(57)【要約】  フレキシブルリスト型エレメント及びその操作方法に関し、角度をなすように可動であるハブハウジングと、ハウジング内で入力機構を介して可動である１つ又は複数の自在型継手及び／又は他のフレキシブル軸接手を有するドライブトレーンを介して駆動される回動可能で操作可能なエンドエフェクタと、を備える。
2011526219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の長手方向軸に沿って延びる本体ハウジングと、
少なくとも一部分が第２の長手方向軸に沿って延びるとともに、前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２の長手方向軸と前記本体ハウジングの前記第１の長手方向軸との間の可変である第１の角度を形成する第１の位置に可動な第１の端部を備えたハブと、
複数の継手により可動に相互接続された複数の要素を含み、前記本体ハウジングと前記ハブに対して可動に位置決め可能であり、前記本体ハウジングに隣接するとともに軸方向力又はねじり力の少なくとも１つからなる入力の力を受けるように構成される入力端と、前記ハブの前記第１の端部に隣接し前記入力端に対向する出力端とを有し、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記入力の力の少なくとも一部を前記入力端から前記出力端に伝達するように構成される複数の連結手段とを備える、ことを特徴とするフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２】
前記本体ハウジングは前記ハブに隣接する延長部を備え、前記延長部は１つの面を形成する内壁を有し、前記複数の連結手段の少なくとも１つは前記面と可動に接触し、前記面は、前記本体ハウジングと前記ハブに対する前記複数の連結手段の動作を制限する、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項３】
前記延長部が、第３の長手方向軸に沿って延び、前記面には、前記第３の長手方向軸に略平行な第１の長さと前記第３の長手方向軸に略垂直な第２の長さを有するスロットが形成され、前記第１の長さは前記第２の長さよりも長い、ことを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項４】
前記本体ハウジングと前記ハブに可動に接続されるガイド要素をさらに備え、前記ガイド要素は、さらに前記複数の連結手段に可動に接続されるとともにさらに１つの面を含み、前記面は、前記複数の連結手段の動作を制限する、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項５】
前記ガイド要素は、前記ハブの第１の端部が前記本体ハウジングに対する前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記本体ハウジングに対して第２の角度に可動であり、前記第２の角度は前記第１の角度よりも小さい、ことを特徴とする請求項４に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項６】
前記ガイド要素は対向端部を備え、第１のガイド端部は、前記対向端部の第１の端部に隣接する前記本体ハウジング又は前記ハブの第１の端部に回動可能に接続され、前記ガイド要素は、前記対向端部の第２の端部に隣接する前記本体ハウジング又は前記ハブの第２の端部にスライド自在に接続されている、ことを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項７】
前記本体ハウジングと前記ハブに可動に接続されるガイドハウジングをさらに備え、前記ガイドハウジングは、さらに前記複数の連結手段の少なくとも１つに可動に接続されるとともに、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置に動作する間に、前記複数の連結手段の少なくとも１つを支持する支持面を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項８】
前記支持面は、前記複数の連結手段の間における回動量を制限する、ことを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項９】
前記支持面は、前記複数の連結手段の部分が圧縮状態で損壊することを防止するとともに、前記複数の連結手段の位置決めを伸張状態で維持する、ことを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１０】
前記本体ハウジングは、前記ハブに隣接する延長部を備え、前記延長部は、第１のスロットを形成する内壁を有し、前記ガイドハウジングは支持要素をさらに含み、第１のガイド端部と第２のガイド端部と第２のスロットとを有するガイド要素をさらに備え、前記第１のガイド端部は、前記第１のスロット内で前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２のガイド端部は、前記ハブに可動に接続され、前記ガイド要素の前記第２のスロットが前記複数の連結手段の動作を制限するように、前記ガイドハウジングの前記支持要素が前記第２のスロット内で可動に接続されている、ことを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１１】
前記第１のスロットは、前記第１の角度を角度制限し、前記第２のスロットは、前記軸方向力からなる前記入力の力に応じて前記複数の連結手段の軸方向の動作を制限する、ことを特徴とする請求項１０に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１２】
前記ガイドハウジングは、前記複数の継手の１つで前記複数の連結手段の少なくとも１つに接続されている、ことを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１３】
前記支持面と前記複数の連結手段の少なくとも１つとの間に配設される軸受要素をさらに備え、前記軸受要素は、前記複数の連結手段の少なくとも１つを前記ガイドハウジングに対して回動させる、ことを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１４】
前記複数の継手の各々は、自在継手又はフック継手から構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１５】
前記複数の継手の各々は、第１の軸に沿って所定の間隔で配設されるとともに前記複数の要素のうちの第１の要素を支持する第１対の玉軸受と、第２の軸に沿って所定の間隔で配設されるとともに前記複数の要素のうちの第２の要素を支持する第２対の玉軸受とを有し、前記第１の軸が前記第２の軸に略垂直に配設されている、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１６】
前記複数の継手の各々は、定速度継手から構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１７】
前記複数の要素の各々は、第１の係合面を有する第１の剛性端部と第２の係合面を有する第２の剛性端部とを備え、前記複数の継手の各々は、第１の要素の前記第１の係合面と第２の要素の前記第２の係合面との間の可動な相互作用により規定され、前記第１の係合面と前記第２の係合面の１つは曲面からなる、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１８】
前記複数の要素の各々は、前記第１の剛性端部と前記第２の剛性端部を接続する軸部をさらに有し、延長支持要素と、相対的回動を可能にしてかつ相対的軸方向動作を防止する前記軸部との接続部とを有するガイドハウジングをさらに備えるとともに、前記本体ハウジングと前記ハブとに可動に接続されるガイド要素をさらに備え、前記ガイド要素は、前記ガイドハウジングの支持要素に可動に接続される１つの面を有し、前記面は、前記複数の連結手段の動作を制限する、ことを特徴とする請求項１７に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項１９】
前記複数の継手は、少なくとも３つの継手を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２０】
