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JP6769608B2 - Medical stand device - Google Patents

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JP6769608B2 JP2016192840A JP2016192840A JP6769608B2 JP 6769608 B2 JP6769608 B2 JP 6769608B2 JP 2016192840 A JP2016192840 A JP 2016192840A JP 2016192840 A JP2016192840 A JP 2016192840A JP 6769608 B2 JP6769608 B2 JP 6769608B2
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勝之 中村
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Description

本発明は医療用スタンド装置に関するものである。 The present invention relates to a medical stand device.

スタンド装置は手術顕微鏡やカメラなどの医療機器を前後に移動自在に支持できるように平行リンク機構を利用した構造になっている。水平アームを2本の平行な縦アームでスタンド本体に対して連結し、水平アームの前端に医療機器を吊り下げた状態で支持し、2本の縦アームを含む平行リンク機構を前後に変形させることにより、水平アームごと医療機器を前後に移動できるようになっている。この医療機器の重量バランスはカウンタウェイトにより行うのが一般的であるが、縦アームの一方に組み合わせた圧縮バネの反発力により医療機器の重量バランスを図る構造も提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The stand device has a structure that uses a parallel link mechanism so that medical equipment such as a surgical microscope and a camera can be moved back and forth. The horizontal arm is connected to the stand body by two parallel vertical arms, the medical device is supported in a suspended state at the front end of the horizontal arm, and the parallel link mechanism including the two vertical arms is deformed back and forth. As a result, the medical device can be moved back and forth together with the horizontal arm. The weight balance of this medical device is generally performed by a counterweight, but a structure for balancing the weight of the medical device by the repulsive force of a compression spring combined with one of the vertical arms has also been proposed (for example, Patent Documents). 1).

特開2014−168818号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-168818

しかしながら、このような関連技術にあっては、圧縮バネを圧縮して得る反発力で医療機器の重量バランスを図る構造のため、前後のうち、圧縮バネを圧縮する側の傾動時にしか医療機器の重量バランスを図ることができず、前後両方の傾きに対応するものでなかった。 However, in such a related technology, since the structure is such that the weight of the medical device is balanced by the repulsive force obtained by compressing the compression spring, the medical device can only be tilted when the compression spring is compressed. The weight could not be balanced, and it did not correspond to both front and rear tilts.

本発明は、このような関連技術に着目してなされたものであり、前後いずれの傾動時にも医療機器の重量バランスを図ることができる医療用スタンド装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made focusing on such a related technique, and an object of the present invention is to provide a medical stand device capable of balancing the weight of a medical device at any time of tilting forward or backward.

本発明の第1の技術的側面によれば、スタンド本体と水平アームとを両端に回動軸を有する2本の平行な前アームと後アームで連結することにより平行リンク機構を構成し、水平アームの前端に医療機器を支持し、前アームと後アームのスタンド本体側の回動軸を中心に水平アーム側を垂直に対して前後に傾動自在にした医療用スタンド装置であって、 後アームに沿って直線的に伸縮する押し引き兼用のバネを設け、前アームに前記バネの下端を係止するストッパを設ける共にバネの上端を後アームの上部に係止し、水平アームの前側への傾動時にはストッパの後アームに対する押し方向への相対変位によりバネを圧縮し、水平アームの後側への傾動時にはストッパの後アームに対する引き方向への相対変位によりバネを引張り、それぞれバネにより反傾動方向への反発力を発生させることを特徴とする。 According to the first technical aspect of the present invention, a parallel link mechanism is formed by connecting a stand body and a horizontal arm with two parallel front arms and rear arms having rotating shafts at both ends to form a horizontal link mechanism. A medical stand device that supports medical equipment at the front end of the arm and allows the horizontal arm side to tilt back and forth with respect to the vertical centering on the rotation axis of the front arm and the rear arm on the stand body side. A spring that expands and contracts linearly along the line is provided, and a stopper that locks the lower end of the spring is provided on the front arm, and the upper end of the spring is locked on the upper part of the rear arm to the front side of the horizontal arm. When tilting, the spring is compressed by the relative displacement of the stopper with respect to the rear arm in the pushing direction, and when tilting to the rear side of the horizontal arm, the spring is pulled by the relative displacement of the stopper with respect to the rear arm in the pulling direction. It is characterized by generating a repulsive force against.

