JP5959418B2 - 懸架装置および該懸架装置を有する吊り下げ式機器ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、機器を天井から吊り下げて支持する際に用いられる懸架装置、およびこの懸架装置を有する吊り下げ式機器ユニットに関する。
患者の検査や治療には様々な医療機器が用いられる。通常、医療機器は、検査室や治療室の床面上に設置され、使用時には、必要に応じて場所が移動される。室内に設置される医療機器の数が多くなるにつれて、それらの医療機器の設置スペースおよび使用のためのスペースの確保が困難になる。また、床面上に種々の医療機器が設置されていると、床面の清掃も困難になる。そこで、一部の医療機器は、懸架装置によって天井から吊り下げられて設置されることが行なわれている(例えば、特許文献1参照)。
懸架装置としては、例えば、天井面に固定される上ベースと、上ベースに接合されて下方に延びるカラムアセンブリと、カラムアセンブリの下端に接合された下ベースとを有するものが挙げられる。医療機器は、下ベースに直接、または適宜のアーム機構を介して取り付けられる。上ベース、カラムアセンブリおよび下ベースは、例えばステンレス鋼で形成され、互いに溶接によって接合されている。
特開2005−118057号公報
懸架装置を利用して医療機器を天井から吊り下げて支持することは、床面のスペースの確保につながり、また、床面の衛生の観点からも好ましい。しかし、懸架装置を利用するに当たっては、それが支持する医療機器の重量に耐え、破損することなく医療機器を確実に支持することができる構造であることが大切である。その点、上述した従来の懸架装置は、部材同士が溶接によって接合されており、医療機器の荷重による応力が溶接箇所に集中しやすいため、医療機器の移動や操作に伴う繰り返し荷重によって溶接箇所が疲労破壊するおそれがあった。溶接箇所が疲労破壊すると、たとえ懸架装置が天井にしっかり固定されていたとしても、疲労破壊の場所および程度によっては懸架装置自身が破損し、医療機器の安定した支持に支障を来たす場合もある。医療機器の支持が不安定であると、医療機器の動作が不安定になったり、医療機器の操作性が低下したりすることもある。
上記の課題は、吊り下げる機器が医療機器である場合に限らず、他の種々の機器にも当てはまる。
本発明は、機器をより安定して天井から吊り下げて支持することのできる懸架装置およびその懸架装置を用いた吊り下げ式機器ユニットを提供することを目的とする。
本発明の懸架装置は、機器を天井から吊り下げて支持するための懸架装置であって、天井に固定される上ベースと、上ベースの下側に配置されるカラム状構造体と、上ベースに固定された、カラム状構造体の上端部を支持するカラム支持部材と、カラム状構造体の下端部に固定され、機器と直接または間接的に連結される下部構造体と、を有する。そして、カラム状構造体は上端部にフランジを有し、カラム支持部材は、カラム状構造体が挿入される貫通穴、および貫通穴に挿入されたカラム状構造体のフランジを下から受けるフランジ受けを有し、カラム状構造体およびカラム支持部材には、フランジ受けがフランジを支持した状態で互いにかみ合うねじ構造がそれぞれ形成されている。
本発明の懸架装置において、カラム状構造体とカラム支持部材とは、さらに溶接によって接合されていてもよい。
また、本発明の懸架装置は、カラム状構造体を上ベースに直接固定する固定構造をさらに有することが好ましい。固定構造は、上ベースおよびカラム状構造体を通って上下に延びるシャフトと、シャフトの上端部および下端部において上ベースおよびカラム状構造体を締め付ける締結要素と、を有することができる。この場合、カラム状構造体は、シャフトが通される貫通穴を有し、シャフトがカラム状構造体と非接触となるように、シャフトの直径が貫通穴の内径よりも小さいことが好ましい。また、シャフトの下端部において、カラム状構造体と締結要素との間に弾性部材が挟まれていることも好ましい。
本発明の懸架装置が支持する機器は医療機器であってよい。医療機器は、画像診断のための造影剤を被験者に注入するための、造影剤が充填されたシリンジが着脱自在に装着される注入ヘッドであってよい。医療機器は、強磁場を発生する装置と同じ室内で使用される機器である場合、強磁場による影響を排除するために非磁性材料で構成されていることが好ましい。
