JP2003260048A

JP2003260048A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2003260048A
Application number: JP2002062813A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Makino; 英一牧野; Tsutomu Suzuki; 力鈴木; Akira Kurome; 明黒目
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】開口部を横断する回転磁束及び電磁ノイズ
と、回転によって生じる騒音及びスキャナ内の温度上昇
とを低減する。【解決手段】スキャナ回転部材を回転子とし、この回
転子に回転子鉄心と複数の導体とを設けてこれらの導体
を短絡環に接続し、該回転子を挟み対峙する位置に配置
した少なくとも１組の固定子鉄心と固定子巻線とから成
る固定子とを有し、前記固定子巻線に３相交流電流を流
して回転磁界を発生させ、この回転磁界により前記回転
子を回転させる構成としたダイレクトドライブ方式のス
キャナ回転機構とする。また、回転部材が停止している
時に、ファンにより固定子を冷却し、この冷却風をダク
トを介してスキャナ外部に放出させるたり、あるいは回
転子の惰性回転によって発生した気流を羽根によって回
転子に送り続ける構成や上記回転子に該回転子の半径方
向に渦巻状のフィンを設ける。さらに、上記ダクトを透
磁性の良い材料のダクトカバーで覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線ＣＴ装置に係わ
り、特にスキャナを高速に回転させてスキャン時間を短
縮するのに好適なスキャナ回転機構を備えたＸ線ＣＴ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から扇状のＸ線
ビームを被検体に照射し、該被検体を透過したＸ線を前
記Ｘ線管と対向する位置に配置したＸ線検出器で検出
し、この検出したデータを画像処理して前記被検体の断
層像を得るものである。

【０００３】前記Ｘ線検出器は、円弧状に配列された数
百にも及ぶ検出素子群で構成され、被検体を挟んでＸ線
管に対向して配置されており、検出器素子の数に対応し
た数の放射状に分布するＸ線通路を形成し、Ｘ線管と検
出器が一体となって被検体の周りを少なくとも180度以
上回転させて一定の角度ごとに被検体の透過Ｘ線を検出
する。

【０００４】このＸ線ＣＴ装置において、近年、“短時
間で広い範囲のスキャンが可能”、“体軸方向に連続し
たデータが得られ、これによって三次元画像の生成が可
能になる”などの特徴により、ヘリカルスキャンやスパ
イラルスキャンと呼ばれるら旋ＣＴが急激に普及した。

【０００５】このら旋ＣＴは、上記Ｘ線管とＸ線検出器
を被検体の周りに連続して回転させると共に被検体を載
置した天板を移動させることで広範囲に亘る多層の断層
像データを計測して、このデータにより画像を再構成す
ることによって三次元のＣＴ画像と撮影にかかる時間を
大幅に短縮することを可能としたものである。

【０００６】すなわち、Ｘ線ＣＴ装置は、通常は複数の
ユニットから構成され、Ｘ線管とＸ線検出器を被検体の
周りに回転させて前記被検体を透過したＸ線データを計
測するスキャナと、前記被検体を載置する天板を備えた
被検体テーブルと、前記スキャナで計測したデータを画
像処理して再構成画像を生成する画像処理装置と、この
画像処理装置で再構成した画像を表示する画像表示装置
と、各種の操作指令を入力する操作卓及びシステム全体
を制御するシステムコントローラ等から構成されてい
る。この中で、スキャナは、被検体にＸ線を照射するＸ
線照射手段であるＸ線管と、このＸ線管から放射された
Ｘ線をファンビーム状にコリメートするコリメータと、
Ｘ線管を冷却する冷却装置と、Ｘ線管に高電圧を印加す
るための高電圧発生装置と、被検体を透過したＸ線を検
出する多チャンネルのＸ線検出器と、このＸ線検出器の
微弱な電気的出力を増幅する増幅器と、これらを支持し
て中央に被検者を位置させるため円形の穴を設けた回転
部材と、この回転部材を回転自在に支持するフレーム
と、このフレームに固定され上記回転部材の回転動作を
なさせる減速機とモータ、及び前記回転部材と減速機出
力軸を連結するベルト（通常は歯付きベルトが用いられ
る）等から構成される。このような構成のスキャナにお
いて、前記モータを回転させると、モータ出力軸の回転
動力は減速機を介して減速され、ベルトを介して上記回
転部材と連結され、Ｘ線管とＸ線検出器が被検者の周囲
を回転して、所定角度毎のＸ線投影データを取得（撮
影、またはスキャンと呼ぶ場合がある）するようになっ
ている。Ｘ線管や高電圧発生ユニット等を搭載した回転
部材は、カウンターウエイト搭載が可能であるため回転
軸周りの質量バランスを得ることは容易であり、かつ高
速始動の必要もなく、概ね一定の速度で回転すれば良い
ことから、モータはオープンループ制御による誘導モー
タを用いることが多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置においては、ら旋ＣＴの普及により診断技術は格
段に進歩したが、さらに心臓等の動きのある臓器に対す
る撮影の要求も生じて来ている。このような要求に応え
るためには、Ｘ線管とＸ線検出器の回転速度を上げてス
キャン時間を短縮する必要がある。すなわち、上記スキ
ャナの回転部材の回転速度を上げなければならない。こ
のスキャン時間は、心臓以外の臓器では１秒／回転でも
問題はないが、心臓等の動きのある臓器では、前記の１
秒／回転では不足であり、0.7秒／回転から0.5秒／回転
へ、さらには0.3秒／回転といった高速回転の短時間ス
キャンが求められる。

【０００８】しかし、上記した従来のスキャナ回転駆動
機構を用いて0.７秒／回転以下の高い回転速度で回転さ
せると、歯付きベルトによる風切り騒音が70dBを越え
る。Ｘ線ＣＴ装置は、静粛さが要求される病院内の検査
室で使用されることから、上記騒音は被検者及び操作者
にとっては耳障りなものとなり静粛な駆動方式が望まれ
る。この騒音問題を解決し、高速回転を図るには、減速
機やベルトを介して回転部材を回転させるのではなく、
前記回転部材そのものをモータの回転子とする、いわゆ
るダイレクトドライブ方式（以下、DD方式と呼ぶ）を利
用する必要がある。このDD方式には二つの方式があり、
その一つは前記回転部材に回転力を発生させるために永
久磁石を用いる方式と、他の一つは、前記回転部材の周
囲に回転磁界を発生させて該回転部材に誘起した誘導起
電力を利用する方式である。しかしながら、上記永久磁
石を用いる方式では、上記回転部材の中央部には被検者
を出し入れするための直径が1000mm程度の円形の穴（被
検者挿入用開口部）が設けられているので、これにより
直径が1000mm程度の中空の形状を有する回転子を永久磁
石を用いて実現しようとすると、装置が大型となると共
に製作上の困難さが伴い、かつコスト高となって経済性
の面でも問題がある。これに対して、誘導起電力を利用
する方式では、回転子外周に発生する回転磁束が前記回
転部材の中空を貫通することになるので、この時、被検
者がペースメーカを装着していたり、心電計を装着して
いる場合は、前記中空を通る回転磁束によって前記装置
が誤動作する要因となることが考えられ好ましくない。

【０００９】さらに、永久磁石、誘導起電力いずれを用
いた方式のものでも、多大な電磁ノイズが外部に漏出
し、前記微弱な電気的出力を増幅する増幅器の信号にノ
イズが混入して最終的に得られる画像の品質を低下させ
ることも考えられる。このような電磁ノイズの問題を解
決するには、前記回転部材を含むDDモータをシールドす
るなどの策を講じなければならないので、スキャナは大
型なものとなり、高速回転を阻害する要因になりかねな
い。

【００１０】そこで、本発明の目的は、スキャナ回転部
材に設けた開口部を横断する回転磁束及び電磁ノイズ
と、前記回転部材の回転によって生じる騒音及び前記ス
キャナ内の温度上昇とを大幅に低減することができるダ
イレクトドライブ方式のスキャナ回転機構によりスキャ
ナ回転を高速化して、スキャン時間を短縮し、心臓等の
動きのある臓器の撮影を可能とするＸ線ＣＴ装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の手段
によって達成される。（1）Ｘ線を被検者に照射するＸ線照射手段と、前記被
検者を挟み該Ｘ線照射手段と対向配置したＸ線検出手段
と、前記被検者を配置する開口部を設け、少なくとも前
記Ｘ線照射手段とＸ線検出手段を搭載して前記被検者の
周りを回転させる回転部材と、この回転部材を回転駆動
させる回転駆動手段と、前記回転部材及び回転駆動手段
を支持するフレームとを有し、前記Ｘ線検出手段で検出
した被検者の透過Ｘ線情報を処理して該被検者の断層画
像を得るＸ線ＣＴ装置において、前記回転駆動手段は、
前記回転部材を回転子とし、この回転子に複数の導体を
設けてこれらの導体を接続し、該回転子を挟み対峙する
位置に配置した少なくとも１組の固定子鉄心と固定子巻
線とから成る固定子と、前記固定子巻線に回転磁界を発
生させるための交流電流を供給する回転磁界発生用電源
とを有し、前記発生した回転磁界により前記回転子を回
転させて前記回転部材を回転させるように構成する。

【００１２】（2）前記回転子は、前記回転子鉄心の回
転軸の内周と外周のそれぞれに設けた短絡環と、これら
の短絡環の両端に接続された複数の導体とで構成しても
良いし、あるいは前記回転子鉄心の概ね同一円周面内に
設けた直径の異なる2つの短絡環と、これらの短絡環の
両端に接続された複数の導体とで構成しても良い。

【００１３】（3）前記回転子鉄心は、複数のスロット
を打ち抜いたケイ素鋼板を積層して形成し、前記導体を
前記複数のスロットにおさめ、これらの導体の両端を前
記短絡環に接続する。

【００１４】（4）Ｘ線を被検者に照射するＸ線照射手
段と、前記被検者を挟み該Ｘ線照射手段と対向配置した
Ｘ線検出手段と、前記被検者を配置する開口部を設け、
少なくとも前記Ｘ線照射手段とＸ線検出手段を搭載して
前記被検者の周りを回転させる回転部材と、この回転部
材を回転駆動させる回転駆動手段と、前記回転部材及び
回転駆動手段を支持するフレームとを有し、前記Ｘ線検
出手段で検出した被検者の透過Ｘ線情報を処理して該被
検者の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置において、前記回転
駆動手段は、前記回転部材を回転子とし、かつ前記回転
子を磁性金属体とその両面に接続された導体より形成
し、また回転子を挟み対峙する位置に配置した少なくと
も1組の固定子鉄心と固定子巻線とから成る固定子とを
設けると共に、前記固定子巻線に3相交流電流を流して
回転磁界を発生させ、この回転磁界により前記回転子を
回転させることにより、前記回転部材を回転させるよう
に構成する。

【００１５】（5）前記（4）の回転子の鉄心を、磁性金
属体の両面に平板状の導体を固着することにより形成す
る。

【００１６】（6）前記（1）及び（5）の固定子を複数
組設けた場合、各固定子を前記回転子の円周方向にほぼ
等間隔に設ける。

【００１７】（7）前記回転子に取付けた冷却フィン
と，該フィンからの冷却風を案内するダクトカバーと、
該ダクトカバーに取付けた冷却用ファンと，前記固定子
の温度を検出する温度センサと、該温度センサの温度情
報により前記ファンを制御する制御装置とを備えて、前
記固定子を冷却する。

【００１８】（8）前記回転部材の回転数を検出する回
転数検出器を備え、この回転数検出器で検出した前記回
転部材の回転数情報を前記制御装置に入力して前記ファ
ンからの送風量を制御する。

【００１９】（9）前記ダクトカバーには透磁性の良い
材料を用いるか、あるいはシールド材を前記ダクトカバ
ーに貼り付けて前記固定子から発生する電気的ノイズを
シールドする。

【００２０】（10）上記回転子の惰性回転によって発生
した気流を羽根によって回転子に送り続ける構成や上記
回転子に該回転子の半径方向に渦巻状のフィンを設ける
構成とすることにより、スキャナ内の温度上昇を抑制す
る。

【００２１】このように構成することによって、前記回
転子の外周部もしくは片側面に配置した固定子と、前記
回転子の内周部もしくは他側面に配置した固定子とから
生じる回転磁束は、上記2つの固定子外部に漏出するこ
となく、回転子の回転トルクに利用できる。これによ
り、製作の難しい大口径の永久磁石を必要とせずに、電
磁ノイズの影響を受けない高画質の画像と低騒音のダイ
レクトドライブ方式によるスキャナの高速回転ができる
とともに前記スキャナ内を効率良く冷却することがで
き、スキャン時間を短縮して心臓等の動きのある臓器の
撮影も可能とするＸ線ＣＴ装置を提供することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図1〜図18
の実施例を用いて詳細に説明する。（1）ダイレクトドライブ方式によるスキャナ回転機構（実施例１）図1に本発明によるＸ線ＣＴ装置のダイレ
クトドライブ方式スキャナ回転機構の第一の実施例を示
す。図1（a）は斜視図、（b）は正面図、（c）は（b）
のB−B断面図である。Ｘ線管とＸ線検出器などを搭載し
て回転させる回転部材をダイレクトドライブモータ（DD
モータ）の回転子2として用い、この回転子２は、スロ
ットを打ち抜いたケイ素鋼板を積層して形成した回転子
鉄心（図示省略）と、該回転子２の回転軸（Ｘ軸）方向
に設けた2つの短絡環4，6と、該短絡環4，6に接続した
複数の導体8とで構成される。

【００２３】これらの短絡環4，6と導体8の電気材料に
は、従来の誘導電動機と同様に銅、アルミニウムを用
い、前記スロットに各導体8をおさめてこれらの導体を
前記短絡環4，6に接続すると、後述の固定子側で発生し
た回転磁界によって前記導体8に電圧を誘起し、この電
圧により該導体8に電流が流れて回転子2にトルクを発生
して該回転子は回転する。

【００２４】なお、導体8は、この導体に流れる電流に
よって発生するトルクの高調波成分で生じる騒音を低減
するために、Ｘ軸に対してわずかに角度を持たせた構造
とするのが好ましい。

【００２５】前記回転子２の周囲には、該回転子2の円
周方向に分割して、二組の固定子10，16を対向する位置
に配設し、これらの固定子には多相交流を供給して回転
磁界を発生するための後述の固定子巻線を巻く。