本発明の第2の技術的側面によれば、バネが後アームの外側に設けられ、ストッパに後アームが貫通する前後方向に沿う長孔状の貫通孔を形成し、ストッパに前後に滑動自在なスライダを備えるレールを固定し、バネの下端をスライダに対して係止したことを特徴とする。 According to the second technical aspect of the present invention, a spring is provided on the outside of the rear arm, a long hole-shaped through hole is formed in the stopper along the front-rear direction through which the rear arm penetrates, and the stopper is slidable back and forth. The rail provided with the slider is fixed, and the lower end of the spring is locked with respect to the slider.

本発明の第3の技術的側面によれば、スタンド本体における後アームの回動軸が前アームの回動軸よりも高い位置にあることを特徴とする。 According to the third technical aspect of the present invention, the rotation axis of the rear arm in the stand body is located at a position higher than the rotation axis of the front arm.

本発明の第1の技術的側面によれば、バネとして押し引き兼用のバネを後アームに取付け、その上端を後アームの上部に係止し、下端を前アームと一体のストッパに係止したため、水平アームを前側へ倒した際にはバネが圧縮されて反発力が生じ、水平アームを後側に倒した際にはバネが引張られて反発力が生じるため、前後いずれの方向へ倒した場合も医療機器の重量バランスを図ることができる。 According to the first technical aspect of the present invention, a spring for pushing and pulling is attached to the rear arm as a spring, the upper end thereof is locked to the upper part of the rear arm, and the lower end is locked to the stopper integrated with the front arm. , When the horizontal arm is tilted forward, the spring is compressed and a repulsive force is generated, and when the horizontal arm is tilted backward, the spring is pulled and a repulsive force is generated. In this case, the weight of the medical device can be balanced.

本発明の第2の技術的側面によれば、後アームがストッパの貫通孔を貫通するため後アームが安定する。貫通孔が長孔状のため貫通孔内での後アームの相対的な前後移動を許容することができる。バネの下端が前後に滑動自在なスライダに係止されているため、バネに反発力が発生した状態のまま後アームが相対的に前後移動してもそれを阻止する摩擦や抵抗が生じにくく円滑な前後移動が行われる。 According to the second technical aspect of the present invention, the rear arm is stable because the rear arm penetrates the through hole of the stopper. Since the through hole is elongated, it is possible to allow the relative back and forth movement of the rear arm in the through hole. Since the lower end of the spring is locked to a slider that can slide back and forth, even if the rear arm moves relatively back and forth while the repulsive force is generated in the spring, friction and resistance that prevent it are less likely to occur and it is smooth. The front and back movement is performed.

本発明の第3の技術的側面によれば、後アームが前アームよりも高い位置にあるため、使用頻度の高い前方への傾動時に前アームと後アームとの間隔が広がり、前側への十分な傾動量を確保することができる。 According to the third technical aspect of the present invention, since the rear arm is located higher than the front arm, the distance between the front arm and the rear arm is widened when the vehicle is tilted forward, which is frequently used, and the rear arm is sufficiently forward. A large amount of tilt can be secured.

医療用スタンド装置を示す側面図。A side view showing a medical stand device. 医療用スタンド装置の主要部を示す斜視図。The perspective view which shows the main part of the medical stand apparatus. スライダを示す斜視図。A perspective view showing a slider. 水平アームを前側へ移動させた状態を示す側面図。A side view showing a state in which the horizontal arm is moved to the front side. 水平アームを後側へ移動させた状態を示す側面図。A side view showing a state in which the horizontal arm is moved to the rear side.

