JPWO2016204028A1 - エネルギー処置具 - Google Patents
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Abstract
エネルギー処置具は、処置エネルギーを用いて処置を行うエンドエフェクタと、ハウジングに対して動作可能に設けられ、前記エンドエフェクタを動作させる操作入力、又は、前記エンドエフェクタに処置エネルギーを供給する操作入力に基づいて前記ハウジングに対して動作する動作部位を備える。前記エネルギー処置具は、前記動作部位の動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換された前記電気エネルギーを蓄電部に蓄電するエネルギー変換部を備える。
Description
本発明は、電気エネルギーから処置エネルギーを生成し、生成された処置エネルギーを用いて処置を行うエネルギー処置具に関する。
特開2006−68537号公報には、バッテリからの電気エネルギーを処置エネルギー生成部である駆動回路で超音波振動を発生させる電気エネルギーに変換し、駆動回路で変換された電気エネルギーが超音波子に供給されることにより超音波振動が発生するエネルギー処置具が開示されている。このエネルギー処置具では、超音波振動子で発生した超音波振動が処置エネルギーとしてエンドエフェクタに伝達され、エンドエフェクタは超音波振動を用いて処置を行う。また、エネルギー処置具では、回転ハンドルの回転運動を電気エネルギーに変換する発電機が設けられ、発電機で発生した電気エネルギーはバッテリに蓄電される。
特開2006−68537号公報では、バッテリの容量不足等で駆動回路(処置エネルギー生成部)に供給される電気エネルギーが不足すると、回転ハンドルを回転させ、発電機で電気エネルギーを生成させる操作が必要となる。すなわち、不足した電気エネルギーを発電機での発電によって補充するだけの操作が必要になり、処置における術者の手間が増大してしまう。
本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、術者の手間を増大させることなく、処置において長時間かつ多くの回数、処置エネルギーに変換される電気エネルギーを供給可能なエネルギー処置具を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明のある態様のエネルギー処置具は、保持可能なハウジングと、電気エネルギーを蓄電可能な蓄電部と、処置エネルギーを用いて処置を行うエンドエフェクタと、前記ハウジングに対して動作可能に設けられ、前記エンドエフェクタを動作させる操作入力、又は、前記エンドエフェクタに前記処置エネルギーを供給する操作入力に基づいて前記ハウジングに対して動作する動作部位と、前記動作部位の動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換された前記電気エネルギーを前記蓄電部に蓄電するエネルギー変換部と、を備える。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について、図1及び図2を参照にして説明する。図1は、主としてコードレスで使用されるエネルギー処置具1を示す図である。図1に示すように、エネルギー処置具1は、保持可能なハウジング2と、ハウジング2に着脱可能に取付けられるバッテリユニット3と、を備える。本実施形態では、ハウジング2は、ハウジング本体5と、ハウジング本体5の中心軸に対して交差する方向に向かってハウジング本体5から延設されるグリップ(固定ハンドル)6と、を備える。ここで、エネルギー処置具1において、ハウジング本体5の中心軸に平行な方向の一方側を先端方向(先端側)とし、先端方向とは反対側を基端方向(基端側)とする。
本発明の第1の実施形態について、図1及び図2を参照にして説明する。図1は、主としてコードレスで使用されるエネルギー処置具1を示す図である。図1に示すように、エネルギー処置具1は、保持可能なハウジング2と、ハウジング2に着脱可能に取付けられるバッテリユニット3と、を備える。本実施形態では、ハウジング2は、ハウジング本体5と、ハウジング本体5の中心軸に対して交差する方向に向かってハウジング本体5から延設されるグリップ(固定ハンドル)6と、を備える。ここで、エネルギー処置具1において、ハウジング本体5の中心軸に平行な方向の一方側を先端方向(先端側)とし、先端方向とは反対側を基端方向(基端側)とする。
ハウジング本体5の先端側には、ハウジング本体5と略同軸に回転ノブ7が取付けられている。回転ノブ7は、ハウジング2に対して中心軸回り(軸回り)に回転可能である。また、ハウジング2には、グリップ6に対して開閉可能にハンドル(可動ハンドル)8が取付けられている。
また、ハウジング2には、回転ノブ7の内部及びハウジング本体5の内部に先端側から挿入された状態で、シース10が連結されている。シース10は、ハウジング本体5と略同軸に設けられている。また、エネルギー処置具1では、超音波振動を伝達可能な振動伝達部(ロッド部)11が、ハウジング本体5の内部からシース10の内部を通って先端側へ向かって延設されている。振動伝達部11の基端部には、電気エネルギー(交流電力)を超音波振動に変換する圧電素子を含む超音波振動子13が取付けられている。また、振動伝達部11は、シース10の先端から先端側に向かって突出する第1の把持片(ロッド処置部)15を備える。また、シース10の先端部には、第2の把持片(ジョー)16が回動可能に取付けられている。第2の把持片16が回動することにより、第1の把持片15と第2の把持片16との間が開く又は閉じる。すなわち、第1の把持片15と第2の把持片16との間は、開閉可能である。なお、振動伝達部11は、導電材料から形成されている。
