JPH08141971A - マニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】湾曲動作時における形状記憶部材の離脱を防止
して大きな湾曲量を得ることができるとともに、形状記
憶部材の組み付けを容易に行なうことができるマニピュ
レータの提供を目的としている。 【構成】複数の関節部を有する構造体５ａ〜５ｅを長手
方向に連結して成るマニピュレータにおいて、前記構造
体５ａ〜５ｅの外面に形成され且つ構造体５ａ〜５ｅの
長手方向に沿って延びる溝部１４…と、前記溝部１４…
に配設された形状記憶部材１１と、前記形状記憶部材１
１を加熱させ且つ前記溝部１４…に対する形状記憶部材
１１の離脱を防止する加熱手段１３とを具備したもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体腔内や管路等に挿
入されて使用されるマニピュレータであって、特に、複
数の関節体によって多自由度の湾曲動作を行なう多関節
マニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の筒状部材を連結して構成される構
造体の長手方向に形状記憶合金を配し、この形状記憶合
金を加熱することによって形状記憶合金を変形させて前
記構造体を湾曲動作させるマニピュレータが従来から知
られている。この場合、前記形状記憶合金を構造体に配
設させる際の組立性を向上させるために、構造体の外面
に前記形状記憶合金を装着させる方法が従来から行なわ
れている。

【０００３】しかし、構造体の外面に前記形状記憶合金
を装着させると、構造体を湾曲動作させた時に、図３４
に示すように形状記憶合金ｂが構造体ａから大きく離れ
てしまい、湾曲量を大きくとることができないといった
不都合が生じる。そのため、構造体上に管状のガイド手
段を一定間隔で設け、このガイド手段によって前記形状
記憶合金を保持させて、湾曲動作時における形状記憶合
金の構造体からの離間を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多関節
のマニピュレータでは、その構造体が長尺になることか
ら、構造体上に設けられるガイド手段の個数も必然的に
多くなる。したがって、ガイド手段の取り付け作業が非
常に大変となる。また、細径のマニピュレータでは、ガ
イド手段を構造体に固定する作業が非常に困難となる。

【０００５】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、湾曲動作時における
形状記憶部材の離脱を防止して大きな湾曲量を得ること
ができるとともに、形状記憶部材の組み付けを容易に行
なうことができるマニピュレータを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の関節部を有する構造体を長手方向
に連結して成るマニピュレータにおいて、前記構造体の
外面に形成され且つ構造体の長手方向に沿って延びる溝
部と、前記溝部に配設された形状記憶部材と、前記形状
記憶部材を加熱させ且つ前記溝部に対する形状記憶部材
の離脱を防止する加熱手段とを具備したものである。

【０００７】

【作用】上記構成では、加熱手段によって形状記憶部材
を加熱させると、形状記憶部材が変形し、これに伴っ
て、マニピュレータが湾曲動作する。この時、形状記憶
部材が構造体から大きく離れることが加熱手段によって
防止される。したがって、大きい湾曲角を効率良く得る
ことができる。

【０００８】また、構造体の外面に形成された溝部に形
状記憶部材を配設する構成となっているため、形状記憶
部材を外側から組み付けることができ、組み付け作業が
容易である。また、組立性が良好であることから、小型
の構造体にも形状記憶部材を容易に配設することができ
るため、マニピュレータの細径化を容易に図ることがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明する。図１ないし図６は本発明の第１の実施例
を示すものである。図１の（ａ）には、マニピュレータ
としての内視鏡が示されている。図示のように、内視鏡
１は、挿入部２と、操作部３と、制御部４とから成り、
湾曲可能な複数の関節体５ａ〜５ｅを直列に接続して成
る挿入部２を操作部３の先端に取り付けることによって
内視鏡本体が構成されている。挿入部２の先端には、観
察光学系や照明光学系等を組み込んで成る先端構成部６
が設けられている。

【００１０】各関節体５ａ〜５ｅの構成が図２に示され
ている。各関節体５ａ〜５ｅは、３つの筒状部材９…を
リベット１０…によって回転自在に連結することによっ
て構成されている。各筒状部材９にはその長手方向に凹
状の溝１４が形成されている。これらの溝（くぼみ）内
には、加熱すると収縮し且つ冷却（放熱）すると元の長
さに戻る形状記憶合金ワイヤ（以下、ＳＭＡワイヤとい
う。）１１が配設されている。この場合、各ＳＭＡワイ
ヤ１１の両端部は、筒状部材９に固着された固定部材１
２にカシメ固定されている。

【００１１】また、筒状部材９…の外周部には線状ヒー
タ１３が各関節体５ａ〜５ｅ毎に巻き付けられており、
この線状ヒータ１３と筒状部材９…の溝１４とによって
ＳＭＡワイヤ１１を収容保持する空間が形成されてい
る。なお、図３は、ＳＭＡワイヤ１１と線状ヒータ１３
とが配設された筒状部材９の断面を示している。

【００１２】図４に示すように、ＳＭＡワイヤ１１は、
各関節体５ａ〜５ｅ毎に１本ずつ配設されており、挿入
部２の長手方向に互い違いに複数本設けられている。つ
まり、隣合うＳＭＡワイヤ１１同志は回動軸であるリベ
ット１０を挟んで交互（図中では上下の位置）に配置さ
れている。この構成によれば、図１において例えば関節
体５ａが図中右方向（矢印方向）に曲がると、次の関節
体５ｂが左方向、また、次の関節体５ｃが右方向、次の
関節体５ｄが左方向、次の関節体５ｅが右方向といった
ように、各関節体５ａ〜５ｅの湾曲方向が挿入部２の先
端側から交互に異なるものとなり、これらの組み合わせ
によって複雑な動きを行なうことができる。

【００１３】なお、図２において、関節体５ａ〜５ｅ
は、ＳＭＡワイヤ１１や線状ヒータ１３がむき出しにな
った状態で描かれているが、実際には、図３に示すよう
に、外側に保護チューブ２１が被覆されるものであり、
また、関節体５ａ〜５ｅを形成する各筒状部材９の内部
には、先端構成部６に設けらている観察光学系や照明光
学系へと導かれる照明用のライトガイドケーブル１５や
観察用のイメージガイドケーブル１６等が挿通されてい
るものである。また、関節体５ａ〜５ｅの内部には、そ
の他、処置具を挿通可能なチャンネル用チューブ１７も
配設されている。

【００１４】一方、操作部３には、図１の（ａ）に示す
ように、挿入部２の各関節体５ａ〜５ｅを湾曲させるた
めの湾曲操作ボタン１８ａ〜１８ｅが設けられている。
操作部３を上側より見た図が図１の（ｂ）に示されてい
る。また、制御部４には、通電部１９および通電制御部
２０が設けられている。この構成では、操作ボタン１８
ａ〜１８ｅの信号に応じて通電制御部２０が動作して通
電部１９に命令を出し、通電部１９に接続されている線
状ヒータ１３への通電が行なわれるようになっている。

