JP2019034083A - Flexible tube of medical manipulator and bending structure - Google Patents

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Jun Kobayakawa
純 小早川
雄一郎 山内
Yuichiro Yamauchi
雄一郎 山内
真平 黒川
Shimpei Kurokawa
真平 黒川
裕樹 保戸田
Hiroki Hotoda
裕樹 保戸田
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Abstract

To provide a flexible tube of a medical manipulator, having excellent torsional stiffness, load bearing, and flexibility, while being downsized.SOLUTION: The flexible tube of a medical manipulator, made of a superelastic alloy, includes: a plurality of ring parts 21 consecutively provided in the axial direction; tube connecting parts 23a and 23b for connecting between the axially-adjacent ring parts 21, at one parts in the circumferential direction; and tube slits 25 delimited between the axially-adjacent ring parts 21, on both sides in the circumferential direction of the tube connecting parts 23a and 23b, and allowing the flexible tube 15 to bend by bending of the tube connecting parts 23a and 23b. The axial-width w1, as a size in the axial direction, of the ring parts 21 is set to equal to or less than a largest circumferential width w2, as a size in the circumferential direction of the tube connecting parts 23b.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、手術ロボット等の医療用マニピュレーターの屈曲部に適用可能な可撓チューブ及び屈曲構造体に関する。   The present invention relates to a flexible tube and a bending structure applicable to a bending portion of a medical manipulator such as a surgical robot.

近年の医療においては、手術の際に患者及び医師の双方の負担を軽減可能とする手術ロボットのロボット鉗子や手動鉗子等の医療用マニピュレーターが普及してきている。   In recent medical treatments, medical manipulators such as robot forceps and manual forceps of a surgical robot that can reduce the burden on both a patient and a doctor during surgery have become widespread.

ロボット鉗子や手動鉗子等の医療用マニピュレーターでは、患者の小さな創から内視鏡カメラとアームを挿入し、医師が３Ｄモニターを通して術野を目で捉えながら、実際に鉗子を動かしている感覚で手術を行うことを可能とする。   In medical manipulators such as robot forceps and manual forceps, an endoscopic camera and arm are inserted from a small wound of a patient, and the doctor senses the surgical field through the 3D monitor and operates as if the forceps are actually moving. It is possible to perform.

このような医療用マニピュレーターとしては、特許文献１のように、アームに屈曲部による関節機能を持たせることにより、高い自由度を確保でき、より精緻な手術操作を可能とするものがある。   As such a medical manipulator, there is a medical manipulator that can secure a high degree of freedom and enable a more precise surgical operation by giving an arm a joint function by a bent portion, as in Patent Document 1.

こうした医療用マニピュレーターは、患者の創を小さくして、精神的、肉体的な負担を軽減するために、小型化が望まれる。これに応じて、アームに用いられる屈曲部も、小型化が望まれている。   Such medical manipulators are desired to be miniaturized in order to reduce the wound of the patient and reduce the mental and physical burden. Accordingly, it is desired that the bent portion used for the arm be downsized.

しかし、特許文献１の技術では、屈曲部がコイルスプリングによって構成されているため、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。   However, in the technique of Patent Document 1, since the bent portion is constituted by a coil spring, there is a limit to downsizing from the need to ensure load resistance and flexibility.

このような問題は、上記のようにロボット鉗子や手動鉗子等の医療用マニピュレーターだけでなく、内視鏡カメラ等の他の医療用マニピュレーターにおいても同様に存在する。   Such a problem exists not only in medical manipulators such as robot forceps and manual forceps as described above, but also in other medical manipulators such as endoscope cameras.

特開２０１４−３８０７５号公報JP 2014-38075 A

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。   The problem to be solved is that there is a limit to securing load resistance and flexibility while achieving downsizing.

本発明は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものとするために、超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、軸線方向に連設された複数のリング部と、前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、前記リング部は、前記軸線方向での寸法が、最も大きい前記チューブ結合部の前記周方向での寸法以下であることを可撓チューブの最も主な特徴とする。   The present invention relates to a flexible tube of a medical manipulator made of a superelastic alloy, and a plurality of ring portions connected in the axial direction, in order to achieve miniaturization and excellent load resistance and flexibility. A tube coupling portion that couples the ring portions adjacent in the axial direction in a part in the circumferential direction, and a tube coupling portion that is partitioned on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portion between the ring portions that are adjacent in the axial direction. A slit that allows the flexible tube to be bent by bending the portion, and the ring portion may have a dimension in the axial direction that is less than or equal to a dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling portion. The main feature of flexible tube.

本発明は、超弾性合金からなる可撓チューブが、複数のリング部を軸線方向でチューブ結合部によって結合して形成され、チューブ結合部の曲げによって屈曲が可能となっているため、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものとすることができる。   In the present invention, a flexible tube made of a superelastic alloy is formed by connecting a plurality of ring portions with a tube connecting portion in the axial direction, and can be bent by bending the tube connecting portion. It can be excellent in load resistance and flexibility while being planned.

しかも、リング部の軸線方向での寸法が、最も大きいチューブ結合部の周方向での寸法以下である構成により、可撓チューブの屈曲時には、チューブ結合部と共にリング部を変形させることができ、可撓チューブの構造全体でひずみを発生させ、結果としてひずみを緩和することが可能となる。   In addition, the configuration in which the dimension of the ring portion in the axial direction is equal to or less than the dimension of the largest tube coupling portion in the circumferential direction can deform the ring portion together with the tube coupling portion when the flexible tube is bent. Strain is generated in the entire structure of the flexible tube, and as a result, the strain can be reduced.

（Ａ）は可撓チューブを用いたロボット鉗子を示す正面側から見た斜視図、（Ｂ）は同背面側から見た斜視図である（実施例１）。(A) is the perspective view seen from the front side which shows the robot forceps using a flexible tube, (B) is the perspective view seen from the back side (Example 1). 図１のロボット鉗子を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である（実施例１）。The robot forceps of FIG. 1 are shown, (A) is a side view, (B) is a front view (Example 1). 図１のロボット鉗子の可撓チューブを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図（実施例１）。The flexible tube of the robot forceps of FIG. 1 is shown, (A) is a front view, (B) is a side view (Example 1). 図３の可撓チューブの一部拡大正面図である（実施例１）。FIG. 4 is a partially enlarged front view of the flexible tube of FIG. 3 (Example 1). ひずみの分布を示す可撓チューブの正面図であり、（Ａ）は実施例１、（Ｂ）は比較例である（実施例１）。It is a front view of the flexible tube which shows distribution of distortion, (A) is Example 1 and (B) is a comparative example (Example 1). ひずみの分布を示す可撓チューブの斜視図であり、図６（Ａ）は実施例１、図６（Ｂ）は比較例である（実施例１）。It is a perspective view of the flexible tube which shows distribution of distortion, FIG. 6 (A) is Example 1 and FIG. 6 (B) is a comparative example (Example 1). （Ａ）は図６（Ａ）の要部拡大図、（Ｂ）は図６（Ｂ）の要部拡大図である（実施例１）。(A) is the principal part enlarged view of FIG. 6 (A), (B) is the principal part enlarged view of FIG. 6 (B) (Example 1). ひずみの最大値と屈曲角との関係を示すグラフである（実施例１）。It is a graph which shows the relationship between the maximum value of a distortion | strain, and a bending angle (Example 1). 可撓チューブの荷重と屈曲角との関係を示すグラフである（実施例１）。It is a graph which shows the relationship between the load of a flexible tube, and a bending angle (Example 1). 可撓チューブを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である（実施例２）。A flexible tube is shown, (A) is a side view, (B) is a front view (Example 2). ひずみの分布を示す可撓チューブの正面図であり、（Ａ）は実施例２、図１１（Ｂ）は比較例である（実施例２）。It is a front view of the flexible tube which shows distribution of distortion, (A) is Example 2, FIG.11 (B) is a comparative example (Example 2). ひずみの分布を示す可撓チューブの斜視図であり、（Ａ）は実施例２、（Ｂ）は比較例である（実施例２）。It is a perspective view of the flexible tube which shows distribution of distortion, (A) is Example 2, and (B) is a comparative example (Example 2). 図１２（Ａ）のＸＩＩＩ部分の拡大図である（実施例２）。(Example 2) which is an enlarged view of the XIII part of FIG. 12 (A). 可撓チューブを示し、図１４（Ａ）は側面図、図１４（Ｂ）は正面図である（実施例３）。A flexible tube is shown, FIG. 14 (A) is a side view, FIG.14 (B) is a front view (Example 3). 可撓チューブを示す一部拡大正面図である（実施例４）。(Example 4) which is a partially expanded front view which shows a flexible tube. 変形例に係る可撓チューブを示す一部拡大正面図である（実施例４）。It is a partially expanded front view which shows the flexible tube which concerns on a modification (Example 4). 可撓チューブを示す一部拡大正面図である（実施例５）。(Example 5) which is a partially expanded front view which shows a flexible tube. 可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す斜視図である（実施例６）。(Example 6) which is a perspective view which shows the bending structure using a flexible tube. 図１８の屈曲構造体を示す正面図である（実施例６）。FIG. 19 is a front view showing the bent structure of FIG. 18 (Example 6). 図１８の屈曲構造体のガイド部を示す斜視図である（実施例６）。(Example 6) which is a perspective view which shows the guide part of the bending structure of FIG. 図２０のガイド部を示す正面図である（実施例６）。(Example 6) which is a front view which shows the guide part of FIG. 図２０のガイド部を示す平面図である（実施例６）。(Example 6) which is a top view which shows the guide part of FIG. 可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す正面図である（実施例７）。(Example 7) which is a front view which shows the bending structure using a flexible tube. 図２３の屈曲構造体を示す平面図である（実施例７）。FIG. 24 is a plan view showing the bent structure of FIG. 23 (Example 7). 可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す斜視図である（実施例８）。(Example 8) which is a perspective view which shows the bending structure using a flexible tube. 図２５の屈曲構造体を示す側面図である（実施例８）。(Example 8) which is a side view which shows the bending structure of FIG. 図２５の屈曲構造体を示す平面図である（実施例８）。(Example 8) which is a top view which shows the bending structure of FIG. 可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す斜視図である（実施例９）。(Example 9) which is a perspective view which shows the bending structure using a flexible tube. 図２８の屈曲構造体を示す側面図である（実施例９）。FIG. 29 is a side view showing the bent structure of FIG. 28 (Example 9). 図２８の屈曲構造体を示す平面図である（実施例９）。FIG. 29 is a plan view showing the bent structure of FIG. 28 (Example 9). 可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す斜視図である（実施例１０）。(Example 10) which is a perspective view which shows the bending structure using a flexible tube. 図３１の屈曲構造体を示す側面図である（実施例１０）。FIG. 32 is a side view showing the bent structure of FIG. 31 (Example 10). 図３１の屈曲構造体を示す平面図である（実施例１０）。FIG. 32 is a plan view showing the bent structure of FIG. 31 (Example 10).

