JP4112037B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブル下枠と、テーブル下枠を水平軸の周りに旋回可能に支持するベースユニットと、テーブル下枠をベースユニットに対して相対変位させる変位装置とを備えるＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる種類のＸ線診断装置はＨＵ−ＰＳ207 431 より公知である。このＸ線診断装置において、テーブル下枠のベースユニットに対する相対変位はスピンドル駆動により実現されている。長手軸の周りに回転可能なスピンドルはテーブル下枠に取り付けられている。スピンドルはチェーンを介してテーブル下枠に取り付けられたモータにより駆動される。スピンドルには、床に連結されたベースユニットにスライドブロックと共に取り付けられたネジナットが螺合している。スライドブロックは、テーブル下枠にスピンドルに対して平行に延びるように取り付けられたガイドレール内をスライドする。スピンドルが駆動されると、テーブル下枠はベースユニットに対して相対的に変位される。ベースユニットの更に別の場所には、テーブル下枠に取り付けられたガイドレール上を転がるガイドローラが取り付けられている。ガイドレールは湾曲しているため、テーブル下枠には変位と同時に水平軸周りの旋回運動が生ずる。このため、ネジナットを備えるスライドブロックは、水平軸周りの旋回運動に追従し得るようベースユニットに回転可能に支持されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記Ｘ線診断装置に用いられる湾曲したガイドレールは、所望の旋回運動を達成するよう非常に小さな製造公差しか許されないため、その製造は非常に複雑かつ高価となる。スライドブロックをベースユニットに回転可能に支持することもまた問題を生じさせる。重量の大部分がスライドブロックにかかるため、軸受の摩耗が非常に大きくなるのである。全体的にみて、駆動機構の構成は複雑であり、また、非常に高い精度での製造を要求する高価な多数の部品を必要とする。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上述の如きＸ線診断装置を、単純で、可能な限り耐摩耗性が高くかつ廉価な部品を用いて構成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的は、案内ロッドの第１の点がベースユニットのヒンジ点に配置され、案内ロッドの第２の点がテーブル下枠のヒンジ点に配置され、これにより、前記テーブル下枠の前記ベースユニットに対する相対変位に、テーブル下枠の旋回運動が付加されたＸ線診断装置により達成される。
【０００６】
本発明において、テーブル下枠の旋回運動は、十分に単純な部品により実現される。案内ロッドは単純であり、好ましくは、引張り力及び圧縮力を支持するように構成された直線ロッドである。案内ロッドは、テーブル下枠の水平旋回軸に対して垂直な平面内で旋回運動できるように、ベースユニット及びテーブル下枠に対して回動可能に設けられる。かかる回動可能な結合は、例えば単純なボールベアリングで実現することができる。
【０００７】
本発明に係るＸ線診断装置において、テーブル下枠は、少なくとも１２０°にわたって、即ち、テーブルが鉛直方向（足が下）に延びる位置からテーブルが水平位置に対して反対向き（頭が下）に３０°傾斜した位置まで旋回することができる。これにより、患者のＸ線画像観察を種々の位置で行なうことが可能となる。テーブル下枠の旋回は断続することなく均一で円滑である。
【０００８】
本発明の一実施例において、テーブル下枠にはベースユニットに対して回動可能に支持されたスライドブロック上をスライドする案内レールが設けられる。装置重量の大部分は変位装置に作用する。この装置に作用する荷重を除去し、変位装置の摩耗を最小化するため、本実施例においては、重量の大部分はスライドブロックにより支持される。スライドブロックはテーブル下枠の旋回運動に追従し得るように、即ち、テーブル下枠と同期して長手軸の周りを旋回するようにベースに回転可能に支持される。