本実施形態では、第1の把持片15及び第2の把持片16によって、供給される処置エネルギーを用いて生体組織等の処置対象を処置するエンドエフェクタ12が形成されている。本実施形態では、処置において、第1の把持片15と第2の把持片16との間で処置対象を把持し、把持した処置対象に供給された処置エネルギーを付与する。また、本実施形態では、電気エネルギー(直流電力又は交流電力)を熱エネルギーに変換するヒータ(発熱体)17が、第2の把持片16に設けられている。
回転ノブ7を中心軸回りに回転運動させることにより、シース10、振動伝達部11(第1の把持片15)、超音波振動子13及び第2の把持片16が、回転ノブ7の中心軸回りにハウジング2に対して回転する。すなわち、回転ノブ7では、エンドエフェクタ12を回転ノブ7の中心軸回り(軸回り)に回転させる操作が入力される。また、ハンドル8を進退運動によってハウジング2のグリップ6に対して開閉運動させることにより、シース10の可動パイプ(図示しない)がシース10の中心軸に沿って移動する。これにより、第2の把持片16がシース10に対して回動し、第1の把持片15と第2の把持片16との間が開く又は閉じる。すなわち、ハンドル8では、第1の把持片15と第2の把持片16との間を開く又は閉じる操作が入力される。
バッテリユニット3は、バッテリ20を備える。また、ハウジング2の内部には、電気エネルギーを蓄電可能な蓄電部21が設けられている。蓄電部21は、例えばキャパシタである充電タンク22を備える。バッテリユニット3がハウジング2に取付けられることにより、電気接点23Aが電気接点25Aと接触し、電気接点23Bが電気接点25Bと接触する。これにより、バッテリ20が蓄電部21に電気的に接続される。なお、バッテリユニット3に複数のバッテリ20が設けられてもよい。この場合、バッテリユニット3をハウジング2に取付けることにより、全てのバッテリ20が蓄電部21に電気的に接続される。
ハウジング2の内部には、エンドエフェクタ12に供給される処置エネルギーを生成する処置エネルギー生成部として第1のアンプ回路(超音波駆動回路)27A、第2のアンプ回路(高周波駆動回路)27B及び第3のアンプ回路(熱駆動回路)27Cが設けられている。第1のアンプ回路27Aは、電気経路31A,32Aを介して超音波振動子13に電気的に接続されている。また、第2のアンプ回路27Bは、電気経路31Bを介して振動伝達部11に電気的に接続され、電気経路32Bを介して第2の把持片16に電気的に接続されている。そして、第3のアンプ回路27Cは、電気経路31C,32Cを介してヒータ17に電気的に接続されている。
ハウジング2の内部には、制御部30が設けられている。制御部30は、CPU(Central Processing Unit)又はASIC(application specific integrated circuit)を備えるプロセッサ、クロック信号生成回路、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。制御部30に電気エネルギーが供給されることにより、クロック信号生成回路がクロック信号を生成し、生成されるクロック信号によって制御部30が作動している。制御部30は、電気経路33A,33Bを介して蓄電部21に電気的に接続されている。また、制御部30は、蓄電部21からの電気エネルギーの供給を制御するとともに、アンプ回路27A〜27Cの駆動を制御している。
ハウジング2のグリップ6には、操作ボタン35A,35Bが取付けられている。操作ボタン35A,35Bのそれぞれでは、押圧されることにより操作入力が行われ、操作ボタン35A,35Bのそれぞれは、操作入力によって進退運動を行う。ハウジング2の内部には、操作ボタン35A,35Bで操作入力が行われているか否かを検知する検知回路36が設けられている。検知回路36には、例えば、操作ボタン35A,35Bのそれぞれに対応させてスイッチ(図示しない)が設けられ、スイッチのそれぞれは、対応する操作ボタン(35A及び35Bの対応する一方)での操作入力に基づいて開閉状態が切替わる。制御部30は、検知回路36での検知結果に基づいて、蓄電部21及びアンプ回路27A〜27Cを制御している。
例えば、操作ボタン35Aでの操作入力が検知されると、制御部30が蓄電部21及びアンプ回路27A〜27Cを制御することにより、第1のアンプ回路27Aは、蓄電部21から供給された電気エネルギー(直流電力)を、超音波振動を発生させる電気エネルギー(交流電力)に変換する。そして、第1のアンプ回路27Aにおいて処置エネルギーとして生成された振動発生電気エネルギー(交流電力)が、電気経路31A,32Aを介して超音波振動子13に供給され、超音波振動子13で超音波振動が発生する。そして、超音波振動子13から振動伝達部11を通してエンドエフェクタ12の第1の把持片15に処置エネルギーとして超音波振動が伝達される。
