(57)【要約】【課題】回転ユニオン継手からの流体漏れを防ぐ。【解決手段】Ｘ線ターゲット（５８）用の回転ユニオン継手（５０）は、筐体（８６）と、冷却材振り回し装置であって、内径及び外径、基部側端部（６１）及び末梢側端部（１０２）、並びに内部に中孔を有する回転シャフト（６０）と、回転シャフト（６０）の基部側端部（６１）に結合されている振り回し器（６６）とを含んでいる冷却材振り回し装置と、振り回し器（６６）に結合されている排出環（６４）であって、振り回し器（６６）は冷却材を排出環（６４）に向けるように構成されており、排出環（６４）は冷却材を一次冷却材出口（７８）に通すように構成されている、排出環（６４）と、第一の端部（６３）及び第二の端部（６５）を有する静止管（６２）であって、当該静止管（６２）の少なくとも一部が回転シャフト（６０）の中孔の内部に配設されている静止管（６２）とを含んでいる。【選択図】図３
2010287570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部側端部（６１）及び末梢側端部（１０２）を有する回転シャフト（６０）と、
該回転シャフト（６０）の前記基部側端部（６１）に結合されている１又は複数の振り回し器（６６）と、
該１又は複数の振り回し器（６６）に結合されている排出環（６４）と
を備えた冷却材振り回し装置であって、
前記１又は複数の振り回し器（６６）は冷却材を前記排出環（６４）へ向けるように構成されており、前記排出環（６４）は前記冷却材を一次冷却材出口（７８）に通すように構成されている、冷却材振り回し装置。
【請求項２】
前記１又は複数の振り回し器（６６）は第一の端部（９８）及び第二の端部（９６）を含んでおり、前記第一の端部（９８）は前記回転シャフト（６０）の前記基部側端部（６１）に結合されている、請求項１に記載の冷却材振り回し装置。
【請求項３】
振り回し器（６６）の前記第一の端部（９８）の径が前記振り回し器（６６）の前記第二の端部（９６）の径よりも小さい、請求項２に記載の冷却材振り回し装置。
【請求項４】
前記冷却材を前記排出環（６４）に向けるように前記回転シャフト（６０）の外径に配設された複数の螺旋吸込み吐出し溝（６８）をさらに含んでいる請求項１に記載の冷却材振り回し装置。
【請求項５】
前記回転シャフト（６０）の前記外径に配設されており、前記冷却材を二次冷却材出口（８０）に通すように構成されている１又は複数の二次振り回し器（７０）をさらに含んでいる請求項４に記載の冷却材振り回し装置。
【請求項６】
Ｘ線ターゲット（５８）用の回転ユニオン継手（５０）であって、
筐体（８６）と、
該筐体（８６）の内部に配設されている冷却材振り回し装置であって、
内径及び外径、基部側端部（６１）及び末梢側端部（１０２）、並びに内部に中孔を有する回転シャフト（６０）と、
該回転シャフト（６０）の前記基部側端部（６１）に結合されている１又は複数の振り回し器（６６）と、
該１又は複数の振り回し器（６４）に結合されている排出環（６４）であって、前記１又は複数の振り回し器（６４）は冷却材を当該排出環（６４）へ向けるように構成されており、当該排出環（６４）は前記冷却材を一次冷却材出口（７８）に通すように構成されている、排出環（６４）と
を含んでいる冷却材振り回し装置と、
第一の端部（６３）及び第二の端部（６５）を有する静止管（６２）であって、当該静止管（６２）の少なくとも一部が前記回転シャフト（６０）の前記中孔の内部に配設されている静止管（６２）と
を備えた回転ユニオン継手（５０）。
【請求項７】
前記静止管（６２）の前記第一の端部（６３）、前記第二の端部（６５）又は前記第一の端部（６３）及び前記第二の端部（６５）の両方が前記回転シャフト（６０）の前記中孔から突出している、請求項６に記載の回転ユニオン継手。
【請求項８】
前記回転シャフト（６０）の撓みを防ぐように前記筐体（８６）に配設されている１又は複数の軸受け（８２）と、
冷却材漏れを防ぐように前記回転シャフト（６０）の前記外径に沿って円周方向に配設されている円周シール（１０８）と
をさらに含んでいる請求項６に記載の回転ユニオン継手。
【請求項９】
回転ユニオン継手（５０）と、
ターゲット（５８）と
を備えたＸ線源（１４）であって、前記回転ユニオン継手（５０）は、
筐体（８６）と、
該筐体（８６）の内部に配設されている冷却材振り回し装置であって、
内径及び外径、基部側端部（６１）及び末梢側端部（１０２）、並びに内部に中孔を有する回転シャフト（６０）と、
該回転シャフト（６０）の基部側端部（６１）に結合されている１又は複数の振り回し器（６６）と、
該１又は複数の振り回し器（６４）に結合されている排出環（６４）であって、前記１又は複数の振り回し器（６４）は冷却材を当該排出環（６４）へ向けるように構成されており、当該排出環（６４）は前記冷却材を一次冷却材出口（７８）に通すように構成されている、排出環（６４）と
