JPH07176284A - Power supply device for rotating body - Google Patents
Power supply device for rotating bodyInfo
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- JPH07176284A JPH07176284A JP31352491A JP31352491A JPH07176284A JP H07176284 A JPH07176284 A JP H07176284A JP 31352491 A JP31352491 A JP 31352491A JP 31352491 A JP31352491 A JP 31352491A JP H07176284 A JPH07176284 A JP H07176284A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩耗を生じないようにして回転体へ給電す
る。
【構成】 外囲器内に低融点金属をリング型に配置す
る。他方、外囲器中で回転する回転体にはエッジ状電極
を取り付け、このエッジ状電極の先端が、回転体の回転
に伴って上記のリング型低融点金属に接触しながら滑
り、そのリング形状に沿って移動する。
(57) [Summary] [Purpose] Power is supplied to the rotating body without causing wear. [Structure] A low-melting metal is arranged in a ring shape inside an envelope. On the other hand, an edge-shaped electrode is attached to a rotating body that rotates in the envelope, and the tip of the edge-shaped electrode slides while contacting the ring-shaped low-melting-point metal as the rotating body rotates, resulting in a ring shape. Move along.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、回転陰極型X線管装
置に備えられた回転陰極への給電などに好適な回転体へ
の給電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for a rotating body, which is suitable for supplying power to a rotary cathode provided in a rotary cathode type X-ray tube device.
【0002】[0002]
【従来の技術】超高速X線CT用として近年提案されて
いる回転陰極型X線管装置は、被検体の周囲を取り囲む
ようにドーナツ状に形成されたX線管であり、環状の真
空外囲器内に陰極フィラメントを備えた回転体を配置し
て回転させるとともに、この回転体に対向するようにリ
ング状の固定陽極を上記の環状真空外囲器に固定したも
のである。回転体の回転とともに陰極フィラメントが回
転し、リング状固定陽極に衝突する電子流の衝突位置が
そのリング状固定陽極の周方向に移動し、これによって
被検体に向けて発射するX線の発射位置が被検体の周囲
を回るように高速に移動する。2. Description of the Related Art A rotary cathode type X-ray tube device recently proposed for ultra-high speed X-ray CT is an X-ray tube formed in a donut shape so as to surround the periphery of a subject, and is an annular vacuum. A rotating body provided with a cathode filament is arranged in an envelope for rotation, and a ring-shaped fixed anode is fixed to the annular vacuum envelope so as to face the rotating body. The cathode filament rotates with the rotation of the rotating body, and the collision position of the electron flow colliding with the ring-shaped fixed anode moves in the circumferential direction of the ring-shaped fixed anode, whereby the X-ray emission position is emitted toward the subject. Moves at high speed around the subject.
【0003】従来、このような回転陰極型X線管装置に
おいて、回転体への給電は回転体に取り付けたスリップ
リングに給電用ブラシをスライド接触させることによっ
て行っている。Conventionally, in such a rotary cathode type X-ray tube device, power is supplied to the rotating body by sliding a power supply brush to a slip ring attached to the rotating body.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の回転体への給電装置では、給電用ブラシの
摩耗により粉塵が発生して真空外囲器内に離散し、真空
外囲器の真空度が低下したり、耐電圧性能が劣化すると
いう問題がある。また、従来の給電装置は、給電部分の
摩耗によりその寿命が比較的短いという問題点もある。However, in the above-described conventional power feeding device for a rotating body, dust is generated due to wear of the power feeding brush and is dispersed in the vacuum envelope, so that There are problems that the degree of vacuum is lowered and the withstand voltage performance is deteriorated. In addition, the conventional power feeding device has a problem that the life of the power feeding portion is relatively short due to wear of the power feeding portion.
