(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-02
(45)【発行日】2022-05-13
(54)【発明の名称】把持機構
(51)【国際特許分類】
A61B 17/29 20060101AFI20220506BHJP
【ＦＩ】
A61B17/29
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020557502
(86)(22)【出願日】2018-11-30
(86)【国際出願番号】 JP2018044145
(87)【国際公開番号】W WO2020110281
(87)【国際公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-05-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118913
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 邦生
(74)【代理人】
【識別番号】100142789
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100201466
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】山中 紀明
【審査官】木村 立人
(56)【参考文献】
【文献】実開平４－１３２７７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭４８－３１６６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４９－４１７８３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開昭５９－９３２８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平１－１０１７４７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特表２０１６－５１８１７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １７／２８ ― １７／２９５
Ａ６１Ｂ ３４／３０ ― ３４／３７
Ｂ２５Ｊ １５／００ ― １５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレームと、相互に開閉可能に前記フレームに支持された第１ジョーおよび第２ジョーと、
前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの少なくとも一方に形成されたスリットと、
該スリット内を通り、前記第１ジョーと前記第２ジョーとの間で力を伝達する伝達ピンと、
前記第１ジョーに接続されたワイヤとを備え、
前記第１ジョーの基端部が、第１回転軸周りに回転可能に前記フレームに支持され、
前記第２ジョーの基端部が、前記第１回転軸とは異なり前記第１回転軸と平行である第２回転軸周りに回転可能に前記フレームに支持され、
前記ワイヤが、張力によって前記第１回転軸周りの回転力を前記第１ジョーに付与し、
前記第１回転軸周りの前記第１ジョーの回転によって前記伝達ピンが前記スリット内を移動し、前記スリット内の前記伝達ピンの移動によって前記第２ジョーが前記第２回転軸周りに回転する把持機構。
【請求項2】
前記第１ジョーに形成された第１スリットと、前記第２ジョーに形成された第２スリットと、前記フレームの前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の位置に形成された第３スリットとを備え、前記伝達ピンが、前記第１スリット、前記第２スリットおよび前記第３スリット内を通り、
前記第１回転軸周りの前記第１ジョーの回転によって前記伝達ピンが前記第１スリット、前記第２スリットおよび前記第３スリット内を移動する請求項１に記載の把持機構。
【請求項3】
前記第１ジョーおよび前記第２ジョーが閉じた状態での前記伝達ピンの位置と、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーが最大開き角度で開いた状態での前記伝達ピンの位置とが、前記第１回転軸と前記第２回転軸とを結ぶ直線に対して略対称である請求項２に記載の把持機構。【請求項4】
前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の距離が、前記第１回転軸と前記第３スリットとの間の距離の２倍から２．３倍である請求項３に記載の把持機構。【請求項5】
