JP7779699B2 - X-ray CT device - Google Patents
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Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、X線CT装置に関する。 The embodiments disclosed in this specification and drawings relate to an X-ray CT device.
X線CT(Computed Tomography)装置は、X線管とX線検出器の対を被検体周りに高速回転させながら撮影したデータを再構成して被検体の断層画像を生成する装置である。 An X-ray CT (Computed Tomography) device is a device that generates cross-sectional images of a subject by reconstructing the data captured while rotating an X-ray tube and X-ray detector pair around the subject at high speed.
X線管とX線検出器は、被検体の撮像空間であるボアが中央に形成された略円筒状の回転フレームに固定される。回転フレームは、例えば、アルミニウム等の金属で形成される。回転フレームには、X線管やX線検出器の他、X線管に高圧電源を供給する電源装置、X線管を油冷するためのオイルを熱交換するオイルクーラ、X線検出器から出力される多数の電気信号をデジタル信号に変換して装置本体に伝送するDAS(Data Acquisition System)と呼ばれるデータ収集装置、等の各種のコンポーネントが装着され固定される。 The X-ray tube and X-ray detector are fixed to a roughly cylindrical rotating frame with a bore formed in the center, which is the imaging space for the subject. The rotating frame is made of metal, such as aluminum. In addition to the X-ray tube and X-ray detector, various components are attached and fixed to the rotating frame, including a power supply unit that supplies high-voltage power to the X-ray tube, an oil cooler that exchanges heat with the oil that cools the X-ray tube, and a data acquisition device called a DAS (Data Acquisition System) that converts the numerous electrical signals output from the X-ray detector into digital signals and transmits them to the main device.
これらのコンポーネントが装着された回転フレームは、安全上の観点等から、ガントリカバー等と呼ばれるハウジングに収納される。このハウジングも、中央にボアが形成された略円筒状の形状をなしている。ただし、ハウジング自体は回転しない。 The rotating frame on which these components are mounted is housed in a housing called a gantry cover for safety reasons. This housing also has an approximately cylindrical shape with a bore in the center. However, the housing itself does not rotate.
回転フレームに装着されるコンポーネントの多くは通電に伴って発熱する。したがって、これらのコンポーネントを安全、かつ、安定に動作させるためには、これらのコンポーネントを効率よく冷却することが不可欠である。 Many of the components mounted on the rotating frame generate heat when electricity is applied. Therefore, efficient cooling of these components is essential to ensure their safe and stable operation.
多くのX線CT装置では、冷却ファンにより、ハウジングの外部から取り込んだ空気をハウジング内に冷却風として強制的に流すことにより、発熱したコンポーネントを冷却している。 In many X-ray CT scanners, a cooling fan is used to cool heated components by forcibly circulating air drawn in from outside the housing into the housing as cooling air.
近時のX線CT装置の高性能化によってコンポーネントの発熱量は増加傾向にある。これに伴って、高い冷却性能が必要とされ、冷却ファンの回転速度や冷却ファンの個数も増加傾向となり、冷却ファンによって生じる騒音が無視できなくなってきている。 Recently, the increasing performance of X-ray CT scanners has led to an increase in the amount of heat generated by components. This has led to the need for high cooling performance, which has led to an increase in the rotation speed and number of cooling fans, making the noise generated by the cooling fans no longer negligible.
一方、撮像時間の短縮化や、時間分解能向上等の要求により、回転フレームの回転速度も高くなる傾向にあり、回転フレームの回転によって生じる騒音も看過できなくなってきている。 On the other hand, due to demands for shorter imaging times and improved temporal resolution, the rotation speed of the rotating frame is also tending to increase, and the noise generated by the rotation of the rotating frame is becoming unbearable.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の1つは、X線CT装置のガントリ内に収納されているコンポーネントの冷却性能を維持しつつ、冷却ファンによる騒音と、回転フレームの回転によって生じる騒音とを低減することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems that the embodiments disclosed in this specification and drawings attempt to solve is to reduce noise caused by the cooling fan and the rotation of the rotating frame while maintaining the cooling performance of the components housed within the gantry of an X-ray CT scanner. However, the problems that the embodiments disclosed in this specification and drawings attempt to solve are not limited to the above problem. Issues corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described below can also be positioned as other problems.
一実施形態のX線CT装置1は、複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、前記回転フレームを収納するハウジングと、前記回転フレームと前記ハウジングとの間の間隙に、前記回転フレームの外周の一部に沿って設けられる支持プレートと、前記支持プレートに形成された第1の通気口に対向して設けられた第1の冷却ファンと、前記支持プレートに形成された第2の通気口を開閉可能に設けられた覆い板と、を備え、前記覆い板は、前記回転フレームの回転と停止に応じて前記第2の通気口を開閉する。 In one embodiment, the X-ray CT device 1 comprises a rotating frame to which multiple components are fixed, a housing that houses the rotating frame, a support plate that is provided in the gap between the rotating frame and the housing and that runs along part of the outer periphery of the rotating frame, a first cooling fan that faces a first vent hole formed in the support plate, and a cover plate that is capable of opening and closing a second vent hole formed in the support plate, and the cover plate opens and closes the second vent hole in response to rotation and stopping of the rotating frame.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の一構成例を示すブロック図である。図1に示すように、X線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。架台装置10は、回転フレーム100と、回転フレーム100に装着、固定されるX線発生装置20、X線高電圧装置21、X線検出装置25等のコンポーネントを有する。架台装置10をガントリと呼ぶ場合もある。
(First embodiment)
Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in Fig. 1, the X-ray CT apparatus 1 includes a gantry 10, a bed 30, and a console 40. The gantry 10 includes a rotating frame 100 and components such as an X-ray generator 20, an X-ray high-voltage device 21, and an X-ray detector 25 that are mounted and fixed to the rotating frame 100. The gantry 10 is also called a gantry.
図1に示すように、本実施形態では、回転フレーム100が非チルトの状態における回転フレーム100の回転軸方向、または寝台装置30の天板33の長手方向をz軸方向とし、z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をx軸方向とし、z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をy軸方向として定義するものとする。 As shown in Figure 1, in this embodiment, the direction of the rotation axis of the rotating frame 100 when the rotating frame 100 is in a non-tilted state, or the longitudinal direction of the tabletop 33 of the bed device 30, is defined as the z-axis direction, the direction perpendicular to the z-axis direction and horizontal to the floor surface is defined as the x-axis direction, and the direction perpendicular to the z-axis direction and perpendicular to the floor surface is defined as the y-axis direction.
X線発生装置20は、X線管11、ウェッジ16、及びコリメータ17を含んで構成される。X線管11は、X線高電圧装置21からの高電圧の印加により、X線を発生する真空管である。X線管11から照射されたX線は、ウェッジ16及びコリメータ17を通った後、被検体Pを通過してX線検出装置25に到達する。 The X-ray generator 20 includes an X-ray tube 11, a wedge 16, and a collimator 17. The X-ray tube 11 is a vacuum tube that generates X-rays when high voltage is applied from an X-ray high-voltage device 21. The X-rays emitted from the X-ray tube 11 pass through the wedge 16 and collimator 17, then through the subject P and reach the X-ray detection device 25.
ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。例えば、ウェッジ16は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線があらかじめ定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を減衰するフィルタである。たとえば、ウェッジ16は、アルミニウムを加工して形成される。 The wedge 16 is a filter for adjusting the amount of X-rays emitted from the X-ray tube 11. For example, the wedge 16 is a filter that attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays irradiated from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. For example, the wedge 16 is formed by processing aluminum.
コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むためのものであり、X線可動絞りと呼ばれる場合もある。コリメータ17は、例えば、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成することで、X線の照射範囲を絞り込む。 The collimator 17 is used to narrow the irradiation range of the X-rays that have passed through the wedge 16, and is sometimes called an X-ray adjustable aperture. The collimator 17 narrows the irradiation range of the X-rays by forming a slit using, for example, a combination of multiple lead plates.
