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【発明の名称】 医療用アーム支持装置
【発明者】 【氏名】大原 豊

【氏名】橋本 修典

【氏名】奥村 大
【要約】 【課題】無影灯などの機能部や支持アームの移動中に、これらが誤って何かに当たったときには、その移動を自動的に停止させることのできる医療用アーム支持装置を提供する。

【解決手段】機能部（無影灯）１と、この機能部１を先端に設け、且つ、１本または複数本のアーム２１、２１…が駆動手段２５を備えた関節機構２２によって連結された支持アーム２と、上記無影灯１を所望の指定位置に移動させて定置させることのできる位置規制手段とを備えた医療用アーム支持装置において、上記支持アーム２の駆動手段２５には、この支持アーム２の移動中に一定以上の負荷が当該支持アーム２あるいは前記無影灯１に生じたときに、駆動源２３からの駆動力の伝達を解除するクラッチ機構２６が設けられている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】機能部と、この機能部を先端に設け、且つ、１本または複数本のアームが駆動手段を備えた関節機構によって連結された支持アームと、上記機能部を所望の指定位置に移動させて定置させることのできる位置規制手段とを備えた医療用アーム支持装置において、上記支持アームの駆動手段には、この支持アームの移動中に一定以上の負荷が当該支持アームあるいは前記機能部に生じたときに、駆動源からの駆動力の伝達を解除するクラッチ機構が設けられたことを特徴とする医療用アーム支持装置。
【請求項２】請求項１において、上記クラッチ機構は、その空回り機構が始動すると共に、駆動源への給電が停止されるように連動されている医療用アーム支持装置。
【請求項３】請求項１において、上記駆動手段には、この駆動手段への負荷を検出する負荷検出手段が連結されており、その検出負荷が一定値以上なったときに、駆動源からの駆動力の伝達を電気的制御によって解除するように構成されている医療用アーム支持装置。
【請求項４】請求項１〜３の何れかにおいて、上記駆動手段には、駆動源に供給される電圧または制御パルスを制御する駆動制御部が連結されており、その供給電圧または制御パルスを変化させることによって、上記支持アーム等のスロースタート或いはスローストップを行うように構成されている医療用アーム支持装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、上記機能部が手動によっても移動可能となっていることを特徴とする医療用アーム支持装置。
【請求項６】請求項１〜５の何れかにおいて、上記機能部または支持アームが患者に当接する前に、上記駆動手段の駆動が停止される検知部を設けたことを特徴とする医療用アーム支持装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯科治療、医科治療等において使用される医療用アーム支持装置に関し、詳しくは、支持アームの先端に設けられた無影灯などの機能部を所望の指定位置に移動させて定置させることのできる位置規制手段を備えた医療用アーム支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、歯科治療等において使用される医療用アーム支持装置は、機能部、例えば無影灯と、この無影灯を先端に設け、且つ、一本または複数本のアームが駆動手段を備えた関節機構によって連結された支持アームとより成る。
【０００３】また、近時では、電気的或いは機械的に規制することで、上記無影灯を所望の指定位置に移動させて定置させることのできる位置規制手段を備えた医療用アーム支持装置も開発されている。
【０００４】ここで、指定位置とは、無影灯の場合には、歯科治療を行うときに必要な定位置、治療中の患者がうがいなどを行うときに一時的に待機される待機位置、患者が治療椅子などに出入りするときに十分回避される回避位置などである。
