(57)【要約】【課題】直動方向に沿った寸法の増大を抑制することが容易な動力伝達アダプタおよび医療用マニピュレータシステムを提供する。【解決手段】術具１０および動力部４０の間に配置される枠部５１と、枠部５１の内側に配置され、一方の面が清潔領域ＣＲと対向するとともに他方の面が不潔領域ＵＲと対向し、清潔領域ＣＲおよび不潔領域ＵＲを分離する分離部６１と、が設けられ、分離部６１は、軸線方向に沿って移動する駆動部４４が移動可能に挿通される挿通孔６２と、駆動部４４と当接するとともに従動部２１と当接する当接部６３と、分離部６１における挿通孔６２の周囲および当接部６３を、当接部６３が軸線方向に移動可能につなぐとともに、清潔領域ＣＲおよび不潔領域ＵＲを分離してつなぐ接続部４２と、を有することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
術具および当該術具を駆動する動力部の間に配置される枠部と、
前記枠部の内側に配置され、一方の面が前記術具側の清潔領域と対向するとともに他方の面が前記動力部側の不潔領域と対向し、前記清潔領域および前記不潔領域を分離する分離部と、
が設けられ、
前記分離部は、
前記動力部から前記術具に直線状に向かう軸線方向に沿って移動する駆動部が移動可能に挿通される挿通孔と、
前記駆動部と当接するとともに、前記術具に設けられて前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する従動部と当接する当接部と、
前記分離部における前記挿通孔の周囲および前記当接部を、前記当接部が前記駆動部の移動に伴い前記軸線方向に移動可能につなぐとともに、前記清潔領域および前記不潔領域を分離してつなぐ接続部と、
を有することを特徴とする動力伝達アダプタ。
【請求項２】
前記接続部によりつながれる前記当接部の前記軸線方向の移動可能な範囲は、前記駆動部における前記軸線方向の移動可能な範囲よりも広いことを特徴とする請求項１記載の動力伝達アダプタ。
【請求項３】
前記接続部は、伸縮性を有する形状に形成された部分、柔軟性を有する材料を用いて形成された部分、および、可撓性を有する材料を用いて形成された部分の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達アダプタ。
【請求項４】
前記当接部における前記軸線上には、前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方における前記当接部と当接する領域の形状と係合される係合部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の動力伝達アダプタ。
【請求項５】
前記駆動部における前記従動部側の端部は、前記従動部と係合される係合形状を有し、
前記当接部には、前記駆動部の係合形状の周囲を覆う形状を有する被覆部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の動力伝達アダプタ。
【請求項６】
前記係合部は、所定の回転軸を中心として前記駆動部と相対的に回転移動した際に前記駆動部と係合および離脱する形状、および、前記従動部と相対的に回転移動した際に前記従動部と係合および離脱する形状の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項請求項４記載の動力伝達アダプタ。
【請求項７】
前記駆動部と前記術具の間に配置される請求項１から請求項３のいずれかに記載の動力伝達アダプタと、
前記動力部と、
が設けられていることを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項８】
前記動力部は、外部から前記駆動部に働く力であって、前記軸線方向に沿う方向に働く力を検知する検知部を有することを特徴とする請求項７記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項９】
前記清潔領域に配置されるとともに前記動力部に設けられた前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する前記従動部を有する前記術具が更に設けられ、
前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方には、前記当接部を間に挟んで前記駆動部および前記従動部を連結させる磁力を発する磁力部が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１０】
前記駆動部における前記当接部と対向する領域には駆動側係合部が設けられ、
前記当接部における前記駆動部と対向する領域の前記軸線上には、前記駆動側係合部と係合する当接側係合部が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１１】
前記駆動側係合部および前記当接側係合部は、所定の回転軸を中心として前記当接部と前記駆動部とが相対的に回転移動した際に前記駆動側係合部および前記当接側係合部が係合および離脱する形状を有することを特徴とする請求項請求項１０記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１２】
前記清潔領域に配置されるとともに前記動力部に設けられた前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する前記従動部を有する前記術具が更に設けられ、
前記従動部における前記当接部と対向する領域には従動側係合部が設けられ、
前記当接部における前記従動部と対向する領域の前記軸線上には、前記従動側係合部と係合する当接側係合部が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１３】
前記従動側係合部および前記当接側係合部は、所定の回転軸を中心として前記当接部と前記従動部とが相対的に回転移動した際に前記従動側係合部および前記当接側係合部が係合および離脱する形状を有することを特徴とする請求項請求項１２記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１４】
前記清潔領域に配置されるとともに前記動力部に設けられた前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する前記従動部を有する前記術具が更に設けられ、
前記駆動部における前記従動部側の端部には、駆動側係合部が設けられ、
前記従動部における前記駆動部側の端部には、前記駆動側係合部と係合される従動側係合部が設けられ、
前記当接部には、前記駆動側係合部の周囲を覆う形状を有する被覆部が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１５】
前記駆動側係合部および前記従動側係合部は、所定の回転軸を中心として前記駆動部と前記従動部とが相対的に回転移動した際に前記駆動側係合部および前記従動側係合部が係合および離脱する形状を有することを特徴とする請求項請求項１４記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１６】
前記動力部は、前記駆動部を前記軸線方向に沿って前記術具に近づく方向への押し出すこと、および、前記術具から離れる方向への引っ張ることが可能なアクチュエータ部を更に有することを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１７】
前記アクチュエータ部は、空気圧アクチュエータまたはリニアアクチュエータであることを特徴とする請求項１６に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１８】
前記動力部は、前記駆動部を前記軸線方向に沿って前記術具に近づく方向への押し出すこと、および、前記術具から離れる方向への引っ張ることが可能なアクチュエータ部を更に有し、
複数の前記駆動部により前記術具に設けられた可動部を動かす場合に、一の前記駆動部が対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の一方に移動されて前記可動部を動かし、他の前記駆動部は対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の一方へ付勢されることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項１９】
前記動力部は、前記駆動部を前記軸線方向に沿って前記術具に近づく方向への押し出すこと、および、前記術具から離れる方向への引っ張ることが可能なアクチュエータ部を更に有し、
複数の前記駆動部により前記術具に設けられた可動部を動かす場合に、一の前記駆動部が対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の一方に移動されて前記可動部を動かし、他の前記駆動部は対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の他方へ付勢されることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用マニピュレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術に用いて好適な動力伝達アダプタおよび医療用マニピュレータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、術者の負担軽減や、医療施設の省人化を図るためにロボットを利用した医療処置の提案がされている。外科分野では、術者が遠隔操作可能な多自由度アームを有する多自由度マニピュレータによって患者の処置を行う医療用マニピュレータシステムに関する提案が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６０８４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載された医療用マニピュレータシステムは動力伝達アダプタ（以下、単に「アダプタ」とも表記する。）を備えるものであり、また、直動運動で動力伝達を行うものでもある。上述のアダプタにおける動力伝達部には、アダプタ本体の清潔領域と接触する清潔部と、アダプタ本体の不潔領域と接触する不潔部とが設けられている。
【０００５】
この動力伝達部における各部の寸法は、清潔と不潔との交錯を抑制できるように設定されている。具体的には、動力伝達部が直動運動した際に、動力伝達部の清潔部とアダプタ本体の不潔領域とが接触しないように、動力伝達部の不潔領域とアダプタ本体の清潔領域とが接触しないように設定されている。
【０００６】
また、特許文献１に記載された医療用マニピュレータシステムは、術者が操作する操作部と、操作部からの指令により所望の動作をする術具部を有するマスタースレーブ型の手術ロボットでもある。手術ロボットにおいては、安全な手術を行うために次に説明する内容が求められている。
【０００７】
手術ロボットの術具部が術者の意図した位置に正確に動くという高精度な動作が求められる。また、術者が術具部を直感的に操作できるように、操作部の入力に対して術具部が速やかに追従する高い制御性が求められる。
【０００８】
その他に、手術中に手術ロボットが対応できない作業を助手が行う場合がある。この場合に、手術ロボットが助手の動作や作業の妨げにならないように可能な限り小型化した設計が求められる。
【０００９】
ところで、特許文献１に記載された医療用マニピュレータシステムでは、清潔と不潔とが交錯しないように動力伝達部の直動方向に沿った寸法が、少なくとも直動可能距離の３倍以上に設定されている。そのため、動力伝達部、および、これを含む動力伝達アダプタにおける直動方向の寸法が大きくなり、体積も大きくなるという問題があった。
【００１０】
上述のように動力伝達部の体積が大きくなると、これらの要求事項のうちの術具部の制御性が悪化するという問題がある。つまり、動力伝達部の体積が大きくなると、質量が増大するとともに慣性も増加することから、操作部の入力に対して術具部が速やかに追従しにくくなり術具部の制御性が悪化するという問題があった。また、質量の増大や慣性の増大は、手術ロボットへの力覚検知機能の導入や、導入する力覚検知機能の高精度化の妨げになるという問題があった。
