WO2017149672A1

WO2017149672A1 - 移動型放射線装置

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Publication number: WO2017149672A1
Application number: PCT/JP2016/056296
Authority: WO
Inventors: 肇武本; 徹早川
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2017-09-08
Also published as: JP6766864B2; US20190069860A1; EP3424426A4; JPWO2017149672A1; CN108778132A; US10674978B2; EP3424426A1

Abstract

本発明によれば、安全性の高い移動型放射線装置を提供することができる。引っ張りバネを用いた従来構成の場合、バネが断絶すると、断片同士は際限なく離れていってしまう。そこで、本発明は、代わりに圧縮バネ８ａ，８ｂを用いている。本発明のバネ機構によれば、バネの断絶に合わせてシャフトが大きく動こうとしても引っかかり合って身動きが取れなくなったバネの断片が邪魔をしてそれを許さない。そして、本発明において考え出されたのが複数の圧縮バネ８ａ，８ｂを連結させる中継バネ座である。これにより、圧縮バネ８ａ，８ｂを直列につなぎ合わせても圧縮バネ８ａ，８ｂが座屈しなくなる。

Description

移動型放射線装置

　本発明は、回診に用いられる移動型放射線装置に関し、特に、放射線源の高さを調節する機構を備える移動型放射線撮影装置に関するものである。

　図１３は、従来構成の移動型放射線装置を説明している。この装置は、手押し式の台車に放射線を照射する放射線源５６と放射線源５６を支持する鉛直方向に伸びる支柱５２を備えており、支柱５２は放射線源５６を摺動に支持する。放射線源５６は、支柱５２に支持されながら鉛直方向に移動される構成となっている。この様な装置は、電動のアシストがついており、操作者が強い力を加えて手押しをしなくても容易に移動ができるように工夫されている。

　この様な移動型放射線装置は、被検体の病室まで移動させることができる。この装置を使えば、被検体を極力移動させることなく被検体の放射線撮影をすることが可能となる。

　図１４は、放射線源５６を鉛直方向の移動を実現させる機構を模式的に説明している。図１４の左側は、この装置には典型的な機構で、放射線源５６と同じ重さのカウンターウェートＷを利用したものとなっている。すなわち、図１４左側の装置は、一端が放射線源５６に接続され、他端がカウンターウェートＷに接続されるワイヤを有し、ワイヤは、プーリに保持されている。このようにして、放射線源５６とカウンターウェートＷとは、釣瓶式の機構により関連づけられている。そして、ワイヤの一端側にかかる荷重は、他端側の荷重に等しくなっている。したがって、放射線源５６とカウンターウェートＷとは互いに釣り合い、ひとりでに動いてしまうことがない。そして、放射線源５６に力を加えれば、放射線源５６は容易に上下移動する。

　放射線源５６は、かなりの荷重を有する。図１４左側の機構は、放射線源５６と同じ重さのカウンターウェートＷが必要だから、放射線源５６を装置に装備すると、放射線源５６もう一つ分の重量だけ余計に装置が重くなる。したがって、この機構を採用した移動型放射線撮影装置は、かなり重くなってしまう。移動型放射線撮影装置の重量があると、それだけ移動させにくくなる。

　そこで、移動型放射線撮影装置を軽量化させることができる機構が考え出されている（特許文献１参照）。図１４の右側は、この新たな機構について説明している。この機構は、図１４左側のカウンターウェートＷが引っ張りバネに変更された構成である。カウンターウェートＷを取り除いたことにより、ほぼ放射線源５６の重量相当分だけ装置の軽量化ができる。

　図１４右側に示す機構においては、放射線源５６がプーリに伝える力と引っ張りバネの張力が互いに釣り合った状態となる。したがって、放射線源５６とバネの張力とは互いに釣り合い、ひとりでに動いてしまうことがない。そして、放射線源５６に力を加えれば、放射線源５６は容易に上下移動する。

　引っ張りバネは、バネの伸びが変わると張力が変わる性質を有している。したがって、放射線源５６の荷重とバネの張力を常に釣り合わせるようにするには、工夫が必要である。図１４右側のプーリは、螺旋と円筒形の巻き取りドラムを組み合わせたものである。この場合の螺旋とは、言わば、回転角度により半径が変化する輪軸を有する定滑車である。螺旋としては、具体的にはアルキメデスの螺旋が例示できるが、必ずしもアルキメデスの螺旋を用いる必要は無い。引っ張りバネは伸びると、張力が強くなるが、その分だけ螺旋の半径が減少し、逆に引っ張りバネが縮んで張力が弱くなると、その分だけ螺旋の半径が増加するので、結果として、プーリには常に同じトルクが働く。したがって、放射線源５６は、カウンターウェートＷを用いたときと同じような挙動で上下動される。

特開２００４－０３３４１５号公報

　しかしながら、従来構成の移動型放射線装置には次のような問題点がある。
　すなわち、従来構成の移動型放射線装置は、安全性において未熟な点がある。

　図１４右側で説明した引っ張りバネは、経年劣化等により断絶することがある。このバネの断絶を防ぐのは容易なことではない。図１５左側は、引っ張りバネが断絶した様子を示している。引っ張りバネは、経年劣化が進むと、突然断絶し、図１５右側に示すように前後が分断されたようなかたちとなってしまう。すると、放射線源５６の落下を制止する力が消失し、放射線源５６が鉛直下向きに滑り落ちてしまう。

　この様な事情があるので、従来構成は、荷重物となっている放射線源５６が落下しても安全性が保てるように工夫がされている。すなわち、従来構成には、放射線源５６の落下を防ぐ安全機構が別途に設けられている。したがって、引っ張りバネが切れても、実際的には放射線源５６がそのまま落下して事故に繋がるという事態は避けられる。

