(57)【要約】【課題】移動自在に配設する機器のスタンドの重量のつり合いをさらに改善すること。【解決手段】旋回軸（Ａ３）に対して旋回自在である第１のスタンドアーム（１１）と、第１のスタンドアーム（１１）に、旋回軸（Ａ３）と平行である回転軸（Ａ３’）に対して旋回自在であるように支承された第２のスタンドアーム（１３）と、第１のスタンドアーム（１１）に対して旋回転軸（Ａ３）に対して回転自在である第１の方向転換ローラ（１７）と、第２のスタンドアーム（１３）と回転しないように結合された第２の方向転換ローラ（１９）との周囲に掛け回された輪状のけん引ロープ（２１）とを有するスタンド（１；２０１）において、輪状のけん引ロープ（２１）は方向転換ローラ（１７，１９）の間に棒状部分（８３，８５）を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回軸（Ａ３）に対して旋回自在である第１のスタンドアーム（１１）と、
第１のスタンドアーム（１１）に、旋回軸（Ａ３）と平行である回転軸（Ａ３’）に対して旋回自在であるように支承された第２のスタンドアーム（１３）と、
第１のスタンドアーム（１１）に対して旋回転軸（Ａ３）に対して回転自在である第１の方向転換ローラ（１７）と、第２のスタンドアーム（１３）と回転しないように結合された第２の方向転換ローラ（１９）との周囲に掛け回された輪状のけん引ロープ（２１）とを有するスタンド（１；２０１）において、
輪状のけん引ロープ（２１）は方向転換ローラ（１７，１９）の間に棒状部分（８３，８５）を有することを特徴とするスタンド（１；２０１）。
【請求項２】
第１の方向転換ローラ（１７）の直径は第２の方向転換ローラ（１９）の直径と等しい請求項１記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項３】
第１の方向転換ローラ（１７）はスタンドの台座部分（７）に対してねじれることのないように固定されている請求項２記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項４】
スタンドは２つの棒状部分（８３，８５）を有し、棒状部分（８３，８５）の間に位置するロープ部分（８１）の長さは、第１のスタンドアーム（１１）の旋回範囲を制限する請求項１から３のいずれか１項に記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項５】
棒状部分（８５）はねじ結合部（８０，８４）を介して輪状のけん引ロープ（２１）のロープ部分（８１）と結合されている請求項１から１６のいずれか１項に記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項６】
棒状部分（８５）は両端部にねじ結合部（８０，８４）を有し、それら２つのねじ結合部（８０，８４）は相反する回転方向を有する請求項５記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項７】
保持アーム（１５）と、保持アーム（１５）に装着された調整装置（９３）とを有し、この調整装置（９３）に機器（３）を配設でき、保持アーム（１５）に対して機器（３）を調整することができる移動自在に懸架すべき機器（３）のスタンド（１；１２０）において、
調整装置（９３）は直線キャリッジ／旋回装置であることを特徴とするスタンド（１；２０１）。
【請求項８】
直線キャリッジ／旋回装置（９３）は、ベース部分（１４５）と、ベース部分（１４５）に沿って摺動自在である直線キャリッジ（１３９）と、直線キャリッジ（１３９）に配設され且つ直線キャリッジ（１３９）に対して旋回軸（１４７）のまわりを旋回自在である旋回要素（１４１）とを有し、この旋回要素（１４１）に機器（３）を固定できる請求項７記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項９】
直線キャリッジ（１３９）はねじスピンドル（１５５）によってベース部分（１４５）に沿って摺動自在である請求項８記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項１０】
ねじスピンドル（１５５）の回転軸（１５６）は旋回要素（１４１）の旋回軸（１４７）に対し垂直であり且つ旋回軸（１４７）と交わる請求項９記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項１１】
直線キャリッジ／旋回装置（９３）は保持アーム（１５）に回転軸（Ａ４）に対して回転自在であるように配設され且つ旋回軸（１４７）は回転軸（Ａ４）と平行である請求項８から１０のいずれか１項に記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項１２】
旋回要素（１４１）はウォーム歯車装置（１５３，１５９）を介して旋回自在である請求項８から２３のいずれか１項に記載のスタンド（１；２０１）。
【請求項１３】
第１のスタンド部分（７）と、
第１のスタンド部分（７）に装着されて、旋回軸（Ａ２）に対して旋回自在である旋回アーム（９）を有し、第１のスタンド部分（７）に対して移動自在である第２のスタンド部分（９，１１，１３，１５）であって、旋回アーム（９）の、旋回軸（Ａ２）から荷重距離ｌに配設される重量荷重Ｇに相当する回転モーメントが旋回アーム（９）に作用するような第２のスタンド部分（９，１１，１３，１５）と、
旋回軸（Ａ２）の、旋回軸（Ａ２）から距離Ｌをおいた位置に配置された作用点（２４７）に重量つり合い力を加えるために、ばね定数ｃを有する重量つり合いばね（２４６）と、旋回軸（Ａ２）から垂直方向距離ｒをおいた位置に配置され、方向転換半径が有限である方向転換手段（２４９）とを有する、重量荷重Ｇをつり合わせるためのエネルギー蓄積部（２４５）とを有する移動自在に配置すべき機器（３）のスタンド（２０１）において、
旋回アーム（９）の広い旋回範囲の中で有限の方向転換半径によって発生する重量つり合い誤差を最小にするために、ばね定数ｃ及び／又は垂直方向距離ｒは各々の理論上の重量つり合い目標値より小さく、その結果、
ｃ・ｒ＜（Ｇ・ｌ）／Ｌ
であることを特徴とするスタンド（２０１）。
【請求項１４】
重量つり合いばね（２４６）は引張りばねとして形成された圧縮ばねである請求項１３記載のスタンド（２０１）。
【請求項１５】
方向転換手段（２４９）はロープローラ（１４５１）を含み、このロープローラ（１４５１）に掛け回されたけん引ロープ（２４８）は重量つり合い力を重量つり合いばね（２４６）から旋回アーム（９）に伝達する請求項１３又は１４記載のスタンド（２０１）。
【請求項１６】
けん引ロープ（２４８）は重量つり合いばね（２４６）とロープローラ（１４５１）との間に垂直けん引ロープ部分を含み、垂直けん引ロープ部分により規定されるロープローラ（１４５１）の垂直接線は旋回軸（Ａ２）と交わる請求項１５記載のスタンド（２０１）。
【請求項１７】
方向転換手段（２４９）は、旋回軸（Ａ２）から等しい垂直距離ｒをおいて配置された別のロープローラ（１４５３）を含む請求項１６記載のスタンド（２０１）。
【請求項１８】
ｃ’・ｒ’・Ｌ＝Ｇ・ｌが成立する無補正ばね定数ｃ’があらかじめ与えられたときの垂直方向距離ｒとその無補正理論値ｒ’との差は、ロープローラ（１４５１，２５３）の半径に比例する請求項１３から１７のいずれか１項に記載のスタンド（２０１）。
