JP2015506724A - 差動部材 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態による手術用インストルメント100を示す図面であり、図2は、図1の手術用インストルメント100の内部詳細図である。
図3は、図2の手術用インストルメント100の操作部の概念図である。
図4Aは、図2の手術用インストルメント100の第1差動プーリーの詳細図であり、図4Bは、図2の手術用インストルメント100の第2差動プーリーの詳細図である。
(数1)
C=A+B
ここで、Cは、出力部の回転、Aは、第1入力部の回転、Bは、第2入力部の回転である。
図5は、図2の手術用インストルメント100のエンドツールの概念図である。
図6は、図2の手術用インストルメント100のピッチ動作を示す概念図である。
以下、前記説明を参照し、本発明の第1実施形態による手術用インストルメント100のピッチ動作、ヨー動作及びアクチェエーション動作の全体的な構成を整理する。
(数2)
J1=Y+A
第1ジョーは、ヨー動作もアクチェエーション動作も、いずれも同方向に回転する。
J2=Y−A
第2ジョーは、ヨー動作とは同方向であるが、アクチェエーション動作入力とは反対方向に回転する。
ここで、Yは、ヨー駆動プーリーの回転、Aは、アクチェエーション駆動プーリーの回転である。
図7は、図2に図示された手術用インストルメントの差動プーリーの第1変形例を示す図面であり、図8及び図9は、図7に図示された差動プーリーの第1変形例の作動を示す図面である。
図10は、図2に図示された手術用インストルメントの差動プーリーの第2変形例を示す図面であり、図11及び図12は、図10に図示された差動プーリーの第2変形例の作動を示す図面である。
図14及び図15は、図2に図示された手術用インストルメントの差動プーリーの第3変形例を示す図面である。
図16は、図2に図示された手術用インストルメントの動力伝達部の一変形例による手術用インストルメント100gを示す図面であり、図17は、図16の差動ギアを詳細に示す図面である。ここで、本発明の第1実施形態の動力伝達部の一変形例による手術用インストルメント100gは、前述の本発明の第1実施形態による手術用インストルメント100と、他の部分はほぼ類似しており、動力伝達部の構成が特徴的に異なり、以下、かような動力伝達部の構成を中心に説明する。
(数3)
C=A+B
ここで、Cは、出力部の回転、Aは、第1入力部の回転、Bは、第2入力部の回転である。
図18は、図16の差動ギアの第1変形例を示す図面である。
図19は、図16の差動ギアの第2変形例を示す図面である。
Claims (31)
- 外部からそれぞれに所定の回転運動または並進運動が入力される二以上の入力部と、
前記二以上の入力部に入力された回転運動または並進運動から単一の回転運動または並進運動を出力する出力部と、を含む差動部材。 - 前記差動部材は、
二以上の入力部、一つの出力部、及び前記入力部と前記出力部とを連結する差動制御部材を具備し、
前記二以上の入力部に入力された並進運動または回転運動によって、前記差動制御部材の少なくとも一部の並進運動または回転運動が発生され、
前記差動制御部材の少なくとも一部の並進運動または回転運動によって、前記二以上の入力部に入力された並進運動または回転運動の和または差だけ、前記出力部が並進運動または回転運動を行うことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。 - 前記二以上の入力部は、それぞれが独立して回転運動または並進運動を行い得ることを特徴とする請求項1に記載の差動部材。
- 一つのみの前記入力部に所定の回転運動または並進運動が入力された場合に、その入力された回転運動または並進運動が前記出力部のみに伝達されることを特徴とする請求項1に記載の差動部材。
- 前記二以上の入力部のそれぞれに所定の回転運動または並進運動が入力された場合に、それぞれの入力部に入力された回転運動または並進運動の和または差が前記出力部を介して出力されることを特徴とする請求項1に記載の差動部材。
