JP2001276048A - 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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JP2001276048A
JP2001276048A JP2000100194A JP2000100194A JP2001276048A JP 2001276048 A JP2001276048 A JP 2001276048A JP 2000100194 A JP2000100194 A JP 2000100194A JP 2000100194 A JP2000100194 A JP 2000100194A JP 2001276048 A JP2001276048 A JP 2001276048A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C2316/10Apparatus in health or amusement in medical appliances, e.g. in diagnosis, dentistry, instruments, prostheses, medical imaging appliances

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a very high-speed CT scanner reducing the scanning time of an X-ray CT scanner and a cathode scanning type X-ray generator for realizing the above scanner. SOLUTION: The very high-speed CT scanner and the cathode scanning type X-ray generator for realizing the above scanner have a cathode-side rotator assembly CR, at least one electronic gun assembly EG, a cathode for discharging thermoelectron, and an annular cathode power supply mechanism SL1 in a doughnut-shaped vacuum vessel VV, and makes a cathode orbit around an examinee body while supplying the power to the cathode, 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 consisting of a hidrodynamic slide bearing lubricated by metal liquid lubricant. There is an annular low- pressure cavity between the hidrodynamic slide bearing.

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で電子銃組立を周回さ
せると共に、真空容器内で周回している部品に真空容器
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. Provided is a small-sized X-ray CT scanner capable of obtaining a three-dimensional image by instantaneously photographing a subject by orbiting the subject. A dynamic pressure sliding bearing using a liquid metal as a lubricant is used to rotate the electron gun assembly in the vacuum vessel, and the components circulating in the vacuum vessel are 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100
2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 masses of the components attached to the rotary gantry 1002 increases, and if the scanning speed of the X-ray CT scanner is increased, a large centrifugal force acts, and the components mounted on the rotary gantry 1002 and the rotary gantry 100
2 has a drawback that the scanning speed cannot be increased because it cannot withstand excessive stress.

【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 is done by taking out electrons from an electron gun assembly fixed at the bottom of a vacuum vessel in the shape of a thermos bottle placed on its side, and electromagnetically controlling the position of the electrons while traveling about 100 cm in the vacuum vessel. After orbiting around the subject, the electrons are made incident on an arc-shaped X-ray target to extract an X-ray that makes a half circle. With this structure, high-speed scanning with a scan time of about 0.1 second is possible,
Poor image quality due to insufficient X-ray dose, too large X-ray focus, difficulty in maintaining stable operation, and difficulty in handling because the entire device is large They have disadvantages such as high cost and are used only for special purposes.

【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
真空中で信頼性よく使える軸受機構、及び真空中で回転
している部品に給電できる給電機構として、動作時に液
体である金属を潤滑剤として使用した環状の動圧滑り軸
受を開発し、この軸受の直径が大きくてかつ軸受の開口
部の高低落差が大きいにもかかわらず、液体金属潤滑剤
が軸受機構の外に漏出しないだけでなく、軸受機構の内
部に異常な高圧力が生じた場合でも液体金属潤滑剤が軸
受機構の外部に移動しない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. In particular, to achieve this, a bearing mechanism that can be used reliably in a vacuum, and a power supply mechanism that can supply power to components rotating in a vacuum. In spite of the fact that this bearing has a large diameter and a large height drop at the bearing opening, not only does the liquid metal lubricant not leak out of the bearing mechanism, An object of the present invention is to provide a cathode scan type X-ray generator in which a liquid metal lubricant does not move to the outside of a bearing mechanism even when an extremely high pressure is generated, and an X-ray CT scanner using the same.

【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
回転部分をな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
中において取り付けられた環状の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0.0
3秒程度の超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 so as to be reduced to a minimum, 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.
X-rays that have passed through the subject are detected by an annular X-ray detector mounted in the air coaxially with the vacuum container, 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. Also, since about three electron gun assemblies are mounted on the same cathode side rotating body assembly, the scan time is 0.0%.
An ultra-high-speed scan of about 3 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
真空中において安定した回転を続ける手段と、回転体の
電位を安定して一定値に設定する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
く使える軸受機構として、動作時に液体である液体金属
を潤滑剤として使用した環状の動圧滑り軸受を採用し、
この軸受の直径が大きくて軸受の開口部の高低落差が大
きいにもかかわらず、液体金属潤滑剤が軸受機構の外に
漏出しない手段を提供している。また、液体金属潤滑剤
を介して回転体の電位を一定値に設定している。
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 a means for continuing stable rotation in a vacuum and a reliable means for stably setting the potential of the rotating body to a constant value have not been found. In the present invention, as a bearing mechanism that can be used reliably in a vacuum, an annular dynamic pressure sliding bearing using a liquid metal that is a liquid during operation as a lubricant is adopted,
This provides a means for preventing the liquid metal lubricant from leaking out of the bearing mechanism despite the fact that the diameter of the bearing is large and the height drop of the opening of the bearing is large. Further, the potential of the rotating body is set to a constant value via the liquid metal lubricant.

【0008】軸受機構の回転部分を構成する軸受回転体
が回転しているときには、軸受の表面に設けた軸受溝の
吸引作用で液体金属潤滑剤が内部に閉じ込められる。一
般的に、軸受回転体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スキャナでは軸受回転体の回転中
心が実質的に水平方向にあり、軸受の直径がおよそ10
0cmと大きい為に軸受ギャップ内の高低落差が大き
く、前記の軸受ギャップの鉛直下方に位置する部分に在
る液体金属潤滑剤は、重力加速度によって大きな静圧力
を受ける。前記の軸受の開口部において、前記の液体金
属潤滑剤に生じる表面張力の圧力効果がこの静圧力に打
ち勝つ為に、鉛直下方の軸受ギャップのサイズは極めて
小さくしてある。これを実現する手段のひとつとして、
軸受の開口部と隣接する軸受をスラスト軸受に限定し、
この部分の軸受ギャップのサイズを小さく保ってある。
この影響で鉛直下方における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なり、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。しかしながら、軸受機構の内部に残留気体の膨張等
の不都合が生じた場合にも液体金属潤滑剤が軸受機構の
外部に移動しないようにする必要がある。
When the bearing rotating body constituting the rotating part of the bearing mechanism is rotating, the liquid metal lubricant is confined inside by the suction action of the bearing groove provided on the surface of the bearing. Generally, when the bearing rotating body stops rotating, leakage of the liquid metal lubricant is prevented by the surface tension of the liquid metal lubricant generated in the opening at the end of the bearing. However, in the X-ray CT scanner of the present invention, the center of rotation of the bearing rotating body is substantially horizontal, and the diameter of the bearing is approximately 10 mm.
Since the height is as large as 0 cm, the height difference in the bearing gap is large, and the liquid metal lubricant in the portion located vertically below the bearing gap receives a large static pressure due to the gravitational acceleration. In the opening of the bearing, the size of the bearing gap vertically below is extremely small so that the pressure effect of the surface tension generated in the liquid metal lubricant overcomes this static pressure. As one of the means to achieve this,
Limit the bearings adjacent to the bearing opening to thrust bearings,
The size of the bearing gap in this area is kept small.
Due to this effect, the pressure effect of the surface tension in the vertical downward direction becomes larger than the static pressure of the liquid metal lubricant, and the leakage of the liquid metal lubricant to the outside is prevented, and stable operation is guaranteed. However, it is necessary to prevent the liquid metal lubricant from moving to the outside of the bearing mechanism even when a problem such as expansion of residual gas occurs inside the bearing mechanism.

