JP6828828B2

JP6828828B2 - 診断用ｘ線装置

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Description

本発明は、診断用Ｘ線装置に関し、特に、昇降可能なＸ線発生部を備えた診断用Ｘ線装置に関する。

従来、昇降可能なＸ線発生部を備えた診断用Ｘ線装置が知られている。このような診断用Ｘ線装置は、たとえば、社団法人日本画像医療システム工業会監修、「医用画像・放射線機器ハンドブック」、改訂第七版、２００７年、Ｐ．２６に開示されている。

上記「医用画像・放射線機器ハンドブック」には、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部を備えるＸ線管装置が開示されている。このＸ線管装置では、天井に懸架されるバネ部材と、床面に配置される円状滑車部および螺旋状滑車部と、天井に懸架されるＸ線発生部とが設けられている。そして、円状滑車部に巻き付けられているワイヤにバネ部材の張力がかかる。また、螺旋状滑車部に巻き付けられているワイヤにＸ線発生部の重量がかかる。そして、Ｘ線発生部の昇降に伴って、ワイヤが螺旋状滑車部に巻き取られる（または、ワイヤが螺旋状滑車部から送り出される）。

ここで、螺旋状滑車部の螺旋がアルキメデスの螺旋（回転に比例して半径が増加する螺旋）である場合、Ｘ線発生部のいずれの高さ位置においても、円状滑車部に巻き付けられたワイヤにかかるバネ部材の張力と、螺旋状滑車部に巻き付けられたワイヤにかかるＸ線発生部の重量とが常に釣り合う。その結果、Ｘ線発生部をいずれの高さ位置においても静止させることが可能になる。

しかしながら、上記「医用画像・放射線機器ハンドブック」のＸ線管装置では、螺旋状滑車部に巻き付けられたワイヤにＸ線発生部が接続されているので、Ｘ線発生部の昇降に伴って、螺旋状滑車部に巻き付けられたワイヤは、螺旋状滑車部の回転軸線方向に沿って移動するとともに、螺旋状滑車部の回転軸線方向に交差する方向に沿っても移動する。このため、螺旋状滑車部を、Ｘ線管装置を支持する支柱部内に配置した場合、螺旋状滑車部のワイヤが巻き取られる部分（送り出される部分）を支柱部から露出させる必要がある。その結果、Ｘ線管装置が比較的大型化するという不都合がある。

この不都合を解消するために、従来では、螺旋状滑車部に巻き付けられたワイヤにバネ部材の張力がかかるとともに、円状滑車部に接続されたワイヤにＸ線発生部の重量がかかるＸ線管装置（つまり、上記「医用画像・放射線機器ハンドブック」のＸ線管装置において、螺旋状滑車部と円状滑車部との配置を入れ替えた構成）が知られている。この従来のＸ線管装置では、Ｘ線発生部の昇降に伴って、ワイヤは、円状滑車部の回転軸線方向に沿って移動する一方、円状滑車部の回転軸線方向に交差する方向には移動しない。これにより、Ｘ線発生部が支持される支柱部から露出させる円状滑車部の部分を大きくする必要はない。その結果、Ｘ線管装置が大型化するのを抑制することが可能になる。

社団法人日本画像医療システム工業会監修、「医用画像・放射線機器ハンドブック」、改訂第七版、２００７年、Ｐ．２６

しかしながら、螺旋状滑車部に巻き付けられたワイヤロープにバネ部材の張力がかかる従来のＸ線管装置では、螺旋状滑車部の螺旋が、アルキメデスの螺旋（螺旋状滑車部の回転に比例して半径が増加する螺旋）である場合、螺旋状滑車部にかかるバネ部材の張力と円状滑車部にかかるＸ線発生部の重量とが釣り合わない場合がある。この場合、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合に、比較的大きな力を要するという不都合がある。その結果、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担が増大するという問題点がある。

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、この発明の１つの目的は、診断用Ｘ線装置が大型化するのを抑制しながら、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することが可能な診断用Ｘ線装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における診断用Ｘ線装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、巻き付けられた第１ワイヤロープにＸ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた第２ワイヤロープにバネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、螺旋状滑車部の半径は、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定され、螺旋状滑車部の回転角度の増加に対する螺旋状滑車部の半径の関係が、螺旋状滑車部の半径がアルキメデスの螺旋の場合の螺旋状滑車部の回転角度の増加に対する螺旋状滑車部の半径の関係がなす直線に対して下に凸の曲線を描くように設定されている。なお、「螺旋」とは、巻貝の殻の線のように旋回していることを意味する。

この発明の第１の局面による診断用Ｘ線装置では、上記のように、半径が一定の円状滑車部に巻き付けられた第１ワイヤロープにＸ線発生部側の重量がかかるので、Ｘ線発生部の昇降に伴って、第１ワイヤロープは、円状滑車部の回転軸線方向に沿って移動する一方、円状滑車部の回転軸線方向に交差する方向には移動しない。これにより、露出させる円状滑車部の部分を大きくする必要はないので、診断用Ｘ線装置が大型化するのを抑制することができる。また、螺旋状滑車部の半径を、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径（螺旋状に変化する半径）に設定することによって、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡（または、平衡に近い状態）になるので、使用者は、比較的小さな力でＸ線発生部を鉛直方向に昇降させることができる。その結果、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。これにより、診断用Ｘ線装置が大型化するのを抑制しながら、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。