【００１１】
また、動力伝達アダプタが、単回使用の使い捨てであるディスポーザブルなアダプタである場合には、動力伝達アダプタの体積が大きいと使い捨てされる材料の量が増えることとなる。つまり、材料費が増大することにより動力伝達アダプタの製造コストが高くなるため、手術ロボットを運用するコストであるランニングコストが高くなるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、直動方向に沿った寸法の増大を抑制することが容易な動力伝達アダプタおよび医療用マニピュレータシステム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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の第１の態様に係る動力伝達アダプタは、術具および当該術具を駆動する動力部の間に配置される枠部と、前記枠部の内側に配置され、一方の面が前記術具側の清潔領域と対向するとともに他方の面が前記動力部側の不潔領域と対向し、前記清潔領域および前記不潔領域を分離する分離部と、が設けられ、前記分離部は、前記動力部から前記術具に直線状に向かう軸線方向に沿って移動する駆動部が移動可能に挿通される挿通孔と、前記駆動部と当接するとともに、前記術具に設けられて前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する従動部と当接する当接部と、前記分離部における前記挿通孔の周囲および前記当接部を、前記当接部が前記駆動部の移動に伴い前記軸線方向に移動可能につなぐとともに、前記清潔領域および前記不潔領域を分離してつなぐ接続部と、を有する。
【００１４】
本発明の第１の態様に係る動力伝達アダプタによれば、駆動部は当接部を介して従動部に当接させることにより、駆動部の軸線方向に沿った動きは従動部に伝えられる。また、当接部は駆動部が挿通される挿通孔の周囲との間を、接続部によって当接部が軸線方向に移動可能につながれるとともに、清潔領域および不潔領域を分離してつながれている。そのため、上述の特許第５６０８４８６号に記載された技術と比較して、動力伝達アダプタにおける駆動部の直動方向である軸線方向に沿った寸法増大が抑制できる。さらに、清潔領域と不潔領域の交錯を防ぐこともできる。
【００１５】
上記発明の第１の態様において前記接続部によりつながれる前記当接部の前記軸線方向の移動可能な範囲は、前記駆動部における前記軸線方向の移動可能な範囲よりも広いことが好ましい。
【００１６】
このように当接部の移動可能な範囲を駆動部の移動可能な範囲よりも広くすることにより、当接部や接続部が破損するという不具合の発生が抑制される。つまり、駆動部の移動により当接部が移動可能な範囲を超えて移動することが回避され、当接部や接続部に過剰な力が加わり破損するという不具合の発生を抑制することができる。
【００１７】
上記発明の第１の態様において前記接続部は、伸縮性を有する形状に形成された部分、柔軟性を有する材料を用いて形成された部分、および、可撓性を有する材料を用いて形成された部分の少なくとも一つを有することが好ましい。
【００１８】
このように伸縮性を有する形状に形成された部分、柔軟性を有する材料を用いて形成された部分、および、可撓性を有する材料を用いて形成された部分の少なくとも一つを有することにより、駆動部の移動に伴い当接部が滑らかに移動することが可能となる。なお、伸縮性を有する形状としては、山折りと谷折りの繰り返し構造である蛇腹形状またはベローズ形状を例示することができる。また、柔軟性を有する材料としては、ゴムを例示することができる。可撓性を有する材料としては、布やビニールに代表される樹脂材料などを例示することができる。
【００１９】
上記発明の第１の態様においては、前記当接部における前記軸線上に、前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方における前記当接部と当接する領域の形状と係合される係合部が設けられている構成が好ましい。
【００２０】
このように係合部を設けることにより、係合部により係合された当接部と駆動部との間や、係合部により係合された当接部と従動部との間で、軸線方向における一方および他方（言い換えると押す方向および引く方向）への移動を伝達することができる。なお、係合部は当接部と分離可能に構成されていてもよいし、当接部と一体に構成されていてもよい。係合部が当接部と一体に構成されている場合には、分離可能に構成されている場合と比較して、安いコストで製作することができる。
【００２１】
上記発明の第１の態様において前記駆動部における前記従動部側の端部は、前記従動部と係合される係合形状を有し、前記当接部には、前記駆動部の係合形状の周囲を覆う形状を有する被覆部が設けられていることが好ましい。
【００２２】
このように駆動部に従動部と係合される係合形状が設けられている場合に、係合形状の周囲を覆う形状を有する被覆部を当接部に設けることにより、駆動部と従動部を係合させることが可能となり、駆動部と従動部との間で押す方向および引く方向への移動を伝達することができる。また、駆動部と従動部との間で係合される箇所が１つとなるため、係合される箇所が複数になる構成と比較して、係合の構成に含まれる隙間（ガタ）が小さくなる。ガタが小さくなることにより操作に対する術具の応答性を向上させやすくなる。
【００２３】
上記構成において前記係合部は、所定の回転軸を中心として前記駆動部と相対的に回転移動した際に前記駆動部と係合および離脱する形状、および、前記従動部と相対的に回転移動した際に前記従動部と係合および離脱する形状の少なくとも一方を有することが好ましい。
【００２４】
このように係合部の形状を、相対的に回転移動した際に係合部が駆動部や従動部と係合および離脱する形状とすることにより、動力部および術具の少なくとも一方と、動力伝達アダプタとの着脱が容易となる。特に、動力伝達アダプタに対して駆動部および従動部が複数設けられた動力部および術具を着脱させる場合には、着脱が容易となり着脱の作業性が向上する。
【００２５】
本発明の第２の態様に係る医療用マニピュレータシステムには、上記本発明の第１態様に係る動力伝達アダプタと、前記動力部と、が設けられている。
本発明の第２の態様に係る医療用マニピュレータシステムによれば、第１の態様に係る動力伝達アダプタと同様に、上述の特許第５６０８４８６号に記載された技術と比較して、動力伝達アダプタにおける駆動部の直動方向である軸線方向に沿った寸法増大が抑制できる。さらに、清潔領域と不潔領域の交錯を防ぐこともできる。
【００２６】
上記発明の第２の態様において前記動力部は、外部から前記駆動部に働く力であって、前記軸線方向に沿う方向に働く力を検知する検知部を有することが好ましい。
このように検知部を設けることにより、術具に作用する外部からの力を検知することができる。例えば、検知した結果を術者が操作する操作部に反映することにより、術具に働く外力を術者に知覚させることができ、術具や術具と接触する対象物に過大な力が加わることを抑制しやすい。
【００２７】
上記発明の第２の態様においては、前記清潔領域に配置されるとともに前記動力部に設けられた前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する前記従動部を有する前記術具が更に設けられ、前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方には、前記当接部を間に挟んで前記駆動部および前記従動部を連結させる磁力を発する磁力部が設けられていることが好ましい。
【００２８】
このように磁力部を設けることにより、駆動部および従動部は当接部を間に挟んだ状態で磁力によって連結される。例えば、係合構造によって駆動部および従動部を連結する場合と比較して、磁力を用いた連結は、駆動部および従動部の連結分離を行いやすい。そのため、動力部と術具との着脱を容易にすることができる。なお、駆動部に設けられる磁力部としては永久磁石を備えるものであってもよいし、電磁石をそなえるものであってもよい。従動部に設けられる磁力部としては永久磁石であってもよいし、磁性を有する金属材料であってもよい。
【００２９】
上記発明の第２の態様においては、前記駆動部における前記当接部と対向する領域には駆動側係合部が設けられ、前記当接部における前記駆動部と対向する領域の前記軸線上には、前記駆動側係合部と係合する当接側係合部が設けられている構成が好ましい。
【００３０】
このように当接側係合部および駆動側係合部を設けることにより、当接側係合部および駆動側係合部により係合された当接部と駆動部との間で、押す方向および引く方向への移動を伝達することができる。なお、当接側係合部は当接部と分離可能に構成されていてもよいし、当接部と一体に構成されていてもよい。当接側係合部が当接部と一体に構成されている場合には、分離可能に構成されている場合と比較して、安いコストで製作することができる。
【００３１】
上記構成において前記駆動側係合部および前記当接側係合部は、所定の回転軸を中心として前記当接部と前記駆動部とが相対的に回転移動した際に前記駆動側係合部および前記当接側係合部が係合および離脱する形状を有することが好ましい。
【００３２】
このように当接側係合部および駆動側係合部の形状を、相対的に回転移動した際に当接側係合部が駆動側係合部と係合および離脱する形状とすることにより、動力部と動力伝達アダプタとの着脱が容易となる。特に、動力伝達アダプタに対して駆動部が複数設けられた動力部を着脱させる場合には、着脱が容易となり着脱の作業性が向上する。
【００３３】
上記発明の第２の態様においては、前記清潔領域に配置されるとともに前記動力部に設けられた前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する前記従動部を有する前記術具が更に設けられ、前記従動部における前記当接部と対向する領域には従動側係合部が設けられ、前記当接部における前記従動部と対向する領域の前記軸線上には、前記従動側係合部と係合する当接側係合部が設けられている構成が好ましい。
【００３４】
このように当接側係合部および従動側係合部を設けることにより、当接側係合部および従動側係合部により係合された当接部と従動部との間で、押す方向および引く方向への移動を伝達することができる。
【００３５】
上記構成において前記従動側係合部および前記当接側係合部は、所定の回転軸を中心として前記当接部と前記従動部とが相対的に回転移動した際に前記従動側係合部および前記当接側係合部が係合および離脱する形状を有することが好ましい。
【００３６】
このように当接側係合部および従動側係合部の形状を、相対的に回転移動した際に当接側係合部が従動側係合部と係合および離脱する形状とすることにより、術具と動力伝達アダプタとの着脱が容易となる。特に、動力伝達アダプタに対して従動部が複数設けられた術具を着脱させる場合には、着脱が容易となり着脱の作業性が向上する。
【００３７】
上記発明の第２の態様においては、前記清潔領域に配置されるとともに前記動力部に設けられた前記駆動部の移動により前記軸線方向に移動する前記従動部を有する前記術具が更に設けられ、前記駆動部における前記従動部側の端部には、駆動側係合部が設けられ、前記従動部における前記駆動部側の端部には、前記駆動側係合部と係合される従動側係合部が設けられ、前記当接部には、前記駆動側係合部の周囲を覆う形状を有する被覆部が設けられている構成が好ましい。
【００３８】
このように駆動側係合部と従動側係合部とが係合される場合に、駆動側係合部の周囲を覆う形状を有する被覆部を当接部に設けることにより、駆動部と従動部とを係合させることが可能となり、駆動部と従動部との間で押す方向および引く方向への移動を伝達することができる。また、駆動部と従動部との間で係合される箇所が１つとなるため、係合される箇所が複数になる構成と比較して、係合の構成に含まれる隙間（ガタ）が小さくなる。ガタが小さくなることにより操作に対する術具の応答性を向上させやすくなる。
【００３９】
上記構成において前記駆動側係合部および前記従動側係合部は、所定の回転軸を中心として前記駆動部と前記従動部とが相対的に回転移動した際に前記駆動側係合部および前記従動側係合部が係合および離脱する形状を有することが好ましい。