図1〜図5は本発明の好適な実施形態を示す図である。 1 to 5 are views showing a preferred embodiment of the present invention.

図1はスタンド装置1を示す全体図である。スタンド装置1のスタンド本体2はフロア上に設置されている。スタンド本体2にはそれぞれ左右一対の前アーム3と後アーム4の下側の各回動軸3a、4aが軸支されている。各回動軸3a、4aは水平に対して回動軸4aを上にした水平から45度の傾きで取付けられている。前アーム3及び後アーム4は同じ長さで、垂直を基準状態としている。 FIG. 1 is an overall view showing the stand device 1. The stand body 2 of the stand device 1 is installed on the floor. A pair of left and right front arms 3 and lower rotation shafts 3a and 4a of the rear arm 4 are pivotally supported on the stand body 2, respectively. The rotating shafts 3a and 4a are attached at an inclination of 45 degrees from the horizontal with the rotating shaft 4a facing up with respect to the horizontal. The front arm 3 and the rear arm 4 have the same length, and the vertical is the reference state.

前アーム3及び後アーム4の上側の回動軸3b、4bには水平アーム5が軸支されている。水平アーム5での各回動軸3b、4bも45度の傾きで設定されている。 A horizontal arm 5 is pivotally supported on the rotation shafts 3b and 4b on the upper side of the front arm 3 and the rear arm 4. The rotation shafts 3b and 4b on the horizontal arm 5 are also set at an inclination of 45 degrees.

前アーム3と後アーム4は平行で長さが等しいため、スタンド本体2に固定される仮想リンク辺3a−4aと水平アーム5に固定される仮想リンク辺3b−4bとで平行リンク機構Aが構成される。 Since the front arm 3 and the rear arm 4 are parallel and have the same length, the parallel link mechanism A is formed between the virtual link side 3a-4a fixed to the stand body 2 and the virtual link side 3b-4b fixed to the horizontal arm 5. It is composed.

水平アーム5にはそれぞれ左右一対のアーム6、7により先端部8が連結されており、先端部8には医療機器9が支持されている。上下のアーム6、7の各回動軸6a、6b、7a、7bのうち、上側のアーム6の後側の回動軸6aと、下側のアーム7の前側の回動軸7bとの間には引張バネ10が設けられている。 A tip portion 8 is connected to the horizontal arm 5 by a pair of left and right arms 6 and 7, respectively, and a medical device 9 is supported by the tip portion 8. Of the rotation shafts 6a, 6b, 7a, and 7b of the upper and lower arms 6 and 7, between the rotation shaft 6a on the rear side of the upper arm 6 and the rotation shaft 7b on the front side of the lower arm 7. Is provided with a tension spring 10.

前アーム3及び後アーム4のうち、後アーム4側には略全長にわたってバネ11が設けられている。バネ11は押し引き兼用のコイルバネで、圧縮方向及び引張方向の両方で反発力を生じさせる特性を有しており、後アーム4の外側に設けられている。本実施形態では説明の便宜上、前アーム3及び後アーム4が垂直状態のときにバネ11が反発力を生じない実質的に自然長であるとして説明する。 Of the front arm 3 and the rear arm 4, a spring 11 is provided on the rear arm 4 side over substantially the entire length. The spring 11 is a coil spring that also serves as a push and pull, has a characteristic of generating a repulsive force in both the compression direction and the tension direction, and is provided on the outside of the rear arm 4. In the present embodiment, for convenience of explanation, the spring 11 will be described as having a substantially natural length that does not generate a repulsive force when the front arm 3 and the rear arm 4 are in the vertical state.

前アーム3の下方にはストッパ12が固定されている。ストッパ12は後アーム4に向けて前アーム3の主軸方向と直角に延在している。ストッパ12には後アーム4が貫通する長孔状の貫通孔13が前後方向に沿って二列形成されている。後アーム4は貫通孔13を貫通しているため状態が安定し確実なトルク伝達を行うことができる。 A stopper 12 is fixed below the front arm 3. The stopper 12 extends toward the rear arm 4 at a right angle to the main axis direction of the front arm 3. The stopper 12 is formed with two rows of elongated through holes 13 through which the rear arm 4 penetrates along the front-rear direction. Since the rear arm 4 penetrates the through hole 13, the state is stable and reliable torque transmission can be performed.