X線検出装置25は、X線検出器12及びDAS(Data Acquisition System)18を備えて構成される。X線検出器12は、被検体Pを通過したX線を検出し、当該X線量に対応した電気信号に変換する。 The X-ray detection device 25 is composed of an X-ray detector 12 and a DAS (Data Acquisition System) 18. The X-ray detector 12 detects X-rays that have passed through the subject P and converts them into an electrical signal corresponding to the X-ray dose.
X線検出器12は、X線管11の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列を有する。さらに、X線検出器12は、複数のX線検出素子列が、チャネル方向に直交するスライス方向に複数配列された構造を有する。 The X-ray detector 12 has an X-ray detection element array in which multiple X-ray detection elements are arranged in the channel direction along a single arc centered on the focal point of the X-ray tube 11. Furthermore, the X-ray detector 12 has a structure in which multiple X-ray detection element arrays are arranged in a slice direction perpendicular to the channel direction.
X線検出器12は、たとえば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを備えて構成される。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。グリッドはコリメータ(1次元コリメータまたは2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。シンチレータアレイは、複数のシンチレータが配列されたものでる。各シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。光センサアレイは、複数の光センサが配列されたものである。各光センサは、シンチレータから出力される光の光量に応じた電気信号に変換する。上記のシンチレータと光センサの構成に換えて、入射したX線を直接電気信号に変換する半導体素子を有する構成とすることもできる。 The X-ray detector 12 is configured, for example, with a grid, a scintillator array, and a photosensor array. The grid is placed on the X-ray incident side of the scintillator array and has an X-ray shielding plate that functions to absorb scattered X-rays. The grid is sometimes called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The scintillator array is an array of multiple scintillators. Each scintillator has a scintillator crystal that outputs light with a photon quantity corresponding to the amount of incident X-rays. The photosensor array is an array of multiple photosensors. Each photosensor converts the light output from the scintillator into an electrical signal corresponding to the amount of light. Instead of the above scintillator and photosensor configuration, a configuration with a semiconductor element that directly converts incident X-rays into an electrical signal can also be used.
DAS18は、増幅回路、AD変換回路、データ転送回路等を備えて構成される。X線検出器12の各X線検出素子から出力された電気信号は、増幅回路で増幅された後、AD変換回路でアナログ信号からデジタル信号に変換され、検出データが生成される。 The DAS 18 is composed of an amplifier circuit, an AD conversion circuit, a data transfer circuit, etc. The electrical signals output from each X-ray detection element of the X-ray detector 12 are amplified by the amplifier circuit, and then converted from analog to digital by the AD conversion circuit, generating detection data.
DAS18が生成した検出データは、例えば、回転フレーム100に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置10の非回転部分(たとえば固定フレーム102、図2等参照)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40へと転送される。固定フレーム102は回転フレーム13を回転可能に支持するフレームである。なお、回転フレーム100から架台装置10の非回転部分への検出データの送信方法は、光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。 The detection data generated by the DAS 18 is transmitted, for example, by optical communication from a transmitter equipped with a light-emitting diode (LED) mounted on the rotating frame 100 to a receiver equipped with a photodiode mounted on a non-rotating portion of the gantry 10 (e.g., the fixed frame 102; see Figure 2, etc.), and then transferred to the console device 40. The fixed frame 102 is a frame that rotatably supports the rotating frame 13. Note that the method of transmitting the detection data from the rotating frame 100 to the non-rotating portion of the gantry 10 is not limited to optical communication; any method of non-contact data transmission may be used.
制御装置15は、例えば、制御基板に設けられたプロセッサと、記憶回路と、モータおよびアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置15は、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10および寝台装置30の制御を行う機能を有する。たとえば、制御装置15は、入力信号を受けて回転フレーム100を回転させる制御や、架台装置10をチルトさせる制御、ならびに寝台装置30および天板33を動作させる制御を行う。制御装置15は、図1に示すように架台装置10に設けられてもよいが、コンソール装置40に設けられても構わない。
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを備える。
The control device 15 includes, for example, a processor provided on a control board, a memory circuit, and drive mechanisms such as motors and actuators. The control device 15 has a function of receiving input signals from an input interface 43 attached to the console device 40 or the gantry device 10 and controlling the gantry device 10 and the bed device 30. For example, the control device 15 receives input signals and controls the rotation of the rotating frame 100, the tilt of the gantry device 10, and the operation of the bed device 30 and the tabletop 33. The control device 15 may be provided in the gantry device 10 as shown in FIG. 1 , or it may be provided in the console device 40.
The bed device 30 is a device on which the subject P to be scanned is placed and moved, and includes a base 31, a bed driving device 32, a top board 33, and a support frame .
基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(y方向)に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を天板33の長軸方向(z方向)に移動するモータあるいはアクチュエータである。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。 The base 31 is a housing that supports the support frame 34 so that it can move vertically (y direction). The bed drive device 32 is a motor or actuator that moves the tabletop 33, on which the subject P is placed, in the longitudinal direction of the tabletop 33 (z direction). The tabletop 33, which is provided on the upper surface of the support frame 34, is a plate on which the subject P is placed.
なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向(z方向)に移動してもよい。また、寝台駆動装置32は、寝台装置30の基台31ごと移動させてもよい。本発明を立位CTに応用可能な場合は、天板33に相当する患者移動機構を移動する方式であってもよい。 The bed driving device 32 may move the support frame 34 in the longitudinal direction (z direction) of the tabletop 33 in addition to the tabletop 33. The bed driving device 32 may also move the entire base 31 of the table device 30. If the present invention is applicable to upright CT, a system may be used in which the patient movement mechanism corresponding to the tabletop 33 is moved.
コンソール装置40は、メモリ41、ディスプレイ42、入力インターフェース43、ネットワーク接続回路44、及び、処理回路45を有する。本明細書及び図面では、コンソール装置40は、架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40の構成要素の一部または全部が含まれてもよい。また、本明細書及び図面では、コンソール装置40が単一のコンソールにて全ての機能を実行するものとして以下に説明するが、これらの機能は複数のコンソールが実行してもよい。 The console device 40 has memory 41, a display 42, an input interface 43, a network connection circuit 44, and a processing circuit 45. In this specification and drawings, the console device 40 is described as being separate from the gantry device 10, but the gantry device 10 may include some or all of the components of the console device 40. Also, in this specification and drawings, the console device 40 is described below as performing all functions on a single console, but these functions may be performed by multiple consoles.
メモリ41は、たとえば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。また、メモリ41は、たとえば、投影データや再構成画像データ、あらかじめ取得した被検体Pのボリュームデータなどを記憶する。 The memory 41 includes a processor-readable recording medium, such as a semiconductor memory element such as RAM (Random Access Memory), flash memory, a hard disk, or an optical disk. The memory 41 also stores, for example, projection data, reconstructed image data, and previously acquired volume data of the subject P.
ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。たとえば、ディスプレイ42は、処理回路45によって生成された医用画像(CT画像)や、ユーザからの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。たとえば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ等である。また、ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。また、ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40の本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されてもよい。 The display 42 displays various types of information. For example, the display 42 outputs medical images (CT images) generated by the processing circuitry 45, a GUI (Graphical User Interface) for accepting various operations from the user, and the like. For example, the display 42 is a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, or the like. The display 42 may also be provided on the gantry device 10. The display 42 may also be a desktop type, or may be configured as a tablet terminal capable of wireless communication with the console device 40 main body.
入力インターフェース43は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路45に出力する。たとえば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等をユーザから受け付ける。たとえば、入力インターフェース43は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、および音声入力回路等により実現される。また、入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40の本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されてもよい。 The input interface 43 accepts various input operations from the user, converts the accepted input operations into electrical signals, and outputs them to the processing circuitry 45. For example, the input interface 43 accepts from the user the acquisition conditions for collecting projection data, the reconstruction conditions for reconstructing CT images, and the image processing conditions for generating post-processed images from CT images. For example, the input interface 43 may be implemented by a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, a touchpad for performing input operations by touching the operation surface, a touchscreen that integrates a display screen and a touchpad, a non-contact input circuit using an optical sensor, and a voice input circuit. The input interface 43 may also be provided in the gantry device 10. The input interface 43 may also be implemented by a tablet terminal capable of wireless communication with the console device 40 main body.
