JP2001276042A - Cathode scanning type x-ray generator and x-ray ct scanner - Google Patents

Cathode scanning type x-ray generator and x-ray ct scanner

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JP2001276042A
JP2001276042A JP2000100158A JP2000100158A JP2001276042A JP 2001276042 A JP2001276042 A JP 2001276042A JP 2000100158 A JP2000100158 A JP 2000100158A JP 2000100158 A JP2000100158 A JP 2000100158A JP 2001276042 A JP2001276042 A JP 2001276042A
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cathode
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scanner
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勝弘 小野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a very high-speed CT scanner reducing the scanning time of an X-ray CT scanner remarkably and a cathode scanning type X-ray generator for realizing the scanning time reduction. SOLUTION: The very high-speed scanning type X-ray CT scanner and the cathode scanning type X-ray generator for realizing this have a doughnut-shaped vacuum vessel VV, a cathode-side rotator assembly AR, an electronic gun assembly EG, a cathode for discharging electron, and an annular cathode power supply mechanism. Then, while supplying the power to the cathode, the scanner and the generator make the cathode orbit around an examinee body to make an accelerated electronic beam incident on the surface of an annular X-ray target TG to generate X-rays orbiting at high speed. The cathode-side rotator assembly is freely rotatably supported by a bearing mechanism OGB consisting of a hydrodynamic slide bearing lubricated by metal liquid lubricant. The hydrodynamic slide bearing is provided with a liquid metallic lubricant absorbing mechanism in the middle of the opening part of a bearing and a vacuum space.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、小型でありなが
ら、高速度で周回するX線焦点からX線を放射して超高
速スキャンができるX線CTスキャナ用のカソードスキ
ャン型X線発生器、及びこれを使った超高速スキャンが
できるX線CTスキャナに関する。X線焦点を周回させ
る為の回転部分を真空容器内の小型の部品に限定するこ
とにより、大気中における機械的な回転機構を持たずに
X線焦点を披検体の周囲に高速度で安定して周回させ
て、被検体を瞬時に撮影して3次元の画像が得られる小
型のX線CTスキャナを提供する。液体金属を潤滑剤と
する動圧滑り軸受を使って、真空容器内の真空空間で陰
極を周回させるとともに、真空容器内で周回している陰
極に真空容器の外から通電している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode scan type X-ray generator for an X-ray CT scanner which is small in size and emits X-rays from an X-ray orbiting at a high speed and can perform ultra-high-speed scanning. And an X-ray CT scanner capable of performing ultra-high-speed scanning using the same. By limiting the rotating part for orbiting the X-ray focus to small parts in the vacuum vessel, the X-ray focus can be stabilized around the specimen at high speed without a mechanical rotation mechanism in the atmosphere. The present invention provides a small-sized X-ray CT scanner capable of obtaining a three-dimensional image by instantaneously photographing a subject by orbiting the subject. A cathode is circulated in a vacuum space in a vacuum vessel using a dynamic pressure sliding bearing using a liquid metal as a lubricant, and the cathode circulating in the vacuum vessel is energized from outside the vacuum vessel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のX線CTスキャナについて、概略
の断面を表している図1を参照して説明する。従来のX
線CTスキャナは、固定架台1001と、軸受1003
を介して回転する回転架台1002とを有している。回
転架台1002は制御器1008を用いて制御された回
転駆動機構1009によって空気中において回転させら
れる。X線を発生する為のX線管1004や、これに高
電圧を供給する為の高電圧電源(図示せず)や、X線を
受け取る為の検出器1006や、その他の電子回路10
07等をこの回転架台1002に取り付けた構造になっ
ている。回転架台1002に取り付けられた電子回路の
信号は図示しないスリップリングで固定架台1001に
伝達される。この為に回転架台1002に取り付けられ
た部品がの質量の和が大きくなって、X線CTスキャナ
のスキャン速度を増そうとすると大きな遠心力が働き、
回転架台1002に取り付けられた部品や回転架台10
02自体が過大な応力に耐えられないのでスキャン速度
を高めることができない欠点を持っている。
2. Description of the Related Art A conventional X-ray CT scanner will be described with reference to FIG. Conventional X
The line CT scanner includes a fixed base 1001 and a bearing 1003.
And a rotating gantry 1002 that rotates through the. The rotating gantry 1002 is rotated in the air by a rotation driving mechanism 1009 controlled using a controller 1008. An X-ray tube 1004 for generating X-rays, a high-voltage power supply (not shown) for supplying a high voltage thereto, a detector 1006 for receiving X-rays, and other electronic circuits 10
07 and the like are attached to the rotating frame 1002. A signal of an electronic circuit attached to the rotating gantry 1002 is transmitted to the fixed gantry 1001 by a slip ring (not shown). For this reason, the sum of the mass of the components attached to the rotating frame 1002 increases, and when the scan speed of the X-ray CT scanner is increased, a large centrifugal force acts.
The parts and the rotating frame 10 attached to the rotating frame 1002
02 itself cannot withstand excessive stress, and thus has a disadvantage that the scanning speed cannot be increased.

【0003】従来構造のX線CTスキャナに使われるX
線管1004は、直径が10cm程度の円板状のX線タ
ーゲットをシリンダー状の真空容器の中で3000rp
m程度の高速度で回転させ、これに電子銃組立の陰極か
ら放射された電子を衝突させてX線1005を一方向に
放出するものであり、全体が円柱状に構成されている。
多量のX線を発生させる必要があるX線CTスキャナ用
のX線管では冷却器が必要であり、両者の質量の和は1
00Kg程度に大きくなり、体積も大きくなり、これを
取り付けて空気中で回転させる為の回転架台1002は
大型になり、X線CTスキャナ全体が大きくなって取り
扱いが不便であるだけでなく、設置スペースも大きくな
り、運転費用も多額であった。更に、近年になってX線
CTスキャナの用途が広がるにしたがって血液や造影剤
の瞬時的な観測が求められてきた。これに応える為に
は、X線管1004を高速度で被検体の周りで周回させ
る必要が生じている。これまでの最高の周回速度は2r
psであり、これが限度と考えられている。一方では、
X線量を増して画質を高めて診断能を高めたいとの要求
があり、従来のX線管1004の寸法と質量がますます
増大する必要がある。この相反する要求を同時に満たす
ことは従来の構造のX線CTスキャナでは不可能であっ
た。
[0003] X-rays used in conventional X-ray CT scanners
The wire tube 1004 is a disk-shaped X-ray target having a diameter of about 10 cm and 3,000 rpm in a cylindrical vacuum vessel.
The X-ray is rotated at a high speed of about m, and collides with electrons emitted from the cathode of the electron gun assembly to emit X-rays 1005 in one direction. The entire structure is cylindrical.
An X-ray tube for an X-ray CT scanner, which needs to generate a large amount of X-rays, requires a cooler, and the sum of both masses is 1
The rotation frame 1002 for attaching and rotating it in the air becomes large, and the entire X-ray CT scanner becomes large, which is not only inconvenient to handle, but also requires a large installation space. And the operating costs were large. Further, in recent years, as the use of X-ray CT scanners has expanded, there has been a demand for instantaneous observation of blood and a contrast agent. In order to respond to this, it is necessary to rotate the X-ray tube 1004 around the subject at a high speed. The highest orbiting speed so far is 2r
ps, which is considered the limit. on the one hand,
There is a demand to increase the X-ray dose to enhance the image quality and enhance the diagnostic performance, and it is necessary to increase the size and mass of the conventional X-ray tube 1004. Simultaneously satisfying these conflicting requirements has been impossible with an X-ray CT scanner having a conventional structure.

【0004】一方で、スキャン速度を増す為に電子スキ
ャン方式のX線CTスキャナが過去に開発された。これ
は、横倒しに置いた魔法瓶の形をした真空容器の底の位
置に固定した電子銃組立から電子を取り出し、電子を真
空容器内でおよそ100cm走行させながら、電磁的に
電子の位置を制御して被検体の周りを周回させた後に、
この電子を円弧状のX線ターゲットに入射させて半周回
するX線を取り出すようになっている。この構造では、
スキャン時間が0.1秒程度の高速スキャンができる
が、十分なX線量が得られないこと等に起因して画質が
劣悪であることや、X線の焦点が大き過ぎることや、安
定な動作を維持し難いことや、装置全体が大きくて取り
扱い難いことや、高価であること等の欠点を持ち、特殊
な用途に使用されているにすぎない。
On the other hand, an X-ray CT scanner of the electronic scan type has been developed in the past in order to increase the scanning speed. This involves taking out electrons from an electron gun assembly fixed at the bottom of a vacuum container in the shape of a thermos bottle placed on its side, and controlling the position of the electrons electromagnetically while running the electrons about 100 cm in the vacuum container. After orbiting around the subject,
These electrons are made incident on an arc-shaped X-ray target to extract X-rays that make a half turn. In this structure,
High-speed scanning with a scan time of about 0.1 second is possible, but the image quality is poor due to the inability to obtain a sufficient amount of X-rays, the X-ray focus is too large, Are difficult to maintain, the whole device is large and difficult to handle, and it is expensive, and is used only for special applications.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、X線CTスキャナのスキャン時間を大幅に短縮し
て動きが速い被検体の撮影においてモーションアーチフ
ァクトを無くするとともに十分なレベルのX線量を確保
してフォトンノイズが少ない良質な画像を得ることがで
き、装置全体が小型であって取り扱い易いX線CTスキ
ャナを提供することである。特に、これを実現する為に
真空中で回転する電子銃組立に高電圧と陰極加熱用の電
力を真空容器の外部から安定に供給することが出来るカ
ソードスキャン型X線発生器及びこれを使ったX線CT
スキャナを提供することである。
The problem to be solved is that the scan time of the X-ray CT scanner is greatly reduced to eliminate motion artifacts and to provide a sufficient level of X-ray dose in imaging a fast moving subject. An object of the present invention is to provide an X-ray CT scanner which can obtain a high-quality image with less photon noise by securing the X-ray CT scanner, and which is small in size and easy to handle. Particularly, in order to realize this, a cathode scan type X-ray generator and a cathode scan type X-ray generator capable of stably supplying a high voltage and a power for heating a cathode to an electron gun rotating in a vacuum from the outside of a vacuum vessel were used. X-ray CT
To provide a scanner.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明では、X線CTス
キャナの全ての回転部分をドーナツ状の真空容器の中に
取り付けて最小限度まで小さくし、空気中での機械的な
回転部分を無くすることにより超高速スキャンができる
X線CTスキャナを実現している。真空容器はドーナツ
状に作られており、真空容器の中心軸近傍の大気中に在
る寝台上に被検体が置かれている。真空容器の中で周回
する電子銃組立の陰極から電子が放出され、陰極の周回
軌道に対向して真空容器内に取り付けてある環状のX線
ターゲットに加速された電子が衝突してX線を発生させ
る。発生したX線は真空容器の小径側の壁に設けられた
X線放出窓を通って大気中に在る被検体に照射される。
被検体を通過したX線は前記の真空容器と同軸状に大気
中において配設された環状のX線検出器で検出され、コ
ンピュータで断層像に再構成されて表示装置に表示され
る。真空容器内のX線焦点を周回させる為の回転部分は
軽量な電子銃組立などに限定されておりその体積が小さ
く、全体としてほぼ対称な形状であるので回転周期が
0.1秒以下の高速回転をしても回転体にかかる応力が
十分に小さくでき、安定して高速回転を続けることがで
きる。また、同一の陰極側回転体組立に3個程度の電子
銃組立が取り付けられるのでスキャン時間が0.03秒
程度の高速スキャンが行える。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, all rotating parts of an X-ray CT scanner are mounted in a donut-shaped vacuum vessel to minimize the size of the rotating parts, eliminating the need for mechanical rotating parts in air. By doing so, an X-ray CT scanner capable of ultra-high-speed scanning is realized. The vacuum container is formed in a donut shape, and the subject is placed on a bed in the atmosphere near the central axis of the vacuum container. Electrons are emitted from the cathode of the electron gun assembly that circulates in the vacuum vessel, and accelerated electrons collide with the annular X-ray target mounted in the vacuum vessel in opposition to the orbit of the cathode to generate X-rays. generate. The generated X-ray passes through an X-ray emission window provided on the small-diameter wall of the vacuum vessel, and is applied to the subject in the atmosphere.
The X-rays that have passed through the subject are detected by an annular X-ray detector arranged in the atmosphere coaxially with the vacuum vessel, reconstructed into a tomographic image by a computer, and displayed on a display device. The rotating part for rotating the X-ray focal point in the vacuum vessel is limited to a lightweight electron gun assembly, etc., and its volume is small, and it is almost symmetrical as a whole. Even when rotating, the stress applied to the rotating body can be sufficiently reduced, and stable high-speed rotation can be continued. Further, since about three electron gun assemblies are attached to the same cathode side rotating body assembly, high-speed scanning with a scan time of about 0.03 seconds can be performed.

