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技術 巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法および装置、巻き掛け部材張力測定方法および装置ならびにCT装置

出願人 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー
発明者 泉原彰都留義明
出願日 2001年1月29日 (19年11ヶ月経過) 出願番号 2001-019629
公開日 2002年2月15日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2002-048202
状態 特許登録済
技術分野 特定の目的に適した力の測定 巻き掛け伝動装置 放射線診断機器
主要キーワード 巻掛け部材 ベルト調整 回転方向反転 製品組み立て 巻き掛け部材 共振判定 巻き掛け伝動機構 回転ケーシング
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図面 (15)

課題

簡単で正確な巻き掛け伝動機構巻き掛け部材張力調整方法および装置を提供することを課題とする。

解決手段

目標とする張力における歯付きベルト(巻き掛け部材)305の固有振動周波数の2倍の周波数プーリ駆動側車)303を正逆転させながら、歯付きベルト305の張力を変化させ、歯付きベルト305の横振動振幅が一番大きくなったときを目標の張力とする。

概要

背景

ベルト(belt)、チェーン(chain)、ロープ(rope)等の巻き掛け部材を二つの車に巻き掛け動力変位を伝達する巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材は、製品組み立て時だけでなく、定期点検時等にその張力を調整する必要がある。

製品組み立て時には、図14に示すような張力計を使用して巻き掛け部材張力を測定し、その張力を調整している。図において、巻き掛け伝動機構1は、駆動側車としての駆動側プーリ(pulley)3と、従動側車としての従動側プーリ5と、駆動側プーリ3,従動側プーリ5に巻き掛けられた巻き掛け部材としてのベルト(belt)7とからなっている。

ベルト張力計11は、ベルト7の振動を検出するマイク(microphone)13と、マイク13で検出されたベルト7の振動を解析する周波数解析器15と、周波数解析器15で解析された結果を表示する表示装置17とからなっている。

ベルト7をはじいて、ベルト7を共振させ、その周波数をマイク13で検出し、周波数解析器15は以下の式を用いてベルト7の張力Sを算出し、その結果を表示装置17へ表示する。

f=(1/(2l))√(S/ρ)
f:振動周波数
l:ベルトスパン(span)
S:ベルト張力
ρ:ベルトの線密度
そして、その表示装置17に表示されたベルト張力Sの結果を見ながら、ベルト7の張力を変化させるベルト緊張手段(図示せず)を用いて、目標の張力になるように調整する。

また、定期点検時等でのベルトの張力の調整は、上記張力計11を用いる他に、以下のような手法が用いられている。マニュアル(manual)等に、目標の張力でのベルト7に作用する規定力Fと、そのときのベルト7の撓みδを記載しておき、作業者は規定力Fを作用させた状態でベルト7の撓みがマニュアル記載値δとなるように、緊張手段を用いて調整する。

概要

簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法および装置を提供することを課題とする。

目標とする張力における歯付きベルト(巻き掛け部材)305の固有振動周波数の2倍の周波数でプーリ(駆動側車)303を正逆転させながら、歯付きベルト305の張力を変化させ、歯付きベルト305の横振動振幅が一番大きくなったときを目標の張力とする。

目的

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法および装置を提供することにある。また、簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法および装置を提供することにある。

また、簡単で正確に、更に低コストの巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力を調整できるCT装置を提供することにある。また、簡単で正確に、更に低コストの巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力を測定できるCT装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法であって、目標とする張力における前記巻き掛け部材の固有振動周波数の2倍の周波数で前記駆動側車を正逆転させながら、前記巻き掛け部材の張力を変化させ、前記巻き掛け部材の横振動振幅が一番大きくなったときを目標の張力とすることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法。

請求項2

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置であって、目標とする張力における固有振動周波数の2倍の周波数で前記駆動側車を正逆方向に駆動する駆動手段と、前記巻き掛け部材の張力を変化させる巻き掛け部材緊張手段と、を備えることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置。

請求項3

前記固有振動周波数は、以下の式で求めることを特徴とする請求項2記載の巻き掛け部材張力調整装置。f=(1/(2l))√(S/ρ)f:固有振動周波数l:巻き掛け部材のスパンS:目標とする巻き掛け部材張力ρ:巻き掛け部材の線密度