本発明の吊り下げ式機器ユニットは、機器を天井から吊り下げられて支持された吊り下げ式機器ユニットであって、上記本発明の懸架装置と、懸架装置に直接または間接的に支持された機器と、を有する。また、本発明の吊り下げ式機器ユニットは、懸架装置と機器とを連結するアーム機構をさらに有していてもよい。
本発明によれば、カラム状構造体を支持するカラム支持部材は、フランジ受けおよびねじ構造という形態の異なる二重の支持構造でカラム状構造体を支持することにより、懸架装置に作用する様々な荷重に耐え、より安定して機器を支持する懸架装置を提供することができる。
本発明の一実施形態による吊り下げ式医療機器の斜視図である。 図1に示す懸架装置の分解斜視図である。 図1に示す懸架装置の縦断面図である。 図2に示すカラム支持部材の縦断面図である。 図1に示す懸架装置の天井への取り付け構造を、天井を断面で示した図である。 図1に示す懸架装置の天井への取り付け構造の他の例を、天井を断面で示した図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態による吊り下げ式機器ユニットである吊り下げ式医療機器ユニット1が示されている。この吊り下げ式医療機器ユニット1は、天井の下面側に固定される懸架装置10と、医療機器の一種である注入ヘッド30と、これら懸架装置10と注入ヘッド30とを連結するアーム機構20とを有する。
注入ヘッド30は、画像診断のための造影剤を被験者に注入するための装置である。注入ヘッド30には、造影剤が充填されたシリンジ(不図示)が着脱自在に装着され、注入ヘッド30は、装着されたシリンジを操作するための駆動機構を備えている。この駆動機構の動作は、注入ヘッド30に接続された注入制御ユニット(不図示)によって制御される。注入ヘッド30と注入制御ユニットとの組み合わせを注入装置と呼ぶ。注入装置は、公知のものであってよいので、ここではその詳しい説明は省略する。
アーム機構20は、関節部を介して連結された複数のアームを有し、これらアームの可動範囲内で、注入ヘッド30を水平方向および垂直方向において任意の姿勢で支持することができる。アーム機構20も公知のものであってよいので、ここではその詳しい説明は省略する。
次に、懸架装置10について、図2および図3を参照して詳細に説明する。
本形態の懸架装置10が支持する注入ヘッド30およびアーム機構20は、合計で約20kgにも達する場合もあり、本形態の懸架装置10は、そのような重量物を様々な状態で長期間にわたって支持しても破損しない構造を有するように構成される。懸架装置10は、天井に固定される上ベース101、上ベース101の下側に配置されるカラム状構造体102、カラム状構造体102の上端部を支持して上ベース101の下側に固定されたカラム支持部材103、およびカラム状構造体の下端部に固定され、この懸架装置10が支持する機器である注入ヘッド30(図1参照)と直接または間接的に連結される下部構造体104を有している。
上ベース101は、プレート状の部材であり、四隅の近傍にボルト孔101aが形成されている。これらボルト孔101aと同じ配置で配列されて下方に延びたボルトが天井に固定されており、そのボルトをボルト孔101aに通して、上ベース101、言い換えれば懸架装置10を天井の下側に固定することができる。
カラム状構造体102は、上ベース101側に配置される上カラム121、下部構造体104側に配置される下カラム122、およびこれら上カラム121および下カラム122を連結するパイプ123を有することができる。上カラム121および下カラム122は、それぞれフランジ121a、122aを有する。上カラム121のフランジ121aは、上カラム121の上端部に形成され、下カラム122のフランジ122aは、下カラム122の下端部に形成されている。
パイプ123は、上カラム121の下部および下カラム122の上部が挿入できる内径を有している。上カラム121および下カラム122には、その外周面から中心部に向かって延びる複数のねじ穴121b、122bが形成されている。一方、パイプ123の壁面には、上カラム121の下部および下カラム122の上部が挿入された状態でそれらのねじ穴121b、122bと一直線上で重なる位置にそれぞれ貫通穴123aが形成されている。上カラム121の下部および下カラム122の上部をパイプ123に挿入し、ねじ穴121bと貫通穴123aとを一致させた状態で、貫通穴123aを通してねじ穴121b、122bにボルト(不図示)をねじ込むことで、パイプ123を介して上カラム121および下カラム122を相互に固定することができる。