を含んでいる冷却材振り回し装置と、
第一の端部（６３）及び第二の端部（６５）を有する静止管（６２）であって、当該静止管（６２）の少なくとも一部が前記回転シャフト（６０）の前記中孔の内部に配設されている静止管（６２）と
を含んでおり、
前記ターゲット（５８）は、回転中空シャフト（８８）を介して前記回転シャフト（６０）の前記末梢側端部（１０２）に結合されて動作する、
Ｘ線源（１４）。
【請求項１０】
Ｘ線ビーム（１６）を発生するＸ線源（１４）と、
撮像対象（２２）からの減弱したＸ線ビームを検出する検出器素子（１８）のアレイと、
前記撮像対象（２２）の画像を表示する表示器（４２）と
を備えた計算機式断層写真法システム（１０）であって、
前記Ｘ線源（１４）は、
Ｘ線ターゲット（５８）と、
回転ユニオン継手（５０）と
を含んでおり、該回転ユニオン継手（５０）は、
筐体（８６）と、
該筐体（８６）の内部に配設されている冷却材振り回し装置であって、
内径及び外径、基部側端部（６１）及び末梢側端部（１０２）、並びに内部に中孔を有する回転シャフト（６０）と、
該回転シャフト（６０）の前記基部側端部（６１）に結合されている１又は複数の振り回し器（６６）と、
該１又は複数の振り回し器（６４）に結合されている排出環（６４）であって、前記１又は複数の振り回し器（６４）は冷却材を当該排出環（６４）へ向けるように構成されており、当該排出環（６４）は前記冷却材を一次冷却材出口（７８）に通すように構成されている、排出環（６４）と
を含んでいる冷却材振り回し装置と、
第一の端部（６３）及び第二の端部（６５）を有する静止管（６２）であって、当該静止管（６２）の少なくとも一部が前記回転シャフト（６０）の前記中孔の内部に配設されている静止管（６２）と
を含んでいる、計算機式断層写真法システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の各実施形態は一般的には、静止供給源から回転部材へ流体を伝達する回転ユニオン継手に関する。さらに具体的には、本発明の各実施形態は、Ｘ線管方式のイメージング・システムの回転部材と静止供給源との間での流体の漏れを防ぐ回転ユニオン継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム及び非破壊試験システムのようなＸ線管方式のイメージング・システムは、ガントリに位置するＸ線源を用いている。典型的には、これらのＸ線管はアノード方式のＸ線管である。アノードＸ線管は典型的には、Ｘ線を発生するために高電圧を要求する。残念ながら、アノードＸ線管は、Ｘ線を発生する間に熱せられる傾向にある。現在、真空容器から突出した回転シャフトを用いるＸ線管は、雰囲気から真空を分離するために磁性流体シールを用いる場合がある。液体冷却材は回転シャフトに通されて、Ｘ線ターゲット、磁性流体シール及びシャフト軸受けを冷却することができる。この構成は、非回転部分から回転部分へ漏れのない状態での冷却材の供給を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さらにまた、ＣＴシステムでは、ガントリは極めて高速で対象の周りを回転する。このガントリの高速回転は、典型的には重力の何倍にもなり得る遠心力を生じ、これにより回転物体に大きい重力荷重（Ｇ荷重）を生成する。標準的な面シール回転ユニオン継手では、大きいＧ荷重によって生ずる漏れを防ぐことができない場合がある。この大きいＧ荷重は、Ｘ線ターゲットに結合されている回転シャフトを屈曲させ、これにより回転する面シールが回転しない面シールの相手部材に対して整列不正となり得る。これにより、不均等な摩耗が生じて冷却材の漏れを招き得る。加えて、シール面同士の間に間隙が形成されて冷却材の漏れを生じ得る。また、Ｘ線管の様々な構成要素を冷却するための液体冷却材が、回転ユニオン継手、特に標準的な面シールを用いた回転ユニオン継手の設計によって、回転ユニオン継手から漏れる場合がある。冷却材漏れはまた、幾つかの構成要素の摩耗又は回転ユニオン継手のあらゆる故障によって生じ得る。冷却材漏れは、回転ユニオン継手を含むイメージング・システムにとって、又はイメージング・システムが動作している環境にとって不利であり得る。さらにまた、機械的な面シールの界面でのシャフトの撓みが圧力勾配を生じ、すると機械的な面シールの不均等な摩耗、漏れ及び短寿命を招き得る。
【０００４】
従って、機械的な面シールを用いずに回転ユニオン継手からの流体漏れを防ぐことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
