(57)【要約】  眼科手術装置は、支持基部から上方に延在するタワーと、ユーザ位置決め可能アームの遠位端に取り付けられた光学機器を支持するためにタワーから延在するユーザ位置決め可能アームとを含み得る。ユーザ位置決め可能アームは、互いに対して枢動可能に連結される４つの部材を含み得る。電磁ブレーキストラット（２５０）は、４つの部材（２３２、２３４、２３６、２３８）の少なくとも２つに対角関係で枢動可能に取り付けられ得る。電磁ブレーキストラットは、第１および第２のリードネジ端部領域を有する回転可能なリードネジ（３６０）と、第１の枢動継手に取り付けられたナット（３７０）とを含み得る。第１のリードネジ端部領域は、ナット内に螺合可能に受けられ得る。電磁クラッチ（３８０）は、それに電圧が加えられると、リードネジの回転を可能にする。電磁クラッチは、第２の枢動継手に取り付けられ得、かつ第２のリードネジ端部領域を支持する軸受を含み得る。
2018528833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基部と、
前記支持基部から上方に延在するタワーと、
前記タワーから延在し、かつ前記タワーに取り付けられる支持端部を有するユーザ位置決め可能アームと、
前記ユーザ位置決め可能アームの遠位端に取り付けられた顕微鏡頭部と
を含み、前記ユーザ位置決め可能アームは、
互いに対して枢動可能に連結される４つの部材を含む４部材リンク機構と、
第１のストラット枢動継手および第２のストラット枢動継手において前記４つの部材の少なくとも２つに対角関係で枢動可能に取り付けられた電磁ブレーキストラットと
を含み、前記電磁ブレーキストラットは、
回転可能なリードネジであって、
第１のリードネジ端部領域と、
第２のリードネジ端部領域と
を含む、回転可能なリードネジと、
前記第１のストラット枢動継手に取り付けられたナットであって、前記第１のリードネジ端部領域は、前記ナット内に受けられる、ナットと、
前記第２のストラット枢動継手に取り付けられた電磁クラッチと
を含み、前記電磁クラッチは、電圧が前記電磁クラッチに加えられると、前記電磁クラッチに対する前記回転可能なリードネジの回転を可能にするように動作可能である、眼科用顕微鏡。
【請求項２】
前記４部材リンク機構の第１の部材および第２の部材は、前記４部材リンク機構の第３の部材および第４の部材より長く、前記第１の部材および第２の部材は、前記第３の部材および前記第４の部材によって枢動可能に連結され、前記第１の部材は、前記第２の部材の上に位置付けられ、前記第３の部材は、前記タワーに取り付けられ、および前記第４の部材は、前記顕微鏡頭部に取り付けられる、請求項１に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項３】
前記４部材リンク機構は、平行四辺形を形成し、前記第１の部材および前記第２の部材は、互いに対して実質的に平行である、請求項２に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項４】
前記電磁ブレーキストラットは、バックドライブ構成を有する、請求項２に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項５】
前記ナットは、前記第１のストラット枢動継手において前記第２の部材に取り付けられ、および前記電磁クラッチは、前記第２のストラット枢動継手において前記第４の部材に取り付けられる、請求項２に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項６】
前記第１の部材および前記第２の部材に枢動可能に取り付けられた重量補償ストラットをさらに含み、前記重量補償ストラットは、圧縮ガスバネを含む、請求項２に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項７】
前記重量補償ストラットは、１０インチ〜３０インチの範囲の圧縮長さを有し、かつ前記第１の部材と角度をなし、前記角度は、５度〜１５度の範囲である、請求項６に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項８】
前記第１の部材および前記第２の部材のそれぞれは、１５インチ〜３０インチの範囲のアーム長さを画定し、前記回転可能なリードネジの回転は、前記顕微鏡頭部の１５インチ〜３０インチの垂直移動をもたらす、請求項２に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項９】
前記タワーは、垂直軸を画定し、前記ユーザ位置決め可能アームの前記支持端部は、前記垂直軸を中心とする前記タワーに対する前記ユーザ位置決め可能アームの回転を可能にするように、前記タワーに回転可能に取り付けられる、請求項１に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項１０】