【００４０】
このように駆動側係合部および従動側係合部の形状を、相対的に回転移動した際に駆動側係合部が従動側係合部と係合および離脱する形状とすることにより、動力部と術具との着脱が容易となる。特に、駆動部が複数設けられた動力部と、従動部が複数設けられた術具とを着脱させる場合には、着脱が容易となり着脱の作業性が向上する。
【００４１】
上記発明の第２の態様において前記動力部は、前記駆動部を前記軸線方向に沿って前記術具に近づく方向への押し出すこと、および、前記術具から離れる方向への引っ張ることが可能なアクチュエータ部を更に有することが好ましい。
【００４２】
更に前記アクチュエータ部は、空気圧アクチュエータまたはリニアアクチュエータであることが好ましい。
このように駆動部を術具に近づく方向に押し出し、離れる方向へ引っ張ることが可能なアクチュエータ部を設けることにより、術具の制御性を向上させることができる。つまり、駆動部と係合部との間に設けられた１つまたは複数の係合構造に含まれる隙間（ガタ）を、アクチュエータ部により駆動部を所望の力で押し出す、または、引っ張る（付勢する）ことにより小さくなる。ガタが小さくなることにより操作に対する術具の応答性がよくなり制御性を向上させやすくなる。また、動力部に術具の動作により生じる外部からの力を検知する検知部が設けられている場合には、ガタが小さくなることにより検知部による力の検知精度が向上しやすい。
【００４３】
上記発明の第２の態様において前記動力部は、前記駆動部を前記軸線方向に沿って前記術具に近づく方向への押し出すこと、および、前記術具から離れる方向への引っ張ることが可能なアクチュエータ部を更に有し、複数の前記駆動部により前記術具に設けられた可動部を動かす場合に、一の前記駆動部が対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の一方に移動されて前記可動部を動かし、他の前記駆動部は対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の一方へ付勢されることが好ましい。
【００４４】
このように複数の駆動部により術具の可動部を動かす場合に、一の駆動部においては押し出し方向（「押し方向」とも表記する。）または引っ張り方向（「引き方向」とも表記する。）の一方に移動して従動部を動かし、他の駆動部は同じく一方に付勢されることにより、駆動部と当接部と従動部との接触（連結状態）を維持することができる。つまり、一の駆動部および他の駆動部の付勢方向は両者ともに押し方向である「全て押し」、または、両者ともに引き方向である「全て引き」となる。このように、一の駆動部および他の駆動部の相互の付勢力の「拮抗」の状態を調節することによって、駆動部と従動部の連接の強さや、従動部の動き方を任意に設定することができる。
【００４５】
そのため、駆動部、当接部および従動部に連結状態を維持する係合構成を設ける必要がなく、駆動部、当接部および従動部の構成（言い換えると動力部と動力伝達アダプタと術具の連結の構成）を簡素化できる。また、係合構成も用いていないため、動力部と動力伝達アダプタとの着脱や、動力伝達アダプタと術具との着脱が容易になる。
【００４６】
上記発明の第２の態様において前記動力部は、前記駆動部を前記軸線方向に沿って前記術具に近づく方向への押し出すこと、および、前記術具から離れる方向への引っ張ることが可能なアクチュエータ部を更に有し、複数の前記駆動部により前記術具に設けられた可動部を動かす場合に、一の前記駆動部が対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の一方に移動されて前記可動部を動かし、他の前記駆動部は対応する前記アクチュエータ部により押し出し方向および引っ張り方向の他方へ付勢されることが好ましい。
【００４７】
このように複数の駆動部により術具の可動部を動かす場合に、一の駆動部においては押し出し方向または引っ張り方向の一方に移動して従動部を動かし、他の駆動部は他方に付勢されることにより、駆動部と当接部と従動部との接触（連結状態）を維持することができる。つまり、一の駆動部および他の駆動部の付勢方向は「押し方向」と「引き方向」となり、一の駆動部および他の駆動部の相互の付勢力のバランス状態を調節することによって、駆動部と従動部の連接の強さや、従動部の動き方を任意に設定することができる。
【００４８】
そのため、駆動部、当接部および従動部に連結状態を維持する係合構成を設ける必要がなく、駆動部、当接部および従動部の構成（言い換えると動力部と動力伝達アダプタと術具の連結の構成を簡素化できる。また、係合構成も用いていないため、動力部と動力伝達アダプタとの着脱や、動力伝達アダプタと術具との着脱が容易になる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の動力伝達アダプタおよび医療用マニピュレータシステムによれば、清潔領域および不潔領域を分離する分離部に、駆動部が移動可能に挿通される挿通孔を設け、駆動部と従動部との間に挟まれる当接部と挿通部の周囲とを接続部で清潔領域および不潔領域を分離してつなぐことにより、直動方向に沿った寸法の増大を抑制することが容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの全体構成を説明する模式断面図である。
【図２】図１の動力伝達アダプタの構成を説明する断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図であり、図４（ｂ）は第３の実施形態の第１変形例に係る動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図であり、図５（ｂ）は第３の実施形態の第３変形例に係る動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る動力部および動力伝達アダプタの構成を説明する模式図であり、図６（ｂ）は、動力部、動力伝達アダプタ、術具の構成を説明する模式図である。
【図７】図７（ａ）は、動力部および動力伝達アダプタと、術具とが結合する前の状態を説明する模式図であり、図７（ｂ）は動力部および動力伝達アダプタと、術具とが結合した状態を説明する模式図である。
【図８】図８（ａ）は、第１駆動側係合部と第１従動側係合部とが係合する前の状態を説明する模式図であり、図８（ｂ）は、第１駆動側係合部と第１従動側係合部とが係合した後の状態を説明する模式図である。
【図９】図９（ａ）は、第２駆動側係合部と第２従動側係合部とが係合する前の状態を説明する模式図であり、図９（ｂ）は、第２駆動側係合部と第２従動側係合部とが係合した後の状態を説明する模式図である。
【図１０】図１０（ａ）は、固定部における固定状態の構成を説明する断面視図であり、図１０（ｂ）は、後側から固定部を見た状態を説明する模式図である。
【図１１】図１１（ａ）は、固定部における解除状態の構成を説明する断面視図であり、図１１（ｂ）は、後側から固定部を見た状態を説明する模式図であり、図１１（ｃ）は、前側から固定溝を見た状態を説明する模式図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの動力部の構成を説明する模式図であり、図１３（ｂ）は、動力伝達アダプタの構成を説明する部分拡大断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの構成を説明する部分模式図であり、図１４（ｂ）は、動力部の構成を説明する模式図である。
【図１５】図１５（ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの構成を説明する部分模式図であり、図１５（ｂ）は、動力部の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１および動力伝達アダプタ５０ついて図１および図２を参照しながら説明する。本実施形態では本発明を、外科分野における患者の処置を行う医療用マニピュレータシステム１および医療用マニピュレータシステム１に用いられる動力伝達アダプタ５０に適用して説明する。医療用マニピュレータシステム１には、図１に示すように、術具１０と、動力部４０と、動力伝達アダプタ５０と、が主に設けられている。
【００５２】
術具１０は、医療用マニピュレータシステム１における患者の処置に用いられるものであり、清潔領域ＣＲに配置されるものである。術具１０には、図１および図２に示すように、術具筐体１１と、従動部２１と、ワイヤ２２と、誘導プーリ２３と、駆動プーリ２４と、鉗子（可動部）３１と、が主に設けられている。
【００５３】
術具筐体１１は、前後方向（軸線方向）に延びる形状に形成されるとともに、内部に従動部２１、ワイヤ２２、誘導プーリ２３および駆動プーリ２４を収納するとともに、鉗子３１を支持するものである。術具筐体１１における動力部４０側の端部である後端には、動力伝達アダプタ５０および動力部４０の駆動部４４が配置される凹部１２が形成されている。術具筐体１１における鉗子３１側の端部である前端は、後端と比較して幅の狭い柱状に形成されている。術具筐体１１における前端から中央にかけては、ワイヤ２２、誘導プーリ２３および駆動プーリ２４などが配置される空間１５が設けられている。
【００５４】
従動部２１は、前後方向に延びる柱状に形成された部材であり、術具筐体１１の凹部１２における底面１３に形成された前後方向に延びる貫通孔１４に、前後方向へ直動可能に配置されるものである。従動部２１の後端は凹部１２に突出して後述する動力伝達アダプタ５０の当接部６３に当接可能とされ、前端は空間１５に突出してワイヤ２２が取り付けられている。
【００５５】
ワイヤ２２は紐状に形成された部材であって、術具筐体１１の空間１５に配置され、従動部２１の動きを鉗子３１に伝達するものである。ワイヤ２２の端部はそれぞれ別の従動部２１に取り付けられている。
【００５６】
誘導プーリ２３は、回転軸まわりに回転可能に支持された円盤または円柱状に形成された部材である。また誘導プーリ２３は、空間１５における従動部２１と駆動プーリ２４との間に配置されている。誘導プーリ２３には、その円周に沿ってワイヤ２２が配置され、ワイヤ２２を従動部２１から駆動プーリ２４に導いている。
【００５７】
駆動プーリ２４は、誘導プーリ２３と同様に、回転軸まわりに回転可能に支持された円盤または円柱状に形成された部材である。また駆動プーリ２４は、術具筐体１１の前端に配置され、後述する鉗子３１の可動片３２が固定されている。
【００５８】
鉗子３１は、術具筐体１１の前端に配置されるものであり、手術における処置具として用いられるものである。鉗子３１には、駆動プーリ２４に固定されて駆動プーリ２４の回転により動きが制御される可動片３２と、術具筐体１１に固定された固定片３３とが主に設けられている。鉗子３１は、可動片３２の動きを制御することにより、可動片３２および固定片３３の間に物を挟む。
【００５９】
なお、本実施形態では、鉗子３１が可動片３２および固定片３３から構成されている例に適用して説明したが、２つの可動片３２から構成されていてもよい。この場合、一方の可動片３２を動かす従動部２１、ワイヤ２２、誘導プーリ２３および駆動プーリ２４のグループと、他方の可動片３２を動かす従動部２１、ワイヤ２２、誘導プーリ２３および駆動プーリ２４のグループと、が設けられている。
【００６０】
また、本実施形態では術具１０に処置具として鉗子３１が設けられ、鉗子３１を用いて患者の処置を行う例に適用して説明するが、術具１０に用いられる処置具として鉗子３１以外のものを用いてもよい。
【００６１】
動力部４０は、術具１０の鉗子３１を動かす動力を発生させるものであると共に、鉗子３１の動きを制御するものである。また、動力部４０は不潔領域ＵＲに配置されるものである。動力部４０には、図１および図２に示すように、動力部筐体４１と、アクチュエータ部４２と、検知部４３と、駆動部４４と、制御部４５と、が主に設けられている。また、動力部４０には、駆動部４４の位置を検出する位置センサ（図示無し）も設けられている。
【００６２】
動力部筐体４１は、内部にアクチュエータ部４２および検知部４３を収納すると共に、駆動部４４を前後方向に直動可能に支持するものである。また、動力部筐体４１は、その前端に後述する動力伝達アダプタ５０の枠部５１が着脱可能とされている。
【００６３】