請求項4

前記巻き掛け部材緊張手段は、前記駆動側車と前記従動側車との間の距離を変化させることを特徴とする請求項2記載の巻き掛け部材張力調整装置。

請求項5

前記巻き掛け部材緊張手段は、前記従動側車の位置を固定すると共に、前記駆動側車をその軸と直交する方向に移動させることを特徴とする請求項4記載の巻き掛け部材張力調整装置。

請求項6

前記巻き掛け部材緊張手段は、前記駆動側車と前記従動側車の間において前記巻掛け部材に接するアイドル車を設け、該アイドル車を前記巻き掛け部材へ押し付けることを特徴とする請求項2記載の巻き掛け部材張力調整装置。

請求項7

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法であって、モータによって前記駆動側車を回転方向反転周波数を変化させながら交互に正回転および逆回転させ、前記巻掛け部材が共振するときの前記回転方向反転周波数に基づいて前記巻き掛け部材の張力を求めることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法。

請求項8

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置であって、モータによって前記駆動側車を回転方向反転周波数を変化させながら交互に正回転方向および逆回転方向に駆動する駆動手段と、前記巻掛け部材の共振を検出する共振検出手段と、前記共振を検出したときの前記回転方向反転周波数に基づいて前記巻き掛け部材の張力を求める張力計算手段と、を備えることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置。

請求項9

前記求めた張力に関し予め定めた基準値に基づいて警報を発生する警報手段、を備えることを特徴とする請求項8記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置。

請求項10

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構を有するCT装置であって、請求項2乃至6のいずれかに記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置を有することを特徴とするCT装置。

請求項11

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構を有するCT装置であって、請求項8または9に記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置を有することを特徴とするCT装置。

請求項12

駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構を有するCT装置であって、請求項2乃至6のいずれかに記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置と、請求項8または9に記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置と、を有することを特徴とするCT装置。

技術分野

0001

本発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法および装置、巻き掛け部材張力測定方法および装置、ならびに、CT(Computed Tomography)装置に関する。

背景技術

0002

ベルト(belt)、チェーン(chain)、ロープ(rope)等の巻き掛け部材を二つの車に巻き掛けて動力変位を伝達する巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材は、製品組み立て時だけでなく、定期点検時等にその張力を調整する必要がある。

0003

製品組み立て時には、図14に示すような張力計を使用して巻き掛け部材張力を測定し、その張力を調整している。図において、巻き掛け伝動機構1は、駆動側車としての駆動側プーリ(pulley)3と、従動側車としての従動側プーリ5と、駆動側プーリ3,従動側プーリ5に巻き掛けられた巻き掛け部材としてのベルト(belt)7とからなっている。

0004

ベルト張力計11は、ベルト7の振動を検出するマイク(microphone)13と、マイク13で検出されたベルト7の振動を解析する周波数解析器15と、周波数解析器15で解析された結果を表示する表示装置17とからなっている。

0005

ベルト7をはじいて、ベルト7を共振させ、その周波数をマイク13で検出し、周波数解析器15は以下の式を用いてベルト7の張力Sを算出し、その結果を表示装置17へ表示する。

0006

f=(1/(2l))√(S/ρ)
f:振動周波数
l:ベルトスパン(span)
S:ベルト張力
ρ:ベルトの線密度
そして、その表示装置17に表示されたベルト張力Sの結果を見ながら、ベルト7の張力を変化させるベルト緊張手段(図示せず)を用いて、目標の張力になるように調整する。

0007

また、定期点検時等でのベルトの張力の調整は、上記張力計11を用いる他に、以下のような手法が用いられている。マニュアル(manual)等に、目標の張力でのベルト7に作用する規定力Fと、そのときのベルト7の撓みδを記載しておき、作業者は規定力Fを作用させた状態でベルト7の撓みがマニュアル記載値δとなるように、緊張手段を用いて調整する。

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、上述の定期点検時等でのベルト張力調整方法においては、以下のような問題点がある。