【００２６】なお、図1の実施例においては、回転磁界
を発生するための固定子及びこれに巻いた固定子巻線を
2つ設けた例をあげたが、本発明は分割数に限定するも
のではなく、3以上設けても良く、あるいは分割せずに
全周方向としても良い。ただし、分割した場合はそれら
の固定子はほぼ同一のものとし、かつ固定子間の間隔を
等しくした方が、回転子を速度むら無く円滑に回転させ
る上で重要なことである。

【００２７】固定子と回転子の形状や位置関係の詳細は
後述するが、各固定子10，16は、外周固定子14，20と、
内周固定子12，18からなり、回転子2を挟み込んで配設
する。

【００２８】22は、回転子2に取り付けるリング部材
で、このリング部材22は、大口径のベアリング26を介し
てハウジング24に連結され、このハウジング24により回
転自在に支持される。なお、ベアリング26は、大口径の
もの1つではなく、小径のベアリングを円周上に複数個
配置しても良い。上記ハウジング24は、固定部材28，30
により、前記固定子10，16を固定する。

【００２９】図2は、上記図1で説明した固定子10，16及
びこれに巻かれた固定子巻線と回転子2の形状や位置及
び磁束等の関係について、固定子10を例にあげて示した
図であり、図1（ｃ）のＥ−Ｅ断面図を示している。図2
において、外周固定子14と、内周固定子１２には、概ね
図２に示す様なスロット（溝）を設け、各スロット間の
凸部には、巻線88，90，92，94，96，98が巻かれてい
る。巻線88，90は、導体8a，8b，8c，8d等から成る回転
子2を挟み対峙する位置に、巻線92，94は導体8a，8b，8
c，8d等から成る回転子2を挟み対峙する位置に、巻線9
6，98は導体8a，8b，8c，8d等から成る回転子2を挟み対
峙する位置に配置する。

【００３０】この例は、内周固定子12、外周固定子14に
U，V，Wの位相差120°ずつの3相電力を供給するものと
しているため、上記のように対峙する巻線は3組として
いるが、相数については、限定しない。各巻線の巻き方
向は、対峙する巻線に同一位相の電流を流した時に発生
する磁束の方向が同じ方向となるようにする。なお、各
巻線の巻数や巻き方についてもは限定するものでは無
く、回転磁界を発生することができればどのようなもの
でも良く、従来の誘導電動機と同様な手法が利用でき
る。すなわち、図2では簡略化のために巻線回数を1回に
したが、磁束密度を高めるために適当な巻数にすれば良
い。また、巻き方も隣り合う複数の凸部を纏めて、かつ
隣り合う相をラップさせて巻く巻き方を適用して良く、
特に限定はしない。さらに、極数についても限定はしな
い。この図2に示すものを隣り合って配置し、2極、4
極、またはそれ以上の極数とすれば良く、前記回転子の
回転数は前記極数と前記固定子巻線に供給する3相交流
電圧の周波数とから決まるので、これらはＸ線ＣＴ装置
のスキャン時間から最適な値にすれば良い。固定子12と
固定子14との間以外に磁束が漏れないように（矢印J1，
J2、J3以外に磁束が通らない）して磁気結合を高めて効
率をあげるために、前記固定子巻線をおさめるスロット
の形状は、図2に示す形状としたが、この形状に限定す
るものではなく、さらに磁気結合を高める意味では、ギ
ャップδも重要であり、可能なかぎり小さくした方が良
い。以上に説明したDD方式によるスキャナの回転駆動
は、商用電源でも可能であるが、その回転数を任意に設
定できることと、起動からスキャン時間に対応した回転
数まで円滑に立ち上げること及び立ち上げた後の速度を
一定にできることなどから、速度制御が可能なインバー
タ回路を用いた方が良い。

【００３１】図3に、インバータ回路を用いて3相交流電
圧を発生し、この電圧を前記固定子巻線に供給する回路
を示す。この図3のインバータ回路は、商用の3相交流電
源U，V，Wの電圧を3相全波整流回路126で直流電圧に変
換し、この直流電圧を６個のスイッチング素子102，10
4，106，108，110，112とこれらのスイッチング素子と
逆並列に接続されたダイオード114，116，118，120，12
2，124で構成された公知のインバータ回路で、任意の周
波数の３相交流電圧に変換して、これを図1に示した第
１の実施例のDDモータの固定子巻線に供給するものであ
る。前記インバータ回路のスイッチング素子102，104，
106，108，110，112には絶縁ゲート形バイポーラトラン
ジスタ（以下、IGBTと略記）が適しているが、他のスイ
ッチング素子でも良い。このインバータ回路の出力電圧
u，v，wは、内周固定子12の固定子巻線90，94，98と外
周固定子14の固定子巻線88，92，96に供給するために、
前記インバータ回路のu相端子（スイッチング素子102と
スイッチン素子104との接続点）の電圧は対峙する固定
子巻線88と90に、v相端子（スイッチング素子106とスイ
ッチン素子108との接続点）の電圧は対峙する固定子巻
線92と94に、w相端子（スイッチング素子110とスイッチ
ン素子112との接続点）の電圧は対峙する固定子巻線96
と98に接続する。128は、上記各IGBT102，104，106，1
08，110，112を導通、非導通に制御するためのスイッチ
ング信号を発生させるインバータ制御回路で、このイン
バータ制御回路128は、上位のコントローラ130により、
上記ＩＧＢＴ102，104，106，108，110，112のスイッチ
ング周波数が設定周波数になるように制御する。なお、
上記インバータ回路の出力電圧は、固定子10の外周固定
子14と内周固定子12とに供給するようにしたが、この電
圧は固定子16の外周固定子20と内周固定子18にも供給す
るようにしても良いし、別々のインバータ回路を構成し
てそれぞれ個別に対応する固定子巻線に供給するように
しても良い。ただし、この場合は2個のインバータ回路
の出力電圧の位相は一致させる必要がある。さらに図1
の説明でも述べたように固定子の分割数を増やしても上
記と同様にインバータ回路に接続してDDモータを回転駆
動することもできる。

【００３２】次に以上説明した第1の実施例の動作につ
いて説明する。図3において、上位コントローラ130から
スキャン時間とスキャン開始指令がインバータ制御回路
128に入力されると、インバータ制御回路128では前記ス
キャン時間に対応した120°位相のずれたインバータ回
路のスイッチング周波数指令を生成し、これを増幅して
スイッチング素子であるIGBT102〜112のゲートに供給し
て該IGBTをスイッチング駆動する。これによって駆動さ
れたインバータ回路は前記スイッチング周波数指令に対
応した3相交流電圧を出力し、これを外周固定子14の固
定子巻線と内周固定子12の固定子巻線に供給することに
よって、例えば図3の矢印ベクトルG1→G2→G3、H1→H2
→H3にて示す方向に回転する回転磁界を発生する。

【００３３】これにより、図2からわかるように、G1とH
1、G2とH2、G3とH3の磁束の方向は同一となるように巻
線を施してあることから、回転子2の導体と鎖交する最
大磁束はJ1→J2→J3→J1と回転し、この回転する磁束に
よって回転子導体8a，8b，8c，8dには起電力が誘起さ
れ、これによって前記各導体に電流が流れてトルクが発
生し、回転子2は回転する。このとき、前記回転子は前
記回転磁界よりも遅れて回転するので、前記回転磁界の
回転速度と回転子の速度との間には一般の誘導電動機と
同様に差が生じる。これがすべりである。上記は固定子
10について述べたが、固定子16についても同様である。

