(57)【要約】【課題】磁性流体シール組立体を備えた改良Ｘ線管を提供する。【解決手段】Ｘ線管（１４）は、周囲環境内に配置され且つ高真空を包囲する室（５０，５２）と、前記室（５０，５２）の中へ延在する第１の部分及び前記室（５０，５２）から外へ延在する第２の部分を持つ回転自在のシャフト（６６）とを含む。磁性流体シール（８８）が、前記回転自在のシャフト（６６）の周りに配置され且つ前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置されており、前記磁性流体シール（８８）は前記室（５０，５２）を流体封止する。前記磁性流体シール組立体（８８）はまた、磁性流体シール組立体（８８）内の動作温度を下げるように構成された複数の非磁性伝導性素子（１０８，１１０）を含む。【選択図】図３
2008153219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲環境内に配置され且つ高真空を包囲する室（５０，５２）と、
前記室の中へ延在する第１の部分及び前記室から離れるように延在する第２の部分を持つ回転自在のシャフト（６６）と、
前記回転自在のシャフトの周りに配置され且つ前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置された磁性流体シール組立体（８８）であって、その中に前記室（５０，５２）を流体封止する磁性流体（１０２）を持つ磁性流体シール組立体（８８）と、
前記磁性流体シール組立体内に配置され且つ前記磁性流体（１０２）と熱的に接触する複数の非磁性受動又は能動伝導性素子（１０８，１１０）と、
を有するＸ線管（１４）。
【請求項２】
前記磁性流体シール組立体（８８）は更に、
前記回転自在のシャフト（６６）を取り囲む磁極片（９６，９８）と、
前記磁極片（９６，９８）及び前記回転シャフト（６６）の内の一方から前記磁極片（９６，９８）及び前記回転シャフト（６６）の内の他方へ向かって延在する複数の環状リング（９４）であって、当該複数の環状リング（９４）と前記磁極片（９６，９８）及び前記回転シャフト（６６）の内の前記他方との間に複数の間隙が形成されて、該複数の間隙に前記磁性流体（１０２）が配置されるようにした複数の環状リング（９４）と、
前記回転自在のシャフト（６６）を取り囲む少なくとも１つの磁石（１００）であって、前記複数の間隙が当該磁石（１００）によって形成された磁場の中に位置するように配置されている少なくとも１つの磁石（１００）と、
を含んでいる、請求項１記載のＸ線管（１４）。
【請求項３】
前記複数の間隙に配置された前記磁性流体（１０２）が複数の磁性流体段を形成している、請求項２記載のＸ線管（１４）。
【請求項４】
前記複数の非磁性伝導性素子（１０８，１１０）は更に、前記複数の磁性流体段の間に配置された少なくとも１つの伝導性リング（１０８）と、前記磁性流体段の隣り合う群（１１２，１１４）の間に配置された少なくとも１つの伝導性接続体（１１０）を含んでいる、請求項３記載のＸ線管（１４）。
【請求項５】
前記回転自在のシャフト（６６）は更に、前記磁性流体シール（８８）によって取り囲まれた第３の部分を含んでおり、前記第３の部分はその中心を通り且つ前記第３の部分から前記第２の部分まで延在する空洞（１０７）を持っている、請求項１記載のＸ線管（１４）。
【請求項６】
更に、前記空洞（１０７）を通って延在する高伝導度の棒と、前記空洞（１０７）を通って延在するヒート・パイプとの内の少なくとも一方を含んでいる請求項５記載のＸ線管（１４）。
【請求項７】
前記複数の非磁性伝導性素子（１０８，１１０）は更に、前記回転自在のシャフト（６６）の前記第１の部分の周りに配置された高伝導度のスリーブ（９５）を含んでいる、請求項５記載のＸ線管（１４）。
【請求項８】
前記空洞（１０７）は、前記空洞（１０７）と前記磁性流体（１０２）との間の熱抵抗を低減し且つ前記空洞（１０７）内の冷却剤の流体乱流を増大させるように構成されているネジ山付きの又は輪郭に特徴のある内部空洞である、請求項５記載のＸ線管（１４）。
【請求項９】
前記空洞（１０７）は前記室（５０，５２）に最も近い端部でテーパーが付けられている、請求項１記載のＸ線管（１４）。
【請求項１０】
