JPH10262987A - Surgical operation tool holder - Google Patents

Surgical operation tool holder

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Publication number
JPH10262987A
JPH10262987A JP9087256A JP8725697A JPH10262987A JP H10262987 A JPH10262987 A JP H10262987A JP 9087256 A JP9087256 A JP 9087256A JP 8725697 A JP8725697 A JP 8725697A JP H10262987 A JPH10262987 A JP H10262987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spring
arm
shaft
moment
reaction force
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9087256A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Genichi Nakamura
元一 中村
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP9087256A priority Critical patent/JPH10262987A/en
Publication of JPH10262987A publication Critical patent/JPH10262987A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To always keep balance to a rotating moment generated at the time of fitting surgical operation tool having various weights by adjusting the reaction force canceling the rotating moment corresponding to the weight of a surgical operation tool provided in a balancing means. SOLUTION: At the time of rotating a connecting arm 11 from a vertical attitude to a horizontal attitude around a rotary shaft 04 while keeping an endoscope 19 fixed to the endscope grasping part 18 of a surgical holder 1, a moment around the rotary shaft 04 is generated by a mass from the arm 11 to the endscope 19. Large and small springs 37 and 38 are elastically deformed by being inserted and held between groove bottom parts 35b, 35c, 35c and spring fixing parts 39c and 40c due to the rotation of a cam plate 33 and its reaction force pushes the plate 33 at the position vertically away from the shaft 04 to keep balance with a moment. Then, even at the time of releasing the hand from the arm 11, the balance is kept and the arm 11 is standstill. Then, reaction force is adjusted by the fastening amount of large and small spring shafts 39 and 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、患者の
腹腔内に挿入された処置具や内視鏡を術者に代わって保
持する手術器具保持装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surgical instrument holding device for holding, for example, a treatment tool or an endoscope inserted into a patient's abdominal cavity instead of an operator.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に腹腔鏡などの医療用硬性鏡を使用
した手術手技は近年進歩し、複雑になってきている。そ
のために処置を行うメインの医師(以下、主術者とい
う)は両手にそれぞれ処置具を持って手術を行ってい
る。このとき、助手も処置具を持って主術者と共同で手
術を行っている。
2. Description of the Related Art In general, surgical procedures using a rigid medical microscope such as a laparoscope have been advanced and complicated in recent years. For this purpose, a main doctor (hereinafter, referred to as a main surgeon) who performs a procedure carries out a procedure with a treatment tool in both hands. At this time, the assistant carries out the operation in cooperation with the main operator with the treatment tool.

【0003】このため、主術者や共同で手術を行う助手
は、腹腔内の術部を観察するための内視鏡を把持し、そ
の操作を行うことはできないため、内視鏡を把持するた
めの専用の助手(以下、内視鏡保持者という)により保
持されている。そして、術部の観察位置を変えたい時に
は主術者や助手からの指示により、内視鏡保持者が手で
内視鏡の向きを変えたり、挿入方向に進退させる等の操
作を行うようにしている。
[0003] For this reason, the main surgeon or an assistant performing a joint operation cannot grasp the endoscope for observing the operated part in the abdominal cavity, and cannot grasp the endoscope. (Hereinafter, referred to as an endoscope holder). When the operator wants to change the observation position of the operative site, the endoscope holder can manually change the direction of the endoscope or move the endoscope forward or backward in accordance with instructions from the main surgeon or assistant. ing.

【0004】そのため、内視鏡保持者は、術中内視鏡を
保持し続けなければならず、大きな労力が必要となる問
題があった。さらに手術に必要な各種医療機器やそれを
操作する助手がいるため手術室が狭く、内視鏡保持者が
いることは更にスペースを縮小する問題もあった。
[0004] Therefore, the endoscope holder has to keep holding the endoscope during the operation, and there has been a problem that great labor is required. Furthermore, since there are various medical devices required for the operation and assistants for operating the devices, the operating room is narrow, and the presence of an endoscope holder has the problem of further reducing the space.

【0005】そこで、患者の体腔内に挿入された内視鏡
や処置具を、内視鏡保持装置あるいは手術器具保持装置
により保持し、内視鏡や処置具を主術者が直接操作でき
るようにしたものが、例えば、特開平7−227398
号公報や特開平8−266556号公報に開示されてい
る。
Therefore, an endoscope or a treatment tool inserted into a body cavity of a patient is held by an endoscope holding device or a surgical instrument holding device so that a main operator can directly operate the endoscope or the treatment tool. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-227398
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-266556.

【0006】これらの装置では、手術器具を保持するア
ームが関節を中心に回転運動する際に生じる、質量によ
るモーメントを、関節を固定することなく前記モーメン
トを相殺する逆方向のモーメントを与えることで釣り合
いをとるため、関節の動きが滑らかで操作性が良い。
[0006] In these devices, the moment due to mass, which is generated when the arm holding the surgical instrument rotates around the joint, is applied by giving a reverse moment that cancels the moment without fixing the joint. Because of the balance, the movement of the joint is smooth and the operability is good.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平7−227398号公報のものは、色々な重さの手
術器具と釣り合わせられる反面、釣り合い重りが必要で
あるために装置の質量が増加し、全体が大型化するとい
う問題がある。また、特開平8−266556号公報の
ものは小型軽量化できる反面、釣り合いのとれる重さが
限定されるため、色々な重さの手術器具に対応できない
という問題がある。
However, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-227398 can be balanced with surgical instruments of various weights, but requires a counterweight to increase the mass of the apparatus. However, there is a problem that the whole becomes large. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-266556 can reduce the size and weight, but has a problem that it cannot cope with surgical instruments of various weights because the weight that can be balanced is limited.

【0008】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、小型軽量で、色々な
重さの手術器具に対応できる手術器具保持装置を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a surgical instrument holding device which is small and lightweight, and which can accommodate surgical instruments of various weights.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、手術器具を保持するアームが回転軸を
中心として回転運動する際に発生する質量による回転モ
ーメントを平衡させるように構成した手術器具保持装置
において、前記回転運動を直線運動に変換する運動方向
変換手段と、前記運動方向変換手段の作用により直線方
向に摺動する直線摺動手段と、前記直線摺動手段の摺動
方向に、前記回転モーメントを相殺する反力を前記直線
摺動手段に付加する平衡手段とを具備し、前記平衡手段
は、前記直線摺動手段の移動により弾性変化し、前記回
転モーメントの反力となる出力を生じる弾性手段と、前
記弾性手段からの反力量を任意に調整する反力量調整手
段とからなることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is configured to balance a rotational moment caused by a mass generated when an arm holding a surgical instrument rotates around a rotation axis. A moving direction converting means for converting the rotational movement into a linear movement, a linear sliding means sliding in a linear direction by the action of the moving direction converting means, and a sliding of the linear sliding means. And a balancing means for applying a reaction force for canceling the rotational moment to the linear sliding means in the direction, the balancing means being elastically changed by the movement of the linear sliding means, and And a reaction force adjusting means for arbitrarily adjusting a reaction force from the elastic means.

【0010】前記構成によれば、平衡手段に設けられた
手術器具の重さに応じて回転モーメントを相殺する反力
を調整することで、色々な重さの手術器具を取り付けた
際に生じる、色々な回転モーメントに対し常に釣り合わ
せられる。
[0010] According to the above configuration, by adjusting the reaction force for canceling the rotational moment according to the weight of the surgical instrument provided in the balancing means, it is generated when surgical instruments of various weights are attached. It is always balanced against various rotational moments.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1〜図16は第1の実施形態
を示す。図1は手術用器具保持装置1の概略的構成を示
すもので、例えば手術台などの基盤に係脱可能に係止さ
れる取付部2を有している。この取付部2には支柱3が
鉛直方向に沿って立設されている。この支柱3の上端部
には鉛直方向の回転軸O1 を中心に回動可能な第1の関
節4を介して連結ロッド5が連結されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 16 show a first embodiment. FIG. 1 shows a schematic configuration of a surgical instrument holding device 1, which has a mounting portion 2 which is detachably engaged with a base such as an operating table. A column 3 is erected on the mounting portion 2 along the vertical direction. Connecting rod 5 is connected via a first joint 4 rotatable about a rotation axis O 1 of the vertical direction on the upper end of the column 3.

【0012】連結ロッド5の上端部には回転軸O1 と略
直角な回転軸O2 を中心に回転可能な第2の関節6を介
して旋回アーム7が連結されている。この第2の関節6
は保管や持ち運びの時に旋回アーム7が支柱3に折り畳
まれるように回動し、セッティング時には旋回アーム7
が略水平方向に旋回するように固定される。
[0012] pivot arm 7 to the upper portion via a second joint 6 that is rotatable about an axis of rotation O 1 and substantially perpendicular to the rotation axis O 2 of the connecting rod 5 is connected. This second joint 6
Pivots so that the swivel arm 7 is folded on the column 3 during storage and carrying, and at the time of setting, the swivel arm 7
Are fixed so as to turn substantially horizontally.

【0013】旋回アーム7の他端部には鉛直方向の回転
軸O3 を中心に回動可能な第3の関節8を介して水平ア
ーム9が連結されている。水平アーム9においては、そ
の本体10に対し、接続アーム11が略水平方向の回転
軸O4 を中心に回動可能に支持されている。接続アーム
11の他端部には、起上アーム着脱部12を介し起上ア
ーム13が連結され、接続アーム11と起上アーム13
は起上アーム着脱部12において着脱自在に構成されて
いる。
A horizontal arm 9 is connected to the other end of the revolving arm 7 via a third joint 8 rotatable about a vertical rotation axis O 3 . In the horizontal arm 9, that with respect to the main body 10, the connection arm 11 is rotatably supported in a substantially horizontal direction about the rotation axis O 4 of. A raising arm 13 is connected to the other end of the connection arm 11 via a raising arm attaching / detaching portion 12, and the connection arm 11 and the raising arm 13 are connected to each other.
Is configured to be detachable in a raising arm attaching / detaching portion 12.

【0014】起上アーム13の他端部には垂直ロッド1
4が連結され、垂直ロッド14にはまた、略水平方向の
回転軸O5 を中心に回動可能な第4の関節15を介して
水平ロッド16が連結されている。水平ロッド16の他
端部には、回転軸O5 に略直交する回転軸O6 を中心に
回動可能な第5の関節17を介して内視鏡把持部18が
連結されている。内視鏡把持部18は内視鏡19を内視
鏡中心軸と略一致した回転軸O7 を中心に回動可能に支
持している。
The other end of the raising arm 13 has a vertical rod 1
4 is connected, also in a vertical rod 14, a horizontal rod 16 via a fourth joint 15 rotatable about a rotation axis O 5 of the substantially horizontal direction are coupled. At the other end of the horizontal rod 16, the endoscope holding portion 18 around the rotation axis O 6 substantially perpendicular to the rotation axis O 5 via a rotatable fifth joint 17 are connected. The endoscope holding portion 18 are rotatably supported around a rotation axis O 7 in which the endoscope 19 to the endoscope center axis substantially coincides.

