JP2001276036A

JP2001276036A - カソードスキャン型ｘ線発生器及びｘ線ｃｔスキャナ

Info

Publication number: JP2001276036A
Application number: JP2000100238A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ono; 勝弘小野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】被検体の内部を立体的に即時性をもって検査で
き、良質なＣＴ画像を得ることができ、小型で信頼性が
良い超高速Ｘ線ＣＴスキャナ用のカソードスキャン型Ｘ
線発生器、及びこれを使った超高速Ｘ線ＣＴスキャナを
提供する。【解決手段】ドーナツ型の真空容器ＶＶと、この中にあ
る陰極側回転体組立ＣＲと、陰極に通電する為の真空中
で動作する環状の陰極給電機構ＳＬ１とを有する高速度
で周回するＸ線を発生させることが出来る超高速スキャ
ン型Ｘ線ＣＴスキャナ用のカソードスキャン型Ｘ線発生
器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナであって、陰極
側回転体組立又は陰極給電機構の回転部分は、液体金属
潤滑剤で潤滑した動圧滑り軸受から成る軸受機構で回転
自在に支承されており、真空容器内部の回転部分は液体
金属潤滑剤を通して熱的にも電気的にも真空容器外部と
結合されており、低温度に且つ定電位に保たれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、小型でありなが
ら、高速度で周回するＸ線焦点からＸ線を放射して超高
速スキャンができるＸ線ＣＴスキャナ用のカソードスキ
ャン型Ｘ線発生器、及びこれを使った超高速スキャンが
できるＸ線ＣＴスキャナに関する。Ｘ線焦点を周回させ
る為の回転部分を真空容器内の小型の部品に限定するこ
とにより、大気中における機械的な回転機構を持たずに
Ｘ線焦点を披検体の周囲に高速度で安定して周回させて
被検体を瞬時に撮影して３次元の画像が得られる小型の
Ｘ線ＣＴスキャナを提供する。液体金属を潤滑剤とする
動圧滑り軸受を使って真空容器内で電子銃組立を周回さ
せると共に、真空容器内で回転している部品に真空容器
の外から通電している。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線ＣＴスキャナについて、概略
の断面を表している図１を参照して説明する。従来のＸ
線ＣＴスキャナは、固定架台１００１と、軸受１００３
を介して回転する回転架台１００２とを有している。回
転架台１００２は制御器１００８を用いて制御された回
転駆動機構１００９によって空気中において回転させら
れる。Ｘ線を発生する為のＸ線管１００４や、これに高
電圧を供給する為の高電圧電源（図示せず）や、Ｘ線を
受け取る為の検出器１００６や、その他の電子回路１０
０７等をこの回転架台１００２に取り付けた構造になっ
ている。回転架台１００２に取り付けられた電子回路の
信号は図示しないスリップリングを介して固定架台１０
０１に伝達される。この為に回転架台１００２に取り付
けられた部品の質量の和が大きくなって、Ｘ線ＣＴスキ
ャナのスキャン速度を増そうとすると大きな遠心力が働
き、回転架台１００２に取り付けられた部品や回転架台
１００２自体が過大な応力に耐えられないのでスキャン
速度を高めることができない欠点を持っている。

【０００３】従来構造のＸ線ＣＴスキャナに使われるＸ
線管１００４は、直径が１０ｃｍ程度の円板状のＸ線タ
ーゲットをシリンダー状の真空容器の中で３０００ｒｐ
ｍ程度の高速度で回転させ、これに電子銃組立の陰極か
ら放射された電子を衝突させてＸ線１００５を一方向に
放出するものであり、全体が円柱状に構成されている。
多量のＸ線を発生させる必要があるＸ線ＣＴスキャナ用
のＸ線管では冷却器が必要であり、両者の質量の和は１
００Ｋｇ程度に大きくなり、体積も大きくなり、これを
取り付けて空気中で回転させる為の回転架台１００２は
大型になり、Ｘ線ＣＴスキャナ全体が大きくなって取り
扱いが不便であるだけでなく、設置スペースも大きくな
り、運転費用も多額であった。更に、近年になってＸ線
ＣＴスキャナの用途が広がるにしたがって血液や造影剤
の瞬時的な観測が求められてきた。これに応える為に
は、Ｘ線管１００４を高速度で被検体の周りで周回させ
る必要が生じている。これまでの最高の周回速度は２ｒ
ｐｓであり、これが限度と考えられている。一方では、
Ｘ線量を増して画質を高めて診断能を高めたいとの要求
があり、従来のＸ線管１００４の寸法と質量がますます
増大する必要がある。この相反する要求を同時に満たす
ことは従来の構造のＸ線ＣＴスキャナでは不可能であっ
た。

【０００４】一方で、スキャン速度を増す為に電子スキ
ャン方式のＸ線ＣＴスキャナが過去に開発された。これ
は、横倒しに置いた魔法瓶の形をした真空容器の底の位
置に固定した電子銃組立から電子を取り出し、電子を真
空容器内でおよそ１００ｃｍ走行させながら電磁的に電
子の位置を制御して被検体の周りを周回させた後に、こ
の電子を円弧状のＸ線ターゲットに入射させて半周回す
るＸ線を取り出すようになっている。この構造では、ス
キャン時間が０．１秒程度の高速スキャンができるが、
十分なＸ線量が得られないこと等に起因して画質が劣悪
であることや、Ｘ線の焦点が大き過ぎることや、安定な
動作を維持し難いことや、装置全体が大きく取り扱い難
いことや、高価であること等の欠点を持ち、特殊な用途
に使用されているにすぎない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、Ｘ線ＣＴスキャナのスキャン時間を大幅に短縮し
て動きが速い被検体の撮影においてモーションアーチフ
ァクトを無くするとともに十分なレベルのＸ線量を確保
してフォトンノイズが少ない良質な画像を得ることがで
き、装置全体が小型であって取り扱い易いＸ線ＣＴスキ
ャナを提供することである。特に、これを実現する為に
真空中で信頼性よく使える軸受機構、及び真空中で回転
している部品に給電できる給電機構として、動作時に液
体である液体金属を潤滑剤として使用した環状の動圧滑
り軸受を開発し、この軸受の直径が大きくて軸受の開口
部の高低落差が大きいにもかかわらず、液体金属潤滑剤
を軸受内のあらゆる位置に自動的に供給して安定に動作
するカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使った
Ｘ線ＣＴスキャナを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、Ｘ線ＣＴス
キャナの全ての回転部分をドーナツ状の真空容器の中に
取り付けて最小限度まで小さくし、空気中での機械的な
回転部分を無くすることにより超高速スキャンができる
Ｘ線ＣＴスキャナを実現している。真空容器はドーナツ
状に作られており、真空容器の中心軸近傍の大気中に在
る寝台上に被検体が置かれている。真空容器の中で周回
する電子銃組立の陰極から電子が放出され、陰極の周回
軌道に対向して真空容器内に取り付けてある環状のＸ線
ターゲットに加速された電子が衝突してＸ線を発生させ
る。発生したＸ線は真空容器の小径側の壁に設けられた
Ｘ線放出窓を通って大気中の被検体に照射される。被検
体を通過したＸ線は前記の真空容器と同軸状に大気中に
おいて配設された環状のＸ線検出器で検出され、コンピ
ュータで断層像に再構成されて表示装置に表示される。
真空容器内のＸ線焦点を周回させる為の回転部分は軽量
な電子銃組立などに限定されておりその体積が小さく、
全体としてほぼ対称な形状であるので回転周期が０．１
秒以下の高速回転をしても回転体にかかる応力が十分に
小さくでき、安定して高速回転を続けることができる。
また、同一の陰極側回転体組立に３個程度の電子銃組立
が取り付けられるのでスキャン時間が０．０３秒程度の
超高速スキャンが行える。

