JPWO2018100607A1 - 屈曲機構および医療用マニピュレータ - Google Patents

Abstract

各部に過大な応力が作用することを回避しつつ、挿入部の細径化を図ることを目的として、本発明に係る屈曲機構（５）は、細長い支持部材（６）と、支持部材（６）の先端に長手軸に交差する軸線回りに揺動可能に支持された揺動部材（７）と、支持部材（６）の長手軸に沿って配置され、基端において加えた駆動力を伝達して、支持部材（６）に対して揺動部材（７）を揺動させる駆動力伝達部材（８ａ，８ｂ）と、支持部材（６）に対する揺動部材（７）の各揺動位置において、駆動力伝達部材（８ａ，８ｂ）に発生する応力が所定の閾値を超えないように調節する応力調節部（１１）とを備える。

Description

本発明は、屈曲機構および医療用マニピュレータに関するものである。

先端に備える処置具の方向を変更するための屈曲関節を細長い挿入部の先端部に備えた医療用マニピュレータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この医療用マニピュレータは、挿入部に沿って配置され、屈曲関節よりも先端側の揺動部材に接続された２本のリンクの押し引きによって、揺動部材を揺動させ、揺動部材に固定された処置具を揺動させるようになっている。

特許第４４０２３１３号公報

しかしながら、特許文献１の医療用マニピュレータは、処置具の先端に大きな外力を受けた場合に、一方のリンクにかかる応力が過大となる虞があり、耐久性を向上するためには２本のリンクを太くしなければならず、挿入部の細径化を図ることが困難となるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、各部に過大な応力が作用することを回避しつつ、挿入部の細径化を図ることができる屈曲機構および医療用マニピュレータを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、細長い支持部材と、該支持部材の先端に長手軸に交差する軸線回りに揺動可能に支持された揺動部材と、前記支持部材の前記長手軸に沿って配置され、基端において加えた駆動力を伝達して、前記支持部材に対して前記揺動部材を揺動させる駆動力伝達部材と、前記支持部材に対する前記揺動部材の各揺動位置において、前記駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値を超えないように調節する応力調節部とを備える屈曲機構である。

本態様によれば、支持部材の基端側において駆動力伝達部材に駆動力を加えると、駆動力伝達部材によって伝達された駆動力が揺動部材に伝達され、揺動部材が支持部材の先端において軸線回りに揺動させられる。この場合において、応力調節部の作動により、支持部材に対する揺動部材の各揺動位置において、駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値を超えないように調節される。これにより、揺動角度に応じて揺動部材の剛性が変動しても各部に過大な応力が作用することを回避することができる。この場合において、駆動力伝達部材を初め各部の剛性を向上することにより応力の増大を図るのでなく、応力自体を調節するので、各部の断面寸法の増大を防止して挿入部の細径化を図ることができる。

上記態様においては、前記応力調節部は、前記駆動力伝達部材に発生する応力が前記閾値となったときに、当該応力を低減する方向への前記駆動力伝達部材の移動を許容してもよい。
このようにすることで、駆動力伝達部材に所定の閾値の応力が発生すると、応力調節部により、応力を低減する方向への駆動力伝達部材の移動が許容され、所定の閾値を越える過大な応力が作用することが回避される。

また、上記態様においては、前記閾値が、前記支持部材に対する前記揺動部材の揺動角度に応じて異なる値に設定されていてもよい。
このようにすることで、揺動部材の揺動角度に応じて変動する剛性に対応し、剛性が高い揺動角度では閾値を大きく、剛性が低い揺動角度では閾値を小さくして、各部に過大な応力が作用することを防止することができる。

また、上記態様においては、前記駆動力伝達部材が、前記支持部材の前記長手軸に沿う両方向に前記駆動力を伝達可能であってもよい。
このようにすることで、支持部材の長手軸方向両方向への駆動力伝達時に、いずれの方向についても過大な応力の発生を防止することができる。