【0015】以上の構成により、支柱3〜連結ロッド5
は回転軸O1 で、連結ロッド5と旋回アーム7は回転軸
2 で、旋回アーム7〜水平アーム9は回転軸O3 で、
本体10〜接続アーム11は回転軸O4 で、垂直ロッド
14〜水平ロッド16は回転軸O5 で、水平ロッド16
〜内視鏡把持部18は回転軸O6 で、内視鏡把持部18
〜内視鏡19は回転軸O7 でそれぞれ回転可能に連結し
ている。また、接続アーム11〜起上アーム13は着脱
可能に構成されている。
With the above configuration, the column 3 to the connecting rod 5
Is the rotation axis O 1 , the connecting rod 5 and the swing arm 7 are the rotation axis O 2 , the swing arm 7 to the horizontal arm 9 are the rotation axis O 3 ,
Body 10 and connecting arm 11 in the rotation axis O 4, the vertical rods 14 to the horizontal rod 16 in the rotation axis O 5, the horizontal rod 16
The ~ endoscope holding portion 18 in the rotation axis O 6, an endoscope holding portion 18
~ Endoscope 19 are rotatably coupled to each the rotation axis O 7. The connection arm 11 to the raising arm 13 are configured to be detachable.

【0016】次に、図1のA矢視図である図2を用いて
前記水平アーム9の構造を説明する。接続アーム11は
本体10に対し、略水平な回転軸O4 において回転自在
であり、本体10に設けられたストッパー20およびス
トッパー21により、回転角度が規制されている。本実
施形態では接続アーム11は垂直姿勢〜水平姿勢まで約
90°回転する。
Next, the structure of the horizontal arm 9 will be described with reference to FIG. The connection arm 11 is rotatable with respect to the main body 10 about a substantially horizontal rotation axis O 4 , and the rotation angle is regulated by stoppers 20 and 21 provided on the main body 10. In the present embodiment, the connection arm 11 rotates about 90 ° from the vertical posture to the horizontal posture.

【0017】ここで、回転軸O4 周りに回転する質量に
よるモーメントを考えてみる。図3は内視鏡19の質量
をm1 、接続アーム11〜内視鏡把持部18までの質量
をm2 (重心は中央にあるとする)、回転軸O4 から内
視鏡19の重心までの距離をL、鉛直軸に対する接続ア
ーム11の傾き角θとしたときの概念図である。この図
は質量m1 とm2 を質点と考えることで図4のように示
せる。
Here, let us consider the moment due to the mass rotating around the rotation axis O 4 . FIG. 3 shows the mass of the endoscope 19 as m 1 , the mass from the connection arm 11 to the endoscope gripper 18 as m 2 (the center of gravity is at the center), and the center of gravity of the endoscope 19 from the rotation axis O 4. Is a conceptual diagram when a distance to the vertical axis is L and an inclination angle θ of the connection arm 11 with respect to a vertical axis. This figure can be shown as in FIG. 4 by considering the masses m 1 and m 2 as mass points.

【0018】この質量によるモーメントMは、 M=(m1 +m2 /2)×L×sinθ … (1)式
となり 傾き角が0°(接続アーム11が垂直姿勢)の時、モー
メントMは最小の0となり、傾き角が90°(接続アー
ム11が水平姿勢)の時、モーメントは最大の(m1
2 /2)×Lとなる。
The moment M due to the mass, M = time (m 1 + m 2/2 ) × L × sinθ ... (1) tilt angle becomes equation 0 ° (connecting arm 11 is vertically positioned), the moment M is minimum When the inclination angle is 90 ° (the connecting arm 11 is in a horizontal posture), the moment is the maximum (m 1 +
a m 2/2) × L.

【0019】そして、上式に示すように傾き角θに対す
るモーメントMは図5のように非線形のsinカーブを
描く。以下に、傾き角θに係わらず上記モーメントMと
釣り合い可能な接続アーム11を有する水平アーム9の
構造を述べる。
As shown in the above equation, the moment M with respect to the inclination angle θ draws a non-linear sin curve as shown in FIG. Hereinafter, the structure of the horizontal arm 9 having the connection arm 11 that can be balanced with the moment M regardless of the inclination angle θ will be described.

【0020】以下、図2のB−B’断面である図6に用
いて本体10の構造を説明する。本体10の主要な構成
部品であるボックス本体22は、2つの凹空間22aと
22bを設けた部品である。凹空間22aには平衡手段
としてのバランス機構が、凹空間22bには直線摺動手
段としてのブレーキ機構が設けられている。前記バラン
ス機構とブレーキ機構については後述する。
The structure of the main body 10 will be described below with reference to FIG. 6, which is a cross section taken along the line BB 'of FIG. The box main body 22, which is a main component of the main body 10, is a part provided with two concave spaces 22a and 22b. The concave space 22a is provided with a balance mechanism as balancing means, and the concave space 22b is provided with a brake mechanism as linear sliding means. The balance mechanism and the brake mechanism will be described later.

【0021】ボックス本体22の両側には、前記2つの
凹空間22a,22bを覆う板状部材の右側カバー23
と左側カバー24が、例えば図2に示すように複数のね
じ25により固定されている。
On both sides of the box body 22, a right-side cover 23 of a plate-like member covering the two concave spaces 22a and 22b is provided.
The left cover 24 is fixed by a plurality of screws 25, for example, as shown in FIG.

【0022】図6に戻り前記右側カバー23と左側カバ
ー24には、それぞれ図1の回転軸O4 を中心とする丸
穴23a,24aが設けられており、軸受としての樹脂
製のアームブッシュ26を介してアーム軸27が回動自
在に支持されている。
[0022] the back to FIG. 6 right side cover 23 and the left cover 24, a circular hole 23a around the rotary shaft O 4, respectively, of FIG 1, and 24a are provided, made of a resin as a bearing arm bushes 26 The arm shaft 27 is rotatably supported via.

【0023】このアーム軸27は図6のC−C’断面で
ある図7に示すように、両端をD字状にカットした軸で
あり、その異形軸部27a,27bには、それぞれ右側
アーム板28のD字状の異形穴28aと左側アーム板2
9のD字状の異形穴29aが嵌合し、アーム軸27の回
転方向に固定されている。
The arm shaft 27 is a shaft whose both ends are cut into a D-shape as shown in FIG. 7 which is a cross section taken along the line CC 'of FIG. D-shaped irregular hole 28a of plate 28 and left arm plate 2
The nine D-shaped holes 29a are fitted and fixed in the rotation direction of the arm shaft 27.

【0024】図6に戻り、右側アーム板28と左側アー
ム板29はL型の曲げ板形状をしており、接続アーム1
1を構成する部品である。また、右側アーム板28と左
側アーム板29は以下の構成で起上アーム着脱部12と
連結している。
Referring back to FIG. 6, the right arm plate 28 and the left arm plate 29 are L-shaped bent plates.
1. Further, the right arm plate 28 and the left arm plate 29 are connected to the raising arm attaching / detaching portion 12 in the following configuration.

【0025】起上アーム着脱部12の異形軸12aは、
右側アーム板28の異形穴28bと、左側アーム板29
の異形穴29bに嵌合し回転方向に固定され、ボルト3
0で右側アーム板28と左側アーム板29を起上アーム
着脱部12に共締めし軸方向の固定を行うことで、右側
アーム板28と左側アーム板29と起上アーム着脱部1
2が固定されている。また、前記アーム軸27の両端に
は抜け止め31がねじ32により固定されている。
The deformed shaft 12a of the elevating arm attaching / detaching portion 12
The deformed hole 28b of the right arm plate 28 and the left arm plate 29
Of the bolt 3
0, the right arm plate 28, the left arm plate 29 and the raising arm attaching / detaching portion 1 are fastened together with the raising arm attaching / detaching portion 12 and fixed in the axial direction.
2 is fixed. Further, at both ends of the arm shaft 27, stoppers 31 are fixed by screws 32.

【0026】以上の構成により、本体10の右側カバー
23と左側カバー24は樹脂製のブッシュ26を介して
アーム軸27を回転軸O4 周りに回動自在に支持し、抜
け止め31で軸方向の抜けを防止している。これによ
り、アーム軸27と固定された接続アーム11を回転軸
4 周りに回動自在に支持している。
With the above construction, the right cover 23 and the left cover 24 of the main body 10 rotatably support the arm shaft 27 around the rotation axis O 4 via the bush 26 made of resin, and Is prevented. Thus, it is rotatably supported by the rotary shaft O 4 around the connecting arm 11 which is fixed to the arm shaft 27.

【0027】次に、図6の凹空間22aのD−D’断面
である図8を用いて前記バランス機構の説明を行う。凹
空間22a内にはカム板33が設けられており、このカ
ム板33はカム面33aと異形穴33bを有する板状部
材で、カム板33の異形穴33bがアーム軸27の異形
軸27aに嵌合して回転方向に固定され、ねじ34によ
り軸方向の固定を行うことで、カム板33とアーム軸2
7は固定されている。従って、アーム軸27と連結して
いる接続アーム11の回転軸O4 周りの回転により、カ
ム板33も回転する。
Next, the balance mechanism will be described with reference to FIG. 8, which is a cross section taken along line DD 'of the concave space 22a of FIG. A cam plate 33 is provided in the concave space 22a. The cam plate 33 is a plate-shaped member having a cam surface 33a and a deformed hole 33b, and the deformed hole 33b of the cam plate 33 is attached to the deformed shaft 27a of the arm shaft 27. The cam plate 33 and the arm shaft 2 are fitted together and fixed in the rotation direction, and are fixed in the axial direction by screws 34.
7 is fixed. Therefore, by the rotation about the rotation axis O 4 of the connecting arm 11 which is connected to the arm shaft 27, the cam plate 33 also rotates.

【0028】図8は接続アーム11が水平姿勢、図9は
接続アーム11が垂直姿勢の時のカム板33の状態を示
す図である。カム板33のカム面33aは、後述するば
ねケース35に設けられたローラ36に当接している。
FIG. 8 is a view showing the state of the cam plate 33 when the connecting arm 11 is in the horizontal position, and FIG. 9 is a view showing the state of the cam plate 33 when the connecting arm 11 is in the vertical position. The cam surface 33a of the cam plate 33 is in contact with a roller 36 provided in a spring case 35 described later.

【0029】凹空間22a内には、また、ばね定数がk
L の圧縮ばねである大ばね37が1本と、ばね定数がk
S である圧縮ばねである小ばね38が2本並列に設けら
れている。これらのばねは大ばね軸39と小ばね軸40
をそれぞれ内側のガイドとして、またばねケース35を
外側のガイドとしている。
In the concave space 22a, the spring constant is k
One large spring 37, which is an L compression spring, and a spring constant k
Two small springs 38, which are S compression springs, are provided in parallel. These springs have a large spring shaft 39 and a small spring shaft 40.
Are used as inner guides, and the spring case 35 is used as an outer guide.

