JP6509341B2 - Ｘ線ｃｔ装置のベアリング交換方法 - Google Patents

Description

この発明は、X線源等を搭載した回転体が、ベアリングを介して回転可能に静止フレームに支持されているX線CT装置、及びそのベアリング交換方法に関するものである。

従来のX線CT装置のスキャナガントリでは、X線管及びX線検出器を搭載した回転盤が、ベアリングを介して回転可能に静止フレームに支持されている(例えば、特許文献1、2参照)。

特開2011-167351号公報 特開2013-255753号公報

従来のX線CT装置において、回転盤とその搭載物とを含めた回転部は、500kgを超える重量物であり、スキャナガントリにおける実使用を模擬したベアリング単体の出荷検査は容易ではない。そのため、実際にスキャナガントリに組み込んだ後に、出荷検査では見つけられなかった回転抵抗の異常が発生したり、異音が発生したりする場合がある。

また、X線CT装置の高速回転化により、ベアリングへの負荷が大きくなり、ベアリングの寿命が短くなることがある。このように、回転抵抗の異常又は異音が発生した場合、又は高速回転化により寿命が短くなった場合など、X線CT装置を据え付けた現地でのベアリングの交換が必要になることがある。

しかし、従来のX線CT装置では、ベアリングが回転盤と静止フレームとの間に配置されており、回転盤を静止フレームから離さなければベアリングを取り外すことはできない。このため、ベアリングの交換作業は非常に大掛かりなものとなり、回転盤を外すための広い空間と、多大な作業時間とが必要となる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、ベアリングを容易に交換することができるX線CT装置を得ることを目的とする。

この発明に係るX線CT装置は、静止フレームと、静止フレームに回転可能に支持されており、被検体の周囲を回転する回転体と、静止フレームと回転体との間に介在しているベアリングとを備え、回転体は、回転体の軸方向に直交する静止フレームの端面に隙間を介して対向する対向部を有しており、対向部には、ベアリングの交換時に回転体に取り付けられるとともに端面に当てられて隙間を保持する複数の隙間保持部材と、ベアリングの交換時に回転体を静止フレームに対して固定する複数の回転体固定ねじとの少なくともいずれか一方が通される複数の貫通孔が設けられており、端面には、ベアリングの交換時に貫通孔を通された回転体固定ねじがねじ込まれる複数の回転体固定ねじ穴が設けられている。

この発明のX線CT装置は、簡単な構成により、ベアリングを容易に交換することができる。

この発明の実施の形態1によるX線CT装置のスキャナガントリ部を示す正面図 図1のII-II線に沿う断面図 図1のスキャナガントリ部を示す背面図 図1のIV-IV線に沿う断面図 図1のV-V線に沿う断面図 実施の形態1による隙間保持部材を示す斜視図 図5の回転体に隙間保持部材を取り付け、回転体固定ねじ穴に回転体固定ねじをねじ込んだ状態を示す断面図 図4のベアリングから駆動用プーリを取り外した状態を示す断面図 図7のベアリングから駆動用プーリを取り外した状態を示す断面図 図8の円筒部からベアリングを取り外した状態を示す断面図 図9の回転体5からベアリングを取り外した状態を示す断面図 この発明の実施の形態2によるX線CT装置の要部断面図 隙間保持部材の変形例を示す断面図

本発明に係るX線CT装置は、静止フレームと、前記静止フレームに回転可能に支持されており、被検体の周囲を回転する回転体と、前記静止フレームと前記回転体との間に介在しているベアリングとを備え、前記回転体は、前記回転体の軸方向に直交する前記静止フレームの端面に隙間を介して対向する対向部を有しており、前記対向部には、前記回転体に取り付けられるとともに前記端面に当てられて前記隙間を保持する複数の隙間保持部材と、前記回転体を前記静止フレームに対して固定する複数の回転体固定ねじとの少なくともいずれか一方が通される複数の貫通孔が設けられており、前記端面には、前記貫通孔を通された前記回転体固定ねじがねじ込まれる複数の回転体固定ねじ穴が設けられている。

また、各前記隙間保持部材は、雄ねじにより構成されており、各前記貫通孔は、前記隙間保持部材がねじ込まれるねじ穴により構成されている。
また、各前記隙間保持部材は、円筒状であり、中心に前記回転体固定ねじを通す孔が設けられている。

また、前記ベアリングは、複数の静止フレーム側締結具を用いて前記静止フレームに固定されているとともに、複数の回転体側締結具を用いて前記回転体に固定されており、前記静止フレーム側締結具及び前記回転体側締結具は、前記回転体の軸方向の同じ方向からそれぞれ前記静止フレーム及び前記回転体に締結されている。

