JP2005016582A - 上下動機構および寝台 - Google Patents

Abstract

【課題】上下動機構における送りねじ軸にかかるラジアル荷重を低減する。
【解決手段】物体を支持する支持体に略平行に配置され、両端部が回転可能に止着された送りねじ軸に螺合されるとともに、支持体に連結されたナット部の回転に応じて支持体を上下させる上下動機構において、前記ナット部に、送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能となるように略中心部が送りねじ軸に係合され、平板の両面に突出するように複数のボールが回転自在に嵌入されている輪状の転動体を両面から挟持して成る調心手段を備えた。
これにより、送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能な転動体によってミスアライメントが補正され、送りねじ軸に作用するラジアル荷重が低減される。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体を上下させるための上下動機構および寝台に係り、特に調心手段を備えた上下動機構および寝台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リードスクリューやボールスクリューなどの送りねじ軸による駆動機構を用いて、物体を上下動させるものにおいて、加工精度や組立精度のばらつきによるミスアライメントを避けることはできない。このミスアライメントが生じると、リードスクリューやボールスクリューなどの送りねじ軸にラジアル荷重とモーメントが作用することとなり、上下動をスムーズに行わせることができなくなるばかりではなく、故障の原因ともなるものである。そこで従来から、これらの駆動機構に自動調心玉軸受などの調心機構を付加することによって、組立時のミスアライメントを吸収することが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−５０２４７号公報（第４頁、図３、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の調心機構は送りねじ軸であるリードスクリューやボールスクリューなどを片持支持した場合に、自動調心玉軸受の内輪を、外輪に対して傾かせることによって送りねじ軸への負担を軽減させるものであり、送りねじ軸の両端が軸受によって支持されている場合の調心機構としては、十分な効果を期待することはできなかった。
そこで本発明は、両端が軸受によって支持されているリードスクリューやボールスクリューなどの送りねじ軸に対して、ラジアル荷重を低減することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、物体を支持する支持体と、この支持体に略平行に配置される両端部が回転可能に止着された送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合されるとともに前記支持体に連結されたナット部と、前記送りねじ軸を駆動する駆動手段とを有し、前記送りねじ軸の回転に応じて前記ナット部を介して前記支持体を上下させる上下動機構において、前記送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能となるように略中心部が前記送りねじ軸に係合され、平板の両面に突出するように複数のボールが回転自在に嵌入されている輪状の転動体を両面から挟持して成る調心手段を、前記ナット部に備えたことを特徴とする。
これにより、組立時にミスアライメントがあっても、送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能な転動体によって、そのミスアライメントを補正するので、調心が極めてスムーズに行われ、送りねじ軸に作用するラジアル荷重も低減することができ、上下動機構の信頼性を向上することができる。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、被検体を載置する天板部を支持する支持体と、 この支持体に略平行に配置される両端部が回転可能に止着された送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合され、球面軸受を介して外囲体で囲まれているナット部と、このナット部を前記支持体に連結する連結手段と、前記ナット部に設けられ、前記送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能となるように略中心部が前記送りねじ軸に係合されており、一方の面が前記ナット部により、他方の面が前記連結手段により挟持され、平板の両面に突出するように複数のボールが回転自在に嵌入されている輪状の転動体と、 前記送りねじ軸を駆動する駆動手段と、この駆動手段により駆動される前記送りねじ軸を介して上下動する前記支持体を案内する案内手段とを具備することを特徴とする寝台である。
