JPH10216238A

JPH10216238A - 屈曲機構

Info

Publication number: JPH10216238A
Application number: JP9022768A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Maeda; 重雄前田; Manabu Murayama; 学村山
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-18

Abstract

(57)【要約】【課題】カテーテルやマニュピレーター等を曲がりく
ねった管路に挿入した場合であっても容易に意図した通
りに屈曲でき、外形を細径化でき、フレキシビリティー
を高め得る屈曲機構を提供。【解決手段】長尺物１の屈曲部位２の一方の端部に糸
状物３の一端が固定され、他方の端部にアクチュエータ
４が取り付けられ、アクチュエータはガイド部材５と形
状記憶部材１０とを有し、ガイド部材は、長尺物の長手
方向に沿って固定され、形状記憶部材の動作をガイドす
るものであり、形状記憶部材は、変形状態から復帰状態
となるときにはガイド部材に沿って伸びるものであり、
形状記憶部材の第一端部８ａはガイド部材に対して不動
であり、第二端部８ｂはガイド部材に対して可動であ
り、糸状物の他端が形状記憶部材の第二端部に接続され
たものである屈曲機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長尺物の屈曲に用
いる屈曲機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カテーテルやマニピュレーター等
の長尺物においては、その屈曲状態を自在に操作するた
めの機構（以下、「屈曲機構」という。）が設けられて
いる。例えば、特開平４−２２７２２３号公報には、長
尺物の手元側に形状記憶合金からなる駆動部を設け、長
尺物の先端側の屈曲させるべき部位と該駆動部とをワイ
ヤーで連結し、形状記憶合金の形状記憶効果によってワ
イヤーを牽引して内視鏡を屈曲させる屈曲機構が示され
ている。

【０００３】しかし、上記の屈曲機構では形状記憶部材
と屈曲させるべき部位とが互いに離れて位置しているた
め、この屈曲機構を設けたカテーテルを人間の腸等とい
った曲がりくねった管路に挿入した場合や、該カテーテ
ルの挿入部の長さが長い場合等において、屈曲や長尺化
によるワイヤーの摩擦や伸びの増加によって牽引力を屈
曲部位に伝達するのが難しくなり、屈曲部位を意図した
通りに屈曲できないという問題がある。

【０００４】このような問題を解決するため、図３に示
すような形状記憶部材と屈曲部位とを近づけて配置した
屈曲機構が知られている。同図の例では、長尺物３０に
対して、糸状物（３４ａ、３４ｂ）の一端が固定された
部分を有する第一の部位３１と、屈曲させるべき第二の
部位３２と、形状記憶合金をコイル状に形状記憶処理し
た形状記憶部材（３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ）が
取付けられた第３の部位３３とが長手方向に順に設けら
れている。

【０００５】同図（ａ）に示すように、形状記憶部材は
長尺物の両側において、二組ずつ（３５ａと３５ｂ、３
６ａと３６ｂ）が可動部材３７を介して直列に配置され
ており、それぞれ一方が復帰状態となると他方が変形状
態となる拮抗状態で取り付けられている。各形状記憶部
材は復帰動作によって長手方向に収縮し得るものであ
る。各形状記憶部材（３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６
ｂ）の一方の端部は可動部材３７に接続されており、他
方の端部は固定部材３８を介して長尺物３０に固定され
ている。可動部材３７は糸状物（３４ａ、３４ｂ）の他
端に接続されている。なお、形状記憶部材の一方の端部
と可動部材とは、可動部材に孔を設け、該孔に一方の端
部を引っ掛けて固定されている。形状記憶部材の他方の
端部と固定部材３８とは、固定部材３８に孔を設け、該
孔に他方の端部を引っ掛けて固定されており、固定部材
３８は長尺物３０に接着剤で固定されている。