【0030】大ばね軸39は雄ねじ39aとフランジ3
9bとばね固定部39cを有し、ボックス本体22の雌
ねじ22cにねじ込まれ、前記フランジ39bがボック
ス本体22に突き当たる位置で固定されている。ばね固
定部39cには大ばね37の端部が固定されている。
The large spring shaft 39 has a male screw 39a and a flange 3
9b and a spring fixing portion 39c, which is screwed into the female screw 22c of the box body 22, and is fixed at a position where the flange 39b abuts on the box body 22. The end of the large spring 37 is fixed to the spring fixing portion 39c.

【0031】一方、小ばね軸40は雄ねじ40aと把持
部40bとばね固定部40cを有し、ボックス本体22
の雌ねじ22dにねじ込まれた後、抜け止めねじ41が
締め込まれている。小ばね軸40は締め方向は把持部4
0bがボックス本体22に当たる位置まで(図8の状
態)、締め方向は抜け止めねじ41がボックス本体22
の凹空間22a側に当たる位置(図10の状態)の範囲
で軸方向に移動可能に構成されている。ばね固定部40
cは小ばね38の端部が固定されている。
On the other hand, the small spring shaft 40 has a male screw 40a, a grip portion 40b, and a spring fixing portion 40c.
After being screwed into the female screw 22d, the retaining screw 41 is tightened. The spring direction of the small spring shaft 40 is the gripper 4
Until the position at which Ob contacts the box body 22 (the state of FIG. 8), the locking screw 41 is
Is configured to be movable in the axial direction within a range of a position (the state of FIG. 10) corresponding to the concave space 22a side. Spring fixing part 40
As for c, the end of the small spring 38 is fixed.

【0032】ここでばねケース35のアーム軸27側は
コ字状部35aとなっており(図6も参照)、中空円柱
のローラ36がコ字状部35aに両端を支持されたロー
ラ軸42により回動自在に支持されている。ローラ36
には前述したようにカム板33のカム面33aが当接し
ている。
Here, the arm shaft 27 side of the spring case 35 has a U-shaped portion 35a (see also FIG. 6), and a hollow cylindrical roller 36 has a roller shaft 42 whose both ends are supported by the U-shaped portion 35a. And are rotatably supported. Roller 36
, The cam surface 33a of the cam plate 33 is in contact as described above.

【0033】ばねケース35の周囲には、凹空間22a
内での摺動性を高める直線摺動手段としての樹脂製の滑
り板43がねじ44により固定されている。また、前述
の通り、ばねケース35はばね収容溝を設けており、溝
の底部35b,35c,35cが、大ばね37と小ばね
38の端部に当接する構造となっている。
Around the spring case 35, a concave space 22a is provided.
A sliding plate 43 made of resin as a linear sliding means for improving the slidability in the inside is fixed by screws 44. Further, as described above, the spring case 35 is provided with the spring accommodating groove, and the bottoms 35b, 35c, 35c of the groove come into contact with the ends of the large spring 37 and the small spring 38.

【0034】以上の構成により、接続アーム11が反時
計回りに回転するとカム板33も反時計回りに回転し、
カム板33のカム面33aは回転軸O4 から垂直方向に
l離れた位置でローラ36〜ローラ軸42〜ばねケース
35〜溝の底部35b,35c,35cを介してボック
ス本体22に固定された大ばね軸39と小ばね軸40に
支持された大ばね37と小ばね38を水平方向に押すこ
とで弾性変形させる構造となっている。
With the above configuration, when the connecting arm 11 rotates counterclockwise, the cam plate 33 also rotates counterclockwise,
The cam surface 33a of the cam plate 33 is fixed from the rotational axis O 4 bottom 35b of the roller 36 to the roller shaft 42 to the spring case 35 to the groove at a position away l vertically, 35c, 35c to the box body 22 through the The large spring 37 and the small spring 38 supported by the large spring shaft 39 and the small spring shaft 40 are elastically deformed by pushing horizontally.

【0035】ここで、上記ばねを弾性変形させるカム面
33aの寸法形状について述べる。並列に並べられたば
ねのばね定数は大ばね37がkL で、小ばね38がkS
より、大ばね1本と小ばね2本による合計のばね定数k
は k=kL +kS … (2)式となり また、ばね弾性変形量をxとすると、ばねの弾性変形に
より発生する反力F’は F’=kx … (3)式となる。 また、この反力F’はローラ36を介して回転軸O4
ら垂直方向にl離れた位置でカム板39を押すので、こ
の反力F’により発生するモーメントM’は M’=F’l … (4)式となる。 そして、前記質量によるモーメントMとM’が各傾き角
θで同じとなるカム面33aの形状は定められている。
Here, the dimensions and the shape of the cam surface 33a for elastically deforming the spring will be described. The spring constant of the springs arranged in parallel is k L for the large spring 37 and k S for the small spring 38.
Thus, the total spring constant k of one large spring and two small springs
Is given by k = k L + k S (2) Further, assuming that the amount of elastic deformation of the spring is x, the reaction force F ′ generated by the elastic deformation of the spring is represented by F ′ = kx (3). Further, the reaction force F ′ pushes the cam plate 39 at a position vertically away from the rotation axis O 4 via the roller 36, so that the moment M ′ generated by the reaction force F ′ is M ′ = F ′. l ... Equation (4) is obtained. The shape of the cam surface 33a at which the moments M and M ′ due to the mass are the same at each inclination angle θ is determined.

【0036】また、2本の小ばね軸40,40は前述の
通り、図10に示す位置から図8に示す位置まで移動可
能であるが、図10の位置(小ばね固定部40cが回転
軸O4 に対して水平方向に最も離れた位置)は、接続ア
ーム11が水平姿勢の時でも2つの小ばね38が弾性変
形されない位置に定められている。
As described above, the two small spring shafts 40 are movable from the position shown in FIG. 10 to the position shown in FIG. 8, but the position shown in FIG. The position farthest from O 4 in the horizontal direction) is set to a position where the two small springs 38 are not elastically deformed even when the connection arm 11 is in the horizontal posture.

【0037】なお、小ばね軸40を片側のみ締め込んだ
状態を図11に示す。この状態では上側の小ばね38は
機能しておらず、並列に並べられたばねの合計ばね定数
kもk=kL +kS と小さくなっている。このようにば
ねの機能をON・OFFすることで弾性力を調整する機
構を構成している。
FIG. 11 shows a state in which the small spring shaft 40 is tightened on only one side. In this state, the upper small spring 38 does not function, and the total spring constant k of the springs arranged in parallel is also small as k = k L + k S. Thus, a mechanism for adjusting the elastic force by turning on / off the function of the spring is configured.

【0038】図8に戻り凹空間22aには、またアーム
軸27の回転軸O4 周りの回転トルクを調整する回転ト
ルク調整機構45が設けられている。図8より回転トル
ク調整機構45を抜き出したものを図12に示す。
[0038] The recessed space 22a back to FIG. 8, also rotating torque adjustment mechanism 45 is provided for adjusting the rotational torque around the rotation axis O 4 of the arm shaft 27. FIG. 12 shows the rotation torque adjusting mechanism 45 extracted from FIG.

【0039】回転トルク調整機構45は、クランプ状の
金属製の摩擦板46と、アーム軸27を支える樹脂製の
摩擦ブロック47,47と、締付ねじ48と、ねじ4
9,49よりなる。ねじ49,49は摩擦板を凹空間2
2a内に固定している。摩擦板46は空間46aと雌ね
じ部46bを有し、空間46aには前記摩擦ブロック4
7,47がアーム軸27の丸軸部27c(図7も参照)
を支えるように設けられている。摩擦板46の雌ねじ部
46bには締付ねじ48が締められており、締め量に応
じて前記空間46aを図中略上下方向に狭くすることで
前記摩擦ブロック47,47を介してアーム軸27の外
周面に荷重をかけ摩擦を生じさせ、一定のトルク以下で
はアーム軸11が回転しない回転トルク調整機構45を
構成している。
The rotating torque adjusting mechanism 45 includes a clamp-shaped metal friction plate 46, resin friction blocks 47 and 47 for supporting the arm shaft 27, a tightening screw 48, and a screw 4.
9,49. The screws 49, 49 connect the friction plate to the concave space 2.
2a. The friction plate 46 has a space 46a and a female screw portion 46b.
7, 47 are round shaft portions 27c of the arm shaft 27 (see also FIG. 7).
It is provided to support. A tightening screw 48 is fastened to the female screw portion 46b of the friction plate 46, and the space 46a is narrowed substantially in the vertical direction in the figure according to the amount of tightening so that the arm shaft 27 is moved through the friction blocks 47, 47. A load is applied to the outer peripheral surface to generate friction, and the rotation torque adjusting mechanism 45 is configured so that the arm shaft 11 does not rotate at a certain torque or less.

【0040】次に、図6の凹空間22bに設けられた前
記ブレーキ機構の説明を行う。図6の凹空間22bのE
−E’断面を図13に示す。図6において、梃子アーム
50は長い角柱状の部材で、軽量化のための肉抜き溝5
0a,50b、貫通穴50cが設けられている。また両
端部には、押圧棒51,52がねじ結合により固定され
ている。
Next, the brake mechanism provided in the concave space 22b of FIG. 6 will be described. E of the concave space 22b in FIG.
FIG. 13 shows a section taken along the line −E ′. In FIG. 6, a lever arm 50 is a long prismatic member, and a lightening groove 5 for reducing the weight.
0a, 50b and a through hole 50c are provided. Press rods 51 and 52 are fixed to both ends by screw connection.

【0041】図13に示すようにボックス本体22に
は、前記梃子アーム50の上下のガイドとしての梃子ガ
イドU53と梃子ガイドD54が複数のねじ55により
固定されている。また、梃子ガイドU53,梃子ガイド
D54の圧縮方向の力を受けるスペーサー56が梃子ガ
イドU53、梃子ガイドD54、ボックス本体22とね
じ57により共締めされ固定されている。スペーサー5
6は前記梃子アーム50の貫通穴50c内に設けられて
おり、梃子アーム50の動きに干渉されない。
As shown in FIG. 13, a lever guide U53 and a lever guide D54 as upper and lower guides of the lever arm 50 are fixed to the box body 22 by a plurality of screws 55. A spacer 56 receiving a force in the compression direction of the lever guide U53 and the lever guide D54 is fastened and fixed together with the lever guide U53, the lever guide D54, the box body 22, and the screw 57. Spacer 5
6 is provided in the through hole 50c of the lever arm 50, and is not interfered by the movement of the lever arm 50.

【0042】また、図6に示すように梃子ガイドU5
3、梃子ガイドD54の他端はガイドつなぎ部材58を
間に介してねじ59により固定されており、同様に梃子
ガイド53U,54Dの圧縮方向の力を受けている。ガ
イドつなぎ部材58には押圧棒60がねじ結合により固
定されている。
As shown in FIG. 6, the lever guide U5
3. The other end of the lever guide D54 is fixed by a screw 59 with a guide connecting member 58 interposed therebetween, and similarly receives a force in the compression direction of the lever guides 53U and 54D. A pressing rod 60 is fixed to the guide connecting member 58 by screw connection.