【０００７】ドーナツ型の真空容器の内部で電子銃部分
を周回させる方式のＸ線ＣＴスキャナは過去に提案され
ているがこれまでに実現していない。その理由の一つは
真空中において安定した回転を続ける手段と、回転体の
電位を安定して一定値に設定する確かな手段が見出され
なかった為である。本発明では真空中において信頼性よ
く使える軸受機構として、動作時に液体である液体金属
を潤滑剤として使用した環状の動圧滑り軸受を採用し、
この軸受の直径が大きくて軸受の開口部の高低落差が大
きいにもかかわらず液体金属潤滑剤を軸受のあらゆる位
置に自動的に供給する手段を提供している。また、液体
金属潤滑剤を介して回転体の電位を一定値に設定してい
る。

【０００８】本発明のＸ線ＣＴスキャナでは回転中心軸
が実質的に水平方向にあり、軸受の直径がおよそ１００
ｃｍと大きい為に軸受ギャップ内の高低落差が大きく、
軸受の回転部分が回転を停止した場合には重力加速度の
影響で液体金属潤滑剤が前記の軸受ギャップの鉛直下方
に位置する部分に集中し、鉛直上方に位置する部分には
不足する。回転部分が回転を再開するときには鉛直上方
に位置する部分で液体金属潤滑剤が不足し、過大なトル
クが必要となる。これを防止する為に軸受機構の回転部
分に液体金属潤滑剤を汲み上げて軸受の鉛直上方に位置
する部分に供給する機構を取り付けた。軸受機構の回転
しない部分に十分な量の液体金属潤滑剤を溜める液体金
属潤滑剤貯蔵溝を設けておき、この部分に溜まっている
液体金属潤滑剤を回転部分に取り付けた有底の液体金属
潤滑剤汲み上げ穴で汲み上げるようにしている。この有
底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴の開口部は軸受面と液体
金属潤滑剤貯蔵溝との両方に開口している。この有底の
液体金属潤滑剤汲み上げ穴は回転体の全周囲に多数あ
り、これらが順次液体金属潤滑剤を汲み上げる。従っ
て、回転体が少し角度を変えることで前記の液体金属潤
滑剤汲み上げ穴が鉛直上方に移動して液体金属潤滑剤が
軸受の鉛直上方の部分に供給される。

【０００９】従って、本発明のカソードスキャン型Ｘ線
発生器は液体金属潤滑剤が軸受の内部に万遍無く供給さ
れて、始動時にも十分に小さな回転トルクでスムーズな
回転を開始することができる。高速に回転している場合
には、前記の有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴内に在る
液体金属潤滑剤は遠心力によって前記の液体金属潤滑剤
貯蔵溝に戻されて空の状態になる。移動する液体金属潤
滑剤の質量は回転体全体の質量に比べると小さいので回
転バランスに対する影響は無視できる。

【００１０】本発明を採用すれば、軸受面は真空容器に
熱的に連通しており、真空容器は外部から強制冷却され
ているので軸受での発熱があるにもかかわらず、軸受面
の温度が上がらず、熱膨張が少なく、長時間にわたって
安定な動作を行うことができる。さらに、電子銃組立や
Ｘ線ターゲットなどのように発熱する部品も軸受ギャッ
プ内に在る液体金属潤滑剤を介して強制冷却され、熱膨
張等が抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】カソードスキャン型Ｘ線発生器は
ドーナツ型の真空容器で包まれており、この真空容器は
中心軸がほぼ水平になるように設置してあり、その中心
軸の近くの大気中に被検体（人体）が置かれており、真
空容器は被検体を取り囲むように配置されている。真空
容器は回転せずに固定されており、被検体との角度及び
水平方向の位置は変えることができるようになってい
る。この真空容器の内部でＸ線焦点が被検体の周りを周
回するように、Ｘ線焦点が移動しながら被検体に向って
Ｘ線が発生される。この周回するＸ線を使用して大気中
に回転機構を持たないＸ線ＣＴスキャナを実現してい
る。従来の構造のＸ線ＣＴスキャナでは実現が不可能で
あった超高速スキャンが行えて且つ大出力が得られるＸ
線ＣＴスキャナ用のカソードスキャン型Ｘ線発生器、及
びこれを使った超高速Ｘ線ＣＴスキャナを簡単な構造で
安価にしかも信頼性良く実現した。

【００１２】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
によるカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使っ
たＸ線ＣＴスキャナの実施例を説明する。図２は本発明
のカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ
線ＣＴスキャナの全体構造体の概略の断面図であり、図
３は原理図であり、図４は本発明に係わるカソードスキ
ャン型Ｘ線発生器の、ある瞬間に鉛直上方に位置する一
部分の断面を拡大した図であり、ある瞬間に鉛直上方に
位置した状態における電子銃組立周辺の断面の一部を拡
大して示している。同じ部分は同じ記号を付している。
図５は本発明のカソードスキャン型Ｘ線発生器の主要部
である陰極側回転体組立の一部を拡大した断面図であ
る。図６は図５の下方の一部を拡大した断面図である。

