するスラストシール（１１０）であって、前記中央開口（１３４）を通って、前記シャフト（７６）が延びる、スラストシール（１１０）と、
ｄ）前記第１溶接フィーチャ（１３０）の先端部と前記第２溶接フィーチャ（１４６）の先端部とが互いに結合されるように、前記第１溶接フィーチャ（１３０）と前記第２溶接フィーチャ（１４６）とを互いに結合する溶接部（１５０）とを備え、
前記スラストシール（１１０）が、前記スラストシール（１１０）に形成され、前記中央開口（１３４）から前記スラストシール（１１０）の外縁まで延びる通気管（１５８）を含む、軸受アセンブリ（５０）。
【請求項２】
前記スリーブ（１０８）または前記スラストシール（１１０）の少なくとも１つが、少なくとも１つの溶接変形制限フィーチャ（１５２）を含む、請求項１に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの溶接変形制限フィーチャ（１５２）が、前記第１溶接フィーチャ（１３０）、前記第２溶接フィーチャ（１４６）、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項２に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項４】
前記スリーブ（１０８）および前記スラストシール（１１０）が、それぞれ、非耐熱性金属で形成されている、請求項１に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項５】
前記非耐熱性金属が、ステンレス鋼または炭素工具鋼から選択される、請求項４に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項６】
前記スリーブ（１０８）が、前記スリーブ（１０８）の閉じた端部を形成するキャップ部（１１２）と、前記スリーブ（１０８）の開いた端部を形成する着座部（１１４）とを含む、請求項１に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項７】
前記キャップ部（１１２）および前記着座部（１１４）が、一体構造として互いに一体的に形成されている、請求項６に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項８】
前記着座部（１１４）が、前記シャフト（７６）の半径方向突起（９０）を受ける第１肩部（１２０）と、前記スラストシール（１１０）を受ける第２肩部（１２２）であって、前記第１肩部（１２０）から軸方向に離間した第２肩部（１２２）とを画定する、請求項６に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項９】
前記着座部（１１４）が、前記第２肩部（１２２）に隣接する液体金属軸受流体貯留池スロット（１６０）を含む、請求項８に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項１０】
前記スラストシール（１１０）が、焼き嵌めによって前記着座部（１１４）に摩擦係合される、請求項６に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項１１】
前記通気管（１５８）が、前記スラストシール（１１０）に形成されたトラップ管（１４４）から離間されている、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の軸受アセンブリ（５０）。
【請求項１２】
Ｘ線管で用いるための軸受アセンブリ（５０）を形成する方法であって、
ａ）非耐熱材料で形成されたスリーブ（１０８）を提供するステップであって、前記スリーブ（１０８）が、前記スリーブ（１０８）の閉じた端部を形成するキャップ部（１１２）と、前記キャップ部（１１２）に結合され、開いた端部を形成する着座部（１１４）とを備える、スリーブ（１０８）を提供するステップと、
ｂ）シャフト（７６）を前記スリーブ（１０８）の前記キャップ部（１１２）に挿入するステップと、
ｃ）前記シャフト（７６）の周りの前記スリーブ（１０８）の前記着座部（１１４）にスラストシール（１１０）を固定するステップと、
ｄ）前記着座部の第１溶接フィーチャ（１３０）の先端部と前記スラストシールの第２溶接フィーチャ（１４６）の先端部とが互いに結合されるように、前記スリーブ（１０８）の前記着座部（１１４）と前記スラストシール（１１０）とを互いに溶接するステップ
とを含み、
前記スラストシール（１１０）が、前記スラストシール（１１０）に形成され、中央開口（１３４）から前記スラストシール（１１０）の外縁まで延びる通気管（１５８）を含む、方法。
【請求項１３】
前記スラストシール（１１０）を前記スリーブ（１０８）の前記着座部（１１４）に固定するステップが、前記スラストシール（１１０）の周りに前記スリーブ（１０８）の前記着座部（１１４）を焼き嵌めするステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記焼き嵌めするステップが、
ａ）前記スリーブ（１０８）および前記シャフト（７６）を加熱するステップと、
ｂ）前記スラストシール（１１０）を前記シャフト（７６）の周りで、かつ前記スリーブ（１０８）の前記着座部（１１４）内に配置するステップと、
ｃ）前記スリーブ（１０８）および前記シャフト（７６）を冷却して、前記スリーブ（１０８）を前記スラストシール（１１０）と係合させるステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スリーブ（１０８）の前記着座部（１１４）と前記スラストシール（１１０）とを互いに溶接する前記ステップが、
ａ）前記着座部（１１４）に配置された一対の溶接フランジ（１３０，１４６）と前記スラストシール（１１０）との間に溶接部（１５０）を形成するステップと、
ｂ）前記スラストシール（１１０）に形成された通気管（１５８）を通して、前記軸受アセンブリ（５０）に閉じ込められたガスを通気するステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記スリーブ（１０８）の前記キャップ部（１１２）内に、ある量の液体金属軸受流体（８４）を配置するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
Ｘ線管であって、
ａ）エンクロージャを画定するフレーム（４６）と、
ｂ）前記エンクロージャ内に配置されたカソードアセンブリ（４４）と、
ｃ）前記カソードアセンブリ（４４）から離間して前記エンクロージャ内に配置されたアノードアセンブリ（４２）とを備えるＸ線管であって、前記アノードアセンブリ（４２）が、
ｉ．第１材料から形成され、かつ第１溶接フィーチャ（１３０）を含むスリーブ（１０８）と、
ｉｉ．前記スリーブ（１０８）内に回転可能に配置されたシャフト（７６）と、
ｉｉｉ．前記スリーブ（１０８）内に少なくとも部分的に着座し、中央開口（１３４）および第２溶接フィーチャ（１４６）を備えるスラストシール（１１０）であって、前記シャフト（７６）が前記中央開口（１３４）を通って延びる、スラストシール（１１０）と、