また、操作ボタン35Aでの操作入力が検知されると、制御部30が蓄電部21及びアンプ回路27A〜27Cを制御することにより、第2のアンプ回路27Bは、蓄電部21から供給された電気エネルギー(直流電力)を、高周波電気エネルギー(交流電力)に変換する。そして、第2のアンプ回路27Bにおいて処置エネルギーとして生成された高周波電気エネルギーは、電気経路31B及び振動伝達部11を介してエンドエフェクタ12の第1の把持片15に供給されるとともに、電気経路32Bを介してエンドエフェクタ12の第2の把持片16に供給される。処置エネルギーとして高周波電気エネルギーが第1の把持片15及び第2の把持片16に供給されることにより、第1の把持片15及び第2の把持片16は、互いに対して電位の異なる高周波電気エネルギーの電極として機能する。
また、例えば、操作ボタン35Bでの操作入力が検知されると、制御部30が蓄電部21及びアンプ回路27A〜27Cを制御することにより、第3のアンプ回路27Cは、蓄電部21から供給された電気エネルギー(直流電力)を、熱を発生させる電気エネルギー(直流電力又は交流電力)に変換する。そして、第3のアンプ回路27Cにおいて処置エネルギーとして生成された熱発生電気エネルギー(直流電力又は交流電力)が、電気経路31C,32Cを介してヒータ17に供給され、ヒータ17で熱が発生する。ヒータ17で発生した熱は、エンドエフェクタ12の第2の把持片16に処置エネルギーとして伝導される。
前述のように、操作ボタン35A,35Bのそれぞれでは、エンドエフェクタ12に処置エネルギーを供給する操作が入力される。なお、本実施形態では、エンドエフェクタ12に供給される処置エネルギーとして、超音波振動(振動発生電気エネルギー)、高周波電気エネルギー及び熱(熱発生電気エネルギー)を生成可能であるが、超音波振動、高周波電気エネルギー及び熱の中の1つ又は2つを処置エネルギーとして生成可能であってもよい。また、超音波振動、高周波電気エネルギー及び熱とは異なるエネルギーが、処置エネルギーとして電気エネルギーから生成され、エンドエフェクタ12に供給されてもよい。
また、ハウジング2の内部には、エネルギー変換部40及び電力変換部45が設けられている。図2は、エネルギー変換部40及び電力変換部45の構成を説明する図である。図2に示すように、エネルギー変換部40は、動力(運動エネルギー)が伝達されることにより電力を発生する発電機として機能する回生モータ41を備える。回生モータ41は、歯車42及び歯車44を介して回転ノブ7に連結されている。歯車42は、回転ノブ7と同軸に設けられ、歯車44は、回生モータ41と同軸に設けられている。そして、歯車42は、歯車44に噛合っている。回転ノブ7の中心軸回りにエンドエフェクタ12を回転させる操作入力に基づいて、回転ノブ7が中心軸回りに回転運動することにより、動力が歯車42及び歯車44を介して回生モータ41に伝達される。すなわち、エンドエフェクタ12を動作させる操作入力に基づいて、動作部位である回転ノブ7がハウジング2に対して動作し、回転ノブ7のハウジング2に対する動作によって、動力(運動エネルギー)が回生モータ41に伝達される。
動力が回生モータ41に伝達されることにより、回生モータ41で電力が発生する。これにより、回転ノブ7の中心軸を中心とする回転運動が電気エネルギーに変換される。すなわち、エネルギー変換部40は、動作部位である回転ノブ7のハウジング2に対する動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
回生モータ41は、電気経路43A,43Bを介して電力変換部45に電気的に接続されている。エネルギー変換部40(回生モータ41)では、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されることにより、交流電力が発生する。すなわち、回転ノブ7が中心軸回りの一方側(図2の矢印R1の方向)へ向かって回転運動する場合は、回生モータ41から電気経路43Aへ向かって電流が流れる。一方、回転ノブ7が中心軸回りの他方側(図2の矢印R2の方向)へ向かって回転運動する場合は、回生モータ41から電気経路43Bへ向かって電流が流れ、回転ノブ7が中心軸回りの一方側へ向かって回転運動する場合に対して、回生モータ41からの電流の向きが反対になる。
電力変換部45は、ダイオード及びDC/DCコンバータを備える電力変換回路であり、制御部30によって駆動が制御されている。また、電力変換部45は、電気経路46A,46Bを介して、蓄電部21に電気的に接続されている。電力変換部45は、制御部30の制御によって、エネルギー変換部40で発生した交流電力を直流電力に整流するとともに、蓄電部21に蓄電可能な大きさに電圧を変換する。すなわち、電力変換部45は、エネルギー変換部40に発生した交流電力を、蓄電部21(充電タンク22)に蓄電可能な電圧を有する直流電力に変換する。
そして、電力変換部45から電気経路46A,46Bを介して蓄電部21に電気エネルギー(直流電力)が供給され、蓄電部21(充電タンク22)に電気エネルギー(直流電力)が蓄電される。すなわち、エネルギー変換部40で運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、変換された電気エネルギーが蓄電部21に蓄電される。