ネットワーク接続回路44は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路44は、この各種プロトコルに従ってX線CT装置1と画像サーバ等の他の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線/有線の病院基幹LAN(Local Area Network)やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
処理回路45は、メモリ41に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、X線CT装置1の全体の動作を制御するプロセッサである。
The network connection circuit 44 implements various information communication protocols according to the type of network. The network connection circuit 44 connects the X-ray CT apparatus 1 to other devices such as an image server in accordance with these various protocols. This connection can be an electrical connection via an electronic network. Here, the electronic network refers to any information communication network that uses electrical communication technology, and includes wireless/wired hospital backbone LANs (Local Area Networks) and the Internet, as well as telephone communication networks, optical fiber communication networks, cable communication networks, and satellite communication networks.
The processing circuitry 45 is a processor that controls the overall operation of the X-ray CT apparatus 1 by reading and executing the programs stored in the memory 41 .
(第1の実施形態に係る架台装置の冷却構造)
次に、第1の実施形態に係るX線CT装置1の架台装置10の冷却構造について説明する。図2(a)は、第1の実施形態に係る架台装置10をフロント方向から見た構造説明図であり、図2(b)は、第1の実施形態に係る架台装置10を側方から見た構造説明図である。図2(b)の左側がフロント側に該当し、右側がリア側に該当する。ここで、架台装置10のフロント方向(或いは、架台装置10のフロント側)とは、架台装置10に対して寝台装置30が設置される方向(或いは、寝台装置30が設置される側)のことである。逆に、架台装置10のリア方向(或いは、架台装置10のリア側)とは、フロント方向の反対方向(或いは、反対側)のことである。
(Cooling structure of gantry device according to first embodiment)
Next, the cooling structure of the gantry 10 of the X-ray CT scanner 1 according to the first embodiment will be described. Fig. 2(a) is a structural explanatory diagram of the gantry 10 according to the first embodiment as seen from the front direction, and Fig. 2(b) is a structural explanatory diagram of the gantry 10 according to the first embodiment as seen from the side. The left side of Fig. 2(b) corresponds to the front side, and the right side corresponds to the rear side. Here, the front direction of the gantry 10 (or the front side of the gantry 10) refers to the direction in which the bed 30 is installed relative to the gantry 10 (or the side on which the bed 30 is installed). Conversely, the rear direction of the gantry 10 (or the rear side of the gantry 10) refers to the opposite direction (or the opposite side) of the front direction.
架台装置10は、図2(a)に示すように、被検体の撮像空間であるボア400が中央に形成された円環状の回転フレーム100を有している。前述したように、この回転フレーム100はアルミニウム等の金属で形成されており、各種のコンポーネント300a乃至300fが回転フレーム100に固定されている。 As shown in FIG. 2(a), the gantry device 10 has an annular rotating frame 100 with a bore 400, which is the imaging space for the subject, formed in the center. As mentioned above, this rotating frame 100 is made of a metal such as aluminum, and various components 300a to 300f are fixed to the rotating frame 100.
例えば、コンポーネント300aはX線発生装置20であり、X線発生装置20と対向する位置に配置されているコンポーネント300dはX線検出装置25である。また例えば、X線発生装置20に隣接して配置されているコンポーネント300bは、X線発生装置20を液冷で冷却するためのオイルクーラであり、コンポーネント300fは、X線発生装置20に高電圧を供給するX線高電圧装置21である。以下、特に種類を区別する必要がないかぎり、これらの各装置をコンポーネント300の総称で呼ぶものとする。 For example, component 300a is the X-ray generator 20, and component 300d, which is located opposite the X-ray generator 20, is the X-ray detection device 25. Also, for example, component 300b, which is located adjacent to the X-ray generator 20, is an oil cooler for liquid-cooling the X-ray generator 20, and component 300f is the X-ray high-voltage device 21 that supplies high voltage to the X-ray generator 20. Hereinafter, unless there is a need to distinguish between types, these devices will be referred to collectively as component 300.
各コンポーネント300が装着、固定された回転フレーム100は、安全上等の観点等から、ハウジング104に収納される。このハウジング104も、中央にボア400が形成されている。 The rotating frame 100, to which each component 300 is attached and fixed, is housed in a housing 104 for safety reasons. This housing 104 also has a bore 400 formed in its center.
ハウジング104自体は回転することなく、ハウジング104に収納されている回転フレーム100が各コンポーネント300と一体になって回転する。なお、回転フレーム100及び各コンポーネント300は、ハウジング104によってその周囲が覆われているため、実際には外部からは見えない。 The housing 104 itself does not rotate; the rotating frame 100 housed in the housing 104 rotates integrally with each component 300. Note that the rotating frame 100 and each component 300 are completely enclosed by the housing 104, and therefore cannot actually be seen from the outside.
図2(b)は、架台装置10を側方から見た構造説明図である。図2(b)では、ハウジング104の図示を省略している。前述したように、図2(b)の左側がフロント側であり、右側がリア側である。図2(b)に示すように、回転フレーム100のリア側には、固定フレーム102が設けられている。固定フレーム102も、中央にボア400が形成された略円環状の形状を有している。 Figure 2(b) is a structural explanatory diagram of the gantry device 10 viewed from the side. The housing 104 is not shown in Figure 2(b). As mentioned above, the left side of Figure 2(b) is the front side, and the right side is the rear side. As shown in Figure 2(b), a fixed frame 102 is provided on the rear side of the rotating frame 100. The fixed frame 102 also has a roughly annular shape with a bore 400 formed in the center.
固定フレーム102は、回転フレーム100を回転可能に支持している。具体的には、固定フレーム102と回転フレーム100との間には、例えば、円環状のロータとステータとを具備するダイレクトドライブモータが設けられており、このダイレクトドライブモータによって、回転フレーム100を高速回転させている。また、固定フレーム102と回転フレーム100との間には、固定フレーム102側から回転フレーム100側に電力を供給する円環状のスリップリングや、固定フレーム102側と回転フレーム100側との間で光通信などの非接触型のデータ通信を行うための通信デバイスが設けられている。 The fixed frame 102 rotatably supports the rotating frame 100. Specifically, a direct drive motor equipped with, for example, a circular rotor and stator is provided between the fixed frame 102 and the rotating frame 100, and this direct drive motor rotates the rotating frame 100 at high speed. Also provided between the fixed frame 102 and the rotating frame 100 are a circular slip ring that supplies power from the fixed frame 102 to the rotating frame 100, and a communication device for contactless data communication, such as optical communication, between the fixed frame 102 and the rotating frame 100.
固定フレーム102には、その左右方向(図1におけるX方向)の両側からフロント方向に延出する2つの固定プレート108が設けられている。また、架台装置10は床面に接する基台112を有しており、基台112の左右方向の両側には、鉛直方向に延びる立設フレーム106がそれぞれ設けられている。立設フレーム106の一端は基台112に固定され、他端は、チルト軸110を介して、固定プレート108を回動可能に支持している。このような構造により、回転フレーム100、固定フレーム102、及び固定プレート108は、左右の立設フレーム106により、チルト軸110周りに一体的にチルト可能に支持されている。 The fixed frame 102 is provided with two fixed plates 108 extending forward from both its left and right sides (X direction in Figure 1). The gantry device 10 also has a base 112 that contacts the floor surface, and a standing frame 106 extending vertically is provided on each of the left and right sides of the base 112. One end of the standing frame 106 is fixed to the base 112, and the other end rotatably supports the fixed plate 108 via a tilt shaft 110. With this structure, the rotating frame 100, fixed frame 102, and fixed plate 108 are supported by the left and right standing frames 106 so that they can tilt together around the tilt shaft 110.
