JP5077262B2

JP5077262B2 - 回診用ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP5077262B2
Application number: JP2009033685A
Authority: JP
Inventors: 智晴奥野; 立哉荒木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP2010187820A

Description

本発明は、操作ハンドルの力に応答して前進または後退する動力駆動型Ｘ線撮影装置に係わり、特に、減速時のショートブレーキ作動時にモータに流れる電流を制御する回診用Ｘ線撮影装置に関する。

従来、回診用Ｘ線撮影装置には、この装置の重量が４００ｋｇ以上になるので、走行用のモータが備えられおり、モータが駆動することで回診用Ｘ線撮影装置が移動することができる。このモータ駆動はパルス幅変調（Pulse Width Modulation）制御（以下、ＰＷＭ制御と称す）により制御されており、操作レバーハンドルの位置により、モータに流れる電流をＰＷＭ制御している。モータの回転数が操作レバーハンドルからの入力信号に対する所定の回転数よりも低ければ、ＰＷＭ制御のパルス幅を広げることでモータの回転数を上げる。また、モータの回転数が操作レバーハンドルからの入力信号に対する所定の回転数よりも高ければ、ＰＷＭ制のパルス幅を狭めることでモータの回転数を下げる。このようにして、操作レバーハンドルの位置によりモータの回転数を制御している。

このような回診用Ｘ線撮影装置を減速させたい場合、モータへの給電量をＰＷＭ制御により減少させること以外に、モータへの給電を停止し、このときモータに発生する逆起電圧を短絡させることでショートブレーキを作動させ減速させることができる。

例えば、操作者が前方に定速走行している場合に、レバーハンドルを中性位置に復帰することにより、モータへの給電を停止する。この後、モータに短絡回路を構成し、モータに制動電流が流れることで、モータを減速させることができる。常に制動電流が流れるようにすると急ブレーキがかかり操作者に負担がかかるので、例えば特許文献１では、パルス幅固定のスイッチングパルス信号により短絡回路に流れる制動電流の導通をオン−オフ制御することでモータを制動している。また、このスイッチングパルス信号のパルス幅は、制動が開始してから停止するまでの時間を変えるために、デューティ比変更回路にてデューティ比を一括で変化させることもできる。

特開平７−２９８６８１号公報

しかしながら、減速時に制動電流が流れると、減速開始後はモータ回転数が大きいので制動電流も大きい値となるため、モータ出力トルクも大きくなる。これより、モータが急激に減速することになり、回診用Ｘ線撮影装置に大きな衝撃が生じる。この時、減速開始前後でモータの出力トルクに大きな変化が生じるので、自然な操作感が失われ、回診用Ｘ線撮影装置は操作者にとって走行操作しづらいものとなってしまう。さらに、回診用Ｘ線撮影装置は操作者により走行操作されるので、減速開始直前のモータ回転数は操作する毎に異なり、減速開始直後のモータ出力トルクも一定でない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ショートブレーキ時に発生する衝撃を緩和した回診用Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、回診用Ｘ線撮影装置であって、操作ハンドルに加えられた操作力を検出する操作力検出手段と、互いに独立に駆動される一対の車輪と、前記車輪を駆動するモータと、前記モータの回転速度を検出するエンコーダと、２個のスイッチング素子が直列に接続された２本の通電線が並列接続され、前記各通電線における２個のスイッチング素子間がそれぞれ前記モータの電極に接続され、前記各スイッチング素子に並列にダイオードを接続したブリッジ回路であるモータ駆動回路と、前記スイッチング素子のオン・オフをパルス幅変調制御するパルス信号を前記モータ駆動回路へ送るパルス幅変調制御回路と、前記操作力検出手段により検出された前記操作力と前記エンコーダにより検出された前記回転速度から前記パルス信号のデューティ比を算出する演算部とを備え、減速走行時に、前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせるように、前記モータの逆起電圧による電流が流れる前記ブリッジ回路内の短絡回路を構成する前記スイッチング素子の少なくとも１つ以上を、前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように算出された前記デューティ比のパルス信号によりオン・オフ制御することを特徴とする。

