(57)【要約】【課題】簡易な構成で回転体が持つアンバランス荷重を回転支持することができるＣＴ装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかるＸ線ＣＴ装置１００は、回転体３と、流体軸受２と、回転ユニットと、貫通孔３５ａ〜３５ｆと、を備える。流体軸受２は、流体を介して回転体３を回転可能に支持する。回転ユニットは、回転体３に設けられ、Ｘ線管と、Ｘ線管に対向して配置されたＸ線検出部と、を少なくとも含む。また、回転体３は、回転体３の外周面に設けられ、回転体３の回転中心に対して回転ユニットの重心位置の反対側に位置する貫通孔３５ａ〜３５ｆを有する。【選択図】図４
2015029638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の回転体と、
流体を介して前記回転体を回転可能に支持する流体軸受と、
前記回転体に設けられ、Ｘ線管と、前記Ｘ線管に対向して配置されたＸ線検出部と、を少なくとも含む回転ユニットと、を備え、
前記回転体は、前記回転体の外周面に設けられ、前記回転体の回転中心に対して前記回転ユニットの重心位置の反対側に位置する貫通孔を有するＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記貫通孔の開口部の形状は、前記回転体の径方向から見て、略矩形状である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記回転体の回転軸方向から見て、前記回転体の回転中心に対して非点対称に配置されている請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記外周面に複数設けられており、前記回転体の径方向から見て、前記外周面の回転軸方向中央に対して対称に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記外周面に複数設けられており、前記回転体の径方向から見て、前記外周面の回転軸方向中央に対して非対称に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記回転体の径方向から見て、前記Ｘ線管と重なる位置に配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記貫通孔は、流体動圧を発生させる動圧溝とは異なる溝である請求項１〜６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記流体軸受は、
前記回転体が挿通される軸受孔と、
前記流体軸受の外周面に複数設けられ、外部から前記軸受孔に流体を注入する流体注入口と、を有し、
複数の前記流体注入口から供給される流体の圧力を、それぞれ個別に制御する圧力制御部をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記回転体の回転中において、前記流体注入口から供給される圧力は、前記回転体の位相に応じて変動する請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記流体軸受は、少なくとも３つ以上の前記流体注入口を有し、
前記流体注入口は、前記流体軸受の外周面に等間隔で配置される請求項８または９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記回転体の偏芯量を検出する偏芯量検出部をさらに備え、
前記圧力制御部は、前記偏芯量を低減させるように、各流体注入口から供給される流体の圧力を制御する請求項８〜１０のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記回転体の位相を検出する位相検出部と、
各流体注入口から供給すべき流体の圧力が、前記回転体の位相に対応付けられた流体圧力情報を予め格納する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力制御部は、前記位相検出部により検出された前記位相に基づいて、前記流体圧力情報を参照し、各流体注入口から供給される流体の圧力を制御する請求項８〜１１のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、ガントリ内に対向配置されたＸ線管球とＸ線検出器を回転させながら、被検者にＸ線を曝射する。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、被検者を透過し減衰したＸ線を検出し、当該検出したＸ線に基づいて、検出データを収集する。Ｘ線ＣＴ装置は、画像処理を用いて収集した検出データを再構成することにより断層画像等のＸ線ＣＴ画像を生成する。
【０００３】
Ｘ線検査においては、ガントリを高速に回転させることにより、Ｘ線の曝射時間の短縮や被ばく量の低減等を図ることができる。このため、近年、Ｘ線ＣＴ装置のガントリの回転速度の高速化が要求されている。
【０００４】
