JP2000093420A

JP2000093420A - Ｘ線スキャン装置及びｘ線ｃｔスキャナ

Info

Publication number: JP2000093420A
Application number: JP10286077A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Urabe; 和英占部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】構造が簡単で信頼性があり、超高速スキャン
型ＣＴスキャナに使用できる小形で低価格のＸ線スキャ
ン装置及びこのＸ線スキャン装置を用いて構成されるＸ
線ＣＴスキャナを提供すること。【解決手段】ドーナツ形の真空外囲器Ａと、該ドーナ
ツ形真空外囲器Ａの排気された環状空間に取り付けられ
た環状Ｘ線ターゲット１００と、該ドーナツ形真空外囲
器Ａの排気された環状空間に取り付けられた環状陰極固
定フレーム２２２と、この環状陰極固定フレーム２２２
の回りに回転自在に取り付けられた環状陰極回転フレー
ム２２１と、該環状陰極回転フレーム２２１に機械的に
連結され、該環状陰極回転フレーム２２１が回転するに
つれて環状の軌道に沿って前記環状Ｘ線ターゲット１０
０に衝突してＸ線を発生させる電子ビームを発生するた
めの少くとも1 つの電子放出源２００とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、CTスキャナ（コン
ピュータ断層撮影）のためのＸ線発生点を円形軌道上で
高速度で周回させる装置に好適なＸ線スキャン装置及び
このＸ線スキャン装置を用いて構成される超高速スキャ
ン型ＣＴスキャナ等のＸ線ＣＴスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ＣＴスキャナを使った検査では被
検体（患者）は、CTスキャナの中心孔に配置された水平
な寝台の上に仰向けに寝かされる。ＣＴスキャナ用の従
来のＸ線管装置全体が回転自在の回転架台部分に取り付
けられて被検体の周りに２〜０．７５秒のスキャン時間
で周回される。従来使われていたＸ線管は、いわゆる回
転陽極Ｘ線管といわれるものであり、真空に封じ切られ
た直径が２０ｃｍ程度以下の柱状の真空外囲器の中でデ
スク状のＸ線ターゲットを回転させ、これに対向した位
置に固定された陰極から電子を取り出し、この間の高電
圧で加速してＸ線ターゲットに衝突させることによって
Ｘ線を取り出すものである。

【０００３】このＸ線管で単位時間当りに発生するＸ線
量を多くするためにはＸ線ターゲットの熱容量を大きく
する必要があり、益々大きなＸ線ターゲットを備えたＸ
線管が作られるようになっていおり、その直径は１２．
５〜２０ｃｍであり、重量は１１Ｋｇに達するものもあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線タ
ーゲットを大きくすれば、それだけＸ線管全体を大きく
しなければならないだけでなく、Ｘ線管用の冷却器も大
きくしなければならないので、例えばそのＸ線管装置合
計の重量は１００Ｋｇ近くになるものもある。従って、
このＸ線管装置全体を被検体の周りに周回させるにはそ
の速度に限界があるだけでなく、Ｘ線管装置が、既存の
CTスキャナの架台の狭いスペースに搭載できにくくなっ
てきている。

【０００５】特に、大型のＸ線管装置と、大型の支持構
造体を組み入れた第4 世代のスキャナは、Ｘ線検出器の
直径を大きくする必要がある。その結果、Ｘ線管装置と
検出器との間のＸ線パスの長さを長くしなければならな
い。Ｘ線パスの長さを長くすると、Ｘ線検出器が所要の
立体角をカバーするようにこれを物理的に大きくしなけ
ればならない。Ｘ線検出器を大型化すれば、それだけコ
スト高になる。

【０００６】ＣＴスキャナのスキャン速度（１断面画像
のためのデータを採取する速度）を高めるには、Ｘ線管
装置をより高速度で周回させるが、Ｘ線管装置の周回速
度を高くすると、1 画像当りの正味のＸ線量が減少する
ので単位時間当りに発生するＸ線量を高める必要があ
り、より大型のＸ線管装置が開発されてきている。Ｘ線
管装置が大型になると、高速周回時の遠心力が大きくな
り、架台が大型になり高価となってきた。例えば、スキ
ャン時間を０．５秒にするためにはおよそ１２Ｇの加速
度を受けるのでこれが限度と考えられている。

【０００７】この改善のために、被検体の周りに環状に
配列された複数個の、例えば5 、6本の切挽可能なＸ線
管装置の配列体を用いる方式のＣＴスキャナが、例えば
米国特許第4 ，274 ，005 号等によって提案されてい
る。しかしながら、それらのＸ線管装置の配列体を静止
して使用した場合にはＸ線発生点の数が少なく、得られ
るＣＴ画像の空間解像度が不足する。その改善のために
これらの多数のＸ線管装置をすばやく周回させてこの間
に発生する熱をすべて除去しようとすると、やはり上述
したのと同じ機械的な間題が避けられない。

【０００８】更に、釣鐘状の真空外囲器を有し、被検体
をこの凹部内に横たわらせることができるようにした電
子ビームスキャン装置が、例えば、米国特許第4 ，122
，346 号及び4 ，135 ，095 号等によって提案されて
いる。Ｘ線ビーム発生用Ｘ線ターゲットは釣鐘状の真空
外囲器の頂部に配置されており、Ｘ線ターゲットに衝突
する電子ビームは釣鐘状の電子ビームスキャン用真空外
囲器の根元のところで発生される。電子ビームを釣鐘状
の電子ビームスキャン用真空外囲器の周りに走査させる
ための電子装置が設けられている。この電子ビームスキ
ャン装置の問題点の1 つは、電子ビームを長距離に渡っ
て走行させるので焦点内のＸ線強度分布を好ましい形に
保つのが困難であることである。また、真空容器が大型
になり、大きなスペースが必要となる問題もある。

【０００９】特開昭５２−５０１８６号公報には、ドー
ナツ型の真空外囲器内に環状のＸ線ターゲットを取付
け、該真空外囲器内で該環状のＸ線ターゲットに対向す
る位置に陰極を設け、この陰極はトローリーに取り付け
られており、このトローリーには３つのホイールが取り
付けられている。そして、これらのホイールは前記ドー
ナツ型の真空外囲器内に取り付けたレールでガイドさ
れ、このレールに沿って前記陰極は移動可能となってお
り、該陰極には前記レールとホイールを通じて通電され
る構造のＸ線スキャン装置が開示されている。

【００１０】陰極への通電はこのレールとホイールを通
して行われる。この構造では真空中で固体同士がが機械
的に接触しながら周回するので摩耗が発生するなどで高
い信頼性が得られず、電気的には接触抵抗の変化があり
安定しない。また、環状のＸ線ターゲットは固定されて
おり、調整時等のように陰極が周回しないときに多量の
Ｘ線を発生させようとするとＸ線ターゲットの表面の温
度が高くなり過ぎて溶融するなどの不具合が生じる。

【００１１】更に別のタイプのＸ線発生装置として、例
えば米国特許第5 ，179 ，583 号等によって陰極スキャ
ン型Ｘ線管が提案されている。

【００１２】これはドーナツ状の真空容器内に大きな径
の環状の固定されたＸ線ターゲットを持っており、これ
に対向した位置で陰極構体を周回させてＸ線の焦点を周
回させるものであり、電子の走行距離を短くしている。
この陰極構体は磁気軸受を使って非接触で回転自在に支
承された回転フレームに取り付けられている。陰極への
給電は別の通電用陰極を追加して非接触で行う構造にな
っている。このＸ線発生装置は構造が複雑であり、磁気
軸受を使用しているので高価になる。また、陰極への給
電が不安定となり、信頼性の確保が困難である。また、
Ｘ線ターゲットが固定されているので上記の問題があ
る。

【００１３】特公昭６３―２２４０７号公報には、ドー
ナツ型の真空外囲器内に環状のＸ線ターゲットを磁気軸
受によって非接触で回転自在に取付け、該真空外囲器内
で該環状のＸ線ターゲットに対向する位置に陰極構体を
磁気軸受によって非接触で回転自在に同軸状に取付け、
回転している環状のＸ線ターゲットの周上を該陰極構体
を周回させることによってＸ線発生点を周回させるＸ線
スキャン装置が開示されている。しかし、このもので
は、周回する陰極のフィラメントへの通電は真空中で使
用するスリップリングが取り付けられており、信頼性の
確保が困難である。また、この構造では磁気軸受を使用
しているので高価であり、価格上問題となると共に、Ｘ
線の発生時に停電が起こった場合の安全性の確保が難し
い等の問題がある。

【００１４】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
なされたものであり、構造が簡単で信頼性があり、スキ
ャン時間が０．１秒以下である超高速スキャン型ＣＴス
キャナに使用できる小形で低価格のＸ線スキャン装置及
びこのＸ線スキャン装置を用いて構成されるＸ線ＣＴス
キャナを提供することを課題としており、特に、その達
成のために機械的に回転する部分を真空外囲器内部の軽
量な部分に限定し、これに使用する軸受は、構造が簡単
で、電気的及び熱的に真空外囲器に連通していて動作が
安定で、回転時に固体部分の接触が無く、低振動で低騒
音で、かつ長寿命であり、停電時にも安全が確保される
ようにすることを課題としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明のＸ線スキャン装置は、排気された環状空間を画
定するドーナツ形の真空外囲器と、該ドーナツ形真空外
囲器の排気された環状空間に取り付けられた環状Ｘ線タ
ーゲットと、該ドーナツ形真空外囲器の排気された環状
空間に取り付けられた環状陰極固定フレームと、この環
状陰極固定フレームの回りに回転自在に取り付けられた
環状陰極回転フレームと、該環状陰極回転フレームに機
械的に連結され、該環状陰極回転フレームが回転するに
つれて環状の軌道に沿って移動しながら前記環状Ｘ線タ
ーゲットに衝突してＸ線を発生させる電子ビームを発生
するための少くとも1 つの電子放出源と、を含んで構成
されるＸ線スキャン装置であって、前記環状陰極固定フ
レームと前記環状陰極回転フレームの相対する面の少な
くとも一部がギャップを有する軸受面を構成し、前記軸
受面間のギャップの少なくとも一部に常温で液体の金属
でなる液体金属潤滑剤が充填され、前記軸受面の少なく
とも一方の面にはヘリンボン状の溝が形成され、これら
は動圧滑り軸受を構成しており、前記環状陰極回転フレ
ームの一部はまたは該環状陰極回転フレームに取り付け
られた回転部材の少なくとも一部は前記液体金属潤滑剤
で濡れていない表面を有し、該表面で前記液体金属潤滑
剤の表面張力が作用して該環状陰極回転フレームが回転
を停止した時にも前記液体金属潤滑剤が真空外囲器の排
気された環状空間に漏出するのを防止することを特徴と
する。

