JP2011206213A - 医療用マニピュレータ - Google Patents

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Makoto Jinno
Tetsuji Sakata
Kohei Sunaga
Shuichi Uenohara
秀一 上之原
誠 神野
哲次 阪田
耕平 須永
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Terumo Corp
テルモ株式会社
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Abstract

【課題】作業部と駆動部との着脱を容易に行うことができると共に、作業部と駆動部の装着状態を安定して維持することができる医療用マニピュレータを提供する。
【解決手段】マニピュレータ10は、駆動部である操作部14と、先端動作部12を先端に設けたシャフト18を有し、操作部14に対して着脱可能な作業部16と、上部カバー25に設けられた揺動ピン108で軸支された揺動レバー110と、下部カバー37に設けられて揺動レバー110が係合する係合部材104とを有し、揺動レバー110及び係合部材104が係合することで操作部14及び作業部16の装着状態をロックする係合機構100とを備える。この係合機構100は、上部カバー25に設けられ、操作面110aへの押込み操作による揺動レバー110のロック解除方向への揺動を規制する規制部材であるスライドカバー112を有し、揺動レバー110は、スライドカバー112による規制が解除された状態でのみ操作面110aへの押込み操作に基づくロック解除方向への揺動が可能である。
【選択図】図12

Description

本発明は、動力伝達部材を介して先端動作部を動作させる医療用マニピュレータに関する。

内視鏡下外科手術(又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。)においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、器具の通過ポートとしてトラカール(筒状の器具)を挿入した後、シャフトを有する鉗子の先端部をトラカールを通じて体腔内に挿入して患部の手術を行っている。鉗子の先端部には、作業部として、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。

トラカールから挿入される鉗子として、先端の作業部に関節を持たない一般的な鉗子に加えて、作業部に複数の関節を有する鉗子、いわゆるマニピュレータの開発が行われている。このようなマニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。

本出願人は、特許文献1において、アエクチュエータを内蔵した駆動部と、該駆動部に対して交換自在に着脱される作業部とを備え、作業部側の細長いシャフトの先端に設けられた先端動作部(エンドエフェクタとも呼ばれる。)を駆動部側のアクチュエータによって駆動可能なマニピュレータを提案している。

特開2009−213653号公報

上記のようなマニピュレータでは、1台の駆動部に対して多種の先端動作部を設けた作業部を交換しながら用いられるため、作業部と駆動部との間の着脱は簡便であることが望ましい。一方、マニピュレータの使用中には、駆動部と作業部との装着状態が解除されると手技に支障を生じる可能性があるため、両者は確実に結合されている必要がある。

この点につき、上記特許文献1のマニピュレータでは、駆動部側に設けられたレバーと、作業部側に設けられた係合片とを係合させる構成となっており、簡便な着脱と装着状態の確実な保持とを両立している。ところが、このマニピュレータでは、レバーと係合片との間の係合状態を維持するために、係合片を設けた作業部側に該係合片をレバーとの係合方向に弾性的に進退移動させる構造を備えているため、作業部の構造が複雑であり、コスト増を惹起する可能性がある。また、先端動作部の種類に応じて作業部を複数準備することを考慮した場合には、該作業部のコストは可及的に低減できることが望ましい。

本発明はこのような従来技術に関連してなされたものであり、作業部と駆動部との着脱を容易に行うことができると共に、作業部と駆動部の装着状態を安定して維持することができる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。

本発明に係る医療用マニピュレータは、アクチュエータによって回転される駆動軸を有する駆動部と、前記駆動軸によって従動回転される従動軸、該従動軸の回転によって動作される先端動作部、及び、該先端動作部を先端に設けたシャフトを有し、前記駆動部に対して着脱可能な作業部と、前記駆動部及び前記作業部のうち、一方を構成する第1筐体に設けられた回転軸で軸支された揺動レバーと、他方を構成する第2筐体に設けられて前記揺動レバーが係合する係合部材とを有し、前記揺動レバー及び前記係合部材が係合することで前記駆動部及び前記作業部の装着状態をロックする係合機構とを備える医療用マニピュレータであって、前記揺動レバーは、前記回転軸に対して前記係合部材側に設けられ、前記係合部材に係合する爪部と、前記回転軸に対して前記爪部とは反対側に設けられ、前記爪部と前記係合部材の係合状態を解除するロック解除方向に該揺動レバーを揺動させる操作面とを有し、前記爪部が前記係合部材に係合するロック方向へとレバー用ばねによって付勢されており、前記係合機構は、前記駆動部と前記作業部とを装着する際には、前記爪部が前記係合部材を乗り越えることに伴って、前記揺動レバーが前記レバー用ばねの付勢力に抗してロック解除方向に揺動した後、前記レバー用ばねの付勢力によりロック方向に揺動して前記爪部が前記係合部材に係合する一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記レバー用ばねの付勢力に抗して前記操作面を押込み操作することで、前記揺動レバーが前記ロック解除方向に揺動して前記爪部と前記係合部材の係合状態が解除されるものであり、前記係合機構は、さらに、前記第1筐体に設けられ、前記操作面への前記押込み操作による前記揺動レバーの前記ロック解除方向への揺動を規制する規制部材を有し、前記揺動レバーは、前記規制部材による規制が解除された状態でのみ前記操作面への前記押込み操作に基づくロック解除方向への揺動が可能であることを特徴とする。

このような構成によれば、駆動部と作業部の装着状態をロックする係合機構を備えると共に、該係合機構は、揺動レバーを軸支する第1筐体に設けられ、揺動レバーの操作面への押込み操作によるロック解除方向への揺動を規制する規制部材を有する。従って、揺動レバーは、前記規制部材による規制が解除された状態でのみ前記操作面への押込み操作に基づくロック解除方向への揺動が可能に構成されている。すなわち、係合機構を設けたことにより、作業部と駆動部との着脱を容易に行うことができると共に、係合機構のロック作用により作業部と駆動部の装着状態を安定して維持することが可能となり、例えば、当該医療用マニピュレータを使用中に、使用者が誤って揺動レバーに触れ、操作面を押圧した場合であっても、規制部材の規制作用によって揺動レバーが揺動することが阻止されるため、爪部と係合部材の係合状態が誤って解除され、駆動部から作業部が脱落することを防止することができる。

前記規制部材は、前記操作面(110a、210a、606a)の少なくとも一部をカバーし、前記揺動レバー(110、210、606)に対してスライド可能且つ揺動可能なスライドカバー(112、212、612)と、該スライドカバーをスライド方向に付勢するカバー用ばね(128、230、618)とを有し、前記スライドカバーは、前記第1筐体(25a、25b)に設けられたストッパ(126、204、605)に当接する当接部材(124、213、616)を有すると共に、該当接部材が前記ストッパに当接する方向へと前記カバー用ばねによって付勢されており、前記係合機構(100、200、600)は、前記駆動部(14)と前記作業部(16)とを装着する際には、前記当接部材が前記ストッパに当接して前記スライドカバーの揺動が規制された状態で、前記揺動レバーが前記ロック解除方向及び前記ロック方向へと前記スライドカバーに対して相対的に揺動し、前記爪部(110b)が前記係合部材(104)に係合する一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記スライドカバーを前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドさせて前記当接部材と前記ストッパの当接を解除した状態で、前記スライドカバーを押込み操作することにより、該スライドカバーが揺動して前記揺動レバーの前記操作面が押込み操作を受け、前記揺動レバーが前記ロック解除方向に揺動するように構成してもよい。そうすると、駆動部と作業部との装着容易性と、装着後の規制部材によるロック解除の規制作用とを簡便に構成することができる。なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。

この場合、前記スライドカバーのスライド方向が、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であるとよい。そうすると、駆動部と作業部の取り外し動作において、第1番目のアクションとなる規制部材による規制の解除方向、つまりスライドカバーのスライド方向と、第2番目のアクションとなる前記駆動部と前記作業部の分離方向とを一致させることができるため、操作手順が簡便となり、操作性を向上させることができる。なお、前記のスライド方向が、前記の分離方向に沿った方向とは、2つの方向が完全に一致(同軸又は平行)である場合は勿論、多少のずれはあっても、その操作の方向が実質的に一致している、又は使用者が実質的に一致していると感じられる場合も含むものとし、以下同様とする。

前記当接部材(124)は、前記スライドカバーから延びたピン(124)を有し、前記ストッパ(126)は、前記ピンが挿入される孔部(126)を有すると共に、該孔部は、前記スライドカバーのスライド方向に沿った第1孔部(126a)と、該第1孔部と連続して屈曲し、前記スライドカバーの揺動方向に沿った第2孔部(126b)とを有し、前記スライドカバーが前記カバー用ばねで付勢された状態では、前記ピンが前記第1孔部に配置されることで前記スライドカバーの揺動が規制され、前記揺動レバーの前記操作面への押込み操作が規制される一方、前記スライドカバーが前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドされた状態では、前記ピンが前記第2孔部に配置されることで前記スライドカバーが揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作が可能となるように構成してもよい。

また、前記規制部材は、前記操作面(210a)の少なくとも一部をカバーし、前記揺動レバー(210)に対してスライド不能且つ揺動可能な第1ベースカバー(211)を有し、前記スライドカバー(212)は、前記第1ベースカバーに対して前記カバー用ばね(230)で付勢された状態でスライド可能に設けられており、前記当接部材(213)は、前記スライドカバーから延びたロッド(213)を有し、前記ストッパ(204)は、前記ロッドが挿脱されるロッド用孔部(204)を有し、前記ロッドは、前記ロッド用孔部に挿入される方向へと前記カバー用ばねによって前記スライドカバーと共に付勢されており、前記スライドカバーが前記カバー用ばねで付勢された状態では、前記ロッドが前記ロッド用孔部に挿入された状態となることで前記スライドカバー及び前記第1ベースカバーの揺動が規制され、前記揺動レバー(210)の前記操作面への押込み操作が規制される一方、前記スライドカバーが前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドされた状態では、前記ロッドが前記ロッド用孔部から離脱した状態となることで前記スライドカバー及び前記第1ベースカバーが揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作が可能となるように構成してもよい。

さらに、前記規制部材は、前記操作面(606a)の少なくとも一部をカバーし、前記揺動レバー(606)に対してスライド不能且つ揺動可能な第2ベースカバー(608)を有し、前記スライドカバー(612)は、前記第2ベースカバーに対して前記カバー用ばね(618)で付勢された状態でスライド可能に設けられており、前記スライドカバーが前記カバー用ばねで付勢された状態では、前記スライドカバーの一側面(616)が前記ストッパ(605)に当接することで前記スライドカバー及び前記第2ベースカバーの揺動が規制され、前記揺動レバー(606)の前記操作面への押込み操作が規制される一方、前記スライドカバーが前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドされた状態では、前記スライドカバーの前記一側面が前記ストッパからずれた位置となり、前記スライドカバー及び前記第2ベースカバーが揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作が可能となるように構成してもよい。

前記規制部材は、前記操作面(706a)の少なくとも一部をカバー可能であると共に、前記第1筐体(25a、25b)に対してスライド可能なレバーカバー(704、804)を有し、前記レバーカバーは、前記操作面をカバーする位置までレバーカバー用ばね(724、808)によって付勢されており、前記係合機構(700、800)は、前記駆動部(14)と前記作業部(16)とを装着する際には、前記レバーカバーが前記操作面をカバーした状態で、前記揺動レバー(706)が前記ロック解除方向及び前記ロック方向へと揺動して、前記爪部(110b)が前記係合部材(104)に係合する一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記レバーカバーを前記レバーカバー用ばねの付勢力に抗してスライドさせることで前記操作面が露呈し、前記操作面を押込み操作して前記揺動レバーをロック解除方向に揺動可能になるように構成してもよい。

この場合にも、前記レバーカバーのスライド方向が、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であってもよい。

前記規制部材は、前記レバーカバー(704)をスライドさせるピニオンギア(718)と、該ピニオンギアと噛合うラックギア(716a)が形成された規制解除ボタン(716)とを有し、前記規制解除ボタンは、前記レバーカバー用ばね(724)により前記レバーカバーが前記操作面(706a)をカバーする方向に付勢されており、前記レバーカバーが前記レバーカバー用ばねで付勢された状態では、前記レバーカバーが前記操作面をカバーして該操作面への押込み操作が規制される一方、前記規制解除ボタンを前記レバーカバー用ばねの付勢力に抗して押込み操作した状態では、前記レバーカバーが前記操作面上から後退して前記操作面が露呈し、前記操作面を押込み操作可能になるように構成してもよい。

また、前記レバーカバー(804)は、前記第1筐体(25a、25b)に対してスライド回転可能に軸支されると共に、前記レバーカバー用ばね(808)により前記操作面(706a)をカバーする方向に付勢されており、前記レバーカバーが前記レバーカバー用ばねで付勢された状態では、前記レバーカバーが前記操作面をカバーして該操作面への押込み操作が規制される一方、前記レバーカバーを前記レバーカバー用ばねの付勢力に抗してスライド回転させた状態では、前記操作面が露呈し、前記操作面を押込み操作可能になるように構成してもよい。

前記揺動レバー(310)は、前記爪部(110b)及び前記回転軸(320)が設けられたレバー部(306)と、前記操作面(308a)が設けられ、前記レバー部に対して揺動可能に軸支されたリンク部(308)とを有し、前記規制部材は、前記リンク部に対してスライダ用ばね(332、406)によって付勢された状態でスライド可能なリンクスライダ(312、404)を有し、前記係合機構(300、400)は、前記リンクスライダを前記スライダ用ばねの付勢力に抗してスライドさせた状態では、前記リンク部と前記レバー部とが一体的に連結され、前記揺動レバーの前記操作面を押込み操作可能になる一方、前記リンクスライダが前記スライダ用ばねの付勢力によってスライドされた状態では、前記リンク部が前記レバー部に対して独立して揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作に基づく前記レバー部の前記ロック解除方向への揺動が不能となるように構成してもよい。