【００１３】図２に示すように、ドーナツ型の真空容器
ＶＶは中心軸がほぼ水平になるように設置してあり、図
示しない真空ポンプによって排気口ＶＣから高真空状態
にいつも排気されている。図２又は図４に示すように、
この真空容器ＶＶの内部の真空空間に円筒状の陰極側回
転体組立ＣＲがあり、陰極側回転体組立ＣＲは常温で液
体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受から成る
軸受機構ＣＢＧによって真空中で回転自在に支承されて
おり、これらの中心軸はＣＣ’に一致している。陰極側
回転体組立ＣＲには電子銃組立ＥＧが周方向に分離して
３個取り付けてある。図５に示すように、陰極側回転体
組立ＣＲには銅でできた円筒状のロータＲＴ２が同軸状
に取り付けられており、これと同軸状に磁性体から成る
磁路円筒が取り付けられている。ロータＲＴ２に対向し
た状態で真空容器ＶＶの外側において真空容器壁に沿っ
て円弧状のステータＬＭ２が取り付けられている。前記
のロータＲＴ２は前記の磁路円筒とステータＬＭ２で挟
まれた状態に配設されている。ロータＲＴ２はステータ
ＬＭ２から真空容器ＶＶの非磁性の材質で出来た壁を通
して電磁誘導作用を受けて回転トルクを与えられるので
陰極側回転体組立ＣＲは回転する。陰極側回転体組立Ｃ
Ｒは動圧滑り軸受から成る軸受機構ＣＢＧ内の液体金属
潤滑剤を通して電気的にも熱的にも真空容器ＶＶに接続
されている。

【００１４】図４に示すように、電子銃組立ＥＧの先端
部には熱電子２を放出する陰極１が取り付けられてい
る。この陰極１の周回軌道に対向した状態で環状のＸ線
ターゲットＴＧが取り付けられている。図２に示すよう
に、Ｘ線ターゲットＴＧは円筒状の陽極側回転体組立Ａ
Ｒに機械的に結合されている。陽極側回転体組立ＡＲは
常温で液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受
から成る軸受機構ＡＢＧを介して真空容器ＶＶの一部に
回転自在に取り付けられている。陽極側回転体組立ＡＲ
には銅管でできたロータＲＴ１が取り付けられており、
これと同軸状に磁性体から成る磁路円筒が取り付けられ
ている。ロータＲＴ１に対向した状態で真空容器ＶＶの
外側において真空容器壁に沿って円弧状のステータＬＭ
１が取り付けられている。前記のロータＲＴ１は前記の
磁路円筒とステータＬＭ１で挟まれた状態に配設されて
いる。ロータＲＴ１はステータＬＭ１から真空容器ＶＶ
の非磁性の材質で出来た壁を通して電磁誘導作用を受け
ることによって回転トルクを与えられるので、陽極側回
転体組立ＡＲは回転する。Ｘ線ターゲットＴＧの回転中
心軸と前記の電子銃組立ＥＧに含まれる陰極１の周回中
心軸ＣＣ’とは一致しており、陰極１は常にＸ線ターゲ
ットＴＧの表面と対向した状態で両者は互いに反対方向
に回転する。

【００１５】図２又は図４を参照して陰極給電機構ＳＬ
１について説明する。図２又は図４に示す実施例では３
個の陰極給電機構ＳＬ１が同軸状に取り付けられてお
り、３本の独立した電流通路を形成している。これらの
図では陰極給電機構ＳＬ１の内部構造は簡略化して表し
ている。電子銃組立ＥＧの陰極１は、真空容器ＶＶ内の
真空空間で電子銃組立ＥＧの周回中心軸ＣＣ’と同じ中
心軸を持つ環状の陰極給電機構ＳＬ１を通して高電圧端
子ＨＴに電気的に接続されている。高電圧端子ＨＴには
真空容器の外に在る図示しない高電圧電源からおよそー
１５０ＫＶの負の高電圧と電子銃組立ＥＧの陰極１を加
熱する電力が供給される。それぞれの陰極給電機構ＳＬ
１は固定部と回転部を有し、固定部は絶縁体２２０を介
して電気絶縁を保ちながら真空容器ＶＶの一部に機械的
に固定されている。陰極給電機構ＳＬ１の回転部と固定
部は液体金属を潤滑剤とする動圧滑り軸受を構成してお
り、液体金属潤滑剤を介して両者間で通電される。陰極
給電機構ＳＬ１の回転部が電子銃組立ＥＧに弾力性のあ
る回転トルク伝達機構２１７で機械的に連結されてお
り、陰極給電機構ＳＬ１は、ある程度の偏芯及び軸方向
の変位を許容した状態で電子銃組立ＥＧと共に回転す
る。

【００１６】Ｘ線ターゲットＴＧは陽極側回転体組立Ａ
Ｒの軸受機構ＡＢＧ内に在る液体金属潤滑剤を介して電
気的にも熱的にも真空容器ＶＶに接続されている。真空
容器ＶＶは接地電位になっており、冷却水等で強制冷却
されている。従って、Ｘ線ターゲットＴＧは接地電位に
設定されると共に、Ｘ線ターゲットＴＧから発生した多
量の熱は液体金属潤滑剤を介して真空容器ＶＶの壁の部
分を流れる冷却水で効率良く取り去られる。Ｘ線ターゲ
ットＴＧと冷却水との間の熱抵抗は十分に小さいのでＸ
線ターゲットＴＧの温度は低く保たれる為に大電力の入
力が許容され、極めて多量のＸ線を短時間に発生するこ
とができる。

【００１７】電子銃組立ＥＧは、図３に示すＦ１，Ｆ
２，Ｆ３のように陰極側回転体組立ＣＲの周囲に等配に
３個取り付けられている。ここで、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は
前記の電子２が加速されてＸ線ターゲットＴＧに衝突し
てできるＸ線の３つの焦点を示している。Ｘ線焦点Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３は同時にＸ線を発生させながら図３に示
すように同時に同じ方向に周回する。これらのＸ線焦点
の現在位置は陰極側回転体組立ＣＲに取り付けられた角
度検出機構（図示せず）によって検出される。Ｘ線焦点
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３から放射されたＸ線は、図２又は図４
に示すようにＸ線ターゲットＴＧの内側にあるＸ線分布
制限機構によってファン状に整形され、陰極側回転体組
立ＣＲに取り付けられたファン方向分布整形器ＷＦ（図
４参照）を通過してファン方向のＸ線強度分布を適正化
された後に真空容器ＶＶのＸ線放出窓ＸＷ（図４参照）
を通過し、外部の環状のスリットＳＬＴを通過した後
に、被検体Ｍを通過してＸ線ターゲットＴＧと同軸状に
取り付けられた２個の環状のＸ線検出器ＤＦ，ＤＢのそ
れぞれの対向面に到達する。

