(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井に固定された天井コンソール(１３)と、該天井コンソール(１３)に取り付けられた第一の鉛直支柱(１)と、該第一の鉛直支柱(１)により支持された顕微鏡支持アーム機構(３)とを有し、該顕微鏡支持アーム機構(３)は、顕微鏡(４)を支持するための少なくとも一つの水平支持アーム(９)を有する、顕微鏡(４)のための天井取付装置であって、
前記第一の鉛直支柱(１)と平行に第二の鉛直支柱(２)が前記天井コンソール(１３)と結合されていて、該第二の鉛直支柱(２)は、釣合い重りを担持するための補助アーム機構(５)を支持し、
前記水平支持アーム(９)は少なくとも二つの支持アーム部分(１１ａ、１１ｂ)に更に分割されていて、該支持アーム部分(１１ａ、１１ｂ)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、それにより前記顕微鏡(４)は該垂直軸(２３)周りに運動円を描くこととなり、
更に前記支持アーム部分(１１ａ、１１ｂ)は互いの間に少なくとも一つのインターフェース(１９)を有する、
前記天井取付装置において、
前記インターフェース(１９)は、振動を緩衝するように構成され、少なくとも二つの緩衝層の間に少なくとも一つの非緩衝層が設けられた積層構造を有し、
該天井取付装置は、前記運動円の傾きを調節する傾き調節機構(２８〜３０；３１〜３４)を備えていて、それにより前記運動円は、ほぼ水平面内に位置しかつ負荷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り、
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)を含んでいること
を特徴とする天井取付装置。
【請求項２】
前記緩衝インターフェース(１９)は、ほぼ水平状態にあることを特徴とする請求項１に記載の天井取付装置。
【請求項３】
前記緩衝インターフェース(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又は２に記載の天井取付装置。
【請求項４】
前記釣合い重りは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３のいずれか一に記載の天井取付装置。
【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】
上の目的は、天井に固定された天井コンソールと、該天井コンソールに取り付けられた第一の鉛直支柱と、該第一の鉛直支柱により支持された顕微鏡支持アーム機構とを有し、該顕微鏡支持アーム機構は、顕微鏡を支持するための少なくとも一つの水平支持アームを有する、顕微鏡のための天井取付装置であって、前記第一の鉛直支柱と平行に第二の鉛直支柱が前記天井コンソールと結合されていて、該第二の鉛直支柱は、釣合い重りを担持するための補助アーム機構を支持し、前記水平支持アームは少なくとも二つの支持アーム部分に更に分割されていて、該支持アーム部分は相互に少なくとも一つの垂直軸周りに回転可能であり、それにより前記顕微鏡は該垂直軸周りに運動円を描くこととなり、更に前記支持アーム部分は互いの間に少なくとも一つのインターフェースを有する、前記天井取付装置において、前記インターフェースは、振動を緩衝するように構成され、少なくとも二つの緩衝層の間に少なくとも一つの非緩衝層が設けられた積層構造を有し、該天井取付装置は、前記運動円の傾きを調節する傾き調節機構を備えていて、それにより前記運動円は、ほぼ水平面内に位置しかつ負荷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り、前記傾き調節機構は、前記垂直軸のための傾斜調節システム、及び／又は、ジンバル状に懸架している軸受スリーブのための傾斜調節システムを含んでいることを特徴とす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、「Sylomer  ＨＤ  １００６Ｅ」及び「Sylomer  ＨＤ  ９０６Ｅ」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（Aktionskreis）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２１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２９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１１ｂ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
【図１】
0004580513.tif 000002
【図２】
0004580513.tif 000003
【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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【図１３】
0004580513.tif 000014
【図１４】
0004580513.tif 000015
【図１５】
0004580513.tif 000016
【図１６】
0004580513.tif 000017
【図１７】
0004580513.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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