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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025025117
(43)【公開日】2025-02-21
(54)【発明の名称】手術器具
(51)【国際特許分類】
A61B 34/35 20160101AFI20250214BHJP
【ＦＩ】
A61B34/35
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023129598
(22)【出願日】2023-08-08
(71)【出願人】
【識別番号】514063179
【氏名又は名称】株式会社メディカロイド
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100172362
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 達哉
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 薫
(72)【発明者】
【氏名】栗原 元
【テーマコード（参考）】
4C130
【Ｆターム（参考）】
4C130AA02
4C130AA04
4C130AA06
4C130AA13
4C130AA16
4C130AA17
4C130AA18
4C130AA23
4C130AA34
4C130AA38
4C130AA42
4C130AA44
4C130AA47
4C130AA48
4C130AA49
4C130AB02
4C130AC05
4C130AD09
4C130BA01
4C130BA04
4C130CA01
(57)【要約】
【課題】４つの駆動軸で、シャフトをロール回転、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動可能で、かつ、エンドエフェクタを作動するための細長要素をシャフトの長手方向に移動させることが可能な手術器具を提供する。
【解決手段】この手術器具４０ａは、シャフト４２をロール回転させるための第１駆動軸４４ａと、第１関節４５ａをピッチ関節運動させるとともに、第２関節４５ｂをヨー関節運動させるための第２駆動軸４４ｂおよび第３駆動軸４４ｃと、ロッド４７を長手方向に移動させるための第４の駆動軸４４ｄとを有する。この手術器具４０ａは、第４駆動軸４４ｄからの駆動力により軸心周りに回転する軸部４８１ａと、軸部４８１ａに設けられたアーム４８１と、アーム４８１に設けられ、ロッド４７に係合する係合部４８２と、を備えるレバー４８を備える。
【選択図】図６
【解決手段】この手術器具４０ａは、シャフト４２をロール回転させるための第１駆動軸４４ａと、第１関節４５ａをピッチ関節運動させるとともに、第２関節４５ｂをヨー関節運動させるための第２駆動軸４４ｂおよび第３駆動軸４４ｃと、ロッド４７を長手方向に移動させるための第４の駆動軸４４ｄとを有する。この手術器具４０ａは、第４駆動軸４４ｄからの駆動力により軸心周りに回転する軸部４８１ａと、軸部４８１ａに設けられたアーム４８１と、アーム４８１に設けられ、ロッド４７に係合する係合部４８２と、を備えるレバー４８を備える。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットアームに取り付けられるベースと、前記ベースを覆う蓋部を有するハウジングと、
前記ベースに近位端が接続されるシャフトと、
前記シャフトの遠位端側に接続され、前記シャフトの長手方向と直交する第１回転軸周りにピッチ関節運動可能な第１関節および前記長手方向および前記第１回転軸に直交する第２回転軸周りにヨー関節運動可能な第２関節を含むリストジョイントと、
前記リストジョイントの遠位端に接続されるエンドエフェクタと、
前記シャフトの長手方向に延びるように設けられ、遠位端が前記エンドエフェクタに接続される細長要素と、
前記ベースに設けられ、前記ロボットアームに設けられたモータからの駆動力により回転駆動する少なくとも４つの駆動軸と、
前記細長要素を前記長手方向に移動させるレバーと、を備え、
前記少なくとも４つの駆動軸は、前記シャフトを前記長手方向の軸線周りにロール回転させるための第１駆動軸と、前記第１関節を前記第１回転軸周りにピッチ関節運動させるとともに、前記第２関節を前記第２回転軸周りにヨー関節運動させるための第２駆動軸および第３駆動軸と、前記細長要素を前記長手方向に移動させるための第４駆動軸と、を備え、
前記レバーは、前記第４駆動軸からの駆動力により軸心周りに回転する軸部と、前記軸部に設けられたアームと、前記アームに設けられ、前記細長要素に係合する係合部と、を備える、手術器具。
前記ベースに近位端が接続されるシャフトと、
前記シャフトの遠位端側に接続され、前記シャフトの長手方向と直交する第１回転軸周りにピッチ関節運動可能な第１関節および前記長手方向および前記第１回転軸に直交する第２回転軸周りにヨー関節運動可能な第２関節を含むリストジョイントと、
前記リストジョイントの遠位端に接続されるエンドエフェクタと、
前記シャフトの長手方向に延びるように設けられ、遠位端が前記エンドエフェクタに接続される細長要素と、
前記ベースに設けられ、前記ロボットアームに設けられたモータからの駆動力により回転駆動する少なくとも４つの駆動軸と、
前記細長要素を前記長手方向に移動させるレバーと、を備え、
前記少なくとも４つの駆動軸は、前記シャフトを前記長手方向の軸線周りにロール回転させるための第１駆動軸と、前記第１関節を前記第１回転軸周りにピッチ関節運動させるとともに、前記第２関節を前記第２回転軸周りにヨー関節運動させるための第２駆動軸および第３駆動軸と、前記細長要素を前記長手方向に移動させるための第４駆動軸と、を備え、
前記レバーは、前記第４駆動軸からの駆動力により軸心周りに回転する軸部と、前記軸部に設けられたアームと、前記アームに設けられ、前記細長要素に係合する係合部と、を備える、手術器具。
【請求項2】
前記第４駆動軸と前記レバーとの間に設けられ、前記第４駆動軸から前記レバーに駆動力を伝達する駆動力伝達部をさらに備える、請求項１に記載の手術器具。
【請求項3】
前記駆動力伝達部は、スパーギアとセクターギアとを含むギア列を有し、前記ギア列によって、前記第４駆動軸から前記レバーに駆動力を伝達する、請求項２に記載の手術器具。
【請求項4】
前記駆動力伝達部は、前記第４駆動軸の回転を減速して前記レバーに伝達する、請求項２に記載の手術器具。
【請求項5】
前記軸部の軸心は、前記長手方向と直交する方向において、前記係合部と前記第４駆動軸との間に配置されている、請求項１に記載の手術器具。
【請求項6】
前記アームは、第１アームと、前記第１アームに対向するように設けられた第２アームと、を含み、前記係合部は、前記第１アームに設けられた第１係合部と、前記第２アームに設けられた第２係合部と、を含み、
前記第１係合部は、一方側から前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記細長要素に係合する、請求項１に記載の手術器具。
前記第１係合部は、一方側から前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記細長要素に係合する、請求項１に記載の手術器具。
【請求項7】
前記細長要素を保持する保持部材をさらに備え、
前記第１係合部は、一方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合する、請求項６に記載の手術器具。
前記第１係合部は、一方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合する、請求項６に記載の手術器具。
【請求項8】
前記エンドエフェクタは、第１ジョーと、第２ジョーとを有し、
前記第１ジョーは、前記第２ジョーに回転可能に支持される支持軸と、前記細長要素の遠位端に接続される接続部とを有し、前記細長要素の前記長手方向の移動により前記支持軸の軸心周りに回転する、請求項１に記載の手術器具。
前記第１ジョーは、前記第２ジョーに回転可能に支持される支持軸と、前記細長要素の遠位端に接続される接続部とを有し、前記細長要素の前記長手方向の移動により前記支持軸の軸心周りに回転する、請求項１に記載の手術器具。
【請求項9】
前記細長要素を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記長手方向の遠位端側に向かって付勢するばね部材と、をさらに備え、
前記係合部は、前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記係合部により前記保持部材を前記長手方向の近位端側に向かって押した際の前記ばね部材の反力により前記エンドエフェクタの把持力を印加する、請求項１に記載の手術器具。
前記保持部材を前記長手方向の遠位端側に向かって付勢するばね部材と、をさらに備え、
前記係合部は、前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記係合部により前記保持部材を前記長手方向の近位端側に向かって押した際の前記ばね部材の反力により前記エンドエフェクタの把持力を印加する、請求項１に記載の手術器具。
【請求項10】
前記細長要素は、ロッドである、請求項１に記載の手術器具。
【請求項11】
前記シャフトの前記長手方向に延びるように設けられる第１～第４ワイヤを備え、
前記リストジョイントは、前記シャフトの遠位端側に接続される第１関節部品、前記第１関節を介して前記第１関節部品に接続される第２関節部品および前記第２関節を介して前記第２関節部品に接続される第３関節部品を含み、
前記第１～第４ワイヤは、各遠位端が前記第３関節部品に固定されている、請求項１に記載の手術器具。
前記リストジョイントは、前記シャフトの遠位端側に接続される第１関節部品、前記第１関節を介して前記第１関節部品に接続される第２関節部品および前記第２関節を介して前記第２関節部品に接続される第３関節部品を含み、
前記第１～第４ワイヤは、各遠位端が前記第３関節部品に固定されている、請求項１に記載の手術器具。
【請求項12】
前記シャフトの前記長手方向と前記第１回動軸の両方に平行な第１平面と、前記シャフトの前記長手方向と前記第２回動軸の両方に平行な第２平面とが、前記第３関節部品の断面を４つの領域に分割し、
前記第１～第４ワイヤは、前記４つの領域をそれぞれ通過するように配置され、
前記第１ワイヤと前記第２ワイヤの各近位端は前記第２駆動軸に巻き止められ、前記第３ワイヤと前記第４ワイヤの各近位端は前記第３駆動軸に巻き止められる、請求項１１に記載の手術器具。
前記第１～第４ワイヤは、前記４つの領域をそれぞれ通過するように配置され、
前記第１ワイヤと前記第２ワイヤの各近位端は前記第２駆動軸に巻き止められ、前記第３ワイヤと前記第４ワイヤの各近位端は前記第３駆動軸に巻き止められる、請求項１１に記載の手術器具。
【請求項13】
前記第２駆動軸は、第１方向に回転して前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第１方向と反対の第２方向に回転して前記第２ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第３駆動軸は、第３方向に回転して前記第３ワイヤに張力をかけ、前記第３方向と反対の第４方向に回転して前記第４ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、前記第１関節は、前記第１回転軸周りにピッチ関節運動を行い、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、前記第２関節は、前記第２回転軸周りにヨー関節運動を行う、請求項１１に記載の手術器具。
