JPH0750176B2 - 平行リンク型支持機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被支持物体を鉛直面で上下可能に支持する平行
リンク支持機構の重量平衡装置に関する。

（従来の技術） 比較的軽量な被支持物体、例えば手術用顕微鏡の顕微鏡
本体部を鉛直面内で上下動可能に支持する機構として平
行リンクの機構が利用されている。

そして、被支持物を所定の空間位置で静止支持させるの
に、平行リンク機構の対角線上に引張あるいは圧縮のコ
イルバネを架渡して、被支持物と重量平衡をとるように
した重量平衡装置が公知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の平行リンク型支持装置においては、被支
持物の交換や追加による重量変化が大きいと、コイルバ
ネによる重量平衡が取りきれない欠点があった。

本発明は、係る従来の欠点に着目してなされたもので、
その目的は被支持物の重量変化があっても重量平衡をと
り得る平行リンク型支持機構を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため本発明は、固定リンクと、上下
動自在に前記固定リンクの上部に第１の枢軸で一端部が
枢着された主リンクと、前記主リンクの下方に該主リン
クと平行に配設され且つ上下動自在に前記固定リンクの
下部に第２の枢軸で一端部が枢着された副リンクと、上
下部が前記主リンクの他端部と副リンクの他端部に第3,
第４の枢軸で枢着された被支持物取付用の支持リンクと
からなる平行リンク機構を設けると共に、前記固定リン
ク側と第３の枢軸との間に圧縮弾発部材を介装した平行
リンク型支持機構であって、前記固定リンク上の第1,第
２の枢軸を結ぶ鉛直軸線に対し前記被支持物側とは反対
側に傾斜して交差する傾斜軸線上を移動可能な可動支点
を前記固定リンク側に設けて、前記圧縮弾発部材を前記
第３の枢軸と前記可動支点との間に介装した平行リンク
型支持装置としたことを特徴とするものである。

（作 用） 上記構成により、可動支点が傾斜軸線上を移動すると、
リンクと圧縮弾発部材の交角及び圧縮弾発部材の長さが
変化して、被支持物の重量変化に応じた上方への反力が
平行リンク機構の支持リンクに作用し、常に重量平衡を
保つことができる。

（実施例） 第１図は本発明に係る平行リンク型支持機構（以下単に
平行リンクアームと言う）の構成を示すもので、平行リ
ンクアーム10は固定リンク11、主リンク12、支持リンク
13、副リンク14及びガススプリング30並びにバランス調
整機構部40とから大略構成されている。

固定リンク11は腕111を有し、その下面に鉛直方向に向
けた軸112が固着されている。また、100は図示なき架台
に取付けられたアームで、このアーム100の先端には軸
受101が形成されている。しかも、軸112は、軸受101に
回動自在に保持されて、固定リンク111を水平面で旋回
可能にしている。

固定リンク11の上下部には第1,第２の枢軸21,22が水平
方向に向けて植設されており、この枢軸21,22にそれぞ
れ断面コの字状の主リンク12、副リンク14が鉛直面内で
上下方向に旋回可能に連結されている。主リンク12と副
リンク13の他端はそれぞれ支持リンク13に水平方向に向
けて植設された第3,第４の枢軸23,24に旋回可能に連結
されている。そして固定リンク11、主リンク12、副リン
ク14、支持リンク13は枢軸21乃至枢軸24を交点とする平
行リンク機構を構成している。

支持リンク13には鉛直軸受130が形成されており、この
軸受リンク130には被支持物、例えば手術用顕微鏡本体
Ｍが取付けられ、通常緊定ネジ131で、この軸回わりの
回動が規制されている。

枢軸23には、圧縮弾発部材であるガススプリング30の一
端が旋回可能に連結されている。可動片41はハンドル42
により回動される送りネジ43によって、その軸線0₃に沿
って上下動される。

送りネジ43の軸線0₃は可動支点としての軸31の傾斜軸線
0₂と平行に配列されてする。ここで傾斜軸線0₂すなわち
傾斜軸線の鉛直軸線0₁との傾斜角θは、平行リンクアー
ムの自重、ガススプリング30のガス圧及びそのバネ定
数、及び主リンク12とガススプリング30との交角α、さ
らに被支持物の重量により、力学的あるいは実験的に求
めることができる。

本発明は力学的解析と実験から、被支持物の重量が5.5k
g〜17.5kgのとき、傾斜角θが７゜20″〜16゜の範囲に
あれば実用上にさしつかえがないことがわかった、第１
図の実施例では傾斜角θはθ＝12゜に設定されている。

