JP2018183475A - 医療用スタンド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦アームを回転させても振動が発生しない医療用スタンド装置を提供する。
【解決手段】第１ピニオンギア１４と第２ピニオンギア１５とを２本の平行なラックギア１６、１７により連結して平行リンク機構を形成するため、基端アーム１１の垂直状態は維持される。剛性の高いラック＆ピニオン構造を利用して平行リンク機構を構成するため振動が生じない。
【選択図】 図４

Description

本発明は医療用スタンド装置に関するものである。

手術顕微鏡やカメラなどの医療機器は、フロアに設置されたスタンド装置に支持されて、任意の位置に移動できるようになっている。スタンド装置は医療機器の垂直状態を維持したまま前後・上下に移動できるように平行リンク機構を利用した構造になっている。平行リンク機構には常に垂直が維持される部品が必要で、それが基準となって平行リンク機構内で医療機器の垂直が維持される。

それが中空の縦アームの上端に設置される基端アームである。縦アームはスタンド本体の一部に設定された第１回転軸に前後回転自在に軸支されるが、その縦アームの上端に設けられている基端アームは、それ自体の水平部材の両端と、スタンド本体の第１回転軸に固定された不回転の水平部材の両端とが、平行な２本のシャフトにより連結されることで垂直状態が維持される。

これは基端アームの水平部材と、スタンド本体側の水平部材と、２本のシャフトにより平行リンク機構が形成され、２本のシャフトが長手方向に沿うトルク伝達手段として機能するからである。そのため縦アームを前後に回転させても、水平部材が不回転のため、基端アームの垂直状態は維持され、その基端アームに関連付けられて手術顕微鏡も垂直が維持される。

特許第４４８０７０３号公報

しかしながら、このような関連技術にあっては、２本のシャフトによりトルク伝達して基端アームの垂直を維持するため、縦アームを回転させる際にシャフトが振動して、その残余振動が回転後にスタンド本体を介して手術顕微鏡に伝達するおそれがある。また、縦アームの傾斜角が大きくなると縦アーム間の幅が小さくなるため平行リンク機構の動作が不安定化することがある。

本発明は、このような関連技術の課題に着目してなされたものであり、縦アームを回転させても振動が発生しない医療用スタンド装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、スタンド本体の一部に設定された第１回転軸に縦方向に延びる中空構造をした縦アームの途中部分が回転自在に取付けられ、該縦アームの上端付近に設定された第２回転軸に横方向に延びる横アームの基端側が該第２回転軸を貫通させた状態で回転自在に取付けられ、横アームを貫通した第２回転軸に垂直方向に延びる基端アームの下端が取付けられ、横アームの先端側に垂直方向に延び且つ下端に手術顕微鏡を支持した先端アームが回転自在に取付けられ、基端アームと先端アームの上端同士が横アームと機構的に平行な横サブアームにより連結された医療用スタンド装置であって、前記第１回転軸に不回転の第１ピニオンギアを設け、第２回転軸に第１ピニオンギアと同一ギア形状で且つ基端アームと一体的に回転する第２ピニオンギアを設け、第１ピニオンギアと第２ピニオンギアを挟んだ状態で該第１ピニオンギアと第２ピニオンギアにそれぞれ噛合する２本の平行なラックギアを設けると共に、２本のラックギアをそれぞれ縦アームに対して長手方向においてスライド自在に取付けたことを特徴とする。

本発明の第２の技術的側面によれば、横アーム及び横サブアームがそれぞれ上側へ湾曲していることを特徴とする。

本発明の第１の技術的側面によれば、縦アームの上下に設けた第１ピニオンギアと第２ピニオンギアとを２本の平行なラックギアにより連結して平行リンク機構を形成するため、第１回転軸を中心に縦アームを回転させても、第１ピニオンギアが不回転のため、第２ピニオンギアも回転せず、基端アームの垂直状態は維持される。剛性の高いラック＆ピニオン構造を利用して平行リンク機構を構成するため振動が生じない。