【0043】図13に示すように前記梃子アーム50
は、梃子ガイドU53の穴53aと梃子ガイドD54の
穴54aに支持された梃子軸61により回転自在に支持
されている。梃子軸61は抜け止め62とねじ63で連
結することで軸方向の抜けを防止している。また、梃子
アーム50と梃子ガイドU53、梃子ガイドD54の間
には梃子アーム50の高さ方向(梃子軸61の軸方向)
の支えとしての樹脂製のワッシャー64,64が設けら
れている。また、凹空間22bの切欠部22eも梃子ア
ーム50の高さ方向の支えとして設けられている。
As shown in FIG.
Is rotatably supported by a lever shaft 61 supported by the hole 53a of the lever guide U53 and the hole 54a of the lever guide D54. The lever shaft 61 is prevented from coming off in the axial direction by being connected to the stopper 62 and the screw 63. Further, between the lever arm 50 and the lever guide U53 and the lever guide D54, the height direction of the lever arm 50 (the axial direction of the lever shaft 61).
Are provided as resin supports. The notch 22e of the concave space 22b is also provided as a support in the height direction of the lever arm 50.

【0044】梃子ガイドU53の穴53bと梃子ガイド
D54の穴54bにはブッシュ65,65が設けられ、
これらは前述の第3の関節8を構成する部品である関節
ブロック66の軸部66aを回転自在に支持している。
軸部66aの端部には、ねじ部66bがあり、リング6
7を締めることで軸方向に圧縮し一定の回転トルクに調
節後固定されている。関節ブロック66には穴66cが
あり、前記旋回アーム7の端部が図示しないねじ等の締
結手段により固定されている。
In the hole 53b of the lever guide U53 and the hole 54b of the lever guide D54, bushes 65, 65 are provided.
These rotatably support the shaft 66a of the joint block 66, which is a component of the third joint 8 described above.
At the end of the shaft portion 66a, there is a screw portion 66b.
By tightening 7, the shaft is compressed in the axial direction, adjusted to a constant rotational torque, and fixed. The joint block 66 has a hole 66c, and the end of the turning arm 7 is fixed by a fastening means such as a screw (not shown).

【0045】凹空間22bには、ブレーキ板68がその
異形穴68aをアーム軸27の異形軸部27bと嵌合し
て設けられ、接続アーム11の回転に従ってブレーキ板
68も回転する。一方、ブレーキ板68はアーム軸27
の軸方向には固定されず、摺動可能に構成されている。
In the concave space 22b, a brake plate 68 is provided with its modified hole 68a fitted to the modified shaft portion 27b of the arm shaft 27, and the brake plate 68 rotates with the rotation of the connection arm 11. On the other hand, the brake plate 68 is
Are not fixed in the axial direction, but are slidable.

【0046】ボックス本体22に固定された左側カバー
24にはF/Lノブ69の雄ねじ部69aがねじ込まれ
ている。図13において矢印方向にF/Lノブ69を回
転させると雄ねじ部69aが推進し、図6において梃子
アーム50を図中下向きに押す構造となっている。また
F/Lノブ69の回転量、すなわち雄ねじ部69aの推
進量を規制するストッパー70およびストッパー71が
設けられている。
The male screw portion 69a of the F / L knob 69 is screwed into the left cover 24 fixed to the box body 22. When the F / L knob 69 is rotated in the direction of the arrow in FIG. 13, the male screw portion 69a is propelled, and in FIG. 6, the lever arm 50 is pushed downward in the figure. Further, a stopper 70 and a stopper 71 for regulating the rotation amount of the F / L knob 69, that is, the propulsion amount of the male screw portion 69a are provided.

【0047】図6の梃子アーム50周りの概念図を図1
4に示す。図14中、梃子アーム50は梃子軸61を支
点とし、F/Lノブ69の雄ねじ部69aの推進力FA
を力点とすると、梃子軸61周りには矢印に示す回転モ
ーメントが発生する。このモーメントは梃子アーム50
の両端に設けられた押圧棒51,52にそれぞれFB
C の力を与えるよう構成されている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the periphery of the lever arm 50 in FIG.
It is shown in FIG. In FIG. 14, the lever arm 50 has a lever shaft 61 as a fulcrum, and the driving force F A of the male screw portion 69a of the F / L knob 69.
, A rotational moment indicated by an arrow is generated around the lever shaft 61. This moment is the lever arm 50
F B to the pressing rod 51 and 52 provided at both ends of each of
It is configured to provide a force of F C.

【0048】最後に、図1のF矢視である図15を用い
て第2の関節6(回転軸O2 まわり)の構造を説明す
る。旋回アーム7には旋回アーム関節72が連結ロッド
5には連結ロッド関節73が連結し、これらは第2の関
節6を構成している。連結ロッド関節73にはストッパ
ー74が固定されている。旋回アーム関節72には第1
の突当部72aと第2の突当部72bが設けられてい
る。
Lastly, the structure of the second joint 6 (around the rotation axis O 2) will be described with reference to FIG. 15 is a F arrow in FIG. A swing arm joint 72 is connected to the swing arm 7, and a connection rod joint 73 is connected to the connection rod 5, and these constitute the second joint 6. A stopper 74 is fixed to the connecting rod joint 73. The pivot arm joint 72 has the first
Abutting portion 72a and a second abutting portion 72b.

【0049】図15のG−G’断面を図16に示す。ま
た旋回アーム関節72にはテーパー凸部72cが設けら
れ、連結ロッド関節73のテーパー凹部73aに嵌合し
ている。
FIG. 16 shows a cross section taken along line GG ′ of FIG. The turning arm joint 72 is provided with a tapered convex portion 72c, which is fitted into a tapered concave portion 73a of the connecting rod joint 73.

【0050】また、旋回アーム関節72には軸75が図
示しないねじ等の手段により固定されており、軸75は
その他端に雄ねじ部75aを有し、樹脂製のワッシャー
76、ノブ77を貫通後、止めリング78にねじ込まれ
て固定されている。
A shaft 75 is fixed to the revolving arm joint 72 by means such as a screw (not shown). The shaft 75 has a male screw portion 75a at the other end, and passes through a resin washer 76 and a knob 77. , And is fixed by being screwed into the retaining ring 78.

【0051】次に、前述のように構成された手術器具保
持装置の作用について説明する。まず、バランス機構に
ついて説明すると、図1に示す手術用保持装置1の内視
鏡把持部18に内視鏡19を取り付けた状態にして、図
2に示す接続アーム11を回転軸O4 周りに垂直姿勢か
ら水平姿勢になるよう図中、反時計方向に回転させる
と、接続アーム11〜内視鏡19に至る質量による回転
軸O4 周りのモーメントMが発生する。このモーメント
Mは前記(1)式に示すようにM=(M1 +m2 /2)
×L×sinθで表され、図5に示すように回転角θに
対するモーメントMはsinカーブを描く。
Next, the operation of the surgical instrument holding device configured as described above will be described. First, to describe the balancing mechanism, in the state of attaching the endoscope 19 to the endoscope holding portion 18 of the surgical holding device 1 shown in FIG. 1, the rotation axis O 4 around the connecting arm 11 shown in FIG. 2 in the figure so that from the vertical position to a horizontal position, is rotated in the counterclockwise direction, the moment M around the rotation axis O 4 by mass reaching the connecting arm 11 to endoscope 19 is generated. The moment M is the M = As shown in (1) (M 1 + m 2/2)
× L × sin θ, and the moment M with respect to the rotation angle θ draws a sin curve as shown in FIG.

【0052】回転軸O4 周りの回転は、図8に示すアー
ム軸27を中心に行われるが、これと連結したカム板3
3も同様に反時計方向に回転する。カム板33の面33
aは、回転軸O4 から垂直方向にl離れた位置でローラ
36〜ローラ軸42〜ばねケース35の溝の底部35
b,35c,35を介してボックス本体22に固定され
た大ばね軸39と小ばね軸40に支持された大ばね37
と小ばね38を押すことで弾性変形させる。
The rotation about the rotation axis O 4 is performed about the arm shaft 27 shown in FIG.
3 also rotates counterclockwise. Surface 33 of cam plate 33
a is the roller 36 to the roller shaft 42 to the bottom 35 of the groove of the spring case 35 at a position vertically away from the rotation axis O 4 by l.
b, 35c, and 35c, a large spring shaft 39 fixed to the box body 22 and a large spring 37 supported by the small spring shaft 40
Then, the small spring 38 is pressed to be elastically deformed.

【0053】ばねは弾性変形させられることで前記
(2)式や(3)式に示すように、ばね定数kと弾性線
形量xに比例した反力F’を発生する。図8の大ばね軸
39と2本の小ばね軸40が全てボックス本体22に締
め込まれた状態においてはカム33の回転により、大ば
ね37と2本の小ばね38がそれぞれ、溝の底部35
b,35c、35c〜ばね固定部39c,40c,40
cの間で挟まれることで弾性変形させられる。つまり大
ばね37と2本の小ばね38は機能している。
When the spring is elastically deformed, a reaction force F 'proportional to the spring constant k and the elastic linear amount x is generated as shown in the above equations (2) and (3). When the large spring shaft 39 and the two small spring shafts 40 in FIG. 8 are all tightened into the box main body 22, the rotation of the cam 33 causes the large spring 37 and the two small springs 38 to respectively reach the bottom of the groove. 35
b, 35c, 35c to spring fixing portions 39c, 40c, 40
It is elastically deformed by being sandwiched between c. That is, the large spring 37 and the two small springs 38 function.

【0054】図8の状態における、並列に並べられたば
ねの合計ばね定数kは機能している大ばね37と2本の
小ばね38のばね定数を加算した値であり、 k=kL +2kS となる。そして反力F’はばね定数kと弾性変形量xの
積で決まる。
In the state shown in FIG. 8, the total spring constant k of the springs arranged in parallel is a value obtained by adding the spring constants of the functioning large spring 37 and the two small springs 38, and k = k L +2 k S. Become. The reaction force F 'is determined by the product of the spring constant k and the amount of elastic deformation x.

【0055】ここで、この反力F’は、回転軸O4 から
垂直方向にl離れた位置でカム板33を押すため、この
反力F’によるモーメントM’はM’=F’lとなる。
ここで、カム面33aの形状は、質量によるモーメント
Mと反力F’によるモーメントM’がどの回転角θにお
いても釣り合うよう設計されているので、接続アーム1
1を任意の回転角θまで回転させ、手を離しても釣り合
いがとれ接続アーム11は静止する。
Here, since the reaction force F ′ pushes the cam plate 33 at a position vertically away from the rotation axis O 4 by l, the moment M ′ due to the reaction force F ′ is M ′ = F′l. Become.
Here, the shape of the cam surface 33a is designed so that the moment M due to the mass and the moment M ′ due to the reaction force F ′ are balanced at any rotation angle θ.
1 is rotated to an arbitrary rotation angle θ, and the connection arm 11 is kept stationary even when the hand is released.