ｉｖ．前記第１溶接フィーチャ（１３０）の先端部と前記第２溶接フィーチャ（１４６）の先端部とが互いに結合されるように、前記第１溶接フィーチャ（１３０）と第２溶接フィーチャ（１４６）とを互いに結合する溶接部（１５０）と、
ｖ．前記スリーブ（１０８）に動作可能に接続されたアノードターゲット（４８）と
を備え、
前記スラストシール（１１０）が、前記スラストシール（１１０）に形成され、前記中央開口（１３４）から前記スラストシール（１１０）の外縁まで延びる通気管（１５８）を含む、Ｘ線管。
【請求項１８】
前記スリーブ（１０８）および前記スラストシール（１１０）が、溶接可能な非耐熱材料で形成されている、請求項１７に記載のＸ線管。
【請求項１９】
前記スリーブ（１０８）および前記スラストシール（１１０）が、少なくとも１つの変形制限フィーチャ（１５２）を含む、請求項１７に記載のＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にＸ線管に関し、より詳細には、Ｘ線管に使用されるスパイラル溝軸受（ＳＧＢ）のための構造および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線システムは、Ｘ線管と、検出器と、Ｘ線管および検出器のための支持構造とを含んでもよい。運転中、対象物が配置される撮影テーブルは、Ｘ線管と検出器との間に配置されてもよい。Ｘ線管は、典型的には、Ｘ線等の放射線を対象物に向けて放射する。放射線は、撮影テーブル上の対象物を通過し、検出器に当たる。放射線が対象物を通過するとき、対象物の内部構造は、検出器で受け取られる放射線に空間的なばらつきを引き起こす。その後、検出器は、受信したデータを放射し、Ｘ線システムは放射のばらつきを画像に変換し、この画像は、対象物の内部構造を評価するために用いることができる。対象物は、例えば、医用撮影手順にある患者、およびＸ線スキャナ内のパッケージまたはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）パッケージスキャナ等の内部にある無生物の対象を含むことができるが、これらに限定されない。
【０００３】
Ｘ線管は、高真空環境内に配置されたカソードおよびアノードを含む。多くの構成において、アノード構造は、支持シャフトを有して形成された液体金属支持構造、例えばスパイラル溝軸受（ＳＧＢ）構造によって支持されている。支持シャフトは、アノードが取り付けられ、かつ支持シャフトの周りを回転するスリーブまたはシェル内に配置されている。また、スパイラル溝軸受構造は、スリーブまたはシェルの様々な表面にあるスパイラル溝またはヘリカル溝であって、スリーブまたはシェルが支持シャフトの周りを回転する際にスリーブまたはシェルに働く半径方向および軸方向の力を吸収するように働くスパイラル溝またはヘリカル溝を有する。
【０００４】
典型的には、アノードを回転させるために誘導モータが用いられる。この誘導モータは、アノードターゲットを支持するスリーブの少なくとも一部に形成された軸に組み込まれた筒状ロータと、Ｘ線管の細長い首部を囲む銅巻線を有する鉄ステータとを有する。回転アノードアセンブリのロータは、ステータによって駆動される。Ｘ線管カソードは、集束電子ビームを提供するが、この集束電子ビームは、アノードからカソードまでの真空隙間を横切って加速され、アノードとの衝突時にＸ線を生成する。電子ビームがアノードターゲットに当たるときに高温を発生するため、アノードアセンブリを高い回転速度で回転させる必要がある。これにより、軸受、およびアノード構造、すなわちアノードターゲットおよびアノードターゲットを支持するシャフトを形成する材料に厳しい要求が課される。
【０００５】
Ｘ線管内のスパイラル溝軸受のような液体金属軸受の利点には、接触面積が大きいことによる高い耐荷力および高い熱伝達能力が含まれる。他の利点には、当技術分野で一般的に理解されているような低い音響ノイズ運転が含まれる。ガリウム、インジウムまたはスズ合金は、室温で液体であり、運転温度で十分に低い蒸気圧を有する傾向にあるため、典型的には、支持構造内では液体金属として使用され、Ｘ線管の、厳しい高真空要求を満たす。しかしながら、液体金属は反応性および腐食性が高い傾向にある。したがって、アノードアセンブリのシャフト等の液体金属軸受と接触し、焦点で発生した熱を分散させる目的で回転する構成部品には、このような腐食に耐性のある卑金属が望ましい。
【０００６】
結果として、アノードが接続されるスリーブおよび支持シャフトの構造は、Ｘ線管内に生成される高温および機械的応力に耐えることができなければならず、また、液体金属軸受の腐食作用に耐えることができなければならない。したがって、典型的には、モリブデンまたはタングステンのような耐熱性金属が、スリーブまたはシェル、ならびに他の軸受構成部品の構造のための基材として用いられる。このような材料は腐食および高温に対して耐性があるばかりでなく、真空適合性があり、したがってＸ線管用途に適している傾向がある。さらに、軸受構造の冷却は、スリーブおよび液体金属軸受流体によってアノードから取られた熱に熱的に接触させるために、冷却流体を支持シャフトの中心に流すことによって影響される場合がある。
【０００７】
この種の材料は互いに対する溶着性が低いため、スリーブを支持シャフトの周りに構成して軸受構造を形成するためには、構成部品を互いに結合して、スリーブ内の液体金属の運転圧力（≧１０００ｐｓｉ）に耐えることができる、スリーブの構成部品同士の間に強固な圧縮シールを形成する必要がある。これらの圧縮シールは、スリーブの様々な構成部品を互いに結合するボルトによって形成される。圧縮シールの部品同士の間に形成された経路に沿った漏れを防止するために、圧縮シール内の表面に湿潤防止コーティングを施して、シールを通過する液体金属の流れを止める。
【０００８】
しかし、耐熱材料は機械加工が困難であるため、これらの表面は、シールに漏れを生じさせ得る表面欠陥無く製造することは困難である。また、耐熱材料のかじり特性／摩耗特性は低いため、これらの表面欠陥が機械加工後に存在しない場合でも、Ｘ線管の通常使用中に表面欠陥が生じる場合があり、その結果流体漏れを生じ、それによってＸ線管の有効寿命が短くなる。
【０００９】
液体金属／スパイラル溝軸受構造の代替構造では、米国特許第６，４７７，２３６号明細書に開示されているように、スリーブおよび支持シャフトの構造のための耐熱性金属の代わりに鋼等の他の金属を用いることができる。これらの他の金属は、耐熱性金属と比べて、液体金属流体による腐食に対する耐性は低いが、低コストであり、機械加工性が良好であり、かじり特性／摩耗特性が良好であり、かつ溶接性が良好であるという利点を有する。したがって、これらの金属は、より容易に構築され、結合され、軸受スリーブを形成することができる。
【００１０】