この場合にも、前記リンクスライダのスライド方向が、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であってもよい。

前記規制部材は、前記揺動レバー(506)に対して前記回転軸(320)より前記操作面(506a)側に軸支されて揺動可能なロックレバー(508)を有し、前記ロックレバーは、ロックレバー用ばね(512)によって先端側(508a)が前記係合部材(104)側に揺動する方向に付勢されており、前記係合部材は、前記ロックレバーに当接可能な突出部(504)を有し、前記係合機構(500)は、前記駆動部(14)と前記作業部(16)とを装着する際には、前記係合部材の前記突出部が前記ロックレバーに当接し、該ロックレバーを前記ロックレバー用ばねの付勢力に抗して揺動させ、前記爪部(110b)が前記係合部材に係合すると同時に、前記ロックレバーが前記突出部に当接した状態で前記第1筐体(25a、25b)に当接することで、前記操作面への押込み操作に基づく前記揺動レバーのロック解除方向への揺動が規制された状態となる一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記ロックレバーを前記ロックレバー用ばねの付勢力に抗して前記突出部から離間する方向に揺動させることで、前記操作面への押込み操作に基づく前記揺動レバーのロック解除方向への揺動が可能となるように構成してもよい。

前記規制部材は、前記規制を解除する方向が、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であると、駆動部と作業部の取り外し動作において、第1番目のアクションとなる規制部材による規制の解除方向と、第2番目のアクションとなる前記駆動部と前記作業部の分離方向とを一致させることができるため、操作手順が簡便となり、操作性を向上させることができる。

この場合、前記駆動部の下面に前記作業部の上面が装着される場合に、前記規制を解除する方向が、上方向であると、例えば、駆動部の上面を一方の手で把持した状態で規制部材を上方向に容易に規制解除動作させることができ、さらに、その状態で他方の手で把持した作業部を駆動部から取り外すことができる。このため、駆動部と作業部の取り外しに要する操作手順が一層簡便となり、その操作性が一層向上する。

本発明によれば、駆動部と作業部の装着状態をロックする係合機構を備えると共に、該係合機構は、揺動レバーを軸支する第1筐体に設けられ、揺動レバーの操作面への押込み操作によるロック解除方向への揺動を規制する規制部材を有する。従って、揺動レバーは、前記規制部材による規制が解除された状態でのみ前記操作面への押込み操作に基づくロック解除方向への揺動が可能に構成されている。すなわち、係合機構を設けたことにより、作業部と駆動部との着脱を容易に行うことができると共に、係合機構のロック作用により作業部と駆動部の装着状態を安定して維持することが可能となり、例えば、当該医療用マニピュレータを使用中に、使用者が誤って揺動レバーに触れ、操作面を押圧した場合であっても、規制部材の規制作用によって揺動レバーが揺動することが阻止されるため、爪部と係合部材の係合状態が誤って解除され、駆動部から作業部が脱落することを防止することができる。

本実施の形態に係るマニピュレータの斜視図である。 作業部と操作部とを分離した状態でのマニピュレータの一部断面側面図である。 作業部の一部省略断面平面図である。 操作部の一部省略斜視図である。 作業部の一部省略斜視図である。 先端動作部の一部省略斜視図である。 複合入力部及びその周辺部の一部省略斜視図である。 第1構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図9Aは、図8に示す着脱レバーの正面図であり、図9Bは、図9Aに示す着脱レバーの側面断面図である。 図8に示す係合機構による揺動レバーのロック規制作用を説明するための側面断面図である。 図11Aは、図8に示す係合機構での操作部と作業部の装着手順を説明するための側面断面図であり、図11Bは、図11Aに示す状態から係合部材によって揺動レバーが揺動された状態での側面断面図であり、図11Cは、図11Bに示す状態から係合が完了した状態での側面断面図である。 図12Aは、図8に示す係合機構での操作部と作業部の取外手順を説明するための側面断面図であり、図12Bは、図12Aに示す状態から着脱レバーを揺動させた状態での側面断面図であり、図12Cは、図12Bに示す状態から取り外しが完了した状態での側面断面図である。 第2構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図14Aは、図13に示す着脱レバーの正面図であり、図14Bは、図14Aに示す着脱レバーの側面断面図である。 図13に示す係合機構での操作部と作業部の装着手順を説明するための側面断面図である。 図16Aは、図13に示す係合機構での操作部と作業部の取外手順を説明するための側面断面図であり、図16Bは、図16Aに示す状態から着脱レバーを揺動させた状態での側面断面図である。 第3構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図18Aは、図17に示す着脱レバーの側面断面図であり、図18Bは、図18Aに示す係合機構による揺動レバーのロック規制作用を説明するための側面断面図である。 図17に示す係合機構での操作部と作業部の装着手順を説明するための側面断面図である。 図20Aは、図17に示す係合機構での操作部と作業部の取外手順を説明するための側面断面図であり、図20Bは、図20Aに示す状態から着脱レバーを揺動させた状態での側面断面図である。 第4構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図22Aは、図21に示す着脱レバーの側面断面図であり、図22Bは、図22Aに示す係合機構による揺動レバーのロック規制作用を説明するための側面断面図である。 図23Aは、図21に示す係合機構での操作部と作業部の装着手順を説明するための側面断面図であり、図23Bは、図21に示す係合機構での操作部と作業部の取外手順を説明するための側面断面図である。 第5構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図25Aは、図24に示す着脱レバーの側面断面図であり、図25Bは、図24Aに示す係合機構による揺動レバーのロック規制作用を説明するための側面断面図である。 図26Aは、図24に示す係合機構での操作部と作業部の装着手順を説明するための側面断面図であり、図26Bは、図26Aに示す状態から係合部材によって揺動レバーを揺動しようとする状態での側面断面図である。 図27Aは、図24に示す係合機構での操作部と作業部の取外手順を説明するための側面断面図であり、図27Bは、図27Aに示す状態から着脱レバーを揺動させた状態での側面断面図である。 第6構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図29Aは、図28に示す着脱レバーの正面図であり、図29Bは、図29Aに示す係合機構による揺動レバーのロック規制作用を説明するための側面断面図である。 図30Aは、図28に示す係合機構での操作部と作業部の装着手順を説明するための側面断面図であり、図30Bは、図28に示す係合機構での操作部と作業部の取外手順を説明するための側面断面図である。 第7構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図31に示す係合機構及びその周辺部の構成を示す一部省略斜視図である。 図33Aは、図31に示す係合機構による揺動レバーのロック規制作用の説明図であり、図33Bは、図31に示す係合機構による揺動レバーのロックを解除した状態での説明図である。 第8構成例に係る係合機構の着脱レバー及びその周辺部の構成を示す分解斜視図である。 図34に示す係合機構による揺動レバーのロックを解除する様子を示す説明図である。

以下、本発明に係る医療用マニピュレータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

1.マニピュレータの全体構成の説明
図1に示すように、本実施の形態に係るマニピュレータ(医療用マニピュレータ)10は、シャフト18の先端に設けられた先端動作部12に生体の一部又は湾曲針等を把持して所定の処置を行うための医療用器具であり、通常、把持鉗子やニードルドライバ(持針器)等とも呼ばれる。

以下の説明では、図1における幅方向をX方向、高さ方向をY方向、シャフト18の延在方向をZ方向と規定する。また、先端側から見て右方をX1方向、左方をX2方向、上方向をY1方向、下方向をY2方向と規定し、さらに、シャフト18の前方をZ1方向、後方をZ2方向と規定する。なお、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ10が基準姿勢(中立姿勢)である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ10は任意の向きで(例えば、上下を反転させて)使用可能であることは勿論である。

マニピュレータ10は、人手によって把持及び操作されると共に、先端動作部12に駆動力を付与する駆動機構30を収納した操作部(駆動部)14と、該操作部14に対して着脱自在な作業部16とを有し、グリップハンドル26の下端から延びたケーブル28がコントローラ29に接続されることでマニピュレータシステムを構成する。

図1及び図2に示すように、操作部14は、Z1方向及びY2方向に延びた略L字状に構成されると共に、Z方向に略対称に分割された一対の上部カバー25a、25b(以下、まとめて「上部カバー25」ともいう)を筐体(第1筐体)として、その内部に駆動機構30等が収納されると共に、基端側でY2方向に延びた部分が人手によって把持されるグリップハンドル26として構成されている。グリップハンドル26は、人手によって把持されるのに適した長さであり、上部の傾斜面26aに複合入力部24が設けられている。

操作部14のY1方向頂部近傍には、上部カバー25bから露出してマスタスイッチ34が設けられ、マスタスイッチ34のZ1方向で視認しやすい箇所にLED35が設けられている。図1中、操作部14のZ1方向端近傍からY1方向に延びた電極プラグ41は、マニピュレータ10を電気メスとして使用する際に高電圧電源が接続される電極であり、図示しない導電構造によって高電圧を先端動作部12側に供給することができる。

図1〜図3に示すように、作業部16は、作業を行う先端動作部12と、該先端動作部12を先端に設けた長尺且つ中空のシャフト(連結シャフト)18と、該シャフト18の基端側が固定されるプーリボックス32と、プーリボックス32のZ2方向端から延びたトリガレバー支持部33に軸支されるトリガレバー36とを有する。作業部16は、Z方向で略対称に分割された一対の下部カバー37a、37b(以下、まとめて「下部カバー37」ともいう)を筐体(第2筐体)として、その内部にプーリボックス32を収納している。トリガレバー支持部33は、プーリボックス32のZ2側端面からZ2方向に平行に延びた一対のプレートであり、該プレート間に渡ったトリガ軸39により、トリガレバー36を回動可能に軸支している(図3参照)。

図1に示すように、先端動作部12及びシャフト18は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール20から体腔22内に挿入可能であり、複合入力部24及びトリガレバー36の操作によって体腔22内で患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。

複合入力部24及びトリガレバー36の操作に基づいて動作する先端動作部12は、図6に示すように、例えばグリッパ48を備え、Y軸を基準に傾動するヨー軸Oy動作、先端を指向する軸(中立姿勢時にはZ軸)を基準に回転するロール軸Or動作、及び、グリッパ48を構成する一対のグリッパ部材48a、48bを開閉可能なグリッパ軸Og動作からなる3軸の動作が可能である。本実施形態の場合、ヨー軸Oy及びロール軸Orは、複合入力部24の操作に基づいて電気的に駆動され、グリッパ軸Ogはトリガレバー36の操作に基づいて機械的に駆動される。ここで機械的とは、ワイヤ、チェーン、タイミングベルト、リンク、ロッド、ギア等を介して駆動する方式であり、主に、動力伝達方向に非弾性な固体の機械部品を介して駆動する方式である。ワイヤやチェーン等は、張力により不可避的な多少の伸びが発生する場合があるが、これらは非弾性な固体の機械部品とする。

図2、図4及び図5に示すように、作業部16は、下部カバー37の両側面に設けられた左右一対の係合部材104、104に対し、操作部14の上部カバー25の両側面に設けられた左右一対の着脱レバー102、102が係合することで、操作部14に対して連結・固定されると共に、着脱レバー102の開放操作によって操作部14から分離可能であり、特別な器具を用いることなく、手術現場で容易に交換作業等を行うことができる。これら係合部材104及び着脱レバー102は、作業部16と操作部14の装着状態をロック及びアンロックする係合機構100を構成するが、詳細は後述する。

2.マニピュレータの各構成部分の説明
2.1.互いに着脱可能な駆動機構及びプーリボックスの説明
駆動機構30及びプーリボックス32は、互いに着脱可能であり、これにより操作部14から作業部16へと駆動力を伝達することができる。

図1、図2及び図4に示すように、駆動機構30は、X方向に並んだ2つのモータ(アクチュエータ)50a、50bと、該モータ50a、50bを支持するブラケット52と、モータ50a、50bの回転方向を変換して作業部16側に伝達するギア機構部54とを有する。

図2に示すように、モータ50a、50bは円柱形状であり、図示しない減速機によって減速される出力軸56a、56bがブラケット52の一面を貫通し、該出力軸56a、56bに対してギア機構部54を構成する駆動傘歯車58a、58bが固定されている。モータ50a、50bは、例えばDCモータであり、図示しない角度センサとしてロータリエンコーダ等が設けられる。

ギア機構部54は、ブラケット52内の空間に設けられ、X方向に並んだ2本の駆動シャフト(駆動軸)60a、60bと、各駆動シャフト60a、60bに固定され、駆動傘歯車58a、58bと噛み合う2つの従動傘歯車62a、62bとを有する。モータ50a、50bの出力軸56a、56b、駆動シャフト60a、60b等は図示しないベアリングによってブラケット52に軸支されている。

駆動シャフト60a(60b)の下端側はブラケット52の下面から突出しており、その先端には、例えば断面波形六角形状で先細りのテーパ形状からなる係合凸部64a(64b)が設けられている(図2及び図4参照)。

図2、図3及び図5に示すように、プーリボックス32は、X方向両側が開口した空洞部66と、該空洞部66に収納されたプーリ(従動軸)70a、70b及びワイヤガイド部72a、72bとを有し、空洞部66のZ1側に貫通した孔部でシャフト18が固定・支持されている。プーリボックス32の上面には、空洞部66やシャフト18内に対する洗浄液を注入するための注入ポート73が設けられている。また、プーリボックス32の後方(X2側)には、上方に臨んでバーコード75が設けられている。バーコード75は、例えば二次元バーコードであり、操作部14側の図示しないカメラによって読み取られ、当該作業部16の種類等の機種情報をコントローラ29に付与するためのものである。