更に、外部の熱負荷から前記磁性流体シール組立体（８８）を絶縁するように構成されている少なくとも１つの絶縁部材（１１６）を含んでいる請求項１記載のＸ線管（１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、Ｘ線管に関するものであり、より具体的には、Ｘ線管内の磁性流体シールの温度を下げることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線システムは、典型的には、Ｘ線管と、検出器と、Ｘ線管及び検出器を支持する軸受組立体を含む。動作について説明すると、その上に対象物が位置決めされた撮像用テーブルを、Ｘ線管と検出器との間に配置する。Ｘ線管が、典型的には、対象物へ向けてＸ線のような放射線を放出する。放射線は、典型的には、撮像用テーブル上の対象物を通過して検出器に入射する。放射線が対象物を通過するとき、対象物の内部構造により、検出器で受けた放射線に空間的変化が生じる。そこで、検出器は受け取ったデータを送出し、システムは放射線の変化を画像に変換する。この画像は対象物の内部構造を評価するために使用することができる。当業者には認められるように、対象物には、限定するものではないが、医学的イメージング手順における患者、及び、例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）荷物スキャナにおける荷物内の無生物の物体を挙げることができる。
【０００３】
Ｘ線管は、焦点で発生された熱を拡散させるための回転陽極構造を含んでいる。陽極は典型的には誘導電動機によって回転させており、この誘導電動機は、円板形陽極ターゲットを支持する片持ち張り式の車軸に組み込まれた円筒形回転子と、Ｘ線管の細長の首部を取り囲む銅巻線を持つ鉄製固定子構造とを有する。回転陽極組立体の回転子は固定子によって駆動される。Ｘ線管の陰極は、集束した電子ビームを供給し、該電子ビームは陽極−陰極間の真空ギャップを横切って加速されて、陽極との衝突時にＸ線を発生する。電子ビームがターゲットに衝突したときに高い温度が生じるので、陽極組立体を高い回転速度で回転させることが必要である。これにより軸受組立体に厳しい要求が課せられる。軸受組立体は、典型的には、真空領域内に配置された工具鋼の玉軸受及び工具鋼の軌道を含んでいて、銀のような固体潤滑剤を必要とする。その上、回転子もＸ線管の真空領域内に配置されている。軸受接触領域からの潤滑剤の摩耗及びその損失により、動作中に音響ノイズが増大し且つ回転子の回転が低下する。真空領域内に軸受組立体を配置したことにより、グリースや油のような湿式軸受潤滑剤による潤滑を用いることができず、また固体潤滑剤を交換するために軸受組立体の保守整備を行うことが妨げられる。
【０００４】
更に、より新しい世代のＸ線管の動作条件は、ガントリ速度がより高くなり且つ陽極の動作速度がより高くなることによって加えられるＧの力に起因した応力に関連して次第に厳しくなってきている。その結果、より厳しい動作条件の下で性能を改善するための軸受についての解決策を見付けるのがより重要である。磁性流体シールのような気密回転シールを使用することによってＸ線管の真空領域の外側に軸受組立体及び回転子を配置することにより、軸受組立体を潤滑するためにグリースや油のような湿式軸受潤滑剤を使用することが可能になる。その上、真空領域内の真空を遮断することなく軸受組立体及び回転子について保守整備を行うことができる。
【０００５】
磁性流体シールは、典型的には、回転部品と非回転部品との間に一連の環状領域を含む。これらの環状領域は磁性流体によって占有されており、磁性流体は、典型的には、炭化水素ベースの油、シリコーン・ベースの油、又は過フッ化炭化水素ベースの油の中に磁性粒子を懸濁させたものである。粒子は、磁場の存在下で粒子の凝集を防止する安定剤又は界面活性剤で被覆されている。磁場が存在しているとき、磁性流体によって各々の環状領域の間にシールが形成される。各環状領域すなわち各段のシールは、別々に、典型的には１〜３ｐｓｉの圧力に耐えることができ、従って、各段が直列に配置されたとき、組立体全体は一方の側での大気圧から他方の側での高真空まで変化する圧力に耐えることができる。
【０００６】
