(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制しつつ可動範囲の確保が容易なアーム装置を提供する。【解決手段】アーム基部１０と、アーム基部１０に対して第１回転軸線ＲＢまわりに回転可能に配置された保持アーム部３０と、第１回転軸線ＲＢに対して交差するとともに第１回転軸線ＲＢと離間したねじれの関係を有する第２回転軸線ＲＡと交差して延びる形状を有し、かつ、保持アーム部３０に対して第２回転軸線ＲＡまわりに回動可能に配置された連結アーム部４０と、第２回転軸線ＲＡに対して交差して延びる第３回転軸線ＲＣに沿って延びるとともに連結アーム部４０と隣接する端部と反対側の端部の先端は対象物６０を把持可能とされ、かつ、連結アーム部４０に対して第３回転軸線ＲＣまわりに回転可能に配置された把持アーム部５０と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2018111142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム基部と、
一方の端部が前記アーム基部と隣接して配置され、前記一方の端部を通る第１回転軸線に沿って延びる部分を有し、かつ、前記アーム基部に対して前記第１回転軸線まわりに回転可能に配置された保持アーム部と、
前記保持アーム部の他方の端部と隣接して配置され、前記他方の端部を通り前記第１回転軸線に対して交差するとともに前記第１回転軸線と離間したねじれの関係を有する第２回転軸線と交差して延びる形状を有し、かつ、前記保持アーム部に対して前記第２回転軸線まわりに回動可能に配置された連結アーム部と、
前記連結アーム部の端部と隣接して配置され、前記第２回転軸線に対して交差して延びる第３回転軸線に沿って延びるとともに前記連結アーム部と隣接する端部と反対側の端部の先端は対象物を把持可能とされ、かつ、前記連結アーム部に対して前記第３回転軸線まわりに回転可能に配置された把持アーム部と、
が設けられていることを特徴とするアーム装置。
【請求項２】
前記保持アーム部には、前記一方の端部側であって前記第１回転軸線に沿って延びる基端領域部と、前記他方の端部側であって前記第１回転軸線と交差する方向に延びる先端領域部と、が設けられていることを特徴とする請求項１記載のアーム装置。
【請求項３】
前記保持アーム部における前記他方の端部は、前記連結アーム部を間に挟み前記第２回転軸線まわりに回動可能に保持するＵ字状に形成され、前記Ｕ字状の底側には前記連結アーム部との間に空間を有することを特徴とする請求項１または２に記載のアーム装置。
【請求項４】
前記保持アーム部におけるＵ字状に形成された前記他方の端部の一方と前記連結アーム部との間には、前記連結アーム部を前記第２回転軸線まわりに回動可能に支持する一方の軸部が設けられ、前記他方の端部の他方と前記連結アーム部との間には、前記連結アーム部を前記第２軸線まわりに回動可能に支持する他方の軸部が設けられていることを特徴とする請求項３記載のアーム装置。
【請求項５】
外部から入力される制御信号に基づいて前記把持アーム部を前記第３回転軸線まわりに回転させる駆動部が前記連結アーム部に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアーム装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記連結アーム部における前記先端との間に前記第２回転軸線を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項５記載のアーム装置。
【請求項７】
前記把持アーム部を構成する材料は、前記連結アーム部を構成する材料と比較して比重が小さいことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアーム装置。
