KR101690461B1 - 천장형 엑스선 촬영장치 - Google Patents

천장형 엑스선 촬영장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 천장에 설치된 레일프레임(110)을 따라 수평이동하는 본체부(100); 상기 본체부(100)의 하부에 장착되어 상하로 신축하는 포스트부(200); 상기 포스트부(200)의 하부에 회전가능하게 설치되는 엑스선 촬영모듈(300); 상기 본체부(100) 내부에 회전가능하게 수평설치되는 드럼샤프트(410)와, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 상기 포스트부(200)에 연결된 포스트와이어(421)를 권취하는 포스트드럼(420)과, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제1밸런스와이어(431)의 일측을 권취하는 제1밸런스드럼(430) 및, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제2밸런스와이어(441)의 일측을 권취하는 제2밸런스드럼(440)을 포함하는 샤프트모듈(400); 상기 본체부(100) 내에서 상기 제1밸런스드럼(430)과 대향배치되며 내부에 장착된 스프링부재(510)의 인장력으로 상기 제1밸런스와이어(431)의 타측을 권취하는 제1스프링밸런스(500); 및 상기 본체부(100) 내에서 상기 제2밸런스드럼(440)과 대향하면서 상기 제1스프링밸런스(500)의 측방인 위치에 배치되며 내부에 장착된 스프링부재(610)의 인장력으로 상기 제2밸런스와이어(441)의 타측을 권취하는 제2스프링밸런스(600);를 포함하는 천장형 엑스선 촬영장치가 개시된다.

Description

천장형 엑스선 촬영장치{CEILING TYPE X-RAY PHOTOGRAPHING APPARATUS}
본 발명은 천장형 엑스선 촬영장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스선 촬영실의 천장에 설치되어 테이블에 눕거나 바닥에 서있는 피검사자의 자세에 따라 엑스선 촬영모듈의 위치와 촬영각도를 자유롭게 조절할 수 있는 천장형 엑스선 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로 천장형 엑스선 촬영장치는 촬영위치와 각도가 고정되어 검사자가 고정된 상태에 따라 적절한 촬영자세를 취해야 하는 고정형 엑스선 촬영장치의 불편함을 해소하고자 테이블에 눕거나 바닥에 서있는 피검사자의 자세에 따라 엑스선 촬영모듈의 위치와 촬영각도를 자유롭게 조절할 수 있도록 한 엑스선 촬영장치이다.
종래의 천장형 엑스선 촬영장치는 천장에 설치된 레일프레임을 따라 본체가 슬라이딩 이동가능하게 장착되고, 상기 본체의 하부에는 상하로 신축동작하고 하단에 엑스선 촬영모듈이 장착된 포스트프레임이 장착되었다.
또한, 상기 본체 내부에는 엑스선 촬영모듈의 하중을 스프링의 인장력으로 지지하기 위한 스프링밸런스가 장착되고 상기 스프링밸런스는 드럼과 와이어를 통해 상기 포스트프레임과 연결되어 엑스선 촬영모듈의 하중을 안정적으로 지지할 수 있었으며, 상기 스프링밸런스에 장착된 스프링은 길이가 긴 금속판이 나선형으로 감아진 형태로 내부에 직립배치되었다.
한편, 최근 엑스선 촬영기술의 발달로 이미지 해상도를 개선하고 부가적인 기능을 제공할 수 있도록 촬영장치에는 고사양의 엑스선 튜브와 조사야조절기가 장착되고 있다.
그러나, 고사양이 기능을 구현하기 위한 엑스선 튜브 및 조사야조절기는 저사양 기능을 갖는 종래의 것들과 비교하여 중량이 늘어날 수 밖에 없으며, 엑스선 촬영모듈의 외부에는 수동으로 위치조절하거나 촬영시 피검사자가 파지할 수 있도록 한 핸들바와 같은 부수기자재들이 장착되면서 엑스선 촬영모듈의 전체 하중이 대폭 증가하였다.
더불어, 상기 엑스선 촬영모듈의 하중이 증가함에 따라 이를 지지하는 스프링밸런스가 갖는 인장력이 함께 늘어나야 하기 때문에 스프링밸런스에 직립배치된 스프링의 길이가 길어져야 하는데, 스프링의 길이가 긴 고사양의 스프링밸런스는 길이가 짧은 저사양의 제품과 비교하여 제품가격이 3배 이상 비싸며 이에 따라 천장형 엑스선 촬영장치의 제조단가가 대폭 증가하는 문제점이 있었다.
그리고, 고사양의 스프링밸런스는 길이가 긴 스프링이 내부에 직립배치됨에 따라 상하 부피가 대폭 증가할 수 밖에 없는데, 이로 인해 스프링밸런스와 엑스선 촬영모듈의 상하 간섭으로 승강이동 거리에 제약이 발생하게 되며, 이에 따라 키가 큰 피검사자는 다리를 굽혀야 하고 키가 작은 피검사자는 디딤대에 올라서서 촬영에 임해야 하는 불편함이 있었다.
