(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動伝達部材の構造が複雑化することを抑制しつつ、駆動伝達部材の連れ回りが発生することを抑制して、駆動伝達部材と駆動部とを確実に係合させることが可能な駆動機構を提供すること。【解決手段】この駆動機構３００は、駆動部２００と、駆動部２００と手術器具との間に配置されるアダプタ６０と、を備える。また、アダプタ６０は、駆動部２００から手術器具に駆動力を伝達する駆動伝達部材６２を含む。また、駆動伝達部材６２は、手術器具に係合する第１部材６２３と、駆動部２００に係合する第２部材６２４と、を有する。また、駆動機構３００は、アダプタ６０の本体部６１に対する第１部材６２３の接触部分である周縁部６２３ｄにおいて発生する摩擦トルクＴ１が、駆動部２００に対する第２部材６２４の接触部分である端面６２４ｅにおいて発生する摩擦トルクＴ２よりも大きくなるように構成されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部と、
前記駆動部と手術器具との間に配置されるアダプタと、を備え、
前記アダプタは、
本体部と、
前記本体部に回転可能に設けられ、前記駆動部から前記手術器具に駆動力を伝達する駆動伝達部材と、を含み、
前記駆動伝達部材は、
前記手術器具に係合する第１部材と、
前記駆動部に係合する第２部材と、を有し、
前記アダプタの前記本体部に対する前記第１部材の接触部分である第１接触部分において発生する第１摩擦トルクが、前記駆動部に対する前記第２部材の接触部分である第２接触部分において発生する第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されている、駆動機構。
【請求項２】
前記駆動伝達部材の回転中心と前記第１接触部分との間の距離である第１接触半径が、前記駆動伝達部材の回転中心と前記第２接触部分との間の距離である第２接触半径よりも大きくなるように構成されている、請求項１に記載の駆動機構。
【請求項３】
前記第１接触半径は、前記第２接触半径の１．２５倍以上である、請求項２に記載の駆動機構。
【請求項４】
前記第１部材は、周縁部を有し、
前記第１接触部分は、前記周縁部である、請求項２または３に記載の駆動機構。
【請求項５】
前記駆動部または前記第２部材は、接触凸部を有し、
前記第２接触部分は、前記第２部材の前記接触凸部であるか、または、前記駆動部の前記接触凸部に対する前記第２部材の接触部分である、請求項２〜４のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項６】
前記駆動部は、前記第２部材と係合する係合凸部を有し、
前記接触凸部は、前記駆動部の前記係合凸部において、前記駆動伝達部材の回転中心に近い側に位置するように設けられている、請求項５に記載の駆動機構。
【請求項７】
前記接触凸部の突出高さは、前記係合凸部の突出高さよりも小さい、請求項６に記載の駆動機構。
【請求項８】
前記第１部材は、前記第２部材が前記駆動部に係合していない状態で、前記アダプタの前記本体部と前記第１接触部分とが接触するとともに、前記第２部材が前記駆動部に係合し、かつ、前記第１部材が前記手術器具に係合した状態で、前記アダプタの前記本体部と前記第１接触部分とが接触しないように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項９】
前記第１接触部分の摩擦係数が、前記第２接触部分の摩擦係数よりも大きくなるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項１０】
前記第１接触部分は、樹脂材料により形成されているとともに、前記アダプタの前記本体部の樹脂材料により形成されている部分に対して接触するように設けられており、
前記第２接触部分は、樹脂材料により形成されているとともに、前記駆動部の金属材料により形成されている部分に対して接触するように設けられている、請求項９に記載の駆動機構。
【請求項１１】
前記アダプタは、ドレープを保持するためのドレープアダプタである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動機構に関し、特に、手術器具を駆動するための駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手術を支援するためのロボット手術システムが知られている。このようなロボット手術システムは、一般的に、ロボットアームを含む患者側装置と、患者側装置を遠隔操作するための遠隔操作装置とを備えている。患者側装置のロボットアームには、患者の体内を撮影して可視化するための内視鏡と、患者に対する施術を行うためのエンドエフェクタを含む手術器具とが取り付けられている。医師は、内視鏡による患者の体内の画像を確認しつつ、遠隔操作装置により患者側装置を操作して、患者に対して内視鏡手術を行う。ロボット手術システムでは、手術時に患者の皮膚の切開により形成される傷口を小さくすることができるので、患者への負担を抑えた低侵襲手術を行うことができる。
【０００３】
このようなロボット手術システムに用いられる駆動機構が、たとえば、特許文献１に開示されている。特許文献１には、外科手術器具を駆動するための駆動機構が開示されている。この駆動機構は、駆動部であるアダプタ受容部分と、アダプタ受容部分と外科手術器具との間に配置される器具無菌アダプタとを備えている。器具無菌アダプタは、アダプタ受容部分から外科手術器具に駆動力を伝達するディスクを含んでいる。ディスクは、外科手術器具の器具ディスクと係合する上面部と、アダプタ受容部分のバネ装填入力部と係合する底面部とを有している。
【０００４】
上記特許文献１では、アダプタ受容部分のバネ装填入力部とディスクの底面部との係合時には、アダプタ受容部分のバネ装填入力部とディスクの底面部とが当接されながら、アダプタ受容部分のバネ装填入力部がディスクの底面部と係合可能な位置まで回転される。この際、アダプタ受容部分のバネ装填入力部とディスクの底面部との間の摩擦に起因して、ディスクの連れ回りが発生する場合がある。ディスクの連れ回りが発生すると、アダプタ受容部分のバネ装填入力部とディスクの底面部とを係合させることができない。このため、上記特許文献１では、ディスクには、連れ回りが発生した場合に、連れ回りを停止させるための歯が設けられている。ディスクの歯は、ディスクが所定の量だけ連れ回りした場合に、ディスクの保持部材であるレトラクタプレートに設けられた歯と当接される。そして、レトラクタプレートの歯とディスクの歯との当接により、ディスクの連れ回りが停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４０３８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された駆動機構では、レトラクタプレートの歯と、ディスクの歯とを当接させることにより、ディスクの連れ回りを停止させる。すなわち、ディスクの連れ回りが発生した場合に、ディスクの連れ回りを停止させる構成であるため、ディスク（駆動伝達部材）の連れ回りが発生すること自体を抑制することができないという問題点がある。また、連れ回りを停止させるために歯をディスクに設ける必要があるので、ディスク（駆動伝達部材）の構造が複雑化するという問題点もある。
【０００７】
この発明は、駆動伝達部材の構造が複雑化することを抑制しつつ、駆動伝達部材の連れ回りが発生することを抑制して、駆動伝達部材と駆動部とを確実に係合させることが可能な駆動機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一の局面による駆動機構は、駆動部と、駆動部と手術器具との間に配置されるアダプタと、を備え、アダプタは、本体部と、本体部に回転可能に設けられ、駆動部から手術器具に駆動力を伝達する駆動伝達部材と、を含み、駆動伝達部材は、手術器具に係合する第１部材と、駆動部に係合する第２部材と、を有し、アダプタの本体部に対する第１部材の接触部分である第１接触部分において発生する第１摩擦トルクが、駆動部に対する第２部材の接触部分である第２接触部分において発生する第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されている。
【０００９】