プーリ70a、70bは、駆動シャフト60a、60bに対して同軸であり、その上端側には、駆動シャフト60a、60b側の係合凸部64a、64bと係合可能な係合凹部74a、74bが設けられている。係合凹部74a、74bは、前記係合凸部64a、64bが係合(嵌合)可能であり、例えば断面波形六角形状で奥細りのテーパ形状の凹部を有する(図2及び図5参照)。

従って、操作部14と作業部16との装着時、駆動機構30側の係合凸部64a(64b)とプーリボックス32側の係合凹部74a(74b)とが係合し、これにより、駆動シャフト60a(60b)からの回転駆動力をプーリ70a(70b)へと伝達することができる。この際、操作部14には、例えば、該操作部14と作業部16の着脱を検出する着脱検出センサ(図示せず)や、駆動シャフト60aの位相を検出する位相検出センサ(図示せず)等を設けてもよく、さらに、係合凸部64aや係合凹部74aの係合構造は他の構造であってもよい。

図2及び図3から諒解されるように、ワイヤガイド部72a(72b)は、プーリ70a(70b)のZ1側に配設されると共に、その間隔が狭く設定されており、プーリ70a(70b)と先端動作部12のギア78やギア79等との間に巻き掛けられたワイヤ(動力伝達部材)80a(80b)をガイドして、シャフト18内へと円滑に導く機能を有する。このようなワイヤガイド部72a、72bを用いることにより、シャフト18は、モータ50a、50bの径やプーリ70a、70bの軸間距離に依存することなく十分に細くすることができ、例えば、トラカール20に挿入するのに適した5mm〜10mm程度の外径に容易に設定することができる。

プーリボックス32を構成する空洞部66には、さらに、棒状又は線状の動力伝達部材である2本のロッド82a、82bがY方向に並んでZ方向に貫通している。ロッド82a、82bは、例えば、十分に強く且つ細いステンレスパイプ又は中実ロッドあり、Z1方向は空洞部66を貫通してシャフト18内へと延び、図示しないワイヤ等を介して先端動作部12内の前記ギア78等に巻き掛けられており(図6参照)、Z2方向はプーリボックス32を貫通してトリガレバー支持部33へと延び、図示しないワイヤ等を介してトリガレバー36に接続されている(図3参照)。

図2〜図5に示すように、プーリボックス32のZ2側には、Z方向を基準として対称な一対のピン穴84、84が形成されている。各ピン穴84、84には、作業部16と操作部14との装着時、ブラケット52の底面からY1方向に突出した一対のガイドピン86、86が挿入され、これにより、操作部14と作業部16とが位置決めされ且つ高い剛性で装着される。

作業部16では、ワイヤ80a、80bは、それぞれプーリ70a、70b側と先端動作部12側との間で往復していることから、シャフト18の中空空間内には、延べ4本のワイヤ80a、80bと2本のロッド82a、82bとが挿通される。例えば、ロッドに代えてワイヤのみで全ての動力伝達機構を構成してもよい。

ワイヤ80a、80bは、それぞれ同種又は異種、同径又は異径のものを用いることができ、可撓性を有する湾曲可能な線材で構成される。ワイヤ80a、80bにおいて、シャフト18内を通過する部分であって可撓性を要しない直線部分には、図示しない高剛性の補強ロッドを囲繞して、補強することもできる。

従って、マニピュレータ10では、複合入力部24が操作されてモータ50a、50bが駆動されることにより、駆動シャフト60a、60bからプーリ70a、70bを介してワイヤ80a、80bが往復駆動され、先端動作部12にロール軸Orを中心としたロール方向及びヨー軸Oyを中心としたヨー方向の動作が付与される(図6参照)。さらに、トリガレバー36が回動操作されることにより、ロッド82a、82bが機械的に往復駆動され、先端動作部12のグリッパ48に開閉動作が付与される。

すなわち、プーリ70a、70b(モータ50a、50b)及びトリガレバー36は、動力伝達部材であるワイヤ80a、80b及びロッド82a、82bに駆動力を付与し、先端動作部12を動作させる駆動機構部として機能する。より詳細には、プーリ70a、70b(モータ50a、50b)は、ワイヤ80a、80bに駆動力を付与し、先端動作部12にロール方向及びヨー方向の動作を付与する電動機構部として機能する。また、トリガレバー36は、ロッド82a、82bに駆動力を付与し、先端動作部12にグリッパ開閉動作を付与する手動機構部として機能する。

2.2.先端動作部を電気的に駆動するための複合入力部の説明
図7に示すように、先端動作部12を電気的に駆動する複合入力部24は、Z軸(Y軸)を中心としてX1及びX2方向に対称な構造であり、先端動作部12に対してロール方向(軸回転方向)及びヨー方向(左右方向)の回転指令を与える複合的な入力部である。

複合入力部24は、傾斜面26aに配置されたセンサホルダ88によって支持されており、傾斜面26aのZ1側(Y1側)の回転操作部90と、そのZ2側(Y2側)に設けられた傾動操作部92と、傾動操作部92の下部側面にそれぞれ配設された3つのスイッチ操作子94a〜94cとを有する。これら回転操作部90等への入力は、センサホルダ88内に設けられたスイッチ基板(図示せず)等によってその操作量が検出され、モータ50a、50bがコントローラ29の制御下に適宜駆動制御される。

2.3.操作部と作業部の装着状態をロック及びアンロックする係合機構の説明
2.3.1.第1構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、先ず、第1構成例に係る係合機構100を説明する。

図1、図4及び図5に示すように、第1構成例に係る係合機構100は、操作部14側の上部カバー25a、25bにそれぞれ設けられた左右一対の着脱レバー102、102と、作業部16側の下部カバー37a、37bにそれぞれ設けられた左右一対の係合部材104、104とを備える。

各着脱レバー102、102は、上部カバー25aのX1方向面及び上部カバー25bのX2方向面に膨出形成された凹部103、103内にそれぞれ揺動可能に設けられ、下端側が上部カバー25からY2方向に突出している(図4参照)。各係合部材104、104は、下部カバー37aのX1方向面及び下部カバー37bのX2方向面に膨出形成された凹部105、105内にそれぞれ設けられ、上端側が下部カバー37の上面(Y1方向面)に臨んでいる。

操作部14側の凹部103は上部カバー25の下面(Y2方向面)に開口し、作業部16側の凹部105は下部カバー37の上面に開口し、互いに対向配置されており、これにより、着脱レバー102と係合部材104とが係合可能となっている。

先ず、着脱レバー102の構成を説明する。なお、左右一対設けられた着脱レバー102、102は、Z方向に対して互いに対称に設置される以外は同一の構成であるため、以下では、上部カバー25a側の着脱レバー102について代表的に説明し、以下の各構成例についても同様とする。

図8は、着脱レバー102及びその周辺部の構成を示す分解斜視図であり、着脱レバー102を上部カバー25aの凹部103との関係で図示したものである。図9Aは、着脱レバー102の正面図(X方向から見た図)であり、図9Bは、図9Aに示す着脱レバー102の側面断面図である。

図8、図9A及び図9Bに示すように、着脱レバー102を揺動可能に支持する筐体(第1筐体)である上部カバー25aには、凹部103内に設けられた支持台103a上に支持部材106が設けられる。支持部材106は、Y1方向に開口した凹部106aを有し、該凹部106aを渡るZ方向に揺動ピン108が貫通固定されている。揺動ピン108は、支持部材106のZ方向両側面から突出し、凹部103のZ方向幅に収まる長さである(図9A参照)。

着脱レバー102は、一部が重なってY方向に並んだ2枚構成となっており、凹部103の奥側に配置される揺動レバー110と、揺動レバー110の外面上部の操作面110aを覆うスライドカバー112とを有する。

揺動レバー110は、上部にスリット114aを有してYZ面に沿う平板114の両側部に一対の側壁116、116を設けて構成され、スリット114a周辺の外面が操作面110aを構成する。揺動レバー110の下部内側、つまり平板114及び側壁116、116で囲まれた空間の下部には、係合部材104と係合可能な爪部110bが設けられている(図10参照)。揺動レバー110の下端側には、内側に傾斜した先細りの傾斜面110cが形成されている。

平板114の内面には、スリット114aを挟んで一対の突出ピン114b、114bが形成されている。突出ピン114bは、揺動ばね115に内挿されることで、該揺動ばね115を凹部103の底面103bに形成された凹状の着座部103cとの間で支持するものである。側壁116は、上部に傾斜面116aが形成され、該傾斜面116aの下方には、揺動ピン108が嵌挿される孔部116bが形成されている。さらに、側壁116のY方向で中央やや下寄りには、凹部103の底面103bに着地可能な当接片116cが突出形成されている。

スライドカバー112は、下部内面に下に向かって狭幅な傾斜面118aを有してYZ面に沿う平板118の両側部に一対の側壁120、120を設け、両側壁120、120間の上部に天壁122を設けて構成されている。これにより、スライドカバー112は、Y2側の開口に揺動レバー110の上部が収納されることで、該揺動レバー110の操作面110aをカバーすることができる。

側壁120は、その上部に傾斜面120aが形成されると共に、スライドピン(当接部材)124が貫通固定されている。側壁120の下部は、平板118よりも多少Y2方向に突出すると共に、該突出した部分を含む位置に、Y方向に延びた長孔120bが形成されている。スライドピン124は、凹部103を形成する両側面の上部に設けられた略L字状の屈曲孔(ストッパ、孔部)126に挿入され、ガイドされる。屈曲孔126は、スライドカバー112のスライド方向(略Y方向)に沿ったY孔部(第1孔部)126aと、該Y孔部126aの上部から屈曲し、スライドカバー112の揺動方向(略X方向)に沿ったX孔部(第2孔部)126bとから構成されている。

スライドピン124の略中央部と、揺動ピン108の凹部106a内に位置した略中央部との間にはスライドばね(カバー用ばね)128が橋架されている。スライドカバー112は、スライドばね128により、揺動レバー110に引き寄せられる方向(Y2方向)に付勢されている。スライドばね128は、揺動レバー110のスリット114aに対応して配置される。

図9A及び図9Bに示すように、着脱レバー102は、揺動レバー110の内側に支持部材106を収納した状態で凹部103内に配置される。この際、揺動ピン108が揺動レバー110の孔部116b及びスライドカバー112の長孔120bに順に挿通される一方、スライドピン124が屈曲孔126に挿入される。

従って、揺動レバー110は、孔部116bに揺動ピン108が挿通されることで上部カバー25に対して揺動可能に軸支されると共に、揺動ピン108より上方に揺動ばね115が配置されることで、揺動ピン108を回転軸として操作面110aが外側に向かう方向、つまり爪部110bが内側に向かう方向(図9B中の矢印θ1方向)に弾性的に付勢された状態となっている。同時に、スライドカバー112は、長孔120bに揺動ピン108が挿通されることで上部カバー25に対してY方向にスライド可能且つ揺動可能に軸支されると共に、スライドピン124が屈曲孔126に挿入されることでY方向及びX方向にスライド可能にガイドされている。

この際、スライドカバー112は、スライドばね128の付勢力により、揺動ピン108(つまり、上部カバー25)からY2方向に引き寄せられる付勢力を受けている。従って、外力を受けていない通常の状態では、スライドカバー112はスライドばね128の付勢力により、長孔120bの上端が揺動ピン108に対して押し付けられ、スライドピン124が屈曲孔126のY孔部126a下端に対して押し付けられた状態となる。従って、スライドカバー112は、スライドばね128の付勢作用下にY孔部126aに沿ってスライド可能であるが、スライドピン124がY孔部126aに配置されていることから、揺動ピン108を回転軸とした回転は不能となっている(図9B参照)。

なお、係合機構100では、揺動レバー110の操作面110aは、スライドカバー112によってカバーされており、該操作面110aはスライドカバー112が揺動操作されることで間接的に操作されることになる。すなわち、使用者が操作部14と作業部16とを分離する際に手で操作する直接的な操作面は、スライドカバー112の外面(表面)のカバー操作面112aであり、スライドカバー112の裏面で操作面110aを押圧操作することで揺動レバー110を揺動操作することができる。カバー操作面112aは、指先で操作し易いようにやや窪んだ形状や、Z方向に延びた複数の横溝(図示せず)等を設けた形状にするとよい。

次に、係合機構100を用いた操作部14と作業部16の着脱状態のロック及びアンロックの構成及び方法を説明する。

先ず、図10に示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、着脱レバー102と係合部材104が係合し、操作部14と作業部16の装着状態が確実にロックされている。すなわち、揺動レバー110の爪部110bが係合部材104に係合し、揺動レバー110は、揺動ピン108を軸心として爪部110bが内側に揺動するロック方向(図10中の矢印θ1方向)の付勢力を揺動ばね115から受けている。

この状態では、スライドばね128によってスライドカバー112がY2方向に引き寄せされているため、スライドピン124が屈曲孔126のY孔部126aに位置している。従って、図10中のバツ印付き矢印に示すように、着脱レバー102を揺動させる方向の力がカバー操作面112a(操作面110a)に付与されたとしても、スライドピン124がY孔部126aの側壁に引っかかり、着脱レバー102が揺動することはない。

