JPH06133924A - 可撓管の湾曲機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は複雑な湾曲動作を可能としながらも、
可撓管内の配線数の増加を防ぎ、より構成を簡略化し、
小型化することを最も主要な特徴とする。 【構成】可撓管内に共通の給電線１１及び信号線１３を
配設し、湾曲部を湾曲操作するための制御信号にもとづ
いて共通の給電線１１からアクチュエータ４のケモメカ
ニカルシート５上の電極６〜９のうちのいずれか特定の
電極に給電する制御用ＩＣ１５を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば内視鏡の挿入部
や、カテーテル等に使用される可撓管の湾曲機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内視鏡の挿入部や、カテーテル
等に使用される可撓管の先端部側に湾曲変形可能な湾曲
部を設け、手元側の操作部の操作にともないこの湾曲部
を遠隔的に湾曲操作する湾曲機構を設けたものが知られ
ている。

【０００３】この種の湾曲機構の一例として例えば特開
平１−３２００６８号公報には可撓管の湾曲部にケモメ
カニカル材料（メカノケミカル材料）の膨脹・収縮動作
を利用したアクチュエータを配設することにより、内視
鏡の挿入部や、カテーテル等に使用される可撓管の細径
化を図るようにしたものが開示されている。

【０００４】なお、特開平１−３２００６８号公報には
挿入部を構成する樹脂製の外皮の内部に挿入部の長手方
向に沿って長い一対の収納室を形成し、この収納室内に
棒状のケモメカニカル材料を収納するとともに、この収
納室の前後両端に電圧印加用電極を配設し、両電極間の
ケモメカニカル材料への電圧印加を制御することによ
り、可撓管を湾曲操作する構成の電圧印加駆動型のケモ
メカニカル材料のアクチュエータが示されている。

【０００５】ここで、ケモメカニカル材料の両端の電極
間に電圧を印加した場合にはケモメカニカル材料は水を
放出しながら収縮し（ケモメカニカル反応）、このケモ
メカニカル材料の収縮動作にともない可撓管を湾曲操作
するようになっている。そして、ケモメカニカル材料の
両端の電極間の電圧印加を止めるとケモメカニカル材料
は放出した水を再び吸収しながら膨脹し、可撓管の湾曲
動作が解除されるようになっている。

【０００６】また、単一のケモメカニカル材料にマトリ
ックス状に多数の電極を配置し、各電極に選択的に電圧
を印加することにより、より複雑な湾曲動作が行えるよ
うにすることが考えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単一の
ケモメカニカル材料にマトリックス状に多数の電極を配
置し、各電極に選択的に電圧を印加する構成にした場合
には各電極毎に給電線を設ける必要がある。そのため、
多数の電極を設けることにより、より複雑な湾曲動作を
行なわせる場合には給電線の数が増大し、可撓管の内部
構造が複雑になるので、可撓管の小型化が困難であっ
た。

【０００８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、複雑な湾曲動作を可能としながらも、
可撓管内の配線数の増加を防ぎ、より構成が簡単で小型
化に適した可撓管の湾曲機構を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は電圧印加によっ
て膨張または収縮する電圧駆動型ケモメカニカル材料を
用いて可撓管の湾曲部を湾曲操作するアクチュエータを
備えた可撓管の湾曲機構において、前記湾曲部に配設さ
れた前記アクチュエータのケモメカニカル材料に複数の
電圧印加電極を設け、前記可撓管内に共通の給電線及び
信号線を配設するとともに、前記湾曲部を湾曲操作する
ための制御信号にもとづいて前記共通の給電線から特定
の前記電極に給電する制御回路を設けたものである。

【００１０】

【作用】可撓管内に内蔵された制御回路に可撓管外より
導かれた制御信号によって可撓管外より導かれたケモメ
カニカル材料駆動用電力をケモメカニカル材料上の複数
の電極のうちの特定の電極にのみ印加するように制御す
ることにより、ケモメカニカル材料上の複数の電極を単
一の制御信号用信号線と、単一の給電線のみで各電極ご
とに通電制御できるようにして可撓管の湾曲部を複雑に
湾曲動作できるようにしたものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１（Ａ）乃
至図５を参照して説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は医療
用カテーテル等の可撓管１の湾曲部２を示すものであ
る。この場合、湾曲部２は図５に示すように可撓管１の
先端部に配設されている。

