JP2011521699A - 電気エネルギを非接触で伝送するためのコンピュータ断層撮影ガントリのための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ガントリの固定部分９２から前記ガントリの回転部分９３へ非接触で電気エネルギを伝送するためのコンピュータ断層撮影ガントリ９１のための装置であって、電気エネルギを伝送する第１の電力変圧器及び第２の電力変圧器を有し、第１の電力変圧器は、第１の電力変圧器の第１のセットの一次巻線及び第１のセットの二次巻線から成るグループ５０６、５０７、５４２、６０２、６０１、１２０２、１３０１、１４０１からの第１の巻線を有し、第２の電力変圧器は、第２の電力変圧器の第２のセットの一次巻線及び第２のセットの二次巻線から成るグループ５０８、５０９、５４３、６０３、６０４、１２０４、１３０２、１４０２からの第２の巻線を有し、第１のセットの一次巻線及び第２のセットの一次巻線は、前記ガントリの前記固定部分に取り付けられ、第１のセットの二次巻線及び第２のセットの二次巻線は、前記ガントリの前記回転部分９３に取り付けられ、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとる、装置を提供する。本発明の他の態様は、本発明のコンセプトに従う装置を有するコンピュータ断層撮影ガントリ９１である。更にまた、本発明の態様は、本発明のよる装置の助けを借りて電流のバランスをとるステップを有する、ガントリの固定部分９２からガントリの回転部分９３へ非接触で電気エネルギを伝送するための方法である。

Description

本発明は、ガントリの固定部分からガントリの回転部分へ電気エネルギを非接触で伝送するためのコンピュータ断層撮影ガントリのための装置と、斯様な装置を有するコンピュータ断層撮影ガントリと、コンピュータ断層撮影ガントリの固定部分からガントリの回転部分へ電気エネルギを非接触で伝送するための方法に関する。

通常、コンピュータ断層撮影ガントリの電力変圧器は、高周波で動作される。高周波動作は、システムに使用されるエネルギ蓄積装置（キャパシタ、インダクタ、変圧器）のサイズ及び重量を低減する可能性を提供する。通常、Ｅコアが、外部の漏出磁束を回避するために、変圧器に使用される。よって、最初に時計回り、次に周囲に沿った反時計回りの長い曲がった経路が、高い値のインダクタンスを生じるだろう。共振コンバータシステムを使用して、変圧器の結果的な漏洩インダクタンスは、必要な電力レベルを送信するために低くなければならない。ガントリの回転部分に対する高電力送信が要求されるとき、複数のインバータが使用されるだろう。この場合、インバータの各々は、ガントリの回転部分へ伝送するため、全体的に必要とされる電力の一部を生成する。変圧器の特性だけでなくインバータの部品が、製造許容誤差及び温度影響に対して異なる。よって、異なるインバータにより伝送される電力の一部が等しくない。これは、異なるインバータの不等なワークロードに至る。結果として、これらのコギング力が発生し、よって、ガントリの回転部分が、ガントリの回転部分の回転中に曲げられ得る。

電力変圧器を供給する、異なるインバータのワークロードのバランスをとるため改善された装置を提供することが所望される。結果として、これらのコギング力及びガントリの回転部分の曲げが避けられるだろう。これは、コンピュータ断層撮影ガントリの電力変圧器及びガントリ自身の長寿命に至るだろう。

本発明は、ガントリの固定部分から前記ガントリの回転部分へ非接触で電気エネルギを伝送するためのコンピュータ断層撮影ガントリ用装置であって、電気エネルギを伝送する第１の電力変圧器及び第２の電力変圧器を有し、第１の電力変圧器は、第１の電力変圧器の第１のセットの一次巻線及び第１のセットの二次巻線から成るグループからの第１の巻線を有し、第２の電力変圧器は、第２の電力変圧器の第２のセットの一次巻線及び第２のセットの二次巻線から成るグループからの第２の巻線を有し、第１のセットの一次巻線及び第２のセットの一次巻線は、前記ガントリの前記固定部分に取り付けられ、第１のセットの二次巻線及び第２のセットの二次巻線は、前記ガントリの前記回転部分に取り付けられ、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとる、装置を提供する。

単一の巻線の異なる電流のバランスをとることは、変動なしに等しく回転させる目的のために重要である。回転の変動は、制御不能な振動につながる。最悪のケースシナリオにおいて、これらの振動は、コンピュータ断層撮影ガントリの損傷に至る。

本発明はまた、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の装置を有する、コンピュータ断層撮影ガントリも提供する。

更に、本発明は、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の装置の助けを借りて電流のバランスをとるステップを有する、ガントリの固定部分からガントリの回転部分へ非接触で電気エネルギを伝送するための方法を提供する。

他の実施例は、従属項に組み込まれている。

本発明によると、第１の巻線及び第２の巻線が、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとるように磁気的に結合されている装置が提供される。

この装置は、追加電流補償チョークのような付加的な部品を必要とすることなく、電流のバランスをとる。異なる電流を持つ巻線の磁気的に関連した領域を結合させることが、必要なだけである。共通の磁束は、結果的に、異なる電流のバランスをとることになる。

例示的実施例によると、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとるように配される電流バランス変圧器を更に有する装置が提供される。用語「電流バランス変圧器」は、用語「電流バランスチョーク」に対応する。電流バランスチョークは、変圧器の特別なバリエーションである。