【請求項１９】
垂直方向距離ｒと無補正理論値ｒ’との差はロープローラ（１４５１，２５３）の半径の０．３５から０．４５倍、好ましくは０．４倍であり、ばね定数ｃは無補正ばね定数ｃ’の０．７５から０．８５倍、好ましくは０．ｓｄｓ８倍である請求項１８記載のスタンド（２０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動自在に配設する機器のスタンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスタンドはドイツ特許第３７３９０８０Ａ１号から知られている。この周知のスタンドは、スタンドの旋回アームに装着された有効荷重の回転モーメントを補正すべきエネルギー蓄積部を有する。
この場合、エネルギー蓄積部は旋回アームの作用点に装着されたロープを含み、ロープは旋回軸の上に配置された方向転換ローラにより引張りばねの方へ方向転換される。これにより、エネルギー蓄積部は旋回アームの作用点に、方向転換ローラの周面の、作用点から来る直線状のロープ部分が方向転換ローラの周面と接触する点に向かう力を加える。
【０００３】
支承点と呼ばれるこの接触点は、方向転換ローラの周面における旋回アームの旋回位置に従って変動する。これは、方向転換ローラの直径が零ではないからである。この構成では、スタンドでごく大まかな、精密とはいえない重量つり合いを得ることしかできない。
このようなスタンドの理論は、Ｈ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文「Ｇｅｗｉｃｈｔｓａｕｓｇｌｅｉｃｈ  ａｎ  ｆｅｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｇｅｒａｔｅｎ」（ＦＥＩＮＧＥＲＡＴＥＴＥＣＨＮＩＫ、第１４巻、２／１９６５号）の中にも記載されている（６３ページの図７を参照）。Ｈ．Ｈｉｌｐｅｒｔのこの論文の６３ページの左コラム、第１段落には、周知のスタンドの場合、方向転換ローラの湾曲が有限であるために、すなわち、旋回アームが旋回するときの支承点の摺動又は付加的なロープの繰り出しや巻き取りによって、大まかな重量つり合いしか実行できないことが明示されている。そこで、旋回軸からの荷重距離ｌで旋回アームに作用する重量Ｇは、
ｃ’・ｒ’・Ｌ＝Ｇ・ｌ
の条件が満たされたときに等化される。尚、式中、
ｃ’は重量つり合いばねのばね定数、
ｒ’は旋回軸から方向転換手段への垂直方向距離、
Ｌは旋回軸から重量つり合い力の作用点までの距離である。
【０００４】
上記の条件は、方向転換が点状であると想定した場合、すなわち、方向転換半径が零に等しい場合にのみ正確な重量つり合いをもたらす。この事実は、Ｈ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文の６３ページの左コラム、第１段落にも明示されている。
ドイツ特許第２２１５７１Ａ１号からも、この種のスタンドが知られており、このスタンドはＨ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文の原理に従って構成されている。しかし、このスタンドにおいても、引張りばねを旋回アームと連結するロープの方向を転換する方向転換要素は湾曲が有限である傾斜面から形成されているので、支承点は旋回アームのその都度の位置に従って変動する。
【０００５】
もう１つのこの種のスタンドは米国特許第５，３２０，３１５号から知られており、第１のスタンドアームと、第１のスタンドアームに対して回転自在である第２のスタンドアームとを含む。この周知のスタンドの場合、輪状のけん引ロープ又はエンドレスベルトが第１のスタンドアームに対して回転自在である第１の方向転換ローラと、第２のスタンドアームと回転しないように結合された第２の方向転換ローラとに掛け回されている。この構成により、第１のスタンドアームの動きを第２のスタンドアームの動きと結び付けることができる。このスタンドでは、第１の方向転換ローラはスタンドの台座部分に対してねじれることのないように固定されているので、第１のスタンドアームが旋回するとき、第２のスタンドアームは、スタンドの台座部分に対する第２のスタンドアームの向きが一定のままであるように動く。
【０００６】
世界特許第８８／０９１５１号からもこの種のスタンドが知られている。このスタンドにおいては、スタンドアームの動きをつり合いおもりの動きと結び付けるために、エンドレス歯付きベルトとして構成された複数の輪状けん引ロープを順次切替える。そのため、どのような位置にあっても、このスタンドはつり合った状態になる。
しかしながら、ロープやベルト又は歯付きベルトには延性があるため、第１のスタンドアームと第２のスタンドアームの動きを連結する際にすべりと遅れが発生する。
【０００７】
さらに別のこの種のスタンドは欧州特許第０４３３４２６Ｂ１号から知られている。このスタンドは手術用顕微鏡を支持するもので、スタンドの保持アームと手術用顕微鏡との間に、手術用顕微鏡を保持アームに対して調整自在にする調整装置が配置されている。この構成により、スタンド／手術用顕微鏡システムのつり合いを保つために、手術用顕微鏡の重心をスタンドに対して摺動させることができる。
従って、このようなスタンドでは、重量のつり合いが成立する。すなわち、スタンドはその回転軸及び旋回軸に関してつり合いを保っており、各々の時点で動くスタンドの構成要素と、スタンドから懸架されている機器の重量のつり合いは、機器が動くときに、動いている機器の慣性のみを克服すれば良く、重力を制圧する必要はないように保たれる。
【０００８】
欧州特許第０４３３４２６Ｂ１号から知られているこのスタンドの場合、調整装置は、２つの互いに直交する方向に摺動自在である直線キャリッジを含む。直線キャリッジは、その調整範囲を限定するフレームに配設されている。従って、この調整装置は比較的大型で、重い。機器は必ず調整装置と共に動くので、かさの大きな調整装置は機器の運動能力を制限し、また、調整装置の大きな質量は機器の動きの慣性を増大させ、スタンドのつり合いを保つことを難しくしてしまうおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、冒頭に述べた種類のスタンドの重量のつり合いをさらに改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１のスタンド部分と、第１のスタンド部分に装着されて、旋回軸に対して旋回自在である旋回アームを有し、第１のスタンド部分に対して移動自在である第２のスタンド部分と、旋回アームの固定作用点に、第１のスタンド部分の支承点に向かう力を加えるエネルギー蓄積部とを含む移動自在に配設すべき機器のスタンドであって、旋回軸と支承点が垂直平面を構成し、スタンドアームが旋回するとき、支承点は第１のスタンド部分に対して空間的に固定されていることを特徴とする。
旋回アームの固定作用点において旋回軸と支承点が垂直平面を規定し且つ旋回アームの旋回時に支承点が第１のスタンド部分に対して空間的に固定していると、従来の技術によるスタンドに付随する、方向転換ローラの直径が有限であるために起こる誤りは取り除かれ、その結果、実質的に精密な重量のつり合いが可能になる。
【００１１】
エネルギー蓄積部は、引張りばねとして構成される圧縮ばねを含んでいると有利である。これにより、エネルギー蓄積部が破壊されても、旋回アームの下降運動の制御がきかなくなるということはありえない。