しかし、液体金属軸受流体からの腐食に対する耐性が低減された結果、熱が構造に到達すること、および液体金属軸受流体によって構造の腐食が引き起こされることを制限するために、軸受構造の構造内に複雑な熱障壁を使用する必要がある。
【００１１】
これらの公知のＸ線管構造の問題を克服する試みとして、米国特許第５，７０１，３３６号明細書は、軸受スリーブまたはシェルの構成部品がはんだ付けによって互いに間接的に結合されたＸ線管を開示している。この構造では、スリーブの様々な構成部品は、モリブデン、タングステンまたはその合金等の耐熱性金属で形成され、互いに接触する位置に配置され、各構成部品の隣接表面は、湿潤防止コーティングを含んでいる。スリーブ構成部品は、その構成において、当接面の周りのスリーブ構成部品の外面に配置された、いくつかの隣接する接続要素によって固定される。接続要素を互いに溶接することができ、それによって隣接するスリーブ構成部品の当接端部にわたるジョイントを形成できるように、接続要素は、容易に溶接できる材料で形成される。
【００１２】
しかし、この構造では、スリーブ部品のために耐熱性金属、例えばモリブデンを使用することにより、スリーブ構成部品同士の間の隙間に形成された漏れに関する前述の問題が残される。特に、当接面の変形および／または湿潤防止コーティング同士の間の隙間によって、液体金属軸受流体が、構成部品間を通過して接続要素を形成する材料と反応し、それによってＸ線管構造内に漏れを形成することを許容する。変形は、また、接続要素に加えられる溶接温度に起因するモリブデン材料の形状の変更の結果として生じるか、または形成されるであろう。
【００１３】
これらの問題に対処するためのＸ線管の別の代替構造が、米国特許第５，２０４，８９０号明細書に開示されており、この中で、スラストリングすなわち底部固定ディスクが、固定シリンダの下端に結合され、セラミックコーティングが、液体金属潤滑剤と接触するように設計されているディスクおよびシリンダの表面に施されている。セラミックコーティングの位置に起因して、ディスク、およびスリーブを形成するシリンダを形成するために用いられる基材は、ステンレス鋼または炭素鋼等の鉄合金等の液体金属軸受流体に対する抵抗が比較的低い金属であってもよい。開示された一実施形態では、底部ディスクおよびシリンダは、はんだ付けによって互いに結合され、軸受構造の静止した内側部分を構成する。
【００１４】
しかし、この構造では、はんだ付け／溶接点に隣接するスラスト軸受／ディスクおよびシリンダの構造に起因して、構成部品を互いに結合するプロセスは、ディスクおよびシリンダの材料を接続点の周りで変形させ、それによって、構成部品間に必要とされる公差を変更して、液体金属軸受流体の漏れ経路の形成を許容し、一方、液体金属流体を、シリンダ、ディスクおよび接続点を形成する材料を腐食する可能性のある温度まで加熱する。さらに、スラスト軸受隙間は、スリーブの長さによって制御されるが、その機械加工は困難である。スラスト軸受は、その幾何学的形状に起因して、著しく傾けられたときに液体を含まない。また、ジャーナル径を大きくして十分大きなスラスト面を作り、同時に摩擦抵抗を増加させなければならないため、軸受構造の設計はスラスト軸受能力に制限がある。
【００１５】
その結果、材料の変形を著しく制限して、構造の漏れの形成を最小限に抑えるような方法で、低コストの材料を使用して、単純化された構造で形成することができる、Ｘ線管用の軸受構造を形成する構造および方法を開発することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１１／０５００１５号明細書
【発明の概要】
【００１７】
本発明では、Ｘ線管用の液体金属またはスパイラル溝軸受構造、および軸受構造を製造するための関連プロセスは、例えば非耐熱性金属等の、低コストの溶接可能な材料で形成され、シェルを形成するために互いに結合された２ピース軸受ハウジングまたはシェルに収容された、半径方向に突出するスラスト軸受フランジを有するジャーナル軸受シャフトによって構成されている。シェルには、スラストシールが形成されている。このスラストシールは、単一ピースのスリーブと係合している。この係合は、シェル内に形成された液体金属シールであって、シャフトの周りを回転する液体金属シールの同軸性を維持し、スラストリングとスリーブとを適切な向きに保持して互いに溶接するような方法で行われる。スリーブおよび／またはスラストリングの形状は、構成部品を互いに結合する間に、スリーブの円筒形状等の、シェルの構成部品の変形を低減および／または補償するように構成されている。この構造では、運転中の軸受構造における漏れの可能性を最小限に抑えながら、軸受構造の構成部品の適切な運転に対する厳しい公差が維持される。
【００１８】
スリーブおよびスラストシールの構造が容易に機械加工された材料から形成された結果として、スリーブおよびスラストシールの構造は、軸受構造の運転を最適化するために、軸受構造のスラスト軸受部を通過して移動する液体金属流体を捕捉して再循環させ、かつ余剰な液体金属軸受流体を保持するためのフィーチャも含むことができる。スラストシールには、溶接プロセス中に形成されたあらゆる気体を排気して、軸受構造をＸ線管に組み込む間の液体金属軸受流体の損失を避けるための構造をさらに形成することができる。
【００１９】
この方法では、スリーブ内にシャフトおよび液体金属軸受流体を配置した後、スリーブの一方の端部にスラストシールを焼き嵌めすること等によって、スリーブのこの端部に、および／またはこの端部内にスラストシールを配置する。スラストシールが、スリーブおよびシャフトに関して適切な位置に配置されると、これら２つの構成部品の間に溶接部を形成することによって、スラストシールがスリーブに結合される。溶接部は、軸受構造内に圧縮シールを必要とすることなく、スリーブとスラストシールとの間の漏れ経路を効果的にシールするように機能する。また、スラストシールおよび／またはスリーブの構造のいかなる変形も、スリーブおよびスラストシール内の関連する構造によって補償され、溶接によるスリーブとシールとの係合の健全性を維持する。
【００２０】
本発明の１つの例示的な実施形態では、軸受アセンブリが開示される。軸受アセンブリは、第１溶接フィーチャを含むスリーブと、スリーブ内に回転可能に配置されたシャフトと、スリーブ内に少なくとも部分的に着座し、かつ中央開口および第２溶接フィーチャを有するスラストシールであって、中央開口を通って、シャフトが延びる、スラストシールと、第１溶接フィーチャと第２溶接フィーチャとを互いに結合する溶接部とを備える。少なくとも１つの実施形態では、軸受アセンブリは、Ｘ線管と共に使用するように適合されている。
【００２１】
本発明の別の例示的な実施形態では、Ｘ線管が開示される。Ｘ線管は、エンクロージャを画定するフレームと、エンクロージャ内に配置されたカソードアセンブリと、カソードアセンブリから離間してエンクロージャ内に配置されたアノードアセンブリとを備え、アノードアセンブリが、第１材料から形成され、かつ第１溶接フィーチャを含むスリーブと、スリーブ内に回転可能に配置されたシャフトと、スリーブ内に少なくとも部分的に着座し、中央開口および第２溶接フィーチャを備えるスラストシールであって、シャフトが中央開口を通って延びる、スラストシールと、第１溶接フィーチャと第２溶接フィーチャとを互いに結合する溶接部と、スリーブに動作可能に接続されたアノードターゲットとを備える。
