(57)【要約】【課題】  湾曲した細長形状のガイド部の先端に設けられた作業具の姿勢を遠隔操作で精度良く変更することができ、作業具を姿勢変更させるための駆動源が小型のもので済む遠隔操作型アクチュエータを提供する。【解決手段】  湾曲した細長形状のガイド部３と、その先端に姿勢変更自在に取付けられた先端部材２と、この先端部材２に設けた作業具１とを備える。ガイド部３は、作業具用駆動源の駆動力を作業具１に伝達する駆動軸２２と、両端に貫通し湾曲したガイド孔３０ａとを内部に有する。姿勢変更用駆動源により駆動されて進退動作することにより先端部材２を姿勢変更させるワイヤ状の姿勢操作部材３１を、ガイド孔３０ａ内に進退自在に挿通する。姿勢操作部材３１を、ガイド孔３０ａに未挿通の自然状態で、ガイド孔３０ａの湾曲形状と同じ湾曲形状とする。【選択図】        図２
2011067506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した細長形状のガイド部と、このガイド部の先端に姿勢変更自在に取付けられた先端部材と、この先端部材に設けた作業具と、この作業具を駆動させる作業具用駆動源と、前記先端部材の姿勢を操作する姿勢変更用駆動源とを備え、
前記ガイド部は、前記作業具用駆動源の駆動力を前記作業具に伝達する駆動軸と、両端に貫通し湾曲したガイド孔とを内部に有し、前記姿勢変更用駆動源により駆動され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ワイヤ状の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、前記ガイド孔に未挿通の自然状態で、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ湾曲形状とした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、前記姿勢変更用駆動源は、前記姿勢操作部材の先端が前記先端部材を押圧するように姿勢操作部材を進退させるものであり、この姿勢操作部材の進退動作が前記先端部材に与える力に対抗する力を前記先端部材に与える対抗力付与手段を設け、前記姿勢操作部材が前記先端部材に与える力と前記対抗力付与手段が前記先端部材に与える力とのバランスによって前記先端部材の姿勢を変更ならびに維持させる遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１において、前記姿勢変更用駆動源は、前記姿勢操作部材の先端が前記先端部材を引っ張るように姿勢操作部材を進退させるものであり、この姿勢操作部材の進退動作が前記先端部材に与える力に対抗する力を前記先端部材に与える対抗力付与手段を設け、前記姿勢操作部材が前記先端部材に与える力と前記対抗力付与手段が前記先端部材に与える力とのバランスによって前記先端部材の姿勢を変更ならびに維持させる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、前記姿勢操作部材は、塑性加工による塑性変形により、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ形状に成形されてい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３のいずれか１項において、前記姿勢操作部材は、切削加工により、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ形状に成形されてい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５のいずれか１項において、前記駆動軸は回転軸であり、前記ガイド部内の前記駆動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ガイド部の先端に先端部材連結部を介して任意方向に傾動可能に連結され、前記ガイド孔およびこのガイド孔内に挿通された姿勢操作部材を、前記先端部材の傾動中心の周りの３箇所以上に設け、前記姿勢変更用駆動源を各姿勢操作部材に対して個別に設け、前記３箇所以上の姿勢操作部材が前記先端部材に与える力のバランスによって前記先端部材の姿勢を２軸方向に変更ならびに維持させるもの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、前記作業具用駆動源および前記姿勢変更用駆動源の両方またはいずれか一方を、前記ガイド部の基端が結合された駆動部ハウジング内に設けた遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記作業具用駆動源および前記姿勢変更用駆動源を、前記ガイド部の基端が結合された駆動部ハウジング外に設けた遠隔操作型アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項４に記載の姿勢操作部材の塑性加工方法であって、前記ガイド孔の湾曲形状の曲率よりも曲率が大きく前記姿勢操作部材を移動拘束状態で嵌め込み可能な断面形状の溝を有する型を用い、自然状態で直線状の姿勢操作部材を、前記型の溝に嵌め込んで塑性変形させることを特徴とする姿勢操作部材の塑性加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、湾曲した細長形状のガイド部の先端に設けた作業具の姿勢を遠隔操作で変更可能な遠隔操作型アクチュエータ、およびこの遠隔操作型アクチュエータの構成部品である姿勢操作部材の塑性加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療や機械加工等の分野で切削加工等の作業に用いられる遠隔操作型アクチュエータがある。この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形状のガイド部の先端に工具、把持具等の作業具を設け、この作業具を遠隔操作で制御するようにしたものである。以下、骨の加工に用いられる医療用の遠隔操作型アクチュエータを例にとって、従来技術と課題について説明する。