次に、図11A〜図11Cを参照して、係合機構100を用いた操作部14と作業部16の装着動作について説明する。

操作部14と作業部16を装着する際には、操作部14から突出している2本のガイドピン86、86がそれぞれ作業部16のピン穴84、84に嵌合するように、且つ、操作部14の係合凸部64a、64bが作業部16の係合凹部74a、74bに係合するように位置合わせを行いつつ、操作部14と作業部16とを互いに近接させ、密着させる(図2、図4及び図5参照)。

この際、係合機構100では、操作部14と作業部16が互いに位置決めされて接近されると(図11A参照)、やがて揺動レバー110の下端が凹部105内に入り込む。そうすると、揺動レバー110下端の傾斜面110cに係合部材104が当接し、該係合部材104が傾斜面110c上を滑りながら揺動レバー110を押圧するため、図11Bに示すように、揺動レバー110は、揺動ばね115の付勢力に抗してロック解除方向(図11B中の矢印θ2方向)に揺動する。さらに、操作部14と作業部16とが接近されることで、最終的には図11Cに示すように、係合部材104が傾斜面110cを乗り越えるため、揺動レバー110が揺動ばね115の付勢力によってロック方向(図11B中の矢印θ1方向)に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合が完了し、操作部14と作業部16が装着及びロックされる。

次に、図12A〜図12Cを参照して、操作部14と作業部16の分離(取外)動作について説明する。

操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、先ず、図12Aに示すように、スライドカバー112をスライドばね128の付勢力に抗して上方(矢印A方向)にスライドさせる。これにより、スライドカバー112の長孔120bの下端が揺動ピン108に当接し、スライドピン124が屈曲孔126の屈曲点(Y孔部126aの上端)に当接した状態となる。

そこで、図12Bに示すように、スライドカバー112のカバー操作面112aを内側(矢印B方向)へと押し込む。そうすると、スライドピン124がX孔部126b内を移動しつつ、スライドカバー112が揺動ピン108を軸心として揺動し、該スライドカバー112の裏面に押されて揺動レバー110も揺動ピン108を軸心として揺動する。すなわち、揺動レバー110は、揺動ばね115の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動するため、爪部110bと係合部材104の係合状態が解除される。

この状態で、図12Cに示すように、作業部16を操作部14から離間させることにより、操作部14と作業部16とを分離することができる。操作部14から作業部16を取り外した後は、スライドカバー112への矢印B方向への押し込み動作を解除すれば、スライドカバー112及び揺動レバー110は、揺動ばね115及びスライドばね128の付勢力により、屈曲孔126及び長孔120bのガイド作用下に元の位置(図11Aに示す状態)に復帰する。

なお、マニピュレータ10では、その筐体の左右側面に対称に着脱レバー102を配置したことにより、操作部14から作業部16を取り外す際、又は操作部14に作業部16を装着する際には、例えば、図10に示すように、操作部14を上部から右手で掴み、作業部16を下部から左手で掴むことで、その着脱レバー102の操作も含む、着脱を容易に且つ安定して行うことができる。

以上のように、第1構成例に係る係合機構100では、着脱レバー102として、係合部材104に係合する爪部110bを設けた揺動レバー110と、該揺動レバー110の操作面110aをカバーするスライドカバー112とを備え、スライドカバー112が、操作面110aへの押し込み操作による揺動レバー110のロック解除方向への揺動を規制する規制部材として機能する。そして、揺動レバー110は、スライドカバー112による規制が解除された状態、つまりスライドカバー112を意図的にスライドさせた状態でのみ操作面110aへの押し込み操作によるロック解除方向への揺動が可能となっている。つまり、取り外しに関し、着脱レバー102の操作は2アクションが必要に構成されている。従って、当該マニピュレータ10を使用中に、使用者が誤って着脱レバー102に触れ、カバー操作面112aを押圧した場合であっても、スライドカバー112の規制作用によって揺動レバー110(着脱レバー102)が揺動することはない(図10参照)。このため、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除され、操作部14から作業部16が脱落することを防止することができる。つまり、係合機構100を設けたことにより、操作部14と作業部16のその装着状態を安定して維持することができる。

係合機構100では、操作部14と作業部16の分離動作時には、スライドカバー112をスライドさせ、該スライドカバー112のカバー操作面112aを押し込むだけで、揺動レバー110をロック解除方向に揺動させることができ、爪部110bと係合部材104の係合状態を容易に解除することができる。

しかも、操作部14と作業部16の装着動作時には、スライドカバー112等を操作する必要はなく、操作部14と作業部16を互いに位置決めして密着させるだけで、スライドカバー112は初期位置のまま動作せず、揺動レバー110のみが単独でロック解除方向に揺動して爪部110bと係合部材104が係合し、操作部14と作業部16を容易に装着及びロックすることができる。つまり、装着に関し、着脱レバー102の操作は1アクションな構成となっている。

また、係合機構100では、着脱レバー102を操作部14側に設けたことにより、作業部16側には基本的に係合部材104のみが設けられている。すなわち、基本的に交換されない操作部14側に部品点数が多い着脱レバー102を設け、各種の先端動作部12を設けて複数種類が用意されることで、一の操作部14に対して適宜交換しながら装着される作業部16側に簡便な係合部材104を設けたことで、交換部品である作業部16の構造を簡素化し、コストを低減することができる。

なお、着脱レバー102を軸支する筐体(第1筐体)としては、上部カバー25以外の部材、例えば、ブラケット52等であってもよく、同様に、係合部材104が設けられる筐体(第2筐体)としては、下部カバー37以外の部材、例えば、プーリボックス32等であってもよい。

2.3.2.第2構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第2構成例に係る係合機構200を説明する。

図13、図14A及び図14Bに示すように、第2構成例に係る係合機構200は、第1構成例の係合機構100の着脱レバー102に代えて、着脱レバー202を用いた構成からなる。なお、第2構成例に係る係合機構200において、上記第1構成例に係る係合機構100と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略し、以下の各構成例についても同様とする。

各着脱レバー202、202は、上部カバー25aのX1方向面及び上部カバー25bのX2方向面に膨出形成された凹部203、203(図14A及び図14B参照)内にそれぞれ揺動可能に設けられ、下端側が上部カバー25からY2方向に突出している。凹部203は、凹部103と同様に上部カバー25の側面に膨出形成されるが、凹部103における屈曲孔126(図9B参照)に代えて、その天面(Y1方向面)略中央にY方向に延びたロッド用孔部(ストッパ)204が形成されている(図14A及び図14B参照)。

図14A及び図14Bに示すように、係合機構200では、凹部203内に設けられた支持台103a上に支持部材206が取付固定される。支持部材206は、支持部材106(図8参照)における凹部106aをなくしたブロック形状であり、Z方向に揺動ピン108が貫通固定されている。

着脱レバー202は、凹部203の奥側に配置される揺動レバー210と、揺動レバー210上部の操作面210aを覆うベースカバー(第1ベースカバー)211と、ベースカバー211上でY方向にスライド可能、且つベースカバー211と共に操作面210aを覆うスライドカバー212とを有し、ベースカバー211の内側には、スライドカバー212によって進退操作されるロッド(当接部材)213が配設される。ベースカバー211は、揺動レバー210の略上半分をカバーしており、スライドカバー212は、ベースカバー211の上部中央に配置されたボタン形状である。

揺動レバー210は、係合機構100の揺動レバー110(図8参照)と略同様な形状であり、上部にスリット214aを有してYZ面に沿う平板214の両側部に一対の側壁216、216を設けて構成され、スリット214a周辺の外面が操作面210aを構成する。スリット214a内には、ロッド213が配置される(図14A及び図14B参照)。

ベースカバー211は、下部内面に下に向かって狭幅な傾斜面218aを有してYZ面に沿う平板218の両側部に一対の側壁220、220を設け、両側壁220、220間の上部に天壁222を設けて構成されている。これにより、ベースカバー211は、Y2側の開口に揺動レバー210の上部が収納されることで、該揺動レバー210の操作面210aをカバーすることができる。

平板218の上部略中央には、Y方向に延びたスライド孔218bが形成されており、該スライド孔218bの下方にはY方向に貫通するガイド孔218cが設けられたガイドブロック218dが突出形成されている。スライド孔218bは、図14Aに示す正面視で揺動レバー210のスリット214aに対応配置され、ガイドブロック218dは、揺動レバー210のスリット214a内に配置される。側壁220の下端には、揺動ピン108が挿通される孔部220aが設けられたアーム220bが突出形成されている。天壁222の略中央には、ロッド213の先端部213aが挿通される孔部222aが形成されている。

スライドカバー212は、円板224と、該円板224の裏面に突出形成されたカバーピン226とを有する。カバーピン226は、ベースカバー211のスライド孔218bを挿通し、揺動レバー210のスリット214a内でスライド可能に配置される(図14A及び図14B参照)。カバーピン226には、Y方向に沿った貫通孔226aが形成されており、該貫通孔226aにロッド213の先端部213aが挿通配置される。

ロッド213は、軸方向で略中央に拡径したフランジ213bを有すると共に、該フランジ213bを挟んで先端部213a及び基端部213cが設けられ、先端部213aの先端側が突出した状態で揺動レバー210のスリット214a内に配置される。

図14A及び図14Bに示すように、先端部213aは、スライドカバー212の貫通孔226aとベースカバー211の孔部222aとを順に挿通し、上部カバー25に設けられたロッド用孔部204に挿入配置される。基端部213cは、ベースカバー211のガイドブロック218dに設けられたガイド孔218cに挿入配置されると共に、該基端部213cには、ロッド用ばね(カバー用ばね)230が外挿される。ロッド用ばね230は、その上端がフランジ213bに着座し、その下端がガイドブロック218dの上面に着座し、これにより、フランジ213bを介してロッド213を上方(Y1方向)に付勢している。

ロッド用ばね230によってY1方向に付勢されたロッド213は、フランジ213bがスライドカバー212のカバーピン226に当接している。カバーピン226は、ベースカバー211のスライド孔218b内でそのスライド範囲が規制されている。このため、ロッド213は、フランジ213bがカバーピン226に当接し、カバーピン226がスライド孔218bの上端に当接することで、ロッド用ばね230によってY1方向に付勢された状態で抜け止めされ、揺動レバー210、ベースカバー211及びスライドカバー212と一体的に配設される。

図14A及び図14Bに示すように、着脱レバー202は、揺動レバー210の内側に支持部材206を収納した状態で凹部203内に配置され、この際、揺動ピン108が揺動レバー210の孔部116b及びベースカバー211の孔部220aに順に挿通される。

従って、揺動レバー210は、上部カバー25に対して孔部116bに挿入された揺動ピン108によって揺動可能に軸支されると共に、揺動ピン108より上方に揺動ばね115が配置されることで、揺動ピン108を回転軸として操作面210aが外側に向かう方向、つまり爪部110bが内側に向かう方向(図14B中の矢印θ1方向)に弾性的に付勢された状態となっている。ベースカバー211は、上部カバー25に対して孔部220aに挿入された揺動ピン108によって揺動可能に軸支されている。

同時に、スライドカバー212は、カバーピン226がロッド213のフランジ213bに当接していることで、ロッド用ばね230によってY1方向に付勢され、ベースカバー211に対してスライド孔218bに沿ってY方向にスライド可能に弾性支持されている。すなわち、スライドカバー212は、外力を受けていない通常の状態では、ロッド用ばね230の付勢力により、カバーピン226がスライド孔218bの上端に対して押し付けられた状態である(図14A及び図14B参照)。

なお、係合機構200では、揺動レバー210の操作面210aは、ベースカバー211及びスライドカバー212によってカバーされており、該操作面210aはベースカバー211及びスライドカバー212が揺動操作されることで間接的に操作されることになる。すなわち、使用者が操作部14と作業部16とを分離する際に手で操作する直接的な操作面は、ベースカバー211の外面(表面)のカバー操作面211a及び(又は)スライドカバー212の外面(表面)のカバー操作面212aであり、ベースカバー211及びスライドカバー212の裏面で操作面210aを押圧操作することで揺動レバー210を揺動操作することができる。カバー操作面211a、212aは、指先で操作し易いようにやや窪んだ形状や、Z方向に延びた複数の横溝(図示せず)等を設けた形状にするとよい。

次に、係合機構200を用いた操作部14と作業部16の着脱状態のロック及びアンロックの構成及び方法を説明する。

先ず、図14Bに示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、着脱レバー202と係合部材104が係合し、操作部14と作業部16の装着状態が確実にロックされている。すなわち、揺動レバー210の爪部110bが係合部材104に係合し、揺動レバー210は、揺動ピン108を軸心として爪部110bが内側に移動する方向(図14B中の矢印θ1方向)の付勢力を揺動ばね115から受けている。

この状態では、ロッド用ばね230によってロッド213がY1方向に付勢され、先端部213aの先端側が上部カバー25のロッド用孔部204内に位置しており、同時に、スライドカバー212はロッド213のフランジ213bによってY1方向に付勢されている。従って、図14B中のバツ印付き矢印に示すように、着脱レバー202を揺動させる方向の力がカバー操作面211a、212a(操作面210a)に付与されたとしても、ロッド213の先端部213aがロッド用孔部204に引っかかり、着脱レバー202が揺動することはない。

次に、図15を参照して、操作部14と作業部16の装着動作について説明する。

操作部14と作業部16を位置決めして装着する際、係合機構200では、操作部14と作業部16が互いに位置決めされて接近されると、やがて揺動レバー210の下端が凹部105内に入り込む。そうすると、揺動レバー210下端の傾斜面110cに係合部材104が当接し、該係合部材104が傾斜面110c上を滑りながら揺動レバー210を押圧し、揺動レバー210は、揺動ばね115の付勢力に抗してロック解除方向(図15中の矢印θ2方向)に揺動する。さらに、操作部14と作業部16とが接近され、係合部材104が傾斜面110cを乗り越えると、揺動レバー210は揺動ばね115の付勢力によってロック方向に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合が完了し、操作部14と作業部16がロックされる。