【0009】本発明では、軸受の開口部の外側に位置す
る面の角度を大きくし、液体金属潤滑剤が、軸受の内部
の圧力が増えて外部に向かって膨らんだ場合でも、この
部分が周囲の面に接触しないようになっているので、圧
力が正常に戻れば液体金属潤滑剤は軸受内に戻るように
してある。また、軸受と軸受の間に容積が大きく圧力が
低い環状の窪みが設けてあり、軸受内にガスが発生した
場合でも軸受の近傍にあるこの低圧力窪みで減圧され
て、液体金属潤滑剤を軸受の外部に押し出す作用が生じ
ないようになっている。更に、この低圧力窪みは真空空
間に通じており常に低い圧力に保たれるようになってい
る。従って、本発明のカソードスキャン型X線発生器は
軸受内に異常な圧力変化が発生しても液体金属潤滑剤が
軸受の外部に漏出することなく、長期間にわたって安定
な動作を続けることができる。
According to the present invention, the angle of the surface located outside the opening of the bearing is increased, so that even if the liquid metal lubricant swells outward due to an increase in the pressure inside the bearing, this portion is surrounded by the surroundings. As the pressure returns to normal, the liquid metal lubricant returns to the inside of the bearing. In addition, a ring-shaped depression having a large volume and a low pressure is provided between the bearings. Even when gas is generated in the bearing, the pressure is reduced by the low-pressure depression near the bearing, and the liquid metal lubricant is removed. The effect of pushing the bearing out of the bearing does not occur. Further, the low-pressure depression communicates with the vacuum space so that the low-pressure depression is always kept at a low pressure. Therefore, the cathode scan type X-ray generator of the present invention can continue stable operation for a long period of time without the liquid metal lubricant leaking out of the bearing even if an abnormal pressure change occurs in the bearing. .

【0010】本発明を採用すれば、軸受面は真空容器に
熱的に連通しており、真空容器は外部から強制冷却され
ているので軸受での発熱があるにもかかわらず、軸受面
の温度が上がらず、熱膨張が少なく、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、電子銃組立
やX線ターゲットなどのように発熱する部品も軸受ギャ
ップ内に在る液体金属潤滑剤を介して強制冷却され、熱
膨張等が抑制される。
According to the present invention, the bearing surface is in thermal communication with the vacuum vessel, and the vacuum vessel is forcibly cooled from the outside. , The thermal expansion is small, and stable operation can be continued for a long time. Further, components that generate heat, such as an electron gun assembly and an X-ray target, are also forcibly cooled via the liquid metal lubricant present in the bearing gap, thereby suppressing thermal expansion and the like.

【0011】[0011]

【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線を使用することに
より、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、且つ大出力
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. The use of the orbiting X-ray realizes an X-ray CT scanner having no rotating mechanism in the atmosphere. Cathode scan type X for X-ray CT scanner that can perform ultra-high-speed scanning and obtain large output, which was impossible with an X-ray CT scanner having a conventional structure
A ray generator 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.

【0012】[0012]

【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
3は原理図であり、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電子銃組立周辺の断面の一部を拡
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
を拡大した断面図であり、図6は図5の下方の一部を拡
大した断面図であり、図7は他の実施例を表す拡大した
断面図の一部である。
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. 2 shows a cathode scan type X-ray generator of the present invention and an X-ray using the same.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the entire structure of the X-ray CT scanner, FIG. 3 is a principle view, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of a cathode scan type X-ray generator according to the present invention which is located vertically above at a certain moment. Is an enlarged view of a part of a cross section around the electron gun assembly in a state of being located vertically above at a certain moment. The same parts have the same symbols.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of the cathode scan type X-ray generator of the present invention, FIG. 6 is an enlarged sectional view of a lower part of FIG. 5, and FIG. It is a part of the enlarged sectional view showing.

【0013】図2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2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。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2又は図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RT2
が同軸状に取り付けられており、これと同軸状に磁性体
から成る磁路円筒が取り付けられている。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が取り付けられてい
る。前記のロータRT2は前記の磁路円筒とステータL
M2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CR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V
Vに接続されている。
As shown in FIG. 2, the donut-shaped vacuum vessel VV is installed so that its central axis is substantially horizontal, and is constantly evacuated to a high vacuum state from an exhaust port VC by a vacuum pump (not shown). As shown in FIG. 2 or FIG.
A cylindrical cathode-side rotating body assembly CR is provided in a vacuum space inside the vacuum vessel VV. The cathode-side rotating body assembly CR is a bearing mechanism CBG comprising a dynamic pressure sliding bearing using a liquid metal which is a liquid at room temperature as a lubricant. , Which are rotatably supported in a vacuum, and their central axes coincide with CC ′. Three electron gun assemblies EG are attached to the cathode side rotating body assembly CR separately in the circumferential direction. As shown in FIG. 2 or FIG. 4, a cylindrical rotor RT2 made of copper is provided on the cathode side rotating body assembly CR.
Are mounted coaxially, and a magnetic path cylinder made of a magnetic material is mounted coaxially with the shaft. Rotor RT2
An arc-shaped stator LM2 is attached to the outside of the vacuum vessel VV along the vacuum vessel wall in a state facing the vacuum vessel VV. The rotor RT2 includes the magnetic path cylinder and the stator L.
It is arranged in a state sandwiched by M2. 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. The cathode side rotating body assembly CR electrically and thermally passes through the vacuum vessel V through a liquid metal lubricant in a bearing mechanism CBG including a dynamic pressure sliding bearing.
Connected to V.

【0014】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2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
取り付けられている。前記のロータRT1は前記の磁路
円筒とステータ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、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の陰極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. 2, 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 made of a magnetic material is mounted coaxially with the magnetic path cylinder. An arc-shaped stator LM1 is attached along the vacuum vessel wall outside the vacuum vessel in a state facing the rotor RT1. The rotor RT1 is disposed between the magnetic path cylinder and the stator LM1. The rotor RT1 is given a rotating torque by receiving electromagnetic induction from the stator LM1 through a wall made of a non-magnetic material of the vacuum vessel VV, so that the anode side rotating body assembly AR rotates. The center axis of rotation of the X-ray target TG and the center axis CC 'of rotation of the cathode 1 of the electron gun assembly EG.
In the state where the cathode 1 always faces the surface of the X-ray target TG, the two rotate in opposite directions.

【0015】図2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。図2又は図4に示す実施例では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。これらの
図では陰極給電機構SL1の内部構造は簡略化して表し
ている。電子銃組立EGの陰極1は、真空容器VV内に
おいて電子銃組立EGの周回中心軸CC’と実質的に同
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は固定部と回転部とを有し、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VVの一
部に機械的に固定されている。陰極給電機構SL1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の回転部が電子銃組立EG
に弾力性のある回転トルク伝達機構217で機械的に連
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た状態で電子銃組立EGと共に
回転する。
Referring to FIG. 2 or FIG. 4, cathode feeding mechanism SL
1 will be described. In the embodiment shown in FIG. 2 or FIG.
The two cathode power supply mechanisms SL1 are coaxially mounted, and form three independent current paths. In these figures, the internal structure of the cathode power supply mechanism SL1 is simplified. The cathode 1 of the electron gun assembly EG is electrically connected to the high voltage terminal HT through an annular cathode feeding mechanism SL1 having a center axis substantially the same as the circulating center axis CC ′ of the electron gun assembly EG in the vacuum vessel VV. ing. High voltage terminal HT
Is supplied with a negative high voltage of about -150 KV and power for heating the cathode 1 of the electron gun assembly EG from a high voltage power supply (not shown) provided outside the vacuum vessel VV. Each cathode power supply mechanism SL1 has a fixed portion and a rotating portion, and the fixed portion is mechanically fixed to a part of the vacuum vessel VV via an insulator 220 while maintaining electrical insulation. The rotating part and the fixed part of the cathode power supply mechanism SL1 constitute a dynamic pressure sliding bearing using liquid metal as a lubricant, and electricity is supplied between the two via the liquid metal lubricant. The rotating part of the cathode power supply mechanism SL1 is an electron gun assembly EG
The cathode power feeding mechanism SL1 rotates together with the electron gun assembly EG while allowing a certain degree of eccentricity and axial displacement.

【0016】X線ターゲットTGは陽極側回転体組立A
Rの軸受機構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に接続されている。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
設定されると共に、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 connected to the vacuum vessel VV via the liquid metal lubricant present in the R bearing mechanism ABG. 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 set 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,
Since the temperature of the line target TG is kept low, a large input is allowed and an extremely large amount of X-rays can be generated in a short time.