【００１５】次に、上記構成の内視鏡１の動作について
説明する。図１において、内視鏡１の挿入部２の所望の
関節体、例えば関節体５ａを湾曲させるためには、操作
部３に設けられている湾曲操作ボタン１８ａのＯＮ側
（図１の（ｂ）参照）を押せば良い。湾曲操作ボタン１
８ａのＯＮ側が押されている間だけ通電制御部２０へ操
作信号が送られ、通電制御部２０は、関節体５ａに巻き
付けてある線状ヒータ１３へ通電するように通電部１９
に命令を出す。これによって、関節体５ａに巻き付けて
ある線状ヒータ１３の加熱量が増し、関節体５ａに配さ
れたＳＭＡワイヤ１１が収縮して、関節体５ａが湾曲す
る。そして、必要とする湾曲量に達したときに湾曲操作
ボタン１８ａのＯＮ側を離すと、その湾曲状態が保持さ
れるように線状ヒータ１３への通電が制御される。ま
た、この状態から湾曲量を小さくしたい場合には、湾曲
操作ボタン１８ａのＯＦＦ側を押すと、押している間だ
け湾曲量が減少し、所定の湾曲量に減少した段階でＯＦ
Ｆ側を離すと、その減少した湾曲状態が保持される。な
お、湾曲量を減少させて湾曲角を０にしたい場合には、
湾曲操作ボタン１８ａのＯＦＦ側を所定時間だけ押し続
けていれば良い。

【００１６】湾曲動作状態の一例が図５に示されてい
る。挿入部２の先端部を小さく湾曲させるには、関節体
５ａまたは関節体５ｂに配されているＳＭＡワイヤ１１
を加熱すれば良い。これによって、挿入部２の先端部が
図中（イ）のごとくＤＯＷＮ方向へ湾曲し、或いは、図
中（ロ）のごとくＵＰ方向へ湾曲する。

【００１７】また、関節体５ａ，５ｃ，５ｅに配された
ＳＭＡワイヤ１１を同時に加熱すると、挿入部２の全体
が図中（ハ）のごとくＤＯＷＮ方向へ大きく湾曲する。
また、関節体５ｂ，５ｄに配されたＳＭＡワイヤ１１を
同時に加熱すると、挿入部２の全体が図中（ニ）のごと
くＵＰ方向へ大きく湾曲する。

【００１８】その他、使用状況に応じて関節体５ａ〜５
ｅの湾曲を選択することができる。例えば図６のように
曲がっている管路Ｐの中に挿入部２を挿入して部位２２
の観察・処置を行なう場合には、関節体５ａ，５ｄに配
されたＳＭＡワイヤ１１を同時に加熱することで挿入部
２を図示のように湾曲させることができる。

【００１９】以上説明したように、本実施例の内視鏡１
は、操作ボタン１８ａ〜１８ｅの操作量に応じてＳＭＡ
ワイヤ１１が加熱収縮されて、筒状部材９…がリベット
１０を回動軸として回動し、関節体５ａ〜５ｅが湾曲す
る。そして、この場合、操作ボタン１８ａ〜１８ｅのＯ
ＦＦ側が押されると、ＳＭＡワイヤ１１への加熱量が減
少して、ＳＭＡワイヤ１１の温度が下がり、これに伴う
ＳＭＡワイヤ１１の伸長と直線状に戻ろうとする挿入部
２の弾性力とによって湾曲角が減少する。つまり、操作
ボタン１８ａ〜１８ｅを選択的に操作することによって
各関節体５ａ〜５ｅの湾曲状態を巧みに制御することが
でき、各関節体５ａ〜５ｅの湾曲を組み合わせることに
より複雑な動作をすることができる。

【００２０】また、本実施例の内視鏡１では、筒状部材
９の溝１４に対するＳＭＡワイヤ１１の離脱が線状ヒー
タ１３によって規制されているため、湾曲動作時にＳＭ
Ａワイヤ１１が筒状部材９から大きく離れる（図３４参
照）ことがない。したがって、大きい湾曲角を効率良く
得ることができる。

【００２１】さらに、本実施例の内視鏡１は、関節体５
ａ〜５ｅの構造がシンプルであり、ＳＭＡワイヤ１１を
配するガイド手段を別部材として関節体に設ける必要が
ないため、組み立て作業や部品加工が容易である。ま
た、ＳＭＡワイヤ１１を関節体５ａ〜５ｅの外部から取
り付けることができるため組立性が良い。組立性が良好
であることから、小型の関節体５ａ〜５ｅにもＳＭＡワ
イヤ１１を容易に配設することができるため、挿入部２
を細径化することも可能である。

【００２２】図７及び図８は本発明の第２の実施例を示
すものである。本実施例は第１の実施例の変形である。
すなわち、図７に示すように、ＳＭＡワイヤ１１は、第
１の実施例と同様、各関節体５ａ〜５ｅ毎に１本ずつ配
設されており、隣合うＳＭＡワイヤ１１同志は回動軸で
あるリベット１０を挟んで交互（図中では上下の位置）
に配置されている。また、ＳＭＡワイヤ１１が位置する
部位には、このワイヤ１１が配設された溝１４を上側か
ら覆うようにして薄膜ヒータ２２が接着剤等によって貼
り付け固定されている。この場合、各関節体５ａ〜５ｅ
では、薄膜ヒータ２２同志が配線２３によって互いに接
続されている（図８参照）。つまり、薄膜ヒータ２２…
を各関節体５ａ〜５ｅ毎に独立して加熱制御できるよう
になっている。なお、その他の構成は第１の実施例と同
じである。

【００２３】この構成の場合も、第１の実施例と同様、
薄膜ヒータ２２…を各関節体５ａ〜５ｅ毎に独立して加
熱制御すれば、各関節体５ａ〜５ｅ毎にＳＭＡワイヤ１
１を加熱収縮させることができる。したがって、各関節
体５ａ〜５ｅを独立して湾曲させることができる。

【００２４】このように、本実施例の構成によれば、第
１の実施例と同様、薄膜ヒータ２２によってＳＭＡワイ
ヤ１１を筒状部材９の凹状溝１４内に保持することがで
きるため、湾曲動作時にＳＭＡワイヤ１１が筒状部材９
から大きく離れる（図３４参照）ことがない。したがっ
て、大きい湾曲角を効率良く得ることができる。また、
ＳＭＡワイヤ１１の略全体が薄膜ヒータ２２によって覆
われているため、第１の実施例に比べてＳＭＡワイヤ１
１の加熱効率が良好となる。

【００２５】図９は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。本実施例も第１の実施例の変形である。図示のよ
うに、ＳＭＡワイヤ１１を加熱するためのヒータとし
て、線状抵抗体２４を編み込んで成る可撓性チューブ２
５が筒状部材９の外周部を覆っている。線状抵抗体２４
は、第１の実施例と同様、各ＳＭＡワイヤ１１を独立に
加熱することができるようになっている。なお、それ以
外の構成は第１の実施例と同様である。

