JP2010131394A - 荷重懸架スタンドおよび顕微鏡検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】荷重懸架スタンドは、異なる荷重状態に適応する可能性を提供する。
【解決手段】荷重懸架スタンドは、第１のスタンド部材３５と、第２のスタンド部材４１と、第１のスタンド部材を第２のスタンド部材に旋回可能に接続するジョイント４３と、第１のスタンド部材３５に回転可能に据え付けられたカムプレート５７と、荷重伝達レバー７３と、荷重伝達レバー７３を第２のスタンド部材４１で旋回可能に支持する当接部７５と、力Ｆ₁をカムプレート５７に荷重伝達レバー７３によってかけるために第２のスタンド部材４１および荷重伝達レバー７３に作用する荷重蓄積部８１と、当接部を荷重伝達レバー７３に対して変位させるための駆動部９３とを含む。
【選択図】図３

Description

発明の分野
従来のスタンドは、対をなしてジョイント接合された複数の部品またはスタンド部材を含み、基台スタンド部材は、たとえば床または壁のような物体によって支持され、荷重は、最終スタンド部材によって懸架される。スタンド部材を接合しているリンクを用いてスタンド部材を互いに相対的に移動させることによって、この物体に対して荷重を移動させることが可能である。

関連技術の簡単な説明
そのようなスタンドの１つの例は、顕微鏡検査レンズの形態の荷重を支える顕微鏡検査システムのスタンドによって代表される。そのような顕微鏡検査システムは、外科的介入のために用いることができ、顕微鏡検査レンズは、外科医が患者に対して力をかけることなく、すなわち小さな作動力のみを加えることによって顕微鏡検査レンズを移動させることができるよう、スタンドによって懸架される。これは、顕微鏡検査レンズの重量およびスタンド部材自体の重量によってスタンド部材にかかる捻りモーメントが、可能な限り、スタンド部材のすべての起こり得る互いに相対的な旋回位置においてスタンド部材によって補償されることを必要とする。スタンドは、さらに、その重量とその質量位置の中心とに関して互いに異なる顕微鏡検査レンズを支持するように構成されているべきである。カメラまたは追加の接眼レンズのような追加部品を取付けると、たとえば顕微鏡検査レンズの重量と質量の中心とが変更されることがある。スタンド部材にかかる捻りモーメントを、旋回位置とは独立して補償することを可能にするために、スタンドを、そのような変更に合わせて調整しなくてはならない。

そのようなスタンドの例は、たとえば、独国特許第４２４５０３４号Ｃ２、独国特許第４２３１５１６号Ｃ２、欧州特許第１２０５７０３号Ｂ１、欧州特許第１３１２８５０号Ｂ１、米国特許第６５２３７９６号Ｂ２、および国際公開第２００７／０５４３２７号Ａ１から知られている。

従来のスタンドは、変更された荷重状態に対して旋回位置とは事実上独立して適応するには、不適切であることがわかった。

独国特許第４２４５０３４号明細書 独国特許第４２３１５１６号明細書 欧州特許第１２０５７０３号明細書 欧州特許第１３１２８５０号明細書 米国特許第６５２３７９６号明細書 国際公開第２００７／０５４３２７号

この発明は、上記の問題を考慮してなされている。
この発明の実施例に従って、荷重懸架スタンドは，異なる荷重状態に適応する可能性を提供する。

この発明のさらなる実施例に従って、顕微鏡検査システムは、顕微鏡検査レンズを変更するための選択肢を提供する。

実施例に従って、荷重懸架スタンドは、少なくとも第１の部品と、第２の部品と、第１の部品を第２の部品に連結する旋回ジョイントと、この２つの部品間にあるジョイントに捻りモーメントを提供するための構造とを含む。この発明の実施例に従って、この構造は、提供される捻りモーメントが２つの部品の互いに相対的な旋回位置に従って変更されるよう構成されている。

実施例に従って、この構造は、さらに、提供される捻りモーメントの旋回位置に従った変化特性を駆動部を用いて変更することを可能にするように構成されている。駆動部は、モータなどのアクチュエータを含んでもよい。駆動部は、手動操作用に構成されていて、その目的のための手動操作可能な回転つまみを含んでもよい。

