JP2001066517A - 天井取付装置 - Google Patents

天井取付装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 顕微鏡に生じうる振動を制限し、
かつ使用者の行動の自由及び視野を妨げず、更に顕微鏡
の位置にかかわらず顕微鏡のあるべき位置からの「ず
れ」を避けうる顕微鏡用天井取付装置を提供すること。 【解決手段】 天井取付装置は、顕微鏡支持アー
ム機構(３)及び補助アーム機構(５)の振動を分断する効
果を持つ二つの鉛直支柱(１，２)を有する。補助アーム
機構(５)が、コンピュータ(６)、コントロールシステム
(７)、及び／又はエネルギー源(８)を含む装置箱(２１)
を釣合い重りとして備え、更に緩衝要素(１７ａ、ｂ、ｃ)
を持つ取付台のためのインターフェース(１９)及び顕微
鏡(４)の運動円面の位置を校正するための調節装置を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡、とりわけ手
術用顕微鏡のための天井取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】天井取付装置は、非常に
広い応用分野で使用されており、異なる応用分野での要
求に応じてさまざまな形態をとっている。
【０００３】一つの主要な応用分野は集中医療であり、
そこでは医療装置、トレー、機器ホルダーなどが、患者の
周辺でできるだけ自由に操作できなければならない。
【０００４】伝統的な床上スタンドでは、これは通常移
動可能な形態をとっているが、天井取付装置はしばしば
一定の場所（天井に取付けた地点、通常は天井コンソー
ル）に固定されている。構造体全体の重量は、及びいず
れの傾動トルクも、その地点で吸収される。
【０００５】一方、可動式床上スタンドは、しばしば釣合
重り（カウンタウェイト）を持っており、これは顕微鏡
及び鉛直支柱を介して顕微鏡を支持する支持アームの重
量の釣り合いを計り、該スタンドが転倒しないようにす
る。出願人の比較的古いスタンド(ＭＳ−Ｃ)において
は、顕微鏡のためのコントロールシステム及びエネルギ
ー供給システムを持つ装置ボックスが、釣合重りの一部
として使用された。この装置ボックスはスタンドの鉛直
支柱に取り付けられており、あるメカニズムにより、装
置ボックスと顕微鏡がスタンドの同じ側の同一方向に突
出してスタンドが転倒するのを妨げた。
【０００６】最近の顕微鏡は一般に相応するコントロー
ルシステム及びエネルギー供給システム、即ち比肩しう
る装置ボックスを持っているので、天井取付装置を構成
する場合には、装置ボックスの取り付け方が問題とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、装置ボックスにより引き起こされる振動又は単なる
構造上の振動を制限する天井取付装置を提供することで
ある。本発明の第２の目的は、更に顕微鏡のための装置
が手術空間又は使用者の視野を妨げないことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上の第１の目的は、天井
コンソール、第一の鉛直支柱、及び顕微鏡を備え、天井コ
ンソールに結合し、第一の鉛直支柱に平行な、釣合重り
を担持するための補助アーム機構を持つ第二の鉛直支柱
によって特徴付けられる天井取付装置によって解決され
る。
【０００９】特別な実施の形態では、釣合重りは装置ボ
ックスである。
【００１０】天井取付装置の長所は、作業者に対する障
害を最小にしかつ運動の自由度を最大にすることであ
る。これ以外にも、天井への取り付け点に対する傾動負
荷は、それ自体知られているように、顕微鏡及び装置ボッ
クスが鉛直線に関して相互に直径方向に対向して位置す
れば最小にすることができる。水平補償空間が更に水平