前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有する駆動システムをさらに備え、前記駆動システムは、前記入力の力を発生させる、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２１】
前記駆動システムは、前記第１の角度を形成する前記第１の位置に前記ハブの前記第１の端部を動作させる別の力をさらに発生させる、ことを特徴とする請求項２０に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２２】
前記駆動システムは、電気システム、油圧システム、磁気システム又は機械システムの少なくとも１つからなる、ことを特徴とする請求項２０に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２３】
前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有する駆動システムをさらに備え、前記駆動システムは、手動式油圧システムからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２４】
前記複数の連結手段の前記出力端に結合されるエンドエフェクタをさらに備え、前記エンドエフェクタは、前記複数の連結手段により伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作する、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２５】
前記エンドエフェクタは外科用具からなる、ことを特徴とする請求項２４に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２６】
前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有するとともに、前記入力の力を発生させる手動式油圧駆動システムと、
前記複数の連結手段の前記出力端に結合され、外科用具からなるとともに前記複数の連結手段によって伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作するエンドエフェクタと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２７】
前記本体ハウジングと前記ハブの少なくとも１つは、非導電材料から構成され、前記ハブに接続されるとともに前記本体ハウジングと前記ハブ内の導電部と通じているエンドエフェクタをさらに備え、前記エンドエフェクタは、前記導電部を介して送られる電流を受けるように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２８】
第１の長手方向軸に沿って延びる本体ハウジングと、
少なくとも一部分が第２の長手方向軸に沿って延びるとともに前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２の長手方向軸と前記本体ハウジングの前記第１の長手方向軸との間で０度よりも大きい第１の角度を形成する第１の位置に可動な第１の端部を有するハブと、
複数の継手によって可動に相互接続された複数の要素を有し、前記本体ハウジングと前記ハブとに対して可動に位置決め可能であり、前記本体ハウジングに隣接するとともに軸方向力又はねじり力の少なくとも１つからなる入力の力を受けるように構成される入力端と、前記ハブの前記第１の端部に隣接し前記入力端に対向する出力端とを有し、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記入力の力の少なくとも一部を前記入力端から前記出力端に伝達するように構成される複数の連結手段と、
前記本体ハウジングと前記ハブと前記複数の連結手段に可動に接続され、前記複数の連結手段の動作に制限を設ける１つの面をさらに有し、前記ハブの第１の端部が前記本体ハウジングに対する前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記本体ハウジングに対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度に可動であるガイド要素と、
前記ガイド要素との可動接続部を介して前記本体ハウジングと前記ハブに接続され、さらに前記複数の連結手段の少なくとも１つに可動に接続されるとともに、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置に動作する間に、前記複数の連結手段の少なくとも１つを支持する支持面を有するガイドハウジングとを備える、ことを特徴とするフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項２９】
前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有するとともに、前記入力の力を発生させる手動式油圧駆動システムと、
前記複数の連結手段の前記出力端に結合され、外科用具からなるとともに、前記複数の連結手段によって伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作するエンドエフェクタと、
をさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項３０】
第１の長手方向軸に沿って延びる本体ハウジングと、
少なくとも一部分が第２の長手方向軸に沿って延びるとともに、前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２の長手方向軸と前記本体ハウジングの前記第１の長手方向軸との間で０度よりも大きい第１の角度を形成する第１の位置に可動な第１の端部を有するハブと、
複数の継手によって可動に相互接続された複数の要素を有し、前記本体ハウジングと前記ハブとに対して可動に位置決め可能であり、前記本体ハウジングに隣接するとともに軸方向力又はねじり力の少なくとも１つからなる入力の力を受けるように構成される入力端と、前記ハブの前記第１の端部に隣接し前記入力端に対向する出力端とを有し、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記入力の力の少なくとも一部を前記入力端から前記出力端に伝達するように構成される複数の連結手段と、
前記本体ハウジングと前記ハブと前記複数の連結手段に可動に接続され、前記複数の連結手段の動作に制限を設ける１つの面をさらに有し、前記ハブの第１の端部が前記本体ハウジングに対する前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記本体ハウジングに対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度に可動であるガイド要素と、
前記ガイド要素との可動接続部を介して前記本体ハウジングと前記ハブに接続され、さらに前記複数の連結手段の少なくとも１つに可動に接続されるとともに、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置に動作する間に、前記複数の連結手段の少なくとも１つを支持する支持面を有するガイドハウジングと、
前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有するとともに、前記入力の力を発生させる駆動システムと、
前記複数の連結手段の前記出力端に結合され、前記複数の連結手段によって伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作するエンドエフェクタと、を備えることを特徴とするフレキシブルリスト型エレメント。
【請求項３１】
前記駆動システムは手動式油圧システムからなり、前記エンドエフェクタは外科用具からなる、ことを特徴とする請求項３０に記載のフレキシブルリスト型エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、フレキシブルリスト型エレメント（構造）及びその製造と使用方法に関し、角度をなすように可動（回動可能）なハブハウジングと、自在型継手などの１つ又は複数のフレキシブル継手を有するドライブトレーンを介して駆動される、回動可能で操作可能なエンドエフェクタとを備える変形例を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
