WO2020115882A1

WO2020115882A1 - 保持装置

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Publication number: WO2020115882A1
Application number: PCT/JP2018/044994
Authority: WO
Inventors: 雅史原口; 千春水谷
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

Abstract

保持装置は、医療機器を保持する保持装置であって、基端から先端に延出する長手軸を有して、駆動可能な通常可動範囲と前記通常可動範囲と異なる非通常可動範囲において第一軸を中心に回動可能なアームと、前記アームの移動を制動するための制動部材と前記アームが前記通常可動範囲に位置づけられたときに前記制動部材に当接する第一当接部と、前記アームが前記非通常可動範囲に位置づけられたときに前記制動部材に当接する第二当接部とを備えて、前記制動部材が前記第二当接部に当接しているときに発生する制動力が、前記第一当接部に当接しているときに発生する制動力よりも大きい。

Description

保持装置

　本発明は、関節機構の回動を抑止する抑止機構を備えた保持装置に関する。

　従来、手術において内視鏡等の医療機器を保持し、保持した医療機器を任意の位置に移動できる保持装置が用いられている。保持装置は、医療機器を移動可能に保持する機構（例えば関節機構）を有している。保持装置がモータ等の駆動系を有さない場合、操作者は手動で医療機器等の位置を変更する。操作者が保持装置の関節機構を手動で操作して、誤操作等により通常使用する特定範囲を超えて関節機構を回動させた場合、故障等の発生を防止するために、関節機構がさらに回動することは抑止されることが望ましい。

　また、保持装置を運搬する際は、保持装置の占有体積が小さくなるよう、手術時に使用する特定範囲を超えて関節機構を回動させて、関節機構を特定の姿勢に変形させる場合が多い。このような場合は、運搬時の安全確保の観点から、関節機構の回動が抑止され、特定の姿勢を保持することが望ましい。

　特許文献１に記載の医療用支持アーム装置は、ブレーキ力によりアームの姿勢を保持することが可能である。操作者は、アームに対して所定以上の力を加えることで、アームを移動させることができる。

特開２０１６－１５２９０６号

　しがしながら、特許文献１に記載の医療用支持アーム装置は、姿勢に関わらず、アームに対して一定のブレーキ力が作用しており、誤操作時や運搬時等において通常使用する特定範囲を超えて関節機構が回動した場合に関節機構の回動を抑止するものではなかった。

　上記事情を踏まえ、本発明は、通常使用する特定範囲を超えて関節機構が回動した場合に関節機構の回動を抑止する抑止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、基端から先端に延出する長手軸を有して、駆動可能な通常可動範囲と前記通常可動範囲と異なる非通常可動範囲において第一軸を中心に回動可能なアームと、前記アームの移動を制動するための制動部材と前記アームが前記通常可動範囲に位置づけられたときに前記制動部材に当接する第一当接部と、前記アームが前記非通常可動範囲に位置づけられたときに前記制動部材に当接する第二当接部とを備えて、前記制動部材が前記第二当接部に当接しているときに発生する制動力が、前記第一当接部に当接しているときに発生する制動力よりも大きい。

　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、前記第一当接部は、前記アームの基端に設けられており、前記アームの前記長手軸に対して垂直方向に延びる前記第一軸に対して回転可能なディスクの面であってもよい。

　本発明の第三の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において、前記第一当接部は、前記アームの基端から前記保持装置の重心方向に設けた支柱の外周面であってもよい。

　本発明の第四の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において、前記制動部材と、前記制動部材に連結されたバネと、前記バネの付勢力を調整する調整機構とによって前記第二当接部を押圧するブレーキとして構成し、前記ブレーキが前記第二当接部を押圧する前記制動部材の押圧力により前記第一当接部の回動を制動してもよい。

　本発明の第五の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において、前記第二当接部は、前記ディスクに設けられたスペーサであり、前記スペーサは、前記第一当接部が前記非通常可動範囲で回動しているときに、前記制動部材に押圧される領域に配置されていてもよい。

　本発明の第六の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において前記制動部材と、前記制動部材に連結されたバネと、前記バネの付勢力を調整する調整機構とによって前記第二当接部を押圧するためのブレーキとして構成し、前記第二当接部は、前記第一軸に設けられたカム構造であり、前記カム構造は、前記第一軸が前記非通常可動範囲で回動しているときに、前記ブレーキに押圧される領域に配置されていてもよい。

　本発明の第七の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において、前記第一当接部と前記第二当接部は一体的な構造としてもよい。