【0017】電子銃組立EGは、図3に示すF1,F
2,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F
1,F2,F3は同時にX線を発生させながら図3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D
F,DBのそれぞれの対向面に到達する。
The electron gun assembly EG includes F1 and F shown in FIG.
As shown in F2 and F3, three are mounted at equal intervals around the cathode side rotating body assembly CR. Here, F1, F2, and F3 indicate three focal points of X-rays that are generated when the electrons 2 are accelerated and collide with the X-ray target TG. X-ray focus F
1, F2 and F3 simultaneously rotate in the same direction as shown in FIG. 3 while simultaneously generating X-rays. 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. The X-rays emitted from the X-ray focal points F1, F2, F3 are shown in FIG.
As shown in the figure, the fan is shaped like a fan by the X-ray distribution limiting mechanism inside the X-ray target TG, and after passing through the fan direction distribution shaper WF (see FIG. 4) attached to the cathode side rotating body assembly CR, the vacuum X-ray emission window XW of container VV
(See FIG. 4), and after passing through the external annular slit SLT, pass through the subject M and pass through the X-ray target TG.
Annular X-ray detectors D mounted coaxially with
F and DB are reached.

【0018】図3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. 3, X-ray focal points F1, F2,
The X-rays emanating from F3 are received by the subdivided detection elements, each of which is in the opposite part D1, D2, 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 the entire annular detector, all the detection 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 is also divided into a large number of detection element rows in the direction of the central axis CC ′, and a signal detected by each detection element is converted into a digital signal by an electronic circuit (not shown). The image is reconstructed into a tomographic image by a computer (not shown) and displayed on an image display device (not shown) to obtain a multi-slice CT image.

【0019】ある瞬間に鉛直上方に位置した状態におけ
る電子銃組立周辺の断面の一部を拡大して図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。また、マルチス
ライススキャン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 cross section around the electron gun assembly at a moment when it is positioned vertically above, 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. In addition, since the multi-slice scan is realized, X-rays can be effectively used, 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 achieve three-dimensional scanning. Real-time CT image can be obtained.

【0020】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
動圧滑り軸受からなる軸受機構CBG、ABG、及び前
記の陰極給電機構SL1の回転部分を回転自在に支承す
る動圧滑り軸受を実現させることである。従来は、直径
が5cm以下である小型で且つ開口部が片側のみにある
動圧滑り軸受は実用化されている。この場合には、動圧
滑り軸受の内部に挿入された液体金属潤滑剤は軸受の開
口における表面張力の作用で軸受の開口より内側に留め
られていた。動圧滑り軸受の十分な軸受圧力を得る為に
は回転部分と固定部分のギャップのサイズは数十μmに
限定されていた。例えば軸受の開口部におけるギャップ
のサイズが50μmの場合には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における表面張力に打
ち勝って液体金属潤滑剤が外部に漏出する。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の周方
向における高低落差が100cm程度の動圧滑り軸受は
従来の技術では実現不可能であった。
In order to realize the X-ray CT scanner having the above configuration, it is inevitable that the bearing mechanisms CBG and ABG comprising dynamic pressure sliding bearings which can be practically used in the above-described device configuration and the cathode power supply mechanism SL1 be used. An object of the present invention is to realize a hydrodynamic sliding bearing that rotatably supports a rotating part. Conventionally, dynamic pressure sliding bearings having a diameter of 5 cm or less and having an opening on only one side have been put to practical use. In this case, the liquid metal lubricant inserted into the dynamic pressure sliding bearing is retained inside the bearing opening by the action of surface tension at the bearing opening. In order to obtain a sufficient bearing pressure of the hydrodynamic sliding bearing, the size of the gap between the rotating part and the fixed part has been limited to several tens of μm. For example, when the size of the gap in the opening of the bearing is 50 μm and the height drop of the liquid metal lubricant exceeds about 18 cm, the static pressure of the liquid metal lubricant due to gravitational acceleration overcomes the surface tension at the opening of the bearing and the liquid Metal lubricant leaks out. This becomes a serious problem when the rotating part of the bearing stops rotating. Particularly, a dynamic pressure sliding bearing having a height drop of about 100 cm in the circumferential direction of the opening of the bearing as in the case of the present invention cannot be realized by the conventional technology.

【0021】図5と図6と図7を参照して動圧滑り軸受
から成る軸受機構CBGについて説明する。図5は陰極
側回転体組立CRと陰極側の軸受機構CBG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。図6と図7は、図5の下方に位置する一部分
の拡大図であり、それぞれ異なる実施例を示している。
陰極側回転体組立CRには軸受機構CBGの回転部分で
ある軸受回転体102が同軸状に取り付けてある。軸受
回転体102には軸受機構CBGの固定部分である軸受
固定体101がギャップを有して嵌め合わせてある。軸
受固定体101の一部は真空容器VVに機械的及び熱的
に結合されている。真空容器VVは図示しない支持架台
に取り付けられており、設置床に対して適正な姿勢及び
水平方向の位置が保てるようになっている。軸受固定体
101と軸受回転体102と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103、10
8、第二の軸受ギャップ104,109、第三の軸受ギ
ャップ106、111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、それぞれの軸受ギャップは、ラジアル軸受と、これ
を挟んで互いに距離をもって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と成っている。軸受ギャップ1
03と108、軸受ギャップ104と109、軸受ギャ
ップ106と111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ている。
Referring to FIGS. 5, 6 and 7, a description will be given of a bearing mechanism CBG comprising a dynamic pressure sliding bearing. FIG. 5 is an enlarged view of a part of the cross section of the cathode side rotating body assembly CR and the cathode side bearing mechanism CBG. The upper part of FIG. 5 shows a part that is vertically located at a certain moment in actual use,
The lower part shows the part located vertically below at the same moment. In FIG. 5, the central part is omitted and is shortened and displayed. 6 and 7 are enlarged views of a part located below FIG. 5 and show different embodiments.
A bearing rotating body 102, which is a rotating part of the bearing mechanism CBG, is coaxially attached to the cathode side rotating body assembly CR. A bearing fixed body 101 which is a fixed part of the bearing mechanism CBG is fitted to the bearing rotating body 102 with a gap. A part of the bearing fixing body 101 is mechanically and thermally connected to the vacuum vessel VV. The vacuum vessel VV is attached to a support base (not shown) so that an appropriate posture and a horizontal position with respect to the installation floor can be maintained. The bearing fixed body 101 and the bearing rotating body 102 have surfaces facing each other, and the facing surfaces are the first bearing gaps 103 and 10.
8, the second bearing gap 104,109, the third bearing gap 106,111. At least one of the opposing surfaces forming the bearing gap has a herringbone-shaped bearing groove. In the first, second and third bearing gaps, a liquid metal that is liquid at room temperature, preferably gallium,
Lubricant made of alloy of Injum and bell is filled, each bearing gap is a radial bearing, a first thrust bearing and a second thrust which are mounted facing each other with a distance between them. The bearing gaps constitute the bearings. Bearing gap 1
The reference numerals 03 and 108, the bearing gaps 104 and 109, and the bearing gaps 106 and 111 are the same, and different numbers indicate differences in the indicated positions. Here, it is shown that at least one of the surfaces facing the bearing gap has the bearing groove.

【0022】陰極側回転体組立CRに回転トルクが与え
られた場合には、これらの軸受内に動圧力が生じるので
回転部分を浮上させて回転自在に支承することができ
る。軸受回転体102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は、軸受の内部に閉
じ込める作用が生を受けるので軸受のギャップから外部
の真空空間に漏出することは無い。
When a rotational torque is applied to the cathode side rotating body assembly CR, a dynamic pressure is generated in these bearings, so that the rotating portion can be floated and rotatably supported. When the bearing rotating body 102 is rotating, the liquid metal lubricant in each bearing gap undergoes an action of confining the inside of the bearing, so that it does not leak from the bearing gap to the outside vacuum space.

