(57)【要約】  この医療器具は、第一軸を中心に回動可能な第一回転伝達部を有し、第一腕部に固定された第一接続部材と、第二軸を中心に回動可能な第二回転伝達部を有し、第二腕部に固定された第二接続部材と、第一軸を中心に回動可能でありかつ前記第二軸を中心に回動可能な第三接続部材と、第三軸を中心に回動可能な第三回転伝達部と、を有する関節部を備える。第一回転伝達部と第二回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続されている。第三接続部材は、第三接続部材の端部に設けられ、第三回転伝達部と連動して第一軸または第二軸を中心に回動するように第三回転伝達部に接続された第四回転伝達部を有する。
2017126100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに接続された第一腕部と、
前記第一腕部の基端側に接続された第一関節部と、
前記第一関節部の基端側に接続された第二腕部と、
前記第二腕部の基端側に接続された本体と、
を備え、
前記第一関節部は、
第一軸と、
前記第一軸と離間して設けられ、前記第一軸と平行に配置された第二軸と、
前記第一軸および前記第二軸と離間して設けられ、前記第一軸および前記第二軸と平行に配置された第三軸と、
前記第一軸を中心に回動可能な第一回転伝達部を有し、前記第一腕部に固定された第一接続部材と、
前記第二軸を中心に回動可能な第二回転伝達部を有し、前記第二腕部に固定された第二接続部材と、
前記第一軸を中心に回動可能でありかつ前記第二軸を中心に回動可能な第三接続部材と、
前記第三軸を中心に回動可能な第三回転伝達部と、
を有し、
前記第一回転伝達部と前記第二回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続され、
前記第三接続部材は、前記第三接続部材の端部に設けられ、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸または前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続された第四回転伝達部を有する
医療器具。
【請求項２】
請求項１に記載の医療器具であって、
前記第三軸は、前記第二軸よりも基端側に配置され、前記第二軸に対して位置が固定されており、
前記第四回転伝達部は、前記第三回転伝達部と連動して前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続されている
医療器具。
【請求項３】
請求項２に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第一部位を有し、前記第一部位の円弧上に歯が形成された第一歯車部を有し、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第二部位を有し、前記第二部位の円弧上に歯が形成された第二歯車部を有し、
前記第一歯車部と前記第二歯車部とは、互いにかみ合っており、
前記第四回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第三部位を有し、前記第三部位の円弧上に歯が形成された第三歯車部を有し、
前記第三回転伝達部は、前記第三軸を中心とした円柱状に形成され、前記第三軸回りの外周面に歯が形成された第四歯車部を有し、
前記第三歯車部と前記第四歯車部とは、互いにかみ合っている
医療器具。
【請求項４】
請求項３に記載の医療器具であって、
前記第四歯車部のピッチ円直径は、前記第三歯車部のピッチ円直径よりも小さい
医療器具。
【請求項５】
請求項３または４に記載の医療器具であって、
前記第一関節部は、
前記第三軸を中心に回動可能な回転体と、
前記回転体に巻き付けられた操作部材と、
をさらに有し、
前記回転体は、前記第四歯車部と一体に回動するように接続されている
医療器具。
【請求項６】
請求項５に記載の医療器具であって、
前記回転体の外径は、前記第四歯車部のピッチ円直径よりも大きい
医療器具。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか一項に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸に沿う方向に第一部分と第二部分とに分割され、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸に沿う方向に第三部分と第四部分とに分割され、
前記第三接続部材は、前記第一回転伝達部の前記第一部分と前記第二部分との間に配置され、かつ前記第二回転伝達部の前記第三部分と前記第四部分との間に配置されている
医療器具。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか一項に記載の医療器具であって、
前記第二腕部は、
前記第一関節部に接続された第三腕部と、
前記第三腕部の基端側に接続された第二関節部と、
前記第二関節部の基端側と前記本体とを接続している第四腕部と、
を有し、
前記第二関節部は、
第四軸と、
前記第四軸と離間して設けられ、前記第四軸と平行に配置された第五軸と、
前記第四軸および前記第五軸と離間して設けられ、前記第四軸より先端側であって前記第四軸および前記第五軸と平行に配置され、前記第四軸に対して位置が固定されている第六軸と、
前記第四軸を中心に回動可能な第五回転伝達部を有し、前記第三腕部に固定された第四接続部材と、
前記第五軸を中心に回動可能な第六回転伝達部を有し、前記第四腕部に固定された第五接続部材と、
前記第四軸を中心に回動可能でありかつ前記第五軸を中心に回動可能な第六接続部材と、
前記第六軸を中心に回動可能な第七回転伝達部と、
を有し、
前記第五回転伝達部と前記第六回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続され、
前記第六接続部材は、前記第六接続部材の端部に設けられ、前記第七回転伝達部と連動して前記第四軸を中心に回動するように前記第七回転伝達部に接続された第八回転伝達部を有する
医療器具。
【請求項９】
請求項８に記載の医療器具であって、
前記第五回転伝達部は、前記第四軸を中心とした扇形の第四部位を有し、前記第四部位の円弧上に歯が形成された第五歯車部を有し、
前記第六回転伝達部は、前記第五軸を中心とした扇形の第五部位を有し、前記第五部位の円弧上に歯が形成された第六歯車部を有し、
前記第五歯車部と前記第六歯車部とは、互いにかみ合っており、
前記第八回転伝達部は、前記第四軸を中心とした扇形の第六部位を有し、前記第六部位の円弧上に歯が形成された第七歯車部を有し、
前記第七回転伝達部は、前記第六軸を中心とした円柱状に形成され、前記第六軸回りの外周面に歯が形成された第八歯車部を有し、
前記第七歯車部と前記第八歯車部とは、互いにかみ合っている
医療器具。
【請求項１０】
請求項９に記載の医療器具であって、
前記第八歯車部のピッチ円直径は、前記第七歯車部のピッチ円直径よりも小さい
医療器具。
【請求項１１】
請求項１に記載の医療器具であって、
前記第三軸は、前記第一軸よりも先端側に配置され、前記第一軸に対して位置が固定されており、
前記第四回転伝達部は、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続されている
医療器具。
【請求項１２】
請求項１１に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第一部位を有し、前記第一部位の円弧上に歯が形成された第一歯車部を有し、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第二部位を有し、前記第二部位の円弧上に歯が形成された第二歯車部を有し、
前記第一歯車部と前記第二歯車部とは、互いにかみ合っており、
前記第四回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第三部位を有し、前記第三部位の円弧上に歯が形成された第三歯車部を有し、
前記第三回転伝達部は、前記第三軸を中心とした円柱状に形成され、前記第三軸回りの外周面に歯が形成された第四歯車部を有し、
前記第三歯車部と前記第四歯車部とは、互いにかみ合っている
医療器具。
【請求項１３】
請求項１２に記載の医療器具であって、
前記第四歯車部のピッチ円直径は、前記第三歯車部のピッチ円直径よりも小さい
医療器具。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の医療器具であって、
前記第一関節部は、
前記第三軸を中心に回動可能な回転体と、
前記回転体に巻き付けられた操作部材と、
をさらに有し、
前記回転体は、前記第四歯車部と一体に回動するように接続されている
医療器具。
【請求項１５】
請求項１４に記載の医療器具であって、
前記回転体の外径は、前記第四歯車部のピッチ円直径よりも大きい
医療器具。
【請求項１６】
請求項１１から１５のいずれか一項に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸に沿う方向に第一部分と第二部分とに分割され、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸に沿う方向に第三部分と第四部分とに分割され、
前記第三接続部材は、前記第一回転伝達部の前記第一部分と前記第二部分との間に配置され、かつ前記第二回転伝達部の前記第三部分と前記第四部分との間に配置されている
医療器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用マニピュレータとして、操作者によって操作されるマスタマニピュレータと、マスタマニピュレータから発せられる信号に基づいて動作するスレーブマニピュレータと、を備えたマスタスレーブ型の医療用マニピュレータが知られている。このような医療用マニピュレータには、遠隔操作によって処置対象部位に対する処置をするための医療器具が取り付けられる。この医療器具は、先端に設けられたエンドエフェクタと、エンドエフェクタの向きを変化させるための関節部と、を備える。特許文献１には、この医療器具の関節部に適用可能なダブルジョイント関節構造が開示されている。【０００３】
特許文献２には、ダブルジョイント関節を有する医療器具が開示されている。この医療器具は、縫合糸や針などを把持する把持部（エンドエフェクタ）と、把持部の基端側に位置する先端部と、先端部とともに第２関節を形成する中間部と、中間部とともに第１関節を形成する根元部と、を備える。把持部は、ブレードプーリを介して駆動ワイヤが取り付けられた一対のブレードを有する。先端部は、基端側に設けられ、第一の軸が貫通している半円形の歯車部を有する。根元部は、先端側に設けられ、第二の軸が貫通している半円形の歯車部を有する。中間部は、第一および第二の軸の各軸を中心に先端部および根元部が回動可能なように形成されている。この中間部では、先端部の歯車部と根元部の歯車部とがかみ合っている。中間部は、これらの歯車部に隣接して配置され、第一および第二の軸がそれぞれ貫通している中間プレートを有する。中間プレートにはワイヤが固定されており、このワイヤを基端側に引くことで中間プレートが第二の軸を中心に回動するとともに先端部の歯車部と根元部の歯車部とがかみ合い動作をしながら根元部に対する先端部および把持部の向きが変化する。【０００４】
また、中間部は、中間プレートおよび歯車部を挟むように配置された、第一の軸回りに回転自在なプーリおよび第二の軸回りに回転自在なプーリを有する。一対のブレードを操作する駆動ワイヤは、第一の軸のプーリから第二の軸のプーリへ導かれるように掛けられている。上述のように構成されたダブルジョイント関節では、先端部が根元部に対して屈曲された場合でも駆動ワイヤの経路長が変化しないため、一対のブレードを他の関節と干渉せずに操作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５７８４５４２号明細書
【特許文献２】日本国特開２００６−１１６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の医療器具において、把持部の一対のブレードに大きな力を加えるためには、駆動ワイヤに大きな張力を加える必要がある。このとき、中間部のプーリに駆動ワイヤが掛けられているため、プーリをそれぞれ支持する第一の軸および第二の軸にもプーリを介して駆動ワイヤの張力に対応する力が加えられる。駆動ワイヤの張力が大きい場合には、その張力により第一の軸および第二の軸が相対的に傾いてしまう可能性がある。この場合、先端部の歯車部の歯と根元部の歯車部の歯とが互いに傾いた状態でかみ合うため、歯車部間での摩擦力が大きくなってしまう。その結果、ブレードの制御性や操作性が低下してしまう。【０００７】
この問題は、複数のダブルジョイント関節を有する医療器具でも起こる可能性がある。一般にダブルジョイント関節では減速比が通常の関節よりも小さいため、ダブルジョイント関節を屈曲させるにはダブルジョイント関節を操作する操作ワイヤに大きな張力を加える必要がある。先端側に設けられたダブルジョイント関節の操作ワイヤは、その関節の基端側に設けられたダブルジョイント関節に配置されたプーリに掛けられている。このため、先端側のダブルジョイント関節の操作ワイヤに大きな張力が加えられた場合には、基端側のダブルジョイント関節において上記の問題が生じる可能性がある。【０００８】