　とはいえ、安全機構は、必ずしも完全に作動するとは限らない。また、引っ張りバネが断絶してから安全装置が作動するまでの時間を完全になくすことは難しい。安全機構を備えていたとしても、引っ張りバネが断絶すると放射線源５６は、ある程度ずり下がってしまうのである。このような事情は、装置の安全性の観点から望ましくない。

　本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、安全性の高い移動型放射線装置を提供することにある。

　本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
　すなわち、本発明に係る移動型放射線装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を昇降自在に支持する鉛直方向に伸びる支柱と、放射線源と支柱とに挟まれる位置に設けられるとともに放射線源の昇降移動に伴って昇降移動する中間材と、一端が中間材に接続されているとともに、他端が支柱の内側に接続されている支柱内ワイヤと、支柱内ワイヤを支持するとともに、支柱の内部に設けられる支柱にとっての定滑車となっている支柱内プーリと、支柱内プーリから見て支柱内ワイヤの他端側に設けられているとともに、支柱内ワイヤを支持し、支柱の内部に設けられる支柱にとっての定滑車となっている中継プーリと、支柱内ワイヤに張力を付与するバネ機構を支柱の内部に備えている移動型放射線装置において、バネ機構は、（Ａ）縦方向に直列に配列された複数の圧縮バネと、（Ｂ１）圧縮バネを連接する中継バネ座と、（Ｃ１）複数の圧縮バネの内部を貫通するように設けられているとともに、圧縮バネが連接されることにより構成されるバネユニットの一端に固定され、中継バネ座を昇降自在に支持する縦方向に伸びたシャフトとを備えることを特徴とするものである。

　［作用・効果］本発明によれば、安全性の高い移動型放射線装置を提供することができる。引っ張りバネを用いた従来構成の場合、バネが断絶すると、断片同士は際限なく離れていってしまう。これが放射線源の落下の原因となる。そこで、本発明は、引っ張りバネの代わりに圧縮バネを用いている。本発明のバネ機構によれば、圧縮バネに断絶が生じたとしても、圧縮バネの断片は、先端座から中継バネ座までの間までしか動けない。この様な事情は圧縮バネについても同じで、断絶しても、断片は、末端座から中継バネ座までの間までしか動けない。バネの断絶に合わせてシャフトが大きく動こうとしても引っかかり合って身動きが取れなくなったバネの断片が邪魔をしてそれを許さないからである。この様な原理によりバネが断絶しても放射線源が落下することがない。
　しかしながら、圧縮バネは、長くなればなるほど、屈曲しやすくなる特性がある。圧縮バネは、ストロークの確保が難しいのである。そこで、本発明において考え出されたのが複数の圧縮バネを連結させる中継バネ座である。これにより、圧縮バネを直列につなぎ合わせても圧縮バネが座屈しなくなる。すなわち、中継バネ座は、シャフトに案内される構成となっており、バネの延伸方向と直交する横方向に逃げ出すことがない。個別の圧縮バネは、十分に短く、座屈することがない。

　また、本発明に係る移動型放射線装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を昇降自在に支持する鉛直方向に伸びる支柱と、放射線源と支柱とに挟まれる位置に設けられるとともに放射線源の昇降移動に伴って昇降移動する中間材と、一端が中間材に接続されているとともに、他端が支柱の内側に接続されている支柱内ワイヤと、支柱内ワイヤを支持するとともに、支柱の内部に設けられる支柱にとっての定滑車となっている支柱内プーリと、支柱内プーリから見て支柱内ワイヤの他端側に設けられているとともに、支柱内ワイヤを支持し、支柱の内部に設けられる支柱にとっての定滑車となっている中継プーリと、支柱内ワイヤに張力を付与するバネ機構を支柱の内部に備えている移動型放射線装置において、バネ機構は、（Ａ）縦方向に配置された圧縮バネと、（Ｂ２）圧縮バネの中間に固定された中間連結具と、（Ｃ２）圧縮バネの内部を貫通するように設けられているとともに、圧縮バネの一端に固定され、中間連結具を昇降自在に支持する縦方向に伸びたシャフトとを備えることを特徴とするものである。

　［作用・効果］本発明は、１本の圧縮バネで上述と同様の効果を奏する構成となっている。中間連結具は、シャフトに案内される構成となっており、バネの延伸方向と直交する横方向に逃げ出すことがない。中間連結具により分断された圧縮バネの各部は、十分に短く、座屈することがない。

　また、上述の移動型放射線装置において、バネ機構を構成するバネのうち支柱内プーリに近いものに連接するとともにシャフトをガイドする先端バネ座を備えればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、先端バネ座によりシャフトが確実にガイドされる構成が提供できる。

　また、上述の移動型放射線装置において、先端バネ座が自動調心機構を備えていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、先端バネ座は、傾いたシャフトをスムーズにガイドすることができる。

　また、上述の移動型放射線撮影装置において、一端が放射線源に接続されているとともに、他端が支柱あるいはそれが設置される基台に接続される中間材ワイヤと、中間材ワイヤを支持するとともに、中間材にとっての定滑車となっている中間材プーリを備えればより望ましい。

　［作用・効果］本発明は、中間材の移動をより具体的に示した一例である。本発明は従来構成の機構に組み込んで実施することができる。

　また、上述の移動型放射線装置において、中間材ワイヤが多重となっていればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより望ましい構成を表している。中間材ワイヤが多重となっていれば、より安全性の高い移動型放射線装置が提供できる。

　また、上述の移動型放射線装置において、支柱内ワイヤが多重となっていればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより望ましい構成を表している。支柱内ワイヤが多重となっていれば、より安全性の高い移動型放射線装置が提供できる。

　また、上述の移動型放射線装置において、支柱内ワイヤの切断を感知するセンサを備えればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより望ましい構成を表している。支柱内ワイヤの切断を感知するセンサを備えれば、より安全性の高い移動型放射線装置が提供できる。

