JP4041669B2

JP4041669B2 - 台架装置

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Publication number: JP4041669B2
Application number: JP2001346733A
Authority: JP
Inventors: メテルスキーアンドゥルツァイ
Original assignee: ライカミクロジュステムス（シュヴァイツ）アーゲー
Priority date: 2000-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2021-11-12
Also published as: EP1207334A1; US7000873B2; US20020121577A1; EP1207334B1; DE50110135D1; DE20019105U1; JP2002207174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に手術用顕微鏡のための三脚（スタンド）ないし台架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】
手術用の顕微鏡は、ある所定の領域に亘って容易に揺動自在とされ、それにより設定された位置を保たねばならない。その理由のため、顕微鏡及びその補助装置の重量を補償する平衡荷重が、一群の既知の台架装置に設けられている。多くの場合平衡荷重は、天秤状に形成される。これらの天秤装置の特別の構造形態は、本出願人のＯＨＳ（商標登録）型の構造であり、ここで、平衡荷重は、平行四辺形の支持体を介して、台架装置の全体の重心が台架装置の構造の下部域にあるように、上方から下方に移動する。ＯＨＳ（商標登録）の基本的な構造は、国際（特許）出願公開ＷＯ97/13997（1997）に象徴的に示されている。
【０００３】
顕微鏡を使い易くし、また操作空間内においてそれを動かし易くするための、また顕微鏡に補助装置を付加したり取外したりすることによる重量変更の補償をそれに関して行うための荷重平衡補償は、本出願人の既知の台架装置”ＭＳ1”においては、平行四辺形支持体を対角方向に支持する圧縮ばねを介して行われる。この平行四辺形支持体は、ＭＳ1の構造にあっては、顕微鏡のための揺動自在な水平支持体として用いられる。この特別の平行四辺形支持体の構造は、本出願人により、欧州特許出願ＥＰ433426Ａ1（ＷＯ91/472）により公開された。国際特許出願公開ＷＯ99/1693（1999）には、ＭＳ1の構造が象徴的に示されている。
【０００４】
台架装置の改善された傾倒挙動を得るために、ＭＳ1は平衡荷重として、スイッチケーシングを使用する。このスイッチケーシングには、顕微鏡のための電流供給部だけでなく、そのための照明装置、制御装置並びに必要に応じて付加荷重が収納されている。スイッチケーシングは、台架装置のスタンド支柱に強く取付けてあり台架装置の傾倒モーメントを改善するために、スタンド支柱の垂直軸線の回りの重量を平衡させるためにのみ用いられる。
【０００５】
ＤＥ19742050Ａ1（1999）においては、定期刊行物Feingeraetetechnik 14巻、 H.Hilpert 2/1965号、論文"Gewichtsausgleich an feinmechanischen Geraeten"が引照されている。
【０００６】
1965年刊行のこの論文には、精密装置技術の種々の荷重補償手段が解説されているが、これらの手段には、第一義的に、釣合錘によってではなく、ばね補償手段（例えばＭＳ1の平行四辺形支持体構造参照）が用いられている。
【０００７】
ＤＤ221571Ａ1（1985）はひき索を介してレバーアームに結合されたばねによって荷重を補償するようにしたレバーアーム付き台架装置の構造を示している。レバーアームの先端には、手術用の顕微鏡が取付けられている。この手術用の顕微鏡の基本的な調整は、ねじスピンドルを介してなされ、ケーシングに固定したばねの先端は、このねじスピンドルによって、レバーアームから引離されたり、レバーアームに近付けられたりするように案内される。顕微鏡の重量の変動は、レバーアームに対するひき索の作用点（ないし係着点）をスピンドルを介して変位させることによって補償する。
【０００８】
台架装置の全ての可能な角度位置において均等な対抗（カウンター）モーメントを実現するには、レバーアームの回動軸線顕微鏡の重心との間の連絡線上に、ひき索の前記作用点が存在することが必要とされる。これは、ウォームの形状の変位装置を操作することによって実現される。このウォームは、レバーアームに結合されたディスクをレバーアームの回動軸線の回りに回動させる。
【０００９】
従って、この構成によれば、所望の効果を実現するために、変位手段の充足が必要とされる。これとは別に、この既知の構成の構造は、台架装置の全体の重心を高い位置にする。その理由は、荷重補償全体が顕微鏡の上方に存在することによる。
