JP2002136527A - 架台装置 - Google Patents

架台装置

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JP2002136527A
JP2002136527A JP2001258863A JP2001258863A JP2002136527A JP 2002136527 A JP2002136527 A JP 2002136527A JP 2001258863 A JP2001258863 A JP 2001258863A JP 2001258863 A JP2001258863 A JP 2001258863A JP 2002136527 A JP2002136527 A JP 2002136527A
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Ulrich Sander
ザンダー ウルリッヒ
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Leica Microsystems AG
Leica Microsystems CMS GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 架台構造の全重量を増加することなく必要垂
直支持軸を介してバランスされた平衡状態により良好に
保持できる架台装置を創成する 【解決手段】 第１および／または第２垂直軸線（Ａ，
Ｄ）に関して主アーム（３）に直径方向に対向する側
に、ランプハウジング（１１）を受容する支持部材（１
０）を設け、支持部材（１０）を主アーム（３）に剛に
結合するか、一体の構造部材として構成し、ランプハウ
ジング（１１）を支持部材（１０）に摺動可能に且つ固
定可能に設置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、旋回自在の可動ア
ームを有する架台装置に関し、とりわけ請求項１の上位
概念として記載した前置部に記載の、特に、医学研究用
顕微鏡および手術用顕微鏡のための、架台装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】手術用顕微鏡の架台は、一方では、僅か
な力で且つ極めて短時間で顕微鏡を移動できるよう、極
めて易動性であり且つ釣合い良好でなければならない。
他方では、良好な映像品質を達成し且つ映像のピンぼけ
を避けるため、架台は、極めて剛でなければならない。
手術台で使用するため主アームの比較的大きい動作範囲
が必要であるので、構造部材および支持箇所に大きい力
および曲げモーメントが生ずる。
【０００３】手術部位を最適に照明するため、比較的強
い光源が必要である。光源は、一般に、別個の構造部材
として構成されたランプハウジングに組込まれる。ラン
プハウジングが、手術時に術者を妨害せず、従って、ラ
ンプハウジングから放射される熱が、術者の障害になら
ないよう、通常、ランプハウジングは、手術用顕微鏡か
ら離して、例えば、台脚に設置する。光は、フレキシビ
ルな光伝送体によって手術部位に送られる。ランプハウ
ジングのこのような配置は、極めて長い光伝送体を必要
とする。この光伝送体は、架台の多数のヒンジ箇所を通
過するので、極めて高度のフレキシビリティが必要であ
る。
【０００４】 一例として公知の架台構造“Ｚｅｉｓ
ｓ Ｖｉｓｕ ２００＆Ｓ８”（商品名）があるが、そ
のフレキシビリティは、僅かである。この構造は、更
に、主アームを形成するブレースアーム（Scherenarm）
を使用する。ブレースアームは、支持バネによってバネ
負荷され、即ち、重量補償を行うことができ、従って、
使用者は、比較的釣合った状態の顕微鏡を操作できる。
この場合、“比較的釣合った状態”とは、使用者が顕微
鏡の重量を殆ど感じないということを意味する。なぜな
らば、顕微鏡重量は、ブレースアーム構造の枠内におい
て支持バネの力によって相殺されるからである。しかし
ながら、この見かけの釣合いは、架台の垂直な回転軸ま
たは支持軸を介する重量補償によって行われるものでは
ない。ブレースアームの荷重およびブレースアームに懸
架されたすべての荷重−例えば、支持バネ、顕微鏡およ
びアクセサリの重量を含む−は、曲げ力の形で垂直支持
軸に受容されると思われる。上記曲げ力は、傾動モーメ
ントを生じ、この傾動モーメントは、同じく、垂直支持