別の有利な実施態様においては、エネルギー蓄積部は作用点に装着されたロープを介して旋回アームに作用し、ロープを作用点へ方向転換されるロープローラは、ロープローラの外周面に位置する支承点に対して旋回自在に支承されている。これにより、重量の面でのロープの利点及びロープを摩擦少なくローラで方向転換する構成をほぼ空間的に固定されている支承点及び全く正確な重量のつり合いという長所と組合わせることができる。
エネルギー蓄積部を第１のスタンド部分に収納すれば、エネルギー蓄積部を特にスペースを節約して、スタンドの操作性又は調整能力をそこなうことなく装着できる。
【００１２】
別の実施態様においては、エネルギー蓄積部は、第１のスタンド部分に対して固定されたリング状ストッパと、ロープと接続された摺動自在のピストンとの間に支えられた圧縮ばねを含む。この構成により、エネルギー蓄積部のために適切な圧縮ばねの大部分を利用することができる。
旋回軸と直交する旋回アームの長手方向溝に沿って摺動自在であるすべり部材に作用点を配置すると、スタンドにより支持すべき機器の重量が変化した場合でも、すべり部材を簡単に摺動させるだけで、重量のつり合いを再びとり戻すことができる。
【００１３】
その目的のためには、旋回軸に対して垂直な回転軸のまわりを回転自在である螺旋溝にすべり部材を係合させると特に有利である。螺旋溝を回転させることにより、すべり部材はその長手方向溝に沿って摺動し、それに伴って作用点が変化する。
螺旋溝をアルキメデスの螺旋として構成すると、作用点の摺動は螺旋溝が回転する回転角に常に比例する。
【００１４】
さらに別の、非常に頑丈な実施態様においては、エネルギー蓄積部は引張り棒を介して作用点に作用を及ぼす。
エネルギー蓄積部が支承点を含む回転軸に対して回転自在となるように第１のスタンド部分に装着されたシリンダ／ピストン構造を含んでいると、第１のスタンド部分に対して固定された支承点の位置を正確に且つ十分に遊びなく実現することができる。
利用できる圧縮ばねは多数あるが、シリンダ／ピストン構造の中で圧縮ばねは引張り棒と結合するピストンと中空シリンダの内面との間に支えられている。
シリンダ／ピストン構造を旋回アームの側方に配置し且つ引張り棒のピストン側とは反対の側の端部を横棒を介して作用点に装着すれば、旋回アームの旋回範囲はエネルギー蓄積部によって制限されなくなる。
【００１５】
本発明の別の面によれば、本発明の基礎を成す課題は請求項１３の特徴によっても解決される。すなわち、旋回軸に対して旋回自在である第１のスタンドアームと、その第１のスタンドアームに、旋回軸と平行である他の回転軸に対して旋回自在であるように支承された第２のスタンドアームと、第１のスタンドアームに対して旋回転軸に対して回転自在である第１の方向転換ローラと、第２のスタンドアームと回転しないように結合された第２の方向転換ローラとの周囲に掛け回された輪状のけん引ロープとを有するスタンドにおいて、輪状のけん引ロープは方向転換ローラの間に棒状部分を有することを特徴とする。
【００１６】
この請求項１３の特徴によれば、冒頭に述べた種類のスタンドの第１のスタンドアームと第２のスタンドアームの動きはより正確に、直接に反応し合う形で結合されることになり、そのような動きの結合に基づく重量のつり合いが改善される。この場合、本発明によれば、輪状のけん引ロープのうち、方向転換ローラと直接に接触する部分のみを柔軟なロープとして形成すれば良いので、従来の技術に付随して起きていたヒステリシス状のロープ延伸の影響はほぼ除去される。
請求項１３の特徴により、上記のようにしなければロープの延びの問題を軽減するために必要であった輪状のけん引ロープの非常に強い張りを緩和することができ、その結果、ロープの断裂の危険は少なくなり、方向転換ローラの支承部の負担は軽減される。
【００１７】
２つの方向転換ローラの直径が同一であれば、スタンドの台座部分に対する第１のスタンドアームの動きは同じ大きさで第２のスタンドアームの動きに変換される。これにより、スタンドの台座部分に対して固定されている第１の方向転換ローラに対して、第１のスタンドアームが旋回するときでも、スタンドの台座部分に関する第２の方向転換ローラの、従って、第２のスタンドアームのアライメント状態を不変に保つことができる。
【００１８】
有利な実施態様の場合、剛性の棒状部分の間に位置する柔軟なロープ部分の長さは、スタンドアームの旋回範囲を限定する。この構成により、残留ロープ延伸効果をもたらす柔軟なロープ部分はできる限り短くなる。
棒状部分を同軸ねじ結合部を介して柔軟なロープ部分と結合すると、柔軟なロープ部分の応力を特に容易に調整することができる。この場合、棒状部分が両端にそのようなねじ結合部を有し且つそれら２つのねじ結合部の回転方向が逆であると、適切なほうの棒状部分を単純に回転させるだけで、輪状のけん引ロープを張ることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の面によれば、本発明の基礎を成す課題は請求項１９の特徴によっても解決される。すなわち、保持アームと、保持アームに装着された調整装置とを有し、この調整装置に機器を配設でき、保持アームに対して機器を調整することができる移動自在に懸架すべき機器のスタンドにおいて、調整装置は直線キャリッジ／旋回装置であることを特徴とする。
このように、調整装置を直線キャリッジ／旋回装置として構成することにより、調整装置を、たとえば、調整範囲を限定するフレームなしで、より小型に構成でき、それに伴って、スタンド全体をより軽量に構成できるので、スタンドのつり合い、従って、重量のつり合いをとるのが容易になる。
直線キャリッジ／旋回装置はベース部分と、ベース部分に沿ってねじ付きスピンドルによって摺動自在である直線キャリッジと、直線キャリッジに配設され、直線キャリッジに対して旋回軸に対して旋回自在であり且つ機器を固定することができる旋回要素とを有していると有利である。
【００２０】
有利な実施態様においては、ねじ付きスピンドルの回転軸は旋回要素の旋回軸と直交する。この構成により、直線キャリッジ／旋回装置の調整の運動機構はスタンドのユーザに特にわかりやすくなる。
直線キャリッジ／旋回装置をスタンドの回転軸に対して回転自在であるように保持アームに配置し且つ旋回軸がこの回転軸と平行であれば、直線キャリッジ／旋回装置により、機器の重心をスタンドの回転軸に特に急速に、適正に移動させることができる。
【００２１】
別の有利な実施態様では、旋回要素はウォーム歯車装置を介して旋回自在であり、ユーザはこのウォーム歯車装置を回転つまみを介して手動操作で操作することができる。この構成により、スタンドの使用時に、重量つり合いを保つという目的で旋回要素を旋回させるべき方向を直接に回転つまみで、旋回要素に固定された機器において発生する回転モーメントによって感知することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の面によれば、本発明の基礎を成す課題は請求項２５の特徴によっても解決される。すなわち、第１のスタンド部分と、第１のスタンド部分に装着されて、旋回軸に対して旋回自在である旋回アームを有し、第１のスタンド部分に対して移動自在である第２のスタンド部分であって、旋回アームの、旋回軸から荷重距離ｌに配設される重量荷重Ｇに相当する回転モーメントが旋回アームに作用するような第２のスタンド部分と、旋回軸の、旋回軸から距離Ｌをおいた位置に配置された作用点に重量つり合い力を加えるために、ばね定数ｃを有する重量つり合いばねと、旋回軸から垂直方向距離ｒをおいた位置に配置され、方向転換半径が有限である方向転換手段とを有する、重量荷重Ｇをつり合わせるためのエネルギー蓄積部とを有する移動自在に配置すべき機器のスタンドにおいて、旋回アームの広い旋回範囲の中で有限の方向転換半径によって発生する重量つり合い誤差を最小にするために、ばね定数ｃ及び／又は垂直方向距離ｒは各々の理論上の重量つり合い目標値より小さく、その結果、