なお、特許文献１には、ガントリ回転時におけるアーバ―（回転体）の前方シャフト及び後方シャフトの軸の変位量を測定し、その変位を抑えるようにバランシング用錘の数と位置を調整するバランシング方法が開示されている。バランシング用錘を用いることによって、回転体の重心と回転中心とのずれを小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このとき、ガントリは、回転駆動する内輪と当該内輪を支持する外輪（軸受）とを備える。内輪の内側には、Ｘ線を曝射するＸ線管球とＸ線を検出するＸ線検出器とが配置されている。加えて、Ｘ線管球の制御装置や、高電圧発生装置等も内輪に設けられている。これらの装置ユニットは、それぞれ重量が異なる。また、各装置ユニットの配置される位置は、必ずしも内輪の回転中心に対して点対称に配置されていない。そのため、装置ユニット全体の重心位置と、内輪の回転中心の位置と、が一致せず、ずれてしまう。これにより、内輪の回転時に装置ユニットの重心から回転中心とは反対方向に向く荷重（アンバランス荷重）が発生する。また、医療用ＣＴ装置はＸ線管等を回転支持する回転支持部を持ち、この回転支持部には転がり軸受を使用するため、この荷重が転がり部へ交番荷重を及ぼし短時間でフレッチング等の回転障害を起こす。その結果、Ｘ線幾何学系がずれ、生成されたＣＴ画像に医療画像として読影できないアーチファクトが発生、さらに最悪の場合には、軸受が破損してＣＴ装置として回転不能な状態に陥ってしまう。
【０００７】
なお、特許文献１の手法によってアンバランス荷重を低減することもできるが、特許文献１の手法によれば、バランシング用錘や当該錘を設置するための構成等が別途必要となるため、ＣＴ装置の構造が複雑となり、コストが増大してしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で回転体が持つアンバランス荷重を回転支持することができるＣＴ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、環状の回転体と、流体を介して前記回転体を回転可能に支持する流体軸受と、前記回転体に設けられ、Ｘ線管と、前記Ｘ線管に対向して配置されたＸ線検出部と、を少なくとも含む回転ユニットと、を備え、前記回転体は、前記回転体の外周面に設けられ、前記回転体の回転中心に対して前記回転ユニットの重心位置の反対側に位置する貫通孔を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、簡易な構成で回転体が持つアンバランス荷重を回転支持することができるＣＴ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかるＸ線ＣＴ装置の外観斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかるＸ線ＣＴ装置の正面図である。
【図３】実施の形態１にかかるＸ線ＣＴ装置の斜視図である。
【図４】実施の形態１にかかるＸ線ＣＴ装置の分解斜視図である。
【図５】実施の形態１にかかる流体軸受の断面図である。
【図６】実施の形態１にかかる流体軸受の拡大断面図である。
【図７】実施の形態１にかかる流体軸受及び回転体の断面図である。
【図８】実施の形態１にかかる流体軸受及び回転体の断面図である。
【図９】実施の形態１にかかる貫通孔の拡大図である。
【図１０】実施の形態１にかかるアンバランス荷重の回転支持を説明するための図である。
【図１１】実施の形態１にかかる貫通孔の配置位置の変形例である。
【図１２】実施の形態２にかかるＸ線ＣＴ装置の構成を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２にかかる注入圧力の制御を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２にかかる注入圧力の制御を説明するための図である。
【図１５】実施の形態２にかかる注入圧力の制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００の模式的な外観斜視図を図１に示す。また、Ｘ線ＣＴ装置１００をガントリの回転軸方向から見た正面図を図２に示す。なお、本実施の形態の説明においては、ｘ軸がＸ線ＣＴ装置１００の左右方向（横方向）を示し、ｙ軸がＸ線ＣＴ装置１００の上下方向（鉛直方向）を示し、ｚ軸が回転体３の回転軸方向を示している。なお、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸はそれぞれ直交している。さらに、＋ｘ側が右側、−ｘ側が左側、＋ｙ側が上方側、−ｙ側が下方側、＋ｚ側が奥側、−ｚ側が手前側とする。
【００１３】
＜Ｘ線ＣＴ装置１００の構成＞
Ｘ線ＣＴ装置１００は、流体軸受２と、回転体３と、固定台４と、モータ５と、を備える。図１に示した装置は、いわゆるガントリであり、Ｘ線ＣＴ装置１００の一部を構成する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１００は、図１に示したガントリの他に、被検者が横たわる寝台や、Ｘ線検出により取得したデータを用いてＸ線ＣＴ画像を生成するデータ処理部、Ｘ線ＣＴ画像を表示するためのモニタ等も備えるが、本発明に直接的に関係しないため、図示を省略する。