軸の下方の十分に大きく大重量の支持脚によって受容さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】荷重が大きくなると、
傾動モーメントが大きくなり、傾動モーメントが大きく
なると、支持脚の寸法および重量を増大しなければなら
ない。しかしながら、支持脚が大きくなると、架台の範
囲における作業時に使用者の運動自由度が減少される。
【０００６】ＷＯ９９０１６９３Ａ１には、垂直支持軸
に対する制御系、照明系などの取付けを顕微鏡から突出
する範囲において行うことによって上記問題を解決する
形式の顕微鏡架台が記載されている。
【０００７】上記の架台構造“Ｚｅｉｓｓ Ｖｉｓｕ
２００＆Ｓ８”の場合も、若干の重量補償効果が生ずる
か、少なくとも、垂直支持軸の方向への全重心のシフト
が起きる。しかしながら、双方の公知の解決法の場合、
顕微鏡重量の変化または顕微鏡アクセサリの変化を補償
するには、支持バネのバネ力を変更しなければならな
い。即ち、すべての重量変化は、垂直支持軸のまわりの
バランスの変化または上記支持軸の曲げモーメントの変
化を誘起する。
【０００８】本発明の課題は、架台構造の全重量を増加
することなく垂直支持軸を介してバランスされた平衡状
態により良好に保持できる架台装置を創成することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明の一
視点にもとづき、垂直軸に関して主アームに直径方向に
対向する側に、ランプハウジングを受容する支持部材を
設けることによって、解決される。とりわけ、本発明に
より、請求項１の構成が提供される。支持部材は、主ア
ームに対向させて設けてあるので、支持部材およびラン
プハウジングの重量とその重心から垂直旋回軸線までの
距離との積が、主アームに生ずる回転モーメント対抗す
る逆モーメントを生ずる。最適な状態では、上記モーメ
ントの和はゼロとなる。対応して、支持脚を縮小でき、
全重量を同一にまたはより小さく設計できる。
【００１０】支持部材を主アームに剛に結合するのが目
的に適う。即ち、１つの軸線のまわりに回転自在に支持
した水平ビームに対応して、各力の作用を受ける双腕レ
バーが生ずる。支持部材および主アームはの剛な結合、
一体に構成するか、又は少なくとも２つの要素から構成
できる。
【００１１】例えば、異なるアクセサリ部材の組込に起
因する顕微鏡の異なる機器構造に適合できるよう、ラン
プハウジングを支持部材に摺動可能にまたは固定可能に
設置する。この変位は、例えば、固定ネジの穴列にもと
づき段階的に行うか、縦スリットにもとづき無段に行う
ことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態は、典
型的には各従属請求項に記載されている。ここにその引
照をもって繰込み記載されているものとみなす。最も簡
単な構造形態の場合、上部部材に設けた主アームは、台
脚の垂直回転軸のまわりに旋回できる。しかしながら、
架台の普遍的な変位可能性のために、上部部材に設けた
主アームが、台脚の垂直回転軸に平行な軸のまわりに旋
回自在であれば目的に適う。即ち、台脚と主アームまた
は支持部材との間の中間部材を形成する上部部材は、必
要に応じて、迅速に旋回させることができる。この場
合、上部部材は、１つの部材または複数の部材として構
成できる。
【００１３】トランス、電球および場合による調節器を
含むランプハウジングは、通常、それ程重くない。従っ
て、架台のバランスの改善のため、本発明の実施形態に
もとづき、支持部材および／またはランプハウジングに
は、補足の釣合いおもりを受容する固定手段を設けるこ
とができる。このような固定手段は、例えば、天秤の場
合と同様に釣合いおもりを摺動させることができる且つ
固定できる案内ロッドであってよい。
【００１４】釣合いおもりの代わりにまたは釣合いおも
りに加えて、支持部材と上部部材との間に作用するべ
く、重量補償のためのバネ手段を設けるのが有利であ
る。このようなバネ手段は、例えば、簡単な引張バネと
してまたはガス圧バネとして構成できる。上記バネ手段
によって、主アームに場合によっては設ける支持バネを
縮小でき、かくして、バランス効果に好適なよう主アー
ム自体の重量を減少できる。なお、主アーム自体は、典
型的には可変の平行四辺形アームとして構成できる。
【００１５】ランプハウジングおよび／または釣合いお
もりの摺動は、目盛にもとづきまたは感触にもとづき単
に手操作で行うことができる。しかしながら、この操作