一方、回転フレーム100とハウジング104との間の間隙には、支持プレート120が、回転フレーム100の外周の一部、例えば、回転フレーム100の外周の上側の略半円周に沿って設けられている。支持プレート120は、例えば、帯板状のプレートを略円弧状に湾曲させた形状、或いは、帯板状のプレートを多角形状に折り曲げた形状を有している。支持プレート120の短辺の一端は、例えば、左右の固定プレート108のうち左側の固定プレート108を介して固定フレーム102に連結固定され、支持プレート120の短辺の他端は、右側の固定プレート108を介して固定フレーム102に連結固定される。 Meanwhile, in the gap between the rotating frame 100 and the housing 104, a support plate 120 is provided along part of the outer periphery of the rotating frame 100, for example, along approximately the upper semicircle of the outer periphery of the rotating frame 100. The support plate 120 has, for example, a shape obtained by bending a strip-shaped plate into an approximately arc, or a shape obtained by bending a strip-shaped plate into a polygonal shape. One end of the short side of the support plate 120 is connected and fixed to the fixed frame 102 via, for example, the left fixing plate 108 of the left and right fixing plates 108, and the other end of the short side of the support plate 120 is connected and fixed to the fixed frame 102 via the right fixing plate 108.
支持プレート120には、複数の通気口が形成されている。これら複数の通気口のうち、1つ以上の通気口(第1の通気口)に対しては、この通気口を介して冷却風を強制的に排出する冷却ファン200(第1の冷却ファン200)が、この通気口に対向して設けられている。また、これら複数の通気口のうち、他の1つ以上の通気口(第2の通気口)に対しては、この通気口を開閉することができるように構成された覆い板210が、この通気口に対向して設けられている。 The support plate 120 has multiple ventilation holes formed therein. A cooling fan 200 (first cooling fan 200) is provided facing one or more of the multiple ventilation holes (first ventilation holes) to forcibly exhaust cooling air through the ventilation hole. Furthermore, a cover plate 210 configured to open and close the ventilation hole is provided facing one or more of the other ventilation holes (second ventilation holes).
なお、支持プレート120は、図2に例示した形状に限定されない。図2に示した支持プレート120は、左側の固定プレート108から右側の固定プレート108まで連続した形状となっているが、これに限定されず、支持プレート120の周方向の一部が欠落した形状、即ち、周方向に分断された形状でもよい。また、図2に例示した支持プレート120は、フロント-リア方向において、回転フレーム100の領域のみを覆っているが(図2(b)参照)、これに限定されず、回転フレーム100と固定フレーム102の両方を含む領域を覆う形状でもよい。 Note that the support plate 120 is not limited to the shape illustrated in Figure 2. The support plate 120 illustrated in Figure 2 has a continuous shape extending from the left fixed plate 108 to the right fixed plate 108, but this is not limited to this and the support plate 120 may have a shape in which a portion of the circumference is missing, i.e., a shape in which the support plate 120 is divided in the circumferential direction. Furthermore, while the support plate 120 illustrated in Figure 2 covers only the area of the rotating frame 100 in the front-rear direction (see Figure 2(b)), this is not limited to this and the support plate 120 may have a shape that covers an area including both the rotating frame 100 and the fixed frame 102.
上述した支持プレート120、通気口、冷却ファン200、及び、覆い板210は、実施形態の架台装置10の冷却に関して特徴的な構成であり、図3及び図4を用いて、より詳細な構成と作用について説明する。 The support plate 120, vent, cooling fan 200, and cover plate 210 described above are characteristic components for cooling the gantry device 10 of this embodiment, and their configuration and operation will be explained in more detail using Figures 3 and 4.
図3(a)は、図2(a)を縮小した図であり、符号の記載は省略している。図3(b)は、図3(a)の破線四角枠の部分を拡大した図である。なお、架台装置10の上部の構成や構造は、図3(a)の左右方向において概ね対称であるため、以下では、図3(a)の右側上部の破線四角枠で囲った部分の構成及び構造について説明する。 Figure 3(a) is a reduced-scale view of Figure 2(a), with reference numerals omitted. Figure 3(b) is an enlarged view of the portion enclosed by the dashed rectangular frame in Figure 3(a). Note that the configuration and structure of the upper part of the gantry 10 is generally symmetrical in the left-right direction of Figure 3(a), and therefore the following description will focus on the configuration and structure of the portion enclosed by the dashed rectangular frame in the upper right part of Figure 3(a).
図3(b)に示すように、支持プレート120には、冷却ファン200が取り付けられており、冷却ファン200の回転フレーム100側には、冷却ファン200のファン面に対向するように第1の通気口202が形成されている。 As shown in Figure 3(b), a cooling fan 200 is attached to the support plate 120, and a first ventilation opening 202 is formed on the rotating frame 100 side of the cooling fan 200 so as to face the fan surface of the cooling fan 200.
また、支持プレート120には、第2の通気口212が形成されている。そして、支持プレート120のハウジング104側から、この第2の通気口212を覆うように、覆い板210が配設されている。覆い板210の一端にはヒンジ211が設けられている。覆い板210をヒンジ211周りに回動させることにより、第2の通気口212を開いたり、閉じたりすることができる。 A second ventilation hole 212 is also formed in the support plate 120. A cover plate 210 is disposed on the housing 104 side of the support plate 120 so as to cover this second ventilation hole 212. A hinge 211 is provided at one end of the cover plate 210. The second ventilation hole 212 can be opened or closed by rotating the cover plate 210 around the hinge 211.
ハウジング104の上部の一部の領域、具体的には、冷却ファン200や覆い板210の近傍の領域には、複数の通風孔104a(即ち、排気口)が形成されている。一方、ハウジング104の下部には、各コンポーネント300を冷却するための空気を吸気するための吸気口(図示を省略)が設けられている。冷却風は、ハウジング104の下部から上部に向かう方向に流れ、回転フレーム100内の各コンポーネント300を冷却した空気(即ち、各コンポーネント300との熱交換によって暖められた暖気)は、冷却ファン200や覆い板210の隙間を通って吐き出され、さらに、ハウジング104の複数の通風孔104aを通って、架台装置10の外部に排出される。
図4(a)、(b)は、上述した第1の通気口202、冷却ファン200、第2の通気口212、及び、覆い板210の作用効果について説明する図である。
A plurality of ventilation holes 104a (i.e., exhaust ports) are formed in a partial region of the upper part of the housing 104, specifically in a region near the cooling fan 200 and the cover plate 210. Meanwhile, an air intake port (not shown) is provided in the lower part of the housing 104 for taking in air to cool each component 300. The cooling air flows from the lower part to the upper part of the housing 104, and the air that has cooled each component 300 in the rotating frame 100 (i.e., warm air that has been warmed by heat exchange with each component 300) is discharged through gaps in the cooling fan 200 and the cover plate 210, and further passes through the plurality of ventilation holes 104a in the housing 104 to be exhausted to the outside of the gantry 10.
4A and 4B are diagrams illustrating the effects of the first vent 202, the cooling fan 200, the second vent 212, and the cover plate 210 described above.
図4(a)は、回転フレーム100の回転が停止している時の作用効果を説明する図である。回転フレーム100の回転停止中であっても、各コンポーネント300には通電されており、各コンポーネント300を冷却する必要がある。このため、回転フレーム100の回転停止中であっても、冷却ファン200は通常の回転速度(所定の回転速度)で回転しており、冷却風(各コンポーネント300を冷却した後の暖められた空気)は、冷却ファン200によって、第1の通気口202から架台装置10の外部に強制的に吐き出される。
回転フレーム100の回転停止時に発生する騒音は、主に、冷却ファン200の回転のみによって生じる騒音ということになる。
4A is a diagram illustrating the effect when the rotation of the rotating frame 100 is stopped. Even when the rotation of the rotating frame 100 is stopped, each component 300 is still energized and needs to be cooled. For this reason, even when the rotation of the rotating frame 100 is stopped, the cooling fan 200 rotates at a normal rotation speed (a predetermined rotation speed), and the cooling air (air that has been warmed after cooling each component 300) is forcibly discharged by the cooling fan 200 from the first ventilation opening 202 to the outside of the gantry 10.
