医療用器具の製造方法及び医療用器具
【課題】医療用器具の先端部の鋏を、対象物を切断し易いように高精度に組み立てる。
【解決手段】鋏機構１３００をユニットとして組み立てる。鋏機構１３００は、重ねた一対のエンドエフェクタ部材１３０８を基端の軸部で所定の擦り合わせ状態でボルト体１２１７ト及びナット１２１９により開閉可能に締結する。ボルト体１２１７は軸線方向に貫通形成された中心孔１２１７ｄを有する。連結シャフト１８先端に連結されるカバー１１６０の筒内に鋏機構１３００を挿入すると共に、受動板１１５８に対してリンク１２２０ａ、１２２０ｂによりエンドエフェクタ部材１３０８を接続する。鋏機構１３００とカバー１１６０の内面との間に形成される隙間にスペーサ１３４０を配置する。カバー１１６０の孔１３０７とボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄとに対し、カバー１１６０の外面側からピン１１９６を嵌挿する。
【解決手段】鋏機構１３００をユニットとして組み立てる。鋏機構１３００は、重ねた一対のエンドエフェクタ部材１３０８を基端の軸部で所定の擦り合わせ状態でボルト体１２１７ト及びナット１２１９により開閉可能に締結する。ボルト体１２１７は軸線方向に貫通形成された中心孔１２１７ｄを有する。連結シャフト１８先端に連結されるカバー１１６０の筒内に鋏機構１３００を挿入すると共に、受動板１１５８に対してリンク１２２０ａ、１２２０ｂによりエンドエフェクタ部材１３０８を接続する。鋏機構１３００とカバー１１６０の内面との間に形成される隙間にスペーサ１３４０を配置する。カバー１１６０の孔１３０７とボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄとに対し、カバー１１６０の外面側からピン１１９６を嵌挿する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトの先端に生体の一部や糸等を切断する鋏が設けられた医療用器具の製造方法及び該医療用器具自体に関する。
【背景技術】
【０００２】
腹腔鏡下手術においては、患者の腹部等に小さな孔をいくつかあけて内視鏡、マニピュレータ（又は鉗子）等を挿入し、術者が内視鏡の映像をモニタで見ながら手術を行っている。このような腹腔鏡下手術は、開腹を必要としないため患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減されることから、適用分野の拡大が期待されている。
【０００３】
一方、腹腔鏡下手術で用いるマニピュレータには、患部の位置及び大きさに応じて迅速且つ適切な手技が可能であることが望まれており、しかも患部切除、縫合及び結紮等の様々な手技が行われる。このため、本出願人は、操作の自由度が高くしかも簡便に操作することのできるマニピュレータの提案をしている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００４】
腹腔鏡下手術では、患部切除や、縫合糸の切断などの切断作業が行われることがあり、先端に鋏が設けられたマニピュレータの開発がなされている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０２２４８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４８５４号公報
【特許文献３】特開２００８−２５３４６３号公報
【特許文献４】特開平１０−３１４１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
公知のように、鋏は対向する一対の刃が切断対象物に対してせん断力を与えることによって切断を行う。切断対象物にせん断力を与えるためには一対の刃同士に隙間がないように十分に摺り合わせ調整がなされていることが望ましい。
【０００７】
ところが、医療用マニピュレータの先端動作部は大変小さく、その先端部に鋏機構を設ける場合に、一対の刃を隙間なく高精度に組み立てることは困難であり、熟練が必要である。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、切断対象物を切断し易いように高精度に組み立てられた鋏み機構を有する医療用器具の製造方法及び該医療用器具自体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】
本発明に係る医療用器具の製造方法は、一対の開閉部材を重ね、両開閉部材の基端側に形成された孔部に対し、軸線方向に貫通した軸孔を有したボルトの軸部を挿通させる第１工程と、前記ボルトの前記軸部に、さらに、ナットを挿通させる第２工程と、前記ボルトの頭部と前記ナットとの間で、前記重ねた一対の開閉部材を挟持すると共に、所定の擦り合わせ調整を行いながら、前記ボルトと前記ナットとを固定して、所定の擦り合わせ状態で前記一対の開閉部材を軸支した構造体を得る第３工程と、操作部から延びたシャフト先端に連結される接続筒体の筒内に前記構造体を挿入すると共に、前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材に対して前記開閉部材を接続する第４工程と、前記接続筒体に直径方向に貫通形成された孔部と前記ボルトの前記軸孔とに対し、前記接続筒体の外面側からピンを嵌挿して固定することで、前記一対の開閉部材を、前記ボルトの軸部を開閉軸として互いに開閉可能に軸支する第５工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第１工程〜第３工程は狭所で行う必要がなく、しかも連動部材がないことから、構造体を高精度に組み立てることができる。第４工程及び第５工程においてボルトの軸孔にピンを嵌挿して構造体を接続筒体に組み付けることにより、簡便な組立ができるとともに、構造体における開閉部材の高精度の擦り合わせ状態が維持される。
【００１１】
また、前記第４工程の後、前記第５工程の前に、さらに、前記構造体と前記接続筒体の内面との間に形成される隙間にスペーサを配置するスペーサ工程を有してもよい。スペーサを挟むことにより、開閉部材を固定した構造体の接続筒体内での位置を調整及び固定が可能となる。
【００１２】
さらに、本発明に係る医療用器具は、重ねた一対の開閉部材を所定の擦り合わせ状態でボルト及びナットにより締結し、前記ボルトの軸部で互いに開閉可能に軸支した構造体と、前記構造体を収納すると共に、操作部から延びたシャフト先端に連結された接続筒体と、前記接続筒体の筒内に収納した前記構造体に対し、前記ボルトの軸線方向に貫通形成された軸孔に嵌挿され、前記一対の開閉部材を回動可能に軸支するピンと、前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、開閉部材が所定の擦り合わせ状態で軸支されるとともに、ボルトの軸線方向に貫通形成された軸孔を用いて構造体の組み付けが容易となる。
【００１４】
前記接続筒体内には、前記構造体と該接続筒体の内面側との間の隙間に配置されると共に、前記ピンが嵌挿されたスペーサが設けられていてもよい。スペーサを挟むことにより、開閉部材を固定した構造体の接続筒体内でのずれが防止される。
【００１５】
前記開閉部材は、互いに摺接して対象物を切断する鋏部材であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る医療用器具の製造方法及び医療用器具では、第１工程〜第３工程は狭所で行う必要がなく、しかも連動部材がないことから、構造体を高精度に組み立てることができる。第４工程及び第５工程においてボルトの軸孔にピンを嵌挿して構造体を接続筒体に組み付けることにより、簡便な組立ができるとともに、構造体における開閉部材の高精度の擦り合わせ状態が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】マニピュレータの側面図である。
【図２】マニピュレータの平面図である。
【図３】トリガレバーを十分に引いたときの、先端動作部の模式側面図である。
【図４】トリガレバーを押し出したときの、先端動作部の模式側面図である。
【図５】先端動作部の模式構造図である。
【図６】先端動作部の断面側面図である。
【図７】先端動作部の断面平面図である。
【図８】先端動作部で、グリッパを閉じた状態の断面側面図である。
【図９】先端動作部の分解斜視図である。
【図１０】エンドエフェクタ駆動機構の一部を示す模式構造図である。
【図１１】トリガレバーを操作しないときの、エンドエフェクタ駆動機構の模式側面図である。
【図１２】トリガレバーを押し出したときの、第２エンドエフェクタ駆動機構の一部断面平面図である。
【図１３】トリガレバーを十分に引いたとき、第２エンドエフェクタ駆動機構の一部断面平面図である。
【図１４】トリガレバーを押し出したときの、第２エンドエフェクタ駆動機構の一部断面側面図である。
【図１５】鋏機構の斜視図である。
【図１６】鋏機構の分解斜視図である。
【図１７】先端動作部を組み立てる第１段階の模式図である。
【図１８】先端動作部を組み立てる第２段階の模式図である。
【図１９】先端動作部を組み立てる第３段階の模式図である。
【図２０】先端動作部を組み立てる第４段階の模式図である。
【図２１】先端動作部を組み立てる第５段階の模式図である。
【図２２】先端動作部を組み立てる第６段階の模式図である。
【図２３】第１変形例に係る先端動作部を組み立てる第１段階の模式図である。
【図２４】第１変形例に係る先端動作部を組み立てる第２段階の模式図である。
【図２５】第１変形例に係る先端動作部を組み立てる第３段階の模式図である。
【図２６】第２変形例に係る先端動作部の模式構造図である。
【図２７】作業部をロボットアームの先端に接続した手術用ロボットシステムの概略斜視図である。
【図２８】鉗子の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るマニピュレータについて実施の形態を挙げ、添付の図１〜図２８を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るマニピュレータ１０は、コントローラ１１に接続されている。マニピュレータ１０は、基本的には医療用である。
【００２０】
コントローラ１１は、マニピュレータ１０の電気的な制御をする部分であり、グリップハンドル２６の下端部から延在するケーブルに対してコネクタを介して接続されている。コントローラ１１は、マニピュレータ１０を独立的に複数台同時に制御することができる。もちろん、１台のマニピュレータ１０を制御するコントローラを用いてもよい。
【００２１】
マニピュレータ１０は、先端動作部１２に生体の一部や糸を切断する鋏機構（構造体）１３００を有する。
【００２２】
図１、図２に示すように、マニピュレータ１０は、人手によって把持及び操作される操作部１４と、該操作部１４に固定された作業部１６とを有する。作業部１６は、作業を行う先端動作部１２と、該先端動作部１２と操作部１４とを連接する長尺で中空の連結シャフト１８とを有する。先端動作部１２及び連結シャフト１８は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール２０から体腔２２内に挿入可能であり、複合入力部２４の操作により体腔２２内において患部切除、糸切断等の手技を行うことができる。操作部１４と作業部１６とは一体構成であるが、条件に応じて分離可能な構成にしてもよい。
【００２３】
以下の説明では、図１及び図２における幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向及び、連結シャフト１８の延在方向をＺ方向と規定する。また、先端側から見て右方をＸ１方向、左方をＸ２方向、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向、前方をＺ１方向、後方をＺ２方向と規定する。さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ１０が中立姿勢である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ１０は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることはもちろんである。
【００２４】
操作部１４は、人手によって把持されるグリップハンドル２６と、該グリップハンドル２６の上部から延在するブリッジ２８と、該ブリッジ２８の先端に接続されたアクチュエータブロック３０とを有する。グリップハンドル２６は、人手によって把持されるのに適した長さであり、上部の傾斜面に複合入力部２４を有する。グリップハンドル２６は、ブリッジ２８の端部から略Ｙ２方向に向かって延在している。このような角度にすることにより、マニピュレータ１０の全体を動かす際の操作性が高まるとともに、複合入力部２４の操作性が高まることが確かめられている。
【００２５】
作業部１６は、アクチュエータブロック３０に接続されているプーリボックス３２と、プーリボックス３２からＺ１方向に延在している連結シャフト１８と、該連結シャフト１８の先端に設けられた先端動作部１２と、プーリボックス３２からＺ２方向に延在する支持部３４と、該支持部３４の基端側に軸支されたトリガレバー３６とを有する。
【００２６】
先端動作部１２は、複合入力部２４及びトリガレバー３６の操作に基づいて３軸の動作が可能である。すなわち、基端側から順に、Ｙ軸を基準に傾動するヨー軸動作、先端を指向する軸（中立姿勢時にはＺ軸）を基準に回転するロール軸、及び開閉可能な鋏軸である。ヨー軸及びロール軸は、ヨー軸入力部５６及びロール軸入力部５４の左右方向の操作に基づいて、対応する所定のスイッチがオンになることによって電気的に駆動される。このとき、モータ６０及び６２は動作に応じて協働し、ロール軸アクチュエータ及び（又は）ヨー軸アクチュエータとして作用する。鋏軸（鋏機構１３００）はトリガレバー３６の操作に基づいて機械的に駆動される。
【００２７】