【0005】この発明は、上記に鑑み、給電部分で摩耗
を生じないように改善した回転体への給電装置を提供す
ることを目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide a power feeding device for a rotating body, which is improved so as not to cause wear at a power feeding portion.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による回転体への給電装置においては、外
囲器内部あるいはその中で回転する回転体の一方の側
に、比較的融点が低くかつこの融点以下の温度に保たれ
ている導電性金属を取り付け、他方の側に、エッジ状電
極を取り付けて、このエッジ状電極が回転体の回転中、
その導電性金属に対して実質的に常時接触するようにし
たことが特徴となっている。エッジ状電極の先端が、回
転体の回転に伴って上記の導電性金属に接触しながら滑
ることになるが、そのときその接触している部分の低融
点金属が解け、その溶融金属が良好な潤滑材となり、磨
耗なしにエッジ状電極の先端を接触移動させることがで
きる。その結果、磨耗やそれに伴う粉塵などの問題を避
け、信頼性を高め、かつ寿命を長くしながら、エッジ状
電極の先端と低融点金属との接触によって回転体へ給電
することができる。In order to achieve the above object, in a power feeding device for a rotating body according to the present invention, a relatively high melting point is provided inside the envelope or on one side of the rotating body rotating therein. Is attached to the conductive metal that is low and is kept at a temperature below this melting point, and an edge-shaped electrode is attached to the other side, and the edge-shaped electrode is rotating during rotation of the rotating body.
The feature is that the conductive metal is brought into contact with the conductive metal substantially constantly. The tip of the edge-shaped electrode slides while coming into contact with the above conductive metal as the rotating body rotates, but at that time, the low-melting-point metal in the contacting portion is melted and the molten metal is excellent. It becomes a lubricant, and the tip of the edge-shaped electrode can be moved in contact with it without wear. As a result, it is possible to avoid problems such as wear and dust associated therewith, improve reliability, and extend the life, while supplying power to the rotating body by contact between the tip of the edge electrode and the low melting point metal.
【0007】[0007]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図1はこの発明の第1の実
施例にかかる回転体への給電装置を適用した超高速X線
CT用回転陰極型X線管装置を示すものである。この図
1において、外囲器1はたとえばステンレスで環状に作
られており、真空排気されている。その中心孔11に図
示しない被検体が挿入される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a rotating cathode type X-ray tube device for ultra-high speed X-ray CT to which a power feeding device for a rotating body according to a first embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, the envelope 1 is made of, for example, stainless steel in an annular shape and is evacuated. A subject (not shown) is inserted into the center hole 11.
【0008】この外囲器1内には、リング型の回転体4
が納められており、図示しない電磁石により磁気的に浮
上させられており、図示しないインダクションモーター
によってたとえば10Hzで回転駆動されるようになっ
ている。この回転体4の1点に1つのたとえばタングス
テンより作られた陰極フィラメント2が固定されてい
る。このフィラメント2は回転体4の回転とともに回転
し、円形の軌道を描く。この円形軌道に対面するように
リング型の陽極3が外囲器1内に固定されている。フィ
ラメント2から電子が発生し、対面する陽極3に衝突す
ると、X線が発生し、中心孔11の方向に放出され、中
心孔11内の被検体に対するX線照射が行われる。回転
体4が回転するとフィラメント2も回転し、電子衝突位
置が回転するため、X線焦点が被検体の周囲を周回する
ことになる。In this envelope 1, a ring-shaped rotating body 4 is provided.
, And is magnetically levitated by an electromagnet (not shown), and is rotationally driven at, for example, 10 Hz by an induction motor (not shown). One cathode filament 2 made of, for example, tungsten is fixed to one point of this rotating body 4. The filament 2 rotates with the rotation of the rotating body 4 and draws a circular orbit. A ring-shaped anode 3 is fixed inside the envelope 1 so as to face the circular orbit. When electrons are generated from the filament 2 and collide with the facing anode 3, X-rays are generated and emitted in the direction of the central hole 11, and the object in the central hole 11 is irradiated with X-rays. When the rotator 4 rotates, the filament 2 also rotates and the electron collision position rotates, so that the X-ray focal point circulates around the subject.
【0009】外囲器1の内側には同心円的な2つの槽を
持つ容器6が固定されており、その中にガリウム(G
a)金属5が納められている。この容器6は絶縁性の材
料により作られている。そのため、この容器6の各槽に
納められたガリウム金属5は同心円をなすようにリング
状となっていることになる。容器6は図の左側の部分が
開口しており、2つの同心円の開口が形成される。ガリ
ウム金属5の表面はこの同心円的な2つの開口からそれ
ぞれ露出している。Inside the envelope 1, a container 6 having two concentric tanks is fixed, and gallium (G
a) Metal 5 is stored. The container 6 is made of an insulating material. Therefore, the gallium metal 5 stored in each tank of the container 6 has a ring shape so as to form concentric circles. The container 6 is open on the left side of the drawing, and two concentric openings are formed. The surface of the gallium metal 5 is exposed from the two concentric openings.
