JP3880675B2 - X線管用駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによりX線管陽極を回転駆動するX線管用駆動装置に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、X線管用駆動装置は、X線管陽極をダイレクトドライブ形のモータにより回転させながらX線***を行なうものであり、そのX線管陽極の軸受手段として球軸受を使用している。
しかしながら、この従来のものでは軸受寿命が短いという問題があり、これに代わるものとして、流体軸受を用いることで、軸受長寿命化ひいては駆動装置の使用寿命の延長を図ることが考えられている。
【0003】
しかし、この場合、流体軸受の流体が常温以下になると凝固してX線管すなわちモータの回転がロックされるおそれがある。このロックが検出されないとなると、ロック状態が放置されてモータの焼損や、他の関連部品の破損等を招くおそれがある。
【0004】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の使用寿命の延長を図り得ると共に、モータロックあるいはモータロックが発生しそうな状況を検出できて、モータの焼損および他の関連部品の破損等を防止することが可能なX線管用駆動装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、モータによりX線管陽極を回転駆動するようにしたものにおいて、
X線管陽極の軸受手段として流体軸受を用い、
前記モータの消費電力を測定してモータロックを検出するための電力変換器を設け、
この電力変換器による測定結果により正常か異常か判定する正否判定手段を設け、
前記X線管陽極の起動時に前記モータに通常駆動電圧より高い電圧を一定時間印加し、その後通常駆動電圧を印加し、この通常駆動電圧印加時に前記正否判定手段により正常か異常かを判定し、その判定結果が異常であるときには、この電圧印加パターンおよび判定動作を一定回数繰り返すように制御する駆動制御手段を設けたところに特徴を有する。
【0006】
この構成においては、X線管陽極の軸受手段として流体軸受を用いるから、軸受の長寿命化が図られる。この場合、流体軸受の流体が常温以下になると凝固してモータの回転がロックされるおそれがあるが、そのロックを未然に防ぐことが可能となる。すなわち、流体の凝固が始まると、モータの回転速度が減少してゆく。このときモータの消費電力が通常よりも大きくなる。従って、上記構成においては、モータの消費電力を測定する電力変換器を設けると共に、この電力変換器による測定結果により正常か異常か判定する正否判定手段を設けているので、このモータの消費電力の測定結果をもってモータロックあるいはモータロックが発生しそうな回転速度状況であるか否かを検出することができる。従って、モータロックが放置されることを未然に防ぐことが可能となり、モータの焼損や他の関連部材の破損を防止できるようになる。
しかも、この構成においては、上記電力変換器は、電流および電圧を読み取る機器であるからコストも安く、例えばロータリーエンコーダの回転検出手段を用いる場合と違って、コストの低廉化が図れる。
X線管陽極の起動時には、流体軸受の流体が凝固しがちであることもあり、モータに通常の駆動電圧を印加したのでは、モータがロックすることがある。しかるに上記構成においては、X線管陽極の起動時にモータに通常駆動電圧より高い電圧を一定時間印加することで、モータがロックすることなくX線管陽極を起動することが可能となる。そして、その後通常駆動電圧を印加し、この定常駆動電圧印加時に正否判定手段により正常か異常かを判定するから、X線管陽極の起動が良好になされたか否かを判断できる。この判定が異常であるときには、再度、電圧印加パターンおよび判定動作を一定回数繰り返すから、X線管陽極の起動が最初に失敗してもそれ以降に起動を成功させることが可能となる。
【0009】
請求項2の発明は、駆動制御手段が、X線***時およびX***待機中以外の時に通常駆動電圧より低い電圧でモータを連続駆動するところに特徴を有するものである。