本発明の第２の技術的側面によれば、横アーム及び横サブアームがそれぞれ上側へ湾曲しているため、横アームの下方に入り込んで作業をする者の上方スペースを広く確保することができる。

スタンド装置を示す斜視図。 スタンド装置を示す側面図。 縦アームの内部構造を示す説明図。 縦アームの内部構造を示す分解斜視図。 縦アームを回転させた状態を示す説明図。 第１・第２ピニオンギアに対してラックギアがスライドする状態を示す説明図。

図１〜図６は本発明の好適な実施形態を示す図である。以上及び以下において前後左右の方向性は図１に示された通りである。

スタンド装置１は手術室内で医療機器としての手術顕微鏡２を吊り下げて使用するためのものである。スタンド本体３には第１回転軸４が設定され、縦アーム５の途中部分がその第１回転軸４を中心に前後方向で回転自在に取付けられている。

この縦アーム５は鋳物製で上下に長い中空形状をしている。縦アーム５の上端には横アーム６の基端側が第２回転軸７により上下回転自在に軸支されている。横アーム６は横方向に延びる上側へ湾曲した形状の金属管により形成されている。縦アーム５の下側には後方に延びる下アーム８が設けられ、下アーム８の端部にはカウンタウェイト９が取付けられている。横アーム６の端末と下アーム８の途中部分は縦サブアーム１０により連結されている。これにより縦アーム５と縦サブアーム１０を含む縦方向の平行リンク機構（第１平行リンク機構）が形成される。

縦アーム５の第２回転軸７は横アーム６の基端側を貫通し、その先端には第２回転軸７と一体的に回転する基端アーム１１の下端が固定されている。一方、横アーム６の先端には先端アーム１２の途中部分が軸支されている。基端アーム１１の上端と先端アーム１２の上端は上側に湾曲した横サブアーム１３により連結されている。これにより横アーム６と横サブアーム１３を含む横方向の平行リンクが形成される。横アーム６及び横サブアーム１３の両方が上側へ湾曲しているのは、その下に入り込んで手術や補助作業をするドクターやアシスタントの上方スペースを広く確保するためである。

図４は縦アーム５の一方の側面を省略して図示した内部構造を示している。縦アーム５の内部において、第１回転軸４には第１ピニオンギア１４が固定され、第２回転軸７には第２ピニオンギア１５が固定されている。第１ピニオンギア１４と第２ピニオンギア１５は全く同一のギア形状を有している。

縦アーム５は第１回転軸４に対して回転自在だが、第１回転軸４自体は回転せず、第１回転軸４に固定されている第１ピニオンギア１４も回転しない。第２回転軸７は縦アーム５及び横アーム６に対して回転自在で、それに固定されている第２ピニオンギア１５や基端アーム１１も第２回転軸７と一体的に回転する。

この上下の第１ピニオンギア１４及び第２ピニオンギア１５に対して、両側から２本の直線状のラックギア１６、１７が噛合している。第１ピニオンギア１４及び第２ピニオンギア１５が同一ギア形状（同一ピッチ円直径）のため、両者に噛合した状態でラックギア１６、１７は平行である。第１ピニオンギア１４と第２ピニオンギア１５とが平行な２本のラックギア１６、１７により連結されているため、これにより一種の平行リンク機構（第２平行リンク機構）が形成される。

第２平行リンク機構は、縦アーム５に位置固定された第１回転軸４と第２回転軸７を連結する仮想縦リンク要素４−７を共有し、２つのラックギア１６、１７に含まれ仮想縦リンク要素４−７と長さが等しい仮想リンク要素をそれぞれ構成要素とする２つのサブ平行リンクから構成される。なお、第１ピニオンギア１４と第２ピニオンギア１５にはそれぞれ第２平行リンク機構の仮想横アームが含まれる。

