JP3646163B2 - 能動鉗子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、低侵襲外料手術等に用いられる能動鉗子に関し、特には、小型で高剛性の能動鉗子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来の、低侵襲外料手術( 特に腹腔鏡下外科手術) 用マスタースレーブ型ロボットにおける能動紺子は、ワイヤ駆動のものが多数を占めていた。これは、鉗子の根元に配置したアクチュエータから鉗子先に駆動力を伝えてその向きを変える小型の機構は、ワイヤ駆動を用いれば比較的容易に実現可能だからである。
【０００３】
しかしながらワイヤ駆動の能動鉗子は、アクチュエータが大きな駆動力を持っていても、ワイヤの剛性および耐久性が低いためワイヤが延びたり切れたりする可能性があることから、鉗子先まで大きな力を伝えることが困難であり、血管縫合等の、あまり大きな力を必要としない内視鏡下の手術に用いられていた。
【０００４】
ところで、能動鉗子を例えば臓器摘出手術に使用しようとすると、鉗子先で臓器を保持しなければならないため、アタチュエータが大きな駆動力を持つだけでなくその力を鉗子先に効率良く伝えることができ、しかも鉗子先が高い剛性を持っていることが必要となる。これがため、上述の如きワイヤ式の従来の能動鉗子は、臓器摘出手術には不適当であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した能動鉗子を提供することを目的とするものであり、この発明の能動鉗子は、鉗子先を支持するための中央部およびそこから側方へ突出した少なくとも三本の腕部を持つ鉗子先支持部材と、前端部分に前記少なくとも三本の腕部をそれぞれ揺動および摺動可能に連結されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結された少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、を有する鉗子先端部と、前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材にそれぞれ一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結されて前記先端部側進退移動部材および前記鉗子先支持部材と一緒にリンク機構を構成する少なくとも三つの基部側進退移動部材と、それらの基部側進退移動部材を互いに前後端方向へ相対移動させる進退駆動手段を設けられた基部フレームと、を有する鉗子基部と、を具えてなるものである。
【０００６】
図１は、この発明の能動鉗子の作動状態を、先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材とが二つずつの場合に簡略化して模式的に示すものであり、図示のようにこの発明の能動鉗子にあっては、鉗子基部９の図示しない基部フレームに設けられた駆動手段が、先端部側進退移動部材３および鉗子先支持部材２と一緒にリンク機構を構成する鉗子基部９の複数の基部側進退移動部材６を図１（ａ）に示す初期状態から図１（ｂ）に示すように互いに前後端方向へ相対移動させると（図では左側の基部側進退移動部材６を固定する一方、右側の基部側進退移動部材６を上方へ前進移動させている）、それらの基部側進退移動部材６の前後端方向への相対移動によって、それらの基部側進退移動部材６にそれぞれ一体的に結合されるとともに前後端方向（図では上下方向）へ相対移動可能に相互に連結された鉗子先端部４の複数の先端部側進退移動部材３が前後端方向へ相対移動し（図では左側の先端部側進退移動部材３が静止している一方、右側の先端部側進退移動部材３が上方へ前進移動している）、これにより鉗子先端部４の鉗子先支持部材２が、その中央部２ａから側方へ突出した複数本の腕部２ｂを先端部側進退移動部材３の前後端方向へ移動されて全体的に揺動（図では反時計方向に揺動）し、その中央部２ａに支持された鉗子先１の向きが変化する（図では正面向きから斜め左向きに変化している）。また、上記駆動手段が右側の基部側進退移動部材６を、図示しないが上記と逆に下方へ後退移動させると、鉗子先１の向きは正面向きから斜め右向きに変化することになる。
【０００７】
但し、図１に示す例は１自由度の揺動について簡略化した場合ゆえ、右側の基部側進退移動部材６に結合された右側の先端部側進退移動部材３は鉗子先支持部材２の腕部２ｂを揺動および摺動可能に連結される一方、固定された左側の基部側進退移動部材６に結合された左側の先端部側進退移動部材３は鉗子先支持部材２の腕部２ｂを揺動のみ可能に連結されているが、この発明では、先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材とがそれぞれ三つずつ以上あり、揺動について２以上の自由度を持つことから、固定された基部側進退移動部材に結合された先端部側進退移動部材も、鉗子先支持部材の腕部を揺動および摺動可能に連結されている。
【０００８】
従って、この発明の能動鉗子によれば、リンク機構が、先端部側進退移動部材とそこに一体的に結合された基部側進退移動部材とをそれぞれ少なくとも三つ有し、それら少なくとも三つずつの先端部側進退移動部材および基部側進退移動部材がそれぞれ相互に摺動可能に嵌合連結された構成を具え、そのリンク機構を介して駆動手段が、鉗子先に駆動力を伝達して鉗子先の向きを２自由度以上で変化させることができるので、鉗子先に効率良く駆動力を伝達することができるとともに、ワイヤ式のものよりも高い剛性を鉗子先に持たせつつ鉗子先を任意の方向に向けることができ、これにより、例えば臓器摘出手術等の、鉗子先に力が必要な作業への能動鉗子の利用を可能にすることができる。しかも、鉗子基部よりも鉗子先側には、主として先端部側進退移動部材と鉗子先支持部材と鉗子先と、所要に応じてそれら先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材と一体的に結合する連結部材とが存在しているに過ぎないので、その鉗子基部よりも鉗子先側の部分を容易に小型細径化し得て、鉗子先に力が必要な作業を伴う臓器摘出手術の如き手術についても低侵襲外料手術を可能にすることができる。
【０００９】
なお、この発明の能動鉗子においては、前記鉗子基部は、前記基部フレームを前記進退駆動手段および前記基部側進退移動部材と一緒にその基部側進退移動部材の前後端方向に平行な所定軸線周りに回動させる回動駆動手段を有していても良く、このようにすれば、回動駆動手段が、基部フレームを進退駆動手段および基部側進退移動部材と一緒にその基部側進退移動部材の前後端方向に平行な所定軸線周りに回動させることで、鉗子基部よりも鉗子先側の部分を回動させて鉗子先を旋回させることができるので、鉗子先に高い剛性を持たせつつ、かつ鉗子基部よりも鉗子先側の部分の小型細径化を可能にしつつ、鉗子先の向きの変化の自由度を高めることができる。
