特許 7565826 屈曲構造体

(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】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】屈曲構造体

(51)【国際特許分類】

   B25J 17/00 20060101AFI20241004BHJP

   B25J 18/06 20060101ALI20241004BHJP

   F16G 9/00 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B25J17/00 G

B25J18/06

F16G9/00

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021035244

(22)【出願日】2021-03-05

(65)【公開番号】P2022135445

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-08-03

(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】平田 貴史

(72)【発明者】

【氏名】保戸田 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】早川 悠暉

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１９４３１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５２８９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１２６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１４８７５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５２７２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１２２０７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２５５４１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１１４２９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０３６０８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１２６０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｆ１６Ｇ ９／００

Ａ６１Ｂ ３４／００ － ３４／３７

Ａ６１Ｂ １／００５－ １／０１

Ａ６１Ｂ １７／００ － １７／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性的に屈曲可能な第１屈曲部及び第２屈曲部と、
前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部間を接続し前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部よりも曲げ剛性が高い接続部と、
前記第１屈曲部に取り付けられると共に前記第１屈曲部、前記接続部、及び前記第２屈曲部を挿通して、前記第２屈曲部側での引張りによって前記第１屈曲部を屈曲可能とする複数の第１索状部材とを備え、
前記複数の第１索状部材は、それぞれ、前記接続部内で分割されて周方向に分散し該分散した状態で前記第２屈曲部を挿通する複数の分割部を備えた、
屈曲構造体。

【請求項2】

請求項１記載の屈曲構造体であって、
前記分割部は、前記第２屈曲部を挿通する際に周方向に等間隔で配置された、
屈曲構造体。

【請求項3】

請求項１又は２記載の屈曲構造体であって、
前記分割部は、各第１索状部材に対して偶数本設けられ、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第２屈曲部の中心に対して相互に対称に配置された、
屈曲構造体。

【請求項4】

請求項１～３の何れか一項に記載の屈曲構造体であって、
前記分割部は、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第１屈曲部内の前記第１索状部材の本体部に対して周方向にずれている、
屈曲構造体。

【請求項5】

請求項４記載の屈曲構造体であって、
前記周方向のずれ量は、９０度である、
屈曲構造体。

【請求項6】

請求項１～５の何れか一項に記載の屈曲構造体であって、
同一の前記第１索状部材の前記分割部は、前記第２屈曲部から前記引張りのために引き出され該第２屈曲部から引き出された部分が相互に接続されたループ状のループ部を構成する、
屈曲構造体。

【請求項7】

請求項１～６の何れか一項に記載の屈曲構造体であって、
前記第２屈曲部に取り付けられると共に前記第２屈曲部を挿通し、引張りによって前記第２屈曲部を屈曲可能とする複数の第２索状部材を備えた、
屈曲構造体。

【請求項8】

請求項７記載の屈曲構造体であって、
前記分割部は、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第２索状部材の挿通経路を挿通する、
屈曲構造体。

【請求項9】

弾性的に屈曲可能な第１屈曲部及び第２屈曲部と、
前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部間を接続し前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部よりも曲げ剛性が高い接続部と、
前記第１屈曲部に取り付けられると共に前記第１屈曲部、前記接続部、及び前記第２屈曲部を挿通し、前記第２屈曲部側での引張りによって前記第１屈曲部を屈曲可能とする複数の第１索状部材と、
前記第２屈曲部に取り付けられると共に前記第２屈曲部を挿通し、前記第１屈曲部の屈曲時に対応する第１索状部材と共に引張られて前記第２屈曲部の屈曲を抑制する複数の第３索状部材とを備え、
各第１索状部材と該第１索状部材に対応する第３索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する部分間が接続された一本の索状体である、
屈曲構造体。

【請求項10】

請求項９記載の屈曲構造体であって、
各第１索状部材及び該第１索状部材に対応する第３索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第２屈曲部の中心を挟んだ反対側に位置する、
屈曲構造体。

【請求項11】

請求項１０記載の屈曲構造体であって、
各第１索状部材及び該第１索状部材に対応する第３索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第２屈曲部の中心に対して相互に対称に配置された、
屈曲構造体。

【請求項12】

弾性的に屈曲可能な第１屈曲部及び第２屈曲部と、
前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部間を接続し前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部よりも曲げ剛性が高い接続部と、
前記第１屈曲部に取り付けられると共に前記第１屈曲部、前記接続部、及び前記第２屈曲部を挿通し、前記第２屈曲部側での引張りによって前記第１屈曲部を屈曲可能とする複数の第１索状部材と、
前記第２屈曲部に取り付けられると共に前記第２屈曲部を挿通し、前記第１屈曲部の屈曲時に対応する第１索状部材と共に引張られて前記第２屈曲部の屈曲を抑制する複数の第３索状部材とを備え、
各第１索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する部分が前記第１屈曲部を挿通する部分に対して周方向にずれ、
前記第３索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第１屈曲部内の前記対応する第１索状部材に対して周方向にずれている、
屈曲構造体。