また、上記態様においては、前記応力調節部が、前記駆動力伝達部材の基端の前記長手軸に沿う方向の位置を、前記揺動部材の前記支持部材に対する揺動角度に応じて定められた基準位置に付勢する付勢手段を備えていてもよい。
このようにすることで、駆動力伝達部材の基端が操作されて長手軸方向の駆動力が作用すると、駆動力が所定の閾値より低い場合には、駆動力伝達部材の基端が付勢手段によって基準位置に維持されるので、基準位置の移動量に応じた揺動角度で揺動部材が揺動させられる。一方、駆動力が所定の閾値となる場合には、駆動力伝達部材の基端を付勢力に抗して基準位置から移動させて、所定の閾値を越える過大な応力が作用することが回避される。

また、上記態様においては、前記応力調節部が、前記駆動力伝達部材の基端に固定された平板状のフランジ部と、該フランジ部と同等の板厚を有し該フランジ部に対して前記長手軸に直交する方向に並列しかつ前記揺動角度に応じた前記基準位置に配置される平板状のストッパ部材と、該ストッパ部材および前記フランジ部を同時に前記板厚方向に挟む位置に配置される一対の押圧部材とを備え、前記付勢手段が、各該押圧部材を前記ストッパ部材に密着させる方向に付勢してもよい。

このようにすることで、駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値より小さい場合には、駆動力を加えて駆動力伝達部材を移動させると、駆動力伝達部材によって伝達された駆動力により支持部材に対して揺動部材が揺動させられ、揺動角度に応じた基準位置にストッパ部材が配置される。このとき、付勢手段の付勢力により押圧部材がストッパ部材に密着させられ、ストッパ部材とフランジ部とが長手軸方向の同じ位置に維持される。

一方、駆動力伝達部材に発生する応力が付勢手段の付勢力を越えて所定の閾値となる場合には、駆動力伝達部材の基端のフランジ部を付勢力に抗して移動させることにより、応力を低減が低減される。これにより、各部に所定の閾値を越える過大な応力が作用することが回避される。

また、上記態様においては、前記付勢手段が、弾性部材であってもよい。
このようにすることで、駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値となる場合には弾性部材を弾性変形させることによって、応力の上昇を回避し、各部に過大な応力が作用することを回避することができる。

また、上記態様においては、前記付勢手段が、流体によって付勢力を発生するシリンダであってもよい。
このようにすることで、駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値となる場合にはシリンダの圧力による付勢力に抗して駆動力伝達部材を移動させて、応力の上昇を回避し、各部に過大な応力が作用することを回避することができる。

また、上記態様においては、前記付勢手段が、磁気によって付勢力を発生する磁石であってもよい。
このようにすることで、駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値となる場合には磁石の磁気による付勢力に抗して駆動力伝達部材を移動させて、応力の上昇を回避し、各部に過大な応力が作用することを回避することができる。

また、上記態様においては、各前記付勢手段を前記ストッパ部材との間で挟む位置に配置され付勢力を支持する支持ブロックと、該支持ブロックと前記ストッパ部材との間の距離を、前記揺動角度に応じて変更するカム機構とを備えていてもよい。
このようにすることで、支持部材に対する揺動部材の揺動角度に応じて支持ブロックとストッパ部材との間の距離をカム機構により変更し、付勢手段によって揺動角度に応じて変化する剛性に合わせて適当な付勢力を発生させることにより、各揺動位置において各部に過大な応力が作用することを回避することができる。

また、上記態様においては、各前記付勢手段を前記ストッパ部材との間で挟む位置に配置され付勢力を支持する支持ブロックと、該支持ブロックと前記ストッパ部材との間の距離を、前記揺動角度に応じて変更するアクチュエータとを備えていてもよい。
このようにすることで、支持部材に対する揺動部材の揺動角度に応じて支持ブロックとストッパ部材との間の距離をアクチュエータにより変更し、付勢手段によって揺動角度に応じて変化する剛性に合わせて適当な付勢力を発生させることにより、各揺動位置において各部に過大な応力が作用することを回避することができる。