【００１０】
また、この発明の能動鉗子においては、前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材とはそれぞれ、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと交差する方向へは掛合する溝部および突条部によって前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結されていても良く、このようにすれば、少なくとも三つの先端部側進退移動部材および少なくとも三つの基部側進退移動部材がそれぞれ、高い剛性を持って互いに連結されるので、簡易な構成で鉗子先に高い剛性を持たせることができる。
【００１１】
そしてこの発明の能動鉗子においては、前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材との少なくとも一方は例えばシリコロイ鋼（商品名）の如き高珪素ステンレス鋼にて形成されていても良く、このようにすれば、高珪素ステンレス鋼同士の摩擦係数は極めて小さいので、駆動力の伝達効率をより高めることができる。
【００１２】
さらにこの発明の能動鉗子においては、前記進退駆動手段は、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材のうちの一つを磁石によって前記基部フレームに固定するとともに、それらの基部側進退移動部材のうちの残りと着脱可能に嵌合してその基部側進退移動部材を進退移動させるものであっても良く、このようにすれば、進退駆動手段に対して基部側進退移動部材を鉗子基部よりも鉗子先側の部分と一緒に容易に着脱し得て、それらの部分の交換や洗浄、消毒等を容易に行うことができ、しかも少なくとも三つの基部側進退移動部材のうちの一つを基部フレームに固定するので、進退駆動手段が直接的に進退移動させる基部側進退移動部材の数を基部側進退移動部材の全数よりも少なくし得て、鉗子基部を小型に構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図２は、この発明の能動鉗子の一実施例を示す側面図、図３は、その実施例の能動鉗子の鉗子先端部を示す斜視図、図４（ａ）は、その鉗子先端部を鉗子先を除いて示す正面図、図４（ｂ）は、その鉗子先端部の鉗子先支持部材を示す斜視図、図５は、上記実施例の能動鉗子の鉗子基部を一部除いて示す側面図、そして図６（ａ），（ｂ）は、その鉗子基部の進退駆動機構への基部側進退移動部材の装着方法を示す説明図であり、図１と同様の部分は、それと同一の符号にて示す。
【００１４】
この実施例の能動鉗子は、図３，図４に示す如き、ワイヤーでの操作で開閉可能な鉗子先１を支持するための筒状の中央部２ａおよびそこから側方へ放射状に突出した三本の腕部２ｂを持つ鉗子先支持部材２と、前端部分にその鉗子先支持部材２の三本の腕部２ｂをそれぞれ、ボールジョイントを構成するボール１０を介して揺動可能かつ摺動可能に連結された三つの先端部側進退移動部材３と、を有する鉗子先端部４を具えており、ここにおける三つの先端部側進退移動部材３は、図4 （ａ）に示す如き、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと直行する方向へは分離不可能に掛合する例えばこの例では鉤型断面形状の、前後端方向（図２では左右方向、図３では略左右方向）へ延在する溝部３ａおよび突条部３ｂによって、互いに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されている。
【００１５】
なお、鉗子先支持部材２の各腕部２ｂを進退移動および回動可能に挿通される孔を持つ各ボール１０は、図４（ａ）に示すように、各先端部側進退移動部材３の先端部に半径方向に設けられた角溝の互いに対向する側壁に形成された部分球面に摺接してその角溝内に回動可能に支持されるとともに、各先端部側進退移動部材３の先端にねじ止めされた二枚のストッパ板１１によって上記各角溝に対し外れ止めされて、ボールジョイントを構成している。
【００１６】
また、この実施例の能動鉗子は、図２，図５に示す如き、上記三つの先端部側進退移動部材３にそれぞれ棒状の連結部材５を介して一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されて上記先端部側進退移動部材３および上記鉗子先支持部材２と一緒にリンク機構を構成する三つの基部側進退移動部材６と、それらの基部側進退移動部材６を互いに前後端方向へ相対移動させる進退駆動手段としての二つのリニアアクチュエータ７を設けられた基部フレーム８と、その基部フレーム８を図２，図５では左右方向へ延在する軸線Ｃ周りに図５中矢印Ａで示すように回動可能に、図示しないベアリングおよび中空の軸部材１２を介して支持する円環状のフランジ板１３と、を有する鉗子基部９を具えており、ここにおける三つの基部側進退移動部材６も、図4 （ａ）に示す如き三つの先端部側進退移動部材３と同様、互いに前後端方向（図２では左右方向）へ摺動可能に嵌合しかつそれと直行する方向へは分離不可能に掛合する例えばこの例では鉤型断面形状の溝部および突条部によって互いに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されている。
【００１７】
ここで、上記の三つの先端部側進退移動部材３と三つの基部側進退移動部材６とはそれぞれ、高珪素ステンレス鋼としてのシリコロイ鋼（商品名）にて形成されており、このシリコロイ鋼は、鉄合金に３．５％以上の珪素（Ｓｉ）を含有させ、炭素含有量を０．０２％以下におさえること、また、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）等を適量配合することにより、脆化を克服し、従来の「鋼」では得られなかった強靱性・耐熱性・耐食性・耐摩耗性・高硬度等の優れた特性を兼ね備え、かつそれ同士の摩擦係数がＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等の通常のステンレス鋼の約５０％の０．１強であり、極めて小さい摩擦係数を持つものである。一方、鉗子先支持部材２と、ボールジョイントを構成するボール１０とは、摺動する動きが僅かであることから、通常のステンレス鋼にて形成されている。