【請求項13】

請求項１２記載の屈曲構造体であって、
前記周方向のずれ量は、９０度である、
屈曲構造体。

【請求項14】

弾性的に屈曲可能な第１屈曲部及び第２屈曲部と、
前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部間を接続し前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部よりも曲げ剛性が高い接続部と、
前記第１屈曲部に取り付けられると共に前記第１屈曲部、前記接続部、及び前記第２屈曲部を挿通し、前記第２屈曲部側での引張りによって前記第１屈曲部を屈曲可能とする複数の第１索状部材と、
前記第２屈曲部に取り付けられると共に前記第２屈曲部を挿通し、前記第１屈曲部の屈曲時に対応する第１索状部材と共に引張られて前記第２屈曲部の屈曲を抑制する複数の第３索状部材とを備え、
各第１索状部材及び該第１索状部材に対応する第３索状部材は、前記第２屈曲部から前記引張りのために引き出され該第２屈曲部から引き出された部分が相互に接続されたループ状のループ部を構成する、
屈曲構造体。

【請求項15】

請求項９～１４の何れか一項に記載の屈曲構造体であって、
前記第２屈曲部に取り付けられると共に前記第２屈曲部を挿通し、引張りによって前記第２屈曲部を屈曲可能とする複数の第２索状部材を備えた、
屈曲構造体。

【請求項16】

請求項１５記載の屈曲構造体であって、
前記第１索状部材及び前記第３索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する際に前記第２索状部材の挿通経路を挿通する、
屈曲構造体。

【請求項17】

請求項６又は１４記載の屈曲構造体であって、
前記ループ部に対して非固定の前記ループ部を引張るための操作部を備えた、
屈曲構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットやマニピュレーター等の関節機能部に供される屈曲構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の屈曲構造体としては、例えば、特許文献１のように多関節のものがある。

【0003】

この屈曲構造体は、複数の湾曲駒を回動自在に連結すると共に最先端の湾曲駒に操作ワイヤーを接続し、操作ワイヤーの押し引きによって全体を屈曲させるようになっている。

【0004】

そして、操作ワイヤーによる湾曲操作時に湾曲駒が先端側から優先的に曲がり始めるように、基端側に反発力付与手段が設けられている。

【0005】

しかし、かかる構造では、先端側の湾曲駒と共に基端側の湾曲駒も屈曲してしまうため、操作性を悪化させる要因となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００３－１２６０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

解決しようとする問題点は、多関節の屈曲構造体における操作性の低下である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、弾性的に屈曲可能な第１屈曲部及び第２屈曲部と、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部間を接続し前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部よりも曲げ剛性が高い接続部と、前記第１屈曲部に取り付けられると共に前記第１屈曲部、前記接続部、及び前記第２屈曲部を挿通し、前記第２屈曲部側での引張りによって前記第１屈曲部を屈曲可能とする複数の第１索状部材とを備え、前記複数の第１索状部材は、それぞれ前記接続部内で分割されて周方向に分散し該分散した状態で前記第２屈曲部を挿通する複数の分割部を備えた屈曲構造体を提供する。

【0009】

また、本発明は、弾性的に屈曲可能な第１屈曲部及び第２屈曲部と、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部間を接続し前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部よりも曲げ剛性が高い接続部と、前記第１屈曲部に取り付けられると共に前記第１屈曲部、前記接続部、及び前記第２屈曲部を挿通し、前記第２屈曲部側での引張りによって前記第１屈曲部を屈曲可能とする複数の第１索状部材と、前記第２屈曲部に取り付けられると共に前記第２屈曲部を挿通し、前記第１屈曲部の屈曲時に対応する第１索状部材と共に引張られて前記第２屈曲部の屈曲を抑制する複数の第３索状部材とを備え、各第１索状部材と該第１索状部材に対応する第３索状部材は、前記第２屈曲部を挿通する部分間が接続された一本の索状体である、屈曲構造体を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、第１屈曲部を屈曲させても、第２屈曲部の屈曲を抑制することができ、多関節の屈曲構造体の操作性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の屈曲構造体の一部を省略した斜視図である。

【図3】図３は、図１の屈曲構造体の縦断面図である。

【図4】図４は、図１の屈曲構造体の第１索状部材及び第２索状部材の挿通状態を示す概念図である。

【図5】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図１の屈曲構造体の第１屈曲部及び第２屈曲部における第１索状部材の挿通位置を示す概略図である。

【図6】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ変形例に係る屈曲構造体の第１屈曲部及び第２屈曲部における第１索状部材の挿通位置を示す概略図である。

【図7】図７は、第１屈曲部の屈曲時を示す概念図である。

【図8】図８は、本発明の実施例２に係る屈曲構造体の第１索状部材、第２索状部材、及び第３索状部材の挿通状態を示す概念図である。

【図9】図９は、第１屈曲部の屈曲時を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

多関節の屈曲構造体において操作性を向上させるという目的を、第１屈曲部を引張りによって屈曲させる第１索状部材を、複数の分割部に分割して周方向に分散した状態で第２屈曲部を挿通することで実現した。

