(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相陽極回転機構を持つＸ線管の前記陽極回転機構には３相交流電圧を、２相陽極回転機構を持つＸ線管の前記陽極回転機構には２相交流電圧を供給して前記３相陽極回転機構を持つＸ線管及び２相陽極回転機構を持つＸ線管の陽極を回転させるＸ線管の陽極回転駆動装置において、
６個のスイッチング素子を有し、３相若しくは２相の交流電圧を出力して前記３相陽極回転機構若しくは前記２相陽極回転機構に供給する３相フルブリッジインバータ回路と、
前記３相フルブリッジインバータ回路の出力を３相若しくは２相のいずれにするか選択する３相／２相選択手段と、
前記３相／２相選択手段の選択に基づき３相交流信号若しくは２相交流信号を生成し、前記スイッチング素子をオン、オフ制御することにより、前記３相フルブリッジインバータ回路から３相若しくは２相の交流電圧を出力させるベクトル変換手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線管の陽極回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のX線管の陽極回転駆動装置において、
前記ベクトル変換手段は、第1の出力Ｖｕと、第1の出力Ｖｕと位相が９０度ずれた第２の出力Ｖｗと、第１の出力Ｖｕと位相が１８０度ずれた第３の出力Ｖｖを生成し、
前記第１の出力乃至前記第３の出力を演算することにより、位相が９０度ずれた第４の出力Ｖｍａｉｎと第５の出力Ｖｓｕｂを
Ｖｍａｉｎ＝Ｖｕ−Ｖｗ
Ｖｓｕｂ＝Ｖｖ−Ｖｗ
として生成することを特徴とするＸ線管の陽極回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線管の陽極回転駆動装置において、
前記ベクトル変換手段は、位相が１２０度ずれた第１の出力乃至第３の出力を演算することにより、位相が９０度ずれた第４の出力と第５の出力を生成することを特徴とするＸ線管の陽極回転駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線管の陽極回転駆動装置において、
前記ベクトル変換手段は、前記第１の出力をＶｕ、前記第２の出力をＶｖ、前記第３の出力をＶｗ、前記第４の出力をＶｍａｉｎ、前記第５の出力をＶｓｕｂとしたとき、
Ｖｍａｉｎ＝Ｖｕ
Ｖｓｕｂ＝（Ｖｗ−Ｖｖ）／√３
なる演算をすることを特徴とするＸ線管の陽極回転駆動装置。
【請求項５】
請求項３に記載のX線管の陽極回転駆動装置において、
前記ベクトル変換手段は、前記第１の出力をＶｕ、前記第２の出力をＶｖ、前記第３の出力をＶｗ、前記第４の出力をＶｍａｉｎ、前記第５の出力をＶｓｕｂとしたとき、
Ｖｍａｉｎ＝Ｖｕ−（√３−１）Ｖｖ／２
Ｖｓｕｂ＝Ｖｗ−（√３−１）Ｖｖ／２
なる演算をすることを特徴とするＸ線管の陽極回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線装置及びＸ線ＣＴ装置に用いられるＸ線管の陽極回転駆動装置に係り、特に３相式の陽極回転機構を有するＸ線管にも２相式の陽極回転機構を有するＸ線管にも用いることができるＸ線管の陽極回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子衝撃面を移動して許容負荷を増大させる回転陽極Ｘ線管は、現在はＸ線装置及びＸ線ＣＴ装置の分野で非常に多く用いられている。
【０００３】
このようなＸ線管の陽極は、回転子と傘状のターゲットからなり、誘導モータの原理で回転する。前記ターゲットを回転することによりターゲットの電子衝撃面積は増大し、短時間負荷の場合、焦点の単位面積当たりの入力を非常に大きくすることができるので、大容量のＸ線管が可能となる。前記Ｘ線管の陽極は、Ｘ線管球外にある固定子に電流を流して回転磁界を発生させると、Ｘ線管球内にある回転子コイルを具備した陽極が回転する。
【０００４】
このように、陽極は、上記した誘導モータと同じ原理で回転するが、誘導モータと異なるのは、管球を覆っているガラス、またはメタルが固定子と回転子間に存在し、ギャップが大きいことである。固定子コイルは、単純で安価な２相式が主流であったが、誘導モータと同様、最近では３相式のものが出現している。３相式の陽極回転機構は、高速応答を特徴とし、陽極回転の起動に高速さを要する場合に有利である。
【０００５】
図１２に従来の３相式の陽極回転機構をもつＸ線管とその駆動回路を示している。