前記第３駆動軸は、第３方向に回転して前記第３ワイヤに張力をかけ、前記第３方向と反対の第４方向に回転して前記第４ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、前記第１関節は、前記第１回転軸周りにピッチ関節運動を行い、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、前記第２関節は、前記第２回転軸周りにヨー関節運動を行う、請求項１１に記載の手術器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、手術器具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、駆動軸を備える手術器具が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１には、駆動軸と、駆動軸の固定されたディスクと、ディスクに設けられた偏心カムピンと、偏心カムピンに係合する駆動バーと、駆動バーのピボットとなるピボット駆動軸と、駆動バーのピボット駆動軸周りの回動により、シャフトの長手方向に前後運動するコアロッドと、コアロッドの前後運動により開閉するブレードとを備える、手術器具が開示されている。上記特許文献１に開示された手術器具では、ベースから垂直に延びる４つの駆動軸のうち、２つの駆動軸をピボット軸として利用してコアロッドを前後運動させてエンドエフェクタを駆動させるとともに、１つの駆動軸を利用してシャフトを回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許７３０６５９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１では、２つの駆動軸をピボット軸として利用してコアロッドを前後運動させてエンドエフェクタを駆動させているため、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動させるための駆動軸の数が不足しており、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動させることが困難であるという不都合がある。このため、４つの駆動軸で、シャフトをロール回転、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動可能で、かつ、エンドエフェクタを作動するためのロッド（細長要素）をシャフトの長手方向に移動させることが困難であるという問題点がある。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、４つの駆動軸で、シャフトをロール回転、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動可能で、かつ、エンドエフェクタを作動するための細長要素をシャフトの長手方向に移動させることが可能な手術器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による手術器具は、ロボットアームに取り付けられるベースと、ベースを覆う蓋部を有するハウジングと、ベースに近位端が接続されるシャフトと、シャフトの遠位端側に接続され、シャフトの長手方向と直交する第１回転軸周りにピッチ関節運動可能な第１関節および長手方向および第１回転軸に直交する第２回転軸周りにヨー関節運動可能な第２関節を含むリストジョイントと、リストジョイントの遠位端に接続されるエンドエフェクタと、シャフトの長手方向に延びるように設けられ、遠位端がエンドエフェクタに接続される細長要素と、ベースに設けられ、ロボットアームに設けられたモータからの駆動力により回転駆動する少なくとも４つの駆動軸と、細長要素を長手方向に移動させるレバーと、を備え、少なくとも４つの駆動軸は、シャフトを長手方向の軸線周りにロール回転させるための第１駆動軸と、第１関節を第１回転軸周りにピッチ関節運動させるとともに、第２関節を第２回転軸周りにヨー関節運動させるための第２駆動軸および第３駆動軸と、細長要素を長手方向に移動させるための第４駆動軸と、を備え、レバーは、第４駆動軸からの駆動力により軸心周りに回転する軸部と、軸部に設けられたアームと、アームに設けられ、細長要素に係合する係合部と、を備える。
【0008】
この発明の一の局面による手術器具では、上記のように、レバーは、第４駆動軸からの駆動力により軸心周りに回転する軸部と、軸部に設けられたアームと、アームに設けられ、細長要素に係合する係合部とを備える。これにより、細長要素を長手方向に移動させるレバー自身が備える軸部をレバーの回転軸としているため、駆動軸を回転軸として利用する必要がない。その結果、駆動軸を１つのみ用いて細長要素をシャフトの長手方向に移動させ、エンドエフェクタを作動することができる。その結果、４つの駆動軸で、シャフトをロール回転、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動可能で、かつ、エンドエフェクタを作動するための細長要素をシャフトの長手方向に移動させることが可能な手術器具を提供することができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、上記のように、４つの駆動軸で、シャフトをロール回転、エンドエフェクタをピッチ・ヨー関節運動可能で、かつ、エンドエフェクタを作動するための細長要素をシャフトの長手方向に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】一実施形態によるロボット手術システムの構成を示す図である。
【図2】一実施形態によるロボット手術システムの制御的な構成を示したブロック図である。
【図3】一実施形態によるロボットアームにアダプタを介して手術器具が取り付けられた状態を示した斜視図である。
【図4】一実施形態によるロボットアームにアダプタを介して手術器具が取り付けられる状態を示した分解斜視図である。
【図5】一実施形態による手術器具を下方から見た斜視図である。
【図6】一実施形態による手術器具を示した平面図である。
【図7】一実施形態による手術器具の蓋部を取り外した状態を示した斜視図である。
【図8】一実施形態による手術器具の蓋部を取り外した状態を示した平面図である。
【図9】一実施形態による手術器具の蓋部を取り外した状態を示した断面図である。
【図10】一実施形態によるエンドエフェクタ、リストジョイントおよびシャフトを示した側面図である。
【図11】一実施形態によるエンドエフェクタ、リストジョイントおよびシャフトを示した断面図である。
【図13】一実施形態によるエンドエフェクタおよびロッドを示した分解斜視図である。
【図14】一実施形態による手術器具のリストジョイント内のガイド部を示した斜視図である。
【図15】一実施形態によるメモリ基板および固定部を示した斜視図である。
【図16】一実施形態によるメモリ基板および固定部を示した断面図である。
【図17】一実施形態による手術器具のリストジョイントを示した斜視図である。
【図18】一実施形態による手術器具のリストジョイントを示した分解斜視図である。
【図19】一実施形態による手術器具のリストジョイントの第１および第４の噛合部を示した断面図である。
【図20】一実施形態による手術器具のリストジョイントの第２および第３の噛合部を示した断面図である。
【図21】一実施形態による手術器具のリストジョイントの第１および第４の噛合部を示した拡大図である。
【図22】一実施形態による手術器具のリストジョイントの第２および第３の噛合部を示した拡大図である。
【図23】一実施形態による手術器具の回動していない状態のリストジョイントを示した図である。
【図24】一実施形態による手術器具の角度θ１回動した状態のリストジョイントを示した図である。
【図25】一実施形態による手術器具の角度θ２回動した状態のリストジョイントを示した図である。
【図26】一実施形態による手術器具の角度θ３回動した状態のリストジョイントを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を具体化した本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
【0013】
図１に示すように、ロボット手術システム１００は、遠隔操作装置１０と、患者側装置２０と、を備えている。遠隔操作装置１０は、患者側装置２０に設けられた医療器具（ｍｅｄｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を遠隔操作するために設けられている。患者側装置２０によって実行されるべき動作態様指令が術者（ｓｕｒｇｅｏｎ）である操作者により遠隔操作装置１０に入力されると、遠隔操作装置１０は、動作態様指令をコントローラ２４を介して患者側装置２０に送信する。そして、患者側装置２０は、遠隔操作装置１０から送信された動作態様指令に応答して、ロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）４０、および、ロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡４０ｂ等の医療器具を操作する。これにより、低侵襲手術が行われる。
【0014】
患者側装置２０は、患者Ｐに対して手術を行うインターフェイスを構成する。患者側装置２０は、患者Ｐが横たわる手術台３０の傍らに配置される。患者側装置２０は、複数のロボットアーム２１ａ、２１ｂを有し、このうち１つのロボットアーム２１ｂに内視鏡４０ｂが取り付けられ、その他のロボットアーム２１ａに手術器具４０ａが取り付けられる。各ロボットアーム２１ａ、２１ｂは、アームベース２２に共通に支持されている。複数のロボットアーム２１ａ、２１ｂは複数の関節を有し、それぞれの関節には、サーボモータを含む駆動部と、エンコーダ等の位置検出器とが設けられている。ロボットアーム２１ａ、２１ｂは、コントローラ２４を介して与えられた駆動信号によりロボットアーム２１ａ、２１ｂに取り付けられた医療器具が所望の動作を行うように制御されるように構成されている。
【0015】
アームベース２２は、手術室の床の上に載置されたポジショナ２３に支持されている。ポジショナ２３は、垂直多関節ロボットを含んでいる。ポジショナ２３は、アームベース２２の位置を３次元的に移動させるように構成されている。コントローラ２４は、ＣＰＵ等の演算器と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリとを有する制御回路である。
【0016】
ロボットアーム２１ａには、先端部に医療器具としての手術器具４０ａが着脱可能に取り付けられる。手術器具４０ａは、ハウジング４１（図３参照）と、シャフト４２（図３参照）と、エンドエフェクタ４３（図３参照）とを備えている。エンドエフェクタ４３として、たとえば、把持鉗子、シザーズ、フック、高周波ナイフ、スネアワイヤ、クランプ、ステイプラー、クリップアプライア、電気メス、ニードルが挙げられるがこれに限られるものではなく、各種の処置具を適用することができる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ａは、患者Ｐの体表に留置したカニューラ（トロッカ）を介して患者Ｐの体内に手術器具４０ａを導入する。そして、手術器具４０ａのエンドエフェクタ４３は、手術部位の近傍に配置される。
【0017】
ロボットアーム２１ｂには、先端部に医療器具としての内視鏡４０ｂが着脱可能に取り付けられる。内視鏡４０ｂは、患者Ｐの体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、遠隔操作装置１０に対して出力される。内視鏡４０ｂとして、３次元画像を撮影することができる３Ｄ内視鏡または２Ｄ内視鏡が用いられる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ｂは、患者Ｐの体表に留置したトロッカを介して患者Ｐの体内に内視鏡４０ｂを導入する。そして、内視鏡４０ｂが手術部位の近傍に配置される。
【0018】