【００１２】また、湾曲部２には可撓管１の管壁部に管
内のルーメン（連通孔）３の両側に配置されたケモメカ
ニカル材料からなる一対のアクチュエータ４が内蔵され
ている。

【００１３】ここで、各アクチュエータ４には電圧印加
により膨張または収縮する電圧印加駆動型ケモメカニカ
ル材料からなるケモメカニカルシート５が設けられてい
る。このケモメカニカルシート５のケモメカニカル材料
としては例えばパーフルオロスルホン酸、ポリエチレン
スルホン酸、ポリビニルアルコールとポリアクリル酸の
混合ゲル，７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン
をドープしたポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルア
クリルアミド）４級塩等があげられる。

【００１４】図２（Ａ），（Ｂ）はアクチュエータ４を
展開した詳細図である。このアクチュエータ４のケモメ
カニカルシート５の片面には第１の電極６、第２の電極
７、第３の電極８、第４の電極９が設けられ、他面には
グランド電極１０が設けられている。

【００１５】さらに、可撓管１の管壁部内には共通の給
電線１１、信号線１２、クロック信号線１３、グランド
線１４がそれぞれ配設されている。そして、グランド線
１４はグランド電極１０に接続されている。

【００１６】また、各電極６〜９にはそれぞれ制御用Ｉ
Ｃ（制御回路）１５がリード線１６を介して接続されて
いる。これらの制御用ＩＣ１５…には共通の給電線１
１、信号線１２、クロック信号線１３が接続されてい
る。

【００１７】さらに、図３は制御用ＩＣ１５の回路構成
を示すものである。すなわち、この制御用ＩＣ１５には
Ｄ型フリップフロップ（ＤＦＦ）２１とスイッチング用
トランジスタ２２を各々２つ含み、入力電源線の端子領
域２３、入力ＧＮＤ線の端子領域２４、入力クロック信
号線の端子領域２５、入力信号線の端子領域２６、第１
の駆動線の端子領域２７、第２の駆動線の端子領域２
８、出力電源線の端子領域２９、出力ＧＮＤ線の端子領
域３０、出力同期信号線の端子領域３１、及び出力制御
線の端子領域３２を有している。

【００１８】そして、これらの制御用ＩＣ１５…によっ
て湾曲部２を湾曲操作するための制御信号にもとづいて
共通の給電線１１から特定の電極、すなわち電極６〜９
のいずれかに給電するようになっている。なお、ケモメ
カニカルシート５の片面には第１の電極６、第２の電極
７、第３の電極８、第４の電極９を被覆する例えばポリ
イミド膜、シリコン樹脂膜等からなる絶縁被膜１７が設
けられている。

【００１９】次に、上記構成の可撓管１の湾曲部２の制
御を図４で示す信号によって行う場合について説明す
る。なお、ケモメカニカルシート５上の電極の数がｎ個
であったとすると、ケモメカニカルシート５に設けた各
電極に配置された電子回路は、２ｎビットのシフトレジ
スタを構成することになる。まず、第１の時間領域にお
いてクロック信号線１３に対して、２ｎ個のパルスが入
力され、信号線１２に対してもパルスが入力される。

【００２０】ここで、２ｎ個のパルスの入力が完了した
第１時間領域の終りの時刻Ｔ１における、入力側から数
えてｋ番目の電極に注目すると、この電極の電子回路に
は、２（ｎ−ｋ）＋１番目と２（ｎ−ｋ）＋２番目のＤ
ＦＦ２１が含まれており、２（ｎ−ｋ）＋１番目のクロ
ック信号が立ち上がる際の信号線はＬｏ状態であるの
で、ｋ番目の電極の後段のＤＦＦ２１はＬｏ状態であ
り、２（ｎ−ｋ）＋２番目のクロック信号が立ち上がる
際の制御信号線１２は、Ｈｉ状態であるのでｋ番目の電
極の前段のＤＦＦ２１は、Ｈｉ状態となる。このため、
図３における第１駆動線には通電がなされ、一方、第２
駆動線には通電がなされない。

