WO2020115881A1

WO2020115881A1 - 保持装置

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Publication number: WO2020115881A1
Application number: PCT/JP2018/044993
Authority: WO
Inventors: 亮太佐々井; 雅史原口
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-06-11
Also published as: US20210282889A1

Abstract

保持装置は、医療機器を保持する保持装置であって、前記医療機器を保持可能な保持部を先端に有するアームと、前記アームを第一関節により回動可能に支持するベースと、前記アームに取り付けられたディスクと、前記ベースに取り付けられ、前記ディスクを押圧するブレーキと、を備え、前記ディスクの回動中心と前記ブレーキが前記ディスクを押圧する領域との距離が、前記第一関節の回転角度により変化する。

Description

保持装置

　本発明は、制動機構を備えた保持装置に関する。

　従来、医療機器等を任意の位置に保持できる保持装置が用いられている。保持装置は、モータ等の駆動系を有さず、操作者が手動で医療機器等の位置を変更するものがある。こういった保持装置は、医療機器を移動可能に保持する機構（例えば多関節機構）と、医療機器を任意の位置に固定させる機能（例えばブレーキ機構等の制動機構）と、を備える必要がある。

　特許文献１に記載の多関節型医療具保持装置は、医療機器を任意の位置で保持することができる保持装置である。多関節型医療具保持装置は、保持する医療機器に外力が加えられた場合に医療機器の位置が変わらないように医療機器の多関節の各関節を固定するブレーキ機構を有している。ブレーキ機構は全ての関節をハンドル操作で固定できるため、操作者は他の作業者の助けなしに一操作で全ての関節を固定することができる。

特開２００４－２４２９４２号

　しがしながら、特許文献１に記載の多関節型医療具保持装置は、医療機器を移動させる操作と、関節を固定するハンドル操作と、を別の操作として実施する必要があった。そのため、操作者は、医療機器の位置を固定する場合、医療機器を移動させる操作を一旦止め、関節を固定するハンドル操作を別途行う必要があった。

　上記事情を踏まえ、本発明は、保持する機器の位置を別途の操作を行うことなく固定することができる制動機構を備えた保持装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
　本発明の第一の態様に係る保持装置は、医療機器を保持する保持装置であって、前記医療機器を保持可能な保持部を先端に有するアームと、前記アームを第一関節により回動可能に支持するベースと、前記アームに取り付けられたディスクと、前記ベースに取り付けられ、前記ディスクを押圧するブレーキと、を備え、前記ディスクの回動中心と前記ブレーキが前記ディスクを押圧する領域との距離が、前記第一関節の回転角度により変化する。

　本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において、前記ディスクが前記保持部を前記ベースに近づける方向に前記アームを移動させた際に、前記第一関節が回転する方向に回転するに従い、前記距離が長くなる位置に前記ブレーキが配置されていてもよい。

　本発明の第三の態様によれば、第一または第二の態様に係る保持装置において、前記距離が、前記第一関節の前記回転角度に比例して変化してもよい。

　本発明の第四の態様によれば、第一から第三のいずれかの態様に係る保持装置において、前記医療機器は体壁に対して旋回可能に体内に挿入されてもよい。

　本発明の第五の態様によれば、第四の態様に係る保持装置において、前記ブレーキは、旋回中心であるピボット点における前記体壁からの法線と前記医療機器の長手軸とのなす角度に従い、前記距離が長くなる位置に前記ブレーキが配置されていてもよい。

　本発明の第六の態様によれば、第四の態様に係る保持装置において、前記ブレーキは、前記医療機器が前記アームによって前記体内に挿入した際の挿入量に従い、前記距離が長くなる位置に前記ブレーキが配置されていてもよい。

　本発明の第七の態様によれば、第四の態様に係る保持装置において、前記医療機器は、トロッカを介して体内に挿入されてもよい。

　本発明の第八の態様によれば、第五の態様に係る保持装置において、前記ピボット点は、前記体壁の刺入点であってもよい。

　本発明の第九の態様によれば、第一から第八のいずれかの態様に係る保持装置において、前記アームは、前記保持部と前記第一関節との間に配置された第二関節をさらに備えてもよい。