【0007】ドーナツ型の真空容器の内部で電子銃部分
を周回させる方式のX線CTスキャナは過去に提案され
ているがこれまでに実現していない。その理由の一つ
は、真空中で回転する電子銃組立の陰極に高電圧と陰極
加熱用の電力とを、真空容器の外部から安定に供給する
為の確かな手段が見出されなかった為である。本発明で
は真空中において信頼性よく陰極に給電できる陰極給電
機構として、常温で液体である金属を潤滑剤とした環状
の動圧滑り軸受を使った給電機構を採用している。この
給電機構の回転する部分を液体金属潤滑剤で浮上させた
状態で真空中において回転させながら、液体金属潤滑剤
を通じて回転する部分と固定の部分との間で通電するよ
うになっているので、磨耗が生じず、液体金属潤滑剤の
良好な導電性の為に損失が少ない安定な給電をすること
ができる。
An X-ray CT scanner of the type in which an electron gun is rotated inside a donut-shaped vacuum vessel has been proposed in the past, but has not been realized so far. One of the reasons is that no reliable means has been found to stably supply high voltage and electric power for heating the cathode to the cathode of an electron gun assembly rotating in a vacuum from outside the vacuum vessel. It is. In the present invention, as a cathode power supply mechanism capable of supplying power to the cathode with high reliability in a vacuum, a power supply mechanism using an annular dynamic pressure sliding bearing using a metal that is liquid at normal temperature as a lubricant is adopted. Since the rotating part of the power supply mechanism is rotated in a vacuum in a state of floating with the liquid metal lubricant, electricity is supplied between the rotating part and the fixed part through the liquid metal lubricant, A stable power supply with little loss can be provided because of no abrasion and good conductivity of the liquid metal lubricant.

【0008】陰極給電機構の回転部分が回転していると
きには、回転する部分と固定の部分との間に設けられた
動圧滑り軸受の表面に設けた軸受溝の吸引作用によっ
て、液体金属潤滑剤が軸受の内部に閉じ込められる。一
般的には動圧滑り軸受の回転部分が回転を停止した時に
は軸受の端部に在る開口部において生じる液体金属潤滑
剤の表面張力によって液体金属潤滑剤の漏出が防止され
る。しかるに、本発明のX線CTスキャナでは陰極給電
機構の回転中心軸が実質的に水平方向にあり、軸受の直
径がおよそ120cmと大きい為に軸受の開口部の高低
落差が大きく、軸受の開口部の鉛直下方に位置する部分
では重力加速度によって大きな静圧力を受ける。軸受の
開口部における表面張力の圧力効果がこの静圧力に打ち
勝つように、前記の軸受の開口部におけるギャップのサ
イズを鉛直下方に位置するに従って小さくし、どの高さ
においても表面張力の圧力効果が液体金属潤滑剤の静圧
力よりも大きく成るようにすると良い。これを簡単に実
現する手段のひとつとして陰極給電機構の回転する部分
を陰極給電機構の固定部分の内側に取り付けた。回転中
心軸bが水平方向であるので重力加速度の影響で鉛直下
方にある開口部のギャップのサイズは常に鉛直上方より
も小さくなる。この為に鉛直下方に位置するに従って表
面張力が大きくなるので液体金属潤滑剤が外部に漏出す
るのが防止され、安定な動作が保証される。
When the rotating part of the cathode power supply mechanism is rotating, the liquid metal lubricant is actuated by the suction action of the bearing groove provided on the surface of the hydrodynamic sliding bearing provided between the rotating part and the fixed part. Is trapped inside the bearing. Generally, when the rotating part of the hydrodynamic sliding bearing stops rotating, the leakage of the liquid metal lubricant is prevented by the surface tension of the liquid metal lubricant generated at the opening at the end of the bearing. However, in the X-ray CT scanner of the present invention, the center axis of rotation of the cathode feeding mechanism is substantially horizontal, and the bearing has a large diameter of about 120 cm, so that the height difference of the opening of the bearing is large and the opening of the bearing is large. The portion located vertically below receives a large static pressure due to gravitational acceleration. The size of the gap at the opening of the bearing is reduced as it is located vertically downward so that the pressure effect of the surface tension at the opening of the bearing overcomes this static pressure, and the pressure effect of the surface tension at any height is reduced. It is preferable that the pressure is higher than the static pressure of the liquid metal lubricant. As one of the means for easily realizing this, the rotating portion of the cathode power supply mechanism is mounted inside the fixed portion of the cathode power supply mechanism. Since the rotation center axis b is in the horizontal direction, the size of the gap in the vertically lower opening is always smaller than that in the vertically upper direction due to the influence of the gravitational acceleration. For this reason, the surface tension increases as it is located vertically downward, so that the liquid metal lubricant is prevented from leaking to the outside, and stable operation is guaranteed.

【0009】陰極給電機構を構成する軸受面は熱伝導率
が大きい絶縁体を介して真空容器に熱的に結合されてお
り、真空容器は外部から強制冷却されているので陰極通
電機構を構成する軸受部分で発熱するにもかかわらず、
この軸受面の温度上昇が抑制され、熱膨張の影響が少な
く、長時間にわたって安定な動作を続けることができ
る。さらに、熱膨張による変形を少なくする為に応力吸
収機構を設けて軸受部分の軸対称でない変形を減少させ
て機械精度を向上している。陰極給電機構は複数個取り
付けてあるが、これらの回転中心がずれても良いように
弾力性がある回転力伝達機構を備えている。
The bearing surface constituting the cathode power supply mechanism is thermally coupled to the vacuum vessel through an insulator having a high thermal conductivity, and the vacuum vessel is forcibly cooled from the outside, thus constituting the cathode power supply mechanism. Despite generating heat in the bearing part,
The temperature rise of the bearing surface is suppressed, the influence of thermal expansion is small, and stable operation can be continued for a long time. Further, in order to reduce deformation due to thermal expansion, a stress absorbing mechanism is provided to reduce non-axially symmetric deformation of the bearing portion, thereby improving mechanical accuracy. Although a plurality of cathode power supply mechanisms are attached, a rotational force transmitting mechanism having elasticity is provided so that these rotation centers may be shifted.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】カソードスキャン型X線発生器は
ドーナツ型の真空容器で包まれており、この真空容器は
中心軸がほぼ水平になるように設置してあり、その中心
軸の近くの大気中に被検体(人体)が置かれており、真
空容器は被検体を取り囲むように配置されている。真空
容器は回転せずに固定されており、被検体との角度及び
水平方向の位置は変えることができるようになってい
る。この真空容器の内部でX線焦点が被検体の周りを周
回するように、X線焦点が移動しながら被検体に向って
X線が発生される。この周回するX線を使用して大気中
に回転機構を持たないX線CTスキャナを実現してい
る。従来の構造のX線CTスキャナでは実現が不可能で
あった超高速スキャンが行えてかつ大出力が得られるX
線CTスキャナ用のカソードスキャン型X線発生器、及
びこれを使った超高速X線CTスキャナを簡単な構造で
安価にしかも信頼性良く実現した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A cathode scan type X-ray generator is wrapped in a donut-shaped vacuum vessel, and the vacuum vessel is installed so that its central axis is substantially horizontal. A subject (human body) is placed in the atmosphere, and the vacuum container is arranged so as to surround the subject. The vacuum container is fixed without rotating, and the angle with the subject and the position in the horizontal direction can be changed. X-rays are generated toward the subject while moving the X-ray focus so that the X-ray focal point orbits around the subject inside the vacuum vessel. An X-ray CT scanner that does not have a rotating mechanism in the atmosphere is realized using the orbiting X-rays. An X-ray scanner capable of performing ultra-high-speed scanning and obtaining a large output, which cannot be realized with an X-ray CT scanner having a conventional structure.
A cathode scan type X-ray generator for an X-ray CT scanner and an ultra-high-speed X-ray CT scanner using the same have been realized with a simple structure at low cost and with high reliability.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
によるカソードスキャン型X線発生器、及びこれを使っ
たX線CTスキャナの実施例を説明する。図2(A)は
本発明のカソードスキャン型X線発生器、及びこれを使
ったX線CTスキャナの全体構造体の概略の断面図であ
り、図2(B)は本発明のカソードスキャン型X線発生
器、及びこれを使ったX線CTスキャナの全体構造体を
図2(A)のC’からCの方向に見た概略の図面であ
る。図3は図2(A)の拡大図であり、図4は本発明に
係わるカソードスキャン型X線発生器の、ある瞬間に鉛
直上方に位置する一部分の断面を拡大した図であり、あ
る瞬間に鉛直上方に位置した状態における陰極部分の断
面の一部を拡大して示している。同じ部分は同じ記号を
付している。図5は本発明のカソードスキャン型X線発
生器の主要部である陰極給電機構SL1の一部を拡大し
た断面図である。図6は主要部の一部である図5の一部
を更に拡大して原理を模式的に表した原理図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cathode scan type X-ray generator according to one embodiment of the present invention and an X-ray CT scanner using the same will be described below with reference to the drawings. FIG. 2A is a schematic sectional view of the entire structure of a cathode scan type X-ray generator of the present invention and an X-ray CT scanner using the same, and FIG. 2B is a cathode scan type of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of an entire structure of an X-ray generator and an X-ray CT scanner using the same, as viewed in a direction from C ′ to C in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of FIG. 2 (A), and FIG. 4 is an enlarged view of a cross section of a part of the cathode scan type X-ray generator according to the present invention which is located vertically above at a certain moment. 2 shows an enlarged cross-section of a part of the cathode portion in a state positioned vertically above. The same parts have the same symbols. FIG. 5 is an enlarged sectional view of a part of a cathode power supply mechanism SL1, which is a main part of the cathode scan type X-ray generator of the present invention. FIG. 6 is a principle diagram schematically showing the principle by further enlarging a part of FIG. 5 which is a part of the main part.

【0012】図2又は図3に示すように、ドーナツ型の
真空容器VVは中心軸がほぼ水平になるように設置して
あり、図示しない真空ポンプによって排気口VCから高
真空状態にいつも排気されている。図3又は図4に示す
ように、この真空容器VVの内部の真空空間に円筒状の
陰極側回転体組立CRがあり、陰極側回転体組立CRは
常温で液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受
から成る軸受機構CBGによって真空中で回転自在に支
承されており、これらの中心軸はCC’に一致してい
る。図2(B)のF1,F2,F3で示すように、陰極
側回転体組立CRには電子銃組立EGが周方向に分離し
て3個取り付けてある。図3及び図4に示すように、陰
極側回転体組立CRには銅でできた円筒状のロータRT
2が同軸状に取り付けられており、これと同軸状に磁性
体から成る磁路円筒MT2が取り付けられている。図2
(B)に示すように、ロータRT2に対向した状態で真
空容器VVの外側において真空容器壁に沿って円弧状の
ステータLM2が3個取り付けられている。前記のロー
タRT2は前記の磁路円筒MT2とステータLM2で挟
まれた状態に配設されている。ロータRT2はステータ
LM2から真空容器VVの非磁性の材質で出来た壁を通
して電磁誘導作用を受けて回転トルクを与えられるので
陰極側回転体組立CRは回転する。陰極側回転体組立C
Rは動圧滑り軸受から成る軸受機構CBG内の液体金属
潤滑剤を通して電気的にも熱的にも真空容器VVに結合
されている。
As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the donut-shaped vacuum vessel VV is installed so that its central axis is substantially horizontal, and is always evacuated to a high vacuum state from an exhaust port VC by a vacuum pump (not shown). ing. As shown in FIG. 3 or FIG. 4, there is a cylindrical cathode-side rotating body assembly CR in a vacuum space inside the vacuum vessel VV. The cathode-side rotating body assembly CR uses a liquid metal, which is liquid at room temperature, with a lubricant. The bearings are rotatably supported in a vacuum by a bearing mechanism CBG comprising a dynamic pressure sliding bearing, and their central axes coincide with CC '. As shown by F1, F2, and F3 in FIG. 2B, three electron gun assemblies EG are attached to the cathode side rotating body assembly CR so as to be separated in the circumferential direction. As shown in FIGS. 3 and 4, a cylindrical rotor RT made of copper is provided on the cathode side rotating body assembly CR.
2 is mounted coaxially, and a magnetic path cylinder MT2 made of a magnetic material is mounted coaxially with this. FIG.
As shown in (B), three arc-shaped stators LM2 are attached along the vacuum vessel wall outside the vacuum vessel VV in a state facing the rotor RT2. The rotor RT2 is disposed between the magnetic path cylinder MT2 and the stator LM2. The rotor RT2 receives a rotational torque from the stator LM2 through the wall made of the non-magnetic material of the vacuum vessel VV and receives a rotational torque, so that the cathode side rotating body assembly CR rotates. Cathode side rotating body assembly C
R is electrically and thermally coupled to the vacuum vessel VV through a liquid metal lubricant in a bearing mechanism CBG comprising a dynamic pressure sliding bearing.