【0023】図5及び図6に示すように、前記の軸受固
定体101と軸受回転体102が構成する対向面には第
一の端部ギャップ105、110、第二の端部ギャップ
107、112があり、ラジアル軸受の軸受ギャップ1
03,108と、第一の端部ギャップ105,110、
及び第二の端部ギャップ107,112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10
4,109、及び第二のスラスト軸受の軸受ギャップ1
06,111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104、
109はラジアル軸受の軸受ギャップ103,108と
第一の端部ギャップ105,110とに、第二のスラス
ト軸受の軸受ギャップ106,111はラジアル軸受の
軸受ギャップ103,108と第二の端部ギャップ10
7,112とに連通している。第一の端部ギャップ10
5,110と第二の端部ギャップ107,112を構成
するそれぞれの対向面の直径はラジアル軸受の軸受ギャ
ップ103,108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105、110のサイ
ズと第二の端部ギャップ107、112のサイズはラジ
アル軸受の軸受ギャップ103、108のサイズよりも
大きくなっており、第一の端部ギャップ105,110
と第二の端部ギャップ107,112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104,109
と第一の端部ギャップ105、110との間には環状の
軸受開口121、121’があり、第二のスラスト軸受
の軸受ギャップ106、111と第二の端部ギャップ1
07、112との間には環状の軸受開口120、12
0’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。端部ギャップ105と110、端部
ギャップ107と112、軸受開口120と120’、
軸受開口121と121’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、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 FIGS. 5 and 6, first and second end gaps 105 and 110 and second and end gaps 107 and 112 are formed on opposing surfaces formed by the bearing fixed body 101 and the bearing rotating body 102, respectively. Bearing gap 1 for radial bearings
03, 108 and first end gaps 105, 110,
The central axes of the opposing surfaces constituting the second end gaps 107 and 112 coincide with CC ′ in a state where they are substantially horizontal. Bearing gap 10 of first thrust bearing
4,109, and bearing gap 1 of the second thrust bearing
06,111 are flat, and the bearing gap 104 of the first thrust bearing,
Reference numeral 109 denotes a bearing gap between the radial bearings 103 and 108 and the first end gaps 105 and 110, and bearing gaps 106 and 111 of the second thrust bearing correspond to the bearing gaps 103 and 108 of the radial bearing and the second end gap. 10
7, 112. First end gap 10
The diameter of each of the opposing surfaces forming the second end gaps 107 and 112 is smaller than the diameter of the opposing surfaces forming the bearing gaps 103 and 108 of the radial bearing. The size of the first end gaps 105, 110 and the size of the second end gaps 107, 112 are larger than the size of the bearing gaps 103, 108 of the radial bearing and the first end gaps 105, 110.
And the second end gaps 107, 112 are both in communication with the vacuum space, and have opposing surfaces which are not wetted by the liquid metal lubricant (not shown). Bearing gaps 104, 109 of the first thrust bearing
There are annular bearing openings 121, 121 'between the first end gap 105, 110 and the second end gap 1 with the bearing gaps 106, 111 of the second thrust bearing.
07, 112 between the annular bearing openings 120, 12
There is 0 '. These bearing openings have opposing surfaces that are not wetted by the liquid metal lubricant and a gap sandwiched therebetween. End gaps 105 and 110, end gaps 107 and 112, bearing openings 120 and 120 ',
The bearing openings 121 and 121 'are the same, and different numbers indicate different positions. Here, at least one of the surfaces facing the end gap has the non-wetting surface.

【0024】図6を参照して鉛直下方の部分について説
明する。ここでの説明は図示されている鉛直下方の部分
のみについて述べる。軸受機構CBG内の前記の液体金
属潤滑剤が存在する領域と前記の真空空間との実質的な
境界を成す軸受開口120、及び軸受開口121には液
体金属潤滑剤で濡れない表面があり、この部分で液体金
属潤滑剤に表面張力が作用して、前記の軸受回転体10
2が回転を停止した場合にも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、鉛直下方に位置するに従って液
体金属潤滑剤内の静圧力が、より大きいことになる。一
方、前記の液体金属潤滑剤を押し戻す表面張力の圧力効
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十分に小さくしてお
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。これ
は、前記のスラスト軸受の端部に軸受開口を構成するこ
とによって達成できる。この理由は、本発明に使用され
る軸受の直径が100cm程度と大きい為にラジアル軸
受のギャップのサイズは十分に小さな値に保つことが困
難であるが、スラスト軸受では、対向する軸受環の距離
が短いので熱膨張の影響を受け難いことや、水平な回転
中心軸CC’を持つように取り付けられているので重力
の影響も、遠心力の影響も受け難いことや、軸受面が平
面状に作られているので高精度を維持しやすいこと等で
ある。更に、スラスト軸受では、軸受ギャップのサイズ
を小さくしても軸受の幅を狭くすることにより軸受損失
が過大にならないようにできる特徴がある。軸受開口の
ギャップのサイズは、これと隣接するスラスト軸受の軸
受ギャップのサイズと同程度に小さくできる。
The vertically lower portion will be described with reference to FIG. The description here will be made only for the vertically lower part shown in the figure. The bearing opening 120 and the bearing opening 121, which form a substantial boundary between the region where the liquid metal lubricant is present in the bearing mechanism CBG and the vacuum space, have a surface that is not wet by the liquid metal lubricant. The surface tension acts on the liquid metal lubricant in the portion, and the bearing rotating body 10
Even when the rotation of the motor 2 stops, the liquid metal lubricant is prevented from leaking to the outside. 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 static pressure in the liquid metal lubricant becomes higher as it is located vertically downward. On the other hand, the pressure effect of the surface tension that pushes back the liquid metal lubricant is inversely proportional to the size of the gap of the bearing opening. Therefore, if the size of the gap of the bearing opening is made sufficiently small, it is possible to prevent the liquid metal lubricant from leaking from the inside of the dynamic pressure sliding bearing having a large diameter. This can be achieved by forming a bearing opening at the end of the thrust bearing. The reason is that it is difficult to keep the gap size of the radial bearing at a sufficiently small value because the diameter of the bearing used in the present invention is as large as about 100 cm. Is short so that it is hardly affected by thermal expansion.Because it is mounted with a horizontal rotation center axis CC ', it is hardly affected by gravity and centrifugal force. It is easy to maintain high accuracy because it is made. Further, the thrust bearing has a feature that even if the size of the bearing gap is reduced, the bearing loss can be prevented from becoming excessive by reducing the width of the bearing. The size of the gap at the bearing opening can be as small as the size of the bearing gap of the adjacent thrust bearing.

【0025】しかしながら、真空容器VVの内部を真空
状態に排気している過程や長時間の運転の間には前記の
液体金属潤滑剤の中に含まれていたガスや、前記の軸受
面を構成する材質に残留するガスが膨張する場合があ
り、液体金属潤滑剤が前記の軸受開口から押し出される
こともある。この場合でも、液体金属潤滑剤を軸受の内
部に押し戻す作用が生じるようになっていることが求め
られる。仮に、液体金属潤滑剤が非可逆的に軸受開口の
外側に押し出された場合にでも、これが真空容器の内部
の真空空間に飛散するのは防止する必要がある。本発明
では、これらの要求に応えるために、以下に説明するよ
うに、液体金属潤滑剤で満たされていない空間を持ち、
圧力が低い環状の低圧力窪み151,152,153を
軸受と軸受の間に設けており、この低圧力窪み151,
152,153はいつも真空空間と同じ圧力に保たれる
ようになっている。
However, during the process of evacuating the inside of the vacuum vessel VV to a vacuum state or during a long-time operation, the gas contained in the liquid metal lubricant and the bearing surface are formed. The gas remaining in the material to be expanded may expand, and the liquid metal lubricant may be pushed out of the bearing opening. Even in this case, it is required that an action of pushing the liquid metal lubricant back into the bearing is generated. Even if the liquid metal lubricant is irreversibly pushed out of the bearing opening, it is necessary to prevent the lubricant from scattering into the vacuum space inside the vacuum vessel. In the present invention, in order to meet these requirements, as described below, having a space not filled with the liquid metal lubricant,
Annular low-pressure depressions 151, 152, 153 having low pressure are provided between the bearings.
152 and 153 are always kept at the same pressure as the vacuum space.

