JP2021500696A - 放射線放出装置 - Google Patents

Abstract

放射線放出装置（１００、２００、３００）が提供される。放射線放出装置（１００、２００、３００）は、電子ビームを放出するように構成されたカソード（１２６）と、シャフト（１１２、２２０）を回転するように構成されたアノード（１２２、２３０）を含むことができる。アノード（１２２、２３０）は、カソード（１２６）から電子ビームを受信するように配置することができる。放射線放出装置（１００、２００、３００）は、さらにアノード（１２２、２３０）を回転駆動するように構成されたロータ（１２０）を含むことができる。ロータ（１２０）は、シャフト（１１２、２２０）に機械的に接続することができる。放射線放出装置（１００、２００、３００）は、さらに、少なくとも１つのベアリング（１１４、２３４）を介して、シャフト（１１２、２３０）を支持するように構成されたスリーブ（１１０、２３６、８１２）を含むことができる。カソード（１２６）、アノード（１２２、２３０）、およびロータ（１２０）は、スリープ（１１０、２３６、８１２）に接続されたエンクロージャ（１２４、８１０）に含めることができる。スリーブ（１１０、２３６、８１２）の少なくとも一部は、エンクロージャ（１２４、８１０）外部に存在することができる。【選択図】図１

Description

この開示は一般に放射線放出装置に関し、特に、熱放散構造を有したＣＴデバイスに関する。

放射線学では、電子は 、カソードから生成され、アノードに向かって加速することができる。放射線（例えば、Ｘ線）は、電子がアノードに衝突すると、生成することができる。アノードは、ベアリングを介してスリーブに取り付けられたシャフト上で回転することができる。大量の熱が、例えば、シャフト、または熱放射を介してアノードからベアリングへ伝達される場合がある。過度の熱は、ベアリングに悪影響を及ぼし、ベアリングの寿命を縮める可能性がある。それゆえ、ベアリングから熱を放散する効率的な方法を提供することが望ましい。

開示した主題のいくつかの実施形態に従って、熱放散構造を有する放射線放出装置が提供される。この開示の一態様は、放射線放出装置に関する。放射線放出装置は、電子ビームを放射するように構成されたカソードと、シャフト上で回転するように構成されたアノードを含むことができる。アノードは、電子ビームを受信するように配置することができる。放射線放出装置はさらに、アノードを回転駆動するように構成されたロータを含むことができる。ロータは、機械的にシャフトに接続することができる。放射線放出装置は、さらに、少なくとも１つのベアリングを介してシャフトをサポートするように構成されたスリーブを含むことができる。エンクロージャは、カソード、アノード、およびロータを含む（enclose）ことができる。エンクロージャは、スリーブに接続することができる。スリーブの少なくとも一部は、エンクロージャ外部に存在（reside）し得る。

いくつかの実施形態において、エンクロージャとスリーブは、第１の冷却媒体に浸すことができる。いくつかの実施形態において、放射線放出装置は、円錐ステータ（conical stator）、および円錐ステータに取り付けられたコイルを含むことができる。円錐ステータとコイルにより生成された磁界は、ロータを回転させるように駆動することができる。いくつかの実施形態において、ロータは、アノードと少なくとも１つのベアリングとの間に存在し得る。いくつかの実施形態において、ロータは、少なくとも１つのフランジを介してシャフトに接続することができ、少なくとも１つのフランジの１つまたは複数は、アノードをサポートするように構成することができる。いくつかの実施形態において、エンクロージャは、溶接によりスリーブに接続することができる。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのベアリングは、２つのベアリングを含むことができる。２つのベアリングの各々は、内輪と外輪を有することができる。内輪（inner race）は、内部リング（inner ring）に接続することができ、外輪（outer race）は、外部リング(outer ring）に接続することができる。内輪と外輪との間の間隔は、調整リングを介して調節可能である。いくつかの実施形態において、調整リングの第１の側面は、スリーブに取り付けられ、調整リングの第２の側面は、内部リングに取り付けることができる。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのベアリングはバッフルリング（baffle ring）に接してもよく、バッフルリングの少なくとも一部はスリーブと係合して、シャフトの軸方向に沿った少なくとも１つのベアリングの動きを制限することができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのベアリングは、少なくとも１つのベアリングの片側でスプリングに当接することができる。スプリングは、シャフトの軸方向に沿って少なくともベアリングに圧縮応力（a compressive stress）を与えることができる。いくつかの実施形態において、シャフトは、中空コア（hollow core）を有することができる。中空コアは、第１のチャネルと第２のチャネルを収容することができる。第１のチャネルは、第２のチャネルと流体連通（in fluid communication with）することができる。

いくつかの実施形態において、第２の冷却媒体は、第１のチャネルに流入することができ、第２のチャネルから流出することができ、第２の冷却媒体は、シャフトと、熱連通（in thermal communication with）することができる。いくつかの実施形態において、第２の冷却媒体は、液体の状態またはガスの状態であり得る。いくつかの実施形態において、ロータは、少なくとも１つのフランジを介してシャフトに接続することができる。少なくとも１つのフランジは空洞を有することができる。第２の冷却媒体の少なくとも一部は、空洞を介して流れることができる。

いくつかの実施形態において、空洞は、第１のチャネルおよび第２のチャネルから絶縁することができる、独立チャネルを形成することができる。いくつかの実施形態において、空洞コアは、第１のチャネルと第２のチャネルを形成する少なくとも１つのパイプを収容することができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパイプは、第１のチューブを含むことができる。第１のチューブは、保持器に取り付けることができる。保持器は、スリーブに取り付けることができる。いくつかの実施形態において、保持器は、十字型の形状を有することができる。いくつかの実施形態において、エンクロージャは、第１の波状面を介して第１の冷却媒体と熱連通することができる。

