(57)【要約】【課題】医用画像診断装置の主要部を収容するフレームに対して開閉されるカバーの開作業負担を軽減するとともに、フレームの収容スペースの低下を抑制すること。【解決手段】医用画像診断装置の主要部を収容するフレーム４と、フレーム４に対してヒンジ１０１により開閉可能なカバー１と、を備えた医用画像診断装置であって、カバー１の内側に取り付けられたパワーアシスト機構３と、パワーアシスト機構３の可動点１０５とフレーム４の固定点１０３とをリンクするリンクバー２とを具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像診断装置の主要部を収容するフレームと、前記フレームに対してヒンジにより開閉可能なカバーと、を備えた医用画像診断装置であって、
前記カバーの内側に取り付けられたパワーアシスト機構と、
前記パワーアシスト機構の可動点と前記フレームの固定点とをリンクするリンクバーとを具備することを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記パワーアシスト機構は、伸縮機構であり、その伸縮方向は前記カバーに略平行であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記パワーアシスト機構は、伸縮機構であり、前記伸縮機構は、一端が前記カバーに固定され、他端が可動端として前記支柱の前記他端に接続されたスプリング機構であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記スプリング機構の可動端は、前記カバーに沿って設置された溝形構造に移動可能に取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記スプリング機構の可動端は、前記カバーに沿って設置されたガイドレールに移動可能に取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記スプリング機構は、ガススプリング機構であることを特徴とする請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記パワーアシスト機構は、両端が前記カバーに固定されたスプリングバーと、前記スプリングバーに挿入されたコイルスプリングとを有し、前記コイルスプリングの一端は固定され、他端は前記リンクバーの他端に接続されることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記パワーアシスト機構は、前記リンクバーの他端にスライド可能に接続されたバーと、前記バーを移動する励磁コイルとを含むことを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
前記カバーは、フロント部分と、エッジ部分とからなり、前記エッジ部分は前記ヒンジに接続されることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項１０】
前記カバーが閉じているとき、前記リンクバーと前記フレームとの接続点は、前記フレームに対する前記ヒンジの接続点と、前記リンクバーと前記パワーアシスト機構との接続点を結ぶ線の、前記カバーの側に位置されることを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
前記パワーアシスト機構は、前記フロント部分が床面に対して略平行のとき、前記カバーの重さと平衡する伸長力を有することを特徴とする請求項１０に記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
前記パワーアシスト機構は、前記カバーが閉じているときに最も高く、前記フロントカバーが床面に対して平行している時に最も低い伸長力を発揮することを特徴とする請求項１０に記載の医用画像診断装置。
【請求項１３】
前記医用画像診断装置は、Ｘ線ＣＴ装置であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項１４】
フレームと、前記フレームに対してヒンジにより開閉可能なカバーと、を備えた箱体機構であって、
前記カバーの内側に取り付けられたパワーアシスト機構と、
前記パワーアシスト機構の可動点と前記フレームの固定点とをリンクするリンクバーとを具備することを特徴とする箱体機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉可能な箱体構造を有する比較的大型の医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医用画像診断装置、自動車などの大型の箱体構造については、図１に示すように、そのバックカバーを開ける時に、利用者がカバーを引き上げることが必要であり、カバーが重く（例えば２０ｋｇ以上）、かつカバーの回転支点の高さが人の身長より高い装置について、一人だけでカバーを９０°に開けることが困難であり、二人がそれぞれ装置の両側に立ち、共同でカバーを開けてから、支柱でカバーを支えることが必要である。
【０００３】
特に、Ｘ線ＣＴ診断装置のような大型装置について、利用者が装置の内部をメンテナンスするために、装置のフロントカバーを開けることが必要である。このとき、カバーが重くかつ大きいので、一人でカバーを開けることが困難であり、作業効率を低下させ、人件費を向上させるため、サービス性が悪化になる。