【０００５】そのため、医師が、予め指定位置を特定すれば、移動自在な支持アームは、上記位置規制手段によって、その特定された指定位置に無影灯を自動的に定置させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、指定位置に移動中の無影灯或いは支持アームは、歯科治療中には、医師や患者の顔面近くを通過することが多々あり、万一、上記無影灯や支持アームの移動中に、その一部が患者等に当たると怪我をすることがあり、安全性の点から好ましくない。
【０００７】また、歯科治療室によっては、十分な空間を確保できない場合もあり、このような狭い治療室内では、医師が十分に注意をしていても上記無影灯や支持アームが天井、壁等に当ってこれらを傷付けることもある。
【０００８】本発明は、かかる問題を解決しようとするもので、無影灯などの機能部や支持アームの移動中に、これらが誤って何かに当たったときには、その移動を自動的に停止させることのできる医療用アーム支持装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に係る医療用アーム支持装置は、機能部と、この機能部を先端に設け、且つ、１本または複数本のアームが駆動手段を備えた関節機構によって連結された支持アームと、上記機能部を所望の指定位置に移動させて定置させることのできる位置規制手段とを備えた医療用アーム支持装置において、上記支持アームの駆動手段には、この支持アームの移動中に一定以上の負荷が当該支持アームあるいは前記機能部に生じたときに、駆動源からの駆動力の伝達を解除するクラッチ機構が設けられたことを特徴とする。
【００１０】ここで、機能部とは、支持アームの先端に設置されて患者や術者の移動に合わせて移動位置決め自由とされ、診療部位の照明や、診療機器の載置などの機能を実現するための部分を言い、歯科の例でいうと、無影灯、テーブルトレイ、Ｘ線照射器、Ｘ線フィルムビュア、モニタなどがこれに相当する。
【００１１】このものでは、関節機構の駆動手段にクラッチ機構が設けられているので、例えば医師が特定した指定位置に機能部を移動させるときに、移動中の支持アーム或いは機能部が、誤って患者や壁面などに当たれば、これらに一定以上の負荷が生じるため、駆動源からの駆動力が伝達されず、移動中の支持アーム或いは機能部を移動不能にできる。
【００１２】そのため、移動中の支持アーム或いは機能部に誤って患者等が接触しても、その移動がクラッチ機構によって自動的に停止されるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００１３】請求項２に係る医療用アーム支持装置は、請求項１において、上記クラッチ機構は、その空回り機構が始動すると共に、駆動源への給電が停止されるように連動されている。
【００１４】このものでは、駆動源からの駆動力の伝達を解除すると同時に、或いは一定時間後に駆動源を停止することによって、移動中の支持アーム或いは機能部をより確実に停止できる。また、駆動源の無駄な空回りを防止して節電できる。
【００１５】請求項３に係る医療用アーム支持装置は、請求項１において、上記駆動手段には、この駆動手段への負荷を検出する負荷検出手段が連結されており、その検出負荷が一定値以上になったときに、駆動源からの駆動力の伝達を電気的制御によって解除するように構成されている。
【００１６】このものでは、クラッチ機構の任意の回転軸に、トルク検出器などの負荷検出手段が連結されているので、移動中の支持アーム或いは機能部に誤って患者等が接触しても、その移動が負荷検出手段によって自動的に停止されるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００１７】請求項４に係る医療用アーム支持装置は、請求項１〜３の何れかにおいて、上記駆動手段には、駆動源に供給される電圧または制御パルスを制御する駆動制御部が連結されており、その供給電圧または制御パルスを変化させることによって、上記支持アーム等のスロースタート或いはスローストップを行うように構成されている。