この図１２において、１０は直流電源、２２〜２７は半導体スイッチ（ここでは、絶縁ゲート形バイポーラトランジスタＩＧＢＴを使用）で、この６個の半導体スイッチで３相のフルブリッジインバータ回路２０を構成する。４０はＸ線管で、３相式の陽極回転機構４２を備えており、この３相式の陽極回転機構４２に前記３相フルブリッジインバータ回路２から出力される３相の交流電圧が供給される。
【０００６】
３１は前記フルブリッジインバータ回路を制御する制御回路で、高電圧発生装置（図示省略）から、陽極を高速に回転させるか低速に回転させるかを切り換える高速／低速切り換え信号と、陽極が起動か起動後の定常回転かを切り換える起動／定常切り換え信号と、陽極を停止させるときに制動をかける制動信号と、陽極を駆動させるか停止させるかの駆動／停止切り換え信号とを入力し、これらの入力信号に対応して３相フルブリッジインバータ回路２０の各スイッチ２２〜２７のオン，オフのゲート信号を出力する制御回路である。
【０００７】
次に、このように構成された従来の３相陽極回転機構をもつＸ線管とその駆動回路の動作について説明する。
【０００８】
（１）高速／低速切り換え
Ｘ線管の陽極を高速で回転させるか低速で回転させるかは、Ｘ線管にかかる負荷電力の大きさで決めている。負荷が大きい場合は陽極を高速に回転させ、負荷が小さい場合は低速で回転させる。高速／低速切り換え信号が高速に設定されている場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば５００Ｖ，１２０Ｈｚの３相交流電圧を出力し、高速／低速切り換え信号が低速に設定されている場合は、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば２００Ｖ，５０Ｈｚの３相交流電圧を出力するように制御回路３１より上記３相フルブリッジインバータ回路２０の半導体スイッチ２２〜２７を駆動制御するパルスを出力する。
【０００９】
（２）起動／定常切り換え
陽極回転が起動中かまたは設定回転数に達し定常時かを選択する起動／定常切り換え信号が起動に設定されている場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば５００Ｖの高電圧（高速回転時）を陽極回転機構４２に出力し、定常に設定されている場合は、例えば１００Ｖの低電圧（高速回転時）を陽極回転機構４２に出力する。
このように、起動時に高い電圧を出力するのは大きな起動トルクを得るためである。
【００１０】
（３）制動信号
Ｘ線曝射の終了後に陽極回転を停止させるための制動信号が与えられている場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は任意の半導体スイッチをオンさせて直流電圧を得て、これを陽極回転機構４２に供給して陽極回転機構に直流制動をかける。例えば、前記３相フルブリッジインバータ回路２０の半導体スイッチ２２と２５をオン，オフさせ、このオン，オフの比率を調整して出力電圧を７０Ｖ程度にして陽極回転機構に直流制動をかけ、停止させる。
【００１１】
（４）駆動／停止切り換え
Ｘ線撮影をするかしないかによって陽極を回転させるか否かを切り換える駆動／停止切り換え信号が駆動に設定されている場合、３相フルブリッジインバータ回路４２は陽極回転機構に３相交流電圧を出力し、停止が設定されている場合は，陽極回転機構に０Ｖの電圧を出力するか、または電圧を出力しない。
【００１２】
以上の高速／低速切り換え信号，起動／定常切り換え信号，制動信号，駆動／停止切り換え信号が制御回路３１に入力されると、制御回路３１は入力された信号に見合った駆動用３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを陽極駆動機構４２へ供給するために３相フルブリッジインバータ回路２０の各スイッチ２２〜２７のオンオフのゲート信号を出力する。陽極回転機構４２に３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが供給されると，陽極が回転する。
【００１３】
３相陽極回転機構には、Δ結線かＹ結線かの３つの固定子コイルがある。それぞれに１２０°ずつ位相のずれた交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを供給し、固定子コイルに回転磁界が生じて３相誘導モータの原理で陽極が回転する。
図１３に、従来の２相陽極回転機構をもつＸ線管とその駆動回路を示している。
【００１４】