【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アーム装置に関し、特に内視鏡を用いた手術に用いて好適なアーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、外科手術において、術後の回復が早く、かつ、手術の際の傷口が小さい等の利点があることにより、内視鏡を用いた手術（以後「腹腔鏡手術」とも表記する。）が開腹手術に代わり広く行われている。また、腹腔鏡手術に用いられる内視鏡を支持するとともに、内視鏡の操作に用いられるマニピュレータシステムの提案が増加し始めている（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３５７９３７９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に記載されたマニピュレータシステムでは、内視鏡を支持する位置の近くに互いに直交する３つの軸線である第４の回転軸１０４、第５の回転軸１０５および第６の回転軸１０６が一か所で交わる構成が採用されている。また、第５の関節軸１０５に支持される連結部２１の一方の端部には患者の腹腔内に挿入される作業部２２が配置され、他方の端部には操作司令部２０が配置されている。
【０００５】
このように３つの軸線がオフセットのない一か所で交わる構成を採用した場合、マニピュレータ（以後「アーム装置」とも表記する。）の操作性を確保しやすい。言い換えると、操作者が操作司令部２０を把持して操作することにより、作業部２２の位置を操作しやすい。また、第５の回転軸１０５より操作司令部２０の側、つまり操作司令部２０の周囲には他の構成が存在しないため、操作者が操作司令部２０をつかみやすい。
【０００６】
その一方で、３つの軸線が一か所で交わる構成であること、および、操作司令部２０が第５の関節軸１０５から突出して設けられていることにより、次に説明するような問題があった。
【０００７】
まず、３つの軸線が一か所で交わる構成であると、作業部２２の可動範囲が狭くなるという問題がある。つまり、腹腔鏡手術において作業部２２（連結部２１）を大きく水平近くになるまで傾けると、連結部２１における第５の関節軸１０５近傍の作業部２２側に設けられた駆動部５０や操作司令部２０が、第４の回転軸１０４に関する先端部１５と干渉する。そのため、作業部２２大きく傾けることができないという問題があった。
【０００８】
その一方で、第５の関節軸１０５から先端部１５までの距離を長くすることにより、作業部２２大きく傾けることが可能になる。しかしながら、第５の関節軸１０５から先端部１５までの距離を長くすると、装置が大型化してアーム装置をセッティングする作業負荷が増大するという問題があった。
【０００９】
次いで、操作司令部２０が第５の関節軸１０５から突出して設けられていると、突出した操作司令部２０により腹腔鏡手術の手術者や助手の視界を妨げられるという問題があった。また、手術者が圧迫感を感じるという問題があった。
【００１０】
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、装置の大型化を抑制しつつ可動範囲の確保が容易なアーム装置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】
【００１１】
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。
本発明のアーム装置は、アーム基部と、一方の端部が前記アーム基部と隣接して配置され、前記一方の端部を通る第１回転軸線に沿って延びる部分を有し、かつ、前記アーム基部に対して前記第１回転軸線まわりに回転可能に配置された保持アーム部と、前記保持アーム部の他方の端部と隣接して配置され、前記他方の端部を通り前記第１回転軸線に対して交差するとともに前記第１回転軸線と離間したねじれの関係を有する第２回転軸線と交差して延びる形状を有し、かつ、前記保持アーム部に対して前記第２回転軸線まわりに回動可能に配置された連結アーム部と、前記連結アーム部の端部と隣接して配置され、前記第２回転軸線に対して交差して延びる第３回転軸線に沿って延びるとともに前記連結アーム部と隣接する端部と反対側の端部の先端は対象物を把持可能とされ、かつ、前記連結アーム部に対して前記第３回転軸線まわりに回転可能に配置された把持アーム部と、が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のアーム装置によれば、第１回転軸線および第２回転軸線の配置がねじれの関係を有するため、第１回転軸線および第２回転軸線が交わる配置と比較して、アーム基部、保持アーム部、連結アーム部および把持アーム部の干渉を抑制しやすく、把持アーム部における先端の可動範囲を確保しやすい。