実施例に従って、この構造は、第１の部品に回転可能に据え付けられたカムプレートと、第２の部品によって支持されておりカムプレートに力をかけるように構成された荷重伝達レバーとを含む。カムプレートに作用する力は、２つの部品間に捻りモーメントをもたらし、それによって、２つの部品の互いに相対的な旋回位置に従った捻りモーメントの所望される特性を、カムプレートの適切な形状によって調整することが可能である。

ある実施例に従って、捻りモーメントを提供するための構造は、スタンドの第１の部品に回転可能に据え付けられたカムプレートと、荷重伝達レバーと、荷重伝達レバーをスタンドの第２の部品で旋回支持するための当接部と、荷重伝達レバーにカムプレートに対して力をかけさせるために、第２の部品および荷重伝達レバーに作用する荷重蓄積部とを含む。

この実施例に従って、荷重蓄積部は、たとえば、コイルバネ、板バネ、またはガス圧バネのようなバネを含む。必要な荷重を提供するために、バネを圧縮してまたは伸張させて付勢することができる。

実施例に従って、荷重伝達レバーを第２の部品上で旋回支持するための当接部は、荷重伝達レバーを第２の部品に対して支持するために有効な荷重伝達レバー上の位置の変更を可能にする駆動部によって、荷重伝達レバーに対して移動させることができる。これにより、荷重蓄積部によって荷重伝達レバーに提供される荷重を伝達するためのレバー動作の変更が可能になり、その結果、カムプレートに作用している、荷重蓄積部によって提供される荷重から誘導される力が変更される。

この明細書中の実施例に従って、荷重伝達レバーは、カムプレートに直接力をかけることができ、それによって、荷重伝達レバーは、荷重伝達レバーとカムプレートとの間の摩擦力を減少させるための選択肢を提供してもよい。こういった選択肢は、たとえば、荷重伝達レバーに回転可能に装着されたローラ、またはたとえば合成材料からなるスライド面のような、荷重伝達レバー上の摩擦を減少させる表面を設けることを含んでもよい。

さらなる実施例に従って、荷重は、たとえば、荷重伝達レバーからカムプレートへの力の進路上にもう１つの旋回中間レバーを配置することによって、荷重伝達レバーからカムプレートに間接的に伝達される。

実施例に従って、荷重伝達レバーからカムプレートに伝達される力は、カムプレートの周辺部に作用する。そしてカムプレートは、カムプレートの中心とカムプレートの周辺部との間の距離またはカムプレートの半径が、カムプレートの周りの周方向に変化するよう構成されている。この明細書中の代替的な実施例において、カムプレートは、さらに、カムプレートの中心から半径方向に外方へ向けられる力が作用して旋回位置に依存する必要な捻りモーメントを発生させる内周面を提供してもよい。

実施例に従って、荷重伝達レバーを支持する当接部は、ローラを含み、荷重伝達レバーは、ローラの外側周辺部に当接している。この明細書中のある実施例に従って、駆動部は、第２の部品に対して変位され、かつローラの外側周辺部と当接しているスライド部を含む。

実施例に従って、ローラの外側周辺部に歯を設けることができ、スライド部および荷重伝達レバーは両方とも、ローラの歯と係合するための歯軌道を備えて構成されてもよい。

さらなる実施例に従って、顕微鏡検査システムは、前述の実施例に従ったスタンドと、顕微鏡によって形成された荷重とを含んで提供される。

この発明の前述のおよび他の有利な特徴は、添付の図面を参照してこの発明の例示的な実施例の以下の詳細な説明からより明らかであろう。

顕微鏡検査システムのある実施例の概略図である。 スタンドのある実施例の一部分の立面図である。 図２に示されるスタンドの一部分の図２に示される切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。

例示的な実施例の詳細な説明
以下に説明される例示的な実施例において、機能および構造が同様の部品は、可能な限り同様の参照番号によって示されている。したがって、特定の実施例の個々の部品の特徴を理解するために、他の実施例および発明の概要の説明を参照すべきである。

