JP4290332B2 - 手術ライト装置用支持アーム - Google Patents
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Description
発明の背景及び要約
本発明は、手術ライト装置に関し、特に手術ライト装置用支持アームに関する。とりわけ、本発明は、手術ライト装置のライトヘッドの種々の位置への移動を可能としかつ手術ライトヘッドの重量と釣り合う関節式の支持アームに関する。
【0002】
患者の手術部位を照らすための病院の手術室で使用される手術ライトが公知である。多くの手術ライトは、光源を有する手術ライトヘッドと、手術室の天井に関して手術ライトヘッドを支持するように構成されているアーム機構とを有する。このようなアーム機構は、手術ライトの光源が適切な方法で患者の手術部位を照らすように、手術室内で複数の自由度で種々の位置に手術ライトヘッドが移動することを可能とする一つ以上の関節を一般に有する。手術ライトヘッドが一定範囲の位置の中の任意の位置にある時、手術ライトのアーム機構が関連の手術ライトヘッドと釣り合うことが望ましい。
【0003】
本発明によれば、手術ライト装置の手術ライトヘッドを支持するためのアーム組立体は、第一アームと、第一アームに付けられた第一Uリンク部とを有する。第一Uリンク部は、別個の一対の第一フランジを有する。第一Uリンク部は、第一係止面及び第二係止面をさらに有する。アーム組立体は、内部領域を有するように形成されている第二アームを有する。手術ライトヘッドは、第二アームによって支持されている。第二Uリンク部は、第二アームに付けられており、別個の一対のフランジを有する。第二Uリンク部は、第三係止面及び第四係止面をさらに有する。
【0004】
一対の回動ピンは、対の第二フランジの各々を第一フランジの各一つへ連結する。第二アーム及び第二Uリンク部は、第一アーム及び第一Uリンク部に関して主回動軸線回りで回動可能である。これらの回動ピンは、離間しており、回動ピン間において間隙部を形成する。ロッドは、第二アームの内部領域内にある。アーム組立体は、ロッドに連結され、かつ主回動軸線から離間しているリンク回動軸線回りで回動するために第一Uリンク部に回動可能に連結されているリンクを有する。
【0005】
第三係止面が第一係止面と係合して第二アーム及び第二Uリンク部の第一方向への回動を制限する第一位置と、第四係止面が第二係止面と係合して第二アーム及び第二Uリンク部の第二方向への回動を制限する第二位置との間で、主回動軸線回りで第一アーム及び第一Uリンク部に関して第二アーム及び第二Uリンク部が回動可能であるように、アーム組立体は構成されている。リンクは、第二アーム及び第二Uリンク部の第一位置と第二位置の間の移動において、一対の回動ピン間の間隙部内に移動する。
【0006】
好適な実施例において、アーム組立体は、ロッド上に装着されているアジャスタを有する。アジャスタは、ばねを第二Uリンク部に対して圧縮するようにばねと係合するばね係合部を有する。アジャスタは、手術ライトヘッドと釣り合うように、ロッド及びリンク上のばねによって及ぼされる力を変更するように移動可能である。さらに、好適な実施例において、アーム組立体は、第一Uリンク部の第一フランジ間に存在するように配置されている空間充填部材を有する。空間充填部材は、第一フランジ間の空間に及んでいるリムを有する。さらに、空間充填部材のリムは、第一フランジと協働し、第二Uリンク部の第二フランジ間の空間に及ぶ。
【0007】
本発明のさらなる特徴及び利点は、現在考えられる本発明を実施する最良の態様を例示している好適な実施例の以下の詳細な説明によって当業者に明らかになる。
【0008】
図面の詳細な説明
特に添付図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、手術ライト装置30は、第一アーム組立体32と、第二アーム組立体34と、第一アーム組立体32へ連結された第一ライトヘッド36と、第二アーム組立体34に連結された第二ライトヘッド38とを有する。第一アーム組立体32及び第二アーム組立体34の各々は、天井44と関連した適切な支持構造体(図示せず)に装着されるように構成されている一般的な装着装置42へ連結されている。各アーム組立体32、34は、L字形状上側又は第一アーム46と、下側又は第二アーム48と、ヨーク部50とを有する。各第一アーム46は、垂直回動軸線52回りに装着装置42に関して独立的に回動可能である。各第二アーム48は、各水平又は主回動軸線54回りと、回動軸線52から離間している各垂直回動軸線53回りとで各第一アーム46に関して回動可能である。さらに、各ヨーク部50は、各回動軸線56回りで各第二アーム48に関して回動可能であり、ライトヘッド36、38の各々は、各回動軸線58回りで各ヨーク部50に関して回動可能である。したがって、アーム組立体32、34及びライトヘッド36、38は、天井44に関して種々の位置へ移動可能である。
【0009】
図1に示すように、各ライトヘッド36、38は、ドーム形状ハウジング60と、各ライトヘッド36、38からそれを通して光が放つレンズ62と、ハンドル組立体64とを有する。各ハンドル組立体64は、ハンドル66を有し、外科医がこのハンドルを握って各ライトヘッド36、38及び関連したアーム組立体32、34を所望の位置へ移動させる。各ライトヘッド36、38は、一つ以上発熱電球(図示せず)を有し、各ライトヘッド36、38は、患者の手術部位を照らすために少なくとも一つの発熱電球から発する光を反射するレフレクタ(図示せず)を有する。各ライトヘッド36、38は、少なくとも一つの発熱電球からの近赤外線放射及び中間赤外線放射のほとんどを濾過するために、特別に配合されたガラスで製造された光吸収フィルタ(図示せず)をさらに有する。
【0010】
各ハンドル組立体64のハンドル66は、手術部位を照らす反射された光のパターン寸法を調節するためにレフレクタに関して少なくとも一つの発熱電球を移動させるために回転可能である。パターン寸法は、ほぼ関連ライトヘッド36、38によって照らされる領域の直径と考えられる。さらに、ハンドル組立体64は、少なくとも一つの発熱電球から発する光の強度レベルを調節するために押されるボタン74をハンドル66の底面において有する。ハンドル組立体64は、エスカチオン76をハンドル66の上方に有する。ハンドル組立体64は、各側のエスカチオン76上に見える第一組のLED78及び第二組のLED80をさらに有し、少なくとも一つの発熱電球の操作に関する情報や、少なくとも一つの発熱電球から発する光の強度レベルに関する情報を使用者に提供する。好適な実施例では、少なくとも一つの発熱電球の各々は、タングステンハロゲンランプである。
【0011】