【００２２】
本発明の方法の例示的な実施形態では、方法は、非耐熱材料で形成されたスリーブを提供するステップであって、スリーブが、スリーブの閉じた端部を形成するキャップ部と、キャップ部に結合され、開いた端部を形成する着座部とを備える、スリーブを提供するステップと、スリーブのキャップ部内に、ある量の液体金属軸受流体を配置するステップと、シャフトをスリーブのキャップ部に挿入するステップと、シャフトの周りのスリーブの着座部にスラストシールを固定するステップと、スリーブの着座部とスラストシールとを互いに溶接するステップとを含む。
【００２３】
上記の簡単な説明は、詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されていることを理解されたい。特許請求された主題の重要な、または本質的な特徴を特定することを意味するものではなく、主題の範囲は、詳細な説明に続くクレームによって一義的に定義される。さらに、特許請求された主題は、上記の欠点または本開示の任意の部分を解決する実装に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の例示的な実施形態を組み込んだ撮影システムのブロック図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態によるＸ線管であって、図１に示されたシステムと共に使用可能なＸ線管の一部の断面図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、Ｘ線管の軸受構造の断面側平面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、図３の軸受構造のスラストシールの等角図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、図４のスラストシールの断面図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による、図３の軸受構造のための軸受スリーブの等角図である。
【図７】図６の軸受スリーブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に従って、元の画像データを取得し、かつ表示および／または分析のために画像データを処理するように設計された撮影システム１０の実施形態のブロック図である。本発明の様々な実施形態は、Ｘ線またはマンモグラフィシステム等の、Ｘ線管を実装する多数の医用撮影システムに適用可能であることは、当業者には理解されるであろう。あるボリュームの画像３次元データを取得するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムおよびデジタルラジオグラフィ（ＲＡＤ）システム等の他の撮影システムも本発明の恩恵を受ける。Ｘ線システム１０の以下の説明は、そのような実装の単なる例であり、モダリティに関して限定することを意図するものではない。
【００２６】
図１に示すように、撮影システム１０は、対象物１６にＸ線１４を照射するように構成されたＸ線管すなわちＸ線源１２を含む。対象物１６は、ヒト被検体、手荷物、またはスキャンされることが望まれる他の対象物を含んでもよい。Ｘ線源１２は、典型的には３０ｋｅＶから２００ｋｅＶまでの範囲のエネルギーのスペクトルを有するＸ線１４を生成する従来のＸ線管であってもよい。Ｘ線１４は、対象物１６を通過し、減衰された後、検出器アセンブリ１８に衝突する。検出器アセンブリ１８の各検出器モジュールは、衝突するＸ線ビームの強度を表すアナログ電気信号を生成し、したがって、対象物１６を通過する際に減衰されたビームの強度を表すアナログ電気信号を生成する。一実施形態では、検出器アセンブリ１８はシンチレーションベースの検出器アセンブリであるが、直接変換型検出器（例えば、ＣＺＴ検出器等）も実装できることも想定される。
【００２７】
プロセッサ２０は、検出器１８から信号を受信し、スキャンされている対象物１６に対応する画像を生成する。コンピュータ２２は、プロセッサ２０と通信し、オペレータコンソール２４を使用して、オペレータがスキャンパラメータを制御し、生成された画像を見ることを可能にする。すなわち、オペレータコンソール２４は、キーボード、マウス、音声起動コントローラ、またはオペレータがＸ線システム１０を制御して、コンピュータ２２からの再構成された画像または他のデータを表示装置２６で見ることを可能にする任意の他の適切な入力装置等の何らかの形式のオペレータインタフェースを含む。さらに、コンソール２４は、オペレータが、生成された画像を、ハードディスクドライブ、フロッピーディスク、コンパクトディスク等を含む記憶装置２８に格納することを可能にする。オペレータは、コンソール２４を使用して、Ｘ線源１２に電力信号およびタイミング信号を提供するＸ線源コントローラ３０を制御するためのコマンドおよび命令をコンピュータ２２に提供することもできる。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態を組み込んだＸ線源１２の断面図を示す。図示の実施形態では、Ｘ線源１２は、アノードアセンブリ４２およびカソードアセンブリ４４を含むＸ線管４０で形成されている。Ｘ線管４０は、アノードアセンブリ４２およびカソードアセンブリ４４によって支持されている。アノードアセンブリ４２およびカソードアセンブリ４４は、ターゲットすなわちアノード４８、軸受アセンブリ５０、およびカソード５２を収容するエンベロープすなわちフレーム４６内にある。フレーム４６は、高電圧が存在し得る環境と比較して、比較的低圧（例えば、真空）の領域３０を画定する。フレーム４６は、高電圧絶縁を提供することができる、油等の冷却媒体で満たされたケーシング（不図示）内に配置することができる。ターゲットおよびアノードは、Ｘ線管４０の共通の構成部品であるとして上記で説明したが、代替のＸ線管の実施形態では、ターゲットおよびアノードを別々の構成部品としてもよい。
【００２９】
運転中、電子ビーム５４がカソードアセンブリ４４によって生成される。具体的には、カソード５２は、一連の電気リード線５６を介して１以上の電気信号を受信する。電気信号は、カソード５２が１以上のエネルギーおよび１以上の周波数で電子ビーム５４を放出するようにする、タイミング信号／制御信号であってもよい。電気信号はまた、カソード５２とアノード４８との間の電位を少なくとも部分的に制御してもよい。カソード５２は、中心絶縁シェル５８を含み、中心絶縁シェル５８からマスク６０が延びる。マスク６０は電気リード線５６を囲み、電気リード線５６は、マスク６０の端部に取り付けられたカソードカップ６２まで延びる。いくつかの実施形態では、カソードカップ６２は、カソードカップ６２内の熱イオン性フィラメントから放出された電子を集束して電子ビーム５４を形成する静電レンズとして働く。