異なる巻線の電流のバランスをとるために、ディスクリート素子を配することも可能である。これらの素子は、異なる巻線間に追加の磁気的カップリングを生成する。この磁気的カップリングは、電流のバランスを導く。この実施例は、変圧器の巻線の特別な装置が必要でないという事実のため、都合がよい。更に、追加素子、電流バランスチョーク／変圧器が、あらゆるサイズ及び要件で利用できる。

本発明によると、第１の巻線は第１の電力変圧器の第１の一次巻線であり、第２の巻線は第２の電力変圧器の第２の一次巻線であって、第１の一次巻線の電流と第２の一次巻線の電流とのバランスをとる装置が提供される。

例示的実施例によると、第１の巻線は第１の電力変圧器の第１の二次巻線であり、第２の巻線は第２の電力変圧器の第２の二次巻線であって、第１の二次巻線の電流と第２の二次巻線の電流とのバランスをとる装置が提供される。

例示的実施例によると、第１及び第２の電力変圧器は、高周波でエネルギを伝送するように高周波の電流で動作される装置が提供される。

ガントリの回転部分の部品から必要とされる、莫大な電気的エネルギを伝送するために、高周波アプリケーションを使用することが必要である。従って、発明の概念に従って装置を高周波アプリケーションの要件に適応させることが好適である。

例示的実施例によると、インバータを更に有する装置であって、前記インバータは第１及び第２の電力変圧器と接続されて、前記インバータが第１及び第２の電力変圧器に電気エネルギを給電する装置が提供される。

例示的実施例によると、整流器を更に有する装置であって、前記整流器は第１及び第２の電力変圧器と接続されて、前記整流器が第１及び第２の電力変圧器の出力電圧を整流する装置が提供される。

特に、電流バランスの課題は、一次巻線を供給する単一のインバータのみの場合か、又は変圧器の２次側で電圧を整流する単一の整流器のみの場合である。インバータ／整流器は、変圧器の１次側又は２次側の全ての巻線の共通電流に影響するだけであるので、いずれの場合においても、異なる電流を調整する可能性がない。従って、本発明により供給される解決案は、上述の状況に関して特に好適である。

例示的実施例によると、第３の電力変圧器と第４の電力変圧器とを更に有する請求項１乃至８の何れか一項に記載の装置であって、第１の電力変圧器は第１のインバータにより供給され、第２の電力変圧器は第２のインバータにより供給され、第３の電力変圧器は第３のインバータにより供給され、第４の電力変圧器は第４のインバータにより供給され、第１のインバータは第２のインバータの近くに配され、第３のインバータは第４のインバータの近くに配され、第１のインバータは第１の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第２のインバータは第２の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第３のインバータは第３の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第４のインバータは第４の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第１の供給ラインは第２の供給ラインよりかなり短く、第３の供給ラインは第４の供給ラインよりかなり短い、装置が提供される。

他の例示的実施例によると、第１の電力変圧器の第１のセットの一次巻線、第１のセットの二次巻線、第２の電力変圧器の第２のセットの一次巻線、第２のセットの二次巻線から成るグループからの巻線は、円弧に配される装置が提供される。

他の例示的実施例によると、第１のセットの一次巻線及び第１のセットの二次巻線から成るグループからの第１の巻線を持つ第１の電力変圧器と、第２のセットの一次巻線及び第２のセットの二次巻線から成るグループからの第２の巻線を持つ第２の電力変圧器と、第３のセットの一次巻線及び第３のセットの二次巻線から成るグループからの第３の巻線を持つ第３の電力変圧器と、第４のセットの一次巻線及び第４のセットの二次巻線から成るグループからの第４の巻線を持つ第４の電力変圧器とを有し、第１、第２、第３及び第４の巻線は、４つの円弧に配される装置が提供される。

他の例示的実施例によると、第１の一次巻線を持つ第１の電力変圧器と、第２の一次巻線を持つ第２の電力変圧器と、第３の一次巻線を持つ第３の電力変圧器と、第４の一次巻線を持つ第４の電力変圧器と、第１の電流バランス変圧器と、第２の電流バランス変圧器と、第３の電流バランス変圧器とを有し、第１の電流バランス変圧器の巻線は、第１の一次巻線の一部の周りと第２の一次巻線の一部の周りに巻きついているので、第１の電流バランス変圧器が、第１の一次巻線の電流と第２の一次巻線の電流とのバランスをとり、第２の電流バランス変圧器の巻線は、第２の一次巻線の一部の周りと第３の一次巻線の一部の周りに巻きついているので、第２の電流バランス変圧器が、第２の一次巻線の電流と第３の一次巻線の電流とのバランスをとり、第３の電流バランス変圧器の巻線は、第３の一次巻線の一部の周りと第４の一次巻線の一部の周りに巻きついているので、第３の電流バランス変圧器が、第３の一次巻線の電流と第４の一次巻線の電流とのバランスをとる装置が提供される。

他の例示的実施例によると、第１の二次巻線を持つ第１の電力変圧器と、第２の二次巻線を持つ第２の電力変圧器と、第３の二次巻線を持つ第３の電力変圧器と、第４の二次巻線を持つ第４の電力変圧器と、第１の電流バランス変圧器と、第２の電流バランス変圧器と、第３の電流バランス変圧器とを有し、第１の電流バランス変圧器の巻線は、第１の二次巻線の一部の周りと第２の二次巻線の一部の周りに巻きついているので、第１の電流バランス変圧器が、第１の二次巻線の電流と第２の二次巻線の電流とのバランスをとり、第２の電流バランス変圧器の巻線は、第２の二次巻線の一部の周りと第３の二次巻線の一部の周りに巻きついているので、第２の電流バランス変圧器が、第２の二次巻線の電流と第３の二次巻線の電流とのバランスをとり、第３の電流バランス変圧器の巻線は、第３の二次巻線の一部の周りと第４の二次巻線の一部の周りに巻きついているので、第３の電流バランス変圧器が、第３の二次巻線の電流と第４の二次巻線の電流とのバランスをとる装置が提供される。

