(57)【要約】【課題】１００Ｖ、１５Ａの家庭用電源及び／又は小型発電機から供給された電源でＸ線装置等を稼動させることができ、特に、移動検診車にＸ線装置を搭載して用いる場合に好適なＸ線装置用の電源装置を提供することを課題とする。【解決手段】家庭用電源及び／又は発電機から供給された交流電源を直流電源に変換して蓄える充電手段及び二次電池と、この二次電池から供給された直流電源を交流電源に変換した後に、Ｘ線装置の照射に必要な瞬間的なピーク電圧に昇圧してＸ線装置に供給する昇圧回路部とを備える。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭用電源及び／又は発電機から供給された交流電源の入出力を制御する制御回路部と、
制御回路部に流れる又は制御回路部から供給される交流電源を平滑化する充電用平滑化回路部と、
平滑化した交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路部と、
このＡＣ／ＤＣ変換回路部で変換した直流電源を蓄える充電手段及び二次電池と、
この二次電池から供給された直流電源を交流電源に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路部と、
このＤＣ／ＡＣ変換回路部から供給される交流電源のピーク電圧をピークカットすることにより負荷を平滑化し、Ｘ線の照射スイッチ入力時に、平滑化した交流電源を瞬時にＸ線装置の照射に必要な瞬間的なピーク電圧に昇圧してＸ線装置に供給する昇圧回路部と
を備えていることを特徴とするＸ線装置用の電源装置。
【請求項２】
Ｘ線ＣＴ装置又は歯科用のＸ線装置とともに検診車に搭載して利用されるものであり、
制御回路部には、制御回路部に供給された交流電源を一旦直流に変換して電源安定化用二次電池が接続されており、
制御回路部又はＡＣ／ＤＣ変換回路部と、Ｘ線装置による撮像をデジタル画像処理及びデジタル画像表示するパソコンや車内の照明・空調用の各種電気機器又は車内のコンセントとの間に、ＵＰＳ（無停電電源装置）が接続されている請求項１に記載のＸ線装置用の電源装置。
【請求項３】
制御回路部に、太陽電池及び／又は燃料電池から電気の供給を受ける接続端子が設けられている請求項１又は２に記載のＸ線装置用の電源装置。
【請求項４】
二次電池の充電量を検知する充電量検知手段を有し、
この充電量検知手段による二次電池がＸ線の照射に必要な充電量（充電率）に達していない充電中の状態では、Ｘ線管の照射スイッチをＯＦＦの位置にてインターロックさせ、二次電池がＸ線の照射に必要な充電量（充電率）に達している状態になると、照射スイッチのインターロックを解除させるスイッチ回路部が、充電量検知手段と照射スイッチの間に接続されている請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線装置用の電源装置。
【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装置や歯科用Ｘ線装置に電力を供給するＸ線装置用の電源装置、特に家庭用電源及び／又は発電機等から供給した電力を通常電圧に平滑化させて蓄え、この蓄えた電源をＸ線装置の駆動に必要なピーク電圧に高めて瞬時に供給できるＸ線装置用の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の医療用のＸ線ＣＴ装置や歯科用のＸ線装置は、室内に設置して用いられるものとして設計されており、しかも、歯科用のＸ線装置を例に挙げると、Ｘ線管からＸ線を照射するときに２０Ａ（２ＫＶＡ）程度の高負荷の電力を瞬間的に消費するため、１００Ｖ、１５Ａの電力を供給する一般の家庭用電源が利用できなかった。このため、１００Ｖ、２０Ａである高負荷の高圧業務用の交流電源を利用していた。
また、医療用のＸ線ＣＴ装置や歯科用のＸ線装置をバスなどの大型車両に搭載して移動先の車内で診療やＸ線撮影することがあり、この診療車に搭載されている医療用のＸ線ＣＴ装置や歯科用のＸ線装置は、室内に設置して用いられるものがそのまま利用されていた。
そして、従来の医療用のＸ線ＣＴ装置や歯科用のＸ線装置に用いられる電源装置では、高圧業務用の交流電源をそのままＸ線装置に供給すると、単相式の上記Ｘ線装置の場合、Ｘ線管に印加する管電圧波形が正弦波状であるためリップルが多く、医療診断のための画像情報に寄与する一定レベル以上の管電圧領域が狭いという問題があることから、高圧業務用の交流電源を一旦直流電源に変換し、その後、交流電源に再変換してＸ線管に供給するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、瞬時の高負荷に対応させるために２０Ａ程度の大容量の高圧業務用の交流電源を安定供給させることによる高価格な電力利用コストは無視できず、しかも、多くの建物には高圧業務用の交流電源の供給を受けるコンセントが無いために、このような場所では、別途、このための電気工事や設備が必要であった。