【００２１】従って、クロック信号が入力されない第２
時間領域においては、ｋ番目の電極を配置したケモメカ
ニカルシート５の部分のうち、第１駆動線に接続された
方だけが通電され、ケモメカニカルシート５を所定方向
に屈曲させる。第１時間領域においてシフトレジスタで
制御信号が転送される間には、２（ｎ−ｋ）＋１番目の
ビットがＨｉ状態となる瞬間もあるが、第１時間領域の
長さが第２時間領域やケモメカニカルシート５の湾曲に
要する時間よりも充分に短ければ、実用上は問題ない。

【００２２】この条件が満たされない場合には、ＤＦＦ
用スイッチング用トランジスタの間にラッチ回路を設け
ることで回避することもできる。このように第１時間領
域と第２時間領域を１つの単位時間として繰り返し、第
１時間領域における制御信号パルスを変えることによっ
て、ケモメカニカルシート５を任意の時間どちらの方向
にも屈曲させることができる。

【００２３】したがって、制御用ＩＣ１５はクロック信
号線１３からのクロック信号及び信号線１２からの制御
信号により、給電線１１からの電力を各アクチュエータ
４のケモメカニカルシート５上の特定の電極、すなわち
電極６〜９のいずれかに選択的に通電することができ
る。

【００２４】さらに、制御用ＩＣ１５を利用して各アク
チュエータ４のケモメカニカルシート５上の各電極６〜
９毎に異なる電圧印加を行なうことにより、図５に示す
ように可撓管１の湾曲部２に複雑な湾曲動作を行わせる
ことができる。

【００２５】そこで、上記構成のものにあっては可撓管
１の湾曲部２に配設されたアクチュエータ４のケモメカ
ニカルシート５に複数の電圧印加電極６〜９を設けると
ともに、可撓管１内に配設された共通の給電線１１及び
信号線１２を各電極６〜９の制御用ＩＣ１５…に接続
し、湾曲部２を湾曲操作するための制御信号にもとづい
て各制御用ＩＣ１５によって共通の給電線１１から特定
の電極、すなわち電極６〜９のいずれかに給電するよう
にしたので、複雑な湾曲動作を可能とするためにアクチ
ュエータ４のケモメカニカルシート５上の電極の数を更
に増やした場合でも、可撓管１の管壁部内の配線数は給
電線１１、信号線１２、クロック信号線１３、グランド
線１４のみの４本で済む。そのため、可撓管１の管壁部
内に組込まれる配線数が増加しないので、可撓管１の内
部構成を簡略化することができ、可撓管１の小型化、細
径化を図るうえで有利となる。

【００２６】また、図６はアクチュエータ４の変形例を
示すものである。これは、ケモメカニカルシート５の外
周面全面に絶縁性かつ液体非透過性の高分子被覆１８を
設け、ケモメカニカルシート５の上の第１〜第４の電極
６〜９およびグランド電極１０を全て被覆する構成にし
たものである。

【００２７】この場合にはケモメカニカルシート５のケ
モメカニカル材料からの作動流体の漏出がなくなり、乾
燥環境下でも作動流体の供給無しにアクチュエータ４を
駆動させることができる。

【００２８】また、図７（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２
の実施例を示すものである。これは、湾曲部２の可撓管
１の管壁部に内蔵されるアクチュエータ４１の構成を変
更したものである。

【００２９】このアクチュエータ４１には管状のケモメ
カニカル材料４２が設けられている。このケモメカニカ
ル材料４２の内周面には管状のグランド電極４３が配設
されている。さらに、このケモメカニカル材料４２の外
周面には周方向に沿って一対の電極４４ａ，４４ｂが２
組並設された４つの電極からなる電極列が配置されてい
るとともに、可撓管１の軸心方向に沿って上記電極列が
適宜の間隔を存して複数並設されている。

【００３０】また、一対の電極４４ａ，４４ｂ間には制
御用ＩＣ４５が設けられ、リード線４６により各電極４
４ａ，４４ｂにそれぞれ電気的に接続されている。さら
に、制御用ＩＣ４５には可撓管１の管壁部に組込まれた
給電線４７、信号線４８、クロック信号線４９がそれぞ
れ接続されている。

