| 【発明の名称】 |
放射線診断装置用天板 |
| 【発明者】 |
【氏名】黒田 義人
【住所又は居所】滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株式会社滋賀事業場内
【氏名】中野 亮
【住所又は居所】滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株式会社滋賀事業場内
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| 【要約】 |
【課題】高強度であって、かつロール上に等分布荷重がかかることのできる放射線診断装置用天板を提供する。
【解決手段】コアの外周がスキンで包囲された放射線診断装置用天板であり、前記スキンは、上面スキンと、二つの側面スキンと、下面スキンとで構成されており、側面スキンの厚みをｔＳ、下面スキンの厚みをｔＬとするとき、側面スキンの厚みｔＳは、ｔＳ＜ｔＬの関係にある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの外周がスキンで包囲された放射線診断装置用天板において、前記スキンは、上面スキンと、二つの側面スキンと、下面スキンとで構成されており、側面スキンの厚みをｔＳ、下面スキンの厚みをｔＬとするとき、側面スキンの厚みｔＳは、
ｔＳ＜ｔＬ
の関係にあることを特徴とする放射線診断装置用天板。
【請求項２】
側面スキンの厚みｔＳは、
ｔＳ＜ｔＬ／２
の関係にあることを特徴とする、請求項１に記載の放射線診断装置用天板。
【請求項３】
側面スキンの長手方向弾性率をＥＳ，０度、長手方向に直交する方向の弾性率をＥＳ，９０度とするとき、両者の比ＥＳ，０度／ＥＳ，９０度は、
ＥＳ，０度／ＥＳ，９０度≧３
の関係にあることを特徴とする、請求項１、２のいずれかに記載の放射線診断装置用天板。
【請求項４】
コアの弾性率が、２０ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の放射線診断装置用天板。
【請求項５】
コアが、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、アクリルフォーム、ポリメタクリルイミドフォーム、酢酸セルロースフォーム、エポキシフォーム、またはフェノールフォーム等の硬質プラスチックフォームであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の放射線診断装置用天板。
【請求項６】
スキンが、ＦＲＰを含んでいることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の放射線診断装置用天板。
【請求項７】
ＦＲＰが、ＣＦＲＰを含んでいることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の放射線診断装置用天板。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＸ線撮影装置やＣＴスキャナ等の放射線診断装置に好適な天板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｘ線撮影装置やＣＴスキャナ等の放射線診断装置の天板は、その上に載置する患者の広い範囲を一度に撮影すべく長尺化と、例えば２００ｋｇもの体重の患者を載置して繰り返し使用するような場合でも撮影に支障をきたさないよう耐荷重値アップの要求が強い。
【０００３】
一般に天板の通常の使用状態は、一端が放射線診断装置本体または本体に取り付けられた可動部に固定され、他端が自由端の片持ち状態であり、たわみ量の抑制や位置決め、スムーズな搬送等を実現するために、前記固定部と天板他端との間を本体側に取り付けられたロールで支持することが多い。このような天板の多くは、その断面がコアの表面にスキンが位置する、いわゆるサンドイッチ構造として構成されている。
【０００４】
従来、図２に示すような断面形状をもつ天板は、その形状から、二つの側面スキン２ｂと下面スキン２ｃをひとまとめに見なされ、それぞれのスキンに用いる材料や厚みは、天板が所定の強度や剛性を満足するように同一の構造設計にて設計されてきた。つまり、両側面スキン２ｂは、下面スキン２ｃと同一の高い剛性を持つ設計となっていた。
【０００５】