インバータにより変圧器の巻線へ供給される、電流をバランスするための可能性を提供することが、本発明の要点として見られる。変圧器の対応する巻線は、一次巻線、二次巻線又は両方である（一次巻線及び二次巻線は、バランスできる）。これは、種々異なるインバータ／巻線に対するワークロードが等しくなるという結果を導く。従って、非対称のワークロードが回避され、結果的にコンピュータ断層撮影ガントリの曲りの防止になる。

上記の特徴は、組み合わせ可能である点に留意されたい。上記の特徴の組合せは、明確には詳述されていない場合でも、相乗効果を導く。

本発明のこれら及び他の態様は、これ以降説明される実施例を参照して明らかに説明されるだろう。

本発明の例示的な実施例は、以下の図面を参照して以下に説明されるだろう。

図１は、コンピュータ断層撮影ガントリの一部を示す。 図２は、変圧器の一部を示す。 図３は、４つのインバータを持つ変圧器の一部を示す。 図４は、４つのインバータを持つ変圧器の一部を示す。 図５は、電流バランスチョークを持つ変圧器の一部を示す。 図５Ａは、４つのインバータを持つ変圧器の一部を示す。 図５Ｂは、２つの電流バランスチョークを持つ変圧器の一部を示す。 図５Ｃは、３つの電流バランスチョークを持つ変圧器の一部を示す。 図６は、３つの電流バランスチョークを持つ変圧器の一部を示す。 図７は、コンピュータ断層撮影ガントリの一部のブロック図を示す。 図８は、変圧器の一部を示す。 図９は、変圧器の一部を示す。 図１０は、整流器を示す。 図１１は、変圧器の一部を示す。 図１２は、６つの整流器を持つ変圧器の一部を示す。 図１３は、変圧器の一部を示す。 図１４は、変圧器の一部を示す。 図１５は、コンピュータ断層撮影ガントリを示す。

ここで説明されるシステムは、回転皿、すなわちコンピュータ断層撮影ガントリの回転部分へエネルギ伝送を供給する、非接触エネルギ伝送のためのシステムに焦点を合わせる。更に、異なる巻線の電流のバランスを供給する、巻線の配置が説明される。

本発明では、高周波動作の使用及び最小量の磁気材料を提供する回転変圧器が示される。更に、本発明の概念による巻線損失は、特に高周波数で低減されることが利点である。本発明により解決されるべき主要な課題は、ガントリの電力変圧器が複数の１次又は二次巻線を有するとき、回転変圧器の周囲に沿った等しくない磁束分布及び等しくない電力伝送である。

図１は、固定部分１０２を持つコンピュータ断層撮影ガントリ１０１の一部を示す。変圧器の２つの固定部分１０３、１０４及び変圧器の回転部分１０５が示されている。変圧器の固定部分１０３、１０４は、供給ライン１０７の助けを借りてインバータ１０６により結合される。

図１は、コンピュータ断層撮影ガントリ１０１の必須の要素を示し、ガントリの固定部分１０２からガントリの回転部分１０５への非接触エネルギ伝送が付与される。システム１０１は、フレーム１０２と、ガントリの回転部分１０５とから成り、ガントリの回転部分はベアリングにより取り付けられている。電力変圧器の１次側１０３、１０４は、ガントリの固定部分１０２に配される。変圧器の２次側部分１０５は、ガントリの回転部分に配される。電力変圧器は、ガントリの固定部分からガントリの回転部分へ電気的エネルギを伝送するために使用される。ガントリの回転部分に位置される、補助ユニットに対して電気エネルギを伝送するために、同様の態様で配される補助変圧器もあり得る。電気的エネルギを送信するために幾つかの電力変圧器を配することも、可能である。

電気エネルギをガントリへ供給する一つのインバータ１０６だけが示されている。幾つかのインバータ１０６にワークロードを分散するために、複数のインバータ１０６を使用することも、可能である。この場合、インバータ１０６は、より小さく、より安価な電子的素子を具備できる。

図２は、巻線２０８、２０９、２１０及び２１１を持つ変圧器２１２の一部を示す。変圧器２１２の一部は、ガントリの固定部分２０６と接続される変圧器の固定部分に属する。変圧器２１２の異なる一次巻線２０８、２０９、２１０及び２１１は、２つのインバータ２０２及び２０３により供給され、主電源供給ユニット２０１は、２つのインバータ２０２及び２０３に給電する。４つの異なる巻線２０８、２０９、２１０及び２１１は、供給ライン２０４及び２０５の助けを借りて供給される。４つの異なる巻線２０８、２０９、２１０および２１１は、コア２０７の磁束を誘導するのに適している。コア２０７は、通常Ｅ字形状である。

