JPH04206286A - 回転体への給電機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、例えば、被検体の全周方向からＸ線を照射
する回転陰極Ｘ線管装置や、電動機装置など、回転する
電極部に対して電力を供給するための給電機構に関する
。

Ｂ、従来技術 以下、回転体として回転陰極χ線管装置の回転陰極を例
に挙げ、これへの給電機構について説明する。

回転陰極χ線管装置は、被検者の全周囲を取り囲む形状
の真空容器内に、リング状の回転陰極と固定陽極（ター
ゲット）とを対向配置したもので、回転陰極には、熱電
子を固定陽極に向けて放出するフィラメントが取りつけ
られている。

フィラメントから熱電子をターゲットに向けて放出させ
ながら回転陰極を高速回転（時速にしておよそ１１００
ｋ／ｈ）させると、ターゲットの全周方向から被検者に
向けてＸ線が照射され、高速にＣＴスキャンが行われる
。

このように、高速で回転するフィラメントに対して、こ
れを加熱するための交流電力と、熱電子をターゲットに
向けて放出させるための直流電力とを供給する必要があ
る。

その、従来の給電機構を第６図に示して説明する。

ターゲット２と対向する回転陰極１の面上に取りつけら
れているのが、フィラメント３である。

フィラメント３の２本のリード線は回転陰極１を貫通し
、反対側の面上にあるスリップリング４ａ。

４ｂに接続されている。スリップリング４ａ、４ｂは銅
などの電気良導体で、それぞれ回転陰極１と同心状に形
成されている。

スリップリング４ａ、４ｂ（総称する場合は符号４）に
接触しているのはカーボン接触子５ａ。

５ｂで、ハネ６ａ、６ｂ（総称する場合は符号６）の弾
性力により、スリップリング４ａ、４ｂに対して押圧状
態にセットされている。カーボン接触子５ａ、５ｂ（総
称する場合は符号５）の各リード線は真空容器７の外囲
壁を通して、交流電源８と直流電源９に接続されている
。

この交流電源８がフィラメント３の加熱用を源で、直流
電源９が熱電子放出用の電源である。

なお、図中、符号１０は熱電子をターゲット２に向けて
集束させる集束電極、１１はカーボン接触子５のケーシ
ングである。

この給電機構によると、交流電源８と直流電源９からの
電力が、カーボン接触子５ａ、５ｂを介してスリップリ
ング４ａ、４ｂに伝達され、スリ、／ブリング４ａ、４
ｂからフィラメント３に供給される。

前述のように、回転陰極ｌは時速１１００ｋ／ｈ　ぐら
いの高速で回転するため、カーボン接触子５とスリップ
リング４との接触面において、その摩擦力でカーボン接
触子５が消耗する。消耗が進むと、カーボン接触子５と
スリップリング４との間に空隙ができ、両者が非接触状
態になる。これを解消するのがバ２６で、擦り減ったカ
ーボン接触子５をスリップリング４側に押圧することに
より接触状態を維持させている。また、仮に、回転陰極
１がＸ軸方向に振動しても、カーボン接触子５とスリッ
プリングとが離間しないようにしている。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の給電機構には次のような
問題点がある。

（１）摩耗によって発生したカーボン接触子５の微粒子
が、真空容器７内を飛散し、熱電子の軌道中に入り込む
恐れがある。すると、導電体であるカーボン接触子５の
微粒子も熱電子とともにターゲット２に衝突する。

熱電子とターゲット２との衝突点が、Ｘ線発生点となる
が、ここにカーボン接触子５の微粒子が介在すると、Ｘ
線発生率が著しく低下してしまう。

また、微粒子がターゲットに衝突することから、ターゲ
ットに損傷を与える可能性がある。

（２）また、カーボン接触子５は回転陰極１に対して固
定状態にあるから、両者の接触面部における摩擦温度は
かなり高くなり、カーボン接触子５の寿命低下も著しい
ものであった。したがって、頻繁な交換作業を行う必要
があり、これに係る費用も高くつく。