前記顕微鏡頭部に電気的に結合される表示画面をさらに含む、請求項１に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項１１】
前記回転可能なリードネジは、ステンレス鋼を含み、かつ１回転当たり０．５インチ〜１回転当たり２インチの範囲の螺旋リードを有する雄ネジを含み、前記ナットは、前記回転可能なリードネジの雄ネジと係合される雌ネジ穴を有する、請求項１に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項１２】
前記回転可能なリードネジは、外螺旋軸受レースを含み、前記回転しないナットは、前記外螺旋軸受レース内で部分的に転がる複数の内部金属球を含む、請求項１に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項１３】
前記電磁クラッチは、前記第２のリードネジ端部領域を支持する軸受を含む、請求項１に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項１４】
回転基部と、
前記回転基部から延在するタワーと、
前記タワーから延在し、かつ前記タワーに取り付けられる支持端部を有するユーザ位置決め可能アームと、
前記ユーザ位置決め可能アームの遠位端に取り付けられた光学機器と
を含み、前記ユーザ位置決め可能アームは、
互いに対して枢動可能に連結される４つの部材を有する４部材リンク機構と、
第１のストラット枢動継手および第２のストラット枢動継手において前記４つの部材の少なくとも２つに対角関係で枢動可能に取り付けられた電磁ブレーキストラットと
を含み、前記電磁ブレーキストラットは、
第１のリードネジ端部領域および第２のリードネジ端部領域を有する回転可能なリードネジと、
前記第１のストラット枢動継手に取り付けられたナットであって、前記第１のリードネジ端部領域は、前記ナット内に螺合される、ナットと、
電磁クラッチであって、それに電圧が加えられると、リードネジの回転を可能にする電磁クラッチと
を含み、前記電磁クラッチは、前記第２のストラット枢動継手に取り付けられる、眼科手術装置。
【請求項１５】
前記４つの部材は、
第１の部材と、
第２の部材と、
第３の部材と、
第４の部材と
を含み、前記第１の部材および前記第２の部材は、前記第３の部材および前記第４の部材によって枢動可能に連結され、前記第１の部材は、前記第２の部材の上に位置付けられ、前記第３の部材は、前記タワーに取り付けられ、前記第４の部材は、前記光学機器に取り付けられる、請求項１４に記載の眼科手術装置。
【請求項１６】
前記４部材リンク機構は、平行四辺形を形成し、前記第１の部材および前記第２の部材は、互いに対して実質的に平行である、請求項１５に記載の眼科手術装置。
【請求項１７】
前記ナットは、前記第１のストラット枢動継手において前記第２の部材に取り付けられ、前記電磁クラッチは、前記第２のストラット枢動継手において前記第４の部材に取り付けられる、請求項１５に記載の眼科手術装置。
【請求項１８】
前記第１の部材および前記第２の部材に枢動可能に取り付けられた重量補償ストラットをさらに含み、前記重量補償ストラットは、圧縮ガスバネを含む、請求項１５に記載の眼科手術装置。
【請求項１９】
前記タワーは、垂直軸を画定し、前記ユーザ位置決め可能アームの前記支持端部は、前記垂直軸を中心とする前記タワーに対する前記ユーザ位置決め可能アームの回転を可能にするように、前記タワーに回転可能に取り付けられる、請求項１４に記載の眼科手術装置。
【請求項２０】
前記電磁ブレーキストラットは、バックドライブ構成を有する、請求項１４に記載の眼科手術装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ユーザ位置決め可能アームを有する床置型顕微鏡は、多くの眼科医療処置、例えば眼科手術に使用される。従来の眼科用顕微鏡は、水圧アーム係止システムを利用することがあり、水圧アーム係止システムは、流体漏出に起因して信頼できなくなることがあり得る。代替のアーム係止システムは、使用中に位置付けのがたつき、騒音のする動作、または過剰な摩擦に直面することがある。したがって、向上された信頼性、低減されたがたつき、またはより円滑もしくは静かな動作を有するユーザ位置決め可能アームを有する、眼科手術デバイス（眼科用顕微鏡など）が当技術分野で必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