上記構成によれば、操作ハンドルに加えられた操作力によりショートブレーキを作動させて減速走行する場合、モータ駆動回路内のブリッジ回路の短絡回路を構成するスイッチング素子のオン・オフ制御をモータの回転数に応じてパルス幅変調制御する。このとき、モータの回転数に応じてパルス信号のデューティ比がモータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように演算部にて算出され、このデューティ比を基にパルス変調制御回路においてパルス信号が形成され、このパルス信号によりブリッジ回路の短絡回路を構成するスイッチング素子のオン・オフが制御される。このように、モータに流れる制動電流がモータの回転数に応じてパルス幅変調制御されるので、急激なモータの出力トルクの発生を防ぐことができる。これより操作者に負担のかからないショートブレーキをすることができ、ショートブレーキ作動前後での回診用Ｘ線装置の衝撃が緩和され、自然な減速および停止をすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせる際、前記演算部は、前記モータの前記回転速度に応じた関数として前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように前記デューティ比を算出することを特徴とする。

上記構成によれば、前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせる際、モータの回転数に応じた関数として前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするようにデューティ比を制御するので、モータの制動により生じる衝撃も、操作ごとに異なる減速開始直前のモータの回転数に影響を受けることがない。これより、ショートブレーキ時に発生する衝撃が操作するごとに変わることがないので、操作者は安心して減速および停止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、前記関数が、〔（パルス幅）＝（周期）−（減速定数）×（モータの回転数）／（モータの最大回転数）〕であることを特徴とする。

上記構成によれば、デューティ比を〔（パルス幅）＝（周期）−（減速定数）×（モータの回転数）／（モータの最大回転数）〕を演算することで算出するので、操作者に負担のかからないショートブレーキをすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、前記減速定数は前記操作ハンドルの前記操作力の大きさにより変更することを特徴とする。

上記構成によれば、操作力の大きさにより減速定数を変更することで、操作者の負担を軽減した急制動をすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせる際、前記演算部は、前記モータの前記回転速度に応じて前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように前記デューティ比が予め決められたルックアップテーブルから参照して前記デューティ比を算出することを特徴とする。

上記構成によれば、演算部にてデューティ比を演算しなくてもよいので、操作力に対して敏感に反応してショートブレーキをすることができる。

この発明に係る回診用Ｘ線撮影装置によれば、ショートブレーキ時に発生する衝撃を緩和した回診用Ｘ線撮影装置を提供することができる。

実施例に係る回診用Ｘ線撮影装置の側面図である。実施例に係る回診用Ｘ線撮影装置の構成を示すブロック図である。実施例に係るＰＷＭ制御回路を示すブロック図である。実施例に係るモータ駆動回路を示す回路図である。モータ回転数により、スイッチングパルス信号がＰＷＭ制御されることの説明図である。実施例に係るＰＷＭ制御を示すタイミングチャート図である。従来例に係るＰＷＭ制御を示すタイミングチャート図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は回診用Ｘ線撮影装置の概略側面図であり、図２は回診用Ｘ線撮影装置の構成を示すブロック図であり、図３はＰＷＭ制御回路を示すブロック図であり、図４はモータ駆動回路を示す回路図である。

＜回診用Ｘ線撮影装置＞
図１および図２に示すように、回診用Ｘ線用撮影装置１は、Ｘ線を照射するＸ線管２と、Ｘ線管２を保持するアーム３と、アーム３を支持しつつ台車４上で旋回可能な支柱５と、旋回自在の前輪５およびかじ取り不能の後輪６とを備え、台車４に取り付けられたハンドル保持台９に設けられたレバーハンドル１０を前後に操作することによって、下部に設けられた駆動モータ１１が回転して前進または後進することができる。