【0056】ここで、図1の内視鏡19を軽いものに交
換して使用する場合について以下に説明する。図8の大
ばね軸39と2本の小ばね軸40が全てボックス本体2
2に締め込まれた状態で、内視鏡19を軽い物に交換す
ると質量によるモーメントMが小さくなるのに対し、ば
ねの反力F’によるモーメントM’は変化しないのでM
<M’となり釣り合いが崩れ、バランスがとれなくな
る。
Here, a case where the endoscope 19 shown in FIG. 1 is replaced with a lighter one and used will be described below. The large spring shaft 39 and the two small spring shafts 40 in FIG.
When the endoscope 19 is replaced with a light one in a state where the endoscope 19 is tightened, the moment M due to the mass decreases, whereas the moment M ′ due to the reaction force F ′ of the spring does not change.
<M ', the balance is lost, and the balance cannot be obtained.

【0057】この時は、Mが小さくなるのに応じてM’
も小さくしてやれば良い。図11に示すように上側の小
ばね軸40を抜け止めねじ41がボックス本体22の凹
空間22aに当たり動かなくなるまで(締め方向に)動
かす。この時上側の小ばね軸40のばね固定部40cが
回転軸O4 から離れることで上の小ばね38は接続アー
ム11が水平姿勢の時でも溝の底部35c〜ばね固定部
40c間で弾性変形させられず、つまり上側の小ばねが
機能しなくなる。
At this time, M ′ becomes smaller as M becomes smaller.
Should also be reduced. As shown in FIG. 11, the upper small spring shaft 40 is moved (in the tightening direction) until the retaining screw 41 hits the concave space 22a of the box body 22 and does not move. Small springs 38 of the spring fixing portion 40c of the case upper small spring shaft 40 above by away from the rotation axis O 4 is elastically deformed between the bottom 35c~ spring fixing portion 40c of the groove connecting arm 11 even when the horizontal position It is not possible, that is, the upper small spring does not work.

【0058】これによりばね定数kがk=kL +kS
小さくなることで、反力F’(=kx)も小さくなり、
M≒M’とできる。また、更に軽い内視鏡19を用いる
時は図10に示すように2つの小ばね軸40を一緒に緩
めることで、2つの小ばね38を機能しないようにし全
体のばね定数k=kL を小さくすることで釣り合わせら
れる。
As a result, the spring constant k becomes smaller as k = k L + k S , so that the reaction force F ′ (= kx) also becomes smaller.
M ≒ M '. When a lighter endoscope 19 is used, the two small springs 40 are loosened together as shown in FIG. 10 so that the two small springs 38 do not function and the overall spring constant k = k L is reduced. It can be balanced by making it smaller.

【0059】また、図12に示すトルク調整機構45
で、締め付けねじ48を摩擦板46の雌ねじ部46bに
締め込むことで、空間46aを図中上下方向に狭くし、
摩擦ブロック47,47を介してアーム軸27の外周面
に荷重をかけ摩擦を生じさせている。この摩擦により一
定以下のトルクではアーム軸11は回転しない。
The torque adjusting mechanism 45 shown in FIG.
By tightening the tightening screw 48 into the female screw portion 46b of the friction plate 46, the space 46a is narrowed in the vertical direction in the drawing,
A load is applied to the outer peripheral surface of the arm shaft 27 via the friction blocks 47, 47 to generate friction. Due to this friction, the arm shaft 11 does not rotate with a torque less than a certain value.

【0060】よって前記MとM’が少々異なっていて
も、回転トルク調整機構45により一定以下のトルクが
キャンセルされるのでバランスがとれる。次に、ブレー
キ機構の作用について説明する。
Therefore, even if M and M 'are slightly different from each other, a torque equal to or less than a predetermined value is canceled by the rotation torque adjusting mechanism 45, so that a balance can be obtained. Next, the operation of the brake mechanism will be described.

【0061】図13のF/Lノブ69は図中水平姿勢か
ら垂直姿勢に回転することで回転軸O3 ,O4 周りの回
転のF(フリー)、L(ロック)を切り替えるものであ
る。F/Lノブ69が水平姿勢から垂直姿勢に回転する
ことで、F/Lノブ69の雄ねじ部69aが左側カバー
24に対し所定の推進力でねじ込まれる。
The F / L knob 69 in FIG. 13 switches between F (free) and L (lock) for rotation around the rotation axes O 3 and O 4 by rotating from a horizontal position to a vertical position in the figure. When the F / L knob 69 rotates from the horizontal posture to the vertical posture, the male screw portion 69a of the F / L knob 69 is screwed into the left cover 24 with a predetermined propulsive force.

【0062】図6に示すように雄ねじ部69aは、支点
61を持つ梃子アーム50を所定の推進力で押圧する。
概念図としての図14に示すように、ねじによる推進力
Aは、梃子アーム50に力点として加わり、支点とし
ての梃子軸61まわりにモーメントを発生させる。この
モーメントは、梃子アーム50の両端に設けられた押圧
棒51,52にそれぞれFB ,FC の力を与える。
As shown in FIG. 6, the male screw portion 69a presses the lever arm 50 having the fulcrum 61 with a predetermined propulsive force.
As shown in FIG. 14 as a conceptual diagram, the propulsion force F A by the screw is applied to the lever arm 50 as a power point, and generates a moment around the lever shaft 61 as a fulcrum. This moment, each pressure rod 51 and 52 provided at both ends of the lever arms 50 F B, empowering the F C.

【0063】ここで、力FB は図7に示すように図中下
向きに働き、ブレーキ板68は押圧棒51とボックス本
体22との間で挟まれることによりロックされる。ここ
でアーム軸27とブレーキ板68は相対回転しないよう
に固定されているので、アーム軸27もロックされ、こ
れと連結した接続アーム11もロックされる。これによ
り、回転軸O4 周りの回転がロックされる。なお、アー
ム軸27とブレーキ板68は軸方向には連結していない
ため、力FB が接続アーム11に伝わることはない。
[0063] Here, the force F B acts in the figure downwards as shown in FIG. 7, the brake plate 68 is locked by being sandwiched between the pressing rod 51 and the box body 22. Here, since the arm shaft 27 and the brake plate 68 are fixed so as not to rotate relative to each other, the arm shaft 27 is also locked, and the connection arm 11 connected thereto is also locked. Thus, rotation around the rotation axis O 4 is locked. Incidentally, the arm shaft 27 and the brake plate 68 for axially not connected, the force F B not transmitted to the connecting arm 11.

【0064】一方、力FC は、図6に示すように図中上
向きに働き、関節ブロック66の軸部66aは、押圧棒
52と押圧棒60との間で挟まれることによりロックさ
れ、回転軸O3 周りの回転がロックされる。
On the other hand, the force F C acts upward in the figure as shown in FIG. 6, and the shaft portion 66a of the joint block 66 is locked by being pinched between the pressing rod 52 and the pressing rod 60, thereby rotating the joint block 66. axis O 3 rotation around is locked.

【0065】持ち運び等、コンパクトにする必要がある
時には、図1の起上アーム着脱部12から起上アーム1
3を取外した後、第3の関節8の回転軸O3 周りに旋回
アーム7と水平アーム9が略平行となるよう回転させ、
その後、図15に示す状態から旋回アーム7を回転軸O
2 周りに図中、反時計方向に回転させることで、コンパ
クトに折り畳むことができる。図15で旋回アーム関節
72に設けられた第2の突当部72bは連結ロッド関節
73に設けられたストッパー74に当接する(図15中
2点鎖線の位置)まで回転する。
When it is necessary to make the apparatus compact, for example, when carrying the apparatus, the raising arm 1 is detached from the raising arm attaching / detaching portion 12 shown in FIG.
After removing 3 , the turning arm 7 and the horizontal arm 9 are rotated about the rotation axis O 3 of the third joint 8 so as to be substantially parallel,
Thereafter, the turning arm 7 is rotated from the state shown in FIG.
By turning around 2 counterclockwise in the figure, it can be folded compactly. In FIG. 15, the second abutting portion 72b provided on the turning arm joint 72 rotates until it comes into contact with the stopper 74 provided on the connecting rod joint 73 (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 15).

【0066】回転した後は、図16に示すようにノブ7
7を締め込むことにより、テーパー凸部72cとテーパ
ー凹部73aが押しつけられることで噛み合い、回転軸
2周りに回転しなくなる。テーパーによる噛み合わせ
なので、弱い押しつけ力でも充分な固定力量が発生す
る。
After the rotation, as shown in FIG.
By tightening the 7, meshing by tapered protrusion 72c and the tapered recess 73a is pressed, not rotate about the rotation axis O 2. Because of the engagement by the taper, a sufficient amount of fixing force is generated even with a weak pressing force.

【0067】一方、セッティング時には、ノブ77を緩
めることで、テーパー部の噛み合いを外した後、図15
中旋回アーム7を時計方向に回転させ、第1の突当部7
2aがストッパー74に当接するようにした後、再度、
ノブ77を締め込んで回転軸O2 周りに回転しないよう
にする。
On the other hand, at the time of setting, the engagement of the tapered portion is released by loosening the knob 77.
By rotating the middle swing arm 7 clockwise, the first abutting portion 7 is rotated.
After the 2a is brought into contact with the stopper 74, again
By tightening the knob 77 to prevent rotation to the rotary shaft O 2 around.

【0068】なお、本実施形態では、バランスをとるた
めの弾性補正要素に圧縮ばねを使用したが、これに限ら
ず他のばねや油圧系、気体圧力系、または、圧縮空気系
等も考えられる。
In this embodiment, a compression spring is used as an elasticity compensating element for achieving balance. However, the present invention is not limited to this, and other springs, hydraulic systems, gas pressure systems, compressed air systems, and the like may be used. .

【0069】また、ばねの本数も3本に限らず2本でも
4本以上でも構わない。更に本実施形態の3本のばねの
ばね定数は2種類とし、1本のばねは常に機能したまま
としたが、これに限らず3本のばねのばね定数を全て変
えたり、3本のばねの機能をON−OFFできるように
することで、ばね定数を細かく変えられるようにしても
よい。
The number of springs is not limited to three, but may be two or four or more. Further, the spring constants of the three springs of the present embodiment are two types, and one spring is always kept functioning. However, the present invention is not limited to this, and the spring constants of all three springs may be changed or three springs may be changed. By making the function ON-OFF, the spring constant may be finely changed.

【0070】また、本実施形態では、大ばねと大ばね軸
からなるユニットをボックス本体に対しねじ込んだ状態
で固定していたが、これに限らず、大ばね軸のフランジ
部側に溝やつまみ等を設け、異なるばね定数の大ばねと
大ばね軸からなるユニットに(ユーザーが)交換可能な
構成としてもよい。
In this embodiment, the unit composed of the large spring and the large spring shaft is screwed into the box body and fixed. However, the present invention is not limited to this. And the like, and may be configured to be replaceable (by a user) by a unit including a large spring and a large spring shaft having different spring constants.