【００１４】
流体軸受２は、ｚ軸方向へ延びる略円筒形状の軸受である。流体軸受２は、流体を介して回転体３を回転可能に支持する。なお、以下の説明においては、流体として気体を用いた軸受について説明するが、流体は気体に限られるものではなく、油等の液体であってもよい。
【００１５】
回転体３は、ｚ軸方向へ延びる略円筒形状であり、流体軸受２に挿通される。つまり、回転体３は、流体軸受２に支持される環状の軸である。このため、回転体３は、流体軸受２に対して相対的に回転する。回転体３の外周面は、流体に接している。回転体３の内周面には、Ｘ線ＣＴ装置１００の検査に必要な各種装置を含む回転ユニットが設けられている。本実施の形態においては、回転ユニットは、Ｘ線管３１と、Ｘ線検出部３２と、高電圧発生装置３３と、制御装置３４と、を含む。
【００１６】
Ｘ線管３１は、寝台の被検者に対してＸ線を曝射する。このとき曝射されるＸ線の形状は、回転体３の軸方向から見ると、Ｘ線管３１を中心とする扇形である（図１及び図２のドット領域）。
【００１７】
Ｘ線検出部３２は、回転体３の径方向においてＸ線管３１と対向する位置に配置されている。また、Ｘ線検出部３２は、Ｘ線管３１から曝射され、被検者を透過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出部３２は、アレイ状に配列された複数のセンサ（図示省略）を用いてＸ線を電気信号として検出する。Ｘ線検出部３２が検出結果を図示しないデータ処理部に送信する。これにより、データ処理部（図示省略）は、Ｘ線ＣＴ画像を生成する。
【００１８】
高電圧発生装置３３は、Ｘ線生成に必要となる高電圧をＸ線管３１へ供給する。
【００１９】
制御装置３４は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)等を有し、予め格納されたプログラムに基づいて、Ｘ線管３１、Ｘ線検出部３２、及び高電圧発生装置３３の動作を制御する。
【００２０】
固定台４は、流体軸受２を固定する。つまり、流体軸受２は、固定台４に対して固定されているため回転しない。固定台４の内部には、モータ５が配置されている。モータ５には、小プーリ５１が連結されている。モータ５は、小プーリ５１を回転駆動させる。小プーリ５１の外周にはベルト５２が取り付けられている。同様に、回転体３に設けられた回転体３と同径の大プーリ（図示省略）の外周にもベルト５２が取り付けられている。このため、小プーリ５１が回転すると、ベルト５２を介して動力が伝達し、所定の減速比で大プーリも回転する。これにより、回転体３が回転するための動力が伝達される。
【００２１】
＜流体軸受２及び回転体３の構成＞
次に、流体軸受２及び回転体３の具体的な構成について、図３〜図９を参照して説明する。図３は、流体軸受２及び回転体３が組み立てられた状態の外観斜視図である。図４は、図３の分解斜視図である。図５は、流体軸受２のｘｙ平面の断面図である。図６は、図５の部分拡大図である。図７は、流体軸受２及び回転体３が組み立てられた状態のｘｙ平面の断面図（切断面は図８の切断線VII−VII）である。図８は、流体軸受２及び回転体３が組み立てられた状態のｙｚ平面の断面図（図３のVIII−VIII矢視図）である。図９は、貫通孔３５ａ〜３５ｆを径方向（図４においては、ｙ軸方向）から見た図である。
【００２２】
図３及び図４に示すように、流体軸受２は、軸受部材２ａと、軸受部材２ｂとが、回転体３の回転軸（ｚ軸）方向に連結されることにより構成される。また、図５に示すように、流体軸受２は、外周面に複数の流体注入口２１ａ〜２１ｈを有する。本実施の形態においては、流体軸受２は、８個の流体注入口２１ａ〜２１ｈを有する。流体注入口２１ａ〜２１ｈは、流体軸受２の外周面において、等間隔に配置されている。言い換えると、流体注入口２１ａ〜２１ｈは、流体軸受２の周方向において、４５°の間隔でそれぞれ離間配置されている。なお、図５において、点Ｃ１は流体軸受２の中心点である。
【００２３】
また、図５及び図６に示すように、流体軸受２は、流体軸受２の周方向に延びる流体通路２２を内部に有する。流体通路２２は、流体軸受２の内部を１周している。言い換えると、流体通路２２は、回転体３が挿通される軸受孔２４を外囲している。流体通路２２は、８つの流体注入口２１ａ〜２１ｈと連通している。
【００２４】
さらに、流体軸受２は、内周面から放射状に配置された複数の流体絞り２３を有する。流体絞り２３は、流体通路２２から径方向内側へと延びる空間である。また、図６に示すように、複数の流体絞り２３は、流体通路２２を介して、各流体注入口２１ａ〜２１ｈと連通している。また、流体絞り２３は、軸受孔２４側（回転体３の内周面側）に開口している。
【００２５】
図４、図７、図９に示すように、回転体３は、流体に接する外周面に貫通孔３５ａ〜３５ｆを有する。本実施の形態においては、回転体３は、６つの貫通孔３５ａ〜３５ｆを有している（図４参照）。貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の外周面に開口部を有する。