上記の３相フルブリッジインバータ回路の代わりに単相フルブリッジインバータ回路２１を用い、３相の陽極回転機構の代わりに２相の陽極回転機構４３を用いている。４つの信号（高速／低速切り換え信号，起動／定常切り換え信号，制動信号，駆動／停止切り換え信号）を入力する制御回路３２は、図１２における３相フルブリッジインバータ回路２０の制御回路３１と同様の動作をし、入力された信号に見合った駆動用２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍを陽極駆動機構４３へ供給するために単相フルブリッジインバータ回路２１の各スイッチ２２’〜２５’のオン，オフのゲート信号を出力する。
【００１５】
通常、２相陽極回転機構には、コモン端子で直列接続されている主コイルと補助コイルの２つの固定子コイルがある。主コイルの一端に交流電圧Ｖｍａｉｎ、補助コイルの一端に前記交流電圧の位相を９０°シフトさせた電圧Ｖｓｕｂ、両コイルのコモン端には前記２つのコモン電圧Ｖｃｏｍを供給することで、固定子コイルに回転磁界が生じ単相誘導モータの原理で陽極が回転する。
【００１６】
図２１（ａ）は、位相シフトコンデンサ５０を用いた駆動回路とＸ線管を示している。単相フルブリッジインバータ回路２１の２つの出力は、主コイルへＶｍａｉｎ，両コイルのコモン端へＶｃｏｍ，補助コイルへのＶｓｕｂは位相を９０°ずらす為にＶｍａｉｎから位相シフトコンデンサ５０を介して供給している。
【００１７】
図２１（ｂ）は、単相フルブリッジインバータ回路２１ａ，２１ｂを２つ用いた駆動回路とＸ線管を示している。直流電源１０に接続された２つの単相フルブリッジインバータ回路２１ａ，２１ｂは、それぞれのインバータ回路の出力に接続された絶縁トランス５１ａ，５１ｂを介して９０°位相のずれた交流電圧を２相陽極回転機構４３に供給する。絶縁トランス５１ａ，５１ｂは、インバータ回路２１ａ，２１ｂの内部のスイッチが短絡するのを防ぐために用いている。
【００１８】
【発明が解決しようとしている課題】
以上、説明したように、陽極回転式のＸ線管には、３相陽極回転機構のＸ線管と２相陽極回転機構のＸ線管があり、これらの陽極回転機構を持つＸ線管の陽極回転駆動装置には、従来は前記３相陽極回転機構を持つＸ線管には３相フルブリッジインバータ回路による駆動回路を、２相陽極回転機構を持つＸ線管には２相フルブリッジインバータ回路による駆動回路又は２つの単相フルブリッジインバータ回路を用いた方式を採用しており、３相陽極回転機構のＸ線管と２相陽極回転機構のＸ線管で同じ陽極駆動回路を用いることができなかった。すなわち、図１２の回路構成は３相の陽極回転機構のみの対応で，２相の陽極回転機構を駆動できない。Ｘ線ＣＴ装置のように撮影回数が多く寿命の短いＸ線管は、取り替えが頻繁である。取り替えの際、２相陽極回転機構をもつＸ線管から容量の大きい３相陽極回転機構をもつＸ線管へ変更したいといった場合には、駆動回路も変更する必要がある。つまり、従来の駆動回路は汎用性に乏しい。
【００１９】
また、図２１（ａ）の回路構成では、陽極回転機構の固定子コイルと直列接続されたコンデンサ２３とで確実に位相を９０°シフトさせるのは難しく、陽極回転に十分なトルクが得られない。図２１（ｂ）の回路構成では、絶縁トランス，インバータ回路が２組ずつあることから装置容積，重量が大きくなってしまう。また、半導体スイッチが短絡するのを防ぐ手段として、絶縁トランスを単相インバータ回路の出力段に設けるのではなく、入力電源を各々に分離して供給する方法も考えられる。しかし、この方法では入力段に２つの直流電圧源として、絶縁トランス，整流回路，平滑コンデンサを２組ずつ要し、図２１（ｂ）の構成より更に装置容積，重量が大きくなってしまう。
【００２０】
このように、従来方式では、３相と２相の陽極回転機構を持つＸ線管の陽極回転駆動装置には異なる構成の回路を用いていたために汎用性に乏しく、また２相陽極回転機構の駆動回路は十分なトルクが得られず、装置容積が大きい，重量が大きいといった問題点があった。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記の従来装置の問題点を解決し、Ｘ線管陽極回転機構の固定子コイルの相数が２相や３相に関わらず、同一の駆動回路構成で陽極回転が可能となり、小型軽量のＸ線管の陽極回転駆動装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、３相陽極回転機構を持つＸ線管の前記陽極回転機構には３相交流電圧を、２相陽極回転機構を持つＸ線管の前記陽極回転機構には２相交流電圧を供給して前記３相陽極回転機構を持つＸ線管及び２相陽極回転機構を持つＸ線管の陽極を回転させるＸ線管の陽極回転駆動装置において、直流電源と、この直流電源を３相若しくは２相の交流電圧に変換するインバータ回路と、このインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子をオン，オフ制御して前記３相若しくは２相の交流電圧を発生するための３相交流信号若しくは２相交流信号を生成するベクトル変換手段と、このベクトル変換手段より発生する信号を３相交流信号にするか２相交流信号にするかを選択する３相／２相選択手段とを備え、この選択手段の切り換えにより前記Ｘ線管が３相陽極回転機構を持つ場合は前記ベクトル変換手段から３相交流信号を出力し、この信号で前記インバータ回路より３相交流電圧を発生してこれを前記３相陽極回転機構を持つＸ線管の陽極回転機構に供給し、前記Ｘ線管が２相陽極回転機構を持つ場合は前記ベクトル変換手段から２相交流信号を出力し、この信号で前記インバータ回路より２相交流電圧を発生してこれを２相陽極回転機構を持つＸ線管の陽極回転機構に供給することによって達成される。
【００２３】
このように構成することによって、Ｘ線管の陽極回転機構が３相式の場合は、３相／２相選択手段で３相を選択してベクトル変換手段から３相交流信号を生成し、この信号に基づいて３相インバータ回路から３相交流電圧を発生して前記３相陽極回転機構を持つＸ線管の陽極を回転させ、Ｘ線管の陽極回転機構が２相式の場合は、３相／２相選択手段で２相を選択してベクトル変換手段から２相交流信号を生成し、この信号に基づいて前記３相インバータ回路の任意のスイッチング素子をオン、オフして２相交流電圧を発生し前記２相陽極回転機構を持つＸ線管の陽極を回転させる。
【００２４】
また、上記ヘクトル変換手段から出力される交流信号は、Ｘ線管の陽極回転機構が３相式の場合は位相が１２０°ずれた３相交流信号を、Ｘ線管の陽極回転機構が２相式の場合は位相が９０°ずれた２相交流信号を生成し、これらの信号に基づいてインバータ回路からＸ線管の陽極回転機構が３相式の場合は位相が１２０°ずれた３相交流電圧を、Ｘ線管の陽極回転機構が２相式の場合は位相が９０°ずれた２相交流電圧を発生して前記Ｘ線管の陽極を回転させる。このように、３相／２相選択手段，ベクトル変換手段，インバータ回路を備えることによって、３相陽極回転機構を持つＸ線管と２相陽極回転機構を持つＸ線管で同一の陽極回転駆動装置が構成できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるＸ線管の陽極回転駆動装置の実施例を示す図である。
直流電源１０と、３相フルブリッジインバータ回路２０と、制御回路３０により構成される。Ｘ線管４０の陽極回転機構が３相陽極回転機構４２の場合には、３相フルブリッジインバータ回路２０から出力される、位相が１２０°ずれた３相の交流電圧を前記３相陽極回転機構４２に供給し、Ｘ線管４１の陽極回転機構が２相陽極回転機構４３の場合には、３相フルブリッジインバータ回路２０から出力される、位相が９０°ずれた２相の交流電圧を前記２相陽極回転機構４３に供給する。
【００２６】
３相フルブリッジインバータ回路２０は、６個の半導体スイッチ２２〜２７で構成される。
【００２７】
制御回路３０は、高電圧発生装置（図示省略）から陽極回転の高速／低速切り換え信号と、起動／定常切り換え信号と、制動信号と、駆動／停止切り換え信号とを入力し、これらの信号に対応した前記３相及び２相の陽極回転機構に供給する交流電圧のゲインを決めるゲイン決定器３３と、このゲイン決定器３３より出力されるゲインで前記高電圧発生装置からの陽極回転の高速／低速切り換え信号に対応した正弦波電圧を発生させる正弦波発生器３４と、前記ゲイン決定器３３より出力されるゲインで直流電圧を発生させる直流発生器３５と、前記高電圧発生装置から制動信号を入力して前記正弦波電圧あるいは直流電圧のいずれかを出力するための切り換え手段３６と、この切り換え手段３６から出力された電圧と前記高電圧発生装置から３相／２相切り換え信号を入力し３相あるいは２相の交流電圧を生成するベクトル変換器３７と、このベクトル変換器３７の出力と前記高電圧発生装置から駆動／停止信号を入力し前記３相フルブリッジインバータ回路２０の各半導体スイッチ２２〜２７のオン，オフのゲート信号を出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号発生器３８とから構成される。次に、このように構成された本発明のＸ線管の陽極回転駆動装置の動作について説明する。３相陽極回転機構４２には、Δ結線かＹ結線かの３つの固定子コイルがある。それぞれの固定子コイルに１２０°ずつ位相のずれた交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを供給すると、固定子コイルには３相交流電流が流れ、これによって回転磁界が生じて３相誘導モータの原理で陽極は回転する。
