特許 7409616 ワイヤ駆動マニピュレータ

(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】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】ワイヤ駆動マニピュレータ

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/008 20060101AFI20231226BHJP

   A61B 1/005 20060101ALI20231226BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

A61B1/008 512

A61B1/005 522

G02B23/24 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022036300

(22)【出願日】2022-03-09

(62)【分割の表示】P 2017037714の分割

【原出願日】2017-02-28

(65)【公開番号】P2022075783

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2022-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】田中 悠輔

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特許第７０３９１７４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平２－１７７９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５１８４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５５３１６６４（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第１１６１７４９７（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １／００

Ｇ０２Ｂ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基部と、
第１の結合部を有する遠位湾曲部と、
前記遠位湾曲部と前記基部の間に設けられ、第２の結合部を有する追従湾曲部と、
前記追従湾曲部と前記基部の間に設けられた長尺湾曲部と、
前記第１の結合部に一方の端部が結合され、前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部および前記長尺湾曲部を挿通し、他方の端部が前記基部に案内された遠位用の可撓性線状部材と、
前記第２の結合部に一方の端部が結合され、前記遠位湾曲部は挿通せずに前記追従湾曲部および前記長尺湾曲部を挿通し、他方の端部が前記基部に案内された追従用の可撓性線状部材と、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材をそれぞれ駆動する駆動部と、を備え、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材の駆動により前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部がそれぞれ湾曲するワイヤ駆動マニピュレータであって、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材を含む前記追従湾曲部は、前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材を含む前記長尺湾曲部と比較して曲げ剛性が低く、
前記遠位用の可撓性線状部材を含み前記追従用の可撓性線状部材を含まない前記遠位湾曲部は、前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材を含む前記追従湾曲部と比較して曲げ剛性が低く、
前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部の外側表面を被覆する外皮、および前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部の内側表面を被覆する内皮をさらに有するワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項2】

前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部は、前記遠位用の可撓性線状部材の長手方向に連なった複数の環状部材と、前記複数の環状部材を連結する連結部材と、をそれぞれ含み、
前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部は、前記複数の環状部材のうち、最も前記基部に近い側に設けられた環状部材よりも前記基部に対して遠位に設けられた環状部材が、前記第１の結合部および第２の結合部をそれぞれ有する請求項１に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項3】

前記長尺湾曲部は筒状部材を含み、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材が前記筒状部材の軸方向の壁面に沿って前記筒状部材を挿通する請求項１または２に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項4】

前記筒状部材は、前記軸方向に延在する複数の管腔を有する多腔管からなり、
前記管腔を前記遠位用の可撓性線状部材または前記追従用の可撓性線状部材が挿通する請求項３に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項5】

前記筒状部材は、主管と前記主管に固定された案内部材を有し、前記案内部材を前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材が挿通する請求項３に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項6】

前記案内部材は、前記主管の空洞部の外に設けられた請求項５に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項7】

前記案内部材は、前記主管に対して固定された請求項６に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項8】

前記案内部材は、前記主管に対して摺動可能に構成された請求項６に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項9】

３本の遠位用の可撓性線状部材が前記第１の結合部に結合されていて、前記３本の遠位用の可撓性線状部材の駆動により前記遠位湾曲部が湾曲する請求項１乃至８のいずれか１項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項10】

２本の遠位用の可撓性線状部材が前記第１の結合部に結合されていて、前記２本の遠位用の可撓性線状部材の駆動により前記遠位湾曲部が湾曲する請求項１乃至８のいずれか１項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項11】

３本の追従用の可撓性線状部材が前記第２の結合部に結合されていて、前記３本の追従用の可撓性線状部材の駆動により前記追従湾曲部が湾曲する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項12】

２本の追従用の可撓性線状部材が前記第２の結合部に結合されていて、前記２本の追従用の可撓性線状部材の駆動により前記追従湾曲部が湾曲する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【請求項13】

前記遠位用の可撓性線状部材が挿通する方向に沿って、前記遠位湾曲部の長さと前記追従湾曲部の長さの和より前記長尺湾曲部の長さのほうが長尺である請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡可撓部等に利用可能なワイヤ駆動マニピュレータに関する。