この発明の第２の局面による診断用Ｘ線装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープにＸ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープにバネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、螺旋状滑車部の半径は、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定され、螺旋状滑車部の半径は、螺旋状滑車部の半径をＲとし、円状滑車部の半径をｒとし、Ｘ線発生部側の重量をＷとし、バネ部材のバネ定数をｋとし、バネ部材の長さの変化量をｘとし、バネ部材の長さの初期変化量をｘ０とし、螺旋状滑車部の回転角度をθとした場合、下記の式（１）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。

このように構成すれば、式（１）を満たすように螺旋状滑車部の半径Ｒ（螺旋状に変化する半径）を設定する（アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定する）ことにより、容易に、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とを平衡にすることができる。

上記第２の局面において、好ましくは、螺旋状滑車部の半径Ｒを、２次以上の多項式関数、対数関数、および、指数関数のうちのいずれかの近似式により近似して、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になる状態からのずれの力をＦとした場合、下記の式（２）においてずれの力Ｆが略ゼロになるように、近似式に含まれる係数が定められている。

このように構成すれば、式（１）に基づいて厳密に螺旋状滑車部の半径Ｒを設定することができない場合でも、近似式を用いて、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが略平衡になる螺旋状滑車部の半径Ｒ（螺旋状に変化する半径）を設定することができる。

上記螺旋状滑車部の半径Ｒを近似式により近似する診断用Ｘ線装置において、好ましくは、螺旋状滑車部の半径Ｒを、下記の式（３）に示される３次の多項式関数により近似するとともに、螺旋状滑車部の回転角度の境界条件に基づいて下記の式（３）に含まれる未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数を減らした状態で、上記の式（２）においてずれの力Ｆが略ゼロになるように、近似式に含まれる係数が定められている。

このように構成すれば、螺旋状滑車部の半径Ｒを２次の多項式関数により近似する場合に比べて、より精度よく、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になる螺旋状滑車部の半径Ｒを設定することができる。また、未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数が、螺旋状滑車部の回転角度の境界条件に基づいて減らされているので、未知の係数の算出を容易に行うことができる。

この発明の第３の局面による診断用Ｘ線装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープにＸ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープにバネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、螺旋状滑車部の半径は、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定され、バネ部材と螺旋状滑車部との間に設けられ、倍力用滑車部を含む倍力機構部をさらに備え、螺旋状滑車部の半径は、螺旋状滑車部の半径をＲとし、円状滑車部の半径をｒとし、Ｘ線発生部側の重量をＷとし、バネ部材のバネ定数をｋとし、バネ部材の長さの変化量をｘとし、バネ部材の長さの初期変化量をｘ_０とし、螺旋状滑車部の回転角度をθとし、倍力による定数をＣとした場合、下記の式（４）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。

このように構成すれば、倍力機構部が備えられた診断用Ｘ線装置も、式（４）を用いて、倍力機構部が備えられていない診断用Ｘ線装置と同様に、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になる螺旋状滑車部の半径Ｒ（螺旋状に変化する半径）を設定することができる。

上記第１〜第３の局面による診断用Ｘ線装置において、好ましくは、バネ部材、円状滑車部、および、螺旋状滑車部が収納される支柱部と、支柱部が取り付けられる診断用Ｘ線装置本体部と、診断用Ｘ線装置本体部を移動可能にする車輪部とをさらに備える。このように構成すれば、移動可能な診断用Ｘ線装置において、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。

上記第１〜第３の局面による診断用Ｘ線装置において、好ましくは、バネ部材、円状滑車部、および、螺旋状滑車部が収納される支柱部をさらに備え、支柱部が、天井に懸架された状態で配置されている。このように構成すれば、天井に懸架された支柱部を備える診断用Ｘ線装置において、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。また、天井に懸架された診断用Ｘ線装置では、一般的に、ワイヤロープは天井に懸架された支柱部の内部を貫通して、Ｘ線発生部に接続されている。そこで、本発明のように、Ｘ線発生部側の重量が半径が一定の円状滑車部に巻き付けられるワイヤロープにかかるように構成することによって、円状滑車部に巻き取られる（送り出される）ワイヤロープの回転軸方向に交差する方向に移動しないので、支柱部の内側面に接触するのを抑制することができる。
この発明の第４の局面による診断用Ｘ線装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープにＸ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープにバネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、螺旋状滑車部の半径は、第２ワイヤロープにかかるバネ部材の張力と、第１ワイヤロープにかかるＸ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されているとともに、螺旋状滑車部の回転角度の増加に対して、螺旋状滑車部の半径の減少の度合いが徐々に小さくなるように減少するように設定されている。

本発明によれば、上記のように、診断用Ｘ線装置が大型化するのを抑制しながら、使用者がＸ線発生部を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。

第１実施形態による診断用Ｘ線装置の構成を示した図である。第１実施形態による診断用Ｘ線装置のバランス機構部の構成を示した図である。比較例による診断用Ｘ線装置のバランス機構部の構成を示した図である。比較例による診断用Ｘ線装置のバランス機構部の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および、（ｃ）側面図である。アイドラが設けられた比較例による診断用Ｘ線装置のバランス機構部の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および、（ｃ）側面図である。第１実施形態による診断用Ｘ線装置のバランス機構部の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および、（ｃ）側面図である。第１実施形態による螺旋状滑車部の正面図である。アルキメデスの螺旋を示す図である。回転角度と螺旋状滑車部の半径との関係を示した図である。回転角度と操作力との関係を示した図である。第２実施形態による診断用Ｘ線装置の構成を示した図である。第３実施形態による診断用Ｘ線装置の構成を示した図（側面図）である。第３実施形態による診断用Ｘ線装置の構成を示した図（上面図）である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図１０を参照して、第１実施形態による診断用Ｘ線装置１の構成について説明する。