簡単に述べると、本発明の手法の一観点によれば、冷却材振り回し（slinging）装置を提供する。冷却材振り回し装置は、基部側端部及び末梢側端部を有する回転シャフトと、回転シャフトの基部側端部に結合されている１又は複数の振り回し器と、１又は複数の振り回し器に結合されている排出環とを含んでおり、１又は複数の振り回し器は冷却材を排出環へ向けるように構成されており、排出環は冷却材を一次冷却材出口に通すように構成されている。
【０００６】
本発明の手法のもう一つの観点によれば、Ｘ線ターゲット用の回転ユニオン継手を提供する。Ｘ線ターゲット用の回転ユニオン継手は、筐体と、冷却材振り回し装置であって、内径及び外径、基部側端部及び末梢側端部、並びに内部に中孔を有する回転シャフトと、回転シャフトの基部側端部に結合されている１又は複数の振り回し器と、１又は複数の振り回し器に結合されている排出環であって、１又は複数の振り回し器は冷却材を排出環へ向けるように構成されており、排出環は冷却材を一次冷却材出口に通すように構成されている、排出環とを含んでいる冷却材振り回し装置と、第一の端部及び第二の端部を有する静止管であって、当該静止管の少なくとも一部が回転シャフトの中孔の内部に配設されている静止管とを含んでいる。
【０００７】
本発明の手法のさらにもう一つの観点によればＸ線源を提供する。Ｘ線源は回転ユニオン継手を含んでおり、回転ユニオン継手は、筐体と、冷却材振り回し装置であって、内径及び外径、基部側端部及び末梢側端部、並びに内部に中孔を有する回転シャフトと、回転シャフトの基部側端部に結合されている１又は複数の振り回し器と、１又は複数の振り回し器に結合されている排出環であって、１又は複数の振り回し器は冷却材を排出環へ向けるように構成されており、排出環は冷却材を一次冷却材出口に通すように構成されている、排出環とを含んでいる冷却材振り回し装置と、第一の端部及び第二の端部を有する静止管であって、当該静止管の少なくとも一部が回転シャフトの中孔の内部に配設されている静止管とを含んでいる。さらに、Ｘ線源は、回転中空シャフトを介して回転シャフトの末梢側端部に結合されて動作するターゲットを含んでいる。
【０００８】
本手法のさらにもう一つの観点によれば、計算機式断層写真法システムを提供する。計算機式断層写真法システムは、Ｘ線ビームを発生するＸ線源を含んでおり、Ｘ線源は、Ｘ線ターゲットと回転ユニオン継手とを含んでおり、回転ユニオン継手は、筐体と、冷却材振り回し装置であって、内径及び外径、基部側端部及び末梢側端部、並びに内部に中孔を有する回転シャフトと、回転シャフトの基部側端部に結合されている１又は複数の振り回し器と、１又は複数の振り回し器に結合されている排出環であって、１又は複数の振り回し器は冷却材を排出環へ向けるように構成されており、排出環は冷却材を一次冷却材出口に通すように構成されている、排出環とを含んでいる冷却材振り回し装置と、第一の端部及び第二の端部を有する静止管であって、当該静止管の少なくとも一部が回転シャフトの中孔の内部に配設されている静止管とを含んでいる。さらに、計算機式断層写真法システムは、撮像対象からの減弱したＸ線ビームを検出する検出器素子のアレイと、撮像対象の画像を表示する表示器とを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明のこれらの特徴、観点及び利点、並びに他の特徴、観点及び利点は、添付図面に関連して以下の詳細な説明を読むとさらに十分に理解されよう。図面では、類似の文字は図面全体を通して類似の部材を表わす。
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック模式図である。
【図３】本発明の手法の各観点によるＸ線ターゲットに結合された例示的な回転ユニオン継手の断面図である。
【図４】本発明の手法の各観点によるもう一つの例示的な回転ユニオン継手の断面図である。
【図５】本発明の手法の各観点による静止管、及びＸ線ターゲットの回転中空シャフトと併せた静止管の構成の展開断面図である。
【図６】本発明の手法の各観点による例示的な冷却材振り回し装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施形態は一般的には、医療イメージング・システムの液冷式Ｘ線ターゲット用の回転ユニオン継手に関し、さらに具体的には、Ｘ線管のＸ線ターゲット用の回転ユニオン継手に関する。計算機式断層写真法システムのようなＸ線管方式のイメージング・システムに設けられる例示的な回転ユニオン継手について示す。
【００１１】