隅部や湾曲部周辺で機械的な力を伝達する機構が必要な場合がある。一例として、このような機構は外科的環境で必要とされ、腹部の外科手術中に起こり得るような到達困難な部位に対して、作業を実行可能にするものがある。その他の類似・関連技術として、ガイド管内のプッシュプルケーブル、プーリケーブル機構及び油圧機構などにおいて、同様の機構が考案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの関連技術機構の何れも、効果的で、かつ高精度な使用ができるように、軸方向及び回動方向の動きなどの動作を効果的に組み合わせるようにはなっていない。例えば、フレキシブルプッシュプルケーブルは抗力及び曲げ力が大きく、ケーブルプーリ機構は複雑で壊れやすく、油圧機構は概して大型になりホースの取り回しにより制限を受ける。
【０００４】
他の例では、とりわけ、特に多数の油圧ラインを必要とする（例えば、油圧アームや他の延長領域において湾曲部の下流側で回動及び操作上の把持を行うために）湾曲部周辺で油圧作動液を送る必要性なしに、湾曲部周辺での動作及び機械的な力の伝達を可能にする機構及び油圧駆動機構の特徴も必要となっている。
【０００５】
このようなことから、フレキシブルリスト型エレメントの改善が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の態様は、隅部や湾曲部周辺で軸方向及び／又は回動方向の力を伝達することができるフレキシブルリスト型エレメントに関する。例示的な目的として本明細書においては、上記の態様を外科的適用例に関して説明されるが、上記の態様は、ロボット工学、製造、遠隔制御操作などの他の適用例、及び隅部や湾曲部周辺で軸方向及び／又は回動方向の力の伝達が要求されるあらゆる適用例にも、同様に適用・利用されるものと理解されるべきである。
【０００７】
本発明の態様は、外科関連活動用のフレキシブルリスト型エレメント及びその製造と使用方法に関する特徴を備え、角度をなすように可動なハブハウジングと、自在型継手などの１つ又は複数のフレキシブル継手を有する追加のドライブトレーン要素を介して駆動される、回動可能で操作可能なエンドエフェクタとを備える変形例を含む。このような構成要素（構成エレメント）の組み合わせを介して伝達される力は、例えば、直線方向の力や回動方向の力を含む。
【０００８】
本発明の態様は、一変形例として、隅部や湾曲部周辺で軸方向の力や回転トルクの伝達を可能にするプッシュプル回動（ＰＰＲ）要素を備える。このＰＰＲ要素は、１つ又は複数の自在継手（例えば、フック継手）、又は直列に（鎖状の構成で）配設されるとともに入力側と出力側とに接続される、自在継手と同様な動作機構を備えてもよい。また、ＰＰＲ要素は、ハウジング内に収容されてもよい。
【０００９】
別の変形例では、ガイド要素を備えることにより、特にＰＰＲ要素の部分が圧縮状態で壊れることを防止するとともに、伸張状態での適切な形状を維持する。ＰＰＲ要素を介してエンドエフェクタ及び／又は用具・工具に伝達される典型的な動作として、例えば、エンドエフェクタの２つ以上の延長部を相対的に動作させるために（例えば、開閉させることにより把持や切断、及び解放を行うために）利用される回動の動作とプッシュプル（押し引き）や往復の動作とを含んでもよい。
【００１０】
また、一変形例として、ガイド要素は、ガイド要素からの延長部が内部に摺動するガイドトラックなどの動作制限機構内におけるそのデバイスの動作機能として、湾曲角度に対応して適正に調節され、又はその位置を自動調節する。そのデバイスは、腱形リンク機構などの１つ又は複数のピボット点と制御機構を用いることにより、多様な湾曲角度に曲げられることができる。さらに、ＰＰＲ要素は、本体部に収容される回転、伸長及び収縮可能なシャフトなどの（本明細書において、互換的に「入力機構」とも呼ばれる）軸方向及びねじりの入力の１つ又は複数の発生源に装着されてもよい。その後、ＰＰＲ要素の各々への軸方向及びねじりの入力は、エンドエフェクタの回動と操作を可能にするなどのためにＰＰＲ要素から任意の出力に伝達される。このエンドエフェクタは、例えば、スリーブを介してＰＰＲ要素に対して回動できる。
【００１１】
さらに、本発明の他の変形例として、転動体軸受（ローラベアリング）などのＰＰＲ要素ガイドシステムにおける本質的に摩擦のない又は低摩擦の１つ又は複数の構成部品に適用されることにより、（例えば、プッシュプルケーブルやケーブルプーリシステムに比べて）比較的高い機械効率を実現することができる。他の変形例においては、ガイドトラックピンやピボットなどの動作に関するシステムの他の部分は、さらに滑らかな動作が得られるように、オプション・任意選択として低摩擦の転動体軸受で置き換えたり、この転動体軸受を組み込んだりすることができる。適正なガイドトラック、ガイドハウジング及びハブや回転チップ構成部品は、非導電材料で形成さすることで、電気エネルギーをエンドエフェクタに分配・分散することができる。何れの構成部品も、適正な減摩性及び／又は電気絶縁性を有する被覆でメッキしてもよく、及び／又は適正な潤滑物質や処理・特徴が施されてもよい。
【００１２】
これとは逆に、或いはさらに、システムのある部分は、電気外科的適用などのために導電性を有してもよい。例えば、デバイスの外側ハウジングは、内側の導電部を絶縁するように非導電性を有してもよい。これにより、外側ハウジングがデバイスを絶縁する一方で、動作伝達の内側部が導電性を有して、電気的な外科電流がエンドエフェクタ及び／又はそれと共に使用される用具・工具に伝送できるようにしてもよい。所定の構成部品が導電性を有することに加えて、電気的伝達を確実にし、さらには向上させるために導電性潤滑剤が用いられてもよい。また、他の変形例として、伝達される電気エネルギーが高周波数で、隣接面と潤滑剤間のエネルギー伝達を向上させるようにしてもよい。
【００１３】
また、一態様として、フレキシブルリスト型エレメントは、第１の長手方向軸に沿って延びる本体ハウジングと、ハブと、複数の連結手段（軸接手）とを備え、前記ハブは、少なくとも一部分が第２の長手方向軸に沿って延びるとともに、前記本体ハウジングに可動に接続されている。また、前記ハブは、前記第２の長手方向軸と前記本体ハウジングの前記第１の長手方向軸との間の可変である第１の角度を形成する第１の位置・部位に、移動可能な第１の端部を備える。前記複数の連結手段は、複数の継手によって可動かつ相互に接続された複数の要素を備え、前記本体ハウジングと前記ハブに対して可動に位置決め可能となっている。さらに、前記複数の連結手段は、前記本体ハウジングに隣接するとともに、軸方向の力又はねじり力の少なくとも１つからなる入力を受けるように構成される入力端と、前記ハブの第１の端部に隣接する対向する出力端とを有する。また、前記複数の連結手段は、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記入力の力の少なくとも一部を前記入力端から前記出力端に伝達するように構成される。
【００１４】
上記フレキシブルリスト型エレメントの他の態様として、前記本体ハウジングは前記ハブに隣接する延長部を備え、前記延長部は１つの面を形成する内壁を有し、前記複数の連結手段は、前記面と可動的に接触し、前記面は、前記本体ハウジングと前記ハブに対する前記複数の連結手段の動作を制限するものとなる。この態様でオプションとして、前記延長部は、第３の長手方向軸に沿って延びてもよく、前記面は、前記第３の長手方向軸に略平行な第１の長さと、前記第３の長手方向軸に略垂直な第２の長さとを有するスロットを形成し、前記第１の長さを前記第２の長さより長くする。
【００１５】
他の態様としては、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記本体ハウジングと前記ハブに可動的に接続されるガイド要素をさらに備えてもよく、このガイド要素は、さらに前記複数の連結手段に可動的に接続されるとともに、さらに１つの面を形成し、この面によって、前記複数の連結手段の動作を制限する。この態様でオプションとして、前記ガイド要素は、前記ハブの第１の端部が前記本体ハウジングに対する前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記本体ハウジングに対して第２の角度に可動であってもよく、前記第２の角度は前記第１の角度よりも小さい。さらにオプションとして、前記ガイド要素は、対向端部をさらに備えてもよく、第１のガイド端部は、前記本体ハウジングの第１の端部又は、前記対向端部の第１の端部に隣接する前記ハブに、回動可能に接続され、前記ガイド要素は、前記本体ハウジングの第２の端部又は、前記対向端部の第２の端部に隣接する前記ハブに、スライド・摺動可能に接続される。