前記伝達ピンが、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの一方に取り付けられ、前記スリットが、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの他方に形成されている請求項１に記載の把持機構。
【請求項6】
前記第１ジョーおよび前記第２ジョーが閉じた状態での前記伝達ピンの位置と、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーが最大開き角度で開いた状態での前記伝達ピンの位置とが、前記第１回転軸と前記第２回転軸とを結ぶ直線に対して略対称である請求項５に記載の把持機構。【請求項7】
前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の距離が、前記伝達ピンが取り付けられている前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの前記一方の回転軸と前記伝達ピンとの間の距離の２倍から２．２倍である請求項６に記載の把持機構。【請求項8】
前記スリットの一端が、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの前記他方の外周面に開口している請求項５から請求項７のいずれかに記載の把持機構。【請求項9】
前記スリットが、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーが閉じた状態での前記伝達ピンの位置から前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの前記他方の外周面まで前記他方の回転軸を通過して延びている請求項８に記載の把持機構。【請求項10】
前記第１回転軸が、閉じた状態での前記第１および第２ジョーの外径の中心に位置する請求項１から請求項９のいずれかに記載の把持機構。【請求項11】
前記第２回転軸が、前記第１回転軸よりも先端側、かつ、前記外径の中心よりも前記第１ジョー側に位置する請求項１０に記載の把持機構。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、把持機構に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、２本のワイヤの牽引によって一対のジョーを開閉する鉗子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ワイヤの押圧によって一対のジョーを開くまたは閉じる場合、ワイヤの座屈や湾曲によって、ワイヤの基端に加えられた押圧力がワイヤの先端まで伝達されないことがある。一対のジョーの開閉の両方をワイヤの牽引力によって行うことで、このような不都合を解消することができる。特許文献１の鉗子は、各ジョーに設けられたプーリを有し、一対のジョーの開閉に動滑車を利用している。一対のプーリには、一対のジョーを連動させるためのギアが設けられている。また、特許文献１の鉗子は、両方のジョーが同時に回転する両開き式である。両開き式の鉗子は、大きな開き角度を得られる点において有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－８３４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の鉗子は、部品点数が多く、また、ギアには加工精度が要求されるという不都合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品点数が少なく簡易な構造であり、ワイヤの牽引によって一対のジョーを開閉させることができる両開き式の把持機構を提供することを目的とする。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品点数が少なく簡易な構造であり、ワイヤの牽引によって一対のジョーを開閉させることができる両開き式の把持機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様は、フレームと、相互に開閉可能に前記フレームに支持された第１ジョーおよび第２ジョーと、前記第１ジョーおよび前記第２ジョーの少なくとも一方に形成されたスリットと、該スリット内を通り、前記第１ジョーと前記第２ジョーとの間で力を伝達する伝達ピンと、前記第１ジョーに接続されたワイヤとを備え、前記第１ジョーの基端部が、第１回転軸周りに回転可能に前記フレームに支持され、前記第２ジョーの基端部が、前記第１回転軸とは異なり前記第１回転軸と平行である第２回転軸周りに回転可能に前記フレームに支持され、前記ワイヤが、張力によって前記第１回転軸周りの回転力を前記第１ジョーに付与し、前記第１回転軸周りの前記第１ジョーの回転によって前記伝達ピンが前記スリット内を移動し、前記スリット内の前記伝達ピンの移動によって前記第２ジョーが前記第２回転軸周りに回転する把持機構である。