【００１０】
ＤＥ3739080Ａ1（1989）は、台架装置の荷重補償のためにばねと組合せてひき索を用いるようにした、台架装置のための荷重補償用ばね装置を開示している。この場合は、操作者はハンドルを使用して変位運動の力を支持する。もちろん、手術用顕微鏡において望まれるような、荷重を「浮遊状態」に保つことはここでは行われていない。
【００１１】
これに対し、ＵＳ5397323（1992）においては、平行四辺形支持体を備えた手術用ロボットが表象される。ここでは、特に、機器の重量はひき索を介して、釣合錘により荷重補償された形で保持される。ここではひき索は閉ざされた構造になっている。即ち、各１つのひき索は、上部室内ロール及び下部案内ロールを介して、機器から釣合錘まで導かれる（ＵＳ-323、図3）。
【００１２】
この構造の前提条件は、機器のすぐ近傍に釣合錘が取付けられることである。そのため、手術用顕微鏡についてこの構成を使用することは非常に困難であると考えられる。
【００１３】
ＤＥ19742050Ａ1（1999）に開示された、揺動自在な平行四辺形支持体を備えた台架装置は、補助的に設けられた釣合錘（前記の天秤の原理に従って作動する）を特に小形に形成されうるようにひき索及び荷重補償ばねによって荷重補償を行う。この構成によれば、ひき索は、最終的な操向半径によって規定される荷重補償の欠陥を揺動アームの広い揺動範囲に亘って最小とするように、ある特別の形態で案内される。しかし、荷重補償欠陥は、この手段によっても最小化されないので、所定の揺動位置で、従来と同様に、所望のバランスを得るために平衡荷重を移動させることが必要となる。
【００１４】
ＵＳ6070839（2000）はＭＳ1について前述した対角方向の平行四辺形支持アームの平衡を得るための純粋な荷重補償を可能とする、揺動アーム及びひき索―ばね構造を備えた別の構成を開示している。しかし、傾動安全性を改善する上に寄与する補償モーメントは実現されない。重量が変動すると、前記ＤＤ221571の構成と対比されるひき索の枢支点がスピンドルを介して移動する。
【００１５】
ＵＳ5253832（1999）は荷重補償のための引張りばねを中央部に配した台架装置を開示している。この構成は、変動する負荷の簡単な変位可能性を提供する。引張りばね自身が多少の自重をもつため、荷重補償は示しても垂直軸線回りのバランス（傾動安全性）には役立たない。
【００１６】
ＥＰ700665Ａ1（1995）には、基本的に、レバー及びレバーアングルアームを介して荷重補償を実現するようにした台架装置の構成が示されている。この公開された特許出願の13、14図には、運動軸の回りの顕微鏡本体の運動を揺動アームに伝達するための運動伝達機構が開示されている。この非常に複雑な、多くの部材から成る複雑な構成によれば荷重補償はたしかに得られるが、多数のレバー及びアングルレバーが必要とされる。それは、荷重補償部が結局はこれらのレバーに取付けられるためである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人のＭＳ1並びに他の既知の台架装置の種々の構成及び前述した台架装置においては、荷重を直接に支受する主支持体は、台架装置のスタンド支柱に直接に取付けられているのではなく、この支柱から延長させた補助の水平アームに取付けられる。この構成によれば、傾倒安全性は、何よりもまず、対応して大きく重くする必要のある台架装置の支脚の対応した構造により達成される。荷重補償は、前述したように、ばねによって、平行四辺形支持体に、対角方向に、または他の手段によって達成される。傾倒安全性の改善と、傾倒防止のための確実な補償とは前述したように、必要により、スイッチケーシングの特別の構成によっても可能となる。しかしながら、これらの従来技術においては、尚下記の未解決の課題が存する。
【００１８】
かくて、既知の構成に対し、本発明の課題は、傾倒安全性を示し、容積が可及的に少なく、荷重補償が最適になされるようにした、特に手術用顕微鏡のための新しい形式の台架装置を提供することにある。荷重補償とは、荷重の重量の補償を意味すると共に、この重量のあり得る変動に対する補償を意味する。
【００１９】
【発明による課題の解決手段】
この課題は、本発明の第１の視点によれば請求項１の特徴によって解決される。即ち、スタンド支柱と、手術用顕微鏡などの荷重（Ｇ）のための、垂直面内において揺動自在な平行四辺形支持体と、所望の揺動位置において平行四辺形支持体をバランスさせるための、ひき索により支持された荷重平衡力（ＡＧ）と、方向変換手段と、を備えた台架装置であって、バランスを生じさせる平衡力が、ひき索を介して直接又は間接に、スタンド支柱からある距離において平行四辺形支持体に作用すること、ひき索は、方向変換手段によって、スタンド支柱に対し平行な方向へ方向変換されると共に、一定の平衡力をもたらすための装置に接続され、スタンド支柱の近傍もしくは内部へともたらされたことを特徴とする。本発明の第２〜第５の視点として、各請求項２〜５に記載の特徴が、挙げられる。なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるためのものであり、発明を図示の態様に限定することを意図しない。
