(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルと、
前記ハンドルから延出したシャフトと、
エンドエフェクタを有し、前記シャフトに対して傾動動作が可能に連結され、且つロール動作が可能な先端動作部と、
前記ハンドルと前記先端動作部との間に配設され、前記エンドエフェクタに作用する作動手段と、を備え、
前記先端動作部は、ロール軸線を中心として前記エンドエフェクタと一体的に回転可能であり且つ中空筒状部分を有する先端側回転体と、前記シャフトの軸線方向に対して姿勢変更可能に設けられ内周部で前記先端側回転体を回転自在に支持する回転支持筒とを有し、
前記作動手段の一部は、前記先端動作部の内側に配設される、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項２】
請求項１記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記回転支持筒は、前記シャフトの先端にて前記シャフトの軸線に対して交差する傾動軸線を中心に回動可能であり、
前記シャフトと前記先端動作部との間の関節部には、前記傾動軸線上に配置された一対の関節ピンが設けられ、
前記作動手段の他の一部は、前記一対の関節ピンの間に設けられた隙間に挿通配置される、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記回転支持筒は、周方向に連結することによりその内側に前記先端側回転体を回転可能に支持する複数のセグメント部材からなる、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科手術、特に内視鏡下外科手術を行う際に用いられる医療用マニピュレータであって、エンドエフェクタを有する先端動作部を無制限の回転範囲でロール動作させることができる医療用マニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡下外科手術（又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。）においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、これらの孔にトラカール（筒状の器具）を挿入した後、各トラカールを通して、腹腔鏡（カメラ）と複数の鉗子を体腔内に挿入する。鉗子の先端部には、エンドエフェクタとして、生体組織等を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。
【０００３】
腹腔鏡と鉗子を体腔内に挿入したら、腹腔鏡に接続されたモニタに映る腹腔内の様子を見ながら鉗子を操作して手術を行う。このような手術方法は、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。このため、このような手術方法は、適用分野の拡大が期待されている。
【０００４】
トラカールから挿入される鉗子として、先端部に関節を持たない一般的な鉗子の他に、先端部に関節を有してエンドエフェクタのロール動作や傾動動作が可能な鉗子、いわゆる医療用マニピュレータの開発が行われている（例えば、下記特許文献１参照）。このような医療用マニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３９１７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、医療用マニピュレータにおいては、エンドエフェクタを含む先端動作部の自由度が多いとともに可動範囲ができるだけ広い方が望ましい。例えば、先端動作部のロール動作の回転範囲が無制限であれば、結紮等の手技の円滑な遂行に寄与することが期待できる。一方、先端動作部の自由度を高くしようとすると構造が複雑化し易い。
【０００７】
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、構造を複雑化することなく、自由度の高い先端動作部を備えた医療用マニピュレータ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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る医療用マニピュレータは、ハンドルと、前記ハンドルから延出したシャフトと、エンドエフェクタを有し、前記シャフトに対して傾動動作が可能に連結され、且つロール動作が可能な先端動作部と、前記ハンドルと前記先端動作部との間に配設され、前記エンドエフェクタに作用する作動手段と、を備え、前記先端動作部は、ロール軸線を中心として前記エンドエフェクタと一体的に回転可能であり且つ中空筒状部分を有する先端側回転体と、前記シャフトの軸線方向に対して姿勢変更可能に設けられ内周部で前記先端側回転体を回転自在に支持する回転支持筒とを有し、前記作動手段の一部は、前記先端動作部の内側に配設されることを特徴とする。
【０００９】
上記の本発明の構成によれば、先端側回転体が中空状であることにより先端動作部の略中心に作動手段（例えば、エンドエフェクタの開閉又は回転のための駆動部材、エンドエフェクタに通電するための導線等）を配置することができるため、先端動作部のロール動作の回転範囲を無制限とする構成を採用し得る。また、先端側回転体の内側ではなく外側に、回転支持筒が配置されるため、先端側回転体の中空部を作動手段の配置スペースとして好適に確保することができるとともに、先端動作部の構造を簡素化できる。従って、本発明によれば、構造を複雑化することなく、自由度の高い先端動作部を備えた医療用マニピュレータが提供される。
【００１０】
上記の医療用マニピュレータにおいて、前記回転支持筒は、前記シャフトの先端にて前記シャフトの軸線に対して交差する傾動軸線を中心に回動可能であり、前記シャフトと前記先端動作部との間の関節部には、前記傾動軸線上に配置された一対の関節ピンが設けられ、前記作動手段の他の一部は、前記一対の関節ピンの間に設けられた隙間に挿通配置されるとよい。
【００１１】
上記の構成によれば、関節部内の作動手段の配置スペースを容易に確保することができる。
【００１２】
上記の医療用マニピュレータにおいて、前記回転支持筒は、周方向に連結することによりその内側に前記先端側回転体を回転可能に支持する複数のセグメント部材からなるとよい。
【００１３】
上記の構成によれば、複数のセグメント部材が周方向に連結されることにより、先端側回転体を内周部で支持する回転支持筒が構成される。従って、先端動作部の組立時において、先端側回転体を複数のセグメント部材で囲み、当該複数のセグメント部材を溶接等により相互に接合させることにより、内側に回転体があり、その外側に回転支持部がある構造を簡単に構築することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、構造を複雑化することなく、自由度の高い先端動作部を備えた医療用マニピュレータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの一部省略斜視図である。
【図２】図１に示した医療用マニピュレータにおけるハンドルの一部断面側面図である。
【図３】先端動作部の斜視図である。
【図４】先端動作部の分解斜視図である。
【図５】先端動作部の縦断面図である。
【図６】先端動作部がシャフトに対して真直ぐな状態の関節部及びその周辺部位の縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る医療用マニピュレータの一部省略斜視図である。
【図８】図７の医療用マニピュレータの先端動作部を拡大して示す要部斜視図である。
【図９】図７の医療用マニピュレータの先端側を拡大して示す分解斜視図である。
【図１０】図７の医療用マニピュレータの先端動作部を示す縦断面図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った縦断面図である。
【図１２】図７の医療用マニピュレータのロール動作を説明する概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る医療用マニピュレータについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータ１０を示す一部省略斜視図である。医療用マニピュレータ１０は、先端に設けられたエンドエフェクタ１２で針や糸あるいは生体の一部を把持し又は生体に触れて、所定の処置を行うための医療機器である。医療用マニピュレータ１０は、先端に設けられるエンドエフェクタ１２の種類に応じて、ニードルドライバ、把持鉗子、モノポーラ電気メス、バイポーラ電気メス等として構成され得る。
【００１８】
以下では、先ず、ニードルドライバの実施形態とした医療用マニピュレータ１０の構成を概略的に説明し、その後、各部の構成を詳細に説明する。
【００１９】
医療用マニピュレータ１０は、エンドエフェクタ１２を含む先端動作部１４と、エンドエフェクタ１２を駆動するハンドル１６と、エンドエフェクタ１２とハンドル１６とを連結するシャフト１８とを備える。エンドエフェクタ１２は、外科的処置を行う部分であり、図示例では、第１及び第２グリッパ部材６０、６１を有し、所定の開閉動作軸を基準に開閉動作するグリッパ機構として構成されている。エンドエフェクタ１２は、グリッパ機構に限らず、鋏や、電気メス用の電極として構成されてもよい。
【００２０】