図３は、ガントリの固定部分３１０と接続されている変圧器の固定部分である、変圧器の一部を示す。４つの異なる一次巻線３０６、３０７、３０８及び３０９は、４つの異なるインバータ３０２、３０３、３０４及び３０５により供給される。これらの４つのインバータ３０２、３０３、３０４及び３０５は、主電源入力段３０１により給電される。この場合、各異なる巻線３０６、３０７、３０８及び３０９は、異なるインバータ３０２、３０３、３０４及び３０５により供給される。各異なるインバータ３０２、３０３、３０４及び３０５は、ユーザが、一次巻線３０６、３０７、３０８及び３０９の異なる物理的特性に電流を調整できるようにする。これによると、４つの異なる巻線３０６、３０７、３０８及び３０９のための４つの異なる電流が別々に調整できるので、異なる一次巻線３０６、３０７、３０８及び３０９に同じ電流を供給することが可能である。

図３は、４つのインバータ３０２、３０３、３０４、３０５を示している。通常は、インバータ３０２、３０３、３０４、３０５は、電力変圧器の周辺に位置される。他の数のインバータも、実現可能である。

機械的許容誤差のため、非接触の電力変圧器の１次側の巻線３０６、３０７、３０８、３０９のインダクタンスが異なる。よって、各巻線３０６、３０７、３０８、３０９の電流及び各巻線３０６、３０７、３０８、３０９により誘導される磁束が異なる。これは、ガントリの回転部分の回転の間、ガントリの固定側への不等な電力送信を生じさせる。更にまた、コギング力が発生し、よって、回転中にガントリの回転部分が曲げられ得る。

ガントリの回転部分の曲りを克服して、一次巻線３０６、３０７、３０８、３０９に同一の電流分布を達成するために、各巻線３０６、３０７、３０８、３０９の電流は、同一でなければならない。各巻線３０６、３０７、３０８、３０９の電流が同一である場合、巻線３０６、３０７、３０８、３０９により誘導される磁束は、各回転角度で同一である。同一の電流は、電流バランスチョークの助けを借りて達成できる。

図４は、変圧器の固定部分４０１の一部を示す。異なる４つの一次巻線４０７、４０８、４０９及び４１０は、４つの異なるインバータ４０２、４０３、４０５及び４０６により供給される。これらの４つのインバータ４０２、４０３、４０５、４０６は、主電源入力段４０４により給電される。

図５は、変圧器の一部５０１を示す。４つの異なる一次巻線５０６、５０７、５０８及び５０９が示される。一次巻線５０６はインバータ５０３により供給され、一次巻線５０７がインバータ５１０により供給され、一次巻線５０８がインバータ５１１により供給され、一次巻線５０９がインバータ５０４により供給される。インバータ５０３、５０４、５１０及び５１１は、主電源入力段５０２により給電される。４つのインバータ５０３、５０４、５１０及び５１１は、供給ライン５１４及び５１５により供給される。供給ライン５１４及び５１５の配置は、インバータ５０４に至る供給ライン５１５の一部がインバータ５１０にも供給するような配置である。供給ライン５１５は、インバータ５１１だけでなくインバータ５０３にも供給する。一次巻線５０６及び５０９にある電流が等しくなるように、インバータ５０３及びインバータ５０４の電流は、電流バランスチョーク５０５によりバランスされる。電流バランスチョーク５０５は、追加されるべき追加のディスクリートの個別素子である。一次巻線５０７及び５０８が供給されるインバータ５１０及び５１１の電流は、電流バランスチョーク５１２によりバランスされている。その結果として、一次巻線５０７及び５０８の電流は、等しい。一次巻線５０６、５０７、５０８及び５０９の全４つの電流を調整するために、第３の電流バランスチョーク５１３を挿入する必要がある。第３の電流バランスチョーク５１３の追加を可能にするために、２つの一次巻線５０８、５０９又は一次巻線５０６、５０７を特別な態様で配置することも必要である。一次巻線５０６及び５０７の電流をバランスすることにより、変圧器の固定部分の電流をバランスすることも、可能である。第３の可能性は、一次巻線５０６及び５０８の電流をバランスすることであり、第４の可能性は、電流５０７及び５０９をバランスすることである。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、また、４つの異なる一次巻線と、４つの異なる一次巻線を供給する４つの異なるインバータとの同じ配置を示す。

図５Ａは、供給ライン５１６及び５１７の異なる配置により、図５と異なる。図５Ａにおいて、供給ライン５１６は、インバータ５２０及びインバータ５２１に供給する。これは、供給ライン５１４に従った図５と同じ配置である。違いは、供給ライン５１７の配置である。図５Ａにおいて、供給ライン５１７は、最初にインバータ５２２に、次にインバータ５１９に供給する。図５に対する違いは、供給ライン５１７が最初にインバータ５１９に、次にインバータ５２２に走らないということである。これによると、インバータ５２０に至る供給ライン５１６の部分の長さは、インバータ５２１に至る供給ライン５１６の部分と比較して、かなり短い。インバータ５２２に至る供給ライン５１７の部分の長さは、インバータ５１９に至る供給ライン５１７の部分の長さと比較して、短い。従って、その結果として、インバータ５１９及び５２０への供給ラインの長さは、かなり異なる。インバータ５２１、５２２の一対に対しても同じであって、供給ライン５１６、５１７の長さは、かなり異なる。