【0026】図6を参照して更に詳細に説明する。ここ
での説明は図示されている鉛直下方の部分のみについて
述べる。前記の第二スラスト軸受の軸受ギャップ11
1、及び前記の第一スラスト軸受の軸受ギャップ109
は、真空空間とのそれぞれの実質的な境界を成す環状の
軸受開口120、及び121を持っている。軸受回転体
102には環状の低圧力窪み151、152、153が
設けてあり、これらの部分では回転する面と固定の面と
のギャップのサイズは1mm以上と大きくなっており、
軸受圧力は実質的に生じない。低圧力窪み152は第二
のスラスト軸受の軸受ギャップ111に隣接しており、
低圧力窪み153は第一のスラスト軸受の軸受ギャップ
109に隣接しており、低圧力窪み152と低圧力窪み
153の中間に第三の低圧力窪み151がある。低圧力
窪み152と151の間及び低圧力窪み153と151
の間にはそれぞれラジアル軸受が構成されている。これ
までの説明ではこれらの軸受ギャップをまとめて108
で示している。環状の低圧力窪み151,152,15
3の少なくとも一部はいかなる場合でも液体金属潤滑剤
で満たされない空間ができるように液体金属潤滑剤の量
が決められている。
This will be described in more detail with reference to FIG. The description here will be made only for the vertically lower part shown in the figure. Bearing gap 11 of the second thrust bearing
1, and the bearing gap 109 of the first thrust bearing
Has annular bearing openings 120 and 121 that define respective substantial boundaries with the vacuum space. The bearing rotating body 102 is provided with annular low-pressure depressions 151, 152, and 153. In these portions, the size of the gap between the rotating surface and the fixed surface is as large as 1 mm or more.
There is substantially no bearing pressure. The low pressure recess 152 is adjacent to the bearing gap 111 of the second thrust bearing,
The low-pressure depression 153 is adjacent to the bearing gap 109 of the first thrust bearing, and a third low-pressure depression 151 is located between the low-pressure depression 152 and the low-pressure depression 153. Between the low pressure depressions 152 and 151 and the low pressure depressions 153 and 151
Between them, radial bearings are formed. In the above description, these bearing gaps are collectively referred to as 108.
Indicated by. Annular low-pressure depressions 151, 152, 15
The amount of the liquid metal lubricant is determined so that at least a part of 3 is not filled with the liquid metal lubricant in any case.

【0027】環状の低圧力窪み151,152,153
内に在る液体金属潤滑剤の量を制御する手段について述
べる。前記の低圧力窪み151,152,153のいず
れかの鉛直最下端に開口する管を前記の軸受固定体10
1に取り付け、この管を前記の真空容器VV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
に従って前記の低圧力窪み151,152,153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102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102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低圧
力窪み151,152,153における液面高さHを高
くする。このようにすると、前記の低圧力窪み151,
152,153内の液体金属潤滑剤の量を真空容器VV
の外部から常に最適値に制御できる。又、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。
Annular low-pressure depressions 151, 152, 153
The means for controlling the amount of the liquid metal lubricant present therein will be described. A pipe opening at the vertical lower end of any of the low-pressure depressions 151, 152, 153
1, the pipe is guided outside the vacuum vessel VV, and the pipe is connected to a lubricant container provided outside the vacuum vessel 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 height H of the liquid metal lubricant in the low-pressure depressions 151, 152, 153 is controlled from outside the vacuum vessel VV according to the principle of the communication pipe. For example, when the bearing rotating body 102 has stopped 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 102 is rotating, the lubricant container is moved vertically upward to increase the liquid level H in the low-pressure depressions 151, 152, and 153. By doing so, the low pressure depression 151,
The amount of the liquid metal lubricant in 152, 153 is
Can always be controlled to the optimum value from outside. In addition, not only the best lubrication state can be always maintained, but also the maintenance of the bearing becomes easy.

【0028】次に、動作について説明する。先ず、図6
の実施例について説明する。環境の低圧力窪み151、
152、153は十分に大きな容積を持っており、この
中に溜まっている液体金属潤滑剤の体積は比較的少な
い。軸受回転体102が回転を停止している場合にはそ
れぞれの動圧滑り軸受には動圧力を生じない。しかもこ
れらの軸受の直径が大きく、高低落差が大きいので、鉛
直上方にある液体金属潤滑剤は鉛直下方に移動して空間
が生じて真空空間に至るガスの通路を作り易い。従っ
て、この状態において低圧力窪み151、152、15
3内部の空間部分は実質的に真空容器の真空空間と同じ
高真空状態となる。
Next, the operation will be described. First, FIG.
An example will be described. Environmental low pressure depression 151,
Each of 152 and 153 has a sufficiently large volume, and the volume of the liquid metal lubricant stored therein is relatively small. When the bearing rotating body 102 stops rotating, no dynamic pressure is generated in each of the dynamic pressure sliding bearings. In addition, since the diameters of these bearings are large and the height difference is large, the liquid metal lubricant vertically above moves vertically below to create a space, and it is easy to form a gas passage to the vacuum space. Therefore, in this state, the low pressure depressions 151, 152, 15
The space inside 3 is in the same high vacuum state as the vacuum space of the vacuum container.

【0029】軸受回転体102が回転している場合には
それぞれの軸受には動圧力が生じる。軸受回転体102
内や軸受固定体101内や液体金属潤滑剤内から残留ガ
スが出現した場合に、このガスは軸受の動圧力により移
動を妨げられる。しかるに、回転速度が停止するとガス
の圧力が相対的に大きくなり移動する。これらのガスは
前記の環状の低圧力窪み151,152,153のいず
れかに達して、その体積が膨張して圧力が低くなる。こ
れらの環状の低圧力窪み151,152,153に溜ま
ったガスは軸受回転体102が回転を停止したときに前
記のように液体金属潤滑剤が移動して出来た通路を通っ
て高真空に排気される。このようにして、軸受内の圧力
が過度に高くなるのが防げるので液体金属潤滑剤が軸受
機構の外部に漏出するのが防げ、長時間にわたって安定
な動作を続けることができる。
When the bearing rotating body 102 is rotating, a dynamic pressure is generated in each bearing. Bearing rotating body 102
When residual gas appears in the bearing, the bearing fixed body 101 or the liquid metal lubricant, the movement of the gas is hindered by the dynamic pressure of the bearing. However, when the rotation speed stops, the pressure of the gas relatively increases and the gas moves. These gases reach any of the annular low-pressure depressions 151, 152, and 153, and their volumes expand to lower the pressure. The gas collected in these annular low-pressure depressions 151, 152, and 153 is exhausted to a high vacuum through the passage formed by the movement of the liquid metal lubricant as described above when the bearing rotor 102 stops rotating. Is done. In this manner, the pressure in the bearing can be prevented from becoming excessively high, so that the liquid metal lubricant can be prevented from leaking out of the bearing mechanism, and stable operation can be continued for a long time.

【0030】次に、更に好適な他の実施例について図7
を参照して説明する。ここでの説明は図示されている鉛
直下方の部分のみについて述べる。それぞれの低圧力窪
み151、152,153の間には軸受回転体102の
全周囲に渡って等配に作られた多数の連通孔から成る連
通路162、163が設けてあり、液体金属潤滑剤が移
動できるようになっている。環状の低圧力窪み151,
152,153の少なくとも一部はいかなる場合でも液
体金属潤滑剤で満たされない空間ができるように液体金
属潤滑剤の量が決められている。
Next, another preferred embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The description here will be made only for the vertically lower part shown in the figure. Between the low pressure depressions 151, 152, 153, there are provided communication paths 162, 163 composed of a large number of communication holes formed evenly over the entire circumference of the bearing rotating body 102, and a liquid metal lubricant is provided. Can be moved. Annular low pressure depression 151,
The amount of the liquid metal lubricant is determined so that at least a part of 152 and 153 is not filled with the liquid metal lubricant in any case.