【００３４】このようにして発生する磁束に注目する
と、回転子の回転に寄与する磁束は、外周側固定子14と
内周側固定子12、及び外周側固定子20と内周側固定子18
の間のみ生じることから、回転子2の中央部に設けた開
口部内を貫通する磁束がない。さらに、回転磁束を発生
するための固定子は、円周方向の一部にしかないので、
前記固定子周辺以外に磁束は発生することなく、かつ永
久磁石を用いていないことから、電磁ノイズが少なく小
型で製作が容易なコスト的にも有利なDDモータ方式のス
キャナ回転機構が可能となる。

【００３５】（実施例２）図4に、本発明によるＸ線Ｃ
Ｔ装置のダイレクトドライブ方式スキャナ回転機構の第
二の実施例を示す。図4（a）は斜視図、（b）は正面
図、（c）は（b）のD−D断面図である。上記図1の第1の
実施例と異なるのは、主に回転子の形状にある。回転子
36は、スロットを打ち抜いたケイ素鋼板を積層して形成
した回転子鉄心（図示省略）と、概ね同一円周面内に配
置され直径の異なる2つの短絡環38，40と、上記短絡環3
8，40に接続する複数の導体42で構成される。導体42
は、この導体に流れる電流によって発生するトルクの高
調波成分による騒音を低減するために、前記回転子の半
径方向に対しわずかに角度を持たせるのが好ましい。ま
た、これらの短絡環38，40と導体42の電気材料には、従
来の誘導電動機と同様に銅、アルミニウムを用い、前記
各導体42はスロットおさめて固定し、これらを前記短絡
環38，40に接続する。前記回転子36の周囲には、該回転
子36の円周方向に分割して、二組の固定子44，50を対向
する位置に配設し、これらの固定子には多相交流を供給
して回転磁界を生成する図示省略の固定子巻線が巻かれ
る。

【００３６】なお、図4の実施例においては、回転磁界
を生成するための固定子及びこれに巻かれる固定子巻線
を2つ設けた例をあげたが、本発明は分割数に限定する
ものではなく、3以上設けても良く、あるいは分割せず
に全周方向としても良い。ただし、分割した場合はそれ
らの固定子はほぼ同一のものとし、かつ固定子間の間隔
を等しくした方が、回転子を速度むら無く円滑に回転さ
せる上で重要なことである。

【００３７】上記固定子44は、片側面固定子48と他側面
固定子46から成り、もう一方の固定子50は、片側面固定
子52と他側面固定子54（前記片側面固定子52の背部）か
ら成っており、それぞれ回転子36を挟み込むように構成
している。56は、回転子36に取り付けるリング部材であ
る。このリング部材56は、大口径のベアリング60により
ハウジング62から回転自在に支持する。なお、ベアリン
グ60は、大口径のもの1つではなく、小径のベアリング
を円周上に複数個配置しても良い。上記ハウジング62
は、固定部材64，66により、前記固定子44，50を固定す
る。

【００３８】その他、固定子の形状及びこの固定子に巻
かれる巻線、回転子導体の形状及びこれらの導体の配置
関係、そしてこれらを用いた構造の回転子の回転の原理
と動作は、上記第１の実施例と符号は異なるが同一であ
り、また、前記回転子を回転させる駆動回路も上記図3
のものをそのまま利用できるので、その説明は省略す
る。

【００３９】（実施例３）図5に本発明によるＸ線ＣＴ
装置のダイレクトドライブ式回転機構の第3の実施例を
示す。図5の（a）はＸ線ＣＴ装置のスキャナの正面図、
（ｂ）は図5の（a）のE-E線に沿う拡大断面図、図5の
（ｃ）及び（ｄ）は作用説明図である。なお、本発明に
よるダイレクトドライブ式回転機構を用いたスキャナの
詳細については後述するが、図5の（a）の148は被検者
を挿入する開口部、168はスキャナを回転可能に支持す
るフレーム、150はＸ線管である。

【００４０】上記した第1，2の実施例では、回転子2，3
6の導体8，42を円周方向に複数配置したが、第3の実施
例では環状に形成された磁性金属体403の両側面に、1枚
板よりなる平板状の導体401，402をそれぞれ固着するこ
とにより、回転子400を構成している。また第1，2の実
施例では、回転子鉄心にケイ素鋼鈑を積層したものを使
用したが、ケイ素鋼鈑は透磁率の点でもっとも好ましい
反面、加工性が劣ることから、製作コストが高くなるな
どの可能性がある。そこで第3の実施例では、回転子鉄
心に安価な汎用の鋼鈑を使用し、磁性金属体403に爆発
圧接や、拡散接合、ろう付けなどの接合手段を採用し、
ろう付けの場合は、ろう材に金や銀、ニッケルを主材と
した金属を使用することが好ましい。

【００４１】さらに回転子400の周囲には、第2の実施例
と同様に回転子400の円周方向に分割して、二組の固定
子44，50を対向する位置に配設し、これら固定子44，50
には多相交流を供給して、回転磁界を生成するための図
示しない固定子巻線が巻かれている。なおその他の構成
については、第1，2の実施例と同様なのでその説明は省
略するが、固定子44，50を複数設ける場合、円周方向に
均等配置することが好ましい。

【００４２】以上のように構成された第3の実施例によ
るスキャナ回転機構の作用を説明すると、第1，2の実施
例のように回転子2，36の導体8，42を円周方向に複数設
ければ、図5の（c）に示すように導体8，42を流れる渦
電流は回転子2，36の半径方向のみとすることができる
が、第3の実施例のように導体401，402を一枚板とした
場合、導体401，402に発生する渦電流は図5の（d）に示
すように、磁界中を円周方向に流れる。このため回転子
2，36の半径方向だけではなく、円周方向にも力が発生
するため若干効率は低下するが、回転子2，36の回転に
は支障ない。

【００４３】（2）本発明によるダイレクトドライブ回
転機構を用いたスキャナ（実施例４）図6、図7に図1、図4及び図5に示したダイ
レクトドライブ方式スキャナ回転機構を用いたＸ線ＣＴ
装置のスキャナを示す。図6（a）は前方から見た斜視
図、図6（b）は後方から見た斜視図、図7（a）は正面
図、図7（b）は断面図で、それぞれ外装カバーを取り除
いた状態を示している。

【００４４】被検者は寝台に横臥して（図示省略）、開
口部148内に挿入され、被検者の体軸方向をＸ軸方向に
あわせている。150はＸ線を照射するＸ線管であり、こ
のＸ線を被検者に照射し、前記被検者を透過した透過Ｘ
線をＸ線検出器152で検出し、電気信号に変換する。前
記Ｘ線検出器は多チャンネルの検出器で構成され、この
検出器で検出した微弱電気信号を増幅器154a，154bで増
幅する。上記Ｘ線管150に印加する数10kV以上の直流の
高電圧を発生するＸ線高電圧発生装置には、商用電源を
整流し、この整流した直流電圧をインバータ回路で高い
周波数の交流電圧に変換し、この変換した高周波の交流
電圧を高電圧変圧器で昇圧し、整流回路で再び直流電圧
に変換して直流の高電圧を発生するインバータ式Ｘ線高
電圧装置が用いられ、これによってＸ線高電圧発生装置
を小型にしてこれをスキャナ回転部に搭載可能としてい
る。このインバータ式Ｘ線高電圧装置は、インバータ回
路とその制御回路とから成るＸ線制御ユニット158と、
前記インバータ回路の出力電圧を昇圧、整流する高電圧
変圧器や高電圧整流回路等の高電圧発生ユニット160で
構成され、これらは図5に示すようにスキャナ回転部に
搭載している。