（診断用Ｘ線装置の全体の構成）
図１に示すように、診断用Ｘ線装置１は、装置全体が移動可能であり、回診時に、病院の各病室にいる患者（被写体）の元へ移動してＸ線撮影することが可能に構成されている。診断用Ｘ線装置１は、本体部１０と、支柱部２０と、中間支柱部３０と、Ｘ線管保持部４０と、Ｘ線発生部５０と、を備えている。なお、本体部１０は、特許請求の範囲の「診断用Ｘ線装置本体部」の一例である。

本体部１０には、電源装置、バッテリー、操作パネル、等が設けられている。また、本体部１０の下部には、診断用Ｘ線装置１を移動可能にする複数の車輪部１１が設けられている。

支柱部２０は、本体部１０の前部に鉛直方向に延びるように取り付けられている。支柱部２０は、内部が中空になっており、中間支柱部３０の平衡が保たれた状態で、中間支柱部３０を昇降可能にするバランス機構部６０（後述する、バネ部材６１、ワイヤロープ６７ａ、ワイヤロープ６７ｂ、円状滑車部６２、および、螺旋状滑車部６３）が収納されるように構成されている。なお、ワイヤロープ６７ａおよび６７ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１ワイヤロープ」および「第２ワイヤロープ」の一例である。

中間支柱部３０は、支柱部２０の前側に、鉛直方向に移動可能に取り付けられている。中間支柱部３０の内部には、円状の（半径が一定の）滑車部３１が設けられている。

Ｘ線管保持部４０は、中間支柱部３０の前側に、鉛直方向に昇降可能に取り付けられている。Ｘ線管保持部４０は、略Ｌ字形状（鉛直方向に延びる部分４１および水平方向に延びる部分４２）を有している。

Ｘ線発生部５０は、Ｘ線管保持部４０の部分４２の先端側に取り付けられている。また、Ｘ線発生部５０は、Ｘ線管５１を有している。Ｘ線管５１は、Ｘ線管保持部４０の昇降に伴って、高さ位置を変更させることができる。また、Ｘ線発生部５０には、使用者が把持してＸ線発生部５０を昇降させるためのハンドル部５２が設けられている。なお、Ｘ線管５１は、特許請求の範囲の「Ｘ線源」の一例である。

（バランス機構部の構成）
次に、図２を参照して、バランス機構部６０の構成について説明する。なお、図２は、バランス機構部６０の模式図である。そして、図２では、説明を明確にするために円状滑車部６２と螺旋状滑車部６３とが離間した状態で回転軸に接続されている一方、実際には、円状滑車部６２と螺旋状滑車部６３とは、円状滑車部６２と螺旋状滑車部６３とが隣接するように一体的に形成（図６参照）されている。

図２に示すように、バランス機構部６０は、バネ部材６１と、円状滑車部６２と、螺旋状滑車部６３とを含む。

バネ部材６１は、圧縮バネからなる。バネ部材６１の上端は、上端バネ座６４に固定されている。上端バネ座６４は、支柱部２０の内部に固定されている。また、バネ部材６１の下端は、下端バネ座６５に固定されている。下端バネ座６５は、支柱部２０の内部において移動可能に配置されている。また、下端バネ座６５の中央部には、シャフト６６が取り付けられている。また、シャフト６６は、上端バネ座６４の穴部（図示せず）を貫通して、上端バネ座６４の上面から突出している。そして、シャフト６６は、上端バネ座６４の穴部を介して、鉛直方向に昇降可能に構成されている。また、バネ部材６１は、バネ部材６１の内部をシャフト６６が貫通した状態で、上端バネ座６４と下端バネ座６５との間に配置されている。バネ部材６１は、Ｘ線発生部５０の昇降に伴って伸縮するように構成されている。

円状滑車部６２は、半径ｒが一定になるように構成されている。また、円状滑車部６２には、ワイヤロープ６７ａが巻き付けられている。また、ワイヤロープ６７ａは、中間支柱部３０の底部３０ａに接続（固定）されている。また、中間支柱部３０に設けられる円状の滑車部３１に巻き付けられたワイヤロープ６８に、Ｘ線発生部５０の重量（荷重）がかかる。具体的には、ワイヤロープ６８の一方端は、支柱部２０の底部２０ａに接続（固定）され、他方端は、Ｘ線管保持部４０の底部４０ａに接続（固定）されている。これにより、円状滑車部６２に巻き付けられたワイヤロープ６７ａにＸ線発生部５０側（中間支柱部３０）の重量Ｗがかかる。

螺旋状滑車部６３は、半径Ｒが螺旋状に変化するように構成されている。螺旋状滑車部６３は、円状滑車部６２と同軸に回転可能に接続されている。また、螺旋状滑車部６３には、ワイヤロープ６７ｂが巻き付けられている。また、ワイヤロープ６７ｂは、シャフト６６に接続されている。これにより、螺旋状滑車部６３に巻き付けられたワイヤロープ６７ｂにバネ部材６１の張力がかかる。