또한, 전체 승강이동 거리가 기설정된 사항에 부합되지 않기 때문에 포스트프레임의 승강높이를 자동제어하기 위한 프로그램을 각 설치장소에 맞추어 재설정해야 하는 번거로움이 있었으며, 단순히 스프링밸런스를 저사양에서 고사양으로 변경할 경우 엑스선 촬영모듈의 승강이동 제어를 위해서는 보다 큰 힘을 필요로 하였다.
그리고, 천장형 엑스선 촬영장치가 설치되는 병원의 엑스선 촬영실 층고높이는 대체로 일정하기 때문에 상기와 같은 불편함을 해소하기 위해서는 기존의 천장을 허물어 충분한 층고높이를 확보한 상태에서 천장형 엑스선 촬영장치를 설치해야 하기 때문에 설치비용이 과도해지는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-0966883호(2010.06.22), 천정형 X선 촬영장치
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 저사양의 스프링밸런스를 이용하여 장치의 제조단가를 절감하면서 승강이동 제어를 위한 힘을 줄일 수 있고, 고사양의 엑스선 촬영모듈의 하중을 지지하기 위한 충분한 인장력을 제공하면서도 스프링밸런스의 상하부피를 종래와 동일하게 유지하여 요구되는 상하 승강이동 거리를 확보할 수 있는 천장형 엑스선 촬영장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천장형 엑스선 촬영장치는, 천장에 설치된 레일프레임(110)을 따라 수평이동하는 본체부(100); 상기 본체부(100)의 하부에 장착되어 상하로 신축하는 포스트부(200); 상기 포스트부(200)의 하부에 회전가능하게 설치되는 엑스선 촬영모듈(300); 상기 본체부(100) 내부에 회전가능하게 수평설치되는 드럼샤프트(410)와, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 상기 포스트부(200)에 연결된 포스트와이어(421)를 권취하는 포스트드럼(420)과, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제1밸런스와이어(431)의 일측을 권취하는 제1밸런스드럼(430) 및, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제2밸런스와이어(441)의 일측을 권취하는 제2밸런스드럼(440)을 포함하는 샤프트모듈(400); 상기 본체부(100) 내에서 상기 제1밸런스드럼(430)과 대향배치되며 내부에 장착된 스프링부재(510)의 인장력으로 상기 제1밸런스와이어(431)의 타측을 권취하는 제1스프링밸런스(500); 및 상기 본체부(100) 내에서 상기 제2밸런스드럼(440)과 대향하면서 상기 제1스프링밸런스(500)의 측방인 위치에 배치되며 내부에 장착된 스프링부재(610)의 인장력으로 상기 제2밸런스와이어(441)의 타측을 권취하는 제2스프링밸런스(600);를 포함한다.
여기서, 상기 포스트드럼(420)은 상기 드럼샤프트(410)의 중앙 둘레에 고정장착되며, 상기 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)상에서 상기 포스트드럼(420)의 양 측방 둘레에 각각 장착될 수 있다.
또한, 상기 포스트드럼(420), 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)에 동축으로 장착되며, 상기 포스트드럼(420)은 상기 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 가질 수 있다.
또한, 상기 포스트부(200)는, 직립배치된 복수의 신축프레임(210)이 상하로 접철가능하게 상호 연결되어 신축동작하며, 상기 포스트와이어(421)는, 복수 개가 구비되되, 제1포스트와이어(421a)와 제2포스트와이어(421b)는 각 일측이 최하단의 신축프레임(210a)에 연결되고 각 타측은 상기 포스트드럼(420)의 일측둘레와 타측둘레에 각각 연결되어 상기 드럼샤프트(410)의 회전방향에 따라 동시에 포스트드럼(420)의 둘레에 권취되거나 권출될 수 있다.
또한, 상기 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)는, 상기 본체부(100)의 내부에 고정장착되며 수용공간이 내부에 형성된 케이스(520,620)와, 상기 수용공간 내에 수평배치된 스프링축(530,630) 및, 상기 스프링축(530,630)에 축결합되며 둘레에는 밸런스와이어(431,441)의 타측이 연결되어 권취되는 와이어드럼(540,640)을 더 포함하며, 상기 스프링부재(510,610)는 길이가 긴 금속판이 나선형으로 감아진 형태로 이루어져 상기 수용공간 내에 직립배치되고 내측 단부는 상기 스프링축(530,630)에 연결되고 외측 단부는 상기 케이스(520,620)에 연결되어 탄성에 의한 인장력으로 상기 스프링축(530,630)을 회전시켜 상기 밸런스와이어(431,441)를 와이어드럼(540,640)에 권취시킬 수 있다.