図５Ｂは、供給ライン及びインバータの同じ配置を示す。供給ライン５２９、５３１に沿って、電圧減少があるという事実に関して、インバータ５２６及び５２７の一対だけでなく、インバータ５２３、５２８の一対が、供給ラインの長さがかなり異なるという事実のため、かなり異なる電圧で供給されることは、明らかである。従って、インバータの対の一次巻線に供給される電流も、供給ラインに沿った電圧減少のため、かなり異なる。従って、インバータ５２６、５２７の一対だけでなく、インバータ５２３、５２８の一対の電流もかなり異なる。従って、電流の相当な違いの２つのポイントは、インバータ５２３、５２８及び５２６、５２７の対の出力で強められる。従って、電流バランスチョーク５２５だけでなく電流バランスチョーク５２４は、一次巻線及びこれらの供給インバータの配置において、非常に有効な場所に置かれる。配置の非常に好ましい場所で両方の電流バランスチョークの結果から、２つの一次巻線の対の電流の違いは、かなり異ならない。これは、第３の電流バランスチョーク（図５で上述されたような）が省略できるという事実に至る。

図５Ｃは、主電源入力段５３８が、図５Ｂの配置と同じ態様でインバータ５３２、５３９、５３５及び５３６を供給する、コンピュータ断層撮影ガントリの一部を示す。２つの電流バランスチョーク５３３及び５３４もある。図５Ｂと比較した図５Ｃの違いは、第３の電流バランスチョーク５４１の配置である。第３の電流バランスチョーク５４１は、一次巻線５４２及び５４３の電流のバランスをとるために配置される。全４つの一次巻線５４２、５４３、５４４及び５４５の同じ値の電流を受信するためである。４つの一次巻線５４２、５４３、５４４、５４５の４つの同じ電流に到達するために、一次巻線５４２及び５４４の電流のバランスをとることも、可能である。同じ結果を持つ他の可能性は、一次巻線５４５及び５４３の電流のバランスをとることである。

図６は、４つの一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４の配置を示す。一次巻線６０２は供給ライン６０７により供給され、一次巻線６０１は供給ライン６０５により供給され、一次巻線６０３は供給ライン６０８により供給される。一次巻線６０４は、供給ライン６０６により供給される。全４つの供給ライン６０７、６０８、６０５及び６０６は、１つの単一インバータ６１２により供給される。４つの一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４が１つの単一インバータ６１２により供給されるという事実によって、電流の値が更なるアレンジなしで等しくなるように、一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４の全４つの電流を調整することはできない。異なる一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４の電流の値は、一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４の物理的特性に依存する。従って、４つの異なる一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４の電流を調整するために、異なる電流のバランスをとることが必要である。従って、供給ライン６０７及び６０８の電流は、インダクタンス６１４及び６１５の助けを借りた磁気的カップリングにより実現される電流バランスチョークによりバランスがとられる。供給ライン６０８及び６０６の電流は、インダクタンス６１６及び６１７により実現される、電流バランスチョークの助けを借りてバランスがとられる。供給ライン６０５及び６０６の電流は、インダクタンス６１８及び６１９により実現される電流バランスチョークの助けを借りてバランスがとられる。電流バランスチョーク６１４、６１５、６１６、６１７、６１８及び６１９の助けを借りて、４つの異なる一次巻線６０１、６０２、６０３及び６０４が同じ値の電流を持つことが保証される。

図７は、電力変圧器の２次側での電流バランスチョーク７０５の配置を示す。図７は、コンピュータ断層撮影ガントリの一部を図式的に示す。ＤＣ電圧をスイッチングＤＣ電圧へ変換するインバータ７０１が示される。このスイッチング電圧は、キャパシタ及びインダクタンスを持つ共振回路７０２に供給され、この特定の場合において、４つの異なるインバータ７０１は、直流的に絶縁された４つの異なる一次巻線に供給される４つの異なる電流に至る４つの異なる共振回路７０２を供給する。４つの異なる電流を調整するために、電流バランスチョーク７０３が実行される。変圧器７０４は、入力電圧を変換し、電圧をより高い電圧に変えるのに適している他の変圧器７０６へ、出力電圧を供給する。変圧器７０４の２次側の２つの異なる電流を調整するために、第１の変圧器と第２の変圧器との間に電流バランスチョーク７０５も実装される。第２の変圧器７０６の出力電圧は、ユニット７０７により整流され、平滑化される。ユニット７０７の出力は、コンピュータ断層撮影ガントリの回転部分上のキャパシタ７０８により図式的に表されるユニットに供給される。

電流バランスチョーク（変圧器）７０５は、第１の変圧器の二次巻線と連続した整流器７０７又は他の変圧器７０６との間に位置される。全ての一次巻線に同一の電流が達成され、二次巻線に同一の電流が達成される場合、伝送される電力及び共振周波数は、電力変圧器の角度位置から独立している。

図８は、コンピュータ断層撮影ガントリの変圧器の１次側の一部を示す。変圧器の１次側は、３つの異なる一次巻線８０２、８０５、及び８０７を有する。一次巻線８０２はインバータ８０１により供給され、一次巻線８０５はインバータ８０４により供給され、一次巻線８０７はインバータ８０６により供給される。一次巻線の配置は、中心線８０９及び８０８に関して対称的である。変圧器の１次側のコア８０３も表されていて、コア８０３はＥ字状の形状を持つ。

模範的には、電力変圧器の１次側で、３つのインバータ８０１、８０４、８０６が示されている。インバータ８０１、８０４、８０６の各々は、単一の一次巻線８０２、８０５、８０７に接続されている。巻線８０２、８０５、８０７の各々は、コア８０３の一部分をカバーする。より多くの一次巻線又は２つ若しくは１つだけの巻線を持つ他の配置も、実現可能である。