図15から諒解されるように、係合機構200では、操作部14と作業部16の装着動作時には、揺動レバー210のみが単独で揺動し、ベースカバー211及びスライドカバー212は初期位置のまま動作しない。従って、スライドカバー212(ロッド213)を特別に操作することなく、操作部14と作業部16とを容易に装着し、ロックすることができる。

次に、図16A及び図16Bを参照して、操作部14と作業部16の分離(取外)動作について説明する。

操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、先ず、図16Aに示すように、スライドカバー212をロッド用ばね230の付勢力に抗して、下方(図16A中の矢印C方向)にスライドさせる。これにより、スライドカバー212のカバーピン226がロッド213のフランジ213bを矢印C方向に押圧し、ロッド用ばね230がフランジ213bとガイドブロック218dの間で圧縮されてロッド213が下方に後退し、ロッド213の先端部213aが上部カバー25のロッド用孔部204から抜け出した状態となる。

そこで、図16Bに示すように、スライドカバー212を矢印C方向に押圧した状態のまま、スライドカバー212のカバー操作面212a及び(又は)ベースカバー211のカバー操作面211aを内側(矢印B方向)へと押し込む。これにより、ベースカバー211及びスライドカバー212が揺動ピン108を軸心として揺動し、該ベースカバー211の裏面に押されて揺動レバー210も揺動ピン108を軸心として揺動する。従って、揺動レバー210の爪部110bが揺動ばね115の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合状態が解除されるため、作業部16を操作部14から離間させることにより、操作部14と作業部16とを分離することができる。

操作部14から作業部16を取り外した後は、ベースカバー211及びスライドカバー212の矢印B方向への押し込み動作を解除し、スライドカバー212の矢印C方向への押圧動作を解除すれば、ベースカバー211、揺動レバー210及びスライドカバー212は、揺動ばね115及びロッド用ばね230の付勢力により、元の位置(図14Bに示す状態)に復帰する。

以上のように、第2構成例に係る係合機構200では、着脱レバー202として、係合部材104に係合する爪部110bを設けた揺動レバー210と、該揺動レバー210の操作面210aをカバーするベースカバー211及びスライドカバー112とを備え、スライドカバー212によって進退するロッド213が、操作面210aへの押し込み操作による揺動レバー210のロック解除方向への移動を規制する規制部材として機能する。そして、揺動レバー210は、ロッド213のロッド用孔部204への係合が解除された状態、つまりスライドカバー212を意図的にスライドさせた状態でのみ操作面210aへの押し込み操作が可能となっている。従って、当該マニピュレータ10を使用中に、使用者が誤って着脱レバー202に触れ、カバー操作面211a、212aを押圧した場合であっても、ロッド213の規制作用によって着脱レバー202が揺動することはない(図14B参照)。このため、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除され、操作部14から作業部16が脱落することを防止することができる。

係合機構200では、操作部14と作業部16の分離動作時には、スライドカバー212をスライドさせ、該スライドカバー212のカバー操作面212a及び(又は)ベースカバー211のカバー操作面211aを押し込むだけで、揺動レバー210をロック解除方向に揺動させることができ、爪部110bと係合部材104の係合状態を容易に解除することができる。

しかも、操作部14と作業部16の装着動作時には、スライドカバー212を操作する必要はなく、操作部14と作業部16とを位置決めして密着させるだけで、ベースカバー211及びスライドカバー212は初期位置のまま動作せず、揺動レバー210のみが単独でロック解除方向に揺動して爪部110bと係合部材104が係合し、操作部14と作業部16を容易に装着及びロックすることができる。

2.3.3.第3構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第3構成例に係る係合機構300を説明する。

図17及び図18Aに示すように、第3構成例に係る係合機構300は、第1構成例に係る係合機構100の着脱レバー102に代えて、着脱レバー302を用いた構成からなる。

各着脱レバー302、302は、上部カバー25aのX1方向面及び上部カバー25bのX2方向面に膨出形成された凹部303、303内にそれぞれ揺動可能に設けられ、下端側が上部カバー25からY2方向に突出している。凹部303は、凹部103と同様に上部カバー25の側面に膨出形成されるが、凹部103における屈曲孔126(図9B参照)に代えて、左右側壁にそれぞれ孔部304、304が形成されている(図17参照)。

図17及び図18Aに示すように、着脱レバー302は、レバー部306及び該レバー部306の上部にリンクピン307で軸支されたリンク部308を備えた揺動レバー310と、リンク部308外面の操作面308aを覆うように該リンク部308に被せられるリンクスライダ312とを有する。着脱レバー302についても、図14A及び図14Bに示す着脱レバー202の場合と同様に、揺動ピンを設けた支持部材を介して凹部303内に配設されてもよい。

レバー部306は、YZ面に沿う平板314の両側部に一対の側壁316、316を設け、両側壁220、220間の上部に天壁318を設けて構成されている。各側壁316は、上部に孔部316aが形成されると共に、孔部316aの下方には揺動ピン320が貫通固定されている。平板314の内面において、Y方向で孔部316aと揺動ピン320との間には、凹部303の底面303aに形成された凹状の着座部303bに着座した揺動ばね315の一端が固着される(図18A参照)。揺動ばね315は、図8に示す揺動ばね115と同様に、左右に一対設けてもよい。

リンク部308は、中実(又は中空)のブロック322と、該ブロック322の両側部下方からY2方向に突出する薄板状のアーム324、324とを有する。ブロック322の内面下部には小片状のリンクストッパ322aが突設され、各アーム324には孔部324aが形成されている。リンク部308は、アーム324、324間がレバー部306の上部に外挿され、各孔部316a、324aに対してリンクピン307が嵌挿される。これにより、リンク部308は、レバー部306の上部でリンクピン307を回転軸として揺動可能に軸支される(図18B参照)。この際、リンク部308のリンクストッパ322aがレバー部306の天壁318の内側端面に当接することで、リンク部308はレバー部306に対して、凹部303の奥側に向けた方向(図18A中の矢印θ2方向)にのみ揺動可能となっている。

リンクスライダ312は、3枚の平板を略U字状に構成した形状であり、凹部303内で外側に配置されてYZ面に沿う表板326と、表板326に平行して凹部303内で内側に配置される裏板328と、表板326及び裏板328の上辺を接続する天板330とを有し、表板326より裏板328の長さ(Y方向長さ)が短尺である。

リンクスライダ312は、表板326と裏板328の間にリンク部308の大部分を挿入可能であると共に、天板330の内面とリンク部308の上面との間にはY方向に沿うスライダ用ばね332が配設され、これにより揺動レバー310の操作面308aをカバーしている。スライダ用ばね332は、リンク部308の上面上にリンクスライダ312を弾性支持するものである。リンクスライダ312の裏板328の裏面には、凹部303の底面303aに形成された凹状の着座部303cに着座したリンク用ばね334の一端が固着される(図18A参照)。リンク用ばね334は、図8に示す揺動ばね115と同様に、左右に一対設けてもよい。

図17及び図18Aに示すように、着脱レバー302は、揺動レバー310の上部にリンクスライダ312を被せた状態で凹部303内に配置され、この際、揺動ピン320が凹部303の孔部304に挿通される。

従って、揺動レバー310は、上部カバー25に対して孔部304に挿入された揺動ピン320によって揺動可能に軸支されると共に、揺動ピン320より上方に揺動ばね315が配置されることで、揺動ピン320を回転軸として操作面308aが外側に向かう方向、つまり爪部110bが内側に向かう方向(図18A中の矢印θ1方向)で弾性的に付勢された状態となっている。

同時に、リンクスライダ312は、リンク部308の大部分をカバーした状態でスライダ用ばね332によって弾性支持されると共に、リンク用ばね334によってリンク部308がリンクピン307を軸心として外側に向かう方向(図18A中の矢印θ1方向)に弾性的に付勢されている。この状態では、リンク部308の矢印θ1方向への揺動は、リンクストッパ322aがレバー部306の天壁318に当接することで防止されているため、リンクスライダ312は、リンク用ばね334により、揺動レバー310を外側に向かう揺動方向(図18A中の矢印θ1方向)に弾性的に付勢している。

なお、係合機構300では、揺動レバー310の操作面308aは、リンクスライダ312によってカバーされており、該操作面308aはリンクスライダ312が揺動操作されることで間接的に操作されることになる。すなわち、使用者が操作部14と作業部16とを分離する際に手で操作する直接的な操作面は、リンクスライダ312の外面(表面)のカバー操作面312aであり、リンクスライダ312によって操作面308aを押圧操作することで揺動レバー310を揺動操作することができる。カバー操作面312aは、指先で操作し易いようにやや窪んだ形状や、Z方向に延びた複数の横溝(図示せず)等を設けた形状にするとよい。

次に、係合機構300を用いた操作部14と作業部16の着脱状態のロック及びアンロックの構成及び方法を説明する。

先ず、図18Aに示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、着脱レバー302と係合部材104が係合し、操作部14と作業部16の装着状態が確実にロックされている。すなわち、揺動レバー310の爪部110bが係合部材104に係合し、揺動レバー310は、揺動ピン320を軸心として爪部110bが内側に移動する方向(図18A中の矢印θ1方向)の付勢力を揺動ばね315及びリンク用ばね334から受けている。

この状態では、リンク部308はレバー部306に対してリンクピン307を軸心として内側に向かう方向に揺動可能に軸支されている。従って、図18B中の矢印Fに示すように、着脱レバー302を揺動させる方向の力がカバー操作面312a(操作面308a)に付与されたとしても、リンクスライダ312と共にリンク部308のみがリンクピン307を軸心としてリンク用ばね334の付勢力に抗して矢印θ2方向に揺動し、レバー部306は揺動しないため、爪部110bと係合部材104との係合状態が解除されることはない。

次に、図19を参照して、操作部14と作業部16の装着動作について説明する。

操作部14と作業部16を位置決めして装着する際、係合機構300では、操作部14と作業部16が互いに位置決めされて接近されると、やがて揺動レバー310を構成するレバー部306の下端が凹部105内に入り込む。そうすると、レバー部306下端の傾斜面110cに係合部材104が当接し、該係合部材104が傾斜面110c上を滑りながらレバー部306を押圧する。これにより、揺動ピン320を軸心としてレバー部306が揺動ばね315の付勢力に抗してロック解除方向(図19中の矢印θ2方向)に揺動する。この際、レバー部306の天壁318がリンクストッパ322aに当接していることから、リンク部308及びリンクスライダ312もレバー部306と一体的となり、揺動ピン320を軸心としてリンク用ばね334の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動する。

さらに、操作部14と作業部16とが接近され、係合部材104が傾斜面110cを乗り越えると、揺動レバー310は揺動ばね315及びリンク用ばね334の付勢力によってロック方向に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合が完了し、操作部14と作業部16がロックされる。

図19から諒解されるように、係合機構300では、操作部14と作業部16の装着動作時には、着脱レバー302(揺動レバー310)が一体的に揺動する。従って、リンクスライダ312を特別に操作することなく、操作部14と作業部16とを容易に装着し、ロックすることができる。

次に、図20A及び図20Bを参照して、操作部14と作業部16の分離(取外)動作について説明する。

操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、先ず、図20Aに示すように、リンクスライダ312をスライダ用ばね332の付勢力に抗して、下方(図20A中の矢印C方向)にスライドさせる。これにより、リンクスライダ312の表板326が、リンク部308とレバー部306の連結部をカバーする位置に配置される。この際、リンクスライダ312では、裏板328が表板326より短尺であるため、該裏板328がリンクストッパ322aに当接することはなく、リンクスライダ312を確実にスライドさせることができる。

そこで、図20Bに示すように、リンクスライダ312を矢印C方向に押圧した状態のまま、リンクスライダ312のカバー操作面312aを内側(矢印B方向)へと押し込む。これにより、リンクスライダ312の表板326とリンクストッパ322aとの間に挟まれたレバー部306がリンク部308と一体的となり、揺動レバー310及びリンクスライダ312が揺動ピン320を軸心として揺動する。従って、揺動レバー310の爪部110bが揺動ばね315及びリンク用ばね334の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合状態が解除されるため、操作部14と作業部16とを分離することができる。

操作部14から作業部16を取り外した後は、着脱レバー302の矢印B方向への押し込み動作を解除し、リンクスライダ312の矢印C方向への押圧動作を解除すれば、揺動レバー310及びリンクスライダ312は、揺動ばね315、リンク用ばね334及びスライダ用ばね332の付勢力により、元の位置(図18Aに示す状態)に復帰する。

以上のように、第3構成例に係る係合機構300では、着脱レバー302として、係合部材104に係合する爪部110bを設けたレバー部306及び該レバー部306の上部で軸支されるリンク部308を設けた揺動レバー310と、リンク部308をカバーするリンクスライダ312とを備え、該リンクスライダ312が操作面308aへの押し込み操作による揺動レバー310全体、つまりレバー部306のロック解除方向への移動を規制する規制部材として機能する。そして、揺動レバー310は、リンクスライダ312が押し下げられ、リンク部308とレバー部306が一体的に連結された状態でのみ、操作面308aへのカバー操作面312aからの押し込み操作によるレバー部306の揺動が可能となっている。従って、当該マニピュレータ10を使用中に、使用者が誤って着脱レバー302に触れ、カバー操作面312aを押圧した場合であっても、リンク部308のみが揺動し、レバー部306が揺動しないため(図18B参照)、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除され、操作部14から作業部16が脱落することを防止することができる。