アクチュエータ部４２は、制御部４５から出力される制御信号に基づいて、駆動部４４を前後方向に直動させる力を発生させるものである。本実施形態では、アクチュエータ部４２が空気圧により駆動されるものである例に適用して説明するが、電磁力により駆動されるものであってもよいし、その他の公知の駆動方法によるアクチュエータであってもよい。
【００６４】
検知部４３は、医療用マニピュレータシステム１の外部から駆動部４４に働く力であって、前後方向に沿う方向に働く力を検知するするセンサである。検知部４３と制御部４５との間は、検知部４３において検知された力に関する信号が制御部４５に伝達されるように構成されている。なお、検知部４３による力を検知する方法および構成は、公知の方法および構成を用いることができ、特に限定するものではない。また、検知部４３は動力部筐体４１の内部に配置されていてもよいし、制御部４５の内部に配置されていてもよい。
【００６５】
駆動部４４は、前後方向に延びる棒状に形成された部材であり、アクチュエータ部４２により前後方向に直動されるものである。駆動部４４における前端は、動力部筐体４１から突出し、後述する動力伝達アダプタ５０の当接部６３と当接可能とされている。
【００６６】
制御部４５は、術者の操作入力に基づいてアクチュエータ部４２の動きを制御する制御信号を生成し、生成した制御信号をアクチュエータ部４２へ出力するものである。また制御部４５には検知部４３から出力された力に関する信号が入力され、力に関する信号に基づいてアクチュエータ部４２の動きを制御する制御信号を生成、または、術者が操作する操作部（図示せず。）に信号を送り、術者に術具１０に働く力の情報を提供するものである。
【００６７】
動力伝達アダプタ５０は、動力部４０と術具１０との間に配置されるものであり、清潔領域ＣＲと不潔領域ＵＲとを区画するものである。また、動力伝達アダプタ５０は、動力部４０で発生された鉗子３１を動かす力を術具１０に伝達するものでもある。動力伝達アダプタ５０には、図２に示すように、枠部５１と、分離部６１と、が主に設けられている。
【００６８】
枠部５１は、術具１０および術具１０を駆動する動力部４０の間に配置されるものである。具体的には、枠部５１は動力部４０の動力部筐体４１における前端の外周に着脱可能に配置されるものである。また、枠部５１の外周には術具１０における凹部１２が着脱可能に配置される。
【００６９】
分離部６１は、枠部５１の内側であって動力部４０および術具１０の間に配置される板状または膜状に形成されたものである。また分離部６１は、一方の面が術具１０側の清潔領域ＣＲと対向するとともに他方の面が動力部４０側の不潔領域ＵＲと対向するものであり、清潔領域ＣＲおよび不潔領域ＵＲを分離するものである。分離部６１を形成する材料としては、樹脂材料や、金属材料や、ビニル基を持つ高分子樹脂であるビニールを含む可撓性を有する材料などを用いることができる。分離部６１には、図２に示すように、挿通孔６２と、当接部６３と、接続部６４と、ドレープ６５と、が主に設けられている。
【００７０】
挿通孔６２は、分離部６１における駆動部４４と対向する位置に形成された貫通孔である。挿通孔６２は、動力部４０から術具１０に直線状に向かう前後方向に沿って移動する駆動部４４が直動可能に挿通されるものである。
【００７１】
当接部６３は、挿通孔６２に対応する位置に設けられた板状または膜状に形成された部材である。当接部６３は、駆動部４４における前端と当接するとともに、従動部２１における後端と当接するものである。
【００７２】
接続部６４は、挿通孔６２の周囲および当接部６３をつなぐものであり、当接部６３を駆動部４４の移動に伴い前後方向に移動可能につなぐものである。また接続部６４は、清潔領域ＣＲおよび不潔領域ＵＲを分離してつなぐものである。接続部６４によりつながれる当接部６３の前後方向の移動可能な範囲は、駆動部４４における前後方向の移動可能な範囲よりも広くされている。
【００７３】
本実施形態では、接続部６４が伸縮性を有する蛇腹形状に形成された部分を有することにより、当接部６３が駆動部４４の移動に伴い前後方向に移動可能とされている例に適用して説明する。なお、当接部６３が駆動部４４の移動に伴い前後方向に移動可能とする方法としては、上述の山折りと谷折りの繰り返し構造である蛇腹形状やベローズ形状以外の伸縮性を有する形状に形成された部分を有していてもよいし、柔軟性を有する材料を用いて形成された部分、および、可撓性を有する材料を用いて形成された部分を有してもよいし、これらを組み合わせた部分を有していてもよい。なお、柔軟性を有する材料としては、ゴムを例示することができる。可撓性を有する材料としては、布やビニールに代表される樹脂材料などを例示することができる。
【００７４】
ドレープ６５は、枠部５１から延びる膜状の部材であり、動力部４０の周囲を覆うものである。さらにドレープ６５は、動力部４０側の不潔領域ＵＲと、術具１０側の清潔領域ＣＲとを区画し、分離するものである。ドレープ６５を構成する材料としては公知の材料を用いることができ、特に限定するものではない。
【００７５】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム１における動きについて説明する。
図１に示すように、医療用マニピュレータシステム１を操作する術者から鉗子３１を操作する指示が制御部４５に入力されると、制御部４５は入力された操作の指示に応じて制御信号を生成して、アクチュエータ部４２を制御する処理を行う。
【００７６】
アクチュエータ部４２は、駆動部４４を前方向に直動させる力を発生させるとともに、入力された操作の指示に応じた距離だけ駆動部４４を移動させる動作を行う。駆動部４４の動きは、当接する当接部６３を介して従動部２１に伝えられる。
【００７７】
このとき、挿通孔６２の周囲および当接部６３をつなぐ接続部６４は、駆動部４４の動きに伴い蛇腹形状が延び、駆動部４４の動きを阻害することはない。また、接続部６４によりつながれる当接部６３の前後方向の移動可能な範囲は、駆動部４４における前後方向の移動可能な範囲よりも広くされているため、駆動部４４の動きが阻害されることもない。
【００７８】
動きが伝えられた従動部２１は、駆動部４４と同様に前方向に、操作の指示に応じた距離だけ直動する。従動部２１の動きはワイヤ２２に伝えられ、ワイヤ２２の動きにより駆動プーリ２４が回転させられる。駆動プーリ２４は、ワイヤ２２の移動距離に応じて回転され、駆動プーリ２４に取り付けられた鉗子３１の可動片３２も回転する。
【００７９】
次に、検知部４３により力が検知される場合の動きについて説明する。
例えば、鉗子３１の可動片３２に対して外部から何らかの外力が加えられると、外力は可動片３２から駆動プーリ２４に伝達される。ここで、外力は、医療用マニピュレータシステム１以外の物であって、鉗子３１がつかむ対象以外の物が鉗子３１に接触したことにより発生する力や、鉗子３１が対象物をつかんだ際に発生する反力であって、予想を上回る反力などが含まれる。
【００８０】
駆動プーリ２４に伝わった外力は、ワイヤ２２を介して従動部２１に伝わる。さらに、従動部２１から当接部６３を介して駆動部４４に伝わり、検知部４３に検知される。外力を検知した検知部４３は、検知した外力の大きさに関する情報を制御部４５に出力する。
【００８１】
制御部４５は、医療用マニピュレータシステム１（例えば鉗子３１）に働く力が所望の大きさを超えないように、または、鉗子３１がつかんだ対象物に働く力が所望の大きさを超えないようにアクチュエータ部４２へ出力する制御信号を修正する。また、制御部４５は力に関する信号を、術者が操作する操作部（図示せず。）に送ることで、術具１０に働く力の情報を術者に提供するものである。
【００８２】
上記の構成の医療用マニピュレータシステム１および動力伝達アダプタ５０によれば、駆動部４４は当接部６３を介して従動部２１に当接させることにより、駆動部４４の前後方向に沿った動きは従動部２１に伝えられる。また、当接部６３は駆動部４４が挿通される挿通孔６２の周囲との間を、接続部６４によって当接部６３が前後方向に移動可能につながれるとともに、清潔領域ＣＲおよび不潔領域ＵＲを分離してつながれている。そのため、上述の特許第５６０８４８６号に記載された技術と比較して、動力伝達アダプタ５０における駆動部４４の直動方向である前後方向に沿った寸法増大が抑制できる。さらに、清潔領域ＣＲと不潔領域ＵＲの交錯を防ぐこともできる。
【００８３】
当接部６３の移動可能な範囲を駆動部４４の移動可能な範囲よりも広くすることにより、当接部６３や接続部６４が破損するという不具合の発生が抑制される。つまり、駆動部４４の移動により当接部６３が移動可能な範囲を超えて移動することが回避され、当接部６３や接続部６４に過剰な力が加わり破損するという不具合の発生を抑制することができる。
【００８４】
接続部６４に伸縮性を有する形状に形成された部分、柔軟性を有する材料を用いて形成された部分、および、可撓性を有する材料を用いて形成された部分の少なくとも一つを有することにより、駆動部４４の移動に伴い当接部６３が滑らかに移動することが可能となる。
【００８５】
検知部４３を設けることにより、術具１０に作用する外部からの力を検知することができる。例えば、検知した結果を術具１０の操作に反映させることにより、術具１０や術具１０と接触する対象物に過大な力が加わることを抑制しやすい。また、術者が操作する操作部（図示せず。）に検知した力の情報を送ることで、術具１０に働く力の情報を術者に提供できる。
【００８６】
アクチュエータ部４２として空気圧により駆動されるものを用いることにより、電動モータにより駆動されるものと比較して重量対出力の比が大きくなる。そのため、電動モータと比較して軽量にしやすく、コンパクトな構造にしやすい。また、空気圧要素を用いるため（電気的、熱的なハザードが存在しないため）、電動モータを用いる場合と比較して、医療用マニピュレータシステム１の安全性を高くしやすい。さらに、電動モータを用いる場合と比較して、アクチュエータ部４２の構造をシンプルにしやすく、コスト低減を図りやすい。
【００８７】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図３を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【００８８】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム１０１の動力部１４０における駆動部１４４には、図３に示すように、駆動側係合部１４５が設けられている。駆動側係合部１４５は、駆動部１４４における当接部１６３と対向する領域、言い換えると駆動部１４４の前端に設けられたものであり、後述する動力伝達アダプタ１５０の第１当接側係合部１６５と係合されるものである。駆動側係合部１４５には、前端に形成された係合凸部１４５Ａと、係合凸部１４５Ａの後側に形成された係合凹部１４５Ｂと、が主に設けられている。係合凸部１４５Ａにおける前端には前後方向に対して傾斜する傾斜面が設けられ、後端には前後方向に対して直交する垂直面が設けられている。
【００８９】
術具１１０における従動部１２１には、図３に示すように、従動側係合部１２２が設けられている。従動側係合部１２２は、従動部１２１における当接部１６３と対向する領域、言い換えると従動部１２１の後端に設けられたものであり、後述する動力伝達アダプタ１５０の第２当接側係合部１６６と係合されるものである。従動側係合部１２２には、後端に形成された係合凸部１２２Ａと、係合凸部１２２Ａの前側に形成された係合凹部１２２Ｂと、が主に設けられている。係合凸部１２２Ａにおける後端には前後方向に対して傾斜する傾斜面が設けられ、前端には前後方向に対して直交する垂直面が設けられている。
【００９０】
動力伝達アダプタ１５０の当接部１６３には、図３に示すように、第１当接側係合部（係合部）１６５と、第２当接側係合部（係合部）１６６と、が設けられている。
第１当接側係合部１６５は、当接部１６３における駆動部１４４と対向する領域、言い換えると当接部１６３の後側の面に設けられたものである。第１当接側係合部１６５には、後端に形成された係合凸部１６５Ａと、係合凸部１６５Ａの前側に形成された係合凹部１６５Ｂと、が主に設けられている。係合凸部１６５Ａにおける後端には前後方向に対して傾斜する傾斜面が設けられ、前端には前後方向に対して直交する垂直面が設けられている。