【００１３】
また、第１回転軸線および第２回転軸線が交わる配置と比較して、把持アーム部における先端の可動範囲を確保するために必要な保持アーム部、連結アーム部および把持アーム部の少なくとも１つの長さ（大きさ）を小さくすることができる。
【００１４】
上記発明において前記保持アーム部には、前記一方の端部側であって前記第１回転軸線に沿って延びる基端領域部と、前記他方の端部側であって前記第１回転軸線と交差する方向に延びる先端領域部と、が設けられていることが好ましい。
【００１５】
このように保持アーム部における第２回転軸線が通る他方の端部側である先端領域部が、第１回転軸線と交差する方向に延びる形状とすることにより、把持アーム部における先端の可動範囲を更に確保しやすくなる。
【００１６】
つまり、先端領域部に隣接する領域であって先端領域部が延びる方向の領域を空間として確保することができ、この空間があることにより、連結アーム部や把持アーム部が第２回転軸線まわりに回動することができる。なお、先端領域部は第１回転軸線と交差する方向に湾曲して延びる形状であってもよいし、直線状に延びる形状であってもよい。
【００１７】
上記発明において前記保持アーム部における前記他方の端部は、前記連結アーム部を間に挟み前記第２回転軸線まわりに回動可能に保持するＵ字状に形成され、前記Ｕ字状の底側には前記連結アーム部との間に空間を有することが好ましい。
【００１８】
このように保持アーム部における他方の端部をＵ字状に形成して、連結アーム部をＵ字状部分の間に挟んで第２回転軸線まわりに回動可能に保持することにより、把持アーム部における先端の可動範囲を更に確保しやすくなる。
【００１９】
特に、連結アーム部とＵ字状部分の底側との間に空間を設けることにより、この空間に把持アーム部が入り込むことが可能となり、把持アーム部における先端の可動範囲を更に確保しやすくなる。
【００２０】
上記発明において前記保持アーム部におけるＵ字状に形成された前記他方の端部の一方と前記連結アーム部との間には、前記連結アーム部を前記第２回転軸線まわりに回動可能に支持する一方の軸部が設けられ、前記他方の端部の他方と前記連結アーム部との間には、前記連結アーム部を前記第２軸線まわりに回動可能に支持する他方の軸部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
このように保持アーム部に対して連結アーム部を第２回転軸線まわりに保持する軸部を、一方の軸部および他方の軸部に分割することにより、連結アーム部の内部を軸部が貫通する一つの軸部で保持する場合と比較して、連結アーム部内で利用可能な空間を確保しやすくなり、連結アーム部を小型化しやすくなる。
【００２２】
上記発明においては、外部から入力される制御信号に基づいて前記把持アーム部を前記第３回転軸線まわりに回転させる駆動部が前記連結アーム部に設けられていることが好ましい。
【００２３】
このように駆動部を設けることにより、対象物における第３回転軸線まわりの姿勢を所望の姿勢に制御することができる。例えば、対象物が画像を撮像するカメラである場合には、撮像される画像の向きを所望の向きに制御することが容易となる。
【００２４】
上記発明において前記駆動部は、前記連結アーム部における前記先端との間に前記第２回転軸線を挟む位置に配置されていることが好ましい。
このように、駆動部を連結アーム部の先端との間に第２回転軸線を挟む位置に配置することにより、連結アーム部における第２回転軸線まわりのバランスを取る錘（以後「カウンターウエイト」とも表記する。）を減らすことが容易となる。
【００２５】
つまり、駆動部をカウンターウエイトの一部として用いることにより、バランスを取るためのみに用いられるカウンターウエイトを減らすことが容易となる。また、バランスを取るためのみに用いられる錘を配置する空間を削減することにより、連結アーム部を小型化しやすくなる。
