(57)【要約】【課題】ブレーキ及びクラッチのノイズを低減させること。【解決手段】ブレーキ及びクラッチのためのノイズ制御システム及び方法を開示しており、この際に電圧プロフィール（５２）が少なくとも１段または２段状のプロフィール（５４、５８）と少なくとも１つの傾斜プロフィール（５６）とを備えている。この電圧プロフィール（５２）は、ブレーキまたはクラッチ（４２）の静止部材（２０）と回転部材（３０）の少なくとも一方に対して、その動作時におけるノイズを低下させるために選択的に印加される。こうしたシステム及び方法は医用撮像装置での使用に適応させることができる、特に医用撮像装置に一般に付随するブレーキ及びクラッチのノイズを低下させるように適応させることができる。【選択図】図２
2007271082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキまたはクラッチ（４２）のためのノイズ制御方法であって、
ブレーキまたはクラッチ（４２）の静止部材（２０）を回転部材（３０）に結合させる工程であって、該静止部材（２０）と回転部材（３０）の間の引力または斥力がブレーキまたはクラッチ（４２）の作動または解除動作（６０、６２）に由来している結合工程と、
電圧プロフィール（５２）を生成する工程と、
前記ブレーキまたはクラッチ（４２）の動作時のノイズを低下させるために該静止部材（２０）または回転部材（３０）を互いを基準として１つまたは複数の所望の速度で移動させるために、該ブレーキまたはクラッチ（４２）の動作時に該静止部材（２０）と回転部材（３０）の少なくとも一方に前記電圧プロフィール（５２）を印加する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記電圧プロフィール（５２）は少なくとも１つの階段状プロフィール（５４、５８）及び少なくとも１つの傾斜プロフィール（５６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電圧プロフィール（５２）は少なくとも２つの階段状プロフィール（５４、５８）及び少なくとも１つの傾斜プロフィール（５６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電圧プロフィール（５２）は少なくとも２つの階段状プロフィール（５４、５８）の中間に少なくとも１つの傾斜プロフィール（５６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記電圧プロフィール（５２）は１つまたは複数のｄｃ電圧パルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
供給電圧の１つまたは複数の変動に応答して前記電圧プロフィール（５２）を調整する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ブレーキまたはクラッチ（４２）は医用撮像装置で使用するように適応させている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記静止部材（２０）及び回転部材（３０）は金属材料の少なくとも一部分から製作されており、かつ電圧プロフィール（５２）を印加する前記工程によって前記ブレーキまたはクラッチ（４２）の動作時における金属対金属接触が低減される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ブレーキまたはクラッチ（４２）のためのノイズ制御装置であって、
ブレーキまたはクラッチ（４２）の回転部材（３０）と結合させた静止部材（２０）であって、該静止部材（２０）と回転部材（３０）の間の引力または斥力は該ブレーキまたはクラッチ（４２）の作動または解除動作（６０、６２）に由来している静止部材（２０）と、
前記静止部材（２０）と回転部材（３０）の少なくとも一方と動作可能に結合させた電圧発生装置（４６）であって、前記ブレーキまたはクラッチ（４２）の動作時におけるノイズを低減するために該静止部材（２０）と回転部材（３０）の少なくとも一方に選択的に印加される少なくとも１つの階段状プロフィール（５４、５８）及び少なくとも１つの傾斜プロフィール（５６）を含む電圧プロフィール（５２）を生成する電圧発生装置（４６）と、
を備えるノイズ制御装置。
【請求項１０】