The noise generated when the rotation frame 100 stops rotating is mainly noise generated only by the rotation of the cooling fan 200 .
覆い板210は、ヒンジ211の周りを回動可能に構成されているが、回転フレーム100の回転停止には、覆い板210のヒンジ211と反対側の端部は自重によって支持プレート120に当接して、第2の通気口212を塞いでいる。
一方、図4(b)は、回転フレーム100の回転が回転している時の作用効果を説明する図である。
The cover plate 210 is configured to be rotatable around the hinge 211, but when the rotation of the rotating frame 100 stops, the end of the cover plate 210 opposite the hinge 211 abuts against the support plate 120 due to its own weight, blocking the second air vent 212.
On the other hand, FIG. 4B is a diagram illustrating the effect when the rotating frame 100 is rotating.
回転フレーム100の回転時には、冷却ファン200によって生じる騒音に対して、回転フレーム100の回転に起因する騒音がさらに加わることになる。そこで、第1の実施形態の架台装置10では、回転フレーム100の回転時には、冷却ファン200の回転を停止する、或いは、冷却ファン200の回転速度を通常回転における所定の回転速度よりも低い回転速度で動作させるようにしている。この結果、冷却ファン200によって生じる騒音を抑制することができる。 When the rotating frame 100 rotates, the noise caused by the rotation of the rotating frame 100 is added to the noise generated by the cooling fan 200. Therefore, in the gantry device 10 of the first embodiment, when the rotating frame 100 rotates, the rotation of the cooling fan 200 is stopped or the cooling fan 200 is operated at a rotation speed lower than the predetermined rotation speed during normal rotation. As a result, the noise generated by the cooling fan 200 can be suppressed.
一方、冷却ファン200の回転停止、或いは、回転速度の低下により、冷却ファン200によって架台装置10の外部に吐き出される冷却風の量も低下することなる。 On the other hand, when the cooling fan 200 stops rotating or its rotation speed decreases, the amount of cooling air blown out by the cooling fan 200 to the outside of the gantry 10 also decreases.
他方、回転フレーム100の回転によって、回転フレーム100の周方向には気流が発生し、この気流の力は覆い板210に働く。この結果、覆い板210は、気流の力によってヒンジ211周りにハウジング104側に回転し、覆い板210と支持プレート120との間に間隙ができる。そして、この間隙を通って、冷却風が架台装置10の外部に吐き出されることになる。 On the other hand, as the rotating frame 100 rotates, an airflow is generated in the circumferential direction of the rotating frame 100, and the force of this airflow acts on the cover plate 210. As a result, the force of the airflow causes the cover plate 210 to rotate around the hinge 211 toward the housing 104, creating a gap between the cover plate 210 and the support plate 120. Cooling air then passes through this gap and is expelled to the outside of the gantry 10.
したがって、冷却ファン200の回転停止、或いは、回転速度の低下による冷却風の量の低下は、覆い板210が開くことによって生じた間隙を通る冷却風によって補われ、冷却性能の低下を抑制することができる。 Therefore, any reduction in the amount of cooling air due to the cooling fan 200 stopping or slowing down in rotation speed is compensated for by the cooling air passing through the gap created by the cover plate 210 being open, thereby preventing a reduction in cooling performance.
なお、冷却ファン200の回転を停止するための制御、或いは、回転速度を低下させるための制御は、例えば、コンソール装置40の処理回路45によって行われる。この場合、処理回路45は、回転フレーム100の回転と停止を検出し、回転フレーム100の停止中は冷却ファン200を通常の回転速度(所定の回転速度)で回転させ、回転フレーム100の回転中は、冷却ファン200の回転を停止する、又は、冷却ファン200を所定の回転速度よりも低い回転速度で回転させるように、冷却ファン200を制御する。
なお、特許請求の範囲の記載における制御部の一例が、上記の処理回路45、或いは、処理回路45で実現する機能に該当する。
Note that control to stop the rotation of the cooling fan 200 or control to reduce the rotation speed is performed, for example, by the processing circuit 45 of the console device 40. In this case, the processing circuit 45 detects rotation and stoppage of the rotating frame 100, and controls the cooling fan 200 so that the cooling fan 200 rotates at a normal rotation speed (a predetermined rotation speed) while the rotating frame 100 is stopped, and stops the rotation of the cooling fan 200 or rotates at a rotation speed lower than the predetermined rotation speed while the rotating frame 100 is rotating.
An example of the control unit in the claims corresponds to the processing circuit 45 or the function realized by the processing circuit 45.
上述した、第1の実施形態に係る架台装置10によれば、回転フレーム100の回転時において、冷却ファン200の回転を停止させる、または、冷却ファン200の回転速度を低下させることにより、回転フレーム100の回転と冷却ファン200の双方によって生じていた騒音を抑制することができる。その一方で、覆い板210によって閉じられていた第2の通気口212を回転フレーム100の回転によって生じた気流の力で開き、第2の通気口212から架台装置10の外部に吐き出される冷却風の経路をあらたに発生させることにより、冷却ファン200の回転停止、或いは、回転速度の低下による冷却性能の低下を補完し、各コンポーネント300の冷却性能を維持することが可能となる。 With the gantry 10 according to the first embodiment described above, by stopping the rotation of the cooling fan 200 or slowing down the rotation speed of the cooling fan 200 when the rotating frame 100 is rotating, it is possible to suppress the noise generated by both the rotation of the rotating frame 100 and the cooling fan 200. Meanwhile, the second vent 212, which was closed by the cover plate 210, is opened by the force of the airflow generated by the rotation of the rotating frame 100, creating a new path for the cooling air to be discharged from the second vent 212 to the outside of the gantry 10. This compensates for the decrease in cooling performance caused by the cooling fan 200 stopping its rotation or slowing down its rotation speed, and makes it possible to maintain the cooling performance of each component 300.
(第2の実施形態に係る架台装置の冷却構造)
図5(a)は、第2の実施形態に係る架台装置10をフロント方向から見た構造説明図であり、図5(b)は、第2の実施形態に係る架台装置10を側方から見た構造説明図である。
第2の実施形態の架台装置10と第1の実施形態の架台装置10とでは、冷却ファンや通気口の覆い板などの、冷却に関わる構成や構造が相違している。
(Cooling structure of gantry device according to second embodiment)
Figure 5(a) is a structural explanatory diagram of the gantry device 10 according to the second embodiment, viewed from the front, and Figure 5(b) is a structural explanatory diagram of the gantry device 10 according to the second embodiment, viewed from the side.
The gantry 10 of the second embodiment and the gantry 10 of the first embodiment differ in the configuration and structure relating to cooling, such as the cooling fan and the cover plate for the ventilation hole.
図6(a)は、図5(a)を縮小した図であり、符号の記載は省略している。図6(b)は、図6(a)の破線四角枠の部分を拡大した図である。なお、架台装置10の上部の構成や構造は、第1の実施形態と同様に、図6(a)の左右方向において概ね対称であるため、以下では、図6(a)の右側上部の破線四角枠で囲った部分の構成及び構造について説明する。 Figure 6(a) is a reduced-scale view of Figure 5(a), with reference numerals omitted. Figure 6(b) is an enlarged view of the portion enclosed by the dashed rectangular frame in Figure 6(a). Note that, as with the first embodiment, the configuration and structure of the upper part of the gantry 10 are generally symmetrical in the left-right direction of Figure 6(a). Therefore, the following describes the configuration and structure of the portion enclosed by the dashed rectangular frame in the upper right part of Figure 6(a).
図6(b)に示すように、第2の実施形態では、支持プレート120に冷却ファン200と冷却ファン220が取り付けられている。第1の通気口202に対向する位置には、第1の実施形態と同様に、冷却ファン200が支持プレート120のハウジング104側に配設されている。この冷却ファン200を、以下、第1の冷却ファン200と呼ぶものとする。 As shown in FIG. 6(b), in the second embodiment, a cooling fan 200 and a cooling fan 220 are attached to the support plate 120. As in the first embodiment, the cooling fan 200 is disposed on the housing 104 side of the support plate 120, facing the first ventilation opening 202. Hereinafter, this cooling fan 200 will be referred to as the first cooling fan 200.