図1に示すように、手術ライト装置30は、コントローラボックス82を有する。このコントローラボックス82は、壁84又は他の適切な構造体へ装着され、少なくとも一つの発熱電球の操作を制御するために手術ライトヘッド36、38へ電気的に連結されている。コントローラボックス82は、コントロールパネル86と、各ライトヘッド36、38と関連した組のLED90とを有する。各組のLED90は、同様に配置され、各ライトヘッド36、38のLED78、80と同じ情報を提供する。さらに、少なくとも一つの光強度を変更するために関連するライトヘッド36、38のボタンが押されるのと同じように、少なくとも一つの発熱電球の光強度を変更するために各ボタン86が押される。したがって、少なくとも一つの発熱電球の操作は、各ハンドル組立体64又はコントローラボックス82のいずれかを用いて制御可能である。手術ライト装置30は、図1に示すタスクライト92を選択的に有してもよく、コントローラボックス82は、タスクライト92をオン、オフにするために押されるボタン94を有してもよい。
【0012】
手術ライト装置30の他の特徴は、手術ライト装置用レフレクタと題する同時継続出願米国特許出願第09/050265号、冷却性を改良した手術ライト装置と題する同第09/050529号、手術ライト用制御と題する同第09/050534号及び手術ライト装置用タスクライトと題する同第09/050576号に詳細に説明されて示されており、これら全ては参照することによって本明細書に組み込まれている。
【0013】
第一アーム組立体32と第一アーム組立体32の操作の以下の記載は、特に断わらない限り、第二アーム組立体34と第二アーム組立体34の操作と同様に当てはまる。さらに、図1に示すように、手術ライト装置30は二つのアーム組立体32、34と二つのライトヘッド36、38を有するが、異なる数のアーム組立体及び対応するライトヘッドが付与されることが現在考えられるようなことは、本発明の範囲内である。例えば、一つのアーム組立体及び対応のライトヘッドを有する手術ライト装置や、三つ以上のアーム組立体及び対応のライトヘッドを有する手術ライト装置が可能である。
【0014】
以上に説明したように、アーム組立体32は、第一アーム46及び第二アーム48を有する。例えば、図2及び3に示すように、アーム組立体32は、第一アーム46を取り付ける又は付ける第一Uリンク部96と、第二アーム48を取り付ける又は付ける第二Uリンク部98とをさらに有する。図2に示すように、第一Uリンク部96は、主本体100と、主本体100に付けられかつ主本体100から平行に延びている一対のフランジ110とを有し、フランジ110間で空間部112を形成する。第二Uリンク部98は、主本体114と、主本体114に付けられかつ主本体114から平行に延びている一対のフランジ116とを有し、フランジ116間で空間部118を形成する。空間部118は空間部112よりも大きい。
【0015】
第一Uリンク部96のフランジ110は、第二Uリンク部98の空間部118内に受け入れられ、フランジ110の各々は、フランジ116の各内側面122と直面する外側面120を有し、最小量のクリアランスが側面120、122間に存在する。図2に示すように、フランジ110の各々は主穴124を有し、フランジ116の各々は主穴126を有する。一対の回動ピン128は穴124、126によって受け入れられ、第二Uリンク部98のフランジ116を第一Uリンク部96の各フランジ110と回動可能に連結させる。図8に示すように、空間部112の一部分が回動ピン128間の間隙部130を形成するように、回動ピン128は互いから離間している。
【0016】
好適な実施例において、Uリンク部96のフランジ110に形成された穴124はねじ切られており、Uリンク部98のフランジ116に形成された穴126は滑らかである。さらに、各回動ピン128は、各穴126内に受け入れられている大きなヘッド部127と、各穴124内に受け入れられているねじ部129とを有する。穴124は穴126よりも直径が小さく、回動ピンが穴124内にねじ込められる時、ヘッド部127は各フランジ110の肩面131と係合する。Uリンク部98及び第二アーム48が主回動軸線54回りで回動する時、回動ピン128は第一Uリンク部96のフランジ110と共に静止したままであり、その一方で、第二Uリンク部98のフランジ116は回動ピン128の大きなヘッド部127に関して回転する。それゆえ、回動ピン128は穴126と協働して主回動軸線54を形成し、第二Uリンク部98及び第二アーム48がこの主回動軸線54回りに回転する。図2に示すように、各フランジ116が凹所132を有するように形成され、アーム組立体32は、各凹所132内に受け入れられかつねじ136等の適切な固定具によって各フランジ116へ固定されている一対のカバー板134を有する。図1、2及び8に示すように、アーム組立体32は、一対の装飾キャップ138をさらに有し、このキャップは、各カバー板134及びねじ136を見えないように隠すために各凹所132内に受け入れられている。
【0017】
第二アーム48は内部領域142を有する管状部材であり、第二Uリンク部98は、主本体114を通って空間部118と連通して延びている内部領域144を有するように形成されている。第二アーム48は、内部領域142が内部領域144と連通するように第二Uリンク部98に付いている。アーム32は、ライトヘッド32と釣り合うように作用する釣り合い組立体140を有し、所望位置に配置した後、ライトヘッド32は静止したままである。釣り合い組立体140の各部分は、見えないように第二アーム48及び第二Uリンク部98によって隠されるように内部領域142、144内に存在するように配置されている。
【0018】
図2に示すように、釣り合い組立体140は、リンク146と、ロッド148と、ばね150と、アジャスタ152とを有する。第一Uリンク部96のフランジ110の各々は、各主穴124から離間しかつ穴124垂直上方にある穴154を有するように形成されている。リンク146は、穴158が形成されている第一端部156を有する。釣り合い組立体140は、フランジ110の穴154と、リンク146の第一端部156に形成されている穴158とによって受け入れられる回動ピン160をさらに有する。こうして、回動ピン160は、回動ピン160によって形成されるリンク回動軸線162回りの回動のために、リンク146を第一Uリンク部96に連結する。各垂直面166の一部分が関連のフランジ110の各内面164に向くように、リンク146の第一端部156が、フランジ110の内面164間に存在するように配置される。
【0019】
