JP2021010638A - Stand device for medical optical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は医療用光学機器のスタンド装置に関する。 The present invention relates to a stand device for medical optical equipment.
脳神経外科手術等において、術部を拡大観察するために、手術顕微鏡やカメラ等の医療用光学機器が使用される。このような医療用光学機器はスタンド装置により術部の上方に支持される。スタンド装置は、フロアに設置されたスタンド本体に平行リンク機構の一部を回転自在に軸支した構造をしている。そして平行リンク機構の上端から前方へ延ばした上アームの前端部に重量のある医療用光学機器を支持し、それとは逆に、平行リンク機構の下端から後方に延ばした下アームの後端部にカウンタウェイトを支持し、医療用光学機器の重量バランスを図っている。従って、平行リンク機構を変形させて、医療用光学機器をどのような空中位置に移動させたとしても、カウンタウェイトにより平行リンク機構の状態は維持され、医療用光学機器は移動した先の位置で停止して動かない(例えば、特許文献1参照)。 In neurosurgery and the like, medical optical instruments such as operating microscopes and cameras are used to magnify the surgical site. Such medical optics are supported above the surgical site by a stand device. The stand device has a structure in which a part of the parallel link mechanism is rotatably supported on the stand body installed on the floor. A heavy medical optical device is supported at the front end of the upper arm extending forward from the upper end of the parallel link mechanism, and conversely, at the rear end of the lower arm extending rearward from the lower end of the parallel link mechanism. It supports the counterweight and balances the weight of medical optical equipment. Therefore, no matter what position the medical optical device is moved to in the air by deforming the parallel link mechanism, the state of the parallel link mechanism is maintained by the counter weight, and the medical optical device is moved to the position where it was moved. It stops and does not move (see, for example, Patent Document 1).
このような従来の技術にあっては、医療用光学機器の重量が重くなるほど、重量バランスを図るためのカウンタウェイトを重くする必要がある。そのため重量のある医療用光学機器を支持する場合は、その分、カウンタウェイトも重くなり、スタンド装置全体の総重量が増していた。スタンド装置の総重量が増すと、アシスタント等がスタンド装置をそのベースに設けられたキャスターにより病院のフロア上を押して移動させる場合などにおいて大変に困難であった。 In such a conventional technique, the heavier the weight of the medical optical device, the heavier the counterweight for weight balance is required. Therefore, when supporting a heavy medical optical device, the counterweight becomes heavier by that amount, and the total weight of the entire stand device increases. When the total weight of the stand device is increased, it is very difficult for an assistant or the like to push the stand device on the floor of the hospital by the casters provided on the base of the stand device.
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、総重量を軽減することができる医療用光学機器のスタンド装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made focusing on such a conventional technique, and an object of the present invention is to provide a stand device for a medical optical device capable of reducing the total weight.
本発明の第1の技術的側面によれば、フロアに設置されたスタンド本体に対して、2本の平行な前アーム及び後アームと、2本の平行な上アーム及び下アームを含み、各アームの連結部が回転自在に軸支された平行リンク機構を、前アームの途中に設定された回転軸を中心にして回転自在に取付け、上アームは平行リンク機構を越えて前方に延長され且つその前端部に医療用光学機器が支持され、下アームは平行リンク機構を越えて後方に延長され且つその後端部にカウンタウェイトが支持され、医療用光学機器が下がる方向での第1回転方向と、カウンタウェイトが下がる方向での第2回転方向における各回転モーメントのバランスにより、各連結部が回転せずに平行リンク機構の状態が維持される医療用光学機器のスタンド装置であって、前記平行リンク機構における連結部の少なくとも1つに、カウンタウェイトに関連する第2回転方向への回転モーメントを付与する渦巻きバネが設けられていることを特徴とする。 According to the first technical aspect of the present invention, the stand body installed on the floor includes two parallel front and rear arms and two parallel upper and lower arms, respectively. A parallel link mechanism in which the connecting portion of the arm is rotatably supported is mounted rotatably around a rotation axis set in the middle of the front arm, and the upper arm is extended forward beyond the parallel link mechanism. A medical optical device is supported at the front end thereof, the lower arm is extended rearward beyond the parallel link mechanism, and a counter weight is supported at the rear end portion, and the first rotation direction in the direction in which the medical optical device is lowered. , A stand device for medical optical equipment in which the state of the parallel link mechanism is maintained without rotating each connecting portion by the balance of each rotational moment in the second rotational direction in the direction in which the counter weight is lowered. At least one of the connecting portions in the link mechanism is provided with a spiral spring that applies a rotational moment in the second rotational direction related to the counter weight.
本発明の第2の技術的側面によれば、前アームが後アームよりも幅広に形成され、渦巻きバネが平行リンク機構における前アームの上端及び/又は下端の連結部に設けられることを特徴とする。 According to the second technical aspect of the present invention, the front arm is formed wider than the rear arm, and the spiral spring is provided at the connecting portion of the upper end and / or the lower end of the front arm in the parallel link mechanism. To do.