（３）前述のようにカーボン接触子５はバネ６の弾性力
によってスリンプリング４に押圧されているから、第６
図のＸ軸方向に回転陰極１が振動した場合でもこれに追
従することはできる。しかし、仮に、回転陰極１がＹ軸
方向に振動すると、その振動に追従して接触状態を維持
することはできない。本例における回転Ｘ線管装置のよ
うに回転陰極１が磁気浮上した状態で高速回転するもの
は、回転中、外乱の影響などを受けてＸ軸方向あるいは
Ｙ軸方向に振動する可能性はある。

Ｙ軸方向の振動に追従していかないと、カーボン接触子
５がスリップリング４から外れる恐れがある。ここまで
いかなくとも、振動により接触状態が不安定になり、伝
達される電流波形に脈動（リップル）が発生し、安定し
た給電ができなくなるという問題が生じる。

これらの問題点は、カーボン接触子５に限ったことでは
なく、金属接触子を用いた場合にも同様に起こり得る問
題点である。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、接触子の摩耗による粉塵の発生を抑制するととも
に、回転体の振動に追従して安定した給電を行うことが
できる回転体の給電機構を提供することを目的としてい
る。

００課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

即ち、この発明は、回転電極部へ接触子を介して給電す
る回転体への給電機構において、電源に接続されるホル
ダー部と、このホルダー部に対して回転自在に軸支され
る内輪電極と、内輪電極と同心状に配されて前記回転電
極部に接触する外輪電極と、前記内輪電極と外輪電極と
を連結する導電性バネ体とで、前記接触子を構成したこ
とを特徴としている。

Ｅ０作用 この発明による作用は次のとおりである。

回転電極部が回転すると、これに接触している外輪電極
および導電性バネ体に回転力が伝達され、ホルダー部に
軸支されている内輪電極が回転する。

つまり、接触子は、回転電極部とともに回転しながら給
電を行うことになり、接触子と回転電極部　゛との摩擦
係数が小さなものになる。

また、導電性バネ体の弾性力により、外輪電極は、内輪
電極に対して自由方向に可動しながら、回転電極部を押
圧する。したがって、回転電極部に振動が発生しても、
これに追従して接触状態を維持する。

Ｆ、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例の構成の概略を示した断
面図である。

本例では、従来例と同様に回転電極部として回転陰極Ｘ
線管装置の回転陰極を取り上げる。したがって、従来技
術の説明に用いた第　図と同じ符号を付しているものは
同じ構成部品を示している。

フィラメント３が取り付けられた回転陰ＦｆＡ１の反対
側の面上に、スリップリング４が設けられている。スリ
ップリング４に接触して、交流電源８と直流電源９から
の電力をフィラメント３に給電するのが本発明における
接触子２０ａ、２０ｂである。

接触子２０ａ、２０ｂは共に同じ構成であるので、符号
２０で総称して以下に説明する。

接触子２０は、真空外囲壁７に固定されるホルダー部と
しての両アーム２１と、二〇画アーム２１の外端部付近
にて、ベアリング２６を介し回動自在に支持される回転
軸２２と、回転軸２２に固定される環状の内輪電極２３
と、内輪電極２３と同心状に配された環状の外輪電極２
４と、内輪電極２３と外輪１Ｘ極２４とを電気的に結合
する複数本のスプリング２５とを備えている。

両アーム２１の設置付近の真空外囲壁７にはコネクタ２
７が埋設され、その周りには気密保持用のパツキン２８
が配されている。このコネクタ２７を介して、交流電源
８および直流電源９と、両アーム２１とがリード線２９
で接続されている。

結局、交流電源８と直流１ｔｉｌ［９からの電力は、コ
ネクタ２７からリード＆Ｉ２９を介して両アーム２１に
伝達され、両アーム２１からベアリング２６を経て回転
軸２２に伝達される。さらに、回転軸２２から内輪電極
２３に伝達され、スプリング２５を介して外輪電極２４
に伝達されて、スリップリング４からフィラメント３に
供給される。