【００４５】なお、上記インバータ式Ｘ線高電圧装置
は、スキャナー回転部に搭載する場合と、それ以外の静
止部に配設する場合とがあるが、上記図5は前者のスキ
ャナ回転部に搭載した例である。156は、Ｘ線管を冷却
するために、前記Ｘ線管内の油を循環させ空冷するため
の冷却器である。162は、冷却器156や図示を省略した他
の様々なユニットを制御するための制御器である。164
は、上記Ｘ線管150，検出器152，増幅器154a，154b，Ｘ
線制御ユニット158，高電圧発生ユニット160制御器162
等を搭載する回転板である。この回転板164は、ベアリ
ング170により、フレーム168からＸ軸周りを回転自在に
なるように支持される。上記回転板164には、回転子2
が、上記フレーム168には円周方向に2分割した2つの回
転磁界を生成する固定子10，16を取り付けている。回転
子2、固定子10，16の詳細形状、動作原理、制御方法等
は、上記図1〜図5の実施例と同じであるので説明は省略
するが、開口部148内部を貫通する磁束はなく、心電計
やペースメーカを付けた被検者を撮影しても、これらの
機器は誤動作することがないので安全に撮影することが
可能となる。なお、回転子2の構造を上記第2の実施例に
示した如く、円盤状にしても良い。この場合においても
回転子、固定子の詳細形状、動作原理、制御方法等は、
上記第2の実施例と同じであるので省略する。このよう
に構成することによって、スキャナーのＸ軸方向の厚み
を薄くすることが可能になり、設置環境のスペース効率
が上がり、また被検者に与える圧迫感を低減できる。

【００４６】（3）本発明によるダイレクトドライブ方
式スキャナ回転機構の冷却と電気的ノイズ遮蔽上記のように、本発明によるダイレクトドライブ方式の
スキャナ回転機構は、鉄心と巻線から成る固定子の該固
定子巻線に三相交流電流を流して回転磁界を発生させ、
この回転磁界によって回転子に誘起した誘導起電力を利
用して回転力を生じさせるものであるが、前記巻線や鉄
心の発熱によるスキャナ内の温度上昇に対しても配慮し
なければならない。スキャナ内の温度が上昇すると、特
にＸ線検出器の周りの温度も上昇し、該Ｘ線検出器の検
出特性にも影響を及ぼすことが考えられる。また、前記
回転磁界によって発生した電気的ノイズが周囲の電気部
品に悪影響を及ぼさないようにもしなければならない。

【００４７】（実施例５）そこで、スキャナ内部の熱を
スキャナ外部に効率よく排出し，かつ周囲に電気的ノイ
ズが漏れないようにするための一実施例を図8〜図11を
用いて説明する。

【００４８】図8は図1，図4及び図5に示した本発明によ
るＸ線ＣＴ装置のダイレクトドライブ方式スキャナ回転
機構に冷却と電気的ノイズ遮蔽手段を付加した実施例
で、スキャナの背面から見た図である。図8において、
前記Ｘ線管150と前記Ｘ線検出器152などを搭載して回転
させる回転部材をダイレクトドライブモータの回転子と
して用い，この回転子の周囲には回転磁界を発生する固
定子鉄心14，20（内周固定子），12，18（外周固定子）
と固定子巻線88，92，96（内周固定子巻線），90，94，
98（外周固定子巻線）が配置されている。

【００４９】図9は図8のA−A断面図である。図9におい
て、回転子は、回転子導体8と回転子鉄心2とからなる。
また，固定子はスロットを設けた固定子鉄心14，20（内
周固定子），12，18（外周固定子）と，前記スロット間
の凸部に巻かれている固定子巻線88，92，96（内周固定
子巻線）、90，94，98（外周固定子巻線）とからなり，
回転子を挟み対峙する位置に配置される。前記固定子巻
線に3相交流電流を流すことによって生じる回転磁界に
より、前記回転子導体8に電圧を誘起し、この電圧によ
り回転子導体8に電流が流れて回転子にトルクを発生し
て回転子は回転する。

【００５０】上記図8及び図9に示すように、前記回転子
には、回転時に固定子に冷却風を吹きつけるためのフィ
ン170が取付けられている。さらに、前記固定子は、フ
ィン170により発生した冷却風を効率良く固定子へ送
り、その冷却風をスキャナ外部に通じているダクト出口
176まで案内するダクトカバー174により覆われている。
また、このダクトカバー174には，内周側から外周側に
向けて、固定子に冷却風を送ることができるファン178
が取付けられている。このように構成することにより、
回転部材が回転している時、回転子のフィン170により
発生した冷却風が固定子を冷却し、固定子を冷却した後
の冷却風はダクトカバー174を通り、ダクト出口176か
ら、固定子にて発生した熱とともにスキャナ外部へ放出
される。

【００５１】図10はファン178の送風制御を行うブロッ
ク図である。図10において，固定子に取付けた温度セン
サ186により、固定子の温度を検出し、その固定子の温
度情報を制御装置182に入力する。この制御装置182は，
前記固定子の温度情報を判断し、ファンスイッチ184の
オン，オフによりファン178からの送風を制御する。

【００５２】図11はファン178のオン，オフ制御を行う
制御装置182のフローチャートである。図11において、
回転部材が停止している時（回転数＝０）は、固定子に
取付けた温度センサ186で検出した固定子の温度が設定
した温度以上に達している場合、ファンスイッチ184を
オンにする。そして、固定子の温度が設定した温度以下
になるとファンスイッチ184をオフにする。なお、回転
部材が回転している時、もしくは、固定子の温度が設定
温度以下の時は、ファンスイッチ184はオフとする。

【００５３】さらに、回転部材が停止していることを検
出するために、図10に示すように、回転数検出器180を
用いて、回転板164の回転数を検出し、該検出した回転
数情報を制御装置182に入力して、上記ファン178からの
送風を制御する手段を備えても良い。このように構成す
ることで、回転部材が停止している時でも，ファン178
により設定温度以下まで固定子を冷却し、固定子を冷却
した後の冷却風は、ダクトカバー174を通り、ダクト出
口176からスキャナ外部へ放出される。また、ダクトカ
バー174は固定子を覆っているため、このダクトカバー1
74の材質に透磁性の良い材料を使用すると，固定子から
発生する電気的ノイズをシールドし、周囲に与えるノイ
ズを低減することもできる。なお、ダクトカバーに透磁
性の悪い材質を使用した場合は、他のシールド材をダク
トカバーに貼り付けても良い。

【００５４】（実施例６）図12は、回転子を冷却するた
めの回転子構造の実施例の概略図であり、（a）は側面
の断面図、（b）は（a）のQ−Q断面図である。図12にお
ける回転子200は、ドーナッツ状の円板202，204と、こ
れら円板202、204の間に配置されたフィン210，212，21
4，216，218，220，222，224，及び上記円板202，204の
表面に固着された導体206，208から構成される。

