特許 7055766 可撓部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-08

(45)【発行日】2022-04-18

(54)【発明の名称】可撓部材

(51)【国際特許分類】

   F16F 1/32 20060101AFI20220411BHJP

   A61B 17/29 20060101ALI20220411BHJP

   B25J 18/06 20060101ALI20220411BHJP

【ＦＩ】

F16F1/32

A61B17/29

B25J18/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019075948

(22)【出願日】2019-04-11

(65)【公開番号】P2020172001

(43)【公開日】2020-10-22

【審査請求日】2021-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】大塚 幹之

(72)【発明者】

【氏名】平田 貴史

(72)【発明者】

【氏名】黒川 真平

(72)【発明者】

【氏名】中山 壮一

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 正紘

【審査官】児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－２２９１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８９５３４４０（ＣＮ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１７２０３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－１４０９０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１９／０７３８６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １３／００－１８／１８

Ａ６１Ｆ ２／０１

Ａ６１Ｎ ７／００－ ７／０２

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｆ１６Ｆ １／００－ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のウェーブワッシャーが軸方向に積層されると共に隣接間を接合され前記ウェーブワッシャーの弾性変形により前記軸方向に対して屈曲可能な本体部と、
該本体部の端部に設けられ他部材に対して結合される弾性変形可能な結合部材とを備え、
前記結合部材は、前記本体部の屈曲時に前記ウェーブワッシャーよりも変形量が小さい、
可撓部材。

【請求項2】

請求項１の可撓部材であって、
前記結合部材は、前記本体部の前記ウェーブワッシャーよりも変形量が小さい環状の板材である、
可撓部材。

【請求項3】

請求項１又は２の可撓部材であって、
前記結合部材は、前記軸方向に相互に積層されると共に隣接間を相互に接合された複数の平ワッシャーからなる、
可撓部材。

【請求項4】

請求項３の可撓部材であって、
前記複数のウェーブワッシャーは、それぞれ周方向に複数の山部及び該山部間の谷部を備え、隣接するウェーブワッシャーの山部と谷部とが当接した状態で接合され、
前記複数の平ワッシャーは、前記ウェーブワッシャーの接合部分に対応した位置で隣接間が相互に接合される、
可撓部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット等の関節機能部に供される可撓部材に関する。

【背景技術】

【0002】

各種分野のロボット、マニピュレーター、或はアクチュエータ等には、可撓部材を用いることで屈曲動作を可能にした関節機能部を有するものがある。このような関節機能部に用いられる可撓部材としては、特許文献１にコイルスプリングが開示されている。

【0003】

コイルスプリングは、関節機能部の屈曲動作に対して高い自由度を確保できるものの、耐荷重及び屈曲性を確保する必要性から小型化に限界があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－３８０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

解決しようとする問題点は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性を確保することに限界があった点である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数のウェーブワッシャーが軸方向に積層されると共に隣接間を接合され前記ウェーブワッシャーの弾性変形により前記軸方向に対して屈曲可能な本体部と、該本体部の端部に設けられ他部材に対して結合される弾性変形可能な結合部材とを備え、前記結合部材は、前記本体部の屈曲時に前記ウェーブワッシャーよりも変形量が小さい可撓部材を最も主な特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、複数のウェーブワッシャーの変形により屈曲できるようにしたため、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れた可撓部材を得ることが可能となる。

【0008】

しかも、本発明では、本体部の屈曲時に結合部材が変形することにより、本体部の端部のウェーブワッシャーに作用する応力を緩和することができ、可撓部材の耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】可撓部材を用いたマニピュレーターを示す斜視図である（実施例１）。

【図2】図１のマニピュレーターを示す正面図である（実施例１）。

【図3】図１のマニピュレーターの断面図である（実施例１）。

【図4】図１のマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す斜視図である（実施例１）。

【図5】図４の関節機能部を主に示す側面図である（実施例１）。

【図6】図５のＶＩ部の拡大図である（実施例１）。

【図7】図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線における、関節機能部の可撓部材を示す断面図であり、（Ａ）が平常時、（Ｂ）が屈曲時を示す（実施例１）。

