(57)【要約】  挿入部の先端に配置され、挿入部の長手軸回りに回転する回転部をスムーズに回転させることを目的として、本発明に係る医療機器用力伝達機構（２）は、体内に挿入される細長い挿入部（３）の基端側において入力された該挿入部（３）の長手方向に沿う力を、挿入部（３）の先端に、挿入部（３）の長手軸回りに回転可能に支持された先端回転部（５）に伝達する医療機器用力伝達機構（２）であって、挿入部（３）内を通過して挿入部（３）の先端近傍まで伝達する第１の力伝達部（６）と、挿入部（３）の先端近傍に配置され第１の力伝達部（６）により伝達された力を回転力に変換する力変換部（７）と、力変換部（７）により変換された回転力を、回転数を異ならせて先端回転部（５）に伝達する第２の力伝達部（８ａ，８ｂ）とを備える。
2017077604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入される挿入部の基端側において入力された該挿入部の長手方向に沿う力を、該挿入部の先端に、該挿入部の長手軸回りに回転可能に支持された先端回転部に伝達する医療機器用力伝達機構であって、
前記挿入部内を通過して該挿入部の先端近傍まで力を伝達する第１の力伝達部と、
前記挿入部の先端近傍に配置され、前記第１の力伝達部により伝達された力を回転力に変換する力変換部と、
該力変換部により変換された回転力を、回転数を異ならせて前記先端回転部に伝達する第２の力伝達部とを備える医療機器用力伝達機構。
【請求項２】
前記第２の力伝達部が、前記力変換部により変換された回転力を減速により増幅して前記先端回転部に伝達する請求項１に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項３】
前記挿入部の先端に、前記先端回転部の回転軸を該回転軸に直交する軸線回りに揺動させる屈曲関節が設けられ、
前記力変換部が、前記屈曲関節よりも基端側に配置され、
前記第２の力伝達部が、湾曲可能な材質からなり前記屈曲関節を貫通して回転力を伝達可能な駆動軸を備える請求項１または請求項２に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項４】
前記第２の力伝達部が、前記力変換部により変換された回転力により回転させられる駆動ギヤと、前記先端回転部に固定され前記駆動ギヤに噛み合う従動ギヤとを備える請求項２または請求項３に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項５】
前記従動ギヤがピン歯車である請求項４に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項６】
前記第２の力伝達部が、前記力変換部により変換された回転力により回転させられる駆動ローラと、前記先端回転部に固定され前記駆動ローラとの間の摩擦により回転させられる従動ローラとを備える請求項２または請求項３に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項７】
前記第１の力伝達部が、張力を伝達する細長い張力伝達部材であり、
前記力変換部が、前記張力伝達部材が巻かれることにより、該張力伝達部材によって伝達された張力によって回転させられるプーリである請求項１から請求項６のいずれかに記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項８】
前記プーリが、前記張力伝達部材を巻き付ける螺旋状の溝を有し、前記先端回転部の回転軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されている請求項７に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項９】
前記先端回転部および前記プーリが、前記回転軸に沿う方向に貫通する貫通孔を有する請求項８に記載の医療機器用力伝達機構。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の医療機器用力伝達機構と、
可撓性を有する軟性の細長い前記挿入部と、
該挿入部の基端側に設けられ、該挿入部の長手方向に沿う力を入力する操作部と、
前記挿入部の先端に該挿入部の長手軸回りに回転可能に支持された前記先端回転部とを備える医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器用力伝達機構および医療機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