この発明の一の局面による駆動機構は、上記のように、アダプタの本体部に対する第１部材の接触部分である第１接触部分において発生する第１摩擦トルクが、駆動部に対する第２部材の接触部分である第２接触部分において発生する第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されている。これにより、駆動部と駆動伝達部材の第２部材との係合時に、駆動部と駆動伝達部材の第２部材の第２接触部分との間に第２摩擦トルクが働いたとしても、アダプタの本体部と駆動伝達部材の第１部材の第１接触部分との間に働く、第２摩擦トルクよりも大きい第１摩擦トルクにより、駆動伝達部材を動かないようにすることができる。その結果、駆動部と駆動伝達部材の第２部材との係合時に、駆動部と駆動伝達部材の第２部材との間の摩擦に起因して、駆動伝達部材の連れ回りが発生することを抑制することができる。すなわち、駆動伝達部材の連れ回りが発生した場合に、歯と歯とを当接させることにより駆動伝達部材の連れ回りを停止させる場合と異なり、駆動伝達部材の連れ回りが発生すること自体を抑制することができる。また、連れ回りを停止させるための歯を駆動伝達部材に設ける必要がないので、駆動伝達部材の構造が複雑化することを抑制することができる。これらの結果、駆動伝達部材の構造が複雑化することを抑制しつつ、駆動伝達部材の連れ回りが発生することを抑制して、駆動伝達部材の第２部材と駆動部とを確実に係合させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動伝達部材の構造が複雑化することを抑制しつつ、駆動伝達部材の連れ回りが発生することを抑制して、駆動伝達部材と駆動部とを確実に係合させることが可能な駆動機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態によるロボット手術システムの概略を示した図である。
【図２】一実施形態によるロボット手術システムの制御的な構成を示したブロック図である。
【図３】一実施形態によるロボットアームの駆動部にアダプタを介して手術器具が取り付けられた状態を示した斜視図である。
【図４】一実施形態によるロボットアームの駆動部からアダプタおよび手術器具を取り外した状態を示した斜視図である。
【図５】一実施形態によるアダプタおよび手術器具をＺ２方向側から見た斜視図である。
【図６】（Ａ）は、一実施形態によるアダプタの駆動伝達部材を示した斜視図であり、（Ｂ）は、一実施形態によるアダプタの駆動伝達部材を示した分解斜視図である。
【図７】一実施形態によるアダプタの本体部に保持された状態の駆動伝達部材を示した模式的な断面図である。
【図８】一実施形態によるロボットアームの駆動部にアダプタが装着され、かつ、アダプタが係合されていない状態を示した模式的な断面図である。
【図９】一実施形態によるロボットアームの駆動部の駆動部材の一部を示した斜視図である。
【図１０】一実施形態によるロボットアームの駆動部にアダプタが装着され、かつ、アダプタが係合されている状態を示した模式的な断面図である。
【図１１】一実施形態によるアダプタに手術器具が装着され、かつ、手術器具が係合されていない状態を示した模式的な断面図である。
【図１２】一実施形態によるアダプタに手術器具が装着され、かつ、手術器具が係合されている状態を示した模式的な断面図である。
【図１３】一実施形態の変形例によるロボットアームの駆動部にアダプタが装着され、かつ、アダプタが係合されていない状態を示した模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（ロボット手術システムの構成）
図１および図２を参照して、一実施形態によるロボット手術システム１００の構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、ロボット手術システム１００は、遠隔操作装置１０と、患者側装置２０と、を備えている。遠隔操作装置１０は、患者側装置２０に設けられた医療器具（ｍｅｄｉｃａｌ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を遠隔操作するために設けられている。患者側装置２０によって実行されるべき動作態様指令が術者（ｓｕｒｇｅｏｎ）である操作者Ｏにより遠隔操作装置１０に入力されると、遠隔操作装置１０は、動作態様指令をコントローラ２６を介して患者側装置２０に送信する。そして、患者側装置２０は、遠隔操作装置１０から送信された動作態様指令に応答して、ロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具（ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）４０、ロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０等の医療器具を操作する。これにより、低侵襲手術が行われる。
【００１５】
患者側装置２０は、患者Ｐに対して手術を行うインターフェースを構成する。患者側装置２０は、患者Ｐが横たわる手術台３０の傍らに配置される。患者側装置２０は、複数のロボットアーム２１ａおよび２１ｂを有し、このうち１つのロボットアーム２１ｂに内視鏡５０が取り付けられ、その他のロボットアーム２１ａに手術器具４０が取り付けられる。各ロボットアーム２１ａおよび２１ｂは、プラットホーム２３に共通に支持されている。複数のロボットアーム２１ａおよび２１ｂは、各々、複数の関節を有し、それぞれの関節には、サーボモータを含む駆動部と、エンコーダ等の位置検出器とが設けられている。ロボットアーム２１ａおよび２１ｂは、コントローラ２６を介して与えられた駆動信号によりロボットアーム２１ａおよび２１ｂに取り付けられた医療器具が所望の動作を行うように制御されるように構成されている。
【００１６】
プラットホーム２３は、手術室の床の上に載置されたポジショナ２２に支持されている。ポジショナ２２は、鉛直方向に調整可能な昇降軸を有する柱部２４が、車輪を備え床面を移動可能なベース２５に連結されている。
【００１７】
ロボットアーム２１ａには、先端部に医療器具としての手術器具４０が着脱可能に取り付けられる。手術器具４０は、ロボットアーム２１ａに取り付けられるハウジング４３（図４参照）と、細長形状のシャフト４２（図４参照）と、シャフト４２の先端部に設けられたエンドエフェクタ４１（図４参照）とを備えている。エンドエフェクタ４１として、例えば、把持鉗子、シザーズ、フック、高周波ナイフ、スネアワイヤ、クランプ、ステイプラーが挙げられるがこれに限られるものではなく、各種の処置具を適用することができる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ａは、患者Ｐの体表に留置したカニューラ（トロッカ）を介して患者Ｐの体内に手術器具４０を導入する。そして、手術器具４０のエンドエフェクタ４１は、手術部位の近傍に配置される。
【００１８】
ロボットアーム２１ｂには、先端部に医療器具としての内視鏡５０が着脱可能に取り付けられる。内視鏡５０は、患者Ｐの体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、遠隔操作装置１０に対して出力される。内視鏡５０として、３次元画像を撮影することができる３Ｄ内視鏡若しくは２Ｄ内視鏡が用いられる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ｂは、患者Ｐに体表に留置したトロッカを介して患者Ｐの体内に内視鏡５０を導入する。そして、内視鏡５０が手術部位の近傍に配置される。
【００１９】
遠隔操作装置１０は、操作者Ｏとのインターフェースを構成する。遠隔操作装置１０は、ロボットアーム２１ａおよび２１ｂに取り付けられた医療器具を操作者Ｏが操作するための装置である。すなわち、遠隔操作装置１０は、操作者Ｏによって入力された手術器具４０および内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令をコントローラ２６を介して患者側装置２０へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置１０は、たとえば、マスタの操作をしながらも患者Ｐの様子がよく見えるように手術台３０の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置１０は、例えば動作態様指令を無線で送信するようにし、手術台３０が設置された手術室とは別室に設置することも可能である。
【００２０】