【００９１】
第２当接側係合部１６６は、当接部１６３における従動部１２１と対向する領域、言い換えると当接部１６３の前側の面に設けられたものである。第２当接側係合部１６６には、前端に形成された係合凸部１６６Ａと、係合凸部１６６Ａの後側に形成された係合凹部１６６Ｂと、が主に設けられている。係合凸部１６６Ａにおける前端には前後方向に対して傾斜する傾斜面が設けられ、後端には前後方向の直交する垂直面が設けられている。
【００９２】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム１０１および動力伝達アダプタ１５０における係合について説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１０１および動力伝達アダプタ１５０における動きについては、第１の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【００９３】
駆動部１４４が当接部１６３に接近すると、図３に示すように、駆動側係合部１４５の係合凸部１４５Ａは、第１当接側係合部１６５の係合凸部１６５Ａを乗り越えて係合凹部１６５Ｂに係合される。第１当接側係合部１６５の係合凸部１６５Ａは駆動側係合部１４５の係合凹部１４５Ｂに係合される。駆動部１４４と当接部１６３との間では、係合凸部１４５Ａの垂直面と、係合凸部１６５Ａの垂直面とが接触することにより、両者が離れる方向の動きの伝達が可能となる。
【００９４】
従動部１２１が当接部１６３に接近すると、従動側係合部１２２の係合凸部１２２Ａは、第２当接側係合部１６６の係合凸部１６６Ａを乗り越えて係合凹部１６６Ｂに係合される。第２当接側係合部１６６の係合凸部１６６Ａは従動側係合部１２２の係合凹部１２２Ｂに係合される。従動部１２１と当接部１６３との間では、係合凸部１２２Ａの垂直面と、係合凸部１６６Ａの垂直面とが接触することにより、両者が離れる方向の動きの伝達が可能となる。
【００９５】
上記の構成によれば、駆動側係合部１４５と第１当接側係合部１６５とにより係合された駆動部１４４が当接部１６３との間や、従動側係合部１２２と第２当接側係合部１６６とにより係合された従動部１２１が当接部１６３との間で、前後方向における前方向および後ろ方向（言い換えると押す方向および引く方向）への移動を伝達することができる。
【００９６】
また、駆動側係合部１４５、第１当接側係合部１６５の形状は本実施形態の片側爪構造に限定されない。特に第１当接側係合部１４５（不潔領域ＵＲと接する部分）については、片側爪構造ではなく、例えば両側爪構造であってもよいし、ネジにより固定される構造であってもよい。第１当接側係合部１６５における係合は、言い換えると不潔領域ＵＲに配置される駆動部１４４の駆動側係合部１４５と第１当接側係合部１６５との係合は手術前に一回だけ行うものである。そのため、第１当接側係合部１４５の構造を、両側爪構造やネジにより固定される構造としても運用上の支障は無く、強い外力が加わっても外れにくい。
【００９７】
なお、第１当接側係合部１６５および第２当接側係合部１６６は当接部１６３と分離可能に構成されていてもよいし、当接部１６３と一体に構成されていてもよい。第１当接側係合部１６５および第２当接側係合部１６６が当接部１６３と一体に構成されている場合には、分離可能に構成されている場合と比較して、安いコストで製作することができる。
【００９８】
また、上記の実施形態では、駆動部１４４および当接部１６３と、従動部１２１および当接部１６３の両者が係合される例に適用して説明したが、駆動部１４４および当接部１６３と、従動部１２１および当接部１６３の一方のみが係合されてもよい。
【００９９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図４（ａ）を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４（ａ）を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１００】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム２０１の動力部２４０における駆動部２４４には、図４（ａ）に示すように、駆動側係合部２４５が設けられている。駆動側係合部２４５は、駆動部２４４における当接部２６３と対向する領域、言い換えると駆動部２４４の前端に設けられたものであり、後述する従動部２２１の従動側係合部２２２と係合されるものである。駆動側係合部２４５には、前端に形成された係合凸部２４５Ａと、係合凸部２４５Ａの後側に形成された係合凹部２４５Ｂと、が主に設けられている。係合凸部２４５Ａにおける前端には前後方向に対して傾斜する傾斜面が設けられ、後端には前後方向に対して直交する垂直面が設けられている。
【０１０１】
術具２１０における従動部２２１には、図４（ａ）に示すように、従動側係合部２２２が設けられている。従動側係合部２２２は、従動部２２１における当接部２６３と対向する領域、言い換えると従動部２２１の後端に設けられたものであり、上述の駆動部２４４の駆動側係合部２４５と係合されるものである。従動側係合部２２２には、後端に形成された係合凸部２２２Ａと、係合凸部２２２Ａの前側に形成された係合凹部２２２Ｂと、が主に設けられている。係合凸部２２２Ａにおける後端には前後方向に対して傾斜する傾斜面が設けられ、前端には前後方向に対して直交する垂直面が設けられている。
【０１０２】
動力伝達アダプタ２５０の当接部２６３には、図４（ａ）に示すように、被覆部２６５が設けられている。被覆部２６５は柔軟性を有する膜状の部材であって、当接部２６３から従動部２２１側へ突出する袋状に形成されたものである。更には、その内部に駆動側係合部２４５が挿入可能とされ、駆動側係合部２４５の周囲を覆う形状に形成されたものである。
【０１０３】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム２０１および動力伝達アダプタ２５０における係合について説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム２０１および動力伝達アダプタ２５０における動きについては、第１の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【０１０４】
動力部２４０に動力伝達アダプタ２５０が取り付けられると、図４（ａ）に示すように、駆動側係合部２４５が被覆部２６５に挿入される。そして術具２１０が、動力部２４０および動力伝達アダプタ２５０に取り付けられると、従動部２２１が駆動部２４４および当接部２６３に接近し、従動側係合部２２２の係合凸部２２２Ａは、駆動側係合部２４５の係合凸部２４５Ａを乗り越えて被覆部２６５を間に挟んだ状態で係合凹部２４５Ｂに係合される。駆動側係合部２４５の係合凸部２４５Ａは、従動側係合部２２２の係合凸部２２２Ａを乗り越えて被覆部２６５を間に挟んだ状態で係合凹部２２２Ｂに係合される。駆動部２４４と従動部２２１との間では、係合凸部２４５Ａの垂直面と、係合凸部２２２Ａの垂直面とが接触することにより、引く方向の動きの伝達が可能となる。
【０１０５】
上記の構成によれば、駆動側係合部２４５と従動側係合部２２２とが係合される場合に、駆動側係合部２４５の周囲を覆う形状を有する被覆部２６５を当接部２６３に設けることにより、駆動部２４４と従動部２２１とを係合させることが可能となり、駆動部２４４と従動部２２１との間で押す方向および引く方向への移動を伝達することができる。また、駆動部２４４と従動部２２１との間で係合される箇所が１つとなるため、係合される箇所が複数になる構成と比較して、係合の構成に含まれる隙間（ガタ）が小さくなる。ガタが小さくなることにより操作に対する術具２１０の応答性を向上させやすくなる。
【０１０６】
〔第３の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図４（ｂ）を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４（ｂ）を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１０７】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム３０１の動力部３４０における駆動部３４４には、図４（ｂ）に示すように、駆動側係合部３４５が設けられている。駆動側係合部３４５は、駆動部３４４における当接部３６３と対向する領域、言い換えると駆動部３４４の前端に設けられたものであり、後述する従動部３２１の従動側係合部３２２と係合されるものである。駆動側係合部３４５は、前端から前後方向に対して交差する方向（例えば直交する方向）に突出した形状を有している。
【０１０８】
術具３１０における従動部３２１には、図４（ｂ）に示すように、従動側係合部３２２が設けられている。従動側係合部３２２は、従動部３２１における当接部３６３と対向する領域、言い換えると従動部３２１の後端に設けられたものであり、上述の駆動部３４４の駆動側係合部３４５と係合されるものである。従動側係合部３２２は、従動部３２１の後端であって、駆動側係合部３４５と対向する側面に周囲が突出することにより形成された駆動側係合部３４５が係合される凹状の形状を有している。
【０１０９】
動力伝達アダプタ３５０の当接部３６３には、図４（ｂ）に示すように、被覆部３６５が設けられている。被覆部３６５は柔軟性を有する膜状の部材であって、当接部３６３から従動部３２１側へ、言い換えると前後方向に対して交差する方向へ突出する袋状に形成されたものである。更には、その内部に駆動側係合部３４５が挿入可能とされ、駆動側係合部３４５の周囲を覆う形状に形成されたものである。
【０１１０】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム３０１および動力伝達アダプタ３５０における係合について説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム３０１および動力伝達アダプタ３５０における動きについては、第１の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【０１１１】
動力部３４０に動力伝達アダプタ３５０が取り付けられると、図４（ｂ）に示すように、駆動側係合部３４５が被覆部３６５に挿入される。そして術具３１０が、動力部３４０および動力伝達アダプタ３５０に取り付けられると、従動部３２１が駆動部３４４および当接部３６３に接近し、駆動側係合部３４５は、被覆部３６５を間に挟んだ状態で従動側係合部３２２に係合される。駆動部３４４と従動部３２１との間では、駆動側係合部３４５と従動側係合部３２２との係合により、前方向および後方向への動きの伝達が可能となる。
【０１１２】
上記の構成によれば、駆動側係合部３４５と従動側係合部３２２とが係合される場合に、駆動側係合部３４５の周囲を覆う形状を有する被覆部３６５を当接部３６３に設けることにより、駆動部３４４と従動部３２１とを係合させることが可能となり、駆動部３４４と従動部３２１との間で押す方向および引く方向への移動を伝達することができる。また、駆動部３４４と従動部３２１との間で係合される箇所が１つとなるため、係合される箇所が複数になる構成と比較して、係合の構成に含まれる隙間（ガタ）が小さくなる。ガタが小さくなることにより操作に対する術具３１０の応答性を向上させやすくなる。
〔第３の実施形態の第２変形例〕
次に、本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図５（ａ）を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、当接部および従動部の間にキャップが配置だれていることが異なっている。よって、本実施形態においては、図５（ａ）を用いてキャップの構成およびその周辺構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１１３】