上述したような把持部の駆動ワイヤを操作した場合やダブルジョイント関節の操作ワイヤを操作した場合のほか、何らかの外力がダブルジョイント関節に加わって軸が傾くことによっても、上記の問題が起こる可能性がある。すなわち、上記の問題は、ダブルジョイント関節に対して外乱が加えられた場合に発生する可能性があると言える。【０００９】
上記の事情を踏まえ、本発明は、外乱に強いダブルジョイント関節を有する医療器具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】
【００１０】
本発明の第一の態様によれば、医療器具は、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに接続された第一腕部と、前記第一腕部の基端側に接続された第一関節部と、前記第一関節部の基端側に接続された第二腕部と、前記第二腕部の基端側に接続された本体と、を備える。前記第一関節部は、第一軸と、前記第一軸と離間して設けられ、前記第一軸と平行に配置された第二軸と、前記第一軸および前記第二軸と離間して設けられ、前記第一軸および前記第二軸と平行に配置された第三軸と、前記第一軸を中心に回動可能な第一回転伝達部を有し、前記第一腕部に固定された第一接続部材と、前記第二軸を中心に回動可能な第二回転伝達部を有し、前記第二腕部に固定された第二接続部材と、前記第一軸を中心に回動可能でありかつ前記第二軸を中心に回動可能な第三接続部材と、前記第三軸を中心に回動可能な第三回転伝達部と、を有する。前記第一回転伝達部と前記第二回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続されている。前記第三接続部材は、前記第三接続部材の端部に設けられ、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸または前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続された第四回転伝達部を有する。【００１１】
本発明の第二の態様によれば、前記第一の態様に係る医療器具において、前記第三軸は、前記第二軸よりも基端側に配置され、前記第二軸に対して位置が固定されていてもよい。前記第四回転伝達部は、前記第三回転伝達部と連動して前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続されていてもよい。【００１２】
本発明の第三の態様によれば、前記第二の態様に係る医療器具において、前記第一回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第一部位を有し、前記第一部位の円弧上に歯が形成された第一歯車部を有してもよい。前記第二回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第二部位を有し、前記第二部位の円弧上に歯が形成された第二歯車部を有してもよい。前記第一歯車部と前記第二歯車部とは、互いにかみ合っていてもよい。前記第四回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第三部位を有し、前記第三部位の円弧上に歯が形成された第三歯車部を有してもよい。前記第三回転伝達部は、前記第三軸を中心とした円柱状に形成され、前記第三軸回りの外周面に歯が形成された第四歯車部を有してもよい。前記第三歯車部と前記第四歯車部とは、互いにかみ合っていてもよい。【００１３】
本発明の第四の態様によれば、前記第三の態様に係る医療器具において、前記第四歯車部のピッチ円直径は、前記第三歯車部のピッチ円直径よりも小さくてもよい。【００１４】
本発明の第五の態様によれば、前記第三または前記第四の態様に係る医療器具において、前記第一関節部は、前記第三軸を中心に回動可能な回転体と、前記回転体に巻き付けられた操作部材と、をさらに有してもよい。前記回転体は、前記第四歯車部と一体に回動するように接続されていてもよい。【００１５】
本発明の第六の態様によれば、前記第五の態様に係る医療器具において、前記回転体の外径は、前記第四歯車部のピッチ円直径よりも大きくてもよい。【００１６】
本発明の第七の態様によれば、前記第二から前記第六の態様のうちのいずれか一態様に係る医療器具において、前記第一回転伝達部は、前記第一軸に沿う方向に第一部分と第二部分とに分割されていてもよい。前記第二回転伝達部は、前記第二軸に沿う方向に第三部分と第四部分とに分割されていてもよい。前記第三接続部材は、前記第一回転伝達部の前記第一部分と前記第二部分との間に配置され、かつ前記第二回転伝達部の前記第三部分と前記第四部分との間に配置されていてもよい。【００１７】
本発明の第八の態様によれば、前記第二から前記第七の態様のうちのいずれか一態様に係る医療器具において、前記第二腕部は、前記第一関節部に接続された第三腕部と、前記第三腕部の基端側に接続された第二関節部と、前記第二関節部の基端側と前記本体とを接続している第四腕部と、を有してもよい。前記第二関節部は、第四軸と、前記第四軸と離間して設けられ、前記第四軸と平行に配置された第五軸と、前記第四軸および前記第五軸と離間して設けられ、前記第四軸より先端側であって前記第四軸および前記第五軸と平行に配置され、前記第四軸に対して位置が固定されている第六軸と、前記第四軸を中心に回動可能な第五回転伝達部を有し、前記第三腕部に固定された第四接続部材と、前記第五軸を中心に回動可能な第六回転伝達部を有し、前記第四腕部に固定された第五接続部材と、前記第四軸を中心に回動可能でありかつ前記第五軸を中心に回動可能な第六接続部材と、前記第六軸を中心に回動可能な第七回転伝達部と、を有してもよい。前記第五回転伝達部と前記第六回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続されていてもよい。前記第六接続部材は、前記第六接続部材の端部に設けられ、前記第七回転伝達部と連動して前記第四軸を中心に回動するように前記第七回転伝達部に接続された第八回転伝達部を有してもよい。【００１８】
本発明の第九の態様によれば、前記第八の態様に係る医療器具において、前記第五回転伝達部は、前記第四軸を中心とした扇形の第四部位を有し、前記第四部位の円弧状に歯が形成された第五歯車部を有してもよい。前記第六回転伝達部は、前記第五軸を中心とした扇形の第五部位を有し、前記第五部位の円弧上に歯が形成された第六歯車部を有してもよい。前記第五歯車部と前記第六歯車部とは、互いにかみ合っていてもよい。前記第八回転伝達部は、前記第四軸を中心とした扇形の第六部位を有し、前記第六部位の円弧上に歯が形成された第七歯車部を有してもよい。前記第七回転伝達部は、前記第六軸を中心とした円柱状に形成され、前記第六軸回りの外周面に歯が形成された第八歯車部を有してもよい。前記第七歯車部と前記第八歯車部とは、互いにかみ合っていてもよい。【００１９】
本発明の第十の態様によれば、前記第九の態様に係る医療器具において、前記第八歯車部のピッチ円直径は、前記第七歯車部のピッチ円直径よりも小さくてもよい。【００２０】
本発明の第十一の態様によれば、前記第一の態様に係る医療器具において、前記第三軸は、前記第一軸よりも先端側に配置され、前記第一軸に対して位置が固定されていてもよい。前記第四回転伝達部は、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続されていてもよい。【００２１】
本発明の第十二の態様によれば、前記第十一の態様に係る医療器具において、前記第一回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第一部位を有し、前記第一部位の円弧上に歯が形成された第一歯車部を有してもよい。前記第二回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第二部位を有し、前記第二部位の円弧上に歯が形成された第二歯車部を有してもよい。前記第一歯車部と前記第二歯車部とは、互いにかみ合っていてもよい。前記第四回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第三部位を有し、前記第三部位の円弧上に歯が形成された第三歯車部を有してもよい。前記第三回転伝達部は、前記第三軸を中心とした円柱状に形成され、前記第三軸回りの外周面に歯が形成された第四歯車部を有してもよい。前記第三歯車部と前記第四歯車部とは、互いにかみ合っていてもよい。【００２２】
本発明の第十三の態様によれば、前記第十二の態様に係る医療器具において、前記第四歯車部のピッチ円直径は、前記第三歯車部のピッチ円直径よりも小さくてもよい。【００２３】
本発明の第十四の態様によれば、前記第十二または前記第十三の態様に係る医療器具において、前記第一関節部は、前記第三軸を中心に回動可能な回転体と、前記回転体に巻き付けられた操作部材と、をさらに有してもよい。前記回転体は、前記第四歯車部と一体に回動するように接続されていてもよい。【００２４】
本発明の第十五の態様によれば、前記第十四の態様に係る医療器具において、前記回転体の外径は、前記第四歯車部のピッチ円直径よりも大きくてもよい。【００２５】
本発明の第十六の態様によれば、前記第十一から前記第十五の態様のうちのいずれか一態様に係る医療器具において、前記第一回転伝達部は、前記第一軸に沿う方向に第一部分と第二部分とに分割されていてもよい。前記第二回転伝達部は、前記第二軸に沿う方向に第三部分と第四部分とに分割されていてもよい。前記第三接続部材は、前記第一回転伝達部の前記第一部分と前記第二部分との間に配置され、かつ前記第二回転伝達部の前記第三部分と前記第四部分との間に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
上記した医療器具によれば、ダブルジョイント関節に加えられる外乱の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療器具とともに使用される医療用マニピュレータの全体図である。
【図２】前記医療器具の先端側を示す斜視図である。
【図３】前記医療器具のエンドエフェクタの構成を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】前記医療器具の先端関節部の構成を一部断面で示す図である。
【図６】前記先端関節部の分解斜視図である。
【図７】前記先端関節部の中間接続部材および回転伝達部の構成を示す斜視図である。
【図８】前記先端関節部が真っ直ぐな状態を示す図である。
【図９】前記先端関節部が屈曲した状態を示す図である。
【図１０】前記医療器具の中間関節部の構成を一部断面で示す図である。
【図１１】前記中間関節部の分解斜視図である。
【図１２】前記中間関節部の中間接続部材および回転伝達部の構成を示す斜視図である。
【図１３】前記中間関節部が真っ直ぐな状態を示す図である。
【図１４】前記中間関節部が屈曲した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図１５を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る医療器具とともに使用される医療用マニピュレータ１００の一例を示す全体図である。医療用マニピュレータ１００は、マスタスレーブ型の遠隔操作システムを有する。医療用マニピュレータ１００は、マスタマニピュレータ１０１と、スレーブマニピュレータ１０４と、制御装置１０６と、を備える。
【００３０】
マスタマニピュレータ１０１は、術者Ｏｐの操作の動きをスレーブマニピュレータ１０４に伝達するマスタとして機能する。マスタマニピュレータ１０１は、液晶ディスプレイなどの表示部１０２と、術者Ｏｐが把持して操作を行うマスタアーム１０３と、を備える。マスタアーム３は、多軸動作可能な公知の構成を有する。マスタアーム１０３に対してなされる操作は、制御装置１０６に入力される。
【００３１】
制御装置１０６は、マスタマニピュレータ１０１からの入力を受け付けるマスタ制御部（不図示）と、スレーブマニピュレータ１０４へ駆動信号を出力するスレーブ制御部（不図示）と、を備える。マスタ制御部は、マスタマニピュレータ１０１からの入力に基づいて、スレーブマニピュレータ１０４を動作させるための操作指令を生成し、スレーブ制御部に出力する。スレーブ制御部は、マスタ制御部から出力された操作指令に基づいて、スレーブマニピュレータ１０４を駆動させるための駆動信号を生成し、スレーブマニピュレータ１０４に出力する。
【００３２】
スレーブマニピュレータ１０４は、患者Ｐが載置される手術台１０８に設置されている。スレーブマニピュレータ１０４は、スレーブ制御部から出力された駆動信号に従って動作するスレーブアーム１０５を備える。スレーブアーム１０５は、複数の多自由度関節を有して構成されており、多軸動作可能である。各多自由度関節は、図示しない動力部によって個別に駆動される。動力部としては、例えばインクリメンタルエンコーダや減速器などを備えたサーボ機構を有するモータ（サーボモータ）などを用いることができる。
【００３３】