図９は、コンピュータ断層撮影ガントリ９０６のための変圧器の２次側部分を示す。巻線９０１が整流器９０２と接続されている、一つの二次巻線９０１だけを持つ変圧器の２次側部分が示されている。整流器９０２は、変圧器の出力電圧を整流する。配置は、中心線９０３及び９０５に関して対称的である。二次巻線９０１は、コア９０４内に磁束を誘導できる態様で配される。コア９０４は、Ｅ字形状である。

図１０は、３つの異なる電気的素子の線図を図式的に示す。線図１００１は、整流のためのユニットを表す。素子１００２は、ダイオード及びスイッチを有するユニットを表す。素子１００４は変圧器を表し、素子１００３は整流器を表す。図１０は、電力変圧器の２次側に接続できる電子負荷を示す。これらの負荷が、図９で表された整流器（９０２）の代替として使用できる。

図１１は、変圧器１１０８の２次側を示す。変圧器１１０８の２次側は、２つの異なる二次巻線１１０１及び１１０４を有する。これらの２つの異なる巻線１１０１及び１１０４は、２つの異なる整流器１１０２及び１１０３に供給される。配置は、中心線１１０６及び１１０７に関して対称的である。二次巻線１１０１及び１１０４は、コア１１０５に埋められている。コア１１０５は、通常はＥ字形状でデザインされる。

図１２は、変圧器１２１６の１次側の部分を示す。６つの異なる一次巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２及び１２１５が示されている。一次巻線１２０２はインバータ１２０１により供給され、一次巻線１２０４はインバータ１２０３により供給され、一次巻線１２０７はインバータ１２０６により供給され、一次巻線１２１１はインバータ１２１０により供給され、一次巻線１２１２はインバータ１２１３により供給される。６つの一次巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２及び１２１５は、直流的に絶縁されて、６つの異なる電流を持つ。６つの異なる電流を調整するために、６つの直流的に絶縁された一次巻線は、特別な配置の助けを借りて磁気的に結合される。一次巻線１２０２は、特定の配置の助けを借りて、一次巻線１２０４及び一次巻線１２１５と磁気的に結合され、ここで、共通の磁束が巻線により重なり合うことになる。一次巻線１２０４は、一次巻線１２０７と結合される。一次巻線１２０７は、一次巻線１２１１と結合される。一次巻線１２１１は、一次巻線１２１２と磁気的に結合される。（一次巻線１２１２は、一次巻線１２１２と磁気的に結合される。）一次巻線１２１２は、一次巻線１２１５と磁気的に結合される。一次巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２及び１２１５の特定の配置の助けを借りて、電流バランスチョークのようなディスクリートの別個の部品の助けを借りずに、異なる電流を調整することが可能である。

機械的許容誤差のため、無接触電力変圧器の１次側の周囲の巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２、１２１５の各々のインダクタンスは、異なる。よって、各セグメントにおいて、巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２、１２１５により誘導される電流及び磁束は、異なる。これによって、ガントリの２次側部分の回転の間、電力変圧器の２次側に送信される不等な電力が生じる。更にまた、コギング力が生じ、よって、回転ガントリは、回転の間に曲がり得る。ガントリの回転部分の曲りを克服し、周囲の一次巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２、１２１５に同一の電流分布を達成するために、巻線の各々の電流は、同一でなければならない。巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２、１２１５の各々の電流が同一のときに、周囲に沿って生成される磁束は各回転角度で同一である。

模範的には、図１２は、６つの一次巻線１２０２、１２０４、１２０７、１２１１、１２１２、１２１５に給電する６つのインバータ１２０３、１２０６、１２１０、１２１３、１２１４、１２０１を示す。他の数のインバータも、実現可能である。発明の概念によると、隣接する巻線は、対称形の態様で重なり合っている。これらの重複領域の隣接する巻線間の磁気結合は、付加的な別個のディスクリート部品を使用することなく、電流バランスチョークの機能を供給する。

図１３は、変圧器１３１０の一部を示す。変圧器のこの一部は、変圧器の２次側の一部だけでなく変圧器の１次側の一部でもあり得る。６つの異なる直流的に絶縁された巻線１３０１、１３０２、１３０３、１３０９、１３０８及び１３０７が示されている。特定の配置の助けだけを借りて６つの巻線上の電流バランス効果が達成されるような態様で、巻線１３０１、１３０２、１３０３、１３０９、１３０８及び１３０７が磁気的に結合される。巻線１３０１は、巻線１３０２及び巻線１３０３と磁気的に結合される。巻線１３０８は、巻線１３０９及び巻線１３０２と磁気的に結合される。巻線１３０７は、巻線１３０３とだけでなく、巻線１３０９と磁気的に結合される。６つの異なる巻線１３０１、１３０２、１３０３、１３０７、１３０８及び１３０９は、コア１３０６に埋められている。コア１３０６は、通常はＥ字形状である。配置は、中心線１３０４及び１３０５に関して対称的である。

図１３は、図１２に示されたものの代替を表わす巻線配置を示す。この構成の利点は、巻線１３０１、１３０２、１３０３、１３０７、１３０８、１３０９が２つの異なる場所だけでコア１３０６の領域から離れるということである。これは、電力変圧器の構成及びメンテナンスに関する利点に至る。