【００２６】
また、図９に示すように、貫通孔３５ａ〜３５ｆの開口部は、径方向（図４においては、ｙ軸方向）から見て、略矩形状である。具体的には、貫通孔３５ａ〜３５ｈの開口部は、回転体３の回転軸（ｚ軸）方向に長い長方形である。より詳細には、開口部は、回転体３の周方向と略平行な２つの短辺と、回転体３の軸方向と略平行な２つの長辺と、が直交して形成されている。貫通孔３５ａ〜３５ｈは、回転体３の内周面まで貫通する
【００２７】
ここで、貫通孔３５ａ〜３５ｆの配置位置について詳細に説明する。配置位置の説明に先立って、回転体３に設けられた回転ユニットの重心位置について説明する。図７に示すように、回転体３の回転軸（ｚ軸）方向から見て、Ｘ線管３１とＸ線検出部３２とが、回転体３の径方向において対向して配置されている。言い換えると、Ｘ線管３１とＸ線検出部３２とが、回転体３の回転中心Ｃ２に対して点対称に配置されている。また、高電圧発生装置３３と制御装置３４とが、回転体３の径方向において対向して配置されている。言い換えると、高電圧発生装置３３と制御装置３４とが、回転体３の回転中心Ｃ２に対して点対称に配置されている。
【００２８】
このとき、Ｘ線検出部３２の重量がＸ線管３１の重量よりも重いとする。また、高電圧発生装置３３と制御装置３４とは同じ重量であるとする。このような状況においては、回転ユニット全体の重心Ｇは、回転体３の回転中心Ｃ２と一致せず、回転中心Ｃ２よりもＸ線検出部３２側に偏って位置する（図７参照）。このため、回転体３が回転すると、回転中心Ｃ２と重心Ｇとの距離及び回転速度に応じた力ＦＧ（以下、アンバランス荷重とも称す）が、重心Ｇを起点として回転中心Ｃ２から離れる方向に発生する。つまり、回転体３は偏芯している。なお、下記の説明においては、説明を簡略化するために、ｘｙ平面におけるアンバランス荷重について説明するが、ｚ軸方向にアンバランス荷重が発生する場合もある。
【００２９】
上記した回転ユニットの重心Ｇの位置と貫通孔３５ａ〜３５ｆの配置位置との関係について説明する。図４及び図７に示すように、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の外周面に設けられた貫通孔であり、回転体３の軸方向から見て、回転中心Ｃ２に対して回転ユニットの重心Ｇと反対側（Ｘ線管３１側）に位置している。言い換えると、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３を介してＸ線管３１の反対側に形成されている。特に、貫通孔３５ｂ、３５ｅは、重心Ｇ及び回転中心Ｃ２を通る直線Ｌと交わる回転体３の外周面であって、回転中心Ｃ２側の外周面に形成されている。言い換えると、貫通孔３５ｂ、３５ｅは、回転体３の径方向から見て、Ｘ線管３１と重なる位置に配置されている。
【００３０】
一方、図７に示すように、回転体３を介してＸ線検出部３２の反対側には、貫通孔は設けられていない。つまり、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の回転軸（ｚ軸）方向から見て、回転体３の回転中心Ｃ２に対して非点対称に配置されている。
【００３１】
また、図９に示すように、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の径方向から見て、回転体３の外周面の幅方向（ｚ軸方向、回転軸方向）中央に対して対称に配置されている。つまり、回転体３の外周面の幅方向の中央線Ｍに対して、貫通孔３５ａ〜３５ｃと、貫通孔３５ｄ〜３５ｆと、は線対称に配置されている。
【００３２】
さらに、図９に示すように、中央線Ｍ上には、貫通孔は形成されていない。つまり、中央線Ｍ上には、回転体３の外周面が残っている。同様に、回転体３の幅方向の両端部にも貫通孔は形成されておらず、回転体３の外周面が残っている。
【００３３】
つまり、図８に示すように、回転体３の回転時において、外周面が流体絞り２３と対向する位置に存在するように、貫通孔３５ａ〜３５ｆは流体絞り２３を避けて設けられている。なお、図８においては、流体注入口２１ａと、流体通路２２と、流体絞り２３と、を連通した１つの空間として記載している。
【００３４】
＜貫通孔３５ａ〜３５ｆの作用＞
貫通孔３５ａ〜３５ｆの作用について、図１０を参照して具体的に説明する。図１０は、図８に示した断面図に流体による圧力分布を追加した図である。図１０の下側の流体注入口２１ｅから供給された流体は、流体通路２２及び流体絞り２３（図示省略）を通過し、回転体３側（軸受孔２４）に流出する。これにより、回転体３の外周面の幅方向（ｚ軸方向）の全域に流体による圧力がかかる。そのため、回転体３は、図１０の下方から上方に向かう荷重Ｆｅを受ける。
【００３５】
一方、図１０の上側の流体注入口２１ａから供給された流体は、流体通路２２及び流体絞り２３（図示省略）を通過し、回転体３側に流出する。これにより、回転体３の外周面に流体による圧力がかかる。そのため、回転体３は、図１０の上方から下方に向かう荷重Ｆａを受ける。
【００３６】