アーム３にはＸ線管２の支持機構と回転機構が備えられており、水平方向に伸縮するアーム３は支柱５上をスムースに垂直移動し、バランスが取れる機構に設計され、被検者の撮影部位に応じてあらゆる方向と空間的な位置に、Ｘ線管２のコリメータ２８（Ｘ線放射口）をむけることができる。

台車４の後部には固定したかじ取り不能の一対の後輪６が設けられ、台車４の前部には、一対のキャスターすなわち旋回自在の前輪５によって支持されている。また、後輪６と駆動モータ１１は左右に独立の制御系統を持ち、後輪６は、台車に装着された駆動モータ１１により互いに独立に駆動される。つまり、前輪５を正面にして後輪６の左側の左後輪７は左モータ１２に、後輪６の右側の右後輪８は右モータ１３により駆動される。

そして、台車４には、自動車用バッテリとインバータで主回路１００〜１２０Ｖ、６０Ｈｚを内部電源とし、高電圧変圧器とコンデンサとを備えている。その制御回路はソリッドシステム化され、撮影操作は自動プログラム化したワンタッチ式の装置が多く使用されている。

また、前輪５および後輪６にはゴムタイヤなどを用い、病室、手術室、エレベータでの出入りが自在であるように設計され、その他ブレーキシステム、カセッテボックス、付属装置を備えている。この回診用Ｘ線撮影装置１は移動型装置として小型・軽量で移動操作性の良いことが重要であり、病院内でベッドルーム、技工室、手術室、小児室、レントゲン室、乳児室等に容易に移動して、手軽に現場でＸ線撮影用として使用される。

レバーハンドル１０は比較的堅いが可撓性のあるバネ部材を介して台車４に接続されている。台車４の両側に接続された２個所のバネ部材は、堅い板バネで構成され、そのバネ部材を設けたことにより、レバーハンドル１０を押したり引いたりするようなレバーハンドル１０に加えられる力に応じて、レバーハンドル１０を僅かに前後方向に変位させることができる。レバーハンドル１０を前後に操作することで、バネ部材のバネ作用により、レバーハンドル１０は比較的容易に変位させることができるとともに、レバーハンドル１０を離したとき、中性位置または中心位置にすばやく復帰させることができる。レバーハンドル１０は本発明における操作ハンドルに相当する。

レバーハンドル１０の両端にはレバーハンドル１０と共に動く一対の線形磁石がそれぞれ取り付けられている。一方、一対のホール効果センサ（左圧力センサ１７、右圧力センサ１８）が台車４に取付けられ、それぞれ対応する磁石に隣接して配置される。

ホール効果センサ（左圧力センサ１７、右圧力センサ１８）が磁石に対して中心位置にあるとき、ホール効果センサ（左圧力センサ１７、右圧力センサ１８）の出力信号はゼロ・レベルになり、磁石をずらすと、ホール効果センサ（左圧力センサ１７、右圧力センサ１８）の出力信号は正の最大値と負の最大値の間でほぼ線形に変化する。

センサ信号の符号すなわち極性は、レバーハンドル１０の変位の方向を表しセンサ信号の大きさは変位量に比例する。このようにして、レバーハンドル１０に加わる操作力を電気信号に変換することができる。また、ホールセンサ以外の圧力センサを用いて操作力を検出してもよい。左圧力センサ１７および右圧力センサ１８は本発明における操作力検出手段に相当する。

左後輪７および右後輪８は、それぞれ左モータ１２および右モータ１３によって駆動され、左モータ１２と右モータ１３はモータ駆動回路１４によって個別に制御される。モータ駆動回路１４は、左モータ駆動回路と右モータ駆動回路とを備えており、どちらも同じ回路構成である。左モータ駆動回路は左モータ１２の回転を制御し、右モータ駆動回路は右モータ１３の回転を制御する。

