JPH10179562A - 移動型ｘ線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の重量を大きくすることなく、か
つ、Ｘ線管の位置決め操作を容易に行える移動型Ｘ線装
置を提供する。 【解決手段】 移動台車４に立設した支柱６に沿って上
下動自在にＸ線照射装置７を装備し、このＸ線照射装置
７を吊り下げ支持したワイヤ１２を、支柱６の上部に設
けた第１固定滑車１１に巻き掛けて下方に延出し、その
ワイヤ延出部を、第２固定滑車１３と上下動可能な可動
滑車１４とに亘って巻き掛けて、そのワイヤ端を固定点
１５に連結固定する。また、上下揺動自在のレバー１６
の遊端部に可動滑車１４を設け、レバー１６の中間部
に、レバー１６を下方に揺動付勢するバランスバネ機構
２２を連結してレバー１６を引下げ付勢することによっ
て、Ｘ線照射装置７の重量とバランスさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、手術室や救急室
でのＸ線撮影や回診Ｘ線撮影などに用いられる移動型Ｘ
線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記移動型Ｘ線装置としては、図４
（ａ）に示すように、手押し移動される移動台車３０に
支柱３１を立設し、この支柱３１に沿って上下動自在に
Ｘ線照射装置３２を装備したものや、図３（ｂ）に示す
ように、移動台車３０に立設した支柱３１に、Ｘ線照射
装置３２を上下揺動自在に装備したものが知られてい
る。

【０００３】前者の構造におけるＸ線照射装置３２は、
支柱３１に沿って上下動自在な可動枠３３から片持ち状
に支持アーム３４を張出し装備し、この支持アーム３４
の先端部にＸ線管３５を向き調節可能に装備した構造と
なっている。支柱３１の上部に固定滑車３６を配備し、
この固定滑車３６にワイヤ３７を巻き掛け、このワイヤ
３７の前部と後部にそれぞれ可動枠３３と、Ｘ線照射装
置３２全体の重量に相当する重さのバランスウエイト３
８を連結することで、Ｘ線照射装置３２を軽く任意の位
置に上下調節できるカウンターバランス構造が構成され
ている。

【０００４】また、後者の構造におけるＸ線照射装置３
２は、支柱３１に上下揺動自在に連結した支持アーム３
９の先端部にＸ線管３５を向き調節可能に装備した構造
となっている。支持アーム３９と移動台車３０とに亘っ
てガスダンパー（ガススプリング）４０を架設し、この
ガスダンパー４０によって、Ｘ線照射装置３２を軽く任
意の位置に上下調節できるカウンターバランス構造が構
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
造には以下のような不具合点がある。前者の構造では、
カウンターバランス構造を構成するのに、Ｘ線照射装置
３２の重量に相当する重さのバランスウエイト３８を用
いるので装置全体の重量が相当大きくなり、移動に際し
ての取扱い性が低下するという問題がある。

【０００６】また、後者の構造では、バランスウエイト
を用いないので、装置全体の重量が大きくなるという不
具合はないが、支持アーム３９が揺動式であるので、Ｘ
線照射装置３２を上下動させるとその先端部のＸ線管３
５の位置が前後に変化することになり、照射高さの調節
に伴って移動台車３０の前後位置を調節しなければなら
ず、Ｘ線管３５の位置決め操作が煩わしいという問題が
ある。

【０００７】この発明は、このような点に着目してなさ
れたものであって、装置全体の重量を大きくすることな
く、かつ、Ｘ線管の位置決め操作を容易に行える移動型
Ｘ線装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために次のような構成をとる。請求項１に係る
発明の移動型Ｘ線装置は、移動台車に立設した支柱に沿
って上下動自在にＸ線装置を装備し、前記Ｘ線装置を吊
り下げ支持したワイヤを、支柱の上部に設けた吊り下げ
用の第１固定滑車に巻き掛けて下方に延出し、そのワイ
ヤ延出部を、第２固定滑車と上下動可能な可動滑車とに
亘って巻き掛け、そのワイヤ端を支柱の固定点に連結固
定し、上下揺動自在に一端部を支柱に支持したレバーの
遊端部に前記可動滑車を装着するとともに、前記レバー
の中間部に、このレバーを下方に揺動付勢するバランス
バネ機構を連結して、前記可動滑車を引下げ付勢し、前
記バランスバネ機構によって可動滑車に与えられる引下
げ力とＸ線装置の重量とを均衡させるよう構成してあ
る。