【００１６】
他の態様として、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記本体ハウジングと前記ハブとに可動に接続されるガイドハウジングをさらに備えてもよく、このガイドハウジングは、さらに前記複数の連結手段の少なくとも１つに可動に接続されるとともに、前記第１の角度を形成する第１の位置に前記ハブの第１の端部が動作する間に、前記複数の連結手段の少なくとも１つを支持する支持面を備える。この態様でオプションとして、前記支持面は、前記複数の連結手段間における回動量を制限してもよい。この態様の他のオプションとして、前記支持面は、前記複数の連結手段の部分・部位が圧縮力によって損壊を受けることを防止するとともに、伸張状態における前記複数の連結手段のアライメント・位置決めを維持するようにしてもよい。さらに他のオプションとして、前記本体ハウジングは、前記ハブに隣接する延長部を備えてもよく、この延長部に、第１のスロットを形成する内壁を有し、前記ガイドハウジングは、支持要素をさらに備え、第１のガイド端部と第２のガイド端部と第２のスロットとを有するガイド要素をさらに備え、前記第１のガイド端部は、前記第１のスロット内で前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２のガイド端部は、前記ハブに可動に接続され、前記ガイド要素の前記第２のスロットが前記複数の連結手段の動作を制限するように、前記ガイドハウジングの前記支持要素が前記第２のスロット内で可動に接続される。また他のオプションとして、前記第１のスロットは、前記第１の角度の角度制限を設けてもよく、前記第２のスロットは、前記軸方向力からなる前記入力の力に応じて、前記複数の連結手段の軸方向の動作を制限する。さらなるオプションとして、前記ガイドハウジングは、前記複数の継手の１つで前記複数の連結手段の少なくとも１つに接続される。さらに他のオプションとして、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記支持面と前記複数の連結手段の少なくとも１つとの間に配設される軸受要素をさらに備えてもよく、この軸受要素によって、前記複数の連結手段の少なくとも１つを前記ガイドハウジングに対して回動させてもよい。
【００１７】
上記フレキシブルリスト型エレメントの他の態様では、前記複数の継手は各々、自在継手やフック継手からなる。
【００１８】
上記フレキシブルリスト型エレメントのさらに他の態様では、前記複数の継手は各々、第１の軸に沿って所定の間隔で配設されて前記複数の要素のうちの第１の要素を支持する第１対の玉軸受と、第２の軸に沿って所定の間隔で配設されて前記複数の要素のうちの第２の要素を支持する第２対の玉軸受とを有し、前記第１の軸が前記第２の軸に略垂直となっている。
【００１９】
上記フレキシブルリスト型エレメントのさらに他の態様では、前記複数の継手は各々、定速度継手から構成されている。
【００２０】
上記フレキシブルリスト型エレメントのさらなる態様では、前記複数の要素は各々、第１の係合面を有する第１の剛性端部と第２の係合面を有する第２の剛性端部とを備え、前記複数の継手は各々、第１の要素の前記第１の係合面と第２の要素の前記第２の係合面との間における可動な相互作用により規定・規制され、前記第１の係合面と前記第２の係合面のどちらかは、曲面となっている。この態様でオプションとして、前記複数の要素は各々、第１の剛性端部と第２の剛性端部とを接続する軸部をさらに有し、さらに、延長支持要素と、相対的回動を可能にしてかつ相対的軸方向動作を防止する前記軸部との接続部とを有するガイドハウジングを備えるとともに、前記本体ハウジングと前記ハブとに可動に接続されるガイド要素をさらに備え、前記ガイド要素は、前記ガイドハウジングの支持要素に可動に接続される１つの面を有し、この面は、前記複数の連結手段の動作を制限する。
【００２１】
上記フレキシブルリスト型エレメントのさらなる態様では、前記複数の継手は少なくとも３つの継手から構成される。
【００２２】
さらに他の態様では、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有する駆動システムをさらに備えてもよく、この駆動システムは、前記入力の力を発生させる。この態様でオプションとして、前記駆動システムは、前記ハブの前記第１の端部を、前記第１の角度を形成する前記第１の位置に動作させる別の力をさらに発生させる。この態様の他のオプションとして、前記駆動システムは、電気システム、油圧システム、磁気システム又は機械システムの少なくとも１つから構成される。
【００２３】
さらに他の態様では、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を含む駆動システムをさらに備えてもよく、この駆動システムは、手動式油圧システムから構成される。
【００２４】
さらなる態様では、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記複数の連結手段の前記出力端に結合されるエンドエフェクタをさらに備えてもよく、このエンドエフェクタは、前記複数の連結手段により伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作する。オプションとして、前記エンドエフェクタは外科用具から構成される。
【００２５】
さらに他の態様では、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を備えるとともに、前記入力の力を発生させる手動式油圧駆動システムと、前記複数の連結手段の前記出力端に結合され、外科用具からなるとともに前記複数の連結手段により伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作するエンドエフェクタとをさらに備えてもよい。
【００２６】
上記フレキシブルリスト型エレメントのさらに他の態様では、前記本体ハウジングと前記ハブの少なくとも１つは非導電材料からなり、前記ハブに接続されるとともに前記本体ハウジングと前記ハブ内の導電部と通じているエンドエフェクタをさらに備え、前記エンドエフェクタは前記導電部を介して送られる電流を受けるように構成される。
【００２７】
他の態様では、フレキシブルリスト型エレメントは、第１の長手方向軸に沿って延びる本体ハウジングと、ハブと、複数の連結手段と、ガイド要素と、ガイドハウジングとを備える。前記ハブは、少なくとも一部分が第２の長手方向軸に沿って延びるとともに前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２の長手方向軸と前記本体ハウジングの前記第１の長手方向軸との間で、０度よりも大きい第１の角度を形成する第１の位置に可動な第１の端部を備える。前記複数の連結手段は、複数の継手により可動に相互接続された複数の要素を有し、前記本体ハウジングと前記ハブに対して可動に位置決め可能である。さらに、前記複数の連結手段は、前記本体ハウジングに隣接するとともに、軸方向力又はねじり力の少なくとも１つからなる入力の力を受けるように構成される入力端と、前記ハブの前記第１の端部に隣接する対向する出力端とを有する。また、前記複数の連結手段は、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記入力の力の少なくとも一部を前記入力端から前記出力端に伝達するように構成される。また、前記ガイド要素は、前記本体ハウジングと前記ハブと前記複数の連結手段に可動に接続され、前記複数の連結手段の動作を制限する１つの面をさらに備える。前記ガイド要素は、前記ハブの第１の端部が、前記本体ハウジングに対する前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記本体ハウジングに対する前記第１の角度よりも小さい第２の角度に可動となっている。また、前記ガイドハウジングは、前記ガイド要素との可動接続部を介して前記本体ハウジングと前記ハブに接続され、さらに前記複数の連結手段の少なくとも１つに可動に接続されるとともに、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置に動作する間に、前記複数の連結手段の少なくとも１つを支持する支持面を備える。この態様でオプションとして、上記フレキシブルリスト型エレメントは、前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を備えるとともに、前記入力の力を発生させる手動式油圧駆動システムと、前記複数の連結手段の前記出力端に結合され、外科用具からなるとともに前記複数の連結手段により伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作するエンドエフェクタとをさらに備えてもよい。