【００２６】この構成によれば、可撓性チューブ２５
が、ＳＭＡワイヤ１１を筒状部材９の凹状溝１４内に保
持するといった役目と、第１の実施例の図３に示す保護
チューブ２１としての役目とを同時に果たすため、第１
の実施例よりも部材点数を減らすことができる。

【００２７】図１０ないし図１２は本発明の第４の実施
例を示すものである。本実施例では、第１の実施例にお
ける変形例として、筒状部材９の長手方向に凹状の溝１
４を設けるだけでなく、筒状部材９の基端部を三角状に
切り欠くことによって切り欠き部２６を形成している。
また、隣接する筒状部材９同志は互いにリベット１０に
より回動自在で連結されており、連結部に位置する筒状
部材２６の先端は他の部位よりも径が小さい小径部９ａ
となっている。そして、この細くなった小径部９ａをそ
の前方に位置する筒状部材９の基端部内に嵌め込むこと
によって筒状部材９同志の連結がなされている。なお、
図示しないが、筒状部材９の凹状溝１４内にはＳＭＡワ
イヤ１１が配されており、ＳＭＡワイヤ１１を凹状溝１
４内に保持する保持手段１３，２２，２４が第１ないし
第３の実施例のごとく設けられている。その他の構成は
第１の実施例と同一である。

【００２８】上記構成では、第１の実施例と同様な操作
によってＳＭＡワイヤ１１を加熱すると、図１１に示す
ように、筒状部材９がリベット１０を回動軸として回動
し、筒状部材９の基端部の切り欠き部２６が、ここで連
結されている後側の筒状部材２６によって図中矢印方向
に押し広げられる。切り欠き部２６の変形状態が図１２
に示されている。（ａ）は変化前の状態であり、（ｂ）
は湾曲動作によって押し広げられて状態である。

【００２９】この構成では、ＳＭＡワイヤ１１への加熱
を止めると、切り込み部２６の元に戻ろうとする弾性力
によって、回動軸１０を中心に各筒状部材９が回動され
て、関節体５ａ（５ｂ〜５ｅも同様）が強制的に直線状
に戻される。つまり、筒状部材９それ自身によって生起
される弾性力によって関節体５ａ（５ｂ〜５ｅも同様）
の湾曲状態を解除できるものである。

【００３０】このように、本実施例の構成によれば、筒
状部材９それ自身にバイアス力を持たせることができる
ため、関節体５ａ（５ｂ〜５ｅも同様）を元の直線状態
に戻す際の応答速度が速くなり、制御性が向上する。つ
まり、従来、関節体５ａ（５ｂ〜５ｅも同様）の直線状
態への復帰は、ＳＭＡワイヤ１１の伸長力と挿入部２内
に内蔵された内蔵物の弾性復元力とに頼るか、もしく
は、筒状部材９内に配設されたバネ等の弾性部材によっ
て強制的に行なっていたが、本実施例の構成によれば、
ＳＭＡワイヤ１１の伸長力や挿入部２内の内蔵物の弾性
復元力のみに頼ることなく且つ筒状部材９の太径化をも
たらす弾性部材を設けることなく、関節体５ａ（５ｂ〜
５ｅも同様）を即座に直線化できるとともに、挿入部２
の細径化をも図ることができる。

【００３１】なお、本実施例では、筒状部材９を超弾性
合金によって形成しても良い。図１３及び図１４は本発
明の第５の実施例を示すものである。本実施例は第４の
実施例の変形例であり、図１３に示すように筒状部材９
の基端部に細長いスリット２９を形成したものである。
その他は第４の実施例と同一である。

【００３２】この構成では、第４実施例と同じようにＳ
ＭＡワイヤ１１を加熱収縮させ筒状部材９同志を回動さ
せると、図１４の（ｂ）に示すように、スリット２９が
形成された筒状部材９の基端部が押し広げられる。ま
た、ＳＭＡワイヤ１１の加熱を止めると、図１４の
（ａ）に示すように、筒状部材９の基端部が元の状態に
戻されるので、関節体５ａ（５ｂ〜５ｅも同様）が強制
的に直線形状に戻される。

【００３３】図１５及び図１６は本発明の第６の実施例
を示すものである。第１ないし第５の実施例で示した構
成では、ＳＭＡワイヤ１１がヒータによって間接的に加
熱されていたが、本実施例ではＳＭＡワイヤ１１が通電
によって直接的に加熱される。以下、その構成を具体的
に述べる。

【００３４】本実施例では、第１実施例と同一形状の筒
状部材９がリベット１０によって連結された構造体２９
を、例えばＭＩＭ（Metal Iujection Molding ；金属粉
体射出成型）によって製作する。そして、この構造体２
９を図１６に示すように２分して構造体２９ａ，２９ｂ
とし、その間に断面形状の同じ絶縁部材３０を設け、構
造体２９ａ，２９ｂと絶縁部材３０とを接着剤や融着等
により接合して関節体３１を得る。なお、絶縁部材３０
は電気的絶縁を有する例えばセラミック、アクリル、テ
フロン、硬質ゴム、プラスチック等によって形成されて
いる。

【００３５】また、構造体２９の外表面には、例えばテ
フロン、セラミック、フッ素樹脂、パリレン等の絶縁コ
ーティングが被覆されており、これによって、構造体２
９の表面上の電気的絶縁が確保されている。

【００３６】以上のように構成された関節体３１には、
各筒状部材９の凹状溝１４を利用して１本のＳＭＡワイ
ヤ１１が配されており、このＳＭＡワイヤ１１は関節体
３１の両端の表面上に固定された電極３３ａ，３３ｂに
固定されている。なお、電極３３ａ，３３ｂにはリード
線３４が接続され、このリード線３４は筒状部材９の表
面上に巻き付けられている。リード線３４は、第１の実
施例と同様、制御部４に接続されており、ＳＭＡワイヤ
１１へ通電加熱を行なうことができるようになってい
る。なお、それ以外の構成は第１の実施例と同一であ
る。

【００３７】上記構成の関節体３１は、制御部４の信号
によりリード線３４を介してＳＭＡワイヤ１１に対して
通電が行なわれると、ＳＭＡワイヤ１１が加熱収縮し
て、筒状部材９がリベット１０の位置を回転軸として回
動する。したがって、関節体３１が湾曲動作する。この
時、ＳＭＡワイヤ１１は、筒状部材９上に設けられた凹
状溝１４とリード線３４とによって形成された空間内を
スライドするが、ＳＭＡワイヤ１１はリード線３４によ
って筒状部材９の凹状溝１４内に保持されているため、
ＳＭＡワイヤ１１が筒状部材９から大きく離れる（図３
４参照）ことがない。したがって、大きい湾曲角を効率
良く得ることができる。