エンドエフェクタ１２を含む先端動作部１４は、シャフト１８に対して複数の自由度で姿勢変更が可能である。本実施形態では、先端動作部１４は、シャフト１８の軸線に対して左右に傾動する「傾動動作」（首振り動作）と、当該先端動作部１４の長手方向の軸線を中心に回転する「ロール動作」とを行うことができる。傾動動作は、左右方向への首振りに代えて、シャフト１８の軸線に対して上下に傾動する動作であってもよい。
【００２１】
シャフト１８は、長尺で細径の管状部材であり、その中空部には、エンドエフェクタ１２の開閉動作、先端動作部１４のロール動作及び傾動動作をするのに必要な動力を、ハンドル１６側から先端動作部１４に伝達するための動力伝達機構を構成する複数の部材が挿通及び配置されている。
【００２２】
ハンドル１６は、複数の操作部を含むハンドル本体２０と、ハンドル本体２０に着脱可能でありモータ３８を含む駆動ユニット２２とを備え、ハンドル本体２０に駆動ユニット２２が装着された状態でモータ３８が駆動した際、モータ３８の駆動力が先端動作部１４に伝達されるように構成される。このため、この医療用マニピュレータ１０は、ハンドル本体２０、シャフト１８及び先端動作部１４を含むマニピュレータ本体については、所定回数使用した後に廃棄し、一方、駆動ユニット２２については、接続するマニピュレータ本体を変えて何度も使用する、という利用形態を取ることができる。
【００２３】
ハンドル本体２０は、シャフト１８の基端が連結された胴体部２３と、胴体部２３に設けられたレバー２４（開閉操作部）、胴体部２３に設けられた傾動用ホイール２６（傾動操作部）と、胴体部２３に設けられたロール用スイッチ２８（ロール操作部）とを備える。
【００２４】
胴体部２３は、医療用マニピュレータ１０の使用時に使用者が握る部分であり、本実施形態では、シャフト１８の軸線方向にやや長く延在するスティック状に構成されている。胴体部２３は、上部カバー２９ａと下部カバー２９ｂとからなる筐体２９を有し、当該筐体２９内に、プーリ、歯車、ワイヤ等の駆動部品が配置される。
【００２５】
胴体部２３の下部には、エンドエフェクタ１２の開閉操作を行うためのレバー２４が、その先端側を支点として上下に揺動自在に設けられる。本実施形態では、レバー２４は、手動操作部として構成されており、レバー２４に対する操作力が機械的に先端動作部１４のエンドエフェクタ１２に伝達されることで、エンドエフェクタ１２の開閉動作が行われる。具体的には、レバー２４を開いた状態でエンドエフェクタ１２が開き、レバー２４を閉じるとエンドエフェクタ１２が閉じるように構成されている。
【００２６】
先端動作部１４を傾動動作させるための傾動用ホイール２６は、胴体部２３の長手方向の中央付近に設けられる。当該傾動用ホイール２６は、手動操作部として構成されており、周方向の一部が筐体２９から露出している。傾動用ホイール２６を回転操作すると、その操作力が、ハンドル１６及びシャフト１８内に設けられた傾動動作用の動力伝達系を介して機械的に先端動作部１４に伝達され、先端動作部１４がシャフト１８の軸線に対して非平行な方向（左右方向又は上下方向）に傾動する。
【００２７】
先端動作部１４をロール動作させるためのロール用スイッチ２８は、胴体部２３の先端寄りの上部に設けられる。本実施形態では、ロール用スイッチ２８は、コントローラ４４を介してモータ３８に対して操作指令を与える電動操作部として構成される。
【００２８】
ロール用スイッチ２８を押圧操作すると、押圧した位置に応じた信号が、コネクタ５４及びケーブル４２を介してコントローラ４４に送信され、当該コントローラ４４の制御作用下にモータ３８が駆動し、モータ３８の駆動力が先端動作部１４に伝達されることで、先端動作部１４が当該先端動作部１４の長手方向の軸線を中心として回転する。本実施形態では、ロール用スイッチ２８の右寄りの部分を押すと先端動作部１４が右回りに回転し、ロール用スイッチ２８の左寄りの部分を押すと先端動作部１４が左回りに回転する。
【００２９】
図２に示すように、駆動ユニット２２は、ハウジング３６と、ハウジング３６内に配置されたモータ３８（駆動原）と、モータ３８の出力軸に固定された駆動歯車４０（ピニオンギア）とを有し、ハンドル本体２０の後部に着脱可能である。ハウジング３６は、駆動ユニット２２がハンドル本体２０に装着（接続）された状態で、ハンドル本体２０とともにハンドル１６の筐体２９を構成する部分であり、本実施形態では、ハンドル本体２０の長手方向にやや長く延在する形状を有する。モータ３８の出力軸に固定された駆動歯車４０は、ハウジング３６の先端よりも先端側に突出する。
【００３０】
駆動ユニット２２は、動力線及び信号線を含むケーブル４２を介してコントローラ４４に接続されている。コントローラ４４は、モータ３８への電力供給と駆動制御を行うものであり、外部電源から電力を受ける。ロール用スイッチ２８を操作すると、その操作に応じた信号がコントローラ４４に送信され、コントローラ４４がモータ３８の駆動を制御する。なお、コントローラ４４の機能の一部又は全部は、駆動ユニット２２に一体的に搭載され得る。
【００３１】
駆動ユニット２２をハンドル本体２０の胴体部２３に装着すると、モータ３８の出力軸３８ａに固定された駆動歯車４０と、胴体部２３内に設けられた従動歯車１２８とが噛み合う。この状態で、モータ３８が回転すると、モータ３８の回転駆動力が、駆動歯車４０と従動歯車１２８を介してハンドル本体２０側へと伝達される。
【００３２】
図２に示すように、ハンドル本体２０の胴体部２３の後部には、ハンドル側コネクタ５０が設けられ、駆動ユニット２２の後部には、ユニット側コネクタ５２が設けられる。ハンドル本体２０に駆動ユニット２２が装着された状態で、ハンドル側コネクタ５０とユニット側コネクタ５２とは相互に電気的に接続される。すなわち、ハンドル側コネクタ５０とユニット側コネクタ５２とにより、コネクタ５４が構成される。ハンドル側コネクタ５０とユニット側コネクタ５２とが接続された状態で、ロール用スイッチ２８を操作すると、当該ロール用スイッチ２８の状態に対応した信号が、コネクタ５４及びケーブル４２の信号線を介してコントローラ４４に伝送され、コントローラ４４の制御作用下に、駆動ユニット２２に搭載されたモータ３８が駆動する。
【００３３】
図３は、シャフト１８の先端に連結された先端動作部１４を示す斜視図である。図４は、先端動作部１４の分解斜視図である。図５は、先端動作部１４の縦断面図である。図３〜図５に示すように、先端動作部１４は、開閉動作可能なエンドエフェクタ１２と、エンドエフェクタ１２が固定された中空円筒状の回転スリーブ５６（先端側回転体）と、内周部で回転スリーブ５６を軸線回りに回転可能に支持する先端側支点ブロック５８（回転支持筒）とを有する。
【００３４】
エンドエフェクタ１２は、第１グリッパ部材６０と、第２グリッパ部材６１とからなる。第１グリッパ部材６０と第２グリッパ部材６１とは、ピン６３により、グリッパ軸線Ｏｇを中心として回転可能に連結される。第１グリッパ部材６０の顎部６０ａには、滑り止め用の多数の凹凸が形成された把持面６０ｂが設けられる。第２グリッパ部材６１の顎部６１ａには、滑り止め用の多数の凹凸が形成された把持面６１ｂが設けられる。第１グリッパ部材６０の基部６０ｃは、略円筒形状であり、当該基部６０ｃに、第２グリッパ部材６１の基部６１ｃがピン６３により回動可能に連結される。第１グリッパ部材６０の把持面６０ｂと、第２グリッパ部材６１の把持面６１ｂとにより、例えば針等の把持対象物が把持される。
【００３５】
第２グリッパ部材６１の基部６１ｃは、リンク部材６２を介して、伝達部材６４に連結される。当該基部６１ｃとリンク部材６２、及び、リンク部材６２と伝達部材６４は、それぞれピン６５ａ、６５ｂにより回転可能に連結される。伝達部材６４は、ガイド管部６４ａと、ガイド管部６４ａの先端に設けられたフランジ６４ｂと、フランジ６４ｂの縁部から先端方向に互いに平行に延出する支持アーム６４ｃとを有し、回転スリーブ５６内に軸線方向に移動可能に配置される。支持アーム６４ｃに設けられたピン孔６４ｄに、ピン６５ｂが嵌合される。
【００３６】
伝達部材６４と回転スリーブ５６との間には圧縮スプリング６６が配置される。圧縮スプリング６６は、一端が伝達部材６４のフランジ６４ｂに当接し、他端が回転スリーブ５６の内周部に設けられた段差部５６ａに当接し、伝達部材６４を先端方向に弾性的に常時付勢する。
【００３７】
伝達部材６４には、エンドカラー６８が先端側から挿通される。エンドカラー６８の先端部は、伝達部材６４のガイド管部６４ａの先端面に当接して係合する係合膨出部６８ａとして構成される。エンドカラー６８は、先端動作部１４とシャフト１８との間の関節部１７（図４及び図６参照）に通されたプルワイヤ７０の先端に固定される。
【００３８】
プルワイヤ７０は、ハンドル１６のレバー２４に対する操作に応じてシャフト１８内及び先端動作部１４内を進退移動する部材であり、プルワイヤ７０が基端方向に変位すると、当該プルワイヤ７０に固定されたエンドカラー６８により伝達部材６４が基端方向に押圧され、これにより圧縮スプリング６６の付勢力に抗して、伝達部材６４が基端方向に変位する。この伝達部材６４の基端方向への変位に伴い、リンク部材６２に連結された第２グリッパ部材６１が、第１グリッパ部材６０に対して閉じる方向に回動させられる。図５では、第２グリッパ部材６１の把持面６１ｂと第１グリッパ部材６０の把持面６０ｂとが接触する位置まで閉じた状態の第１グリッパ部材６０を仮想線で示している。
【００３９】
第２グリッパ部材６１の把持面６１ｂと第１グリッパ部材６０の把持面６０ｂとが接触する位置まで閉じた状態から、プルワイヤ７０及びエンドカラー６８が前進すると、圧縮スプリング６６の弾発力により伝達部材６４が前進するため、リンク部材６２を介して第１グリッパ部材６０が第２グリッパ部材６１に対して開く方向に回動し、元の状態に復帰する。この動作が、エンドエフェクタ１２の開閉動作である。