カラム支持部材103は、貫通穴103aが中央部に形成されたプレート状の部材とすることができる。貫通穴103aは、上カラム121の上部を挿入できるサイズで形成され、特に、上カラム121のフランジ121aの下面を受ける、上を向いた面であるフランジ受け103b(図4参照)が形成されるように、段付き形状とされている。フランジ121aよりも下側の領域において、上カラム121の外周面および貫通穴103aの内周面には、フランジ受け103bがフランジ121aを下から支持した状態で互いにかみ合うねじ構造がそれぞれ形成されている。
上カラム121がカラム支持部材103の上方から貫通穴103aに挿入され、上カラム121のねじ構造とカラム支持部材103のねじ構造をかみ合わせられる。そして、フランジ121aの下面がフランジ受け103bに当接するまで上カラム121をカラム支持部材103に螺合することによって、カラム支持部材103は、上カラム121の上端部を支持することができる。
カラム支持部材103は、ボルトによって上ベース101の下面に固定することができる。ここで、カラム支持部材103は、上記のように上カラム121のフランジ121aを下から受けるフランジ103bを有しており、カラム支持部材103の上方から上カラム121に取り付けられる構造となっているので、上カラム121が取り付けられた後に、上ベース101に固定される。
下部構造体104は、下ベース141と連結部材142とを有し、下ベース141が、カラム状構造体102、具体的には下カラム122の下端部に固定される。
下ベース141は、横方向に張り出した形状を有する部材であり、その横方向中央部には、下カラム122の下端部が挿入される第1貫通穴141aが下ベース141を上下方向に貫通して形成されるとともに、横方向両端部には、連結部材142の下部が挿入される第2貫通穴141bが下ベース141を上下方向に貫通して形成されている。
中央部の第1貫通穴141aは、下カラム122のフランジ122aを受け入れるように、下端部が他の部位に比べて大径とされた段付き形状に形成されており、フランジ122aの上面は、この段付き形状によって形成された第1貫通穴141aの下向きの面を受ける受け面として機能する。下カラム122のフランジ122aよりも上側での外周面、および第1貫通穴141aの大径部よりも上側での内周面には、下カラム122のフランジ122aの上面が下ベース141の第1貫通穴141aの大径部で下ベース141を支持した状態で互いにかみ合うねじ構造がそれぞれ形成されている。
下カラム122は、下ベース141の第1貫通穴141aに、下ベース141の下方から挿入され、下カラム122のねじ構造と貫通穴141aのねじ構造がかみ合わせられる。そして、貫通穴141aの下向きの面がフランジ122aの上面と当接するまで下カラム122を下ベース141に螺合することによって、下カラム122と下ベース141とを固定することができる。
連結部材142は棒状の部材であり、その下部が第2貫通穴142bに挿入されることによって、下ベース141の上面から突出した状態で、軸方向を鉛直方向と一致させて下ベース141に支持されている。連結部材142と下ベース141とを固定するための構造として、第2貫通穴142bの内周面にねじ構造が形成されるとともに、連結部材142の下部外周面にねじ構造が形成されている。下ベース141の上方から第2貫通穴142b内に連結部材142をねじ込んでいくことで下ベース141と連結部材142とを固定することができる。
連結部材142には、例えば図1に示したアーム機構20が、連結部材142を旋回軸として旋回可能に支持される。よって、連結部材142はアーム機構20の旋回動作に伴って回転しないように強固に固定されることが望ましい。そこで、連結部材142を下ベース141に対して回転しないようにより強固に固定するために、本形態では、下ベース141の外側面から第2貫通穴142bに達するねじ穴141cが形成され、このねじ穴141cに、止めボルト143が螺合されている。止めボルト143は、先端が連結部材142に押し付けられるまで螺合されることが好ましい。これによって、連結部材142は下ベース141に対して回転不能となり、連結部材142の緩みおよび抜けが防止される。止めボルト143による連結部材142の回転防止の効果をより良好に発揮させるためには、1つの連結部材142当り複数の止めボルト143で連結部材142を押えるようにすることが好ましい。