本発明の第1の技術的側面によれば、平行リンク機構の連結部の少なくとも1つに、カウンタウェイトに関連する第2回転方向への回転モーメントを付与する渦巻きバネが設けられているため、その分、カウンタウェイトの重量を軽くすることができ、スタンド装置の総重量を軽減することができる。渦巻きバネを設けるだけの構造のため、スタンド装置の設計を大きく変更する必要がなく、スタンド装置の外観品質を維持できると共に、大掛かりな構造を必要としないためコスト的にも有利である。 According to the first technical aspect of the present invention, at least one of the connecting portions of the parallel link mechanism is provided with a spiral spring that imparts a rotational moment in the second rotational direction related to the counterweight. By that amount, the weight of the counterweight can be reduced, and the total weight of the stand device can be reduced. Since the structure is only provided with a spiral spring, it is not necessary to significantly change the design of the stand device, the appearance quality of the stand device can be maintained, and a large-scale structure is not required, which is advantageous in terms of cost.
本発明の第2の技術的側面によれば、幅が広く形成された前アームの上端及び/又は下端の連結部に渦巻きバネを設けるため、より大きな渦巻きバネを採用して大きな回転モーメントを第2回転方向に付与することができる。従って、その分カウンタウェイトをより軽量にすることができる。 According to the second technical aspect of the present invention, in order to provide the spiral spring at the connecting portion of the upper end and / or the lower end of the wide front arm, a larger spiral spring is adopted to generate a large rotational moment. It can be applied in two rotation directions. Therefore, the counterweight can be made lighter by that amount.
本発明の好適な実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。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。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the above and below, the front-back and left-right directions are as shown in FIG.
スタンド装置1は四隅にキャスター2を有するベース3上に、水平方向で回転自在なスタンド本体4を取付けた構造をしている。スタンド本体4には、前アーム5及び後アーム6と、上アーム7及び下アーム8とを、それぞれ4点の連結部a〜dにて回転自在に軸支した構造の平行リンク機構Lが取付けられている。平行リンク機構Lは前アーム5の途中に設定された回転軸9において全体がスタンド本体4に対して回転自在となるように取付けられている。前アーム5は回転軸9を含むため、剛性を高めるために鋳造により幅の広い中空構造で形成されている。
The
上アーム7は平行リンク機構Lを越えて前方に延長され、その前端部に吊下げアーム10を介して「医療用光学機器」としての手術顕微鏡11が支持されている。下アーム8は平行リンク機構Lを越えて後方に延長され、その後端部にカウンタウェイトWが支持されている。
The
カウンタウェイトWは手術顕微鏡11との重量バランスを図るために設けられている。カウンタウェイトWはモータにより下アーム8の長手方向において移動自在で、前アーム5と下アーム8との連結部cに設けられた図示せぬバランスセンサからの入力を受けて、各連結部a〜dにおいて各リンク辺の回転モーメントが生じないように最適位置まで移動するようになっている。従って回転軸9をロックした状態で手術顕微鏡11にアシスタント鏡やカメラ等の付属機器が追加されて、手術顕微鏡11側の重量が変化しても、前記カウンタウェイトWの移動により常に重量バランスが保たれるようになっている。
The counterweight W is provided to balance the weight with the
ここで手術顕微鏡11がその重量により下がる方向(カウンタウェイトWが上がる方向)を第1回転方向A、カウンタウェイトWがその重量により下がる方向(手術顕微鏡11が上がる方向)を第2回転方向Bとし、第1回転方向Aへ回転しようとする回転モーメントと第2回転方向Bへ回転しようとする回転モーメントが等しいため、ドクターが手術顕微鏡11を手で持ってどのような位置に移動させたとしても、移動後の平行リンク機構Lの状態は維持され、手術顕微鏡11は移動させた先の空中位置で停止して動かない。
Here, the direction in which the
尚、手術顕微鏡11側の重量が変化した場合、平行リンク機構Lの各連結部a〜dを中心とした回転モーメントだけでなく、回転軸9をフリーにした場合に平行リンク機構L全体の回転軸9を中心とした回転モーメントも変化する。この変化は前アーム5の内部に設けられた別のウェイト12が移動することによりバランスがとられる。従って、平行リンク機構L全体を回転軸9を中心にして回転させたとしても、平行リンク機構Lはその回転させた後の状態でそのまま停止する。
When the weight on the
平行リンク機構Lの各連結部a〜dでの第1回転方向A及び第2回転方向Bにおける回転モーメントの釣り合いに関して、第1回転方向Aへの回転モーメントの発生要因は手術顕微鏡11とその吊下げアーム10の重量だけであるが、それに対抗する第2回転方向Bへの回転モーメントはカウンタウェイトWの重量だけでなく別のアシスト構造が設けられている。