【図8】（Ａ）は可撓部材の本体部に用いられるウェーブワッシャーを示す平面図、（Ｂ）は可撓部材の結合部に用いられる平ワッシャーを示す平面図である（実施例１）。

【図9】可撓部材を用いたマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す側面図である（実施例２）。

【図10】可撓部材を用いたマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す側面図である（実施例３）。

【図11】可撓部材を用いたマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す側面図である（実施例４）。

【図12】（Ａ）は可撓部材の本体部に用いられるウェーブワッシャーを示す平面図、（Ｂ）は可撓部材の結合部に用いられる平ワッシャーを示す平面図である（実施例５）。

【図13】実施例５の変形例に係り、（Ａ）は可撓部材の本体部に用いられるウェーブワッシャーを示す平面図、（Ｂ）は可撓部材の結合部に用いられる平ワッシャーを示す平面図である（実施例５）。

【発明を実施するための形態】

【0010】

小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れた可撓部材を得ることを可能にするという目的を、耐久性を向上しつつ実現した。

【0011】

すなわち、可撓部材は、複数のウェーブワッシャーが軸方向に積層されると共に隣接間を接合されウェーブワッシャーの弾性変形により軸方向に対して屈曲可能な本体部と、この本体部の端部に設けられ他部材に対して結合される弾性変形可能な結合部材とを備え、結合部材は、本体部の屈曲時にウェーブワッシャーよりも変形量が小さい構成となっている。

【0012】

結合部材は、各種の弾性部材を採用することが可能であるが、本体部のウェーブワッシャーよりもばね定数が大きい環状の板材としてもよい。

【0013】

この場合、結合部材は、軸方向に積層されると共に隣接間を接合された複数の平ワッシャーからなる構成であってもよい。

【0014】

複数のウェーブワッシャーは、それぞれ周方向に複数の山部及びこれら山部間の谷部を備え、隣接するウェーブワッシャーの山部と谷部とが当接した状態で接合され、複数の平ワッシャーは、ウェーブワッシャーの接合部分に対応した位置で隣接間が相互に接合されてもよい。

【実施例1】

【0015】

［マニピュレーターの構造］
図１は、本発明の実施例１に係る可撓部材を用いたマニピュレーターを示す斜視図、図２は、同正面図、図３は、同断面図である。

【0016】

本実施例は、可撓部材１を用いた関節機能部３を有するロボット、マニピュレーター、或はアクチュエータの一例として、医療用のマニピュレーター５について説明する。

【0017】

マニピュレーター５は、手術ロボットのロボットアーム先端を構成し、医師等によって操作されるものである。なお、マニピュレーター５は、手術ロボットに取り付けずに医師等によって直接操作される手動マニピュレーターであってもよい。また、可撓部材１を適用可能なロボット、マニピュレーター、或はアクチュエータは、マニピュレーター５に限られず、産業用ロボット等の他の分野のものであってもよい。

【0018】

マニピュレーター５は、シャフト部７と、関節機能部３と、エンドエフェクタ９とを備えている。

【0019】

シャフト部７は、中空筒状、例えば円筒状に形成されている。シャフト部７内には、関節機能部３を駆動するための駆動ワイヤ１１やエンドエフェクタ９を駆動するためのプッシュプルケーブル１３が通っている。シャフト部７の先端には、関節機能部３を介してエンドエフェクタ９が設けられている。

【0020】

関節機能部３は、駆動ワイヤ１１の操作に応じ、軸方向に対して屈曲動作を行う。軸方向とは、後述する可撓部材１の軸心に沿った方向を意味し、軸心に対して厳密に平行な方向である必要はなく、軸心に対して若干傾斜した方向も含む。関節機能部３の詳細は後述する。