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、部品点数が少なく簡易な構造であり、ワイヤの牽引によって一対のジョーを開閉させることができる両開き式の開閉機構を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】本発明の一実施形態に係る把持機構の閉状態を示す概略構成図である。
【図13A】第１回転軸および第２回転軸が並列配置されている把持機構の把持力を説明する図である。
【図13B】第１回転軸および第２回転軸が直列配置されている把持機構の把持力を説明する図である。
【図15A】第２回転軸が外径の中心よりも第１ジョー側に配置されている場合の、第２ジョーの開き角度を説明する概略図である。
【図15B】第２回転軸が外径の中心よりも第２ジョー側に配置されている場合の、第２ジョーの開き角度を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、本発明の一実施形態に係る把持機構について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る把持機構１は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、フレーム２と、相互に開閉可能にフレーム２に支持された一対のジョー３，４と、一方のジョー３に接続され開閉のための回転力をジョー３に付与するワイヤ５と、回転力を一対のジョー３，４間で伝達する伝達ピン６とを備えている。
本実施形態に係る把持機構１は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、フレーム２と、相互に開閉可能にフレーム２に支持された一対のジョー３，４と、一方のジョー３に接続され開閉のための回転力をジョー３に付与するワイヤ５と、回転力を一対のジョー３，４間で伝達する伝達ピン６とを備えている。
【0009】
フレーム２は、略筒状の部材である。
一対のジョー３，４は、長手方向を有する部材であり、フレーム２の中心軸に直交する方向に並列に配置されている。以下の説明において、ジョー３，４の配列方向を上下方向と定義し、上下方向およびフレーム２の中心軸に垂直な方向を左右方向と定義する。参照する図面において、紙面の上下方向が把持機構１の上下方向であり、紙面に垂直な方向が把持機構１の左右方向である。フレーム２の先端部分は、一対のジョー３，４の基端部分の左右両側を覆っている。
一対のジョー３，４は、長手方向を有する部材であり、フレーム２の中心軸に直交する方向に並列に配置されている。以下の説明において、ジョー３，４の配列方向を上下方向と定義し、上下方向およびフレーム２の中心軸に垂直な方向を左右方向と定義する。参照する図面において、紙面の上下方向が把持機構１の上下方向であり、紙面に垂直な方向が把持機構１の左右方向である。フレーム２の先端部分は、一対のジョー３，４の基端部分の左右両側を覆っている。
【0010】
下側の第１ジョー３は、ワイヤ５の牽引によって駆動される駆動ジョーである。第１ジョー３の基端部は、第１回転軸Ａ周りに回転可能にフレーム２に支持されている。具体的には、第１ジョー３の基端部は、連結ピン９によって、第１回転軸Ａ周りに回転可能にフレーム２の先端部に連結されている。
上側の第２ジョー４は、第１ジョー３に従動する従動ジョーである。第２ジョー４の基端部は、第１回転軸Ａとは異なる第２回転軸Ｂ周りに回転可能にフレーム２に支持されている。具体的には、第２ジョー４の基端部は、連結ピン１０によって、第２回転軸Ｂ周りに回転可能にフレーム２の先端部に連結されている。
第１回転軸Ａおよび第２回転軸Ｂは、相互に略平行であり、左右方向に延びている。また、第１回転軸Ａおよび第２回転軸Ｂは、相互に間隔をあけて上下方向に並んでいる。
上側の第２ジョー４は、第１ジョー３に従動する従動ジョーである。第２ジョー４の基端部は、第１回転軸Ａとは異なる第２回転軸Ｂ周りに回転可能にフレーム２に支持されている。具体的には、第２ジョー４の基端部は、連結ピン１０によって、第２回転軸Ｂ周りに回転可能にフレーム２の先端部に連結されている。
第１回転軸Ａおよび第２回転軸Ｂは、相互に略平行であり、左右方向に延びている。また、第１回転軸Ａおよび第２回転軸Ｂは、相互に間隔をあけて上下方向に並んでいる。
【0011】