【００１８】
そしてこの実施例では、上記三つの基部側進退移動部材６のうちの一つ（図２では手前側のもの）が、後述の如くして図６に示すように基部フレーム８に固定されており、残る二つの基部側進退移動部材６を二つのリニアアクチュエータ７がそれぞれ図５中矢印Ｂで示すように前後端方向へ進退移動させる。ここで、各リニアアクチュエータ７は、基部フレーム８の側面に固定されたモータ７ａ（図２参照）と、これも基部フレーム８の側面に二つのＬ字状ブラケットを介して回転可能に支持されてそのモータ７ａの出力軸に歯車組を介し駆動結合されたボールねじ軸７ｂ（図５参照）と、そのボールねじ軸７ｂに螺合されたボールナット７ｃと、そのボールナット７ｃに固定されて基部フレーム８の内側に配置されたコ字状ブラケット７ｄとを持ち、上記二つの基部側進退移動部材６の各々は、そのコ字状ブラケット７ｄに、図６に示すようにして嵌着されている。
【００１９】
すなわち、互いに鉤型断面形状の溝部および突条部を嵌め合わされて組み立てられた上記三つの基部側進退移動部材６は、同様にして組み立てられて鉗子先支持部材２を組み付けられた上記三つの先端部側進退移動部材３をそれぞれ棒状の連結部材５を介して一体的に結合された状態で、基部フレーム８の図５では左端に固設された円形の後端板８ａの中央孔から基部フレーム８内に、図６（ａ）に示すように、同図では三角形に見えるコ字状ブラケット７ｄの内方端に同図では四角形に見える外周面が沿う向きで、鉗子先支持部材２および先端部側進退移動部材３側から挿入されて、それら鉗子先支持部材２と先端部側進退移動部材３と連結部材５とを上記中空の軸部材１２および円環状のフランジ板１３の中央孔に挿通され、それら鉗子先支持部材２および先端部側進退移動部材３と連結部材５の大部分とが図２ではフランジ板１３の右側に突出した状態で、図６（ａ）中矢印Ｄで示すように、上記固定される基部側進退移動部材６にその後端から後方へ突出するように固設されたブラケット１４をレバーとして軸線Ｃ周りに略４５°回動されて、図６（ｂ）に示すように、同図では左側の上記残りの二つの基部側進退移動部材６の角部を二つのコ字状ブラケット７ｄの内側に嵌合される。
【００２０】
そしてこのとき、ブラケット１４に固設された図６（ａ）では略逆台形に見える鋼片１６が、上記円形の後端板８ａに後方へ突出するように固設された磁石ホルダ１５内の図６（ａ）では逆台形に見える凹部１５ａの底に設けられた永久磁石１７に吸着されて、図６（ｂ）に示すようにその凹部１５ａに嵌合し、これにより、三つの基部側進退移動部材６が全体的に基部フレーム８に対する軸線Ｃ周りの回動を規制されて、二つのコ字状ブラケット７ｄからの上記二つの基部側進退移動部材６の意図しない外れが防止されるとともに、上記固定される基部側進退移動部材６が基部フレーム８に対して固定される。かくして装着された三つの基部側進退移動部材６は、ブラケット１４をレバーとして軸線Ｃ周りに上記と逆方向に略４５°回動させれば、上記固定される基部側進退移動部材６が磁石ホルダ１５から離脱して基部フレーム８から外れるとともに、上記二つの基部側進退移動部材６も二つのコ字状ブラケット７ｄからそれぞれ外れて、図２では左方へ抜き出すことが可能になる。なお、吸着された鋼片１６を永久磁石１７から容易に剥がしてブラケット１４を回動させ得るように、磁石ホルダ１５にはブラケット１４を押すためのねじ部材１８が貫通螺着されている。
【００２１】
さらにこの実施例では、上記鉗子基部９は、基部フレーム８を二つのリニアアクチュエータ７および三つの基部側進退移動部材６と一緒にその基部側進退移動部材６の前後端方向に平行な上記軸線Ｃ周りに回動させる回動駆動手段としてのローテータ１９を有するとともに、上記円環状のフランジ板１３に一端部を固定されてそれら基部フレーム８とリニアアクチュエータ７と基部側進退移動部材６とローテータ１９とを覆う円筒状のカバー２０（図２に断面で示す）を有しており、ここで、ローテータ１９は、図２，図５では基部フレーム８の向こう側の側面に固定された図示しない減速機内臓型モータの出力軸に設けられた図示しないピニオンと、上記円環状のフランジ板１３の、基部フレーム８に向く面に固設された環状の歯車１９ａとが噛合されて構成され、そのモータの作動によって、フランジ板１３に対し基部フレーム８を、二つのリニアアクチュエータ７および三つの基部側進退移動部材６ひいてはそれより鉗子先１側の部分と一緒に回動させる。
【００２２】
なお、この実施例では能動鉗子の寸法は、鉗子基部９については、他のロボットにより保持されることを考慮して、磁石ホルダ１５を除いた長さを９１ｍｍ、外径を７３ｍｍと可能な限り小さく設計し、また基部側進退移動部材６の後端から先端部側進退移動部材３の前端までの長さについては、紺子先１が腹腔内に１５０ｍｍ程度入ることを想定して２９０ｍｍとし、基部側進退移動部材６より鉗子先１側の部分の外径については、腹腔鏡下での使用を目的として、トロカールの仕様に合わせて１０ｍｍとし、その鉗子先支持部材２の中央部２ａには、外径が１．５ｍｍの鉗子先１を装着し得るようにした。
【００２３】
かかる実施例の能動鉗子にあっては、鉗子基部９の基部フレーム８に設けられた二つのリニアアクチュエータ７の一方または両方が、先端部側進退移動部材３および鉗子先支持部材２と一緒にリンク機構を構成する鉗子基部９の三つの基部側進退移動部材６のうちのそれらのリニアアクチュエータ７のコ字状ブラケット７ｄに嵌合された二つの一方または両方を図２に示す初期状態から、基部フレーム８に固定された一つの基部側進退移動部材６に対しまたは相互に前後端方向へ相対移動させると、それらの基部側進退移動部材６の前後端方向への相対移動によって、それらの基部側進退移動部材６にそれぞれ連結部材５を介して一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結された鉗子先端部４の三つ先端部側進退移動部材３が前後端方向へ相対移動し、これにより鉗子先端部４の鉗子先支持部材２が、その中央部２ａから側方へ突出した三本の腕部２ｂの何れか一本または二本を先端部側進退移動部材３の前後端方向へ移動されて、互いに１２０°の角度をなす三本の軸線の何れかの周りに全体的に揺動し、その中央部２ａに支持された鉗子先１の向きが３自由度で変化することになる。
【００２４】