一方、第2の実施形態では、第2の通気口212に対向する位置にも、冷却ファン220が配設される。以下、この冷却ファン220を、第2の冷却ファン220と呼ぶものとする。第2の冷却ファン220は、第1の冷却ファン200と同様に、支持プレート120のハウジング104側に配設されている。 In the second embodiment, a cooling fan 220 is also provided at a position opposite the second ventilation opening 212. Hereinafter, this cooling fan 220 will be referred to as the second cooling fan 220. Like the first cooling fan 200, the second cooling fan 220 is provided on the housing 104 side of the support plate 120.
また、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、覆い板230が第2の通気口212を開閉可能に設けられている。ただし、第2の実施形態では、覆い板230は、支持プレート120の回転フレーム100側に(即ち、第2の冷却ファン220の反対側に)配設されている。そして、覆い板230は、ヒンジ211周りの回動により、第2の通気口212を、支持プレート120の下側(即ち、回転フレーム100側)から開閉できるように構成されている。
ハウジング104の、冷却ファン200や覆い板210の近傍の領域には、第1の実施形態と同様に、複数の通風孔104aが形成されている。
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the cover plate 230 is provided so as to be able to open and close the second ventilation port 212. However, in the second embodiment, the cover plate 230 is disposed on the rotating frame 100 side of the support plate 120 (i.e., on the opposite side from the second cooling fan 220). The cover plate 230 is configured so that the second ventilation port 212 can be opened and closed from the underside of the support plate 120 (i.e., the rotating frame 100 side) by rotating around the hinge 211.
Similar to the first embodiment, a plurality of ventilation holes 104a are formed in the housing 104 in the area near the cooling fan 200 and the cover plate 210.
図7(a)、(b)は、上述した第2の実施形態における、第1の通気口202、第1の冷却ファン200、第2の通気口212、第2の冷却ファン220、及び、覆い板230の作用効果について説明する図である。 Figures 7(a) and (b) are diagrams illustrating the effects of the first ventilation port 202, first cooling fan 200, second ventilation port 212, second cooling fan 220, and cover plate 230 in the second embodiment described above.
図7(a)は、回転フレーム100の回転が停止している時の作用効果を説明する図である。前述したように、回転フレーム100の回転停止中であっても各コンポーネント300には通電されており、各コンポーネント300を冷却する必要がある。このため、回転フレーム100の回転停止中であっても、第1の実施形態と同様に、第1の冷却ファン200は通常の回転速度(所定の回転速度)で回転しており、冷却風(各コンポーネント300を冷却した後の暖められた空気)は、第1の冷却ファン200によって、第1の通気口202から架台装置10の外部に強制的に吐き出される。 Figure 7(a) is a diagram illustrating the effect when the rotating frame 100 is stopped from rotating. As mentioned above, even when the rotating frame 100 is stopped from rotating, each component 300 remains powered and needs to be cooled. For this reason, as in the first embodiment, even when the rotating frame 100 is stopped from rotating, the first cooling fan 200 rotates at a normal rotation speed (a predetermined rotation speed), and the cooling air (heated air after cooling each component 300) is forcibly expelled by the first cooling fan 200 from the first air vent 202 to the outside of the gantry device 10.
一方、第2の通気口212を開閉する覆い板230は、第2の実施形態では、支持プレート120の下側(回転フレーム100側)に設けられている。このため、回転フレーム100の回転停止中においては、覆い板230が、その自重によりヒンジ211周りを図7において時計方向に回転し、覆い板230と支持プレート120との間に間隙が生成される。つまり、第2の実施形態では、回転フレーム100の回転停止時には、第2の通気口212が開かれる。 On the other hand, in the second embodiment, the cover plate 230 that opens and closes the second ventilation port 212 is provided on the underside (the rotating frame 100 side) of the support plate 120. Therefore, when the rotating frame 100 is stopped from rotating, the cover plate 230 rotates clockwise around the hinge 211 due to its own weight in Figure 7, creating a gap between the cover plate 230 and the support plate 120. In other words, in the second embodiment, the second ventilation port 212 is open when the rotating frame 100 is stopped from rotating.
また、第2の実施形態では、回転フレーム100の回転停止中に、第2の冷却ファン220も通常の回転速度(所定の回転速度)で回転するものとしている。したがって、冷却風は、第2の冷却ファン220によって、強制的に第2の通気口212から吸い込まれて架台装置10の外部に吐き出される。
回転フレーム100の回転停止時に発生する騒音は、主に、第1の冷却ファン200と第2の冷却ファン220の回転によって生じる騒音ということになる。
一方、図7(b)は、回転フレーム100の回転が回転している時の作用効果を説明する図である。
In the second embodiment, the second cooling fan 220 also rotates at a normal rotation speed (predetermined rotation speed) while the rotation of the rotating frame 100 is stopped. Therefore, the cooling air is forcibly sucked in through the second ventilation opening 212 by the second cooling fan 220 and discharged to the outside of the gantry 10.
The noise generated when the rotating frame 100 stops rotating is mainly noise generated by the rotation of the first cooling fan 200 and the second cooling fan 220 .
On the other hand, FIG. 7B is a diagram illustrating the effect when the rotating frame 100 is rotating.
回転フレーム100の回転時には、第1の冷却ファン200と第2の冷却ファン220の回転によって生じる騒音に対して、回転フレーム100の回転に起因する騒音がさらに加わることになる。そこで、第2の実施形態の架台装置10では、回転フレーム100の回転時には、第2の冷却ファン220の回転を停止し、さらに、第2の通気口212を覆い板230で閉じるようにしている。この結果、第2の冷却ファン220からの騒音は無くなり、さらに、第2の通気口212から漏れ出す回転フレーム100の回転による騒音も抑制することができる。 When the rotating frame 100 rotates, noise caused by the rotation of the rotating frame 100 is added to the noise generated by the rotation of the first cooling fan 200 and the second cooling fan 220. Therefore, in the second embodiment of the gantry device 10, the rotation of the second cooling fan 220 is stopped when the rotating frame 100 rotates, and the second ventilation hole 212 is closed with a cover plate 230. As a result, noise from the second cooling fan 220 is eliminated, and furthermore, noise caused by the rotation of the rotating frame 100 leaking out through the second ventilation hole 212 can also be suppressed.
一方、回転フレーム100の回転時には、第1の冷却ファン200は通常の回転速度(所定の回転速度)で回転するものの、第2の冷却ファン220の回転停止、及び、第2の通気口212が閉じられたことにより、架台装置10の外部に吐き出される冷却風の量は低下することなる。しかしながら、回転フレーム100の回転によって、回転フレーム100の周方向には気流が発生し、この気流が冷却風となって第1の通気口202から架台装置10の外部に吐き出される。つまり、第1の冷却ファン200によって生成される冷却風の流れに、回転フレーム100の回転によって生成される気流があらたな冷却風の流れとして加わることになる。この結果、第2の冷却ファン220の回転停止による冷却風の量の低下が補われ、冷却性能の低下を抑制することができる。 On the other hand, when the rotating frame 100 rotates, the first cooling fan 200 rotates at a normal rotation speed (a predetermined rotation speed). However, the amount of cooling air discharged to the outside of the gantry 10 decreases due to the second cooling fan 220 stopping rotation and the second air vent 212 closing. However, the rotation of the rotating frame 100 generates an airflow circumferentially around the rotating frame 100, and this airflow becomes cooling air and is discharged to the outside of the gantry 10 through the first air vent 202. In other words, the airflow generated by the rotation of the rotating frame 100 is added as a new cooling air flow to the flow of cooling air generated by the first cooling fan 200. As a result, the decrease in the amount of cooling air caused by the second cooling fan 220 stopping rotation is compensated for, and a decrease in cooling performance can be suppressed.