【0021】

エンドエフェクタ９は、関節機能部３の可動部１７に対して取り付けられ、目的に応じた動作を行う機器である。本実施例のエンドエフェクタ９は、鉗子であり、一対の把持部９ａ，９ｂを備えている。このエンドエフェクタ９は、関節機能部３の屈曲動作に応じて所望の方向へ指向可能であり、且つ一対の把持部９ａ，９ｂがプッシュプルケーブル１３の操作に応じて開閉可能になっている。

【0022】

なお、エンドエフェクタ９は、鉗子に限られず、例えば鋏、把持レトラクタ、針ドライバ、カメラ等とすることも可能である。

【0023】

［関節機能部の構造］
図４は、図１のマニピュレーター５の一部を省略し、関節機能部３を主に示す斜視図、図５は、同側面図、図６は、図５のＶＩ部の拡大図、図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線における、関節機能部３の可撓部材１を示す断面図であり、図７（Ａ）が平常時、図７（Ｂ）が屈曲時を示す。図８（Ａ）は可撓部材の本体部に用いられるウェーブワッシャーを示す平面図、図８（Ｂ）は可撓部材の結合部に用いられる平ワッシャーを示す平面図である。

【0024】

図１～図８のように、関節機能部３は、基部１５と、可動部１７と、可撓部材１とを備えている。

【0025】

基部１５は、金属等によって円柱状に形成され、シャフト部７の先端に取り付けられている。基部１５の軸心部には、プッシュプルケーブル１３が軸方向で挿通し、その周囲には、駆動ワイヤ１１が軸方向で挿通している。

【0026】

可動部１７は、金属等によって円柱状に形成され、エンドエフェクタ９に取り付けられている。可動部１７の軸心部は、プッシュプルケーブル１３を挿通し、プッシュプルケーブル１３の先端は、エンドエフェクタ９に結合されている。

【0027】

この可動部１７は、可撓部材１を介して基部１５に支持され、駆動ワイヤ１１の先端部が固定されている。このため、可動部１７は、駆動ワイヤ１１の操作により基部１５に対して変位し、エンドエフェクタ９を所望の方向に指向させることを可能とする。

【0028】

可撓部材１は、関節機能部３の屈曲動作を可能とするものであり、基部１５と可動部１７との間に介設されている。可撓部材１は、基部１５に対する可動部１７の変位に応じて屈曲する。可撓部材１には、駆動ワイヤ１１及びプッシュプルケーブル１３が軸方向で通されている。

【0029】

かかる可撓部材１は、本体部１９と、結合部材２１ａ，２１ｂとで構成されている。

【0030】

本体部１９は、複数のウェーブワッシャー２３を軸方向で積層すると共に軸方向で隣接するウェーブワッシャー２３の相互間を接合することによって形成されている。この本体部１９は、ウェーブワッシャー２３の弾性変形により屈曲可能となっている。

【0031】

各ウェーブワッシャー２３は、金属等によって閉環状に形成された板材である。本実施例のウェーブワッシャー２３は、ステンレスからなる円環状の板材であり、内外周間の径方向の幅及び板厚が一定となっている。

【0032】

各ウェーブワッシャー２３は、周方向に複数の山部２３ａを有し、隣接する山部２３ａ間に谷部２３ｂを有する。本実施例のウェーブワッシャー２３は、径方向に対向する二つの山部２３ａを有し、山部２３ａ間に径方向に対向する二つの谷部２３ｂを有する。従って、本実施例では、山部２３ａと谷部２３ｂとが周方向において９０度毎に交互に設けられている。

【0033】

山部２３ａ及び谷部２３ｂは、ウェーブワッシャー２３の内周から外周にわたる領域が軸方向で逆向きの円弧状に湾曲して形成されいる。軸方向で隣接するウェーブワッシャー２３間では、一方のウェーブワッシャー２３の山部２３ａが他方のウェーブワッシャーの谷部２３ｂに当接している。これら山部２３ａ及び谷部２３ｂの伸縮により、各ウェーブワッシャー２３は、軸方向での弾性的な伸縮による変形が可能となっている。