図１４は、図１３に示される配置の詳細を示す。図１４は、変圧器１４０３の部分を示す。変圧器１４０３の一部分は、変圧器の２次側の一部だけでなく変圧器の１次側の一部であり得る。異なる直流的に絶縁された巻線１４０１、１４０２及び１４０５の磁気的結合が示される。巻線１４０１は、共通の磁束の助けを借りて、巻線１４０２と磁気的に結合される。巻線１４０２及び巻線１４０５は、磁束を有する重なり領域の助けを借りて、共通の磁束と結合される。巻線１４０１、１４０２及び１４０５は、コア１４０４に埋められている。コア１４０４は、通常はＥ字形状である。

図１５は、コンピュータ断層撮影ガントリ９１配置の例示的な実施例を示す。ガントリ９１は、高周波電力源９８に接続されている固定部分９２と、固定部分９２に対して回転するのに適している回転部分９３を有する。Ｘ線源９４及びＸ線検出器９５は、テーブル９７に置かれる患者の回りに回転可能であるように、対向しあう位置で回転部分９３に取付けられる。Ｘ線検出器９５及びＸ線源９４は、Ｘ線検出器９５及びＸ線源を制御して、Ｘ線検出器９５の検出結果を評価するのに適している制御及び分析ユニット９９に接続されている。

用語「を有する」は他の素子又はステップを排除せず、「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しないことに留意されたい。また、異なる実施例に関連して記述されている素子は、組み合わされてもよい。

請求項内の参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されない点に留意されたい。

91コンピュータ断層撮影ガントリ、92ガントリの固定部分、93ガントリの回転部分、94Ｘ線源、95Ｘ線検出器、97テーブル、98高周波電力源、99制御及び分析ユニット、101コンピュータ断層撮影ガントリ、102コンピュータ断層撮影ガントリの一部、103変圧器の固定部分、104変圧器の固定部分、105変圧器の回転部分、106インバータ、107供給ライン、201主電源入力段、202インバータ、203インバータ、204供給ライン、205供給ライン、206ガントリの固定部分、207コア、208一次巻線、209一次巻線、210一次巻線、211一次巻線、301主電源入力段、302インバータ、303インバータ、304インバータ、305インバータ、306一次巻線、307一次巻線、308一次巻線、309一次巻線、310コンピュータ断層撮影ガントリの一部、401コンピュータ断層撮影ガントリの一部、402インバータ、403インバータ、404主電源入力段、405インバータ、406インバータ、501コンピュータ断層撮影ガントリの一部、502主電源入力段、503インバータ、504インバータ、505電流バランスチョーク、506一次巻線、507一次巻線、508一次巻線、509一次巻線、510インバータ、511インバータ、512電流バランスチョーク、513電流バランスチョーク、519インバータ、520インバータ、521インバータ、522インバータ、516供給ライン、517供給ライン、518主電源入力段、523インバータ、524電流バランスチョーク、525電流バランスチョーク、526インバータ、527インバータ、528インバータ、529供給ライン、530主電源入力段、531供給ライン、532インバータ、533電流バランスチョーク、534電流バランスチョーク、535インバータ、536インバータ、537供給ライン、538主電源入力段、539インバータ、540供給ライン、541電流バランスチョーク、542一次巻線、543一次巻線、544一次巻線、545一次巻線、601一次巻線、602一次巻線、603一次巻線、604一次巻線、605供給ライン、606供給ライン、607供給ライン、608供給ライン、609横断面、610コア、611一次巻線６０４の横断面、612インバータ、613供給ライン、614電流バランスチョークのインダクタンス、615電流バランスチョークのインダクタンス、616電流バランスチョークのインダクタンス、617電流バランスチョークのインダクタンス、618電流バランスチョークのインダクタンス、619電流バランスチョークのインダクタンス、701電力スイッチユニット、702共振回路、703電流バランスチョーク、704変圧器、705電流バランスチョーク、706変圧器、707整流器、708キャパシタ、801インバータ、802巻線、803コア、804インバータ、805巻線、806インバータ、807巻線、808中心線、809中心線、901巻線、902整流器、903中心線、904コア、905中心線、906変圧器の一部、1001整流器、1002ダイオード及びスイッチ、1003整流器、1004変圧器、1101巻線、1102整流器、1103整流器、1104巻線、1105コア、1106中心線、1107中心線、1108変圧器の一部、1201インバータ、1202巻線、1203インバータ、1204巻線、1205コア、1206インバータ、1207巻線、1208中心線、1209中心線、1210インバータ、1211巻線、1212巻線、1213インバータ、1214インバータ、1215巻線、1216変圧器の一部、1301巻線、1302巻線、1303巻線、1304中心線、1305中心線、130６コア、1307巻線、1308巻線、1309巻線、1310変圧器の一部、1401巻線、1402巻線、1403変圧器の一部、1404コア、1405巻線

Claims (15)