遠隔操作装置１０は、操作者とのインターフェイスを構成する。遠隔操作装置１０は、ロボットアーム２１ａ、２１ｂに取り付けられた医療器具を操作者が操作するための装置である。すなわち、遠隔操作装置１０は、操作者によって入力された手術器具４０ａおよび内視鏡４０ｂによって実行されるべき動作態様指令をコントローラ２４を介して患者側装置２０へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置１０は、たとえば、マスタの操作をしながらも患者Ｐの様子がよく見えるように手術台３０の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置１０は、手術台３０が設置された手術室とは別室に設置することも可能である。
【0019】
手術器具４０ａによって実行されるべき動作態様とは、手術器具４０ａの動作（一連の位置及び姿勢）及び手術器具４０ａ個別の機能によって実現される動作の態様である。たとえば、手術器具４０ａがベッセルシーラーである場合には、手術器具４０ａによって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタ４３の手首のピッチ回転動作およびヨー回転動作と、ジョーの開閉を行う動作と、エンドエフェクタに凝固電流を供給することにより組織を凝固する動作と、エンドエフェクタに切断電流を供給することにより組織を切開する動作である。
【0020】
内視鏡４０ｂによって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡４０ｂ先端の位置及び姿勢、又はズーム倍率の設定である。
【0021】
【0022】
操作ハンドル１１は、ロボットアーム２１ａに取り付けられた医療器具を遠隔で操作するために設けられている。具体的には、操作ハンドル１１は、医療器具（手術器具４０ａ、内視鏡４０ｂ）を操作するための操作者による操作を受け付ける。操作ハンドル１１は、水平方向に沿って２つ設けられている。つまり、２つの操作ハンドル１１のうち一方の操作ハンドル１１は、操作者の右手により操作され、２つの操作ハンドル１１のうち他方の操作ハンドル１１は、操作者の左手により操作される。
【0023】
また、操作ハンドル１１は、遠隔操作装置１０の後方側から、前方側に向かって延びるように配置されている。操作ハンドル１１は、所定の３次元の操作領域内で動かすことができるように構成されている。すなわち、操作ハンドル１１は、上下方向、左右方向、前後方向、および回転して動かすことができるように構成されている。
【0024】
遠隔操作装置１０と患者側装置２０とは、ロボットアーム２１ａ、２１ｂの動作の制御においては、マスタスレーブ型のシステムを構成する。すなわち、操作ハンドル１１は、マスタスレーブ型のシステムにおけるマスタ側の操作部を構成し、医療器具が取り付けられたロボットアーム２１ａ、２１ｂはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル１１を操作者が操作すると、操作ハンドル１１の動きをロボットアーム２１ａの先端部（手術器具４０ａのエンドエフェクタ４３）またはロボットアーム２１ｂの先端部（内視鏡４０ｂ）がトレースして移動するようにロボットアーム２１ａまたはロボットアーム２１ｂの動作が制御される。
【0025】
また、患者側装置２０は、設定された動作倍率に応じてロボットアーム２１ａの動作を制御するよう構成されている。たとえば、動作倍率が１／２倍に設定されている場合、手術器具４０ａのエンドエフェクタ４３は、操作ハンドル１１の移動距離の１／２の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。
【0026】
操作ペダル部１２は、医療器具に関する機能を実行するための複数のペダルを含んでいる。複数のペダルは、凝固ペダルと、切断ペダルと、カメラペダルと、クラッチペダルと、を含んでいる。また、複数のペダルは、操作者の足により操作される。
【0027】
凝固ペダルは、手術器具４０ａを用いて手術部位を凝固させる操作を行うことができる。具体的には、凝固ペダルは、操作されることにより、手術器具４０ａに凝固用の電流が供給されて、手術部位の凝固が行われる。切断ペダルは、手術器具４０ａを用いて手術部位を切断させる操作を行うことができる。具体的には、切断ペダルは、操作されることにより、手術器具４０ａに切断用の電流が供給されて、手術部位の切断が行われる。
【0028】
カメラペダルは、体腔内を撮像する内視鏡４０ｂの位置及び姿勢を操作するために用いられる。具体的には、カメラペダルは、内視鏡４０ｂの操作ハンドル１１による操作を有効にする。つまり、カメラペダルが押されている間は、操作ハンドル１１により内視鏡４０ｂの位置および姿勢を操作することが可能である。たとえば、内視鏡４０ｂは、左右の操作ハンドル１１の両方を用いることにより操作される。具体的には、左右の操作ハンドル１１の中間点を中心に左右の操作ハンドル１１を回動させることにより、内視鏡４０ｂが回動される。また、左右の操作ハンドル１１を共に押し込むことにより、内視鏡４０ｂが奥に進む。また、左右の操作ハンドル１１を共に引っ張ることにより、内視鏡４０ｂが手前に戻る。また、左右の操作ハンドル１１を共に上下左右に移動させることにより、内視鏡４０ｂが上下左右に移動する。
【0029】
クラッチペダルは、ロボットアーム２１ａと、操作ハンドル１１との操作接続を一時切断し手術器具４０ａの動作を停止させる場合に用いられる。具体的には、クラッチペダルが操作されている間は、操作ハンドル１１を操作しても、患者側装置２０のロボットアーム２１ａが動作しない。たとえば、操作により操作ハンドル１１が移動可能な範囲の端部近傍に来た場合に、クラッチペダルが操作されることにより、操作接続を一時切断して、操作ハンドル１１を中央位置付近に戻すことができる。そして、クラッチペダルの操作を中止するとロボットアーム２１ａと操作ハンドル１１とが再び接続され、中央付近で操作ハンドル１１の操作を再開することができる。
【0030】
表示部１３は、内視鏡４０ｂが撮像した画像を表示することができるものである。表示部１３は、スコープ型表示部または非スコープ型表示部からなる（図１では、スコープ型表示部を示す）。スコープ型表示部とは、たとえば、覗き込むタイプの表示部である。また、非スコープ型表示部とは、通常のパーソナルコンピュータのディスプレイのような覗き込むタイプではない平坦な画面を有する開放型の表示部を含む概念である。
【0031】
スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０のロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡４０ｂにより撮像された３Ｄ画像が表示される。非スコープ型表示部が取り付けられた場合にも、患者側装置２０に設けられた内視鏡４０ｂにより撮像された３Ｄ画像が表示される。なお、非スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０に設けられた内視鏡４０ｂにより撮像された２Ｄ画像が表示されてもよい。
【0032】
図２に示すように、制御装置１４は、たとえば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部１４１と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリを有する記憶部１４２と、画像制御部１４３とを含んでいる。制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置により構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置により構成されてもよい。制御部１４１は、操作ハンドル１１により入力された動作態様指令を、操作ペダル部１２の切替状態に応じて、ロボットアーム２１ａによって実行されるべき動作態様指令であるか、または、内視鏡４０ｂによって実行されるべき動作態様指令であるかを判定する。そして、制御部１４１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が手術器具４０ａによって実行されるべき動作態様指令であると判断すると、コントローラ２４を介してロボットアーム２１ａに対して動作態様指令を送信する。これによって、コントローラ２４により、ロボットアーム２１ａが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具４０ａの動作が制御される。
【0033】
また、制御部１４１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が内視鏡４０ｂによって実行されるべき動作態様指令であると判定すると、コントローラ２４を介してロボットアーム２１ｂに対して動作態様指令を送信する。これによって、ロボットアーム２１ｂが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡４０ｂの動作が制御される。
【0034】
記憶部１４２には、たとえば、手術器具４０ａの種類に応じた制御プログラムが記憶されていて、取り付けられた手術器具４０ａの種類に応じて制御部１４１がこれらの制御プログラムを読み出すことにより、遠隔操作装置１０の操作ハンドル１１及び／又は操作ペダル部１２の動作指令が個別の手術器具４０ａに適合した動作をさせることができる。
【0035】
画像制御部１４３は、内視鏡４０ｂが取得した画像を表示部１３に伝送する。画像制御部１４３は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。
【0036】
【0037】
ここで、手術器具４０ａの長手方向（シャフト４２の長手方向）をＹ方向とし、Ｙ方向のうち手術器具４０ａの先端側方向（エンドエフェクタ４３側方向）をＹ１方向とし、Ｙ１方向の反対側をＹ２方向とする。手術器具４０ａとアダプタ６０とが隣接する方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち手術器具４０ａ側をＺ１方向とし、Ｚ１方向の反対側をＺ２方向とする。また、Ｙ方向およびＺ方向に直交する方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち一方側をＸ１方向とし、Ｘ方向のうち他方側をＸ２方向とする。
【0038】
図３および図４に示すように、手術器具４０ａは、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１ａに取り外し可能に取り付けられる。具体的には、手術器具４０ａは、ロボットアーム２１ａにアダプタ６０を介して取り外し可能に取り付けられる。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａを覆うための滅菌処理されたドレープ７０をロボットアーム２１ａとの間に挟み込むためのドレープアダプタである。
【0039】
手術器具４０ａは、アダプタ６０のＺ１方向側に取り付けられる。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａのＺ１方向側に取り付けられる。
【0040】
ロボットアーム２１ａは、清潔区域において使用されるため、ドレープ７０により覆われる。ここで、手術室では、手術により切開した部分および医療機器が病原菌や異物などにより汚染されることを防ぐため、清潔操作が行われる。この清潔操作においては、清潔区域および清潔区域以外の区域である汚染区域が設定される。手術部位は、清潔区域に配置される。操作者を含む手術チームのメンバーは、手術中、清潔区域に殺菌されている物体のみが位置するよう配慮し、かつ、汚染区域に位置している物体を清潔区域に移動させるときは、この物体に滅菌処理を施す。同様に、操作者を含む手術チームの補助者がその手を汚染区域に位置させたときは、清潔区域に位置している物体に直接接触する前に、手の滅菌処理を行う。清潔区域において用いられる器具は、滅菌処理が行われる、または、滅菌処理されたドレープ７０により覆われる。
