(57)【要約】【課題】ＤＣモータに異常高トルク発生時、簡単で信頼性の高い安全性維持手段を備えた移動型Ｘ線装置を提供する。【解決手段】操作者により操作される操作部９は、移動型Ｘ線装置の前進、後退、右旋回、左旋回、移動速度などの情報を制御器１０に入力する。制御器１０は前進か後退かいずれかを実行させる制御信号と、移動速度を制御するＰＷＭ信号を駆動回路１２、１３へ入力する。駆動回路１２で駆動されるＤＣモータ１４の動力はメカニカルヒューズ１６と減速機１８を介して右駆動輪２に伝達され、駆動回路１３で駆動されるＤＣモータ１５の動力はメカニカルヒューズ１７と減速機１９を介して左駆動輪３に伝達される。駆動回路１２の駆動素子がショートモードで破損すると過大なトルクが生起しメカニカルヒューズ１６が破断しＤＣモータ１４の動力は伝達されない。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動の車輪により移動可能な移動型Ｘ線装置において、前記モータに所定値以上のトルクが発生した時、前記車輪への動力の伝達を機械的かつ非可逆的に遮断する動力伝達遮断手段を備えたことを特徴とする移動型Ｘ線装置。
【請求項２】
前記動力伝達遮断手段をメカニカルヒューズで構成したことを特徴とする請求項１記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項３】
前記メカニカルヒューズは２つの動力伝達軸の間に介在され、一方の動力伝達軸に固定される内固定部と、他方の動力伝達軸に固定される外固定部と、これら内固定部と外固定部とを連結する破断部を有する複数のアーム部で構成されていることを特徴とする請求項２記載の移動型Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動型Ｘ線装置に関し、特には駆動用モータに異常高トルク発生時の安全性維持に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院などの回診時にＸ線透視撮影を行うために、移動型Ｘ線装置が広く利用されている。かかる移動型Ｘ線装置は小型かつ軽量であることが必要であり、病院内のベッドルーム、技工室、手術室、小児室、レントゲン室、乳児室などでＸ線撮影を行うために用いられる。しかし、移動型Ｘ線装置では、制御器、Ｘ線管、蓄電池などを搭載しているため装置重量は重く、人力のみでこれを移動するのは大変な労力を必要とするため、モータによるアシスト機構が備えられている。
【０００３】
アシスト機構は一般に、駆動輪とそれを駆動するＤＣモータと減速機などで機械的に構成される。図５は、ＤＣモータの駆動回路の概要を示す。図５において、ＦＥＴ４１はＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号によりＯＮ／ＯＦＦし、ＤＣモータの回転速度を制御する。ＰＷＭでは、ＤＣモータが動きとしてはまったく反応しない程度の周期（例えば８ＭＨｚ）でＦＥＴ４１のＯＮ／ＯＦＦを繰り返し一周期の中でＯＮが占める割合でパワーが制御される。モータ制御回路４２は入力する制御信号に基づいてＤＣモータの回転方向などを制御する。
【０００４】
電動走行にて、病院内を回診するための移動手段を備えたＸ線装置において、周囲の物体との距離を測定する検出器と、走行する速度を検出する速度検知器を備え、前記検出器の検出した距離により走行速度を制御する手段、または前記速度検知器により検知した走行速度により周囲の物体との距離を制限する手段を備えた構成とし、走行時の接触や衝突を避ける保護機能を付加した移動型Ｘ線装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０１９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＤＣモータの回転速度を制御するＦＥＴ４１は、静電気などの外部からの過大なノイズや経年的な劣化によりショートモードで破損する可能性がある。前記ＦＥＴ４１がショートモードで破損した場合、ＤＣモータに異常高トルクが発生しＤＣモータは制御されない状態で回転し、操作者の意思に反して移動型Ｘ線装置が高速で動き出すという不具合が発生する可能性がある。従来この課題を解決する為に、ＤＣモータと直列にヒューズを挿入しＦＥＴ４１のショートモードでの破損により流れる過大電流でヒューズを溶断させＤＣモータを停止させる方法か、ＤＣモータを流れる電流を検出して所定値を超えた場合、ＤＣモータを流れる電流を遮断する方法がとられている。