　本発明の保持装置によれば、保持する機器の位置を別途の操作を行うことなく固定することが可能である。

本発明の第一実施形態に係る保持装置の全体構成を示す図である。同保持装置の第一関節および制動機構の斜視図である。同保持装置のブレーキの断面図である。同保持装置の保持部をベースから遠ざける方向に移動させたアームおよび制動機構の側面図である。同保持装置の保持部をベースに近づける方向に移動させたアーム２および制動機構３の側面図である。本発明の第二実施形態に係る保持装置のアームと制動機構の側面図である。同保持装置のディスクの側面図である。同保持装置の傾き角度と外力との関係を示すグラフである。同保持装置の傾き角度と外力によって生じるモーメントとの関係を示すグラフである。本発明の第三実施形態に係る保持装置の制動機構の側面図である。同保持装置の保持部をベースに近づける方向に移動させたアームおよび制動機構の側面図である。同保持装置のディスクの断面Ａ，Ｂ、Ｃにおける板厚方向の断面図である。同保持装置のディスクの断面Ｂを押圧するブレーキの断面図である。同保持装置のディスクの断面Ｃを押圧するブレーキの断面図である。本発明の第四実施形態に係る保持装置の制動機構の側面図である。同保持装置の保持部をベースに近づける方向に移動させたアームおよび制動機構の側面図である。

（第一実施形態）
　本発明の第一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る保持装置１００の全体構成を示す図である。保持装置１００は、ベース１と、アーム２と、制動機構３と、を備える。

［ベース１］
　ベース１は、図１に示すように、ローラ１１を介して床上に設置されており、アーム２を回動可能に支持する。ベース１は、ロック機構１２を有している。ロック機構１２が無効化されているときは、ベース１はローラ１１を回転させて床上を移動することができる。ロック機構１２が有効化されているときは、ベース１はローラ１１を回転させて床上を移動することができない。術者は、ベース１のロック機構１２を有効化することで、アーム２を手動で移動させた場合であってもベース１の位置が動かないように、ベース１の位置を固定することができる。

［アーム２］
　アーム２は、リンクアーム２１と、先端アーム２２と、第一関節２３と、第二関節２４と、を有する。第一関節２３は、リンクアーム２１とベース１とを回動可能に接続している。第二関節２４は、リンクアーム２１と先端アーム２２とを回動可能に接続している。第一関節２３の回転軸と第二関節２４の回転軸とは平行である。アーム２は、二つの関節を有する、いわゆる２自由度のアーム機構である。

　以降の説明において、ベース１に接続されているアーム２の端部を「基端」、反対側の端部を「先端」という。

　リンクアーム（第一アーム）２１は、基端において第一関節２３によりベース１に回動可能に支持される。リンクアーム２１は、先端において第二関節２４により先端アーム２２と接続されている。

　先端アーム（第二アーム）２２は、医療機器を保持可能な保持部２ａを先端に有する。保持部２ａは、撮像機能を有する内視鏡や把持機構等と有する処置具等の医療機器を保持することができる。医療機器は、保持部２ａを中心として水平方向および垂直方向に回動可能に保持部２ａに保持される。術者は、医療機器が意図する方向を向くように、医療機器を回転させることができる。先端アーム２２は、基端において第二関節２４によりリンクアーム２１と接続されている。

［制動機構３］
　制動機構３は、リンクアーム２１に取り付けられたディスク３１と、ベース１に取り付けられたブレーキ３２と、を有するディスクブレーキ機構である。

　図２は、第一関節２３および制動機構３の斜視図である。
　ディスク３１は、ディスク第一面３１ａとディスク第二面３１ｂとを両面に有する板状部材である。ディスク３１は、リンクアーム２１に取り付けられており、第一関節２３を回動中心としてリンクアーム２１とともに回動する。ディスク３１は、板厚方向が第一関節２３の回転軸の方向と一致するように、リンクアーム２１に取り付けられている。

　以降の説明において、鉛直方向をＹ軸方向とし、第一関節２３および第二関節２４の回転軸の方向をＺ軸方向とする。また、Ｙ軸方向とＺ軸方向とに垂直な方向をＸ軸方向とする。また、先端アーム２２の先端の保持部２ａをベース１に近づける方向にアーム２を移動させた際に、第一関節２３および第二関節２４が回転する方向を第一回転方向Ｒ１と称す。また、先端アーム２２の先端の保持部２ａをベース１から遠ざける方向にアーム２を移動させた際に、第一関節２３および第二関節２４が回転する方向を第二回転方向Ｒ２と称す。

　ディスク３１は、図２に示すように、板厚方向（Ｚ軸方向）に見て、第一関節２３に中心が位置する楕円形状の一部を切り出したような楕円扇形形状を有している。ディスク３１の楕円扇形形状において、第一関節２３（楕円中心）から円弧までの距離は、第二回転方向Ｒ２に沿って増加する。