【0041】
図４に示すように、ドレープ７０は、ロボットアーム２１ａを覆う本体部７１と、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０との間に挟み込まれる取付部７２とを備えている。本体部７１は、フィルム状に形成された可撓性フィルム部材により構成されている。可撓性フィルム部材は、熱可塑性ポリウレタンやポリエチレンなどの樹脂材料からなる。本体部７１には、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。本体部７１の開口部には、取付部７２が設けられている。取付部７２は、樹脂成形部材により構成されている。樹脂成形部材は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料からなる。取付部７２は、本体部７１に比べて硬く（撓みにくく）形成されている。取付部７２は、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。取付部７２の開口部は、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０との係合する部分に対応するように設けられていてもよい。また、取付部７２の開口部は、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０との複数の係合する部分に対応するように複数設けられていてもよい。
【0042】
図５および図７に示すように、手術器具４０ａは、複数（４個）の駆動軸４４ａ、４４ｂ、４４ｃおよび４４ｄを備えている。複数の駆動軸４４ａ～４４ｄは、ハウジング４１内に設けられ、Ｚ方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に設けられている。複数の駆動軸４４ａ～４４ｄは、ロボットアーム２１ａに設けられた駆動部２１２のモータからの駆動力により回転駆動する。複数の駆動軸４４ａ～４４ｄは、シャフト４２、エンドエフェクタ４３および後述するリストジョイント４５を操作（駆動）するために設けられている。
【0043】
複数の駆動軸４４ａ～４４ｄの各々は、ロボットアーム２１ａからの駆動力をシャフト４２、エンドエフェクタ４３およびリストジョイント４５に伝達させるために、アダプタ６０の駆動伝達部材６１と係合する突起４４１を含んでいる。突起４４１は、駆動軸４４ａ～４４ｄのＺ２方向側の表面からアダプタ６０側（Ｚ２方向側）に向かって突出している。また、突起４４１は、直線状に複数並んでいる。
【0044】
図４に示すように、アダプタ６０は、駆動伝達部材６１を備えている。駆動伝達部材６１は、ロボットアーム２１ａからの駆動力を手術器具４０ａの複数の駆動軸４４ａ～４４ｄに伝達するように構成されている。つまり、駆動伝達部材６１は、手術器具４０ａの複数の駆動軸４４ａ～４４ｄに対応するように複数設けられている。駆動伝達部材６１は、Ｚ方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に設けられている。
【0045】
複数の駆動伝達部材６１は、手術器具４０ａの複数の駆動軸４４ａ～４４ｄの突起４４１と係合する係合凹部６１１を含んでいる。係合凹部６１１は、駆動伝達部材６１の手術器具４０ａ側（Ｚ１方向側）に設けられているとともに、駆動伝達部材６１のＺ１方向側の表面から手術器具４０ａ側とは反対側（Ｚ２方向側）に向かって窪んでいる。複数の駆動伝達部材６１は、Ｚ２方向側の面に、ロボットアーム２１ａの後述する係合凸部２１３と係合する係合凹部を含んでいる。
【0046】
ロボットアーム２１ａは、フレーム２１１と、駆動部２１２と、複数の係合凸部２１３とを備えている。駆動部２１２は、手術器具４０ａの複数の駆動軸４４ａ～４４ｄおよびアダプタ６０の複数の駆動伝達部材６１に対応するように複数（４つ）設けられている。駆動部２１２は、アブソリュートエンコーダと、サーボモータを含み、係合凸部２１３をＺ方向に延びる回転軸線回りに回転駆動するように構成されている。係合凸部２１３は、駆動伝達部材６１のＺ２方向側の面の係合凹部と係合する。係合凸部２１３は、ロボットアーム２１ａのＺ１方向側の表面からＺ１方向側（アダプタ６０側）に向かって突出している。駆動部２１２は、係合凸部２１３と係合したアダプタ６０の駆動伝達部材６１をＺ方向に延びる回転軸線回りに回転駆動させるとともに、駆動伝達部材６１と係合した手術器具４０ａの駆動軸４４ａ～４４ｄをＺ方向に延びる回転軸線回りに回転駆動させるように構成されている。
【0047】
【0048】
図６～図２６に示すように、手術器具４０ａは、ハウジング４１と、シャフト４２と、エンドエフェクタ４３と、複数の駆動軸４４ａ～４４ｄとを備えている。また、手術器具４０ａは、リストジョイント４５と、ワイヤ４６と、ロッド４７と、レバー４８と、駆動力伝達部４９と、保持部材５０と、ばね部材５１と、を備えている。ロッド４７は、特許請求の範囲の「細長要素」の一例である。
【0049】
図７に示すように、ハウジング４１は、ベース４１１と、蓋部４１２（図４参照）とを有している。ベース４１１は、アダプタ６０を介してロボットアーム２１ａ（図４参照）に取り付けられる。ベース４１１には、複数の駆動軸４４ａ～４４ｄが設けられている。蓋部４１２は、ベース４１１を覆う。具体的には、蓋部４１２は、ベース４１１のロボットアーム２１ａへの取付面とは反対側（Ｚ１方向側）からベース４１１を覆う。蓋部４１２は、ベース４１１に取り外し可能に取り付けられている。
【0050】
シャフト４２は、Ｙ方向に延びるように設けられている。シャフト４２の近位端（Ｙ２方向側の端部）は、ベース４１１に接続されている。シャフト４２の遠位端（Ｙ１方向側の端部）には、リストジョイント４５が接続されている。
【0051】
エンドエフェクタ４３は、リストジョイント４５の遠位端に接続されている。エンドエフェクタ４３は、第１ジョー４３１と、第２ジョー４３２とを有している。
【0052】
図１０および図１１に示すように、第１ジョー４３１には、カット用電極８１が設けられている。また、第１ジョー４３１には、凝固用電極が設けられている。凝固用電極は、カット用電極８１を挟み込むようにカット用電極８１の幅方向両側に設けられている。また、第２ジョー４３２には、グランド電極が設けられている。エンドエフェクタ４３は、手術部位のカットおよび凝固を行うことが可能なように構成されている。
【0053】
図７～図９に示すように、複数の駆動軸４４ａ～４４ｄは、シャフト４２をＹ方向の軸線周りにロール回転させるための第１駆動軸４４ａと、第１関節４５ａを回動軸線Ａ１周りにピッチ関節運動させるとともに、第２関節４５ｂを回動軸線Ａ２周りにヨー関節運動させるための第２駆動軸４４ｂおよび第３駆動軸４４ｃと、ロッド４７をＹ方向に移動させるための第４駆動軸４４ｄとを有している。
【0054】
第１駆動軸４４ａは、シャフト４２の近位端に接続されるギア４２２に接続されている。第１駆動軸４４ａが回転駆動されることにより、ギア４２２を介してシャフト４２がロール回転される。第２駆動軸４４ｂおよび第３駆動軸４４ｃは、リストジョイント４５に接続されるワイヤ４６に接続されている。第２駆動軸４４ｂおよび第３駆動軸４４ｃが回転駆動されることにより、ワイヤ４６を介してリストジョイント４５がピッチまたはヨー関節運動される。なお、第４駆動軸４４ｄによるロッド４７のＹ方向への移動については、後述する。
【0055】
図７、図１０および図１１に示すように、リストジョイント４５は、シャフト４２の遠位端側（Ｙ１方向側）に接続され、関節運動することが可能なように構成されている。具体的には、リストジョイント４５は、第１のジョイント部品４５１と、第２のジョイント部品４５２と、第３のジョイント部品４５３とを有している。第１のジョイント部品４５１は、シャフト４２の遠位端側（Ｙ１方向側）に接続されている。第２のジョイント部品４５２は、第１関節４５ａを介して第１のジョイント部品４５１に接続されている。第２のジョイント部品４５２は、第１のジョイント部品４５１の遠位端側（Ｙ１方向側）に配置され、ピッチ関節運動することが可能なように、第１のジョイント部品４５１に噛み合っている。第３のジョイント部品４５３は、第２関節４５ｂを介して第２のジョイント部品４５２に接続されている。第３のジョイント部品４５３は、第２のジョイント部品４５２の遠位端側に配置され、ヨー関節運動することが可能なように、第２のジョイント部品４５２に噛み合っている。また、第３のジョイント部品４５３は、シャフト４２と、シャフト４２よりも径が小さいエンドエフェクタ４３とを接続するために、遠位端側（Ｙ１方向側）に向かうに従って徐々に径が小さくなる形状を有している。リストジョイント４５の詳細については、後述する。なお、第１のジョイント部品４５１と、第２のジョイント部品４５２と、第３のジョイント部品４５３とは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１関節部品」と、「第２関節部品」と、「第３関節部品」との一例である。
【0056】
ワイヤ４６は、リストジョイント４５を駆動するために設けられている。ワイヤ４６は、リストジョイント４５をピッチ関節運動とヨー関節運動させる。ワイヤ４６は、シャフト４２の内部にＹ方向に延びるように４本設けられている。４本のワイヤ４６のうち２本は、リストジョイント４５と第２駆動軸４４ｂとを互いに接続し、他の２本は、リストジョイント４５と第３駆動軸４４ｃとを互いに接続している。
【0057】
たとえば、図１２に示すように、４本のワイヤ４６は、ワイヤ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、および、４６ｄを含んでいる。ワイヤ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、および、４６ｄは、各遠位端が第３のジョイント部品４５３に固定されている。ワイヤ４６ａおよび４６ｂの各近位端は、近位端が第２駆動軸４４ｂに巻き止められている。ワイヤ４６ａおよび４６ｂは、第２駆動軸４４ｂに、互いに反対周りに巻き止められている。つまり、第２駆動軸４４ｂが一方方向に回動することにより、ワイヤ４６ａおよび４６ｂのうち一方が近位方向（Ｙ２方向）に引っ張られ、ワイヤ４６ａおよび４６ｂのうち他方が緩められて遠位方向（Ｙ１方向）に引き出される。また、第２駆動軸４４ｂが一方方向と反対の他方方向に回動することにより、ワイヤ４６ａおよび４６ｂのうち他方が近位方向（Ｙ２方向）に引っ張られ、ワイヤ４６ａおよび４６ｂのうち一方が緩められて遠位方向（Ｙ１方向）に引き出される。なお、ワイヤ４６ａ、４６ｂ、４６ｃおよび４６ｄは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１ワイヤ」、「第２ワイヤ」、「第３ワイヤ」および「第４ワイヤ」の一例である。
【0058】
また、ワイヤ４６ｃおよび４６ｄの各近位端は、第３駆動軸４４ｃに巻き止められている。ワイヤ４６ｃおよび４６ｄは、第３駆動軸４４ｃに、互いに反対周りに巻き止められている。つまり、第３駆動軸４４ｃが一方方向に回動することにより、ワイヤ４６ｃおよび４６ｄのうち一方が近位方向（Ｙ２方向）に引っ張られ、ワイヤ４６ｃおよび４６ｄのうち他方が緩められて遠位方向（Ｙ１方向）に引き出される。また、第３駆動軸４４ｃが一方方向と反対の他方方向に回動することにより、ワイヤ４６ｃおよび４６ｄのうち他方が近位方向（Ｙ２方向）に引っ張られ、ワイヤ４６ｃおよび４６ｄのうち一方が緩められて遠位方向（Ｙ１方向）に引き出される。
【0059】