【０００６】
ＤＣモータと直列にヒューズを挿入しＦＥＴ４１のショートモードでの破損により流れる過大電流でヒューズを溶断させＤＣモータを停止させる場合は、ヒューズの溶断電流の個体差が大きいため適切なヒューズを選定するのが困難である。また、ヒューズには寿命があり定期的に交換する必要があるなどの課題がある。
【０００７】
ＤＣモータを流れる電流を検出して所定値を超えた場合、リレーを作動させ、ＤＣモータと直列に挿入されたリレー接点が開き電流が遮断される。この方法によれば、制御回路がＤＣモータへ電流を供給していないにもかかわらず電流を検出した場合は、ＦＥＴ４１あるいは制御回路の異常と判断し、電流を遮断してＤＣモータを停止させることも可能である。しかし、この方法は、回路が複雑で部品点数も多いなどの課題がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、回路が複雑で部品点数が多いなどの問題がなく、信頼性の低いヒューズを使うこともなく、ＤＣモータに異常高トルクが生起した場合、安全性を維持する手段を備えた移動型Ｘ線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
モータ駆動の車輪により移動可能な移動型Ｘ線装置において、前記モータに所定値以上のトルクが発生した時、前記車輪への動力の伝達を機械的かつ非可逆的に遮断する動力伝達遮断手段を備える。この動力伝達遮断手段をメカニカルヒューズで構成する。このメカニカルヒューズは２つの動力伝達軸の間に介在され、一方の動力伝達軸に固定される内固定部と、他方の動力伝達軸に固定される外固定部と、これら内固定部と外固定部とを連結する破断部を有する複数のアーム部で構成されている。したがって、モータに異常高トルクが生起した場合、簡単な構成で異常高トルクの車輪への伝達を阻止できる。
【発明の効果】
【００１０】
ＤＣモータを制御するＦＥＴがショートモードで破損しＰＷＭによる制御ができなくなった時、ＤＣモータから車輪への動力の伝達が遮断される。本発明は、簡単な構成で安全性を高くした移動型Ｘ線装置の供給が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ＦＥＴがＯＮの時の割合が例えば６０％で、移動型Ｘ線装置を移動開始できるトルクを有するＤＣモータが選定される。
【００１２】
ＤＣモータに所定値以上のトルクが発生した場合、車輪への動力の伝達を機械的かつ非可逆的に遮断する手段を、メカニカルヒューズで構成する。このメカニカルヒューズは２つの動力伝達軸がそれぞれ固定される固定部と、これら固定部を連結する破断部とを一体構造としたものである。
【実施例】
【００１３】
以下本発明の実施例について図１〜５を参照して説明する。図１は、本発明の移動型Ｘ線装置の概略構成を示す図である。図２は、駆動機構の概略構成を示す図である。図３は、メカニカルヒューズの概略構成を示す図である。図４は、ＤＣモータのトルクと回転速度とＰＷＭ制御の関係を説明する図である。
【００１４】
つぎに本発明の移動型Ｘ線装置の構成ならびに作動を図１と図２にしたがって説明する。図１はこの移動型Ｘ線装置を右側より見た図であり、図２は右駆動輪２および左駆動輪３とＤＣモータ１４、１５との関係等を示す図である。図１において、移動型Ｘ線装置は、左右一対の前輪１と右駆動輪２と左駆動輪３（図２参照）を備えた走行台車４の前部に支柱５を旋回自在に立設するとともに、この支柱５に沿って上下自在に支持台６を取り付け、支持台６から水平片持ち状に伸縮アーム７を延出し、その先端にＸ線管８を照射方向調整可能に取り付け、また、走行台車４の上方に操作部９を、走行台車４の内部に制御器１０と、蓄電池１１と、駆動回路１２、１３と、ＤＣモータ１４、１５と、メカニカルヒューズ１６、１７と、減速機１８、１９と、図示しないブレーキを配設して構成されている。