一態様によれば、本開示は、支持基部と、支持基部から上方に延在するタワーと、タワーから延在し、かつタワーに取り付けられる支持端部を有するユーザ位置決め可能アームと、ユーザ位置決め可能アームの遠位端に取り付けられた顕微鏡頭部とを含み得る眼科用顕微鏡を説明する。ユーザ位置決め可能アームは、４部材リンク機構と、電磁ブレーキストラットとを含み得る。電磁ブレーキストラットは、ナットと、電磁クラッチとを含み得る。４部材リンク機構は、互いに対して枢動可能に連結される４つの部材を含み得る。電磁ブレーキストラットは、第１のストラット枢動継手および第２のストラット枢動継手において４つの部材の少なくとも２つに対角関係で枢動可能に取り付けられ得る。電磁ブレーキストラットは、回転可能なリードネジを含み得る。回転可能なリードネジは、第１のリードネジ端部領域と、第２のリードネジ端部領域とを含み得る。ナットは、第１のストラット枢動継手に取り付けられ得る。第１のリードネジ端部領域は、ナット内に受けられ得る。電磁クラッチは、第２のストラット枢動継手に取り付けられ得る。電磁クラッチは、電圧が電磁クラッチに加えられると、電磁クラッチに対する回転可能なリードネジの回転を可能にするように動作可能であり得る。
【０００３】
別の態様によれば、眼科手術装置は、回転基部と、回転基部から延在するタワーと、タワーから延在し、かつタワーに取り付けられる支持端部を有するユーザ位置決め可能アームと、ユーザ位置決め可能アームの遠位端に取り付けられた光学機器とを含み得る。ユーザ位置決め可能アームは、互いに対して枢動可能に連結される４つの部材を有する４部材リンク機構と、電磁ブレーキストラットとを含み得る。電磁ブレーキストラットは、第１のストラット枢動継手および第２のストラット枢動継手において４つの部材の少なくとも２つに対角関係で枢動可能に取り付けられ得る。電磁ブレーキストラットは、回転可能なリードネジと、ナットと、電磁クラッチとを含み得る。回転可能なリードネジは、第１のネジ端部領域と第２のリードネジ端部領域とを含み得る。ナットは、第１のストラット枢動継手に取り付けられ得る。第１のリードネジ端部領域は、ナット内に螺合され得る。電磁クラッチは、電圧が電磁クラッチに加えられると、リードネジの回転を可能にし得る。電磁クラッチは、第２のストラット枢動継手に取り付けられ得る。
【０００４】
本開示の様々な態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含み得る。４部材リンク機構の第１の部材および第２の部材は、４部材リンク機構の第３の部材および第４の部材より長くてもよい。第１の部材および第２の部材は、第３の部材および第４の部材によって枢動可能に連結され得る。第１の部材は、第２の部材の上に位置付けられ得る。第３の部材は、タワーに結合され得、および第４の部材は、顕微鏡頭部に結合され得る。４部材リンク機構は、平行四辺形を形成し、第１の部材および第２の部材は、互いに対して実質的に平行であり得る。電磁ブレーキストラットは、バックドライブ構成を有し得る。電磁ブレーキストラットは、５インチ〜３０インチの範囲の長さを有し得る。電磁ブレーキは、第２の部材と角度をなし得る。角度は、５度〜１５度の範囲であり得る。ナットは、第１のストラット枢動継手において第２の部材に取り付けられ得、および電磁クラッチは、第２のストラット枢動継手において第４の部材に取り付けられ得る。重量補償ストラットは、第１の部材および第２の部材に枢動可能に取り付けられ得る。重量補償ストラットは、圧縮ガスバネを含み得る。重量補償ストラットは、１０インチ〜３０インチの範囲の圧縮長さを有し得る。重量補償ストラットは、第１の部材と角度をなし得る。角度は、５度〜１５度の範囲であり得る。第１の部材および第２の部材のそれぞれは、１５インチ〜３０インチの範囲のアーム長さを画定し得る。回転可能なリードネジの回転は、顕微鏡頭部の１５インチ〜３０インチの垂直移動をもたらし得る。支持基部は、複数のローラによって底部から支持された回転支持基部であり得る。タワーは、垂直軸を画定し得る。ユーザ位置決め可能アームの支持端部は、垂直軸を中心とするタワーに対するユーザ位置決め可能アームの回転を可能にするように、タワーに回転可能に取り付けられ得る。表示画面は、顕微鏡頭部に電気的に取り付けられ得る。回転可能なリードネジは、ステンレス鋼から形成され得、かつ１回転当たり０．５インチ〜１回転当たり２インチの範囲の螺旋リードを有する雄ネジを含み得る。ナットは、回転可能なリードネジの雄ネジと係合される雌ネジ穴を有し得る。回転可能なリードネジは、外螺旋軸受レースを含み得る。回転しないナットは、外螺旋軸受レース内で部分的に転がる複数の内部金属球を含み得る。電磁クラッチは、第２のリードネジ端部領域を支持する軸受を含み得る。電磁ブレーキストラットは、バックドライブ構成を有し得る。
【０００５】
前述の概要ならびに以下の図面および詳細の両方は、本質的に例示および説明であり、本開示の範囲を限定することなく本開示の理解を提供するように意図されていることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的眼科用顕微鏡を示す。
【図２】眼科手術装置のための例示的ユーザ位置決め可能アーム機構を示す。