또한, 제어수단의 제어신호에 따라 회전구동하며 모터축에 장착된 구동스프로킷(710)을 통해 상기 드럼샤프트(410)가 회전는데 필요한 구동력을 제공하는 구동모터(700);를 더 포함하고, 상기 샤프트모듈(400)은 상기 드럼샤프트(410)의 일측에 위치하고 벨트(720)를 통해 상기 구동스프로킷(710)과 연결된 샤프트스프로킷(450) 및, 상기 제어수단의 제어신호에 따라 클러치동작하며 상기 샤프트스프로킷(450)과 선택적으로 연결되어 상기 구동력을 드럼샤프트(410)에 전달하는 클러치부(460)를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 클러치부(460)는, 상기 드럼샤프트(410)에 연결되며 일측면에는 소정의 제1치형이 형성된 제1클러치판(461) 및, 상기 제1클러치판(461)과 이격되어 상기 샤프트스프로킷(450)에 연결되며 제1클러치판(461)과 대향하는 일측면에는 상기 제1치형과 대응되는 형상의 제2치형이 형성된 제2클러치판(462)을 포함하며, 상기 제1클러치판(461)과 제2클러치판(462)은 서로 다른 극성을 갖는 전자석 재질로 이루어지거나 전자석 부재가 각각 장착되어 상기 제어수단에 의해 인가되는 전기신호에 의해 치합되게 부착되면서 상기 샤프트스프로킷(450)을 통해 전달되는 구동력을 상기 드럼샤프트(410)에 선택적으로 전달할 수 있다.
본 발명에 따른 천장형 엑스선 촬영장치에 의하면,
첫째, 고사양의 스프링밸런스와 비교하여 인장력은 약하되 제품가격이 1/3 수준인 저사양의 스프링밸런스(500,600)를 복수 개 이용하여 장치의 제조단가를 절감할 수 있으면서도 고사양 스프링배런스와 동일한 인장력을 제공할 수 있다.
둘째, 상기 고사양 스프링밸런스와 비교하여 저사양의 스프링밸런스(500,600)의 스프링 강성은 상대적으로 약하기 때문에 엑스선 촬영모듈(300)의 승강이동 제어를 위한 힘을 줄일 수 있으며, 이에 따라 승강이동 제어에 필요한 구동모터(700)나 브레이크모듈(470)을 가격이 저렴한 저사양의 제품을 이용할 수 있으므로 장치의 제조단가를 더욱 절감할 수 있다.
셋째, 엑스선 촬영모듈(300)의 하중에 따라 장치에서 요구되는 기준 인장력을 기준으로 각 인장력의 합이 상기 기준 인장력과 대응하도록 저사양의 스프링밸런스(500,600)를 복수 개 장착함으로써, 고사양의 엑스선 촬영모듈(300)의 하중을 지지하기 위한 충분한 인장력을 제공하면서도 각 스프링밸런스(500,600)에 장착되는 스프링부재(510)의 길이가 늘어나지 않으므로 스프링밸런스(500,600)의 상하부피가 증대되지 않으며 이에 따라 요구되는 상하 승강이동 거리를 확보할 수 있다.
넷째, 포스트부(200)에 연결되어 포스트와이어(421)를 권취하는 포스트드럼(420)은 드럼샤프트(410)의 중앙 둘레에 고정장착되고, 각 스프링밸런스(500,600)와 각각 와이어 연결되는 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)상에서 포스트드럼(420)의 양 측방 둘레에 각각 장착되므로, 엑스선 촬영모듈(300)이 하부에 장착되는 포스트부(200)를 장치의 중앙에 배치할 수 있으며 각 밸런스드럼(430,440)에 밸런스와이어(431,441)가 권취 및 권출되면서 드럼샤프트(410)에 가해지는 압력이 양 측에 분배되어 동일하게 작용하므로 드럼샤프트(410)의 회전동작시 진동 및 소음이 발생하거나 편마모가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다섯째, 상기 포스트드럼(420), 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)에 동축으로 장착되며, 상기 포스트드럼(420)은 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖는 구조로 이루어져, 각 스프링밸런스(500,600)에 장착되는 스프링부재(510)의 길이를 단축시킬 수 있으므로 직립배치된 스프링부재(510)를 수용하는 스프링밸런스(500,600)의 상하 부피를 더욱 감소시킬 수 있다.
여섯째, 제1포스트와이어(421a)와 제2포스트와이어(421b)를 포함하는 복수 개의 포스트와이어(421)가 상기 포스트부(200)와 포스트드럼(420) 사이에 연결되어 상기 드럼샤프트(410)의 회전방향에 따라 동시에 포스트드럼(420)의 둘레에 권취되거나 권출되므로, 이상압력이나 경년변화에 의해 어느 하나의 포스트와이어(421)가 절단되더라도 다른 포스트와이어(421)에 의해 엑스선 촬영모듈(300)의 하중을 일시적으로 지지할 수 있으므로 엑스선 촬영모듈(300)의 의도하지 않은 낙하로 인해 장치가 파손되거나 피검사자 및 검사자에게 위해가 가해지는 것을 미연에 방지할 수 있다.
