JP5864941B2

JP5864941B2 - 眼科装置

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Publication number: JP5864941B2
Application number: JP2011167056A
Authority: JP
Inventors: 中島　肇; 肇中島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: US20130027669A1; US8857993B2; CN102894954A; JP2013027621A; CN102894954B

Description

本発明は、眼底カメラや検眼鏡等の光学系ユニットを備えた摺動基体を水平面内で摺動させるための機構を含む眼科装置に関するものである。

従来、眼科装置として、被検者用の顔受部が取り付けられた固定基台の上に、操作桿の操作により前後左右方向に摺動可能な摺動基体が載置され、この摺動基体の上には上下動機構を介して光学系本体ユニットが取り付けられているものが知られている。

特許文献１に開示された眼科装置では、摺動基体と固定基台との間に案内管と案内軸とが配置され、案内軸が案内管内を摺動することにより、摺動基体が固定基台に対して左右方向に移動する。また、案内軸の両端部には、ピニオン歯車が取り付けられ、摺動基体の内部両側に配置されたラックと噛合している。案内軸を回転させ、同期してピニオン歯車が回動することで、ピニオン歯車に噛合するラックを配置した摺動基体が固定基台に対して前後方向に移動する。

また、案内軸の両端部のピニオン歯車に近接させた位置には、玉軸受が取り付けられている。玉軸受は、摺動基体の重量を摺動基体の案内面を介して支えながらピニオン歯車とラックとの噛み合いに適当な間隔を保持させ、案内軸を円滑に回転させることができる。このとき、玉軸受は、案内軸に対するラック歯車板の浮き上がりを防止することで、固定基台に対する摺動基体の浮き上がりを防止する機構として作用している。

特開平０３−０２６２２８号公報

しかしながら、固定基台に対する摺動基体の浮き上がりは、固定基台の上部に取り付けられた案内管に対して案内軸が傾くことによっても生じる。例えば、被検眼と眼科装置とのアライメントを行う際に、摺動基体を固定基台に対して左右方向（案内軸の軸方向）に移動する場合を考える。このとき、案内管と案内軸の重心との距離が長くなると、案内軸の両端に働くモーメントの差が大きくなる。このため、案内管に対して案内軸が傾き易くなる。

本発明の眼科装置は、
操作桿の操作に応じて、被検眼を測定する測定手段が配置された摺動基体を、基台に対して前後左右に移動させることが可能な眼科装置であって、
回転することにより、前記摺動基体を、前記基台に対して、軸方向に交差する方向である前後方向に移動させる案内軸と、
前記案内軸を、軸方向である左右方向に案内する複数の軸案内部材で構成される第１の軸案内部材と、
前記第１の軸案内部材の間に設けられた第２の軸案内部材と、
前記第２の軸案内部材を前記案内軸に押圧する押圧部材と、
前記複数の軸案内部材を収納する収納部材と、を有し、
前記第１の軸案内部材及び前記第２の軸案内部材は、前記収納部材を介して前記基台と前記摺動基体の間に配置され、
前記押圧部材は、前記収納部材を介して前記第２の軸案内部材を前記案内軸に押圧することを特徴とする。

本発明によれば、基台に設けられ且つ案内軸を軸方向に案内する複数の軸案内部材の間に傾き低減部を設けることにより、軸案内部材に対する案内軸の傾きを低減することができる。

本実施形態に係る眼科装置の全体の構成を示す図である。本実施形態に係る眼科装置の一部の筺体を取り除いた状態の側面図である。本実施形態に係る眼科装置の一部の筺体を取り除いた状態の正面図である。本実施形態に係る摺動機構の側面図である。本実施形態に係る摺動機構の断面図である。本実施形態に係る水平動機構及び傾き低減部の断面図である。本実施形態に係る直動軸受及び転がり軸受の一例の模式図である。

まず、本実施形態に係る眼科装置の概略構成について図１〜図３を参照して説明する。

図１は、眼科装置の全体の構成を示す斜視図である。図２は、眼科装置の一部の筐体を取り除いた状態の側面図である。図３は、眼科装置の一部の筐体を取り除いた状態の正面図である。なお、各図では、必要に応じて、眼科装置の前側をＦｒで示し、後側をＲｒで示し、右側をＲで示し、左側をＬで示している。