- 前記出力部を介して出力される回転運動または並進運動は次の数式を介して算出されることを特徴とする請求項5に記載の差動部材:
(数1)
C=αA±βB
ここで、Cは、出力部を介して出力される回転運動量または並進運動量であり、AとBは、二以上の入力部を介してそれぞれに入力される回転運動量または並進運動量であり、αとβは、各入力量の加重値である。 - それぞれの入力部に入力される回転運動または並進運動は、相互に干渉しないことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。
- 前記差動部材は、
二つの回転体、及び前記二つの回転体を連結する第1入力ワイヤを含み、前記二つの回転体のうちいずれか一つの回転体を介して所定の回転量が入力される第1入力部と、
二つの回転体、及び前記二つの回転体を連結する第2入力ワイヤを含み、前記二つの回転体のうちいずれか一つの回転体を介して所定の回転量が入力される第2入力部と、
差動制御バー、前記差動制御バーの両端に形成された二つの回転体、前記二つの回転体を連結する差動制御ワイヤ、前記第1入力ワイヤと前記差動制御ワイヤとがそれぞれ結合される第1差動ジョイント、及び前記第2入力ワイヤと前記差動制御ワイヤとがそれぞれ結合される第2差動ジョイントを含む差動制御部材と、
両端が前記差動制御部材と連結される出力ワイヤと、
前記出力ワイヤと連結され、前記出力ワイヤが移動すると前記出力ワイヤによって回転される出力部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。 - 前記第1入力部は、
並進運動が入力されるために、前記第1差動ジョイントに連結された並進運動部材を含む、または、
回転運動が入力されるために、二つの回転体、及び前記二つの回転体を連結する第1入力ワイヤを含み、前記第1入力ワイヤと前記差動制御ワイヤとが前記第1差動ジョイントで結合され、前記二つの回転体のうちいずれか一つの回転体を介して所定の回転運動量が入力されるようになっている、あるいは、
前記第2入力部は、
並進運動が入力されるために、前記第2差動ジョイントに連結された並進運動部材を含む、または、
回転運動が入力されるために、二つの回転体、及び前記二つの回転体を連結する第2入力ワイヤを含み、前記第2入力ワイヤと前記差動制御ワイヤとが前記第2差動ジョイントで結合され、前記二つの回転体のうちいずれか一つの回転体を介して所定の回転運動量が入力されるようになっていることを特徴とする請求項8に記載の差動部材。 - 前記第1入力部または前記第2入力部が回転すると、前記差動制御部材が並進運動を行い、前記差動制御部材の並進運動によって、前記出力ワイヤが移動しながら前記出力部を回転させることを特徴とする請求項8に記載の差動部材。
- 前記差動部材は、
それぞれに所定の回転運動または並進運動が入力される第1入力部及び第2入力部と、
前記第1入力部と連結され、前記第1入力部が回転運動または並進運動を行うと並進運動を行う第1差動制御部材と、
前記第2入力部と連結され、前記第2入力部が回転運動または並進運動を行うと並進運動を行う第2差動制御部材と、
前記第1差動制御部材及び前記第2差動制御部材に具備された回転体に沿って巻かれ、いずれか一つの部分に少なくとも一つの固定端が形成された差動ワイヤと、
前記差動ワイヤの少なくとも一部が連結され、前記差動ワイヤが移動すると回転する出力部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。 - 前記第1入力部及び前記第2入力部のそれぞれが回転運動または並進運動を行うと、それと連結された前記第1差動制御部材及び前記第2差動制御部材のそれぞれが並進運動を行い、
前記第1差動制御部材及び前記第2差動制御部材のそれぞれが並進運動を行うと、それと連結された前記差動ワイヤが移動しながら前記出力部を回転させることを特徴とする請求項11に記載の差動部材。 - 前記第1差動制御部材は、第1回転体、第2回転体、及び前記第1回転体と前記第2回転体とを連結する第1差動制御バーを含み、