手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、手術器具４０の動作（一連の位置及び姿勢）及び手術器具４０個別の機能によって実現される動作の態様である。たとえば、手術器具４０が把持鉗子である場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタ４１の手首のロール回転位置及びピッチ回転位置と、ジョーの開閉を行う動作である。また、手術器具４０が高周波ナイフである場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、高周波ナイフの振動動作、具体的には高周波ナイフに対する電流の供給であり得る。また、手術器具４０がスネアワイヤである場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、束縛動作および束縛状態の解放動作であり得る。また、バイポーラやモノポーラに電流を供給することによって手術対象部位を焼き切る動作であり得る。
【００２１】
内視鏡５０によって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡５０先端の位置及び姿勢、又はズーム倍率の設定である。
【００２２】
遠隔操作装置１０は、図１および図２に示すように、操作ハンドル１１と、操作ペダル部１２と、表示部１３と、制御装置１４と、を備えている。
【００２３】
操作ハンドル１１は、ロボットアーム２１ａおよび２１ｂに取り付けられた医療器具を遠隔で操作するために設けられている。具体的には、操作ハンドル１１は、医療器具（手術器具４０、内視鏡５０）を操作するための操作者Ｏによる操作を受け付ける。操作ハンドル１１は、水平方向に沿って２つ設けられている。つまり、２つの操作ハンドル１１のうち一方の操作ハンドル１１は、操作者Ｏの右手により操作され、２つの操作ハンドル１１のうち他方の操作ハンドル１１は、操作者Ｏの左手により操作される。
【００２４】
また、操作ハンドル１１は、遠隔操作装置１０の後方側から、前方側に向かって延びるように配置されている。操作ハンドル１１は、所定の３次元の操作領域内で動かすことができるように構成されている。すなわち、操作ハンドル１１は、上下方向、左右方向、および前後方向に動かすことができるように構成されている。
【００２５】
遠隔操作装置１０と患者側装置２０とは、ロボットアーム２１ａおよびロボットアーム２１ｂの動作の制御においては、マスタスレーブ型のシステムを構成する。すなわち、操作ハンドル１１は、マスタスレーブ型のシステムにおけるマスタ側の操作部を構成し、医療器具が取り付けられたロボットアーム２１ａおよびロボットアーム２１ｂはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル１１を操作者Ｏが操作すると、操作ハンドル１１の動きをロボットアーム２１ａの先端部（手術器具４０のエンドエフェクタ４１）またはロボットアーム２１ｂの先端部（内視鏡５０）がトレースして移動するようにロボットアーム２１ａまたはロボットアーム２１ｂの動作が制御される。
【００２６】
また、患者側装置２０は、設定された動作倍率に応じてロボットアーム２１ａの動作を制御するよう構成されている。たとえば、動作倍率が１／２倍に設定されている場合、手術器具４０のエンドエフェクタ４１は、操作ハンドル１１の移動距離の１／２の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。
【００２７】
操作ペダル部１２は、医療器具に関する機能を実行するための複数のペダルを含んでいる。複数のペダルは、凝固ペダルと、切断ペダルと、カメラペダルと、クラッチペダルと、を含んでいる。また、複数のペダルは、操作者Ｏの足により操作される。
【００２８】
凝固ペダルは、手術器具４０を用いて手術部位を凝固させる操作を行うことができる。具体的には、凝固ペダルは、操作されることにより、手術器具４０に凝固用の電圧が印加されて、手術部位の凝固が行われる。切断ペダルは、手術器具４０を用いて手術部位を切断させる操作を行うことができる。具体的には、切断ペダルは、操作されることにより、手術器具４０に切断用の電圧が印加されて、手術部位の切断が行われる。
【００２９】
カメラペダルは、体腔内を撮像する内視鏡５０の位置及び姿勢を操作するために用いられる。具体的には、カメラペダルは、内視鏡５０の操作ハンドル１１による操作を有効にする。つまり、カメラペダルが押されている間は、操作ハンドル１１により内視鏡５０の位置および姿勢を操作することが可能である。たとえば、内視鏡５０は、左右の操作ハンドル１１の両方を用いることにより操作される。具体的には、左右の操作ハンドル１１の中間点を中心に左右の操作ハンドル１１を回動させることにより、内視鏡５０が回動される。また、左右の操作ハンドル１１を共に押し込むことにより、内視鏡５０が奥に進む。また、左右の操作ハンドル１１を共に引っ張ることにより、内視鏡５０が手前に戻る。また、左右の操作ハンドル１１を共に上下左右に移動させることにより、内視鏡５０が上下左右に移動する。
【００３０】
クラッチペダルは、ロボットアーム２１ａおよび２１ｂと、操作ハンドル１１との操作接続を一時切断し手術器具４０の動作を停止させる場合に用いられる。具体的には、クラッチペダルが操作されている間は、操作ハンドル１１を操作しても、患者側装置２０のロボットアーム２１ａおよび２１ｂが動作しない。たとえば、操作により操作ハンドル１１が移動可能な範囲の端部近傍に来た場合に、クラッチペダルが操作されることにより、操作接続を一時切断して、操作ハンドル１１を中央位置付近に戻すことができる。そして、クラッチペダルの操作を中止するとロボットアーム２１ａおよび２１ｂと操作ハンドル１１とが再び接続され、中央付近で操作ハンドル１１の操作を再開することができる。
【００３１】
表示部１３は、内視鏡５０が撮像した画像を表示することができるものである。表示部１３は、スコープ型表示部または非スコープ型表示部からなる。スコープ型表示部とは、たとえば、覗き込むタイプの表示部である。また、非スコープ型表示部とは、通常のパーソナルコンピュータのディスプレイのような覗き込むタイプではない平坦な画面を有する開放型の表示部を含む概念である。
【００３２】
スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０のロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０により撮像された３Ｄ画像が表示される。非スコープ型表示部が取り付けられた場合にも、患者側装置２０に設けられた内視鏡５０により撮像された３Ｄ画像が表示される。なお、非スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０に設けられた内視鏡５０により撮像された２Ｄ画像が表示されてもよい。
【００３３】
図２に示すように、制御装置１４は、例えば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部１４１と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリを有する記憶部１４２と、画像制御部１４３とを含んでいる。制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置により構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置により構成されてもよい。制御部１４１は、操作ハンドル１１により入力された動作態様指令を、操作ペダル部１２の切替状態に応じて、ロボットアーム２１ａによって実行されるべき動作態様指令であるか、または、内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令であるかを判定する。そして、制御部１４１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が手術器具４０によって実行されるべき動作態様指令であると判断すると、動作態様指令をロボットアーム２１ａに対して送信する。これによって、ロボットアーム２１ａが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具４０の動作が制御される。
【００３４】
また、制御部１４１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令であると判定すると、当該動作態様指令をロボットアーム２１ｂに対して送信する。これによって、ロボットアーム２１ｂが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０の動作が制御される。
【００３５】
記憶部１４２には例えば手術器具４０の種類に応じた制御プログラムが記憶されていて、取り付けられた手術器具４０の種類に応じて制御部１４１がこれらの制御プログラムを読み出すことにより、遠隔操作装置１０の操作ハンドル１１及び／又は操作ペダル部１２の動作指令が個別の手術器具４０に適合した動作をさせることができる。