本発明は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものにするという目的を、軸線方向に連設された複数のリング部をチューブ結合部により結合し、リング部の軸線方向での寸法を最も大きいチューブ結合部の周方向での寸法以下にした超弾性合金からなる可撓チューブにより実現した。   The present invention aims to make the size and size excellent in load resistance and flexibility, by connecting a plurality of ring portions connected in the axial direction by a tube connecting portion, and in the axial direction of the ring portion. This was realized by a flexible tube made of a superelastic alloy having a dimension equal to or smaller than the dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling portion.

リング部の軸線方向での寸法は、最も小さいチューブ結合部の周方向での寸法と同一としてもよい。   The dimension in the axial direction of the ring portion may be the same as the dimension in the circumferential direction of the smallest tube coupling portion.

また、リング部の軸線方向での寸法は、屈曲時に固定側となる軸線方向の一側から屈曲時に可動側となる軸線方向の他側にかけて漸次小さくしてもよい。   Further, the dimension of the ring portion in the axial direction may be gradually reduced from one side in the axial direction that is the fixed side when bent to the other side in the axial direction that becomes the movable side when bent.

チューブ結合部は、軸線方向で隣接するリング部間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、各リング部の軸線方向の一側のチューブ結合部と軸線方向の他側のチューブ結合部とが周方向に１８０／Ｎ度（Ｎは２以上の整数）ずれており、軸線方向の一側及び他側のチューブ結合部の曲げによって異なる方向への可撓チューブの屈曲を可能とした構成を採用してもよい。   The tube connection part is connected between two adjacent ring parts in the axial direction in the circumferential direction opposite to each other in the radial direction, and the tube connection part on one side in the axial direction of each ring part and the tube connection on the other side in the axial direction. The portion is displaced by 180 / N degrees in the circumferential direction (N is an integer of 2 or more), and the flexible tube can be bent in different directions depending on the bending of the tube connecting portion on one side and the other side in the axial direction. A configuration may be adopted.

ただし、交差する異なる方向へ屈曲させる場合は、一つの可撓チューブを上記のように構成するものに限られず、例えば、二つの可撓チューブを連続して設け、それぞれが異なる方向へ曲がるように構成することも可能である。   However, in the case of bending in different directions that intersect, one flexible tube is not limited to the one configured as described above. For example, two flexible tubes are provided in succession so that each bends in a different direction. It is also possible to configure.

［ロボット鉗子の構造］
図１（Ａ）は、可撓チューブを用いたロボット鉗子を示す正面側から見た斜視図、図１（Ｂ）は同背面側から見た斜視図、図２（Ａ）は同側面図、図２（Ｂ）は同正面図である。 [Robot forceps structure]
1A is a perspective view seen from the front side showing a robot forceps using a flexible tube, FIG. 1B is a perspective view seen from the back side, FIG. 2A is a side view, FIG. 2B is a front view of the same.

ロボット鉗子１は、医療用マニピュレーターである手術ロボットのロボットアーム先端を構成するものである。なお、ロボット鉗子１は、医療用マニピュレーターの一例である。可撓チューブ１５を適用可能な医療用マニピュレーターは、手術ロボットに取り付けるか否かに拘わらず、医師等が手で操作するものであって、屈曲動作を行う屈曲部を有すれば、特に限定されるものではない。従って、医療用マニピュレーターには、手術ロボットに取り付けない内視鏡カメラや手動鉗子等も含まれる。   The robot forceps 1 constitutes the tip of a robot arm of a surgical robot that is a medical manipulator. The robot forceps 1 is an example of a medical manipulator. A medical manipulator to which the flexible tube 15 can be applied is operated by a doctor or the like regardless of whether or not the flexible manipulator 15 is attached to a surgical robot. It is not something. Accordingly, the medical manipulator includes an endoscopic camera and manual forceps that are not attached to the surgical robot.

ロボット鉗子１は、シャフト部５、屈曲部７、把持部９によって構成されている。   The robot forceps 1 includes a shaft portion 5, a bent portion 7, and a grip portion 9.

シャフト部５は、円筒形状に形成されている。シャフト部５内には、屈曲部７を駆動するための駆動ワイヤー（図示せず）や把持部９を駆動するためのプッシュプルケーブル（図示せず）が通っている。シャフト部５の先端には、屈曲部７を介して把持部９が設けられている。   The shaft portion 5 is formed in a cylindrical shape. A drive wire (not shown) for driving the bent portion 7 and a push-pull cable (not shown) for driving the grip portion 9 pass through the shaft portion 5. A grip portion 9 is provided at the tip of the shaft portion 5 via a bent portion 7.

屈曲部７は、本実施例の可撓チューブ１５によって構成され、駆動ワイヤーの操作により屈曲可能となっている。可撓チューブ１５の詳細は後述する。   The bent portion 7 is constituted by the flexible tube 15 of the present embodiment, and can be bent by operating the drive wire. Details of the flexible tube 15 will be described later.

把持部９は、屈曲部７の先端に取り付けられた基部９ａに対して鉗子部９ｂが軸支されている。鉗子部９ｂは、プッシュプルケーブルの進退動作（プッシュプル動作）で開閉するようになっている。   In the grip 9, a forceps 9 b is pivotally supported with respect to a base 9 a attached to the tip of the bent portion 7. The forceps 9b is opened and closed by a push-pull cable advance / retreat operation (push-pull operation).

把持部９の駆動は、プッシュプルケーブルに限らず、エアチューブや複数の駆動ケーブルを用いても良い。   The driving of the grip portion 9 is not limited to the push-pull cable, and an air tube or a plurality of drive cables may be used.

［可撓チューブの構造］
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、図１のロボット鉗子１の可撓チューブ１５を示し、図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は側面図、図４は、同一部拡大正面図である。 [Structure of flexible tube]
3 (A) and 3 (B) show the flexible tube 15 of the robot forceps 1 of FIG. 1, FIG. 3 (A) is a front view, FIG. 3 (B) is a side view, and FIG. It is a front view.

可撓チューブ１５は、超弾性合金からなり、連結部１９ａ，１９ｂと、リング部２１と、チューブ結合部２３ａ，２３ｂと、チューブスリット２５とで構成されている。なお、超弾性合金は、NiTi合金（ニッケルチタン合金）、ゴムメタル（登録商標）等のチタン系合金、Cu-Al-Mn合金（銅系合金）、Fe-Mn-Al系合金（鉄系合金）等とすることが可能である。   The flexible tube 15 is made of a superelastic alloy, and includes a connecting portion 19a, 19b, a ring portion 21, tube coupling portions 23a, 23b, and a tube slit 25. Superelastic alloys include NiTi alloys (nickel titanium alloys), titanium alloys such as rubber metal (registered trademark), Cu-Al-Mn alloys (copper alloys), Fe-Mn-Al alloys (iron alloys). And so on.

連結部１９ａ，１９ｂは、両端部に設けられたリング状であり、ロボット鉗子１側に連結される部分である。これら連結部１９ａ，１９ｂ間には、複数のリング部２１が位置している。   The connecting portions 19a and 19b are ring-shaped provided at both ends, and are connected to the robot forceps 1 side. A plurality of ring portions 21 are located between the connecting portions 19a and 19b.

複数のリング部２１は、軸線方向に等間隔で連設されている。軸線方向で隣接するリング部２１間の間隔ｄは一定に保持されており、各リング部２１の径ｒ１、軸線方向での寸法としての軸線方向幅ｗ１、及び肉厚ｔも一定となっている。なお、肉厚ｔは、連結部１９ａ，１９ｂ及びチューブ結合部２３ａ，２３ｂを含めた可撓チューブ１５全体において一定である。   The plurality of ring portions 21 are connected at equal intervals in the axial direction. The distance d between the ring parts 21 adjacent in the axial direction is kept constant, and the diameter r1 of each ring part 21, the axial width w1 as the dimension in the axial direction, and the wall thickness t are also constant. . The wall thickness t is constant throughout the flexible tube 15 including the connecting portions 19a and 19b and the tube coupling portions 23a and 23b.

各リング部２１の軸線方向での寸法である軸線方向幅ｗ１は、後述する最も大きいチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２以下となっている。本実施例では、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２が一定であり、その周方向幅ｗ２と軸線方向幅ｗ１が同一になっている。   An axial width w1 that is a dimension in the axial direction of each ring portion 21 is equal to or smaller than a circumferential width w2 of the largest tube coupling portions 23a and 23b described later. In this embodiment, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b is constant, and the circumferential width w2 and the axial width w1 are the same.

なお、軸線方向幅ｗ１は、リング部２１が可撓チューブ１５の屈曲時に変形可能とすることが重要であり、最も大きいチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２以下になっていればよい。   It is important that the axial width w1 be deformable when the flexible tube 15 is bent, and the axial width w1 may be equal to or smaller than the circumferential width w2 of the largest tube coupling portions 23a and 23b.

隣接するリング部２１は、周方向の一部でチューブ結合部２３ａ，２３ｂによって結合されている。両端部のリング部２１は、チューブ結合部２３ａ，２３ｂによって連結部１９ａ，１９ｂに結合されている。   Adjacent ring portions 21 are coupled by tube coupling portions 23a and 23b at a part in the circumferential direction. The ring portions 21 at both ends are coupled to the coupling portions 19a and 19b by tube coupling portions 23a and 23b.

チューブ結合部２３ａ，２３ｂは、リング部２１に一体に設けられ、軸線方向で隣接するリング部２１間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合している。   The tube coupling portions 23a and 23b are provided integrally with the ring portion 21 and couple the ring portions 21 adjacent in the axial direction at two locations in the circumferential direction opposed in the radial direction.