咽頭等の気道中の部位の切断処置を素早くかつ容易に行う医療機器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この医療機器は、硬性の挿入部の基端側に設けられたハンドルの操作により加えられた回転力を、挿入部を貫通する駆動軸によって、駆動軸の先端の外歯車に伝達し、該外歯車に噛み合う内歯車が設けられた回転部を挿入部の先端において回転させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５５０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の医療機器の挿入部は、形状の変形しない硬性の挿入部であるため、駆動軸は真っ直ぐな形態を維持できて、トルクの伝達もスムーズである。これに対して、挿入部が、湾曲可能な軟性の挿入部である場合や挿入部の先端に一以上の屈曲関節を有する場合に、特許文献１の構造を採用すると、挿入部や屈曲関節の湾曲によって駆動軸も湾曲し、両者間の摩擦が増大するために、トルクの伝達をスムーズに行うことができず、挿入部の先端の回転部をスムーズに回転させることができない。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、挿入部の先端に配置され、挿入部の長手軸回りに回転する回転部をスムーズに回転させることができる医療機器用力伝達機構および医療機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、体内に挿入される挿入部の基端側において入力された該挿入部の長手方向に沿う力を、該挿入部の先端に、該挿入部の長手軸回りに回転可能に支持された先端回転部に伝達する医療機器用力伝達機構であって、前記挿入部内を通過して該挿入部の先端近傍まで力を伝達する第１の力伝達部と、前記挿入部の先端近傍に配置され前記第１の力伝達部により伝達された力を回転力に変換する力変換部と、該力変換部により変換された回転力を、回転数を異ならせて前記先端回転部に伝達する第２の力伝達部とを備える医療機器用力伝達機構である。【０００７】
本態様によれば、挿入部の基端側において挿入部の長手方向に沿う力を入力すると、入力された力が第１の力伝達部によって、挿入部内を貫通して先端近傍まで伝達され、挿入部の先端近傍に設けられた力変換部によって回転力に変換される。変換後の回転力は第２の力伝達部によって、挿入部の先端に回転可能に指示されている先端回転部に回転数を異ならせて伝達される。【０００８】
挿入部が湾曲等する場合には、挿入部内を貫通している第１の力伝達部が、挿入部の長手方向に沿う力を伝達するので、駆動軸によってトルクを伝達する場合と比較して、摩擦による影響を大きく受けることなく、力変換部まで力を伝達することができる。そして、挿入部の先端近傍に配置された力変換部から先端回転部までの第２の力伝達部による回転力の伝達は、経路が短く摩擦により影響されない。その結果、挿入部の基端側において入力した力によって挿入部の先端に配置されている先端回転部をスムーズに回転させることができる。【０００９】
上記態様においては、前記第２の力伝達部が、前記力変換部により変換された回転力を減速により増幅して前記先端回転部に伝達してもよい。
このようにすることで、力変換部により変換された回転力は、第２の力伝達部により減速により増幅され、先端回転部が力変換部の出力よりも小さい回転数で回転させられる。これにより、挿入部の基端側において入力する力が小さくても、先端回転部を大きな回転力で回転させることができる。また、先端回転部を１回転させるために、力変換部の出力は１回転より多く回転させることが必要であり、摩擦による影響を低減して、先端回転部をスムーズに回転させることができる。【００１０】
また、上記態様においては、前記挿入部の先端に、前記先端回転部の回転軸を該回転軸に直交する軸線回りに揺動させる屈曲関節が設けられ、前記力変換部が、前記屈曲関節よりも基端側に配置され、前記第２の力伝達部が、湾曲可能な材質からなり前記屈曲関節を貫通して回転力を伝達可能な駆動軸を備えていてもよい。【００１１】
