JP2019017802A - 移動型ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤの断線前にワイヤの状態を適切に検出し、消費電力を抑えることができる移動型Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】操作ハンドルの把持によって出力された操作信号によって支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみドライバ２１は、制御回路２２を介して検知コイル１８の励振コイルへの電力供給を行う。検知コイル１８の差動コイルはワイヤ１５の傷みを検出するので、ワイヤ１５の断線前にワイヤ１５の状態を適切に検出することができる。一方で、操作ハンドルを把持して支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみ検知コイル１８の励振コイルへの電力供給を行うので、消費電力を抑えることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、移動型Ｘ線撮影装置に係り、特に、Ｘ線管を支持する支持アームを上下に昇降移動させる技術に関する。

従来、回診用の移動型Ｘ線撮影装置以外の据え付け型の天井走行式のＸ線撮影装置においても、ワイヤによってＸ線管は吊り掛け支持されている。このワイヤを駆動させることによってＸ線管を上下に昇降移動させる（例えば、特許文献１参照）。天井走行式のＸ線撮影装置では、Ｘ線管を支持する伸縮可能な支柱内にワイヤを通している。

安全性を考慮して、複数本のワイヤを装備している。これらのワイヤの断線を検出するセンサを備えている。ワイヤの断線をセンサが検出すると、吊り掛け支持されたＸ線管の昇降移動をブレーキ機構がロックする。センサとしては、例えば断線によるワイヤの張力が消失して非接触状態となることを検出するマイクロスイッチなどが用いられる。以上のように、天井走行式のＸ線撮影装置では、ワイヤの断線をセンサが検出した後に、吊り掛け支持された構造物の昇降移動をブレーキ機構がロックする技術が知られている。

特開２００８−１８３１０９号公報

しかしながら、従来の場合にはワイヤが断線しているか否かを０／１で検出している。安全性をさらに向上させるために、ワイヤの断線前に検出してワイヤを交換するなどが望まれる。さらに、据え付け型の天井走行式のＸ線撮影装置と相違して、回診用の移動型Ｘ線撮影装置ではバッテリ駆動するので、できる限り消費電力を抑えたいという要望がある。

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、ワイヤの断線前にワイヤの状態を適切に検出し、消費電力を抑えることができる移動型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、本発明に係る移動型Ｘ線撮影装置は、移動型Ｘ線撮影装置であって、Ｘ線管と、台車と、当該台車に設けられた支柱と、前記Ｘ線管を支持し、当該支柱に沿って上下に昇降移動する支持アームと、前記支柱に設けられ、前記支持アームを吊り掛け支持するワイヤと、前記支持アームの昇降移動をロックするように作動するブレーキ機構と、当該ブレーキ機構によるロックを解除して、前記支持アームの昇降移動の動作を可能にする操作信号を操作により入力する信号入力手段と、前記ワイヤの傷みを検出するワイヤ傷み検出手段と、前記信号入力手段による前記操作信号によって前記支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみ前記ワイヤ傷み検出手段への電力供給を行う電力供給制御手段とを備えるものである。

［作用・効果］本発明に係る移動型Ｘ線撮影装置によれば、Ｘ線管を支持する支持アームをワイヤが吊り掛け支持する。このワイヤを駆動させることにより、支柱に沿って支持アームを上下に昇降移動させ、支持アームに支持されたＸ線管をも昇降移動させる。ブレーキ機構は、支持アームの昇降移動をロックすることによって、Ｘ線管の昇降移動をもロックする。ブレーキ機構によるロックを解除するには、信号入力手段を用いて、支持アームの昇降移動の動作を可能にする操作信号を操作により入力する。そして、信号入力手段による操作信号によって支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみ電力供給制御手段は（ワイヤの傷みを検出する）ワイヤ傷み検出手段への電力供給を行う。

従来のようなワイヤの断線の有無を検出する構造と相違して、本発明ではワイヤの傷みを検出するので、ワイヤの断線前にワイヤの状態を適切に検出することができる。一方で、信号入力手段による操作信号によって支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみワイヤ傷み検出手段への電力供給を行うので、消費電力を抑えることができる。その結果、ワイヤの断線前にワイヤの状態を適切に検出し、消費電力を抑えることができる。

ここで、本明細書での「ワイヤの傷み」とは、ワイヤの擦れ，局所的磨耗，ワイヤを編み込んで構成する素線の断線，腐食，亀裂，折れ等により生じる（ワイヤ内部で傷等が生じた場合の空隙に起因するものを含む）断面積の変化，ワイヤの錆，溶接焼け，不純物の混入，組成変化等により生じるワイヤの磁性率の変化，その他ワイヤが不均一となる部分を含む広い概念である。

また、本明細書での「ワイヤ傷み検出手段への電力供給」とは、ワイヤ傷み検出手段へ電力を直接的に供給するのみでなく、例えばワイヤ傷み検出手段を有効（アクティブ）にすることも含む。

ワイヤ傷み検出手段の一例は、円筒形あるいは角筒形に導線が巻回されてそれぞれ構成された励振コイルおよび差動コイルからなる検知コイルであって、当該励振コイルは、ワイヤの磁化の状態を励振するように構成され、当該差動コイルは、互いに巻回される導線の方向が対称である２つのコイルで構成されている。励振コイルおよび差動コイルの中心軸に鉄心としてワイヤを挿入するように配置する。あるいは、励振コイルおよび差動コイルをワイヤに沿うように配置する。差動コイルから出力された検出信号のレベルに応じてワイヤの傷み度合いを検出する。ワイヤは磁性体で形成されているので、有限の長さを有した磁性体であれば差動コイルから生じる電圧の差（検出信号のレベル）が、励振コイルによって励振した磁性体の位置に応じて変化する。しかるにワイヤが長尺状であるので、ワイヤに傷みが生じなければ、差動コイルから生じる電圧の差（検出信号のレベル）は、励振コイルによって励振したワイヤの位置に関わらず“０”の状態で変化しない。ワイヤに傷みが生じた場合、支持アームおよびＸ線管の昇降移動によってワイヤの傷み箇所が差動コイルに位置すると、差動コイルから生じる電圧の差（検出信号のレベル）がワイヤの傷みによって生じる。その結果、差動コイルから出力された検出信号のレベルに応じてワイヤの傷み度合いを適切に検出することができる。