X線***を行なうべくX線管陽極を起動するときに、流体軸受部分の温度が低いと流体が凝固しがちで、モータがロックすることがある。しかるに、この構成においては、X線***時およびX線***待機中以外の時にモータを連続駆動するから、流体軸受部分を予熱しておくことが可能で、モータロックが防止され、X線管陽極が良好に起動するようになる。この場合、通常駆動電圧より低い電圧でモータを駆動するから、消費電力も少なくて済む。
【0010】
請求項3の発明は、モータによりX線管陽極を回転駆動するようにしたものにおいて、
X線管陽極の軸受手段として流体軸受を用い、
前記モータを駆動する駆動手段としてインバータを用い、
このインバータの出力側の欠相を検知する欠相検知手段を設け、
前記モータの消費電力を測定してモータロックを検出するための電力変換器を設け、
この電力変換器による測定結果により正常か異常か判定する正否判定手段を設け、
X線管陽極の回転起動時にモータに高電圧を一定時間印加し、その後通常駆動電圧を印加し、この定常駆動電圧印加時に正否判定手段により正常か異常かを判定し、その判定結果が異常であるときには、この電圧印加パターンおよび判定動作を一定時間繰り返すように制御し、X線***時およびX***待機中以外の時に通常駆動電圧より低い電圧でモータを連続駆動し、前記欠相検知手段により欠相が検知されたときにインバータの駆動を停止する駆動制御手段を設けたところに特徴を有する。
【0011】
この構成においては、軸受の長寿命化が図られ、モータの焼損や他の関連部品の破損を未然に防ぐことが可能となると共にコストの低廉化も図り得る。さらに、モータをインバータにより駆動するについて、欠相検知手段にて欠相を検出できて、インバータのパワースイッチング素子等の破損を防止することができるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をCTスキャナに適用した一実施例につき図面を参照しながら説明する。図1には、電気的構成を示している。3相200Vの電源1にはノイズフィルタ2を介してインバータ3が接続されている。このインバータ3は、X線管陽極駆動用のモータ4を駆動させるためのもので、直流出力の電圧を可変できる交流・直流変換回路、パワースイッチング素子を有するインバータ主回路等を有して構成されている。前記モータ4は、図示しないが、その回転子にX線管陽極が直結されており、その軸受としては流体軸受が用いられている。また、インバータ3の出力側には、例えば電流変換器からなる欠相検知手段5a,5b,5cが設けられており、その検知信号は制御回路6に与えられるようになっている。また、モータ4の消費電力を測定するための電力変換器7を設けており、この電力変換器7は電流と電圧とを読み取ってモータ4の消費電力を測定するもので、その測定結果は電圧変換されて上記制御回路6に与えられる。
【0013】
制御回路6はマイクロコンピュータを含んで構成されており、これは、正否判定手段としての機能を有するものであり、電力変換器7の消費電力測定結果(電圧レベル)をデジタル変換して、予め設定された基準範囲と比較して正常か異常かを判定するようになっている。この基準範囲は、モータ4が正常に回転しているときの電力に相当する電圧レベル(この場合1〜4Vの電圧範囲)に設定されている。モータ4がロックもしくは回転があまり立ち上がらない状況では消費電力が高いものであり、この場合、測定結果は上記基準範囲の上限4Vを超え、これをもって異常(モータロックによる異常)と判定する。また、測定結果が基準範囲の下限1Vを下回ると、何らかの異常として判定する。なお、制御回路6は、上記判定結果や欠相検知手段5a〜5cの検知結果を受け、これをCTスキャナのシステム側へ送信するようになっている。
【0014】
また、制御回路6は、駆動制御手段としての機能も有しており、以下、これら手段を作用説明と共に説明する。
今、図2には、電源投入時におけるモータ4に印加する電圧の変化を示している。電源が投入されると、制御回路6は、まず200Vを6秒間印加し、その後、通常駆動電圧(X線***がなされるところの駆動電圧)である120Vに切り替え、この切り替え時点から0.5秒経過したところで(時点t1)、電力変換器7による測定結果に基づいてモータ4の回転状況を判定する。