エネルギー変換部40から蓄電部21に供給された電気エネルギーは、アンプ回路27A〜27Cのいずれかに供給されて、前述したように処置エネルギー(超音波振動(振動発生電気エネルギー)、高周波電気エネルギー及び熱(熱発生電気エネルギー))が生成されてもよく、バッテリ20に供給されて、バッテリ20に蓄電されてもよい。また、エネルギー変換部40から蓄電部21に供給された電気エネルギーが、電気経路33A,33Bを通して制御部30のクロック信号生成回路に供給され、制御部30を作動(起動)させてもよい。さらに、エネルギー処置具1に、処置エネルギーがエンドエフェクタ12に供給されていること、又は、危険状態であることを示すLED、ブザー等の指標部(図示しない)が設けられ、エネルギー変換部40から蓄電部21に供給された電気エネルギーが、指標部に供給され、指標部を作動させてもよい。
次に、本実施形態のエネルギー処置具1の作用及び効果について説明する。エネルギー処置具1を用いて処置を行う際には、ハウジング2にバッテリユニット3を取付け、バッテリ20を蓄電部21に電気的に接続する。そして、シース10の先端部及びエンドエフェクタ12を腹腔等の体腔に挿入する。そして、回転ノブ7を中心軸回りに回転させることにより、エンドエフェクタ12(第2の把持片16)の回転ノブ7の中心軸回りについての角度位置を調整する。エンドエフェクタ12の回転ノブ7の中心軸回りについての角度位置が調整されると、ハンドル8をグリップ6に対して閉じ、第1の把持片15と第2の把持片16との間で処置対象を把持する。第1の把持片15と第2の把持片16との間で処置対象が把持された状態で、操作ボタン35A又は35Bで操作入力が行われることにより、前述したように、エンドエフェクタ12に処置エネルギー(超音波振動、高周波電気エネルギー、熱の少なくとも1つ)が供給され、供給された処置エネルギーを用いて処置対象が処置される。
アンプ回路(駆動回路)27A〜27Cのそれぞれは、電気エネルギーが供給されることにより、電気エネルギー(直流電力)を処置エネルギー(振動発生電気エネルギー、高周波電気エネルギー及び熱発生電気エネルギーの対応する1つ)に変換し、処置エネルギーを生成する。本実施形態では、バッテリ20からの電気エネルギー(直流電力)が、蓄電部21に蓄電され、アンプ回路27A〜27Cに供給される。また、エンドエフェクタ12を回転させる操作入力に基づく回転ノブ7の回転運動によって、エネルギー変換部40(回生モータ41)で電気エネルギーが生成される。エネルギー変換部40で運動エネルギーから変換された電気エネルギーは、蓄電部21(充電タンク22)に蓄電され、アンプ回路27A〜27Cに供給される。
前述のように、本実施形態では、ハウジング2に対する回転ノブ(動作部位)7の動作、すなわち回転ノブ7の回転運動(運動エネルギー)が、エネルギー変換部40によって電気エネルギーに変換され、バッテリ20からの電気エネルギーに加えてエネルギー変換部40で運動エネルギーから変換された電気エネルギーがアンプ回路27A〜27Cに供給される。このため、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれでは、バッテリ20からの電気エネルギー及びエネルギー変換部40で運動エネルギーから変換された電気エネルギーを用いて処置エネルギーが生成される。したがって、バッテリ20の容量不足等でバッテリ20からアンプ回路27A〜27Cに供給される電気エネルギーが不足しても、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれは、エネルギー変換部40で運動エネルギーから変換された電気エネルギーを用いて処置エネルギーを生成可能となる。すなわち、本実施形態では、エネルギー変換部40で運動エネルギーから変換された電気エネルギーがアンプ回路27A〜27Cに供給されるため、処置において長時間かつ多くの回数、電気エネルギーをアンプ回路27A〜27Cに供給することができる。これにより、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれにおいて長時間かつ多くの回数、処置エネルギーを生成可能となり、エンドエフェクタ12に長時間かつ多くの回数、処置エネルギーを供給することができる。エンドエフェクタ12に長時間かつ多くの回数、処置エネルギーが供給されることにより、安定して処置対象を処置することができる。
また、回転ノブ7でのエンドエフェクタ12を回転させる操作入力は、処置において必然的に(通常)行われ、回転ノブ7は、処置において必然的に行われる操作入力によって、回転運動する。すなわち、回転ノブ7は、処置において必然的に行われるエンドエフェクタ12を動作させる操作入力によって、ハウジング2に対して回転運動する(動作する)。したがって、術者は、エンドエフェクタ12を動作させる操作入力(回転ノブ17での操作入力、及び、ハンドル8での操作入力)、及び、エンドエフェクタ12に処置エネルギーを供給する操作入力(操作ボタン35A,35Bでの操作入力)以外に、運動エネルギーから電気エネルギーを生成するためだけの操作を、処置において行う必要はない。すなわち、エンドエフェクタ12を動作させる操作入力を行うだけで、エネルギー変換部40で運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。このため、処置における術者の手間が軽減される。