　ブレーキ３２は、ディスク３１のディスク第一面３１ａとディスク第二面３１ｂとを両面から挟み込み、ディスク３１が取り付けられたリンクアーム２１の回動を制動する。ブレーキ３２は、第一ブレーキパッド３３と、第二ブレーキパッド３４と、付勢部３５と、を有している。

　図３は、ブレーキ３２の断面図である。
　第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とは、ディスク３１を板厚方向（Ｚ軸方向）の両面から挟み込んでいる。また、第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とは、付勢部３５によって、互いが近づく方向に付勢されている。

　第一ブレーキパッド３３は、ディスク３１のディスク第一面３１ａと面接触し、摩擦力により、ディスクの回動を制動する。

　第二ブレーキパッド３４は、ディスク３１のディスク第二面３１ｂと面接触し、摩擦力により、ディスクの回動を制動する。

　付勢部３５は、バネ３６と、バネ３６を収容するケース３７と、を有する。付勢部３５は、ケース３７の内部空間Ｓに縮んだ状態で収容されているバネ３６の復元力によって、第一ブレーキパッド３３および第二ブレーキパッド３４を付勢する。バネ３６が伸縮する方向は、ケース３７の長手方向である。

　ケース３７は、バネ３６を収容する円筒形状のケースであって、長手方向の一方の端部にバネ３６の付勢力を調整する調整機構３８を有する。以降の説明において、ケース３７の長手方向において、調整機構３８が位置する側を「基端側」、反対側を「先端側」と称す。

　ケース３７は、先端側の側面に開口３９を有する。図３に示すように、ディスク３１を両面から挟み込んだ第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４の一部が、ディスク３１の板厚方向とケース３７の長手方向とを一致させ、ケース３７の開口３９に挟み込まれる。

　第一ブレーキパッド３３は、ケース３７内において、ディスク第一面３１ａと面接触している面の反対面が、バネ３６の先端側の端部であるバネ先端部３６ｄに接している。
　第二ブレーキパッド３４は、ケース３７内において、ディスク第二面３１ｂと面接触している面の反対面が、ケース３７の内部空間Ｓにおける先端側の端部であるケース先端部３７ｄに接している。

　バネ３６の基端側の端部であるバネ基端部３６ｐは、ケース３７の内部空間Ｓにおける基端側の端部であるケース基端部３７ｐに接している。

　バネ先端部３６ｄは、バネ３６の付勢力により、第一ブレーキパッド３３を先端側に押圧する。また、バネ基端部３６ｐは、バネ３６の付勢力により、ケース基端部３７ｐを基端側に押圧する。バネ３６によってケース３７が基端側に押圧された結果、ケース先端部３７ｄが第二ブレーキパッド３４を基端側に押圧する。すなわち、バネ３６の復元力は、ケース３７により、第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とがディスク３１を両面から押圧する力に変換される。

　調整機構３８は、図３に示すように、雄ネジで構成されており、ケース３７内部に形成された雌ネジとの螺合位置を調整することで、ケース基端部３７ｐの長手方向における位置を調整できる。ケース基端部３７ｐの位置を調整することで、ケース３７に収容されたバネ３６の伸縮方向の長さを調整して、バネ３６の付勢力を調整することができる。

　ブレーキ３２は、ベース１に取り付けられており、ベース1に取り付けられている第一関節２３との相対位置は変化しない。また、ブレーキ３２は、リンクアーム２１が第一関節２３を中心として使用想定範囲において回動した場合であっても、（ａ）付勢部３５がディスク３１に接触しない位置であって、かつ、（ｂ）第一ブレーキパッド３３および第二ブレーキパッド３４がリンクアーム２１に接触しない位置であって、かつ、（ｃ）第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とがディスク３１の少なくとも一部を挟み込むことが可能な位置に配置されている。

　第一関節２３と、ブレーキ３２がディスク３１を押圧する領域Ｐの中心との距離を「距離Ｄ」とすると、制動機構３によるブレーキトルクは、距離Ｄとディスク３１に発生する摩擦力との乗数である。ここで、ディスク３１に発生する摩擦力とは、第一ブレーキパッド３３および第二ブレーキパッド３４とディスク３１とに生じる摩擦力である。

　さらに、ブレーキ３２は、ディスク３１が第一関節２３を中心に第一回転方向Ｒ１に回転するほど距離Ｄが長くなる位置に配置されている。

［保持装置１００の動作］
　次に、保持装置１００の保持対象が内視鏡Ｅである場合を例として、保持装置１００の動作について説明する。

　術者は、患者の腹部ＢにトロッカＴを設置するための孔（体壁の刺入点）を設け、孔にトロッカＴを穿刺する。術者は、保持装置１００を患者の近くに移動させ、ベース１のロック機構１２を有効化して、ベース１の位置を固定する。次に術者は、保持装置１００の保持部２ａに保持された内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１を、患者の腹部Ｂに穿刺されたトロッカＴに通して、腹腔内に導入する。