【００３６】
画像制御部１４３は、内視鏡５０が取得した画像を表示部１３に伝送する。画像制御部１４３は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。
【００３７】
（手術器具、アダプタ、ドレープおよびロボットアームの構成）
図３〜図１２を参照して、一実施形態による手術器具４０、アダプタ６０、ドレープ７０およびロボットアーム２１ａの構成について説明する。
【００３８】
図３〜図５に示すように、手術器具４０は、ロボットアーム２１ａの後述する駆動部２００と、アダプタ６０とを備え、手術器具４０を駆動するための駆動機構３００に取り外し可能に接続される。具体的には、手術器具４０は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００にアダプタ６０を介して取り外し可能に接続される。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００と、手術器具４０との間に配置される。アダプタ６０は、ドレープ７０を保持するためのドレープアダプタである。これにより、アダプタ６０を利用してドレープ７０を保持することができる。ドレープ７０は、ロボットアーム２１ａを覆うためのドレープであり、滅菌処理されている。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａとの間にドレープ７０を挟み込むように構成されている。
【００３９】
手術器具４０は、Ｚ２方向側に配置されたハウジング４３の取付面４０ａがアダプタ６０に取り付けられる。また、アダプタ６０は、Ｚ１方向側に配置された取付面６０ａに手術器具４０が取り付けられる。また、アダプタ６０は、Ｚ２方向側に配置された取付面６０ｂがロボットアーム２１ａの駆動部２００に取り付けられる。また、ロボットアーム２１ａの駆動部２００は、Ｚ１方向側に配置された取付面２１ｃにアダプタ６０が取り付けられる。
【００４０】
ロボットアーム２１ａは、清潔区域において使用されるため、ドレープ７０により覆われる。ここで、手術室では、手術により切開した部分および医療機器が病原菌や異物などにより汚染されることを防ぐため、清潔操作が行われる。この清潔操作においては、清潔区域および清潔区域以外の区域である汚染区域が設定される。手術部位は、清潔区域に配置される。操作者Ｏを含む手術チームのメンバーは、手術中、清潔区域に殺菌されている物体のみが位置するよう配慮し、かつ、汚染区域に位置している物体を清潔区域に移動させる場合は、この物体に滅菌処理を施す。同様に、操作者Ｏを含む手術チームのメンバーがその手を汚染区域に位置させたときは、清潔区域に位置している物体に直接接触する前に、手の滅菌処理を行う。清潔区域において用いられる器具は、滅菌処理が行われる、または、滅菌処理されたドレープ７０により覆われる。
【００４１】
ドレープ７０は、ロボットアーム２１ａを覆う本体部７１と、ロボットアーム２１ａの駆動部２００とアダプタ６０との間に挟み込まれる取付部７２とを備えている。本体部７１は、フィルム状に形成された可撓性フィルム部材により構成されている。可撓性フィルム部材は、熱可塑性ポリウレタンやポリエチレンなどの樹脂材料からなっている。本体部７１には、ロボットアーム２１ａの駆動部２００とアダプタ６０とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。本体部７１の開口部には、開口部を塞ぐように取付部７２が設けられている。取付部７２は、樹脂成形部材により構成されている。樹脂成形部材は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料からなる。取付部７２は、本体部７１に比べて硬く（撓みにくく）形成されている。取付部７２は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００とアダプタ６０とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。取付部７２の開口部は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００とアダプタ６０との係合する部分ごとに対応するように設けられていてもよい。また、取付部７２の開口部は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００とアダプタ６０との複数の係合する部分に対応するように設けられていてもよい。
【００４２】
手術器具４０は、ハウジング４３内に設けられ、Ｚ方向に延びる回転軸線Ａ１（図１１参照）について回転可能に設けられた複数（４つ）の被駆動部材４４（図５参照）を備えている。複数の被駆動部材４４は、エンドエフェクタ４１を操作（駆動）するために設けられている。たとえば、被駆動部材４４は、シャフト４２内に挿通されたワイヤやケーブルなどの細長要素（図示せず）により、エンドエフェクタ４１と接続されている。これにより、被駆動部材４４の回転に応じて細長要素が駆動されるとともに、細長要素の駆動に応じてエンドエフェクタ４１が操作（駆動）される。また、たとえば、被駆動部材４４は、ギヤ（図示せず）を介してシャフト４２に接続されている。これにより、被駆動部材４４の回転に応じてシャフト４２が回転されるとともに、シャフト４２の回転に応じてエンドエフェクタ４１が回転操作される。
【００４３】
被駆動部材４４は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００からの駆動力を伝達されるために、アダプタ６０の後述する駆動伝達部材６２と係合（嵌合）する係合凸部４４１を含んでいる。係合凸部４４１は、被駆動部材４４のＺ２方向側の表面からアダプタ６０側（Ｚ２方向側）に向かって突出するように設けられている。また、Ｙ１方向側の被駆動部材４４に設けられた係合凸部４４１と、Ｙ２方向側の被駆動部材４４に設けられた係合凸部４４１とは、互いに異なる形状を有している。Ｙ１方向側の被駆動部材４４に設けられた係合凸部４４１と、Ｙ２方向側の被駆動部材４４に設けられた係合凸部４４１とは、それぞれ、アダプタ６０のＹ１方向側の駆動伝達部材６２に設けられた後述する係合凹部６２１と、Ｙ２方向側の駆動伝達部材６２に設けられた後述する係合凹部６２１と対応する形状を有している。
【００４４】
アダプタ６０は、本体部６１と、本体部６１にＺ方向に延びる回転軸線Ａ２（図６（Ａ）参照）について回転可能に設けられた複数（４つ）の駆動伝達部材６２とを備えている。本体部６１および駆動伝達部材６２は共に、樹脂材料により形成されている。本体部６１は、Ｚ方向に貫通する複数（４つ）の貫通孔６１１を含んでいる。複数の貫通孔６１１の各々には、駆動伝達部材６２が回転軸線Ａ２について回転可能に配置されている。駆動伝達部材６２は、手術器具４０の複数（４つ）の被駆動部材４４に対応するように複数（４つ）設けられている。駆動伝達部材６２は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００からの駆動力を手術器具４０の被駆動部材４４に伝達するように構成されている。駆動伝達部材６２は、手術器具４０の被駆動部材４４の係合凸部４４１と係合（嵌合）する係合凹部６２１（図４参照）を含んでいる。係合凹部６２１は、駆動伝達部材６２の手術器具４０側（Ｚ１方向側）に、駆動伝達部材６２のＺ１方向側の表面から手術器具４０側とは反対側（Ｚ２方向側、駆動部２００側）に向かって窪むように形成されている。また、係合凹部６２１は、Ｙ１方向側の駆動伝達部材６２に設けられた係合凹部６２１と、Ｙ２方向側の駆動伝達部材６２に設けられた係合凹部６２１とを含んでいる。Ｙ１方向側の駆動伝達部材６２に設けられた係合凹部６２１と、Ｙ２方向側の駆動伝達部材６２に設けられた係合凹部６２１とは、互いに異なる形状を有している。
【００４５】
また、駆動伝達部材６２は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００の後述する駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂと係合（嵌合）する係合凹部６２２（図５参照）を含んでいる。係合凹部６２２は、駆動伝達部材６２のロボットアーム２１ａの駆動部２００側（Ｚ２方向側）に、駆動伝達部材６２のＺ２方向側の表面からロボットアーム２１ａの駆動部２００側とは反対側（Ｚ１方向側、手術器具４０側）に向かって窪むように形成されている。なお、複数の駆動伝達部材６２は、Ｙ１方向側の駆動伝達部材６２に設けられた係合凹部６２１と、Ｙ２方向側の駆動伝達部材６２に設けられた係合凹部６２１とが互いに異なる形状を有していることを除いて、実質的に同様の構成を有している。