例えば図3及び4に示すように、リンク146は、空間部112から出て第一Uリンク部96から離れて第二Uリンク部98の主本体114の内部領域144内に延びている。図2に示すように、ロッド148は、中に形成されているスロット170が形成された第一端面168を有する。ロッド148は、第一端面168に隣接して一対の穴172を有するように形成されている。各穴172は、スロット170と連通している。リンク146は、穴176が形成された第二端部174を有する。リンク146の第二端部174は、ロッド148内に形成されたスロット170内に存在するように配置され、釣り合い組立体140は、リンク146をロッド148に回動可能に連結するために、ロッド148の穴172とリンク146の穴176内に受け入れられる回動ピン178を有する。
【0020】
図3及び4に示すように、ロッド148は、リンク146から第二Uリンク部98の主本体114の内部領域144を通って第二アーム48の内部領域142内へ延びている。こうして、ロッド148の一部分は、第二Uリンク部98の内部領域144内で延び、ロッド148の別の部分は第二アーム48の内部領域142内で延びている。図3及び4に示すように、第二Uリンク部98は、肩部180を通して延びるジャーナル穴182を有する環状肩部180を有する。ジャーナル穴182は、最小量のクリアランスが肩部180とロッド148の間に存在するように寸法決められている。
【0021】
第二アーム48及び第二Uリンク部98が主軸線54回りで回動する時、リンク146は、第一Uリンク96に関してリンク回動軸線162回りで回動し、ロッド148に関して回動ピン178回りで回動する。リンク146の回動により、ロッド148が肩部180に関してジャーナル穴182内で移動する。ロッド148が第二アーム48とほぼ同軸関係で第二アーム48に関して支持されかつロッド148の長手軸線183が主回動軸線54と垂直関係で主回動軸線54を通って延びるように、環状肩部180が構成されている。別の実施例では、別個のブシュ(図示せず)が、ロッド148を支持しかつ肩部180に関してロッド148の移動をガイドするように、肩部180のジャーナル穴182内に装着されている。
【0022】
図2に示すように、ロッド148は、第二Uリンク部98と反対に面する第二端面184を有する。さらに、ロッド148は、ねじ部148が第二端面184に隣接して形成されている。アジャスタ152は、ばね係合部188と、ばね係合部188に付けられかつばね係合部188から第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に向けて軸線方向に延びているロッド係合部190を有する。アジャスタ152のばね係合部188は、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に向けて面する図3〜5に示すばね係合面192と、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98と反対に面する図2〜5に示す端面194とを有する。さらに、図3〜5に示すように、ロッド係合部190は、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に向けて面する端面196を有する。アジャスタ152は、端面194と端面196の間でアジャスタを通って延びているねじ付きボア198を有する。アジャスタ152は、ロッド148にねじで連結され、ロッド148のねじ部186はアジャスタ152のねじ付きボア198と係合する。
【0023】
好適な実施例では、ばね150は、内部領域200を形成するコイルばねであり、ロッド148は、ばね150の内部領域200を通って延びている。さらに、図3〜5に示すように、アジャスタ152のロッド係合部190は、ばね150の内部領域200内に受け入れられている。図3及び4に示すように、肩部180は、ばね係合面210を有する。ばね150は、アジャスタ152のばね係合面192と肩部180のばね係合面210の間で圧縮させられている。こうして、ばね150は、肩部180とアジャスタ152の間で作用してライトヘッド36と釣り合うようにロッド148及びリンク146に力を及ぼす。さらに、アジャスタ152は、ばね152がばね係合面192とばね係合面210の間で圧縮される量を変更し、それによって、ロッド148及びリンク146へばね150によってかけられる力の量を変更する。別の実施例において、アーム機構32は、肩部180とアジャスタ152の間で延びかつ、ばね150と第二アーム48の間で周囲クリアランスのいくらかを占める管状ライナ(図示せず)を有し、第二アーム48に関するばね150の同軸配置を容易にする。
【0024】
アジャスタ152のばね係合部188とロッド係合部190の各々は、いくらか筒状であり、最小量のクリアランスがばね係合部188と第二アーム48の間に存在するように、アジャスタ152は構成されている。アジャスタ152のばね係合部188は、半径方向に延びている複数の穴212を有するように形成されており、第二アーム48は、アジャスタ152の操作を可能とする例えば図2に示す窓214を有するように形成されている。アーム組立体32は、窓214を覆うように第二アーム48へ付けるカバー板216を有する。カバー板216が第二アーム48から外される時、直線状のロッド等の調節工具(図示せず)が、窓214を通して穴212の一つに挿入される。調節工具が窓214内で移動させられ、ロッド148に関してアジャスタ152を回転させるようにアジャスタ152へトルクを加える。アジャスタ152がロッド148のねじ部186上で第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に向けて前進するか、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98と反対に前進するかについては、調節工具が窓214内で移動する方向に依存する。
【0025】
好適な実施例では、図2に最もよく示すように、窓214は、軸線方向に延びている離間した一対の縁部218と、周方向に延びている離間した一対の縁部220とによって境界づけられている。縁部218間の空間は、アジャスタ152が縁部218間の調節工具の任意の一つのストロークの間においてロッド148に関して回転させられる量を制限する。さらに、図3及び4における参照番号222に示す縁部220間の空間は、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に向けて及びと反対に移動可能である量を制限する。
【0026】