軸を介して回転可能か、又は伸縮可能であれば、操作性及
び作業者の運動の自由度は大幅に改善される。
【００１１】他方、しかし、顕微鏡と顕微鏡支持体の分離
並びに装置ボックス及び装置ボックス支持体との分離に
より相互に影響を及ぼす振動が減少し、その結果本発明
の新たな形態が前述の問題を全てその基本構造のみによ
って解決する。
【００１２】本発明の特別な実施の形態及び発展形態は
従属請求項に列挙されている。簡潔化のため、各請求項
の記載はここに引用をもって繰込み記載されているもの
と扱う。必要に応じ、ここに転記するものとする。な
お、請求の範囲に付記した図面参照符号は、理解を助け
るためであり、図示の態様に限定することを意図しな
い。さらに、本願の優先権主張の基礎となったスイス特
許出願第１９９９ １２２５／９９号（１９９９年７月
３日出願）の全記載をここに引用をもって繰り込み、記
載を省略する。
【００１３】
【発明の実施の形態】更に有利な実施の形態は、顕微鏡
の水平支持アームが少なくとも二つの部分に分割され、
その結果水平支持アーム自体が少なくとも一つの垂直線
周りに及び／又は少なくとも一つの水平線周りに屈曲可
能であり、従って顕微鏡のための空間におけるより大き
な運動能力及び位置決め能力（ないし配置自由度）が生
じる。
【００１４】好ましくはコントロールパネル及びディス
プレイは、装置ボックスから隔てられて、更に顕微鏡の領
域内の分離コンソールに取り付けられる。例えば、それ
らは部屋の壁又は顕微鏡の水平支持アームに取り付ける
ことができる。
【００１５】しかし、本発明の更なる目的は、振動挙動の
決定的な改善であり、これはそれ自体前述の目的とは独
立の目的であると考えることができる。というのは振動
は装置ボックスのない形態に関わるからであり、事実、
床上スタンド若しくは壁面スタンドにも関わるからであ
る。
【００１６】解決すべき更なる問題は、従来の技術水準
に関して改良されるべき良好な緩衝能を提供することで
ある。
【００１７】この目的はそれゆえ、緩衝層及び非緩衝層
を含むそれ自体モジュール形態である固定構成要素から
なる少なくとも一つの緩衝インターフェース（ないし接
続部材）により解決される。本発明の天井取付装置のイ
ンターフェースの緩衝層及び非緩衝層の結合によって目
的の緩衝が得られる。
【００１８】本発明のインターフェースは、異なる振動
プロセスがインターフェースの前後で生じること、そし
てこれらが理想的には事実上互いに補償することを原理
的に可能にする。
【００１９】例えば、複合構造を持つ水平支持体の水平
インターフェースの緩衝層の配置は、好ましいことが証
明されている。
【００２０】特別の実施の形態によれば、堅固層及び弾
性層が相互一体化されてサンドイッチ状要素を構成す
る。これは、必要があれば容易に交換することができ、或
いは異なる性質の緩衝（減衰）特性を持つ他の要素によ
って交換することもできる。
【００２１】弾性緩衝層の替わりに、本発明の枠内で、
例えば以下の緩衝要素（ダンパ）を使用することができ
る。即ち、相互摩擦緩衝面を持つカップ（ないしサラ）
状バネパケット、又は断面縮小部（オリフィス）を備え
た結合チューブを持つ空気又は液圧縮クッションリング
である。異なる弾性又は非弾性の緩衝層（複数）又はセ
グメント（複数）は、この目的のために相互に結合する
（組合せる）ことができるであろう。例えば、それらは
短軸（ピン）状緩衝要素を持つサンドイッチ要素の孔内
に配置することもできる。それにより、より良い面圧が
得られる。
【００２２】緩衝層のための好ましい材料組成は、「Sy
lomer ＨＤ １００６Ｅ」及び「Sylomer ＨＤ ９０
６Ｅ」という名称のゲッツナー ヴェルクシュトッフェ
社（Getzner Werkstoffe GmbH / Buers-Bludenz,オース
トリー）の材料である。