スレーブマニピュレータ１０４には、軟性の内視鏡１１０が取り付けられている。内視鏡１１０は、スレーブアーム１０５の先端部に支持されて、患者Ｐの体内に挿入される。内視鏡１１０には、医療器具を挿通可能なチャンネル（不図示）が設けられている。本実施形態に係る医療器具は、内視鏡１１０の基端側に設けられた挿入口１１１からチャンネルに挿通されて使用される。また、内視鏡１１０には、体内の映像を取得する観察手段が設けられている。観察手段により取得された映像は、表示部１０２に表示される。
【００３４】
次に、本実施形態に係る医療器具１について説明する。図２は、医療器具１の先端側を示す斜視図である。医療器具１は、長手軸Ｏ１に沿って長尺に形成されている。
【００３５】
以下の説明では、医療器具１の長手軸Ｏ１において、使用時に処置対象部位に近い側を「先端側」と称し、先端側の反対側を「基端側」と称する。また、部材において先端側の端部を「先端部」と称し、基端側の端部を「基端部」と称する。加えて、長手軸Ｏ１に直交しかつ互いに直交する２つの方向を、Ｘ１方向およびＹ１方向と称する。また、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向と称し、Ｙ１方向と反対の方向をＹ２方向と称する。
【００３６】
図２に示すように、医療器具１は、エンドエフェクタ１０と、エンドエフェクタ１０に接続された先端腕部（第一腕部）２０と、先端腕部２０の基端側に接続された先端関節部（第一関節部）３０と、先端関節部３０の基端側に接続された中間腕部（第二腕部）４０と、中間腕部４０の基端側に接続された本体５０と、を備える。また、本実施形態では、中間腕部４０は、先端関節部３０に接続された腕部（第三腕部）６０と、腕部６０の基端側に接続された中間関節部（第二関節部）７０と、中間関節部７０の基端側と本体５０とを接続している腕部（第四腕部）８０と、を有する。腕部８０は、基端関節部９０を有する。医療器具１において、エンドエフェクタ１０、先端腕部２０、先端関節部３０、腕部６０、中間関節部７０、基端関節部９０（腕部８０）、および本体５０は、長手軸Ｏ１に沿って先端側から基端側にこの順で配置されている。また、先端関節部３０、中間関節部７０、および基端関節部９０は、それぞれ独立して屈曲動作を行う。
【００３７】
図３は、エンドエフェクタ１０および先端腕部２０の構成を示す平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。本実施形態では、医療器具１が把持鉗子である例を示している。エンドエフェクタ１０は、第一把持片１１Ａおよび第二把持片１１Ｂから構成され、開閉可能な一対の把持片１１を有する。第一把持片１１Ａのうち第二把持片１１Ｂに対向する面１２Ａには、複数の凸部および凹部が交互に形成されている。同様に、第二把持片１１Ｂにおいて第一把持片１１Ａに対向する面１２Ｂには、第一把持片１１Ａの面１２Ａの複数の凸部および凹部と対向するように、複数の凸部および凹部が形成されている。
【００３８】
第一把持片１１Ａの基端側には、接続部材１５Ａが設けられている。第一把持片１１Ａは、接続部材１５Ａを介して先端腕部２０に固定されている。第二把持片１１Ｂの基端側には、接続部材１５Ｂが設けられている。接続部材１５Ｂの基端部には、歯車部１６が設けられている。歯車部１６は、先端腕部２０内で、Ｘ１方向に延びて先端腕部２０と係合している回動軸２２に回動可能に取り付けられている。歯車部１６には、長手軸Ｏ１に直交しかつＸ１方向に平行な軸Ｏ２０Ａを中心に歯車部１６をＸ１方向に貫通する円孔１６Ａが形成されている。円孔１６Ａには、軸Ｏ２０Ａを中心軸としてＸ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸２２が挿通されている。回動軸２２の両端は、本体部２１の先端部２１Ａにそれぞれ支持されている。回動軸２２は、歯車部１６により、円孔１６Ａを介して軸Ｏ２０Ａを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、歯車部１６および歯車部１６に接続されている第二把持片１１Ｂは、軸Ｏ２０Ａを中心に回動軸２２に対して回動可能である。第一把持片１１Ａに対して第二把持片１１Ｂが回動することにより、一対の把持片１１はＹ１方向およびＹ２方向に開閉する。また、歯車部１６には、円孔１６Ａよりも基端側において軸Ｏ２０Ａを中心とした扇形の部位を有し、扇形の部位の円弧上に歯が形成されている。歯車部１６は、先端腕部２０に設けられた歯車部２４とかみ合うように構成されている。
【００３９】
先端腕部２０は、本体部２１と、歯車部２４と、プーリ２５と、プーリ２６と、を有する。本体部２１は、長手軸Ｏ１を中心軸とした略円柱状の外形を有する。本体部２１の先端部２１Ａと基端部２１Ｂとの間には、Ｙ１方向に本体部２１を貫通する収容空間２７が形成されている。先端部２１ＡのＹ１方向側の部分２１Ａａには、第一把持片１１Ａの接続部材１５Ａが固定されている。先端部２１ＡのＹ２方向側の部分２１Ａｂには、切り欠き部２１Ｃが形成されている。切り欠き部２１Ｃは、先端部２１Ａを長手軸Ｏ１に沿う方向に貫通し、収容空間２７と連通している。切り欠き部２１Ｃは、Ｙ２方向に開口しており、また軸Ｏ２０ＡよりもＹ１方向に延びて形成されている。切り欠き部２１ＣのＹ１方向側の端面２１Ｃａは、先端側から基端側に向かうにしたがってＹ１方向に向かうように形成されている。この端面２１Ｃａは、端面２１Ｃａと歯車部１６のＹ１方向側の側面１６Ｂとが当接することにより、第二把持片１１Ｂの回動範囲を規制している。切り欠き部２１ＣのＸ１方向の寸法は、第二把持片１１Ｂの接続部材１５Ｂおよび歯車部１６のＸ１方向の寸法よりも大きく設定されている。また、先端部２１Ａには、切り欠き部２１Ｃを挟んだＸ１方向の両側に軸Ｏ２０Ａを中心軸とする貫通孔が形成されている。回動軸２２の両端は、これらの貫通孔により回動可能に支持されている。
【００４０】
収容空間２７は、Ｙ１方向から見て矩形状に形成されている。収容空間２７には、歯車部２４と、プーリ２５と、プーリ２６と、第二把持片１１Ｂの歯車部１６が配置されている。収容空間２７のＸ１方向側の側壁部となる本体部２１の側部２１Ｅには、長手軸Ｏ１に直交しかつＸ１方向に平行な軸Ｏ２０Ｂを中心軸とする貫通孔が形成されている。また、収容空間２７のＸ２方向側の側壁部となる本体部２１の側部２１Ｆには、軸Ｏ２０Ｂを中心軸とする貫通孔が形成されている。側部２１Ｅの貫通孔および側部２１Ｆの貫通孔には、軸Ｏ２０Ｂを中心軸としてＸ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸２３の両端がそれぞれ挿通されて回動可能に支持されている。
【００４１】
歯車部２４には、軸Ｏ２０Ｂを中心に歯車部２４をＸ１方向に貫通する円孔２４Ａが形成されている。円孔２４Ａには、回動軸２３が軸Ｏ２０Ｂ回りに相対的に回動可能に挿通されている。歯車部２４は、軸Ｏ２０Ｂを中心とした円柱状に形成されている。歯車部２４の軸Ｏ２０Ｂ回りの外周面には、歯が形成されている。歯車部２４は第二把持片１１Ｂの歯車部１６とかみ合っているため、歯車部２４を軸Ｏ２０Ｂ回りに回動させることで第二把持片１１Ｂを軸Ｏ２０Ａ回りに回動させることができる。
【００４２】
プーリ２５は、軸Ｏ２０Ｂを中心軸とする円板状に形成され、軸Ｏ２０Ｂを中心にプーリ２５をＸ１方向に貫通する円孔（不図示）を有している。プーリ２５において軸Ｏ２０Ｂ回りの外周面には、プーリ溝２５Ａが形成されている。また、プーリ２６は、プーリ２５と同様の構成を有している。プーリ２５の円孔およびプーリ２６の円孔には、回動軸２３が軸Ｏ２０Ｂ回りに相対的に回動可能に挿通されている。プーリ２５は、歯車部２４にＸ１方向に隣接して設けられ、歯車部２４とともに回動するように歯車部２４に固定されている。プーリ２６は、歯車部２４にＸ２方向に隣接して設けられ、歯車部２４とともに回動するように歯車部２４に固定されている。
【００４３】
プーリ２５のプーリ溝２５Ａには、操作ワイヤ２５Ｗが巻き付けられている。操作ワイヤ２５Ｗの一端は、固定部（不図示）によりプーリ溝２５Ａに固定されている。操作ワイヤ２５Ｗの他端は、医療器具１の基端側に設けられた不図示の動力伝達部に接続されている。操作ワイヤ２５Ｗは、操作ワイヤ２５Ｗの他端から一端に向かうにしたがって、Ｘ２方向から見て反時計回りにプーリ溝２５Ａに巻き付けられている。また、プーリ２６のプーリ溝２６Ａには、操作ワイヤ２６Ｗが巻き付けられている。操作ワイヤ２６Ｗの一端は、固定部２６Ｂによりプーリ溝２６Ａに固定されている。操作ワイヤ２６Ｗの他端は、動力伝達部に接続されている。操作ワイヤ２６Ｗは、操作ワイヤ２６Ｗの他端から一端に向かうにしたがって、Ｘ２方向から見て時計回りにプーリ溝２６Ａに巻き付けられている。
【００４４】
上述の構成により、操作ワイヤ２５Ｗを基端側に引くとプーリ２５とともに歯車部２４がＸ２方向から見て時計回りに回動する。この歯車部２４の回動に伴い、歯車部２４とかみ合っている歯車部１６は、第二把持片１１ＢとともにＸ２方向から見て反時計回りに回動する。これにより、一対の把持片１１が開く。また、操作ワイヤ２６Ｗを基端側に引くとプーリ２６とともに歯車部２４がＸ２方向から見て反時計回りに回動する。この歯車部２４の回動に伴い、歯車部１６は、第二把持片１１ＢとともにＸ２方向から見て時計回りに回動する。これにより、一対の把持片１１が閉じる。このように、操作ワイヤ２５Ｗおよび操作ワイヤ２６Ｗの操作により、一対の把持片１１が開閉動作する。
【００４５】
本体部２１の基端部２１Ｂには、操作ワイヤ２５Ｗおよび操作ワイヤ２６Ｗを通すための切り欠き部２１Ｈａおよび切り欠き部２１Ｈｂが形成されている。切り欠き部２１Ｈａは、基端部２１ＢのＹ１方向側の端部においてＸ１方向側の部分に形成されている。切り欠き部２１Ｈａには、操作ワイヤ２５Ｗが通されている。また、切り欠き部２１Ｈｂは、基端部２１ＢのＹ２方向側の端部においてＸ２方向側の部分に形成されている。切り欠き部２１Ｈｂには、操作ワイヤ２６Ｗが通されている。
【００４６】
図５は、医療器具１の先端関節部３０の構成を一部断面で示す図である。図６は、先端関節部３０の分解斜視図である。図７は、先端関節部３０の中間接続部材３４および回転伝達部３５の構成を示す斜視図である。先端関節部３０は、Ｙ１方向回りに屈曲するダブルジョイント関節である。先端関節部３０は、軸（第一軸）Ｏ３０Ａと、軸（第二軸）Ｏ３０Ｂと、軸（第三軸）Ｏ３０Ｃと、を有する。軸Ｏ３０Ｂは、軸Ｏ３０Ａと離間して設けられ、軸Ｏ３０Ａと平行に配置されている。また、軸Ｏ３０Ｂは、軸Ｏ３０Ａよりも基端側に配置されている。軸Ｏ３０Ｃは、軸Ｏ３０Ａおよび軸Ｏ３０Ｂと離間して設けられ、軸Ｏ３０Ａおよび軸Ｏ３０Ｂと平行に配置されている。また、軸Ｏ３０Ｃは、軸Ｏ３０Ｂよりも基端側に配置され、軸Ｏ３０Ｂに対して位置が固定されている。本実施形態では、軸Ｏ３０Ａ、軸Ｏ３０Ｂ、および軸Ｏ３０Ｃは、長手軸Ｏ１に直交しかつＹ１方向に平行である。
【００４７】
また、先端関節部３０は、先端接続部材（第一接続部材）３１と、基端接続部材（第二接続部材）３２と、中間接続部材（第三接続部材）３４と、回転伝達部（第三回転伝達部）３５と、を有する。
【００４８】
先端接続部材３１は、本体部２１の基端部２１Ｂの基端側に固定されている（図４参照）。先端接続部材３１は、基端側に設けられた回転伝達部（第一回転伝達部）３１Ａを有する。回転伝達部３１Ａは、軸Ｏ３０Ａを中心に回動可能に構成されている。回転伝達部３１Ａには、軸Ｏ３０Ａを中心に回転伝達部３１ＡをＹ１方向に貫通する円孔３１Ｂが形成されている。円孔３１Ｂには、軸Ｏ３０Ａを中心軸としてＹ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸３３Ａが挿通されている。回動軸３３Ａは、回転伝達部３１Ａにより、円孔３１Ｂを介して軸Ｏ３０Ａを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、回転伝達部３１Ａは、軸Ｏ３０Ａを中心に回動軸３３Ａに対して回動可能である。
【００４９】
回転伝達部３１Ａは、軸Ｏ３０Ａに沿う方向、すなわちＹ１方向（またはＹ２方向）において上側回転伝達部（第一部分）３１Ａａと下側回転伝達部（第二部分）３１Ａｂとに分割されている。上側回転伝達部３１Ａａと下側回転伝達部３１Ａｂとは、Ｙ１方向に離間しかつ長手軸Ｏ１を挟むように互いに平行に配置されている。上側回転伝達部３１Ａａは長手軸Ｏ１よりもＹ１方向側に配置され、下側回転伝達部３１Ａｂは長手軸Ｏ１よりもＹ２方向側に配置されている。また、円孔３１Ｂとして、上側回転伝達部３１Ａａには、軸Ｏ３０Ａを中心に上側回転伝達部３１ＡａをＹ１方向に貫通する円孔３１Ｂａが形成され、下側回転伝達部３１Ａｂには、軸Ｏ３０Ａを中心に下側回転伝達部３１ＡｂをＹ１方向に貫通する円孔３１Ｂｂが形成されている。円孔３１Ｂａおよび円孔３１Ｂｂには、回動軸３３Ａが挿通されている。
【００５０】
回転伝達部３１Ａは、軸Ｏ３０Ａを中心とした扇形の部位（第一部位）３１Ｃｓを有し、扇形の部位３１Ｃｓの円弧上に歯が形成された歯車部（第一歯車部）３１Ｃを有する。歯車部３１Ｃとして、上側回転伝達部３１Ａａは、軸Ｏ３０Ａを中心とした扇形の部位（第一部位）３１Ｃａｓを有し、扇形の部位３１Ｃａｓの円弧上に歯が形成された上側歯車部（第一歯車部）３１Ｃａを有する。また、下側回転伝達部３１Ａｂは、軸Ｏ３０Ａを中心とした扇形の部位（第一部位）３１Ｃｂｓを有し、扇形の部位３１Ｃｂｓの円弧上に歯が形成された下側歯車部（第一歯車部）３１Ｃｂを有する。歯車部３１Ｃは、後述する回転伝達部３２Ａの歯車部（第二歯車部）３２Ｃとかみ合うように構成されている。具体的には、上側歯車部３１Ｃａは歯車部３２Ｃの上側歯車部３２Ｃａとかみ合い、下側歯車部３１Ｃｂは歯車部３２Ｃの下側歯車部３２Ｃｂとかみ合っている。これによって、回転伝達部３１Ａと回転伝達部３２Ａとは、互いに連動して回動するように接続されている。