【0031】軸受回転体102には環状の軸受開口12
0に隣接して環状の窪み132が設けてあり、他の環状
の軸受開口121の近傍にも環状の窪み133が設けて
ある。これらの環状の窪み132,133は軸受回転体
102の全周囲に渡って等配に作られた多数の細孔から
成る連通路160、161で環状の低圧力窪み151と
繋がっている。これらの細孔から成る連通路160,1
61は液体金属潤滑剤で濡れない表面を持っており、且
つ十分に小さな孔であるので液体金属潤滑剤の表面張力
が大きく、通常は液体金属潤滑剤がこれらの中に入り込
むことは無い。前記のように低圧力窪み151,15
2,153の少なくとも一部はいかなる場合でも液体金
属潤滑剤で満たされない空間ができるように成っている
ので、多数の連通孔から成る連通路162、163の内
少なくとも一個を介して前記の環状の低圧力窪み151
内の空間は真空領域と同程度の高真空状態に保たれる。
環状の低圧力窪み151は前記の環状の窪み132,1
33よりも直径が大きくなっており常に低圧力窪み15
1の方向に向かった遠心力を受ける。
The bearing rotating body 102 has an annular bearing opening 12.
An annular dent 132 is provided adjacent to zero, and an annular dent 133 is also provided near the other annular bearing opening 121. These annular recesses 132 and 133 are connected to the annular low-pressure recess 151 by communication passages 160 and 161 formed of a number of fine pores formed evenly around the entire circumference of the bearing rotor 102. Communicating passages 160, 1 consisting of these pores
Numeral 61 has a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant and has sufficiently small holes that the surface tension of the liquid metal lubricant is large, so that the liquid metal lubricant does not normally enter these. As described above, the low pressure depressions 151, 15
Since at least a part of the second and second parts 153 is provided with a space which is not filled with the liquid metal lubricant in any case, the annular shape is formed through at least one of the communication paths 162 and 163 having a large number of communication holes. Low pressure depression 151
The interior space is maintained in a high vacuum state comparable to the vacuum area.
The annular low-pressure depression 151 corresponds to the annular depression 132,1.
The diameter is larger than 33 and the low pressure depression 15
Subject to centrifugal force in the direction of 1.

【0032】予期しない理由によって液体金属潤滑剤が
環状の軸受開口120、又は軸受開口121より真空空
間側に出てきて、環状の窪み132、133に到達した
場合には遠心力を受けてこの液体金属潤滑剤は細孔から
成る連通路160、又は161を通って前記の低圧力窪
み151に移動させられる。この効果により、液体金属
潤滑剤が軸受機構CBGの外の真空空間に漏出する可能
性は更に低下する。前記の連通孔から成る連通路16
2,163により全ての環状の低圧力窪み151,15
2,153は液体金属潤滑剤の移動又は鉛直上方部の空
間を通して前記の低圧力窪み151と同じ真空状態に保
たれることになる。このようにして、軸受内の圧力が過
度に高くなるのが防げるので液体金属潤滑剤が軸受機構
の外部に漏出するのが防げ、長時間にわたって安定な動
作を続けることができる。
For unexpected reasons, when the liquid metal lubricant comes out of the annular bearing opening 120 or 121 into the vacuum space side and reaches the annular depressions 132 and 133, it receives centrifugal force and receives this liquid. The metal lubricant is moved to the low-pressure depression 151 through the communication passage 160 or 161 formed of a fine hole. This effect further reduces the possibility that the liquid metal lubricant leaks into the vacuum space outside the bearing mechanism CBG. Communication path 16 comprising communication hole
2,163 all annular low pressure depressions 151,15
2 and 153 are maintained in the same vacuum state as the low-pressure depression 151 through the movement of the liquid metal lubricant or through the space in the vertical upper part. In this manner, the pressure in the bearing can be prevented from becoming excessively high, so that the liquid metal lubricant can be prevented from leaking out of the bearing mechanism, and stable operation can be continued for a long time.

【0033】これまでの説明では陰極側回転体CRに使
用している軸受機構CBGについて説明したが、陽極側
回転体組立ARに使用している軸受機構ABGも、前記
の陰極給電機構SL1の回転部分に使用している動圧滑
り軸受から成る軸受機構も同様の構造と成っている。
In the above description, the bearing mechanism CBG used for the cathode side rotating body CR has been described. However, the bearing mechanism ABG used for the anode side rotating body assembly AR also includes the rotating mechanism of the cathode power feeding mechanism SL1. The bearing mechanism composed of the hydrodynamic sliding bearing used in the part has the same structure.

【0034】軸受回転体102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101
は、外部から強制冷却されている真空容器VVに熱的に
も結合されているので、低い温度に保たれる。軸受回転
体102は、それぞれの軸受ギャップ内に在る液体金属
潤滑剤を介して軸受固定体101に熱的に結合されてお
り、十分に低い温度に保たれる。また、軸受回転体10
2には陰極側回転体組立CRが機械的に結合してあり、
陰極側回転体組立CRには電子銃組立EGなどの発熱体
が取り付けてある。特に、陽極側の軸受機構AGBでは
多量の熱を発生するX線ターゲットTGから多量の熱が
流入する。これらの場合でも、上記の理由により軸受機
構部分の温度を十分に低く保つことができる。
When the bearing rotating body 102 is rotating at a sufficiently high speed, a relatively large bearing loss occurs in each of the above-described bearing gaps.
Is also thermally connected to the vacuum vessel VV, which is forcibly cooled from the outside, so that the temperature is kept low. The bearing rotator 102 is thermally coupled to the bearing fixed body 101 via a liquid metal lubricant in each bearing gap, and is kept at a sufficiently low temperature. In addition, the bearing rotating body 10
2, a cathode side rotating body assembly CR is mechanically connected,
A heating element such as an electron gun assembly EG is attached to the cathode side rotating body assembly CR. Particularly, in the anode-side bearing mechanism AGB, a large amount of heat flows from the X-ray target TG which generates a large amount of heat. Even in these cases, the temperature of the bearing mechanism can be kept sufficiently low for the above-described reason.

【0035】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。軸受固定体101は真空容器
の一部として構成しても良いことは勿論である。また、
上記の実施例では常温で液体である液体金属を潤滑剤と
して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V
V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。低圧力窪みは軸受固定体に設けてもよいことは勿論
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 illustrated embodiments, but is 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. Needless to say, the bearing fixing body 101 may be configured as a part of a vacuum vessel. Also,
In the above embodiment, an example is shown in which a liquid metal that is liquid at room temperature is used as a lubricant.However, even if it is a solid at room temperature, it has a slightly higher melting point and 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 a portion is small, it can be regarded as an X-ray emission window. Vacuum container V
It is needless to say that V need not 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. Of course, the low-pressure depression may be provided in the bearing fixing body. 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. .

【0036】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.

【0037】[0037]

【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でき
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。軸受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
定に使用できるだけでなく、回転している部分の電位を
一定に保つことができて微小放電などの不安定な現象の
発生を防止できる。さらに、動圧滑り軸受を通して内部
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。軸受機構を高真空の環境で十分な信頼性
を保って安定に動作させることができる。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、X線
CTスキャナ全体がコンパクトになる。軸受機構の内部
で突発的な不都合が生じても動作特性に影響を受けない
信頼性が高い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 bearing mechanism uses a hydrodynamic sliding bearing that uses liquid metal as a lubricant, so it can be used stably in a vacuum for a long time, and can keep the potential of the rotating part constant, and it is very small. The occurrence of unstable phenomena such as discharge can be prevented. Further, the heat generated inside through the dynamic pressure sliding bearing can be effectively guided to the outside of the vacuum vessel to be cooled. The bearing mechanism can be operated stably with sufficient reliability in a high vacuum environment. Since there is no external mechanical rotation mechanism and the related power supply and electronic circuits can be used in a stationary state, the overall reliability is high and the whole X-ray CT scanner is compact. It is possible to provide a highly reliable cathode scan X-ray generator that is not affected by operating characteristics even when a sudden inconvenience occurs inside the bearing mechanism, and an ultra-high-speed X-ray CT scanner using the same.