本変形例の医療用マニピュレータシステム２０１Ｘの術具２１０における従動部２２１には、図５（ａ）に示すように、係合凸部２２２Ａおよび係合凹部２２２Ｂを有する従動側係合部２２２と、キャップ２２２Ｘとが設けられている。キャップ２２２Ｘは、係合凹部２２２Ｂに配置される樹脂や弾性体などの柔軟性を有する材料から形成された部材である。なお、本実施形態では、キャップ２２２Ｘとして柔軟性を有する材料から形成された例に適用して説明するが、キャップ２２２Ｘを形成する材料として金属材料のように樹脂や弾性体よりも外力による変形が小さな硬い材料を用いてもよい。
【０１１４】
キャップ２２２Ｘは、駆動側係合部２４５と従動側係合部２２２とが係合された際に形成される隙間（ガタ）を埋める形状に形成されているため、係合された駆動側係合部２４５と従動側係合部２２２との間の隙間が埋められる。さらに、キャップ２２２Ｘは柔軟性を有する材料から形成されるため、駆動側係合部２４５と従動側係合部２２２との係合および離脱の邪魔となりにくい。
〔第３の実施形態の第３変形例〕
次に、本発明の第３の実施形態の第３変形例に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図５（ｂ）を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第３の実施形態のだい１変形例と同様であるが、第１変形例とは、当接部および従動部の間にキャップが配置だれていることが異なっている。よって、本実施形態においては、図５（ｂ）を用いてキャップの構成およびその周辺構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１１５】
本変形例の医療用マニピュレータシステム３０１Ｘの術具３１０における従動部３２１には、図５（ｂ）に示すように、従動側係合部３２２と、キャップ３２２Ｘとが設けられている。キャップ３２２Ｘは、従動側係合部３２２に配置される樹脂や弾性体などの柔軟性を有する材料から形成された部材である。なお、本実施形態では、キャップ３２２Ｘとして柔軟性を有する材料から形成された例に適用して説明するが、キャップ３２２Ｘを形成する材料として金属材料のように樹脂や弾性体よりも外力による変形が小さな硬い材料を用いてもよい。
【０１１６】
キャップ３２２Ｘは、駆動側係合部３４５と従動側係合部３２２とが係合された際に形成される隙間（ガタ）を埋める形状に形成されているため、係合された駆動側係合部３４５と従動側係合部３２２の間の隙間が埋められる。さらに、キャップ３２２Ｘは柔軟性を有する材料から形成されるため、駆動側係合部３４５と従動側係合部３２２との係合および離脱の邪魔となりにくい。
【０１１７】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図６から図１１を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図６から図１１を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１１８】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム４０１の動力部４４０は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、前後方向に延びる中心軸線を有する円柱状に形成されている。動力部４４０には、中心軸線を中心とした円周上に等間隔に配置された４つの第１駆動部（駆動部）４４４Ａと、中心軸線上に配置された１つの第２駆動部（駆動部）４４４Ｂとが設けられている。
【０１１９】
第１駆動部４４４Ａは、前後方向に延びる円柱状に形成された部材であり、術具４１０側の端部、言い換えると前端には、第１駆動側係合部（駆動側係合部）４４５Ａが設けられている。第１駆動側係合部４４５Ａには、図８（ａ）に示すように、前端の面に円柱の径方向に延びる係合溝４４６Ａと、円柱の円周面の一部を取り除いた切欠き部４４７Ａと、が設けられている。係合溝４４６Ａは、切欠き部４４７Ａにつながる開口を有し、当該開口から見て、溝の幅が前側で階段状に狭くなる形状を有している。また、係合溝４４６Ａは、中心軸線を中心とした円周方向に沿って延びて配置され、切欠き部４４７Ａは、中心軸線から第１駆動部４４４Ａを見た場合の左側に配置されている。
【０１２０】
第２駆動部４４４Ｂは、前後方向に延びる円柱状に形成された部材であり、術具４１０側の端部言い換えると前端には、第２駆動側係合部（駆動側係合部）４４５Ｂが設けられている。第２駆動側係合部４４５Ｂは、図９（ａ）に示すように、第２駆動部４４４Ｂの前端の面に径方向に延びて十字状に交差する溝として形成されると共に、当該溝の奥は少なくとも十字状に延びる溝を直径とする円柱状の空間を有するように形成されている。
【０１２１】
術具４１０は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、前後方向に延びる中心軸線を有する円柱状に形成されている。術具４１０には、中心軸線を中心とした円周上に等間隔に配置された４つの第１従動部（従動部）４２１Ａと、中心軸線上に配置された１つの第２従動部（従動部）４２１Ｂとが設けられている。第１従動部４２１Ａは第１駆動部４４４Ａと係合されるものであり、第２従動部４２１Ｂは第２駆動部４４４Ｂと係合されるものである。
【０１２２】
第１従動部４２１Ａは、前後方向に延びる円柱状に形成された部材であり、動力部４４０側の端部言い換えると後端には、第１従動側係合部（従動側係合部）４２２Ａが設けられている。第１従動側係合部４２２Ａは、図８（ａ）に示すように、径が小さな円柱、および、径が大きな円柱が順に積み上げられた形状を有している。
【０１２３】
第２従動部４２１Ｂは、前後方向に延びる円柱状に形成された部材であり、動力部４４０側の端部言い換えると後端には、第２従動側係合部（従動側係合部）４２２Ｂが設けられている。第２従動側係合部４２２Ｂは、図９（ａ）に示すように、円柱、および、十字状柱が順に積み上げられた形状を有している。十字状柱は、前後方向から見た形状が十字の形状を有する柱形状である。また、十字状柱に隣接する円柱は、十字における一辺の幅を直径とする円柱である。
【０１２４】
また術具４１０における動力伝達アダプタ４５０側の端部、言い換えると後端には、図６（ｂ）に示すように、動力伝達アダプタ４５０との連結に用いられる連結溝４１６と、固定部４１８と、が設けられている。
【０１２５】
連結溝４１６は、術具４１０の凹部１２における内周面であって、動力伝達アダプタ４５０の枠部４５１と対向する領域に設けられた溝形状である。連結溝４１６には、動力伝達アダプタ４５０側に向かって言い換えると後方向に向かって開口する３つの開口部４１７が等間隔に設けられている。なお、開口部４１７が設けられる数は、上述のように３つであってもよいし、それよりも多くてもよいし、少なくてもよい。
【０１２６】
固定部４１８は、術具４１０の円周面であって、連結溝４１６に対して前方向に隣接した位置に設けられるものであり、術具４１０と動力伝達アダプタ４５０との連結状態を固定させる際に用いるものである。固定部４１８には、図１０（ａ）に示すように、押下部４１８Ａと、軸部４１８Ｂと、突出部４１８Ｃと、付勢部４１８Ｄと、が主に設けられている。
【０１２７】
押下部４１８Ａは、術具４１０の円周面から径方向外側に突出する円柱状の部材である。軸部４１８Ｂは、押下部４１８Ａから径方向内側に延びて凹部１２へ突出する部材であって、押下部４１８Ａよりも小さな径を有する円柱状の部材である。突出部４１８Ｃは、押下部４１８Ａにおける径方向の内側の端部から動力伝達アダプタ４５０に向かって延びて配置される円柱状の部材である。付勢部４１８Ｄは、押下部４１８Ａを径方向の外側に向かって付勢する部材であって、本実施形態ではコイルばねである例に適用して説明する。
【０１２８】
動力伝達アダプタ４５０の枠部４５１には、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、術具４１０との連結に用いられる連結凸部４５２と、固定溝４５３とが設けられている。動力伝達アダプタ４５０には、第３の実施形態と同様に被覆部４６５が設けられている。
【０１２９】
連結凸部４５２は、枠部４５１の外周面であって連結溝４１６と対向する領域に、径方向の外側に向かって突出して形成されたものであって、周方向に延びる形状を有するものである。連結凸部４５２の周方向の長さは、連結溝４１６の開口部４１７における周方向の長さ以下とされている。本実施形態では３つの連結凸部４５２が等間隔に設けられている例に適用して説明するが、３つよりも多くてもよいし、少なくてもよい。
【０１３０】
固定溝４５３は、枠部４５１における術具４１０側の端面、言い換えると前端の端面に形成される溝であって、径方向に延びて形成されるものである。固定溝４５３は、幅が上述の固定部４１８の突出部４１８Ｃの径よりも広くされている。
【０１３１】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム４０１および動力伝達アダプタ４５０における係合について説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム４０１および動力伝達アダプタ４５０における動きについては、第１の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【０１３２】
まず、動力伝達アダプタ４５０と術具４１０との連結について説明する。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、動力部４４０に動力伝達アダプタ４５０が取り付けられると、第１駆動側係合部４４５Ａおよび第２駆動側係合部４４５Ｂは被覆部４６５に挿入される。そして術具４１０が、動力部４４０および動力伝達アダプタ４５０に取り付けられる
具体的には、図６（ｂ）および図７（ａ）に示すように、術具４１０の開口部４１７の位置を、動力伝達アダプタ４５０の連結凸部４５２に合わせた状態で、術具４１０を動力伝達アダプタ４５０に近づける。このとき、固定部４１８の押下部４１８Ａは、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、径方向の内側へ押し込まれる。これにより固定部４１８の突出部４１８Ｃは、枠部４５１よりも径方向の内側まで移動し、枠部４５１と干渉しない。
【０１３３】
連結凸部４５２が開口部４１７を通り抜けて連結溝４１６に達すると、押下部４１８Ａを押し込んだ状態で、動力部４４０および動力伝達アダプタ４５０に対して中心軸線周りに術具４１０を回転させる。このとき、連結凸部４５２は、連結溝４１６の中に入り込む。
【０１３４】
固定部４１８の突出部４１８Ｃが、固定溝４５３と対向する位置まで術具４１０が回転すると、固定部４１８の押下部４１８Ａの押し込みをやめる。固定部４１８は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、付勢部４１８Ｄの付勢力によって径方向の外側に移動する。固定部４１８の突出部４１８Ｃは固定溝４５３の内部に入り込み、術具４１０における動力伝達アダプタ４５０に対する回転を抑制する。
【０１３５】
次に第１駆動部４４４Ａと第１従動部４２１Ａとの係合、および、第２駆動部４４４Ｂと第２従動部４２１Ｂとの係合について説明する。
連結溝４１６の開口部４１７に動力伝達アダプタ４５０の連結凸部４５２がはめ込まれた状態では、第１駆動部４４４Ａおよび第１従動部４２１Ａは、図８（ａ）に示すように、中心軸線を中心とした周方向の位置が異なっている。より具体的には、第１従動部４２１Ａは、第１駆動部４４４Ａの切欠き部４４７Ａが設けられている側に位置している。
【０１３６】
この状態から動力伝達アダプタ４５０に対して術具４１０を回転させると、第１従動部４２１Ａは、第１駆動部４４４Ａに接近し、第１駆動部４４４Ａの係合溝４４６Ａに第１従動部４２１Ａの第１従動側係合部４２２Ａが入り込む。固定部４１８の突出部４１８Ｃが固定溝４５３に入り込むまで術具４１０が回転した際の第１駆動部４４４Ａと第１従動部４２１Ａとの係合状態を示したのが図８（ｂ）となる。
【０１３７】