【０００３】
整形外科において、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。この加工には、細長形状のガイド部の先端に設けた工具を遠隔操作で回転させる遠隔操作型アクチュエータが用いられる。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、前記ガイド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。
【０００５】
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１は、ガイド部の中間部を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。このようにガイド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２は、ガイド部を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】米国特許第４，４６６，４２９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，２６５，２３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の医療用遠隔操作型アクチュエータは、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、人工関節挿入用の穴の深遠部で工具の正確に位置決めすることや、骨を複雑な形状に加工することが難しかった。そこで、上記問題を解決するために、ガイド部の先端に、工具を回転自在に支持する先端部材を姿勢変更可能に設け、この先端部材の姿勢を遠隔操作で変更可能にすることを試みた。具体的には、ガイド部の内部に両端に貫通したガイド孔を設け、このガイド孔内にワイヤ状の姿勢操作部材を進退自在に挿通し、この姿勢操作部材を介して先端部材に姿勢変更用の作用力を付与して、先端部材を姿勢変更させることにした。ワイヤ状の姿勢操作部材は可撓性であるため、ガイド部およびその内部のガイド孔が湾曲していても、先端部材に姿勢変更用の作用力を伝達することができる。
【０００８】
しかし、上記構成は、ガイド孔が湾曲形状である場合、次のような問題があることがあることが判った。すなわち、図５（Ａ）のように、湾曲形状のガイド孔３０ａ内に、自然状態で直線状であるワイヤ状の姿勢操作部材３１を進退自在に挿通すると、姿勢操作部材３１に直線状態に戻ろうとする弾性復元力が生じ、姿勢操作部材３１の表面とガイド孔３０ａの内壁面との間に互いに強く当たる箇所Ａ，Ｂ，Ｃができる。図５（Ａ）のＦＡ１，ＦＢ１，ＦＣ１は、弾性復元力により姿勢操作部材３１がガイド孔３０ａの内壁面を押す力である。姿勢操作部材３１の進退時には、上記力ＦＡ１，ＦＢ１，ＦＣ１により、姿勢操作部材３１とガイド孔３０ａの内壁面間に摩擦力ＦＡ２，ＦＢ２，ＦＣ２が発生する。この摩擦力ＦＡ２，ＦＢ２，ＦＣ２は、ガイド孔３０ａの湾曲形状の曲率が大きいほど大きくなる。
【０００９】
姿勢変更用駆動源により姿勢操作部材３１を進退させるときに、上記摩擦力ＦＡ２，ＦＢ２，ＦＣ２が姿勢操作部材３１に対して抵抗力として作用して、姿勢操作部材３１が伸縮する。つまり、姿勢操作部材３１の入力側の変位ΔＸと出力側の変位ΔＸ´とが異なる。遠隔操作型アクチュエータの構造上、先端部材の姿勢を直接検出することは難しく、姿勢変更用駆動源の動作量から先端部材の姿勢を管理することが実現可能な管理方法として考えられるが、この管理方法を採用する場合、上記のように姿勢操作部材３１が伸縮すると、その伸縮分（ΔＸ−ΔＸ´）が誤差となって現れるため、高精度な先端部材の姿勢変更制御ができない。また、摩擦力ＦＡ２，ＦＢ２，ＦＣ２に打ち克って姿勢操作部材３１を進退させるためには、姿勢変更用駆動源に大きな駆動力が要求され、姿勢変更用駆動源が大型化する。
【００１０】
この発明の目的は、湾曲した細長形状のガイド部の先端に設けられた作業具の姿勢を遠隔操作で精度良く変更することができ、作業具を姿勢変更させるための駆動源が小型のもので済む遠隔操作型アクチュエータを提供することである。
この発明の他の目的は、遠隔操作型アクチュエータの構成部品である姿勢操作部材を、ガイド部の形状に合った適正な形状に容易に成形することができる塑性加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明にかかる遠隔操作型アクチュエータは、湾曲した細長形状のガイド部と、このガイド部の先端に姿勢変更自在に取付けられた先端部材と、この先端部材に設けた作業具と、この作業具を駆動させる作業具用駆動源と、前記先端部材の姿勢を操作する姿勢変更用駆動源とを備え、前記ガイド部は、前記作業具用駆動源の駆動力を前記作業具に伝達する駆動軸と、両端に貫通し湾曲したガイド孔とを内部に有し、前記姿勢変更用駆動源により駆動され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ワイヤ状の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、前記ガイド孔に未挿通の自然状態で、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ湾曲形状としたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、先端部材に設けた作業具により、所定の作業が行われる。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、この姿勢操作部材が先端部材に対し作用することにより、ガイド部の先端に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、先端部材から離れた位置に設けられており、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。また、姿勢操作部材はワイヤ状であって可撓性を有するため、ガイド部が湾曲していても姿勢変更動作が確実に行われる。