　本発明の第八の態様によれば、第一の態様に係る保持装置において、前記アームを基準にして、平行に配置された第一リンク部材と、前記アームの前記第一軸に対して回動可能な第二リンク部材と、前記第二リンク部材に平行であって、前記アームに連結された第三リンク部材と、を備えた平行リンク機構を有してもよい。

　本発明の保持装置によれば、通常使用する特定範囲を超えて関節機構が回動した場合に関節機構の回動を抑止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。同保持装置の制動機構のディスクの断面図である。同保持装置の制動機構のブレーキの断面図である。スペーサを挟み込む同ブレーキの断面図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。同保持装置の制動機構の変形例におけるディスクの断面図である。同保持装置の制動機構の変形例におけるディスクの断面図である。本発明の第二実施形態に係る保持装置の制動機構のディスクの断面図である。同ディスクの断面図である。同ディスクの断面図である。本発明の第三実施形態に係る保持装置の一部の構成を示す斜視図である。同保持装置の固定部材の回動を制動するブレーキの断面図である。同保持装置の制動機構の変形例におけるブレーキの断面図である。同保持装置の制動機構の変形例におけ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全体構成を示す図である。同保持装置のアームの内部構造図である。同アームの平行リンクの内部構造を示す図である。同アームの平行リンクの内部構造を示す図である。同保持装置の制動機構の斜視図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。同保持装置のアームおよび制動機構の動作を説明する側面図である。

（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８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、固定部材７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、４個のローラ１１に支えられた台部１３と、台部１３から垂直方向（Ｙ軸方向）に設けられた支柱１４と、を備えている。支柱１４は台部１３に対して移動不能に取り付けられている。
　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。操作者は、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。

　固定部材７は、支柱１４に対して、水平方向に回動可能に取り付けられている。また、固定部材７は、アーム２を回動可能に支持する。

［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（第一軸）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。操作者は、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、スペーサ（第二当接部）６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（第一当接部）３１ａとディスク第二面３１ｂとの２つの面を有する板状の回転部材である。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（第一軸）Ｒ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。

　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を中心とする扇形の円弧を有する略扇形形状に形成されている。

　図３は、ディスク３１の板厚方向と垂直な方向から見た断面図である。
　スペーサ（第二当接部）６は、ディスク第一面３１ａに貼り付けられた平板部材であり、樹脂や金属で形成されている。図２に示すように、二つのスペーサ６が、ディスク第一面３１ａにおいて、第一関節２３を中心とする同一の円周上に配置されている。二つのスペーサ６は、第一関節２３を中心とする略扇形形状を有するディスク３１において、周方向における両端部付近に形成されている。

　図４は、ブレーキ３２の断面図である。
　第一ブレーキパッド（制動部材）３３は、ディスク３１の回動を制動する。第一ブレーキパッド３３は、第二ブレーキパッド３４と、バネ３６と、バネ３６を収容するケース３７とで構成されたブレーキ３２に含まれている。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。

　第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とは、図６に示すように、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。

　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３１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３１の回動を制動する。

　バネ３６は、ケース３７の内部空間Ｓに縮んだ状態で収容されており、自身の復元力によって、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４に示すように、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、開口３９からディスク３１が挿入される。第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４は、ディスク３１を両面から挟み込んでいる。

　第一ブレーキパッド（制動部材）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に取り付けられている。
　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に取り付けられている。

　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４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、第一関節２３を中心とする略扇型形状を有するディスク３１の円弧部分を外側から挟み込む位置に配置されている。そのため、リンクアーム２１が第一関節２３を中心として回動した場合であっても、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る。

　図５は、スペーサ６とディスク３１を挟み込むブレーキ３２の断面図である。
　スペーサ６は、ディスク３１が第一関節２３を中心に回動した際に、ブレーキ３２によって挟み込まれるディスク第一面３１ａ上の円弧状の領域（押圧領域）に配置されている。そのため、ディスク３１が第一関節２３を中心に回動し、第一関節２３が特定の範囲（後述する非通常可動範囲Ｒ２）において回動した際、スペーサ６がブレーキ３２に挟み込まれる。

　ディスク３１が取り付けられたリンクアーム２１が回動し、ブレーキ３２がディスク３１のディスク第一面３１ａに取り付けられたスペーサ６を挟み込むと、スペーサ６によりバネ先端部３６ｄが基端側に押し込まれ、バネ３６の付勢力は強くなる。
動作の説明として、

［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。

　図６から図８は、アーム２および制動機構３の動作を説明する側面図である。
　操作者は、内視鏡Ｅを保持部２ａに取り付ける。次に操作者は、内視鏡Ｅ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、操作者は、内視鏡Ｅ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、操作者による内視鏡Ｅを移動させる操作に伴って回動する。