また、上記態様においては、前記駆動力伝達部材に前記駆動力を供給するアクチュエータを備え、前記応力調節部が、前記揺動角度に応じて前記アクチュエータにより発生する前記駆動力を制御してもよい。
このようにすることで、駆動力伝達部材に駆動力を供給するアクチュエータにより発生する駆動力を制御することで、揺動角度に応じて変化する剛性に合わせて適当な駆動力を発生させることにより、各揺動位置において各部に過大な応力が作用することを回避することができる。

また、本発明の他の態様は、上記いずれかの屈曲機構と、前記揺動部材に取り付けられた処置具とを備える医療用マニピュレータである。

本発明によれば、各部に過大な応力が作用することを回避しつつ、挿入部の細径化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータを示す全体構成図である。 図１の医療用マニピュレータの操作部を示す平面図である。 図２の操作部を示す背面図である。 図２の操作部に備えられるフローティング機構を示す平面図である。 図４Ａのフローティング機構の矢視Ａ―Ａを示す図である。 図４Ａのフローティング機構の矢視Ｂ―Ｂを示す図である。 図４Ａのフローティング機構の矢視Ｃ―Ｃを示す図である。 図４Ａのフローティング機構の動作を説明する図である。 図５の内側の第１リンクと外側の第１リンクのそれぞれの屈曲角度と許容軸力との関係を示すグラフである。 図４Ａのフローティング機構の動作を説明する平面図である。 図２の操作部の動作を説明する平面図である。 図８Ａの操作部を示す配面図である。 図２の操作部の第１の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第２の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第３の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第４の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第５の変形例を示す平面図である。

本発明の一実施形態に係る屈曲機構５および医療用マニピュレータ１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、図１に示されるように、患部を処置する処置具２と、細長い挿入部３と該挿入部３の基端に接続された操作部４とを備えている。挿入部３と操作部４とにより屈曲機構５が構成されている。処置具２は、後述する挿入部３の揺動部材７に取り付けられている。

挿入部３は、図１に示されるように、細長い支持部材６と、支持部材６の先端に、支持部材６の長手軸に直交する揺動軸線回りに揺動可能に支持された揺動部材７と、支持部材６の基端の操作部４において加えられた駆動力を伝達して、支持部材６に対して揺動部材７を揺動させる２組のリンク（駆動力伝達部材）８ａ，８ｂとを備えている。各組のリンク８ａ，８ｂは、支持部材６の長手軸に沿って配置された長尺の第１リンク９ａ，９ｂと、該第１リンク９ａ，９ｂおよび揺動部材７に揺動軸線に平行な軸線回りに揺動可能に連結された短尺の第２リンク１０ａ，１０ｂとを備えている。

操作部４は、図２および図３に示されるように、操作者によって操作され、駆動力が加えられるハンドル１１と、該ハンドル１１に加えられた駆動力を２組のリンク８ａ，８ｂに供給する駆動力変換部（アクチュエータ）１２とを備えている。
ハンドル１１は、扇形に形成され、その外周面にギザ加工が施されている。外周面に指を当てて周方向に移動させることにより、ハンドル１１を揺動させることができるようになっている。

駆動力変換部１２は、ハンドル１１に一端が接続されたリンク１３ａ，１３ｂと、該リンク１３ａ，１３ｂの他端に接続され、リンク１３ａ，１３ｂから受ける力によって回転可能に設けられたカムプレート（カム機構）１４と、該カムプレート１４に取り付けられたフローティング機構（応力調節部）１５とを備えている。

カムプレート１４は、複数のカム溝１６を備えている。カム溝１６には後述するストッパ部材１７および支持ブロック１８が移動可能に取り付けられている。各カム溝１６の形状は、カムプレート１４の回転角度に応じて、ストッパ部材１７および支持ブロック１８を適正な位置への移動を案内することができる形状となっている。具体的には、カムプレート１４の回転角度に応じてストッパ部材１７と支持ブロック１８との距離を適正に設定するようになっている。