【００１８】図３に示すように、Ｘ線焦点Ｆ１，Ｆ２，
Ｆ３から出たＸ線は、それぞれが検出器の対向する部分
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３にある細分化された検出素子で受信さ
れる。検出器の部分Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が互いに重ならな
いように照射野範囲などが決められている。検出器の部
分Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の合計は環状検出器のほとんど全体
を占めるのでＸ線検出器ＤＦ，ＤＢ内の全ての検出素子
が有効に活用され、コスト対性能比が改善される。環状
の検出器ＤＦ，ＤＢはそれぞれが中心軸ＣＣ’の方向に
も多数の検出素子列に分けられており、それぞれの検出
素子で検出された信号は図示しない電子回路でデジタル
信号に変換され、図示しないコンピュータで断層像に再
構成され、図示しない画像表示装置に表示されてマルチ
スライスのＣＴ画像を得ることができるようになってい
る。

【００１９】ある瞬間に鉛直上方に位置した状態におけ
る電子銃組立周辺の断面の一部を拡大して図４に示して
おり、同じ部分は同じ記号を付している。図４におい
て、軸受機構ＣＢＧの内部構造は簡略化して表してい
る。陰極側回転体組立ＣＲは全体的に見ると概略回転対
称構造であり、これに取り付けられた電子銃組立ＥＧ等
の部品は小型で軽量であるので１０ｒｐｓ程度の高速回
転に十分耐えることができる。この場合、Ｘ線焦点が３
個であるのでスキャン時間は０．０３秒まで短縮するこ
とができる。Ｘ線ターゲットＴＧは直径が１２０ｃｍと
大型であり、Ｘ線焦点Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３と反対方向に回
転しており、前記のように強制冷却されているのでＸ線
ターゲットＴＧの表面温度が高くなり難く、大電力の入
力が許容されるので短時間に十分な量のＸ線を発生する
ことができ、超高速スキャンであるにもかかわらずフォ
トンノイズが少ない良質なＣＴ画像を得ることができ
る。また、マルチスライススキャンを実現しているので
Ｘ線の有効利用ができ、中心軸ＣＣ’と平行な方向の解
像度を高めることもできるだけでなく、広い範囲の撮影
を短時間で完了して３次元のリアルタイムＣＴ画像を得
ることができる。

【００２０】上記の構成のＸ線ＣＴスキャナを実現する
為に避けて通れないのは、前記の機器構成で実用できる
軸受機構ＣＢＧ、ＡＢＧ、及び前記の陰極給電機構ＳＬ
１の回転部分を回転自在に支承する動圧滑り軸受を実現
させることである。従来は直径が５ｃｍ以下である小型
で且つ軸受の開口が片側のみにある動圧滑り軸受は実用
化されている。この場合には動圧滑り軸受の内部に挿入
された液体金属潤滑剤は、軸受の開口における表面張力
の作用で軸受の開口より内側に留められていた。動圧滑
り軸受の十分な動圧力を得る為には回転部分と固定部分
とのギャップのサイズは数十μｍに限定されていた。例
えば軸受の開口におけるギャップのサイズが５０μｍの
場合には液体金属潤滑剤の高低落差がおよそ１８ｃｍを
超えると、重力加速度による液体金属潤滑剤の静圧力が
軸受の開口における表面張力に打ち勝って液体金属潤滑
剤が外部に漏出する。このことは、軸受の回転部分が回
転を停止したときに深刻な問題となる。特に、本発明の
場合のように軸受の開口の周方向における高低落差が１
００ｃｍ程度の動圧滑り軸受は従来の技術では実現不可
能であった。

【００２１】図５と図６とを参照して動圧滑り軸受から
成る軸受機構ＣＢＧの実施例について説明する。図５は
陰極側回転体組立ＣＲと陰極側の軸受機構ＣＢＧの断面
の一部を拡大して表しており、図５の上方の部分は実使
用時において、ある瞬間に鉛直上方に位置する部分を示
し、下方の部分は同じ瞬間に鉛直下方に位置する部分を
示している。図５においては中央部を省略して短縮して
表示している。図６は図５の下方に位置する一部分の拡
大図であり、軸受機構ＣＢＧの断面を表している。陰極
側回転体組立ＣＲには軸受機構ＣＢＧの回転部分である
軸受回転体１０２が同軸状に取り付けてある。軸受回転
体１０２には軸受機構ＣＢＧの固定部分である軸受固定
体１０１がギャップを有して嵌め合わせてある。軸受固
定体１０１の一部は真空容器ＶＶに機械的及び熱的に結
合されている。真空容器ＶＶは図示しない支持架台に取
り付けられており、設置床に対して適正な姿勢及び水平
方向の位置が保てるようになっている。軸受固定体１０
１と軸受回転体１０２とは互いに対向した面を有し、こ
の対向した面は第一の軸受ギャップ１０３、１０８、第
二の軸受ギャップ１０４，１０９、第三の軸受ギャップ
１０６、１１１を有している。これらの軸受ギャップを
構成する対向面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の
軸受溝がある。第一、第二、第三の軸受ギャップ内には
常温で液体である液体金属、好適には、ガリウム、イン
ジューム、鈴の合金からなる潤滑剤が充填されており、
それぞれの軸受ギャップは、ラジアル軸受と、これを挟
んで互いに距離をもって対向して取り付けられた第一の
スラスト軸受、及び第二のスラスト軸受のそれぞれの軸
受ギャップと成っている。軸受ギャップ１０３と１０
８、軸受ギャップ１０４と１０９、軸受ギャップ１０６
と１１１とはそれぞれ同一のものであり、異なる番号は
示す位置の違いを表している。ここで、軸受ギャップと
は対向する面の少なくとも一方に前記の軸受溝を有して
いることを示している。

【００２２】陰極側回転体組立ＣＲに回転トルクが与え
られた場合には、これらの軸受内に動圧力が生じるので
回転部分を浮上させて回転自在に支承することができ
る。軸受回転体１０２が回転している場合にはそれぞれ
の軸受ギャップ内の液体金属潤滑剤は、軸受の内部に閉
じ込める作用を受けるので軸受ギャップから外部の真空
空間に漏出することは無い。