　術者は、医療機器が意図する位置に配置されるようにアーム２の保持部２ａを手動で移動させる。また、術者は、医療機器が意図する方向を向くように保持された内視鏡Ｅを回転させる。アーム２の第一関節２３および第二関節２４は、術者による内視鏡Ｅを移動させる操作に伴って回動する。トロッカＴに通して腹腔内に挿入された内視鏡Ｅは、体壁に対して旋回可能である。ここで、トロッカＴに通して腹腔内に挿入された内視鏡Ｅの旋回中心を「ピボット点ＰＰ」とする。

　図４は、保持部２ａをベース１から遠ざける方向に移動させたアーム２および制動機構３の側面図である。第一関節２３および第二関節２４は第二回転方向Ｒ２に回転する。トロッカＴとベース１との距離は固定されているため、保持部２ａをベース１から遠ざける方向に移動させることで、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の向きは垂直方向（Ｙ軸方向）に近づく。その結果、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θは小さくなる。

　ディスク３１の一部が第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とに挟み込まれているため、リンクアーム２１の回動は制動される。内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力（反発力）Ｆによって生じるモーメントに比べて、制動機構３によるブレーキトルクが大きく、内視鏡Ｅは配置された位置に好適に保持される。

　術者は、保持部２ａもしくは保持部２ａに連動する部分に所定以上の外力を加え、制動機構３によるブレーキトルクを超えるモーメントを発生させることで、保持部２ａに保持された内視鏡Ｅを異なる位置に移動させることができる。内視鏡Ｅを異なる位置に移動させるために所定以上の力が必要であるため、内視鏡Ｅの意図しない移動動作が発生しにくい。また、内視鏡Ｅを異なる位置に移動させる際の初動速度が制限されるため、術者による操作ミスが発生しにくい。

　図５は、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させたアーム２および制動機構３の側面図である。第一関節２３および第二関節２４は第一回転方向Ｒ１に回転する。トロッカＴとベース１との距離は固定されているため、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させることで、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の向きは水平方向（Ｘ軸方向）に近づく。その結果、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θは大きくなる。

　傾き角度θが大きくなっても、図５に示すように、ディスク３１の一部が第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とに挟み込まれているため、リンクアーム２１の回動は制動される。内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆによって生じるモーメントに比べて、制動機構３によるブレーキトルクが大きく、医療機器は配置された位置に好適に保持される。

　傾き角度θが大きくなると、図５に示すように、リンクアーム２１がベース１に対して第一回転方向Ｒ１に回転する。ブレーキ３２がディスク３１を押圧する領域Ｐの中心と第一関節２３との距離Ｄは長くなる。すなわち、距離Ｄは第一関節２３の回転角度により変化する。その結果、制動機構３のブレーキトルクは、図４に示す傾き角度θが小さい場合における制動機構３のブレーキトルクと比較して、大きくなる。

　図５に示すように、傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１が水平方向に近くなると、患者は仰向けの姿勢となっているため、ピボット点ＰＰにおける内視鏡Ｅの長手軸と体壁からの法線とのなす角度αも大きくなる。その結果、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆが大きくなる。この場合であっても、制動機構３のブレーキトルクが、図４に示す傾き角度θが小さい場合における制動機構３のブレーキトルクより大きいため、内視鏡Ｅを配置された位置に好適に保持することができる。

　図５に示すように、傾き角度θが大きくなり、内視鏡の挿入部Ｅ１が水平方向に近づくと、角度αも大きくなり、挿入部Ｅ１が体壁に接触する確率が高くなる。しかしながら、図５に示す傾き角度θが大きい場合における制動機構３のブレーキトルクは大きいため、挿入部Ｅ１が体壁に接触することを好適の防止することができる。

　傾き角度θが大きくなる方向に内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１を移動させると、リンクアーム２１がベース１に対して第一回転方向Ｒ１に回転し、制動機構３のブレーキトルクは大きくなる。一方、傾き角度θが小さくなる方向に内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１を移動させると、リンクアーム２１がベース１に対して第二回転方向Ｒ２に回転し、制動機構３のブレーキトルクは小さくなる。すなわち、術者は、傾き角度θが大きくなる方向より、傾き角度θが小さくなる方向に、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１を移動させやすい。