【0034】

相互に当接する山部２３ａ及び谷部２３ｂは、溶接や接着等の適宜の手段によって接合されている。これにより、可撓部材１の本体部１９は、積層状態が保持されている。

【0035】

なお、山部２３ａ及び谷部２３ｂは、相互に当接しなくてもよく、例えば、相互に若干周方向にずれて傾斜部２３ｃに当接する形態としてもよい。

【0036】

各ウェーブワッシャー２３において、山部２３ａと谷部２３ｂとの間は、傾斜部２３ｃによって連続している。傾斜部２３ｃは、周方向に傾斜し、且つ内周と外周との間で僅かにねじれた形状となっている。

【0037】

傾斜部２３ｃには、駆動ワイヤ１１を通す通し部としての挿通孔２３ｄが設けられている。挿通孔２３ｄは、本体部１９の周方向に複数設けられている。本実施例では、駆動ワイヤ１１が周方向に９０度毎に４本設けられていることから、これに応じて挿通孔２３ｄも周方向に９０度毎に４つ設けられている。

【0038】

軸方向に隣接するウェーブワッシャー２３の傾斜部２３ｃ間では、挿通孔２３ｄが軸方向に連通し、これら連通する挿通孔２３ｄにより駆動ワイヤ１１を挿通する。この挿通により、可撓部材１は、駆動ワイヤ１１を通し部として軸方向に通すと共に所定位置に保持するガイドとして機能する。

【0039】

挿通孔２３ｄの形状は、ほぼ円形であり、駆動ワイヤ１１の径よりも大きくなっている。この径の差は、傾斜部２３ｃの傾斜及び変位を許容する。なお、挿通孔２３ｄの形状は、円形に限られるものではなく、矩形等の他の形状としても良い。

【0040】

ウェーブワッシャー２３の形状や材質等は、可撓部材１に要求される特性等に応じて適宜変更することが可能である。山部２３ａ及び谷部２３ｂの数や曲率半径、傾斜部２３ｃの傾斜角度等も、可撓部材１に要求される特性等に応じて適宜変更することが可能である。

【0041】

かかる本体部１９は、両端部がそれぞれ結合部材２１ａ，２１ｂを介して基部１５及び可動部１７に対して接合されている。

【0042】

すなわち、結合部材２１ａ，２１ｂは、本体部１９の両端部に設けられ、他部材である基部１５及び可動部１７に対して結合される弾性変形可能な部材である。なお、結合部材２１ａ，２１ｂは、本体部１９の両端部にそれぞれ設けられているが、本体部１９の一端部及び他端部の一方にのみ設けてもよい。

【0043】

本実施例の結合部材２１ａ，２１ｂは、同一構成となっており、基本的に一方の結合部材２１ａについてのみ説明する。このため、図７では、結合部材２１ａのみを図示する。

【0044】

結合部材２１ａは、本体部１９のウェーブワッシャー２３よりも変形量が小さい（ばね定数が大きい）環状の板材として、軸方向に相互に積層されると共に隣接間を相互に接合された一対の平ワッシャー２５ａ，２５ｂからなる。なお、結合部材２１ａは、３つ以上の平ワッシャー或いは他の弾性部材で形成することも可能である。また、環状の板材の代わりに、環状に部材を複数配置して結合部材２１ａとしてもよい。

【0045】

各平ワッシャー２５ａ，２５ｂは、ウェーブワッシャー２３と同一材料により同一の内外周の径及び板厚を有し、且つ平坦に形成されている。従って、平ワッシャー２５ａ，２５ｂは、本体部１９が屈曲する際に、両者間が開くようにウェーブワッシャー２３と共に変形するが、ウェーブワッシャー２３よりも変形量が小さいものとなる。すなわち、結合部材２１ａは、本体部１９の屈曲時にウェーブワッシャー２３よりも変形量が小さい構成となっている。なお、平ワッシャー２５ａ，２５ｂは、ウェーブワッシャー２３と異なる材料を用いて形成されても良い。