また連結溝４１６の開口部４１７に動力伝達アダプタ４５０の連結凸部４５２がはめ込まれる際には、第２駆動部４４４Ｂおよび第２従動部４２１Ｂは、図９（ａ）に示すように、第２従動側係合部４２２Ｂの十字状柱が、第２駆動側係合部４４５Ｂの十字状に形成された溝に入り込むような相対位相となる。連結溝４１６の開口部４１７に動力伝達アダプタ４５０の連結凸部４５２がはめ込まれた状態では、図９（ｂ）に示すように、第２従動側係合部４２２Ｂは第２駆動側係合部４４５Ｂに入り込む。この状態から動力伝達アダプタ４５０に対して術具４１０を回転させると、第２従動側係合部４２２Ｂの十字状柱は、第２駆動側係合部４４５Ｂの円柱状の空間で回転する。
【０１３８】
術具４１０を動力伝達アダプタ４５０から離脱させる場合には、固定部４１８の押下部４１８Ａを径方向の内側へ押し下げ、連結の際とは反対方向に術具４１０を回転させる。この時点で第１駆動部４４４Ａと第１従動部４２１Ａとの係合が解除される。
【０１３９】
次いで、術具４１０と動力伝達アダプタ４５０とを、連結凸部４５２と連結溝４１６の開口部４１７との位相が一致するまで回転させ、術具４１０と動力伝達アダプタ４５０とを離間させる方向へ移動させる。これにより第２駆動部４４４Ｂと第２従動部４２１Ｂとの係合が解除されるとともに、術具４１０と動力伝達アダプタ４５０の連結も解除される。
【０１４０】
上記の構成によれば、第１駆動側係合部４４５Ａおよび第１従動側係合部４２２Ａの形状を、相対的に回転移動した際に第１駆動側係合部４４５Ａが第１従動側係合部４２２Ａと係合および離脱する形状とすることにより、動力部４４０と術具４１０との着脱が容易となる。また、第２駆動側係合部４４５Ｂおよび第２従動側係合部４２２Ｂの形状を、相対的に回転移動した際に第２駆動側係合部４４５Ｂが第２従動側係合部４２２Ｂと係合および離脱する形状とすることにより、動力部４４０と術具４１０との着脱が容易となる。特に、第１駆動部４４４Ａが複数設けられた動力部４４０と、第１従動部４２１Ａが複数設けられた術具４１０とを着脱させる場合には、着脱が容易となり着脱の作業性が向上する。
【０１４１】
なお、上述の実施形態のように動力部４４０および動力伝達アダプタ４５０と術具４１０とを相対的に回転移動させることにより、第１駆動部４４４Ａと第１従動部４２１Ａとが係合および離脱し、および、第２駆動部４４４Ｂと第２従動部４２１Ｂとが係合および離脱してもよいし、動力伝達アダプタに駆動部と係合される当接側係合部が設けられ、動力部と動力伝達アダプタとを相対的に回転移動させることにより、駆動側係合部および当接側係合部が係合および離脱してもよいし、動力伝達アダプタに従動部と係合される従動側係合部が設けられ、動力伝達アダプタと術具とを相対的に回転移動させることにより、従動側係合部および当接側係合部が係合および離脱してもよい。
【０１４２】
上記実施形態の医療用マニピュレータシステム４０１では、動力部４４０と動力伝達アダプタ４５０との着脱、および、動力伝達アダプタ４５０と術具４１０との着脱が回転移動による着脱方式が採用されている。これに対して、第１の実施形態の医療用マニピュレータシステム１、第２の実施形態の医療用マニピュレータシステム１０１、第３の実施形態の医療用マニピュレータシステム２０１では、回転移動による着脱方式ではなく、並進移動による着脱方式が採用されている。
【０１４３】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図１２を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１２を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１４４】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム５０１の動力部５４０における駆動部５４４には、図１２に示すように、磁力を発生させる駆動側磁力部（磁力部）５４５が設けられている。駆動側磁力部５４５は、駆動部５４４における当接部６３と対向する領域、言い換えると駆動部５４４の前端に設けられたものである。なお、駆動側磁力部５４５としては永久磁石を備えるものであってもよいし、電磁石をそなえるものであってもよい。
【０１４５】
術具５１０における従動部５２１には、図１２に示すように、従動側磁力部（磁力部）５２２が設けられている。従動側磁力部５２２は、従動部５２１における当接部６３と対向する領域、言い換えると従動部５２１の後端に設けられたものであり、上述の駆動側磁力部５４５と磁力により結合されるものである。なお、従動側磁力部５２２としては永久磁石であってもよいし、磁性を有する金属材料であってもよい。
【０１４６】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム５０１および動力伝達アダプタ５０における係合について説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム５０１および動力伝達アダプタ５０における動きについては、第１の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【０１４７】
術具５１０が、動力部５４０および動力伝達アダプタ５０に取り付けられると、当接部６３を間に挟んだ状態で駆動側磁力部５４５および従動側磁力部５２２が磁力により結合する。駆動部５４４と従動部５２１との間では、駆動側磁力部５４５および従動側磁力部５２２の間で働く磁力による引力により、引く方向の動きの伝達が可能となる。
【０１４８】
上記の構成によれば、駆動側磁力部５４５および従動側磁力部５２２を設けることにより、駆動部５４４および従動部５２１は当接部６３を間に挟んだ状態で磁力によって連結される。例えば、係合構造によって駆動部および従動部を連結する場合と比較して、磁力を用いた連結は、駆動部５４４および従動部５２１の連結分離を行いやすい。そのため、動力部５４０と術具５１０との着脱を容易にすることができる。
【０１４９】
なお、上述の実施形態では、駆動部５４４に駆動側磁力部５４５が設けられ、従動部５２１に従動側磁力部５２２が設けられた例に適用して説明したが、駆動部５４４自体に磁性体を含ませるとともに、従動部５２１自体に磁性体を含ませ、駆動部５４４および従動部５２１が自らの磁性により連結するようにしてもよい。
【０１５０】
さらに、駆動部５４４と当接部６３とが、例えば第２の実施形態の駆動部１４４および当接部１６３のように機械的に係合する構成を有し、当接部６３と従動部５２１とが本実施形態のように磁力によって連結されてもよい。このようにすることで、交換のために医療用マニピュレータシステム５０１から術具５１０を取り外す場合に、機械的に係合されている駆動部５４４と当接部６３、言い換えると、動力部５４０と動力伝達アダプタ５０との係合が意図せずに外れることが抑制される。
【０１５１】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、動力部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１３（ａ）および図１３（ｂ）を用いて動力部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１５２】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム６０１の動力部６４０には、図１３（ａ）に示すように、駆動部１４４を前後方向に沿って前方向（術具１１０に近づく方向）へ押し出すこと、および、後方向（術具１１０から離れる方向）への引っ張ることが可能なアクチュエータ部６４２が設けられている。またアクチュエータ部６４２は、術具１１０などの外部から加えられる力によっても動くことができるものである。
【０１５３】
本実施形態では、アクチュエータ部６４２が空気圧により駆動されるものである例に適用して説明するが、モータなどの電磁力により駆動されるものであってもよいし、その他の公知の駆動方法によるアクチュエータであってもよい。
【０１５４】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム６０１における動きについて説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム６０１および動力伝達アダプタ１５０における係合については第２の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【０１５５】
図１３（ａ）に示すように、医療用マニピュレータシステム６０１を操作する術者から操作の指示が制御部６４５に入力されると、制御部６４５は入力された操作の指示に応じて制御信号を生成して、アクチュエータ部６４２を制御する処理を行う。
【０１５６】
アクチュエータ部６４２は、図１３（ｂ）に示すように、入力された制御信号に応じて駆動部１４４を前方向または後方向に直動させる力を発生させるとともに、入力された操作の指示に応じた距離だけ駆動部１４４を移動させる動作を行う。
【０１５７】
この際、駆動部１４４はアクチュエータ部６４２により所望の力で引っ張られた状態が維持される。そのため、駆動側係合部１４５および第１当接側係合部１６５から構成される係合構造、従動側係合部１２２および第２当接側係合部１６６から構成される係合構造に含まれる隙間（ガタ）が小さくなる。
【０１５８】
駆動部１４４の動きは、図１３（ｂ）に示すように、当接する当接部１６３を介して従動部１２１に伝えられる。以降の医療用マニピュレータシステム６０１における動きは第２の実施形態を同様であるためその説明を省略する。
【０１５９】
上記の構成によれば、駆動部１４４を前方向（術具１１０に近づく方向）に押し出し、後方向（離れる方向）へ引っ張ることが可能なアクチュエータ部６４２を設けることにより、術具１１０の制御性を向上させることができる。つまり、駆動側係合部１４５および第１当接側係合部１６５から構成される係合構造、従動側係合部１２２および第２当接側係合部１６６から構成される係合構造に含まれる隙間（ガタ）を、アクチュエータ部６４２により駆動部１４４を所望の力で引っ張ることにより小さくなる。ガタが小さくなることにより操作に対する術具１１０の応答性がよくなり制御性を向上させやすくなる。
【０１６０】
また、動力部６４０に術具１１０の動作により生じる外部からの力を検知する検知部４３が設けられている場合には、ガタが小さくなることにより検知部４３による力の検知精度が向上しやすい。
【０１６１】
なお、上述の実施形態では、アクチュエータ部６４２により駆動部１４４を所望の力で引っ張る例に適用して説明したが、アクチュエータ部６４２により駆動部１４４を所望の力で押し出されてもよい。
【０１６２】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図１４（ａ）および図１４（ｂ）を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第６の実施形態と同様であるが、第６の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１４（ａ）および図１４（ｂ）を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１６３】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム７０１の動力部７４０には、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、第１駆動部（駆動部）７４４Ａを前後方向に沿って前方向（術具７１０に近づく方向）へ押し出すこと、および、後方向（術具７１０から離れる方向）への引っ張ることが可能な第１アクチュエータ部（アクチュエータ部）７４２Ａと、第２駆動部（駆動部）７４４Ｂを前後方向に沿って前方向へ押し出すこと、および、後方向への引っ張ることが可能な第２アクチュエータ部（アクチュエータ部）７４２Ｂと、が設けられている。
【０１６４】
術具７１０には、第１駆動部７４４Ａと対向して配置される第１従動部（従動部）７２１Ａと、第２駆動部７４４Ｂに対向して配置される第２従動部（従動部）７２１Ｂとが設けられている。第１従動部７２１Ａはワイヤ２２の一方の端部に接続され、第２従動部７２１Ｂは、第１従動部７２１Ａに接続されたワイヤ２２の他方の端部に接続されている。