【００２３】特に良好な振動緩衝が得られるのは少なく
とも一つの支持アームが平行四辺形として構成されてお
り、かつ対角線状に配置されたガス圧縮バネにより支持
乃至緩衝されているときである。
【００２４】本発明の更なる目的は、どの位置であると
にかかわらず、顕微鏡の位置ずれ（即ち、一度配置した
位置からのずれ、ドリフト）を避ける顕微鏡用天井取付
装置を提供することである。
【００２５】上の目的は、次の天井取付装置により解決
される。即ち顕微鏡が垂直軸を中心に運動円（Aktionsk
reis）を描くように、隣接する二つのアーム要素が垂直
軸周りに屈曲可能であり；さらに（ａ）該アームの形態
及び／又は該軸の配置は、運動円が、少なくとも通常の
平均的な負荷の下では、少なくともほぼ水平面内にあ
り、かつ負荷の位置エネルギーはあらゆる方角の位置で
ほぼ一定であるように選択されること、及び／又は
（ｂ）運動円の傾斜の調節手段を備えることにより解決
される。
【００２６】方角（角度位置）に依存しない調節を可能
にするために、運動円を調節する場合には、顕微鏡の水平
支持アームの水平面からの絶対ねじれ角αが支持アーム
の両側で同一であることに、即ち、角αは、支持アームの
端面から見ると、支持アームが左右のどちらに曲がって
いようとも鏡像対称的に等しいことに注意しなければな
らない。
【００２７】つい先ほど述べた垂直回転軸が斜めの位置
を取ることの結果、水平アームが伸びきった状態にある
場合、負荷(顕微鏡)は、水平の部分支持体の一つが湾曲し
かつそれゆえねじれが引き起こされる程度まで下方に来
て静止するようになる。これは好ましい解決法の一つで
ある。
【００２８】ねじれ角は顕微鏡及びその付属物の重量に
依存するため、装置構造体及び付属物に対する平均仕事
重量(平均位置エネルギー)では平均値が選択されるのが
好ましい。
【００２９】図は、好ましい典型的な実施の態様を示し
ているが、請求項の保護範囲はいかなる意味においても
これに限定されない。
【００３０】
【実施例】図は部分的に重複するように記載されてい
る。同一の参照番号は、同一の機能を有する同一又は類
似の構成要素を表示している。添え字のある参照番号は
複数の要素からなる部品の一部である。図は単に可能な
典型的な実施の態様として理解され、特許の範囲を限定
しない。
【００３１】新規な天井取付装置の好ましい変形例は、
相互に独立に天井コンソール１３に取り付けられた二つ
の鉛直支柱１，２を有する。一方の支柱１は、手術用顕
微鏡４を担持する固有の顕微鏡支持アーム機構３を有す
る。他方の支柱２は、装置ボックス２１を担持する補助
アーム機構（Hilfsstative）５を有する。該ボックス２
１は、ボックス２１が正しい位置にある場合、釣合重りと
しても働き、かつ例えばコンピュータ６、コントロール
システム７、及びエネルギー源８若しくはエネルギー変
換器を含む。「エネルギー源」はとりわけ例えば、グラス
ファイバーケーブル２０を介して顕微鏡４へ光を送る光
源としても理解される。グラスファイバーケーブル２０
は、他の全てのコントロールラインと共に、装置ボックス
２１からブリッジ３５を介して二つの支柱１及び２間を
補助アーム機構５から顕微鏡支持アーム機構３へ導かれ
ている。
【００３２】顕微鏡支持アーム機構３及び補助アーム機
構５はそれぞれ水平方向に向けられた支持アーム９及び
釣合アーム１０を有する。手術用顕微鏡４のための支持
アーム９は相互に関節によって接続された少なくとも二
つの支持アーム部分に分割され、その各部分は各々部分
要素１１ａ及び１１ｂ、並びに１２ａ及び１２ｂに更に
分割されており、他方釣合アーム１０は釣合重り又は装
置ボックス２１を有しかつ一般に手術用顕微鏡４から適
切な距離を隔てられている。必要な場合にのみ全体の構
造が折り畳まれて、顕微鏡４及び装置ボックス２１が相