【００１６】請求項２に係る発明は、前記環状陰極回転
フレームの少なくとも一部は、または該環状陰極回転フ
レームに取り付けられた回転部材の少なくとも一部は前
記液体金属潤滑剤で濡れていない第１の表面を有してお
り、該第１の表面に対向した前記環状陰極固定フレーム
上の面の少なくとも一部にあり、または該環状陰極固定
フレームに取り付けた固定部材にあり、前記第１の表面
に対向した少なくとも一部の面を構成する第２の表面は
前記液体金属潤滑剤で濡れていない表面を有し、回転を
停止した時の前記第１の表面と第２の表面の濡れていな
い表面の下方の半径方向のギャップをｄ_x、該両濡れな
い表面の直径のうち大きい方をＤ_g、前記両軸受面の直
径のうち大きい方をＤ_b，前記液体金属潤滑剤の密度を
ρ、この液体金属潤滑剤の前記第１及び第２の表面の濡
れない表面における表面張力をγ、重力加速度をｇとす
るとき、ｄ_x・（Ｄ_b＋Ｄ_g）＜４・γ／（ρ・ｇ）なる
関係があることを特徴とする。

【００１７】請求項３に係る発明は、前記環状陰極回転
フレームを回転自在に支承するための前記動圧滑り軸受
を含んでおりかつ液体金属潤滑剤の存在が許容される環
状の領域内に位置する環状陰極回転フレームの表面部分
とこれと対向する前記環状陰極固定フレームの表面とで
挟まれた部分の容積をＶ_g、この環状の領域内に充填さ
れた液体金属潤滑剤の体積をＶ₁とするとき、Ｖ₁＜Ｖ_g
なる関係があることを特徴とする。

【００１８】請求項４に係る発明は、前記環状陰極回転
フレームが回転を停止したときに液体金属潤滑剤の存在
が許容される環状の領域の境界部分にある濡れない環状
の面の最下面からの前記液体金属潤滑剤の平衡液面の鉛
直高さをＨ₁、回転を停止した時の前記第１の表面と第
２の表面の濡れていない表面の下方の半径方向のギャッ
プをｄ_x、前記環状の領域の境界部に於いて液体金属潤
滑剤に濡れない表面での液体金属潤滑剤の表面張力を
γ、液体金属潤滑剤の密度をρ、重力加速度をｇとする
とき、ｄ_x・Ｈ₁＜２・γ／（ρ・ｇ）なる関係があるこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項５に係る発明は、前記環状陰極回転
フレーム上で液体金属潤滑剤が広がれる環状の領域に少
なくとも１個の窪みを設け、該窪みの容積の総和Ｖ
_sと、該環状の領域内にあり該窪み部分を除く前記環状
陰極回転フレームの表面とこれに対向する前記環状陰極
固定フレームの表面とで挟まれた環状の領域の容積Ｖ_g
との和の容積Ｖ_2tよりもこの環状の領域内に挿入された
液体金属潤滑剤の体積Ｖ₂が小であり、前記窪みは前記
環状の領域内に開口し、該環状陰極回転フレームが回転
を停止している時には鉛直下方に位置する窪みの中に液
体金属潤滑剤が収納され、回転時には該窪みによって液
体金属潤滑剤が上方に持ち上げられて軸受面内に供給さ
れることを特徴とする。

【００２０】請求項６に係る発明は、前記環状陰極回転
フレームの液体金属潤滑剤が広がれる環状の領域内に環
状の溝を設け、該環状の溝の容積Ｖ_fと、該環状の領域
内にあり該環状の溝を除く前記環状の領陰極回転フレー
ムの表面とこれに対向する前記環状陰極固定フレームの
表面とで挟まれた環状の領域の容積Ｖ_gとの和の容積Ｖ
_3tよりも該環状の領域内に挿入された液体金属潤滑剤の
体積Ｖ₃を小とし、前記環状の溝は該環状の領域内にお
いて当該環状の領域と連通しており、前記環状陰極回転
フレームが回転を停止している時には鉛直下方の部分に
液体金属潤滑剤が満たされて前記濡れない表面の最下部
からの平衡液面の鉛直高さＨ₂が前記軸受面の直径のう
ち大きい方の直径Ｄ_bと前記濡れない表面の直径のうち
大きい方の直径Ｄ_gの平均値より小であり、前記環状陰
極回転フレームの回転時には該環状の溝に沿って鉛直上
方に持ち上げられてこの液体金属潤滑剤が軸受内に供給
されることを特徴とする。

【００２１】請求項７に係る発明は、前記環状陰極回転
フレームの液体金属潤滑剤が広がれる環状の領域と分離
した位置に液体金属潤滑剤の貯蔵スペースを設け、該貯
蔵スペースの内部と該環状の領域内とが連通されてお
り、前記貯蔵スペースの容積Ｖ₄と、環状の領域内にあ
り貯蔵スペースを除く環状陰極回転フレームの表面とこ
れと対向する前記環状陰極固定フレームで挟まれた環状
の領域の容積Ｖ_gとの和の容積Ｖ_4tよりも該環状の領域
内に挿入された液体金属潤滑剤の体積Ｖ_m4を小さくし、
環状陰極回転フレームが回転を停止している時には貯蔵
スペースの鉛直下方の部分に液体金属潤滑剤が収納さ
れ、前記環状陰極回転フレームの回転時には液体金属潤
滑剤が上方に持ち上げられて前記連結穴を通じて軸受面
内に供給されることを特徴とする。

【００２２】請求項８に係る発明は、排気された環状空
間を画定するドーナツ形の真空外囲器と、該ドーナツ形
真空外囲器の排気された環状空間に取り付けられた環状
Ｘ線ターゲットと、該ドーナツ形真空外囲器の排気され
た環状空間に取り付けられた環状陰極固定フレームと、
この環状陰極固定フレームの回りに回転自在に取り付け
られた環状陰極回転フレームと、該環状陰極回転フレー
ムに機械的に連結され、該環状陰極回転フレームが回転
するにつれて環状の軌道に沿って移動しながら前記環状
Ｘ線ターゲットに衝突してＸ線を発生させる電子ビーム
を発生するための少くとも1 つの電子放出源と、を含ん
で構成されるＸ線スキャン装置であって、前記環状Ｘ線
ターゲットは前記排気された環状空間に取り付けられた
環状陽極固定フレームの回りに回転自在に取り付けられ
た環状陽極回転フレームに機械的に連結され、前記環状
陽極固定フレームの少なくとも一部と該環状陽極回転フ
レームの相対する面の少なくとも一部がギャップを有す
る軸受面を構成し、前記軸受面間のギャップの少なくと
も一部に液体金属潤滑剤が充填されると共に、該軸受面
の少なくとも一方の面にはヘリンボン状の溝が形成さ
れ、これらは動圧滑り軸受を構成しており、前記環状陽
極回転フレームの一部はまたは該環状陽極回転フレーム
に取り付けられた回転部材の少なくとも一部は前記液体
金属潤滑剤で濡れていない表面を有し、該表面で液体金
属潤滑剤の表面張力が作用して該環状陽極回転フレーム
が回転を停止した時にも液体金属潤滑剤が真空外囲器の
排気された環状空間に漏出するのが防止されることを特
徴とする。

【００２３】請求項９に係る発明は、前記陰極回転フレ
ームの前記軸受面が、該陰極回転フレームが高速度で回
転した場合に拡大し、前記軸受面間のギャップが静止時
の値の１．５倍以上に大きくなり、軸受損失の増大を防
いでいることを特徴とする。

【００２４】請求項１０に係る発明は、前記環状陰極固
定フレームと前記環状陰極回転フレームの間にギャップ
が構成され、該ギャップ内に液体金属潤滑剤が挿入され
ており、該液体金属潤滑剤の表面と前記真空外囲器内部
と真空空間とが連通するパスが該真空間に開口する部分
が、前記環状陰極固定フレームと前記環状陰極回転フレ
ームのそれぞれに取り付けられたカバーで交互に覆われ
ていることを特徴とする。

【００２５】請求項１１に係る発明は、前記液体金属潤
滑剤で濡れない表面は、金属酸化物であることを特徴と
する。

【００２６】請求項１２に係る発明のＸ線ＣＴスキャナ
は、請求項１〜１１のうちいずれか１つに記載のＸ線ス
キャン装置と、前記環状Ｘ線ターゲットの表面から放出
されるＸ線ビームを検出するためのＸ線検出器と、前記
Ｘ線検出器の出力信号を再構成処理するための演算装置
と、前記演算装置により再構成された断面像を表示する
ための表示装置と、を含んで構成されることを特徴とす
る。

【００２７】かかる本発明の作用について説明する。請
求項１及び８に係る発明のＸ線スキャン装置において
は、軸受の直径が例えば１．２ｍと大きいので回転を停
止したときの液体金属潤滑剤内の重力による圧力が高く
なり、通常の構造では液体金属潤滑剤が漏出するが、環
状陰極回転フレームの一部はまたは該環状陰極回転フレ
ームに取り付けられた回転部材の少なくとも一部は前記
液体金属潤滑剤で濡れていない表面を有し、この表面で
前記液体金属潤滑剤の表面張力が作用してこの表面張力
が液体金属の重力による圧力に打ち勝つ構造になってい
るため、該環状陰極回転フレームが回転を停止した時に
も上記の液体金属潤滑剤が真空外囲器の排気された環状
空間に漏出するのを防止することができる。