【００２８】
他の態様では、フレキシブルリスト型エレメントは、第１の長手方向軸に沿って延びる本体ハウジングと、ハブと、複数の連結手段と、ガイド要素と、ガイドハウジングと、駆動システムと、エンドエフェクタとを備える。前記ハブは、少なくとも一部分が第２の長手方向軸に沿って延びるとともに前記本体ハウジングに可動に接続され、前記第２の長手方向軸と前記本体ハウジングの前記第１の長手方向軸との間で、０度よりも大きい第１の角度を形成する第１の位置に可動な第１の端部を含む。前記複数の連結手段は、複数の継手により可動に相互接続された複数の要素を含み、前記本体ハウジングと前記ハブに対して可動に位置決め可能となっている。また、前記複数の連結手段は、前記本体ハウジングに隣接するとともに軸方向力又はねじり力の少なくとも１つからなる入力の力を受けるように構成される入力端と、前記ハブの前記第１の端部に隣接する対向する出力端とを有し、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記入力の力の少なくとも一部を前記入力端から前記出力端に伝達するように構成される。前記ガイド要素は、前記本体ハウジングと前記ハブと前記複数の連結手段に可動に接続され、前記複数の連結手段の動作を制限する１つの面をさらに含み、前記ハブの第１の端部が前記本体ハウジングに対する前記第１の角度を形成する第１の位置にあるときに、前記本体ハウジングに対する前記第１の角度よりも小さい第２の角度に可動となっている。前記ガイドハウジングは、前記ガイド要素との可動接続部を介して前記本体ハウジングと前記ハブに接続され、さらに前記複数の連結手段の少なくとも１つに可動に接続されるとともに、前記ハブの第１の端部が前記第１の角度を形成する第１の位置に動作する間に、前記複数の連結手段の少なくとも１つを支持する支持面を備える。前記駆動システムは、前記複数の連結手段の前記入力端に結合される入力機構を有するとともに、前記入力の力を発生させる。また、前記エンドエフェクタは、前記複数の連結手段の前記出力端に結合され、前記複数の連結手段により伝達される前記入力の力の少なくとも一部を受けて動作する。この態様でオプションとして、前記駆動システムは手動式油圧システムからなり、前記エンドエフェクタは外科用具から構成される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に関するさらなる効果及び新規な特徴は、以下の記述で部分的に提示され、以下の記述を考察又は本発明の態様を実用的に学習することにより、当業者にとって部分的にさらに明白になるであろう。
【００３０】
本発明は、本発明の態様に関して図面と実施例のみにより示されて限定的ではなく、以下の本明細書における詳細な記述及び添付図面から完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントを示す図である。
【図２】図１のフレキシブルリスト型エレメントのエンドエフェクタ部が図１の位置に対して回動して開いた位置にある状態を示す図である。
【図３】本発明の態様に係る代表的なハブとエンドエフェクタスリーブの間の相対的回動を可能にするこれらの様々な要素の部分切取図である。
【図４】ハブ部が本体部に対して折り曲げられた姿勢にある図１のフレキシブルリスト型エレメントを示す図である。
【図５】図１と同様の姿勢にある本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの部分切取図である。
【図６】本発明の態様に係る代表的なフレキシブル軸接手とガイドハウジングとの様々な要素の部分切取図である。
【図７】図４と同様の姿勢にある本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの部分切取図である。
【図８】図４と同様の姿勢でハブが本体部に対して折り曲げられた位置にあり、エンドエフェクタが図７に対して開いてかつ第１の回動位置にある状態を示す、本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの部分切取図である。
【図９】図４と同様の姿勢でハブが本体部に対して折り曲げられた位置にあり、エンドエフェクタが図８に対して閉じた位置にある状態を示す、本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの部分切取図である。
【図１０】図４と同様の姿勢である本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントを示す側面の部分切取断面図である。
【図１１】図１０と同様の姿勢である本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの鉛直断面図である。
【図１２】図１０と同様の姿勢である本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの部分水平断面図である。
【図１３】本発明の他の変形例に係る代表的なドライブトレーンの一部の様々な構成部品の分解取外し図である。
【図１４】本発明の態様に係る代表的なハウジング延長部の他の変形例を示す図である。
【図１５】本発明の態様に係る代表的なフレキシブル軸接手要素とガイドハウジングの他の変形例を示す図である。
【図１６】本発明の態様に係る代表的なハブとガイドの他の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の一態様に係る代表的な定速度継手を用いた代表的なフレキシブルリスト型エレメントを示す図である。
【図１８】図１７と同様の姿勢にある本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメントの部分切取図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の態様について、本発明の実施例及び態様を示す添付の図面を参照しながらさらに十分に説明する。しかしながら、本発明の態様は、多くの異なる形態で実現されてよく、本明細書において記載された変形例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの変形例は、本開示が例示的実施態様において徹底的かつ完全になるように提示されるものであり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるであろう。
【００３３】
そうでないように定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的かつ科学的用語は、本発明の態様が属する当分野の技術者により通常に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書において提示される方法と実施例は、単なる例示であって限定的であることを意図するものではない。
【００３４】
前置きとして、本発明の態様は、外科関連活動で使用されるフレキシブルリスト型エレメント及びその動作方法を含み、角度をなすように可動であるハブハウジングと、１つ又は複数の自在型継手又は他の同様のフレキシブル動作伝達機構を有してよいドライブトレーンにおける追加の要素を介して駆動される回動可能かつ操作可能なエンドエフェクタとを備える変形例を含む。
【００３５】