【００３８】このような関節体３１を連結することによ
って、第１の実施例と同様、複雑な動作をさせることが
できる。以上説明したように、本実施例の関節体３１
は、構造体２９の表面に絶縁コーティングが施されてい
るとともに、構造体２９ａ，２９ｂ同志が絶縁部材３０
によって分割されているため、仮に電極３３ａ，３３ｂ
と筒状部材９との絶縁が保たれなくなったとしても、電
極３３ａ，３３ｂ間においてＳＭＡワイヤ１１以外で電
流が流れることはない。また、本実施例の関節体３１
は、第１ないし第５の実施例の場合と異なり、ＳＭＡワ
イヤ１１を直接的に加熱するため、加熱効率が良く、応
答性が良好である。

【００３９】なお、本実施例において、筒状部材９の構
造を図１０ないし図１４に示した構造にしても良い。図
１７ないし図２０は本発明の第７の実施例を示すもので
ある。第１ないし第６の実施例では、温度変化に応じて
伸縮する形状記憶合金を例にとって説明したが、本実施
例では、温度変化に応じて曲げ形状を呈する形状記憶合
金板を例にとって説明する。

【００４０】図１７に示すように、弾性チューブ３５の
軸方向に沿って上下に設けられた２つの凹状溝１４，１
４にそれぞれ、温度変化によって曲げ形状を呈し且つ冷
却すると直線状となる形状記憶合金板（以下、ＳＭＡ板
という。）３６ａ，３６ｂが配されている。弾性チュー
ブ３５の外周の凹状溝１４，１４の部位には、ＳＭＡ板
３６ａを凹状溝１４内に保持し且つＳＭＡ板３６ａを加
熱する薄膜ヒータ３７ａ，３７ａと、ＳＭＡ板３６ｂを
凹状溝１４内に保持し且つＳＭＡ板３６ｂを加熱する薄
膜ヒータ３７ｂとが貼り付け固定されている。薄膜ヒー
タ３７ａ，３７ａと薄膜ヒータ３７ｂはそれぞれ配線３
８を介して図示しない制御部に接続されており、薄膜ヒ
ータ３７ａ，３７ａと薄膜ヒータ３７ｂとを独立に加熱
制御できるようになっている。また、この場合、配線３
８は弾性チューブ３５の外周に巻き付けられている。

【００４１】ここで、弾性チューブ３５上に配されたＳ
ＭＡ板３６ａ，３６ｂと薄膜ヒータ３７ａ，３７ａ，３
７ｂとの位置関係について説明する。ＳＭＡ板３６ａ
は、図１８の（ａ）に示すように、両側の２か所が曲げ
形状に記憶されており、この曲げ形状が記憶された部分
に薄膜ヒータ３７ａ，３７ａが設けられている。また、
ＳＭＡ板３６ｂは、図１８の（ｂ）に示すように、その
中央部が大きく曲がるように形状記憶されており、この
中央部に薄膜ヒータ３７ｂが設けられている。つまり、
図１９に示すように、ＳＭＡ板３６ａ，３６ｂ同志はそ
の曲げ記憶されている部分が互いにずれた状態で並列配
置されてあり、これに伴って、薄膜ヒータ３７ａ，３７
ａ，３７ｂもずれて配置されている。なお、この例で
は、１関節分だけが示されてあるが、弾性チューブ３５
上の長手方向にＳＭＡ板３６ａ，３６ｂを複数個設けれ
ば多関節構造とすることができる。また、多関節構造を
達成するための他の手段としては、複数のＳＭＡ板を長
手方向に連結することによって形成される連結体を長尺
な弾性チューブの上下に並列に設け、上下に配置された
連結体同志でその曲げ記憶された部分を互い違いにずら
すようにすることも考えられる。この場合も、薄膜ヒー
タの加熱を選択的に行なえるようにする。

【００４２】また、前述したＳＭＡ板３６ａ，３６ｂ
は、２方向性を有するものであるが、１方向性のもので
あっても構わない。１方向性のものである場合には、弾
性チューブ３５それ自身の弾性力によって直線形状に戻
すようにする。

【００４３】次に、上記構成のマニピュレータの動作に
ついて図２０を参照しつつ説明する。まず、配線３８を
通じてＳＭＡ板３６ａ上に配された薄膜ヒータ３７ａ，
３７ａを加熱すると、図２０の（ａ）に示すように、Ｓ
ＭＡ板３６ａの両側が曲がり、弾性チューブ３５が図中
ＤＯＷＮ方向に湾曲する。また、薄膜ヒータ３７ｂを加
熱させると、図２０の（ｂ）に示すように、ＳＭＡ板３
６ｂの中央部が曲がり、弾性チューブ３５が図中ＵＰ方
向に湾曲する。

【００４４】こうした湾曲動作においては、直線状の板
部材であるＳＭＡ板３６ａ，３６ｂを上下に並列配置し
たという本実施例の特徴的な構成が意味をもってくる。
この点については、図２１に示した従来の構成を見て頂
きたい。

【００４５】図２１では、全体がほぼ同心曲率をもって
予め湾曲形状を呈しているＳＭＡ板３９ａ，３９ｂを弾
性チューブの上下に並列配置することで、弾性チューブ
を上下方向に湾曲させるようにしている。この場合、Ｓ
ＭＡ板３９ａをヒータ４０ａによって加熱すると、この
熱がＳＭＡ板３９ａと並列に配置された他方側のＳＭＡ
板３９ｂに伝わってしまう。したがって、ＳＭＡ板３９
ａを下方向に湾曲させようとした場合に、ＳＭＡ板３９
ｂがこれと逆方向である上方向に多少曲がってしまうと
いった不都合が生じる。つまり、ＳＭＡ板３９ｂの上方
向の湾曲力が抵抗となってＳＭＡ板３９ａを下方向へ十
分に湾曲させることができない。加熱される以前の形状
が既に上方向への湾曲形状を呈しているＳＭＡ板３９ｂ
が更に上方向に湾曲されると、下方向に湾曲しようとす
るＳＭＡ板３９ａの湾曲動作が制限されてしまう。

【００４６】これに対し、本実施例では、薄膜ヒータ３
７ａ，３７ａに通電しても、この薄膜ヒータ３７ａ，３
７ａと対向するＳＭＡ板３９ｂの部位が直線形状をなし
ているため、この部位に薄膜ヒータ３７ａ，３７ａから
の熱がある程度伝わっても、ＳＭＡ板３９ｂが直線状態
から曲がることとなるから、その湾曲量は小さく、ＳＭ
Ａ板３９ａの湾曲動作に対して大きな抵抗となることは
ない。