【０００６】同図（ｂ）に示すように、形状記憶部材３
５ｂ及び３６ａを復帰動作させて長手方向に収縮させる
ことによって、糸状物３４ａが引っ張られ、長尺物３０
は第二の部位３２において屈曲する。逆に、形状記憶部
材３６ｂ及び３５ａを復帰動作させれば、糸状物３４ｂ
が引っ張られ、長尺物３０は同図（ｂ）とは逆向きに屈
曲することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示す屈
曲機構では、形状記憶部材が収縮方向に復帰動作を行な
うものであるため、形状記憶部材の端部と、可動部材３
７または固定部材３８との固定部分には形状記憶部材の
形状回復に伴う引張応力が発生する。そのため、固定部
分は該応力に耐えうる構造としなければならない。更
に、固定方法としては接着材による固定方法や機械的に
引っかけて固定する方法等を採らざるをえず、カテーテ
ルやマニュピレーター等の細径化を図るための障害とな
っている。

【０００８】更に、形状記憶部材を取り付ける部位（図
３に示す第三の部位）３３には、形状記憶部材の収縮に
伴う圧縮応力が発生するため（特に復帰動作の時大きな
応力発生）、該部位において長尺物が座屈することがあ
る。従って、長尺物の座屈を防止するため、形状記憶部
材を取り付ける部位に金属パイプを取り付ける等して、
該部位を屈曲しない構造とする必要がある。そのため、
カテーテルやマニュピレーター等のフレキシビリティー
を高めることが難しいという問題がある。

【０００９】本発明の課題は、上記問題を解決し、カテ
ーテルやマニュピレーター等を曲がりくねった管路に挿
入した場合であっても容易にこれらを意図した通りに屈
曲でき、更に、これらの外形を細径化でき、フレキシビ
リティーを高め得る屈曲機構を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の屈曲機構は、次
の特徴を有するものである。（１）可撓性を有する長尺物の屈曲させるべき部位の
一方の端部に糸状物の一端が固定され、屈曲させるべき
部位の他方の端部にアクチュエータが取り付けられ、ア
クチュエータは、可撓性を有するガイド部材と、該部材
に取り付けられた形状記憶部材とを有し、ガイド部材
は、長尺物の長手方向に沿って固定され、形状記憶部材
の動作をガイドするものであり、形状記憶部材は、変形
状態から復帰状態となるときにはガイド部材に沿って伸
びるものであり、形状記憶部材の両端部のうち、前記屈
曲させるべき部位の一方の端部に近い位置にある第一端
部はガイド部材に対して不動であり、遠い位置にある第
二端部はガイド部材に対して可動であり、形状記憶部材
が変形状態から復帰状態となるときに糸状物を引張るよ
うに、前記糸状物の他端が形状記憶部材の第二端部に接
続されたものである屈曲機構。

【００１１】（２）形状記憶部材がコイル状に形成さ
れた形状記憶合金である上記（１）記載の屈曲機構。

【００１２】（３）上記ガイド部材が管状のガイド管
であって、形状記憶部材はガイド管内に収容されてお
り、変形状態から復帰状態となるときにガイド管内を管
路に沿って伸びるものである上記（１）記載の屈曲機
構。

【００１３】（４）アクチュエータがガイド管内に変
形用部材を有し、該変形用部材は、復帰状態となった形
状記憶部材を変形状態にもどし得るものである上記
（３）記載の屈曲機構。

【００１４】（５）上記変形用部材がガイド管内に上
記形状記憶部材と直列に配置された第二の形状記憶部材
であって、その一方の端部は形状記憶部材の第二端部に
連結されてガイド管内で可動であり、他方の端部はガイ
ド管に対して不動であり、両形状記憶部材が、一方の復
帰状態が他方の変形状態となるように互いに拮抗する状
態でガイド管内に収容されたものである上記（４）記載
の屈曲機構。