【0013】

すなわち、屈曲構造体（１）は、第１屈曲部（３）及び第２屈曲部（５）と、接続部（７）と、複数の第１索状部材（９）とを備える。第１屈曲部（３）及び第２屈曲部（５）は、弾性的に屈曲可能な部材である。接続部（７）は、第１屈曲部（３）及び第２屈曲部（５）間を接続し、第１屈曲部（３）及び第２屈曲部（５）よりも曲げ剛性が高い部材である。複数の第１索状部材（９）は、第１屈曲部（３）に取り付けられると共に第１屈曲部（３）、接続部（７）、及び第２屈曲部（５）を挿通し、第２屈曲部（５）側での引張りによって第１屈曲部（３）を屈曲可能とする。複数の第１索状部材（９）は、それぞれ接続部（７）内で分割されて周方向に分散し、分散した状態で第２屈曲部（５）を挿通する複数の分割部（３７）を備えている。

【0014】

分割部（３７）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に周方向に等間隔で配置するのが好ましい。さらに好ましくは、分割部（３７）は、各第１索状部材（９）に対して偶数本設けられ、第２屈曲部（５）を挿通する際に第２屈曲部（５）の中心に対して相互に対称に配置される。

【0015】

また、分割部（３７）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に第１屈曲部（３）内の第１索状部材（９）の本体部（３３）に対して周方向にずれるのが好ましい。この周方向へのずれ量は、好ましくは９０度である。

【0016】

同一の第１索状部材（９）の分割部（３７）は、第２屈曲部（５）から引張りのために引き出され、この第２屈曲部（５）から引き出された部分が、相互に接続されたループ状のループ部（３９）を構成してもよい。

【0017】

この場合、屈曲構造体（１）は、ループ部（３９）に対して非固定のループ部（３９）を引張るための操作部（４３）を備えてもよい。

【0018】

第２屈曲部（５）を屈曲操作する場合は、第２屈曲部（５）に取り付けられると共に第２屈曲部（５）を挿通し、引張りによって第２屈曲部（５）を屈曲可能とする複数の第２索状部材（１１）を備える。

【0019】

この場合、分割部（３７）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に第２索状部材（１１）の挿通経路を挿通してもよい。

【0020】

また、屈曲構造体（１）は、第１索状部材（９）が分割部（３７）を有さない形態としてもよい。この場合、屈曲構造体（１）は、第３索状部材（４５）を備える。

【0021】

第１索状部材（９）は、第１屈曲部（３）に取り付けられて、分割部（３７）を有さずに第１屈曲部（３）、接続部（７）、及び第２屈曲部（５）を挿通する。この第１索状部材（９）は、第２屈曲部（５）側での引張りによって第１屈曲部（３）を屈曲可能とする。第３索状部材（４５）は、第２屈曲部（５）に取り付けられると共に第２屈曲部（５）を挿通し、第１屈曲部（３）の屈曲時に対応する第１索状部材（９）と共に引張られて第２屈曲部（５）の屈曲を抑制する。

【0022】

各第１索状部材（９）及びこの第１索状部材（９）に対応する第３索状部材（４５）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に第２屈曲部（５）の中心を挟んだ反対側に位置するのが好ましい。さらに好ましくは、各第１索状部材（９）及びこの第１索状部材（９）に対応する第３索状部材（４５）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に第２屈曲部（５）の中心に対して相互に対称に配置される。

【0023】

各第１索状部材（９）は、第２屈曲部（５）を挿通する部分が第１屈曲部（３）を挿通する部分に対して周方向にずれ、第３索状部材（４５）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に第１屈曲部（３）内の対応する第１索状部材（９）に対して周方向にずれているのが好ましい。この周方向へのずれ量は、好ましくは９０度である。

【0024】

各第１索状部材（９）及びこの第１索状部材（９）に対応する第３索状部材（４５）は、第２屈曲部（５）から引張りのために引き出され、この第２屈曲部（５）から引き出された部分が相互に接続されたループ状のループ部（３９）を構成してもよい。

【0025】

この場合、屈曲構造体（１）は、上記同様、操作部（４３）を備えてもよい。

【0026】

また、分割部（３７）を有さない形態においても、屈曲構造体（１）は、複数の第２索状部材（１１）を備えてもよい。

【0027】

この場合、第１索状部材（９）及び第３索状部材（４５）は、第２屈曲部（５）を挿通する際に、第２索状部材（１１）の挿通経路を挿通してもよい。

【実施例1】

【0028】

［屈曲構造体］
図１は、本発明の実施例１に係る屈曲構造体を示す斜視図である。図２は、屈曲構造体の一部を省略した斜視図である。図３は、屈曲構造体の縦断面図である。なお、図１～図３では、第２索状部材の図示を省略している。