【００２３】図５及び図６に示すように、前記の軸受固
定体１０１と軸受回転体１０２が構成する対向面には第
一の端部ギャップ１０５、１１０、第二の端部ギャップ
１０７、１１２があり、ラジアル軸受の軸受ギャップ１
０３，１０８と、第一の端部ギャップ１０５，１１０、
及び第二の端部ギャップ１０７，１１２とを構成する対
向面の中心軸は概略水平方向になった状態でＣＣ’に一
致している。第一のスラスト軸受の軸受ギャップ１０
４，１０９、及び第二のスラスト軸受の軸受ギャップ１
０６，１１１を構成するそれぞれの対向面は平面状にな
っており、第一のスラスト軸受の軸受ギャップ１０４，
１０９はラジアル軸受の軸受ギャップ１０３，１０８と
第一の端部ギャップ１０５，１１０とに、第二のスラス
ト軸受の軸受ギャップ１０６，１１１はラジアル軸受の
軸受ギャップ１０３，１０８と第二の端部ギャップ１０
７，１１２とに連通している。第一の端部ギャップ１０
５，１１０と第二の端部ギャップ１０７，１１２を構成
するそれぞれの対向面の直径はラジアル軸受の軸受ギャ
ップ１０３，１０８を構成する対向面の直径より小さく
なっている。第一の端部ギャップ１０５，１１０のサイ
ズと第二の端部ギャップ１０７，１１２のサイズはラジ
アル軸受の軸受ギャップ１０３、１０８のサイズよりも
大きくなっており、第一の端部ギャップ１０５，１１０
と第二の端部ギャップ１０７，１１２は両方とも真空空
間と連通しており、それらを構成する対向面には前記の
液体金属潤滑剤で濡れない表面（図示せず）を持ってい
る。第一のスラスト軸受の軸受ギャップ１０４，１０９
と第一の端部ギャップ１０５、１１０との間には環状の
軸受開口１２１、１２１’があり、第二のスラスト軸受
の軸受ギャップ１０６、１１１と第二の端部ギャップ１
０７、１１２との間には環状の軸受開口１２０、１２
０’がある。これらの軸受開口は前記の液体金属潤滑剤
で濡れない互いに対向する面とこれで挟まれたギャップ
を持っており、前記の液体金属潤滑剤が存在する領域と
真空空間との実質的な境界を形成している。軸受開口１
２０、１２０’と軸受開口１２１、１２１’を構成する
それぞれの対向面の直径はラジアル軸受の軸受ギャップ
１０３，１０８を構成する対向面の直径より小さくなっ
ている。端部ギャップ１０５と１１０、端部ギャップ１
０７と１１２、軸受開口１２０と１２０’、軸受開口１
２１と１２１’とはそれぞれ同一のものであり、異なる
番号は示す位置の違いを表している。ここで、端部ギャ
ップとは対向する面の少なくとも一方に前記の濡れない
面を有していることを示している。また、後述するよう
に、図５及び図６に示す実施例ではラジアル軸受は２個
の独立した軸受に分割されているが、簡単の為にそれら
の軸受ギャップを総称して１０３，１０８で示してい
る。

【００２４】前記の軸受回転体１０２が回転を停止した
場合には、軸受機構ＣＢＧ内で液体金属潤滑剤が存在す
る領域と真空領域との実質的な境界を成す軸受開口１２
０、１２０’、及び軸受開口１２１、１２１’において
液体金属潤滑剤に表面張力が作用し、前記の液体金属潤
滑剤がこれらの軸受開口の外部に漏出するのが防止され
る。重力加速度による液体金属潤滑剤内の静圧力は液体
金属潤滑剤の喫水線からの深さに比例する。言い換える
と、鉛直下方に位置するに従って液体金属潤滑剤内の静
圧力がより大きいことになる。一方、前記の表面張力に
よって液体金属潤滑剤を押し込める圧力効果は軸受開口
のギャップのサイズに反比例する。従って、軸受開口１
２０、１２０’、及び軸受開口１２１、１２１’のギャ
ップのサイズを十分に小さくしておくと大きな直径を持
つ動圧滑り軸受の内部から液体金属潤滑剤が漏出するの
を防止することができる。これは、軸受開口１２０、１
２０’、及び軸受開口１２１、１２１’を前記の第一の
スラスト軸受の端部、及び第二のスラスト軸受の端部に
それぞれ構成することによって達成できる。その理由
は、本発明に使用される軸受の直径が１００ｃｍ程度と
大きい為にラジアル軸受のギャップのサイズは十分に小
さな値に保つことは困難であるが、スラスト軸受の軸受
ギャップのサイズは極めて小さな値に設定でき、軸受開
口のギャップのサイズはこれと隣接するスラスト軸受の
軸受ギャップのサイズと同程度のサイズにできることで
ある。なぜならば、スラスト軸受では、対向する軸受環
の距離が短いので、熱膨張の影響を受け難いことや、水
平な回転中心軸ＣＣ’を持つように取り付けられている
ので重力の影響も、遠心力の影響も受け難いことや、軸
受面が平面状に作られているので高精度を維持しやすい
こと等の特徴があるからである。また、スラスト軸受で
は、軸受の幅を狭くすることにより、軸受ギャップのサ
イズが小さくても軸受損失が過大にならないようにでき
る。

【００２５】本発明のＸ線ＣＴスキャナでは回転中心が
実質的に水平方向にあり、軸受の直径がおよそ１００ｃ
ｍと大きい為に軸受ギャップ内の高低落差が大きく、軸
受回転体１０２が回転を停止した場合には重力加速度の
影響で液体金属潤滑剤が前記軸受ギャップの鉛直下方の
部分に集中し、鉛直上方の部分には不足する。軸受回転
体１０２が再度回転を開始する時には鉛直上方の部分で
液体金属潤滑剤が不足し、過大なトルクが必要となる。
これを防止する為に軸受回転体１０２に液体金属潤滑剤
を汲み上げて軸受の鉛直上方の部分に供給する機構を取
り付けた。これについて図６を参照して説明する。ここ
での説明は図示されている鉛直下方の部分のみについて
記号を付して述べる。図６に示すように軸受ギャップ１
０８は２個の部分に分割されており、その中間にギャッ
プのサイズが大きい環状の液体金属潤滑剤貯蔵溝１５１
が設けてある。前述したように、軸受ギャップ１０８は
２個のラジアル軸受の軸受ギャップの総称である。この
液体金属潤滑剤貯蔵溝１５１は、軸受固定体の中に軸受
ギャップ１０８より半径が大きい方に窪んだ環状の溝を
作ることにより構成されている。環状の液体金属潤滑剤
貯蔵溝１５１では回転する面と固定の面とのギャップの
サイズは１ｍｍ以上と大きくなっており、軸受圧力は実
質的に生じないようになっている。環状の液体金属潤滑
剤貯蔵溝１５１の少なくとも一部にはいかなる場合でも
液体金属潤滑剤で満たされない空間ができるように液体
金属潤滑剤の量が決められている。