0009

(1)ベルト張力計11を用いる場合は、正確にベルト張力を調整できるが、現場までベルト張力計11を持参する必要があり、コスト(cost)が掛ける問題点がある。

0010

(2)規定力Fを作用させた状態でベルト7の撓みがマニュアル記載値δとなるように、緊張手段を用いて調整する方法は、試行錯誤的となり、作業が繁雑で、正確な張力も得にくい。

0011

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法および装置を提供することにある。また、簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法および装置を提供することにある。

0012

また、簡単で正確に、更に低コストの巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力を調整できるCT装置を提供することにある。また、簡単で正確に、更に低コストの巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力を測定できるCT装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

上記課題を解決する請求項1記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法であって、目標とする張力における前記巻き掛け部材の固有振動周波数の2倍の周波数で前記駆動側車を正逆転させながら、前記巻き掛け部材の張力を変化させ、前記巻き掛け部材の横振動振幅が一番大きくなったときを目標の張力とすることを特徴とする巻き掛け部材張力調整方法である。

0014

請求項2記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置であって、目標とする張力における固有振動周波数の2倍の周波数で前記駆動側車を正逆方向に駆動する駆動手段と、前記巻き掛け部材の張力を変化させる巻き掛け部材緊張手段とを備えることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置である。

0015

巻き掛け部材の張力を変化させると、巻き掛け部材が目標の張力になったときに、巻き掛け部材の横振動の振幅が極大となる。よって、目視等で巻き掛け部材が目標の張力になっていることが容易にわかるので、簡単で正確に目標張力に調整できる。

0016

ここで、前記固有振動周波数を求める方法としては、請求項3記載の発明のような、以下の式で求めることができる。
f=(1/(2l))√(S/ρ)
f:固有振動周波数
l:巻き掛け部材のスパン
S:目標とする巻き掛け部材張力
ρ:巻き掛け部材の線密度
また、巻き掛け緊張手段の構成としては、請求項4記載の発明のように、前記駆動側車と前記従動側車との間の距離を変化させるものがある。

0017

具体的には、請求項5記載の発明のように、前記従動側車の位置を固定すると共に、前記駆動側車をその軸と直交する方向に移動させるものがある。前記従動側車の位置を固定し、駆動側車を従動側車より離れる方向に移動させると、巻き掛け部材の張力は増し、駆動側車を従動側車に近づく方向に移動させると、巻き掛け部材の張力は減る。

0018

また、巻き掛け部材緊張手段の構成としては、請求項6記載の発明のように、前記駆動側車と前記従動側車の間において前記巻掛け部材に接するアイドル車を設け、該アイドル車を前記巻き掛け部材へ押し付けるものもある。

0019

アイドル車を巻き掛け部材に押し付ける力を増すと巻き掛け部材の張力は増し、押し付ける力を減らすと巻き掛け部材の張力は減る。請求項7記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法であって、モータによって前記駆動側車を回転方向反転周波数を変化させながら交互に正回転および逆回転させ、前記巻掛け部材が共振するときの前記回転方向反転周波数に基づいて前記巻き掛け部材の張力を求めることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法である。

0020

請求項8記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置であって、モータによって前記駆動側車を回転方向反転周波数を変化させながら交互に正回転方向および逆回転方向に駆動する駆動手段と、前記巻掛け部材の共振を検出する共振検出手段と、前記共振を検出したときの前記回転方向反転周波数に基づいて前記巻き掛け部材の張力を求める張力計算手段と、を備えることを特徴とする巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置である。

0021

回転方向反転周波数が巻き掛け部材の固有振動周波数の2倍の周波数に一致すると、巻き掛け部材の共振の発生が発生する。よって、共振時の回転方向反転周波数から巻き掛け部材の張力を計算により求めることができる。

0022

求めた張力に関しては、請求項9記載の発明のように、警報手段により予め定めた基準値に基づいて警報を発生する。これによって、張力の異常を知らせることができる。

0023

請求項10記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車,従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構を有するCT装置であって、請求項2乃至6のいずれかに記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置を有することを特徴とするCT装置である。