【００２０】
本発明の第２の視点によれば、前記台架装置は、揺動自在な平行四辺形支持体を支持するスタンド支柱に少なくとも１つの水平アームを有し、方向変換手段がスタンド支柱の近傍もしくは内部へとひき索をもたらすことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の視点によれば、支持アームに近いひき索のための作用点が平衡補償伝動装置の伝動要素又は伝動要素に結合されたトランスファー要素に固着され、該トランスファー要素がキャリッジもしくは折曲部材として形成され、基体に対し移動可能に固着されたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の視点によれば、平衡力として平衡荷重（ＡＧ）が用意され、該平衡荷重（ＡＧ）は、スタンド支柱の内部もしくはその近傍に垂直方向に可動に配され、平衡荷重（ＡＧａ、ＡＧｂ）は、スタンド支柱に沿って滑動もしくは転動支承され、摩擦を少なくしか受けないか又は全く受けないことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第５の視点によれば、平行四辺形支持体の少なくとも１つの個所に、荷重の変動を検知するための測定装置が配され、該測定装置が少なくとも１つの電動駆動部を介して平衡補償伝動装置の設定を制御することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
概略すると、ひき索及び少なくとも1つの案内ロールを介して一定の平衡力、例えば荷重平衡のための錘を使用し、この錘が、柱の近傍に、例えばスタンド支柱と同心的に荷重の反対側に、又は好ましくはスタンド支柱の内部に取付けられることによって所望の平衡力を実現することができる。
【００２５】
ここで、台架装置全体の重心は非常に低い位置にスタンド支柱又は台架装置の支脚の方向におかれるため、この点だけでも、傾倒挙動は改善される。
【００２６】
本発明によるひき索と、少なくとも1つの案内ロールとによって、平衡荷重を、どんな所望の位置にも取付けることができ、即ちひき索を、いろいろの構造の支持アーム（水平アーム）又は支持アーム部分を介して案内（導くことが）でき、場所的な必要が少なくて済むと共に、ひき索上に特別の補助の錘を取付ける必要はない。ひき索はロープ、ワイヤ、ケーブル、ザイル、ベルト等とも称されるものを含むが、本発明の性質上、特に材質や性状は制限されない。
【００２７】
荷重を取付けうる水平アームを支持するリングにスタンド支柱内の平衡荷重をスタンド支柱の回りにおいて連結するために、合成樹脂の帯状物を、案内ロールの上方に備えている、床式の台架装置は、以前から知られている（標準型ないし汎用型）。この構成は、揺動自在な支持体において、また水平面内において（スタンド支柱の回り及び別の軸線の回りに）揺動自在とした支持体において、荷重の平衡を許容するものではない。平衡荷重又は帯状体は、揺動アームに直接に作用するものではないので、スタンド支柱又はスタンド支柱への支持アームの枢着点は、傾倒について強く負荷される（スタンド支柱に対するアームの回転モーメント）。特に、既知の構造においては、荷重の重量が変動すると重量の付加もしくは除去によって平衡荷重を変えることが必要となる。これを行わない場合、ドリフトを防止するために、スタンド支柱にリングを固定しなければならない。そのため、この既知の構成においては、自動的にバランス補償を行うことは全体として不可能になる。
【００２８】
本発明の好ましい構成は、同日付で出願された日本特許出願、特願２００１−３４６３６７（整理番号Ｐ7083ＥＥ）、特願２００１−３４６６０７（整理番号Ｐ7085ＥＥ）、及び特願２００１−３４６５４９（整理番号Ｐ7071ＥＥ）［対応ドイツ実用新案出願ＤＥ20019106、ＤＥ20019107及びＤＥ20019109］との関連において明らかにされる。これらの特許出願（ないしドイツ実用新案出願）は、本願の開示の範囲に含まれると解釈すべきものである。即ち、これらの特許出願の記載内容は、ことにそれらへの引用をもって本書に繰込まれたものとみなす。これらの特許出願に示される平衡補償伝動装置、ひき索保安（安全）装置及び荷重変動測定装置の詳細は、これらの特許出願から、本願の教示と組合せる目的のために直接導出することができる。
【００２９】
しかし本発明は、対応する平衡補償伝動装置の構成には限定されない。本発明の教示の知見を得た当業者には本発明の実施の態様の原理を全体として必要とする多くの構成が明らかとなるであろう。
【００３０】