ｃ・ｒ＜（Ｇ・ｌ）／Ｌ
であることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従って、ばね定数及び／又は垂直方向距離をその各々の理論上の無補正値と比べて減少させることにより、方向転換半径が有限であるために起こる重量つり合いの誤りを広い旋回範囲にわたって最小にすることができる。出願人の実験によれば、ばね定数ｃ及び垂直方向距離ｒの値を適切に設定すると、重量つり合いの誤りを４０°の旋回範囲で１％未満に保持でき、一方、無補正垂直方向距離ｒ’及び無補正ばね定数ｃ’における誤りは所定の４０°の旋回範囲でマイナス４％（旋回アームに対する回転モーメントは補償不足である）からプラス７％（旋回アームに対する回転モーメントは補償過剰である）であることがわかっている。
重量つり合いばねが引張りばねとして形成された圧縮ばねであれば、重量つり合いばねが破断しても、旋回アームの下降運動の制御がきかなくなることはありえない。
【００２４】
一実施態様では、方向転換手段はロープローラを含み、このロープローラに掛け回されたけん引ロープは重量つり合い力を重量つり合いばねから旋回アームに伝達する。この実施形態は重量つり合いの誤りを補正する手段を特に摩擦の少ない方向転換手段と組合わせたものである。
けん引ロープが重量つり合いばねとロープローラとの間に垂直のけん引ロープ部分を含み、その垂直のけん引ロープ部分により規定されるロープローラの垂直接線が旋回軸と交わるようにすれば、方向転換ローラは旋回軸と、重量つり合い力の方向とに関して、ばね定数及び／又は垂直方向距離を減少させることにより誤り補正を特に有効にするような態様で配置されることになる。
この場合、方向転換手段が旋回軸から等しい垂直方向距離ｒをおいて配置された別のロープローラを含んでいると、旋回アームを垂直位置を越えて２つの方向へ旋回させることができる。
【００２５】
出願人の実験によれば、垂直方向距離ｒとその無補正値ｒ’との差をロープローラの半径に比例させて、特に好都合な誤り補正を行うことができる。
垂直方向距離ｒとその無補正値ｒ’との差がロープローラの半径の０．３５から０．４５倍、好ましくは０．４倍であり且つばね定数ｃは無補正ばね定数ｃ’の０．７５から０．８５倍、好ましくは０．８倍であると、特に好都合であることがわかっている。
以下に説明するスタンドは、重量つり合いに関して、全体として有利な本発明の実施形態である。エネルギー蓄積部構造と、このスタンドのその他の構成要素、特につり合いおもり、継手の平行四辺形、ロープの平行四辺形直線キャリッジ／旋回装置などとの協働が本発明の特に有利な面である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、実施形態及び添付の図面に基づいて本発明を説明する。
図１は、本発明によるスタンドの一実施形態を概略的に示す側面図である。図中符号１で示すスタンドは、機器として、自在に動くことができるべきである手術用顕微鏡３を支持している。
スタンド１は、ローラ４により摺動自在である底部５に垂直回転軸Ａ１に対して回転自在に支承されている台座部分７を含む。この台座部分７に装着された旋回アーム９は、図１の図面の平面に対し垂直である旋回軸Ａ２のまわりに旋回自在である。
旋回アーム９の上端部には支持アーム１１が装着されており、支持アーム１１は旋回アーム９に対して、旋回軸Ａ２と平行である回転軸Ａ３に対して旋回自在である。支持アーム１１の機器側端部には、結合部材２２が後述するように常にそのアライメント状態を維持するように、結合部材２２が回転軸Ａ３と平行である回転軸Ａ３’に装着されている。さらに、結合部材２２と機器アーム１３との間に配置された一軸回転継手２４は、機器アーム１３を回転軸Ａ６に対して回転させる。
【００２７】
機器アーム１３の機器側端部には、保持アーム１５が回転軸Ａ５に対して旋回自在に装着されている。この回転軸Ａ５は図１の図面の平面に位置し、常に垂直である回転軸Ａ６と実質的に交わってはならない。スペース上の理由から、機器アーム１３は屈曲しており、保持アーム側の端部には、保持アーム１５を回転軸Ａ５に対して回転させることができる回転継手１４がある。
保持アーム１５の機器側端部には、手術用顕微鏡３が調整装置１６を介して回転軸Ａ４に対して旋回自在に装着されている。スタンド１が図１に示す位置にあるとき、回転軸Ａ４は図１の図面の平面に対し垂直であり、保持アーム１５は回転軸Ａ４と回転軸Ａ５とが直交するように構成されている。
【００２８】
手術用顕微鏡３が自在に動くということは、手術用顕微鏡３が動くときに、慣性モーメント及び／又は支承部の摩擦を克服しなければならないが、重力又は重量回転モーメントを制圧する必要はないこと、すなわち、スタンド１が各々の回転軸又は旋回軸に対して中立のつり合い状態になければならないことを意味している。この条件は、旋回させるべき質量の重心が旋回軸上に位置している場合、すなわち、スタンドがこの旋回軸に関してつり合いを保たれている場合に満たされる。
質量重心が旋回軸上にないときには、代替構成として、旋回軸を中心とする旋回時に地球の重力場における運動質量の高さ位置を変化させることにより解放される又は発生されるべき重力エネルギーを供給し、その結果として旋回軸に関する重心の回転モーメントのつり合いを保つエネルギー蓄積部を設けることができる。
以下に説明するが、スタンド１は２つの可能性を利用する。すなわち、旋回軸Ａ２と回転軸Ａ５にそれぞれ１つのエネルギー蓄積部が対応しており、また、回転軸Ａ３及びＡ４に関してスタンド１のつり合いを保つべきである。回転軸Ａ１及びＡ６については、それらは常に垂直に向いているので、回転に際しては重力エネルギーは解放もされず、消費もされる必要がないので、その都度の運動質量の重心をそれらの回転軸自体にのせることは不要である。
【００２９】
まず、回転軸Ａ３に関するスタンド１の重量つり合いを説明する。
旋回アーム９と平行な平行四辺形アーム３５が一軸回転継手３３によって支持アーム１１の機器とは反対の側の端部に装着されている。さらに、結合ロッド３７は、一軸回転継手３９を介して旋回アーム９の支持アーム側とは反対の側の端部に装着されると共に、一軸回転継手４１を介して平行四辺形アーム３５の支持アーム側とは反対の側の端部に装着されている。この場合、継手３３，３９及び４１の回転軸は回転軸Ａ３と平行であり且つ回転軸Ａ３と継手３３の回転軸との距離は継手３９及び４１の回転軸の離間距離と等しく、また、回転軸Ａ３と継手３９の回転軸との距離は継手３９及び４１の回転軸の離間距離と等しい。従って、旋回アーム９と、平行四辺形アーム３５と、支持アーム１１と、結合ロッド３７は継手の平行四辺形を形成している。
【００３０】
スタンド１をその回転軸Ａ３に関してつり合わせるために、結合ロッド３７と、平行四辺形アーム３５とにそれぞれつり合いおもり４３又は４４が摺動自在に配置されている。