【００４０】
なお、本実施形態において、エンドエフェクタ１２は、第１グリッパ部材６０が固定部として構成され、第２グリッパ部材６１が可動部として構成されているが、両方のグリッパ部材が可動部として構成されてもよい。
【００４１】
回転スリーブ５６は、先端の縮径部５６ｂにおいて、第１グリッパ部材６０の基部６０ｃに嵌合し固着されている。回転スリーブ５６において、基端には傘歯車部５６ｃが設けられ、この傘歯車部５６ｃよりも先端側に環状凹部５６ｄが設けられる。エンドエフェクタ１２、回転スリーブ５６、伝達部材６４、エンドカラー６８及び圧縮スプリング６６は、先端動作部１４の長手方向のロール軸線Ｏｒを中心として、先端側支点ブロック５８に対して一体的に回転可能である。
【００４２】
先端側支点ブロック５８は、シャフト１８の軸線方向に対して姿勢変更可能に設けられ内周部で回転スリーブ５６を回転自在に支持する。先端側支点ブロック５８は、周方向に連結することによりその内側に回転スリーブ５６を回転可能に支持する複数のセグメント部材からなる。本実施形態において具体的には、先端側支点ブロック５８は、半円状の上部ブロック７１（セグメント部材）と、半円状の下部ブロック７２（セグメント部材）とからなり、上部ブロック７１と下部ブロック７２とが組み合わされることにより中空円筒状となる。先端側支点ブロック５８の外径は、３ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましく、本実施形態では、５ｍｍとして説明する。先端側支点ブロック５８の内径は、２ｍｍ〜７ｍｍであることが好ましく、本実施形態では、４ｍｍとして説明する。
【００４３】
上部ブロック７１の周方向の両端部には、他の部分よりも内径が拡径することにより外径側が薄肉となった外径側薄肉部７１ｂが設けられる。下部ブロック７２の周方向の両端部には、他の部分よりも外径が縮径することにより内径側が薄肉となった内径側薄肉部７２ｂが設けられる。外径側薄肉部７１ｂと内径側薄肉部７２ｂとが溶接、接着等の適宜の接合手段により接合されることで、上部ブロック７１と下部ブロック７２とが相互に固定される。
【００４４】
上部ブロック７１と下部ブロック７２の内周部には、それぞれ円弧状突起７１ａ、７２ａが設けられ、円弧状突起７１ａ、７２ａと、回転スリーブ５６に設けられた環状凹部５６ｄとが係合することにより、回転スリーブ５６が先端側支点ブロック５８に対して回転可能且つ軸線方向に移動不可能に連結される。
【００４５】
このような円弧状突起７１ａ、７２ａと、環状凹部５６ｄとが設けられるため、仮に、先端側支点ブロック５８が半割れ構造ではなく筒状の単一部品であった場合、先端側支点ブロック５８の中空部に回転スリーブ５６を配置することができない。そこで、本実施形態では、先端側支点ブロック５８が上部ブロック７１と下部ブロック７２とから構成されている。そのため、先端動作部１４の組立に際しては、回転スリーブ５６を上部ブロック７１と下部ブロック７２とで囲み、当該上部ブロック７１と下部ブロック７２を溶接等により相互に接合することにより、先端側支点ブロック５８の内周部で回転スリーブ５６が回転可能に支持された状態に組み立てることができる。
【００４６】
円弧状突起７１ａ、７２ａは、長手方向の中心軸に向って所定の突出量（例えば、０．７ｍｍ）を有し、強度が得られるように長手方向に所定の幅（例えば、１ｍｍ）を有する。また、本実施形態では、半円状の上部ブロック７１の内周部に円弧状突起７１ａが、半円状の下部ブロック７２の内周部に円弧状突起７２ａがそれぞれ１つ設けられているが、これに限らず、円弧状突起７１ａは複数の突起から構成されていても良い。例えば、円弧状突起７１ａは上部ブロック７１の内周部上に３０°間隔で配置されていても良く、この場合、円弧状突起７１ａは３つの円弧状突起から構成される。
【００４７】
先端側支点ブロック５８とシャフト側支点ブロック５９とは、関節ピン７３、７４により、傾動軸線Ｏｙを中心に互いに回動可能に連結される。シャフト側支点ブロック５９は、シャフト１８の胴体部分を構成する中空状のシャフト本体１９の先端に固定される。シャフト側支点ブロック５９とシャフト本体１９とにより、シャフト１８が構成される。
【００４８】
本実施形態において、傾動軸線Ｏｙは、上下方向に設定されているが、シャフト本体１９の軸線に対して交差する他の方向に設定されてもよい。先端側支点ブロック５８は、筒部５８ａと、筒部の基端の上部及び下部から互いに平行に基端方向に突出する舌片部５８ｂ、５８ｃとを有する。シャフト側支点ブロック５９は、筒部５９ａと、筒部５９ａの先端の上部及び下部から互いに平行に先端方向に突出する舌片部５９ｂ、５９ｃとを有する。先端側支点ブロック５８の舌片部５８ｂ、５８ｃと、シャフト側支点ブロック５９の舌片部５９ｂ、５９ｃとに関節ピン７３、７４が嵌合される。
【００４９】
図４〜図６に示すように、シャフト側支点ブロック５９の筒部５９ａの先端には、支持ブロック７６が装着される。支持ブロック７６は、互いに平行に対向する上下の支持プレート７７、７８と、支持プレート７７、７８の左右両端後部を連結する連結部７９とを有する。上側の支持プレート７７には、上側の関節ピン７３が挿入されるピン孔７７ａと、２つのピン８４の上端がそれぞれ挿入される左右のピン孔７７ｂとが設けられる。下側の支持プレート７８には、従動プーリ９０の縮径上端部９０ａが挿入される孔部７８ａと、２つのピン８４の下端がそれぞれ挿入される左右のピン孔７８ｂが設けられる。
【００５０】
先端動作部１４のシャフト１８に対する傾動軸線Ｏｙの近傍であって、プルワイヤ７０の、先端動作部１４の左右両側に、プルワイヤ７０をガイドするガイドローラ８３が設けられる。このようなガイドローラ８３が設けられるため、先端動作部１４がシャフト１８に対して屈曲した際に、ガイドローラ８３によってプルワイヤ７０が支持されることにより、プルワイヤ７０の屈曲部が、先端動作部１４の傾動支点の近傍に保持される。このため、先端動作部１４がシャフト１８に対して屈曲（傾斜）した際に、先端動作部１４内でプルワイヤ７０の先端が前進することを抑制又は防止できる。よって、エンドエフェクタ１２で対象物を把持した状態を好適に維持できる。
【００５１】
ガイドローラ８３は、互いに平行に配置された２つのピン８４により左右方向に間隔をおいて回転可能に支持される。２つのガイドローラ８３の間には、上述したプルワイヤ７０が通される。この構成により、先端動作部１４がシャフト１８に対して屈曲した状態で開閉駆動伝達部８０を進退動作させたときでも、プルワイヤ７０の進退動作に伴ってガイドローラ８３が回転するため、プルワイヤ７０をスムーズに進退動作させることができる。
【００５２】
図５に示すように、先端動作部１４とシャフト１８との間の関節部１７は、傾動軸線Ｏｙ上に配置された一対の関節ピン７３、７４を有し、開閉駆動伝達部８０の一部であるプルワイヤ７０は、一対の関節ピン７３、７４間に設けられた隙間を、関節ピン７３、７４の軸線方向と交差する方向に進退移動可能である。この構成によれば、関節部１７内におけるプルワイヤ７０の配置スペースを容易に確保することができる。
【００５３】
上側の支持プレート７７と舌片部５８ｂとの間には、傘歯車８６（中間部材）が関節ピン７３によって回転自在に支持される。傘歯車８６は、支持プレート７７及び舌片部５８ｂとは独立に回転可能である。傘歯車８６の歯部８６ａは、回転スリーブ５６の基端に設けられた傘歯車部５６ｃと、歯車部材８８の先端に設けられた傘歯車部８８ａとに噛み合う。傘歯車部８８ａが設けられた歯車部材８８は、中空円筒型の部材であり、その中空部内にプルワイヤ７０が挿通される。
【００５４】
歯車部材８８が回転する際、歯車部材８８の回転力は、傘歯車８６と傘歯車部５６ｃを介して回転スリーブ５６に伝達され、回転スリーブ５６及びこれに固定されたエンドエフェクタ１２が先端側支点ブロック５８に対してロール軸線Ｏｒを中心に回転する。この動作が、先端動作部１４のロール動作である。
【００５５】
下側の支持プレート７８と舌片部５８ｃとの間には、従動プーリ９０が関節ピン７４によって回転自在に支持される。従動プーリ９０は、先端側支点ブロック５８の舌片部５８ｃの内面に固着される。従って、従動プーリ９０と、舌片部５８ｃを含む先端側支点ブロック５８とは、一体的にシャフト側支点ブロック５９に対して揺動可能である。従動プーリ９０には、傾動動作用のワイヤ１５０が巻き掛けられる。このワイヤ１５０は、一部が従動プーリ９０に固定され、シャフト１８内を介してハンドル１６側まで配設される。ワイヤ１５０の配設構造の詳細については後述する。
【００５６】
ワイヤ１５０によって従動プーリ９０が回転駆動されると、当該従動プーリ９０に固定された先端側支点ブロック５８が従動プーリ９０と一体的に回転する。これにより、先端側支点ブロック５８、回転スリーブ５６及びエンドエフェクタ１２を含む先端動作部１４が、シャフト１８に対して傾動軸線Ｏｙを中心として回動する。この動作が、先端動作部１４の傾動動作である。
【００５７】
先端動作部１４の傾動動作は、先端動作部１４がシャフト１８に対して真直ぐの状態を中立位置（基準位置）として、プラス側（右側）とマイナス側（左側）にそれぞれ可動範囲を有する。本実施形態では、先端動作部１４は、傾動動作に関して＋７０°〜−７０°の可動範囲を有する。
【００５８】
プルワイヤ７０の基端部は、プルロッド９１（図２参照）の先端部に連結されている。プルワイヤ７０とプルロッド９１とは、歯車部材８８の基端に連結された中空シャフト８９（図２参照）内で相対回転可能であり、且つプルロッド９１の基端方向への引っ張り力がプルワイヤ７０に伝達されるように連結されている。このように構成されるため、プルロッド９１が軸線方向に変位した際には、プルロッド９１に連結されたプルワイヤ７０も軸線方向に変位することにより、エンドエフェクタ１２の開閉動作が行われる。また、先端動作部１４がロール動作する際には、プルワイヤ７０がプルロッド９１に対して回転することができるため、先端動作部１４のロール動作に支障がないとともに、プルワイヤ７０に捩じれ等が発生することがなく、プルワイヤ７０の損傷を防止できる。