　図６に示す保持装置１００は、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲に保持されている。ここで、アーム２を手術中において通常使用する範囲において移動させた場合における、第一関節２３の回動範囲を、「通常可動範囲Ｒ１」と定義する。

　第一関節２３が通常可動範囲Ｒ１において回動する場合、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）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。

　操作者は、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、操作者による操作ミスが発生しにくい。

　図７は、保持部２ａをベース１から遠ざけて遠方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。図７に示す保持装置１００は、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲において保持していない。操作者の誤操作等により通常使用する範囲を超えて第一関節２３が回動した場合、故障等の発生の可能性があり、第一関節２３がさらに回動することは抑止されることが望ましい。ここで、アーム２を通常使用する範囲外に移動させた場合における、第一関節２３の回動範囲を、「非通常可動範囲Ｒ２」と定義する。

　第一関節２３が非通常可動範囲Ｒ２において回動する場合、ディスク３１に加えてスペーサ６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、制動機構３によるブレーキトルクはより大きくなり、第一関節２３のそれ以上の回動は抑止される。すなわち、第一関節２３の回動を制動する力が第一関節２３の回動角度により変化する。

　図８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。図８に示す保持装置１００は、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲において保持していない。操作者の誤操作等により通常使用する範囲を超えて第一関節２３が回動しており、第一関節２３は非通常可動範囲Ｒ２において回動している。

　第一関節２３が非通常可動範囲Ｒ２において回動する場合、ディスク３１に加えてスペーサ６が第一ブレーキパッド３３と第二ブレーキパッド３４とに挟み込まれるため、制動機構３によるブレーキトルクはより大きくなり、第一関節２３のそれ以上の回動は抑止される。すなわち、抑止機構が有効化される。

　図８に示す保持装置１００の第一関節２３は、保持装置１００の運搬時にアーム２を折りたたんだ場合における第一関節２３と同じ回動範囲にある。保持装置１００を運搬する際は、保持装置１００の占有体積が小さくなるよう、通常可動範囲Ｒ１を超えて第一関節２３を回動させて、第一関節２３を図８に示すような非通常可動範囲Ｒ２まで回動させる。第一関節２３の回動が抑止され、運搬時のアーム２の姿勢が保持される。

　図８に示すように、第一関節２３を非通常可動範囲Ｒ２に回動させた場合においてブレーキ３２がディスク３１およびスペーサ６を挟み込む領域は、第一関節２３を通常可動範囲Ｒ１に回動させた場合においてブレーキ３２がディスク３１を挟み込む領域の両端に位置している。ブレーキ３２がディスク３１のいずれかの端部に移動した際に、スペーサ６により、第一関節２３の回動は抑止される。

　本実施形態の保持装置１００によれば、通常使用する特定範囲（通常可動範囲Ｒ１）を超えて第一関節２３が回動した場合に、第一関節２３の回動を抑止することができる。誤操作等により第一関節２３が通常可動範囲Ｒ１を超えて、さらに非通常可動範囲Ｒ２を超えて回動することを好適に抑止し、故障等の発生を防止することができる。

　本実施形態の保持装置１００によれば、保持装置を運搬する際において、第一関節２３の回動が抑止され、運搬時のアーム２の姿勢を保持して、安全に保持装置１００を運搬することができる。

　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、第二当接部は平板部材であるスペーサ６であったが、第二当接部の形状はこれに限定されない。例えば、図９に示すように第二当接部は平板状でない形状を有するスペーサであってもよい。第二当接部は、例えば、図９（Ａ）に示すように、傾斜面を有するスペーサ（第二当接部）６ａであってもよい。また、第二当接部は、図９（Ｂ）に示すように、湾曲面を有するスペーサ（第二当接部）６ｂであってもよい。また、第二当接部は、図９（Ｃ）のように階段状の接触面を有するスペーサ（第二当接部）６ｃであってもよい。スペーサの厚みの変化に合わせて、制動機構のブレーキトルクを段階的に変化させることができる。

（変形例２）
　例えば、上記実施形態では、第二当接部であるスペーサ６は、ディスク３１に取り付けられていたが、の態様はこれに限定されてない。例えば、図１０（Ａ）～（Ｃ）に示すように、ディスクとスペーサとは一体に成形されたものであってもよい。この場合、厚みが薄い部分の表面が第一当接部であり、厚みが第一当接部より厚い部分が第二当接部となる。

（第二実施形態）
　本発明の第二実施形態について、図１１から図１３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、制動機構が異なる。