図１は、本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメント１００を示す斜視図である。図１に示すように、フレキシブルリスト型エレメント１００は、ハブ１２０に結合される、若しくはそれと操作可能に係合する本体ハウジング１１０を備える。特に、ハブ１２０は、例えば、１つ又は複数のピボット点１５０を中心に（例えば、図３に示す位置と比較して）ハウジング１１０に対して角度をなすように動作できる。オプションとして、エンドエフェクタ又は他の用具や構成部品１４０（本明細書において、互換的に及び／又はひとまとめにして「エンドエフェクタ」とも呼ばれる）は、ハブ１２０に対する相対的回動を可能にするスリーブ１３０を介するなどしてハブ１２０と係合される。他のオプションでは、駆動システム１９１はリスト型エレメント１００に結合されて作動し、ハブ１２０を本体ハウジング１１０に対して動作させる及び／又はエンドエフェクタ１４０を動作させる力を発生させることにより、例えば、有用な作業を行うことができる。
【００３６】
図１において、本体ハウジング１１０、ハブ１２０及びエンドエフェクタ１４０は、これらの要素の方向Ｘ１の各軸方向長さに沿ってほぼ直線状のアライメントで配置されている。また、図１において、スライド自在なガイドトラックピン１６５の動程を制限する、本体ハウジング１１０から延びる又は本体ハウジング１１０に装着される延長部１１１におけるスロット１１２などの動作制限動程機構が示されており、その動作はさらに後述する。
【００３７】
図２は、図１のフレキシブルリスト型エレメント１００のエンドエフェクタ部１４０が図１の位置に対して（２つの延長部１４１ａ、１４１ｂに関して）回動して「開いた」位置にある状態を示す。図２に示すように、スリーブ１３０は、ハブ１２０に対して図２に示す方向などに回動可能である。例えば、スリーブ１３０は、ハブ１２０における受入れ口又は他の対応する特徴部と係合できるように、１つ又は複数の延長部、リップ、又は他の特徴部やその外面から延びる特徴を備えてもよい。他の方法及び／又は特徴も同様に、このような相対的回動を可能にするために用いられてもよい。さらに、図２に示すように、エンドエフェクタ部１４０は、アーム又は延長部１４１ａ、１４１ｂを互いに対して動作させる（例えば、方向Ｄ１、Ｄ２に開く）ことなどにより操作できる。スリーブ１３０とエンドエフェクタ部１４０の動作及び制御に関しては、さらに詳しく後述する。
【００３８】
図３は、相対的回動を可能にするための代表的な特徴の変形例に係る、係合できる代表的なスリーブ１３０ハブとハブ１２０の一部を示す代表的な部分切取図である。図３に示すように、スリーブ１３０は、ハブ１２０の内面の溝１２１内に係合可能な、その外周面の周りの延長リップ１３１を有することにより、ハブ１２０に対して摺動しながら回動可能となっている。
【００３９】
図４は、図１に示すデバイスと同様である本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメント１００を示し、ハブ部１２０が本体ハウジング１１０に対して角度方向にＡ３の角度に動作した姿勢にある。このような角度方向の動作は、例えば、図４に明示しないが、制御棒又は他の腱形要素を介して行われる。例えば、制御棒又は他の腱形要素は、ハブ部１２０と湾曲部アクチュエータ（図示略）との間に接続される連接棒などの力を伝達する機構でよい。素子１００の動作と制御はさらに後述する。
【００４０】
図５は、図１と同様の姿勢にある代表的なフレキシブルリスト型エレメント１００の部分切取図である。図５に示すように、入力機構（例えば、シャフト）１８０が本体ハウジング１１０の内部から延びている。自在継手及び／又はフック継手などの１つ又は複数のフレキシブル軸接手（連結手段）４００が、入力機構１８０に結合され、若しくはそれを介して動作可能となっている。ハブ部１２０及び／又はエンドエフェクタ１４０が本体ハウジング１１０に対して折り曲げられているときに、軸接手４００の数を増やせば、軸接手４００を通ずる軸方向力の伝達の機械効率を増加させることができ、各追加軸接手４００は隣接する軸接手間の相対的接合角度を小さくするので、軸方向力の伝達を向上させることに注目すべきである。いくつかの態様におけるオプションとして、１つ又は複数のガイドハウジング４１０が、フレキシブル軸接手４００の１つ又は複数の動程を固定する及び／又は制限するために、フレキシブル軸接手４００の１つ又は複数に可動に接続されてもよい。図示の変形例では、少なくとも１つのガイドハウジング４１０が、ガイド１６０内でスライド自在なピン４１１などの動程制限動作機構を有する、又はそれに装着される。図５に示す代表的な変形例では、３つのフレキシブル軸接手４００が入力機構１８０に直列結合され、ガイド１６０がスロット１１２内でスライド自在な第１のピン１６５を介して一端部が固定されるとともに、ハブ１２０に固定された第２のピン１２２を介して第２の端部が固定される。
【００４１】
代表的な動作では、例えば、図５に示すように、入力機構１８０は、（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００に結合される入力シャフトを備え、この態様では直列結合された３つの自在継手を含み、（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００はエンドエフェクタシャフトを介してエンドエフェクタ１４０にさらに結合される（入力機構１８０、フレキシブル軸接手４００、及び／又はエンドエフェクタ１４０の部分のうちの１つ又は複数は、本明細書において、互換的に「ドライブトレーン」とも呼ばれる）。ガイド１６０は、延長部１１１のスロット１１２内で移動する第１のピン１６５とハブ１２０に装着された第２のピン１２２とによって、２つの端部で動作が固定及び／又は制限される。ガイドハウジング４１０は、直列の３つの自在継手の中央に結合され、ガイド１６０のスロット１６１により動程が制限される延長ピン４１１を備える。特に、図５に示す位置では、第１のピン１６５は、スロット１１２の第１の端部の近辺に位置している。
【００４２】
入力機構１８０の入力シャフトは、（例えば、図５に示す方向Ｓ４１に）（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００と共に（例えば、摺動することにより）動作できるようになっている。上記のように、駆動システム１９１は、入力機構１８０に結合されて入力機構１８０を動作させる。駆動システム１９１は、軸方向力又はねじり力の少なくとも１つを軸接手４００に提供する。例えば、駆動システム１９１は、他のシステムの間で、油圧システム、磁気システム、機械システム又は電気システム（例えば、サーボモータ）の１つ又は任意の組み合わせを含んでもよい。さらに、１つの態様では、限定するものと解釈すべきではないが、駆動システム１９１は、入力機構１８０で力又は動作を発生させるために油圧作動液を、管を通じて送る外科医などの作業者の手動により作動されるシステムなどの手動式油圧システムからなる。入力機構１８０の力又は動作は、さらにフレキシブル軸接手の（例えば、図５に示すデバイス１００の姿勢における方向Ｓ４１に）動作を発生させ、スロット１６１の範囲内でガイドハウジング４１０と共に移動できる。特に、ガイドハウジング４１０は、３つの自在継手が動程方向より他の方向に（すなわち、一般に図５に示す方向Ｓ４１に）著しく互いに対して確実に回動しないようにする。自在継手の方向Ｓ４１の動作は、さらにエンドエフェクタ１４０に作用して、延長部１４１ａ、１４１ｂの開閉などを行うことができる。
【００４３】
図５に示す入力シャフトは、例えば、方向Ｒ４１に回動することもでき、さらに自在継手を対応する方向Ｒ４２に回動させるとともに、エンドエフェクタを対応する方向Ｒ４３に回動させる。
【００４４】
図６は、本発明の態様に係る代表的なフレキシブル軸接手とガイドハウジングとの様々な要素の部分切取図である。図６に示すフレキシブル軸接手要素は、継手４０３に結合される剛性接続部４０１、４０２を含み、例えば、自在型継手を形成する。接続部４０１は、例えば、軸受４０４ａ、４０４ｂ（例えば、玉軸受）を介して継手４０３に対して角度方向又は他の動作を行うことができ、継手４０３と接続部４０１の間も同様である。さらに、図６に示す代表的な変形例では、接続部４０１は、一般に円筒形であるガイドハウジング４１０の内周面周りに延びる、スロット凹部４１０ａ内に受入れ可能な延長部４０１ａ、４０１ｂを備える。従って、各部４０１、４０２及び４０３と関連構成部品の組立て一式は、延長部４０１ａ、４０１ｂがスロット４１０ａ内で移動することで、方向Ｒ４５に回動できるようになっている。
