JP6235571B2 - 炭素複合系材料を含むx線管ロータ - Google Patents
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Description
また、本発明の以下で説明する態様は、ロータ、X線管、X線撮像システム、この方法及び、コンピュータプログラム要素並びにコンピュータ可読媒体にも当てはまることに留意すべきである。
例示的な実施形態によれば、炭素複合系材料は、炭素繊維強化カーボンを含む。炭素繊維は、高張力繊維が必要な強度を提供する一方、高弾性率繊維が誘導電流の流れを最適化するように配向される。
例えば、炭素繊維は、電流を導電素子に誘導するように配向された1次繊維巻線として提供される。一次巻線は、HM繊維を含んでもよい。
例えば、炭素繊維は、引張荷重支持の方向に配向された二次繊維巻線としても提供される。二次巻線は、HT繊維を含んでもよい。二次繊維巻線は、機械的支持を与えるために配置される。
1次巻線を、軸線方向及び接線方向に配向してもよく、回転軸線に対して平行な又は傾斜した方向も有してもよい。
例示的な実施形態によれば、回転構造体は、ロータシャフトの周りに配置された円筒形状の構造体であり、このシャフトは、アノードを取付可能にする。
さらなる実施例によれば、回転構造体は、焦点軌道が設けられた側とは反対側に、アノードディスク上に円筒状カラーとして設けられる。
別の実施例では、回転構造体は、アノードディスクまで所定の距離で配置されたロータディスクとして設けられる。ロータディスクは、(アノードディスクの下の)焦点軌道側の反対側に設けられる。
さらなる例示的な実施形態によれば、回転構造体は、アノードディスク構造体と一体的に設けられる。アノードディスクは、炭素繊維強化カーボンから少なくとも部分的に作られる。アノードディスクは、ロータ磁界をステータ磁界によって発生させるような一次巻線構造体を含む。
さらなる実施例によれば、回転構造体は、焦点軌道の側とは反対側に、アノードディスクの段付き突起部が設けられる。段付き突起部には、エッジが設けられており、ステータがこのエッジと相互作用することができる。
部分的に包囲することによって、ステータによって発生するステータ磁界の閉路が提供される。
アノードディスク構造体に一体的に設けられた回転構造体の場合には、ステータは、アノードディスク構造体のエッジに沿って設けられてもよい。
a)第1の電流をステータ巻線に印加するステップと;
b)ステータ磁界を発生させるステップと;
c)ステータ磁界をロータに作用させるステップであって、ロータは、炭素複合系材料から作られた複数の導電素子を含む回転構造体を有しており、導電素子の端部が互いに接続されている、作用させるステップと;
d)ステータ磁界により導電性素子に第2の電流を誘導するステップであって、それによって、ロータ磁界を発生させる、誘導するステップと;
e)ロータ磁界をステータ磁界と相互作用させるステップと;
f)相互作用によって、アノードを回転させるように駆動するステップと;を含む。
本発明の例示的な実施形態を、以下の図面を参照しながら以下に説明する。
導電素子14は、回転軸線に対して平行なラインで示されているが、本発明によれば、回転軸線に対して傾斜したラインも提供されることに留意されたい。
炭素複合系材料は、炭素繊維強化カーボンを含んでもよい。炭素繊維は、高張力繊維が必要な強度を提供する一方、高弾性率繊維が誘導電流の流れを最適化するように配向される。
炭素繊維は、電流を導電素子に誘導するように配向された一次繊維巻線として提供することができる。
シャフトは、さらに図示しない軸受により回転自在に支持される。ロータは、回転可能なアノード26を駆動させるためのステータ、例えばステータ28の対応部分(counterpart)である。
二次繊維として(さらに図示せず)、巻線が、円筒形状の構造体の機械的支持を与えるために配置してもよい。
例えば図4に示されるように、ロータ10及び回転構造体12は、図4のディスク48等のアノードディスク構造体と一体的に設けられる。ステータは、アノードディスク構造体のエッジ58に沿って設けられる。図5に示されるように、ロータは、焦点軌道の側とは反対側に、アノードディスク48の段付き突起部60として設けてもよい。段付き突起部60には、エッジ62が設けられており、ステータは、このエッジ62に相互作用することができる。例えば、ステータとして、鉄心の周囲に巻線が設けられた複数のC字状の鉄心64が、提供される。