【００２８】また、軸受面は液体金属潤滑剤を通じて電
気的にも熱的にも真空外囲器と連通しており、動作が安
定している。この回転機構を採用すると、スキャン時間
を０．１秒以下まで短縮した超高速スキャン型ＣＴスキ
ャナを実現できるＸ線スキャン装置を簡単な構造で安価
にしかも信頼性良く提供することができる。特に、作動
中に停電になっても安全が確保できることが特筆でき
る。また、環状のＸ線ターゲットを同様な回転機構を介
して回転させておくと、前記電子ビームが入射する部分
の温度上昇を低めることができるので、陰極が周回を停
止した場合でも十分なＸ線量を得ることができる。

【００２９】請求項２〜７及び９〜１１に係る発明にお
いは、回転停止時の液体金属潤滑剤の平衡液面が低くな
る工夫により、静止時には液体金属潤滑剤と軸受部材の
少なくとも一部との表面張力を作用させて液体金属潤滑
剤が軸受外の真空外囲器内に漏出するのが防止される。

【００３０】請求項１２に係る発明のＸ線ＣＴスキャナ
は、請求項１〜１１のうちいずれか１つのＸ線スキャン
装置を採用することで、小型で低価格で信頼性の高い超
高速スキャン型のＣＴスキャナを提供することができ
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の一実施形態によるＸ線スキャン装置びその使用方法を
説明する。図1 には本発明によるCTスキャナが示されて
いる。このCTスキャナは、架台ＩＩと、架台ＩＩに取り
付けられたドーナツ形のＸ線スキャン装置Ｉと、電子装
置部ＩＩＩと、表示装置ＩＶと、寝台Ｖで構成されてい
る。電子装置部ＩＩＩは、架台に作動電力及び制御信号
を供給し、架台からデータを受け取り、受け取ったデー
タを電子画像表示として再構成し、電子画像を人間が読
み取ることができる形に変換し、表示装置ＩＶで表示す
る。

【００３２】図２は図１のＸ線スキャン装置Ｉの概略断
面図を表している。かかる図２を参照してＸ線スキャン
装置Ｉの構造について説明する。Ｘ線スキャン装置Ｉに
は、ドーナツ状の真空空間を作るドーナツ形の真空外囲
器A があり、該ドーナツ状の真空外囲器A の内部空間
に、その円周方向に沿って環状陽極組立体B が取り付け
られている。この環状陽極組立体Ｂには環状Ｘ線ターゲ
ット１００が取り付けてある。

【００３３】ドーナツ形の真空外囲器A 内部で環状陽極
組立体Ｂに対面した位置に環状陰極組立体Ｃが配設され
ている。この環状陰極組立体Ｃには電子銃組立体２００
が取り付けられてあり、電子銃組立体２００は環状Ｘ線
ターゲット１００の表面に電子ビームを照射するための
熱電子を取り出す働きをする。

【００３４】環状陽極組立体Ｂ及び環状陰極組立体Ｃは
中心軸がほぼ水平で互いに同心状にになる様に取り付け
られており、それらのうち少なくとも環状陰極組立体Ｃ
が回転自在に取り付けられている。好適には両方が回転
自在であり、互いに反対方向に回転するのが好適であ
る。環状陰極組立体Ｃは陰極回転駆動組立体Ｄから、環
状陽極組立体Ｂは回転駆動組立体Ｅから回転トルクを受
けてドーナツ形の真空外囲器A の内部で回転する。この
とき、電子銃組立体２００は環状Ｘ線ターゲット１００
の周辺の表面に対向した状態で環状Ｘ線ターゲット１０
０の表面に沿って周回する。

【００３５】この電子銃組立体２００から放出された電
子はこれらの間に印加されているおよそ１５０ＫＶの高
電圧で加速されて環状Ｘ線ターゲット１００の外周部の
Ｘ線発生点に入射されて制動輻射によってＸ線を発生す
る。このようにしてＸ線発生点即ちＸ線焦点は環状Ｘ線
ターゲット１００の外周部分を周回することにより全周
方向から回転中心軸の方向に向かったＸ線でほぼ回転中
心部分に位置された被検体を全周方向からにスキャンす
ることができる。

【００３６】電子ビーム10が環状Ｘ線ターゲット１００
の表面に入射してＸ線焦点で制動輻射によってＸ線束が
創生され、Ｘ線束は環状陰極組立体Ｃに取り付けられた
スリットＦとウェッジフィルタＧを通過した後、真空外
囲器ＡのアルミニュームでできたＸ線放射窓Ｈを通過
し、選択された環状のスリットＳで分布が薄いファンビ
ーム状に制限されたＸ線が中央部の図示しない被検体
（患者）を通過した後、環状に配設されたＸ線検出器セ
グメントＪ１，Ｊ２に入射する。このＸ線検出器セグメ
ントＪ１，Ｊ２は、例えば光学的に結合されたシンチレ
ーション結晶とホトダイオードから成る複数のＸ線検出
器の環配列体でできており、前置増幅器、フィルタ及び
A ／D 変挽器等を含む検出器電子装置部（図示せず）を
備えている。

【００３７】先ず、環状陽極組立体Ｂについて図２の一
部を拡大したＸ線スキャン装置Ｉの一部の概略断面図で
ある図３を参照して詳述する。環状陽極組立体B には、
環状陽極固定フレーム１２４に環状の陽極軸受１２８を
介して回転自在に支えられた環状陽極回転フレーム１２
１が取り付けられている。環状陽極回転フレーム１２１
には環状の陽極ロータ１２２を取り付けている。

【００３８】この陽極ロータ１２２には銅でできた環状
の陽極回転トルク発生部１２３と透磁率が高い板、例え
ば珪素鋼板を積層した環状の陽極透磁体１３２が取付け
られている。この回転トルク発生部１２３と面した位置
の真空外囲器Ａの外に円弧状のステータ１３０が取り付
けてあり、これらがリニアモータを構成して環状陽極組
立体B に回転トルクを与える。陽極透磁体１３２に対向
し、ドーナツ状の真空容器Ａの外側の位置に陽極移動用
電磁石１３１が取り付けてあり、これにコイル１３３、
１３４が巻かれている。

【００３９】コイル１３３、１３４の一方に流す電流を
他方の電流よりも多くすることで陽極透磁体１３２を一
方向により強く吸引して環状陽極組立体B を陽極軸受１
２８の回転中心軸に平行方向に移動することができる。
陽極軸受１２８は液体金属潤滑剤で潤滑された動圧滑り
軸受であり、この軸受面の少なくとも一方の対向面に図
５〜図９に示すようなヘリンボン状の溝がついている。

【００４０】この陽極軸受が真空外囲器Ａの内部の真空
空間と連通するパスを有し、該パスが真空空間に開口す
る部分が前記環状陽極固定フレーム１２４と前記環状陽
極回転フレーム１２１のそれぞれから交互にオーバーラ
ップする様に取付けられた複数個の環状のカバー１２
５、１３５、１２７、１３６が設けてあり、そのカバー
の内部の少なくとも一部の面が液体金属潤滑剤と濡れた
表面となっており、この部分で液体金属潤滑剤をトラッ
プする効果を持たせて突発事故があった場合にも液体金
属潤滑剤が真空外囲器Ａの真空空間に漏出、飛散するの
を防止している。

【００４１】環状陽極回転フレーム１２１には両端に金
属板１１１、１１３を接合した柱状絶縁体１１２が複数
個放射状に取り付けられている。この柱状絶縁体を介し
て環状陽極回転フレーム１２１と同心状に第２の陽極環
状フレーム１０４が取り付けてある。この陽極環状フレ
ーム１０４の一端には熱伝導率が極端に小さな金属でで
きた第３の陽極環状フレーム１０３が折り返して取り付
けてある。

【００４２】第３の陽極環状フレーム１０３の他端には
同心状に折り返して第４の陽極環状フレーム１０２が取
り付けてある。第４の陽極環状フレーム１０２の他端に
は環状のターゲット支持体１０１を介して環状Ｘ線ター
ゲット１００が取り付けてある。環状Ｘ線ターゲット１
００はモリブデンまたはその合金でできた円弧状のブロ
ックを組立てて環状に構成されている。これは必ずしも
円形になっていなくてもよく、例えば多角形に構成され
ていてもよい。

【００４３】それぞれののブロックの表面にはタングス
テンまたはその合金でできた耐熱性が高い電子入射面を
持っている。陽極環状フレーム１０４の他端には環状通
電機構組立体１４０が取り付けてある。この環状通電機
構組立体１４０の他端には図２に示す複数の伝熱体１５
１が取り付けてあり、これは絶縁体１５２によって支え
られている。絶縁体１５２は真空隔壁をも構成してお
り、冷却領域１５３には絶縁油が図示しないポンプによ
って循環されており、これは伝熱体１５１を冷却する機
能と、これを高電圧に絶縁する機能を有する。

【００４４】環状Ｘ線ターゲット１００、ターゲット支
持体１０１、陽極環状フレーム１０２、１０３、１０
４、環状通電機構組立体１４０、伝熱体１５１は電気的
にも熱的にも連通しており、これらは高電圧端子１４８
を通してたとえば＋７５ＫＶの高電圧が外部の高電圧電
源（図１のＩＩＩの一部）から印加されている。また、
環状陽極回転フレーム１２１、環状陽極固定フレーム１
２４、陽極ロータ１２２はアース電位に保たれた真空外
囲器Ａに電気的、熱的にに連通しており、真空外囲器Ａ
を冷却することによって冷却されている。柱状絶縁体１
１２の周囲には導電リング１１４、１１５が取り付けて
あり、柱状絶縁体１１２への帯電防止と電界強度の緩和
が行われている。

【００４５】次に、環状陰極組立体Ｃについて同じく図
３を参照して詳述する。環状陰極組立体Ｃは、環状陰極
固定フレーム２２２に環状の陰極軸受２２７を介して回
転自在に支えられた環状陰極回転フレーム２２１を配設
している。環状陰極回転フレーム２２１には環状の陰極
ロータ２２３が取り付けられている。この陰極ロータ２
２３には環状の銅でできた陰極回転トルク発生部２２４
と透磁率が高い板、例えば珪素鋼板で積層した陰極透磁
体２７１が取付けられている。

