JP6043037B1 - マニピュレータ - Google Patents

Abstract

ルーメンに貫通させた動力伝達部材に作用する張力を過度に増大させずに湾曲させることを目的として、マニピュレータ（３）は、可動部（７）と、該可動部（７）に供給する動力を発生する駆動部（８）と、一端に可動部（７）、他端に駆動部（８）を取り付ける細長い軟性の長尺ガイド部材（６）と、駆動部（８）の動力を可動部（７）に伝達する細長い動力伝達部材（９）とを備え、長尺ガイド部材（６）が、動力伝達部材（９）を長手方向に貫通させるルーメン（１５ａ，１５ｂ）を有する細長い軟性のガイドチューブ（１６）と、該ガイドチューブ（１６）の外周を被覆する該ガイドチューブ（１６）より高剛性のアウタシース（１７）とを備え、アウタシース（１７）の少なくとも一端が、可動部（７）または駆動部（８）に対して、ガイドチューブ（１６）の長手方向に移動可能に取り付けられている。

Description

本発明は、マニピュレータに関する。

挿入部の先端に配置された湾曲部あるいは鉗子等の可動部をワイヤによって駆動する方式の内視鏡、カテーテルあるいはマニピュレータが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特許文献１，２においては、細長い軟性の挿入部として、軟性のマルチルーメンチューブの外周をコイルチューブによって被覆したものを採用し、マルチルーメンチューブ内に形成されたルーメン内にワイヤを貫通させて案内するとともに、コイルチューブによってトルクの伝達を可能にしている。

特開２０１４−２３７２１号公報 特許第５５５０１５０号公報

特許文献１，２の軟性カテーテルのように、マルチルーメンチューブの外周をコイルチューブによって被覆した挿入部を湾曲させると、コイルチューブは、湾曲の内側のコイルを密着させたまま、湾曲の外側のコイルを離間させて湾曲する。このため、湾曲の前後で湾曲の内側の経路長は変化しないのに対し、それよりも外側に配置されているマルチルーメンチューブの各ルーメンを貫通するワイヤ等の動力伝達部材の経路長は増大するので、湾曲によって、ワイヤに作用する張力が過度に増大し、可動部の動特性が低下したり、ワイヤが破断したりする虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ルーメンに貫通させた動力伝達部材に作用する張力を過度に増大させずに湾曲させることができるマニピュレータを提供する。

本発明の一態様は、可動部と、該可動部に供給する動力を発生する駆動部と、一端に前記可動部、他端に前記駆動部を取り付ける細長い軟性の長尺ガイド部材と、前記駆動部の動力を前記可動部に伝達する細長い動力伝達部材とを備え、前記長尺ガイド部材が、前記動力伝達部材を長手方向に貫通させるルーメンを有する細長い軟性のガイドチューブと、該ガイドチューブの外周を被覆する該ガイドチューブより高剛性のアウタシースとを備え、前記アウタシースの一端が、前記駆動部に対して、前記ガイドチューブの長手方向に移動可能に取り付けられ、前記駆動部から任意の相対位置で前記アウタシースを固定するロック機構を備えるマニピュレータである。

本態様によれば、駆動部の作動により駆動部において発生した動力が動力伝達部材を介して可動部に伝達され可動部が作動させられる。長尺ガイド部材を湾曲させると、該長尺ガイド部材を構成しているガイドチューブおよびアウタシースが湾曲しガイドチューブに設けられているルーメンも湾曲するので、動力伝達部材は湾曲したルーメン内でガイドされて動力を伝達するようになる。また、ガイドチューブより高剛性のアウタシースによって駆動部側で加えた長手軸回りのトルクを可動部に伝達することができる。

この場合において、長尺ガイド部材が大きく湾曲させられる際に、湾曲の最も内側の最内径部分に配置されている高剛性のアウタシースの長さ寸法は変化しない。このため、仮に、アウタシースの両端が可動部および固定部に固定されている場合には、最内径部分によって湾曲後の長尺ガイド部材の寸法が決定され、最内径部分よりも湾曲の径方向外側に配置されているガイドチューブが、曲率半径の差に基づいて伸張されることになり、ルーメンの長さも伸張して動力伝達部材の経路長が増大してしまう。