（バランス機構部の平衡）
次に、比較例によるバランス機構部１６０（円状滑車部１６２にバネ部材１６１の張力がかかる構成）と比較しながら、第１実施形態のバランス機構部６０の平衡について説明する。

（比較例によるバランス機構部）
図３に示すように、比較例によるバランス機構部１６０では、円状滑車部１６２にバネ部材１６１の張力がかかるとともに、螺旋状滑車部１６３にＸ線発生部５０側の重量Ｗがかかるように構成されている。ここで、回転軸回りのトルクの釣り合いにより、螺旋状滑車部１６３の半径をＲ［ｍｍ］、円状滑車部１６２の半径をｒ［ｍｍ］、Ｘ線発生部５０側のワイヤロープ１６７ａの張力をＴ_１［ｋｇｆ］、および、バネ部材１６１側のワイヤロープ１６７ｂの張力をＴ_２［ｋｇｆ］とした場合、下記の式（５）の関係が成立する。

また、Ｘ線発生部５０側のワイヤロープ１６７ａの張力Ｔ_１［ｋｇｆ］について、Ｘ線発生部５０側の重量Ｗ［ｋｇｆ］を用いて、下記の式（６）の関係が成立する。

また、バネ部材１６１側のワイヤロープ１６７ｂの張力Ｔ_２［ｋｇｆ］について、バネ部材１６１のバネ定数ｋ、および、バネ部材１６１の圧縮量ｘ［ｍｍ］を用いて、下記の式（７）の関係が成立する。

式（５）に、式（６）および（７）を代入すると、下記の式（８）が得られる。

また、バネ部材１６１の圧縮量ｘ［ｍｍ］は、円状滑車部１６２の半径ｒ［ｍｍ］、螺旋状滑車部１６３および円状滑車部１６２の回転角度θ［ｒａｄ］、および、バネ部材１６１の初期圧縮量ｘ_０［ｍｍ］を用いて、下記の式（９）により表される。

式（８）に式（９）を代入して、螺旋状滑車部１６３の半径Ｒで解くと、下記の式（１０）および式（１１）が得られる。

式（１１）において、ｋ、ｒ、Ｗおよびｘ_０は、全て定数であるので、これらの定数を項ごとに係数ａおよびｂで置き換えることにより、下記の式（１２）および（１３）が得られる。

比較例によるバランス機構部１６０では、式（１３）のように、螺旋状滑車部１６３の半径Ｒは、回転角度θに比例して増加するので、螺旋状滑車部１６３の螺旋は、アルキメデスの螺旋となる。これにより、バネ部材１６１による張力が回転角度θに対して比例して増加するとともに、螺旋状滑車部１６３の半径Ｒも回転角度θに対して比例して増加するので、ワイヤロープ１６７ｂにかかるバネ部材１６１の張力と、ワイヤロープ１６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが常に釣り合う（平衡になる）。これにより、Ｘ線発生部５０が所望の高さ位置で静止する。

なお、図４に示すように、比較例によるバランス機構部１６０では、Ｘ線発生部５０（図３参照）がワイヤロープ１６７ａを介して螺旋状滑車部１６３に接続されているため、Ｘ線発生部５０の昇降に伴って、ワイヤロープ１６７ａの巻き取り位置（送り出し位置）が、図４（ａ）に示すように、螺旋状滑車部１６３の回転軸線方向に交差するＡ方向に沿って比較的大きく移動する。このため、バランス機構部１６０では、螺旋状滑車部１６３の一部分（比較的大きい長さＬ１、図４（ａ）参照）、支柱部１２０から露出させる必要がある。

また、図５に示すように、螺旋状滑車部１６３の露出部分を小さくするために、アイドラ１２１を用いることが考えらえる。しかしながら、アイドラ１２１を用いた場合、Ｘ線発生部５０の昇降量を維持する（アイドラ１２１が無い場合と同じにする）ためには、支柱部１２０の鉛直方向の大きさが大型化してしまう。また、ワイヤロープ１６７ａとアイドラ１２１との摩擦に起因して、ワイヤロープ１６７ａが損傷する。また、アイドラ１２１の分、部品点数が増加する。

一方、図６に示すように、第１実施形態によるバランス機構部６０では、Ｘ線発生部５０側（中間支柱部３０）がワイヤロープ６７ａを介して円状滑車部６２に接続されているため、Ｘ線発生部５０の昇降に伴って、ワイヤロープ６７ａの巻き取り位置（送り出し位置）が、螺旋状滑車部６３の回転軸線方向に交差（直交）するＣ方向に沿って移動しない。このため、バランス機構部６０では、円状滑車部６２の支柱部２０からの露出部分（長さＬ２、図６（ａ）参照）は、比較的小さい。また、アイドラ１２１を用いる必要がないので、診断用Ｘ線装置１の大型化を抑制することが可能であるとともに、アイドラ１２１との摩擦によるワイヤロープ６７ａの損傷を抑制することが可能である。また、部品点数が増加するのを抑制することが可能である。

（第１実施形態によるバランス機構部）
次に、図２を参照して、第１実施形態によるバランス機構部６０について説明する。なお、図２に示すバランス機構部６０では、円状滑車部６２にかかるワイヤロープ６７ａの張力は、中間支柱部３０を持ち上げるための張力である。