これにより、組立時のミスアライメントが効果的に補正されるので、寝台に振動を与えることなくスムーズに上下動させることができ、天板に寝かされている被検体に不快な振動を与えたり、不安にさせたりすることが防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る上下動機構および寝台の一実施の形態を、医療機器として使用される寝台に適用した場合について、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。
図１は、医療機器として使用される寝台の一例を示した外観図である。この寝台１０は、ベース１１に設置され上下動機構を備えた支持部１２と、支持部１２に載置された天板保持部１３と、天板保持部１３に保持された被検体を載置する天板１４と、支持部１２の上下動機構や天板１４を長手方向へ進退させるための駆動源となるモータ１５とから成り、天板保持部１３には医師または技師により寝台１０を操作するための操作器１６が備えられている。
よって、操作器１６を操作することにより、支持部１２を上下動させて天板１４の高さを被検体の乗り降りに適した位置に調整したり、図示しない撮影装置の高さに合わせたりし、或いは、被検体の撮影部位に合わせて天板１４を撮影装置へ送り込んだりする。なお、支持部１２は通常化粧カバーに覆われているので、外部から上下動機構を見ることはできない。
【０００８】
次に、図２を参照して、支持部１２における上下動機構の一実施の形態について説明する。
図２は、支持部１２の正面図を示したものである。支持部１２は、ベース１１に立設された筒状の構造体２１と、この構造体２１に略平行に配置されたリードスクリュー２２と、構造体２１内を上下方向に移動しながら荷重（例えば、天板保持部１３）を支える移動体２３と、リードスクリュー２２に螺合されるとともに、一端が移動体２３に固着されたナット部２４とから構成されている。
そして、リードスクリュー２２は、その上端がＬ字状の金具２５によって構造体２１に、またその下端は止め具２６によってベース１１に、それぞれ回転可能に止着されている。また、リードスクリュー２２に螺合されているナット部２４は、移動体２３に対してＬ字状の金具２７によって固着されている。よって、構造体２１のリードスクリュー２２に対向する面には、移動体２３の上下方向への移動に支障とならないように、Ｌ字状の金具２７を貫通させる切り欠が形成されている。
一方、移動体２３の図示左側面を除く三方の面には、縦方向に延びたレール２８が溶接などによって取着されている。そして、レール２８は、構造体２１の内壁に設けられたそれぞれ対をなす複数のローラ２９に案内されるようになっており、移動体２３が上下に移動する際に横揺れを生じさせないようにしている。なお、リードスクリュー２２を駆動するための駆動機構の図示は省略したが、リードスクリュー２２は、図１に示したモータ１５を動力源として回転駆動される。
すなわち、モータ１５を正転させるとリードスクリュー２２は時計方向へ回転し、ナット部２４を上方へ移動させるので、移動体２３が上昇する。逆に、モータ１５を逆転させるとリードスクリュー２２は反時計方向へ回転し、ナット部２４を下方へ移動させるので、移動体２３は下降する。よって、移動体２３に支持されている天板保持部１３を任意に上下動させることができることになる。
ところで、通常リードスクリュー２２のラジアル荷重の負担能力が小さいので、上記のようなリードスクリュー２２の上下両端を支持したような構造の上下動機構では、レール２８とローラ２９によってラジアル荷重とモーメントを受け持ち、リードスクリュー２２はスラスト荷重のみを受けるようにしている。しかしながら、上下動機構の各構成要素がいかに精度良く製作されていたとしても、組立時のミスアライメントを避けることは難しく、そのため、リードスクリュー２２にラジアル荷重やモーメントが作用するおそれがある。
【０００９】