【００１５】

【作用】本発明の屈曲機構では、屈曲させるべき部位の
端部にアクチュエータが取り付けられているため、本発
明の屈曲機構を用いたカテーテル等を曲がりくねった管
路に挿入した場合でも、カテーテル等を意図した通り屈
曲させることができる。更に、形状記憶部材が形状記憶
効果によって、変形状態から復帰状態となるときに伸長
するものであるため、形状記憶部材の少なくとも一方の
端部は、従来のように固定されている必要はなく、形状
回復する際にガイド部材に対して不動となっていれば良
い。従って、従来のような固定方法を用いる必要がな
い。

【００１６】従来の拮抗型のアクチュエータでは、収縮
方向に復帰動作する形状記憶部材を用いた場合、長尺物
のアクチュエータ取付部位には圧縮応力が発生し、該部
位において長尺物が座屈することがあった。しかし、本
発明の前記（４）、（５）に示した拮抗型のアクチュエ
ータでは、該部位には引張応力が発生するため、該部位
における長尺物の座屈を抑制できる。従って、長尺物の
アクチュエータ取り付け部位に金属パイプ等を取り付け
る等して、該部位を屈曲しない構造とする必要がない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明を詳細に
説明する。図１は本発明の屈曲機構の一例を示した図で
あり、ガイド部材についてのみ断面で示している。同図
（ａ）に示すように、長尺物１の屈曲させるべき部位
（以下、「屈曲部位」という。）２の一方の端部には糸
状物３の一端が固定されており、屈曲部位２の他方の端
部にはアクチュエータ４が取り付けられている。アクチ
ュエータ４は、可撓性を有するガイド部材５に形状記憶
部材１０を取り付けて構成されたものである。

【００１８】同図（ａ）の例では、ガイド部材５は管状
のガイド管であって、ガイド部材５は長尺物１の長手方
向に沿って固定されており、屈曲部位２の一方の端部に
近い方の開口部分には固定部材６が固定され、ガイド部
材５内にはガイド部材５に沿って移動可能な可動部材７
が配置されている。なお、固定部材６の中心には孔が設
けられている。形状記憶部材１０は形状記憶合金の線材
をコイル状に形状記憶処理して形成された形状記憶合金
コイルであり、ガイド部材５内にて固定部材６と可動部
材７との間に、長手方向に圧縮された変形状態で収容さ
れている。糸状物３は固定部材６に設けられた孔、形状
記憶部材１０の内部を通って、その他端が可動部材７に
連結されている。

【００１９】同図（ｂ）に示すように、形状記憶部材１
０を復帰動作させてガイド部材５に沿って伸長させれ
ば、形状記憶部材１０の両端部のうち、上記屈曲部位２
の一方の端部に近い位置にある第一端部８ａは固定部材
６により不動とされ、遠い位置にある第二端部８ｂは可
動部材７を押して糸状物３を引っ張り、長尺物１を屈曲
させることができる。

【００２０】本発明に用いられる長尺物は可撓性を有す
るものであれば良く、又どの様な断面形状の柱状物であ
っても良いが、屈曲に方向性が無いという点からは円柱
状物が好ましい。更に、長尺物は屈曲された後に、屈曲
前の状態に戻りうる程度の弾性力を有しているのが好ま
しい。また、内部は中空・中実のいずれであっても良
い。

【００２１】本発明の屈曲機構は、カテーテルやマニピ
ュレーター等、生体の内部や屈曲した配管の奥深くに挿
入される長尺の機器に付与されることによって特に有用
となる。従って、長尺物の一例としては、シリコンチュ
ーブ、ポリウレタンチューブ、ポリイミドチューブ等が
挙げられる。屈曲機構をカテーテルに使用するのである
ならば、長尺物としては外径φ０．５ｍｍ〜５ｍｍ、内
径φ０．３ｍｍ〜４ｍｍ程度のものを用いるのが良い。