ストッパ12の貫通孔13の間には前後方向に沿うレール14が固定され、このレール14にスライダ15が前後滑動自在に係合されている。レール14とスライダ15との間には転動自在な複数のボールが存在しており、スライダ15は抵抗なく円滑に前後移動する。 A rail 14 along the front-rear direction is fixed between the through holes 13 of the stopper 12, and the slider 15 is slidably engaged with the rail 14. A plurality of balls that can roll freely exist between the rail 14 and the slider 15, and the slider 15 smoothly moves back and forth without resistance.

スライダ15は上部が左右に延びるクロスバー16により構成され、その両端には短い長孔状の支持孔17が形成されている。後アーム4はこの支持孔17にも貫通している。支持孔17の幅はバネ11の径よりも小さく、後アーム4は支持孔17を貫通するがバネ11は貫通できない。 The slider 15 is composed of a crossbar 16 whose upper portion extends to the left and right, and short elongated support holes 17 are formed at both ends thereof. The rear arm 4 also penetrates the support hole 17. The width of the support hole 17 is smaller than the diameter of the spring 11, and the rear arm 4 penetrates the support hole 17, but the spring 11 cannot penetrate.

クロスバー16の端末には先端に孔付きのフック18が固定され、バネ11の下端11aはU字状に曲げられてこのフック18に係止されている。後アーム4の上部にも同様のフック19が固定され、バネ11の上端11bも同様にこのフック19に係止されている。 A hook 18 having a hole at the tip is fixed to the terminal of the crossbar 16, and the lower end 11a of the spring 11 is bent in a U shape and locked to the hook 18. A similar hook 19 is fixed to the upper part of the rear arm 4, and the upper end 11b of the spring 11 is also locked to the hook 19.

図4は水平アーム5を前側へ倒した状態を示している。水平アーム5を前側に倒すと、ストッパ12が後アーム4に対して相対的に上昇する相対的変位を生じさせるため、バネ11は圧縮される。そのためバネ11の反発力が働き、全体が斜めになってもその状態が維持される。より詳細には、バネ11の反発力はスライダ15を介してストッパ12に垂直に印加され、前アーム3に対する回動軸3aのまわりの反時計回りのトルクに変換される。また、バネ11の径がスライダ15の支持孔17よりも大きいため、バネ11の下端はスライダ15における支持孔17周辺の表面に受け止められ、その反発力をスライダ15を介してストッパ12に及ぼすことができる。 FIG. 4 shows a state in which the horizontal arm 5 is tilted forward. When the horizontal arm 5 is tilted forward, the stopper 12 causes a relative displacement that rises relative to the rear arm 4, so that the spring 11 is compressed. Therefore, the repulsive force of the spring 11 works, and the state is maintained even if the whole is slanted. More specifically, the repulsive force of the spring 11 is applied perpendicularly to the stopper 12 via the slider 15 and converted into a counterclockwise torque around the rotation shaft 3a with respect to the front arm 3. Further, since the diameter of the spring 11 is larger than the support hole 17 of the slider 15, the lower end of the spring 11 is received by the surface around the support hole 17 in the slider 15 and its repulsive force is exerted on the stopper 12 via the slider 15. Can be done.