【００５１】
基端接続部材３２は、中間腕部４０の先端側に設けられ、中間腕部４０に固定されている。本実施形態では、中間腕部４０のうち腕部６０の先端部６１に固定されている。基端接続部材３２は、先端側に設けられた回転伝達部（第二回転伝達部）３２Ａを有する。回転伝達部３２Ａは、軸Ｏ３０Ｂを中心に回動可能に構成されている。具体的には、回転伝達部３１Ａと同様に、回転伝達部３２Ａに形成された軸Ｏ３０Ｂを中心に回転伝達部３２ＡをＹ１方向に貫通する円孔３２Ｂに、軸Ｏ３０Ｂを中心軸としてＹ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸３３Ｂが挿通され、回転伝達部３２Ａに対して回動可能に支持されている。
【００５２】
回転伝達部３２Ａは、軸Ｏ３０Ｂに沿う方向、すなわちＹ１方向（またはＹ２方向）において上側回転伝達部（第三部分）３２Ａａと下側回転伝達部（第四部分）３２Ａｂとに分割されている。上側回転伝達部３２Ａａおよび下側回転伝達部３２Ａｂは、それぞれ回転伝達部３１Ａの上側回転伝達部３１Ａａおよび下側回転伝達部３１Ａｂと同様な態様で配置されている。また、円孔３２Ｂとして、上側回転伝達部３２Ａａには円孔３２Ｂａが形成され、下側回転伝達部３２Ａｂには円孔３２Ｂｂが形成されている。
【００５３】
回転伝達部３２Ａは、軸Ｏ３０Ｂを中心とした扇形の部位（第二部位）３２Ｃｓを有し、扇形の部位３２Ｃｓの円弧上に歯が形成された歯車部（第二歯車部）３２Ｃを有する。歯車部３２Ｃとして、上側回転伝達部３２Ａａは上側歯車部（第二歯車部）３２Ｃａを有し、下側回転伝達部３２Ａｂは下側歯車部（第二歯車部）３２Ｃｂを有する。なお、扇形の部位３２Ｃｓとして、上側歯車部３２Ｃａは扇形の部位（第二部位）３２Ｃａｓを有し、下側歯車部３２Ｃｂは扇形の部位（第二部位）３２Ｃｂｓを有する。
【００５４】
本実施形態では、歯車部３１Ｃ（上側歯車部３１Ｃａおよび下側歯車部３１Ｃｂ）のピッチ円直径は、歯車部３２Ｃ（上側歯車部３２Ｃａおよび下側歯車部３２Ｃｂ）のピッチ円直径と同一である。また、歯車部３１ＣのＹ１方向の寸法は、歯車部３２ＣのＹ１方向の寸法と同一である。すなわち、上側歯車部３１ＣａのＹ１方向の寸法と上側歯車部３２ＣａのＹ１方向の寸法とは等しく、下側歯車部３１ＣｂのＹ１方向の寸法と下側歯車部３２ＣｂのＹ１方向の寸法とは等しい。
【００５５】
中間接続部材３４は、軸Ｏ３０Ａを中心に回動可能でありかつ軸Ｏ３０Ｂを中心に回動可能に構成されている。本実施形態では、中間接続部材３４は、Ｙ１方向から見て略長円形状を有する板状の部材である。中間接続部材３４の先端側には、軸Ｏ３０Ａを中心に中間接続部材３４をＹ１方向に貫通する円孔３４Ａが形成されている。円孔３４Ａには、回動軸３３Ａが挿通されている。回動軸３３Ａは、中間接続部材３４により、円孔３４Ａを介して軸Ｏ３０Ａを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、中間接続部材３４は、軸Ｏ３０Ａを中心に回動軸３３Ａに対して回動可能である。また、中間接続部材３４の基端側には、軸Ｏ３０Ｂを中心に中間接続部材３４をＹ１方向に貫通する円孔３４Ｂが形成されている。円孔３４Ｂには、回動軸３３Ｂが挿通されている。回動軸３３Ｂは、中間接続部材３４により、円孔３４Ｂを介して軸Ｏ３０Ｂを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、中間接続部材３４は、軸Ｏ３０Ｂを中心に回動軸３３Ｂに対して回動可能である。
【００５６】
本実施形態では、中間接続部材３４の先端側は、回転伝達部３１Ａの上側回転伝達部３１Ａａと下側回転伝達部３１Ａｂとの間に配置されている。中間接続部材３４の基端側は、回転伝達部３２Ａの上側回転伝達部３２Ａａと下側回転伝達部３２Ａｂとの間に配置されている。よって、中間接続部材３４は長手軸Ｏ１を含むように配置されている。また、中間接続部材３４のＹ１方向の寸法は、上側回転伝達部３１Ａａと下側回転伝達部３１Ａｂとの間の寸法および上側回転伝達部３２Ａａと下側回転伝達部３２Ａｂとの間の寸法よりも小さい。
【００５７】
中間接続部材３４は、中間接続部材３４の基端部（端部）に設けられた回転伝達部（第四回転伝達部）３４Ｃを有する。回転伝達部３４Ｃは、回転伝達部３５と連動して軸Ｏ３０Ｂを中心に回動するように回転伝達部３５に接続されている。本実施形態では、回転伝達部３４Ｃは、軸Ｏ３０Ｂを中心とした扇形の部位（第三部位）３４Ｄｓを有し、扇形の部位３４Ｄｓの円弧上に歯が形成された歯車部（第三歯車部）３４Ｄを有する。歯車部３４Ｄは、後述する回転伝達部３５の歯車部（第四歯車部）３５Ｂとかみ合うように構成されている。このため、歯車部３５Ｂおよび歯車部３４Ｄを介して回転伝達部３５の回転運動が回転伝達部３４Ｃに伝達される。これによって、回転伝達部３４Ｃは、回転伝達部３５と連動して軸Ｏ３０Ｂを中心に回動することができる。
【００５８】
回転伝達部３１ＡのＹ１方向における両側には、プーリ３６Ａおよびプーリ３６Ｂが設けられている。プーリ３６Ａは、軸Ｏ３０Ａを中心軸とする円板状に形成され、軸Ｏ３０Ａを中心にプーリ３６ＡをＹ１方向に貫通する円孔を有している。プーリ３６Ａにおいて軸Ｏ３０Ａ回りの外周面には、プーリ溝が形成されている。また、プーリ３６Ｂは、プーリ３６Ａと同様に構成されている。
【００５９】
プーリ３６Ａの円孔およびプーリ３６Ｂの円孔には、回動軸３３Ａが軸Ｏ３０Ａ回りに相対的に回動可能に挿通されている。プーリ３６Ａは、上側回転伝達部３１ＡａのＹ１方向側に配置されており、プーリ３６Ｂは、下側回転伝達部３１ＡｂのＹ２方向側に配置されている。よって、回転伝達部３１Ａは、Ｙ１方向においてプーリ３６Ａとプーリ３６Ｂとの間に配置されている。プーリ３６Ａのプーリ溝には、プーリ２５から延びる操作ワイヤ２５Ｗが巻き掛けられている。プーリ３６Ｂのプーリ溝には、プーリ２６から延びる操作ワイヤ２６Ｗが巻き掛けられている。
【００６０】
回転伝達部３２ＡのＹ１方向における両側には、プーリ３６Ｃおよびプーリ３６Ｄが設けられている。プーリ３６Ｃおよびプーリ３６Ｄは、軸Ｏ３０Ａに代えて軸Ｏ３０Ｂを中心軸とした点を除いて、プーリ３６Ａと同様に構成されている。
【００６１】
プーリ３６Ｃの円孔およびプーリ３６Ｄの円孔には、回動軸３３Ｂが軸Ｏ３０Ｂ回りに相対的に回動可能に挿通されている。プーリ３６Ｃは、上側回転伝達部３２ＡａのＹ１方向側に配置されており、プーリ３６Ｄは、下側回転伝達部３２ＡｂのＹ２方向側に配置されている。よって、回転伝達部３２Ａは、Ｙ１方向においてプーリ３６Ｃとプーリ３６Ｄとの間に配置されている。プーリ３６Ｃのプーリ溝には、プーリ３６Ａから延びる操作ワイヤ２５Ｗが巻き掛けられている。プーリ３６Ｄのプーリ溝には、プーリ３６Ｂから延びる操作ワイヤ２６Ｗが巻き掛けられている。
【００６２】
プーリ３６Ａとプーリ３６Ｃとは、Ｙ１方向において同じ位置に配置されている。同様に、プーリ３６Ｂとプーリ３６Ｄとは、Ｙ１方向において同じ位置に配置されている。操作ワイヤ２５Ｗは、Ｙ２方向から見てプーリ３６Ａとプーリ３６Ｃとの間で長手軸Ｏ１と交差するように、プーリ３６ＡのＸ１方向側からプーリ３６ＣのＸ２方向側に巻き掛けられている。操作ワイヤ２６Ｗは、Ｙ２方向から見てプーリ３６Ｂとプーリ３６Ｄとの間で長手軸Ｏ１と交差するように、プーリ３６ＢのＸ２方向側からプーリ３６ＤのＸ１方向側に巻き掛けられている。
【００６３】
プーリ３６Ａおよびプーリ３６ＣのＹ１方向側には、支持部材３７Ａが設けられている。支持部材３７Ａは、Ｙ１方向から見て略長円形状を有する板状の部材である。支持部材３７Ａには、軸Ｏ３０Ａを中心に支持部材３７ＡをＹ１方向に貫通する円孔３７Ａａと、軸Ｏ３０Ｂを中心に支持部材３７ＡをＹ１方向に貫通する円孔３７Ａｂと、が形成されている。円孔３７Ａａには、回動軸３３Ａが軸Ｏ３０Ａを中心に相対的に回動可能に挿通されている。円孔３７Ａｂには、回動軸３３Ｂが軸Ｏ３０Ｂを中心に相対的に回動可能に挿通されている。
【００６４】
プーリ３６Ｂおよびプーリ３６ＤのＹ２方向側には、支持部材３７Ｂが設けられている。支持部材３７Ｂは、支持部材３７Ａと同一の構成を有している。支持部材３７Ｂの円孔３７Ｂａには、回動軸３３Ａが軸Ｏ３０Ａを中心に相対的に回動可能に挿通されている。支持部材３７Ｂの円孔３７Ｂｂには、回動軸３３Ｂが軸Ｏ３０Ｂを中心に相対的に回動可能に挿通されている。
【００６５】
回動軸３３Ａの両端は、円孔３７Ａａおよび円孔３７Ｂａを介して支持部材３７Ａおよび支持部材３７Ｂにそれぞれ支持されている。同様に、回動軸３３Ｂの両端は、円孔３７Ａｂおよび円孔３７Ｂｂを介して支持部材３７Ａおよび支持部材３７Ｂにそれぞれ支持されている。
【００６６】
上述した構成により、回動軸３３Ａは、支持部材３７Ａ、プーリ３６Ａ、回転伝達部３１Ａ（上側回転伝達部３１Ａａおよび下側回転伝達部３１Ａｂ）、中間接続部材３４、プーリ３６Ｂ、および支持部材３７Ｂを、軸Ｏ３０Ａを中心に互いに相対的に回動可能に接続している。同様に、回動軸３３Ｂは、支持部材３７Ｂ、プーリ３６Ｃ、回転伝達部３２Ａ（上側回転伝達部３２Ａａおよび下側回転伝達部３２Ａｂ）、中間接続部材３４、プーリ３６Ｄ、および支持部材３７Ｂを、軸Ｏ３０Ｂを中心に互いに相対的に回動可能に接続している。また、軸Ｏ３０Ａと軸Ｏ３０Ｂとの間の距離は、支持部材３７Ａ、中間接続部材３４、および支持部材３７Ｂにより、一定に保持されている。
【００６７】
回転伝達部３５は、軸Ｏ３０Ｃを中心に回動可能に構成されている。具体的には、軸Ｏ３０Ｃを中心に回転伝達部３５をＹ１方向に貫通する円孔３５Ａが形成されている。円孔３５Ａには、軸Ｏ３０Ｃを中心軸としてＹ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸３３Ｃが挿通されている。回動軸３３Ｃは、回転伝達部３５により、円孔３５Ａを介して軸Ｏ３０Ｃを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、回転伝達部３５は、軸Ｏ３０Ｃを中心に回動軸３３Ｃに対して回動可能である。
【００６８】
回転伝達部３５は、軸Ｏ３０Ｃを中心とした円柱状に形成され、軸Ｏ３０Ｃ回りの外周面に歯が形成された歯車部（第四歯車部）３５Ｂを有する。上述したように、歯車部３５Ｂは歯車部３４Ｄとかみ合っている。また、歯車部３５Ｂのピッチ円直径は、歯車部３４Ｄのピッチ円直径よりも小さい。このため、歯車部３４Ｄの回転数は歯車部３５Ｂの回転数よりも減速されるとともに、歯車部３４Ｄのトルクを歯車部３５Ｂのトルクよりも増加させることができる。
【００６９】
また、先端関節部３０は、軸Ｏ３０Ｃを中心に回動可能なプーリ（回転体）３８と、プーリ３８に巻き付けられた操作ワイヤ（操作部材）３８Ｗと、を有する。プーリ３８は、歯車部３５Ｂと一体に回動するように接続されている。本実施形態では、プーリ３８として、プーリ（回転体）３８Ａおよびプーリ（回転体）３８Ｂが設けられている。操作ワイヤ３８Ｗとして、操作ワイヤ（操作部材）３８ＡＷおよび操作ワイヤ（操作部材）３８ＢＷが設けられている。
【００７０】
プーリ３８Ａは、軸Ｏ３０Ｃを中心軸とする円板状に形成され、軸Ｏ３０Ｃを中心にプーリ３８ＡをＹ１方向に貫通する円孔（不図示）を有している。プーリ３８Ａにおいて軸Ｏ３０Ｃ回りの外周面には、プーリ溝３８Ａａが形成されている。プーリ３８Ｂは、プーリ３８Ａと同様の構成を有している。プーリ３８Ａの円孔およびプーリ３８Ｂの円孔には、回動軸３３Ｃが軸Ｏ３０Ｃ回りに相対的に回動可能に挿通されている。プーリ３８Ａは、歯車部３５ＢにＹ１方向に隣接して設けられ、歯車部３５Ｂとともに回動するように歯車部３５Ｂに固定されている。プーリ３８Ｂは、歯車部３５ＢにＹ２方向に隣接して設けられ、歯車部３５Ｂとともに回動するように歯車部３５Ｂに固定されている。
【００７１】
プーリ３８Ａのプーリ溝３８Ａａには、操作ワイヤ３８ＡＷが巻き付けられている。操作ワイヤ３８ＡＷの一端は、固定部３８Ａｂ（図８参照）によりプーリ溝３８Ａａに固定されている。操作ワイヤ３８ＡＷの他端は、医療器具１の基端側に設けられた不図示の動力伝達部に接続されている。操作ワイヤ３８ＡＷは、操作ワイヤ３８ＡＷの他端から一端に向かうにしたがって、Ｙ２方向から見て反時計回りにプーリ溝３８Ａａに巻き付けられている。また、プーリ３８Ｂのプーリ溝３８Ｂａには、操作ワイヤ３８ＢＷが巻き付けられている。操作ワイヤ３８ＢＷの一端は、固定部３８Ｂｂによりプーリ溝３８Ｂａに固定されている。操作ワイヤ３８ＢＷの他端は、医療器具１の基端側に設けられた不図示の動力伝達部に接続されている。操作ワイヤ３８ＢＷは、操作ワイヤ３８ＢＷの他端から一端に向かうにしたがって、Ｙ２方向から見て時計回りにプーリ溝３８Ｂａに巻き付けられている。
【００７２】
上述の構成により、操作ワイヤ３８ＡＷを基端側に引くとプーリ３８Ａとともに歯車部３５ＢがＹ２方向から見て反時計回りに回動する。また、操作ワイヤ３８ＢＷを基端側に引くとプーリ３８Ｂとともに歯車部３５ＢがＹ２方向から見て時計回りに回動する。