【００４６】この陰極回転トルク発生部材２２４と面し
た真空外囲器のより半径が小さい外側に陰極ステータ３
００が取り付けてあり、これらがリニアモータを構成し
て環状陰極組立体Ｃに回転トルクを与える。複数個の陰
極ステータは円弧状構造体となっている。陰極透磁体２
７１に対向し、真空容器Ａの外側の位置に陰極移動用電
磁石２７２が取り付けてあり、これにコイル２７３、２
７４が巻かれている。

【００４７】コイル２７３、２７４の一方に流す電流を
他方の電流よりも多くすることで陰極透磁体２７１を一
方により強く吸引して環状陰極組立体Ｃを軸受２２７の
中心軸に平行方向に移動することができる。環状の陰極
軸受２２７は液体金属潤滑剤で潤滑された動圧滑り軸受
であり、この軸受面の少なくとも一方の対向面に図５〜
図９に示す様なヘリンボン状の溝がついている。

【００４８】この軸受の開口端が真空外囲器Ａ内の真空
空間に連通するパスの開口端部にはこれらを覆う環状カ
バー２３４、２３５、２３６、２２５、陰極ロータ２２
３がお互いにオーバラップするように設けてあり、突発
事故があった場合にも液体金属潤滑剤が軸受外で真空外
囲器Ａ内の真空空間に漏出、飛散するのを防止してい
る。この環状カバーの回転部と固定部のギャップの小さ
い対向面のいずれかの部分にスパイラル状の溝が作られ
ており、万一液体金属潤滑剤が到達した場合に環状カバ
ーの内部に押し込む力を生じるようになっている。

【００４９】環状陰極回転フレーム２２１には両端に金
属２１１、２１５を接合した柱状絶縁体２１２が複数個
放射状に取り付けられている。この柱状絶縁体２１２の
他端には環状陰極回転フレーム２２１と同心状に第２の
陰極環状フレーム２０３が取り付けている。この陰極環
状フレーム２０３の一端には電子ビーム10を放出する陰
極フィラメント２０１、集束電極を含んだ電子銃組立体
２００が取付金具２０２を介して取り付けてあり、他端
には環状通電機構組立体２３０、２４０が同心状に取り
付けてある。

【００５０】この環状通電機構組立体２３０、２４０の
他端には図２に示す複数の伝熱体２４５が取り付けてあ
り、これは絶縁体２３６、２３７によって支えられてい
る。絶縁体２３６、２３７は真空隔壁をも構成してお
り、領域２３８には絶縁油が図示しないポンプによって
循環されており、これは伝熱体２４５を冷却する効果を
有する。電子銃組立体２００、陰極環状フレーム２０
３、環状通電機構組立体２３０、２４０、伝熱体２４５
及び冷却領域２３８の絶縁油は熱的に連通しており、絶
縁油を循環させることにより高温になるのを防止してい
る。

【００５１】伝熱体２４５はこれに電気的に連通した高
電圧端子２３９、２４９を通して外部の高電圧電源（図
１のIII の一部）によっておよそー７５ＫＶの高電圧が
印加されている。高電圧端子２３９と２４９の間にはお
よそ１５Ｖの電位差が上記の外部の高電圧電源から供給
されており、これらは環状通電機構組立体２３０、２４
０を通じて前記した陰極フィラメント２０１の両端に接
続されており、およそ５アンペアの電流が流されて陰極
フィラメント２０１を加熱し、陰極フィラメント２０１
は熱電子を放出する。

【００５２】また、環状陰極回転フレーム２２１、環状
陰極固定フレーム２２２、陰極ロータ２２３は陰極軸受
２２７内に充填された液体金属潤滑剤を通じてアース電
位に保たれた真空外囲器Ａに電気的、熱的に連通してい
る。柱状絶縁体２１２の周囲には導電リング２１３、２
１４が取り付けてあり、柱状絶縁体２１２への帯電防止
と電界強度の緩和が行われている。

【００５３】環状陰極回転フレーム２２１には環状の角
度表示板２３２が取り付けてあり、これは電子銃組立体
２００と共に周回するようになっている。この角度表示
板２３２の表面には放射状のスリットまたは反射率が交
互に異なる表面の集まりを作っておき、真空外囲器の壁
７０１の一部に設けた透明なガラスでできた覗き窓２５
３の外部に発光源と受光器とを設けてある。前記電子銃
極組立体２００が所定の角度になった時には前記スリッ
トまたは反射表面の形状を他と異なる形にしておき、電
子銃組立体２００が回転したときにこの角度を基点とし
て反射光のパルスを計測して電子銃の現在位置をモニタ
できるようになっている。

【００５４】環状陰極回転フレーム２２１には中性点接
地電極組立体２６０が取り付けられている。この中性点
接地電極組立体２６０は、環状陰極回転フレーム２２１
とは絶縁体２６１で絶縁され、環状通電機構組立体２５
０と電気的に連通しており、絶縁体２５１で真空外囲器
Ａとは絶縁された中性点接地端子２５２に接続されてい
る。動作時に、環状Ｘ線ターゲット１００に電子ビーム
１０が入射した際に生じる反跳電子が入射した場合の通
路を形成する。中性点接地端子２５２は高電圧電源（図
１のＩＩＩの一部）の中性点に接続されて中性点電流の
通路を形成している。

【００５５】前記中性点接地電極組立体２６０及び環状
陰極回転フレーム２２１にはＸ線を通過させるスリット
２６２、２２６が開いている。これに対して内側（ター
ゲットと反対側）に複数のウェッジフィルタ４０１、４
０２、４０３が選択可能に取り付けられている。これら
は、予め決められた角度に来たときに真空外囲器Ａの外
部に取り付けられたモータ４１４に電磁クラッチ４１
０、４１１によって機械的に連結されてスリット２２６
との相対位置を変えられて選択される。

【００５６】これにより被検体の大きさに従ってＸ線フ
ァンビームの広がりが被検体の大きさに応じて選択的に
制限でき、被検体を通過したＸ線強度の差の最大値を小
さくすることができる。これらのウェッジフィルタ４０
１、４０２、４０３は環状陰極組立体Ｃと一体となって
周回する。スリット２６２、２２６と選択されたウェッ
ジフィルタ４０２を通過したファン状のＸ線ビームはア
ルミニウム合金でできた真空窓７０４を通過する。

【００５７】その内側の真空外囲器Ａの外部には環状ス
リット組立体５００が取り付けてあり、選択されたスリ
ット５０１によって被検体に照射されるＸ線ビームの幅
を制限する。環状スリット組立体５００はモータ５０３
によって回転中心軸方向に移動されて使用する環状スリ
ット５０１が選択できる。この環状スリット５０１を通
過したＸ線ビームは被検体を通過した後に図２に示すＸ
線検出器セグメントＪ１，Ｊ２に入射して電気信号に変
換される。Ｘ線検出器セグメントＪ１，Ｊ２の出力は演
算装置（図１のＩＩＩの一部）に送られて、断面像とし
て画像表示装置（図１のＩＶ）に表示される。

【００５８】Ｘ線検出器セグメントＪ１，Ｊ２は対向す
るＸ線検出器セグメントＪ３，Ｊ４と共に環状の全周の
検出器組立体に形成されているが、円周方向に沿って分
割された複数個のセグメントの一部となっている。各Ｘ
線検出器セグメントは多数の検出器配列で構成されてい
る。Ｘ線焦点とほぼ１８０度異なる角度の位置にあるセ
グメントＪ１，Ｊ２は横方向にスライドされてお互いに
密着することにより入射するＸ線ファンビームを有効に
複数のスライスのデータとして検出できるようになって
いる。

【００５９】他方、これに対向する方向に位置するセグ
メントＪ３，Ｊ４は互いに離れてギャップを構成し、こ
のギャップをＸ線が通過する様に構成されている。これ
らの検出器のセグメントの移動はＸ線焦点の周回に同期
して図示しない制御器によって自動的に行われる。

【００６０】次に、陽極軸受１２８について図４〜図９
を参照して詳述する。本発明は陰極軸受２２７を必須と
しており、その構造は陽極軸受１２８と同じであるので
先ず陽極軸受１２８について説明するが、陰極軸受２２
７の場合にはそれぞれの部分の番号を読み替えて対応さ
れたい。図４は環状陽極固定フレーム１２４の平面図と
側面図を表しており、その一部（Ｋ部）を拡大して図５
に示している。図５〜図９は軸受部分の一部を拡大した
図であり、陽極回転フレーム１２１、環状カバー１２
５、１２７、１３５は断面の一部を表し、陽極固定フレ
ーム１２４は一部の外観を表している。

【００６１】陽極軸受１２８では、環状陽極固定フレー
ム１２４の外面とその外側に回転自在に取り付けられ環
状陽極回転フレーム１２１の内面とが対面しておりこれ
らの面のギャップは数十ミクロンとなっている。このギ
ャップの間には液体金属潤滑剤、例えばガリウムとイン
ジュームと鈴の合金が充填してある。環状陽極固定フレ
ーム１２４の表面にはヘリンボン状の溝、１２４−ａ、
１２４―ｂ、１２４―ｃ、１２４―ｄが設けてあり、こ
れらの溝は数十ミクロンの深さである。環状陽極回転フ
レーム１２１が前記した方法で回転トルクを受けて回転
した場合に液体金属潤滑剤に動圧が発生して環状陽極回
転フレーム１２１を浮上させてスムースな回転ができる
ようになる。

【００６２】回転軸に垂直な軸受面１２４―ｃ、１２４
―ｄは、それぞれの対向面と共働してスラスト軸受を構
成する。この実施形態ではそれぞれの対向面とのギャッ
プを大きくしており、スラスト方向に移動できるように
なっているが、どちらか一方に接近した場合には動圧が
大きくなり、大きな面圧を発生する。軸受面１２４−
ａ、１２４―ｂとその対向面は一対のラジアル軸受を構
成している。軸受面１２４−ａと軸受面１２４―ｂの各
両端部分には溝の無い環状の領域１２４−ｅ、１２４―
ｆ、１２４―ｇがあり、隣の軸受面との結合を弱めると
共に以下に述べる液体金属潤滑剤の漏出防止の効果を持
たせている。