【００２６】
上記発明において前記把持アーム部を構成する材料は、前記連結アーム部を構成する材料と比較して比重が小さいことが好ましい。
このように把持アーム部は比較して比重が小さい材料から構成し、連結アーム部は比較して比重が大きな材料から構成することにより、連結アーム部の第２回転軸線まわりのバランスを取るためのみに用いられる錘を減らすことが容易となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のアーム装置によれば、第１回転軸線および第２回転軸線の配置がねじれの関係を有するため、装置の大型化を抑制しつつアーム基部、保持アーム部、連結アーム部および把持アーム部の干渉を抑制して把持アーム部における先端の可動範囲の確保が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るアーム装置の構成を説明する斜視図である。
【図２】図１のアーム装置における要部の構成を説明する側面視図である。
【図３】図１のアーム装置における要部の構成を説明する上面視図である。
【図４】図１の保持アーム部と連結アーム部との連結構造を説明する拡大図である。
【図５】図１の保持アーム部と連結アーム部との連結構造を説明する拡大図である。
【図６】図１のアーム装置における要部の構成を説明する正面視図である。
【図７】図１の連結アーム部の内部構成を説明する分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の一実施形態に係るアーム装置について、図１から図７を参照しながら説明する。本実施形態では、本願発明を腹腔鏡手術における硬性内視鏡（対象物）６０（以下「硬性鏡６０」とも表記する。）を支持するアーム装置１に適用して説明する。アーム装置１には、図１に示すように、アーム基部１０と、保持アーム部３０と、連結アーム部４０と、把持アーム部５０と、が主に設けられている。
【００３０】
また、本実施形態においては、アーム装置１が図１に示す姿勢を取った際の硬性鏡６０が延びる方向をＹ方向、Ｙ方向と直交する方向であってアーム基部１０や保持アーム部３０が延びる方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向と直交する方向をＸ方向として説明する。
【００３１】
アーム基部１０は保持アーム部３０が取り付けられるものであり、保持アーム部３０、連結アーム部４０および把持アーム部５０を支持するものである。アーム基部１０には、第１基部１１、第２基部１２および第３基部１３が主に設けられている。
【００３２】
第１基部１１は直線状に延びて形成された棒状の部材である。第１基部１１は、一方の端部においてＹ方向に延びる回転軸２１まわりに回動可能に配置され、他方の端部をＺ−Ｘ平面上で首振り移動可能としたものである。また第１基部１１は、モータ等の駆動部（図示せず。）により、回転軸２１まわりの回動が制御されている。
【００３３】
第２基部１２は第１基部１１と第３基部１３との間に配置された概略円柱状に形成された部材である。第２基部１２は、第１基部１１における他方の端部に配置され、Ｙ方向に延びる回転軸２２まわりに回動可能に配置されている。また第２基部１２は、モータ等の駆動部（図示せず。）により、回転軸２２まわりの回動が制御されている。
【００３４】
第３基部１３は、第２基部１２と保持アーム部３０との間に配置された柱状に形成された部材である。第３基部１３は、第２基部における円周面に配置され、図１におけるＸ方向に延びる回転軸２３まわりに回動可能に配置されている。第３基部１３には、図２および図３に示すように、保持アーム部３０の回転位相を検出するエンコーダ１４が設けられている。エンコーダ１４としては、公知の方法で位相を検出するものを用いることができ、その種類を特に限定するものではない。
【００３５】
第３基部１３が回転軸２３まわりに回動することにより、第３基部１３、保持アーム部３０、連結アーム部４０および把持アーム部５０はＹ方向（例えば、上下方向）に首振り移動する。
【００３６】