【００２６】液体金属潤滑剤貯蔵溝１５１内の液体金属
潤滑剤の量を制御する手段について述べる。前記の液体
金属潤滑剤貯蔵溝１５１の鉛直最下端に開口する管を前
記の軸受固定体１０１に取り付け、この管を前記の真空
容器ＶＶの外に導いておき、この管を真空容器ＶＶの外
に設けた潤滑剤収容容器に接続しておく。この潤滑剤収
容容器内に前記の液体金属潤滑剤が移動できるようにし
ておき、この潤滑剤収容容器の鉛直方向の高さを変えら
れるようにして、真空容器ＶＶ内は高真空状態に保ちな
がら、連通管の原理に従って前記の液体金属潤滑剤貯蔵
溝１５１における液体金属潤滑剤の液面高さＨを真空容
器ＶＶの外から制御する。潤滑剤収容容器の空間は真空
容器ＶＶと同じ真空状態にしてあるのは勿論である。こ
のようにすると、真空容器内の液体金属潤滑剤の量を真
空容器の外から制御できるようになるので、常に最良の
液体金属潤滑剤の量を確保することができるだけでな
く、軸受の保守が容易になる。

【００２７】重力加速度の影響で液体金属潤滑剤は鉛直
下方から満たされるので環状の液体金属潤滑剤貯蔵溝１
５１の鉛直下方の部分には液体金属潤滑剤が充満してお
り、鉛直上方の部分では図示しない結合穴で真空空間と
連通しており、真空状態になっている。この環状の液体
金属潤滑剤貯蔵溝１５１には多量の液体金属潤滑剤が溜
まっており、液体金属潤滑剤の貯蔵庫としての働きをす
る。軸受回転体１０２が回転を停止した場合には軸受内
の液体金属潤滑剤も鉛直下方に移動するので鉛直上方の
部分で液体金属潤滑剤が不足し、回転を開始するときに
過大な回転トルクが必要になることがある。

【００２８】図６に示すように軸受回転体１０２には径
が大きい側に開口した有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴
１６５，１６６，１６７，１６８が設けてある。これら
の内、有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴１６６と１６７
は前記の液体金属潤滑剤貯蔵溝１５１と軸受ギャップ１
０８の両方に開口している。これらの有底の液体金属潤
滑剤汲み上げ穴１６５，１６６，１６７，１６８は軸受
回転体１０２の周上に等配に多数設けてあり、それぞれ
の有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴の開口部が軸受回転
体１０２の回転方向に傾斜しており、それぞれの底部は
回転方向と逆の方向に突き出ている。つまり、軸受回転
体が回転しているときに液体金属潤滑剤をこの中に入れ
て上方に持ち上げ易い構造になっている。

【００２９】軸受回転体１０２がゆっくりと回転を開始
した場合に予め前記の有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴
１６５，１６６，１６７，１６８の中に溜まっていた液
体金属潤滑剤は、それぞれの有底の液体金属潤滑剤汲み
上げ穴の開口が鉛直上方に移動した後に再び、底部が鉛
直上方を向くと液体金属潤滑剤は鉛直下方に流れ出す。
つまり、液体金属潤滑剤が鉛直上方に持ち上げられて軸
受の鉛直上方に供給されることを意味する。この作用に
よって鉛直上方の部分も十分な液体金属潤滑剤が供給さ
れ、本発明のカソードスキャン型Ｘ線発生器は液体金属
潤滑剤が軸受の内部に万遍無く供給されて始動時にも十
分に小さな回転トルクでスムーズな回転を開始すること
ができる。高速に回転している場合には前記の有底の液
体金属潤滑剤汲み上げ穴内に在った液体金属潤滑剤は遠
心力によって前記の液体金属潤滑剤貯蔵溝に戻されて空
の状態になる。移動する液体金属潤滑剤の質量は陰極側
回転体組立ＣＲ全体の質量に比べると小さいので回転バ
ランスに対する影響は無視できる。

【００３０】これまでの説明では陰極側回転体組立ＣＲ
に使用している動圧滑り軸受から成る軸受機構ＣＢＧに
ついて述べているが、陽極側回転体組立ＡＲに使用して
いる軸受機構ＡＢＧも、前記の陰極給電機構ＳＬ１の回
転部分に使用している動圧滑り軸受から成る軸受機構も
同様の構造と成っている。

【００３１】軸受回転体１０２が十分な高速度で回転し
ている場合には前記のそれぞれの軸受ギャップにおいて
比較的大きな軸受損失が発生するが、軸受固定体１０１
は、外部から強制冷却されている真空容器ＶＶに熱的に
も結合されているので低い温度に保たれる。軸受回転体
１０２は、前記のそれぞれの軸受ギャップ内に在る液体
金属潤滑剤を介して軸受固定体１０１に熱的に結合され
ており、十分に低い温度に保たれる。また、軸受回転体
１０２には陰極側回転体組立ＣＲが機械的に結合してあ
り、陰極側回転体組立ＣＲには電子銃組立ＥＧなどの発
熱体が取り付けてある。特に、陽極側の軸受機構ＡＧＢ
では多量の熱を発生するＸ線ターゲットＴＧから多量の
熱が流入する。これらの場合でも、上記の理由により軸
受機構部分の温度を十分に低く保つことができる。

【００３２】本発明を実施例に関連して説明したが、本
発明は、ここに例示した実施例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、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろ
な変更及び改変を加えることができることを理解された
い。例えば、この発明では電子銃組立が３個取り付けて
あるが１個でも３個以上でも良い。また、この発明では
陰極側回転体組立ＣＲとＸ線ターゲットＴＧの両方を回
転させる構造を示しているが、Ｘ線ターゲットＴＧ及び
これに繋がっている部分を固定にした構造のカソードス
キャン型Ｘ線発生器、及びＸ線ＣＴスキャナを含む事は
勿論である。また、環状の窪み１５１を多数の筒状の窪
みで構成しても同様の効果を得ることができる。軸受固
定体１０１は真空容器の一部として構成しても良いこと
は勿論である。更に、上記の実施例では常温で液体であ
る液体金属を潤滑剤として使用した例を示しているが、
やや高い融点を持っており常温で固体であっても動作の
前に加熱して液化させてから動作させれば同じ効果が得
られることは勿論である。更に、前記のＸ線ターゲット
から発生したＸ線を前記の真空容器の外に取り出す為の
Ｘ線放出窓は真空容器と一体になっていても、真空容器
の一部として構成されていてもこの部分でのＸ線の減衰
率が小さければＸ線放出窓と見なすことが出来るのは勿
論である。真空容器ＶＶは回転対称な形状でなくても良
い事は勿論である。真空容器の中心軸と、陰極側回転体
組立又は陽極側回転体組立の中心軸がある程度ずれてい
ても良い事は勿論である。Ｘ線ターゲットが分割して構
成されており、それぞれの分割された部分に隙間があっ
ても良い事は勿論である。陰極給電機構ＳＬ１の回転部
分は、この陰極給電機構ＳＬ１の軸受機構を構成する軸
受回転体そのものであっても良い事は勿論である。陰極
給電機構ＳＬ１は、軸受機構ＣＢＧと一体に構成されて
いても良い事は勿論である。尚、本発明では、ギャップ
のサイズとは、ギャップを構成する対向面の一方の面上
の任意の点から、このギャップを構成する対向面の他方
の面への最短の距離を意味している。