さらに、図１に示すように平行四辺形継手が安定し且つ開いているように、すなわち、零とは異なる面を囲むように、摺動自在のつり合いおもり４３又は４４の大きさを規定する又は配置することのみが不可欠である。それにより、スタンド１は回転軸Ａ３に関して所望の中立つり合い状態となる。
たとえば、手術用顕微鏡の付属品の使用によって手術用顕微鏡３の重量が変化したときには、つり合いおもり４３及び４４の適切な摺動により、回転軸Ａ３に関するつり合いを再現することができる。
【００３１】
次に、旋回軸Ａ２に関するスタンド１の重量つり合いについて説明する。
つり合いおもり４３及び４４と、平行四辺形継手があるために、手術用顕微鏡３、保持アーム１５、機器アーム１３及び支持アーム１１の質量は、旋回軸Ａ２及び旋回アーム９に関して、旋回アーム９又は旋回アーム９の延長線上にそれより小さい「有効質量」が乗っているかのように作用する。
減少した「有効質量」により旋回軸Ａ２に対する旋回アーム９に加えられる残留回転モーメントをつり合わせるために、すなわち、旋回軸Ａ２に関する重量つり合いのために、エネルギー蓄積部４５が設けられている。エネルギー蓄積部４５は４７の位置で旋回アーム９に、４９の位置でスタンド１の台座部分７にそれぞれ装着されている。旋回アーム９が旋回軸Ａ２に対して旋回するときに地球の重力場において「有効質量」の高さ位置を変化させることにより解放される又は発生すべきエネルギーは、エネルギー蓄積部４５により蓄積又は供給される。
【００３２】
すなわち、このエネルギー蓄積部４５があるために、つり合いおもり４３及び４４は回転軸Ａ３に関してのみ所望の中立つり合い状態を成立させれば良く、つり合いおもり４３及び４４が回転軸Ａ３から相対的に大きく離間していることによって、好都合なてこ比が得られるので、つり合いおもり４３及び４４の質量を相対的に小さくおさえることができる。従って、エネルギー蓄積部４５によって、手術用顕微鏡３が移動するときに克服すべき慣性力を、相対的に小さくすることができる。
【００３３】
このようなエネルギー蓄積部の原則的な機能方式は、雑誌ＦＥＩＮＧＥＲＡＴＥＴＥＣＨＮＩＫ第１４巻、第２／１９６５号に掲載されたＨ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文「Ｇｅｗｉｃｈｔｓａｕｓｇｌｅｉｃｈ  ａｎ  ｆｅｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｇｅｒａｔｅｎ」の中に説明されている。本発明によるスタンドとの関連でいえば、この論文の特に図６及び図７に示されているエネルギー蓄積部の構造が重要である。
エネルギー蓄積部４５は、４７の位置で旋回アーム９に作用する力を支承点４９に向かう方向に加え、この力は「有効質量」により旋回アーム９に旋回軸Ａ２に関して加えられる回転モーメントとは逆に作用して、旋回アーム９を、それに伴ってスタンド全体を旋回軸Ａ２に関して中立つり合い状態に保持する。
このような中立つり合い状態により、旋回軸Ａ２に関して運動自在であることから得られる作用空間のどの位置でも、手術用顕微鏡３を力を加えずに位置決めすることができる。この場合、手術用顕微鏡３がとりうる摺動経路の各々の点は、手術用顕微鏡３に作用する合成力が消滅するつり合い点である。そこで、手術用顕微鏡３の支承する場合には、動かすべき質量によって発生する慣性力を克服しなければならない。
【００３４】
先に引用した論文「Ｇｅｗｉｃｈｔｓａｕｓｇｌｅｉｃｈ  ａｎ  ｆｅｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｇｅｒａｔｅｎ」から明らかであるように、旋回軸Ａ２に関するつり合いを保つためには、旋回軸Ａ２に関するつり合いを保つためには、旋回軸Ａ２と支承点４９を互いに垂直方向に上下に配置することが必要である。すなわち、旋回軸Ａ２と支承点４９により垂直平面５０を規定しなければならない。
ところが、上記の雑誌論文の中で開示されているエネルギー蓄積部構造はこの垂直平面条件を対応する旋回アームの唯一つの旋回位置に対してしか満たさず、その他の旋回範囲においては支承点は垂直平面からはずれており、そのため、旋回アームに旋回角によって決まる残留回転モーメントが加わる結果になる。この周知のスタンドとは異なり、本発明によるスタンドの支承点４９は、旋回アーム９が旋回しても、台座部分７に対して固定されたままであり、従って、旋回軸Ａ２と共に常に垂直平面５０を形成する。そのため、本発明によるスタンドは旋回アーム９のどの位置においても厳密なつり合い状態にある。
【００３５】
図２は、旋回アーム９が垂直の位置にある場合のスタンド１のエネルギー蓄積部４５の、図１の矢印IIの方向に見た部分断面詳細図である。
エネルギー蓄積部４５は、旋回軸Ａ２と平行である回転軸５７に対して回転自在に配置された円筒形ハウジング５３を含む。２本の軸ピン５５は、スタンドの台座部分７と結合する保持側壁部５９に固定係合する。円筒形ハウジング５３の中に引張り棒６１が突出し、引張り棒６１のピストン状に形成された端部６３に、圧縮ばね６５の一端部が当接している。圧縮ばね６５の他端は、円筒形ハウジング５３のピストンとは反対側の正面６７に当接している。
引張り棒６１は、円筒形ハウジング５３の外側で、横棒６９と連結している。横棒６９は回転軸受７１を介して引張り棒６１に装着されていると共に、回転軸受７３、すなわち、図１にごく概略的に示されている連接部分４７を介して旋回アーム９に装着されている。従って、支承点４９はエネルギー蓄積部のハウジング５３の回転軸５７と、旋回軸９及び平行四辺形アーム３５を含む継手の平行四辺形の平面との交点にある。
図２には、旋回軸受７７も示されており、旋回アーム９は旋回軸受７７を介してスタンドの台座部分７の軸ピン７９に、旋回軸Ａ２に対して旋回自在であるように支承されている。
【００３６】
図３を参照してエネルギー蓄積部４５の機能方式を説明する。図３は、図２の矢印III の方向に見た図２の詳細図の側面図であり、図３には、エネルギー蓄積部４５が断面図で示されている。しかし、図３に示す状況は、図２の旋回アーム３９が垂直に向いているのに対し、図３では、垂直位置から斜めの位置へ旋回しているという点で、図２とは異なっている。
旋回アーム９が図２に示す位置にあるとき、旋回アーム９に荷重を与える「有効質量」の重心は旋回軸Ａ２の厳密に垂直方向上方に位置しているので、旋回アーム９に回転モーメントは全く作用しない。従って、図２に示すスタンド位置にある圧縮ばね６５は、エネルギー蓄積部のハウジング５３の内部のスペース全体を占めている。
【００３７】
旋回アーム９が図３に示す位置にあるときには、「有効質量」は、旋回アーム９を旋回軸Ａ２に対して反時計回り方向に旋回させようとする回転モーメントを発生させる。しかし、図３に示すこの位置では、圧縮ばね６５が圧縮しているため、引張り棒６１は図２の位置よりもエネルギー蓄積部のハウジング５３の外へ出ている。圧縮ばね６５の圧縮によって発生するばね力は「有効質量」の回転モーメントに対抗し、旋回アーム９をつり合い状態に保持する。
図３に鎖線で示す引張り棒６１の長手方向軸６１ａは回転軸５７と交わり、旋回アーム９に加えられるばね力の方向は引張り棒の長手方向軸６１ａと平行であるので、ばね力は旋回アーム９の連接部分４７の領域に作用し、エネルギー蓄積部のハウジング５３の回転軸５７上に位置する支承点４９に向いている。この場合、図２に示す横棒６９を介する力の伝達によって、連接部分４７の領域にある力作用点と、支承点４９とを結ぶ線は引張り棒６１と平行になる。