もちろん、ワイヤ傷み検出手段は上述した差動コイルからなる検知コイルに限定されない。差動コイル以外の通常のコイルであってもよいし、静電容量センサであってもよいし、その他の距離センサであってもよいし、カメラなどの撮像素子であってもよい。「ワイヤの傷み」が素線の断線等による断面積の変化の場合には、センサとワイヤの表面との距離を検出する静電容量センサなどの距離センサが有用である。また、撮像素子によってワイヤを写し込んだ画像を取得し、画像中のワイヤの断面積の寸法（画素寸法）を求める手法が有用である。ただし、上述したように「ワイヤの傷み」はワイヤの磁性率の変化等も含んでいるので、ワイヤ傷み検出手段として差動コイルからなる検知コイルは有用である。

また、差動コイルにおける２つのコイルのうち、一方のコイルの中を通過するワイヤの断面積・磁性率と、他方のコイルの中を通過するワイヤの断面積・磁性率との間に差がない場合には、各々のコイルから出力される電圧値は同じとなる。したがって、ワイヤの断面積・磁性率に変化がなくワイヤの傷みがない場合には、差動コイルから出力される電力値は“０”となる。逆に、一方のコイルの中を通過するワイヤの断面積・磁性率と、他方のコイルの中を通過するワイヤの断面積・磁性率との間に差がある場合には、各々のコイルから出力される電圧値は互いに異なったものとなる。したがって、ワイヤの断面積・磁性率に変化があってワイヤの傷みがある場合には、差動コイルから出力される電力値は“０”から変化する。その結果、ワイヤ傷み検出手段として差動コイルからなる検知コイルを用いることにより、明確なレベルを有した検出信号（すなわちＳ／Ｎ比の良い信号）を検出することができる。

本発明に係る移動型Ｘ線撮影装置において、ワイヤ傷み検出手段によるワイヤの傷み度合いに応じた警告内容を操作者に知らせる警告手段を備えるのが好ましい。例えばワイヤ傷み検出手段で出力された検出信号のレベルと警告内容とを予め対応付けて、当該検出信号のレベルに相当するワイヤの傷み度合いに応じた警告内容を操作者に知らせるようにする。これによって、操作者は、ワイヤの現況を把握することができる。

また、本発明に係る移動型Ｘ線撮影装置において、ワイヤ傷み検出手段によるワイヤの傷み度合いに応じて装置の動作を制限する動作制限手段を備えるのが好ましい。例えばワイヤの傷みがひどくないのに、上述したブレーキ機構が支持アームの昇降移動をロックするように装置の動作を制限すると、回診によるＸ線撮影に却って支障が出る。そこで、ワイヤの傷み度合いに応じて、ワイヤの傷みがひどい場合には、例えばブレーキ機構が支持アームの昇降移動をロックするように装置の動作を制限する。装置の動作の制限については、ブレーキ機構によるロックに限定されない。例えば、ワイヤの傷みがひどい場合には、支持アームの昇降移動の回数に制限を設けてもよいし、装置本体の電源を遮断してもよい。なお、例えばワイヤ傷み検出手段で出力された検出信号のレベルが閾値の範囲外であったら、ワイヤの傷みがひどくなったとして装置の動作を制限する。

なお、支持アームの昇降移動を操作者の手動で行うので、手動を利用してワイヤ傷み検出手段への電力供給を行うようにすればよい。例えば、信号入力手段を操作ハンドルで構成するとともに、当該操作ハンドルを把持している間、操作信号を電力供給制御手段に送信するように構成し、電力供給制御手段が操作信号を受信している間、ワイヤ傷み検出手段への電力供給を行う。操作者が操作ハンドルを把持して支持アームの昇降移動を手動で行う際に、操作ハンドルを把持した時点をトリガとしてワイヤ傷み検出手段への電力供給を開始する。操作ハンドルを離した時点で電力供給制御手段が操作信号を受信しなくなるので、操作ハンドルを離すことでワイヤ傷み検出手段への電力供給を停止させることができる。

本発明に係る移動型Ｘ線撮影装置によれば、信号入力手段による操作信号によって支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみ電力供給制御手段は（ワイヤの傷みを検出する）ワイヤ傷み検出手段への電力供給を行う。このようにワイヤ傷み検出手段はワイヤの傷みを検出するので、ワイヤの断線前にワイヤの状態を適切に検出することができる。一方で、信号入力手段による操作信号によって支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみワイヤ傷み検出手段への電力供給を行うので、消費電力を抑えることができる。その結果、ワイヤの断線前にワイヤの状態を適切に検出し、消費電力を抑えることができる。