いくつかの実施形態において、スリーブは、第２の波状面を介して第１の冷却媒体と熱連通することができる。追加の特徴は、一部は、以下の説明に記載され、一部は、以下および添付の図面を検討することにより当業者に明らかになるか、または実施例の生産または操作により習得することができる。本開示の特徴は、以下で議論される詳細な例に記載される方法論、手段および組み合わせの様々な態様の実践または使用によって、実現および達成され得る。この開示はさらに、例示実施形態の観点から記載される。例示実施形態は、図面を参照して詳細に記載される。これらの実施形態は、非限定的な例であり、図面のいくつかの図を通して、同様の参照番号は同様の構造を表す。

図１は、この開示のいくつかの実施形態に従う例示放射線放出装置の断面図である。 図２は、この開示のいくつかの実施形態に従う、放射線放出装置の一部の拡大図である。 図３は、この開示のいくつかの実施形態に従う放射線放出装置の一部の拡大図である。 図４は、この開示のいくつかの実施形態に従う例示放射線放出装置の断面図である。 図５は、この開示のいくつかの実施形態に従う放射線放出装置の一部の拡大図である。 図６は、この開示のいくつかの実施形態に従うシャフトの軸方向に沿った放射線放出装置の一部の断面図である。 図７は、この開示のいくつかの実施形態に従うシャフトの内側の例示流体連通と放射線放出装置の一部の断面図である。 図８は、この開示のいくつかの実施形態に従う例示放射線放出装置の斜視図を説明する。 図９は、この開示のいくつかの実施形態に従うエンクロージャの例示外面の断面図である。 図１０は、この開示のいくつかの実施形態に従うスリーブの例示外面の断面を説明する。

以下の詳細な記述において、関連する開示の完全な理解を提供するために、例示として、多くの特定の詳細を記載する。しかしながら、この開示は、そのような詳細が無くても実施可能であることは当業者には明白である。他のインスタンスにおいて、よく知られた方法、手続、システム、コンポーネントおよび／または回路は、この開示の態様を不必要にあいまいにすることを避けるため、詳細を伴わない、相対的に高いレベルで記載した。開示した実施形態に対する種々の変更は、当業者には容易に明白であり、ここに定義された一般的原理は、この開示の精神と範囲を逸脱することなく他の実施形態およびアプリケーションに適用することができる。したがって、この開示は図示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と一致する最も広い範囲が与えられるべきである。

本明細書で使用される「システム」、「ユニット」、「モジュール」、および/または「ブロック」という用語は、異なるレベルの異なるコンポーネント、要素、部品、セクションまたはアセンブリを昇順で(in ascending order） 区別する1つの方法であることが理解されよう。ただし、同じ目的を達成できる場合、用語は別の表現によって置き換えることができる。

ユニット、モジュール、またはブロックが別のユニット、モジュール、またはブロックに「オン」、「接続」、または「接続」されていると呼ばれる場合、他のユニット、モジュール、またはブロックに直接接続、接続、または結合されることが理解される コンテキストで明確に示されていない限り、ユニット、モジュール、またはブロック、または介在するユニット、モジュール、またはブロックが存在する（present）場合があることが理解される。
本明細書で使用される「および／または」という用語は、列挙された関連するアイテムの１つまたは複数のありとあらゆる組み合わせを含む。

本明細書で使用される用語は、特定の例および実施形態を記載する目的のためにのみ使用され、限定することを意図していない。本明細書で使用するように、単一の形態「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、コンテキストが明瞭にそうでないことを示していない限り、複数形も含むことを意図することができる。本開示で使用される場合、用語「含む」および/または「含む」は、整数、デバイス、挙動、規定された機能、ステップ、要素、操作、および/またはコンポーネントの存在を指定することがさらに理解されるだろうが、 1つまたは複数の他の整数、デバイス、動作、機能、ステップ、要素、操作、コンポーネント、および/またはグループの存在または追加を排除しない。

図１は、この開示のいくつかの実施形態に従う例示放射線放出装置の断面図である。以下に記載する放射線放出装置は、単に例示目的のためだけに提供され、この開示の範囲を限定することを意図したものではないことに留意する必要がある。放射線放出装置は、ヘルスケア産業（例えば、医療応用）、セキュリティアプリケーション、産業アプリケーション等のような種々の分野にアプリケーションを見出すことができる。例えば、放射線放出装置１００は、例えば、欠陥検出、セキュリティスキャン、故障分析、計測、アセンブリ分析、ボイド分析（void analysis）、壁厚分析など、またはその組み合わせを含むコンポーネントの内部検査に使用されるＸ線を生成し得る。放射線放出装置１００は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、デジタル放射線撮影（ＤＲ）システム、計算放射線撮影（ＣＲ）システム、マルチモーダルシステム（multi-modal system）など、またはそれらの組み合わせで実施することができる。例示的なマルチモダリティシステムには、コンピュータ断層撮影−ポジトロン放出断層撮影（CT-PET）スキャナ、コンピュータ断層撮影-磁気共鳴画像（CT-MRI）スキャナなどが含まれ得る。放射線放出装置１００は、放射線ビームを生成し、オブジェクト（例えば、人体）に向けて放射することができる。放射線ビームは、光子線を含むことができる。光子線は、Ｘ線、γ線、紫外線、レーザ、等またはそれらの組み合わせを含むことができる。