本態様によれば、長尺ガイド部材の湾曲の前後において、アウタシースの一端を、駆動部に対して、ガイドチューブの長手方向に移動させることにより、最内径部分の圧縮量をアウタシースの移動量によって補償することができ、ガイドチューブの伸張を抑えて動力伝達部材の経路長変動を抑制することができる。これにより、経路長の変動に伴う動力伝達部材の張力の過度な変動を防止しつつ長尺ガイド部材を湾曲させることができる。
また、マニピュレータは、体腔内に挿入することによって湾曲した内視鏡のチャネル内に挿入され、内視鏡のチャネルの形状に合わせて長尺ガイド部材が湾曲させられるが、挿入が完了した後には長尺ガイド部材の形状は大きく変化しない。このため、長尺ガイド部材を湾曲させると、アウタシースの基端が、基端側に配置されている駆動部に近接する方向に移動する。内視鏡のチャネル内にマニピュレータの挿入が完了した後には、ロック機構の作動により、アウタシースが駆動部に近接した状態で両者の相対位置をロックする。これにより、ガイドチューブが、より高剛性のアウタシースによって、より長く被覆されることになり、駆動部によって可動部を駆動する際に、ガイドチューブにかかる圧縮力をアウタシースによって受けることができる。

上記態様においては、前記アウタシースと前記駆動部との間に、前記アウタシースの移動を案内する案内機構を備えていてもよい。
このようにすることで、案内機構により、アウタシースの駆動部に対するスムーズな移動が案内される。

上記態様においては、前記案内機構が、前記ガイドチューブと前記アウタシースとを周方向に係止する回り止めを有していてもよい。
このようにすることで、案内機構により、アウタシースが駆動部に対して、ガイドチューブの長手方向のみに移動可能に案内され、案内機構を介してアウタシースにトルクを作用させることができる。

上記態様においては、前記ガイドチューブの両端が、前記アウタシースの両端に固定されていてもよい。
このようにすることで、アウタシースの一端が駆動部に対して移動する際に、ガイドチューブの一端もアウタシースとともに移動する。湾曲による高剛性のアウタシースの最内径部分の長さ変化は少ないので、それよりも湾曲の径方向外方に配置されているガイドチューブは、一端が移動する際に伸張させられる。ガイドチューブは両端が固定された状態で伸張させられるのではなく、少なくとも一端が移動可能な状態で伸張させられるので、可動部と駆動部との間における動力伝達部材の経路長は変化しない。これにより、経路長の変動に伴う動力伝達部材の張力の過度な変動を防止しつつ長尺ガイド部材を湾曲させることができる。

上記態様においては、前記ガイドチューブは、一端が前記可動部に固定され、他端が前記駆動部に固定されていてもよい。
このようにすることで、ガイドチューブの両端が可動部と駆動部とに固定されるので、ガイドチューブを伸縮させない限り、可動部と駆動部との間の動力伝達部材の経路長は変更されない。アウタシースの少なくとも一端を移動可能にすることにより、湾曲によってガイドチューブを伸縮させる外力を作用させずに済む。

上記態様においては、前記ガイドチューブの圧縮剛性を補強する補強手段を有していてもよい。
このようにすることで、ガイドチューブの両端を可動部と駆動部とに固定し、アウタシースをガイドチューブに対して移動させる場合には、ガイドチューブのみによって長尺ガイド部材が構成される部分が存在する。この場合に、駆動部の作動により可動部を作動させる際に、動力伝達部材にかかる張力によってガイドチューブに大きな圧縮力が作用する。ガイドチューブを補強手段によって補強することにより、ガイドチューブが圧縮されて動力伝達部材の経路長が変動することを防止することができる。

上記態様においては、前記補強手段が、前記アウタシースと前記駆動部との間に配置され、両者を引き離す方向の力を発生する付勢手段であってもよい。
このようにすることで、駆動部の作動により可動部を作動させる際に、ガイドチューブにかかる圧縮力が付勢手段によって受けられるので、ガイドチューブの圧縮による経路長の変動を防止することができる。

上記態様においては、前記付勢手段が、圧縮コイルバネであってもよい。
このようにすることで、長尺ガイド部材が湾曲させられるときには、圧縮コイルバネが圧縮されることでアウタシースの駆動部に対する移動を許容し、駆動部の作動により可動部が作動させられるときには、圧縮コイルバネの付勢力によってガイドチューブにかかる圧縮力を緩和することができる。また、圧縮コイルバネの内面をガイドチューブの外面に近接させることにより、圧縮力を受けたガイドチューブが径方向外方に膨らむのを圧縮コイルバネで抑えることができる。