【００２８】
Ｘ線管にかかる負荷電力の大きさに合わせて陽極の回転速度を選択する高速／低速切り換え信号は、Ｘ線管にかかる負荷電力が大きいときは高速に設定され、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば５００Ｖ，１２０Ｈｚの３相交流電圧を３相陽極回転機構４２に出力する。一方、Ｘ線管にかかる負荷電力が小さいときは、前記信号は低速に設定され、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば２００Ｖ，５０Ｈｚの３相交流電圧を３相陽極回転機構４２に出力する。また、陽極回転が起動中かまたは前記３相交流電圧の周波数で決まる設定回転数である定常回転数に達したかを選択する起動／定常切り換え信号が起動側に設定されている場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば５００Ｖ，１２０Ｈｚの３相交流電圧を３相陽極回転機構４２に出力し、定常に設定されている場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は、例えば１００Ｖ，１２０Ｈｚの３相交流電圧を３相陽極回転機構４２に出力する。
【００２９】
Ｘ線曝射終了後に陽極回転を停止させるために制動信号が与えられた場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は任意の半導体スイッチをオンさせて、例えば７０Ｖ程度の直流電圧を得て、これを陽極回転機構４２に供給して陽極回転機構に直流制動をかける。例えば、前記３相フルブリッジインバータ回路２０の半導体スイッチ２２と２５をオン，オフさせ、このオン，オフの比率を調整して７０Ｖ程度の直流出力電圧を得て、これを陽極回転機構の固定子巻線の任意の端子に入力して直流制動をかけ、停止させる。
【００３０】
次に、Ｘ線撮影をするかしないかによって陽極回転の駆動，停止を切り換える駆動／停止切り換え信号が駆動に設定されている場合、３相フルブリッジインバータ回路２０は、陽極回転機構に３相交流電圧を出力し、停止が設定されている場合は、３相フルブリッジインバータ回路２０は陽極回転機構に０Ｖの電圧を出力するか、または電圧を出力しない。３相あるいは２相の陽極回転機構を選択する３相／２相切り換え信号は、この場合、３相陽極回転機構を持つＸ線管を用いているので３相に設定されており、３相フルブリッジインバータ回路２０は位相が１２０°ずれた３相交流電圧を陽極回転機構に供給する。
【００３１】
上記の制御回路３０は、その内部構成のうちゲイン決定器３３，正弦波発生器３４，直流発生器３５，切り換え手段３６，ベクトル変換器３７の部分をマイクロコンピュータで構成し、これらの構成要素の各処理はソフトウェアで行う。
【００３２】
図２は前記制御回路３０内のマイクロコンピュータ部である。入出力インターフェイス回路Ｉ／Ｏを介して高速／低速切り換え信号，起動／定常切り換え信号，制動信号，駆動／停止切り換え信号，３φ／２φ切り換え信号の各信号を入力し、これらの信号に対応した３相フルブリッジインバータ回路２０の半導体スイッチ２２〜２７を駆動するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を中央処理装置ＣＰＵで演算して前記Ｉ／Ｏから出力する。これらのＰＷＭ信号は、アナログ回路で構成されたＰＷＭ発生器３８（図１）の入力となる。ＰＷＭ発生器３８は、陽極回転機構の駆動時に駆動／停止切り換え信号が駆動側に選択されており、ベクトル変換器３７の出力信号に見合った３相フルブリッジインバータ回路２０の各半導体スイッチ２２〜２７のオン，オフのゲート信号を出力する。一方、陽極回転機構の停止時には、駆動／停止切り換え信号が停止側に選択されており、ゲート信号を出力しない。
【００３３】
このように３相陽極回転機構４２に３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが供給されると陽極が回転する。
【００３４】