【００１５】
本発明の駆動機構は、ＤＣモータ１４とメカニカルヒューズ１６と減速機１８と右駆動輪２が動力伝達軸で連結され、これと独立して、ＤＣモータ１５とメカニカルヒューズ１７と減速機１９と左駆動輪３が動力伝達軸で連結されて構成される。ＤＣモータ１４とＤＣモータ１５は、駆動回路１２、１３を介して制御器１０により独立して制御される。駆動回路１２で駆動されるＤＣモータ１４の動力は、メカニカルヒューズ１６と減速機１８を介して右駆動輪２に伝達され、駆動回路１３で駆動されるＤＣモータ１５の動力は、メカニカルヒューズ１７と減速機１９を介して左駆動輪３に伝達される。
【００１６】
メカニカルヒューズ１６と動力伝達軸との接合は、図２に示すように、一方の動力伝達軸（減速機１８側）が、その先端の雄ネジをネジ孔３７に締結し好ましくはさらにナット止めすることにより内固定部３２に固定され、他方の動力伝達軸（ＤＣモータ１４側）が、孔中心を一点鎖線で示すボルト孔３８を利用してボルト止めされることにより外固定部３３に固定される。メカニカルヒューズ１７についても同様に２つの動力伝達軸と接合されている。なお、内固定部３２と外固定部３３の間には破断部３６が形成されている。
【００１７】
操作者により操作される操作部９は、移動型Ｘ線装置の前進、後退、右旋回、左旋回、移動速度などの情報を制御器１０に入力する。制御器１０は前進または後退のいずれかを選択する制御信号と、移動速度を制御するＰＷＭ信号を駆動回路１２、１３へ入力する。
【００１８】
駆動回路１２、１３は、図５に示すように、ＦＥＴ４１とモータ制御回路４２などで構成され、ＦＥＴ４１はＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦし、ＤＣモータ１４、１５の回転速度を制御し、モータ制御回路４２は入力する制御信号に基づいてＤＣモータ１４、１５の回転方向などを制御する。電源は蓄電池１１から供給される。ＤＣモータ１４、１５は、モータ制御回路４２から供給される電力により、制御器１０から入力する信号で決まる回転方向と回転速度で駆動される。装置を旋回する場合、制御器１０は、駆動回路１２、１３へ入力する２つのＰＷＭ信号を制御して、右駆動輪２と左駆動輪３の回転速度を相違させる。また、制御器１０は駆動回路１２、１３へ入力する２つの制御信号を制御し、右駆動輪２と左駆動輪３の回転を逆にして移動なしで装置を回転させることも可能である。
【００１９】
図３は、メカニカルヒューズ１６、１７の概略構成を示す図である。メカニカルヒューズ１６、１７は、図示しない２つの動力伝達軸の間に配設され、一方の動力伝達軸の端部が固定される内固定部３２と、他方の動力伝達軸の端部が固定される外固定部３３と、これら内固定部３２と外固定部３３とを連結する３つのアーム部３４で構成されており、これらが一体成形されたものである。
【００２０】
内固定部３２と外固定部３３は、両者の間に形成される３つの長孔部３５で分けられ、長孔部３５の内側が内固定部３２、外側が外固定部３３である。そして、隣り合う長孔部３５の間が、アーム部３４である。アーム部３４の内側端部は、長孔部３５から突起した孔突起部３５ａによって挟まれることにより幅が狭くなる。この部分が破断部３６である。
【００２１】
内固定部３２の中心にはネジ孔３７が形成され、一方の動力伝達軸の先端に形成された雄ネジが装着される。一方、外固定部３３には、他方の動力伝達軸を固定するためのボルト孔３８が長孔部３５に対応する位置に形成されている。一方の動力伝達軸が、その先端の雄ネジをネジ孔３７に締結し好ましくはさらにナット止めすることにより内固定部３２に固定され、他方の動力伝達軸が、孔中心を一点鎖線で示すボルト孔３８を利用してボルト止めされることにより外固定部３３に固定される（図２参照）。内固定部３２および外固定部３３は、動力伝達軸の固定に必要な強度を確保できる肉厚を有している。
