JP2002153488A - 台 架 - Google Patents
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Abstract
設計された台架100を提供すること。 【解決手段】 この台架は、第1支持アーム104と、
第1支持アーム104と関連して第1回転軸111と第
2回転軸112の回りを運動できる第2支持アーム10
7を備え回転軸110の回りに可動な台柱101を有す
る。第2支持アーム107の復元力を生成するため、ロ
ープ牽引114が結合手段として設置され、これが第2
支持アーム107を軸112の回りの復元力を生成する
手段である釣り合いおもり113に結合する。釣り合い
おもり113は台柱101の領域に配置され、回転軸1
10を回る台架100の運動の際の慣性作用を最小にす
る。回転軸111の回りの第2支持アーム107の運動
が釣り合いおもり113に逆結合することを阻止するた
め、ロープ牽引にフリー・ホイール回転継手121が設
置される。
Description
第2支持アームを有し、第2支持アームが第1軸と第2
軸で第1支持アームに対して回転可能に支承され、第2
支持アームを少なくとも一方の軸で復元力を生成する手
段と結合する結合手段を有する、特に医療機器、例えば
手術用顕微鏡を保持するための台架に関する。
4,034により知られる。この特許には、第1および
第2支持アームを備えた支持装置を設置した台柱を有す
る、床置き型台架が記載されている。第1支持アームは
台柱に回転可能に支承される。第1支持アームの端部領
域に第2支持アームが回転可能に取り付けられ、第1支
持アームに垂直な2本の軸に対して可動である。さらに
米国特許5,494,034は、天井に取り付けられた
台柱を備える吊り下げ型台架を開示している。この台柱
に平衡おもりを設置する。おもりはレバー・アームで保
持され、レバー・アームとともに台柱の回りを回転す
る。このレバー・アームは、歯付きベルト駆動により、
第1および第2支持アームから成る支持アーム装置と結
合している。支持アーム装置の第1支持アームは台柱に
回転可能に支承される。第2支持アームも、第1支持ア
ームに回転可能に配置される。第2支持アームで医療機
器が保持される。第2支持アームで保持される医療機器
の重力は、平衡おもりでほとんど相殺される。
術用顕微鏡と釣り合いおもりを結合するロッド機構を備
える手術用顕微鏡の台架が記載されている。この釣り合
いおもりにより、台架を平衡させ、それにより手術用顕
微鏡をほとんど重力なしに動かすことができる。WO9
7/13997からは、手術用顕微鏡を保持するために
おもり平衡を行う床置き型台架が知られる。この台架
は、第1および第2支持アームによる支持アーム装置を
保持する台柱を有する。この場合、第1支持アームは台
柱で回転可能に取り付けられる。第2支持アームも第1
支持アームに回転可能に支承される。手術用顕微鏡は第
2支持アームの端部領域に保持される。手術用顕微鏡に
かかる重力を平衡させるため、第1と第2支持アームに
それぞれ釣り合いおもりを有する。この釣り合いおもり
が天びん秤の原理により第1および第2支持アームを平
衡させる。
を取らない寸法であり、かつ台架に保持される重い医療
機器を任意の方向に容易に動かすことのできる台架を提
供することである。
たは3の特徴を有する台架により解決される。
なくとも一方の囲りで第2アームの運動の復元力を生成
する手段と逆結合することを回避する手段が結合手段に
配される。このようにして、台架の負荷を平衡させるた
め、ある軸の復元モーメントが別の軸の回りの台架の運
動性に影響しない台架が製作される。
する手段がおもりを有する。このおもりは、釣り合いお
もりとして作用する。このようにして、簡単な構造を維
持しながら釣り合いおもりを加減して、台架が保持する
医療機器の様々な重力に対して復元力を調節することが
できる。
る手段が台柱の領域を動くおもりを有する。台柱の領域
を動くように設置したおもりとは、台柱の近くないしそ
の中にあってその位置が変わるおもりである。おもりを
台柱の回転軸上またはそのすぐ近くに設置することによ
り、台架の回転のとき台柱の回転軸の回りに発生する慣
性力を最小にできる。この慣性力はおもりが原因であ
り、回転軸を回る当の台架の運動に対し逆モーメントに
より逆作用する。そのようなおもりの配置により、台柱
の軸を回る台架の軽い回転が保証される。さらに低い装