【0071】更に、ねじに限らずカム等によりばね軸を
推進させてばね機能をON−OFFさせてもよい。ま
た、ばねの配置についても本実施形態は同一平面上に3
つのばねを並列に配置したが直列に配置しても良い。ま
た、小ばね軸とボックス本体のねじ部には多条ねじを使
用し、少ない回転で軸方向に大きく移動できるようにし
てもよい。
Further, the spring function may be turned on and off by propelling the spring shaft by a cam or the like instead of the screw. In this embodiment, the arrangement of the springs is 3 on the same plane.
Although the two springs are arranged in parallel, they may be arranged in series. Also, a multi-start thread may be used for the thread portion of the small spring shaft and the box body so that the small spring shaft can be largely moved in the axial direction with a small rotation.

【0072】図17〜図21は第2の実施形態を示し、
本実施形態では、第1の実施形態で3本のばねを同一平
面に並列に並べていたのに対し、同一軸上にばねを並べ
たものである。ばねを同一軸上に並べたのと、ばねの機
能ON−OFF手段を変えた以外は第1の実施形態と同
様なので、変更部分のみの説明を行う。
FIGS. 17 to 21 show a second embodiment.
In this embodiment, three springs are arranged in parallel on the same plane in the first embodiment, but springs are arranged on the same axis. Except that the springs are arranged on the same axis and that the function ON / OFF means of the springs is changed, it is the same as the first embodiment, so only the changed parts will be described.

【0073】ボックス本体79の凹空間79aには、ば
ねケース80が設けられている。このばねケース80は
ばね収容溝80aを設けており、この中にはそれぞれ径
の異なる3本の圧縮ばね81,82,83が同軸上に収
納され、これらのねじの端部はばねケース80の溝の底
部80bに接着等の手段で固定されている。
A spring case 80 is provided in the concave space 79a of the box body 79. The spring case 80 is provided with a spring accommodating groove 80a, in which three compression springs 81, 82 and 83 having different diameters are accommodated coaxially. It is fixed to the bottom 80b of the groove by means such as adhesion.

【0074】これら3本の圧縮ばね81,82,83の
ばね定数はそれぞれka ,kb ,kc となっている。ま
た、ボックス本体79には上記ばねの内側のガイドとし
てのばねガイド84が固定されている。
The spring constants of these three compression springs 81, 82 and 83 are k a , k b and k c , respectively. Further, a spring guide 84 as a guide inside the spring is fixed to the box body 79.

【0075】ボックス本体79の外側にはばね定数調整
ノブ85が設けられ、このノブ85はボックス本体79
に回転自在に支持された軸86と連結している。軸86
の凹空間79a内にはCリング87が固定され、Cリン
グ87とばね定数調整ノブ85でボックス本体79を挟
むことにより、軸方向に抜けない構造になっている。軸
86の他端部には、ばねストッパー88が固定されてい
る。
A spring constant adjusting knob 85 is provided outside the box body 79, and this knob 85 is attached to the box body 79.
The shaft 86 is rotatably supported by the shaft 86. Shaft 86
A C-ring 87 is fixed in the concave space 79a, and the box body 79 is sandwiched between the C-ring 87 and the spring constant adjustment knob 85, so that the box body 79 does not come off in the axial direction. A spring stopper 88 is fixed to the other end of the shaft 86.

【0076】図17のH−H’断面を図18に示す。ば
ねストッパー88は板の中央に切欠部88aのある部材
である。図18に示すように、ばね定数調整ノブ85が
水平姿勢の時は、前記3本の圧縮ばね81,82,83
は切欠部88aを通過する。ここで、ばね定数調整ノブ
85を図中反時計方向に回転させることで、ばねストッ
パー88は軸86を中心に回転する。図示しないクリッ
プ手段とストッパーによりばね定数調整ノブ85は垂直
姿勢(0°)から反時計方向に20°,40°,60°
と、20°きざみで回転する。図19は20°、図20
は40°、図21は60°回転した時のばねストッパー
の状態を示す図である。
FIG. 18 shows a cross section taken along line HH ′ of FIG. The spring stopper 88 is a member having a cutout 88a at the center of the plate. As shown in FIG. 18, when the spring constant adjusting knob 85 is in the horizontal posture, the three compression springs 81, 82, 83
Passes through the notch 88a. Here, by rotating the spring constant adjusting knob 85 counterclockwise in the figure, the spring stopper 88 rotates about the shaft 86. The spring constant adjusting knob 85 is rotated counterclockwise by 20 °, 40 °, 60 ° from a vertical position (0 °) by a clip means and a stopper (not shown).
, And rotate in increments of 20 °. FIG. 19 shows 20 °, FIG.
FIG. 21 shows the state of the spring stopper when rotated by 40 °, and FIG. 21 shows the state of the spring stopper when rotated by 60 °.

【0077】次に、第2の実施形態の構成による作用を
説明する。図18において、ばね定数調整ノブ85を2
0°反時計方向に回転すると、図19の状態となる。こ
の状態では、圧縮ばね82と圧縮ばね83は、ばねスト
ッパー88の切欠部88aを通過できる位置にあるが、
圧縮ばね81は通過できる位置にはない。
Next, the operation of the second embodiment will be described. In FIG. 18, the spring constant adjustment knob 85 is set to 2
When it is rotated counterclockwise by 0 °, the state shown in FIG. 19 is obtained. In this state, the compression spring 82 and the compression spring 83 are at positions where they can pass through the notch 88a of the spring stopper 88,
The compression spring 81 is not in a position where it can pass.

【0078】図示しない接続アームやカムの回転でばね
ケース80が図17中で右方向に移動した時、上述のと
おり圧縮ばね81のみがばねケース80の溝の底部80
b〜ばねストッパー87間で圧縮され、ばねケース80
の変位量をxとすると出力F1 ’=ka xを生じる。
When the connection arm or cam (not shown) rotates the spring case 80 to the right in FIG. 17, only the compression spring 81 is moved to the bottom 80 of the groove of the spring case 80 as described above.
b to the spring stopper 87,
Assuming that the displacement amount is x, an output F 1 ′ = k ax is generated.

【0079】ここで、内視鏡が重いなど質量によるモー
メントが大きい場合には、図20や図21に示すよう
に、ばね定数調整ノブ85を40°,60°回せば良
い。これにより、溝の底部80b〜ばねストッパー87
間で圧縮されるばねがそれぞれ、圧縮ばね81と圧縮ば
ね82、圧縮ばね81と圧縮ばね82と圧縮ばね83と
なり、出力もそれぞれ(ka +kb )x,(ka +kb
+kc )xと増加し、質量によるモーメントが大きい時
でも対応できる。
Here, when the moment due to mass is large such as when the endoscope is heavy, the spring constant adjusting knob 85 may be turned by 40 ° and 60 ° as shown in FIGS. As a result, the groove bottom 80b to the spring stopper 87
Spring respectively is compressed between the compression spring 81 and the compression spring 82, a compression spring 81 compression spring 82 and the compression spring 83, and the output also respectively (k a + k b) x , (k a + k b
+ K c ) x, which can cope with a large moment due to mass.

【0080】したがって、第1の実施形態の効果に加
え、ばねを同軸上に並べることで小型化が図られる。ま
た、径方向にストッパーを入れるので、ストッパーのO
N−OFFを入れる操作がワンタッチででき、操作性が
よい。
Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, the size can be reduced by arranging the springs coaxially. Also, since the stopper is inserted in the radial direction, the O
N-OFF operation can be performed with one touch, and operability is good.

【0081】図22〜図25は第3の実施形態を示し、
本実施形態では第1の実施形態で常に一定であったばね
の装備力量を変えられるようにしたものである。これ以
外は第1の実施形態と同様なので、同部品は同じ番号を
付し説明は割愛する。
FIGS. 22 to 25 show a third embodiment.
In the present embodiment, the amount of installed force of the spring, which is always constant in the first embodiment, can be changed. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0082】図22に示す小ばね軸89は、雄ねじ89
a、把持部89b、小ばね38が固定されたばね固定部
89c、指標89dを設け、ボックス本体22の雌ねじ
22dに支持された軸である。
The small spring shaft 89 shown in FIG.
a, a grip portion 89b, a spring fixing portion 89c to which the small spring 38 is fixed, and an index 89d are provided. The shaft is supported by the female screw 22d of the box body 22.

【0083】図22のように指標89dがボックス本体
22の表面と略一致した状態に見える状態では、接続ア
ーム11が垂直姿勢だと小ばね38は弾性変形されてお
らず、接続アーム11が垂直姿勢から水平姿勢に傾き始
めるとすぐに、小ばね38は弾性変形される。この条件
では小ばね38の装備力量は「0」である。
As shown in FIG. 22, in a state where the index 89d appears to be substantially coincident with the surface of the box body 22, if the connecting arm 11 is in the vertical posture, the small spring 38 is not elastically deformed, and the connecting arm 11 is As soon as it starts to tilt from the attitude to the horizontal attitude, the small spring 38 is elastically deformed. Under this condition, the installed force of the small spring 38 is “0”.

【0084】一方、図22の状態から小ばね軸89を指
標89dがボックス本体22の表面より外側(図中右方
向)に引き出した状態では、接続アーム11が垂直姿勢
だと小ばね38は弾性変形されておらず、接続アーム1
1が垂直姿勢から水平姿勢に傾き所定の角度(小ばね軸
89の引き出し量により定まる)を超えると小ばね38
は弾性変形を始める。この条件では小ばね38の装備力
量は「負」である。
On the other hand, in a state where the index 89d extends the small spring shaft 89 from the state of FIG. 22 outward (to the right in the drawing) from the surface of the box body 22, the small spring 38 is elastic when the connecting arm 11 is in the vertical posture. Connection arm 1 not deformed
When 1 is inclined from the vertical posture to the horizontal posture and exceeds a predetermined angle (determined by the amount of pulling out the small spring shaft 89), the small spring 38
Starts elastic deformation. Under this condition, the installed force of the small spring 38 is “negative”.

【0085】更に、図22の状態から小ばね軸89を指
標89dがボックス本体22の表面より内側(図中左方
向)に締め込んだ状態(図23参照)では、接続アーム
11が垂直姿勢で既に小ばね38は弾性変形されてお
り、接続アーム11の傾き角により更に弾性変形させら
れる。この条件では小ばね38の装備力量は「正」であ
る。つまり、小ばね軸89のねじ込みによって、小ばね
38の装備力量が変えられる構造となっている。
Further, when the small spring shaft 89 is tightened inward from the surface of the box body 22 (to the left in the figure) from the state shown in FIG. 22 (see FIG. 23), the connection arm 11 is in the vertical posture. The small spring 38 has already been elastically deformed, and is further elastically deformed by the inclination angle of the connection arm 11. Under this condition, the installed force of the small spring 38 is “positive”. In other words, the small spring 38 has a structure in which the amount of installed power of the small spring 38 can be changed by screwing in the small spring shaft 89.

