(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３自由度で動作可能な医療用処置具であって、
エンドエフェクタと、
自己の先端が前記エンドエフェクタに連結され、基端部を含むシャフトと、
前記シャフトの前記基端部側に設けられ、前記エンドエフェクタを駆動させるための複数の駆動プーリと、
前記複数の駆動プーリを回転させるための複数の回転可能な被伝達部材とを備え、
前記複数の被伝達部材は、
第１被伝達部材と、
第２被伝達部材とを含み、
前記第１被伝達部材の回転軸および前記第２被伝達部材の回転軸が交差している、医療用処置具。
【請求項２】
前記第１被伝達部材の回転軸は、前記基端部の長手方向に延びる基端軸に対して平行な軸を中心に回転し、
前記第２被伝達部材の回転軸は、前記基端軸に対して直交する軸を中心に回転する、請求項１に記載の医療用処置具。
【請求項３】
前記複数の駆動プーリの各々の回転軸が互いに平行である、請求項１または請求項２に記載の医療用処置具。
【請求項４】
前記複数の駆動プーリは、各々の回転軸が、前記基端部の長手方向に延びる基端軸に対して直交する、請求項３に記載の医療用処置具。
【請求項５】
前記医療用処置具は、さらに、
前記第１被伝達部材の回転によるトルクを、前記基端部の長手方向に延びる基端軸に対して直交する軸を中心に回転する前記駆動プーリを回転させるトルク、に変換する変換機構を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項６】
前記変換機構は、２つの傘歯車を含む、請求項５に記載の医療用処置具。
【請求項７】
前記複数の駆動プーリのうちの少なくともいずれか２つの前記駆動プーリは、互いに異なる回転面を有する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項８】
前記複数の駆動プーリのうちの少なくともいずれか２つの前記駆動プーリは、互いに異なる軸を中心に回転する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項９】
前記医療用処置具は、さらに、
前記複数の被伝達部材を囲む枠部を備え、
前記複数の駆動プーリは、前記枠部の外側に設けられる前記駆動プーリを含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項１０】
前記エンドエフェクタは、複数のジョーを含み、
前記複数の駆動プーリは、前記複数のジョーをそれぞれ独立して駆動させるための複数のジョー用プーリを含む、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項１１】
前記複数のジョー用プーリは、前記枠部の内側に設けられる、請求項９に従属する請求項１０に記載の医療用処置具。
【請求項１２】
前記医療用処置具は、前記ジョー用プーリを回転させるためのジョー用被伝達部材を前記第１被伝達部材として備える、請求項１０または請求項１１に記載の医療用処置具。
【請求項１３】
前記エンドエフェクタは、回転可能な手首部を含み、
前記医療用処置具は、前記手首部を回転させるための手首部用被伝達部材を前記第１被伝達部材として備える、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項１４】
前記手首部用被伝達部材は、前記基端部の長手方向に延びる基端軸に対して平行な軸を中心に回転する、請求項１３に記載の医療用処置具。
【請求項１５】
前記医療用処置具は、さらに、
前記手首部用被伝達部材の回転に伴い回転する基体を備える、請求項１３または請求項１４に記載の医療用処置具。
【請求項１６】
前記エンドエフェクタは、複数のジョーを含み、
前記複数の駆動プーリは、前記複数のジョーをそれぞれ独立して駆動させるための複数のジョー用プーリを含み、
前記複数のジョー用プーリは、前記基体に設けられる、請求項１５に記載の医療用処置具。
【請求項１７】
前記医療用処置具は、さらに、
多関節部を備え、
前記複数の駆動プーリは、前記多関節部を屈曲させるための多関節部用プーリを含む、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項１８】
前記多関節部用プーリは、前記枠部の外側に設けられる、請求項９に従属する請求項１７に記載の医療用処置具。
【請求項１９】
前記医療用処置具は、前記多関節部用プーリを２つ備え、
２つの前記多関節部用プーリは、互いに異なる方向へ前記多関節部を屈曲させる、請求項１７または請求項１８に記載の医療用処置具。
【請求項２０】
前記医療用処置具は、前記多関節部用プーリを回転させるための多関節部用被伝達部材を前記第２被伝達部材として備える、請求項１７から請求項１９のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項２１】
前記医療用処置具は、前記第１被伝達部材を複数備え、
前記複数の第１被伝達部材の各々の回転軸は同一である、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項２２】
前記複数の被伝達部材は歯車である、請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項２３】
複数の前記歯車のうちの少なくともいずれか１つの前記歯車は、前記基端部の長手方向に延びる基端軸に対して直交する直交軸を中心に回転し、
前記基端軸および前記直交軸を含む平面の法線方向に沿った平面視において、前記直交軸を中心に回転する前記歯車の前記基端軸に沿った方向における寸法内に、前記複数の歯車が収まるように、前記複数の歯車が配置される、請求項２２に記載の医療用処置具。
【請求項２４】
前記医療用処置具は、さらに、
前記駆動プーリに巻かれる細長要素と、
前記細長要素をガイドするガイドプーリとを備え、
前記細長要素は、前記ガイドプーリとの接触部分において曲がり、
前記細長要素の曲がり部分の角度であって前記ガイドプーリ側の角度は、９０度より大きい、請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、手術に用いられる把持鉗子などのエンドエフェクタを備える医療用処置具に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、内視鏡手術などの分野においてロボット手術システムが用いられている。ロボット手術システムにおいて用いられる医療用処置具では、たとえば、ジョーなどを有するエンドエフェクタにワイヤ等の細長要素を係合させる。そして、スプールおよび歯車などで構成された駆動機構の駆動により、細長要素の引き込み、または送り出しを行うことにより、エンドエフェクタを駆動させる。また、細長要素、スプールおよび歯車などの数を増やすことにより、エンドエフェクタの自由度を高くすることができる。【０００３】  たとえば、特許文献１には、各々の回転軸が平行であり、かつ離間している４つのスプールを用いて、エンドエフェクタを４自由度で駆動させる駆動機構が開示されている。【０００４】  また、たとえば、特許文献２には、各々の回転軸が一致している６つのスプールを用いて、エンドエフェクタを６自由度で駆動させる駆動機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６３９４９９８号明細書
【特許文献２】特表２０１６−５２８９４６号公報
【特許文献３】国際公開第２０１７／００６３７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、特許文献１に記載の駆動機構のように、複数のスプールを略同一平面上に配置する構成では、エンドエフェクタの自由度を増やすためにスプールの数を増やす場合、スプールを配置する平面積が大きくなり、駆動装置も大きくなる。【０００７】  また、特許文献２に記載の駆動機構のように、複数のスプールを、各々の回転軸が一致するように一列に並べる構成では、エンドエフェクタの自由度を増やすためにスプールの数を増やす場合、スプールが増える分だけスプールの占める領域が長くなり、駆動装置の寸法を長くする必要がある。【０００８】  この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、エンドエフェクタを高い自由度で駆動させるとともに小型の駆動機構とすることが可能な医療用処置具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記目的を達成するための本発明のある局面に係る医療用処置具は、少なくとも３自由度で動作可能な医療用処置具であって、エンドエフェクタと、自己の先端が前記エンドエフェクタに連結され、基端部を含むシャフトと、前記シャフトの前記基端部側に設けられ、前記エンドエフェクタを駆動させるための複数の駆動プーリと、前記複数の駆動プーリを回転させるための複数の回転可能な被伝達部材とを備え、前記複数の被伝達部材は、第１被伝達部材と、第２被伝達部材とを含み、前記第１被伝達部材の回転軸および前記第２被伝達部材の回転軸が交差している。