　保持装置１００Ｂは、ベース１と、アーム２と、制動機構３Ｂと、を備える。制動機構３Ｂ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、スペーサ６Ｂと、を有するディスクブレーキ機構である

　図１１は、保持装置１００Ｂの制動機構３Ｂのディスク３１の板厚方向と垂直な方向から見た断面図である。
　スペーサ（第二当接部）６Ｂは、ディスク第一面３１ａに貼り付けられた部材であり、樹脂や金属で形成されている。第一実施形態のスペーサ６同様、二つのスペーサ６Ｂが、ディスク第一面３１ａにおいて、第一関節２３を中心とする同一の円周上に配置されている。二つのスペーサ６Ｂは、第一関節２３を中心とする略扇形形状を有するディスク３１において、周方向における両端部付近に形成されている。

　スペーサ６Ｂは、図１１に示すように、スペーサ６Ｂの中央部６ｍからディスク３１の周方向（Ｙ軸方向）における端部側に切り欠き部６ｎを有する。切り欠き部６ｎは、中央部６ｍと比較して、ディスク３１の板厚方向（Ｚ軸方向）におけるディスク第一面３１ａとの距離が短い。

　図１２は、保持部２ａをベース１から遠ざけて遠方に移動させ、第一関節２３が通常可動範囲Ｒ１から非通常可動範囲Ｒ２へと回動する際のディスク３１等の断面図である。
　この場合、ディスク３１に加えてスペーサ６Ｂ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、制動機構３によるブレーキトルクはより大きくなる。

　図１３は、保持部２ａをベース１からさらに遠ざけて遠方に移動させ、第一関節２３が完全に非通常可動範囲Ｒ２まで回動した際のディスク３１等の断面図である。
　第一関節２３が非通常可動範囲Ｒ２まで回動すると、第一ブレーキパッド（制動部材）３３は、スペーサ６Ｂの中央部６ｍを乗り越え、切り欠き部６ｎと係合する。

　中央部６ｍは、切り欠き部６ｎと比較して、ディスク３１の板厚方向（Ｚ軸方向）におけるディスク第一面３１ａとの距離が長い。そのため、第一関節２３は、再度、通常可動範囲Ｒ１に回動できない。

　制動機構３Ｂは、一度、第一関節２３が非通常可動範囲Ｒ２まで回動した場合、再度、第一関節２３が通常可動範囲Ｒ１まで回動することを好適に抑止できる。例えば、保持装置１００Ｂを運搬する際において、第一関節２３の回動を抑止して、運搬時のアーム２の姿勢を保持することができる。

　調整機構３８の螺合位置を調整して、バネ３６の付勢力を弱めることで、第一ブレーキパッド３３と切り欠き部６ｎとの係合を解除させることができる。その結果、第一関節２３は通常可動範囲Ｒ１まで回動できるようになる。

　本実施形態の保持装置１００Ｂによれば、通常可動範囲Ｒ１を超えて非通常可動範囲Ｒ２まで第一関節２３が回動した場合に、第一関節２３が通常可動範囲Ｒ１に戻らないように回動を抑止することができる。

　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。

（第三実施形態）
　本発明の第三実施形態について、図１４から図１５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、第一実施形態に係る保持装置１００と比較して、第二制動機構をさらに備える。

　図１４は、保持装置１００Ｃの一部の構成を示す斜視図である。
　保持装置１００Ｃは、ベース１と、アーム２と、制動機構３と、さらに第二制動機構３Ｃと、固定部材７と、を備える。

　ベース１は、図１４に示すように、４個のローラ１１に支えられた台部１３と、台部１３から垂直方向（Ｙ軸方向）に設けられた支柱（軸部材）１４と、を備えている。支柱１４は台部１３に対して移動不能に取り付けられている。

　固定部材７は、支柱１４の中心軸（第一軸）Ｏに対して、水平方向に回動可能に取り付けられている。また、固定部材７は、上部において、第一関節２３によりリンクアーム２１に取り付けられている。リンクアーム２１は、固定部材７に対して垂直方向に回動可能である。保持装置１００Ｃのアーム２の保持部２ａは、固定部材７により、垂直方向に加えて水平方向にも回動させることができる。

　第二制動機構３Ｃは、固定部材７の支柱１４の中心軸（第一軸）Ｏに対する水平方向への回動を制動する機構である。第二制動機構３Ｃは、ブレーキ３２Ｃと、スペーサ６Ｃと、を有する。