放射線放出装置１００は、スリーブ１１０、シャフト１１２、少なくとも１つのベアリング１１４、円錐固定子１１６、ロータフランジ１１８、ロータ１２０、アノード１２２、エンクロージャ１２４、およびカソード１２６を含むことができる。アノード１２２は、カソード１２６に面するように配置することができる。カソード１２６に電力が供給されると、カソード１２６から電子が生成され、カソード１２６とアノード１２２との間の電界の影響下でアノード１２２に向かって加速され得る。電子がアノード１２２に衝突すると、アノード１２２は、Ｘ線を放射することができる。アノード１２２は、Ｘ線を生成している間軸の周りを回転することができるので、アノード１２２に衝突する電子により生じた熱が、アノード１２２の異なる領域に分散して局部加熱を低減または回避することができる。図示するように、アノード１２２は、ロータフランジ１１８上に取り付けることができる。ロータフランジ１１８は、機械的にロータ１２０に接続することができる。ロータ１２０は、円錐固定子１１６により回転するように駆動することができる。ロータ１２０の回転は、さらにアノード１２２を回転させることができる。アノード１２２、ロータフランジ１１８、およびロータ１２０は、シャフト１１２により支持することができる。シャフト１１２は、例えば、シャフトフランジを介してロータフランジ１１８に接続することができる。いくつかの実施形態において、シャフトフランジとロータフランジ１１８は、たとえばボルト構造により一緒に固定することができる。

スリーブ１１０は、シャフト１１２を保持することができる。スリーブ１１０は、シャフト１１２の軸方向に沿ってシャフト１１２の動きを制限することができ、シャフト１１２をその軸の周りに回転可能にする。さらに、スリーブ１１０は、例えば、少なくとも１つのベアリング１１４を介してシャフト１１２の軸方向に垂直な方向に沿ったシャフト１１２の動きを制限することができる。少なくとも１つのベアリング１１４、シャフト１１２、およびスリーブ１１０の間の接続に関する詳細は、この開示のどこかに見出すことができる。例えば、図４とその説明を参照することができる。

エンクロージャ１２４は、ロータフランジ１１８、ロータ１２０、アノード１２２、およびカソード１２６を含むことができる。エンクロージャ１２４は、エンクロージャ１２４内部の真空状態を維持するために封止または気密にすることができる。いくつかの実施形態において、エンクロージャ１２４は、ガラス、セラミック、陶性合金（cermet）等から作ることができる。

エンクロージャ１２４とスリーブ１１０は、異なる方法で構造的完全性（structural integrity）を形成することができる。例えば、エンクロージャ１２４は、溶接、機械的エレメント等、またはそれらの組み合わせによりスリーブ１１０に接続することができる。例示的な溶接方法には、シールド金属アーク溶接(ＳＭＡＷ）、金属活性ガス溶接（ＭＡＧＷ）、金属不活性ガス溶接（ＭＩＧＷ）、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）、抵抗溶接など、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。例示機械的エレメントは、ボルト、ネジ、ナット、ガスケット、気密性接着剤、気密性粘着テープ等を含むことができる。いくつかの実施形態において、スリーブ１１０の第１の端部と、エンクロージャ１２４の一方の端部は、一緒に溶接することができる。第１の端部に対向するスリーブ１１０の第２の端部は、エンクロージャ１２４外部に存在することができる。

エンクロージャ１２４とスリーブ１１０の両方 は、第１の冷却媒体中に浸すことができる。第１の冷却媒体は、ガス媒体、液体媒体等を含むことができる。例示ガス媒体は、空気、不活性ガス等、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。例示液体媒体は、水、ポリエステル（ＰＯＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）等、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。第１の冷却媒体は、エンクロージャ１２４とスリーブ１１０に熱連通することができる。第１の冷却媒体とエンクロージャ１２４との間の熱連通は、エンクロージャ１２４とスリーブ１１０からの熱の放散を容易にすることができる。それにより、エンクロージャ１２４及び／又はスリーブ１１０内部のコンポーネントは、過度に高い温度から保護することができる。例えば、少なくとも１つのベアリング１１４は、図２に示すようにスリーブ１１０を介して第１の冷却媒体に熱を伝達することができる。いくつかの実施形態において、第１の冷却媒体とエンクロージャ１２４および／またはスリーブ１１０との間の熱伝導の効率は、少なくとも部分的に、エンクロージャ１２４および／またはスリーブ１１０の構造に依存することができる。例えば、適切に設計されたエンクロージャ１２４またはスリーブ１１０の外面は、第１の冷却媒体とエンクロージャ１２４及び／又はスリーブ１１０との間の熱伝導の効率を改善することができる。エンクロージャ１２４とスリーブ１１０の例示構造は、例えば、図９および１０において説明することができる。

図１に示すように、ロータ１２０は、アノードと、スリーブ１１０内に囲まれたコンポーネント（例えば、少なくとも１つのベアリング１１４）との間に存在することができる。ロータ１２０は、アノードからスリーブ１１０またはスリーブ１１０内に囲われたコンポーネントへの熱放散の少なくとも一部をブロックし、スリーブ１１０またはスリーブ１１０に囲まれたコンポーネントの温度を低減するように構成することができる。例えば、図３に説明されたロータ１２０の例示構成を参照。円錐固定子１１６は、ロータ１２０の位置に磁界を提供することにより、ロータ１２０を回転させるように駆動することができる。円錐固定子１１６は、円錐形上を有することができる。円錐固定子１１６に取り付けられたコイルは、シャフト１１２の軸方向と斜角を形成する磁界を生成することができる。ここに使用されるように、斜角は、０度から９０度の範囲、または１０度から８０度の範囲、または２０度から６０度の範囲、または３０度から５０度の範囲であり得る。円錐固定子１１６は、エンクロージャ１２４の外面、またはエンクロージャ１２４に固定された保持器に取り付けることができる。

この記述は説明することを意図したものであり、この開示の範囲を限定することを意図したものではない。多くの代替、修正、および変形が当業者には明らかであろう。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法、および他の特性は、種々の方法で組み合わせることができ、さらなる及び／または代替例示実施形態を取得するために、種々の方法で組み合わせることができる。例えば、ロータフランジ１１８は、放射線放出装置１００から取り除くことができる。シャフト１１２とロータ１２０は、一緒に溶接するか、又は機械的エレメント（例えば、ボルト、ネジ、ナット、ガスケット、気密接着剤、および気密粘着テープ）により一緒に固定することができる。他の例として、円錐固定子１１６は、ロータ１２０を回転することができる他の固定子を交換することができる。しかしながら、これらの変形および修正は、この開示の範囲を逸脱しない。