【0029】

屈曲構造体１は、マニピュレーター、ロボット、アクチュエーターのような医療用や産業用等の各種の機器の関節機能部に適用されるものである。関節機能部は、屈曲・伸展する関節としての機能を有する装置、機構、デバイス等である。

【0030】

本実施例の屈曲構造体１は、多関節であり、第１屈曲部３及び第２屈曲部５と、接続部７と、複数の第１索状部材９及び第２索状部材１１とを備えている。

【0031】

第１屈曲部３及び第２屈曲部５は、関節として弾性的に屈曲及び伸展可能な部材である。屈曲及び伸展とは、屈曲構造体１の軸心に沿った方向（以下、軸方向と称する）に対して屈曲及び伸展することをいう。なお、軸方向は、屈曲構造体１の軸心に厳密に沿っている必要はない。

【0032】

第１屈曲部３は、接続部７に接続された屈曲部のうち、先端側の屈曲部であり、第２屈曲部５は、接続部７に接続された屈曲部のうち、基端側の屈曲部である。屈曲構造体１は、三つ以上の屈曲部を有することも可能であるが、その場合も、接続部７に対する先端側が第１屈曲部３、基端側が第２屈曲部５となる。先端及び基端は、屈曲構造体１の軸方向の先端及び基端である。

【0033】

かかる第１屈曲部３及び第２屈曲部５は、コイルばね、ベローズ、複数のウェーブワッシャーを積層したもの、複数のユニットを積層して関節構造としたもの、リンク機構等のように、平面視における３６０度全方位へ屈曲可能なものが好ましい。

【0034】

本実施例の第１屈曲部３及び第２屈曲部５は、基部１３と、可動部１５と、内筒１７と、外筒１９とを備えて構成されている。なお、第１屈曲部３及び第２屈曲部５は基本的に同一構成であるため、第１屈曲部３についてのみ説明する。第２屈曲部５については、第１屈曲部３との相違部分のみを必要に応じて説明する。

【0035】

基部１３は、樹脂や金属等によって形成された柱状体、例えば円柱状体である。この基部１３は、接続部７の一端に取り付けられている。なお、第２屈曲部５の基部１３は、屈曲構造体１が適用される機器側に取り付けられる。基部１３は、柱状体に限られず、屈曲構造体１が適用される機器に応じて適宜の形態とすることが可能である。

【0036】

可動部１５は、基部１３と同様、樹脂や金属等によって形成された柱状体、例えば円柱状体である。可動部１５には、屈曲構造体１が適用される機器に応じたエンドエフェクタ等が取り付けられる。第２屈曲部５の可動部１５は、接続部７の他端に取り付けられている。なお、可動部１５も、屈曲構造体１が適用される機器に応じて適宜の形態とされ、柱状体に限られない。

【0037】

かかる可動部１５は、内筒１７及び外筒１９によって軸方向に対して変位可能に基部１３に支持されている。なお、内筒１７及び外筒１９の一方は省略することも可能である。

【0038】

内筒１７は、軸方向に沿って配置されている。この内筒１７は、軸方向に対して弾性的に屈曲及び伸展が可能な二重コイルであり、内コイル部２１と、外コイル部２３とを備えている。なお、内筒１７は、二重コイルではなく、単一の密着コイルばね等によって構成してもよい。

【0039】

内コイル部２１及び外コイル部２３は、それぞれ金属や樹脂等からなり、軸方向に対して屈曲可能な弾性を有するコイルばねである。内コイル部２１は、外コイル部２３よりも小さい中心径を有し、外コイル部２３内に螺合されている。

【0040】

かかる二重コイル形状の内筒１７は、全体として軸方向に対して屈曲可能であって、軸心の長さが屈曲前後及び屈曲中においてほぼ一定となっている。すなわち、外力により屈曲する際に、内筒１７は、屈曲の内側が収縮しかつ屈曲の外側が伸長することにより、非屈曲時に対して軸心の長さが変化しないようになっている。また、内筒１７は、軸方向への圧縮を内コイル部２１及び外コイル部２３が相互に規制する構成となっている。

【0041】

外筒１９は、内筒１７と同心に配置され、内筒１７の外周を覆う筒体である。本実施例の外筒１９は、複数のウェーブワッシャー２５を軸方向で積層して構成されている。この外筒１９は、ウェーブワッシャー２５の弾性変形により屈曲可能となっている。

【0042】

なお、外筒１９は、ウェーブワッシャー２５を積層したものに限られず、他の可撓性部材によって構成することが可能である。例えば、外筒１９は、断面波形状の管体からなるベローズや内筒１７と同様の二重コイルによって構成すること等が可能である。

【0043】

接続部７は、第１屈曲部３及び第２屈曲部５間を接続し、第１屈曲部３及び第２屈曲部５よりも曲げ剛性が高い部材である。曲げ剛性は、第１屈曲部３及び第２屈曲部５の屈曲に対する剛性をいう。この接続部７は、第１屈曲部３及び第２屈曲部５を接続することで、多関節の一つの部材を構成する。