【００７３】
本実施形態では、プーリ３８Ａおよびプーリ３８Ｂの外径は、歯車部３５Ｂのピッチ円直径よりも大きい。これにより、歯車部３５Ｂを回動させるために必要な操作ワイヤ３８ＡＷおよび操作ワイヤ３８ＢＷの張力を小さくすることができる。
【００７４】
腕部６０は、長手軸Ｏ１を中心軸とする円筒状に形成されている。腕部６０の先端部６１の内部には、長手軸Ｏ１に沿って延びる収容空間６１Ａが形成されている。収容空間６１Ａは、先端部６１に固定された基端接続部材３２の基端側に配置されている。収容空間６１Ａは、回転伝達部３２Ａの上側回転伝達部３２Ａａと下側回転伝達部３２Ａｂとの間に形成された空間と、開口６１Ａａを介して長手軸Ｏ１に沿う方向に連通している。また、先端部６１には、軸Ｏ３０Ｃを中心に先端部６１を貫通する円孔６１Ｂａおよび円孔６１Ｂｂが形成されている。円孔６１Ｂａおよび円孔６１Ｂｂは、それぞれ収容空間６１Ａと連通し、収容空間６１Ａを挟んで配置されている。
【００７５】
回転伝達部３５、プーリ３８Ａ、およびプーリ３８Ｂは、収容空間６１Ａに配置されている。回転伝達部３４Ｃの歯車部３４Ｄは、開口６１Ａａを通過して収容空間６１Ａ内に配置され、回転伝達部３５の歯車部３５Ｂとかみ合っている。回動軸３３Ｃの両端は、軸Ｏ３０Ｃを中心に相対的に回動可能に円孔６１Ｂａおよび円孔６１Ｂｂにそれぞれ支持されている。回動軸３３Ｃは、円孔６１Ｂａおよび円孔６１Ｂｂにより先端部６１に支持されており、回動軸３３Ｂは、先端部６１に固定された基端接続部材３２の回転伝達部３２Ａに支持されている。したがって、軸Ｏ３０Ｃは、軸Ｏ３０Ｂに対して位置が固定されている。
【００７６】
上述した構成を備える先端関節部３０の動作について、図８および図９を参照して説明する。図８は、先端関節部３０が真っ直ぐな状態を示す図である。図９は、先端関節部３０が屈曲した状態を示す図である。図８および図９は、先端関節部３０をＹ２方向から見た図である。なお、図８および図９では、先端関節部３０の構成を簡略化して示している。また、図８および図９に示すように、Ｙ１方向回りの回転方向として、Ｙａ１方向とＹａ１方向とは反対のＹａ２方向を設定する。
【００７７】
図８に示すように、先端関節部３０が真っ直ぐな状態で、操作ワイヤ３８ＡＷを基端側に引くと、プーリ３８Ａに固定された歯車部３５ＢがＹ２方向から見て反時計回りに、すなわちＹａ１方向に軸Ｏ３０Ｃを中心に回動する。歯車部３５Ｂは中間接続部材３４の歯車部３４Ｄとかみ合っているため、歯車部３５Ｂの回動に伴って、歯車部３４ＤがＹａ２方向に軸Ｏ３０Ｂを中心に回動する。すなわち、中間接続部材３４は、基端接続部材３２に対してＹａ２方向に軸Ｏ３０Ｂを中心に回動する。このとき、中間接続部材３４とともに回動軸３３Ａ、すなわち軸Ｏ３０Ａも、Ｙａ２方向に軸Ｏ３０Ｂを中心に回転移動する。また、先端接続部材３１の歯車部３１Ｃは基端接続部材３２の歯車部３２Ｃとかみ合っているため、中間接続部材３４の回動に伴って、歯車部３１ＣがＹａ２方向に軸Ｏ３０Ａを中心に回動する。すなわち、先端接続部材３１は、中間接続部材３４に対してＹａ２方向に軸Ｏ３０Ａを中心に回動する。上述した動作により、図９に示すように、先端関節部３０がＹａ２方向に屈曲した状態になる。この状態から先端関節部３０を真っ直ぐな状態にする場合、または先端関節部３０を真っ直ぐな状態からＹａ１方向に屈曲させる場合には、操作ワイヤ３８ＢＷを基端側に引く。これにより、プーリ３８Ｂに固定された歯車部３５Ｂが上述の動作とは逆にＹａ２方向に軸Ｏ３０Ｃを中心に回動する。そして、各部材が上述の動作とはそれぞれ逆方向に動作することで、先端関節部３０がＹａ１方向に屈曲する。
【００７８】
上述の先端関節部３０の屈曲動作について、さらに詳細に説明する。ここで、歯車部３１Ｃのピッチ円の半径をＲａとし、歯車部３２Ｃのピッチ円の半径をＲｂとし、歯車部３４Ｄのピッチ円の半径をＲｃとし、歯車部３５Ｂのピッチ円の半径をＲｄとする。歯車部３５Ｂが軸Ｏ３０Ｃを中心にＹａ１方向に角度θｄだけ回動したときに、歯車部３４Ｄが基端接続部材３２に対して軸Ｏ３０Ｂを中心にＹａ２方向に角度θｃだけ回動した場合、角度θｃは次式で表される。
θｃ＝θｄ×Ｒｄ／Ｒｃ      ・・・（１）
このとき、歯車部３１Ｃが中間接続部材３４に対して軸Ｏ３０Ａを中心にＹａ２方向に回動する角度をθａ、歯車部３２Ｃが中間接続部材３４に対して軸Ｏ３０Ｂを中心にＹａ１方向に回動する角度をθｂとすると、角度θａは次式で表される。
θａ＝θｂ×Ｒｂ／Ｒａ      ・・・（２）
本実施形態では、歯車部３１Ｃのピッチ円直径と歯車部３２Ｃのピッチ円直径とは等しい。また、角度θｂの大きさは角度θｃの大きさと同一である。よって、（２）式は次のようになる。
θａ＝θｂ＝θｃ      ・・・（３）
したがって、先端接続部材３１が基端接続部材３２に対して回動する角度θ１は、次式で表される。
θ１＝θａ＋θｃ＝２θｃ      ・・・（４）
すなわち、先端接続部材３１が基端接続部材３２に対して回動する角度θ１は、中間接続部材３４が基端接続部材３２に対して回動する角度θｃの２倍となる。
【００７９】
また、歯車部３４Ｄが回動する際のトルクをＴｃとし、歯車部３５Ｂが回動する際のトルクをＴｄとすると、トルクＴｃは次式で表される。
Ｔｃ＝Ｔｄ×Ｒｃ／Ｒｄ      ・・・（５）
本実施形態では、歯車部３５Ｂのピッチ円直径は歯車部３４Ｄのピッチ円直径よりも小さいため、Ｒｃ／Ｒｄ（減速比）＞１となる。このように減速比を大きくすることで、歯車部３４ＤのトルクＴｃに対して歯車部３５ＢのトルクＴｄを小さくすることができる。よって、歯車部３５Ｂを回動させる際に操作ワイヤ３８ＡＷおよび操作ワイヤ３８ＢＷに加わる張力を小さくすることができる。
【００８０】
なお、ダブルジョイント関節では、関節の屈曲は操作ワイヤの経路長に影響しない。例えば、プーリ３６Ａおよびプーリ３６Ｃに巻き掛けられた操作ワイヤ２５Ｗにおいて、図８に示されるＰａ点とＰｂ点との間の経路長は、図９に示されるような先端関節部３０が屈曲した状態でのＰａ点とＰｂ点との経路長と等しい。このため、一対の把持片１１の操作とは独立して、先端関節部３０を屈曲させることができる。
【００８１】
先端関節部３０は上述のように構成されているため、関節の軸を傾ける外力が作用する場合など外乱に対する耐性を有する。例えば、一対の把持片１１で対象物を把持する力が大きい場合、操作ワイヤ２６Ｗに加わる張力も大きくなる。この張力により、操作ワイヤ２６Ｗが巻き掛けられたプーリ３６Ｂおよびプーリ３６Ｄを介して、回動軸３３Ａと回動軸３３Ｂとの間隔を広げるように回動軸３３Ａおよび回動軸３３Ｂを傾かせる力が、回動軸３３Ａおよび回動軸３３Ｂに作用する。回動軸３３Ａおよび回動軸３３Ｂが傾いて、互いに非平衡の位置関係に配置された場合、歯車部３１Ｃと歯車部３２Ｃとが互いに傾いた状態でかみ合うため、歯車部間での摩擦力が大きくなる。この結果、エンドエフェクタ１０の制御性や操作性が低下してしまう。
【００８２】
従来のダブルジョイント関節では、主として、一方の回動軸が挿通された先端接続部材の歯車部と他方の回動軸が挿通された基端接続部材の歯車部とが互いにかみ合って支持することにより、上述したような回動軸に働く力およびこの力によるモーメントに対抗し、回動軸の姿勢を維持している。上述した点を踏襲しつつ、本実施形態に係る先端関節部３０では、さらに、先端接続部材３１の回転伝達部３１Ａは、上側歯車部３１Ｃａを有する上側回転伝達部３１Ａａと下側歯車部３１Ｃｂを有する下側回転伝達部３１Ａｂとに分割され、基端接続部材３２の回転伝達部３２Ａは、上側歯車部３２Ｃａを有する上側回転伝達部３２Ａａと下側歯車部３２Ｃｂを有する下側回転伝達部３２Ａｂとに分割されている。中間接続部材３４は、上側回転伝達部３１Ａａと下側回転伝達部３１Ａｂとの間に配置され、かつ上側回転伝達部３２Ａａと下側回転伝達部３２Ａｂとの間に配置されている。これにより、回転伝達部３１Ａの歯車部３１ＣのＹ１方向の寸法および回転伝達部３２Ａの歯車部３２ＣのＹ１方向の寸法を、実質的に大きくすることができる。すなわち、上側歯車部３１Ｃａおよび上側歯車部３２Ｃａは、中間接続部材３４が配置される空間のＹ１方向の寸法に応じてＹ１方向側に移動して配置され、下側歯車部３１Ｃｂおよび下側歯車部３２Ｃｂは、前記空間の寸法に応じてＹ２方向側に移動して配置されている。その結果、歯車部３１Ｃの全体としてのＹ１方向の寸法および歯車部３２Ｃの全体としてのＹ１方向の寸法は大きくなっている。また、回動軸３３Ａおよび回動軸３３ＢのＹ１方向の端部により近い位置で、上側歯車部３１Ｃａと上側歯車部３２Ｃａとが互いにかみ合っており、回動軸３３Ａおよび回動軸３３ＢのＹ２方向の端部により近い位置で、下側歯車部３１Ｃｂと下側歯車部３２Ｃｂとが互いにかみ合っている。よって、歯車部３１Ｃおよび歯車部３２Ｃにより、上述した力により回動軸３３Ａおよび回動軸３３Ｂに作用するモーメントに対抗して、回動軸３３Ａおよび回動軸３３Ｂの姿勢をより確実に維持することができる。このように、先端関節部３０は外乱に強い構成を有している。
【００８３】
加えて、本実施形態では、中間接続部材３４は、上側回転伝達部３１Ａａと下側回転伝達部３１Ａｂとの間、および上側回転伝達部３２Ａａと下側回転伝達部３２Ａｂとの間に配置されており、同時に、回動軸３３Ａおよび回動軸３３ＢのＹ１方向の中央部分を支持している。したがって、歯車部３５Ｂにより中間接続部材３４が軸Ｏ３３Ｂを中心に回動されたときに、中間接続部材３４が回動軸３３Ａを移動させるために回動軸３３Ａに加える力により回動軸３３Ａを回動軸３３Ｂに対して傾けるように働くモーメントを小さくすることができる。
【００８４】
続いて、中間関節部７０について図１０から図１４を参照して説明する。図１０は、中間関節部７０の構成を一部断面で示す図である。図１１は、中間関節部７０の分解斜視図である。図１２は、中間関節部７０の中間接続部材７４および回転伝達部７５の構成を示す斜視図である。
【００８５】
中間関節部７０は、Ｙ１方向回りに屈曲するダブルジョイント関節である。中間関節部７０は、軸（第一軸、第四軸）Ｏ７０Ａと、軸（第二軸、第五軸）Ｏ７０Ｂと、軸（第三軸、第六軸）Ｏ７０Ｃと、を有する。軸Ｏ７０Ｂは、軸Ｏ７０Ａと離間して設けられ、軸Ｏ７０Ａと平行に配置されている。また、軸Ｏ７０Ｂは、軸Ｏ７０Ａよりも基端側に配置されている。軸Ｏ７０Ｃは、軸Ｏ７０Ａおよび軸Ｏ７０Ｂと離間して設けられ、軸Ｏ７０Ａおよび軸Ｏ７０Ｂと平行に配置されている。また、軸Ｏ７０Ｃは、軸Ｏ７０Ａよりも先端側に配置され、軸Ｏ７０Ａに対して位置が固定されている。本実施形態では、軸Ｏ７０Ａ、軸Ｏ７０Ｂ、および軸Ｏ７０Ｃは、長手軸Ｏ１に直交しかつＹ１方向に平行である。
【００８６】
また、中間関節部７０は、先端接続部材（第一接続部材、第四接続部材）７１と、基端接続部材（第二接続部材、第五接続部材）７２と、中間接続部材（第三接続部材、第六接続部材）７４と、回転伝達部（第三回転伝達部、第七回転伝達部）７５と、を有する。先端関節部３０では、回転伝達部３５は中間接続部材３４よりも基端側に配置されているのに対して、中間関節部７０では、回転伝達部７５は中間接続部材７４よりも先端側に配置されている。
【００８７】
先端接続部材７１は、腕部６０の基端部６２の基端側に固定されている。先端接続部材７１は、基端側に設けられた回転伝達部（第一回転伝達部、第五回転伝達部）７１Ａを有する。回転伝達部７１Ａは、軸Ｏ７０Ａを中心に回動可能に構成されている。回転伝達部７１Ａには、軸Ｏ７０Ａを中心に回転伝達部７１ＡをＹ１方向に貫通する円孔７１Ｂが形成されている。円孔７１Ｂには、軸Ｏ７０Ａを中心軸としてＹ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸７３Ａが挿通されている。回動軸７３Ａは、回転伝達部７１Ａにより、円孔７１Ｂを介して軸Ｏ７０Ａを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、回転伝達部７１Ａは、軸Ｏ７０Ａを中心に回動軸７３Ａに対して回動可能である。
【００８８】
回転伝達部７１Ａは、軸Ｏ７０Ａに沿う方向、すなわちＹ１方向（またはＹ２方向）において上側回転伝達部（第一部分、第五部分）７１Ａａと下側回転伝達部（第二部分、第六部分）７１Ａｂとに分割されている。上側回転伝達部７１Ａａと下側回転伝達部７１Ａｂとは、Ｙ１方向に離間しかつ長手軸Ｏ１を挟むように互いに平行に配置されている。上側回転伝達部７１Ａａは長手軸Ｏ１よりもＹ１方向側に配置され、下側回転伝達部７１Ａｂは長手軸Ｏ１よりもＹ２方向側に配置されている。また、円孔７１Ｂとして、上側回転伝達部７１Ａａには、軸Ｏ７０Ａを中心に上側回転伝達部７１ＡａをＹ１方向に貫通する円孔７１Ｂａが形成され、下側回転伝達部７１Ａｂには、軸Ｏ７０Ａを中心に下側回転伝達部７１ＡｂをＹ１方向に貫通する円孔７１Ｂｂが形成されている。円孔７１Ｂａおよび円孔７１Ｂｂには、回動軸７３Ａが挿通されている。
【００８９】