互に間近に隣接するような位置(休止位置)に来るように
できる（図３）。これは例えば、保守点検用の位置であ
りえ、必要な場合には、使用者が装置ボックスで多くの
操作をしながら同時に顕微鏡を通して観察する位置であ
りうる。この稀な場合においては、二つのアーム機構(顕
微鏡支持アーム機構及び補助アーム機構)の釣合機能は
放棄され、負荷はそれに応じて天井コンソール１３に非
対称的に吸収される。
【００３３】本発明の長所乃至効果は一般に、とりわけ
本質的に複数の垂直支柱１４及び鉛直支柱１，２を接続
する少なくとも一つの水平支持盤１５(図面のケースで
は三つの支持盤１５ａ，ｂ，ｃ)からなる天井コンソー
ル１３に掛かる非対称的負荷を原理的に小さくできるこ
とである。
【００３４】これは大抵、支柱１，２から突き出た水平
アーム９及び釣合アーム１０が相互に反対向きに配置さ
れ、その結果各々に属する負荷が天井コンソ−ル１３の
中心から伸びる仮想の鉛直線に関して対称的に掛かるか
らである。これは天井に取り付けられた装置１３に及ぼ
す応力を弱めるだけでなく、本発明によれば、振動の分断
及びさまざまな質量の分離も提供する。
【００３５】とりわけ、装置ボックス２１の位置は、そ
れに必然的に伴う振動を手術用顕微鏡４に伝達すること
なしに、変更することができる。
【００３６】本発明により解決される更なる問題は、二
つの支持アーム部分要素１１ａ、ｂ及び１２ａ、ｂ上の重
量の位置の必然的なずれ（ドリフト）である。該要素群
は相互に少なくとも一つの垂直軸２３周りに回転可能で
あり、第一の部分たる支持アーム部分要素１１ａ(鉛直支
柱１に支持されている)は鉛直支柱１周りに回転可能で
ある。この問題は支持アームの有限な剛性から生じ、該
アームは重量(手術用顕微鏡４)の負荷の下で少々たわみ
かつねじれる傾向をもつ。この湾曲のため、顕微鏡４の
重心は、数学上の原理に基づき、支持体としてとるべき
最適な位置から多少低く沈む。しかし、この時生じるの
は、二つの支持部分要素のうちの一方１１ｂが軸２３周
りに他のアーム部分要素１１ａに関して屈曲する場合、
「ずれ」、即ち手術用顕微鏡４のその運動円に沿って最も
低い位置(より低い位置エネルギーをもつ)への回転を生
じうる重量モーメントである。
【００３７】この「ずれ」に対する本発明の解決法は、簡
単な技術上のトリックである。即ち、顕微鏡取付基部構
造（支持アーム機構）３の機械的な湾曲する性質の知識
に基づいて、少なくとも垂直軸２３は鉛直線から傾き、そ
の結果、二つの隣接する支持アーム部分要素１１ａ、ｂ
及び１２ａ、ｂ相互の湾曲に基づいて、内側の支持アー
ム部分要素１１ａから突き出た外側の支持アーム部分要
素１１ｂ又は１２ａ、ｂが「水平化」できる。その結果、負
荷の重心は位置エネルギー的に正しい位置(同じ鉛直線
上の位置)に維持され、外側に作用する力の要素は生じ得
ない。それゆえ顕微鏡の運動円は水平面内にて移動され
る。
【００３８】運動円の「水平化」のための好ましい形態
は、図５及び図１３から１５に詳細に記載されている。
これらの図群では、支持アーム部分要素１１ａは軸２３
を含む回転要素（継手）２９を含んでいる。回転要素２
９はタイロッド及びナットを有する調節システム２８を
介して支持アーム部分要素１１ａに対して回転できる。
それゆえ軸２３は容易に鉛直線周りに調節できる。回転
要素は、集合した状態で、第二の支持アーム要素１１ｂが
取り付けられたシャフト３０を含むので、その傾斜を調
節することができる。それゆえ水平面に対する運動円の
調節も可能である。
【００３９】調節システム２８に代わる方法として、鉛
直線に対する軸の角度は予め傾斜させることもできる。
【００４０】この形態の変形例は、図６及び７に概略が
記載されている。
【００４１】この変形例では、シャフト３０は支持アー
ム部分要素１１ａに固定されており、シャフト３０は軸