【００１０】  上記目的を達成するための本発明の他の局面に係る医療用処置具は、ジョーおよび手首部を含むエンドエフェクタと、自己の先端が前記エンドエフェクタに連結され、基端部を含むシャフトと、前記シャフトの前記基端部側に設けられ、前記エンドエフェクタを駆動させるための複数の駆動プーリと、前記ジョーを駆動させるための回転可能なジョー用被伝達部材と、前記手首部を回転させるための回転可能な手首部用被伝達部材と、前記ジョー用被伝達部材の回転によるトルクを、前記ジョーを駆動させるトルクに変換する変換機構とを備え、前記ジョー用被伝達部材と、前記手首部用被伝達部材とは、それぞれ独立して回転可能である。【００１１】  上記目的を達成するための本発明の他の局面に係る医療用処置具は、ジョーおよび手首部を含むエンドエフェクタと、自己の先端が前記エンドエフェクタに連結され、基端部を含むシャフトと、前記シャフトの前記基端部側に設けられ、前記エンドエフェクタを駆動させるための複数の駆動プーリと、前記手首部を回転させるための回転可能な手首部用被伝達部材と、前記手首部用被伝達部材の回転に伴い回転する基体と、前記基体に取り付けられ、前記ジョーを駆動させるためのジョー用プーリとを備える。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、エンドエフェクタを高い自由度で駆動させるとともに小型の駆動機構とすることが可能な医療用処置具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る手術システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る医療用処置具の構成を示す斜視図である。
【図３】集束管の内部に案内管が挿入されている状態を示す斜視図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る案内管の構成を示す斜視図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る手術器具の概略構成を示す図である。
【図８】図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース離脱状態）を示す図である。
【図９】図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース装着状態）を示す図である。
【図１０】図７に示す手術器具における先端部の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す手首部の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構におけるインターフェースの構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示すインターフェースの構成を示す平面図である。
【図１４】図１２に示すインターフェースの構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】＜手術システム＞  図１は、本発明の実施の形態に係る手術システムの構成を示す図である。
【００１５】  図１を参照して、手術システム２０１は、医療用処置具１０１と、制御器４と、操作部５とを備える。術者Ｗが、医療用処置具１０１を遠隔操作することにより、内視鏡手術などを行うことができる。
【００１６】  医療用処置具１０１は、たとえば、１または複数の手術器具１と、１または複数の内視鏡８と、手術器具１および内視鏡８の先端が挿入される１または複数の案内管１１と、１または複数の案内管１１が挿入される集束管１２とを含む。手術器具１および内視鏡８は、たとえば治療台７に取り付けられた支持台６に支持される。
【００１７】  手術器具１、内視鏡８、案内管１１および操作部５は、制御器４に電気的に接続される。操作部５は、術者Ｗにより操作されると、制御器４を介して手術器具１、内視鏡８および案内管１１に動作指令を与える。これにより、術者Ｗは、手術器具１、内視鏡８および案内管１１を遠隔操作することができる。
【００１８】＜医療用処置具＞  図２は、本発明の実施の形態に係る医療用処置具の構成を示す斜視図である。図２では、医療用処置具１０１の一部が患者の体内に挿入された状態であって、医療用処置具１０１を透視した状態を示している。患者の体表を二点鎖線で示し、患者の体表に形成された切開部Ｘを実線で示している。
【００１９】  図２を参照して、手術器具１は、細長に形成された可撓性シャフト２と、可撓性シャフト２の先端に設けられた先端部２０とを有する。図２では、可撓性シャフト２の一部および先端部２０は、案内管１１を挿通し、案内管１１から露出している。
【００２０】  また、内視鏡８は、細長に形成された可撓性シャフト２と、可撓性シャフト２の先端に設けられたカメラ８１とを有する。図２では、可撓性シャフト２の一部およびカメラ８１は、案内管１１を挿通し、案内管１１から露出している。
【００２１】  案内管１１は、たとえば、ポリプロピレン、塩化ビニル等の軟性プラスチックにより形成されている。また、案内管１１は、図示しないワイヤ部材と、ワイヤ部材を動作させる案内管屈曲調整機構１０３とを有する。
【００２２】  案内管屈曲調整機構１０３は、たとえば、人手でワイヤ部材の引っ張り量を調整し、さらに、ねじ止めを行うことにより当該ワイヤ部材の動きを固定したり、ワイヤ部材が係合された図示しないモータおよび歯車を用いて電動でワイヤ部材の引っ張り量を調整したりする機構である。このように、ワイヤ部材の引っ張り量を調整することにより、案内管１１における屈曲部３１が屈曲する。
【００２３】  集束管１２は、たとえば、ポリプロピレン、塩化ビニル等の軟性プラスチックにより形成されている。集束管１２は、その内径が案内管１１の外径よりも大きい筒形状であり、可撓性を有する。
【００２４】  集束管１２は、たとえば腹腔鏡内手術が行われる場合、患者の体表に形成された切開部Ｘから体腔へ挿入される。なお、集束管１２は、切開部Ｘから挿入される代わりに、口腔などの自然孔から患者の体内へ挿入されてもよい。すなわち、医療用処置具１０１は、腹腔鏡内手術に限らず、自然開口部越経管腔的内視鏡手術などに用いられてもよい。
【００２５】  また、集束管１２は、たとえば、自己の基端側、すなわち体表に挿入されない側の外壁を把持機構１０２により把持されることにより、位置および向きが固定される。
【００２６】  腹腔鏡用手術の場合、たとえば、集束管１２は、患者の体表に形成された切開部Ｘから体腔へ挿入されるため、口腔などの自然孔から挿入される場合と比較して、位置および向きが固定されにくい。このため、集束管１２を上記のように把持する把持機構１０２は、腹腔鏡用手術に用いられる医療用処置具を把持する場合に特に有用である。
【００２７】  図３は、集束管の内部に案内管が挿入されている状態を示す斜視図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面斜視図である。
【００２８】  図３および図４を参照して、集束管１２は、案内管１１の挿入を案内する１または複数のガイド部２１を有する。ガイド部２１は、たとえば、集束管１２の内壁において集束管１２の軸方向に延設された蟻溝であって、図４に示すように、集束管１２の内周面から外周面へ向かう方向へ徐々に広がった略台形の断面形状を有する。
【００２９】  なお、上述のとおり、集束管１２は可撓性を有し、適当な角度に屈曲させて体腔へ挿入することができる。
【００３０】  図５は、本発明の実施の形態に係る案内管の構成を示す斜視図である。
【００３１】  図５を参照して、案内管１１は、可撓性を有する軸部３０と、屈曲部３１と、案内管先端部３２と、案内管基端部３３とを含む。また、案内管１１は、軸部３０の外周面において、案内管１１の軸方向に断続的に延設された係合部３４を含む。
【００３２】  図３および図４に示す集束管１２の内部に案内管１１が挿入された状態において、少なくとも屈曲部３１の一部および案内管先端部３２が集束管１２から露出する。
【００３３】  図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。
【００３４】  図６を参照して、係合部３４は、たとえば、案内管１１の内周面から外周面へ向かう方向へ徐々に広がった略台形の断面形状を有する。
【００３５】  係合部３４は、図３および図４に示す集束管１２の内部に案内管１１が挿入される際、集束管１２におけるガイド部２１に摺動可能に係合される。これにより、集束管１２の内部に案内管１１が挿入された状態において、医療用処置具１０１の位置または向きが変更された場合であっても、案内管１１と集束管１２との位置関係を保つことができる。
【００３６】  また、上述のとおり、係合部３４が、案内管１１の軸方向に断続的に延設されている構成により、屈曲した集束管１２に対して案内管１１を容易に挿抜することができる。なお、係合部３４は、軸部３０の軸方向に連続的に設けられてもよい。
【００３７】  また、図５に示すように、案内管１１を操作する操作要素として、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂが設けられている。ワイヤ部材５１ａは、係合部３４の内部を挿通し、第１端側が案内管先端部３２に固定されている。また、ワイヤ部材５１ｂは、軸部３０の内部を挿通し、第１端側が案内管先端部３２に固定されている。そして、案内管屈曲調整機構１０３が、ワイヤ部材５１ａの第２端側、またはワイヤ部材５１ｂの第２端側の引き込み、または送り出しを行うことにより、屈曲部３１を屈曲させる。