【００１８】このものでは、駆動源に供給される電圧または制御パルスを制御する駆動制御部が連結されているので、その電圧または制御パルスを上記駆動制御部で変化させることによって、上記支持アーム等のスロースタート或いはスローストップを行うことができるため、支持アーム等が急に移動することなく安全である。
【００１９】請求項５に係る医療用アーム支持装置は、請求項１〜４において、上記機能部が手動によっても移動可能となっていることを特徴とする。
【００２０】このものでは、機能部を手動によっても移動可能としているので、例えば、電動によって指定位置に移動された機能部の位置を、手動によって更に所望の位置に変位させることができる。
【００２１】請求項６に係る医療用アーム支持装置は、請求項１〜５の何れかにおいて、上記機能部または支持アームが患者に当接する前に、上記駆動手段の駆動が停止される検知部を設けたことを特徴とする。
【００２２】このものでは、近接スイッチ、赤外線スイッチなどの検知部を設けているので、機能部または支持アームが患者に近づいたときには、検知部がこれを検知して、駆動手段の駆動を停止させるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る医療用アーム支持装置Ａを図面に基づき説明する。
【００２４】本発明に係る医療用アーム支持装置Ａは、歯科治療や医科治療等のときに使用されるものであるが、本実施例では歯科治療に用いるものを例示して説明する。
【００２５】また、以下では、機能部１の例として、無影灯を取り上げて説明するが、もちろんこれに限られるものではない。
【００２６】図１は、本発明に係る医療用アーム支持装置Ａを説明するための歯科治療室内の全体斜視図である。一般に、歯科治療室内には、患者を乗せる治療椅子Bが設置され、その頭部B１の近くには、治療器具を載置する歯科用トレイテーブルＣが設けられ、これと逆側に患者がうがいなどを行なうスピットン部Dが設置されている。
【００２７】そして、医師は、治療椅子Ｂの頭部B１周囲に位置し、患者の歯科治療を行なうのであるが、この歯科治療のときに患者の口内を照射するために本発明に係る医療用アーム支持装置Ａが用いられる。
【００２８】この医療用アーム支持装置Ａは、無影灯１と、この無影灯１を先端に設け、且つ、複数本のアーム２１、２１…が駆動手段（不図示）を備えた関節機構２２によって連結された支持アーム２と、無影灯１を所望の指定位置に移動させて定置させることのできる位置規制手段（不図示）を備えている。
【００２９】そのため、医師が、無影灯１の指定位置を特定すれば、移動自在な支持アーム２は、この位置規制手段（不図示）によって、その特定された指定位置に無影灯１を定置させることができる。
【００３０】ここで、指定位置とは、歯科治療を行うときに必要な定位置、治療中の患者がうがいなどを行うときに一時的に待機される待機位置、患者が治療椅子などに出入りするときに十分回避される回避位置などである。
【００３１】なお、支持アーム２が備えるアーム２１、２１…の数は様々であるが、無影灯１を所望の位置に移動できる構造であればよく、隣接するアーム２１、２１の間には少なくとも１以上の関節機構２２が設けられている。
【００３２】図２は、本発明に係る医療用アーム支持装置の要部を分解状態に示した概略斜視図、図３は、図２の断面状態を示した概略断面図である。
【００３３】この関節機構２２は、ステップモータ等の駆動源２３を可動アーム２１（Ｉ）に固定し、この駆動源２３からの駆動力を駆動軸２４を介して駆動手段２５に伝達している。
【００３４】駆動源２３の駆動軸２４には、これに連動して一方向に回転される主歯車部２４ａが固定して設けられ、この主歯車部２４ａの両側には、これに歯合して逆回転される従歯車部２４ｂ、２４ｂが設けられている。
【００３５】また、これらの従歯車部２４ｂ、２４ｂは、可動アーム２１（Ｉ）の内側に設けた内歯車部２４ｅに歯合し、また、これら従歯車部２４ｂ、２４ｂは、これと同方向に回転される回転中心軸２４ｃ、２４ｃを下方に向けて各々固設しており、回転中心軸２４ｃ、２４ｃの下端は、円盤状の回転板２４ｄに回転自在に支持されている。