図２は、この開示のいくつかの実施形態に従う、放射線放出装置１００の一部の拡大図である。少なくとも一部のベアリング１１４は、スリーブ１１０とシャフト１１２との間に存在することができる。スリーブ１１０は、第１の冷却媒体に浸すことができる。第１の冷却媒体は、スリーブ１１０の外面を通してスリーブ１１０と熱を交換する液体状態または気体状態であり得る。Ｘ線を生成するために、放射線放出装置１００に電力が供給されると、例えば、シャフト１１２又は熱放散を介して、大量の熱を、アノード１２２から少なくとも１つのベアリング１１４に伝達することができる。さらに、シャフト１１２の高速回転は、少なくとも１つのベアリング１１４（例えば、ベアリングボールとボールトラックとの間で）内に、大きな摩擦をもたらす可能性がある。大きな摩擦は、ベアリング１１４に余分な熱を生じる可能性がある。それゆえ、少なくとも１つのベアリング１１４は、第１の冷却媒体の温度よりも高い温度を有する可能性がある。、説明の目的のために、熱は、図２の矢印２０２および２０４に示す方向に沿って、少なくとも１つのベアリング１４から第１の冷却媒体へ伝達することができる。

この記述は、説明することを意図したものであり、この開示の範囲を限定することを意図したものではない。多くの代替、修正および変形が当業者には明らかである。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、及び他の特性は、種々の方法で組み合わせることにより、さらなるおよび／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、円錐固定子１１６は、ロータ１２０を回転させることができる他の固定子と交換することができる。しかしながら、これらの変形および修正は、この開示の範囲を逸脱しない。

図３は、この開示のいくつかの実施形態に従う、放射線放出装置１００の一部の拡大図である。図３に示すように、ロータ１２０は、アノード１２２と少なくとも一部のベアリング１１４との間に存在することができる。アノード１２２と対向するロータ１２０の面は、平面または凹面であり得る。アノード１２２が、衝突する電子によって加熱されるとき、アノード１２２からの熱放射の少なくとも一部をブロックすることができる。説明の目的のために、アノード１２２からの熱放散の方向は、図３に示す矢印３０２と３０４により示される。

この記述は、説明することを意図したものであり、この開示の範囲を限定することを意図したものではない。多くの代替、修正および変形は、当業者には明白である。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法、および他の特性は、種々の方法で組み合わせることができ、さらなるおよび／または代替の例示実施形態を取得することができる。たとえば、１つまたは複数のエレメントが、アノード１２２と少なくとも１つのベアリング１１４との間に存在することができ、アノード１２２からの熱放散をさらにブロックすることができる。例えば、耐熱パッドを、アノード１２２と少なくとも１つのベアリング１１４との間に存在させることができる。しかしながら、これらの変形および修正は、この開示の範囲を逸脱しない。

図４は、この開示のいくつかの実施形態に従う、例示放射線放出装置２００の断面図である。放射線放出装置２００（例えば、Ｘ線管）は、アノード、２３０、アノード２３０を支持するロータフランジ２３２、ロータフランジ２３２に機械的に接続されたシャフト２２０、少なくとも１つのベアリング２３４、および少なくとも１つのベアリング２３４を支持するように構成されたスリーブ２３６を含むことができる。アノード２３０は、図１に示すアノード１２２と同様であり、ここでは、説明を省略する。シャフト２２０は、ロータフランジ２３２に機械的に接続されたショルダ２２０−１を有することができる。ショルダ２２０１−は、シャフト２２０の端部（例えば、図４に説明されるシャフト２２０の左端）に存在する余分の厚みにより形成することができる。いくつかの実施形態において、ロータフランジ２３２は、シャフト２２０のショルダ２２０−１を受け入れるように構成された凹型キャビティ（recessed cavity）を有することができる。凹型キャビティがショルダ２２０−１を受け入れると、ロータフランジ２３２とシャフト２２０は、ボルト構造により一緒に固定することができる。いくつかの実施形態において、貫通孔は、シャフト２２０のショルダ２２０−１とロータフランジ２３２を通過させることができる。ロータフランジ２３２とシャフト２２０は、１つまたは複数の貫通孔に介挿される少なくとも１つのネジにより一緒に固定することができる。

少なくとも１つの熱絶縁パッド２２２は、ロータフランジ２３２と、シャフト２２０のショルダ２２０１−との間に存在することができる。少なくとも１つの熱絶縁パッド２２２は、ロータフランジ２３２がアノード２３０により加熱されると、 ロータフランジ２３２とシャフト２２０との間の熱流を妨げることができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの熱絶縁パッド２２２は、リング形状を有することができ、シャフト２２０の周りにセットすることができる。少なくとも１つの熱絶縁パッド２２２は、例えば、ファイバグラス、セルロース、岩綿、発泡スチロール、ウレタンフォーム、バーミキュライト、パーライト、コルク等から作ることができる。

シャフト２２０は、少なくとも１つのベアリング２３４を介してスリーブ２３６により支持することができる。少なくとも１つのベアリング２３４は、シャフト２２０の周りにセットしてシャフト２２０を保持することができる。いくつかの実施形態において、シャフト２２０は、２以上のベアリングにより支持することができる。２以上のベアリングは、互いに離間して配置して、シャフト２２０の異なるパーツを保持することができ、シャフト２２０の高速回転により生じた応力を共有することができる。