上記態様においては、前記付勢手段が、前記アウタシースと前記駆動部にそれぞれ配置され、磁気反発力を発生する一対の磁石であってもよい。
このようにすることで、長尺ガイド部材が湾曲させられるときには、一対の磁石の磁気反発力に抗してアウタシースの駆動部に対する移動が許容され、駆動部の作動により可動部が作動させられるときには、磁気反発力によってガイドチューブにかかる圧縮力を緩和することができる。

上記態様においては、前記アウタシースが、前記駆動部に対して移動可能に設けられ、前記補強手段が、少なくとも、前記アウタシースと前記駆動部との間隔位置に前記ガイドチューブの長手方向に沿って該ガイドチューブの表面に密着状態に配置された、該ガイドチューブよりも高剛性の補強部材であってもよい。
このようにすることで、駆動部の作動により可動部を作動させる際に、ガイドチューブにかかる圧縮力が補強部材によって受けられるので、ガイドチューブの圧縮による経路長の変動を防止することができる。補強部材は、ガイドチューブの外面を被覆する筒状のものでもよいし、ガイドチューブのルーメン内に挿入された棒状のものであってもよい。

上記態様においては、前記ガイドチューブが、前記ルーメンを複数有し、各該ルーメンが、前記ガイドチューブの長手軸回りに捻れた形状を有していてもよい。
このようにすることで、長尺ガイド部材が湾曲させられる場合に、ガイドチューブ自体が比較的大きな外径寸法を有し、各ルーメンが径方向の異なる位置に分布していても、湾曲により、特定のルーメンに経路長の変化が発生することを防止して、複数のルーメン間に経路長差が発生することを防止することができる。
また、本発明の他の態様は、可動部と、該可動部に供給する動力を発生する駆動部と、前記駆動部の動力を前記可動部に伝達する細長い動力伝達部材と、該動力伝達部材を長手方向に貫通させるルーメンを有する細長い軟性のガイドチューブ、および該ガイドチューブの外周を被覆する該ガイドチューブより高剛性のアウタシースを有し、一端に前記可動部、他端に前記駆動部を取り付ける細長い軟性の長尺ガイド部材と、前記ガイドチューブの圧縮剛性を補強する補強手段とを備え、前記アウタシースの一端が、前記駆動部に対して、前記ガイドチューブの長手方向に移動可能に取り付けられ、前記ガイドチューブは、一端が前記可動部に固定され、他端が前記駆動部に固定され、前記補強手段が、前記アウタシースと前記駆動部との間に配置され、両者を引き離す方向の力を発生する付勢手段であるマニピュレータである。
上記態様においては、前記アウタシースと、前記可動部または前記駆動部との間に、前記アウタシースの移動を案内する案内機構を備えていてもよい。
また、上記態様においては、前記案内機構が、前記ガイドチューブと前記アウタシースとを周方向に係止する回り止めを有していてもよい。
また、上記態様においては、前記アウタシースと前記駆動部とを任意の相対位置で固定するロック機構を備えていてもよい。
また、上記態様においては、前記付勢手段が、圧縮コイルバネであってもよい。
また、上記態様においては、前記付勢手段が、前記アウタシースと前記駆動部にそれぞれ配置され、磁気反発力を発生する一対の磁石であってもよい。
また、上記態様においては、前記補強手段が、少なくとも、前記アウタシースと前記駆動部との間隔位置に前記ガイドチューブの長手方向に沿って該ガイドチューブの表面に密着状態に配置された、該ガイドチューブよりも高剛性の補強部材であってもよい。
また、上記態様においては、前記ガイドチューブが、前記ルーメンを複数有し、各該ルーメンが、前記ガイドチューブの長手軸回りに捻れた形状を有していてもよい。