置重心により、転倒に対して安定な台架が製作できる。
ープ牽引として形成される。このようにして、結合手段
が望ましい台架構造に容易に適合できる。
ッド機構として形成される。このようにして、大きな機
械的応力に耐える台架が製作される。
する手段が、第2アームに配置される荷重によりそれに
かかる重力を平衡させる。このようにして台架を完全に
平衡させることができるので、台架が保持する医療機器
をほとんど力を使わずに動かすことができる。
する復元力がロープ牽引により伝達され、それが台柱間
隔離れた第2アームにかかり、ロープ牽引が台柱と平行
方向に反転する。このようにして台柱の領域に釣り合い
おもりを配置し、重心が台柱領域にあって転倒に対して
安定な台架を製作することができる。
ロープ牽引を行うため反転される。このようにして、台
柱内に平衡おもりを用いることが可能になる。
アームが台柱に基本的に平行な回転軸の回りを回転でき
る。このようにして台架に大きな作動領域が与えられ
る。
なくとも1度中断され、運動の逆結合を阻止する手段が
回転減結合として形成される。このようにして、台架の
軽い運動性が保証される。特に結合の手段としてロープ
牽引またはロッド機構を使用するとき、ロープもしくは
ロッドのよれやねじれが避けられる。
運動の逆結合を阻止する手段が第2アームの回転運動を
解除するフリー・ホイール回転継手として形成される。
このようにして、結合手段であるロープ牽引のよれを阻
止することができる。
に基本的に垂直である。第1および第2軸が基本的に垂
直であるとは、両軸が公差20%以内で互いに垂直であ
るこれら軸の方向と理解される。このようにして、2つ
の運動自由度を持つ支持アーム系が得られ、その動きは
台架の使用者が容易に把握できる。
2軸が互いに離れて配置される。このようにして、機械
的に簡単な台架関節の構造が可能になる。
ル回転継手が軸の1つにある。このようにして、フリー
・ホイール回転継手として自在軸受が用いられ、逆結合
をほとんど完全に阻止する。
なくとも区間ごとにローラにより軸の1つに沿って行わ
れる。このようにして、特に円滑なロープ運動が得られ
る。
手段がロッド機構として形成され、軸の1つに沿ってス
ライドできる伝達ロッドを有する。このようにして、釣
り合いおもりから生じるてこ作用を台架に設置した医療
機器の復元力として利用することが可能になる。
を生成する手段として支持アームに設置した釣り合いお
もりをかけたレバー・アームを有し、結合手段がレバー
・アームの回転運動を第2支持アームの回転運動に結合
する。このようにして、医療機器の位置の変化とともに
変わる荷重モーメントを、荷重モーメントに合った逆モ
ーメントで平衡させることが可能になる。
型台架として形成される。このようにして、容易に移動
できる台架が得られる。
成すると、特に場所を取らない台架が得られる。
に説明される。
成した台架100を示し、例えば手術室で、回転継手1
02を有する台柱101により天井103に吊り下げ
る。吊り下げ型台架である台架100の形態の代わり
に、基本的な構造原理を保持して、これを床置き型台架
として形成することも可能である。この場合、例えば台
柱101は回転継手102とともに適当な台架の基礎に
取り付けられる。
支持アーム104と結合され、その端部領域に、回転継
手106を有する吊り上げアーム支持部105により第
2支持アーム107が保持される。この第2支持アーム
107が吊り上げアームとして働く。これは、その端部
領域に継手108を備え、手術用顕微鏡109が医療機
器として支承される。
手102により台柱に平行な回転軸110の回りを回転
できる。吊り上げアーム支持部105内の回転継手10
6は、第2支持アーム107が回転軸111の回りを回
転できることを保証する。この場合回転軸111は、台
柱101に基本的に平行で、図1によって説明する実施
形態では図平面上にある。この場合、回転軸111と台
柱101の基本的に平行な運動とは、例えば製作誤差の
ため厳密な平行運動からずれる動きをも意味する。
ーム107が、第1支持アーム104と無関係に回転軸
112に回転可能に支承される。この回転軸は、一方で
吊り上げアーム支持部105の回転軸111に垂直で、
図では図平面に垂直である。この吊り上げアーム支持部
105は、例えば、支持アーム107を回転位置Aから
破線で示す回転位置A’に動かすことができる。
ようとするモーメントを生じさせる手術用顕微鏡109