【図３】ユーザ位置決め可能アーム内で使用するための例示的電磁ブレーキストラットを示す。
【図４】眼科手術のための例示的ユーザ位置決め可能アーム機構を示す。
【図５】眼科手術装置のための例示的ユーザ位置決め可能アーム機構を示す。
【図６】眼科手術装置のための例示的ユーザ位置決め可能アーム機構を示す。
【図７】例示的電磁ブレーキストラットの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、例示的眼科用顕微鏡１００を示す。図１に示されるように、例示的眼科用顕微鏡１００は、支持基部１０２および支持基部１０２から上方に延在するタワー１０４を含み得る。ユーザ位置決め可能アーム１０６はタワー１０４から延在し、タワー１０４に取り付けられた支持端部１０７を含み得る。顕微鏡頭部１２０は、ユーザ位置決め可能アーム１０６の遠位端１０８に取り付けられ得る。
【０００８】
図１の差込領域１１０は、ユーザ位置決め可能アーム１０６の拡大図であり、内部構造の詳細を明らかにするためにそれから外側カバーが取り除かれている。図１の差込領域１１０に見られるように、ユーザ位置決め可能アーム１０６は、互いに対して枢動可能に連結される４つの部材１３２、１３４、１３６、１３８を有する４部材リンク機構１３０を含み得る。例えば、一部の例では、部材１３２および１３４は細長い部材であり得、部材１３６および１３８より長いことができる。部材１３２、１３４は、部材１３６および１３８によって枢動可能に連結され得る。
【０００９】
図１に示された例では、支持基部１０２は、任意選択で複数のローラ１０１によって底部から支持された回転支持基部であり得る。タワー１０４は垂直軸Ｚを画定し得、ユーザ位置決め可能アーム１０６の支持端部１０７は、垂直軸Ｚを中心とするタワー１０４に対するユーザ位置決め可能アーム１０６の回転を可能にするように、タワー１０４に回転可能に取り付けられ得る。一部の実施形態では、眼科用顕微鏡１００は、好ましくは顕微鏡頭部１２０に電気的に取り付けられた表示画面１２２を含み得る。
【００１０】
一部の例では、４部材リンク機構１３０（図１の差込領域１１０内に示されている）は、任意選択で平行四辺形を形成し、部材１３２および１３４は互いに対して実質的に平行である。図１に示されるように、部材１３２は部材１３４の上に位置付けられる。図１に示されるように、部材１３６は、ユーザ位置決め可能アーム１０６の近位端１０７においてタワー１０４に取り付けられ得る。一部の例では、部材１３６は、ユーザ位置決め可能アーム１０６の近位端１０７においてタワー１０４に貼り付けられ得る。部材１３８は、ユーザ位置決め可能アーム１０６の遠位端１０８において顕微鏡頭部１２０に取り付けられ得る。一部の例では、部材１３８は、ユーザ位置決め可能アーム１０６の遠位端１０８において顕微鏡頭部１２０に貼り付けられ得る。
【００１１】
図１に示された例では、電磁ブレーキストラット１５０は、部材１３２、１３４、１３６、１３８の少なくとも２つに対角関係で枢動可能に取り付けられ得る。例えば、図１に示されるように、ブレーキストラット１５０は、部材１３４および１３８と対角関係で枢動可能に取り付けられる。重量補償ストラット１９０（例えば、圧縮ガスバネ）は、任意選択で部材１３２、１３４に枢動可能に取り付けられ得る。一部の例では、重量補償ストラット１９０は、任意選択で１０インチ〜３０インチの範囲の圧縮長さを有し、（図１に示されるように）５度〜１５度の範囲の部材１３２または部材１３４との角度θを画定し得る。他の実施形態では、重量補償ストラット１９の圧縮長さは、上の例の範囲より長くてもまたは短くてもよい。加えて他の実施形態では、重量補償ストラット１９０と部材１３２または部材１３４の一方との間に形成された角度θは、上の例の範囲より大きくてもまたは小さくてもよい。
【００１２】
図２は、眼科手術装置のための例示的ユーザ位置決め可能アーム機構２００を示す。図２のユーザ位置決め可能アーム機構２００は、３つの部材２３２、２３４、および２３８を含む。一部の例では、部材２３２および２３４は細長い部材であり、部材２３８より長いことができる。部材２３８は、ユーザ位置決め可能アーム機構２００の遠位端に配置され得る。
【００１３】
部材２３２および２３４が場所２３３および２３５のそれぞれにおいて（例えば、図１に示されたタワー１０４のような）支持タワーに枢動可能に連結されている場合、ユーザ位置決め可能アーム機構２００は４部材リンク機構を形成するであろう。部材２３８は光学機器に取り付けられ、光学機器を支持し得る。一部の例では、部材２３８は光学機器に貼り付けられ、光学機器を支持し得る。図２の例では、電磁ブレーキストラット２５０は、任意選択で第１および第２のストラット枢動継手２５２、２５４において部材２３８および部材２３４に対角関係で枢動可能に取り付けられるように示されている。
【００１４】