縁部220が距離222だけ離間されるが、アジャスタ152が、距離222よりも大きな量だけ離間している第一の軸線方向位置と第二の軸線方向位置(図示せず)との間でロッド148に関して移動可能であるということが理解される。これは、第二Uリンク部98及び第二アーム48が主回動軸線54回りに回動する時、ロッド148及びアジャスタ152がリンク146によって第二アーム148に関して移動させられ、穴212と縁部220の各々との間の距離が変化するということによる。例えば、ロッド148に関するアジャスタ152の任意の位置が図3及び4に示される。図3に示すように第二アーム48が水平方向に向いている時、穴212は、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に最も近い縁部220から距離224だけ離間している。図4に示すように第二Uリンク部98及び第二アーム48が二重矢印226の方向に主回動軸線54回りに回転する時、ロッド148が、ジャーナル穴182を通してリンク146によって引かれ、ばね150はばね係合面192とばね係合面210の間でさらに圧縮させられ、穴212と、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に最も近い縁部220の間の距離が減少する。こうして、第二Uリンク部98及び第二アーム48が図4に示す位置にある時、穴212が、距離224より小さな距離228だけ第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に最も近い縁部220から離間している。
【0027】
第二Uリンク部98及び第二アーム48が図4に示す位置に保持されている時、調節工具がロッド148に関してアジャスタ152を回転させるために使用され、穴212が第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98に最も近い縁部220と反対に、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98と最も遠い縁部220に向けて移動する。アジャスタ152がこのようにロッド148に関して調節された後、第二Uリンク部98及び第二アーム48が上方に、例えば図5に示す水平位置へ移動した後、穴212は窓214を通してアクセスすることができない。当然、第二アーム48が、図5の水平位置から下方に図4の位置へ戻って回動させられる時、穴212は窓214を通してアクセス可能となる。
【0028】
第二アーム48が水平位置にある時には、穴212が窓214を通してアクセス可能であり、第二アーム48が例えば図4に示す位置へ下方に移動させられる時には、窓214を通してアクセス不可能であるように、アジャスタ152をロッド148上の所定位置へ移動させることができるということが理解される。したがって、第二アーム48及び第二Uリンク部98を第一アーム46及び第一Uリンク部96に関して関節でつなぐことにより、穴212が窓212を通してアクセス可能である時にロッド148に関してアジャスタ152を適切に調節することができる調節工具を使用することによって、アジャスタ152は、距離222よりも大きな量だけロッド148上で軸線方向に移動可能である。
【0029】
ロッド148に関するアジャスタ152の移動は、アジャスタ152のばね係合面192と肩部180のばね係合面210の間で圧縮させられる量を変更する。使用中、アジャスタ152は、ロッド148に関する所定位置へ移動させられ、手術ライトヘッド36、ヨーク50、第二アーム48、第二Uリンク部98、釣り合い組立体140及び手術ライト装置30の他の関連した構成要素が、一定範囲の位置の中の任意の所定位置に配置される時に静止したままであるように釣り合わされる。釣り合い組立体140は、ロッド148の端面184が端面194と端面196の間でアジャスタ152のねじ付ボア198の内側に存在するように構成されている。
【0030】
ロッド148の第二端面184が決してアジャスタ152の端面194とヨーク50の間の位置にないようにアジャスタ152を構成することによって、第二アーム48は、もしロッド148がアジャスタ152から延びることができるならば可能である長さよりも主回動軸54へヨーク50及びライトヘッド34が近接することができる長さを有する。ヨーク50及びライトヘッド36を主回動軸線54へより近くにすることにより、主回動軸線54回りでヨーク50及びライトヘッド36によって生じるモーメントを低減し、それは、ヨーク54及びライトヘッド36が主回動軸線54からより遠い場合よりも、釣り合い組立体140がより少なくそれゆえより安価なばねを用いてヨーク及びライトヘッド36を釣り合わせることができるということを意味する。
【0031】
好適な実施例において、ばね150は、クロムシリコンASTMA401材料からなり、約6.2kg/mm (単位インチ当たり350ポンド)のばね率を有する(2.4MPa(18100mmHg))。さらに、ばね150の端部は、各ばね係合面192、210と当接するように磨かれている。好適な実施例において、リンク146及びアジャスタ152の両方は、4140鋼材料であり、ロッド148は、4130鋼材料であり、内側Uリンク部96及び外側Uリンク部98の各々は、アルミニウムで鋳造される。当然、これらの要素が適切な強度の他の材料でつくられることが現在考えられるようなことは本発明の範囲内である。
【0032】
好適な実施例において、第二Uリンク部98及び第二アーム48が、180°以上の一連の動作を通して、第一位置と第二位置の間で、主回動軸線54回りで回動可能であるように、アーム機構32は構成されている。図6に示すように、第一Uリンク部96の主本体100は、第一係止面230及び第二係止面232を有するように形成されている。さらに、図6に示すように、第二Uリンク部98の主本体114は、第三係止面234及び第四係止面236を有するように形成されている。第二Uリンク部98及び第二アーム48が第一位置にある時、第三係止面234は第一係止面230と係合する。第二Uリンク部98及び第二アーム48が第二位置にある時、第四係止面236が第二係止面232と係合する。
【0033】
係止面230と係止面234の係合により、Uリンク部98及び第二アーム48が矢印238の方向に第一位置を通過して上方に回動するのを防ぐ。係合面232と係合面236の係合により、Uリンク部98及び第二アーム48が矢印240の方向に第二位置を通過して上方に回動するのを防ぐ。第二Uリンク部98及び第二アーム部48が第一位置にある時、第二アーム48は、第一Uリンク部96の一側面上で水平の上方約15°の角度で延びている。第二Uリンク部98及び第二アーム48が第二位置にある時、図6に示すように、第二アーム48は、第一Uリンク部96の別側面上で水平の上方約15°の角度242で延びている。したがって、好適な実施例において、第二Uリンク部98及び第二アーム48が、第一Uリンク部96及び第一アーム46に関して、主回動軸線54回りで、約210°の一連の動作で回動可能である。
