JP6630084B2 - 多関節構造の鉗子 - Google Patents

Description

この発明は，例えば，医療用ロボット，医療用機器，マニピュレータ等の各種機器に使用される多関節構造の鉗子に関する。

従来，外科手術用マニピュレータを作動する機構として，連結部に回転を入力して連結部を屈曲又は湾曲させることができる駆動機構が知られている。該駆動機構において，鉗子は，被連結部材同士を連結する屈曲リンク及び把持リンクを備え，把持リンクは，被連結部材に対して軸方向に移動不可能に連結され，屈曲リンクの第１軸には，被連結部材の第２プレートに螺合する第２雄ねじが設けられ，屈曲リンクの第２軸には，被連結部材の第１プレートに螺合する第１雄ねじが設けられ，第１雄ねじ及び第２雄ねじは，屈曲リンクを一方向へ回転させたときに被連結部材同士を近接させ，他方向へ回転させたときに被連結部材同士を離間させるように互いに逆方向に形成されるとともに，互いに同一ピッチに形成されている（例えば，特許文献１参照）。

また，多自由度マニピュレータとして，耐久性及び制御精度に優れ，滅菌手段，洗浄手段や駆動手段への着脱が容易なものが知られている。該多自由度マニピュレータは，一対の把持片の相対的開閉，第１軸回りの両把持片の回転，及び第１軸にほぼ直交する仮想平面上に存在する第２軸回りの両把持片の回転の少なくとも３自由度を有している。多自由度マニピュレータは，アクチュエータからの動力が，第１〜第３リンク機構によって，把持片の開閉，第１軸回りの回転，及び第２軸回りの回転の各運動に変換されるものである（例えば，特許文献２参照）。

特開２００７−２９２２７６号公報 特開２００５−１６９０１１号公報

ところで，従来のワイヤ式鉗子において，医療用鉗子の先端部の作動は，ワイヤによる動力伝達が主であり，ワイヤの伸縮の張力変化の遅れが発生し，追従性即ちレスポンスが悪く，細かな動きができないという問題があった。また，従来のワイヤ式鉗子では，ワイヤの切断，伸び等の故障が発生し正確な動作や確実な動力伝達ができなくなるという問題があった。また，上記特許文献１に開示されている駆動機構は，鉗子の動作を連結部の回転を入力して，連結部を屈曲又は湾曲させることができるが，規制用ユニバーサルジョイントと駆動用ユニバーサルジョイントを組み合わせて駆動部全体を屈曲させるように駆動されるものである。従って，上記駆動機構を小型に構成した場合には，筐体を３本のユニバーサルジョイントで構成するため，たわみが大きくなり剛性が低くなるという問題が生じ，関節ごとに独立して屈曲させることができず，微細な動作が困難なものであった。更に，上記の多自由度マニピュレータは，アクチュエータから伝達される前後方向の動作によりリンク部を駆動させ，関節が上下と左右との両方向の２軸動作するように構成されているが，やはり関節ごとに細かな動作をさせるのには不向きな構造であり，また，リンク部が細く長いので，剛性も低くなるという問題が有る。

