(57)【要約】【課題】  細長いパイプ部の先端に設けられた工具の姿勢を遠隔操作で変更することができ、しかも潤滑剤やコーティングを用いずに工具の滑らかな姿勢変更が可能な遠隔操作型アクチュエータを提供する。【解決手段】  細長形状のスピンドルガイド部３と、その先端に姿勢変更自在に取付けられ工具１を回転自在に支持する先端部材２と、スピンドルガイド部３の基端が結合された駆動部ハウジング４ａとを備える。スピンドルガイド部３は内部に、駆動部ハウジング４ａ内の工具回転用駆動源の回転を工具に伝達する回転軸２２と、駆動部ハウジング４ａ内の姿勢変更用駆動源の駆動により先端部材２を姿勢変更させる姿勢操作部材３１とを有する。先端部材２と姿勢操作部材３１の接触点Ｐにおける接線に対し垂直な垂線ＰＬと回転軸２２の中心線ＣＬ２とがなす角度をαとした場合、α＞０°である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長形状のスピンドルガイド部と、このスピンドルガイド部の先端に先端部材連結部を介して姿勢変更自在に取付けられた先端部材と、前記スピンドルガイド部の基端が結合された駆動部ハウジングとを備え、
前記先端部材は、工具を保持するスピンドルを回転自在に支持し、前記スピンドルガイド部は、前記駆動部ハウジング内に設けられた工具回転用駆動源の回転を前記スピンドルに伝達する回転軸と、両端に貫通したガイド孔とを内部に有し、先端が前記先端部材に接して進退動作することにより前記先端部材を姿勢変更させる姿勢操作部材を前記ガイド孔内に進退自在に挿通し、前記姿勢操作部材を進退させる姿勢変更用駆動源を前記駆動部ハウジング内に設け、
前記先端部材と前記姿勢操作部材の接触点における接線に対し垂直な垂線と前記回転軸の中心線とがなす角度をαとした場合、α＞０°であることを特徴とする遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、前記先端部材は、筒状のハウジングと、このハウジングの内周に配置された前記スピンドルと、前記ハウジングに対し前記スピンドルを回転自在に支持する軸受とを備え、前記先端部材の姿勢が中立状態にあるとき、前記スピンドルの中心線と前記回転軸の中心線の延長線上に位置し、かつ前記姿勢操作部材は、前記回転軸の中心線から偏心して位置し、その先端が前記先端部材のハウジングの端面に接した状態で前記回転軸の中心線と平行な方向に進退するものであり、前記ハウジングの端面は外径側ほど姿勢操作部材側に近い傾斜面とされている遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記先端部材と前記姿勢操作部材の接触部の静摩擦係数をμとした場合、この静摩擦係数μと前記角度αとの間に、μ＜tan(α）の関係が成り立つ遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記角度αが、０°＜α＜４５°である遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記先端部材の前記姿勢操作部材との接触面の断面形状が直線状である遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記先端部材の前記姿勢操作部材との接触面の断面形状が姿勢操作部材側に凸となる円弧状である遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記先端部材は、前記姿勢操作部材との対向面に１つ以上の径方向に沿う溝部を有し、この溝部の底面を、前記姿勢操作部材との接触面とした遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記スピンドルガイド部が、このスピンドルガイド部の外郭となる外郭パイプを有し、前記ガイド孔が、前記外郭パイプ内に設けられたガイドパイプの内径孔である遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項９】
請求項８において、前記外郭パイプは、その断面２次モーメントが同外径である中実軸の断面２次モーメントの１／２以上であり、かつ内周面に前記ガイドパイプが挿入される溝状部を有する遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記スピンドルガイド部内の前記回転軸を回転自在に支持する複数の転がり軸受を設け、隣合う転がり軸受間に、これら転がり軸受に対して予圧を与えるばね要素を設けた遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記スピンドルガイド部は湾曲した箇所を有する遠隔操作型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工具の姿勢を遠隔操作で変更可能で、医療用、機械加工等の用途で用いられる遠隔操作型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用として骨の加工に用いられたり、機械加工用としてドリル加工や切削加工に用いられたりする遠隔操作型アクチュエータがある。遠隔操作型アクチュエータは、直線形状や湾曲形状をした細長いパイプ部の先端に設けた工具を遠隔操作で制御する。ただし、従来の遠隔操作用アクチュエータは、工具の回転のみを遠隔操作で制御するだけであったため、医療用の場合、複雑な形状の加工や外からは見えにくい箇所の加工が難しかった。また、ドリル加工では、直線だけではなく、湾曲状の加工が可能なことが求められる。さらに、切削加工では、溝内部の奥まった箇所の加工が可能なことが求められる。以下、医療用を例にとって、遠隔操作型アクチュエータの従来技術と課題について説明する。
【０００３】
整形外科分野において、骨の老化等によって擦り減って使えなくなった関節を新しく人工のものに取り替える人工関節置換手術がある。この手術では、患者の生体骨を人工関節が挿入できるように加工する必要があるが、その加工には、術後の生体骨と人工関節との接着強度を高めるために、人工関節の形状に合わせて精度良く加工することが要求される。