可動片41には第２図に示すようにインデックス44が取り
付けられており、このインデックス44は、固定リンク11
に形成された傾斜軸線0₂と平行なスロット113内を移動
でき、ハンドル42の回動により、被支持物Ｍの重量Ｗに
応じて、重量スケール114のその対応する重量目盛にイ
ンデックスをあわせることにより、可動片41及び軸31を
移動し、重量平衡をとる。

尚、本発明では、傾斜軸線0₂を鉛直軸線0₁に対して図中
右方に傾斜させずに左方にθだけ傾斜させている。この
結果、本発明のものは、傾斜軸線0₂を鉛直軸線0₁に対し
て図中右方にθだけ傾斜させた場合に比べて、支持力の
点で非常に優れている。この点を、次の表を基に説明す
る。次の表では、鉛直軸線0₁に対する傾斜軸線0₂の左右
への傾斜角を同じにすると共に、リンク12,14を水平に
した状態で、軸31を上下させたときのガススプリング30
の長さ、角度、分力、バネ力等を表している。

この表から分かるように、傾斜軸線0₂を右に傾斜させた
場合においては、軸31の上下に伴ってガススプリング30
のバネ力が増減すると、このバネ力の増減に伴ってガス
スプリング30によるバネ力の上方への分力は減少・増大
するので、ガススプリング30のバネ力の増減分を有効に
利用できないことになる。これに対して、本発明のもの
においては、軸31の下降・上昇動に伴なってガススプリ
ング30のバネ力が増減しても、この増減に伴ってガスス
プリング30による上方への分力も増減するので、ガスス
プリング30の増減分を有効に利用できる。

従って、軸31の上下動量を同じにとれば、バネ力の上方
への分力の変化量は本発明のものの方が傾斜軸線0₂を右
に傾けた場合に比べて大きくなるので、本発明のものは
支持リンク13に支持し得る重量の範囲を傾斜軸線0₂を右
に傾けたものに比べて大きくとることが可能となる。換
言すれば、支持リンク13に支持し得る重量の範囲を同じ
にした場合、本発明では傾斜軸線0₂を右に傾けたものに
比べて軸31の移動量を小さくできる。

（効 果） 上述したように、本発明によれば、固定リンク上の第1,
第２の枢軸を結ぶ鉛直軸線に対し前記被支持物側とは反
対側に傾斜して交差する傾斜軸線上を移動可能な可動支
点を前記固定リンク側に設けると共に、前記圧縮弾発部
材を前記第３の枢軸と前記可動支点との間に介装した構
成としたので、被支持物の重量変化があっても、バラン
ス調整機構の操作により、圧縮弾発部材であるガススプ
リング等と主リンクとの交角及び圧縮弾発部材の長さを
変化させ、常に重量平衡をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る支持機構の実施例を示す縦断面
図、第２図はそのインデックス部分の構成を示す図であ
る。 10……平行リンクアーム、11……固定リンク、12……主
リンク、13……副リンク、14……支持リンク、21……第
１の枢軸、22……第２の枢軸、23……第３の枢軸、24…
…第４の枢軸、30……ガススプリング（圧縮弾発部
材）、31……軸（可動支点）、40……バランス調整機
構、0₁……鉛直軸線、0₂……傾斜軸線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定リンクと、上下動自在に前記固定リン
   クの上部に第１の枢軸で一端部が枢着された主リンク
   と、前記主リンクの下方に該主リンクと平行に配設され
   且つ上下動自在に前記固定リンクの下部に第２の枢軸で
   一端部が枢着された副リンクと、上下部が前記主リンク
   の他端部と副リンクの他端部に第3,第４の枢軸で枢着さ
   れた被支持物取付用の支持リンクとからなる平行リンク
   機構を設けると共に、前記固定リンク側と第３の枢軸と
   の間に圧縮弾発部材を介装した平行リンク型支持機構で
   あって、 前記固定リンク上の第1,第２の枢軸を結ぶ鉛直軸線に対
   し前記被支持物側とは反対側に傾斜して交差する傾斜軸
   線上を移動可能な可動支点を前記固定リンク側に設ける
   と共に、前記圧縮弾発部材を前記第３の枢軸と前記可動
   支点との間に介装したことを特徴とする平行リンク型支
   持機構。
2. 【請求項２】前記可動支点は前記傾斜軸線と平行な軸線
   を回動軸とする送りネジにより移動されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の平行リンク型支持機
   構。
3. 【請求項３】前記圧縮弾発部材はガススプリングである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の平行リン
   ク型支持機構。
4. 【請求項４】前記傾斜軸線の前記鉛直軸線との交差角が
   ７゜乃至16゜の範囲であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第４項いずれかに記載の平行リンク型支
   持機構。