0024

請求項2乃至6のいずれかに記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置を有することにより、目視等で巻き掛け部材の目標の張力がわかるので、簡単で正確に目標張力に調整できる。

0025

また、もともと装置に設けられている駆動側車駆動手段を利用できるので、低コストとなる。請求項11記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構を有するCT装置であって、請求項8または9に記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置を有することを特徴とするCT装置である。

0026

請求項8または9に記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置を有することにより、簡単で正確に張力を知ることができる。また、もともと装置に設けられている駆動側車駆動手段を利用できるので、低コストとなる。

0027

請求項12記載の発明は、駆動側車と、従動側車と、前記駆動側車および前記従動側車に巻き掛けられた巻き掛け部材とからなる巻き掛け伝動機構を有するCT装置であって、請求項2乃至6のいずれかに記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置と、請求項8または9に記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置と、を有することを特徴とするCT装置である。

0028

請求項2乃至6のいずれかに記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整装置を有することにより、目視等で巻き掛け部材の目標の張力がわかるので、簡単で正確に目標張力に調整できる。

0029

請求項8または9に記載の巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定装置を有することにより、簡単で正確に張力を知ることができる。また、もともと装置に設けられている駆動側車駆動手段を利用できるので、低コストとなる。

0030

CT装置において、このような巻き掛け伝動機構を用いる箇所としては、放射線源と、複数のチャンネル(channel)を有するディテクタ(detector)との間に設けられ、放射線線源からの放射線の放射方向を整えるコリメータ(collimator)内の隙間(aperture)を変化させる機構があり、また、放射線源、ディテクタおよびコリメータを搭載した回転ケーシングのための回転機構がある。

発明を実施するための最良の形態

0031

次に図面を用いて本発明をCT装置のケーシング回転機構に適用した形態例で説明する。

0032

最初に、図1および図2を用いてCT装置の機械的全体構成を説明する。101はフロア(floor)上に置かれるベース(base)である。102はベース101に対して、前後方向に傾斜可能に設けられたサブベース(sub base)である。103はサブベース102に設けられた固定ケーシング、104は固定ケーシング(casing)103に対して回転可能に設けられた回転ケーシングである。

0033

回転ケーシング104には、回転ケーシング104内に載置された被検体110に対して放射線を放射する放射線源であるチューブ(tube)107と、被検体110を透過した放射線を検出するディテクタ108とが設けられている。このディテクタ108には、二つのチャンネルa,bが設けられている。

0034

また、109はチューブ107の近傍に設けられ、チューブ107の放射線の放射方向を整えるコリメータである。このコリメータ109内には、二つのアパーチャー板111,112が隙間(w)を介して配設されている。そして、ディテクタ108の各チャンネルa,bに放射線が均等に当たるように、アパーチャー板111,112を駆動し、隙間(w)の間隔および隙間の位置を変化させる機構が設けられている。

0035

回転ケーシング104は、サブベース102のモータブラケット(motorbracket)310に設けられたモータ(motor)301と、このモータ301の出力軸301aに取り付けられた駆動側車としてのプーリ303と、プーリ303、従動側車としての回転ケーシング104に巻き掛けられた歯付きベルト305とからなる巻き掛け伝動機構300を介して回転駆動される。

0036

なお、本実施の形態例のモータ301はステッピングモータ(steppingmotor)を用いている。駆動側車としてのプーリ303およびモータ301は、後述するベルト緊張手段により矢印Iおよび矢印II方向(モータ301の出力軸301aと直交する方向)に移動し、歯付きベルト305の張力が調整可能となっている、そして、モータ301によって回転ケーシング104が回転することにより、チューブ107とディテクタ108とが被検体110の周囲を回転移動し、被検体110を透過した透過放射線がディテクタ108により検出される。このような透過放射線の検出をスキャン(scan)と称し、このスキャンによって得られた複数ビュー(view)に基づいて被検体110の断層像再構成される。

0037

次に、図3を用いて、ベルト緊張手段400の説明を行う。図3において、(a)図は平面図、(b)図は(a)図の切断線A−Aにおける断面図である。本実施の形態例では、回転ケーシング104は、回転以外の運動禁止されているので、駆動側車としてのプーリ303およびモータ301を矢印I、II方向に移動することでベルト緊張を行う。