【０００４】
例えば、股関節の人工関節置換手術では、大腿骨の骨の中心にある髄腔部に人工関節挿入用の穴を形成する。人工関節と骨との接触強度を保つには両者の接触面積を大きくとる必要があり、人工関節挿入用の穴は、骨の奥まで延びた細長い形状に加工される。このような骨の切削加工に用いられる医療用アクチュエータとして、細長いパイプ部の先端に工具を回転自在に設け、パイプ部の基端側に設けたモータ等の回転駆動源の駆動により、パイプ部の内部に配した回転軸を介して工具を回転させる構成のものがある（例えば特許文献１）。この種の医療用アクチュエータは、外部に露出した回転部分は先端の工具のみであるため、工具を骨の奥まで挿入することができる。
【０００５】
人工関節置換手術では、皮膚切開や筋肉の切断を伴う。すなわち、人体に傷を付けなければならない。その傷を最小限に抑えるためには、前記パイプ部は真っ直ぐでなく、適度に湾曲している方が良い場合がある。このような状況に対応するためのものとして、次のような従来技術がある。例えば、特許文献２は、パイプ部の中間部を２重に湾曲させて、パイプ部の先端側の軸心位置と基端側の軸心位置とをずらせたものである。このようにパイプ部の軸心位置が先端側と軸心側とでずれているものは、他にも知られている。また、特許文献３は、パイプ部を１８０度回転させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０１１４９号公報
【特許文献２】米国特許第４，４６６，４２９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，２６５，２３１号明細書
【特許文献４】特開２００１−１７４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
生体骨の人工関節挿入用穴に人工関節を嵌め込んだ状態で、生体骨と人工関節との間に広い隙間があると、術後の接着時間が長くなるため、前記隙間はなるべく狭いのが望ましい。また、生体骨と人工関節の接触面が平滑であることも重要であり、人工関節挿入用穴の加工には高い精度が要求される。しかし、パイプ部がどのような形状であろうとも、工具の動作範囲はパイプ部の形状の制約を受けるため、皮膚切開や筋肉の切断をできるだけ小さくしながら、生体骨と人工関節との間の隙間を狭くかつ両者の接触面が平滑になるように人工関節挿入用穴を加工するのは難しい。
【０００８】
一般に、人工関節置換手術が行われる患者の骨は、老化等により強度が弱くなっていることが多く、骨そのものが変形している場合もある。したがって、通常考えられる以上に、人工関節挿入用穴の加工は難しい。
【０００９】
そこで、本出願人は、人工関節挿入用穴の加工を比較的容易にかつ精度良く行えるようにすることを目的として、先端に設けた工具の姿勢を遠隔操作で変更可能とすることを試みた。工具の姿勢が変更可能であれば、パイプ部の形状に関係なく、工具を適正な姿勢に保持することができるからである。しかし、工具は細長いパイプ部の先端に設けられているため、工具の姿勢を変更させる機構を設ける上で制約が多く、それを克服するための工夫が必要である。さらに、医療分野で使用する医療用アクチュエータについては、人体にとって好ましくない潤滑剤やコーティングを用いずに、工具の滑らかな姿勢変更が可能であることが求められる。
【００１０】
なお、細長いパイプ部を有しない医療用アクチュエータでは、手で握る部分に対して工具が設けられた部分が姿勢変更可能なものがある（例えば特許文献４）が、遠隔操作で工具の姿勢を変更させるものは提案されていない。
【００１１】
この発明は、細長いパイプ部の先端に設けられた工具の姿勢を遠隔操作で変更することができ、しかも潤滑剤やコーティングを用いずに工具の滑らかな姿勢変更が可能な遠隔操作型アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明にかかる遠隔操作型アクチュエータは、細長形状のスピンドルガイド部と、このスピンドルガイド部の先端に先端部材連結部を介して姿勢変更自在に取付けられた先端部材と、前記スピンドルガイド部の基端が結合された駆動部ハウジングとを備え、前記先端部材は、工具を保持するスピンドルを回転自在に支持し、前記スピンドルガイド部は、前記駆動部ハウジング内に設けられた工具回転用駆動源の回転を前記スピンドルに伝達する回転軸と、両端に貫通したガイド孔とを内部に有し、先端が前記先端部材に接して進退動作することにより前記先端部材を姿勢変更させる姿勢操作部材を前記ガイド孔内に進退自在に挿通し、前記姿勢操作部材を進退させる姿勢変更用駆動源を前記駆動部ハウジング内に設け、前記先端部材と前記姿勢操作部材の接触点における接線に対し垂直な垂線と前記回転軸の中心線とがなす角度をαとした場合、α＞０°であることを特徴とする。
【００１３】
例えば、前記先端部材は、筒状のハウジングと、このハウジングの内周に配置された前記スピンドルと、前記ハウジングに対し前記スピンドルを回転自在に支持する軸受とを備え、前記先端部材の姿勢が中立状態にあるとき、前記スピンドルの中心線と前記回転軸の中心線の延長線上に位置し、かつ前記姿勢操作部材は、前記回転軸の中心線から偏心して位置し、その先端が前記先端部材のハウジングの端面に接した状態で前記回転軸の中心線と平行な方向に進退するものであり、前記ハウジングの端面は外径側ほど姿勢操作部材側に近い傾斜面とされた構成とすることができる。
【００１４】
この構成によれば、先端部材に設けた工具の回転により、骨等の切削が行われる。その場合に、姿勢変更用駆動源により姿勢操作部材を進退させると、この姿勢操作部材の先端が先端部材に対し作用することにより、スピンドルガイド部の先端に先端部材連結部を介して姿勢変更自在に取付けられた先端部材が姿勢変更する。姿勢変更用駆動源は、スピンドルガイド部の基端側の駆動部ハウジング内に設けられており、上記先端部材の姿勢変更は遠隔操作で行われる。姿勢操作部材はガイド孔に挿通されているため、姿勢操作部材が長手方向と交差する方向に位置ずれすることがなく、常に先端部材に対し適正に作用することができ、先端部材の姿勢変更動作が正確に行われる。