【0010】ガリウム金属5はその融点が30℃となっ
ており、比較的低い融点を有している。ガリウム金属5
をその融点以下の温度に保つため、外囲器1の外部に冷
却装置8が取り付けられている。そのため、このガリウ
ム金属5が溶融することなく固体のまま容器6内に収ま
っている。The gallium metal 5 has a melting point of 30 ° C. and has a relatively low melting point. Gallium metal 5
A cooling device 8 is attached to the outside of the envelope 1 in order to maintain the temperature below its melting point. Therefore, the gallium metal 5 remains in the container 6 as a solid without melting.
【0011】他方、2つのエッジ状電極7が回転体4に
取り付けられており、これらエッジ状電極7の先端が上
記の同心円的な2つのリング状ガリウム金属5に接触す
るようにされている。回転体4が回転すると、これら2
つのエッジ状電極7が2つのリング状ガリウム金属5の
表面に接触し、滑るようにして移動する。このエッジ状
電極7の材料としては、たとえばSUS304などの比
較的電気抵抗の大きな金属を使用し、ガリウム金属5と
の接触電気抵抗を大きくしてジュール熱を発生させ、エ
ッジ状金属7の先端とガリウム金属5との接触部分の温
度だけが高くなるようにすることが望ましい。また、エ
ッジ状電極7の先端断面形状は、アイススケートのエッ
ジの断面と同じようにすることが望ましい。On the other hand, two edge-shaped electrodes 7 are attached to the rotating body 4, and the tips of these edge-shaped electrodes 7 are brought into contact with the two concentric ring-shaped gallium metals 5. When the rotating body 4 rotates, these 2
One edge-shaped electrode 7 comes into contact with the surfaces of the two ring-shaped gallium metals 5 and slides and moves. As a material of the edge-shaped electrode 7, for example, a metal having a relatively high electric resistance such as SUS304 is used, and a contact electric resistance with the gallium metal 5 is increased to generate Joule heat, and the edge of the edge-shaped metal 7 is It is desirable to increase only the temperature of the contact portion with the gallium metal 5. Further, it is desirable that the cross-sectional shape of the tip of the edge-shaped electrode 7 be the same as the cross-section of the edge of the ice skates.
【0012】これにより、エッジ状電極7の先端がガリ
ウム金属5の表面に接触して移動するとき、ガリウム金
属5のその接触部近辺の狭い部分が融点以上の温度とな
って溶け、その溶融金属が潤滑材となって滑らかに接触
移動させる。その結果、磨耗することなしにエッジ状電
極7とガリウム金属5とのスライド接触が実現でき、こ
のスライド接触によって回転体4(フィラメント2)へ
の給電が可能となる。なお、エッジ状電極7にコイルば
ね等を設けてガリウム金属5側へ押しつける適当な弾性
を付与するようにしてもよい。As a result, when the tip of the edge-shaped electrode 7 moves in contact with the surface of the gallium metal 5, the narrow portion of the gallium metal 5 near the contact portion melts at a temperature equal to or higher than the melting point and melts the molten metal. Becomes a lubricant and makes smooth contact movement. As a result, sliding contact between the edge-shaped electrode 7 and the gallium metal 5 can be realized without wearing, and power can be supplied to the rotating body 4 (filament 2) by this sliding contact. A coil spring or the like may be provided on the edge-shaped electrode 7 so as to impart appropriate elasticity to be pressed against the gallium metal 5 side.
【0013】こうして電源9からフィラメント2に電流
が流されて加熱される。他方、ガリウム金属5と陽極3
との間には図示しない高電圧発生装置が接続されてフィ
ラメント2と陽極3との間に高い電位差が形成される。
そこで、フィラメント2から放出された熱電子が陽極3
に衝突し、X線が発生する。Thus, the electric current is passed from the power source 9 to the filament 2 to heat it. On the other hand, gallium metal 5 and anode 3
A high voltage generator (not shown) is connected between and to form a high potential difference between the filament 2 and the anode 3.