は、時間がかかり、若干の経験および熟練を必要とす
る。しかしながら、手術の進行時、重量および重心距離
の異なるアクセサリ部材を極めて迅速に交換しなければ
ならないという事態が起きることがある。この場合、遅
延または錯綜が起きないよう、本発明の一実施形態にも
とづき、顕微鏡またはそのアクセサリの位置および／ま
たは重量に依存して自動制御系によってランプハウジン
グおよび／または釣合いおもりの摺動を行うのが有利で
ある。制御系は、例えば、力センサ、変形センサ、スト
ロークセンサまたは角度センサを介して調節できる。こ
の場合、外部から作用する力（例えば、架台に対する人
の寄りかかり）も補償できる。
【００１６】架台の自動平衡装置については、ＷＯ９７
１３９９７Ａ１に複数の実施例が開示されている。図１
−６，８，１８−２０および関連の説明に、架台の自動
平衡に関する自動機能が図示され、記載されている。本
発明において、これらを用いることも可能である。
【００１７】
【実施例】以下に、実施例を示す略図を参照して本発明
を詳細に説明する。図面において、対応する部材には、
同一の符号を付した。同等の部材には、異なる指標を有
する同一の符号を付した。
【００１８】架台構造は、本質的に、台脚１と、台脚に
結合された上部部材２ａとからなる。上部部材２ａは、
台脚（第１支柱）１に対して垂直軸Ａのまわりに回転自
在に支持されている。主アーム３は、ボルト（枢軸ボル
トないしピン）４によって上部部材２ａに可動に結合さ
れている。ボルト４は、本質的に水平に延びる旋回軸Ｂ
を形成する。即ち、主アーム３は、軸Ｂ、即ち、ボルト
４のまわりに上下動できる。主アーム３の自由端には、
垂直に延びる支柱５が懸架してある。主アーム３に平行
に延びる補助アーム６は、一端で上部部材２ａに樞着さ
れ、他端で小支柱５に樞着されている。即ち、主アーム
３，補助アーム６，上部部材２ａおよび小支柱５は、可
変式平行四辺形フレームリンクを形成する。即ち、小支
柱５は、二重矢印方向の主アームの旋回によって示した
如き主アーム３の位置とは無関係に、常に垂直位置に保
持される。小支柱５および主アーム３の重量の平衡のた
めに、支持バネ（対角ブレース付勢手段）７（例えば、
ガス圧バネ）が設けてある。支持バネを有するこの構造
は、ほぼ、ヨーロッパ特許ＥＰ０４３３４２６Ａ１およ
び“Ｚｅｉｓｓ Ｖｉｓｕ ２００＆Ｓ８”に記載の如
き構造に対応し、従って、ここでは、技術的詳細に言及
する必要はなかろう。
【００１９】ここで強調するが、本発明は、このような
ブレースアーム構造に限定されるものではなく、補助ア
ーム６およびガス圧バネ７のない主アーム構造も含む。
【００２０】小支柱５の下端には、コンソール８が設け
てある。コンソールには、コンソールに回動可能に枢支
した顕微鏡９のための補足のヒンジまたは変位機構を設
けることができる。
【００２１】軸Ｂの主アーム３とは反対側には、支持部
材１０が設けてある。この支持部材は、主アーム３に不
動に結合するか、主アームと一体に構成するのが好まし
い。支持部材１０は、手術部位を照明するランプハウジ
ング１１の受容に役立つ。ランプハウジング１１は、ネ
ジ１２によって支持部材１０に着脱自在に結合されてい
る。即ち、ネジ１２を外した後、主アーム３のバランス
を取るために、ランプハウジング１１を支持部材１０に
沿って他の位置に摺動させ、この位置で再び固定するこ
とができる。例えば電球１８によって照射された光は、
フレキシビルな光伝送体１３を介して術者の視界に送ら
れる。ネジ１２には、その操作を簡単化するため、グリ
ップ、レバー、きざみ、蝶形ヘッドなどを設けることが
できる。本発明の枠内において、ネジの代わりに、他の
任意の保脱自在の固定手段を設けることもできる。
【００２２】図２に示した実施例は、ランプハウジング
１１および支持部材１０以外に、主アーム３の他の平衡
手段が設けてある点において、図１に示した実施例とは
異なる。これは、支持部材１０に固定できる釣合いおも
り１４および／または、例えば、引張バネまたはガス圧
バネとして構成したバネ手段１５によって選択的に行う
ことができる。釣合いおもり１４およびランプハウジン
グ１１は、摺動自在に構成できる。図示の実施例の場
合、この摺動は、釣合いおもり１４を支持部材１０に沿
って二重矢印の方向へ摺動させる電動機２０によって行
う。電動機２０は、制御装置１９を介して給電を受け
る。電動機２０の制御は、顕微鏡９およびそのアクセサ
リ部材の位置および重量に依存して行う。この場合、位