【００１５】
上記先端部材の姿勢変更動作において、姿勢操作部材の先端が先端部材の姿勢操作部材との接触面を押すことによって、先端部材が首振り動作して姿勢変更される。その際、先端部材の姿勢操作部材との接触面が姿勢操作部材の進退方向と垂直、すなわち先端部材と前記姿勢操作部材の接触点における接線に対し垂直な垂線と前記回転軸の中心線とがなす角度α＝０°であると、先端部材と姿勢操作部材との間に滑りが生じないため、先端部材が首振り動作できない。しかし、α＞０°であれば、姿勢操作部材に対して先端部材が滑りながら首振り動作することが可能であり、先端部材を滑らかに姿勢変更できる。そのため、人体にとって好ましくない潤滑剤やコーティングを用いなくて済み、医療分野で使用する医療用アクチュエータに適する。
【００１６】
この発明において、前記先端部材と前記姿勢操作部材の接触部の静摩擦係数をμとした場合、この静摩擦係数μと前記角度αとの間に、μ＜tan(α）の関係が成り立つのが良い。
姿勢操作部材が先端部材を押す力をＦとした場合、静止摩擦力の最大値はμＦcos(α）、接線方向の力はＦsin(α）でそれぞれ表される。先端部材と姿勢操作部材の接触点で滑りが生じるのは、μＦcos(α）＜Ｆsin(α）の関係にあるときであるから、μ＜tan(α）とすれば先端部材が姿勢変更可能である。予め静摩擦係数μを測定しておけば、先端部材の姿勢変更動作可能な角度αの値が求められる。一般的に、静摩擦力は動摩擦力よりも大きいため、静摩擦力に打ち勝って動作することが可能であれば、動摩擦力に打ち勝って動作することも可能である。０＜μ＜１であるため、上記関係はすべての摩擦面に対応する。
【００１７】
前記角度αが、０°＜α＜４５°であるのが好ましい。
角度αが４５°以上であると、姿勢操作部材が先端部材に与える力を軸方向力と径方向力に分割した場合に、軸方向力よりも径方向力の方が大きくなるため、先端部材に駆動力を十分に伝達できないからである。また、径方向力が大きくなると、姿勢操作部材とその案内面となる前記ガイド孔の内面間で生じる摩擦力も大きくなり、大きな駆動力が必要となる。
【００１８】
この発明において、前記先端部材の前記姿勢操作部材との接触面の断面形状が直線状であってもよく、姿勢操作部材側に凸となる円弧状であってもよい。
先端部材の姿勢操作部材との接触面の断面形状が直線状である場合は、加工が比較的簡単であるため、製造コストを低減できる。
先端部材の姿勢操作部材との接触面の断面形状が姿勢操作部材側に凸となる円弧状である場合は、先端部材がどのような姿勢になっても、角度αがほとんど一定であるように設計することができ、先端部材の姿勢に関係なく先端部材のスムーズな動作が実現できる。
【００１９】
この発明において、前記先端部材は、前記姿勢操作部材との対向面に１つ以上の径方向に沿う溝部を有し、この溝部の底面を、前記姿勢操作部材との接触面とするのが良い。
溝部の底面を姿勢操作部材の接触面とすれば、姿勢操作部材の先端が溝部に挿入された状態となり、先端部材が中心線回りに回転するのを防止する効果が得られる。これにより、姿勢操作部材を進退させる機構やその制御装置の故障等により工具が制御不能となった場合でも、先端部材が中心線回りに回転して加工箇所の周りを傷つけたり、工具自体が破損したりすることを防止できる。先端部材の一部に加工を施すだけで溝部を形成することができるため、コスト低減に繋がる。
【００２０】
この発明において、前記スピンドルガイド部が、このスピンドルガイド部の外郭となる外郭パイプを有し、前記ガイド孔が、前記外郭パイプ内に設けられたガイドパイプの内径孔とすることができる。
この構成であれば、外郭パイプによりスピンドルガイド部の内部を保護しつつ、スピンドルガイド部を中空状にして軽量化を図れる。
【００２１】
この発明において、前記外郭パイプは、その断面２次モーメントが同外径である中実軸の断面２次モーメントの１／２以上であり、かつ内周面に前記ガイドパイプが挿入される溝状部を有するのが良い。
外郭パイプの断面２次モーメントを同外径である中実軸の断面２次モーメントの１／２以上とすることにより、スピンドルガイド部の剛性が高くなり、先端部材の位置決め精度が向上させられるとともに、切削性を向上させられる。また、外郭パイプの内周面に設けた溝状部にガイドパイプを挿入したことにより、ガイドパイプの円周方向の位置決めを容易に行え、組立性が良好である。
【００２２】
この発明において、前記スピンドルガイド部内の前記回転軸を回転自在に支持する複数の転がり軸受を設ける場合、隣合う転がり軸受間に、これら転がり軸受に対して予圧を与えるばね要素を設けるのが望ましい。
加工の仕上がりを良くするには、スピンドルを高速回転させて加工するのがよい。スピンドルを高速回転させると、工具に作用する切削抵抗を低減させる効果もある。スピンドルはワイヤ等からなる細い回転軸を介して回転力が伝達されるので、スピンドルの高速回転を実現させるため、回転軸を支持する転がり軸受に予圧をかけておくことが必要となる。この予圧のためのばね要素を隣合う転がり軸受間に設ければ、スピンドルガイド部の径を大きくせずにばね要素を設けられる。
【００２３】
この発明において、前記スピンドルガイド部は湾曲した箇所を有していてもよい。
姿勢操作部材を可撓性とすることにより、スピンドルガイド部に湾曲した箇所があっても、姿勢操作部材をガイド孔内で進退させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の遠隔操作型アクチュエータは、細長形状のスピンドルガイド部と、このスピンドルガイド部の先端に先端部材連結部を介して姿勢変更自在に取付けられた先端部材と、前記スピンドルガイド部の基端が結合された駆動部ハウジングとを備え、前記先端部材は、工具を保持するスピンドルを回転自在に支持し、前記スピンドルガイド部は、前記駆動部ハウジング内に設けられた工具回転用駆動源の回転を前記スピンドルに伝達する回転軸と、両端に貫通したガイド孔とを内部に有し、先端が前記先端部材に接して進退動作することにより前記先端部材を姿勢変更させる姿勢操作部材を前記ガイド孔内に進退自在に挿通し、前記姿勢操作部材を進退させる姿勢変更用駆動源を前記駆動部ハウジング内に設け、前記先端部材と前記姿勢操作部材の接触点における接線に対し垂直な垂線と前記回転軸の中心線とがなす角度をαとした場合、α＞０°であるため、細長いパイプ部の先端に設けられた工具の姿勢を遠隔操作で変更することができ、しかも潤滑剤やコーティングを用いずに工具の滑らかな姿勢変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施形態にかかる遠隔操作型アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は同遠隔操作型アクチュエータの先端部材およびスピンドルガイド部の断面図、（Ｂ）はそのIIＢ−IIＢ断面図、（Ｃ）は先端部材と回転軸との連結構造を示す図である。