少なくとも１つのベアリング２３４の各々は、内輪、外輪、および内輪と外輪との間に位置するベアリングボールを有することができる。内輪は、シャフトの軸方向に沿って延伸する内輪２２４に固定して接続することができる。外輪は、シャフト２２０の軸方向に沿って延伸する外輪２２８に固定して接続することができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのベアリング２３４と内部リング２２４の各々の内輪は、シャフト２２０と共に回転することができる。少なくとも１つのベアリング２３４の外輪は、スリーブ２３６に取り付けてベアリング２３４の他のパーツを支持することができる。

調整リング２１６は、少なくとも１つのベアリング２３４の内輪と外輪との間の間隔を調整するように構成することができる。調整リング２１６の一方側は、スリーブ２３６に取り付けることができ、調整リング２１６の他方側は、内部リング２２６に取り付けることができる。いくつかの実施形態において、調整リング２１６は、少なくとも１つのベアリング２３４の内輪と外輪との間の相対的に大きな間隔を支持する（sustain）ことができる。従って、ベアリング２３４の温度が増加すると、相対的に大きな間隔によって、ベアリングボールの膨張により動けなくなることを防止することができる。

ベアリング２３４は、ベアリング２３４の一方側でスプリング２１４に当接することができる。スプリング２１４は、シャフト２２０の軸方向に沿ってベアリング２３４に圧縮応力を与えることができる。さらに、ベアリング２３４は、ベアリング２３４の他方の側でバッフルリング２１８に当接することができる。バッフルリング２１８の少なくとも一部は、スリーブ２３６と係合し、シャフト２２０の軸方向に沿ったベアリングの動きを制限または防止することができる。

シャフト２２０は、中空コアを有することができる。中空コアは、第１のパイプ２１０と第２のパイプ２２６を収納することができる。第１のパイプ２１０は、保持器２１２を介してスリーブ２３６に取り付けることができる。例えば、第１のパイプ２１０は、保持器２１２に溶接または結合することができ、保持器２１２は、次に、スリーブ２３６の端部（例えば、図４に説明されるスリーブ２３６の右端）に溶接または結合することができる。第２のパイプ２２６は、スリーブ２３６に直接溶接または結合することができる。図４に示すように、第２のパイプ２２６がスリーブ２３６に溶接または結合されるポイントは、シャフト２２０の右端に近接して位置することができる。いくつかの実施形態において、第２のパイプ２２６の側壁は、シャフト２２０の半径方向に沿ったシャフト２２０の内面からある距離だけ離間することができる。第２のパイプ２２６の側壁とシャフト２２０の内面との間の間隔は、真空状態を維持することができ、または空気を充填することができる。

第１のパイプ２１０の少なくとも一部は、第２のパイプ２２６内部に位置することができる。第１のパイプ２１０と第２のパイプ２６は、シャフト２２０の中空コア内部に複数のチャネルを形成することができる。例えば、第１のパイプ２１０内部の空間は、第１のチャネルを形成することができ、第１のパイプ２１０と第２のパイプ２２６との間の間隔は、第２のチャネルを形成することができる。第１のチャネルは、第２のチャネルと流体連通（例えば、液体またはガス）するので、第２の冷却媒体は、第１のチャネルに流入し、第２のチャネルから流出し、または、第２のチャネルに流入し、第１のチャネルから流出することができる。第１のチャネルと第２のチャネルとの間の例示流体連通は、例えば、図７に見出すことができる。

第２の冷却媒体は液体状態またはガス状態であり、第２のパイプ２２６、および第２のパイプ２２６とシャフト２２０（もしあれば）の内面との間の間隔を介して熱をシャフト２２０と交換することができる。例示第２冷却媒体は、空気、不活性ガス、水、ポリエステル（ＰＯＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）等、またはそれらの組み合わせを含むことができる。チャネルのより複雑な構成は、より多くのパイプをシャフト２２０の中空コアに介挿することにより、またはストレートの中ーブ形状よりはむしろ、特別に設計された形状または構成を有するパイプを用いて達成することができる。例えば、迷路のようなチャネルを適用することができる。第２の冷却媒体は、第２の冷却媒体のための少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの出口を介して迷路のようなチャネルから流入および流出することができる。

ロータフランジ２３２は、第２のパイプ２２６の少なくとも一部を収納する空洞を有することができる。従って、第２の冷却媒体の少なくとも一部は、空洞を介して流れることができ、ロータフランジ２３２から少なくとも多少の熱を取り去ることができる。ロータフランジ２３２と、ロータフランジ２３２の空洞を介して流れる第２の冷却媒体との間の熱交換は、ロータフランジ２３２を過熱から保護することができる。

スリーブ２３６は、図１に関連して説明した第１の冷却媒体に浸すことができる。第１の冷却媒体は、第２の冷却媒体と同じであってもよいし、異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、第１の冷却媒体と第２の冷却媒体は、同じストレージタンクに合流することができる。いくつかの実施形態において、第１の冷却媒体と第２の冷却媒体は、同じまたは異なるポンプでくみ上げることができる。

この記述は、説明することを意図しており、この開示の範囲を制限することを意図していない。多くの代替、修正、変形は当業者には明らかであろう。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法および他の特性は種々の方法で組み合わせて、さらなる、および／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、ロータフランジ１１８の空洞は、第１のチャネルと第２のチャネルから絶縁された独立チャネルを形成することができる。熱は、ロータフランジ１１８から、独立チャネルに流入し、独立チャネルから流出する冷却媒体に伝達することができる。他の例として、放射線放出装置２００は、図１に関連して説明したロータ１２０と同様なロータを含むことができる。しかしながら、これらの変形および修正は、この開示の範囲を逸脱しない。