係合機構300では、操作部14と作業部16の分離動作時には、リンクスライダ312をスライドさせ、該リンクスライダ312のカバー操作面312aを押し込むだけで揺動レバー310(レバー部306)を揺動させることができ、爪部110bと係合部材104の係合状態を容易に解除することができる。

しかも、操作部14と作業部16の装着動作時には、リンクスライダ312を操作する必要はなく、操作部14と作業部16とを位置決めして密着させるだけで、レバー部306を含めた揺動レバー310が揺動するため、爪部110bが係合部材104に係合し、操作部14と作業部16を容易に装着し及びロックすることができる。

2.3.4.第4構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第4構成例に係る係合機構400を説明する。

図21及び図22Aに示すように、第4構成例に係る係合機構400は、第3構成例に係る係合機構300の着脱レバー302に代えて、着脱レバー402を用いた構成からなる。

着脱レバー402は、実質的に、図17及び図18Aに示す係合機構300の着脱レバー302におけるリンクスライダ312及びスライダ用ばね332を、リンクスライダ404及び一対のスライダ用ばね406、406に変更した構成となっている。

リンクスライダ404は、着脱レバー302のリンクスライダ312における表板326よりY方向に長尺な表板408を有する。表板408には、裏板328の下端位置と略位置から下方に延びた開口408aが形成されると共に、該開口408aを形成する下縁部分が揺動レバー310のレバー部306の表面に当接する当接板408bを構成している。開口408aの幅方向(X方向)は、レバー部306の幅方向よりも大きい。各スライダ用ばね406、406は、リンクスライダ404の天板330の両側面に設けられた取付部330a、330aと、レバー部306のブロック322の両側面に設けられた取付部322b、322bとにそれぞれ取り付けられる。

すなわち、図17及び図18Aに示す着脱レバー302のリンクスライダ312は、揺動レバー310のリンク部308の大部分をカバーした状態で該リンク部308の上面との間に介装されたスライダ用ばね332によって弾性支持されていたのに対し、この着脱レバー402のリンクスライダ404は、リンク部308の大部分をカバーした状態で該リンク部308の側面との間に介装されたスライダ用ばね406によって弾性支持されている。これにより、リンクスライダ404は、レバー部306に対して押し下げられるスライド方向(図20A中の矢印C方向)を持つリンクスライダ312とは逆方向、つまりレバー部306から押し上げられるスライド方向(図23B中の矢印A方向)を持つ構造となっている。

次に、係合機構400を用いた操作部14と作業部16の着脱状態のロック及びアンロックの構成及び方法を説明する。

先ず、図22Aに示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、着脱レバー402と係合部材104が係合し、操作部14と作業部16の装着状態が確実にロックされている。すなわち、揺動レバー310の爪部110bが係合部材104に係合し、揺動レバー310は、揺動ピン320を軸心として爪部110bが内側に移動する方向(図20A中の矢印θ1方向)の付勢力を揺動ばね315及びリンク用ばね334から受けている。

この状態では、リンク部308はレバー部306に対してリンクピン307を軸心として内側に向かう方向に揺動可能に軸支されている。従って、図22B中の矢印Fに示すように、着脱レバー402を揺動させる方向の力がカバー操作面312a(操作面308a)に付与されたとしても、リンクスライダ404と共にリンク部308のみがリンクピン307を軸心としてリンク用ばね334の付勢力に抗して矢印θ2方向に揺動し、レバー部306は揺動しないため、爪部110bと係合部材104との係合状態が解除されることはない。

なお、リンクスライダ404では、表板408のY方向長さが長尺であり、図22Aに示す初期状態で当接板408bがレバー部306の表面に位置しているが、表板408には開口408aが形成されている。このため、図22Bに示すように、リンク部308のみが外力Fを受けて揺動する場合であっても、該開口408aがレバー部306を避ける逃げ孔として機能するため、リンク部308のみが単独で揺動し、レバー部306が揺動することはない。

次に、図23A及び図23Bを参照して、操作部14と作業部16の装着動作及び分離(取外)動作について説明する。この係合機構400における装着動作及び分離動作は、係合機構300の場合と略同様に行われる。

先ず、図23Aに示すように、操作部14と作業部16を位置決めして装着する際には、操作部14と作業部16を互いに位置決めして接近させる。そして、レバー部306下端の傾斜面110cに係合部材104が当接し、該係合部材104が傾斜面110c上を滑りながらレバー部306を押圧すると、該レバー部306が揺動ピン320を軸心として揺動ばね315の付勢力に抗してロック解除方向(図23A中の矢印θ2方向)に揺動する。この際、レバー部306の天壁318がリンクストッパ322aに当接しているため、リンク部308及びリンクスライダ404もレバー部306と一体的となり、揺動ピン320を軸心としてリンク用ばね334の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動する。これにより、爪部110bと係合部材104とを係合させ、操作部14と作業部16とをロックすることができる。

次に、図23Bに示すように、操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、リンクスライダ404をスライダ用ばね406の付勢力に抗して、上方(図23B中の矢印A方向)にスライドさせる。これにより、リンクスライダ404の表板408の位置がずれ、開口408aがレバー部306から外れた位置になると共に、当接板408bはレバー部306に対応した位置となり、該当接板408bとリンクストッパ322aとの間にレバー部306を挟んだ位置関係となる。

そこで、リンクスライダ404を矢印B方向に押圧した状態のまま、リンクスライダ404のカバー操作面312aを内側(図23B中の矢印B方向)へと押し込む。これにより、リンクスライダ404の当接板408bとリンクストッパ322aの間に挟まれたレバー部306がリンク部308と一体的となり、揺動レバー310及びリンクスライダ404が揺動ピン320を軸心として揺動する。従って、揺動レバー310の爪部110bが揺動ばね315及びリンク用ばね334の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合状態が解除されるため、操作部14と作業部16とを分離することができる。

操作部14から作業部16を取り外した後は、着脱レバー402の矢印B方向への押し込み動作を解除し、リンクスライダ404の矢印A方向への押圧動作を解除すれば、揺動レバー310及びリンクスライダ404は、揺動ばね315、リンク用ばね334及びスライダ用ばね406の付勢力により、元の位置(図22Aに示す状態)に復帰する。

以上のように、係合機構400では、上記の係合機構300と比べて、リンクスライダ404のスライド方向が異なる以外は、略同様な動作及び作用効果を得ることができる。

2.3.5.第5構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第5構成例に係る係合機構500を説明する。

図24及び図25Aに示すように、第5構成例に係る係合機構500は、第3構成例に係る係合機構300の着脱レバー302に代えて、着脱レバー502を用いた構成からなる。

各着脱レバー502、502は、上部カバー25aのX1方向面及び上部カバー25bのX2方向面に膨出形成された凹部503、503内にそれぞれ揺動可能に設けられ、下端側が上部カバー25からY2方向に突出している。凹部503は、図17に示す凹部303と同様に上部カバー25の側面に膨出形成されており、左右側壁にそれぞれ孔部304、304が形成されると共に、底面303aには着座部303cのみが設けられている。さらに、係合機構500では、作業部16側の下部カバー37の上面には、係合部材104と並んだ位置に、操作部14側(Y1側)に突出して頂部に円弧状の曲面を有する薄板状の突出部504が設けられている。

着脱レバー502は、図17に示すレバー部306と同様に、裏面側が開口し、その下部に爪部110b及び傾斜面110cが設けられた揺動レバー506と、該揺動レバー506の両側面に揺動可能に設けられた小片状のロックレバー508、508とを有する。揺動レバー506は、その両側面を貫通する揺動ピン320が凹部503の孔部304、304に挿入されることで、上部カバー25に対して揺動可能に軸支されている。揺動レバー506の内面において、Y方向で揺動ピン320より上方には、凹部303の着座部303cに着座した揺動ばね315の一端が固着される。揺動ばね315は、図8に示す揺動ばね115と同様に、左右に一対設けてもよい。

ロックレバー508は、ピン510によって揺動レバー506の両側面にそれぞれ軸支されており、例えば、ねじりばねからなるロックレバー用ばね512により、ピン510を軸心として、凹部503の奥側に位置する先端508aが押し下げられる方向(図25A中の矢印θ11方向)に付勢されている。

従って、図25Aに示すように、操作部14と作業部16が分離された状態では、ロックレバー508は、ロックレバー用ばね512の付勢力によって、先端508aが下がり、基端508bが上がった姿勢でピン510によって軸支されている。

一方、図25Bに示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、ロックレバー508は、ロックレバー用ばね512の付勢力に抗して、先端508aが作業部16側から突出した突出部504によって押し上げられ、凹部503の底面303aに略直交する姿勢でピン510によって軸支されている。この際、ロックレバー508は、先端508a近傍が突出部504によって支持されると共に、該先端508aが底面303aに当接した状態となっている。

次に、係合機構500を用いた操作部14と作業部16の着脱状態のロック及びアンロックの構成及び方法を説明する。

先ず、図25Bに示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、着脱レバー502と係合部材104が係合し、操作部14と作業部16の装着状態が確実にロックされている。すなわち、揺動レバー506の爪部110bが係合部材104に係合し、揺動レバー506は、揺動ピン320を軸心として爪部110bが内側に移動する方向(図25B中の矢印θ1方向)の付勢力を揺動ばね315から受けている。

この状態では、ロックレバー508は、突出部504からの当接支持を受け、ロックレバー用ばね512の付勢力による下方(図25B中の矢印θ11方向)への揺動が規制され、その先端508aが凹部503の底面303aに当接している。従って、図25B中のバツ印付き矢印に示すように、揺動レバー506を揺動させる方向の力が操作面506aに付与されたとしても、ロックレバー508が底面303aとの間でつっかえるため、揺動レバー506は揺動しない。

次に、図26A及び図26Bを参照して、操作部14と作業部16の装着動作について説明する。

操作部14と作業部16を位置決めして装着する際、係合機構500では、操作部14と作業部16が互いに位置決めされて接近されると(図26A参照)、やがて揺動レバー506の下端が凹部105内に入り込む。略同時に、揺動レバー506下端の傾斜面110cに係合部材104が当接し、該係合部材104が傾斜面110c上を滑りながら揺動レバー506を押圧し、揺動レバー506は、揺動ばね315の付勢力に抗して揺動ピン520を軸心としてロック解除方向(図26B中の矢印θ2方向)に揺動する。さらに、操作部14と作業部16とが接近され、係合部材104が傾斜面110cを乗り越えると、揺動レバー506は揺動ばね315の付勢力によってロック方向に揺動し、爪部110bと係合部材104との係合が完了し、操作部14と作業部16とがロックされる。

このように係合部材104が傾斜面110cを乗り越える際、係合機構500では、突出部504がその頂部でロックレバー508の先端508a側を押し上げることから、該ロックレバー508はロックレバー用ばね512の付勢力に抗して、先端508aが押し上げられる方向(図25B中の矢印θ12方向)に揺動し、該先端508aが凹部503の底面303aに当接した状態に維持される(図25B参照)。

図26A及び図26Bから諒解されるように、係合機構500では、操作部14と作業部16の装着動作時には、揺動レバー506の揺動と略同時に、突出部504によってロックレバー508も揺動するため、ロックレバー508を特別に操作することなく、操作部14と作業部16とを容易に装着及びロックすることができる。

次に、図27A及び図27Bを参照して、操作部14と作業部16の分離(取外)動作について説明する。

操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、先ず、図27Aに示すように、ロックレバー508の基端508bをロックレバー用ばね512の付勢力に抗して下方(矢印C方向)に押し下げ、該ロックレバー508を矢印θ12に揺動させる。これにより、ロックレバー508の先端508aの底面303aへの当接状態が解除される。

そこで、図27Bに示すように、ロックレバー508を矢印C方向に押圧した状態のまま、揺動レバー506の操作面506aを内側(矢印B方向)へと押し込み、揺動ピン320を軸心として揺動レバー506を揺動させる。従って、揺動レバー506の爪部110bが揺動ピン320を軸心として揺動ばね315の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合状態が解除されるため、操作部14と作業部16とを分離することができる。

操作部14から作業部16を取り外した後は、揺動レバー506の矢印B方向への押し込み動作を解除し、ロックレバー508の矢印C方向への押圧動作を解除すれば、揺動レバー506及びロックレバー508は、揺動ばね315及びロックレバー用ばね512の付勢力により、元の位置(図25Aに示す状態)に復帰する。

以上のように、第5構成例に係る係合機構500では、着脱レバー502として、係合部材104に係合する爪部110bを設けた揺動レバー506と、該揺動レバー506に対して揺動可能に軸支されたロックレバー508とを備え、該ロックレバー508が、操作面506aへの押し込み操作による揺動レバー506のロック解除方向への移動を規制する規制部材として機能する。そして、揺動レバー506は、ロックレバー508の基端508b側を押し下げ、先端508aの底面303aへの当接を解除した状態でのみ、操作面506aへの押し込み操作が可能となっている。従って、当該マニピュレータ10を使用中に、使用者が誤って着脱レバー502に触れ、操作面506aを押圧した場合であっても、ロックレバー508がつっかえ棒として機能するため、揺動レバー506が揺動することはなく(図25B参照)、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除され、操作部14から作業部16が脱落することを防止することができる。

係合機構500では、操作部14と作業部16の分離動作時には、ロックレバー508をロック解除方向に揺動させ、操作面506aを押し込むだけで揺動レバー506を揺動させることができ、爪部110bと係合部材104の係合状態を容易に解除することができる。