また、前記隙間保持部材及び前記回転体固定ねじは、前記静止フレーム側締結具及び前記回転体側締結具の締結方向とは反対方向から前記貫通孔に通されるようになっている。

また、本発明に係るX線CT装置のベアリング交換方法は、静止フレームと、前記静止フレームに回転可能に支持されており、被検体の周囲を回転する回転体と、前記静止フレームと前記回転体との間に介在しているベアリングと、前記ベアリングを前記静止フレームに固定している複数の静止フレーム側締結具と、前記ベアリングを前記回転体に固定している複数の回転体側締結具とを備え、前記回転体は、前記回転体の軸方向に直交する前記静止フレームの端面に隙間を介して対向する対向部を有しており、前記対向部には、複数の貫通孔が設けられており、前記端面には、複数の回転体固定ねじ穴が設けられており、複数の隙間保持部材を、少なくとも一部の前記貫通孔に通して前記端面に当てた状態で前記対向部に取り付けることにより、前記隙間を保持する工程、複数の回転体固定ねじを、少なくとも一部の前記貫通孔に通して前記回転体固定ねじ穴にそれぞれねじ込むことにより、前記回転体を前記静止フレームに対して固定する工程、前記静止フレーム側締結具及び前記回転体側締結具を取り外し、既設の前記ベアリングを新たなベアリングに置き換える工程、前記静止フレーム側締結具及び前記回転体側締結具により前記新たなベアリングを静止フレーム及び前記回転体に固定する工程、及び前記隙間保持部材及び前記回転体固定ねじを撤去する工程を含む。

また、各前記隙間保持部材は、中心に孔が設けられている円筒状であり、前記回転体固定ねじを前記隙間保持部材の前記孔に通して前記回転体固定ねじ穴にねじ込む。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

＜実施の形態1＞
図1はこの発明の実施の形態1によるX線CT装置のスキャナガントリ部を示す正面図、図2は図1のII-II線に沿う断面図、図3は図1のスキャナガントリ部を示す背面図である。

図1〜3において、静止フレーム1は、一対のスタンド2a，2bにより支持されている。また、静止フレーム1は、メインフレーム3と、メインフレーム3の両側に配置されている一対のサイドフレーム4a，4bとを有している。メインフレーム3は、平板部3aと、平板部3aに固定されている円筒部(センタフレーム）3bとを有している。

円筒部3bには、被検体(図示せず）の周囲を回転する円盤状の回転体(回転盤）5が回転可能に支持されている。円筒部3bと回転体5との間には、ベアリング6が介在している。ベアリング6には、回転体5を回転させるための駆動用プーリ7が取り付けられている。

回転体5には、X線源としてのX線管8、X線検出器9、高電圧発生装置10、インバータ11、冷却器12、及び制御装置13が搭載されている。X線管8は、被検体にX線を照射する。X線検出器9は、X線管8に対向しており、被検体を透過したX線を検出する。

X線CT装置は、図1に示されたスキャナガントリ部、被検体を載せる寝台、X線検出器9により検出された透過X線量に基づいて被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置、及び画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置等を有している。

図4は図1のIV-IV線に沿う断面図、図5は図1のV-V線に沿う断面図である。
ベアリング6は、静止フレーム1に固定されている外輪6a、回転体5に固定されている内輪6b、及び外輪6aと内輪6bとの間に介在している複数の玉6cとを有している。

外輪6aは、複数の静止フレーム側締結具14を用いて静止フレーム1に固定されている。各静止フレーム側締結具14としては、ボルトが用いられている。外輪6aには、静止フレーム側締結具14を通す複数の外輪締結具孔6dが設けられている。円筒部3bには、静止フレーム側締結具14がねじ込まれた複数の静止フレーム側締結具用ねじ穴3cが設けられている。

内輪6bは、複数の回転体側締結具15を用いて回転体5に固定されている。各回転体側締結具15としては、ボルトが用いられている。内輪6bには、回転体側締結具15を通す複数の内輪締結具孔6eが設けられている。回転体5には、回転体側締結具15がねじ込まれた複数の回転体側締結具用ねじ穴5aが設けられている。

駆動用プーリ7は、複数のプーリ締結具16を用いて内輪6bに固定されている。各プーリ締結具16としては、ボルトが用いられている。駆動用プーリ7には、プーリ締結具16を通す複数のプーリ締結具孔7aが設けられている。内輪6bには、プーリ締結具16がねじ込まれた複数のプーリ締結具用ねじ穴6fが設けられている。

静止フレーム側締結具14、回転体側締結具15、及びプーリ締結具16は、回転体5の軸方向の同じ方向、即ち静止フレーム1の後ろ側から、それぞれ円筒部3b、回転体5、及び内輪6bに締結されている。このため、静止フレーム側締結具14、回転体側締結具15、及びプーリ締結具16は、回転体5の軸方向に平行に配置されている。