【００５５】フィン210，212，214，216，218，220，22
2，224は、同図に示すように渦巻き状に形成する。図12
において、回転子200が矢印Ｒに示す方向に回転する
と、回転子200の中心部の空気は、フィン210，212，21
4，216，218，220，222，224の作用により、矢印T１、T
2，T3，T4，T5，T6，T７，T8に示す方向に前記フィン間
を通って外周側に流れる。すなわち、回転子200が回転
すると、回転子自身の回転により気流を生成し、この気
流によって回転子が冷却されることになる。なお、円板
202，204と、これら円板の間に配置されるフィン210，2
12，214，216，218，220，222，224は、磁性金属が好ま
しく、フィンの個数は必要に応じて適宜設ければ良い。

【００５６】（実施例７）図13は、本発明によるＸ線Ｃ
Ｔ装置のダイレクトドライブ方式スキャナ回転機構に冷
却手段を付加した他の実施例で、スキャナの背面から見
た図である。図13に示すように、回転子2の内側には、
該回転子に風を送るための羽根324、装置内部の温度、
回転子2の温度を検出するための熱電対などの温度セン
サ300、温度センサ302、回転子2の回転速度Pを検出する
ためエンコーダなどの速度センサ304が設けられ、それ
ぞれのセンサの信号である温度信号306、温度信号308、
速度信号310は制御回路312に入力する。制御回路312
は、温度信号306、温度信号308、速度信号310に基づい
て、インバータ回路316に動作指令314を出力し、インバ
ータ回路316は制御回路312からの動作指令314に基づい
て、任意の周波数の三相交流電圧318を固定子14，20の
固定子巻線に供給する。これらの構成をもとに、図14，
15，16，17を用いて本発明の冷却の作用について説明す
る。

【００５７】図14はＸ線ＣＴ装置のスキャン時の運転パ
ターンを示したものである。図に示すように、時間t1に
回転子2が起動し、その回転速度Pが増加する。そして、
一定の加速時間を経て、回転子2はスキャン速度に到達
し（時間t2）、その後、一定回転を続ける。その間にＸ
線を被検者に照射して撮影が行われる。撮影終了後（時
間t3）、回転子の回転速度Pは減速し、停止（時間t4）
する。そして、一定の休止時間をおいた後（時間t5）
に、次の撮影を行うために再び回転子2が起動して、撮
影が行われる。このように、回転子2は撮影毎に加速と
減速を繰り返すことがわかる。

【００５８】次に、図15は、回転子2の温度を示したも
のである。時間t1で回転子を起動すると、温度が上がり
始め、スキャン終了後も（時間t3）さらに温度が上昇す
る。また、図14に示したように、運転パターンは加速と
減速を繰り返すため、回転子の温度は高くなったり冷え
たりして、温度変化が大きい。このような運転パターン
において、停止後の温度k4があまりにも高いと、休止時
間が長くなったり、回転子の電磁力の減少により所定の
回転数でスキャンできなくなることが予想される。

【００５９】図18は、回転子の回転速度と温度を示した
ものである。図に示すように、回転速度と温度の関係
は、比例関係ではなく非線形の関係にある。したがっ
て、回転速度を高くすると、回転子の温度が急激に高く
なるが、回転速度が低い場合、温度の変化率が小さく、
効率的に発熱を抑えることが可能となる。すなわち、回
転速度Pc付近ではそれほど温度は高くないので、この速
度付近で冷却すれば最も効率のよい冷却ができる。ま
た、回転子が回転速度Pc付近に達した時、インバータ回
路316から固定子巻線への電圧の供給を中止して、回転
子を惰性で回転させてやれば、回転子の回転によって発
生する気流により回転子表面を冷却することができるの
で、温度をさらに速く下げることもできる。

【００６０】以上のことから、本実施例では、回転子が
停止している休止時間中に、回転子を惰性で回転させる
惰性運転を加え、回転子の回転によって生じる気流を利
用して、回転子の温度を速く下げるものである。

【００６１】図13に示すように、回転子2の温度を温度
センサ300で検出してその出力を温度信号306として制御
回路312に入力する。また、回転子の回転速度は速度セ
ンサ304で検出してその出力を速度信号310として制御回
路312に入力する。制御回路312では、速度信号310、温
度信号306、及び設定入力器320から入力する設定温度32
2をもとに、回転子の温度が設定温度になるように演算
により求め、この演算結果を動作指令314として出力
し、インバータ回路316を制御する。制御回路312は、回
転子が休止時間中に、温度信号306と設定温度322とを比
較しながら、回転子の回転状態（速度信号310）に応じ
て、回転子２の温度が下がるようにインバータ回路316
の出力電圧をオン，オフする。

【００６２】この制御回路312の動作について、図19を
用いて詳しく説明する。なお、時間t4で、回転子2が停
止した後、回転子2の温度が上昇する時点から説明す
る。

【００６３】図19に示すように、制御回路312では、速
度信号310をもとに回転子2が停止状態であるかどうかを
検出する（ステップ1）。時間t4では、回転子2は停止状
態にあるので、ステップ2へ進み、温度信号306と設定温
度322とを比較し、回転子の温度を下げる必要があるか
どうかを判断する。なお、設定温度322は、回転子の温
度の上限を設定する温度であり、設定入力器320から任
意に設定できるようになっている。また、時間t4では、
図14に示すように、回転子の温度が上昇し、設定温度k5
を越えるので、ステップ5へ進み、回転速度Pcと基準温
度k0が設定される。回転速度Pcは、回転子の温度を下げ
るために適当な回転速度を示し、上記の図18から求める
ことができる。その後、回転速度Pc、基準温度k0の値
は、今後の処理のために、制御回路312内で設定記憶さ
れ（ステップ7，8）、ステップ11に進む。ステップ11で
は、設定された回転速度Pcに応じて、インバータ回路31
6に対してモータ駆動電圧を発生させる動作指令を出力
する。

【００６４】この結果、図17に示すように、時間t10で
モータ駆動電圧Vbが発生し、固定子14、20の固定子巻線
に電圧が印加されて回転子が回転する。その後、再びス
テップ1に戻る。

【００６５】次に、回転子は、モータ駆動電圧の発生に
よって、設定速度Pcに向かって回転速度を加速するの
で、この段階ではステップ1からステップ6へ進む。ステ
ップ6では、設定した回転速度Pcと速度信号310との比較
が行われ、回転子の速度が設定速度Pcに到達したかどう
かを判定する。時間t4直後では、回転子は起動直後で、
回転子の速度が設定速度Pcに到達していないので、ステ
ップ7へ進む。そして、回転子の速度が設定速度Pcに到
達するまで、ステップ1，6，10の一連の流れを繰り返
す。一定期間後、回転子の速度が設定速度Pcに到達する
と、ステップ6からステップ9，11へと進み、図17に示す
ようにモータ駆動電圧を零となるように動作指令が出力
される。これによって、回転子は惰性で回転する。この
間、図13に示すように、回転子2は、その回転により羽
根324から前記回転2の回転によって発生した気流が送ら
れるため、回転子2の温度を下げることができる。

【００６６】また、惰性で回転する時間について、Ｘ線
管球、Ｘ線検出器、Ｘ線高電圧装置などを搭載する回転
部を支持する回転部のベアリングの摩擦が小さいことか
ら、インバータ回路316の出力電圧が零になっても、す
ぐに回転子2が停止することはなく、充分に長い間、回
転し続けるが、最終的には、少なからずとも回転子自身
の摩擦によって、徐々に回転速度Pが小さくなり、やが
て回転子2は停止する。