その場合のロール４への負荷状態は、図６（Ａ）に示すように、上面に負荷された荷重のほとんどが、低剛性のコア３からではなくて、高剛性の側面スキン２ｂから下面スキン２ｃへ伝達するため、均一な力でロール４を押し付けることができず、ロール４の反力は同図（Ｂ）に示すように側面スキン２ｂと下面スキン２ｃの境界部分で局所的に高くなるため、結果的にこの部分で強く押し付けてしまうことになる。
【０００６】
かかる場合、ロール４を押し付ける力は、そのまま天板に対して反力として作用するために、側面スキン２ｂと下面スキン２ｃの境界部はロール４から局所的に大きな力を受けることになり、使用中に当該部分が破損しやすいという問題があった。また、ロール４表面の硬度が低い場合には、ロール４側に損傷を与えることもあった。さらなる長尺化や耐荷重値アップの要求によりこのような危険性は増してきている。
【０００７】
このような問題を解決せんとして、特許文献１には、側面スキン２ｂと下面スキン２ｃを別々の部材で設計して機械的強度を上げてもよい旨の記述があるが、前記特許文献１の目的は、片持ち状態で天板の長手方向に大きな曲げモーメントが作用していても大きなたわみを生じさせないことであり、この目的に則して側面スキン２ｂを高剛性に設計すると、やはり上記のようなメカニズムにより、天板またはロール４が損傷してしまう可能性が高い。
【０００８】
【特許文献１】実開平５−６２２０８号公報（請求項１、第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の天板の上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、より高強度で、しかもロール上には等分布荷重が作用する放射線診断装置用天板を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の放射線診断装置用天板は、コアの外周がスキンで包囲された放射線診断装置用天板において、前記スキンは、上面スキンと、二つの側面スキンと、下面スキンとで構成されており、側面スキンの厚みをｔＳ、下面スキンの厚みをｔＬとするとき、側面スキンの厚みｔＳは、
ｔＳ＜ｔＬ
の関係にあることを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成、すなわち図７（Ａ）に示すように、下面スキンの厚みよりも側面スキンの厚みを小さくすることにより、側面スキンの剛性が下がり、側面スキンから下面スキンへ伝達される荷重が軽減されるために、同図（Ｂ）に示すように、側面スキンと下面スキンの境界部でロールを強く押し付ける力、すなわちロールから受ける反力を小さくすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例の図面を用いて、本発明の内容を説明する。
【００１３】
図１は、一部破断部を有する本発明の天板の斜視図、図２〜５は図１の天板の縦断面における各種具体例図である。
【００１４】
図１において、天板１は、コア３と、このコア３を包囲するように設けたスキン２とで構成される。また、スキン２は、上面スキン２ａと、二つの側面スキン２ｂと、下面スキン２ｃとで構成され、それぞれのスキンの厚みは、Ｘ線透過性の観点から、１〜８ｍｍ程度が好ましい。各スキンの形状は、上面スキン２ａは、その上に患者を載置させるために凹形の曲面状、他の３面は平板状となっており、これら３スキンでその断面形状が概ね台形状となっている。
【００１５】
本発明の適用により大きな効果を得ることのできる天板の断面形状は、上述した台形や矩形を基本とした形状であり、図２〜５に示す断面形状のものが例示できる。すなわち、図２の天板は上面スキン２ａが平板状のもの、図３のものは図１のものに似ているが側面スキンが鈍角をなす二つの平面からなっている。図４のものは側面スキンの一部乃至は全体が凸形の曲面状になっているところ、図５のものは断面が矩形であることころが図１のものに比べて特徴点である。
【００１６】
ところで、上述したように側面スキンと下面スキンの境界部の損傷、乃至は前記境界部に相対する位置のロール表面の損傷の問題を改善するためには、通常の使用状態下で、側面スキン２ｂの剛性を下げ、側面スキン２ｂから下面スキン２ｃへ伝達される荷重を軽減し、側面スキン２ｂと下面スキン２ｃの境界部でロールを強く押し付ける力、すなわちロールから受ける反力を小さくすることが必要になるが、このためには、側面スキン２ｂの厚みを下面スキン２ｃの厚みよりも小さくすることが必要であり、本発明の効果を十分に得るためには下面スキン２ｃの厚みの２分の１以下であることが好ましい。