【0086】第1、第2の実施形態では図24の状態I
に示すように、接続アーム11の姿勢を決める軸11a
に対し接続アーム11〜内視鏡19に至る回転部材の全
体重心19aが前記軸11a上にある場合を想定してい
るが、状態Jや状態Kのように全体重心19aが前記軸
11a上にない場合には、接続アーム11が垂直姿勢で
も質量によるモーメントは0とはならない(図25参
照)。
In the first and second embodiments, the state I shown in FIG.
As shown in the figure, an axis 11a for determining the posture of the connection arm 11
On the other hand, it is assumed that the entire center of gravity 19a of the rotating member extending from the connection arm 11 to the endoscope 19 is on the shaft 11a, but the entire center of gravity 19a is on the shaft 11a as in the state J or the state K. When there is no connection arm 11, the moment due to mass is not zero even when the connection arm 11 is in the vertical posture (see FIG. 25).

【0087】図24,25の状態Jのように軸11aに
対し全体重心19aが図中、左側にある時は軸11aが
垂直姿勢でも既に質量によるモーメントが発生してい
る。このような場合には、図23のように小ばね軸89
の指標89dをボックス本体22内にねじ込むことで、
ばねの初期装備力量を「正」とし、ばねによる発生モー
メントを図25の状態Jと同様に形状とし質量による初
期モーメントを相殺できる。
When the overall center of gravity 19a is on the left side of the figure with respect to the shaft 11a as in the state J in FIGS. 24 and 25, a moment due to mass has already been generated even when the shaft 11a is in a vertical posture. In such a case, as shown in FIG.
By screwing the index 89d into the box body 22,
The initial mounting force of the spring is set to “positive”, the moment generated by the spring is shaped similarly to the state J in FIG. 25, and the initial moment due to the mass can be canceled.

【0088】一方、図24,25の状態Kのように軸1
1aに対し全体重心19aが図中、右側にある時は軸1
1aが垂直姿勢の時は質量によるモーメントは回転軸O
4 を中心に時計方向に生じている。しかし、図示しない
ストッパー等によりこのモーメントはキャンセルされ
る。そして、水平姿勢に向けて所定の角度回転すること
で、質量によるモーメントが0となる。このような場合
には、図22の状態から小ばね軸89を指標89dがボ
ックス本体22の表面より外側(図中右方向)に引き出
すことで、ばねの初期装備力量を「負」とし、ばねによ
る発生モーメントを図25の状態Kと同様な形状とし質
量による初期モーメントを相殺できる。
On the other hand, as shown in the state K in FIGS.
When the overall center of gravity 19a is on the right side in the figure with respect to 1a, the axis 1
When 1a is in the vertical position, the moment due to mass is
It occurs clockwise around 4 . However, this moment is canceled by a stopper or the like (not shown). Then, by rotating by a predetermined angle toward the horizontal posture, the moment due to mass becomes zero. In such a case, the index 89d pulls the small spring shaft 89 out of the surface of the box body 22 (to the right in the drawing) from the state shown in FIG. Generated in the same manner as the state K in FIG. 25, the initial moment due to mass can be canceled.

【0089】なお、この状態Kにおいては、軸11aが
垂直姿勢〜質量によるモーメントが0となる範囲におい
て、質量によるモーメントは回転軸O4 を中心に時計方
向に生じており、これを相殺するばねによるモーメント
は存在しないが、これに対しては回転軸O4 まわりの摩
擦を上げることで対応できる。
[0089] Incidentally, in this state K, to the extent that the shaft 11a is 0 moment by the vertical posture-mass, moment by mass is generated in the clockwise direction about the rotation axis O 4, a spring to offset this by but moments absent, may be dealt with by increasing the friction around the rotation axis O 4, on the other hand.

【0090】なお、重心の位置が変わっても、ねじ込み
量を調整することで対応できる。また、内視鏡19の重
量が重い時、第1の実施形態では小ばねの機能をON
し、ばね定数を上げて対応したが、本実施形態のように
初期装備力量を上げることでモーメントを底上げし対応
することもできる。
Incidentally, even if the position of the center of gravity changes, it can be dealt with by adjusting the screwing amount. When the weight of the endoscope 19 is heavy, the function of the small spring is turned on in the first embodiment.
In this embodiment, the spring constant is increased. However, as in the present embodiment, the moment can be increased by increasing the initial equipment power to cope with the problem.

【0091】底上げにより、特定の角度で質量によるM
とばねによるM’の釣り合いの対応がとり難くなること
に対しても回転軸O4 まわりの摩擦を上げることで対応
できる。したがって、質量の重心位置が、所定の位置か
らずれても釣り合いをとることができるので多くの内視
鏡に対応でき、汎用性が高い。
By raising the bottom, M by a mass at a specific angle
And it can be dealt with also increasing the friction around the rotation axis O 4 relative to be difficult to take the corresponding balance of M 'by a spring. Therefore, even if the position of the center of gravity of the mass deviates from the predetermined position, the balance can be maintained, so that it is possible to cope with many endoscopes and the versatility is high.

【0092】また、少ないばねで多種の質量によるモー
メントと釣り合わせられるので装置を小型軽量化でき
る。前記実施形態によれば、次のような構成が得られ
る。
Further, since the moment due to various types of mass can be balanced with a small number of springs, the device can be reduced in size and weight. According to the embodiment, the following configuration is obtained.

【0093】(付記1)手術器具を保持するアームが回
転軸を中心として回転運動する際に発生する質量による
回転モーメントを平衡させるように構成した手術器具保
持装置において、前記回転運動を直線運動に変換する運
動方向変換手段と、前記運動方向変換手段の作用により
直線方向に摺動する直線摺動手段と、前記直線摺動手段
の摺動方向に、前記回転モーメントを相殺する反力を前
記直線摺動手段に付加する平衡手段とを具備し、前記平
衡手段は、前記直線摺動手段の移動により弾性変化し、
前記回転モーメントの反力となる出力を生じる弾性手段
と、前記弾性手段からの反力量を任意に調整する反力量
調整手段とからなることを特徴とする手術器具保持装
置。
(Supplementary Note 1) In a surgical instrument holding device configured to balance a rotational moment caused by a mass generated when an arm holding a surgical instrument rotates about a rotation axis, the rotational motion is converted into a linear motion. A moving direction converting means for converting, a linear sliding means which slides in a linear direction by the action of the moving direction converting means, and a reaction force for canceling the rotational moment in the sliding direction of the linear sliding means. Equilibrium means to be added to the sliding means, wherein the equilibrium means is elastically changed by the movement of the linear sliding means,
A surgical instrument holding device comprising: an elastic means for generating an output serving as a reaction force of the rotational moment; and a reaction force adjusting means for arbitrarily adjusting a reaction force from the elastic means.

【0094】(付記2)前記弾性手段の弾性力量は、前
記直線摺動手段の摺動量に応じて変化することを特徴と
する付記1に記載の手術器具保持装置。 (付記3)前記平衡手段が複数の弾性手段を備えたこと
を特徴とする付記1に記載の手術器具保持装置。 (付記4)前記複数の弾性手段を選択使用することによ
り反力を調整可能としたことを特徴とする付記3に記載
の手術器具保持装置。 (付記5)前記弾性手段がばねであることを特徴とする
付記1〜4に記載の手術器具保持装置。 (付記6)前記弾性手段が圧縮ばねであることを特徴と
する付記1〜4に記載の手術器具保持装置。
(Supplementary note 2) The surgical instrument holding device according to supplementary note 1, wherein the elastic force of the elastic means changes according to the sliding amount of the linear sliding means. (Supplementary note 3) The surgical instrument holding device according to Supplementary note 1, wherein the balancing means includes a plurality of elastic means. (Supplementary note 4) The surgical instrument holding device according to supplementary note 3, wherein a reaction force can be adjusted by selectively using the plurality of elastic means. (Supplementary note 5) The surgical instrument holding device according to Supplementary notes 1 to 4, wherein the elastic means is a spring. (Supplementary note 6) The surgical instrument holding device according to Supplementary notes 1 to 4, wherein the elastic means is a compression spring.

【0095】(付記7)前記運動方向変換手段がカムで
あることを特徴とする付記1に記載の手術器具保持装
置。 (付記8)前記運動方向変換手段の回転運動を直線運動
に変換する比率が、前記アームの垂直姿勢状態を基準位
置として基準位置からの前記アームの回転角をθ、基準
位置からの前記摺動手段の直線移動量をx、定数をAと
した時に、x≒Asinθであることを特徴とする付記
1に記載の手術器具保持装置。
(Supplementary note 7) The surgical instrument holding device according to supplementary note 1, wherein the movement direction converting means is a cam. (Supplementary Note 8) The ratio of converting the rotational motion of the motion direction converting means into a linear motion is represented by θ, the rotational angle of the arm from a reference position with the vertical posture state of the arm as a reference position, and the sliding from the reference position. 2. The surgical instrument holding device according to claim 1, wherein x ≒ Asin θ when a linear movement amount of the means is x and a constant is A.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、小型軽量で、色々な重さの手術器具で対応でき、操
作性を向上できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, there is an effect that a small and lightweight surgical instrument having various weights can be used, and operability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施形態を示す手術器具保持
装置全体の概略的斜視図。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an entire surgical instrument holding device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA矢視図。FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1;

【図3】同実施形態の回転軸O4 周りに回転する質量に
よるモーメントを示す図。
FIG. 3 shows a moment due to the mass that rotates the rotary shaft O 4 around the same embodiment.

【図4】同実施形態の回転軸O4 周りに回転する質量に
よるモーメントを示す図。
FIG. 4 shows the moment due to the mass that rotates the rotary shaft O 4 around the same embodiment.

【図5】同実施形態の傾き角θに対するモーメントを示
す図。
FIG. 5 is a view showing a moment with respect to a tilt angle θ in the embodiment.

【図6】図2のB−B´線に沿う断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 2;

【図7】図6のC−C´線に沿う断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 6;

【図8】図6のD−D´線に沿う断面で、接続アームが
水平姿勢の状態の図。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 6, with the connecting arm in a horizontal posture.

【図9】図6のD−D´線に沿う断面で、接続アームが
垂直姿勢の状態の図。
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 6, with the connection arm in a vertical posture.

【図10】図6のD−D´線に沿う断面で、ばね軸の作
用説明図。
FIG. 10 is a sectional view taken along the line DD ′ in FIG.

【図11】図6のD−D´線に沿う断面で、ばね軸の作
用説明図。
FIG. 11 is a sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 6, illustrating the operation of the spring shaft.

【図12】同実施形態の回転トルク調整機構の断面図。FIG. 12 is a sectional view of the rotation torque adjusting mechanism of the embodiment.

【図13】図6のE−E´線に沿う断面図。FIG. 13 is a sectional view taken along the line EE ′ of FIG. 6;

【図14】同実施形態を梃子アームの作用説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation of the lever arm in the embodiment.

【図15】図1のF矢視図。FIG. 15 is a view as seen in the direction of arrow F in FIG. 1;

【図16】図15のG−G´線に沿う断面図。FIG. 16 is a sectional view taken along the line GG ′ of FIG. 15;

【図17】この発明の第2の実施形態を示すボックス本
体の断面図。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a box main body showing a second embodiment of the present invention.