従って、この実施例の能動鉗子によれば、基部フレーム８に設けられたリニアアクチュエータ７が、基部側進退移動部材６と連結部材５と先端部側進退移動部材３と鉗子先支持部材２と一緒に閉リンク機構を構成して、鉗子先１に駆動力を伝達して鉗子先１の向きを変化させることができるので、鉗子先１に効率良く駆動力を伝達することができるとともに、ワイヤ式のものよりも高い剛性を鉗子先１に持たせることができ、これにより、例えば臓器摘出手術等の、鉗子先に力が必要な作業への能動鉗子の利用を可能にすることができる。しかも、鉗子基部９よりも鉗子先１側には、主として先端部側進退移動部材３と鉗子先支持部材２と鉗子先１と連結部材５とが存在しているに過ぎないので、その鉗子基部９よりも鉗子先側の部分を容易に小型細径化し得て、鉗子先に力が必要な作業を伴う臓器摘出手術の如き手術についても低侵襲外料手術を可能にすることができる。
【００２５】
また、この実施例の能動鉗子によれば、鉗子基部９が、基部フレーム８をリニアアクチュエータ７および基部側進退移動部材６と一緒にその基部側進退移動部材６の前後端方向に平行な軸線Ｃ周りに回動させるローテータ１９を有していることから、そのローテータ１９が、基部フレーム８をリニアアクチュエータ７および基部側進退移動部材６ひいてはそれより鉗子先１側の部分と一緒に上記軸線Ｃ周りに回動させることで、鉗子先１を上記軸線Ｃ周りに旋回させることができるので、鉗子先１に高い剛性を持たせつつ、かつ鉗子基部９よりも鉗子先１側の部分の小型細径化を可能にしつつ、鉗子先１の向きの変化の自由度を高めることができる。
【００２６】
さらに、この実施例の能動鉗子によれば、三つの先端部側進退移動部材３が、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと直行する方向へは掛合する溝部３ａおよび突条部３ｂによって前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されており、三つの基部側進退移動部材６も同様に、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと交差する方向へは掛合する溝部および突条部によって前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されていることから、三つの先端部側進退移動部材３および三つの基部側進退移動部材６がそれぞれ、高い剛性を持って互いに連結されるので、簡易な構成で鉗子先１に高い剛性を持たせることができる。
【００２７】
さらに、この実施例の能動鉗子によれば、三つの先端部側進退移動部材３と、三つの基部側進退移動部材６とがそれぞれ、シリコロイ鋼（商品名）にて形成されており、シリコロイ鋼同士の摩擦係数は極めて小さいので、駆動力の伝達効率をより高めることができる。
【００２８】
さらに、この実施例の能動鉗子によれば、基部フレーム８が三つの基部側進退移動部材６のうちの一つを永久磁石１７によって固定するとともに、二つのリニアアクチュエータ７のコ字状ブラケット７ｄがそれらの基部側進退移動部材６のうちの残り二つと着脱可能に嵌合してそれらの基部側進退移動部材６を進退移動させることから、それら基部フレーム８およびリニアアクチュエータ７に対して基部側進退移動部材６を鉗子基部９よりも鉗子先１側の部分と一緒に容易に着脱し得て、それらの部分の交換や洗浄、消毒等を容易に行うことができ、しかもここでは三つの基部側進退移動部材６のうちの一つを基部フレーム８に固定するので、直接的に進退移動させる基部側進退移動部材６の数を基部側進退移動部材６の全数よりも少なくし得て、鉗子基部９を小型に構成することができる。
【００２９】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、先端部側進退移動部材３と基部側進退移動部材６とをそれぞれ四つずつとして、鉗子先支持部材２の揺動軸線を上記軸線Ｃに直行する平面内で互いに直行して延在する四本としても良く、その場合に、上記リニアアクチュエータ７を基部フレーム８の周囲に四つ設けても良い。
【００３０】
また、この発明の能動鉗子は、上記永久磁石１７に代えて電磁石を用いても良く、さらに、上記ワイヤ式の鉗子先１に代えて電気的に開閉作動する例えばソレノイド式の鉗子先や通常の鉗子の機能以外の機能を持つ鉗子先を用いても良く、そして各部寸法も、所要に応じて変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ），（ｂ）は、この発明の能動鉗子の作動状態を、先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材とが二つずつの場合に簡略化して模式的に示す説明図である。
【図２】 この発明の能動鉗子の一実施例を示す側面図である。
【図３】 上記実施例の能動鉗子の鉗子先端部を示す斜視図である。
【図４】 （ａ）は、上記鉗子先端部を鉗子先を除いて示す正面図、（ｂ）は、その鉗子先端部の鉗子先支持部材を示す斜視図である。
【図５】 上記実施例の能動鉗子の鉗子基部を一部除いて示す側面図である。
【図６】 （ａ），（ｂ）は、上記鉗子基部の進退駆動機構への基部側進退移動部材の装着方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 鉗子先
２ 鉗子先支持部材
２ａ 中央部
２ｂ 腕部
３ 先端部側進退移動部材
３ａ 溝部
３ｂ 突条部
４ 鉗子先端部
５ 連結部材
６ 基部側進退移動部材
７ リニアアクチュエータ
７ａ モータ
７ｂ ボールねじ軸
７ｃ ボールナット
７ｄ コ字状ブラケット
８ 基部フレーム
８ａ 後端板
９ 鉗子基部
１０ ボール
１１ ストッパ板
１２ 軸部材
１３ フランジ板
１４ ブラケット
１５ 磁石ホルダ
１５ａ 凹部
１６ 鋼片
１７ 永久磁石
１８ ねじ部材
１９ ローテータ
１９ａ 歯車
２０ カバー
Ｃ 軸線
【発明の属する技術分野】
この発明は、低侵襲外料手術等に用いられる能動鉗子に関し、特には、小型で高剛性の能動鉗子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来の、低侵襲外料手術( 特に腹腔鏡下外科手術) 用マスタースレーブ型ロボットにおける能動紺子は、ワイヤ駆動のものが多数を占めていた。これは、鉗子の根元に配置したアクチュエータから鉗子先に駆動力を伝えてその向きを変える小型の機構は、ワイヤ駆動を用いれば比較的容易に実現可能だからである。
【０００３】
しかしながらワイヤ駆動の能動鉗子は、アクチュエータが大きな駆動力を持っていても、ワイヤの剛性および耐久性が低いためワイヤが延びたり切れたりする可能性があることから、鉗子先まで大きな力を伝えることが困難であり、血管縫合等の、あまり大きな力を必要としない内視鏡下の手術に用いられていた。
【０００４】