　図１５は、固定部材７の回動を制動するブレーキ３２ＣのＸＺ平面における断面図である。ブレーキ３２Ｃは、第一ブレーキパッド（制動部材）３３と、バネ３６と、バネ３６を収容するケース３７と、を有している。ブレーキ３２Ｃは、固定部材７に取り付けられており、第一ブレーキパッド３３が固定部材７の内周面側から突出する。ブレーキ３２Ｃは、支柱１４の外周を第一ブレーキパッド３３が押さえつけ、固定部材７の水平方向の回動を制動する。

　スペーサ（第二当接部）６Ｃは、固定部材７が水平方向に回動した際に、ブレーキ３２Ｃによって押さえつけられる支柱１４の外周面（第一当接部）における領域（押圧領域）に配置されている。固定部材７が水平方向に回動し、固定部材７が非通常可動範囲Ｒ２に回動した際、スペーサ６Ｃがブレーキ３２Ｃに押さえつけられる。

　固定部材７が水平方向に回動し、ブレーキ３２Ｃが支柱１４の外周に形成されたスペーサ６Ｃを押さえつけると、スペーサ６Ｃによりバネ先端部３６ｄが基端側に押し込まれ、バネ３６の付勢力は強くなる。固定部材７が通常可動範囲Ｒ１を超えて、さらに非通常可動範囲Ｒ２を超えて、水平方向に回動することを好適に防止することができる。

　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３）
　例えば、上記実施形態では、第二当接部はスペーサ６Ｃであったが、第二当接部の態様はこれに限定されない。例えば、図１６に示す支柱１４の変形例である支柱１４Ｂのように、ＸＺ平面における断面において、周方向の一部に周方向の他の部分より径方向の長さが長いカム（第二当接部）１４ａを有してもよい。固定部材７が水平方向に回動し、固定部材７が非通常可動範囲Ｒ２に回動した際、カム１４ａがブレーキ３２Ｃに押さえつけられる。固定部材７が水平方向に回動し、ブレーキ３２Ｃが支柱１４Ｂのカム１４ａを押さえつけると、カム１４ａによりバネ先端部３６ｄが基端側に押し込まれ、バネ３６の付勢力は強くなる。固定部材７が通常可動範囲Ｒ１を超えて、さらに非通常可動範囲Ｒ２を超えて、水平方向に回動することを好適に防止することができる。

　図１７に示すように、固定部材７を非通常可動範囲Ｒ２に回動させた場合においてブレーキ３２Ｃがカム１４ａを押さえつける領域は、固定部材７を通常可動範囲Ｒ１に回動させた場合においてブレーキ３２がディスク３１を押さえつける領域に挟まれている。

（第四実施形態）
　本発明の第四実施形態について、図１８から図２６を参照して説明する。
　図１８は、本実施形態に係る保持装置１００Ｄの全体構成を示す図である。保持装置１００Ｄは、ベース１と、アーム２Ｂと、制動機構３Ｄと、を備える。

［アーム２Ｂ］
　図１９は、アーム２Ｂの内部構造図である。
　アーム２Ｂは、図１９に示すように、平行リンク２０と、先端アーム２２と、カウンターウエイト２Ａを有する。平行リンク２０は、第一アーム８１と、第三リンク部材８２と、第一リンク部材８３と、第二リンク部材８４と、第一関節８５と、第二関節８６と、第三関節８７、第四関節８８と、を備えている。アーム２Ｂは、第一関節８５によりベース１に回動可能に支持されている。

　第一アーム８１は、基端において第一関節８５によりベース１に回動可能に支持される。第一アーム８１は、先端において第二関節８６により第三リンク部材８２と接続されている。

　第三リンク部材８２は、第二関節８６により第一アーム８１と接続されており、第四関節８８により第一リンク部材８３と接続されている。第三リンク部材８２は、先端において先端アーム２２を支持している。

　第一リンク部材８３は、第一アーム８１と平行となるように配置されており、第四関節８８により第三リンク部材８２と、第三関節８７により第二リンク部材８４と接続されている。

　第二リンク部材８４は、第三リンク部材８２と平行となるように配置されており、一方の端部において第一関節８５により第一アーム８１と、第三関節８７により第一リンク部材８３と接続されている。第二リンク部材８４の他方の端部には、カウンターウエイト２Ａが取り付けられている。

　第一関節８５と、第二関節８６と、第三関節８７と、第四関節８８とは、各回転軸が平行である。そのため、第一アーム８１と第一リンク部材８３とは常に平行に配置され、第三リンク部材８２と第二リンク部材８４とは常に平行に配置される。

　図２０は、第一関節８５を中心に回転した平行リンク２０の内部構造を示している。図２１は、第二関節８６を中心に第三リンク部材８２が第一アーム８１に対して回転した平行リンク２０の内部構造を示している。いずれの場合も、第一アーム８１と第一リンク部材８３とは平行に配置され、第三リンク部材８２と第二リンク部材８４とは平行に配置される。