　本実施形態の保持装置１００によれば、保持する内視鏡Ｅの位置を別途の操作を行うことなく固定することが可能である。制動機構３は、保持する内視鏡Ｅの位置に応じて、アーム２の回動を制動するブレーキトルクが変化する。

　本実施形態の保持装置１００によれば、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆが大きくなった場合であっても、制動機構３のブレーキトルクが大きくなるため、内視鏡Ｅを好適に保持することができる。

　内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１は、トロッカＴを通して腹腔内に導入される。また、トロッカＴとベース１との距離は手技中において固定されている。そのため、アーム２の姿勢は、トロッカＴの位置による差は発生するが、傾き角度θから概算可能である。傾き角度θに対応する第一関節２３の回転角度を算出し、第一関節２３の回転角度に対応する距離Ｄをディスク３１の位置や形状により調整すれば、傾き角度θに対応する所望のブレーキトルクを発生させることができる。

　以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（変形例１）
　例えば、上記実施形態では、制動機構３は、ディスク３１と、ブレーキ３２と、を有するディスクブレーキ機構であったが、制動機構の態様はこれに限定されない。制動機構は、リンクアーム２１が第一関節２３を中心に第一回転方向Ｒ１に回転するほどブレーキトルクが大きくなるものであればよい。

（第二実施形態）
　本発明の第二実施形態について、図６から図９を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。第二実施形態に係る保持装置１００Ｂは、第一実施形態に係る保持装置１００と比較して、アームの自由度が異なる。保持装置１００Ｂは、ベース１と、アーム２Ｂと、制動機構３Ｂと、を備える。

　図６は、アーム２Ｂと、制動機構３Ｂの側面図である。
　アーム２Ｂは、リンクアーム２１Ｂと、第一関節２３と、を有する。第一関節２３は、リンクアーム２１Ｂとベース１とを回動可能に接続している。アーム２Ｂは、一つの関節を有する、いわゆる１自由度のアーム機構である。

　リンクアーム（第一アーム）２１Ｂは、基端側において第一関節２３によりベース１に回動可能に支持される。リンクアーム２１Ｂは、医療機器を保持可能な保持部２ａを先端に有する。

　制動機構３Ｂは、リンクアーム２１Ｂに取り付けられたディスク３１Ｂと、ベース１に取り付けられたブレーキ３２と、を有するディスクブレーキ機構である。

　図７は、ディスク３１Ｂの側面図である。
　ディスク３１Ｂは板状部材である。ディスク３１Ｂは、リンクアーム２１Ｂに取り付けられており、第一関節２３を回動中心としてリンクアーム２１Ｂとともに回動する。ディスク３１Ｂは、板厚方向が第一関節２３の回転軸の方向と一致するように、リンクアーム２１Ｂに取り付けられている。

　ディスク３１Ｂは、図７に示すように、板厚方向（Ｚ軸方向）に見て、第一関節２３に中心が位置する楕円形状を有している。

　ブレーキ３２は、ベース１に取り付けられており、ベース1に取り付けられている第一関節２３との相対位置は変化しない。また、ブレーキ３２は、リンクアーム２１Ｂが第一関節２３を中心として使用想定範囲において回動した場合であっても、（ａ）付勢部３５がディスク３１Ｂに接触しない位置であって、かつ、（ｂ）第一ブレーキパッド３３および第二ブレーキパッド３４がリンクアーム２１Ｂに接触しない位置であって、かつ、（ｃ）第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とがディスク３１Ｂの少なくとも一部を挟み込むことが可能な位置に配置されている。

　第一関節２３と、ブレーキ３２がディスク３１Ｂを押圧する領域Ｐの中心との距離を「距離Ｄ」とすると、制動機構３によるブレーキトルクは、距離Ｄとディスク３１に発生する摩擦力との乗数である。ここで、ディスク３１に発生する摩擦力とは、第一ブレーキパッド３３および第二ブレーキパッド３４と、ディスク３１Ｂとに生じる摩擦力である。

　ブレーキ３２は、ディスク３１Ｂが第一関節２３を中心に第一回転方向Ｒ１に回転するほど距離Ｄが長くなる位置に配置されている。

　次に、保持装置１００Ｂの保持対象が内視鏡Ｅである場合を例として、保持装置１００Ｂの動作について説明する。内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１は、患者の腹部Ｂに穿刺されたトロッカＴに通して、腹腔内に導入されている。