図３は、ユーザ位置決め可能アーム内で使用するための例示的電磁ブレーキストラット２５０を示す。図３の例では、電磁ブレーキストラット２５０は、第１および第２のリードネジ端部領域３６２、３６４を有する回転可能なリードネジ３６０を含み得る。ナット３７０は、第１のストラット枢動継手２５２に取り付けられ得る。一部の例では、ナット３７０は、第１のストラット枢動継手２５２に張り付けられ得る。したがって、一部の例では、ナット３７０は、第１のストラット枢動継手２５２に対して回転可能でなくてもよい。第１のリードネジ端部領域３６２はナット３７０内に螺合され得る。また、電磁ブレーキストラット２５０は電磁クラッチ３８０を含み得る。一部の実施形態では、電磁クラッチ３８０は永久磁石のブレーキデバイスであり得る。さらに、電磁クラッチ３８０は、電磁クラッチ３８０に対してリードネジ３６０を回転運動させることができる一方、それに対してリードネジ３６０を軸方向位置に維持するように選択的に動作可能なあらゆるデバイスであり得る。
【００１５】
リードネジ３６０は電磁クラッチ３８０に結合され、それに対して選択的に回転するように動作可能である。非励磁化された状態で、リードネジ３６０は電磁クラッチ３８０に対して回転するのを阻止される。励磁化された状態で、リードネジ３６０は電磁クラッチ３８０に対して回転することができる。また、リードネジ３６０の位置は、励磁化された状態および非励磁化された状態のいずれでも電磁クラッチ３８０に対して軸方向に固定されている。したがって、電磁クラッチ３８０が励磁化された状態である間、リードネジ３６０はそれに対して自由に回転可能であるが、電磁クラッチ３８０に対するリードネジ３６０の軸方向位置は固定されたままである。非励磁化された状態で、リードネジ３６０の回転位置および軸方向位置のいずれも電磁クラッチ３８０に対して固定される。
【００１６】
図３の例では、電磁クラッチ３８０は、それに電圧が加えられたときのみ、リードネジ３６０の回転を可能にする。例えば、顕微鏡頭部（例えば、図１の顕微鏡頭部１２０）は、閉じたときに電磁クラッチ３８０に電圧を加える、常開型瞬時接触スイッチなどのスイッチを任意選択で含み得る。
【００１７】
動作時、ユーザは、常開型瞬時接触スイッチなどのスイッチを閉じ得、それにより電圧が電磁クラッチ３８０に加えられる。結果として、電磁クラッチ３８０は励磁化される。図１および図３を参照すると、このスイッチは、ユーザ位置決め可能アーム１０６上、顕微鏡頭部１２０（もしくはユーザ位置決め可能アーム１０６の遠位端１０８に取り付けられたあらゆるデバイス）上、または眼科用顕微鏡１００上のあらゆる他の場所に提供され得る。さらに他の実施形態では、スイッチは、遠隔制御装置上など、眼科用顕微鏡１００から離れて配置され得る。接触スイッチが閉じられ、電圧が電磁クラッチ３８０に加えられると、リードネジ３６０を電磁クラッチ３８０に対して回転させることができる。次いで、ユーザは、例えばアーム機構２００を垂直方向に操作し得る。アーム機構２００が垂直に動く際、ナット３７０はそれに対してリードネジ３６０を回転させる。この回転により、リードネジ３６０はナット３７０に対して軸方向に動く。結果として、ブレーキストラット２５０の長さＳが変わる。
【００１８】
アーム機構２００が所望の位置にあるとき、ユーザはスイッチを解放し、電磁クラッチ３８０を非励磁化し得る。結果として、電磁クラッチ３８０はそれに対してリードネジ３６０を係止させる。したがって、アーム機構２００を垂直方向に垂直操作するいかなる後続の試みでも、アーム機構２００は動かない。すなわち、電磁クラッチ３８０が非励磁化されていると、ブレーキストラット２５０がその長さＳを変えることを防ぎ、それによってアーム機構２００の垂直位置が変わることを防ぐ。
【００１９】
ブレーキストラット２５０は、例示的アーム機構２００に、アーム機構２００の垂直位置を制御するような方法で連結されているが、本開示の範囲はそのように限定されない。むしろ本開示の範囲内のブレーキストラットを使用してアーム機構の水平位置を制御し得、またはより一般的に、ブレーキストラットはあらゆる所望の方向への動きを制御するように組み込まれ得る。さらに多数のブレーキストラットが、多方向の動きを制御するためにアーム機構に組み込まれ得る。
【００２０】
再度図３を参照すると、電磁クラッチ３８０は第２のストラット枢動継手２５４に取り付けられ得る。一部の例では、電磁クラッチ３８０は第２のストラット枢動継手２５４に貼り付けられ得る。また、電磁クラッチ３８０は、第２のリードネジ端部領域３６４を支持する軸受３８２を含み得る。一部の実施形態では、電磁ブレーキストラット２５０は、第１のストラット枢動継手２５２と第２のストラット枢動継手２５４との間で５インチ〜３０インチの範囲の長さＳを有し得る。しかし、本開示の範囲はそのように限定されない。他の例では、長さＳは示された範囲より長くてもまたは短くてもよい。さらに他の例では、長さＳはあらゆる望ましい長さであるように選択され得る。
【００２１】