連結部材142は、中実構造であってもよいが、軽量化のために、図3に示すように、中心部の一部がくり抜かれた構造とすることができる。
上カラム121および下カラム122は、それぞれ軸方向に延びる貫通穴121c、122cを有する中空構造であることができる。各貫通穴121c、122cは、一直線上に位置しており、懸架装置10は、これら貫通穴121c、122cを貫通して上下方向に延びて配置されたシャフト105を有することができる。
シャフト105を有する場合、シャフト105の上端部は、上ベース101を貫通してさらに延びて上ベース101の上面から突出しており、この突出したシャフト105の上端部および下カラム122の下部に位置するシャフト105の下端部において、それぞれワッシャおよびナットといった締結要素によって上ベース101およびカラム状構造体102を締め付けることによって、カラム状構造体102が上ベース101の下面側に固定される。ここで、懸架装置10からの突起物をできるだけ無くして、安全性の向上を図ると同時に意匠性を向上させるため、図2に示すように、下カラム122の下面に、凹部122dを形成し、この凹部122c内でシャフト105が固定されるように構成することが好ましい。このような凹部122cを有する場合、キャップ152によって塞がれることが好ましい。
以上説明したとおり構成された本形態の懸架装置10によれば、カラム支持部材103は、カラム状構造体102の上部において、フランジ121aを下から面で支持すること、および、ねじによりカラム状構造体102と結合されることによって、カラム状構造体102および下部構造体104、さらにはアーム機構20および注入ヘッド30の重量を支持している。
このように、カラム状構造体102の上端部にフランジ121aを形成するとともに、互いにかみ合うねじ構造をカラム状構造体102およびカラム支持部材103に形成することで、形態の異なる二重の支持構造でカラム状構造体102を支持することができる。その結果、それぞれの支持構造に作用する負荷が軽減されるため、注入ヘッド30やアーム機構20の動作によって懸架装置10に曲げ荷重やねじり荷重など様々な荷重が繰り返し作用しても、カラム状構造体102を支持しているカラム支持部材103の支持構造が破損しにくく、結果的に、アーム機構20および注入ヘッド30といった機器をより安定して支持できる懸架装置10が提供される。
本形態では、カラム支持部材103によるカラム状構造体102の支持構造として、ねじ構造およびフランジ受け構造を示したが、これらに加えてさらに、カラム状構造体102の上部(具体的には上カラム121の上部)とカラム支持部材103とを溶接によって接合することが好ましい。これによって、カラム状構造体102とカラム支持部材103との支持構造をより破損しにくくすることができる。
カラム状構造体102の上部とカラム支持部材103との支持構造について説明したが、本形態では、カラム状構造体102の下部と下部構造体104との支持構造も、上記と同様に構成されている。より詳しくは、カラム状構造体102の下端部にフランジ122aを形成し、このフランジ122aで下部構造体104を支持するとともに、互いにかみ合うねじ構造をカラム状構造体102および下部構造体104に形成し、形態の異なる二重の支持構造を有している。よって、カラム状構造体102と下部構造体104との支持構造も、カラム状構造体102とカラム支持部材103との支持構造と同様、破損しにくい構造となっている。
懸架装置1は、カラム状構造体102を上ベース101に直接固定する固定構造をさらに有することが好ましい。固定構造としては、カラム状構造体102を上ベース101に直接固定できるものであれば任意の構造を採用することができる。本形態では、上述したシャフト105および締結要素が、この固定構造に相当する。シャフト105による上ベース101へのカラム状構造体102の固定は、カラム支持部材103を介しての上ベース101へのカラム状構造体102の支持とは独立している。よって、仮にカラム状構造体102とカラム支持部材103との結合部が破損した場合や、カラム支持部材103を上ベース101に固定しているボルトナット構造が緩んだ場合であっても、シャフト105によって上ベース101へのカラム状構造体102の支持を維持することができる。