第１実施形態によるバランス機構部６０において、回転軸回りのトルクの釣り合いにより、螺旋状滑車部６３の半径をＲ［ｍｍ］、円状滑車部６２の半径をｒ［ｍｍ］、Ｘ線発生部５０側のワイヤロープ６７ａの張力をＴ_１［ｋｇｆ］、および、バネ部材６１側のワイヤロープ６７ｂの張力をＴ_２［ｋｇｆ］とした場合、下記の式（１４）の関係が成立する。

また、Ｘ線発生部５０側（中間支柱部３０）のワイヤロープ６７ａの張力Ｔ_１［ｋｇｆ］について、Ｘ線発生部５０側の重量Ｗ［ｋｇｆ］を用いて、下記の式（１５）の関係が成立する。

また、バネ部材６１側のワイヤロープ６７ｂの張力Ｔ_２［ｋｇｆ］について、バネ部材６１のバネ定数ｋ、および、バネ部材６１の圧縮量ｘ［ｍｍ］を用いて、下記の式（１６）の関係が成立する。

式（１４）に、式（１５）および（１６）を代入すると、下記の式（１７）が得られる。

次に、バネ部材６１の圧縮量ｘ［ｍｍ］は、バネ部材６１の初期圧縮量ｘ_０［ｍｍ］と、螺旋状滑車部６３が巻き取るワイヤロープ６７ｂの長さに等しい。また、螺旋状滑車部６３が巻き取るワイヤロープ６７ｂの長さは、螺旋状滑車部６３の螺旋の長さ（巻き取られたワイヤロープ６７ｂが巻かれていた螺旋の部分の長さ）に等しい。そこで、バネ部材６１の圧縮量ｘ［ｍｍ］は、バネ部材６１の初期圧縮量ｘ_０［ｍｍ］、螺旋状滑車部６３の半径Ｒ［ｍｍ］、および、螺旋状滑車部６３の回転角度θ［ｒａｄ］を用いて、下記の式（１８）により表される。

そして、式（１８）を、式（１７）に代入することにより、下記の式（１９）が得られる。

ここで、式（１９）を螺旋状滑車部６３の半径Ｒで解くことは困難である。また、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、比較例によるバランス機構部１６０のように、アルキメデスの螺旋のように、１次の多項式にはならない。つまり、第１実施形態のバランス機構部６０において、螺旋状滑車部６３の半径Ｒをアルキメデスの螺旋に対応するように形成した場合、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが釣り合わない（平衡にならない）。

そこで、第１実施形態では、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。具体的には、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、式（１９）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。

なお、上記のように、式（１９）は、螺旋状滑車部６３の半径Ｒで解くことが困難であるので、第１実施形態では、下記の式（２０）に示すように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを、３次の多項式関数により近似する。

式（２０）は、近似式であるので、式（１９）を厳密に満たすことはできない。また、式（１９）の右辺は定数である左辺に対して増減する。そこで、第１実施形態では、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡になる状態からのずれの力をＦとした場合、下記の式（２１）および式（２２）においてずれの力Ｆが略ゼロになるように、近似式に含まれる係数ａ、ｂ、ｃおよびｄが定められている。

ずれの力Ｆ［ｋｇｆ］が０に近づくように、複数の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄを決定することにより、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが略釣り合うようになる（略平衡になる）。これにより、使用者がずれの力Ｆ［ｋｇｆ］を略認識することなく、Ｘ線発生部５０を昇降することが可能になる。なお、ずれの力Ｆは、使用者がハンドル部５２を把持してＸ線発生部５０を上下方向に移動させる操作力を意味する。

（係数の決定方法）
ここで、第１実施形態では、螺旋状滑車部６３の回転角度θの境界条件に基づいて、式（２０）に含まれる未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数を減らした状態で、ずれの力Ｆが略ゼロになるように、近似式に含まれる係数が定められている。具体的には、回転角度θ［ｒａｄ］が最小値０［ｒａｄ］および最大値θ_ｍａｘ［ｒａｄ］となる際の境界条件に基づいて、未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数が減らされる。

ここで、バランス機構部６０が収納される支柱部２０の寸法の制限に基づいて、螺旋状滑車部６３の半径Ｒの最大値Ｒ_Ｍａｘ［ｍｍ］を、任意の値に決める。そして、最大値Ｒ_Ｍａｘ［ｍｍ］の際の回転角度θを、最小値０［ｒａｄ］として、式（２０）に代入することにより、下記の式（２３）および式（２４）が得られる。

また、バランス機構部６０が収納される支柱部２０の寸法の制限に基づいて、円状滑車部６２の半径ｒを、任意の値に決める。そして、円状滑車部６２の半径ｒと、Ｘ線発生部５０側（中間支柱部３０）の上下のストローク量Ｌ［ｍｍ］とを用いて、回転角度θの最大値θ_Ｍａｘ［ｒａｄ］は、下記の式（２５）および式（２６）により表される。

ここで、診断用Ｘ線装置１に用いられるワイヤロープ６７ａ（ワイヤロープ６７ｂ）について、ワイヤロープ６７ａ（ワイヤロープ６７ｂ）の直径および素線径と組み合わせ可能な滑車の最小半径が規格などで定められている。そこで、規格などにより定められた最小半径の範囲内で、螺旋状滑車部６３の最小半径Ｒ_ｍｉｎ［ｍｍ］を任意の値に定める。そして、螺旋状滑車部６３の半径Ｒが最小半径Ｒ_ｍｉｎ［ｍｍ］の際の回転角度θを最大値θ_Ｍａｘとして、式（２４）および式（２６）を、式（２０）に代入することにより、下記の式（２７）が得られる。