複合入力部２４は、ベースブロック５０と、ベースブロック５０の上に設けられたハウジング５２と、ロール軸入力部５４と、ヨー軸入力部５６と、３つのスイッチ操作子５８ａ、５８ｂ及び５８ｃとを有する。トリガレバー３６を引き寄せる操作をするとロッド１９２ａも一体的に引き寄せられる。トリガレバー３６については、押し引き操作によってロッド１９２ａ及び１９２ｂを操作することができ、特に初期姿勢は設定されていないが、例えば、所定の弾性体によって設定される非操作時の初期姿勢から、グリップハンドル２６の方向へ接近して閉じられるようにしてもよい。
【００２８】
図１及び図２に示すように、アクチュエータブロック３０は、２つのモータ６０及び６２と、該モータ６０及び６２を支持するアクチュエータブラケット９０と、モータ６０及び６２の回転方向を変換して作業部１６に伝達するギア機構部９２とを有する。アクチュエータブロック３０は、ブリッジ２８の先端に接続されている。
【００２９】
モータ６０及び６２は、円柱形状であり、アクチュエータブラケット９０によってＺ方向に延在する向きでＸ方向に並列している。Ｚ１方向には出力軸６０ａ、６２ａが設けられている。
【００３０】
ギア機構部９２は、アクチュエータブラケット９０におけるＺ１方向側の３つのプレートで囲まれた空間でＸ方向に対称構成として設けられている。
【００３１】
ギア機構部９２は、２本の駆動シャフト１１６ａ、１１６ｂと、２つの駆動傘歯車１１８ａ、１１８ｂと、２つの従動傘歯車１２０ａ、１２０ｂとを有する。
【００３２】
駆動シャフト１１６ａは、上端及び中央部がベアリングに軸支され、下端は軸孔を貫通して所定量突出して、Ｙ方向に延在している。駆動シャフト１１６ａ及び１１６ｂには、ワイヤ１０５２、１０５４（図５参照）が巻き掛けられており、後述するワイヤガイド部１６０ａ、１６０ｂを経由して連結シャフト１８の中空部分を通って先端動作部１２まで延在している。ワイヤ１０５２、ワイヤ１０５４はそれぞれ同種、同径のものを用いることができる。
【００３３】
トリガレバー３６の人手による操作は機械的に伝達されて鋏機構１３００の開閉が行われる。トリガレバー３６と鋏機構１３００との間で、人手による操作を機械的に伝達する手段である荷重リミッタ２１０ａ、トリガワイヤ２１０ｂ、ロッド１９２ａ及び後述するエンドエフェクタ駆動機構１３２０ａ、１３２０ｂ（図５参照）等は操作伝達部を形成している。
【００３４】
駆動傘歯車１１８ａと従動傘歯車１２０ａは互いに噛合し、出力軸６０ａの回転を９０°変換して駆動シャフト１１６ａに伝達している。
【００３５】
プーリボックス３２は、第１の機能として、操作部１４のギア機構部９２に接続されて、駆動シャフト１１６ａ及び１１６ｂの回転を連結シャフト１８に中継する機能を有し、第２の機能として、支持部３４に接続されて、トリガレバー３６の操作を連結シャフト１８に中継する機能を有し、第３の機能として、連結シャフト１８内の気密状態を維持する機能を有する。
【００３６】
プーリボックス３２は、その内部の空洞部にワイヤガイド部１６０ａ、１６０ｂを有する。
【００３７】
ワイヤガイド部１６０ａ、１６０ｂには円筒アイドラが設けられており、駆動シャフト１１６ａ、１１６ｂによって駆動されるワイヤ１０５２及び１０５４を連結シャフト１８の内部へ案内している。
【００３８】
次に、支持部３４とトリガレバー３６の構成について説明する。
【００３９】
図１に示すように、トリガレバー３６は、ブリッジ２８のトリガ軸２８ｂに回動自在に軸支されており、該トリガ軸２８ｂに軸支されるアーム部２００と、該アーム部２００のＹ２側に設けられた指輪部２０２と、さらにＹ２側に設けられた指掛け突起２０４と、Ｚ２方向側に突出したラチェット爪２０６とを有する。指輪部２０２は、主に人差し指が挿入され、指掛け突起２０４は、主に中指及び薬指を掛けるのに適している。
【００４０】
支持部３４は、プーリボックス３２とトリガレバー３６との間に設けられた支持体２１０とを有する。
【００４１】
該支持体２１０内には荷重リミッタ２１０ａ及びトリガワイヤ２１０ｂが設けられており、ロッド１９２ａ及び１９２ｂをアーム部２００に中継している。荷重リミッタは、ロッド１９２ａとアーム部２００におけるトリガ軸２８ｂよりも下の部分とを中継し、トリガワイヤはロッド１９２ｂとアーム部２００におけるトリガ軸２８ｂよりも上の部分とを中継している。
【００４２】
次に、先端動作部１２の構成について説明する。
【００４３】
図３に示すように、先端動作部１２には、ロッド１９２ａ、受動ワイヤ１２５２ａ、アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ、受動プーリ１１５６ａを含む第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａと、これに対応した第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂが設けられている。第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａ及び第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂは、鋏機構１３００を開閉させる基本的な構成である。
【００４４】
第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａにおける構成要素には符号にａを付し、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂにおける構成要素には符号にｂを付して区別する。第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａにおける構成要素と第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂにおける構成要素で同じ機能のものについては、煩雑とならないよう、代表的に第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａについてのみ説明する場合がある。
【００４５】
図３、図４においては、理解が容易となるように、第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａと第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂを紙面上で並列して示すが、実際のマニピュレータ１０に適用する場合には、図５に示すように、各プーリの軸方向（つまりＹ方向）に並列させ、アイドルプーリ（伝達部材）１１４０ａ及び１１４０ｂと、ガイドプーリ（伝達部材）１１４２ａと１１４２ｂの回転軸は、それぞれ同軸上に配置するとよい。つまり、アイドルプーリ１１４０ａ及び１１４０ｂは軸１１１０（図５参照）に共通的に軸支することができ、ガイドプーリ１１４２ａと１１４２ｂは軸１１１２に共通的に軸支することができる。ガイドプーリ１１４２ａとガイドプーリ１１４２ｂを同軸構成とすることにより、ヨー軸動作機構が簡便になる。
【００４６】
図６、図７、図８、図９に示すように、先端動作部１２は、ワイヤ受動部１１００と、複合機構部１１０２と、ユニット形式の鋏機構１３００とを有し、Ｙ方向の第１回転軸Ｏｙを中心にして、それよりも先の部分がヨー方向に回動する第１自由度と、第２回転軸Ｏｒを中心にしてロール方向に回動する第２自由度と、第３回転軸Ｏｇを中心として先端の鋏機構１３００を開閉させる第３自由度とを有する合計３自由度の機構となっている。
【００４７】
第１自由度の機構である第１回転軸Ｏｙは、連結シャフト１８の基端側から先端側に延在する軸線Ｃと非平行に回動可能に設定するとよい。第２自由度の機構である第２回転軸Ｏｒは先端動作部１２における先端部（つまり鋏機構１３００）の延在方向の軸線を中心として回動可能な機構とし、先端部をロール回転可能に設定するとよい。
【００４８】
第１自由度の機構（つまりヨー方向）は、例えば±９０°又はそれ以上の稼動範囲を有する傾動機構（又は屈曲機構）である。第２自由度の機構（つまりロール方向）は、例えば±１８０°又はそれ以上の稼動範囲を有する回動機構である。第３自由度の機構（つまり鋏機構１３００）は、例えば４０°又はそれ以上開くことのできる開閉機構である。
【００４９】
鋏機構１３００は、手術において実際の切断作業を行う部分であり、第１回転軸Ｏｙ及び第２回転軸Ｏｒは、作業を行い易いように鋏機構１３００の姿勢を変えるための姿勢変更機構を構成する姿勢軸である。一般に、鋏機構１３００を開閉させる第３自由度に係る機構部はグリッパ軸とも呼ばれ、ヨー方向に回動する第１自由度に係る機構部はヨー軸とも呼ばれ、ロール方向に回動する第２自由度に係る機構部はロール軸とも呼ばれる。
【００５０】
ワイヤ受動部１１００は、一対の舌片部１０５８の間に設けられており、ワイヤ１０５２、ワイヤ１０５４のそれぞれの往復動作を回転動作に変換して複合機構部１１０２に伝達する部分である。ワイヤ受動部１１００は、軸孔１０６０ａ、１０６０ａに挿入される軸１１１０と、軸孔１０６０ｂ、１０６０ｂに挿入される軸１１１２とを有する。軸１１１０及び１１１２は、軸孔１０６０ａ、１０６０ｂに対して、例えば圧入若しくは溶接により固定される。軸１１１２は第１回転軸Ｏｙの軸上に配置される。
【００５１】
軸１１１２のＹ方向両端には、Ｙ方向に対称形状の歯車体１１２６及び歯車体１１３０が設けられている。歯車体１１２６は、筒体１１３２と、該筒体１１３２の上部に同心状に設けられた歯車１１３４とを有する。歯車体１１３０は、歯車体１１２６と略同形状であって、該歯車体１１２６に対してＹ方向に配置されている。歯車体１１３０は、筒体１１３６と、該筒体１１３６の下部に同心状に設けられた歯車１１３８とを有する。歯車１１３４及び歯車１１３８は、後述するギア体１１４６のフェイスギア１１６５の上端部及び下端部に噛合する。
【００５２】
筒体１１３６は筒体１１３２と略同径、同形状である。筒体１１３２及び筒体１１３６には、ワイヤ１０５２及び１０５４が所定の固定手段によって一部が固定されて巻き掛けられている。ワイヤ１０５２及び１０５４の巻き掛けられる角度は、例えば１．５回転（５４０°）である。
【００５３】
ワイヤ１０５２及び１０５４（図５参照）を回転動作させることにより、歯車体１１２６及び歯車体１１３０を軸１１１２に対して回転させることができる。歯車体１１２６と歯車体１１３０を同方向に同速度で回転させると、ギア体１１４６は軸１１１２を基準として揺動し、ヨー方向動作が行われる。歯車体１１２６と歯車体１１３０を逆方向に同速度で回転させると、ギア体１１４６は第２回転軸Ｏｒを基準として回転し、ロール回転動作が行われる。歯車体１１２６と歯車体１１３０を異なる速度で回転させると、ギア体１１４６は、ヨー方向動作とロール回転動作の複合動作が行われる。つまり、歯車体１１２６、歯車体１１３０及びギア体１１４６は差動機構（例えば、特許文献３における図２３に示される構成に相当する。）を構成している。
【００５４】
先端動作部１２の機構は差動機構に限らず、例えば、ワイヤ１０５２が歯車１１３４を介してフェイスギア１１６５を駆動するのに対してワイヤ１０５４は主軸部材１１４４を直接的に回転駆動する形式（例えば、特許文献３における図７に示される構成に相当する。）としてもよい。
【００５５】
軸１１１０の略中央部にはアイドルプーリ１１４０ａが回転自在に軸支されており、軸１１１２の略中央部にはガイドプーリ１１４２ａが回転自在に軸支されている。アイドルプーリ１１４０ａは、ガイドプーリ１１４２ａに巻きかける受動ワイヤ１２５２ａの巻き掛け角度を常に一定（両側あわせて約１８０°）に保つためにある。アイドルプーリ１１４０ａの代わりに、ガイドプーリ１１４２ａに受動ワイヤ１２５２ａを１巻き以上してもよい。アイドルプーリ１１４０ａ及びガイドプーリ１１４２ａは、受動ワイヤ１２５２ａ（図１１参照）又は軸１１１０、１１１２に対するすべり、及び摩擦による摩耗を低減するために、表面を滑らかにし、又は摩擦の少ない材質を用いるとよい。ガイドプーリ１１４２ａは、姿勢変更機構におけるヨー軸Ｏｙに設けられている。
【００５６】
軸１１１２における、歯車体１１２６とガイドプーリ１１４２ａとの間、及びガイドプーリ１１４２ａと歯車体１１３０との間には主軸部材１１４４が回転自在に軸支されている。主軸部材１１４４は、複合機構部１１０２に向けて突出する筒部を有する。主軸部材１１４４の軸心部には方形の孔１１４４ａが設けられている。主軸部材１１４４のＺ２方向端部には、ガイドプーリ１１４２ａのＹ方向両面を保持するとともに軸１１１２が挿通する孔を有する２枚の補助板１１４４ｂが設けられている。補助板１１４４ｂはＺ１方向に向かって幅広となる山形であって、糸等の異物の侵入を防止する。
【００５７】
複合機構部１１０２は、鋏機構１３００の開閉動作機構と、該鋏機構１３００の姿勢を変化させる姿勢変更機構とを含む複合的な機構部である。
【００５８】
複合機構部１１０２は、主軸部材１１４４の筒部周面に対して回転自在に嵌挿されたギア体１１４６と主軸部材１１４４の先端に設けられたナット体１１４８と、Ｚ２方向端部が孔１１４４ａに挿入される断面四角の伝達部材１１５２と、該伝達部材１１５２のＺ２方向端部に対してピン１１５４により回転自在に軸支される受動プーリ（伝達部材）１１５６ａと、受動板（伝達部材）１１５８と、円筒状のカバー（接続筒体）１１６０とを有する。
【００５９】
主軸部材１１４４におけるギア体１１４６と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材１１４４ｃが設けられている。ナット体１１４８におけるギア体１１４６と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材１１４８ａが設けられている。スラスト軸受部材１１４４ｃ及び１１４８ａは低摩擦材であって、当接部分の摩擦及びトルクを低減するとともに、フェイスギア１１６５に負荷が直接的にかかることを防止する。スラスト軸受部材１１４４ｃ及び１１４８ａは、いわゆる滑り軸受である。
【００６０】
ギア体１１４６は、段付き筒形状であって、Ｚ２方向の大径部１１６２と、Ｚ１方向の小径部１１６４と、大径部１１６２のＺ２方向端面に設けられたフェイスギア１１６５とを有する。フェイスギア１１６５は、歯車１１３４及び歯車１１３８に噛合する。ギア体１１４６は、ナット体１１４８が主軸部材１１４４に対して抜けることを防止する。大径部１１６２の外周には、ねじが設けてある。
【００６１】
