(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送信および受信を行うための電子回路と、商用交流電力から変換した直流電力を上記電子回路に供給するための電源装置とを備える超音波診断装置において、
上記電源装置は、固定されたメイン部と、このメイン部に着脱自在にいずれかが取り付けられる１００Ｖ系サブ部および２００Ｖ系サブ部とからなり、
上記メイン部は、１次側および２次側にタップを有するアイソレーショントランスと、ＡＣ／ＤＣコンバータを含んで構成され、
上記１００Ｖ系サブ部は、１００Ｖ系に対応させられた過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側巻線を並列接続するとともに２次側巻線を並列接続するようアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とから構成され、
上記２００Ｖ系サブ部は、２００Ｖ系に対応させられた過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側巻線を直列接続するとともに２次側巻線を直列接続するようアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とから構成される
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波診断装置に関し、とくに１００Ｖ系と２００Ｖ系の商用電源で使用できるようにした超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、超音波を被検体（患者身体）内に照射し、その反射波を受信することによりＢモード画像やＭモード画像などの各種の画像情報を得て、これをディスプレイ装置に表示し、患部の病状の診断に供するものである。通常、超音波振動子アレイの各々のエレメントをパルス駆動してそれらから放射する超音波を合成することによって単一送波超音波ビームを形成し、各エレメントからの受信信号を合成することによって単一受波超音波ビームについての受信信号を得る。これらの送信・受信回路を含む電子回路は筐体内に納められ、この筐体に納められた電源装置から電力の供給を受けるように構成される。
【０００３】
電源装置は、商用の交流電源より電力を受け、これを直流電力に変換して電子回路に供給する。商用交流電源としては、現在、世界の各国では１００Ｖ系と２００Ｖ系のいずれかが使われている。ところで、この電源装置の交流入力部には、人体への安全の配慮から、アイソレーショントランスを用いることが多くなってきている。そこで、商用交流電源の電圧が異なる場合には、アイソレーショントランスについても１００Ｖ系と２００Ｖ系とに切り換える必要が生じる。
【０００４】
この電源電圧の切り換えに応じる構成として、従来では、１００Ｖ系のアイソレーショントランスと２００Ｖ系のアイソレーショントランスの２種類のトランスを交換して用いるか、または、タップ付のアイソレーショントランスを用いそのタップの接続関係を切り換えるか、の方法がとられている。その切り換えの際、過電流遮断器（ヒューズ、サーキットブレーカー、サーキットプロテクタ等）も、１００Ｖ系と２００Ｖ系とでは消費電流が異なるため交換するようにしている。
【０００５】
そして、超音波診断装置のコンパクト化の要請により、電源装置は筐体の下部のエリアに設けることが多く、アイソレーショントランスもそこに配置されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の超音波診断装置では、１００Ｖ系の商用交流電源と２００Ｖ系の商用交流電源とに対応するのに手間がかかったりコストがかかったりする問題があった。すなわち、従来では、１００Ｖ系の商用交流電源から２００Ｖ系の商用交流電源に換える場合、あるいは逆に２００Ｖ系の商用交流電源から１００Ｖ系の商用交流電源に換える場合、アイソレーショントランス自体を交換するか、そのタップの結線関係を変更する必要がある。さらに、過電流遮断器も交換しなければならない。
【０００７】
具体的には、超音波診断装置の筐体下部の電源装置の全体をそっくりそのまま交換するか、トランスのタップの結線関係を変更し、かつ過電流遮断器を交換するという構成がとられる。ところが、アイソレーショントランスはその重量のみで１０ｋｇを超え、また装置筐体下部という作業のしにくい場所に取り付けられているため、一人の作業員でアイソレーショントランスを交換することやタップ結線関係の変更・過電流遮断器の交換などを行うことは非常に困難である。たとえば諸外国でのデモンストレーションにおける現地での交換作業などは不可能であるし、工場の生産工程においても１００Ｖ系と２００Ｖ系の交換作業はこれまた大変な作業となって、手間と時間がかかる分、コストアップになる。
【０００８】