図３は、ゲイン決定器３３の詳細を示したものである。ゲイン決定器３３は、高速／低速切り換え信号，起動／定常切り換え信号，制動信号，駆動／停止切り換え信号を入力信号とし、それらの信号に見合った駆動用３相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び制動用直流電圧を陽極回転駆動機構４２へ供給するためのゲインを決定する。そして、決定されたゲインを正弦波発生器３４と直流発生器３５に出力する。
【００３５】
図４は、正弦波発生器３４の詳細を示したものである。正弦波発生器３４は、前記高速／低速切り換え信号に見合った周波数をもち、ゲイン決定器３３から得たゲインに見合った電圧値の３相正弦波電圧を発生する。
【００３６】
ピーク値が１の正弦波データをテーブル化しておき、これを図２のメモリに記憶しておく。高速／低速切り換え信号が高速の場合は前記メモリから高速に見合った正弦波データを読み出し、前記高速／低速切り換え信号が低速の場合は前記メモリから低速に見合った正弦波データを読み出し、これらをゲイン決定器からの出力に対応した値に増幅器Ａｍｐで増幅して３相の正弦波交流電圧を出力する。
【００３７】
図５は、直流発生器３５の詳細を示したものである。直流発生器３５は、基準値１をゲイン決定器３３から得たゲインに見合った値に増幅器Ａｍｐで増幅して直流電圧を発生する。
【００３８】
図１の切り換え手段３６は、正弦波発生器３４から発生した３相正弦波電圧と直流発生器３５から発生した直流電圧とが入力される。制動信号の有無により陽極回転の起動中または定常時には３相正弦波電圧を、Ｘ線曝射終了後の陽極回転の制動時には直流電圧をベクトル変換器３７へ出力する。
【００３９】
図６はベクトル変換器３７の詳細を示したものである。ベクトル変換器３７は、３相あるいは２相の陽極回転機構を選択する３相／２相切り換え信号により、３相が選択されている場合は１２０°位相のずれた３相信号をＰＷＭ発生器３８へ出力し、２相が選択されている場合は９０°位相のずれた２相信号をＰＷＭ発生器３８へ出力する。図７は、３相の陽極回転機構を用いた場合のベクトル変換器３７の出力ベクトルを示している。ベクトル図は、経過時間で変化する正弦波のような関数を扱うときに有利な方法である。陽極駆動時において３相が選択された３相／２相切り換え信号が入力されると、ベクトル変換器３７は切り換え手段３６から入力された周波数，振幅をもった電圧信号を３相に変換して出力する。
【００４０】
出力される３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは時間の経過と共に位相が変化し、図７のベクトル図における３本のベクトルは１２０°の位相差を保ちながら反時計方向に回転することになる。３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのスカラ量を次式に示す（最大値をＶとする）。
【数１】
0004262810.tif 000002
【数２】
0004262810.tif 000003
【数３】
0004262810.tif 000004
つまり、実際に発生する３つの電圧は、図７の基準ベクトル方向で電圧値が正弦波関数をもって大小することになる。
【００４１】
次に、２相回転陽極機構を持つＸ線管の本発明の陽極回転駆動装置の動作について説明する。
通常、２相陽極回転機構には、コモン端子で直列接続されている主コイルと補助コイルの２つの固定子コイルがある。主コイルの一端に交流電圧Ｖｍａｉｎ，補助コイルの一端には前記交流電圧Ｖｍａｉｎから位相を９０°シフトさせた電圧Ｖｓｕｂ，両コイルのコモン端には前記２つのコモン電圧Ｖｃｏｍを供給することで、固定子コイルに回転磁界が生じ単相誘導モータの原理で陽極が回転する。
【００４２】
高速／低速切り換え信号と、起動／定常切り換え信号と、制動信号と、駆動／停止切り換え信号とが制御回路３０のゲイン決定器３３に入力される。ゲイン決定器３３は入力された信号に見合った駆動用２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍを陽極駆動機構４３へ供給するための前記２相交流電圧のゲインを決定する。陽極回転の起動中または定常回転時に３相正弦波電圧が入力されるベクトル変換器３７は、２相が選択されている３相／２相切り換え信号によって、３相の電圧を２相に変換しＰＷＭ発生器３８へ出力する。このように制御回路３０は陽極駆動時において３相フルブリッジインバータ回路２０の各スイッチ２２〜２７のオン，オフのゲート信号を出力し、２相陽極回転機構４３に２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍが供給されて陽極が回転する。
【００４３】