　本発明によれば、安全性の高い移動型放射線装置を提供することができる。引っ張りバネを用いた従来構成の場合、バネが断絶すると、断片同士は際限なく離れていってしまう。そこで、本発明は、代わりに圧縮バネを用いている。本発明のバネ機構によれば、バネの断絶に合わせてシャフトが大きく動こうとしても引っかかり合って身動きが取れなくなったバネの断片が邪魔をしてそれを許さない。そして、本発明において考え出されたのが複数の圧縮バネを連結させる中継バネ座である。これにより、圧縮バネを直列につなぎ合わせても圧縮バネが座屈しなくなる。

実施例１に係る移動式Ｘ線装置の全体構成について説明する平面図である。実施例１に係るＸ線管の横移動について説明する模式図である。実施例１に係るＸ線管の縦移動について説明する模式図である。実施例１に係るＸ線管の縦移動に関する機構について説明する断面図である。実施例１に係る機構の具体例を示す模式図である。実施例１に係るバネ機構について説明する断面図である。実施例１に係るバネユニットの伸縮について説明する断面図である。実施例１に係る構成の効果を説明する断面図である。本発明の１変形例を説明する断面図である。本発明の１変形例を説明する断面図である。本発明の１変形例を説明する断面図である。本発明の１変形例を説明する断面図である。従来構成の移動式放射線装置の構成を説明する模式図である。従来構成の移動式放射線装置の構成を説明する模式図である。従来構成の移動式放射線装置の問題点を説明する模式図である。

　続いて、本発明に係る移動式放射線装置について説明する。本発明に係る装置は、病院の廊下を走行させて被検体のいる病室まで移動させることができる放射線装置となっている。本装置と放射線検出器とを組み合わせることにより、被検体の放射線画像を病室にいながら撮影することが可能である。Ｘ線は本発明の放射線に相当する。

　図１は、本発明に係る移動式Ｘ線装置の全体構成を示している。本発明に係る装置は、装置の基部にシャーシ１を備えている。シャーシ１は、２つの前輪１ａおよび２つの後輪１ｂが備えられた基台１ｃを有している。シャーシ１は、装置を構成する他の各部を搭載している。シャーシ１は、支柱２を支持する構成である。

　シャーシ１には、本体部Ｂが備え付けられている。本体部Ｂには、電源装置や、バッテリー、操作パネル、放射線検出器を収納するホルダ等が備え付けられている。本体部Ｂには、装置を走行させるときに操作者が握るグリップＧが備えられている。操作者がグリップＧに力を加えれば、シャーシ１に備えられたアシスト機能が働き、操作者が与えた力を補助する構成となっている。これにより、操作者は、軽々と装置を移動させることができる。

　支柱２は、鉛直方向に伸びる部材であり、内部が中空になっている。この支柱２は、鉛直方向に伸びる軸周りに回転自在となっている。この支柱２は、手動で回転させることができる。支柱２は、後述のＸ線管６を昇降自在に支持する鉛直方向に伸びるとともに中空である。

　中間材３は、支柱２を延伸するように設けられている鉛直方向に縦長の部材である。支柱２は、中間材３を昇降自在に支持する。支柱２には、中間材３を受ける鉛直方向に伸びる溝が設けられており、中間材３は、この溝に沿って鉛直方向に移動することができる。中間材３は、Ｘ線管６と支柱２とに挟まれる位置に設けられるとともにＸ線管６の昇降移動に伴って昇降移動する。

　先端支柱４は、中間材３を更に延伸するように設けられているＬ形状の部材である。中間材３は、先端支柱４を昇降自在に支持する。先端支柱４は、互いに直交する２つの腕を有し、一方の腕は鉛直方向に伸びており、もう一方の腕は水平方向に伸びている。中間材３には、先端支柱４が有する鉛直方向の腕を受ける鉛直方向に伸びる溝が設けられており、先端支柱４は、この溝に沿って鉛直方向に移動することができる。

　横支柱５ａ，５ｂは、水平方向に伸びる横長の部材である。先端支柱４が有する水平方向の腕、横支柱５ａ，横支柱５ｂは、この３つで入れ子式の伸縮構造となっている。図２の左側は、当該伸縮構造を最大に引き延ばした状態を示している。図２の右側は、当該伸縮構造を最小まで押し縮めた状態を示している。この伸縮機構は、手動で操作することができる。

　Ｘ線管６は、Ｘ線を発生する装置である。Ｘ線管６は荷重物であり、相当の重さがある。Ｘ線管６は、横支柱５ｂにより支持されており、支柱２，中間材３，先端支柱４，横支柱５ａ，５ｂは、Ｘ線管６の荷重をシャーシ１に伝える構成となっている。Ｘ線管６の制御に関する回路は、本体部Ｂに収納されている。また、Ｘ線管６にはＸ線の広がりを制限するコリメータ７が付属されている。このコリメータ７は、Ｘ線管６の移動に追従して移動する。Ｘ線管６は、Ｘ線を照射する。

　図３は、先端支柱４の昇降移動を説明している。図３左側は、先端支柱４を最も上方まで移動させた状態を表し、図３右側は、先端支柱４を最も下方まで移動させた状態を表している。先端支柱４を上下方向に移動させると、中間材３はこれに連動して移動する。すなわち、先端支柱４をある移動量だけ一方向に移動させると、中間材３は、その移動量の半分だけ同じ方向に移動する構成となっている。

　この様に、本発明の装置によれば、Ｘ線管６の縦移動は、支柱２，中間材３，先端支柱４から構成される機構が担当し、Ｘ線管６の横移動は、先端支柱４，横支柱５ａ，横支柱５ｂで構成される機構が担当する構成になっている。なお、Ｘ線管６の回転移動は、支柱２が担当する。Ｘ線管６を鉛直軸周りに回転させるような力を加えると、支柱２はシャーシ１に対して自転する。すると、中間材３，先端支柱４，横支柱５ａ，５ｂおよびＸ線管６が支柱２との位置関係を保った状態で追従して回転する。