ただし、回転体３の外周面には貫通孔３５ｂ、３５ｅが設けられているため、流体絞り２３により圧縮された流体の圧力がかかる領域は、回転体３の外周面の幅方向（ｚ軸方向）の一部の領域のみである。なぜならば、貫通孔３５ｂ、３５ｅにも流体は流入するものの、貫通孔３５ｂ、３５ｅに流入した流体は貫通孔３５ｂ、３５ｅを通じて回転体３の内周面側に抜けるため、回転体３は貫通孔３５ｂ、３５ｅにおいては圧縮された流体の圧力を受けないからである。
【００３７】
このとき、流体注入口２１ａ及び流体注入口２１ｅから供給される流体の圧力が等しいとすると、荷重Ｆｅの方が、荷重Ｆａよりも大きくなる。これは、回転体３の下側において圧力を受ける面積が、回転体３の上側において圧力を受ける面積よりも大きいからである。具体的には、流体注入口２１ｅからの流体により圧力を受ける面積が、流体注入口２１ａからの流体により圧力を受ける面積よりも広いからである。
【００３８】
したがって、ｙ軸の＋側を正の向きとすると、回転体３全体としては、荷重Ｆｅ＋（−荷重Ｆａ）＝荷重Ｆｓを受けることとなる。つまり、アンバランス荷重ＦＧとは反対方向の荷重Ｆｓが発生する（図７参照）。荷重Ｆｓはアンバランス荷重ＦＧを反対方向の力であるため、荷重Ｆｓとアンバランス荷重ＦＧが釣り合い、回転体３を回転支持することができる。荷重Ｆｓは、貫通孔３５ａ〜３５ｆに起因して生じる力であり、流体による圧力を受ける面積の違いにより生じている力である。そのため、回転体３の回転中においても、常にアンバランス荷重ＦＧに対して反対方向を向いている。なお、設計上想定されるアンバランス荷重ＦＧに合わせて、貫通孔のサイズや数量を変えることにより、アンバランス荷重ＦＧに合わせた対向荷重Ｆｓを生み出すことができる。
【００３９】
このとき軸受部材２ｂの円筒内壁面には対向荷重Ｆｓの反作用として反対方向への荷重を受け、固定台４へ荷重伝搬するが、固定台４は反作用荷重に対して十分な大きな剛性を持つため画像に影響を及ぼすような振動を起こさない。
【００４０】
また、従来のＣＴ装置として一般的に使用するボールベアリングのような転がり軸受を使用した場合、固定台４、軸受部の剛性比により、この反作用荷重が転がり部へ一定の交番荷重を及ぼし、短時間でフレッチング等の回転機能障害を起こすが、本実施例の場合、流体軸受構造となるため回転機能を損なうことなく長期的な回転動作が可能である。
【００４１】
なお、図８に示すように、流体絞り２３と回転体３の外周面とが、常に対向していることが好ましい。つまり、回転体３の径方向（図８ではｙ軸方向）において、流体絞り２３と、貫通孔３５ｂ、３５ｅに挟まれた回転体３の外周面と、が重なっていることが好ましい。言い換えると、回転体３の径方向において、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、流体絞り２３とは重ならない位置に形成されていることが好ましい。なぜならば、回転体３の径方向において、流体絞りと貫通孔とが重なってしまうと、流体絞りから流出した流体が回転体３の外周面に当たらずに、貫通孔に流入して、回転体３の内周面側に抜けてしまう。そのため、流体絞りによって上昇した流体の圧力が十分に回転体３に伝わらず、回転体３の動作が不安定になってしまうからである。
【００４２】
また、上述したように、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の外周面に圧縮流体が当たる面積を調整するものであり、流体動圧を発生させるための溝ではない。つまり、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、動圧溝とは異なる溝である。
【００４３】
以上のように、本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００の構成によれば、流体軸受２に回転可能に支持された回転体３が回転ユニットを備えている。また、回転体３の外周面には貫通孔３５ａ〜３５ｆが設けられている。具体的には、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の回転中心Ｃ２に対して回転ユニットの重心位置と反対側の位置に設けられている。このとき、回転体の外周面において、貫通孔３５ａ〜３５ｆが設けられた部分は、貫通孔が設けられてない部分に比べて、流体により圧力がかかる面積が少ない。そのため、回転体３全体として、回転体３の中央から貫通孔３５ａ〜３５ｆ方向へ向かう荷重Ｆｓが発生する。この荷重Ｆｓは、回転体３の偏芯により発生するアンバランス荷重ＦＧとは反対方向を向く釣り合い力である。したがって、Ｘ線ＣＴ装置１００は、荷重Ｆｓを用いて、アンバランス荷重ＦＧを回転支持することができる。また、荷重Ｆｓを発生させるためには、回転体３の外周面に貫通孔を設けるだけでよい。このため、Ｘ線ＣＴ装置１００は、別途特別な装置等を用意する必要もなく、簡易な構成によりアンバランス荷重ＦＧをＣＴ装置の回転機構に影響を及ぼすことなく回転支持することができる。
【００４４】