各リング部２１において、軸線方向の一側（基端側）に位置するチューブ結合部２３ａ，２３ｂと他側（先端側）に位置するチューブ結合部２３ｂ，２３ａは、周方向に１８０／Ｎ度ずれて配置されている。ここでのチューブ結合部２３ａ，２３ｂのずれは、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの中心線間のずれをいう（以下、同じ。）。Ｎは、２以上の整数である。本実施例では、Ｎ＝２であり、チューブ結合部２３ａ，２３ｂが９０度ずれて配置されている。   In each ring portion 21, the tube coupling portions 23a and 23b located on one side (base end side) in the axial direction and the tube coupling portions 23b and 23a located on the other side (tip side) are 180 / N degrees in the circumferential direction. They are offset. The displacement of the tube coupling portions 23a and 23b here refers to the displacement between the center lines of the tube coupling portions 23a and 23b (hereinafter the same). N is an integer of 2 or more. In this embodiment, N = 2, and the tube coupling portions 23a and 23b are arranged 90 degrees apart.

なお、チューブ結合部２３ａ，２３ｂ間のずれは、６０度等とすることも可能であるが、９０度にするのが好ましい。これは、可撓チューブ１５の屈曲に必要なリング部２１の数を少なくでき、全体の長さをコンパクトにすることができるためである。   The deviation between the tube coupling portions 23a and 23b can be 60 degrees or the like, but is preferably 90 degrees. This is because the number of ring portions 21 required for bending the flexible tube 15 can be reduced, and the overall length can be made compact.

各チューブ結合部２３ａ，２３ｂは、軸線方向に伸びる矩形板状であり、リング部２１に応じて僅かに曲率を有している。チューブ結合部２３ａ，２３ｂの両端部は、円弧部２６を介してリング部２１に遷移する。これにより、チューブ結合部２３ａ，２３ｂとリング部２１との間は、接線連続となっている。   Each of the tube coupling portions 23 a and 23 b has a rectangular plate shape extending in the axial direction, and has a slight curvature according to the ring portion 21. Both end portions of the tube coupling portions 23 a and 23 b transition to the ring portion 21 via the arc portion 26. As a result, the tube coupling portions 23a and 23b and the ring portion 21 are tangentially continuous.

なお、リング部２１の径方向において、チューブ結合部２３ａ，２３ｂとリング部２１の間は、内外周が段差なく遷移している。ただし、チューブ結合部２３ａ，２３ｂをリング部２１よりも厚肉又は薄肉にして段差を有するような形態とすることも可能である。   In the radial direction of the ring portion 21, the inner and outer circumferences transition between the tube coupling portions 23 a and 23 b and the ring portion 21 without a step. However, the tube coupling portions 23a and 23b may be thicker or thinner than the ring portion 21 to have a step.

チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２は、リング部２１の軸線方向幅ｗ１よりも小さく形成されている。円弧部２６の曲率半径ｒ２は、リング部２１の軸線方向幅ｗ１よりも小さく、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２と同一か僅かに異なる程度となっている。   The circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b is formed smaller than the axial width w1 of the ring portion 21. The radius of curvature r2 of the arc portion 26 is smaller than the axial width w1 of the ring portion 21 and is the same as or slightly different from the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b.

チューブ結合部２３ａ，２３ｂは、中立軸を境に周方向の一側を圧縮して他側を伸長するように曲がることで可撓チューブ１５の屈曲を可能とする。本実施例では、周方向に９０度ずれたチューブ結合部２３ａ，２３ｂが曲がることにより、交差する異なる二方向Ｘ及びＹへの屈曲が可能となっている。   The tube coupling portions 23a and 23b allow the flexible tube 15 to bend by bending so as to compress one side in the circumferential direction and extend the other side with the neutral axis as a boundary. In the present embodiment, the tube coupling portions 23a and 23b that are shifted by 90 degrees in the circumferential direction are bent, so that bending in two intersecting directions X and Y is possible.

各チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向両側には、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げによる可撓チューブ１５の屈曲を許容するチューブスリット２５が設けられている。   Tube slits 25 that allow the flexible tube 15 to be bent by bending the tube coupling portions 23a and 23b are provided on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b.

すなわち、チューブスリット２５は、軸線方向で隣接するリング部２１間においてチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向両側に区画されている。各チューブスリット２５は、リング部２１及びチューブ結合部２３ａ，２３ｂの形状に応じて、角の丸い矩形状となっている。   That is, the tube slit 25 is partitioned on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b between the ring portions 21 adjacent in the axial direction. Each tube slit 25 has a rectangular shape with rounded corners according to the shapes of the ring portion 21 and the tube coupling portions 23a and 23b.

チューブスリット２５の軸線方向幅ｄ（リング部２１間の間隔ｄと同じ）は、リング部２１の軸線方向幅ｗ１よりも大きく形成されている。   The axial width d of the tube slit 25 (same as the interval d between the ring portions 21) is formed larger than the axial width w1 of the ring portion 21.

なお、本実施例の可撓チューブ１５の各部の寸法は、全長Ｌが２２．４ｍｍ、リング部２１の径ｒ１が６ｍｍ、軸線方向幅ｗ１が０．８ｍｍ、肉厚ｔが０．４ｍｍ、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２が０．２〜０．５ｍｍ、円弧部２６の曲率半径ｒ２が０．３ｍｍ、チューブスリット２５の軸線方向幅ｄが１．０ｍｍとなっている。   The dimensions of each part of the flexible tube 15 of this embodiment are as follows: the total length L is 22.4 mm, the diameter r1 of the ring portion 21 is 6 mm, the axial width w1 is 0.8 mm, the wall thickness t is 0.4 mm, and the tube The circumferential width w2 of the coupling portions 23a and 23b is 0.2 to 0.5 mm, the radius of curvature r2 of the arc portion 26 is 0.3 mm, and the axial width d of the tube slit 25 is 1.0 mm.

ただし、これら各部の寸法は、一例であり、要求される大きさや特性に応じて適宜変更することが可能である。例えば、リング部２１及びチューブ結合部２３ａ，２３ｂの肉厚ｔ、リング部２１の径ｒ１、軸線方向幅ｗ１は、可撓チューブ１５に要求される特性に応じて一定としなくてもよい。また、リング部２１の径ｒ１、軸線方向幅ｗ１、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２、円弧部２６の曲率半径ｒ２、チューブスリット２５の軸線方向幅ｄの相対的な大きさの関係を変更することも可能である。   However, the dimensions of these parts are examples, and can be appropriately changed according to the required size and characteristics. For example, the thickness t of the ring portion 21 and the tube coupling portions 23a and 23b, the diameter r1 of the ring portion 21, and the axial width w1 may not be constant according to the characteristics required for the flexible tube 15. Further, the relationship of the relative size of the diameter r1 of the ring portion 21, the axial width w1, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b, the radius of curvature r2 of the arc portion 26, and the axial width d of the tube slit 25. It is also possible to change.

［可撓チューブの動作］
屈曲部７としての可撓チューブ１５は、医師がロボット鉗子１を操作する際、何れか一つの駆動ワイヤーを引くことにより、シャフト部５側に位置する固定側に対して把持部９側に位置する可動側が屈曲する。そして、いくつかの駆動ワイヤーを組み合わせて引くことにより、３６０度全方位に屈曲させることが可能となる。 [Operation of flexible tube]
When the doctor operates the robot forceps 1, the flexible tube 15 as the bending portion 7 is positioned on the grip 9 side relative to the fixed side positioned on the shaft 5 side by pulling any one drive wire. The movable side to bend is bent. Then, by pulling a combination of several drive wires, it is possible to bend 360 degrees in all directions.

何れか一つの駆動ワイヤーを引いて屈曲させる際、可撓チューブ１５は、中立軸上に位置するチューブ結合部２３ａ，２３ｂの一方（実施例ではチューブ結合部２３ｂ）が、中立軸に対する屈曲内側部分を圧縮させると共に屈曲外側部分を伸長させるように曲がる（図５参照）。   When one of the drive wires is pulled and bent, the flexible tube 15 has one of the tube coupling portions 23a and 23b (the tube coupling portion 23b in the embodiment) positioned on the neutral axis, and the bent inner portion with respect to the neutral axis. And bend to extend the bent outer portion (see FIG. 5).

チューブ結合部２３ｂが曲がると、チューブ結合部２３ｂに対する先端側のリング部２１がチューブ結合部２３ｂを支点としてチューブスリット２５を閉じるように変位する。一方で、中立軸上のチューブ結合部２３ｂから周方向に９０度ずれたチューブ結合部２３ａは、ほとんど曲がらない。   When the tube coupling portion 23b is bent, the ring portion 21 on the distal end side with respect to the tube coupling portion 23b is displaced so as to close the tube slit 25 with the tube coupling portion 23b as a fulcrum. On the other hand, the tube coupling portion 23a that is shifted by 90 degrees in the circumferential direction from the tube coupling portion 23b on the neutral axis hardly bends.

このように、可撓チューブ１５は、中立軸上に位置するチューブ結合部２３ｂが曲がることで全体として屈曲することになる。   As described above, the flexible tube 15 is bent as a whole by bending the tube coupling portion 23b located on the neutral axis.

このとき、本実施例では、リング部２１がチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２と同一の軸線方向幅ｗ１を有するため、チューブ結合部２３ｂだけでなくリング部２１も曲げによる変形が生じることになる。   At this time, in this embodiment, since the ring portion 21 has the same axial width w1 as the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b, not only the tube coupling portion 23b but also the ring portion 21 is deformed by bending. It will be.

このため、チューブ結合部２３ｂ及びリング部２１に曲げによるひずみが発生し、これにより可撓チューブ１５の構造全体でひずみを発生させることになり、ひずみの最大値を小さくしてひずみを緩和することが可能となる。   For this reason, the distortion | strain by bending generate | occur | produces in the tube coupling | bond part 23b and the ring part 21, This will generate | occur | produce a distortion | strain in the whole structure of the flexible tube 15, and reduce the maximum value of a distortion | strain and relieve | strain a distortion | strain. Is possible.