【００３８】
支承点４９はエネルギー蓄積部のハウジング５３の回転軸５７上に位置し且つ旋回アーム９が回転軸Ａ２に対して旋回運動しても回転軸５７は空間的に固定されたままであるので、図１及び図３に鎖線で示す。支承点４９及び旋回軸Ａ２を含む平面５０は常に垂直である。
Ｈ．Ｈｉｌｐｅｒｔの上記の論文によれば、適用する状況によって、圧縮ばね６５のばね定数を特定のスタンド構成に、特に具体的に設定された旋回アーム９の力作用点４７に適応させることができる。この点に関しては、上記論文の６２ページ及び６３ページの式（１５）及び（２２）を参照のこと。
【００３９】
回転軸Ａ５に関する重量つり合いのために、図４に概略的に示す別のエネルギー蓄積部９５が機器アーム１３に設けられている。以下単に図４という場合は図４Ａを意味する。このエネルギー蓄積部９５もＨ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文に明示されている原理に従って動作し、同様に、この論文に記載されているエネルギー蓄積部の欠点を取り除く。
この第２のエネルギー蓄積部９５は、図４に示すように、調整要素を含んでおり、このエネルギー蓄積部の構造と機能方式を図５、図６及び図７を参照しながた説明する。
図５は、図４の矢印Ｖの方向に見た、機器アーム１３に配設されたエネルギー蓄積部９５の一部を示す断面図である。従って、回転軸Ａ５は図５の図面の平面に対し垂直である。
図６は図５に対応する断面図であり、保持アーム１５が回転軸Ａ５に関する別の回転位置にあるときのエネルギー蓄積部９５を示す。
回転軸Ａ４と平行に配置されるレバーアーム９９は保持アーム１５と固定結合されており、従って、保持アーム１５と共に回転軸Ａ５に対して旋回自在である。レバーアーム９９は回転軸Ａ５と直交する。
【００４０】
以下に説明するように、手術用顕微鏡３の重心は回転軸Ａ４上に位置し、回転軸Ａ４及びＡ５は直交しているので、手術用顕微鏡３により保持アーム１５に加えられる回転モーメントは、手術用顕微鏡３がレバーアーム９９上またはその延長線上に配置されているかのように作用する。この場合、回転軸Ａ４及びＡ５の交点から手術用顕微鏡３までの距離をＨ．Ｈｉｌｐｅｒｔの上記論文に従ったレバー長さｌと等しくすべきである。
従って、手術用顕微鏡３により回転軸Ａ５に関して加えられる回転モーメントに関して、スタンド１のつり合いをレバーアーム９９に作用するエネルギー蓄積部９５によって保つことができる。
さらに、レバーアーム９９と、円筒形の機器アーム１３の内部に摺動自在に収納されたピストン１０１との間にロープ１０３が張られており、ロープ１０３はロープローラ１０５により機器アーム１３の長手方向軸からレバーアーム９９の作用点１０７へ方向転換される。機器アーム１３の内部のピストン１０１と保持アーム側のリング状ストッパ１０９との間に、螺旋圧縮ばね１１１が支えられている。
【００４１】
保持アーム１５の旋回に結び付いた回転軸Ａ５に関するレバーアーム９９の回転によって、ピストン１０１はロープを介して回転軸Ａ５に向かって引張られるので、保持アーム１５が回転軸Ａ５に対して旋回すると、圧縮ばね１１１は図６に示す位置へと圧縮する。その結果、レバー９９に、従って、保持アーム１５に加えられるばね力は作用点１０７に作用し、ロープローラ１０５の周面の支承点１１３に向いている。このばね力は、保持アーム１５、調整装置１６及び手術用顕微鏡３の質量により回転軸Ａ５に関して加えられる回転モーメントを補正し、回転軸Ａ５に関する回転に関して中立のつり合い状態を成立させる。
ロープローラ１０５は、支承点１１３に対して自在に回転できるようにシーソー状に支承されている。保持アーム１５の旋回に伴って起こるロープローラ１０５の中心点１１５の位置の変化を両方向の矢印１１７により指示する。この構成により、保持アーム１５又はレバーアーム９９が回転軸Ａ５に対して旋回しても、支承点１１３は空間的に固定されたままである。
【００４２】
図４の図面の平面は垂直平面であり、回転軸Ａ５と機器アーム１３の長手方向軸の双方を含み、また、支承点１１３は機器アーム１３のこの長手方向軸上にあるので、支承点１１５は保持アーム１５の旋回軸Ａ５と共に垂直平面を規定する。図４では、保持アーム１３の長手方向軸は２つの矢印Ｖの先端を結ぶ線により確定されている。
上述のようにロープローラ１０５を支承点１１３でシーソー状に支承しているため、保持アーム１５が旋回するとき、ロープローラ１０５の中心点１１５は、支承点１１３が固定されたままであり且つ支承点１１３及び旋回軸Ａ５により規定される平面が常に垂直平面であるように動くことが確実である。
これに伴って、先にエネルギー蓄積部４５に関連して説明した通り、保持アーム１５、調整装置１６及び手術用顕微鏡３の質量の中心がレバーアーム９９と平行な回転軸Ａ４上に位置しているのであれば、保持アーム１５はどの旋回位置にあっても中立つり合い状態をとる。
【００４３】
手術用顕微鏡３に付属部品を装着した場合でも、回転軸Ａ５に関するつり合いを得るために、ロープ１０３の作用点１０７はレバーアーム９９に沿って摺動自在である。これにより、Ｈ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文の原則的には図７に示されているエネルギー蓄積部構造が実現される。
この目的のために、作用点１０７は、回転軸Ａ５と直交するレバーアーム９９の長手方向溝１１９に沿って摺動自在に案内されるすべり部材１２１に配置される。すべり部材１２１は、レバーアーム９９と共に回転軸Ａ５に対して旋回自在であるアルキメデス螺旋１２７の螺旋溝１２５にピン１２３によって係合する。アルキメデス螺旋１２７は、レバーアーム９９及び回転軸Ａ５と平行な平面に位置している。アルキメデス螺旋１２７と固定結合する回転つまみ９７により、アルキメデス螺旋１２７をレバーアーム９９に対して、回転軸Ａ５と直交する回転軸９８に対して回転させることができ、それによって、レバーアーム９９に沿って案内されるばね力作用点１０７と旋回軸Ａ５との距離を調整することができる。ピン１２３が係合する案内溝１２５がアルキメデス螺旋であるために、その距離変化は常に回転つまみ９７の回転角に比例する。
【００４４】
アルキメデス螺旋１２７又は１２５の代わりに、レバーアーム９７と平行に配置されるべきであり、且つ回転つまみ９７からかさ歯車を介して調整できるねじ付きスピンドルを利用して、すべり部材１２１を調整することも可能である。回転つまみ９７が機器アーム１３のスリット１２９の端部に当たることによって保持アーム１５の旋回範囲を制限しないように、回転つまみ９７はレバーアーム９９に対して図５に示すように配置されるべきであろう。
【００４５】
図７には、ロープローラ１０５のシーソー状の支承状態をさらに詳細に示す。図７は、図５の矢印VII の方向に見た断面図である。
ロープローラ１０５は、その中心点１１５を通る回転軸１３７に対して回転自在であるように支持部分１３１に支承されている。支持部分１３１は、回転軸受１３３により、支承点１１３と交わる回転軸１３５に対して回転自在に機器アーム１３のリング状ストッパ１０９に支承されている。これにより、ロープローラ１０５は回転軸１３５に対して回転自在に支承点１１３でシーソー状に支承されることになり、支承点１１３はロープ１０３の有限の横断面の中心の、回転軸１３５上に配置されている。
【００４６】