일곱째, 제어수단의 제어신호에 따라 클러치동작하는 클러치부(460)에 의해 샤프트스프로킷(450)을 통해 전달되는 구동모터(700)의 구동력을 드럼샤프트(410)에 선택적으로 전달할 수 있으므로 상기 구동력에 의한 자동동작 기능과 사용자의 가압력에 의한 수동동작 기능을 선택하여 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장형 엑스선 촬영장치가 레일프레임에 수평이동 가능하게 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포스트부가 상하로 신축되고 엑스선 촬영모듈이 회전되는 상태를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장형 엑스선 촬영장치의 주요 구성을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트모듈의 구성을 나타낸 분리사사도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 각 스프링밸런스, 샤프트모듈 및 포스트부가 상호 와이어 연결된 상태를 나타낸 개략도 및 확대 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링밸런스의 외부 구성을 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링밸런스의 내부 구성을 나타낸 배면도 및 측면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장형 엑스선 촬영장치는, 저사양의 스프링밸런스를 이용하여 장치의 제조단가를 절감하면서 승강이동 제어를 위한 힘을 줄일 수 있고, 고사양의 엑스선 촬영모듈의 하중을 지지하기 위한 충분한 인장력을 제공하면서도 스프링밸런스의 상하부피를 종래와 동일하게 유지하여 요구되는 상하 승강이동 거리를 확보할 수 있는 의료영상 촬영장치로서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본체부(100), 포스트부(200), 엑스선 촬영모듈(300), 샤프트모듈(400), 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)를 포함한다.
먼저, 상기 본체부(100)는 각 구성품을 수용하거나 장착하는 베이스 프레임으로서 천장에 설치되는 레일프레임(110)을 따라 수평이동한다. 상기 레일프레임(110)에는 연장된 길이방향을 따라 가이드레일(111)이 길게 형성되고 본체부(100)의 둘레에는 상기 가이드레일(111)에 지지되는 롤러(미도시)가 장착되어 롤러의 회전에 따라 본체부(100)가 슬라이딩하며 왕복이동할 수 있다.
상기 포스트부(200)는 엑스선 촬영모듈(300)의 상하 촬영높이를 조절하기 위한 프레임 구조물로서 상기 본체부(100)의 하부에 장착되어 상하로 신축하며 그 길이가 조절된다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 포스트부(200)는 직립배치된 복수의 신축프레임(210)이 상하로 접철가능하게 상호 연결되어 인접 신축프레임(210)으로부터 인출되면서 신축동작될 수 있다.
상기 엑스선 촬영모듈(300)은 천장형 엑스선 촬영장치(1)의 하부에 배치되는 테이블(미도시)에 눕거나 바닥에 선 피검사를 향해 엑스선을 방출하여 인체 내부이미지를 획득하기 위한 촬영수단으로서 상기 포스트부(200)의 하부에 회전가능하게 설치된다.
여기서, 상기 포스트부(200)에 장착된 최하단 신축프레임(210a)의 하부에는 해당 신축프레임(210)의 연장 축선을 중심으로 수평방향으로 회전동작하는 암(Arm)부(220)가 장착되며, 상기 엑스선 촬영모듈(300)은 암부(220)의 일측에 전후방향으로 회동가능하게 장착되어 필요에 따라 다양한 촬영각도를 지향할 수 있다.
또한, 상기 엑스선 촬영모듈(300)는 이미지 해상도를 개선하고 부가적인 기능을 제공할 수 있도록 엑스선을 방출하는 고사양의 엑스선 튜브(310)와, 엑스선 촬영비율을 조절하는 고사양의 조사야조절기(320) 및, 파지를 위한 핸들바(330)가 각각 장착된다.
상기 샤프트모듈(400)은 포스트부(200)가 상하로 신축할 수 있도록 연결된 포스트와이어(421)를 권취하며 각 스프링밸런스(500,600)에 연결된 각 밸런스와이어(431,441)을 권취하여 각 스프링밸런스(500,600)의 인장력에 의해 엑스선 촬영모듈(300)의 하중이 지지될 수 있도록 기능하는 축부로서, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 본체부(100) 내부에 회전가능하게 수평설치되는 드럼샤프트(410), 상가 드럼샤프트(410)에 장착되어 포스트부(200)에 연결된 포스트와이어(421)를 권취하는 포스트드럼(420)과, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제1밸런스와이어(431)의 일측을 권취하는 제1밸런스드럼(430) 및, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제2밸런스와이어(441)의 일측을 권취하는 제2밸런스드럼(440)을 포함하여 구비된다.
여기서, 도 3에서와 같이 상기 포스트드럼(420)은 드럼샤프트(410)의 중앙 둘레에 고정장착되며, 상기 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 드럼샤프트(410) 상에서 상기 포스트드럼(420)의 양 측방 둘레에 각각 장착되므로, 엑스선 촬영모듈(300)이 하부에 장착되는 포스트부(200)를 장치의 중앙에 배치할 수 있으며 각 밸런스드럼(430,440)에 밸런스와이어(431,441)가 권취 및 권출되면서 드럼샤프트(410)에 가해지는 압력이 양 측에 분배되어 동일하게 작용하므로 드럼샤프트(410)의 회전동작시 진동 및 소음이 발생하거나 편마모가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 포스트드럼(420), 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)에 동축으로 장착되며, 상기 포스트드럼(420)은 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖는 구조로 이루어져, 각 스프링밸런스(500,600)에 장착되는 스프링부재(510)의 길이를 단축시킬 수 있으므로 직립배치된 스프링부재(510)를 수용하는 스프링밸런스(500,600)의 상하 부피를 더욱 감소시킬 수 있다.