【００１３】
姿勢操作部材は、ガイド孔に未挿通の自然状態で、ガイド孔の湾曲形状と同じ形状であるため、ガイド孔に姿勢操作部材を挿通した状態において姿勢操作部材とガイド孔の内壁面間の摩擦力が小さく、姿勢操作部材の伸縮が生じ難くい。そのため、姿勢操作部材の伸縮による誤差が少なく、高精度な先端部材の姿勢変更制御が可能である。また、姿勢操作部材とガイド孔の内壁面間の摩擦力が小さいため、姿勢操作部材を進退させるのに大きな力を必要とせず、姿勢変更用駆動源が小型のもので済む。
【００１４】
この発明において、前記姿勢変更用駆動源は、前記姿勢操作部材の先端が前記先端部材を押圧するように姿勢操作部材を進退させるものであり、この姿勢操作部材の進退動作が前記先端部材に与える力に対抗する力を前記先端部材に与える対抗力付与手段を設け、前記姿勢操作部材が前記先端部材に与える力と前記対抗力付与手段が前記先端部材に与える力とのバランスによって前記先端部材の姿勢を変更ならびに維持させてもよい。
あるいは、前記姿勢変更用駆動源は、前記姿勢操作部材の先端が前記先端部材を引っ張るように姿勢操作部材を進退させるものであり、この姿勢操作部材の進退動作が前記先端部材に与える力に対抗する力を前記先端部材に与える対抗力付与手段を設け、前記姿勢操作部材が前記先端部材に与える力と前記対抗力付与手段が前記先端部材に与える力とのバランスによって前記先端部材の姿勢を変更ならびに維持させてもよい。
いずれあっても、姿勢操作部材で先端部材を良好に姿勢変更させることができる。
【００１５】
この発明において、前記姿勢操作部材は、塑性加工による塑性変形により、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ形状に成形されていても、あるいは切削加工により、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ形状に成形されていてもよい。
【００１６】
この発明において、前記駆動軸が回転軸である場合、前記ガイド部内の前記駆動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るのがよい。
例えば作業具が回転式の工具であって、この工具を回転させて被加工物を切削加工する場合、加工の仕上がりを良くするには、工具を高速回転させて加工するのがよい。工具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。工具はガイド部内の細い駆動軸を介して回転力が伝達されるので、工具の高速回転を実現させるため、駆動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、ガイド部の径を大きくせずにばね要素を設けられる。
【００１７】
この発明において、前記先端部材は前記ガイド部の先端に先端部材連結部を介して任意方向に傾動可能に連結され、前記ガイド孔およびこのガイド孔内に挿通された姿勢操作部材を、前記先端部材の傾動中心の周りの３箇所以上に設け、前記姿勢変更用駆動源を各姿勢操作部材に対して個別に設け、前記３箇所以上の姿勢操作部材が前記先端部材に与える力のバランスによって前記先端部材の姿勢を２軸方向に変更ならびに維持させるようにしてもよい。
先端部材の姿勢を２軸方向に変更ならびに維持させることができれば、先端部材に設けた作業具を精度良く位置決めすることができる。また、３つ以上の姿勢操作部材から先端部材に対して姿勢を変更、維持させる力が与えられるため、先端部材の姿勢安定性を高めることができる。
【００１８】
この発明において、前記作業具用駆動源および前記姿勢変更用駆動源の両方またはいずれか一方を、前記ガイド部の基端が結合された駆動部ハウジング内に設けてもよい。
作業具用駆動源および姿勢変更用駆動源の両方またはいずれか一方を駆動部ハウジング内に設ければ、駆動部ハウジングの外部に設けられる部品点数を減らして、遠隔操作型アクチュエータ全体の構成を簡略にできる。
【００１９】
また、前記作業具用駆動源および前記姿勢変更用駆動源を、前記ガイド部の基端が結合された駆動部ハウジング外に設けてもよい。
作業具用駆動源および姿勢変更用駆動源を駆動部ハウジング外に設ければ、駆動部ハウジングを小型化できる。そのため、駆動部ハウジングを持って遠隔操作型アクチュエータを操作する際の取扱性を向上させられる。
【００２０】
この発明にかかる姿勢操作部材の塑性加工方法は、前記ガイド孔の湾曲形状の曲率よりも曲率が大きく前記姿勢操作部材を移動拘束状態で嵌め込み可能な断面形状の溝を有する型を用い、自然状態で直線状の姿勢操作部材を、前記型の溝に嵌め込んで塑性変形させることを特徴とする。