本発明の別の構成によれば、ひき索が回転について無結合とされていること（回転可能に係合されること）、即ち、支持アームが水平面内で揺動した際にひき索がよじり負荷されないこと、ないしは、可能なよじり負荷が回転可能係止点で解消されること、が望ましい。別の方法として、又は付加的に、よじり負荷に対して寛容な構成のひき索も使用することができる。これらのひき索は、一例として左右捻り合わせ（編上げ）構成のひき索又はその組合せとすることができる。
【００３１】
本発明の特別の実施の形態によれば、平衡荷重は、滑車などプーリー式のひき索に吊下させることにより、力の倍増比（伝動比Uebersetzung）を高くし、平衡荷重の重量をある高い値に選定することができ、それにより、重心位置が特に低いことによって台架装置の直立耐性を改善できる。
【００３２】
本発明によれば、その逆に、平衡荷重の増倍により行程を大きくしかし平衡荷重のための結果力が大きくなるようにして、滑車系を逆の配列とし、平衡荷重を例えば半分の値としてもよい。
【００３３】
滑車ひき索とは別に、本発明によれば、ひき索を中断させ、その中断点で、大径のロールに作用させ、別のひき索の他端を、大径ロールに強く連結（ないし固着）した小径のロールに作用させることにより、平衡荷重の力の増倍又は低減が生ずるようにして、ロール伝動装置の伝動形態を任意に変更するようにしてもよい。ロールの他に同様ののレバー式伝動装置を使用してもよい。
【００３４】
本発明の別の構成によれば、荷重用の支持アームとして天秤形の構造が用いられる。この構造によれば、荷重の反対側にガイドが形成され、このガイドに沿ってひき索の作用点（シュー）が滑動しうるようにする。ひき索の他端は、平衡荷重に連結してあり、この平衡荷重はスタンド支柱の領域に、高さについて自由に浮遊（ないし揺動）しうるように取付けられている。
【００３５】
本発明の好ましい簡単な構成によれば、平衡アームに可動に支承されたロールが設けられ、このロールは、ひき索が作用する移動不可能な折曲（ないし湾曲）部材に突当っている。この構成によれば、支持アームが揺動した際に、折曲部材へのロールの作用点の比例変化が、各々の角度位置において相互に対し作用するモーメントが相互に対し同じ比率をもつように、自動的に適合される。
【００３６】
例えばＭ1のように補助の水平アームを使用した場合、すぐれた荷重補償及び改善された耐傾倒安全性を示し、汎用可能であり、２つの垂直軸線回りに揺動可能な台架装置が得られる。しかし従来の技術に従った標準により傾動ユニットを負荷すると、支持アーム及び／又は水平アームの荷重を相当に減少させることが、本発明において可能となる。
【００３７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について略述する。
スピンドル変位の少なくとも１つは、電動式、電磁式、液圧式及び／又は空圧式により駆動されうる。
駆動部は、前記アームをブロックするための制動部を備えること。
少なくとも１つのスピンドル変位がコンピューター制御されること。
台架装置スタンド支柱に補助の荷重平衡補償機能を備えた装置ケースが配されたこと。
水平アームが配され、この水平アームが水平面内においてスタンド支柱にそれ自身揺動自在であり、平行四辺形支持体が水平面内において旋回自在に支承されたこと。
ひき索が少なくとも１回中断されうる。中断点に回動自在継手が配されること。
ひき索としてよじりに寛容性を示すものを用いること。
ひき索には増倍もしくは減倍伝動装置により介在すること。
増倍もしくは減倍装置が互いに回転不能に結合された少なくとも２つの滑車（ないしプーリー）から成り、これらの滑車は互いに異なった径を有するものとする。
ひき索がシューに固着され、シューが、平行四辺形支持体に周りに結合された平衡アームに摺動自在に配されたこと。
シューがスピンドルを介して平衡アームに沿って位置が変位されうること。
少なくとも１つの案内ロールがスピンドルを介して、ひき索の必要に応じ変位可能な作用点に対する相対位置が可変されること。
平衡補償伝動装置と案内ロールとの間にキャリッジが配され、キャリッジは、共通のベースに対して変位可能に支承され、ひき索と平衡補償伝動装置平行四辺形との間に力を伝達する働きをすること。
平衡荷重（ＡＧ）が少なくとも２つの部分荷重から形成されること。
ひき索に少なくとも２つの平衡ロープが配され、これらの巻回方向が互いに逆であること。
伝動要素がスピンドルを介して折曲部材に対する相対位置を可変としたこと。
平衡力として平衡荷重（ＡＧ）が配され、この平衡荷重（ＡＧ）が滑車式の伝動装置に吊下されたこと。
【００３８】
【実施例】
次に図面に示した本発明の実施の形態について一層詳細に説明する。