그리고, 장치의 전,후,좌,우,고,저에 제한이 있는 상태에서 스프링밸런스(500,600)의 제한적 크기로 인하여 권취되는 밸런스와이어(431,441)의 길이 또한 일정한 길이로 제한되어 저사양의 스프링밸런스(500,600)를 사용하여 고사양의 스프링밸런스 만큼의 긴 거리를 왕복하고자 상기와 같은 각 드럼간의 외경차이를 두었다.
일예로, 60kgf 사양의 스프링밸런스의 와이어드럼에 감을 수 있는 밸런스와이어의 길이를 1.2m로 가정하면 80kgf 사양의 스프링밸런스에는 더욱 길이가 긴 스프링부재가 감겨있고 그로 인해 부피가 커지므로 더 많은 양의 밸런스와이어를 감을 수 있다.
원동축이 되는 밸런스드럼(430,440)의 외경을 1로 가정하고 구동축이 되는 포스트드럼(420)의 외경을 3으로 가정(외경비율 1:3)하여 이를 모두 동일선상의 회전축에 고정시키고, 상기 포스트드럼(420)에는 미리 포스트와이어(421)를 감아두고 밸런스드럼(430,440)에는 스프링밸런스(500,600)와 연결된 밸런스와이어(431,441)의 끝을 연결 또는 고정한 후 밸런스드럼(430,440)을 1회전시켜 스프링밸런스(500,600)의 밸런스와이어(431,441)가 1.2m가 감겼다면 포스트드럼(420)은 미리 감아둔 3.6m의 포스트와이어(421)가 풀리도록 동작한다.
즉, 원동축이 되는 밸런스드럼(430,440)과 구동축이 되는 포스트드럼(420)의 외경 비율을 달리하여 밸런스드럼(430,440) 회전시 포스트드럼(420)에 감아놓은 포스트와이어(421)가 보다 많이 풀리거나 보다 많이 감기는 효과를 구현할 수 있다.
더불어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 포스트와이어(421)는 복수 개가 구비되되, 제1포스트와이어(421a)와 제2포스트와이어(421b)는 각 일측이 최하단의 신축프레임(210a)에 연결되고 각 타측은 상기 포스트드럼(420)의 일측둘레와 타측둘레에 각각 연결되어 드럼샤프트(410)의 회전방향에 따라 동시에 포스트드럼(420)의 둘레에 권취되거나 권출되는 구조로 장착될 수 있다.
이에 따라, 하중을 분배하여 각 포스트와이어(421a,421b)의 내구성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이상압력이나 경년변화에 의해 어느 하나의 포스트와이어(421)가 절단되더라도 다른 포스트와이어(421)에 의해 엑스선 촬영모듈(300)의 하중을 일시적으로 지지할 수 있으므로 엑스선 촬영모듈(300)의 의도하지 않은 낙하로 인해 장치가 파손되거나 피검사자 및 검사자에게 위해가 가해지는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장형 엑스선 촬영장치(1)는 사용자(검사자)의 선택에 따라 장치의 동작을 수동 또는 자동으로 동작시킬 수 있다.
이를 위해, 제어수단(미도시)의 제어신호에 따라 회전구동하며 모터축에 장착된 구동스프로킷(710)을 통해 드럼샤프트(410)가 회전하는 필요한 구동력을 제공하는 구동모터(700)를 더 포함하여 구비된다.
또한, 상기 샤프트모듈(400)은 드럼샤프트(410)의 일측에 위치하고 벨트(720)를 통해 상기 구동스프로킷(710)과 연결된 샤프트스프로킷(450) 및, 상기 제어수단의 제어신호에 따라 클러치동작하며, 상기 샤프트스프로킷(450)과 선택적으로 연결되어 상기 구동력을 드럼샤프트(410)에 전달하는 클러치부(460)를 더 포함하여 구비된다.
여기서, 상기 클러치부(460)는 도 6에 도시된 바와 같이 드럼샤프트(410)에 연결되며 일측면에는 소정의 제1치형이 형성된 제1클러치판(461) 및, 상기 제1클러치판(461)과 이격되어 샤프트스프로킷(450)에 연결되며 제1클러치판(461)과 대향하는 일측면에는 상기 제1치형과 대응되는 형상의 제2치형이 형성된 제2클러치판(462)을 포함하여 구비된다.