フローティング機構１５は、図４Ａから図４Ｄに示されるように、カムプレート１４に形成されたカム溝１６に沿って移動可能に取り付けられた平板状のストッパ部材１７と、該ストッパ部材１７を板厚方向に挟んだ両側に間隔をあけて配置され、カムプレート１４に形成されたカム溝１６に沿って移動可能に取り付けられた平板状の支持ブロック１８と、該支持ブロック１８に板厚方向に貫通形成された貫通孔１９に移動可能に挿入されたシャフト２０と、シャフト２０の先端に設けられた押圧板（押圧部材）２１ａ，２１ｂと支持ブロック１８との間に配置された圧縮コイルバネ（弾性部材、付勢手段）２２とを備えている。

圧縮コイルバネ２２は、各支持ブロック１８に対して、各シャフト２０の押圧板２１ａ，２１ｂを離間させる方向に付勢し、２つの押圧板２１ａ，２１ｂでストッパ部材１７の両面を挟むように、支持ブロック１８とストッパ部材１７との距離に応じて決定される付勢力でストッパ部材１７の表面に密着させるようになっている。
第１リンク９ａ，９ｂの基端側の端部には、ストッパ部材１７と略同等の厚さ寸法を有するフランジ部２３が固定されている。フランジ部２３は、ストッパ部材１７に隣接して配置されて、ストッパ部材１７とともに２つの押圧板２１ａ，２１ｂによって板厚方向に挟まれるようになっている。

各シャフト２０は、第１リンク９ａ，９ｂの長手軸に略平行に配置されている。これにより、第１リンク９ａ，９ｂに、長手軸方向に沿って、いずれかの圧縮コイルバネ２２の付勢力以下の力が作用している状態では、図４Ａに示されるように、シャフト２０のフランジ部２３は２つの押圧板２１ａ，２１ｂによって挟まれた状態のままストッパ部材１７に隣接する位置に維持されるようになっている。一方、外力Ｆ１が作用することにより、第１リンク９ａ，９ｂに、長手軸方向に沿って、いずれかの圧縮コイルバネ２２の付勢力を超える力Ｆ２が作用したときには、図５に示されるように、一方の圧縮コイルバネ２２が圧縮されてフランジ部２３が他方の押圧板２１ａ，２１ｂから離れることにより、ストッパ部材１７とは異なる長手軸方向位置に移動させられるようになっている。

また、ハンドル１１が操作されてリンク１３ａ，１３ｂによってハンドル１１の回転がカムプレート１４の回転に変換されると、カムプレート１４に設けられているカム溝１６が移動する結果、カム溝１６に係合している支持ブロック１８およびストッパ部材１７がカム溝１６に沿って移動するようになっている。ストッパ部材１７は、ハンドル１１の回転角度に応じて定まる基準位置に第１リンク９ａ，９ｂの基端のフランジ部２３が配置されるように、カム溝１６によって基準位置に案内されるようになっている。

一方、支持ブロック１８については、ハンドル１１の回転角度（揺動角度）に応じてストッパ部材１７との距離を変化させた位置に配置されるようにカム溝１６が形成されている。
例えば、上記構成の屈曲機構５の場合、屈曲関節における屈曲の内側の第１リンク９ａと外側の第１リンク９ｂとでは、図６に示されるように、屈曲角度が大きくなっていくと屈曲の外側の第１リンク９ｂの許容軸力が大きく低下するのに対し、屈曲の内側の第１リンク９ａの許容軸力は少しだけ低下する傾向がある。

したがって、本実施形態においては、カムプレート１４のカム溝１６の形状は、図７に示されるように、カムプレート１４が回転して屈曲の外側となる場合には、ストッパ部材１７と支持ブロック１８との間隔を大きく広げ、屈曲の内側となる場合には、ストッパ部材１７と支持ブロック１８との間隔を若干広げるように、ストッパ部材１７および支持ブロック１８を移動させる形状を有している。