そして、式（２７）を、係数ａで解くと、下記の式（２８）が得られる。

そして、式（２４）および式（２８）を、式（２０）に代入すると、下記の式（２９）に示すように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒ［ｍｍ］の残りの係数は２つ（ｂおよびｃ）になる。

式（２９）の残りの係数ｂおよびｃは、係数ｂおよびｃに適当な値を代入して、最適な半径Ｒを探すか、または、数理計画問題を解くアルゴリズムが搭載されたソフトウェア（例、Ｅｘｃｅｌ（登録商標）のソルバーなど）を用いた自動計算により算出される。その結果、図７に示すように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、円周間の幅Ｗ１が変化しており、図８に示すアルキメデスの螺旋（円周間の幅Ｗ２が一定）の半径と異なるように設定されている。

（螺旋状滑車部の半径の設定の効果）
次に、図９および図１０を参照して、螺旋状滑車部６３の半径Ｒをアルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定することの効果について説明する。

図９に示すように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒがアルキメデスの螺旋である場合（図９の点線）、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、回転角度θの増加に対して略直線的に小さくなる。一方、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを上記の式（２９）に基づいて設定した場合（図９の実線）、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、回転角度θの増加に対して、半径Ｒの減少の度合いが徐々に小さくなるように、減少する。

そして、図１０に示すように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒがアルキメデスの螺旋である場合（図１０の点線）、使用者による操作力Ｆ［ｋｇｆ］は、回転角度θの増加に対して急激に大きくなった後、最大（ピーク）に達し、その後、減少することが確認された。一方、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを上記の式（２９）に基づいて設定した場合（図１０の実線）、使用者による操作力Ｆ［ｋｇｆ］は、回転角度θの増加（変化）に対して、増減するものの、略０［ｋｇｆ］であることが確認された。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、半径ｒが一定の円状滑車部６２に巻き付けられたワイヤロープ６７ａにＸ線発生部５０側の重量Ｗがかかるので、Ｘ線発生部５０の昇降に伴って、ワイヤロープ６７ａは、円状滑車部６２の回転軸線方向に沿って移動する一方、円状滑車部６２の回転軸線方向に交差する方向には移動しない。これにより、露出させる円状滑車部６２の部分を大きくする必要はないので、診断用Ｘ線装置１が大型化するのを抑制することができる。また、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径（螺旋状に変化する半径）に設定することによって、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡（または、平衡に近い状態）になるので、使用者は、比較的小さな力でＸ線発生部５０を鉛直方向に昇降させることができる。その結果、使用者がＸ線発生部５０を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。これにより、診断用Ｘ線装置１が大型化するのを抑制しながら、使用者がＸ線発生部５０を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒは、上記の式（１９）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。これにより、式（１９）を満たすように螺旋状滑車部６３の半径Ｒ（螺旋状に変化する半径）を設定する（アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定する）ことにより、容易に、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとを平衡にすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを３次の多項式関数により近似して、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡になる状態からのずれの力をＦとした場合、式（２１）においてずれの力Ｆが略ゼロになるように、近似式に含まれる係数が定められている。これにより、式（１９）に基づいて厳密に螺旋状滑車部６３の半径Ｒを設定することができない場合でも、近似式を用いて、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが略平衡になる螺旋状滑車部６３の半径Ｒ（螺旋状に変化する半径）を設定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを３次の多項式関数により近似するとともに、螺旋状滑車部６３の回転角度の境界条件に基づいて式（２０）に含まれる未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数を減らした状態で、式（２１）においてずれの力Ｆが略ゼロになるように、近似式に含まれる係数が定められている。これにより、螺旋状滑車部６３の半径Ｒを２次の多項式関数により近似する場合に比べて、より精度よく、ワイヤロープ６７ｂにかかるバネ部材６１の張力と、ワイヤロープ６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡になる螺旋状滑車部６３の半径Ｒを設定することができる。また、未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数が、螺旋状滑車部６３の回転角度θの境界条件に基づいて減らされているので、未知の係数の算出を容易に行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、本体部１０を移動可能にする車輪部１１を備える。これにより、移動可能な診断用Ｘ線装置１において、使用者がＸ線発生部５０を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。

［第２実施形態］
次に、図１１を参照して、第２実施形態による診断用Ｘ線装置２００について説明する。第２実施形態では、バランス機構部２６０に倍力機構部２７０が設けられている。

診断用Ｘ線装置２００では、バネ部材２６１と螺旋状滑車部２６３との間に、倍力用滑車部２７１ａ〜２７１ｃを含む倍力機構部２７０が設けられている。具体的には、螺旋状滑車部２６３に巻きつけられたワイヤロープ２６７ｂに倍力用滑車部２７１ａ〜２７１ｃが配置されている。また、ワイヤロープ２６７ｂの一方端は、螺旋状滑車部２６３に巻きつけられ、他方端は、支柱部２２０に接続されている。倍力用滑車部２７１ｂは、支柱部２２０に固定されている。倍力用滑車部２７１ａおよび２７１ｃは、バネ部材２６１に接続されている。このように倍力機構部２７０を設けることにより、バネ部材２６１の圧縮量に対して、螺旋状滑車部２６３のワイヤロープ２６７ｂの巻き取り量が増減する。また、ワイヤロープ２６７ａの一方端は、円状滑車部２６２に巻き付けられ、他方端は、中間支柱部３０に接続されている。なお、ワイヤロープ２６７ａおよび２６７ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１ワイヤロープ」および「第２ワイヤロープ」の一例である。