【0034】
第二Uリンク部98及び第二アーム48が第一位置と第二位置の間で移動する時、リンク146が回動ピン128間で間隙部130を通って移動する。第二Uリンク部98及び第二アーム48が、第一Uリンク部96及び第一アーム46と垂直に整列させられる時、リンク146は、回動ピン128間の間隙部130内にあるように配置されている。回動ピン160及び関連リンク回動軸線162を回動ピン128及び関連した主回動軸線54の垂直上方に置くことによって、第二Uリンク部98及び第二アーム48が第一Uリンク部96及び第一アーム46と整列された垂直位置にある時、ロッド148の長手軸線183は、回動軸線160及び回動軸線54の両方を通って延びている。さらに、回動ピン160及び関連のリンク回動軸線162をピン128及び関連の主回動軸線54の垂直上方に置くことによって、釣り合い組立体140のばね150は、第二Uリンク部98及び第二アーム48が垂直位置から、方向238に第一位置に向けて又は方向240に第二位置に向けて同様な量だけ移動させられる時にロッド148及びリンク146にほぼ同じ量の力をかける。
【0035】
好適な実施例において、釣り合い組立体140は、第二アーム48及び第二Uリンク部98が第一位置と第二位置の間における任意の位置にある時、手術ライトヘッド36や、手術ライトヘッド36と関連した手術ライト装置30の他の構成要素を釣り合わせるように作用する。さらに、好適な実施例において、ロッド148の長手軸線183と、ライトヘッド36がヨーク50に関して回動する軸線58は、手術ライトヘッド36の重力の中心(図示せず)で交差する。軸線183を軸線58とライトヘッド36の重力の中心において交差させることによって、第二アーム48及び第二Uリンク部98が第一位置と第二位置の間で任意の特定の位置で静止している時、ライトヘッド36及びヨーク50によって生じる主回動軸線54回りのモーメントは、第二アーム48に関するヨーク50の位置やヨーク50に関するライトヘッド36の位置とは独立してほぼ一定である。もしライトヘッド36の重力の中心はわずかな量だけ軸線58、183のいずれかから偏倚しているならば、アーム組立体32の可動構成要素間で固有に存在する摩擦により、釣り合い組立体140が、ライトヘッド36及びライトヘッド36と関連の手術ライト装置30の他の構成要素が釣り合ったままであるように、この偏倚を補償する助けをする。
【0036】
アーム組立体32は、釣り合い組立体140によって指示された制限内で重量を有する任意の関心対象を支持することができる一方、アーム組立体32のほとんどの使用者が手術ライトヘッドを支持するためにアーム組立体32を使用するということが期待される。したがって、本明細書及び請求の範囲で使用されている語「手術ライトヘッド」又は「ライトヘッド」の意味は、ヨーク50有り又はなしでアーム組立体32によって担持されている任意の物体を含むように理解されるべきである。
【0037】
図2、7〜9に示すように、アーム組立体32は、Uリンク部のカバー又は空間充填部材244を有する。空間充填部材244は、円形の薄い壁部246と、薄い壁部246の外側周囲部へ付けられた弧状リム248とを有する。薄い壁部246は、中央の穴250及び弧状スロット252を有するように形成されている。図9に最もよく示すように、リム248及びスロット252は、中央の穴250とほぼ同心であり、スロット252は、穴250とリム248の間にあるように配置されている。リム248は、外側周囲縁部254及び内側周囲縁部256を有する。さらに、リム248は、周囲縁部254、256間で延びかつ薄い壁部246と離間かつ平行である弧状面258を有する。図2及び9に示すように、リム248は、その間でリンク受け入れ間隙部262を形成する一対の端縁部260をさらに有する。
【0038】
図8に示すように、空間充填部材244は、第一Uリンク部96のフランジ110間の空間部112内にあるように配置され、薄い壁部246がそれらの間で最小量のクリアランスでフランジ110の一つの内面164に隣接し、リム248の弧状面258が、最小量のクリアランスでフランジ110の他方の内面164に隣接している。さらに、回動ピン128の一つのねじ部129は、薄い壁部248の中央穴250内に受け入れられており、空間充填部材244は、第一Uリンク部96のフランジ110に関して主回動軸線54回りの回動のために支持されている。
【0039】
例えば、図7に示すように、第一Uリンク部96のフランジ110の各々は、外側周囲縁部264を有し、、第二Uリンク部98のフランジ116の各々は、外側周囲縁部266を有する。リム248の周囲縁部254と、第一Uリンク部96及び第二Uリンク部98の周囲縁部264、266は、ほぼ等しい直径を有する。したがって、空間充填部材244の縁部254は、第一Uリンク部96のフランジ110間の空間部112に実質的に及んでおり、フランジ110の縁部264は、空間充填部材244の縁部254と協働し、第二Uリンク部98のフランジ116間の空間部118に実質的に及んでいる。空間充填部材244のリム248が空間部112に及びかつ空間充填部材244のリム248及び第一Uリンク部96のフランジ110が空間部118に及ぶように、アーム組立体32を構成することによって、空間部112及び空間部118に汚物が到達することを防ぐ。
【0040】
以前に記載したように、リンク146を第一Uリンク部96のフランジ110へ回動可能に連結するピン160は、空間充填部材244の薄い壁部246内に形成されている弧状スロット252を通って延びている。図8に示すように、薄い壁部246は、リンク146と、フランジ110の一つの内面164の間に存在するように配置されており、図6に示すように、リム248は、リンク146の第一端部156を実質的に包囲する。リンク146は、ピン160から、リム248のリンク受け入れ間隙部262を通して、第二Uリンク部98の主本体114の内部領域144内に延びている。リンク146は、平坦な縁部268と、湾曲した縁部270とを有し、この縁部の各々は、リンク146の第一端部156と第二端部174の間で延びている。アーム機構32及びヨーク50を通してライトヘッド36への経路が定められている電気ワイヤ(図示せず)のために、縁部270は、フランジ110と第二Uリンク部98の内部領域144との間の空間部112内においてより多くの空間を主に付与するように湾曲している。
【0041】