なお、接触子２０は外輪電極２４が回転陰極ｌを押圧す
る状態で設置される。

次に上述した接触子２０の作用について説明する。

（１）通常の状態での給電（第１図参照）ここでいう通
常状態とは、回転陰極１に振動が発生しない状態のこと
を指している。

回転陰極ｌが第１図中のＸ軸を中心に高速（時速１００
に＋ｍ／ｈ　ぐらい）で回転を始めると、スリンプリン
グ４に押圧状態で接触している外輪電極２４にその回転
力が作用する。外輪電極２４に与えられた回転力はスプ
リング２５を介して内輪電極２３に及び、内輪電極２３
を軸支している回転軸２２を回転させる。

回転軸２２０回転に伴い、内輪電極２３と外輪電極２４
とがスプリング２５を介して回転する。

前述のように交流電源８と直流電源９からの電力は、両
アーム２１から外輪電極２４に伝達されるので、外輪電
極２４は、回転しながらその電力をスリップリング４を
経てフィラメント３に供給する。

（２）Ｘ軸方向の振動発生時の給１！１（第２図参照）
第２図は接触子２０を上面から見た図である。

この図に示すように、回転陰極１にＸ方向（図面の左右
方向）の振動が発生すると、外輪１極２４と内輪電極２
３を結合しているスプリング２５がＸ方向に伸縮する。

この伸縮作用によって、外輪電極２４はスリンプリング
４の振動（回転陰極１の振動）に追従して接触状態を維
持したまま回転し、（＋）と同様にして給電が行われる
。

（３）Ｙ軸方向の振動発生時の給電（第３図参照）第３
図は第１図の接触子２０の部分を拡大した断面回である
。

スプリング２５は、Ｘ方向に伸縮するだけでなく、その
弾性によってＸ方向を中心とした周囲方向にも柔軟に可
動する。したがって、回転陰極ｌがＹ軸方向（図面の上
下方向）に振動すると、外輪電極２４はスプリング２５
の弾性により、内輪電極２３を基にＹ方向に可動し、ス
リップリング４の振動に追従して給電状態を維持する。

いま、回転陰極１がＹ軸方向に振動した場合について説
明したが、これを接触子２０側から見ると、接触子２０
にＹ軸方向の振動が加えられたということになる。これ
は、回転陰極１の振動によるものだけでなく、接触子２
０自体の振動による場合もある。

すなわち、外輪電極２４のようにスリップリング４に対
してＹ方向に線接触していると、スリ、プリング４の曲
率の関係から、回転陰極１が振動していなくとも接触子
２０に振動が発生することがある。第３図中、符号Ａ点
は帯状スリンプリング４の内周側を示し、Ｂ点は外周側
を示している。外輪″Ｅｉｔ８ｉ！２４はこのＡ点とＢ
点を結ぶようにスリ、プリング４に線接触している。こ
こで、回転陰極１の回転中心からＡ点までの径方向の距
離をｒＡ。

Ｂ点までの径方向の距離をｒ、とすると、Ａ点における
周速ＶＡは「ｒＡ　・ω」、Ｂ点における周速■おは［
ｒｌｌ　・ω」で表される。符号ωはスリップリング４
の角速度で、回転陰極ｌの回転速度が一定であるから、
ωも一定値である。よって、−ｒｈ＜ｒＡであるから、
■、≠Ｖｌ　　（ＶＡ　＜ＶＢ　）となる。つまり、外
輪電極２４とスリンプリング４との接触点位置によって
、外輪電極２４に作用する周速（回転力）が異なってし
まう。すると、外輪電極２４とスリップリング４との接
触中心点を境に、外輪電極２４はＹ軸方向に振動を起こ
す。本実施例の接触子２０は、回転陰極１の振動だけで
はなく、接触子２ｏ自体が起こす振動に対しても前記と
同様にして追従し、安定した給電を行う。

