JP6633731B1

JP6633731B1 - クランプ装置

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Publication number: JP6633731B1
Application number: JP2018239553A
Authority: JP
Inventors: 陳▲彦▼鈞
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: JP2020101232A

Abstract

【課題】クランプ装置を提供する。【解決手段】クランプ装置は支持台、ハンドル、締め具およびロック部材を備える。ハンドルは支持台に配置される。締め具は締め具上側部、締め具下側部およびスライド部を有する。締め具上側部、締め具下側部およびスライド部は支持台に装着される。ロック部材はストッパーおよび桿状施錠部を有する。ストッパーおよび桿状施錠部は支持台に装着される。上述した構造特徴により、ハンドルを下げて桿状施錠部によってストッパーを解錠すれば、スライド部を移動させることができる。続いて、ハンドルによってスライド部を押して締め具下側部を上昇させれば、締め具上側部と締め具下側部との間に手術台のレールを挟むことができる。続いてハンドルを元の位置に復元させれば、桿状施錠部はスライド部を施錠して静止させ、部品が外れてしまうことを防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明はクランプ装置に関し、詳しくは位置決め作業および着脱作業を迅速かつ簡単に行うことができるクランプ装置に関するものである。

外科医師が補助機器（例えばロボットアーム）によって手術を行う際に、手術効率を向上させるためには手術台の辺縁部に補助機器を締め具で固定することが一般的である。

締め具に係る先行技術において、手術台の辺縁部に締め具を旋転ユニットで固定する方式はよく知られているが、着脱に非常に手間が掛かる。特許文献１は操作および組み立て作業が難しいという問題を抱えるだけでなく、設計上の安全配慮が足りないため、周囲の人は誤って締め具を逸脱させることが起こりやすい。

米国特許７,００３,８２７号公報

本発明は、位置決め作業および着脱作業を迅速かつ簡単に行い、使用の際に良好な安全性を維持することができるクランプ装置を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するためのクランプ装置は、支持台、ハンドル、締め具およびロック部材を備える。ハンドルは支持台の一端に配置される。締め具は締め具上側部、スライド部および締め具下側部を有する。締め具上側部は支持台の頂部に固定される。スライド部は支持台に配置され、ハンドルによって動かされて支持台に向かって水平に移動でき、先端部に斜面を有する。締め具下側部は上下移動できるように支持台に配置され、底部に斜面を有する。スライド部の斜面は締め具下側部の斜面に当接するため、ハンドルによってスライド部を動かす際、スライド部は締め具下側部を解放位置から締め位置へ上昇させる。締め位置に至る締め具下側部は締め具上側部によって手術台のレールを両者の間に挟む。ロック部材はストッパー、復元スプリングおよび桿状施錠部を有する。ストッパーは上下移動できるように支持台に配置され、第二位置決め部を有する。ストッパーの第二位置決め部とスライド部の第一位置決め部は相互に対応する。復元スプリングはストッパーに作用し、ストッパーをスライド部の方向へ移動させる。桿状施錠部は水平に移動できるように支持台に配置され、ハンドルによって動かされて施錠位置と解錠位置との間にストッパーに対して作動する。桿状施錠部が施錠位置に据えられる際、ストッパーは桿状施錠部の係止部によって押さえられてスライド部を静止させる。このとき締め具下側部は締め位置に維持される。桿状施錠部が解錠位置に据えられる際、ストッパーは桿状施錠部の係止部から解放され、スライド部を水平に移動させる。このとき本発明によるクランプ装置を上に移動させ、かつ締め具下側部および締め具上側部に当接するレールによって締め具下側部を押してスライド部を左に移動させ、締め具下側部を解放位置まで降下させれば、レールを緩めることができる。

上述した構造特徴により、本発明によるクランプ装置の着脱作業を片手で行い、安全機能を確保し、人為的なミスで部品が外れてしまうことを避けることができる。つまり、位置決め作業および着脱作業を迅速かつ簡単に行い、使用上の安全性を向上させることができる。

比較的好ましい場合、レールは外側面を有する。ハンドルは回転軸によって支持台に配置される。回転軸の軸方向はレールの外側面の延伸方向に垂直であるため、ハンドルの操作と周囲の人または物体とを相互に干渉させることを避け、操作上の利便性を向上させることができる。

比較的好ましい場合、ハンドルは円弧状当接面を有する。スライド部は受動平面を有する。ハンドルを下げるとハンドルの円弧状当接面がスライド部の受動平面に当接するため、ハンドルはスライド部をスムーズに動かすことができる。