にかかる重力を平衡させるため、台架100に釣り合い
おもり113を持たせる。この釣り合いおもり113
は、復元力を生成する手段として働く。この釣り合いお
もり113は、台柱101の領域に配置される。これに
より、支持アーム104と107を有する台柱101の
回転軸110を回る運動のとき、釣り合いおもりが望ま
しくない逆モーメントを発生させ回転軸110を回る運
動を困難にする、釣り合いおもり113の慣性作用が最
小になる。さらに、こうして手術用顕微鏡を保持したと
きの台架全体の重心が台柱101の領域で回転軸110
の近くにあり、回転継手102において、回転軸110
に垂直な支承力が最小になる。
ロープ牽引114により反転ローラ115と結合され、
このローラによりモーメントが回転軸112に移され、
手術用顕微鏡109の重力を平衡させる。こうしてこの
ロープ牽引114は、釣り合いおもり113の動きを回
転軸112を回る第2支持アーム107の運動に結合す
る。ロープ牽引114は、吊り上げアーム支持部105
内で反転ローラ115から回転継手106の回転軸11
1に沿って行われる。支持アーム107の動きが反転ロ
ーラ116によって、第1支持アーム104へ向かって
反転され、釣り合いおもり113で発生した逆モーメン
トが加えられる反転ローラ117に移される。図1に示
した実施形態では反転ローラ116と117が、それぞ
れ第1支持アーム104と図平面に垂直な回転軸118
と119で支承される。釣り合いおもり113は、レバ
ー・アーム120を有する反転ローラ117に取り付け
られている。第1回転位置Aから破線で示す第2回転位
置A’へ、保持する手術用顕微鏡109とともに第2支
持アーム107が運動する際、レバー・アーム120の
保持する釣り合いおもり113が位置Bから、同じよう
に破線で示す位置B’へ動く。釣り合いおもり113の
各位置で、合成レバー・アームが異なり、第2支持アー
ム108の瞬間位置に適合している。これは、第2支持
アーム107が位置Aから位置A’へ動く場合、回転軸
112にかかる荷重モーメントが変わるにもかかわら
ず、釣り合いおもり113によって必要な平衡力が生成
されることを保証する。
転軸111上のロープ牽引114内にフリー・ホイール
回転継手121がある。このフリー・ホイール回転軸1
21は、回転軸111の回りの第2支持アーム107の
運動のときロープ牽引114のロープがよれないように
働く。さらにフリー・ホイール回転軸121はロープ牽
引114を、第2支持アーム107に割り当てる区間1
22と、釣り合いおもり113に対応する区間123に
分ける。ロープ牽引114のこれら区間122と123
が互いに自由に回転できるので、回転軸111を回る第
2支持アーム107の回転運動は釣り合いおもり113
の運動から完全に切り離されている。特に、回転軸11
1を回る第2支持アーム107の回転運動は、釣り合い
おもり113を配したロープ牽引区間123にその回転
運動を逆結合させることはない。さらに、釣り合いおも
り113のこの構成では、吊り上げアーム支持部で回転
継手106の回転軸111の回りを第2支持アーム10
7が回転するとき、釣り合いおもり113の慣性が最小
になる。
可能な実施形態を図2に示す。このフリー・ホイール回
転継手は、ボール・ベアリング回転継手として形成され
る。図1の釣り合いおもり113に対応するロープ牽引
201の区間は、ボール支持板202と結合している。
また図1の吊り上げアーム107に対応するロープ牽引
205の区間は、ボール・ベアリング・ケーシング20
3に固定されている。ボール支持板202とボール・ベ
アリング・ケーシング203の間にボール204が配置
されている。この構造は、図1の回転軸を回って図1の
第2支持アーム107が回転するとき、ボール・ベアリ
ング・ケーシング203は第2支持アームに対応するロ
ープ牽引205の区間とともに自由に回転でき、釣り合
いおもり113に対応するロープ牽引201の区間をほ
とんどよれさせない。
回転継手をボール・ベアリングによる回転継手として形
成する代わりに、自在継手または別の周知の方法で形成
することも可能である。
架300を示す。その基本構造は、図1の台架100に
対応する。図1の台架100のように、台架300は吊
り下げ型台架として形成され、回転継手302を備える
台柱301により、例えば手術室の天井303に吊り下
げられる。基本構造を維持して、台架300を床置き型