ところで、能動鉗子を例えば臓器摘出手術に使用しようとすると、鉗子先で臓器を保持しなければならないため、アタチュエータが大きな駆動力を持つだけでなくその力を鉗子先に効率良く伝えることができ、しかも鉗子先が高い剛性を持っていることが必要となる。これがため、上述の如きワイヤ式の従来の能動鉗子は、臓器摘出手術には不適当であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した能動鉗子を提供することを目的とするものであり、この発明の能動鉗子は、鉗子先を支持するための中央部およびそこから側方へ突出した少なくとも三本の腕部を持つ鉗子先支持部材と、前端部分に前記少なくとも三本の腕部をそれぞれ揺動および摺動可能に連結されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結された少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、を有する鉗子先端部と、前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材にそれぞれ一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結されて前記先端部側進退移動部材および前記鉗子先支持部材と一緒にリンク機構を構成する少なくとも三つの基部側進退移動部材と、それらの基部側進退移動部材を互いに前後端方向へ相対移動させる進退駆動手段を設けられた基部フレームと、を有する鉗子基部と、を具えてなるものである。
【０００６】
図１は、この発明の能動鉗子の作動状態を、先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材とが二つずつの場合に簡略化して模式的に示すものであり、図示のようにこの発明の能動鉗子にあっては、鉗子基部９の図示しない基部フレームに設けられた駆動手段が、先端部側進退移動部材３および鉗子先支持部材２と一緒にリンク機構を構成する鉗子基部９の複数の基部側進退移動部材６を図１（ａ）に示す初期状態から図１（ｂ）に示すように互いに前後端方向へ相対移動させると（図では左側の基部側進退移動部材６を固定する一方、右側の基部側進退移動部材６を上方へ前進移動させている）、それらの基部側進退移動部材６の前後端方向への相対移動によって、それらの基部側進退移動部材６にそれぞれ一体的に結合されるとともに前後端方向（図では上下方向）へ相対移動可能に相互に連結された鉗子先端部４の複数の先端部側進退移動部材３が前後端方向へ相対移動し（図では左側の先端部側進退移動部材３が静止している一方、右側の先端部側進退移動部材３が上方へ前進移動している）、これにより鉗子先端部４の鉗子先支持部材２が、その中央部２ａから側方へ突出した複数本の腕部２ｂを先端部側進退移動部材３の前後端方向へ移動されて全体的に揺動（図では反時計方向に揺動）し、その中央部２ａに支持された鉗子先１の向きが変化する（図では正面向きから斜め左向きに変化している）。また、上記駆動手段が右側の基部側進退移動部材６を、図示しないが上記と逆に下方へ後退移動させると、鉗子先１の向きは正面向きから斜め右向きに変化することになる。
【０００７】
但し、図１に示す例は１自由度の揺動について簡略化した場合ゆえ、右側の基部側進退移動部材６に結合された右側の先端部側進退移動部材３は鉗子先支持部材２の腕部２ｂを揺動および摺動可能に連結される一方、固定された左側の基部側進退移動部材６に結合された左側の先端部側進退移動部材３は鉗子先支持部材２の腕部２ｂを揺動のみ可能に連結されているが、この発明では、先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材とがそれぞれ三つずつ以上あり、揺動について２以上の自由度を持つことから、固定された基部側進退移動部材に結合された先端部側進退移動部材も、鉗子先支持部材の腕部を揺動および摺動可能に連結されている。
【０００８】
従って、この発明の能動鉗子によれば、リンク機構が、先端部側進退移動部材とそこに一体的に結合された基部側進退移動部材とをそれぞれ少なくとも三つ有し、それら少なくとも三つずつの先端部側進退移動部材および基部側進退移動部材がそれぞれ相互に摺動可能に嵌合連結された構成を具え、そのリンク機構を介して駆動手段が、鉗子先に駆動力を伝達して鉗子先の向きを２自由度以上で変化させることができるので、鉗子先に効率良く駆動力を伝達することができるとともに、ワイヤ式のものよりも高い剛性を鉗子先に持たせつつ鉗子先を任意の方向に向けることができ、これにより、例えば臓器摘出手術等の、鉗子先に力が必要な作業への能動鉗子の利用を可能にすることができる。しかも、鉗子基部よりも鉗子先側には、主として先端部側進退移動部材と鉗子先支持部材と鉗子先と、所要に応じてそれら先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材と一体的に結合する連結部材とが存在しているに過ぎないので、その鉗子基部よりも鉗子先側の部分を容易に小型細径化し得て、鉗子先に力が必要な作業を伴う臓器摘出手術の如き手術についても低侵襲外料手術を可能にすることができる。
【０００９】
なお、この発明の能動鉗子においては、前記鉗子基部は、前記基部フレームを前記進退駆動手段および前記基部側進退移動部材と一緒にその基部側進退移動部材の前後端方向に平行な所定軸線周りに回動させる回動駆動手段を有していても良く、このようにすれば、回動駆動手段が、基部フレームを進退駆動手段および基部側進退移動部材と一緒にその基部側進退移動部材の前後端方向に平行な所定軸線周りに回動させることで、鉗子基部よりも鉗子先側の部分を回動させて鉗子先を旋回させることができるので、鉗子先に高い剛性を持たせつつ、かつ鉗子基部よりも鉗子先側の部分の小型細径化を可能にしつつ、鉗子先の向きの変化の自由度を高めることができる。
【００１０】
また、この発明の能動鉗子においては、前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材とはそれぞれ、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと交差する方向へは掛合する溝部および突条部によって前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結されていても良く、このようにすれば、少なくとも三つの先端部側進退移動部材および少なくとも三つの基部側進退移動部材がそれぞれ、高い剛性を持って互いに連結されるので、簡易な構成で鉗子先に高い剛性を持たせることができる。
【００１１】