また、上記実施例は、次のように種々変形して実施する
ことができる。

変長±土 上記では外輪電極２４を、強硬な材質の環状電極として
扱っているが、これは弾性を有する材質で形成されたも
のでもよい、−例として、肉厚の薄いステレンス鋼が用
いられる。外輪電極２４を弾性材料で形成することによ
り、スリップリング４との接触面積を増加させることが
できる。

変ゑ炎呈 この変形例は導電性ハネ体の変形例に関するもので、上
記実施例ではスプリング２５を用いているが、これに限
ることなく、第４図（ａ）、　（ｂ）に示しているよう
なバネ体３０．３１を用いてもよい。

変及拠ユ 上記実施例では、外輪電極２４を１枚の環状電極として
構成しているが、これは第５図に示すように複数枚の環
状電極として構成してもよい。第５区では外輪電極２４
を３枚構成にした例を示している０分割された各外輪電
極２４ａ〜２４ｃと内輪電極２３とは、第４図（ａ）、
［有］）に示したハネ体３０．３１を用いて電気的に結
合しておく。外輪電極２４を複数枚に分割することで、
Ｘ−Ｙ方向の振動により追従しやすくなり、接触安定性
の向上、ひいては給電安定性の向上が望まれる。

また、本実施例では、回転体として回転陰極Ｘ線管装置
の回転陰極を例に挙げ、これへの給電機構としているが
、これに限ることなく、同様にして回転する電極部へ給
電を行う装置（１動機など）にも通用される。

Ｇ０発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係る回転体
への給電機構は、回転する電極部に接触して、電源部か
らの電力を供給する接触子を、回転可能な内輪！極と外
輪電極の二重構造とし、内輪電極と外輪電極とを導電性
のハネ体で連結した構成としているから、次のような効
果を発揮する。

（１）接触子は、回転電極部とともに回転しながら給電
を行うことになるので、接触子と回転電極部との摩擦係
数が小さなものになる。したがって、摩耗に伴う接触子
の粉塵発生を極力抑えることができ、接触子の寿命が向
上する。＄５３１！！発生を極力抑えることができるこ
とから、本発明の給電機構を回転陰極Ｘ線管装置に適用
した場合には、従来技術の不都合（Ｘ線発生率の低下や
ターゲフトの損傷）を解消することができる。

（２）また、導電性ハ茅体の弾性力により、外輪電極は
、内輪電極に対して自由方向に柔軟に可動しながら、回
転電極部を押圧する。したがって、回転電極部に振動が
発生したり、接触子自体に振動が発生しても、これに追
従して接触状態を維持することができ、常に安定した給
電状態を維持する　−ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、この発明の一実施例に係り、第
１図は接触子の断面図、第２図はＸ方向の振動に追従す
る接触子の上面図、第３図はＹ方向の振動に追従する接
触子の断面図である。第４図および第５図は接触子の変
形実施例に係り、第４図（ａ）、　（ｂ）は共に導電性
ハネ体の変形例を示した上面図、第５図は外輪電極の変
形例を示した断面図である。 また、第６図は従来例の給電機構を説明する回転陰極Ｘ
線管装置の断面図である。 １・・・回転陰極　　　　２０・・・接触子２２・・・
回転軸　　　　　２３・・・内輪電極２４・・・外輪電
極　　　　２５・・・スプリング特許出願人　株式会社
　島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転電極部へ接触子を介して給電する回転体への
   給電機構において、電源に接続されるホルダー部と、こ
   のホルダー部に対して回転自在に軸支される内輪電極と
   、内輪電極と同心状に配されて前記回転電極部に接触す
   る外輪電極と、前記内輪電極と外輪電極とを連結する導
   電性バネ体とで、前記接触子を構成したことを特徴とす
   る回転体への給電機構。