本発明によれば、ルーメンに貫通させた動力伝達部材に作用する張力を過度に増大させずに挿入部を湾曲させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータを備える医療用マニピュレータシステムを示す全体構成図である。 図１のマニピュレータの長尺ガイド部材を直線状に延ばした状態を示す縦断面図である。 図１のマニピュレータの長尺ガイド部材を湾曲させた状態を示す縦断面図である。 図１のマニピュレータに対する比較例を示す直線状に延ばした状態の各縦断面図である。 図１のマニピュレータに対する比較例を示す湾曲させた状態の各縦断面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、回り止めを示す斜視図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、第１の補強手段を備えたマニピュレータを示す縦断面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、第２の補強手段を備えたマニピュレータを示す縦断面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、第３の補強手段を備えたマニピュレータを示す縦断面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、第４の補強手段を備えたマニピュレータを示す縦断面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、ロック機構を備えたマニピュレータであって、ロック解除状態を示す側面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、ロック機構を備えたマニピュレータであって、ロック状態を示す側面図である。 図９のロック機構を説明するロック解除状態を示す正面図である。 図９のロック機構を説明するロック状態を示す正面図である。 図９の他のロック機構を説明するロック解除状態を示す正面図である。 図９の他のロック機構を説明するロック状態を示す正面図である。 図９のさらに他のロック機構を説明するロック解除状態を示す正面図である。 図９のさらに他のロック機構を説明するロック状態を示す正面図である。 図１のマニピュレータの他の変形例を示す直線状に延ばした状態の縦断面図である。 図１のマニピュレータの他の変形例を示す湾曲させた状態の縦断面図である。 図１のマニピュレータのさらに他の変形例を示す直線状に延ばした状態の縦断面図である。 図１のマニピュレータのさらに他の変形例を示す湾曲させた状態の縦断面図である。 図１のマニピュレータの変形例であって、ガイドチューブとして、ルーメンが捻れたマルチルーメンチューブを備えるものを示す部分的な縦断面図である。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータ３について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るマニピュレータ３は、例えば、図１に示される医療用マニピュレータシステム１において用いられる。この医療用マニピュレータシステム１は、オペレータＯにより操作されるマスタ装置２と、患者Ｐの体腔内に挿入されるマニピュレータ３と、マスタ装置２への操作入力に基づいてマニピュレータを制御する制御部４と、モニタ５とを備えている。

本実施形態に係るマニピュレータ３は、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、例えば、患者Ｐの体腔内に挿入される内視鏡１２のチャネルを介して患者Ｐの体腔内に挿入される細長い軟性の長尺ガイド部材６と、該長尺ガイド部材６の先端に配置された可動部７と、長尺ガイド部材６の基端に配置され、制御部４によって制御されることにより可動部７を作動させる駆動部８と、該駆動部８により発生した駆動力を可動部７に伝達するワイヤ（動力伝達部材）９ａ，９ｂとを備えている。

可動部７は、体内の患部に作用する鉗子等の処置部１０と、該処置部１０を支持する少なくとも１つの関節部１１とを備えている。図に示す例では、説明を簡単にするために、関節部１１は、長尺ガイド部材６の長手軸に直交する軸線回りに処置部１０を揺動させる単一の揺動関節を有する場合を示している。

駆動部８は、駆動力を発生するモータ（図示略）に接続するプーリ１３と、該プーリ１３を回転可能に支持するハウジング１４とを備えている。プーリ１３には２本のワイヤ９ａ，９ｂがかけ回されており、モータの作動によりプーリ１３が回転させられると、プーリ１３にかけ回されたいずれかのワイヤ９ａ，９ｂにプーリ１３の回転方向に依存して張力が作用し、ワイヤ９ａ，９ｂによって伝達される張力によって関節部１１がいずれかの方向に駆動されるようになっている。

本実施形態においては、長尺ガイド部材６は、２本のワイヤ９ａ，９ｂを貫通させる２つのルーメン１５ａ，１５ｂを有するマルチルーメンチューブ（ガイドチューブ）１６と、該マルチルーメンチューブ１６の外周面を被覆するように配置されたコイルチューブ（アウタシース）１７と、該コイルチューブ１７の基端に固定されたスライダ１８とを備えている。

マルチルーメンチューブ１６は、変形しやすく剛性の低い軟性の樹脂材料により構成されている。一方、コイルチューブ１７は、マルチルーメンチューブ１６より剛性の高い金属材料により構成されている。コイルチューブ１７は、図２Ａに示されるように、長尺ガイド部材６が直線状に延ばされた状態で、素線間を隙間なく密着させる密着コイルである。

マルチルーメンチューブ１６の先端は、関節部１１に固定され、マルチルーメンチューブ１６の基端は駆動部８のハウジング１４に固定されている。また、コイルチューブ１７の先端も関節部１１に固定されている。

スライダ１８は、駆動部８のハウジング１４に対してマルチルーメンチューブ１６の長手方向に移動可能に設けられている。これにより、コイルチューブ１７の基端は、マルチルーメンチューブ１６の長手方向に移動可能に支持されている。すなわち、駆動部８のハウジング１４とスライダ１８とによって、コイルチューブ１７の基端をマルチルーメンチューブ１６の長手方向に移動可能に支持する案内機構１９が構成されている。

図２Ａに示されるように、長尺ガイド部材６が直線状に延ばされた状態において、スライダ１８と駆動部８のハウジング１４との間には、マルチルーメンチューブ１６の長手方向に隙間が形成されている。