そこで，本出願人は，医療用機器に使用して信頼性，追従性に富み，高精度で作動できる多関節構造の鉗子を開発して先に特願２０１５−３４９０５号として特許出願した。該多関節構造の鉗子は，医療用機器に使用して信頼性，追従性に富み，高精度で作動できるものである。該多関節構造の鉗子は，複数の中空状外筒，該外筒を互いに揺動自在に取り付けた関節部，先端の外筒に開閉可能に取り付けた物体を把持する把持部材，該把持部材の爪部材を揺動可能に作動する爪動力伝達軸，及び外筒を折曲可能に作動する外筒動力伝達軸を備えている。爪動力伝達軸と外筒動力伝達軸は，折曲可能で回転力を伝達できるユニバーサルジョイントと伸縮可能で回転力を伝達できる伝達軸部からそれぞれ構成されている。動力伝達軸には，外筒内のボス部に設けたナットに螺入する雄ねじが形成されているものである。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，関節部を二箇所に構成して構造を簡素化し，２本の外筒を長手方向に直列に折曲可能に連結して配設し，先端に位置する外筒に他の物体を把持する一対の爪部材から成る把持部材を取り付け，対向する外筒を１本の外筒動力伝達軸で折曲作動させ，把持部材を構成する一対の爪部材を爪動力伝達軸でそれぞれ独立して開閉作動又は同一方向への開閉作動を可能にし，特に，一対の爪部材に第１ばねをそれぞれ設けて爪部材間のガタツキをばね力で防止すると共に，基端外筒と先端外筒との間に第２ばねを設けて外筒間のガタツキをばね力で防止し，更に基端外筒内には１本の外筒動力伝達軸と２本の爪動力伝達軸を配設し，先端外筒内には２本の爪動力伝達軸を配設した構成であって，関節部を低減して動力伝達軸の数を低減し，基端外筒と先端外筒とを可及的に小径に構成可能にし，また，外筒及び動力伝達軸を金属製で作製して十分な剛性を確保し，動力伝達軸の伸縮による張力変化を無くし，動力伝達軸の作動を簡素にして，外筒及び爪部材の作動のレスポンス即ち追従性を良好にして爪部材の高精度で微細で適正な開閉作動を可能にし，医療用の機器として使用して好ましい多関節構造の鉗子を提供することである。

この発明は，長手方向に配設された複数の中空状外筒，先端の前記外筒の先端部に連結された物体把持用の把持部材，及び前記外筒と前記把持部材を動作するための複数の動力伝達軸を有することから成る多関節構造の鉗子において，
前記外筒は，前記先端部に前記把持部材を連結した先端外筒と前記先端外筒に折曲自在に連結された基端外筒とから構成し，
前記動力伝達軸は，前記基端外筒と前記先端外筒に挿通され且つ前記把持部材を構成する一対の爪部材を互いに独立して開閉自在に作動する一対の爪動力伝達軸，及び前記基端外筒に挿通され且つ前記基端外筒に対して前記先端外筒を単一方向に折曲自在に作動する外筒動力伝達軸を有し，
前記爪部材は，それぞれの前記爪動力伝達軸の独立した作動によって前記先端外筒の前記先端部の直径方向に固定された第１支点ピンから成る第１支点を中心に互いにそれぞれ開閉作動され，前記爪部材には前記第１支点の周りに延びて前記爪部材を互いに閉じる方向に張力を付勢する第１ばねがそれぞれ設けられており，
前記爪部材の根元部分は，前記第１支点を中心とする円柱状ボス部にそれぞれ形成されており，前記第１ばねは，第１コイルばねから構成されており，一端が前記ボス部に係止して前記ボス部の円筒面に配設された第１固定ピンと他端が前記先端外筒内に固定された第２固定ピンとの間に掛け渡されて互いに引き合う方向のばね張力が作用して前記爪部材を互いに閉じる方向に常時付勢していることを特徴とする多関節構造の鉗子に関する。

また，この多関節構造の鉗子は，前記先端外筒の前記先端部に前記把持部材の前記爪部材を連結部で開閉可能に連結した第１関節部と，前記先端外筒と前記基端外筒との連結部を折曲可能に連結した第２関節部との２つの関節部で構成されている。

また，前記先端外筒と前記基端外筒とは，前記外筒動力伝達軸の作動によって，前記先端外筒と前記基端外筒とのそれぞれの連結部の直径方向に固定された第２支点ピンから成る第２支点を中心に互いに前記単一方向に折曲可能に連結されている。更に，この多関節構造の鉗子は，前記先端外筒を前記基端外筒に対して真直状態に張力が付勢する第２ばねが前記先端外筒と前記基端外筒とに跨がって取り付けられ，前記第２ばねは，前記先端外筒に固着された第３固定ピンと前記基端外筒に固着された第４固定ピンとの間に掛け渡され且つ前記第２支点から偏倚した位置を通って延びており，前記先端外筒を前記基端外筒とを互いに引き合う方向のばね張力が常時付勢しているものである。また，この多関節構造の鉗子は，前記第２ばねが位置する前記偏倚した位置側の前記先端外筒と前記基端外筒との対向する端部には，前記第２ばねを逃がすための切欠き部が長手方向にそれぞれ形成されているものである。