【００３０】
Ｘ線６４は、電子ビーム５４の高速電子がカソード５２から、ターゲットまたはターゲット４８上に形成された焦点面６６に導かれるときに、それらの間の、例えばＣＴ用途では６０，０００ボルト以上の電位差によって急速に減速する。Ｘ線６４は、フレーム４６に形成された放射線放出通路６８を通って、図１の検出器１８等の検出器アレイに向かって放出される。
【００３１】
アノードアセンブリ４２は、運転中にアノード４８を回転させるために、ロータ７２とステータ（不図示）とを含み、ステータは、Ｘ線源４０の外側に位置し、ロータ７２を部分的に取り囲む。ターゲット４８は、軸受アセンブリ５０によって回転中に支持され、軸受アセンブリ５０も、回転時に、ターゲット４８が中心線７０の周りに回転するようにする。図示されているように、ターゲット４８は、ディスク等のほぼ環状の形状を有し、軸受アセンブリ５０を受けるために、その中央に環状開口７４を有する。
【００３２】
ターゲット４８は、タングステン、モリブデン、または電極に衝撃を与えたときにブレームシュトラルンク（すなわち、減速放射）に寄与する任意の材料等の、いくつか種類の金属または複合材料を含むように製造されてもよい。ターゲットまたはターゲット４８の焦点面６６は、ターゲット４８に衝突する電子によって発生する熱に耐えるために、比較的高い耐熱値を有するように選択することができる。さらに、カソードアセンブリ４４とターゲット４８との間の空間は、他の原子との電子衝突を最小にし、電位を最大にするために排気されてもよい。
【００３３】
電子が衝突したときにターゲット４８が過熱するのを避けるために、ロータ７２は、ターゲット４８が中心線７０の周りを高速度（例えば９０〜２５０Ｈｚ）で回転するようにする。ＣＴ用途において、Ｘ線管ボリューム４６内のターゲット４８の回転に加えて、Ｘ線源４０全体が、図１の撮影システム１０の対象物１６等の対象物の周りを、典型的には１Ｈｚ以上の速度で回転させられる。
【００３４】
軸受アセンブリ５０は、いくつかの適切なボール軸受（不図示）を用いて必要に応じて形成することができるが、図示された例示的な実施形態では、液体潤滑式軸受、または適切な耐荷力と、図１の撮影システム１０内での運転における許容可能なノイズレベルとを有する自己作用式軸受を備えている。本明細書で使用される「自己作用式」および「自己潤滑式」という用語は、軸受構成部品同士の相対運動、および外部ポンプが存在しないことに起因して、軸受の表面に潤滑剤が分散したままであることを意味する。
【００３５】
一般に、軸受アセンブリ５０は、中心シャフト７６等の静止部分と、ターゲット４８が取り付けられるシェル７８等の回転部分とを含む。中心シャフト７６は、図２に関して、軸受アセンブリ５０の静止部分として説明され、シェル７８は、軸受アセンブリ５０の回転部分として説明されるが、本発明は、中心シャフト７６が回転シャフトであって、シェル７８が静止構成部品である実施形態にも適用可能である。このような構成では、中心シャフト７６が回転すると、ターゲット４８が回転することになる。
【００３６】
中心シャフト７６は、空洞または冷却剤流路８０を任意選択的に含んでいてもよく、この空洞または冷却剤流路８０を通って油等の冷却剤８２（図３）が流れて軸受アセンブリ５０を冷却する。このように、冷却剤８２は、Ｘ線源４０（図２）のターゲット４８から発生した熱をターゲット４８から抽出し、Ｘ線源４０の外部に転送することを可能にする。両持ちＸ線管構成では、冷却剤流路８０は、Ｘ線源４０の長手方向の長さに沿って延びている。別の実施形態において、例えば、Ｘ線源４０が撮影システムに置かれたときに片持ちにされる構成等では、冷却剤流路８０は、Ｘ線源４０の一部のみを通って延びることができる。
【００３７】
ここで図３を参照すると、本発明の一実施形態による軸受アセンブリ、すなわち軸受構造５０の一部の断面図が示されている。軸受アセンブリ５０は、中心シャフト７６を含む。中心シャフト７６は、図２のターゲット４８等のアノード（不図示）を支持するように構成されたシェル７８内に配置されている。潤滑剤８４は、中心シャフト７６とシェル７８との間に形成された隙間８６内に配置される。本発明の実施形態では、潤滑剤８４は、軸受アセンブリ５０の運転温度において液体状態で存在する金属または金属合金である。
【００３８】
軸受アセンブリ、すなわち軸受構造５０の回転構成部品と静止構成部品との間を流れる潤滑流体８４の例には、様々な個々の種類の流体ならびに流体の混合物が含まれる。例えば、複数種類の液体金属および液体金属合金、例えばインジウムガリウム合金を潤滑流体として使用することができる。より一般的には、Ｘ線管の真空レベルの圧力において蒸発に耐える、比較的低い蒸気圧を有する流体を用いることができる。本明細書の文脈では、低い蒸気圧は、概略的に、１×１０-５Ｔｏｒｒの範囲内であってもよい。言い換えれば、真空中で安定な流体は、システムの運転中に確立された真空に悪影響を及ぼさないために、Ｘ線管システムでの使用に望ましい。本開示において、潤滑剤８４は、非限定的な例として、ガリウムまたはガリウム合金であってもよい。
【００３９】
図３に示す実施形態では、軸受アセンブリ５０の中心シャフト７６は静止構成部品であり、シェル７８は中心シャフト７６の周りを回転するように構成された回転可能構成部品である。しかし、当業者であれば、本明細書に記載された発明の概念は代替の軸受構成に適用可能であることを認識するであろう。一例として、軸受アセンブリ５０は、代わりに、静止した外側構成部品と、回転中心シャフトとを含み、回転中心シャフトが、回転中心シャフトに取り付けられたターゲットを含んでもよい。別の例として、軸受アセンブリ５０は、第１液体金属軸受と第２液体金属軸受との間のターゲットを支持するように構成された「またがり型」軸受であってもよい。言い換えれば、本発明の実施形態は、アノード、すなわちターゲットを支持する液体潤滑軸受を用いる任意の軸受構成に組み込むことができる。このような構成は、静止中心シャフトおよび回転可能な外側シャフトを含んでもよく、その逆も可能である。さらに、当業者であれば、そのような用途はＸ線管に限定される必要はなく、液体潤滑軸受によって支持される回転構成部品を真空中に有する任意の構成に適用できることを認識するであろう。したがって、本明細書で開示された本発明の実施形態は、構成または用途にかかわらず、回転可能な構成部品および静止した構成部品、およびそれらの間の液体潤滑剤を有する任意の軸受構成に適用可能である。
【００４０】
図３に示すように、軸受アセンブリ５０の中心シャフト７６は、スラスト軸受部８８を含む。スラスト軸受部８８は、中心シャフト７６から延び、シェル７８の半径方向空洞９２に配置された半径方向突起９０を含む。スラスト軸受部８８の半径方向突起９０は、シェル７８の内側レース面９８，１００に面する一対の外側レース面９４，９６を含む。半径方向突起９０は、シェル７８の、中心シャフト７６に対する軸方向運動を制限し、図示するように、半径方向突起９０とシェル７８との間にも潤滑剤８４が含まれている。半径方向突起９０は、軸方向の長さを制限する必要はなく、構成部品の付加的な機械的支持を提供するために軸方向の長さが拡張されてもよい。