まず、図１に示すように、眼科装置１は、固定基台１０（基台とも呼ぶ。）、摺動基体１１、操作桿１２、光学系ユニット１３、顔受け部１４を含んで構成されている。なお、固定基台１０、摺動基体１１および光学系ユニット１３の筐体（被検眼を測定するための測定部とも呼ぶ。）は、樹脂成形品により形成され、眼科装置１の軽量化が図られている。

また、眼科装置１は、検者の操作桿１２を用いた操作に応じて摺動基体１１が固定基台１０に対して前後左右に移動することが可能である。なお、摺動基体１１の移動が電気的に制御される場合、不図示の制御部により、操作桿１２の操作に連動して制御されることが好ましい。図２および図３に示すように、摺動基体１１は、固定基台１０上に水平動機構１５を介して設けられている。水平動機構１５は、摺動基体１１の下側で左右方向に沿って架設された案内軸１６を軸方向に摺動自在に、かつ円周方向には回動自在に支持する。水平動機構１５が案内軸１６を摺動させることで、摺動基体１１が固定基台１０に対して左右方向（Ｘ方向）に摺動する。なお、水平動機構１５の具体的な構成については後述する。

また、案内軸１６の両側にはラックアンドピニオン機構（摺動基体を固定基台に対して前後方向に移動する移動部とも呼ぶ。）が配設されている。具体的には、案内軸１６の両端にピニオン歯車１７（ピニオン機構とも呼ぶ。）が固定され、ピニオン歯車１７が摺動基体１１に固定されたラック歯車板１８（ラック機構とも呼ぶ。）に形成されたラック１８ａに噛合している。水平動機構１５が案内軸１６を一方方向に回転させることで、案内軸１６とラック１８ａとの間で噛合する位置が変わり、摺動基体１１が固定基台１０に対して前後方向（Ｚ方向、案内軸１６の軸方向に交差する方向）に摺動する。なお、摺動基体１１が固定基台１０に対して摺動する具体的な構成については後述する。

一方、摺動基体１１上の後側に配置された操作桿１２は、下端に不図示の硬球が取り付けられている。硬球は、摺動基体１１の重量の一部を受けながら、固定基台１０上に固定された不図示の摩擦板を圧接している。

このように構成された眼科装置１では、検者が操作桿１２を左右方向に傾けることで、水平動機構１５により支持された案内軸１６が回転を伴わずに軸方向に沿って、水平に移動して、摺動基体１１が固定基台１０に対して左右方向（Ｘ方向）に移動する。

また、検者が操作桿１２を前後方向に傾けることで、水平動機構１５により支持された案内軸１６が回転し、同期してピニオン歯車１７が回転することで、摺動基体１１が固定基台１０に対して前後方向（Ｚ方向）に移動する。

また、摺動基体１１上には、上下動機構２０が配設されている。上下動機構２０は、固定基台１０および摺動基体１１に対して、光学系ユニット１３を上下（Ｙ方向）に移動する。

（ラックアンドピニオン機構）
次に、摺動基体１１が固定基台１０に対して摺動する摺動機構について図４および図５を参照して、説明する。図４は、摺動機構の拡大側面図である。図５は、図４に示すＩ−Ｉ線を矢印方向から見た断面図である。なお、図４および図５では、案内軸の左側のみを示しているが、右側も同様な構成である。

図５の断面図に示すように、案内軸１６の端部には、ピニオン歯車１７が案内軸１６の端面に向かって螺合される固定ボルト２１によって固定されている。したがって、案内軸１６とピニオン歯車１７とは常に同期して回転する。また、ピニオン歯車１７には、軸方向のうち内側にピニオン部１７ａが形成され、外側に被案内部材としてのローラ部１７ｂが形成されている。ピニオン部１７ａは、ラック歯車板１８のラック１８ａに噛合する。また、ローラ部１７ｂは、円柱状であって、その外周面が摺動基体１１に配設される後述するローラ案内面１８ｂと接する。

案内軸１６の端部であって、ピニオン歯車１７の外端には、浮き上がり防止ワッシャ２２が案内軸１６に対して回転自在に嵌合されている。具体的には、浮き上がり防止ワッシャ２２は固定ボルト２１の頭部の外周面と、ピニオン歯車１７の内周面との間に挟まれて位置している。浮き上がり防止ワッシャ２２は、摺動基体１１の重心移動により摺動基体１１に浮き上がりが生じた場合、ラック歯車板１８のローラ案内面１８ｂに平行して形成された後述するワッシャ案内面１８ｃに当接することで、摺動基体１１の浮き上がりを規制する。