磁性流体シールは、シールの一方の側の回転子から反対側の陽極へ機械的パワーを伝えるように設計されているシャフトがその中で回転するのを許容する。このようなとき、回転子は真空領域の外に配置して、ターゲットを支持するためにシールの回転子側と同じ側に通常のグリース潤滑型又は油潤滑型軸受を配置できるようにすることができる。また更に、このような軸受を真空側に通常使用されるものよりも大きくすることができる。
【０００７】
上述のような磁性流体シールの使用はＸ線管における性能を改善するが、このような構成はまた、Ｘ線管によって発生される熱負荷及び磁性流体シールについてのその効果に関する問題を生じさせる。磁性流体シールは、シールの温度が適正に管理されて、特定の臨界点より低く維持された場合に一層効率よく動作する。磁性流体シールはその中の磁性流体の温度に敏感であるので、高温環境内での磁性流体シールの使用は磁性流体シールの効率を下げる虞がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、磁性流体シールにおける熱拡散を最適化し且つピーク温度を低下させる装置及び方法を設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の欠点を克服する、磁性流体シール組立体を備えたＸ線管を改善する装置を提供する。磁性流体シール組立体内の動作温度を下げるために複数の非磁性伝導性素子が磁性流体シール組立体内に設けられる。
【００１０】
本発明の一面によれば、気密封止システムを提供し、この気密封止システムは、周囲環境内に配置された高真空を包囲する室と、前記室の中へ延在する第１の部分及び前記室から離れるように延在する第２の部分を持つ回転自在のシャフトと、前記回転自在のシャフトの周りに配置され且つ前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置された磁性流体シール組立体であって、その中に前記室を流体封止する磁性流体を持つ磁性流体シール組立体とを含む。気密封止システムはまた、磁性流体シール組立体内に配置され且つ磁性流体と熱的に接触する複数の非磁性受動又は能動伝導性素子を含む。
【００１１】
本発明の別の面によれば、Ｘ線管を提供し、このＸ線管は、内部を真空にした真空外被と、前記真空外被と周囲環境との間に配置され且つ複数の磁性流体シール段を持つ磁性流体シールと、前記真空外被内から前記気密シールを通って前記周囲環境の中まで延在する回転自在のシャフトとを含み、前記回転自在のシャフトは、その中に前記気密シールから前記周囲環境の中へ延在する空洞を含んでいる。前記Ｘ線管はまた複数の熱伝達機構を含み、各々の熱伝達機構は、少なくとも２つの磁性流体シール段の熱負荷を軸方向に拡散させるために少なくとも２つの磁性流体シール段に熱的に接続される。
【００１２】
本発明の更に別の面によれば、Ｘ線管を製造する方法を提供し、この方法は、回転自在のシャフトを用意する工程と、回転自在のシャフトに陽極を取り付ける工程と、前記陽極を第１の容積内に配置する工程と、前記第１の容積の外側で前記回転自在のシャフトに回転子及び軸受組立体を取り付ける工程とを有する。本方法はまた、その中に磁性流体を持つ磁性流体シール組立体を前記回転自在のシャフトに取り付けて、前記第１の容積を気密封止する工程と、前記磁性流体組立体の中に且つ磁性流体と熱的に接触して熱伝導性非磁性金属インターフェース・システムを配置して、磁性流体全体にわたって熱負荷を均一に分布させる工程を含んでいる。
【００１３】
本発明の様々な他の特徴及び利点は、以下の詳しい説明及び図面から明らかになろう。
【００１４】
図面は、本発明を実施するために現在考えられる好ましい一実施形態を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の動作環境をコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムに使用されるようなＸ線管の使用に関連して記述する。しかしながら、当業者には、本発明がＸ線管の使用を必要とする他のシステムにおいて使用するために等しく適用可能であることが理解されよう。このような使用用途には、限定するものではないが、（医学的及び非医学的な用途の）Ｘ線イメージング・システム、マンモグラフィ・イメージング・システム、Ｘ線回折システム、及び（Ｘ線エネルギが、限定するものではないが、例えば、２５ＫｅＶ〜５００ＫｅＶである）Ｘ線撮影（ＲＡＤ）システムが含まれる。