【００４７】以上説明したように、本実施例では、大き
い湾曲量を効率良く得ることができるとともに、ＳＭＡ
板３６ａ，３６ｂを加熱するヒータ３７ａ，３７ａ，３
７ｂがＳＭＡ板３６ａ，３６ｂの曲げ部分だけに設けら
れているため、ヒータ３７ａ，３７ａ，３７ｂを必要以
上に大きくしないで済む。したがって、小さい電力で湾
曲制御を行なうことができ、マニピュレータの小型化及
び細径化を図ることができる。

【００４８】図２２及び図２３は本発明の第８の実施例
を示すものである。図２２に示すように、弾性チューブ
３５の上下には、弾性チューブ３５の長手方向に沿って
複数のＳＭＡ板４４が一定の間隔を開けて配置されてい
る。各ＳＭＡ板４４は、その中央部に曲げ形状が記憶さ
れている。また、各ＳＭＡ板４４の中央部付近には加熱
用のヒータ４５が設けられている。この場合、図から分
かるように、弾性チューブ３５の上側に配置されたＳＭ
Ａ板４４同志の隙間Ｃは、下側に配置されたＳＭＡ板４
４上のヒータ４５と対向している。無論、弾性チューブ
３５の下側に配置されたＳＭＡ板４４同志の隙間Ｃも、
上側に配置されたＳＭＡ板４４上のヒータ４５と対向し
ている。また、ＳＭＡ板４４は、弾性チューブ３５に対
して例えばケプラー、木綿糸のごとき線状部材４６によ
って固定されている。

【００４９】なお、ＳＭＡ板４４を加熱するヒータ４５
はそれぞれ独立に加熱制御されるようになっている。上
記構成では、例えば弾性チューブ３５の下側に配置され
た最先端のヒータ４５ａを加熱させると、図２３に示す
ように、下側の最先端のＳＭＡ板４４ａが曲がり、弾性
チューブ３５の先端が上方に湾曲される。この時、ＳＭ
Ａ板４４ａの湾曲部位と対向する反対側の位置には、Ｓ
ＭＡ板４４ｂとＳＭＡ板４４ｃとの間に形成された隙間
Ｃが存在するため、弾性チューブ３５は抵抗なく曲がる
ことができる。こうして、各ＳＭＡ板４４への加熱を制
御することで複雑な動作をさせることができる。

【００５０】このように、本実施例の構成によれば、湾
曲ダウンを生じることがない。なお、ＳＭＡ板をこのよ
うに配置することによって多関節構造を形成する場合に
は、一般に、弾性チューブが長尺化するという問題があ
るが、この問題は、湾曲ダウンを生じない範囲で隙間Ｃ
をできる限り小さくすることで容易に解消される。

【００５１】図２４及び図２５は本発明の第９の実施例
を示すものである。第１の実施例では、１関節を片振り
（１方向湾曲）とし、各関節を交互に方向を変えて組み
合わせることで自由度を増やしていたが、本実施例で
は、温度変化により伸縮する形状記憶合金ワイヤを用い
て１関節で両振り（２方向湾曲）を行わしめようとする
ものである。

【００５２】図２４に示すように、関節体５ａ〜５ｅ
は、複数の筒状部材９…をリベット１０によって回動自
在に連結して構成されている。これについては第１の実
施例で述べた。各関節体５ａ〜５ｅには、筒状部材９の
凹状溝１４を利用して、上下の位置にＳＭＡワイヤ４１
ａ，４１ｂが配設されている。このＳＭＡワイヤ４１
ａ，４１ｂは、加熱すると収縮し、冷却すると伸長する
ように記憶されている。ＳＭＡワイヤ４１ａ，４１ｂの
両端は、固定部材１２を介して、関節体５ａ〜５ｅに固
定されている。また、図２５に示すように、ＳＭＡワイ
ヤ４１ａの後半分とＳＭＡワイヤ４１ｂの前半分（図中
斜線で示された部分）は、加熱されても収縮しないよう
に、例えば、過加熱によって或いは外力を加えて塑性変
形させてある。そして、配線１３がＳＭＡワイヤ４１
ａ，４１ｂに対して図２５に示すように接続され、この
配線１３は第１の実施例と同様に関節体５ａ〜５ｅ（筒
状部材９…）の外周に巻き付けられている。

【００５３】この構成では、まず、ＳＷ１を閉じると、
電流は、ＳＭＡワイヤ４１ｂの前半分及びＳＭＡワイヤ
４１ａの前半分を流れるが、ＳＭＡワイヤ４１ｂの後半
分とＳＭＡワイヤ４１ａの後半分へは流れない。したが
って、ＳＭＡワイヤ４１ａの前半分とＳＭＡワイヤ４１
ｂの前半分が加熱される。この時、ＳＭＡワイヤ４１ｂ
の前半分は塑性変形されているため加熱に反応せず、Ｓ
ＭＡワイヤ４１ａの前半分のみが収縮する。したがっ
て、関節体５ａ〜５ｅは図中ＵＰ方向へと湾曲する。な
お、この場合、関節体５ａ〜５ｅの湾曲に必要な弛みを
ＳＭＡワイヤ４１ｂにもたせておけば、関節体５ａ〜５
ｅのＵＰ方向への湾曲に対してＳＭＡワイヤ４１ｂが抵
抗にならないで済む。

【００５４】また、関節体５ａ〜５ｅを図中ＤＯＷＮ方
向に曲げるためには、ＳＷ２を閉じて、ＳＭＡ４１ａの
後半分とＳＭＡ４１ｂの後半分とに通電すれば良い。こ
れによって、ＳＭＡワイヤ４１ｂの後半分が収縮する。

【００５５】このように、本実施例の構成によれば、細
径化しても熱干渉を少なくでき、しかも、１関節で２方
向（両振り）湾曲が可能となる。図２６は本発明の第１
０の実施例を示すものである。本実施例は第９の実施例
の変形例である。すなわち、第９の実施例では、ＳＭＡ
ワイヤ４１ａ，４１ｂを通電によって加熱したが、本実
施例はＳＭＡワイヤ４１ａ，４１ｂをヒータによって加
熱する。

【００５６】したがって、図２６に示すように、各関節
体５ａ〜５ｅ毎に薄膜ヒータ４２ａと薄膜ヒータ４２ｂ
とが上下にずれた状態で配置されており、ＳＭＡワイヤ
４１ａの前半分とＳＭＡワイヤ４１ｂの後半分とを独立
して加熱できるようになっているものである。なお、そ
の他の構成は第９の実施例と同一である。

【００５７】この構成では、ヒータ４２ａを加熱させる
と、ＳＭＡワイヤ４１ａの前半分が加熱されて収縮する
ため、関節体５ａ〜５ｅが図中ＵＰ方向に曲がる。この
時、ＳＭＡワイヤ４１ｂの前半分にヒータ４２ａの熱が
伝わっても、ＳＭＡワイヤ４１ｂの前半分は塑性変形さ
れているため収縮しない。したがって、ＳＭＡワイヤ４
１ａの変形に伴う湾曲動作に対してＳＭＡワイヤ４１ｂ
の前半分が抵抗となることがない。