【００３８】  なお、医療用処置具１０１の位置または角度の調整時において集束管１２と案内管１１との位置関係を正確に維持することを要しないような場合、集束管１２は、上記のようなガイド部２１を有していなくてもよく、また、案内管１１は、上記のような係合部３４を有していなくてもよい。
【００３９】  また、再び図５を参照して、案内管１１を操作する操作要素として、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂが設けられているが、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂの代わりに、たとえば、屈曲可能に連結された複数のロッド、複数の平板、またはロッドと平板との組み合わせが用いられてもよい。
【００４０】  また、上記操作要素として、ワイヤ部材５１ａと、複数のロッドまたは複数の平板との組み合わせが用いられてもよい。たとえば、上記操作要素のうち、係合部３４に挿通している部分がワイヤ部材５１ａであり、係合部３４と案内管先端部３２とをつなぐ露出部分が、屈曲可能に連結された複数のロッドなどであってもよい。
【００４１】＜手術器具＞［概略構成］  図７は、本発明の実施の形態に係る手術器具の概略構成を示す図である。
【００４２】  図７に示すように、手術器具１は、先端部２０と、可撓性シャフト２と、手術器具駆動機構２７とを有する。先端部２０は、把持鉗子等のエンドエフェクタ２２と、多関節部２４とを有する。エンドエフェクタ２２は、第１ジョー２２ａと、第２ジョー２２ｂと、手首部２３とを有する。多関節部２４は、第１多関節部２４ａと、第２多関節部２４ｂとを有する。
【００４３】  なお、エンドエフェクタ２２は、把持鉗子に限らず、メスまたはフックなどであってもよい。
【００４４】  第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、手首部２３、第１多関節部２４ａ、および第２多関節部２４ｂには、後述するワイヤまたはケーブルなどの細長要素がそれぞれ固定されている。
【００４５】  可撓性シャフト２は、先端部２０側の端部とは反対側の端部に基端部２ａを有する。基端部２ａは、自己の可撓性シャフト２が回転可能なように、手術器具駆動機構２７に連結される。
【００４６】  手首部２３は、特定方向に延びる形状を有する。具体的には、手首部２３は、自己の長手方向における第１端に第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが連結され、第２端に多関節部２４が連結されている。また、手首部２３は、自己の長手方向に延びる先端軸Ｚ１まわりに回転可能である。
【００４７】  図８は、図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース離脱状態）を示す図である。図９は、図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース装着状態）を示す図である。
【００４８】  図８および図９を参照して、手術器具駆動機構２７は、先端部２０の駆動装置２７１と、駆動装置２７１に取り付けられるインターフェース２７２と、駆動装置２７１を支持する支持装置２７６と、支持装置２７６をスライド可能に支持するベース２７７とを有する。図８では、インターフェース離脱状態、すなわちインターフェース２７２を駆動装置２７１から取り外した状態を示し、図９では、インターフェース装着状態、すなわちインターフェース２７２を駆動装置２７１に取り付けた状態を示す。
【００４９】  駆動装置２７１は、複数の第１駆動源２７４と、第１駆動源２７４の駆動により生じる力を伝達する複数の伝達部材２７５とを有する。インターフェース２７２は、後述する複数の被伝達部材および複数の駆動プーリを内蔵している。
【００５０】  本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構２７では、第１駆動源２７４はモータであり、伝達部材２７５および被伝達部材は歯車であるとする。インターフェース２７２を駆動装置２７１に取り付けた状態において、伝達部材２７５と被伝達部材とが係合する。そして、この状態において第１駆動源２７４が駆動すると、伝達部材２７５およびこれに噛み合う被伝達部材が回転する。
【００５１】  なお、伝達部材２７５および被伝達部材は、たとえばラックアンドピニオンなどであってもよい。すなわち、伝達部材２７５および被伝達部材の一方が円形歯車であり、他方が当該円盤歯車に係合する溝が形成された平板であってもよい。また、伝達部材２７５および被伝達部材の両方が歯車とは異なる部材であってもよい。
【００５２】  インターフェース２７２に内蔵された複数の駆動プーリには、それぞれ、図７に示す第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、手首部２３、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂに固定された複数のワイヤが巻かれている。そして、各駆動プーリに巻かれたワイヤが動作することにより、第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、手首部２３、第１多関節部２４ａ、および第２多関節部２４ｂが独立して駆動する。
【００５３】  また、支持装置２７６は、第２駆動源２７３を搭載している。そして、第２駆動源２７３の駆動により、ベルト２７８を介して第２駆動源２７３の回転力が駆動装置２７１に伝わり、図７に示す基端部２ａの長手方向に延びる基端軸Ｚ２を中心に、図９に示す駆動装置２７１およびインターフェース２７２が回転する。また、ベース２７７は、図示しない第３駆動源を搭載しており、第３駆動源の駆動により、駆動装置２７１を支持する支持装置２７６が基端軸Ｚ２に沿って移動する。
【００５４】  したがって、本発明の実施の形態に係る手術器具１は、たとえば、図７の矢印で示されるように７自由度で動作可能に構成される。なお、手術器具１は、たとえば、第１ジョー２２ａの動作および第２ジョー２２ｂの動作を独立させるのではなく、これらの動作を連動させたり、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂのうちのいずれか一方を省略したり、駆動機構２７における支持装置２７６のスライド運動、および駆動装置２７１の回転運動のうちの少なくともいずれか一方を制限するなど、３自由度〜６自由度で動作可能に構成されてもよい。
【００５５】［先端部の構成］  （多関節部）  図１０は、図７に示す手術器具における先端部の構成を示す図であり、（ａ）は、先端部における多関節部の詳細な構成を示し、（ｂ）は、（ａ）に示す多関節操作ワイヤが第１多関節部に固定された状態を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す多関節操作ワイヤが第２多関節部に固定された状態を示す。
【００５６】  図１０（ａ）に示すように、先端部２０における第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂは、それぞれ、ピン２８を介して先端軸Ｚ１に沿って一列に連なった複数のコマ部材２９ａ，２９ｂを有する。
【００５７】  コマ部材２９ａ，２９ｂは、先端軸Ｚ１の延びる方向に延在する円柱状に形成されている。また、コマ部材２９ａ，２９ｂは、円柱部分の両端がテーパー状に形成されている。
【００５８】  また、コマ部材２９ａおよびコマ部材２９ｂには、先端軸Ｚ１に沿って延びる多関節操作ワイヤ４１ａが挿通されている。また、コマ部材２９ｂには、先端軸Ｚ１に沿って延びる多関節操作ワイヤ４１ｂが挿通されている。
【００５９】  図１０（ｂ）に示すように、多関節操作ワイヤ４１ａの両端部は、第１多関節部２４ａの先端側固定点４５ａ１，４５ａ２に固定されている。また、図１０（ｃ）に示すように、多関節操作ワイヤ４１ｂの両端部は、第２多関節部２４ｂの先端側固定点４５ｂ１，４５ｂ２に固定されている。
【００６０】  そして、図７に示す手術器具駆動機構２７が、多関節操作ワイヤ４１ａの一端を引き込むことにより、第１多関節部２４ａが屈曲する。また、手術器具駆動機構２７が、多関節操作ワイヤ４１ｂの一端を引き込むことにより、第２多関節部２４ｂが屈曲する。このように、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂが互いに独立して屈曲する構成により、多関節部２４を、Ｓ字カーブなどの複雑な形状に屈曲させることができる。
【００６１】  （手首部）  図１１は、図１０に示す手首部の構成を示す図である。
【００６２】  図１１を参照して、多関節部２４の内部には、トルク伝達チューブ４８が挿通している。より詳細には、トルク伝達チューブ４８は、図７に示す多関節部２４および可撓性シャフト２の内部を挿通し、第１端が手首部２３に固定され、第２端が手術器具駆動機構２７に回転可能に連結されている。