そしてこの発明の能動鉗子においては、前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材との少なくとも一方は例えばシリコロイ鋼（商品名）の如き高珪素ステンレス鋼にて形成されていても良く、このようにすれば、高珪素ステンレス鋼同士の摩擦係数は極めて小さいので、駆動力の伝達効率をより高めることができる。
【００１２】
さらにこの発明の能動鉗子においては、前記進退駆動手段は、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材のうちの一つを磁石によって前記基部フレームに固定するとともに、それらの基部側進退移動部材のうちの残りと着脱可能に嵌合してその基部側進退移動部材を進退移動させるものであっても良く、このようにすれば、進退駆動手段に対して基部側進退移動部材を鉗子基部よりも鉗子先側の部分と一緒に容易に着脱し得て、それらの部分の交換や洗浄、消毒等を容易に行うことができ、しかも少なくとも三つの基部側進退移動部材のうちの一つを基部フレームに固定するので、進退駆動手段が直接的に進退移動させる基部側進退移動部材の数を基部側進退移動部材の全数よりも少なくし得て、鉗子基部を小型に構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図２は、この発明の能動鉗子の一実施例を示す側面図、図３は、その実施例の能動鉗子の鉗子先端部を示す斜視図、図４（ａ）は、その鉗子先端部を鉗子先を除いて示す正面図、図４（ｂ）は、その鉗子先端部の鉗子先支持部材を示す斜視図、図５は、上記実施例の能動鉗子の鉗子基部を一部除いて示す側面図、そして図６（ａ），（ｂ）は、その鉗子基部の進退駆動機構への基部側進退移動部材の装着方法を示す説明図であり、図１と同様の部分は、それと同一の符号にて示す。
【００１４】
この実施例の能動鉗子は、図３，図４に示す如き、ワイヤーでの操作で開閉可能な鉗子先１を支持するための筒状の中央部２ａおよびそこから側方へ放射状に突出した三本の腕部２ｂを持つ鉗子先支持部材２と、前端部分にその鉗子先支持部材２の三本の腕部２ｂをそれぞれ、ボールジョイントを構成するボール１０を介して揺動可能かつ摺動可能に連結された三つの先端部側進退移動部材３と、を有する鉗子先端部４を具えており、ここにおける三つの先端部側進退移動部材３は、図4 （ａ）に示す如き、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと直行する方向へは分離不可能に掛合する例えばこの例では鉤型断面形状の、前後端方向（図２では左右方向、図３では略左右方向）へ延在する溝部３ａおよび突条部３ｂによって、互いに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されている。
【００１５】
なお、鉗子先支持部材２の各腕部２ｂを進退移動および回動可能に挿通される孔を持つ各ボール１０は、図４（ａ）に示すように、各先端部側進退移動部材３の先端部に半径方向に設けられた角溝の互いに対向する側壁に形成された部分球面に摺接してその角溝内に回動可能に支持されるとともに、各先端部側進退移動部材３の先端にねじ止めされた二枚のストッパ板１１によって上記各角溝に対し外れ止めされて、ボールジョイントを構成している。
【００１６】
また、この実施例の能動鉗子は、図２，図５に示す如き、上記三つの先端部側進退移動部材３にそれぞれ棒状の連結部材５を介して一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されて上記先端部側進退移動部材３および上記鉗子先支持部材２と一緒にリンク機構を構成する三つの基部側進退移動部材６と、それらの基部側進退移動部材６を互いに前後端方向へ相対移動させる進退駆動手段としての二つのリニアアクチュエータ７を設けられた基部フレーム８と、その基部フレーム８を図２，図５では左右方向へ延在する軸線Ｃ周りに図５中矢印Ａで示すように回動可能に、図示しないベアリングおよび中空の軸部材１２を介して支持する円環状のフランジ板１３と、を有する鉗子基部９を具えており、ここにおける三つの基部側進退移動部材６も、図4 （ａ）に示す如き三つの先端部側進退移動部材３と同様、互いに前後端方向（図２では左右方向）へ摺動可能に嵌合しかつそれと直行する方向へは分離不可能に掛合する例えばこの例では鉤型断面形状の溝部および突条部によって互いに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されている。
【００１７】
ここで、上記の三つの先端部側進退移動部材３と三つの基部側進退移動部材６とはそれぞれ、高珪素ステンレス鋼としてのシリコロイ鋼（商品名）にて形成されており、このシリコロイ鋼は、鉄合金に３．５％以上の珪素（Ｓｉ）を含有させ、炭素含有量を０．０２％以下におさえること、また、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）等を適量配合することにより、脆化を克服し、従来の「鋼」では得られなかった強靱性・耐熱性・耐食性・耐摩耗性・高硬度等の優れた特性を兼ね備え、かつそれ同士の摩擦係数がＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等の通常のステンレス鋼の約５０％の０．１強であり、極めて小さい摩擦係数を持つものである。一方、鉗子先支持部材２と、ボールジョイントを構成するボール１０とは、摺動する動きが僅かであることから、通常のステンレス鋼にて形成されている。
【００１８】
そしてこの実施例では、上記三つの基部側進退移動部材６のうちの一つ（図２では手前側のもの）が、後述の如くして図６に示すように基部フレーム８に固定されており、残る二つの基部側進退移動部材６を二つのリニアアクチュエータ７がそれぞれ図５中矢印Ｂで示すように前後端方向へ進退移動させる。ここで、各リニアアクチュエータ７は、基部フレーム８の側面に固定されたモータ７ａ（図２参照）と、これも基部フレーム８の側面に二つのＬ字状ブラケットを介して回転可能に支持されてそのモータ７ａの出力軸に歯車組を介し駆動結合されたボールねじ軸７ｂ（図５参照）と、そのボールねじ軸７ｂに螺合されたボールナット７ｃと、そのボールナット７ｃに固定されて基部フレーム８の内側に配置されたコ字状ブラケット７ｄとを持ち、上記二つの基部側進退移動部材６の各々は、そのコ字状ブラケット７ｄに、図６に示すようにして嵌着されている。
【００１９】