図１及び図２を参照して述べると、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含んでいる。ガントリ１２はＸ線源１４を含んでおり、Ｘ線源１４はＸ線のビーム１６をガントリ１２の反対側に設けられている検出器アレイ１８に向かって投射する。一実施形態では、ガントリ１２は、Ｘ線のビームを投射する多数のＸ線源を有し得る。検出器アレイ１８は複数の検出器２０によって形成されており、各検出器２０は共に、患者２２のような撮像対象を透過した投射されたＸ線を感知する。Ｘ線投影データを取得する１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着された構成要素は回転中心２４の周りを回転する。ＣＴイメージング・システム１０は患者２２に関連して図示されているが、イメージング・システム１０が医療分野以外の応用を有し得ることを認められたい。例えば、ＣＴイメージング・システム１０は、鞄及び小荷物等のような閉じられた物品の内容を確認するために、また爆発物及び／又は生物危害性物質のような密輸品を捜索するために、鞄スクリーニング能力として用いられる場合もある。
【００１２】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３０はガントリ１２の構成要素の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設けられているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が検出器素子２０からのアナログ・データをサンプリングして、後続の処理のためにこのデータをディジタル信号へ変換する。画像再構成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速画像再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００１３】
また、コンピュータ３６は、キーボード（図１及び図２には示されていない）のような入力装置を有するコンソール４０を介して操作者から指令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からのその他のデータを観測することができる。操作者が供給した指令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御情報及び信号情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動式テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２及びガントリ１２を位置決めする。具体的には、テーブル４６は患者２２の各部分をガントリ開口４８を通して移動させる。幾つかの実施形態では、コンピュータ３６は、コンベヤ・システム４６を制御するコンベヤ・システム制御器４４を動作させて、手荷物又は鞄のような物体及びガントリ１２を位置決めしてもよい。さらに具体的には、コンベヤ・システム４６は、ガントリ開口４８を通して物体を移動させる。
【００１４】
図３には、図１及び図２のＸ線源１４のようなＸ線源に結合されている回転ユニオン継手５０を示す。Ｘ線源は回転ユニオン継手５０と共に、電子放出器５２を含んでおり、電子放出器５２は、内部が真空５６になっている真空容器５４に封入された電子放出カソードであってよい。電子放出器５２は、高電圧を供給されると電子のビームを放出する。電子放出器５２によって放出された電子ビームは、真空容器５４内で加速されて、ターゲット５８のようなアノードに衝突してＸ線を発生する。本実施形態では、ターゲット５８は、ターゲット５８に衝突した電子ビームが金属を溶融させることのないように、回転する。ターゲット５８は、限定しないがタングステン、モリブデン又は銅のような材料を含み得ることが特記され得る。
【００１５】
本発明の手法の各観点によれば、ターゲット５８は、回転ユニオン継手５０に結合されて動作することができる。従って、回転ユニオン継手５０の回転シャフト６０及びＸ線ターゲット５８が共に回転する。本発明の手法の各観点によれば、回転ユニオン継手５０の回転シャフト６０は、Ｘ線ターゲット５８の回転中空シャフト８８に結合され得る。さらにまた、本発明の手法の各観点によれば、回転ユニオン継手５０は、静止供給源（図示されていない）からＸ線ターゲット５８へ液体冷却材を供給し、また静止供給源に戻すように構成されている。
【００１６】
液体冷却材は、回転ユニオン継手５０の回転シャフト６０の中孔を通過し得る静止管６２を介してターゲット５８に供給され、回転シャフト６０は内径及び外径を含み得る。さらに具体的には、静止管６２は回転シャフト６０の内径を通過し得る。一実施形態では、回転ユニオン継手５０は、回転ユニオン継手５０に対する支持を設けるように構成されている筐体８６に配設されることができ、また様々な構成要素を含み得る。このことについては後述する。上で述べたように、Ｘ線源１４（図１及び図２を参照）の様々な構成要素は、Ｘ線ビームを発生するための高電圧の印加時に加熱され得る。従って、限定しないが水のような液体冷却材の利用を介して、限定しないが回転するターゲット５８及び磁性流体シール８４のようなＸ線源１４の様々な構成要素から熱を発散させることが望ましい。さらに、本発明の手法の例示的な各観点によれば、回転ユニオン継手５０は、液体冷却材の漏れを防ぐ態様で設計され得る。このことについて以下に述べる。