【００４５】
変形例として、上記要素４０１、４０２、４０３、４０４ａ及び４０４ｂは各々、それらを通じて電気的伝達を向上させるために導電材料から形成されてもよい。さらに、軸受４０４ａ、４０４ｂには導電性潤滑剤を差してもよい。
【００４６】
図７は、図４と同様の姿勢にある本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメント１００の部分切取図である。図７に示すように、ガイド１６０は、その長手方向軸Ｘ５２が入力機構１８０の軸Ｘ５１に対して角度Ａ５１まで角度方向に動作しており、エンドエフェクタ４２０は、その長手方向軸Ｘ５３がガイド１６０の軸Ｘ５２に対して角度Ａ５２まで角度方向に動作している。ガイド１６０及びエンドエフェクタ４２０は、例えば、制御棒又は他の腱形要素の操作によって（図示略）、入力機構１８０に対してこのように折り曲げることができる。例えば、制御棒又は他の腱形要素は、下記の図１７に示すように、ハブ部１２０と本体ハウジング１１０の間に接続される連接棒などの力を伝達する機構でよい。図７に示す位置では、延長ピン４１１はスロット１６１の第１の端部から距離Ｄ５１にあり、ピン１６５はスロット１１２の第１の端部から距離Ｄ５２にあることがわかる。スロット１１２の第１の端部に対するピン１６５の動作は、本体ハウジング１１０に対するハブ１２０及びエンドエフェクタ４２０の折り曲げ動作によって、引き起こされる。
【００４７】
図８は、図４と同様の姿勢でハブ１２０が入力機構１８０に対して角度方向に動作した位置にあり、エンドエフェクタ１４０が図７に対して開いてかつ第１の回動位置にある状態を示す本発明の態様に係る代表的なフレキシブルリスト型エレメント１００の部分切取図である。さらに、入力機構１８０は、図８に示す位置では、フレキシブル軸接手４００と共に方向Ｓ６１にスライド自在に動作することにより、（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００は、延長ピン４１１がスロット１６１の第１の端部近辺に動作したような位置まで延びている。それに応じて、ガイドハウジング４１０は、（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００と共に図７に示す位置に対して方向Ｓ６２にスライドしている。
【００４８】
上記のように、（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００が方向Ｓ６２にスライドすることに対応して、延長部１４１ａ、１４１ｂが、図７に示すより閉じた第１の位置から図８に示すより開いた第２の位置に動作している。特に、ガイドトラックピン１６５は、延長部１１１のスロット１１２に対してスライド自在なため、ドライブトレーン全体がスロット１１２内のピン１６５を介して、最小限に拘束して、若しくは適切な位置に摺動して到達できるようになっている。
【００４９】
また、図８に示すように、回転動作は、方向Ｒ６１に回動する入力機構１８０を介して伝達され、方向Ｒ６２に回動する（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００を介して方向Ｒ６３に回動するエンドエフェクタ１４０に伝達されることができる。
【００５０】
図９は、図４に示すように、ハブ１２０が本体部１１０に対して角度方向に動作した位置にあり、エンドエフェクタ１４０が図８に対して閉じた位置にある状態を示すフレキシブルリスト型エレメント１００の部分切取図である。図８に示すとともにそれについて説明した動作と逆に、図９では、入力機構１８０が方向Ｓ７１に動作して、図示のように（１つ又は複数の）フレキシブル軸接手４００が方向Ｓ７２に動作する。これにより、延長部１４１ａ、１４１ｂがより開いた第２の位置（図８）からより閉じた第１の位置（図９）に動作している。特に、ガイドトラックピン１６５は再び、延長部１１１のスロット１１２に対してスライド自在なため、ドライブトレーン全体が最小限に拘束して、若しくは適切な位置に摺動して到達できるようになっている。
【００５１】
また、図８に示すとともにそれについての説明と同様に、図９は、入力機構１８０を介して回動方向Ｒ７２のエンドエフェクタ１４０に伝達される回転動作Ｒ７１の効果を示している。
【００５２】
図１０は、図４と同様の姿勢であるフレキシブルリスト型エレメント１００を示す側面の部分切取断面図である。図１０は、図８と類似しているが、ハブ１２０及びスリーブ１３０の外面をより明確に示している。さらに、この図では、剛性接続部４０１の一部を明示している。
【００５３】
図１１及び図１２は、図１０と同様の姿勢であるフレキシブルリスト型エレメント１００を示す代表的な鉛直及び軸方向断面図である。図１１及び図１２では、本発明の態様に係る剛性接続部４０１、４０２、第１の軸に沿って間隔を空けて配設された軸受４０４ａ、４０４ｂ、第２の軸に沿って間隔を空けて配置された軸受４０４ａ’、４０４ｂ’（図示略）、及びフレキシブル軸接手要素の他の部分を示す。この場合では、軸受４０４ｃ、４０４ｄの第２の軸は、個々の継手４０３で各々、この軸受４０４ａ、４０４ｂの第１の軸に略垂直となっている（図示略）。より具体的には、さらに図６を参照して、この態様で剛性接続部４０１、４０２は、Ｃアーム型又はフォーク状構造などのシャフト部と延長部を含む。このように、Ｃアーム構造の各アームは、隣接するＣアームが略垂直面内にあるように、所定の軸上で一対の上記間隔を空けて配置された軸受に可動に接続される。これにより、各継手４０３が隣接する剛性構造を固定して一緒に回動させるが、相対的な角度変化は許容する。また、この態様において、上記複数の軸接手の１つ又は継手１７０は、フレキシブル軸接手のフォーク状コネクタ要素に可動状態で接続する水平及び鉛直対の玉軸受を支持する中心ブロックを有する自在継手を含む。このように、継手１７０は、軸接手要素間の様々な角度方向の動作を可能にするとともに、軸方向及びねじりの力も伝達する。また、他のＵ型継手の設計が用いられてもよい。
【００５４】
図１３は、本発明の他の変形例に係る代表的なドライブトレーンの一部の様々な構成部品の分解取外し図である。図１３の要素Ａは、代表的なハウジング延長部であり、図１４でさらに詳細に説明する。図１３の要素Ｂは、代表的なフレキシブル軸接手要素及びガイドハウジングであり、図１５でさらに詳細に説明する。図１３の要素Ｃは、代表的なハブとガイド、及びそれらに関連する他の部分であり、図１６でさらに詳細に説明する。
【００５５】
ここで、図１４を参照して、本発明の一態様に係る代表的なハウジング延長部を説明する。ハウジング延長部はＵ型の主ハウジングを含み、この主ハウジングは、その中心を通って延びる制御棒などのシャフトを取り囲んでいる。シャフトは、フランジブシュを介して主ハウジングに結合される。主ハウジングには、一対の摺動可能なローラピンの動程を制限する、スロットなどの一対の動作制限動程機構が設けられている。この摺動可能なローラピンは、カスタムブシュホイールを介してスロットに装着される。摺動可能なローラピンは、カスタムブシュホイールに挿入され、軸受シムスペ−サとＣクリップを介して、カスタムブシュホイール内に保持される。また、摺動可能なローラピンは、外部連接棒（図示略）のスロット内で動作する。外部連接棒における摺動可能なローラピンの動作は、主ハウジングの角度方向の動作を制限する。
【００５６】
次に、図１５では、本発明の一態様に係る代表的なフレキシブル軸接手要素とガイドハウジングを説明する。一連のフレキシブル軸接手を取り囲むガイドハウジングは、一対のブシュホイール内に延びてガイドハウジングの反対側側面に結合される一対の合わせピンを備える。一対のブシュホイールは、一連のフレキシブル軸接手の動作を制限するガイドトラック（図示略）のスロット内で移動する。キーリテーナは、一連のフレキシブル軸接手の回転動作を制限するフレキシブル軸接手を取り囲むガイドハウジングに結合される。
【００５７】
ここで、図１６を参照して、本発明の態様に係る代表的なＵ型ハブとガイドの他の変形例を説明する。このハブは、ハブの中央を通って延びるシャフトを取り囲む。一対のＵ型継手ガイド連接棒ブラケットは、一対のカスタムブシュを通って延びる合わせピンを介して、ハブの内部に結合される。各合わせピンは、軸受シムスペ−サとＣクリップによりカスタムブシュ内に保持される。Ｕ型継手ガイド連接棒ブラケットは、外部連接棒（図示略）のスロット内で摺動する合わせピンによって、ハブの動作を制限する外部連接棒に接続される。ハブは、ハウジングピボット端部を備え、このハウジングピボット端部は、これを通って延びるローラピンを介して外部連接棒に結合される。ローラピンは、ブシュホイールに挿入され、軸受シムスペ−サとＣクリップにより所定の場所に保持される。また、ローラピンは、ハウジングピボット端部の動作を制限する外部連接棒のスロット内で摺動する。