【００４１】
軸受アセンブリ５０のラジアル軸受部またはジャーナル軸受部１０２は、スラスト軸受部８８に隣接して配置されている。中心シャフト７６のジャーナル軸受部１０２の外面１０４は、シェル７８のジャーナル軸受部１０２の内面１０６に面している。ジャーナル軸受部１０２は、外側レース面９４に隣接するスラスト軸受部８８の第１の側に図示されているが、当業者は、軸受アセンブリ５０が、外側レース面９６に隣接するスラスト軸受部８８の第２の側に配置された第２のジャーナル軸受部を含んでもよいことを認識するであろう。シャフト７６およびシェル７８が互いに対して回転するとき、軸受アセンブリ５０の接触面に埋め込まれた溝を有する様々なコーティング、テクスチャ、およびパターンを適用して、軸受挙動を変更することができる。
【００４２】
軸受アセンブリ、すなわち構造５０は、軸受の様々な表面に沿った溝のパターニングに起因して、スパイラル溝軸受（ＳＧＢ）と呼ばれることがある。いくつかの例では、スパイラル溝は、対数螺旋形状から形成されてもよい。スパイラル溝軸受は、等価的に、流体動圧軸受および液体軸受とも称される。このようなスパイラル溝軸受において、液体潤滑剤８４を収容する方法は、２つの一般的な方法に分類することができる。第１の方法は、他の用途ではシャフトシールが配置されるであろう場所である、軸受の端部近傍に物理的障壁を設けることを含む。Ｘ線管内の真空の存在下でのゴムまたは他のタイプのシャフトシールは、不適切に機能し、Ｘ線管内の圧力を急速に低下させ、および／または破壊する可能性がある。同様の理由から、２つの構成部品の間の回転潤滑を助けるためのＯリング、グリース、または他の従来の手段は、Ｘ線管内の真空のために望ましくない場合がある。液体金属より蒸気圧の低いグリースやその他の潤滑剤は、気化して真空を破壊する場合がある。いくつかの例では、潤滑剤を捕捉して軸受を通る漏れを低減するために、異なる形状およびサイズの物理的壁を異なる角度で配置することができる。
【００４３】
第２の一般的な方法は、潤滑剤の毛細管力を利用することを含み、対向する２つの軸受面の間の小さな隙間が流体を湿らせて流体を隙間内に保持する。言い換えれば、表面の湿潤防止特性（テクスチャリング、コーティング、または両方による）は、潤滑剤が小さな隙間同士の間を流れるのを防止するのに役立つ。いくつかの例では、潤滑剤が小さな隙間から離れないようにして、潤滑剤が隙間を通って移動するのを低減するために、表面をコーティングおよび／またはテクスチャ加工して表面をより湿らせる。他の例では表面がより高い湿潤防止特性を有して、潤滑剤が軸受アセンブリの端部近くの小さな隙間から押し出されるように、表面はコーティングおよび／またはテクスチャ加工される。この文脈では、小さな隙間は３０〜１２０ミクロンの範囲にあってもよい。
【００４４】
図２および図３の軸受アセンブリ５０等のＸ線管システムにおいて液体軸受を運転することは、少なくとも部分的に、耐荷力と流体圧送力との間のトレードオフに依存する。いくつかの例では、耐荷力と流体圧送力は反比例し、軸受溝の形状に直接関係している。例えば、液体軸受の実質的に一定の回転速度が与えられると、溝が深ければ深いほど高い圧送力を提供することができ、一方シャフトとスリーブとの間のクリアランスが大きければ大きいほど、軸受の耐荷力が低下する場合がある。潤滑流体を収容するために圧送力が用いられてもよく、潤滑流体を収容することをさらに助けるために、湿潤防止コーティングを施してもよい。
【００４５】
シャフトとスリーブ等の、軸受面同士の間にある潤滑流体は、互いに対して回転している。このように、潤滑流体は、せん断、くさび、および圧搾を含むがこれらに限定されない多数の方法で動かされ、それにより、シャフトおよびスリーブを互いから持ち上げて分離する圧力が生じる。この効果は、液体軸受が機能し、シャフトとスリーブとの間に低摩擦運動を提供することを可能にする。言い換えれば、潤滑流体のせん断は、流体にエネルギーを与え、それにより流体が噴出し、このシャフトとスリーブとの間の隙間への噴出作用は、液体軸受が機能する方法である。表面から流体へのエネルギー移動は、軸受機能を可能にする。適用する際、Ｘ線管の文脈において、いくつかの軸受面同士の間を湿らせること、および潤滑流体は、剪断が流体にエネルギーを衝突させることを可能にする。
【００４６】
図３に示される本発明の例示的な実施形態では、シェル７８は、スリーブ１０８およびスラストシール１１０を含む２ピース構造で形成されている。図３、図６および図７に示すスリーブの例示的な構造では、スリーブ１０８は、低コストで、良好な機械加工性、良好なかじり特性／摩耗特性および良好な溶接性を有する材料で形成される。さらに、これらの材料は熱を伝導するが、軸受アセンブリ５０を形成する材料の腐食限界以下に軸受アセンブリ５０の温度を維持するために、軸受アセンブリすなわち構造５０とターゲット４８との間に任意に熱障壁を含むことができる。本発明の例示的な実施形態では、スリーブ１０８を形成する材料は、とりわけステンレス鋼または工具炭素鋼を含む鉄合金等の非耐熱性金属である。スリーブ１０８は、選択された材料の単一ピースとして形成され、一方の端部に閉じた円筒形のキャップ部１１２と、反対側の端部に開いた着座部１１４とを有する。着座部１１４は、キャップ部１１２と一体的に形成され、スリーブ１０８のための単一構造を形成し、着座部がキャップ部１１２から半径方向外側に延びるように、キャップ部１１２よりも径が大きい。
【００４７】
キャップ部１１２および着座部１１４は、チャネル１１６を画定し、チャネル１１６内にシャフト７６が配置されている。キャップ部１１２は、着座部１１４の反対に配置された周状凹部１１８を含み、キャップ部１１２とシャフト７６との間に画定された隙間８６内に最小量の潤滑剤８４を維持するために、ある量の潤滑剤８４を周状凹部１１８内に保持する。
【００４８】
着座部１１４は、凹部１１８の概ね反対にある第１肩部１２０と、第１面１２４によって第１肩部１２０から軸方向に凹部１１８から離れる方向に離間した第２肩部１２２とを含む。第１肩部１２０の半径方向距離は、着座部１１４に内側レース面９８を画定し、第１面１２４は、シャフト７６の突起９０の軸方向長さに対応する。したがって、シャフト７６がスリーブ１０８内に配置されたとき、凹部１１８に隣接して配置されたシャフト７６の端部および突起９０は、キャップ部１１２の閉じた端部、ならびに着座部１１４の第１肩部１２０および第１面１２４から、それぞれ潤滑剤８４が配置されている隙間８６の分だけ、それぞれ適切に離間されている。
【００４９】
また、着座部１１４は、第２肩部１２２から軸方向外向きに延びる第２面１２６を含む。キャップ部１１２の反対に配置された着座部１１４の小径部分１２８と関連して、第２面１２６は、第２肩部１２２の反対に溶接フランジ１３０を画定する。
【００５０】