0038

モータブラケット310には、矢印Iおよび矢印II方向のガイド溝331が二つ形成され、これらガイド溝331を挿通し、モータ301に螺合するボルト401により、モータ301は第1のガイド溝331に沿って移動可能となっている。なお、ボルト401の首の径は第1のガイド溝331の幅よりも若干小さな径に設定され、ボルト401の頭の径は、第1のガイド溝331の幅より大きな径に設定されている。

0039

よって、ボルト401を緩めることでモータ301は第1のガイド溝331に沿って移動可能となり、ボルト401を締めることで、モータ301はモータブラケット310に押接し、モータ301の移動は禁止される。

0040

さらに、モータブラケット310の二つのガイド溝331の間には、矢印Iおよび矢印II方向に延びる第2のガイド溝333が形成されている。この第2のガイド溝333には、モータ301の出力軸301aが挿通すると共に、モータ301の端面に形成された板状の突起301bが挿通している。

0041

この突起301bの先端側にはめねじ穴301cが形成されている。一方、モータブラケット310には、モータ301の突起301bと対向する板状の突起310aが形成されている。この突起310aの先端側には、突起301bのめねじ穴301cと対向する穴310bが形成されている。

0042

さらに、突起310aの両面には、穴310bを覆うようにナット351,353が固着されている。そして、調整ねじ411がモータブラケット310側のナット353,351に螺合し、さらに、モータ301の突起301bのめねじ穴301cに螺合している。

0043

よって、調整ねじ411を緩める方向に回転(左回転)させることにより、モータ301は矢印I方向(歯付きベルト305の張力が増える方向)に移動し、逆に、調整ねじ411を締める方向に回転(右回転)させることにより、モータ301は矢印II方向(歯付きベルト305の張力が減る方向)に移動する。

0044

次に、図4を用いて電気的構成を説明する。図において、501はモータ301を駆動するモータドライバ、505は通常の検査モードと、ベルト張力調整モードとの切替を行うモード切替手段、503は動作起動/停止スイッチ、507はデータの入力を行うキーボード等のデータ入力手段である。

0045

509は、データ入力手段507から入力されたデータを取り込んで演算し、モード切替手段505および動作起動/停止スイッチ503からの指示に応じて、モータドライバ501を介してモータ301を駆動する制御部である。

0046

次に、上記構成の動作を説明する。最初に、モード切替手段505を用いてベルト調整モードに切り替え、データ入力手段507を用いて、調整を行う歯付きベルト305のl(巻き掛け部材のスパン),S(目標とするベルト張力),ρ(ベルト305の線密度)の入力を行う。

0047

制御部509は以下の式に基づいて固有振動周波数fを演算する。
f=(1/(2l))√(S/ρ)
作業者は、図3に示すボルト401を緩め、調整ねじ411を用いて歯付きベルト305の張力を0とする。

0048

動作起動/停止スイッチ503をオンすると、制御部509は、モータ301を周波数2・fで正逆転させるように、すなわち、モータ301の回転方向が周波数2・fで交互に時計方向および反時計方向に切り替わるように、モータドライバ501へパルスレート(pulse rate)2・n・fの矩形波送り、モータ301を正逆方向に駆動する。なお、nはモータ301を時計方向または反時計方向に回転させたいステップ(step)数を示す。

0049

そして、調整ねじ411を緩める方向に回転させ、モータ301およびプーリ303を矢印I方向に移動すると、歯付きベルト305の張力が増大し、目標の張力に達すると、歯付きベルト305の固有振動周波数がモータ301の回転方向反転周波数2・fの1/2に一致する状態となる。

0050

このとき、歯付きベルト305はプーリ303および回転ケーシング104を接触する点を節とする一次の共振状態となり、横振動の振幅が極大となる。この状態を図5概念的に示す。

0051

歯付きベルト305の振幅を目視している作業者は、歯付きベルト305の振幅が極大となった時点が、歯付きベルト305の目標の張力と判断し、調整ねじ411を緩める動作を停止する。