図５（Ａ）及び（Ｂ）は、ひずみの分布を示す可撓チューブ１５の正面図であり、図５（Ａ）は実施例１、図５（Ｂ）は比較例である。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、ひずみの分布を示す可撓チューブ１５の斜視図であり、図６（Ａ）は実施例１、図６（Ｂ）は比較例である。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図６（Ａ）及び（Ｂ）の要部拡大図である。図５〜図７において、ひずみの大きい部分は薄く、ひずみの小さい部分は濃く示している。   5A and 5B are front views of the flexible tube 15 showing the distribution of strain, FIG. 5A is Example 1, and FIG. 5B is a comparative example. 6 (A) and 6 (B) are perspective views of the flexible tube 15 showing the distribution of strain, FIG. 6 (A) is Example 1, and FIG. 6 (B) is a comparative example. FIGS. 7A and 7B are enlarged views of main parts of FIGS. 6A and 6B, respectively. In FIG. 5 to FIG. 7, a portion with a large strain is thin and a portion with a small strain is shown dark.

図５（Ａ）、図６（Ａ）、及び図７（Ａ）のように、本実施例の可撓チューブ１５では、屈曲時にチューブ結合部２３ｂと共にリング部２１を変形させ、チューブ結合部２３ｂと共にリング部２１にひずみを生じさせていることが分かる。   As shown in FIGS. 5 (A), 6 (A), and 7 (A), in the flexible tube 15 of the present embodiment, the ring portion 21 is deformed together with the tube coupling portion 23b when bent, and the tube coupling portion 23b is deformed. It can also be seen that the ring portion 21 is distorted.

これに対し、比較例では、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、及び図７（Ｂ）のように、リング部２１はほとんど変形しておらず、チューブ結合部２３ｂでのみひずみが大きくなっていることが分かる。   On the other hand, in the comparative example, as shown in FIGS. 5B, 6B, and 7B, the ring portion 21 is hardly deformed, and the strain is large only in the tube coupling portion 23b. You can see that

図８は、ひずみの最大値と屈曲角との関係を示すグラフである。図８は、実施例１と比較例において、０度〜９０度まで屈曲させる際の荷重をプロットしたものである。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the maximum strain value and the bending angle. FIG. 8 is a plot of loads when bending from 0 degrees to 90 degrees in Example 1 and the comparative example.

図８のように、本実施例では、０度〜９０度までにおいて、比較例よりもひずみの最大値を低くすることができている。   As shown in FIG. 8, in this example, the maximum value of strain can be made lower than that of the comparative example in the range of 0 to 90 degrees.

これにより、本実施例では、異なる方向への屈曲であっても、荷重特性がほぼ変動せず、屈曲時と戻り時との間で荷重のヒステリシスが少なく、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの折損リスクを低減することができる。   As a result, in this embodiment, even when bending in different directions, the load characteristics are not substantially changed, there is little load hysteresis between the time of bending and the time of return, and the risk of breakage of the tube coupling portions 23a and 23b. Can be reduced.

［耐荷重］
図９は、実施例１に係る可撓チューブ１５の荷重と屈曲角との関係を示すグラフである。 [Withstand load]
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the flexible tube 15 according to the first embodiment.

図９では、屈曲角が０度から９０度となるまで屈曲させたときの荷重の変動を示している。   FIG. 9 shows a change in load when the bending angle is bent from 0 degrees to 90 degrees.

本実施例では、屈曲角９０度のときの荷重が９Ｎ程度と高い。また、上記のようにひずみの最大値の変動を小さくすることで、屈曲時と戻り時との間で荷重のヒステリシスが少なくなっている。   In this embodiment, the load at a bending angle of 90 degrees is as high as about 9N. Further, by reducing the fluctuation of the maximum strain value as described above, the load hysteresis is reduced between the time of bending and the time of return.

このため、本実施例の可撓チューブ１５は、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの折損リスクを軽減することができ、荷重を高めることもでき、耐荷重性が優れたものとなっている。   For this reason, the flexible tube 15 of the present embodiment can reduce the risk of breakage of the tube coupling portions 23a and 23b, can increase the load, and has excellent load resistance.

これに対し、比較例では、屈曲角９０度のときの荷重が６Ｎ程度と本実施例よりも低く、しかも図８のようにひずみの最大値の変動が大きいのでヒステリシスも大きくなっている。従って、比較例は、本実施例よりも耐荷重性が劣っていることが分かる。   On the other hand, in the comparative example, the load at the bending angle of 90 degrees is about 6N, which is lower than that of the present embodiment, and the fluctuation of the maximum strain value is large as shown in FIG. Therefore, it can be seen that the comparative example is inferior in load resistance to this example.

［屈曲性］
本実施例では、図９のように、屈曲角９０度のときに、荷重が約９Ｎであり、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの折損がなく、曲げ半径Ｒを約８．６ｍｍと小さくすることができた。 [Flexibility]
In this embodiment, as shown in FIG. 9, when the bending angle is 90 degrees, the load is about 9N, the tube coupling portions 23a and 23b are not broken, and the bending radius R can be reduced to about 8.6 mm. did it.

一方、比較例では、屈曲角９０度のときに、荷重が約６Ｎであり、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの折損がなかったものの、曲げ半径Ｒが約１４．３ｍｍであった。   On the other hand, in the comparative example, when the bending angle was 90 degrees, the load was about 6 N and the tube coupling portions 23 a and 23 b were not broken, but the bending radius R was about 14.3 mm.

従って、本実施例では、可撓チューブ１５の小型化を図っても、小さい曲げ半径で容易且つ確実に屈曲させることができ、屈曲性に優れたものとすることができる。   Therefore, in this embodiment, even if the flexible tube 15 is reduced in size, it can be easily and reliably bent with a small bending radius, and excellent flexibility can be achieved.

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の可撓チューブ１５は、超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、軸線方向に連設された複数のリング部２１と、軸線方向で隣接するリング部２１間を周方向の一部で結合するチューブ結合部２３ａ，２３ｂと、軸線方向で隣接するリング部２１間においてチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向の両側に区画されチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げによる可撓チューブ１５の屈曲を許容するチューブスリット２５とを備える。 [Effect of Example 1]
As described above, the flexible tube 15 of the present embodiment is a flexible tube of a medical manipulator made of a superelastic alloy, and is adjacent to the plurality of ring portions 21 provided continuously in the axial direction in the axial direction. The tube coupling portions 23a and 23b that couple the ring portions 21 to be joined at a part in the circumferential direction, and the tube coupling portions 23a that are partitioned on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b between the ring portions 21 that are adjacent in the axial direction. , 23b, and a tube slit 25 that allows the flexible tube 15 to be bent.

従って、本実施例の可撓チューブ１５は、小型化を図りつつねじり剛性、耐荷重、及び屈曲性に優れたものとすることができる。   Therefore, the flexible tube 15 of the present embodiment can be excellent in torsional rigidity, load resistance, and flexibility while achieving downsizing.

そして、本実施例のリング部２１は、軸線方向での寸法である軸線方向幅ｗ１が、最も大きいチューブ結合部２３ｂの周方向での寸法である周方向幅ｗ２以下に設定されている。   And the ring part 21 of a present Example is set to the axial direction width w1 which is the dimension in an axial direction below the circumferential direction width w2 which is the dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling part 23b.

従って、本実施例の可撓チューブ１５は、屈曲時にチューブ結合部２３ａ，２３ｂと共にリング部２１に変形させて、構造全体でひずみを発生させることができ、ひずみの最大値を小さくしてひずみを緩和することが可能となる。   Accordingly, the flexible tube 15 of this embodiment can be deformed into the ring portion 21 together with the tube coupling portions 23a and 23b when bent, and can generate strain in the entire structure, and the strain can be reduced by reducing the maximum strain value. It can be mitigated.

これにより、本実施例では、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとすることができると共に屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を向上することができる。   As a result, in this embodiment, the load resistance and the flexibility can be further improved, and the bending operation and thus the stability and accuracy of the bending operation by the doctor can be improved.

また、本実施例では、チューブ結合部２３ａ，２３ｂが軸線方向で隣接するリング部２１間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、各リング部２１の軸線方向の一側のチューブ結合部２３ｂと軸線方向の他側のチューブ結合部２３ａとが周方向に１８０／Ｎ度、特に９０度ずれており、軸線方向の一側及び他側のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げによって異なる方向への可撓チューブ１５の屈曲を可能としている。   Further, in this embodiment, the tube coupling portions 23a and 23b are coupled at two locations in the circumferential direction opposite to each other in the radial direction between the ring portions 21 adjacent to each other in the axial direction. The connecting portion 23b and the tube connecting portion 23a on the other side in the axial direction are shifted by 180 / N degrees, particularly 90 ° in the circumferential direction, and differ depending on the bending of the tube connecting portions 23a and 23b on one side and the other side in the axial direction. The flexible tube 15 can be bent in the direction.

かかる構成により、単一の可撓チューブ１５により異なる方向への屈曲を可能としながら、屈曲時のひずみの均一性やひずみの緩和によって屈曲動作の異方性を抑制することが可能となる。   With this configuration, it is possible to bend in different directions by the single flexible tube 15 and to suppress the anisotropy of the bending operation by the uniformity of strain at the time of bending and the relaxation of the strain.

図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例２に係る可撓チューブを示し、図１０（Ａ）は側面図、図１０（Ｂ）は正面図である。なお、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。   FIGS. 10A and 10B show a flexible tube according to Example 2 of the present invention, FIG. 10A is a side view, and FIG. 10B is a front view. In the second embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to those in the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

実施例２の可撓チューブ１５では、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２が、基端側から先端側にかけて漸次小さくなっている。本実施例では、各リング部２１において、基端側に位置するチューブ結合部２３ａ，２３ｂよりも先端側に位置するチューブ結合部２３ｂ，２３ａの周方向幅ｗ２が小さくなっている。   In the flexible tube 15 of the second embodiment, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b gradually decreases from the proximal end side to the distal end side. In the present embodiment, in each ring portion 21, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23b and 23a located on the distal end side is smaller than the tube coupling portions 23a and 23b located on the proximal end side.

これにより、最も先端側に位置するチューブ結合部２３ａの周方向幅ｗ２が最も小さく、最も基端側に位置するチューブ結合部２３ｂの周方向幅ｗ２が最も大きくなっている。   Accordingly, the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23a located on the most distal side is the smallest, and the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23b located on the most proximal side is the largest.