また、回転ノブ7でのエンドエフェクタ12を回転させる操作入力は、処置において頻繁に行われるため、エネルギー変換部40(回生モータ41)では、頻繁に回転ノブ7の回転運動(運動エネルギー)が電気エネルギーに変換される。このため、処置においてさらに長時間かつ多くの回数、電気エネルギーをアンプ回路27A〜27Cに供給することができる。
また、エネルギー変換部40で運動エネルギーから生成された電気エネルギー(交流電力)は、電力変換部45によって蓄電部21に蓄電可能な電圧の直流電力(電気エネルギー)に変換される。すなわち、バッテリ20からアンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給される電気エネルギー(直流電力)と同一の電圧を有する直流電力に、電力変換部45で生成された交流電力が、電力変換部45によって、変換される。これにより、エネルギー変換部40での運動エネルギーから電気エネルギーへの変換によって交流電力が生成されても、交流電力を適切に整流及び電圧変換して、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給することができる。
前述のようにして、本実施形態では、術者の手間を増大させることなく、処置において長時間かつ多くの回数、処置エネルギーに変換される電気エネルギーをアンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給することができる。
(第1の実施形態の変形例)
なお、図3に示す第1の実施形態のある変形例では、ハンドル8にラチェット51が形成されている。ラチェット51は、ハンドル8においてハウジング2の内部に挿入されている部位に、形成されている。ハウジング2の内部には、ラチェット51と噛合う状態で、ギア52が設けられている。ハンドル8をハウジング2のグリップ6に対して開閉運動させることにより、ハンドル8からの動力がギア52に伝達され、ギア52が回転運動する。すなわち、第1の把持片15と第2の把持片16との間を開く又は閉じる操作入力(エンドエフェクタ12を動作させる操作入力)に基づいて、動作部位であるギア52がハウジング2に対して動作する(回転運動する)。本変形例では、ハンドル8をグリップ6に対して閉じることにより(図3の矢印X1)、ギア52は回転方向の一方側(図3の矢印R´1の方向)に向かって回転する。そして、ハンドル8をグリップ6に対して開くことにより(図3の矢印X2)、ギア52は回転方向の他方側(図3の矢印R´2の方向)に向かって回転する。
なお、図3に示す第1の実施形態のある変形例では、ハンドル8にラチェット51が形成されている。ラチェット51は、ハンドル8においてハウジング2の内部に挿入されている部位に、形成されている。ハウジング2の内部には、ラチェット51と噛合う状態で、ギア52が設けられている。ハンドル8をハウジング2のグリップ6に対して開閉運動させることにより、ハンドル8からの動力がギア52に伝達され、ギア52が回転運動する。すなわち、第1の把持片15と第2の把持片16との間を開く又は閉じる操作入力(エンドエフェクタ12を動作させる操作入力)に基づいて、動作部位であるギア52がハウジング2に対して動作する(回転運動する)。本変形例では、ハンドル8をグリップ6に対して閉じることにより(図3の矢印X1)、ギア52は回転方向の一方側(図3の矢印R´1の方向)に向かって回転する。そして、ハンドル8をグリップ6に対して開くことにより(図3の矢印X2)、ギア52は回転方向の他方側(図3の矢印R´2の方向)に向かって回転する。
本変形例では、エネルギー変換部40は、回生モータ50を備え、回生モータ50は、シャフト53を介してギア52に連結されている。ギア52の回転運動によって、回生モータ50に動力が伝達され、回生モータ50で電力が発生する。これにより、ギア52の回転運動が電気エネルギーに変換される。すなわち、エネルギー変換部40は、動作部位であるギア52のハウジング2に対する動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
本変形例でも、エネルギー変換部40(回生モータ50)では、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されることにより、交流電力が発生する。すなわち、ギア52が回転方向の一方側(図3の矢印R´1の方向)へ向かって回転運動する場合は、回生モータ50から電気経路43Aへ向かって電流が流れる。一方、ギア52が回転方向の他方側(図3の矢印R´2の方向)へ向かって回転運動する場合は、回生モータ50から電気経路43Bへ向かって電流が流れ、ギア52が回転方向の一方側へ向かって回転運動する場合に対して、回生モータ50からの電流の向きが反対になる。
本変形例でも、エネルギー変換部40で変換された電気エネルギーは、電力変換部45によって、蓄電部21に蓄電可能な電圧の直流電力に交流電力から変換される。そして、エネルギー変換部40からの電気エネルギーは、蓄電部21(充電タンク22)に蓄電され、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給されたり、制御部30のクロック生成回路(図示しない)に供給されたりする。