【００１７】
上で述べたように、静止管６２を用いて、液体冷却材の流れを静止供給源（図３には示されていない）から回転するＸ線ターゲット５８まで向けることができる。また、上に記載しているように、静止管６２の少なくとも一部が回転ユニオン継手５０の回転シャフト６０の中孔の内部に配設され得るような態様で静止管６２を配設することができる。静止管６２は、第一の端部６３及び第二の端部６５を含んでいる。一実施形態では、静止管６２の第一の端部６３は、回転シャフト６０の中孔から突出していてよい。もう一つの実施形態では、静止管６２の第二の端部６５が回転シャフト６０の中孔から突出していてよい。代替的には、静止管の第一の端部６３及び第二の端部６５が回転シャフト６０の中孔から突出していてよい。液体冷却材は、静止管６２の第一の端部６３から供給され得る。参照番号７６は、静止管６２の第一の端部６３から静止管６２の第二の端部６５へ向かう液体冷却材の流れを全体的に表わし得る。静止管６２の第二の端部６５に到達すると、液体冷却材を管軸受け８２を介して回転シャフト６０と静止管６２との間の環状空間へ向けることができる。さらに明確に述べると、液体冷却材の流れ７６は静止管６２の第二の端部６５に達すると反転される。具体的には、液体冷却材は、Ｘ線ターゲット５８の回転中空シャフト８８と静止管６２との間の空間に流入することができる。この後に、液体冷却材は例示的な冷却材振り回し装置を通過することができる。
【００１８】
上で述べたように、液体冷却材は、標準的な面シールの対を成す表面から漏れて、イメージング・システムの各構成要素に損傷を招き、またこれによりイメージング・システムを損傷する場合がある。本発明の手法の各観点によれば、冷却材振り回し装置は、漏れたあらゆる液体冷却材の収集を容易にして、漏れた液体冷却材が回転ユニオン継手５０から出て静止供給源に戻るようにすることにより、液体冷却材の漏れを防ぐように構成され得る。
【００１９】
本発明の手法の例示的な各観点によれば、冷却材振り回し装置はまた、１又は複数の振り回し器６６を含み得る。加えて、冷却材振り回し装置は、１又は複数の振り回し器６６を包囲する排出環を含み得る。１又は複数の振り回し器６６は第一の端部及び第二の端部を有することができ、１又は複数の振り回し器６６の第一の端部は第二の端部よりも径が小さくてよい。一実施形態では、１又は複数の振り回し器６６は、回転シャフト６０の第一の端部又は基部側端部６１に配設され得る。さらにまた、１又は複数の振り回し器６６は液体冷却材を排出環６４へ向けるように構成されることができ、排出環６４は液体冷却材を一次冷却材出口７８に通すように構成される。
【００２０】
一実施形態では、回転シャフト６０の基部側端部６１を機械加工して１又は複数の振り回し器６６を形成することができる。代替的な実施形態では、１又は複数の振り回し器６６は、接着材を介して回転シャフト６０の基部側端部６１に結合され又は接着されていてもよい。一実施形態では、１又は複数の振り回し器を回転シャフト６０の基部側端部６１に、「焼嵌め」として広く知られる手法によって取り付けることができる。焼嵌め手法は、外側部材を加熱すると共に内側部材を冷却し、内側部材及び外側部材を互いに対して配置することを含んでいる。内側部材及び外側部材を同じ温度になるまで放置する。外側部材の温度低下及び内側部材の温度上昇のため、外側部材は収縮し、内側部材は膨張し、これにより互いに固定し合う。冷却材振り回し装置については、図６に関して後にあらためて説明する。
【００２１】
さらに、本発明の手法の各観点によれば、回転シャフト６０の基部側端部６１に配設されている１又は複数の振り回し器６６は、筐体８６の排出環６４のような中空の空洞部によって包囲されていてよい。さらに具体的には、１又は複数の排出環６４は、１又は複数の振り回し器６６の各々を包囲していてよい。１又は複数の振り回し器６６は排出環６４の内部で回転する。１又は複数の排出環６４は、あらゆる漏れた液体冷却材を収集するのに用いることができる。また、排出環６４の各々が少なくとも一つの一次冷却材出口７８に結合され得る。加えて、１又は複数の排出環６４は、あらゆる漏れた液体冷却材を回転ユニオン継手５０から１又は複数の一次冷却材出口７８へ向けるような形態に形成され得る。一実施形態では、１又は複数の排出環６４は、筐体８６の第一の部材及び第二の部材を機械加工することにより形成され得る。筐体８６の第一の部材及び第二の部材は、限定しないがボルト締め、溶接及びロウ付けのような手法を用いて共に接合されて、排出環６４の形状にある単一の部材を形成することができる。