受３２を介してスリーブ３３に相対回動可能に軸受保持
されている。アーム部分要素１１ｂは軸受３２を介して
シャフト３０に関して容易に回転できるように取り付け
られた軸受スリーブ３３を収容している。スリーブ３３
は、ジンバル式サスペンション用ピン３１で支持アーム
部分要素１１ｂの凹所内に取り付けられていることによ
り、該アーム部分要素に対し相対回転できるようになっ
ている。ピン３１とは軸線上に異なった位置（図６では
下部）に配された調節ネジ３４は支持アーム部分要素１
１ｂに対するスリーブ３３の傾斜の調節を可能にし、従
って鉛直線に関する軸２３の相対的な傾斜の調節も可能
にする。さらに他の変形例は図４に示す。平行四辺形に
構成したアーム部分要素１２ａの対角線状にガス圧縮バ
ネが配され他の部分要素１２ｂとの連結軸（本来は垂直
軸）の傾きの調節が可能である。
【発明の効果】本発明の第１の視点（請求項１）の基本
構成により、装置ボックスから生ずる振動或いは構造上
の振動を大きく阻止、低減した、顕微鏡の天井取付装置
が提供される。本文に詳述したその他の利点は、各従属
請求項により、得られる。本発明の第２の視点（請求項
８）の構成によれば、顕微鏡のための支持アーム機構が
顕微鏡のための大きな運動ないし回動能力及び位置決め
自由度を与え、即ち、手術空間を妨げず、また使用者の
視野も妨げない。
【図面の簡単な説明】
【図１】伸ばされた状態の本発明の天井取付装置。
【図２】装置ボックスを持ち上げかつ回転し、顕微鏡支
持アーム機構を少し回転させた図１の天井取付装置。
【図３】最大限小さく折り畳んだ状態の図１の天井取付
装置。
【図４】顕微鏡支持アーム機構の詳細図。
【図５】据え付けられた緩衝インターフェースの拡大
図。
【図６】顕微鏡支持アーム機構の運動円傾斜調節システ
ムの略断面図。
【図７】図６の形態の平面図。
【図８】負荷が掛かっていない状態での緩衝インターフ
ェースの略断面図。
【図９】図８で負荷が掛かった状態の略図。
【図１０】本発明の緩衝要素の図１２の矢視Ｂから見た
断面図。
【図１１】サンドイッチ構造をなす本発明の他の緩衝要
素の半断面斜視図。
【図１２】図１０の緩衝要素の平面図。
【図１３】顕微鏡支持アーム機構の他の運動円傾斜調節
システムの図１４のＡから見た断面図。
【図１４】図１３に示した運動円傾斜調節システムのＢ
から見た断面図。
【図１５】図１３及び１４の運動円傾斜調節システムの
該略図。
【図１６】右方に屈曲された状態の顕微鏡支持アーム機
構の略式平面図。
【図１７】図１６に示した状態での顕微鏡支持アーム機
構の側面図。
【図１８】図１７の顕微鏡支持アーム機構で支持アーム
１１及び１２を伸ばし、かつ９０°回転した状態の側面
図。
【図１９】支持アーム１１ａ、ｂ及び１２ａ、ｂを３回屈
曲した、好ましい作業状態の図１の天井取付装置。
【符号の説明】
１ 顕微鏡支持アーム機構のための鉛直支柱 ２ 補助アーム機構のための鉛直支柱 ３ 顕微鏡支持アーム機構 ４ 手術用顕微鏡 ５ 補助アーム機構 ６ コンピュータ ７ コントロールシステム ８ エネルギー源 ９ 支持アーム １０ 釣合アーム １１ａ、ｂ 支持アーム部分要素 １２ａ、ｂ 遠位支持アーム部分要素 １３ 天井コンソール １４ 支持支柱 １５ 支持盤 １６ 固定構造部、天井 １７ａ、ｂ、ｃ 緩衝層 １８ａ、ｂ、ｃ 非緩衝層 １９ 緩衝インターフェース、緩衝要素 ２０ グラスファイバーケーブル ２１ 装置ボックス ２２ ブリッジ ２３ 垂直軸 ２４ コンソール ２５ ディスプレイ ２６ 操作要素（つまみ） ２７ ガス圧縮バネ ２８ 調節システム ２９ 回転要素（継手） ３０ シャフト ３１ ジンバル式サスペンション用ピン ３２ 軸受 ３３ 軸受スリーブ ３４ 調節ネジ ３５ ブリッジ ３６ 緩衝要素