【００２２】本発明に用いられるアクチュエータは、可
撓性を有するガイド部材に形状記憶部材が取り付けられ
て構成されたものであって、長尺物に取り付けられ、糸
状物を引っ張って長尺物を屈曲させ得るものであれば良
い。アクチュエータの長尺物への取付は、図１に示すよ
うにガイド部材を長尺物の長手方向に沿って固定して行
えば良い。アクチュエータは、長尺物の外側に取り付け
ても良いし、長尺物が管状部材であるならば、その内側
に取り付けても良い。

【００２３】ガイド部材は可撓性を有し、形状記憶部材
が湾曲したりすることがないように形状記憶部材の動作
をガイドでき得るものであれば良く、特に限定されるも
のではない。ガイド部材の一例としては、コイル状の形
状記憶部材の内部を貫く心材や図１に示すような管状の
ガイド管等を挙げることができる。

【００２４】以下、ガイド部材に図１に示すようなガイ
ド管を用いる場合を例に挙げて説明する。ガイド管の長
手方向に垂直な断面の形状や、長手方向の長さは形状記
憶部材や長尺物に応じて適宜決定すれば良いが、例えば
屈曲機構をカテーテルに使用するのであるならば、外径
φ０．２５ｍｍ〜２ｍｍ、内径φ０．２ｍｍ〜１．５ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍのチューブを用いるのが良い。ガイド
管の材料としては、シリコンチューブ、ポリウレタンチ
ューブ、ポリイミドチューブ等が挙げられ、肉厚を薄く
することが容易な点からポリイミドチューブが特に好ま
しい。

【００２５】ガイド管の長尺物への固定は、長尺物の屈
曲が達成され得るように行われていれば良く、どのよう
な方法で行っても良い。固定方法としては、例えば、接
着剤によりガイド管全体または一部を長尺物に固定する
方法が挙げられるが、全体を固着するよりも一部、例え
ばガイド管端部のみを長尺物に固定すれば、よりフレキ
シビリティを高め得ることができるので好ましい。ガイ
ド管の固定位置は長尺物の外側又は内側であって、屈曲
部位の他方の端部、即ち糸状物が固定されていない端部
であれば良い。ここでいう端部とは厳密な意味での端だ
けでなく、端部およびその近傍までをいう。従って、ガ
イド管は屈曲部位の端部から屈曲部位に渡った位置にお
いて固定されていても良い。

【００２６】形状記憶部材は、形状記憶効果によって変
形状態から復帰状態になるときに、ガイド管内を管路に
沿って伸びるものであって、糸状物を引っ張って長尺物
を屈曲させ得るものであれば良い。また、形状記憶部材
の形状や大きさは、この条件を満足させるものであれ
ば、特に限定されるものではないが、大きな変位量が得
られる点から、形状記憶部材はコイル状に形状記憶処理
された形状記憶コイルであるのが好ましい。

【００２７】形状記憶部材は、上記形状記憶効果を示す
ものならば、形状記憶合金であっても形状記憶ポリマー
であってもよいが、加熱によって形状記憶効果を示すも
のが好ましい。また、形状記憶部材自体への通電による
加熱が可能な点や、形状回復力が大きい点からは、形状
記憶合金が特に好ましい。例えば、本発明の屈曲機構を
外径φ２．５ｍｍのカテーテルに用いる場合であるなら
ば、形状記憶部材としては、コイル外径φ０．６５ｍｍ
〜０．７ｍｍ、コイル内径φ０．２５ｍｍ〜０．３ｍ
ｍ、線径φ０．２ｍｍ、巻き数７０回〜７５回、コイル
自然長２５ｍｍ〜３０ｍｍの形状記憶合金コイルを用い
れば良く、７ｍｍ〜１０ｍｍ程度圧縮して変形させれば
良い。

【００２８】形状記憶合金としては、Ｔｉ−Ｎｉ系、銅
系、ステンレス系のものが好ましく、Ｔｉ−Ｎｉ系合
金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｆｅ系合
金、Ｎｉ−Ａｌ系合金、Ａｇ−Ｃｄ系合金、Ａｕ−Ｃｄ
系合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系
合金、Ｉｎ−Ｔｌ系合金、Ｉｎ−Ｃｄ系合金などが挙げ
られる。一般的には、強度、耐食性、信頼性の点ではＴ
ｉ−Ｎｉ系のものが優れており、加工性や経済性の点で
は銅系のものが優れている。