【背景技術】

【0002】

内視鏡装置の分野において、被検者の体内に挿入される先端部分に設けられた湾曲部の湾曲を操作可能な可撓性内視鏡が知られている。特許文献１には、ワイヤ等の制御素子を収容する内腔を有する構造が開示されている。特許文献１において、湾曲部には金属製の脊椎状器具が接続され、湾曲部の姿勢を基端側において制御する構造開示されている。また、特許文献２には、湾曲部と可撓管とを接続する管状の口金部の構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２００７－５２７２９６

【文献】特開２００７－２９８８１５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記したように、可撓管と湾曲部とが機械的に結合されていると、湾曲部を湾曲させるためにワイヤを押し引きした際の力が湾曲部及び口金を介して可撓管に伝わる。これにより可撓管が変形するので、これに伴って可撓管先端側の姿勢も変化してしまう。その結果、可撓管の先端側に設けられた湾曲部の位置や姿勢も変化してしまうので、姿勢を制御する際の誤差となってしまう。

【0005】

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、湾曲部の姿勢制御の精度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一の側面であるワイヤ駆動マニピュレータは、
基部と、
第１の結合部を有する遠位湾曲部と、
前記遠位湾曲部と前記基部の間に設けられ、第２の結合部を有する追従湾曲部と、
前記追従湾曲部と前記基部の間に設けられた長尺湾曲部と、
前記第１の結合部に一方の端部が結合され、前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部および前記長尺湾曲部を挿通し、他方の端部が前記基部に案内された遠位用の可撓性線状部材と、
前記第２の結合部に一方の端部が結合され、前記遠位湾曲部は挿通せずに前記追従湾曲部および前記長尺湾曲部を挿通し、他方の端部が前記基部に案内された追従用の可撓性線状部材と、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材をそれぞれ駆動する駆動部と、を備え、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材の駆動により前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部がそれぞれ湾曲するワイヤ駆動マニピュレータであって、
前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材を含む前記追従湾曲部は、前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材を含む前記長尺湾曲部と比較して曲げ剛性が低く、
前記遠位用の可撓性線状部材を含み前記追従用の可撓性線状部材を含まない前記遠位湾曲部は、前記遠位用の可撓性線状部材および前記追従用の可撓性線状部材を含む前記追従湾曲部と比較して曲げ剛性が低く、
前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部の外側表面を被覆する外皮、および前記遠位湾曲部および前記追従湾曲部の内側表面を被覆する内皮をさらに有するワイヤ駆動マニピュレータである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、湾曲部の姿勢を制御する際の精度向上に有利なワイヤ駆動マニピュレータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第一実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータの構成を示す図である。

【図2】案内部材の断面を示す図である。

【図3】多腔案内管の断面を示す図である。

【図4】基部の構成例を示す図である。

【図5】ワイヤ駆動マニピュレータの線状部材を駆動した際の変形を示す図である。

【図6】複数の先端湾曲部を有するワイヤ駆動マニピュレータの構成を示す図である。

【図7】第二実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータの構成を示す図である。

【図8】長尺部案内部材を含む断面を示す図である。

【図9】第二実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータの構成の一例を示す図である。

【図10】第二実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータの構成の一例を示す図である。

【図11】第三実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータの構成の一例を示す図である。

【図12】先端部外皮及び先端部内皮の断面図を示す図である。

【図13】先端部外皮及び先端部内皮の断面図を示す図である。

【図14】第四実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータの構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。

【0010】

（第一実施例）
まず、本発明の実施形態に係るワイヤ駆動マニピュレータについて説明する。図１（ａ）は、本実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータ１の構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すワイヤ駆動マニピュレータの先端部の構成をより詳細に説明するための図である。

【0011】

ワイヤ駆動マニピュレータ１は、ワイヤの駆動により変形可能な先端湾曲部２、可撓性を有し、外力により受動的に変形可能な長尺湾曲部３、および基部４されたから構成されている。

【0012】

先端湾曲部２は、図１（ｂ）に示すように、複数の可撓性の線状部材５、先端部材６、複数の案内部材７を備える。複数の案内部材７および先端部材６は線状部材５を介して積層され、連結されている。線状部材５は、第１の部材である先端湾曲部２の長手方向に沿って延在し、一方の端部が先端部材６に結合部を介して結合される。結合部は、接着、ピン止め、ねじ止め等により、線状部材５を先端部材６に結合させる。線状部材５の他方の端部は、基部４と結合される。可撓性線状部材である線状部材５には、ピアノ線、ステンレス線やニッケル‐チタン合金線等の金属線を用いることができる。先端部材６は、先端湾曲部２の長手方向に沿った軸を中心とする環状形状（ここでは円環）をしており、複数の線状部材５が結合されている。結合の手段は、接着、ピン止め、ねじ止め等、どのような手段であってもよい。つまり、先端湾曲部２は、線状部材５を連結部材として、環状部材である先端部材６および複数の案内部材７が積層され、このうちのもっとも基端側にある環状部材よりも遠位端側にある先端部材６に、線状部材５が結合された構成となっている。