これにより、ストッパ部材１７と支持ブロック１８との間隔が広げられると、間に挟まれている圧縮コイルバネ２２が伸張されるので、剛性が低下し、第１リンク９ａ，９ｂにより小さい軸力が作用しても圧縮されて、フランジ部２３、すなわち第１リンク９ａ，９ｂの基端を、ストッパ部材１７により規定される基準位置から長手軸方向のいずれかの方向に移動させることができるようになる。

このように構成された本実施形態に係る屈曲機構５および医療用マニピュレータ１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る医療用マニピュレータ１を用いて患部の処置を行う場合には、挿入部３を体内に挿入して先端の処置具２を患部の近傍に配置し、操作部４に設けられたハンドル１１を操作して、支持部材６に対して揺動部材７を揺動させることにより患部に対する処置具２の姿勢を調節する。

ハンドル１１が指で一方向に回転するように操作されると、図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、ハンドル１１に連結された２本のリンク１３ａ，１３ｂによって回転力がカムプレート１４に伝達され、ハンドル１１の回転に応じた角度でカムプレート１４が回転させられる。カムプレート１４に設けられたカム溝１６には、２個のストッパ部材１７および４個の支持ブロック１８が取り付けられているので、カムプレート１４の回転によって移動するカム溝１６に沿って各ストッパ部材１７および各支持ブロック１８が移動させられる。

カム溝１６の形状は、上述したように、ストッパ部材１７および支持ブロック１８をカムプレート１４の回転角度に対応する揺動部材７の揺動角度に応じた適正な位置に配置するように形成されているので、ストッパ部材１７と各支持ブロック１８との間隔が揺動部材７の揺動角度に応じて適正に設定される。

すなわち、支持部材６に対する揺動部材７が揺動した場合に、図７に示されるように、屈曲の外側に配置された第１リンク９ｂ側においては、ストッパ部材１７と支持ブロック１８との距離が大きく広げられ、屈曲の内側に配置された第１リンク９ａ側においては、ストッパ部材１７と支持ブロック１８との距離が若干広げられる。これにより、屈曲の外側においては圧縮コイルバネ２２の圧縮が大きく緩められて付勢力が大きく低減され、屈曲の内側においては圧縮コイルバネ２２の圧縮が若干緩められて付勢力が小さく低減される。

したがって、揺動部材７に固定されている処置具２の先端に外力が作用した場合に、屈曲の外側の方が、屈曲の内側よりも、小さい外力で圧縮コイルバネ２２を圧縮させて第１リンク９ｂの基端に固定されているフランジ部２３の長手軸方向への移動が許容される。屈曲の外側においては第１リンク９ｂの許容軸力が大きく低下しているが、小さい外力でも第１リンク９ｂの基端側の移動が許容されるので、第１リンク９ｂに許容軸力を超える過大な軸力が作用することを回避することができるという利点がある。

この場合、屈曲の内側では第１リンク９ａの許容軸力はあまり低下していないので、小さい外力では第１リンク９ａの基端側が移動しないように維持される。その結果、許容軸力の低下した屈曲の外側の第１リンク９ｂの破損を防止することができるとともに、許容軸力が大きく低下していない屈曲の内側の第１リンク９ａによって外力が受け止められる。

そして、屈曲の内側の第１リンク９ａに係る軸力が許容軸力に達した場合には、内側の第１リンク９ａについても圧縮コイルバネ２２を圧縮させて基端のフランジ部２３を移動させ、許容軸力を超える過大な軸力が第１リンク９ａに作用することを回避することができる。これにより、許容軸力の低下を見込んで第１リンク９ａの横断面を増大させる必要がなく、破損を防止しながら、挿入部３の細径化を図ることができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、ハンドル１１の回転をリンク１３ａ，１３ｂによってカムプレート１４に伝達したが、これに代えて、図９に示されるように、ギヤ２４ａ，２４ｂによって伝達してもよい。この場合、ギヤ２４ａ，２４ｂの軸線どうしは図示しない連結部材によって軸間距離が保たれるように連結され、ギヤ２４ａ，２４ｂとカムプレート１４とは偏心を許容しながら回転を伝達するオルダムカップリング等（図示略）によって連結されていればよい。
また、付勢手段として圧縮コイルバネ２２を例示したが、これに代えて、空気あるいは液体等の流体圧によって付勢力を発生するシリンダを採用してもよい。また、磁気によって付勢力を発生する磁石を採用してもよい。