ここで、第２実施形態では、螺旋状滑車部２６３の半径Ｒは、螺旋状滑車部２６３の半径をＲとし、円状滑車部２６２の半径をｒとし、Ｘ線発生部５０側（中間支柱部３０）の重量をＷとし、バネ部材２６１のバネ定数をｋとし、バネ部材２６１の長さの変化量をｘとし、バネ部材２６１の長さの初期変化量をｘ_０とし、螺旋状滑車部２６３の回転角度をθとし、倍力による定数をＣとした場合、下記の式（３０）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。

すなわち、式（３０）は、倍力機構部２７０がない上記第１実施形態の式（１９）の右辺に定数Ｃが乗算されたものである。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、式（３０）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている。これにより、倍力機構部２７０が備えられた診断用Ｘ線装置２００も、式（３０）を用いて、倍力機構部２７０が備えられていない第１実施形態の診断用Ｘ線装置１と同様に、ワイヤロープ２６７ｂにかかるバネ部材２６１の張力と、ワイヤロープ２６７ａにかかるＸ線発生部５０側の重量Ｗとが平衡になる螺旋状滑車部２６３の半径Ｒ（螺旋状に変化する半径）を設定することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１２および図１３を参照して、第３実施形態による診断用Ｘ線装置３００について説明する。第３実施形態では、支柱部３２０が、天井４００に懸架された状態で配置されている。

診断用Ｘ線装置３００は、医療施設の天井４００の天井レール４０１に移動可能な状態で配置されている。また、診断用Ｘ線装置３００の支柱部３２０は、支柱根元部３２０ａと、伸縮式の伸縮式支柱部３２０ｂとを含む。バネ部材３６１、円状滑車部３６２および螺旋状滑車部３６３は、支柱根元部３２０ａに配置されている。また、バネ部材３６１は、天井４００の下面に沿うように配置されている。また、ワイヤロープ３６７ａの一方端は、円状滑車部３６２に巻き付けられており、他方端は、Ｘ線発生部５０に取り付けられている。ワイヤロープ３６７ａは、伸縮式支柱部３２０ｂの内部を貫通した状態で、Ｘ線発生部５０に取り付けられている。また、ワイヤロープ３６７ｂの一方端は、螺旋状滑車部３６３に巻き付けられ、他方端は、バネ部材３６１に接続されている。なお、ワイヤロープ３６７ａおよび３６７ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１ワイヤロープ」および「第２ワイヤロープ」の一例である。また、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態（または第２実施形態）と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、Ｘ線発生部５０が取り付けられるとともに、バネ部材３６１、円状滑車部３６２、および、螺旋状滑車部３６３が収納される支柱部３２０が、天井４００に懸架された状態で配置されている。これにより、天井４００に懸架された支柱部３２０を備える診断用Ｘ線装置３００において、使用者がＸ線発生部５０を鉛直方向に昇降させる場合の負担を軽減することができる。また、天井４００に懸架された診断用Ｘ線装置３００では、ワイヤロープ３６７ａは天井４００に懸架された支柱部３２０の内部を貫通して、Ｘ線発生部５０に接続されている。そこで、第３実施形態のように、Ｘ線発生部５０側の重量Ｗが半径ｒが一定の円状滑車部３６２に巻き付けられるワイヤロープ３６７ａにかかるように構成することによって、円状滑車部３６２に巻き取られる（送り出される）ワイヤロープ３６７ａの回転軸方向に交差する方向に移動しないので、支柱部３２０の内側面に接触するのを抑制することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、上記の式（１９）（または、式（３０））に基づいて、螺旋状滑車部の半径を設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記の式（１９）および式（３０）以外の式や手法に基づいて、螺旋状滑車部の半径を設定してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、螺旋状滑車部の半径を、３次の多項式関数により近似する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、螺旋状滑車部の半径を、下記の式（３１）に示す２次の多項式や、４次以上の多項式により近似してもよい。また、下記の式（３２）に示す対数関数や、下記の式（３３）に示す指数関数により近似してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、バネ部材が圧縮コイルバネからなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、バネ部材を引張コイルバネから構成してもよい。また、バネ部材を、２個以上の複数のバネ部材から構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、円状滑車部に巻き付けられたワイヤロープにかかる重量が、中間支柱の重量である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１および第２実施形態のような移動可能な診断用Ｘ線装置において、第３実施形態の様に、円状滑車部に巻き付けられたワイヤロープにＸ線発生部に直接接続してもよい。この場合、円状滑車部に巻き付けられたワイヤロープにかかる重量は、Ｘ線発生部の重量である。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１ワイヤロープと第２ワイヤロープとがそれぞれ１本ずつからなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、安全性を高めるために、第１ワイヤロープと第２ワイヤロープとをそれぞれ２本ずつのペアとして使用してもよい。つまり、第１ワイヤロープと第２ワイヤロープとをそれぞれ複数本のワイヤロープにより構成してもよい。