なお、実施の形態１においては、回転体３のｘ軸及びｙ軸に対する偏芯を回転支持する場合について説明したが、本発明を用いることにより、ｚ軸方向のアンバランス荷重も回転機構に影響を及ぼすことなく回転支持することができる。例えば、図１１に示すように、貫通孔を回転体３の幅方向（ｚ軸方向、回転軸方向）中央に対して非対称となるように形成する。図１１に示した回転体３は、回転体３の幅方向において手前側（−ｚ方向側）には、貫通孔３５ａ〜３５ｃが形成されているが、奥側（＋ｚ方向側）には、貫通孔は形成されていない。このため、図１０を参照して説明した原理と同様に、回転体の手前側よりも奥側の方が流体の圧力を受ける面積が広くなるため、回転体３の奥側の方が手前側よりも大きな力を受ける。その結果、回転体３の回転軸がｚ軸に対して傾くような力が発生する。この力を利用して、ｚ軸方向のアンバランス荷重も回転支持することができる。
【００４５】
＜実施の形態２＞
本発明にかかる実施の形態２について説明する。本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置２００の構成を図１２に示す。本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置２００は、上述したＸ線ＣＴ装置１００の構成に加えて、圧力調整部６ａ〜６ｈと、圧力制御部７と、偏芯量検出部８と、をさらに備える。なお、その他の構成についてはＸ線ＣＴ装置１００と同様であるので、説明を適宜省略する。
【００４６】
＜Ｘ線ＣＴ装置２００の構成＞
圧力調整部６ａ〜６ｈは、それぞれ流体注入口２１ａ〜２１ｈに接続され、流体を供給する。圧力調整部６ａ〜６ｈは、圧力制御部７の指示に応じて、接続された流体注入口２１ａ〜２１ｈに供給する流体の圧力を調整することができる。なお、以降の説明においては、流体注入口２１ａ〜２１ｈに供給される流体の圧力を、注入圧力と称す。
【００４７】
圧力制御部７は、偏芯量検出部８の検出結果に基づいて、圧力調整部６ａ〜６ｈに、各流体注入口２１ａ〜２１ｈに対する注入圧力を指示する。圧力制御部７は、圧力調整部６ａ〜６ｈを個別に制御することができる。つまり、圧力制御部７は、圧力調整部６ａ〜６ｈに対して、それぞれ異なる注入圧力を指示することができる。
【００４８】
偏芯量検出部８は、回転体３の偏芯量を検出するセンサである。偏芯量検出部８としては、例えば、ダイヤルゲージ等のセンサを用いることができる。偏芯量検出部８は、回転中の回転体３の偏芯量をリアルタイムで常時検出し、検出結果を圧力制御部７に出力する。
【００４９】
＜Ｘ線ＣＴ装置２００の動作＞
続いて、本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置２００の動作について説明する。まず、回転体３がモータ５の駆動により回転を始めると、偏芯量検出部８が、回転体３の偏芯量を検出する。偏芯量検出部８は、検出結果を圧力制御部７に出力する。このときの検出結果とは、例えば、回転体３の位相と偏芯量（外周面の位置の変位量）との関係を示すデータである。
【００５０】
圧力制御部７は、検出結果に基づいて、回転体３がどの位相のときに、どの方向に、どの程度の偏芯しているのかを算出する。これは、回転体３がどの位相のときに、どの方向に、どの程度のアンバランス荷重が発生しているのかを算出することに等しい。
【００５１】
そして、圧力制御部７は、回転体３にアンバランス荷重に対向する荷重がかかるように、各圧力調整部６ａ〜６ｈを制御する。つまり、圧力制御部７は、アンバランス荷重と釣り合うように、偏芯量検出部８の検出結果に基づいて、圧力調整部６ａ〜６ｈをフィードバック制御する。また、偏芯量が既知の場合は、フィードフォワード制御であってもよい。要はアンバランス荷重と釣り合う圧力制御を加えられればいずれの制御であってもよい。具体的には、圧力制御部７は、アンバランス荷重が向く方向に位置する流体注入口２１の注入圧力を、アンバランス荷重が向く方向とは反対方向に位置する流体注入口２１の注入圧力よりも大きくなるように、各圧力調整部６ａ〜６ｈを制御する。
【００５２】
ここで、図１３〜図１５を参照して、回転体３の位相に応じて変化する各流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力について説明する。図１３は、アンバランス荷重が下方向（ｙ軸の−方向）を向いている状態である（時刻ｔ１）。図１４は、アンバランス荷重が時刻ｔ１から４５°回転した状態である（時刻ｔ２）。図１５は、アンバランス荷重が時刻ｔ２から４５°回転して、左方向（ｘ軸の−方向）を向いている状態である（時刻ｔ３）。
【００５３】
まず、時刻ｔ１において、アンバランス荷重ＦＧは、流体注入口２１ｅを向いている。そのため、圧力制御部７は、流体注入口２１ｅの注入圧力を上昇させるように、圧力調整部６ｅに指示する。同時に、圧力制御部７は、流体注入口２１ｅに対向する位置の流体注入口２１ａの注入圧力を低下させるように、圧力調整部６ａに指示する。これにより、図１３に示すように、流体注入口２１ａの注入圧力と流体注入口６ｅの注入圧力とは異なる圧力となる。
【００５４】