制御回路３０において、３相の陽極回転機構を駆動する場合と異なるのは、ベクトル変換器３７の動作である。陽極回転駆動時において、２相が選択された３相／２相切り換え信号が入力されると、ベクトル変換器３７は切り換え手段３６から入力された周波数，振幅をもった電圧信号を２相に変換し出力する。図６は、ベクトル変換器３７の詳細を示している。
【００４４】
３相／２相切り換え信号が２相に選択された場合、切り換え手段３６から入力された電圧信号は前段の３φ（３相）生成器で３相ベクトルに変換されて３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力した後、２φ生成器で２相ベクトルに変換しＶｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ、Ｖｃｏｍを出力する。図８は、図６のベクトル変換器をマイクロコンピュータを用いて構成し、前記３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ、Ｖｃｏｍをソフトウェアで作成する処理フローチャートの第一の実施例と３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍのベクトル図を示す。
【００４５】
下記の（４）〜（６）の式に示すように基準電位Ｖｃｏｍは基準ベクトルの原点に不動で、ＶｕからＶｍａｉｎ，ＶｖとＶｗからＶｓｕｂを生成する。
【数４】
0004262810.tif 000005
【数５】
0004262810.tif 000006
【数６】
0004262810.tif 000007
３相ベクトルＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗは時間の経過と共に回転していることから，上記（４）〜（６）式の関係にある２相ベクトルＶｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍも回転することになる。この第一の実施例の特徴は，基準電位Ｖｃｏｍが０，またＶｍａｉｎとＶｕが同ベクトルなのでベクトル演算が容易なことである。
【００４６】
図９は，図６のベクトル変換器をマイクロコンピュータを用いて構成し、前記３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍをソフトウェアで作成する処理フローチャートの第二の実施例と３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍのベクトル図を示す。
【００４７】
この第二の実施例では、基準電位Ｖｃｏｍが変動し、ＶｖからＶｃｏｍ，ＶｕとＶｃｏｍからＶｍａｉｎ，ＶｗとＶｃｏｍからＶｓｕｂを生成する。（７）〜（９）式は上記第二の実施例の変換式である。
【数７】
0004262810.tif 000008
【数８】
0004262810.tif 000009
【数９】
0004262810.tif 000010
この第二の実施例の特徴は、第一の実施例に比べてベクトル演算を２回行う必要があるが、ＶｍａｉｎとＶｓｕｂの電圧を大きくすることができることである。
【００４８】
図１０は、図６のベクトル変換器をマイクロコンピュータを用いて構成し、前記３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍをソフトウェアで作成する処理フローチャートの第三の実施例と３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍのベクトル図を示す。
【００４９】
この第三の実施例は、上記第二の実施例と同様に基準電位Ｖｃｏｍが変動し、ＶｖからＶｃｏｍ，ＶｕとＶｃｏｍからＶｍａｉｎ，ＶｗとＶｃｏｍからＶｓｕｂを生成する方法であるが、２相用に３相ベクトルＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗの位相を１２０°からずらすために、前記Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの３つのベクトルを２回生成する。上記第一，第二の実施例よりも計算は複雑になるが、ＶｍａｉｎとＶｓｕｂを最も大きく発生できる。
【００５０】
図１１は、図６のベクトル変換器をマイクロコンピュータを用いて構成し、前記３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍをソフトウェアで作成する処理フローチャートの第三の実施例と３相正弦波電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと２相交流電圧Ｖｍａｉｎ，Ｖｓｕｂ，Ｖｃｏｍのベクトル図を示す。