　本発明において、特徴的なのは、Ｘ線管６の縦移動を実現する機構である。図４は、この機構について説明している。先端支柱４とシャーシに設けられた回転基台１ｄには、ワイヤの先端を固定する固定具が設けられている。この２つの固定具の間には、中間材ワイヤ２３が設けられている。すなわち、中間材ワイヤ２３の一端は、先端支柱４の固定具に固定され、他端は、回転基台１ｄの固定具に固定されている。中間材ワイヤ２３は、中間材３に設けられている中間材プーリ１５の上側に接するように巻き掛けられた格好で保持されている。中間材プーリ１５は、中間材３にとっての定滑車となっている。

　この中間材ワイヤ２３に係る機構について簡単に説明する。図４の状態の中間材３が上方に移動したとする。この場合、中間材プーリ１５を基準として中間材ワイヤ２３の動きを見ると、中間材ワイヤ２３は、回転基台1ｄ側に巻き取られる。すると、中間材プーリ１５と先端支柱４との間の中間材ワイヤ２３が短くなり、先端支柱４は、それに連れて上昇する。また、図４の状態の中間材３が下方に移動したとする。この場合、中間材プーリ１５を基準として中間材ワイヤ２３の動きを見ると、中間材ワイヤ２３は、先端支柱４側に巻き取られる。すると、中間材プーリ１５と先端支柱４との間の中間材ワイヤ２３が長くなり、先端支柱４は、それに連れて下降する。中間材３がある長さだけ移動すると、中間材ワイヤ２３はその長さの２倍だけ巻き取られるので、先端支柱４の移動距離も中間材３の移動距離の２倍となる。

　支柱２は、中空となっており、支柱２の内部空間には、種々の機構が備えられている。支柱の内部空間にとっての天井にあたる内面には、ワイヤの先端を固定する固定具が設けられている。同様に、中間材３にも固定具が設けられている。

　支柱内には、巻き取りプーリ１４ａと螺旋プーリ１４ｂとが備えられている。これらプーリ１４ａ，１４ｂは、支柱２にとっての定滑車となっており、回転軸を共有している。巻き取りプーリ１４ａは円柱形となっており、コイル状の溝が掘られている。一方、螺旋プーリ１４ｂは、半径比が可変となっている輪軸を有する滑車であり、テーパ状となっている。巻き取りプーリ１４ａおよび螺旋プーリ１４ｂには、ワイヤの先端を固定する固定具が設けられている。

　巻き取りプーリワイヤ１２ａは、一端が中間材３の固定具に固定され、他端が巻き取りプーリ１４ａの固定具に固定されている。巻き取りプーリワイヤ１２ａは巻き取りプーリ１４ａに巻きかけられた格好で保持されている。したがって、巻き取りプーリワイヤ１２ａは、巻き取りプーリワイヤ１２ａを起点として伸び、巻き取りプーリワイヤ１２ａの下側へ巻き出るように保持されている。

　支柱内ワイヤ１２ｂは、一端が螺旋プーリ１４ｂの固定具に固定され、他端が支柱２内部の固定具に固定されている。支柱内ワイヤ１２ｂは螺旋プーリ１４ｂに巻きかけられた格好で保持されている。したがって、支柱内ワイヤ１２ｂは、螺旋プーリ１４ｂを起点として伸び、螺旋プーリ１４ｂの下側へ巻き出るように保持されている。

　支柱２の内部において、支柱内プーリ１４と支柱２の内面に設けられた固定具との間には、支柱２にとっての定滑車となっている中継プーリ１３ａが備えられている。中継プーリ１３ａは、支柱内ワイヤ１２ｂを支持している。支柱内ワイヤ１２ｂは、中継プーリ１３ａの上側に接するように巻き掛けられた格好で保持される。中継プーリ１３ａは、支柱内プーリ１４から見て支柱内ワイヤ１２ｂの他端側に設けられているとともに、支柱内ワイヤ１２ｂを支持し、支柱２の内部に設けられる支柱２にとっての定滑車となっている。

　中継プーリ１３ａの両側のそれぞれには、中継プーリ１３ａに対して移動する動滑車１３ｂが設けられている。支柱内ワイヤ１２ｂは、２つの動滑車１３ｂの下側に接するように動滑車１３ｂに巻き掛けられている。

　したがって、支柱内ワイヤ１２ｂは、中間材３の固定具を始点として、支柱内プーリ１４，動滑車１３ｂ，中継プーリ１３ａ，動滑車１３ｂに次々と巻き掛かって、支柱２の内面に設けられた固定具の終点まで伸びている。

　＜機構の配置例＞
　図４に示す支柱２の内部は、動力の伝達が分かりやすいように作図がなされている。支柱２の内部の機構を図４に示すとおりにすると、支柱２の径を相当大きくしなければならなくなる。一方、図５は、図４と同様の機構をよりコンパクトに収めた配置例を示している。この様な配置例によれば、支柱２の径を小さくすることが可能である。

　図５左側は、当該配置例を支柱内プーリ１４の回転軸方向から見た場合を示している。図４の説明では、支柱内プーリ１４の回転軸が中継プーリ１３ａの回転軸と直交するように描かれているが、図５左側に示すように、互いの回転軸を一致させることもできる。また、図４の説明では、動滑車１３ｂが回転軸と直交する方向に配列していたが、図５左側に示すように、互いの回転軸を一致させることもできる。図５右側は、当該配置例を支柱内プーリ１４の回転軸の直交方向から見た場合を示している。