図２に示されるように、第１ジョー３の基端部には左右方向に貫通するスリット（第１スリット）７が形成され、第２ジョー４の基端部には左右方向に貫通するスリット（第２スリット）８が形成されている。スリット７，８は、部分的に左右方向に相互に連通し、伝達ピン６は、スリット７，８内を左右方向に通っている。
【0012】
スリット７は、第１回転軸Ａ周りの周方向に交差する方向に延び、両端において閉じている。スリット７の幅は伝達ピン６の外径よりもわずかに大きく、伝達ピン６は、スリット７内をスリット７の長手方向に移動可能である。スリット８は、第２回転軸Ｂ周りの周方向に交差する方向に延び、両端において閉じている。スリット８の幅は伝達ピン６の外径よりもわずかに大きく、伝達ピン６は、スリット８内をスリット８の長手方向に移動可能である。図３に示されるように、スリット８は、第２ジョー４の外周面まで延び、スリット８の一端が第２ジョー４の外周面に開口していてもよい。
【0013】
第１ジョー３の第１回転軸Ａ周りの回転によって、伝達ピン６が、スリット７内を長手方向に移動しながらフレーム２の中心軸に沿う前後方向に移動する。移動する伝達ピン６は、第２ジョー４に第２回転軸Ｂ周りの回転力を付与し、第２ジョー４を第１ジョー３とは逆方向に回転させる。
【0014】
図示する例では、スリット７，８は、回転軸Ａ，Ｂ間に形成されている。スリット７は、第１ジョー３の長手方向に対して、基端から先端に向かって漸次下方へ変位する方向に傾斜している。スリット８は、第２ジョー４の長手方向に対して、基端から先端に向かって漸次上方に変位する方向に傾斜している。ジョー３，４の長手方向がフレーム２の中心軸と平行になる閉状態において、スリット７，８の基端部が相互に連通し、伝達ピン６は、スリット７，８内の基端側の位置に配置される。
【0015】
第１ジョー３の基端部には、ワイヤ５を案内するガイド面１１が設けられている。ガイド面１１は、第１回転軸Ａを中心とする円環状または円筒状の面である。例えば、ガイド面１１は、第１ジョー３の基端部に固定されたプーリの外周面である。ワイヤ５は、ガイド面１１に略半周にわたって掛け回され、ワイヤ５の途中位置がガイド面１１に固定されている。ワイヤ５は、ガイド面１１からフレーム２の基端側へ延び、ワイヤ５の両端はフレーム２の基端側に配置されている。したがって、ガイド面１１の上端および下端から基端側へ向かって２本のワイヤ５ａ，５ｂが延びている。なお、このワイヤは、２本ではなく１本のワイヤで構成することも可能である。
【0016】
第１回転軸Ａの下側のワイヤ５ａが牽引されると、ワイヤ５ａに張力が発生し、第１ジョー３を第１回転軸Ａ周りに下方に揺動させる回転力がワイヤ５ａから第１ジョー３に付与される。第１回転軸Ａの上側のワイヤ５ｂが牽引されると、ワイヤ５ｂに張力が発生し、第１ジョー３を第１回転軸Ａ周りに上方に揺動させる回転力がワイヤ５ｂから第１ジョー３に付与される。
【0017】
次に、このように構成された把持機構１の作用について説明する。
把持機構１は、生体組織等を把持する処置具に把持部として搭載される。処置具は、長尺のシャフトと、シャフトの基端に接続された操作部とを備え、把持機構１は、シャフトの先端に接続される。ワイヤ５ａ，５ｂはシャフトを経由して操作部まで導かれる。
把持機構１は、生体組織等を把持する処置具に把持部として搭載される。処置具は、長尺のシャフトと、シャフトの基端に接続された操作部とを備え、把持機構１は、シャフトの先端に接続される。ワイヤ５ａ，５ｂはシャフトを経由して操作部まで導かれる。
【0018】
操作部の操作によってワイヤ５ａが基端側へ牽引されると、第１ジョー３を下方に回転させる回転力がワイヤ５ａから第１ジョー３に伝達される。第１ジョー３の下方への回転によって伝達ピン６がスリット７，８内を先端側（前方）へ移動し、移動する伝達ピン６が第２ジョー４に上方に回転させる回転力を伝達し、第２ジョー４が上方に回転する。このように一対のジョー３，４が相互に離間する方向に同時に回転することによって、ジョー３，４が開く。
【0019】
一方、操作部の操作によってワイヤ５ｂが基端側へ牽引されると、第１ジョー３を上方に回転させる回転力がワイヤ５ｂから第１ジョー３に伝達される。第１ジョー３の上方への回転によって伝達ピン６がスリット７，８内を基端側（後方）へ移動し、移動する伝達ピン６が第２ジョー４に下方に回転させる回転力を伝達し、第２ジョー４が下方に回転する。このように一対のジョー３，４が相互に近接する方向に同時に回転することによって、ジョー３，４が閉じる。ジョー３，４が閉じた状態からワイヤ５ｂがさらに牽引されると、ジョー３，４間に把持力が発生する。
【0020】
このように、本実施形態によれば、２本のワイヤ５ａ，５ｂの択一的な牽引によって、一対のジョー３，４が開閉する。
