(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
倒れ込み方向における最大傾斜状態付近から所定の傾斜角度の範囲にある場合に、起上り方向の回転引張り力を前記基準回転引張り力より増大させる起上り回転引張り力増大部として、前記回転引張り力増大部を前記カム面に備えた
請求項5乃至7のうちいずれかに記載のレーザ装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
この発明は、上述した問題に鑑み、傾斜するアーム部に作用する負荷を調整して操作性を向上できる回転支持機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明は、筐体に対してアーム部を、回転軸を回転中心として傾斜回転可能に支持する回転支持機構であって、前記回転軸を回転中心とした前記アーム部の傾斜角度に応じて、傾斜状態から直立方向に向う回転付勢力を前記アーム部に付与する付勢手段と、前記回転付勢力を、前記傾斜角度に応じて所望の回転付勢力に調整する付勢力調整手段を備え
、前記付勢手段を、引張り量に比例して付勢力が増大する引張り付勢手段を少なくとも一部に備えた引張り付勢部材で構成し、該引張り付勢部材の一端側を、アーム部側及び前記筐体側の一方に配置するとともに、前記引張り付勢部材の他端側を、アーム部側及び前記筐体側の他方に連結し、前記付勢力調整手段を、前記アーム部の傾斜回転に伴って前記回転軸を中心として回転するとともに、前記引張り付勢部材の一端側から他端側までにおける長さ方向の一部を張架させるカム面を有し、前記カム面の前記回転軸からの偏心距離に応じて前記引張り付勢部材の引張り量を調整して前記引張り付勢部材による回転引張り力を調整するカムで構成したことを特徴とする。
【0010】
上記筐体に対してアーム部を、回転軸を回転中心として傾斜回転可能に支持する回転支持機構は、回転軸を回転中心としてアーム部を筐体から傾斜回転可能に直接支持する構造、あるいは、筐体に装着した支持基台を介して、アーム部を傾斜回転可能に支持する構造等とすることができる。
【0011】
上記付勢手段は、傾斜回転に伴う引張りに対して縮む方向の付勢力により傾斜状態から直立方向に向う回転付勢力を作用させる付勢手段や、傾斜回転に伴う捩じりによって前記回転付勢力を作用させる付勢手段等とすることができる。
【0012】
上記引張り付勢部材は、引張り量に応じて引張り力が増大するコイルばねや帯状のゴム等の弾性部材等の引張り付勢手段に連結部材を取り付けたもの、あるいは引張り付勢手段単体で構成することができる。
【0013】
上述のカム面の前記回転軸からの偏心距離は、回転軸周りに回転する回転平面において、回転軸からカム面までの距離を示している。
【0014】
この発明により、傾斜するアーム部に作用する負荷を、付勢力調整手段で調整された回転付勢力により調整して操作性を向上することができる。
詳しくは、回転軸を回転中心として傾斜回転可能にアーム部を支持する回転支持機構には、傾斜するアーム部の自重等の荷重のうち、アーム部の傾斜方向に直交する荷重成分が回転モーメントとして作用する。
【0015】
この傾斜するアーム部による回転モーメントに対して、付勢手段によって前記アーム部に付与する回転付勢力が大きければ、アーム部には傾斜状態から直立方向に向う方向の付勢力が作用し、逆に、付勢手段によって前記アーム部に付与する回転付勢力が、傾斜するアーム部による回転モーメントより小さければ、傾斜方向の荷重がアーム部に作用することとなる。
【0016】
この傾斜するアーム部による回転モーメントは、一般的に傾斜角度に応じて、略sin曲線、あるいは略cos曲線状に増加するため、付勢手段による回転付勢力と回転モーメントとを均衡させることは困難である。しかしながら、付勢力調整手段を備えたことにより、前記回転付勢力を、前記傾斜角度に応じて所望の回転付勢力に調整し、付勢手段による回転付勢力と回転モーメントとをバランスさせることができる。したがって、例えば、先端に取り付けた器具に余分な荷重が作用することなく、操作性を向上することができる。
【0017】
また、前記付勢手段を、引張り量に比例して付勢力が増大する引張り付勢手段を少なくとも一部に備えた引張り付勢部材で構成し、該引張り付勢部材の一端側を、アーム部側及び前記筐体側の一方に配置するとともに、前記引張り付勢部材の他端側を、アーム部側及び前記筐体側の他方に連結し、前記付勢力調整手段を、前記アーム部の傾斜回転に伴って前記回転軸を中心として回転するとともに、前記引張り付勢部材の一端側から他端側までにおける長さ方向の一部を張架させるカム面を有し、前記カム面の前記回転軸からの偏心距離に応じて前記引張り付勢部材の引張り量を調整して前記引張り付勢部材による回転引張り力を調整するカムで構成すること
により、簡易な構造で、傾斜角度に応じて回転引張り力を確実に調整することができる。
【0018】
詳しくは、引張り量に比例して付勢力が増大する引張り付勢手段を少なくとも一部に備えた引張り付勢部材の一端側を、アーム部側及び前記筐体側の一方に配置するとともに、前記引張り付勢部材の他端側を、アーム部側及び前記筐体側の他方に連結したため、アーム部の傾斜回転に、引張り付勢部材を追従させることができる。
【0019】
また、前記アーム部の傾斜回転に伴って前記回転軸を中心として回転するカムにおいて、回転軸からの偏心距離を有するカム面を備えているため、アーム部の傾斜回転に伴って回転軸を中心として回転するカム面の偏心距離が変化する。
【0020】
さらに、アーム部の傾斜回転に伴って偏心距離が変化するカム面に、前記引張り付勢部材の一端側から他端側までにおける長さ方向の一部を張架させているため、アーム部の傾斜回転に応じて前記引張り付勢部材の引張り量を調整して前記引張り付勢部材による回転引張り力を調整することができる。