그리고, 상기 제1클러치판(461)과 제2클러치판(462)은 서로 다른 극성을 갖는 전자석 재질로 이루어지거나 전자석 부재가 상기 제어수단에 의해 인가되는 전기신호에 의해 치합되게 부착되면서 샤프트스프로킷(450)을 통해 전달되는 구동력을 드럼샤프트(410)에 선택적으로 전달할 수 있다.
따라서, 클러치부(460)에 전기신호가 없을 시에는 각 치형이 분리되어 수동동작시킬 수 있으며, 전기신호가 인가되면 각 치형이 전자력에 의해 치합되어 구동모터(700)에 의한 구동력으로 자동동작시킬 수 있는 것이다.
이와 같이, 제어수단의 제어신호에 따라 클러치동작하는 클러치부(460)를 통해, 샤프트스프로킷(450)을 통해 전달되는 구동모터(700)의 구동력을 드럼샤프트(410)에 선택적으로 전달할 수 있으므로 상기 구동력에 의한 자동동작 기능과 사용자의 가압력에 의한 수동동작 기능을 선택하여 이용할 수 있다.
또한, 도 4와 같이 상기 샤프트모듈(400)은 드럼샤프트(410)가 연장된 방향으로 상호 이격배치되어 드럼샤프트(410)가 본체부(100) 내부에 회전가능하도록 지지하는 복수 개의 고정브라켓(411,412,413,414)이 장착되고, 각 고정브라켓(411,412,413,414)상에서 드럼샤프트(410)가 관통삽입된 내경 둘레에는 베어링(미도시)가 배치되어 회전동작하는 드럼샤프트(410)과의 마찰력을 최소화하는 상태로 위치를 고정지지할 수 있다.
더불어, 상기 드럼샤프트(410)의 둘레에는 드럼샤프트(410)의 회전을 인위적으로 정지시키기 위한 전자석 브레이크(470) 및, 드럼샤프트(410)의 회전 위치값을 감지하기 위한 포텐셔미터(480)가 장착될 수 있다.
여기서, 상기 전자석 브레이크(470)는 두 개의 자성을 갖는 면이 측방향으로 마주보며 전자석을 통한 전기신호에 의해 결합 또는 분리되는 구조로 드럼샤프트(410)가 회전운동시 이를 멈추고자 할 때 자력에 의해 두 개의 자성을 갖는 면이 마찰하면서 멈추게 하는 브레이크 기능을 제공한다.
그리고, 상기 포텐셔미터(180)는 포센셔미터 기어(481)와 함께 포텐셔미터 브라켓에 조립되어 드럼샤프트(410)에 조립된 드럼샤프트 기어(482)의 회전양에 따라 포스트부(200)의 상하 이동거리를 측정하여 원하는 위치에 엑스선 촬영모듈(300)이 위치할 수 있도록 위치값을 판단하는 기능을 제공한다.
한편, 상기 제1스프링밸런스(500)는 제1밸런스드럼(430)에 권취된 제1밸런스와이어(431)를 통해 엑스선 촬영모듈(300)의 하중 지지를 위한 인장력을 제공하는 밸런스수단으로서, 상기 본체부(100) 내에서 제1밸런스드럼(430)과 대향배치되며 내부에 장착된 스프링부재(510)의 인장력으로 제1밸런스와이어(431)의 타측을 권취한다.
상기 제2스프링밸런스(600)는 제1스프링밸런스(500)와 함께 엑스선 촬영모듈(300)의 하중 지지를 위한 인장력을 제공하는 밸런스 수단으로서, 상기 본체부(100) 내에서 제1밸런스드럼(430)과 대향하면서 제2스프링밸런스(600)의 측방인 위치에 배치되며 내부에 장착된 스프링부재(610)의 인장력으로 제2밸런스와이어(441)의 타측을 권취한다.
여기서, 상기 제1스프링밸런스(500)와 제2스프링밸런스(600)가 상호 측방위치에 배치된다고 함은 각 스프링밸런스(500,600)가 상호 동일 수평높이에 배치됨을 의미하는 것이며 반드시 인접되어 배치되어야 하는 것은 아니며, 상기 드럼샤프트(410)를 사이에 두고 서로 반대 위치에 배치될 수도 있다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)는 상기 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)는, 상기 본체부(100)의 내부에 고정장착되며 내부에 수용공간이 형성된 케이스(520,620)와, 상기 수용공간 내에 수평배치된 스프링축(530,630) 및, 상기 스프링축(530,630)에 축결합되며 둘레에는 밸런스와이어(431,441)의 타측이 연결되어 권취되는 와이어드럼(540,640)을 더 포함한다.
그리고, 상기 스프링부재(510,610)는 길이가 긴 금속판이 나선형으로 감아진 형태로 이루어져 상기 수용공간 내에 직립배치되고 내측 단부는 상기 스프링축(530,630)에 연결되고 외측 단부는 상기 케이스(520,620)에 연결되어 탄성에 의한 인장력으로 상기 스프링축(530,630)을 회전시켜 상기 밸런스와이어(431,441)를 와이어드럼(540,640)에 권취시키도록 동작한다.