このようにすることで、屈曲関節よりも基端側においては先端側におけるよりも、力変換部の十分な設置スペースを確保でき、特に、挿入部が細径となる場合においても、挿入部の長手方向に沿う力から回転力への変換を無理なく行うことができる。そして、変換された回転力は、駆動軸によって屈曲関節を貫通して先端回転部に至る短い経路分だけ伝達される。駆動軸による伝達経路を短くすることにより、摩擦による影響を低減することができる。【００１２】
また、上記態様においては、前記第２の力伝達部が、前記力変換部により変換された回転力により回転させられる駆動ギヤと、前記先端回転部に固定され前記駆動ギヤに噛み合う従動ギヤとを備えていてもよい。
このようにすることで、駆動ギヤと従動ギヤとの噛み合いによって、回転数を異ならせた回転力の伝達を容易に行うことができる。【００１３】
また、上記態様においては、前記従動ギヤがピン歯車であってもよい。
このようにすることで、簡易な構造のピン歯車によって、極めて小径の先端回転部にも従動ギヤを構成することができる。【００１４】
また、上記態様においては、前記第２の力伝達部が、前記力変換部により変換された回転力により回転させられる駆動ローラと、前記先端回転部に固定され前記駆動ローラとの間の摩擦により回転させられる従動ローラとを備えていてもよい。
このようにすることで、駆動ローラと従動ローラとの間の摩擦により、回転数を異ならせた回転力の伝達を容易に行うことができる。【００１５】
また、上記態様においては、前記第１の力伝達部が、張力を伝達する細長い張力伝達部材であり、前記力変換部が、前記張力伝達部材が巻かれることにより、該張力伝達部材によって伝達された張力によって回転させられるプーリであってもよい。
このようにすることで、挿入部の基端側において張力伝達部材に加えた張力が、張力伝達部材によって、挿入部を貫通して先端近傍の力変換部に伝達され、張力伝達部材を巻き付けたプーリを張力によって回転させることにより、プーリの回転力に容易に変換することができる。【００１６】
また、上記態様においては、前記プーリが、前記張力伝達部材を巻き付ける螺旋状の溝を有し、前記先端回転部の回転軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されていてもよい。
このようにすることで、張力伝達部材による張力を、先端回転部の回転軸と平行な軸線回りの回転力に直接変換することができ、単純なギヤあるいはローラからなる第２の力伝達部により、先端回転部をスムーズに回転させることができる。【００１７】
また、上記態様においては、前記先端回転部および前記プーリが、前記回転軸に沿う方向に貫通する貫通孔を有していてもよい。
このようにすることで、先端回転部に把持鉗子や電気メスのような処置具を固定し、該処置具への動力伝達経路を先端回転部およびプーリの貫通孔により確保することができる。【００１８】
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの医療機器用力伝達機構と、可撓性を有する軟性の細長い前記挿入部と、該挿入部の基端側に設けられ、該挿入部の長手方向に沿う力を入力する操作部と、前記挿入部の先端に該挿入部の長手軸回りに回転可能に支持された前記先端回転部とを備える医療機器である。
本態様によれば、操作部において、挿入部の長手方向に沿う力を入力すると、入力された力が、医療機器用力伝達機構によって挿入部の先端まで伝達され、先端回転部が回転させられる。可撓性を有する軟性の挿入部が湾曲させられても、挿入部における摩擦の影響が低減され、先端回転部をスムーズに回転させることができ、先端回転部に取り付けた処置部によって、スムーズな処置を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、挿入部の先端に配置され、挿入部の長手軸回りに回転する回転部をスムーズに回転させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療機器を示す全体構成図である。
【図２】図１の医療機器に備えられる本発明の一実施形態に係る医療機器用力伝達機構を示す縦断面図である。
【図３】図２の医療機器用力伝達機構に備えられる第２の力伝達部を示す図である。
【図４】第２の力変換部の変形例を示す図である。