　術者は、図６の破線で示す内視鏡Ｅおよびアーム２Ｂを、実線で示されるような保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させる。第一関節２３は第一回転方向Ｒ１に回転する。トロッカＴとベース１との距離は固定されているため、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させることで、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の向きは水平方向（Ｘ軸方向）に近づく。その結果、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θは大きくなる。

　傾き角度θが大きくなると、図６に示すように、リンクアーム２１Ｂがベース１に対して第一回転方向Ｒ１に回転する。ブレーキ３２がディスク３１を押圧する領域Ｐの中心は、図７に示すように、中心Ｐ１から中心Ｐ２に移動する。ブレーキ３２がディスク３１Ｂを押圧する領域Ｐの中心と第一関節２３との距離Ｄは長くなる。その結果、制動機構３のブレーキトルクは、傾き角度θが小さい場合における制動機構３のブレーキトルクと比較して、大きくなる。

　図８は、傾き角度θと内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力（反発力）Ｆとの関係を示すグラフである。傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１が水平方向に近くなると、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆは、傾き角度θに比例して大きくなる（Ｆ＝Ｋ＊θ［Ｎ］）。

　図９は、傾き角度θと外力Ｆによって生じるモーメントＭとの関係を示すグラフである。モーメントＭは、外力Ｆに比例して大きくなる（Ｍ＝Ｌ＊Ｆ［Ｎ］）。傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１が水平方向に近くなると、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆが大きくなり、回転モーメントＭが大きくなる。この場合であっても、制動機構３のブレーキトルクが、図４に示す傾き角度θが小さい場合における制動機構３のブレーキトルクより大きいため、内視鏡Ｅを配置された位置に好適に保持することができる。

　本実施形態の保持装置１００Ｂによれば、保持する内視鏡Ｅの位置を別途の操作を行うことなく固定することが可能である。制動機構３Ｂは、保持する内視鏡Ｅの位置に応じて、アーム２Ｂの回動を制動するブレーキトルクが変化する。

　本実施形態の保持装置１００Ｂによれば、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆが大きくなった場合であっても、制動機構３Ｂのブレーキトルクが大きくなるため、内視鏡Ｅを好適に保持することができる。

　以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第二実施形態および第一実施形態の変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（変形例２）
　例えば、上記実施形態では、ディスク３１Ｂは、板厚方向（Ｚ軸方向）に見て、第一関節２３に中心が位置する楕円形状を有していたが、ディスクの形状はこれに限定されない。ディスクは、楕円形状のうち、ブレーキ３２と接しない部分が切断されて形成されていてもよい。

（第三実施形態）
　本発明の第三実施形態について、図１０から図１４を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。第三実施形態に係る保持装置１００Ｃは、第二実施形態に係る保持装置１００Ｂと比較して、ディスクの態様が異なる。保持装置１００Ｃは、ベース１と、アーム２Ｂと、制動機構３Ｃと、を備える。

　図１０は、制動機構３Ｃの側面図である。
　制動機構３Ｃは、リンクアーム２１Ｂに取り付けられたディスク３１Ｃと、ベース１に取り付けられたブレーキ３２と、を有するディスクブレーキ機構である。

　ディスク３１Ｃは板状部材である。ディスク３１Ｃは、リンクアーム２１Ｂに取り付けられており、第一関節２３を回動中心としてリンクアーム２１Ｂとともに回動する。ディスク３１Ｃは、板厚方向が第一関節２３の回転軸の方向と一致するように、リンクアーム２１Ｂに取り付けられている。

　図１１は、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させたアーム２Ｂおよび制動機構３Ｃの側面図である。第一関節２３は第一回転方向Ｒ１に回転する。第２実施形態同様、トロッカＴとベース１との距離は固定されているため、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させることで、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の向きは水平方向に近づく。内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θは大きくなる。

　図１２は、図１０および図１１に示すディスク３１Ｃの断面Ａ，Ｂ、Ｃにおける板厚方向の断面図である。ディスク３１Ｃは、図１２に示すように、板厚方向（Ｚ軸方向）の厚さが、第一関節２３の回転方向に沿って変化する。具体的には、ディスク３１Ｃの板厚方向（Ｚ軸方向）の厚みは、第二回転方向Ｒ２に沿って増加する（断面Ａの厚み＜断面Ｂの厚み＜断面Ｃの厚み）。

　次に、保持装置１００Ｃの保持対象が内視鏡Ｅである場合を例として、保持装置１００Ｃの動作について説明する。内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１は、患者の腹部Ｂに穿刺されたトロッカＴに通して、腹腔内に導入されている。内視鏡Ｅおよびアーム２Ｂは、図１０に示すように保持されており、ブレーキ３２は、ディスク３１Ｃの断面Ｂを押圧する。図１３は、ディスク３１Ｃの断面Ｂを押圧するブレーキ３２の断面図である。