シャフト105が通る上カラム121および下カラム122の貫通穴121c、122cの内径は、シャフト105の直径と比べて十分に大きく、シャフト105はカラム状構造体102と非接触状態とされることが好ましい。こうすることにより、カラム状構造体102にたわみが生じた場合でも、シャフト105はたわみの影響を受けることなくカラム状構造体102を支持することができる。また、シャフト105の下端部において、締結要素とカラム状構造体102(下カラム122)との間に防振ゴム等の弾性部材151を介在させ、締結要素は、この弾性部材151を介してカラム状構造体102を締結するように構成されていることが好ましい。弾性部材151を介在させることによって、地震が発生したときに、カラム状構造体102の揺れを減衰させることができる。
次に、天井への懸架装置10の支持について説明する。
図5に示すように、天井50は、建物の躯体である天井スラブ501と、天井スラブ501の下方に配置された天井パネル502とを有する。天井スラブ501には複数のアンカーボルト503が埋め込まれている。アンカーボルト503は、先端部が天井パネル502を貫通して天井パネル502よりも下側に位置するように下向きに延びている。アンカーボルト503は、懸架装置10の上ベース101に形成されたボルト孔101a(図2参照)に通されるものであり、したがって、アンカーボルト503の数および配置は、ボルト孔101aの数および配置に一致する。
懸架装置10は、天井パネル502から下向きに突出したアンカーボルト503を上ベース101のボルト孔101aに通し、上ベース101の下側から、アンカーボルト503にワッシャおよびナットを螺合することで天井50に支持されることができる。
図5に示す例では、各アンカーボルト503に対してそれぞれ1つのナットを用いてアンカーボルト503へ上ベース101を支持した例を示した。しかし、天井50への支持構造は、アンカーボルト503に作用する懸架装置10および懸架装置10が支持する機器の総重量などに応じて適宜変更することができる。例えば、図6に示すように、上ベース101の下面側をダブルナット601とすれば、懸架装置10が支持する機器の動作等に伴う懸架装置10の振動等によるナットの緩みが防止される。あるいは、上ベース101の上面側にも別のナット602を締め付け、上ベース101を上下から挟み付けることで、より強固に懸架装置10を固定することができる。上ベース101の上面側にナット602を締め付ける場合、上ベース101の下面側は図5に示したように通常のナットを用いてもよいが、本例のようにダブルナット601を用いることがより好ましい。ダブルナットを用いた支持構造は、上ベース101とカラム支持部材103との固定にも利用することができる。図6には、ダブルナットを用いて上ベース101とカラム支持部材103とを固定した状態も示されている。
ところで、造影剤が注入された被験者の断層画像を得るための装置としては、X線CT装置およびMRI装置など様々な装置がある。これらの中でも特にMRI装置は、強磁場を発生させることから、この強磁場による影響を排除するために、MRI装置と同じ室内に設置される機器は非磁性体で構成され、また、MRI装置が外部からの電磁ノイズの影響を受けないように、室内は外来電磁波を遮断する構成とされる。
そこで、図1に示す吊り下げ式医療機器ユニット1がMRI装置と同じ室内で使用される場合、懸架装置10、アーム機構20および注入ヘッド30は、樹脂、ステンレス、およびアルミニウムなどの非磁性材料で構成される。また、図5および6に示すように、天井パネル502の裏面(室内から見ての裏面、すなわち上面)側には電磁シールドネット504が敷設されるとともに、アンカーボルト503を上下のセグメントに分割してこれらセグメントの間に樹脂505を介在させ、これによって室外からの電磁ノイズを遮断することができる。
懸架装置10を非磁性材料で構成するに際し、全ての部材を同じ材料で構成することもできるが、例えば上ベース101、上カラム121およびカラム支持部材103といった、比較的強度の高い材料で構成するのが好ましい部材はステンレスで構成し、他の部材をアルミニウムで構成することによって、懸架装置10の必要な強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