【０００９】
装置の重量を更により均一に分布させるため、本発明の別の実施例において、テーブル下枠に平行な２本の案内レールが設けられ、ベースユニットにそれぞれ対応する案内レールがスライドする２本の回動可能なスライドブロックが設けられる。従って、テーブル下枠の支持は更に改良され、テーブル下枠が、テーブル下枠の水平旋回軸に対して垂直に延びる水平軸の周りに傾斜することが防止される。
【００１０】
本発明に係る装置は、好ましくは平行な２本の案内ロッドを備え、ベースユニット及びテーブル下枠のヒンジ点は常に共通の水平シャフトに位置する。従って、旋回運動の際の装置の安定性が向上される。力は可能な限り多数の部品に分散されるため、摩耗は低減される。
本発明の好ましい実施例において、変位装置はテーブル下枠に取り付けられた歯付きラックと、ベースユニットに回転可能に取り付けられ、歯付きラックと噛合するギアホイールとを備える。これらの部品の製造は非常に単純かつ廉価である。更に、かかる部品の摩耗は極めて僅かである。かかる単純な部品の交換も非常に容易である。
【００１１】
本発明の更に別の好ましい実施例において、変位装置は、テーブル下枠に取り付けられた平行な２本の歯付きラックと、ベースユニットに回転可能に支持され、それぞれ対応する歯付きラックと噛合する平行な２本のギアホイールとを備え、ギアホイールはモータにより駆動される共通の駆動シャフトに取り付けられる。その結果、旋回運動は特に円滑で均一となる。
【００１２】
あるいは、本発明の更なる実施例において、変位装置はテーブル下枠に取り付けられたスピンドルと、ベースユニットに回転可能に支持され、スピンドルと螺合するネジナットとを備える。この比較的単純な構成によっても、テーブル下枠のベースユニットに対する所望の相対変位が実現される。
直線的な部品の場合、製造は特に簡単で廉価である。例えば、案内レール及び歯付きラックは直線的に構成され、互いに平行に配置される。
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。図１に示すＸ線診断装置はテーブルユニット１８を備えている。テーブルユニット１８はテーブル１を備えている。テーブル１は、移動架台ユニット２０を介してテーブル下枠２の上を変位できるように取り付けられている。テーブル１の下方には、支持部５に取り付けられたＸ線管（図示せず）が配設されている。テーブル１の上方において、光増幅器を備えるＸ線スポット写真装置６が支持部５に取り付けられている。テーブル１の下方には、床に連結されたベースユニット３、及び、モータ４が設置されている。中心軸が軸１１を構成する駆動シャフト１９は図面に対して垂直に延びるように配置されている。駆動シャフト１９の水平方向の位置は、図１において必ずしも正確ではない。駆動シャフト１９はベースユニット３に回転可能に支持されており、モータ４により駆動される。２つのギアホイール１５が駆動シャフト１９に取り付けられている。テーブル下枠２の下側には、テーブル１に対して平行に延びる平行な２本の直線状の歯付きラック１４が設けられている。歯付きラック１４には夫々対応するギアホイール１５が係合している。
【００１４】
２つのスライドブロック１０もまた駆動シャフト１９に取り付けられている。テーブル下枠２の下側で歯付きラック１４に対して平行に延びる案内レール８はスライドブロック１０上をスライドする。
平行な２本の案内ロッド９の端部は、ベースユニット３内を軸１１に対して平行に延びるシャフト１２上のヒンジ点Ａにおいて回転可能に支持されている。２本の案内ロッド９の他端は、テーブル下枠２側の、シャフト１２に対して平行に延びる更に別のシャフト１３上のヒンジ点Ｂにおいて回転可能に支持されている。このため、案内ロッド９は図面に平行な平面内でシャフト１２の周りを旋回することができる。
【００１５】