【０１６５】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム７０１における動きについて説明する。なお、本実施形態の医療用マニピュレータシステム７０１および動力伝達アダプタ５０における係合については第１の実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【０１６６】
図１４（ｂ）に示すように、医療用マニピュレータシステム７０１を操作する術者から操作の指示が制御部７４５に入力されると、制御部７４５は入力された操作の指示に応じて制御信号を生成して、第１アクチュエータ部７４２Ａおよび第２アクチュエータ部７４２Ｂを制御する処理を行う。
【０１６７】
図１４（ａ）に示すように、第１アクチュエータ部７４２Ａおよび第２アクチュエータ部７４２Ｂのそれぞれは、入力された制御信号に応じて第１駆動部７４４Ａおよび第２駆動部７４４Ｂを前方向または後方向に直動させる力を発生させるとともに、入力された操作の指示に応じた距離だけ第１駆動部７４４Ａおよび第２駆動部７４４Ｂを移動させる動作を行う。
【０１６８】
例えば、第１駆動部７４４Ａが対応する第１アクチュエータ部７４２Ａにより前方向（押し出し方向）に移動され、第２駆動部７４４Ｂは対応する第２アクチュエータ部７４２Ｂにより前方向へ付勢される。
【０１６９】
第１駆動部７４４Ａおよび第２駆動部７４４Ｂの動きは、当接する当接部６３を介して第１従動部７２１Ａおよび第２従動部７２１Ｂに伝えられる。以降の医療用マニピュレータシステム７０１における動きは第１の実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【０１７０】
上記の構成によれば、第１駆動部７４４Ａおよび第２駆動部７４４Ｂにより術具７１０の鉗子３１を動かす場合に、第１駆動部７４４Ａにおいては前方向に移動して第１従動部７２１Ａを動かし、第２従動部７２１Ｂは第２駆動部７４４Ｂにより同じく前方向に付勢されることにより、第１駆動部７４４Ａと当接部６３と第１従動部７２１Ａとの接触（連結状態）、および、第２駆動部７４４Ｂと当接部６３と第２従動部７２１Ｂとの接触を維持することができる。
【０１７１】
そのため、第１駆動部７４４Ａと当接部６３と第１従動部７２１Ａとの連結状態を維持する係合構成、および、第２駆動部７４４Ｂと当接部６３と第２従動部７２１Ｂとの連結状態を維持する係合構成を設ける必要がなく、第１駆動部７４４Ａと当接部６３と第１従動部７２１Ａの構成、および、第２駆動部７４４Ｂと当接部６３と第２従動部７２１Ｂの構成（言い換えると動力部７４０と動力伝達アダプタ５０と術具７１０の連結の構成）を簡素化できる。また、係合構成も用いていないため、動力部７４０と動力伝達アダプタ５０との着脱や、動力伝達アダプタ５０と術具７１０との着脱が容易になる。
【０１７２】
なお、上述の実施形態のように第１駆動部７４４Ａおよび第２駆動部７４４Ｂにより術具７１０の鉗子３１を動かす場合に、第１駆動部７４４Ａにおいては前方向に移動して第１従動部７２１Ａを動かし、第２従動部７２１Ｂは第２駆動部７４４Ｂにより同じく前方向に付勢してもよいし、第１駆動部７４４Ａにおいては前方向に移動して第１従動部７２１Ａを動かし、第２従動部７２１Ｂはワイヤ２２に張力が働いた状態を保ちつつ、第２駆動部７４４Ｂにより逆の後方向に動かしてもよい。
【０１７３】
〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタについて図１５（ａ）および図１５（ｂ）を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、駆動部、当接部および従動部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５（ａ）および図１５（ｂ）を用いて駆動部、当接部および従動部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１７４】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム８０１の動力部８４０には、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、第１駆動部（駆動部）８４４Ａを前後方向に沿って前方向（術具８１０に近づく方向）へ押し出すこと、および、後方向（術具８１０から離れる方向）への引っ張ることが可能な第１アクチュエータ部（アクチュエータ部）８４２Ａと、第２駆動部（駆動部）８４４Ｂを前後方向に沿って前方向へ押し出すこと、および、後方向への引っ張ることが可能な第２アクチュエータ部（アクチュエータ部）８４２Ｂと、が設けられている。
【０１７５】
第１駆動部８４４Ａには、図１５（ａ）に示すように、第１駆動側係合部（駆動側係合部）８４５Ａが設けられている。第１駆動側係合部８４５Ａは、第１駆動部８４４Ａにおける当接部８６３と対向する領域、言い換えると第１駆動部８４４Ａの前端に設けられたものであり、後述する第１従動部８２１Ａの第１従動側係合部８２２Ａと係合されるものである。第１駆動側係合部８４５Ａは、前端から前後方向に対して交差する方向（例えば直交する方向）に突出した形状を有している。
【０１７６】
第２駆動部８４４Ｂには、第２駆動側係合部（駆動側係合部）８４５Ｂが設けられている。第２駆動側係合部８４５Ｂは、第２駆動部８４４Ｂにおける当接部８６３と対向する領域、言い換えると第２駆動部８４４Ｂの前端に設けられたものであり、後述する第２従動部８２１Ｂの第２従動側係合部８２２Ｂと係合されるものである。第２駆動側係合部８４５Ｂは、前端から前後方向に対して交差する方向（例えば直交する方向）に突出した形状を有している。
【０１７７】
術具８１０における第１従動部（従動部）８２１Ａには、図１５（ａ）に示すように、第１従動側係合部（従動側係合部）８２２Ａが設けられている。第１従動側係合部８２２Ａは、第１従動部８２１Ａにおける当接部８６３と対向する領域、言い換えると第１従動部８２１Ａの後端に設けられたものであり、上述の第１駆動部８４４Ａの第１駆動側係合部８４５Ａと係合されるものである。第１従動側係合部８２２Ａは、前端から前後方向に対して交差する方向（例えば直交する方向）に突出した形状を有している。
【０１７８】
第２従動部（従動部）８２１Ｂには、第２従動側係合部（従動側係合部）８２２Ｂが設けられている。第２従動側係合部８２２Ｂは、第２従動部８２１Ｂにおける当接部８６３と対向する領域、言い換えると第２従動部８２１Ｂの後端に設けられたものであり、上述の第２駆動部８４４Ｂの第２駆動側係合部８４５Ｂと係合されるものである。第２従動側係合部８２２Ｂは、前端から前後方向に対して交差する方向（例えば直交する方向）に突出した形状を有している。
【０１７９】
動力伝達アダプタ８５０の当接部８６３には、図１５（ａ）に示すように、被覆部８６５が設けられている。被覆部８６５は柔軟性を有する膜状に部材であって、第１駆動部８４４Ａから第１従動部８２１Ａ側へ、第２駆動部８４４Ｂから第２従動部８２１Ｂ側へ、言い換えると前後方向に対して交差する方向へ突出する袋状に形成されたものである。更には、その内部に第１駆動側係合部８４５Ａまたは第２駆動側係合部８４５Ｂが挿入可能とされ、第１駆動側係合部８４５Ａまたは第２駆動側係合部８４５Ｂの周囲を覆う形状に形成されたものである。
【０１８０】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム８０１における動きについて説明する。
図１５（ｂ）に示すように、医療用マニピュレータシステム８０１を操作する術者から操作の指示が制御部８４５に入力されると、制御部８４５は入力された操作の指示に応じて制御信号を生成して、第１アクチュエータ部８４２Ａおよび第２アクチュエータ部８４２Ｂを制御する処理を行う。
【０１８１】
図１５（ａ）に示すように、第１アクチュエータ部８４２Ａおよび第２アクチュエータ部８４２Ｂのそれぞれは、入力された制御信号に応じて第１駆動部８４４Ａおよび第２駆動部８４４Ｂを前方向または後方向に直動させる力を発生させるとともに、入力された操作の指示に応じた距離だけ第１駆動部８４４Ａおよび第２駆動部８４４Ｂを移動させる動作を行う。
【０１８２】
例えば、第１駆動部８４４Ａが対応する第１アクチュエータ部８４２Ａにより後方向（引っ張り方向）に移動され、第２駆動部８４４Ｂは対応する第２アクチュエータ部８４２Ｂにより後方向へ付勢される。
【０１８３】
第１駆動部８４４Ａおよび第２駆動部８４４Ｂの動きは、第１従動部８２１Ａおよび第２従動部８２１Ｂに伝えられる。以降の医療用マニピュレータシステム８０１における動きは第１の実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【０１８４】
上記の構成によれば、第１駆動部８４４Ａおよび第２駆動部８４４Ｂにより術具８１０の鉗子３１を動かす場合に、第１駆動部８４４Ａにおいては後方向に移動して第１従動部８２１Ａを動かし、第２従動部８２１Ｂは第２駆動部８４４Ｂにより同じく後方向に付勢されることにより、第１駆動部８４４Ａと当接部８６３と第１従動部８２１Ａとの接触（連結状態）、および、第２駆動部８４４Ｂと当接部８６３と第２従動部８２１Ｂとの接触を維持することができる。
【０１８５】
そのため、第１駆動部８４４Ａと当接部８６３と第１従動部８２１Ａとの連結状態を維持する係合構成、および、第２駆動部８４４Ｂと当接部８６３と第２従動部８２１Ｂとの連結状態を維持する係合構成を設ける必要がなく、第１駆動部８４４Ａと当接部８６３と第１従動部８２１Ａの構成、および、第２駆動部８４４Ｂと当接部８６３と第２従動部８２１Ｂの構成（言い換えると動力部８４０と動力伝達アダプタ８５０と術具８１０の連結の構成）を簡素化できる。
【０１８６】
なお、上述の実施形態のように第１駆動部８４４Ａおよび第２駆動部８４４Ｂにより術具８１０の鉗子３１を動かす場合に、第１駆動部８４４Ａにおいては後方向に移動して第１従動部８２１Ａを動かし、第２従動部８２１Ｂは第２駆動部８４４Ｂにより同じく後方向に付勢してもよいし、第１駆動部８４４Ａにおいては後方向に移動して第１従動部８２１Ａを動かし、第２従動部８２１Ｂはワイヤ２２に張力が働いた状態を保ちつつ、第２駆動部８４４Ｂにより逆の前方向に動かしてもよい。
【０１８７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【０１８８】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１…医療用マニピュレータシステム、１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，７１０，８１０…術具、２１，１２１，２２１，３２１，５２１…従動部、３１…鉗子（可動部）、４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０，７４０，８４０…動力部、４２，６４２…アクチュエータ部、４３…検知部、４４，１４４，２４４，３４４，５４４…駆動部、５０，１５０，２５０，３５０，４５０，８５０…動力伝達アダプタ、５１，４５１…枠部、６１…分離部、６２…挿通孔、６３，１６３，２６３，３６３，８６３…当接部、６４…接続部、１２２，２２２，３２２…従動側係合部、１４５，２４５，３４５…駆動側係合部、１６５…第１当接側係合部（係合部）、１６６…第２当接側係合部（係合部）、２６５，３６５，８６５…被覆部、４２１Ａ，７２１Ａ，８２１Ａ…第１従動部（従動部）、４２１Ｂ，７２１Ｂ，８２１Ｂ…第２従動部（従動部）、４２２Ａ，８２２Ａ…第１従動側係合部（従動側係合部）、４２２Ｂ，８２２Ｂ…第２従動側係合部（従動側係合部）、４４４Ａ，７４４Ａ，８４４Ａ…第１駆動部（駆動部）、４４４Ｂ，７４４Ｂ，８４４Ｂ…第２駆動部（駆動部）、４４５Ａ，８４５Ａ…第１駆動側係合部（駆動側係合部）、４４５Ｂ，８４５Ｂ…第２駆動側係合部（駆動側係合部）、５２２…従動側磁力部（磁力部）、５４５…駆動側磁力部（磁力部）、７４２Ａ，８４２Ａ…第１アクチュエータ部（アクチュエータ部）、７４２Ｂ，８４２Ｂ…第２アクチュエータ部（アクチュエータ部）、ＣＲ…清潔領域、ＵＲ…不潔領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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