【0021】
したがって、アーム部の傾斜角度に応じた偏心距離を、アーム部に作用させる所望の回転引張り力に合わせて調整することにより、傾斜角度に応じた回転引張り力をアーム部に確実に作用させることができる。
【0022】
よって、簡易な構造でありながら、例えば、傾斜回転角度に応じて略sin曲線、あるいは略cos曲線状に増加するアーム部の傾斜による回転モーメントに対して、アーム部に作用させる回転付勢力を均衡させ、先端に取り付けた器具に余分な荷重が作用することなく、操作性を向上することができる。
【0023】
また、この発明の態様として、前記カムのカム面に、前記回転軸からの偏心距離を、前記回転軸を中心とした所定径の基準円の半径より短く形成して、前記基準円による引張り量に比べて前記引張り付勢部材の引張り量を低減することで、前記基準円に基づく傾斜角度に応じた基準回転引張り力より前記回転引張り力を低減させる回転引張り力低減部と、前記回転軸からの偏心距離を基準円の半径より長く形成して、前記基準円による引張り量に比べて前記引張り付勢部材の引張り量を増大することで、前記基準回転引張り力より前記回転引張り力を増大させる回転引張り力増大部との少なくとも一方を備えることができる。
【0024】
上述の前記回転軸を中心とした所定径の基準円の半径より偏心距離を短く、あるいは長く形成したカム面は、例えばカムを構成するカム基準円の中心を回転軸から偏心させて実現したり、カム基準円の中心を回転軸に一致させた場合、つまりカム基準円と上記基準円とを一致させた場合であっても、カムの傾斜回転角度に応じたカム面における偏心距離を短く、あるいは長く形成したりしてもよく、さらには、それらの組み合わせであってよい。
【0025】
この発明により、アーム部に作用させる所望の回転引張り力を適切にアーム部に作用させることができる。
詳しくは、カム面に、前記回転軸からの偏心距離を、前記回転軸を中心とした所定径の基準円の半径より短く形成して、前記基準円による引張り量に比べて前記引張り付勢部材の引張り量を低減することで、前記基準円に基づく傾斜角度に応じた基準回転引張り力より前記回転引張り力を低減させる回転引張り力低減部と、前記回転軸からの偏心距離を基準円の半径より長く形成して、前記基準円による引張り量に比べて前記引張り付勢部材の引張り量を増大することで、前記基準回転引張り力より前記回転引張り力を増大させる回転引張り力増大部との少なくとも一方をカム面に備えることにより、アーム部の傾斜回転角度に応じて調整された回転引張り力をアーム部に作用させることができる。
【0026】
また、この発明の態様として、前記引張り付勢部材の自然長に対する長さを調整して、前記引張り付勢部材における基準引張り力を調整する基準引張り力調整手段を設けることができる。
【0027】
この構成により、例えば、状況に応じて回転引張り力の基準となる基準引張り力を予め調整することができる。
詳しくは、基準引張り力調整手段によって、前記引張り付勢部材の自然長に対する長さを調整することにより、前記引張り付勢部材の基準引張り力を調整することができるため、前記付勢力調整手段によって回転付勢力の調整可能な範囲を所望の調整範囲に調整することができる。
【0028】
したがって、例えば、アーム部の傾斜回転角度に応じて調整される回転引張り力を、状況に応じてあらかじめ大まかに調整しておくことにより、さらに適切な所望の回転をアーム部に作用させることができる。
【0029】
また、この発明の態様として、前記アーム部の傾斜範囲を規制する傾斜範囲規制手段を備えることができる。
この発明により、適切な回転付勢力調整を実現することができる。詳しくは、前記付勢力調整手段によって回転付勢力の調整可能な範囲と、前記アーム部の傾斜範囲とを仮に一致させることにより、アーム部の傾斜角度に応じて回転付勢力を前記付勢力調整手段によって適切に調整することができる。
【0030】
また、この発明は、前記筐体を、レーザ光源を有するレーザ装置本体とし、前記アーム部を、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を先端側に伝送する、可撓性のある長尺状の導光部を保持する保持アーム部で構成し、上述の回転支持機構により、前記レーザ装置本体に対して、傾斜回転可能に前記保持アーム部を支持するレーザ装置であることを特徴とする。
【0031】
上記レーザ光源から照射するレーザ光は、Er:YAGレーザや炭酸ガスレーザ等適宜のレーザ光を用いることができる。
上記長尺状の導光部は、例えば、ガラスファイバ等を被覆材で被覆した可撓性を有する長尺状の導光部、さらに詳しくはガラスなど表面が円滑な材質で管状部材を形成し、その管状部材の内壁に銀などによる反射膜を形成し、さらにその反射膜の内面に環状オレフィンポリマーやポリイミドなどの伝送効率の高い素材による誘電体薄膜を形成する管路である中空導波路等で構成することができる。
この発明により、長尺状の導光部を、レーザ光を照射する被照射部に向けて、余分な負荷なく取回すことができ、操作性を向上することができる。
【0032】
この発明の態様として、前記導光部の先端に、レーザ光を照射してレーザ診療するレーザ診療器具を備え、該レーザ診療器具を使用する際の前記保持アーム部の傾斜角度範囲において、前記レーザ診療器具に余分な回転引張り力が作用しないように、前記回転引張り力と前記レーザ診療器具の重量とのバランスに応じて、前記基準回転引張り力に対する前記回転引張り力の増減を調整するバランス調整部を、前記カム面に備えることができる。
上述のレーザ診療するレーザ診療器具は、レーザ光を用いた診断、及び治療を行う器具とすることができる。