また，この多関節構造の鉗子において，前記爪動力伝達軸は，前記先端外筒と前記基端外筒との連結部に対応する領域にユニバーサルジョイントをそれぞれ備えて前記先端外筒と前記基端外筒との折曲作動に応答し，前記先端外筒に連結した前記爪部材を前記第１支点を中心に互いに開閉作動する第１リンク機構をそれぞれ備え，前記第１リンク機構は，前記爪動力伝達軸の先端に形成された第１雄ねじに螺合する第１雌ねじをそれぞれ備えた第１ナット，及び前記第１ナットと前記爪部材とをそれぞれ連結する第１リンク部材からそれぞれ構成され，前記爪動力伝達軸の回転作動によって前記第１ナットが前記第１雄ねじに沿って軸方向に移動して，前記第１リンク部材が前記第１雄ねじに沿って軸方向に移動すると共に前記第１リンク部材が前記爪部材を前記第１支点を中心に開閉作動するものである。更に，前記先端外筒の前記先端部には，前記爪部材が前記第１支点を中心に開閉作動する時に前記第１リンク部材の旋回を干渉しないように，前記第１リンク部材を逃がすためのスリットが長手方向にそれぞれ形成されているものである。

また，この多関節構造の鉗子において，前記基端外筒に対して前記先端外筒を作動する前記外筒動力伝達軸は，前記基端外筒に嵌挿して前記先端外筒を折曲させる第２リンク機構を備え，前記第２リンク機構は，前記外筒動力伝達軸の先端に形成された第２雄ねじ，前記第２雄ねじに螺合する第２雌ねじを備えた第２ナット，及び前記第２ナットと前記先端外筒とを連結する第２リンク部材から構成され，前記外筒動力伝達軸の回転によって前記第２ナットが前記第２雄ねじに沿って軸方向に移動し，前記第２ナットの軸方向移動が前記第２リンク部材を前記第２雄ねじに沿って軸方向に移動させると共に前記先端外筒を前記基端外筒に対して前記第２支点を中心に前記単一方向に折曲作動するものである。

この発明による多関節構造の鉗子は，上記のように，軸方向に配設された基端外筒及び先端外筒の２個の外筒，先端外筒に連結された把持部材，及び基端外筒内には３本の動力伝達軸が嵌挿され，先端外筒内には２本の動力伝達軸が嵌挿されたのみであって先端外筒と基端外筒の外径を可及的に小径に形成することができ，更に，一対の爪部材には閉じる方向に作用する第１ばねを設け，先端外筒と基端外筒との間に両者を真直状態に作用する第２ばねを設けたので，一対の爪部材の開閉作動にガタを来すことがなく，また，先端外筒と基端外筒との折曲作動にガタを来すことが無い。この多関節構造の鉗子は，二箇所の関節部から構成されているが，関節部毎にばねを組み込むことによって，二箇所の関節部のガタツキが無くなり，操作がし易くなり，的確な作動が可能になった。また，例えば，一対の爪部材を最大限に開放したとしても，ばね力が閉鎖方向に働いているので，開ききったままで操作が不能になることはない。また，この多関節構造の鉗子は，把持部材の爪部材を一対の爪動力伝達軸で独立的に開閉作動させることができ，先端外筒を基端外筒に対して外筒動力伝達軸で単一方向，例えば，上下方向又は左右方向への折曲作動を迅速に，追従性に富んで作動して適正な所定の位置に容易に迅速に移動させることができ，各動力伝達軸の先端に設けた雄ねじを前記外筒に設けたナットに螺入させているので，前記動力伝達軸を回転させるだけでリンク機構のリンク部材を押し引きさせて先端外筒を同一方向に広い角度範囲にわたって直ちに折曲させることができ，しかも，操作が容易で信頼性に富み，外筒及び把持部材の作動の追従性が良好であって高精度に適正な作動を発揮させることができ，医療用の多関節構造の鉗子として好ましい動きを実現することができる。