【0013】

図２に示すように、各案内部材７は先端部材６と同様に環状形状をしており、線状部材５を案内するための案内孔Ｇが形成されている。案内孔Ｇは、線状部材５が通るよう配されており、線状部材５のうち、少なくとも一つは、固定孔Ｆにおいて接着、ピン止め、ねじ止め等の手段で案内部材７と固定され、残りの線状部材５は、案内孔Ｇに対して摺動可能となっている。固定孔Ｆは、線状部材５が挿通されることで線状部材５と固定されるように、案内孔Ｇよりも小さな径の開口としてもよい。案内部材７は、案内孔Ｇを介して線状部材５と接触するため、摩擦係数の小さい樹脂などの部材が用いられる。先端湾曲部２において先端部材６および案内部材７はともに環状形状をしているため、空洞部である内腔９を利用して、先端湾曲部２内に撮像素子やカテーテル等のツールを通すことが可能となっている。案内孔Ｇと固定孔Ｆは、内腔９を貫く方向の軸を中心として同心円上に設けられ、特に、等角度間隔で設けられることが好ましい。

【0014】

第２の部材でもある本実施例に係る長尺湾曲部３は、長尺湾曲部３の長手方向を中心軸とする筒状形状をした多腔管である多腔案内管８を含んで構成される。図３に、多腔案内管８の長手方向と直交する面における多腔案内管８の断面図を示す。多腔案内管８は、中心に内腔９を有しており、先端湾曲部２と同様にツールを通すことが可能となっている。また、多腔案内管８は、内腔９を規定する筒状部材の壁面を軸方向に延在する複数の案内管腔１０が形成されている。案内管腔１０には、線状部材５が挿通され、線状部材５と摺動可能に構成される。これにより、案内管腔１０の中を通る線状部材５が長手方向に駆動された際に、線状部材５が座屈することなく力を伝達する機能を有する。多腔案内管８は、案内管腔１０を介して線状部材５と接触するため、摩擦係数の小さい樹脂などの部材が用いられる。また、外力により湾曲変形することが要求されるため可撓性の高い材料が用いられる。長尺湾曲部３は、第１の部材である先端湾曲部２とは、機械的には結合されておらず、互いに独立した関係にある。また、長尺湾曲部３は、線状部材５とも独立しており、上述の案内管腔１０を線状部材５が摺動する。

【0015】

図４に基部４の構造を示す。基部４には、多腔案内管８が接着、ピン止め、ねじ止め等の手段で固定されている。基部４には、線状部材５が接続される駆動部１１が配置されている。駆動部は、不図示の制御部により制御される。図４では、駆動部１１は二つのみ図示されているが、駆動される各線状部材５に対して、ひとつの駆動部１１が配置されており、各線状部材５を図中の左右方向に押し引き駆動することが可能である。

【0016】

次に、線状部材５を駆動した際のワイヤ駆動マニピュレータ１の湾曲動作について説明する。駆動部１１を用いて各線状部材５を押し引き駆動すると、線状部材５は長尺湾曲部３内の多腔案内管８に設けられた案内管腔１０内を、座屈することなく摺動する。この結果、先端湾曲部２の区間内における各線状部材５の長さに差が生じる。線状部材５は先端部材６に結合されているため、各線状部材５の先端湾曲部２における長さの差は先端湾曲部２の曲げ方向の力となり、図５に示すように先端湾曲部２を湾曲させることが可能となる。