そこで本発明では、ナット部２４に、図３ないし図７に示すような調心機構を採用することにより、リードスクリュー２２にラジアル荷重やモーメントが作用するのを防止している。
図３は、調心機構を有するナット部２４の、内部構造の一実施の形態を示した縦断面図である。すなわち、リードスクリュー２２に断面が略凸状をしたナット２４ａが螺合しており、ナット２４ａの凸部に球面軸受２４ｂが勘合している。球面軸受２４ｂの外囲体２４ｃはナット２４ａにねじ２４ｄなどにより強固に固着されているとともに、その上面２４ｅは平らに形成され、その平らな面２４ｅに輪状の転動体２４ｆが、リードスクリュー２２を挿通させるとともに、輪の内側がリードスクリュー２２に接触しないように余裕をもって載置されている。
さらに、転動体２４ｆは押さえ部材２４ｇによって、周辺が囲まれるように、上方から移動体２３の荷重によって押さえつけられている。この押さえ部材２４ｇは、移動体２３とナット部２４とを連結しているＬ字状の金具２７の一部を構成するものであり、転動体２４ｆに対向する面は平らに形成されている。なお、転動体２４ｆの外周側は押さえ部材２４ｇに対して所定の空隙をもって囲まれているとともに、押さえ部材２４ｇは外囲体２４ｃの周りに、リードスクリュー２２を間にして対向する２箇所でねじ２４ｈなどによって揺動可能に係止されている。
【００１０】
このようなナット部２４の調心機構の主要部分を図４に斜視図で示し、さらにその各部分の概略を図５ないし図７に示してある。
すなわち、調心機構の主要部分は図４に示すように、上面２４ｅが平らに形成された凸状の外囲体２４ｃ（図４（ｃ）参照）と、外囲体２４ｃの上面２４ｅに載置される転動体２４ｆ（図４（ｂ）参照）と、移動体２３とナット部２４とを連結しているＬ字状の金具２７の一部を構成する押さえ部材２４ｇ（図４（ａ）参照）とから構成され、それぞれリードスクリュー２２を挿通させる貫通孔Ｈが穿設されている。
外囲体２４ｃは、前述のように球面軸受２４ｂの外側を囲んでおり、図５（ａ）に側面図、同図（ｂ）に平面図で示すように、円形の平面を有し、側面から見ると凸状を為している。そして、この凸状の上面２４ｅに転動体２４ｆが載置される。一例を示すと、凸状をした外囲体２４ｃの基部は約１５０φ、上面２４ｅは約１２０φである。
転動体２４ｆは、図６（ａ）に平面図、同図（ｂ）に側面図を示すように、輪状の平らな金属製の板に周状に複数の鋼製のボール２４ｉを嵌め込んだものであり、ボール２４ｉの一部は板の上下両面から突出しているとともに、外力を受けて軽く回転されるものである。この転動体２４ｆの大きさは、外囲体２４ｃの凸状の上面２４ｅより若干小さい直径に形成されている。例えば、外径は約９０φ、リードスクリュー２２を挿通させる貫通孔は約４０φ、板厚は約７ｍｍ、ボール２４ｉの直径は約１０ｍｍであり、リードスクリュー２２は例えば３０φである。
【００１１】
さらに、外囲体２４ｃの平らな上面２４ｅに載置された転動体２４ｆは、押さえ部材２４ｇによって上方から押さえられている。この押さえ部材２４ｇの一例として、Ｌ字状の金具２７の内、移動体２３に連結される側の部分を省略した要部を、図７（ａ）に上面図、同図（ｂ）に側面図、同図（ｃ）に底面図として示してある。
すなわち、押さえ部材２４ｇは、凸状をした外囲体２４ｃの基部と同程度の直径に形成されており、上面および底面ともに平らに形成され、周囲には、下方へ向けた突出部２４ｊが幾つか形成されている。そして、この押さえ部材２４ｇは、外囲体２４ｃの上面２４ｅに載置された転動体２４ｆに被せられ、突出部２４ｊのうち、リードスクリュー２２を間にして対向する２箇所で、外囲体２４ｃの周りにねじ２４ｈなどによって揺動可能に係止される。なお、押さえ部材２４ｇの外径は例えば約１５０φである。
【００１２】
次に、上記のように構成された支持部１２における上下動機構の作用について説明する。
上下両端が止着されて回転可能となっているリードスクリュー２２は、その回転に伴ってナット部２４を介して移動体２３を上下動させる。その際、組立時のミスアライメントによって、僅かながらリードスクリュー２２の芯が傾いたり、移動体２３とナット部２４とを連結しているＬ字状の金具２７に傾きが生じたりしていると、このミスアライメントを補正する如く、ねじ２４ｈを軸として外囲体２４ｃに係止された押さえ部材２４ｇが揺動する。同時に、転動体２４ｆが外囲体２４ｃの平らな上面２４ｅと押さえ部材２４ｇとの間を、ボール２４ｉの作用によって水平方向へ自由に移動する。