このように構成された本実施形態に係るマニピュレータ３を用いて、患者Ｐの体内の処置を行う場合について説明する。
図１の医療用マニピュレータシステム１を用いて体内の患部を処置するには、患者Ｐの体外から体腔内に挿入された内視鏡１２の挿入部のチャネルを介して、本実施形態に係るマニピュレータ３を先端の可動部７側から挿入していき、体内に配置されている内視鏡１２の挿入部の先端面の鉗子チャネルの開口から可動部７を突出させる。

この場合において、体腔は曲がりくねっている場合が多く、内視鏡１２の挿入部および該挿入部に設けられているチャネルは体腔の形状に倣って湾曲されて体腔内に挿入されている。したがって、このようなチャネルを介してマニピュレータ３が挿入される場合には、マニピュレータ３は長尺ガイド部材６をチャネルに合わせて湾曲させながら挿入されていくことになる。

本実施形態に係るマニピュレータ３において、長尺ガイド部材６が湾曲させられる場合には、中心に沿って配置されている可撓性の高いマルチルーメンチューブ１６が湾曲させられる。マルチルーメンチューブ１６はその両端が可動部７および駆動部８に固定されているので、マルチルーメンチューブ１６がその中心線に沿う長さを伸縮せずに湾曲させられれば、マルチルーメンチューブ１６に形成されているルーメン１５ａ，１５ｂも大きく伸縮することはなく、ルーメン１５ａ，１５ｂ内に配置されているワイヤ９ａ，９ｂの経路長も大きく変動しない。

マルチルーメンチューブ１６が湾曲させられると、その外周を被覆しているコイルチューブ１７も湾曲させられる。コイルチューブ１７は、マルチルーメンチューブ１６に対して十分に高い剛性を有する材質により構成されているので、長尺ガイド部材６が湾曲させられる際には、湾曲の内径側に配置される部分の長さは素線を密着させたままで変化せず、湾曲の外径側に配置される部分の素線の間隔を広げるようにして湾曲させられる。

ここで、図３Ａ，８に示されるように、コイルチューブ１７の両端が可動部７および駆動部８に固定されている場合を比較例として挙げて説明する。
この場合には、コイルチューブ１７の湾曲の内径側の寸法は、長尺ガイド部材６が直線状の場合も湾曲された場合も変化しない。したがって、長尺ガイド部材６が湾曲させられるときには、コイルチューブ１７の湾曲の内径側の長さ寸法を基準として、それよりも曲率半径方向の外側に配置される各部材が伸張されるように移動あるいは変形する。

その結果、図３Ｂに示されるように、マルチルーメンチューブ１６には、その長さを伸張させる方向に張力が作用するので、基端が駆動部８のハウジング１４から離間する方向に移動し、可動部７と駆動部８との間の距離が増加してワイヤ９ａの経路長が増大させられてしまう。このため、長尺ガイド部材６を湾曲させるだけで、そのルーメン１５ａ内に貫通配置されているワイヤ９ａにかかる張力が増大してしまい、駆動部８を作動させていなくても可動部７が作動させられてしまったり、ワイヤ９ａに過度の張力がかかってしまったりする不都合が発生する。

これに対し、本実施形態に係るマニピュレータ３によれば、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、コイルチューブ１７の基端が、駆動部８のハウジング１４に対してマルチルーメンチューブ１６の長手方向に移動可能なスライダ１８に固定されているので、長尺ガイド部材６が湾曲させられると、スライダ１８がハウジング１４に対して移動して、コイルチューブ１７の基端を駆動部８側に移動させる。すなわち、湾曲の前後において、湾曲の内径側に配置されるコイルチューブ１７の長さが変動しないことは比較例と変わらないが、コイルチューブ１７の基端が固定されていないので、コイルチューブ１７の基端がスライダ１８とハウジング１４との隙間を詰めるように変位する。その結果、マルチルーメンチューブ１６の張力が増大することが防止され、マルチルーメンチューブ１６の長さが維持され、ワイヤ９ａの経路長が延びることが防止される。

このように本実施形態に係るマニピュレータ３によれば、長尺ガイド部材６が湾曲してもワイヤ９ａ，９ｂの経路長が変動しないので、駆動部８の作動と関係なく可動部７が作動してしまったり、ワイヤ９ａ，９ｂに過度の張力がかかってしまったりすることを防止して、可動部７を精度よく制御することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、マルチルーメンチューブ１６として剛性の低い材質からなるものを採用しているが、マルチルーメンチューブ１６の外周を被覆するコイルチューブ１７によって長尺ガイド部材６自体の剛性を高めている。したがって、コイルチューブ１７の基端側に、長手方向に沿う力を作用させることで、マニピュレータ３全体を進退させることができるとともに、コイルチューブ１７の基端側に、長手軸回りのトルクをかけることにより、先端の可動部７を長手軸回りに回転させることができる。