【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、及びこれを使ったX線CTスキャナの全体構造体の
主要部の断面である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of an overall structure of a cathode scan type X-ray generator according to the present invention and an X-ray CT scanner using the same.

【図3】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生
器、及びこれを使ったX線CTスキャナの原理を説明す
る図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of a cathode scan type X-ray generator according to the present invention and an X-ray CT scanner using the same.

【図4】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生器
の、ある瞬間において鉛直上方に位置する一部分の断面
を拡大した図である。
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.

【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側回転体組立の部分を拡大した断面
図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a part of a cathode side rotating body assembly which is a main part of the cathode scan type 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
の主要部である図5の一部を更に拡大した断面図であ
る。
FIG. 6 is a further enlarged sectional view of a part of FIG. 5, which is a main part of the cathode scan type X-ray generator according to the present invention.

【図7】本発明に係わるカソードスキャン型X線発生器
の他の実施例の主要部を拡大した断面図である。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part of another embodiment of 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 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 101 軸受固定体 102 軸受回転体 103 ラジアル軸受ギャップの鉛直上方部分 104 第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分 105 端部ギャップの鉛直上方部分 106 第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分 107 端部ギャップの鉛直上方部分 108 ラジアル軸受ギャップの鉛直下方部分 109 第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分 110 端部ギャップの鉛直下方部分 111 第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分 112 端部ギャップの鉛直下方部分 120 軸受開口の鉛直下方部分 120’ 軸受開口の鉛直上方部分 121 軸受開口の鉛直下方部分 121’ 軸受開口の鉛直上方部分 132 環状の窪み 133 環状の窪み 151 低圧力窪み 152 低圧力窪み 153 低圧力窪み 160 細孔から成る連通路 161 細孔から成る連通路 162 連通孔から成る連通路 163 連通孔から成る連通路 217 回転トルク伝達機構 220 絶縁体 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 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 101 Bearing fixed body 102 Bearing rotating body 103 Vertical upper part of radial bearing gap 104 Vertically above the bearing gap of one thrust bearing 105 Vertically above the end gap Part 106 Vertical upper part of the bearing gap of the second thrust bearing 107 Vertical upper part of the end gap 108 Vertical lower part of the radial bearing gap 109 Vertical lower part of the bearing gap of the first thrust bearing 110 Vertical lower part of the end gap 111 Vertical lower part of the bearing gap of the second thrust bearing 112 Vertical lower part of the end gap 120 Vertical lower part of the bearing opening 120 'Vertical upper part of the bearing opening 121 Vertical lower part of the bearing opening 121' Vertical upper part of the bearing opening 132 Annular depression 133 Annular depression 151 Low-pressure depression 152 Low-pressure depression 153 Low-pressure depression 160 Communicating path composed of fine pores 161 Communicating path composed of fine pores 162 Communicating path composed of communicating holes 163 Communicating path composed of communicating holes 217 Rotating torque Transmission mechanism 220 Insulator 1001 Conventional X Fixed frame of CT scanner 1002 Rotary frame of conventional X-ray CT 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 Conventional X-ray Detector of CT scanner 1007 Electronic circuit of conventional X-ray CT scanner 1008 Controller of conventional X-ray CT scanner 1009 Rotation drive mechanism of conventional X-ray CT scanner

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 5/02 G21K 5/02 X 5/04 5/04 E 5/08 5/08 X 5/10 5/10 M H01J 35/08 H01J 35/08 C 35/26 35/26 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) G21K 5/02 G21K 5/02 X 5/04 5/04 E 5/08 5/08 X 5/10 5/10 M H01J 35/08 H01J 35/08 C 35/26 35/26

Claims (10)