【００２２】
本発明の手法のさらに他の各観点によれば、回転シャフト６０はさらに、複数の螺旋吸込み吐出し溝６８を含み得る。複数の螺旋吸込み吐出し溝６８は一実施形態では、回転シャフト６０の外径に配設され得る。さらに具体的には、複数の螺旋吸込み吐出し溝６８は、回転シャフト６０の基部側端部６１に沿って外径に配設され得る。複数の螺旋吸込み吐出し溝６８は、液体冷却材を１又は複数の排出環６４へ向けるように構成されることができ、これによりこの例示的な回転ユニオン継手５０からの液体冷却材の漏れを防ぐ。
【００２３】
続けて図３を参照して述べると、一実施形態では、回転シャフト６０はまた、１又は複数の二次振り回し器７０を含んでいてよい。さらに具体的には、１又は複数の二次振り回し器７０は、回転シャフト６０の外径に沿って配設され得る。また、１又は複数の二次振り回し器７０の各々が少なくとも一つの二次冷却材出口８０に結合されることができ、漏れた冷却材が１又は複数の振り回し器６６及び複数の螺旋吸込み吐出し溝６８を通過するようにする。
【００２４】
加えて、この例示的な回転ユニオン継手５０の回転シャフト６０は高速で回転し得ることが特記され得る。この高速回転は、回転シャフト６０が所定位置から撓んで、これにより例えば回転シャフト６０と複数の螺旋吸込み吐出し溝６８との間に不均等な摩耗を生じ得る。この不均等な摩耗は、回転ユニオン継手５０の短寿命を招き得る。故に、回転ユニオン継手５０の筐体８６に１又は複数の軸受け７４を用いて、回転シャフト６０に垂直に働くＧ荷重によって生じ得る回転シャフト６０の撓みを防ぐ。
【００２５】
また、一実施形態では、１又は複数の軸受け７４は、回転シャフト６０が周囲部材と接触するのを防ぐような態様で配設され得る。さらに具体的には、１又は複数の軸受け７４は、螺旋吸込み吐出し溝６８と筐体８６との間に離隔距離を設けることにより、回転シャフト６０が、特に複数の螺旋吸込み吐出し溝６８が配設されている領域の周囲部材と接触するのを防ぐことができる。螺旋吸込み吐出し溝６８と筐体８６との間の距離は、約１０００分の１インチ程度であってよいことが特記され得る。
【００２６】
図４に移ると、本発明の手法の各観点による円周シール１０８を用いた回転ユニオン継手９０の断面図が示されている。一実施形態では、円周シール１０８は、限定しないがグラファイトのようなカーボンを含み得る。他の各実施形態では、円周シールは、限定しないがテフロン（商標）、ルロン（Rulon）、ナイロン、黄銅及び青銅等のような材料を含み得る。ここでも、第一の端部６３及び第二の端部６５を有する静止管６２が図示されている。冷却材は第一の端部６３から静止管６２に流入する。参照番号７６は、静止管６２の第一の端部６３からの冷却材流を全体的に表わしている。冷却材流７６は、静止管６２の第二の端部６５に達すると反転される。次いで、冷却材は図３の静止管６２と回転中空シャフト８８との間の環状領域１０６を流れることができる。図３の回転中空シャフト８８は、回転シャフト６０の第二の端部又は末梢側端部１０２に結合され得る。冷却材は回転シャフト６０の末梢側端部１０２を介して環状領域１０６に入り、１又は複数の振り回し器６６を介して複数の排出環６４まで振り飛ばされ得る。この後に、冷却材は、図示のように対応する一次冷却材出口７８を介して回転ユニオン継手９０から外に向かい得る。一実施形態では、少なくとも一つの一次冷却材出口７８が図３に示すような各々の排出環６４に結合され得る。
【００２７】
上で述べたように、１又は複数の振り回し器６６の各々が第一の端部９８及び第二の端部９６を含み得る。第一の端部９８は、第二の端部９６の径よりも小さい径を有し得る。さらに、一実施形態では、１又は複数の振り回し器６６の第一の端部９８は、回転シャフト６０の基部側端部６１に配設され得る。
【００２８】
もう一つの実施形態では、１又は複数の振り回し器６６を回転シャフト６０の基部側端部６１から機械加工で切り出してもよい。代替的には、１又は複数の振り回し器６６は、回転シャフトの基部側端部６１に接着されていてもよい。さらに具体的には、１又は複数の振り回し器６６の第一の端部９８は、回転シャフト６０の基部側端部６１に接着され得る。
【００２９】
さらに、複数の螺旋吸込み吐出し溝６８が回転シャフト６０の外径に配設され得る。図３に関して記載したように、螺旋吸込み吐出し溝６８は一実施形態では、回転シャフト６０の基部側端部６１の近くに配設され得る。さらに具体的には、螺旋吸込み吐出し溝６８は、回転シャフト６０の外径において１又は複数の振り回し器６６に隣接して配設され得る。螺旋吸込み吐出し溝６８は、冷却材を排出環６４に押し出すように構成され、これにより冷却材が軸受け７４に到達するのを防ぐことができる。この冷却材は、一次冷却材出口７８を介して回転ユニオン継手９０の外へ向けられ得る。さらに具体的には、反対向きの圧力勾配が回転シャフト６０の外径において複数の螺旋吸込み吐出し溝６８によって確立され、これにより冷却材を排出環６４に押し出すことができる。