また第３基部１３には、図１に示すように、回転軸２３まわりの回動のロックとフリーとを切り替えるスイッチ１５が設けられている。本実施形態では、スイッチ１５はボタンを押下することにより、ロックとフリーとが切り替わるものである例に適用して説明する。スイッチ１５によりロックが選択されると、第３基部１３は回転軸２３まわりの回動が禁止され、第３基部１３と第２基部１２との相対姿勢（回転軸２３の角度）は固定される。スイッチ１５によりフリーが選択されると、第３基部１３は回転軸２３まわりの回動が自由となり、第３基部１３と第２基部１２との相対姿勢（回転軸２３の角度）は自由に変更可能となる。
【００３７】
回転軸２３の角度を変更する場合には、第３基部１３を手で支えながらスイッチ１５のボタンを押下してロックからフリーに切り替える。そして第３基部１３を回転軸２３まわりに回動させ、第２基部１２に対する第３基部１３の相対姿勢を所望の姿勢に変更する（回転軸２３の角度を変更する。）。変更後の回転軸２３の角度を維持しつつ、再度スイッチ１５のボタンを押下してフリーからロックに切り替える。これにより、回転軸２３の角度は変更後の角度に固定される。
【００３８】
保持アーム部３０は、図２および図３に示すように、アーム基部１０の第３基部１３と、連結アーム部４０との間に配置される部材である。より具体的には、第３基部１３に対して回転軸（第１回転軸線）ＲＢまわりに回転可能に取り付けられたものである。保持アーム部３０には、第３基部１３側の基端領域部（一方の端部）３１と、連結アーム部４０側の先端領域部（他方の端部）３２とが主に設けられている。
【００３９】
基端領域部３１は、回転軸ＲＢに沿って延びる柱状に形成された部材であり、第３基部１３と隣接する位置に回転軸ＲＢまわりに外部から加わる力に従って従動的に回転可能とする構成を有するものである。言い換えると、基端領域部３１は回転軸ＲＢまわりの回転が制御されていないものである。
【００４０】
外部から加わる力としては、回転軸２１および回転軸２２まわりの回動を制御する駆動部により加えられる力や、腹腔鏡手術で用いられるトロッカー（図示せず。）により動きが制限される硬性鏡６０から加えられる抵抗力（反力）などを例示することができる。また、回転軸ＲＢまわりに回転可能とする構成としては公知の回転支持が可能な構成を用いることができ、具体的な構成を限定するものではない。
【００４１】
なお、回転軸ＲＢまわりに回転可能とする構成は、上述のように基端領域部３１に設けられていてもよいし、第３基部１３に設けられていてもよいし、基端領域部３１および第３基部１３の両者に設けられていてもよく、配置位置を限定するものではない。
【００４２】
先端領域部３２は基端領域部３１の端部から湾曲して延びて、言い換えると、回転軸ＲＢと交差する方向に延びて形成された部材である。先端領域部３２が湾曲する方向は、基端領域部３１から離れるに伴い硬性鏡６０に近づく方向であり、言い換えると、Ｚ方向における負の方向に進むに伴いＹ方向における負の方向に離れる方向である。
【００４３】
なお、先端領域部３２は曲線状に湾曲して延びる形状を有していてもよいし、直線を折り曲げて湾曲して延びる形状を有していてもよく、その具体的な形状を限定するものではない。
【００４４】
また先端領域部３２は、連結アーム部４０を間に挟み回転軸（第２回転軸線）ＲＡまわりに外部から加わる力に従って従動的に回動可能に保持するＵ字状に形成された部材でもある。連結アーム部４０を挟む一方である先端領域部３２Ａ、他方である先端領域部３２Ｂ、および、基端領域部３１に囲まれた領域には、内部空間ＩＳが形成されている。さらに、内部空間ＩＳと隣接する空間で合って先端領域部３２の湾曲方向（Ｙ方向の負側）の空間には、隣接空間ＡＳが設けられている。
【００４５】
なお、本実施形態では、Ｕ字状に形成された一方および他方を区別して説明する場合には先端領域部３２Ａおよび先端領域部３２Ｂと表記し、区別する必要がない場合には先端領域部３２と表記する。
【００４６】
先端領域部３２Ａは、保持アーム部３０を上面視した場合（図３参照）の基端領域部３１から先端領域部３２を見た際の右側（Ｘ方向の正の側）に位置する板状に形成されたものである。
【００４７】