【0033】
この発明により、施術者は、被診療箇所に対して、前記レーザ診療器具を余分な負荷なく取回すことができ、操作性を向上することができる。
詳しくは、レーザ診療器具を使用する際の前記保持アーム部の傾斜角度範囲において、前記レーザ診療器具に余分な回転引張り力が作用しないように、前記回転引張り力と前記レーザ診療器具の重量とのバランスに応じて、前記基準回転引張り力に対する前記回転引張り力の増減を調整するバランス調整部を、前記カム面に備えたことにより、例えば、施術者がレーザ診療器具を握持して操作する際に、レーザ診療器具に長尺状の導光部を介して、アーム部に作用する回転付勢力による余分な負荷がレーザ診療器具に作用することを防止できる。したがって、細やかな施術や長時間にわたる施術の場合であっても、施術者にかかる負担を軽減し、正確な診療を実施することができる。
【0034】
また、この発明の態様として、前記保持アーム部が前記レーザ装置本体に対して略直立状態を基準状態とし、前記保持アーム部が略直立状態から所定の傾斜角度の範囲にある場合に、傾斜状態から略直立状態に復帰するための回転引張り力を前記基準回転引張り力より増大させる復帰回転引張り力増大部として、前記回転引張り力増大部を前記カム面に備えることができる。
【0035】
この発明により、例えば、レーザ診療器具を使用した施術の際に、レーザ診療器具を収納位置に収納するため、レーザ診療器具を収納位置近傍まで移動させることにより、傾斜状態から略直立状態に復帰するための回転引張り力を前記基準回転引張り力より増大させる復帰回転引張り力増大部が作用して保持アーム部を半自動的に略直立状態に復帰させることができ、操作性を向上することができる。
【0036】
また、この発明の態様として、倒れ込み方向における最大傾斜状態付近から所定の傾斜角度の範囲にある場合に、起上り方向の回転引張り力を前記基準回転引張り力より増大させる起上り回転引張り力増大部として、前記回転引張り力増大部を前記カム面に備えることができる。
【0037】
この発明により、例えば、レーザ診療器具を使用した施術の際に、手を滑らせてレーザ診療器具を落とし、長尺状の導光部を介して、急激な倒れ込み方向の負荷が保持アーム部に作用した場合であっても、倒れ込み方向における最大傾斜状態付近から所定の傾斜角度の範囲となることにより、起上り回転引張り力増大部によって起上り方向の回転引張り力が前記基準回転引張り力より増大し、急激な保持アーム部の倒れ込みを防止できる。
したがって、長尺状の導光部を介して、手を滑らせて落としたレーザ診療器具に、引張り力を作用させることで、例えば、床面との衝突による衝撃を回避又は軽減することができる。
【0038】
また、この発明の態様として、前記カム面において、直立状態から傾斜状態に向かって、前記復帰回転引張り力増大部、前記バランス調整部、及び前記起上り回転引張り力増大部を、この順で配置することができる。
【0039】
この発明により、保持アーム部の傾斜角度における略直立状態から所定角度までの範囲を自動的に傾斜状態から略直立状態に復帰する範囲、保持アーム部の最大傾斜状態付近から所定の角度までの範囲を起上り回転引張り力が増大するレーザ診療器具が落下した際の衝撃を緩和する範囲、並びに、上述の略直立状態に復帰する範囲から上述の衝撃を緩和する範囲までの間を、レーザ診療器具を余分な負荷なく取回すことができるよう、保持アーム部に作用する回転モーメントと回転引張り力とをバランスさせた、診療範囲とし、レーザ装置の操作性を向上することができる。
【0040】
また、この発明の態様として、前記保持アーム部を、基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上するたわみ部材で構成し、前記バランス調整部における少なくとも一部に、前記回転引張り力低減部を備えることができる。
【0041】
上述の基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上するたわみ部材は、同材質で基端側から先端側までを構成するが、断面強度が基端側から先端側の間で変化するたわみ部材、あるいは基端側から先端側まで材料強度の異なる材質で構成するたわみ部材、さらには、断面強度及び材料強度を基端側から先端側まで変化させたたわみ部材等で構成することができる。なお、上述の基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上するたわみ部材は、上述のように部材全体が基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上する構成であってもよいが、間隔を隔てて複数箇所設けて、全体として、基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上する構成であってもよい。
【0042】
上述のバランス調整部における少なくとも一部に、前記回転引張り力低減部を備えるとは、バランス調整部において、回転引張り力低減部を一箇所あるいは複数箇所備えるパターン、回転引張り力増大部や起上り回転引張り力増大部とともに回転引張り力低減部を備えるパターン、回転引張り力増大部同士や起上り回転引張り力増大部同士の間に回転引張り力低減部を備えるパターンなど様々な組み合わせパターンを含む概念である。
【0043】
この発明により、前記レーザ診療器具に作用する余分な負荷をさらに適切に軽減させることができる。