受動板１１５８は、Ｚ２方向の凹部１１６６と、該凹部１１６６の底面に設けられた係合部１１６８と、Ｙ方向両面にそれぞれ設けられた軸方向のリブ１１７０と、リンク孔１１７２とを有する。係合部１１６８は、伝達部材１１５２の先端に設けられたきのこ状の突起１１７４に係合する形状である。この係合により、受動板１１５８と伝達部材１１５２は、相対的なロール軸の回転が可能になる。受動板１１５８の幅はカバー１１６０の内径に略等しい。
【００６２】
カバー１１６０は、複合機構部１１０２の略全体を覆う大きさであり、複合機構部１１０２及び鋏機構１３００に異物（生体組織、薬剤、糸等）が入り込むことが防止される。
【００６３】
カバー１１６０は、内面で対向する向きに設けられて受動板１１５８の２つのリブ１１７０が嵌る軸方向の２本の溝１１７５と、先端部においてＹ方向に対面する一対のベース１３０４と、ベース１３０４の先端近傍にそれぞれ設けられた孔１３０７とを有する。一対のベース１３０４における各対向面は、後述する鋏機構１３００、スペーサ１３４０等を保持可能なように平面となっている。
【００６４】
溝１１７５にリブ１１７０が嵌ることにより受動板１１５８が軸方向にガイドされる。受動板１１５８の係合部１１６８には突起１１７４が係合することから、受動プーリ１１５６ａは孔１１４４ａ内において、受動板１１５８及び伝達部材１１５２とともに軸方向に進退可能であるとともに、伝達部材１１５２を基準としてロール回転が可能である。カバー１１６０は、ギア体１１４６の大径部１１６２に対して螺入、圧入等の手段により固定されている。
【００６５】
カバー１１６０は、ギア体１１４６と基部側で結合（螺合、圧入、溶接等）されており、ギア体１１４６の回転とともにカバー１１６０及び鋏機構１３００はロール軸動作を行う。
【００６６】
図１０に示すように、アイドルプーリ１１４０ａは、同軸上の第１層アイドルプーリ１２３２と第２層アイドルプーリ１２３４の２枚が並列して構成されており、ガイドプーリ１１４２ａは、同軸上の第１層ガイドプーリ１２３６と第２層ガイドプーリ１２３８の２枚が並列して構成されている。
【００６７】
図１１に示すように、ロッド１９２ａのＺ１方向端部は、ワイヤ係合部１２５０ａによって受動ワイヤ１２５２ａの両端部に接続されている。
【００６８】
受動ワイヤ１２５２ａは、一部がワイヤ係合部１２５０ａに接続された環状の可撓性部材であり、ワイヤ以外にもロープ、樹脂線、ピアノ線及びチェーン等を用いることができる。ここで、環状とは広義であり、必ずしも全長にわたって可撓性部材が適用されている必要はなく、少なくとも各プーリに巻き掛けられる箇所が可撓性部材であればよく、直線部は剛体で接続されていてもよいことはもちろんである。
【００６９】
受動ワイヤ１２５２ａは、駆動部材のロッド１９２ａから、アイドルプーリ１１４０ａのＸ１方向を通り、Ｘ２方向に向かい、ガイドプーリ１１４２ａのＸ２方向の面を通り受動プーリ１１５６ａのＸ２方向面に至る。受動ワイヤ１２５２ａは、さらに、受動プーリ１１５６ａのＺ１方向面に半周巻き掛けられてＸ１方向面に至り、ガイドプーリ１１４２ａのＸ１方向の面を通り、Ｘ２方向に向かいアイドルプーリ１１４０ａのＸ２方向を通りワイヤ係合部１２５０ａに至る経路で配設されている。
【００７０】
つまり、受動ワイヤ１２５２ａは、ワイヤ係合部１２５０ａを基点及び終点とする一巡の経路を構成し、アイドルプーリ１１４０ａの両側方を通り、受動プーリ１１５６ａに巻き掛けられ、アイドルプーリ１１４０ａとガイドプーリ１１４２ａとの間で交差して、略８字形状をなす。これにより、ワイヤ係合部１２５０ａ及び受動ワイヤ１２５２ａは、ロッド１９２ａを介してトリガレバー３６に対して機械的に接続されていることになる。
【００７１】
アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ及び受動プーリ１１５６ａは略同径であり、受動ワイヤ１２５２ａがあまり屈曲しないように、レイアウト上の可能な範囲で適度に大径にしている。ワイヤ係合部１２５０ａは、受動ワイヤ１２５２ａが過度に屈曲しないように、アイドルプーリ１１４０ａよりも適度に離れた位置に設けられており、受動ワイヤ１２５２ａの両端部はワイヤ係合部１２５０ａを頂部として鋭角を形成している。アイドルプーリ１１４０ａとガイドプーリ１１４２ａとの間は狭く、例えば、受動ワイヤ１２５２ａの幅と略等しい隙間が形成されている。
【００７２】
アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ及び受動プーリ１１５６ａには、受動ワイヤ１２５２ａの抜け止めのために、上面及び下面に小さいフランジを設け、又は側面を凹形状にしてもよい。
【００７３】
図１１から明らかなように、第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａでは、基端側から先端側に向かって、受動ワイヤ１２５２ａ、アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ及び受動プーリ１１５６ａが中心線に沿って配置されている。鋏機構１３００は、リンク１２２０、受動板１１５８及び伝達部材１１５２等を介して受動プーリ１１５６ａに連結されている。
【００７４】
このように構成される第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａでは、ロッド１９２ａ（図１１参照）をＺ２方向に引き寄せると、平面視で、第１層アイドルプーリ１２３２及び第２層ガイドプーリ１２３８は反時計方向に回転し、第２層アイドルプーリ１２３４及び第１層ガイドプーリ１２３６は時計方向に回転する。このように、アイドルプーリ１１４０ａ及びガイドプーリ１１４２ａは、それぞれ同軸上で２枚のプーリが並列する構成であることから、当接する受動ワイヤ１２５２ａの動きに従って逆方向に回転可能であり、動作がスムーズである。
【００７５】
図６、図７、図８及び図９に示すように、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂは、第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａ（図１１参照）に対して、基本的には、折り返しプーリ（円柱部材、伝達部材）１３５０が付加された構成である。受動プーリ１１５６ａ及び受動プーリ１１５６ｂは同軸構成となっている。
【００７６】
主軸部材１１４４には、ピン１３５２が挿入及び固定される径方向の軸孔１３５４が設けられている。軸孔１３５４は、孔１１４４ａを経由して主軸部材１１４４の筒部を貫通している。
【００７７】
伝達部材１１５２には、ピン１３５２が挿通可能な幅で軸方向に延在する長孔１３５６が設けられている。伝達部材１１５２は、作業部１６の軸心よりＹ１方向にややオフセットした位置に設けられるが、先端の突起１１７４だけは軸心に配置させるとよい（図１１参照）。もちろん、伝達部材１１５２は中心に配置してもよい。
【００７８】
ピン１１５４は、伝達部材１１５２を通り抜けてＹ２方向に突出し受動プーリ１１５６ｂを軸支する。受動プーリ１１５６ｂは、受動ワイヤ１２５２ｂが２巻き可能な幅を有する。孔１１４４ａは、受動プーリ１１５６ａ、１１５６ｂ及び伝達部材１１５２が挿入可能な高さを有する。受動プーリ１１５６ａ及び１１５６ｂは、孔１１４４ａ内でピン１１５４によって同軸に軸支されており、独立的に回転自在である。
【００７９】
ピン１３５２は、孔１１４４ａ内でＹ１方向からＹ２方向に向かって、長孔１３５６及び折り返しプーリ１３５０の中心孔に挿入されて、伝達部材１１５２と受動プーリ１１５６ａ及び１１５６ｂが軸方向に進退可能である。折り返しプーリ１３５０はピン１３５２に軸支されて回転自在であり、位置は固定である。折り返しプーリ１３５０は受動ワイヤ１２５２ｂが２巻き可能な幅を有する。また、折り返しプーリ１３５０を２層化することにより、開閉動作のときに反対方向に回転できる構成となり、受動ワイヤ１２５２ｂとプーリの摩擦を低減させることができる。
【００８０】
図１２、図１３及び図１４に示すように、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂにおいては、受動プーリ１１５６ｂよりも先端側に折り返しプーリ１３５０が設けられ、受動ワイヤ１２５２ｂは、受動プーリ１１５６ｂと折り返しプーリ１３５０とにわたって巻き掛けられている。つまり、受動ワイヤ１２５２ｂは、駆動部材のロッド１９２ｂのワイヤ係合部１２５０ｂから、アイドルプーリ１１４０ｂのＸ１方向を通り、Ｘ２方向に向かい、ガイドプーリ１１４２ｂのＸ２方向を通り受動プーリ１１５６ｂのＸ２方向面に至る。受動ワイヤ１２５２ｂはそのままＺ１方向に向かって延在し、折り返しプーリ１３５０のＸ２方向の面に達し、該折り返しプーリ１３５０のＺ１方向の面に半回転巻き付けられてＺ２方向に折り返す。
【００８１】
受動ワイヤ１２５２ｂは受動プーリ１１５６ｂのＺ２方向の面に半回転巻き付けられてＸ２側を通って再度折り返しプーリ１３５０に至り、再び該折り返しプーリ１３５０のＺ１方向の面に半回転巻き付けられてＺ２方向に折り返す。この後、受動ワイヤ１２５２ｂはガイドプーリ１１４２ｂのＸ１方向からアイドルプーリ１１４０ｂのＸ２方向に至り、ロッド１９２ｂのワイヤ係合部１２５０ｂに接続される。ワイヤ係合部１２５０ａ及び受動ワイヤ１２５２ｂは、ロッド１９２ｂを介してトリガレバー３６に対して機械的に接続されていることになる。
【００８２】
先端動作部１２の構造について理解を容易にするために、その模式図を図５に示す。
【００８３】
このように構成される先端動作部１２では、図３に示すように、人手によりトリガレバー３６を十分に引くと、ロッド１９２ａは受動ワイヤ１２５２ａを引き寄せ、受動プーリ１１５６ａ、伝達部材１１５２をＺ２方向に移動させることから鋏機構１３００を閉じさせることができる。つまり、ロッド１９２ａや受動ワイヤ１２５２ａ、受動プーリ１１５６ａ等の伝達部材が牽引されることにより鋏機構１３００が閉じられる。
【００８４】
次に、鋏機構１３００について説明する。
【００８５】
図１５及び図１６に示すように、鋏機構１３００はユニット形式であって、一対のエンドエフェクタ部材１３０８の刃１３０２が動作をするいわゆる両開き型である。
【００８６】
各エンドエフェクタ部材１３０８は、Ｌ字形状であって、Ｚ１方向に延在する刃１３０２と、該刃１３０２に対して略３５°に曲がって延在するレバー部１３１０と、Ｌ字形状の屈曲部に設けられた軸孔１２１６とを有する。レバー部１３１０の端部近傍には孔１２１８が設けられている。軸孔１２１６には、ボルト体１２１７が挿入されることにより一対のエンドエフェクタ部材１３０８は第３回転軸Ｏｇを中心として開閉自在となる。
【００８７】
ボルト体１２１７は、六角ヘッド（頭部）１２１７ａと、該六角ヘッド１２１７ａから延在する滑らかなシャフト（軸部）１２１７ｂ及びねじ部１２１７ｃと、中心孔（軸孔）１２１７ｄとを有する。中心孔１２１７ｄは、ボルト体１２１７の軸線方向に貫通形成されている。シャフト１２１７ｂは、２つの軸孔１２１６と適度な公差で嵌合する径であり、２つの軸孔１２１６の合計長さよりも僅かに短く設定されている。
【００８８】
ねじ部１２１７ｃは、２つの軸孔１２１６を通って反対側（Ｙ２側）に突出し、２枚のナット１２１９が、いわゆるダブルナットとして螺設・締結される。すなわち、鋏機構１３００は、一対のエンドエフェクタ部材１３０８を重ね、各エンドエフェクタ部材１３０８の軸孔１２１６に対し、ボルト体１２１７のシャフト１２１７ｂを挿通させる工程（第１工程）と、ボルト体１２１７の先端のねじ部１２１７ｃに、ナット１２１９を螺設する工程（第２工程）と、六角ヘッド１２１７ａとナット１２１９との間で、重ねたエンドエフェクタ部材１３０８を挟持すると共に、所定の擦り合わせ調整を行いながら、ボルト体１２１７とナット１２１９とを固定して、所定の擦り合わせ状態とする工程（第３工程）とによって組み立てられる。
【００８９】
ボルト体１２１７の六角ヘッド１２１７ａ及びナット１２１９は六角形状である必要はなく、所定の工具によって規定トルクで締め合わせることができれば円柱、二面幅形状等でもよい。ボルト体１２１７とナット１２１９との固定は、必ずしもダブルナット形式である必要はなく、シングルナットに所定の緩み止め（例えば、溶接や緩み止め剤）をしてもよい。
【００９０】
ナット１２１９によれば、六角ヘッド１２１７ａとの間で重ねた一対のエンドエフェクタ部材１３０８を、隙間なく、且つ適度に強く締め合わせて固定することができ、一対の刃１３０２を所定の擦り合わせ状態に維持することができる。また、このような擦り合わせ状態を、先端動作部１２に組み込む以前の鋏機構１３００としてのユニット単体で実現することができ、組立作業効率が向上し、非熟練者であっても組立作業を行うことができる。さらに、一対のエンドエフェクタ部材１３０８は、シャフト１２１７ｂの回りでスムーズに回転可能である。
【００９１】
鋏機構１３００の組立は、近傍に他の障害物のない場所で行うことができる。また、擦り合わせ調整についても、この段階では他に連動する部材がないことから、開閉動作を何度か繰り返しながら容易に行うことができる。仮に、鋏機構１３００がカバー１１６０内あると、狭所であってしかもリンク１２２０や受動板１１５８等の連動する部材が存在することから、擦り合わせ調整が困難であることは容易に想像されよう。
【００９２】
さらに一対の刃１３０２は、開状態において互いに反対方向（Ｙ１方向及びＹ２方向）にやや反り返るように形成されており、鋏機構１３００が閉じるときに刃１３０２同士の間に隙間が生じることを一層防止し、切断対象物を適切に切断することができる。
【００９３】
図６〜図８に示すように、ユニットとして予め組み立てられた鋏機構１３００は、カバー１１６０の筒内に収納され、ボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄは２つの孔１３０７と同軸状に配置され、これらの孔１３０７及び中心孔１２１７ｄに対してピン１１９６が圧入後固定され、少なくともピン１１９６が孔１３０７に対して圧入及び（又は）溶接などにより固定されればよい。一対のエンドエフェクタ部材１３０８が回動可能となるように軸支される。
【００９４】