0052

プーリ303の正逆回転と歯付きベルト305の共振との関係を図6を用いて説明する。なお、図6では説明の便宜上プーリ303および回転ケーシング104を同じ大きさの円で表す。

0053

同図の(a)は、共振中の歯付きベルト305が、上側の部分は上方における最大振幅を過ぎて外側へのふくらみを減じつつあり、下側の部分は下方の最大振幅に向かって外側へのふくらみを増しつつあり、かつ、プーリ303が時計方向に回転している状態を示す。

0054

この状態では、プーリ303の時計方向の回転が、歯付きベルト305の上側部分のふくらみの減少および下側部分のふくらみの増加をともに加勢する関係にある。すなわち、プーリ303の回転が歯付きベルト305の共振を助長する。

0055

同図の(b)は、共振中の歯付きベルト305が、上側の部分は上方の最大振幅に向かって外側へのふくらみを増しつつあり、下側の部分は下方における最大振幅を過ぎて外側へのふくらみを減じつつあり、かつ、プーリ303が反時計方向に回転している状態を示す。

0056

この状態では、プーリ303の反時計方向の回転が、歯付きベルト305の上側部分のふくらみの増加および下側部分のふくらみの減少をともに加勢する関係にある。すなわち、プーリ303の回転が歯付きベルト305の共振を助長する。

0057

同図の(c)は、共振中の歯付きベルト305が、上側の部分は下方における最大振幅を過ぎて内側へのくびれを減じつつあり、下側の部分は上方の最大振幅に向かって内側へのくびれを増しつつあり、かつ、プーリ303が時計方向に回転している状態を示す。

0058

この状態では、プーリ303の時計方向の回転が、歯付きベルト305の上側部分のくびれの減少および下側部分のくびれの増加をともに加勢する関係にある。すなわち、プーリ303の回転が歯付きベルト305の共振を助長する。

0059

同図の(d)は、共振中の歯付きベルト305が、上側の部分は下方の最大振幅に向かって内側へのくびれを増しつつあり、下側の部分は上方における最大振幅を過ぎて内側へのくびれを減じつつあり、かつ、プーリ303が反時計方向に回転している状態を示す。

0060

この状態では、プーリ303の反時計方向の回転が、歯付きベルト305の上側部分のくびれの増加および下側部分のくびれの減少をともに加勢する関係にある。すなわち、プーリ303の回転が歯付きベルト305の共振を助長する。

0061

歯付きベルト305の共振とプーリ303の正逆回転がこのような関係にあるとき、歯付きベルト305の振動の1周期あたりプーリ303は時計方向の回転および反時計方向の回転を2回ずつ行い、これによって歯付きベルト305の共振を維持する。したがって、プーリ303の回転方向反転周波数は、歯付きベルト305の共振周波数すなわち固有振動周波数の2倍となる。

0062

上記構成および方法によれば、目視で歯付きベルト305が目標の張力になっていることが容易にわかるので、簡単で正確に目標張力に調整できる。また、もともとCT装置に設けられているモータ301およびモータドライバ501を流用できるので、低コストである。

0063

なお、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。また、CT装置内の巻き掛け伝動機構のみならず、一般の機械装置に用いられる巻き掛け伝動機構にも適用できる。

0064

上記実施の形態例では、CT装置の回転ケーシング104を回転させる巻き掛け伝動機構に適用した例で説明したが、CT装置では、コリメータ109内の二つのアパーチャー板111,112を駆動する機構にも、巻き掛け伝動機構が用いられているので、適用可能である。

0065

また、上記実施の形態例では、調整ねじ411は人手で操作したが、モータによって駆動しても良い。さらに、上記実施の形態例では、巻き掛け部材として歯付きベルトを用いた巻き掛け伝動機構で説明を行ったが、他に平ベルトVベルト、ロープとプーリとを用いた巻き掛け伝動機構や、チェーンとスプロケットを用いた巻き掛け伝動機構にも適用できることはいうまでもない。