実施例に係る移動型Ｘ線撮影装置の概略図である。 移動型Ｘ線撮影装置の差動コイルからなる検知コイルおよび磁界印加部の概略図である。 移動型Ｘ線撮影装置の制御基板のブロック図である。 差動コイルからの検出信号の値のグラフである。 図３をより具体化した回路図の態様である。 図３をより具体化した回路図の、図５とは別の態様である。 （ａ），（ｂ）は、変形例に係る検知コイルの概略図である。 角筒形に導線が巻回されてそれぞれ構成された、変形例に係る検知コイルの概略図である。 励振コイルおよび差動コイルをワイヤに沿うように配置した、変形例に係る検知コイルの概略図である。 （ａ），（ｂ）は、変形例に係る磁界印加部の概略図である。 （ａ），（ｂ）は、ワイヤの近傍に単一の磁極を配置した、変形例に係る磁界印加部の概略図である。 ２つの検知コイルの間の箇所に１つの磁界印加部を備えた、変形例に係る検知コイルおよび磁界印加部の概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る移動型Ｘ線撮影装置の概略図であり、図２は、移動型Ｘ線撮影装置の差動コイルからなる検知コイルおよび磁界印加部の概略図であり、図３は、移動型Ｘ線撮影装置の制御基板のブロック図である。

図１に示すように、本実施例に係る移動型Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管１１と台車１２と支柱１３と支持アーム１４とワイヤ１５とブレーキ機構１６と操作ハンドル１７と検知コイル１８と警告機構１９と制御基板２０とを備えている。操作ハンドル１７は、本発明における信号入力手段に相当し、検知コイル１８は、本発明におけるワイヤ傷み検出手段に相当し、警告機構１９は、本発明における警告手段に相当する。

台車１２は、台車本体１２ａと、台車本体１２ａの前方の底部に設けられた前輪１２ｂと、台車本体１２ａの後方の底部に設けられた後輪１２ｃとを備えている。台車本体１２ａには、制御基板２０や走行用駆動モータ（図示省略）やバッテリ（図示省略）などを搭載している。台車本体１２ａの後方には走行用の操作ハンドル（図示省略）を設け、操作者が走行用の操作ハンドルを把持して押すことで走行方向に向かって台車１２を前方に移動させる。操作者が走行用の操作ハンドルに対して左右の押す方向を変えることで台車１２の走行方向を自在に変えることが可能である。また、操作者が走行用の操作ハンドルを把持して手前に引くことで台車１２を後方に移動させることも可能である。

台車本体１２ａに支柱１３が設けられている。支持アーム１４は、Ｘ線管１１を支持し、支柱１３に沿って上下に昇降移動するように構成されている。また、支柱１３は鉛直軸心周りに回転可能に構成されている。台車本体１２ａに対して鉛直軸心周りに支柱１３を回転させることで、支持アーム１４およびそれに支持されたＸ線管１１が水平面内に回転する。台車１２を移動させる場合には、支持アーム１４およびＸ線管１１が台車本体１２ａの後方に位置するように支柱１３を回転させる。台車１２の走行方向に向かって前方にベッドをつけてＸ線撮影を行う場合には、支持アーム１４およびＸ線管１１が前方に位置するように支柱１３を回転させる。台車１２の走行方向に向かって右側にベッドを横づけしてＸ線撮影を行う場合には、支持アーム１４およびＸ線管１１が右側に位置するように支柱１３を回転させる。台車１２の走行方向に向かって左側にベッドを横づけしてＸ線撮影を行う場合には、支持アーム１４およびＸ線管１１が左側に位置するように支柱１３を回転させる。なお、支持アーム１４は、水平方向に伸縮可能に構成されている。

ワイヤ１５は、支柱１３内を通るように設けられ、支持アーム１４を吊り掛け支持するように構成されている。ワイヤ１５を支柱１３内で駆動させることで、支持アーム１４を上下に昇降移動させ、支持アーム１４に支持されたＸ線管１１をも昇降移動させる。

支柱１３の上部に滑車３１が設けてられている。ワイヤ１５は、支持アーム１４を吊り掛け支持した端部とは逆側の他端にカウンタウェイト（図示省略）を吊り掛け支持する。滑車３１を介してワイヤ１５で支持アーム１４およびカウンタウェイトを吊り下げることで、支持アーム１４とカウンタウェイトとの重量バランスを保つ。なお、バランス機構については、カウンタウェイトに限定されず、例えばバネであってもよい。ワイヤ１５の他端にバネを接続し、滑車３１を介してワイヤ１５で支持アーム１４およびバネを吊り下げることで、支持アーム１４とバネとのバランスを保つ。

ブレーキ機構１６は、支持アーム１４の昇降移動をロックするように作動するように構成されている。ブレーキ機構１６は、例えば電磁ブレーキなどで構成されており、ソレノイドのオン・オフの切り替えでロックあるいはロックの解除を行う。例えば、ソレノイドをオフにすることで滑車３１の回転軸をブレーキ部材（図示省略）が押圧すると、滑車３１をロックすることで支持アーム１４の昇降移動をロックする。逆に、ソレノイドをオンにすることで滑車３１の回転軸からブレーキ部材が離れると、滑車３１のロックが解除されて支持アーム１４の昇降移動のロックを解除する。なお、ブレーキ機構１６については、電磁ブレーキに限定されず、例えばメカニカルブレーキであってもよい。

操作ハンドル１７はＸ線管１１の下部（例えばコリメータ）の側方に設けられている。操作者が操作ハンドル１７を把持してＸ線管１１とともに支持アーム１４を手動で昇降移動させるように操作ハンドル１７は構成されている。また、操作ハンドル１７には圧力センサ（図示省略）が設けられている。操作者が操作ハンドル１７を把持したことを圧力センサが感知することで操作信号を出力するように構成する。なお、操作ハンドル１７によって支持アーム１４を実際に昇降移動させなくとも、操作者が操作ハンドル１７を把持した時点で支持アーム１４の昇降移動の動作が可能になったとして操作信号を出力する。

そして、当該操作信号を制御基板２０に送信する。なお、操作者が操作ハンドル１７を離すと、操作者が操作ハンドル１７を離したことを圧力センサが感知することで操作信号の出力を停止するように構成する。