（例えば、第１のリードネジ領域３６２における）リードネジ３６０とナット３７０との間にネジ結合された結果として、リードネジ３６０をナット３７０に対して回転させることにより、第１のストラット枢動継手２５２と第２のストラット枢動継手２５４との間の距離Ｓが変わる。例えば、リードネジ３６０が第１の方向に回転されるとき（ユーザがアーム機構を第２の垂直方向に動かすときなど）、第１のストラット枢動継手２５２および第２のストラット枢動継手２５４は互いに向かって引き寄せされ、それによって距離Ｓが低減する。リードネジ３６０が第１の方向の反対側の第２の方向に回転されると、第１のストラット枢動継手２５２および第２のストラット枢動継手２５４は互いから押し離され、それによって距離Ｓは増加する。したがって、電磁クラッチ３８０は、ブレーキストラット２５０を長くまたは短くするように、リードネジ３６０をナット３７０に対して対向する方向に回転させるように動作可能であり得る。
【００２２】
一部の実施形態では、リードネジ３６０はステンレス鋼から形成され得る。さらに、リードネジ３６０は、１回転当たり０．５インチ〜１回転当たり２インチの範囲のリード（すなわち、リードネジ３６０の１回転３６０度当たりの軸移動の量）を有する雄ネジを含み得る。しかし、本開示の範囲はそのように限定されない。他の例では、リードネジ３６０のネジのリードは、１回転当たり０．５インチ〜１回転当たり２インチより大きくてもまたは小さくてもよい。したがって、リードネジ３６０のネジのリードはあらゆる所望のリードであり得る。
【００２３】
ナット３７０は、リードネジ３６０の雄ネジと従来のように係合される雌ネジ穴部を有し得る。一部の実施形態では、ナット３７０は、内部に潤滑油を塗った高分子材料を含み得る。例えば、ナット３７０は、ポリテトラフルオロエチレン潤滑油を含有するポリオキシメチレン高分子を含み得る。一部の実施形態では、ナット３７０は青銅から組み立てられ得、グリースで潤滑され得る。一部の例では、ナット３７０は外部から潤滑油を塗られ得る。さらに他の実施形態では、リードネジ３６０は外螺旋軸受レースを含み得、ナット３７０はそのような外螺旋軸受レース内で一部が転がる複数の内部金属球を含み得る。
【００２４】
電磁ブレーキストラット２５０はバックドライブ構成を有し得る。すなわち、電磁クラッチ３８０が励磁化されて係止を解除された状態で、軸方向の牽引力または押圧力がストラット枢動継手２５２、２５４において加えられると、リードネジ３６０はナット３７０に対して自由に回転する。リードネジ３６０とナット３７０との間の相対回転は、リードネジ３６０の螺旋軸受レースとナット３７０の噛合特徴（例えば、噛合螺合面、複数の金属球など）との間の相互作用の結果である。したがって、電磁クラッチ３８０が励磁化された状態で、ユーザは、ブレーキストラット２５０のバックドライブ構成を受けて、アーム機構２００を自由に再位置付けし得る（例えば、ブレーキストラット２５０を伸ばすかまたは縮める）。アーム機構２００が所望の位置になると、電磁クラッチ３８０は非励磁化され得、それにより電磁クラッチ３８０は、ブレーキストラット２５０を係止し、例えばアーム機構２００、４００、５００、および６００などのブレーキストラット２５０を組み込むアーム機構が所望の位置に固定される。
【００２５】
バックドライブ構成は、ブレーキストラット２５０のあらゆる数の特性を調節することによって達成され得る。例示的特性には、回転可能なリードネジ２６０の螺旋軸受レースおよびナット３７０の噛合特徴のピッチ、リードネジ３６０および／またはナット３７０の噛合特徴の材料、リードネジ３６０および／またはナット３７０の噛合特徴の表面仕上げ、ならびにリードネジ３６０とナット３７０の噛合特徴との間の摩擦係数が含まれ得る。また、ブレーキストラット２５０の他の特性が適用可能であり得る。例えば、リードネジ３６０およびナット３７０の少なくとも１つに適用される表面処理または潤滑油である。さらに、ブレーキストラット２５０のこれらの特性および／または他の特性の複数の異なる組合せが、バックドライブ構成を生成するために選択され得る。
【００２６】
図７は、ブレーキストラット２５０の例示的実施形態の概略図を示す。図７は、リードネジ３６０と係合されたナット３７０を示す。上に説明されたように、ナット３７０およびリードネジ３６０は、ナット３７０に対してリードネジ３６０が回転することにより、ナット３７０に対してリードネジ３６０が長手方向に移動するように互いに対して螺合係合され得る。
【００２７】
また、図７は、電磁クラッチ３８０がロータ７００、摩擦板７０２、およびブレーキハウジング７０４を含むことも示す。ロータ７００は、リードネジ３６０およびロータ７００が一緒に回転するようにリードネジ３６０に結合される。摩擦板７０２は、ロータ７００内に形成されたスロット内に摺動して受けられるピン７０６を含み得る。バネ７０８は、第１の端部においてロータ７００に、また第２の端部において摩擦板７０２に結合される。この構造により、摩擦板７０２をロータ７００から軸方向に移動させることができる一方、ロータ７００と同時に回転可能である。摩擦板７０２がブレーキハウジング７０４に向かって軸方向に移動することにより、バネ７０８が拡張し、これは摩擦板７０２をロータ７００に向かって戻す付勢力を生成する。