【００６３】  そして、手術器具駆動機構２７が、基端軸Ｚ２を中心にトルク伝達チューブ４８を回転させることにより、トルク伝達チューブ４８に固定された手首部２３、ならびに手首部２３に連結された第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが先端軸Ｚ１を中心に回転する。
【００６４】  なお、手首部２３は、トルク伝達チューブ４８の代わりにワイヤを用いて回転させてもよい。この場合、手首部２３を回転させるための機構は、たとえば、特許文献３（国際公開第２０１７／００６３７４号）に記載のように構成される。
【００６５】  すなわち、手首部２３の内部には、中心を先端軸Ｚ１が通る円の周方向において図示しない溝が形成されている。そして、トルク伝達チューブ４８の代わりに、第１のワイヤおよび第２のワイヤが用いられ、第１のワイヤが上記溝の一部を通り、第２のワイヤが上記溝の一部であって第１のワイヤが通っていない部分を通る。
【００６６】  そして、手術器具駆動機構２７が、第１のワイヤまたは第２のワイヤを引き込むことにより、手首部２３、ならびに手首部２３に連結された第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂを、先端軸Ｚ１を中心に回転させることができる。
【００６７】  （ジョー）  また、図１１に示すように、手首部２３の内部には、２つのジョー操作ワイヤ４６，４７が挿通されている。ジョー操作ワイヤ４６は、図７に示す手術器具駆動機構２７と第１ジョー２２ａとを連結する。また、ジョー操作ワイヤ４７は、図７に示す手術器具駆動機構２７と第２ジョー２２ｂとを連結する。
【００６８】  より詳細には、ジョー操作ワイヤ４６の第１端４６ａおよび第２端４６ｂが、第１ジョー２２ａに固定されている。そして、手術器具駆動機構２７が、第１端４６ａまたは第２端４６ｂを引き込むことにより、第１ジョー２２ａが、手首部２３に設けられた連結軸４９を中心に回転する。
【００６９】  また、ジョー操作ワイヤ４７の第１端４７ａおよび第２端４７ｂが、第２ジョー２２ｂに固定されている。そして、手術器具駆動機構２７が、第１端４７ａまたは第２端４７ｂを基端軸Ｚに沿って引き込むか、または送り出すことにより、第２ジョー２２ｂが連結軸４９を中心に回転する。
【００７０】［手術器具駆動機構］  図１２は、本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構におけるインターフェースの構成を示す斜視図である。図１３は、図１２に示すインターフェースの構成を示す平面図である。図１４は、図１２に示すインターフェースの構成を示す側面図である。図１２〜図１４では、インターフェース２７２の内部の構成を示している。
【００７１】  図１２〜図１４を参照して、手術器具駆動機構２７におけるインターフェース２７２は、手首部用歯車（手首部用被伝達部材）１１１と、第１ジョー用歯車（ジョー用被伝達部材）１１２と、第２ジョー用歯車（ジョー用被伝達部材）１１３と、第１多関節部用歯車（多関節部用被伝達部材）１１４と、第２多関節部用歯車（多関節部用被伝達部材）１１５と、基体１１６と、枠部１１７とを有する。
【００７２】  手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２、第２ジョー用歯車１１３、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、被伝達部材であり、図８に示す複数の伝達部材２７５とそれぞれ係合する。また、これら手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２、第２ジョー用歯車１１３、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、手首部２３、第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂを、それぞれ駆動させる。
【００７３】  手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２、第２ジョー用歯車１１３、および基体１１６は、枠部１１７の内側に設けられている。一方、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、枠部１１７の外側に設けられている。
【００７４】  手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３を「第１歯車」とし、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５を「第２歯車」とすると、第１歯車の回転軸と第２歯車の回転軸とは、交差している。より詳細には、第１歯車の回転軸は、基端軸Ｚ２に沿って延び、第２歯車の回転軸は、基端軸Ｚ２に対して直交する方向に延びる。
【００７５】  このような構成により、たとえば、複数の歯車を、各々の回転軸が平行であるように配置する場合と比較して、配置のバリエーションを増やすことができる。
【００７６】  より詳細には、手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３は、略同一の形状である。たとえば、手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３は、いずれも基端軸Ｚ２を中心に回転する。
【００７７】  第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、略同一の形状である。たとえば、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、基端軸Ｚ２に対して直交する直交軸Ｚ３を中心に回転する。
【００７８】  また、図１３に示すように、基端軸Ｚ２および直交軸Ｚ３を含む平面の法線方向に沿った平面視、すなわち枠部１１７を見下ろす方向に沿った平面視において、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５の基端軸Ｚ２に沿った方向における寸法内に、基端軸Ｚ２を中心に回転する３つの歯車、すなわち手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３が収まるように、これら３つの歯車が配置されている。したがって、図１３に示す省スペースな領域Ｒに歯車が収容されるように、インターフェース２７２を構成することができる。
【００７９】  このように、本発明の実施の形態では、被伝達部材の配置領域を省スペース化することができる。
【００８０】  （手首部の駆動機構）  基体１１６は、後述する４つの傘歯車１２１，１２２，１２３，１２４を囲む枠形状を有する。基体１１６は、手首部用歯車１１１に固定されており、手首部用歯車１１１のトルクを、図７に示す手首部２３に伝達する。
【００８１】  具体的には、手首部用歯車１１１が、図１に示す制御器４からの動作指令に従って回転すると、手首部用歯車１１１に固定された基体１１６は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。可撓性シャフト２の内部には、基体１１６と手首部２３とを連結するトルク伝達チューブ４８が挿通している。トルク伝達チューブ４８は、基体１１６の回転に伴い、可撓性シャフト２内で回転し、トルク伝達チューブ４８が固定されている図１１に示す手首部２３が、先端軸Ｚ１を中心に回転する。
【００８２】  また、手首部２３の回転に伴い、手首部２３に連結された、図７に示す第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂは、先端軸Ｚ１を中心に回転する。
【００８３】  （ジョーの駆動機構）  図１２および図１３に示すように、インターフェース２７２は、さらに、第１変換機構１５１と、第２変換機構１５２と、第１トルク伝達部１２５と、第１ジョー用駆動プーリ１２６と、第２ジョー用駆動プーリ１２７と、第１ガイドプーリ１２８ａ，１２９ａと、第２ガイドプーリ１２８ｂ，１２９ｂとを有する。図１２および図１３では、第２ガイドプーリ１２８ｂ，１２９ｂは、基体１１６に重なるため、図示していない。
【００８４】  第２ガイドプーリ１２９ｂは、図１４に示すように、基体１１６を介して第１ガイドプーリ１２９ａに対向する位置に設けられている。また、第２ガイドプーリ１２８ｂは、基体１１６を介して第１ガイドプーリ１２８ａに対向する位置に設けられている。
【００８５】  以下、第１ガイドプーリ１２８ａ，１２９ａおよび第２ガイドプーリ１２８ｂ，１２９ｂを、それぞれ、単に「ガイドプーリ」とも称する。
【００８６】  再び図１２および図１３を参照して、第１ジョー用駆動プーリ１２６および第２ジョー用駆動プーリ１２７の各々の回転軸は、互いに平行であり、かつ基端軸Ｚに対して直交する方向に延びる。たとえば、第１ジョー用駆動プーリ１２６および第２ジョー用駆動プーリ１２７は、同一の回転軸を中心に回転する。また、第１ジョー用駆動プーリ１２６および第２ジョー用駆動プーリ１２７の各々の回転面は互いに異なる。
【００８７】  第１変換機構１５１は、第１ジョー用歯車１１２の回転によるトルクを、第１ジョー用駆動プーリ１２６を回転させるトルクに変換する。第２変換機構１５２は、第２ジョー用歯車１１３の回転によるトルクを、第２ジョー用駆動プーリ１２７を回転させるトルクに変換する。