制御基板２０（図３も参照）のドライバ２１（図３を参照）が操作信号を受信している間、ブレーキ機構１６によるロックを解除して、支持アーム１４の昇降移動の動作を可能にする。例えば、ブレーキ機構１６が電磁ブレーキなどで構成されている場合には、電磁ブレーキのソレノイドへ電力を供給してソレノイドをオンにすることで、ブレーキ機構１６によるロックを解除する。また、ドライバ２１が操作信号を受信している間、検知コイル１８の励振コイル１８ａ（図２を参照）への電力供給を行う。なお、操作者が操作ハンドル１７を離した時点でドライバ２１が操作信号を受信しなくなり、ブレーキ機構１６によるロックが再度作動し、支持アーム１４の昇降移動を再度ロックし、検知コイル１８の励振コイル１８ａへの電力供給を再度停止する。制御基板２０のドライバ２１の具体的な構成については、図３で後述する。

図２に示すように、検知コイル１８（図１および図３も参照）は、ワイヤ１５（図１および図３も参照）の磁化の状態を励振するための励振コイル１８ａ、および互いに巻回される導線の方向が対称である２つのコイルからなる差動コイル１８ｂで構成されている。励振コイル１８ａおよび差動コイル１８ｂは、同心円を有する円筒形に導線が巻回されてそれぞれ構成されている。図２では、差動コイル１８ｂは励振コイル１８ａの内側に設けられている。

励振コイル１８ａおよび差動コイル１８ｂの中心軸に鉄心としてワイヤ１５が挿入される。制御基板２０（図１および図３を参照）の電源回路２３（図３も参照）は励振コイル１８ａに電気的に接続されている。電源回路２３から励振コイル１８ａに励磁電流を流すことでワイヤ１５の磁化の状態を励振する。一方、差動コイル１８ｂは、制御基板２０の制御回路２２（図３も参照）に電気的に接続されている。差動コイル１８ｂから生じる電圧の差を制御回路２２が受信し、ワイヤ１５の傷み度合いを制御回路２２が把握する。制御基板２０の制御回路２２や電源回路２３の具体的な構成についても、図３で後述する。

なお、製造後におけるワイヤ１５内部の磁化の方向は、一定の方向に揃っていない場合がある。さらに、ワイヤ１５が滑車３１（図１を参照）等を通過する際に、応力や曲がり等がワイヤ１５に加わることによってもワイヤ１５内部の磁化の方向が変化し、不均一となる。このため、ワイヤ１５に断線がない均一な部分であっても、ワイヤ１５が延びる方向に直交するワイヤ１５の径方向における磁化の（ランダムな）バラツキに起因して、ノイズが重畳した信号（誘導電流）を差動コイル１８ｂが出力する可能性がある。

そこで、ワイヤ１５の径方向に磁界を印加する磁界印加部を備えるのが好ましい。磁界印加部は、出力される磁界が差動コイル１８ｂでの検出に影響しないように、ワイヤ１５が延びる方向に検知コイル１８から離間した位置に設けられる。より好ましくは、図２に示すように検知コイル１８を挟んで対向した位置に、２つの磁界印加部３２，３３を備える。

本実施例では、２つの磁界印加部３２，３３は永久磁石で構成されている。磁界印加部３２は、図中の矢印の方向に磁界を印加するように、ワイヤ１５を挟んで２つの組み合わせからなるＮ極３２ａ，Ｓ極３２ｂが対向して設けられて構成されている。同様に、磁界印加部３３は、図中の矢印の方向に磁界を印加するように、ワイヤ１５を挟んで２つの組み合わせからなるＮ極３３ａ，Ｓ極３３ｂが対向して設けられて構成されている。磁界印加部３２，３３がワイヤ１５の径方向に磁界を印加すると、ワイヤ１５の径方向に磁化を揃えることができる。よって、ワイヤ１５の径方向における磁化の（ランダムな）バラツキを排除した状態で、差動コイル１８ｂは、ワイヤ１５の傷みによって変化した電圧の差を出力することができる。

ワイヤ１５を下方に駆動させる場合には、磁界印加部３２，検知コイル１８の順にワイヤ１５が通過する。その結果、磁界印加部３２によってワイヤ１５の径方向に磁化を揃えた状態で、検知コイル１８は検出することができる。逆に、ワイヤ１５を上方に駆動させる場合には、磁界印加部３３，検知コイル１８の順にワイヤ１５が通過する。その結果、磁界印加部３３によってワイヤ１５の径方向に磁化を揃えた状態で、検知コイル１８は検出することができる。つまり、検知コイル１８を挟んで対向した位置に、２つの磁界印加部３２，３３を備えることで、ワイヤ１５を上方，下方のいずれに駆動させた場合でも、磁界印加部３２，３３によってワイヤ１５の径方向に磁化を揃えた状態で、検知コイル１８は検出することができる。

さらに、磁界印加部３２，３３による磁界の印加方向が互いに逆方向であるので、磁界印加部３２，３３を通過したワイヤ１５に磁化が残存しにくくなるという効果をも奏する。また、磁界印加部３２，３３を永久磁石により構成したので、磁化の方向を整えるために電力が必要ないという効果をも奏する。なお、磁界印加部３２，３３は、永久磁石でなくてもよく、電磁石（コイル）であってもよい。

図３に示すように、制御基板２０（図１も参照）は、ドライバ２１と制御回路２２と電源回路２３とを搭載している。ドライバ２１は、本発明における電力供給制御手段に相当し、制御回路２２は、本発明における動作制限手段に相当する。