リストジョイント４５は、図１０に示すように、シャフト４２の長手方向と直交する回動軸線Ａ１周りに回動してピッチ関節運動可能な第１関節４５ａと、シャフト４２の長手方向および回動軸線Ａ１に直交する回動軸線Ａ２周りに回動してヨー関節運動可能な第２関節４５ｂと、を含んでいる。ワイヤ４６は、第２駆動軸４４ｂによるワイヤ４６ａおよび４６ｂの駆動と、第３駆動軸４４ｃによるワイヤ４６ｃおよび４６ｄの駆動とにより、リストジョイント４５をピッチ関節運動とヨー関節運動させる。リストジョイント４５は、第２駆動軸４４ｂおよび第３駆動軸４４ｃにより、第１関節４５ａの回動軸線Ａ１周りの回動（ピッチ関節運動）および第２関節４５ｂの回動軸線Ａ２周りの回動（ヨー関節運動）が行われる。第２駆動軸４４ｂは、第１方向に回転してワイヤ４６ａに張力をかけ、第１方向と反対の第２方向に回転してワイヤ４６ｂに張力をかけるように構成されている。第３駆動軸４４ｃは、第３方向に回転してワイヤ４６ｃに張力をかけ、第３方向と反対の第４方向に回転してワイヤ４６ｄに張力をかけるように構成されている。第２駆動軸４４ｂの回転によってワイヤ４６ａに張力をかけ、第３駆動軸４４ｃの回転によってワイヤ４６ｄに張力をかけた場合、または、第２駆動軸４４ｂの回転によってワイヤ４６ｂに張力をかけ、第３駆動軸４４ｃの回転によってワイヤ４６ｃに張力をかけた場合、第１関節４５ａは、回動軸線Ａ１周りにピッチ関節運動を行う。第２駆動軸４４ｂの回転によってワイヤ４６ａに張力をかけ、第３駆動軸４４ｃの回転によってワイヤ４６ｃに張力をかけた場合、または、第２駆動軸４４ｂの回転によってワイヤ４６ｂに張力をかけ、第３駆動軸４４ｃの回転によってワイヤ４６ｄに張力をかけた場合、第２関節４５ｂは、回動軸線Ａ２周りにヨー関節運動を行う。なお、回動軸線Ａ１および回動軸線Ａ２は、それぞれ、特許請求の範囲の「回動軸線Ａ１」および「回動軸線Ａ２」の一例である。
【0060】
具体的には、図１２に示すように、第１関節４５ａは、第２駆動軸４４ｂによりワイヤ４６ａが引っ張られるとともにワイヤ４６ｂが緩められ、第３駆動軸４４ｃによりワイヤ４６ｄが引っ張られるとともにワイヤ４６ｃが緩められることにより、回動軸線Ａ１周りにＡ１ｂ方向に回動する。また、第１関節４５ａは、第２駆動軸４４ｂによりワイヤ４６ｂが引っ張られるとともにワイヤ４６ａが緩められ、第３駆動軸４４ｃによりワイヤ４６ｃが引っ張られるとともにワイヤ４６ｄが緩められることにより、回動軸線Ａ１周りにＡ１ａ方向に回動する。
【0061】
また、第２関節４５ｂは、第２駆動軸４４ｂによりワイヤ４６ａが引っ張られるとともにワイヤ４６ｂが緩められ、第３駆動軸４４ｃによりワイヤ４６ｃが引っ張られるとともにワイヤ４６ｄが緩められることにより、回動軸線Ａ２周りにＡ２ａ方向に回動する。また、第２関節４５ｂは、第２駆動軸４４ｂによりワイヤ４６ｂが引っ張られるとともにワイヤ４６ａが緩められ、第３駆動軸４４ｃによりワイヤ４６ｄが引っ張られるとともにワイヤ４６ｃが緩められることにより、回動軸線Ａ２周りにＡ２ｂ方向に回動する。
【0062】
また、４本のワイヤ４６ａ～４６ｄは、各々の端部４６ｅ（図１０参照）が、第３のジョイント部品４５３の近位端近傍に固定されている。図１２は、図１０の矢視Ｃ１-Ｃ１から視た第３のジョイント部品４５３の横断面図である。図１２に示すように、シャフト４２の長手方向（Ｙ方向）と回動軸線Ａ１の両方に平行な平面Ｂ１と、シャフト４２の長手方向（Ｙ方向）と回動軸線Ａ２の両方に平行な平面Ｂ２と、により第３のジョイント部品４５３の断面は、第１領域Ｄ１～第４領域Ｄ４の４つの領域に分割されている。４本のワイヤ４６ａ～４６ｄは、第１領域Ｄ１～第４領域Ｄ４のそれぞれを通過し、それぞれの端部４６ｅが、第３のジョイント部品４５３の近位端近傍に固定されている。具体的には、ワイヤ４６ａは第１領域Ｄ１の平面Ｂ１と平面Ｂ２からオフセットした位置を通過し、ワイヤ４６ｂは第２領域Ｄ２の平面Ｂ１と平面Ｂ２からオフセットした位置を通過し、ワイヤ４６ｃは第３領域Ｄ３の平面Ｂ１と平面Ｂ２からオフセットした位置を通過し、ワイヤ４６ｄは第４領域Ｄ４の平面Ｂ１と平面Ｂ２からオフセットした位置を通過する。図１２において、第１領域Ｄ１は第１象限に配置され、第２領域Ｄ２は第３象限に配置され、第３領域Ｄ３は第２象限に配置され、第４領域Ｄ４は第４象限に配置されている。なお、平面Ｂ１および平面Ｂ２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１平面」および「第２平面」の一例である。
【0063】
図７～図９および図１１に示すように、ロッド４７は、エンドエフェクタ４３を駆動するために設けられている。ロッド４７は、シャフト４２の内部にＹ方向に延びるように設けられている。ロッド４７の遠位端は、エンドエフェクタ４３に接続されている。具体的には、ロッド４７の遠位端は、第１ジョー４３１に接続されている。
【0064】
図１１および図１３に示すように、第１ジョー４３１は、第２ジョー４３２に回転可能に支持される支持軸４３１ａと、ロッド４７の遠位端に接続される接続部４３１ｂとを有し、ロッド４７のＹ方向の移動により支持軸４３１ａの軸心周りに回転する。これにより、ロッド４７のＹ方向の移動により支持軸４３１ａの軸心周りに第１ジョー４３１を回転させ、第２ジョー４３２に対して第１ジョー４３１を開閉することができる。エンドエフェクタ４３は、第１ジョー４３１が第２ジョー４３２に対して開閉する片開きタイプである。
【0065】
支持軸４３１ａは、第１ジョー４３１の両側に一対設けられている。一対の支持軸４３１ａは、第２ジョー４３２に設けられた一対の孔部４３２ａに挿入されて回転可能に支持される。接続部４３１ｂは、長孔部４３１ｃを有している。長孔部４３１ｃは、一対設けられている。一対の長孔部４３１ｃには、ロッド４７の遠位端にＹ方向に直交する方向に延びるように設けられたピン部４７ｄの一方側および他方側の先端が、長孔部４３１ｃに沿ってスライド移動可能に挿入されて支持される。ロッド４７がＹ１方向に移動されると、ピン部４７ｄが長孔部４３１ｃに沿ってスライド移動されることにより、第１ジョー４３１が開く方向の力が加わる。このため、第１ジョー４３１が支持軸４３１ａの軸心周りに開く方向に回転する。また、ロッド４７がＹ２方向に移動されると、ピン部４７ｄが長孔部４３１ｃに沿ってスライド移動されることにより、第１ジョー４３１が閉じる方向の力が加わる。このため、第１ジョー４３１が支持軸４３１ａの軸心周りに閉じる方向に回転する。
【0066】
ロッド４７は、リストジョイント４５においては、リストジョイント４５の関節運動とともに、曲がる必要がある。そこで、ロッド４７は、リストジョイント４５において、図１３に示すように、リストジョイント４５内に設けられたガイド部４７ｂによりガイドされる。具体的には、ロッド４７は、リストジョイント４５を通過する部分は、ワイヤ４７ｃにより構成され、屈曲可能に構成されている。ガイド部４７ｂは、樹脂により形成され、屈曲可能に構成されている。ワイヤ４７ｃは、ガイド部４７ｂによりＹ方向の移動がガイドされることにより、座屈するのを抑制される。これにより、ロッド４７がＹ方向の移動による力が逃げることなく伝達される。
【0067】
ここで、本実施形態では、図７～図９に示すように、レバー４８は、ロッド４７をＹ方向に移動させる。レバー４８は、第４駆動軸４４ｄからの駆動力により軸心周りに回転する軸部４８１ａと、軸部４８１ａに設けられたアーム４８１と、アーム４８１に設けられ、ロッド４７に係合する係合部４８２とを備える。これにより、ロッド４７をＹ方向に移動させるレバー４８自身が備える軸部４８１ａをレバー４８の回転軸としているため、駆動軸を回転軸として利用する必要がない。その結果、駆動軸（第４駆動軸４４ｄ）を１つのみ用いてロッド４７をシャフト４２のＹ方向に移動させ、エンドエフェクタ４３を作動することができる。その結果、４つの駆動軸４４ａ～４４ｄで、シャフト４２をロール回転、エンドエフェクタ４３をピッチ・ヨー関節運動可能で、かつ、エンドエフェクタ４３を作動するためのロッド４７をシャフト４２のＹ方向に移動させることができる。
【0068】
また、本実施形態では、アーム４８１は、Ｚ方向に互いに対向するように一対設けられている。アーム４８１は、Ｚ１方向側のアーム４８１と、Ｚ１方向側のアーム４８１にＺ方向に対向するように設けられたＺ２方向側のアーム４８１とを含んでいる。また、係合部４８２は、Ｚ１方向側のアーム４８１に設けられたＺ１方向側の係合部４８２と、Ｚ２方向側のアーム４８１に設けられたＺ２方向側の係合部４８２とを含んでいる。Ｚ１方向側の係合部４８２は、一方側（Ｚ１方向側）からロッド４７に係合している。Ｚ２方向側の係合部４８２は、他方側（Ｚ２方向側）からロッド４７に係合している。これにより、ロッド４７の一方側および他方側から係合部４８２がロッド４７に係合することができるので、レバー４８を介して第４駆動軸４４ｄの駆動力をロッド４７に確実に伝達することができる。なお、Ｚ１方向側のアーム４８１およびＺ２方向側のアーム４８１は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１アーム」および「第２アーム」の一例である。また、Ｚ１方向側の係合部４８２およびＺ２方向側の係合部４８２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１係合部」および「第２係合部」の一例である。
【0069】
また、本実施形態では、Ｚ１方向側の係合部４８２は、一方側（Ｚ１方向側）から保持部材５０を介してロッド４７に係合している。Ｚ２方向側の係合部４８２は、他方側から保持部材５０を介してロッド４７に係合している。これにより、ロッド４７の一方側および他方側から係合部４８２が保持部材５０を介してロッド４７に係合することができるので、係合部４８２に係合する被係合部をロッド４７に設ける必要がない。その結果、ロッド４７の構造を簡素にすることができる。
【0070】
一対のアーム４８１は、Ｚ方向に互いに離間して設けられ、Ｚ方向に延びる接続部４８３により互いに接続されている。一対のアーム４８１の各々は、接続部４８３からロッド４７の位置までＸ方向に延びるように設けられている。一対のアーム４８１の各々は、接続部４８３側の端部とロッド４７側の端部との間に、軸部４８１ａを有している。具体的には、一対のアーム４８１の各々は、接続部４８３側の端部とロッド４７側の端部との間の中央よりも接続部４８３側に、軸部４８１ａを有している。また、一対のアーム４８１の各々のロッド４７側の端部に、係合部４８２が設けられている。
【0071】
また、一対のアーム４８１の一方の係合部４８２は、Ｚ２方向側に突出し、保持部材５０の後述する被係合部５０１にＺ１方向側から係合している。一対のアーム４８１の他方の係合部４８２は、Ｚ１方向側に突出し、被係合部５０１にＺ２方向側から係合している。
【0072】
また、一対のアーム４８１の一方の軸部４８１ａは、Ｚ１方向側に突出している。一対のアーム４８１の一方の軸部４８１ａは、ハウジング４１の内部に設けられるフレーム部材５２に回転可能に支持されている。具体的には、一対のアーム４８１の一方の軸部４８１ａは、フレーム部材５２に設けられた孔部を含む被支持部５２１に挿入されて回転可能に支持されている。また、一対のアーム４８１の他方の軸部４８１ａは、Ｚ２方向側に突出している。一対のアーム４８１の他方の軸部４８１ａは、ベース４１１に回転可能に支持されている。具体的には、一対のアーム４８１の他方の軸部４８１ａは、ベース４１１に設けられた凹部を含む被支持部４１１ａに挿入されて回転可能に支持されている。
【0073】
また、本実施形態では、軸部４８１ａの軸心は、Ｙ方向と直交するＸ方向において、係合部４８２と第４駆動軸４４ｄとの間に配置されている。これにより、Ｙ方向と直交する方向において、係合部４８２と第４駆動軸４４ｄとの間に軸部４８１ａの軸心を配置することができるので、第４駆動軸４４ｄよりも外側に軸部４８１ａの軸心を配置する場合に比べて、レバー４８をコンパクトにすることができる。軸部４８１ａの軸心は、Ｘ方向において、係合部４８２と第４駆動軸４４ｄとの間の中央よりも第４駆動軸４４ｄ側に配置されている。
【0074】
また、本実施形態では、駆動力伝達部４９は、第４駆動軸４４ｄとレバー４８との間に設けられ、第４駆動軸４４ｄからレバー４８に駆動力を伝達する。これにより、駆動力伝達部４９により第４駆動軸４４ｄからレバー４８に駆動力を伝達することができるので、レバー４８を第４駆動軸４４ｄから離間して配置することができる。その結果、第４駆動軸４４ｄの近傍にレバー４８を設けるスペースを確保することが困難な場合にも、レバー４８を設けるスペースを容易に確保することができる。