【００１７】
さらに、側面スキン２ｂの剛性を下げるために、側面スキン２ｂの長手方向弾性率をＥＳ，０度、長手方向に直交する方向（幅方向）の弾性率をＥＳ，９０度とするとき、両者の比ＥＳ，０度／ＥＳ，９０度は、
ＥＳ，０度／ＥＳ，９０度≧３
の関係にあることが好ましく、より好ましくはＥＳ，０度／ＥＳ，９０度≧５の関係にあることである。
【００１８】
一方、側面スキン２ｂや下面スキン２ｃの長手方向弾性率は、片持ち状態の天板の長手方向に曲げモーメントが作用しても自由端のたわみ量が所定の範囲内となるように高剛性に設計するのが好ましい。また、所定のＸ線透過率が得られる範囲内で、下面スキン２ｃの厚みを特定して設計するのが好ましい。このように、長手方向と幅方向とを別個に剛性設計できるように、スキン２は、異方性を有するＦＲＰ（繊維強化プラスチック）やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を含むことが好ましい。
【００１９】
上記ＦＲＰは、強化繊維とマトリクス樹脂を含んで構成される。
【００２０】
強化繊維としては、炭素繊維（黒鉛繊維を含む）、アラミド繊維、高強度ポリエチレン繊維、ガラス繊維、ボロン繊維等の少なくとも１種を用いることができるが、Ｘ線透過性に優れている炭素繊維であるのが最も好ましい。これらの強化繊維は、ストランドや、平織、朱子織、綾織等の織物の形態で用いられる。
【００２１】
マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。これらのなかでも、炭素繊維と、それとの接着性に優れるエポキシ樹脂やビニルエステル樹脂との組み合わせが好ましい。
【００２２】
ＦＲＰの厚みや弾性率は、強化繊維の種類、特性、形態や、マトリクス樹脂の種類や、強化繊維とマトリクス樹脂の割合等によって変更することができる。
【００２３】
コアは、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、アクリルフォーム、ポリメタクリルイミドフォーム、酢酸セルロースフォーム、エポキシフォーム、フェノールフォーム等の硬質プラスチックフォームのようなものである。
【００２４】
硬質プラスチックフォームは、２０ＭＰａ以上の高い弾性率を有することが好ましい。これにより、上面スキンに負荷された荷重が、側面スキンだけでなくコアからも下面スキンへ伝達するため、側面スキンと下面スキンの境界部で生じる局所的に大きな反力が軽減される。
【００２５】
天板１の大きさは、用途等にもよるが、厚み３０〜７０ｍｍ程度、幅２００〜５００ｍｍ程度であり、また、長さは２，０００ｍｍを超えるものもある。
【００２６】
このような天板は、たとえば、コアに強化繊維のプリプレグを巻き付け、加熱、加圧してコアとスキンとを一体成形したり、コアの表面に強化繊維のプリプレグを配し、同様に一体成形することによって製造することができる。別途成形したスキンとコアとを貼り合わせることによってもよい。
【００２７】
【実施例および比較例】
（実施例）
図１に示したような、スキン２とコア３とで構成される天板１を製作した。
【００２８】
天板１の外形寸法は、上面スキン幅４２０ｍｍ、下面スキン幅１８０ｍｍのものであり、上面は半径５００ｍｍの曲面を有しており、長手方向の天板長は２３００ｍｍ、最大厚みは４２ｍｍとした。
【００２９】
スキン２は、複数のＣＦＲＰ層で構成し、強化繊維として炭素繊維の朱子織物と平織物を用い、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた。ただし、上面スキン２ａ、下面スキン２ｃ、側面スキン２ｂの長手方向弾性率、幅方向弾性率、厚みが以下のようになるよう、炭素繊維の種類や織密度、マトリクス樹脂の種類を選定した。
【００３０】
上面スキン：
長手方向弾性率８０ＧＰａ、幅方向弾性率４０ＧＰａ、厚み１．３ｍｍ
下面スキン：
長手方向弾性率８０ＧＰａ、幅方向弾性率４０ＧＰａ、厚み３．６ｍｍ
側面スキン：
長手方向弾性率１２０ＧＰａ、幅方向弾性率２０ＧＰａ、厚み１．５ｍｍ
また、コア３には、厚み５０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ２，０００ｍｍの硬質アクリルフォーム（弾性率：７０ＭＰａ）を用いた。前記硬質アクリルフォームをＮＣ加工により所定の形状に削り出し、放射線診断装置本体との固定部に相当する部分には、アルミニウム合金製のブロックを挿入できるように加工した。