また、図１０に示されるように、ハンドル１１に代えて、ストッパ部材１７をピニオンギヤ２５およびラックギヤ２６を介して移動させるモータ（図示略）を採用し、ストッパ部材１７の移動に合わせて回転させられるカムプレート２７，２８を採用してもよい。モータは、操作者により入力される操作指令信号に基づいて作動させられることにすればよい。

また、図１１に示されるように、ハンドル１１の回転をギヤ２９ａ，２９ｂによってストッパ部材１７の移動に変換し、ハンドル１１の回転角度をエンコーダ３０により検出し、検出された回転角度に基づいて各支持ブロック１８を移動させるモータ（図示略）およびラックギヤ３１およびピニオンギヤ３２を採用することにしてもよい。
また、エンコーダ３０によりハンドル１１の回転角度を検出することに代えて、第１リンク９ａ，９ｂの移動量を検出してもよいし、揺動部材７の揺動角度自体を検出することにしてもよい。

さらに、図１２に示されるように、各ストッパ部材１７および各支持ブロック１８をモータ（図示略）、ラックギヤ２６，３１およびピニオンギヤ２５，３２によってそれぞれ移動することにしてもよい。この場合、操作者により入力される操作指令信号に基づいてストッパ部材１７を駆動するモータおよび支持ブロック１８を駆動するモータをそれぞれ作動させればよい。

これに代えて、ストッパ部材１７を駆動するモータの回転量をエンコーダ（図示略）により検出し、検出された回転量に基づいて支持ブロック１８を駆動するモータを作動させることにしてもよい。この場合に、エンコーダによりモータの回転量を検出することに代えて、第１リンク９ａ，９ｂの移動量を検出してもよいし、揺動部材７の揺動角度自体を検出することにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、支持部材６に対する揺動部材７の揺動角度に応じて、圧縮コイルバネ２２等の付勢手段の付勢力を調節することとしたが、これに代えて、図１３に示されるように、第１リンク９ａ，９ｂの基端に固定したラックギヤ３３に噛み合うピニオンギヤ３４をモータ（図示略）で回転させることとし、モータの発生トルクを支持部材６に対する揺動部材７の揺動角度に応じて適正な値に変化させることにしてもよい。

この場合においても、モータの回転量をエンコーダ（図示略）で検出し、モータの発生トルクをエンコーダによって検出したモータの回転量に応じて変更することにしてもよい。また、エンコーダによりモータの回転量を検出することに代えて、第１リンク９ａ，９ｂの移動量を検出してもよいし、揺動部材７の揺動角度自体を検出することにしてもよい。

また、本実施形態においては、駆動力伝達部材としてリンク８ａ，８ｂを例示したが、これに代えて、トルクシャフトあるいはワイヤを採用してもよい。
また、第１リンク９ａ，９ｂに作用する力が許容軸力を超えないように構成したが、これに代えて、他のいずれかの部位が破損する際にリンク８ａ，８ｂに発生する応力を閾値としてもよい。

１ 医療用マニピュレータ
２ 処置具
５ 屈曲機構
６ 支持部材
７ 揺動部材
８ａ，８ｂ リンク（駆動力伝達部材）
１２ 駆動力変換部（アクチュエータ）
１４，２７，２８ カムプレート（カム機構）
１５ フローティング機構（応力調節部）
１７ ストッパ部材
１８ 支持ブロック
２１ａ，２１ｂ 押圧板（押圧部材）
２２ 圧縮コイルバネ（弾性部材、付勢手段）
２３ フランジ部