【0013】図4に示すように、電子銃組立EGの先端
部には熱電子2を放出する陰極1が取り付けられてい
る。この陰極1の周回軌道に対向した状態で環状のX線
ターゲットTGが取り付けられている。図3に示すよう
に、X線ターゲットTGは円筒状の陽極側回転体組立A
Rに機械的に結合されている。陽極側回転体組立ARは
常温で液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受
から成る軸受機構ABGを介して真空容器VVの一部に
回転自在に取り付けられている。陽極側回転体組立AR
には銅管でできたロータRT1が取り付けられており、
これと同軸状に磁性体から成る磁路円筒MT1が取り付
けられている。ロータRT1に対向した状態で真空容器
VVの外側において真空容器壁に沿って円弧状のステー
タLM1が3個取り付けられている。前記のロータRT
1は前記の磁路円筒MT1とステータLM1で挟まれた
状態に配設されている。ロータRT1はステータLM1
から真空容器VVの非磁性の材質で出来た壁を通して電
磁誘導作用を受けることによって回転トルクを与えられ
るので、これに結合されている陽極側回転体組立ARは
回転する。X線ターゲットTGの回転中心軸と前記の電
子銃組立EGに含まれる陰極1の周回中心軸CC’とは
一致しており、陰極1は常にX線ターゲットTGの表面
と対向した状態で両者は互いに反対方向に回転する。
As shown in FIG. 4, a cathode 1 for emitting thermoelectrons 2 is attached to the tip of the electron gun assembly EG. An annular X-ray target TG is attached to face the orbit of the cathode 1. As shown in FIG. 3, the X-ray target TG is a cylindrical anode side rotating body assembly A
It is mechanically coupled to R. The anode side rotating body assembly AR is rotatably attached to a part of the vacuum vessel VV via a bearing mechanism ABG including a dynamic pressure sliding bearing using liquid metal which is liquid at room temperature as a lubricant. Anode rotating body assembly AR
Is equipped with a rotor RT1 made of a copper tube.
A magnetic path cylinder MT1 made of a magnetic material is mounted coaxially with the magnetic path cylinder MT1. Three arc-shaped stators LM1 are attached along the vacuum vessel wall outside the vacuum vessel VV in a state facing the rotor RT1. The above rotor RT
Numeral 1 is disposed so as to be sandwiched between the magnetic path cylinder MT1 and the stator LM1. The rotor RT1 is the stator LM1
, A rotational torque is given through electromagnetic induction through a wall made of a non-magnetic material of the vacuum vessel VV, so that the anode-side rotating body assembly AR connected thereto rotates. The center axis of rotation of the X-ray target TG coincides with the center axis CC 'of rotation of the cathode 1 included in the electron gun assembly EG, and the cathode 1 is always opposed to the surface of the X-ray target TG. Rotate in opposite directions.

【0014】図3又は図4を参照して陰極給電機構SL
1について説明する。この実施例では、3個の陰極給電
機構SL1が同軸状に取り付けられており、3本の独立
した電流通路を形成している。電子銃組立EGの陰極1
は、真空容器VV内で電子銃組立EGの周回中心軸C
C’と同じ中心軸を持つ環状の陰極給電機構SL1を通
して高電圧端子HTに電気的に接続されている。高電圧
端子HTには真空容器VVの外に在る図示しない高電圧
電源からおよそー150KVの負の高電圧と電子銃組立
EGの陰極1を加熱する電力が供給される。それぞれの
陰極給電機構SL1は固定部と回転部を有し、固定部は
絶縁体220を介して電気絶縁を保ちながら真空容器V
Vの一部に機械的に固定されている。陰極給電機構SL
1の回転部と固定部は、液体金属を潤滑剤とする動圧滑
り軸受を構成しており、液体金属潤滑剤を介して両者間
で通電される。陰極給電機構SL1の回転部が弾力性の
ある回転トルク伝達機構217で電子銃組立EGに機械
的に連結されており、陰極給電機構SL1は、ある程度
の偏芯及び軸方向の変位を許容しながら電子銃組立と共
に回転する。
Referring to FIG. 3 or FIG. 4, cathode power supply mechanism SL
1 will be described. In this embodiment, three cathode power supply mechanisms SL1 are coaxially mounted to form three independent current paths. Electron gun assembly EG cathode 1
Is the orbital center axis C of the electron gun assembly EG in the vacuum vessel VV.
It is electrically connected to the high voltage terminal HT through an annular cathode power feeding mechanism SL1 having the same central axis as C ′. To the high voltage terminal HT, a negative high voltage of about -150 KV and power for heating the cathode 1 of the electron gun assembly EG are supplied from a high voltage power supply (not shown) provided outside the vacuum vessel VV. Each cathode power supply mechanism SL1 has a fixed part and a rotating part, and the fixed part is a vacuum vessel V while maintaining electrical insulation via an insulator 220.
It is mechanically fixed to a part of V. Cathode feeding mechanism SL
The rotating unit and the fixed unit 1 constitute a dynamic pressure sliding bearing using a liquid metal as a lubricant, and electricity is supplied between the two via a liquid metal lubricant. The rotating part of the cathode power supply mechanism SL1 is mechanically connected to the electron gun assembly EG by an elastic rotation torque transmission mechanism 217, and the cathode power supply mechanism SL1 allows some eccentricity and axial displacement. It rotates with the electron gun assembly.

【0015】X線ターゲットTGは陽極側回転体組立A
Rの動圧滑り軸受から成る軸受機構ABG内に在る液体
金属潤滑剤を介して電気的にも熱的にも真空容器VVに
結合されている。真空容器VVは接地電位になってお
り、冷却水等で強制冷却されている。従って、X線ター
ゲットTGは接地電位に接続されると共に、X線ターゲ
ットTGから発生した多量の熱は液体金属潤滑剤を介し
て真空容器VVの壁の部分を流れる冷却水で効率良く取
り去られる。X線ターゲットTGと冷却水との間の熱抵
抗は十分に小さいのでX線ターゲットTGの温度は低く
保たれる為に大きな入力が許容され、極めて多量のX線
を短時間に発生することができる。
The X-ray target TG is an anode side rotating body assembly A
It is electrically and thermally coupled to the vacuum vessel VV via a liquid metal lubricant present in a bearing mechanism ABG comprising an R dynamic pressure sliding bearing. The vacuum vessel VV is at the ground potential and is forcibly cooled with cooling water or the like. Therefore, the X-ray target TG is connected to the ground potential, and a large amount of heat generated from the X-ray target TG is efficiently removed by the cooling water flowing through the wall of the vacuum vessel VV via the liquid metal lubricant. Since the thermal resistance between the X-ray target TG and the cooling water is sufficiently small, the temperature of the X-ray target TG is kept low, so that a large input is allowed and an extremely large amount of X-rays can be generated in a short time. it can.

【0016】電子銃組立EGは、図2(B)に示すF
1,F2,F3のように陰極側回転体組立CRの周囲に
等配に3個取り付けられている。ここで、F1,F2,
F3は前記の電子2が加速されてX線ターゲットTGに
衝突してできるX線の3つの焦点を示している。X線焦
点F1,F2,F3は同時にX線を発生させながら図2
(B)に示すように同時に同じ方向に周回する。これら
のX線焦点の現在位置は陰極側回転体組立CRに取り付
けられた角度検出機構(図示せず)によって検出され
る。X線焦点F1,F2,F3から放射されたX線は、
図2(A)又は図3又は図4に示すようにX線ターゲッ
トTGの内側にあるX線分布制限機構によってファン状
に整形され、陰極側回転体組立CRに取り付けられたフ
ァン方向分布整形器WF(図4参照)を通過してファン
方向のX線強度分布を適正化された後に真空容器VVの
X線放出窓XW(図4参照)を通過し、外部の環状のス
リットSLTを通過した後に、被検体Mを通過してX線
ターゲットTGと同軸状に取り付けられた2個の環状の
X線検出器DF,DBのそれぞれの対向面に到達する。
The electron gun assembling EG is shown by F in FIG.
As shown at 1, F2, and F3, three are mounted at equal intervals around the cathode side rotating body assembly CR. Here, F1, F2,
F3 indicates three focal points of X-rays generated when the electrons 2 are accelerated and collide with the X-ray target TG. The X-ray focal points F1, F2, and F3 simultaneously generate X-rays while
As shown in (B), they go around in the same direction at the same time. The current positions of these X-ray focal points are detected by an angle detection mechanism (not shown) attached to the cathode side rotating body assembly CR. X-rays emitted from the X-ray focal points F1, F2, F3 are:
As shown in FIG. 2 (A) or FIG. 3 or FIG. 4, the fan-shaped distribution shaper is shaped like a fan by the X-ray distribution limiting mechanism inside the X-ray target TG and attached to the cathode side rotating body assembly CR. After passing through the WF (see FIG. 4) to optimize the X-ray intensity distribution in the fan direction, it passed through the X-ray emission window XW (see FIG. 4) of the vacuum vessel VV and passed through the external annular slit SLT. Later, the light passes through the subject M and reaches the respective opposing surfaces of the two annular X-ray detectors DF and DB mounted coaxially with the X-ray target TG.

【0017】図2(B)に示すように、X線焦点F1,
F2,F3から出たX線は、それぞれが検出器の対向す
る部分D1,D2,D3にある細分化された検出素子で
受信される。検出器の部分D1,D2,D3が互いに重
ならないように照射野範囲などが決められている。検出
器の部分D1,D2,D3の合計は環状の検出器のほと
んど全体を占めるのでX線検出器DF,DB内の全ての
検出素子が有効に活用され、コスト対性能比が改善され
る。環状の検出器DF,DBはそれぞれが中心軸CC’
の方向にも多数の検出素子列に分けられており、それぞ
れの検出素子で検出された信号は図示しない電子回路で
デジタル信号に変換され、図示しないコンピュータで断
層像に再構成され、図示しない画像表示装置に表示され
てマルチスライスのCT画像を得ることができるように
なっている。
As shown in FIG. 2B, the X-ray focal points F1,
The X-rays emitted from F2 and F3 are received by the subdivided detection elements, respectively, in the opposite parts D1, D2 and D3 of the detector. The irradiation field range and the like are determined so that the detector portions D1, D2, and D3 do not overlap each other. Since the sum of the detector portions D1, D2, and D3 occupies almost all of the annular detector, all the detecting elements in the X-ray detectors DF and DB are effectively used, and the cost / performance ratio is improved. Each of the annular detectors DF and DB has a central axis CC '.
Is also divided into a large number of detection element rows, the signals detected by each detection element are converted into digital signals by an electronic circuit (not shown), reconstructed into a tomographic image by a computer (not shown), and an image (not shown) A multi-slice CT image can be displayed on a display device.