【０００４】
この問題に対して、特許文献１は、カバーを便利に開けるブースタ機構を提案した。  
この装置は、例えば図２に示すように、装置本体であるフレーム１ａにスプリング手段４を設け、カバー１ｅにこのスプリング手段４と接続された支柱７を設けた。カバーを開ける時に、このスプリング手段によって、従来より小さい力でカバーを開ける。
【０００５】
しかし、この装置において、スプリング手段、特にガススプリングのようなブースタ機構が装置本体のフレームに設置され、所定のスペースを必要とするので、装置本体のスペースの配置は限られ、そして、このようなブースタ機構は、力を節約する面で、最適化に達しない。
【特許文献１】特開平１１−１５２９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、医用画像診断装置の主要部を収容するフレームに対して開閉されるカバーの開作業負担を軽減するとともに、フレームの収容スペースの低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の局面に係る発明は、医用画像診断装置の主要部を収容するフレームと、前記フレームに対してヒンジにより開閉可能なカバーと、を備えた医用画像診断装置であって、前記カバーの内側に取り付けられたパワーアシスト機構と、前記パワーアシスト機構の可動点と前記フレームの固定点とをリンクするリンクバーとを具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、医用画像診断装置の主要部を収容するフレームに対して開閉されるカバーの開作業負担を軽減するとともに、フレームの収容スペースの低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
本実施形態の医用画像診断装置の箱体は、医用画像診断装置の主要部を収容するいわゆるガントリと称されることが多い。例えば医用画像診断装置がＸ線コンピュータ断層撮影装置のとき、ガントリは、回転リングと、この回転リングにマウントされるＸ線管と、回転リングにマウントされるＸ線検出器とを収容する。また、ガントリは、Ｘ線管に印加するための高電圧を発生する高電圧発生器、さらにＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集システムを収容するかもしれない。
【００１０】
図３及び図１３に示すように、箱形状のフレーム４と、このフレーム４に対して開閉可能なカバー１とを備える。カバー１はフレーム４に対して天頂部においてＣ字形又はＵ字形のヒンジ１０１により開閉自在に結合される。ヒンジ１０１はカバー１とフレーム４の内部に設けられる。カバー１を閉じたとき、ヒンジ１０１はカバー１とフレーム４の内部に収容される。カバー１の内側には、一対のパワーアシスト３が設けられる。パワーアシスト３は、カバー１を持ち上げて開けるために必要な作業員のパワーを補助する。パワーアシスト３がフレーム４の収容物に干渉しないように、一方のパワーアシスト３はカバー１の左端に配置され、他方のパワーアシスト３はカバー１の右端に配置される。
【００１１】
パワーアシスト３は、典型的にはガススプリングを用いた伸縮機構である。パワーアシスト３（以下、適宜、伸縮機構又はスプリングという）は、カバー１の内側に固定されるシリンダ１０７と、シリンダ１０７に対して移動可能に設けられるシャフト１０９とを有する。シリンダ１０７に内封されたガスにより、シャフト１０９はシリンダ１０７に対して伸長する方向に加勢される。シャフト１０９の可動端にはリンクバー（以下、支柱という）２の一端が自由継手１０５を介して接続される。支柱２の他端は、自由継手１０３を介してフレーム４の所定位置（固定部）に接続される。
【００１２】
なお、図４に示すように、伸縮機構３のシャフト１０９の一端がカバー４に固定され、シリンダ１０７が溝形構造１１１に移動可能に設けられてもよい。シリンダ１０７の一端は支柱２の一端に対して自由継手１０５を介して接続される。
【００１３】
または、図５に示すように、シリンダ１０７の一端は、カバー１に沿って設置された滑車を有するガイドレール１１３に移動可能に取り付けられてもよい。
【００１４】
または、図６に示すように、伸縮機構３は、カバー１の内面から支持されたスプリング軸１１３と、スプリング軸１１３に挿入されたコイルスプリング１１５とを有する。コイルスプリング１１５の一端は支柱２の一端に対して自由継手１０５を介して接続される。
【００１５】
または、図７に示すように、伸縮機構３は、支柱の他端にスライド可能に接続されたリンクバーと、通電した後にリンクバーに対する吸引・反発力を生じることによって前記リンクバーをスライドさせる励磁コイルとを含んでもよい。
【００１６】
本実施形態において、図３に示すように、カバー１は、フロント部分１ａと、エッジ部分１ｂとを有する。しかし、カバー１は、フロント部分１ａだけからなってもよい。以下、カバー１がフロント部分１ａ及びエッジ部分１ｂを有する構造を例として説明する。
【００１７】
ここで、カバー１の着力分析を説明する。図８において、  
Ｄ：スプリング固定端（伸縮機構３のシリンダ１０７の固定端）  
Ａ：リンクバー２のフレーム４との結合端  
Ｂ：スプリング伸縮端（伸縮機構３のシャフト１０９の可動端）  
Ｃ：カバー１の重心  
Ｇ：カバー１の重力  
Ｆ：人によりカバー１に加えられた作用力  
θ：カバー１を開けている角度  