【００６３】更に、軸受面１２４−ａと軸受面１２４―
ｂの中央部にはギャップの大きい環状の領域１２４−ｈ
を作っており、異物の捕獲等の働きをしている。軸受面
１２４−ａ、１２４―ｂ、１２４―ｃ、１２４―ｄ及び
その対向面は液体金属潤滑剤で濡れた状態になってい
る。これを達成するためには、これらの面をあらかじめ
液体金属潤滑剤で反応させておくのも一つの方法であ
り、また、液体金属潤滑剤と反応しやすい金属、例えば
金やインジュームや銀等をメッキしたりイオンプレーテ
イングするなども一つの方法である。

【００６４】他の方法として、液体金属潤滑剤で濡れた
状態にしたい領域に液体金属潤滑剤を付けた状態で表面
研磨手段を使って研磨することにより表面を清浄化する
ことによって濡れ性を確保することもできる。更に、予
め液体金属潤滑剤で濡れる材質で作成した薄板を軸受の
表面に巻き付けてもよい。また、これらの軸受面と液体
金属潤滑剤との反応が進んでギャップが変化すると軸受
の特性が変化するので、この部分の温度を十分に低くし
たり、反応の進行が遅い材質を選択することでこれは防
止されている。これらの軸受面のいずれかは対向する面
に溝をつけておいても良いことは当然である。

【００６５】この実施形態では環状の固定フレーム１２
４の表面に彫刻等で直接ヘリンボン状の溝を作っている
が、０．１ｍｍ程度の薄い金属の板に数十ミクロンの深
さの溝をあらかじめ作っておき、この薄板を固定フレー
ム１２４の表面に巻き付ける等でも同じ効果を生じさせ
ることができる。この薄板は、モリブデンやタングステ
ンで作っておくとガリウム合金の液体金属潤滑剤との反
応を遅くすることができるが、この部分の温度を低くし
ておくと鉄合金でも差し支えない。

【００６６】これらの軸受の内部に製造途中に取り込ま
れまたは完成後に発生したガスの膨張等で液体金属潤滑
剤を軸受の領域外に押し出すのを防止するために軸受領
域の内部に、真空外囲器の真空空間に連通する図示しな
い通路を設けている。これにより、軸受領域が加熱され
ても発生ガス等によって部分的に圧力が高くなることが
無く、液体金属潤滑剤が所定の場所から漏出するのを防
ぐことができる。

【００６７】この実施形態ではスラスト軸受はギャップ
を広くして環状陽極回転フレームがスラスト方向に移動
できる場合を示しているが、特に低価格化等のためにこ
の機構を取り去り、スラスト軸受のギャップをラジアル
軸受と同程度にしてもよいのは勿論である。また、特別
な場合として軸受の中央部を平行な軸受面としその外側
にはギャップが次第に広がる部分を設け、回転を開始し
たときに軸受の中央部から順次液体金属潤滑剤が満たさ
れてゆく構造にすると、液体金属潤滑剤が漏出するのを
防ぎながら軸受の損失を小さくすることができる。

【００６８】また、軸受が少し傾斜した場合にも機械的
な接触が起こらない。さて動作時には、軸受面内の液体
金属潤滑剤は軸受面内の軸受溝（１２４−ａ、１２４―
ｂ）によって液体金属潤滑剤を軸受面の中央部に押し込
む作用が働き、液体金属潤滑剤が軸受面の外に漏出する
のが防がれている。しかしながら、環状陽極回転フレー
ム１２１が回転を停止した場合には対向する軸受面１２
４−ａ、１２４―ｂと対向面の相対速度がゼロになって
この吸引作用がなくなり、軸受ギャップ内にある液体金
属潤滑剤は重力加速度の影響で液面の高さが低くなろう
とし、軸受面から漏出しようとする。

【００６９】これを防ぐための一つの方法は境界面に液
体金属潤滑剤と濡れない対向する面１２４―ｍ、１２７
―ｃ、１２１―ｎ、１２４―ｎを作り、この境界面で液
体金属潤滑剤の表面に表面張力γを作用させることであ
る。この濡れない面は、軸受面を濡れない材質でコーテ
イングしても良いし、この部分の材質そのものを濡れな
い材質で作っても良いが、表面にできる酸化膜を利用す
ると製造が容易になる。また、液体金属潤滑剤で濡れな
い表面を持つ薄板を環状陽極回転フレーム１２１または
環状陽極固定フレーム１２４の一部に巻き付けても同様
の効果を得ることができる。

【００７０】以後、各軸受の液体金属潤滑剤の漏出防止
の工夫について説明する。一般に、ギャップがｘ（ｃ
ｍ）の平行平板に働く表面張力γ₀（ｄｙｎ／ｃｍ）
は、 γ₀＝ρ・ｇ・ｘ・ｙ／２（１）で表わされる。ここで、ρは液体金属潤滑剤の密度（ｇ
／ｃｍ³）であり、ｇは重力加速度（ｃｍ／ｓｅｃ²）で
あり、ｙは釣り合う液体金属潤滑剤の液面の高さの差
（ｃｍ）である。本発明の軸受の半径は十分に大きいの
で近似的に（１）式が成り立つ。

【００７１】実施形態を具体的に考えるために図１０を
参照する。図１０は、前記陽極回転フレームが回転を停
止した場合の液体金属潤滑剤の分布の様子を模式的に表
している。ここで、ＮＷＳは、液体金属潤滑剤に濡れな
い面、ＷＳは、液体金属潤滑剤に濡れる面、Ｌｉｑｕｉ
ｄＭｅｔａｌは、液体金属潤滑剤である。円筒状の軸
受面の大きい方の直径Ｄ_bは小型にするためにできる限
り小さくしたいがこの種のＸ線スキャン装置ではＤ_bは
１８ｃｍ以下では実用にならない。少なくとも５０ｃｍ
は必要であり、好適にはおよそ１２０ｃｍであり、周方
向で平均した軸受ギャップの値ｄ_bはおよそ５０μｍで
ある。環状陽極回転フレーム１２１が正規の速度で回転
している状態では軸受面に強い動圧が作用するために軸
受ギャップは全周にわたってほぼ平均化されてどの部分
でもギャップはおよそｄ_bに等しくなる。

【００７２】しかるに環状陽極回転フレーム１２１が回
転を停止した場合には動圧がなくなるので鉛直下方の部
分での軸受面間のギャップｘは２ｄ_bとなる。軸受ギャ
ップの平均値ｄ_bを小さくすると動圧が増えるが軸受損
失が過大となり、軸受面の温度が高くなり過ぎる。例え
ば１２４−ａの幅Ｗを２５ｍｍとし、環状陽極回転フレ
ーム１２１の回転速度を６００ｒｐｍとすると、軸受面
での損失はおよそ８００Ｗに達する。これを防ぐために
必要な動圧を得る最小限度の損失に押さえるためにｄ_b
をできる限り大きくすることが好ましい。

【００７３】上記の実施形態では液体金属潤滑剤として
Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎの合金を使用しているので表面張力γ
はおよそ５００ｄｙｎ／ｃｍ、密度ρはおよそ５．６ｇ
／ｃｍ³、重力加速度ｇは９８０ｃｍ／sec ²、ｘ＝２ｄ
_b＝１００μｍであるので（１）式を満たすｙの値はお
よそ１８ｃｍとなる。つまり、開口部よりも１８ｃｍ以
上高い液面があれば液体金属潤滑剤が漏出することを意
味している。一方、この値ｙを軸受面の直径１２０ｃｍ
よりも大きくするためにはｘの値をおよそ１５μｍ以下
にする必要があり、軸受ギャップの平均値ｄ_bは７．５
μｍ以下である必要がある。

【００７４】この場合、軸受損失が過大とならないよう
に回転時に液体金属潤滑剤が分布する面積Ｓ_rを小さく
する必要がある。前記した濡れない面１２４―ｍ、１２
７−ｃ、１２１―ｎ、１２４−ｎの対向面間の回転時の
半径方向のギャップの全周方向の平均値ｄ_gは機械的な
接触を予防するために軸受面の半径方向のギャップの全
周にわたる平均値ｄ_bよりも大きくしてある。回転停止
時には上記の濡れない面の下方のギャップｄ_xは（ｄ_g＋
ｄ_b）となる。ところが、前記濡れない面の回転中心
が、前記通電軸受の回転中心から移動できる構造にする
と、前記濡れない面間のギャップｄ_xはこれよりも小さ
くできる。また、濡れない表面の直径のうち大きい方を
Ｄ_g、軸受面の直径のうち大きい方をＤ_bとするとき、濡
れない面の最下端から軸受面の最上端までの高さは（Ｄ
_g＋Ｄ_b）／２となる。

【００７５】回転停止時にこの環状の領域Ｓ_eのギャッ
プ内に貯えられた液体金属潤滑剤が予め定められた環状
の領域Ｓ_eの外に漏出しないためには、（１）式のｘに
ｄ_xを、ｙに（Ｄ_g＋Ｄ_b）／２を代入して得られる値が
環状の領域Ｓ_eの境界部分における液体金属潤滑剤の表
面張力γよりも小さくなければならないのでｄ_x・（Ｄ_g＋Ｄ_b）＜４・γ／（ρ・ｇ）（２）の関係が成り立つ必要がある。ここで、γは温度によっ
て変化するので動作温度範囲での最小値としなければな
らないのは勿論である。

【００７６】環状陰極回転フレーム１２１の回転速度が
十分に小さい場合または環状陽極回転フレーム１２１に
取り付けてある部品の質量の総和が十分に小さい場合に
は回転時に液体金属潤滑剤が分布する面積Ｓ_rを十分に
小さくして軸受損失の増大を防げるので（２）式を満た
す軸受を実現することができる。しかるに、環状陽極回
転フレーム１２１の回転速度が大きい場合または回転部
の質量の総和が大きい場合には十分な軸受圧力を得るた
めに軸受面１２４−ａ、１２４―ｂの面積が大きくな
り、軸受損失が大きくなる。これを防ごうとすると上記
のギャップの平均値ｄ_bが過大となって液体金属潤滑剤
が漏出するなどの不都合があるので更なる工夫が必要と
なる。