【図３】（Ａ）は同遠隔操作型アクチュエータの工具回転用駆動機構および姿勢変更用駆動機構の断面図に制御系を組み合わせて表示した図、（Ｂ）はそのIIIＢ−IIIＢ断面図である。
【図４】先端部材と姿勢操作部材の接触点に作用する力を示す説明図である。
【図５】先端部材の接触面の形状が異なる遠隔操作型アクチュエータの部分断面図であり、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ先端部材の姿勢が異なる状態を示す。
【図６】（Ａ）はこの発明の異なる実施形態にかかる遠隔操作型アクチュエータの先端部材およびスピンドルガイド部の断面図、（Ｂ）はそのVIＢ−VIＢ断面図である。
【図７】（Ａ）はこの発明のさらに異なる実施形態にかかる遠隔操作型アクチュエータの先端部材およびスピンドルガイド部の断面図、（Ｂ）はそのVIIＢ−VIIＢ断面図である。
【図８】同遠隔操作型アクチュエータの工具回転用駆動機構および姿勢変更用駆動機構の正面図に制御系を組み合わせて表示した図である。
【図９】（Ａ）はこの発明のさらに異なる実施形態にかかる遠隔操作型アクチュエータの先端部材およびスピンドルガイド部の断面図、（Ｂ）はそのIXＢ−IXＢ断面図である。
【図１０】（Ａ）はこの発明のさらに異なる実施形態にかかる遠隔操作型アクチュエータの先端部材およびスピンドルガイド部の断面図、（Ｂ）はそのＸＢ−ＸＢ断面図である。
【図１１】スピンドルガイド部の形状が異なる遠隔操作型アクチュエータの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の実施形態を図１〜図３と共に説明する。図１において、この遠隔操作型アクチュエータは、回転式の工具１を保持する先端部材２と、この先端部材２が先端に姿勢変更自在に取付けられた細長形状のスピンドルガイド部３と、このスピンドルガイド部３の基端が結合された駆動部ハウジング４ａと、この駆動部ハウジング４ａ内の工具回転用駆動機構４ｂおよび姿勢変更用駆動機構４ｃを制御するコントローラ５とを備える。駆動部ハウジング４ａは、内蔵の工具回転用駆動機構４ｂおよび姿勢変更用駆動機構４ｃと共に駆動部４を構成する。
【００２７】
図２に示すように、先端部材２は、略円筒状のハウジング１１の内部に、一対の軸受１２によりスピンドル１３が回転自在に支持されている。スピンドル１３は、先端側が開口した筒状で、中空部に工具１のシャンク１ａが嵌合状態に挿入され、回り止めピン１４によりシャンク１ａが回転不能に結合される。この先端部材２は、先端部材連結部１５を介してスピンドルガイド部３の先端に取付けられる。
先端部材連結部１５は、先端部材２を姿勢変更自在に支持する手段であり、球面軸受からなる。具体的には、先端部材連結部１５は、ハウジング１１の基端の内径縮径部からなる被案内部１１ａと、スピンドルガイド部３の先端に固定された抜け止め部材２１の鍔状部からなる案内部２１ａとで構成される。両者１１ａ，２１ａの互いに接する各案内面Ｆ１，Ｆ２は、スピンドル１３の中心線ＣＬ１上に曲率中心Ｏが位置し、基端側ほど径が小さい球面とされている。スピンドル１３の中心線ＣＬ１は、先端部材２の中心線でもある。これにより、スピンドルガイド部３に対して先端部材２が抜け止めされるとともに、姿勢変更自在に支持される。先端部材２の姿勢が中立状態にあるとき（図２（Ａ）の状態）、スピンドル１３の中心線ＣＬ１は、回転軸２２の中心線ＣＬ２の延長線上に位置する。この例は、曲率中心Ｏを通るＸ軸回りに先端部材２が姿勢変更する構成であるため、案内面Ｆ１，Ｆ２が、点Ｏを通るＸ軸を軸心とする円筒面であってもよい。
【００２８】
スピンドルガイド部３は、駆動部ハウジング４ａ内の工具回転用駆動源４１（図３）の回転力を前記スピンドル１３へ伝達する回転軸２２を有する。この例では、回転軸２２はワイヤとされ、ある程度の弾性変形が可能である。ワイヤの材質としては、例えば金属、樹脂、グラスファイバー等が用いられる。ワイヤは単線であっても、撚り線であってもよい。図２（Ｃ）に示すように、スピンドル１３と回転軸２２とは、自在継手等の継手２３を介して回転伝達可能に接続されている。継手２３は、スピンドル１３の閉塞した基端に設けられた溝１３ａと、回転軸２２の先端に設けられ前記溝１３ａに係合する突起２２ａとで構成される。上記溝１３ａと突起２２ａとの連結箇所の中心は、前記案内面Ｆ１，Ｆ２の曲率中心Ｏと同位置である。
【００２９】
スピンドルガイド部３は、このスピンドルガイド部３の外郭となる外郭パイプ２５を有し、この外郭パイプ２５の中心に前記回転軸２２が位置する。回転軸２２は、それぞれ軸方向に離れて配置された複数の転がり軸受２６によって回転自在に支持されている。各転がり軸受２６間には、これら転がり軸受２６に予圧を発生させるためのばね要素２７Ａ，２７Ｂが設けられている。ばね要素２７Ａ，２７Ｂは、例えば圧縮コイルばねである。転がり軸受２６の内輪に予圧を発生させる内輪用ばね要素２７Ａと、外輪に予圧を発生させる外輪用ばね要素２７Ｂとがあり、これらが交互に配置されている。前記抜け止め部材２１は、固定ピン２８により外郭パイプ２５のパイプエンド部２５ａに固定され、その先端内周部で転がり軸受２９を介して回転軸２２の先端部を回転自在に支持している。パイプエンド部２５ａは、外郭パイプ２５と別部材とし、溶接等により結合してもよい。