詳しくは、前記保持アーム部を、基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上するたわみ部材で構成することにより、保持アーム部の傾斜角度によってたわみ形状が異なる。このため、回転支持機構に作用する回転モーメントは、作用する回転モーメントが傾斜角度に応じて略sin曲線状、つまり外側に凸な曲線状に変化する撓まない保持アーム部の場合に対して、基端側から先端側に向けてたわみ変形性能が向上するたわみ部材で構成した保持アーム部の場合、回転モーメントは傾斜角度に応じて略cos曲線状、つまり内側に凸な曲線状に変化することとなる。この略cos曲線状に変化する回転モーメントに対して、引張長さに応じて正比例して、直線状に変化する回転引張り力が上回る箇所に回転引張り力低減部を備えることにより、保持アーム部の傾斜角度に応じて回転引張り力を適切に調整することができる。
【0044】
また、この発明の態様として、前記レーザ装置本体の上面に、先端に前記回転支持機構を備えるとともに、該前記回転支持機構を介して前記保持アーム部を接続するアーム接続基台を備え、該アーム接続基台を、前記レーザ装置本体の上面に対して、略水平方向に回転自在に構成することができる。
【0045】
この発明により、保持アーム部の傾斜方向に対する操作性の向上に加えて、前記レーザ装置本体の上面に対する略水平方向の回転によって操作性をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【0046】
この発明により、傾斜するアーム部に作用する負荷を調整して操作性を向上できる回転支持機構を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0048】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図1は回転支持機構Mを備えたレーザ装置1の斜視図を示し、
図2は回転支持基台10の拡大右側面図を示し、
図3はカバーを透過した回転支持基台10の左側面図を示し、
図4はカバーを透過した回転支持基台10の斜視図による説明図を示し、
図5乃至
図8は回転支持機構Mにおける偏心カム60についての説明図を示し、
図9は回転支持機構Mにおける回転引張り力の調整についての説明図を示している。
【0049】
詳しくは、
図4(a)はカバー11aを透過した回転支持基台10の斜視図を示し、
図4(b)はカバー11aを透過した回転支持基台10において支持プレート73を取り外し、偏心カム60を露出させた状態の斜視図を示している。
【0050】
また、
図6(a)は最起立状態の偏心カム60の左側面図を示し、
図6(b)は最傾斜状態の偏心カム60の左側面図を示し、同様に、
図7(a)は起立側使用範囲状態、
図7(b)は中間使用範囲状態、
図8(a)は傾斜側使用範囲状態の左側面図を示し、
図8(b)は各状態の偏心カム60を重畳表示した拡大左側面を示している。
【0051】
さらにまた、
図9(a)は回転支持機構Mに作用する回転モーメントMaと、回転支持機構Mにおける引張りばね52の付勢力である基準引張り力P1に基づいて回転引張り力を調整した調整回転引張り力P2を明示したグラフを示し、
図9(b)はレーザ装置1において、保持アーム部に対応するプロテクトポール20の傾斜回転状態に応じて引張りばね52の付勢力である基準引張り力P1に基づいて回転引張り力を調整した調整回転引張り力P2を明示したグラフを示している。
【0052】
レーザ装置1は、Er:YAGレーザ等のレーザ光を発生させるレーザ光源(図示省略)を内部に備えた装置本体2と、装置本体2の上面2aに対して水平方向に回転自在に装着した回転支持基台10と、回転支持基台10に対して回転軸ALを回転中心として傾斜回転するプロテクトポール20と、上面2aから上方に突出し、中間部分における複数箇所をプロテクトポール20で保持された導光ケーブル30と、導光ケーブル30の先端に装着したハンドピース40とで構成している。
【0053】
装置本体2は、上述したように、内部に図示省略するレーザ光源を備える奥行き方向及び縦方向に長い直方体状の筐体であり、上面2aの手前側に傾斜する操作パネル4を備えている。
【0054】
なお、装置本体2の下部には、キャスター3a及びストッパ付キャスター3を備えているため、操作パネル4の前側に備えたハンドル5を握持し、容易に所望の位置に移動し、位置固定することができる。
また、操作パネル4の側方から前方に向かって突出する態様で、後述するハンドピース40を係止させるホルダ6を備えている。
【0055】
また、基端部30aが装置本体2の上面2aの後ろ側から鉛直方向上向きに突出する導光ケーブル30は、装置本体2内部において図示省略するレーザ光源に接続され、レーザ光源で発生したレーザ光を、先端に装着したハンドピース40まで導光することができる。
【0056】
上述したように、上面2aから鉛直方向に突出する導光ケーブル30は、所定の長さ及び可撓性を有するケーブルであり、COP(環状オレフィンポリマー)やポリイミドなど、レーザ光を効率よく反射伝送する適宜の素材で形成する誘電体薄膜で内周面を被膜したガラス管など表面が円滑な筒状体の中空導波路で構成している。
【0057】
導光ケーブル30の先端に装着したハンドピース40は、先端からレーザ光を照射するレーザ照射部41を有し、レーザ照射部41から照射するレーザ光で患者の被診療部分を診療する器具である。
【0058】
装置本体2の上面2aにおいて、導光ケーブル30の基端部30aの側方には、回転支持基台10が装着されている。
回転支持基台10は、側方視略円弧状の基台本体11と、基台本体11の底面から下方に突出する挿入軸部12と、上端付近に配置した略水平方向の回転軸ALを回転中心とした回転支持機構Mを構成するヒンジ部70とで構成し、ヒンジ部70を介してプロテクトポール20を傾斜回転可能に接続している。
【0059】