0066

また、多段ベルト伝動機構のような場合においても、各段のベルトの共振周波数に応じてプーリを正逆方向に駆動し、それぞれのベルトの張力を調整することができる。

0067

さらに、ベルト緊張手段として、図7に示すような形態であっても良い。すなわち、駆動側プーリ601と従動側プーリ603の間においてベルト605に接するアイドルプーリ607を設け、アイドルプーリ607をベルト605へ押し付ける構成の手段である。

0068

アイドルプーリ607をベルト605に押し付ける力を増すと、アイドルプーリ607は矢印II方向へ移動しベルト605の張力は増し、アイドルプーリ607を押し付ける力を減らすとアイドルプーリ607は矢印I方向へ移動し、ベルト605の張力は減る。

0069

目標の張力に達すると、ベルト605は駆動側プーリ601および従動側プーリ603と接触する点を節とする一次の共振状態となり、振幅が極大となるので、目標の張力に到達したことを目視確認することができる。この状態の概念図を図8に示す。

0070

このような構成において、アイドルプーリ607および駆動側プーリ601を駆動する駆動源とを巻き掛け伝動機構に対して着脱可能としたサービスツール(service tool)として用いても良い。

0071

上記のように構成した巻き掛け伝動機構について定期点検保守を行う場合等には、巻き掛け部材の張力を測定することが必要になる。張力測定を自動化するために、巻き掛け伝動機構は図9に示すような電気的構成を有する。同図において図4に示したものと同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。

0072

同図に示すように、周波数発生部511が周波数信号を制御部509入力する。この周波数信号は、張力測定モードにおいて制御部509がモータドライバ501を通じてモータ301を正逆転させる回転方向反転周波数を指定する信号となる。この周波数信号は時間とともに変化するいわゆる掃引周波数信号である。なお、張力測定モードはモード切替手段505を通じて作業者により指定される。以下、回転方向反転周波数を単に周波数ともいう。

0073

共振検出手段の一部としての駆動電流検出部513は、モータドライバ501がモータ301に供給する駆動電流を検出する。駆動電流検出部513の電流検出信号および周波数発生部511の周波数信号は、共振検出手段の他の一部としての共振判定部515に入力される。

0074

共振判定部515は駆動電流検出部513から入力された電流検出信号に基づいて歯付きベルト305の共振を判定し、そのときの周波数発生部511の周波数信号を、張力計算手段としての張力計算部517に入力する。

0075

歯付きベルト305が共振したとき、モータ301の負荷極小となるため駆動電流が極小となる。すなわち、図10の(a)に示すように、周波数発生部511の周波数を時間の経過とともにF1からF2まで変化させたとき、時刻trにおける周波数frでのモータ301の正逆回転により歯付きベルト305が共振したとすると、このとき同図の(b)に示すようにモータ301の駆動電流が極小となる。このような現象に基づき、共振判定部515は電流検出信号が極小になったことをもって歯付きベルト305が共振状態にあると判定し、そのときに周波数frを張力計算部517に入力する。

0076

張力計算部517は、共振判定部515から入力された周波数frに基づいて歯付きベルト305の張力を計算する。張力の計算は前述の固有振動周波数fとベルト張力Sとの関係式を用いて行われる。ただし、周波数frの1/2の値を固有振動周波数fとしてベルト張力Sを求める。

0077

求めたベルト張力Sは表示部521で表示する。作業者は表示値に基づいてベルト張力の適否を判断する。ベルト張力Sは、また、警報手段としての警報部523に入力される。警報部523は、予め定められている基準値に基づいてベルト張力Sの値を判定し、異常の有無を報知する。

0078

基準値はベルト張力Sの正常範囲の上限値および下限値が設定され、この範囲を逸脱したとき逸脱の方向とともに報知される。表示値および報知内容は適宜の記録手段ないし記憶手段に記録または記憶するようにしても良い。また、適宜の伝送手段を通じて遠隔地に伝送するようにしても良い。

0079

図11に、以上の動作をフロー(flow)図によって示す。同図に示すように、ステップ(step)902で、周波数発生部511による周波数掃引が行われ、ステップ904で、駆動電流検出部513と共振判定部515による共振判定が行われる。共振が検出されない間はこの動作が継続される。