静止フレーム1及び回転体5は、ベアリング6の同一側面、即ち第1の側面に固定されている。また、駆動用プーリ7は、ベアリング6の第2の側面に固定されている。

回転体側締結具15及びプーリ締結具16は、同一円周上に配置されている。また、回転体側締結具15及びプーリ締結具16は、周方向に等間隔をおいて交互に配置されている。静止フレーム側締結具14は、回転体5の周方向のプーリ締結具16と同じ位置に配置されている。

回転体5は、回転体5の軸方向に直交する静止フレーム1の端面1aに隙間17を介して対向する対向部5bを有している。図1及び図5に示すように、対向部5bには、複数の貫通孔5cが設けられている。各貫通孔5cは、ねじ穴により構成されており、回転体5の軸方向に平行に対向部5bを貫通している。

端面1aには、複数の回転体固定ねじ穴1bが設けられている。回転体固定ねじ穴1bは、端面1aの貫通孔5cに対向する位置に配置されている。

図5の貫通孔5cには、ベアリング6の交換時に、図6に示すような隙間保持部材(シャフト）18が装着される。隙間保持部材18は、円筒状の雄ねじにより構成されており、中心に孔18aが設けられている。即ち、隙間保持部材18の外周には、ねじが切られている。

次に、実施の形態1によるベアリング6の交換方法を図7から図11を用いて説明する。まず、図7に示すように、隙間保持部材18を貫通孔5cにねじ込んで回転体5に取り付ける。このとき、隙間保持部材18の先端を端面1aに当てることにより、隙間17を保持する。

続いて、回転体固定ねじ19を、隙間保持部材18の孔18aに通して、回転体固定ねじ穴1bにねじ込む(締め付ける）。これにより、端面1aと対向部5bとの間の隙間17を保持したまま、回転体5が静止フレーム1に対して固定される。

外輪6aには、静止フレーム1を貫通した回転体固定ねじ19の先端を逃がす孔6gが設けられている。また、隙間保持部材18の孔18aの内周と回転体固定ねじ19の外周との間には、貫通孔5cの位置に対する回転体固定ねじ穴1bの位置の誤差を吸収するための余裕が設けられている。

この後、図8及び図9に示すように、内輪6bからプーリ締結具16を外して、ベアリング6から駆動用プーリ7を取り外す。これにより、静止フレーム側締結具14を外部に露出させることができる。

次に、図10及び図11に示すように、静止フレーム側締結具14を円筒部3bから外すとともに、回転体5から回転体側締結具15を外す。このとき、回転体5は、回転体固定ねじ19により静止フレーム1に固定されているため、ベアリング6を取り外すことができる。このため、既設のベアリング6を新たなベアリングに置き換えることができる。

この後、上記の逆の手順で、新たなベアリングを、静止フレーム側締結具14により円筒部3bに固定するとともに、回転体側締結具15により回転体5に固定する。また、プーリ締結具16により、駆動用プーリ7を新たなベアリングに固定する。そして、隙間保持部材18及び回転体固定ねじ19を撤去する。

このようなX線CT装置では、ベアリング6の交換時に隙間保持部材18が通される貫通孔5cが回転体5に設けられており、ベアリング6の交換時に回転体固定ねじ19がねじ込まれる回転体固定ねじ穴1bが端面1aに設けられているので、静止フレーム1と回転体5との間に隙間17があっても、簡単な構成により、隙間17を保持して、ベアリング6を容易に交換することができる。

これにより、製造工程の後戻りを少なくし、またX線CT装置の設置施設でのベアリング6の交換時間を短縮することができる。さらに、現地でのベアリング6の交換が容易になることから、比較的安価なベアリング6を用いることも可能になる。

また、実施の形態1のベアリング交換方法では、隙間保持部材18により隙間17を保持しつつ、回転体固定ねじ19により回転体5を静止フレーム1に固定した状態でベアリング6を交換するので、簡単な構成により、ベアリング6を容易に交換することができる。

さらに、隙間保持部材18は雄ねじにより構成されており、貫通孔5cはねじ穴により構成されているので、X線CT装置毎の隙間17の大きさの違いによらず、共通の隙間保持部材18により隙間17を容易に保持することができる。

さらにまた、隙間保持部材18は円筒状であり、中心に回転体固定ねじ19を通す孔が設けられているので、隙間17を保持した位置で回転体5を静止フレーム1に固定することができ、回転体固定ねじ19を締め付けることにより回転体5に歪みが生じるのを防止することができる。