ドライバ２１は、操作ハンドル１７（図１を参照）からの操作信号を受信して、制御回路２２（図２も参照）を介して電源回路２３（図２も参照）に電流を流す。ドライバ２１は、フォトカプラやフォトモスリレー（登録商標）などのような、発光素子および受光素子からなり、操作信号からの発光素子の発光により受光素子が導通するリレーであってもよいし、メカニカルリレーであってもよい。ドライバ２１が操作信号を受信した場合に電源回路２３に電流を流すことで、電源回路２３から検知コイル１８（図１および図２も参照）の励振コイル１８ａ（図２を参照）に励磁電流を流して検知コイル１８の励振コイル１８ａへの電力供給を行う。

また、ドライバ２１は、操作信号を受信した場合にブレーキ機構１６（図１を参照）のソレノイドの電源回路（図示省略）にも電流を流す。ソレノイドの電源回路に電流を流すことで、当該電源回路からソレノイドへ電力を供給してソレノイドをオンにすることで、ブレーキ機構１６によるロックを解除する。なお、図２および図３では、電源回路２３は検知コイル１８（図１および図２を参照）の励振コイル１８ａ（図２を参照）に励磁電流を流すための電源回路として図示しているが、電源回路２３は、ブレーキ機構１６のソレノイドに電流を流すための電源回路を兼用してもよい。

制御回路２２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）あるいはプログラムデータに応じて内部の使用するハードウェア回路（例えば論理回路）が変更可能なプログラマブルデバイス（例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)）などで構成されている。差動コイル１８ｂ（図２を参照）から生じる電圧の差を検出信号のレベルとして、予め設定された閾値との比較でワイヤ１５（図１および図２も参照）の傷み度合いを制御回路２２が判断する。例えば、閾値をTh1と予め設定する。検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1未満の場合には、ワイヤ１５の傷みがひどくないと制御回路２２が判断する。検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1以上の場合には、ワイヤ１５の傷みがひどいと制御回路２２が判断する。

そして、制御回路２２は、差動コイル１８ｂによるワイヤ１５の傷み度合いに応じて装置の動作を制限する。例えば、ブレーキ機構１６が支持アーム１４（図１を参照）の昇降移動をロックするように装置の動作を制限する。上述したように、検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1以上の場合には、ワイヤ１５の傷みがひどいと制御回路２２が判断して、例えばブレーキ機構１６のソレノイドをオフにすることで、ブレーキ機構１６によるロックを作動させる。ワイヤ１５の傷みがひどいと制御回路２２が判断した場合には、たとえ操作者が操作ハンドル１７を把持して操作信号を制御回路２２が受信したとしても、ブレーキ機構１６によるロックを最優先するように制御回路２２は制御する。

また、差動コイル１８ｂで出力された検出信号のレベルと警告内容とを予め対応付けたテーブルを記憶するようにする。制御回路２２は、差動コイル１８ｂからの検出信号を受信するとテーブルを参照する。そして、制御回路２２は、差動コイル１８ｂで出力された検出信号のレベルに応じた警告内容を警告機構１９（図１を参照）が出力するように制御する。例えば、検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1未満の場合には、警告機構１９のブザー１９ａ（図１を参照）に警告音を鳴らさないようにして、警告機構１９のディスプレイ１９ｂ（図１を参照）に「傷みがひどくないのでワイヤの交換は不要です」等のメッセージを表示する。検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1以上の場合には、ブザー１９ａに警告音を鳴らすようにして、ディスプレイ１９ｂに「傷みがひどいのでワイヤの交換を行ってください」等のメッセージを表示する。

なお、警告機構１９として警告ランプを設け、閾値をTh1、Th2（ただし、Th1<Th2）と予め設定してもよい。例えば、検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1未満の場合には警告ランプを青色もしくは緑色に点灯するように制御する。検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1以上で閾値Th2未満の場合には警告ランプを黄色に点灯するように制御する。検出信号のレベルの絶対値が閾値Th2以上の場合には警告ランプを赤色に点灯するように制御する。

差動コイル１８ｂからの検出信号について、図４を参照して説明する。図４は、差動コイルからの検出信号の値のグラフである。図４のグラフの縦軸は検出信号の値であり、図４のグラフの横軸はワイヤ１５の検出位置である。

差動コイル１８ｂ（図２を参照）における２つのコイルは、互いに巻回される導線の方向が対称である。したがって、励振コイル１８ａ（図２を参照）によって励振したワイヤ１５（図１〜図３も参照）の傷みがない箇所で差動コイル１８ｂが検出すると、図４に示すように、差動コイル１８ｂから生じる電圧の差、すなわち検出信号の値はほぼ“０”となる。例えば、ワイヤ１５の傷みが断面積の変化に起因する場合には、差動コイル１８ｂを構成する各コイルを通過するワイヤ１５の断面積の変化が生じないときには、各コイルから出力される電圧値が同じになるので、電圧の差（検出信号のレベル）の値は“０”となる。

一方、ワイヤの傷みの箇所（図４中の符号Ｄを参照）で差動コイル１８ｂが検出すると、図４に示すように、検出信号の値が“０”から変化する。例えば、ワイヤ１５の傷みが断面積の変化に起因する場合には、差動コイル１８ｂを構成する各コイルを通過するワイヤ１５の断面積の変化が生じるときには、各コイルから出力される電圧値に差が生じるので、電圧の差（検出信号のレベル）の値は“０”から変化する。よって、図４のグラフにおける検出信号のレベルをモニタリングすることで、ワイヤ１５の傷みを検出することができ、ワイヤ１５の傷み度合いも把握することができる。

図３の具体的な態様について、図５を参照して説明する。図５は、図３をより具体化した回路図の態様である。なお、図５では、図３の電源回路２３は不要である。図５では、図３のドライバ２１として例えばフォトモスリレー（登録商標）２１Ａで構成し、図３の制御回路２２として例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（図５では「ＦＰＧＡ」で表記）２２Ａで構成する。