図５は、この開示のいくつかの実施形態に従う放射線放出装置２００の一部の拡大図である。第１のパイプ２１０の右端は、スリーブ２３６外部に存在することができる。第１のパイプ２１０は、保持器２１２により保持することができる。保持器２１２は、第１の部分２１２−１と第２の部分２１２−２を有することができる。第１の部分２１２−１は、第１のパイプ２１０の軸方向に垂直であり得、第２の部分２１２−２は、第１のパイプの軸方向に平行であり得る。第１の部分２１２−１は、例えば、溶接、１つまたは複数の機械的エレメント（例えば、ボルト、ネジ、ナット、ガスケット、気密接着剤、気密接着テープ等）、等またはそれらの組みあわせを介してスリーブ２３６の右端に取り付けるか結合することができる。第２の部分２１２−２は、例えば、溶接、１つまたは複数の機械的エレメント（例えば、ボルト、ネジ、ナット、ガスケット、気密接着剤、気密接着テープ等）等、またはそれらの組み合わせにより、第２のパイプ２２６に取り付けるか、結合することができる。第２のパイプ２２６は、次にスリーブ２３６に溶接または結合することができる。コンポーネント５１０は、第２のパイプ２２６とスリーブ２３６との間の接続（例えば、溶接、結合等）を容易にするために、スリーブ２３６の一部を除去することにより形成されたギャップ（例えば、溝）であり得る。

この記述は、説明することを意図しており、この開示の範囲を制限することを意図していない。多くの代替、修正、変形は当業者には明白である。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法、および特性は、種々の方法で組み合わせて、さらなる、および／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、第１の部分２１２−１と第２の部分２１２−２とにより形成された角度は、９０度と異なる値であり得る。しかしながら、これらの変形および修正は、この開示の範囲を逸脱しない。

図６は、この開示のいくつかの実施形態に従うシャフト２２０の軸方向に沿った放射線放出装置２００の一部の側面図である。保持器２１２の第１の部分２１２−１は、十字型の形状を有することができる。十字型内部のリングは、第１のパイプ２１０の側面図を表すことができる。十字型外部の異なるリングは、保持器の第２の部分２１２−２、第２のパイプ２２６、コンポーネント５１０、及びスリーブ２３６の側面図を表すことができる。第２のパイプ２２６は、第１のパイプ２１０よりも大きい直径を有する。いくつかの実施形態において、第２のパイプ２２６の直径は、第１のパイプ２１０の直径の１．５倍、２倍、２．５倍、３倍等である。

この記述は、説明することを意図しており、この開示の範囲を制限することを意図していない。多くの代替、修正、変形は、当業者には明らかである。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法、および特性は、種々の方法で結合し、さらなるおよび／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、保持器２１２は、任意の他の形状、例えば、星形形状、雪の結晶等を有することができる。しかしながら、これらの変形、および修正は、この開示の範囲を逸脱していない。

図７は、この開示のいくつかの実施形態に従う、放射線放出装置の一部とシャフト２２０内部の例示流体連通の断面図である。図７の矢印に示すように、冷却媒体（例えば、第２の冷却媒体）は、第１のパイプ２１０（すなわち、図４に関連して説明した第１のチャネル）に流入し、第２のパイプ２２６（すなわち、図４に関連して説明した第２のチャネル）から流出することができる。いくつかの実施形態において、第１のパイプ２１０の右端は、ポンプに接続することができる。ポンプは、連続的に冷却媒体を放射線放出装置２００の動作の期間、第１のパイプ２１０に押し込むことができる。冷却媒体の流動率は、例えば、放射線放出装置２００のコンポーネント（例えば、アノード、前記少なくとも１つのベアリング２３４）の温度に従って、変化することができるポンプのパワーにより決定することができる。

この記載は、説明することを意図しており、この開示の範囲を制限することを意図していない。多くの代替、変更、変形は当業者には明らかであろう。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法、および他の特性は、種々の方法で、組み合わせて、さらなるおよび／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、冷却場体の流れの方向は、逆にすることができる。他の例として、チャネルは、２以上の入り口または出口と流体連通することができる。しかしながら、これらの変形および変更は、この開示の範囲を逸脱していない。

図８は、この開示のいくつかの実施形態に従う、例示放射線放出装置８００の斜視図を説明する。図示するように、放射線放出装置８００は、複数のコンポーネント（例えば、ロータフランジ１１８、ロータ１２０、アノード１２２、カソード１２６等）を収納するエンクロージャ８１０および放射線放出装置８００の他のコンポーネント（例えば、シャフト１１２、少なくともベアリング１１４等）を収納するスリーブ８１２を含むことができる。エンクロージャ８１０とスリーブ８１２は、この開示のどこかで記載したように溶接または結合することができる。エンクロージャ８１０とスリーブ８１２とにより形成された構造的完全性は、放射線放出装置８００の動作中、冷却媒体に浸すことができる。

いくつかの実施形態において、図９に示すようにエンクロージャ８１０の外面は、第１の波状面を有することができる。第１の波状面は、規則的にまたは不規則にエンクロージャ８１０の周りに分散させることができる。エンクロージャ８１０は、第１の波状面を介して冷却媒体と熱連通することができる。

いくつかの実施形態において、図１０に説明するようにスリーブ８１２の外面は、第２の波状面（例えば、意図した面）を有することができる。第２の波状面は、規則的または不規則にスリーブ８１２の周りに分散することができる。第１の波状面または第２の波状面は、対応する平滑面（例えば、環状面）よりも大きい面を有することができ、従って、放射線放出装置８００と冷却媒体との間の熱伝導の効率を改善することができる。

この記載は、説明することを意図しており、この開示の範囲を制限することを意図したものではない。多くの代替、変更、および変形は当業者には明らかであろう。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法および他の特性は、種々の方法で結合して、さらなる、および／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、エンクロージャ８１０の外面またはスリーブ８１２は、任意の規則的または不規則な形状を有することができる。しかしながら、これらの変形および変更は、この開示の範囲を逸脱しない。