【0046】

平ワッシャー２５ａ，２５ｂには、ウェーブワッシャー２３の挿通孔２３ｄに対応して挿通孔２５ａａ，２５ｂａが設けられている。挿通孔２５ａａ，２５ｂａの形状は、ウェーブワッシャー２３の挿通孔２３ｄと同様に構成されており、駆動ワイヤ１１の径よりも大きい径のほぼ円形である。

【0047】

これら挿通孔２５ａａ，２５ｂａは、ウェーブワッシャー２３の挿通孔２３ｄと軸方向で連通し、駆動ワイヤ１１を挿通する。従って、挿通孔２３ａａ，２３ｂａは、挿通孔２３ｄと共に通し部として機能する。

【0048】

本実施例の平ワッシャー２５ａ，２５ｂは、本体部１９のウェーブワッシャー２３の接合部分に対応した位置で隣接間が相互に接合される。従って、結合部材２１ａは、本体部１９と同様にして円滑に変形することが可能となっている。

【0049】

具体的には、一方の平ワッシャー２５ａが本体部１９の一端部（他方の結合部材２１ｂにおいては他端部）のウェーブワッシャー２３の谷部２３ｂに軸方向で当接すると共に溶接等によって接合される。

【0050】

一方の平ワッシャー２５ａと他方の平ワッシャー２５ｂとの間は、一端部のウェーブワッシャー２３の山部２３ａに対応した周方向の位置で相互に溶接等によって接合される。

【0051】

他方の平ワッシャー２５ｂは、関節機能部３の基部１５（他方の結合部材２１ｂにおいては可動部１７）に当接し、一端部のウェーブワッシャー２３の谷部２３ｂに対応した周方向の位置で溶接等によって接合される。

【0052】

［関節機能部の屈曲動作］
関節機能部３では、医師がマニピュレーター５を操作する際、何れか一つの駆動ワイヤ１１を引くことにより可撓部材１が屈曲する。この関節機能部３は、いくつかの駆動ワイヤ１１を組み合わせて引くことにより、３６０度全方位に屈曲することが可能となる。

【0053】

少なくとも何れか一つの駆動ワイヤ１１を引いて屈曲する際、可撓部材１は、図７（Ｂ）のように、中立軸に対する屈曲内側部分で山部２３ａ及び谷部２３ｂが圧縮されると共に屈曲外側部分で山部２３ａ及び谷部２３ｂが伸張される。

【0054】

このように変形することで、操作された駆動ワイヤ１１を挿通している傾斜部２３ｃ相互間が近接し、可撓部材１が全体として屈曲することになる。これにより、屈曲角度と荷重との荷重特性の線形性が高い屈曲動作を実現する。

【0055】

このとき、本実施例では、可撓部材１の両端部の結合部材２１ａ，２１ｂが、可撓部材１の本体部１９と基部１５及び可動部１７との間で平ワッシャー２５ａ，２５ｂが開くように変形する。

【0056】

このため、可撓部材１の本体部１９の両端部に位置するウェーブワッシャー２３は、直接基部１５及び可動部１７に接合した場合と比較して変形量が低減する。従って、結合部材２１ａ，２１ｂは、可撓部材１の本体部１９の両端部のウェーブワッシャー２３に作用する応力を緩和することができ、可撓部材１の耐久性を向上することができる。

【0057】

また、結合部材２１ａ，２１ｂは、本体部１９の変形量よりも小さいので、本体部１９の両端部を基部１５及び可動部１７に対して確実に支持し、本体部１９に確実な屈曲を行わせると共に本体部１９の屈曲の繰り返しによる疲労破壊を抑制する。