操作信号として例えば５Ｖの信号が入力されると、フォトモスリレー（登録商標）２１Ａがオンとなり、３．３Ｖの電源がフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２Ａに電気的に接続されて、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２Ａへ電力が供給される。そして、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２Ａから検知コイル１８の励振コイル１８ａ（図２を参照）に励磁電流を流して検知コイル１８の励振コイル１８ａへの電力供給を行う。このように、検知コイル１８のようなワイヤ傷み検出手段へ電力を直接的に供給することにより、大電流を供給することができる。

図５に示すように、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２Ａから検知コイル１８の励振コイル１８ａ（図５では図示省略）に励磁電流を流して検知コイル１８の励振コイル１８ａへ電力を直接的に供給することにより、検知コイル１８のようなワイヤ傷み検出手段への電力供給を行ったが、ワイヤ傷み検出手段へ電力を直接的に供給する形態に限定されない。ワイヤ傷み検出手段への電力供給として、「課題を解決するための手段」の欄でも述べたように、例えばワイヤ傷み検出手段を有効（アクティブ）にしてもよい。

ワイヤ傷み検出手段を有効（アクティブ）にした場合での図３の具体的な態様について、図６を参照して説明する。図６は、図３をより具体化した回路図の、図５とは別の態様である。なお、図６では、図３の電源回路２３については図示を省略する。図６では、図３のドライバ２１として例えばフォトカプラ２１Ｂで構成し、図５と同様に図３の制御回路２２として例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（図５では「ＦＰＧＡ」で表記）２２Ｂで構成する。なお、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２ＢをＮＯＴ回路２２Ｃとして使用する。

操作信号として例えば５Ｖの信号が入力されると、フォトカプラ２１Ｂがオンとなり、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２Ｂへの入力がＧＮＤレベルとなる。そして、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）２２Ｂからの出力信号がＮＯＴ回路２２ＣによってＧＮＤレベルから反転した結果、図３のような電源回路２３を介して検知コイル１８がアクティブとなる。このように、電源回路２３をオンにして検知コイル１８のようなワイヤ傷み検出手段をアクティブにすることにより、操作信号の入力をトリガとして電源回路２３からワイヤ傷み検出手段へ電力を供給することができる。したがって、電源回路２３をオンにする電圧およびワイヤ傷み検出手段をアクティブにする電流（本実施例の場合には励磁電流）を確保さえすれば、高電圧・大電流である必要はなく、その分、省電力化を図ることができる。

本実施例に係る移動型Ｘ線撮影装置１によれば、Ｘ線管１１を支持する支持アーム１４をワイヤ１５が吊り掛け支持する。このワイヤ１５を駆動させることにより、支柱１３に沿って支持アーム１４を上下に昇降移動させ、支持アーム１４に支持されたＸ線管１１をも昇降移動させる。ブレーキ機構１６は、支持アーム１４の昇降移動をロックすることによって、Ｘ線管１１の昇降移動をもロックする。ブレーキ機構１６によるロックを解除するには、信号入力手段（本実施例では操作ハンドル１７）を用いて、支持アーム１４の昇降移動の動作を可能にする操作信号を操作により入力する。そして、信号入力手段（操作ハンドル１７）による操作信号によって支持アーム１４の昇降移動の動作が可能になっている間のみ電力供給制御手段（本実施例ではドライバ２１）は（ワイヤ１５の傷みを検出する）ワイヤ傷み検出手段（本実施例では検知コイル１８の励振コイル１８ａ）への電力供給を行う。

従来のようなワイヤの断線の有無を検出する構造と相違して、本実施例ではワイヤ１５の傷みを検出するので、ワイヤ１５の断線前にワイヤ１５の状態を適切に検出することができる。一方で、信号入力手段（操作ハンドル１７）による操作信号によって支持アーム１４の昇降移動の動作が可能になっている間のみワイヤ傷み検出手段（検知コイル１８の励振コイル１８ａ）への電力供給を行うので、消費電力を抑えることができる。その結果、ワイヤ１５の断線前にワイヤ１５の状態を適切に検出し、消費電力を抑えることができる。

本実施例では、ワイヤ傷み検出手段として検知コイル１８を用いている。すなわち、検知コイル１８は、同心円を有する円筒形に導線が巻回されてそれぞれ構成された励振コイル１８ａおよび差動コイル１８ｂからなり、当該励振コイル１８ａは、ワイヤ１５の磁化の状態を励振するように構成され、当該差動コイル１８ｂは、互いに巻回される導線の方向が対称である２つのコイルで構成されている。励振コイル１８ａおよび差動コイル１８ｂの中心軸に鉄心としてワイヤ１５を挿入するように配置する。差動コイル１８ｂから出力された検出信号のレベルに応じてワイヤ１５の傷み度合いを検出する。ワイヤ１５は磁性体で形成されているので、有限の長さを有した磁性体であれば差動コイル１８ｂから生じる電圧の差（検出信号のレベル）が、励振コイル１８ａによって励振した磁性体の位置に応じて変化する。しかるにワイヤ１５が長尺状であるので、ワイヤ１５に傷みが生じなければ、差動コイル１８ｂから生じる電圧の差（検出信号のレベル）は、励振コイル１８ａによって励振したワイヤ１５の位置に関わらず“０”の状態で変化しない（図４のグラフを参照）。ワイヤ１５に傷みが生じた場合、支持アーム１４およびＸ線管１１の昇降移動によってワイヤ１５の傷み箇所が差動コイル１８ｂに位置すると、差動コイル１８ｂから生じる電圧の差（検出信号のレベル）がワイヤ１５の傷みによって生じる（図４のグラフを参照）。その結果、差動コイル１８ｂから出力された検出信号のレベルに応じてワイヤ１５の傷み度合いを適切に検出することができる。