【００６７】その後、ステップ1にもどり、回転子は惰
性で回転中であるので、ステップ6、10へ進み、回転子
が停止するまで、ステップ1，6，10の一連の流れを繰り
返す。この回転子の惰性回転によって、図15に示すよう
に、回転子の温度が下がり始め、回転子の回転は、時間
t20で停止する。この時、時間t20で回転子は停止するの
で、ステップ1からステップ2へと進むが、図15に示すよ
うに、回転子の温度は、設定温度k5よりも低くなってい
るが、基準温度k0よりも高いので、ステップ3，4へと進
む。回転子は停止しているので、ステップ4からステッ
プ5へ進み、回転子の温度を基準温度まで下げるため
に、もう一度、回転速度Pcと基準温度k0が設定され、動
作指令を出力する（ステップ7，8，11）。この結果、図
17に示すように、2度目のモータ駆動電圧Vbが発生し、
回転子が起動し、回転子の速度が設定速度Pcに到達する
まで、ステップ1，6，10の一連の流れを繰り返す。一定
時間後、回転子の速度が設定速度Pcに到達すると、ステ
ップ6からステップ9，11へと進み、図17に示すようにモ
ータ駆動電圧を零にする動作指令が出力され、回転子
は、再び、惰性で回転し、回転子の温度を下げる。この
時、固定子14、20の固定子巻線にもう一度、電圧が印加
されるために回転子2の温度kが一時的に上昇する事が予
想されるが、短時間の電圧印加であるために問題にはな
らない。その後、回転子は惰性で回転中であるので、ス
テップ6，10へ進み、回転子が停止するまで、ステップ
1，6，10の一連の流れを繰り返す。2度目の回転子の惰
性回転によって、図15に示すように、回転子の温度が下
がり始め、回転子の回転は時間t30で再び停止する。こ
の時、時間t30で回転子は停止するので、ステップ1から
ステップ2へ進むが、図15に示すように、回転子の温度
は、基準温度k0よりも低くなるので、ステップ6、10へ
と進み、回転子は完全に停止したままの状態となる。

【００６８】以上のように、図16に示した回転子の惰性
回転によって発生した気流を羽根324によって回転子に
送り続けることができるため、図15で示すように、時間
t4で回転子2が減速停止後、温度k0にまで下がるまでの
時間が従来と比較して、時間t5と時間t5'の差の分だけ
短くなる。この時間短縮によって、Ｘ線ＣＴ装置の休止
時間を短くすることができ、患者一人当たりの撮影時間
が短縮するという、いわゆる患者スループットが向上す
るというメリットが生じる。また、スリップリングを用
いたら旋スキャン方式のスキャナＸ線ＣＴ装置におい
て、前記スリップリングの寿命が問題となる場合には、
設定入力器320で設定する設定温度k5を高く設定すれ
ば、休止時間中の惰性回転の回数を少なくすることもで
きる。

【００６９】このように、ニーズに合わせて設定温度k5
を可変できるように構成すれば、その応用は拡大され
る。また、回転子2の温度kが異常に高くならないよう
に、温度信号306と温度信号308を比較し、その温度差が
一定範囲を越えた場合、制御回路312からインバータ回
路316に、モータ駆動電圧の印加を強制禁止させる事も
可能である。なお、上記実施例7は、ダイレクトドライ
ブ方式スキャナ回転駆動機構を用いたＸ線ＣＴ装置以外
の、例えばモータの駆動力をベルトでスキャナ回転板に
伝達して回転させる方式のＸ線ＣＴ装置に用いることも
できる。

【００７０】以上により、高速スキャンを実現しつつも
静粛で、開口部を貫通する磁束の少ないＸ線ＣＴ装置を
実現できる。なお、本発明においては、医療用のＸ線Ｃ
Ｔ装置として説明したが、産業用のＸ線ＣＴ装置にも適
用可能である。さらに、Ｘ線検出器として電荷結合素子
等による平面型の検出器を用いたコーンビーム方式のＸ
線ＣＴ装置に適用しても良い。

【００７１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、複数のスロット
を打ち抜いたケイ素鋼板を積層して形成した回転子鉄心
と、この回転子鉄心の回転軸の内周と外周のそれぞれに
設けた短絡環と、前記複数のスロットに導体をおさめ、
これらの導体の両端を前記短絡環に接続して構成したＸ
線ＣＴ装置のスキャナ回転部材である回転子と、該回転
子を挟み対峙する位置に配置した少なくとも1組の固定
子及びこの固定子に施した巻線に３相交流電流を流すこ
とによって生じる回転磁界により前記スキャナ回転部材
を回転させる機構としたので、スキャナ回転部材に設け
た開口部を横断する回転磁束及び電磁ノイズと、前記回
転部材の回転によって生じる騒音を大幅に低減すること
ができる。また、回転部材が停止している時に、ファン
により固定子を冷却し、この冷却風をダクトを介してス
キャナ外部に放出させるたり、あるいは回転子の惰性回
転によって発生した気流を羽根によって回転子に送り続
ける構成や上記回転子に該回転子の半径方向に渦巻状の
フィンを設ける構成とすることにより、スキャナ内の温
度上昇を抑制することができる。さらに、上記ダクトを
透磁性の良い材料のダクトカバーで覆うことにより、固
定子から発生する電気的ノイズをシールドし、周囲に与
えるノイズを低減することもできる。以上によって、ス
キャナ回転を高速化して、スキャン時間を短縮し、心臓
等の動きのある臓器の撮影も可能なＸ線ＣＴ装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置のダイレクトドライ
ブ方式スキャナ回転駆動機構の第一の実施例図。