前記第2差動制御部材は、第1回転体、第2回転体、及び前記第1回転体と前記第2回転体とを連結する第2差動制御バーを含み、
前記差動ワイヤは、前記第1差動制御部材の第1回転体、前記第2差動制御部材の第2回転体、前記第1差動制御部材の第2回転体、及び前記第2差動制御部材の第1回転体に沿って巻かれていることを特徴とする請求項11に記載の差動部材。 - 前記第1差動制御部材の第1回転体及び第2回転体はそれぞれ前記第1入力部と連結され、前記第1入力部が並進運動または回転運動を行うと、前記第1差動制御部材の第1回転体及び第2回転体が回転しながら前記第1差動制御部材が並進運動を行い、
前記第2差動制御部材の第1回転体及び第2回転体はそれぞれ前記第2入力部と連結され、前記第2入力部が並進運動または回転運動を行うと、前記第2差動制御部材の第1回転体及び第2回転体が回転しながら前記第2差動制御部材が並進運動を行うことを特徴とする請求項13に記載の差動部材。 - 前記第1入力部は、並進運動が入力されるために、前記第1差動制御部材に連結された並進運動部材を含み、
前記第2入力部は、並進運動が入力されるために、前記第2差動制御部材に連結された並進運動部材を含むことを特徴とする請求項11に記載の差動部材。 - 前記差動ワイヤの一地点と前記出力部の一地点とが固定して結合され、前記差動ワイヤが移動すると、前記出力部が回転することを特徴とする請求項11に記載の差動部材。
- 前記差動ワイヤの固定端と前記出力部とは、前記第1差動制御部材及び前記第2差動制御部材のそれぞれを基準にして互いに反対側に形成されていることを特徴とする請求項11に記載の差動部材。
- 前記差動部材は、
相互に独立して回転自在に形成され、それぞれに所定の回転量が入力される第1入力部及び第2入力部と、
回転軸を中心に回転自在に形成された出力回転体と、前記出力回転体の回転軸から一方向に延設されて前記出力回転体と共に回転自在に形成された延長部と、それぞれが前記延長部の一端部に形成され、前記出力回転体の回転軸に対して所定の角度を有するように形成された軸を中心に回転自在に形成され、且つ互いに対向するように形成された第1差動制御回転体及び第2差動制御回転体と、を含む出力部と、
前記第1入力部、前記第1差動制御回転体、前記第2入力部、及び前記第2差動制御回転体を連結する差動制御ワイヤと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。 - 前記差動制御ワイヤは、前記第1入力部、前記第1差動制御回転体、前記第2入力部、及び前記第2差動制御回転体に順に巻き取られ、前記第1入力部または前記第2入力部にそれぞれ所定の回転量が入力された場合に、それぞれの入力部に入力された回転量の和または差だけ、前記出力部を回転させることを特徴とする請求項18に記載の差動部材。
- 前記第1入力部または前記第2入力部にそれぞれ所定の回転運動量が入力された場合に、それに連結された前記差動制御ワイヤが移動し、同時に、前記差動制御ワイヤに連結された前記第1差動制御回転体または前記第2差動制御回転体が回転し、前記第1差動制御回転体及び第2差動制御回転体が連結された前記出力回転体が回転することを特徴とする請求項18に記載の差動部材。
- 前記差動部材は、
第1回転軸、及び前記第1回転軸と共に回転する第1入力回転体を含む第1入力部と、
前記第1入力部の一側で前記第1入力回転体と連結されるように形成され、互いに対向するように形成され、且つそれぞれが第2回転軸を中心に回転自在に形成された複数の第2入力回転体を含む第2入力部と、
前記第2入力部の一側に形成され、互いに対向するように形成され、且つそれぞれが第4回転軸を中心に回転自在に形成された複数の連結回転体を含む連結部と、
前記連結部と連結され、第3回転軸と共に回転する出力回転体を含む出力部と、
前記出力部、二つの連結回転体のうちいずれか一つ、二つの第2入力回転体のうちいずれか一つ、前記第1入力回転体、二つの第2入力回転体のうち他の一つ、二つの連結回転体のうち他の一つ、及び前記出力部と順に接するように形成され、前記出力部、前記連結部、前記第2入力部、及び前記第1入力部に沿って回転するように形成された差動制御ワイヤと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。 - 前記差動部材は、