図４に示すように、先端領域部３２Ａにおける連結アーム部４０と対向する面であって、回転軸ＲＡに対応する位置には、連結アーム部４０を回動可能に支持する一方の軸部３３Ａが設けられている。つまり、一方の軸部３３Ａは回転軸ＲＡを構成する部材の一部である。一方の軸部３３Ａは、後述する連結アーム部４０のフレーム４１と回動可能に嵌め合わされ、フレーム４１の内部には空間が形成されている。
【００４８】
さらに先端領域部３２Ａの内部には、連結アーム部４０の回動位相を検知するエンコーダ３６が配置されている。エンコーダ３６は先端領域部３２Ａの先端であって、一方の軸部３３Ａの近傍の領域に配置されている。エンコーダ３６が内蔵されているため、先端領域部３２Ａは、先端領域部３２Ｂと比較して先端が厚く形成されている。
【００４９】
先端領域部３２Ｂは、保持アーム部３０を上面視した場合（図３参照）の基端領域部３１から先端領域部３２を見た際の左側（Ｘ方向の負の側）に位置する板状に形成されたものである。
【００５０】
図５に示すように、先端領域部３２Ｂにおける連結アーム部４０と対向する面であって、回転軸ＲＡに対応する位置には、連結アーム部４０を回動可能に支持する他方の軸部３３Ｂが設けられている。
【００５１】
つまり、他方の軸部３３Ｂは回転軸ＲＡを構成する部材の一部である。他方の軸部３３Ｂは、後述する連結アーム部４０のフレーム４１と回動可能に嵌め合わされ、フレーム４１の内部には空間が形成されている。
【００５２】
ここで回転軸ＲＡと回転軸ＲＢについて更に説明すると次の通りとなる。
回転軸ＲＢは、アーム装置１の姿勢が図１に示す姿勢の場合におけるＺ方向に延びる回転軸線であり、言い換えると、第３基部１３における保持アーム部３０との接続部から第２基部１２との接続部に向かって延びる回転軸線である。
【００５３】
回転軸ＲＡは、アーム装置１の姿勢が図１に示す姿勢の場合におけるＸ向に延びる回転軸線であり、言い換えると、連結アーム部４０を挟む先端領域部３２Ａから先端領域部３２Ｂに向かって延びる回転軸線である。また、回転軸ＲＡは、回転軸ＲＢから硬性鏡６０側へ離間した位置であって、回転軸ＲＢとねじれの関係を有する回転軸線でもある。
【００５４】
連結アーム部４０は、図２および図６に示すように、保持アーム部３０と、把持アーム部５０との間に配置される部材である。連結アーム部４０は回転軸（第３回転軸線）ＲＣに沿って延びる柱状に形成され、回転軸ＲＣの中ほどにおいて、連結アーム部４０に対して回転軸ＲＡまわりに回動可能に取り付けられている。
【００５５】
連結アーム部４０には、図６および図７に示すように、連結アーム部４０に対して回動可能に支持されたフレーム４１と、フレーム４１に取り付けられた駆動部４２と、フレーム４１および駆動部４２の周囲を覆い連結アーム部４０の外形を形成するカバー４４と、把持アーム部５０の回転位相を検知するエンコーダ４５と、が主に設けられている。
【００５６】
フレーム４１には、Ｙ方向の一方の端部に駆動部４２が配置され、他方の端部に把持アーム部５０が配置される。さらに、駆動部４２が配置される位置と、把持アーム部５０が配置される位置の間に連結アーム部４０の一方の軸部３３Ａおよび他方の軸部３３Ｂが嵌め合わされる。フレーム４１の内部には、駆動部４２における回転を把持アーム部５０に伝達する伝達軸４３およびエンコーダ４５が配置されている。伝達軸４３は回転軸ＲＣを構成する部材の一部でもある。
【００５７】
また回転軸ＲＣは、アーム装置１の姿勢が図１に示す姿勢の場合におけるＹ方向に延びる回転軸線であり、言い換えると、硬性鏡６０が延びる軸線に沿って延びる回転軸線である。
【００５８】
把持アーム部５０は、図２および図６に示すように、連結アーム部４０に対して回転軸ＲＣまわりに回転可能とされた部材であり、連結アーム部４０と、硬性鏡６０との間に配置された、概略Ｌ字状に形成された部分と硬性鏡６０を把持する把持部５１を有するものである。
【００５９】
把持アーム部５０の概略Ｌ字状に形成されたＬ字部５２には、連結アーム部４０側の回転軸ＲＣと直交する方向に延びる部分と、把持部５１側の回転軸ＲＣに沿って延びる部分とが設けられている。
【００６０】