【００３１】そこで、上記構成のものにあっては可撓管
１の湾曲部２の湾曲操作時には第１の実施例と同様にク
ロック信号線４９からのクロック信号及び信号線４８か
らの制御信号にもとづいて各制御用ＩＣ４５によって給
電線４７からの電力をアクチュエータ４１のケモメカニ
カル材料４２上の多数の電極４４ａ…，４４ｂ…のうち
のいずれかの特定の電極に選択的に通電することができ
る。そのため、各電極４４ａ，４４ｂに選択的に通電す
る事により、可撓管１の湾曲部２を任意の形状に湾曲動
作させることができる。

【００３２】したがって、上記構成のものにあっても複
雑な湾曲動作を可能とするためにアクチュエータ４１の
ケモメカニカル材料４２上の電極の数を更に増やした場
合でも、可撓管１の管壁部内の配線数は給電線４７、信
号線４８、クロック信号線４９、グランド線１４（図２
（Ｂ）参照）のみの４本で済むので、第１の実施例と同
様に可撓管１の湾曲部２の内部構成を簡略化することが
でき、可撓管１の湾曲部２の小型化、細径化を図るうえ
で有利となる。

【００３３】さらに、本実施例ではアクチュエータ４１
に管状のケモメカニカル材料４２を設け、このケモメカ
ニカル材料４２の外周面に多数の電極４４ａ…，４４ｂ
…を並設する構成にしたので、可撓管１の管壁部内には
単一のアクチュエータ４１を組込むだけでよい。そのた
め、可撓管１の管壁部内に複数のアクチュエータを組込
む場合に比べて可撓管１の湾曲部２の内部構成を簡略化
することができ、可撓管１の湾曲部２の一層の小型化、
細径化を図ることができる。

【００３４】また、図８、図９は本発明の第３の実施例
の湾曲部の要部構成を示すものである。これは、内視鏡
の挿入部５１を構成する可撓管にこの発明を適用したも
のである。

【００３５】ここで、内視鏡の挿入部５１には手元操作
部側に連結された長尺の可撓管部（挿入部蛇管）５２、
この可撓管部５２の先端部に連結された湾曲部５３、こ
の湾曲部５３の先端部に連結された先端硬性部５４がそ
れぞれ設けられている。

【００３６】また、可撓管部５２および湾曲部５３の内
部には柔軟なチューブによって形成された内骨格をなす
内部チューブ５５が配設されている。この内部チューブ
５５内にはイメージガイドファイバ５６、ライトガイド
ファイバ５７、チャンネルチューブ５８等が収納されて
いる。

【００３７】イメージガイドファイバ５６は先端硬性部
５４に設けられた対物レンズ系５９に光学的に接続する
ように固定される。さらに、チャンネルチューブ５８の
先端は先端硬性部５４に設けられたチャンネル用開口部
６０に連結されている。

【００３８】また、湾曲部５３には湾曲操作用のアクチ
ュエータ５３Ａが装着されている。このアクチュエータ
５３Ａには内部チューブ５５の外周面に形成されたチュ
ーブ状のグランド電極６１およびこのグランド電極６１
の外周面に形成されたチューブ状のケモメカニカル材料
６２が設けられている。

【００３９】さらに、ケモメカニカル材料６２の外周面
には周方向に沿って一対の電極６３ａ，６３ｂが並設さ
れているとともに、挿入部５１の軸心方向に沿って上記
一対の電極６３ａ，６３ｂが適宜の間隔を存して複数並
設されている。

【００４０】また、一対の電極６３ａ，６３ｂ間には制
御用ＩＣ６４が設けられ、リード線６５により各電極６
３ａ，６３ｂにそれぞれ電気的に接続されている。さら
に、制御用ＩＣ６４には給電線６６、信号線６７、クロ
ック信号線６８がそれぞれ接続されている。なお、湾曲
部５３の最外装には柔軟でかつ透水性のメッシュや多孔
質膜、不織布等によって形成された保護チューブ６９が
装着されている。

【００４１】そこで、上記構成のものにあっては内視鏡
の湾曲部５３の湾曲操作時には第１の実施例と同様にク
ロック信号線６８からのクロック信号及び信号線６７か
らの制御信号にもとづいて各制御用ＩＣ６４によって給
電線６６からの電力をアクチュエータ５３Ａのケモメカ
ニカル材料６２上の多数の電極６３ａ…，６３ｂ…のう
ちのいずれかの特定の電極に選択的に通電することがで
きる。そのため、各電極６３ａ，６３ｂに選択的に通電
する事により、内視鏡の湾曲部５３を任意の形状に湾曲
動作させることができる。