　先端アーム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、第三リンク部材８２と接続されている。

　カウンターウエイト２Ａは、第二リンク部材８４の他方の端部に取り付けられた錘である。カウンターウエイト２Ａは、保持部２ａにおいて保持する医療機器とバランス（カウンターバランス）を維持し、操作者が保持装置から手を離した場合であっても、医療機器を任意の位置に固定することができる。

［制動機構３Ｄ］
　図２２は、制動機構３Ｄの斜視図である。制動機構３Ｄは、第一制動機構４と、第二制動機構５と、を有する。第一制動機構４は、第一アーム８１の第一関節８５を中心としたベース１に対する回動を制動する。第二制動機構５は、第二リンク部材８４の第一関節８５を中心としたベース１に対する回動を制動することで、第三リンク部材８２が第一アーム８１に対して回動することを制動する。

［第一制動機構４］
　第一制動機構４は、第一アーム８１に取り付けられた第一ディスク４１と、ベース１に取り付けられた第一ブレーキ４２と、を有するディスクブレーキ機構である。

　第一ディスク４１は、第一ディスク第一面（第一当接部）４１ａと第一ディスク第二面４１ｂとの２つの面を有する板状の回転部材である。第一ディスク４１は、第一アーム８１に取り付けられており、第一関節８５を回動中心として第一アーム８１とともに回動する。第一ディスク４１は、板厚方向が第一関節８５の回転軸の方向と一致するように、第一アーム８１に取り付けられている。

　第一ディスク４１は、図２２に示すように、板厚方向（Ｚ軸方向）に見て、第一関節８５に中心が位置する略扇形形状を有している。

　第一スペーサ（第二当接部）６１は、第一ディスク第一面４１ａに貼り付けられた平板部材であり、樹脂や金属で形成されている。図２２に示すように、二つの第一スペーサ６１が、第一ディスク第一面４１ａにおいて、第一関節８５を中心とする同一の円周上に配置されている。二つの第一スペーサ６１は、第一関節８５を中心とする略扇形形状を有する第一ディスク４１において、周方向における両端部付近に形成されている。

　第一ブレーキ（第一制動部材）４２は、第一ディスク４１を挟み込んでいることを除いて、構成は第一実施形態のブレーキ３２と同じである。第一ブレーキ４２は、第一ディスク４１が取り付けられた第一アーム８１の回動を制動する。

　第一ブレーキ４２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８５との相対位置は変化しない。また、第一ブレーキ４２は、第一関節を中心とする略扇型形状を有する第一ディスク４１の円弧部分を外側から挟み込む位置に配置されている。そのため、第一アーム８１が第一関節８５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、第一ブレーキ４２が第一ディスク４１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る。

［第二制動機構５］
　第二制動機構５は、第二リンク部材８４に取り付けられた第二ディスク５１と、ベース１に取り付けられた第二ブレーキ５２と、を有するディスクブレーキ機構である。

　第二ディスク５１は、第二ディスク第一面（第一当接部）５１ａと第二ディスク第二面５１ｂとの２つの面を有する板状の回転部材である。第二ディスク５１は、第二リンク部材８４に取り付けられており、第一関節８５を回動中心として第二リンク部材８４とともに回動する。第二ディスク５１は、板厚方向が第一関節８５の回転軸の方向と一致するように、第二リンク部材８４に取り付けられており、第一ディスク４１と平行に配置される。また、第一関節８５の回転軸の方向から見て、第一ディスク４１と第二ディスク５１とは重なる位置に配置される。

　第二ディスク５１は、図２２に示すように、板厚方向（Ｚ軸方向）に見て、第一関節８５に中心が位置する略扇形形状を有している。

　第二スペーサ（第二当接部）６２は、第二ディスク第一面５１ａに貼り付けられた平板部材であり、樹脂や金属で形成されている。図２２に示すように、二つの第二スペーサ６２が、第二ディスク第一面５１ａにおいて、第一関節８５を中心とする同一の円周上に配置されている。二つの第二スペーサ６２は、第一関節８５を中心とする略扇形形状を有する第二ディスク５１において、周方向における両端部付近に形成されている。

　第二ブレーキ（第二制動部材）５２は、第一ディスク４１ではなく第二ディスク５１を挟み込んでいることを除いて、構成は第一ブレーキ４２と同じである。第二ブレーキ５２は、第二ディスク５１が取り付けられた第二リンク部材８４の回動を制動する。第二ブレーキ５２は、第二リンク部材８４が回動することを制動することで、第三リンク部材８２が第一アーム８１に対して回動することを制動する。