【０００９】また、請求項２に係る発明の移動型Ｘ線装
置は、請求項１に係る発明において、前記バランスバネ
機構は、前記レバーの中間部にロッドの一端を枢支連結
するとともに、このロッドを、支柱に回動自在に備えら
れたボス部を貫通させて下方に向けて延出し、さらに前
記ロッドの貫通端と前記ボス部との間に圧縮コイルバネ
からなるバランスバネを装備して、前記ロッドの引下げ
付勢によって前記レバーを下方付勢するように構成して
ある。

【００１０】さらに、請求項３に係る発明の移動型Ｘ線
装置は、請求項２に係る発明において、前記バランスバ
ネは、そのバネ定数Ｃが次式、すなわち Ｃ＝（Ｗ・Ｌ）／（Ａ・Ｂ） ただし、Ｗは前記レバー遊端の可動滑車に作用する荷
重、Ｌは前記レバーの揺動支点から、レバー遊端の可動
滑車までの距離 Ａは前記レバーの揺動支点から、前記ロッドの枢支点ま
での距離 Ｂは前記レバーの揺動支点から、前記ボス部の回動支点
までの距離で与えられる値になるように構成してある。

【００１１】〔作用〕請求項１の構成によると、Ｘ線装
置が下降するに連れて可動滑車が引き上げられ、Ｘ線装
置が上昇するに連れて可動滑車が付勢下降されることに
なる。ここで、Ｘ線装置の上下移動量をＤ₀ 、可動滑車
１４へのワイヤ巻き掛け回数をＮとすると、可動滑車の
上下移動量Ｄは、Ｄ＝Ｄ₀ ／（２・Ｎ）となる。

【００１２】また、ワイヤにかかるＸ線装置の重量をＷ
₀ とすると、可動滑車全体を上方に引き上げる荷重Ｗ
は、Ｗ＝２・Ｎ・Ｗ₀ となる。この荷重によってレバー
に生じるモーメントに対して、釣り合う逆方向のモーメ
ントが生じるように、前記バランスバネ機構を構成する
ことで、Ｘ線装置と重量バランスさせることができる。

【００１３】請求項２の構成によると、バランスバネの
復元弾性力でロッドが下方に引かれ、レバーが下方に揺
動されて可動滑車に下向けの荷重を付与することができ
る。この際、ロッドはレバーの中間部に連結されるの
で、可動滑車の上下移動量に対して少ない変位量でロッ
ドは上下動する。つまり、可動滑車の上下移動量に対し
てバランスバネの圧縮変位量を小さくすることができ
る。また、バランスバネが配置される方向は概ねロッド
と同じ方向になる。その結果、バランスバネとロッドと
を同芯状に配置できるので、バランスバネ機構をコンパ
クトに構成することもできる。

【００１４】請求項３の構成によると、バランスバネの
バネ定数を、上記の式で与えられる値に設定すること
で、レバー遊端の可動滑車を引き上げようとする荷重に
よってレバーに生じるモーメントに対して、これと釣り
合う逆方向のモーメントがレバーに生じるようにバラン
スバネ機構が常に作用するので、Ｘ線装置との重量バラ
ンスが完全なものになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１は実施例に係る移動型Ｘ線装置
の一部切り欠き側面図、図２はカウンターバランス構造
の斜視図である。