【0018】陰極給電機構SL1を含む部分の断面の
内、ある瞬間に鉛直上方に位置する一部を拡大して図4
に示しており、同じ部分は同じ記号を付している。陰極
側回転体組立CRは全体的に見ると概略回転対称構造で
あり、これに取り付けられた電子銃組立EG等の部品は
小型で軽量であるので10rps程度の高速回転に十分
耐えることができる。この場合、X線焦点が3個である
のでスキャン時間は0.03秒まで短縮することができ
る。X線ターゲットTGは直径が120cmと大型であ
り、X線焦点F1,F2,F3と反対方向に回転してお
り、前記のように強制冷却されているのでX線ターゲッ
トTGの表面温度が高くなり難く、大電力の入力が許容
されるので短時間に十分な量のX線を発生することがで
き、超高速スキャンであるにもかかわらずフォトンノイ
ズが少ない良質なCT画像を得ることができる。例えば
2400mAの管電流を得ることができる。また、マル
チスライスを実現しているのでX線の有効利用ができ、
中心軸CC’と平行な方向の解像度を高めることもでき
るだけでなく、広い範囲の撮影を短時間で完了して3次
元のリアルタイムCT画像を得ることができる。
FIG. 4 is an enlarged view of a part of the section including the cathode power supply mechanism SL1 which is located vertically above at a certain moment.
And the same parts are denoted by the same symbols. The cathode-side rotating body assembly CR has a generally rotationally symmetrical structure as a whole, and the components such as the electron gun assembly EG attached thereto are small and lightweight, so that they can sufficiently withstand high-speed rotation of about 10 rps. In this case, since there are three X-ray focal points, the scan time can be reduced to 0.03 seconds. The X-ray target TG has a large diameter of 120 cm, rotates in the direction opposite to the X-ray focal points F1, F2, and F3, and is forcibly cooled as described above, so that the surface temperature of the X-ray target TG increases. Since it is difficult to input a large amount of power, a sufficient amount of X-rays can be generated in a short time, and a high-quality CT image with little photon noise can be obtained despite ultra-high-speed scanning. For example, a tube current of 2400 mA can be obtained. In addition, since multi-slices are realized, X-rays can be used effectively,
Not only can the resolution in the direction parallel to the central axis CC 'be increased, but also a wide range of imaging can be completed in a short time to obtain a three-dimensional real-time CT image.

【0019】上記の構成のX線CTスキャナを実現する
為に避けて通れないのは、前記の機器構成で実用できる
陰極給電機構SL1を実現させることである。従来は真
空中で使用できる大きな回転半径の安価な給電機構は実
現しなかった。電磁誘導作用を利用して非接触で回転体
に給電する提案はいくつかあるがいずれも構造が複雑で
あるなどで実用には至っていない。本発明では、図5を
参照して後述するように、軸受回転体と軸受固定体を設
け、これらの対向する面に軸受ギャップを設け、この中
に液体金属潤滑剤を入れて小型の動圧滑り軸受を構成
し、軸受回転体を液体金属潤滑剤に浮上させながら、こ
の液体金属潤滑剤を通じて軸受回転体と軸受固定体を電
気的に短絡することにより軸受回転体に安定に給電して
いる。これは広義のスリップリングと考えることができ
る。
What is unavoidable in order to realize the X-ray CT scanner having the above configuration is to realize a cathode power supply mechanism SL1 which can be practically used in the above-described device configuration. Conventionally, an inexpensive power supply mechanism with a large turning radius that can be used in a vacuum has not been realized. There are some proposals to supply power to a rotating body in a non-contact manner by using an electromagnetic induction action, but none of them has been put to practical use due to its complicated structure. In the present invention, as will be described later with reference to FIG. 5, a bearing rotating body and a bearing fixing body are provided, a bearing gap is provided on the opposing surfaces thereof, and a liquid metal lubricant is filled therein to provide a small dynamic pressure. A sliding bearing is formed, and while the bearing rotating body floats on the liquid metal lubricant, the bearing rotating body and the bearing fixed body are electrically short-circuited through the liquid metal lubricant to stably supply power to the bearing rotating body. . This can be considered as a slip ring in a broad sense.

【0020】図3及び図4に示すように、この陰極給電
機構SL1は複数同軸状に配設して使用されて真空中で
の往路と帰路を構成する。また、多くの回路を構成する
為にはそれだけ多くの陰極給電機構SL1を使用する。
これら複数の陰極給電機構SL1の回転部分は同時に回
転する必要があり、これらの回転中心を精度良く一致さ
せるのは極めて困難である。また、これらの回転部分は
給電される部品、例えば電子銃組立EGと同期して回転
する必要があり、この電子銃組立EGの周回中心軸C
C’と陰極給電機構SL1の回転中心軸とを精度良く一
致させるのも極めて困難である。この問題を解決する為
に、薄い板バネから成る回転トルク伝達機構217を使
って電子銃組立EGと陰極給電機構SL1の回転部分と
を連結している。この板バネは回転部分の周方向に幅広
になっており、周方向には変形しないが、半径方向や回
転軸方向には容易に変形する。この為に、陰極給電機構
SL1の回転部分に強い回転力を与えることができるが
回転中心のずれは許容され、この問題は解決された。
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of the cathode power supply mechanisms SL1 are arranged and used coaxially to constitute a forward path and a return path in a vacuum. Further, in order to configure many circuits, as many cathode power supply mechanisms SL1 are used.
The rotating portions of the plurality of cathode power supply mechanisms SL1 need to rotate simultaneously, and it is extremely difficult to match the centers of rotation with high accuracy. In addition, these rotating parts need to rotate in synchronization with a component to be fed, for example, the electron gun assembly EG.
It is also very difficult to accurately match C ′ with the rotation center axis of the cathode power supply mechanism SL1. In order to solve this problem, the electron gun assembly EG and the rotating part of the cathode power supply mechanism SL1 are connected by using a rotation torque transmission mechanism 217 made of a thin leaf spring. The leaf spring is wide in the circumferential direction of the rotating portion and does not deform in the circumferential direction, but easily deforms in the radial direction or the rotation axis direction. For this reason, a strong rotational force can be applied to the rotating part of the cathode power supply mechanism SL1, but the deviation of the rotation center is allowed, and this problem has been solved.

【0021】もう一つの解決すべき問題は陰極給電機構
SL1の回転部分を高電圧に保つ為の絶縁が必要なこと
である。この陰極給電機構SL1の直径は120cm程
度であり、これと同じ程度の大きさの絶縁体を作るのは
不可能に近い。そこで、電界緩和機構222,223を
取り付けた多数の柱状のセラミック220を陰極給電機
構SL1の周方向に並べてこれに陰極給電機構SL1を
取り付けている。陰極給電機構SL1を構成する動圧滑
り軸受での発熱による変形を減少させる為にセラミック
は例えば窒化アルミニュームのように熱伝導率が大きな
材質を採用している。
Another problem to be solved is that it is necessary to provide insulation to keep the rotating portion of the cathode feeding mechanism SL1 at a high voltage. The diameter of the cathode power supply mechanism SL1 is about 120 cm, and it is almost impossible to produce an insulator of the same size. Therefore, a large number of columnar ceramics 220 to which the electric field relaxation mechanisms 222 and 223 are attached are arranged in the circumferential direction of the cathode power supply mechanism SL1, and the cathode power supply mechanism SL1 is attached thereto. In order to reduce deformation due to heat generation in the dynamic pressure sliding bearing constituting the cathode power supply mechanism SL1, ceramic having a large thermal conductivity such as aluminum nitride is employed.

【0022】しかしながら、セラミックが陰極給電機構
SL1の周方向に連続していない為に周方向に温度むら
が生じ、この影響で陰極給電機構SL1を構成する軸受
固定体に異常な変形が生じ、正常な動作が妨げられるこ
とがあった。これを解決する為に、次の工夫を採用し
た。図4に示すように、熱伝導率が大きな金属例えば銅
ででき、陰極給電機構とほぼ同じ直径を持つ均温環22
1の上に前記のセラミック220を複数個周方向に間隔
を保って並べた。図4及び図5に示すように、これらの
セラミックの他端に陰極給電機構SL1とほぼ同じ直径
を持つ熱伝導率が大きな他の均温環216を陰極給電機
構SL1と同芯状に取り付ける。均温環216には応力
吸収機構215を介して陰極給電機構SL1を支持する
為の固定部取付環214と連結されている。応力吸収機
構215は薄い金属板を半径方向に折り曲げて変形が吸
収できるように半径が異なる部分つまり凸部または凹部
を設けている。応力吸収機構215の剛性は均温環21
6や固定部取付環214よりも小さくしてあるので均温
環216の熱変形が固定部取付環214に伝わらず、陰
極給電機構SL1の変形が防止できる。このようにし
て、この問題は解決されている。
However, since the ceramic is not continuous in the circumferential direction of the cathode power feeding mechanism SL1, temperature unevenness occurs in the circumferential direction, and due to the influence, abnormal deformation occurs in the bearing fixed body constituting the cathode power feeding mechanism SL1, and the normal state occurs. Operation may be hindered. In order to solve this, the following ideas were adopted. As shown in FIG. 4, a temperature equalizing ring 22 made of a metal having a large thermal conductivity, for example, copper and having substantially the same diameter as the cathode power supply mechanism.
A plurality of the above-mentioned ceramics 220 were arranged at intervals in the circumferential direction. As shown in FIGS. 4 and 5, another temperature equalizing ring 216 having substantially the same diameter as the cathode power supply mechanism SL1 and having a large thermal conductivity is attached to the other end of these ceramics concentrically with the cathode power supply mechanism SL1. The temperature equalizing ring 216 is connected via a stress absorbing mechanism 215 to a fixed part mounting ring 214 for supporting the cathode power supply mechanism SL1. The stress absorbing mechanism 215 is provided with a portion having a different radius, that is, a convex portion or a concave portion, so that a thin metal plate can be bent in a radial direction to absorb deformation. The rigidity of the stress absorbing mechanism 215 is
6 and the fixed portion mounting ring 214, the thermal deformation of the temperature equalizing ring 216 is not transmitted to the fixed portion mounting ring 214, and the deformation of the cathode power supply mechanism SL1 can be prevented. In this way, this problem has been solved.

【0023】この陰極給電機構SL1を安定して長時間
にわたって作動させる為にはこれを構成する動圧滑り軸
受から液体金属潤滑剤が漏出しない構造を提供すること
が重要である。一般的に、動圧滑り軸受の十分な動圧力
を得る為にはこれを構成する軸受回転体と軸受固定体に
挟まれて出来る軸受ギャップのサイズは数十μmに限定
されている。例えば軸受ギャップのサイズが50μmの
場合には軸受の開口部のギャップのサイズも同程度とな
り、液体金属潤滑剤の高低落差がおよそ18cmを超え
ると重力加速度による液体金属潤滑剤の静圧力が軸受の
開口部における表面張力の圧力効果に打ち勝って液体金
属潤滑剤が軸受の外部に漏出する。このことは、軸受の
回転部分が回転を停止したときに深刻な問題となる。特
に、本発明の場合のように軸受の開口部の高低落差が1
20cm程度の動圧滑り軸受では従来の技術では実現不
可能であった。
In order to operate the cathode power supply mechanism SL1 stably for a long period of time, it is important to provide a structure in which the liquid metal lubricant does not leak from the dynamic pressure sliding bearing constituting the cathode power supply mechanism SL1. Generally, in order to obtain a sufficient dynamic pressure of a dynamic pressure sliding bearing, the size of a bearing gap formed between the bearing rotating body and the bearing fixed body constituting the sliding pressure bearing is limited to several tens of μm. For example, when the size of the bearing gap is 50 μm, the size of the gap at the opening of the bearing is almost the same. When the height drop of the liquid metal lubricant exceeds about 18 cm, the static pressure of the liquid metal lubricant due to gravitational acceleration causes the static pressure of the bearing to increase. The liquid metal lubricant leaks out of the bearing overcoming the pressure effect of surface tension at the opening. This becomes a serious problem when the rotating part of the bearing stops rotating. In particular, as in the case of the present invention, the height drop of the opening of the bearing is 1
With a hydrodynamic sliding bearing of about 20 cm, it was impossible to realize the conventional technology.

【0024】図5を参照して陰極給電機構SL1の動圧
滑り軸受の実施例について説明する。図5は陰極給電機
構SL1の断面の一部を拡大して表している。図5の上
方の部分は実使用時において、ある瞬間に鉛直上方に位
置する部分を示し、下方の部分は同じ瞬間に鉛直下方に
位置する部分を示している。図5においては中央部を省
略して短縮して表示している。陰極給電機構SL1は固
定部取付環214とこれに繋がる軸受固定体202と、
この内側の表面に外側の表面がギャップを持って対向す
るように嵌めあわされた軸受回転体201と、これに連
結された回転部取付環213で構成されている。動圧滑
り軸受は軸受固定体202と、軸受回転体201と、こ
れらが対面してできる軸受ギャップと、これに充填され
た常温で液体の金属潤滑剤とから成っている。
Referring to FIG. 5, an embodiment of the dynamic pressure sliding bearing of the cathode power supply mechanism SL1 will be described. FIG. 5 is an enlarged view of a part of the cross section of the cathode power supply mechanism SL1. The upper part of FIG. 5 shows a part located vertically above at a certain moment in actual use, and the lower part shows a part located vertically below at the same moment. In FIG. 5, the central part is omitted and is shortened and displayed. The cathode power supply mechanism SL1 includes a fixed part mounting ring 214, a bearing fixed body 202 connected thereto,
A bearing rotating body 201 is fitted to the inner surface so that the outer surface is opposed to the outer surface with a gap, and a rotating part mounting ring 213 connected thereto. The dynamic pressure sliding bearing is composed of a bearing fixed body 202, a bearing rotating body 201, a bearing gap formed between the bearing fixed body 202 and the bearing rotating body 201, and a liquid lubricant at room temperature filled therein.