テーブル１を図示された水平位置から別の位置、例えば垂直位置へ移動させる場合には、２つのギアホイール１５を備えるシャフト１９をモータ４により駆動する。ギアホイール１５は歯付きラック１４に係合しているため、テーブル下枠２はベースユニット３に対して相対的に変位する。そして、テーブル下枠２はスライドブロック１０上を案内レール８に案内されながらスライドする。案内ロッド９によって、かかる変位が生ずるのと同時に、テーブル下枠２が軸１１に対して平行に延びる水平軸の周りを旋回し、その空間内での位置を変化させることが保証される。テーブル下枠２の旋回運動の間、案内ロッド９のヒンジ点Ｂは、この案内ロッドのヒンジ点Ａを中心とする図１の図面に平行な平面内の円弧上を移動する。
【００１６】
図２は図１に示すＸ線診断装置の正面図である。図２はテーブル１の下方に配置されたＸ線管２１を示している。テーブル下枠２はＸ線管２１に隣接して配置されており、更にその下方にはベースユニット３が配置されている。ベースユニット３は、例えば金属製の２つの鉛直壁２２及び２３を備えている。鉛直壁２２及び２３には駆動シャフト１９が回転可能に支持されている。ギアホイール１５はそれぞれモータ４の両側において駆動シャフト１９に取り付けられている。更に、スライドブロック１０もまたそれぞれモータ４の両側において駆動シャフト１９に取り付けられている。スライドブロック１０は駆動シャフト１９に回転可能に支持されている。即ち、スライドブロック１０は駆動シャフト１９に固定されておらず、従って、スライドブロック１０は駆動シャフト１９の回転駆動運動に追従しない。
【００１７】
各スライドブロック１０の上方において、テーブル下枠２に案内レール８が設けられている。歯付きラック１４は、部分的に各案内レール８に隣接して延び、部分的に各案内レール８の下方を延びるようにテーブル下枠２に固定されている。軸１１の上方において、案内ロッド９のヒンジ点Ａを備えるシャフト１２は２つの壁２２及び２３を貫通して延びている。シャフト１２の上方には、案内ロッド９のヒンジ点Ｂが配置されたシャフト１３が配置されている。
【００１８】
以下、特に、スライドブロック１０の構成について図３を参照して詳細に説明する。図３は、モータ４の図２中右側における駆動シャフト１９の周囲の領域を示している。実際の実施例において、以下に説明する要素はモータ４の左側にも、好ましくはモータ４の中心軸に対して対称に存在しているが、明瞭化のためその説明は省略する。しかしながら、変位装置の適正な動作のためには、モータ４の片側に位置する図示した要素のみで十分であることに注意されるべきである。
【００１９】
駆動シャフト１９はベースユニット３の壁２３にベアリング２４により回転可能に支持されている。駆動シャフト１９に固定されたギアホイール１５は歯付きラック１４に噛合している。歯付きラック１４は案内レール８の一部に固定されている。案内レール８自体はテーブル下枠２に固定されている。ベアリング２５、２６はギアホイール１５を挟んで両側に設けられている。スライドブロック１０は上記ベアリングに回転可能に支持されている。案内レール８はスライドブロック１０上のスライド面２７上をスライドする。
【００２０】
歯付きラック１４は、その上側のモータ４に面する側に凹部を備えている。この凹部にスライドブロック１０の一部が係合することで、スライドブロック１０と歯付きラック１４との間にスライド面２８が形成されている。
スライドブロック１０及び案内レール８は装置及び患者の重量の大部分を支持する役割を有している。Ｘ線診断装置は案内レール８及びスライドブロック１０を用いることなく構成され得るが、その場合、歯付きラック１４及びギアホイール１５に重量の大部分がかかることになるため、これら２つの要素には大きな摩耗が生ずる。図示する実施例において、スライド面２７上のスライドブロック１０が重量の大部分を支持する。テーブル下枠２の旋回位置によっては、重量の一部はスライド面２８に作用する。
【００２１】
図４は、テーブル１が鉛直位置（足が下）にある状態の本発明に係るＸ線診断装置を示す。この状態ではギアホイール１５は、ギアホイール１５が歯付きラック１４の一端位置に達するまでテーブル下枠２を歯付きラック１４と共に変位させている。案内ロッド９はテーブル下枠２及びテーブル１を鉛直位置へ旋回させている。図示する位置において、案内ロッド９はほぼ全重量を支持している。スライドブロック１０及びスライド面２８には小さな力しか作用しない（図３を参照）。
【００２２】