スラストシール１１０の例示的な実施形態を図３〜図５に示す。シール１１０は、スリーブ１０８に使用されるものと同じまたは同様の材料で形成され、スリーブ１０８のキャップ部１１２によって画定されたチャネル１１６の形状に対応する中央開口１３４を有し、概ねリング形状に形成された本体１３２を含む。本体１３２は、スリーブ１０８の着座部１１４内に係合するように配置された内側部分１３６と、内側部分１３６と一体的に形成された小径の外側部分１３８とを含む。内側部分１３６は、シール１１０の内側部分１３６が第２面１２６によって画定される着座部１１４の半径内に着座できるように、着座部１１４の直径よりわずかに小さい直径を有する。外側部分１３８とは反対の内側部分１３６の外縁１３９は、内側部分１３６を着座部１１４内に挿入することを容易にするために、丸く、かつ／または面取りされている。さらに、シール１１０の内側部分１３６を、スリーブ１０８の着座部１１４に対して適切に配置することは、着座部１１４内に内側部分１３６を配置するための停止部として機能する第２肩部１２２によって達成される。内側部分１３６が第２肩部１２２に対して位置決めされると、内側部分１３６は、内側部分１３６が内側レース面１００を形成するように、内側部分１３６と、半径方向突起９０の外側レース面９６との間に隙間８６を維持する。
【００５１】
図３の例示的な実施形態を参照すると、内側部分１３６はまた、中央開口１３４と流体連通するように形成された１以上の軸受流体トラップ１４０を含む。トラップ１４０は、中央開口１３４に隣接し、かつ中央開口１３４と流体連通する内側部分１３６に形成されたノッチ１４２と、ノッチ１４２から延びる１以上の通路または管１４４とを含み、１以上の通路または管１４４は、内側部分１３６によって形成される内側レース面１００と、半径方向突起９０の外側レース面９６との間の隙間８６を横切る。トラップ１４０によって、液体金属軸受流体８４が、半径方向突起９０の周りを流れシャフト７６とスラストシール１１０の中央開口１３４との間に画定された隙間８６に流れ込むとき、流体８４は、軸受構造５０の回転の遠心力によってノッチ１４２内に導かれ、管１４４に沿って流れて、半径方向突起９０に向かって戻る。さらに、内側レース面１００とノッチ１４２との間に位置する中央開口１３４の表面は、トラップ１４０に達する潤滑剤／液体金属軸受流体８４の量を最小にするために湿潤防止コーティングで被覆することができる。
【００５２】
また、内側部分１３６は、内側部分１３６の外縁１３９から軸方向外側に、外側部分１３８に部分的に重なるように延びる溶接フランジ１４６を含む。溶接フランジ１４６は、シール１１０が着座部１１４内に着座したときに、着座部１１４に形成されたフランジ１３０と同一の広がりを有するように寸法決めされる。
【００５３】
軸受アセンブリまたは軸受構造５０を組み立てる方法の例示的な実施形態では、シール１１０を着座部１１４内に配置するために、最初に、ある量の潤滑剤または液体金属軸受流体８４がスリーブ１０８のチャネル１１６内に配置される。シャフト７６は、次に、隙間８６を形成するスリーブ１０８とシャフト７６との間に潤滑剤８４が配置されるように、半径方向突起９０を第１肩部１２０に対して位置決めするようにチャネル１１６に挿入される。次に、スラストシール１１０は、スリーブ１０８の着座部１１４内に焼き嵌めされ、回転する液体金属シールによってシャフト７６の周りに必要な同軸性を維持し、スリーブ１０８およびスラストシール１１０を、後に互いに対して結合させるために、互いに対する所定の位置に維持する。焼き嵌めステップは、軸受構造５０の構築プロセスの一部として行うことができる。このステップでは、スリーブ１０８が、加熱要素によって加熱されて、約２００〜５００℃のガリウム湿潤温度に加熱される際に、直径方向に１６０μｍのオーダーで膨張する一方、スラストシール１１０は、スラストシール１１０を低温に維持するために、スリーブ１０８の周囲に配置された構造加熱要素（不図示）の加熱ゾーンから離れるように動かされる。その後、スリーブ１０８が冷えることを可能にするために、スラストシール１１０は、着座部１１４内に下ろされ、加熱要素を取り外し／オフにすることを可能にする。スリーブ１０８が冷えるにつれて、着座部１１４はスラストシール１１０の内側部分１３６の周りで収縮し、内側部分１３６と係合し、それにより着座部１１４内にシール１１０を固定する。
【００５４】
スリーブ１０８およびスラストシール１１０の円筒度、または焼き嵌めステップ中にシャフト７６および半径方向突起９０の周りに隙間８６を形成する際に使用されるシェル７８を形成する様々な表面等の、構造５０の重要な軸受形状の変形を最小化するために、局部的な焼き嵌めゾーン１４８の形状、ならびに着座部１１４およびスラストシール１１０の任意の必要な周囲領域が、焼き嵌めプロセスによって引き起こされる任意の変形に対応するように形成されている。
【００５５】
焼き嵌めプロセスを用いることによって、または着座部１１４に対してシール１１０を締め付けることによって、シール１１０が着座部１１４内に適切に着座すると、溶接フランジすなわち溶接フィーチャ１３０，１４６は、互いに対して隣接して、かつ一直線上に配置される。この位置では、スリーブ１０８およびスラストシール１１０を形成するために用いられる材料に起因して、溶接フランジ１３０，１４６を互いに溶接して、シール１１０をスリーブ１０８に対して一定の位置に固定することができる。溶接フランジ１３０，１４６を横切って形成された溶接部１５０は、着座部１１４の第２面１２６と内側部分１３６の外縁１３９との間の漏れ経路を効果的に封止する。
【００５６】
さらに、大気中または真空下等の任意の適切な方法で、溶接部１５０を形成するように溶接フランジ１３０，１４６に加えられる熱は、焼き嵌めゾーン１４８、ならびにスリーブ１０８およびシール１１０の周囲領域のうち、一定の領域の変形を引き起こす可能性もある。しかし、その後の溶接部１５０の形成がスリーブ１０８を収縮させる一方で、焼き嵌めプロセスがスリーブ１０８を膨張させるにつれて、これらの変形効果は、おおよそ互いにバランスして、軸受アセンブリ５０に大きな変形を生じさせない。
【００５７】
焼き嵌めおよび／または溶接ステップで生じる可能性のある変形をさらに解決するために、変形を、スリーブ１０８およびシール１１０の特定の領域であって、軸受構造５０内の重要な軸受面から離して局所化することが可能である。これを達成するために、スリーブ１０８およびスラストシール１１０は、スリーブ１０８および／またはシール１１０の構造が犠牲的な変形態様を提供する特定の変形制限フィーチャ１５２を有するように形成することができ、焼き嵌めプロセスおよび溶接プロセスによって引き起こされる変形を制限し、局所化する。これらのフィーチャ１５２の例として、スリーブ１０８および／またはスラストシール１１０に存在する様々な潜在的なフィーチャ１５２の中でも、この機能を提供するために必要であれば厚さおよび／もしくは長さを変えることができる溶接フランジ１３０，１４６、またはフランジ１３０に隣接した着座部１１４に形成された溝、ボア、またはノッチ１５４を挙げることができる。これらのフィーチャ１５２はまた、スリーブ１０８および／またはスラストシール１１０に配置されてもよく、またはスリーブ１０８および／またはスラストシール１１０の周りを周方向に延びてもよい。