【図５】図２の医療機器用力伝達機構の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態に係る医療機器１および医療機器用力伝達機構２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る医療機器１は、図１に示されるように、細長いチューブ状の軟性の挿入部３と、該挿入部３の基端側に固定されユーザにより操作される操作部４と、挿入部３の先端に、挿入部３の長手軸回りに回転可能に支持された先端回転部５と、操作部４において加えられた力を先端回転部５に伝達して回転させる本実施形態に係る医療機器用力伝達機構２とを備えている。
【００２２】
操作部４は、ユーザによって把持されるハンドル（図示略）と、該ハンドルに対して移動させられることにより、医療機器用力伝達機構２のワイヤ６に張力を付与するレバー（図示略）とを備えている。
【００２３】
本実施形態に係る医療機器用力伝達機構２は、レバーに端部がそれぞれ接続されて、レバーの移動によってそれぞれ張力を加えられる１本のワイヤ（張力伝達部材：第１の力伝達部）６と、挿入部３の先端近傍に配置され、ワイヤ６の張力を挿入部３の長手軸に平行な軸線回りの回転力に変換するプーリ（力変換部）７と、プーリ７の回転力を先端回転部５に伝達して先端回転部５を回転させる一対のギヤ（第２の力伝達部）８ａ，８ｂとを備えている。
【００２４】
挿入部３は、図２に示されるように、その先端に、内側に先端回転部５を回転可能に嵌合させる円筒状部分３ａを有している。先端回転部５は、中央に貫通孔５ａを有する円筒状に形成されている。
プーリ７は、図２に示されるように、外周面に螺旋状の溝７ａを有し、該溝７ａに沿ってワイヤ６の途中位置が巻き付けられるようになっている。これにより、プーリ７から延びる一方のワイヤ６に張力を加えることにより、プーリ７を一方向に回転させ、プーリ７から延びる他方のワイヤ６に張力を加えることにより、プーリ７を他方向に回転させることができるようになっている。
【００２５】
プーリ７も、中央に貫通孔７ｂを有する筒状に形成されている。挿入部３の先端近傍にはブラケット９が固定されており、該ブラケット９には、挿入部３の長手軸に対して偏心した嵌合孔９ａが設けられている。プーリ７は、ブラケット９に設けられた嵌合孔９ａに外周面の一部を嵌合させることにより、先端回転部５の中心軸Ａに平行な軸線Ｂ回りに回転可能に支持されている。
【００２６】
一対のギヤ８ａ，８ｂは、図３に示されるように、プーリ７の先端側に固定された外歯車からなる駆動ギヤ８ａと、先端回転部５の内面に設けられた内歯車からなる従動ギヤ８ｂとを備えている。駆動ギヤ８ａの歯数は従動ギヤ８ｂの歯数より少なく、駆動ギヤ８ａの回転は減速されて従動ギヤ８ｂに伝達されるようになっている。
【００２７】
このように構成された本実施形態に係る医療機器１および医療機器用力伝達機構２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る医療機器用力伝達機構２によれば、ユーザが操作部４のハンドルを把持し、レバーを一方向に移動させることにより、該レバーに固定された一方のワイヤ６に張力が付与され、張力が挿入部３内を貫通するワイヤ６によって、挿入部３の先端近傍まで伝達される。
【００２８】
ワイヤ６により伝達された張力により、挿入部３の先端に設けられワイヤ６が巻き付けられたプーリ７が一方向に回転させられる。これにより、プーリ７によって張力が回転力に変換される。図２および図３に示されるように、プーリ７には駆動ギヤ８ａが固定され、駆動ギヤ８ａには従動ギヤ８ｂが噛み合っており、従動ギヤ８ｂは先端回転部５に設けられているので、プーリ７によって変換された回転力が、駆動ギヤ８ａから従動ギヤ８ｂに伝達され、先端回転部５が一方向に回転させられる。
また、レバーを他方向に移動させることにより、該レバーに固定された他方のワイヤ６に張力が付与され、先端回転部５が他方向に回転させられる。
【００２９】
この場合において、本実施形態に係る医療機器用力伝達機構２によれば、挿入部３の長手方向に沿って駆動軸により回転力自体を伝達する従来の機構とは異なり、ワイヤ６によって張力を伝達するので、軟性の挿入部３が湾曲させられてワイヤ６と挿入部３との間の摩擦力が増大しても、回転力自体を伝達する駆動軸と比較して摩擦の影響を低減することができる。
【００３０】
さらに、プーリ７により変換された回転力が、駆動ギヤ８ａと従動ギヤ８ｂとのギヤ比に基づいて、減速により増幅されて先端回転部５に伝達されるので、少ない張力で、先端回転部５に大きな回転力を発生させることができるという利点がある。
【００３１】