回転伝達部７１Ａは、軸Ｏ７０Ａを中心とした扇形の部位（第一部位、第四部位）７１Ｃｓを有し、扇形の部位７１Ｃｓの円弧上に歯が形成された歯車部（第一歯車部、第五歯車部）７１Ｃを有する。歯車部７１Ｃとして、上側回転伝達部７１Ａａは上側歯車部（第一歯車部、第五歯車部）７１Ｃａを有し、下側回転伝達部７１Ａｂは下側歯車部（第一歯車部、第五歯車部）７１Ｃｂを有する。なお、扇形の部位７１Ｃｓとして、上側歯車部７１Ｃａは扇形の部位（第一部位、第四部位）７１Ｃａｓを有し、下側回転伝達部７１Ａｂは扇形の部位（第一部位、第四部位）７１Ｃｂｓを有する。歯車部７１Ｃは、後述する回転伝達部７２Ａの歯車部（第二歯車部、第六歯車部）７２Ｃとかみ合うように構成されている。具体的には、上側歯車部７１Ｃａは歯車部７２Ｃの上側歯車部７２Ｃａとかみ合い、下側歯車部７１Ｃｂは歯車部７２Ｃの下側歯車部７２Ｃｂとかみ合っている。これによって、回転伝達部７１Ａと回転伝達部７２Ａとは、互いに連動して回動するように接続されている。
【００９０】
基端接続部材７２は、腕部８０の先端側に設けられ、腕部８０に固定されている。本実施形態では、腕部８０の基端関節部９０の先端部９１に固定されている。基端接続部材７２は、先端側に設けられた回転伝達部（第二回転伝達部、第六回転伝達部）７２Ａを有する。回転伝達部７２Ａは、軸Ｏ７０Ｂを中心に回動可能に構成されている。具体的には、回転伝達部７２Ａには、軸Ｏ７０Ｂを中心に回転伝達部７２ＡをＹ１方向に貫通する円孔７２Ｂが形成されている。円孔７２Ｂには、軸Ｏ７０Ｂを中心軸としてＹ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸７３Ｂが挿通されている。回動軸７３Ｂは、回転伝達部７２Ａにより、円孔７２Ｂを介して軸Ｏ７０Ｂを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、回転伝達部７２Ａは、軸Ｏ７０Ｂを中心に回動軸７３Ｂに対して回動可能である。
【００９１】
回転伝達部７２Ａは、軸Ｏ７０Ｂに沿う方向、すなわちＹ１方向（またはＹ２方向）において上側回転伝達部（第三部分、第七部分）７２Ａａと下側回転伝達部（第四部分、第八部分）７２Ａｂとに分割されている。上側回転伝達部７２Ａａおよび下側回転伝達部７２Ａｂは、それぞれ回転伝達部７１Ａの上側回転伝達部７１Ａａおよび下側回転伝達部７１Ａｂと同様な態様で配置されている。また、円孔７２Ｂとして、上側回転伝達部７２Ａａには円孔７２Ｂａが形成され、下側回転伝達部７２Ａｂには円孔７２Ｂｂが形成されている。
【００９２】
回転伝達部７２Ａは、軸Ｏ７０Ｂを中心とした扇形の部位（第二部位、第五部位）７２Ｃｓを有し、扇形の部位７２Ｃｓの円弧上に歯が形成された歯車部（第二歯車部、第六歯車部）７２Ｃを有する。歯車部７２Ｃとして、上側回転伝達部７２Ａａは上側歯車部（第二歯車部、第六歯車部）７２Ｃａを有し、下側回転伝達部７２Ａｂは下側歯車部（第二歯車部、第六歯車部）７２Ｃｂを有する。なお、扇形の部位７２Ｃｓとして、上側歯車部７２Ｃａは扇形の部位（第二部位、第五部位）７２Ｃａｓを有し、下側歯車部７２Ｃｂは扇形の部位（第二部位、第五部位）７２Ｃｂｓを有する。
【００９３】
本実施形態では、歯車部７１Ｃ（上側歯車部７１Ｃａおよび下側歯車部７１Ｃｂ）のピッチ円直径は、歯車部７２Ｃ（上側歯車部７２Ｃａおよび下側歯車部７２Ｃｂ）のピッチ円直径と同一である。また、歯車部７１ＣのＹ１方向の寸法は、歯車部７２ＣのＹ１方向の寸法と同一である。すなわち、上側歯車部７１ＣａのＹ１方向の寸法と上側歯車部７２ＣａのＹ１方向の寸法とは等しく、下側歯車部７１ＣｂのＹ１方向の寸法と下側歯車部７２ＣｂのＹ１方向の寸法とは等しい。
【００９４】
中間接続部材７４は、軸Ｏ７０Ａを中心に回動可能でありかつ軸Ｏ７０Ｂを中心に回動可能に構成されている。本実施形態では、中間接続部材７４は、回転伝達部７４Ｃが先端側に設けられている点を除いて、先端関節部３０の中間接続部材３４と同様に構成されている。中間接続部材７４の先端側に形成された円孔７４Ａには、回動軸７３Ａが挿通され、軸Ｏ７０Ａを中心に相対的に回動可能に支持されている。また、中間接続部材７４の基端側に形成された円孔７４Ｂには、回動軸７３Ｂが挿通され、軸Ｏ７０Ｂを中心に相対的に回動可能に支持されている。
【００９５】
本実施形態では、中間接続部材７４の先端側は、回転伝達部７１Ａの上側回転伝達部７１Ａａと下側回転伝達部７１Ａｂとの間に配置されている。中間接続部材７４の基端側は、回転伝達部７２Ａの上側回転伝達部７２Ａａと下側回転伝達部７２Ａｂとの間に配置されている。
【００９６】
中間接続部材７４は、中間接続部材７４の先端部（端部）に設けられた回転伝達部（第四回転伝達部、第八回転伝達部）７４Ｃを有する。回転伝達部７４Ｃは、回転伝達部７５と連動して軸Ｏ７０Ａを中心に回動するように回転伝達部７５に接続されている。本実施形態では、回転伝達部７４Ｃは、軸Ｏ７０Ｂを中心とした扇形の部位（第三部位、第六部位）７４Ｄｓを有し、扇形の部位７４Ｄｓの円弧上に歯が形成された歯車部（第三歯車部、第七歯車部）７４Ｄを有する。歯車部７４Ｄは、後述する回転伝達部７５の歯車部（第四歯車部、第八歯車部）７５Ｂとかみ合うように構成されている。このため、歯車部７５Ｂおよび歯車部７４Ｄを介して回転伝達部７５の回転運動が回転伝達部７４Ｃに伝達される。これによって、回転伝達部７４Ｃは、回転伝達部７５と連動して軸Ｏ７０Ａを中心に回動することができる。
【００９７】
回転伝達部７１Ａの上側回転伝達部７１ＡａのＹ１方向側には、プーリ７６Ａｉ、プーリ７６Ａｊ、およびプーリ７６Ａｋが、Ｙ１方向に沿ってこの順で設けられている。回転伝達部７１Ａの下側回転伝達部７１ＡｂのＹ２方向側には、プーリ７６Ｂｉ、プーリ７６Ｂｊ、およびプーリ７６Ｂｋが、Ｙ２方向に沿ってこの順で設けられている。回転伝達部７２Ａの上側回転伝達部７２ＡａのＹ１方向側には、プーリ７６Ｃｉ、プーリ７６Ｃｊ、およびプーリ７６Ｃｋが、Ｙ１方向に沿ってこの順で設けられている。回転伝達部７２Ａの下側回転伝達部７２ＡｂのＹ２方向側には、プーリ７６Ｄｉ、プーリ７６Ｄｊ、およびプーリ７６Ｄｋが、Ｙ２方向に沿ってこの順で設けられている。プーリ７６Ａｉ、プーリ７６Ａｊ、プーリ７６Ａｋ、プーリ７６Ｂｉ、プーリ７６Ｂｊ、プーリ７６Ｂｋ、プーリ７６Ｃｉ、プーリ７６Ｃｊ、プーリ７６Ｃｋ、プーリ７６Ｄｉ、プーリ７６Ｄｊ、およびプーリ７６Ｄｋには、先端関節部３０のプーリ３６Ａ、プーリ３６Ｂ、プーリ３６Ｃ、またはプーリ３６Ｄと同様の構成を有するプーリを用いることができる。
【００９８】
プーリ７６Ａｉの円孔、プーリ７６Ａｊの円孔、プーリ７６Ａｋの円孔、プーリ７６Ｂｉの円孔、プーリ７６Ｂｊの円孔、およびプーリ７６Ｂｋの円孔には、回動軸７３Ａが軸Ｏ７０Ａ回りに相対的に回動可能に挿通されている。プーリ７６Ｃｉの円孔、プーリ７６Ｃｊの円孔、プーリ７６Ｃｋの円孔、プーリ７６Ｄｉの円孔、プーリ７６Ｄｊの円孔、およびプーリ７６Ｄｋの円孔には、回動軸７３Ｂが軸Ｏ７０Ｂ回りに相対的に回動可能に挿通されている。
【００９９】
プーリ７６Ａｉのプーリ溝およびプーリ７６Ｃｉのプーリ溝には、後述するプーリ７８Ａから延びる操作ワイヤ７８ＡＷが巻き掛けられている。プーリ７６Ａｊのプーリ溝およびプーリ７６Ｃｊのプーリ溝には、先端関節部３０のプーリ３８Ａから延びる操作ワイヤ３８ＡＷが巻き掛けられている。プーリ７６Ａｋのプーリ溝およびプーリ７６Ｃｋのプーリ溝には、先端関節部３０のプーリ３６Ａから延びる操作ワイヤ２５Ｗが巻き掛けられている。
【０１００】
プーリ７６Ｂｉのプーリ溝およびプーリ７６Ｄｉのプーリ溝には、後述するプーリ７８Ｂから延びる操作ワイヤ７８ＢＷが巻き掛けられている。プーリ７６Ｂｊのプーリ溝およびプーリ７６Ｄｊのプーリ溝には、先端関節部３０のプーリ３８Ｂから延びる操作ワイヤ３８ＢＷが巻き掛けられている。プーリ７６Ｂｋのプーリ溝およびプーリ７６Ｄｋのプーリ溝には、先端関節部３０のプーリ３６Ｂから延びる操作ワイヤ２６Ｗが巻き掛けられている。
【０１０１】
本実施形態では、図１０に示されるように、プーリ７６Ａｉおよびプーリ７６Ｃｉ、プーリ７６Ａｊおよびプーリ７６Ｃｊ、プーリ７６Ａｋおよびプーリ７６Ｃｋ、プーリ７６Ｂｉおよびプーリ７６Ｄｉ、プーリ７６Ｂｊおよびプーリ７６Ｄｊ、ならびにプーリ７６Ｂｋおよびプーリ７６Ｄｋは、それぞれＹ１方向において同じ位置に配置されている。
【０１０２】
加えて、プーリ７６Ａｊおよびプーリ７６Ｃｊは、プーリ３８ＡとＹ１方向において同じ位置に配置されている。プーリ７６Ａｋおよびプーリ７６Ｃｋは、プーリ３６Ａおよびプーリ３６ＣとＹ１方向において同じ位置に配置されている。プーリ７６Ｂｊおよびプーリ７６Ｄｊは、プーリ３８ＢとＹ１方向において同じ位置に配置されている。プーリ７６Ｂｋおよびプーリ７６Ｄｋは、プーリ３６Ｂおよびプーリ３６ＤとＹ１方向において同じ位置に配置されている。上述のように構成されているため、先端関節部３０から中間関節部７０にまたがる操作ワイヤ２５Ｗ、２６Ｗ、３８ＡＷ、３８ＢＷをよりスムーズに駆動させることができる。
【０１０３】
また、操作ワイヤ７８ＡＷは、Ｙ２方向から見てプーリ７６Ａｉとプーリ７６Ｃｉとの間で長手軸Ｏ１と交差するように、プーリ７６ＡｉのＸ２方向側からプーリ７６ＣｉのＸ１方向側に巻き掛けられている。操作ワイヤ３８ＡＷは、Ｙ２方向から見てプーリ７６Ａｊとプーリ７６Ｃｊとの間で長手軸Ｏ１と交差するように、プーリ７６ＡｊのＸ１方向側からプーリ７６ＣｊのＸ２方向側に巻き掛けられている。操作ワイヤ２５Ｗは、プーリ７６Ａｉおよびプーリ７６Ｃｉに巻き掛けられた操作ワイヤ７８ＡＷと同様に、プーリ７６Ａｋおよびプーリ７６Ｃｋに巻き掛けられている。操作ワイヤ７８ＢＷは、プーリ７６Ａｊおよびプーリ７６Ｃｊに巻き掛けられた操作ワイヤ３８ＡＷと同様に、プーリ７６Ｂｉおよびプーリ７６Ｄｉに巻き掛けられている。操作ワイヤ３８ＢＷは、プーリ７６Ａｉおよびプーリ７６Ｃｉに巻き掛けられた操作ワイヤ７８ＡＷと同様に、プーリ７６Ｂｊおよびプーリ７６Ｄｊに巻き掛けられている。操作ワイヤ２６Ｗは、プーリ７６Ａｊおよびプーリ７６Ｃｊに巻き掛けられた操作ワイヤ３８ＡＷと同様に、プーリ７６Ｂｋおよびプーリ７６Ｄｋに巻き掛けられている。
【０１０４】
プーリ７６Ａｋおよびプーリ７６ＣｋのＹ１方向側には、支持部材７７Ａが設けられている。支持部材７７Ａは、先端関節部３０の支持部材３７Ａと同様の構成とすることができる。また、プーリ７６Ｂｋおよびプーリ７６ＤｋのＹ２方向側には、支持部材７７Ｂが設けられている。支持部材７７Ｂは、先端関節部３０の支持部材３７Ｂと同様の構成とすることができる。
【０１０５】
支持部材７７Ａの円孔７７Ａａおよび支持部材７７Ｂの円孔７７Ｂａには、回動軸７３Ａが軸Ｏ７０Ａを中心に相対的に回動可能に挿通されている。支持部材７７Ａの円孔７７Ａｂおよび支持部材７７Ｂの円孔７７Ｂｂには、回動軸７３Ｂが軸Ｏ７０Ｂを中心に相対的に回動可能に挿通されている。
【０１０６】
回動軸７３Ａの両端は、円孔７７Ａａおよび円孔７７Ｂａを介して支持部材７７Ａおよび支持部材７７Ｂに支持されている。同様に、回動軸７３Ｂの両端は、円孔７７Ａｂおよび円孔７７Ｂｂを介して支持部材７７Ａおよび支持部材７７Ｂに支持されている。
【０１０７】
上述した構成により、回動軸７３Ａは、支持部材７７Ａ、プーリ７６Ａｉ、プーリ７６Ａｊ、プーリ７６Ａｋ、回転伝達部７１Ａ（上側回転伝達部７１Ａａおよび下側回転伝達部７１Ａｂ）、中間接続部材７４、プーリ７６Ｂｉ、プーリ７６Ｂｊ、プーリ７６Ｂｋ、および支持部材７７Ｂを、軸Ｏ７０Ａを中心に互いに相対的に回動可能に接続している。同様に、回動軸７３Ｂは、支持部材７７Ａ、プーリ７６Ｃｉ、プーリ７６Ｃｊ、プーリ７６Ｃｋ、回転伝達部７２Ａ（上側回転伝達部７２Ａａおよび下側回転伝達部７２Ａｂ）、中間接続部材７４、プーリ７６Ｄｉ、プーリ７６Ｄｊ、プーリ７６Ｄｋ、および支持部材７７Ｂを、軸Ｏ７０Ｂを中心に互いに相対的に回動可能に接続している。また、軸Ｏ７０Ａと軸Ｏ７０Ｂとの間の距離は、支持部材７７Ａ、中間接続部材７４、および支持部材７７Ｂにより、一定に保持されている。
【０１０８】
回転伝達部７５は、軸Ｏ７０Ｃを中心に回動可能に構成されている。具体的には、軸Ｏ７０Ｃを中心に回転伝達部７５をＹ１方向に貫通する円孔７５Ａが形成されている。円孔７５Ａには、軸Ｏ７０Ｃを中心軸としてＹ１方向に延びる円柱状に形成された回動軸７３Ｃが挿通されている。回動軸７３Ｃは、回転伝達部７５により、円孔７５Ａを介して軸Ｏ７０Ｃを中心に相対的に回動可能に支持されている。すなわち、回転伝達部７５は、軸Ｏ７０Ｃを中心に回動軸７３Ｃに対して回動可能である。
【０１０９】
回転伝達部７５は、軸Ｏ７０Ｃを中心とした円柱状に形成され、軸Ｏ７０Ｃ回りの外周面に歯が形成された歯車部（第四歯車部、第八歯車部）７５Ｂを有する。上述したように、歯車部７５Ｂは歯車部７４Ｄとかみ合っている。また、歯車部７５Ｂのピッチ円直径は、歯車部７４Ｄのピッチ円直径よりも小さい。このため、歯車部７４Ｄの回転数は歯車部７５Ｂの回転数よりも減速されるとともに、歯車部７４Ｄのトルクを歯車部７５Ｂのトルクよりも増加させることができる。
【０１１０】
また、中間関節部７０は、軸Ｏ７０Ｃを中心に回動可能なプーリ（回転体）７８と、プーリ７８に巻き付けられた操作ワイヤ（操作部材）７８Ｗと、を有する。プーリ７８は、歯車部７５Ｂと一体に回動するように接続されている。本実施形態では、プーリ７８として、プーリ（回転体）７８Ａおよびプーリ（回転体）７８Ｂが設けられている。操作ワイヤ７８Ｗとして、操作ワイヤ（操作部材）７８ＡＷおよび操作ワイヤ（操作部材）７８ＢＷが設けられている。
【０１１１】