前記電圧発生装置（４６）を前記静止部材（２０）と回転部材（３０）の少なくとも一方と結合させる駆動ユニット（４４）をさらに備える請求項１５に記載のノイズ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
全般的には、本発明の構成はブレーキ及びクラッチに関し、より具体的には、ブレーキ及びクラッチ動作（一例として、例示的、代表的かつ非限定の例では、医用撮像装置その他の駆動または制御に関して設けられるタイプのブレーキ及びクラッチ動作）におけるブレーキ及びクラッチの音響ノイズを低減または排除するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例証のために、例示的、代表的かつ非限定の目的において、本発明の構成の好ましい一実施形態を医用撮像装置に関して記載することにする。しかし、本発明の構成はこの件に限定されるものではない。
【０００３】
例えばよくある医用撮像装置は、放射線学装置、脈管撮像装置、蛍光透視装置、マンモグラフィ装置、Ｘ線装置、コンピュータ断層（ＣＴ）装置、核医学（ＮＭ）装置、陽電子放出断層（ＰＥＴ）装置、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置、超音波装置、その他を含む。こうした装置は一般に、患者テーブルなどの患者位置決め装置の動きを駆動または制御するための電気機械式デバイス、ピボットアームやＣ字アームを含むガントリ、その他を含む。こうしたデバイスはさらに、装置操作者によるこうした患者位置決め装置の動きの制御を可能にさせる電気機械式ブレーキや電気機械式クラッチを含むことがある。
【０００４】
例えばここで図１を参照すると、よくある電気機械式ブレーキまたはブレーキシステム１０は、少なくとも１つの回転部材３０と結合された少なくとも１つの静止部材２０を備える。一般に、静止部材２０はさらに電磁石２２と結合させており、この電磁石２２はブレーキコイル２４と結合させており、またこのブレーキコイル２４は電源２６によって選択的に通電または非通電とさせることが可能である。電磁石２２は静止部材２０に電磁気力Ｂを加えている。同様に、回転部材３０はベースプレート３２と解除可能に結合されており、またこのベースプレート３２はブレーキスプリング３４と結合させている。ブレーキスプリング３４は回転部材３０に対してスプリングの力Ｆを加えている。
【０００５】
一般に、ブレーキ１０を作動させるときは、電源２６がブレーキコイル２４を非通電とさせ、これによりブレーキコイル２４による電磁石２２の磁化が可能となる。この状態では、磁気力Ｂがスプリングの力Ｆに打ち克っており（または、打ち克つことが許容され）、これにより静止部材２０と回転部材３０が互いに引き合う、すなわち一体に引き寄せられる。このため静止部材２０と回転部材３０は一緒になることができ、これによって回転部材３０が自由に動くことすなわち静止部材２０を基準として回転することが防止される。静止部材２０と回転部材３０が互いに引き合うすなわち一体に引き寄せられて衝突するとかなり大きなノイズが発生することは驚くに当たらない。同様に、ブレーキ１０を解除するとき、すなわちブレーキ１０を作動させないようにするときは、電源２６がブレーキコイル２４を通電状態にし、これによりブレーキコイル２４による電磁石２２の非磁化が可能になる。この状態では、スプリングの力Ｆが電磁気力Ｂに打ち克っており（または、打ち克つことが許容され）、これにより回転部材３０とベースプレート３２が互いに引き合う、すなわち一体に引き寄せられる。このため静止部材２０と回転部材３０は分離され（すなわち、離れるように移動し）、これにより回転部材３０は自由に動くことすなわち静止部材２０を基準にして回転することができる。回転部材３０とベースプレート３２が互いに引き合うすなわち一体に引き寄せられて衝突するとかなり大きなノイズが発生することは驚くに当たらない。
【０００６】
記載したように、電源２６からのＤＣ供給電圧などの電圧によってブレーキコイル２４を通電または非通電状態にすることが好ましい。さらに記載したように、静止部材２０、回転部材３０及びベースプレート３２のそれぞれが従来から金属または金属材料から製作されているため、金属対金属の接触によって、例えば医用撮像装置を利用する装置操作者や検査対象の患者を含む関係者に対して妨害や不都合を生じさせる可能性がある記載したようなノイズが発生する。さらに緊急ブレーキ動作では、ノイズレベルがさらに妨害を生じさせるほど高くなる可能性がある。