ステータの各グループは、上部C字形コア(鉄心)がC字形鉄心の両端部の間に配置されたアノードの上部外側エッジを有しており、且つ下部C字形コア(鉄心)が、C字形鉄心の両端部間に配置されたアノードの下部外側エッジを有するような巻線を含む、少なくとも一対のC字形鉄心を有する。
第1のステップ210をステップa)、第2のステップ212をステップb)、第3のステップ214をステップc)、第4のステップ216をステップd)、第5のステップ218をステップe)、第6のステップ220をステップf)とも呼ぶ。
従って、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部となり得るコンピュータ装置に格納される。このコンピュータ装置は、上述した方法のステップを実行するように適合され、又はステップを実行するように誘導する。また、そのコンピュータプログラム要素は、上述した装置の構成要素を作動させるように適合される。コンピュータ装置は、自動的に作動するように、及び/又はユーザの命令を実行するように適合させることができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードしてもよい。従って、データプロセッサを、本発明の方法を実施するために装備してもよい。
これより先に、コンピュータプログラム要素は、上述した方法の例示的な実施形態の手順を満たすために必要な全てのステップを提供することができ得る。
コンピュータプログラムは、光学記憶媒体、又は他のハードウェアと一緒に又はそのハードウェアの一部として供給される固体状態媒体等の適切な媒体上に格納させる及び/又は分散させることができるだけでなく、インターネットや、他の有線若しくは無線通信システム等を介して他の形態で配布することもできる。
Claims (13)
- X線管用のロータであって、当該ロータは:
複数の導電素子を含む回転構造体であって、前記導電素子の端部が互いに接続されており、前記端部には、ステータにより発生する外部ステータ磁界が、前記導電素子に電流を誘導するように与えられており、その電流によって、前記ステータ磁界と相互作用するようなロータ磁界を発生させる、回転構造体;を有しており、
少なくとも前記複数の導電素子は、炭素複合系材料から作られており、
前記回転構造体は、アノードディスクの、焦点軌道が設けられる側とは反対側に、円筒状カラーとして設けられる、
ロータ。 - X線管用のロータであって、当該ロータは:
複数の導電素子を含む回転構造体であって、前記導電素子の端部が互いに接続されており、前記端部には、ステータにより発生する外部ステータ磁界が、前記導電素子に電流を誘導するように与えられており、その電流によって、前記ステータ磁界と相互作用するようなロータ磁界を発生させる、回転構造体;を有しており、
少なくとも前記複数の導電素子は、炭素複合系材料から作られており、
前記回転構造体は、アノードディスク構造体と一体的に設けられており;
前記アノードディスク構造体は、炭素繊維強化カーボンから少なくとも部分的に作られており、その炭素繊維は、前記電流を前記導電素子に誘導するように配向された一次繊維巻線として提供されており;
前記アノードディスク構造体は、前記ロータ磁界を前記ステータ磁界によって発生させるよう前記一次繊維巻線を含む、
ロータ。 - X線管用のロータであって、当該ロータは:
複数の導電素子を含む回転構造体であって、前記導電素子の端部が互いに接続されており、前記端部には、ステータにより発生する外部ステータ磁界が、前記導電素子に電流を誘導するように与えられており、その電流によって、前記ステータ磁界と相互作用するようなロータ磁界を発生させる、回転構造体;を有しており、
少なくとも前記複数の導電素子は、炭素複合系材料から作られており、
前記回転構造体は、焦点軌道の側とは反対側に、アノードディスクの段付き突起部として設けられており、