モータ駆動回路１４はＰＷＭ制御回路１５によってＰＷＭ制御される。ＰＷＭ制御回路１５にも、左ＰＷＭ制御回路と右ＰＷＭ制御回路とを備え、どちらも同じ制御回路である。左ＰＷＭ制御回路は左モータ駆動回路へスイッチングパルス信号を送り、右ＰＷＭ制御回路は右モータ駆動回路へスイッチングパルス信号を送る。このＰＷＭ制御のデューティ比は、ＣＰＵ１６からのデューティ比信号によって制御される。

操作者が台車４のレバーハンドル１０を前後に操作すると、レバーハンドル１０の両端に設けられた左圧力センサ１７及び右圧力センサ１８からの操作力信号Ｆｔ（左操作力信号１９、右操作力信号２０）が左右独立してＣＰＵ１６に入力される。一方、左車輪７及び右車輪８の車軸に設けられ左モータ１２または右モータ１３の回転速度Ｖｔをそれぞれ検出する左エンコーダ２１と右エンコーダ２２から、モータ回転速度信号がＣＰＵ１６に入力される。

次に、ＣＰＵ１６は、左圧力センサ１７及び右圧力センサ１８からの前進、後退の操作力信号Ｆｔ（左操作力信号１９、右操作力信号２０）に比例したＰＷＭ制御のデューティ比を算出し、デューティ比信号を左右それぞれ独立にＰＷＭ制御回路１５へ送る。このデューティ比信号を基に、ＰＷＭ制御のスイッチングパルス信号がモータ駆動回路１４へ左右それぞれ独立に送られ、ＰＷＭ制御されたスイッチング信号により、左モータ１２及び右モータ１３に流れる電流がオン・オフ制御されることで各モータが出力トルクＴで回転する。ＣＰＵ１６は本発明における演算部に相当する。

こうして出力トルクＴで回転する駆動モータ１１の回転速度Ｖｔを左エンコーダ２１及び右エンコーダ２２が検出し、そのモータ回転速度信号がＣＰＵ１６に入力される。回転速度Ｖｔがレバーハンドル１０からの操作力信号Ｆｔに対する所定の回転数よりも低ければ、ＰＷＭ制御のパルス幅を広げ、また、高ければＰＷＭ制御のパルス幅を狭めて帰還制御する。ＣＰＵ１６は、それに対応したデューティ比信号をＰＷＭ制御回路１５に入力し、ＰＷＭ制御回路１５はモータ駆動回路１４を制御し、モータ駆動回路１４は左モータ１２及び右モータ１３の回転速度Ｖを制御するものである。次に各構成部について詳細に説明する。

＜ＰＷＭ制御回路＞
ＰＷＭ制御回路１５は、図３に示すように、パルスを発生するパルス発生回路２３と、発生したパルスのデューティ比をＣＰＵ１６から送られるデューティ比信号により変更するデューティ比変更回路２４とを備える。デューティ比変更回路２４にてデューティ比が変更されたスイッチングパルス信号はモータ駆動回路１４へ送られる。

＜モータ駆動回路＞
モータ駆動回路１４は、図４に示すように、直流定電圧が出力される直流電源Ｖと、供給される電流により装置を走行させる駆動モータ１１（左モータ１２、右モータ１３）と、ＦＥＴトランジスタ等のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４で構成されたＨブリッジ回路と、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４と並列に接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４と、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４をオン、オフするためのスイッチング素子駆動回路２５とを備える。

ＳＷ１とＳＷ２とは、両端が直流電源Ｖと接続された通電線２６に直列に接続されており、ＳＷ３とＳＷ４とは、両端が直流電源Ｖと接続された通電線２７に直列に接続されている。すなわち、通電線２６と通電線２７とは互いに並列に接続されている。また、駆動モータ１１は、その両極がそれぞれ通電線２６のＳＷ１とＳＷ２との間、並びに通電線２７のＳＷ３とＳＷ４との間にそれぞれ接続されている。