台架として形成することもでき、その場合回転継手30
2を有する台柱301が台架の脚部に取り付けられる。
支持アーム304が取り付けられる。この第1支持アー
ム304には、回転継手306を有する吊り上げアーム
支持部305があり、支持部305に第2支持アーム3
07が保持される。この第2支持アーム307が吊り上
げアームとして働く。このアームは、関節308を有す
る吊り上げアーム支持部305に保持され、関節310
により医療機器として手術用顕微鏡309を保持する。
ーム304は回転継手302により台柱301で、台柱
に平行な回転軸311の回りを回転できる。第2支持ア
ーム307は、回転継手306により吊り上げアーム支
持部305内で回転軸312の回りを動くことができ
る。回転軸312は、台柱301に対し基本的に平行
で、図3の実施形態では同様に図平面にある。第2支持
アーム307は、吊り上げアーム支持部305で関節3
08により回転軸313に支承される。回転軸313
は、吊り上げアーム支持部305の回転軸312に垂直
で、図の実施形態では図平面に垂直である。回転軸31
3のこの配置は、例えば台架300の支持アーム307
を回転位置Aから、破線で示す回転位置A’へ移すこと
ができる。
発生する、手術用顕微鏡309による重力を平衡するた
め、台架300に、復元力を生成する手段として働く釣
り合いおもり314を持たせる。この釣り合いおもり3
14は、台柱301の領域に配置される。こうして、シ
ステム全体の質量中心も台柱301の回転継手302の
回転軸311近辺にあり、釣り合いおもり314の慣性
作用が最小になる。
ロッド機構により第2支持アーム307と結合されてい
る。このロッド機構は、釣り合いおもり314を持つレ
バー・アーム315を有し、レバー・アーム315は、
台柱301と第1支持アーム304に垂直な回転軸31
6で支承されている。このレバー・アーム315は、回
転軸316に対して釣り合いおもり314に対向する側
に玉継手317を有する。この玉継手317に伝達ロッ
ド318が接続され、吊り上げアーム支持部305内で
回転継手306の回転軸312に沿って配置されてい
る。この伝達ロッド318は、玉継手319により第2
支持アーム307に取り付けられる。こうして回転位置
Aから回転位置A’への手術用顕微鏡309の動きは、
位置Bから破線で示す位置B’への釣り合いおもり31
4の対応する動きと連結している。手術用顕微鏡にかか
る重力を発生させる、第2支持アーム307の回転軸3
13でのモーメントに対し、釣り合いおもり314によ
り生じるモーメントで逆作用させる。
し、これがレバー・アーム315を自由に移動可能に保
持する。同じ方法で、第2支持アーム307の球継手3
19が形成される。伝達ロッド318は、回転軸312
に沿ってローラ320と321間に移動可能に配置さ
れ、フリー・ホイール回転継手322を有する。フリー
・ホイール回転継手322は、図1のフリー・ホイール
回転継手121と同様に形成できる。これが伝達ロッド
318を、第2支持アーム307に帰属する区間323
と、釣り合いおもり314に対応する区間324に分け
る。
ロッド318の区間323と324が互いに自由に回転
できるように働く。こうして吊り上げアーム支持部30
5の回転軸312を回る第2支持アーム307の回転運
動は、回転継手306により釣り合いおもり314の運
動から減結合される。これによりとりわけ、釣り合いお
もり314に対するロッド機構へ、この運動が逆結合す
ることが阻止される。
図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 第1支持アームと第2支持アームを有
し、第2支持アームが第1軸と第2軸で第1支持アーム
に対して回転可能に支承され、第2支持アームを少なく
とも一方の軸の回りで復元力を生成する手段に結合する
結合手段を有する、特に医療機器例えば手術用顕微鏡を
保持するための台架であって、 結合手段(114、315−319)に対し、2つの軸
(111、313)の少なくとも一方の周りでの第2支
持アーム(107、307)の運動を、復元力(11
3、314)を生成する手段と逆結合することを阻止す
る手段を配することを特徴とする台架。 - 【請求項2】 復元力を生成する手段がおもり(11
3、314)を有することを特徴とする請求項1に記載
の台架。 - 【請求項3】 第1支持アームと第2支持アームを有