【0075】
また、本実施形態では、駆動力伝達部４９は、スパーギア４９１ａとセクターギア４９１ｂとを含むギア列４９１を有し、ギア列４９１によって、第４駆動軸４４ｄからレバー４８に駆動力を伝達する。これにより、噛み合いにより駆動力を伝達するギア列４９１によって、第４駆動軸４４ｄからレバー４８に駆動力を確実に伝達することができる。また、ギア列４９１がセクターギア４９１ｂを含むため、セクターギア４９１ｂに代えてスパーギアを設ける場合に比べて、ギア列４９１をコンパクトにすることができる。
【0076】
また、本実施形態では、駆動力伝達部４９は、第４駆動軸４４ｄの回転を減速してレバー４８に伝達する。これにより、第４駆動軸４４ｄの回転の減速に反比例して増加したトルクでレバー４８を駆動することができるので、レバー４８の駆動によりロッド４７を容易にＹ方向に移動させることができる。なお、第４駆動軸４４ｄの回転の減速に反比例して増加したトルクでレバー４８を駆動することができることは、本実施形態のようにばね部材５１を設ける場合、効果的である。
【0077】
セクターギア４９１ｂは、第４駆動軸４４ｄに設けられたスパーギア４４ｄ１に噛み合っている。セクターギア４９１ｂは、第４駆動軸４４ｄの回転を減速させる歯数を有している。スパーギア４９１ａは、レバー４８の接続部４８３に設けられたセクターギア４８３ａに噛み合っている。また、スパーギア４９１ａとセクターギア４９１ｂは、共通の回転軸４９１ｃに支持され、回転軸４９１ｃにより一体的に回転する。
【0078】
また、本実施形態では、保持部材５０は、ロッド４７を保持する。ばね部材５１は、保持部材５０をＹ方向の遠位端側（Ｙ１方向側）に向かって付勢する。係合部４８２は、保持部材５０を介してロッド４７に係合し、係合部４８２により保持部材５０をＹ方向の近位端側（Ｙ２方向側）に向かって押した際のばね部材５１の反力によりエンドエフェクタ４３の把持力を印加する。これにより、ばね部材５１のばね定数によりエンドエフェクタ４３の把持力を決定することができるので、エンドエフェクタ４３の把持力を安定して印加することができる。また、リストジョイント４５と同様にワイヤを用いてエンドエフェクタ４３の把持力を印加する場合と異なり、ワイヤの微量な伸びに把持力が影響されにくい。このため、駆動部２１２のモータの精緻な締め込み角度の設定が不要となる。
【0079】
保持部材５０は、被係合部５０１と、ばね収容部５０２と、ロッド保持部５０３とを有している。被係合部５０１は、レバー４８の係合部４８２と係合する。被係合部５０１は、周状に形成された凹部により構成されている。被係合部５０１のＺ１方向側の部分は、Ｚ２方向側に向かって窪んでおり、一対のアーム４８１の一方の係合部４８２が係合する。被係合部５０１のＺ２方向側の部分は、Ｚ１方向側に向かって窪んでおり、一対のアーム４８１の他方の係合部４８２が係合する。ばね収容部５０２は、ばね部材５１を収容する。ばね収容部５０２は、Ｙ１方向側に窪む凹部を含む。ばね収容部５０２は、ばね収容部５０２のＹ２方向側に設けられた板状のワッシャ５３との間でばね部材５１を保持する。ロッド保持部５０３は、ロッド４７に設けられた被保持部４７ａを保持する。ロッド保持部５０３は、Ｙ方向に沿って延びる孔部を含む。
【0080】
ばね部材５１は、所定のばね定数を有する圧縮コイルばねである。ばね部材５１は、レバー４８により保持部材５０がＹ２方向に移動されると、ばね収容部５０２とワッシャ５３との間で圧縮される。ばね部材５１は、レバー４８により保持部材５０がＹ１方向に移動されると、ばね収容部５０２とワッシャ５３との間で伸長される。
【0081】
レバー４８によりロッド４７をＹ方向に移動させる動作について説明する。第４駆動軸４４ｄが回転駆動されると、駆動力伝達部４９のギア列４９１を介して第４駆動軸４４ｄからの駆動力がレバー４８に伝達される。これにより、レバー４８が軸部４８１ａの軸心周りに回転される。そして、ロッド４７をＹ１方向に移動させる場合には、レバー４８の係合部４８２のＹ１方向側の側面が、保持部材５０の被係合部５０１のＹ２方向側の側面に当接して、保持部材５０がＹ１方向側に押されて移動される。これにより、保持部材５０のロッド保持部５０３に被保持部４７ａが保持されたロッド４７がＹ１方向に移動される。この場合、第１ジョー４３１が開く方向に移動される。また、ロッド４７をＹ２方向に移動させる場合には、レバー４８の係合部４８２のＹ２方向側の側面が、保持部材５０の被係合部５０１のＹ１方向側の側面に当接して、保持部材５０がＹ２方向側に押されて移動される。これにより、保持部材５０のロッド保持部５０３に被保持部４７ａが保持されたロッド４７がＹ２方向に移動される。この場合、第１ジョー４３１が閉じる方向に移動される。
【0082】
【0083】
図８、図１５および図１６に示すように、手術器具４０ａは、回路基板５４と、回路基板５４の固定機構５５とを備えている。回路基板５４は、ベース４１１に設けられている。回路基板５４は、メモリ基板である。回路基板５４には、たとえば、手術器具４０ａの種類、手術器具４０ａの使用回数などの手術器具４０ａに関する情報が記憶されている。固定機構５５は、回路基板５４をベース４１１に固定する。固定機構５５は、複数（４個）のスナップフィット部５５１を有するスナップフィット固定機構である。複数のスナップフィット部５５１は、回路基板５４のＹ１方向側およびＹ２方向側に２つずつ設けられ、回路基板５４の外周部をＺ１方向側から押さえている。また、複数のスナップフィット部５５１は、Ｚ１方向側からＺ２方向側に向かって回路基板５４を固定機構５５に取り付ける際には、回路基板５４により押されて弾性変形する。固定機構５５としてスナップフィット機構を設けることにより、簡素な構造で、回路基板５４をベース４１１に固定することが可能である。
【0084】
【0085】
図１７および図１８に示すように、リストジョイント４５は、第１のジョイント部品４５１と、第１のジョイント部品４５１に遠位側（Ｙ１方向側）で隣接し、第１のジョイント部品４５１に対して回動する第２のジョイント部品４５２とを含んでいる。また、リストジョイント４５は、第２のジョイント部品４５２に遠位側（Ｙ１方向側）で隣接し、第２のジョイント部品４５２に対して回動する第３のジョイント部品４５３を含んでいる。図１０および図１７に示すように、第２のジョイント部品４５２は、第１のジョイント部品４５１に対して、回動軸線Ａ１周りに回動可能である。回動軸線Ａ１は、シャフト４２の長手方向（Ｙ方向）に直交する方向に延びている。また、第３のジョイント部品４５３は、第２のジョイント部品４５２に対して、回動軸線Ａ１と直交する回動軸線Ａ２周りに回動可能である。回動軸線Ａ２は、シャフト４２の長手方向（Ｙ方向）に見て回動軸線Ａ１に直交する方向に延びている。
【0086】
第１のジョイント部品４５１は、第１の噛合部４５４と、第１の噛合部４５４に対しシャフトの長手方向と直交する径方向（Ａ１方向）に対向するように配置された第２の噛合部４５５と、第１の噛合部４５４の径方向外側に隣接する第１の当接部４７１と、第２の噛合部４５５の径方向外側に隣接する第２の当接部４７２とを有している。第１の噛合部４５４、第２の噛合部４５５、第１の当接部４７１および第２の当接部４７２は、第１のジョイント部品４５１の遠位側（Ｙ１方向側）の端部に設けられている。
【0087】
第２のジョイント部品４５２は、第１の噛合部４５４と噛合する第３の噛合部４５６と、第３の噛合部４５６に対し径方向（Ａ１方向）に対向するように配置され、第２の噛合部４５５と噛合する第４の噛合部４５７と、第１の当接部４７１と当接する第３の当接部４７３と、第２の当接部４７２と当接する第４の当接部４７４とを有している。第３の噛合部４５６、第４の噛合部４５７、第３の当接部４７３および第４の当接部４７４は、第２のジョイント部品４５２の近位側（Ｙ２方向側）の端部に設けられている。第１の当接部４７１と第３の当接部４７３との間の当接により、第１の噛合部４５４と第３の噛合部４５６との間の負荷が軽減される。第２の当接部４７２と第４の当接部４７４との間の当接により、第２の噛合部４５５と第４の噛合部４５７との間の負荷が軽減される。
【0088】
また、第２のジョイント部品４５２は、第５の噛合部４５８と、第５の噛合部４５８に対し径方向（Ａ２方向）に対向するように配置された第６の噛合部４５９と、第５の噛合部４５８の径方向外側に隣接する第５の当接部４７５と、第６の噛合部４５９の径方向外側に隣接する第６の当接部４７６とを有している。第５の噛合部４５８、第６の噛合部４５９、第５の当接部４７５および第６の当接部４７６は、第２のジョイント部品４５２の遠位側（Ｙ１方向側）の端部に設けられている。
【0089】
第３のジョイント部品４５３は、第５の噛合部４５８と噛合する第７の噛合部４６０と、第７の噛合部４６０に対し径方向（Ａ２方向）に対向するように配置され、第６の噛合部４５９と噛合する第８の噛合部４６１と、第５の当接部４７５と当接する第７の当接部４７７と、第６の当接部４７６と当接する第８の当接部４７８とを有している。第７の噛合部４６０、第８の噛合部４６１、第７の当接部４７７および第８の当接部４７８は、第３のジョイント部品４５３の近位側（Ｙ２方向側）の端部に設けられている。第５の当接部４７５と第７の当接部４７７との間の当接により、第５の噛合部４５８と第７の噛合部４６０との間の負荷が軽減される。第６の当接部４７６と第８の当接部４７８との間の当接により、第６の噛合部４５９と第８の噛合部４６１との間の負荷が軽減される。
【0090】
図１８に示すように、第１の噛合部４５４と第２の噛合部４５５とは互いに異なる形状を有している。また、第３の噛合部４５６と第４の噛合部４５７とは互いに異なる形状を有している。これにより、第１のジョイント部品４５１の第１の噛合部４５４と第２のジョイント部品４５２の第４の噛合部４５７とを、噛み合いにくくすることができるとともに、第１のジョイント部品４５１の第２の噛合部４５５と第２のジョイント部品４５２の第３の噛合部４５６とを、噛み合いにくくすることができる。これにより、第１のジョイント部品４５１と第２のジョイント部品４５２とを組み付ける際に、第１の噛合部４５４および第３の噛合部４５６を正しく噛み合わせるとともに、第２の噛合部４５５および第４の噛合部４５７を正しく噛み合わせることができる。その結果、ジョイントの組付けを容易に正確に行うことができるとともに、不具合が生じた場合でも原因の特定が容易になり手術器具の品質管理を適切に行うことができる。
【0091】
また、第５の噛合部４５８と第６の噛合部４５９とは互いに異なる形状を有している。また、第７の噛合部４６０と第８の噛合部４６１とは互いに異なる形状を有している。これによっても、ジョイントの組付けを正確に行うことができるとともに、手術器具の品質管理を適切に行うことができる。
【0092】
また、第１の噛合部４５４と第４の噛合部４５７とは互いに同一の形状を有している。また、第２の噛合部４５５と第３の噛合部４５６とは互いに同一の形状を有している。これにより、第１の噛合部４５４および第３の噛合部４５６の噛み合わせ構造と、第２の噛合部４５５および第４の噛合部４５７の噛み合わせ構造とを同様にすることができるので、リストジョイント４５の関節運動を、第１のジョイント部品４５１および第２のジョイント部品４５２における２か所の噛み合わせ構造において、バランスよく支持することができる。
【0093】
第５の噛合部４５８と第８の噛合部４６１とは互いに同一の形状を有している。また、第６の噛合部４５９と第７の噛合部４６０とは互いに同一の形状を有している。これによっても、リストジョイント４５の関節運動を、第２のジョイント部品４５２および第３のジョイント部品４５３における２か所の噛み合わせ構造において、バランスよく支持することができる。
【0094】