本変形例では、処置において必然的に行われるエンドエフェクタ12を動作させる(第1の把持片15と第2の把持片16との間を開く又は閉じる)ハンドル8での操作入力によって、動作部位であるギア52が回転運動する。そして、ギア52の回転運動が電気エネルギーに変換される。このため、本変形例でも第1の実施形態と同様に、術者の手間を増大させることなく、処置において長時間かつ多くの回数、処置エネルギーに変換される電気エネルギーをアンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給することができる。
第1の実施形態及びその変形例では、エンドエフェクタ(12)を動作させる操作入力に基づいて、動作部位(7;52)がハウジング(2)に対して回転運動する。そして、エネルギー変換部(40)は、動作部位(7;52)の回転運動(運動エネルギー)を電気エネルギーに変換し、変換された電気エネルギーは、蓄電部(21)に蓄電される。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、図4を参照して説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第1の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
次に、本発明の第2の実施形態について、図4を参照して説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第1の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
本実施形態では、エネルギー変換部40は、回生モータ(41;50)の代わりに圧電素子55を備える。圧電素子55は、ハウジング2の内部に配置され、ハンドル8のハウジング2の内部に挿入されている部位によって押圧可能である。ハンドル8をハウジング2のグリップ6に対して開閉運動させることにより、ハンドル8から圧電素子55への押圧力が変化し、圧電素子55が伸縮する。すなわち、第1の把持片15と第2の把持片16との間を開く又は閉じる操作入力(エンドエフェクタ12を動作させる操作入力)に基づいて、動作部位であるハンドル8がハウジング2に対して動作する(進退運動する)ことにより、圧電素子55が伸長又は収縮する。本実施形態では、ハンドル8をグリップ6に対して閉じることにより(図4の矢印X1)、圧電素子55は収縮する(図4の矢印Y1)。そして、ハンドル8をグリップ6に対して開くことにより(図4の矢印X2)、圧電素子55は伸長する(図4の矢印Y2)。
本実施形態では、エネルギー変換部40は、ハンドル8の進退運動(開閉運動)によって圧電素子55が伸長又は収縮することにより、圧電素子55で電力が発生する。これにより、ハンドル8の進退運動が電気エネルギーに変換される。すなわち、エネルギー変換部40は、動作部位であるハンドル8のハウジング2に対する動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
本実施形態でも、電力変換部45が設けられ、エネルギー変換部40は、電気経路56A,56Bを介して電力変換部45に電気的に接続されている。本実施形態でも、エネルギー変換部40(圧電素子55)では、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されることにより、交流電力が発生する。すなわち、ハンドル8のグリップ6に対する閉動作(図4の矢印X1)によって圧電素子55が収縮することにより(図4の矢印Y1)、圧電素子55から電気経路56Aへ向かって電流が流れる。一方、ハンドル8のグリップ6に対する開動作(図4の矢印X2)によって圧電素子55が伸長することにより(図4の矢印Y2)、圧電素子55から電気経路56Bへ向かって電流が流れ、圧電素子55が収縮する場合に対して、圧電素子55からの電流の向きが反対になる。
本実施形態でも、エネルギー変換部40で変換された電気エネルギーは、電力変換部45によって、蓄電部21に蓄電可能な電圧の直流電力に交流電力から変換される。そして、エネルギー変換部40からの電気エネルギーは、蓄電部21(充電タンク22)に蓄電され、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給されたり、制御部30のクロック生成回路(図示しない)に供給されたりする。
本実施形態では、処置において必然的に行われるエンドエフェクタ12を動作させる(第1の把持片15と第2の把持片16との間を開く又は閉じる)ハンドル8での操作入力によって、動作部位であるハンドル8が進退運動(開閉運動)する。そして、ハンドル8の進退運動が電気エネルギーに変換される。このため、本実施形態でも第1の実施形態と同様に、術者の手間を増大させることなく、処置において長時間かつ多くの回数、処置エネルギーに変換される電気エネルギーをアンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給することができる。
(第2の実施形態の変形例)