여기서, 각 와이어드럼(540,640)은 도면에서와 같이 측방으로 갈수록 점차적으로 외경이 작아지는 콘형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 각 와이어드럼(540,640)의 콘 형상구조로 인해, 밸런스와이어(431,441)가 와이어드럼(540,640)에서 모두 풀린 후 스프링부재(510,610)의 인장력에 의해 다시 감길때 별도의 가이드 부재없이도 밸런스와이어(431,441)가 꼬이지 않고 감겨있던 제자리의 홈위치에 다시 감길 수 있다. 상기 와이어드럼(540,640)이 원통형상을 가질 경우 한 곳에만 집중적으로 와이어가 감겨 꼬일 수 있으나 콘 형상 구조에 따라 이러한 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 두 스프링밸런스(500,600)의 스프링부재(510)가 갖는 인장력의 합은 엑스선 촬영모듈(300)의 하중에 따라 장치에서 요구되는 기준 인장력과 대응되는 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장형 엑스선 촬영장치(1)의 각 구성 및 기능에 의해, 고사양의 스프링밸런스와 비교하여 인장력은 약하되 제품가격이 1/3 수준인 저사양의 스프링밸런스(500,600)를 복수 개 이용하여 장치의 제조단가를 절감할 수 있으면서도 고사양 스프링배런스와 동일한 인장력을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 시중에 유통되는 스프링밸런스의 인장력 대비 제품가격을 살펴보면 예를 들어, 50 kN/㎟의 인장력을 갖는 저사양의 스프링밸런스의 제품가격이 50이라 할 때 100 kN/㎟의 인장력을 갖는 고사양의 스프링밸런스의 제품가격은 통상 저사양의 3배정도인 150정도 내외이다. 따라서, 제품가격이 150인 고사양의 스프링밸런스 하나를 장착하는 것보다 제품가격이 50인 저사양의 스프링밸런스 두개를 장착함으로써 요구되는 동일한 인장력을 제공하면서도 50정도의 제품비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 상기 고사양 스프링밸런스와 비교하여 저사양의 스프링밸런스(500,600)의 스프링 강성은 상대적으로 약하기 때문에 엑스선 촬영모듈(300)의 승강이동 제어를 위한 힘을 줄일 수 있으며, 이에 따라 승강이동 제어에 필요한 구동모터(700)나 브레이크모듈(470)을 가격이 저렴한 저사양의 제품을 이용할 수 있으므로 장치의 제조단가를 더욱 절감할 수 있다.
더불어, 엑스선 촬영모듈(300)의 하중에 따라 장치에서 요구되는 기준 인장력을 기준으로 각 인장력의 합이 상기 기준 인장력과 대응하도록 저사양의 스프링밸런스(500,600)를 복수 개 장착함으로써, 고사양의 엑스선 촬영모듈(300)의 하중을 지지하기 위한 충분한 인장력을 제공하면서도 각 스프링밸런스(500,600)에 장착되는 스프링부재(510)의 길이가 늘어나지 않으므로 스프링밸런스(500,600)의 상하부피가 증대되지 않으며 이에 따라 요구되는 상하 승강이동 거리를 확보할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1...천장형 엑스선 촬영장치 100...본체부
110...레일프레임 200...포스트부
210...신축프레임 300...엑스선 촬영모듈
400...샤프트모듈 410...드럼샤프트
420...포스트드럼 421...포스트와이어
430...제1밸런스드럼 431...제1밸런스와이어
440...제2밸런스드럼 441...제2밸런스와이어
450...샤프트스프로킷 460...클러치부
461...제1클러치판 462...제2클러치판
500...제1스프링밸런스 510,620...스프링부재
600...제2스프링밸런스 700...구동모터

Claims (7)

  1. 하나의 고사양의 스프링밸런스를 사용하는 것과 비교하여 상대적으로 저사양의 2개의 제 1 스프링밸런스 및 제 2 스프링밸런스를 사용하는 천장형 엑스선 촬영장치에 있어서,
    천장에 설치된 레일프레임(110)을 따라 수평이동하는 본체부(100);
    상기 본체부(100)의 하부에 장착되어 상하로 신축하는 포스트부(200);
    상기 포스트부(200)의 하부에 회전가능하게 설치되는 엑스선 촬영모듈(300);
    상기 본체부(100) 내부에 회전가능하게 수평설치되는 드럼샤프트(410)와, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 상기 포스트부(200)에 연결된 포스트와이어(421)를 권취하는 포스트드럼(420)과, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제1밸런스와이어(431)의 일측을 권취하는 제1밸런스드럼(430) 및, 상기 드럼샤프트(410)에 장착되어 제2밸런스와이어(441)의 일측을 권취하는 제2밸런스드럼(440)을 포함하는 샤프트모듈(400);
    상기 본체부(100) 내에서 상기 제1밸런스드럼(430)과 대향배치되며 내부에 장착된 스프링부재(510)의 인장력으로 상기 제1밸런스와이어(431)의 타측을 권취하는 제1스프링밸런스(500); 및