この記述は、説明することを意図したものであり、この開示の範囲を制限することを意図したものではない。多くの代替、変更及び変形は、当業者には明らかであろう。ここに記載した例示実施形態の特徴、構造、方法および特性は、種々の方法で組み合わせて、さらなるおよび／または代替例示実施形態を取得することができる。例えば、ピクセルの３つ以上のグループは、同じ信号送信ボードに接続することができる。しかしながら、これらの変形及び変更は、この開示の範囲を逸脱しない。

上述の実施形態の記述は、この開示を理解する目的のために提供され、この開示の範囲を制限することを意図していない。当業者には、種々の変形および変更が、この開示の観点から行うことができる。しかしながら、これらの変形および修正は、この開示の範囲から逸脱しない。

このように基本概念を説明してきたが、この詳細な開示を読んだ後、当業者には、前述の詳細な開示は単なる例として提示されることを意図し、限定するものではないことは、当業者には、容易に明白であろう。本明細書で明示的に述べられていないが、様々な変更、改善、および修正が発生する可能性があり、それらは当業者に意図されている。これらの変更、改善、および修正は、本開示によって示唆されることを意図しており、本開示の例示的な実施形態の精神および範囲内にある。

さらに、本開示の実施形態を説明するために特定の用語が使用されてきた。例えば、「一実施形態」、「実施形態」、および/または「いくつかの実施形態」という用語は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な部分における「実施形態」または「一実施形態」または「代替実施形態」への2つ以上の言及は、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているわけではないことを強調し、理解すべきである。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、本開示の１つ以上の実施形態において適切であるように組み合わされてもよい。

さらに、本開示の態様は、本明細書において、新規かつ有用なプロセス、機械、製造、または組成物またはその新しい有用な改善を含む、いくつかの特許性のあるクラスまたは文脈のいずれかで例示および説明され得ることを理解されたい。したがって、本開示の態様は、完全にハードウェア、完全にソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または本明細書で一般に「ブロック」、「モジュール」、「エンジン」、「ユニット」、「コンポーネント」、または「システム」と呼ばれるソフトウェアとハードウェアの組み合わせでインプリメントすることができる。さらに、本開示の態様は、その上に具現化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する1つまたは複数のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形をとることができる。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドで、またはフレーム波の一部として、その中に具現化されたコンピュータ可読プログラムコードを伴う伝播データ信号を含むことができる。そのような伝搬信号は、電磁、光学など、またはそれらの任意の適切な組み合わせを含む、さまざまな形のいずれかをとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはそれらに関連して使用するプログラムを通信、伝播、または転送できる任意のコンピュータ可読媒体であり得る。コンピュータ可読信号媒体で具現化されるプログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、または前述のものの任意の適切な組み合わせを含む任意の適切な媒体を使用して送信され得る。

本開示の態様の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｃａｌａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｅｉｆｆｅｌ、ＪＡＤＥ、Ｅｍｅｒａｌｄ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＶＢ．ＮＥＴ、Ｐｙｔｈｏｎなどのオブジェクト指向プログラミング言語 、「Ｃ］プログラミング言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ２００８、Ｐｅｒｌ、ＣＯＢＯＬ２００２、ＰＨＰ、ＡＢＡＰのような一般的な手続型プログラミング言語、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、Ｇｒｏｏｖｙなどの動的プログラミング言語、または他のプログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミングの言語の任意の組み合わせで書くことができる。プログラムコードは、完全にユーザーのコンピュータ上で、一部はユーザーのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、一部はユーザーのコンピュータ上で、一部はリモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータまたはサーバー上で実行される。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザーのコンピュータに接続できます。または、外部コンピュータ（たとえば、インターネットサービスプロバイダーを用いたインターネット経由で）、クラウドコンピューティング環境で、またはサービスとしてのソフトウェア（SaaS）などのサービスとして提供される。

さらに、処理要素、またはシーケンスの列挙された順序、または数字、文字、または他の指定の使用は、したがって、請求項で指定されている場合を除き、請求されたプロセスおよび方法を任意の順序に限定することを意図していない。上記の開示は、本開示の様々な有用な実施形態であると現在考えられているものを様々な例を通して説明しているが、そのような詳細は、その目的のためだけであり、添付の特許請求の範囲は、開示された実施形態に限定されないことを理解されたい。それどころか、開示された実施形態の精神および範囲内にある修正および同等の配置をカバーすることを意図している。たとえば、上記のさまざまなコンポーネントのインプリメンテーションは、ハードウェアデバイスで実現できるが、ソフトウェアのみのソリューション、たとえば既存のサーバーまたはモバイルデバイスへのインストールとしてインプリメントすることも可能である。

同様に、本開示の実施形態の前述の説明では、1つまたは複数のさまざまな発明の実施形態の理解を支援するために開示を簡素化する目的で、さまざまな特徴が単一の実施形態、図、またはその説明にまとめられることがあることを理解されたい。しかし、この開示方法は、クレームされた主題が各クレームで明示的に列挙されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、発明の実施形態は、前述の単一の開示された実施形態のすべての特徴よりも少ない特徴にある。

一部の実施形態では、本出願の特定の実施形態を説明および請求するために使用される量、特性などを表す数字は、「約」、「ほぼ」、または「実質的に」という用語によって変更される場合があると理解されるべきである。例えば、「約」、「およそ」、または「実質的に」は、特に明記しない限り、説明する値の±２０％の変動を示す場合があります。したがって、いくつかの実施形態では、記載された説明および添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、特定の実施形態によって得られることが求められる所望の特性に応じて変わり得る近似値である。いくつかの実施形態では、数値パラメータは、報告された有効数字の数を考慮して、通常の丸め手法を適用することにより解釈されるべきである。本出願のいくつかの実施形態の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータは、近似値であるにもかかわらず、特定の実施例に示される数値は、実行可能な限り正確に報告されている。