レバー部１３１０と受動板１１５８は、リンク１２２０（図９参照）により連接される。リンク１２２０には、両端近傍においてピン１２２２及び１２２４が同方向に突設されている。ピン１２２２及び１２２４は、リンク１２２０の所定の孔に圧入されることによって突設する形態でもよい。各リンク１２２０の一端のピン１２２２は孔１２１８に挿入され、他端のピン１２２４は受動板１１５８のリンク孔１１７２挿入されて連接される。
【００９５】
カバー１１６０内には、鋏機構１３００と該カバー１１６０のＹ方向側内面側との間の隙間に配置されると共に、ピン１１９６が嵌挿されたスペーサ１３４０が設けられている。スペーサ１３４０には、ピン１１９６を回避するためのＺ２方向に開口する孔１３４０ａが設けられている。
【００９６】
スペーサ１３４０を挟むことにより、鋏機構１３００のカバー１１６０内でのずれが防止される。
【００９７】
次に、先端動作部１２の組立・製造方法について説明する。先端動作部１２（及び１２ａ）を組み立てる際には、予め鋏機構１３００はユニットとして組み立てられているものとする（図１５参照）。また、カバー１１６０を除き、受動板１１５８及びそれより基端側部分は組み立てられており、受動板１１５８の２つのリンク孔１１７２にはそれぞれリンク１２２０のピン１２２４が反対方向から挿入されているものとする。図１７〜図２５において、２つのリンク１２２０のうちＹ１側をリンク１２２０ａ、Ｙ２側をリンク１２２０ｂと区別し、同様にエンドエフェクタ部材１３０８についても１３０８ａ及び１３０８ｂと区別する。図１７〜図２５は理解が容易となるように模式で表し、２つのリンク孔１１７２は実際にはＸ方向にずれて設けられているが、ここでは同一断面上に示す。
【００９８】
図１７に示すように、先ず、受動板１１５８及びリンク１２２０の部分をカバー１１６０で覆う。このとき、カバー１１６０の溝１１７５にリブ１１７０を嵌めることによりカバー１１６０を適切な向きにガイドする。前記の通り、カバー１１６０は、ギア体１１４６の大径部１１６２に対して固定する。
【００９９】
次いで、図１８に示すように、鋏機構１３００をカバー１１６０の近傍位置で適正な向きに用意しておき、リンク１２２０ａをＹ１方向に引き上げる。リンク１２２０ａはピン１２２４がリンク孔１１７２に適度に深く挿入されており、しかもカバー１１６０内は狭いことから、ピン１２２４はリンク孔１１７２から抜け出てしまうことはない。
【０１００】
さらに、図１９に示すように、鋏機構１３００の基端部分をカバー１１６０内にＺ１方向から挿入し、エンドエフェクタ１３０８ｂにおける孔１２１８にリンク１２２０ｂのピン１２２２を挿入させるとともに、ボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄがカバー１１６０の孔１３０７と同軸となるように配置する（第４工程）。
【０１０１】
このとき、鋏機構１３００は、カバー１１６０内におけるＹ１側側面に沿って挿入し、適度な位置でＹ２側に下ろすとよい。また、リンク１２２０ａは、鋏機構１３００に当たらないようにピン１２２４を軸中心として適当な向きに避けておくとよい。これらの一連の作業は、一対のベース１３０４の間でＸ方向の露呈部から指又は所定の工具を挿入して行うことができる。工具としては、ピンセット等の簡便で一般的なものを用いることができる。
【０１０２】
次に、図２０に示すように、リンク１２２０ａを適正な向きに設定した後にＹ２方向に下ろし、先端側のピン１２２２をエンドエフェクタ部材１３０８ａにおける孔１２１８に挿入する（第４工程）。
【０１０３】
このように、カバー１１６０の筒内に鋏機構１３００を挿入すると共に、伝達部材である受動板１１５８に対してエンドエフェクタ部材１３０８を接続する工程（第４工程）は、上記の順序でなくてもよく、図１７に示す状態から図１９に示す状態に組み立てられればよい。
【０１０４】
さらに、図２１に示すように、カバー１１６０内で、鋏機構１３００及びリンク１２２０ａのＹ１側に生じた空間部に対して、スペーサ１３４０をＺ１方向から挿入する（スペーサ工程）。これにより、鋏機構１３００のＹ方向のがたつきがなくなるとともに、リンク１２２０ａのピン１２２２及び１２２４が孔１２１８及びリンク孔１１７２からの脱落が防止される。スペーサ１３４０は、孔１３４０ａがカバー１１６０の孔１３０７の直下になるように配置する。
【０１０５】
最後に、図２２に示すように、ピン１１９６を孔１３４０ａ、孔１３０７及び中心孔１２１７ｄに対してピン１１９６に圧入後固定し、一対のエンドエフェクタ部材１３０８が回動可能となるように軸支する（第５工程）。
【０１０６】
このようにして組立・製造された先端動作部１２では、鋏機構１３００が予めユニットとして組み立てられていることから、その擦り合わせ状態がそのまま維持され、切断対象物を適切に切断することができる。また、動的な擦り合わせ調整をカバー１１６０内の狭所で行う必要がなく、非熟練者であっても容易な組立が可能となる。
【０１０７】
次に、先端動作部１２の第１の変形例である先端動作部１２ａにかかる組立・製造方法について図２３〜図２５を参照しながら説明する。
【０１０８】
この先端動作部１２ａは、六角ヘッド１２１７ａ及びリンク１２２０ａ、１２２０ｂがＹ方向に適度に厚く構成されている。これにより、鋏機構１３００は、スペーサ１３４０がなくてもカバー１１６０内で安定して保持され、リンク１２２０ａ及び１２２０ｂのピン１２２２及び１２２４の孔１２１８及びリンク孔１１７２からの脱落が防止される。ボルト体１２１７の高さは一対のベース１３０４間の距離に合わせて設定するとよい。逆に一対のベース１３０４の距離を狭くしてもよい。先端動作部１２ａについては、煩雑とならないように、各構成部材については先端動作部１２のそれと同符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０９】
図２３に示すように、先ず、鋏機構１３００を受動板１１５８の近傍位置で適正な向きに用意しておき、リンク１２２０ａ及び１２２０ｂを装着する。
【０１１０】
次に、図２４に示すように、鋏機構１３００の基端部、受動板１１５８及びリンク１２２０の部分をカバー１１６０で覆う。このとき、カバー１１６０の溝１１７５にリブ１１７０を嵌めることによりカバー１１６０を適切な向きにガイドする。カバー１１６０は、ボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄがカバー１１６０の孔１３０７と同軸となるように配置する。
【０１１１】
最後に、図２５に示すように、ピン１１９６を孔１３０７及び中心孔１２１７ｄに対してピン１１９６に圧入後固定し、一対のエンドエフェクタ部材１３０８が回動可能となるように軸支する。
【０１１２】
このような先端動作部１２ａ及びその組立・製造方法では、前記の先端動作部１２と比較してスペーサ１３４０が不要であることから、構成及び組立作業が簡便である。
【０１１３】
次に、先端動作部１２の第２の変形例としての先端動作部１２ｂを図２６に示す。
【０１１４】
図２６に示すように、先端動作部１２ｂは、前記の先端動作部１２（図２３参照）と比較して第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａを有している点で共通するが、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂが省略された構成となっている。
【０１１５】
先端動作部１２ｂは、前記の両開き型の鋏機構１３００に代えて片開き式の鋏機構１３００ａが設けられている。鋏機構１３００ａは、固定刃１２０２とピン１１９６を中心として軸開閉動作をする可動刃１２１２と、伝達部材１１５２をＺ１方向に弾性付勢するスプリング１３０５とを有している。可動刃１２１２は、伝達部材１１５２が進退することにともなってリンク１２２０を介して開閉駆動される。すなわち、トリガレバー３６をＺ２方向に引くと第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａによって伝達部材１１５２もＺ２方向に変位し、可動刃１２１２は図２６における反時計方向に回動して鋏機構１３００ａが閉動作をする。一方、トリガレバー３６を開放すると、伝達部材１１５２はスプリング１３０５の付勢によってＺ１方向に変位し、鋏機構１３００ａは開状態に復帰する。また、トリガレバー３６はＺ１方向に復帰する。
【０１１６】
この場合の鋏機構１３００ａについても、前記の鋏機構１３００と同様に予めユニットとして組み立てておくことにより、適切な擦り合わせ状態がそのまま維持されるとともに、組立が容易である。
【０１１７】
上記のような鋏機構１３００、１３００ａを備える先端動作部１２〜１２ｂは、マニピュレータ以外の用途にも、例えば、図２７に示す手術用ロボットシステム７００や図２８に示す鉗子８００にも適用可能である。
【０１１８】
図２７に示すように、手術用ロボットシステム７００は、多関節型のロボットアーム７０２と、コンソール７０４とを有し、作業部１６はロボットアーム７０２の先端に接続されている。ロボットアーム７０２の先端には前記のマニピュレータ１０と同じ機構が設けられている。ロボットアーム７０２は、作業部１６を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。コンソール７０４は、テーブル型、制御盤型等の構成を採りうる。
【０１１９】
ロボットアーム７０２は、独立的な６以上の関節（回転軸やスライド軸等）を有すると、作業部１６の位置及び向きを任意に設定できて好適である。先端のマニピュレータ１０は、ロボットアーム７０２の先端部７０８と一体化している。マニピュレータ１０は、前記のトリガレバー３６の代わりにモータ７１２を有し、該モータ７１２が２本のロッド１９２ａ及び１９２ｂを駆動する。
【０１２０】
ロボットアーム７０２は、コンソール７０４の作用下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール７０４に設けられたジョイスティック７０６に倣った操作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。コンソール７０４は、前記のコントローラの機能を含んでいる。作業部１６には、鋏機構１３００を含む先端動作部１２が設けられている。
【０１２１】
コンソール７０４には、操作指令部としての２つのジョイスティック７０６と、モニタ７１０が設けられている。図示を省略するが、２つのジョイスティック７０６により、２台のロボットアーム７０２を個別に操作が可能である。２つのジョイスティック７０６は、両手で操作し易い位置に設けられている。モニタ７１０には、軟性鏡による画像等の情報が表示される。
【０１２２】
ジョイスティック７０６は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム７０２を動かすことができる。ジョイスティック７０６はマスターアームであってもよい。ロボットアーム７０２とコンソール７０４との間の通信手段は、有線、無線、ネットワーク又はこれらの組合わせでよい。
【０１２３】
ジョイスティック７０６には、トリガレバー３６が設けられており、該トリガレバー３６を操作することによりモータ７１２を駆動可能である。
【０１２４】
図２８に示すように、鉗子８００の基本構成は、電動アクチュエータのない従来型のものであり、先端部に鋏機構１３００が適用されている。鉗子８００は、手元操作部８０２と、該手元操作部８０２から延在する細径のシャフト８０４と、先端動作部８０６とを有し、先端動作部８０６に鋏機構１３００が設けられている。手元操作部８０２は指を挿入して開閉可能な一対のハンドルから構成されており、該ハンドルの開閉に応じて鋏機構１３００が開閉する。
【０１２５】
鋏機構１３００及び１３００ａは、例えば、内視鏡（医療用器具）の先端部（接続筒体）に適用することもできる。
【０１２６】
本発明に係る医療用器具の製造方法及び医療用器具は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０…マニピュレータ（医療用器具） １２、１２ａ、１２ｂ、８０６…先端動作部
１４…操作部 １６…作業部
１８…連結シャフト １１５２…伝達部材
１１５８…受動板 １１６０…カバー
１１９６、１２２２、１２２４…ピン １２１６…軸孔
１２１７…ボルト体 １２１７ａ…六角ヘッド（頭部）
１２１７ｂ…シャフト（軸部） １２１７ｃ…ねじ部
１２１７ｄ…中心孔 １２１８、１３０７…孔
１２１９…ナット １２２０、１２２０ａ、１２２０ｂ…リンク
１３００、１３００ａ…鋏機構（構造体）
１３０２…刃 １３０４…ベース
１３０８、１３０８ａ…エンドエフェクタ部材（開閉部材）
１３４０…スペーサ １３４０ａ…孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトの先端に生体の一部や糸等を切断する鋏が設けられた医療用器具の製造方法及び該医療用器具自体に関する。
【背景技術】
【０００２】
腹腔鏡下手術においては、患者の腹部等に小さな孔をいくつかあけて内視鏡、マニピュレータ（又は鉗子）等を挿入し、術者が内視鏡の映像をモニタで見ながら手術を行っている。このような腹腔鏡下手術は、開腹を必要としないため患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減されることから、適用分野の拡大が期待されている。
【０００３】
一方、腹腔鏡下手術で用いるマニピュレータには、患部の位置及び大きさに応じて迅速且つ適切な手技が可能であることが望まれており、しかも患部切除、縫合及び結紮等の様々な手技が行われる。このため、本出願人は、操作の自由度が高くしかも簡便に操作することのできるマニピュレータの提案をしている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００４】
腹腔鏡下手術では、患部切除や、縫合糸の切断などの切断作業が行われることがあり、先端に鋏が設けられたマニピュレータの開発がなされている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０２２４８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４８５４号公報
【特許文献３】特開２００８−２５３４６３号公報