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 天井コンソール(１３)、第一の鉛直支柱
    (１)、及び顕微鏡(４)を運ぶ少なくとも一つの水平支持
    アーム(９)を有する顕微鏡支持アーム機構(３)、を有す
    る顕微鏡(４)のための天井取付装置であって、 該天井コンソール(１３)に結合し、該第一の鉛直支柱に
    平行な第二の鉛直支柱（２）が、釣合い重りを担持する
    ための補助アーム機構(５)を有することを特徴とする天
    井取付装置。
  2. 【請求項２】 前記補助アーム機構(５)は、前記第二の
    支柱（２）の軸周りに、回転可能である少なくとも一つ
    の釣合アーム(１０)を持つこと、及び／又は 該補助アーム機構は、該第二の支柱(２)においてテレス
    コピックに高さが調節可能であることを特徴とする請求
    項１に記載の天井取付装置。
  3. 【請求項３】 前記支持アーム(９)は、垂直軸(２３)周
    りに、さらに任意的に水平線周りにも、相互に屈曲可能
    である少なくとも二つの支持アーム部分(１１，１２)に
    更に分割されていることを特徴とする請求項１又は２に
    記載の天井取付装置。
  4. 【請求項４】 前記支持アーム(９)又は支持アーム部分
    (１１ａ、ｂ)は、互いの間の緩衝用の少なくとも一つの
    インターフェース(１９)を備え、 該インターフェース(１９)は、少なくとも一つの緩衝層
    と少なくとも一つの非緩衝層からなる積層構造を有する
    ことを特徴とする請求項１から３の一に記載の天井取付
    装置。
  5. 【請求項５】 前記緩衝インターフェースは、少なくと
    もほぼ水平状態に選択されている請求項４に記載の天井
    取付装置。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも一つのインターフェース
    (１９)は少なくとも一層の弾性緩衝材を有し、 該弾性緩衝材は、０〜２．５Ｎ／ｍｍ2の圧力下で材厚
    が最大２０％圧縮されることを特徴とする請求項１から
    ５の一に記載の天井取付装置。
  7. 【請求項７】 前記釣合い重りが装置ボックスとして構
    成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一
    に記載の天井取付装置。
  8. 【請求項８】 二つの隣接したアーム部分(１１ａ及び
    １１ｂ)が、顕微鏡(４)が垂直軸(２３)の周りに運動円を
    描くように、該垂直軸の周りに屈曲可能である天井取付
    装置において、該アームの形態及び／又は該垂直軸の配
    置が、運動円が、少なくとも平均的な負荷の下では、少な
    くともほぼ水平面に位置しかつ負荷(顕微鏡(４))の位置
    エネルギーが全ての方角の位置においてほぼ一定である
    ように選択されること、及び／又は該運動円の傾きを調
    節する傾き調節機構（２８〜３０；３１〜３４）を有す
    ることを特徴とする天井取付装置。
  9. 【請求項９】 前記傾き調節機構は、前記垂直軸(２３)
    のための傾斜調節システム（２８）及び／又は、ジンバ
    ル状に懸架している軸受スリーブ（３３）のための傾斜
    調節システム（３４）を備えることを特徴とする請求項
    ８に記載の天井取付装置。
  10. 【請求項１０】 二つの鉛直支柱(１，２)を備え、手術
    用顕微鏡を担持し又は前記顕微鏡(４)のための装置ボッ
    クス(２１)を担持するために前記二つの鉛直支柱に夫々
    支持された各支持アーム機構(３，５)を備えることを特
    徴とする、天井取付装置。
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