図１は、支持アーム２ａの取付け点の垂直軸線の回りのバランス（天秤）の原理に従った考えられる荷重平衡手段の一例を表わしている。しかしこの手段は台架装置の傾倒安全性を差し当って改善しうるものではない。それは、Ｇも作用する垂直支柱（スタンド支柱）２１の同じ側に付加荷重ＡＧ（必要に応じて取付けられる）が支持アーム２ｇがあるためにまず作用するからである。（有効距離ｋに亘る矢印の方向の傾倒モーメント）。平衡アーム２２を対応して長目とし、スタンド支柱２１の軸をこえて延在させて平衡アーム２２への荷重ＡＧの作用点を制限した場合にのみ、前記の荷重平衡装置によって、傾倒安全性も改善されるであろう。しかしその場合には、全体の構造の容積が明白に増大し、不利となる。該作用点の制限を解除すると、時に傾倒を生ずる。その他に、従来の台架装置の主支持アームでは、支持アーム２ａは、高さ方向だけでなく、横方向にも、その取付け点の回りに揺動するので、その場合には、天秤式平衡システムを長目にしても、全体の荷重がスタンド支柱２１の一側に載置されることによって傾倒の危険性を更に大きくするような、図の紙面から外方に（例えば手前に）約９０°揺動した支持アームの位置（紙面に垂直に変位）が成立しうる。これは、実際に行われているように、十分に大きく又は重い台架装置の支脚台２０によって補償されなければならない。
【００３９】
図２に示した図１の構成の変形によれば、平行四辺形支持体２ｂの枢着点は、台架装置のスタンド支柱２１にある。この場合には、平衡荷重ＡＧが垂直軸線１の左側にあるため、傾倒挙動は改善される。図からわかるように、この構成によれば、操作者のための十分な場所のゆとりが円の内側において得られない。
平行四辺形支持体２ｂは、図１の構成では占有されてなかったスペースに入りこんでいる。そのため、手術台（ＯＴ）（概略的に示す）において使用者が作業する場合の邪魔になる。
【００４０】
図３は、図２（又は図１）による顕微鏡の作業位置を上面から示している。
【００４１】
図４に示した本発明による台架装置の基本的な構成は、垂直方向に自由に可動な平衡荷重ＡＧａの形の補償荷重が形成された限りにおいて、前記の構成と相違している。この平衡荷重ＡＧａの枢着点は、支持アーム２ｃの延長部分を形成する水平平衡アーム２２ａに取付けられている。ひき索２４を係着（固定）したシュー２３は、補償アームに沿って、スピンドル２５を介して渦動自在（螺旋回動可能）とされている。シュー２３が更に左方に押動されると、平衡荷重ＡＧａの効果（モーメント）及び荷重Ｇの値は、更に増大することがある。ひき索２４は、理論的には、シュー２３と補償荷重との直接の結合を形成することができよう。しかし、そのような直接の結合が成立すると、ひき索２４の位置の傾きによって、有効補償荷重の余弦誤差が、支持アーム２ｃの揺動時に成立する。
【００４２】
しかし、図示した改良された実施の形態によれば、スタンド支柱２１に対して強く回動点が固定されている案内ロール２６に対してひき索２４が作用する。そのため、ひき索２４のひき索が平衡荷重ＡＧａの領域及びその先の領域においてスタンド支柱２１に対する平行位置から離脱しなくなる。しかしひき索２４上部は、案内ロール２６の上方の領域において、シュー２３に従動するので、そこでスタンド支柱２１に対してひき索が傾斜位置となることがある。
【００４３】
図５は、伝動の役目もするこの案内ロール２６の変形例を示している。この変形例では、ひき索２４は、２つの部分に区画されている。ひき索２４の上部２４ａは、ロール２６ａに結合されていると共に、シュー２３に結合されている。シュー２３は、スタンド支柱２１により保持された平衡アーム２２ａ上を滑る。小径のロール２６ｂは、大径のロール２６ａに強く連結されている。これには、下方ひき索２４ｂが固定されるか又は巻着されており、下方ひき索２４ｂは、平衡荷重ＡＧａに結合されている。そのため、平衡アーム２２に沿ってシュー２３が移動すると、案内ロール２６ａが回動されると共に、案内ロール２６ｂが回動軸線２７の回りに回動する。
【００４４】
特に案内ロール２６ｂの回動軸線２７からのひき索２４ｂの径方向の距離は、案内ロール２６ａの回動軸線２７までのひき索２４ａの径方向の距離よりも小さいため、減倍が生じる。即ち、平衡荷重ＡＧａは、ひき索２４ａがひき索２４ｂに直結されていた場合に比べて、相当に大きくなりうる。平衡荷重ＡＧを小さくする必要がある場合には、ロール２６ａ、２６ｂを交換することによって、増倍が得られ、この場合には、前記の場合に比べて大きな平衡作用が、わずかな平衡荷重ＡＧによって生ずる。
【００４５】
図４、５図において平衡荷重ＡＧａは、象徴的にスタンド支柱２１の回りにリング状に配置されている。しかし、本発明による特別の解決法によれば、平衡荷重は、スタンド支柱２１の内側いか又はその軸線１の回りの荷重Ｇと向いあうその一側のみに配されている。
【００４６】