なお、回転フレーム100の回転時に第2の冷却ファン220の回転を停止するための制御は、第1の実施形態と同様に、例えば、コンソール装置40の処理回路45によって行われる。また、特許請求の範囲の記載における制御部の一例が、第2の実施形態における上記の処理回路45、或いは、処理回路45で実現する機能に該当する。 Note that, as in the first embodiment, the control for stopping the rotation of the second cooling fan 220 when the rotating frame 100 is rotating is performed, for example, by the processing circuit 45 of the console device 40. An example of a control unit in the claims corresponds to the processing circuit 45 described above in the second embodiment, or the function realized by the processing circuit 45.
また、回転フレーム100の回転時に覆い板230を閉じる動作は、回転フレーム100の周方向に発生する気流の力に基づく。つまり、回転フレーム100の回転時には、覆い板210は、気流の力によってヒンジ211周りに反時計方向に回転し、覆い板210のヒンジ211と反対側の端部が支持プレート120に当接して、第2の通気口212を塞ぐことになる。 Furthermore, the action of closing the cover plate 230 when the rotating frame 100 rotates is based on the force of the airflow generated in the circumferential direction of the rotating frame 100. In other words, when the rotating frame 100 rotates, the force of the airflow causes the cover plate 210 to rotate counterclockwise around the hinge 211, and the end of the cover plate 210 opposite the hinge 211 abuts against the support plate 120, blocking the second air vent 212.
上述した、第2の実施形態に係る架台装置10によれば、回転フレーム100の回転時において、第2の冷却ファン220の回転を停止させると共に第2の通気口212を閉じることにより、第1及び第2の冷却ファン200、220と、回転フレーム100の回転の双方によって生じていた騒音を抑制することができる。その一方で、回転フレーム100の回転によって生成される気流が第1の通気口202を通るあらたな冷却風の流れとして加わることにより、第2の冷却ファン220の回転停止による冷却風の量の低下が補われ、冷却性能の低下を抑制することができる。 In the gantry device 10 according to the second embodiment described above, by stopping the rotation of the second cooling fan 220 and closing the second vent 212 when the rotating frame 100 is rotating, it is possible to suppress the noise generated by both the first and second cooling fans 200, 220 and the rotation of the rotating frame 100. At the same time, the airflow generated by the rotation of the rotating frame 100 is added as a new flow of cooling air through the first vent 202, which compensates for the decrease in the amount of cooling air caused by the second cooling fan 220 stopping its rotation, thereby suppressing a decrease in cooling performance.
なお、先に述べた第1の実施形態では、フロント側から見た架台装置10の右上部に、第1の通気口202に対応する冷却ファン200が1つ設けられ、第2の通気口212に対応する覆い板210が1つ設けられる例を挙げて説明した。しかしながら、第1の通気口202及び第2の通気口212の位置や数、及び、これらに対応する冷却ファン200及び覆い板210の位置や数は、必要となる冷却性能や、架台装置10の構造上の制約等に応じて、適宜変更することができる。 In the first embodiment described above, an example was given in which one cooling fan 200 corresponding to the first ventilation port 202 and one cover plate 210 corresponding to the second ventilation port 212 are provided in the upper right portion of the gantry 10 when viewed from the front side. However, the positions and numbers of the first ventilation port 202 and second ventilation port 212, and the positions and numbers of the cooling fans 200 and cover plates 210 corresponding thereto, can be changed as appropriate depending on the required cooling performance, structural constraints of the gantry 10, etc.
また、上述した第2の実施形態では、フロント側から見た架台装置10の右上部に、第1の通気口202に対応する第1の冷却ファン200が1つ設けられ、第2の通気口212に対応する覆い板230と第2の冷却ファン220がそれぞれ1つ設けられる例を挙げて説明した。しかしながら、第1の通気口202及び第2の通気口212の位置や数、及び、これらに対応する第1の冷却ファン200の位置や数、並びに、第2の冷却ファン220及び覆い板230の位置や数は、上記と同様に、必要となる冷却性能や、架台装置10の構造上の制約等に応じて、適宜変更することができる。 In addition, in the second embodiment described above, an example was given in which one first cooling fan 200 corresponding to the first vent 202 is provided in the upper right portion of the gantry 10 when viewed from the front side, and one cover plate 230 and one second cooling fan 220 corresponding to the second vent 212 are provided. However, similar to the above, the positions and number of the first vents 202 and second vents 212, the positions and number of the corresponding first cooling fans 200, and the positions and number of the second cooling fans 220 and cover plates 230 can be changed as appropriate depending on the required cooling performance, structural constraints of the gantry 10, etc.
また、上述した第1の実施形態では、覆い板210は、回転フレーム100の回転時には、回転フレーム100の回転によって発生する気流の力によって開き、回転フレーム100の停止時には、その自重によって閉じるように構成されていると説明した。また、第2の実施形態では、覆い板230は、回転フレーム100の回転時には、回転フレーム100の回転によって発生する気流の力によって閉じ、回転フレーム100の停止時には、その自重によって開くように構成されていると説明した。しかしながら、覆い板210、230は、気流の力や自重によって開閉される構成に限定されるものではない。例えば、モータやソレノイド等の駆動装置を用いて、覆い板210、230を電気による駆動力によって開閉する構成にしてもよい。 In the first embodiment described above, the cover plate 210 is configured to open due to the force of the airflow generated by the rotation of the rotating frame 100 when the rotating frame 100 rotates, and close due to its own weight when the rotating frame 100 is stopped. In the second embodiment, the cover plate 230 is configured to close due to the force of the airflow generated by the rotation of the rotating frame 100 when the rotating frame 100 rotates, and open due to its own weight when the rotating frame 100 is stopped. However, the cover plates 210, 230 are not limited to being opened and closed by the force of the airflow or their own weight. For example, the cover plates 210, 230 may be configured to open and close by electrical driving force using a driving device such as a motor or solenoid.
以上説明した少なくとも1つの実施形態のX線CT装置によれば、X線CT装置のガントリ内に収納されているコンポーネントの冷却性能を維持しつつ、冷却ファンによる騒音と、回転フレームの回転によって生じる騒音とを低減することができる。 At least one embodiment of the X-ray CT device described above can reduce noise caused by the cooling fan and by the rotation of the rotating frame while maintaining the cooling performance of the components housed within the gantry of the X-ray CT device.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are within the scope of the invention and its equivalents as defined in the claims, as well as the scope and spirit of the invention.
1 X線CT装置
10 架台装置
30 寝台装置
40 コンソール装置
45 処理回路
100 回転フレーム
102 固定フレーム
104 ハウジング
120 支持プレート
200 冷却ファン、第1の冷却ファン
202 第1の通気口
210 覆い板
212 第2の通気口
220 第2の冷却ファン
230 覆い板
1 X-ray CT apparatus 10 gantry device 30 bed device 40 console device 45 processing circuit 100 rotating frame 102 fixed frame 104 housing 120 support plate 200 cooling fan, first cooling fan 202 first vent 210 cover plate 212 second vent 220 second cooling fan 230 cover plate
Claims (8)
前記回転フレームを収納するハウジングと、
前記回転フレームと前記ハウジングとの間の間隙に、前記回転フレームの外周の一部に沿って設けられる支持プレートと、
前記支持プレートに形成された第1の通気口に対向して設けられた第1の冷却ファンと、
前記支持プレートに形成された第2の通気口を開閉可能に設けられた覆い板と、
を備え、
前記覆い板は、前記回転フレームの回転と停止に応じて前記第2の通気口を開閉し、
前記第2の通気口及び前記覆い板に対向する位置に第2の冷却ファンを更に備え、
前記回転フレームの停止中は、前記覆い板は前記第2の通気口を開くように構成され、前記第1の冷却ファン及び前記第2の冷却ファンは所定の回転速度で回転して前記コンポーネントによって発熱した暖気を、前記第1の通気口及び前記第2の通気口をそれぞれ通して排出し、
前記回転フレームの回転中は、前記覆い板は前記第2の通気口を塞ぐように構成されると共に前記第2の冷却ファンは回転を停止し、前記第1の冷却ファンは、前記所定の回転速度で回転することにより前記第1の通気口を介して前記暖気を排出すると共に、前記第1の通気口からは、前記回転フレームの回転によって前記暖気が更に排出される、
X線CT装置。 a rotating frame to which multiple components are fixed;
a housing that houses the rotating frame;
a support plate provided in a gap between the rotating frame and the housing along a part of the outer periphery of the rotating frame;
a first cooling fan provided opposite a first ventilation hole formed in the support plate;
a cover plate provided to be able to open and close the second ventilation hole formed in the support plate;
Equipped with
the cover plate opens and closes the second vent hole in response to rotation and stopping of the rotating frame;
a second cooling fan disposed opposite the second vent and the cover plate;
the cover plate is configured to open the second vent while the rotating frame is stopped, and the first cooling fan and the second cooling fan rotate at a predetermined rotational speed to exhaust warm air generated by the components through the first vent and the second vent, respectively;
During rotation of the rotating frame, the cover plate is configured to close the second vent hole and the second cooling fan stops rotating, and the first cooling fan rotates at the predetermined rotation speed to discharge the warm air through the first vent hole, and the warm air is further discharged from the first vent hole by the rotation of the rotating frame.