【００７７】前記濡れない面１２４―ｍ、１２７−ｃ、
１２１―ｎ、１２４―ｎにおける液体金属潤滑剤の表面
張力γによって液体金属潤滑剤の漏出を防止するために
は環状陽極回転フレーム１２１の回転停止時の前記濡れ
ない面１２４―ｍ、１２７−ｃ、１２１―ｎ、１２４―
ｎの鉛直最下面からの液体金属潤滑剤の平衡液面の高さ
をＨ（ｃｍ）とするとき、ｄ_x・Ｈ＜２・γ／（ρ・ｇ）（３）が成り立つ必要がある。言い換えるとＨ＜（Ｄ_b＋Ｄ_g）
／２であり、液体金属潤滑剤の存在が許されている環状
の領域Ｓ_eの環状陽極回転フレーム１２１の表面と環状
陽極固定フレーム１２４の表面で囲まれた部分の容積Ｖ
_g（ｃｍ³）よりも環状の領域Ｓ_eに封入された液体金属
潤滑剤の体積Ｖ₁（ｃｍ³）は小さい必要がある。

【００７８】これを実現させる具体的な方法は、この軸
受ギャップの平均値ｄ_bを適正な値に保っておき、環状
陽極回転フレーム１２１が回転を停止した時には軸受面
外の別の環状の領域Ｓ_eへの移動を許容し、濡れない面
の最下面からの液体金属潤滑剤の平衡高さＨを低くする
ことである。環状の領域Ｓ_eの境界の濡れない面におけ
る液体金属潤滑剤の表面張力γによって液体金属潤滑剤
の漏出を防止するためのまず第１の方法は、図４及び図
５に示している様に、軸受面１２４―ａ、１２４―ｂの
横に液体金属潤滑剤で濡れており、その存在が許される
環状の領域１２４―ｅ、１２４―ｇ、１２４―ｆを設け
ておき、液体金属潤滑剤の存在が許される環状の領域Ｓ
_eを増すことである。

【００７９】環状陽極回転フレーム１２１の回転時には
軸受面１２４―ａ、１２４―ｂの吸引作用により液体金
属潤滑剤は環状の領域１２４―ｅ、１２４―ｇ、１２４
―ｆから軸受面１２４―ａ、１２４―ｂに移動し、環状
の領域１２４―ｅ、１２４―ｇ、１２４―ｆの少なくと
も一部は液体金属潤滑剤が存在しない領域ができる。一
方、環状陽極回転フレーム１２１が回転を停止した場合
には重力加速度ｇの影響で液体金属潤滑剤は環状の領域
１２４―ｅ、１２４―ｇ、１２４―ｆの鉛直下方の端部
方向に広がりながら鉛直下方から満たされてゆく。

【００８０】環状の領域１２４―ｅ、１２４―ｇ、１２
４―ｆを十分に大きな容積にしておくと液体金属潤滑剤
の平衡液面の軸受最下面からの高さＨ₁を（３）式が成
り立つＨ以下にすることができる。

【００８１】第２の方法について図６を参照して説明す
ると、前記環状陽極固定フレーム１２４を前記陽極軸受
面１２８の径より径が小さい側に、該陽極軸受面１２８
の径より径が大きい側に位置する部分を前記環状陽極回
転フレーム１２１に設け、該環状陽極回転フレーム１２
１にあり、軸受面１２４―ａ、１２４―ｂまたは環状の
領域１２４―ｅ、１２４―ｇ、１２４―ｆに対向する面
に図６に示す様に窪み１２１−ａ、１２１―ｂ、１２１
―ｃ、１２１―ｄを複数個円周方向に分布させて取り付
ける。環状陽極回転フレーム１２１が回転を停止した場
合には該窪みの内の鉛直最下方にあるものから順次液体
金属潤滑剤が満たされてゆき、環状の領域Ｓ_eの境界の
濡れない面の最下面からの平衡液面の高さＨ₂は、平衡
液面より鉛直下方にある窪みの容積の合計Ｖ_sを大きく
しておくと、前記した環状の領域１２４―ｅ、１２４―
ｇ、１２４―ｆの面積を大きくしなくてもＨ₂を（３）
式が成り立つＨより小さくすることができる。環状陽極
回転フレーム１２１が回転を開始すると下方にあった窪
みが上方に移動し、その中に溜まっていた液体金属潤滑
剤が上方に移動させられると共に軸受面１２４−ａ、１
２４―ｂに供給される。

【００８２】それらの液体金属潤滑剤は軸受面１２４―
ａ、１２４―ｂの吸引作用によりこれらの面内に満たさ
れ、十分な軸受荷重を生じさせることができる。この場
合、平衡液面の下方にある窪みの容積の総和Ｖ_sと、該
液体金属潤滑剤が広がれる環状の領域Ｓ_e内にあり、該
窪み部分を除く環状陽極固定フレーム１２４の表面とこ
れと対向した環状陽極回転フレーム１２１の表面とで挟
まれた環状の領域の容積Ｖ_gとの和の容積Ｖ_2tよりもこ
の環状の領域のギャップの間に挿入された液体金属潤滑
剤の体積Ｖ₂が小さくなっている。

【００８３】更に第３の方法について図７を参照して述
べる。前記環状陽極固定フレーム１２４を前記陽極軸受
面１２８の径より径が小さい側に、該陽極軸受面１２８
の径より径が大きい側に位置する部分を前記環状陽極回
転フレーム１２１に設け、該環状陽極回転フレーム１２
１の軸受面１２４―ａ、１２４―ｂまたは環状の領域１
２４―ｅ、１２４―ｇ、１２４―ｆの対向面に図７に示
す様に環状の溝１２１−ａ' 、１２１―ｂ' 、１２１―
ｃ' 、１２１―ｄ' を円周方向に沿って設ける。

【００８４】この環状の溝の容積の合計Ｖ_fと、液体金
属潤滑剤の分布が許容されている環状の領域Ｓ_e内にあ
り、該環状の溝の部分を除く環状陽極固定フレーム１２
４の表面とこれと対向する環状陽極回転フレーム１２１
の表面とで挟まれた環状の領域の容積Ｖ_gとの和の容積
Ｖ_3tよりもこの環状の領域Ｓ_eのギャップ間に挿入され
た液体金属潤滑剤の体積Ｖ₃を小さくしてあり、この環
状の溝は該環状の領域Ｓ_e内、好適にはヘリンボン状の
溝を有する軸受面１２４−ａ、１２４―ｂの周辺部で該
環状の領域Ｓ_eと連通しており、環状陽極回転フレーム
１２１が回転を停止した場合には鉛直最下方にある環状
の溝の部分から液体金属潤滑剤が満たされてゆき、平衡
液面の軸受最下面からの高さＨ₃（ｃｍ）は、平衡液面
より鉛直下方にある環状の溝の容積の合計Ｖ_sを大きく
しておくと、前記した環状の領域１２４―ｅ、１２４―
ｇ、１２４―ｆの表面積を大きくしなくてもＨ₃を
（３）式が満たされるＨよりも小さくできる。環状陽極
回転フレーム１２１が回転を開始すると環状の溝１２１
−ａ' 、１２１―ｂ' 、１２１―ｃ' 、１２１―ｄ' の
下方にあった部分が上方に移動し、その壁の移動に伴っ
てその中に溜まっていた液体金属潤滑剤が鉛直上方に移
動すると共に環状の領域Ｓ_eの鉛直上部に供給される。

【００８５】それらの液体金属潤滑剤は軸受面１２４―
ａ、１２４―ｂの吸引作用によりこれらの面内に満たさ
れ、十分な軸受荷重を発揮することができる。更に、図
８に示すように上記の環状の溝１２１−ａ' 、１２１―
ｂ' 、１２１―ｃ' 、１２１―ｄ' には液体金属潤滑剤
と共に回転自在に装着した潤滑リング１２９−ａ、１２
９―ｂ、１２９―ｃ、１２９―ｄを有し、回転時に液体
金属潤滑剤を汲み上げて軸受面１２４−ａ，１２４―ｂ
に供給する作用を持たせると上記の液体金属潤滑剤の供
給効果は改善される。

【００８６】更に他の方法について図９を参照して述べ
る。前記環状陽極固定フレーム１２４を陽極軸受面１２
８の径より径が小さい側に、該陽極軸受面１２８の径よ
り径が大きい側に位置する部分を前記環状陽極回転フレ
ーム１２１に設け、図９に示すように該環状陽極回転フ
レーム１２１の軸受面と分離した位置に液体金属潤滑剤
の貯蔵スペース１２１−ｅを設け、この貯蔵スペース１
２１−ｅの内部と液体金属潤滑剤の存在が許容されてい
る環状の領域Ｓ_e内、好適には軸受溝１２４−ａ、１２
４―ｂがある環状の領域の周辺部とが連通孔１２１−
ａ" 、１２１―ｂ" 、１２１―ｃ" 、１２１―ｄ" で連
通されており、この貯蔵スペース１２１−ｅの容積Ｖ₄
と、液体金属潤滑剤の分布が許容されている環状の領域
Ｓ_e内にあり環状陽極固定フレーム１２４の表面とこれ
と対向する環状陽極回転フレーム１２１の表面で挟まれ
た環状の領域の容積Ｖ_gとの和の容積Ｖ_4tよりもこの環
状の領域Ｓ_e内に挿入された液体金属潤滑剤の体積Ｖ_m4
を小さくしてあり、環状陽極回転フレーム１２１が回転
を停止している時には鉛直下方にある貯蔵スペース１２
１−ｅの鉛直下方の部分に液体金属潤滑剤が収納されて
環状の領域Ｓ_eの境界の濡れない面の最下面からの液体
金属潤滑剤の平衡液面の高さＨ₄（ｃｍ）が該軸受の直
径Ｄ_b（ｃｍ）より小さくなり、さらに、平衡液面より
鉛直下方にある貯蔵スペース１２１−ｅの容積の合計Ｖ
_sを大きくしておくと、前記した環状の領域１２４―
ｅ、１２４―ｇ、１２４―ｆの面積を大きくしなくても
Ｈ₄を（３）式が満たされるＨより小さくすることがで
きる。前記環状陽極回転フレーム１２１の回転時には液
体金属潤滑剤が上方に持ち上げられて前記連結穴１２１
−ａ" 、１２１―ｂ" 、１２１―ｃ" 、１２１―ｄ"を
通じて軸受内に供給される。