【００２９】形状記憶部材のガイド管内への設置は、そ
の両端部のうち、糸状物と長尺物との固定部分に近い位
置にある第一端部がガイド管に対して不動となり、遠い
位置にある第二端部がガイド管内を復帰動作によって移
動して糸状物を引っ張り得るようになされていれば良
い。

【００３０】第一端部がガイド管に対して不動となるよ
うにするには、第一端部をガイド管や長尺物に固着させ
る等の方法を講じても良いが、図１に示すようにガイド
管の開口部分に、ガイド管に固定された固定部材を設
け、該固定部材によって第一端部の動きを止めて不動と
するのが好ましい。形状記憶部材が復帰動作によって伸
長するものであるため、このような態様とすれば、第一
端部を固定部材に固着等することなく、即ち従来のよう
な固定方法を用いることなく、不動とすることができる
ので好ましい。

【００３１】固定部材は第一端部の動きを止めうるもの
であれば特に限定されないが、糸状物を通すことができ
る孔が設けられたものであるのが好ましい。固定部材の
ガイド管への固定には接着剤等を用いれば良い。

【００３２】第二端部は糸状物を引っ張り得るように糸
状物と接続されている必要がある。この場合、第二端部
は、糸状物に直接接続するよりも、図１に示すように、
管路内を移動できるものであって、糸状物に連結された
可動部材をガイド管に挿入しておき、可動部材を介して
間接的に接続するのが好ましい。ここでいう接続とは、
常に連結されている状態にある場合だけをいうのではな
く、一時的に接触している場合をもいう。このような態
様とすれば、形状記憶部材が復帰動作によって伸長する
ものであるため、第二端部は可動部材及び／又は糸状物
に固着されることなく、糸状物を引っ張ることができ
る。この場合、糸状物は図１に示したように、長尺物の
屈曲部位の側からガイド管内を通って、可動部材に連結
されているのが好ましい。

【００３３】上記の糸状物に連結される可動部材の大き
さ、形状、材料は、良好に糸状物を引張得るものであれ
ば特に限定されないが、機械的強度や加工性の点から、
又通電加熱を行なう場合を考慮すると、金属材料、例え
ばアルミニウムやステンレス等を用いるのが好ましい。
可動部材と糸状物との連結は、形状記憶部材の形状回復
力に耐えうるように行われていれば良く、連結方法とし
ては、接着剤や溶接等による方法、可動部材に孔を設け
て糸状物を通して結ぶことにより連結する方法等が挙げ
られる。

【００３４】形状記憶部材には、形状記憶効果を発現さ
せるための加熱手段を設けておくのが良い。この場合、
加熱手段は限定されないが、外径が大きくならないもの
が好ましい。例えば、形状記憶部材が、形状記憶合金の
線材をコイル状にした形状記憶合金コイルならば、二条
コイルのように形状記憶合金コイルの素線に沿って設け
られる線状の熱源や、形状記憶合金自体に対する通電な
どが挙げられる。その他、カテーテル等への応用におい
て、先端部分だけに当該屈曲機構が設けられる場合、形
状記憶合金コイルに沿って熱伝導体を設け、手元側の端
部から熱伝導体までは光ファイバを敷設し、該光ファイ
バを用いてレーザ光を熱伝導体に照射し形状記憶合金コ
イルを加熱する方法が挙げられる。