Therefore, the thermoelectrons emitted from the filament 2 are transferred to the anode 3
And an X-ray is generated.
【0014】なお、エッジ状電極7と接触する低融点金
属としては上記のような融点30℃のガリウムのほか
に、融点17℃のガリウム・インジウム(Ga−In)
合金や、5℃のガリウム・インジウム・錫(Ga−In
−Sn)合金や、160℃のインジウム(In)などを
使用できる。ただし、インジウムの場合、融点がやや高
いので、エッジ状電極7との接触部で溶融させるために
エッジ状電極7の先端を別のヒーターなどで加熱するこ
とが好ましい。As the low melting point metal which comes into contact with the edge-shaped electrode 7, in addition to the above-mentioned gallium having a melting point of 30 ° C., gallium-indium (Ga-In) having a melting point of 17 ° C.
Alloys and gallium / indium / tin (Ga-In) at 5 ℃
A —Sn) alloy, indium (In) at 160 ° C., or the like can be used. However, in the case of indium, the melting point is rather high, so it is preferable to heat the tip of the edge electrode 7 with another heater or the like in order to melt it at the contact portion with the edge electrode 7.
【0015】図2は変形例を示すものであり、ガリウム
金属51、52及びこれを収納する容器61、62が対
向するように外囲器1側に固定されている。回転体4側
には、その対向するガリウム金属51、52にそれぞれ
向かうようエッジ状電極71、72がコイルばねを介し
て取り付けられている。このようにエッジ状電極71、
72が2つのガリウム金属51、52で挟まれるように
構成されているため、回転体4の回転時のぶれが生じて
も、エッジ状電極71とガリウム金属51との間あるい
はエッジ状電極72とガリウム金属52との間の、いず
れか一方の間の接触は保たれることになり、回転体4に
対して安定に給電できる。FIG. 2 shows a modified example, in which the gallium metals 51 and 52 and the containers 61 and 62 for housing them are fixed to the envelope 1 side so as to face each other. Edge electrodes 71 and 72 are attached to the rotating body 4 side so as to face the facing gallium metals 51 and 52, respectively, via a coil spring. In this way, the edge-shaped electrode 71,
Since 72 is configured to be sandwiched between the two gallium metals 51 and 52, even if a shake occurs when the rotating body 4 rotates, the edge-shaped electrode 71 and the gallium metal 51 or the edge-shaped electrode 72 The contact with either one of the gallium metal 52 will be maintained, and stable power supply to the rotating body 4 is possible.
【0016】上記ではいずれも、リング型の低融点金属
を固定側に、エッジ状電極を回転側に設けているが、こ
れとは逆に、回転側にリング型低融点金属を、固定側に
エッジ状電極を設けることも可能である。すなわち、図
3に示す変形例では、回転体4の側に容器63を取り付
け、その容器63内に2つのリング型のインジウム金属
53、54を収めている。そして、外囲器1にはエッジ
状電極73を固定し、エッジ状電極73の先端がインジ
ウム金属53、54の表面に接触するようにしている。
このように回転側に低融点金属を取り付ける場合、低融
点金属の冷却が難しいので、やや高めの融点をもつイン
ジウムなどの金属が好ましいことになる。そして、イン
ジウム金属53、54の、エッジ状電極73との接触部
で溶融するようにエッジ状金属73をヒーター74で加
熱するようにする。このようにインジウム金属53、5
4を回転側に取り付けると、その回転時の遠心力で溶融
金属が飛び散ったりすることがある。そこで、図3に示
すように容器63を回転中心に対して外側に、容器63
の開口つまりインジウム金属53、54の表面を回転中
心に対して内側に配置して、溶融したインジウム金属5
3、54が遠心力でむしろ容器63内に引きつけ、しず
く等が落ちないようにしている。In all of the above, the ring-shaped low melting point metal is provided on the fixed side and the edge-shaped electrode is provided on the rotating side. On the contrary, the ring type low melting point metal is provided on the rotating side and the edge side electrode is provided on the fixed side. It is also possible to provide edge-shaped electrodes. That is, in the modification shown in FIG. 3, the container 63 is attached to the side of the rotating body 4, and the two ring-shaped indium metals 53 and 54 are housed in the container 63. Then, the edge-shaped electrode 73 is fixed to the envelope 1, and the tip of the edge-shaped electrode 73 is brought into contact with the surfaces of the indium metals 53 and 54.