【００１６】
更に、本発明をＸ線管に使用することに関連して説明する。また本発明を「第３世代」の医用ＣＴイメージング・スキャナに関連して説明するが、本発明は手荷物スキャナ又は他の非破壊式の工業用途に使用するためのスキャナのような他のＣＴシステムにも等しく適用可能である。
【００１７】
図１及び図２について説明すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム１０を、「第３世代」のＣＴスキャナを表すガントリ１２を含むものとして示している。ガントリ１２はＸ線管１４を含み、Ｘ線管１４はガントリ１２の反対側にある検出器アレイ１８へ向けてＸ線ビーム１６を投射する。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、これらの検出器２０は、患者２２を通過した投射Ｘ線を検知する。各検出器２０は、入射する放射線ビームの強度、したがって患者２２を通過したときの減弱したビームの強度を表す電気信号を発生する。図１及び図２の実施形態では単一のＸ線管１４及び検出器アレイ１８のみを含んでいるが、ＣＴイメージング・システム１０が、複数のＸ線源及び検出器アレイを含む異なるアーキテクチャを持つことも考えられる。
【００１８】
Ｘ線投影データを取得するための走査中、ガントリ１２及びそれに装着された部品は回転中心２４の周りを回転する。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によって統制される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３０を含んでいる。制御機構２６内の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、そのデータをその後の処理のためにディジタル信号へ変換する。画像再構成装置３４がＤＡＳ３２からのサンプリングされディジタル化されたＸ線データを受け取って、高速画像再構成を遂行する。再構成された画像はコンピュータ３６に入力として供給され、コンピュータ３６は画像を大容量記憶装置３８に記憶させる。
【００１９】
コンピュータ３６はまた、キーボードを持つコンソール４０を介してオペレータから指令及び走査パラメータを受け取る。付設された陰極線管表示装置４２により、オペレータはコンピュータ３６からの再構成された画像及び他のデータを観察することができる。コンピュータ３６はオペレータにより供給された指令及びパラメータを使用して、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０へ制御信号及び情報を供給する。更に、コンピュータ３６はテーブル・モータ制御装置４４を作動し、テーブル・モータ制御装置４４は患者２２及びガントリ１２を位置決めするように電動テーブル４６を制御する。特に、テーブル４６はガントリ開口４８の中へ患者２２の部分を移動させる。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態によるＸ線管１４の断面図を示す。Ｘ線管１４はフレーム５０及び陽極背板５２を含む。Ｘ線１６が放射線放出通路５４を通って放出される。フレーム５０及び陽極背板５２はＸ線管容積５６を密閉し、該Ｘ線管容積５６は、ターゲットすなわち陽極５８、軸受組立体６０及び陰極６２を収容する。Ｘ線１６は、陰極６２から陽極５８へ両者間の電位差、例えば、ＣＴ用途では６万ボルト以上の電位差により差し向けられた高速の電子が急激に減速されたときに発生される。Ｘ線１６は放射線放出通路５４を通って図２の検出器アレイ１８のような検出器アレイへ向けて放出される。電子による陽極５８の過熱を防止するために、回転子６４及び中心シャフト６６が、中心線６８を中心にして、例えば、９０〜２５０Ｈｚの高速度で陽極５８を回転させる。陽極５８は中心シャフト６６の第１の端部７４に取り付けられ、また回転子６４は中心シャフト６６の第２の端部７６に取り付けられている。