【特許文献１】米国特許第６１１２８６５号
【特許文献２】米国特許第６２９００４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のブレーキやブレーキシステム１０の望ましくないブレーキノイズの低減に対する従来の解決法の１つは、ブレーキドラムの周りにリングダンパを配置させ、ブレーキ作動または解除の動作時においてリングダンパが振動する際には常にリングダンパとブレーキドラムの間での相対的な動き及び制御された滑りが許容されるようにすることである。しかしこの解決法では、ブレーキまたはブレーキシステム１０にさらに高価で嵩張ることがあり得るハードウェアを追加することが必要となる。
【０００８】
従来の別の解決法は、ブレーキコイル２４を通電状態にする電圧傾斜プロフィールを実現するために電源２６によって使用できるようなソフトスタート制御装置を利用することである。しかし、１Ｖ／５００ｍＳの傾斜をもつ０〜２４ボルトの典型的な傾斜では、典型的な待ち時間が概ね１２秒を超える可能性がある。
【０００９】
さらに、従来の解決法はいずれもブレーキ及びクラッチの動作時において医用撮像装置内に発生するノイズを制御できていないようであるが、当該システム及び方法は、静止部材２０、回転部材３２及びベースプレート３４の間の金属対金属接触を実質的に低減させる、あるいは供給電圧変動と独立に動作する、あるいは電源２６から印加される広範なパワーレンジにわたって静寂で円滑なブレーキ及びクラッチ動作を提供することができる。
【００１０】
また記載したブレーキ及びブレーキ動作と同様に、クラッチ及びクラッチ動作やその他に付随しても同様の動作特性が得られる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施形態では、ブレーキまたはクラッチのためのノイズ制御方法は、ブレーキまたはクラッチの静止部材を回転部材に結合させる工程であって該静止部材と回転部材の間の引力または斥力がブレーキまたはクラッチの作動または解除動作に由来する結合工程と、該ブレーキまたはクラッチの動作時のノイズを低下させるために該静止部材や回転部材を互いを基準として１つまたは複数の所望の速度で移動させるために、該ブレーキまたはクラッチの動作時に該静止部材と回転部材の少なくとも一方に該電圧プロフィールを印加する工程と、を含む。
【００１２】
別の実施形態では、ブレーキまたはクラッチのためのノイズ制御方法は、少なくとも１つの階段状プロフィール及び少なくとも１つの傾斜プロフィールを有する電圧プロフィールを生成する工程と、ブレーキまたはクラッチの動作時におけるノイズ低下させるためにブレーキまたはクラッチの静止部材または回転部材の少なくとも一方に該電圧プロフィールを印加する工程と、を含む。
【００１３】
さらに別の実施形態では、ブレーキまたはクラッチのためのノイズ制御装置は、ブレーキまたはクラッチの回転部材と結合させた静止部材であって静止部材と回転部材の間の引力または斥力は該ブレーキまたはクラッチの作動または解除動作に由来している静止部材と、該静止部材と回転部材の少なくとも一方と動作可能に結合させた電圧発生装置であって該ブレーキまたはクラッチの動作時におけるノイズを低減するために該静止部材と回転部材の少なくとも一方に選択的に印加される少なくとも１つの階段状プロフィール及び少なくとも１つの傾斜プロフィールを含む電圧プロフィールを生成する電圧発生装置と、を備える。
【００１４】
さらに別の実施形態では、医用装置は、医用装置のブレーキまたはクラッチの回転部材と結合させた静止部材であって該静止部材と回転部材の間の引力または斥力は該ブレーキまたはクラッチの作動または解除動作に由来している静止部材と、該静止部材と回転部材の少なくとも一方と動作可能に結合させた電圧発生装置であって該ブレーキまたはクラッチの動作時におけるノイズを低減するために該静止部材と回転部材の少なくとも一方に選択的に印加される少なくとも１つの階段状プロフィール及び少なくとも１つの傾斜プロフィールを含む電圧プロフィールを生成する電圧発生装置と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の構成を成す利点及び特徴、並びにこうした構成によって提供される典型的な機構の様々な製作及び動作の態様に関するより明瞭な概念は、本明細書の不可分の一部を成すと共に幾つかの図において同じ番号が全体として同じ要素を示している添付の例証のための例示的、代表的かつ非限定の図を参照することによって容易に明らかとなろう。