このブリッジ回路によれば、ＳＷ１をオン状態、ＳＷ２とＳＷ３とをオフ状態にして、ＳＷ４をＰＷＭ制御すれば、駆動モータ１１を正転駆動することができる。また、ＳＷ３をオン状態、ＳＷ１とＳＷ４とをオフ状態にしてＳＷ２をＰＷＭ制御すれば、駆動モータ１１を逆転駆動することができる。

例えば、回診用Ｘ線撮影装置１を前進させたい場合には、レバーハンドル１０を前へ操作すると、そのときのレバーハンドル１０からのセンサ信号Ｆｔと駆動モータ１１の回転速度Ｖｔに応じたデューティ比がＣＰＵ１６により算出され、ＰＷＭ制御回路１５へデューティ比信号として送られる。ＰＷＭ制御回路１５内のデューティ比変更回路２４に送られてきたデューティ比信号を基に、デューティ比が変更されたスイッチングパルス信号がモータ駆動回路１４内のスイッチング素子駆動回路２５に送られる。このスイッチングパルス信号に基づいてスイッチング素子駆動回路２５から駆動信号が発せられてスイッチング素子ＳＷ１とＳＷ４とがオン・オフ制御される。スイッチング素子ＳＷ１とＳＷ４とがオン状態のときに、直流電源Ｖ、スイッチング素子ＳＷ１、モータ１１、スイッチング素子ＳＷ４とで閉回路が形成されるのでモータの駆動電流Ｉａが流れて駆動モータ１１が正回転して回診用Ｘ線撮影装置１が前方向へ加速する。

一方、回診用Ｘ線撮影装置１を後方へ走行させたい場合には、同様に、レバーハンドル１０を後ろへ操作すると、スイッチング素子駆動回路２５から駆動信号が発せられてスイッチング素子ＳＷ２とＳＷ３とがオン状態となり、上記駆動電流Ｉａとは逆方向の駆動電流が流れて駆動モータ１１が逆回転して回診用Ｘ線撮影装置１が後方へ移動する。

次に、ショートブレーキ時の動作を説明する。例えば前方へ走行中に、操作者がレバーハンドルを中性位置に戻すとショートブレーキが作動し減速走行する。図６（ａ）に示すように、それまで、モータ駆動回路１４のスイッチＳＷ１とＳＷ４がオン状態で定速走行していたとして、このときにショートブレーキが作動すると、スイッチング素子駆動回路２５によりＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４がオフ状態にされ、ＳＷ２のみがＰＷＭ制御によりオン−オフ制御される。ＳＷ１とＳＷ４とがオフ状態なので駆動モータ１１には駆動電流Ｉａは流れないが、既に駆動モータ１１の両端には逆起電圧が発生するので、ＳＷ２がオン状態の期間は、駆動モータ１１、ＳＷ２、Ｄ４とで形成された短絡回路に制動電流Ｉｂが駆動電流Ｉａとは逆方向に流れて（図６（ｂ）参照）駆動モータ１１を減速させる（ショートブレーキ）。制動電流Ｉｂの値は駆動モータ１１に発生した逆起電圧を駆動モータ１１の巻線抵抗Ｒで除したものである。

このようにショートブレーキ時には、後輪６の回転方向と逆方向に駆動モータ１１が回転するように制動電流が流れることで駆動モータ１１の慣性回転が制動される。このときに、ＣＰＵ１６では、ＳＷ２のオン・オフ制御するＰＷＭ制御のデューティ比を例えば下式のように算出する。Ｗはパルス幅であり、Ｃは周期、αは減速定数、Ｒは駆動モータ１１の回転数、Ｒｍａｘは駆動モータ１１の最大回転数である。