すなわち、互いに鉤型断面形状の溝部および突条部を嵌め合わされて組み立てられた上記三つの基部側進退移動部材６は、同様にして組み立てられて鉗子先支持部材２を組み付けられた上記三つの先端部側進退移動部材３をそれぞれ棒状の連結部材５を介して一体的に結合された状態で、基部フレーム８の図５では左端に固設された円形の後端板８ａの中央孔から基部フレーム８内に、図６（ａ）に示すように、同図では三角形に見えるコ字状ブラケット７ｄの内方端に同図では四角形に見える外周面が沿う向きで、鉗子先支持部材２および先端部側進退移動部材３側から挿入されて、それら鉗子先支持部材２と先端部側進退移動部材３と連結部材５とを上記中空の軸部材１２および円環状のフランジ板１３の中央孔に挿通され、それら鉗子先支持部材２および先端部側進退移動部材３と連結部材５の大部分とが図２ではフランジ板１３の右側に突出した状態で、図６（ａ）中矢印Ｄで示すように、上記固定される基部側進退移動部材６にその後端から後方へ突出するように固設されたブラケット１４をレバーとして軸線Ｃ周りに略４５°回動されて、図６（ｂ）に示すように、同図では左側の上記残りの二つの基部側進退移動部材６の角部を二つのコ字状ブラケット７ｄの内側に嵌合される。
【００２０】
そしてこのとき、ブラケット１４に固設された図６（ａ）では略逆台形に見える鋼片１６が、上記円形の後端板８ａに後方へ突出するように固設された磁石ホルダ１５内の図６（ａ）では逆台形に見える凹部１５ａの底に設けられた永久磁石１７に吸着されて、図６（ｂ）に示すようにその凹部１５ａに嵌合し、これにより、三つの基部側進退移動部材６が全体的に基部フレーム８に対する軸線Ｃ周りの回動を規制されて、二つのコ字状ブラケット７ｄからの上記二つの基部側進退移動部材６の意図しない外れが防止されるとともに、上記固定される基部側進退移動部材６が基部フレーム８に対して固定される。かくして装着された三つの基部側進退移動部材６は、ブラケット１４をレバーとして軸線Ｃ周りに上記と逆方向に略４５°回動させれば、上記固定される基部側進退移動部材６が磁石ホルダ１５から離脱して基部フレーム８から外れるとともに、上記二つの基部側進退移動部材６も二つのコ字状ブラケット７ｄからそれぞれ外れて、図２では左方へ抜き出すことが可能になる。なお、吸着された鋼片１６を永久磁石１７から容易に剥がしてブラケット１４を回動させ得るように、磁石ホルダ１５にはブラケット１４を押すためのねじ部材１８が貫通螺着されている。
【００２１】
さらにこの実施例では、上記鉗子基部９は、基部フレーム８を二つのリニアアクチュエータ７および三つの基部側進退移動部材６と一緒にその基部側進退移動部材６の前後端方向に平行な上記軸線Ｃ周りに回動させる回動駆動手段としてのローテータ１９を有するとともに、上記円環状のフランジ板１３に一端部を固定されてそれら基部フレーム８とリニアアクチュエータ７と基部側進退移動部材６とローテータ１９とを覆う円筒状のカバー２０（図２に断面で示す）を有しており、ここで、ローテータ１９は、図２，図５では基部フレーム８の向こう側の側面に固定された図示しない減速機内臓型モータの出力軸に設けられた図示しないピニオンと、上記円環状のフランジ板１３の、基部フレーム８に向く面に固設された環状の歯車１９ａとが噛合されて構成され、そのモータの作動によって、フランジ板１３に対し基部フレーム８を、二つのリニアアクチュエータ７および三つの基部側進退移動部材６ひいてはそれより鉗子先１側の部分と一緒に回動させる。
【００２２】
なお、この実施例では能動鉗子の寸法は、鉗子基部９については、他のロボットにより保持されることを考慮して、磁石ホルダ１５を除いた長さを９１ｍｍ、外径を７３ｍｍと可能な限り小さく設計し、また基部側進退移動部材６の後端から先端部側進退移動部材３の前端までの長さについては、紺子先１が腹腔内に１５０ｍｍ程度入ることを想定して２９０ｍｍとし、基部側進退移動部材６より鉗子先１側の部分の外径については、腹腔鏡下での使用を目的として、トロカールの仕様に合わせて１０ｍｍとし、その鉗子先支持部材２の中央部２ａには、外径が１．５ｍｍの鉗子先１を装着し得るようにした。
【００２３】
かかる実施例の能動鉗子にあっては、鉗子基部９の基部フレーム８に設けられた二つのリニアアクチュエータ７の一方または両方が、先端部側進退移動部材３および鉗子先支持部材２と一緒にリンク機構を構成する鉗子基部９の三つの基部側進退移動部材６のうちのそれらのリニアアクチュエータ７のコ字状ブラケット７ｄに嵌合された二つの一方または両方を図２に示す初期状態から、基部フレーム８に固定された一つの基部側進退移動部材６に対しまたは相互に前後端方向へ相対移動させると、それらの基部側進退移動部材６の前後端方向への相対移動によって、それらの基部側進退移動部材６にそれぞれ連結部材５を介して一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に連結された鉗子先端部４の三つ先端部側進退移動部材３が前後端方向へ相対移動し、これにより鉗子先端部４の鉗子先支持部材２が、その中央部２ａから側方へ突出した三本の腕部２ｂの何れか一本または二本を先端部側進退移動部材３の前後端方向へ移動されて、互いに１２０°の角度をなす三本の軸線の何れかの周りに全体的に揺動し、その中央部２ａに支持された鉗子先１の向きが３自由度で変化することになる。
【００２４】
従って、この実施例の能動鉗子によれば、基部フレーム８に設けられたリニアアクチュエータ７が、基部側進退移動部材６と連結部材５と先端部側進退移動部材３と鉗子先支持部材２と一緒に閉リンク機構を構成して、鉗子先１に駆動力を伝達して鉗子先１の向きを変化させることができるので、鉗子先１に効率良く駆動力を伝達することができるとともに、ワイヤ式のものよりも高い剛性を鉗子先１に持たせることができ、これにより、例えば臓器摘出手術等の、鉗子先に力が必要な作業への能動鉗子の利用を可能にすることができる。しかも、鉗子基部９よりも鉗子先１側には、主として先端部側進退移動部材３と鉗子先支持部材２と鉗子先１と連結部材５とが存在しているに過ぎないので、その鉗子基部９よりも鉗子先側の部分を容易に小型細径化し得て、鉗子先に力が必要な作業を伴う臓器摘出手術の如き手術についても低侵襲外料手術を可能にすることができる。
【００２５】
また、この実施例の能動鉗子によれば、鉗子基部９が、基部フレーム８をリニアアクチュエータ７および基部側進退移動部材６と一緒にその基部側進退移動部材６の前後端方向に平行な軸線Ｃ周りに回動させるローテータ１９を有していることから、そのローテータ１９が、基部フレーム８をリニアアクチュエータ７および基部側進退移動部材６ひいてはそれより鉗子先１側の部分と一緒に上記軸線Ｃ周りに回動させることで、鉗子先１を上記軸線Ｃ周りに旋回させることができるので、鉗子先１に高い剛性を持たせつつ、かつ鉗子基部９よりも鉗子先１側の部分の小型細径化を可能にしつつ、鉗子先１の向きの変化の自由度を高めることができる。
【００２６】