特に、医療用のＸ線ＣＴ装置や歯科用のＸ線装置の利用は、病院や医院等の室内に設備するだけではなく、移動検診車の車内に設備して利用することもあり、これに対応させたＸ線装置及び機種でも商用高圧電源が利用される。このため、検診する場所の近くに高圧業務用の交流電源のコンセントが無い場合には、車輌に搭載した専用の発電機を運転させてその電源を得ていたが、この種の発電機は、上述した大容量の電源供給に対応させるために大型のものになって、発電機の設備コストが高価格化になり、発電機の設置場所の確保による車両の大型化及び、発電機の運転騒音による室内環境の悪化を招いていた。
【０００４】
このような背景下、本発明者は上記課題を解消するＸ線装置用の電源装置、特に移動検診車に搭載するＸ線装置用として好適な電源装置の開発に着手した。そして、その後における鋭意・検討の結果、遂に、これら課題を解消するＸ線装置用の電源装置を発明するに至った。
【０００５】
このような経緯を経て完成するに至った本発明は、１００Ｖ、１５Ａの家庭用電源でＸ線装置を稼動させることができ、しかも、必要に応じて小型発電機から出力させた電源等でも稼動させることができ、特に移動検診車にＸ線装置と共に搭載して用いるのに好適なＸ線装置用の電源装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために提案される請求項１に記載の発明は、家庭用電源及び／又は発電機から供給された交流電源の入出力を制御する制御回路部と、制御回路部に流れる又は制御回路部から供給される交流電源を平滑化する充電用平滑化回路部と、平滑化した交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路部と、このＡＣ／ＤＣ変換回路部で変換した直流電源を蓄える充電手段及び二次電池と、この二次電池から供給された直流電源を交流電源に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路部と、このＤＣ／ＡＣ変換回路部から供給される交流電源のピーク電圧をピークカットすることにより負荷を平滑化し、Ｘ線の照射スイッチ入力時に、平滑化した交流電源を瞬時にＸ線装置の照射に必要な瞬間的なピーク電圧に昇圧してＸ線装置に供給する昇圧回路部とを備えていることを特徴とするＸ線装置用の電源装置である。
【０００７】
このＸ線装置用の電源装置では、家庭用１００Ｖ、１５Ａの家庭用交流電源を平滑化して一旦直流電源に変換して二次電池に蓄える。この平滑化は充電させるために行なわれ、このようにすることにより安定化させた電源が充電できる。そして、この蓄えた直流電源を再び交流電圧に変換し、この変換した交流電源を平滑化する。この平滑化は電圧波形のピーク値をピークカットするために行い、このようにすると、後の昇圧回路部によって交流電源を、Ｘ線装置の照射時に、その照射に必要な高圧に高めて瞬時に供給できる。この昇圧回路部に向けた電流の流れは、Ｘ線装置の照射スイッチをＯＮ操作することにより可能となる。
Ｘ線装置用の電源装置をこのように構成すると、家庭用電源が利用できる。これにより、従来の高圧業務用の交流電源を利用していたときと比較して、基本料金の価格帯域にある電力を利用することができ、電力利用コストが大幅に抑えられる。また、高圧業務用の交流電源のコンセントが無いために利用が制限されていた多くの場所におけるＸ線装置の利用が可能になる。
必ずしも限定されるものではないが、ＤＣ／ＡＣ変換回路部には、ＵＰＳとインバータ、又は、これらに二次電池と制御回路部を加えて構成したロードコンディショナーを用いることが望ましい。ＡＣ／ＤＣ変換回路部についても、ＵＰＳとインバータを用いることが望ましい。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線装置用の電源装置において、Ｘ線ＣＴ装置又は歯科用のＸ線装置とともに検診車に搭載して利用されるものであり、制御回路部には、制御回路部に供給された交流電源を一旦直流に変換して電源安定化用二次電池が接続されており、制御回路部又はＡＣ／ＤＣ変換回路部と、Ｘ線装置による撮像をデジタル画像処理及びデジタル画像表示するパソコンや車内の照明・空調用の各種電気機器又は車内のコンセントとの間に、ＵＰＳが接続されているＸ線装置用の電源装置である。