また、電源装置が故障した場合にいちはやく修理する方法としては、故障部分の交換がいちばん手っ取り早いが、電源装置の全体を交換するのでは、上記のとおり重量のあるアイソレーショントランスが含まれているため、納品した病院等で、一人の作業員でまかなうことができず、複数の人材が必要となって、コストおよび時間の点で問題となる。
【０００９】
この発明は、上記に鑑み、１００Ｖ系の商用交流電源と２００Ｖ系の商用交流電源との間の移行の作業が容易でかつコストがかからないように改善した、超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明によれば、超音波の送信および受信を行うための電子回路と、商用交流電力から変換した直流電力を上記電子回路に供給するための電源装置とを備える超音波診断装置において、
上記電源装置は、固定されたメイン部と、このメイン部に着脱自在にいずれかが取り付けられる１００Ｖ系サブ部および２００Ｖ系サブ部とからなり、
上記メイン部は、１次側および２次側にタップを有するアイソレーショントランスと、ＡＣ／ＤＣコンバータを含んで構成され、
上記１００Ｖ系サブ部は、１００Ｖ系に対応させられた過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側巻線を並列接続するとともに２次側巻線を並列接続するようアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とから構成され、
上記２００Ｖ系サブ部は、２００Ｖ系に対応させられた過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側巻線を直列接続するとともに２次側巻線を直列接続するようアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とから構成される
ことが特徴となっている。
【００１１】
電源装置は、固定されたメイン部と、このメイン部に着脱自在にいずれかが取り付けられる１００Ｖ系サブ部および２００Ｖ系サブ部とからなる。メイン部にはアイソレーショントランスとＡＣ／ＤＣコンバータとが含まれる。アイソレーショントランスには、その１次側および２次側にタップが備えられており、このタップの結線によって１次側および２次側の巻線を並列または直列に接続することができるようになっている。１００Ｖ系サブ部および２００Ｖ系サブ部はいずれも、過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とを含むが、これらは１００Ｖ系と２００Ｖ系のいずれかに対応させられている。すなわち、上記１００Ｖ系サブ部は、１００Ｖ系に対応させられた過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側巻線を並列接続するとともに２次側巻線を並列接続するようアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とから構成され、上記２００Ｖ系サブ部は、２００Ｖ系に対応させられた過電流遮断回路と、上記のアイソレーショントランスの１次側巻線を直列接続するとともに２次側巻線を直列接続するようアイソレーショントランスの１次側および２次側のタップを結線する結線部とから構成されている。そこで、サブ部を交換して取り付ければ、過電流遮断回路を１００Ｖ系あるいは２００Ｖ系に対応させることができるとともに、アイソレーショントランスの１次側巻線および２次側巻線とも１００系では並列に２００Ｖ系では直列にそれぞれ接続することができるというように、結線関係を１００Ｖ系あるいは２００Ｖ系に対応させることができる。ここで、重量のあるアイソレーショントランスは１００Ｖ系と２００Ｖ系の間で移行の際に交換することはなく、また、アイソレーショントランスのタップの結線関係はサブ部を取り付ければ１００Ｖ系または２００Ｖ系に対応したものとなって、その１次側巻線および２次側巻線が１００Ｖ系または２００Ｖ系に対応することになるため、作業が容易である。１００Ｖ系と２００Ｖ系とで共通な部分はメイン部として固定し、異なる部分のみをサブ部として交換するようにしたので、部品の共通化により製造コストを下げることができ、また据え付け現場での交換作業も容易になってこの点でもコストダウンできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は１００Ｖ系の商用交流電源に対応させた状態の電源装置部分のみを示すブロック図、図２は２００Ｖ系の商用交流電源に対応させた状態の電源装置部分のみを示すブロック図、図３は超音波診断装置の全体の外観を示す概略図、図４は電源装置部分の機械的配置関係を示すための模式的な斜視図である。これらの図に示すように、電源装置１３は、固定された（交換されるようには構成されていない）メイン部３０と、着脱自在で交換可能に構成されたサブ部４０、５０とからなる。
【００１３】