また、エネルギー蓄積部９５について、先に挙げたＨ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文に基づいて、所定の用途に応じて、圧縮ばね１１１の適切なばね定数及びレバーアーム９９における力作用点１０７の位置を容易に確定することができる。この点に関して、特にこの論文の６２ページ及び６３ページの式（１５）及び（２２）を参照。エネルギー蓄積部９５においては、ばね定数の平均値を適切に設定すれば、試験を行うことにより、すなわち、力作用点１０７を適切に摺動させることにより、その都度の重量つり合いを成立させることが可能である。
【００４７】
以下に、図１に戻って、回転軸Ａ６が常に垂直方向に向いており、その結果として、回転軸Ａ６にエネルギー蓄積部を対応させること又は回転軸Ａ６に対して旋回される質量の重心を回転軸Ａ６の方へ調整／移動させるのをやめることができる理由を説明する。
旋回アーム９の上端部には、回転軸Ａ３を中心に、常に水平方向に向いた水平アーム２３と結合する方向転換ローラ１７が支承されている。支持アーム１１の機器アーム側の端部には、支持アーム１１に対して回転自在である別の方向転換ローラ１９が回転軸Ａ３と平行な回転軸Ａ３’を中心として支承されており、これらの方向転換ローラ１７及び１９には輪状のけん引ロープ２１がすべりなく掛け回されている。この場合、方向転換ローラ１９には結合部材２２が回転しないように配設されている。
【００４８】
方向転換ローラ１７にねじれることのないように配設された水平アーム２３は一軸回転継手２５を介して平行四辺形棒材２７の一端部と結合しており、平行四辺形棒材２７の他端は一軸回転継手２９を介してスタンド１の台座部分７に装着されている。継手２５及び２９の回転軸は回転軸Ａ２又はＡ３と平行である。
回転軸Ａ２及びＡ３の間に位置する旋回アーム９の部分は平行四辺形棒材２７、水平アーム２３及び想像上の、従って、旋回軸Ａ２と継手２９とを結ぶ図１に鎖線を示す線３１と共に継手平行四辺形を形成する。そこで、旋回軸Ａ２と回転軸Ａ３との距離は回転継手２５の回転軸と、回転継手２９の回転軸との離間距離に等しい。さらに、旋回軸Ａと継手２９の回転軸との距離は回転軸Ａ３と、継手２５の回転軸との離間距離に等しい。また、スタンド１が軸Ａ１からＡ６に対して旋回している間に、鎖線で示す連結線３１の水平位置は変化しないので、水平アーム２３は旋回アーム９のその都度の位置とは無関係に常に水平方向に向いている。
【００４９】
支持アーム１１が回転軸Ａ３に対して旋回するとき又は旋回アーム９が旋回軸Ａ２に対して旋回するとき、方向転換ローラ１７及び１９は支持アーム１１に対して、常に垂直方向に対する方向転換ローラ１７及び１９の向きが一定のままであるように回転する。それは、水平アーム２３が方向転換ローラ１７と固定結合されており、方向転換ローラ１７はロープの平行四辺形を形成する輪状のけん引ロープ２１を介して方向転換ローラ１９と結合されているためである。
機器アーム１３は結合部材２２を介して方向転換ローラ１９と固定結合されているので、垂直方向に対するローラの向きも常に一定のままである。従って、旋回アーム９又は支持アーム１１の旋回時に、回転軸Ａ６自体は常に垂直方向に向いたままである。
【００５０】
図４には、支持アーム１１の前部と、機器アーム１３と、保持アーム１５と、手術用顕微鏡３とを含むスタンド１の領域を示す。
図４から明白であるように、輪状のけん引ロープ２１は方向転換ローラ１７及び１９の領域では可撓性のロープ８１として形成され、ローラ１７及び１９の間においては剛性の棒部分８３又は８５として形成されている。ロープ部分８１はすべりなく方向転換ローラ１７及び１９に掛け回されており、その長さは、支持アーム１１の旋回領域全体にわたって剛性の棒部分８３及び８５と、方向転換ローラ１７又は１９との接触が起こらないように定められている。
【００５１】
方向転換ローラ１７及び１９と、輪状のけん引ロープ２１とを含むロープの平行四辺形をこのように構成することにより、棒材の平行四辺形に対するロープの平行四辺形の重量上の利点を維持しつつ、ロープが原因となって起こるヒステリシス状のロープ延伸の影響を最小にすることができる。このように、けん引ロープの軽量という利点を棒材の高い剛性と組合わせることができる。このヒステリシス状の延伸の影響を抑制するために、ロープの平行四辺形の棒部分８３及び８５で強いロープの張りを必要とし、その結果として、方向転換ローラ１７及び１９の軸受に過剰な負荷がかかるという事態は起こらないであろう。
【００５２】
図４、特に図４Ｂの拡大詳細図から明白であるように、剛性の棒部分８５はその両端部に雌ねじ８４及び８６を有する。この場合、雌ねじ８４は右回りねじであり、雌ねじ８６は左回りねじである。それらの雌ねじ８４及び８６には、可撓性のロープ部分８１と固定結合する対応する止めねじ８０及び８２が螺合されている。棒部分８５を回転させることによっても、輪状のけん引ロープの張りを変化させることができる。
図４Ｃには、剛性の棒部分を可撓性のロープ部分と結合するための別の方法を示す。
【００５３】
この実施形態においては、棒部分１８５は、ケースとして構成された末端部１８０のねじ穴１８９に螺合される雄ねじを有する。結合部材１８０は棒部分とは反対の側の端部に環状段部１９１を有し、ロープ８１と固定結合する円板１８７がこの環状段部１９１に当接する。
この実施形態の場合、棒部分１８５の他端を同じ結合部材を介して又はクランプ要素を介してロープ部分８１と結合することができる。
【００５４】
以下、回転軸Ａ４に関するスタンド１の重量つり合いを説明する。
さらに、保持アーム５と手術用顕微鏡３との間に挿入された調整装置１６により、手術用顕微鏡３の重心を回転軸Ａ４上へ移動させ、それに伴ってスタンド１を回転軸Ａ４に関してつり合わせることができる。
図８は、図４の矢印VIIIの方向に見た調整装置１６の側面図である。
調整装置１６は、直線キャリッジ１３９と、旋回要素１４１とを含む直線キャリッジ／旋回装置として構成されている。直線キャリッジ１３９は、ベース部分１４５に沿って両方向矢印１４３の方向に摺動自在である。ベース部材１４５は直線キャリッジ／旋回装置１６の回転軸Ａ４に対して旋回自在である。直線キャリッジ１３９には、直線キャリッジと共に両方向矢印１４３の方向に摺動自在であり且つ旋回軸１４７に対して旋回自在であるように旋回要素１４１が配設されている。この旋回要素１４１に手術用顕微鏡３が固定されている。ベース部材１４５は保持アーム１５に回転軸Ａ４に対して回転自在に装着されているので、手術用顕微鏡３を直線キャリッジ／旋回装置１６と共に回転軸Ａ４に対して回転させることもできる。
図８には、直線キャリッジ１４３を摺動させるための回転つまみ１４９と、旋回要素１４１を旋回軸１４７に対して旋回させるための別の回転つまみ１５１がさらに示されている。そこで、回転つまみ１５１は、旋回要素１４１に形成された傾斜歯部を有するウォーム歯車１５３に作用する。
【００５５】
図９は、図４の矢印IXにより示される切断線に沿った、回転軸Ａ４及びＡ７を含む直線キャリッジ／旋回装置１６の断面図である。
図９から明らかであるように、回転つまみ１４９により、ねじ付きスピンドル１５５を図９の図面の平面に位置する回転軸１５６に対して回転させることができる。ねじ付きスピンドル１５５は、ベース部分１４５の凹部１５７の中で図８の両方向矢印１４３の方向に摺動自在に案内される直線キャリッジ１３９のねじ穴１５８を貫通している。そこで、回転つまみ１４９を回すことにより、直線キャリッジ１３９を、それに伴って手術用顕微鏡３を図９に対して上下に移動させることができる。