　術者は、内視鏡Ｅおよびアーム２Ｂを、図１１に示すように、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させる。第一関節２３は第一回転方向Ｒ１に回転する。トロッカＴとベース１との距離は固定されているため、保持部２ａをベース１に近づける方向に移動させることで、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の向きは水平方向に近づく。その結果、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θは大きくなる。

　傾き角度θが大きくなると、図１１に示すように、リンクアーム２１Ｂがベース１に対して第一回転方向Ｒ１に回転する。ブレーキ３２は、ディスク３１Ｃの断面Ｃを押圧する。図１４は、ディスク３１Ｃの断面Ｃを押圧するブレーキ３２の断面図である。ブレーキ３２がディスク３１を押圧する領域Ｐの断面の厚みは増加する。ブレーキ３２がディスク３１Ｂを押圧する領域Ｐの中心と第一関節２３との距離Ｄは長くなる。その結果、制動機構３のブレーキトルクは、傾き角度θが小さい場合における制動機構３のブレーキトルクと比較して、大きくなる。

　傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１が水平方向に近くなると、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆが大きくなる。この場合であっても、制動機構３Ｃのブレーキトルクが、傾き角度θが小さい場合における制動機構３のブレーキトルクより大きいため、内視鏡Ｅを配置された位置に好適に保持することができる。

　本実施形態の保持装置１００Ｃによれば、保持する内視鏡Ｅの位置を別途の操作を行うことなく固定することが可能である。制動機構３Ｃは、保持する内視鏡Ｅの位置に応じて、アーム２Ｂの回動を制動するブレーキトルクが変化する。

　本実施形態の保持装置１００Ｃによれば、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θが大きくなり、内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力Ｆが大きくなった場合であっても、制動機構３Ｃのブレーキトルクが大きくなるため、内視鏡Ｅを好適に保持することができる。

　以上、本発明の第三実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第三実施形態および第一実施形態の変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（変形例３）
　例えば、上記実施形態では、ディスク３１Ｃは板厚方向（Ｚ軸方向）の厚みが第二回転方向Ｒ２に沿って増加していたが、ディスクの態様はこれに限定されない。例えば、ディスクの表面の加工態様により、ブレーキ３２に押圧される場所ごとに摩擦係数が変更されるように構成されてもよい。

（第四実施形態）
　本発明の第四実施形態について、図１５から図１６を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。第四実施形態に係る保持装置１００Ｄは、第一実施形態に係る保持装置１００と比較して、制動機構の取り付け態様が異なる。

　図１５は保持装置１００Ｄの側面図である。
　保持装置１００Ｄは、ベース１と、アーム２と、制動機構３Ｄと、を備える。

　制動機構３Ｄは、リンクアーム２１に取り付けられたディスク３１Ｄと、ベース１に取り付けられたブレーキ３２Ｄと、を有するディスクブレーキ機構である。

　ディスク３１Ｄは、リンクアーム２１に取り付けられており、第一関節２３を回動中心としてリンクアーム２１とともに回動する。ディスク３１は、板厚方向が第一関節２３の回転軸の方向と一致するように、リンクアーム２１に取り付けられている。

　ディスク３１Ｄは、図１５に示すように、Ｘ軸およびＹ軸を含むＸＹ平面において、第一実施形態のディスク３１に対してリンクアーム２１を挟んだ反対側に取り付けられている。

　ブレーキ３２Ｄは、ディスク３１Ｄを両面から挟み込み、ディスク３１Ｄが取り付けられたリンクアーム２１の回動を制動する。ブレーキ３２Ｄは、第一ブレーキパッド３３と、第二ブレーキパッド３４と、付勢部３５と、を有している。

　ブレーキ３２Ｄは、ベース１に取り付けられており、ベース1に取り付けられている第一関節２３との相対位置は変化しない。また、ブレーキ３２Ｄは、リンクアーム２１が第一関節２３を中心として使用想定範囲において回動した場合であっても、（ａ）付勢部３５がディスク３１Ｄに接触しない位置であって、かつ、（ｂ）第一ブレーキパッド３３および第二ブレーキパッド３４がリンクアーム２１に接触しない位置であって、かつ、（ｃ）第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とがディスク３１Ｄの少なくとも一部を挟み込むことが可能な位置に配置されている。