比較的好ましい場合、ハンドルは第一横棒および第二横棒を有する。第一横棒および第二横棒はハンドル上の同じ側に位置する。第一横棒は長さが第二横棒より小さく、位置が第二横棒より低い。桿状施錠部は一端に係止部を有し、他端に直立部および当接部を有する。桿状施錠部の当接部をハンドルの第一横棒によって動かす場合、桿状施錠部は施錠位置から解錠位置へ移動する。桿状施錠部の直立部をハンドルの第二横棒によって動かす場合、桿状施錠部は解錠位置から施錠位置へ移動する。

比較的好ましい場合、支持台はさらにスロットを有する。桿状施錠部は直立部に垂直のトグル部材を有する。トグル部材は桿状施錠部の一端に形成され、水平に往復移動できるように支持台のスロットに差し込まれて支持台のレールに背を向けた側面に突出するため、片手で解錠する際の利便性をはかることができる。

比較的好ましい場合、支持台はさらに開口部を有する。ストッパーは突出部を有する。ストッパーの突出部は支持台の開口部に嵌まり込む。ロック部材はさらにレバーを有する。レバーは支持台のレールに背を向けた側面に当接し、一端がストッパーの突出部に固定され、他端に凸状部を有する。桿状施錠部が施錠位置に据えられる際、桿状施錠部のトグル部材によってレバーの凸状部を動かすことが第二の安全機能になる。桿状施錠部が解錠位置に据えられる際、レバーの凸状部は桿状施錠部のトグル部材から解放されるため、ストッパーはスライド部を妨害せず移動させる。

比較的好ましい場合、支持台は内部に磁石を有する。ハンドルは欠け口を有する。磁石はハンドルの欠け口に嵌まり込んでハンドルを吸引して安定させるため、ハンドルの誤動作を抑制できる。

本発明によるクランプ装置の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。なお、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の一実施形態によるクランプ装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の一部分、即ちハンドルの第一横棒と桿状施錠部の当接部が配置されてある部位を示す斜視図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の一部分、即ちハンドルの第一横棒と桿状施錠部の当接部が配置されてある部位を示す側面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の操作手順を示す平面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の一部分を示す斜視図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の一部分、即ちハンドルの第一横棒と桿状施錠部の直立部が配置されてある部位を示す側面図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の一部分、即ちスライド部の第一位置決め部とストッパーの第二位置決め部が配置されてある構造を示す拡大図である。本発明の一実施形態によるクランプ装置の一部分、即ちスライド部の第一位置決め部とストッパーの第二位置決め部が配置されてある構造を示す別の拡大図である。

以下、本発明によるクランプ装置を図面に基づいて説明する。なお、明細書において、上下、左右、頂部、底部、内側、外側などの方向性用語は図面に示した方向に基づいて表現される。図中の同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。

（一実施形態）
図１から図５に示すように、本発明の一実施形態によるクランプ装置１０は支持台２０、ハンドル３０、締め具４０およびロック部材６０を備える。

支持台２０は、前側板２１および後側板２３から構成される。前側板２１は内側面に嵌合溝２２を有する。後側板２３は一端に形成されたスロット２４および中央に形成された開口部２５を有する。スロット２４および開口部２５は後側板２３の内側面および外側面を貫通する。

ハンドル３０は回転軸３５によって支持台２０の一端に配置され、前側板２１に相対する側面に欠け口３１を有し、後側板２３に相対する側面に第一横棒３２および第二横棒３３を有する。第一横棒３２は長さが第二横棒３３より小さく、位置が第二横棒３３より低い。ハンドル３０はさらに第二横棒３３に隣接する円弧状当接面３４を有する。

締め具４０は、締め具上側部４１、スライド部４４および締め具下側部４８を有する。

締め具上側部４１は、ねじなどの締付部材によって支持台２０の後側板２３の頂部に固定され、一端に一対の上あご４２を有し、他端がホルダー４３と連結されて一体になる。手術補助機器、例えばロボットアーム（図中未表示）はホルダー４３に装着される。

スライド部４４は、支持台２０内に配置され、受動平面４５を有する。ハンドル３０の円弧状当接面３４によってスライド部４４の受動平面４５を動かす場合、スライド部４４は支持台２０に向かって水平に移動する。スライド部４４はさらに頂部に形成された斜面４６と底面に形成された第一位置決め部４７とを有する。
図９に示すように、本実施形態において、第一位置決め部４７は複数の相互に間隔を置いて並ぶ凹状溝４７２から構成される。それぞれの凹状溝４７２は壁面に第一平面４７４と、第一平面４７４に相対する第一斜面４７６とを有する。