【００３３】この発明は、これまで述べてきたように超
高速スキャンができるＸ線ＣＴスキャナを実現させるも
のであるが、次のように小変更することにより周回中心
軸方向に向かって全周囲方向から電子線を照射する電子
線照射装置に応用することができる。即ち、前記の実施
例で説明した機器構成からＸ線ターゲット及びこれに関
する部分と、Ｘ線のＸ線分布制限機構及びファン方向分
布整形器ＷＦ及びその他のＸ線に関する部品を省略し
て、Ｘ線放出窓ＸＷを薄いチタン板から成る電子線放出
窓に変更し、電子銃組立ＥＧから電子を放出する方向を
電子線放出窓の方向に変えるだけでそのまま実用にな
る。これを使用すると、プラスチックやガラスやその他
の改質処理に使用できて工業的に大きな効果を得る電子
線照射装置を提供することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカソード
スキャン型Ｘ線発生器を採用すると、回転する部分を真
空容器内部の概略回転対称な構造体に軽い部品を取り付
けた構造にできるので遠心力の影響が少なくなり、例え
ばスキャン時間が０．０３秒の超高速スキャン型Ｘ線Ｃ
Ｔスキャナを簡単な構造で安価に実現させることができ
る。特に、複数のＸ線焦点から同時に短時間に多量のＸ
線を発生することができ、フォトンノイズが少ない十分
に良質な画像を得ることができる。発生したＸ線は環状
の面検出器で有効に受信され、広い範囲の領域における
多数の断面を瞬時に撮影することができ、このデータを
使用して被検体の３次元の内部構造を瞬時に検査できる
ようになる。その為に例えば人間の心臓のように動きが
速い部分が被検体の内部にあっても、これを忠実に即時
性をもって撮影できるＸ線ＣＴスキャナを提供すること
ができる。軸受機構には液体金属を潤滑剤とした動圧滑
り軸受を採用しているので真空中で長時間にわたって安
定に使用できるだけでなく、回転している部分の電位を
一定に保つことができて微小放電などの不安定な現象の
発生を防止できる。さらに、動圧滑り軸受を通して内部
で発生した熱を有効に真空容器の外部に導いて冷却する
ことができる。軸受の内部には液体金属潤滑剤が自動的
に供給されるので潤滑不足の状態が生まれずに十分な信
頼性を保って安定に動作することができる。外部に機械
的な回転機構がなく、これに関連した電源や電子回路は
静止状態で使用できるので全体として信頼性がよく、Ｘ
線ＣＴスキャナ全体がコンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＸ線ＣＴスキャナの概略の断面を表す図
である。

【図２】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生
器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナの全体構造体の
主要部の断面である。

【図３】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生
器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナの原理を説明す
る図である。

【図４】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生器
の、ある瞬間に鉛直上方に位置する一部分の断面を拡大
した図である。

【図５】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生器
の主要部である陰極側回転体組立の一部分を拡大した断
面図である。

【図６】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生器
の主要部である図５の一部を更に拡大した断面図であ
る。