図６に、平衡アーム２２のない構成を示す。この構成によれば、−特願２００１−３４６３６７（整理番号Ｐ7083ＥＥ、対応ドイツ実案出願ＤＥ２００１９１０６）の場合と同様に−平行四辺形支持体２に剛に連結されたアーム３が、平衡作用を行う。このアーム３と平行に、アーム４ａが配設してある。アーム４ａは、スピンドル（本発明において、一般にスクリュースピンドルを「スピンドル」と略称する）１９ａを備えている。アーム３、４ａに枢着された連結アーム５ａは、スピンドル１９ａによって高さ位置が変えられる。連結アーム５ａに連結されたひき索２４ｃは、案内ロール２６ｃの回りに案内され、他端に平衡荷重ＡＧｂを支持している。ロール２６ｃは、必要ならば、図３ａの構成に対応して、やはり２部分から成る構成とし、減倍−増倍機能を具備したものとすることができる。
【００４７】
図６の構成の変形とみることができる図７の構成においては、平衡補償伝動装置（ないしバランシング補正機構Tariergetriebe）として作動する平行四辺形６ａが備えられていると共に、図６による簡単な支持部２８の代わりに、案内ロール２６ｃのために、スピンドル制御される支持部２８ｂが備えられている。この支持部２８ｂは、案内ロール２６ｃの位置を、連結アーム５ａと平行の方向にも変え得るように構成されている。これにより機械回りのコスト及び構造部材回りのコストは増大するが、全体の装置の平衡挙動はもちろん改善される。
【００４８】
図８は、前述したドイツ実案出願ＤＥ２００１９１０６号の構成に対応している。このドイツ実案出願の荷重平衡ユニット１８の構成と相違して、この実施の形態では、対応するユニットは、ひき索２４ｃ、案内ロール２６ｃ及び平衡荷重ＡＧｂから構成されている。スピンドル１９ａが変位すると、連結アーム５ａがキャリッジ（摺動体ないしスライダ）７の側板上において高さ方向に移動する。キャリッジ７は、基体１２に対して側方向に移動することができる。キャリッジ７に連結されたひき索２４ｃを介して、一定の平衡力ＦＡがキャリッジに従って連結アーム５ａに加えられる。連結アーム５ａは、荷重Ｇについて重量の変動のための対応する変倍を、基体１２への距離（ｈ）のみによって生ずるようになっている。
【００４９】
ドイツ実案出願ＤＥ２００１９１０６号において既に述べたように、Ｇは、揺動自在な平行四辺形支持体２の先端によって保持された荷重ないし手術用の顕微鏡を示している。平行四辺形支持体２の上部アームは、アーム３に剛に固着してあり、このアームは、別の平行アーム４及び連結アーム（コネクティングアーム）５によって別の平行四辺形６ａに連結されている。
【００５０】
平行四辺形支持体２の上部アームは、別の平行アーム４及び連結アーム５を介して別の平行四辺形６ａに連結されたアーム３に強く連結されている。この平行四辺形６ａは、連結アーム５ａが高さ方向に変位自在となっていることにより、平行四辺形６ａの幾何学的形状がスピンドル１９ａを介して変倍されるようにした、平衡補償伝動装置（Tariergetriebe）を形成している。平行四辺形支持体２が上方又は下方に揺動（角度変位）すると、平行四辺形６ａが、対応して左方又は右方に揺動する。
【００５１】
破線hmaxは、最大のてこ比が成立する、即ちＧが最大の荷重を受入れることのできる連結アーム５ａの最外方の位置を表わしている。ＤＥ２００１９１０６号の図４からは、この揺動過程において、平行四辺形６ａの幾何学的形状がどのように変動し、それにより平衡力においてのどんな自動補償効果（余弦補償）が生ずるかを特に読み取ることができる。
【００５２】
式Ｍ（Ｇ）＝Ｍ（Ｆ）、又はｌ１×Ｇ＝ｈ１×Ｆ、又はｌ２×Ｇ＝ｈ２×Ｆ（式においてＭ（Ｇ）は荷重のモーメント、Ｍ（Ｆ）は対抗力のモーメントを示す。）において、
ｌ２＝ｌ１×ｃｏｓα、ｈ２＝ｈ１×ｃｏｓα、

である。
【００５３】
従って、本発明によれば、Ｇの荷重が変動した場合、連結アーム５ａをアーム３に沿って平行移動させて、ｈ_{ｍｉｎ／ｍａｘ}を対応して変化させればよく、それにより一定の平衡力ＦＡにおいて、荷重変動の補償が達成される。
【００５４】
図６〜８において、平衡荷重ＡＧｂは自由に垂下されるように図示されている。実際にはこの荷重ＡＧｂは、言うまでもなく、かごの中に入れられるか、案内ロッドに取付けられるか、又は、台架装置のスタンド支柱に、図９、１０に示すように取付けられるものである。
【００５５】
図９による構成は、垂直軸線及び水平軸線の回りに揺動自在に平行四辺形支持体２を支持する補助の水平アーム２９を備えている点で、図４〜８による構成と基本的に相違している。水平アーム２９と平行四辺形支持体２との間には、異別の形式の平衡補償伝動装置が設けられている。支持ロール３０は、スピンドルを介して、平衡アーム２２ｂに沿って変位させることができる。その場合、ロール３０がナット上に着座されるか、又は、シュー上に支承され、このシューがロッド（平行四辺形支持体（アーム）２の上部アームの延長部分）上において平行ねじ軸を介して長手方向に変位可能とされるかは重要事ではない。
【００５６】
折曲部材２０７は、ロール３０上に載置されていると共に、ハウジングに固定された平衡補償伝動装置の平行案内部３３中において案内される。折曲部材２０７はまた、ひき索２４ｄにも連結されている。スピンドル３１によって支持ロール３０がスピンドルの長手方向に変位されると平衡荷重が、ひき索２４ｄを介して平衡アーム２２ｂに可変に作用する結果となる。ひき索２４は個所３４にて相互回動可能に連結されており、平行四辺形支持体２がそれにより水平面内において軸受３５の回りに旋回（揺動）されうるようになっている。