【００５８】
本発明の一変形例として、異なる種類のフレキシブル軸接手用構造（例えば、異なるフック継手や自在継手）の使用を含んでもよい。図１７は、本発明の一態様に係る定速度フック継手を用いた代表的なフレキシブルリスト型エレメント２００を示す。図１７に示すように、フレキシブルリスト型エレメント２００は、ハブ２２０に結合される、若しくはそれと操作可能に係合する本体ハウジング２１０を備える。特に、ハブ２２０は、例えば、１つ又は複数のピボット点２５０を中心にハウジング２１０に対して角度をなすように動作できる。このような角度方向の動作は、上述のように、駆動システム１９１と同様な駆動システムにより駆動できる、例えば、連接棒２７０などの制御棒又は他の腱形要素を介して行われる。連接棒２７０は、一端部で第１のピン２７４を介して本体ハウジング２１０に固定できるとともに、第２のピン２７２を介してハブ２２０に固定できる。エンドエフェクタ（本明細書において、互換的に及び／又はひとまとめにして「エンドエフェクタ」とも呼ばれる）又は他の用具や構成部品２４０は、ハブ２２０に対する相対的回動を可能にするスリーブ２３０を介するなどして、ハブ２２０と係合される。
【００５９】
一方、入力機構（例えば、シャフト）２８０が、本体ハウジング２１０の内部から延びている。１つ又は複数の定速度継手５００、及びこれらの定速度継手５００の１つ又は複数の動程を固定及び／又は制限する１つ又は複数のガイドハウジング５１０が、入力機構２８０に結合される、若しくはそれを介して動作可能となっている。各定速度継手５００は、ガイドハウジング５１０を有する、若しくは動程制限動作機構に装着される。図示の変形例では、中央の定速度継手５００に結合されたガイドハウジング５１０は、支持要素、すなわち定速度継手５００の動作を制限するガイド２６０内でスライド自在なピン５１１を有する。図１７に示す代表的な変形例では、３つの定速度継手５００が入力機構２８０に直列結合され、ガイド２６０が、スロット２１２内でスライド自在な第１のピン２６５を介して一端部で固定されるとともに、ハブ２２０に固定された第２のピン２２２を介して第２の端部で固定される。
【００６０】
図１８は、図１７と同様の姿勢にある代表的なフレキシブルリスト型エレメント２００の部分切取図である。図１８に示すように、入力機構（例えば、シャフト）２８０が本体ハウジング２１０の内部から延びている。３つの定速度継手５００が入力機構２８０に直列結合されている。
【００６１】
各定速度継手５００は、雄端部などの第１の部分５１４と、雌端部などの第２の部分５１２と、これらの部分５１４と５１２を接続するシャフト５１８を備えてもよい。さらに、各部分５１４と５１２は、協働構造を有しており、傾斜配置の状態で回動力及び／又は軸方向力の伝達を可能にする。図示の態様では、例えば、雌部分５１２は、対応する雄部分５１４が嵌合する大きさの開口を形成する内壁を有してもよい。一態様では、例えば、雄部分５１４が丸い六角形状で、雌部分５１２が対応する六角形状開口を有してもよい。雄部分５１４は、例えば、図１８に示すように、ボールソケット形配列で交互に組み込んで雌部分５１２に結合してもよい。雄部分５１４が丸い六角形状を有するので、定速度継手は任意の方向に回動できるとともに、雄部分５１４が六角形状であることにより、定速度継手のシャフトにトルクを伝達できる。さらに、軸受が部分５１４と５１２の協働構造間に配設してもよいことに注目すべきである。さらに、各定速度継手５００は、シャフト５１８とガイドハウジング５１０の間に軸受５１６を備えてもよい。そのように、ガイドハウジング５１０を軸受５１６に結合して、シャフト５１８とガイドハウジング５１０間の相対的回動を可能にしてもよい。
【００６２】
図１７に戻って、代表的な動作では、例えば、入力機構２８０は定速度継手５００に結合される入力シャフトを備え、この態様では、直列結合された３つの定速度継手を含み、定速度継手５００は、エンドエフェクタシャフトを介してエンドエフェクタ２４０にさらに結合される（入力機構２８０、定速度継手５００、及び／又はエンドエフェクタ２４０の部分のうちの１つ又は複数は、本明細書において、互換的に「ドライブトレーン」とも呼ばれる）。ガイド２６０は、延長部２１１のスロット２１２内で移動する第１のピン２６５とハブ２２０に装着された第２のピン２２２によって、２つの端部で動作が固定及び／又は制限される。直列の３つの定速度継手の中央に結合されたガイドハウジング５１０には、ガイド２６０のスロット２６１により動程が制限される延長ピン５１１が、設けられている。特に、図１７に示す位置では、第１のピン２６５は、スロット２１２の第１の端部の近辺に位置している。特に、ガイドハウジング５１０は、３つの定速度継手が動程方向（すなわち、一般に図１７に示す方向Ｓ４１）より他の方向に相互に著しく回動しないことを確実にする。
【００６３】
入力機構２８０の入力シャフトは、（例えば、図１７に示す方向Ｓ４１に）定速度継手５００に向かう、及びそれから離れるように（例えば、スライドすることにより）動作できる。上記のように、（例えば、油圧、機械、磁気及び／又は電気を用いる）駆動システム１９１は、入力機構２８０に結合されて入力機構２８０を動作させる。この動作は、さらに定速度継手の（例えば、図１７に示すデバイス２００の姿勢における方向Ｓ４１に）動作を発生させ、スロット２６１の範囲内でガイドハウジング５１０と共に移動できる。特に、ガイドハウジング５１０は、３つの定速度継手が動程方向（すなわち、一般に図１７に示す方向Ｓ４１）以外の他の方向に著しく相互に回動しないことを確実にする。定速度継手の方向Ｓ４１の動作は、さらにエンドエフェクタ２４０に作用して、延長部２４１ａ、２４１ｂの開閉などを行うことができる。
【００６４】
図１７に示す入力シャフト２８０は、例えば、方向Ｒ４１に回動することもでき、一態様では、それに対応して定速度継手とエンドエフェクタを同じ方向に回動させる。しかしながら、入力シャフト２８０が一方向に回動するときに継手及び／又はエンドエフェクタを逆方向に回動させるように、接続を構成することもできる。さらに、この態様や前述した態様については一般に、接続構造の構成によって、回動入力は回動或いは軸方向出力のどちらでも伝達でき、軸方向入力は軸方向或いは回動出力のどちらでも伝達できることに注目すべきである。
【００６５】
本発明の態様の他の変形例は、入力機構とエンドエフェクタに接続された一連の２つのフレキシブ軸接手部材を用いることを含む。この態様では、フレキシブル軸接手部材を取り囲むガイドハウジングを不要にすることができる。
【００６６】
上述の開示では、例示的態様及び／又は実施形態を説明してきたが、添付の請求の範囲により明示するように、上述の態様及び／又は実施形態の範囲を逸脱しないで本明細書において種々の変更及び改良が可能であることに留意されるべきである。さらに、上述の態様及び／又は実施形態の要素は単数で記載又は主張されているとしても、単数に限定することを明白に言明しない限りにおいて、複数であってもよい。さらに、任意の態様及び／又は実施形態のすべて又は一部は、そのようにできないと言明しない限り、任意の他の態様及び／又は実施形態のすべて又は一部と共に用いることができるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１００      フレキシブルリスト型エレメント
１１０      本体ハウジング
１１１      延長部
１１２      スロット
１２０      ハブ
１３０      スリーブ
１４０      エンドエフェクタ
１５０      ピボット点
１６５      ガイドトラックピン
１９１      駆動システム
４００      フレキシブル軸接手（連結手段）
【図１】
2011526219.tif 000003
【図２】
2011526219.tif 000004
【図３】
2011526219.tif 000005
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
2011526219.tif 000021