Ｗ＝Ｃ−α×Ｒ／Ｒｍａｘ … （１）

（１）式のようにパルス幅を駆動モータ１１の回転数Ｒに応じた関数として変化させると、図５に示すようなスイッチングパルス信号が形成される。図５において、駆動モータ１１の回転数Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の大小関係は、Ｒ_１＞Ｒ_２＞Ｒ_３である。このように、（１）式によりパルス幅を調節すれば、駆動モータ１１の回転数が大きいほどパルス幅Ｗは小さく、駆動モータ１１の回転数が小さくなればなるほどパルス幅Ｗは大きくなる。

次に従来のショートブレーキと本実施例のショートブレーキとを比較する。
従来のショートブレーキのタイミングチャート図を図７に示す。図７に示すように、駆動モータ１１に発生する逆起電圧は駆動モータ１１の回転数に比例するので、ショートブレーキが作動した直後の駆動モータ１１の回転数が最も大きいＳＷ２の最初のオン期間では、制動電流Ｉｂが最も大きくなり（図７（ｂ）参照）、制動力が大きい。しかし、その後のＳＷ２のオン期間では前の周期における制動により駆動モータ１１の回転数が落ちてくるので、制動電流Ｉｂは漸次的に零に近づく。

このように従来では、ショートブレーキ時のスイッチングパルス信号のパルス幅を固定にしているので、減速開始直後にパルス幅分の大きな制動電流Ｉｂが流れる。これより、減速開始直後には大きなモータ出力トルクＴｂが生じ（図７（ｃ）参照）、回診用Ｘ線撮影装置１に生じる衝撃の原因となる。また、駆動モータ１１の減速が進むとモータ回転数が落ちるので、モータ出力トルクＴｂは小さくなる。

これに対して、本実施例では、図６に戻って説明すると、ショートブレーキのパルス幅を駆動モータ１１の回転数に応じた関数として変化させるので、減速開始直後は駆動モータ１１の回転数が大きいので、ショートブレーキのパルス幅を短くすることで制動電流Ｉｂが流れる時間を短くして、駆動モータ１１のモータ出力トルクＴｂを小さくする（図６（ｃ））。これより、ショートブレーキ開始時が緩やかな減速となり、回診用Ｘ線撮影装置１に大きな衝撃が生じない。また、減速が進むにつれ駆動モータ１１の回転数が小さくなるが、パルス幅Ｗが長くなるので駆動モータ１１の出力トルクＴｂが落ちない。これより、減速の変化が緩やかであるので減速中に装置が大きく振動することがなく、操作者に負担を与えることが無い。さらに、ショートブレーキ時のパルス幅を駆動モータ１１の回転数に応じた関数として制御しているので、操作ごとに異なる減速開始直前の駆動モータ１１の回転数に影響を受けることがない。これより、減速前の装置の速度に関係なく減速時に操作者にかかる負担は変わらないので、減速時に操作者へ恐怖感を与えない。

また、従来のデューティ比変換は、制動時間の調節のために、パルス幅を一括して変更していたのに対して、本実施例では、駆動モータ１１の制動による衝撃を緩和するのを目的としているので、駆動モータ１１の回転数に応じて、個別のパルスに関してデューティ比変換するので、それぞれのパルス幅を変更することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、減速定数αは固定の定数としているが、レバーハンドル１０からのセンサ信号の大きさに応じて変えてもよい。例えば、センサ信号が大きい場合は、減速定数を大きい値とするように、減速定数αをセンサ信号の大きさに比例させると操作者が急ブレーキをかけたい時には、急制動することができる。

（２）上述した実施例では、モータの慣性回転に基づく逆起電圧をパルス状に短絡させる際、パルス幅をモータの回転速度に応じた関数としてＣＰＵ制御しているが、モータの回転速度に応じて予めデューティ比が決められたルックアップテーブルを参照してパルス幅を制御してもよい。つまり、このルックアップテーブルには、モータの回転数が小さい時にはパルス幅は大きく、モータの回転数が大きくなるにつれてパルス幅は小さくなるように段階づけて対応づけされている。また、上記（１）式で求めたパルス幅をルックアップテーブルとして備えてあってもよい。これより、ＣＰＵ１６にてパルス幅を算出する演算処理の高速化をすることができるので、反応性のよい制動を行うことができる。