コイルチューブ１７にトルクをかける方法としては、コイルチューブ１７の基端に直接トルクをかける方法の他、図４に示されるように、案内機構１９を構成するハウジング１４とスライダ１８との間にスライダ１８の周方向の変位を規制する回り止め２０を設け、ハウジング１４に加えるトルクを、回り止め２０を介してコイルチューブ１７に伝達する方法を採用してもよい。

回り止め２０としては、ハウジング１４に、マルチルーメンチューブ１６の長手方向に延びる長孔２１を設け、スライダ１８に、長孔２１に挿入されるピン２２を設けることにすればよい。スライダ１８がマルチルーメンチューブ１６の長手方向に移動する際には、ピン２２に対して長孔２１を移動させ、ハウジング１４にトルクが加えられたときには、ピン２２と長孔２１との係合によってマルチルーメンチューブ１６の長手軸回りのトルクを伝達することができる。

また、本実施形態においては、マルチルーメンチューブ１６を駆動部８のハウジング１４に固定し、コイルチューブ１７の基端側の端部を移動可能としたので、駆動部８の作動によってワイヤ９ａ，９ｂに張力がかかると、マルチルーメンチューブ１６に圧縮力が加わる。マルチルーメンチューブ１６として、圧縮剛性の低い材質からなるものを採用する場合には、以下の補強手段を採用することが好ましい。

すなわち、第１に、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、コイルチューブ１７の内面とマルチルーメンチューブ１６の外面との径方向の隙間を十分に小さく抑えることにより、圧縮によって径方向に拡大しようとするマルチルーメンチューブ１６の外面をコイルチューブ１７によって抑えることにしてもよい。この場合にはコイルチューブ１７が補強手段を兼ねることになる。

第２に、図５に示されるように、マルチルーメンチューブ１６の外周面を被覆する、マルチルーメンチューブ１６よりも圧縮剛性の高い樹脂チューブ（補強部材）２３を補強手段として採用してもよい。
第３に、図６に示されるように、マルチルーメンチューブ１６のいずれかのルーメン１５ｃ内に挿入配置された、マルチルーメンチューブ１６よりも圧縮剛性の高いシャフト２４を補強手段として採用してもよい。

また、第４に、図７に示されるように、スライダ１８とハウジング１４との間の長手方向の間隔位置に配置され、間隔を広げる方向にバネ力を作用させる圧縮バネ（付勢手段）２５を補強手段として採用してもよい。可動部７を作動させる際にワイヤ９ａ，９ｂにかかる張力によってマルチルーメンチューブ１６にかかる圧縮力を、圧縮バネ２５のバネ力によって補強することができる。なお、圧縮バネ２５を圧縮コイルバネにより構成する場合には、コイルチューブ１７と同様にしてマルチルーメンチューブ１６の外周面に近接する内径を有するコイルバネを採用することにより、ワイヤ９ａ，９ｂにかかる張力によってマルチルーメンチューブ１６が圧縮されて径方向に膨張するのを抑えることもできる。

また、第５に、図８に示されるように、スライダ１８およびハウジング１４に、磁気反発力によってスライダ１８とハウジング１４との長手方向の間隔を広げる一対の磁石（付勢手段）２６ａ，２６ｂを補強手段として採用してもよい。可動部７を作動させる際にワイヤ９ａ，９ｂにかかる張力によってマルチルーメンチューブ１６にかかる圧縮力を、磁気反発力によって補強することができる。

また、長尺ガイド部材６を湾曲させることによって、スライダ１８がハウジング１４に近接する方向に移動した状態で、両者の相対位置をロックするロック機構２７を備えていてもよい。すなわち、内視鏡１２を体腔内に挿入することによって湾曲したチャネル内に挿入される本実施形態のマニピュレータ３は、チャネルの形状に合わせて長尺ガイド部材６が湾曲させられるが、挿入が完了した後には長尺ガイド部材６の形状は大きく変化しない。

したがって、ロック機構２７の作動により、スライダ１８がハウジング１４に近接した状態で両者の相対位置をロックすることにより、コイルチューブ１７によってマルチルーメンチューブ１６にかかる圧縮力を受けることができる。この場合、ロック機構２７が補強手段を構成していることになる。

