JP6802788B2 - 把持機構および把持具 - Google Patents
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Description
本発明は、一対の把持片の開き角度を大きく確保しつつ、把持力を増大させることができる把持機構および把持具を提供することを目的としている。
このようにすることで、合力が発生する回転モーメントの大きさは、牽引プーリの回転軸線を通り合力の方向に延びる直線と揺動軸線との間の距離に比例するので、該距離が増大する方向に牽引プーリが移動することによって、第2の把持片に作用する閉方向の回転モーメントをさらに増幅し、把持力をさらに増大させることができる。
このようにすることで、牽引プーリの回転軸線を通り合力の方向に延びる直線と揺動軸線との間の距離が増大する方向に合力の方向が調整プーリによって調整されることによって、第2の把持片に作用する閉方向の回転モーメントをさらに増幅し、把持力をさらに増大させることができる。
α<β+γ
θ>90
このようにすることで、ワイヤが牽引されたときの牽引プーリの移動方向を一定方向に安定させ、大きな把持力を安定的に発生させることができる。
このようにすることで、ワイヤが牽引されたときに、牽引プーリの回転軸線を通り合力の方向に延びる直線と揺動軸線との間の距離が増大する方向に牽引プーリが移動することによって、第2の把持片に作用する閉方向の回転モーメントをさらに増幅し、把持力をさらに増大させることができる。
このようにすることで、ワイヤの基端に与えられた牽引力をさらに増幅して牽引プーリおよび第2の把持片に伝達し、回転モーメントおよび把持力をさらに増大させることができる。
このようにすることで、ワイヤが牽引されたときに、牽引プーリの回転軸線を通り合力の方向に延びる直線と揺動軸線との間の距離が増大する方向に調整プーリが移動することによって、第2の把持片に作用する閉方向の回転モーメントをさらに増幅し、把持力をさらに増大させることができる。
本実施形態に係る把持具1は、把持鉗子のように生体組織を把持する機能を有する医療用器具である。把持具1は、図1に示されるように、体内に挿入可能な細長い胴部2と、該胴部2の先端に設けられた把持機構3と、胴部2の基端に接続された駆動部4とを備えている。
第1の把持片5は先端側に第1の把持面5aを有し、第2の把持片6は先端側に第2の把持面6aを有している。第1の把持片5および第2の把持片6は、胴部2の長手軸に沿う方向にそれぞれ配置され、把持面5a,6a同士を対向させて互いに並列している。以下、第1の把持片5および第2の把持片6の配列方向を上下方向と定義し、第1の把持片5側を下側と定義し、第2の把持片6側を上側と定義する。
駆動部4は、ワイヤ8の基端が接続されたモータ(図示略)を有し、該モータの作動によってワイヤ8を基端側へ牽引してワイヤ8に張力を発生させるようになっている。
本実施形態に係る把持具1によれば、駆動部4の作動によってワイヤ8が基端側へ牽引されると、図4に示されるように、揺動軸線A1回りの閉方向の回転モーメントM’が第2の把持片6に作用し、回転モーメントM’によって第2の把持片6が第1の把持片5へ向かって押し付けられる。これにより、第1の把持面5aと第2の把持面6aとの間に挟まれた生体組織(図示略)を把持する把持力を発生することができる。
また、第2の把持片6の開方向の揺動範囲は、牽引プーリ7およびワイヤ8によって構造的に制限されないので、第1の把持片5と第2の把持片6との開き角度を大きく確保することができるという利点がある。
このようにしても、駆動力からワイヤ8に与えられた牽引力を牽引プーリ7によって約2倍に増幅し、第2の把持片6に作用する回転モーメントおよび把持力を増大させることができる。
(1) α<β+γ
(2) θ>90
θ=90である場合、牽引プーリ7はスロット10内を移動せず、回転モーメントM’の増大は得られない。θ<90である場合、牽引プーリ7がスロット10に沿って、揺動軸線A1に接近するため、回転モーメントM’は減少する。
このようにすることで、ワイヤ8が牽引されたときに、牽引プーリ7を距離D、すなわち回転モーメントMが増大する方向に移動させ、把持力を増大させることができる。
第2の把持片6に作用する牽引力の大きさは、牽引プーリ7を介して間接的に、または直接的に、第2の把持片6に接続されたワイヤ8の見かけの数が多い程、増大する。したがって、牽引プーリ7と調整プーリ11との間のワイヤ8の巻き数を増やすことによって、第2の把持片6に作用する牽引力および回転モーメントM’をさらに増幅し、把持力をさらに増大させることができる。
この場合、ワイヤ8が牽引されたときに、調整プーリ11が、第3の円C3の内側へ向かって、かつ、第4の円C4の内側へ向かって移動するように、調整プーリ11の回転軸線A3を案内するスロット14が第1の把持片5に形成される。第3の円C3は、揺動軸線A1、該揺動軸線A1から最も遠い位置における牽引プーリ7の回転軸線A2および揺動軸線A1から最も遠い位置における調整プーリ11の回転軸線A3を通過する円である。第4の円C4は、揺動軸線A1から最も遠い位置における牽引プーリ7の回転軸線A2を中心とし、揺動軸線A1から最も遠い位置における調整プーリ11の回転軸線A3を通過する円である。ここで、回転軸線A2の位置は、把持片5,6が閉じた位置に配置されているときの位置である。