【００３０】
外郭パイプ２５の内径面と回転軸２２の間には、両端に貫通する１本のガイドパイプ３０が設けられ、このガイドパイプ３０の内径孔であるガイド孔３０ａ内に、ワイヤ３１ａとその両端の柱状ピン３１ｂとでなる姿勢操作部材３１が進退自在に挿通されている。先端部材２側の柱状ピン３１ｂの先端は球面状で、先端部材２の姿勢操作部材３１との接触面であるハウジング１１の基端面１１ｂに当接している。ハウジング１１の基端面１１ｂは外径側ほどスピンドルガイド部３および姿勢操作部材３１側に近い傾斜面であり、先端部材２と姿勢操作部材３１の接触点Ｐにおける接線に対し垂直な垂線ＰＬと回転軸２２の中心線ＣＬ２とがなす角度をαとした場合、常にα＞０°とされている。この実施形態の場合、ハウジング１１の基端面１１ｂは、断面形状が直線状である。基端面１１ｂが姿勢操作部材３１の中心線と直交しない平面であれば、常にα＞０°の関係が保たれる。断面形状が直線状であれば、加工が比較的簡単であるため、製造コストを低減できる。駆動部ハウジング４ａ側の柱状ピン３１ｂの先端も球面状で、後記レバー４３ｂ（図３）の側面に当接している。柱状ピン３１ｂを省いて、１本のワイヤ３１ａのみで姿勢操作部材３１を構成してもよい。
【００３１】
上記姿勢操作部材３１が位置する周方向位置に対し１８０度の位相の位置には、先端部材２のハウジング１１の基端面とスピンドルガイド部３の外郭パイプ２５の先端面との間に、例えば圧縮コイルばねからなる復元用弾性部材３２が設けられている。この復元用弾性部材３２は、先端部材２を所定姿勢側へ付勢する作用をする。
【００３２】
また、外郭パイプ２５の内径面と回転軸２２の間には、前記ガイドパイプ３０とは別に、このガイドパイプ３０と同一ピッチ円Ｃ上に、複数本の補強シャフト３４が配置されている。これらの補強シャフト３４は、スピンドルガイド部３の剛性を確保するためのものである。ガイドパイプ３０と補強シャフト３４の配列間隔は等間隔とされている。ガイドパイプ３０および補強シャフト３４は、外郭パイプ２５の内径面におよび前記転がり軸受２６の外径面に接している。これにより、転がり軸受２６の外径面を支持している。
【００３３】
図３は、駆動部ハウジング４ａ内の工具回転用駆動機構４ｂおよび姿勢変更用駆動機構４ｃを示す。
工具回転用駆動機構４ｂは、コントローラ５により制御される工具回転用駆動源４１を備える。工具回転用駆動源４１は、例えば電動モータであり、その出力軸４１ａが前記回転軸２２の基端に結合させてある。
【００３４】
姿勢変更用駆動機構４ｃは、コントローラ５により制御される姿勢変更用駆動源４２を備える。姿勢変更用駆動源４２は、例えば電動リニアアクチュエータであり、図３（Ａ）の左右方向に移動する出力ロッド４２ａの動きが、レバー機構４３を介して前記姿勢操作部材３１に伝達される。姿勢変更用駆動源４２は、回転モータであってもよい。
【００３５】
レバー機構４３は、支軸４３ａ回りに回動自在なレバー４３ｂを有し、このレバー４３ｂにおける支軸４３ａからの距離が長い作用点Ｐ１に出力ロッド４２ａの力が作用し、支軸４３ａからの距離が短い力点Ｐ２で姿勢操作部材３１に力を与える構成であり、姿勢変更用駆動源４２の出力が増力して姿勢操作部材３１に伝達される。レバー機構４３を設けると、小さな出力のリニアアクチュエータでも姿勢操作部材３１に大きな力を与えることができるので、リニアアクチュエータの小型化が可能になる。回転軸２２は、レバー４３ｂに形成された開口４４を貫通させてある。なお、姿勢変更用駆動源４２等を設ける代わりに、手動により先端部材２の姿勢を遠隔操作してもよい。
【００３６】
姿勢変更用駆動機構４ｃには、姿勢変更用駆動源４２の動作量を検出する動作量検出器４５が設けられている。この動作量検出器４５の検出値は、姿勢検出手段４６に出力される。姿勢検出手段４６は、動作量検出器４５の出力により、先端部材２のＸ軸（図２）回りの傾動姿勢を検出する。姿勢検出手段４６は、上記傾動姿勢と動作量検出器４５の出力信号との関係を演算式またはテーブル等により設定した関係設定手段（図示せず）を有し、入力された出力信号から前記関係設定手段を用いて傾動姿勢を検出する。この姿勢検出手段４６は、コントローラ５に設けられたものであっても、あるいは外部の制御装置に設けられたものであってもよい。
【００３７】
また、姿勢変更用駆動機構４ｃには、電動アクチュエータである姿勢変更用駆動源４２に供給される電力量を検出する供給電力計４７が設けられている。この供給電力計４７の検出値は、荷重検出手段４８に出力される。荷重検出手段４８は、供給電力計４７の出力により、先端部材２に作用する荷重を検出する。荷重検出手段４８は、上記荷重と供給電力計４７の出力信号との関係を演算式またはテーブル等により設定した関係設定手段（図示せず）を有し、入力された出力信号から前記関係設定手段を用いて荷重を検出する。この荷重検出手段４８は、コントローラ５に設けられたものであっても、あるいは外部の制御装置に設けられたものであってもよい。
【００３８】
コントローラ５は、前記姿勢検出手段４６および荷重検出手段４８の検出値に基づき、工具回転用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２を制御する。
【００３９】
この遠隔操作型アクチュエータの動作を説明する。
工具回転用駆動源４１を駆動すると、その回転力が回転軸２２を介してスピンドル１３に伝達されて、スピンドル１３と共に工具１が回転する。工具１を回転させて骨等を切削加工する際に先端部材２に作用する荷重は、供給電力計４７の検出値から、荷重検出手段４８によって検出される。このように検出される荷重の値に応じて遠隔操作型アクチュエータ全体の送り量や後記先端部材２の姿勢変更を制御することにより、先端部材２に作用する荷重を適正に保った状態で骨の切削加工を行える。
【００４０】