図５はテーブル１が水平位置に対して反対向き（頭が下）に３０°旋回した位置のＸ線診断装置を示す。図４に示す位置と比較すると、ギアホイール１５は歯付きラック１４の他端に位置している。図４に示す位置から図５に示す位置に到達するため、テーブル下枠２はギアホイール１５及び歯付きラック１４により変位される。その際、案内ロッド９は図面に平行な面内を移動する。案内ロッド９のヒンジ点Ｂは、先ず、テーブル１が水平位置に達するまでシャフト１２の周りを反時計周り方向に下降移動する。すなわち、テーブル１が水平位置に達するときに、ヒンジ点Ｂが最低位置に達することとなる。続いて、このヒンジ点Ｂは、案内ロッド９が図５に示す位置に達するまでシャフト１２の周囲を時計周り方向に上昇移動する。ヒンジ点Ｂと軸１１との間の距離は、テーブル１が水平位置に達したときに、ヒンジ点Ｂとテーブル下枠２の底面との間の距離に軸１１とテーブル下枠２の底面との間の距離を加えた合計距離に等しくなり、ヒンジ点Ｂと軸１１との間の距離は、その合計距離より短くなることはなく、かつ、その状態で変位できるのはヒンジ点Ｂのみであって、ヒンジ点Ａ及び軸１１は変位できないからである。
【００２３】
図６は、スピンドル駆動機構を備える本発明に係るＸ線診断装置の別の実施例を示す。スライドブロック２９は、ベースユニット３に旋回可能に取り付けられていると共にテーブル下枠２に設けられた案内レール３０上をスライドすることで、テーブル下枠２の旋回運動に追従することができる。スライドブロック２９はネジナット３１を収容している。ネジナット３１は、テーブル下枠２に設けられた案内レール３０の下方に取り付けられ、ネジナット３１のネジ山と螺合する歯を備えるスピンドル３２に係合している。ネジナット３１は例えばチェーン３３を介してギアホイール３６を備えるシャフト３５により駆動される。シャフト３５はテーブル下枠２に取り付けられたモータ３４により駆動される。ネジナット３１はスライドブロック２９と共にベースユニット３に連結され、テーブル下枠２の旋回運動には追従するが水平方向に変位することはできないため、ネジナット３１が回転するとテーブル下枠２はスピンドル３２によりベースユニット３に対して相対的に変位する。本実施例においても、重量の大部分はスライドブロック及びガイドレールにかかり、ネジナット及びスピンドルにはかからないことで、これら構成部品の摩耗は低減される。
【００２４】
案内ロッド９は、テーブル下枠２の位置によって変化する引張り力及び圧縮力を支持できるように構成されなければならない。シャフト１１、１２、及び１３の位置は、最小のテーブル高さが得られると共に、テーブル下枠２の下方に付添いの職員又は患者のための適正な隙間が確保されるように選択される。一方、構成部品の摩耗を最小限に抑えるため、力は各軸受にできるだけ分配されるべきである。
【００２５】
図１に示す実施例において、テーブル高さは約８５０ｍｍであり、ヒンジ点Ａは床上４３５ｍｍに設けられ、ヒンジ点Ｂは床上６２５ｍｍに設けられている。軸１１は床上２５５ｍｍに配置されている。ヒンジ点Ａ及びＢの間の距離は約４００ｍｍであり、ヒンジ点Ａと軸１１との間の距離は約３７０ｍｍである。
一般的にいえば、テーブル下枠に取り付けられた変位装置の部分（例えば、図１の歯付きラック）は、テーブル下枠が並進運動に加えて旋回運動を行なえるように、１本の軸のみに沿ってベースユニットに支持される。ヒンジ点Ａは、床に対して鉛直に延び、軸１１を含む平面内に位置しなくともよい。ヒンジ点Ｂは、床からの距離がヒンジ点Ａの高さよりも大きくなるように配置される。
【００２６】
Ｘ線診断装置の図示する何れの実施例においても、一組のギアホイール、一組の歯付きラック、一組のスライドブロック、一組の案内レール、及び一組の案内ロッドが設けられている。しかしながら、本発明の目的を達成する上では、このことは不要である。上記要素を何れも単独で設け、あるいは、例えばギアホイール及び歯付きラックのような組をなす要素のみを２つ設けた実施例も可能である。
【００２７】
本発明において、テーブル下枠が歯付きラックと噛合するギアホイールによって駆動されるか、あるいは、スピンドル駆動により駆動されるかは問題ではない。例えば液圧により駆動してもよいのである。重要なのは、駆動によって、テーブル下枠のベースユニットに対する相対変位が実現されることである。