【特許文献４】特開平１０−３１４１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
公知のように、鋏は対向する一対の刃が切断対象物に対してせん断力を与えることによって切断を行う。切断対象物にせん断力を与えるためには一対の刃同士に隙間がないように十分に摺り合わせ調整がなされていることが望ましい。
【０００７】
ところが、医療用マニピュレータの先端動作部は大変小さく、その先端部に鋏機構を設ける場合に、一対の刃を隙間なく高精度に組み立てることは困難であり、熟練が必要である。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、切断対象物を切断し易いように高精度に組み立てられた鋏み機構を有する医療用器具の製造方法及び該医療用器具自体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】
本発明に係る医療用器具の製造方法は、一対の開閉部材を重ね、両開閉部材の基端側に形成された孔部に対し、軸線方向に貫通した軸孔を有したボルトの軸部を挿通させる第１工程と、前記ボルトの前記軸部に、さらに、ナットを挿通させる第２工程と、前記ボルトの頭部と前記ナットとの間で、前記重ねた一対の開閉部材を挟持すると共に、所定の擦り合わせ調整を行いながら、前記ボルトと前記ナットとを固定して、所定の擦り合わせ状態で前記一対の開閉部材を軸支した構造体を得る第３工程と、操作部から延びたシャフト先端に連結される接続筒体の筒内に前記構造体を挿入すると共に、前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材に対して前記開閉部材を接続する第４工程と、前記接続筒体に直径方向に貫通形成された孔部と前記ボルトの前記軸孔とに対し、前記接続筒体の外面側からピンを嵌挿して固定することで、前記一対の開閉部材を、前記ボルトの軸部を開閉軸として互いに開閉可能に軸支する第５工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第１工程〜第３工程は狭所で行う必要がなく、しかも連動部材がないことから、構造体を高精度に組み立てることができる。第４工程及び第５工程においてボルトの軸孔にピンを嵌挿して構造体を接続筒体に組み付けることにより、簡便な組立ができるとともに、構造体における開閉部材の高精度の擦り合わせ状態が維持される。
【００１１】
また、前記第４工程の後、前記第５工程の前に、さらに、前記構造体と前記接続筒体の内面との間に形成される隙間にスペーサを配置するスペーサ工程を有してもよい。スペーサを挟むことにより、開閉部材を固定した構造体の接続筒体内での位置を調整及び固定が可能となる。
【００１２】
さらに、本発明に係る医療用器具は、重ねた一対の開閉部材を所定の擦り合わせ状態でボルト及びナットにより締結し、前記ボルトの軸部で互いに開閉可能に軸支した構造体と、前記構造体を収納すると共に、操作部から延びたシャフト先端に連結された接続筒体と、前記接続筒体の筒内に収納した前記構造体に対し、前記ボルトの軸線方向に貫通形成された軸孔に嵌挿され、前記一対の開閉部材を回動可能に軸支するピンと、前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、開閉部材が所定の擦り合わせ状態で軸支されるとともに、ボルトの軸線方向に貫通形成された軸孔を用いて構造体の組み付けが容易となる。
【００１４】
前記接続筒体内には、前記構造体と該接続筒体の内面側との間の隙間に配置されると共に、前記ピンが嵌挿されたスペーサが設けられていてもよい。スペーサを挟むことにより、開閉部材を固定した構造体の接続筒体内でのずれが防止される。
【００１５】
前記開閉部材は、互いに摺接して対象物を切断する鋏部材であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る医療用器具の製造方法及び医療用器具では、第１工程〜第３工程は狭所で行う必要がなく、しかも連動部材がないことから、構造体を高精度に組み立てることができる。第４工程及び第５工程においてボルトの軸孔にピンを嵌挿して構造体を接続筒体に組み付けることにより、簡便な組立ができるとともに、構造体における開閉部材の高精度の擦り合わせ状態が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】マニピュレータの側面図である。
【図２】マニピュレータの平面図である。
【図３】トリガレバーを十分に引いたときの、先端動作部の模式側面図である。
【図４】トリガレバーを押し出したときの、先端動作部の模式側面図である。
【図５】先端動作部の模式構造図である。
【図６】先端動作部の断面側面図である。
【図７】先端動作部の断面平面図である。
【図８】先端動作部で、グリッパを閉じた状態の断面側面図である。
【図９】先端動作部の分解斜視図である。
【図１０】エンドエフェクタ駆動機構の一部を示す模式構造図である。
【図１１】トリガレバーを操作しないときの、エンドエフェクタ駆動機構の模式側面図である。
【図１２】トリガレバーを押し出したときの、第２エンドエフェクタ駆動機構の一部断面平面図である。
【図１３】トリガレバーを十分に引いたとき、第２エンドエフェクタ駆動機構の一部断面平面図である。
【図１４】トリガレバーを押し出したときの、第２エンドエフェクタ駆動機構の一部断面側面図である。
【図１５】鋏機構の斜視図である。
【図１６】鋏機構の分解斜視図である。
【図１７】先端動作部を組み立てる第１段階の模式図である。
【図１８】先端動作部を組み立てる第２段階の模式図である。
【図１９】先端動作部を組み立てる第３段階の模式図である。
【図２０】先端動作部を組み立てる第４段階の模式図である。
【図２１】先端動作部を組み立てる第５段階の模式図である。
【図２２】先端動作部を組み立てる第６段階の模式図である。
【図２３】第１変形例に係る先端動作部を組み立てる第１段階の模式図である。
【図２４】第１変形例に係る先端動作部を組み立てる第２段階の模式図である。
【図２５】第１変形例に係る先端動作部を組み立てる第３段階の模式図である。
【図２６】第２変形例に係る先端動作部の模式構造図である。
【図２７】作業部をロボットアームの先端に接続した手術用ロボットシステムの概略斜視図である。
【図２８】鉗子の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るマニピュレータについて実施の形態を挙げ、添付の図１〜図２８を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るマニピュレータ１０は、コントローラ１１に接続されている。マニピュレータ１０は、基本的には医療用である。
【００２０】
コントローラ１１は、マニピュレータ１０の電気的な制御をする部分であり、グリップハンドル２６の下端部から延在するケーブルに対してコネクタを介して接続されている。コントローラ１１は、マニピュレータ１０を独立的に複数台同時に制御することができる。もちろん、１台のマニピュレータ１０を制御するコントローラを用いてもよい。
【００２１】
マニピュレータ１０は、先端動作部１２に生体の一部や糸を切断する鋏機構（構造体）１３００を有する。
【００２２】
図１、図２に示すように、マニピュレータ１０は、人手によって把持及び操作される操作部１４と、該操作部１４に固定された作業部１６とを有する。作業部１６は、作業を行う先端動作部１２と、該先端動作部１２と操作部１４とを連接する長尺で中空の連結シャフト１８とを有する。先端動作部１２及び連結シャフト１８は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール２０から体腔２２内に挿入可能であり、複合入力部２４の操作により体腔２２内において患部切除、糸切断等の手技を行うことができる。操作部１４と作業部１６とは一体構成であるが、条件に応じて分離可能な構成にしてもよい。
【００２３】
以下の説明では、図１及び図２における幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向及び、連結シャフト１８の延在方向をＺ方向と規定する。また、先端側から見て右方をＸ１方向、左方をＸ２方向、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向、前方をＺ１方向、後方をＺ２方向と規定する。さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ１０が中立姿勢である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ１０は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることはもちろんである。
【００２４】
操作部１４は、人手によって把持されるグリップハンドル２６と、該グリップハンドル２６の上部から延在するブリッジ２８と、該ブリッジ２８の先端に接続されたアクチュエータブロック３０とを有する。グリップハンドル２６は、人手によって把持されるのに適した長さであり、上部の傾斜面に複合入力部２４を有する。グリップハンドル２６は、ブリッジ２８の端部から略Ｙ２方向に向かって延在している。このような角度にすることにより、マニピュレータ１０の全体を動かす際の操作性が高まるとともに、複合入力部２４の操作性が高まることが確かめられている。
【００２５】
作業部１６は、アクチュエータブロック３０に接続されているプーリボックス３２と、プーリボックス３２からＺ１方向に延在している連結シャフト１８と、該連結シャフト１８の先端に設けられた先端動作部１２と、プーリボックス３２からＺ２方向に延在する支持部３４と、該支持部３４の基端側に軸支されたトリガレバー３６とを有する。
【００２６】
先端動作部１２は、複合入力部２４及びトリガレバー３６の操作に基づいて３軸の動作が可能である。すなわち、基端側から順に、Ｙ軸を基準に傾動するヨー軸動作、先端を指向する軸（中立姿勢時にはＺ軸）を基準に回転するロール軸、及び開閉可能な鋏軸である。ヨー軸及びロール軸は、ヨー軸入力部５６及びロール軸入力部５４の左右方向の操作に基づいて、対応する所定のスイッチがオンになることによって電気的に駆動される。このとき、モータ６０及び６２は動作に応じて協働し、ロール軸アクチュエータ及び（又は）ヨー軸アクチュエータとして作用する。鋏軸（鋏機構１３００）はトリガレバー３６の操作に基づいて機械的に駆動される。
【００２７】
複合入力部２４は、ベースブロック５０と、ベースブロック５０の上に設けられたハウジング５２と、ロール軸入力部５４と、ヨー軸入力部５６と、３つのスイッチ操作子５８ａ、５８ｂ及び５８ｃとを有する。トリガレバー３６を引き寄せる操作をするとロッド１９２ａも一体的に引き寄せられる。トリガレバー３６については、押し引き操作によってロッド１９２ａ及び１９２ｂを操作することができ、特に初期姿勢は設定されていないが、例えば、所定の弾性体によって設定される非操作時の初期姿勢から、グリップハンドル２６の方向へ接近して閉じられるようにしてもよい。
【００２８】
図１及び図２に示すように、アクチュエータブロック３０は、２つのモータ６０及び６２と、該モータ６０及び６２を支持するアクチュエータブラケット９０と、モータ６０及び６２の回転方向を変換して作業部１６に伝達するギア機構部９２とを有する。アクチュエータブロック３０は、ブリッジ２８の先端に接続されている。
【００２９】
モータ６０及び６２は、円柱形状であり、アクチュエータブラケット９０によってＺ方向に延在する向きでＸ方向に並列している。Ｚ１方向には出力軸６０ａ、６２ａが設けられている。
【００３０】
ギア機構部９２は、アクチュエータブラケット９０におけるＺ１方向側の３つのプレートで囲まれた空間でＸ方向に対称構成として設けられている。
【００３１】
ギア機構部９２は、２本の駆動シャフト１１６ａ、１１６ｂと、２つの駆動傘歯車１１８ａ、１１８ｂと、２つの従動傘歯車１２０ａ、１２０ｂとを有する。
【００３２】
駆動シャフト１１６ａは、上端及び中央部がベアリングに軸支され、下端は軸孔を貫通して所定量突出して、Ｙ方向に延在している。駆動シャフト１１６ａ及び１１６ｂには、ワイヤ１０５２、１０５４（図５参照）が巻き掛けられており、後述するワイヤガイド部１６０ａ、１６０ｂを経由して連結シャフト１８の中空部分を通って先端動作部１２まで延在している。ワイヤ１０５２、ワイヤ１０５４はそれぞれ同種、同径のものを用いることができる。
【００３３】
トリガレバー３６の人手による操作は機械的に伝達されて鋏機構１３００の開閉が行われる。トリガレバー３６と鋏機構１３００との間で、人手による操作を機械的に伝達する手段である荷重リミッタ２１０ａ、トリガワイヤ２１０ｂ、ロッド１９２ａ及び後述するエンドエフェクタ駆動機構１３２０ａ、１３２０ｂ（図５参照）等は操作伝達部を形成している。
【００３４】
駆動傘歯車１１８ａと従動傘歯車１２０ａは互いに噛合し、出力軸６０ａの回転を９０°変換して駆動シャフト１１６ａに伝達している。
【００３５】
プーリボックス３２は、第１の機能として、操作部１４のギア機構部９２に接続されて、駆動シャフト１１６ａ及び１１６ｂの回転を連結シャフト１８に中継する機能を有し、第２の機能として、支持部３４に接続されて、トリガレバー３６の操作を連結シャフト１８に中継する機能を有し、第３の機能として、連結シャフト１８内の気密状態を維持する機能を有する。
【００３６】
プーリボックス３２は、その内部の空洞部にワイヤガイド部１６０ａ、１６０ｂを有する。
【００３７】
ワイヤガイド部１６０ａ、１６０ｂには円筒アイドラが設けられており、駆動シャフト１１６ａ、１１６ｂによって駆動されるワイヤ１０５２及び１０５４を連結シャフト１８の内部へ案内している。
【００３８】
次に、支持部３４とトリガレバー３６の構成について説明する。
【００３９】
図１に示すように、トリガレバー３６は、ブリッジ２８のトリガ軸２８ｂに回動自在に軸支されており、該トリガ軸２８ｂに軸支されるアーム部２００と、該アーム部２００のＹ２側に設けられた指輪部２０２と、さらにＹ２側に設けられた指掛け突起２０４と、Ｚ２方向側に突出したラチェット爪２０６とを有する。指輪部２０２は、主に人差し指が挿入され、指掛け突起２０４は、主に中指及び薬指を掛けるのに適している。