１、２００、３００診断用Ｘ線装置
１０本体部（診断用Ｘ線装置本体部）
１１車輪部
２０、２２０、３２０支柱部
５０Ｘ線発生部
５１Ｘ線管（Ｘ線源）
６１、２６１、３６１バネ部材
６２、２６２、３６２円状滑車部
６３、２６３、３６３螺旋状滑車部
６７ａ、２６７ａ、３６７ａワイヤロープ（第１ワイヤロープ）
６７ｂ、２６７ｂ、３６７ｂワイヤロープ（第２ワイヤロープ）
２７１ａ、２７１ｂ、２７１ｃ倍力用滑車部
２７０倍力機構部
４００天井

Claims

被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、
前記Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、
巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープに前記Ｘ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、
前記円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープに前記バネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、
前記螺旋状滑車部の半径は、前記第２ワイヤロープにかかる前記バネ部材の張力と、前記第１ワイヤロープにかかる前記Ｘ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定され、
前記螺旋状滑車部の回転角度の増加に対する前記螺旋状滑車部の半径の関係が、前記螺旋状滑車部の半径がアルキメデスの螺旋の場合の前記螺旋状滑車部の回転角度の増加に対する前記螺旋状滑車部の半径の関係がなす直線に対して下に凸の曲線を描くように設定されている、診断用Ｘ線装置。
被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、
前記Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、
巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープに前記Ｘ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、
前記円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープに前記バネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、
前記螺旋状滑車部の半径は、前記第２ワイヤロープにかかる前記バネ部材の張力と、前記第１ワイヤロープにかかる前記Ｘ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定され、
前記螺旋状滑車部の半径は、前記螺旋状滑車部の半径をＲとし、前記円状滑車部の半径をｒとし、前記Ｘ線発生部側の重量をＷとし、前記バネ部材のバネ定数をｋとし、前記バネ部材の長さの変化量をｘとし、前記バネ部材の長さの初期変化量をｘ０とし、前記螺旋状滑車部の回転角度をθとした場合、下記の式（１）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている、診断用Ｘ線装置。
前記螺旋状滑車部の半径Ｒを、２次以上の多項式関数、対数関数、および、指数関数のうちのいずれかの近似式により近似して、前記第２ワイヤロープにかかる前記バネ部材の張力と、前記第１ワイヤロープにかかる前記Ｘ線発生部側の重量とが平衡になる状態からのずれの力をＦとした場合、下記の式（２）において前記ずれの力Ｆが略ゼロになるように、前記近似式に含まれる係数が定められている、請求項２に記載の診断用Ｘ線装置。
前記螺旋状滑車部の半径Ｒを、下記の式（３）に示される３次の多項式関数により近似するとともに、前記螺旋状滑車部の回転角度の境界条件に基づいて下記の式（３）に含まれる未知の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの数を減らした状態で、上記の式（２）において前記ずれの力Ｆが略ゼロになるように、前記近似式に含まれる係数が定められている、請求項３に記載の診断用Ｘ線装置。
被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、
前記Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、
巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープに前記Ｘ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、
前記円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープに前記バネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、
前記螺旋状滑車部の半径は、前記第２ワイヤロープにかかる前記バネ部材の張力と、前記第１ワイヤロープにかかる前記Ｘ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定され、
前記バネ部材と前記螺旋状滑車部との間に設けられ、倍力用滑車部を含む倍力機構部をさらに備え、
前記螺旋状滑車部の半径は、前記螺旋状滑車部の半径をＲとし、前記円状滑車部の半径をｒとし、前記Ｘ線発生部側の重量をＷとし、前記バネ部材のバネ定数をｋとし、前記バネ部材の長さの変化量をｘとし、前記バネ部材の長さの初期変化量をｘ０とし、前記螺旋状滑車部の回転角度をθとし、倍力による定数をＣとした場合、下記の式（４）に基づいて、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されている、診断用Ｘ線装置。
前記バネ部材、前記円状滑車部、および、前記螺旋状滑車部が収納される支柱部と、
前記支柱部が取り付けられる診断用Ｘ線装置本体部と、
前記診断用Ｘ線装置本体部を移動可能にする車輪部とをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の診断用Ｘ線装置。
前記バネ部材、前記円状滑車部、および、前記螺旋状滑車部が収納される支柱部をさらに備え、
前記支柱部が、天井に懸架された状態で配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の診断用Ｘ線装置。
被写体にＸ線を照射するＸ線源を含み、鉛直方向に昇降可能なＸ線発生部と、
前記Ｘ線発生部の昇降に伴って伸縮するバネ部材と、
巻き付けられた少なくとも１本の第１ワイヤロープに前記Ｘ線発生部側の重量がかかるとともに半径が一定の円状滑車部と、
前記円状滑車部と同軸に回転可能に接続され、巻き付けられた少なくとも１本の第２ワイヤロープに前記バネ部材の張力がかかるとともに半径が螺旋状に変化する螺旋状滑車部とを備え、
前記螺旋状滑車部の半径は、前記第２ワイヤロープにかかる前記バネ部材の張力と、前記第１ワイヤロープにかかる前記Ｘ線発生部側の重量とが平衡になるように、アルキメデスの螺旋の半径と異なる半径に設定されているとともに、前記螺旋状滑車部の回転角度の増加に対して、前記螺旋状滑車部の半径の減少の度合いが徐々に小さくなるように減少するように設定されている、診断用Ｘ線装置。