X-ray CT device.
前記支持プレートは、前記固定フレームの一部に連結固定される、
請求項1に記載のX線CT装置。 a fixed frame that rotatably supports the rotating frame and is housed in the housing together with the rotating frame,
The support plate is connected and fixed to a part of the fixed frame.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記回転フレームの回転中は、前記覆い板は前記第2の通気口を開放して前記暖気を排出し、前記第1の冷却ファンは、回転を停止する又は前記所定の回転速度よりも低い回転速度に移行する、
請求項1又は2に記載のX線CT装置。 When the rotating frame is stopped, the cover plate is configured to cover the second vent, and the first cooling fan rotates at a predetermined rotational speed to exhaust warm air generated by the component through the first vent;
While the rotating frame is rotating, the cover plate opens the second vent to discharge the warm air, and the first cooling fan stops rotating or shifts to a rotation speed lower than the predetermined rotation speed.
3. The X-ray CT apparatus according to claim 1 or 2.
前記覆い板の一端に設けられたヒンジの周りを回動することによって前記第2の通気口を開閉可能に構成されると共に、前記支持プレートの前記ハウジング側から前記第2の通気口を覆うように配置され、
前記回転フレームの停止中は、自重によって前記第2の通気口を塞ぎ、
前記回転フレームの回転中は、前記回転フレームの回転によって発生する気流の力によって、前記ハウジング側に押し出されて前記第2の通気口を開放する、
請求項3に記載のX線CT装置。 The cover plate is
the cover plate is configured to be able to open and close the second vent opening by rotating around a hinge provided at one end of the cover plate, and is arranged to cover the second vent opening from the housing side of the support plate,
When the rotating frame is stopped, the second ventilation opening is blocked by its own weight;
During rotation of the rotating frame, the airflow generated by the rotation of the rotating frame pushes the air toward the housing, thereby opening the second vent hole.
The X-ray CT apparatus according to claim 3.
前記制御部は、前記回転フレームの回転と停止を検出し、前記回転フレームの停止中は前記第1の冷却ファンを前記所定の回転速度で回転させ、前記回転フレームの回転中は、前記第1の冷却ファンを停止する、又は、前記第1の冷却ファンを前記所定の回転速度よりも低い回転速度で回転させる、
請求項3又は4に記載のX線CT装置。 a control unit;
the control unit detects rotation and stoppage of the rotating frame, and rotates the first cooling fan at the predetermined rotation speed while the rotating frame is stopped, and stops the first cooling fan or rotates the first cooling fan at a rotation speed lower than the predetermined rotation speed while the rotating frame is rotating.
5. The X-ray CT apparatus according to claim 3 or 4.
前記覆い板の一端に設けられたヒンジの周りを回動することによって前記第2の通気口を開閉可能に構成されると共に、前記支持プレートの前記回転フレーム側から前記第2の通気口を覆うように配置され、
前記回転フレームの停止中は、自重によって前記第2の通気口を開き、
前記回転フレームの回転中は、前記回転フレームの回転によって発生する気流の力によって、前記回転フレーム側から前記支持プレート側に押し付けられて前記第2の通気口を塞ぐ、
請求項1に記載のX線CT装置。 The cover plate is
the cover plate is configured to be able to open and close the second vent opening by rotating around a hinge provided at one end of the cover plate, and is arranged to cover the second vent opening from the rotating frame side of the support plate,
while the rotating frame is stopped, the second vent is opened by its own weight;
During rotation of the rotating frame, the force of an air flow generated by the rotation of the rotating frame presses the support plate from the rotating frame side to the support plate side, thereby blocking the second ventilation hole.
The X-ray CT apparatus according to claim 1 .
前記排気口は、前記第1の通気口及び前記第2の通気口を通って排出された前記暖気を前記ハウジングの外部に更に排出する、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のX線CT装置。 an intake port is provided in a lower portion of the housing for taking in air for cooling the components, and an exhaust port is provided in an upper portion of the housing for discharging warm air obtained by heat exchange between the air taken in through the intake port and the components to the outside of the housing;
the exhaust port further discharges the warm air discharged through the first vent port and the second vent port to the outside of the housing.
7. The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記回転フレームを収納するハウジングと、
前記回転フレームと前記ハウジングとの間の間隙に、前記回転フレームの外周の一部に沿って設けられる支持プレートと、
前記支持プレートに形成された第1の通気口に対向して設けられた第1の冷却ファンと、
前記支持プレートに形成された第2の通気口を開閉可能に設けられた覆い板と、
を備え、
前記覆い板は、前記回転フレームの回転と停止に応じて前記第2の通気口を開閉し、
前記回転フレームの停止中は、前記覆い板は前記第2の通気口を塞ぐように構成され、前記第1の冷却ファンは所定の回転速度で回転して前記コンポーネントによって発熱した暖気を前記第1の通気口を通して排出し、
前記回転フレームの回転中は、前記覆い板は前記第2の通気口を開放して前記暖気を排出し、前記第1の冷却ファンは、回転を停止する又は前記所定の回転速度よりも低い回転速度に移行し、
前記覆い板は、
前記覆い板の一端に設けられたヒンジの周りを回動することによって前記第2の通気口を開閉可能に構成されると共に、前記支持プレートの前記ハウジング側から前記第2の通気口を覆うように配置され、
前記回転フレームの停止中は、自重によって前記第2の通気口を塞ぎ、
前記回転フレームの回転中は、前記回転フレームの回転によって発生する気流の力によって、前記ハウジング側に押し出されて前記第2の通気口を開放する、
X線CT装置。
a rotating frame to which multiple components are fixed;
a housing that houses the rotating frame;
a support plate provided in a gap between the rotating frame and the housing along a part of the outer periphery of the rotating frame;
a first cooling fan provided opposite to a first ventilation hole formed in the support plate;
a cover plate provided to be able to open and close the second ventilation hole formed in the support plate;
Equipped with
the cover plate opens and closes the second vent hole in response to rotation and stopping of the rotating frame ;
When the rotating frame is stopped, the cover plate is configured to cover the second vent, and the first cooling fan rotates at a predetermined rotational speed to exhaust warm air generated by the component through the first vent;
During rotation of the rotating frame, the cover plate opens the second vent hole to discharge the warm air, and the first cooling fan stops rotating or shifts to a rotation speed lower than the predetermined rotation speed;
The cover plate is
the cover plate is configured to be able to open and close the second vent opening by rotating around a hinge provided at one end of the cover plate, and is arranged to cover the second vent opening from the housing side of the support plate,
When the rotating frame is stopped, the second ventilation opening is blocked by its own weight;
During rotation of the rotating frame, the airflow generated by the rotation of the rotating frame pushes the air toward the housing, thereby opening the second vent hole.
X-ray CT device.
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