α：支柱２と水平方向との角度、水平線から支柱２までは、左手系が正である。  
図８において、０’は、カバー１を開けている角度θを説明するための仮想点である。
【００１８】
カバー１を開けたことにつれて、伸縮機構３が伸長し、支柱２を押し進めてカバー１を紙面上時計回りに回転させ、カバー１を開けている角度θは、支柱２による作用で９０°に接近し、適当なガススプリングを選択することによって、カバーを９０°に開けた時に、カバー１の重力と伸縮機構３の弾力とをモーメントの釣合に接近させる。
【００１９】
以下、本実施形態の幾何関係、即ちαとθとの関係を分析する。  
三角形ＭＯＯ’とＰＢＯ’とは近似しているので、
【数１】
2008086753.tif 000003
【００２０】
以下、ばね力（伸縮機構３の伸長力）を分析する。  
伸縮機構３の長さをＢＤと仮定すれば、  
θ＝０°の時に、
【数２】
2008086753.tif 000004
【００２１】
θ≠０°の時に、
【数３】
2008086753.tif 000005
【００２２】
伸縮機構３の長さをＬ0 、伸縮機構３の特性係数をＫ、ばね力をＦG 、伸縮機構３の定義反力をＦ0 と仮定すれば、
【数４】
2008086753.tif 000006
【００２３】
着力分析：  
Ｂ点の着力状態、図９  
ＦG ：伸縮機構３によりＢ点に対する圧縮力  
ＦB ：支柱２によりＢ点に対する作用力  
ＦC ：カバー１によりＢ点に対する拘束力  
Ｂ点の着力が釣合うと仮定すれば、Ｂ点の力の釣合う方程式を以下のようにリストする。
【数５】
2008086753.tif 000007
【００２４】
カバー１の着力状態は、図１０に示される。Ｏ点のモーメントの釣合う方程式を以下のようにリストする。
【数６】
2008086753.tif 000008
【００２５】
運動特性の分析（図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃ参照）：  
ＯＡＢが共線である場合にスプリングの圧縮量が最も大きく（ＢＤ線が最も短い）、この時にカバーを開けている角度をθｍと仮定する。図１１Ａに示すように、Ａ点の位置は、θ＝０°の位置の時のＯＢ直線の左上方、即ちカバーを開ける方向に近接する側に選択されれば、カバーを角度θｍに開ける前に、スプリングが外力により圧縮され、角度θｍの後こそスプリングが伸長する。図１１Ｂに示すように、Ａ点の位置は、θ＝０°の位置の時のＯＢ直線上又はＯＢ線の左下方に選択されれば、図１１Ｃに示すように、カバーを開けている過程にスプリングが伸長し、外力によりスプリングが圧縮される過程がない。
【００２６】
利用者の立場から見ると、カバーを９０°に開けた時に、スプリングができるだけ大きい弾力を提供する（スプリングの圧縮量ができるだけ大きい）ことが望まれる。これは、この時にカバーを床面に平行する高いところに開け、克服する必要がある重力のモーメントが最も大きく、かつ利用者が力を加え難く、カバーを閉じた時又はカバーが小さい角度の位置にある時に、克服する必要がある重力のモーメントが小さく、人は一部の作用力でスプリングの弾力を克服することができるからである。また、利用者が力を加えやすく、かつカバーを閉じた時に完全に閉じる必要があるので、スプリングの弾力を望まなく、又はスプリングの弾力ができるだけ小さいことを望む（着力しないことは好ましい）。
【００２７】
解決対策：
前記分析に基づいて、小さい角度の位置に人の作用力でスプリングを圧縮することを許すので、Ａ点の位置が、θ＝０°の位置の時のＯＢ直線の左上方、即ちＯＢ直線のカバーを開ける方向に近接する側にある技術案は好ましい。
【００２８】
以下、スプリングの寸法の具体的な例である。
【表１】
2008086753.tif 000009
【００２９】
その中、△Ｌはスプリングの圧縮量である。
【００３０】
前記結果に基づいて、図１２に示すように、利用者が力を加える曲線を得る。図１２において、比較して説明するために、本実施形態のブースタ機構を用いる曲線と、本実施形態のブースタ機構を用いていない曲線を示す。
【００３１】
図１２から見ると、本実施形態により提供される構造によって、利用者がカバーを機敏で省力に開ける。この構造を利用すれば、一人だけでカバーを楽に開け、消耗した力が１０Ｋｇｆ以下である。
【００３２】
その中、カバー１は、θ＝０°とθ＝９０°の状態でいずれも安定な状態を確保することができる。０°の状態を改変することは８Ｋｇｆを必要とし、９０°の状態を改変することは２Ｋｇｆを必要とする。θ＝９０°の時に、利用者が与えた力は負のものであり、上向きの力が必要でないことを示し、逆に、ばね力を下向きに反転したので、下向きに力を加えてこそ釣合を維持することができ、その結果、カバー１を極限に開けている時に、カバー１の降下を心配しない。計算結果において、θ＝９３．２２°の時にスプリングがストロークの最大値に達したので、カバー１は、モーメントの不釣合によって明け角度を持続的に増大することがない（９３．２２°に止まる）。その結果、本構造は、カバーの閉じる状態及び開ける状態の安定性（双安定性）を同時に保証することができる。
【００３３】
開け力の最大値は、カバー１の小さい角度の位置にあり、カバー１を開ける動作について、カバー１を開ける動作を変更する必要があり、即ち、カバー１を引き開けた後の一定の角度からカバー１を引き上げることに変更する時に、力を加えることは困難である。この機構によって、開け力は、力を加え難い時に小さくなるので、カバー１を開ける過程が楽になる。