【００５１】
この第四の実施例の特徴は、上記第一，第二，第三の実施例に比べてＶｍａｉｎかＶｓｕｂのうちの一方の電圧をより大きく発生できることにある。これは、メインとサブコイルの定格電圧が違うときに有効である。
これらの実施例に基づいてベクトル変換器３７が構成されることで、制御回路３０からゲート信号が与えられた３相フルブリッジインバータ回路２０は、２相交流電圧を陽極回転機構４３に出力できる。
【００５２】
以上の実施例において，下記のように変形することもできる。
（１）図１の３相フルブリッジインバータ回路２０の半導体スイッチ２２〜２７にはＩＧＢＴを使用して説明したが、これはサイリスタやバイポーラトランジスタ，ゲートターンオフサイリスタを初めどのようなスイッチでも構わない。
【００５３】
（２）図１の実施例の制御回路３０はハードウェアとソフトウェアを組み合わせた構成としたが、これはマイクロコンピュータを用いたソフトウェアのみの構成、またはハードウェアのみの構成としても構わない。
【００５４】
（３）図１の実施例の高速／低速切り換え信号，起動／定常切り換え信号は、この２つの信号の組み合わせに限らず、固定子の電圧，周波数を決定する信号であれば良い。
【００５５】
（４）図１の実施例の制動信号は、陽極回転機構のベアリングの摩耗を軽減する為に前記陽極回転機構に直流制動をかけるために必要な信号である。このような強制的な制動をかける必要がない場合はなくてもよい。
【００５６】
（５）図１の実施例に示した３４の正弦波発生器は正弦波に関わらず、矩形波，三角波を初めどのような交流波形を出力する発生器でも構わない。
【００５７】
（６）図１の実施例に示した３７のベクトル変換器での２相ベクトルの生成は、上記した実施例のみならず、交流電圧Ｖｍａｉｎ、この交流電圧Ｖｍａｉｎの位相を９０°シフトさせた電圧Ｖｓｕｂ、これらのＶｍａｉｎとＶｓｕｂの２つのコモン電圧Ｖｃｏｍを生成できるどのような方法でも構わない。
【００５８】
以上のように、本発明の主旨は、Ｘ線管の陽極回転機構の固定子コイルの相数が２相や３相に関わらず、同一の回路構成で陽極の回転駆動を可能にするものである。
【００５９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明装置では、制御回路に備わったベクトル変換器により、３相フルブリッジインバータ回路から３相交流電圧又は２相交流電圧のいずれかを出力し、これを３相陽極回転機構を持つＸ線管と２相陽極回転機構を持つＸ線管のいずれにも供給できるように構成したので、Ｘ線管の陽極回転駆動装置を３相陽極回転機構を持つＸ線管と２相陽極回転機構を持つＸ線管の両方に共用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線管の陽極回転駆動装置の実施例を示す図である。
【図２】図１の制御回路３０内のマイクロコンピュータ部である。
【図３】ゲイン決定器の詳細図である。
【図４】正弦波発生器の詳細図である。
【図５】直流発生器の詳細図である。
【図６】ベクトル変換器の詳細図である。
【図７】３相の電圧ベクトル図である。
【図８】２相ベクトル形成の第一の実施例を示す図である。
【図９】２相ベクトル形成の第二の実施例を示す図である。
【図１０】２相ベクトル形成の第三の実施例を示す図である。
【図１１】２相ベクトル形成の第四の実施例を示す図である。
【図１２】３相陽極回転機構をもつ従来のＸ線管の陽極回転駆動装置である。
【図１３】２相陽極回転機構をもつ従来のＸ線管の陽極回転駆動装置である。
【符号の説明】
１０  直流電源
２０  ３相フルブリッジインバータ回路
２１  単相フルブリッジインバータ回路
２２〜２７  半導体スイッチ
３０  制御回路
３３  ゲイン決定器
３４  正弦波発生器
３５  直流発生器
３６  交流／直流切り換え手段
３７  ベクトル変換器
３８  ＰＷＭ発生器
４０，４１  Ｘ線管
４２  ３相陽極回転機構
４３  ２相陽極回転機構
５０  位相シフトコンデンサ
【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】
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【図１３】
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