　＜バネ機構について＞
　続いて、本発明の特徴的な部分となっているバネ機構について説明する。バネ機構は、２つの動滑車１３ｂを通じて支柱内ワイヤ１２ｂを引き下げることにより、支柱内ワイヤ１２ｂを支柱内プーリ１４から引き取ろうとする力を発生させる。この力が中間材３の落下を引き留めることになる。バネ機構は、支柱内ワイヤ１２ｂに張力を付与する構成であり、支柱２の内部に備えられている。

　バネ機構は、鉛直方向に直列に配列されたコイル状となっている２つの圧縮バネ８ａ，８ｂを備えている。この圧縮バネ８ａ，８ｂは、図４右側に示すように、径と長さの比が略１：４以下となっているのが望ましい。圧縮バネ８ａ，８ｂがこれ以上長いと、座屈を惹き起こしやすいからである。圧縮バネとは、引っ張りバネとは異なり、ある対象に圧縮されると反発力を付与するバネのことである。身近な圧縮バネとしては、乾電池ホルダに備えられた負極保持用のバネがある。バネ機構は、鉛直方向に直列に配列された複数の圧縮バネ８ａ，８ｂ，中継バネ座９は、圧縮バネを連接する。

　２つの圧縮バネ８ａ，８ｂは、中心軸を同じくして鉛直方向に連接して設けられている。この２つの圧縮バネ８ａ，８ｂに挟まれる位置には、円盤状の中継バネ座９が設けられている。この中継バネ座９の構造について説明する。図６は、バネ機構の構造をより分かりやすく説明する概念図である。この図６は、圧縮バネ８ａの内部が分かりやすいように、圧縮バネ８ａおよびその周辺の部品の断面を示したものとなっている。中継バネ座９には、上下両側から異なる圧縮バネ８ａ，８ｂの端部がはめ込まれている。中継バネ座９には、圧縮バネ８ａ，８ｂを嵌合させる円柱形状の突起が上下に設けられており、圧縮バネ８ａの両端のうち下側にある末端と、圧縮バネ８ｂの両端のうち上側にある先端は、それぞれに対応する突起にはまり込む。これにより圧縮バネ８ａ，８ｂは、中継バネ座９に連結する。また、中継バネ座９には、鉛直方向に伸びた貫通孔が設けられており、この貫通孔の内部には、後述のシャフト１０が配置される。

　圧縮バネ８ａ，８ｂとこれらを中継する中継バネ座９は、これで一つの圧縮バネのように機能する。そこで、圧縮バネ８ａ，８ｂおよび中継バネ座９をバネユニットと呼ぶことにする。バネユニットの下部には、円板状の末端バネ座１１が設けられている。末端バネ座１１には、圧縮バネ８ｂを嵌合させる円柱形状の突起が上部に設けられており、バネユニットの両端のうち下側にある末端は、この突起にはまり込むことで末端バネ座１１に連結する。また、末端バネ座１１には、鉛直方向に伸びた貫通孔が設けられており、この貫通孔の内部には、後述のシャフト１０が配置される。同様に、バネユニットの上部には、円板状の先端バネ座２１が設けられている。先端バネ座２１には、圧縮バネ８ａを嵌合させる円柱形状の突起が下部に設けられており、バネユニットの両端のうち上側にある先端は、この突起にはまり込むことで先端バネ座２１に連結する。また、先端バネ座２１には、鉛直方向に伸びた貫通孔が設けられており、この貫通孔の内部には、後述のシャフト１０が配置される。シャフト１０は、複数の圧縮バネの内部を貫通するように設けられているとともに、圧縮バネ８ａ，８ｂが連接されることにより構成されるバネユニットの一端に固定され、中継バネ座９を昇降自在に支持する鉛直方向に伸びた部材である。また、先端バネ座２１は、シャフト１０をガイドする構成となっている。先端バネ座２１は、バネ機構を構成するバネのうち支柱内プーリ１４に近いものに連接するとともにシャフト１０をガイドする構成である。

　支柱２の中空には、先端バネ座２１を支持する隔壁２２が設けられている。この隔壁２２は、支柱の中空を上部と下部に分断するように設けられており、シャフト１０を通過させる鉛直方向に伸びた貫通孔が設けられている。隔壁２２は、支柱２の内壁に固定されており、先端バネ座２１が支柱２内部を上方に移動することを阻止している。隔壁２２は、本発明のユニット固定材に相当する。隔壁２２は、バネユニットの他端を支柱２に固定する。

　シャフト１０は、バネユニットの下端を起点とし、コイル状となっているバネユニットの内部を貫通するように通過してバネユニットの上端から突き出して鉛直方向に伸びる棒状の構造であり、鉛直方向に伸びている。バネユニットの下端にあるシャフト１０の先端には、ねじ山が切られており、ナットが螺合されている。このナットは末端バネ座１１の下側に位置しておりシャフト１０に支持される。ナットは、ナットの上部に位置する末端バネ座１１が落下してしまうことを防いでいる。このナットは、バネユニットが分解してしまうことを抑制している。

　バネユニットは、鉛直方向に伸縮自在となっている。バネユニットが伸縮すると、それに追従してシャフト１０，末端バネ座１１およびバネユニットを構成する中継バネ座９が鉛直方向に上下移動する。この際、シャフト１０，末端バネ座１１と中継バネ座９とは同方向に移動するわけであるが、中継バネ座９の移動量よりも末端バネ座１１の移動量は大きくなる。バネの変位量は、末端に行くほど大きくなるからである。また、シャフト１０と末端バネ座１１は固定されているのでバネユニットを伸縮させても相対位置に変化はない。また、バネユニットが伸縮すると先端バネ座２１は隔壁２２に抑止されて移動しないが、先端バネ座２１とシャフト１０との相対位置は変化する。