ロック機構２７としては、以下の構造のものを採用することができる。
例えば、ロック機構２７として、図９Ａおよび図１０Ａに示されるように、円筒状のスライダ１８の径方向外方から近接させられてスライダ１８の外周面を略半周にわたって覆うようにスライダ１８を収容する横断面略Ｃ字状の把持部材２８を採用してもよい。

駆動部８に対して動力を供給するモータユニット２９を駆動部８とは別体として着脱可能に構成し、把持部材２８をモータユニット２９に固定しておくことで、図９Ｂおよび図１０Ｂに示されるように、駆動部８をモータユニット２９に取り付ける際に、スライダ１８を把持部材２８によって把持させ、スライダ１８外周面と把持部材２８の内周面との間の摩擦によって、マルチルーメンチューブ１６の長手方向に沿うスライダ１８の移動を拘束する構造のものを採用すればよい。図中、符号３０は摩擦を増大させる材質からなるコーティングである。

また、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、スライダ１８に固定したベアリング３１の外輪をＣ字状の把持部材２８の内側に嵌合させて、スライダ１８の回転を許容しつつ、マルチルーメンチューブ１６の長手方向に沿うスライダ１８の移動を固定する構造のものを採用してもよい。
また、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、モータユニット２９に、長尺ガイド部材６が配置される方向に並ぶ複数の溝３２を設け、スライダ１８に突起３３を設けることにしてもよい。駆動部８をモータユニット２９に取り付けたときに、スライダ１８の突起３３をいずれかの溝３２に係合させることで、任意の位置でスライダ１８の移動を拘束する構造のものを採用してもよい。突起３３と溝３２は入れ替えてもよい。

また、本実施形態においては、コイルチューブ１７の基端を駆動部８に対して移動可能に配置したが、これに代えて、コイルチューブ１７の先端を可動部７に対して移動可能に配置してもよい。

また、本実施形態においては、マルチルーメンチューブ１６の基端をハウジング１４に固定することとしたが、これに代えて、図１３Ａに示されるように、スライダ１８に固定し、ハウジング１４とスライダ１８との間に圧縮バネ２５を配置してもよい。
このように構成することで、長尺ガイド部材６が湾曲されるときには、図１３Ｂに示されるように、バネ２５が圧縮されてスライダ１８が移動させられる。このとき、スライダ１８に固定されているマルチルーメンチューブ１６の基端もスライダ１８の移動によって移動させられる。マルチルーメンチューブ１６は剛性の低い樹脂チューブにより構成されているので、基端側が移動されることで伸張させられるが、伸張させられた分だけ移動することで、ワイヤ９ａ，９ｂの経路長の増大を防止することができる。
また、この場合に、図１４Ａおよび図１４Ｂに示されるように、マルチルーメンチューブ１６を駆動部８のハウジング１４内まで延ばしてもよい。

また、本実施形態においては、マルチルーメンチューブ１６として、複数のルーメン１５ａ，１５ｂがマルチルーメンチューブ１６の長手方向に沿って真っ直ぐに形成されているものを例示したが、これに限定されるものではなく、図１５に示されるように、マルチルーメンチューブ１６の長手軸回りに捻れたルーメン３４ａ，３４ｂを有するものを採用してもよい。
このようにすることで、太いマルチルーメンチューブ１６を使用することで、湾曲の際に曲率半径差が大きくなっても、湾曲による各ルーメン３４ａ，３４ｂの長さの変動を抑えて、ワイヤ９ａ，９ｂの経路長の変動を防止することができる。

３ マニピュレータ
６ 長尺ガイド部材
７ 可動部
８ 駆動部
９ａ，９ｂ ワイヤ（動力伝達部材）
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，３４ａ，３４ｂ ルーメン
１６ マルチルーメンチューブ（ガイドチューブ）
１７ コイルチューブ（アウターシース）
１９ 案内機構
２０ 回り止め
２３ 樹脂チューブ（補強部材、補強手段）
２４ シャフト（補強手段）
２５ 圧縮コイルバネ（圧縮バネ、補強手段、付勢手段）
２６ａ，２６ｂ 磁石（補強手段、付勢手段）
２７ ロック機構
２８ 把持部材（ロック機構）
３２ 溝（ロック機構）
３３ 突起（ロック機構）

Claims (19)