【００４２】したがって、上記構成のものにあっても複
雑な湾曲動作を可能とするためにアクチュエータ５３Ａ
のケモメカニカル材料６２上の電極の数を更に増やした
場合でも、内視鏡の湾曲部５３の管壁部内の配線数は給
電線６６、信号線６７、クロック信号線６８、グランド
線１４（図２（Ｂ）参照）のみの４本で済むので、第１
の実施例と同様に内視鏡の湾曲部５３の内部構成を簡略
化することができ、湾曲部５３の小型化、細径化を図る
うえで有利となる。

【００４３】さらに、本実施例では第２実施例と同様に
内視鏡の湾曲部５３内には単一のアクチュエータ５３Ａ
を組込むだけでよいので、湾曲部５３の内部構成を簡略
化することができ、湾曲部５３の一層の小型化、細径化
を図ることができる。

【００４４】また、湾曲部５３の最外装に柔軟でかつ透
水性の保護チューブ６９を装着したので、アクチュエー
タ５３Ａのケモメカニカル材料６２の作動流体をこの保
護チューブ６９を介して湾曲部５３の内外に出入りさせ
ることができる。

【００４５】そのため、内視鏡の挿入部５１内にケモメ
カニカル材料６２の作動流体の供給路を設けたり、ケモ
メカニカル材料６２を水密的に保持する必要がないの
で、湾曲部５３の内部構成をさらに効果的に簡略化する
ことができる。

【００４６】また、図１０および図１１（Ａ），（Ｂ）
は第１から第３の各実施例に示した湾曲機構付き可撓管
と組み合わせ使用するケモメカニカル材料を利用したグ
リッパ７１を示すものである。

【００４７】このグリッパ７１のグリッパ本体７２には
柔軟な内部チューブ７３の外周にチューブ状のケモメカ
ニカル材料７４が配設されている。さらに、内部チュー
ブ７３とケモメカニカル材料７４との間には内部電極７
５が配設され、ケモメカニカル材料７４の外周面には外
部電極７６が配設されている。なお、内部チューブ７３
はケモメカニカル材料７４の収縮力によって全長が収縮
しない程度の硬度を有するものである。

【００４８】また、グリッパ本体７２の基端部には内部
電極７５、外部電極７６にリード線７７を介して電源７
８、スイッチ７９が接続されている。さらに、グリッパ
本体７２の先端部には周方向に略等間隔に配置された４
カ所の切れ込み部８０が軸心方向に沿って延設され、４
本のグリップハンド８１が形成されている。

【００４９】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、グリッパ７１の本体７２はスイッチ７９がオフ状
態で保持されている場合には図１０に示すように４本の
グリップハンド８１が閉じた初期形状で保持される。

【００５０】この状態で、スイッチ７９を入れ、ケモメ
カニカル材料７４に通電すると、ケモメカニカル材料７
４は収縮する。このとき内部チューブ７３は収縮しない
ので、ケモメカニカル材料７４の収縮動作にともない図
１１（Ａ）に示すように４本のグリップハンド８１が同
時に開く形に湾曲する。そのため、この状態で、４本の
グリップハンド８１の拡開部内に被保持物８２が挿入さ
れる。

【００５１】続いて、スイッチ７９を切り、通電を停止
すると４本のグリップハンド８１は元の初期形状に回復
する。このグリップハンド８１の形状回復動作にともな
い図１１（Ｂ）に示すようにグリップハンド８１内の被
保持物８２が強固に保持される。

【００５２】そこで、上記構成のものにあってはマイク
ロマシン等に好適な構造が簡単で小型化が容易なグリッ
パ７１を提供できる。なお、上記構成のグリッパ７１で
は内部チューブ７３の外周面にケモメカニカル材料７４
を設けたが、通電することによって湾曲変形するケモメ
カニカル材料によってアクチュエータを形成することに
より、内部チューブ７３を省略してグリッパ本体７２を
形成しても良い。この場合にはグリッパ７１の構成を一
層簡略化することができる。

【００５３】また、図１２（Ａ），（Ｂ）はケモメカニ
カルアクチュエータ９１の第２の変形例を示すものであ
る。このアクチュエータ９１には可撓性のチューブ９２
内に繊維状に形成したケモメカニカルファイバ９３が配
設されている。