なお、回転支持機構Mは、基台本体11を構成するカバー11aの内側に配置している。このように構成した回転支持基台10は、装置本体2の上面2aに構成した装着穴(図示省略)に挿入軸部12を挿入して装着することにより、装置本体2に対して、鉛直方向の中心軸VLを中心として水平方向に回転可能に装着することができる。
【0060】
ヒンジ部70を介し、回転支持基台10に対して傾斜回転可能に接続されたプロテクトポール20は、ヒンジ部70に接続された基端側に配置された鋼製の第1ポール部21と、先端側に配置された、グラスファイバ等の、可撓性を有するとともに、先端側に向って徐々に径が小さくなる先細り状の部材で構成する第2ポール部22とで構成している。また、第1ポール部21と第2ポール部22とは、コイルばねで構成し、導光ケーブル30を介した急激な引張り等の力を緩衝する緩衝ばね部23を備えている。このように構成したプロテクトポール20は、基端側から先端側に向かうにつれ、徐々に変形性能が向上している。
【0061】
このように構成したプロテクトポール20の長さ方向に沿わせて導光ケーブル30を配置するとともに、所定間隔を隔てて、複数箇所において図示省略するクリップで導光ケーブル30をプロテクトポール20に取り付けている。
【0062】
続いて、回転支持基台10に備えた回転支持機構Mについて説明する。
カバー11aを透過した
図3及び
図4に示すように、基台本体11内側に配置する回転支持機構Mは、フレーム51、引張ばね52、連結ワイヤ53、引張強さ調整ねじ部54、及び偏心カム60を有するヒンジ部70で構成している。
【0063】
フレーム51は、平面視L型のアングル材で構成され、詳しくは、側面視略円弧状の基台本体11の形状に沿った第1側板51aと、基台本体11の正面側に沿う第2側板51bとで構成し、下端に第1側板51aと第2側板51bの内面を跨ぐ態様で取り付けられ、挿入軸部12の基部を構成する挿入軸部ベース12aを備えている。
また、第1側板51aは、ヒンジ部70が装着される部分だけ、第2側板51bより上方に突出する長さで形成している。
【0064】
引張ばね52は、両端に係止フック52aを備えたコイルばねであり、上側の係止フック52aは、後述する連結ワイヤ53のループ部53bに係止し、下側の係止フック52aは後述する引張強さ調整ねじ部54の上フランジ54aに係止している。
【0065】
連結ワイヤ53は、可撓性を有する金属製ワイヤであり、端部をU字状にしてカシメ金具53aでかしめてループ状に構成したループ部53bを両端に備えている。そして、下側のループ部53bに引張ばね52の係止フック52aが係止され、連結ワイヤ53を偏心カム60の側周面60aに沿わせるとともに、上側のループ部53bは後述する偏心カム60の側周面60aにねじ固定される。
【0066】
引張強さ調整ねじ部54は、引張ばね52における下側の係止フック52aが係止するL型の上フランジ54aと、上フランジ54aより下側の第1側板51aを角U字状に切り欠きフレーム51の内側に折曲げて略水平に形成した下フランジ54bと、上下に並ぶ上フランジ54aと下フランジ54bとを、間隔調整可能に連結する連結ねじ54cとで構成している。
【0067】
このように構成した引張強さ調整ねじ部54は、下フランジ54bが第1側板51aに対して位置固定されており、係止フック52aが係止する上フランジ54aは第1側板51aに位置固定されていないため、連結ねじ54cを螺入出することにより、下フランジ54bに対する上フランジ54aの位置を調整することができる。
【0068】
そのため、連結ワイヤ53を介して偏心カム60の側周面に固定された引張ばね52は、引張強さ調整ねじ部54における連結ねじ54cの螺入出により、長さ調整され、引張ばね52が最も縮む最起立状態における引張ばね52の付勢力を調整することができる。
【0069】
ヒンジ部70は、偏心カム60と、第1側板51aの外側に配置され、側周面71aにプロテクトポール20の基端側が接続された回転軸AL方向の略円柱状であるヒンジベース71と、ヒンジベース71の第1側板51aの側から回転軸ALに沿って第1側板51a及び偏心カム60を貫通する回転シャフト72と、第1側板51aとは反対側の回転シャフト72先端を支持する支持プレート73と、プロテクトポール20の最大傾斜角度を調整する最大傾斜角度調整部74と、最起立状態角度を規制する最起立角度規制部75とで構成している。
【0070】
回転シャフト72は、略円柱状であり、挿着された偏心カム60に対して、周方向の一部を径方向に噛み合わせて相対回転を規制している。
なお、ヒンジベース71、回転シャフト72、及び偏心カム60は一体となって、回転軸ALを中心として回転可能に構成している。
【0071】
最大傾斜角度調整部74は、第1側板51aに取り付けられた調整台74aと、調整台74aを上下方向に貫通する調整ボルト74bとで構成し、調整台74aに対して調整ボルト74bを螺入出することで、調整ボルト74bの上端部が、後述する偏心カム60の側周面60aにおける第1規制部60aaに当接して偏心カム60の最傾斜方向の角度を調整可能に規制している。
【0072】
最起立角度規制部75は、第1側板51aと支持プレート73とをわたす態様のピンであり、後述する偏心カム60の側周面60aにおける第2規制部60abに当接して偏心カム60の最起立状態の角度を規制している。
【0073】
偏心カム60は、回転支持機構Mにおける偏心カム60についての拡大左側面図である
図5に示すように、側面視略中央付近に、回転シャフト72の挿着を許容する挿着孔61を有し、連結ワイヤ53が沿う側周面60aをカム面62として機能させるカムである。
【0074】
詳述すると、