【００２８】
ブレーキハウジング７０４は、磁石７１０および電磁石７１２を含む。図７は、単一の磁石７１０および単一の電磁石７１２を示すが、他の実施形態は２つ以上の磁石７１０および／または電磁石７１２を含み得る。一部の実施形態では、磁石７１２は希土類磁石であり得る。しかし、他の実施形態では、磁石７１２はあらゆる他の型の磁石であり得る。また、ブレーキハウジング７０４は、電磁クラッチ３８０が非励磁化されると摩擦板７０２を摩擦係合するように適合された摩擦係合面７１４を含み得る。
【００２９】
図７に示された例示的電磁クラッチ３８０について、電磁石７１２が励磁化されているときに電磁クラッチ３８０は励磁化された状態であり、電磁石７１２が非励磁化されているときに電磁クラッチ３８０は非励磁化された状態である。磁石７１０は摩擦板７０２を引き付ける磁力を生成する。したがって、電磁石７１２が非励磁化されると、磁石７１０は摩擦板７０２をブレーキハウジング７０４に向かって移動させ、摩擦係合面７１４と接触させて摩擦係合させ、バネ７０８が拡張される。摩擦板７０２と摩擦係合面７１４との間の摩擦係合は、ブレーキハウジング７０４に対するロータ７００およびリードネジ３６０の回転を阻む。結果として、ブレーキストラット２５０は係止された構成になる。
【００３０】
電磁石７１２が励磁化されると、電磁石７１２は磁石７１０によって生成された磁力を弱める。結果として、バネ７０８によって生成された付勢力は摩擦板７０２をロータ７００に向かって戻し、摩擦板７０２を摩擦係合面７１４から係脱させる。摩擦板７０２が摩擦係合面７１４から係脱した状態で、ロータ７００およびリードネジ３６０はブレーキハウジング７０４に対して自由に回転する。
【００３１】
ブレーキストラット２５０のバックドライブ構成の結果として、電磁クラッチ３８０が励磁化された状態であるとき、ユーザは、ブレーキストラット２５０に軸方向の引張力または圧縮力を加えることにより、ブレーキストラット２５０を伸ばすかまたは縮め得る。例えば、ユーザは、ブレーキストラット２５０のストラット枢動継手２５２、２５４に牽引力を加えることにより、ブレーキストラット２５０を伸ばし得る。同様に、ユーザは、ブレーキストラット２５０のストラット枢動継手２５２、２５４に押圧力を加えることにより、ブレーキストラット２５０を短く、すなわち縮め得る。図２を参照すると、ブレーキストラット２５０が励磁化された状態で、ユーザは、ユーザ位置決め可能アーム機構２００を再位置付けするために下方または上方に垂直力を加え得る。電磁クラッチ３８０が非励磁化されると、ブレーキストラット２５０は係止され、アーム機構２００の位置はユーザによって選択された位置に固定される。
【００３２】
バックドライブ構成では、ブレーキストラット２５０は、電磁クラッチ３８０が非励磁化または係止された状態にあるときであっても伸ばされるかまたは縮められ得る。このような場合、ブレーキストラット２５０を伸ばすまたは縮めるのに十分な力を単に加えるのみで、ブレーキストラット２５０を強制的に伸ばすかまたは縮め得る。十分な大きさ（例えば、摩擦板７００と摩擦係合面７１４との間の垂直抗力を克服するのに十分な大きさ）の軸力は、摩擦係合面７１４と摩擦板７０２との間の摩擦力を克服することができ、これによりリードネジ３６０およびロータ７００がブレーキハウジング７０４に対して回転する。この特性は、例えば外科手術中に万一停電した場合に安全特徴を提供する。したがって、停電した状態であっても、摩擦板７０２と摩擦係合面７１４との間の摩擦力を克服するのに十分な力を加えることにより、ブレーキストラット２５０およびその結果としてブレーキストラット２５０を組み込むアーム機構を動かし得る。
【００３３】
図２を再度参照すると、電磁ブレーキストラット２５０は、部材２３４と角度αをなし得る。一部の例では、角度αは５度〜１５度の範囲であり得る。他の実施形態では、角度αは例示の範囲より大きくてもまたは小さくてもよい。したがって、一部の例では、角度αはあらゆる望ましい角度であり得る。依然として図２および図３を参照すると、ナット３７０はストラット枢動継手２５２を介して部材２３４に取り付けられ得、電磁クラッチ３８０は第２のストラット枢動継手２５４を介して部材２３８に取り付けられ得る。
【００３４】
しかし、図２および図３に示されたその例は、本明細書に企図された唯一の構成ではない。例えば、図４は、ユーザ位置決め可能アーム機構４００のための別の例示的構成を示す。ユーザ位置決め可能アーム機構４００は、部材４３２、４３４、および４３８を含み得る。部材４３２および４３４は細長い部材であり得、部材４３８より長くてもよい。