　中継バネ座９の貫通孔には、シャフト１０を滑らかに案内する目的で図示しないベアリングが設けられている。

　シャフト１０の両端のうち、バネユニットの上端から突き出している末端には、上述の動滑車１３ｂを支持するアームＡが固定された状態で設けられている。この図の場合アームＡはＵ型をしている。アームＡの各々の先端には、動滑車１３ｂが備え付けられている。アームＡは、シャフト１０に固定されている。動滑車１３ｂは、アームＡに支持されるとともに、中継プーリ１３ａの両側に配置され、それぞれ支柱内ワイヤ１２ｂに巻き掛けられている。

　本明細書におけるバネ機構とは、アームＡ，圧縮バネ８ａ，８ｂ，中継バネ座９，シャフト１０，末端バネ座１１，先端バネ座２１，動滑車１３ｂの複合体のことである。

　本発明のバネ機構が支柱内ワイヤ１２ｂに付与する力について説明する。バネユニットは、圧縮バネで構成されるので、先端バネ座２１および末端バネ座１１に対し互いを遠ざけようとする力を付与することになる。先端バネ座２１は、支柱２内部を移動しないことからすると、バネユニットは、下降させようとする力をシャフト１０に付与することになる。この力は、アームＡ先端の動滑車１３ｂまで伝達される。こうして、支柱内ワイヤ１２ｂには、ワイヤを押し下げようとする力が与えられる。すなわち、バネユニットが伸びようとする力が動滑車１３ｂで生じている支柱内ワイヤ１２ｂを押し下げようとする力を発生させていることになる。

　図７は、バネユニットが伸縮する様子を示している。図７左側は、バネユニットが最も伸びた状態を表している。このときのＸ線管６は、上方いっぱいまで移動された状態となり、これよりも上には動かない。この場合でも、バネユニットを構成する圧縮バネ８ａ，８ｂは、未だ伸びようとする力を残している。したがって、先端バネ座２１および末端バネ座１１に対し互いを遠ざけようとする力は、弱いながらも維持された状態となる。

　一方、図７右側は、バネユニットが最も縮んだ状態を表している。このときのＸ線管６は、下方いっぱいまで移動された状態となり、これよりも下には動かない。この場合でも、バネユニットを構成する圧縮バネ８ａ，８ｂは、最も圧縮される。したがって、先端バネ座２１および末端バネ座１１に対し互いを遠ざけようとする力は、最も強い状態となる。

　この様にバネユニットの伸縮によりシャフト１０に付与される力の強さは変わるので、支柱内ワイヤ１２ｂを押し下げようとする力の強さも変わる。しかし、Ｘ線管６を操作する操作者は、この変化を感じることがない。支柱内ワイヤ１２ｂを押し下げようとする力の変化は、螺旋を備える支柱内プーリ１４により相殺されるからである。

　＜本発明の効果＞
　続いて、本発明の効果について説明する。図８は、圧縮バネ８ａが経年劣化等により断絶した場合を示している。圧縮バネ８ａは断絶しても断片のそれぞれが伸びようとする。すると、断片同士が引っかかり合って、互いの伸長を阻害する。圧縮バネ８ａが断絶する前と後で何が違うかといえば、コイル状となっている圧縮バネ８ａが１ピッチ分だけ短くなったということである。したがってバネが断絶した場合はバネが１ピッチ分だけ短くなり、これによりＸ線管６もそれに相当する距離落下するが、際限なく落下すると言う事態は起きない。

　このように、圧縮バネを図１４の左側で説明したカウンターウェートの代わりに用いれば装置の安全性を保つのに役立つわけであるが、解決の難しい問題点がある。引っ張りバネとは異なり、圧縮バネは、ストロークの確保が難しいのである。引っ張りバネは、長いストロークを有する機構に適している。ストロークを長くしたければ、バネを長くすればいいのである。ところが、圧縮バネは、同じ原理でストロークを稼ぐことができない。圧縮バネには、座屈という特有の問題があるからである。

　圧縮バネは、長くなればなるほど、屈曲しやすくなる特性がある。圧縮バネは、バネの両側から圧力をかけるようなかたちで使用されるわけであるが、バネが長くなると、バネの中間がバネの延伸方向と直交する方向に逃げたがるようになる。結果としてバネは屈曲し、本来の機能を果たさない。

　そこで、本発明において考え出されたのが中継バネ座９である。これにより、圧縮バネを直列につなぎ合わせても圧縮バネが座屈しなくなる。すなわち、中継バネ座９は、シャフト１０に案内される構成となっており、バネの延伸方向と直交する横方向に逃げ出すことがない。圧縮バネ８ａ，８ｂは、中継バネ座９により支持され、横方向に逃げ出すことができない。一方、個別の圧縮バネ８ａ，８ｂは、十分に短く、座屈することがない。結果としてバネは屈曲せず、本来の機能を果たすことになる。

　本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

　（１）上述の実施例によれば、巻き取りプーリワイヤ１２ａおよび支柱内ワイヤ１２ｂは、それぞれ１本しかなかったが、本発明の構成はこれに限られない。図９に示すように、巻き取りプーリワイヤ１２ａおよび支柱内ワイヤ１２ｂを２重にすることができる。この様な構成とすることにより、仮に、巻き取りプーリワイヤ１２ａおよび支柱内ワイヤ１２ｂの１本が断絶するようなことがあったとしても、断絶していないもう一本がＸ線管６を支持することでＸ線管６の落下を防ぐことができる。また、巻き取りプーリワイヤ１２ａおよび支柱内ワイヤ１２ｂを３重以上とすることもできる。

　同様に、上述の実施例によれば、中間材ワイヤ２３は、１本しかなかったが、本発明の構成はこれに限られない。図９に示すように、中間材ワイヤ２３を２重にすることができる。この様な構成とすることにより、仮に中間材ワイヤ２３の１本が断絶するようなことがあったとしても、断絶していないもう一本がＸ線管６を支持することでＸ線管６の落下を防ぐことができる。また、中間材ワイヤ２３を３重以上とすることもできる。