【００３５】本発明では一旦復帰状態となった形状記憶
部材を、更に変形状態とする変形用部材を有していても
良い。このような変形用部材を本発明の屈曲機構に設け
れば、長尺物は連続して屈曲できるので好ましい態様と
なる。変形用部材は特に限定されるものではなく、復帰
状態にある形状記憶部材を再度変形状態にし得るもので
あれば良い。具体的には、変形用部材としては、ガイド
管内に形状記憶部材と直列に配置された別の形状記憶部
材（以下、「第二形状記憶部材」という。）や同様に配
置されたコイルバネ、屈曲部位において長尺物に沿って
配置された長尺の弾性体等が挙げられる。

【００３６】変形用部材として第二形状記憶部材やコイ
ルバネを用いるのであれば、これらはガイド管内に形状
記憶部材と直列に配置し、これらの一方の端部を形状記
憶部材の第二端部に接続し、該第二端部の動きに応じて
動くようにし、他方の端部をガイド管に対して不動とな
るようにすれば良い。この場合、これらの他方の端部
は、前述した形状記憶部材の第一端部と同様に固定部材
を用いて不動とすれば良い。また、これらの一方の端部
は、形状記憶部材の第二端部に直接接続しても良いし、
可動部材が配置されているならば、可動部材に接続され
ていれば良い。

【００３７】変形用部材が第二形状記憶部材であるなら
ば、形状記憶部材と第二形状記憶部材とは互いに拮抗す
るように、即ち、一方の復帰状態が他方の変形状態とな
るようにしてガイド内に配置する必要がある。また、変
形用部材が第二形状記憶部材である場合、形状記憶部材
と第二形状記憶部材とを一つの形状記憶部材で形成して
も良い。この場合、一つの形状記憶部材の両端をガイド
管に対して不動とし、該部材の中間に糸状物の一端を接
続することにより、該糸状物が接続された部位を境に一
方が形状記憶部材、他方が第二形状記憶部材となり、作
製が容易になるので好ましい。変形用部材がコイルバネ
であるならば、コイルバネは形状記憶部材が形状記憶効
果を示さない条件下において、復帰状態となった形状記
憶部材を、再度変形状態にもどし得る強さを有している
必要がある。

【００３８】糸状物は、弾性伸びが少なく形状記憶部材
による引張り量を適正に長尺物に伝え、屈曲させるため
に必要な張力に耐え得るものであればよいが、スペース
の点からは細くて強いものが好ましく、また、クリープ
の少ないもの、使用目的の環境に対して耐食性を有する
ものがより好ましい。このような糸状物としては、ステ
ンレス、タングステンなどの金属製の極細線などが好ま
しいものとして挙げられる。糸状物の構造は、単糸であ
っても複数の素線が集合してなるものであってもよい。

【００３９】糸状物の一端と長尺物との固定は、引張り
によって生じる応力に耐えうるようになされていれば良
い。接続方法としては、長尺物の材料や形状記憶部材の
復帰力に応じて適宜選択すれば良く、具体的には、接着
による方法、長尺物にステンレス等の金属製の板を固着
し、該板に糸状物を溶接して接続する方法等が挙げられ
る。

【００４０】図２は、本発明の屈曲機構を示す他の例を
示す図であり、ガイド部材についてのみ断面で示してい
る。同図の例では、一本の長尺物に対して二組のアクチ
ュエータが取り付けられており、長尺物は二方向に屈曲
が可能となっている。同図（ａ）に示すように、長尺物
１の屈曲部位２の一方の端部には、糸状物（３ａ、３
ｂ）の一端がそれぞれ対向する位置に固定されており、
屈曲部位２の他方の端部にはアクチュエータ４ａ、４ｂ
が対向する位置において取り付けられている。