【００３５】
図３および図４に示されるように、ナット３７０は第１のストラット枢動継手２５２において部材４３２に取り付けられ得、また電磁クラッチ３８０は第２のストラット枢動継手２５４において部材４３８に取り付けられ得る。部材４３８は、ユーザ位置決め可能アーム機構４００の遠位端に配置され得る。部材４３２および４３４が場所４３３および４３５のそれぞれにおいて支持タワー（例えば、図１に示されたタワー１０４など）に枢動可能に連結されている場合、ユーザ位置決め可能アーム機構４００は４部材リンク機構を形成するであろう。
【００３６】
一部の実施形態では、部材４３２、４３４はそれぞれ長さＬを有し得る。一部の例では、長さＬは１５インチ〜３０インチの範囲であり得る。他の例では、長さＬは３０インチより長くても、または１５インチより短くてもよい。長さＬはあらゆる所望の長さであり得る。
【００３７】
一部の実施形態では、リードネジ３６０の回転（例えば、電磁クラッチ３８０に電圧を加えた状態など）は、部材４３８に装着された顕微鏡頭部（例えば、図１に示された顕微鏡頭部１２０など）の１５インチ〜３０インチの垂直移動をもたらし得る。しかし、繰り返しになるが、本開示の範囲はそのように限定されない。むしろ顕微鏡頭部（または部材４３８に取り付けられたあらゆる他のデバイス）の垂直移動は、あらゆる所望の量の垂直移動であり得る。
【００３８】
図５は、ユーザ位置決め可能アーム機構５００のための別の例示的構成を示す。ユーザ位置決め可能アーム機構５００は、部材５３２、５３４、および５３８を含み得る。部材５３２および５３４は細長い部材であり得、部材５３８より長くてもよい。部材５３８は、ユーザ位置決め可能アーム機構５００の遠位端に配置され得る。
【００３９】
図３および図５を参照すると、電磁クラッチ３８０は第２のストラット枢動継手２５４において部材５３２に取り付けられ得、またナット３７０は第１のストラット枢動継手２５２において部材５３４に取り付けられ得る。部材５３２および５３４は、部材５３８に枢動可能に取り付けられているように示されている。また、部材５３２および５３４も場所５３３および５３５のそれぞれにおいて支持タワー（例えば、図１に示されたタワー１０４など）に枢動可能に取り付けられている場合、ユーザ位置決め可能アーム機構５００は４部材リンク機構を形成するであろう。
【００４０】
図６は、ユーザ位置決め可能アーム機構６００のための別の例示的構成を示す。ユーザ位置決め可能アーム機構６００は、部材６３２、６３４、および６３８を含み得る。部材６３２および６３４は細長い部材であり得、部材６３８より長くてもよい。部材６３８は、ユーザ位置決め可能アーム機構６００の遠位端に配置され得る。
【００４１】
図３および図６を参照すると、ナット３７０は第１のストラット枢動継手２５２において部材６３２に取り付けられ得、また電磁クラッチ３８０は第２のストラット枢動継手２５４において部材６３４に取り付けられ得る。部材６３２、６３４は、部材６３８に枢動可能に取り付けられているように示されている。また、部材６３２、６３４も場所６３３および６３５のそれぞれにおいて支持タワー（例えば、図１に示されたタワー１０４など）に枢動可能に取り付けられている場合、ユーザ位置決め可能アーム機構６００は４部材リンク機構を形成するであろう。
【００４２】
前記の本開示において、様々な実施形態が特定の例示的実施形態を参照して説明されているが、本開示の範囲はそれらの実施形態に限定されないことが当業者に理解されるであろう。１つまたは複数のこれらの例示的実施形態は、向上された信頼性、低減されたがたつき、またはより円滑もしくは静かな動作を有するユーザ位置決め可能アームを含む、眼科手術デバイス（眼科用顕微鏡など）を提供し得る。一実施形態に関して説明された特徴、構成要素、および／またはステップは、本開示の他の実施形態に関して説明された特徴、構成要素、および／またはステップと組み合わされ得ることが十分に企図される。
【００４３】
様々な実施形態の様々な特徴および態様は、個別にまたは共同で、また場合により異なる環境または適用に使用され得ることが企図される。したがって、本開示および図面は、限定よりむしろ説明および例示とみなされるべきである。例えば、用語「好ましい」および語句「好ましいが必ずしも〜ではない」は、本明細書では「必ずしも〜ではない」または任意選択の意味を矛盾なく含むことと同義で使用される。「含む」、「包含する」および「有する」は非限定用語であることが意図される。
【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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【国際調査報告】
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