また、第１の噛合部４５４と第４の噛合部４５７と第５の噛合部４５８と第８の噛合部４６１とは互いに同一の形状を有している。また、第２の噛合部４５５と第３の噛合部４５６と第６の噛合部４５９と第７の噛合部４６０とは互いに同一の形状を有している。つまり、第１の噛合部４５４と第５の噛合部４５８とは、同様の構成であり、第２の噛合部４５５と第６の噛合部４５９とは、同様の構成である。また、第３の噛合部４５６と第７の噛合部４６０とは、同様の構成であり、第４の噛合部４５７と第８の噛合部４６１とは、同様の構成である。そこで、第５の噛合部４５８、第６の噛合部４５９、第７の噛合部４６０および第８の噛合部４６１については、説明を適宜省略する。
【0095】
図１９に示すように、第１の噛合部４５４は、第２のジョイント部品４５２の回動方向に沿って配置された一対の第１凸部４５４ａと、一対の第１凸部４５４ａの間に配置された第１凹部４５４ｂとを含んでいる。また、同様に、第４の噛合部４５７は、第２のジョイント部品４５２の回動方向に沿って配置された一対の第４凸部４５７ａと、一対の第４凸部４５７ａの間に配置された第４凹部４５７ｂとを含んでいる。
【0096】
図２０に示すように、第２の噛合部４５５は、第２のジョイント部品４５２の回動方向に沿って配置された一対の第２凹部４５５ａと、一対の第２凹部４５５ａの間に配置された第２凸部４５５ｂとを含んでいる。また、同様に、第３の噛合部４５６は、第２のジョイント部品４５２の回動方向に沿って配置された一対の第３凹部４５６ａと、一対の第３凹部４５６ａの間に配置された第３凸部４５６ｂとを含んでいる。
【0097】
これにより、第１凹部４５４ｂを有する第１の噛合部４５４と、第４凹部４５７ｂを有する第４の噛合部４５７とを容易に噛み合わせないようにすることができるとともに、第２凸部４５５ｂを有する第２の噛合部４５５と、第３凸部４５６ｂを有する第３の噛合部４５６とを容易に噛み合わせないようにすることができる。その結果、第１のジョイント部品４５１および第２のジョイント部品４５２の組付けの方向が誤った方向になるのを効果的に抑制することができる。
【0098】
図２１および図２２に示すように、第１の噛合部４５４、第２の噛合部４５５、第３の噛合部４５６および第４の噛合部４５７は、第２のジョイント部品４５２の回動軸線方向（Ａ１方向）に見て、円弧が連結された形状、または、円弧および直線が連結された形状を有している。これにより、第１の噛合部４５４、第２の噛合部４５５、第３の噛合部４５６および第４の噛合部４５７の設計を容易に行うことができる。また、第１の噛合部４５４、第２の噛合部４５５、第３の噛合部４５６および第４の噛合部４５７の形状の検査を容易に行うことができるので、第１の噛合部４５４、第２の噛合部４５５、第３の噛合部４５６および第４の噛合部４５７の形状の管理をより適切に行うことができる。
【0099】
具体的には、第１の噛合部４５４および第４の噛合部４５７は、図２１に示すように、円弧が連結された形状を有している。第１の噛合部４５４および第４の噛合部４５７は、半径Ｒ１を有する円弧４５４１と、円弧４５４１に連結する半径Ｒ２を有する円弧４５４２と、円弧４５４２に連結する半径Ｒ３を有する円弧４５４３と、円弧４５４３に連結する半径Ｒ４を有する円弧４５４４と、円弧４５４４に連結する半径Ｒ３を有する円弧４５４５と、円弧４５４５に連結する半径Ｒ２を有する円弧４５４６と、円弧４５４６に連結する半径Ｒ１を有する円弧４５４７と、を含む線が連結された外形を有している。また、第１の噛合部４５４および第４の噛合部４５７は、第２のジョイント部品４５２の回動軸線方向（Ａ１方向）に見て、線対称形状を有している。
【0100】
また、第２の噛合部４５５および第３の噛合部４５６は、図２２に示すように、円弧および直線が連結された形状を有している。第２の噛合部４５５および第３の噛合部４５６は、線分４５５１と、線分４５５１に連結して半径Ｒ５を有する円弧４５５２と、円弧４５５２に連結する線分４５５３と、線分４５５３に連結する半径Ｒ６を有する円弧４５５４と、円弧４５５４に連結する線分４５５５と、線分４５５５に連結する半径Ｒ５を有する円弧４５５６と、円弧４５５６に連結する線分４５５７と、を含む線が連結された外形を有している。また、第２の噛合部４５５および第３の噛合部４５６は、第２のジョイント部品４５２の回動軸線方向（Ａ１方向）に見て、線対称形状を有している。
【0101】
図２３～図２６に示すように、リストジョイント４５は、ワイヤ４６の駆動により、第１のジョイント部品４５１に対して第２のジョイント部品４５２を回動させる関節運動が行われる。ワイヤ４６は、図１０に示すように、リストジョイント４５におけるエンドエフェクタ側（Ｙ１方向側）の第３のジョイント部品４５３に、端部４６ｅが固定されている。
【0102】
また、図１８に示すように、第１の噛合部４５４は、径方向（Ａ１方向）においてワイヤ４６が通過できる間隔を介して分割して配置された第１部分４５４ｃおよび第２部分４５４ｄを有している。また、第１部分４５４ｃおよび第２部分４５４ｄの各々に、第１凸部４５４ａおよび第１凹部４５４ｂが形成されている。また、第４の噛合部４５７は、第１の噛合部４５４と同様に、径方向（Ａ１方向）においてワイヤ４６が通過できる間隔を介して分割して配置された第３部分４５７ｃおよび第４部分４５７ｄを有している。また、第３部分４５７ｃおよび第４部分４５７ｄの各々に、第４凸部４５７ａおよび第４凹部４５７ｂが形成されている。これにより、図２６に示されるように第１のジョイント部品４５１に対して第２のジョイント部品４５２を大きく回動させる関節運動を行った場合に、ワイヤ４６が第１部分４５４ｃおよび第２部分４５４ｄに干渉しないようにすることができる。
【0103】
また、図１８に示すように、第２の噛合部４５５は、径方向（Ａ１方向）において連続的に形成された第５部分４５５ｃを有している。また、第２の噛合部４５５は、径方向（Ａ１方向）においてワイヤ４６が通過できる間隔を介して分割して配置された部分４５５ｄおよび部分４５５ｅを有している。また、第５部分４５５ｃに、第２凸部４５５ｂが形成されている。また、部分４５５ｄおよび部分４５４ｅの各々に、第２凹部４５５ａが形成されている。
【0104】
また、第３の噛合部４５６は、第２の噛合部４５５と同様に、径方向（Ａ１方向）において連続的に形成された第６部分４５６ｃを有している。また、第３の噛合部４５６は、径方向（Ａ１方向）においてワイヤ４６が通過できる間隔を介して分割して配置された部分４５６ｄおよび部分４５６ｅを有している。また、第６部分４５６ｃに、第３凸部４５６ｂが形成されている。また、部分４５６ｄおよび部分４５６ｅの各々に、第３凹部４５６ａが形成されている。
【0105】
また、図１９に示すように、第１のジョイント部品４５１は、第１の噛合部４５４から離間した位置に配置され、ワイヤ４６を通す第１貫通穴４５１ａを有している。また、図２０に示すように、第１のジョイント部品４５１は、第２の噛合部４５５から離間した位置に配置され、ワイヤ４６を通す第２貫通穴４５１ｂを有している。また、図２０に示すように、第２のジョイント部品４５２は、第３の噛合部４５６から離間した位置に配置され、ワイヤ４６を通す第３貫通穴４５２ａを有している。また、図１９に示すように、第２のジョイント部品４５２は、第４の噛合部４５７から離間した位置に配置され、ワイヤ４６を通す第４貫通穴４５２ｂを有している。これにより、ワイヤ４６を通す貫通穴を噛合部から離間した位置に配置することができるので、噛合部がワイヤ４６に干渉するのを抑制することができる。
【0106】
図２３～図２６を参照して、第１のジョイント部品４５１に対する第２のジョイント部品４５２の回動を説明する。なお、図２３～図２６の例では、第１のジョイント部品４５１の第１の噛合部４５４と、第２のジョイント部品４５２の第３の噛合部４５６との噛み合いを示しているが、第１のジョイント部品４５１の第２の噛合部４５５と、第２のジョイント部品４５２の第４の噛合部４５７との噛み合いについても、凹凸が入れ替わった状態で同様の動作になる。また、第２のジョイント部品４５２に対する第３のジョイント部品４５３の回動についても同様の動作になる。
【0107】
図２３に示すように、第１のジョイント部品４５１に対して、第２のジョイント部品４５２が回動していない場合、第１のジョイント部品４５１の第１の噛合部４５４の第１凹部４５４ｂに、第２のジョイント部品４５２の第３の噛合部４５６の第３凸部４５６ｂが入り込んでいる。
【0108】
図２４に示すように、ワイヤ４６の動作により、第１のジョイント部品４５１の第１の噛合部４５４の第１凹部４５４ｂに対して、第２のジョイント部品４５２の第３の噛合部４５６の第３凸部４５６ｂが接触しながら回動して、第１のジョイント部品４５１に対して、第２のジョイント部品４５２が角度θ１だけ回動する。
【0109】
図２５に示すように、ワイヤ４６の動作により、第１のジョイント部品４５１の第１の噛合部４５４の第１凸部４５４ａに対して、第２のジョイント部品４５２の第３の噛合部４５６の第３凸部４５６ｂが接触しながら回動して、第１のジョイント部品４５１に対して、第２のジョイント部品４５２が角度θ２だけ回動する。ただし、角度θ２＞角度θ１である。
【0110】
図２６に示すように、ワイヤ４６の動作により、第１のジョイント部品４５１の第１の噛合部４５４の第１凸部４５４ａに対して、第２のジョイント部品４５２の第３の噛合部４５６の第３凸部４５６ｂが接触しながらさらに回動して、第１のジョイント部品４５１に対して、第２のジョイント部品４５２が角度θ３だけ回動する。ただし、角度θ３＞角度θ２である。
【0111】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許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（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許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（変形例）が含まれる。
【0112】
たとえば、上記実施形態では、４つの駆動軸が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、５つ以上の駆動軸が設けられてもよい。
【0113】
また、上記実施形態では、細長要素としてロッドが設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、細長要素としてワイヤまたはケーブルが設けられてもよい。
【0114】
また、上記実施形態では、第４駆動軸とレバーとの間に、駆動力伝達部が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第４駆動軸にレバーが直接的に接続されていてもよい。
【0115】
また、上記実施形態では、駆動力伝達部がギア列を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、駆動力伝達部が、ギア列以外のベルトプーリなどを有していてもよい。
【0116】
また、上記実施形態では、ギア列が、スパーギアとセクターギアとを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ギア列が、スパーギアまたはセクターギアのいずれかのみを含んでいてもよい。また、ギア列が、スパーギアおよびセクターギア以外のギアを含んでいてもよい。
【0117】
また、上記実施形態では、ばね部材が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ばね部材が設けられなくてもよい。
【0118】
［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【0119】
（項目１）
ロボットアームに取り付けられるベースと、前記ベースを覆う蓋部を有するハウジングと、
前記ベースに近位端が接続されるシャフトと、
前記シャフトの遠位端側に接続され、前記シャフトの長手方向と直交する第１回転軸周りにピッチ関節運動可能な第１関節および前記長手方向および前記第１回転軸に直交する第２回転軸周りにヨー関節運動可能な第２関節を含むリストジョイントと、