【００５９】
図２に示すように、プルロッド９１は、中空シャフト８９内に挿通され、且つその基端が中空シャフト８９の基端から突出する。一方、レバー２４は、その先端部において、胴体部２３の先端寄りの箇所で胴体部２３に対して揺動可能に連結される。レバー２４の先端部近傍には、レバーロッド９６の先端が回動可能に連結されており、当該レバーロッド９６は、胴体部２３の下方に、胴体部２３の長手方向と略平行に配置される。胴体部２３の下部には、フック部材１１８を支持するフックホルダ１１６が固定され、当該フックホルダ１１６の先端面と、レバーロッド９６の先端拡径部９６ａとの間に、圧縮スプリング９８が配置される。この圧縮スプリング９８は、レバーロッド９６を先端方向に弾性的に常時付勢する。従って、レバーロッド９６に連結されたレバー２４は、圧縮スプリング９８の弾発力により、常時、胴体部２３に対して開く方向の力を受ける。レバーからの駆動力は、中間伝達機構を介して、開閉駆動伝達部８０へと伝達される。
【００６０】
ハンドル本体２０において、胴体部２３に対してレバー２４が開いた状態（図２参照）を初期位置とする。この初期位置では、エンドエフェクタ１２が全開状態となる位置までプルロッド９１が前進している。使用者がレバー２４を握り、レバー２４を胴体部２３側に引き寄せる（レバー２４を閉じる）と、レバーロッド９６が基端方向へ変位する。このとき、中間伝達機構を介してプルロッド９１が基端方向に引っ張られるため、エンドエフェクタ１２が閉じる方向に動作する。
【００６１】
次に、主として図２及び図５を参照し、先端動作部１４のロール動作に関連する機構を説明する。本実施形態において、先端動作部１４のロール動作は、モータ３８の駆動力が先端動作部１４に伝達されることにより行われる。先端動作部１４をロール動作させるためのロール動作駆動系は、上述したモータ３８と、モータ３８に固定された駆動歯車４０と、駆動歯車４０に噛み合う従動歯車１２８と、従動歯車１２８が固定されたロール駆動伝達管１３０と、ロール駆動伝達管１３０の先端と噛み合う傘歯車８６と、傘歯車８６と噛み合う回転スリーブ５６とを備える。本実施形態において、歯車部材８８と中空シャフト８９とにより、ロール駆動伝達管１３０が構成される。また、ロール駆動伝達管１３０と、傘歯車８６と、回転スリーブ５６とにより、ハンドル１６側から先端動作部１４側に回転駆動力を伝達する回転駆動伝達部１３２が構成される。
【００６２】
駆動ユニット２２がハンドル本体２０に装着され、且つコントローラ４４が電源に接続された状態で、図１等に示すロール用スイッチ２８を押圧操作すると、モータ３８が回転し、その駆動力が、駆動歯車４０、従動歯車１２８、ロール駆動伝達管１３０、傘歯車８６及び回転スリーブ５６を介して、先端動作部１４に伝達される。これにより、先端動作部１４のロール動作が行われる。
【００６３】
医療用マニピュレータ１０では、ハンドル１６側から先端動作部１４側への回転力の伝達を、ワイヤとプーリを介して行うのではなく、ロール駆動伝達管１３０等を介して行うため、先端動作部１４を無制限の回転範囲でロール動作させることができる。また、開閉駆動伝達部８０（プルワイヤ７０及びプルロッド９１）は、ロール駆動伝達管１３０の内側に挿通配置されるためロール駆動伝達管１３０の回転の影響を受けることなくエンドエフェクタ１２に開閉駆動力を適切に伝達できる。
【００６４】
さらに、図５に示すように、開閉駆動伝達部８０は、関節部１７に対応する部分（プルワイヤ７０）が可撓性を有するため、簡単な構成で、エンドエフェクタ１２に開閉駆動力を適切に伝達できる。従って、先端動作部１４の機構を複雑化することなく、先端動作部１４の開閉動作と傾動動作を可能な構造を維持しつつ、回転範囲が無制限のロール動作を実現できる。
【００６５】
次に、先端動作部１４の傾動動作に関連する機構を説明する。ハンドル本体２０内には、傾動用ホイール２６の回転に連動して上下方向の軸線を中心に回転するウォームギア１４４と、ウォームギア１４４と噛み合うウォームホイール１４７を有し胴体部２３の左右方向の軸線を中心に回転可能に配置された回転体１４６とが設けられる。
【００６６】
回転体１４６は、ウォームホイール１４７と駆動プーリ１４８とを同軸上に有する。ウォームホイール１４７と駆動プーリ１４８とは一体的に回転する。駆動プーリ１４８には、ワイヤ１５０が巻き掛けられ、当該ワイヤ１５０は、シャフト１８内に挿通され、シャフト１８の先端側で従動プーリ９０（図５等参照）に巻き掛けられる。
【００６７】
ハンドル本体２０において、駆動プーリ１４８の前方には、第１中間プーリ１５２と第２中間プーリ１５４とが配置され、第１中間プーリ１５２と第２中間プーリ１５４とにワイヤ１５０が巻き掛けられる。駆動プーリ１４８の後方には、第１テンション用プーリ１５９と第２テンション用プーリ１６５とが配置される。第１テンション用プーリ１５９と第２テンション用プーリ１６５とにワイヤ１５０が巻き掛けられる。第１テンション用プーリ１５９により、駆動プーリ１４８と従動プーリ９０との間のワイヤ１５０の一方側部分に張力が付与される。第２テンション用プーリ１６５により、駆動プーリ１４８と従動プーリ９０との間のワイヤ１５０の他方側部分に張力が付与される。
【００６８】
シャフト１８とロール駆動伝達管１３０との間には、シャフト１８の軸線に沿って延在する環状空間が設けられ、ワイヤ１５０は、当該環状空間に挿通される。上述したように、ワイヤ１５０は、シャフト１８の先端に配置された従動プーリ９０（図５参照）に巻き掛けられる。
【００６９】
図１及び図２に示す傾動用ホイール２６を手動により回転操作すると、その操作力が回転体１４６に伝達される。回転体１４６に伝達された回転力は、回転体１４６に設けられた駆動プーリ１４８に巻き掛けられたワイヤ１５０を駆動する。ワイヤ１５０の駆動は、シャフト１８の先端で、従動プーリ９０の回転となって出力され、これにより、先端動作部１４のシャフト１８に対する傾動動作が行われる。
【００７０】
上述した本実施形態に係る医療用マニピュレータ１０によれば、回転スリーブ５６（先端側回転体）が中空状であることにより先端動作部１４の略中心に、エンドエフェクタ１２に作用する作動手段２１（図５参照）を配置することができる。そしてこれにより、先端動作部１４のロール動作の回転範囲を無制限とする構成を実現できる。本実施形態では、回転駆動伝達部８０は、エンドエフェクタ１２に対して開閉駆動のための駆動力を伝達するものであり、エンドエフェクタ１２に対して機械的作用を及ぼすものであるため、回転駆動伝達部８０が上記の作動手段２１を構成する。
【００７１】
また、回転スリーブ５６の内側ではなく外側に、先端側支点ブロック５８（回転支持筒）が配置されるため、回転スリーブ５６の中空部を作動手段２１の配置スペースとして好適に確保することができるとともに、先端動作部１４の構造を簡素化できる。従って、本発明によれば、構造を複雑化することなく、自由度の高い先端動作部を備えた医療用マニピュレータ１０が提供される。
【００７２】
本実施形態の場合、先端側支点ブロック５８は、シャフト１８の先端にてシャフト１８の軸線に対して交差する傾動軸線Ｏｙを中心に回動可能であり、シャフト１８と先端動作部１４との間の関節部１７には、傾動軸線Ｏｙ上に配置された一対の関節ピン７３、７４が設けられ、作動手段２１は、一対の関節ピン７３、７４の間に設けられた隙間に挿通配置される。この構成により、関節部１７内の作動手段２１の配置スペースを容易に確保することができる。
【００７３】
本実施形態の場合、図４に示したように、回転支持筒を構成する先端側支点ブロック５８は、周方向に連結することによりその内側に回転スリーブ５６を回転可能に支持する上部ブロック７１及び下部ブロック７２（複数のセグメント部材）からなる。すなわち、上部ブロック７１及び下部ブロック７２が周方向に連結されることにより、回転スリーブ５６を内周部で支持する先端側支点ブロック５８が構成される。従って、先端動作部１４の組立時において、回転スリーブ５６を上部ブロック７１と下部ブロック７２とで囲み、当該上部ブロック７１と下部ブロック７２とを溶接等により相互に接合させることにより、内側に回転体があり、その外側に回転支持部がある構造を簡単に構築することができる。
【００７４】
本実施形態に係る医療用マニピュレータ１０においては、ロール動作をモータ３８による電動駆動とし、傾動動作を手動駆動としたが、医療用マニピュレータ１０の変形例では、これとは逆に、傾動動作をモータ３８による電動駆動とし、ロール動作を手動駆動とする構成を採用してもよい。このように、傾動動作とロール動作の両方を電動駆動とするのではなく、いずれか一方だけを駆動源により動かす構成であるため、駆動源を一つにする分、両方を電動駆動とする構成と比較して、小型・軽量化を実現することができる。
【００７５】
医療用マニピュレータ１０の別の変形例では、傾動動作、ロール動作又は開閉動作のうち、いずれか１つ又は２以上の動作を電動駆動として構成されてもよく、あるいは、傾動動作、ロール動作及び開閉動作を手動駆動として構成されてもよい。