【０００９】
このように、供給された交流電源を直流に変換して電源安定化用二次電池に蓄えると、Ｘ線装置だけでなく、電源装置からこれら電気機器に安定化電源が供給できる。このため、Ｘ線装置用の電源装置をＸ線ＣＴ装置又は歯科用のＸ線装置とともに車輌に搭載して、移動検診車による移動検診、巡回検診を行なうときに、検診車のエンジンをアイドリング運転させて電源を得る必要が無くなり、エンジン音や振動の無い快適な車内環境が確保できる。
Ｘ線装置の照射時の負荷により生じる起電力の電圧降下やノイズの逆流によるパソコン等の電気機器への影響は、制御回路部とこれら各電気機器との間にＵＰＳを接続することで防ぐことができる。なお、これら電気機器に加えて、人を車椅子に乗せたままＸ線撮影し易い姿勢に自由に車椅子を傾ける、車椅子支持装置を検診車に設備する場合にも、制御回路部とこの車椅子支持装置の制御用モータの制御装置との間にＵＰＳを接続する。この車椅子支持装置としては、本出願人により特許出願されて出願公開（特開２００１−０１９３９０号）されているものが該当する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、制御回路部に、太陽電池及び／又は燃料電池から電気の供給を受ける接続端子が設けられているＸ線装置用の電源装置である。
【００１１】
上述した請求項１又は２に記載のＸ線装置用の電源装置は、その駆動電源に家庭用交流電源及び／又は発電機から供給した交流電源の供給を受けるが、この請求項３に記載のように太陽電池及び／又は燃料電池からも電源の供給を受けることができるようになると、例えば、家庭用電源のコンセントが近くに無い場所におけるＸ線装置等の利用の際に、発電機を補助できる。燃料電池は主電源として用いることもできる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３に記載のＸ線装置用の電源装置において、二次電池の充電量を検知する充電量検知手段を有し、この充電量検知手段による二次電池がＸ線の照射に必要な充電量（充電率）に達していない充電中の状態では、Ｘ線管の照射スイッチをＯＦＦの位置にてインターロックさせ、二次電池がＸ線の照射に必要な充電量（充電率）に達している状態になると、照射スイッチのインターロックを解除させるスイッチ回路部が、充電量検知手段と照射スイッチの間に接続されているＸ線装置用の電源装置である。
【００１３】
このようにすると、二次電池が所定の充電量に至っていないときには、Ｘ線装置の照射スイッチがＯＮできないため、Ｘ線装置に必要な電圧に達しないままＸ線撮影が行なわれる事態には至らない。なお、二次電池が充電中でありＸ線の照射に必要な充電量に達していない状態と、Ｘ線の照射に必要な充電量に達していることを、それぞれ点灯表示する赤ランプと青ランプを設けと、Ｘ線の照射スイッチの操作の可否が一目できるので便利であり、充電量が不十分のままＸ線が照射されることもない。また、これら赤及び青のランプに代えて、充電量を段階的に点灯表示するランプを設けても良く、充電が完了したことをブザーで知らせる機能を付加しても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明によるＸ線装置用の電源装置について、その具体的な実施の形態を添付図面に沿って詳述する。なお、以下においては、歯科用のＸ線装置とともに診療車に搭載される電源装置について説明する。
【００１５】
図１は本発明の１実施の形態によるＸ線装置用の電源装置を概略ブロック図で示しており、図１に示す本発明の１実施の形態によるＸ線装置用の電源装置（以下、本実施形態の電源装置と略称する）１は、歯科用のＸ線装置を稼動させるためにＸ線装置と共に検診車に固定的に搭載されて用いられ、その使用時に１００Ｖ家庭用電源及び／又は小型発電機２から電源を得る。１００Ｖ家庭用電源は、本実施形態の電源装置１の制御回路部３から延出した延長コード４の先端のプラグ５を検診車近くの建物に設けてあるコンセントに接続することにより得られる。小型発電機２は、エンジンを動力源として１００Ｖ、１５ＫＶＡの交流電源を出力する市販の小型発電機が用いられ、この小型発電機２は検診車の床下又はその近傍に固定的に搭載されている。何れの電源を利用するのかは、切換スイッチＳＷ３，ＳＷ４の手動操作を選択して行なう。また、制御回路部３には、太陽電池Ｂ１又は燃料電池Ｂ２から補助電源を取り入れることができる電源入力端子Ｐ１，Ｐ２と入力スイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられている。