【0015】
すなわち、測定結果の電圧が基準範囲1〜4Vの範囲内にある時は正常(起動良好つまりモータの回転が良好に立ち上がっている)と判定し、その範囲外である時には異常(起動不良)と判定する。この異常判定の時には、再度電圧を200Vに上げてこれを6秒保持し、その後120Vに切り替え、再度上記判定動作を行なう。ここでさらに異常が判定され続けるとすると、この電圧印加パターンおよび判定動作を40分間繰り返す。正常が判定されると(時点t2)、電圧を100Vに落とす。
【0016】
この状態では、図3に示すように、5秒間隔で電力変換器7による測定結果に基づいてモータ4の回転状況を判定するが、正常が判定されると、印加電圧は100Vのままとする。異常が判定されると、前述と同様に印加電圧を200Vに上げて6秒間保持し、その後120Vに切り替えて0.5後に再度正常か異常かを判断し、ここで正常に戻れば、再び100Vに戻し、異常であればモータ4を停止する。
【0017】
なお、上述の定常回転中にシステム側からX線***待機指令が制御回路6に与えられると、電圧が120Vに上げられてこの電圧でモータ6が駆動され、この後システム側でX線***が実行される。このX線***待機中は、例えば1秒間隔で、電力変換器7の測定結果を別の基準範囲と比較することにより正常・異常の判定を行なう。
一方、欠相検知手段5a〜5cのいずれかにより欠相が検知されると、制御回路6は、インバータ3のパワースイッチング素子をオフする。
【0018】
このような実施例においては、X線管陽極の軸受手段として流体軸受を用いるから、軸受の長寿命化が図られる。この場合、流体軸受の流体が常温以下になると凝固してモータの回転がロックし、もしくはロックしそうな回転状況となるおそれがあるが、本実施例によれば、モータロックあるいはモータロックが発生しそうな状況を検出できて、モータ4の焼損や他の関連部品の破損を未然に防ぐことができる。すなわち、流体軸受における流体の凝固が始まると、モータ4の回転速度が減少してゆく。このときモータ4の消費電力が通常よりも大きくなる。従って、本実施例においては、モータ4の消費電力を測定する電力変換器7を設けると共に、この電力変換器7による測定結果により正常か異常か判定する正否判定手段としての制御回路6を設けているので、このモータ4の消費電力の測定結果をもってモータ4のロックもしくはロックしそうな回転速度状態であるか否かを検出することができる。従って、モータ4の焼損や他の関連部品の破損を未然に防ぐことができる。
しかも、本実施例によれば、上記電力変換器7は、電流および電圧を読み取る機器であるからコストも安く、例えばロータリーエンコーダの回転検出手段を用いる場合と違って、コストの低廉化が図れる。
【0019】
ところで、X線管陽極(モータ4)の起動時には、流体軸受の流体が凝固しがちであり、モータ4起動時に通常駆動電圧を印加したのでは、モータ4がロックすることがある。しかるに本実施例によれば、モータ4の起動時に該モータ4に通常駆動電圧より高い電圧を一定時間(6秒間)印加することで、モータ4がロックすることなく起動することが可能となる。そして、その後通常駆動電圧を印加し、この通常駆動電圧印加時に正否判定手段たる制御回路6により正常か異常かを判定するから、X線管陽極の起動が良好になされたか否かを判断できる。この判定が異常であるときには、再度、電圧印加パターンおよび判定動作を一定回数繰り返すから、X線管陽極の起動が最初に失敗してもそれ以降に起動を成功させることが可能となる。
【0020】
さらにまた本実施例によれば、X線***時およびX線***待機中以外の時にモータ4を連続駆動するから、流体軸受部分を予熱しておくことが可能で、モータ4のロックが防止され、X線管陽極が良好に起動するようになる。この場合、通常駆動電圧より低い電圧でモータを駆動するから、消費電力も少なくて済む。
【0021】
しかも本実施例によれば、欠相検知手段5a〜5cのいずれかにより欠相が検知されると、制御回路6は、インバータ3のパワースイッチング素子をオフするから、インバータ3のパワースイッチング素子等の破損を防止することができるものである。