［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。

　図２３から図２６は、アーム２Ｂおよび制動機構３Ｄの動作を説明する側面図である。
　操作者は、内視鏡Ｅを保持部２ａに取り付ける。次に操作者は、内視鏡Ｅが意図する位置に配置されるようにアーム２Ｂの保持部２ａを手動で移動させる。また、操作者は、内視鏡Ｅ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２Ｂの第一関節８５および第二関節８６は、操作者による内視鏡Ｅを移動させる操作に伴って回動する。

　図２３に示すアーム２Ｂは、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲（通常可動範囲Ｒ１）に保持されている。

　第一関節８５が通常可動範囲Ｒ１において回動する場合、第一ディスク４１の一部が第一ブレーキ４２に挟み込まれているため、第一アーム８１の回動は制動される。また、第二関節８６が通常可動範囲Ｒ１において回動する場合、第二ディスク５１の一部が第二ブレーキ５２に挟み込まれているため、第三リンク部材８２の第一アーム８１に対する回動は制動される。内視鏡Ｅが腹部Ｂから受ける外力（反発力）によって生じるモーメントに比べて、制動機構３Ｄ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。

　操作者は、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３Ｄ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、操作者による操作ミスが発生しにくい。

　図２４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２Ｂおよび制動機構３Ｄの側面図である。第一アーム８１がベース１に対して回動し、第一ブレーキ４２が押圧する第一ディスク４１の位置が変更される。

　図２４に示すアーム２Ｂは、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲において保持されていない。操作者の誤操作等により通常使用する範囲を超えて第一関節８５が回動した場合（非通常可動範囲Ｒ２で回動した場合）、故障等の発生の可能性があり、第一関節８５がさらに回動することは抑止されることが望ましい。

　第一関節８５が非通常可動範囲Ｒ２において回動する場合、第一ディスク４１に加えて第一スペーサ６１が第一ブレーキ４２に挟み込まれているため、第一制動機構４によるブレーキトルクはより大きくなり、第一関節８５のさらなる回動は抑止される。すなわち、第一関節８５の回動を制動する力が第一関節８５の回動角度により変化する。

　図２５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３Ｄの側面図である。図２５に示すアーム２Ｂは、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲において保持されていない。操作者の誤操作等により通常使用する範囲を超えて第一関節８５が回動しており、第一関節８５は非通常可動範囲Ｒ２において回動している。

　第一関節８５が非通常可動範囲Ｒ２において回動する場合、第一ディスク４１に加えて第一スペーサ６１が第一ブレーキ４２に挟み込まれるため、第一制動機構４によるブレーキトルクはより大きくなり、第一関節８５のさらなる回動は抑止される。すなわち、第一制動機構４による抑止機構が有効化される。

　図２４および図２５に示すように、第一関節８５を非通常可動範囲Ｒ２に回動させた場合において第一ブレーキ４２が第一ディスク４１および第一スペーサ６１を挟み込む領域は、第一関節８５を通常可動範囲Ｒ１に回動させた場合において第一ブレーキ４２が第一ディスク４１を挟み込む領域の両端に位置している。第一ブレーキ４２が第一ディスク４１のいずれかの端部に移動した際に、第一スペーサ６１により、第一関節８５の回動は抑止される。

　図２６は、保持部２ａを下方向に移動させたアーム２Ｂおよび制動機構３Ｄの側面図である。第三リンク部材８２が第一アーム８１に対して回動し、第二ブレーキ５２が押圧する第二ディスク５１の位置が変更される。

　図２６に示すアーム２Ｂは、手術中において操作者が内視鏡Ｅを通常使用する範囲において保持されていない。操作者の誤操作等により通常使用する範囲を超えて第二関節８６が回動しており、第二関節８６は非通常可動範囲Ｒ２において回動している。

　第二関節８６が非通常可動範囲Ｒ２において回動する場合、第二ディスク５１に加えて第二スペーサ６２が第二ブレーキ５２に挟み込まれるため、第二制動機構５によるブレーキトルクはより大きくなり、第二関節８６のさらなる回動は抑止される。すなわち、第二制動機構５による抑止機構が有効化される。

　図２６に示すように、第二関節８６を非通常可動範囲Ｒ２に回動させた場合において第二ブレーキ５２が第二ディスク５１および第二スペーサ６２を挟み込む領域は、第二関節８６を通常可動範囲Ｒ１に回動させた場合において第二ブレーキ５２が第二ディスク５１を挟み込む領域の両端に位置している。第二ブレーキ５２が第二ディスク５１のいずれかの端部に移動した際に、第二スペーサ６２により、第一関節８５の回動は抑止される。