プーリ７８Ａおよびプーリ７８Ｂには、先端関節部３０のプーリ３８Ａまたはプーリ３８Ｂと同様の構成を有するプーリを用いることができる。プーリ７８Ａの円孔（不図示）およびプーリ７８Ｂの円孔（不図示）には、回動軸７３Ｃが軸Ｏ７０Ｃ回りに相対的に回動可能に挿通されている。プーリ７８Ａは、歯車部７５ＢにＹ１方向に隣接して設けられ、歯車部７５Ｂとともに回動するように歯車部７５Ｂに固定されている。プーリ７８Ａは、プーリ７６Ａｉおよびプーリ７６ＣｉとＹ１方向において同じ位置に配置されている。また、プーリ７８Ｂは、歯車部７５ＢにＹ２方向に隣接して設けられ、歯車部７５Ｂとともに回動するように歯車部７５Ｂに固定されている。プーリ７８Ｂは、プーリ７６Ｂｉおよびプーリ７６ＤｉとＹ１方向において同じ位置に配置されている。
【０１１２】
プーリ７８Ａのプーリ溝７８Ａａには、操作ワイヤ７８ＡＷが巻き付けられている。操作ワイヤ７８ＡＷの一端は、固定部７８Ａｂによりプーリ溝７８Ａａに固定されている。操作ワイヤ７８ＡＷの他端は、医療器具１の動力伝達部に接続されている。操作ワイヤ７８ＡＷは、操作ワイヤ７８ＡＷの他端から一端に向かうにしたがって、Ｙ２方向から見て反時計回りにプーリ溝７８Ａａに巻き付けられている。また、プーリ７８Ｂのプーリ溝７８Ｂａには、操作ワイヤ７８ＢＷが巻き付けられている。操作ワイヤ７８ＢＷの一端は、固定部（不図示）によりプーリ溝７８Ｂａに固定されている。操作ワイヤ７８ＢＷの他端は、医療器具１の動力伝達部に接続されている。操作ワイヤ７８ＢＷは、操作ワイヤ７８ＢＷの他端から一端に向かうにしたがって、Ｙ２方向から見て時計回りにプーリ溝７８Ｂａに巻き付けられている。
【０１１３】
上述の構成により、操作ワイヤ７８ＡＷを基端側に引くとプーリ７８Ａとともに歯車部７５ＢがＹ２方向から見て時計回りに回動する。また、操作ワイヤ７８ＢＷを基端側に引くとプーリ７８Ｂとともに歯車部７５ＢがＹ２方向から見て反時計回りに回動する。
【０１１４】
本実施形態では、プーリ７８Ａおよびプーリ７８Ｂの外径は、歯車部７５Ｂのピッチ円直径よりも大きい。これにより、歯車部７５Ｂを回動させるために必要な操作ワイヤ７８ＡＷおよび操作ワイヤ７８ＢＷの張力を小さくすることができる。
【０１１５】
腕部６０の基端部６２の内部には、長手軸Ｏ１に沿って延びる収容空間６２Ａが形成されている。収容空間６２Ａは、基端部６２に固定された先端接続部材７１の先端側に配置されている。収容空間６２Ａは、回転伝達部７１Ａの上側回転伝達部７１Ａａと下側回転伝達部７１Ａｂとの間に形成された空間と、開口６２Ａａを介して長手軸Ｏ１に沿う方向に連通している。また、基端部６２には、軸Ｏ７０Ｃを中心に基端部６２を貫通する円孔６２Ｂａおよび円孔６２Ｂｂが形成されている。円孔６２Ｂａおよび円孔６２Ｂｂは、それぞれ収容空間６２Ａと連通し、収容空間６２Ａを挟んで配置されている。
【０１１６】
回転伝達部７５、プーリ７８Ａ、およびプーリ７８Ｂは、収容空間６２Ａに配置されている。回転伝達部７４Ｃの歯車部７４Ｄは、開口６２Ａａを通過して収容空間６２Ａ内に配置され、回転伝達部７５の歯車部７５Ｂとかみ合っている。回動軸７３Ｃの両端は、軸Ｏ７０Ｃを中心に相対的に回動可能に円孔６２Ｂａおよび円孔６２Ｂｂにそれぞれ支持されている。回動軸７３Ｃは、円孔６２Ｂａおよび円孔６２Ｂｂにより基端部６２に支持されており、回動軸７３Ａは、基端部６２に固定された先端接続部材７１の回転伝達部７１Ａに支持されている。したがって、軸Ｏ７０Ｃは、軸Ｏ７０Ａに対して位置が固定されている。
【０１１７】
上述した構成を備える中間関節部７０の動作について、図１３および図１４を参照して説明する。図１３は、中間関節部７０が真っ直ぐな状態を示す図である。図１４は中間関節部７０が屈曲した状態を示す図である。図１３および図１４は、中間関節部７０をＹ２方向から見た図である。なお、図１３および図１４では、中間関節部７０の構成を簡略化して示している。
【０１１８】
図１３に示すように、中間関節部７０が真っ直ぐな状態で、操作ワイヤ７８ＡＷを基端側に引くと、プーリ７８Ａに固定された歯車部７５ＢがＹ２方向から見て時計回りに、すなわちＹａ２方向に軸Ｏ７０Ｃを中心に回動する。歯車部７５Ｂは中間接続部材７４の歯車部７４Ｄとかみ合っているため、歯車部７５Ｂの回動に伴って、歯車部７４ＤがＹａ１方向に軸Ｏ７０Ａを中心に回動する。すなわち、中間接続部材７４は、先端接続部材７１に対してＹａ１方向に軸Ｏ７０Ａを中心に回動する。このとき、中間接続部材７４とともに回動軸７３Ｂ、すなわち軸Ｏ７０Ｂも、Ｙａ１方向に軸Ｏ７０Ａを中心に回転移動する。また、基端接続部材７２の歯車部７２Ｃは先端接続部材７１の歯車部７１Ｃとかみ合っているため、中間接続部材７４の回動に伴って、歯車部７２ＣがＹａ１方向に軸Ｏ７０Ｂを中心に回動する。すなわち、基端接続部材７２は、中間接続部材７４に対してＹａ１方向に軸Ｏ７０Ｂを中心に回動する。上述した動作により、図１４に示すように、中間関節部７０は先端接続部材７１に対してＹａ１方向に屈曲した状態、言い換えると基端接続部材７２に対してＹａ２方向に屈曲した状態になる。この状態から中間関節部７０を真っ直ぐな状態にする場合、または中間関節部７０を真っ直ぐな状態からＹａ１方向に屈曲させる場合には、操作ワイヤ７８ＢＷを基端側に引く。これにより、プーリ７８Ｂに固定された歯車部７５Ｂが上述の動作とは逆にＹａ１方向に軸Ｏ７０Ｃを中心に回動する。そして、各部材が上述の動作とはそれぞれ逆方向に動作することで、中間関節部７０がＹａ１方向に屈曲する。
【０１１９】
上述の中間関節部７０の屈曲動作について、さらに詳細に説明する。ここで、歯車部７１Ｃのピッチ円の半径をＲｅとし、歯車部７２Ｃのピッチ円の半径をＲｆとし、歯車部７４Ｄのピッチ円の半径をＲｇとし、歯車部７５Ｂのピッチ円の半径をＲｈとする。歯車部７５Ｂが軸Ｏ７０Ｃを中心にＹａ２方向に角度θｈだけ回動したときに、歯車部７４Ｄが先端接続部材７１に対して軸Ｏ７０Ａを中心にＹａ１方向に角度θｇだけ回動した場合、角度θｇは次式で表される。
θｇ＝θｈ×Ｒｈ／Ｒｇ      ・・・（６）
このとき、歯車部７１Ｃが中間接続部材７４に対して軸Ｏ７０Ａを中心にＹａ２方向に回動する角度をθｅとし、歯車部７２Ｃが中間接続部材７４に対して軸Ｏ７０Ｂを中心にＹａ１方向に回動する角度をθｆとすると、角度θｅは次式で表される。
θｆ＝θｅ×Ｒｅ／Ｒｆ      ・・・（７）
本実施形態では、歯車部７１Ｃのピッチ円直径と歯車部７２Ｃのピッチ円直径とは等しい。また、角度θｅの大きさは角度θｇの大きさと同一である。よって、（７）式は次のようになる。
θｆ＝θｅ＝θｇ      ・・・（８）
したがって、基端接続部材７２が先端接続部材７１に対して回動する角度、言い換えると先端接続部材７１が基端接続部材７２に対して回動する角度θ２は、次式で表される。
θ２＝θｇ＋θｆ＝２θｇ      ・・・（９）
すなわち、先端接続部材７１が基端接続部材７２に対して回動する角度θ２は、中間接続部材７４が先端接続部材７１に対して回動する角度θｇの２倍となる。
【０１２０】
また、歯車部７４Ｄが回動する際のトルクをＴｇとし、歯車部７５Ｂが回動する際のトルクをＴｈとすると、トルクＴｇは次式で表される。
Ｔｇ＝Ｔｈ×Ｒｇ／Ｒｈ      ・・・（１０）
本実施形態では、歯車部７５Ｂのピッチ円直径は歯車部７４Ｄのピッチ円直径よりも小さいため、Ｒｇ／Ｒｈ（減速比）＞１となる。このように減速比を大きくすることで、歯車部７４ＤのトルクＴｇに対して歯車部７５ＢのトルクＴｈを小さくすることができる。よって、歯車部７５Ｂを回動させる際に操作ワイヤ７８ＡＷおよび操作ワイヤ７８ＢＷに加わる張力を小さくすることができる。
【０１２１】
なお、中間関節部７０においても、先端関節部３０と同様に、関節の屈曲は操作ワイヤの経路長に影響しない。
【０１２２】
また、中間関節部７０において、先端接続部材７１の回転伝達部７１Ａ（上側回転伝達部７１Ａａおよび下側回転伝達部７１Ａｂ）、基端接続部材７２の回転伝達部７２Ａ（上側回転伝達部７２Ａａおよび下側回転伝達部７２Ａｂ）、および中間接続部材７４は、先端関節部３０の構成と同様に配置されている。よって、中間関節部７０は、先端関節部３０は同様に、関節の軸を傾ける外力が作用する場合など外乱に対する耐性を有する。
【０１２３】
基端関節部９０は、Ｙ１方向回りに屈曲するダブルジョイント関節である。基端関節部９０の関節構造は、先端関節部３０を長手軸Ｏ１回りに９０度回転させた関節構造と同様であるため、その詳細な説明を省略する。なお、先端関節部３０では、各回動軸に二つのプーリが設けられていたが、基端関節部９０では、操作ワイヤ２５Ｗ、２６Ｗ、３８ＡＷ、３８ＢＷ、７８ＡＷ、７８ＢＷをそれぞれ案内するために各回動軸に六つのプーリが設けられている。基端関節部９０の基端側は、本体５０に接続されている。
【０１２４】
本体５０は、長手軸Ｏ１に沿って延びる円筒状に形成された軟性の長尺部５１（図２参照）と、長尺部５１の基端に設けられた動力伝達部（不図示）と、を有する。操作ワイヤ２５Ｗ、２６Ｗ、３８ＡＷ、３８ＢＷ、７８ＡＷ、７８ＢＷおよび基端関節部９０を駆動させるための操作ワイヤは、長尺部５１の内部を挿通し、動力伝達部に接続されている。動力伝達部は、各操作ワイヤを駆動する駆動力を発生する駆動源を有する。動力伝達部により各操作ワイヤを適宜駆動することで、先端関節部３０、中間関節部７０、および基端関節部９０を屈曲させることができる。
【０１２５】
本実施形態に係る医療器具１によれば、先端関節部３０、中間関節部７０、および基端関節部９０は上述の構成を有するため、関節に加えられる外乱の影響を低減することができ、外乱に強いダブルジョイント関節を構成することができる。
【０１２６】
先端関節部３０において、軸Ｏ３０Ｃは軸Ｏ３０Ｂよりも基端側に配置されている。このため、先端関節部３０の先端側に他の関節を隣接して設けることができる。また、中間関節部７０において、軸Ｏ７０Ｃは軸Ｏ７０Ａよりも先端側に配置されている。このため、中間関節部７０の基端側に他の関節、例えば基端関節部９０を隣接して設けることができる。本実施形態に係る医療器具１では、上述のように各関節間の距離を短くすることができる。なお、中間関節部７０の構成を有する関節が先端関節部３０の位置に配置されてもよいし、先端関節部３０の構成を有する関節が中間関節部７０の位置に配置されてもよい。
【０１２７】
先端関節部３０において、歯車部３５Ｂのピッチ円直径は歯車部３４Ｄのピッチ円直径よりも小さいため、歯車部３４Ｄを回動させるために操作ワイヤ３８ＡＷおよび操作ワイヤ３８ＢＷに加えられる張力を低減することができる。加えて、プーリ３８Ａおよびプーリ３８Ｂの外径は歯車部３５Ｂのピッチ円直径よりも大きいため、歯車部３４Ｄを回動させるために操作ワイヤ３８ＡＷおよび操作ワイヤ３８ＢＷに加えられる張力をさらに低減することができる。これにより、先端関節部３０の基端側の関節、例えば中間関節部７０の回動軸７３Ａおよび回動軸７３Ｂにプーリ７６Ａｊ、７６Ｂｊ、７６Ｃｊ、７６Ｄｊを介して加わる力を低減することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、医療器具１は内視鏡１１０のチャンネルに挿通されて使用されるとして説明したが、内視鏡１１０に外付けのガイドチューブを取り付け、ガイドチューブのチャンネルに医療器具１を挿通させてもよい。また、本実施形態では、内視鏡１１０は軟性の内視鏡であるとして説明したが、内視鏡１１０は硬性の内視鏡であってもよい。
【０１２９】
本実施形態では、医療器具１が把持鉗子でありエンドエフェクタ１０が一対の把持片１１を有する例を説明したが、これに限られない。エンドエフェクタ１０は、高周波ナイフなど他の処置具を有していてもよい。
【０１３０】
本実施形態では、先端関節部３０において、歯車部３５Ｂのピッチ円直径は歯車部３４Ｄのピッチ円直径よりも小さいとして説明したが、歯車部３５Ｂのピッチ円直径は歯車部３４Ｄのピッチ円直径と等しくてもよい。すなわち、歯車部３４Ｄは減速されていなくてもよい。同様に、中間関節部７０において、歯車部７５Ｂのピッチ円直径は歯車部７４Ｄのピッチ円直径よりも小さいとして説明したが、歯車部７５Ｂのピッチ円直径は歯車部７４Ｄのピッチ円直径と等しくてもよい。すなわち、歯車部７４Ｄは減速されていなくてもよい。
【０１３１】
本実施形態では、先端関節部３０において、回転伝達部３１Ａと回転伝達部３２Ａとは、歯車部３１Ｃおよび歯車部３２Ｃにより、互いに連動して回動するように接続されており、回転伝達部３１Ａと回転伝達部３２Ａとの間の回転運動の伝達を行っているが、これに限られない。歯が形成されていない二つのローラを摩擦接触させることで回転運動を伝達してもよいし、ワイヤとプーリを用いて回転運動を伝達してもよい。また、その他回転運動を伝達する公知の方法を用いてもよい。なお、回転伝達部３４Ｃと回転伝達部３５との間の回転運動の伝達、および中間関節部７０についても同様である。
【０１３２】
本実施形態では、本体５０の長尺部５１は軟性であるとして説明したが、長尺部５１は硬性であってもよい。
【０１３３】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
上記した本発明の実施形態によれば、外乱に強いダブルジョイント関節を有する医療器具を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１  医療器具
１０  エンドエフェクタ
２０  先端腕部（第一腕部）
３０  先端関節部（第一関節部）
３１  先端接続部材（第一接続部材）