【００８８】  より詳細には、第１変換機構１５１は、２つの傘歯車１２１，１２２を有する。また、第２変換機構１５２は、２つの傘歯車１２３，１２４を有する。
【００８９】  傘歯車１２１，１２２，１２３，１２４は、円錐面を有し、各々の円錐面に溝が形成されている。傘歯車１２１および傘歯車１２３は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。また、傘歯車１２２および傘歯車１２４は、基端軸Ｚ２に対して直交する方向に延びる軸を中心に回転する。
【００９０】  第１トルク伝達部１２５は、手首部用歯車１１１の内部を通り、傘歯車１２１および第１ジョー用歯車１１２に固定されている。また、傘歯車１２１は、傘歯車１２２と係合する。また、第１ジョー用駆動プーリ１２６は、傘歯車１２２に固定されている。
【００９１】  そして、第１ジョー用歯車１１２が、図１に示す制御器４からの動作指令に従って回転すると、第１トルク伝達部１２５および傘歯車１２１は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。そして、傘歯車１２１が回転すると、傘歯車１２１に係合する傘歯車１２２、および傘歯車１２２に固定された第１ジョー用駆動プーリ１２６は、基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。
【００９２】  そして、第１ジョー用駆動プーリ１２６が回転することにより、図７に示す第１ジョー２２ａが駆動する。第１ジョー２２ａが駆動するためのより詳細な構成については、後述する。
【００９３】  また、図１３に示すように、インターフェース２７２は、さらに、第２トルク伝達部１７５を有する。第２トルク伝達部１７５は、第１トルク伝達部１２５、手首部用歯車１１１および第１ジョー用歯車１１２の内部を通り、傘歯車１２３および第２ジョー用歯車１１３に固定されている。また、傘歯車１２３は、傘歯車１２４と係合する。また、第２ジョー用駆動プーリ１２７は、傘歯車１２４に固定されている。
【００９４】  そして、第２ジョー用歯車１１３が、図１に示す制御器４からの動作指令に従って回転すると、第２トルク伝達部１７５および傘歯車１２３は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。そして、傘歯車１２３が回転すると、傘歯車１２３に係合する傘歯車１２４、および傘歯車１２４に固定された第２ジョー用駆動プーリ１２７は、基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。
【００９５】  そして、第２ジョー用駆動プーリ１２７が回転することにより、図７に示す第２ジョー２２ｂが駆動する。第２ジョー２２ｂが駆動するためのより詳細な構成については、後述する。
【００９６】  上記のように、第１変換機構１５１を用いる構成により、第１ジョー用歯車１１２と第１ジョー用駆動プーリ１２６とを連結する必要がなく、配置のバリエーションを増やすことができる。また、上記のように、第２変換機構１５２を用いる構成により、第２ジョー用歯車１１３と第２ジョー用駆動プーリ１２７とを連結する必要がなく、配置のバリエーションを増やすことができる。
【００９７】  （ａ）第１ジョーの駆動機構  図１２および図１３に示すように、手術器具駆動機構２７における駆動装置２７１は、さらに、第１テンションプーリ１３０ａと、第２テンションプーリ１３０ｂとを有する。図１２および図１３では、第２テンションプーリ１３０ｂは、基体１１６に重なるため、図示していない。
【００９８】  第２テンションプーリ１３０ｂは、基体１１６を介して第１テンションプーリ１３０ａに対向する位置に設けられている。以下、第１テンションプーリ１３０ａおよび第２テンションプーリ１３０ｂを、それぞれ、単に「テンションプーリ」とも称する。
【００９９】  第１ジョー２２ａを駆動するためのジョー操作ワイヤ４６は、第１ジョー用駆動プーリ１２６に巻かれる。そして、ジョー操作ワイヤ４６の第１端４６ａ側は、第１ガイドプーリ１２８ａおよび第１テンションプーリ１３０ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４６の第１端４６ａが、図１１に示す第１ジョー２２ａに固定される。
【０１００】  また、ジョー操作ワイヤ４６の第２端４６ｂ側は、第２ガイドプーリ１２８ｂおよび第２テンションプーリ１３０ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４６の第２端４６ｂが、図１１に示す第１ジョー２２ａに固定される。
【０１０１】  なお、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１２８ａと第１ジョー用駆動プーリ１２６との間、および第１ジョー用駆動プーリ１２６と第２ガイドプーリ１２８ｂとの間において、ジョー操作ワイヤ４６は、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。
【０１０２】  そして、第１ジョー用駆動プーリ１２６が回転すると、ジョー操作ワイヤ４６が動き、第１ジョー２２ａが連結軸４９を中心に回転する。
【０１０３】  また、ジョー操作ワイヤ４６は、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂとの接触部分において曲がる。そして、ジョー操作ワイヤ４６の曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。
【０１０４】  このように、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂが、ジョー操作ワイヤ４６を緩やかな角度でガイドする構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４６を９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４６の駆動を円滑化することができる。また、ジョー操作ワイヤ４６のガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、ジョー操作ワイヤ４６の配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１０５】  （ｂ）第２ジョーの駆動機構  再び図１２および図１３を参照して、手術器具駆動機構２７は、さらに、第１テンションプーリ１３１ａと、第２テンションプーリ１３１ｂとを有する。図１２および図１３では、第２テンションプーリ１３１ｂは、基体１１６に重なるため、図示していない。
【０１０６】  第２テンションプーリ１３１ｂは、基体１１６を介して第１テンションプーリ１３１ａに対向する位置に設けられている。以下、第１テンションプーリ１３１ａおよび第２テンションプーリ１３１ｂを、それぞれ、単に「テンションプーリ」とも称する。
【０１０７】  第２ジョー２２ｂを駆動するためのジョー操作ワイヤ４７は、第２ジョー用駆動プーリ１２７に巻かれる。そして、ジョー操作ワイヤ４７の第１端４７ａ側は、第１ガイドプーリ１２９ａおよび第１テンションプーリ１３１ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４７の第１端４７ａが、図１１に示す第２ジョー２２ｂに固定される。
【０１０８】  また、ジョー操作ワイヤ４７の第２端４７ｂ側は、第２ガイドプーリ１２９ｂおよび第２テンションプーリ１３１ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４７の第２端４７ｂが、図１１に示す第２ジョー２２ｂに固定される。
【０１０９】  なお、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１２９ａと第２ジョー用駆動プーリ１２７との間、および第２ジョー用駆動プーリ１２７と第２ガイドプーリ１２９ｂとの間において、ジョー操作ワイヤ４７は、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。
【０１１０】  そして、第２ジョー用駆動プーリ１２７回転すると、ジョー操作ワイヤ４７が動き、第２ジョー２２ｂが連結軸４９を中心に回転する。
【０１１１】  また、ジョー操作ワイヤ４７は、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂとの接触部分において曲がる。そして、ジョー操作ワイヤ４７の曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。