Regarding the balance of the rotational moments in the first rotational direction A and the second rotational direction B at each of the connecting portions a to d of the parallel link mechanism L, the cause of the rotational moment in the first rotational direction A is the
前アーム5と下アーム8との連結部cは、前アーム5の下端部に下アーム8の前端部が重ねられた状態となっており、前アーム5側に形成された中心軸13と下アーム8側の図示せぬ軸受とが回転自在に係合している。下アーム8の前端部の内部には空間部Sが形成され、この空間部S内にアシスト構造としての渦巻きバネ14が収容されている。渦巻きバネ14は弾性の高い長尺の金属板を非接触の渦巻き状に形成したものである。
The connecting portion c between the
そして形成した状態から渦巻きバネ14の内側端15を中心に外側端17を更に巻取り方向に回転させ、内側端15を中心軸13の溝部16に係合させ、外側端17を空間部Sの内壁の溝部18にそれぞれ係合させる。そうすることで渦巻きバネ14には外側端17が元に戻ろうとする力Fが蓄えられ、前アーム5の中心軸13に対して下アーム8を第2回転方向Bに回転させようとする回転モーメント(トルク)が常に生じる。従って第2回転方向Bへの回転モーメントの一部はこの渦巻きバネ14により補われるため、その分カウンタウェイトWを軽くすることができる。カウンタウェイトWが軽くなる分、スタンド装置1の総重量が減り、アシスタント等がスタンド装置1を押してベース3のキャスター2で手術室のフロア上を移動させる作業も楽になる。
Then, from the formed state, the
特に幅広に形成された前アーム5の下端の連結部cに渦巻きバネ14を設けたため、比較的大きめの渦巻きバネ14を採用することができ、より大きな回転モーメントを第2回転方向Bへ付与することができる。
In particular, since the
渦巻きバネ14により発生する回転モーメントは平行リンク機構Lの状態(手術顕微鏡11の高さ位置)、或いは、経時的にも変化するが、その変化分も含めてカウンタウェイトWが下アーム8の長手方向で最適位置に移動するため、そのような回転モーメントの変化は問題とならない。
The rotational moment generated by the
更に、渦巻きバネ14が下アーム8の前端部の内部に設けられるため、スタンド装置1は設計を大きく変更する必要がなく、スタンド装置1の外観品質を維持できると共に、大がかりな構造を必要としないため、コスト的にも有利である。
Further, since the
この実施形態では、渦巻きバネ14を前アーム5の下端の連結部cに設ける例を示したが、前アーム5の上端bに設けても良く、上下両方に設けても良い。また後アーム6の上下の連結部a、dに小さな渦巻きバネを設けても良い。
In this embodiment, the example in which the
1 スタンド装置
4 スタンド本体
5 前アーム
6 後アーム
7 上アーム
8 下アーム
9 回転軸
11 手術顕微鏡(医療用光学機器)
14 渦巻きバネ
a〜d 連結部
A 第1回転方向
B 第2回転方向
F 渦巻きバネの力
L 平行リンク機構
S 空間部
W カウンタウェイト
1 Stand device 4
14 Swirl spring a to d Connecting part A 1st rotation direction B 2nd rotation direction F Swirl spring force L Parallel link mechanism S Space part W Counter weight
Claims (2)
上アームは平行リンク機構を越えて前方に延長され且つその前端部に医療用光学機器が支持され、
下アームは平行リンク機構を越えて後方に延長され且つその後端部にカウンタウェイトが支持され、
医療用光学機器が下がる方向での第1回転方向と、カウンタウェイトが下がる方向での第2回転方向における各回転モーメントのバランスにより、各連結部が回転せずに平行リンク機構の状態が維持される医療用光学機器のスタンド装置であって、
前記平行リンク機構における連結部の少なくとも1つに、カウンタウェイトに関連する第2回転方向への回転モーメントを付与する渦巻きバネが設けられていることを特徴とする医療用光学機器のスタンド装置。 Two parallel front and rear arms and two parallel upper and lower arms are included with respect to the stand body installed on the floor, and the connecting portion of each arm is rotatably supported in parallel. The link mechanism is rotatably attached around the rotation axis set in the middle of the front arm.
The upper arm extends forward beyond the parallel linkage and at its front end is supported by medical optics.
The lower arm extends rearward beyond the parallel linkage and is supported by a counterweight at the rear end.
The balance of each rotational moment in the first rotation direction in the direction in which the medical optical device is lowered and the second rotation direction in the direction in which the counter weight is lowered maintains the state of the parallel link mechanism without rotating each connecting portion. It is a stand device for medical optical equipment.
A stand device for a medical optical instrument, characterized in that at least one of the connecting portions in the parallel link mechanism is provided with a spiral spring that applies a rotational moment in a second rotational direction related to a counter weight.
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