【手続補正書】
【提出日】平成29年7月26日(2017.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上述したように、ターゲット４３４に衝突する電子線４１２のエネルギの内、Ｘ線に変換される割合は約１％程度に過ぎず、残りのほとんどのエネルギは熱となる。ターゲット４３４のＸ線焦点は電子線４１２のエネルギにより加熱される。ターゲット４３４のＸ線焦点が過熱溶融することを防止するため、回転陽極４３２は回転し、電子線４１２が衝突するＸ線焦点が常に移動する。回転陽極４３２は回転軸４２４に固定されており、回転軸４２４は回転支持部４６２により回転可能に保持されている。
回転支持部４６２の一例を図４に示す。回転支持部４６２はモータの回転子として動作し、ステータ鉄心４５４に巻回されたステータ巻線４５２により回転磁界が作られ、ステータ巻線４５２により作られる回転磁界により回転支持部４６２の回転円筒部４７８に回転トルクが発生し、回転円筒部４７８に繋がる回転軸４２４が回転し、回転軸４２４に固定螺子４８２により固定された回転陽極４３２が回転する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
Ｘ線管容器４０２に固定部４７２が固定されることにより、Ｘ線管容器４０２に固定軸受４７４が固定されている。固定軸受４７４は円筒形状を成していて、その内部に回転軸受部４７６が設けられている。固定軸受４７４の円筒形状の部分と回転軸受部４７６とは同心円の配置関係を為し、固定軸受４７４の内側と回転軸受部４７６の外側との間に転がり軸受４８４が設けられている。固定軸受４７４に対して回転軸受部４７６が回転可能に支持されている。回転軸受部４７６は更に回転円筒部４７８を有している。回転円筒部４７８は円筒形状を為しモータの回転子として作用するように回転円筒部４７８はステータ鉄心４５４に対向するように配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
５．モータの駆動動作の説明
操作者により入力されたＸ線画像の撮影スケジュールやＸ線強度に関する管電圧や管電流の設定値が制御情報３４２としてシステム制御装置２１２からＸ線制御部６００の第１回転速度演算部６１２に送られる。さらにＸ線管装置４００の温度や蓄積熱量を演算するために、Ｘ線照射の経過時間やＸ線照射停止の経過時間などもシステム制御装置２１２から第１回転速度演算部６１２に送られる。これらの情報から第１回転速度演算部６１２は演算により回転陽極４３２の蓄積熱量ＨＵを演算し、さらにターゲット４３４のＸ線焦点の温度を演算により求める。ターゲット４３４のＸ線焦点の温度が所定の温度を超えないように、回転陽極４３２の回転速度を演算する。回転速度の演算は、例えば蓄積熱量ＨＵや管電圧や管電流の設定値、撮影スケジュール、などをパラメータとした回転速度を予めデータベース６２２に記憶しておき、このデータベース６２２を検索することにより、行っても良い。
このようにすることで、演算の負荷を軽減し、しかも正確な制御を実現することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
演算された回転陽極４３２の回転速度は、回転陽極４３２を回転させるための回転速度指令としてあるいは演算された回転速度を得るためのトルク指令として、第１回転速度演算部６１２から出力され、ベクトル制御部６４０を構成する電流ベクトル演算部６４２に送られる。電流ベクトル演算部６４２ではｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑを演算により求め、これらの演算結果を電圧ベクトル演算部６４８へ送る。ステータ巻線４５２やロータとして動作する回転円筒部４７８は、回転陽極４３２を回転させるためのモータ６０４として動作し、回転駆動部３５０により作られる３相交流電力により動作する。電流ベクトル演算部６４２も電圧ベクトル演算部６４８も共にベクトル演算部としてベクトル演算を行う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
モータ６０４は、温度が高く回転角度センサなどを使用することが難しい状況であり、センサレスベクトル制御によりモータ６０４が制御される。モータ６０４の回転速度を間接的に求めるためにモータ６０４に供給される例えば電流が電流センサ６５８により検出され、座標変換部６５２により回転座標に変換されて、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑが求められる。求められたｑ軸電流Ｉｑと電流ベクトル演算部６４２の演算結果であるｑ軸電流Ｉｑとの偏差を求めるなどの方法により、第２回転速度演算部６５４によりモータ６０４の回転速度を求めることができる。なお第２回転速度演算部６５４では他の方法により、例えばモータ６０４の入力端の電圧と電流センサ６５８の検出結果から回転速度を求めても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