【００１６】図１に示すように、この実施例に係る移動
型Ｘ線装置１は、前車輪２とキャスタ型の後車輪３を備
えた移動台車４と、移動台車４の後部に搭載された制御
部５と、移動台車４の前部に旋回自在に立設された支柱
６と、この支柱６に上下動可能に装備されたＸ線照射装
置７とから構成されている。この実施例に係る移動型Ｘ
線装置は手押し式で構成されているが、移動台車４にモ
ータを搭載して電動式にしてもよい。

【００１７】Ｘ線照射装置７は、支柱６に沿って上下ス
ライド自在に支持された可動枠８と、これから片持ち状
に張出し装着された伸縮自在の支持アーム９と、その先
端部に向き変更可能に取り付けたＸ線管１０とから構成
されている。このＸ線照射装置７は、以下の詳述するバ
ランスバネ機構を用いたカウンターバランス構造によっ
て、Ｘ線照射装置７全体を軽い操作で高さ調節すること
ができるようになっている。

【００１８】図１，図２に示すように、支柱６の上端近
くの前部には吊り下げ用の第１固定滑車１１が軸支さ
れ、これに巻き掛けたワイヤ１２の一端にＸ線照射装置
７の可動枠８が吊り下げ連結されている。そして、第１
固定滑車１１に巻き掛けられて下方に延出されたワイヤ
１２は、支柱６内に軸支された第２固定滑車１３と、そ
の下方に配備された可動滑車１４とに亘って複数回（実
施例装置では４回）に巻き掛けられて上方に延出され、
その延出端が、支柱６内の上部に設けた固定点１５に連
結されている。

【００１９】支柱６内の支点（揺動支点）ａを中心に上
下揺動可能にレバー１６が配備されている。このレバー
１６の遊端部に軸心ｂ周りに回動可能な可動滑車１４が
支持されている。

【００２０】このレバー１６の中間部に、レバー１６を
下方に揺動付勢するバランスバネ機構２２が連結されて
いる。以下、バランスバネ機構２２の構成を説明する。
レバー１６の中間点ｃにロッド１７の一端が枢支連結さ
れている。ロッド１７は下方に向けて延出されるととも
に、そのロッド１７の中間部が、支柱６内に備えられた
ボス部１８に貫通されている。ボス部１８は、支柱６内
に支点ｄ周りに回動可能に支持された円板状のバネ受け
１９と一体化されている。このバネ受け１９と、ロッド
１７の下方延出端に取り付けたバネ受け２０との間に、
圧縮コイルバネからなるバランスバネ２１が介装され、
ロッド１７が下方に向けて付勢されている。従って、ロ
ッド１７によってその中間点ｃが引き下げられたレバー
１６は下方に揺動付勢され、その遊端部に備えた可動滑
車１４を下方に引下げることになる。

【００２１】この移動型Ｘ線装置１に装備されたカウン
ターバランス構造は以上にように構成されており、Ｘ線
照射装置７が下降するに連れて可動滑車１４が引き上げ
られ、Ｘ線照射装置７が上昇するに連れて可動滑車１４
が付勢下降されることになる。ここで、Ｘ線照射装置７
の上下移動量をＤ₀ 、可動滑車１４へのワイヤ巻き掛け
回数をＮとすると、可動滑車１４の上下移動量Ｄは、Ｄ
＝Ｄ₀ ／（２・Ｎ）となる。従って、例えば可動滑車１
４へのワイヤ巻き掛け回数を４回（Ｎ＝４）とすると、
Ｘ線照射装置７を１２００ｍｍ（＝Ｄ0 ）移動させる
と、可動滑車は１５０ｍｍ（＝Ｄ）移動することにな
る。

【００２２】また、ワイヤ１２にかかるＸ線照射装置７
の重量をＷ₀ とすると、可動滑車１４全体を上方に引き
上げる荷重Ｗは、Ｗ＝２・Ｎ・Ｗ₀ となる。この荷重Ｗ
によってレバー１６に生じるモーメントと釣り合うよう
にバランスバネ２１を設定することで、Ｘ線照射装置７
と重量バランスさせることができる。