【0017】

図５は、変形した状態のワイヤ駆動マニピュレータ１を側面から見た図である。駆動部１１が線状部材５を駆動することによって、先端湾曲部２および長尺湾曲部３はそれぞれ円弧状に変形して、曲率半径がそれぞれｒ１、ｒ２となるとする。先端湾曲部２は、長尺湾曲部３よりも変形しやすいことが望ましく、ｒ１とｒ２の間には、
ｒ１＜ｒ２ （式１）
の関係が成り立つように構成される。図５の例では、先端湾曲部２および長尺湾曲部３が円弧状に変形する例を示したが、必ずしも円弧状のみに変形する場合のみではない。その際には、先端湾曲部２における曲率分布の平均ρ１、長尺湾曲部３における曲率分布の平均ρ２が、
ρ１＞ρ２ （式２）
の関係が成り立つように先端湾曲部２と長尺湾曲部３を設計すればよい。つまり、先端湾曲部２を湾曲させるための線状部材５を駆動した結果、長尺湾曲部３も湾曲するが、この線状部材５の駆動に伴う先端湾曲部２の平均曲率の変化量が、長尺湾曲部３の平均曲率の変化量よりも大きくなるように設計すればよい。

【0018】

図１（ｂ）においては、３つの線状部材５が用いられているため、先端湾曲部２は任意の方向へと湾曲させることが可能であるが、線状部材５の数はこれに限られない。たとえば、線状部材５を２つのみとして、１つの平面内のみで湾曲させてもよいし、逆に線状部材５を４つ以上配置して冗長性を持たせてもよい。

【0019】

また、各線状部材５には駆動部１１がそれぞれ結合されているが、平面内で動かす際には少なくとも１つ、立体的な駆動をさせる際には少なくとも２つの駆動部１１があれば十分である。たとえば、３本の線状部材５を設けつつ、立体的な駆動をさせることを考えると、３本の線状部材５を駆動しなくてもよいため、線状部材５を基部４に固定するのみでもよい。基部４に、線状部材５が固定される固定部を設けてもよいし、基部４とは別に、支持部材を設けてもよい。固定方法は接着であったり、フック等の突起に線状部材５を引っ掛けたり、どのような方法であってもよい。また、図１（ｂ）において先端湾曲部２はひとつの湾曲部のみであったが、図６に示すように、複数の先端湾曲部２ａ、２ｂを有してもよい。本例では、各先端湾曲部につき、３本の線状部材５が対応付けられている。各先端湾曲部に対応付けられた３本の線状部材のうち１本は、対応付けられた先端湾曲部を構成する案内部材７に結合されるとともに、対応付けられていない先端湾曲部の先端部材および案内部材に対しては、案内孔と摺動可能に構成される。残る２本の線状部材は、対応付けられた先端湾曲部の先端部材のみと結合され、他の先端湾曲部の先端部材および案内部材に対しては案内孔と摺動可能に構成される。また、３つ以上の先端湾曲区間部２を有してもよい。

【0020】

本実施例におけるワイヤ駆動マニピュレータ１の構造では、先端湾曲部２と長尺湾曲部３はお互いに直接固定されることなく、互いに独立している。特許文献２のように、先端湾曲部２と長尺湾曲部３が口金等により直接固定された場合には、線状部材５を押し引き駆動すると、線状部材５にかかる圧縮力または引張力が先端湾曲部２を介して長尺湾曲部３へと伝わるので、長尺湾曲部３も湾曲してしまう。その結果、長尺湾曲部３の先端の姿勢が変化してしまい、先端湾曲部２の姿勢推定や制御をおこなう際の誤差となってしまう。従って、本実施例で示すように先端湾曲部２と長尺湾曲部３の間で力が伝わらない構造にすることで、先端湾曲部２の先端形状の姿勢推定、制御精度を向上させることが可能となる。

【0021】

（第二実施例）
本発明の第二実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータ１について図８から図１２を用いて説明する。本実施例は、長尺湾曲部３が、複数の部品から構成される点で第一実施例とは相違する。

【0022】

図７に示すように、長尺湾曲部３は主管１２及び長尺部案内部材１３を含んで構成される。図８は、長尺部案内部材１３を含む断面を示しており、主管１２は多腔案内管８と同様に中心に内腔９を持つ管状の構造をしている。長尺部案内部材１３には、線状部材５を案内するための案内孔５が形成されており、線状部材５は案内孔を挿通するように配されている。長尺部案内部材１３によって、各線状部材５の位置関係を維持した状態で先端湾曲部２に変位を伝達することが可能となる。言い換えると、第一実施例では、多腔案内管８の内腔９を規定する壁面内に設けられていた案内孔が、本実施例では長尺部案内部材１３に置き換えられたと考えることができる。長尺部案内部材１３は、線状部材５を押し引き駆動する際に線状部材５が座屈せず案内できるように所定の間隔をおいて主管１２に接着、ピン止め、ねじ止め等の手段で固定されている。長尺部案内部材１３は案内孔を介して線状部材５と接触するため、摩擦係数の小さい樹脂などの部材が用いられる。