具体的には、流体注入口６ｅの注入圧力は、対向する流体注入口２１ａの注入圧力よりも大きい。つまり、流体注入口６ｅから回転体３にかかる荷重Ｆｅは、流体注入口２１ａから回転体３にかかる荷重Ｆａよりも大きい。このため、回転体３全体としては、荷重Ｆｅと荷重Ｆａとを合計した荷重Ｆｓを受ける。この荷重Ｆｓは、アンバランス荷重ＦＧとは反対方向の釣り合い荷重であり、アンバランス荷重ＦＧを回転支持することができる。
【００５５】
時刻ｔ２においては、アンバランス荷重ＦＧは、流体注入口２１ｆを向いている。そのため、圧力制御部７は、流体注入口２１ｆの注入圧力を上昇させるように、圧力調整部６ｆに指示する。同時に、圧力制御部７は、流体注入口２１ｆに対向する位置の流体注入口２１ｂの注入圧力を低下させるように、圧力調整部６ｂに指示する。加えて、圧力制御部７は、時刻ｔ１において注入圧力を上昇させていた流体注入口２１ｅの注入圧力を低下させるように、圧力調整部６ｅに指示する。また、圧力制御部７は、時刻ｔ１において注入圧力を低下させていた流体注入口２１ａの注入圧力を上昇させるように、圧力調整部６ａに指示する。これにより、時刻ｔ１の状態と同様に、荷重Ｆｆと荷重Ｆｂとの合計によって、アンバランス荷重ＦＧとは反対方向の荷重Ｆｓが発生する。
【００５６】
時刻ｔ３においては、アンバランス荷重ＦＧは、流体注入口２１ｇを向いている。そのため、圧力制御部７は、流体注入口２１ｇの注入圧力を上昇させるように、圧力調整部６ｆに指示する。同時に、圧力制御部７は、流体注入口２１ｇに対向する位置の流体注入口２１ｃの注入圧力を低下させるように、圧力調整部６ｃに指示する。加えて、圧力制御部７は、時刻ｔ２において注入圧力を上昇させていた流体注入口２１ｆの注入圧力を低下させるように、圧力調整部６ｆに指示する。また、圧力制御部７は、時刻ｔ２において注入圧力を低下させていた流体注入口２１ｂの注入圧力を上昇させるように、圧力調整部６ｂに指示する。これにより、時刻ｔ１、ｔ２の状態と同様に、荷重Ｆｇと荷重Ｆｃとの合計によって、アンバランス荷重ＦＧとは反対方向の釣り合い荷重Ｆｓが発生する。
【００５７】
このように、圧力制御部７は、回転体３の位相に合わせて、流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力を個別に制御する。つまり、流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力は、回転体３の位相の変化に応じて変動する。
【００５８】
また本実施例では、外輪２ｂ円筒内壁面には釣り合い荷重Ｆｓの反作用力を受け、固定台４へ荷重伝搬するが、固定台４は十分大きな剛性を持つためＣＴ画像に影響を及ぼす振動を起こすことなく、且つ、流体軸受構造であるため、従来ＣＴ装置で一般的な転がり軸受構造では起こるフレッチング等による回転機能障害を起こすことなく長期的な回転動作が可能である。
【００５９】
以上のように、本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置２００の構成によれば、流体軸受２が複数の流体注入口２１ａ〜２１ｈを有する。また、圧力制御部７が、圧力調整部６ａ〜６ｈを用いて、偏芯量から発生する力に釣り合うように、各流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力を個別に制御する。これにより、回転体３に影響を及ぼすことなく回転体３のアンバランス荷重を回転支持することができる。
【００６０】
また、実施の形態１において説明した貫通孔と組み合わせることにより、偏芯量が大きい回転体３を安定して回転させることができる。つまり、偏芯量が大きい回転体３を、注入圧力の調整のみで回転させようとすると、回転体３の回転が不安定になり、流体軸受２と回転体３とが接触してしまう恐れがある。しかし、Ｘ線ＣＴ装置の設計段階である程度予測できるアンバランス荷重（偏芯量）に対しては、貫通孔を設けることにより、アンバランス荷重を釣り合わせておく。そして、貫通孔の作用だけでは釣り合わせきれなかった微小なアンバランス荷重は、注入圧力の調整を用いて完全に釣り合わせることができる。これにより、偏芯量が大きくバラつきを持つ回転体３にも対応することができる。さらに、Ｘ線管の変更等により、回転ユニットの重心が設計段階から多少変化したとしても、注入圧力を変更するだけで対応することができ、バランシング用錘の付け替え等の作業を必要としない。つまり、回転ユニットの変更に対する柔軟性が高い。
【００６１】
加えて、従来の流体軸受においては、回転体の外径と流体軸受の内径（軸受孔の径）とのギャップ（距離）を高精度で調整する必要がある。具体的には、回転体の外径と流体軸受の内径とのギャップが数十μｍ程度まで調整する必要がある。このため、製造コストがかかってしまう。これに対して、本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置２００は、上記のように、貫通孔を設けて事前に大雑把にアンバランス荷重を釣り合わせるため、多少のアンバランス荷重は不釣り合い荷重として残る可能性がある。つまり、回転体３の回転中に回転軸が多少ぶれる可能性がある。このため、回転体３の外径と流体軸受２の内径とのギャップを従来よりも広くして、回転体３と流体軸受２とが接触することを回避している。具体的には、回転体３の外径と流体軸受２の内径とのギャップを数百μｍ程度まで広げている。つまり、回転体３の外径と流体軸受２の内径とのギャップの精度を従来よりも落とすことができる。言い換えると、ギャップの高精度な調整が不要であるため、製造コストを低減させることができる。もちろん、貫通孔の作用だけでは釣り合いしきれなかったアンバランス荷重に対しては、上記のように注入圧力の調整を用いて釣り合わせることができるため、回転体３の回転精度も担保することができる。