一方、摺動基体１１の左右両端の下面には、摺動基体１１の摺動方向（前後方向）に沿ってラック歯車板１８が固定されている。ラック歯車板１８には、ピニオン部１７ａと噛合するラック１８ａと、ローラ部１７ｂと接触する被案内部材としてのローラ案内面１８ｂが形成されている。ローラ案内面１８ｂは、ラック１８ａの外側で、ラック１８ａと平行に形成されている。ローラ部１７ｂがローラ案内面１８ｂによって摺動方向に案内されることで、摺動基体１１と固定基台１０との相対移動が安定する。また、ローラ部１７ｂとローラ案内面１８ｂとが接触することで、ローラ部１７ｂが摺動基体１１の重量の一部を支えるので、ピニオン歯車１７のピニオン部１７ａとラック１８ａとの噛合いが適当な間隔に保持させる。

ラック１８ａの前後の終端部（前後端部）付近には、それぞれストッパ１８ｃが形成されている。ピニオン歯車１７のローラ部１７ｂがストッパ１８ｃに当接することで、摺動基体１１の前後方向への移動量が規制される。

また、ラック歯車板１８は、前後のストッパ１８ｃから、それぞれ下方に延出した後、その間を架け渡す態様で懸架部１８ｄが形成されている。懸架部１８ｄの上面には、浮き上がり防止ワッシャ２２と当接するワッシャ案内面１８ｅが形成されている。

（水平動機構の構成）
また、本実施形態に係る水平動機構１５の具体的な構成について、図６（ａ）を用いて説明する。ここで、図６（ａ）は、本実施形態に係る水平動機構１５を理解するための断面図である。

本実施形態に係る水平動機構１５は、収納部材４５内に配置された直動軸受４１（例えば、スライドベアリング、リニアブッシュ）の外周に転がり軸受４２（例えば、深溝球軸受あるいはボールベアリング、針状軸ころ軸受あるいはニードルベアリング）を嵌め合わせた複数の軸案内部材４０ａ、４０ｂ（第１の軸案内部材とも呼ぶ。）によって案内軸１４を支持する機構である。このとき、案内軸１４は、直動軸受４１を介して軸方向に摺動自在に構成されている。また、案内軸１４は、転がり軸受４２を介して回転自在に構成されている。なお、水平動機構１５を固定基台１０に固定させるために、ネジ４７を用いるのが好ましい。このとき、収納部材４５の上部に穴４８を開けておくことが好ましい。穴４８を介してドライバー等によりネジ４７を回転させることができるため、簡単に水平動機構１５を固定基台１０に固定させることができる。

ここで、本実施形態に係る直動軸受４１の一例について、図７（ａ）を用いて説明する。直動軸受とは、案内軸の軸方向に直線運動するベアリングのことである。外筒７１の複数の溝に設けられた複数のボール７２が、荷重を受けながら直線にころがり運動（整列循環運動）する。これにより、案内軸１４を軸方向に直動（スライド）させることができる。

また、本実施形態に係る転がり軸受４２の一例について、図７（ｂ）を用いて説明する。転がり軸受とは、案内軸の軸方向に対して交差する方向に回転運動するベアリングのことである。複数のボール７６が、軌動輪と呼ばれる外輪７３と内輪７４との間に配置される。そして、複数のボール７６が、互いに接触しないように保持器７５によって一定の間隔を保ちながら円滑な転がり運動されるように構成されている。

（基台に対する案内軸の傾きについて）
ここで、図６（ａ）のように、案内軸１６と直動軸受４１との間に隙間があいていることが考えられる。このとき、例えば、被検眼と眼科装置とのアライメントを行う際に、摺動基体１１を固定基台１０に対して左右方向（案内軸１４の軸方向）に移動する場合、水平動機構１５（案内管）と案内軸１４の重心との距離が長くなると、案内軸１４の両端に働くモーメントの差が大きくなる。このため、水平動機構１５に対して案内軸１４が傾き易くなるため、結果的に、固定基台１０に対しての摺動基体１１の浮き上がりが生じ易くなる。

また、摺動基体１１の案内軸１４の中心近傍に位置する操作桿を操作するために検者が摺動基体１１に腕を載せた場合、検者の腕の重量に関するモーメント差も発生する。このため、水平動機構１５に対して案内軸１４はさらに傾き易くなると考えられる。