【００４６】
ロボットアーム２１ａは、手術器具４０の被駆動部材４４を駆動するための駆動部２００を備えている。駆動部２００は、手術器具４０の被駆動部材４４に与える駆動力を発生する。具体的には、駆動部２００は、手術器具４０の複数の被駆動部材４４に対応するように設けられた、複数（４つ）の駆動部材２０１を含んでいる。駆動部材２０１は、駆動源であるモータを含むアクチュエータ２０１ａと、アクチュエータ２０１ａによりＺ方向に延びる回転軸線Ａ３（図８参照）について回転される係合凸部２０１ｂとを有している。係合凸部２０１ｂは、駆動部材２０１のＺ１方向側の表面からアダプタ６０側（Ｚ１方向側）に向かって突出するように設けられている。また、係合凸部２０１ｂは、金属材料により形成されている。なお、駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂの回転軸線Ａ３と、アダプタ６０の駆動伝達部材６２の回転軸線Ａ２と、被駆動部材４４の回転軸線Ａ１とは、同軸に配置されている。
【００４７】
（アダプタの駆動伝達部材に関する構成）
図６（Ａ）（Ｂ）および図７〜図１２に示すように、駆動伝達部材６２は、上記した係合凹部６２１を有し、手術器具４０の被駆動部材４４と係合（嵌合）する第１部材６２３と、上記した係合凹部６２２を有し、ロボットアーム２１ａの駆動部２００の駆動部材２０１と係合（嵌合）する第２部材６２４と、を含んでいる。第１部材６２３は、取付面６０ａ側（Ｚ１方向側）に配置されている。第２部材６２４は、取付面６０ｂ側（Ｚ２方向側）に配置されている。また、第１部材６２３は、第２部材６２４と係合（嵌合）する係合凹部６２３ａを有している。また、第２部材６２４は、ばね６２５を収容する収容凹部６２４ａを有している。第１部材６２３と第２部材６２４とは、ばね６２５を間に挟んだ状態でＺ方向に相対移動可能に係合している。また、第１部材６２３と第２部材６２４とは、アダプタ６０の本体部６１により、Ｚ方向に相対移動可能に保持されている。なお、図６（Ａ）および（Ｂ）では、Ｙ１方向側の係合凹部６２１が設けられた駆動伝達部材６２のみを示しているが、Ｙ２方向側の係合凹部６２１が設けられた駆動伝達部材６２も、Ｙ１方向側の係合凹部６２１が設けられた駆動伝達部材６２と同様の構成を有している。
【００４８】
第１部材６２３は、ばね６２５を介して第２部材６２４に対してＺ方向に相対移動可能に設けられている。すなわち、第１部材６２３は、ばね６２５を介して第２部材６２４に対して手術器具４０側（Ｚ１方向側）および駆動部２００側（Ｚ２方向側）に相対移動可能に設けられている。これにより、ばね６２５を利用して第１部材６２３を第２部材６２４に対して容易に相対移動させることができる。また、手術器具４０をアダプタ６０に装着する際に、駆動伝達部材６２の第１部材６２３をＺ２方向側に窪むように移動させることができる。また、第２部材６２４は、ばね６２５を介して第１部材６２３に対してＺ方向に相対移動可能に設けられている。すなわち、第２部材６２４は、ばね６２５を介して第１部材６２３に対して手術器具４０側（Ｚ１方向側）および駆動部２００側（Ｚ２方向側）に相対移動可能に設けられている。これにより、ばね６２５を利用して第２部材６２４を第１部材６２３に対して容易に相対移動させることができる。また、アダプタ６０をロボットアーム２１ａの駆動部２００に装着する際に、駆動伝達部材６２の第２部材６２４をＺ１方向側に窪むように移動させることができる。ばね６２５は、第１部材６２３をＺ１方向側に付勢し、第２部材６２４をＺ２方向側に付勢している。ばね６２５は、圧縮ばね（圧縮コイルばね）である。
【００４９】
また、第１部材６２３と第２部材６２４とは、Ｚ方向に延びる回転軸線Ａ２について一体的に回転するように構成されている。具体的には、第１部材６２３は、第２部材６２４と回転方向に係合するように、第２部材６２４と係合（嵌合）する係合凸部６２３ｂを有している。また、第２部材６２４は、第１部材６２３と回転方向に係合するように、第１部材６２３と係合（嵌合）する係合凹部６２４ｂを有している。係合凸部６２３ｂは、第１部材６２３の係合凹部６２３ａの内周部から内側に突出するように設けられており、第２部材６２４の係合凹部６２４ｂと係合（嵌合）する。係合凹部６２４ｂは、第２部材６２４の外周部に内側に窪むように設けられており、第１部材６２３の係合凸部６２３ｂと係合（嵌合）する。また、第２部材６２４の係合凹部６２４ｂと第１部材６２３の係合凸部６２３ｂとは、ばね６２５を介して第１部材６２３または第２部材６２４がＺ方向に移動した場合にも、互いの係合状態を維持するように設けられている。これにより、駆動伝達部材６２は、ばね６２５を介して第１部材６２３または第２部材６２４がＺ方向に移動した場合にも、第１部材６２３と第２部材６２４とが一体的に回転するように構成されている。
【００５０】
また、第２部材６２４は、係合凹部６２２内に設けられた貫通孔６２４ｃを有している。貫通孔６２４ｃは、第２部材６２４を、回転軸線Ａ２が延びる方向である回転軸方向（Ｚ方向）に貫通している。貫通孔６２４ｃは、回転軸方向から見て、略円形状を有している。第１部材６２３は、第２部材６２４の貫通孔６２４ｃにＺ方向に挿入される挿入部６２３ｃを有している。挿入部６２３ｃは、回転軸方向に延びるように設けられている。挿入部６２３ｃは、略円柱形状を有している。第２部材６２４の貫通孔６２４ｃおよび第１部材６２３の挿入部６２３ｃは、共に、駆動伝達部材６２の回転中心に設けられている。また、ばね６２５は、挿入部６２３ｃを取り囲むように設けられている。
【００５１】
また、第１部材６２３は、本体部６１に対する接触部分である周縁部６２３ｄを有している。周縁部６２３ｄは、本体部６１に接触することにより、貫通孔６１１における第１部材６２３のＺ１方向側（手術器具４０側）への移動を規制するように設けられている。具体的には、周縁部６２３ｄは、本体部６１の貫通孔６１１のＺ１方向側の開口縁部６１１ａに、回転軸方向（Ｚ方向）に接触するように設けられている。すなわち、第１部材６２３は、本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ａにより、貫通孔６１１におけるＺ１方向側への移動の限界位置が画定されている。開口縁部６１１ａは、駆動伝達部材６２の第１部材６２３に対するアダプタ６０の本体部６１の接触部分である。なお、周縁部６２３ｄは、特許請求の範囲の「第１接触部分」の一例である。
【００５２】
周縁部６２３ｄは、第１部材６２３の最外周部に、駆動伝達部材６２の回転方向に沿って延びるように設けられている。また、周縁部６２３ｄは、本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ａと回転軸方向（Ｚ方向）に対向する平坦な面を有している。同様に、開口縁部６１１ａは、周縁部６２３ｄと回転軸方向に対向する平坦な面を有している。周縁部６２３ｄと開口縁部６１１ａとは、平坦な面同士が接触するように設けられている。
【００５３】
同様に、第２部材６２４は、本体部６１に対する接触部分である周縁部６２４ｄを有している。周縁部６２４ｄは、本体部６１に接触することにより、貫通孔６１１における第２部材６２４のＺ２方向側（駆動部２００側）への移動を規制するように設けられている。具体的には、周縁部６２４ｄは、本体部６１の貫通孔６１１のＺ２方向側の開口縁部６１１ｂに、回転軸方向（Ｚ方向）に接触するように設けられている。すなわち、第２部材６２４は、本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ｂにより、貫通孔６１１におけるＺ２方向側への移動の限界位置が画定されている。開口縁部６１１ｂは、駆動伝達部材６２の第２部材６２４に対するアダプタ６０の本体部６１の接触部分である。
【００５４】
周縁部６２４ｄは、第２部材６２４の最外周部に、駆動伝達部材６２の回転方向に沿って延びるように設けられている。また、周縁部６２４ｄは、本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ｂと回転軸方向（Ｚ方向）に対向する平坦な面を有している。同様に、開口縁部６１１ｂは、周縁部６２４ｄと回転軸方向に対向する平坦な面を有している。周縁部６２４ｄと開口縁部６１１ｂとは、平坦な面同士が接触するように設けられている。
【００５５】