例えば、図11に示されるように、揺動軸線A1よりも上側かつ先端側において第2の把持片6に先端が固定され、胴部2の長手軸に沿う方向に略真っ直ぐに延びるもう1つのワイヤ12が設けられていてもよい。もう1つのワイヤ12の基端が牽引されることによって第2の把持片6に開方向の回転モーメントを作用させることができる。または、図12に示されるように、先端が第1の把持片5に固定されたもう1つのワイヤ12を、第2の把持片6に形成された揺動軸線A1を中心とする円弧状の溝13内を介して基端側へ配線し、開方向の回転モーメントが増幅されるようにしてもよい。図11および図12において、ワイヤ8の図示は省略されている。
あるいは、ワイヤ12に代えて、第2の把持片6を閉方向に付勢するバネのような弾性部材(図示略)を採用してもよい。
3 把持機構
4 駆動部
5 第1の把持片
6 第2の把持片
7 牽引プーリ
8 ワイヤ
11 調整プーリ
A1 揺動軸線
A2,A3 回転軸線
Claims (8)
- 第1の把持片と、
該第1の把持片と並列に配置され、一端側が開閉するように前記第1の把持片との配列方向に交差する揺動軸線回りに揺動可能に連結された第2の把持片と、
前記揺動軸線に平行な回転軸線回りに回転可能に前記第2の把持片に支持された牽引プーリと、
前記第1の把持片および前記第2の把持片のうちの一方に対して固定された先端および前記第2の把持片よりも他端側に配置された基端を有し、前記牽引プーリに先端部が巻き掛けられたワイヤとを備え、
該ワイヤは、前記基端が牽引されることによって前記回転軸線を挟んだ前記牽引プーリの両側において略同一方向の張力を発生し、かつ、前記牽引プーリの前記回転軸線に作用する張力の合力が前記揺動軸線回りの前記第2の把持片の閉方向の回転モーメントを発生させるように、前記牽引プーリに巻き掛けられ、
該牽引プーリが、前記合力によって前記第2の把持片を揺動させる前記回転モーメントを発生させる位置に配置されると共に、前記回転軸線と同軸のシャフトを有し、
前記第2の把持片の他端側に、前記回転軸線を通り前記合力の方向に延びる直線と前記揺動軸線との間の距離が増大する方向に前記牽引プーリが移動可能なように前記シャフトを支持するスロットが設けられている把持機構。 - 前記牽引プーリが、前記ワイヤの張力によって、前記回転軸線を通り前記合力の方向に延びる直線と前記揺動軸線との間の距離が増大する方向に移動可能に前記第2の把持片に支持されている請求項1に記載の把持機構。
- 前記牽引プーリよりも他端側において前記第1の把持片に前記揺動軸線に平行な回転軸線回りに回転可能に支持され、前記牽引プーリから他端側へ延びる前記ワイヤが巻き掛けられることによって、前記牽引プーリから他端側へ延びる前記ワイヤの方向を、前記牽引プーリの回転軸線を通り前記合力の方向に延びる直線と前記揺動軸線との間の距離が増大する方向に変更する調整プーリを備える請求項1または請求項2に記載の把持機構。
- 前記牽引プーリよりも他端側において前記第1の把持片に前記揺動軸線に平行な回転軸線回りに回転可能に支持され、前記牽引プーリから他端側へ延びる前記ワイヤが巻き掛けられることによって、前記牽引プーリから他端側へ延びる前記ワイヤの方向を、前記牽引プーリの回転軸線を通り前記合力の方向に延びる直線と前記揺動軸線との間の距離が増大する方向に変更する調整プーリを備え、
下記の関係式を満足する請求項2に記載の把持機構。
α<β+γ
θ>90
ここで、
αは、前記揺動軸線と前記調整プーリの回転軸線との間の距離、
βは、前記揺動軸線と前記牽引プーリの回転軸線との間の距離、
γは、前記牽引プーリの回転軸線と前記調整プーリの回転軸線との間の距離、
θは、前記調整プーリの回転軸線と前記揺動軸線から最も離れた位置における前記牽引プーリの回転軸線とを結ぶ線分と、前記牽引プーリの移動方向とが成す角度
である。 - 前記牽引プーリが、前記揺動軸線に最も近い位置における該牽引プーリの回転軸線、前記揺動軸線および前記調整プーリの回転軸線を通過する円の外側へ向かって、かつ、前記調整プーリの回転軸線を中心とし前記揺動軸線に最も近い位置における前記牽引プーリの回転軸線を通過する円の内側へ向かって移動可能に前記第2の把持片に支持されている請求項4に記載の把持機構。
- 前記ワイヤが、前記牽引プーリおよび前記調整プーリを取り巻くように1周以上巻き掛けられている請求項3から請求項5のいずれかに記載の把持機構。
- 前記調整プーリが、前記揺動軸線から最も離れた位置における前記調整プーリの回転軸線、前記牽引プーリの回転軸線および前記揺動軸線を通過する円の内側へ向かって、かつ、前記牽引プーリの回転軸線を中心とし前記調整プーリの回転軸線を通過する円の内側へ向かって、前記ワイヤの張力によって移動可能に前記第1の把持片に支持されている請求項6に記載の把持機構。
- 請求項1から請求項7のいずれかに記載の把持機構と、
該把持機構の他端側に設けられ、前記ワイヤの前記基端を牽引する駆動部とを備える把持具。
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