【符号の説明】

ＡＢＧ陽極側の軸受機構ＡＲ陽極側回転体組立Ｂ寝台ＣＢＧ陰極側の軸受機構ＣＲ陰極側回転体組立ＤＢ後方検出器組立ＤＦ前方検出器組立Ｄ１検出器ＤＦ，ＤＢの一部Ｄ２検出器ＤＦ，ＤＢの一部Ｄ３検出器ＤＦ，ＤＢの一部ＥＧ電子銃組立Ｆ１Ｘ線焦点Ｆ２Ｘ線焦点Ｆ３Ｘ線焦点ＨＴ高電圧端子ＬＭ１円弧状のステータＬＭ２円弧状のステータＭ被検体ＲＴ１ロータＲＴ２ロータＳＬ１陰極給電機構ＳＬＴスリットＴＧＸ線ターゲットＶＣ排気口ＶＶ真空容器ＷＦファン方向分布整形器ＸＷＸ線放出窓１陰極２電子ビーム１０１軸受固定体１０２軸受回転体１０３ラジアル軸受ギャップの鉛直上方部分１０４第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分１０５端部ギャップの鉛直上方部分１０６第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分１０７端部ギャップの鉛直上方部分１０８ラジアル軸受ギャップの鉛直下方部分１０９第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分１１０端部ギャップの鉛直下方部分１１１第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分１１２端部ギャップの鉛直下方部分１２０軸受開口の鉛直下方部分１２０’ 軸受開口の鉛直上方部分１２１軸受開口の鉛直下方部分１２１’ 軸受開口の鉛直上方部分１３２環状の窪み１３３環状の窪み１５１液体金属潤滑剤貯蔵溝１６５有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴１６６有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴１６７有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴１６８有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴２１７回転トルク伝達機構２２０絶縁体１００１従来のＸ線ＣＴスキャナの固定架台１００２従来のＸ線ＣＴスキャナの回転架台１００３従来のＸ線ＣＴスキャナの軸受１００４従来のＸ線ＣＴスキャナのＸ線管１００５従来のＸ線ＣＴスキャナのＸ線１００６従来のＸ線ＣＴスキャナの検出器１００７従来のＸ線ＣＴスキャナの電子回路１００８従来のＸ線ＣＴスキャナの制御器１００９従来のＸ線ＣＴスキャナの回転駆動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 33/10 Ｆ１６Ｃ 33/10 ＺＧ２１Ｋ 5/02 Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｘ 5/04 5/04 Ｅ 5/08 5/08 Ｘ 5/10 5/10 Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を真空の状態に保持して真空空間を
形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の内
部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回転
できるように支承された陰極側回転体組立と、この陰極
側回転体組立の一部に取り付けられた電子銃組立と、こ
の電子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰極
と、この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為の
陰極給電機構の回転部分と、前記の陰極の周回軌道を含
む面と対面して取り付けられた環状のＸ線ターゲット
と、このＸ線ターゲットの表面で発生したＸ線を前記の
真空容器の外に取り出す為のＸ線放出窓と、前記の陰極
側回転体組立に回転力を与える回転駆動機構と、前記の
陰極側回転体組立を真空容器内で回転自在に支承する軸
受機構と、前記の陰極給電機構の回転部分を真空容器内
で回転自在に支承する軸受機構とを有して構成されてお
り、これらの軸受機構の内の少なくとも一方の軸受機構
は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定体と、
この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回転体と
を有し、これらの軸受固定体と軸受回転体との間には動
作時に液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受
が構成されており、この動圧滑り軸受はギャップを有し
て対向する軸受面を有しており、これらの軸受面の少な
くとも一方にはヘリンボーン状の軸受溝が設けられてお
り、前記の軸受回転体には、自らの回転によって、鉛直
下方に溜まっている前記の液体金属潤滑剤を前記の動圧
滑り軸受の鉛直上方の部分に供給する自動供給機構が設
けられていることを特徴とするカソードスキャン型Ｘ線
発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項２】内部を真空の状態に保持して真空空間を
形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の内
部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回転
できるように支承された陽極側回転体組立と、この陽極
側回転体組立に取り付けられた環状のＸ線ターゲット
と、このＸ線ターゲットの表面に対向した軌道を成して
周回できるように取り付けられた電子銃組立と、この電
子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰極と、
この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為の陰極
給電機構と、前記のＸ線ターゲットの表面で発生したＸ
線を前記の真空容器の外に取り出す為のＸ線放出窓と、
前記の陽極側回転体組立に回転力を与える回転駆動機構
と、前記の陽極側回転体組立を真空容器内で回転自在に
支承する軸受機構とを有して構成されており、この軸受
機構は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定体
と、この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回転
体とを有し、これらの軸受固定体と軸受回転体との間に
は動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り
軸受が構成されており、この動圧滑り軸受はギャップを
有して対向する軸受面を有しており、これらの軸受面の
少なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受溝が設けられ
ており、前記の軸受回転体には、自らの回転によって、
鉛直下方に溜まっている前記の液体金属潤滑剤を前記の
動圧滑り軸受の鉛直上方の部分に供給する潤滑剤自動供
給機構が設けられていることを特徴とするカソードスキ
ャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャ
ナ。
【請求項３】前記の潤滑剤自動供給機構は、前記の動
圧滑り軸受の軸受面の内部又は軸受面の近傍に開口して
おり、回転半径が小さい側に底を有している状態で前記
の軸受回転体に設けられた有底の液体金属潤滑剤汲み上
げ穴を含んでいることを特徴とする特許請求項１又は２
のいずれか１つに記載のカソードスキャン型Ｘ線発生
器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項４】前記の潤滑剤自動供給機構は、前記の軸
受固定体に設けられた液体金属潤滑剤貯蔵機構を含んで
おり、この液体金属潤滑剤貯蔵機構の鉛直下方の部分に
前記の液体金属潤滑剤が貯蔵されていることを特徴とす
る特許請求項１〜３のいずれか１つに記載のカソードス
キャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャ
ナ。
【請求項５】前記の動圧滑り軸受には回転半径方向に
動圧力を生じる第一のラジアル軸受が含まれており、前
記の潤滑剤自動供給機構は、この第一のラジアル軸受の
軸受面の内部又は軸受面の近傍に開口しており、回転半
径が小さい側に底を有している状態で前記の軸受回転体
に設けられた有底の液体金属潤滑剤汲み上げ穴を含んで
いることを特徴とする特許請求項４に記載のカソードス
キャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャ
ナ。
【請求項６】前記の液体金属潤滑剤貯蔵機構は、前記
の第一のラジアル軸受の近傍において、この第一のラジ
アル軸受の軸受面の半径よりも大きな半径を有する面を
持つ環状の液体金属潤滑剤貯蔵溝で構成されており、前
記の潤滑剤汲み上げ穴の開口はこの液体金属潤滑剤貯蔵
溝に通じていることを特徴とする特許請求項５に記載の
カソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線
ＣＴスキャナ。
【請求項７】前記の第一のラジアル軸受と同軸状に第
二のラジアル軸受が設けられており、前記の液体金属潤
滑剤汲み上げ穴はこれらのラジアル軸受の間に位置して
設けられていることを特徴とする特許請求項６に記載の
カソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線
ＣＴスキャナ。
【請求項８】前記の液体金属潤滑剤貯蔵溝は、前記の
第一のラジアル軸受の軸受面と同軸状に前記の軸受固定
体において設けられた環状溝で構成されており、前記の
第一のラジアル軸受よりも大きな直径を有する面を持っ
ていることを特徴とする特許請求項６又は７のいずれか
１つに記載のカソードスキャン型Ｘ線発生器及びこれを
使ったＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項９】前記の液体金属潤滑剤汲み上げ穴は、そ
の開口部が前記の軸受回転体の回転方向に傾斜して取り
付けられており、その底部が開口部よりも前記の軸受回
転体の回転方向に対して逆の方向を向いていることを特
徴とする特許請求項３又は４のいずれか１つに記載のカ
ソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線Ｃ
Ｔスキャナ。
【請求項１０】前記の液体金属潤滑剤貯蔵溝には前記
の液体金属潤滑剤が詰まっていない空間部分があり、こ
の空間部分は前記の真空空間に通じる通路を有している
ことを特徴とする特許請求項４に記載のカソードスキャ
ン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１１】前記の液体金属潤滑剤貯蔵機構に開口
した、前記の真空容器の外部に通じる通路を設け、この
通路を通じて前記の液体金属潤滑剤貯蔵機構内に在る液
体金属潤滑剤の量を、前記の真空容器の内部を高真空状
態に保った状態で、前記の真空容器の外部から変化させ
ることができることを特徴とする特許請求項４又は６又
は８又は１０のいずれか１つに記載のカソードスキャン
型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１２】内部を真空の状態に保持して真空空間
を形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の
内部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回
転できるように支承された陰極側回転体組立と、この陰
極側回転体組立の一部に取り付けられた電子銃組立と、
この電子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰
極と、この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為
の陰極給電機構の回転部分と、前記の陰極から放出され
て加速された電子を取り出す為の電子線放出窓と、前記
の陰極側回転体組立に回転力を与える回転駆動機構と、
前記の陰極側回転体組立を真空容器内で回転自在に支承
する軸受機構と、前記の陰極給電機構の回転部分を真空
容器内で回転自在に支承する軸受機構とを有して構成さ
れており、これらの軸受機構の内の少なくとも一方の軸
受機構は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定
体と、この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回
転体とを有し、これらの軸受固定体と軸受回転体との間
には動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑
り軸受が構成されており、この動圧滑り軸受はギャップ
を有して対向する軸受面を有しており、これらの軸受面
の少なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受溝が設けら
れており、前記の軸受回転体には、自らの回転によっ
て、鉛直下方に溜まっている前記の液体金属潤滑剤を前
記の動圧滑り軸受の鉛直上方の部分に供給する潤滑剤自
動供給機構が設けられていることを特徴とする電子線照
射装置。