上述したように「ワイヤの傷み」はワイヤ１５の磁性率の変化等も含んでいるので、ワイヤ傷み検出手段として差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８は有用である。また、差動コイル１８ｂにおける２つのコイルのうち、一方のコイルの中を通過するワイヤ１５の断面積・磁性率と、他方のコイルの中を通過するワイヤ１５の断面積・磁性率との間に差がない場合には、各々のコイルから出力される電圧値は同じとなる。したがって、ワイヤ１５の断面積・磁性率に変化がなくワイヤ１５の傷みがない場合には、差動コイル１８ｂから出力される電力の差（検出信号のレベル）の値は“０”となる。逆に、一方のコイルの中を通過するワイヤ１５の断面積・磁性率と、他方のコイルの中を通過するワイヤ１５の断面積・磁性率との間に差がある場合には、各々のコイルから出力される電圧値は互いに異なったものとなる。したがって、ワイヤ１５の断面積・磁性率に変化があってワイヤ１５の傷みがある場合には、差動コイル１８ｂから出力される電力の差（検出信号のレベル）の値は“０”から変化する。その結果、ワイヤ傷み検出手段として差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８を用いることにより、明確なレベルを有した検出信号（すなわちＳ／Ｎ比の良い信号）を検出することができる。

本実施例のように、ワイヤ傷み検出手段（差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８）によるワイヤ１５の傷み度合いに応じた警告内容を操作者に知らせる警告手段（本実施例では警告機構１９のブザー１９ａやディスプレイ１９ｂ）を備えるのが好ましい。例えばワイヤ傷み検出手段（差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８）で出力された検出信号のレベルと警告内容とを予め対応付けて、当該検出信号のレベルに相当するワイヤ１５の傷み度合いに応じた警告内容（例えばブザー１９ａによる警告音やディスプレイ１９ｂのメッセージ）を操作者に知らせるようにする。これによって、操作者は、ワイヤ１５の現況を把握することができる。

また、本実施例のように、ワイヤ傷み検出手段（差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８）によるワイヤ１５の傷み度合いに応じて装置の動作を制限する動作制限手段（本実施例では制御回路２２）を備えるのが好ましい。例えばワイヤ１５の傷みがひどくないのに、上述したブレーキ機構１６が支持アーム１４の昇降移動をロックするように装置の動作を制限すると、回診によるＸ線撮影に却って支障が出る。そこで、ワイヤ１５の傷み度合いに応じて、ワイヤ１５の傷みがひどい場合（本実施例では検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1以上の場合）には、本実施例のようにブレーキ機構１６が支持アーム１４の昇降移動をロックするように装置の動作を制限する。

装置の動作の制限については、ブレーキ機構１６によるロックに限定されない。例えば、ワイヤ１５の傷みがひどい場合には、支持アーム１４の昇降移動の回数に制限を設けてもよいし、装置本体の電源を遮断してもよい。ワイヤ傷み検出手段（差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８）で出力された検出信号のレベルが閾値の範囲外（例えばワイヤ傷み検出手段が差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８の場合には上述したように検出信号のレベルの絶対値が閾値Th1以上）であったら、ワイヤ１５の傷みがひどくなったとして装置の動作を制限する。

なお、支持アーム１４の昇降移動を操作者の手動で行うので、手動を利用してワイヤ傷み検出手段（検知コイル１８の励振コイル１８ａ）への電力供給を行うようにすればよい。本実施例のように信号入力手段を操作ハンドル１７で構成する。当該操作ハンドル１７を把持している間、操作信号を電力供給制御手段（ドライバ２１）に送信するように構成する。電力供給制御手段（ドライバ２１）が操作信号を受信している間、ワイヤ傷み検出手段（差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８）への電力供給を行う。操作者が操作ハンドル１７を把持して支持アーム１４の昇降移動を手動で行う際に、操作ハンドル１７を把持した時点をトリガとしてワイヤ傷み検出手段（検知コイル１８の励振コイル１８ａ）への電力供給を開始する。操作ハンドル１７を離した時点で電力供給制御手段（ドライバ２１）が操作信号を受信しなくなるので、操作ハンドル１７を離すことでワイヤ傷み検出手段（検知コイル１８の励振コイル１８ａ）への電力供給を停止させることができる。

本発明は、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、信号入力手段は、図１に示すような操作ハンドル１７であったが、操作ハンドルに限定されない。ブレーキ機構１６によるロックを解除して、支持アーム１４の昇降移動の動作を可能にする操作信号を操作により入力する構成であれば、操作スイッチなどであってもよい。

（２）上述した実施例では、ワイヤ傷み検出手段は、図１〜図３に示すような差動コイルからなる検知コイル１８であったが、差動コイルに限定されない。差動コイル以外の通常のコイルであってもよいし、静電容量センサであってもよいし、その他の距離センサであってもよいし、カメラなどの撮像素子であってもよい。上述したように「ワイヤの傷み」が素線の断線等による断面積の変化の場合には、センサとワイヤの表面との距離を検出する静電容量センサなどの距離センサが有用である。また、撮像素子によってワイヤを写し込んだ画像を取得し、画像中のワイヤの断面積の寸法（画素寸法）を求める手法が有用である。

（３）上述した実施例では、図２に示すように差動コイル１８ｂは励振コイル１８ａの内側に設けられていたが、差動コイル１８ｂからなる検知コイル１８の構成は図２に示す構成に限定されない。例えば、図７（ａ）に示すように差動コイル１８ｂを励振コイル１８ａの外側に設けてもよい。また、図７（ｂ）に示すように２つの差動コイル１８ｃ，１８ｄを備え、ワイヤ１５が延びる方向に励振コイル１８ａを差動コイル１８ｃ，１８ｄが挟むように配置してもよい。差動コイル１８ｃ，１８ｄは、互いに巻回される導線の方向が対称である。