本実施形態において把持部５１は、硬性鏡６０におけるカメラ部６４を挟んで把持するものである例に適用して説明するが、挟んで把持する方法に限るものではなく、カメラ部６４を保持する他の方法を用いてもよい。
【００６１】
本実施形態では、把持アーム部５０を構成する材料は、連結アーム部４０を構成する材料（例えば金属材料）よりも比重が小さなもの（例えば樹脂材料）が用いられている。把持アーム部５０および連結アーム部４０を構成する材料が複数の種類を含む場合には、例えば、把持アーム部５０の重量を体積で割って求めた比重が、連結アーム部４０の重量を体積で割って求めた比重よりも小さくなるようにしてもよい。
【００６２】
本実施形態の硬性鏡６０は、図１および図２に示すように、腹腔鏡手術を受ける患者体内に挿入される挿入部６１と、ライトガイド部６２と、接続部６３と、カメラ部６４と、ケーブル部６５と、から主に構成されている。
【００６３】
挿入部６１は、回転軸ＲＣの方向に延びる円柱状に形成された部材であって、患者体内の画像をカメラ部６４に伝えるものである。硬性鏡６０は、挿入部６１の軸線と回転軸ＲＣとは概略同一（同軸）となるように把持アーム部５０に取り付けられている。ライトガイド部６２は挿入部６１に設けられるものであって、患者体内の照明に用いられる光を外部から挿入部６１に導くものである。
【００６４】
接続部６３は、挿入部６１とカメラ部６４との接続に用いられるものである。カメラ部６４は、挿入部６１から導かれてきた画像を電気信号に変換するものである。ケーブル部６５は、カメラ部６４で変換された画像の電気信号を外部の機器に出力する際に用いられるものである。
【００６５】
次に、上記の構成からなるアーム装置１における動作について説明する。
腹腔鏡手術においてアーム装置１は、硬性鏡６０を所望の位置で所望の姿勢を取るように動作する。アーム基部１０では、第１基部１１、第２基部１２および第３基部を回転軸２１、回転軸２２および回転軸２３まわりに回動することにより、保持アーム部３０、連結アーム部４０、把持アーム部５０および硬性鏡６０を概略の所望の位置へ移動させる。
【００６６】
保持アーム部３０、連結アーム部４０および把持アーム部５０では、硬性鏡６０が所望の位置で所望の姿勢を取るように回転軸ＲＡ、回転軸ＲＢおよび回転軸ＲＣまわりの回動または回転が行われる。
【００６７】
まず、第３基部１３に対して保持アーム部３０が回転軸ＲＢまわりに回動すると、連結アーム部４０、把持アーム部５０および硬性鏡６０が図１におけるＸ方向に円弧状の軌道を描きながら移動する。言い換えると、例えば硬性鏡６０は上下方向に移動する。
【００６８】
保持アーム部３０に対して連結アーム部４０が回転軸ＲＡまわりに回動すると、把持アーム部５０および硬性鏡６０が図１におけるＺ方向に円弧状の軌道を描きながら移動する。言い換えると、例えば硬性鏡６０は左右方向に移動する。
【００６９】
特に、把持アーム部５０および硬性鏡６０がＺ方向の正の方向へ円弧状の軌道を描きながら移動した場合、連結アーム部４０および把持アーム部５０は、まず隣接空間ＡＳに侵入する。さらに円弧状の軌道を描きながら移動が続けられると、連結アーム部４０および把持アーム部５０は、内部空間ＩＳに侵入する。
【００７０】
先端領域部３２が湾曲しないで形成された場合、言い換えると、回転軸ＲＢに沿った直線状に形成された場合と比較すると、同じ大きさの隣接空間ＡＳおよび内部空間ＩＳを確保しやすくすることにより、より大きな移動範囲を確保できる。逆に、同じ移動範囲を確保する場合には、より小さな隣接空間ＡＳおよび内部空間ＩＳを確保するだけでよい。
【００７１】
保持アーム部３０に回転軸ＲＡおよび回転軸ＲＢが設けられていることで、トロッカー（図示せず。）に挿入された硬性鏡６０の先端を前後方向および左右方向に動かすことが可能となる。そのため腹腔鏡手術を行う手術者が見たいと思う方向へ硬性鏡６０の先端を向けることができる。
【００７２】
また連結アーム部４０に対して把持アーム部５０が回転軸ＲＣまわりに回転すると、把持アーム部５０とともに硬性鏡６０も回転軸ＲＣまわりに回転する。硬性鏡６０が回転軸ＲＣまわりに回転することにより、硬性鏡６０による手術部位の観察方向（角度）を変更することが可能となる。
【００７３】