【００２１】
軸受組立体６０が前部軸受７０及び後部軸受７２を含み、これらの軸受は一緒に中心シャフト６６を支持し、この中心シャフト６６には陽極５８が取り付けられる。好ましい実施形態では、前部及び後部軸受７０，７２はグリース又は油を使用して潤滑される。前部及び後部軸受７０，７２は中心シャフト６６に取り付けられ且つステム７８内に装着されており、ステム７８は陽極背板５２によって支持される。固定子８０が、中心シャフト６６に取り付けられた回転子６４を回転駆動し、中心シャフト６６が陽極５８を回転駆動する。
【００２２】
更に図３について説明すると、取付け板８２、固定子ハウジング８４、固定子取付け構造８６、ステム７８及び磁性流体シール組立体８８が、副室９０を取り囲む。副室９０の中には軸受組立体６０及び回転子６４が配置され、また中心シャフト６６の第２の端部７６が副室９０の中に延在する。中心シャフト６６は、副室９０から磁性流体シール組立体８８を通ってＸ線管容積５６の中まで延在する。磁性流体シール組立体８８は、Ｘ線管容積５６を副室９０から気密封止する。ステム７８に熱的に接続された磁性流体シール組立体８８を冷却するために、冷却通路９２が陽極背板５２を通ってステム７８の中へ冷却剤９３を運ぶ。上述した磁性流体シール組立体８８はＸ線管容積５６を副室９０から気密封止するものとして説明したが、何ら副室が存在してない場合には、Ｘ線管容積５６を周囲環境から封止することも考えられる。
【００２３】
図３は、磁性流体シール組立体８８と陽極５８との間で中心シャフト６６の周りに配置された伝導性スリーブ９５を示す。伝導性スリーブ９５は、好ましくは、銅又はアルミニウムのような高伝導度の材料で構成される。伝導性スリーブ９５は陽極から発生された熱を引き込んで、該熱を中心シャフト６６を介して磁性流体シール組立体８８から遠くへ伝達するように構成されており、これについては以下に詳しく説明する。
図４は、図３の磁性流体シール組立体８８の断面図を示す。一対の環状の磁極片９６，９８がステム７８の内面９９に突合せ接触し且つ中心シャフト６６を取り囲む。環状の永久磁石１００が磁極片９６と磁極片９８との間に配置される。好ましい実施形態では、中心シャフト６６はそこから磁極片９６，９８へ向かって延在する環状のリング９４を含む。しかしながら、この代わりに、磁極片９６，９８は、中心シャフト６６の環状のリング９４の代わりに、又はそれに加えて、中心シャフト６６へ向かって延在する環状のリングを含むことができる。磁性流体１０２は各々の環状のリング９４と対応する磁極片９６，９８との間に配置されて、空洞１０４を形成する。永久磁石１００からの磁化により、各々の環状のリング９４と対応する磁極片９６，９８との間に配置された磁性流体１０２が所定位置に保持される。このようにして、図３の副室９０内のガスの圧力を、Ｘ線管容積５６中に形成された高真空から気密封止する磁性流体１０２の複数の段が形成される。図示のように、図４は８段の磁性流体１０２を示し、これらの８つの段は、各々が磁性流体の４つの段を持っている２つの磁性流体シール群１１２，１１４に分けられている。磁性流体１０２の各々の段は、中心線６８を中心とした中心シャフト６６の回転中に１〜３ｐｓｉのガス圧力に耐える。このことから、当業者には、副室９０とＸ線管容積５６との間の圧力の差に依存して、磁性流体１０２の段の数及び間隔を増減できることが認められよう。磁性流体１０２は、好ましくは、炭化水素ベースの油、エステル・ベースの油、シリコン・ベースの油、又は過フッ化炭化水素ベースの油で構成されるが、他の適当な物質を使用することができることも理解されよう。
【００２４】
また、図４に示されているように、複数の非磁性伝導性インターフェース１０８，１１０が、磁性流体１０２の動作温度についての伝導作用を向上させ且つ熱伝達機構として動作するために、磁性流体シール組立体８８内に設けられる。磁極片９６，９８が、通常、効率のよい導体ではないステンレス鋼で構成されるので、非磁性伝導性インターフェース１０８，１１０は磁性流体内の熱負荷の伝導を改善する。非磁性伝導性インターフェース１０８，１１０は磁性流体１０２から熱を伝導により取り去って、磁性流体シール組立体８８全体にわたって熱負荷を軸方向に拡散させる。より詳しく述べると、図４の実施形態に示されているように、伝導性リング１０８が磁性流体１０の各々の段の間に配置される。このように伝導性リング１０８を磁性流体１０２相互間に配置すると、磁性流体１０２の各々の段の間での釣り合いのとれた熱拡散が促進され且つ磁性流体１０２の個別の段におけるピーク温度が低減される。