スタンドの実施例とスタンドを含む顕微鏡検査システムの実施例とを、図１から図３に関連して以下に説明する。

図１に斜視図で概略的に示される顕微鏡検査システム１は、スタンド５に装着された顕微鏡３を含む。スタンド５は、車輪７を設けられていてスタンドの基部を形成する基台９を含む。基台９は、スタンド部材１３を空中に垂直に延在する旋回軸１５の周りで旋回させることができるように、旋回ジョイント１１でスタンド部材１３を支持している。もう１つのスタンド部材１７は、このスタンド部材を水平旋回軸２１の周りで旋回させることができるよう、ジョイント１９によってスタンド部材１３に装着されている。次に、もう１つのスタンド部材２３は、このスタンド部材を水平旋回軸２７の周りで旋回させることができるように、ジョイント２５によってスタンド部材１７に装着されている。次に、もう１つのスタンド部材２９は、このスタンド部材を水平旋回軸３３の周りで旋回させることができるように、ジョイント３１によってスタンド部材２３に装着されている。次に、スタンド部材２９は、スタンド部材３５を旋回軸３９の周りで旋回させることができるように、ジョイント３７でこのスタンド部材を支持している。次にもう１つのスタンド部材４１は、このスタンド部材を旋回軸４５の周りで旋回させることができるように、ジョイント４３によってスタンド部材３５に接合されており、最後に、顕微鏡のシャーシ４７は、このシャーシを旋回軸５１の周りで旋回させることができるように、スタンド５の最終部材として働くスタンド部材４１にジョイント４９によって接合されている。これにより、スタンド部材を旋回軸の周りで旋回させることによって、利用可能な空間内で顕微鏡３を移動させることと、この顕微鏡の空中の配向を位置合せすることとが可能になる。

スタンド５の２つの釣合い重り１８は、使用者がスタンドを旋回軸２１および２７の周りで旋回させる際に残存摩擦力のみに打ち勝てばよいように、顕微鏡３をこれらの軸に対して実質的に平衡を保たせるように構成されている。垂直に位置合せされた旋回軸１５の周りでの旋回についても、使用者は、残存摩擦力のみに打ち勝てばよい。

顕微鏡検査レンズ３の重量およびスタンド部材４１の重量は、スタンド部材３５にジョイント４３を介して作用する捻りモーメントを旋回軸４５の周りに発生させる。この捻りモーメントは、２つのスタンド部材３５および４１間の旋回位置に依存する。この捻りモーメントを補償するための構造は、図２および図３に関して以下により詳細に説明されるが、スタンド部材３５および４１に設けられている。

２つのスタンド部材３５および４１は、旋回軸４５の周りを互いに相対的に旋回させることができ、対応するジョイントは、軸４５と同軸に位置合せされスタンド部材３５に回転可能に据え付けられかつスタンド部材４１に対して旋回装着されたシャフト５１を含む。Ｕ字形部５５の一部を形成するリム５３および５４は、それらの間に隙間を備えて配置されており、シャフト５１が組入れられている。スタンド部材４１は、Ｕ字形部５５のリム５４に据え付けられており、Ｕ字形部５５は、底部プレート５６を含み、この底部プレートから２つのリム５３および５４が垂直な方向に突き出ている。カムプレートは、２つのリム５３および５４間の中心に位置し、回転的に固定された態様でシャフト５１に付けられている。カムプレート５７は、旋回軸４５までの距離ｒが周方向に変化する外周面５８を有する。図３において、２つの距離ｒ₁およびｒ₂は、異なる周方向の例として示されており、２つの距離の方向は２０°より大きい角度αだけ異なり、ｒ₂のｒ₁に対する比率は、１．１より大きい。