【００２２】
メカニカルヒューズ１６、１７は、その２つの動力伝達軸間に生起するトルクが破断トルクＴａより大きい時、破断部３６が破断し動力は伝達されなくなる。メカニカルヒューズ１６、１７は、その破断トルクＴａが起動トルクＴｂと異常時トルクＴｃの間にあるものが選定される。図４において、起動トルクＴｂは装置を移動するのに必要な最大トルクで、異常時トルクＴｃはＦＥＴ４１が常にＯＮの時の拘束トルクである。また、直線ＣｃはＦＥＴ４１が常にＯＮの時の特性曲線であり、直線Ｃｂは拘束トルクが起動トルクＴｂと等しくなるようにＦＥＴ４１がＰＷＭ制御されている場合の特性曲線である。図４は、回転方向が一つの場合の例で、通常、ＤＣモータ１４、１５は点で塗りつぶした領域内でＰＷＭ制御される。
【００２３】
本発明は以上の構成であるから、例えば駆動回路１２のＦＥＴ４１が静電気などの外部からの過大なノイズや経年的な劣化によりショートモードで破損すると、ＤＣモータ１４は図４で示す直線Ｃｃの特性曲線で駆動される。破断トルクＴａに対応する速度Ｎａの回転速度より遅い回転速度で回転中にＦＥＴ４１がショートモード破損した場合は、メカニカルヒューズ１６の２つの動力伝達軸間に破断トルクＴａより大きいトルクが加わりメカニカルヒューズ１６は破断されＤＣモータ１４の動力は伝達されなくなる。一方、速度Ｎａの回転速度以上の回転速度で回転中にＦＥＴ４１がショートモード破損した場合は、操作者の意思に反して装置の移動速度が加速される。そのため操作者によりブレーキ操作され、ＤＣモータ１４の回転速度が速度Ｎａより遅くなった時、メカニカルヒューズ１６は破断されＤＣモータ１４の動力は伝達されなくなる。
【００２４】
駆動回路１３のＦＥＴ４１がショートモードで破損する場合は、上記同様にメカニカルヒューズ１７が破断されＤＣモータ１５の動力は伝達されなくなる。このようにして、本発明は、簡単な構成で機械的にも遮断され安全性を高くした移動型Ｘ線装置の供給が可能となる。
【００２５】
図１の走行台車４に示す実施例では、ＤＣモータ１４、１５をＰＷＭ制御する素子としてＦＥＴ４１が使われているが、代わりにトランジスタで置き換えても本発明は適用可能であり装置は図示例に限定されない。
【００２６】
また、図３に示す実施例では、メカニカルヒューズ１６、１７は、３つのアーム部３４と長孔部３５で構成されているが、これらアーム部３４と長孔部３５は２つあるいは４つ以上で構成されても本発明は適用可能である。本発明はこれら変形例を包含する。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、移動型Ｘ線装置に関し、特には駆動用モータに異常高トルク発生時の安全性維持に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の移動型Ｘ線装置の概略構成を示す図である。
【図２】駆動機構の概略構成を示す図である。
【図３】メカニカルヒューズの概略構成を示す図である。
【図４】ＤＣモータのトルクと回転速度とＰＷＭ制御の関係を説明する図である。
【図５】ＤＣモータの駆動回路の概要を示す。
【符号の説明】
【００２９】
１  前輪
２  右駆動輪
３  左駆動輪
４  走行台車
５  支柱
６  支持台
７  伸縮アーム
８  Ｘ線管
９  操作部
１０  制御器
１１  蓄電池
１２  駆動回路
１３  駆動回路
１４  ＤＣモータ
１５  ＤＣモータ
１６  メカニカルヒューズ
１７  メカニカルヒューズ
１８  減速機
１９  減速機
３２  内固定部
３３  外固定部
３４  アーム部
３５  長孔部
３５ａ  孔突起部
３６  破断部
３７  ネジ孔
３８  ボルト孔
４１  ＦＥＴ
４２  モータ制御回路
Ｃｂ  直線
Ｃｃ  直線
Ｎａ  速度
Ｔａ  破断トルク
Ｔｂ  起動トルク
Ｔｃ  異常時トルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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