この発明による多関節構造の鉗子の一実施例を示す斜視図である。 図１の多関節構造の鉗子から基端外筒と先端外筒とを取り除いた動力伝達軸を示しており，１本の外筒動力伝達軸と一対のうち一方の爪動力伝達軸を示す斜視図である。 図２の外筒動力伝達軸と一対の爪動力伝達軸とを示す平面図である。 図３の外筒動力伝達軸と一対の爪動力伝達軸とを示す側面図である。 図４の多関節構造の鉗子における把持部材の開放状態を示す斜視図である。 図５の把持部材から先端外筒を取り外した状態を示す斜視図である。 図６の把持部材における一方の爪部材を示す斜視図である。

以下，図面を参照して，この発明による多関節構造の鉗子の実施例を説明する。
この発明による多関節構造の鉗子は，概して，長手方向に配設された複数（実施例では２本）の中空状外筒である先端外筒１とそれに折曲自在に連結された基端外筒２，先端外筒１の先端部１４に連結された物体把持用の把持部材７，先端外筒１を基端外筒２に対して折曲作動させる１本の外筒動力伝達軸１０，及び把持部材７の爪部材８をそれぞれ開閉作動する２本の爪動力伝達軸９を有している。把持部材７は，先端外筒１の先端部１４に連結された一対の爪部材８を有しており，一対の爪部材８は，爪動力伝達軸９によって物体を把持するため開閉自在に作動される。この多関節構造の鉗子では，先端外筒１と基端外筒２との連結部４が折曲自在に作動される関節部６（第２関節部）に形成され，また，先端外筒１と把持部材７との連結部３が爪部材８を開閉作動する関節部５（第１関節部）に形成されている。即ち，この多関節構造の鉗子は，先端外筒１の先端部１４に把持部材７の爪部材８を連結部３で開閉可能に連結した関節部５と，先端外筒１と基端外筒２とを連結部４で折曲可能に連結した関節部６との２つの関節部で構成して，全体的な構造を簡略化し，小形化に構成されている。動力伝達軸９，１０は，具体的には，基端外筒２と先端外筒１に挿通され且つ把持部材７を構成する一対の爪部材８を互いに独立して開閉自在に作動する一対の爪動力伝達軸９，及び基端外筒２に挿通され且つ基端外筒２に対して先端外筒１を単一方向に折曲自在に作動する外筒動力伝達軸１０を有している。この多関節構造の鉗子は，先に特許出願した特願２０１５−９２５７号に開示した多関節構造の鉗子に比較して，外筒１，２の外径を半分程度の小形に構成することができ，例えば，外筒１，２の外径をφ８ｍｍに小さく形成し，先端外筒１と基端外筒２に嵌挿する動力伝達軸の数を３本に低減し，関節部５，６を二箇所に低減している。

この多関節構造の鉗子は，上記のように，把持部材７が先端部１４に連結された先端外筒１と先端外筒１に折曲自在に連結された基端外筒２とから構成されている。この多関節構造の鉗子では，上記の３本の動力伝達軸は，基端外筒２と先端外筒１に挿通され且つ把持部材７を構成する一対の爪部材８を互いに独立して開閉自在にそれぞれ作動する一対の爪動力伝達軸９，及び基端外筒２に挿通され且つ基端外筒２に対して先端外筒１を単一方向（例えば，上下方向）に折曲自在に作動する１本の外筒動力伝達軸１０から構成されている。爪部材８は，それぞれの爪動力伝達軸９の独立した作動によって，先端外筒１の先端部１４の直径方向に固定された支点ピン１６（第１支点ピン）から成る支点１５（第１支点）を中心に互いにそれぞれ開閉作動される。この多関節構造の鉗子では，先端外筒１に止め板３３がねじ等で固定されている。止め板３３に形成された複数の嵌挿孔４７には，２本の爪動力伝達軸９が嵌挿支持されている。一対の爪部材８は，それぞれの爪動力伝達軸９の独立した作動によって，先端外筒１の先端部１４の直径方向に固定された支点ピン１６から成る支点１５を中心に互いにそれぞれ開閉作動される。この多関節構造の鉗子では，先端外筒１，基端外筒２，爪動力伝達軸９及び外筒動力伝達軸１０をステンレススチール素材の金属材料で作製しており，予め決められた所定の剛性を確保している。