本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータを示す全体構成図である。 図１の医療用マニピュレータの操作部を示す平面図である。 図２の操作部を示す背面図である。 図２の操作部に備えられるフローティング機構を示す平面図である。 図４Ａのフローティング機構の矢視Ａ―Ａを示す図である。 図４Ａのフローティング機構の矢視Ｂ―Ｂを示す図である。 図４Ａのフローティング機構の矢視Ｃ―Ｃを示す図である。 図４Ａのフローティング機構の動作を説明する図である。 図５の内側の第１リンクと外側の第１リンクのそれぞれの屈曲角度と許容軸力との関係を示すグラフである。 図４Ａのフローティング機構の動作を説明する平面図である。 図２の操作部の動作を説明する平面図である。 図８Ａの操作部を示す背面図である。 図２の操作部の第１の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第２の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第３の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第４の変形例を示す平面図である。 図２の操作部の第５の変形例を示す平面図である。

Claims (13)

1. 細長い支持部材と、
   該支持部材の先端に長手軸に交差する軸線回りに揺動可能に支持された揺動部材と、
   前記支持部材の前記長手軸に沿って配置され、基端において加えた駆動力を伝達して、前記支持部材に対して前記揺動部材を揺動させる駆動力伝達部材と、
   前記支持部材に対する前記揺動部材の各揺動位置において、前記駆動力伝達部材に発生する応力が所定の閾値を超えないように調節する応力調節部とを備える屈曲機構。
2. 前記応力調節部は、前記駆動力伝達部材に発生する応力が前記閾値となったときに、当該応力を低減する方向への前記駆動力伝達部材の移動を許容する請求項１に記載の屈曲機構。
3. 前記閾値が、前記支持部材に対する前記揺動部材の揺動角度に応じて異なる値に設定されている請求項１または請求項２に記載の屈曲機構。
4. 前記駆動力伝達部材が、前記支持部材の前記長手軸に沿う両方向に前記駆動力を伝達可能である請求項１から請求項３のいずれかに記載の屈曲機構。
5. 前記応力調節部が、前記駆動力伝達部材の基端の前記長手軸に沿う方向の位置を、前記揺動部材の前記支持部材に対する揺動角度に応じて定められた基準位置に付勢する付勢手段を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の屈曲機構。
6. 前記応力調節部が、前記駆動力伝達部材の基端に固定された平板状のフランジ部と、該フランジ部と同等の板厚を有し該フランジ部に対して前記長手軸に直交する方向に並列しかつ前記揺動角度に応じた前記基準位置に配置される平板状のストッパ部材と、該ストッパ部材および前記フランジ部を同時に前記板厚方向に挟む位置に配置される一対の押圧部材とを備え、前記付勢手段が、各該押圧部材を前記ストッパ部材に密着させる方向に付勢する請求項５に記載の屈曲機構。
7. 前記付勢手段が、弾性部材である請求項６に記載の屈曲機構。
8. 前記付勢手段が、流体によって付勢力を発生するシリンダである請求項６に記載の屈曲機構。
9. 前記付勢手段が、磁気によって付勢力を発生する磁石である請求項６に記載の屈曲機構。
10. 各前記付勢手段を前記ストッパ部材との間で挟む位置に配置され付勢力を支持する支持ブロックと、
    該支持ブロックと前記ストッパ部材との間の距離を、前記揺動角度に応じて変更するカム機構とを備える請求項６から請求項９のいずれかに記載の屈曲機構。
11. 各前記付勢手段を前記ストッパ部材との間で挟む位置に配置され付勢力を支持する支持ブロックと、
    該支持ブロックと前記ストッパ部材との間の距離を、前記揺動角度に応じて変更するアクチュエータとを備える請求項６から請求項９のいずれかに記載の屈曲機構。
12. 前記駆動力伝達部材に前記駆動力を供給するアクチュエータを備え、
    前記応力調節部が、前記揺動角度に応じて前記アクチュエータにより発生する前記駆動力を制御する請求項３に記載の屈曲機構。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の屈曲機構と、
    前記揺動部材に取り付けられた処置具とを備える医療用マニピュレータ。

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