【0044】

接続部７は、第１屈曲部３及び第２屈曲部５を接続するものであれば、屈曲構造体１が適用される機器に応じた適宜の部材を用いればよい。

【0045】

本実施例の接続部７は、金属等によって中空筒状、例えば円筒状に形成されている。接続部７の両端には、第１屈曲部３の基部１３と第２屈曲部５の可動部１５とがそれぞれ接続されている。なお、接続は、嵌合、溶接、接着等の適宜の手法で行えばよい。

【0046】

図４は、屈曲構造体の第１索状部材及び第２索状部材の挿通状態を示す概念図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ屈曲構造体の第１屈曲部及び第２屈曲部における第１索状部材の挿通位置を示す概略図である。

【0047】

複数の第１索状部材９は、第１屈曲部３に取り付けられ、第２屈曲部５側での引張りによって第１屈曲部３を屈曲可能とする。複数の第２索状部材１１は、第２屈曲部５に取り付けられ、引張りによって第２屈曲部５を屈曲可能とする。

【0048】

第１索状部材９の第１屈曲部３への取り付け位置は、第１屈曲部３の先端側の端部が好ましいが、屈曲構造体１が適用される機器等に応じて端部間の中間部等とすることも可能である。

【0049】

第２索状部材１１の第２屈曲部５への取り付け位置も、同様に先端側の端部が好ましいが、屈曲構造体１が適用される機器等に応じて端部間の中間部等とすることも可能である。

【0050】

第１索状部材９及び第２索状部材１１は、それぞれ周方向９０度毎に４本備えられている。これにより、第１屈曲部３及び第２屈曲部５を、平面視における３６０度全方位で屈曲させることを可能とする。なお、第１索状部材９及び第２索状部材１１の数は、３本等としてもよい。

【0051】

第１索状部材９及び第２索状部材１１としては、第１屈曲部３及び第２屈曲部５を引張ることが可能な索状体であれば、ワイヤー、単線、撚り線、ピアノ線、多関節ロッド、鎖、紐、糸、縄等の適宜のものを採用すればよい。材質も、同様に、ステンレス鋼、ＮｉＴｉ（ニッケルチタン）、炭素鋼等の金属等のように適宜のものを採用すればよい。

【0052】

複数の第１索状部材９は、それぞれ第１屈曲部３、接続部７、及び第２屈曲部５を挿通して第２屈曲部５から引張りのために引き出されている。挿通は、第１屈曲部３及び第２屈曲部５において可動部１５、外筒１９、及び基部１３にわたって設けられた挿通孔２７により行われ、接続部７において内部空間２９により行われる。引き出しは、少なくとも第２屈曲部５の屈曲範囲から引き出すことである。屈曲範囲は、屈曲動作を行う範囲をいい、本実施例において基部１３と可動部１５との間である。なお、本実施例の第１索状部材９は、第２屈曲部５外へと引き出されている。

【0053】

本実施例の第１索状部材９は、一本の索状体を折り返したループ状となっている。なお、第１索状部材９は、複数の別体の索状体によって構成してもよい。

【0054】

第１屈曲部３内において、第１索状部材９の本体部３３は、折り返した索状体の両端部が束ねられて一本として構成されている。この第１索状部材９の本体部３３は、索状体を束ねた状態のまま第１屈曲部３内を挿通している。なお、本体部３３では、束ねられた索状体が相互に並行であっても撚ったものであってもよい。

【0055】

束ねられた索状体の端部は、スリーブ等からなるカシメ部３５によって相互に結合されている。このカシメ部３５が第１屈曲部３の可動部１５に係合し、第１索状部材９が第１屈曲部３に取り付けられる。

【0056】

第１索状部材９は、接続部７内において、束ねられた索状体が分割されて周方向に分散した分割部３７を備えている。分割部３７は、分散した状態で第２屈曲部５を挿通する。分割部３７の分散とは、周方向に散らばった状態を意味し、偏っていないことを意味する。

【0057】

分割部３７の周方向への散らばりは、第２屈曲部５を挿通する際に周方向に等間隔で分割部３７を配置することで行うのが好ましい。さらに好ましくは、分割部３７は、本実施例のように２本（偶数本）設けられ、第２屈曲部５を挿通する際に第２屈曲部５の中心に対して相互に対称に配置される。なお、分割部３７は、偶数本である限り、第２屈曲部５の中心に対して相互に対称に配置することが可能である。

【0058】

ただし、分割部３７の数は、３本等のように奇数であってもよい。分割部３７を奇数とする場合は、第２屈曲部５を挿通する際に周方向に等間隔に分割部３７を配置する。

【0059】

また、本実施例の分割部３７は、第２屈曲部５を挿通する際に第１屈曲部３内の第１索状部材９の本体部３３に対して周方向にずれる。この分割部３７の本体部３３に対するずれは、少なくとも軸方向で本体部３３と分割部３７との間で重なる部分がないようにして行われる。本実施例において、分割部３７は、本体部３３に対して周方向に９０度ずれている。