使用時には、姿勢変更用駆動源４２を駆動させて、遠隔操作で先端部材２の姿勢変更を行う。例えば、姿勢変更用駆動源４２により姿勢操作部材３１を先端側へ進出させると、姿勢操作部材３１によって先端部材２のハウジング１１が押されて、先端部材２は図２（Ａ）において先端側が下向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。逆に、姿勢変更用駆動源４２により姿勢操作部材３１を後退させると、復元用弾性部材３２の弾性反発力によって先端部材２のハウジング１１が押し戻され、先端部材２は図２（Ａ）において先端側が上向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。その際、先端部材連結部１５には、姿勢操作部材３１の圧力、復元用弾性部材３２の弾性反発力、および抜け止め部材２１からの反力が作用しており、これらの作用力の釣り合いにより先端部材２の姿勢が決定される。先端部材２の姿勢は、動作量検出器４５の検出値から、姿勢検出手段４６によって検出される。そのため、遠隔操作で先端部材２の姿勢を適正に制御できる。
【００４１】
さらに詳しくは、姿勢操作部材３１は、回転軸２２の中心線ＣＬ２から偏心して位置し、その先端が先端部材２のハウジング１１の基端面１１ｂに接した状態で回転軸２２の中心線ＣＬ２と平行な方向に進退する。そして、姿勢操作部材３１の先端が先端部材２の接触面であるハウジング１１の基端面１１ｂを押すことによって、先端部材２が曲率中心Ｏを中心に首振り動作して姿勢変更される。この際、ハウジング１１の基端面１１ｂが姿勢操作部材３１の進退方向と垂直、すなわち先端部材２と姿勢操作部材３１の接触点Ｐにおける接線に対し垂直な垂線ＰＬと回転軸２２の中心線ＣＬ２とがなす角度α＝０°であると、先端部材２と姿勢操作部材３１との間に滑りが生じないため、先端部材２が首振り動作できない。しかし、α＞０°であれば、先端部材２と姿勢操作部材３１との間の摩擦、および先端部材連結部１５に作用する摩擦に打ち勝って、姿勢操作部材３１に対して先端部材２が滑りながら首振り動作することが可能であり、先端部材２を滑らかに姿勢変更できる。そのため、潤滑剤やコーティングを用いなくて済む。
【００４２】
図４は先端部材２と姿勢操作部材３１の接触点Ｐに作用する力を示す説明図である。姿勢操作部材３１が先端部材２を押す力をＦ、先端部材２と姿勢操作部材３１の接触部の静摩擦係数をμとした場合、静止摩擦力の最大値はμＦcos(α）、接線方向の力はＦsin(α）でそれぞれ表される。先端部材２と姿勢操作部材３１の接触点Ｐで滑りが生じるのは、μＦcos(α）＜Ｆsin(α）の関係にあるときであるから、μ＜tan(α）とすれば先端部材２が姿勢変更可能である。予め静摩擦係数μを測定しておけば、先端部材２の姿勢変更動作可能な角度αの値が求められる。例えば、μ＝０．３の場合、α＞１６．７°である。一般的に、静摩擦力は動摩擦力よりも大きいため、静摩擦力に打ち勝って動作することが可能であれば、動摩擦力に打ち勝って動作することも可能である。０＜μ＜１であるため、上記関係はすべての摩擦面に対応する。
【００４３】
また、回転軸２２の中心線ＣＬ２と、案内面Ｆ１，Ｆ２の曲率中心Ｏと接触点Ｐとを結ぶ線とがなす角度をθ、曲率中心Ｏと接触点Ｐ間の距離をｒとした場合、曲率中心Ｏ回りにｒＦcos（α）sin（α＋θ）のトルクが作用する。このトルクは、（α＋θ）が９０°に近づくほど大きくなる。θ＝９０°以外の場合、α＝０°のトルクと、０°＜α＜４５°のトルクを比較すると、０°＜α＜４５°のトルクの方が大きい。
角度αが４５°以上であると、姿勢操作部材３１が先端部材２に与える力を軸方向力と径方向力に分解した場合に、軸方向力よりも径方向力の方が大きくなるため、先端部材２に駆動力を十分に伝達できない。また、径方向力が大きくなると、姿勢操作部材３１とその案内面であるガイドパイプ３０のガイド孔３０ａの内面との間で生じる摩擦力も大きくなり、大きな駆動力を必要となる。したがって、計算上、前記角度αが、０°＜α＜４５°であるのが良い。実際には、静摩擦係数μが０，７以上となることは少ないため、０°＜α＜３５°の範囲に設定すれば、十分である。
【００４４】
姿勢操作部材３１はガイド孔３０ａに挿通されているため、姿勢操作部材３１が長手方向と交差する方向に位置ずれすることがなく、常に先端部材２に対し適正に作用することができ、先端部材２の姿勢変更動作が正確に行われる。また、姿勢操作部材３１は主にワイヤ３１ａからなり可撓性であるため、スピンドルガイド部３が湾曲した状態でも先端部材２の姿勢変更動作が確実に行われる。さらに、スピンドル１３と回転軸２２との連結箇所の中心が案内面Ｆ１，Ｆ２の曲率中心Ｏと同位置であるため、先端部材２の姿勢変更によって回転軸２２に対して押し引きする力がかからず、先端部材２が円滑に姿勢変更できる。
【００４５】
この遠隔操作型アクチュエータは、例えば人工関節置換手術において骨の髄腔部を削るのに使用されるものであり、施術時には、先端部材２の全部または一部が患者の体内に挿入して使用される。このため、上記のように先端部材２の姿勢を遠隔操作で変更できれば、常に工具１を適正な姿勢に保持した状態で骨の加工をすることができ、人工関節挿入用穴を精度良く仕上げることができる。前述したように、人体にとって好ましくない潤滑剤やコーティングを用いなくても、先端部材２を滑らかに姿勢変更できるため、医療分野で使用する医療用アクチュエータに適している。
【００４６】
細長形状であるスピンドルガイド部３には、回転軸２２および姿勢操作部材３１を保護状態で設ける必要があるが、外郭パイプ２５の中心部に回転軸２２を設け、外郭パイプ２５と回転軸２２との間に、姿勢操作部材３１を収容したガイドパイプ３０と補強シャフト３４とを円周方向に並べて配置した構成としたことにより、回転軸２２および姿勢操作部材３１を保護し、かつ内部を中空して軽量化を図りつつ剛性を確保できる。また、全体のバランスも良い。
【００４７】
回転軸２２を支持する転がり軸受２６の外径面を、ガイドパイプ３０と補強シャフト３４とで支持させたため、余分な部材を用いずに転がり軸受２６の外径面を支持できる。また、ばね要素２７Ａ，２７Ｂにより転がり軸受２６に予圧がかけられているため、ワイヤからなる回転軸２２を高速回転させることができる。そのため、スピンドル１３を高速回転させて加工することができ、加工の仕上がりが良く、工具１に作用する切削抵抗を低減させられる。ばね要素２７Ａ，２７Ｂは隣合う転がり軸受２６間に設けられているので、スピンドルガイド部３の径を大きくせずにばね要素２７Ａ，２７Ｂを設けることができる。