第二Uリンク部98及び第二アーム48が第一位置と第二位置の間で方向238、240に回動する時、縁部268、270の一つは、リム248の縁部260の各一つと係合し、空間充填部材244が、第一Uリンク部96のフランジ110に関して主回動軸線54回りに回動する。第二Uリンク部98及び第二アーム48が第一位置と第二位置の間の移動の間において、リンク受け入れ空間262が第二Uリンク部98の内部領域144と整列されたままであるように空間充填部材244が構成されている。第二Uリンク部98及び第二アーム48の回動方向が逆になった時、リンク146は、リム248の縁部260の一方から離れて分離し、リム248の縁部260の他方に向けて移動し、空間充填部材244は、リンク146が縁部260の他方と接触するようになり、この地点で空間充填部材244が第二Uリンク部98及び第二アーム48と共に第一Uリンク部96に関して回動するまで、第一Uリンク部96に関して静止したままである。しかしながら、リンク146と空間充填部材244の係合により、第二Uリンク部98及び第二アーム48の回動中に主回動軸線54回りで空間充填部材244が回動するので、空間充填部材244は、第二Uリンク部98及び第二アーム48と異なる速度で主回動軸線54回りに回動する。
【0042】
アーム機構32と同様な別実施例のアーム機構332が、図10及び11に示されている。アーム機構332の構成要素の多くは、アーム機構32の対応の構成要素とほぼ同様であり、それゆえ、同様な参照番号で示されている。例えば、アーム機構332は、リンク146、ロッド148及びばね150を有する釣り合い組立体140を有する。アーム機構332は、主本体338と主本体338から延びている一対のフランジ340を有する第一Uリンク部336を有する。図10に示すように、第一リンク部336の主本体338は、第一アーム46へ取り付けられる又は付けられる。アーム機構332は、主本体344と主本体344から延びている一対のフランジ346を有する第二Uリンク部342を有する。第二Uリンク部342は、第二Uリンク部98が回動可能に第一Uリンク部96へ連結されているのとほぼ同様に、一対の回動ピン128によって、第一Uリンク部336へ回動可能に連結されている。
【0043】
アーム機構32とアーム機構332の主な相違点は、第二Uリンク部98及び第二アーム48が以前に記載したように180°以上の一連の動作で回動できるように第二アーム機構32が構成されているのに対し、図10に示すように、第二Uリンク部342及び関連の第二アーム(図示せず)が約105°の一連の動作で回動できるようにアーム機構332が構成されているということである。図10に示すように、第一Uリンク部336は、主本体338へ取り付けられている又は接着されている係止部材350を有する。係止部材350は係止面352を有し、図10(実線)に示すように、第二Uリンク部342は、第二Uリンク部342及び関連の第二アームが高い又は第一位置にある時、係止面352と係合する係合面354を有する。
【0044】
図10に示すように、第一Uリンク部336は、第一Uリンク部336のフランジ340の各々の外周囲部の一部分へ付けられている所定量の架橋材料360を有し、図11に示すように、架橋材料360は、第一Uリンク部336のフランジ340の間の空間に及んでいる。図10及び11に示すように、架橋材料360は、下端部において係止面362を有する。第二Uリンク部342は、第二Uリンク部342及び関連の第二アームが第二のほぼ垂直な又は下側位置にある時に係止面362と係合する係止面364を有する。第二Uリンク部342が第一位置から第二位置へ点線の矢印370の方向に移動する時、リンク146が回動ピン128間に形成されている間隙部内に移動する。
【0045】
図10に最もよく示すように、第二Uリンク部342は、主本体344から第一Uリンク部336のフランジ340間に形成されている空間内に延びている弧状の充填アームを有するように形成されている。充填アーム380は、フランジ340間の空間に及び、それにより、フランジ340間の空間と、第一Uリンク部336及び第二Uリンク部342の内部領域に汚物が到達するのを防ぐ。充填アーム380は、第二Uリンク部342及び関連の第二アームが図10(実線)に示す第一位置にある時に、架橋材料360の係止面362に隣接して存在するように配置されている遠端面382を有する。充填アーム380は、弧状外側面384を有し、架橋材料360は、弧状内側面386を有する。充填アーム380の外側面384は、第二Uリンク部342及び関連の第二アームが図10(点線)に示す第二位置にある時、最小量のクリアランスで、架橋材料360の内側面386と直面する。
【0046】
本発明は特定の実施例を参照して詳細に説明されたが、変形及び修正は、以下の添付請求の範囲に記載されかつ規定されている本発明の範囲及び精神の中にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による手術ライト装置の等角図であり、第一アーム組立体によって病室の天井から吊るされている第一手術ライトヘッドと、第二アーム組立体によって病室の天井から吊るされている第二手術ライトヘッドと、病室の壁に装着されているライトコントローラボックスとを示している。
【図2】 図1の第一アーム組立体の分解図であり、垂直に延びている第一アームと、第一アームの底部へ取り付けるために配置されている第一Uリンク部と、一対の回動ピンによって第一Uリンク部へ取り付けるために配置されている第二Uリンク部と、第一手術ライトヘッドへ取り付けるために配置されているヨークと、ヨークへ取り付けるための第一端部と第二Uリンク部へ取り付けるための第二端部を有する管状第二アームと、第二アーム及び第二Uリンク部の内部領域それぞれに挿入するために配置されている釣り合い機構の構成要素とを示している。
【図3】 分解されている図2の第一アーム機構の側面図であり、第二アームの内部領域内で延びているコイルばねと、第二アームの内部領域内でコイルばねを通って延びているロッドと、ロッドの一端部へ回動可能に連結されている一端部と第一Uリンク部へ回動可能に連結されている他端部を有するリンクと、ロッドの他端部へねじで連結されている、第二アームに形成されている窓を通してアクセス可能な複数の小さな穴を有するアジャスタボルトとを有する釣り合い機構を示している。
【図4】 図3と同様な側面図であり、第二アーム及び第二Uリンク部が第一Uリンク部に関して二重矢印の方向に回動し、ロッドが二重矢印の方向に第二アーム及び第二Uリンク部が回動する時にロッドが第二アームに関して移動し、ばねがアジャスタボルトと第二Uリンク部の肩部との間でさらに圧縮させられている様子を示している。
【図5】 水平位置で第二アームの一部分の側面図であり、アジャスタボルトの小さな穴がアーム内の窓を通してアクセスできずかつ、第二アームが十分な量だけ水平位置から下方に回動させられる場合に小さな穴が第二アーム内に窓を通してアクセス可能になるようにアジャスタボルトがロッドに関して調節される様子を示している。