【0025】この陰極給電機構SL1は前記の電子銃組
立EGの回転中心CC’と実質的に同じ回転中心をもっ
て取り付けられており、回転部取付環213は前記の薄
い板バネから成る回転トルク伝達機構217を介して電
子銃組立EGと同時に回転される。軸受固定体202と
軸受回転体201は互いに対向した面を有し、この対向
した面は第一の軸受ギャップ203、208、第二の軸
受ギャップ204,209、第三の軸受ギャップ20
6、211を有している。これらの軸受ギャップを構成
する対向面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受
溝がある。第一、第二、第三の軸受ギャップ内には常温
で液体である液体金属、好適にはガリウム、インジュー
ム、鈴の合金からなる潤滑剤が充填されており、これら
の軸受ギャップは、ラジアル軸受と、これを挟んで互い
に対向して取り付けられた第一のスラスト軸受、及び第
二のスラスト軸受を構成するそれぞれの軸受ギャップに
一致している。
The cathode power supply mechanism SL1 is mounted with a rotation center substantially the same as the rotation center CC 'of the electron gun assembly EG, and the rotation part mounting ring 213 is a rotation torque transmission mechanism composed of the thin leaf spring. It is rotated simultaneously with the electron gun assembly EG via 217. The bearing fixing body 202 and the bearing rotating body 201 have surfaces facing each other, and the facing surfaces correspond to the first bearing gaps 203 and 208, the second bearing gaps 204 and 209, and the third bearing gap 20.
6, 211. At least one of the opposing surfaces forming the bearing gap has a herringbone-shaped bearing groove. The first, second and third bearing gaps are filled with a liquid metal which is liquid at room temperature, preferably a lubricant made of an alloy of gallium, indium and tin, and these bearing gaps are radially The bearing gaps correspond to the respective bearing gaps of the first thrust bearing and the second thrust bearing which are mounted to face each other with the bearing interposed therebetween.

【0026】軸受回転体201に回転トルクが与えられ
た場合には、液体金属潤滑剤内に動圧力が生じるので軸
受回転体201を浮上させてこれを回転自在に支承する
ことができる。軸受回転体201が回転している場合に
は、それぞれの軸受ギャップ内の液体金属潤滑剤を軸受
の内部に閉じ込める作用が生じるので軸受のギャップか
ら液体金属潤滑剤が軸受の外部の真空空間に漏出しな
い。
When a rotational torque is applied to the bearing rotating body 201, a dynamic pressure is generated in the liquid metal lubricant, so that the bearing rotating body 201 can be floated and rotatably supported. When the bearing rotator 201 is rotating, the action of confining the liquid metal lubricant in each bearing gap inside the bearing occurs, so that the liquid metal lubricant leaks from the bearing gap into the vacuum space outside the bearing. do not do.

【0027】図5又は図6に示すように、前記の軸受固
定体202と軸受回転体201が構成する対向面は第一
の端部ギャップ205、210、第二の端部ギャップ2
07、212があり、ラジアル軸受の軸受ギャップ20
3、208と、第一の端部ギャップ205、210と、
第二の端部ギャップ207、212とを構成する対向面
の中心軸は概略水平方向になった状態でCC’に一致し
ている。第一のスラスト軸受の軸受ギャップ204,2
09、及び第二のスラスト軸受の軸受ギャップ206、
211を構成するそれぞれの対向面は平面状になってお
り、第一のスラスト軸受の軸受ギャップ204,209
はラジアル軸受の軸受ギャップ203、208と第一の
端部ギャップ205、210とに、第二のスラスト軸受
の軸受ギャップ206、211はラジアル軸受の軸受ギ
ャップ203、208と第二の端部ギャップ207、2
12とに連通している。第一の端部ギャップ205、2
10と第二の端部ギャップ207、212を構成する対
向面の直径はラジアル軸受の軸受ギャップ203、20
8を構成する対向面の直径より小さくなっている。第一
の端部ギャップ205、210のサイズと第二の端部ギ
ャップ207、212のサイズはラジアル軸受の軸受ギ
ャップ203、208のサイズよりも大きくなってお
り、第一の端部ギャップ205、210と第二の端部ギ
ャップ207、212は両方とも真空空間と連通してお
り、それらを構成する対向面には前記の液体金属潤滑剤
で濡れない表面(図示せず)を持っている。第一のスラ
スト軸受の軸受ギャップ204,209と第一の端部ギ
ャップ205、210との間には環状の軸受開口32
1、321’があり、第二のスラスト軸受の軸受ギャッ
プ206、211と第二の端部ギャップ207、212
との間には環状の軸受開口320、320’がある。こ
れらの軸受開口は前記の液体金属潤滑剤で濡れない互い
に対向する表面とこれで挟まれたギャップを持ってい
る。軸受ギャップ203と208、軸受ギャップ204
と209、軸受ギャップ206と211、端部ギャップ
205と210、端部ギャップ207と212、軸受開
口320と320’、軸受開口321と321’とはそ
れぞれ同一のものであり、異なる番号は示す位置の違い
を表している。ここで、軸受ギャップとは対向する面の
少なくとも一方に前記の軸受溝を有していることを示し
おり、端部ギャップとは対向する面の少なくとも一方に
前記の濡れない面を有していることを示している。
As shown in FIG. 5 or FIG. 6, the opposing surfaces formed by the bearing fixing body 202 and the bearing rotating body 201 have first end gaps 205 and 210 and a second end gap 2.
07, 212 and the bearing gap 20 of the radial bearing.
3, 208; first end gaps 205, 210;
The central axes of the opposing surfaces constituting the second end gaps 207 and 212 coincide with CC ′ in a state where they are substantially horizontal. Bearing gap 204,2 of first thrust bearing
09, and the bearing gap 206 of the second thrust bearing,
The respective opposing surfaces constituting the 211 are flat, and the bearing gaps 204 and 209 of the first thrust bearing are formed.
Are the radial bearing gaps 203, 208 and the first end gaps 205, 210, the second thrust bearing gaps 206, 211 are the radial bearing gaps 203, 208 and the second end gap 207. , 2
And 12. First end gap 205, 2
10 and the diameters of the opposing surfaces forming the second end gaps 207, 212 are the same as the radial bearing gaps 203, 20.
8 is smaller than the diameter of the facing surface. The size of the first end gaps 205, 210 and the size of the second end gaps 207, 212 are larger than the size of the radial bearing gaps 203, 208 and the first end gaps 205, 210 And the second end gaps 207, 212 are both in communication with the vacuum space, and have opposing surfaces which are not wetted by the liquid metal lubricant (not shown). An annular bearing opening 32 is provided between the bearing gaps 204, 209 of the first thrust bearing and the first end gaps 205, 210.
1, 321 ', bearing gaps 206, 211 of the second thrust bearing and second end gaps 207, 212.
Between them are annular bearing openings 320, 320 '. These bearing openings have opposing surfaces that are not wetted by the liquid metal lubricant and a gap sandwiched therebetween. Bearing gaps 203 and 208, bearing gap 204
And 209, the bearing gaps 206 and 211, the end gaps 205 and 210, the end gaps 207 and 212, the bearing openings 320 and 320 ', and the bearing openings 321 and 321' are the same respectively, and different numbers indicate the positions indicated. Represents the difference. Here, the bearing gap indicates that the bearing groove is provided on at least one of the opposing surfaces, and the end gap has the non-wetting surface on at least one of the opposing surfaces. It is shown that.

【0028】前記の軸受回転体201が回転を停止した
場合には前記の軸受開口320、320’、及び軸受開
口321、321’において液体金属潤滑剤に表面張力
が作用し、液体金属潤滑剤が外部に漏出するのが防止さ
れる。重力加速度による液体金属潤滑剤内の静圧力は液
体金属潤滑剤の喫水線からの深さに比例する。言い換え
ると、鉛直下方での液体金属潤滑剤内の静圧力ほど大き
いことになる。一方、前記の表面張力の圧力効果は軸受
開口のギャップのサイズに反比例する。従って、軸受開
口のギャップのサイズを鉛直下方に位置する部分ほど小
さくしておくと大きな直径を持つ動圧滑り軸受の内部か
ら液体金属潤滑剤が漏出するのを防止することができ
る。図6に模式的に示すように、それぞれの軸受開口の
ギャップのサイズは第一の端部ギャップ205,210
のサイズ、及び第二の端部ギャップ207、212のサ
イズに概略等しくなっている。ここで、第一及び第二の
端部ギャップのサイズはラジアル軸受の軸受ギャップ2
03,208のサイズよりも僅かだけ大きくなっている
に過ぎないのでので、軸受開口のギャップのサイズは概
略ラジアル軸受の軸受ギャップ203,208のサイズ
に等しくなっている。
When the bearing rotator 201 stops rotating, surface tension acts on the liquid metal lubricant in the bearing openings 320 and 320 'and the bearing openings 321 and 321', and the liquid metal lubricant is removed. Leakage to the outside is prevented. The static pressure in the liquid metal lubricant due to gravitational acceleration is proportional to the depth of the liquid metal lubricant from the waterline. In other words, the higher the static pressure in the liquid metal lubricant vertically below, the greater the pressure. On the other hand, the pressure effect of the surface tension is inversely proportional to the size of the gap in the bearing opening. Therefore, if the size of the gap of the bearing opening is made smaller toward the lower part in the vertical direction, it is possible to prevent the liquid metal lubricant from leaking from the inside of the dynamic pressure sliding bearing having a large diameter. As schematically shown in FIG. 6, the size of the gap in each bearing opening is the first end gap 205, 210.
And the size of the second end gaps 207, 212. Here, the size of the first and second end gaps is the bearing gap 2 of the radial bearing.
Since it is only slightly larger than the size of 03,208, the size of the gap in the bearing opening is approximately equal to the size of the bearing gap 203,208 in the radial bearing.

【0029】上記を簡単に実現する手段の一つは、図5
及び図6に示すように、陰極給電機構SL1を構成する
軸受固定体202の内側に軸受回転体201を装着する
ことである。このようにすると、軸受回転体201が回
転を停止した場合には重力加速度の影響で軸受回転体2
01の中心軸が軸受固定体の中心軸より鉛直下方に距離
dだけ下がった状態となり、第一の軸受ギャップの鉛直
最下端部分208で軸受固定体202と接触し、実質的
に軸受ギャップ208のサイズがゼロになる。この影響
で第一の端部ギャップの鉛直最下端に位置する部分21
0においても、第二の端部ギャップの鉛直最下端に位置
する部分212においてもギャップのサイズが最小にな
り、軸受開口の鉛直最下端に位置する部分320,32
1で十分に大きな表面張力の圧力効果を得ることがで
き、液体金属潤滑剤が真空空間に漏出するのを防止する
ことができる。鉛直上方の位置になるに従って軸受開口
のギャップのサイズは大きくなってここでの表面張力の
圧力効果が小さくなるが、液体金属潤滑剤の静圧力も小
さくなる。軸受開口の鉛直方向の最上部320’、32
1’におけるギャップのサイズはほぼ2dであり最大値
に成っているのでここにおける液体金属潤滑剤の表面張
力の圧力効果が最小になるが、ここでの高低落差は第二
及び第三の軸受の幅(例えば1cm以下)にほぼ等し
く、ここで生じる静圧力は小さな値であり、表面張力の
圧力効果のほうが大きい。しかしながら、軸受開口の鉛
直方向において中間に位置する部分では軸受開口のギャ
ップのサイズの鉛直高さに対する変化率が小さくなるの
でこの部分で表面張力の効果が同じ点での静圧力よりも
小さくなる場合も生じる。この不都合を除去する手段に
ついて次に述べる。
One of the means for easily realizing the above is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the bearing rotating body 201 is mounted inside the bearing fixing body 202 constituting the cathode power feeding mechanism SL1. In this way, when the bearing rotating body 201 stops rotating, the bearing rotating body 2 is affected by the gravitational acceleration.
01 is lower by a distance d vertically below the center axis of the bearing fixed body, and comes into contact with the bearing fixed body 202 at the vertically lowermost end portion 208 of the first bearing gap, thereby substantially reducing the bearing gap 208. The size becomes zero. Due to this effect, the portion 21 located at the vertical lowermost end of the first end gap 21
0, the size of the gap is also minimized in the portion 212 located at the vertical lowermost end of the second end gap, and the portions 320 and 32 located at the vertical lowermost end of the bearing opening are formed.
1, a sufficiently large pressure effect of the surface tension can be obtained, and the leakage of the liquid metal lubricant into the vacuum space can be prevented. The size of the gap of the bearing opening increases as the position becomes vertically higher, and the pressure effect of the surface tension here decreases, but the static pressure of the liquid metal lubricant also decreases. Vertical top 320 ', 32 of the bearing opening
The size of the gap at 1 'is approximately 2d, which is the maximum value, so that the pressure effect of the surface tension of the liquid metal lubricant here is minimized, but the height drop here is the difference between the height of the second and third bearings. Approximately equal to the width (eg, 1 cm or less), the static pressure generated here is a small value, and the pressure effect of surface tension is greater. However, since the rate of change of the size of the gap of the bearing opening with respect to the vertical height is small in a portion located in the middle of the bearing opening in the vertical direction, the effect of the surface tension is smaller than the static pressure at the same point in this portion. Also occurs. The means for eliminating this inconvenience will be described below.