【図２】図1の第一の実施例の固定子及び固定子巻線と
回転子の形状、位置及び磁束等の関係の説明図（図1
（c）のE−E断面図）。

【図３】インバータ回路を用いて３相交流電圧を発生
し、この電圧を図1の固定子巻線に供給する回路図。

【図４】本発明によるＸ線ＣＴ装置のダイレクトドライ
ブ方式スキャナ回転駆動機構の第二の実施例図。

【図５】本発明によるＸ線ＣＴ装置のダイレクトドライ
ブ方式スキャナ回転駆動機構の第三の実施例図。

【図６】図1、図4及び図5に示したダイレクトドライブ
方式スキャナ回転機構を用いたＸ線ＣＴ装置のスキャナ
の斜視図。

【図７】図1、図4及び図5に示したダイレクトドライブ
方式スキャナ回転機構を用いたＸ線ＣＴ装置のスキャナ
の正面図と断面図。

【図８】本発明によるダイレクトドライブ方式スキャナ
回転機構に冷却と電気的ノイズ遮蔽手段を付加した実施
例のスキャナ背面から見た図。

【図９】図8のA−A断面図。

【図１０】本発明によるダイレクドライブスキャナ回転
機構の固定子を冷却するファンの送風制御を行うブロッ
ク図。

【図１１】本発明によるダイレクドライブスキャナ回転
機構の固定子を冷却するファンのオン、オフを制御する
フローチャート図。

【図１２】本発明によるダイレクドライブスキャナ回転
機構の回転子を冷却するための回転子構造の概略図。

【図１３】本発明によダイレクトドライブ方式スキャナ
回転機構に冷却手段を付加した他の実施例図。

【図１４】Ｘ線ＣＴ装置のスキャン時の運転パターン
図。

【図１５】本発明によダイレクトドライブ方式スキャナ
回転機構の回転子の時間と温度との関係を示す図。

【図１６】本発明の惰性運転を行った時の時間と回転子
の回転速度との関係を示す図。

【図１７】本発明の惰性運転時の時間とモータ駆動電圧
（回転磁界発生用電圧）との関係を示す図。

【図１８】回転子の回転速度と温度との関係を示す図。

【図１９】回転子を冷却するための本発明による方法を
示すフローチャート図。

【符号の説明】

２回転子、４，６短絡環、８導体、１０，１６
固定子、１４，２０外周固定子、１２，１８内周固定
子、２２リング部材、２４ハウジング、２８，３０
固定部材、３６回転子、３８，４０短絡環、４２
導体、４４，５０固定子、４６，４８側面固定
子、５２，５４側面固定子、５６リング部材、６２
ハウジング、８８，９０，９２，９４，９６，９８
固定子巻線、１５０Ｘ線管、１５２Ｘ線検出器、１
６４回転板、１６８フレーム、１７０フィン、１
７２外装カバー、１７４ダクトカバー、１７６ダ
クト出口、１７８ファン、１８０回転数検出器、１
８２制御装置、１８４ファンスイッチ、１８６温度
センサ、２００回転子、２０２，２０４ドーナッツ
状の円板、２０６、２０８導体、２１０，２１２，２
１４，２１６，２１８，２２０，２２２，２２４フィ
ン、３００，３０２温度センサ、３０４速度センサ、
３０６，３０８温度信号、３１０速度信号、３１２
制御回路、３１４動作指令、３１６インバータ回
路、３２０設定入力部、３２２設定温度、３２４羽
根、４００回転子、４０１，４０２平板状の導体、
４０３環状に形成された磁性金属体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C093 AA22 CA06 CA50 EC41 EC42 EC45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線を被検者に照射するＸ線照射手段
と、前記被検者を挟み該Ｘ線照射手段と対向配置したＸ
線検出手段と、前記被検者を配置する開口部を設け、少
なくとも前記Ｘ線照射手段とＸ線検出手段を搭載して前
記被検者の周りを回転させる回転部材と、この回転部材
を回転駆動させる回転駆動手段と、前記回転部材及び回
転駆動手段を支持するフレームとを有し、前記Ｘ線検出
手段で検出した被検者の透過Ｘ線情報を処理して該被検
者の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置において、前記回転駆
動手段は、前記回転部材を回転子とし、この回転子に複
数の導体を設けてこれらの導体を接続し、該回転子を挟
み対峙する位置に配置した少なくとも１組の固定子鉄心
と固定子巻線とから成る固定子と、前記固定子巻線に回
転磁界を発生させるための交流電流を供給する回転磁界
発生用電源とを有し、前記発生した回転磁界により前記
回転子を回転させて前記回転部材を回転させるように構
成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】前記回転子は、前記回転子鉄心の回転軸
の内周と外周のそれぞれに設けた短絡環と、これらの短
絡環の両端に接続された複数の導体とで構成したことを
特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】前記回転子は、前記回転子鉄心の概ね同
一円周面内に設けた直径の異なる２つの短絡環と、これ
らの短絡環の両端に接続された複数の導体とで構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】前記回転子鉄心は、複数のスロットを打
ち抜いたケイ素鋼板を積層して形成し、前記導体を前記
複数のスロットにおさめ、これらの導体の両端を前記短
絡環に接続したことを特徴とする請求項２、３に記載の
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項５】Ｘ線を被検者に照射するＸ線照射手段
と、前記被検者を挟み該Ｘ線照射手段と対向配置したＸ
線検出手段と、前記被検者を配置する開口部を設け、少
なくとも前記Ｘ線照射手段とＸ線検出手段を搭載して前
記被検者の周りを回転させる回転部材と、この回転部材
を回転駆動させる回転駆動手段と、前記回転部材及び回
転駆動手段を支持するフレームとを有し、前記Ｘ線検出
手段で検出した被検者の透過Ｘ線情報を処理して該被検
者の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置において、前記回転駆
動手段は、前記回転部材を回転子とし、かつ前記回転子
を磁性金属体とその両面に接続された導体より形成し、
また回転子を挟み対峙する位置に配置した少なくとも１
組の固定子鉄心と固定子巻線とから成る固定子とを設け
ると共に、前記固定子巻線に３相交流電流を流して回転
磁界を発生させ、この回転磁界により前記回転子を回転
させることにより、前記回転部材を回転させるように構
成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】前記回転子の鉄心を、磁性金属体の両面
に平板状の導体を固着することにより形成してなる請求
項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】前記固定子を複数組設けた場合、各固定
子を前記回転子の円周方向にほぼ等間隔に設置してなる
請求項１または５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】前記回転子に取付けた冷却フィンと，該
フィンからの冷却風を案内するダクトカバーと，該ダク
トカバーに取付けた冷却用ファンと，前記固定子の温度
を検出する温度センサと，該温度センサの温度情報によ
り前記ファンを制御する制御装置とを備えたことを特徴
とする請求項１または５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】前記回転部材の回転数を検出する回転数
検出器を備え，この回転数検出器で検出した前記回転部
材の回転数情報を前記制御装置に入力して前記ファンか
らの送風量を制御することを特徴とする請求項８に記載
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】前記ダクトカバーには透磁性の良い材
料を用いるか、あるいはシールド材を前記ダクトカバー
に貼り付けて成る請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】前記回転子の半径方向に渦巻き状のフ
ィンを形成してなる請求項１またはは５に記載のＸ線Ｃ
Ｔ装置。
【請求項１２】少なくとも１箇所以上のスキャナ内部
の温度を検出する温度検出器と、前記回転子の回転速度
を検出するための速度検出器と、前記スキャナ内部の温
度を基準温度に設定するための基準温度設定入力器と、
前記温度検出器と速度検出器と基準温度設定入力器から
の出力信号を入力し前記スキャナ内部の温度を前記基準
温度設定入力器で設定した温度になるように前記回転子
を回転、停止させる信号を生成しこの信号を前記回転磁
界発生用電源に入力する制御手段と、前記回転子に冷却
用の羽根とを備え、非撮影時の前記スキャナの停止期間
に前記制御手段により前記回転子を回転、停止制御する
ことを特徴とする請求項１または５に記載のＸ線ＣＴ装
置。
【請求項１３】Ｘ線を被検者に照射するＸ線照射手段
と、前記被検者を挟み該Ｘ線照射手段と対向配置したＸ
線検出手段と、前記被検者を配置する開口部を設け、少
なくとも前記Ｘ線照射手段とＸ線検出手段を搭載して前
記被検者の周りを回転させる回転部材と、この回転部材
を回転駆動させる回転駆動手段と、前記回転部材及び回
転駆動手段を支持するフレームとを有し、前記Ｘ線検出
手段で検出した被検者の透過Ｘ線情報を処理して該被検
者の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置において、少なくとも
１箇所以上のスキャナ内部の温度を検出する温度検出器
と、前記回転子の回転速度を検出するための速度検出器
と、前記スキャナ内部の温度を基準温度に設定するため
の基準温度設定入力器と、前記温度検出器と速度検出器
と基準温度設定入力器からの出力信号を入力し前記スキ
ャナ内部の温度を前記基準温度設定入力器で設定した温
度になるように前記回転部材を回転、停止させる信号を
生成しこの信号を前記回転駆動手段に入力する制御手段
と、前記回転部材に冷却用の羽根とを備え、非撮影時の
前記スキャナの停止期間に前記制御手段により前記回転
部材を回転、停止制御することを特徴とするＸ線ＣＴ装
置。