【００５８】
これは、溶接ステップに関して、例示的な一実施形態では、加熱効果が最小化されたことに起因して、レーザ溶接によって行われる。加熱効果が最小化されたことによって、スリーブ１０８およびシール１１０の潜在的な変形が低減し、材料、例えばスリーブ１０８およびシール１１０を形成する金属のガリウム腐食の可能性が制限される。溶接動作が非真空雰囲気で行われる場合、溶接動作中、ガスは軸受構造５０内に閉じ込められ得る。これらの閉じ込められたガスと共に、軸受構造５０が運転のために真空状態に配置されると、ガスは、隙間８６に沿って、またはトラップ１４０用の管１４４を通って、シール１１０の中央開口１３４を通って構造５０から引き出される。いずれの経路に沿っても、ガスは、ガスと共に、ある量の潤滑剤／液体金属軸受流体８４を引き出す。図３の例示的な実施形態に示すように、この潤滑剤８４の損失または漏れを防止するために、トラップ管１４４と同様に形成された通気管１５８が、シール１１０に形成され、ノッチ１５６から、シール１１０の内側部分１３６の丸い外縁１３９まで延びている。ノッチ１５６は、中央開口１３４に隣接し、中央開口１３４と流体連通している。この管１５８によって、溶接後に構造５０に閉じ込められたガスは、隙間８６内に位置する潤滑剤８４に接触することなく、かつ隙間８６からトラップ１４０への経路に沿うことなく、管１５８に沿ってノッチ１５６に引き出され、構造５０から出る。それにより、ガスを通気させることによる潤滑剤８４の損失が最小化される。潤滑剤８４を軸受アセンブリ５０内に維持することをさらに補助するために、トラップ管１４４と通気管１５８との間の内側部分１３６の表面に湿潤防止コーティングを施すことができる。この湿潤防止コーティングは、トラップノッチ１４２と通気ノッチ１５６との間、および通気ノッチ１５６と内側部分１３６の反対側の中央開口１３４の端との間の中央開口１３４の表面に、付加的に施すことができ、中央開口１３４を通る、潤滑剤／液体金属軸受流体８４の漏れの可能性をさらに最小限に抑える。
【００５９】
図３の本発明の例示的な実施形態に示されたトラップ１４０に加えて、通気管１５６が、構造５０内からの潤滑剤８４の損失を最小限に抑える能力は、軸受構造５０が最小量の潤滑剤８４で動作するために重要であり、したがって、軸受構造５０の効率を最大にするために重要である。これを助けるために、スリーブ１０８の着座部１１４には、ノッチ１４２に対向するトラップ管１４４の端部に隣接して配置された１以上の半径方向スロット１６０が形成されている。スロット１６０は、第２肩部１２２にシール１１０の内側部分１３６が適切に着座するのを妨げないように第２肩部１２２に形成されているが、スロット１６０は、スリーブ１０８内に配置された余剰な潤滑剤８４のための小さい貯留池を提供する。余剰な潤滑剤８４が存在する場合、軸受構造５０が動作させられると、遠心力が、余剰な潤滑剤８４を半径方向突起９０と内側レース面１００との間の隙間８６から半径方向外向きにスロット１６０内まで導く。これはまた、潤滑剤８４に作用する遠心力に起因して、潤滑剤８４が、トラップ１４０に向かうときより、最初に、スロット１６０に導かれるときに、トラップ１４０に入る潤滑剤８４の量を最小にすることができる。さらに、動作中に潤滑剤／液体金属軸受流体８４の損失がある場合、軸受構造５０は動作していないときに、スロット１６０内の流体８４の任意の量が、スリーブ１０８のキャップ部１１２の隙間８６に逆流することによって損失を補充することができる。
【００６０】
さらに、圧縮シール、および圧縮シールのための関連する構成部品を排除したことに起因して、軸受アセンブリすなわち構造５０は、従来技術の軸受アセンブリと比較して、構造５０の全体的な外径を著しく減少させる。その結果、軸受構造５０は、軸受アセンブリ５０の構成を変更することなく、より小さなサイズのＸ線管に用いることができる
本明細書は、本発明を開示するため、およびいかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。本発明の実施には、任意の装置もしくはシステムを製作し、使用し、または任意の組み込まれた方法を実行することが含まれる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想起される他の例を含み得る。このような他の例が特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と実質的な差異のない等価な構造要素を含む場合には、このような他の例は特許請求の範囲内であることを意図している。
【符号の説明】
【００６１】
１０  撮影システム
１２  Ｘ線源
１４  Ｘ線
１６  対象物
１８  検出器アセンブリ
２０  プロセッサ
２２  コンピュータ
２４  オペレータコンソール
２６  表示装置
２８  記憶装置
３０  Ｘ線源コントローラ
４０  Ｘ線管、Ｘ線源
４２  アノードアセンブリ
４４  カソードアセンブリ
４６  フレーム、Ｘ線管ボリューム
４８  ターゲット、アノード
５０  軸受アセンブリ
５０  軸受構造、軸受構造
５２  カソード
５４  電子ビーム
５６  電気リード線
５８  中心絶縁シェル
６０  マスク
６２  カソードカップ
６４  Ｘ線
６６  焦点面
６８  放射線放出通路
７０  中心線
７２  ロータ
７４  環状開口
７６  中心シャフト
７８  シェル
８０  冷却剤流路
８２  冷却剤
８４  液体金属軸受流体、液体潤滑剤、潤滑流体
８６  隙間
８８  スラスト軸受部
９０  半径方向突起
９２  半径方向空洞
９４  外側レース面
９６  外側レース面
９８  内側レース面
１００  内側レース面
１０２  ジャーナル軸受部
１０４  外面
１０６  内面
１０８  スリーブ
１１０  スラストシール
１１２  キャップ部
１１４  着座部
１１６  チャネル
１１８  周状凹部
１２０  第１肩部
１２２  第２肩部
１２４  第１面
１２６  第２面
１２８  小径部分
１３０  溶接フィーチャ、溶接フランジ
１３２  本体
１３４  中央開口
１３６  内側部分
１３８  外側部分
１３９  外縁
１４０  軸受流体トラップ
１４２  トラップノッチ
１４４  トラップ管
１４６  溶接フィーチャ、溶接フランジ
１４８  焼き嵌めゾーン
１５０  溶接部
１５２  変形制限フィーチャ
１５４  ノッチ
１５６  通気管
１５８  通気ノッチ
１６０  半径方向スロット
【図１】
0006695346.tif 000002
【図２】
0006695346.tif 000003
【図３】
0006695346.tif 000004
【図４】
0006695346.tif 000005
【図５】
0006695346.tif 000006
【図６】
0006695346.tif 000007
【図７】
0006695346.tif 000008