【0060】

なお、図６（Ａ）及び（Ｂ）のように、分割部３７のうちの一つが、第２屈曲部５を挿通する際に本体部３３と周方向でずれずに一致してもよい。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ変形例に係る屈曲構造体１の第１屈曲部３及び第２屈曲部５における第１索状部材９の挿通位置を示す概略図である。

【0061】

また、本実施例の分割部３７は、第２屈曲部５から引き出された部分が、相互に接続されたループ状のループ部３９となっている。このループ部３９は、全体としてループ状の一本の第１索状部材９の中間部付近からなる。なお、分割部３７の第２屈曲部５から引き出された部分は、ループ状とせずに、相互に分離したものとしてもよい。

【0062】

複数の第２索状部材１１は、それぞれ一本の索状体で構成されている。第２索状部材１１は、先端側の端部にスリーブ等からなるカシメ部４１が形成されている。このカシメ部４１が第２屈曲部５の可動部１５に係合し、第２索状部材１１が第２屈曲部５に取り付けられる。

【0063】

第２索状部材１１は、第２屈曲部５を挿通して第２屈曲部５から引張りのために引き出されている。第２索状部材１１の第２屈曲部５から引き出された部分は、ループ状とすることなく、相互に分離している。

【0064】

なお、３つ以上の関節を有する場合は、第２屈曲部５がより基端側の屈曲部に対する第１屈曲部となるため、第２索状部材１１が分割部３７を有すると共にループ状とするのが好ましい。

【0065】

第２索状部材１１の挿通は、第１索状部材９の分割部３７と同様、第２屈曲部５の挿通孔２７によって行われる。

【0066】

このため、第２屈曲部５での分割部３７の挿通は、第２索状部材１１の挿通経路により行われる構成となっている。ただし、第２屈曲部５に分割部３７用の挿通経路を別途確保してもよい。

【0067】

また、屈曲構造体１は、第２屈曲部５を操作しない態様にも適用可能であり、この場合、複数の第２索状部材１１は省略される。

【0068】

［動作］
図７は、第１屈曲部３の屈曲時を示す概念図である。なお、図７では、理解容易のため、単一の第１索状部材９及び単一の第２索状部材１１のみを示している。

【0069】

本実施例の屈曲構造体１は、操作者が何れか一つ又は複数の第１索状部材９を引張ることで、第１屈曲部３を３６０度全方位の何れかに向けて屈曲させることができる。

【0070】

第１索状部材９を引張る時には、図７のように、ループ部３９が引張られる。このとき、ループ部３９を引張るための操作部４３は、滑車やループ部３９に摺動可能な部材等で構成され、ループ部３９に固定されていないものとする。

【0071】

従って、屈曲構造体１は、ループ部３９に対して非固定のループ部３９を引張るための操作部４３を備えた構成となっている。非固定とは、ループ部３９の特定箇所に固定されていないことであり、操作部４３によるループ部３９の引張箇所が変位可能な状態である。なお、第１索状部材９の分割部３７が分離した構成の場合は、それら分割部３７を同期してそれぞれ引張ればよい。

【0072】

これにより、複数の分割部３７をまとめて引張ることができると共に全体としてループ状の第１索状部材９の中心を引張ることができる。このため、何れかの分割部３７に引張力の偏りが生じるようなことがなく、円滑且つ確実に第１屈曲部３を屈曲させることができる。

【0073】

このとき、第２屈曲部５を通る第１索状部材９の分割部３７が、第２屈曲部５の中心に対して相互に対称に配置されているため、分割部３７が拮抗してバランスを保つ。これにより、第２屈曲部５の屈曲が抑制される。第２屈曲部５の屈曲の抑制は、第２屈曲部５の屈曲を防止する場合の他、第２屈曲部５が許容レベル等で屈曲する場合も含む。

【0074】

しかも、分割部３７は、本体部３３に対して周方向に９０度ずれている。このため、分割部３７は、第１屈曲部３の屈曲の中立軸の延長線上に配置されており、第２屈曲部５に対する第１屈曲部３の屈曲の影響を抑制できる。

【0075】

また、分割部３７のずれにより、第１屈曲部３から第２屈曲部５にわたって、第１索状部材９が同軸上に引かれることが無い。従って、第２屈曲部５の屈曲がより確実に抑制される。

【0076】

従って、本実施例では、第１索状部材９を引くだけで第１屈曲部３のみを屈曲させることができる。このため、第２屈曲部５の屈曲を別途抑えることが不要であり、屈曲操作の簡略化、屈曲操作時の荷重の低減、第２屈曲部５の負荷の低減等を図ることができる。

【0077】

また、操作者が何れか一つ又は複数の第２索状部材１１を引くことで、第２屈曲部５のみを３６０度全方位の何れかに向けて屈曲させることができる。

【0078】

このように、本実施例の屈曲構造体１では、第１索状部材９及び第２索状部材１１を引くことで、第１屈曲部３及び第２屈曲部５を独立して屈曲させることができ、全体としての操作性を向上することができる。