【0023】

図８においては、長尺湾曲部３は主管１２及び長尺案内部材１３を含む構成であったが、図９においては各長尺部案内部材１３の間に線状部材５を案内するための案内管１４が配置される。線状部材５は案内管１４の中を通り摺動するように配されている。案内管１４を配置することによって、長尺部案内部材１３の数を減らすことが可能となる。案内管１４は例えば、主管１２に接着等の手段で固定されている。案内管１４は線状部材５と接触するため、摩擦係数の小さい樹脂などの部材が用いられる。

【0024】

図１０（ａ）は、案内管１４を主管に対して固定する別の手段を示す図である。図９においては、案内管１４は主管１２に固定されていたが、図１０（ａ）に示す構成では、案内管１４が案内管保護部材１５によって固定されている。

【0025】

図１０（ｂ）に、案内管保護部材１５を含む断面の断面図を示す。ここでは、主管１２の周囲に配された案内管１４は案内管保護部材１５によって主管１２の周囲に固定され、各案内管１４の位置関係が変化しないように各案内管１４を保持する。この場合、案内管１４は主管１２に必ずしも接着されている必要はなく、案内管１４と主管１２は主管１２の軸方向に摺動可能であってもよい。案内管保護部材１５は例えば可撓性のある熱収縮性材料や粘着性の保護材を用いて、案内管１４を主管１２に圧着されてもよい。また、図１０（ａ）においては、長尺部案内部材１３の間には、案内管保護部材１５がそれぞれ一つ配置されているが、長尺案内部材１３の長手方向の長さがより短い複数の案内管保護部材１５を複数配置してもよい。

【0026】

図１０において、長尺部案内部材１３と案内管１４の間に微小な間隙が設けられている。この構成によれば、長尺湾曲部３が外力等により湾曲した際に、長尺部案内部材１３と案内管１４が接触することで案内管１４が圧縮力を受けて変形することを防ぐことが可能となる。

【0027】

本実施例で示した各構成によっても、第一実施例と同様の効果が得られる。

【0028】

（第三実施例）
本発明の第三実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータ１について、図１１から図１３を用いて説明する。図１１（ａ）に示すワイヤ駆動マニピュレータ１は、先端湾曲部２を覆う先端部外皮１６及び先端部内皮１７を備える。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すワイヤ駆動マニピュレータ１の断面図である。

【0029】

先端部外皮１６および先端部内皮１７は線状部材５、先端部材６、案内部材７、腔型案内管８の先端部の外側および内側を覆っており、ワイヤ駆動マニピュレータ１の保護、摩擦低減等の機能を有している。先端部外皮１６及び先端部内皮１７は、例えば蛇腹状の樹脂構造のように可撓性を有する構造であったり、ゴムのように低弾性材料であったりする。先端部外皮１６及び先端部内皮１７は先端部材６、案内部材７の少なくとも１か所以上において固定されている。ここで、先端部外皮１６及び先端部内皮１７は先端部材６、案内部材７と一体的に成型されていてもよく、さらには先端部外皮１６と先端部内皮１７が一体的に成型されていても良い。この場合、一体化によって湾曲部を薄肉化することが可能となる。また、先端部外皮１６および先端部内皮１７は、先端湾曲部に対して着脱可能であってもよい。また、先端部外皮１６及び先端部内皮１７は先端湾曲部２の湾曲動作を阻害することのないように、線状部材５、先端部材６、案内部材７からなる構造よりも曲げ剛性が十分に小さいことが望ましい。先端部外皮１６及び先端部内皮１７は多腔案内管８の先端部に摺動可能な状態で接触している。これにより、先端湾曲部２を湾曲させた際にも先端湾曲部２から長尺湾曲部３に湾曲時の反力の伝達を低減することが可能となり、湾曲時の駆動精度を向上させることができる。

【0030】

上記の例では、先端部外皮１６および先端部内皮１７は先端湾曲部２に固定されていたが、先端部外皮１６および先端部内皮１７を長尺湾曲部３に固定して、先端湾曲部２に対して摺動可能な状態で接触させてもよい。