ここで、本実施形態では、図８に示すように、駆動機構３００は、駆動部２００の駆動部材２０１と駆動伝達部材６２の第２部材６２４との係合時に、アダプタ６０の本体部６１に対する第１部材６２３の接触部分である周縁部６２３ｄにおいて発生する摩擦トルクＴ１が、駆動部２００の駆動部材２０１に対する第２部材６２４の接触部分である端面６２４ｅ（Ｚ２方向側の端面）において発生する摩擦トルクＴ２よりも大きくなるように構成されている。
【００５６】
これにより、駆動部２００の駆動部材２０１と駆動伝達部材６２の第２部材６２４との係合時に、駆動部２００の駆動部材２０１と駆動伝達部材６２の第２部材６２４の端面６２４ｅとの間に摩擦トルクＴ２が働いたとしても、アダプタ６０の本体部６１と駆動伝達部材６２の第１部材６２３の周縁部６２３ｄとの間に働く、摩擦トルクＴ２よりも大きい摩擦トルクＴ１により、駆動伝達部材６２を動かないようにすることができる。その結果、駆動部２００の駆動部材２０１と駆動伝達部材６２の第２部材６２４との係合時に、駆動部２００の駆動部材２０１と駆動伝達部材６２の第２部材６２４との間の摩擦に起因して、駆動伝達部材６２の連れ回りが発生することを抑制することができる。すなわち、駆動伝達部材６２の連れ回りが発生した場合に、歯と歯とを当接させることにより駆動伝達部材６２の連れ回りを停止させる場合と異なり、駆動伝達部材６２の連れ回りが発生すること自体を抑制することができる。また、連れ回りを停止させるための歯を駆動伝達部材６２に設ける必要がないので、駆動伝達部材６２の構造が複雑化することを抑制することができる。これらの結果、駆動伝達部材６２の構造が複雑化することを抑制しつつ、駆動伝達部材６２の連れ回りが発生することを抑制して、駆動伝達部材６２の第２部材６２４と駆動部２００の駆動部材２０１とを確実に係合させることができる。なお、端面６２４ｅは、特許請求の範囲の「第２接触部分」の一例である。また、摩擦トルクＴ１は、特許請求の範囲の「第１摩擦トルク」の一例である。また、摩擦トルクＴ２は、特許請求の範囲の「第２摩擦トルク」の一例である。
【００５７】
摩擦トルクＴ１およびＴ２は、それぞれ、以下に示す式（１）および式（２）により表される。
Ｔ１＝Ｒ１×μ１×Ｆ１  ・・・（１）
Ｔ２＝Ｒ２×μ２×Ｆ２  ・・・（２）
ここで、
Ｔ１：周縁部６２３ｄにおいて発生する摩擦トルク
Ｔ２：端面６２４ｅにおいて発生する摩擦トルク
Ｒ１：摩擦トルクＴ１が発生する部分の接触半径
Ｒ２：摩擦トルクＴ２が発生する部分の接触半径
μ１：摩擦トルクＴ１が発生する部分の摩擦係数
μ２：摩擦トルクＴ２が発生する部分の摩擦係数
Ｆ１：摩擦トルクＴ１が発生する部分の垂直抗力
Ｆ２：摩擦トルクＴ１が発生する部分の垂直抗力
である。
【００５８】
より具体的には、本実施形態では、接触半径Ｒ１は、駆動伝達部材６２の回転中心と、本体部６１に対する周縁部６２３ｄの接触部分外側との間の距離である。すなわち、接触半径Ｒ１は、駆動伝達部材６２の回転中心を中心とし、周縁部６２３ｄの接触部分外側を通る円の半径である。また、接触半径Ｒ２は、駆動伝達部材６２の回転中心と、駆動部２００の駆動部材２０１に対する端面６２４ｅの接触部分外側との間の距離である。すなわち、接触半径Ｒ２は、駆動伝達部材６２の回転中心を中心とし、端面６２４ｅの接触部分外側を通る円の半径である。なお、接触半径Ｒ１は、特許請求の範囲の「第１接触半径」の一例である。また、接触半径Ｒ２は、特許請求の範囲の「第２接触半径」の一例である。
【００５９】
また、本実施形態では、摩擦係数μ１は、駆動伝達部材６２の第１部材６２３の周縁部６２３ｄの摩擦係数である。具体的には、摩擦係数μ１は、本体部６１側の接触部分である開口縁部６１１ａと、第１部材６２３側の接触部分である周縁部６２３ｄとの間の摩擦係数である。また、摩擦係数μ２は、駆動伝達部材６２の第２部材６２４の端面６２４ｅの摩擦係数である。具体的には、摩擦係数μ２は、駆動部２００側の接触部分である後述する接触凸部２０１ｃと、第２部材６２４側の接触部分である端面６２４ｅとの間の摩擦係数である。
【００６０】
また、本実施形態では、垂直抗力Ｆ１は、第１部材６２３側の接触部分である周縁部６２３ｄが、本体部６１側の接触部分である開口縁部６１１ａを、回転軸方向の一方方向（Ｚ１方向）に押す力である。また、垂直抗力Ｆ２は、第２部材６２４側の接触部分である端面６２４ｅが、駆動部２００側の接触部分である接触凸部２０１ｃを、回転軸方向の他方方向（Ｚ２方向）に押す力である。垂直抗力Ｆ１は、ばね６２５による第１部材６２３の付勢力を含んでおり、ばね６２５による第１部材６２３の付勢力に略等しい。同様に、垂直抗力Ｆ２は、ばね６２５による第２部材６２４の付勢力を含んでおり、ばね６２５による第２部材６２４の付勢力に略等しい。すなわち、垂直抗力Ｆ１およびＦ２は、互いに略等しい大きさを有している。
【００６１】
なお、ばね６２５による第１部材６２３（第２部材６２４）の付勢力は、重力に起因して発生する第１部材６２３（第２部材６２４）の垂直抗力よりも十分に大きい。このため、第１部材６２３または第２部材６２４のうちの一方の部材が鉛直下方に位置するために、鉛直下方に位置した部材において重力に起因した垂直抗力が発生したとしても、この重力に起因した垂直抗力については無視することができる。すなわち、第１部材６２３または第２部材６２４のうちの一方において、重力に起因した垂直抗力が発生したとしても、垂直抗力Ｆ１およびＦ２は、互いに略等しい大きさ（ばね６２５による付勢力に略等しい大きさ）である。
【００６２】
本実施形態では、駆動機構３００は、接触半径Ｒ１が、接触半径Ｒ２よりも大きくなるように構成されている。これにより、摩擦トルクＴ１を摩擦トルクＴ２よりも確実に大きくすることができる。その結果、駆動伝達部材６２の連れ回りが発生することを確実に抑制することができる。たとえば、接触半径Ｒ１は、接触半径Ｒ２の１．２５倍以上である。これにより、摩擦係数μ１およびμ２にばらつきがある場合にも、摩擦トルクＴ１を摩擦トルクＴ２よりも確実に大きくすることができる。好ましくは、接触半径Ｒ１は、接触半径Ｒ２の２倍以上である。また、上記の通り、アダプタ６０の本体部６１に対する第１部材６２３の接触部分は、周縁部６２３ｄである。これにより、接触半径Ｒ１を大きくすることができる。その結果、駆動機構３００を接触半径Ｒ１が、接触半径Ｒ２よりも大きくなるように容易に構成することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、駆動部２００の駆動部材２０１は、図８および図９に示すように、接触凸部２０１ｃを有している。また、第２部材６２４の端面６２４ｅは、接触凸部２０１ｃに対する第２部材６２４の接触部分である。これにより、接触半径Ｒ２を小さくすることができる。その結果、駆動機構３００を接触半径Ｒ１が、接触半径Ｒ２よりも大きくなるように容易に構成することができる。接触凸部２０１ｃは、係合凸部２０１ｂにおいて、駆動伝達部材６２の回転中心に近い側に設けられている。これにより、接触半径Ｒ２をより小さくすることができる。接触凸部２０１ｃは、駆動伝達部材６２の回転中心に近い側の、係合凸部２０１ｂの端部に設けられている。接触凸部２０１ｃは、係合凸部２０１ｂの表面からアダプタ６０側（Ｚ１方向側）に向かって突出するように設けられている。
【００６４】
また、接触凸部２０１ｃの突出高さＨ１（図９参照）は、係合凸部２０１ｂの突出高さＨ２（図９参照）よりも小さい。これにより、接触凸部２０１ｃを設ける場合にも、接触凸部２０１ｃに起因して、第２部材６２４に対する係合凸部２０１ｂの係合量（嵌合量）が小さくなることを抑制することができる。なお、接触凸部２０１ｃの突出高さＨ１とは、たとえば、接触凸部２０１ｃの基端部（係合凸部２０１ｂの先端部）から接触凸部２０１ｃの先端部までの回転軸方向（Ｚ方向）の距離である。同様に、係合凸部２０１ｂの突出高さＨ２とは、たとえば、係合凸部２０１ｂの基端部から係合凸部２０１ｂの先端部までの回転軸方向の距離である。
【００６５】
また、本実施形態では、駆動機構３００は、摩擦係数μ１が、摩擦係数μ２よりも大きくなるように構成されている。これにより、摩擦トルクＴ１を摩擦トルクＴ２よりも大きくしやすくすることができる。その結果、駆動伝達部材６２の連れ回りが発生することを抑制しやすくすることができる。たとえば、周縁部６２３ｄは、樹脂材料により形成されているとともに、本体部６１の樹脂材料により形成されている開口縁部６１１ａに対して接触するように設けられている。また、端面６２４ｅは、樹脂材料により形成されているとともに、駆動部２００の金属材料により形成されている接触凸部２０１ｃに対して接触するように設けられている。これにより、摩擦係数μ１を小さくしつつ、摩擦係数μ２を大きくすることができる。
【００６６】