締め具下側部４８は、シャフト４９、下あご５０および斜面５１を有する。シャフト４９は上下移動できるように支持台２０に配置され、頂部が下あご５０と連結されて一体になる。下あご５０は支持台２０の外側に露出する。斜面５１はシャフト４９の底部に形成される。
図６ａに示すように、締め具下側部４８は斜面５１がスライド部４４の斜面４６に当接するため、水平に移動するスライド部４４は締め具下側部４８を上昇させることができる。

ロック部材６０は、ストッパー６１、復元スプリング６４、桿状施錠部６６およびレバー７１を有する。

ストッパー６１は、上下移動できるように支持台２０に配置され、頂面に第二位置決め部６２を有する。
図９に示すように、本実施形態において第二位置決め部６２は複数の相互に間隔を置いて並ぶ凸状部６２２から構成される。複数の凸状部６２２は一つずつ第一位置決め部４７の凹状溝４７２に嵌まり込み、それぞれ第二平面６２４および第二平面６２４に相対する第二斜面６２６を有する。凸状部６２２の第二平面６２４は凹状溝４７２の第一平面４７４に当接する。凸状部６２２の第二斜面６２６は凹状溝４７２の第一斜面４７６に当接する。上述した構造特徴により、ストッパー６１の第二位置決め部６２とスライド部４４の第一位置決め部４７とは相互に対応する。ストッパー６１はさらに一端に突出部６３を有する。ストッパー６１は突出部６３によって後側板２３の開口部２５に嵌まり込み、突出部６３のサイズが後側板２３の開口部２５より小さいため、上下移動の際に妨害されることがない。

復元スプリング６４（圧縮スプリング）は先端部がストッパー６１の底面に当接し、末端部が支持板６５の頂面に当接する。支持板６５はねじなどの締付部材によって前側板２１に固定されるため、復元スプリング６４はストッパー６１をスライド部４４の方向に動かす弾力を生じることができる。

桿状施錠部６６は、水平に移動できるように支持台２０に配置され、嵌合部６７、係止部６８、直立部６９、トグル部材７０および当接部８１を有する。嵌合部６７は桿状施錠部６６の中央に形成され、前側板２１の嵌合溝２２に嵌まり込む。係止部６８は桿状施錠部６６の一端に形成され、ストッパー６１の突出部６３の下方に位置する。直立部６９、トグル部材７０および当接部８１は桿状施錠部６６の他端に形成される。
図４および図５に示すように、トグル部材７０および当接部８１は直立部６９に垂直である。桿状施錠部のトグル部材７０は後側板２３のスロット２４に差し込まれて後側板２３の外側面（即ち支持台２０上のレール１２に背を向けた側面、図１参照）に突出する。

レバー７１は後側板２３の外側面（即ち支持台２０上のレール１２に背を向けた側面、図１参照）に当接し、固定部７４および凸状部７２を有する。固定部７４はレバー７１の一端に形成され、ねじなどの締付部材によってストッパー６１の突出部６３に固定されるため、レバー７１はストッパー６１とともに作動できる。凸状部７２はレバー７１の他端に形成され、桿状施錠部６６のトグル部材７０に当接することが第二の安全機能になる。