【００１６】
本発明の構成の様々な実施形態は、ブレーキやクラッチの動作時におけるブレーキやクラッチの音響ノイズを低減または排除するためのシステム及び方法を提供する。しかし本発明の構成はこの件にだけ限定したものではなく、本構成は別の用途に関しても同様に実現させることができる。
【００１７】
ここで図２を参照すると、ブレーキまたはクラッチ４２のための電圧制御装置４０を表している。より具体的に電圧制御装置４０は、電圧供給計測回路４８を通じて、ｉ）駆動ユニット４４及びｉｉ）電圧プロフィール発生器４６と動作可能に接続された電源２６を含む。
【００１８】
電圧プロフィール発生器４６はさらにパルス幅変調（「ＰＷＭ」）発生器５０と動作可能に結合されており、またこのＰＷＭ発生器５０はブレーキまたはクラッチ４２を駆動ユニット４４を介して駆動しており、またこの駆動ユニット４４はＰＷＭ発生器５０とブレーキまたはクラッチ４２の間に動作可能に結合されていることが好ましい。別法として、電圧プロフィール発生器４６はまた、駆動ユニット４４を介してブレーキまたはクラッチ４２を駆動するために、恐らくはＰＷＭ発生器５０ではなくサーボ制御装置（図示せず）を含むことがある。一方、駆動ユニット４４は段階的に変化する電圧プロフィール（図３に示したプロフィールなど）に従ってブレーキまたはクラッチ４２を駆動することが好ましい。
【００１９】
電圧プロフィール発生器４６は所望の時間期間にわたって所望の大きさをもつｄｃ電圧パルスを発生させることが好ましい。ＰＷＭ発生器５０は一方、電圧プロフィール発生器４６からのｄｃ電圧パルスを変調すること、次いで図３に示した変動する電圧プロフィールを生成すること、最終的に駆動ユニット４４を介してブレーキまたはクラッチ４２を駆動させる所望の供給電圧信号を供給すること、を実行するように構成させている。さらに好ましくは、電圧供給計測回路４８は、駆動ユニット４４を介して最終的にブレーキまたはクラッチ４２に供給される電源２６からの電圧を計測しており、また駆動ユニット４４は、ｉ）ＭＯＳＦＥＴ、リレー、トランジスタ、その他などの切り替えデバイスと、ｉｉ）所望によりブレーキまたはクラッチ４２を駆動するための切り替え駆動器と、を含む（だだし、図示していない）ことが好ましい。
【００２０】
上で記載したように、ブレーキまたはクラッチ４２の解除及び作動動作によって、静止部材２０及び回転部材３０に対する磁気的引力または斥力が生じる。本発明の構成に従った段階的に変化するプロフィールをもつ電圧によれば、静止部材２０と回転部材３０の間の磁気的引力及び斥力の速度が低下または実質的に低下する（これについては、以下で説明することにする）。一方これによって、静止部材２０、回転部材３０及びベースプレート３２の間での金属対金属の接触及びノイズが実質的に低下する。回転部材３０のエネルギーは実質的に低下させかつ制御することが可能であるため、静止部材２０、回転部材３０及びベースプレート３２の引力及び斥力の間に発生するノイズも低下または実質的に低下させることが可能である。
【００２１】
ここで図３を参照すると、ブレーキまたはクラッチ４２を制御するための電圧プロフィール５２を表している。より具体的には、ブレーキまたはクラッチ４２を通電するための所望の電圧プロフィール５２が得られるように、時間をｘ軸上にプロットし、これに対してｙ軸上にＤＣ電圧をプロットしている。別法として、効果を等しくまたは実質的に等しくして、別の電流プロフィール５２’（図示せず）を電圧プロフィール５２に対する代用とすることも容易に可能である。また便宜上、ブレーキまたはクラッチ４２の動作を最終的に制御する電圧プロフィール５２を表している。
【００２２】
より具体的には、図３は、ブレーキまたはクラッチ４２に供給する電圧を時間変動させるための好ましい電圧プロフィール５２を表している。したがって、電圧プロフィール５２は（図示したように）ブレーキ解除動作６０とブレーキ作動動作６２の両動作に関して、少なくとも１つの階段状プロフィール５４、５８と少なくとも１つの傾斜プロフィール５６とを備えており、このプロフィールの両方によってブレーキまたはクラッチ４２の動作時のノイズを低下または実質的に低下させることが可能である（ここで、これについて以下の例によって例証することにする）