【００８７】次に、前記環状陽極回転フレーム１２１が
高速に回転する時の軸受の損失を過大にすることなく、
該環状陽極回転フレーム１２１が回転を停止した時に液
体金属潤滑剤が漏出するのを防止する他の方法について
述べる。前記陽極回転フレーム１２１の材質と形状を適
正にすると高速回転時に強い遠心加速度を受けて該陽極
回転フレーム１２１の直径が大きくなり軸受のギャップ
が大きくなる。例えば該陽極回転フレーム１２１の材質
としてステンレス鋼を採用すると回転速度が６００ｒｐ
ｍの場合に軸受ギャップはおよそ５０μｍ増大する。該
陽極回転フレームが回転を停止した時の軸受面のギャッ
プを７μｍ程度にしておくと前記した領域Ｓ_eの境界部
分の濡れない対向面のギャップを十分に小さくすること
ができるので（２）式を容易に満たすことができて液体
金属潤滑剤の漏出を防止することができる。

【００８８】一方、陽極回転フレーム１２１の回転速度
が増大するに従って軸受ギャップが広がるので軸受の損
失が許容値内に収められる。この軸受ギャップの回転に
よる拡大の程度はパラメータの選び方で異なるが拡大率
を１．５倍以上にするのが好ましい。

【００８９】次に陰極軸受２２７について図３を参照し
て述べる。環状陰極固定フレーム２２２の外表面には図
５に示すヘリンボン状の溝１２４−ａ、１２４―ｂのよ
うな軸受溝がこれらとは１８０°異なった角度をもって
つけられている。陰極軸受２２７は、環状陰極回転フレ
ーム２２１の回転方向が環状陽極回転フレーム１２１と
反対方向であること以外は陽極軸受１２８と同様の動作
を行うように作られているのでこれ以上の説明を省略す
る。

【００９０】次に、陽極回転駆動機構Ｅについて図３を
参照して述べる。真空外囲器壁７０２の外側の径が大き
い側で回転トルク発生部１２３と対向する位置に円弧状
の陽極ステータ１３０が取り付けてある。陽極ステータ
１３０は回転トルク発生部１２３に沿った円弧状のセグ
メントでできており円周方向に複数の磁極とスロットを
持っており、これと対向する回転トルク発生部１２３の
部分と共にリニアモータを構成して回転トルクを発生す
る。

【００９１】陽極ステータ１３０は複数個を周方向に取
り付けると回転トルクを大きくすることができる。この
場合、真空外囲器壁７０２は非磁性の材質、例えば厚さ
が１ｍｍ程度の薄いステンレス板で作られている。環状
カバー１２５は磁性体でできており、磁束の漏洩を防止
して回転トルクの増大を行っている。

【００９２】次に、陽極位置移動機構について図３を参
照して述べる。陽極ロータ１２２には磁性体でできた陽
極透磁体１３２が取り付けられている。これに対向した
位置で真空外囲器壁７０２の外側に磁極１３１−ａ、１
３１―ｂ、１３１―ｃを持つ陽極移動用電磁石１３１が
あり、磁極１３１−ａにはコイル１３４が、磁極１３１
−ｂにはコイル１３３が、巻かれており、それぞれの磁
極は透磁体１３２を通して磁路を形成する。通常は両方
の吸引力がバランスするので透磁体１３２は特定の位置
に固定される。

【００９３】例えばコイル１３４に流れる電流を増す
と、透磁体１３２は磁極１３１−ａの方向に移動し、コ
イル１３４にの電流を増せば反対方向に移動する。この
ようにして陽極ロータ１２２の位置調整が行えるように
なっている。これによって環状Ｘ線ターゲット１００の
位置を任意に制御できる様にしてある。これは、これを
用いたＣＴスキャナのＸ線焦点の位置をすばやく正確に
制御できることを意味している。

【００９４】次に、陰極回転駆動機構Ｄについて図３を
参照して述べる。真空外囲器壁７０５の外側で径が小さ
い側に回転トルク発生部２２４と対向する位置に陰極ス
テータ３００が取り付けてある。陰極ステータ３００は
回転トルク発生部２２４に沿った円弧状のセグメントで
できており円周方向に複数の磁極とスロットを持ってお
り、これと対向する回転トルク発生部２２４の部分と共
にリニアモータを構成して回転トルクを発生する。陰極
ステータ３００は複数個を円周状に取り付けると回転ト
ルクを大きくすることができる。この場合、真空外囲器
壁７０５は非磁性の材質、例えば薄いステンレス板で作
られている。環状陰極固定フレーム２２２は磁性体でで
きており、磁束の漏洩を防止して回転トルクの増大を行
っている。

【００９５】次に、陰極位置移動機構について図３を参
照して述べる。陰極ロータ２２３には磁性体でできた透
磁体２７１が取り付けられている。

【００９６】これに対向した位置で真空外壁７０５の外
側に磁極２７２−ａ、２７２―ｂ、２７２―ｃを持った
陰極移動用電磁石があり、磁極２７２−ａにはコイル２
７３が、磁極２７２−ｂにはコイル２７４が巻かれてお
り、それぞれの磁極は透磁体２７１を通して磁路を形成
する。通常は両方の吸引力がバランスするので透磁体２
７１は特定の位置に固定される。例えばコイル２７３に
流れる電流を増すと、透磁体２７１は磁極２７２−ａの
方向に移動し、コイル２７４の電流を増せば反対方向に
移動する。このようにして陰極ロータ２２３の位置調整
が行えるようになっている。これによって電子銃組立体
２００の位置を任意に制御できる様にしてある。これ
は、これを用いたＣＴスキャナのＸ線焦点の位置を移動
させた時にその相対関係をいつも同一に保つことができ
ることを意味し、焦点の大きさやインピーダンスをいつ
も一定に保てることを意味している。

【００９７】反対に、環状Ｘ線ターゲット１００との相
対位置をあらかじめ決められた関係で制御することによ
り、Ｘ線焦点の大きさを任意に制御することができる。
次に、中性点接地電極組立体２６０について図３を参照
して述べる。環状陰極回転フレーム２２１には絶縁体２
６１を介して中性点接地電極組立体２６０が取り付けて
あり、これは中性点接地電極用の環状通電機構組立体２
５０によって端子２５２に接続されている。この端子は
高電圧電源（図１のＩＩＩの一部）の中性点に接続され
ており、環状Ｘ線ターゲット１００から飛び出した反挑
電子の通路を形成し、真空外囲器７０５の電位が変動す
るのを防止している。

【００９８】また、中性点接地電極組立体２６０にはス
リット２６２が取り付けてあり、発生したＸ線の通路の
妨げになるのを防止している。中性点接地電極用の環状
通電機構組立体２５０はその構造と動作が陽極用の環状
通電機構組立体１４０と同様の構造となっている。

【００９９】以上、本発明を実施形態に関連して説明し
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく、種々の実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及げ改変を加えることができることを理解
されたい。例えば、この発明では陽極構造体と陰極構造
体の両方を回転させる構造を示しているが、陽極構造体
及びこれに繋がっている部分を固定にした構造のＸ線ス
キャン装置を含むことは勿論である。

【０１００】

【発明の効果】請求項１及び８に係る発明によれば、構
造が簡単で信頼性があり、超高速スキャン型ＣＴスキャ
ナに使用できる小形で低価格のＸ線スキャン装置を提供
することができ、特に機械的に回転する部分を真空外囲
器内部の軽量な部分に限定し、これに使用する軸受は、
構造が簡単で、電気的及び熱的に真空外囲器に連通して
いて動作が安定で、回転時に固体部分の接触が無く、低
振動で低騒音で、かつ長寿命であり、停電時にも安全が
確保される利点がある。

【０１０１】請求項２〜７及び９〜１１に係る発明によ
れば、回転停止時の液体金属潤滑剤の平衡液面が低くな
る工夫により、液体金属潤滑剤が軸受外の真空外囲器内
に漏出するのを効果的に防止することができる。

【０１０２】請求項１２に係る発明のＸ線ＣＴスキャナ
によれば、請求項１〜１１のうちいずれか１つのＸ線ス
キャン装置を採用することで、小型で低価格で信頼性の
高い超高速スキャン型のＣＴスキャナを提供することが
できる。

【０１０３】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のＸ線スキャン装置を組み入
れたCTスキャナの斜視図である。