【００１６】
本実施形態の電源装置１では、制御回路部３は、交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路部（番号なし）及び充電器並びに直流に変換された電源を蓄電する安定化電源用二次電池（番号なし）と電源用二次電池内の直流電源を交流電源に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路部（番号なし）が内装されたＵＰＳ（無停電電源装置）（番号なし）にて構成されている。このＤＣ／ＡＣ変換回路部（番号なし）は、電気信号線を介して交流電源を平滑化する平滑化回路部６に接続されている。
そして、平滑化回路部６は、電気信号線を介して再び交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路部と充電手段である充電器を内装し二次電池８を接続したＵＰＳ７の入力側端子に接続されており、この充電器により直流電流は二次電池８に蓄えられる。二次電池８内に蓄えられた直流電源電流は、ＵＰＳ７の出力側端子を通じて直流電源を交流電源に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路部９に流れ、更に、ＤＣ／ＡＣ変換回路部９に接続されている交流電源をＸ線装置１０の照射に必要な瞬間的なピーク電圧に昇圧してＸ線装置１０に供給するインバータで構成される昇圧回路部１１からＸ線装置１０に至る。
【００１７】
また、制御回路部３には、Ｘ線装置１０による撮像をデジタル画像表示するパソコン１３、検診車の室内の照明機器１４、検診車の室内の空調機器１５、人を車椅子に乗せたままＸ線撮影し易い姿勢に自由に車椅子を傾ける車椅子支持装置１６、診断車の室内に取り付けたコンセント１７に対応したＵＰＳ１８、１９、２０、２１、２２の入力側端子を有し、この入力側端子とＵＰＳ１８、１９、２０、２１、２２の各入力側端子とが電気信号線で接続されている。このようにして、ＵＰＳ１８、１９、２０、２１、２２の各出力側端子と、対応する各種電気機器１３〜１６及びコンセント１７とが、電気信号線にて接続可能になる。
このように各種電気機器対応したＵＰＳ７、１８〜２２を設けると、Ｘ線装置１０のＸ線管に高圧電圧電源を瞬時に印加させたときに生じる、各種電気機器１３〜１６及びコンセント１７に向けた電圧降下による影響やノイズの逆流を防ぐことができる。
【００１８】
Ｘ線装置１０によるＸ線の照射は、照射スイッチ２３をＸ線管に高電圧電源を瞬時に印加することによって行なわれ、この照射スイッチ２３と二次電池８に接続されている充電量検知手段である充電量検知器２４とは電気信号線で接続されており、この電気信号線には照射スイッチ２３をリレー制御又はマイコン制御によりインターロック制御するスイッチ回路部２５が接続されている。このため、二次電池８が所定量（率）の充電量（充電率）に達していないときには、照射スイッチ２３を押しても、ＯＮしない。
【００１９】
図２はＸ線装置１０の操作パネル３０を示しており、図２に示すように、操作パネル３０に設けられている照射スイッチ２３近傍面には、二次電池８が所定量（率）の充電量（充電率）を達しており照射スイッチ２３がＯＮ可能な状態であることを点灯表示する青ランプ３１と、二次電池８が所定量（率）の充電量（充電率）を達しておらず充電中の状態を点灯表示する赤ランプ３２が設けられている。これら各ランプ３１，３２は図１に示すスイッチ回路部２５に接続されており、Ｘ線装置の操作を行なう歯科医や助手は、青ランプ３１及び赤ランプ３２のいずれが点灯しているのかを見て、Ｘ線の照射が可能かどうかを知ることができるようになっている。２４はＸ線撮影を停止させるスイッチである。
【００２０】