一対のジョー３，４を開くまたは閉じるための駆動力としてワイヤの押圧力を利用する場合、ワイヤの途中位置の座屈や湾曲等によって、ワイヤの先端部まで押圧力が伝達されないことがある。このような押圧力の伝達効率の低下は、特に軟性のシャフトまたは関節部を有する処置具において起こりやすい。
これに対し、ジョー３，４の開閉両方の駆動力としてワイヤ５ａ，５ｂの牽引力を利用する場合、ワイヤ５ａ，５ｂの基端部から先端部まで牽引力が確実に伝達される。これにより、ジョー３，４を、ワイヤ５ａ，５ｂの基端部に加えられた牽引力に相当する角度だけ確実に回転させ、ジョー３，４を確実に開閉させることができるという利点がある。
一対のジョー３，４を開くまたは閉じるための駆動力としてワイヤの押圧力を利用する場合、ワイヤの途中位置の座屈や湾曲等によって、ワイヤの先端部まで押圧力が伝達されないことがある。このような押圧力の伝達効率の低下は、特に軟性のシャフトまたは関節部を有する処置具において起こりやすい。
これに対し、ジョー３，４の開閉両方の駆動力としてワイヤ５ａ，５ｂの牽引力を利用する場合、ワイヤ５ａ，５ｂの基端部から先端部まで牽引力が確実に伝達される。これにより、ジョー３，４を、ワイヤ５ａ，５ｂの基端部に加えられた牽引力に相当する角度だけ確実に回転させ、ジョー３，４を確実に開閉させることができるという利点がある。
【0021】
また、把持機構１は、両方のジョー３，４が相互に逆方向に回転する両開き式である。したがって、開状態において、ジョー３，４間の大きな開き角度を得ることができるという利点がある。
また、駆動側の第１ジョー３から従動側の第２ジョー４への回転力の伝達が、単一の伝達ピン６と、加工が容易なスリット７，８とによって達成される。すなわち、部品点数が少なく簡単な構造によって、ジョー３，４間で回転力を伝達することができるという利点がある。
また、駆動側の第１ジョー３から従動側の第２ジョー４への回転力の伝達が、単一の伝達ピン６と、加工が容易なスリット７，８とによって達成される。すなわち、部品点数が少なく簡単な構造によって、ジョー３，４間で回転力を伝達することができるという利点がある。
【0022】
本実施形態において、図４に示されるように、伝達ピン６が通るスリット（第３スリット）１２がフレーム２にも形成されていてもよい。
スリット１２は、回転軸Ａ，Ｂを結ぶ直線に交差する方向（図示する例では直交する方向）に延び、第１ジョー３の回転時に伝達ピン６を所定の移動経路に沿って前後方向に案内する。このように、伝達ピン６の移動経路をスリット１２によって規定することで、ジョー３，４の開閉動作をより安定させることができる。
スリット１２は、回転軸Ａ，Ｂを結ぶ直線に交差する方向（図示する例では直交する方向）に延び、第１ジョー３の回転時に伝達ピン６を所定の移動経路に沿って前後方向に案内する。このように、伝達ピン６の移動経路をスリット１２によって規定することで、ジョー３，４の開閉動作をより安定させることができる。
【0023】
図４の変形例において、ジョー３，４の最大開き角度は、スリット７，８の長さおよびスリット１２によって規定される。図５において、二点鎖線は、ジョー３，４間の開き角度が最大である最大開状態を示している。
閉状態での伝達ピン６の位置と最大開状態での伝達ピン６の位置とが、回転軸Ａ，Ｂを結ぶ直線に対して略対称であることが好ましい。また、距離Ｒが、距離ｈの２倍から２．３倍であることが好ましい。
閉状態での伝達ピン６の位置と最大開状態での伝達ピン６の位置とが、回転軸Ａ，Ｂを結ぶ直線に対して略対称であることが好ましい。また、距離Ｒが、距離ｈの２倍から２．３倍であることが好ましい。
【0024】
図５に示されるように、距離Ｒは、回転軸Ａ，Ｂ間の距離である。距離ｈは、第１ジョー３の第１回転軸Ａとフレーム２のスリット１２の上下方向の中心との間の距離である。距離ｒ１は、第１ジョー３の第１回転軸Ａと伝達ピン６の中心との間の距離である。距離ｒ２は、第２ジョー４の第２回転軸Ｂと伝達ピン６の中心との間の距離である。開き角度θ１は、回転軸Ａ，Ｂを結ぶ直線と、第１回転軸Ａと伝達ピン６の中心とを結ぶ直線と、が成す角度である。開き角度θ２は、回転軸Ａ，Ｂを結ぶ直線と、第２回転軸Ｂと伝達ピン６の中心とを結ぶ直線と、が成す角度である。
【0025】
スリット１２が、回転軸Ａ，Ｂ間の中心よりも下側に位置している場合、第１ジョー３の開き角度θ１に比べて第２ジョー４の開き角度θ２が小さくなる。これは、第１ジョー３から第２ジョー４に伝達される回転力が回転の減速によって増幅され、ジョー３，４間の把持力が増大することを意味する。したがって、スリット１２は、回転軸Ａ，Ｂ間の中心よりも下側に形成されていることが好ましい。一方、両開き式の把持機構１において、開き角度θ１，θ２間の差は小さいことが好ましい。