【0030】軸受回転体201が回転を停止した時の軸
受開口の鉛直最下端部分320,321からの前記の液
体金属潤滑剤の液面高さをH,前記の軸受開口の位置に
おける軸受回転体の表面の半径をR、前記の液体金属潤
滑剤の密度をρ、重力加速度をg、軸受開口の鉛直載下
端320,321における液体金属潤滑剤の表面張力係
数をγ、前記の軸受回転体201の中心軸と前記の軸受
固定体202の中心軸との距離をdとするとき、dの値
が8γR/(ρgH)で計算される値以下であれば軸
受開口320,320’、及び軸受開口321,32
1’の任意の点Pにおける液体金属潤滑剤の表面張力の
圧力効果は同じ点における静圧力よりも大きくなること
が数値計算の結果から判った。例えば、γ=500dy
n/cm、ρ=5.6g/cm、R=60cm、g=
980cm/secの場合を考えると、仮にH=12
2cmである場合にはdを29μm以下にすれば軸受開
口320,320’、及び軸受開口321,321’の
全周囲において表面張力の圧力効果は同じ点での静圧力
に勝り、軸受開口のどの位置においても液体金属潤滑剤
が漏出しない。また、H=50cmである場合にはdを
174μm以下にすれば同様の効果が得られる。更に、
H=20cmとすればdを1093μm以下にすれば同
様の効果が得られる。上記のdの値は軸受開口のギャッ
プのサイズの全周囲にわたる平均値にほぼ等しい。軸受
回転体201が回転を停止した時にHの値を、軸受開口
の位置における軸受固定体の表面の直径2R’よりも小
さな値にする手段を次に述べる。
When the bearing rotor 201 stops rotating, the liquid level height of the liquid metal lubricant from the vertical lowermost portions 320 and 321 of the bearing opening is H, and the bearing rotor at the position of the bearing opening is H. Is the radius of the surface of the liquid metal lubricant, ρ is the density of the liquid metal lubricant, g is the gravitational acceleration, γ is the surface tension coefficient of the liquid metal lubricant at the vertically lower ends 320 and 321 of the bearing openings, and γ is the bearing rotor 201. Assuming that the distance between the central axis of the bearing fixed body 202 and the central axis of the bearing fixing body 202 is d, if the value of d is equal to or less than the value calculated by 8γR / (ρgH 2 ), the bearing openings 320 and 320 ′ and the bearing Openings 321, 32
From the result of the numerical calculation, it was found that the pressure effect of the surface tension of the liquid metal lubricant at an arbitrary point P of 1 ′ becomes larger than the static pressure at the same point. For example, γ = 500 dy
n / cm, ρ = 5.6 g / cm 3 , R = 60 cm, g =
Considering the case of 980 cm / sec 2 , if H = 12
In the case of 2 cm, if d is set to 29 μm or less, the pressure effect of the surface tension over the entire periphery of the bearing openings 320 and 320 ′ and the bearing openings 321 and 321 ′ exceeds the static pressure at the same point. No liquid metal lubricant leaks out in position. When H = 50 cm, the same effect can be obtained by setting d to 174 μm or less. Furthermore,
If H = 20 cm, the same effect can be obtained if d is 1093 μm or less. The value of d above is approximately equal to the average value of the size of the gap of the bearing opening over the entire circumference. Means for setting the value of H when the bearing rotor 201 stops rotating to a value smaller than the diameter 2R 'of the surface of the bearing fixed body at the position of the bearing opening will be described below.

【0031】前記の軸受回転体201の中心軸と前記の
軸受固定体202の中心軸との距離dが29μmよりも
大きい場合には、軸受回転体201が回転を停止した場
合に前記の液体金属潤滑剤の喫水線を前記の第一端部ギ
ャップの鉛直方に位置する点205の高さ、又は第二端
部ギャップの鉛直上方に位置する点207の高さよりも
低くなるように液体金属潤滑剤の量を設定しておくとよ
い。これを実現するには、軸受回転体201と軸受固定
体202と軸受開口320,320’、及び軸受開口3
21,321’で囲まれて成る潤滑剤存在領域の容積よ
りもこの潤滑剤存在領域の中に充填してある液体金属潤
滑剤の体積を小さくしておくとよい。更に、軸受回転体
201が回転を停止したときに液体金属潤滑剤が鉛直下
方に待機できる空間を前記の潤滑剤存在領域内に含めて
おき、軸受回転体201が回転しているときには前記の
全ての軸受ギャップに液体金属潤滑剤が満たされるよう
にしておくと良い。更に別な手段について述べる。前記
の潤滑剤存在領域の鉛直最下端に開口する管を前記の軸
受固定体202に取り付け、この管を前記の真空容器V
Vの外に導いておき、この管を真空容器VVの外に設け
た潤滑剤収容容器に接続しておく。この潤滑剤収容容器
内に前記の液体金属潤滑剤が移動できるようにしてお
き、この潤滑剤収容容器の鉛直方向の高さを変えられる
ようにして、真空容器VV内は高真空状態に保ちなが
ら、連通管の原理に従って前記の潤滑剤存在領域におけ
る液体金属潤滑剤の液面高さHを真空容器VVの外から
制御する。例えば、前記の軸受回転体201が回転を停
止している時には前記の潤滑剤収容容器を鉛直下方に移
動して前記の潤滑剤存在領域における液面高さHを低く
し、反対に前記の軸受回転体201が回転いる時には前
記の潤滑剤収容容器を鉛直上方に移動して前記の潤滑剤
存在領域における液面高さHを高くする。このようにす
ると、前記の軸受開口の直径が120cmを超える場合
でも、軸受開口の周方向のどの位置においても表面張力
の圧力効果を液体金属潤滑剤の静圧力よりも大きくする
ことができ、どの位置においても液体金属潤滑剤が漏出
しない動圧滑り軸受から成る陰極給電機構SL1を提供
することができる。又、真空容器内の液体金属潤滑剤の
量を真空容器の外から制御できるようになるので、常に
最良の潤滑状態を保つことができるだけでなく、軸受の
保守が容易になる。
When the distance d between the center axis of the bearing rotator 201 and the center axis of the bearing fixing body 202 is larger than 29 μm, the liquid metal will be removed when the bearing rotator 201 stops rotating. The liquid metal lubricant so that the waterline of the lubricant is lower than the height of a point 205 located vertically on the first end gap or the height of a point 207 located vertically on the second end gap. It is good to set the amount of. In order to realize this, the bearing rotating body 201, the bearing fixed body 202, the bearing openings 320 and 320 ', and the bearing opening 3
It is preferable that the volume of the liquid metal lubricant filled in the lubricant existing region be smaller than the volume of the lubricant existing region surrounded by 21, 321 '. Furthermore, a space in which the liquid metal lubricant can wait vertically below when the bearing rotor 201 stops rotating is included in the lubricant existing area, and when the bearing rotor 201 is rotating, all of the above-mentioned conditions are included. It is preferable that the bearing gap is filled with the liquid metal lubricant. Another means will be described. A tube opening at the vertical lowermost end of the lubricant existing region is attached to the bearing fixing body 202, and this tube is connected to the vacuum vessel V
V and the tube is connected to a lubricant container provided outside the vacuum container VV. The liquid metal lubricant is allowed to move into the lubricant container, and the height of the lubricant container in the vertical direction can be changed so that the inside of the vacuum container VV is maintained in a high vacuum state. The liquid surface height H of the liquid metal lubricant in the lubricant existing region is controlled from outside the vacuum vessel VV according to the principle of the communication pipe. For example, when the bearing rotator 201 stops rotating, the lubricant container is moved vertically downward to lower the liquid level H in the lubricant existing area, and conversely, the bearing When the rotating body 201 is rotating, the lubricant container is moved vertically upward to increase the liquid level H in the lubricant existing area. In this way, even when the diameter of the bearing opening exceeds 120 cm, the pressure effect of the surface tension can be made larger than the static pressure of the liquid metal lubricant at any position in the circumferential direction of the bearing opening. It is possible to provide the cathode power supply mechanism SL1 including a dynamic pressure sliding bearing in which the liquid metal lubricant does not leak even at the position. In addition, since the amount of the liquid metal lubricant in the vacuum vessel can be controlled from outside the vacuum vessel, not only the best lubrication state can be always maintained, but also the maintenance of the bearing becomes easy.

【0032】陰極給電機構SL1の動圧滑り軸受を構成
する軸受回転体201が十分な高速度で回転している場
合には前記のそれぞれの軸受ギャップにおいて比較的大
きな軸受損失が発生するが、軸受固定体202は外部か
ら強制冷却されている真空容器VVに熱伝導率が大きな
絶縁体220を介して熱的にも結合されているので低い
温度に保たれる。しかしながら、軸受回転体201の温
度は軸受固定体202の温度よりも相対的に高くなるの
で動作時に軸受ギャップのサイズが小さくなるのを防止
する必要がる。これを達成する為に、軸受回転体201
を構成する材質の熱膨張率が軸受固定体202を構成す
る材質の熱膨張率よりも小さくしてある。特に、軸受回
転体201の回転速度が大きくなった場合には遠心力に
よる膨張が発生じて軸受ギャップが狭くなろうとすると
軸受損失が増大してこの部分での発熱が増大し、前記の
軸受固定体202の膨張が軸受回転体201よりも大き
くなり軸受ギャップのサイズが小さくなるのが防止され
る。本発明の陰極給電機構SL1は回転部分が自ら軸受
構造となっており、軸受の負荷が小さく、自らの潤滑剤
を通じて通電作用を行うことに特徴があり、無騒音、無
振動の良好な動作を長時間続けることが出来る。
When the bearing rotating body 201 constituting the dynamic pressure sliding bearing of the cathode power feeding mechanism SL1 is rotating at a sufficiently high speed, a relatively large bearing loss occurs in each bearing gap. The fixed body 202 is kept at a low temperature because it is thermally connected to the vacuum vessel VV, which is forcibly cooled from the outside, via an insulator 220 having a large thermal conductivity. However, since the temperature of the bearing rotating body 201 is relatively higher than the temperature of the bearing fixed body 202, it is necessary to prevent the size of the bearing gap from decreasing during operation. To achieve this, the bearing rotor 201
Is made smaller than that of the material forming the bearing fixed body 202. In particular, when the rotation speed of the bearing rotating body 201 increases, expansion due to centrifugal force occurs, and if the bearing gap is to be narrowed, bearing loss increases and heat generation in this part increases, and the bearing fixing The expansion of the body 202 is prevented from being larger than that of the bearing rotor 201, and the size of the bearing gap is prevented from being reduced. The cathode power supply mechanism SL1 of the present invention is characterized in that the rotating part itself has a bearing structure, the load on the bearing is small, and the energizing action is performed through its own lubricant. You can continue for a long time.