【図6】 第一アーム機構の一部分の側面図であり、第二アーム及び第二Uリンク部が水平位置(実線)にあり、第二アーム及び第二Uリンク部が、実線の水平位置から、第二Uリンク部が第一Uリンク部の関連の係止縁部と係合する第一位置(点線)へ反時計回りで回動可能であり、第二アーム及び第二Uリンク部が、時計回りに実線の水平な位置から別の水平位置(点線)を通して、第二Uリンク部の別の係止縁部が第一Uリンク部の関連の係止縁部と係合する別の第二位置へ回動可能である様子を示している。
【図7】 図6のアーム機構の背面図であり、第二Uリンク部の一対のフランジ間に存在するように配置されている第一Uリンク部の一対のフランジを示し、第一Uリンク部の一対のフランジ間に存在するように配置されている空間充填部材を示す。
【図8】 線8−8に沿って見られる図6のアーム機構の断面図であり、第二Uリンク部を第一Uリンク部と連結する一対の回動ピン上方において第一Uリンク部のフランジへピン留めされている釣り合い組立体のリンクを示している。
【図9】 空間充填部材の側面図であり、空間充填部材の薄い壁に形成された弧状スロット及び中央穴を示し、薄い壁の外側周囲部へ付けられている空間充填部材の弧状リムを示している。
【図10】 分解されている、本発明による別実施例のアーム機構の一部分の側面図であり、第二Uリンク部の係止縁部が別実施例のアーム機構の第一Uリンク部の関連係止部材と係合する高い又は第一位置(実線)における別実施例第二Uリンク部を示し、第二Uリンク部が、高い位置から(点線の二重矢印で示されている)時計回りで、第二Uリンク部の別係止縁部が第一Uリンク部の関連係止縁部と係合する下側又は第二位置(点線)へ回動可能である様子を示している。
【図11】 図10の別実施例のアーム機構の一部分の背面図であり、高い位置と下側位置の間の中間位置にある第二Uリンク部を示す。
Claims (21)
- 手術ライト装置の手術ライトヘッドを支持するためのアーム組立体において、前記アーム組立体は、
第一アームと、
前記第一アームに付けられ、かつ別個の一対の第一フランジを有し、かつ第一係止面及び第二係止面を有する第一Uリンク部と、
内部領域を有するように形成されている第二アームであって、前記手術ライトヘッドが前記第二アームによって支持されている第二アームと、
前記第二アームに付けられ、かつ別個の一対の第二フランジを有し、かつ第三係止面及び第四係止面を有する第二Uリンク部と、
前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が第一アーム及び第一Uリンク部に関して主回動軸線回りに回動可能であるように、前記第一フランジの各一つへ前記対の第二フランジの各々を回動可能に連結する一対の回動ピンであって、前記回動ピンが前記回動ピン間に間隙部を形成する、回動ピンと、
前記第二アームの内部領域内で延びているロッドと、
前記ロッドへ連結され、かつ前記主回動軸線から離間しているリンク回動軸線回りの回動のために前記第一Uリンク部へ回動可能に連結されているリンクと、
前記第二アームの内部領域内で延びており、かつ前記手術ライトヘッドを釣り合わせるように前記ロッド及び前記リンクへ力をかけるばねとを具備し、
前記第二アーム及び前記第二Uリンク部は、前記第一アーム及び前記第一Uリンク部に関して前記主回動軸線回りで、前記第三係止面が前記第一係止面と係合して前記第二Uリンク部及び前記第二アームの第一方向の回動を制限する第一位置と、前記第四係止面が前記第二係止面と係止して前記第二Uリンク部及び前記第二アームの第二方向の回動を制限する第二位置との間で回動可能であり、前記リンクは、前記第二アーム及び前記第二Uリンク部の前記第一位置と前記第二位置の間の移動の間において、前記対の回動ピン間の間隙部内に移動する、手術ライト装置の手術ライトヘッドを支持するためのアーム組立体。 - 前記第一Uリンク部は前記第一フランジが付けられる第一主本体を有し、前記第二Uリンク部は前記第二フランジが付けられる第二主本体を有し、前記第一主本体は前記第一係止面及び前記第二係止面を付与し、前記第二主本体は前記第三係止面及び前記第四係止面を付与する請求項1に記載のアーム組立体。
- 前記第一位置と前記第二位置の間の前記第二アーム及び前記第二Uリンク部の移動の間において、前記第二Uリンク部及び前記第二アームが、前記第二Uリンク部及び前記第二アーム部が前記第一アーム及び前記第一Uリンク部に関して前記主回動軸線回りで少なくとも180°の角度回動するように前記第一係止面、前記第二係止面、前記第三係止面及び前記第四係止面が構成されている請求項2に記載のアーム組立体。
- 前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が前記第一位置にある時、前記リンクは前記対の回動ピン間の間隙部の外側にあり、前記第二アーム部及び前記第二Uリンク部が前記第二位置にある時、前記リンクは前記対の回動ピン間の間隙部の外側にあり、前記第二アーム部及び前記第二Uリンク部が前記第一位置と前記第二位置の中間にある時、前記リンクは前記間隙部内に存在するように配置されている請求項3に記載のアーム組立体。
- 前記リンクの回動軸線は、前記主回動軸線垂直上方にある請求項1に記載のアーム組立体。
- 前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が前記第二位置にある時、前記第一アーム、前記第二アーム、前記リンク及び前記ロッドは、互いに垂直方向に互いに整列されている請求項1に記載のアーム組立体。
- 前記第一Uリンク部は前記第一フランジが付けられている第一主本体を有し、前記第二Uリンク部は前記第二フランジが付けられている第二主本体を有し、前記第一主本体は第一係止面を付与し、前記第二主本体は第三係止面を付与し、前記第一フランジの一つは前記第二係止面を有するように形成され、前記第二フランジの一つは前記第四係止面を有するように形成されている請求項1に記載のアーム組立体。
- 前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が前記第一位置にある時、前記第二アーム及び前記第一アームが前記第二アームと前記第一アームの間で鋭角を形成するように前記第一係止面及び前記第三係止面が構成されており、前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が前記第二位置にある時、前記第二アーム及び前記第一アームが前記第二アームと前記第一アームの間で約180°を形成するように前記第二係止面及び前記第四係止面が構成されている請求項7に記載のアーム組立体。