ところで、従来の眼科装置は、摺動基体１１や、摺動基体１１上に載置された被検眼を測定する測定部（筺体）は、一般的に、金属材料により構成されていた。この場合、案内軸１４の両端にモーメント差が発生しても、自重によりモーメントを打ち消す事が可能であった。しかしながら、本実施形態に係る測定部（筺体）は、上述したように、樹脂成形品により形成され、眼科装置１の軽量化が図られている。このため、水平動機構１５に対して案内軸１４は傾き易くなっている。

（傾き低減部の構成）
また、本実施形態に係る傾き低減部の具体的な構成について、図６（ｂ）と図６（ｃ）を用いて説明する。ここで、図６（ｂ）と図６（ｃ）は、本実施形態に係る傾き低減部を理解するための断面図である。

複数の軸案内部材４０ａ、４０ｂの間（中間位置が好ましい）に設けられ、固定基台１０に対する案内軸１４の傾き（浮き上がり）を抑制する抑制機構４４（傾きを低減する傾き低減部の一例）が設けられている。

図６（ｂ）において、抑制機構４４は、直動軸受４１と、直動軸受４１の外周に設けられた転がり軸受４６（転がり軸受４２より小さい）とを含む軸案内部材４０ｃ（第２の軸案内部材とも呼ぶ。）を有する。また、抑制機構４４は、収納部材４５に螺合されたネジ部材４３（第２の軸案内部材を案内軸に押圧する押圧部材の一例）を有する。ネジ部材４３の回転量を調節してネジ部材４３を軸受軸案部材４０ｃに当接させる。具体的には、ネジ部材４３を軸案内部材４０ｃに確実に当接させるために、微少なトルクでネジ部材４３を回転させて軸案内部材４０ｃに圧力をかけている。このとき、軸案内部材４０ｃは、複数の軸案内部材４０ａ、４０ｂの中心軸に対して偏心配置する。これは、複数の軸案内部材４０ａ、４０ｂに対して軸案内部材４０ｃを上下何れか一方に寄せるように配置できれば良い。これにより、固定基台１０に対する案内軸１４の傾きを抑制することができる。なお、図６（ｃ）のように、転がり軸受４６に替えて転がり軸受４２を適用しても良い。このとき、収納部材４５の抑制機構４４に対応する箇所を一部削ることが好ましい。これにより、転がり軸受４２が収納部材４５に接触することなく、確実に上記偏心配置することができる。

なお、軸案内部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、不図示の位置決め部材により、収納部材４５内の所定の位置に位置決めされている。また、抑制機構４４には、ネジ部材の替わりにバネ部材を適用しても良い。また、バネ部材には、ボールプランジャを適用することができる。

Claims

操作桿の操作に応じて、被検眼を測定する測定手段が配置された摺動基体を、基台に対して前後左右に移動させることが可能な眼科装置であって、
回転することにより、前記摺動基体を、前記基台に対して、軸方向に交差する方向である前後方向に移動させる案内軸と、
前記案内軸を、軸方向である左右方向に案内する複数の軸案内部材で構成される第１の軸案内部材と、
前記第１の軸案内部材の間に設けられた第２の軸案内部材と、
前記第２の軸案内部材を前記案内軸に押圧する押圧部材と、
前記複数の軸案内部材を収納する収納部材と、を有し、
前記第１の軸案内部材及び前記第２の軸案内部材は、前記収納部材を介して前記基台と前記摺動基体の間に配置され、
前記押圧部材は、前記収納部材を介して前記第２の軸案内部材を前記案内軸に押圧することを特徴とする眼科装置。
前記第２の軸案内部材は、前記押圧部材により前記案内軸に押圧されることで、前記第１の軸案内部材の中心軸に対して偏心配置されることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
前記摺動基体に設けられたラック機構と、
前記案内軸の両端に設けられ、前記ラック機構に噛み合うように配置されたピニオン機構と、を有し、
前記摺動基体は、前記基台に対して前記ラック機構に沿った方向に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
前記押圧部材は、ネジ部材であり、
前記ネジ部材の回転量を調節して、前記ネジ部材を前記第２の軸案内部材に当接させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科装置。
前記軸案内部材は、前記案内軸を軸方向に案内する直動軸受と、
前記直動軸受の外周に設けられた転がり軸受とからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科装置。