【００４１】アクチュエータ（４ａ、４ｂ）は、可撓性
を有するガイド部材（５ａ、５ｂ）の内部に第一形状記
憶部材（１０ａ、１１ａ）と第二形状記憶部材（１０
ｂ、１１ａ）を直列に配置して構成されたものである。
ガイド部材（５ａ、５ｂ）は図１と同様に長尺物１の長
手方向に沿って固定されており、各ガイド部材の両開口
部分には固定部材６（計４個）が固定され、ガイド部材
（５ａ、５ｂ）の内部には内部を移動可能な可動部材
（７ａ、７ｂ）が配置されている。第一形状記憶部材
（１０ａ、１１ａ）及び第２形状記憶部材（１０ｂ、１
１ａ）は、図１と同様の形状記憶合金コイルであり、そ
れぞれガイド部材の固定部材６と可動部材（７ａ、７
ｂ）との間に、長手方向に圧縮された変形状態で収容さ
れている。各糸状物（３ａ、３ｂ）は、固定部材６に設
けられた孔、第一形状記憶部材（１０ａ、１１ａ）の内
部を通って、その他端が可動部材（７ａ、７ｂ）にそれ
ぞれ連結されている。

【００４２】同図（ｂ）に示すように、第一形状記憶部
材１０ａ及び第二形状記憶部材１１ｂを同時に復帰動作
させれば、これらの形状記憶部材はガイド部材に沿って
伸長し、糸状物３ａが引っ張られて長尺物は屈曲する。
同図（ｂ）の例では長尺物のアクチュエータ取付部位に
おいても可撓性を有しているため、形状記憶部材の復帰
動作によりアクチュエータ取付部位も屈曲している。更
に、第一形状記憶部材１０ｂ及び第二形状記憶部材１１
ａを同時に復帰動作させれば、糸状物３ｂが引っ張られ
て、長尺物１は同図（ｂ）とは逆向きに屈曲することが
できる。上記のような態様とすることにより、屈曲機構
は二方向に屈曲が可能となる。

【００４３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に示
す。本実施例では、図２に示す屈曲機構にアクチュエー
タ４ａ及び４ｂと同様のアクチュエータが更に二組取り
付けられて、多方向に屈曲できるようになった屈曲機構
について、実際に製造した。なお、各アクチュエータは
長尺物の外側において、その長手方向に垂直な断面（以
下、単に「断面」という。）を等しく四分割する位置に
取り付けられている。

【００４４】〔長尺物〕長尺物としては、ファイバスコ
ープ（外径φ０．４ｍｍ、画素数４２００）に、外径φ
０．４９ｍｍ、内径０．４５ｍｍのポリイミドチューブ
を被覆したものを用いた。

【００４５】〔糸状物〕四本の糸状物としては、共にス
テンレスからなる線径０．１ｍｍの単線糸を用いた。各
糸状物の取り付けは、二つの孔が設けられた各可動部材
において、一本の糸状物を屈曲部位側から一方の孔に通
し、更に別の孔を通して屈曲部位側に戻し、その両端を
長尺物に固定することにより行なった。該両端と長尺物
との固定は、長尺物の先端に外径φ２．５ｍｍ、内径φ
０．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス板を接着剤で
固着し、該ステンレス板を介して、長尺物の断面を等し
く四分割する位置において、接着剤により行なった。

【００４６】〔アクチュエータ〕四本のアクチュエータ
は、ガイド管となるポリイミドチューブ（外径φ１．０
ｍｍ、内径φ０．８５ｍｍ、長さ４８．５ｍｍ）に第一
形状記憶部材、可動部材（ステンレス製の円板、外径φ
０．７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）、第二形状記憶部材を順
に挿入し、ガイド管の両開口部分に固定部材となるステ
ンレスパイプ（外径φ０．７ｍｍ、長さ６ｍｍ）を挿入
して固定し、さらに第一及び第二形状記憶部材の内部に
該ステンレスパイプの開口からポリイミドチューブ（外
径φ０．２５ｍｍ、内径φ０．２３ｍｍ、長さ３１ｍ
ｍ）を挿入した。なお、第一形状記憶部材及び第二形状
記憶部材としては、形状記憶合金の線材（線径φ０．２
ｍｍ）をコイル状に形状記憶処理したもの（コイル外径
φ０．７ｍｍ、コイル内径φ０．３ｍｍ、巻き数７１
巻、ピッチ０．４ｍｍ、たわみ８ｍｍ、自然長２９ｍ
ｍ、取付長さ２１ｍｍ）を使用した。また、可動部材と
なるステンレス製の円板には加熱手段及び前記糸状物を
通す孔が設けられている。