- 前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が第一位置にある時、前記リンクが前記対の回動ピンの間の間隙部の外側にあり、前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が第二位置にある時、前記リンクは、前記対の回動ピン間の間隙部間に存在するように配置されている請求項8に記載のアーム組立体。
- 前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が第二位置にある時、前記第一アーム、前記第二アーム、前記リンク及び前記ロッドが互いに関して垂直方向に整列されている請求項8に記載のアーム組立体。
- 手術ライト装置の手術ライトヘッド用アーム組立体において、前記アーム組立体は、
第一アームと、
前記第一アームに付けられておりかつ別個の一対の第一フランジを有する第一Uリンク部と、
内部領域を有するように形成され、かつ前記手術ライトヘッドが第二アームによって支持される第二アームと、
前記第二アームに付けられておりかつ別個の一対の第二フランジを有する第二Uリンク部であって、前記第二フランジが、前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が前記第一アーム及び前記第一Uリンク部に関して主回動軸線回りで回動可能であるように各第一フランジへ回動可能に連結されている第二Uリンク部と、
前記第二アームの前記内部領域内に延びており、かつ離間している第一端面及び第二端面を有するロッドと、
前記ロッドの第一端面に隣接して回動可能に前記ロッドへ連結されているリンクであって、前記リンクは、前記主回動軸線から離間しているリンク回動軸線回りの回動のために前記第一Uリンク部へ回動可能に連結されている一部分を有する、リンクと、
前記第二アームの前記内部領域内で延びているばねと、
前記ロッドへねじで連結されているアジャスタであって、前記アジャスタはロッド係合部及びばね係合部を有し、前記ロッド係合部は前記第二Uリンク部に向けて面している第一端面を有し、前記ばね係合部は前記第二Uリンク部と反対に面している第二端面を有し、前記手術ライトヘッドを釣り合わせるように前記ロッド及び前記リンクに力をかけるように前記ばね係合部と前記第二Uリンク部の間で前記ばねが圧縮させられ、前記アジャスタは、前記ばねの圧縮を調節するように、前記第一位置と前記第二位置の間で前記ロッドに関して移動可能であり、前記ロッドの第二端面は、前記アジャスタが前記第一位置と前記第二位置の間の任意の位置にある時に前記アジャスタの第一端面と前記アジャスタの第二端面の間に存在するように配置されている、アジャスタとを具備する、手術ライト装置の手術ライトヘッド用アーム組立体。 - 前記アジャスタの前記ロッド係合部は、いくぶん筒状であり、前記ばね係合部は前記ロッド係合部から半径外方向に延びている請求項11に記載のアーム組立体。
- 前記ばねは、内部領域を有するコイルばねであり、前記ロッドは、前記コイルばねの前記内部領域内で延びており、前記アジャスタの前記ロッド係合部は、前記コイルばねの内部領域内に存在するように配置されている請求項11に記載のアーム組立体。
- 前記アジャスタの前記ロッド係合部は第一直径を有する第一筒状外面を有し、前記アジャスタの前記ばね係合部は前記第一直径よりも大きな第二直径を有する第二筒状外面を有する請求項11に記載のアーム組立体。
- 前記第二外面は半径外方向に延びている複数の穴を有するように形成されており、前記第二アームは窓を有するように形成されており、前記第一位置と前記第二位置の間で前記ロッドに関して前記アジャスタの位置を調節するように、前記穴が前記窓を通して調節工具で操作される請求項14に記載のアーム組立体。
- 手術ライト装置の手術ライトヘッドを支持するためのアーム組立体において、前記アーム組立体は、
第一アームと、
前記第一アームへ付けられており、かつそれらの間で第一空間部を形成するように分離されている一対の第一フランジを有する第一Uリンク部と、
内部領域を有するように形成されている第二アームと、
前記手術ライトヘッドを前記第二アームへ連結する構造体と、
前記第二アームへ付けられており、かつそれらの間で第二空間部を形成するように分離されている一対の第二フランジを有する第二Uリンク部であって、前記対の第一フランジの少なくとも一部分は、各第一フランジは前記第二フランジの各一つに隣接するように前記第二空間部内に存在するように配置されており、前記第二フランジは、前記第二アーム及び前記第二Uリンク部が前記第一アーム及び前記第一Uリンク部に関して主回動軸線回りに回動可能であるように各第一フランジへ回動可能に連結されている、第二Uリンク部と、
前記第二アームの前記内部領域内に延びているロッドと、
前記ロッドへ連結されており、かつ前記第一空間部内に存在するように配置されている一部分を有し、前記主回動軸線から離間しているリンク回動軸線回りの回動のために前記第一Uリンク部へ回動可能に連結されているリンクと、
前記第二アームの前記内部領域内に延びており、かつ前記手術ライトヘッドを釣り合わせるように前記ロッド及び前記リンクに力をかけるばねと、
前記第一空間部内に存在するように配置されている空間充填部材であって、各第一フランジは第一縁部を有し、各第二フランジは第二縁部を有し、前記空間充填部材は第三縁部を有し、前記第三縁部は前記第一フランジ間の前記第一空間部に実質的に及んでおり、前記第三縁部は、前記第二フランジ間の前記第二空間部に実質的に及ぶように前記第一縁部と協働している空間充填部材とを具備する、手術ライト装置の手術ライトヘッドを支持するためのアーム組立体。 - 前記第一縁部、前記第二縁部及び前記第三縁部は、前記主回動軸線とほぼ同心である請求項16に記載のアーム組立体。
- 前記空間充填部材は、前記第三縁部を付与するリムを有し、前記空間充填部材は前記リムへ付けられた薄い壁を有し、前記リンクは前記薄い壁に向けて直面している第一垂直面を有し、前記リンクは前記薄い壁と反対に直面する第二垂直面を有する請求項16に記載のアーム組立体。
- 前記薄い壁は、弧状スロットを有するように形成されかつ前記リンクを前記第一フランジの少なくとも一つへ回動可能に連結するリンクピンをさらに具備し、前記リンクピンは、前記弧状スロット内に受け入れられている請求項18に記載のアーム組立体。
- 前記薄い壁は、中央穴を有するように形成され、前記空間充填部材が前記第一フランジに関して前記主回動軸線回りの回動のために受け入れられるように、前記対の回動ピンの一つは前記中央穴によって受け入れられている請求項18に記載のアーム組立体。
- 前記第三縁部は、リンク受け入れ間隙部を有するように形成されており、前記リンクは、前記リンク受け入れ間隙部を通って延びている請求項16に記載のアーム組立体。
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