本明細書で参照される特許、特許出願、特許出願の出版物、および記事、書籍、仕様書、出版物、文書、物などのその他の資料のそれぞれは、これに関連する遂行ファイルの履歴、本文書と矛盾または矛盾するもの、または現在または今後関連する請求の最も広い範囲に関して限定的な影響を与える可能性のあるものを除いて、すべての目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。例として、説明、定義、および/または組み込まれた資料のいずれかに関連する用語の使用と、本文書、説明、定義、および/または関連する用語の使用との間に矛盾または矛盾がある場合 本書での用語の使用が優先する。

本明細書に開示される本出願の実施形態は、本出願の実施形態の原理を例示するものであることを理解されたい。採用され得る他の修正は、本出願の範囲内であり得る。したがって、限定ではなく例として、本願の実施形態の代替構成を本明細書の教示に従って利用することができる。したがって、本出願の実施形態は、示され説明されたものに正確に限定されない。

本明細書に開示される本出願の実施形態は、本出願の実施形態の原理を例示するものであることを理解されたい。採用され得る他の変更は、この出願の範囲内であり得る。したがって、限定ではなく例として、本願の実施形態の代替構成を本明細書の教示に従って利用することができる。したがって、本出願の実施形態は、示され説明されたとおりのものに限定されない。

Claims (20)

1. 電子ビームを放出するように構成されたカソードと、
   シャフト上で回転するように構成されたアノードであって、前記アノードは、前記電子ビームを受信するように位置される、アノードと、
   前記アノードを回転駆動するように構成されたロータであって、前記ロータは、前記シャフトに機械的に接続される、ロータと、
   少なくとも１つのベアリングを介して前記シャフトを支持するように構成されたスリーブと、
   前記カソード、前記アノード、および前記ロータを囲むように構成されたエンクロージャであって、前記エンクロージャは、前記スリーブに接続され、前記スリーブの少なくとも一部は、前記エンクロージャ外部に存在する、エンクロージャと、
   を備えた、放射線放出装置。
2. 前記エンクロージャと前記スリーブの両方は、第１の冷却媒体に浸される、請求項１に記載の放射線放出装置。
3. 円錐固定子と、
   前記円錐固定子に取り付けられたコイルと、
   をさらに備え、前記円錐固定子と前記コイルにより生成された磁界は、前記ロータを回転駆動させる、請求項１に記載の放射線放出装置。
4. 前記ロータは、前記アノードと前記少なくとも１つのベアリングとの間に存在する、請求項１に記載の放射線放出装置。
5. 前記ロータは、少なくとも１つのフランジを介して前記シャフトに接続され、前記少なくとも１つのフランジの１つまたは複数は、前記アノードを支持するように構成される、請求項１に記載の放射線放出装置。
6. 前記エンクロージャは、溶接により前記スリーブに接続される、請求項１に記載の放射線放出装置。
7. 前記少なくとも１つのベアリングは、２つのベアリングを含み、前記２つのベアリングの各々は、内輪と外輪を有し、前記内輪は、内部リングに接続され、前記外輪は、外部リングに接続され、前記内輪と前記外輪との間の間隔は、調整リングを介して調整可能である、請求項１に記載の放射線放出装置。
   
8. 前記調整リングの第１の側面は、前記スリーブに取り付けられ、前記調整リングの第２の側面は、前記内部リングに取り付けられる、請求項１に記載の放射線放出装置。
9. 前記少なくとも１つのベアリングは、バッフルリングに当接し、前記バッフルリングの少なくとも一部は、前記スリーブと係合され、前記シャフトの軸方向に沿った前記少なくとも一部のベアリングの動きが制限される、請求項１に記載の放射線放出装置。
10. 前記少なくとも１つのベアリングは、前記少なくとも１つのベアリングの一方側でスプリングと当接し、前記スプリングは、前記シャフトの軸方向に沿って前記少なくともベアリングに圧縮応力を与える、請求項１に記載の放射線放出装置。
11. 前記シャフトは、中空コアを有し、前記中空コアは、第１のチャネルと第２のチャネルを収納し、前記第１のチャネルは、前記第２のチャネルと流体連通している、請求項１に記載の放射線放出装置。
12. 第２の冷却媒体が前記第１のチャネルに流入し、前記第２のチャネルから流出し、第２の冷却媒体が前記シャフトと熱連通している、請求項１１に記載の放射線放出装置。
13. 前記第２の冷却媒体は、液体状態またはガス状態である、請求項１２に記載の放射線放出装置。
14. 前記ロータは、少なくとも１つのフランジを介して前記シャフトに接続され、前記少なくとも１つのフランジは、空洞を有し、前記第２の冷却媒体の少なくとも一部は、前記空洞を介して流れる、請求項１２に記載の放射線放出装置。
15. 前記空洞は、前記第１のチャネルと前記第２のチャネルから絶縁している、請求項１４に記載の放射線放出装置。
16. 前記中空コアは、前記第１のチャネルと前記第２のチャネルを形成する少なくとも１つのパイプを収納する、請求項１１に記載の放射線放出装置。
17. 前記少なくとも１つのパイプは、第１のチューブを含み、前記第１のチューブは、保持器に取り付けられ、前記保持器は、前記スリーブに取り付けられる、請求項１６に記載の放射線放出装置。
18. 前記保持器は、十字型の形状を有する、請求項１７に記載の放射線放出装置。
19. 前記エンクロージャは、第１の波状面を介して第１の冷却媒体と熱連通している、請求項１に記載の放射線放出装置。
20. 前記スリーブは、第２の波状面を介して前記第１の冷却媒体と熱連通している、請求項１に記載の放射線放出装置。
    
    

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