　ブレーキ３２Ｄは、ディスク３１Ｄが第一関節２３を中心に第二回転方向Ｒ２に回転するほど距離Ｄが長くなる位置に配置されている。

［保持装置１００Ｄの動作］
　次に、保持装置１００Ｄの保持対象が内視鏡Ｅである場合を例として、保持装置１００Ｄの動作について説明する。内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１は、図１５に示すように、患者の腹部Ｂに穿刺されたトロッカＴに通して、腹腔内に導入されている。術者は、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の垂直方向に対する傾き角度θを一定に保ちつつ、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１をさらに腹腔内に導入するために、アーム２の保持部２ａを手動で移動させる。

　図１６は、保持部２ａをベース１に遠ざける方向に移動させたアーム２および制動機構３Ｄの側面図である。第一関節２３および第二関節２４は第二回転方向Ｒ２に回転し、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の腹腔内への挿入量が大きくなる。ブレーキ３２Ｄがディスク３１Ｄを押圧する領域Ｐの中心と第一関節２３との距離Ｄは長くなる。すなわち、距離Ｄは第一関節２３の回転角度により変化する。その結果、制動機構３Ｄのブレーキトルクは、図１５に示す挿入部Ｅ１の腹腔内への挿入量が小さい場合における制動機構３Ｄのブレーキトルクと比較して、大きくなる。

　本実施形態の保持装置１００Ｄによれば、保持する内視鏡Ｅの位置を別途の操作を行うことなく固定することが可能である。制動機構３Ｄは、保持する内視鏡Ｅの位置に応じて、アーム２の回動を制動するブレーキトルクが変化する。

　本実施形態の保持装置１００Ｄによれば、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１の挿入量が大きくなるに従い、制動機構３Ｄのブレーキトルクが大きくなるため、内視鏡Ｅの挿入部Ｅ１が意図する挿入量を超えて挿入されることを好適に防止することができる。

　本発明は、自由度を有するアームを備えた保持装置に適用することができる。

１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ　保持装置
１　　　ベース
１１　　ローラ
１２　　ロック機構
２，２Ｂ　アーム
２ａ　　保持部
２１，２１Ｂ　リンクアーム（第一アーム）
２２　　先端アーム（第二アーム）
２３　　第一関節
２４　　第二関節
３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ　制動機構
３１，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ　ディスク
３１ａ　ディスク第一面
３１ｂ　ディスク第二面
３２，３２Ｄ　　ブレーキ
３３　　第一ブレーキパッド
３４　　第二ブレーキパッド
３５　　付勢部
３６　　バネ
３６ｄ　バネ先端部
３６ｐ　バネ基端部
３７　　ケース
３７ｄ　ケース先端部
３７ｐ　ケース基端部
３８　　調整機構
３９　　開口
Ｒ１　　第一回転方向
Ｒ２　　第二回転方向
ＰＰ　　ピボット点
θ　　　医療機器の長手軸の垂直方向に対する傾き角度
α　　　医療機器の長手軸と体壁からの法線とのなす角度

Claims

　医療機器を保持する保持装置であって、
　前記医療機器を保持可能な保持部を先端に有するアームと、
　前記アームを第一関節により回動可能に支持するベースと、
　前記アームに取り付けられたディスクと、
　前記ベースに取り付けられ、前記ディスクを押圧するブレーキと、を備え、
　前記ディスクの回動中心と前記ブレーキが前記ディスクを押圧する領域との距離が、前記第一関節の回転角度により変化する、
　保持装置。
　前記ディスクが前記保持部を前記ベースに近づける方向に前記アームを移動させた際に、前記第一関節が回転する方向に回転するに従い、前記距離が長くなる位置に前記ブレーキが配置されている、
　請求項１に記載の保持装置。
　前記距離が、前記第一関節の前記回転角度に比例して変化する、
　請求項１に記載の保持装置。
　前記医療機器は体壁に対して旋回可能に体内に挿入される、
　請求項１に記載の保持装置。
　前記ブレーキは、旋回中心であるピボット点における前記体壁からの法線と前記医療機器の長手軸とのなす角度に従い、前記距離が長くなる位置に前記ブレーキが配置されている、
　請求項４に記載の保持装置。
　前記ブレーキは、前記医療機器が前記アームによって前記体内に挿入した際の挿入量に従い、前記距離が長くなる位置に前記ブレーキが配置されている、
　請求項４に記載の保持装置。
　前記医療機器は、トロッカを介して体内に挿入される、
　請求項４に記載の保持装置。
　前記ピボット点は、前記体壁の刺入点である、
　請求項５に記載の保持装置。
　前記アームは、前記保持部と前記第一関節との間に配置された第二関節をさらに備えた、
　請求項１に記載の保持装置。