【００５８】なお、本実施例では、ヒータ４２ａ，４２
ｂの形状を筒状にしても良い。図２７にその形状がヒー
タ４３ａ，４３ｂとして示されている。以下、ＳＭＡワ
イヤとリード線とを接続する方法について述べる。

【００５９】通常、形状記憶合金に対して異種金属を接
続する場合、機械的なカシメが良いとされている。しか
し、太径となってしまうことが欠点であり、これをでき
る限り細径とすることが必要である。その方法を以下で
述べる。

【００６０】図２８に示すように、パイプ部材４７の中
央部に切り欠き４７ａを設け、パイプ部材４７に対して
変形したＳＭＡワイヤ４８およびリード線４９を接続す
る。この製作方法は、図２９の（ａ）に示すように中央
部を切り欠いたパイプ部材４７に対してＳＭＡワイヤ４
８を通した後、図２９の（ｂ）に示すようにＳＭＡワイ
ヤ４８の端部を平坦に潰す（図中、潰した部位が４８ａ
で示されている。）。或いは、ＳＭＡワイヤ４８の端部
を溶融して球状としてから切り欠き部４７ａに入れる。
これによって、ＳＭＡワイヤ４８のパイプ部材４７から
の抜けが防止される。この状態で、さらに、パイプ部材
４７の一部を軽く潰してカシメを行なう。さらに、図２
９の（ｃ）に示すように、反対側からパイプ部材４７に
リード線４９を通してカシメを行なう。最後に、図２９
の（ｄ）に示すように、切り欠き部４７ａに半田５０を
埋め込んでパイプ部材４７の外径を均一にする。

【００６１】次に、ＳＭＡアクチュエータを構造体に配
する別の方法について説明する。前述した方法では、Ｓ
ＭＡアクチュエータを加熱するヒータもしくはリード線
を構造体に巻き付けることでＳＭＡアクチュエータの保
持すなわちガイドを行なったが、以下に示す方法では、
ガイド手段を別途に設けることで、ＳＭＡアクチュエー
タの保持を行なおうとするものである。

【００６２】図３０はマニピュレータの斜視図である。
このマニピュレータ１０１は、独立して動作する湾曲部
１０２を長手方向に複数有している。湾曲部１０２は、
リング状部材１０３をコイルバネ１０４で連結して成る
構造体の内部にインナーチューブ１０５を挿通すること
によって構成されている。リング状部材１０３同志の間
にはチューブ１０５に沿ってＳＭＡアクチュエータ１０
６が配設されている。ＳＭＡアクチュエータ１０６の一
端はリング状部材１０３に接着固定され、また、ＳＭＡ
１０６の表面にはＳＭＡ加熱用の薄膜ヒータ１０７が張
り付けられている。なお、ヒータ１０７からは図示しな
いリード線がそれぞれ延設されており、このリード線は
マニピュレータ１０１の基端側の設けられた制御装置
（図示せず）に接続されている。

【００６３】図３２の（ｂ）に示すように、ＳＭＡアク
チュエータ１０６は、複数の薄いＳＭＡ板１０８を積層
することによって構成されており、それぞれのＳＭＡ板
１０８は２方向性または全方位性と呼ばれる特性を持っ
たＮｉＴｉ系の形状記憶合金によって形成されている。
これは、相変態温度を境にして高温側と低温側で異なる
形状に自発的かつ可逆的に変形する特性である。図３１
の（ａ）はＳＭＡ板１０８の変形前の状態を、図３１の
（ａ）はＳＭＡ板１０８の変形後の状態をそれぞれ示し
ている。

【００６４】ＳＭＡアクチュエータ１０６が湾曲する
と、その湾曲に伴って各ＳＭＡ板１０８が相対的にスラ
イドするため、その際の摩擦力によって湾曲動作が阻害
されないように各ＳＭＡ板１０８の表面にはテフロン１
０９がコーティングされてある。そして、テフロン１０
９がコーティングされ各ＳＭＡ板１０８を上下に積層
し、一端を揃えた状態でリング状部材１０３に固定して
ある。また、コイルバネ１０４は１ピッチ毎にコイル径
が大小になっており、アクチュエータ１０６はコイルバ
ネ１０３の隙間に挿通されている。

【００６５】このような構成で、ヒータ１０７に通電し
て任意のＳＭＡアクチュエータ１０６を加熱すると、図
３１に示すようにＳＭＡ板１０８が湾曲するので、マニ
ピュレータ１０１はヒータの選定・熱量の制御によって
様々な動作形態をとる。

【００６６】従来技術では、肉厚の厚いＳＭＡ１枚で１
湾曲部を駆動していたので、ＳＭＡの変形限界内の表面
歪みに抑えると湾曲角を大きくとれない。これに対し、
本構成では、ＳＭＡを積層しているので、ＳＭＡ１枚当
たりの厚みは小さい。従来と同じ湾曲角を得る場合でも
表面歪みは非常に小さい。従って、大きな湾曲角まで動
作させることができる。

【００６７】また、従来並の力量を得るためには積層枚
数を多くすることが可能である。この場合、本構成で
は、それぞれＳＭＡ板がスライドし易いようにコイルバ
ネ１０４によるガイド手段を設けている。さらに、スラ
イド時に摺動抵抗で湾曲力量をロスしないように、テフ
ロンコートによる潤滑手段を設けている。なお、コーテ
ィング剤としてはテフロンに限られるものではなく、Ｓ
ＭＡ表面にコーティング可能で、適度な潤滑性を持つ高
分子ポリマーであれば良い。

【００６８】また、図３２では、ＳＭＡ板１０８を３枚
積層してある。ＳＭＡ同士の接触面には、どちらかのＳ
ＭＡ表面に溝１１２を形成しておき、その溝１１２には
潤滑油が塗布されてある。潤滑油としてはグリース、シ
リコンオイル等何でも良い。また、ガイド手段として
は、図のようにゴムのように伸展性の良い弾性体からな
るシート１１０で縛っても良い。

【００６９】なお、積層したＳＭＡ板１０８の間に薄膜
ヒータを挟んだ構成にすることも考えられる。この場合
も、ＳＭＡ板、ヒータそれぞれの表面はスライドしやす
いようにテフロンコートされている。この構成では、ヒ
ータの熱が効率よくＳＭＡに伝導されるので、レスポン
スが良くなる。また、消費電力を少なくできる。また、
ＳＭＡ板はスパッタ法によるＳＭＡ薄膜形成で多層に製
作しても良い。

【００７０】なお、以上説明してきた態様により、以下
の項で示す各種の構成が得られる。 １．複数の関節部を有する構造体を長手方向に連結して
成るマニピュレータにおいて、前記構造体の外面に形成
され且つ構造体の長手方向に沿って延びる溝部と、前記
溝部に配設された形状記憶部材と、前記形状記憶部材を
加熱させ且つ前記溝部に対する形状記憶部材の離脱を防
止する加熱手段とを具備することを特徴とするマニピュ
レータ。