全体としては図３に示すように、この超音波診断装置は、本体１０とプローブ２０とから構成され、ケーブル２１の先端のコネクタ２２によってプローブ２０が本体１０に着脱自在に結合されるようになっている。本体１０の筐体１１内には、送信・受信回路、情報処理回路、受信信号処理系、コントローラ等の電子回路１２とこれらに直流電力を供給する電源装置１３とが収納される。この筐体１１には、さらに、超音波画像などを表示するディスプレイ装置１６、キーボードや各種のスイッチ類等が備えられた入力装置１７が設けられている。筐体１１つまり超音波診断装置本体１０はキャスター１４により床面上を自由に移動できるようになっている。
【００１４】
電子回路１２内の送信・受信回路によりプローブ２０内の超音波振動子エレメントがパルス駆動され、かつ各エレメントからの超音波受信信号が増幅される。プローブ２０から超音波ビームを発射するときは、各エレメントをいっせいにパルス駆動し、そのタイミングの遅延時間および位相を各エレメントごとにコントロールすることによって各エレメントから発生する超音波の合成波ビームの方向と焦点とを定める。受信時には、各エレメントからの受信信号の各々に所定の遅延時間と位相差とを与えて合成することにより、合成受波超音波ビームの方向と焦点とを定める。この遅延時間および位相の制御により、送信時および受信時の合成超音波ビームの電子的なコントロールを行う。これにより、たとえば送信および受信超音波ビームが所定の断面を走査するような電子的なスキャンが可能になる。超音波受信信号は、受信信号処理系により処理され、Ｂモード画像などが作られ、これがディスプレイ装置１６に送られて、その表示画面上に表示される。入力装置１７は、ＢモードやＭモードなどの撮像モードを入力したり、患者名や患者ＩＤなどを入力するためのものである。
【００１５】
超音波診断装置本体１０の筐体１１の下部には上記のように電源装置１３が納められる。これは電源装置１３が重量のあるアイソレーショントランス３１（図４参照）を含むから、下部に配置して重量バランス的に安定させるためである。すなわち、図４に示すように筐体１１の下部フレーム１５に電源装置１３が取り付けられる。電源装置１３は固定された（交換されることが前提となっていない）メイン部３０と、交換自在な２つのサブ部４０、５０とからなる。メイン部３０は中央部に配置される。メイン部３０はアイソレーショントランス３１とデジタル回路用のＡＣ／ＤＣコンバータ３２とアナログ回路用のＡＣ／ＤＣコンバータ３３とを含み、これらが下部フレーム１５の中央部に配置される。これらを保護するためにカバー１９、１９が取り付けられる。
【００１６】
サブ部４０、５０は両端のキャスター可動エリア１８を避けるような位置に、それぞれ取り付けられる。サブ部４０、５０は着脱自在であり、１００Ｖ系商用交流電源用と２００Ｖ系商用交流電源用とが予め用意され、これらのいずれかが装着されると、図１および図２に示すようにコネクタ６１〜６３で電気的に接続される。これらのコネクタ６１〜６３はパネル取り付け型コネクタであり、サブ部４０、５０を所定の位置に配置して機械的に取り付けるとコネクタ６１〜６３における電気的な接続も同時になされる。
【００１７】
１００Ｖ系商用交流電源用サブ部４０、５０を装着した場合の電気的接続関係は図１のようになる。１００Ｖ系商用交流電源用サブ部４０はアイソレーショントランス３１の１次側に接続されるもので、アイソレーショントランス３１の１次側の巻線を並列接続するようタップを接続する結線関係とされた端子台４１と、１００Ｖ用の過電流遮断回路４２と、ＡＣインレット４３とを備える。過電流遮断回路４２は、ヒューズ、サーキットブレーカー、サーキットプロテクタなどからなる。
【００１８】
１００Ｖ系商用交流電源用サブ部５０はアイソレーショントランス３１の２次側に接続されるもので、アイソレーショントランス３１の２次側の巻線を並列接続するようタップを接続する結線関係とされた端子台５１と、１００Ｖ用のラインフィルター５２と、メインスイッチ５３とからなる。このメインスイッチ５３の出力側はコネクタ６３を経てメイン部３０のデジタル回路用のＡＣ／ＤＣコンバータ３２およびアナログ回路用のＡＣ／ＤＣコンバータ３３に接続される。
【００１９】
２００Ｖ系商用交流電源用サブ部４０、５０を装着した場合は図２のようになる。２００Ｖ系商用交流電源用サブ部４０の端子台４１ではアイソレーショントランス３１の１次側巻線を直列接続するようにタップを接続する結線が施されている。２００Ｖ系商用交流電源用サブ部５０の端子台５１でも同様に、アイソレーショントランス３１の２次側巻線を直列接続するようにタップを接続する結線が施されている。これらサブ部４０、５０に含まれる過電流遮断回路４２およびラインフィルター５２はいずれも２００Ｖ用である。
【００２０】
そこで、接続すべき商用交流電源が１００Ｖ系から２００Ｖ系になったとき、あるいはその逆に２００Ｖ系から１００Ｖ系になったときに、単に、２つのサブ部４０、５０を交換して装着すればよいことになる。こうすることにより、１つの固定されたアイソレーショントランス３１の１次側および２次側の巻線の結線関係が１００Ｖ系あるいは２００Ｖ系に対応することになるし、過電流遮断回路４２やラインフィルター５２も１００Ｖ系あるいは２００Ｖ系のものに交換できる。