【0033】本発明を実施例に関連して説明したが、本
発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定さ
れるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱する
ことなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろ
な変更及び改変を加えることができることを理解された
い。例えば、この発明では電子銃組立が3個取り付けて
あるが1個でも3個以上でも良い。また、この発明では
陰極側回転体組立CRとX線ターゲットTGの両方を回
転させる構造を示しているが、X線ターゲットTG及び
これに繋がっている部分を固定にした構造のカソードス
キャン型X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキャ
ナを含む事は勿論である。陰極給電機構SL1を多数取
り付けて多数の電子銃組立に同時に給電できることも勿
論である。また、上記の実施例では常温で液体の金属を
潤滑剤を使用した例を示しているが、やや高い融点を持
っており常温で固体であっても動作の前に加熱して液化
させてから動作させれば同じ効果が得られることは勿論
である。更に、前記のX線ターゲットから発生したX線
を前記の真空容器の外に取り出す為のX線放出窓は真空
容器と一体になっていても、真空容器の一部として構成
されていてもこの部分でのX線の減衰率が小さければX
線放出窓と見なすことが出来るのは勿論である。真空容
器VVは回転対称な形状でなくても良い事は勿論であ
る。真空容器の中心軸と陰極側回転体組立又は陽極側回
転体組立の中心軸がある程度ずれていても良い事は勿論
である。X線ターゲットが分割して構成されており、そ
れぞれの分割された部分に隙間があっても良い事は勿論
である。尚、本発明では、ギャップのサイズとは、ギャ
ップを構成する対向面の一方の面上の任意の点から、こ
のギャップを構成する対向面の他方の面への最短の距離
を意味している。
Although the present invention has been described with reference to illustrative embodiments, the present invention is not intended to be limited to the structure and form of the embodiments illustrated herein, but to be departed from the spirit and scope of the invention. It is to be understood that various embodiments are possible and that various changes and modifications can be made. For example, in the present invention, three electron gun assemblies are attached, but one or three or more electron gun assemblies may be used. Further, in the present invention, the structure in which both the cathode side rotating body assembly CR and the X-ray target TG are rotated is shown. However, the cathode scan type X-ray having a structure in which the X-ray target TG and a portion connected thereto are fixed. It includes a generator and an X-ray CT scanner using the same. Of course, a large number of cathode power supply mechanisms SL1 can be attached to supply power to many electron gun assemblies at the same time. Further, in the above embodiment, an example is shown in which a metal that is liquid at normal temperature is used as a lubricant.However, even if it has a rather high melting point and is solid at normal temperature, it is heated and liquefied before operation. Of course, the same effect can be obtained by operating. Further, the X-ray emission window for taking out the X-rays generated from the X-ray target outside the vacuum vessel may be integrated with the vacuum vessel or may be configured as a part of the vacuum vessel. If the X-ray attenuation rate at the part is small, X
Of course, it can be regarded as a line emission window. Needless to say, the vacuum vessel VV does not have to have a rotationally symmetric shape. It goes without saying that the center axis of the vacuum vessel and the center axis of the cathode side rotating body assembly or the anode side rotating body assembly may be deviated to some extent. It is needless to say that the X-ray target is divided and each divided part may have a gap. In the present invention, the size of the gap means the shortest distance from any point on one of the opposing surfaces forming the gap to the other of the opposing surfaces forming the gap. .

【0034】この発明は、これまで述べてきたように超
高速スキャンができるX線CTスキャナを実現させるも
のであるが、次のように小変更することにより周回中心
軸方向に向かって全周囲方向から電子線を照射する電子
線照射装置に応用することができる。即ち、前記の実施
例で説明した機器構成からX線ターゲット及びこれに関
する部分と、X線のX線分布制限機構及びファン方向分
布整形器WF及びその他のX線に関する部品を省略し
て、X線放出窓XWを薄いチタン板から成る電子線放出
窓に変更し、電子銃組立EGから電子を放出する方向を
電子線放出窓の方向に変えるだけでそのまま実用にな
る。これを使用すると、プラスチックやガラスやその他
の改質処理に使用できて工業的に大きな効果を得る電子
線照射装置を提供することができる。
The present invention realizes an X-ray CT scanner capable of performing ultra-high-speed scanning as described above. The present invention can be applied to an electron beam irradiation device for irradiating an electron beam from a device. That is, the X-ray target and the parts related thereto, the X-ray X-ray distribution limiting mechanism, the fan direction distribution shaper WF, and other X-ray related parts are omitted from the device configuration described in the above embodiment, and the X-ray The emission window XW is changed to an electron beam emission window made of a thin titanium plate, and the direction of emitting electrons from the electron gun assembly EG is changed to the direction of the electron beam emission window. When this is used, it is possible to provide an electron beam irradiation apparatus which can be used for plastics, glass, and other modification treatments and has a large industrial effect.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカソード
スキャン型X線発生器を採用すると、回転する部分を真
空容器内部の概略回転対称な構造体に軽い部品を取り付
けた構造にできるので遠心力の影響が少なくなり、例え
ばスキャン時間が0.03秒の超高速スキャン型X線C
Tスキャナを簡単な構造で安価に実現させることが出来
る。特に、複数のX線焦点から同時に短時間に多量のX
線を発生することができ、フォトンノイズが少ない十分
に良質な画像を得ることができる。発生したX線は環状
の面検出器で有効に受信され、広い範囲の領域における
多数の断面を瞬時に撮影することができ、このデータを
使用して被検体の3次元の内部構造を瞬時に検査できる
ようになる。その為に例えば人間の心臓のように動きが
速い部分が被検体の内部にあっても、これを忠実に即時
性をもって撮影できるX線CTスキャナを提供すること
ができる。陰極給電機構には液体金属を潤滑剤とした動
圧滑り軸受を採用しているので真空中で長時間にわたっ
て安定に陰極に給電できるだけでなく、回転している部
分の抵抗を小さな一定値に保つことができるので安定な
X線を発生させることができる。さらに、動圧滑り軸受
で発生した熱を有効に真空容器の外部に導いて冷却する
ことができる。外部に機械的な回転機構がなく、これに
関連した電源や電子回路は静止状態で使用できるので全
体として信頼性がよく、コンパクトなカソードスキャン
型X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキャナを提
供することが出来る。
As described above, when the cathode scan type X-ray generator of the present invention is employed, the rotating part can be formed into a structure in which light parts are attached to a substantially rotationally symmetric structure inside the vacuum vessel, so that centrifugation is performed. Ultra-high-speed scan type X-ray C with less influence of force, for example, a scan time of 0.03 seconds
The T scanner can be realized at a low cost with a simple structure. In particular, a large amount of X
Lines can be generated, and a sufficiently high-quality image with little photon noise can be obtained. The generated X-rays are effectively received by the annular surface detector, and a large number of cross-sections in a wide area can be instantaneously photographed. Using this data, the three-dimensional internal structure of the subject can be instantaneously obtained. Be able to inspect. For this reason, it is possible to provide an X-ray CT scanner capable of faithfully and immediately imaging even a portion that moves quickly, such as a human heart, inside the subject. The cathode power supply mechanism uses a hydrodynamic sliding bearing that uses liquid metal as a lubricant, so that it can supply power to the cathode stably for a long time in a vacuum and also keeps the resistance of the rotating part at a small and constant value. Therefore, stable X-rays can be generated. Further, the heat generated in the dynamic pressure sliding bearing can be effectively guided to the outside of the vacuum vessel and cooled. Since there is no external mechanical rotation mechanism and the related power supply and electronic circuit can be used in a stationary state, the overall reliability is high, and the compact cathode scan type X-ray generator and the X-ray CT using the same are available. A scanner can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のX線CTスキャナの概略の断面を表す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross section of a conventional X-ray CT scanner.

【図2】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生
器、及びX線CTスキャナの全体構造体の主要部を表す
概略の断面図及び正面図である。
FIGS. 2A and 2B are a schematic cross-sectional view and a front view showing a main part of an entire structure of a cathode scan type X-ray generator and an X-ray CT scanner according to the present invention.

【図3】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生
器、及びX線CTスキャナの全体構造体を表す概略の断
面図であり、図2(A)の拡大図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the entire structure of a cathode scan type X-ray generator and an X-ray CT scanner according to the present invention, and is an enlarged view of FIG. 2 (A).

【図4】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生器
の、ある瞬間に鉛直上方に位置した一部分の概略の断面
を拡大した図である。
FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of the cathode scan type X-ray generator according to the present invention, which is located vertically above at a certain moment.

【図5】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生器
の主要部である陰極給電機構の一部を拡大した断面図で
ある。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of a cathode power supply mechanism which is a main part of the cathode scan X-ray generator according to the present invention.

【図6】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生器
が有する陰極給電機構の主要部の一部を拡大して模式的
に示した断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a main part of a cathode power supply mechanism included in the cathode scan type X-ray generator according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ABG 陽極側の軸受機構 AR 陽極側回転体組立 B 寝台 CBG 陰極側の軸受機構 CR 陰極側回転体組立 DB 後方検出器組立 DF 前方検出器組立 D1 検出器DF,DBの一部 D2 検出器DF,DBの一部 D3 検出器DF,DBの一部 EG 電子銃組立 F1 X線焦点 F2 X線焦点 F3 X線焦点 HT 高電圧端子 LM1 円弧状のステータ LM2 円弧状のステータ M 被検体 MT1 磁路円筒 MT2 磁路円筒 RT1 ロータ RT2 ロータ SL1 陰極給電機構 SLT スリット TG X線ターゲット VC 排気口 VV 真空容器 WF ファン方向分布整形器 XW X線放出窓 1 陰極 2 電子ビーム 201 軸受回転体 202 軸受固定体 203 ラジアル軸受ギャップの鉛直上方部分 204 第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分 205 端部ギャップの鉛直上方部分 206 第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分 207 端部ギャップの鉛直上方部分 208 ラジアル軸受ギャップの鉛直下方部分 209 第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分 210 端部ギャップの鉛直下方部分 211 第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分 212 端部ギャップの鉛直下方部分 213 回転部取付環 214 固定部取付環 215 応力吸収機構 216 均温環 217 回転トルク伝達機構 220 絶縁体 221 均温環 222 電界緩和機構 223 電界緩和機構 320 軸受開口鉛直下方部分 320’ 軸受開口鉛直上方部分 321 軸受開口鉛直下方部分 321’ 軸受開口鉛直上方部分 1001 従来のX線CTスキャナの固定架台 1002 従来のX線CTスキャナの回転架台 1003 従来のX線CTスキャナの軸受 1004 従来のX線CTスキャナのX線管 1005 従来のX線CTスキャナのX線 1006 従来のX線CTスキャナの検出器 1007 従来のX線CTスキャナの電子回路 1008 従来のX線CTスキャナの制御器 1009 従来のX線CTスキャナの回転駆動機構
ABG Anode-side bearing mechanism AR Anode-side rotating body assembly B Bed CBG Cathode-side bearing mechanism CR Cathode-side rotating body assembly DB Rear detector assembly DF Front detector assembly D1 Part of detector DF, DB D2 Detector DF, Part of DB D3 Detector DF, Part of DB EG Electron gun assembly F1 X-ray focal point F2 X-ray focal point F3 X-ray focal point HT High voltage terminal LM1 Arc-shaped stator LM2 Arc-shaped stator M Subject MT1 Magnetic path cylinder MT2 Magnetic path cylinder RT1 Rotor RT2 Rotor SL1 Cathode feeding mechanism SLT Slit TG X-ray target VC Exhaust port VV Vacuum container WF Fan direction distribution shaper XW X-ray emission window 1 Cathode 2 Electron beam 201 Bearing rotating body 202 Bearing fixed body 203 Radial Vertical upper part of bearing gap 204 Vertical upper part of bearing gap of first thrust bearing 205 Vertical upper part of end gap 206 Vertical upper part of bearing gap of second thrust bearing 207 Vertical upper part of end gap 208 Vertical lower part of radial bearing gap 209 Vertical lower part of bearing gap of first thrust bearing 210 End Vertical lower part of the unit gap 211 Vertical lower part of the bearing gap of the second thrust bearing 212 Vertical lower part of the end gap 213 Rotating part mounting ring 214 Fixed part mounting ring 215 Stress absorbing mechanism 216 Temperature uniforming ring 217 Rotary torque transmitting mechanism 220 Insulator 221 Temperature uniforming ring 222 Electric field relaxation mechanism 223 Electric field relaxation mechanism 320 Vertical lower part of bearing opening 320 'Vertical upper part of bearing opening 321 Vertical lower part of bearing opening 321' Vertical upper part of bearing opening 1001 Fixed gantry of conventional X-ray CT scanner 1002 Conventional X-ray C Rotary mount of scanner 1003 Bearing of conventional X-ray CT scanner 1004 X-ray tube of conventional X-ray CT scanner 1005 X-ray of conventional X-ray CT scanner 1006 Detector of conventional X-ray CT scanner 1007 Conventional X-ray CT Electronic circuit of scanner 1008 Controller of conventional X-ray CT scanner 1009 Rotation drive mechanism of conventional X-ray CT scanner