水平アーム5の前側への傾動角度の増加に応じてストッパ12の相対的変位量も増加して反発力が増えるため、各傾動角度において重量バランスがとれて水平アーム5を医療機器9ごと任意の位置に保持することができる。換言すれば、重量物(水平アーム5+医療機器9)の重量による回動軸4aのまわりの時計回りのトルクが傾動角に応じて増大するところ、バネ11とストッパ12による回動軸4aのまわりの反時計回りのトルクも傾動角に応じて増大するためトルクバランスを実現することができる。 As the tilt angle of the horizontal arm 5 to the front side increases, the relative displacement of the stopper 12 also increases and the repulsive force increases. Therefore, the weight is balanced at each tilt angle and the horizontal arm 5 can be arbitrarily used for each medical device 9. Can be held in position. In other words, where the clockwise torque around the rotation shaft 4a due to the weight of the heavy object (horizontal arm 5 + medical device 9) increases according to the tilt angle, around the rotation shaft 4a by the spring 11 and the stopper 12. Since the counterclockwise torque of is also increased according to the tilt angle, torque balance can be realized.

前アーム3と後アーム4を前側に倒すと、両者の間隔も幅Eから幅E1に増加するため、両者間の間隔が広がり、前方への十分な傾動量を確保することができる。前側への傾動は使用の際に専ら使用される方向性で、前側へ十分に傾けても前アーム3と後アーム4が互いに接近して干渉し合うことはない。 When the front arm 3 and the rear arm 4 are tilted forward, the distance between the two increases from the width E to the width E1, so that the distance between the two increases, and a sufficient amount of tilting forward can be secured. Tilt to the front side is a direction that is used exclusively during use, and even if it is tilted sufficiently to the front side, the front arm 3 and the rear arm 4 do not approach each other and interfere with each other.

前アーム3と後アーム4の間隔の変化により、後アーム4はストッパ12の貫通孔13内で相対的に後方へ移動するが、貫通孔13が長孔状のためその移動を許容することができる。またその後方への相対移動はバネ11の反発力が下向きに働いた状態で行われるが、その下向きの反発力が前後に滑動自在な手段(レール14に対するスライダ15)に対して作用するため、前後方向での摩擦や抵抗が大幅に低減されることとなり、円滑な移動が行われる。そのため、バネ11の反発力が効率的にバランスのためのトルクに変換される。 Due to the change in the distance between the front arm 3 and the rear arm 4, the rear arm 4 moves relatively rearward in the through hole 13 of the stopper 12, but since the through hole 13 has a long hole shape, the movement can be allowed. it can. Further, the relative movement to the rear is performed in a state where the repulsive force of the spring 11 works downward, but the downward repulsive force acts on the means (slider 15 with respect to the rail 14) that can slide back and forth. Friction and resistance in the front-rear direction are greatly reduced, and smooth movement is performed. Therefore, the repulsive force of the spring 11 is efficiently converted into torque for balance.

図5は水平アーム5を後側へ倒した状態を示している。水平アーム5を後側へ倒すと、前側とは逆に、ストッパ12が後アーム4に対して相対的に下降する相対的変位を生じさせるため、バネ11は引っ張られる。バネ11の下端11aと上端11bはそれぞれ係止されているため、バネ11には引っ張られたことによる反発力が働き、全体が後側に傾いた状態になってもその状態が維持される。すなわち、 重量物の重量による回動軸4aのまわりの反時計回りのトルクが傾動角に応じて増大した場合でも、バネ11とストッパ12による回動軸4aのまわりの時計回りのトルクも傾動角に応じて増大するため、水平アーム5が後傾してもトルクバランスを実現することができる。 FIG. 5 shows a state in which the horizontal arm 5 is tilted rearward. When the horizontal arm 5 is tilted to the rear side, the spring 11 is pulled because the stopper 12 causes a relative displacement that is relatively lowered with respect to the rear arm 4, contrary to the front side. Since the lower end 11a and the upper end 11b of the spring 11 are respectively locked, a repulsive force due to being pulled acts on the spring 11, and the state is maintained even if the whole is tilted to the rear side. That is, even when the counterclockwise torque around the rotating shaft 4a due to the weight of a heavy object increases according to the tilt angle, the clockwise torque around the rotating shaft 4a due to the spring 11 and the stopper 12 also increases at the tilt angle. Therefore, the torque balance can be realized even if the horizontal arm 5 is tilted backward.