【００５４】さらに、チューブ９２の内周面には内部電
極９４、チューブ９２の略中央部には中心電極９５がそ
れぞれ配設されているとともに、このチューブ９２の内
部にはケモメカニカルファイバ駆動用の電解質溶液が充
填されている。この電解質溶液は例えば、食塩水等があ
げられる。

【００５５】また、内部電極９４および中心電極９５に
はリード線９６を介して電源９７、可変抵抗器９８、ス
イッチ９９が接続されている。ここで、スイッチ９９が
オフ状態で保持されている場合には図１２（Ａ）で示す
ようにアクチュエータ９１は所定の設定長さの初期形状
で保持される。

【００５６】そして、スイッチ９９がオン操作されると
ケモメカニカルファイバ９３から排水作用が生じてこの
ケモメカニカルファイバ９３が収縮し、このケモメカニ
カルファイバ９３の収縮動作にともないアクチュエータ
９１全体が図１２（Ｂ）に示すように全長がＬ₀ からＬ
にΔＬだけ収縮するようになっている。

【００５７】続いて、アクチュエータ９１のスイッチ９
９がオフ操作されると、ケモメカニカルファイバ９３の
表面からの吸水が行なわれ、ケモメカニカルファイバ９
３が膨張し、アクチュエータ９１全体が図１２（Ａ）に
示す初期形状まで膨脹するようになっている。

【００５８】また、図１３は図１２（Ａ），（Ｂ）のケ
モメカニカルアクチュエータ９１を内視鏡の挿入部に配
設された湾曲部１０１を湾曲操作する湾曲機構に適用し
たものである。

【００５９】すなわち、湾曲部１０１の柔軟な外套管１
０４の内部には軸心位置にイメージガイドファイバ１０
２が配設され、このイメージガイドファイバ１０２の周
囲にはライトガイドファイバ１０３が配設されていると
ともに、このライトガイドファイバ１０３の両側に図１
２（Ａ），（Ｂ）のケモメカニカルアクチュエータ９１
がそれぞれ配設されている。

【００６０】そして、内視鏡の湾曲部１０１の湾曲操作
時にはこの湾曲部１０１内に配設されている一方側のケ
モメカニカルアクチュエータ９１のスイッチ９９が選択
的にオン操作される。このときオン操作されたスイッチ
９９側のアクチュエータ９１ではケモメカニカルファイ
バ９３の収縮動作にともないアクチュエータ９１全体が
収縮するので、図１３に示すように通電した側のアクチ
ュエータ９１が内側に配置される状態で湾曲部１０１が
湾曲する。

【００６１】そこで、上記構成のものにあってはアクチ
ュエータ９１のケモメカニカル材料としてファイバ状の
ケモメカニカルファイバ９３を使用しているので、ケモ
メカニカル材料全体の表面積が増大する。そのため、ケ
モメカニカル材料の材料表面からの電解質溶液の透過に
よって行われるこのケモメカニカル材料の収縮、膨張
（膨張時は材料表面から吸水し、収縮時は排水する）動
作の応答速度の向上を図ることができる。

【００６２】また、図１４（Ａ），（Ｂ）はケモメカニ
カルアクチュエータの第３の変形例を示すものである。
これは、図１４（Ｂ）に示すように先端部に湾曲部１１
２が形成された湾曲カテーテル１１１の湾曲部１１２を
ケモメカニカルアクチュエータによって湾曲操作する構
成にしたものである。

【００６３】ここで、カテーテル１１１の湾曲部１１２
には図１４（Ａ）に示すように柔軟な外皮チューブ１１
８と内部にチャンネル１１３を有する柔軟なチャンネル
管１１４との間にケモメカニカルファイバ１１５が充填
されている。

【００６４】また、外皮チューブ１１８の内周面には３
個の外部電極１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃが略等間隔
で配設されている。さらに、チャンネル管１１４の外周
面には内部電極１１７が配設されている。

【００６５】そして、湾曲カテーテル１１１の湾曲部１
１２の湾曲動作時には外部電極１１６ａ，１１６ｂ，１
１６ｃのうちのいずれか特定の外部電極と内部電極１１
７との間に通電する。このとき、通電された外部電極を
内側にして図１４（Ｂ）に示すように湾曲カテーテル１
１１の湾曲部１１２が湾曲する。したがって、この場合
にはより単純な構成で３方向湾曲が可能であり、小型化
が容易である。