図5に示すように、ヒンジベース71の側周面71aに取り付けたプロテクトポール20が水平に対して82度となる最起立状態を初期角度とし、仮想中心Kを中心とする仮想基準円Kcにおいて時計回りで左側面視約11時位置から約3時位置までが仮想基準円Kcの円周に沿う形状であり、左側面視約3時位置から約6時位置までにかけて、3時位置から斜め下方向の直線部と6時位置から上向きの直線で構成する径内向きに凸なへ字状を形成している。
【0075】
さらに、左側面視約6時位置から約7時位置までにかけて、3時位置から6時位置までのへ字状より小さな径外向きに凸なへ字状を形成し、左側面視約7時位置から約9時位置までにかけて、3時位置から斜め下向きの直線部に対して略直角方向の直線で構成している。
また、左側面視約9時位置から約11時位置までにかけて、仮想基準円Kcより小径な円弧状に形成している。
【0076】
具体的には、仮想基準円Kcを概ね半径14.4mmとし、初期角度において右側水平部から反時計回り113度分が仮想基準円Kcに沿う円弧で形成し、そこから左側水平部までの67度分を概ね半径10.5mmの円弧で形成する。さらに左側水平部から時計回り67度の角度で配置した概ね9.4mmの直線、その直線に対して反時計回り10度の角度で屈曲する概ね4.8mmの直線、また、該4.8mmの直線に対して屈曲して時計回り67度の角度に対して直角な方向の短い直線、さらに屈曲して仮想中心Kに向かって上向きの直線、また屈曲して時計回り67度の角度に対して直角な方向の長い直線が連続してカム面62を形成している。
【0077】
なお、回転軸ALが通る回転中心Cは、仮想中心Kに対して、左側面視において右方向約3mm、上方向約0.5mm偏心した位置であり、後で詳細に説明するが、回転軸ALが通る回転中心Cを中心として回転する偏心カム60において、回転中心Cからカム面62までの距離を偏心距離Xとしている。
【0078】
また、上述の時計回り67度の角度に対して直角な方向の長い直線の右側端部付近の側周面60aで第1規制部60aaを構成し、上述の仮想中心Kに向かって上向きの直線部分の側周面60aで第2規制部60abを構成している。
【0079】
このように構成した回転支持機構Mにおいて、下部が引張強さ調整ねじ部54を介して第1側板51aに固定された引張ばね52の上側の係止フック52aが係止された連結ワイヤ53は、偏心カム60の上側の側周面60aに沿い、上側のループ部53bが偏心カム60における上側の側周面60aの端部付近に固定される。
【0080】
したがって、引張ばね52は、
図6(a)に示す最起立状態(初期状態)から、プロテクトポール20が傾斜回転することで(
図6において時計回り方向)、プロテクトポール20の傾斜回転に伴って回転軸ALを中心として回転する偏心カム60により、連結ワイヤ53を介して引張ばね52が引っ張られる。換言すると、プロテクトポール20の傾斜回転に伴って引っ張られる引張ばね52は、プロテクトポール20に対してヒンジ部70を介して、最起立状態に復帰しようとする付勢力、つまり回転引張り力(
図6において反時計回り方向の力)を作用する。
【0081】
なお、このときの回転引張り力は、偏心カム60の側周面60aで構成するカム面62に沿う連結ワイヤ53を介して引張ばね52が引っ張られた引張り量に応じた回転引張り力となるが、カム面62は、カム面62の仮想基準円Kcにおける仮想中心Kから偏心した回転中心Cを中心として回転するため、プロテクトポール20の傾斜回転角度に応じてその引張り量は変化する。
【0082】
さらに、カム面62は、上述したように、仮想中心Kを中心とした仮想基準円Kcに対して、異なる形状で形成しているため、プロテクトポール20の傾斜回転角度に応じた引張り量は複雑に変化する。
【0083】
具体的には、最起立角度規制部75で規制する最起立状態(プロテクトポール20が水平方向から反時計回り82度)では、
図6(a)に示すように、左側面視約10時位置で連結ワイヤ53がカム面62から離れ、引張ばね52の上側係止フック52aに向かっている。この左側面視約10時位置がカム面62における引張りポイントY1であり、この引張りポイントY1と回転中心Cとの距離が、連結ワイヤ53を介してカム面62で引張ばね52を引っ張る引張り量に影響する偏心距離X1となる。
【0084】
同様に、最大傾斜角度調整部74で調整された最傾斜状態(プロテクトポール20が水平方向から反時計回り40度)では、
図6(b)に示すように、第2規制部60abの反対側である左側面視約7時半位置が偏心距離X2となる引張りポイントY2である。なお、本実施形態において、最大傾斜角度調整部74により、最傾斜角度が40度となるように調整しているが、ハンドピース40の使用状態に応じて適宜の角度にすればよい。
【0085】
また、
図7(a)に示す最傾斜側使用範囲状態(プロテクトポール20が水平方向から反時計回り50度)では、上述の左側水平部から時計回り67度の角度で配置した3.8mmの直線の下端付近であり、左側面視約8時半位置が偏心距離X3となる引張りポイントY3であり、
図7(b)に示す中間使用範囲状態(プロテクトポール20が水平方向から反時計回り57度)では、上述の左側水平部から時計回り67度の角度で配置した3.8mmの直線の下端付近であり、左側面視約8時半位置であるが、上述の引張りポイントY3よりわずかに下方且つ径内側であって、偏心距離X4となる引張りポイントY4であり、
図8(a)に示す最起立側使用範囲状態(プロテクトポール20が水平方向から反時計回り60度)では、上述の左側水平部から時計回り67度の角度で配置した3.8mmの直線の下端付近であり、左側面視約8時半位置であるが、上述の引張りポイントY4よりわずかに下方且つ径外側であって、偏心距離X5となる引張りポイントY5となる。