距離Ｒを距離ｈの２倍から２．３倍にすることによって、開き角度θ１，θ２間の差を許容範囲内に抑制しつつ、把持力を増大することができる。
距離Ｒを距離ｈの２倍から２．３倍にすることによって、開き角度θ１，θ２間の差を許容範囲内に抑制しつつ、把持力を増大することができる。
【0026】
ジョー３，４間に把持力が発生している状態において、第１ジョー３の基端部に入力されるモーメントＭ１＿ｉｎと、第１ジョー３の先端部から出力されるモーメントＭ１は、相互に釣り合う。また、第２ジョー４の基端部に入力されるモーメントＭ２＿ｉｎと、第２ジョー４の先端部から出力されるモーメントＭ２は、相互に釣り合う。下式において、ｅは、第１ジョー３から第２ジョー４へのモーメントの増幅率である。
Ｍ１＝Ｍ１＿ｉｎ
Ｍ２＝ｅＭ２＿ｉｎ
一方、入力のモーメントの総和Ｍｉｎは一定である。
Ｍｉｎ＝Ｍ１＿ｉｎ＋Ｍ２＿ｉｎ
これにより、モーメントの総和Ｍｉｎは、ジョー３，４に増幅率ｅの比で分配される。
Ｍ１＿ｉｎ：Ｍ２＿ｉｎ＝ｅ：１
よって、把持力Ｍｊａｗは、下式で表される。
Ｍｊａｗ＝Ｍｉｎ×ｅ／（１＋ｅ）＝１－Ｍｉｎ×１／（１＋ｅ）
以上から、第２ジョー４の増幅率ｅが大きい程、把持力Ｍｊａｗが大きくなることが分かる。
Ｍ１＝Ｍ１＿ｉｎ
Ｍ２＝ｅＭ２＿ｉｎ
一方、入力のモーメントの総和Ｍｉｎは一定である。
Ｍｉｎ＝Ｍ１＿ｉｎ＋Ｍ２＿ｉｎ
これにより、モーメントの総和Ｍｉｎは、ジョー３，４に増幅率ｅの比で分配される。
Ｍ１＿ｉｎ：Ｍ２＿ｉｎ＝ｅ：１
よって、把持力Ｍｊａｗは、下式で表される。
Ｍｊａｗ＝Ｍｉｎ×ｅ／（１＋ｅ）＝１－Ｍｉｎ×１／（１＋ｅ）
以上から、第２ジョー４の増幅率ｅが大きい程、把持力Ｍｊａｗが大きくなることが分かる。
【0027】
図６Ａは、距離Ｒに対して距離ｈを変化させたときの回転力の増幅率の計算結果を示している。距離ｈが小さくなるにつれて、すなわちスリット１２が下側へ変位するにつれて、回転力の増幅率が増大する。
図６Ｂは、第１ジョー３の開き角度θ１と、ジョー３，４の開き角度θ１，θ２間の差分（θ１－θ２）との関係を表している。開き角度θ１の約２０％以下の差分（θ１－θ２）は、許容範囲である。Ｒが２．３×ｈ以下の範囲において、差分（θ１－θ２）は開き角度θ１の２０％以下である。
図６Ｂは、第１ジョー３の開き角度θ１と、ジョー３，４の開き角度θ１，θ２間の差分（θ１－θ２）との関係を表している。開き角度θ１の約２０％以下の差分（θ１－θ２）は、許容範囲である。Ｒが２．３×ｈ以下の範囲において、差分（θ１－θ２）は開き角度θ１の２０％以下である。
【0028】
【0029】
本実施形態において、図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、伝達ピン６が一対のジョー３，４の一方に取り付けられており、スリットが一対のジョー３，４の他方のみに形成されていてもよい。図７Ａおよび図７Ｂの例において、伝達ピン６が第１ジョー３に取り付けられ、スリット８が第２ジョー４に形成されている。
このように、伝達ピン６をジョー３と一体に形成することによって、部品点数をさらに削減することができる。また、スリットの内面との伝達ピン６の接触面積が少なくなるので、摩擦による力の損失を低減することができる。
このように、伝達ピン６をジョー３と一体に形成することによって、部品点数をさらに削減することができる。また、スリットの内面との伝達ピン６の接触面積が少なくなるので、摩擦による力の損失を低減することができる。
【0030】
図７Ａおよび図７Ｂの構成において、距離Ｒは、距離ｒ１の２倍から２．２倍であることが好ましい。距離Ｒと距離ｒ１との比が上記範囲内であることによって、開き角度θ１，θ２間の差を許容範囲内に抑制しつつ、第２ジョー４に伝達される回転力を増幅して把持力を増大することができる。
図８Ａは、図７Ａおよび図７Ｂの構成における、開き角度θ１と増幅率ｅとの関係を表している。図８Ｂは、図７Ａおよび図７Ｂの構成における、開き角度θ１と、差分（θ１－θ２）との関係を表している。
図８Ａは、図７Ａおよび図７Ｂの構成における、開き角度θ１と増幅率ｅとの関係を表している。図８Ｂは、図７Ａおよび図７Ｂの構成における、開き角度θ１と、差分（θ１－θ２）との関係を表している。
【0031】
【0032】
伝達ピン６が第１ジョー３と一体である構成において、図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、スリット８の一端が、第２ジョー４の外周面に開口していてもよい。図９Ａのスリット８は、第２ジョー４の内面から左右方向の途中位置まで形成されている。図９Ｂのスリット８は、第２ジョー４を左右方向に貫通している。