【００５７】
略水平方向のアーム（図示では水平面からわずか傾斜したアーム）２ｇに沿って２個の別の案内ロール３６、３７が配されている。これらの案内ロール３６、３７はひき索２４ｄをスタンド支柱２１ｂの内部に引き込む。スタンド支柱２１ｂの内部には平衡荷重ＡＧｂがあり、この平衡荷重ＡＧｂは有利には、回り軸受３４を介して回動結合されている。平衡荷重ＡＧｂは、有利には、搬送上の理由と郊外での取付けを容易にする目的とのために、少なくとも２つの部分から成るようにする。
【００５８】
明らかなように、この構成は、最小の場所しか必要としない。更に比較的重量のある平衡荷重ＡＧｂは、スタンド支柱２１ｂの垂直軸線１の回りに対称的に分布され、好ましくは、全体の重心を支脚２０の方向に下行させる。
【００５９】
また、図９の構成は特願２００１−３４６３６７（整理番号Ｐ７０８３、対応ドイツ実案ＤＥ２００１９１０６）の請求項１〜５の保護範囲に含まれる。図９の種々の符号は、次のような対応関係を有する。平衡アーム２２ｂは、図８のアーム３にほぼ対応している。
【００６０】
スピンドル３１は、図８の１９ａとほぼ同様の機能を示す。折曲部材２０７は、キャリッジ７又はその側板３０７（図８）と同等の機能を有している。平衡アーム２２ｂの有効長さｈ_ｍａｘ−ｈ_ｍｉｎは図８のアームの長さｈ_ｍａｘ−ｈ_ｍｉｎに対応している。両方の構成において、余弦修正は、ガイド３０８ａ（図８）ないし３０８ｂ（図９）により規制されて確実に行われる。
【００６１】
図１０の構成は、図９の構成を簡略化したものであり、ロール３０も折曲部材２０７も備えていない。その代わりに、シュー２３へのひき索２４ｄの固着点は、スピンドル３１を介して平衡アーム２２ｂに沿って可動とされている。必要ならば、ひき索２４ｄの増／減倍を実現させるために、図５に示した構成に対応した伝動装置ロールとして構成してもよい。
【００６２】
ｈ_ｍｉｎとｈ_ｍａｘとの設定の間に、シュー２３へのひき索の作用方向について不同の作用が生ずるので、十分な余弦補償は得られない。そのため、時には、平行四辺形支持体２の旋回（揺動）位置にもよるが、平衡荷重ＡＧｂによる可変の補償作用が生ずることがあるため、操作者はアンバランスを検知することがある。そのため、この構成は最適ではない。しかしこのような本発明による構成は、対角ばね支持による構成に比べ、同一の傾倒安全性において、より大きな張出し作動行程をもつように構成することができる。
【００６３】
また、この構成は、特に廉価に製造することができる。
【００６４】
図１１には、簡単な滑車式のけん引装置を備えたひき索が図示されている。このひき索は、ロール３６、３７の間に可動に位置された滑車ロール５５を備えている。ひき索１２４ａ〜１２４ｃは、滑車ロール５５の図９に巻かれると共に、ハウジングに固着２２４されている。そのため、この構成においては、２：１の増倍が生ずる。本発明によれば、他の増倍比も可能である。当業者ならば、リフト装置のための同様の滑車式けん引装置を用いることができよう。
【００６５】
図１２にはひき索２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの３本のひき索を受け入れるための３個の平行な案内溝５５ａ、５５ｂ、５５ｃを備えた滑車式のけん引装置５２の滑車ロール５５が詳示されている。滑車ロール５５は、ロール状のフレーム８５を有し、ロールグリップフレームには保持ひき索１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃがそれぞれ結合されている。これらの保持ひき索１２４ａ〜１２４ｃは、折曲部材２０７（図９）又はシュー２３（図１０）に引張り力を伝達する。
【００６６】
図１３に、揺動・旋回ビーム７９の荷重Ｇとしての顕微鏡を備えた、本発明による構成の台架装置の他の一実施例を示す。ビーム２ｂは、（略）水平アーム２９の支承点１１９に揺動・旋回自在に支承され、水平アーム２９はスタンド支柱２１に支承されている。グリップフレーム８８は、搬送ガイドとして用いられ、装置ケース８９はＭＳ１の構成に対応して、制御装置、給電、照明その他を受け入れると共に補助的な傾倒安全改善装置のために用いられる。
【００６７】
本発明によれば、常に平衡荷重が問題にされる。本発明の知見を得た当業者は、平衡荷重の代りに他の平衡力生成処置、例えば引張りばねその他を、本発明の範囲から逸脱することなく備えることができよう。その場合、引張りばねその他が一定の平衡力を生成させることに留意すべきである。本発明はこの点でもＵＳ５２５３８３２号による公知技術と本質的に相違している。特願２００１-３４６３６７（整理番号Ｐ７０８３ＥＥ、対応ドイツ実案ＤＥ２００１９１０６）による本発明の新しい発明的な構成は、このようなばねによる力補償荷重された解決策を示している。