【００４０】
支持部３４は、プーリボックス３２とトリガレバー３６との間に設けられた支持体２１０とを有する。
【００４１】
該支持体２１０内には荷重リミッタ２１０ａ及びトリガワイヤ２１０ｂが設けられており、ロッド１９２ａ及び１９２ｂをアーム部２００に中継している。荷重リミッタは、ロッド１９２ａとアーム部２００におけるトリガ軸２８ｂよりも下の部分とを中継し、トリガワイヤはロッド１９２ｂとアーム部２００におけるトリガ軸２８ｂよりも上の部分とを中継している。
【００４２】
次に、先端動作部１２の構成について説明する。
【００４３】
図３に示すように、先端動作部１２には、ロッド１９２ａ、受動ワイヤ１２５２ａ、アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ、受動プーリ１１５６ａを含む第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａと、これに対応した第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂが設けられている。第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａ及び第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂは、鋏機構１３００を開閉させる基本的な構成である。
【００４４】
第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａにおける構成要素には符号にａを付し、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂにおける構成要素には符号にｂを付して区別する。第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａにおける構成要素と第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂにおける構成要素で同じ機能のものについては、煩雑とならないよう、代表的に第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａについてのみ説明する場合がある。
【００４５】
図３、図４においては、理解が容易となるように、第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａと第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂを紙面上で並列して示すが、実際のマニピュレータ１０に適用する場合には、図５に示すように、各プーリの軸方向（つまりＹ方向）に並列させ、アイドルプーリ（伝達部材）１１４０ａ及び１１４０ｂと、ガイドプーリ（伝達部材）１１４２ａと１１４２ｂの回転軸は、それぞれ同軸上に配置するとよい。つまり、アイドルプーリ１１４０ａ及び１１４０ｂは軸１１１０（図５参照）に共通的に軸支することができ、ガイドプーリ１１４２ａと１１４２ｂは軸１１１２に共通的に軸支することができる。ガイドプーリ１１４２ａとガイドプーリ１１４２ｂを同軸構成とすることにより、ヨー軸動作機構が簡便になる。
【００４６】
図６、図７、図８、図９に示すように、先端動作部１２は、ワイヤ受動部１１００と、複合機構部１１０２と、ユニット形式の鋏機構１３００とを有し、Ｙ方向の第１回転軸Ｏｙを中心にして、それよりも先の部分がヨー方向に回動する第１自由度と、第２回転軸Ｏｒを中心にしてロール方向に回動する第２自由度と、第３回転軸Ｏｇを中心として先端の鋏機構１３００を開閉させる第３自由度とを有する合計３自由度の機構となっている。
【００４７】
第１自由度の機構である第１回転軸Ｏｙは、連結シャフト１８の基端側から先端側に延在する軸線Ｃと非平行に回動可能に設定するとよい。第２自由度の機構である第２回転軸Ｏｒは先端動作部１２における先端部（つまり鋏機構１３００）の延在方向の軸線を中心として回動可能な機構とし、先端部をロール回転可能に設定するとよい。
【００４８】
第１自由度の機構（つまりヨー方向）は、例えば±９０°又はそれ以上の稼動範囲を有する傾動機構（又は屈曲機構）である。第２自由度の機構（つまりロール方向）は、例えば±１８０°又はそれ以上の稼動範囲を有する回動機構である。第３自由度の機構（つまり鋏機構１３００）は、例えば４０°又はそれ以上開くことのできる開閉機構である。
【００４９】
鋏機構１３００は、手術において実際の切断作業を行う部分であり、第１回転軸Ｏｙ及び第２回転軸Ｏｒは、作業を行い易いように鋏機構１３００の姿勢を変えるための姿勢変更機構を構成する姿勢軸である。一般に、鋏機構１３００を開閉させる第３自由度に係る機構部はグリッパ軸とも呼ばれ、ヨー方向に回動する第１自由度に係る機構部はヨー軸とも呼ばれ、ロール方向に回動する第２自由度に係る機構部はロール軸とも呼ばれる。
【００５０】
ワイヤ受動部１１００は、一対の舌片部１０５８の間に設けられており、ワイヤ１０５２、ワイヤ１０５４のそれぞれの往復動作を回転動作に変換して複合機構部１１０２に伝達する部分である。ワイヤ受動部１１００は、軸孔１０６０ａ、１０６０ａに挿入される軸１１１０と、軸孔１０６０ｂ、１０６０ｂに挿入される軸１１１２とを有する。軸１１１０及び１１１２は、軸孔１０６０ａ、１０６０ｂに対して、例えば圧入若しくは溶接により固定される。軸１１１２は第１回転軸Ｏｙの軸上に配置される。
【００５１】
軸１１１２のＹ方向両端には、Ｙ方向に対称形状の歯車体１１２６及び歯車体１１３０が設けられている。歯車体１１２６は、筒体１１３２と、該筒体１１３２の上部に同心状に設けられた歯車１１３４とを有する。歯車体１１３０は、歯車体１１２６と略同形状であって、該歯車体１１２６に対してＹ方向に配置されている。歯車体１１３０は、筒体１１３６と、該筒体１１３６の下部に同心状に設けられた歯車１１３８とを有する。歯車１１３４及び歯車１１３８は、後述するギア体１１４６のフェイスギア１１６５の上端部及び下端部に噛合する。
【００５２】
筒体１１３６は筒体１１３２と略同径、同形状である。筒体１１３２及び筒体１１３６には、ワイヤ１０５２及び１０５４が所定の固定手段によって一部が固定されて巻き掛けられている。ワイヤ１０５２及び１０５４の巻き掛けられる角度は、例えば１．５回転（５４０°）である。
【００５３】
ワイヤ１０５２及び１０５４（図５参照）を回転動作させることにより、歯車体１１２６及び歯車体１１３０を軸１１１２に対して回転させることができる。歯車体１１２６と歯車体１１３０を同方向に同速度で回転させると、ギア体１１４６は軸１１１２を基準として揺動し、ヨー方向動作が行われる。歯車体１１２６と歯車体１１３０を逆方向に同速度で回転させると、ギア体１１４６は第２回転軸Ｏｒを基準として回転し、ロール回転動作が行われる。歯車体１１２６と歯車体１１３０を異なる速度で回転させると、ギア体１１４６は、ヨー方向動作とロール回転動作の複合動作が行われる。つまり、歯車体１１２６、歯車体１１３０及びギア体１１４６は差動機構（例えば、特許文献３における図２３に示される構成に相当する。）を構成している。
【００５４】
先端動作部１２の機構は差動機構に限らず、例えば、ワイヤ１０５２が歯車１１３４を介してフェイスギア１１６５を駆動するのに対してワイヤ１０５４は主軸部材１１４４を直接的に回転駆動する形式（例えば、特許文献３における図７に示される構成に相当する。）としてもよい。
【００５５】
軸１１１０の略中央部にはアイドルプーリ１１４０ａが回転自在に軸支されており、軸１１１２の略中央部にはガイドプーリ１１４２ａが回転自在に軸支されている。アイドルプーリ１１４０ａは、ガイドプーリ１１４２ａに巻きかける受動ワイヤ１２５２ａの巻き掛け角度を常に一定（両側あわせて約１８０°）に保つためにある。アイドルプーリ１１４０ａの代わりに、ガイドプーリ１１４２ａに受動ワイヤ１２５２ａを１巻き以上してもよい。アイドルプーリ１１４０ａ及びガイドプーリ１１４２ａは、受動ワイヤ１２５２ａ（図１１参照）又は軸１１１０、１１１２に対するすべり、及び摩擦による摩耗を低減するために、表面を滑らかにし、又は摩擦の少ない材質を用いるとよい。ガイドプーリ１１４２ａは、姿勢変更機構におけるヨー軸Ｏｙに設けられている。
【００５６】
軸１１１２における、歯車体１１２６とガイドプーリ１１４２ａとの間、及びガイドプーリ１１４２ａと歯車体１１３０との間には主軸部材１１４４が回転自在に軸支されている。主軸部材１１４４は、複合機構部１１０２に向けて突出する筒部を有する。主軸部材１１４４の軸心部には方形の孔１１４４ａが設けられている。主軸部材１１４４のＺ２方向端部には、ガイドプーリ１１４２ａのＹ方向両面を保持するとともに軸１１１２が挿通する孔を有する２枚の補助板１１４４ｂが設けられている。補助板１１４４ｂはＺ１方向に向かって幅広となる山形であって、糸等の異物の侵入を防止する。
【００５７】
複合機構部１１０２は、鋏機構１３００の開閉動作機構と、該鋏機構１３００の姿勢を変化させる姿勢変更機構とを含む複合的な機構部である。
【００５８】
複合機構部１１０２は、主軸部材１１４４の筒部周面に対して回転自在に嵌挿されたギア体１１４６と主軸部材１１４４の先端に設けられたナット体１１４８と、Ｚ２方向端部が孔１１４４ａに挿入される断面四角の伝達部材１１５２と、該伝達部材１１５２のＺ２方向端部に対してピン１１５４により回転自在に軸支される受動プーリ（伝達部材）１１５６ａと、受動板（伝達部材）１１５８と、円筒状のカバー（接続筒体）１１６０とを有する。
【００５９】
主軸部材１１４４におけるギア体１１４６と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材１１４４ｃが設けられている。ナット体１１４８におけるギア体１１４６と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材１１４８ａが設けられている。スラスト軸受部材１１４４ｃ及び１１４８ａは低摩擦材であって、当接部分の摩擦及びトルクを低減するとともに、フェイスギア１１６５に負荷が直接的にかかることを防止する。スラスト軸受部材１１４４ｃ及び１１４８ａは、いわゆる滑り軸受である。
【００６０】
ギア体１１４６は、段付き筒形状であって、Ｚ２方向の大径部１１６２と、Ｚ１方向の小径部１１６４と、大径部１１６２のＺ２方向端面に設けられたフェイスギア１１６５とを有する。フェイスギア１１６５は、歯車１１３４及び歯車１１３８に噛合する。ギア体１１４６は、ナット体１１４８が主軸部材１１４４に対して抜けることを防止する。大径部１１６２の外周には、ねじが設けてある。
【００６１】
受動板１１５８は、Ｚ２方向の凹部１１６６と、該凹部１１６６の底面に設けられた係合部１１６８と、Ｙ方向両面にそれぞれ設けられた軸方向のリブ１１７０と、リンク孔１１７２とを有する。係合部１１６８は、伝達部材１１５２の先端に設けられたきのこ状の突起１１７４に係合する形状である。この係合により、受動板１１５８と伝達部材１１５２は、相対的なロール軸の回転が可能になる。受動板１１５８の幅はカバー１１６０の内径に略等しい。
【００６２】
カバー１１６０は、複合機構部１１０２の略全体を覆う大きさであり、複合機構部１１０２及び鋏機構１３００に異物（生体組織、薬剤、糸等）が入り込むことが防止される。
【００６３】
カバー１１６０は、内面で対向する向きに設けられて受動板１１５８の２つのリブ１１７０が嵌る軸方向の２本の溝１１７５と、先端部においてＹ方向に対面する一対のベース１３０４と、ベース１３０４の先端近傍にそれぞれ設けられた孔１３０７とを有する。一対のベース１３０４における各対向面は、後述する鋏機構１３００、スペーサ１３４０等を保持可能なように平面となっている。
【００６４】
溝１１７５にリブ１１７０が嵌ることにより受動板１１５８が軸方向にガイドされる。受動板１１５８の係合部１１６８には突起１１７４が係合することから、受動プーリ１１５６ａは孔１１４４ａ内において、受動板１１５８及び伝達部材１１５２とともに軸方向に進退可能であるとともに、伝達部材１１５２を基準としてロール回転が可能である。カバー１１６０は、ギア体１１４６の大径部１１６２に対して螺入、圧入等の手段により固定されている。
【００６５】
カバー１１６０は、ギア体１１４６と基部側で結合（螺合、圧入、溶接等）されており、ギア体１１４６の回転とともにカバー１１６０及び鋏機構１３００はロール軸動作を行う。
【００６６】
図１０に示すように、アイドルプーリ１１４０ａは、同軸上の第１層アイドルプーリ１２３２と第２層アイドルプーリ１２３４の２枚が並列して構成されており、ガイドプーリ１１４２ａは、同軸上の第１層ガイドプーリ１２３６と第２層ガイドプーリ１２３８の２枚が並列して構成されている。
【００６７】
図１１に示すように、ロッド１９２ａのＺ１方向端部は、ワイヤ係合部１２５０ａによって受動ワイヤ１２５２ａの両端部に接続されている。
【００６８】
受動ワイヤ１２５２ａは、一部がワイヤ係合部１２５０ａに接続された環状の可撓性部材であり、ワイヤ以外にもロープ、樹脂線、ピアノ線及びチェーン等を用いることができる。ここで、環状とは広義であり、必ずしも全長にわたって可撓性部材が適用されている必要はなく、少なくとも各プーリに巻き掛けられる箇所が可撓性部材であればよく、直線部は剛体で接続されていてもよいことはもちろんである。
【００６９】
受動ワイヤ１２５２ａは、駆動部材のロッド１９２ａから、アイドルプーリ１１４０ａのＸ１方向を通り、Ｘ２方向に向かい、ガイドプーリ１１４２ａのＸ２方向の面を通り受動プーリ１１５６ａのＸ２方向面に至る。受動ワイヤ１２５２ａは、さらに、受動プーリ１１５６ａのＺ１方向面に半周巻き掛けられてＸ１方向面に至り、ガイドプーリ１１４２ａのＸ１方向の面を通り、Ｘ２方向に向かいアイドルプーリ１１４０ａのＸ２方向を通りワイヤ係合部１２５０ａに至る経路で配設されている。
【００７０】
つまり、受動ワイヤ１２５２ａは、ワイヤ係合部１２５０ａを基点及び終点とする一巡の経路を構成し、アイドルプーリ１１４０ａの両側方を通り、受動プーリ１１５６ａに巻き掛けられ、アイドルプーリ１１４０ａとガイドプーリ１１４２ａとの間で交差して、略８字形状をなす。これにより、ワイヤ係合部１２５０ａ及び受動ワイヤ１２５２ａは、ロッド１９２ａを介してトリガレバー３６に対して機械的に接続されていることになる。