【0086】
なお、本実施例では、レーザ装置1を用いて実験した結果、ハンドピース40を用いた診療では、プロテクトポール20が水平方向から左回り50度から60度の範囲で使用されることが多かったため、この範囲を使用範囲としている。
【0087】
これら引張りポイントY1乃至Y5を初期状態の偏心カム60の側面図に対して、
図8(b)に示すように、重畳表示すると、引張りポイントY1の偏心距離X1と引張りポイントY2の偏心距離X2とは長く、引張りポイントY3乃至Y5の偏心距離X3乃至X5は短い。また、引張りポイントY3乃至Y5の偏心距離X3乃至X5のうち、引張りポイントY4の偏心距離X4が、引張りポイントY3,Y5の偏心距離X3,X5よりわずかに短くなっている。
【0088】
具体的には、引張りポイントY1の偏心距離X1が15.2mm、引張りポイントY2の偏心距離X2が14.5mmと長く、引張りポイントY3の偏心距離X3が13.6mm、引張りポイントY4の偏心距離X4が13.3mm、引張りポイントY5の偏心距離X5が13.5mmと短くなる。
【0089】
上述したように、引張ばね52の回転引張り力は、プロテクトポール20の傾斜回転に伴って回転する偏心カム60の回転角度及びそのカム面62における偏心距離Xによって変化する。したがって、引張ばね52の回転引張り力を、上述したようなカム面62の形状で、偏心カム60の回転角度に応じて調整している。
【0090】
その調整方法について、
図9とともに説明する。
まず、プロテクトポール20の傾斜角度に応じた引張ばね52による回転引張り力は、プロテクトポール20や導光ケーブル30の自重等に基づく鉛直荷重のうち傾斜角度に対して直交する傾斜角度直交方向成分とその長さの積でヒンジ部70に作用する回転モーメントMaに基づいて調整する。
【0091】
詳しくは、最起立状態に復帰させる方向の回転引張り力がヒンジ部70に作用する回転モーメントMaより大きいと、プロテクトポール20が最起立状態に復帰する方向の力が作用し、回転引張り力が回転モーメントMaより小さいとプロテクトポール20は傾斜しようとする力が作用する。これに対し、回転引張り力と回転モーメントMaとが同等であれば、プロテクトポール20はその傾斜状態を維持することとなる。つまり、バランス状態となる。
【0092】
そこで、本実施形態では、最起立状態から所定角度範囲においては、プロテクトポール20が最起立状態に復帰しやすいように、また、最傾斜状態から所定角度範囲においては、落下した際にハンドピース40に作用する衝撃を回避又は緩和させるため、調整する回転引張り力を回転モーメントMaより大きく設定し、上述の使用範囲では、ハンドピース40の操作性を向上するため、回転モーメントMaが回転引張り力よりハンドピース40の重量程度分小さいバランス状態となるように調整した。
【0093】
なお、プロテクトポール20が最起立状態に復帰しやすいように設定する最起立状態から所定角度範囲を復帰範囲、落下した際にハンドピース40に作用する衝撃を回避又は緩和させる最傾斜状態から所定角度範囲を緩和範囲としている。したがって、50度から60度までを使用範囲とし、最起立状態を82度、最傾斜状態を40度とした本実施形態では、40度から50度までを緩和範囲、50度から60度までを使用範囲、60度から82度までを復帰範囲としている。
【0094】
回転引張り力は、偏心距離Xが一定である場合、つまり、
図8(b)に示す回転中心Cを中心とした仮想偏心円Hcのように径が一定である場合、プロテクトポール20の傾斜回転角度に応じて、直線状に増加する(
図9(a)基準引張り力P1)。
【0095】
これに対して、回転モーメントMaは、
図9(b)に示すように、レーザ装置1のプロテクトポール20が徐々に先に向かって細くなる先細り形状であるため、釣竿のように、傾斜角度が大きくなる(水平方向からのプロテクトポール20の反時計回り角度が小さくなる)ほど、プロテクトポール20のたわみ角度が緩くなり、つまり円弧の径が大きくなるため、回転モーメントMaを構成する距離が長くなり、
図9(a)において略cos曲線状となる。
【0096】
この直線状の基準引張り力P1と、略cos曲線状の回転モーメントMaとを重ね合わせ、基準引張り力P1が回転モーメントMaより大きいと回転引張り力としての基準引張り力P1が大きいため、最起立状態に復帰しようとする力がプロテクトポール20に作用する。逆に、回転モーメントMaが基準引張り力P1より大きいと回転引張り力としての回転モーメントMaが大きいため、さらに傾斜しようとする力がプロテクトポール20に作用する。なお、回転モーメントMaが基準引張り力P1よりハンドピース40の重量程度分小さいと、プロテクトポール20はその状態を保つことができるバランス状態となる。
【0097】
そこで、基準引張り力P1が回転モーメントMaより大きい使用範囲では、最起立状態に復帰しようとする力が過剰にならないよう、仮想偏心円Hcより偏心距離Xが短くなるように設定し、回転モーメントMaが基準引張り力P1よりハンドピース40の重量程度分小さいバランス状態となるように調整した(引張りポイントY3乃至Y5)。
【0098】
また、最起立状態から所定角度範囲、すなわち復帰範囲と、最傾斜状態から所定角度範囲、すなわち緩和範囲においては、回転引張り力が回転モーメントMaより大きくなるように、仮想偏心円Hcより偏心距離Xを長く設定するように調整した(引張りポイントY1及びY2)。
【0099】
その結果、引張りポイントY1乃至Y5を有するカム面62の形状が上述のような形状となり、プロテクトポール20の傾斜角度に応じた回転モーメントMaに対して所望の回転引張り力(