【００２３】以下、図３を参照してバランスバネ２１の
バネ定数の好ましい値について説明する。なお、図３中
に符号で示した各構成要素は、図１，図２中に同一符号
で示した構成要素に相当するものであるが、説明の便宜
のために構成および位置関係を簡略化して示してある。

【００２４】ここで、レバー１６の遊端、すなわち、可
動滑車１４を上方に引き上げる荷重をＷ（Ｗ＝２・Ｎ・
Ｗ0 ）とする。ただし、図３では荷重Ｗを下向きに示し
てある。また、レバー１６の揺動支点ａから、レバー１
６の遊端の可動滑車１４の軸芯ｂまでの距離をＬ、レバ
ー１６の揺動支点ａから、ロッド１７の枢支点ｃまでの
距離をＡ、レバー１６の揺動支点ａから、ボス部１８の
回動支点ｄまでの距離をＢとする。この場合、バランス
バネ２１のバネ定数を次式で与えられる値に設定するの
が好ましい。 Ｃ＝（Ｗ・Ｌ）／（Ａ・Ｂ）

【００２５】バネ定数Ｃを上記のように設定すれば、レ
バー１６の揺動角度、すなわちＸ線照射装置７の位置に
かかわらず、レバー１６の遊端の可動滑車１４を引け上
げようとする荷重Ｗに基づく回転モーメント（図３では
反時計回りのモーメントＭ₁）に対して、これと釣り合
う逆方向のモーメント（図３では時計回りのモーメント
Ｍ₂ ）をレバー１６に常に作用させることができるの
で、Ｘ線照射装置７との重量バランスが図られ、Ｘ線照
射装置７を軽快に昇降させることができる。

【００２６】以下に、図３を参照して上記したバネ定数
の設定式の導出過程を示す。いま、レバー１６が基準位
置Ｐ₀ から任意の位置Ｐに変位したとする。このときの
レバー１６の変位角度をθ、バランスバネ２１の変位量
をｍとする。

【００２７】レバー１６が任意の位置Ｐにあるときに、
荷重Ｗによってレバー１６に生じるモーメントＭ₁ は次
式で表される。 Ｍ₁ ＝Ｗ・Ｌ・sin θ ……（１） また、このときバランスバネ機構２２によってレバー１
６に生じる逆方向のモーメントＭ₂ は次式で表される。 Ｍ₂ ＝Ｃ・ｍ・Ｎ ……（２） ただし、Ｎはレバー１６の揺動支点ａからロッド１７に
下した垂線の長さである。重量バランスがとれている条
件下で、 Ｍ₁ ＝Ｍ₂ ……（３） である。（１）〜（３）式からバネ定数Ｃは次式で表さ
れる。 Ｃ＝（Ｗ・Ｌ・sin θ）／（ｍ・Ｎ） ……（４）

【００２８】一方、三角形ａｃｄの面積△ａｃｄは次式
で表される。 △ａｃｄ＝（１／２）・Ａ・Ｂ・sin θ ＝（１／２）・ｍ・Ｎ ……（５） （５）式から、ｍ・Ｎは次式で表される。 ｍ・Ｎ＝Ａ・Ｂ・sin θ ……（６）

【００２９】（６）式を（４）式に代入して整理する
と、上記したバネ定数Ｃの設定式 Ｃ＝（Ｗ・Ｌ）／（Ａ・Ｂ） が得られる。

【００３０】なお、実際の装置では各部に摩擦力が作用
するので、バランスバネ２１のバネ定数を厳密に上記の
ように設定する必要はない。

【００３１】本発明は以下のような形態で実施すること
も可能である。 バランスバネ機構２２は種々変更実施可能であり、
例えばバランスバネ２１として引っ張りバネやガススプ
リングを用いることも可能である。