前記第1入力部と前記第2入力部とを連結する結合部材をさらに含み、
前記結合部材は、前記第1回転軸及び前記第2回転軸のそれぞれに挿入されるように形成され、前記結合部材と前記第2回転軸とは固定して結合され、前記結合部材と前記第1回転軸とは固定して結合されていないことを特徴とする請求項21に記載の差動部材。 - 前記第1入力部、前記第2入力部、前記連結部、及び前記出力部の順序に配置され、前記第1入力部及び前記第2入力部が、前記第2回転軸を中心に共に回転自在に形成されていることを特徴とする請求項21に記載の差動部材。
- 前記第1入力部、前記連結部、前記第2入力部、及び前記出力部の順序に配置され、前記第1入力部、前記連結部、及び前記第2入力部が、前記第2回転軸を中心に共に回転自在に形成されていることを特徴とする請求項21に記載の差動部材。
- 外部からそれぞれに所定の回転量が入力される二以上の入力部と、
前記二以上の入力部に入力された回転量から単一の回転量を出力する出力部と、を含む一以上の差動ギアを含むことを特徴とする請求項1に記載の差動部材。 - 前記差動ギアは、
第1ギアを含む第1入力部と、
前記第1ギアと対向する第2ギアを含む第2入力部と、
回転軸を中心に回転自在に形成される出力回転体と、前記出力回転体の回転軸から一方向に延設されて前記出力回転体と共に回転自在に形成された延長部と、前記延長部を中心に回転自在に形成され、前記第1ギア及び前記第2ギアのそれぞれと噛み合うように形成された差動制御ギアと、を含む出力部と、を含むことを特徴とする請求項25に記載の差動部材。 - 前記差動ギアは、
第1回転体と、前記第1回転体と第1入力ワイヤを介して連結されて前記第1回転体が回転すると並進運動を行う第1ギアとを含む第1入力部と、
第2回転体と、前記第2回転体と第2入力ワイヤを介して連結されて前記第2回転体が回転すると並進運動を行う第2ギアとを含む第2入力部と、
前記第1ギア及び前記第2ギアと噛み合うように形成され、前記第1ギアまたは前記第2ギアが並進運動を行うと、前記第1ギアまたは前記第2ギアによって回転しながら並進運動を行う差動制御ギアを含む差動制御部材と、
前記差動制御部材と出力部ワイヤを介して連結され、前記差動制御部材が並進運動を行うと、前記出力部ワイヤによって回転される出力部と、を含むことを特徴とする請求項25に記載の差動部材。 - 前記差動ギアは、
並進運動を行う第1ギアを含む第1入力部と、
並進運動を行う第2ギアを含む第2入力部と、
前記第1ギア及び前記第2ギアと噛み合うように形成され、前記第1ギアまたは前記第2ギアが並進運動を行うと、前記第1ギアまたは前記第2ギアによって回転しながら並進運動を行う差動制御ギアを含む差動制御部材と、
前記差動制御部材と出力部ワイヤを介して連結され、前記差動制御部材が並進運動を行うと、前記出力部ワイヤによって回転される出力部と、を含むことを特徴とする請求項25に記載の差動部材。 - 前記第1ギア及び前記第2ギアはラックの役割を果たし、前記差動制御ギアはピニオンの役割を果たすことを特徴とする請求項27または28に記載の差動部材。
- 前記差動ギアは、
所定の軸を中心に回転自在に形成されたギアの形態が具備された第1入力部と、
前記第1入力部を内部に収容し、内周面に鋸歯が形成された第2入力部と、
前記第2入力部内に収容され、ギアの形態の前記第1入力部と前記第2入力部の鋸歯との間に介在される差動制御部材と、
前記差動制御部材が前記第1入力部の軸を中心に回転自在になるように、回転経路を提供して前記第1入力部の軸を中心に自らが回転自在に形成された出力部と、を含むことを特徴とする請求項25に記載の差動部材。 - 前記第2入力部と前記出力部とは内接ギアを形成していることを特徴とする請求項30に記載の差動部材。
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