リング部２１の軸線方向幅ｗ１は、最も先端側に位置するチューブ結合部２３ａの周方向幅ｗ２と同一にしている。   The axial width w1 of the ring portion 21 is the same as the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23a located on the most distal end side.

これにより、本実施例では、リング部２１の軸線方向での寸法である軸線方向幅ｗ１が、最も大きいチューブ結合部２３ｂの周方向での寸法である周方向幅ｗ２以下に設定されている。   Thereby, in the present Example, the axial direction width w1 which is the dimension in the axial direction of the ring part 21 is set below the circumferential direction width w2 which is the dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling part 23b.

各チューブ結合部２３ａ，２３ｂ内での周方向幅ｗ２は、一定となっている。各リング部２１間で径方向で相互に対向する二ヵ所のチューブ結合部２３ａ，２３ｂは、周方向幅ｗ２が同一となっている。   The circumferential width w2 in each tube coupling portion 23a, 23b is constant. Two tube coupling portions 23a and 23b that face each other in the radial direction between the ring portions 21 have the same circumferential width w2.

なお、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２は、基端から途中まで一定にし、その後先端まで漸次小さくなる等のように、一定の区間が存在していてもよい。このように一定の区間が存在していても、チューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅ｗ２は、基端側から先端側にかけて漸次小さくなっているものとなる。   The circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b may be constant from the proximal end to the middle and then gradually decreased from the proximal end to the distal end. Even if there is a certain section in this way, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b gradually decreases from the proximal end side to the distal end side.

本実施例のチューブ結合部２３ａ，２９ｂの周方向幅ｗ２は、次の式で表すことができる。   The circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 29b of the present embodiment can be expressed by the following formula.



ここで、ｈＸは、チューブ結合部２３ａ，２９ｂの周方向幅ｗ２の寸法であり、ＬＸは、軸線方向における先端からチューブ結合部２３ａ，２９ｂの中心までの距離、ｗは、荷重、εｍｉｎは、軸線方向における先端から最初のチューブ結合部２３ａでのひずみである。 Here, h X is the dimension of the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 29b, L X is the distance from the tip in the axial direction to the center of the tube coupling portions 23a and 29b, w is the load, ε min is the strain at the first tube coupling portion 23a from the tip in the axial direction.

ひずみεｍｉｎは、次の式で表すことができる。 The strain ε min can be expressed by the following equation.



ここで、Ｌｍｉｎは、軸線方向における先端から最初のチューブ結合部２３ａの中心までの距離、ｈｍｉｎは、最初のチューブ結合部２３ａの周方向幅ｗ２の寸法である。 Here, L min is the distance from the tip in the axial direction to the center of the first tube coupling portion 23a, and h min is the dimension of the circumferential width w2 of the first tube coupling portion 23a.

かかる構成の可撓チューブ１５は、チューブ結合部２３ａ，２３ｂが基端側から先端側にかけて漸次周方向幅が小さくなっているので、先端側のチューブ結合部２３ｂが曲がりやすいものとなる。   In the flexible tube 15 having such a configuration, since the tube coupling portions 23a and 23b gradually decrease in width in the circumferential direction from the proximal end side to the distal end side, the distal end side tube coupling portion 23b is easily bent.

それによって、本実施例では、屈曲時に可撓チューブ１５の基端側だけでなく先端側においてもチューブ結合部２３ｂに曲げによるひずみを十分に生じさせることができる。   As a result, in this embodiment, the bending strain can be sufficiently generated in the tube coupling portion 23b not only at the proximal end side but also at the distal end side of the flexible tube 15 at the time of bending.

結果として、基端側のチューブ結合部２３ａ，２３ｂのひずみの最大値を抑えてひずみの緩和をすることができる。従って、本実施例の可撓チューブ１５は、基端側のチューブ結合部２３ｂから先端側のチューブ結合部２３ｂにわたって屈曲時のひずみの均一性が向上し、屈曲動作の異方性を抑制し、屈曲動作の安定性、正確性を向上することができる。   As a result, it is possible to reduce the strain by suppressing the maximum value of the strain at the tube coupling portions 23a and 23b on the proximal end side. Therefore, the flexible tube 15 of the present embodiment improves the uniformity of strain during bending from the tube coupling portion 23b on the proximal end side to the tube coupling portion 23b on the distal end side, and suppresses the anisotropy of the bending operation, The stability and accuracy of the bending operation can be improved.

図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、ひずみの分布を示す可撓チューブ１５の正面図であり、図１１（Ａ）は実施例２、図１１（Ｂ）は比較例である。図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、ひずみの分布を示す可撓チューブ１５の斜視図であり、図１２（Ａ）は実施例２、図１２（Ｂ）は比較例である。図１３は、図１２（Ａ）のＸＩＩＩ部分の拡大図である。図１１は、ひずみの大きい部分を濃く、ひずみの小さい部分を薄く示している。逆に、図１２及び図１３では、ひずみの大きい部分を薄く、ひずみの小さい部分を濃く示している。   11 (A) and 11 (B) are front views of the flexible tube 15 showing the distribution of strain, FIG. 11 (A) is Example 2, and FIG. 11 (B) is a comparative example. 12A and 12B are perspective views of the flexible tube 15 showing the distribution of strain, FIG. 12A is Example 2, and FIG. 12B is a comparative example. FIG. 13 is an enlarged view of a portion XIII in FIG. FIG. 11 shows a dark portion with a large strain and a thin portion with a small strain. On the other hand, in FIGS. 12 and 13, a portion with a large strain is shown thin, and a portion with a small strain is shown deeply.

なお、比較例では、チューブ結合部２３ａ，２３ｂが基端側から先端側にわたって同一の周方向幅を有し、その他の構成が実施例１で用いた比較例と同一となっている。   In the comparative example, the tube coupling portions 23a and 23b have the same circumferential width from the proximal end side to the distal end side, and the other configurations are the same as the comparative example used in the first embodiment.

図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、及び図１３のように、本実施例の可撓チューブ１５では、先端側においてもチューブ結合部２３ａ，２３ｂにひずみを十分に生じさせることができ、基端側のチューブ結合部２３ａ，２３ｂのひずみを緩和することができている。   As shown in FIG. 11A, FIG. 12A, and FIG. 13, in the flexible tube 15 of the present embodiment, the tube coupling portions 23a and 23b can be sufficiently distorted even at the distal end side, The distortion of the tube coupling portions 23a and 23b on the proximal end side can be reduced.

この結果、本実施例では、基端側から先端側のチューブ結合部２３ｂにわたってひずみの均一性が向上し、ロボット鉗子１の屈曲部７を屈曲させる際、屈曲動作の異方性を抑制でき、屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を確保できる。   As a result, in this embodiment, the uniformity of strain is improved from the proximal end side to the distal end side tube coupling portion 23b, and when bending the bending portion 7 of the robot forceps 1, the anisotropy of the bending operation can be suppressed, It is possible to ensure the bending operation and thus the stability and accuracy of the bending operation by the doctor.

これに対し、比較例では、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）のように、先端側のチューブ結合部２３ｂにひずみを十分生じさせることができておらず、基端側のチューブ結合部２３ｂのひずみが大きく、先端側のチューブ結合部２３ｂのひずみが漸次小さくなっている。   On the other hand, in the comparative example, as shown in FIGS. 11B and 12B, the tube coupling portion 23b on the distal end side is not sufficiently distorted, and the tube coupling portion on the proximal end side is not generated. The distortion of 23b is large, and the distortion of the tube coupling portion 23b on the distal end side is gradually reduced.

結果として、比較例では、９０度ずれた位置のチューブ結合部２３ａ及び２３ｂ間でひずみの状況が異なり、ロボット鉗子１の屈曲部７を屈曲させる際、屈曲動作の異方性を招き、屈曲操作の安定性、正確性を確保することが実施例１と比較して困難である。   As a result, in the comparative example, the strain situation differs between the tube coupling portions 23a and 23b at positions shifted by 90 degrees, and when the bending portion 7 of the robot forceps 1 is bent, anisotropy of the bending operation is caused and bending operation is performed. It is difficult to ensure the stability and accuracy of the first embodiment compared with the first embodiment.

このように、本実施例では、リング部２１の軸線方向幅ｗ１が、最も小さいチューブ結合部２３ａの周方向幅ｗ２と同一であるため、屈曲時にリング部２１を確実に変形させることができ、確実にひずみを緩和できる。   Thus, in this embodiment, since the axial width w1 of the ring portion 21 is the same as the circumferential width w2 of the smallest tube coupling portion 23a, the ring portion 21 can be reliably deformed when bent, Strain can be relaxed without fail.

また、本実施例では、基端側のチューブ結合部２３ｂから先端側のチューブ結合部２３ｂにわたって屈曲時のひずみの均一性が向上するため、上記リング部２１の変形によるひずみの緩和と相俟って、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとすることができると共に屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を向上することができる。   Further, in this embodiment, since the uniformity of the strain at the time of bending extends from the tube coupling portion 23b on the proximal end side to the tube coupling portion 23b on the distal end side, this is combined with the relaxation of strain due to the deformation of the ring portion 21. Thus, the load resistance and the flexibility can be further improved, and the bending operation and thus the stability and accuracy of the bending operation by the doctor can be improved.

その他、本実施例でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。   In addition, the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.

図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例３に係る可撓チューブを示し、図１４（Ａ）は側面図、図１４（Ｂ）は正面図である。なお、実施例３では、実施例１及び２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。   14 (A) and 14 (B) show a flexible tube according to Example 3 of the present invention, FIG. 14 (A) is a side view, and FIG. 14 (B) is a front view. In the third embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to those in the first and second embodiments, and a duplicate description is omitted.

本実施例の可撓チューブ１５は、実施例２に対し、リング部２１の軸線方向幅ｗ１を基端側から先端側にかけて漸次小さく設定したものである。   In the flexible tube 15 of the present embodiment, the axial width w1 of the ring portion 21 is set to be gradually smaller than that of the second embodiment from the proximal end side to the distal end side.