【0031】

図１２には、先端部外皮１６及び先端部内皮１７を図１１（ｂ）とは異なる形状とした例を示す。先端部外皮１６及び先端部内皮１７は可撓性を有する弾性材料により形成され、先端湾曲部２と長尺湾曲部３の境界部分において蛇腹構造となっており、この境界部分における剛性がほかの部分よりも低くなるように設計されている。これにより、先端湾曲部２から長尺湾曲部３への反力の伝達を低減することが可能となる。先端湾曲部２と長尺湾曲部３の境界部分は、蛇腹構造に限らず、境界部分よりも剛性の低くなるその他のいかなる構造としてもよいし、境界部分を、それ以外の部分を構成する材料とは異なる材料を用いて形成することで、剛性を低くしてもよい。さらに、線状部材５、先端部材６、案内部材７からなる先端湾曲部の構造よりも、先端湾曲部２と長尺湾曲部３の境界部分における先端部外皮１６及び先端部内皮１７の剛性が十分に低い場合には、多腔案内管８の先端部に先端部外皮１６及び先端部内皮１７を接着等の手段で固定してもよい。

【0032】

図１３（ａ）は、先端部外皮１６、先端部内皮１７に加えて長尺部外皮１８及び長尺部内皮１９を備えたワイヤ駆動マニピュレータ１の構成を示す断面図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）中、矢印で示す面の断面を表す。図１３（ａ）に示すように、多腔案内管８の保護、摩擦低減等の機能を有する長尺部外皮１８及び長尺部内皮１９が設けられている。図１３（ｂ）に示すように、先端部外皮１６と長尺部外皮１８、先端部内皮１７と長尺部内皮１９はそれぞれ多腔案内管８の先端部近傍において重なるように設けられ、境界部分が露出しないようになっている。先端部外皮１６と長尺部外皮１８、先端部内皮１７と長尺部内皮１９はそれぞれ摩擦係数の低い材質が用いられており、お互いに摺動可能となっている。もしくは、前述のように先端部外皮１６及び先端部内皮１７の剛性が十分に低い場合には、先端部外皮１６と長尺部外皮１８、先端部内皮１７と長尺部内皮１９がそれぞれ接着等の手段で固定されていてもよい。また、先端部材６、案内部材７、先端部外皮１６、先端部内皮１７、長尺部外皮１８、長尺部内皮１９は、その機能を奏する限り一体形成されていてもよい。図１３（ａ）においては、多腔案内管８を有するワイヤ駆動マニピュレータ１における例が図示されているが、多腔案内管８ではなく第二実施例に示すような主管１２、長尺部案内部材１３、案内管１４、案内管保護部材１５からなる構造にも適用可能である。

【0033】

本実施例に示す構成によっても、第一実施例と同様の効果が得られる。

【0034】

（第四実施例）
第一実施例から第三実施例においては、内視鏡等の器具を例とした実施例について述べたが、本発明におけるワイヤ駆動マニピュレータ１の用途は内視鏡等の器具に限定されるものではない。本実施例は、ワイヤ駆動マニピュレータを用いたロボットハンドである。図１４に、本実施例に係るロボットハンド２０を示す。ロボットハンド２０は、基部４に複数のワイヤ駆動マニピュレータ１が設けられた構成であり、複数のワイヤ駆動マニピュレータ１を駆動することにより、対象物を把持したり操作したりする。ワイヤ駆動マニピュレータ１の先端には、撮像素子や、圧力、温度等を感知する感知器を設け、対象物を観察しながら把持したり操作したりすることが可能である。本実施例に係るロボットハンド２０に搭載されるワイヤ駆動マニピュレータ１は、第一乃至第三実施例で説明したワイヤ駆動マニピュレータのいずれの構成も利用できる。また、複数のワイヤ駆動マニピュレータ１は、基部４に対して着脱可能に構成され、用途に応じて交換できるようにしてもよい。

【0035】

以上では、具体的な例を示して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、種々の変更ならびに、複数の実施例を組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0036】

１ ワイヤ駆動マニピュレータ
２ 先端湾曲部
３ 長尺湾曲部
４ 基部
５ 線状部材
６ 先端部材
７ 案内部材
８ 多腔案内管
９ 内腔
１０ 案内管腔
１１ 駆動部
１２ 主管
１３ 長尺部案内部材
１４ 案内管
１５ 案内管保護部材
１６ 先端部外皮
１７ 先端部内皮
１８ 長尺部外皮
１９ 長尺部内皮
２０ ロボットハンド

【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】

【図14】