【００６８】
請求項において、支持体とは、個別の支持アームだけでなく、平行四辺形支持体又は同種の構造を表わすものと解すべきである。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の基本構成（請求項１）により、優れた傾倒安全性を有すると共に、可及的に小さな占有容積をもち、負荷荷重の重量の変動に対する平衡補償が最適になしうる、台架装置が得られる。
本発明の各従属請求項によれば、夫々、簡単な構成で低い重心の台架装置が得られる。
さらに、操作者の操作上の自由度を制限せず、操作安全性にも優れた台架装置が得られ、特に手術用顕微鏡その他の精密装置などの支持に最適である。
加うるに本発明の基本原理は様々な展開形態を許容することは、実施の形態及び実施例に詳述したとおりである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、天秤原理による平衡荷重及び少なくとも２つの垂直軸線を備えた理論構造を図式的に示す参考図である。（但しこれは、傾倒安全度が低すぎることから本発明では採用しないであろう。）
【図２】図２は、平行四辺形支持体をスタンド支柱に直接固定した、図１の構成の変形例を示す参考図である。（これも作業スペースを過度に制限することから、本発明では採用しないであろう。）
【図３】図３は、図１、２による構成を作業位置において示す上面図である。
【図４】図４は、天秤原理による本発明の構成を示す。
【図５】図５は、天秤原理による本発明の構成を示す。
【図６】図６は余弦補償は用いずに、平衡補償伝動装置を備えた本発明による構成の変形を示す。
【図７】図７は余弦補償は用いずに、平衡補償伝動装置を備えた本発明による構成の変形を示す。
【図８】図８は、余弦補償を備えた本発明による構成の変形を示す。
【図９】図９は、余弦補償を用いた水平アームによる平衡補償伝動装置の変形の構成を示す。
【図１０】図１０は、余弦補償を用いない図９の構成の変形を示す。
【図１１】図１１はひき索内の複式滑車を象徴的に示す。
【図１２】図１２は、複式滑車の上部を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、手術用顕微鏡を荷重とした台架装置の構成の一例示す。各図は、統一的に記述され、同じ記号は同一の部材を示すが、記号に後置されたインデックスが異なる場合、機能ないし作用は同一の、わずかだけ異なった部材を示すものとする。

Claims

スタンド支柱（２１）と、手術用顕微鏡などの荷重（Ｇ）のための、垂直面内において揺動自在な平行四辺形支持体（２）と、所望の揺動位置において平行四辺形支持体（２）をバランスさせるための、ひき索により支持された荷重平衡力（ＡＧ）と、方向変換手段（２６、３６、３７）と、を備えた台架装置であって、
バランスを生じさせる平衡力が、ひき索（２４、１２４）を介して直接又は間接に、スタンド支柱（２１）からある距離において平行四辺形支持体（２）に作用すること、
ひき索（２４、１２４）は、方向変換手段（２６、３６、３７）によって、スタンド支柱（２１）に対し平行な方向へ方向変換されると共に、一定の平衡力（ＡＧａ、ＡＧｂ）をもたらすための平衡装置に接続され、スタンド支柱（２１）の近傍もしくは内部へともたらされたこと
を特徴とする台架装置。
前記台架装置は、揺動自在な平行四辺形支持体（２）を支持するスタンド支柱（２１）に少なくとも１つの水平アーム（２９）を有し、方向変換手段（２６、３６、３７）がスタンド支柱（２１）の近傍もしくは内部へとひき索（２４、１２４）をもたらすことを特徴とする請求項１に記載の台架装置。
支持アームに近いひき索（２４、１２４）のための作用点が平衡補償伝動装置（６）の伝動要素（５、８）又は伝動要素（５、８）に結合されたトランスファー要素（７、２０７）に固着され、該トランスファー要素がキャリッジもしくは折曲部材（２０７）として形成され、基体（１２）に対し移動可能に固着されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の台架装置。
平衡力として平衡荷重（ＡＧ）が用意され、該平衡荷重（ＡＧ）は、スタンド支柱（２１）の内部もしくはその近傍に垂直方向に可動に配され、平衡荷重（ＡＧａ、ＡＧｂ）は、スタンド支柱（２１）に沿って滑動もしくは転動支承され、摩擦を少なくしか受けないか又は全く受けないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の台架装置。
平行四辺形支持体（２）の少なくとも１つの個所に、荷重の変動を検知するための測定装置が配され、該測定装置が少なくとも１つの電動駆動部を介して平衡補償伝動装置（６ａ）の設定を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の台架装置。