　なお、図９は、巻き取りプーリワイヤ１２ａ、支柱内ワイヤ１２ｂおよび中間材ワイヤ２３が多重になっているが、どれかを選択して多重に構成することもできる。

　（２）上述の実施例によれば、支柱内ワイヤ１２ｂの切断を感知する構成については言及が無かったが、図１０に示すようにワイヤの張りを検出するセンサ３１を設けるようにしても良い。センサ３１は、押し下げようとする力を付与すると押し下がり、力の付与を解除するとひとりでに押し上がるような腕を有している。センサ３１は、腕が押し下がっているときは、ＯＮ，押し上がっているときはＯＦＦとなるような電子部品である。センサ３１は、腕が支柱内ワイヤ１２ｂに押し当てられるように支柱２の内部に装着され、腕が支柱内ワイヤ１２ｂに押し下げられることでＯＮ状態となっている。なお、センサ３１の腕の先端には、球形の補強材が設けられており、支柱内ワイヤ１２ｂによりセンサ３１の腕が摩耗するのを防いでいる。

　支柱内ワイヤ１２ｂが断絶すると、腕を押し下げていた力が消失するので、腕はひとりでに押し上がりセンサ３１はＯＦＦとなる。移動式Ｘ線装置は、この時点でセンサ３１の出力に基づいてワイヤの切断を操作者に知らせる発報を実行する。このような変形例は、ワイヤが多重となっている図９のような構成に適している。すなわち、図９のような構成は、ワイヤが断絶してももう一本のワイヤにより正常な動作ができてしまう。しかしながら、これを放置していると、断絶したワイヤが絡まって支柱２内部の構造を破損させてしまうことも起こりえる。したがって、ワイヤの断絶はいち早く操作者に伝達した方がよい。なお、図９のようなワイヤが多重となっている場合は、２本の支柱内ワイヤ１２ｂのそれぞれにセンサ３１を設ける構成となる。
　なお、本変形例におけるセンサ３１は、腕が押し下がっているときはＯＮ，押し上がっているときはＯＦＦとなるような電子部品となっていたが、これに変えて、腕が押し下がっているときはＯＦＦ，押し上がっているときはＯＮとなるようなセンサ３１を用いて本変形例を構成するようにしてもよい。

　（３）実施例１では、２つの圧縮バネ８ａ，８ｂが連接してバネユニットが構成されていたが、３つ以上の圧縮バネを連接してバネユニットを構成するようにしてもよい。

　（４）実施例１では、２つの圧縮バネ８ａ，８ｂが連接してバネユニットが構成されていたが、１つの圧縮バネでも本発明を実現できる。図１１は、当該変形例に係る装置を示している。この装置は、バネユニットに特徴がある。すなわち、バネユニットは、長い１本の圧縮バネで構成される。通常ならば、圧縮バネがここまで長いとすぐに座屈してしまうところであるが、本変形例では、これを抑える工夫がなされている。

　本変形例の圧縮バネの中間には、中間連結具９ａが固定されている。この中間連結具９ａの構造について説明する。図１２（ａ）は、バネ機構の構造をより分かりやすく説明する概念図である。この図１２（ａ）は、圧縮バネ８の内部が分かりやすいように、圧縮バネ８およびその周辺の部品の断面を示したものとなっている。中間連結具９ａは、円柱形をしており、側面には圧縮バネが嵌合する螺旋状の溝が刻まれている。また、中間連結具９ａには、鉛直方向に伸びた貫通孔が設けられており、この貫通孔の内部には、シャフト１０が配置される。中間連結具９ａの貫通孔には、シャフト１０を滑らかに案内する目的でベアリングが設けられている。中間連結具９ａは、圧縮バネ８の中間に固定されている。シャフト１０は、圧縮バネ８の内部を貫通するように設けられているとともに、圧縮バネ８の一端に固定され、中間連結具９ａを昇降自在に支持する鉛直方向に伸びた部材である。

　本発明は、１本の圧縮バネで上述と同様の効果を奏する構成となっている。中間連結具は、シャフトに案内される構成となっており、バネの延伸方向と直交する横方向に逃げ出すことがない。中間連結具により分断された圧縮バネの各部は、十分に短く、座屈することがない。

　（５）実施例１では２つの動滑車を有していたが、本発明はこの構成に限られない。動滑車は１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

　（６）実施例１には、螺旋プーリ１４ａおよび巻き取りプーリ１４ｂの各々に固定する２本のワイヤが設けられていたが、本発明はこの構成に限られない。支柱の内部空間にとっての天井にあたる内面には、ワイヤの先端を固定する固定具が設けられている。同様に、中間材３にも固定具が設けられている。支柱内部の固定具と中間材３の固定具の間に、１本の支柱内ワイヤを設ける構成とすることもできる。

　この場合の支柱内ワイヤは、支柱内プーリ１４に巻き掛けられた格好で保持されている。したがって、支柱内ワイヤは、支柱内プーリ１４の下側から巻き付いた後、支柱内プーリ１４の下側へ巻き出るように保持されている。支柱内プーリ１４は、巻き取りプーリ１４ｂと螺旋プーリ１４ａとなっている部分との２つの部分が互いに固着して構成される。巻き取りプーリ１４ｂの部分の中心軸が支柱内プーリ１４の回転軸である。巻き取りプーリ１４ｂの部分には、コイル状の溝が掘られており、溝はテーパ部まで続いている。螺旋プーリ１４ａの溝は、巻き取りプーリ１４ｂの部分から離れるほど次第に曲率が大きくなるような螺旋状の溝が設けられており、螺旋プーリ１４ａを支柱内プーリ１４の回転軸方向から眺めると、螺旋形状となっている。支柱内プーリ１４は、支柱２にとっての定滑車となっている。支柱内プーリ１４は、支柱内ワイヤを支持する。支柱内ワイヤは支柱内プーリ１４の螺旋と円筒部の境の部分で固定される。