本発明に係るＸ線診断装置において、テーブル下枠の、断続することのない全体として均一で円滑な旋回運動が少なくとも１２０°の旋回範囲にわたって実現されている。
【００２８】
更に、テーブル下枠の旋回は、廉価に製造することが可能な比較的単純な部品により実現されている。部品の構成及び組み立ては非常に単純であるため、装置は非常に高い信頼性で動作し、メインテナンスはほとんど不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線診断装置の側面図である。
【図２】図１に示すＸ線診断装置の正面図である。
【図３】図２に示す装置の詳細図である。
【図４】図１とは異なる位置にあるＸ線診断装置を示す図である。
【図５】図１とは異なる位置にあるＸ線診断装置を示す図である。
【図６】スピンドル駆動装置を備える本発明に係るＸ線診断装置の更に別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
２ テーブル下枠
３ ベースユニット
４ 変位装置
９ 案内ロッド
１０、２９ スライドブロック
１４ 歯付きラック
１５ ギアホイール
１９ 駆動シャフト
３１ ネジナット
３２ スピンドル

Claims (6)

1. テーブル下枠と、該テーブル下枠を水平軸の周りに旋回可能に支持するベースユニットと、前記テーブル下枠を前記ベースユニットに対して相対変位させる変位装置とを備えるＸ線診断装置であって、
   案内ロッドの第１の点が前記ベースユニットの第１ヒンジ点に配置され、前記案内ロッドの第２の点が前記テーブル下枠の第２ヒンジ点に配置され、これにより、前記テーブル下枠の前記ベースユニットに対する相対変位に、前記テーブル下枠の旋回運動が付加され、
   前記変位装置は、前記テーブル下枠に取り付けられた直線的な部品と、前記ベースユニットに回転可能に取り付けられ、前記直線的な部品と係合する部品とを含み、
   前記テーブル下枠は、前記ベースユニットに回動可能に設けられたスライドブロック上をスライドする案内レールを備える、
   ことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記テーブル下枠は平行な２本の案内レールを備え、前記ベースユニットは、それぞれ前記案内レールがスライドする回動可能な２つのスライドブロックを備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 平行な２本の案内ロッドを備え、前記ベースユニットにおける各案内ロッドの第１ヒンジ点及び前記テーブル下枠における各案内ロッドの第２ヒンジ点はそれぞれ常に共通のシャフト上に位置することを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
4. 前記変位装置は、前記テーブル下枠に取り付けられた歯付きラックと、前記ベースユニットに回転可能に支持され、前記歯付きラックと噛合するギアホイールとを備えることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載のＸ線診断装置。
5. 前記変位装置は、前記テーブル下枠に取り付けられた平行な２本の歯付きラックと、前記ベースユニットに回転可能に支持され、それぞれ対応する歯付きラックと噛合する平行な２本のギアホイールとを備え、前記ギアホイールはモータにより駆動される共通の駆動シャフトに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載のＸ線診断装置。
6. 前記変位装置は、前記テーブル下枠に取り付けられたスピンドルと、前記ベースユニットに回動可能に支持され、前記スピンドルに螺合するネジナットとを備えることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載のＸ線診断装置。

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