【００３４】
カバー１を閉じる時に、人による力とカバー１自体の重さとを結合してカバー１を閉じる力を構成したので、大きい力がかからない。
【００３５】
カバー１を開けた後に、カバー１を固定する方法として、例えば以下の方法を用いることができる。
【００３６】
支柱２が回転可能にフレーム４の側壁に固定され、カバー１の側辺には、前記支柱２を挿入させる挿入部を備える。カバー１を開けた後に、支柱２を前記カバー１の挿入部に挿入させる。カバー１を閉じようとすると、支柱２を前記挿入部から抜き出して、カバー１を閉じる。ここで、このような構造に限らなく、他の固定機構、例えばカバー１をある角度に開けている時に伸縮機構の収縮部分の収縮を停止させる機構を用いてもよい。
【００３７】
本実施形態の添付表を計算ツールとすることができ、他の寸法及び要求の装置に対しては、既知条件及び選定パラメータを補正さえすれば、新たな開け力の曲線を得ることができる。
【００３８】
本実施形態の開閉構造をＸ線ＣＴ装置に用いる場合に、伸縮装置（ガススプリング）３をカバー１の側辺のカバー１内側に沿って設置し、即ち、カバー１を開ける過程にフレーム４に対して傾斜する辺のカバー１内側に沿って設置することは好ましい。
【００３９】
このように設置されることは、カバー１の側辺のカバー１内側が、通常、用いないスペースであり、本実施形態の伸縮機構をこの位置に設置することによって、スペースを効率的に利用可能であり、装置自体の寸法を増大せずに一人で力がかからなくてカバーを開ける開閉機構を備えることによって操作効率を向上させるからである。
【００４０】
本実施形態の開閉機構は、大きいスペースを必要とせずに設置されるので、装置の小型化に役立つ。そして、伸縮機構３をカバー１の側辺に設置しているので、伸縮機構３の配置スペースの強さを保証し、かつカバー１の強さを向上させることができる。
【００４１】
これは、カバー１ができるだけ軽くなるように樹脂からなるが、カバー１が大きいので曲げることになるからである。例えば、カバー１を開閉する時の曲げを防止させるように、カバー１の下部の二つの角部は、カバー１の内側へ曲げるＬ字形になる。本実施形態は、伸縮機構をカバーの側辺に設置することによって、カバー１の強さを向上させ、曲げを防止又は減少させることができる。
【００４２】
以上、本実施形態は、医用画像診断装置を例として説明されたが、これに限られない。例えば、本実施形態は、トラック、マイクロバスのバックカバーを開ける構造にも、他の類似の箱体構造にも用いられる。当業者であれば、本発明に対して種々の変形を行うことができる。
【００４３】
また本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は従来の医用画像診断装置のカバーを開けることを説明する図である。
【図２】図２は従来の箱体構造のブースタ機構の例である。
【図３】図３は本発明の実施形態による医用画像診断装置を示す側断面図である。
【図４】図４は本発明の実施形態による医用画像診断装置の伸縮機構を設置する方式を示す図である。
【図５】図５は本発明の実施形態による医用画像診断装置の伸縮機構の他の設置方式を示す図である。
【図６】図６は本発明の実施形態による医用画像診断装置の伸縮機構のまた他の設置方式を示す図である。
【図７】図７は本発明の実施形態による医用画像診断装置の伸縮機構のまた他の設置方式を示す図である。
【図８】図８は本発明の実施形態による医用画像診断装置の着力分析図である。
【図９】図９は本発明の実施形態による医用画像診断装置の着力分析図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態による医用画像診断装置の着力分析図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは本発明の実施形態において、Ａ点がθ＝０°の位置の時のＯＢ直線からその左上方に外れている様子を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは本発明の実施形態において、Ａ点がθ＝０°の位置の時のＯＢ直線上に位置する様子を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは図１１Ｂの状況でカバーを開けたときのスプリングの伸長を示す図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態による医用画像診断装置の開け力と開け角度との関係を示す図である。
【図１３】図１３は本発明の実施形態による医用画像診断装置の立体図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…カバー、２…リンクバー（支柱）、３…パワーアシスト、４…フレーム、１０１…ヒンジ、１０３、１０５…自由継手、１０７…シリンダ、１０９…シャフト。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008086753.tif 000019
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2008086753.tif 000021
【図１１Ｃ】
2008086753.tif 000022
【図１２】
2008086753.tif 000023
【図１３】
2008086753.tif 000024