【００４８】
先端部材２の姿勢操作部材３１との接触面であるハウジング１１の基端面１１ｂの断面形状は、図５に示すような姿勢操作部材３１側に凸となる円弧状にしてもよい。その場合、円弧の中心が姿勢操作部材３１の中心線上に存在しなければ、常にα＞０°の関係が保たれる。基端面１１ｂの断面形状を円弧状とすることで、同図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示すように、先端部材２がどのような姿勢になっても、角度αがほとんど一定であるように設計することができる。（Ａ）は先端部材２の回動角度β＝０°の状態、（Ｂ）はβ＝１０°の状態、（Ｃ）はβ＝−１０°の状態をそれぞれ示す。いずれの状態も、角度αがほとんど一定である。そのため、先端部材２の姿勢に関係なく先端部材２のスムーズな動作が実現できる。
【００４９】
図６は異なる実施形態を示す。この遠隔操作型アクチュエータは、外郭パイプ２５内の互いに１８０度の位相にある周方向位置に２本のガイドパイプ３０を設け、そのガイドパイプ３０の内径孔であるガイド孔３０ａ内に前記同様の姿勢操作部材３１が進退自在に挿通してある。２本のガイドパイプ３０間には、ガイドパイプ３０と同一ピッチ円Ｃ上に複数本の補強シャフト３４が配置されている。復元用弾性部材３２は設けられていない。案内面Ｆ１，Ｆ２は、曲率中心が点Ｏである球面、または点Ｏを通るＸ軸を軸心とする円筒面である。
【００５０】
駆動部４（図示せず）には、２つの姿勢操作部材３１をそれぞれ個別に進退操作させる２つの姿勢変更用駆動源４２（図示せず）が設けられており、これら２つの姿勢変更用駆動源４２を互いに逆向きに駆動することで先端部材２の姿勢変更を行う。
例えば、図６における上側の姿勢操作部材３１を先端側へ進出させ、かつ下側の姿勢操作部材３１を後退させると、上側の姿勢操作部材３１によって先端部材２のハウジング１１が押されることにより、先端部材２は図６（Ａ）において先端側が下向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。逆に、両姿勢操作部材３１を逆に進退させると、下側の姿勢操作部材３１によって先端部材２のハウジング１１が押されることにより、先端部材２は図６（Ａ）において先端側が上向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。その際、先端部材連結部１５には、上下２つの姿勢操作部材３１の圧力、および抜け止め部材２１からの反力が作用しており、これらの作用力の釣り合いにより先端部材２の姿勢が決定される。
この構成では、２つの姿勢操作部材３１で先端部材２のハウジング１１に加圧されるため、１つ姿勢操作部材３１だけで加圧される前記実施形態に比べ、先端部材２の姿勢安定性を高めることができる。
【００５１】
図７はさらに異なる実施形態を示す。この遠隔操作型アクチュエータは、外郭パイプ２５内の互いに１２０度の位相にある周方向位置に３本のガイドパイプ３０を設け、そのガイドパイプ３０の内径孔であるガイド孔３０ａ内に前記同様の姿勢操作部材３１が進退自在に挿通してある。３本のガイドパイプ３０間には、ガイドパイプ３０と同一ピッチ円Ｃ上に複数本の補強シャフト３４が配置されている。復元用弾性部材３２は設けられていない。案内面Ｆ１，Ｆ２は曲率中心が点Ｏである球面であり、先端部材２は任意方向に傾動可能である。
【００５２】
駆動部４には、３つの姿勢操作部材３１（３１Ｕ，３１Ｌ，３１Ｒ）をそれぞれ個別に進退操作させる３つの姿勢変更用駆動源４２（４２Ｕ，４２Ｌ，４２Ｒ）（図８）が設けられており、これら３つの姿勢変更用駆動源４２を互いに連係させて駆動することで先端部材２の姿勢変更を行う。
例えば、図７における上側の１つの姿勢操作部材３１Ｕを先端側へ進出させ、かつ他の２つの姿勢操作部材３１Ｌ，３１Ｒを後退させると、上側の姿勢操作部材３１Ｕによって先端部材２のハウジング１１が押されることにより、先端部材２は図７（Ａ）において先端側が下向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。このとき、各姿勢操作部材３１の進退量が適正になるよう、各姿勢変更用駆動源４２が制御される。各姿勢操作部材３１を逆に進退させると、左右の姿勢操作部材３１Ｌ，３１Ｒによって先端部材２のハウジング１１が押されることにより、先端部材２は図７（Ａ）において先端側が上向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。
また、上側の姿勢操作部材３１Ｕは静止させた状態で、左側の姿勢操作部材３１Ｌを先端側へ進出させ、かつ右側の姿勢操作部材３１Ｒを後退させると、左側の姿勢操作部材３１Ｌによって先端部材２のハウジング１１が押されることにより、先端部材２は右向き、すなわち図７（Ａ）において紙面の裏側向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。左右の姿勢操作部材３１Ｌ，３１Ｒを逆に進退させると、右の姿勢操作部材３１Ｒによって先端部材２のハウジング１１が押されることにより、先端部材２は左向きとなる側へ案内面Ｆ１，Ｆ２に沿って姿勢変更する。
このように姿勢操作部材３１を円周方向の３箇所に設けることにより、先端部材２を上下左右の２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方向に姿勢変更することができる。その際、先端部材連結部１５には、３つの姿勢操作部材３１の圧力、および抜け止め部材２１からの反力が作用しており、これらの作用力の釣り合いにより先端部材２の姿勢が決定される。この構成では、３つの姿勢操作部材３１で先端部材２のハウジング１１に加圧されるため、さらに先端部材２の姿勢安定性を高めることができる。姿勢操作部材３１の数をさらに増やせば、先端部材２の姿勢安定性をより一層高めることができる。
【００５３】