図３に示す例証のための例示的、代表的かつ非限定の例では、例えば０〜２４ボルトのｄｃパルスに関するブレーキ解除動作６０の間において、０ボルトから概ね１８ボルトまで上昇性に第１の階段状プロフィール５４ａが生成される。次いで、上昇傾斜（第１の傾斜）プロフィール５６ａが概ね１８ボルトの位置で開始となり概ね１９ボルトの位置で終了となる。次いで最後に、概ね１９ボルトから概ね２４ボルトまで上昇性に第２の階段状プロフィール５８ａが印加される。同様に、例えば、０〜２４ボルトの同じｄｃパルスに関するブレーキ作動動作６２の間では、２４ボルトから概ね８ボルトまで下降性に第１の階段状プロフィール５４ｂが生成される。次いで、下降傾斜（第２の傾斜）プロフィール５６ｂが概ね８ボルトの位置で開始となり、概ね７ボルトの位置で終了となる。次いで最後に、概ね７ボルトから０ボルトまで下降性に第２の階段状プロフィール５８ｂが印加される。
【００２３】
ｄｃ電圧の大きさ、並びに傾斜５４、５８及び階段状プロフィール５６の持続時間は、ブレーキまたはクラッチ４２を動作させるのに必要なまたは望ましい力に応じて適当に変更可能であることに留意すべきである。例えば、図３に示した例では、傾斜プロフィール５６のそれぞれの持続時間は約５００ｍＳである。
【００２４】
したがって、本発明の構成に従って電圧制御装置４０を介して電圧プロフィール５２の変動を実現することによって、ブレーキまたはクラッチ４２の動作時におけるノイズを低下または実質的に低下させることが可能である。さらに、静止部材２０、回転部材３０及びベースプレート３２の間の金属対金属接触を低下させることによってさらに、これらの構成要素の損耗を低下または実質的に低下させ、これによりブレーキまたはクラッチ４２の寿命を有利に延長することが可能である。
【００２５】
一方、好ましい一実施形態では、駆動ユニット４４に供給する電圧が連続的に計測されており、また指定された電圧レンジ域内での傾斜プロフィール５６の開始及び停止を供給電圧の変動に応答して調整することが可能である。したがって、所与の電源２６からの供給電圧が大きく動揺した場合であっても、ブレーキまたはクラッチ４２の動作時に発生するノイズを十分に制御することが可能である。
【００２６】
本明細書が本発明の構成に関する例示的、代表的かつ非限定な実施形態を記載していることは容易に明らかであろう。したがって、本発明の構成の趣旨はこれらの実施形態のいずれにも限定されるものではない。むしろ、これらの実施形態の様々な詳細及び特徴は必要に応じて開示したものである。したがって、本発明の精神を逸脱しない多くの変更及び修正が本発明の構成の趣旨域内にあると共に、本発明の構成がこれを含むことは当業者であれば容易に明らかであろう。したがって、本発明の構成の趣旨及び精神を周知させるために、添付の特許請求の範囲を作成した。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電気機械式ブレーキまたはブレーキシステムの高次ブロック図である。
【図２】ブレーキ及びクラッチの動作時におけるブレーキ及びクラッチの音響ノイズを低減または排除するためのシステム及び方法の高次ブロック実現図である。
【図３】ブレーキまたはクラッチを制御するための電圧プロフィールの図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ブレーキまたはブレーキシステム
２０  静止部材
２２  電磁石
２４  ブレーキコイル
２６  電源
３０  回転部材
３２  ベースプレート
３４  ブレーキスプリング
４０  電圧制御装置
４２  ブレーキまたはクラッチ
４４  駆動ユニット
４６  電圧プロフィール発生器
４８  電圧供給計測回路
５０  ＰＷＭ発生器
５２  電圧プロフィール
５４  階段状プロフィール
５４ａ  第１段プロフィール
５４ｂ  第１段プロフィール
５６  傾斜プロフィール
５６ａ  上昇傾斜プロフィール（または、第１の傾斜）
５６ｂ  下降傾斜プロフィール（または、第２の傾斜）
５８  階段状プロフィール
５８ａ  第２段プロフィール
５８ｂ  第２段プロフィール
６０  ブレーキ解除動作
６２  ブレーキ作動動作
Ｂ  電磁気力（または、磁気力）
Ｆ  スプリングの力
【図１】
2007271082.tif 000003
【図２】
2007271082.tif 000004
【図３】
2007271082.tif 000005