【０１１２】  このように、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂが、ジョー操作ワイヤ４７を緩やかな角度でガイドする構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４７を９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４７の駆動を円滑化することができる。また、ジョー操作ワイヤ４７のガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、ジョー操作ワイヤ４７の配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１１３】  また、傘歯車１２１，１２２，１２３，１２４、第１ジョー用駆動プーリ１２６、第２ジョー用駆動プーリ１２７、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂ、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ、第１変換機構１５１および第２変換機構１５２は、基体１１６に取り付けられている。
【０１１４】  このため、上述のとおり、手首部用歯車１１１の回転に伴い基体１１６が基端軸Ｚ２を中心に回転すると、基体１１６に取り付けられたこれら複数の部材は、基体１１６と共に基端軸Ｚ２を中心に回転する。
【０１１５】  すなわち、図１１に示す手首部２３、第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが先端軸Ｚ１を中心に回転する際、第１ジョー２２ａを駆動するための機構および第２ジョー２２ｂを駆動するための機構が、手首部２３、第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂに連動して、基端軸Ｚ２を中心に回転する。
【０１１６】  また、図１３に示す第１トルク伝達部１２５および第２トルク伝達部１７５は、基体１１６を回転させるための手首部用歯車１１１とは独立して、基端軸Ｚ２を中心に回転する。このため、第１ジョー２２ａの駆動および第２ジョー２２ｂの駆動を、手首部２３の回転とは独立して操作することができる。
【０１１７】  （多関節部の駆動機構）  図１２および図１３に示すように、手術器具駆動機構２７は、さらに、第１多関節部用駆動プーリ１３２と、第２多関節部用駆動プーリ１３３と、第１ガイドプーリ１３４ａ，１３５ａと、第２ガイドプーリ１３４ｂ，１３５ｂと、第１テンションプーリ１３６ａ，１３７ａと、第２テンションプーリ１３６ｂ，１３７ｂとを有する。図１２および図１３では、第２ガイドプーリ１３４ｂ，１３５ｂは、枠部１１７に重なるため、図示していない。
【０１１８】  第２ガイドプーリ１３５ｂは、図１４に示すように、枠部１１７を介して第１ガイドプーリ１３５ａに対向する位置に設けられている。第２ガイドプーリ１３４ｂは、枠部１１７を介して第１ガイドプーリ１３４ａに対向する位置に設けられている。
【０１１９】  以下、第１ガイドプーリ１３４ａ，１３５ａおよび第２ガイドプーリ１３４ｂ，１３５ｂを、それぞれ、単に「ガイドプーリ」とも称する。また、第１テンションプーリ１３６ａ，１３７ａおよび第２テンションプーリ１３６ｂ，１３７ｂを、それぞれ、単に「テンションプーリ」とも称する。
【０１２０】  また、図１２および図１３では、第２テンションプーリ１３６ｂ，１３７ｂは、枠部１１７に重なるため、図示していない。第２テンションプーリ１３６ｂは、枠部１１７を介して第１テンションプーリ１３６ａに対向する位置に設けられている。また、第２テンションプーリ１３７ｂは、枠部１１７を介して第１テンションプーリ１３７ａに対向する位置に設けられている。
【０１２１】  第１多関節部用駆動プーリ１３２および第２多関節部用駆動プーリ１３３の各々の回転軸は、互いに平行であり、かつ基端軸Ｚに対して直交する方向に延びる。また、第１多関節部用駆動プーリ１３２および第２多関節部用駆動プーリ１３３の各々の回転面は、互いに異なる。
【０１２２】  また、第１多関節部用駆動プーリ１３２および第２多関節部用駆動プーリ１３３は、枠部１１７の外側に設けられている。このように、手術器具駆動機構２７における駆動プーリのうちの少なくともいずれか１つの駆動プーリが枠部１１７の外側に設けられている構成は、当該駆動プーリに細長要素を容易に巻くことができるため、好ましい。
【０１２３】  （ａ）第１多関節部の駆動機構  第１多関節部用駆動プーリ１３２は、第１多関節部用歯車１１４に連動して回転する。また、第１多関節部用駆動プーリ１３２には、多関節操作ワイヤ４１ａが巻かれている。
【０１２４】  そして、多関節操作ワイヤ４１ａの第１端側は、第１ガイドプーリ１３４ａおよび第１テンションプーリ１３６ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第１端が図１０（ｂ）に示す第１多関節部２４ａの先端側固定点４５ａ１に固定される。
【０１２５】  また、多関節操作ワイヤ４１ａの第２端側は、第２ガイドプーリ１３４ｂおよび第２テンションプーリ１３６ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第２端が図１０（ｂ）に示す第１多関節部２４ａの先端側固定点４５ａ２に固定される。なお、図１０（ｂ）に示すように、先端側固定点４５ａ１および先端側固定点４５ａ２は、若干の距離を隔てて配置されている。
【０１２６】  また、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１３４ａと第１多関節部用駆動プーリ１３２との間、および第１多関節部用駆動プーリ１３２と第２ガイドプーリ１３４ｂとの間において、多関節操作ワイヤ４１ａは、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。
【０１２７】  そして、第１多関節部用歯車１１４が回転すると、第１多関節部用駆動プーリ１３２が基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。そして、第１多関節部用駆動プーリ１３２が回転すると、多関節操作ワイヤ４１ａが動き、図１０（ａ）に示す第１多関節部２４ａが屈曲する。
【０１２８】  また、多関節操作ワイヤ４１ａは、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂとの接触部分において曲がる。そして、多関節操作ワイヤ４１ａの曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。
【０１２９】  このように、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂが、多関節操作ワイヤ４１ａを緩やかな角度でガイドする構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ａを９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ａの駆動を円滑化することができる。また、多関節操作ワイヤ４１ａのガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、多関節操作ワイヤ４１ａの配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１３０】  （ｂ）第２多関節部の駆動機構  第２多関節部用駆動プーリ１３３は、第２多関節部用歯車１１５に連動して回転する。また、第２多関節部用駆動プーリ１３３には、多関節操作ワイヤ４１ｂが巻かれている。
【０１３１】  そして、多関節操作ワイヤ４１ｂ第１端側は、第１ガイドプーリ１３５ａおよび第１テンションプーリ１３７ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第１端が図１０（ｃ）に示す第２多関節部２４ｂの先端側固定点４５ｂ１に固定される。
【０１３２】  また、多関節操作ワイヤ４１ｂの第２端側は、第２ガイドプーリ１３５ｂおよび第２テンションプーリ１３７ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第２端が図１０（ｃ）に示す第２多関節部２４ｂの先端側固定点４５ｂ２に固定される。なお、図１０（ｃ）に示すように、先端側固定点４５ｂ１および先端側固定点４５ｂ２は、若干の距離を隔てて配置されている。
【０１３３】  また、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１３５ａと第２多関節部用駆動プーリ１３３との間、および第２多関節部用駆動プーリ１３３と第２ガイドプーリ１３５ｂとの間において、多関節操作ワイヤ４１ｂは、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。
【０１３４】  そして、第２多関節部用歯車１１５が回転すると、第２多関節部用駆動プーリ１３３が基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。そして、第２多関節部用駆動プーリ１３３が回転すると、多関節操作ワイヤ４１ｂが動き、図１０（ａ）に示す第２多関節部２４ｂが屈曲する。
【０１３５】  また、多関節操作ワイヤ４１ｂは、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂとの接触部分において曲がる。そして、多関節操作ワイヤ４１ｂの曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。