もちろん、吊り下げ式医療機器ユニット1がMRI装置とともに用いられるものではない場合は、懸架装置10、アーム機構20および注入ヘッド30は磁性材料を含んで構成することができる。
以上、本発明について、医療機器が注入ヘッド30である場合を例に挙げて説明したが、吊り下げられる医療機器は注入ヘッド30に限られるものではなく、モニタ装置、照明装置および治療器具など他の医療機器であってよい。また本発明は、医療機器に限らず、他の任意の機器を天井から吊り下げ支持する場合にも適用できる。他の医療機器あるいは他の機器を支持する場合、懸架装置10の下部構造体104は、必要に応じて、他の医療機器あるいは他の機器を支持するための構造が適宜変更される。さらに、上述した形態では、機器がアーム機構20を介して間接的に懸架装置10に支持された例を説明したが、アーム機構20は本発明において必須の要素ではなく、懸架装置10が機器を直接支持するように構成されていてもよい。
1 吊り下げ式医療機器ユニット
10 懸架装置
20 アーム機構
30 注入ヘッド
50 天井
101 上ベース
102 カラム状構造体
103 カラム支持部材
104 下部構造体
105 シャフト
121 上カラム
121a フランジ
122 下カラム
123 パイプ
141 下ベース
142 連結部材
151 弾性部材

Claims (11)

  1. 機器を天井から吊り下げて支持するための懸架装置であって、
    天井に固定される上ベースと、
    前記上ベースの下側に配置されるカラム状構造体と、
    前記上ベースに固定された、前記カラム状構造体の上端部を支持するカラム支持部材と、
    前記カラム状構造体の下端部に固定され、機器と直接または間接的に連結される下部構造体と、
    を有し、
    前記カラム状構造体は上端部にフランジを有し、
    前記カラム支持部材は、前記カラム状構造体が挿入される貫通穴、および前記貫通穴に挿入された前記カラム状構造体のフランジを下から受けるフランジ受けを有し、
    前記カラム状構造体および前記カラム支持部材には、前記フランジ受けが前記フランジを支持した状態で互いにかみ合うねじ構造がそれぞれ形成されている懸架装置。
  2. 前記カラム状構造体と前記カラム支持部材とが、さらに溶接によって接合されている請求項1に記載の懸架装置。
  3. 前記カラム状構造体を前記上ベースに直接固定する固定構造をさらに有する請求項1または2に記載の懸架装置。
  4. 前記固定構造は、前記上ベースおよび前記カラム状構造体を通って上下に延びるシャフトと、前記シャフトの上端部および下端部において前記上ベースおよび前記カラム状構造体を締め付ける締結要素と、を有する請求項3に記載の懸架装置。
  5. 前記カラム状構造体は、前記シャフトが通される貫通穴を有し、前記シャフトが前記カラム状構造体と非接触となるように、前記シャフトの直径は前記貫通穴の内径よりも小さい、請求項4に記載の懸架装置。
  6. 前記シャフトの下端部において、前記カラム状構造体と前記締結要素との間に弾性部材が挟まれている請求項4または5に記載の懸架装置。
  7. 前記機器は医療機器である請求項1から6のいずれか1項に記載の懸架装置。
  8. 前記医療機器は、画像診断のための造影剤を被験者に注入するための、前記造影剤が充填されたシリンジが着脱自在に装着される注入ヘッドである請求項7に記載の懸架装置。
  9. 前記医療機器は、強磁場を発生する装置と同じ室内で使用される機器であり、前記強磁場による影響を排除するために非磁性材料で構成されている請求項7または8に記載の懸架装置。
  10. 機器を天井から吊り下げられて支持された吊り下げ式機器ユニットであって、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の懸架装置と、
    前記懸架装置に直接または間接的に支持された機器と、
    を有する吊り下げ式機器ユニット。
  11. 前記懸架装置と前記機器とを連結するアーム機構をさらに有する請求項10に記載の吊り下げ式機器ユニット。
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