前記リストジョイントの遠位端に接続されるエンドエフェクタと、
前記シャフトの長手方向に延びるように設けられ、遠位端が前記エンドエフェクタに接続される細長要素と、
前記ベースに設けられ、前記ロボットアームに設けられたモータからの駆動力により回転駆動する少なくとも４つの駆動軸と、
前記細長要素を前記長手方向に移動させるレバーと、を備え、
前記少なくとも４つの駆動軸は、前記シャフトを前記長手方向の軸線周りにロール回転させるための第１駆動軸と、前記第１関節を前記第１回転軸周りにピッチ関節運動させるとともに、前記第２関節を前記第２回転軸周りにヨー関節運動させる回転軸第２駆動軸および第３駆動軸と、前記細長要素を前記長手方向に移動させるための第４駆動軸と、を備え、
前記レバーは、前記第４駆動軸からの駆動力により軸心周りに回転する軸部と、前記軸部に設けられたアームと、前記アームに設けられ、前記細長要素に係合する係合部とを、備える、手術器具。
ロボットアームに取り付けられるベースと、前記ベースを覆う蓋部を有するハウジングと、
前記ベースに近位端が接続されるシャフトと、
前記シャフトの遠位端側に接続され、前記シャフトの長手方向と直交する第１回転軸周りにピッチ関節運動可能な第１関節および前記長手方向および前記第１回転軸に直交する第２回転軸周りにヨー関節運動可能な第２関節を含むリストジョイントと、
前記リストジョイントの遠位端に接続されるエンドエフェクタと、
前記シャフトの長手方向に延びるように設けられ、遠位端が前記エンドエフェクタに接続される細長要素と、
前記ベースに設けられ、前記ロボットアームに設けられたモータからの駆動力により回転駆動する少なくとも４つの駆動軸と、
前記細長要素を前記長手方向に移動させるレバーと、を備え、
前記少なくとも４つの駆動軸は、前記シャフトを前記長手方向の軸線周りにロール回転させるための第１駆動軸と、前記第１関節を前記第１回転軸周りにピッチ関節運動させるとともに、前記第２関節を前記第２回転軸周りにヨー関節運動させる回転軸第２駆動軸および第３駆動軸と、前記細長要素を前記長手方向に移動させるための第４駆動軸と、を備え、
前記レバーは、前記第４駆動軸からの駆動力により軸心周りに回転する軸部と、前記軸部に設けられたアームと、前記アームに設けられ、前記細長要素に係合する係合部とを、備える、手術器具。
【0120】
（項目２）
前記第４駆動軸と前記レバーとの間に設けられ、前記第４駆動軸から前記レバーに駆動力を伝達する駆動力伝達部をさらに備える、項目１に記載の手術器具。
前記第４駆動軸と前記レバーとの間に設けられ、前記第４駆動軸から前記レバーに駆動力を伝達する駆動力伝達部をさらに備える、項目１に記載の手術器具。
【0121】
（項目３）
前記駆動力伝達部は、スパーギアとセクターギアとを含むギア列を有し、前記ギア列によって、前記第４駆動軸から前記レバーに駆動力を伝達する、項目２に記載の手術器具。
前記駆動力伝達部は、スパーギアとセクターギアとを含むギア列を有し、前記ギア列によって、前記第４駆動軸から前記レバーに駆動力を伝達する、項目２に記載の手術器具。
【0122】
（項目４）
前記駆動力伝達部は、前記第４駆動軸の回転を減速して前記レバーに伝達する、項目２または３に記載の手術器具。
前記駆動力伝達部は、前記第４駆動軸の回転を減速して前記レバーに伝達する、項目２または３に記載の手術器具。
【0123】
（項目５）
前記軸部の軸心は、前記長手方向と直交する方向において、前記係合部と前記第４駆動軸との間に配置されている、項目１～４のいずれか１項に記載の手術器具。
前記軸部の軸心は、前記長手方向と直交する方向において、前記係合部と前記第４駆動軸との間に配置されている、項目１～４のいずれか１項に記載の手術器具。
【0124】
（項目６）
前記アームは、第１アームと、前記第１アームに対向するように設けられた第２アームと、を含み、前記係合部は、前記第１アームに設けられた第１係合部と、前記第２アームに設けられた第２係合部と、を含み、、
前記第１係合部は、一方側から前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記細長要素に係合する、項目１～５のいずれか１項に記載の手術器具。
前記アームは、第１アームと、前記第１アームに対向するように設けられた第２アームと、を含み、前記係合部は、前記第１アームに設けられた第１係合部と、前記第２アームに設けられた第２係合部と、を含み、、
前記第１係合部は、一方側から前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記細長要素に係合する、項目１～５のいずれか１項に記載の手術器具。
【0125】
（項目７）
前記細長要素を保持する保持部材をさらに備え、
前記第１係合部は、一方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合する、項目６に記載の手術器具。
前記細長要素を保持する保持部材をさらに備え、
前記第１係合部は、一方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記第２係合部は、他方側から前記保持部材を介して前記細長要素に係合する、項目６に記載の手術器具。
【0126】
（項目８）
前記エンドエフェクタは、第１ジョーと、第２ジョーとを有し、
前記第１ジョーは、前記第２ジョーに回転可能に支持される支持軸と、前記細長要素の遠位端に接続される接続部とを有し、前記細長要素の前記長手方向の移動により前記支持軸の軸心周りに回転する、項目１～７のいずれか１項に記載の手術器具。
前記エンドエフェクタは、第１ジョーと、第２ジョーとを有し、
前記第１ジョーは、前記第２ジョーに回転可能に支持される支持軸と、前記細長要素の遠位端に接続される接続部とを有し、前記細長要素の前記長手方向の移動により前記支持軸の軸心周りに回転する、項目１～７のいずれか１項に記載の手術器具。
【0127】
（項目９）
前記細長要素を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記長手方向の遠位端側に向かって付勢するばね部材と、をさらに備え、
前記係合部は、前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記係合部により前記保持部材を前記長手方向の近位端側に向かって押した際の前記ばね部材の反力により前記エンドエフェクタの把持力を印加する、項目１～８のいずれか１項に記載の手術器具。
前記細長要素を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記長手方向の遠位端側に向かって付勢するばね部材と、をさらに備え、
前記係合部は、前記保持部材を介して前記細長要素に係合し、
前記係合部により前記保持部材を前記長手方向の近位端側に向かって押した際の前記ばね部材の反力により前記エンドエフェクタの把持力を印加する、項目１～８のいずれか１項に記載の手術器具。
【0128】
（項目１０）
前記細長要素は、ロッドである、項目１～９のいずれか１項に記載の手術器具。
前記細長要素は、ロッドである、項目１～９のいずれか１項に記載の手術器具。
【0129】
（項目１１）
前記シャフトの前記長手方向に延びるように設けられる第１～第４ワイヤを備え、
前記リストジョイントは、前記シャフトの遠位端側に接続される第１関節部品、前記第１関節を介して前記第１関節部品に接続される第２関節部品および前記第２関節を介して前記第２関節部品に接続される第３関節部品を含み、
前記第１～第４ワイヤは、各遠位端が前記第３関節部品に固定されている、項目１～１０のいずれか１項に記載の手術器具。
前記シャフトの前記長手方向に延びるように設けられる第１～第４ワイヤを備え、
前記リストジョイントは、前記シャフトの遠位端側に接続される第１関節部品、前記第１関節を介して前記第１関節部品に接続される第２関節部品および前記第２関節を介して前記第２関節部品に接続される第３関節部品を含み、
前記第１～第４ワイヤは、各遠位端が前記第３関節部品に固定されている、項目１～１０のいずれか１項に記載の手術器具。
【0130】
（項目１２）
前記シャフトの前記長手方向と前記第１回動軸の両方に平行な第１平面と、前記シャフトの前記長手方向と前記第２回動軸の両方に平行な第２平面とが、前記第３関節部品の断面を４つの領域に分割し、
前記第１～第４ワイヤは、前記４つの領域をそれぞれ通過するように配置され、
前記第１ワイヤと前記第２ワイヤの各近位端は前記第２駆動軸に巻き止められ、前記第３ワイヤと前記第４ワイヤの各近位端は前記第３駆動軸に巻き止められる、項目１１に記載の手術器具。
前記シャフトの前記長手方向と前記第１回動軸の両方に平行な第１平面と、前記シャフトの前記長手方向と前記第２回動軸の両方に平行な第２平面とが、前記第３関節部品の断面を４つの領域に分割し、
前記第１～第４ワイヤは、前記４つの領域をそれぞれ通過するように配置され、
前記第１ワイヤと前記第２ワイヤの各近位端は前記第２駆動軸に巻き止められ、前記第３ワイヤと前記第４ワイヤの各近位端は前記第３駆動軸に巻き止められる、項目１１に記載の手術器具。
【0131】
（項目１３）
前記第２駆動軸は、第１方向に回転して前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第１方向と反対の第２方向に回転して前記第２ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第３駆動軸は、第３方向に回転して前記第３ワイヤに張力をかけ、前記第３方向と反対の第４方向に回転して前記第４ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、前記第１関節は、前記第１回転軸周りにピッチ関節運動を行い、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、前記第２関節は、前記第２回転軸周りにヨー関節運動を行う、項目１１に記載の手術器具。
前記第２駆動軸は、第１方向に回転して前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第１方向と反対の第２方向に回転して前記第２ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第３駆動軸は、第３方向に回転して前記第３ワイヤに張力をかけ、前記第３方向と反対の第４方向に回転して前記第４ワイヤに張力をかけるように構成されており、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、前記第１関節は、前記第１回転軸周りにピッチ関節運動を行い、
前記第２駆動軸の回転によって前記第１ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第３ワイヤに張力をかけた場合、または、前記第２駆動軸の回転によって前記第２ワイヤに張力をかけ、前記第３駆動軸の回転によって前記第４ワイヤに張力をかけた場合、前記第２関節は、前記第２回転軸周りにヨー関節運動を行う、項目１１に記載の手術器具。
【符号の説明】
【0132】
２１ａ：ロボットアーム、４０ａ：手術器具、４１：ハウジング、４２：シャフト、４３：エンドエフェクタ、４４ａ：第１駆動軸（駆動軸）、４４ｂ：第２駆動軸（駆動軸）、４４ｃ：第３駆動軸（駆動軸）、４４ｄ：第４駆動軸（駆動軸）、４５：リストジョイント、４６：ワイヤ、４６ａ：ワイヤ（第１のワイヤ）、４６ｂ：ワイヤ（第２のワイヤ）、４６ｃ：ワイヤ（第３のワイヤ）、４６ｄ：ワイヤ（第４のワイヤ）、４７：ロッド（細長要素）、４８：レバー、４９：駆動力伝達部、５０：保持部材、５１：ばね部材、４１１：ベース、４１２：蓋部、４３１：第１ジョー、４３１ａ：支持軸、４３１ｂ：接続部、４３２：第２ジョー、４８１：アーム、４８１ａ：軸部、４８２：係合部、４９１：ギア列、４９１ａ：スパーギア、４９１ｂ：セクターギア
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】