しかも、操作部14と作業部16の装着動作時には、ロックレバー508を操作する必要はなく、操作部14と作業部16とを位置決めして密着させるだけで、ロックレバー508が作業部16側の突出部504によってロック方向に揺動され、同時に、揺動レバー506が揺動するため、爪部110bが係合部材104に係合し、操作部14と作業部16を容易に装着及びロックすることができる。

2.3.6.第6構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第6構成例に係る係合機構600を説明する。

図28、図29A及び図29Bに示すように、第6構成例に係る係合機構600は、第5構成例に係る係合機構500の着脱レバー502に代えて、着脱レバー602を用いた構成からなる。

各着脱レバー602、602は、上部カバー25aのX1方向面及び上部カバー25bのX2方向面に膨出形成された凹部603、603内にそれぞれ揺動可能に設けられ、下端側が上部カバー25からY2方向に突出している。凹部603は、図24に示す凹部503と同様に上部カバー25の側面に膨出形成されており、左右側壁にそれぞれ孔部304、304が形成されると共に、底面303aには着座部303cのみが設けられている。凹部603には、その両側開口端からZ方向に対向するように突出した一対の押え板604、604と、底面303aにおける着座部303cの上部から着脱レバー602方向に突出したストッパ605とが設けられている。

着脱レバー602は、図17に示すレバー部306と同様に、裏面側が開口し、その下部に爪部110b及び傾斜面110cが設けられた揺動レバー606と、揺動レバー606の略上半分(操作面606a)を覆うベースカバー(第2ベースカバー)608と、ベースカバー608の上部に形成されたスリット610をレールとしてY方向にスライド可能であり、該ベースカバー608と共に操作面606aを覆うスライドカバー(当接部材)612とを有する。スライドカバー612は、ベースカバー608の上部中央に配置されたボタン形状である。

揺動レバー606は、その両側面を貫通する揺動ピン320がスライドカバー612の両側壁に形成された孔部608b、608bを挿通した後、凹部603の孔部304、304に挿入されることで、スライドカバー612と共に上部カバー25に対して揺動可能に軸支される。揺動レバー606の内面において、揺動ピン320より上方には、凹部603の着座部303cに着座した揺動ばね315の一端が固着される。揺動ばね315は、図8に示す揺動ばね115と同様に、左右に一対設けてもよい。揺動レバー606は、その頂部がストッパ605の下方に配置されて凹部603内に設けられる(図29A及び図29B参照)。

ベースカバー608は、その内面でスリット610の下方に設けられたばね受け部材614を有する。ばね受け部材614には、スライドカバー612を構成するスライダ(当接部材)616の端面に一端が固着されるスライドばね(カバー用ばね)618の他端が固着される。ベースカバー608は、孔部608bに挿通された揺動ピン320を軸心として揺動可能である。スリット610は、ストッパ605が挿通可能な寸法である。

スライドカバー612は、その表面がカバー操作面612aとして機能する楕円板状の操作板612bと、操作板612bの裏面側にカバーピン616aを介して設けられたスライダ616とを有する。スライドカバー612は、カバーピン616aがベースカバー608のスリット610に挿通されることで、スライドばね618によって弾性支持されつつ、該スリット610をレールとしてスライド可能となっている(図29A及び図29B参照)。

次に、係合機構600を用いた操作部14と作業部16の着脱状態のロック及びアンロックの構成及び方法を説明する。

先ず、図29Bに示すように、操作部14と作業部16が装着された状態では、着脱レバー602と係合部材104が係合し、操作部14と作業部16の装着状態が確実にロックされている。すなわち、揺動レバー606の爪部110bが係合部材104に係合し、揺動レバー606は、揺動ピン320を軸心として爪部110bが内側に移動する方向(図29B中の矢印θ1方向)の付勢力を揺動ばね315から受けている。

この状態では、上部カバー25側のストッパ605は、ベースカバー608の内側に位置すると共に、その先端がスライドカバー612(スライダ616)に当接している。従って、図29B中のバツ印付き矢印に示すように、着脱レバー602をロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動させる方向の力がベースカバー608やスライドカバー612のカバー操作面608a、612aに付与されたとしても、ベースカバー608及びスライドカバー612がストッパ605に当接していることから、ベースカバー608は揺動せず、従って揺動レバー606も揺動しない。

次に、図30A及び図30Bを参照して、操作部14と作業部16の装着動作及び分離(取外)動作について説明する。

先ず、図30Aに示すように、操作部14と作業部16を位置決めして装着する際には、操作部14と作業部16を互いに位置決めして接近させる。そして、揺動レバー606下端の傾斜面110cに係合部材104が当接し、該係合部材104が傾斜面110c上を滑りながら揺動レバー606を押圧すると、該揺動レバー606が揺動ピン320を軸心として揺動ばね315の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動する。このため、爪部110bと係合部材104が係合し、操作部14と作業部16とをロックすることができる。

図30Aから諒解されるように、係合機構600では、操作部14と作業部16の装着動作時には、揺動レバー606のみが単独で揺動し、ベースカバー608及びスライドカバー612はストッパ605に当接した状態で初期位置のまま動作しない。従って、スライドカバー612を特別に操作することなく、操作部14と作業部16とを容易に装着及びロックすることができる。

次に、図30Bに示すように、操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、スライドカバー612をスライドばね618の付勢力に抗して、下方(矢印C方向)にスライドさせる。これにより、ベースカバー608のスリット610上部が開口され、該スリット610に対しストッパ605を挿通可能な状態となる。

そこで、スライドカバー612を矢印C方向に押圧した状態のまま、ベースカバー608及びスライドカバー612のカバー操作面608a、612aを内側(図30B中の矢印B方向)へと押し込む。これにより、揺動ピン320を軸心としてベースカバー608(及びスライドカバー612)が揺動すると共に、該ベースカバー60及びスライドカバー612の裏面によって揺動レバー606の操作面606aが押圧され、該揺動レバー606も揺動ピン320を軸心として揺動する。従って、ベースカバー608、スライドカバー612及び揺動レバー606が一体的となり、揺動ピン320を軸心として揺動するため、爪部110bは揺動ばね315の付勢力に抗してロック解除方向(矢印θ2方向)に揺動し、爪部110bと係合部材104の係合状態が解除されるため、操作部14と作業部16とを分離することができる。

操作部14から作業部16を取り外した後は、着脱レバー602の矢印B方向への押し込み動作を解除し、スライドカバー612の矢印C方向への押圧動作を解除すれば、揺動レバー606、ベースカバー608及びスライドカバー612は、揺動ばね315及びスライドばね618の付勢力により、元の位置(図29Bに示す状態)に復帰する。

以上のように、第6構成例に係る係合機構600では、着脱レバー602として、係合部材104に係合する爪部110bを設けた揺動レバー606と、該揺動レバー606の操作面606aを覆うベースカバー608及びスライドカバー612とを備え、スライドカバー612及びこれを支持するベースカバー608と、ストッパ605とが、操作面606aへの押し込み操作による揺動レバー606全体のロック解除方向への移動を規制する規制部材として機能する。そして、揺動レバー606は、スライドカバー612が押し下げられた状態でのみ、操作面606aへのカバー操作面608a、612aからの押し込み操作に基づくロック解除方向への揺動が可能となっている。従って、当該マニピュレータ10を使用中に、使用者が誤って着脱レバー602に触れ、カバー操作面608a、612aを押圧した場合であっても、ストッパ605の規制作用によって着脱レバー602は揺動しないため、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除され、操作部14から作業部16が脱落することを防止することができる。

係合機構600では、操作部14と作業部16の分離動作時には、スライドカバー612をスライドさせ、ベースカバー608及びスライドカバー612のカバー操作面608a、612aを押し込むだけで揺動レバー606を揺動させることができ、爪部110bと係合部材104の係合状態を容易に解除することができる。

しかも、操作部14と作業部16の装着動作時には、スライドカバー612を操作する必要はなく、操作部14と作業部16とを位置決めして密着させるだけで、揺動レバー606が揺動するため、爪部110bが係合部材104に係合し、操作部14と作業部16を容易に装着及びロックすることができる。

2.3.7.第7構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第7構成例に係る係合機構700を説明する。

図31及び図32に示すように、第7構成例に係る係合機構700は、一対の着脱レバー702、702と、各着脱レバー702の外側をスライドする一対のレバーカバー704、704とを備える。

第5構成例における着脱レバー502と略同様に、各着脱レバー702、702は、上部カバー25aのX1方向面及び上部カバー25bのX2方向面に膨出形成された凹部503、503(図24参照)内にそれぞれ揺動可能に設けられ、下端側が上部カバー25からY2方向に突出している。

着脱レバー702は、図24に示す揺動レバー506と略同様な揺動レバー706を有し、該揺動レバー706が揺動ピン108によって上部カバー25に対して揺動可能に軸支され、揺動ばね115によって付勢されている。すなわち、揺動レバー706は、上部外面の操作面706aを内側に押し込み操作することで爪部110bのロックを解除する方向に揺動可能である。

レバーカバー704は、カバー駆動機構710を介して各着脱レバー702、702の操作面706aの外側をZ方向にスライド可能に設けられ、これにより該操作面706aを操作不能にカバーし、又は操作可能に露呈させることができる(図33A及び図33B参照)。レバーカバー704は、操作面706aをカバーする、つまり操作面706aへの押し込み操作を邪魔するロッド状(プレート状等でもよい)のカバー部712と、該カバー部712の基端側(Z1側)に設けられたラック状のギア部714とを有する。

カバー駆動機構710は、Z方向に延びたロッド状の規制解除ボタン716と、規制解除ボタン716の下部に形成されたラックギア716aに噛み合うピニオンギア718と、ピニオンギア718の軸心から両側方に延びた連結ピン718aに連結されることで該ピニオンギア718と一体的に回転する一対の大径ギア720、720とを有する。

規制解除ボタン716は、上部カバー25に形成された孔部722(図33A参照)内に上下動可能に配置され、操作部(頂部)716bの下方に形成されたフランジ716cと、孔部722の開口縁部との間に外挿されたコイルばね(レバーカバー用ばね)724により、操作部716bが押し上げられる方向で付勢されている。大径ギア720は、レバーカバー704のギア部714と噛み合っており、ピニオンギア718よりも大径であることからピニオンギア718の回転を減速してレバーカバー704に伝達する。

このような係合機構700では、図33Aに示すように、規制解除ボタン716に外力が付与されず、コイルばね724の付勢力によって押し上げられた状態(初期状態)では、レバーカバー704のカバー部712は着脱レバー702の操作面706aをカバーする位置に配置される。従って、カバー部712が規制部材となり、操作面706aの押し込み操作ができなくなることから、当該マニピュレータ10の使用中に、使用者が誤って着脱レバー702に触れ、操作面706aを押し込み操作することが防止され、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除されることが防止される。

このように、操作面706aの外面側がレバーカバー704でカバーされた状態であっても、揺動レバー706の下部に外力を付与すれば、爪部110b側をロック解除方向に押圧し、揺動レバー706を揺動させることは可能である。そこで、操作部14と作業部16を位置決めして装着する際には、操作部14と作業部16を互いに位置決めして接近させ、揺動レバー706下端の傾斜面110cを係合部材104で押圧することにより、揺動レバー706を、揺動ばね115の付勢力に抗して揺動ピン320を軸心としてロック解除方向、つまり操作面706aが内側に入る方向に揺動させることができる。

一方、操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、図33Bに示すように、先ず、操作部716bを押し込み操作して規制解除ボタン716をコイルばね724の付勢力に抗して押し込む。そうすると、規制解除ボタン716の下方への移動に伴い、ラックギア716aと噛み合いしているピニオンギア718が図33B中の矢印方向に回転駆動され、ピニオンギア718と共に大径ギア720も同方向に回転し、レバーカバー704がロック解除方向に退動する。これにより、着脱レバー702の操作面706aが露呈するため、使用者は、該操作面706aを押し込み操作することで、着脱レバー702をロック解除方向に揺動させ、爪部110bと係合部材104の係合状態を解除することができる。

2.3.8.第8構成例に係る係合機構の説明
操作部14と作業部16とを着脱するための係合機構について、次に、第8構成例に係る係合機構800を説明する。

図34A及び図34Bに示すように、第8構成例に係る係合機構800は、一対の着脱レバー702と、該着脱レバー702の操作面706aの外側を回動方向にスライドする一対のレバーカバー804とを備える。

レバーカバー804は、揺動レバー706の操作面706aを覆う形状であり、上部カバー25の凹部503の側部外面に設けられた回動軸806を軸心として、回動方向にスライド可能であり、例えばねじりばねからなるカバーばね(レバーカバー用ばね)808によって操作面706aを覆う位置に付勢されている。

従って、係合機構800では、図34Aに示すように、レバーカバー804に外力が付与されず、カバーばね808の付勢力によってレバーカバー804が操作面706aを覆った状態(初期状態)では、該レバーカバー804が規制部材となり、操作面706aの押し込み操作ができなくなる。このため、当該マニピュレータ10の使用中に、使用者が誤って着脱レバー702に触れ、操作面706aを押し込み操作することが防止され、爪部110bと係合部材104の係合状態が誤って解除されることが防止される。

このように、操作面706aの外面側がレバーカバー804でカバーされた状態であっても、揺動レバー706の下部に外力を付与すれば、爪部110b側をロック解除方向に押圧し、揺動レバー706を揺動させることは可能である。そこで、操作部14と作業部16を位置決めして装着する際には、操作部14と作業部16を互いに位置決めして接近させ、揺動レバー706下端の傾斜面110cを係合部材104で押圧することにより、揺動レバー706を、揺動ばね115の付勢力に抗して揺動ピン320を軸心としてロック解除方向、つまり操作面706aが内側に入る方向に揺動させることができる。