【００３１】
天板１は、コア３に炭素繊維の織物を巻き付け、マトリクス樹脂を含浸させたものを真空バッグ後、加熱、加圧することにより成形した。
【００３２】
この天板を、図８に示すように、直径６５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス製で表面が高硬度ゴムで覆われたロール４を具備する放射線診断装置本体６に取り付け、上面スキン２ａに鋼製の重りをその長手方向に均一に置くことで１８０ｋｇを等分布加重させ、前後（図面の左右方向）に繰り返し往復移動させた。
【００３３】
その結果、側面スキン２ｂと下面スキン２ｃの境界部に大きな損傷なく、１１万回往復させることができた。
【００３４】
（比較例１）
実施例において、下面スキンと側面スキンをまとめて一体にした下面スキンと見なし、それぞれのスキンに用いる材料や厚みは同一の設計を行うというこれまでの設計方法にしたがい、長手方向弾性率、幅方向弾性率、厚みを以下のとおりとした。
【００３５】
上面スキン：
長手方向弾性率８０ＭＰａ、幅方向弾性率４０ＭＰａ、厚み１．３ｍｍ
下面スキン：
長手方向弾性率８０ＭＰａ、幅方向弾性率４０ＭＰａ、厚み３．６ｍｍ
側面スキン：
長手方向弾性率８０ＭＰａ、幅方向弾性率４０ＭＰａ、厚み３．６ｍｍ
この天板に対して、実施例と同様の試験を行ったところ、２万回往復で側面スキンと下面スキンの境界部に亀裂が入り、試験続行が不能となった。
【００３６】
（比較例２）
実施例において、コアに低密度ポリウレタンフォーム（弾性率８ＭＰａ）を用いて実施例と同様の試験を行ったところ、６万回往復で異音が発生するとともに、側面スキンと下面スキンの境界部に亀裂が入り、試験続行が不能となった。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、側面スキンと下面スキンを別個に設計し、側面スキンの厚みを下面スキンより小さくしたり、幅方向の弾性率を小さくすることにより、側面スキンの剛性が下がり、側面スキンから下面スキンへ伝達される荷重が軽減されるために、側面スキンと下面スキンの境界部でロールを強く押し付ける力、すなわちロールから受ける反力を小さくすることが可能となる。その結果、天板下面の幅方向にはロールから均一な反力が作用することになり、天板の長尺化や耐荷重値アップの要求に対しても、使用中に損傷を受けることのない高強度な天板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る天板の一部破断部を有する概略斜視図である。
【図２】本発明に係る天板の断面形状の他の例である。
【図３】本発明に係る天板の断面形状の他の例である。
【図４】本発明に係る天板の断面形状の他の例である。
【図５】本発明に係る天板の断面形状の他の例である。
【図６】従来設計による天板に荷重が負荷されたときのロールへの荷重の伝達状況を示したモデル図である。
【図７】本発明に係る天板に荷重が負荷されたときのロールへの荷重の伝達状況を示したモデル図である。
【図８】天板を放射線診断装置に取り付けたモデル図である。
【符号の説明】
１：天板
２：スキン
２ａ：上側スキン
２ｂ：側面スキン
２ｃ：下面スキン
３：コア
４：ロール
５：可動部
６：放射線診断装置本体
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１５９
【氏名又は名称】東レ株式会社
【住所又は居所】東京都中央区日本橋室町２丁目２番１号
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| 【出願日】 |
平成１５年７月２９日（２００３．７．２９） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００５−４６１８２（Ｐ２００５−４６１８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年２月２４日（２００５．２．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−２０２９４０（Ｐ２００３−２０２９４０） |
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