【００６６】また、図１５（Ａ），（Ｂ）は図１２
（Ａ），（Ｂ）のケモメカニカルアクチュエータ９１の
変形例を示すものである。すなわち、この変形例ではア
クチュエータ９１のチューブ９２内にケモメカニカルフ
ァイバ９３とともに、多数の中心電極９５が配設されて
いる。そして、チューブ９２の内周面の内部電極９４お
よび多数の中心電極９５…にはリード線９６を介して電
源９７、可変抵抗器９８、スイッチ９７が接続されてい
る。

【００６７】そこで、上記構成のものにあってはチュー
ブ９２内に中心電極９５…を多数設けているので、図１
２（Ａ），（Ｂ）のケモメカニカルアクチュエータ９１
と比較して電流密度が向上し、より応答性の向上を図る
ことができる。なお、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形実施できることは勿論である。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば湾曲部に配設されたアク
チュエータのケモメカニカル材料に複数の電圧印加電極
を設け、可撓管内に共通の給電線及び信号線を配設する
とともに、湾曲部を湾曲操作するための制御信号にもと
づいて共通の給電線から特定の電極に給電する制御回路
を設けたので、複雑な湾曲動作を可能としながらも、可
撓管内の配線数の増加を防ぎ、湾曲部の内部構成を簡略
化し、湾曲部の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の可撓管の湾曲部を示
すもので、（Ａ）は一部を破断して示す斜視図、（Ｂ）
は横断面図。

【図２】 アクチュエータの概略構成を示すもので、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図。

【図３】 制御用ＩＣの回路構成を示す概略構成図。

【図４】 多関節マニピュレータの制御信号の波形図。

【図５】 カテーテルの湾曲部の湾曲状態を示す側面
図。

【図６】 アクチュエータの変形例を示す縦断面図。

【図７】 本発明の第２の実施例の可撓管の湾曲部を示
すもので、（Ａ）は一部を破断して示す斜視図、（Ｂ）
は横断面図。

【図８】 本発明の第３の実施例の湾曲部の要部構成を
示す縦断面図。

【図９】 同実施例の湾曲部の断面斜視図。

【図１０】 グリッパを示す斜視図。

【図１１】 グリッパの動作状態を示すもので、（Ａ）
はグリップハンドを開操作した状態を示す側面図、
（Ｂ）はグリップハンドによる把持状態を示す側面図。

【図１２】 アクチュエータの第２の変形例を示すもの
で、（Ａ）は非電圧印加状態のアクチュエータを示す斜
視図、（Ｂ）は電圧印加状態のアクチュエータを示す斜
視図。

【図１３】 内視鏡の湾曲部を示す斜視図。

【図１４】 アクチュエータの第３の変形例を示すもの
で、（Ａ）は要部の横断面図、（Ｂ）はアクチュエータ
の動作状態を示す斜視図。

【図１５】 アクチュエータの第４の変形例を示すもの
で、（Ａ）は要部の横断面図、（Ｂ）はアクチュエータ
の動作状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１…可撓管、２，５３…湾曲部、４，４１，５３Ａ…ア
クチュエータ、５…ケモメカニカルシート、６，７，
８，９，４４ａ，４４ｂ，６３ａ，６３ｂ…電圧印加電
極、１５，４５，６４…制御用ＩＣ（制御回路）、１
１，４７，６６…給電線、１３，４８，６７…信号線，
４２，６２…ケモメカニカル材料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳沢 一向 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 内山 秀紀 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧印加によって膨張または収縮する電
   圧駆動型ケモメカニカル材料を用いて可撓管の湾曲部を
   湾曲操作するアクチュエータを備えた可撓管の湾曲機構
   において、前記湾曲部に配設された前記アクチュエータ
   のケモメカニカル材料に複数の電圧印加電極を設け、前
   記可撓管内に共通の給電線及び信号線を配設するととも
   に、前記湾曲部を湾曲操作するための制御信号にもとづ
   いて前記共通の給電線から特定の前記電極に給電する制
   御回路を設けたことを特徴とする可撓管の湾曲機構。