【0079】

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例では、弾性的に屈曲可能な第１屈曲部３及び第２屈曲部５と、第１屈曲部３及び第２屈曲部５間を接続し、第１屈曲部３及び第２屈曲部５よりも曲げ剛性が高い接続部７と、第１屈曲部３に取り付けられると共に第１屈曲部３、接続部７、及び第２屈曲部５を挿通し、第２屈曲部５側での引張りによって第１屈曲部３を屈曲可能とする複数の第１索状部材９を備える。

【0080】

複数の第１索状部材９は、それぞれ接続部７内で分割されて周方向に分散し、この分散した状態で第２屈曲部５を挿通する複数の分割部３７を備える。

【0081】

従って、第１索状部材９を引張って第１屈曲部３を屈曲させる際には、第２屈曲部５を挿通する分割部３７が、周方向に分散してバランスを保ち或いは第２屈曲部５を屈曲させる引張力を分散させるため、第２屈曲部５の屈曲が抑制される。

【0082】

このため、第１屈曲部３を屈曲させても、第２屈曲部５の屈曲を抑制することができ、多関節の屈曲構造体１の操作性を向上することができる。

【0083】

しかも、第１索状部材９を引くだけで、第２屈曲部５の屈曲を抑制しつつ第１屈曲部３を屈曲させることができるので、第２屈曲部５の屈曲を別途抑えることが不要となる。従って、本実施例では、屈曲操作の簡略化、屈曲操作時の荷重の低減、第２屈曲部５に作用する負荷の低減等を図ることができる。

【0084】

分割部３７は、周方向に等間隔で配置されたため、第１屈曲部３の屈曲時に確実にバランスを保つことができ、確実に第２屈曲部５の屈曲を抑制できる。

【0085】

また、本実施例の分割部３７は、各第１索状部材９に対して二本設けられ、第２屈曲部５を挿通する際に第２屈曲部５の中心に対して相互に対称に配置されている。

【0086】

このため、分割部３７は、より確実にバランスを保つことができ、より確実に第２屈曲部５の屈曲を抑制できる。

【0087】

さらに、本実施例の分割部３７は、第２屈曲部５を挿通する際に第１屈曲部３内の第１索状部材９の本体部３３に対して周方向にずれている。

【0088】

従って、第１屈曲部３から第２屈曲部５にわたって第１索状部材９が同軸上に引かれることが無く、第２屈曲部５の屈曲がより確実に抑制される。

【0089】

本実施例において、分割部３７は、第２屈曲部５を挿通する際に本体部３３に対して周方向に９０度ずれているので、第１屈曲部３の中立軸の延長線上に配置されている。このため、第２屈曲部５に対する第１屈曲部３の屈曲の影響を抑制でき、第２屈曲部５の屈曲がより確実に抑制される。

【0090】

分割部３７は、第２屈曲部５から引張りのために引き出され、この第２屈曲部５から引き出された部分が相互に接続されたループ状のループ部３９を有する。このため、ループ部３９を引張ることで分割部３７をまとめて引張ることができると共に第１索状部材９の中心を引張ることを可能とする。

【0091】

従って、何れかの分割部３７に引張力の偏りが生じるようなことがなく、円滑且つ確実に第１屈曲部３を屈曲させることができる。

【0092】

本実施例の屈曲構造体１は、第２屈曲部５に取り付けられると共に第２屈曲部５を挿通し、引張りによって第２屈曲部５を屈曲可能とする複数の第２索状部材１１を備える。

【0093】

従って、第１屈曲部３と第２屈曲部５とを独立して屈曲させることができ、より屈曲構造体１の操作性を向上することができる。

【0094】

分割部３７は、第２屈曲部５において第２索状部材１１の挿通経路である挿通孔２７を挿通するので、構造の簡素化を図ることができる。

【0095】

屈曲構造体１は、ループ部３９に対して非固定のループ部３９を引張るための操作部４３を備えているので、第１索状部材９の中心を引張ることを容易且つ確実に実現できる。

【実施例2】

【0096】

図８は、本発明の実施例２に係る屈曲構造体の第１索状部材、第２索状部材、及び第３索状部材の挿通状態を示す概念図である。なお、実施例２は、実施例１と対応する構成に同符号を付して、重複した説明を省略する。

【0097】

本実施例の屈曲構造体１は、各第１索状部材９が分割部３７を有さず、第３索状部材４５を備えたものである。その他は、実施例１と同一である。

【0098】

第１索状部材９及び第３索状部材４５は、相互に一体に構成された一本の索状体からなる。この索状体では、一端側が第１索状部材９であり、他端側が第３索状部材４５である。なお、第１索状部材９及び第３索状部材４５は、相互に分離した索状体によって構成することも可能である。