また、駆動機構３００では、摩擦係数μ１が大きくなるように、表面加工が行われていてもよい。すなわち、周縁部６２３ｄ、および、開口縁部６１１ａのうちの少なくとも一方に、表面粗さが大きくなる表面加工が行われていてもよい。表面粗さが大きくなる表面加工は、たとえば、シボ加工などであり得る。同様に、駆動機構３００では、摩擦係数μ２が小さくなるように、表面加工が行われていてもよい。すなわち、端面６２４ｅ、および、接触凸部２０１ｃのうちの少なくとも一方に、表面粗さが小さくなる表面加工が行われていてもよい。表面粗さが小さくなる表面加工は、たとえば、フッ素樹脂コーティング加工、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティング加工などであり得る。
【００６７】
また、本実施形態では、図８および図１２に示すように、第１部材６２３は、第２部材６２４が駆動部２００の駆動部材２０１に係合していない状態（図８参照）で、アダプタ６０の本体部６１と周縁部６２３ｄとが接触するとともに、第２部材６２４が駆動部２００の駆動部材２０１に係合し、かつ、第１部材６２３が手術器具４０の被駆動部材４４に係合した状態（図１２参照）で、アダプタ６０の本体部６１と周縁部６２３ｄとが接触しない（接触が解除される）ように構成されている。これにより、手術器具４０の駆動時には、アダプタ６０の本体部６１と周縁部６２３ｄとが接触しないので、アダプタ６０の本体部６１と周縁部６２３ｄとの接触に起因して、手術器具４０の駆動が妨げられることを抑制することができる。
【００６８】
第１部材６２３は、第２部材６２４が駆動部２００の駆動部材２０１に係合し、かつ、第１部材６２３が手術器具４０の被駆動部材４４に係合した状態で、被駆動部材４４の係合凸部４４１により、駆動部２００側（Ｚ２方向側）に押されている。これにより、第１部材６２３は、アダプタ６０の本体部６１と周縁部６２３ｄとが接触しないように構成されている。第１部材６２３は、被駆動部材４４の係合凸部４４１により、駆動部２００側（Ｚ２方向側）に押された状態で、アダプタ６０の本体部６１と周縁部６２３ｄとの間に、隙間６２３ｅを有している。
【００６９】
（アダプタおよび手術器具の装着）
次に、図８および図１０〜図１２を参照して、ロボットアーム２１ａの駆動部２００へのアダプタ６０の装着、および、アダプタ６０への手術器具４０の装着について説明する。患者側装置２０では、ロボットアーム２１ａの駆動部２００へアダプタ６０が装着された後、駆動部２００に装着されたアダプタ６０へ手術器具４０が装着される。なお、図８および図１０〜図１２では、理解の容易化のために、駆動部２００の駆動部材２０１を簡略化して示している。同様に、図１１および図１２では、理解の容易化のために、手術器具４０の被駆動部材４４を簡略化して示している。
【００７０】
まず、図８および図１０を参照して、ロボットアーム２１ａの駆動部２００へのアダプタ６０の装着について説明する。なお、ドレープ７０の図示を省略しているが、ロボットアーム２１ａの駆動部２００へのアダプタ６０の装着は、駆動部２００とアダプタ６０との間にドレープ７０を挟んだ状態で行われる。
【００７１】
図８は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００へアダプタ６０が装着されたが、駆動部２００の駆動部材２０１と、アダプタ６０の駆動伝達部材６２とが未係合である状態を示している。この状態では、駆動部２００の駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂの接触凸部２０１ｃにより、第２部材６２４の端面６２４ｅがＺ１方向側（手術器具４０側）に押されるため、第２部材６２４がばね６２５を介して第１部材６２３に対してＺ１方向側に移動される。この際、第１部材６２３の周縁部６２３ｄと、アダプタ６０の本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ａとが回転軸方向（Ｚ方向）に接触している。また、第２部材６２４の端面６２４ｅと、駆動部２００の駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂの接触凸部２０１ｃとが回転軸方向に接触している。
【００７２】
そして、駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂの接触凸部２０１ｃにより第２部材６２４の端面６２４ｅがＺ１方向側に押された状態で、駆動部材２０１が回転軸線Ａ３について回転される。この際、第２部材６２４の端面６２４ｅと、駆動部２００の駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂの接触凸部２０１ｃとの間において、駆動伝達部材６２を連れ回りさせようとする摩擦トルクＴ２が発生する。一方、第１部材６２３の周縁部６２３ｄと、アダプタ６０の本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ａとの間においては、摩擦トルクＴ２とは反対方向に働く摩擦トルクである摩擦トルクＴ１が発生する。摩擦トルクＴ１は、摩擦トルクＴ２よりも大きいため、駆動伝達部材６２は、摩擦トルクＴ１により固定されて、回転方向に動かない。
【００７３】
そして、駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂの接触凸部２０１ｃが、第２部材６２４の端面６２４ｅ上を摺動されつつ、駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂが回転軸線Ａ３について回転される。そして、駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂが第２部材６２４の係合凹部６２２と係合可能な位置まで回転移動されると、図１０に示すように、第２部材６２４がばね６２５を介して第１部材６２３に対してＺ２方向側（駆動部２００側）に移動されるとともに、駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂと、第２部材６２４の係合凹部６２２とが互いに係合される。これにより、駆動伝達部材６２が駆動部材２０１による駆動力を受けることが可能になり、駆動伝達部材６２が駆動部材２０１による駆動力により回転軸線Ａ２について回転可能になる。
【００７４】
次に、図１１および図１２を参照して、アダプタ６０への手術器具４０の装着について説明する。
【００７５】
図１１は、ロボットアーム２１ａの駆動部２００に装着されたアダプタ６０へ手術器具４０が装着されたが、アダプタ６０の駆動伝達部材６２と、手術器具４０の被駆動部材４４とが未係合である状態を示している。この状態では、被駆動部材４４の係合凸部４４１により、第１部材６２３がＺ２方向側（駆動部２００側）に押されるため、第１部材６２３がばね６２５を介して第２部材６２４に対してＺ２方向側に移動される。
【００７６】
そして、被駆動部材４４の係合凸部４４１により第１部材６２３がＺ２方向側に押された状態で、駆動伝達部材６２が駆動部材２０１により回転軸線Ａ２について回転される。そして、駆動伝達部材６２の第１部材６２３が、被駆動部材４４の係合凸部４４１上を摺動されつつ、回転軸線Ａ２について回転される。そして、駆動伝達部材６２の第１部材６２３の係合凹部６２１が、被駆動部材４４の係合凸部４４１と係合可能な位置まで移動されると、図１２に示すように、第１部材６２３がばね６２５を介して第２部材６２４に対してＺ１方向側（手術器具４０側）に移動されるとともに、第１部材６２３の係合凹部６２１と、被駆動部材４４の係合凸部４４１とが互いに係合される。これにより、被駆動部材４４が駆動伝達部材６２を介して駆動部材２０１による駆動力を受けることが可能になり、被駆動部材４４が駆動伝達部材６２を介した駆動部材２０１による駆動力により回転軸線Ａ１について回転可能になる。この際、被駆動部材４４の係合凸部４４１により、第１部材６２３の係合凹部６２１の底面部が、駆動部２００側（Ｚ２方向側）に押されている。これにより、第１部材６２３の周縁部６２３ｄと、アダプタ６０の本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ａとは接触しない。第１部材６２３の周縁部６２３ｄと、アダプタ６０の本体部６１の貫通孔６１１の開口縁部６１１ａとの間には、隙間６２３ｅが形成されている。
【００７７】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００７８】