後側へ倒すことにより、前アーム3と後アーム4の間隔は幅Eから幅E2に小さくなるが、後側へは前側に比べて大きく傾けることが要求されないため問題ない(大きな傾きは要求されないが後側へある程度傾くことは重要)。後側へ傾けた際に後アーム4は貫通孔13内で相対的に前方移動するが、その場合も滑動自在なスライダ15により摩擦や抵抗が低減される。 By tilting to the rear side, the distance between the front arm 3 and the rear arm 4 becomes smaller from the width E to the width E2, but there is no problem because the rear side is not required to be tilted more than the front side (a large tilt is not required). Is important to tilt backwards to some extent). When tilted to the rear side, the rear arm 4 moves relatively forward in the through hole 13, but even in that case, friction and resistance are reduced by the slidable slider 15.

1 スタンド装置
2 スタンド本体
3 前アーム
4 後アーム
5 水平アーム
9 医療機器
11 バネ
12 ストッパ
13 貫通孔
14 レール
15 スライダ
16 クロスバー(スライダの一部)
A 平行リンク機構
1 Stand device 2 Stand body 3 Front arm 4 Rear arm 5 Horizontal arm 9 Medical equipment 11 Spring 12 Stopper 13 Through hole 14 Rail 15 Slider 16 Crossbar (part of slider)
A parallel link mechanism

Claims (3)

スタンド本体と水平アームとを両端に回動軸を有する2本の平行な前アームと後アームで連結することにより平行リンク機構を構成し、水平アームの前端に医療機器を支持し、前アームと後アームのスタンド本体側の回動軸を中心に水平アーム側を垂直に対して前後に傾動自在にした医療用スタンド装置であって、
後アームに沿って直線的に伸縮する押し引き兼用のバネを設け、前アームに前記バネの下端を係止するストッパを設ける共にバネの上端を後アームの上部に係止し、
水平アームの前側への傾動時にはストッパの後アームに対する押し方向への相対変位によりバネを圧縮し、水平アームの後側への傾動時にはストッパの後アームに対する引き方向への相対変位によりバネを引張り、それぞれバネにより反傾動方向への反発力を発生させることを特徴とする医療用スタンド装置。
A parallel link mechanism is constructed by connecting the stand body and the horizontal arm with two parallel front arms and rear arms having rotation axes at both ends, and the medical device is supported at the front end of the horizontal arm, and the front arm and the front arm It is a medical stand device that allows the horizontal arm side to tilt back and forth with respect to the vertical centering on the rotation axis on the stand body side of the rear arm.
A spring that expands and contracts linearly along the rear arm is provided, and a stopper that locks the lower end of the spring is provided on the front arm, and the upper end of the spring is locked to the upper part of the rear arm.
When the horizontal arm is tilted forward, the spring is compressed by the relative displacement of the stopper in the pushing direction with respect to the rear arm, and when the horizontal arm is tilted backward, the spring is pulled by the relative displacement of the stopper in the pulling direction with respect to the rear arm. A medical stand device characterized in that each spring generates a repulsive force in the counter-tilt direction.
バネが後アームの外側に設けられ、ストッパに後アームが貫通する前後方向に沿う長孔状の貫通孔を形成し、ストッパに前後に滑動自在なスライダを備えるレールを固定し、バネの下端をスライダに対して係止したことを特徴とする請求項1記載の医療用スタンド装置。 A spring is provided on the outside of the rear arm, and a long hole-shaped through hole is formed in the stopper along the front-rear direction through which the rear arm penetrates. The medical stand device according to claim 1, wherein the medical stand device is locked with respect to a slider. スタンド本体における後アームの回動軸が前アームの回動軸よりも高い位置にあることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の医療用スタンド装置。 The medical stand device according to claim 1 or 2, wherein the rotation axis of the rear arm in the stand body is located at a position higher than the rotation axis of the front arm.
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