ジョー３，４の組み立て時に、第２ジョー４の外周面の開口からスリット８内に伝達ピン６を挿入することによって、ジョー３，４を容易に組み立てることができる。
ジョー３，４の組み立て時に、第２ジョー４の外周面の開口からスリット８内に伝達ピン６を挿入することによって、ジョー３，４を容易に組み立てることができる。
【0033】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、スリット８が、ジョー３，４の閉状態での伝達ピン６の位置か第２ジョー４の外周面まで第２回転軸Ｂを通過して延びて、スリット８の一端が第２ジョー４の外周面に開口していてもよい。スリット８は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるような直線状であってもよく、第２回転軸Ｂと外周面の開口との間で湾曲または屈曲していてもよい。
ジョー３，４の組み立て工程において、スリット８内へ伝達ピン６を挿入した後に、連結ピン１０がスリット８内に挿入される。したがって、伝達ピン６がスリット８内から抜けることを、連結ピン１０によって防止することができる。また、連結ピン１０によってジョー３，４の開閉の動作域が制限されるので、ジョー３，４の開閉動作が不安定になることがない。
ジョー３，４の組み立て工程において、スリット８内へ伝達ピン６を挿入した後に、連結ピン１０がスリット８内に挿入される。したがって、伝達ピン６がスリット８内から抜けることを、連結ピン１０によって防止することができる。また、連結ピン１０によってジョー３，４の開閉の動作域が制限されるので、ジョー３，４の開閉動作が不安定になることがない。
【0034】
伝達ピン６が第１ジョー３と一体である構成において、図１１に示されるように、第１ジョー３の内部に、第１ジョー３の先端部から基端面まで長手方向に連続する空洞１３を形成することが可能である。この空洞１３を配線経路として利用して、第１ジョー３に様々な機能を持たせることができる。
例えば、第１ジョー３にエネルギ処置デバイスとしての機能を付与する場合、第１ジョー３内のエネルギ処置部１４にエネルギ源を供給するケーブル１５が、空洞１３内に配線される。エネルギ処置部１４は、エネルギ源が供給されることによって、熱、超音波または高周波電流のようなエネルギを放出する。
第１ジョー３に把持力または組織の硬さを測定する機能を付与する場合、第１ジョー３に接触センサが搭載され、接触センサのケーブルが空洞１３内に配線される。
例えば、第１ジョー３にエネルギ処置デバイスとしての機能を付与する場合、第１ジョー３内のエネルギ処置部１４にエネルギ源を供給するケーブル１５が、空洞１３内に配線される。エネルギ処置部１４は、エネルギ源が供給されることによって、熱、超音波または高周波電流のようなエネルギを放出する。
第１ジョー３に把持力または組織の硬さを測定する機能を付与する場合、第１ジョー３に接触センサが搭載され、接触センサのケーブルが空洞１３内に配線される。
【0035】
本実施形態において、回転軸Ａ，Ｂが上下方向に並列に配置されていることとしたが、これに代えて、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、回転軸Ａ，Ｂが前後方向に直列に配置されていてもよい。図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、上側のジョーが、駆動側の第１ジョー３であり、下側のジョーが、従動側の第２ジョー４である。第２ジョー４の回転軸Ｂは、第１ジョー３の回転軸Ａよりも先端側に配置されることが好ましい。
回転軸Ａ，Ｂを前後方向に配列することによって、把持機構１を上下方向に細径化することができる。また、回転軸Ａ，Ｂが上下方向に配列される構成と比較して、駆動用のガイド面１１の外径を大きくし、把持力を増大することができる。
回転軸Ａ，Ｂを前後方向に配列することによって、把持機構１を上下方向に細径化することができる。また、回転軸Ａ，Ｂが上下方向に配列される構成と比較して、駆動用のガイド面１１の外径を大きくし、把持力を増大することができる。
【0036】
ジョー３，４が閉じた状態において、第１回転軸Ａは、ジョー３，４の外径Ｄの中心に位置することが好ましい。ジョー３，４の外径Ｄは、ジョー３，４の閉状態での第１ジョー３の上面から第２ジョー４の下面までの寸法である。この構成によれば、ガイド面１１の外径を把持機構１の外径Ｄと略等しくすることによって、外径Ｄを増大させない範囲で、ワイヤ５から第１ジョー３に付与される駆動力（回転力）を最大化することができる。