たとえば、上記実施形態では、駆動機構が、接触半径Ｒ１（第１接触半径）が、接触半径Ｒ２（第２接触半径）よりも大きくなるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動機構は、第１摩擦トルクが第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されていれば、必ずしも第１接触半径が、第２接触半径よりも大きくなるように構成されていなくてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、接触半径Ｒ１（第１接触半径）が、接触半径Ｒ２（第２接触半径）の１．２５倍以上である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動機構は、第１摩擦トルクが第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されていれば、第１接触半径が、第２接触半径の１．２５倍未満であってもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、駆動機構が、摩擦係数μ１（第１接触部分の摩擦係数）が、摩擦係数μ２（第２接触部分の摩擦係数）よりも大きくなるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動機構は、第１摩擦トルクが第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されていれば、必ずしも第１接触部分の摩擦係数が、第２接触部分の摩擦係数よりも大きくなるように構成されていなくてもよい。
【００８１】
また、上記第実施形態では、アダプタの本体部に対する第１部材の接触部分（第１接触部分）が、第１部材の周縁部である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１接触部分が、第１部材の周縁部以外であってもよい。たとえば、第１接触部分が、第１部材の周縁部よりも内側の部分であってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、駆動部が、接触凸部を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動伝達部材の第２部材が、接触凸部を有していてもよい。図１３に示す変形例では、駆動伝達部材１６２の第２部材１６２４が、接触凸部１６２４ｆを有している。接触凸部１６２４ｆは、駆動部２００の駆動部材２０１の係合凸部２０１ｂに対する第２部材１６２４の接触部分である。これによっても、接触半径Ｒ２（図８参照）を小さくすることができる。接触凸部１６２４ｆは、端面６２４ｅにおいて、駆動伝達部材１６２の回転中心に近い側に設けられている。また、接触凸部１６２４ｆは、端面６２４ｅから駆動部２００側（Ｚ２方向側）に向かって突出するように設けられている。
【００８３】
また、上記実施形態では、駆動部の接触凸部が、駆動部の係合凸部において、駆動伝達部材の回転中心に近い側に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動部の接触凸部が、駆動部の係合凸部において、中央部分に設けられていてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、第１部材が、第２部材が駆動部に係合し、かつ、第１部材が手術器具に係合した状態で、アダプタの本体部と周縁部（第１接触部分）とが接触しないように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動伝達部材が回転し得る限り、第１部材が、第２部材が駆動部に係合し、かつ、第１部材が手術器具に係合した状態で、アダプタの本体部と第１接触部分とが接触するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
４０：手術器具、６０：アダプタ、６１：本体部、６２、１６２：駆動伝達部材、７０：ドレープ、２００：駆動部、２０１ｂ：係合凸部、２０１ｃ：接触凸部、３００：駆動機構、６２３：第１部材、６２３ｄ：周縁部（第１接触部分）、６２４、１６２４：第２部材、６２４ｅ：端面（第２接触部分）、１６２４ｆ：接触凸部、Ｈ１：接触凸部の突出高さ、Ｈ２：係合凸部の突出高さ、Ｒ１：接触半径（第１接触半径）、Ｒ２：接触半径（第２接触半径）、Ｔ１：摩擦トルク（第１摩擦トルク）、Ｔ２：摩擦トルク（第２摩擦トルク）
【図１】
2020162637.tif 000003
【図２】
2020162637.tif 000004
【図３】
2020162637.tif 000005
【図４】
2020162637.tif 000006
【図５】
2020162637.tif 000007
【図６】
2020162637.tif 000008
【図７】
2020162637.tif 000009
【図８】
2020162637.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020162637.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月20日(2019.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部と、
前記駆動部と手術器具との間に配置されるアダプタと、を備え、
前記アダプタは、
本体部と、
前記本体部に回転可能に設けられ、前記駆動部から前記手術器具に駆動力を伝達する駆動伝達部材と、を含み、
前記駆動伝達部材は、
前記手術器具に係合する第１部材と、
前記駆動部に係合する第２部材と、を有し、
前記アダプタの前記本体部に対する前記第１部材の接触部分である第１接触部分において発生する第１摩擦トルクが、前記駆動部に対する前記第２部材の接触部分である第２接触部分において発生する第２摩擦トルクよりも大きくなるように構成されている、駆動機構。
【請求項２】
前記駆動伝達部材の回転中心と前記第１接触部分との間の距離である第１接触半径が、前記駆動伝達部材の回転中心と前記第２接触部分との間の距離である第２接触半径よりも大きくなるように構成されている、請求項１に記載の駆動機構。
【請求項３】
前記第１接触半径は、前記第２接触半径の１．２５倍以上である、請求項２に記載の駆動機構。
【請求項４】
前記第１部材は、周縁部を有し、
前記第１接触部分は、前記周縁部である、請求項２または３に記載の駆動機構。
【請求項５】
前記駆動部または前記第２部材は、接触凸部を有し、
前記第２接触部分は、前記第２部材の前記接触凸部であるか、または、前記駆動部の前記接触凸部に対する前記第２部材の接触部分である、請求項２〜４のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項６】
前記駆動部は、前記第２部材と係合する係合凸部を有し、
前記接触凸部は、前記駆動部の前記係合凸部において、前記駆動伝達部材の回転中心に近い側に位置するように設けられている、請求項５に記載の駆動機構。
【請求項７】
前記接触凸部の突出高さは、前記係合凸部の突出高さよりも小さい、請求項６に記載の駆動機構。
【請求項８】
前記第１部材は、前記第２部材が前記駆動部に係合していない状態で、前記アダプタの前記本体部と前記第１接触部分とが接触するとともに、前記第２部材が前記駆動部に係合し、かつ、前記第１部材が前記手術器具に係合した状態で、前記アダプタの前記本体部と前記第１接触部分とが接触しないように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項９】
前記第１接触部分の摩擦係数が、前記第２接触部分の摩擦係数よりも大きくなるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項１０】
前記第１接触部分は、樹脂材料により形成されているとともに、前記アダプタの前記本体部の樹脂材料により形成されている部分に対して接触するように設けられており、
前記第２接触部分は、樹脂材料により形成されているとともに、前記駆動部の金属材料により形成されている部分に対して接触するように設けられている、請求項９に記載の駆動機構。
【請求項１１】
前記第１部材と前記第２部材との間には、ばねが設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項１２】
前記アダプタは、ドレープを保持するためのドレープアダプタである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の駆動機構。