【００５６】
直線キャリッジ１３９には、別のねじ付きスピンドル１５９が図９の図面の平面に対し直交する回転軸１６１に対して回転自在に配設されている。この第２のねじ付きスピンドル１５９は、旋回要素１４１のウォーム歯車１５３の傾斜した歯とかみ合っている。ウォーム歯車１５３は回転軸受１６３を介して直線キャリッジ１３９に対して回転軸１４７に対して回転自在であるので、ねじ付きスピンドル１５９の回転によって、旋回要素１４１を、それに伴って手術用顕微鏡３を旋回させることができる。そのようなねじ付きスピンドル１５９の回転は、ねじ付きスピンドル１５９と固定結合した、図８に示される回転つまみ１５１によって得られる。
図９からは、回転軸Ａ４に関する直線キャリッジ／旋回装置１６の回転を可能にする回転軸受１６５もさらに明らかである。
【００５７】
図１０は、旋回要素１４１が垂直位置から旋回した状態の、直線キャリッジ／旋回装置１６の図９の矢印Ｘの方向に見た平面図である。
図１０からは、ねじ付きスピンドル１５９を受け入れる直線キャリッジ１３９の部分１６７を明らかに見てとることができ、また、旋回要素１４１に形成された固定穴１６９を利用して、図１０には図示上の理由により表示されていない手術用顕微鏡が旋回要素１４１に固定されている。回転軸Ａ４は回転軸１４７と同様に図１０の図面の平面に対して垂直である。回転軸１４７に対して旋回自在であるのは旋回要素１４１のみであるが、図１０に示す直線キャリッジ／旋回装置１６の全体が回転軸Ａ４に対して旋回自在であることに注意すべきである。
【００５８】
図１１は、本発明による別のスタンド２０１を概略的に示す側面図である。図１から図１０のスタンド１の要素に対応するスタンド２０１の各要素は、図１から図１０と同じ図中符号により指示されている。スタンド２０１の説明に関しては、図１から図１０の説明を参照のこと。
【００５９】
以下、旋回軸Ａ２に関するスタンド２０１の重量つり合いを説明する。
減少した「有効質量」により旋回アーム９に旋回軸Ａ２に関して加えられる残留回転モーメントをつり合わせるために、すなわち、旋回軸Ａ２に関する重量つり合いを保つために、エネルギー蓄積部４５と同様に作用するエネルギー蓄積部２４５が設けられている。
エネルギー蓄積部２４５は、けん引ロープ２４８によって重量つり合い力を旋回アーム９の作用点４７に加える重量つり合いばね２４６を含む。けん引ロープ２４８は方向転換手段２４９を介して、旋回軸Ａ２を含む垂直平面５０から作用点４７へと方向転換される。
【００６０】
図１２は、エネルギー蓄積部２４５に詳細に示す。
重量つり合いばね２４６に結合したけん引ロープ２４８を作用点４７へ方向転換する方向転換手段２４９は第１のロープローラ２５１と、第２のロープローラ２５３とを含み、これらのロープローラは台座部分７の部分２５５に旋回軸Ａ２と平行な回転軸に対して回転自在に配設されている。
重量つり合いばね２４６はハウジング２５７の中に配置されており、ハウジングの前壁２５９と、ハウジング内で移動自在である円板２６１との間に支えられている。けん引ロープ２４８は円板２６１に固定されており、前壁２５９を貫通して、方向転換ローラ２６３からロープローラ２５１及び２５３へと方向転換される。方向転換ローラ２６３と、２つのロープローラ２５１及び２５３の接触点２６５との間にあるけん引ロープ２４８の部分は、旋回軸Ａ２を含む垂直平面５０にある。
【００６１】
Ｈ．Ｈｉｌｐｅｒｔの論文によれば、スタンド１は、旋回軸Ａ２から荷重距離ｌで旋回アームに作用する重量Ｇに関して、
ｃ’・ｒ’・Ｌ＝Ｇ・ｌ
であるときにつり合いを保つ。尚、式中、ｃ’は重量つり合いばねのばね定数、ｒ’は旋回軸から方向転換手段までの垂直方向距離、Ｌは旋回軸から作用点までの距離である。
しかしながら、この条件は、けん引ロープが接触点２６５と作用点４７との間で直線に沿って走っている場合にのみ、厳密な重量つり合いを確保する。ただし、ロープローラ２５１又は２５３の半径が有限であるため、けん引ロープ２４８は接触点２６５と作用点４７との間に、ロープローラ２５１の周面（旋回アーム９が左へ旋回したときにはロープローラ２５３の周面）に沿った円弧状部分を含んでいる。
方向転換半径が有限である方向転換手段であっても、ほぼ正確な重量つり合いを実現できるようにするために、本発明によれば、
ｃ・ｒ＜（Ｇ・ｌ）／Ｌ
が成立する。式中、ｃはばね２４６のばね定数、垂直方向距離ｒは接触点２５６と旋回軸Ａ２との間の距離である。
本発明によれば、有限の方向転換半径を考慮して補正される値ｃ及びｒは、ｃ’及び所定のｒ’に基づいて、ｒとｒ’の差がロープローラ２５１の半径の０．４倍であり且つばね定数ｃはｃ’の０．８倍であるように確定される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明によるスタンドの概略側面図。
【図２】図１の矢印IIの方向に見たスタンドの部分断面詳細図。
【図３】図２の矢印III の方向に見たスタンドの部分断面詳細図。
【図４】スタンドの機器側の部分の図１に対応する詳細図（Ａ）と、棒とロープとの接続部の詳細図（Ｂ、Ｃ）。
【図５】スタンドのエネルギー蓄積部を示す図４の矢印Ｖの方向に見た、図４の線Ｖ−Ｖに沿った断面図。
【図６】図５のエネルギー蓄積部を別のスタンド位置で示す図５に対応する断面図。
【図７】図５の矢印VII の方向に見た、図５の線VII-VII に沿ったエネルギー蓄積部の断面図。
【図８】直線キャリッジ／旋回装置を詳細に示す図４の矢印VIIIの方向に見た側面図。
【図９】図４の矢印IXの方向に見た、図４の線IX-IX に沿った図４又は図９の直線キャリッジ／旋回装置の断面図。
【図１０】図９の矢印Ｘの方向に見た、旋回要素が垂直線から旋回した状態の直線キャリッジ／旋回装置の側面図。
【図１１】本発明によるさらに別のスタンドの概略側面図。
【図１２】エネルギー蓄積部２４５を含むスタンド部分の図１１に対応する詳細図。
【符号の説明】
【００６３】
１…スタンド、３…手術用顕微鏡、７…台座部分、９…旋回アーム、１１…支持アーム、１３…機器アーム、１５…保持アーム、１６…調整装置、１７，１９…方向転換ローラ、２１…けん引ロープ、４５…エネルギー蓄積部、４９…支承点、５０…垂直平面、５３…円筒形ハウジング、５７…回転軸、６１…引張り棒、６５…圧縮ばね、６９…横棒、８０…止めねじ、８１…可撓性ロープ部分、８３，８５…棒状部分、８４…雌ねじ、９３…調整装置、９５…エネルギー蓄積部、９８…回転軸、１０１…ピストン、１０３…ロープ、１０５…ロープローラ、１０７…作用点、１０９…リング状ストッパ、１１１…螺旋圧縮ばね、１１３…支承点、１２１…すべり部材、１２５…螺旋溝、１３９…直線キャリッジ、１４１…旋回要素、１４５…ベース部分、１４７…旋回軸、１５３…ウォーム歯車、１５５…ねじ付きスピンドル、１５６…回転軸、１５９…ねじ付きスピンドル、２０１…スタンド、２４５…エネルギー蓄積部、２４６…重量つり合いばね、２４７…作用点、２４８…けん引ロープ、２４９…重量つり合いばね、２５１…第１のロープローラ、２５３…第２のロープローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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