【０１３６】  このように、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂが、多関節操作ワイヤ４１ｂを緩やかな角度でガイドする構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ｂを９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ｂの駆動を円滑化することができる。また、多関節操作ワイヤ４１ｂのガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、多関節操作ワイヤ４１ｂの配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１３７】［張力調整機構］  ジョー操作ワイヤ４６，４７は、テンションがかかる状態が長く続くなどの理由により、弛み、または、たるみが生じることがある。特に、第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが硬いものを挟む際など、ジョー操作ワイヤ４６，４７に大きなテンションがかかると、ジョー操作ワイヤ４６，４７に多くの弛み、または多くのたるみが生じることがある。
【０１３８】  また、多関節操作ワイヤ４１ａ，４１ｂもまた、ジョー操作ワイヤ４６，４７と同様に、弛み、または、たるみが生じることがある。特に、多関節部２４を、基端軸Ｚに対して大きな角度で屈曲させる際など、多関節操作ワイヤ４１ａ，４１ｂに大きなテンションがかかると、多関節操作ワイヤ４１ａ，４１ｂに多くの弛み、または多くのたるみが生じることがある。
【０１３９】  そして、ジョー操作ワイヤ４６に弛み、または、たるみが生じた場合、ジョー操作ワイヤ４６が、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂから外れたり、ジョー操作ワイヤ４６によるトルクの伝達が遅れたりすることで、第１ジョー２２ａを所望の動きになるように操作することができない可能性があるという問題がある。
【０１４０】  また、ジョー操作ワイヤ４７、多関節操作ワイヤ４１ａおよび多関節操作ワイヤ４１ｂに弛み、または、たるみが生じた場合、同様の問題がある。
【０１４１】  これに対して、本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構２７におけるガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂ，１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ、およびテンションプーリ１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ，１３６ａ，１３６ｂ，１３７ａ，１３７ｂは、以下に説明するように、張力調整機構を設けて、ワイヤのテンションの調整を行う。
【０１４２】  （張力調整機構の構成）  （ａ）ジョー操作ワイヤの張力調整機構  図１２および図１３を参照して、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。
【０１４３】  また、図１３に示すように、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂから基端部２ａまでのジョー操作ワイヤ４６の経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ジョー操作ワイヤ４６の直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。
【０１４４】  このような構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４６を９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４６の駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１４５】  テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。
【０１４６】  また、図１３に示すように、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂから基端部２ａまでのジョー操作ワイヤ４７の経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ジョー操作ワイヤ４７の直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。
【０１４７】  このような構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４７を９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４７の駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１４８】  より詳細には、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による付勢力を受けて、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に、ジョー操作ワイヤ４６を付勢する。
【０１４９】  また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による張力を受けて、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に、ジョー操作ワイヤ４７を付勢する。
【０１５０】  このような構成により、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも大きい場合、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、弾性部材からの付勢力に反して、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２に近づく方向へ移動する。これにより、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが大きくなりすぎることを防ぐ。
【０１５１】  一方、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも小さい場合、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向へ移動する。これにより、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが小さくなりすぎることを防ぐ。
【０１５２】  このように、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが安定するため、ジョー操作ワイヤ４６の動きを妨げることなく、ジョー操作ワイヤ４６の弛み、または、たるみを防ぐことができる。
【０１５３】  また、ジョー操作ワイヤ４７についても同様に、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂが、ジョー操作ワイヤ４７にかかるテンションの大きさに応じて、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂを中心とする円の周方向へ移動する。
【０１５４】  これにより、ジョー操作ワイヤ４７にかかるテンションが安定するため、ジョー操作ワイヤ４７の動きを妨げることなく、ジョー操作ワイヤ４７の弛み、または、たるみを防ぐことができる。
【０１５５】  なお、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂよりも第１ジョー用駆動プーリ１２６側に設けられてもよい。しかしながら、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂが、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂと基端部２ａとの間におけるスペースに設けられる構成は、スペースを有効に利用することができるため、好ましい。
【０１５６】  また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂよりも第２ジョー用駆動プーリ１２７側に設けられてもよい。しかしながら、上述した理由と同様の理由により、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂと基端部２ａとの間に設けられる構成が好ましい。
【０１５７】  また、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂの設けられている部分とは異なる部分、を中心とする円の周方向に移動可能であるように構成されてもよい。
【０１５８】  （ｂ）多関節操作ワイヤの張力調整機構  また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。