このラックギア１６、１７のギア側の側端は第１・第２ピニオンギア１４、１５に噛合した状態だが、その反対側の側端は複数のスライダ１８を介して長手方向で縦アーム５に対して相対的にスライドするように取付けられている。

基端アーム１１は垂直状態で取付けられており、例えば縦アーム５を図３のような垂直な状態から第１回転軸４を中心にして図５のように前後に回転させると、第２ピニオンギア１５は第１ピニオンギア１４に対して前後に移動するが、第２ピニオンギア１５自体は第２回転軸７を中心に回転せず基端アーム１１の垂直状態は保たれる。基端アーム１１の垂直が保たれるため、横サブアーム１３を介して連結されている先端アーム１２も垂直が保たれ、そこに支持されている手術顕微鏡２も垂直状態のままである。

図６に示すように、縦アーム５を前後に回動させることにより、基準となる第１ピニオンギア１４に対して第２ピニオンギア１５が前後に移動するが、第１ピニオンギア１４が不回転のため、２本のラックギア１６、１７が第１・第２ピニオンギア１４、１５に対して相対的にスライドする。すなわち第２ピニオンギア１５を前側に回転させた場合は、前側のラックギア１６が上側へスライドして、後側のラックギア１７が下側へスライドする。第２ピニオンギア１５を後側へ回転させた場合はその逆である。このようにラックギア１６、１７が縦アーム５に対して相対的にスライドすることになるが、ラックギア１６、１７は縦アーム５の内面に対してスライダ１８を介して長手方向でスライド自在に取付けられているため問題ない。

以上説明したように、この実施形態によれば、剛性の高いラック＆ピニオン構造を利用して基端アーム１１の垂直状態を維持するため、縦アーム５の内部で振動が生じることはない。また、第２平行リンク機構を構成する２つのサブ平行リンクは縦アーム５の傾斜角度によらず常に同一の長方形状を維持するので、トルク伝達効率がよく安定動作することができる。

この実施形態ではカウンタウェイト９により手術顕微鏡２の重量を相殺するバランス構造としたが、途中部分が第１回転軸４により軸支された縦アーム５の下部にその他のバランス方式（バネ等）を設けても良い。

１ スタンド装置
２ 手術顕微鏡
３ スタンド本体
４ 第１回転軸
５ 縦アーム
６ 横アーム
７ 第２回転軸
１１ 基端アーム
１２ 先端アーム
１４ 第１ピニオンギア
１５ 第２ピニオンギア
１６、１７ ラックギア

Claims (2)

1. スタンド本体の一部に設定された第１回転軸に縦方向に延びる中空構造をした縦アームの途中部分が回転自在に取付けられ、該縦アームの上端付近に設定された第２回転軸に横方向に延びる横アームの基端側が該第２回転軸を貫通させた状態で回転自在に取付けられ、横アームを貫通した第２回転軸に垂直方向に延びる基端アームの下端が取付けられ、横アームの先端側に垂直方向に延び且つ下端に手術顕微鏡を支持した先端アームが回転自在に取付けられ、基端アームと先端アームの上端同士が横アームと機構的に平行な横サブアームにより連結された医療用スタンド装置であって、
   前記第１回転軸に不回転の第１ピニオンギアを設け、第２回転軸に第１ピニオンギアと同一ギア形状で且つ基端アームと一体的に回転する第２ピニオンギアを設け、
   第１ピニオンギアと第２ピニオンギアを挟んだ状態で該第１ピニオンギアと第２ピニオンギアにそれぞれ噛合する２本の平行なラックギアを設けると共に、２本のラックギアをそれぞれ縦アームに対して長手方向においてスライド自在に取付けたことを特徴とする医療用スタンド装置。
2. 横アーム及び横サブアームがそれぞれ上側へ湾曲していることを特徴とする請求項１記載の医療用スタンド装置。

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