この発明による多関節構造の鉗子は，図２〜図４に示すように，特に，把持部材７の一対の爪部材８の間のガタを低減するためばね１１（第１ばね）を組み込み，また，先端外筒１と基端外筒２との間のガタを低減するためばね１２（第２ばね）を組み込んだことを特徴としている。即ち，爪部材８には，支点ピン１６から成る支点１５の周りで爪部材８が互いに閉じる方向に張力を付勢するばね１１がそれぞれ設けられている。この多関節構造の鉗子は，爪部材８の根元部分が支点１５を中心とする円柱状ボス部１３にそれぞれ形成されており，ばね１１がコイルばね（第１コイルばね）から構成されている。ばね１１は，その一端がボス部１３に係止してボス部１３の円筒面に配設された固定ピン２４（第１固定ピン）と，他端が先端外筒１に固定された固定ピン２５（第２固定ピン）との間に掛け渡されている。ばね１１は，爪部材８を互いに引き合う方向のばね張力を有し，爪部材８を互いに閉じる方向に付勢し，爪部材８間の開閉作動のガタが発生しないように機能している。

また，この多関節構造の鉗子は，先端外筒１を基端外筒２に対して張力が真直状態に作用するばね１２が先端外筒１と基端外筒２とに跨がって取り付けられている。ばね１２は，先端外筒１に固着された固定ピン３０（第３固定ピン）と基端外筒２に固着された固定ピン３１（第４固定ピン）との間に掛け渡されて．支点１７（第２支点）から偏倚した位置を通って延びており，ばね１２は，先端外筒１と基端外筒２とを互いに引き合う方向のばね張力を作用している。更に，ばね１２が位置する偏倚した位置側の先端外筒１と基端外筒２との端部には，ばね１２を逃がすための切欠き部２２が軸方向に延びてそれぞれ形成されている。この多関節構造の鉗子において，対向する外筒である先端外筒１と基端外筒２は，１本の外筒動力伝達軸１０によって折曲自在に作動するように構成され，具体的には，先端外筒１と基端外筒２とのそれぞれの連結部３，４の直径方向に固定された支点ピン１８（第２支点ピン）から成る支点１７を中心に，先端外筒１を基端外筒２に対して互いに単一方向即ち同一方向（上下方向，左右方向等）に折曲可能に連結されており，先端外筒１を基端外筒２に対して大きい角度に折曲させるように構成されている。即ち，先端外筒１と基端外筒２とは，外筒動力伝達軸１０の作動によって，先端外筒１の連結部３と基端外筒２の連結部４の直径方向に固定された支点ピン１８から成る支点１７を中心に互いに単一方向（例えば，上下方向）に折曲可能に連結されている。先端外筒１と基端外筒２との連結部３，４は，互いに対向して平行に延びる一対の連結部３，４が互いに重なるように配設され，実施例では，先端外筒１の連結部３の外面が凹部になって厚さが半分に形成され，基端外筒２の連結部４が内側が凹部になって厚さが半分に形成され，連結部３の凹部に連結部４が重なって配設され，支点ピン１８を支点１７として相対的に枢動即ち折曲するように支持されている。連結部３，４は，それらの先端面が円弧面４４に，実施例では連結部３が凹んだ円弧面４４に形成され，連結部４が突出した円弧面４４にそれぞれ形成されており，先端外筒１が基端外筒２に対して折曲する時に，連結部３，４間でその外周面に隙間が発生しないように円弧面４４同士が摺接状態に配設されている。