1. ガントリの固定部分から前記ガントリの回転部分へ非接触で電気エネルギを伝送するためのコンピュータ断層撮影ガントリ用装置であって、電気エネルギを伝送する第１の電力変圧器及び第２の電力変圧器を有し、第１の電力変圧器は、第１の電力変圧器の第１のセットの一次巻線及び第１のセットの二次巻線から成るグループからの第１の巻線を有し、第２の電力変圧器は、第２の電力変圧器の第２のセットの一次巻線及び第２のセットの二次巻線から成るグループからの第２の巻線を有し、第１のセットの一次巻線及び第２のセットの一次巻線は、前記ガントリの前記固定部分に取り付けられ、第１のセットの二次巻線及び第２のセットの二次巻線は、前記ガントリの前記回転部分に取り付けられ、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとる、装置。
2. 第１の巻線及び第２の巻線は、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとるように磁気的に結合されている、請求項１に記載の装置。
3. 第１の巻線の電流と第２の巻線の電流とのバランスをとるように配される電流バランス変圧器を更に有する、請求項１に記載の装置。
4. 第１の巻線は第１の電力変圧器の第１の一次巻線であり、第２の巻線は第２の電力変圧器の第２の一次巻線であって、第１の一次巻線の電流と第２の一次巻線の電流とのバランスをとる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の装置。
5. 第１の巻線は第１の電力変圧器の第１の二次巻線であり、第２の巻線は第２の電力変圧器の第２の二次巻線であって、第１の二次巻線の電流と第２の二次巻線の電流とのバランスをとる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の装置。
6. 第１及び第２の電力変圧器は、高周波でエネルギを伝送するように高周波の電流で動作される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の装置。
7. インバータを更に有する請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置であって、前記インバータは第１及び第２の電力変圧器と接続されて、前記インバータが第１及び第２の電力変圧器に電気エネルギを給電する、装置。
8. 整流器を更に有する請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置であって、前記整流器は第１及び第２の電力変圧器と接続されて、前記整流器が第１及び第２の電力変圧器の出力電圧を整流する、装置。
9. 第３の電力変圧器と第４の電力変圧器とを更に有する請求項１乃至８の何れか一項に記載の装置であって、第１の電力変圧器は第１のインバータにより供給され、第２の電力変圧器は第２のインバータにより供給され、第３の電力変圧器は第３のインバータにより供給され、第４の電力変圧器は第４のインバータにより供給され、第１のインバータは第２のインバータの近くに配され、第３のインバータは第４のインバータの近くに配され、第１のインバータは第１の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第２のインバータは第２の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第３のインバータは第３の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第４のインバータは第４の供給ラインを介して主電源入力段により供給され、第１の供給ラインは第２の供給ラインよりかなり短く、第３の供給ラインは第４の供給ラインよりかなり短い、装置。
10. 第１の電力変圧器の第１のセットの一次巻線、第１のセットの二次巻線、第２の電力変圧器の第２のセットの一次巻線、第２のセットの二次巻線から成るグループからの巻線は、円弧に配される、請求項１乃至９の何れか一項に記載の装置。
11. 第１のセットの一次巻線及び第１のセットの二次巻線から成るグループからの第１の巻線を持つ第１の電力変圧器と、第２のセットの一次巻線及び第２のセットの二次巻線から成るグループからの第２の巻線を持つ第２の電力変圧器と、第３のセットの一次巻線及び第３のセットの二次巻線から成るグループからの第３の巻線を持つ第３の電力変圧器と、第４のセットの一次巻線及び第４のセットの二次巻線から成るグループからの第４の巻線を持つ第４の電力変圧器とを有し、第１、第２、第３及び第４の巻線は、４つの円弧に配される、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の装置。
12. 第１の一次巻線を持つ第１の電力変圧器と、第２の一次巻線を持つ第２の電力変圧器と、第３の一次巻線を持つ第３の電力変圧器と、第４の一次巻線を持つ第４の電力変圧器と、第１の電流バランス変圧器と、第２の電流バランス変圧器と、第３の電流バランス変圧器とを有し、第１の電流バランス変圧器の巻線は、第１の一次巻線の一部の周りと第２の一次巻線の一部の周りに巻きついているので、第１の電流バランス変圧器が、第１の一次巻線の電流と第２の一次巻線の電流とのバランスをとり、第２の電流バランス変圧器の巻線は、第２の一次巻線の一部の周りと第３の一次巻線の一部の周りに巻きついているので、第２の電流バランス変圧器が、第２の一次巻線の電流と第３の一次巻線の電流とのバランスをとり、第３の電流バランス変圧器の巻線は、第３の一次巻線の一部の周りと第４の一次巻線の一部の周りに巻きついているので、第３の電流バランス変圧器が、第３の一次巻線の電流と第４の一次巻線の電流とのバランスをとる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の装置。
13. 第１の二次巻線を持つ第１の電力変圧器と、第２の二次巻線を持つ第２の電力変圧器と、第３の二次巻線を持つ第３の電力変圧器と、第４の二次巻線を持つ第４の電力変圧器と、第１の電流バランス変圧器と、第２の電流バランス変圧器と、第３の電流バランス変圧器とを有し、第１の電流バランス変圧器の巻線は、第１の二次巻線の一部の周りと第２の二次巻線の一部の周りに巻きついているので、第１の電流バランス変圧器が、第１の二次巻線の電流と第２の二次巻線の電流とのバランスをとり、第２の電流バランス変圧器の巻線は、第２の二次巻線の一部の周りと第３の二次巻線の一部の周りに巻きついているので、第２の電流バランス変圧器が、第２の二次巻線の電流と第３の二次巻線の電流とのバランスをとり、第３の電流バランス変圧器の巻線は、第３の二次巻線の一部の周りと第４の二次巻線の一部の周りに巻きついているので、第３の電流バランス変圧器が、第３の二次巻線の電流と第４の二次巻線の電流とのバランスをとる、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の装置。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の装置を有する、コンピュータ断層撮影ガントリ。
15. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の装置の助けを借りて電流のバランスをとるステップを有する、ガントリの固定部分からガントリの回転部分へ非接触で電気エネルギを伝送するための方法。

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