【００４７】〔その他付帯部分〕第一及び第二形状記憶
部材に対する加熱手段としては、形状記憶合金コイル自
体に対する通電加熱とした。組み立て調整を完了した
後、全体をさらにポリイミドチューブ（外径φ２．５ｍ
ｍ、内径φ２．４５ｍｍ）によって被覆して屈曲機構
を得た。

【００４８】〔動作確認〕本実施例で得られた屈曲機構
において、各アクチュエータの形状記憶部材を交互に復
帰動作させたところ、長尺物は多方向に屈曲でき、屈曲
角度は約６０度であった。なお、復帰動作のための通電
加熱における電流値は２８０ｍＡであった。

【００４９】

【発明の効果】本発明においては、長尺物と形状記憶部
材との接続において、従来のような手段を講じる必要が
ないため、カテーテルやマニュピレーター等の細径化を
容易に図ることができる。更に、拮抗型アクチュエータ
を用いた場合においても、長尺物の形状記憶部材が取り
付けられる部位が屈曲可能となるため、長尺物のフレキ
シビリティーは高く、本発明の屈曲機構を用いたカテー
テルやマニュピレーター等は曲がりくねった生体内部や
配管内部を良好に移動できる。また、このような生体内
部や配管内部であっても、本発明の屈曲機構を用いたカ
テーテルやマニュピレーター等は、意図した通りに屈曲
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の屈曲機構の一例を示す図である。

【図２】本発明の屈曲機構の他の例を示す図である。

【図３】従来の屈曲機構を示す図である。

【符号の説明】

１長尺物２屈曲させるべき部位（屈曲部位）３糸状物４アクチュエータ５ガイド部材（ガイド管）８ａ第一端部８ｂ第二端部１０形状記憶部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性を有する長尺物の屈曲させるべき
部位の一方の端部に糸状物の一端が固定され、屈曲させ
るべき部位の他方の端部にアクチュエータが取り付けら
れ、アクチュエータは、可撓性を有するガイド部材と、
該部材に取り付けられた形状記憶部材とを有し、ガイド
部材は、長尺物の長手方向に沿って固定され、形状記憶
部材の動作をガイドするものであり、形状記憶部材は、
変形状態から復帰状態となるときにはガイド部材に沿っ
て伸びるものであり、形状記憶部材の両端部のうち、前
記屈曲させるべき部位の一方の端部に近い位置にある第
一端部はガイド部材に対して不動であり、遠い位置にあ
る第二端部はガイド部材に対して可動であり、形状記憶
部材が変形状態から復帰状態となるときに糸状物を引張
るように、前記糸状物の他端が形状記憶部材の第二端部
に接続されたものである屈曲機構。
【請求項２】形状記憶部材がコイル状に形成された形
状記憶合金である請求項１記載の屈曲機構。
【請求項３】上記ガイド部材が管状のガイド管であっ
て、形状記憶部材はガイド管内に収容されており、変形
状態から復帰状態となるときにガイド管内を管路に沿っ
て伸びるものである請求項１記載の屈曲機構。
【請求項４】アクチュエータがガイド管内に変形用部
材を有し、該変形用部材は、復帰状態となった形状記憶
部材を変形状態にもどし得るものである請求項３記載の
屈曲機構。
【請求項５】上記変形用部材がガイド管内に上記形状
記憶部材と直列に配置された第二の形状記憶部材であっ
て、その一方の端部は形状記憶部材の第二端部に連結さ
れてガイド管内で可動であり、他方の端部はガイド管に
対して不動であり、両形状記憶部材が、一方の復帰状態
が他方の変形状態となるように互いに拮抗する状態でガ
イド管内に収容されたものである請求項４記載の屈曲機
構。