さらに、この実施例の能動鉗子によれば、三つの先端部側進退移動部材３が、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと直行する方向へは掛合する溝部３ａおよび突条部３ｂによって前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されており、三つの基部側進退移動部材６も同様に、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと交差する方向へは掛合する溝部および突条部によって前後端方向へ相対移動可能に相互に連結されていることから、三つの先端部側進退移動部材３および三つの基部側進退移動部材６がそれぞれ、高い剛性を持って互いに連結されるので、簡易な構成で鉗子先１に高い剛性を持たせることができる。
【００２７】
さらに、この実施例の能動鉗子によれば、三つの先端部側進退移動部材３と、三つの基部側進退移動部材６とがそれぞれ、シリコロイ鋼（商品名）にて形成されており、シリコロイ鋼同士の摩擦係数は極めて小さいので、駆動力の伝達効率をより高めることができる。
【００２８】
さらに、この実施例の能動鉗子によれば、基部フレーム８が三つの基部側進退移動部材６のうちの一つを永久磁石１７によって固定するとともに、二つのリニアアクチュエータ７のコ字状ブラケット７ｄがそれらの基部側進退移動部材６のうちの残り二つと着脱可能に嵌合してそれらの基部側進退移動部材６を進退移動させることから、それら基部フレーム８およびリニアアクチュエータ７に対して基部側進退移動部材６を鉗子基部９よりも鉗子先１側の部分と一緒に容易に着脱し得て、それらの部分の交換や洗浄、消毒等を容易に行うことができ、しかもここでは三つの基部側進退移動部材６のうちの一つを基部フレーム８に固定するので、直接的に進退移動させる基部側進退移動部材６の数を基部側進退移動部材６の全数よりも少なくし得て、鉗子基部９を小型に構成することができる。
【００２９】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、先端部側進退移動部材３と基部側進退移動部材６とをそれぞれ四つずつとして、鉗子先支持部材２の揺動軸線を上記軸線Ｃに直行する平面内で互いに直行して延在する四本としても良く、その場合に、上記リニアアクチュエータ７を基部フレーム８の周囲に四つ設けても良い。
【００３０】
また、この発明の能動鉗子は、上記永久磁石１７に代えて電磁石を用いても良く、さらに、上記ワイヤ式の鉗子先１に代えて電気的に開閉作動する例えばソレノイド式の鉗子先や通常の鉗子の機能以外の機能を持つ鉗子先を用いても良く、そして各部寸法も、所要に応じて変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ），（ｂ）は、この発明の能動鉗子の作動状態を、先端部側進退移動部材と基部側進退移動部材とが二つずつの場合に簡略化して模式的に示す説明図である。
【図２】 この発明の能動鉗子の一実施例を示す側面図である。
【図３】 上記実施例の能動鉗子の鉗子先端部を示す斜視図である。
【図４】 （ａ）は、上記鉗子先端部を鉗子先を除いて示す正面図、（ｂ）は、その鉗子先端部の鉗子先支持部材を示す斜視図である。
【図５】 上記実施例の能動鉗子の鉗子基部を一部除いて示す側面図である。
【図６】 （ａ），（ｂ）は、上記鉗子基部の進退駆動機構への基部側進退移動部材の装着方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 鉗子先
２ 鉗子先支持部材
２ａ 中央部
２ｂ 腕部
３ 先端部側進退移動部材
３ａ 溝部
３ｂ 突条部
４ 鉗子先端部
５ 連結部材
６ 基部側進退移動部材
７ リニアアクチュエータ
７ａ モータ
７ｂ ボールねじ軸
７ｃ ボールナット
７ｄ コ字状ブラケット
８ 基部フレーム
８ａ 後端板
９ 鉗子基部
１０ ボール
１１ ストッパ板
１２ 軸部材
１３ フランジ板
１４ ブラケット
１５ 磁石ホルダ
１５ａ 凹部
１６ 鋼片
１７ 永久磁石
１８ ねじ部材
１９ ローテータ
１９ａ 歯車
２０ カバー
Ｃ 軸線
Claims (5)
- 鉗子先を支持するための中央部およびそこから側方へ突出した少なくとも三本の腕部を持つ鉗子先支持部材と、前端部分に前記少なくとも三本の腕部をそれぞれ揺動および摺動可能に連結されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結された少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、を有する鉗子先端部と、
前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材にそれぞれ一体的に結合されるとともに前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結されて前記先端部側進退移動部材および前記鉗子先支持部材と一緒にリンク機構を構成する少なくとも三つの基部側進退移動部材と、それらの基部側進退移動部材を互いに前後端方向へ相対移動させる進退駆動手段を設けられた基部フレームと、を有する鉗子基部と、
を具えてなる、能動鉗子。 - 前記鉗子基部は、前記基部フレームを前記進退駆動手段および前記基部側進退移動部材と一緒にその基部側進退移動部材の前後端方向に平行な所定軸線周りに回動させる回動駆動手段を有することを特徴とする、請求項１記載の能動鉗子。
- 前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材とはそれぞれ、互いに前後端方向へ摺動可能に嵌合しかつそれと交差する方向へは掛合する溝部および突条部によって前後端方向へ相対移動可能に相互に摺動可能に嵌合連結されていることを特徴とする、請求項１または２記載の能動鉗子。
- 前記少なくとも三つの先端部側進退移動部材と、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材との少なくとも一方は、高珪素ステンレス鋼にて形成されていることを特徴とする、請求項３記載の能動鉗子。
- 前記進退駆動手段は、前記少なくとも三つの基部側進退移動部材のうちの一つを磁石によって前記基部フレームに固定するとともに、それらの基部側進退移動部材のうちの残りと着脱可能に嵌合してその基部側進退移動部材を進退移動させるものである、請求項１から４までの何れか記載の能動鉗子。
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