【００７６】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る医療用マニピュレータ２００の一部省略斜視図である。この医療用マニピュレータ２００は、内視鏡手術等の手技に用いられ、処置対象Ｘとなる生体組織に通電して所定の処置（例えば、熱による焼灼等）を行うように構成されている。処置対象Ｘとなる生体組織としては、例えば、腫瘍（病変部）、筋肉、血管、或いは神経等が挙げられる。すなわち、医療用マニピュレータ２００のエンドエフェクタ２１２は、生体組織を挟み込むことで生体組織に通電するエンドエフェクタ２１２（電気メス）として構成されている。
【００７７】
医療用マニピュレータ２００は、図７に示すように、生体組織に処置を行うエンドエフェクタ２１２を有する先端動作部２１４と、先端動作部２１４の基端側に接続され所定長さ（例えば、３５０ｍｍ程度）基端方向に延在するシャフト２１６と、シャフト２１６の基端側に設けられ人からの操作（入力）に基づき先端動作部２１４を動作させるハンドル２１８とを備える。ハンドル２１８には、先端動作部２１４に所定の動作をさせるための電力を供給するコントローラ２２０が接続されるとともに、エンドエフェクタ２１２に高周波電流を通電する高周波電源部２２２が接続される。
【００７８】
医療用マニピュレータ２００の使用時には、ユーザ（医師等の手技者）によりハンドル２１８が把持及び操作されて、医療用マニピュレータ２００の先端側を構成する先端動作部２１４及びシャフト２１６が患者の体内に挿入される。この際、ユーザは、患者の体表の所定位置に小径の孔を開けて、炭酸ガスを注入するとともにトラカール２２４を装着し、このトラカール２２４を介してシャフト２１６を挿入していく。また、医療用マニピュレータ２００の先端側が体内に挿入された状態では、内視鏡の監視下に、エンドエフェクタ２１２の姿勢変動及び開閉動作を適宜実施する。これによりエンドエフェクタ２１２を生体組織に送達して、この生体組織に通電する処置を行う。
【００７９】
なお、エンドエフェクタ２１２の構成は、生体組織に通電する電気メスに限定されるものではなく種々の構成を取り得ることは勿論である。例えば、エンドエフェクタ２１２としては、生体組織を切断する鋏やメス（ブレード）を適用してもよく、また、鉗子、針等の医療機器を把持する把持器具として構成し、把持した医療機器により生体組織に処置を施すこともできる。
【００８０】
エンドエフェクタ２１２を含む先端動作部２１４は、シャフト２１６に対して複数の自由度で姿勢変更が可能である。本実施形態では、先端動作部２１４は、姿勢変更動作として、シャフト２１６の軸線に対して左右方向に反るように傾動する「傾動動作」（首振り動作）と、エンドエフェクタ２１２の長手方向の軸線を中心に回転する「ロール動作」とを行うことができる。本実施形態において、先端動作部２１４の傾動動作は、左右方向に首振りを行うヨー動作であるが、このヨー動作に代えて、上下方向に首振りを行うピッチ動作であってもよい。
【００８１】
先端動作部２１４に連なるシャフト２１６は、直線状に延在し、その基端部にハンドル２１８が接続される。シャフト２１６は、長尺で細径の管状部材であり、その中空部には、エンドエフェクタ２１２の開閉動作、先端動作部２１４のロール動作及び傾動動作をするのに必要な動力をハンドル２１８側から先端動作部２１４に伝達するための動力伝達機構を構成する複数の部材が挿通及び配置されている。手技中は、シャフト２１６の基端側が患者の体外に露出されて、医療用マニピュレータ２００の位置や角度が外部から操作されることで、体内に挿入された先端動作部２１４及びシャフト２１６の挿入角度や挿入量が変更される。
【００８２】
ハンドル２１８は、複数の操作部を含みユーザが片手で把持し易いようにピストル型に形成されたハンドル本体２４０と、このハンドル本体２４０に着脱可能でありモータ２４６を含む駆動ユニット２４１とを備え、ハンドル本体２４０に駆動ユニット２４１が装着された状態でモータ２４６が駆動した際、モータ２４６の駆動力が先端動作部２１４に伝達されるように構成される。このため、この医療用マニピュレータ２００は、ハンドル本体２４０、シャフト２１６及び先端動作部２１４を含むマニピュレータ本体については、所定回数使用した後に廃棄し、一方、駆動ユニット２４１については、接続するマニピュレータ本体を変えて何度も使用する、という利用形態を取ることができる。
【００８３】
ハンドル本体２４０は、シャフト２１６の軸方向と同方向に延在する胴体部２４２と、胴体部２４２の下側から下方に延在する把持部２４４とを有する。ハンドル本体２４０の筐体内には比較的大きな容積からなる内部空間（図示せず）が形成され、この内部空間には上述した先端動作部２１４の動作（傾動動作、ロール動作、開閉動作）を実現する歯車、リンク等の多数の駆動部品が設けられる。また、胴体部２４２には、エンドエフェクタ２１２の開閉操作のためのトリガー２５２（開閉操作部）と、傾動操作のためのスイッチ２４８（傾動操作部）と、ロール操作のための回転ハンドル２５０（ロール操作部）が設けられる。
【００８４】
把持部２４４は、胴体部２４２の軸方向中間部よりもやや先端側に形成されており、ユーザが片手で把持部２４４を把持した状態では、その把持した片手の指によりスイッチ２４８、回転ハンドル２５０及びトリガー２５２が操作可能となるように構成されている。
【００８５】
トリガー２５２は、胴体部２４２の下側で把持部２４４の前方に設けられる。エンドエフェクタ２１２の開閉動作は、ハンドル２１８のトリガー２５２をユーザが手動で操作することにより実施される。すなわち、本実施形態では、トリガー２５２は、手動操作部として構成されており、トリガー２５２に対する操作力が機械的に先端動作部２１４のエンドエフェクタ２１２に伝達されることで、エンドエフェクタ２１２の開閉動作が行われる。具体的には、トリガー２５２を前側に移動させた状態ではエンドエフェクタ２１２が開き、トリガー２５２を後側に移動させるとエンドエフェクタ２１２が閉じるように構成されている。
【００８６】
スイッチ２４８は、胴体部２４２の両側面に設けられる。本実施形態において、スイッチ２４８は、コントローラ２２０を介してモータ２４６に対して操作指令を与える電動操作部として構成されている。スイッチ２４８は、ハンドル本体２４０の右側に設けられた右側スイッチ２４８ａと、ハンドル本体２４０の左側に設けられた左側スイッチ２４８ｂとからなる。右側及び左側スイッチ２４８ａ、２４８ｂは、中央部がハンドル本体２４０に支持され、この中央部を支点に両端部（先端部及び基端部）がユーザの押し操作により変位するように構成されている。右側スイッチ２４８ａ又は左側スイッチ２４８ｂを押圧操作すると、押圧した位置に応じた信号がコントローラ２２０に送信され、コントローラ２２０の制御作用下にモータ２４６が駆動し、モータ２４６の駆動力が先端動作部２１４に伝達されることで、先端動作部２１４がシャフト２１６の軸線に対して非平行な方向（左右方向又は上下方向）に傾動する。
【００８７】
本実施形態では、右側スイッチ２４８ａの後寄りの部分又は左側スイッチ２４８ｂの前寄りの部分を押すと先端動作部２１４が右方向に傾動し、右側スイッチ２４８ａの前寄りの部分又は左側スイッチ２４８ｂの後寄りの部分を押すと先端動作部２１４が左方向に傾動する。このように構成されるため、右側スイッチ２４８ａ又は左側スイッチ２４８ｂのいずれを操作した場合でも、スイッチ２４８の操作感がユーザの感覚（視点）に合うため、操作性に優れる。
【００８８】
回転ハンドル２５０は、胴体部２４２の先端側でシャフト２１６の接続部分にシャフト２１６の基端側を囲うように設けられる。ロール動作は、回転ハンドル２５０をユーザが手動で操作することにより実施される。すなわち、本実施形態において、回転ハンドル２５０は、手動操作部として構成されている。回転ハンドル２５０を回転操作すると、その操作力が、ハンドル２１８及びシャフト２１６内に設けられた傾動動作用の動力伝達系を介して機械的に先端動作部２１４に伝達され、先端動作部２１４が当該先端動作部２１４の長手方向の軸線を中心として回転する。本実施形態では、回転ハンドル２５０を右回りに回転操作すると、先端動作部２１４が右回りに回転し、回転ハンドル２５０を左回りに回転操作すると、先端動作部２１４が左回りに回転する。
【００８９】
駆動ユニット２４１は、ハウジング２３９と、ハウジング２３９内に配置されたモータ２４６と、モータ２４６の出力軸に固定された図示しないピニオンギアとを有し、ハンドル本体２４０の後部に着脱可能である。また、駆動ユニット２４１には、上述したコントローラ２２０及び高周波電源部２２２が接続されている。コントローラ２２０は、モータ２４６への電力供給と駆動制御を行うものであり、外部電源から電力を受ける。スイッチ２４８を操作すると、その操作に応じた信号がコントローラ２２０に送信され、コントローラ２２０がモータ２４６の駆動を制御する。なお、コントローラ２２０の機能の一部又は全部は、駆動ユニット２４１に一体的に搭載され得る。高周波電源部２２２は、ユーザの操作に基づき、エンドエフェクタ２１２に電力（高周波電圧）を供給する機能を有している。
【００９０】
図８は、先端動作部２１４の要部斜視図である。図９は、先端動作部２１４の分解斜視図である。図１０は、先端動作部２１４の縦断面図である。図１１は、図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った縦断面図である。図８〜図１１に示すように、先端動作部２１４は、開閉動作可能なエンドエフェクタ２１２と、エンドエフェクタ２１２が固定されたグリッパ保持部材２３０（先端側回転体）と、グリッパ保持部材２３０を軸線回りに回転可能に支持する外殻部材２３２（回転支持筒）と、外殻部材２３２とシャフト２１６との間で湾曲変形可能な湾曲部２３４と、湾曲部２３４の内側に配置された中空チューブ２８２とを有する。
【００９１】