【００７１】２．前記加熱手段は、前記構造体の外周面
に螺旋状に巻き付けられた線状ヒータであることを特徴
とする第１項に記載のマニピュレータ。 ３．前記加熱手段は、前記構造体の前記溝部に沿って貼
り付けられた薄膜ヒータであることを特徴とする第１項
に記載のマニピュレータ。

【００７２】４．前記加熱手段は、前記構造体の外周面
に被覆された線状ヒータと弾性チューブとの複合体であ
ることを特徴とする第１項に記載のマニピュレータ。 ５．前記加熱手段は、前記構造体の前記溝部に沿って貼
り付けられた薄膜ヒータと、薄膜ヒータに電気的に接続
され且つ前記構造体の外周面に螺旋状に巻き付けられた
リード線とから成ることを特徴とする第１項に記載のマ
ニピュレータ。

【００７３】６．前記構造体が、複数の筒状部材を回転
自在に連結することによって構成されていることを特徴
とする第１項に記載のマニピュレータ。 ７．前記筒状部材には、その回動に伴って弾性的に変形
する変形部が設けられていることを特徴とする第６項に
記載のマニピュレータ。

【００７４】８．前記構造体が、弾性を有するチューブ
部材からなることを特徴とする第１項に記載のマニピュ
レータ。 上記第６項ないし第８項の構成によれば、バイアス力を
付加して操作性向上を図ることができ、マニピュレータ
を細径とすることが可能である。

【００７５】従来では、構造体に形状記憶合金を配して
湾曲動作させる時、加熱時はこの形状記憶合金の発生力
により構造体が湾曲し、湾曲を直線状に戻す時には形状
記憶合金を冷却するが、この時の発生力は小さい。その
ため、戻す力を大きくするために、弾性力としてコイル
ばねや板バネ等のバネ手段を付加している。しかし、こ
の場合、弾性力を生じさせるためのバネ手段を構造体の
一部または全体に設ける必要がある。特に、マニピュレ
ータを細径化する場合において、構造体の内部空間にバ
ネ手段を設けると、その他の内蔵物が入らなくなり、観
察機能、照明機能等の機能を付加することが難しい。し
かし、上記第６項ないし第８項の構成によれば、このよ
うな不都合が生じない。

【００７６】９．前記形状記憶部材は、温度変化により
伸縮する形状記憶合金であり、この形状記憶合金を長手
方向に複数本設けるとともに、形状記憶合金を独立に加
熱制御可能な制御手段とを備えていることを特徴とする
第１項に記載のマニピュレータ。

【００７７】１０．前記複数本の形状記憶合金の屈曲方
向を交互に略１８０°ずらしたことを特徴とする第９項
に記載のマニピュレータ。 １１．前記形状記憶部材は、温度変化により曲げ形状を
記憶した形状記憶合金であり、この形状記憶合金を長手
方向に複数本設け、形状記憶合金を独立に加熱制御可能
な制御手段とを備えていることを特徴とする第１項に記
載のマニピュレータ。

【００７８】１２．前記形状記憶部材は、温度変化によ
り曲げ部と直線部とを交互に有する形状となる形状記憶
合金であり、この形状記憶合金を並列でお互いに曲げ部
をずらして配置して、前記曲げ部にヒータを設けたこと
を特徴とする第１項に記載のマニピュレータ １３．前記形状記憶合金は中央部が曲げ形状を有する第
１の形状記憶合金と、両端部が曲げ形状を有する第２の
形状記憶合金と、これら第１の形状記憶合金と第２の形
状記憶合金を並列に設けたことを特徴とする第１２項に
記載のマニピュレータ。

【００７９】第１２項及び第１３項の構成によれば、マ
ニピュレータを細径化しても構造体を極力短くすること
ができ、しかも、両方向の湾曲が可能となる。従来、構
造体に曲げ形状の形状記憶合金板を配して、この形状記
憶合金板をヒータで加熱することにより構造体を湾曲さ
せている。この場合、構造体を両方向（２方向）に曲げ
るには、湾曲方向が異なるように前記形状記憶合金板を
並列に配し、形状記憶合金板の加熱を切り換えることで
両方向への湾曲を行なっている。しかし、構造体を細径
とした場合、お互いに並列に置かれた形状記憶合金板が
近い位置となり、１方のヒータを加熱させた時に片方の
形状記憶合金板へ熱が伝わり、湾曲させない方向の形状
記憶合金板も多少曲がってしまう。したがって、その反
対側の曲げに反して湾曲を大きくすることが難しく、か
なりの湾曲ダウンを起こしてしまう。しかし、第１２項
及び第１３項の構成によれば、このような不都合を生じ
ない。

【００８０】１４．複数の関節部を有する構造体を長手
方向に連ねたマニピュレータにおいて、前記構造体の表
面の長手方向に凹状の溝部と、この溝部に配した形状記
憶合金と、前記形状記憶合金を通電加熱するための通電
線とを具備し、前記通電線を前記構造体の外周面に巻き
付けたことを特徴とするマニピュレータ。

【００８１】１５．前記構造体は、中間部が絶縁性を有
する第１の円筒部材と金属からなる第２の円筒部材とか
らなり、金属の表面に電気絶縁性を有する絶縁膜を有す
る複合構造体として形成されていることを特徴とする第
１４項に記載のマニピュレータ。

【００８２】１６．前記第１の円筒部材はセラミック
ス、テフロン、ウレタン等であり、前記第２の円筒部材
はステンレス、アルミ、アルミ合金、銅合金等であるこ
とを特徴とする第１５項に記載のマニピュレータ。

【００８３】１７．挿入部が複数箇所の湾曲部を有する
内視鏡において、前記湾曲部が第１１項ないし第１６項
の構成をなすことを特徴とする内視鏡。第１４項ないし
第１６項の構成によれば、形状記憶合金の両端部の位置
における絶縁コーティングが破壊されても、湾曲動作を
させる機能を確保でき、実用上、構造体と形状記憶合金
との間を確実に絶縁することができる。

【００８４】従来、構造体に温度変化により伸縮する形
状記憶合金を配し、この形状記憶合金を通電加熱して収
縮させることで、構造体を湾曲させている。この場合、
構造体を金属とする場合、形状記憶合金と構造体との間
で電気的絶縁としてパルレン、セラミックス、フッ素樹
脂等のコーティングを図ることが知られている。しか
し、湾曲動作を行なっているときは、形状記憶合金の両
端部において構造体に対して力を生じており、この部分
でのコーティング強度が疑問である。仮にコーティング
が破壊されると、形状記憶合金の両端を通電した際に構
造体にも電流が流れてしまい、形状記憶合金への加熱が
思うようにできないという不具合を生ずる。しかし、第
１４項ないし第１６項の構成によれば、このような不都
合が生じない。