【0022】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。
請求項1の発明によれば、軸受ひいては装置全体の長寿命化を図ることができ、しかもモータロックあるいはモータロックが発生しそうな状況であるか否かを検出することができ、モータの焼損や他の関連部品の破損を未然に防ぐことが可能となる。しかもコストの低廉化も図ることができる。さらに、X線管陽極の起動が最初に失敗してもそれ以降に起動を成功させることが可能となる。
【0023】
請求項2の発明によれば、X線***時およびX線***待機中以外の時にモータを連続駆動するから、流体軸受部分を予熱しておくことができ、モータロックが防止され、X線管陽極を良好に起動でき、この場合、通常駆動電圧より低い電圧でモータを駆動するから、消費電力も少なくて済む。
【0024】
請求項3の発明によれば、軸受ひいては装置全体の長寿命化を図ることができ、しかもモータロックあるいはモータロックが発生しそうな状況であるか否かを検出することができ、モータの焼損や他の関連部品の破損を未然に防ぐことが可能となる。しかもコストの低廉化も図ることができる。さらに、モータをインバータにより駆動するについて、欠相検知手段にて欠相を検出できて、インバータのパワースイッチング素子等の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電気的構成のブロック図
【図2】起動時における電圧制御と正常・異常の判定結果との関係を示すタイムチャート
【図3】起動後における電圧制御と正常・異常の判定結果との関係を示すタイムチャート
【符号の説明】
3はインバータ、4はモータ、5a〜5cは欠相検知手段、6は制御回路(正否判定手段、駆動制御手段)、7は電力変換器を示す。
Claims (3)
- モータによりX線管陽極を回転駆動するようにしたものにおいて、
X線管陽極の軸受手段として流体軸受を用い、
前記モータの消費電力を測定してモータロックを検出するための電力変換器を設け、
この電力変換器による測定結果により正常か異常か判定する正否判定手段を設け、
前記X線管陽極の起動時に前記モータに通常駆動電圧より高い電圧を一定時間印加し、その後通常駆動電圧を印加し、この通常駆動電圧印加時に前記正否判定手段により正常か異常かを判定し、その判定結果が異常であるときには、この電圧印加パターンおよび判定動作を一定回数繰り返すように制御する駆動制御手段を設けたことを特徴とするX線管用駆動装置。 - 駆動制御手段は、前記X線管陽極の起動時に前記モータに通常駆動電圧より高い電圧を一定時間印加し、その後通常駆動電圧を印加し、この通常駆動電圧印加時に前記正否判定手段により正常か異常かを判定し、その判定結果が異常であるときには、この電圧印加パターンおよび判定動作を一定回数繰り返すように制御し、X線***時およびX線***待機中以外の時には、通常駆動電圧より低い電圧でモータを連続駆動することを特徴とする請求項1記載のX線管用駆動装置。
- モータによりX線管陽極を回転駆動するようにしたものにおいて、
X線管陽極の軸受手段として流体軸受を用い、
前記モータを駆動する駆動手段としてインバータを用い、
このインバータの出力側の欠相を検知する欠相検知手段を設け、
前記モータの消費電力を測定してモータロックを検出するための電力変換器を設け、
この電力変換器による測定結果により正常か異常か判定する正否判定手段を設け、
X線管陽極の起動時にモータに高電圧を一定時間印加し、その後通常駆動電圧を印加し、この定常駆動電圧印加時に正否判定手段により正常か異常かを判定し、その判定結果が異常であるときには、この電圧印加パターンおよび判定動作を一定時間繰り返すように制御し、X線***時およびX線***待機中以外の時に通常駆動電圧より低い電圧でモータを連続駆動し、前記欠相検知手段により欠相が検知されたときにインバータの駆動を停止する駆動制御手段を設けたことを特徴とするX線管用駆動装置。
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