　本実施形態の保持装置１００Ｄによれば、通常使用する特定範囲（通常可動範囲Ｒ１）を超えて第一関節８５および第二関節８６が回動した場合に、第一関節８５および第二関節８６の回動を抑止することができる。誤操作等により第一関節８５および第二関節８６が通常可動範囲Ｒ１を超えて、さらに非通常可動範囲Ｒ２を超えて回動することを好適に抑止し、故障等の発生を防止することができる。

　本実施形態の保持装置１００Ｄによれば、容易に医療機器を任意の位置に固定することが可能である。内視鏡Ｅ等の医療機器が外力を受け、カウンターバランスが維持されない場合であっても、医療機器は配置された位置に好適に保持される。

　以上、本発明の第四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、上述の第四実施形態および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。

　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
１３　　台部
１４　　支柱（第一当接部）
２，２Ｂ　　　アーム
２ａ　　保持部
２１　　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
Ｒ　　　第一関節の回転軸（第一軸）
２４　　第二関節
３，３Ｂ，３Ｄ　制動機構
３Ｃ　　第二制動機構
３１　　ディスク
３１ａ　ディスク第一面（第一当接部）
３１ｂ　ディスク第二面
３２，３２Ｃ　ブレーキ（押圧部材）
３３　　第一ブレーキパッド（制動部材）
３４　　第二ブレーキパッド（制動部材）
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
４１　　第一ディスク
４１a　第一ディスク第一面（第一当接部）
４１ｂ　第一ディスク第二面
４２　　第一ブレーキ
５１　　第二ディスク
５２　　第二ブレーキ
５１ａ　第二ディスク第一面（第一当接部）
５１ｂ　第二ディスク第二面
６，６Ｂ，６Ｃ　スペーサ（第二当接部）
６１　　第一スペーサ（第二当接部）
６２　　第二スペーサ（第二当接部）
６ｍ　　中央部
６ｎ　　切り欠き部
７　　　固定部材
１４ａ　　カム（第二当接部）Ｒ１　　通常可動範囲
Ｒ２　　非通常可動範囲
Ｏ　　　支柱の中心軸（第一軸）

Claims

　医療機器を保持する保持装置であって、
　基端から先端に延出する長手軸を有して、駆動可能な通常可動範囲と前記通常可動範囲と異なる非通常可動範囲において第一軸を中心に回動可能なアームと、
　前記アームの移動を制動するための制動部材と
　前記アームが前記通常可動範囲に位置づけられたときに前記制動部材に当接する第一当接部と、
　前記アームが前記非通常可動範囲に位置づけられたときに前記制動部材に当接する第二当接部と
　を備えて、
　前記制動部材が前記第二当接部に当接しているときに発生する制動力が、前記第一当接部に当接しているときに発生する制動力よりも大きい、
　保持装置。
　前記第一当接部は、前記アームの基端に設けられており、前記アームの前記長手軸に対して垂直方向に延びる前記第一軸に対して回転可能なディスクの面である、
　請求項１に記載の保持装置。
　前記第一当接部は、前記アームの基端から前記保持装置の重心方向に設けた支柱の外周面である、請求項１に記載の保持装置。
　前記制動部材と、前記制動部材に連結されたバネと、前記バネの付勢力を調整する調整機構とによって前記第二当接部を押圧するブレーキとして構成し、
　前記ブレーキが前記第二当接部を押圧する前記制動部材の押圧力により前記第一当接部の回動を制動する、
　請求項１に記載の保持装置。
　前記第二当接部は、前記ディスクに設けられたスペーサであり、
　前記スペーサは、前記第一当接部が前記非通常可動範囲で回動しているときに、前記制動部材に押圧される領域に配置されている、
　請求項２に記載の保持装置。
　前記制動部材と、前記制動部材に連結されたバネと、前記バネの付勢力を調整する調整機構とによって前記第二当接部を押圧するためのブレーキとして構成し、
　前記第二当接部は、前記第一軸に設けられたカム構造であり、
　前記カム構造は、前記第一軸が前記非通常可動範囲で回動しているときに、前記ブレーキに押圧される領域に配置されている、
　請求項１に記載の保持装置。
　前記第一当接部と前記第二当接部は、一体的な構造であることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
　前記アームを基準にして、平行に配置された第一リンク部材と、
　前記アームの前記第一軸に対して回動可能な第二リンク部材と、
　前記第二リンク部材に平行であって、前記アームに連結された第三リンク部材と、
　を備えた平行リンク機構を有する、
　請求項１に記載の保持装置。