エンドエフェクタ２１２は、第１グリッパ部材２２６と、第２グリッパ部材２２８とからなる。第１グリッパ部材２２６と第２グリッパ部材２２８とは、支点ピン２５４により、グリッパ軸線Ｏｇ（図８参照）を中心として回転可能に連結される。第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８は、それぞれ、把持面を有する顎部２９０と、顎部２９０から基端方向に延出する平板状の延出部２９１とを有する。顎部２９０は、先端部分が下側に湾曲しつつ先端方向に延出する形状からなり、互いの対向面には鋸状の噛合歯２９０ａが形成されている。第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の噛合歯２９０ａは、閉状態で互いに噛み合う。
【００９２】
図９及び図１１に示すように、延出部２９１の先端寄りの部分には、支点ピン２５４が嵌挿された丸孔３０２が穿設され、支点ピン２５４はこの丸孔３０２に嵌め込まれる絶縁リング３０４に軸支される。延出部２９１の基端寄りの部分には、長孔２９２が穿設され、この長孔２９２に可動ピン２９６が絶縁筒３０６を介して挿入される。
【００９３】
グリッパ保持部材２３０には、グリッパ保持部材２３０の先端及び両側面にて開口し且つグリッパ保持部材２３０の長手方向に沿って互いに平行に延在する２つの隙間３０８が形成される。この隙間３０８に、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の各延出部２９１が挿入された状態で、支点ピン２５４によって回転可能に支持される。グリッパ保持部材２３０の基端側は、円筒状の外殻部材２３２に回転可能に挿入されている。
【００９４】
グリッパ保持部材２３０は、上述した隙間３０８を形成するように先端方向に延出する板状の３つの保持板３１０を有するグリッパ側三又部３１２と、グリッパ側三又部３１２の基端側に連なり基端方向に延出する係合筒部３１４とからなる。
【００９５】
３つの保持板３１０の先端寄りの部分には、支点ピン２５４が挿入される支点ピン用孔３１６が形成される。支点ピン２５４は、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の延出部２９１が隙間３０８に配置された状態で、支点ピン用孔３１６に挿入され、端部がワッシャ３２４に固定される。グリッパ側三又部３１２において、支点ピン用孔３１６よりも基端側には、可動ピン２９６の両端部が挿入される可動ピン用長孔３１８が形成される。可動ピン２９６は、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８に設けられた長孔２９２と、グリッパ保持部材２３０に設けられた可動ピン用長孔３１８に挿入された状態で、これらの長孔２９２、３１８に沿って移動可能である。可動ピン２９６の端部には、ワッシャ３２６が固定される。
【００９６】
係合筒部３１４の外面には、径方向外側に突出し且つ周方向に延在する環状の突出部３２０が設けられる。グリッパ側三又部３１２と係合筒部３１４の内部には、移動体２９４が挿入される摺動空間３２２（図１０参照）が連なるように形成されている。
【００９７】
外殻部材２３２は、その内周部でグリッパ保持部材２３０を回転可能に支持する。外殻部材２３２は、周方向に連結することによりその内側にグリッパ保持部材２３０の係合筒部３１４を回転可能に支持する複数のセグメント部材からなる。図９に示すように、本実施形態において具体的には、外殻部材２３２は、半円状部３５１と基端側筒部３５２とを有する第１ブロック２３２ａ（セグメント部材）と、半円状の第２ブロック２３２ｂ（セグメント部材）とからなり、第１ブロック２３２ａと第２ブロック２３２ｂとが組み合わされることにより中空円筒状となる。
【００９８】
第１ブロック２３２ａの半円状部３５１の周方向の両端部と、第２ブロック２３２ｂの周方向の両端部とが溶接、接着等の適宜の接合手段により接合されることで、第１ブロック２３２ａと第２ブロック２３２ｂとが相互に固定される。第１ブロック２３２ａの半円状部３５１と第２ブロック２３２ｂとにより、中空円筒状の先端側筒部３５０が構成される。先端側筒部３５０の内面には、一周にわたって延在する環状の溝部３５４が設けられる。溝部３５４の幅は、例えば２ｍｍ程度である。グリッパ保持部材２３０に設けられた突出部３２０と、外殻部材２３２に設けられた環状の溝部３５４とが係合することで、外殻部材２３２の内側で、外殻部材２３２に対するグリッパ保持部材２３０の軸方向移動が規制された状態で、グリッパ保持部材２３０が回転可能に支持される。
【００９９】
グリッパ保持部材２３０の内部には、このグリッパ保持部材２３０に対して進退移動可能な移動体２９４が配設される。移動体２９４には可動ピン２９６が固定される。ロール動作時にはグリッパ保持部材２３０と移動体２９４が共に回転するが、開閉動作時にはグリッパ保持部材２３０が動作せずに、グリッパ保持部材２３０の内側で移動体２９４が進退移動する。
【０１００】
図９に示すように、移動体２９４は、グリッパ保持部材２３０と同様に、隙間３３０を形成するように先端方向に延出する板状の３つの保持板３２８を有する移動体側三又部３３２と、移動体側三又部３３２の基端側に連なり基端方向に延出する挿入部３３４とを有する。３つの保持板３２８の先端寄りの部分には、可動ピン２９６が挿入される可動ピン用丸孔３３６が形成される。
【０１０１】
移動体２９４の３つの保持板３２８のうち中央に延出する保持板３２８ａは、絶縁材料によって構成される。図１１に示すように、保持板３２８ａは、挿入部３３４を貫通してその基端が挿入部３３４から突出する。保持板３２８ａにおける、挿入部３３４の基端から突出した部分の上下両面には溶接部４０８が設けられている。溶接部４０８には、導線２６０の先端部から露呈された金属線材２５６が溶接材料によって溶接される。導線２６０は、先端部がコネクタ３４２により固定保持されて中空チューブ２８２内で軸方向に延在している。
【０１０２】
グリッパ保持部材２３０の係合筒部３１４の内側には、中空円筒状の円筒体３３８が係合筒部３１４に対して軸方向に移動可能に配置される。円筒体３３８の全長は、例えば、６ｍｍ程度である。円筒体３３８の先端部には上述した移動体２９４の挿入部３３４が挿入される。円筒体３３８の基端部にはコネクタ３４２が挿入される。
【０１０３】
図１０に示すように、円筒体３３８の先端側及び基端側には、内側方向に向かって円筒体３３８の内周面から突出する接続ピン４１０ａ、４１０ｂが設けられている。先端側に配置された接続ピン４１０ｂの内端は、移動体２９４の挿入部３３４に設けられた移動体側係合溝４１４に挿入され、基端側に配置された接続ピン４１０ａの内端は、コネクタ３４２に設けられたコネクタ側係合溝４１２に挿入される。これにより、コネクタ３４２、円筒体３３８及び移動体２９４は、軸方向の接続が接続ピン４１０ａ、４１０ｂにより補強され、中空チューブ２８２から伝達される進退移動の動作力が、円筒体３３８を介して動体に確実に伝達される。
【０１０４】
円筒体３３８の基端には、中空円筒状のコネクタ３４２が接続される。コネクタ３４２は、長手方向の中間部に設けられたフランジ部３４４と、このフランジ部３４４から先端方向に延出する先端接続突部３４６と、フランジ部から基端方向に延出する基端接続突部３４８とを有する。コネクタ３４２は、先端接続突部３４６が円筒体３３８内に挿入され、基端接続突部３４８が中空チューブ２８２内に挿入されることで、円筒体３３８と中空チューブ２８２とを接続する。
【０１０５】
コネクタ３４２の基端には、軸方向に貫通する中空部２８２ａ（図９参照）を有するとともに、湾曲部２３４の湾曲に追従可能な可撓性を有する中空チューブ２８２が接続される。この中空チューブ２８２は、湾曲部２３４の内側に配置され、その基端がシャフト２１６の内筒２８６（図１２参照）に連結固定されている。中空チューブ２８２は、湾曲部２３４に追従して湾曲しても回転可能なトルクチューブとしての機能を有する。中空チューブの内径は、例えば１．５ｍｍ程度である。
【０１０６】
このように構成された先端動作部２１４において、中空チューブ２８２の軸方向の移動は、コネクタ３４２及び円筒体３３８を介して、移動体２９４に伝達される。そして、グリッパ保持部材２３０内で移動体２９４が進出した位置（可動ピン２９６が長孔２９２の先端側に位置する状態）では、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の延出部２９１が可動ピン２９６の箇所で交差するため、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の先端部分が離間して開状態となる。グリッパ保持部材２３０内で移動体２９４が後退移動した位置（可動ピン２９６が長孔２９２の基端側に位置する状態）では、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の長孔２９２がガイドされて各延出部２９１が互いに近接する（重なる）ことに伴い、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の先端部分も互いに近接して閉状態となる。このように、エンドエフェクタ２１２では、中空チューブ２８２から先端及び基端方向の動作力が伝達されることで開閉動作が実施される。この開閉動作は、エンドエフェクタ２１２の姿勢変動に依らず、ユーザの操作に基づき所望のタイミングで実施可能となっている。
【０１０７】
図１２に示すように、湾曲部２３４に接続されるシャフト２１６は、外筒２８４と、外筒２８４内に配置された内筒２８６とを有する二重管構造となっている。内筒２８６は、外筒２８４内で軸方向に移動可能且つ軸線回りに回転可能である。中空チューブ２８２の基端と内筒２８６の先端とは、相対回転不可能に連結されている。従って、内筒２８６が外筒２８４内で軸方向に移動すると、これに伴い中空チューブ２８２が湾曲部２３４の内側で軸方向に移動する。また、外筒２８４内で内筒２８６が軸線回りに回転すると、これに伴い中空チューブ２８２が湾曲部２３４の内側で回転する。