し、第2支持アームが第1軸と第2軸で第1支持アーム
に対して回転可能に支承され、第2支持アームを少なく
とも一方の軸の回りで復元力を生成する手段に結合す
る、特に医療機器例えば手術用顕微鏡を保持するため
の、とりわけ請求項1または2に記載の台架であって、 復元力を生成する手段が台柱(101、301)の領域
を動くおもり(113、314)を有することを特徴と
する台架。 - 【請求項4】 結合手段がロープ牽引(114)として
形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
か一項に記載の台架。 - 【請求項5】 結合手段がロッド機構(315−31
9)として形成されることを特徴とする請求項1ないし
3のいずれか一項に記載の台架。 - 【請求項6】 復元力を生成する手段が、第2アーム
(107、307)にかかる重力をそこに配する荷重
(109、309)で相殺することを特徴とする請求項
1ないし5のいずれか一項に記載の台架。 - 【請求項7】 台柱(101)の間隔で第2アーム(1
07)にかかる平衡復元力がロープ牽引(114)によ
り伝達され、その際ロープ牽引(114)が台柱(10
1)と平行方向に反転されることを特徴とする請求項
4、または、請求項6が請求項4を参照する場合は請求
項6に記載の台架。 - 【請求項8】 ロープ牽引(114)を作動させるため
の反転(116)が台柱(101)の近くに設置される
ことを特徴とする請求項4または7、または請求項6が
請求項4を参照する場合は請求項6に記載の台架。 - 【請求項9】 第1支持アーム(104、304)が台
柱(101、301)に基本的に平行な回転軸(11
0、311)の回りを回転できることを特徴とする請求
項1ないし8のいずれか一項に記載の台架。 - 【請求項10】 結合手段(114、318)が少なく
とも1度中断され、運動の逆結合を阻止する手段が回転
減結合(121、322)として形成されることを特徴
とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の台架。 - 【請求項11】 第2支持アーム(107、307)の
運動の逆結合を阻止する手段が第2支持アーム(10
7、307)の回転運動を減結合するフリー・ホイール
回転継手(121、322)として形成されることを特
徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の台
架。 - 【請求項12】 第1軸(112、313)が第2軸
(111、312)に基本的に垂直であることを特徴と
する請求項1ないし11のいずれか一項に記載の台架。 - 【請求項13】 第1軸(111、312)と第2軸
(112、308)が互いに離れて配置されることを特
徴とする請求項1ないし12のいずれか一項に記載の台
架。 - 【請求項14】 フリー・ホイール回転継手(121、
322)が一方の軸(111、312)にあることを特
徴とする請求項11、または請求項12もしくは13が
請求項11を参照する場合は請求項12もしくは13に
記載の台架。 - 【請求項15】 ロープ牽引(114)が少なくとも区
間ごとにローラ(115、116)により一方の軸(1
11)に沿って行われることを特徴とする請求項4、ま
たは請求項4を参照する場合は請求項6ないし14のい
ずれか一項に記載の台架。 - 【請求項16】 ロッド機構が一方の軸に沿って移動で
きる伝達ロッド(318)を有することを特徴とする請
求項5に記載の台架。 - 【請求項17】 復元力を生成する手段が、支持アーム
(104、304)に配置され釣り合いおもり(11
3、314)が取り付けられたレバー・アーム(12
0、315)を有し、結合手段(114、315−31
9)がレバー・アーム(120、315)の回転運動を
第2支持アーム(107、307)の回転運動に結合す
ることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか一項
に記載の台架。 - 【請求項18】 台架が床置き台架として形成されるこ
とを特徴とする請求項1ないし17のいずれか一項に記
載の台架。 - 【請求項19】 台架が吊り下げ台架(100、30
0)として形成されることを特徴とする請求項1ないし
17のいずれか一項に記載の台架。
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