【0058】

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の可撓部材１は、複数のウェーブワッシャー２３が軸方向に積層されると共に隣接間を接合され、ウェーブワッシャー２３の弾性変形により軸方向に対して屈曲可能な本体部１９と、この本体部１９の端部に設けられ他部材である基部１５及び可動部１７に対して結合される弾性変形可能な結合部材２１ａ，２１ｂとを備え、本体部１９の屈曲時にウェーブワッシャー２３よりも結合部材２１ａの変形量が小さい構成を有する。

【0059】

従って、本実施例では、屈曲角度と荷重との荷重特性の線形性を高くすることができ、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れた可撓部材１を得ることが可能となる。

【0060】

しかも、本実施例では、本体部１９の屈曲時に可撓部材１の本体部１９と基部１５及び可動部１７との間で結合部材２１ａ，２１ｂが変形することにより、可撓部材１の本体部１９の両端部のウェーブワッシャー２３に作用する応力を緩和することができ、可撓部材１の耐久性を向上することができる。

【0061】

また、結合部材２１ａ，２１ｂは、本体部１９よりも変形量が小さいので、本体部１９の両端部を基部１５及び可動部１７に対して確実に支持することができ、本体部１９の屈曲を確実に行わせることができると共に、本体部１９の屈曲の繰り返しによる疲労破壊を抑制できる。

【0062】

結合部材２１ａ，２１ｂは、本体部１９のウェーブワッシャー２３よりもばね定数が大きい環状の板材であるため、確実に本体部１９よりも変形量を小さくできる。

【0063】

結合部材２１ａ，２１ｂは、軸方向に相互に積層されると共に隣接間を相互に接合された複数の平ワッシャー２５ａ，２５ｂからなるので、本体部１９よりも小さい変形量を容易に実現できる。

【0064】

複数のウェーブワッシャー２３は、それぞれ周方向に複数の山部２３ａ及びこれら山部２３ａ間の谷部２３ｂを備え、隣接するウェーブワッシャー２３の山部２３ａと谷部２３ｂとが当接した状態で接合されている。一方、複数の平ワッシャー２５ａ，２５ｂは、ウェーブワッシャー２３の接合部分に対応した位置で隣接間が相互に接合される。

【0065】

従って、結合部材２１ａは、本体部１９と同様にして本体部１９と共に円滑に変形することが可能となる。

【0066】

また、本実施例では、本体部１９の山部２３ａ及び谷部２３ｂの伸縮により、屈曲動作を確実に行わせることができる。

【0067】

さらに、本実施例では、当接する山部２３ａ及び谷部２３ｂ間が接合されていることにより、ねじり剛性において優れた可撓部材１を得ることができる。

【0068】

また、本実施例では、複数のウェーブワッシャー２３が駆動ワイヤ１１を挿通する挿通孔２３ｄを有するので、本体部１９を駆動ワイヤ１１のガイドとして利用することができ、駆動ワイヤ１１を適切な位置に保持し、より安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。

【実施例2】

【0069】

図９は、本発明の実施例２に係る可撓部材を用いたマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す側面図である。なお、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。

【0070】

本実施例は、関節機能部３の可撓部材１の結合部材２１ａ，２１ｂを、それぞれエラストマー等の樹脂製の一枚の平ワッシャーにより構成したものである。かかる結合部材２１ａ，２１ｂは、材質及び断面形状等の設定により本体部１９よりも変形量が小さく設定されている。その他は、実施例１と同一である。

【0071】

なお、結合部材２１ａ，２１ｂは、エラストマー等の樹脂製の平ワッシャーに代えて、弾性接着剤層としてもよい。

【0072】

かかる実施例２においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【実施例3】

【0073】

図１０は、本発明の実施例３に係る可撓部材を用いたマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す側面図である。なお、実施例３では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。

【0074】

本実施例は、関節機能部３の可撓部材１の結合部材２１ａ，２１ｂを、ウェーブワッシャー２７ａ，２７ｂによって構成したものである。これらウェーブワッシャー２７ａ，２７ｂは、本体部１９のウェーブワッシャー２３よりも板厚が厚く形成されて変形量が抑制されている。その他は、実施例１と同一である。