かかる構成により、本実施例では、屈曲時にチューブ結合部２３ａ，２３ｂと共にリング部２１を確実に変形させることができ、且つリング部２１のひずみを基端側から先端側にわたって均一化することができる。   With this configuration, in this embodiment, the ring portion 21 can be reliably deformed together with the tube coupling portions 23a and 23b when bent, and the strain of the ring portion 21 can be made uniform from the proximal end side to the distal end side. .

従って、本実施例では、より確実に異方性を抑制して安定且つ正確な動作を可能とする。   Therefore, in the present embodiment, the anisotropy is more reliably suppressed and stable and accurate operation is possible.

その他、実施例３でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。   In addition, the third embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.

図１５は、本発明の実施例４に係る可撓チューブを示す一部拡大正面図である。実施例４では、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。   FIG. 15 is a partially enlarged front view showing a flexible tube according to Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to those in the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

本実施例では、実施例１に対し、可撓チューブ１５のリング部２１の形状を変更したものである。   In the present embodiment, the shape of the ring portion 21 of the flexible tube 15 is changed with respect to the first embodiment.

各リング部２１は、周方向一部がチューブスリット２５を周方向の中間部で軸線方向に狭めるように軸線方向に偏倚している。具体的には、リング部２１が平行部２１ａと傾斜部２１ｂとで構成されている。平行部２１ａには、チューブ結合部２３ａ，２３ｂが一体に設けられている。   Each ring portion 21 is biased in the axial direction so that part of the circumferential direction narrows the tube slit 25 in the axial direction at the intermediate portion in the circumferential direction. Specifically, the ring portion 21 includes a parallel portion 21a and an inclined portion 21b. Tube coupling portions 23a and 23b are integrally provided in the parallel portion 21a.

図１６は、変形例に係る可撓チューブ１５を示す一部拡大正面図である。   FIG. 16 is a partially enlarged front view showing a flexible tube 15 according to a modification.

変形例のリング部２１は、図１５の実施例４とは逆に、チューブスリット２５を周方向の中間部で軸線方向に拡げるように、ウェーブ形状を有している。   The ring portion 21 of the modification has a wave shape so that the tube slit 25 is expanded in the axial direction at the intermediate portion in the circumferential direction, contrary to the fourth embodiment of FIG.

かかる実施例４及び変形例でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。   In the fourth embodiment and the modified example, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

図１７は、本発明の実施例５に係る可撓チューブを示す一部拡大正面図である。実施例５では、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。   FIG. 17 is a partially enlarged front view showing a flexible tube according to Embodiment 5 of the present invention. In the fifth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to those in the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

本実施例の可撓チューブ１５は、実施例１に対し、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの数を変更したものである。   The flexible tube 15 of the present embodiment is obtained by changing the number of tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15 with respect to the first embodiment.

本実施例では、隣接するリング部２１間において、チューブ結合部２３ａ，２３ｂが周方向６０度毎に三つ配置されている。   In the present embodiment, between the adjacent ring portions 21, three tube coupling portions 23a and 23b are arranged every 60 degrees in the circumferential direction.

このようにチューブ結合部２３ａ，２３ｂの数を変更しても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。   Thus, even if the number of tube coupling portions 23a and 23b is changed, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

図１８は、本実施例の可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す斜視図、図１９は、同正面図、図２０は、図１８の屈曲構造体のガイド部を示す斜視図、図２１は、同正面図、図２２は、同平面図である。なお、実施例６では、実施例１と対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。   18 is a perspective view showing a bending structure using the flexible tube of the present embodiment, FIG. 19 is a front view thereof, FIG. 20 is a perspective view showing a guide portion of the bending structure of FIG. FIG. 22 is a front view thereof, and FIG. 22 is a plan view thereof. In the sixth embodiment, components corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施例では、可撓チューブ１５内にガイド部１７を挿入した屈曲構造体３によってロボット鉗子１の屈曲部７が構成される。なお、可撓チューブ１５は、実施例１と同一構成である。なお、斜視図においては、リング部２１の軸方向幅とチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅とが異なっているが、実際は、正面図のように、リング部２１の軸方向幅とチューブ結合部２３ａ，２３ｂの周方向幅とが実施例１と同様に同一である（実施例７〜１０においても同じ。）。   In this embodiment, the bending portion 7 of the robot forceps 1 is configured by the bending structure 3 in which the guide portion 17 is inserted into the flexible tube 15. The flexible tube 15 has the same configuration as that of the first embodiment. In the perspective view, the axial width of the ring portion 21 and the circumferential width of the tube coupling portions 23a and 23b are different, but in reality, the axial width of the ring portion 21 and the tube coupling are as shown in the front view. The circumferential widths of the portions 23a and 23b are the same as in the first embodiment (the same applies to the seventh to tenth embodiments).

ガイド部１７は、可撓チューブ１５の少なくとも中央部分に配置され、中央部分を越えて駆動ワイヤー１１が移動することを抑制するものである。中央部分は、本実施例において挿通孔３３ｂの位置する軸心部並びに軸心部を囲む領域をいう。   The guide part 17 is arrange | positioned at least in the center part of the flexible tube 15, and suppresses that the drive wire 11 moves beyond a center part. The center portion refers to an axial center portion where the insertion hole 33b is located and a region surrounding the axial center portion in the present embodiment.

このガイド部１７は、可撓チューブ１５よりもヤング率の小さい材料からなる。ガイド部１７の材料としては、ポリプロピレン等の樹脂を用いることが可能である。また、本実施例のガイド部１７は、可撓チューブ１５と対応した形状に形成されており、可撓チューブ１５に位相を合わせている。   The guide portion 17 is made of a material having a Young's modulus smaller than that of the flexible tube 15. As a material for the guide portion 17, a resin such as polypropylene can be used. Further, the guide portion 17 of the present embodiment is formed in a shape corresponding to the flexible tube 15 and is in phase with the flexible tube 15.

ただし、ガイド部１７は、可撓チューブ１５内に配置され、少なくとも可撓チューブ１５のリング部２１間でのガイド部１７の曲げ剛性が、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げ剛性よりも小さく設定された構成となっていれば、形状や材質は特に限定されるものではない。   However, the guide portion 17 is disposed in the flexible tube 15, and at least the bending rigidity of the guide portion 17 between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is the bending rigidity of the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15. The shape and material are not particularly limited as long as the configuration is set smaller than that.

本実施例のガイド部１７は、ガイド体２７と、ガイド結合部２９ａ，２９ｂと、ガイドスリット３１とを備えている。   The guide portion 17 of this embodiment includes a guide body 27, guide coupling portions 29a and 29b, and a guide slit 31.

ガイド体２７は、可撓チューブ１５の複数のリング部２１内周にそれぞれ位置する円板状に形成されている。本実施例のガイド体２７は、可撓チューブ１５のリング部２１の範囲内に収まるように軸線方向の板厚が設定されている。   The guide body 27 is formed in a disk shape that is positioned on the inner periphery of the plurality of ring portions 21 of the flexible tube 15. The guide body 27 of the present embodiment has a plate thickness in the axial direction so as to be within the range of the ring portion 21 of the flexible tube 15.

これにより、ガイド体２７の軸線方向での寸法は、後述する最も大きいガイド結合部２９ａ，２９ｂの周方向での寸法以下となっている。本実施例では、ガイド結合部２９ａ，２９ｂの周方向での寸法が一定であり、ガイド結合部２９ａ，２９ｂの周方向での寸法とガイド体２７の軸線方向での寸法が同一になっている。   Thereby, the dimension in the axial direction of the guide body 27 is equal to or smaller than the dimension in the circumferential direction of the largest guide coupling portions 29a and 29b described later. In the present embodiment, the circumferential dimensions of the guide coupling portions 29a and 29b are constant, and the circumferential dimension of the guide coupling portions 29a and 29b and the axial dimension of the guide body 27 are the same. .

ガイド体２７の径は、リング部２１の内周に嵌合するように設定されている。なお、ガイド体２７は、リング部２１の内周に遊嵌させることも可能である。   The diameter of the guide body 27 is set so as to be fitted to the inner periphery of the ring portion 21. The guide body 27 can also be loosely fitted to the inner periphery of the ring portion 21.

各ガイド体２７は、駆動ワイヤー１１及びプッシュプルケーブル１３を挿通する挿通孔３３ａ，３３ｂを有する。なお、駆動ワイヤー１１は、ガイド部１７を挿通した後、屈曲構造体３の先端側に固定される。プッシュプルケーブル１３は、把持部９に連結される。   Each guide body 27 has insertion holes 33a and 33b through which the drive wire 11 and the push-pull cable 13 are inserted. The drive wire 11 is fixed to the distal end side of the bending structure 3 after being inserted through the guide portion 17. The push-pull cable 13 is connected to the grip portion 9.

プッシュプルケーブル１３を挿通する挿通孔３３ｂは、軸心部に設けられている。駆動ワイヤー１１を挿通する挿通孔３３ａは、本実施例において周方向に９０度毎に位置して４つ設けられており、それぞれが挿通孔３３ｂに対して径方向外側に偏倚して配置されている。これにより、周方向に９０度毎に駆動ワイヤー１１をバランスよく保持する。この保持により、ガイド部１７は、各駆動ワイヤー１１が可撓チューブ１５の中央部分を越えて移動することを抑制する。   The insertion hole 33b through which the push-pull cable 13 is inserted is provided in the shaft center portion. In the present embodiment, four insertion holes 33a through which the drive wire 11 is inserted are provided at intervals of 90 degrees in the circumferential direction, and each of the insertion holes 33a is arranged to be deviated radially outward with respect to the insertion hole 33b. Yes. Thereby, the drive wire 11 is held with good balance every 90 degrees in the circumferential direction. By this holding, the guide portion 17 suppresses each drive wire 11 from moving beyond the central portion of the flexible tube 15.

なお、可撓チューブ１５の中央部分を越えた移動とは、駆動ワイヤー１１が中央部分へ向かう移動によって、その中央部分を挟んだ反対側へ移動することをいう。本実施例では、駆動ワイヤー１１が保持部分から中央部分側へ移動することがない。   The movement beyond the central portion of the flexible tube 15 means that the drive wire 11 moves to the opposite side across the central portion by moving toward the central portion. In this embodiment, the drive wire 11 does not move from the holding portion to the central portion side.