【図18】図17のH−H´線に沿う断面図。FIG. 18 is a sectional view taken along the line HH ′ in FIG. 17;

【図19】同実施形態のばね定数調整ノブを20゜回転
したときの図。
FIG. 19 is a view when the spring constant adjusting knob of the embodiment is rotated by 20 °.

【図20】同実施形態のばね定数調整ノブを40゜回転
したときの図。
FIG. 20 is a view when the spring constant adjustment knob of the embodiment is rotated by 40 °.

【図21】同実施形態のばね定数調整ノブを60゜回転
したときの図。
FIG. 21 is a view when the spring constant adjusting knob of the embodiment is rotated by 60 °.

【図22】この発明の第3の実施形態を示し、小ばね軸
を緩めた状態の断面図。
FIG. 22 shows a third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view in a state where a small spring shaft is loosened.

【図23】同実施形態を示し、小ばね軸を締め込んだ状
態の断面図。
FIG. 23 is a sectional view of the same embodiment, in which a small spring shaft is tightened;

【図24】同実施形態を示し、接続アームの説明図。FIG. 24 shows the same embodiment, and is an explanatory view of a connection arm.

【図25】同実施形態を示し、接続アームの説明図。FIG. 25 shows the same embodiment, and is an explanatory view of a connection arm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9…水平アーム 11…接続アーム 33…カム板 43…滑り板 37…大ばね 38…小ばね 9 Horizontal arm 11 Connection arm 33 Cam plate 43 Sliding plate 37 Large spring 38 Small spring

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年5月29日[Submission date] May 29, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Correction target item name] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0029】凹空間22a内には、また、ばね定数がk
L の圧縮ばねである大ばね37が1本と、ばね定数がk
S 圧縮ばねである小ばね38が2本並列に設けられて
いる。これらのばねは大ばね軸39と小ばね軸40をそ
れぞれ内側のガイドとして、またばねケース35を外側
のガイドとしている。
In the concave space 22a, the spring constant is k
One large spring 37, which is an L compression spring, and a spring constant k
Small spring 38 which is the S compression spring is provided to two parallel. These springs use the large spring shaft 39 and the small spring shaft 40 as inner guides, and the spring case 35 as the outer guide.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0035】ここで、上記ばねを弾性変形させるカム面
33aの寸法形状について述べる。並列に並べられたば
ねのばね定数は大ばね37がkL で、小ばね38がkS
より、大ばね1本と小ばね2本による合計のばね定数k
は k=kL2 S … (2)式となり また、ばね弾性変形量をxとすると、ばねの弾性変形に
より発生する反力F’は F’=kx … (3)式となる。 また、この反力F’はローラ36を介して回転軸O4
ら垂直方向にl離れた位置でカム板39を押すので、こ
の反力F’により発生するモーメントM’は M’=F’l … (4)式となる。 そして、前記質量によるモーメントMとM’が各傾き角
θで同じとなるカム面33aの形状は定められている。
Here, the dimensions and the shape of the cam surface 33a for elastically deforming the spring will be described. The spring constant of the springs arranged in parallel is k L for the large spring 37 and k S for the small spring 38.
Thus, the total spring constant k of one large spring and two small springs
Also becomes the k = k L + 2 k S ... (2) wherein the spring elastic deformation of the x, reaction force F generated by the elastic deformation of the spring 'is F' becomes = kx ... (3) expression. Further, the reaction force F ′ pushes the cam plate 39 at a position vertically away from the rotation axis O 4 via the roller 36, so that the moment M ′ generated by the reaction force F ′ is M ′ = F ′. l ... Equation (4) is obtained. The shape of the cam surface 33a at which the moments M and M ′ due to the mass are the same at each inclination angle θ is determined.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0042】また、図6に示すように梃子ガイドU5
3、梃子ガイドD54の他端はガイドつなぎ部材58を
間に介してねじ59により固定されており、同様に梃子
ガイドU53,梃子ガイドD54の圧縮方向の力を受け
ている。ガイドつなぎ部材58には押圧棒60がねじ結
合により固定されている。
As shown in FIG. 6, the lever guide U5
3. The other end of the lever guide D54 is fixed by a screw 59 via a guide connecting member 58, and similarly receives a force in the compression direction of the lever guide U53 and the lever guide D54 . A pressing rod 60 is fixed to the guide connecting member 58 by screw connection.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0051[Correction target item name] 0051

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0051】次に、前述のように構成された手術器具保
持装置の作用について説明する。まず、バランス機構に
ついて説明すると、図1に示す手術用保持装置1の内視
鏡把持部18に内視鏡19を取り付けた状態にして、図
2に示す接続アーム11を回転軸O4 周りに垂直姿勢か
ら水平姿勢になるよう図中、反時計方向に回転させる
と、接続アーム11〜内視鏡19に至る質量による回転
軸O4 周りのモーメントMが発生する。このモーメント
Mは前記(1)式に示すようにM=(1 +m2 /2)
×L×sinθで表され、図5に示すように回転角θに
対するモーメントMはsinカーブを描く。
Next, the operation of the surgical instrument holding device configured as described above will be described. First, to describe the balancing mechanism, in the state of attaching the endoscope 19 to the endoscope holding portion 18 of the surgical holding device 1 shown in FIG. 1, the rotation axis O 4 around the connecting arm 11 shown in FIG. 2 in the figure so that from the vertical position to a horizontal position, is rotated in the counterclockwise direction, the moment M around the rotation axis O 4 by mass reaching the connecting arm 11 to endoscope 19 is generated. The moment M is the M = As shown in (1) (m 1 + m 2/2 )
× L × sin θ, and the moment M with respect to the rotation angle θ draws a sin curve as shown in FIG.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0058[Correction target item name] 0058

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0058】これによりばね定数kがk=kL +kS
小さくなることで、反力F’(=kx)も小さくなり、
M≒M’とできる。また、更に軽い内視鏡19を用いる
時は図10に示すように2つの小ばね軸40を一緒に緩
めることで、2つの小ばね38を機能しないようにし全
体のばね定数k=kL というように小さくすることで釣
り合わせられる。
As a result, the spring constant k becomes smaller as k = k L + k S , so that the reaction force F ′ (= kx) also becomes smaller.
M ≒ M '. Also, when using the endoscope 19 further lighter by loosening together two small spring shaft 40 as shown in FIG. 10, that two of the total so as not functioning small spring 38 spring constant k = k L mated by decreasing manner.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0076[Correction target item name] 0076

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0076】図17のH−H’断面を図18に示す。ば
ねストッパー88は板の中央に切欠部88aのある部材
である。図18に示すように、ばね定数調整ノブ85が
垂直姿勢の時は、前記3本の圧縮ばね81,82,83
は切欠部88aを通過する。ここで、ばね定数調整ノブ
85を図中反時計方向に回転させることで、ばねストッ
パー88は軸86を中心に回転する。図示しないクリッ
プ手段とストッパーによりばね定数調整ノブ85は垂直
姿勢(0°)から反時計方向に20°,40°,60°
と、20°きざみで回転する。図19は20°、図20
は40°、図21は60°回転した時のばねストッパー
の状態を示す図である。
FIG. 18 shows a cross section taken along line HH ′ of FIG. The spring stopper 88 is a member having a cutout 88a at the center of the plate. As shown in FIG. 18, the spring constant adjustment knob 85
In the vertical position, the three compression springs 81, 82, 83
Passes through the notch 88a. Here, by rotating the spring constant adjusting knob 85 counterclockwise in the figure, the spring stopper 88 rotates about the shaft 86. The spring constant adjusting knob 85 is rotated counterclockwise by 20 °, 40 °, 60 ° from a vertical position (0 °) by a clip means and a stopper (not shown).
, And rotate in increments of 20 °. FIG. 19 shows 20 °, FIG.
FIG. 21 shows the state of the spring stopper when rotated by 40 °, and FIG. 21 shows the state of the spring stopper when rotated by 60 °.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0078[Correction target item name] 0078

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0078】図示しない接続アームやカムの回転でばね
ケース80が図17中で右方向に移動した時、上述のと
おり圧縮ばね81のみがばねケース80の溝の底部80
b〜ばねストッパー88間で圧縮され、ばねケース80
の変位量をxとすると出力F1 ’=ka xを生じる。
When the connection arm or cam (not shown) rotates the spring case 80 to the right in FIG. 17, only the compression spring 81 is moved to the bottom 80 of the groove of the spring case 80 as described above.
b between the spring stopper 88 and the spring case 80
Assuming that the displacement amount is x, an output F 1 ′ = k ax is generated.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0079[Correction target item name] 0079

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0079】ここで、内視鏡が重いなど質量によるモー
メントが大きい場合には、図20や図21に示すよう
に、ばね定数調整ノブ85を40°,60°回せば良
い。これにより、溝の底部80b〜ばねストッパー88
間で圧縮されるばねがそれぞれ、圧縮ばね81と圧縮ば
ね82、圧縮ばね81と圧縮ばね82と圧縮ばね83と
なり、出力もそれぞれ(ka +kb )x,(ka +kb
+kc )xと増加し、質量によるモーメントが大きい時
でも対応できる。
Here, when the moment due to mass is large such as when the endoscope is heavy, the spring constant adjusting knob 85 may be turned by 40 ° and 60 ° as shown in FIGS. As a result, the groove bottom 80b to the spring stopper 88
Spring respectively is compressed between the compression spring 81 and the compression spring 82, a compression spring 81 compression spring 82 and the compression spring 83, and the output also respectively (k a + k b) x , (k a + k b
+ K c ) x, which can cope with a large moment due to mass.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図7[Correction target item name] Fig. 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図7】 FIG. 7

【手続補正10】[Procedure amendment 10]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Fig. 8

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図8】 FIG. 8

【手続補正11】[Procedure amendment 11]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Fig. 9

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図9】 FIG. 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 手術器具を保持するアームが回転軸を中
心として回転運動する際に発生する質量による回転モー
メントを平衡させるように構成した手術器具保持装置に
おいて、 前記回転運動を直線運動に変換する運動方向変換手段
と、 前記運動方向変換手段の作用により直線方向に摺動する
直線摺動手段と、 前記直線摺動手段の摺動方向に、前記回転モーメントを
相殺する反力を前記直線摺動手段に付加する平衡手段と
を具備し、 前記平衡手段は、前記直線摺動手段の移動により弾性変
化し、前記回転モーメントの反力となる出力を生じる弾
性手段と、前記弾性手段からの反力量を任意に調整する
反力量調整手段とからなることを特徴とする手術器具保
持装置。
1. A surgical instrument holding device configured to balance a rotational moment due to a mass generated when an arm holding a surgical instrument rotates about a rotation axis, wherein the rotational motion is converted into a linear motion. A movement direction converting means, a linear sliding means which slides in a linear direction by the action of the movement direction converting means, and a reaction force for canceling the rotational moment in the sliding direction of the linear sliding means. Equilibrium means added to the means, the equilibrium means being elastically changed by the movement of the linear sliding means, generating an output which is a reaction force of the rotational moment, and a reaction force amount from the elastic means. And a reaction force adjusting means for arbitrarily adjusting the force.
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