When the low melting point metal is attached to the rotating side as described above, it is difficult to cool the low melting point metal, and thus a metal such as indium having a slightly higher melting point is preferable. Then, the edge metal 73 is heated by the heater 74 so that it melts at the contact portion of the indium metal 53, 54 with the edge electrode 73. Indium metal 53, 5
If 4 is attached to the rotating side, the molten metal may be scattered by the centrifugal force during the rotation. Therefore, as shown in FIG. 3, the container 63 is placed outside with respect to the center of rotation.
Of the molten indium metal 5 by arranging the openings of the
Centrifugal force rather pulls 3, 54 to the inside of the container 63 so that drips and the like do not fall.
【0017】上記の実施例の場合、いずれも低融点金属
側をリング型にして、その表面をエッジ状電極が滑って
いくという構成にしたが、逆にエッジ状電極の方をリン
グ型とし、低融点金属の方は回転角度の1点に設けてそ
の低融点金属の表面がリング型のエッジ状電極に接触し
ながら滑るという構成も考えられることはもちろんであ
る。In each of the above embodiments, the low-melting-point metal side is ring-shaped and the edge-shaped electrode slides on the surface thereof. On the contrary, the edge-shaped electrode is ring-shaped. It goes without saying that the low melting point metal may be provided at one point of the rotation angle so that the surface of the low melting point metal slides while contacting the ring-shaped edge electrode.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の回転体への給電装置によれば、非常に滑らかな
スライド接触によって回転体に対して固定側より給電で
きるようになり、従来のスリップリングとブラシとによ
るスライド機構を用いて給電する場合のように給電部分
で摩耗や粉塵が生じることがなく、信頼性を向上させる
ことができるとともに、長寿命化を図ることができる。As described in the above embodiments, according to the power feeding device for a rotating body of the present invention, it is possible to feed power to the rotating body from the fixed side by a very smooth sliding contact. Unlike the case where power is supplied using a slide mechanism including a slip ring and a brush, wear and dust are not generated at the power supply portion, reliability can be improved, and life can be extended.
【図1】この発明による回転体への給電装置の一実施例
を示す概略断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a power feeding device for a rotating body according to the present invention.
【図2】変形例を示す概略断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a modified example.
【図3】別の変形例を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another modification.
1 外囲器 11 中心孔 2 フィラメント 3 陽極 4 回転体 5,51,52 ガリウム金属 53,54 インジウム金属 6,61,62,63 容器 7,71,72,73 エッジ状電極 8 冷却装置 9 電源 1 envelope 11 center hole 2 filament 3 anode 4 rotor 5,51,52 gallium metal 53,54 indium metal 6,61,62,63 container 7,71,72,73 edge-shaped electrode 8 cooling device 9 power supply
Claims (1)
と、上記外囲器内部及び回転体の一方に取り付けられ
た、比較的融点が低く、かつこの融点以下の温度に保た
れている導電性金属と、該導電性金属に、上記回転体の
回転中、実質的に常時接触するよう、上記外囲器内部及
び回転体の他方に取り付けられたエッジ状電極とを備え
ることを特徴とする回転体への給電装置。1. An envelope, a rotating body that rotates in the envelope, and a relatively low melting point attached to one of the inside of the envelope and the rotating body, and to a temperature below the melting point. A conductive metal that is held; and an edge-shaped electrode that is attached to the inside of the envelope and the other of the rotating body so that the conductive metal is in constant contact with the conductive metal during rotation of the rotating body. A power supply device for a rotating body, which is characterized in that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31352491A JPH07176284A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Power supply device for rotating body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31352491A JPH07176284A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Power supply device for rotating body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176284A true JPH07176284A (en) | 1995-07-14 |
Family
ID=18042352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31352491A Pending JPH07176284A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Power supply device for rotating body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176284A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020177757A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Charged particle generator |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP31352491A patent/JPH07176284A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020177757A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Charged particle generator |
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