【０１０８】
内筒２８６の基端側にはハンドル２１８内の図示しない進退移動機構が接続されている。進退移動機構は、複数のリンクを有し、内筒２８６とトリガー２５２（図７参照）とを機械的に接続している。ユーザが手動によりトリガー２５２の引き操作を行うと、トリガー２５２の操作力が基端側のハンドル２１８内に伝達され、進退移動機構を介して内筒２８６が基端方向に移動させられ、これにより中空チューブ２８２が基端方向に移動させられる。一方、ユーザが手動によりトリガー２５２の押し操作を行うと、トリガー２５２の操作力が基端側のハンドル２１８内に伝達され、進退移動機構を介して内筒２８６が先端方向に移動させられ、これにより中空チューブ２８２が先端方向に移動させられる。
【０１０９】
中空チューブ２８２は、先端動作部２１４の湾曲部２３４よりも軸方向長さが長く形成されており、中空チューブ２８２が進退移動しても湾曲部２３４に常に重なるように配設されている。従って、湾曲部２３４が湾曲し、これに追従して中空チューブ２８２が湾曲していても、中空チューブ２８２を湾曲に沿って進退移動させることができ、中空チューブ２８２の先端側に接続されている円筒体３３８に進退移動の動作力を伝達させることができる。
【０１１０】
医療用マニピュレータ２００は、上述したようにエンドエフェクタ２１２による生体組織の把持にともない、生体組織に通電する機能を有している。このため、図７等に示す第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８は、導電性材料からなり、生体組織に通電する電極（プラス電極とマイナス電極）に構成されている。すなわち、本実施の形態に係るエンドエフェクタ２１２はバイポーラ式の電気メスである。勿論、これに限定されるものではなく、エンドエフェクタ２１２をモノポーラ式の電気メスとして構成してもよい。
【０１１１】
図１０及び図１１に示すように、移動体２９４の基端には導線２６０が接続される。この導線２６０は、例えば銅からなる２本の金属線材２５６と、２本の金属線材２５６を被覆する絶縁材２５７とにより構成され、シャフト２１６とともに基端方向に延在しハンドル２１８内に挿入されている。本実施の形態では、この導線２６０が中空チューブ２８２及び内筒２８６の軸心を通るように配設されている。従って、先端動作部２１４やシャフト２１６の側面に、導線２６０を別途配線する必要がなくなるため、先端動作部２１４の動作による導線２６０の絡み合い等が回避され、通電を良好に行うことができる。
【０１１２】
図１１に示すように、第１グリッパ部材２２６と第２グリッパ部材２２８は、絶縁リング３０４を介して１つの支点ピン２５４により軸支される。開閉動作の動作力を受けると、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の先端部分は、支点ピン２５４を支点として近接又は離間する。そのため、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の先端部分同士が離間した開状態では通電が遮断されるが、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の先端部分同士が当接する閉状態（生体組織を挟んで間接的に閉状態となる状態も含む）では、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８間の通電がなされ、生体組織にも通電される。
【０１１３】
エンドエフェクタ２１２の閉状態では、上述したように、異なる極性からなる第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８の接続により通電状態が形成される。すなわち、第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８により生体組織が挟まれた状態では、高周波電源部２２２から導線２６０を介して第１及び第２グリッパ部材２２６、２２８に供給された高周波電流が生体組織に流れ、所定の処置（熱による焼灼等）がなされる。
【０１１４】
図１２に示すように、ハンドル本体２４０内には、内筒２８６の回転時において導線２６０と高周波電源部２２２との電気的接続を継続的に行うためのスリップリングシステム４７０が設けられる。スリップリングシステム４７０は、ハンドル本体２４０内でシャフト２１６の内筒２８６に固定された一対の回転端子２６２ａ、２６２ｂと、当該一対の回転端子２６２ａ、２６２ｂにそれぞれ接触する一対の接触端子２６４ａ、２６４ｂとを有する。
【０１１５】
回転端子２６２ａ、２６２ｂの一方及び他方は、導線２６０における２本の金属線材２５６の一方及び他方にそれぞれ電気的に接続されている。回転端子２６２ａ、２６２ｂは、内筒２８６とともに回転する。一対の接触端子２６４ａ、２６４ｂは、ハンドル内で固定されるとともに、ハンドル２１８の外部に設けられた高周波電源部２２２（図７参照）に接続されている。スリップリングシステム４７０では、回転端子２６２ａ、２６２ｂが回転した場合でも、回転端子２６２ａ、２６２ｂと接触端子２６４ａ、２６４ｂとの接触が維持されるため、高周波電源部２２２からの出力を導線２６０を介してエンドエフェクタ２１２に供給することができる。
【０１１６】
図１０及び図１１に示すように、中空チューブ２８２の内部には、２重のコイル（第１コイル４９０、第２コイル４９２）が配設されている。第１及び第２コイル４９０、４９２は、互いに異なる巻き方向（時計方向、半時計方向）に巻回した状態で重なり合い軸方向に延在している。従って、中空チューブ２８２が時計方向に回転すると、時計方向に巻回するコイル（例えば、第１コイル４９０）が拡径し、半時計方向に巻回するコイル（例えば、第２コイル４９２）が縮径するので、２重のコイル全体としては形状が維持されることになる。これにより、中空チューブ２８２が湾曲部２３４により湾曲した状態で回転しても容易に回転トルクを先端（エンドエフェクタ２１２）側に伝達させることができる。
【０１１７】
先端動作部２１４のロール動作は、グリッパ保持部材２３０を外殻部材２３２に対して回転させることによってなされる。外殻部材２３２は、湾曲部２３４に対して回転しないように連結されており、この外殻部材２３２に対してグリッパ保持部材２３０が回転可能である。このため、エンドエフェクタ２１２もグリッパ保持部材２３０と一緒に回転する。
【０１１８】
図１２に示すように、内筒２８６は、外筒２８４よりも基端方向に突出し、ハンドル２１８内部の回転機構２８８によって回転自在に軸支されている。ハンドル本体２４０内には、回転ハンドル２５０の基端側に固定され回転ハンドル２５０と一体的に回転可能な駆動ギア４３８と、内筒２８６に固定され内筒２８６と一体的に回転可能な従動ギア４２６と、駆動ギア４３８と従動ギア４２６との間の動力伝達を行う中間駆動軸４３９とが設けられる。中間駆動軸４３９は、一端側に設けられ駆動ギア４３８と噛み合う第１中間ギア４３６と、他端側に設けられ従動ギア４２６と噛み合う第２中間ギア４３０と、第１中間ギア４３６と第２中間ギア４３０とを連結する連結軸４３２とを有し、ハンドル本体２４０内で回転可能に支持される。
【０１１９】
ユーザが手動により回転ハンドル２５０を回転操作すると、その操作力（回転駆動力）は、駆動ギア４３８、中間駆動軸４３９及び従動ギア４２６を介して、内筒２８６に伝達される。従動ギア４２６の歯数は、駆動ギア４３８の歯数よりも少ないため、内筒２８６は、回転ハンドル２５０の回転量に対し少ない回転量で回転する。内筒２８６に伝達された回転力は、中空チューブ２８２に伝達される。その結果、中空チューブ２８２の先端側に接続されたグリッパ保持部材２３０及びエンドエフェクタ２１２が、ロール軸線Ｏｒ（図８参照）を中心に回転する。この動作が、先端動作部２１４のロール動作である。この場合、移動体２９４、円筒体３３８、コネクタ３４２及び導線２６０も、グリッパ保持部材２３０とともに回転する。
【０１２０】
内筒２８６は、外筒２８４に対し無制限に回転自在であり、湾曲部２３４と重なる位置に配設される中空チューブ２８２も無制限に回転自在であり、グリッパ保持部材２３０及びエンドエフェクタ２１２も無制限に回転自在となっている。また、導線２６０は中空チューブ２８２及び内筒２８６内を延在するため、中空チューブ２８２及び内筒２８６と一体的に回転する。これにより、医療用マニピュレータ２００では、先端動作部２１４のロール動作の可動範囲（エンドエフェクタ２１２の回転範囲）が無制限に設定されている。従って、エンドエフェクタ２１２は、ロール動作による姿勢の変動を何度でも行うことができる。
【０１２１】
図１２に示すように、回転ハンドル２５０の基端側には、回転ハンドル２５０と一緒に回転するラッチ用歯車４９４が設けられている。ラッチ用歯車４９４は、ハンドル２１８の内部空間の先端部に配置される。ラッチ用歯車４９４の外周部は、周方向にわたって波形状に形成されており、当該外周部にラッチ片５００が当接する。回転ハンドル２５０が回転操作に伴ってラッチ用歯車４９４が回転すると、ラッチ用歯車４９４の外周部の波形状により、ラッチ片５００が弾性変形を伴って揺動する。この際のラッチ片５００の変位にともない、振動及び操作音が生じるため、回転ハンドル２５０の操作感をユーザに認識させることができる。
【０１２２】