【0037】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、並列配置の回転軸Ａ，Ｂの場合と直列配置の回転軸Ａ，Ｂの場合の、把持力の大きさを比較している。
図１３Ａの並列配置の回転軸Ａ，Ｂの場合、ガイド面１１の半径は把持機構１の外径Ｄの１／３以下に設計される。この場合、把持力Ｆｐは、下式（１）で表される。
図１３Ｂの直列配置の回転軸Ａ，Ｂの場合、ガイド面１１の半径は外径Ｄの１／２以下に設計される。この場合、把持力Ｆｓは、下式（２）で表される。
式（１），（２）において、Ｌは、第１ジョー３の先端から回転軸Ａまでの長さである。Ｆｉｎは、ワイヤ５ａから伝達ピン６に入力される回転力である。
図１３Ａの並列配置の回転軸Ａ，Ｂの場合、ガイド面１１の半径は把持機構１の外径Ｄの１／３以下に設計される。この場合、把持力Ｆｐは、下式（１）で表される。
図１３Ｂの直列配置の回転軸Ａ，Ｂの場合、ガイド面１１の半径は外径Ｄの１／２以下に設計される。この場合、把持力Ｆｓは、下式（２）で表される。
式（１），（２）において、Ｌは、第１ジョー３の先端から回転軸Ａまでの長さである。Ｆｉｎは、ワイヤ５ａから伝達ピン６に入力される回転力である。
【0038】
【数3】
【数4】
【0039】
把持力Ｆｓが把持力Ｆｐよりも大きい（Ｆｓ＞Ｆｐ）ためには、長さＬおよび距離Ｒが下式（３）を満足すればよい。
Ｌ＞２ｅ／（１＋ｅ） × Ｒ …（３）
３つのスリット７，８，１２が設けられている構成の場合、Ｌ＞１．１３Ｒを満たす。伝達ピン６が一方のジョー３と一体である構成の場合、Ｌ＞１．０９Ｒを満たす。すなわち、様々なスリット７，８，１２および伝達ピン６の構成において、式（３）が満たされる。よって、回転軸Ａ，Ｂを直列に配置することによって、把持力を増大することができる。
Ｌ＞２ｅ／（１＋ｅ） × Ｒ …（３）
３つのスリット７，８，１２が設けられている構成の場合、Ｌ＞１．１３Ｒを満たす。伝達ピン６が一方のジョー３と一体である構成の場合、Ｌ＞１．０９Ｒを満たす。すなわち、様々なスリット７，８，１２および伝達ピン６の構成において、式（３）が満たされる。よって、回転軸Ａ，Ｂを直列に配置することによって、把持力を増大することができる。
【0040】
回転軸Ａ，Ｂが直列配置された構成において、図１４に示されるように、第２ジョー４の回転軸Ｂは、把持機構１の外径Ｄの中心（一点鎖線参照。）よりも第１ジョー３側（上側）に位置していてもよい。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、第２回転軸Ｂの位置と、第２ジョー４の開き角度との関係を説明している。図１５Ａおよび図１５Ｂにおいて、二点鎖線は、第２回転軸Ｂが外径Ｄの中心に位置する場合の第２ジョー４の位置を示している。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、第２回転軸Ｂの位置と、第２ジョー４の開き角度との関係を説明している。図１５Ａおよび図１５Ｂにおいて、二点鎖線は、第２回転軸Ｂが外径Ｄの中心に位置する場合の第２ジョー４の位置を示している。
【0041】
図１５Ａに示されるように、第２回転軸Ｂが外径Ｄの中心よりも上側に位置している場合、開状態において、第２ジョー４は、二点鎖線で示される位置よりも下側にオフセットする。一方、図１５Ｂに示されるように、第２回転軸Ｂが外径Ｄの中心よりも下側に位置している場合、開状態において、第２ジョー４は、一点鎖線で示される位置よりも上側にオフセットする。
このように、第２回転軸Ｂが外径Ｄの中心よりも上側（第１ジョー３側）に配置されることによって、ジョー３，４間の上下方向の開き幅を広げることができ、生体組織等の把持対象をジョー３，４によってより容易に把持することができる。
このように、第２回転軸Ｂが外径Ｄの中心よりも上側（第１ジョー３側）に配置されることによって、ジョー３，４間の上下方向の開き幅を広げることができ、生体組織等の把持対象をジョー３，４によってより容易に把持することができる。
【符号の説明】
【0042】
１ 把持機構
２ フレーム
３ 第１ジョー
４ 第２ジョー
５，５ａ，５ｂ ワイヤ
６ 伝達ピン
７ スリット（第１スリット）
８ スリット（第２スリット）
９，１０ 連結ピン
１１ ガイド面
１２ スリット（第３スリット）
Ａ 第１回転軸
Ｂ 第２回転軸
２ フレーム
３ 第１ジョー
４ 第２ジョー
５，５ａ，５ｂ ワイヤ
６ 伝達ピン
７ スリット（第１スリット）
８ スリット（第２スリット）
９，１０ 連結ピン
１１ ガイド面
１２ スリット（第３スリット）
Ａ 第１回転軸
Ｂ 第２回転軸
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15A】
【図15B】