なお、図5に示す第2の実施形態のある変形例では、エネルギー変換部40はハウジング2の内部に配置される圧電素子61を備え、圧電素子61は、操作ボタン35A,35Bによって押圧可能である。操作ボタン35A,35Bのそれぞれをハウジング2に対して進退運動させることにより、操作ボタン35A,35Bのそれぞれから圧電素子61への押圧力が変化し、圧電素子61が伸縮する。すなわち、エンドエフェクタ12に処置エネルギーを供給する操作入力に基づいて、動作部位である操作ボタン35A,35Bのそれぞれがハウジング2に対して動作する(進退運動する)ことにより、圧電素子61が伸長又は収縮する。本変形例では、操作ボタン35A,35Bのそれぞれを押圧することにより(図5の矢印X´1)、圧電素子61は収縮する(図5の矢印Y´1)。そして、操作ボタン35A,35Bのそれぞれでの押圧が解除されることにより(図5の矢印X´2)、圧電素子61は伸長する(図5の矢印Y´2)。
なお、図5に示す第2の実施形態のある変形例では、エネルギー変換部40はハウジング2の内部に配置される圧電素子61を備え、圧電素子61は、操作ボタン35A,35Bによって押圧可能である。操作ボタン35A,35Bのそれぞれをハウジング2に対して進退運動させることにより、操作ボタン35A,35Bのそれぞれから圧電素子61への押圧力が変化し、圧電素子61が伸縮する。すなわち、エンドエフェクタ12に処置エネルギーを供給する操作入力に基づいて、動作部位である操作ボタン35A,35Bのそれぞれがハウジング2に対して動作する(進退運動する)ことにより、圧電素子61が伸長又は収縮する。本変形例では、操作ボタン35A,35Bのそれぞれを押圧することにより(図5の矢印X´1)、圧電素子61は収縮する(図5の矢印Y´1)。そして、操作ボタン35A,35Bのそれぞれでの押圧が解除されることにより(図5の矢印X´2)、圧電素子61は伸長する(図5の矢印Y´2)。
本変形例では、エネルギー変換部40は、操作ボタン35A,35Bのそれぞれの進退運動によって圧電素子61が伸長又は収縮することにより、圧電素子61で電力が発生する。これにより、操作ボタン35A,35Bのそれぞれの進退運動が電気エネルギーに変換される。すなわち、エネルギー変換部40は、動作部位である操作ボタン35A,35Bのそれぞれのハウジング2に対する動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
本変形例でも、エネルギー変換部40(圧電素子61)では、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されることにより、交流電力が発生する。すなわち、圧電素子61が収縮することにより(図5の矢印Y´1)、圧電素子61から電気経路56Aへ向かって電流が流れる。一方、圧電素子61が伸長することにより(図5の矢印Y´2)、圧電素子61から電気経路56Bへ向かって電流が流れ、圧電素子61が収縮する場合に対して、圧電素子61からの電流の向きが反対になる。
本変形例でも、エネルギー変換部40で変換された電気エネルギーは、電力変換部45によって、蓄電部21に蓄電可能な電圧の直流電力に交流電力から変換される。ただし、本変形例では、バッテリユニット3が設けられず、蓄電部21は、充電タンク22の代わりにバッテリ58を備える。本変形例では、エネルギー変換部40からの電気エネルギーは、蓄電部21のバッテリ58に蓄電され、アンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給されたり、制御部30のクロック生成回路(図示しない)に供給されたりする。
本変形例では、処置において必然的に行われるエンドエフェクタ12に処置エネルギーを供給する操作入力によって、動作部位である操作ボタン35A,35Bのそれぞれが進退運動する。そして、操作ボタン35A,35Bのそれぞれの進退運動が電気エネルギーに変換される。このため、本変形例でも前述の実施形態等と同様に、術者の手間を増大させることなく、処置において長時間かつ多くの回数、処置エネルギーに変換される電気エネルギーをアンプ回路27A〜27Cのそれぞれに供給することができる。
第2の実施形態及びその変形例では、エンドエフェクタ(12)を動作させる操作入力又はエンドエフェクタ(12)にエネルギーを供給する操作入力に基づいて、動作部位(8;35A,35B)がハウジング(2)に対して進退運動する。そして、エネルギー変換部(40)は、動作部位(8;35A,35B)の進退運動(運動エネルギー)を電気エネルギーに変換し、変換された電気エネルギーは、蓄電部(21)に蓄電される。
(その他の変形例)
なお、第1の実施形態、図3の変形例及び第2の実施形態のそれぞれとエネルギー変換部40が同様の構成となる場合において、図5の変形例と同様に、バッテリユニット3が設けられず、蓄電部21が充電タンク22の代わりにバッテリ(58)を備えてもよい。また、図5の変形例とエネルギー変換部40が同様の構成となる場合において、第1の実施形態、図3の変形例及び第2の実施形態のそれぞれと同様に、バッテリユニット3が設けられ、蓄電部21がバッテリ58の代わりに充電タンク(22)を備えてもよい。
なお、第1の実施形態、図3の変形例及び第2の実施形態のそれぞれとエネルギー変換部40が同様の構成となる場合において、図5の変形例と同様に、バッテリユニット3が設けられず、蓄電部21が充電タンク22の代わりにバッテリ(58)を備えてもよい。また、図5の変形例とエネルギー変換部40が同様の構成となる場合において、第1の実施形態、図3の変形例及び第2の実施形態のそれぞれと同様に、バッテリユニット3が設けられ、蓄電部21がバッテリ58の代わりに充電タンク(22)を備えてもよい。