図9(a)における調整回転引張り力P2)をプロテクトポール20に作用することができる。
【0100】
さらには、
図9(a)において直線状の破線で示すように、引張強さ調整ねじ部54を調整することにより、基準引張り力P1は上方に、すなわち引張り力を増大するように調整した調整基準引張り力P1αとすることができる。したがって、引張強さ調整ねじ部54で調整した調整基準引張り力P1αと回転モーメントMaとの関係から偏心距離Xを設定してカム面62の形状を設定することができる。
【0101】
また、別の調整方法として、例えば、
図10(b)に示すように、プロテクトポール20を、屈曲角度を調整して固定可能な屈曲調整部24aを有する変形性を有さない屈曲プロテクトポール24で構成した場合、屈曲プロテクトポール24は、回転軸ALを中心として等径回転するため、ヒンジ部70に作用する回転モーメントMaは、
図10(a)に示すように、略sin曲線状となる。
【0102】
したがって、この場合の使用範囲をバランス状態とするためには、基準引張り力P1を回転モーメントMaに合わせるため、仮想偏心円Hcより偏心距離Xが長く設定されたカム面62を形成することとなる。
【0103】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の筐体及びレーザ装置本体は、装置本体2に対応し、
以下同様に、
アーム部及び保持アーム部は、プロテクトポール20、屈曲プロテクトポール24に対応し、
回転軸は、回転軸ALに対応し、
回転支持機構は、回転支持機構Mに対応し、
付勢力調整手段は、偏心カム60のカム面62に対応し、
付勢手段及び引張り付勢部材は、引張ばね52に対応し、
引張り付勢手段は、引張ばね52及び連結ワイヤ53に対応し、
カムは、偏心カム60に対応し、
基準円は、仮想偏心円Hcに対応し、
回転引張り力低減部及びバランス調整部は、引張りポイントY3〜5に対応し、
回転引張り力増大部は、引張りポイントY1,2に対応し、
基準引張り力調整手段は、引張強さ調整ねじ部54に対応し、
傾斜範囲規制手段は、最起立角度規制部75に対応し、
導光部は、導光ケーブル30に対応し、
レーザ診療器具は、ハンドピース40に対応し、
バランス調整部は、引張りポイントY1〜5に対応し、
略直立状態は、最起立状態に対応し、
最大傾斜状態は、最傾斜状態に対応し、
復帰回転引張り力増大部は、引張りポイントY1に対応し、
起上り回転引張り力増大部は、引張りポイントY2に対応し、
回転引張り力低減部は、引張りポイントY4に対応し、
レーザ装置本体の上面は、上面2aに対応し、
アーム接続基台は、回転支持基台10に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【0104】
例えば、上述の説明では、装置本体2に装着した回転支持基台10を介して、プロテクトポール20を傾斜回転可能に装置本体2の上面2aにおいて支持する構造であったが、装置本体2の上面2aに回転支持基台10を備え、装置本体2の上面2aからプロテクトポール20を直接支持してもよい。
【0105】
回転支持機構Mのヒンジ部70に回転引張り力を作用させる付勢手段として連結ワイヤ53を連結した引張ばね52を用いたが、偏心カム60のカム面62に沿わせた引張ばね52のみで構成してもよく、また引張ばね52の替わりに帯状ゴム等の弾性部材で構成してもよい。さらには、偏心カム60を介して引張ばね52の引張り力をヒンジ部70に対して回転引張り力として作用させたが、引張ばね52の替わりに捩じり部材の復元力で偏心カム60に回転引張り力を作用させる構成であってもよい。
【0106】
また、上述の説明では、レーザ装置1における回転支持基台10に回転支持機構Mを備え、回転支持機構Mのヒンジ部70を介して、導光ケーブル30を保持するプロテクトポール20に引張ばね52の回転引張り力を作用させる構造であったが、回転支持機構Mはレーザ装置1のみに用いられるのではなく、様々な構成において用いることができる。例えば、
図11及び
図12に示すチェアユニット100におけるフライングアーム部200に回転支持機構Mを用いてもよい。なお、
図11は回転支持機構Mを備えたチェアユニット100の一部斜視図を示し、
図12は回転支持機構Mを備えたチェアユニット100におけるフライングアーム部200についての右側面一部断面図を示している。
【0107】
歯科治療装置であるチェアユニット100は、
図11に示すように、ヘッドレスト101a、バックレスト101b、及びアームレスト101cを備えたシート101、オーバアーム取り付け台102から延びるオーバアーム103によって支持され、前面に操作盤104を備えたフライングアームの取付け台105、取付け台105から延出し、先端に各種インスツルメント106を接続したチューブ107、及び取付け台105に固定され、チューブ107を保持するフライングアーム200で構成している。
【0108】
取付け台105から延出し、先端にインスツルメント106が接続されたチューブ107を装着したフライングアーム部200は、
図12に示すように、チューブ107を立設するための長尺アーム部201と、チューブ107の中間位置までを支持するとともに、長尺アーム部201に設けられた挟み込みローラ202と、長尺アーム部201の回動に連動するための回転支持機構Mとで構成している。このため、傾斜回転する長尺アーム部201に、傾斜回転角度に応じて回転引張り力を偏心カム60のカム面62によって調整して作用することができる。
このように、レーザ装置1のプロテクトポール20や、チェアユニット100のフライングアーム部200のように、様々な態様で回転支持機構Mを用いることができる。