【００６２】
なお、上記の説明においては、圧力制御部７は、偏芯量検出部８の検出結果に基づいて、リアルタイムの偏芯量に基づいて各流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力をフィードバック制御していたが、予め設定された注入圧力に基づいてフィードフォワード制御等のオープンループ制御をしてもよい。
【００６３】
例えば、予めテスト動作を行い、所望の回転速度で回転する回転体３に生じるアンバランス荷重と釣り合うように、各流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力を設定する。なお、このとき設定された各流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力は、回転体３の位相と共に変化する。そして、テスト動作において設定された注入圧力を回転体３の位相に対応付けたデータ（流体圧力情報）を作成し、Ｘ線ＣＴ装置２００のメモリ（記憶部）に記憶しておく。
【００６４】
Ｘ線ＣＴ装置２００が実際に動作する際には、圧力制御部７は、回転体３の位相を検出する位相検出部から検出された位相に基づいて、流体圧力情報を参照し、各流体注入口２１ａ〜２１ｈが注入すべき圧力を取得する。そして、圧力制御部７は、取得した注入圧力に基づいて、各圧力調整部６ａ〜６ｈに指示し、各流体注入口２１ａ〜２１ｈの注入圧力を調整する。このような方法によっても、上記の説明と同様の効果が得られる。
【００６５】
また、回転体３の回転速度により、発生するアンバランス荷重が異なるため、それと釣り合わせるために必要な注入圧力も異なる。そのため、回転体３の設定回転速度に応じて、複数種類の流体圧力情報を用意してもよい。これにより、さまざまな回転速度に対応することができる。
【００６６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更及び組み合わせをすることが可能である。例えば、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の外周面から内周面まで貫通する孔であるが、これに限られるものではない。貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の外周面と流体軸受２の内周面（軸受孔２４）とにより形成される空間を大気開放できる孔であればよい。そのため、貫通孔３５ａ〜３５ｆは、回転体３の外周面から側面（外周面及び内周面をｚ軸方向に挟む面）まで貫通していてもよい。つまり、外周面とは異なる面（内周面または側面）に貫通する貫通孔であればよい。
【００６７】
また、上記の実施の形態においては、流体軸受２の外周面に、８つの流体注入口２１ａ〜２１ｈが等間隔に配置されていたが、流体注入口の位置や個数はこれに限られない。ただし、不規則な間隔で流体注入口を設けると、注入圧力の設定及び制御が煩雑になってしまう。これに対して、等間隔に配置されている場合は、ある位相における注入圧力制御を、位相の変化に合わせて徐々にずらしていくように制御すればよい。このため、制御や設計の負担を軽減できる。
【００６８】
さらに、流体注入口の個数については、少なくとも３つ以上であることが好ましい。例えば、周方向に１８０°離して２つの流体注入口を配置した場合（図５における流体注入口２１ａ、２１ｅのみの場合）を考えると、当該２つの流体注入口を結ぶ直線と直交する方向（図５における流体注入口２１ｃ、２１ｇの方向）の荷重制御ができなくなる。これに対して、周方向に１２０°離して３つの流体注入口を配置した場合には、各方向についてある程度の荷重制御ができる。もちろん、９０°離して４つの流体注入口を配置することがさらに好ましく、流体注入口の数が多い程、高精度の制御が実現できる。
【符号の説明】
【００６９】
２  流体軸受
３  回転体
４  固定台
５  モータ
６ａ〜６ｈ  圧力調整部
７  圧力制御部
８  偏芯量検出部
２１ａ〜２１ｈ  流体注入口
２２  流体通路
２３  流体絞り
２４  軸受孔
３１  Ｘ線管
３２  Ｘ線検出部
３３  高電圧発生装置
３４  制御装置
３５ａ〜３５ｆ  貫通孔
５１  小プーリ
５２  ベルト
１００、２００  Ｘ線ＣＴ装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2015029638.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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