なお、ガイド体２７は、可撓チューブ１５の各リング部２１の内周に位置させる必要はなく、例えば一つおきや可撓チューブ１５の軸線方向の中間部でのみリング部２１の内周に位置させることも可能である。   The guide body 27 does not need to be positioned on the inner periphery of each ring portion 21 of the flexible tube 15. For example, every other guide portion 27 or the intermediate portion in the axial direction of the flexible tube 15 is provided on the inner periphery of the ring portion 21. It is also possible to position it.

隣接するガイド体２７は、ガイド結合部２９ａ，２９ｂによって結合されている。ガイド結合部２９ａ，２９ｂは、ガイド体２７に一体に設けられ、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂに対応した周方向の一部で隣接するガイド体２７を結合している。   Adjacent guide bodies 27 are coupled by guide coupling portions 29a and 29b. The guide coupling portions 29 a and 29 b are provided integrally with the guide body 27, and couple adjacent guide bodies 27 at a part in the circumferential direction corresponding to the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15.

本実施例のガイド結合部２９ａは、軸線方向で隣接する可撓チューブ１５のリング部２１間において、径方向で対向する可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ間に渡って設けられている。ガイド結合部２９ｂも、同様にチューブ結合部２３ｂ間に渡って設けられている。   The guide coupling portion 29a of the present embodiment is provided between the ring coupling portions 21 of the flexible tubes 15 adjacent in the axial direction and between the tube coupling portions 23a of the flexible tubes 15 opposed in the radial direction. Similarly, the guide coupling portion 29b is provided between the tube coupling portions 23b.

これにより、ガイド結合部２９ａ，２９ｂは、径方向に延設された帯状に形成され、径方向の中央部及びその両側に肉抜き穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃが設けられている。   As a result, the guide coupling portions 29a and 29b are formed in a strip shape extending in the radial direction, and are provided with hollow holes 35a, 35b and 35c in the central portion in the radial direction and on both sides thereof.

また、ガイド結合部２９ａ，２９ｂは、径方向においてチューブ結合部２３ａ，２３ｂに重なる形状となっており、チューブ結合部２３ａ，２３ｂと同様、軸線方向の両端部が円弧部３７を介してガイド体２７に遷移し、リング部２１との間が接線連続となっている。   Further, the guide coupling portions 29a and 29b are shaped so as to overlap the tube coupling portions 23a and 23b in the radial direction, and both end portions in the axial direction are guided through the arc portion 37 in the same manner as the tube coupling portions 23a and 23b. The transition to 27 is continuous tangent to the ring portion 21.

これらガイド結合部２９ａ，２９ｂは、チューブ結合部２３ａ，２３ｂと共に周方向の一側を圧縮して他側を伸長するように曲がることでガイド部１７の屈曲を可能とする。ガイド結合部２９ａ，２９ｂの曲げ剛性は、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げ剛性よりも低く設定されている。   These guide coupling portions 29a and 29b, together with the tube coupling portions 23a and 23b, allow the guide portion 17 to bend by being bent so as to compress one side in the circumferential direction and extend the other side. The bending stiffness of the guide coupling portions 29a and 29b is set to be lower than the bending stiffness of the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15.

従って、本実施例では、少なくとも可撓チューブ１５のリング部２１間でのガイド部１７の曲げ剛性が、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げ剛性よりも小さく設定された構成となっている。また、ガイド結合部２９ａ，２９ｂは、周方向の寸法が一定になっている。   Therefore, in this embodiment, at least the bending rigidity of the guide portion 17 between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is set to be smaller than the bending rigidity of the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15. ing. Further, the guide coupling portions 29a and 29b have constant circumferential dimensions.

各ガイド結合部２９ａ，２９ｂの周方向両側には、ガイド結合部２９ａ，２９ｂの曲げによるガイド部１７の屈曲を許容するガイドスリット３１が設けられている。   Guide slits 31 that allow the guide portion 17 to be bent by bending of the guide connection portions 29a and 29b are provided on both sides in the circumferential direction of the guide connection portions 29a and 29b.

すなわち、ガイドスリット３１は、軸線方向で隣接するリング部２１間においてガイド結合部２９ａ，２９ｂの周方向両側に区画されている。各ガイドスリット３１は、ガイド体２７及びガイド結合部２９ａ，２９ｂの形状に応じて、角の丸い矩形状となっている。   That is, the guide slit 31 is partitioned on both sides in the circumferential direction of the guide coupling portions 29a and 29b between the ring portions 21 adjacent in the axial direction. Each guide slit 31 has a rectangular shape with rounded corners according to the shape of the guide body 27 and the guide coupling portions 29a and 29b.

このように、本実施例の屈曲構造体３は、可撓チューブ１５内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤー１１をガイドするガイド部１７とを備えている。ガイド部１７は、少なくとも可撓チューブ１５のリング部２１間での曲げ剛性が可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げ剛性よりも小さく設定されている。   As described above, the bending structure 3 of this embodiment includes the guide portion 17 that is disposed in the flexible tube 15 and guides the drive wire 11 of the medical manipulator. The guide portion 17 is set so that at least the bending rigidity between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is smaller than the bending rigidity of the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15.

従って、可撓チューブ１５の屈曲時にガイド部１７によって駆動ワイヤー１１を適切な位置に維持するため、医師の操作に応じて屈曲部７としての屈曲構造体３に安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。   Therefore, in order to maintain the drive wire 11 at an appropriate position by the guide portion 17 when the flexible tube 15 is bent, the bending structure 3 as the bending portion 7 is caused to perform a stable and accurate bending operation according to the operation of the doctor. be able to.

しかも、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂの曲げ剛性よりも小さく設定されていることにより、可撓チューブ１５の屈曲を妨げることがない。   In addition, since the bending rigidity of the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15 is set smaller, the bending of the flexible tube 15 is not hindered.

特に、本実施例のガイド部１７では、ガイド結合部２９ｂが可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ｂと対応した形状であり、可撓チューブ１５よりもヤング率が１／５０程度の大幅に小さい材料である。このため、ガイド結合部２９ｂの曲げ剛性がチューブ結合部２３ｂの曲げ剛性よりも大幅に小さく、可撓チューブ１５の屈曲の妨げとなることがない。   In particular, in the guide portion 17 of the present embodiment, the guide coupling portion 29b has a shape corresponding to the tube coupling portion 23b of the flexible tube 15, and the Young's modulus is about 1/50 that is significantly smaller than that of the flexible tube 15. It is. For this reason, the bending rigidity of the guide coupling part 29b is significantly smaller than the bending rigidity of the tube coupling part 23b, and the bending of the flexible tube 15 is not hindered.

なお、ガイド部１７は、ガイド結合部２９ｂを省略して可撓チューブ１５のリング部２１間に位置する部分を有さないようにし、これにより可撓チューブ１５の屈曲の妨げとならないようにすることも可能である。   In addition, the guide part 17 omits the guide coupling part 29b so that it does not have a portion located between the ring parts 21 of the flexible tube 15 so that the bending of the flexible tube 15 is not hindered. It is also possible.

この場合、可撓チューブ１５のリング部２１間でのガイド部１７の曲げ剛性がゼロとなるため、可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ｂの曲げ剛性よりもガイド部１７の曲げ剛性が小さくなる。   In this case, since the bending rigidity of the guide part 17 between the ring parts 21 of the flexible tube 15 becomes zero, the bending rigidity of the guide part 17 becomes smaller than the bending rigidity of the tube coupling part 23 b of the flexible tube 15.

また、ガイド部１７は、可撓チューブ１５よりもヤング率の小さい材料からなり、可撓チューブ１５の複数のリング部２１内周にそれぞれ位置し、駆動ワイヤー１１を挿通する挿通孔３３ａを有する円板状の複数のガイド体２７と、軸線方向で隣接するガイド体２７間を可撓チューブ１５のチューブ結合部２３ａ，２３ｂに対応して周方向の一部で結合するガイド結合部２９ａ，２９ｂと、軸線方向で隣接するガイド体２７間においてガイド結合部２９ａ，２９ｂの両側に区画されたガイドスリット３１とを備え、ガイド体２７は、軸線方向での寸法が、最も大きいガイド結合部２９ａ，２９ｂの周方向での寸法以下である。   The guide portion 17 is made of a material having a Young's modulus smaller than that of the flexible tube 15, is located on the inner periphery of the plurality of ring portions 21 of the flexible tube 15, and has circular holes 33 a through which the drive wires 11 are inserted. A plurality of plate-like guide bodies 27, and guide coupling portions 29a and 29b for coupling the guide bodies 27 adjacent in the axial direction in a part of the circumferential direction corresponding to the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15; And guide slits 31 partitioned on both sides of the guide coupling portions 29a and 29b between the guide bodies 27 adjacent in the axial direction, and the guide body 27 has the largest dimension in the axial direction. Or less in the circumferential direction.

従って、本実施例のガイド部１７は、可撓チューブ１５に位相を合わせることができ、動作の安定性、正確性を確保できる。   Therefore, the guide portion 17 of this embodiment can adjust the phase to the flexible tube 15 and can ensure the stability and accuracy of the operation.

図２３は、本発明の実施例７に係る屈曲構造体を示す正面図、図２４は、同平面図である。なお、実施例７では、実施例６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。   FIG. 23 is a front view showing a bent structure according to Embodiment 7 of the present invention, and FIG. 24 is a plan view thereof. In the seventh embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to those in the sixth embodiment, and a duplicate description will be omitted.

本実施例の屈曲構造体３は、ガイド部１７を円柱形状としたものである。なお、可撓チューブ１５は、実施例６と同構成である。   In the bending structure 3 of the present embodiment, the guide portion 17 has a cylindrical shape. The flexible tube 15 has the same configuration as that of the sixth embodiment.

ガイド部１７は、円柱状のガイド体２７に、周方向９０度毎に駆動ワイヤー１１をガイドする溝部３３ｃが軸心方向に沿って設けられている。各溝部３３ｃは、平面視において、ガイド体２７の外周面から軸心部に向けて径方向に伸びる。軸心部には、プッシュプルケーブル１３を挿通する挿通孔３３ｂが設けられている。   The guide portion 17 has a cylindrical guide body 27 provided with a groove portion 33c for guiding the drive wire 11 every 90 degrees in the circumferential direction along the axial direction. Each groove portion 33c extends in the radial direction from the outer peripheral surface of the guide body 27 toward the axial center portion in plan view. An insertion hole 33b through which the push-pull cable 13 is inserted is provided in the shaft center portion.