1. 可動部と、
   該可動部に供給する動力を発生する駆動部と、
   一端に前記可動部、他端に前記駆動部を取り付ける細長い軟性の長尺ガイド部材と、
   前記駆動部の動力を前記可動部に伝達する細長い動力伝達部材とを備え、
   前記長尺ガイド部材が、前記動力伝達部材を長手方向に貫通させるルーメンを有する細長い軟性のガイドチューブと、該ガイドチューブの外周を被覆する該ガイドチューブより高剛性のアウタシースとを備え、
   前記アウタシースの一端が、前記駆動部に対して、前記ガイドチューブの長手方向に移動可能に取り付けられ、
   前記駆動部から任意の相対位置で前記アウタシースを固定するロック機構を備えるマニピュレータ。
2. 前記アウタシースと前記駆動部との間に、前記アウタシースの移動を案内する案内機構を備える請求項１に記載のマニピュレータ。
3. 前記案内機構が、前記ガイドチューブと前記アウタシースとを周方向に係止する回り止めを有する請求項２に記載のマニピュレータ。
4. 前記ガイドチューブの両端が、前記アウタシースの両端に固定されている請求項１から請求項３のいずれかに記載のマニピュレータ。
5. 前記ガイドチューブは、一端が前記可動部に固定され、他端が前記駆動部に固定されている請求項１から請求項３のいずれかに記載のマニピュレータ。
6. 前記ガイドチューブの圧縮剛性を補強する補強手段を有する請求項５に記載のマニピュレータ。
7. 前記補強手段が、前記アウタシースと前記駆動部との間に配置され、両者を引き離す方向の力を発生する付勢手段である請求項６に記載のマニピュレータ。
8. 前記付勢手段が、圧縮コイルバネである請求項７に記載のマニピュレータ。
9. 前記付勢手段が、前記アウタシースと前記駆動部にそれぞれ配置され、磁気反発力を発生する一対の磁石である請求項７に記載のマニピュレータ。
10. 前記アウタシースが、前記駆動部に対して移動可能に設けられ、
    前記補強手段が、少なくとも、前記アウタシースと前記駆動部との間隔位置に前記ガイドチューブの長手方向に沿って該ガイドチューブの表面に密着状態に配置された、該ガイドチューブよりも高剛性の補強部材である請求項６に記載のマニピュレータ。
11. 前記ガイドチューブが、前記ルーメンを複数有し、
    各該ルーメンが、前記ガイドチューブの長手軸回りに捻れた形状を有する請求項１から請求項１０のいずれかに記載のマニピュレータ。
12. 可動部と、
    該可動部に供給する動力を発生する駆動部と、
    前記駆動部の動力を前記可動部に伝達する細長い動力伝達部材と、
    該動力伝達部材を長手方向に貫通させるルーメンを有する細長い軟性のガイドチューブ、および該ガイドチューブの外周を被覆する該ガイドチューブより高剛性のアウタシースを有し、一端に前記可動部、他端に前記駆動部を取り付ける細長い軟性の長尺ガイド部材と、
    前記ガイドチューブの圧縮剛性を補強する補強手段とを備え、
    前記アウタシースの一端が、前記駆動部に対して、前記ガイドチューブの長手方向に移動可能に取り付けられ、
    前記ガイドチューブは、一端が前記可動部に固定され、他端が前記駆動部に固定され、
    前記補強手段が、前記アウタシースと前記駆動部との間に配置され、両者を引き離す方向の力を発生する付勢手段であるマニピュレータ。
13. 前記アウタシースと、前記可動部または前記駆動部との間に、前記アウタシースの移動を案内する案内機構を備える請求項１２に記載のマニピュレータ。
14. 前記案内機構が、前記ガイドチューブと前記アウタシースとを周方向に係止する回り止めを有する請求項１３に記載のマニピュレータ。
15. 前記アウタシースと前記駆動部とを任意の相対位置で固定するロック機構を備える請求項１３または請求項１４に記載のマニピュレータ。
16. 前記付勢手段が、圧縮コイルバネである請求項１２に記載のマニピュレータ。
17. 前記付勢手段が、前記アウタシースと前記駆動部にそれぞれ配置され、磁気反発力を発生する一対の磁石である請求項１２に記載のマニピュレータ。
18. 前記補強手段が、少なくとも、前記アウタシースと前記駆動部との間隔位置に前記ガイドチューブの長手方向に沿って該ガイドチューブの表面に密着状態に配置された、該ガイドチューブよりも高剛性の補強部材である請求項１２に記載のマニピュレータ。
19. 前記ガイドチューブが、前記ルーメンを複数有し、
    各該ルーメンが、前記ガイドチューブの長手軸回りに捻れた形状を有する請求項１２から請求項１８のいずれかに記載のマニピュレータ。

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