また、前述の実施形態等では、エンドエフェクタ12において、第1の把持片15及び第2の把持片16との間で処置対象が把持されるが、これに限るものではない。例えば、ある変形例では、エネルギー処置具(1)には、回転ノブ(7)及びハンドル(8)が設けられず、ハウジング(2)に、グリップ(6)が設けられない。すなわち、エネルギー処置具(1)は、いわゆるペンシル型のエネルギー処置具となる。ペンシル型のエネルギー処置具(1)では、処置対象を把持不可能な構成に、エンドエフェクタ(12)が形成される。
ただし、ペンシル型のエネルギー処置具(1)においても、前述の実施形態等の操作ボタン(35A,35B)と同様にエンドエフェクタ(12)に処置エネルギーを供給する操作が入力される操作ボタンが、ハウジング(2)に取付けられている。そして、本変形例では、例えば図5の変形例の圧電素子(61)と同様の圧電素子を備えるエネルギー変換部(40)が、ハウジング(2)の内部に設けられる。このため、エンドエフェクタ(12)に処置エネルギーを供給する操作入力に基づく操作ボタンの進退運動が、エネルギー変換部(40)によって電気エネルギーに変換される。そして、エネルギー変換部(40)からの電気エネルギーが、蓄電部21に蓄電され、アンプ回路(27A〜27C)に供給されたり、制御部(30)のクロック生成回路に供給されたりする。
すなわち、ペンシル型のエネルギー処置具(2)である本変形例でも、処置において必然的に行われるエンドエフェクタ(12)に処置エネルギーを供給する操作入力によって、動作部位である操作ボタン(35A,35B)が進退運動する。そして、操作ボタン(35A,35B)の進退運動が電気エネルギーに変換される。このため、本変形例でも前述の実施形態等と同様に、術者の手間を増大させることなく、処置において長時間かつ多くの回数、処置エネルギーに変換される電気エネルギーをアンプ回路(27A〜27C)に供給することができる。
前述の実施形態等では、エネルギー処置具(1)は、保持可能なハウジング(2)と、電気エネルギーを蓄電可能な蓄電部(21)と、処置エネルギーを用いて処置を行うエンドエフェクタ(12)と、ハウジング(2)に対して動作可能に設けられ、エンドエフェクタ(12)を動作させる操作入力、又は、エンドエフェクタ(12)に処置エネルギーを供給する操作入力に基づいてハウジング(2)に対して動作する動作部位(7;8;35A,35B;52)と、を備える。そして、エネルギー処置具(1)は、動作部位(7;8;35A,35B;52)の動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換された電気エネルギーを蓄電部(21)に蓄電するエネルギー変換部(40)を備える。
以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。
Claims (9)
- 保持可能なハウジングと、
電気エネルギーを蓄電可能な蓄電部と、
処置エネルギーを用いて処置を行うエンドエフェクタと、
前記ハウジングに対して動作可能に設けられ、前記エンドエフェクタを動作させる操作入力、又は、前記エンドエフェクタに前記処置エネルギーを供給する操作入力に基づいて前記ハウジングに対して動作する動作部位と、
前記動作部位の動作による運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換された前記電気エネルギーを前記蓄電部に蓄電するエネルギー変換部と、
を具備するエネルギー処置具。 - 前記エネルギー変換部は、前記動作部位の回転運動を前記電気エネルギーに変換する、請求項1のエネルギー処置具。
- 前記動作部位は、前記ハウジングに対して軸回りに回転可能に取付けられ、前記エンドエフェクタを前記軸回りに回転させる操作が入力される回転ノブを備え、
前記エネルギー変換部は、前記エンドエフェクタを回転させる操作入力に基づく前記回転ノブの回転運動を前記電気エネルギーに変換する、
請求項2のエネルギー処置具。 - 前記エネルギー変換部は、前記動作部位の進退運動を前記電気エネルギーに変換する、請求項1のエネルギー処置具。
- 前記エンドエフェクタは、第1の把持片と、前記第1の把持片との間が開閉可能な第2の把持片と、を備え、
前記動作部位は、進退運動によって前記ハウジングに対して開閉運動し、前記第1の把持片と前記第2の把持片との間を開く又は閉じる操作が入力されるハンドルを備え、
前記エネルギー変換部は、前記第1の把持片と前記第2の把持片との間を開く又は閉じる操作入力に基づく前記ハンドルの前記ハウジングに対する前記開閉運動を前記電気エネルギーに変換する、
請求項4のエネルギー処置具。 - 前記エネルギー変換部での前記運動エネルギーから前記電気エネルギーへの変化によって発生した交流電力を、前記蓄電部に蓄電可能な電圧を有する直流電力に変換する電力変換部をさらに具備する、請求項1のエネルギー処置具。
- 前記蓄電部は、充電タンクを備える、請求項1のエネルギー処置具。
- 前記充電タンクは、キャパシタである、請求項7のエネルギー処置具。
- 前記蓄電部に蓄電された前記電気エネルギーが供給されることにより、前記処置エネルギーを生成する処置エネルギー生成部をさらに具備する、請求項1のエネルギー処置具。
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