【0099】

第１索状部材９は、一端が第１屈曲部３に取り付けられ、第１屈曲部３、接続部７、及び第２屈曲部５を挿通している。なお、第１索状部材９の第１屈曲部３への取り付けは、実施例１と同様である。

【0100】

第１索状部材９の挿通は、実施例１同様に行われ、第２屈曲部５を挿通する際に第２索状部材１１の挿通経路を挿通する。

【0101】

第１索状部材９の他端は、第２屈曲部５から引き出されている。

【0102】

第３索状部材４５は、一端が第２屈曲部５に取り付けられ、第２屈曲部５を挿通している。第３索状部材４５の挿通は、第１索状部材９と同様に、第２索状部材１１の挿通経路を挿通する。

【0103】

第３索状部材４５の第２屈曲部５への取り付けは、第３索状部材４５の一端に形成されたスリーブ等からなるカシメ部４７が、第２屈曲部５の可動部１５に係合して行われる。第３索状部材４５の他端は、第２屈曲部５から引き出されている。

【0104】

第２屈曲部５から引き出された部分である第１索状部材９の他端及び第３索状部材４５の他端は、相互に接続されたループ状のループ部３９を構成する。

【0105】

かかる構成により、第３索状部材４５は、第１屈曲部３の屈曲時に対応する第１索状部材９と共に引張られて第２屈曲部５の屈曲を抑制する。対応するとは、第２屈曲部５の屈曲を抑制するために対応付けられていることを意味する。本実施例では、相互に一体の第１索状部材９及び第３索状部材４５が、相互に対応する。

【0106】

第１索状部材９及び第３索状部材４５の引張りは、ループ部３９が非固定の操作部４３（図９参照）によって引張られることで行われる。なお、第１索状部材９と第３索状部材４５とが分離している場合は、それら第１索状部材９と第３索状部材４５を同期して別々に引張ればよい。

【0107】

各第１索状部材９及びこの第１索状部材９に対応する第３索状部材４５は、第２屈曲部５を挿通する際に、第２屈曲部５の中心を挟んだ反対側に位置する。本実施例では、各第１索状部材９及びこの第１索状部材９に対応する第３索状部材４５が、第２屈曲部５を挿通する際に第２屈曲部５の中心に対して相互に対称に配置される。

【0108】

なお、第３索状部材４５が第２屈曲部５の屈曲を抑制可能であれば、各第１索状部材９及びこの第１索状部材９に対応する第３索状部材４５は、第２屈曲部５の中心に対して対称でなくてもよい。

【0109】

各第１索状部材９は、第２屈曲部５を挿通する部分が第１屈曲部３を挿通する部分に対して周方向にずれている。各第３索状部材４５は、第２屈曲部５を挿通する際に、第１屈曲部３内の対応する第１索状部材９に対して周方向にずれている。

【0110】

ここでの周方向のずれは、実施例１の分割部３７の周方向のずれと同様、少なくとも軸方向で重なる部分がないようにして行われる。本実施例において、周方向へのずれ量は９０度である。

【0111】

図９は、第１屈曲部３の屈曲時を示す概念図である。なお、図９では、理解容易のため、単一の第１索状部材９及び第３索状部材４５、並びに単一の第２索状部材１１のみを示している。

【0112】

図９のように、ループ部３９を操作部４３により引張ると、第１索状部材９により第１屈曲部３が屈曲する。このとき、第１索状部材９の引張りによって第２屈曲部５も屈曲しようとするが、第３索状部材４５が引張られることで、第２屈曲部５の屈曲が抑制される。

【0113】

本実施例では、第２屈曲部５を通る第１索状部材９及び第３索状部材４５が第２屈曲部５の中心に対して相互に対称に配置されているため、実施例１と同様、第１索状部材９及び第３索状部材４５が拮抗してバランスを保つ。これにより、第２屈曲部５の屈曲が確実に抑制される。

【0114】

しかも、第１索状部材９及び第３索状部材４５は、第１屈曲部３内の第１索状部材９に対して周方向に９０度ずれているため、実施例１と同様、第２屈曲部５に対する第１屈曲部３の屈曲の影響を抑制できる。

【0115】

このように、本実施例でも、第１索状部材９及び第３索状部材４５を引くだけで第１屈曲部３のみを屈曲させることができる。このため、第２屈曲部５の屈曲を別途抑えることが不要であり、屈曲操作の簡略化、屈曲操作時の荷重の低減、第２屈曲部５の負荷の低減等を図ることができる。

【0116】

特に、本実施例では、一本の索状体からなる第１索状部材９及び第３索状部材４５の端部を第１屈曲部３及び第２屈曲部５に取り付けるだけで、第２屈曲部５の屈曲を別途抑えることが不要となるため、構造の簡素化を図ることができる。

【0117】

その他、実施例２でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0118】

１ 屈曲構造体
３ 第１屈曲部
５ 第２屈曲部
７ 接続部
９ 第１索状部材
１１ 第２索状部材
３３ 本体部
３７ 分割部
３９ ループ部
４５ 第３索状部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】