上記の構成のアーム装置１によれば、回転軸ＲＢおよび回転軸ＲＡの配置がねじれの関係を有するため、回転軸ＲＢおよび回転軸ＲＡが交わる配置と比較して、アーム基部１０、保持アーム部３０、連結アーム部４０および把持アーム部５０の干渉を抑制しやすく、把持アーム部５０における先端の可動範囲を確保しやすい。また、回転軸ＲＢおよび回転軸ＲＡが交わる配置と比較して、把持アーム部５０における先端の可動範囲を確保するために必要な保持アーム部３０、連結アーム部４０および把持アーム部５０の少なくとも１つの長さ（大きさ）を小さくすることができる。
【００７４】
保持アーム部３０における回転軸ＲＡが通る先端領域部３２が、回転軸ＲＢと交差する方向に延びる形状とすることにより、硬性鏡６０の挿入部６１における先端の可動範囲を更に確保しやすくなる。つまり、先端領域部３２に隣接する領域であって先端領域部３２が湾曲する側の領域を隣接空間ＡＳとして確保することができ、この隣接空間ＡＳがあることにより、連結アーム部４０や把持アーム部５０が回転軸ＲＡまわりに回動することができる。
【００７５】
保持アーム部３０における先端領域部３２をＵ字状に形成して、連結アーム部４０を先端領域部３２Ａおよび先端領域部３２Ｂの間に挟んで回転軸ＲＡまわりに回動可能に保持することにより、硬性鏡６０の挿入部６１における先端の可動範囲を更に確保しやすくなる。特に、連結アーム部４０と保持アーム部３０のＵ字状部分の底側との間に内部空間ＩＳを設けることにより、この内部空間ＩＳに把持アーム部５０が入り込むことが可能となり、硬性鏡６０の挿入部６１における先端の可動範囲を更に確保しやすくなる。
【００７６】
保持アーム部３０に対して連結アーム部４０を回転軸ＲＡまわりに保持する軸部を、一方の軸部３３Ａおよび他方の軸部３３Ｂに分割することにより、連結アーム部４０の内部を軸部が貫通する一つの軸部で保持する場合と比較して、連結アーム部４０内で利用可能な空間を確保しやすくなり、連結アーム部４０を小型化しやすくなる。
【００７７】
駆動部４２を設けることにより、硬性鏡６０における回転軸ＲＣまわりの姿勢を所望の姿勢に制御することができる。例えば、硬性鏡６０が画像を撮像するカメラである場合には、撮像される画像の向きを所望の向きに制御することが容易となる。
【００７８】
連結アーム部４０の先端との間に回転軸ＲＡを挟む位置に駆動部４２を配置することにより、連結アーム部４０における回転軸ＲＡまわりのバランスを取るカウンターウエイトを減らすことが容易となる。つまり、駆動部４２をカウンターウエイトの一部として用いることにより、バランスを取るためのみに用いられるカウンターウエイトを減らすことが容易となる。また、バランスを取るためのみに用いられる錘を配置する空間を削減することにより、連結アーム部４０を小型化しやすくなる。
【００７９】
このように把持アーム部５０は比較して比重が小さい材料から構成し、連結アーム部４０は比較して比重が大きな材料から構成することにより、連結アーム部４０の回転軸ＲＡまわりのバランスを取るためのみに用いられる錘を減らすことが容易となる。
【００８０】
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、上記の実施の形態においては、本願発明を腹腔鏡手術における内視鏡を支持するアーム装置１に適用して説明したが、この発明は内視鏡を支持するアーム装置１に限られることなく、その他の機器を支持するものに適用できるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１…アーム装置、１０…アーム基部、３０…保持アーム部、３１…基端領域部（一方の端部）、３２，３２Ａ，３２Ｂ…先端領域部（他方の端部）、３３Ａ…一方の軸部、３３Ｂ…他方の軸部、４０…連結アーム部、５０…把持アーム部、６０…硬性内視鏡（対象物）、ＲＡ…回転軸（第２回転軸線）、ＲＢ…回転軸（第１回転軸線）、ＲＣ…回転軸（第３回転軸線）
【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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