また，この多関節構造の鉗子において，一対の爪動力伝達軸９は，先端外筒１と基端外筒２との境界部にユニバーサルジョイント３４をそれぞれ備えており，先端外筒１に連結した爪部材８を支点１５を中心に互いに開閉作動するリンク機構４０（第１リンク機構）をそれぞれ備えている。一対の爪動力伝達軸９は，その途中がそれぞれ伸縮できるように，一対の棒状部材４６を円筒部材４５で連結した構造にそれぞれ形成されている。円筒部材４５を一方の棒状部材４６に固定し，他方の棒状部材４６にはピン３６を立設し，円筒部材４５に軸方向に延びるスリット状の長孔３５を形成し，棒状部材４６のピン３６を円筒部材４５の長孔３５に摺動自在に嵌入して，爪動力伝達軸９を伸縮可能に形成している。リンク機構４０は，爪動力伝達軸９の先端に形成された雄ねじ２８（第１雄ねじ）に螺合する雌ねじ（第１雌ねじ）をそれぞれ備えたナット２６（第１ナット），及びナット２６と爪部材８とをそれぞれ連結するリンク部材２０（第１リンク部材）からそれぞれ構成されている。爪動力伝達軸９の回転作動によってナット２６が雄ねじ２８に沿って軸方向に移動して，リンク部材２０が雄ねじ２８に沿って軸方向に移動すると共に，リンク部材２０が爪部材８を支点１５を中心に開閉作動するものである。

それぞれの爪部材８のボス部１３の間には，ボス部１３が互いに独立して回動できるように，スペーサプレート３２が介在されている。また，ボス部１３を回転自在に支持している固定ピン２５は，その頭部の先端が先端外筒１の外周面に対応して斜面３９に形成されており，先端外筒１から先端が突出することはなく，鉗子のサイズを先端外筒１と基端外筒２の外径の範囲内に形成され，外側に突出するものがなく障害となる突起物が皆無である。この多関節構造の鉗子では，爪動力伝達軸９を操作手段１９によって回転させると，爪動力伝達軸９の先端部に形成されている雄ねじ２８が回転し，雄ねじ２８の回転によって雄ねじ２８に螺合しているナット２６が雄ねじ２８に沿って軸方向に移動する。ナット２６の軸方向の移動は，ナット２６に一端が固定されているリンク部材２０がナット２６と一体になって雄ねじ２８に沿って軸方向に移動すると共に，それに伴ってリンク部材２０がナット２６に設けたピン３８を支点３７として揺動する。リンク部材２０の揺動は，ボス部１３を支点ピン１６を中心にして回転し，ボス部１３の回転は爪部材８を支点１５を中心に開閉作動することになる。更に，先端外筒１の先端部１４には，爪部材８が支点１５を中心に開閉作動する時に，リンク部材２０の旋回に干渉しないように，リンク部材２０を逃がすためのスリット２３が先端外筒１の対向する領域に軸方向即ち長手方向に延びてそれぞれ形成されている。

また，この多関節構造の鉗子において，基端外筒２に対して先端外筒１を折曲駆動する外筒動力伝達軸１０は，基端外筒２に嵌挿して先端外筒１を折曲させるリンク機構４１（第２リンク機構）を備えている。リンク機構４１は，外筒動力伝達軸１０の先端に形成された雄ねじ２９（第２雄ねじ），雄ねじ２９に螺合する雌ねじ（第２雌ねじ）を備えたナット２７（第２ナット），及び一端がナット２７に枢支され且つ他端が先端外筒１に枢支されたリンク部材２１（第２リンク部材）から構成されている。外筒動力伝達軸１０が操作手段１９によって回転すると，外筒動力伝達軸１０の先端部の雄ねじ２９が外筒動力伝達軸１０と共に回転し，雄ねじ２９の回転が雄ねじ２９に螺合している雌ねじを持つナット２７が雄ねじ２９に沿って軸方向に移動する。リンク部材２１の一端がナット２７に支点ピン４３を支点４２として固定され，他端が先端外筒１に支点ピン４９を支点４８として回動自在に支持されているので，リンク部材２１が支点４２の回りに揺動すると共に，リンク部材２１を雄ねじ２９に沿って軸方向に移動し，先端外筒１を基端外筒２に対して支点１７を中心に単一方向（例えば，上下方向又は左右方向）に折曲作動することになる。また，この多関節構造の鉗子は，一対の爪部材８の開閉方向と，基端外筒２に対する先端外筒１の単一方向への折曲方向（例えば，上下又は左右方向）とは，この実施例では互いに直交する直交方向に設定されているが，それらの設定方向は，状況に応じて所望の方向に設定できることは勿論である。