前記段付き突起部には、エッジが設けられており、ステータが前記エッジと相互作用することができる、
ロータ。 - 前記炭素複合系材料は、炭素繊維強化カーボンを含み;
その炭素繊維は、高張力繊維が必要な強度を提供する一方、高弾性率繊維が前記誘導された電流の流れを最適化するように配向されている、
請求項1又は3に記載のロータ。 - X線管であって、当該X線管は:
回転可能なアノード構造体と;
軸受装置と;
ステータと;
ロータと;を備えており、
前記回転可能なアノード構造体が、前記軸受装置によって支持されており;
前記ロータは、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のX線管用のロータとして設けられており;
前記ステータには、電気コイルが設けられておりステータ磁界を発生させて前記ロータと相互作用させ、それによって、電流が、前記アノード構造体を回転させるための前記ロータ磁界を発生するように前記ロータ内に生成される、
X線管。 - 前記回転構造体は、円筒状カラーとして設けられており;
前記ステータは、前記カラーを少なくとも部分的に包囲するように設けられている、
請求項5に記載のX線管。 - 前記ステータは、複数のC字形鉄心を含み、該鉄心の周囲には巻線が設けられており、
前記回転構造体は、前記C字形鉄心の両端部の間に部分的に配置される、
請求項5又は6に記載のX線管。 - 前記回転構造体は、アノードディスク構造体と一体的に設けられており;
前記ステータは、前記アノードディスク構造体のエッジに沿って設けられる、
請求項5,6又は7に記載のX線管。 - 前記ステータは、セグメント化されており;
前記ステータのC字形鉄心には、焦点スポットがアノードディスク構造体に設けられるように少なくとも1つのギャップが配置されており、前記焦点スポット上に電子ビームが衝突することができる、
請求項7に記載のX線管。 - X線撮像システムであって、当該システムは:
X線源と;
X線検出器と;
処理装置と;を有しており、
前記X線源は、請求項5乃至9のいずれか一項に記載のX線管として設けられており;
前記処理装置は、ロータによる回転を制御するために設けられている;
X線撮像システム。 - X線管のアノードを回転させる方法であって、当該方法は:
a)第1の電流をステータ巻線に印加するステップと;
b)ステータ磁界を発生させるステップと;
c)前記ステータ磁界をロータ上に作用させるステップであって、前記ロータは、炭素複合系材料から作られた複数の導電素子を含む回転構造体を有しており、前記導電素子の端部が互いに接続されており、
ここで、i)前記回転構造体は、アノードディスクの、焦点軌道が設けられる側とは反対側に、円筒状カラーとして設けられる、又はii)前記回転構造体は、アノードディスク構造体と一体的に設けられており;
ここで、前記アノードディスク構造体は、炭素繊維強化カーボンから少なくとも部分的に作られており、炭素繊維は、電流を前記導電素子に誘導するように配向された一次繊維巻線として提供されており、前記アノードディスク構造体は、ロータ磁界を前記ステータ磁界によって発生させるよう前記一次繊維巻線を含み、及び/又は;
iii)前記回転構造体は、前記焦点軌道の側とは反対側に、前記アノードディスクの段付き突起部として設けられており、前記段付き突起部には、エッジが設けられており、ステータが前記エッジと相互作用することができる、作用させるステップと;
d)前記ステータ磁界により前記導電素子に第2の電流を誘導するステップであって、それによって、ロータ磁界を発生させる、誘導するステップと;
e)該ロータ磁界を前記ステータ磁界と相互作用させるステップと;
f)前記相互作用によって、前記アノードを回転させるように駆動するステップと;を含む、
方法。 - 処理装置によって実行されるときに、請求項11に記載の方法を実行するように適合された請求項1乃至9のいずれか一項に記載のロータを制御するコンピュータプログラム。
- 請求項12に記載のプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
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