【００３６】これらの主歯車部２４ａ、従歯車部２４ｂ、回転中心軸２４ｃ、回転板２４ｄ、内歯車部２４ｅは、いわゆる遊星歯車機構と言われるもので、駆動源２３の回転数に対して、回転板２４ｄの回転数を減速し、これに反比例して、その駆動力を増加させている。
【００３７】また、駆動源２３の駆動軸２４の回転方向を電気的に規制すれば、回転板２４ｄを時計方向或いは反時計方向の何れにでも自由に回転することができる。
【００３８】なお、本実施例では、この遊星歯車機構を上下二段に連設して、適切な回転数の減速と必要な駆動力の確保を行なっている。
【００３９】すなわち、回転板２４ｄには更に、駆動軸２４に対応する軸２４ｆが、また、それぞれ上記遊星歯車機構を構成する主歯車部２４ａ、従歯車部２４ｂ、回転中心軸２４ｃ、回転板２４ｄ、内歯車部２４ｅと同様に構成された歯車２４ｇ、これに歯合された歯車２４ｈ、２４ｈ、軸２４ｉ、２４ｉ、内歯車部２４ｊ、回転板２６ｆが設けられている。
【００４０】そのため、回転板２４ｄが駆動源２３により矢印方向に回転されると、歯車２４ｇに歯合した歯車２４ｈ、２４ｈが内歯車部２４ｊに歯合しながら、矢印方向に回転する。
【００４１】同時に、軸２４ｉ、２４ｉは、回転板２６ｆに回転自在に支持されているので、この歯車２４ｉ、２４ｉの動きと同期して、軸２４ｆを中心にして回転され、その軸２４ｉ、２４ｉの動きにより回転板２６ｆが矢印方向に回転されるのである。
【００４２】このように構成された駆動手段２５によれば、全体を非常にコンパクトにしつつ、また、駆動源２３と最終の従動側である回転板２６ｆとを同軸上としながら、駆動源２３の回転トルクを高めることができ、しかも減速を行なうことができる。
【００４３】なお、本実施例で示した駆動手段２５は例示に過ぎず、駆動源２３の駆動力を減速できる手段であれば採用できる。
【００４４】そして、このような駆動手段２５の最下段に位置された回転板２６ｆは、本発明に係るクラッチ機構２６を介して他方のアーム２１（II）と連結されている。
【００４５】本実施例で示すクラッチ機構２６は、軸部２６ａの下端を他方のアーム２１（II）に固着すると共に、この軸部２６ａの上端には円盤状のクラッチ板２６ｂを固着している。
【００４６】また、クラッチ板２６ｂには、上方に向けて弾性付勢されるスプリング等のバネ部材２６ｃが１以上設けられており、このバネ部材２６ｃの上端には球体２６ｄが弾圧されている。
【００４７】クラッチ板２６ｂの表面には、球体２６ｄの径より僅かに小さい穴を開けた板（不図示）を固定することで球体２６ｄが外に飛び出さないようにしている。あるいは、これらのバネ部材２６ｃと球体２６ｄの変わりに、球体に付勢力を与えるように球体とスプリングを内蔵したネジ体（不図示）を、球体部分が突出するように、このクラッチ板２６ｂの表面にネジ埋め込みしてもよい。
【００４８】一方、上記回転板２６ｆの下面には、この球体２６ｄを嵌入する１以上の窪み部２６ｅが形成されており、この窪み部２６ｅに球体２６ｄが嵌入することによって、回転板２６ｆとクラッチ板２６ｂとが連結されている。
【００４９】そのため、回転板２６ｆとクラッチ板２６ｂとが連結されている場合に限って、上記可動アーム２１（I）は、回転移動することができる。つまり、このようなクラッチ機構２６を更に介して、駆動源２３の回転駆動力が、軸部２６ａに、つまり他方のアーム２１（II）に伝わり、この場合、この他方のアーム２１（II）側は固定側となるので、この固定されたアーム２１（II）に対して、可動アーム２１（Ｉ）が回転駆動されることとなる。
【００５０】一方、可動アーム２１（Ｉ）の移動中に一定以上の負荷が当該可動アーム２１（Ｉ）或いは、この前方に設けられた無影灯１に生じたときには、その負荷によってクラッチ板２６ｂの球体２６ｄが、回転板２６ｆの窪み部２６ｅから離脱する。
【００５１】そのため、回転板２６ｆとクラッチ板２６ｂとの連結が解除されて回転板２６ｆが空回りし、可動アーム２１（Ｉ）は、駆動源２３からの駆動力の伝達を解除して、その回動を停止できる。
【００５２】このように、本実施例のクラッチ機構２６は、機械的な空回り機構によって構成されているため、確実に駆動源２３からの駆動力の伝達を解除して、その移動を停止できる。