３１Ａ  回転伝達部（第一回転伝達部）
３２  基端接続部材（第二接続部材）
３２Ａ  回転伝達部（第二回転伝達部）
３４  中間接続部材（第三接続部材）
３４Ｃ  回転伝達部（第四回転伝達部）
３５  回転伝達部（第三回転伝達部）
４０  中間腕部（第二腕部）
５０  本体
６０  腕部（第三腕部）
７０  中間関節部（第二関節部）
７１  先端接続部材（第一接続部材、第四接続部材）
７１Ａ  回転伝達部（第一回転伝達部、第五回転伝達部）
７２  基端接続部材（第二接続部材、第五接続部材）
７２Ａ  回転伝達部（第二回転伝達部、第六回転伝達部）
７４  中間接続部材（第三接続部材、第六接続部材）
７４Ｃ  回転伝達部（第四回転伝達部、第八回転伝達部）
７５  回転伝達部（第三回転伝達部、第七回転伝達部）
８０  腕部（第四腕部）
９０  基端関節部
１００  医療用マニピュレータ
Ｏ１  長手軸
Ｏ３０Ａ  軸（第一軸）
Ｏ３０Ｂ  軸（第二軸）
Ｏ３０Ｃ  軸（第三軸）
Ｏ７０Ａ  軸（第一軸、第四軸）
Ｏ７０Ｂ  軸（第二軸、第五軸）
Ｏ７０Ｃ  軸（第三軸、第六軸）
【図１】
2017126100.tif 000003
【図２】
2017126100.tif 000004
【図３】
2017126100.tif 000005
【図４】
2017126100.tif 000006
【図５】
2017126100.tif 000007
【図６】
2017126100.tif 000008
【図７】
2017126100.tif 000009
【図８】
2017126100.tif 000010
【図９】
2017126100.tif 000011
【図１０】
2017126100.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2017126100.tif 000014
【図１３】
2017126100.tif 000015
【図１４】
2017126100.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月9日(2017.5.9)
【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】
処置対象部位に近い先端側に配置された第一腕部と、
前記第一腕部の基端側に接続された第一関節部と、
前記第一関節部の基端側に接続された第二腕部と、
を備え、
前記第一関節部は、
前記第一関節部において回動中心となる第一軸と、
前記第一軸と離間して設けられ、前記第一軸と平行に配置された第二軸と、
前記第一軸および前記第二軸と離間して設けられ、前記第一軸および前記第二軸と平行に配置された第三軸と、
前記第一軸を中心に回動可能な第一回転伝達部を有し、前記第一腕部に固定された第一接続部材と、
前記第二軸を中心に回動可能な第二回転伝達部を有し、前記第二腕部に固定された第二接続部材と、
前記第一軸を中心に回動可能でありかつ前記第二軸を中心に回動可能な第三接続部材と、
前記第三軸を中心に回動可能な第三回転伝達部と、
を有し、
前記第一回転伝達部と前記第二回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続され、
前記第三接続部材は、前記第三接続部材の端部に設けられ、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸または前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続された第四回転伝達部を有する
医療器具。
【請求項２】
請求項１に記載の医療器具であって、
前記第三軸は、前記第二軸よりも基端側に配置され、前記第二軸に対して位置が固定されており、
前記第四回転伝達部は、前記第三回転伝達部と連動して前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続されている
医療器具。
【請求項３】
請求項２に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第一部位を有し、前記第一部位の円弧上に歯が形成された第一歯車部を有し、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第二部位を有し、前記第二部位の円弧上に歯が形成された第二歯車部を有し、
前記第一歯車部と前記第二歯車部とは、互いにかみ合っており、
前記第四回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第三部位を有し、前記第三部位の円弧上に歯が形成された第三歯車部を有し、
前記第三回転伝達部は、前記第三軸を中心とした円柱状に形成され、前記第三軸回りの外周面に歯が形成された第四歯車部を有し、
前記第三歯車部と前記第四歯車部とは、互いにかみ合っている
医療器具。
【請求項４】
請求項３に記載の医療器具であって、
前記第四歯車部のピッチ円直径は、前記第三歯車部のピッチ円直径よりも小さい
医療器具。
【請求項５】
請求項３に記載の医療器具であって、
前記第一関節部は、
前記第三軸を中心に回動可能な回転体と、
前記回転体に巻き付けられた操作部材と、
をさらに有し、
前記回転体は、前記第四歯車部と一体に回動するように接続されている
医療器具。
【請求項６】
請求項５に記載の医療器具であって、
前記回転体の外径は、前記第四歯車部のピッチ円直径よりも大きい
医療器具。
【請求項７】
請求項２に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸に沿う方向に第一部分と第二部分とに分割され、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸に沿う方向に第三部分と第四部分とに分割され、
前記第三接続部材は、前記第一回転伝達部の前記第一部分と前記第二部分との間に配置され、かつ前記第二回転伝達部の前記第三部分と前記第四部分との間に配置されている
医療器具。
【請求項８】
請求項２に記載の医療器具であって、
前記第二腕部は、
前記第一関節部に接続された第三腕部と、
前記第三腕部の基端側に接続された第二関節部と、
前記第二関節部の基端側に接続された第四腕部と、
を有し、
前記第二関節部は、
第四軸と、
前記第四軸と離間して設けられ、前記第四軸と平行に配置された第五軸と、
前記第四軸および前記第五軸と離間して設けられ、前記第四軸より先端側であって前記第四軸および前記第五軸と平行に配置され、前記第四軸に対して位置が固定されている第六軸と、
前記第四軸を中心に回動可能な第五回転伝達部を有し、前記第三腕部に固定された第四接続部材と、
前記第五軸を中心に回動可能な第六回転伝達部を有し、前記第四腕部に固定された第五接続部材と、
前記第四軸を中心に回動可能でありかつ前記第五軸を中心に回動可能な第六接続部材と、
前記第六軸を中心に回動可能な第七回転伝達部と、
を有し、
前記第五回転伝達部と前記第六回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続され、
前記第六接続部材は、前記第六接続部材の端部に設けられ、前記第七回転伝達部と連動して前記第四軸を中心に回動するように前記第七回転伝達部に接続された第八回転伝達部を有する
医療器具。
【請求項９】
請求項８に記載の医療器具であって、
前記第五回転伝達部は、前記第四軸を中心とした扇形の第四部位を有し、前記第四部位の円弧上に歯が形成された第五歯車部を有し、
前記第六回転伝達部は、前記第五軸を中心とした扇形の第五部位を有し、前記第五部位の円弧上に歯が形成された第六歯車部を有し、
前記第五歯車部と前記第六歯車部とは、互いにかみ合っており、
前記第八回転伝達部は、前記第四軸を中心とした扇形の第六部位を有し、前記第六部位の円弧上に歯が形成された第七歯車部を有し、
前記第七回転伝達部は、前記第六軸を中心とした円柱状に形成され、前記第六軸回りの外周面に歯が形成された第八歯車部を有し、
前記第七歯車部と前記第八歯車部とは、互いにかみ合っている
医療器具。
【請求項１０】
請求項９に記載の医療器具であって、
前記第八歯車部のピッチ円直径は、前記第七歯車部のピッチ円直径よりも小さい
医療器具。
【請求項１１】
請求項１に記載の医療器具であって、
前記第三軸は、前記第一軸よりも先端側に配置され、前記第一軸に対して位置が固定されており、
前記第四回転伝達部は、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続されている
医療器具。
【請求項１２】
請求項１１に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第一部位を有し、前記第一部位の円弧上に歯が形成された第一歯車部を有し、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸を中心とした扇形の第二部位を有し、前記第二部位の円弧上に歯が形成された第二歯車部を有し、
前記第一歯車部と前記第二歯車部とは、互いにかみ合っており、
前記第四回転伝達部は、前記第一軸を中心とした扇形の第三部位を有し、前記第三部位の円弧上に歯が形成された第三歯車部を有し、
前記第三回転伝達部は、前記第三軸を中心とした円柱状に形成され、前記第三軸回りの外周面に歯が形成された第四歯車部を有し、
前記第三歯車部と前記第四歯車部とは、互いにかみ合っている
医療器具。
【請求項１３】
請求項１２に記載の医療器具であって、
前記第四歯車部のピッチ円直径は、前記第三歯車部のピッチ円直径よりも小さい
医療器具。
【請求項１４】
請求項１２に記載の医療器具であって、
前記第一関節部は、
前記第三軸を中心に回動可能な回転体と、
前記回転体に巻き付けられた操作部材と、
をさらに有し、
前記回転体は、前記第四歯車部と一体に回動するように接続されている
医療器具。
【請求項１５】
請求項１４に記載の医療器具であって、
前記回転体の外径は、前記第四歯車部のピッチ円直径よりも大きい
医療器具。
【請求項１６】
請求項１１に記載の医療器具であって、
前記第一回転伝達部は、前記第一軸に沿う方向に第一部分と第二部分とに分割され、
前記第二回転伝達部は、前記第二軸に沿う方向に第三部分と第四部分とに分割され、
前記第三接続部材は、前記第一回転伝達部の前記第一部分と前記第二部分との間に配置され、かつ前記第二回転伝達部の前記第三部分と前記第四部分との間に配置されている
医療器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第一の態様によれば、医療器具は、処置対象部位に近い先端側に配置された第一腕部と、前記第一腕部の基端側に接続された第一関節部と、前記第一関節部の基端側に接続された第二腕部と、を備える。前記第一関節部は、前記第一関節部において回動中心となる第一軸と、前記第一軸と離間して設けられ、前記第一軸と平行に配置された第二軸と、前記第一軸および前記第二軸と離間して設けられ、前記第一軸および前記第二軸と平行に配置された第三軸と、前記第一軸を中心に回動可能な第一回転伝達部を有し、前記第一腕部に固定された第一接続部材と、前記第二軸を中心に回動可能な第二回転伝達部を有し、前記第二腕部に固定された第二接続部材と、前記第一軸を中心に回動可能でありかつ前記第二軸を中心に回動可能な第三接続部材と、前記第三軸を中心に回動可能な第三回転伝達部と、を有する。前記第一回転伝達部と前記第二回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続されている。前記第三接続部材は、前記第三接続部材の端部に設けられ、前記第三回転伝達部と連動して前記第一軸または前記第二軸を中心に回動するように前記第三回転伝達部に接続された第四回転伝達部を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第八の態様によれば、前記第二から前記第七の態様のうちのいずれか一態様に係る医療器具において、前記第二腕部は、前記第一関節部に接続された第三腕部と、前記第三腕部の基端側に接続された第二関節部と、前記第二関節部の基端側に接続された第四腕部と、を有してもよい。前記第二関節部は、第四軸と、前記第四軸と離間して設けられ、前記第四軸と平行に配置された第五軸と、前記第四軸および前記第五軸と離間して設けられ、前記第四軸より先端側であって前記第四軸および前記第五軸と平行に配置され、前記第四軸に対して位置が固定されている第六軸と、前記第四軸を中心に回動可能な第五回転伝達部を有し、前記第三腕部に固定された第四接続部材と、前記第五軸を中心に回動可能な第六回転伝達部を有し、前記第四腕部に固定された第五接続部材と、前記第四軸を中心に回動可能でありかつ前記第五軸を中心に回動可能な第六接続部材と、前記第六軸を中心に回動可能な第七回転伝達部と、を有してもよい。前記第五回転伝達部と前記第六回転伝達部とは、互いに連動して回動するように接続されていてもよい。前記第六接続部材は、前記第六接続部材の端部に設けられ、前記第七回転伝達部と連動して前記第四軸を中心に回動するように前記第七回転伝達部に接続された第八回転伝達部を有してもよい。
【国際調査報告】
2017126100.tif 000017
2017126100.tif 000018
2017126100.tif 000019