    진동 및 소음이 발생하거나 편마모가 발생하는 것을 미연에 방지되도록, 상기 본체부(100) 내에서 상기 제2밸런스드럼(440)과 대향하면서 상기 제1스프링밸런스(500)의 측방인 위치에 배치되며 내부에 장착된 스프링부재(610)의 인장력으로 상기 제2밸런스와이어(441)의 타측을 권취하는 제2스프링밸런스(600);를 포함하고,
    상기 포스트드럼(420)은 상기 드럼샤프트(410)의 중앙 둘레에 고정장착되며,
    상기 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)상에서 상기 포스트드럼(420)의 양 측방 둘레에 각각 장착되고,
    상기 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)에 장착되는 상기 스프링부재(510) 및 스프링부재(610)의 길이 단축을 통하여 직립배치된 상기 스프링부재(510) 및 스프링부재(610)를 수용하는 상기 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)의 상하 부피를 감소시키도록, 상기 포스트드럼(420), 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)은 상기 드럼샤프트(410)에 동축으로 장착되며, 상기 포스트드럼(420)은 상기 제1밸런스드럼(430) 및 제2밸런스드럼(440)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖는 구조로 이루어지고,
    상기 제1스프링밸런스(500) 및 제2스프링밸런스(600)는,
    상기 본체부(100)의 내부에 고정장착되며 내부에 수용공간이 형성된 케이스(520,620)와,
    상기 수용공간 내에 수평배치된 스프링축(530,630) 및,
    상기 스프링축(530,630)에 축결합되며 둘레에는 밸런스와이어(431,441)의 타측이 연결되어 권취되는 와이어드럼(540,640)을 더 포함하며,
    와이어가 한 곳에만 집중적으로 감겨서 꼬이는 것을 방지하도록, 상기 와이어드럼(540,640)은 측방으로 갈수록 점차적으로 외경이 작아지는 콘형상으로 형성되고,
    상기 스프링부재(510,610)는 길이가 긴 금속판이 나선형으로 감아진 형태로 이루어져 상기 수용공간 내에 직립배치되고 내측 단부는 상기 스프링축(530,630)에 연결되고 외측 단부는 상기 케이스(520,620)에 연결되어 탄성에 의한 인장력으로 상기 스프링축(530,630)을 회전시켜 상기 밸런스와이어(431,441)를 와이어드럼(540,640)에 권취시키고,
    제어수단의 제어신호에 따라 회전구동하며 모터축에 장착된 구동스프로킷(710)을 통해 상기 드럼샤프트(410)가 회전는데 필요한 구동력을 제공하는 구동모터(700);를 더 포함하고,
    상기 샤프트모듈(400)은,
    상기 드럼샤프트(410)의 일측에 위치하고 벨트(720)를 통해 상기 구동스프로킷(710)과 연결된 샤프트스프로킷(450) 및,
    상기 제어수단의 제어신호에 따라 클러치동작하며 상기 샤프트스프로킷(450)과 선택적으로 연결되어 상기 구동력을 드럼샤프트(410)에 선택적으로 전달하는 클러치부(460)를 더 포함하고,
    상기 클러치부(460)는,
    상기 드럼샤프트(410)에 연결되며 일측면에는 소정의 제1치형이 형성된 제1클러치판(461) 및,
    상기 제1클러치판(461)과 이격되어 상기 샤프트스프로킷(450)에 연결되며 제1클러치판(461)과 대향하는 일측면에는 상기 제1치형과 대응되는 형상의 제2치형이 형성된 제2클러치판(462)을 포함하며,
    상기 클러치부(460)에 전기신호가 없을 시에는 각 치형이 분리되어 수동동작시킬 수 있으며, 상기 클러치부(460)에 전기신호가 인가되면 각 치형이 전자력에 의해 치합되어 구동모터(700)에 의한 구동력이 자동동작시킬 수 있도록, 상기 제1클러치판(461)과 제2클러치판(462)은 서로 다른 극성을 갖는 전자석 재질로 이루어지거나 전자석 부재가 각각 장착되어 상기 제어수단에 의해 인가되는 전기신호에 의해 치합되게 부착되면서 상기 샤프트스프로킷(450)을 통해 전달되는 구동력을 상기 드럼샤프트(410)에 선택적으로 전달하는 것을 특징으로 하는 천장형 엑스선 촬영장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 포스트부(200)는,
    직립배치된 복수의 신축프레임(210)이 상하로 접철가능하게 상호 연결되어 신축동작하며,
    상기 포스트와이어(421)는,
    복수 개가 구비되되, 제1포스트와이어(421a)와 제2포스트와이어(421b)는 각 일측이 최하단의 신축프레임(210a)에 연결되고 각 타측은 상기 포스트드럼(420)의 일측둘레와 타측둘레에 각각 연결되어 상기 드럼샤프트(410)의 회전방향에 따라 동시에 포스트드럼(420)의 둘레에 권취되거나 권출되는 것을 특징으로 하는 천장형 엑스선 촬영장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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