また、静止フレーム側締結具14及び回転体側締結具15が、回転体5の軸方向の同じ方向からそれぞれ静止フレーム1及び回転体5に締結されているので、ベアリング6の取り外し及び装着を同じ方向から行うことができ、作業性が向上する。

さらに、隙間保持部材18及び回転体固定ねじ19は、静止フレーム側締結具14及び回転体側締結具15の締結方向とは反対方向から貫通孔5cに通されるようになっているので、隙間17を保持しつつ、回転体5を静止フレーム1に固定した状態で、ベアリング6を容易に交換することができる。

さらにまた、ベアリング6と駆動用プーリ7とを静止フレーム1の片側同一面から取り付けることができ、組立作業性が向上する。

また、隙間保持部材18及び回転体固定ねじ19は、ベアリング6の交換時だけでなく、移送時に用いることもでき、移送時の衝撃によるベアリング6への負担を軽減することができる。

＜実施の形態2＞
次に、図12はこの発明の実施の形態2によるX線CT装置の要部断面図であり、実施の形態1の図5に相当する断面図である。実施の形態2では、静止フレーム側締結具14及び回転体側締結具15がベアリング6を貫通していない。代わりに、ベアリング6は、部品同士で挟み込むことにより固定されている。

具体的には、外輪6aは、円筒部3bと外輪固定板20との間に挟み込まれている。また、内輪6bは、回転体5と駆動用プーリ7との間に挟み込まれている。さらに、駆動用プーリ7は、回転体側締結具15により回転体5に固定されている。他の構成及びベアリング交換方法は、実施の形態1と同様である。

このような構成によっても、隙間保持部材18及び回転体固定ねじ19を用いて回転体5を静止フレーム1に固定し、駆動用プーリ7及び外輪固定板20を外すだけで、ベアリング6を交換することができ、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の例では、回転体固定ねじ19と隙間保持部材18とを同じ貫通孔5cに通したが、回転体固定ねじ19を隙間保持部材18とは周方向の異なる位置に配置することもできる。

また、回転体固定ねじ穴1bは静止フレーム1を貫通していなくてもよい。

さらに、上記の例では、隙間保持部材18を雄ねじにより構成したが、例えば図13に示すように、複数のボルト21により回転体5に固定される隙間保持部材22を用いてもよい。この場合、貫通孔5cをねじ穴とする必要はない。

さらにまた、上記の例では、ベアリング6の交換時に回転体5を静止フレーム1の円筒部3bに固定したが、静止フレーム1の他の箇所、例えばサイドフレーム4a，4bに固定してもよい。

また、図1では、X線管8及びX線検出器9等の機器が回転体5の内側に搭載されているが、機器が回転体の外側に搭載されているX線CT装置にもこの発明は適用できる。

1 静止フレーム、1a 端面、1b 回転体固定ねじ穴、5 回転体、5b 対向部、5c 貫通孔、6 ベアリング、14 静止フレーム側締結具、15 回転体側締結具、17 隙間、18，22 隙間保持部材、18a 孔、19 回転体固定ねじ

Claims (2)

1. 静止フレームと、前記静止フレームに回転可能に支持されており、被検体の周囲を回転する回転体と、前記静止フレームと前記回転体との間に介在しているベアリングと、前記ベアリングを前記静止フレームに固定している複数の静止フレーム側締結具と、前記ベアリングを前記回転体に固定している複数の回転体側締結具とを備え、
   前記回転体は、前記回転体の軸方向に直交する前記静止フレームの端面に隙間を介して対向する対向部を有しており、
   前記対向部には、複数の貫通孔が設けられており、
   前記端面には、複数の回転体固定ねじ穴が設けられているX線CT装置のベアリング交換方法であって、
   複数の隙間保持部材を、少なくとも一部の前記貫通孔に通して前記端面に当てた状態で前記対向部に取り付けることにより、前記隙間を保持する工程、
   複数の回転体固定ねじを、少なくとも一部の前記貫通孔に通して前記回転体固定ねじ穴にそれぞれねじ込むことにより、前記回転体を前記静止フレームに対して固定する工程、
   前記静止フレーム側締結具及び前記回転体側締結具を取り外し、既設の前記ベアリングを新たなベアリングに置き換える工程、
   前記静止フレーム側締結具及び前記回転体側締結具により前記新たなベアリングを静止フレーム及び前記回転体に固定する工程、及び
   前記隙間保持部材及び前記回転体固定ねじを撤去する工程
   を含むX線CT装置のベアリング交換方法。
2. 各前記隙間保持部材は、中心に孔が設けられている円筒状であり、
   前記回転体固定ねじを前記隙間保持部材の前記孔に通して前記回転体固定ねじ穴にねじ込む請求項１記載のX線CT装置のベアリング交換方法。

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