【００２１】
そして、交換するのは、端子台４１、過電流遮断回路４２、ＡＣインレット４３を含むサブ部４０と、端子台５１、ラインフィルター５２、メインスイッチ５３を含むサブ部５０のみであって、重量のあるアイソレーショントランス３１は交換する必要がないため、作業は容易である。その作業は一人の作業員でも十分にまかなえ、人手の省略により、作業コストを削減することができる。また、交換するのは、サブ部４０、５０のみであって、アイソレーショントランス３１、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２、３３等は両方の電源電圧に共通に用いるので、各電源電圧に対応するものとして予め用意しておかなければならないのはサブ部４０、５０だけとなり、製造コストを削減できる。
【００２２】
この例では、アイソレーショントランス３１は交換可能には構成していない（もちろん、作業の煩雑さをいとわなければ、分解して交換することは可能であるが）。これは、アイソレーショントランス３１は、その温度上昇、扱う電圧に対してきちんとした設計がなされていれば故障を起こす可能性は非常に少なく、交換する必要がほとんどないからである。これに対して、２種類のＡＣ／ＤＣコンバータ３２、３３は、故障に備えて、パネル取り付け型コネクタにより電気的接続がなされるようにして着脱が自由にできるように設計してある。すなわち、図４に示すようにカバー１９、１９を取り外して、両脇方向から２つのＡＣ／ＤＣコンバータ３２、３３を交換することができるようにしている。
【００２３】
なお、上記の例ではアイソレーショントランス３１のタップの結線を行うのに所定の結線を施した端子台４１、５１を用いているが、端子台４１、５１ではなく、所定の結線関係とした基板を作成し、この基板を用いるようにしてもよいし、コネクタ６１、６２のサブ部４０、５０側に直接ワイヤー接続を行って結線関係を実現するようにしてもよい。
【００２４】
また、ここでは交換自在なサブ部４０、５０は２個に別れているが、これを１個にまとめ、１個のサブ部のみを交換するように構成することもできる。この場合、電気的接続関係は図１、図２に示したものと同じであるが、２つのサブ部４０、５０が機械的には１つに合体されることになる。さらに、サブ部４０、５０とメイン部３０との着脱自在な電気的接続はパネル取り付け型コネクタにより行っているが、基板上に設けたコネクタでもよい。
【００２５】
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で、具体的な構成などは種々に変更できることは言うまでもないであろう。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の超音波診断装置によれば、容易な作業で、コストもかからずに、１００Ｖ系の商用交流電源と２００Ｖ系の商用交流電源との間での切り換えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図２】同実施形態において２００Ｖ系に切り換えた状態を示すブロック図。
【図３】同実施形態の全体を示す模式図。
【図４】同実施形態の電源装置部分のみを模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１０                超音波診断装置の本体
１１                筐体
１２                電子回路
１３                電源装置
１４                キャスター
１５                下部フレーム
１６                ディスプレイ装置
１７                入力装置
１８                キャスター可動エリア
１９                カバー
２０                プローブ
２１                ケーブル
２２、６１〜６３    コネクタ
３０                メイン部
３１                アイソレーショントランス
３２                デジタル用ＡＣ／ＤＣコンバータ
３３                アナログ用ＡＣ／ＤＣコンバータ
４０、５０          サブ部
４１、５１          端子台
４２                過電流遮断回路
４３                ＡＣインレット
５２                ラインフィルター
５３                メインスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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