すなわち、押さえ部材２４ｇが揺動することと転動体２４ｆが水平方向へ移動することとの相乗作用によって、水平方向のミスアライメントを吸収する調心作用が働き、さらに、ボール２４ｉが転がるために摩擦も極めて少なく、調心がスムーズに行われる。ちなみに、ボール２４ｉによる転動体２４ｆの摩擦係数は、約０．００１程度と僅少である。加えて、転動体２４ｆは周方向に限られることなく、水平方向へ任意に移動することができるので、調心が極めてスムーズに行われ、リードスクリュー２２に作用するラジアル荷重も低減される。
よって、本発明に係る上下動機構を医療用の寝台１０に適用した場合には、寝台１０を上下動させて天板１４の高さを調整するような際でも、寝台１０に振動を与えることなくスムーズに上下動させることができ、天板１４に寝かされている被検体に不快な振動を与えたり、不安にさせたりすることを防止できる。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の発明によれば、両端部が回転可能に止着された送りねじ軸に螺合されるナット部を介して支持体を上下させる上下動機構において、組立時にミスアライメントがあっても、送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能な転動体によって、そのミスアライメントを補正するので、調心が極めてスムーズに行われ、送りねじ軸に作用するラジアル荷重も低減することができ、上下動機構の信頼性を向上することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、組立時のミスアライメントが効果的に補正されるので、寝台に振動を与えることなくスムーズに上下動させることができ、天板に寝かされている被検体に不快な振動を与えたり、不安にさせたりすることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る上下動機構が適用される、医療機器用寝台の一実施の形態を示した外観図である。
【図２】図１における支持部の一実施の形態を示した正面図である。
【図３】図２におけるナット部の、内部構造の一実施の形態を示した縦断面図である。
【図４】図３におけるナット部の、調心機構部分の一実施の形態を展開して示した説明図である。
【図５】調心機構を構成する外囲体の一実施の形態を示した説明図である。
【図６】調心機構を構成する転動体の一実施の形態を示した説明図である。
【図７】調心機構を構成する押さえ部材の一実施の形態を示した説明図である。
【符号の説明】
２２ リードスクリュー
２４ ナット部
２４ａ ナット
２４ｂ 球面軸受
２４ｃ 外囲体
２４ｄ ねじ
２４ｅ 上面
２４ｆ 転動体
２４ｇ 押さえ部材
２４ｈ ねじ
２４ｉ ボール
２４ｊ 突出部

Claims (2)

1. 物体を支持する支持体と、この支持体に略平行に配置される両端部が回転可能に止着された送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合されるとともに前記支持体に連結されたナット部と、前記送りねじ軸を駆動する駆動手段とを有し、前記送りねじ軸の回転に応じて前記ナット部を介して前記支持体を上下させる上下動機構において、
   前記送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能となるように略中心部が前記送りねじ軸に係合され、平板の両面に突出するように複数のボールが回転自在に嵌入されている輪状の転動体を両面から挟持して成る調心手段を、前記ナット部に備えたことを特徴とする上下動機構。
2. 被検体を載置する天板部を支持する支持体と、
   この支持体に略平行に配置される両端部が回転可能に止着された送りねじ軸と、
   この送りねじ軸に螺合され、球面軸受を介して外囲体で囲まれているナット部と、
   このナット部を前記支持体に連結する連結手段と、
   前記ナット部に設けられ、前記送りねじ軸に直交する方向に対して移動可能となるように略中心部が前記送りねじ軸に係合されており、一方の面が前記ナット部により、他方の面が前記連結手段により挟持され、平板の両面に突出するように複数のボールが回転自在に嵌入されている輪状の転動体と、
   前記送りねじ軸を駆動する駆動手段と、
   この駆動手段により駆動される前記送りねじ軸を介して上下動する前記支持体を案内する案内手段と、
   を具備することを特徴とする寝台。

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