【００２５】
また、伝導性接続体１１０が、熱拡散を促進するために磁性流体シール８８内に設けられる。伝導性接続体１１０は磁性流体１０２の段の群１１２及び１１４の間に配置される。従って、磁性流体１０２の個別の段の間の熱拡散が伝導性リング１０８によって促進されることに加えて、磁性流体シール組立体８８内に伝導性接続体１１０を設けることによってシール群１１２及び１１４の間の熱拡散が促進される。このように、複数の非磁性伝導性インターフェース１０８，１１０によって、磁性流体シール組立体８８のピーク温度が特定の臨界温度よりも低い温度に維持される。
【００２６】
図４の実施形態では、中心シャフト６６にその中心を貫通する空洞１０７も設けられる。空洞１０７には、磁性流体シール組立体８８から熱を引き出して該組立体の温度を下げるために、内部シャフト導体１０９が挿入される。内部シャフト導体１０９は、磁性流体１０２、中心シャフト６６及び伝導性スリーブ９５（図３に示す）を介して伝達された熱負荷を受け取って、該熱負荷を磁性流体シール組立体８８の外へ伝達する。一実施形態では、内部シャフト導体１０９は、高伝導度の材料（例えば、銅、アルミニウム）で構成されて、空洞１０７に挿入される棒である。別の実施形態では、内部シャフト導体１０９はヒートパイプの形態にするか、又は空洞１０７内に配置されたヒートパイプに結合される。当該技術分野において知られているように、典型的なヒートパイプは、銅又はアルミニウムのような熱伝導性金属で作られた密閉した中空の管で構成される。またヒートパイプは、その中に比較的少量の（水、エタノール又は水銀のような）作動流体すなわち冷却剤が入れられており、またパイプの残り部分には気相の作動流体が満たされて、その他の全てのガスが排除されている。内部シャフト導体１０９は中心シャフト６６の一部分から延在していて、磁性流体シール組立体８８から開始して、中心シャフトの第２の端部７６（図３に示されている）へ向かって延在し、その結果、熱散逸を促進して、磁性流体シール組立体８８の温度を低減するための付加的な機構を提供する。内部シャフト導体１０９をこれまで伝導性の棒又はヒートパイプとして記述したが、磁性流体シール組立体８８から熱を取り去るための他の適当な機構を空洞１０７内に設けることができることは勿論である。
【００２７】
空洞１０７は更に、ネジ山付きの又は輪郭に特徴のある内部空洞として形成される。ネジ山付き内部空洞は、空洞１０７と磁性流体１０２との間の熱抵抗を低減する。その結果、ネジ山付き内部空洞は、磁性流体１０２から空洞１０７及びその中の内部シャフト導体１０９への熱伝達を更に改善する。ネジ山付き内部空洞はまた、空洞１０７内を流れる冷却剤の流体乱流を増大させて、磁性流体シール組立体８８からの熱伝達を更に増大させることができる。空洞１０７は図４にネジ山付きの又は輪郭に特徴のあるものとして示したが、空洞１０７の代わりに内部シャフト導体１０９にネジ山を設け又は特徴のある輪郭を設けることができることは勿論である。このような構成もまた、空洞１０７と内部シャフト導体１０９との間の熱伝達を改善し且つ空洞１０７内の冷却剤の流体乱流を増大させる。空洞１０７は、陽極５８（図３に示す）に最も近い端部にテーパーを付けるように構成することができる。空洞１０７のテーパー付けにより、空洞１０７が中心シャフト６６の中を更に延びるようにして、その中の冷却領域を延長させることができる。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、図３のＸ線管１４に絶縁材料１１６を付加して、不要な熱負荷が磁性流体シール組立体８８に伝達されるのを防止することができる。図４に示されているように、絶縁材料１１６は、軸受又は中心シャフト６６のいかなる熱負荷も磁性流体シール組立体８８に影響を及ぼさないように配置される。絶縁材料１１６はまた、対流により陽極５８によって誘起されたどんな熱負荷からも磁性流体シール組立体８８を隔離する。