【００５３】また、クラッチ機構２６は、検知手段を設ければ、その機械的な空回り機構が始動すると同時、或いは一定時間後に、駆動源２３への給電が停止されるように連動させることも可能であり、このものでは、駆動源２３からの駆動力の伝達を解除すると同時に駆動源２３を停止することで、その移動をより確実に停止できる。また、回転板２４ｄの無駄な空回りを防止して節電できる。
【００５４】なお、本実施例で示したクラッチ機構２６は例示に過ぎず、可動アーム２１（Ｉ）の移動中に一定以上の負荷が当該可動アーム２１（Ｉ）等に生じたときに、駆動源２３からの駆動力の伝達を解除できる機構であればどのようなものでも採用できる。
【００５５】また、このクラッチ機構２６は、複数の関節機構２２のうち、少なくとも１以上の関節機構２２の駆動手段２５に設けられている。
【００５６】このような本発明に係る医療用アーム支持装置Ａによれば、例えば医師が特定した指定位置に無影灯１を移動させるときに、移動中の支持アーム２或いは無影灯１が、誤って患者や壁面などに当たっても、これらに一定以上の負荷が生じるため、関節機構２２の駆動手段２５に設けたクラッチ機構２６によって、駆動源２３からの駆動力が伝達されず、移動中の支持アーム２或いは無影灯１を移動不能にできる。
【００５７】そのため、移動中の支持アーム２或いは無影灯１に誤って患者等が接触しても、その移動が自動的に停止されるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００５８】図４〜図６は、本発明に係る医療用アーム支持装置の他の実施例を示す説明図である。
【００５９】図４で示す医療用アーム支持装置Ａは、そのクラッチ機構２６が電気的に行なわれることを示している。
【００６０】すなわち、図４で示した駆動手段２５には、任意の回転軸にトルク検出器などの負荷検出手段３を連結している。
【００６１】ここで、負荷検出手段３には、機械的検出、電気的検出、光学的検出、磁気的検出など様々な検出手段がある。
【００６２】そして、上記同様、移動中の支持アーム２或いは無影灯１が、誤って患者や壁面などに当たって、これらに一定以上の負荷が生じたときには、例えばトルク検出器では、その検出負荷が一定値以上になるため、この負荷を検出した負荷検出手段３は、上記支持アーム２を移動させている駆動源２３の駆動手段２５を電気的に遮断し、その移動を停止することができる。
【００６３】なお、上記負荷検出手段３は、図２においては、例えば下段の回転版２４ｄとクラッチ板２６ｂとに連結させて両者の負荷を検出すればよい。
【００６４】また、図５で示す医療用アーム支持装置Ａは、駆動源２３に供給される電圧または制御パルスを変えることによって駆動手段２５の回転速度を変化させることを示している。
【００６５】すなわち、この駆動手段２５には、支持アーム２を移動させている駆動源２３の電圧または制御パルスを変化させることのできる駆動制御部４が連結されている。
【００６６】そのため、この医療用アーム支持装置Ａでは、上記支持アーム２を移動させている駆動源２３への電圧を上記駆動制御部で変化させることによって、上記支持アーム２等のスロースタート或いはスローストップを行うことができるので、支持アーム２等が急に移動することなく安全である。
【００６７】なお、本実施例で説明した医療用アーム支持装置Ａは、無影灯１が電動で移動されるものを例示したが、この電動による駆動手段２５を有しながら、更に無影灯１を手動によって移動させることもできる。
【００６８】この手動可能な医療用アーム支持装置Ａによれば、例えば、電動によって指定位置に移動された無影灯の位置を、手動によって更に所望の位置に変位させることができる。
【００６９】また、停電などによって無影灯１を電動で移動できない場合であっても、医師等が患者等の位置を見ながら支持アーム２を移動させることができる。
【００７０】なお、図示していないが、支持アーム２の回転角度は、関節部に内蔵したポテンションメータで検知し、適切な角度で回転するように設定できる。