【００３０】
加えて、この例示的な回転ユニオン継手９０は、複数の螺旋吸込み吐出し溝６８を越えて漏れた冷却材がこの例示的な回転ユニオン継手９０の外へ向かうように構成されている１又は複数の二次冷却材出口１１０、１１２を含み得る。
【００３１】
上で述べたように、円周シール１０８は本発明の手法の各観点によれば、冷却材が本発明の手法の各観点による冷却材流構成から逸失する又は漏れ出ることのないようにすることができる。さらにまた、図示の実施形態に示すように、円周シール１０８は、軸受け７４を越えて回転シャフト６０の末梢側端部１０２に向かって配設され得る。加えて、幾つかの他の実施形態では、円周シール１０８は、回転ユニオン継手９０の筐体８６に配設され得る。上に記載しているような円周シール１０８を具現化することにより、螺旋吸込み吐出し溝６８を越えて漏れ得る冷却材を有利に防ぐことができる。
【００３２】
図５には、静止管６２、及びＸ線ターゲット５８の回転中空シャフト８８（図３を参照）と併せた静止管６２の構成の展開断面図１２０が示されている。Ｘ線ターゲットの回転中空シャフト８８は、図３の回転ユニオン継手５０の図３の回転シャフト６０に結合され得る。第二の端部６５は、図３の回転ユニオン継手５０のような例示的な回転ユニオン継手の静止管６２の片持ち式端部であり、ユニオン継手がガントリに配置されたときの回転によって生じ得る非対称の「Ｇ」力に起因して及び／又は他の機械振動に起因して中心回転軸から変位し得ることが特記され得る。一実施形態では、回転中空シャフト８８は、回転シャフト中孔１４０に圧入されている回転部品１２８を含み得る。回転部品１２８は、矢筈形状の複数の対向溝１４４を含み得る。複数の対向溝１４４は、静止管６２の第二の端部６５の内部に配設され得る。加えて、対向溝１４４は一実施形態では、回転部品１２８に機械加工されて、向心力を生成することができる。代替的な実施形態では、対向溝１４４を、当該対向溝１４４が回転部品１２８の外径の滑らかな表面に半径方向に対向して延在するような態様で、静止管６２の内径１３０に形成してもよい。代替的には、対向溝１４４を回転部品１２８の外径に形成して静止管６２の内径１３０の滑らかな表面に半径方向に対向して延在するようにしてもよい。回転中空シャフト８８が回転するにつれて、回転部品１２８は静止管６２の内部で自転する。本発明の手法の各観点によれば、回転部品１２８の対向溝１４４は、自然に向心する流体力学的力を生じ、これによりガントリの回転からのＧ力が静止管６２に作用しているときでも静止管６２の適正な同心整列性を確保することができる。図５に示すように、参照番号１３４は、静止管６２の第一の端部から静止管６２の第二の端部６５へ向かう冷却材流を全体的に表わし得る。回転部品１２８は１又は複数の細長い切込み１４２を含んでいてよく、これらの切込みは、図示のように冷却材を回転中空シャフト８８の内径１２５と静止管６２との間の環状空間１３８に流すことにより、冷却材流を反転させることができる。さらに具体的には、細長い切込み１４２は、吸込み吐出し力を発生することにより冷却材流の方向を反転させるような態様に成形され得る。参照番号１４６は、反転した冷却材流を表わし得る。次いで、静止管６２と回転中空シャフト８８の内径１２５との間の環状空間１３８を流れる冷却材は、参照番号１４８によって示すような冷却材振り回し装置に向けられ得る。
【００３３】
図６には、冷却材流２１０を示した例示的な冷却材振り回し装置１６０の展開断面図が図示されている。図３において説明したように、冷却材は、静止管６２の第一の端部６３から流されることができ、図３のＸ線ターゲット５８のようなＸ線ターゲットまで走行することができる。液体冷却材の流方向２１０は、図５を参照して説明したような態様で反転させられ得る。冷却材は、Ｘ線ターゲット及び磁性流体シール（図６には示されていない）からの熱を運んで、環状空間１０６に沿って流れる。回転シャフト６０が、基部側端部６１及び末梢側端部（図示されていない）を含んでいる。回転シャフト６０は、基部側端部６１に配設された１又は複数の振り回し器６６を有する。１又は複数の振り回し器６６は第一の端部９８及び第二の端部９６を含んでおり、振り回し器６６の第一の端部９８は回転シャフト６０の基部側端部６１に配設されている。本発明の手法の各観点によれば、冷却材は、回転シャフト６０の基部側端部６１において環状空間１０６から出ると、振り回し器６６の第一の端部から外向きに、１又は複数の排出環６４の壁面まで振り飛ばされ得る。加えて、幾分かの冷却材は振り回し器６６に滴下して、やはり１又は複数の排出環６４の壁面まで外向きに振り飛ばされ得る。一実施形態では、排出環６４は、図６に示すように成形されて、冷却材を一次冷却材出口７８を介して例示的な回転ユニオン継手９０（図４を参照）から外に向けることができる。参照番号２１４は、この例示的な回転ユニオン継手９０（図４を参照）からの冷却材流を表わし得る。