【０１５９】  また、図１３に示すように、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂから基端部２ａまでの多関節操作ワイヤ４１ａの経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、多関節操作ワイヤ４１ａの直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。
【０１６０】  このような構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ａを９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ａの駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１６１】  テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。
【０１６２】  また、図１３に示すように、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂから基端部２ａまでの多関節操作ワイヤ４１ｂの経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、多関節操作ワイヤ４１ｂの直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。
【０１６３】  このような構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ｂを９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ｂの駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。
【０１６４】  より詳細には、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による付勢力を受けて、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に付勢される。
【０１６５】  また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による張力を受けて、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に付勢される。
【０１６６】  このような構成により、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも大きい場合、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２に近づく方向へ移動する。これにより、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが大きくなりすぎることを防ぐ。
【０１６７】  一方、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも小さい場合、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向へ移動する。これにより、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが小さくなりすぎることを防ぐ。
【０１６８】  このように、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが安定するため、多関節操作ワイヤ４１ａの動きを妨げることなく、多関節操作ワイヤ４１ａの弛み、またはたるみを防ぐことができる。
【０１６９】  また、多関節操作ワイヤ４１ｂについても同様に、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂが、多関節操作ワイヤ４１ｂにかかるテンションの大きさに応じて、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂを中心とする円の周方向へ移動する。
【０１７０】  これにより、多関節操作ワイヤ４１ｂにかかるテンションが安定するため、多関節操作ワイヤ４１ｂの動きを妨げることなく、多関節操作ワイヤ４１ｂの弛み、または、たるみを防ぐことができる。
【０１７１】  なお、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂよりも第１多関節部用駆動プーリ１３２側に設けられてもよい。しかしながら、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂが、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂと基端部２ａとの間におけるスペースに設けられる構成は、スペースを有効に利用することができるため、好ましい。
【０１７２】  また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂよりも第２多関節部用駆動プーリ１３３側に設けられてもよい。しかしながら、上述した理由と同様の理由により、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂと基端部２ａとの間に設けられる構成が好ましい。
【０１７３】  また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂ，１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂの設けられている部分とは異なる部分、を中心とする円の周方向に移動可能であるように構成されてもよい。
【０１７４】  以上の説明では、案内管１１および集束管１２を用いる医療用処置具１０１に適用される駆動機構および張力調整機構の特徴について説明した。しかしながら、駆動機構および張力調整機構は、案内管１１および集束管１２を用いる医療用処置具１０１に適用されるものに限定されず、広く医療用処置具を駆動する機構に適用できることは言うまでもない。
【０１７５】  上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７６】  ２  可撓性シャフト  ２ａ  基端部  ２０  先端部  ２２  エンドエフェクタ  ２３  手首部  １０１  医療用処置具  １１１  手首部用歯車（第１被伝達部材、手首部用被伝達部材）  １１２  第１ジョー用歯車（第１被伝達部材、ジョー用被伝達部材）  １１３  第２ジョー用歯車（第１被伝達部材、ジョー用被伝達部材）  １１４  第１多関節部用歯車（第２被伝達部材、多関節部用被伝達部材）  １１５  第２多関節部用歯車（第２被伝達部材、多関節部用被伝達部材）  １２１，１２２，１２３，１２４  傘歯車  １２６  第１ジョー用駆動プーリ  １２７  第２ジョー用駆動プーリ  １２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂ  ガイドプーリ  １３２  第１多関節部用駆動プーリ  １３３  第２多関節部用駆動プーリ  １３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ  ガイドプーリ  １５１  第１変換機構  １５２  第２変換機構
【要約】  少なくとも３自由度で動作可能で、小型の駆動機構(27)を有する医療用処置具(101)。医療用処置具(101)は、エンドエフェクタ(22)、シャフト(2)及び駆動機構(27)を有する。駆動機構(27)は、駆動装置(271)及びインターフェース(272)を有する。駆動装置(271)にインターフェース(272)を取り付けると、駆動装置(271)の複数の歯車(275)にインターフェース(272)の複数の歯車(112-115)がかみ合う。前者の歯車(275)から後者の歯車(112-115)に伝達される力で駆動プーリ(126, 127, 132, 133)を回転させ、エンドエフェクタ(22)を駆動する。第１ジョー用歯車(112)及び第２ジョー用歯車(113)の回転軸は、軸(Z2)に沿い、第１多関節部用歯車(114)及び第２多関節部用歯車(115)の回転軸(Z3)は、当該軸(Z2)と直交する。こうして、全ての歯車(112-115)をインターフェース(272)の省スペースな領域(R)に収容することができる。【図１】
0006404537.tif 000002
【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】
0006404537.tif 000008
【図８】
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【図９】
0006404537.tif 000010
【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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