一方、操作部14と作業部16を分離して取り外す際には、図34Bに示すように、先ず、レバーカバー804をカバーばね808の付勢力に抗してスライド操作する。そうすると、着脱レバー702の操作面706aが露呈するため、使用者は、該操作面706aを押し込み操作することで、着脱レバー702をロック解除方向に揺動させ、爪部110bと係合部材104の係合状態を解除することができる。

この場合、上部カバー25の両側面に設けられる各着脱レバー702、702にそれぞれ対応配置される各レバーカバー804、804は、図35に示すように、それぞれの回動軸806を中心としてスライド方向が逆方向になるように設定されているとよい。図35では、一方のレバーカバー804がZ2側に回動し、他方のレバーカバー804がZ1側に回動する設定を例示している。そうすると、各レバーカバー804、804をそれぞれ操作する際に、使用者は、例えば右手の親指F1で一方のレバーカバー804をZ2側に回動させるのと同時に、例えば右手の中指F2で他方のレバーカバー804をZ1側に回動させることができ、右手を捻るように動かすことで一挙に両方のレバーカバー804を容易に回動操作することができる。勿論、各レバーカバー804は同方向に回動可能に設定されていてもよい。

なお、上記各構成に係る係合機構において、係合機構100、200、300、400、600、800では、操作部14と作業部16の取り外し動作における規制部材(スライドカバー112、212、612、リンクスライダ312、404、レバーカバー804)での規制の解除方向が、操作部14と作業部16の分離方向に沿った方向に設定されている。すなわち、前記規制の解除方向は、Y方向(Y1方向又はY2方向)であり、前記分離方向もY方向となっている。これにより、操作部14と作業部16の取り外し動作において、第1番目のアクションとなる規制部材による規制の解除方向(スライドカバー112、212、612のスライド方向、リンクスライダ312、404のスライド方向、レバーカバー804のスライド方向)と、第2番目のアクションとなる操作部14と作業部16の分離方向とを一致させることができるため、該取り外し動作に係る操作手順が簡便且つ直感的なものとなり、その操作性が高い。この場合、規制の解除方向が、分離方向に沿った方向とは、2つの方向が完全に一致(同軸又は平行)である場合は勿論、多少のずれはあっても、その操作の方向が実質的に一致している、又は使用者が実質的に一致していると感じられる場合も含むものである。

特に、図1及び図2に示すマニピュレータ10のように、操作部14の下面(Y2面)に作業部16の上面(Y1面)が装着される場合に、係合機構100、400、800のように、前記規制の解除方向、つまりスライドカバー112のスライド方向、リンクスライダ404のスライド方向、レバーカバー804のスライド方向(回動方向・操作面706aの露出方向)が上方向(Y1方向)であるとよい。そうすると、例えば、操作部14の上面(Y1面)を一方の手(例えば右手)で把持した状態で、前記規制部材を上方向に容易に規制解除動作させることができ、さらに、その状態で他方の手(左手)で把持した作業部16を操作部14から取り外すことができる。このため、操作部14と作業部16の取り外しに要する操作手順が一層簡便となり、その操作性が一層向上する。

本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。

例えば、各係合機構を構成する着脱レバーを作業部16側に設け、係合部材を操作部14側に設けた構成としてもよい。

10…マニピュレータ 12…先端動作部
14…操作部 16…作業部
18…シャフト 25、25a、25b…上部カバー
37、37a、37b…下部カバー
100、200、300、400、500、600、700、800…係合機構
102、202、302、402、502、602、702…着脱レバー
104…係合部材
110、210、310、506、606、706…揺動レバー
112、212、612…スライドカバー 211、608…ベースカバー
312、404…リンクスライダ 508…ロックレバー
704、804…レバーカバー

Claims (15)

  1. アクチュエータによって回転される駆動軸を有する駆動部と、
    前記駆動軸によって従動回転される従動軸、該従動軸の回転によって動作される先端動作部、及び、該先端動作部を先端に設けたシャフトを有し、前記駆動部に対して着脱可能な作業部と、
    前記駆動部及び前記作業部のうち、一方を構成する第1筐体に設けられた回転軸で軸支された揺動レバーと、他方を構成する第2筐体に設けられて前記揺動レバーが係合する係合部材とを有し、前記揺動レバー及び前記係合部材が係合することで前記駆動部及び前記作業部の装着状態をロックする係合機構と、
    を備える医療用マニピュレータであって、
    前記揺動レバーは、前記回転軸に対して前記係合部材側に設けられ、前記係合部材に係合する爪部と、前記回転軸に対して前記爪部とは反対側に設けられ、前記爪部と前記係合部材の係合状態を解除するロック解除方向に該揺動レバーを揺動させる操作面とを有し、前記爪部が前記係合部材に係合するロック方向へとレバー用ばねによって付勢されており、
    前記係合機構は、前記駆動部と前記作業部とを装着する際には、前記爪部が前記係合部材を乗り越えることに伴って、前記揺動レバーが前記レバー用ばねの付勢力に抗してロック解除方向に揺動した後、前記レバー用ばねの付勢力によりロック方向に揺動して前記爪部が前記係合部材に係合する一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記レバー用ばねの付勢力に抗して前記操作面を押込み操作することで、前記揺動レバーが前記ロック解除方向に揺動して前記爪部と前記係合部材の係合状態が解除されるものであり、
    前記係合機構は、さらに、前記第1筐体に設けられ、前記操作面への前記押込み操作による前記揺動レバーの前記ロック解除方向への揺動を規制する規制部材を有し、
    前記揺動レバーは、前記規制部材による規制が解除された状態でのみ前記操作面への前記押込み操作に基づくロック解除方向への揺動が可能であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  2. 請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記操作面の少なくとも一部をカバーし、前記揺動レバーに対してスライド可能且つ揺動可能なスライドカバーと、該スライドカバーをスライド方向に付勢するカバー用ばねとを有し、
    前記スライドカバーは、前記第1筐体に設けられたストッパに当接する当接部材を有すると共に、該当接部材が前記ストッパに当接する方向へと前記カバー用ばねによって付勢されており、
    前記係合機構は、前記駆動部と前記作業部とを装着する際には、前記当接部材が前記ストッパに当接して前記スライドカバーの揺動が規制された状態で、前記揺動レバーが前記ロック解除方向及び前記ロック方向へと前記スライドカバーに対して相対的に揺動し、前記爪部が前記係合部材に係合する一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記スライドカバーを前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドさせて前記当接部材と前記ストッパの当接を解除した状態で、前記スライドカバーを押込み操作することにより、該スライドカバーが揺動して前記揺動レバーの前記操作面が押込み操作を受け、前記揺動レバーが前記ロック解除方向に揺動することを特徴とする医療用マニピュレータ。
  3. 請求項2記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記スライドカバーのスライド方向は、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  4. 請求項2又は3記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記当接部材は、前記スライドカバーから延びたピンを有し、
    前記ストッパは、前記ピンが挿入される孔部を有すると共に、該孔部は、前記スライドカバーのスライド方向に沿った第1孔部と、該第1孔部と連続して屈曲し、前記スライドカバーの揺動方向に沿った第2孔部とを有し、
    前記スライドカバーが前記カバー用ばねで付勢された状態では、前記ピンが前記第1孔部に配置されることで前記スライドカバーの揺動が規制され、前記揺動レバーの前記操作面への押込み操作が規制される一方、前記スライドカバーが前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドされた状態では、前記ピンが前記第2孔部に配置されることで前記スライドカバーが揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作が可能となることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  5. 請求項2又は3記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記操作面の少なくとも一部をカバーし、前記揺動レバーに対してスライド不能且つ揺動可能な第1ベースカバーを有し、
    前記スライドカバーは、前記第1ベースカバーに対して前記カバー用ばねで付勢された状態でスライド可能に設けられており、
    前記当接部材は、前記スライドカバーから延びたロッドを有し、
    前記ストッパは、前記ロッドが挿脱されるロッド用孔部を有し、
    前記ロッドは、前記ロッド用孔部に挿入される方向へと前記カバー用ばねによって前記スライドカバーと共に付勢されており、
    前記スライドカバーが前記カバー用ばねで付勢された状態では、前記ロッドが前記ロッド用孔部に挿入された状態となることで前記スライドカバー及び前記第1ベースカバーの揺動が規制され、前記揺動レバーの前記操作面への押込み操作が規制される一方、前記スライドカバーが前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドされた状態では、前記ロッドが前記ロッド用孔部から離脱した状態となることで前記スライドカバー及び前記第1ベースカバーが揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作が可能となることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  6. 請求項2又は3記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記操作面の少なくとも一部をカバーし、前記揺動レバーに対してスライド不能且つ揺動可能な第2ベースカバーを有し、
    前記スライドカバーは、前記第2ベースカバーに対して前記カバー用ばねで付勢された状態でスライド可能に設けられており、
    前記スライドカバーが前記カバー用ばねで付勢された状態では、前記スライドカバーの一側面が前記ストッパに当接することで前記スライドカバー及び前記第2ベースカバーの揺動が規制され、前記揺動レバーの前記操作面への押込み操作が規制される一方、前記スライドカバーが前記カバー用ばねの付勢力に抗してスライドされた状態では、前記スライドカバーの前記一側面が前記ストッパからずれた位置となり、前記スライドカバー及び前記第2ベースカバーが揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作が可能となることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  7. 請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記操作面の少なくとも一部をカバー可能であると共に、前記第1筐体に対してスライド可能なレバーカバーを有し、
    前記レバーカバーは、前記操作面をカバーする位置までレバーカバー用ばねによって付勢されており、
    前記係合機構は、前記駆動部と前記作業部とを装着する際には、前記レバーカバーが前記操作面をカバーした状態で、前記揺動レバーが前記ロック解除方向及び前記ロック方向へと揺動して、前記爪部が前記係合部材に係合する一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記レバーカバーを前記レバーカバー用ばねの付勢力に抗してスライドさせることで前記操作面が露呈し、前記操作面を押込み操作して前記揺動レバーをロック解除方向に揺動可能になることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  8. 請求項7記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記レバーカバーのスライド方向は、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  9. 請求項7記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記レバーカバーをスライドさせるピニオンギアと、該ピニオンギアと噛合うラックギアが形成された規制解除ボタンとを有し、
    前記規制解除ボタンは、前記レバーカバー用ばねにより前記レバーカバーが前記操作面をカバーする方向に付勢されており、
    前記レバーカバーが前記レバーカバー用ばねで付勢された状態では、前記レバーカバーが前記操作面をカバーして該操作面への押込み操作が規制される一方、前記規制解除ボタンを前記レバーカバー用ばねの付勢力に抗して押込み操作した状態では、前記レバーカバーが前記操作面上から後退して前記操作面が露呈し、前記操作面を押込み操作可能になることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  10. 請求項7又は8記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記レバーカバーは、前記第1筐体に対してスライド回転可能に軸支されると共に、前記レバーカバー用ばねにより前記操作面をカバーする方向に付勢されており、
    前記レバーカバーが前記レバーカバー用ばねで付勢された状態では、前記レバーカバーが前記操作面をカバーして該操作面への押込み操作が規制される一方、前記レバーカバーを前記レバーカバー用ばねの付勢力に抗してスライド回転させた状態では、前記操作面が露呈し、前記操作面を押込み操作可能になることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  11. 請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記揺動レバーは、前記爪部及び前記回転軸が設けられたレバー部と、前記操作面が設けられ、前記レバー部に対して揺動可能に軸支されたリンク部とを有し、
    前記規制部材は、前記リンク部に対してスライダ用ばねによって付勢された状態でスライド可能なリンクスライダを有し、
    前記係合機構は、前記リンクスライダを前記スライダ用ばねの付勢力に抗してスライドさせた状態では、前記リンク部と前記レバー部とが一体的に連結され、前記揺動レバーの前記操作面を押込み操作可能になる一方、前記リンクスライダが前記スライダ用ばねの付勢力によってスライドされた状態では、前記リンク部が前記レバー部に対して独立して揺動可能な状態となり、前記操作面の押込み操作に基づく前記レバー部の前記ロック解除方向への揺動が不能となることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  12. 請求項11記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記リンクスライダのスライド方向は、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  13. 請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記揺動レバーに対して前記回転軸より前記操作面側に軸支されて揺動可能なロックレバーを有し、
    前記ロックレバーは、ロックレバー用ばねによって先端側が前記係合部材側に揺動する方向に付勢されており、
    前記係合部材は、前記ロックレバーに当接可能な突出部を有し、
    前記係合機構は、前記駆動部と前記作業部とを装着する際には、前記係合部材の前記突出部が前記ロックレバーに当接し、該ロックレバーを前記ロックレバー用ばねの付勢力に抗して揺動させ、前記爪部が前記係合部材に係合すると同時に、前記ロックレバーが前記突出部に当接した状態で前記第1筐体に当接することで、前記操作面への押込み操作に基づく前記揺動レバーのロック解除方向への揺動が規制された状態となる一方、前記駆動部と前記作業部とを分離する際には、前記ロックレバーを前記ロックレバー用ばねの付勢力に抗して前記突出部から離間する方向に揺動させることで、前記操作面への押込み操作に基づく前記揺動レバーのロック解除方向への揺動が可能となることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  14. 請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記規制部材は、前記規制を解除する方向が、前記駆動部と前記作業部の分離方向に沿った方向であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
  15. 請求項14記載の医療用マニピュレータにおいて、
    前記駆動部の下面に前記作業部の上面が装着される場合に、前記規制を解除する方向は、上方向であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
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