この多関節構造の鉗子において，先端外筒１と基端外筒２との外径をφ８ｍｍに形成することができる。先端外筒１と把持部材７との関節部５は，開閉角度を片側６０°に形成して両側で１２０°に設定できる。また，先端外筒１と基端外筒２との関節部６は，上下折曲角度を片側６０°に形成して両側で１２０°に設定できる。また，この多関節構造の鉗子は，先端外筒１と基端外筒２との連結部３，４の折曲作動する関節部６，及び先端外筒１と把持部材７との開閉作動する関節部５にばね１１，１２を設けたので，先端外筒１と把持部材７の間，及び先端外筒１と基端外筒２の間のガタツキを抑えることができ，作動制御がし易くなった。また，把持部材７の一対の爪部材８を互いに全開状態にしても，ばね１１のばね力が作用して爪部材８が閉鎖状態に戻るので，動作不能になることが無くなった。この多関節構造の鉗子は，先に出願の鉗子に比較して関節部５，６が２箇所に少なくなったので，構造を簡略化して操作性を向上させることができた。

この発明による多関節構造の鉗子は，例えば，医療用ロボット，医療用機器等の各種機器に使用される鉗子として使用して好ましいものである。

１ 先端外筒
２ 基端外筒
３，４ 連結部
５ 関節部（第１関節部）
６ 関節部（第２関節部）
７ 把持部材
８ 爪部材
９ 爪動力伝達軸
１０ 外筒動力伝達軸
１１ ばね（第１ばね）
１２ ばね（第２ばね）
１３ ボス部
１４ 先端部
１５ 支点（第１支点）
１６ 支点ピン（第１支点ピン）
１７ 支点（第２支点）
１８ 支点ピン（第２支点ピン）
２０ リンク部材（第１リンク部材）
２１ リンク部材（第２リンク部材）
２２ 切欠き部
２３ スリット
２４ 固定ピン（第１固定ピン）
２５ 固定ピン（第２固定ピン）
２６ ナット（第１ナット）
２７ ナット（第２ナット）
２８ 雄ねじ（第１雄ねじ）
２９ 雄ねじ（第２雄ねじ）
３０ 固定ピン（第３固定ピン）
３１ 固定ピン（第４固定ピン）
３２ スペーサプレート
３３ 止め板

Claims (8)