かかる実施例７においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができる。   In the seventh embodiment, the same operational effects as in the sixth embodiment can be obtained.

図２５は、本発明の実施例８に係る屈曲構造体を示す斜視図、図２６は、同側面図、図２７は、同平面図である。実施例８では、実施例６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。   FIG. 25 is a perspective view showing a bent structure according to an eighth embodiment of the present invention, FIG. 26 is a side view thereof, and FIG. 27 is a plan view thereof. In the eighth embodiment, components corresponding to those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施例の屈曲構造体３は、ガイド部１７を超弾性合金のコイルばねとしたものである。その他は、実施例６と同一形状である。   In the bending structure 3 of this embodiment, the guide portion 17 is a coil spring of a superelastic alloy. Others are the same shape as Example 6.

ガイド部１７は、コイル状の内径がプッシュプルケーブル１３の外径と同等になっており、コイル状の内周部にプッシュプルケーブル１３を挿通する構成となっている。駆動ワイヤー１１は、ガイド部１７の外周側に配置されている。   The guide portion 17 has a coil-shaped inner diameter that is equal to the outer diameter of the push-pull cable 13, and is configured to insert the push-pull cable 13 through the coil-shaped inner peripheral portion. The drive wire 11 is disposed on the outer peripheral side of the guide portion 17.

従って、本実施例では、ガイド部１７によりプッシュプルケーブル１３を適切な位置に保持しつつ駆動ワイヤー１１が中央部分を越えて極端に移動することを妨げ、安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。   Therefore, in this embodiment, the guide wire 17 holds the push-pull cable 13 in an appropriate position and prevents the drive wire 11 from moving extremely beyond the central portion, thereby allowing a stable and accurate bending operation. Can do.

その他、本実施例においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。   In addition, also in the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

図２８は、本発明の実施例９に係る屈曲構造体を示す斜視図、図２９は、同側面図、図３０は、同平面図である。実施例９では、実施例８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。   FIG. 28 is a perspective view showing a bent structure according to Embodiment 9 of the present invention, FIG. 29 is a side view thereof, and FIG. 30 is a plan view thereof. In the ninth embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to those in the eighth embodiment, and a duplicate description will be omitted.

本実施例の屈曲構造体３は、実施例８に対し、ガイド部１７のコイル状の内外径を大きくしたものである。その他は、実施例８と同一構成である。   The bending structure 3 of the present embodiment is obtained by increasing the coiled inner and outer diameters of the guide portion 17 with respect to the eighth embodiment. The other configuration is the same as that of the eighth embodiment.

具体的には、ガイド部１７のコイル状の内径がプッシュプルケーブル１３の外径よりも大きく、それに応じてガイド部１７のコイル状の外径も大きくなっている。   Specifically, the coiled inner diameter of the guide part 17 is larger than the outer diameter of the push-pull cable 13, and the coiled outer diameter of the guide part 17 is also increased accordingly.

このように構成しても、実施例８と同様の作用効果を奏することができる。   Even if comprised in this way, there can exist an effect similar to Example 8. FIG.

図３１は、本発明の実施例１０に係る屈曲構造体を示す斜視図、図３２は、同側面図、図３３は、同平面図である。実施例１０では、実施例６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。   FIG. 31 is a perspective view showing a bent structure according to Embodiment 10 of the present invention, FIG. 32 is a side view thereof, and FIG. 33 is a plan view thereof. In the tenth embodiment, components corresponding to those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施例の屈曲構造体３は、実施例６のガイド部を第１ガイド部１７とし、この第１ガイド部１７に実施例８と同一の超弾性合金からなるコイルばね状のガイド部を第２ガイド部１８として追加したものである。その他は、実施例１と同一構成である。   In the bending structure 3 of the present embodiment, the guide portion of the sixth embodiment is used as the first guide portion 17, and the first guide portion 17 is provided with a coil spring-shaped guide portion made of the same superelastic alloy as that of the eighth embodiment. Two guide portions 18 are added. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第１ガイド部１７は、軸心部の挿通孔３３ｂが実施例６よりも大きい径を有している。この挿通孔３３ｂには、第２ガイド部１８が挿通されている。そして、第１ガイド部１７の挿通孔３３ａには、駆動ワイヤー１１が挿通し、第２ガイド部１８の内周部には、プッシュプルケーブル１３が挿通している。   In the first guide portion 17, the insertion hole 33 b in the axial center portion has a larger diameter than that of the sixth embodiment. The second guide portion 18 is inserted through the insertion hole 33b. The drive wire 11 is inserted into the insertion hole 33 a of the first guide portion 17, and the push-pull cable 13 is inserted into the inner peripheral portion of the second guide portion 18.

従って、本実施例においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができる。   Therefore, also in the present embodiment, the same operational effects as in the sixth embodiment can be obtained.

１ ロボット鉗子（医療用マニピュレーター）
１１ 駆動ワイヤー
１５ 可撓チューブ
２１ リング部
２３ａ，２３ｂ チューブ結合部 1 Robotic forceps (medical manipulator)
11 Drive wire 15 Flexible tube 21 Ring portion 23a, 23b Tube coupling portion

Claims (8)

超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、
軸線方向に連設された複数のリング部と、
前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、
前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、
前記リング部は、前記軸線方向での寸法が、最も大きい前記チューブ結合部の前記周方向での寸法以下である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 A flexible tube of a medical manipulator made of a superelastic alloy,
A plurality of ring portions arranged in the axial direction;
A tube coupling portion that couples adjacent ring portions in the axial direction with a part in the circumferential direction;
A slit that is partitioned on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portion between adjacent ring portions in the axial direction and allows bending of the flexible tube by bending of the tube coupling portion;
The ring portion has a dimension in the axial direction that is equal to or less than the dimension in the circumferential direction of the tube coupling portion.
A flexible tube characterized by the above. 請求項１記載の可撓チューブであって、
前記リング部の前記軸線方向での寸法は、最も小さい前記チューブ結合部の前記周方向での寸法と同一である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to claim 1,
The dimension in the axial direction of the ring part is the same as the dimension in the circumferential direction of the smallest tube coupling part,
A flexible tube characterized by the above. 請求項１記載の可撓チューブであって、
前記リング部の前記軸線方向での寸法は、前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to claim 1,
The dimension in the axial direction of the ring portion is gradually reduced from one side in the axial direction that is a fixed side when bent to the other side in the axial direction that is a movable side when bent.
A flexible tube characterized by the above. 請求項１〜３の何れか一項に記載の可撓チューブであって、
前記チューブ結合部は、前記周方向の寸法が前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to any one of claims 1 to 3,
The tube coupling portion has a dimension in the circumferential direction that gradually decreases from one side in the axial direction that is the fixed side when bent to the other side in the axial direction that becomes the movable side when bent.
A flexible tube characterized by the above. 請求項１〜４の何れか一項に記載の可撓チューブであって、
前記チューブ結合部は、前記軸線方向で隣接するリング部間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、
各リング部の前記軸線方向の一側のチューブ結合部と前記軸線方向の他側のチューブ結合部とが周方向に１８０／Ｎ度ずれており、前記軸線方向の一側及び他側の前記チューブ結合部の曲げによって異なる方向への前記可撓チューブの屈曲を可能とし、
Ｎは、２以上の整数である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to any one of claims 1 to 4,
The tube coupling portion is coupled at two locations in the circumferential direction opposed in the radial direction between adjacent ring portions in the axial direction,
The tube coupling part on one side in the axial direction of each ring part and the tube coupling part on the other side in the axial direction are shifted by 180 / N degrees in the circumferential direction, and the tubes on one side and the other side in the axial direction Allowing the flexible tube to bend in different directions by bending the joint,
N is an integer of 2 or more.
A flexible tube characterized by the above. 請求項１〜５の何れか一項に記載の可撓チューブを備えた屈曲構造体であって、
前記可撓チューブ内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤーをガイドするガイド部を備え、
前記ガイド部は、少なくとも前記可撓チューブのリング部間での曲げ剛性が、前記可撓チューブの前記チューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする屈曲構造体。 A bending structure comprising the flexible tube according to any one of claims 1 to 5,
A guide portion disposed in the flexible tube for guiding a drive wire of a medical manipulator;
The guide portion is set such that at least the bending rigidity between the ring portions of the flexible tube is set smaller than the bending rigidity of the tube coupling portion of the flexible tube,
A bent structure characterized by that. 請求項６記載の屈曲構造体であって、
前記ガイド部は、前記可撓チューブの少なくとも中央部分に配置され、前記中央部分を越えて前記駆動ワイヤーが移動することを抑制する、
ことを特徴とする屈曲構造体。 The bending structure according to claim 6,
The guide portion is disposed at least in a central portion of the flexible tube and suppresses movement of the drive wire beyond the central portion.
A bent structure characterized by that. 請求項６又は７記載の屈曲構造体であって、
前記ガイド部は、
前記可撓チューブよりもヤング率の小さい材料からなり、
前記可撓チューブの前記複数のリング部内周にそれぞれ位置し、前記駆動ワイヤーを挿通する挿通孔を有する円板状の複数のガイド体と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間を前記可撓チューブの前記チューブ結合部に対応して周方向の一部で結合するガイド結合部と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間において前記ガイド結合部の両側に区画されたガイドスリットと、を備え、
前記ガイド体は、前記軸線方向での寸法が、最も大きい前記ガイド結合部の前記周方向での寸法以下である、
ことを特徴とする屈曲構造体。
The bending structure according to claim 6 or 7,
The guide portion is
Made of a material having a Young's modulus smaller than that of the flexible tube,
A plurality of disc-shaped guide bodies that are respectively located on the inner circumferences of the plurality of ring portions of the flexible tube and have insertion holes through which the drive wires are inserted;
A guide coupling portion that couples the guide bodies adjacent in the axial direction in a part of the circumferential direction corresponding to the tube coupling portion of the flexible tube;
A guide slit partitioned on both sides of the guide coupling portion between the guide bodies adjacent in the axial direction,
The guide body has a dimension in the axial direction that is equal to or less than a dimension in the circumferential direction of the guide coupling portion that is the largest.
A bent structure characterized by that.
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