【００７１】
アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ及び受動プーリ１１５６ａは略同径であり、受動ワイヤ１２５２ａがあまり屈曲しないように、レイアウト上の可能な範囲で適度に大径にしている。ワイヤ係合部１２５０ａは、受動ワイヤ１２５２ａが過度に屈曲しないように、アイドルプーリ１１４０ａよりも適度に離れた位置に設けられており、受動ワイヤ１２５２ａの両端部はワイヤ係合部１２５０ａを頂部として鋭角を形成している。アイドルプーリ１１４０ａとガイドプーリ１１４２ａとの間は狭く、例えば、受動ワイヤ１２５２ａの幅と略等しい隙間が形成されている。
【００７２】
アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ及び受動プーリ１１５６ａには、受動ワイヤ１２５２ａの抜け止めのために、上面及び下面に小さいフランジを設け、又は側面を凹形状にしてもよい。
【００７３】
図１１から明らかなように、第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａでは、基端側から先端側に向かって、受動ワイヤ１２５２ａ、アイドルプーリ１１４０ａ、ガイドプーリ１１４２ａ及び受動プーリ１１５６ａが中心線に沿って配置されている。鋏機構１３００は、リンク１２２０、受動板１１５８及び伝達部材１１５２等を介して受動プーリ１１５６ａに連結されている。
【００７４】
このように構成される第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａでは、ロッド１９２ａ（図１１参照）をＺ２方向に引き寄せると、平面視で、第１層アイドルプーリ１２３２及び第２層ガイドプーリ１２３８は反時計方向に回転し、第２層アイドルプーリ１２３４及び第１層ガイドプーリ１２３６は時計方向に回転する。このように、アイドルプーリ１１４０ａ及びガイドプーリ１１４２ａは、それぞれ同軸上で２枚のプーリが並列する構成であることから、当接する受動ワイヤ１２５２ａの動きに従って逆方向に回転可能であり、動作がスムーズである。
【００７５】
図６、図７、図８及び図９に示すように、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂは、第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａ（図１１参照）に対して、基本的には、折り返しプーリ（円柱部材、伝達部材）１３５０が付加された構成である。受動プーリ１１５６ａ及び受動プーリ１１５６ｂは同軸構成となっている。
【００７６】
主軸部材１１４４には、ピン１３５２が挿入及び固定される径方向の軸孔１３５４が設けられている。軸孔１３５４は、孔１１４４ａを経由して主軸部材１１４４の筒部を貫通している。
【００７７】
伝達部材１１５２には、ピン１３５２が挿通可能な幅で軸方向に延在する長孔１３５６が設けられている。伝達部材１１５２は、作業部１６の軸心よりＹ１方向にややオフセットした位置に設けられるが、先端の突起１１７４だけは軸心に配置させるとよい（図１１参照）。もちろん、伝達部材１１５２は中心に配置してもよい。
【００７８】
ピン１１５４は、伝達部材１１５２を通り抜けてＹ２方向に突出し受動プーリ１１５６ｂを軸支する。受動プーリ１１５６ｂは、受動ワイヤ１２５２ｂが２巻き可能な幅を有する。孔１１４４ａは、受動プーリ１１５６ａ、１１５６ｂ及び伝達部材１１５２が挿入可能な高さを有する。受動プーリ１１５６ａ及び１１５６ｂは、孔１１４４ａ内でピン１１５４によって同軸に軸支されており、独立的に回転自在である。
【００７９】
ピン１３５２は、孔１１４４ａ内でＹ１方向からＹ２方向に向かって、長孔１３５６及び折り返しプーリ１３５０の中心孔に挿入されて、伝達部材１１５２と受動プーリ１１５６ａ及び１１５６ｂが軸方向に進退可能である。折り返しプーリ１３５０はピン１３５２に軸支されて回転自在であり、位置は固定である。折り返しプーリ１３５０は受動ワイヤ１２５２ｂが２巻き可能な幅を有する。また、折り返しプーリ１３５０を２層化することにより、開閉動作のときに反対方向に回転できる構成となり、受動ワイヤ１２５２ｂとプーリの摩擦を低減させることができる。
【００８０】
図１２、図１３及び図１４に示すように、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂにおいては、受動プーリ１１５６ｂよりも先端側に折り返しプーリ１３５０が設けられ、受動ワイヤ１２５２ｂは、受動プーリ１１５６ｂと折り返しプーリ１３５０とにわたって巻き掛けられている。つまり、受動ワイヤ１２５２ｂは、駆動部材のロッド１９２ｂのワイヤ係合部１２５０ｂから、アイドルプーリ１１４０ｂのＸ１方向を通り、Ｘ２方向に向かい、ガイドプーリ１１４２ｂのＸ２方向を通り受動プーリ１１５６ｂのＸ２方向面に至る。受動ワイヤ１２５２ｂはそのままＺ１方向に向かって延在し、折り返しプーリ１３５０のＸ２方向の面に達し、該折り返しプーリ１３５０のＺ１方向の面に半回転巻き付けられてＺ２方向に折り返す。
【００８１】
受動ワイヤ１２５２ｂは受動プーリ１１５６ｂのＺ２方向の面に半回転巻き付けられてＸ２側を通って再度折り返しプーリ１３５０に至り、再び該折り返しプーリ１３５０のＺ１方向の面に半回転巻き付けられてＺ２方向に折り返す。この後、受動ワイヤ１２５２ｂはガイドプーリ１１４２ｂのＸ１方向からアイドルプーリ１１４０ｂのＸ２方向に至り、ロッド１９２ｂのワイヤ係合部１２５０ｂに接続される。ワイヤ係合部１２５０ａ及び受動ワイヤ１２５２ｂは、ロッド１９２ｂを介してトリガレバー３６に対して機械的に接続されていることになる。
【００８２】
先端動作部１２の構造について理解を容易にするために、その模式図を図５に示す。
【００８３】
このように構成される先端動作部１２では、図３に示すように、人手によりトリガレバー３６を十分に引くと、ロッド１９２ａは受動ワイヤ１２５２ａを引き寄せ、受動プーリ１１５６ａ、伝達部材１１５２をＺ２方向に移動させることから鋏機構１３００を閉じさせることができる。つまり、ロッド１９２ａや受動ワイヤ１２５２ａ、受動プーリ１１５６ａ等の伝達部材が牽引されることにより鋏機構１３００が閉じられる。
【００８４】
次に、鋏機構１３００について説明する。
【００８５】
図１５及び図１６に示すように、鋏機構１３００はユニット形式であって、一対のエンドエフェクタ部材１３０８の刃１３０２が動作をするいわゆる両開き型である。
【００８６】
各エンドエフェクタ部材１３０８は、Ｌ字形状であって、Ｚ１方向に延在する刃１３０２と、該刃１３０２に対して略３５°に曲がって延在するレバー部１３１０と、Ｌ字形状の屈曲部に設けられた軸孔１２１６とを有する。レバー部１３１０の端部近傍には孔１２１８が設けられている。軸孔１２１６には、ボルト体１２１７が挿入されることにより一対のエンドエフェクタ部材１３０８は第３回転軸Ｏｇを中心として開閉自在となる。
【００８７】
ボルト体１２１７は、六角ヘッド（頭部）１２１７ａと、該六角ヘッド１２１７ａから延在する滑らかなシャフト（軸部）１２１７ｂ及びねじ部１２１７ｃと、中心孔（軸孔）１２１７ｄとを有する。中心孔１２１７ｄは、ボルト体１２１７の軸線方向に貫通形成されている。シャフト１２１７ｂは、２つの軸孔１２１６と適度な公差で嵌合する径であり、２つの軸孔１２１６の合計長さよりも僅かに短く設定されている。
【００８８】
ねじ部１２１７ｃは、２つの軸孔１２１６を通って反対側（Ｙ２側）に突出し、２枚のナット１２１９が、いわゆるダブルナットとして螺設・締結される。すなわち、鋏機構１３００は、一対のエンドエフェクタ部材１３０８を重ね、各エンドエフェクタ部材１３０８の軸孔１２１６に対し、ボルト体１２１７のシャフト１２１７ｂを挿通させる工程（第１工程）と、ボルト体１２１７の先端のねじ部１２１７ｃに、ナット１２１９を螺設する工程（第２工程）と、六角ヘッド１２１７ａとナット１２１９との間で、重ねたエンドエフェクタ部材１３０８を挟持すると共に、所定の擦り合わせ調整を行いながら、ボルト体１２１７とナット１２１９とを固定して、所定の擦り合わせ状態とする工程（第３工程）とによって組み立てられる。
【００８９】
ボルト体１２１７の六角ヘッド１２１７ａ及びナット１２１９は六角形状である必要はなく、所定の工具によって規定トルクで締め合わせることができれば円柱、二面幅形状等でもよい。ボルト体１２１７とナット１２１９との固定は、必ずしもダブルナット形式である必要はなく、シングルナットに所定の緩み止め（例えば、溶接や緩み止め剤）をしてもよい。
【００９０】
ナット１２１９によれば、六角ヘッド１２１７ａとの間で重ねた一対のエンドエフェクタ部材１３０８を、隙間なく、且つ適度に強く締め合わせて固定することができ、一対の刃１３０２を所定の擦り合わせ状態に維持することができる。また、このような擦り合わせ状態を、先端動作部１２に組み込む以前の鋏機構１３００としてのユニット単体で実現することができ、組立作業効率が向上し、非熟練者であっても組立作業を行うことができる。さらに、一対のエンドエフェクタ部材１３０８は、シャフト１２１７ｂの回りでスムーズに回転可能である。
【００９１】
鋏機構１３００の組立は、近傍に他の障害物のない場所で行うことができる。また、擦り合わせ調整についても、この段階では他に連動する部材がないことから、開閉動作を何度か繰り返しながら容易に行うことができる。仮に、鋏機構１３００がカバー１１６０内あると、狭所であってしかもリンク１２２０や受動板１１５８等の連動する部材が存在することから、擦り合わせ調整が困難であることは容易に想像されよう。
【００９２】
さらに一対の刃１３０２は、開状態において互いに反対方向（Ｙ１方向及びＹ２方向）にやや反り返るように形成されており、鋏機構１３００が閉じるときに刃１３０２同士の間に隙間が生じることを一層防止し、切断対象物を適切に切断することができる。
【００９３】
図６〜図８に示すように、ユニットとして予め組み立てられた鋏機構１３００は、カバー１１６０の筒内に収納され、ボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄは２つの孔１３０７と同軸状に配置され、これらの孔１３０７及び中心孔１２１７ｄに対してピン１１９６が圧入後固定され、少なくともピン１１９６が孔１３０７に対して圧入及び（又は）溶接などにより固定されればよい。一対のエンドエフェクタ部材１３０８が回動可能となるように軸支される。
【００９４】
レバー部１３１０と受動板１１５８は、リンク１２２０（図９参照）により連接される。リンク１２２０には、両端近傍においてピン１２２２及び１２２４が同方向に突設されている。ピン１２２２及び１２２４は、リンク１２２０の所定の孔に圧入されることによって突設する形態でもよい。各リンク１２２０の一端のピン１２２２は孔１２１８に挿入され、他端のピン１２２４は受動板１１５８のリンク孔１１７２挿入されて連接される。
【００９５】
カバー１１６０内には、鋏機構１３００と該カバー１１６０のＹ方向側内面側との間の隙間に配置されると共に、ピン１１９６が嵌挿されたスペーサ１３４０が設けられている。スペーサ１３４０には、ピン１１９６を回避するためのＺ２方向に開口する孔１３４０ａが設けられている。
【００９６】
スペーサ１３４０を挟むことにより、鋏機構１３００のカバー１１６０内でのずれが防止される。
【００９７】
次に、先端動作部１２の組立・製造方法について説明する。先端動作部１２（及び１２ａ）を組み立てる際には、予め鋏機構１３００はユニットとして組み立てられているものとする（図１５参照）。また、カバー１１６０を除き、受動板１１５８及びそれより基端側部分は組み立てられており、受動板１１５８の２つのリンク孔１１７２にはそれぞれリンク１２２０のピン１２２４が反対方向から挿入されているものとする。図１７〜図２５において、２つのリンク１２２０のうちＹ１側をリンク１２２０ａ、Ｙ２側をリンク１２２０ｂと区別し、同様にエンドエフェクタ部材１３０８についても１３０８ａ及び１３０８ｂと区別する。図１７〜図２５は理解が容易となるように模式で表し、２つのリンク孔１１７２は実際にはＸ方向にずれて設けられているが、ここでは同一断面上に示す。
【００９８】
図１７に示すように、先ず、受動板１１５８及びリンク１２２０の部分をカバー１１６０で覆う。このとき、カバー１１６０の溝１１７５にリブ１１７０を嵌めることによりカバー１１６０を適切な向きにガイドする。前記の通り、カバー１１６０は、ギア体１１４６の大径部１１６２に対して固定する。
【００９９】
次いで、図１８に示すように、鋏機構１３００をカバー１１６０の近傍位置で適正な向きに用意しておき、リンク１２２０ａをＹ１方向に引き上げる。リンク１２２０ａはピン１２２４がリンク孔１１７２に適度に深く挿入されており、しかもカバー１１６０内は狭いことから、ピン１２２４はリンク孔１１７２から抜け出てしまうことはない。
【０１００】
さらに、図１９に示すように、鋏機構１３００の基端部分をカバー１１６０内にＺ１方向から挿入し、エンドエフェクタ１３０８ｂにおける孔１２１８にリンク１２２０ｂのピン１２２２を挿入させるとともに、ボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄがカバー１１６０の孔１３０７と同軸となるように配置する（第４工程）。
【０１０１】
このとき、鋏機構１３００は、カバー１１６０内におけるＹ１側側面に沿って挿入し、適度な位置でＹ２側に下ろすとよい。また、リンク１２２０ａは、鋏機構１３００に当たらないようにピン１２２４を軸中心として適当な向きに避けておくとよい。これらの一連の作業は、一対のベース１３０４の間でＸ方向の露呈部から指又は所定の工具を挿入して行うことができる。工具としては、ピンセット等の簡便で一般的なものを用いることができる。
【０１０２】
次に、図２０に示すように、リンク１２２０ａを適正な向きに設定した後にＹ２方向に下ろし、先端側のピン１２２２をエンドエフェクタ部材１３０８ａにおける孔１２１８に挿入する（第４工程）。
【０１０３】