取付作業を行う際、ハンドル３０を回してハンドル３０の第一横棒３２を桿状施錠部６６の当接部８１に当接させることによって桿状施錠部６６を右に移動させる。ハンドル３０は回転軸３５によって動作するために、第一横棒３２は桿状施錠部６６の当接部８１に当接した後、当接部８１から分離する。
図６ａおよび図６ｂ（説明の便をはかるためにレバー７１の表示を省略する）に示すように、桿状施錠部６６の係止部６８とストッパー６１の突出部６３がずれる、即ち桿状施錠部６６が解錠位置Ｐ３に至ると、ストッパー６１が上下に作動できる。続いて、ハンドル３０を左に回す際、ハンドル３０の第一横棒３２が比較的短いため、図７および図８に示すように、ハンドル３０を持続的に回転させてもハンドル３０の第一横棒３２が桿状施錠部６６の直立部６９に接触して干渉することが発生しない。続いてハンドル３０は円弧状当接面３４によってスライド部４４の受動平面４５を押す。
図６ｃおよび図６ｄに示すように、このときストッパー６１は上下に作動できる状態であるため、スライド部４４は右に移動できる。移動中のスライド部４４は第一位置決め部４７の第一平面４７４によってストッパー６１の第二位置決め部６２の第二平面６２４を押し、スライド部４４および復元スプリング６４の二重の作用とともにストッパー６１を上下に往復作動させる。同時に斜面４６によって締め具下側部４８の斜面５１を押し、締め具下側部４８を解放位置Ｐ１（図６ａ参照）から締め位置Ｐ２（図６ｄ参照）へ上昇させる。締め具下側部４８が締め位置Ｐ２まで上昇すると、締め具上側部４１によって手術台のレール１２を両者の間に挟むことができる。
続いて、図６ｅに示すようにハンドル３０を右に回してハンドル３０の第二横棒３３によって桿状施錠部６６の直立部６９を押す。このときハンドル３０の第二横棒３３が比較的長いため、ハンドル３０を逆方向に回す際、ハンドル３０の第二横棒３３は桿状施錠部６６の直立部６９に持続的に接触し、桿状施錠部６６を左に持続的に移動させる。
図６ｆに示すように、桿状施錠部６６の係止部６８がストッパー６１の突出部６３に当接し、桿状施錠部６６のトグル部材７０がレバー７１の凸状部７２に当接する、即ち桿状施錠部６６が施錠位置Ｐ４に至ると、ストッパー６１は上下に作動できなくなる。このときスライド部４４はストッパー６１の静止に伴って移動できなくなる。つまり、取付作業が完了する。

人為的なミスによるハンドル３０の誤動作を避けるためには、図２に示すように前側板２１の内側面に磁石７３を配置する。ハンドル３０が初期状態（図６ａ参照）に維持される際、磁石７３はハンドル３０の欠け口３１に嵌まり込んでハンドル３０を吸引して静止させる。取付作業が完了した後、回転軸３５の軸方向Ａはレール１２の外側面１４の延伸方向に垂直であるため、ハンドル３０の操作と周囲の人または物体とを相互に干渉させることを避けることができる。

取り外し作業を行う際、図６ｇに示すように、片手で桿状施錠部６６のトグル部材７０を右に動かし、桿状施錠部６６のトグル部材７０とレバー７１の凸状部７２とを分離させると同時に、桿状施錠部６６の係止部６８とストッパー６１の突出部６３とを分離させる。つまり、桿状施錠部６６を解錠位置Ｐ３まで移動させる。続いて、片手でレバー７１の固定部７４を下げる。このときレバー７１の固定部７４とストッパー６１の延長部６３はまとまって固定されるため、ストッパー６１はレバー７１とともに降下すると同時に復元スプリング６４を圧縮し、スライド部４４の静止を解除する。続いて、ホルダー４３を持ち上げ、締め具上側部４１および締め具下側部４８の間に当接するレール１２によって締め具下側部４８を強制的に降下させてスライド部４４を左に移動させる。締め具下側部４８が解放位置Ｐ１（図６ａ参照）まで降下するとレール１２を緩めて取り外し作業を進めることができる。

スライド部４４の凹状溝４７２とストッパー６１の凸状部６２２は構造が上述に限定されず、変わってもよい。
図１０に示すように、スライド部４４の凹状溝４７２は第一平面４７４と、第一平面４７４に相対する第一円弧面４７８とを有する。ストッパー６１の凸状部６２２は第二平面６２４と、第二平面６２４に相対する第二円弧面６２８とを有する。スライド部４４の凹状溝４７２の第一平面４７４とストッパー６１の凸状部６２２の第二平面６２４とは相互に当接する。スライド部４４の凹状溝４７２の第一円弧面４７８とストッパー６１の凸状部６２２の第二円弧面６２８とは相互に当接する。上述した構造特徴により、スライド部４４の第一位置決め部４７とストッパー６１の第二位置決め部６２は相互に対応して位置決め効果を奏することができる。

上述をまとめると、本発明によるクランプ装置１０は片手で着脱作業を行い、安全機能を確保することができる。つまり、人為的なミスによる誤動作が原因で部品が外れてしまうという問題を避け、位置決め作業および着脱作業を迅速かつ簡単に行い、使用上の安全性を向上させることができる。