1. 長手方向に配設された複数の中空状外筒，先端の前記外筒の先端部に連結された物体把持用の把持部材，及び前記外筒と前記把持部材を動作するための複数の動力伝達軸を有することから成る多関節構造の鉗子において，
   前記外筒は，前記先端部に前記把持部材を連結した先端外筒と前記先端外筒に折曲自在に連結された基端外筒とから構成し，
   前記動力伝達軸は，前記基端外筒と前記先端外筒に挿通され且つ前記把持部材を構成する一対の爪部材を互いに独立して開閉自在に作動する一対の爪動力伝達軸，及び前記基端外筒に挿通され且つ前記基端外筒に対して前記先端外筒を単一方向に折曲自在に作動する外筒動力伝達軸を有し，
   前記爪部材は，それぞれの前記爪動力伝達軸の独立した作動によって前記先端外筒の前記先端部の直径方向に固定された第１支点ピンから成る第１支点を中心に互いにそれぞれ開閉作動され，前記爪部材には前記第１支点の周りに延びて前記爪部材を互いに閉じる方向に張力を付勢する第１ばねがそれぞれ設けられており，
   前記爪部材の根元部分は，前記第１支点を中心とする円柱状ボス部にそれぞれ形成されており，前記第１ばねは，第１コイルばねから構成されており，一端が前記ボス部に係止して前記ボス部の円筒面に配設された第１固定ピンと他端が前記先端外筒内に固定された第２固定ピンとの間に掛け渡されて互いに引き合う方向のばね張力が作用して前記爪部材を互いに閉じる方向に常時付勢していることを特徴とする多関節構造の鉗子。
2. 前記先端外筒の前記先端部に前記把持部材の前記爪部材を連結部で開閉可能に連結した第１関節部と，前記先端外筒と前記基端外筒との連結部を折曲可能に連結した第２関節部との２つの関節部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多関節構造の鉗子。
3. 前記先端外筒と前記基端外筒とは，前記外筒動力伝達軸の作動によって，前記先端外筒と前記基端外筒とのそれぞれの連結部の直径方向に固定された第２支点ピンから成る第２支点を中心に互いに前記単一方向に折曲可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多関節構造の鉗子。
4. 前記先端外筒を前記基端外筒に対して真直状態に張力が付勢する第２ばねが前記先端外筒と前記基端外筒とに跨がって取り付けられ，前記第２ばねは，前記先端外筒に固着された第３固定ピンと前記基端外筒に固着された第４固定ピンとの間に掛け渡され且つ前記第２支点から偏倚した位置を通って延びており，前記先端外筒を前記基端外筒とを互いに引き合う方向のばね張力が常時付勢していることを特徴とする請求項３に記載の多関節構造の鉗子。
5. 前記第２ばねが位置する前記偏倚した位置側の前記先端外筒と前記基端外筒との対向する端部には，前記第２ばねを逃がすための切欠き部が長手方向にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項４に記載の多関節構造の鉗子。
6. 前記基端外筒に対して前記先端外筒を作動する前記外筒動力伝達軸は，前記基端外筒に嵌挿して前記先端外筒を折曲させる第２リンク機構を備え，前記第２リンク機構は，前記外筒動力伝達軸の先端に形成された第２雄ねじ，前記第２雄ねじに螺合する第２雌ねじを備えた第２ナット，及び前記第２ナットと前記先端外筒とを連結する第２リンク部材から構成され，前記外筒動力伝達軸の回転によって前記第２ナットが前記第２雄ねじに沿って軸方向に移動し，前記第２ナットの軸方向移動が前記第２リンク部材を前記第２雄ねじに沿って軸方向に移動させると共に前記先端外筒を前記基端外筒に対して前記第２支点を中心に前記単一方向に折曲作動することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の多関節構造の鉗子。
7. 長手方向に配設された複数の中空状外筒，先端の前記外筒の先端部に連結された物体把持用の把持部材，及び前記外筒と前記把持部材を動作するための複数の動力伝達軸を有することから成る多関節構造の鉗子において，
   前記外筒は，前記先端部に前記把持部材を連結した先端外筒と前記先端外筒に折曲自在に連結された基端外筒とから構成し，
   前記動力伝達軸は，前記基端外筒と前記先端外筒に挿通され且つ前記把持部材を構成する一対の爪部材を互いに独立して開閉自在に作動する一対の爪動力伝達軸，及び前記基端外筒に挿通され且つ前記基端外筒に対して前記先端外筒を単一方向に折曲自在に作動する外筒動力伝達軸を有し，
   前記爪部材は，それぞれの前記爪動力伝達軸の独立した作動によって前記先端外筒の前記先端部の直径方向に固定された第１支点ピンから成る第１支点を中心に互いにそれぞれ開閉作動され，前記爪部材には前記第１支点の周りに延びて前記爪部材を互いに閉じる方向に張力を付勢する第１ばねがそれぞれ設けられて成り，
   前記爪動力伝達軸は，前記先端外筒と前記基端外筒との連結部に対応する領域にユニバーサルジョイントをそれぞれ備えて前記先端外筒と前記基端外筒との折曲作動に応答し，前記先端外筒に連結した前記爪部材を前記第１支点を中心に互いに開閉作動する第１リンク機構をそれぞれ備え，前記第１リンク機構は，前記爪動力伝達軸の先端に形成された第１雄ねじに螺合する第１雌ねじをそれぞれ備えた第１ナット，及び前記第１ナットと前記爪部材とをそれぞれ連結する第１リンク部材からそれぞれ構成され，前記爪動力伝達軸の回転作動によって前記第１ナットが前記第１雄ねじに沿って軸方向に移動して，前記第１リンク部材が前記第１雄ねじに沿って軸方向に移動すると共に前記第１リンク部材が前記爪部材を前記第１支点を中心に開閉作動することを特徴とする多関節構造の鉗子。
8. 前記先端外筒の前記先端部には，前記爪部材が前記第１支点を中心に開閉作動する時に前記第１リンク部材の旋回を干渉しないように，前記第１リンク部材を逃がすためのスリットが長手方向にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項７に記載の多関節構造の鉗子。

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