モータ６０４は同期電動機でもよいがこの実施例ではすべり制御で制御しており、すべり周波数演算部６４４によりすべり周波数を求め、第２回転速度演算部６５４で求められた回転速度に求められたすべり周波数を加算器６５６により加算して、加算した周波数を電圧ベクトル演算部６４８に送る。電圧ベクトル演算部６４８は、電流ベクトル演算部６４２の演算結果や加算器６５６で加算された周波数を基にインバータである回転駆動部３５０への指令信号を発生し、この指令信号により回転駆動部３５０が動作してコンバータ３２４から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ６０４を駆動する。なお、図５のベクトル制御部６４０の破線で囲った部分はモータ６０４を制御するためのベクトル演算を行う構成を示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
なお、第２回転速度演算部６５４での回転速度の演算では、例えばDCモータのようなシンプルなモータ近似モデルでは、次の式に基づいて逆起電力を演算し、逆起電力から回転速度を求めることができる。
Vs = R・Is ＋ L・ｄIs／ｄｔ ＋ Es    
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ステップＳ１０２の処理後、ステップＳ１０４からステップＳ１２４の一連の動作手順は非常に短い時間周期で繰り返し実行される。ステップＳ１０４で入力されたそれぞれのスケジュールや設定値に従ってシステム制御装置２１２からＸ線制御装置３０２やガントリ制御装置１２６、寝台制御装置１５２へ制御情報が送られる。Ｘ線管装置４００の動作開始前においては、これから撮影しようとするスケジュールに従って以下で説明するステップＳ１０６やステップＳ１０８でモータ６０４の回転速度が演算され、計算された回転速度を目標回転速度としてＸ線制御部６００が動作する。なお、ステップＳ１０６やステップＳ１０８における目標回転速度の演算は例えば図５の第１回転速度演算部６１２を使用して説明した如く、設定された諸条件からデータベース６２２を検索して求めることができる。目標回転速度となるようにベクトル制御部６４０で回転駆動部３５０の動作条件が演算され、回転駆動部３５０からモータ６０４のステータ巻線４５２に交流電流が供給され、モータ６０４が回転動作を開始する。本実施例では、回転駆動部３５０にコンバータ３２４から昇圧された直流電力を供給しているので、回転駆動部３５０からステータ巻線４５２へ大きな電力を供給することができ、モータ６０４を短時間に目標回転速度に増加させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
Ｘ線管装置４００は温度環境が厳しく劣化し易い。特に回転支持部４６２の軸受構造が劣化し易く故障し易い。ターゲット４３４のＸ線焦点の温度上昇の予測を正確に行い、モータ６０４の回転速度をできるだけ低く抑えることで、回転支持部４６２の軸受構造が劣化低減でき、故障を低減できる。さらに寿命を予測するために、ステップＳ１１２でモータ６０４の動作特性の演算を行う。例えば加速特性の低下が見られたり、回転速度の低下が大きくなった場合には、回転支持部４６２の軸受４８４の劣化が進んでいたり、さらには故障しているなどの判断が可能となる。図５で説明した如く、角度センサを有していなくても第２回転速度演算部６５４で回転速度を演算することができ、回転速度の変化と回転駆動部３５０の出力との関係からモータ６０４の軸受４８４の摩擦抵抗の大きさを求めることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
このステップＳ１２２には記載が省略されているが、Ｘ線管装置４００の動作特性が既に許容範囲から逸脱している場合には、警報が表示され、次のステップＳ１２４の後、強制的に動作が終了する。また動作特性が許容範囲から逸脱していないが逸脱が近いと判断された場合には、やはり警報表示がなされ、Ｘ線管装置４００の寿命が少ないことが知らされる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
１００…Ｘ線ＣＴ装置、１０２…被検者、ガントリ１２０…ガントリ、１２２…開口、１２４…回転盤、１２６…ガントリ制御装置、１３０…コリメータ、１４０…Ｘ線検出器、１４２…データ収集装置、１５２…寝台制御装置、２００…制御卓、２１２…システム制御装置、２１４…画像処理部、２１６…記憶装置、２１８…入出力装置、２２２…入力部、２２４…表示部、３２０…高電圧発生装置、３２２…交流電源、３２４…コンバータ、３２６…インバータ、３３４…管電圧、３３６…管電流、３４２…制御情報、３４４…制御情報、３４６…制御情報、３４８…画像情報、３５０…回転駆動部、４００…Ｘ線管装置、４０４…外囲器、４０６…放射窓、４０８…放射窓、４１２…電子線、４１４…Ｘ線、４１６…陰極、４１８…接続端子、４２４…回転軸、４３２…回転陽極、４３４…ターゲット、４５２…ステータ巻線、４５４…ステータ鉄心、４６２…回転支持部、４７２…固定部、４７４…固定軸受、４７６…回転軸受部、４７８…回転円筒部、４８０…切欠き、４８４…軸受、６０４…モータ、６１２…第１回転速度演算部、６１４…回転速度指令、６２２…データベース、６４０…ベクトル制御部、６４２…電流ベクトル演算部、６４４…すべり周波数演算部、６４８…電圧ベクトル演算部、６５２…座標変換部、６５４…第２回転速度演算部、６５６…加算器。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016038965.tif 000001
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2016038965.tif 000002