１０クランプ装置
１２レール
１４外側面
２０支持台
２１前側板
２２嵌合溝
２３後側板
２４スロット
２５開口部
３０ハンドル
３１欠け口
３２第一横棒
３３第二横棒
３４円弧状当接面
３５回転軸
４０締め具
４１締め具上側部
４２上あご
４３ホルダー
４４スライド部
４５受動平面
４６斜面
４７第一位置決め部
４７２凹状溝
４７４第一平面
４７６第一斜面
４７８第一円弧面
４８締め具下側部
４９シャフト
５０下あご
５１斜面
６０ロック部材
６１ストッパー
６２第二位置決め部
６２２凸状部
６２４第二平面
６２６第二斜面
６２８第二円弧面
６３突出部
６４復元スプリング
６５支持板
６６桿状施錠部
６７嵌合部
６８係止部
６９直立部
７０トグル部材
７１レバー
７２凸状部
７３磁石
７４固定部
８１当接部
Ｐ１解放位置
Ｐ２締め位置
Ｐ３解錠位置
Ｐ４施錠位置
Ａ軸方向

Claims

手術台の辺縁部に補助機器を固定するクランプ装置であって、
支持台、ハンドル、締め具およびロック部材を備え、
前記ハンドルは、前記支持台の一端に配置され、
前記締め具は、締め具上側部、スライド部および締め具下側部を有し、
前記締め具上側部は前記支持台の頂部に固定され、
前記スライド部は前記支持台に配置され、前記ハンドルによって動かされて前記支持台に向かって水平に移動でき、第一位置決め部および斜面を有し、
前記締め具下側部は上下移動できるように前記支持台に配置され、斜面を有し、前記締め具下側部の前記斜面は前記スライド部の前記斜面に当接するため、前記
締め具下側部は前記スライド部によって動かされて解放位置から締め位置へ上昇することができ、
前記締め具下側部が前記締め位置に据えられる際、前記手術台のレールは前記締め具下側部と前記締め具上側部との間に挟まれ、
前記ロック部材は、ストッパー、復元スプリングおよび桿状施錠部を有し、
前記ストッパーは上下移動できるように前記支持台に配置され、第二位置決め部を有し、前記ストッパーの前記第二位置決め部と前記スライド部の前記第一位置決め部とは相互に対応し、
前記復元スプリングは前記ストッパーに作用し、前記ストッパーを前記スライド部の方向へ移動させ、
前記桿状施錠部は水平に移動できるように前記支持台に配置され、前記ハンドルによって動かされて施錠位置と解錠位置との間に前記ストッパーに対して作動することができ、
前記桿状施錠部が前記施錠位置に据えられる際、前記ストッパーは前記桿状施錠部の係止部によって押さえられてスライド部を静止させ、
前記桿状施錠部が前記解錠位置に据えられる際、前記ストッパーは前記桿状施錠部の前記係止部から解放され、前記スライド部を水平に移動させることを特徴とする、
クランプ装置。
前記手術台の前記レールは外側面を有し、前記ハンドルは回転軸によって前記支持台に配置され、前記回転軸の軸方向は前記レールの前記外側面の延伸方向に垂直であることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
前記ハンドルは第一横棒および第二横棒を有し、前記第一横棒および前記第二横棒は前記ハンドル上の同じ側に位置し、前記第一横棒は長さが前記第二横棒より小さく、位置が前記第二横棒より低く、前記桿状施錠部は一端に前記係止部を有し、他端に直立部および当接部を有し、前記桿状施錠部の前記当接部が前記ハンドルの前記第一横棒によって動かされる際、前記桿状施錠部は前記施錠位置から前記解錠位置へ移動し、前記桿状施錠部の前記直立部が前記ハンドルの前記第二横棒によって動かされる際、前記桿状施錠部は前記解錠位置から前記施錠位置へ移動することを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
前記支持台はさらにスロットを有し、前記桿状施錠部はさらに一端に前記直立部に垂直のトグル部材を有し、前記トグル部材は水平に移動できるように前記支持台の前記スロットに差し込まれて前記支持台の前記レールに背を向けた側面に突出することを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
前記支持台はさらに開口部を有し、前記ストッパーは突出部を有し、前記突出部は前記支持台の前記開口部に嵌まり込んで前記桿状施錠部の前記係止部に当接し、前記ロック部材はさらにレバーを有し、前記レバーは前記支持台の前記レールに背を向けた側面に当接し、一端が前記ストッパーの前記突出部に固定され、他端に凸状部を有し、前記桿状施錠部が前記施錠位置に据えられる際、前記桿状施錠部の前記トグル部材は前記レバーの前記凸状部を押さえ、前記桿状施錠部が前記解錠位置に据えられる際、前記桿状施錠部の前記トグル部材は前記レバーの前記凸状部を解放することを特徴とする請求項４に記載のクランプ装置。