【図２】図３は、本発明のＸ線スキャン装置の概略断
面図である。

【図３】図３は、本発明のＸ線スキャン装置の概略断
面図の一部の拡大図である。

【図４】図４は、陽極固定フレームの正面図（ａ）と
その側面図（ｂ）である。

【図５】図５は、図４の一部の拡大図である。

【図６】図６は、本発明の軸受部分の拡大図である。

【図７】図７は、本発明の他の実施形態の軸受部分の
拡大図である。

【図８】図８は、本発明の他の実施形態の軸受部分の
拡大図である。

【図９】図９は、本発明の他の実施形態の軸受部分の
拡大図である。

【図１０】図１０は、液体金属潤滑剤の分布説明図で
あり、（ａ）は、軸受の正面図、（ｂ）は、その断面図
を示す。

【符号の説明】

Ａ真空外囲器１００環状Ｘ線ターゲット２２１環状陰極回転フレーム２２２環状陰極固定フレーム２００電子放出源２２７軸受面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気された環状空間を画定するドーナツ
形の真空外囲器と、該ドーナツ形真空外囲器の排気され
た環状空間に取り付けられた環状Ｘ線ターゲットと、該
ドーナツ形真空外囲器の排気された環状空間に取り付け
られた環状陰極固定フレームと、この環状陰極固定フレ
ームの回りに回転自在に取り付けられた環状陰極回転フ
レームと、該環状陰極回転フレームに機械的に連結さ
れ、該環状陰極回転フレームが回転するにつれて環状の
軌道に沿って移動しながら前記環状Ｘ線ターゲットに衝
突してＸ線を発生させる電子ビームを発生するための少
くとも1 つの電子放出源と、を含んで構成されるＸ線ス
キャン装置であって、前記環状陰極固定フレームと前記環状陰極回転フレーム
の相対する面の少なくとも一部がギャップを有する軸受
面を構成し、前記軸受面間のギャップの少なくとも一部に常温で液体
の金属でなる液体金属潤滑剤が充填され、前記軸受面の少なくとも一方の面にはヘリンボン状の溝
が形成され、これらは動圧滑り軸受を構成しており、前記環状陰極回転フレームの一部はまたは該環状陰極回
転フレームに取り付けられた回転部材の少なくとも一部
は前記液体金属潤滑剤で濡れていない表面を有し、該表面で前記液体金属潤滑剤の表面張力が作用して該環
状陰極回転フレームが回転を停止した時にも前記液体金
属潤滑剤が真空外囲器の排気された環状空間に漏出する
のを防止することを特徴とするＸ線スキャン装置。
【請求項２】前記環状陰極回転フレームの少なくとも
一部は、または該環状陰極回転フレームに取り付けられ
た回転部材の少なくとも一部は前記液体金属潤滑剤で濡
れていない第１の表面を有しており、該第１の表面に対
向した前記環状陰極固定フレーム上の面の少なくとも一
部にあり、または該環状陰極固定フレームに取り付けた
固定部材にあり、前記第１の表面に対向した少なくとも
一部の面を構成する第２の表面は前記液体金属潤滑剤で
濡れていない表面を有し、回転を停止した時の前記第１
の表面と第２の表面の濡れていない表面の下方の半径方
向のギャップをｄ_x、該両濡れない表面の直径のうち大
きい方をＤ_g、前記両軸受面の直径のうち大きい方を
Ｄ_b，前記液体金属潤滑剤の密度をρ、この液体金属潤
滑剤の前記第１及び第２の表面の濡れない表面における
表面張力をγ、重力加速度をｇとするとき、ｄ_x・（Ｄ_b＋Ｄ_g）＜４・γ／（ρ・ｇ）なる関係があ
ることを特徴とする請求項１記載のＸ線スキャン装置。
【請求項３】前記環状陰極回転フレームを回転自在に
支承するための前記動圧滑り軸受を含んでおりかつ液体
金属潤滑剤の存在が許容される環状の領域内に位置する
環状陰極回転フレームの表面部分とこれと対向する前記
環状陰極固定フレームの表面とで挟まれた部分の容積を
Ｖ_g、この環状の領域内に充填された液体金属潤滑剤の
体積をＶ₁とするとき、Ｖ₁＜Ｖ_gなる関係があることを特徴とする請求項１また
は２記載のＸ線スキャン装置。
【請求項４】前記環状陰極回転フレームが回転を停止
したときに液体金属潤滑剤の存在が許容される環状の領
域の境界部分にある濡れない環状の面の最下面からの前
記液体金属潤滑剤の平衡液面の鉛直高さをＨ₁、回転を
停止した時の前記第１の表面と第２の表面の濡れていな
い表面の下方の半径方向のギャップをｄ_x、前記環状の
領域の境界部に於いて液体金属潤滑剤に濡れない表面で
の液体金属潤滑剤の表面張力をγ、液体金属潤滑剤の密
度をρ、重力加速度をｇとするとき、ｄ_x・Ｈ₁＜２・γ／（ρ・ｇ）なる関係があることを特
徴とする請求項１記載のＸ線スキャン装置。
【請求項５】前記環状陰極回転フレーム上で液体金属
潤滑剤が広がれる環状の領域に少なくとも１個の窪みを
設け、該窪みの容積の総和Ｖ_sと、該環状の領域内にあ
り該窪み部分を除く前記環状陰極回転フレームの表面と
これに対向する前記環状陰極固定フレームの表面とで挟
まれた環状の領域の容積Ｖ_gとの和の容積Ｖ_2tよりもこ
の環状の領域内に挿入された液体金属潤滑剤の体積Ｖ₂
が小であり、前記窪みは前記環状の領域内に開口し、該
環状陰極回転フレームが回転を停止している時には鉛直
下方に位置する窪みの中に液体金属潤滑剤が収納され、
回転時には該窪みによって液体金属潤滑剤が上方に持ち
上げられて軸受面内に供給されることを特徴とする請求
項１記載のＸ線スキャン装置。
【請求項６】前記環状陰極回転フレームの液体金属潤
滑剤が広がれる環状の領域内に環状の溝を設け、該環状
の溝の容積Ｖ_fと、該環状の領域内にあり該環状の溝を
除く前記環状の領陰極回転フレームの表面とこれに対向
する前記環状陰極固定フレームの表面とで挟まれた環状
の領域の容積Ｖ_gとの和の容積Ｖ_3tよりも該環状の領域
内に挿入された液体金属潤滑剤の体積Ｖ₃を小とし、前
記環状の溝は該環状の領域内において当該環状の領域と
連通しており、前記環状陰極回転フレームが回転を停止
している時には鉛直下方の部分に液体金属潤滑剤が満た
されて前記濡れない表面の最下部からの平衡液面の鉛直
高さＨ₂が前記軸受面の直径のうち大きい方の直径Ｄ_bと
前記濡れない表面の直径のうち大きい方の直径Ｄ_gの平
均値より小であり、前記環状陰極回転フレームの回転時
には該環状の溝に沿って鉛直上方に持ち上げられてこの
液体金属潤滑剤が軸受内に供給されることを特徴とする
請求項１記載のＸ線スキャン装置。
【請求項７】前記環状陰極回転フレームの液体金属潤
滑剤が広がれる環状の領域と分離した位置に液体金属潤
滑剤の貯蔵スペースを設け、該貯蔵スペースの内部と該
環状の領域内とが連通されており、前記貯蔵スペースの
容積Ｖ₄と、環状の領域内にあり貯蔵スペースを除く環
状陰極回転フレームの表面とこれと対向する前記環状陰
極固定フレームで挟まれた環状の領域の容積Ｖ_gとの和
の容積Ｖ_4tよりも該環状の領域内に挿入された液体金属
潤滑剤の体積Ｖ_m4を小さくし、環状陰極回転フレームが
回転を停止している時には貯蔵スペースの鉛直下方の部
分に液体金属潤滑剤が収納され、前記環状陰極回転フレ
ームの回転時には液体金属潤滑剤が上方に持ち上げられ
て前記連結穴を通じて軸受面内に供給されることを特徴
とする請求項１記載のＸ線スキャン装置。
【請求項８】排気された環状空間を画定するドーナツ
形の真空外囲器と、該ドーナツ形真空外囲器の排気され
た環状空間に取り付けられた環状Ｘ線ターゲットと、該
ドーナツ形真空外囲器の排気された環状空間に取り付け
られた環状陰極固定フレームと、この環状陰極固定フレ
ームの回りに回転自在に取り付けられた環状陰極回転フ
レームと、該環状陰極回転フレームに機械的に連結さ
れ、該環状陰極回転フレームが回転するにつれて環状の
軌道に沿って移動しながら前記環状Ｘ線ターゲットに衝
突してＸ線を発生させる電子ビームを発生するための少
くとも1 つの電子放出源と、を含んで構成されるＸ線ス
キャン装置であって、前記環状Ｘ線ターゲットは前記排気された環状空間に取
り付けられた環状陽極固定フレームの回りに回転自在に
取り付けられた環状陽極回転フレームに機械的に連結さ
れ、前記環状陽極固定フレームの少なくとも一部と該環状陽
極回転フレームの相対する面の少なくとも一部がギャッ
プを有する軸受面を構成し、前記軸受面間のギャップの少なくとも一部に液体金属潤
滑剤が充填されると共に、該軸受面の少なくとも一方の
面にはヘリンボン状の溝が形成され、これらは動圧滑り
軸受を構成しており、前記環状陽極回転フレームの一部はまたは該環状陽極回
転フレームに取り付けられた回転部材の少なくとも一部
は前記液体金属潤滑剤で濡れていない表面を有し、該表面で液体金属潤滑剤の表面張力が作用して該環状陽
極回転フレームが回転を停止した時にも液体金属潤滑剤
が真空外囲器の排気された環状空間に漏出するのが防止
されることを特徴とするＸ線スキャン装置。
【請求項９】前記陰極回転フレームの前記軸受面が、
該陰極回転フレームが高速度で回転した場合に拡大し、
前記軸受面間のギャップが静止時の値の１．５倍以上に
大きくなり、軸受損失の増大を防いでいることを特徴と
する請求項１記載のＸ線スキャン装置。
【請求項１０】前記環状陰極固定フレームと前記環状
陰極回転フレームの間にギャップが構成され、該ギャッ
プ内に液体金属潤滑剤が挿入されており、該液体金属潤
滑剤の表面と前記真空外囲器内部の真空空間とが連通す
るパスが該真空間に開口する部分が、前記環状陰極固定
フレームと前記環状陰極回転フレームのそれぞれに取り
付けられたカバーで交互に覆われていることを特徴とす
る請求項１〜８のうちいずれか１つに記載のＸ線スキャ
ン装置。
【請求項１１】前記液体金属潤滑剤で濡れない表面
は、金属酸化物であることを特徴とする請求項１〜１０
のうちいずれか１つに記載のＸ線スキャン装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のうちいずれか１つに
記載のＸ線スキャン装置と、前記環状Ｘ線ターゲットの表面から放出されるＸ線ビー
ムを検出するためのＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力信号を再構成処理するための演算
装置と、前記演算装置により再構成された断面像を表示するため
の表示装置と、を含んで構成されることを特徴とするＸ線ＣＴスキャ
ナ。