【００８５】１８．柔軟な管状体と、それに沿わせて設
けられた形状記憶合金アクチュエータからなるマニピュ
レータにおいて、前記形状記憶合金アクチュエータは、
曲げ記憶された形状記憶合金板を積層してなり、それぞ
れの形状記憶合金板は連結手段と摩擦低減手段とによっ
て互いにスライド可能に連結されていることを特徴とす
るマニピュレータ。

【００８６】１９．前記摩擦低減手段は、スライド時の
摩擦を低減する潤滑剤を形状記憶合金板表面に塗布また
はコートしたものであることを特徴とする第１８項に記
載のマニピュレータ。

【００８７】２０．前記潤滑剤が高分子ポリマーである
ことを特徴とする第１９項に記載のマニピュレータ。 ２１．前記高分子ポリマーがテフロン、パリレンである
ことを特徴とする第２０項に記載のマニピュレータ。

【００８８】２２．前記形状記憶合金板の表面に潤滑剤
を貯留する窪みが形成されていることを特徴とする第１
９項に記載のマニピュレータ。 ２３．前記潤滑剤が微小粉体であることを特徴とする第
１９項に記載のマニピュレータ。

【００８９】２４．前記潤滑剤が油であることを特徴と
する第１９項に記載のマニピュレータ。 第１８項ないし第２４項の構成によれば、管内作業用の
マニピュレータとして必要な力量を確保し且つ大湾曲量
を得ることができる。

【００９０】従来、特願平６−４２９６７号明細書に
は、ＳＭＡプレートと柔軟管状体とを組み合わせた多関
節マニピュレータが示されている。この明細書には、Ｓ
ＭＡプレートを多層にするという技術思想が示されてい
ないので、実用的な力量を得るためにはプレートの肉厚
を厚くする必要があり、そうすると、湾曲時のプレート
の表面歪みが大きくなるので、結果的に湾曲角を大きく
できない。また、特開昭６１−２５５６６９号公報に
は、柔軟管状体に対してＳＭＡプレートをスライド自在
に設けた湾曲カテーテルが示されている。ここに開示さ
れている構成の場合も、湾曲角を大きくすることができ
ない。さらに、特開昭６１−１５０６７８号公報には、
複数枚のＳＭＡプレート間にペルチェ素子を挟んだ湾曲
アクチュエータが示されている。この先行例で、ＳＭＡ
プレートは、ペルチェ素子を介して張り付けられている
ので、スライドせず、結果的に、湾曲時の表面歪みは積
層した厚みで決定される。従って、前述した問題が生じ
る。しかし、こうした問題は、第１８項ないし第２４項
の構成によって解決される。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマニピュ
レータによれば、湾曲動作時における形状記憶部材の離
脱を防止して大きな湾曲量を得ることができるととも
に、形状記憶部材の組み付けを容易に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例に係るマニピュ
レータとしての内視鏡を概略的に示した全体構成図、
（ｂ）は（ａ）の内視鏡の操作部の平面図である。

【図２】図１の内視鏡の挿入部の構成を詳細に示す斜視
図である。

【図３】図１の挿入部を構成する筒状部材の縦断面図で
ある。

【図４】図１の挿入部を構成する関節体の概略側面図で
ある。

【図５】図１の内視鏡の挿入部の湾曲態様を示す図であ
る。

【図６】図１の内視鏡の挿入部の他の湾曲態様を示す図
である。

【図７】本発明の第２の実施例に係るマニピュレータを
構成する関節体の概略側面図である。

【図８】図８の内視鏡の挿入部の構成を詳細に示す斜視
図である。

【図９】本発明の第３の実施例に係るマニピュレータの
要部構成を詳細に示す斜視図である。

【図１０】本発明の第４の実施例に係るマニピュレータ
の要部構成を概略的に示す斜視図である。

【図１１】図１０のマニピュレータの湾曲態様を示す図
である。

【図１２】図１０のマニピュレータを構成する筒状部材
の基端部の変形状態を説明するための図である。

【図１３】本発明の第５の実施例に係るマニピュレータ
の要部構成を概略的に示す斜視図である。

【図１４】図１３のマニピュレータを構成する筒状部材
の基端部の変形状態を説明するための図である。

【図１５】本発明の第６の実施例に係るマニピュレータ
の要部構成を詳細に示す斜視図である。

【図１６】図１５のマニピュレータの製作方法を説明す
るための図である。

【図１７】本発明の第７の実施例に係るマニピュレータ
の要部構成を詳細に示す斜視図である。

【図１８】図１７のマニピュレータに配設されたＳＭＡ
板の変形特性を示す図である。

【図１９】図１７のマニピュレータに配設されるＳＭＡ
板の配置状態を示す図である。

【図２０】図１７のマニピュレータの湾曲態様を示す図
である。

【図２１】従来のＳＭＡ板の変形状態を説明するための
説明図である。

【図２２】本発明の第８の実施例に係るマニピュレータ
の要部構成を概略的に示す側面図である。

【図２３】図２２のマニピュレータの湾曲態様を示す図
である。

【図２４】本発明の第９の実施例に係るマニピュレータ
の要部構成を概略的に示す斜視図である。

【図２５】図２４のマニピュレータに配設されたＳＭＡ
ワイヤの配線回路を概略的に示す回路図である。

【図２６】本発明の第１０の実施例に係るマニピュレー
タの要部構成を概略的に示す斜視図である。

【図２７】図２６のマニピュレータの変形例を示す斜視
図である。

【図２８】ＳＭＡワイヤと、リード線と、これらを接続
するパイプ部材とを示す斜視図である。

【図２９】図２８のパイプ部材を用いてＳＭＡワイヤと
リード線との接続する方法を示す図である。

【図３０】好適なマニピュレータの斜視図である。

【図３１】図３０のマニピュレータに設けられたＳＭＡ
アクチュエータを形成するＳＭＡ板の変形状態を示す図
である。

【図３２】図３０のマニピュレータに設けられたＳＭＡ
アクチュエータの組み付け方法と湾曲動作状態とを示す
図である。

【図３３】図３０のマニピュレータを構成するＳＭＡア
クチュエータの変形例を示す図である。

【図３４】従来のマニピュレータの湾曲動作態様を示す
図である。

【符号の説明】

５ａ〜５ｅ…関節体（構造体）、１１…ＳＭＡワイヤ
（形状記憶部材）、１３…線状ヒータ（加熱手段）、３
６…ＳＭＡ板（形状記憶部材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 23/24 Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の関節部を有する構造体を長手方向
   に連結して成るマニピュレータにおいて、 前記構造体の外面に形成され且つ構造体の長手方向に沿
   って延びる溝部と、 前記溝部に配設された形状記憶部材と、 前記形状記憶部材を加熱させ且つ前記溝部に対する形状
   記憶部材の離脱を防止する加熱手段と、 を具備することを特徴とするマニピュレータ。