【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
陰極給電機構の回転部分と、前記の陰極の周回軌道を含
む面と対面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、前記の陰極給電機構の回転部分を真空容器内
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、これらの軸受機構の内の少なくとも一方の軸受機構
は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定体と、
この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回転体と
を含んでおり、これらの軸受固定体と軸受回転体の間に
は動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした複数の動
圧滑り軸受が構成されており、それぞれの動圧滑り軸受
はギャップを有して対向する軸受面を有し、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、前記の動圧滑り軸受には、回転軸方向に
動圧力を生じる第一のスラスト軸受と、回転半径方向に
動圧力を生じる少なくとも1個のラジアル軸受と、前記
の第一のスラスト軸受と距離をもって対面した第二のス
ラスト軸受とが含まれており、これらの内のいずれか2
個の軸受の間に軸受圧力が小さく、且つ前記の液体金属
潤滑剤で満たされていない空間部分を有する、環状に配
設された第一の低圧力窪みを有し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 rotating portion of a cathode power supply mechanism for supplying power from the outside, an annular X-ray target mounted facing a surface including the orbital path of the cathode, and an X-ray generated on the surface of the X-ray target. An X-ray emission window for taking out of the vacuum vessel, a rotation drive mechanism for applying a rotational force to the cathode-side rotating body assembly, and a bearing rotatably supporting the cathode-side rotating body assembly in the vacuum vessel. Mechanism and the cathode And a bearing mechanism for rotatably supporting a rotating part of the power supply mechanism in the vacuum vessel. At least one of these bearing mechanisms is a part for fixing the bearing mechanism. Bearing fixed body,
A plurality of hydrodynamic sliding bearings which use a liquid metal, which is a liquid during operation, as a lubricant between these bearing fixed bodies and the bearing rotary bodies. Each of the dynamic pressure sliding bearings has an opposing bearing surface with a gap, and at least one of these bearing surfaces is provided with a herringbone-shaped bearing groove. The slide bearing includes a first thrust bearing that generates a dynamic pressure in a rotation axis direction, at least one radial bearing that generates a dynamic pressure in a rotation radius direction, and a second thrust bearing facing the first thrust bearing with a distance. Thrust bearings, and any two of these
A first low-pressure recess arranged in an annular shape having a low bearing pressure between the two bearings and having a space portion not filled with the liquid metal lubricant. Cathode scan type X-ray generator and X using the same
Line CT scanner.
【請求項2】 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陽極側回転体組立と、この陽極
側回転体組立に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に対向した軌道を成して
周回できるよう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、
前記の陽極側回転体組立に回転力を与える回転駆動機構
と、前記の陽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、この軸受
機構は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定体
と、この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回転
体とを含んでおり、これらの軸受固定体と軸受回転体の
間には動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした複数
の動圧滑り軸受が構成されており、それぞれの動圧滑り
軸受はギャップを有して対向する軸受面を有し、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、前記の動圧滑り軸受には、回転軸方
向に動圧力を生じる第一のスラスト軸受と、回転半径方
向に動圧力を生じる少なくとも1個のラジアル軸受と、
前記の第一のスラスト軸受と距離をもって対面した第二
のスラスト軸受とが含まれており、これらの内のいずれ
か2個の軸受の間に軸受圧力が小さく、且つ前記の液体
金属潤滑剤で満たされていない空間部分を有する、環状
に配設された第一の低圧力窪みを有していることを特徴
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。
2. A donut-shaped vacuum vessel for forming a vacuum space by holding the inside of the vacuum state, and supported so as to be coaxially rotatable in the vacuum space inside the vacuum vessel with the center axis of the vacuum vessel. An anode-side rotator assembly, an annular X-ray target attached to the anode-side rotator assembly, and an electron gun assembly attached to orbit around an X-ray target in a trajectory facing the surface of the X-ray target. A cathode mounted on the electron gun assembly and emitting electrons,
A cathode power supply mechanism for supplying power to the cathode from outside the vacuum vessel, and X-rays generated on the surface of the X-ray target.
An X-ray emission window for taking out the radiation outside the vacuum vessel;
It has a rotary drive mechanism that applies a rotational force to the anode-side rotating body assembly, and a bearing mechanism that rotatably supports the anode-side rotating body assembly in a vacuum vessel. And a bearing rotating body that is a part for fixing the bearing mechanism, and a bearing rotating body that is fitted to and rotated by the bearing fixing body, and a liquid is generated between the bearing stationary body and the bearing rotating body during operation. A plurality of hydrodynamic sliding bearings using a liquid metal as a lubricant, each hydrodynamic sliding bearing has a bearing surface facing with a gap, and at least one of these bearing surfaces has A herringbone-shaped bearing groove is provided, and the dynamic pressure sliding bearing includes a first thrust bearing that generates a dynamic pressure in a rotational axis direction, and at least one radial bearing that generates a dynamic pressure in a rotational radial direction. ,
A second thrust bearing facing the first thrust bearing at a distance is included, the bearing pressure is low between any two of these bearings, and the liquid metal lubricant is used. A cathode scan type X-ray generator comprising an annularly disposed first low-pressure depression having an unfilled space portion, and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項3】 前記の動圧滑り軸受の内のいずれか2個
は、前記の液体金属潤滑剤の存在領域と前記の真空空間
との実質的な境界を形成する軸受開口に繋がっており、
この軸受開口は、前記の軸受回転体に在る第一の面と前
記の軸受固定体に在る第二の面と、これらの第一の面と
第二の面とで挟まれたギャップとで構成されており、前
記の第一の低圧力窪みを形成する面の最小の半径は、前
記の軸受開口を構成する前記の第一の面、又は前記の第
二の面の最大の半径よりも大きいことを特徴とする特許
請求項1または2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。
3. Any two of said hydrodynamic sliding bearings are connected to a bearing opening which forms a substantial boundary between said liquid metal lubricant existing area and said vacuum space,
The bearing opening has a first surface in the bearing rotating body, a second surface in the bearing fixing body, and a gap sandwiched between the first surface and the second surface. Wherein the minimum radius of the surface forming the first low-pressure depression is larger than the maximum radius of the first surface or the second surface forming the bearing opening. 3. A cathode scan type X-ray generator according to claim 1, wherein the X-ray CT scanner uses the same.
【請求項4】 前記の動圧滑り軸受の内のいずれか2個
は、前記の液体金属潤滑剤の存在領域と前記の真空空間
との実質的な境界を形成する軸受開口と繋がっており、
この軸受開口は、前記の軸受回転体に在る第一の面と、
前記の軸受固定体に在る第二の面と、これらの第一の面
と第二の面で挟まれたギャップとで構成されており、前
記の第一の低圧力窪みは前記の軸受開口の第一の面又は
第二の面に繋がった連通路を有していることを特徴とす
る特許請求項1〜3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。
4. Any two of the dynamic pressure sliding bearings are connected to a bearing opening forming a substantial boundary between a region where the liquid metal lubricant exists and the vacuum space,
This bearing opening, the first surface of the bearing rotating body,
A second surface of the bearing fixed body, and a gap sandwiched between the first surface and the second surface, wherein the first low-pressure depression is formed in the bearing opening. The cathode scan type X-ray generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the cathode scan type X-ray generator has a communication path connected to the first surface or the second surface. X-ray CT scanner used.
【請求項5】 前記の動圧滑り軸受の内のいずれか2個
の軸受の間に、軸受圧力が小さく且つ前記の液体金属潤
滑剤で満たされていない空間部分を有する、環状に配設
された第二の低圧力窪みが設けてあり、この第二の低圧
力窪みは前記の第一の低圧力窪みに繋がった連通路を有
してい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。
5. An annular arrangement between any two of said hydrodynamic sliding bearings, having a space with a low bearing pressure and not filled with said liquid metal lubricant. 4. The method according to claim 3, wherein a second low-pressure depression is provided, and the second low-pressure depression has a communication passage connected to the first low-pressure depression. A cathode scan type X-ray generator and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項6】 前記の連通路は前記の液体金属潤滑剤で
濡れない表面を持っていることを特徴とする特許請求項
4または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 cathode scan type X-ray generator according to claim 4, wherein said communication passage has a surface which is not wetted by said liquid metal lubricant. , And an X-ray CT scanner using the same.
【請求項7】 前記の連通路は、この連通路の端部にお
いて前記の液体金属潤滑剤内に生じる静圧力よりも大き
な表面張力の圧力効果が生じるように作られていること
を特徴とする特許請求項6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 communication path is characterized in that a pressure effect of a surface tension greater than a static pressure generated in the liquid metal lubricant occurs at an end of the communication path. A cathode scan type X-ray generator according to claim 6, and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項8】 前記の連通路の端部において、前記の液
体金属潤滑剤に生じる表面張力の圧力効果は、この液体
金属潤滑剤に作用する遠心力による圧力効果よりも小さ
いことを特徴とする特許請求項7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 pressure effect of a surface tension generated in the liquid metal lubricant at an end of the communication passage is smaller than a pressure effect of centrifugal force acting on the liquid metal lubricant. A cathode scan type X-ray generator according to claim 7, and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項9】 前記の第一の低圧力窪みに開口した、前
記の真空容器の外部に通じる通路を設け、この通路を通
じて、前記の第一の低圧力窪み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し
たことを特徴とする特許請求項1〜8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. A passage opening to said first low-pressure recess and leading to the outside of said vacuum vessel, through which the amount of liquid metal lubricant present in said first low-pressure recess is provided. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein, while maintaining the inside of the vacuum vessel in a high vacuum state, the vacuum vessel can be changed from outside the vacuum vessel. A cathode scan type X-ray generator and an X-ray CT scanner using the same.
【請求項10】 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
の陰極給電機構の回転部分と、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、前記の陰極給電機構の回転部分を真空
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、これらの軸受機構の内の少なくとも一方の軸
受機構は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定
体と、この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回
転体とを有し、これらの軸受固定体と軸受回転体の間に
は動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした複数の動
圧滑り軸受が構成されており、それぞれの動圧滑り軸受
はギャップを有して対向する軸受面を有し、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、前記の動圧滑り軸受には、回転軸方向に
動圧力を生じる第一のスラスト軸受と、回転半径方向に
動圧力を生じる少なくとも1個のラジアル軸受と、前記
の第一のスラスト軸受と距離をもって対面した第二のス
ラスト軸受とが含まれており、これらのいずれか2個の
軸受の間に軸受圧力が小さく、且つ前記の液体金属潤滑
剤で満たされていない空間部分を有する、環状に配設さ
れた第一の低圧力窪みを有していることを特徴とする電
子線照射装置。
10. A donut-shaped vacuum container for forming a vacuum space by maintaining the inside of the vacuum state, and supported so as to be coaxial with the center axis of the vacuum container in the vacuum space inside the vacuum container. 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 rotating portion of a cathode power supply mechanism for supplying power to the cathode from outside the vacuum vessel, and electrons accelerated by the cathode are emitted. An electron beam emission window for taking out, a rotation driving mechanism for applying a rotation force to the cathode side rotating body assembly,
A bearing mechanism for rotatably supporting the cathode side rotating body assembly in the vacuum vessel; and a bearing mechanism for rotatably supporting the rotating part of the cathode power supply mechanism in the vacuum vessel. At least one of these bearing mechanisms has a bearing fixed body that is a part for fixing the bearing mechanism, and a bearing rotating body that is fitted into the bearing fixed body and rotates. A plurality of hydrodynamic sliding bearings using a liquid metal, which is liquid during operation, as a lubricant are formed between the fixed body and the bearing rotating body, and each of the hydrodynamic sliding bearings has a bearing surface opposing a gap. A herringbone-shaped bearing groove is provided on at least one of these bearing surfaces, and the dynamic pressure sliding bearing includes a first thrust bearing that generates a dynamic pressure in the rotation axis direction, and a rotation radius. To generate dynamic pressure in the At least one radial bearing and a second thrust bearing facing the first thrust bearing at a distance are included. The bearing pressure is low between any two of these bearings, and An electron beam irradiator comprising: a first annular low-pressure depression having a space portion not filled with the liquid metal lubricant.
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