ローラ６１は、周面５８の形状により、捻りモーメントＤがシャフト５１に対して軸４５の周りに作用するよう、カムプレート５７の外側周辺部５８と力Ｆ₁で当接している。ローラ６１は、軸６７の周りを回転可能にシャフト６６によって１対の中間レバー６３および６４の間に装着されている。次に２つの中間レバー６３および６４は、リム５３および５４に装着されたシャフト７０で旋回軸６９の周りを旋回させることができ、シャフト７０は、Ｕ字形部５５のリム５３および５４に両側が据え付けられている。２つの中間レバー６３および６４は、旋回軸６９と平行に２つの中間レバー６３および６４間に延在するピン７１を共に支える。当接部として働くローラ７５でスライド部７７と当接している荷重伝達レバー７３は、ピン７１を力Ｆ₂で押す。ピン７９は、さらに、荷重伝達レバー７３を力Ｆ₃で押す。力Ｆ₃は、バネ８１によって提供され、このバネは、Ｕ字形部５５のリム５３および５４に固定的に取付けられたカバープレート８３と、ピン７９に結合されたバネ受け８５とに当接している。荷重伝達レバー７３は、バネ８１によって提供される力Ｆ₃を力Ｆ₂に主として長さｌ₁のｌ₂に対する比率で変換し、長さｌ₁は、ピン７９と荷重伝達レバー７３がローラ７５と当接している位置との間の距離に対応しており、長さｌ₂は、ピン７１と荷重伝達レバー７３がローラ７５と当接している位置との間の距離に対応している。次に中間レバー６３は、力Ｆ₂を、カムプレート５１の周辺部５８を押し、かつ長さｌ₃とｌ₄との比率に応じた力Ｆ₁に変え、長さｌ₃は、ピン７１と中間レバー７３の旋回軸６９との間の距離に対応しており、長さｌ₄は、旋回軸６９とローラ６１の回転軸６７との間の距離に対応している。

スライド部７７は、ケージ８７に収容されたローラ８９によって、スライド部７７を方向９１に沿って前後に移動させることができるよう、かつローラ７５によってスライド部７７にかけられる力Ｆ₃およびＦ₂がローラ８９によってＵ字形部５５に伝達されるよう、Ｕ字形部５５の底部５６と当接している。

駆動部９３は、スライド部７７を方向９１に変位させるために設けられており、駆動部は、モータ９５を含み、その被駆動シャフト９６に装着された歯９７は、軸受ブロック１０１に装着されたシャフト９９を駆動するための歯車９８に係合している。シャフト９９は、スライド７７に形成された窪み１０３の中へ延在する。窪み１０３は、シャフト９９に設けられた雄ねじ１０５と係合してシャフト９９の回転運動を方向９１に沿ったスライド部７７の線形変位に変換するための雌ねじを設けられている。方向９１に沿ったスライド部７７の変位は、ローラ７５のローラの軸の周りでの回転をもたらすことによって、ローラを荷重伝達レバー７３に対して変位させる。ローラ７５を荷重伝達レバー７３に対して変位させることによって、長さｌ₁およびｌ₂は両方とも変化し、よって、バネ８１によって提供される力Ｆ₃が力Ｆ₂に伝達される比率も変化し、この力は、次に中間レバー６３および６４によって、カムプレート５７に作用する力Ｆ₁に伝達される。したがって、力₁は、

によって特徴付けられ、式中、
ｃはバネ８１のバネ定数を表わし、
ΔＳは、付勢されたバネ８１の長さを表わす。

ｌ₁対ｌ₂の関係およびバネのバネ定数ｃは、上記の方程式中の因子であるため、ローラまたは当接部７５、スライド部７７、およびスライド部の駆動部９３は、組合さって、バネ８１の有効バネ定数を変化させるための駆動部を形成する。したがってｃ×ｌ₁／ｌ₂の積は、カムプレート５７の周辺部５８で有効なバネ８１のバネ定数として解釈することができる。したがってモータ８３の動作は、有効バネ定数の変化をもたらし、この変化は、本来ならバネ８１をより強いまたはより弱いバネと置き換えることによってのみ達成され得るものである。