その結果、操作部４の操作によって、摩擦の影響を低減して先端回転部５をスムーズに回転させることができる。これにより、先端回転部５に固定した種々の処置部をスムーズに回転動作させることができるという利点がある。
【００３２】
また、一対のギヤ８ａ，８ｂにより減速することで、ギヤ比が１の場合よりも、先端回転部５の回転数に対するワイヤ６の牽引量を大きくすることができる。すなわち、先端回転部５を微小角度だけ回転させるためにワイヤ６を大きく牽引する必要があり、先端回転部５の回転を微調整することもできるという利点もある。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、プーリ７を挿入部３の中心軸に対して一方向に偏心した位置に回転可能に支持しているので、プーリ７が偏ることにより、プーリ７の周方向の一側のスペースを増大させることができる。これにより、プーリ７に巻き付けるワイヤ６の取り回しを容易にして、ワイヤ６が過度に湾曲しないようにすることができる。
【００３４】
また、本実施形態においては、プーリ７および先端回転部５が中央に貫通孔７ｂ、５ａを有しているので、先端回転部５に固定する把持鉗子や電気メス等の処置具への動力伝達経路を確保することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、第２の力伝達部として、相互に噛み合う駆動ギヤ８ａと従動ギヤ８ｂとからなる一対のギヤを例示したが、従動ギヤ８ｂとしては，内歯車に代えて、図４に示されるように、ピン歯車を採用することにしてもよい。これにより、先端回転部５に設ける従動ギヤ８ｂの歯を簡易に構成し、先端回転部５および挿入部３の小径化を図ることができる。
【００３６】
また、一対のギヤ８ａ，８ｂにより回転力を伝達する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、摩擦により、あるいは、間に介在する粘性流体によって回転力を伝達する駆動ローラ（図示略）および従動ローラ（図示略）を採用してもよい。
【００３７】
また、本実施形態に係る医療機器１においては、図５に示されるように、挿入部３の先端に、挿入部３の長手軸に直交する軸線回りに湾曲可能な屈曲関節１０を有していてもよい。
そして、このように屈曲関節１０を有する場合の医療機器用力伝達機構２としては、力変換部を構成するプーリ７を屈曲関節１０よりも基端側に配置し、プーリ７と駆動ギヤ８ａとを、軟性のトルクチューブ（駆動軸、第２の力伝達部）１１によって連結することにしてもよい。
【００３８】
このようにすることで、トルクチューブ１１は屈曲関節１０の作動によって湾曲することとなるが、屈曲関節１０を貫通するだけの短い経路に限定されるため、摩擦の影響を大きく受けることなく、プーリ７の回転力を駆動ギヤ８ａに伝達することができる。また、屈曲関節１０よりも基端側にプーリ７を配置することにより、屈曲関節１０よりも先端側よりも挿入部３の径寸法を大きく確保でき、ワイヤ６を取り回すためのより広いスペースをプーリ７の周囲に確保することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る医療機器１において操作部４は、モータ等の電子機器を用いて駆動してもよい。
【００４０】
また、本実施形態に係る医療機器１において操作部４は、挿入部３に固定されていなくてもよい。このとき挿入部３には駆動力入力装置が固定され、操作部４を用いてユーザが入力した値に対応して駆動力入力装置を動作させる。
また、操作部４の形状はハンドルやレバーを用いなくてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  医療機器
２  医療機器用力伝達機構
３  挿入部
４  操作部
５  先端回転部
５ａ，７ｂ  貫通孔
６  ワイヤ（張力伝達部材、第１の力伝達部）
７  プーリ（力変換部）
７ａ  溝
８ａ  駆動ギヤ（第２の力伝達部）
８ｂ  従動ギヤ（第２の力伝達部）
１０  屈曲関節
１１  トルクチューブ（駆動軸、第２の力伝達部）
【図１】
2017077604.tif 000003
【図２】
2017077604.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017077604.tif 000007
【国際調査報告】
2017077604.tif 000008
2017077604.tif 000009
2017077604.tif 000010