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部を真空の状態に保持して真空空間を
形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の内
部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回転
できるように支承された陰極側回転体組立と、この陰極
側回転体組立の一部に取り付けられた電子銃組立と、こ
の電子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰極
と、この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為の
陰極給電機構と、前記の陰極の周回軌道と対向して取り
付けられた環状のX線ターゲットと、このX線ターゲッ
トの表面で発生したX線を前記の真空容器の外に取り出
す為のX線放出窓と、前記の陰極側回転体組立に回転力
を与える回転駆動機構と、前記の陰極側回転体組立を真
空容器内で回転自在に支承する軸受機構とを有して構成
されており、前記の陰極給電機構は軸受機構を含んでお
り、この軸受機構は、この軸受機構を固定する部分であ
る環状の軸受固定体と、回転部分である環状の軸受回転
体とを含んでおり、これらの軸受固定体と軸受回転体は
ギャップを有して互いに対向する軸受面を有しており、
これらの軸受面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の
軸受溝が設けられており、前記の軸受面で挟まれて成る
軸受ギャップには動作時に液体である液体金属潤滑剤が
充填されており、この液体金属潤滑剤と、前記の軸受回
転体と、前記の軸受固定体とを通じて前記の真空容器の
外から前記の陰極に給電できるようになっていることを
特徴とするカソードスキャン型X線発生器、及びこれを
使ったX線CTスキャナ。
1. A donut-shaped vacuum container for forming a vacuum space by maintaining a vacuum state inside the vacuum container, and supported in the vacuum space inside the vacuum container so as to be rotatable coaxially with a center axis of the vacuum container. A cathode side rotating body assembly, an electron gun assembly attached to a part of the cathode side rotating body assembly, a cathode attached to the electron gun assembly and emitting electrons, and A cathode power supply mechanism for supplying power from the outside, an annular X-ray target attached to face the orbit of the cathode, and X-rays generated on the surface of the X-ray target being outside the vacuum vessel. An X-ray emission window for taking out the light, a rotary drive mechanism for applying a rotational force to the cathode-side rotating body assembly, and a bearing mechanism for rotatably supporting the cathode-side rotating body assembly in a vacuum vessel. Is composed of the above The cathode power supply mechanism includes a bearing mechanism. The bearing mechanism includes an annular bearing fixed body that is a part for fixing the bearing mechanism, and an annular bearing rotating body that is a rotating part. The fixed body and the bearing rotating body have bearing surfaces facing each other with a gap,
At least one of these bearing surfaces is provided with a herringbone-shaped bearing groove, and a bearing gap formed between the bearing surfaces is filled with a liquid metal lubricant that is liquid during operation. A cathode scan type X-ray generator, wherein a metal lubricant, the bearing rotating body, and the bearing fixed body can supply power to the cathode from outside the vacuum vessel, And an X-ray CT scanner using the same.
【請求項2】 前記の軸受回転体は回転時に前記の液体
金属潤滑剤に生じる動圧力で浮上するように構成されて
おり、前記の軸受固定体と前記の軸受回転体は、前記の
液体金属潤滑剤の実質的な存在境界となる2個の環状の
軸受開口と、前記の液体金属潤滑剤で濡れない面を持つ
端部ギャップとを構成しており、それぞれの軸受開口
は、この端部ギャップを通じて前記の真空空間に連通し
ていることを特徴とする特許請求項1に記載のカソード
スキャン型X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキ
ャナ。
2. The bearing rotating body is configured to float by a dynamic pressure generated in the liquid metal lubricant during rotation, and the bearing fixed body and the bearing rotating body are formed of the liquid metal lubricant. Two annular bearing openings, which are substantially boundaries of the presence of the lubricant, and an end gap having a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant, are formed at each of the end openings. 2. The cathode scan type X-ray generator according to claim 1, wherein the X-ray generator communicates with the vacuum space through a gap, and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項3】 前記の軸受開口を構成する対向面間のギ
ャップのサイズは、鉛直下方に位置する部分ほど小さく
なっていることを特徴とする特許請求項2に記載のカソ
ードスキャン型X線発生器、及びこれを使ったX線CT
スキャナ。
3. The cathode scan type X-ray generator according to claim 2, wherein the size of the gap between the opposing surfaces forming the bearing opening is smaller in a portion located vertically downward. Device and X-ray CT using it
Scanner.
【請求項4】 前記の軸受開口を構成する対向面の内で
軸受回転体に在る面は、前記の軸受固定体に在る面より
小さな径を有することを特徴とする特許請求項3に記載
のカソードスキャン型X線発生器及びこれを使ったX線
CTスキャナ。
4. A bearing according to claim 3, wherein a surface of the bearing rotating body among the facing surfaces constituting the bearing opening has a smaller diameter than a surface of the bearing fixed body. An X-ray CT scanner using the cathode scan type X-ray generator described above.
【請求項5】 前記の軸受回転体と前記の軸受固定体と
前記の2個の軸受開口とで囲まれてできる潤滑剤存在領
域の容積は、この潤滑剤存在領域の中に充填された液体
金属潤滑剤の体積よりも大きいことを特徴とする特許請
求項2〜4のいずれか1つに記載のカソードスキャン型
X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキャナ。
5. The volume of a lubricant existing area formed by the bearing rotating body, the bearing fixed body, and the two bearing openings is a liquid filled in the lubricant existing area. The cathode scan type X-ray generator according to any one of claims 2 to 4, wherein the volume is larger than the volume of the metal lubricant, and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項6】 前記の軸受固定体と前記の軸受回転体と
前記2個の環状の軸受開口とで囲まれて出来る潤滑剤存
在領域に開口した、前記の真空容器の外部に通じる通路
が設けてあり、この通路を通じて前記の潤滑剤存在領域
内に在る液体金属潤滑剤の量を、前記の真空容器の内部
を高真空状態に保った状態で、前記の真空容器の外部か
ら変化させられるようになっていることを特徴とする特
許請求項2〜5のいずれか1つに記載のカソードスキャ
ン型X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキャナ。
6. A passage communicating with the outside of the vacuum vessel is provided in a lubricant existing region formed by the bearing fixing body, the bearing rotating body, and the two annular bearing openings. Through the passage, the amount of the liquid metal lubricant present in the lubricant existing region can be changed from outside the vacuum vessel while keeping the inside of the vacuum vessel at a high vacuum state. The cathode scan type X-ray generator according to any one of claims 2 to 5, and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項7】 前記の軸受回転体と前記の軸受固定体と
は前記の液体金属潤滑剤を介して熱的に結合されてお
り、前記の軸受固定体は電気絶縁体を介して前記の真空
容器の外側から冷却されていることを特徴とする特許請
求項1〜6のいずれか1つに記載のカソードスキャン型
X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキャナ。
7. The bearing rotating body and the bearing fixed body are thermally coupled via the liquid metal lubricant, and the bearing fixed body is connected to the vacuum via an electrical insulator. The cathode scan type X-ray generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the X-ray CT scanner is cooled by cooling from the outside of the container.
【請求項8】 前記の軸受固定体を構成する材質の熱膨
張率は前記の軸受回転体を構成する材質の熱膨張率より
も大きいことを特徴とする特許請求項3〜4のいずれか
1つに記載のカソードスキャン型X線発生器、及びこれ
を使ったX線CTスキャナ。
8. A bearing according to claim 3, wherein a coefficient of thermal expansion of a material forming said bearing fixed body is larger than a coefficient of thermal expansion of a material forming said bearing rotating body. And a X-ray CT scanner using the same.
【請求項9】 前記の軸受機構は回転対称でない変形を
減少させる機能を有する応力緩和機構を介して複数の絶
縁体ブロックで支えられていることを特徴とする特許請
求項1〜4のいずれか1つに記載のカソードスキャン型
X線発生器、及びこれを使ったX線CTスキャナ。
9. The bearing mechanism according to claim 1, wherein said bearing mechanism is supported by a plurality of insulator blocks via a stress relaxation mechanism having a function of reducing non-rotationally symmetric deformation. A cathode scan type X-ray generator according to one or more aspects and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項10】 前記の応力緩和機構は、前記の軸受固
定体に接続された第一の環と、この第一の環と対面して
距離を隔てて設けられた第二の環とを有しており、これ
らの第一の環と第二の環よりも剛性が小さい環状構造体
で互いに接続されて構成されていることを特徴とする特
許請求項9に記載のカソードスキャン型X線発生器及び
これを使ったX線CTスキャナ。
10. The stress relaxation mechanism includes a first ring connected to the bearing fixing body, and a second ring provided at a distance from the first ring and facing the first ring. 10. The cathode scan type X-ray generator according to claim 9, wherein the first ring and the second ring are connected to each other by an annular structure having a lower rigidity than the second ring. Device and X-ray CT scanner using the same.
【請求項11】 前記の複数の絶縁体ブロックは、これ
よりも熱伝導率が大きな材質から成る均温環で共通に挟
まれて取り付けられていることを特徴とする特許請求項
9に記載のカソードスキャン型X線発生器、及びこれを
使ったX線CTスキャナ。
11. The device according to claim 9, wherein the plurality of insulator blocks are commonly sandwiched and mounted by a temperature equalizing ring made of a material having a higher thermal conductivity. A cathode scan type X-ray generator and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項12】 前記の軸受回転体は、前記の陰極側回
転体組立又はこれに取り付けられた部品に接続された回
転トルク伝達機構を介して回転トルクを与えられ、この
回転トルク伝達機構は前記の軸受回転体の偏芯又は軸方
向の変位の少なくとも一方を許容する方向の剛性が小さ
くなっていることを特徴とする特許請求項1に記載のカ
ソードスキャン型X線発生器、及びこれを使ったX線C
Tスキャナ。
12. The bearing rotating body is provided with a rotating torque via a rotating torque transmitting mechanism connected to the cathode side rotating body assembly or a component attached to the cathode rotating body assembly. 2. The cathode scan type X-ray generator according to claim 1, wherein the rigidity of the bearing rotating body in a direction allowing at least one of eccentricity and axial displacement is reduced. X-ray C
T scanner.
【請求項13】 内部を真空の状態に保持して真空空間
を形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の
内部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回
転できるように支承された陰極側回転体組立と、この陰
極側回転体組立の一部に取り付けられた電子銃組立と、
この電子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰
極と、この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為
の陰極給電機構と、前記の陰極から放出されて加速され
た電子を取り出す為の電子線放出窓と、前記の陰極側回
転体組立に回転力を与える回転駆動機構と、前記の陰極
側回転体組立を真空容器内で回転自在に支承する軸受機
構とを有して構成されており、前記の陰極給電機構は軸
受機構を有しており、この軸受機構は、この軸受機構を
固定する部分である環状の軸受固定体と、回転部分であ
る環状の軸受回転体とを含んでおり、これらの軸受固定
体と軸受回転体とはギャップを有して互いに対向する軸
受面を有しており、これらの軸受面の少なくとも一方に
はヘリンボーン状の軸受溝が設けられており、前記の軸
受面で挟まれて成る軸受ギャップには動作時に液体であ
る液体金属潤滑剤が充填されており、この液体金属潤滑
剤と、前記の軸受回転体と、前記の軸受固定体とを通じ
て前記の陰極に給電できるようになっていることを特徴
とする電子線照射装置。
13. A donut-shaped vacuum vessel which forms a vacuum space by holding the inside of the vacuum state, and is supported so as to be coaxially rotatable in the vacuum space inside the vacuum vessel with the center axis of the vacuum vessel. A cathode-side rotating body assembly, and an electron gun assembly attached to a part of the cathode-side rotating body assembly,
A cathode attached to the electron gun assembly for emitting electrons; a cathode power supply mechanism for supplying power to the cathode from outside the vacuum vessel; and a cathode power supply mechanism for extracting accelerated electrons emitted from the cathode. An electron beam emission window, a rotation drive mechanism for applying a rotational force to the cathode-side rotating body assembly, and a bearing mechanism for rotatably supporting the cathode-side rotating body assembly in a vacuum vessel. The cathode power supply mechanism has a bearing mechanism, and the bearing mechanism includes an annular bearing fixed body that is a part for fixing the bearing mechanism, and an annular bearing rotating body that is a rotating part. The bearing fixed body and the bearing rotating body have bearing surfaces facing each other with a gap, and at least one of these bearing surfaces is provided with a herringbone-shaped bearing groove. Between the bearing surfaces The bearing gap is filled with a liquid metal lubricant which is liquid during operation, and the cathode can be supplied with power through the liquid metal lubricant, the bearing rotating body, and the bearing fixed body. An electron beam irradiation apparatus, characterized in that:
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