【0075】

なお、結合部材２１ａ，２１ｂは、本体部１９のウェーブワッシャー２３と板厚を同一にしつつ、より弾性係数が大きい材質によって構成し或いはよりウェーブ量が小さいウェーブワッシャーとすることも可能である。

【0076】

かかる実施例３おいても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【実施例4】

【0077】

図１１は、本発明の実施例４に係る可撓部材を用いたマニピュレーターの一部を省略し、関節機能部を主に示す側面図である。なお、実施例４では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。

【0078】

本実施例は、関節機能部３の可撓部材１の軸心部に、弾性部材２９を配置したものである。その他は、実施例１と同一である。

【0079】

弾性部材２９は、金属製のコイルばね、特に密着コイルばねである。なお、密着コイルばねは、コイル相互間が自由状態で密着しているコイルばねを意味する。弾性部材２９としては、自由状態でコイル相互間に隙間を有する非密着コイルばねを用いることも可能である。

【0080】

本実施例の弾性部材２９は、コイルばねの素線の断面が円形となっている。ただし、コイルばねの素線の断面は、矩形や楕円等のように他の形状とすることも可能である。

【0081】

弾性部材２９は、内周側にプッシュプルケーブ１３を挿通し、外周が可撓部材１の内周に対して隙間を有している。

【0082】

軸方向において、弾性部材２９は、少なくとも可撓部材１の全域にわたって伸び、圧縮に対する剛性が可撓部材１よりも高く設定されている。これにより、弾性部材２９は、可撓部材１が軸方向に不用意に圧縮されることを抑制可能となっている。

【0083】

また、弾性部材２９は、可撓部材１に応じて屈曲可能であり、且つ屈曲方向の荷重特性に応じて可撓部材１の荷重特性を調整する機能を有する。

【0084】

かかる実施例４においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【実施例5】

【0085】

図１２（Ａ）は、本発明の実施例５に係る可撓部材の本体部に用いられるウェーブワッシャーを示す平面図、図１２（Ｂ）は同結合部に用いられる平ワッシャーを示す平面図である。なお、実施例５では、実施例１と対応する構成に同符号を用いて重複した説明を省略する。

【0086】

本実施例は、可撓部材１の本体部１９のウェーブワッシャー２３の平面形状及び結合部材２１ａの平ワッシャー２５ａ，２５ｂの平面形状を変更したものである。その他は、実施例１と同一形状である。

【0087】

本体部１９の各ウェーブワッシャー２３は、外周を正八角形形状としている。山部２３ａ及び谷部２３ｂは、それぞれ正八角形の対応する辺の中間部から内周にわたって設けられている。ウェーブワッシャー２３の内周の形状は、実施例１と同様に円形形状である。

【0088】

結合部材２１ａ，２１ｂは、ウェーブワッシャー２３と同様、外周を正八角形形状とし、内周を円形形状とされている。

【0089】

図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、変形例に係り、図１３（Ａ）はウェーブワッシャー２３を示す平面図、図１３（Ｂ）は平ワッシャー２５ａ（２５ｂ）を示す平面図である。

【0090】

図１３の変形例では、本体部１９の各ウェーブワッシャー２３の外周が正八角形形状となっているが、山部２３ａ及び谷部２３ｂがそれぞれ正八角形の角部から内周にわたって設けられている。その他は、図１２（Ａ）及び（Ｂ）の実施例５と同一である。

【0091】

本実施例及び変形例においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施例及び変形例では、ウェーブワッシャー２３の外周の形状を変更したが、内周の形状を変更してもよい。

【符号の説明】

【0092】

１ 可撓部材
３ 関節機能部
１５ 基部（他部材）
１７ 可動部（他部材）
１９ 本体部
２１ａ，２１ｂ 結合部材
２３ ウェーブワッシャー
２３ａ 山部
２３ｂ 谷部
２５ａ、２５ｂ 平ワッシャー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】