（４）上述した実施例のように励振コイルや差動コイルは円筒形に限定されず、図８に示すように角筒形であってもよい。また、図２に示すように励振コイル１８ａおよび差動コイル１８ｂの中心軸に鉄心としてワイヤ１５を挿入するように配置したが、図９に示すようにワイヤ１５に沿うように励振コイルおよび差動コイルを配置してもよい。

（５）上述した実施例では、図２に示すように磁界印加部３２，３３による磁界の印加方向が互いに逆方向であったが、磁界印加部３２，３３による磁界の印加方向は互いに逆方向である必要はない。例えば、図１０（ａ）に示すように磁界印加部３２，３３による磁界の印加方向が互いに同一方向であってもよいし、図１０（ｂ）に示すように平行でなくてもよい。図１０（ｂ）では磁界印加部３３による磁界の印加方向がワイヤ１５の径方向に対して角度θで傾斜している。

（６）上述した実施例では、図２に示すようにワイヤ１５を挟んで磁極（図２ではＮ極，Ｓ極）を対向配置したが、図１１に示すように対向配置せずにワイヤ１５の近傍に単一の磁極を配置してもよい。図２と同様に、図１１（ａ）に示すように磁界の印加方向が互いに逆方向であってもよいし、図１０（ａ）と同様に、図１１（ｂ）に示すように磁界の印加方向が互いに同一方向であってもよい。

（７）上述した実施例では、図２に示すように検知コイル１８を挟んで対向した位置に、２つの磁界印加部３２，３３を備えたが、図１２に示すように２つの検知コイル１８Ａ，１８Ｂを備え、両方の検知コイル１８Ａ，１８Ｂの間の箇所に１つの磁界印加部３２を備えてもよい。両方の検知コイル１８Ａ，１８Ｂの間の箇所に１つの磁界印加部３２を備える場合には、ワイヤを上方，下方のいずれに駆動させても、磁界印加部３２よりも後にワイヤが通過した方の検知コイルが、磁界印加部３２によってワイヤの径方向に磁化を揃えた状態で検出することができる。この構成の場合には、磁界印加部３２よりも後にワイヤが通過した方の検知コイルのみの励振コイルに電力を供給すればよい。

（８）上述した実施例では、図２に示すようにワイヤ１５の径方向に磁界を印加する磁界印加部３２，３３を備えたが、必ずしも磁界印加部を備える必要はない。ただし、ワイヤ内の磁化のバラツキに起因したノイズを確実に排除するために、ワイヤの径方向に磁界を印加する磁界印加部を備えるのが好ましい。

１ … 移動型Ｘ線撮影装置
１１ … Ｘ線管
１２ … 台車
１３ … 支柱
１４ … 支持アーム
１５ … ワイヤ
１６ … ブレーキ機構
１７ … 操作ハンドル
１８ … 検知コイル
１８ａ … 励振コイル
１８ｂ … 差動コイル
１９ … 警告機構
２１ … ドライバ
２２ … 制御回路

Claims (5)

1. 移動型Ｘ線撮影装置であって、
   Ｘ線管と、
   台車と、
   当該台車に設けられた支柱と、
   前記Ｘ線管を支持し、当該支柱に沿って上下に昇降移動する支持アームと、
   前記支柱に設けられ、前記支持アームを吊り掛け支持するワイヤと、
   前記支持アームの昇降移動をロックするように作動するブレーキ機構と、
   当該ブレーキ機構によるロックを解除して、前記支持アームの昇降移動の動作を可能にする操作信号を操作により入力する信号入力手段と、
   前記ワイヤの傷みを検出するワイヤ傷み検出手段と、
   前記信号入力手段による前記操作信号によって前記支持アームの昇降移動の動作が可能になっている間のみ前記ワイヤ傷み検出手段への電力供給を行う電力供給制御手段と
   を備える、
   移動型Ｘ線撮影装置。
2. 請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置において、
   前記ワイヤ傷み検出手段は、円筒形あるいは角筒形に導線が巻回されてそれぞれ構成された励振コイルおよび差動コイルからなる検知コイルであって、
   当該励振コイルは、前記ワイヤの磁化の状態を励振するように構成され、
   当該差動コイルは、互いに巻回される導線の方向が対称である２つのコイルで構成されており、
   前記励振コイルおよび前記差動コイルの中心軸に鉄心として前記ワイヤを挿入するように配置し、あるいは前記励振コイルおよび前記差動コイルを前記ワイヤに沿うように配置し、
   前記差動コイルから出力された検出信号のレベルに応じてワイヤの傷み度合いを検出する、
   移動型Ｘ線撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の移動型Ｘ線撮影装置において、
   前記ワイヤ傷み検出手段による前記ワイヤの傷み度合いに応じた警告内容を操作者に知らせる警告手段を備える、
   移動型Ｘ線撮影装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の移動型Ｘ線撮影装置において、
   前記ワイヤ傷み検出手段による前記ワイヤの傷み度合いに応じて装置の動作を制限する動作制限手段を備える、
   移動型Ｘ線撮影装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動型Ｘ線撮影装置において、
   前記信号入力手段を操作ハンドルで構成するとともに、
   当該操作ハンドルを把持している間、前記操作信号を前記電力供給制御手段に送信するように構成し、
   電力供給制御手段が操作信号を受信している間のみ、前記ワイヤ傷み検出手段への電力供給を行う、
   移動型Ｘ線撮影装置。

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