【００３４】
さらに、１又は複数の振り回し器６６の背面のクリアランス空間１８８に蓄積され得る冷却材は、回転シャフト６０によって発生され得る遠心力によって排出環７４に押し出され得る。さらにまた、回転シャフト６０の基部側端部６１と回転ユニオン継手の筐体８６との間のクリアランス空間１８８に蓄積され得る冷却材は、複数の螺旋吸込み吐出し溝６８によって排出環６４に押し出され、続いて一次冷却材出口７８を通過し得る。さらに具体的には、反対向きの圧力勾配が回転シャフト６０の外径において複数の螺旋吸込み吐出し溝６８によって確立され、これにより冷却材をクリアランス空間１８８に押し出し、続いて排出環６４に押し出すことができる。加えて、冷却材は、摩耗によって複数の螺旋吸込み吐出し溝６８を通過して漏れる場合がある。この冷却材が複数の螺旋吸込み吐出し溝６８を通過して漏れる問題は、本発明の手法の例示的な各観点によれば二次振り回し器７０を含めることを介して回避することができる。一実施形態では、二次振り回し器７０は、回転シャフト６０の外径１７４に配設され得る。さらに、二次振り回し器７０は、漏れた冷却材を二次冷却材出口８０を通して押し出すように構成されることができ、これにより冷却材漏れを防ぐことができる。従って、この例示的な冷却材振り回し装置１６０は、冷却材がさらに回転シャフト６０を伝って軸受け及びモータ（図示されていない）に向かって走行して損傷を生じることのないようにすることができる。
【００３５】
本書に記載されているような液冷式Ｘ線ターゲット用の回転ユニオン継手は、特に高速回転するＣＴガントリでの液体冷却材の漏れの防止のような幾つかの利点を有する。この例示的な回転ユニオン継手では、信頼性が向上し耐久性が高まっており、大きいＧ荷重での動作に適している。
【００３６】
本書では発明の幾つかの特徴のみを図示して説明したが、当業者には多くの改変及び変形が想到されよう。従って、特許請求の範囲は、発明の要旨に含まれるような全ての改変及び変形を網羅するものと理解されたい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ＣＴイメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線
１８  検出器アレイ
２０  複数の検出器
２２  患者
２４  回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御器
３０  ガントリ・モータ制御器
３２  データ取得システム
３４  画像再構成器
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶装置
４０  コンソール
４２  表示器
４４  テーブル・モータ制御器
４６  コンベヤ・システム／テーブル
４８  ガントリ開口
５０  回転ユニオン継手
５２  電子放出器
５４  真空容器
５６  真空
５８  Ｘ線ターゲット
６０  回転シャフト
６１  回転シャフトの基部側端部
６２  静止管
６３  静止管の第一の端部
６４  排出環
６５  静止管の第二の端部
６６  振り回し器
６８  螺旋吸込み吐出し溝
７０  二次振り回し器
７４  軸受け
７６  冷却材流
７８  一次冷却材出口
８０  二次冷却材出口
８２  管軸受け
８４  磁性流体シール
８６  筐体
８８  回転中空シャフト
９０  例示的な回転ユニオン継手の断面図
９６  振り回し器の第二の端部
９８  振り回し器の第一の端部
１０２  回転シャフトの末梢側端部
１０６  環状空間
１０８  カーボン円周シール
１１０  二次冷却材出口
１１２  二次冷却材出口
１２０  静止型シャフト及び回転シャフトの構成を示す断面図
１２５  回転中空シャフトの内径
１２８  回転部品
１３０  静止管の内径
１３４  冷却材流
１３８  環状空間
１４０  中孔
１４２  細長い切込み
１４４  対向溝
１４６  反転した冷却材流
１４８  冷却材振り回し装置へ向かう冷却材流
１６０  冷却材振り回し装置の断面図
１７４  回転シャフトの外径
１８８  クリアランス空間
２１０  流入冷却材流
２１４  流出冷却材流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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