したがって、図２および図３を参照して説明された構造は、旋回軸４５に作用する、顕微鏡検査レンズ３およびスタンド部材４１によって生成される捻りモーメントを作動的に補償するために有効に用いることができる。この構造は、特に、顕微鏡検査レンズ３の質量中心の変化をモータ９５を用いて補償するために用いることができる。

荷重伝達レバー７３に対してローラ７５を正確に変位させるために、ローラ７５は、歯１０５がその周辺部に形成された歯車によって形成され、それによって、スライド部７７および荷重伝達レバー７３は、歯車７５と係合するように構成された歯１０６および１０７を備えた対応する歯軌道を含む。

上述の実施例において、荷重伝達レバー７３は、バネ８１によって提供される力をまず中間レバー６３および６４に伝達し、この中間レバーは、最終的にその力をカムプレート５７に伝達する。しかしながら、荷重伝達レバー７３が力を直接カムプレートに伝達するように、中間レバーを省くことも可能である。

図２および図３を参照して説明された可変捻りモーメントを提供するための構造は、図１を参照して説明された例示的な実施例に従った顕微鏡検査システムのスタンド部材３５および４１間に設けられる。しかしながら、それぞれの構造を、他のスタンド部材間に設けることも可能であることが理解される。

この発明は、この発明を限定しない例示的な実施例によって説明された。当業者には変形例および変更例が、添付の特許請求の範囲に記載されたこの発明の範囲およびその均等物から逸脱することなしに想起されるであろう。

３５ 第１のスタンド部材、４１ 第２のスタンド部材、４３ ジョイント、５７ カムプレート、６３ 中間レバー、７３ 荷重伝達レバー、７５ 当接部、７７ スライド部、８１ 荷重蓄積部、９３ 駆動部、９５ モータ。

Claims (9)

1. 荷重懸架スタンドであって、
   第１のスタンド部材と、
   第２のスタンド部材と、
   前記第１のスタンド部材を前記第２の部材に旋回可能に連結するジョイントと、
   前記第１のスタンド部材に回転可能に据え付けられたカムプレートと、
   荷重伝達レバーと、
   前記荷重伝達レバーを前記第２のスタンド部材で旋回可能に支持するように構成された当接部と、
   前記カムプレートに前記荷重伝達レバーを介して力をかけるために、前記第２のスタンド部材および前記荷重伝達レバーに作用する荷重蓄積部と、
   前記当接部を前記荷重伝達レバーに対して変位させるように構成された駆動部とを備える、スタンド。
2. 前記第２のスタンド部材に旋回可能に装着された中間レバーをさらに備え、それによって前記荷重伝達レバーは、前記力を前記カムプレートに前記中間レバーを介して伝達する、請求項１に記載のスタンド。
3. 前記当接部は、ローラを含み、前記荷重伝達レバーは、前記ローラの周辺部に当接している、請求項１または２に記載のスタンド。
4. 前記駆動部は、前記第２のスタンド部材に対して変位可能であり、かつ前記ローラの前記周辺部に当接しているスライド部を含む、請求項３に記載のスタンド。
5. 前記駆動部は、前記スライドを前記第２のスタンド部材に対して変位させるためのモータを含む、請求項４に記載のスタンド。
6. 前記ローラは、歯を有する周辺部を含む、請求項３から５のいずれかに記載のスタンド。
7. 前記カムプレートは、周辺部を含み、前記周辺部の前記カムプレートの中心までの距離は、前記中心の周りで周方向に変化し、第１の周方向での第１の距離と第２の周方向での第２の距離との比率は、１．１よりも特に大きく、前記第２の周方向は、前記第１の周方向と２０°よりも大きい角度を成す、請求項１から６のいずれかに記載のスタンド。
8. 前記第１のまたは前記第２のスタンド部材にジョイント接合された少なくとも第３のスタンド部材をさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載のスタンド。
9. 顕微鏡検査システムであって、
   顕微鏡検査レンズと、
   基台スタンド部材と前記顕微鏡検査レンズを支持する最終スタンド部材とを含む複数のスタンド部材を有する請求項１から８のいずれかに従ったスタンドとを備えるシステム。

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