置は、制御装置のセンサ（図示してない）によって把握
される。特殊な実施例の場合、制御装置１９は、ランプ
ハウジング１１に設ける。
【００２３】図３にさらに他の実施例を示す。図３に示
した実施例の場合、上部部材２ｂは、２つの部分から構
成され、トラバース部材１６と、トラバース部材に可動
に結合された支え（第２支柱、上部垂直部材）１７とか
らなる。この構成にもとづき、軸Ａに平行に延びる補足
の垂直軸Ｄが生ずる。即ち、支え１７およびトラバース
部材１６は、手動クランクの態様で、台脚１のまわりに
回転させることができる。即ち、支え１７に結合された
主アーム３および支持部材１０は、紙面に平行に延びる
位置に移動させることができる。この解決法の場合も、
ランプハウジング１１以外に、補足の重量補償手段を設
けることができる。
【００２４】本発明の好ましい一実施例の場合、重量補
償手段は、図１に示した如く、軸Ａから突出して位置す
る。かくして、有利な態様で、主アーム３の最大の動作
範囲が軸Ａから離れて突出するような架台位置について
も重量補償を最適化できる。但しこの図示の架台位置で
は、架台の傾動危険性は最大の状態となる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の基本構成［請求項１］により、
架台構造の全重量を増加することなく垂直支持軸を介し
てバランスされた平衡状態により、架台装置が安定的に
良好に保持できる。さらに各従属請求項の特徴により付
加的利点が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】主アームを台脚のまわりに回転自在に支持した
本発明に係る架台装置の図面である。
【図２】補足の重量補償バネ手段を有する架台装置の部
分図である。
【図３】主アームを側方へずらして支持する架台装置の
図面である。
【符号の説明】
１ 台脚（第１支柱） ２ａ，ｂ 上部部材 ３ 主アーム ４ ボルト（水平枢軸） ５ 小支柱（垂直部材） ６ 補助アーム ７ ガス圧バネ（対角ブレース付勢手段） ８ コンソール ９ 顕微鏡 １０ 支持部材 １１，１１´ ランプハウジング １２ ネジ １３ 光伝送体 １４ 釣合いおもり １５ バネ手段 １６ トラバース部材（横染部材） １７ 支え（第２支柱） １８ 電球 １９ 制御装置 ２０ 電動機 Ａ，Ｃ，Ｄ 第１−３垂直軸 Ｂ 水平軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 台脚（１）と、台脚（１）に対して第１
    垂直軸（Ａ）のまわりに回転自在な上部部材（２）とを
    有する、架台装置であって、水平軸（Ｂ）のまわりに旋
    回自在で第１垂直軸（Ａ）のまわりにおよび／または第
    ２垂直軸（Ｄ）のまわりに回転自在であり結合された顕
    微鏡（９）を受容するための主アーム（３）を上記上部
    部材に回転自在に枢支し、少なくとも１つのランプハウ
    ジング（１１）および物体照明のための少なくとも１つ
    のフレキシビルな光伝送体（１３）を有する照明装置を
    架台に設けた形式のものにおいて、 第１および／または第２垂直軸（Ａ，Ｄ）に関して主ア
    ーム（３）に直径方向に対向する側に、ランプハウジン
    グ（１１）を受容する支持部材（１０）が設けてあり、
    該支持部材（１０）が、主アーム（３）に剛に結合され
    ているか、一体の構造部材として構成されており、該ラ
    ンプハウジング（１１）が、該支持部材（１０）に摺動
    可能に且つ固定可能に設置されていることを特徴とする
    架台装置。
  2. 【請求項２】 該支持部材（１０）にはおよび／または
    ランプハウジング（１１）には、補足の釣合いおもり
    （１４）を受容する固定手段が設けてあり、該釣合いお
    もり（１４）が、該支持部材（１０）および／またはラ
    ンプハウジング（１１）に摺動可能に且つ固定可能に設
    置されていることを特徴とする請求項１の架台装置。
  3. 【請求項３】 ランプハウジング（１１）および／また
    は釣合いおもり（１４）の摺動が、電動機（２９）によ
    って自動制御機構（１９）を介して顕微鏡（９）および
    ／またはアクセサリの位置および重量に依存して行われ
    ることを特徴とする請求項２の架台装置。
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