【００７１】また、図６で示す医療用アーム支持装置Ａは、無影灯１または支持アーム２が患者と近づいたときには、駆動手段２５の駆動を停止させる検知部５を設けたものを示している。
【００７２】ここで、検知部５としては、近接スイッチ、赤外線スイッチなど様々なものを使用できるが、要するに、無影灯１または支持アーム２と患者との位置、或いは距離が近づいたことを認識できるものであれば良い。
【００７３】このような検知部５を適所に設けておけば、無影灯１または支持アーム２の移動中或いは静止しているときに、患者と近づいたときには、検知部５がこれを検知して駆動手段２５の駆動を停止させるので、無影灯１または支持アーム２が患者等に当たって怪我をさせたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００７４】なお、本実施例では、本発明の医療用アーム支持装置Ａを、無影灯１に使用される場合について説明したが、この医療用アーム支持装置Ａは、歯科用トレイテーブルＣやＸ線装置などの支持装置として使用することも可能である。
【００７５】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果がある。
【００７６】請求項１に係る医療用アーム支持装置によれば、関節機構の駆動手段にクラッチ機構が設けられているので、例えば医師が特定した指定位置に無影灯などの機能部を移動させるときに、移動中の支持アーム或いは機能部が、誤って患者や壁面などに当たれば、これらに一定以上の負荷が生じるため、駆動源からの駆動力が伝達されず、移動中の支持アーム或いは機能部を移動不能にできる。
【００７７】そのため、移動中の支持アーム或いは機能部に誤って患者等が接触しても、その移動がクラッチ機構によって自動的に停止されるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００７８】請求項２に係る医療用アーム支持装置によれば、駆動源からの駆動力の伝達を解除すると同時に、或いは一定時間後に駆動源を停止することによって、移動中の支持アーム或いは機能部をより確実に停止できる。また、回転板の無駄な空回りを防止して節電できる。
【００７９】請求項３に係る医療用アーム支持装置によれば、クラッチ機構の任意の回転軸に、トルク検出器などの負荷検出手段が連結されているので、移動中の支持アーム或いは機能部に誤って患者等が接触しても、その移動が負荷検出手段によって自動的に停止されるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【００８０】請求項４に係る医療用アーム支持装置によれば、駆動源に供給される電圧を制御する駆動制御部が連結されているので、その電圧を上記駆動制御部で変化することによって、上記支持アーム等のスロースタート或いはスローストップを行うことができるので、支持アーム等が急に移動することなく安全である。
【００８１】請求項５に係る医療用アーム支持装置によれば、機能部を手動によって移動可能にしているので、例えば、電動によって指定位置に移動された機能部の位置を、手動によって更に所望の位置に変位させることができる。
【００８２】請求項６に係る医療用アーム支持装置によれば、近接スイッチ、赤外線スイッチなどの検知部を設けているので、機能部または支持アームが患者と近づいたときには、検知部がこれを検知し、駆動手段の駆動を停止させるので、患者等が怪我をしたり、壁面等を傷付けたりすることもなく、安全である。
【出願人】 【識別番号】０００１３８１８５
【氏名又は名称】株式会社モリタ製作所
【出願日】 平成１３年５月３１日（２００１．５．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００８７６６４
【弁理士】
【氏名又は名称】中井 宏行
【公開番号】 特開２００２−３５５２６１（Ｐ２００２−３５５２６１Ａ）
【公開日】 平成１４年１２月１０日（２００２．１２．１０）
【出願番号】 特願２００１−１６３７１５（Ｐ２００１−１６３７１５）