図３は本実施形態によるＸ線装置用の電源装置による充電動作をフロー図で示しており、このフロー図に示すように、二次電池に向けて直流電源が流れると（ステップ１００）、安定化電源用二次電池に向けた充電が行なわれる（ステップ１０１）。そして、充電量検知手段により安定化電源用二次電池の充電量の検知が行なわれ（ステップ１０２）、その充電量が所定量に達していないことが検知されているときには充電が継続され、所定量の充電量が検知されると、次のＸ線照射用の二次電池に向けた充電が行なわれる（ステップ１０３）。そして、充電量検知手段により二次電池の充電量の検知（ステップ１０４）が所定の充電量に達していないことが検知されているときには充電が継続され、所定量の充電量が検知されると、二次電池内に蓄えられていた直流電源がピークカットにより負荷平滑化され、更に、Ｘ線の照射スイッチのＯＮ操作により、この直流電源が昇圧回路部で昇圧されて、Ｘ線管に向けて瞬時に、高圧交流電源になってＸ線管に流れ、Ｘ線管からＸ線が照射される（ステップ１０５）。Ｘ線管からＸ線が照射された後は、再びＸ線照射用の二次電池に向けた充電が行なわれ（ステップ１０３）、以後、Ｘ線照射、充電の各ステップを繰り返す。そして、Ｘ線撮影を終了させるスイッチを押すと高圧電源の供給が停止して撮影は停止し（ステップ１０６）、これにより、Ｘ線装置に向けた電源供給は終了（停止）する（ステップ１０７）。
【００２１】
図４はＸ線装置と各種電気機器による電力需要を電力量と時間で表したグラフであり、この図に示すように、Ｘ線照射時や車椅子支持装置の制御時には電力量が突出するが、本実施形態の電源装置を用いると、このピーク値を負荷平滑化したレベルＬまでピークカットした低価格帯域の電力料金が利用できる。そして、Ｘ線照射時や車椅子支持装置の制御時には、この二次電池内に貯めておいた電源を、Ｘ線の照射や車椅子支持装置の制御に必要な電圧まで昇圧して供給できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、説明した本発明によるＸ線装置の電源装置によれば、１００Ｖ，１５Ａの家庭用交流電源及び／又は小型の発電機を利用してＸ線装置を稼動させることができるため、従来、高圧業務用の交流電源のコンセントが無いために利用が制限されていた多くの場所におけるＸ線装置の利用が可能になった。しかも、本発明によるＸ線装置の電源装置によれば、家庭用交流電源及び／又は小型の発電機から供給された電源を、一旦二次電池に蓄えておき、Ｘ線を照射するときに、この電源電圧波形をピークカットにより負荷を平滑化させ、更に、Ｘ線の照射に必要な高電圧負荷に高めて、瞬時にＸ線装置に供給できるようになった。この結果、従来必要としていた高負荷帯域の業務用の電源を利用しなくても、電力利用料金が安価な、家庭用電源が利用でき、電力利用コストを大幅に抑えることができるようになった。また、車両に搭載し易い小型の発電機からも、電源供給できるようになった。
【００２３】
よって、本発明によるＸ線装置の電源装置によれば、Ｘ線装置とともに車輌に搭載して移動検診車による移動検診、巡回検診に対応でき、しかも、Ｘ線装置用の電源だけでなく、Ｘ線装置による照射をデジタル画像処理及びデジタル画像表示するパソコン、車内照明、車内の空調装置、車内のコンセント、車椅子支持装置等の各種電気機器にも電源供給できるため、これらの機器にＸ線装置の照射時の負荷による起電力の電圧降下による影響やノイズの逆流による悪影響を防ぐことができるようになった。
【００２４】
また、Ｘ線装置のＸ線照射による検診車の室内のエアコンを稼動させるときも、エンジンをアイドリング駆動させて行なうのではなく、この電源装置から電源を取り入れて稼動させることができるようになったので、エンジン音や振動の無い快適な車内環境が確保できるようになった。
【００２５】
この他にも、二次電池が充電中のときには、Ｘ線装置の照射スイッチがＯＮできないようにインターロックさせて、Ｘ線装置が作動しないようにした結果、Ｘ線装置の照射スイッチを押操作の可否が一目でき、Ｘ管電圧が低いままＸ線を照射して不鮮明な撮像が出力されるという事態になるのを防ぐことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態によるＸ線装置用の電源装置を示した概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線装置の操作パネルを示した図である。
【図３】本実施形態によるＸ線装置用の電源装置による充電動作を示したフロー図である。
【図４】Ｘ線装置と各種電気機器による電力需要を電力量と時間で表したグラフである。
【符号の説明】
１　　Ｘ線装置用の電源装置
２　　小型発電機
３　　制御回路部
３　　ＵＰＳ
６　　平滑化回路部
７　　ＵＰＳ
８　　二次電池
９　　ＤＣ／ＡＣ変換回路部
１０　　Ｘ線装置
１１　　昇圧回路部
１３　　パソコン
１４　　照明機器
１５　　空調機器
１６　　車椅子支持装置
１７　　コンセント
１８、１９、２０、２１、２２　　ＵＰＳ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004022308.tif 000006