（３）上述した実施例では、回診用Ｘ線撮影装置１が前進している場合にショートブレーキを作動させる例を示したが、この場合の短絡回路は、ブリッジ回路の下側回路に限らず上側回路にて構成することもできる。すなわち、駆動モータ１１、スイッチ素子ＳＷ３、ダイオードＤ１で構成された短絡回路において、スイッチ素子ＳＷ３をＰＷＭ制御によりオン・オフ制御することで制動電流を流すことができ、駆動モータ１１を減速させることができる。また、ダイオードＤ１の代わりにスイッチ素子ＳＷ１をスイッチ素子ＳＷ３と同様にＰＷＭ制御してもよい。また、回診用Ｘ線撮影装置１が後進している場合には、駆動モータ１１に発生する逆起電圧の極性が逆になるので、駆動モータ１１、スイッチ素子ＳＷ４、ダイオードＤ２もしくはスイッチ素子ＳＷ２で構成された短絡回路、または、駆動モータ１１、スイッチ素子ＳＷ１、ダイオードＤ３もしくはスイッチ素子ＳＷ３で構成された短絡回路にて制動電流を流すことができ、ショートブレーキを作動することができる。

１ … 回診用Ｘ線撮影装置
６ … 後輪
１０ … レバーハンドル
１１ … 駆動モータ
１２ … 左モータ
１３ … 右モータ
１４ … モータ駆動回路
１５ … ＰＷＭ制御回路
１６ … ＣＰＵ
１７ … 右圧力センサ
１８ … 左圧力センサ
２１ … 左エンコーダ
２２ … 右エンコーダ
ＳＷ１〜ＳＷ４ … スイッチング素子

Claims

回診用Ｘ線撮影装置であって、
操作ハンドルに加えられた操作力を検出する操作力検出手段と、
互いに独立に駆動される一対の車輪と、
前記車輪を駆動するモータと、
前記モータの回転速度を検出するエンコーダと、
２個のスイッチング素子が直列に接続された２本の通電線が並列接続され、前記各通電線における２個のスイッチング素子間がそれぞれ前記モータの電極に接続され、前記各スイッチング素子に並列にダイオードを接続したブリッジ回路であるモータ駆動回路と、
前記スイッチング素子のオン・オフをパルス幅変調制御するパルス信号を前記モータ駆動回路へ送るパルス幅変調制御回路と、
前記操作力検出手段により検出された前記操作力と前記エンコーダにより検出された前記回転速度から前記パルス信号のデューティ比を算出する演算部とを備え、
減速走行時に、前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせるように、
前記モータの逆起電圧による電流が流れる前記ブリッジ回路内の短絡回路を構成する前記スイッチング素子の少なくとも１つ以上を、前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように算出された前記デューティ比のパルス信号によりオン・オフ制御することを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
請求項１に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせる際、前記演算部は、前記モータの前記回転速度に応じた関数として前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように前記デューティ比を算出する
ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
請求項２に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
前記関数が、
〔（パルス幅）＝（周期）−（減速定数）×（モータの回転数）／（モータの最大回転数）〕
であることを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
請求項３に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
前記減速定数は前記操作ハンドルの前記操作力の大きさにより変更する
ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
請求項１に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
前記モータの慣性回転に基づく逆起電圧による減速作用を生じさせる際、前記演算部は、前記モータの前記回転速度に応じて前記モータの回転速度が大きいほどパルス幅を小さくするように前記デューティ比が予め決められたルックアップテーブルから参照して前記デューティ比を算出する
ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。