【００３２】 Ｘ線照射装置７に代えて、Ｘ線管とイ
メージインテンシファイヤとをＣ形アームに対向配備し
て構成されたＸ線装置を移動台車に搭載した移動型Ｘ線
装置にも、この発明を適用することが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の移動型Ｘ線装置によれば、以下のような効果が期待
できる。請求項１に記載の発明によると、Ｘ線装置の重
量をバランスバネを用いた機構で支持するので、装置全
体の重量を増大することなく、Ｘ線装置を上下に直線的
に移動させることができ、移動時の取扱い性がよく、か
つ、Ｘ線照射位置の調節も容易に行うことができる。

【００３４】また、請求項２に記載の発明によると、請
求項１のバランスバネ機構に圧縮コイルバネを用いるの
で、バランスバネ機構が比較的簡単に構成できるととも
に、バランスバネ機構の耐久性を高めることができる。
また、バランスバネ機構がロッドの中間部に連結されて
いるので、圧縮コイルバネの変形量も小さく抑えること
ができる。さらに、バランスバネが配置される方向は概
ねロッドと同じ方向になり、バランスバネとロッドとを
同芯状に配置できるので、バランスバネ機構をコンパク
トに構成することもできる。

【００３５】さらに、請求項３に記載の発明によると、
バランスバネのバネ定数を上述した式で与えられる値に
設定することにより、Ｘ線装置との重量バランスを精度
よく実現できるので、Ｘ線装置の昇降を一層軽快に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動型Ｘ線装置の一部切り欠き側
面図である。

【図２】カウンターバランス構造の斜視図である。

【図３】バネ定数の設定式を導出する過程を説明するた
めの図である。

【図４】従来例を示す側面図である。

【符号の説明】

４ … 移動台車 ６ … 支柱 ７ … Ｘ線照射装置 １１ … 第１固定滑車 １２ … ワイヤ １３ … 第２固定滑車 １４ … 可動滑車 １５ … 固定点 １６ … レバー １７ … ロッド １８ … ボス部 ２１ … バランスバネ ２２ … バランスバネ機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動台車に立設した支柱に沿って上下動
   自在にＸ線装置を装備し、前記Ｘ線装置を吊り下げ支持
   したワイヤを、支柱の上部に設けた吊り下げ用の第１固
   定滑車に巻き掛けて下方に延出し、そのワイヤ延出部
   を、第２固定滑車と上下動可能な可動滑車とに亘って巻
   き掛け、そのワイヤ端を支柱の固定点に連結固定し、上
   下揺動自在に一端部を支柱に支持したレバーの遊端部に
   前記可動滑車を装着するとともに、前記レバーの中間部
   に、このレバーを下方に揺動付勢するバランスバネ機構
   を連結して、前記可動滑車を引下げ付勢し、前記バラン
   スバネ機構によって可動滑車に与えられる引下げ力とＸ
   線装置の重量とを均衡させるよう構成してあることを特
   徴とする移動型Ｘ線装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の移動型Ｘ線装置におい
   て、前記バランスバネ機構は、前記レバーの中間部にロ
   ッドの一端を枢支連結するとともに、このロッドを、支
   柱に回動自在に備えられたボス部を貫通させて下方に向
   けて延出し、さらに前記ロッドの貫通端と前記ボス部と
   の間に圧縮コイルバネからなるバランスバネを装備し
   て、前記ロッドの引下げ付勢によって前記レバーを下方
   付勢するように構成してある移動型Ｘ線装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の移動型Ｘ線装置におい
   て、前記バランスバネは、そのバネ定数Ｃが次式、すな
   わち Ｃ＝（Ｗ・Ｌ）／（Ａ・Ｂ） ただし、Ｗは前記レバー遊端の可動滑車に作用する荷
   重、 Ｌは前記レバーの揺動支点から、レバー遊端の可動滑車
   までの距離 Ａは前記レバーの揺動支点から、前記ロッドの枢支点ま
   での距離 Ｂは前記レバーの揺動支点から、前記ボス部の回動支点
   までの距離で与えられる値になるように構成してある移
   動型Ｘ線装置。