医療用マニピュレータ２００の傾動動作は、外殻部材２３２の基端側に連結された湾曲部２３４によって実現される。湾曲部２３４は、硬質な材料で構成された複数（図２では５つ）の関節部材２３６を軸方向に並設して構成される。関節部材２３６は、ステンレス鋼で構成され得るが、耐久性に優れ、本機能を達成できればステンレス鋼に限定されず、例えば、硬質樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等）でもよい。以下、関節部材２３６に対し先端側から順にＡ〜Ｅの符号を付して説明を行う場合もある。
【０１２３】
図８及び図９に示すように、湾曲部２３４を構成する５つの関節部材２３６Ａ〜２３６Ｅのうち４つの関節部材２３６Ａ〜２３６Ｄは、中央部において筒状に形成された中央筒部３６２（筒状部）と、中央筒部３６２から先端側に延出する先端ヒンジ片３６４と、中央筒部３６２から基端側に延出する基端ヒンジ片３６６とを備える。
【０１２４】
先端ヒンジ片３６４は、基端ヒンジ片３６６よりも内側に延出するように形成されている。隣り合う関節部材２３６同士は、先端ヒンジ片３６４と基端ヒンジ片３６６が重なり合った状態で、ヒンジ軸２３８により互いに回動可能に連結される。図９及び図１１に示すように、外殻部材２３２の基端側筒部３５２の上下位置には、基端方向に突出する外殻部材側ヒンジ片３５６が形成され、この外殻部材側ヒンジ片３５６は、最も先端側の関節部材２３６Ａに回動可能に連結される。
【０１２５】
最も基端側の関節部材２３６Ｅは、シャフト２１６の先端部に連結固定される。最も基端側の関節部材２３６Ｅは、関節部材２３６Ａ〜２３６Ｄと同じ中央筒部３６２及び先端ヒンジ片３６４を有しているが、中央筒部３６２の基端側に基端ヒンジ片３６６が設けられていない。関節部材２３６Ｅは、その基端部が外筒２８４に嵌合されることで、この外筒２８４に連結固定される。
【０１２６】
軸方向に並ぶ５つの関節部材２３６の両側には、一対のベルト（第１ベルト２６６、第２ベルト２６８）が湾曲部２３４に沿って挿通配置される。各関節部材２３６は、第１及び第２ベルト２６６、２６８を摺動自在に保持する。図９に示すように、基端側筒部３５２の外側面には、第１及び第２ベルト２６６、２６８の先端部形状に略一致する切り欠き部３５８が一対形成され、ベルトの先端部は固定ピン３６０によりこの切り欠き部３５８に連結固定される。
【０１２７】
このように構成された医療用マニピュレータ２００において、モータ２４６の回転駆動に基づき、第１ベルト２６６と第２ベルト２６８に駆動力が伝達されることにより、第１ベルト２６６が湾曲部２３４に対して前進又は後退するとともに、第２ベルト２６８が湾曲部２３４に対して後退又は前進する。すなわち、モータ２４６が回転駆動することにより、その駆動力がハンドル２１８内及びシャフト２１６内に設けられた傾動動力伝達機構を介して第１ベルト２６６及び第２ベルト２６８に伝達される。なお、傾動動力伝達機構の構成は、図示しないが、例えば、ラックアンドピニオン機構によりモータ２４６の回転駆動を直線駆動に変換する機構を用いたものでもよい。他の構成の傾動動力伝達機構では、プーリ、ベルト、ワイヤ等を用いた機構を用いてもよい。
【０１２８】
モータ２４６の駆動力が第１ベルト２６６及び第２ベルト２６８に伝達される結果、第１ベルト２６６と第２ベルト２６８は、湾曲部２３４の延在方向に関して互いに逆方向に移動する。湾曲部２３４に対して第１ベルト２６６が後退し第２ベルト２６８が前進した場合、湾曲部２３４が右方向に湾曲し、これに伴って関節部材の先端側に連結された外殻部材２３２も右方向に指向する。湾曲部２３４に対して第１ベルト２６６が前進し第２ベルト２６８が後退した場合、湾曲部２３４が左方向に湾曲し、これに伴って関節部材２３６Ａの先端側に連結された外殻部材２３２も左方向に指向する。なお、ベルトは、上記のように湾曲部２３４に一対（２本）設けられる構成に限定されるものではなく、１本又は３本以上設けられてもよい。
【０１２９】
先端動作部２１４のヨー動作は、関節部材２３６Ｅを動作支点として５つのヒンジ軸２３８が連動的に屈曲していくことによってなされる。つまり、外殻部材２３２及び関節部材２３６Ａ〜２３６Ｄが略同じ角度ずつ傾くことにより、湾曲部２３４の先端側のエンドエフェクタ２１２及びグリッパ保持部材２３０が一体的に傾く。湾曲部２３４の傾動動作の可動範囲は適宜設定することができるが、例えば、エンドエフェクタ２１２のロール軸線Ｏｒがシャフト２１６の軸線Ｏｓに直交する範囲、すなわちエンドエフェクタ２１２が左右１８０°傾く範囲に設定すると、体内の広い範囲にエンドエフェクタ２１２を臨ませることができる。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ２００によれば、ハンドル２１８側の回転駆動力を、湾曲部２３４の内側に配置された可撓性を有する中空チューブ２８２を介して、エンドエフェクタ２１２に伝達することにより、エンドエフェクタ２１２を無制限の回転範囲でロール動作させることができる。このため、湾曲部２３４の先端側においてエンドエフェクタ２１２のロール軸線Ｏｒ回りの姿勢（角度）を自由に変更することができ、エンドエフェクタ２１２の向きを生体組織に合うように何度でも変更して的確な処置を施すことが可能となる。
【０１３１】
医療用マニピュレータ２００によれば、グリッパ保持部材２３０（先端側回転体）が中空状であることにより、先端動作部２１４の略中心に、エンドエフェクタ２１２に作用する作動手段２２１（図１０及び図１１参照）を配置することができる。そしてこれにより、先端動作部２１４のロール動作の回転範囲を無制限とする構成を実現できる。本実施形態において、移動体２９４、円筒体３３８、コネクタ３４２、中空チューブ２８２及び導線２６０は、エンドエフェクタ２１２に対して機械的又は電気的作用を及ぼすものである。従って、本実施形態では、これらの部材によって、エンドエフェクタ２１２に作用する作動手段２２１が構成される。
【０１３２】
本実施形態の場合、グリッパ保持部材２３０の内側ではなく外側に、外殻部材２３２（回転支持筒）が配置されるため、グリッパ保持部材２３０の中空部を作動手段の配置スペースとして好適に確保することができるとともに、先端動作部２１４の構造を簡素化できる。従って、本実施形態によれば、構造を複雑化することなく、自由度の高い先端動作部２１４を備えた医療用マニピュレータ２００が提供される。
【０１３３】
本実施形態の場合、回転支持筒を構成する外殻部材２３２は、周方向に連結することによりその内側に回転スリーブを回転可能に支持する第１ブロック２３２ａ及び第２ブロック２３２ｂ（複数のセグメント部材）からなる。すなわち、第１ブロック２３２ａ及び第２ブロック２３２ｂが周方向に連結されることにより、回転スリーブを内周部で支持する外殻部材２３２が構成される。従って、先端動作部２１４の組立時において、グリッパ保持部材２３０を第１ブロック２３２ａと第２ブロック２３２ｂとで囲み、当該第１ブロック２３２ａと第２ブロック２３２ｂとを溶接等により相互に接合させることにより、内側に回転体があり、その外側に回転支持部がある構造を簡単に構築することができる。
【０１３４】
特に本実施形態の場合、中空チューブ２８２の中空部２８２ａに導線２６０が配設されることにより、バイポーラ式の電気メスとして構成されるエンドエフェクタ２１２に通じる通電経路を簡単に構築することができ、エンドエフェクタ２１２に安定的に電力を供給することができる。グリッパ保持部材２３０とエンドエフェクタ２１２が回転する際、中空チューブ２８２内に収容される導線２６０も一体的に回転するので、エンドエフェクタ２１２と導線２６０（通電経路）の断線を確実に防ぐことができる。
【０１３５】
本実施形態に係る医療用マニピュレータ２００においては、ロール動作をモータ２４６による電動駆動とし、傾動動作を手動駆動としたが、医療用マニピュレータ２００では、これとは逆に、傾動動作をモータ２４６による電動駆動とし、ロール動作を手動駆動とする構成を採用してもよい。医療用マニピュレータ２００の別の変形例では、傾動動作、ロール動作又は開閉動作のうち、いずれか１つ又は２以上の動作を電動駆動として構成されてもよく、あるいは、傾動動作、ロール動作及び開閉動作を手動駆動として構成されてもよい。
【０１３６】
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３７】
１０、２００…医療用マニピュレータ    １２、２１２…エンドエフェクタ
１４…先端動作部                      １６、２１８…ハンドル
１７…関節部                          １８、２１６…シャフト
５６…回転スリーブ                    ７１…上部ブロック
７２…下部ブロック                    ７３、７４…関節ピン
８０…開閉駆動伝達部                  ２３０…グリッパ保持部材
２３２…外殻部材                      ２３２ａ…第１ブロック
２３２ｂ…第２ブロック
【図１】
0005883343.tif 000002
【図２】
0005883343.tif 000003
【図３】
0005883343.tif 000004
【図４】
0005883343.tif 000005
【図５】
0005883343.tif 000006
【図６】
0005883343.tif 000007
【図７】
0005883343.tif 000008
【図８】
0005883343.tif 000009
【図９】
0005883343.tif 000010
【図１０】
0005883343.tif 000011
【図１１】
0005883343.tif 000012
【図１２】
0005883343.tif 000013