（７）実施例１によれば、先端バネ座２１は、単一の部材で構成されていたが、本発明はこの構成に限られない。図１２（ｂ）に示すように、先端バネ座２１を隔壁２２に連接される受部材２１ａとシャフト１０を被覆するとともに受部材２１ａに下側に連接する被覆部材２１ｂとで構成するようにしてもよい。受部材２１ａは、リング状の部材であり、中央にシャフト１０を通過させる貫通孔が設けられている。被覆部材２１ｂは、キノコ形状となっている部材であり、中央にシャフト１０を貫通させる貫通孔が設けられている。被覆部材２１ｂは、縦方向に移動するシャフト１０の案内となっていてシャフト１０が傾くのを防止する。先端バネ座２１を本変形例のような構成とすることで、バネ８ａの耐座屈性はさらに向上する。なお、被覆部材２１ｂはバネ８ａに嵌合している。

　更に、先端バネ座２１自体に自動調心機構を設けてもよい。このようにすると、シャフト１０が仮に傾いたとしても、被覆部材２１ｂにシャフト１０からの大きな力がかかることがなく両者に摩擦が生じることがないのでシャフト１０の移動がスムーズとなる。

産業利用上の可能性

　以上のように、本発明は、医用分野に適している。

１            シャーシ
２            支柱
３            中間材
６            Ｘ線源（放射線源）
８ａ，８ｂ    圧縮バネ
９            中継バネ座
１２          支柱内ワイヤ
１３ａ        中継プーリ
１３ｂ        動滑車
１４          支柱内プーリ
１５          中間材プーリ
２１（21a、21ｂ）先端バネ座
２２          中間材ワイヤ

Claims

　放射線を照射する放射線源と、前記放射線源を昇降自在に支持する鉛直方向に伸びる支柱と、前記放射線源と前記支柱とに挟まれる位置に設けられるとともに前記放射線源の昇降移動に伴って昇降移動する中間材と、一端が前記中間材に接続されているとともに、他端が前記支柱の内側に接続されている支柱内ワイヤと、前記支柱内ワイヤを支持するとともに、前記支柱の内部に設けられる前記支柱にとっての定滑車となっている支柱内プーリと、前記支柱内プーリから見て前記支柱内ワイヤの他端側に設けられているとともに、前記支柱内ワイヤを支持し、前記支柱の内部に設けられる前記支柱にとっての定滑車となっている中継プーリと、前記支柱内ワイヤに張力を付与するバネ機構を前記支柱の内部に備えている移動型放射線装置において、
　前記バネ機構は、
　（Ａ）縦方向に直列に配列された複数の圧縮バネと、
　（Ｂ１）前記圧縮バネを連接する中継バネ座と、
　（Ｃ１）複数の前記圧縮バネの内部を貫通するように設けられているとともに、前記圧縮バネが連接されることにより構成されるバネユニットの一端に固定され、前記中継バネ座を昇降自在に支持する縦方向に伸びたシャフトとを備えることを特徴とする移動型放射線装置。
　放射線を照射する放射線源と、前記放射線源を昇降自在に支持する鉛直方向に伸びる支柱と、前記放射線源と前記支柱とに挟まれる位置に設けられるとともに前記放射線源の昇降移動に伴って昇降移動する中間材と、一端が前記中間材に接続されているとともに、他端が前記支柱の内側に接続されている支柱内ワイヤと、前記支柱内ワイヤを支持するとともに、前記支柱の内部に設けられる前記支柱にとっての定滑車となっている支柱内プーリと、前記支柱内プーリから見て前記支柱内ワイヤの他端側に設けられているとともに、前記支柱内ワイヤを支持し、前記支柱の内部に設けられる前記支柱にとっての定滑車となっている中継プーリと、前記支柱内ワイヤに張力を付与するバネ機構を前記支柱の内部に備えている移動型放射線装置において、
　前記バネ機構は、
　（Ａ）縦方向に配置された圧縮バネと、
　（Ｂ２）前記圧縮バネの中間に固定された中間連結具と、
　（Ｃ２）前記圧縮バネの内部を貫通するように設けられているとともに、前記圧縮バネの一端に固定され、前記中間連結具を昇降自在に支持する縦方向に伸びたシャフトとを備えることを特徴とする移動型放射線装置。
　請求項１または請求項２に記載の移動型放射線装置において、
　前記バネ機構を構成するバネのうち前記支柱内プーリに近いものに連接するとともにシャフトをガイドする先端バネ座を備えることを特徴とする移動型放射線装置。
　請求項３に記載の移動型放射線装置において、
　先端バネ座が自動調心機構を備えていることを特徴とする移動型放射線装置。
　請求項１または請求項２に記載の移動型放射線撮影装置において、
　一端が前記放射線源に接続されているとともに、他端が前記支柱あるいはそれが設置される基台に接続される中間材ワイヤと、前記中間材ワイヤを支持するとともに、前記中間材にとっての定滑車となっている中間材プーリを備えることを特徴とする移動型放射線撮影装置。
　請求項１または請求項２に記載の移動型放射線装置において、
　前記中間材ワイヤが多重となっていることを特徴とする移動型放射線装置。
　請求項１または請求項２に記載の移動型放射線装置において、
　前記支柱内ワイヤが多重となっていることを特徴とする移動型放射線装置。
　請求項１または請求項２に記載の移動型放射線装置において、
　前記支柱内ワイヤの切断を感知するセンサを備えることを特徴とする移動型放射線装置。