このように、カバー１１６０の筒内に鋏機構１３００を挿入すると共に、伝達部材である受動板１１５８に対してエンドエフェクタ部材１３０８を接続する工程（第４工程）は、上記の順序でなくてもよく、図１７に示す状態から図１９に示す状態に組み立てられればよい。
【０１０４】
さらに、図２１に示すように、カバー１１６０内で、鋏機構１３００及びリンク１２２０ａのＹ１側に生じた空間部に対して、スペーサ１３４０をＺ１方向から挿入する（スペーサ工程）。これにより、鋏機構１３００のＹ方向のがたつきがなくなるとともに、リンク１２２０ａのピン１２２２及び１２２４が孔１２１８及びリンク孔１１７２からの脱落が防止される。スペーサ１３４０は、孔１３４０ａがカバー１１６０の孔１３０７の直下になるように配置する。
【０１０５】
最後に、図２２に示すように、ピン１１９６を孔１３４０ａ、孔１３０７及び中心孔１２１７ｄに対してピン１１９６に圧入後固定し、一対のエンドエフェクタ部材１３０８が回動可能となるように軸支する（第５工程）。
【０１０６】
このようにして組立・製造された先端動作部１２では、鋏機構１３００が予めユニットとして組み立てられていることから、その擦り合わせ状態がそのまま維持され、切断対象物を適切に切断することができる。また、動的な擦り合わせ調整をカバー１１６０内の狭所で行う必要がなく、非熟練者であっても容易な組立が可能となる。
【０１０７】
次に、先端動作部１２の第１の変形例である先端動作部１２ａにかかる組立・製造方法について図２３〜図２５を参照しながら説明する。
【０１０８】
この先端動作部１２ａは、六角ヘッド１２１７ａ及びリンク１２２０ａ、１２２０ｂがＹ方向に適度に厚く構成されている。これにより、鋏機構１３００は、スペーサ１３４０がなくてもカバー１１６０内で安定して保持され、リンク１２２０ａ及び１２２０ｂのピン１２２２及び１２２４の孔１２１８及びリンク孔１１７２からの脱落が防止される。ボルト体１２１７の高さは一対のベース１３０４間の距離に合わせて設定するとよい。逆に一対のベース１３０４の距離を狭くしてもよい。先端動作部１２ａについては、煩雑とならないように、各構成部材については先端動作部１２のそれと同符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０９】
図２３に示すように、先ず、鋏機構１３００を受動板１１５８の近傍位置で適正な向きに用意しておき、リンク１２２０ａ及び１２２０ｂを装着する。
【０１１０】
次に、図２４に示すように、鋏機構１３００の基端部、受動板１１５８及びリンク１２２０の部分をカバー１１６０で覆う。このとき、カバー１１６０の溝１１７５にリブ１１７０を嵌めることによりカバー１１６０を適切な向きにガイドする。カバー１１６０は、ボルト体１２１７の中心孔１２１７ｄがカバー１１６０の孔１３０７と同軸となるように配置する。
【０１１１】
最後に、図２５に示すように、ピン１１９６を孔１３０７及び中心孔１２１７ｄに対してピン１１９６に圧入後固定し、一対のエンドエフェクタ部材１３０８が回動可能となるように軸支する。
【０１１２】
このような先端動作部１２ａ及びその組立・製造方法では、前記の先端動作部１２と比較してスペーサ１３４０が不要であることから、構成及び組立作業が簡便である。
【０１１３】
次に、先端動作部１２の第２の変形例としての先端動作部１２ｂを図２６に示す。
【０１１４】
図２６に示すように、先端動作部１２ｂは、前記の先端動作部１２（図２３参照）と比較して第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａを有している点で共通するが、第２エンドエフェクタ駆動機構１３２０ｂが省略された構成となっている。
【０１１５】
先端動作部１２ｂは、前記の両開き型の鋏機構１３００に代えて片開き式の鋏機構１３００ａが設けられている。鋏機構１３００ａは、固定刃１２０２とピン１１９６を中心として軸開閉動作をする可動刃１２１２と、伝達部材１１５２をＺ１方向に弾性付勢するスプリング１３０５とを有している。可動刃１２１２は、伝達部材１１５２が進退することにともなってリンク１２２０を介して開閉駆動される。すなわち、トリガレバー３６をＺ２方向に引くと第１エンドエフェクタ駆動機構１３２０ａによって伝達部材１１５２もＺ２方向に変位し、可動刃１２１２は図２６における反時計方向に回動して鋏機構１３００ａが閉動作をする。一方、トリガレバー３６を開放すると、伝達部材１１５２はスプリング１３０５の付勢によってＺ１方向に変位し、鋏機構１３００ａは開状態に復帰する。また、トリガレバー３６はＺ１方向に復帰する。
【０１１６】
この場合の鋏機構１３００ａについても、前記の鋏機構１３００と同様に予めユニットとして組み立てておくことにより、適切な擦り合わせ状態がそのまま維持されるとともに、組立が容易である。
【０１１７】
上記のような鋏機構１３００、１３００ａを備える先端動作部１２〜１２ｂは、マニピュレータ以外の用途にも、例えば、図２７に示す手術用ロボットシステム７００や図２８に示す鉗子８００にも適用可能である。
【０１１８】
図２７に示すように、手術用ロボットシステム７００は、多関節型のロボットアーム７０２と、コンソール７０４とを有し、作業部１６はロボットアーム７０２の先端に接続されている。ロボットアーム７０２の先端には前記のマニピュレータ１０と同じ機構が設けられている。ロボットアーム７０２は、作業部１６を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。コンソール７０４は、テーブル型、制御盤型等の構成を採りうる。
【０１１９】
ロボットアーム７０２は、独立的な６以上の関節（回転軸やスライド軸等）を有すると、作業部１６の位置及び向きを任意に設定できて好適である。先端のマニピュレータ１０は、ロボットアーム７０２の先端部７０８と一体化している。マニピュレータ１０は、前記のトリガレバー３６の代わりにモータ７１２を有し、該モータ７１２が２本のロッド１９２ａ及び１９２ｂを駆動する。
【０１２０】
ロボットアーム７０２は、コンソール７０４の作用下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール７０４に設けられたジョイスティック７０６に倣った操作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。コンソール７０４は、前記のコントローラの機能を含んでいる。作業部１６には、鋏機構１３００を含む先端動作部１２が設けられている。
【０１２１】
コンソール７０４には、操作指令部としての２つのジョイスティック７０６と、モニタ７１０が設けられている。図示を省略するが、２つのジョイスティック７０６により、２台のロボットアーム７０２を個別に操作が可能である。２つのジョイスティック７０６は、両手で操作し易い位置に設けられている。モニタ７１０には、軟性鏡による画像等の情報が表示される。
【０１２２】
ジョイスティック７０６は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム７０２を動かすことができる。ジョイスティック７０６はマスターアームであってもよい。ロボットアーム７０２とコンソール７０４との間の通信手段は、有線、無線、ネットワーク又はこれらの組合わせでよい。
【０１２３】
ジョイスティック７０６には、トリガレバー３６が設けられており、該トリガレバー３６を操作することによりモータ７１２を駆動可能である。
【０１２４】
図２８に示すように、鉗子８００の基本構成は、電動アクチュエータのない従来型のものであり、先端部に鋏機構１３００が適用されている。鉗子８００は、手元操作部８０２と、該手元操作部８０２から延在する細径のシャフト８０４と、先端動作部８０６とを有し、先端動作部８０６に鋏機構１３００が設けられている。手元操作部８０２は指を挿入して開閉可能な一対のハンドルから構成されており、該ハンドルの開閉に応じて鋏機構１３００が開閉する。
【０１２５】
鋏機構１３００及び１３００ａは、例えば、内視鏡（医療用器具）の先端部（接続筒体）に適用することもできる。
【０１２６】
本発明に係る医療用器具の製造方法及び医療用器具は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０…マニピュレータ（医療用器具） １２、１２ａ、１２ｂ、８０６…先端動作部
１４…操作部 １６…作業部
１８…連結シャフト １１５２…伝達部材
１１５８…受動板 １１６０…カバー
１１９６、１２２２、１２２４…ピン １２１６…軸孔
１２１７…ボルト体 １２１７ａ…六角ヘッド（頭部）
１２１７ｂ…シャフト（軸部） １２１７ｃ…ねじ部
１２１７ｄ…中心孔 １２１８、１３０７…孔
１２１９…ナット １２２０、１２２０ａ、１２２０ｂ…リンク
１３００、１３００ａ…鋏機構（構造体）
１３０２…刃 １３０４…ベース
１３０８、１３０８ａ…エンドエフェクタ部材（開閉部材）
１３４０…スペーサ １３４０ａ…孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の開閉部材を重ね、両開閉部材の基端側に形成された孔部に対し、軸線方向に貫通した軸孔を有したボルトの軸部を挿通させる第１工程と、
前記ボルトの前記軸部に、さらに、ナットを挿通させる第２工程と、
前記ボルトの頭部と前記ナットとの間で、前記重ねた一対の開閉部材を挟持すると共に、所定の擦り合わせ調整を行いながら、前記ボルトと前記ナットとを固定して、所定の擦り合わせ状態で前記一対の開閉部材を軸支した構造体を得る第３工程と、
操作部から延びたシャフト先端に連結される接続筒体の筒内に前記構造体を挿入すると共に、前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材に対して前記開閉部材を接続する第４工程と、
前記接続筒体に直径方向に貫通形成された孔部と前記ボルトの前記軸孔とに対し、前記接続筒体の外面側からピンを嵌挿して固定することで、前記一対の開閉部材を、前記ボルトの軸部を開閉軸として互いに開閉可能に軸支する第５工程と、
を有することを特徴とする医療用器具の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の医療用器具の製造方法において、
前記第４工程の後、前記第５工程の前に、さらに、前記構造体と前記接続筒体の内面との間に形成される隙間にスペーサを配置するスペーサ工程を
有することを特徴とする医療用器具の製造方法。
【請求項３】
重ねた一対の開閉部材を所定の擦り合わせ状態でボルト及びナットにより締結し、前記ボルトの軸部で互いに開閉可能に軸支した構造体と、
前記構造体を収納すると共に、操作部から延びたシャフト先端に連結された接続筒体と、
前記接続筒体の筒内に収納した前記構造体に対し、前記ボルトの軸線方向に貫通形成された軸孔に嵌挿され、前記一対の開閉部材を回動可能に軸支するピンと、
前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材と、
を備えることを特徴とする医療用器具。
【請求項４】
請求項３記載の医療用器具において、
前記接続筒体内には、前記構造体と該接続筒体の内面側との間の隙間に配置されると共に、前記ピンが嵌挿されたスペーサが設けられている
ことを特徴とする医療用器具。
【請求項５】
請求項３又は４記載の医療用器具において、
前記開閉部材は、互いに摺接して対象物を切断する鋏部材であることを特徴とする医療用器具。
【請求項１】
一対の開閉部材を重ね、両開閉部材の基端側に形成された孔部に対し、軸線方向に貫通した軸孔を有したボルトの軸部を挿通させる第１工程と、
前記ボルトの前記軸部に、さらに、ナットを挿通させる第２工程と、
前記ボルトの頭部と前記ナットとの間で、前記重ねた一対の開閉部材を挟持すると共に、所定の擦り合わせ調整を行いながら、前記ボルトと前記ナットとを固定して、所定の擦り合わせ状態で前記一対の開閉部材を軸支した構造体を得る第３工程と、
操作部から延びたシャフト先端に連結される接続筒体の筒内に前記構造体を挿入すると共に、前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材に対して前記開閉部材を接続する第４工程と、
前記接続筒体に直径方向に貫通形成された孔部と前記ボルトの前記軸孔とに対し、前記接続筒体の外面側からピンを嵌挿して固定することで、前記一対の開閉部材を、前記ボルトの軸部を開閉軸として互いに開閉可能に軸支する第５工程と、
を有することを特徴とする医療用器具の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の医療用器具の製造方法において、
前記第４工程の後、前記第５工程の前に、さらに、前記構造体と前記接続筒体の内面との間に形成される隙間にスペーサを配置するスペーサ工程を
有することを特徴とする医療用器具の製造方法。
【請求項３】
重ねた一対の開閉部材を所定の擦り合わせ状態でボルト及びナットにより締結し、前記ボルトの軸部で互いに開閉可能に軸支した構造体と、
前記構造体を収納すると共に、操作部から延びたシャフト先端に連結された接続筒体と、
前記接続筒体の筒内に収納した前記構造体に対し、前記ボルトの軸線方向に貫通形成された軸孔に嵌挿され、前記一対の開閉部材を回動可能に軸支するピンと、
前記操作部からの入力操作を前記開閉部材に伝達する伝達部材と、
を備えることを特徴とする医療用器具。
【請求項４】
請求項３記載の医療用器具において、
前記接続筒体内には、前記構造体と該接続筒体の内面側との間の隙間に配置されると共に、前記ピンが嵌挿されたスペーサが設けられている
ことを特徴とする医療用器具。
【請求項５】
請求項３又は４記載の医療用器具において、
前記開閉部材は、互いに摺接して対象物を切断する鋏部材であることを特徴とする医療用器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１０−２２７４３８（Ｐ２０１０−２２７４３８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８０４７９（Ｐ２００９−８０４７９）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
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