姿勢操作部材３１が周方向の３箇所に設けられている場合、姿勢変更駆動機構４ｃを例えば図８のように構成することができる。すなわち、各姿勢操作部材３１（３１Ｕ，３１Ｌ，３１Ｒ）をそれぞれ個別に進退操作させる３つの姿勢変更用駆動源４２（４２Ｕ，４２Ｌ，４２Ｒ）を左右並列に配置すると共に、各姿勢変更用駆動源４２に対応するレバー４３ｂ（４３ｂＵ，４３ｂＬ，４３ｂＲ）を共通の支軸４３ａ回りに回動自在に設け、各レバー４３ｂにおける支軸４３ａからの距離が長い作用点Ｐ１（Ｐ１Ｕ，Ｐ１Ｌ，Ｐ１Ｒ）に各姿勢変更用駆動源４２の出力ロッド４２ａ（４２ａＵ，４２ａＬ，４２ａＲ）の力が作用し、支軸４３ａからの距離が短い力点Ｐ２（Ｐ２Ｕ，Ｐ２Ｌ，Ｐ２Ｒ）で姿勢操作部材３１に力を与える構成としてある。これにより、各姿勢変更用駆動源４２の出力が増力して対応する姿勢操作部材３１に伝達させることができる。なお、回転軸２２は、上側の姿勢操作部材３１Ｕ用のレバー４３ｂＵに形成された開口４４を貫通させてある。
【００５４】
図９はさらに異なる実施形態を示す。この実施形態は、先端部材２のハウジング１１の基端面１１ｂ（同図（Ｃ））に径方向の溝部１１ｃ（同図（Ｃ））を形成し、この溝部１１ｃの底面に、姿勢操作部材３１の球面状をした先端を当接させている。溝部１１ｃおよび姿勢操作部材３１で回転防止機構３７を構成し、溝部１１ｃに挿入された姿勢操作部材３１の先端部が溝部１１ｃの側面に当たることで、先端部材２がスピンドルガイド部３に対してスピンドル１３の中心線ＣＬ１回りに回転するのを防止している。
【００５５】
このような回転防止機構３７を設けることにより、姿勢操作部材３１の進退を制御する姿勢操作用駆動機構４ｃやその制御装置の故障等により工具１を保持する先端部材２が制御不能となった場合でも、先端部材２が中心線ＣＬ１回りに回転して加工箇所の周りを傷付けたり、先端部材２自体が破損したりすることを防止できる。
【００５６】
この実施形態は、姿勢操作部材３１を周方向の１箇所に設けた例であるが、姿勢操作部材３１を互いに１８０度の位相にある２箇所の周方向位置に設けた構成や、姿勢操作部材３１を互いに１２０度の位相にある３箇所の周方向位置に設けた構成にも適用できる。
【００５７】
図１０はさらに異なる実施形態を示す。この遠隔操作型アクチュエータのスピンドルガイド部３は、外郭パイプ２５の中空孔２４が、中心部の円形孔部２４ａと、この円形孔部２４ａの外周における互いに１２０度の位相をなす周方向位置から外径側へ凹んだ３つの溝状部２４ｂとでなる。溝状部２４ｂの先端の周壁は、断面半円形である。そして、円形孔部２４ａに回転軸２２と転がり軸受２６とが収容され、各溝状部２４ｂに姿勢操作部材３１が収容されている。
【００５８】
外郭パイプ２５を上記断面形状としたことにより、外郭パイプ２５の溝状部２４ｂ以外の箇所の肉厚ｔが厚くなり、外郭パイプ２５の断面２次モーメントが大きくなる。すなわち、スピンドルガイド部３の剛性が高まる。それにより、先端部材２の位置決め精度が向上させられるとともに、切削性を向上させられる。また、溝状部２４ｂにガイドパイプ３０をそれぞれ配置したことにより、ガイドパイプ３０の円周方向の位置決めを容易に行え、組立性が良好である。
【００５９】
この実施形態は、姿勢操作部材３１を互いに１２０度の位相にある３箇所の周方向位置に設けた例であるが、姿勢操作部材３１を互いに１８０度の位相にある２箇所の周方向位置に設けた構成や、周方向の１箇所に設けた姿勢操作部材３１とこれに対応する復元用弾性部材３２とを組み合わせた構成にも適用できる。例えば、姿勢操作部材３１を周方向の１箇所に設けた構成において、図１０の外郭パイプ２５と同様に中空孔２４の溝状部２４ｂを周方向の３箇所に設け、１つの溝状部２４ｂには姿勢操作部材３１を収容し、他の溝状部２４ｂには補強シャフト３４（図２等を参照）を収容してもよい。
【００６０】
上記各実施形態はスピンドルガイド部３が直線形状であるが、この発明の遠隔操作型アクチュエータは、姿勢操作部材３１が可撓性であり、スピンドルガイド部３が湾曲した状態でも先端部材２の姿勢変更動作が確実に行われるので、図１１のようにスピンドルガイド部３を初期状態で湾曲形状としてもよい。あるいは、スピンドルガイド部３の一部分のみを湾曲形状としてもよい。スピンドルガイド部３が湾曲形状であれば、直線形状では届きにくい骨の奥まで先端部材２を挿入することが可能となる場合があり、人工関節置換手術における人工関節挿入用穴の加工を精度良く仕上げることが可能になる。
【００６１】
スピンドルガイド部３を湾曲形状とする場合、外郭パイプ２５、ガイドパイプ３０、および補強シャフト３４を湾曲形状とする必要がある。また、回転軸２２は変形しやすい材質を用いるのが良く、例えば形状記憶合金が適する。姿勢操作部材３１は、ワイヤ３１ａからなるものの他に、複数のボールからなるものとしてもよく、あるいはガイドパイプ３０の湾曲形状に合わせて湾曲させた複数の柱状体からなるものとしてもよい。後者の場合、湾曲させた柱状体は、長さが短めであり、面取り等により角部が落とされた形状であるのが好ましい。
【００６２】
以上、医療用の遠隔操作型アクチュエータについて説明したが、この発明はそれ以外の用途の遠隔操作型アクチュエータにも適用できる。例えば、機械加工用とした場合、湾曲状をした孔のドリル加工や、溝内部の奥まった箇所の切削加工が可能になる。
【符号の説明】
【００６３】
１…工具
２…先端部材
３…スピンドルガイド部
４ａ…駆動部ハウジング
５…コントローラ
１１…ハウジング
１１ｂ…基端面（接触面）
１２…軸受
１３…スピンドル
１５…先端部材連結部
２２…回転軸
２５…外郭パイプ
２６…転がり軸受
２７Ａ，２７Ｂ…ばね要素
３０…ガイドパイプ
３０ａ…ガイド孔
３１…姿勢操作部材
４１…工具回転用駆動源
４２…姿勢変更用駆動源
ＣＬ１…スピンドルの中心線
ＣＬ２…回転軸の中心線
Ｐ…接触点
ＰＬ…垂線
α…角度
【図１】
2010167537.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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