0080

共振が検出されると、ステップ906で、張力計算部517により共振時の周波数発生部511の出力周波数に基づいて張力が計算される。計算された張力はステップ908で表示部521により表示される。張力はまたステップ910で警報部523により異常の有無が判定され、異常があるときはステップ912で警報が発せられる。

0081

共振状態の検出には、電流の代わりに電圧を用いることができる。すなわち、例えば図12に示すように、駆動電圧検出部531によりモータ301に印加される電圧を検出する。同図に示す構成は、駆動電圧検出部531が駆動電流検出部513と置き換わっている他は図9に示したものと共通する。駆動電圧は、図13に概念的に示すように、周波数frにおいて極小になるので、これをもって共振状態を検出することができる。

0082

共振状態の判定は、モータ301を駆動する電流や電圧の他に、駆動側と従動側の回転の位相差が極大になったことをもって行うようにしても良い。回転の位相は、駆動側と従動側にそれぞれ設けたロータリーエンコーダ(rotaryencoder)等により検出することができる。

0083

モータ301として直流モータを用いた場合は、共振時にモータ301の負荷が軽くなることによりその回転角度が極大になるので、それによって共振状態を判定することも可能である。

0084

上記構成および方法によれば、ベルト張力Sの測定が自動的に行われるので、簡単に正確な測定値を得ることができる。また、もともとCT装置に設けられているモータ301およびモータドライバ501を流用できるので、低コストである。

0085

上記実施の形態例では、CT装置の回転ケーシング104を回転させる巻き掛け伝動機構に適用した例で説明したが、CT装置では、コリメータ109内の二つのアパーチャー板111,112を駆動する機構にも巻き掛け伝動機構が用いられているので、それに適用することも可能である。

0086

なお、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。CT装置内の巻き掛け伝動機構のみならず、一般の機械装置に用いられる巻き掛け伝動機構にも適用できる。

0087

さらに、上記実施の形態例では、巻き掛け部材として歯付きベルトを用いた巻き掛け伝動機構で説明を行ったが、他に平ベルト、Vベルト、ロープとプーリとを用いた巻き掛け伝動機構や、チェーンとスプロケットを用いた巻き掛け伝動機構にも適用できることはいうまでもない。

0088

また、多段ベルト伝動機構のような場合においても、各段のベルトの共振周波数に応じてプーリを正逆方向に駆動し、それぞれのベルトの張力を測定することができる。

発明の効果

0089

以上述べたように本発明によれば、簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力調整方法および装置を実現できる。

0090

また、簡単で正確な巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力測定方法および装置を実現できる。また、簡単で正確に、更に低コストの巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力を調整できるCT装置を実現できる。

0091

また、簡単で正確に、更に低コストの巻き掛け伝動機構の巻き掛け部材張力を測定できるCT装置を実現できる。

図面の簡単な説明

0092

図1実施の形態例のCT装置の正面から見た構成図である。
図2図1の側面から見た構成図である。
図3ベルト緊張手段の構成図で、(a)図は正面図、(b)図は(a)図の切断線A−Aにおける断面図である。
図4電気的構成を説明するブロック図である。
図5ベルト共振状態を示す概念図である。
図6ベルト共振状態を示す概念図である。
図7ベルト緊張手段の他の例を説明する図である。
図8ベルト共振状態を示す概念図である。
図9電気的構成を説明するブロック図である。
図10周波数変化に伴う駆動電流の変化を示すグラフである。
図11張力測定動作のフロー図である。
図12電気的構成を説明するブロック図である。
図13周波数変化に伴う駆動電圧の変化を示すグラフである。
図14従来例を説明する図である。

--

0093

104回転ケーシング(従動側車)
303プーリ(駆動側車)
305歯付きベルト(巻き掛け部材)
301モータ
501モータドライバ
503動作起動/停止スイッチ
505モード切替手段
507データ入力手段
509 制御部
511周波数発生部
513駆動電流検出部
531駆動電圧検出部
515共振判定部
517張力計算部
521 表示部
523 警報部

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