【００２９】
従って、本発明の一実施形態に従って、気密封止システムは、周囲環境内に配置された高真空を包囲する室と、前記室の中へ延在する第１の部分及び前記室から離れるように延在する第２の部分を持つ回転自在のシャフトと、前記回転自在のシャフトの周りに配置され且つ前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置された磁性流体シール組立体であって、その中に前記室を流体封止する磁性流体を持つ磁性流体シール組立体とを含む。気密封止システムはまた、磁性流体シール組立体内に配置され且つ磁性流体と熱的に接触する複数の非磁性受動又は能動伝導性素子を含む。
【００３０】
本発明の別の実施形態に従って、Ｘ線管は、内部を真空にした真空外被と、前記真空外被と周囲環境との間に配置され且つ複数の磁性流体シール段を持つ磁性流体シールと、前記真空外被内から前記気密シールを通って前記周囲環境の中へ延在する回転自在のシャフトとを含み、前記回転自在のシャフトは、その中に前記気密シールから前記周囲環境の中へ延在する空洞を含んでいる。前記Ｘ線管はまた複数の熱伝達機構を含み、各々の熱伝達機構は、少なくとも２つの磁性流体シール段の熱負荷を軸方向に拡散させるために少なくとも２つの磁性流体シール段に熱的に接続される。
【００３１】
本発明の更に別の実施形態に従って、Ｘ線管を製造する方法は、回転自在のシャフトを用意する工程と、回転自在のシャフトに陽極を取り付ける工程と、前記陽極を第１の容積内に配置する工程と、前記第１の容積の外側で前記回転自在のシャフトに回転子及び軸受組立体を取り付ける工程とを有する。本方法はまた、その中に磁性流体を持つ磁性流体シール組立体を前記回転自在のシャフトに取り付けて、前記第１の容積を気密封止する工程と、前記磁性流体組立体の中に且つ磁性流体と熱的に接触して熱伝導性非磁性金属インターフェース・システムを配置して、磁性流体全体にわたって熱負荷を均一に分布させる工程とを含んでいる。
【００３２】
本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、以上に説明したもの以外に、特許請求の範囲内で等価物の利用、代替物の利用、及び修正が可能であることが認められよう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を取り入れることによる利益を得ることのできるＣＴイメージング・システムの絵画的略図である。
【図２】図１に示されたシステムの概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態を取り入れることによる利益を得ることのできるＸ線管の断面図である。
【図４】本発明による磁性流体シール組立体の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出器アレイ
２０  検出器
２２  患者
２４  回転中心
２６  制御機構
４２  陰極線管表示装置
４８  ガントリ開口
５０  フレーム
５２  陽極背板
５４  放射線放出通路
５６  Ｘ線管容積
５８  ターゲット／陽極
６０  軸受組立体
６２  陰極
６４  回転子
６６  中心シャフト
６８  中心線
７０  前部軸受
７２  後部軸受
７４  中心シャフトの第１の端部
７６  中心シャフトの第２の端部
７８  ステム
８０  固定子
８２  取付け板
８４  固定子ハウジング
８６  固定子取付け構造
８８  磁性流体シール組立体
９０  副室
９２  冷却通路
９３  冷却剤
９４  環状のリング
９５  伝導性スリーブ
９６  環状の磁極片
９８  環状の磁極片
９９  内面
１００  永久磁石
１０２  磁性流体
１０４  空洞
１０７  空洞
１０８  伝導性リング
１０９  内側シャフト導体
１１０  伝導性接続体
１１２  磁性流体シール群
１１４  磁性流体シール群
１１６  絶縁材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008153219.tif 000005
【図４】
2008153219.tif 000006