自然状態で直線状の姿勢操作部材を型の溝に嵌め込むことで、姿勢操作部材が塑性変形し、目標とする湾曲形状に成形される。溝の曲率をガイド孔の湾曲形状の曲率よりも大きくする理由は、溝から外した姿勢操作部材が弾性変形分だけ元に戻ることを考慮し、その戻り分だけ型では余計に曲げておくためである。なお、湾曲形状の曲率とは、全体または各部の曲率を限定的に指すものではなく、全体の曲がり具合という広い意味合いを含む。したがって、ガイド孔の形状は、厳密な円弧状に限定せず、円弧以外の２次曲線形状またはそれに近い曲線であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の遠隔操作型アクチュエータは、湾曲した細長形状のガイド部と、このガイド部の先端に姿勢変更自在に取付けられた先端部材と、この先端部材に設けた作業具と、この作業具を駆動させる作業具用駆動源と、前記先端部材の姿勢を操作する姿勢変更用駆動源とを備え、前記ガイド部は、前記作業具用駆動源の駆動力を前記作業具に伝達する駆動軸と、両端に貫通し湾曲したガイド孔とを内部に有し、前記姿勢変更用駆動源により駆動され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ワイヤ状の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、前記ガイド孔に未挿通の自然状態で、前記ガイド孔の湾曲形状と同じ形状としたため、湾曲した細長形状のガイド部の先端に設けられた作業具の姿勢を遠隔操作で精度良く変更することができ、作業具を姿勢変更させるための駆動源が小型のもので済む。
【００２２】
この発明の姿勢操作部材の塑性加工方法は、前記姿勢操作部材を嵌め込み可能な断面形状で曲率が前記ガイド孔の湾曲形状の曲率よりも大きい溝を有する型を用い、自然状態で直線状の姿勢操作部材を、前記型の溝に嵌め込んで塑性変形させることにより、姿勢操作部材をガイド部の形状に合った適正な形状に容易に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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ガイド部の断面図、（Ｂ）はそのIIＢ−IIＢ断面図、（Ｃ）は先端部材と駆動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作業具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、（Ｂ）はそのIIIＢ−IIIＢ断面図である。
【図４】（Ａ）は同遠隔操作型アクチュエータの姿勢操作部材を塑性加工する型および塑性加工前の姿勢操作部材の斜視図、（Ｂ）は塑性加工後の姿勢操作部材の斜視図である。
【図５】（Ａ）は従来のガイドパイプと姿勢操作部材の関係を示す説明図、（Ｂ）はこの発明のガイドパイプと姿勢操作部材の関係を示す説明図である。
【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ガイド部の断面図、（Ｂ）はそのVIIＢ−VIIＢ断面図である。
【図８】（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ガイド部の断面図、（Ｂ）はそのVIIIＢ−VIIIＢ断面図である。
【図９】同遠隔操作型アクチュエータの作業具用駆動機構および姿勢変更用駆動機構の側面図である。
【図１０】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概略構成を示す図である。
【図１１】同遠隔操作型アクチュエータの作業具用駆動機構および姿勢変更用駆動機構の構成を示す図である。
【図１２】同作業具用駆動機構の作業具用ケーブルの断面図である。
【図１３】同姿勢変更用駆動機構の姿勢変更用ケーブルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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、作業具である回転式の工具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湾曲した細長形状のガイド部３と、このガイド部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内の作業具用駆動機構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。この例では、ガイド部３は、外形が丸棒状で、各部の曲率がほぼ一律な円弧状である。駆動部ハウジング４ａは、内蔵の作業具用駆動機構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。
【００２５】
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、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ＣＬ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。これにより、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。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。
【００２６】
ガイド部３は、駆動部ハウジング４ａ内の作業具用駆動源４１（図３）の回転力を前記スピンドル１３へ伝達する駆動軸２２を有する。この例では、駆動軸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と駆動軸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、駆動軸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。駆動軸２２と突起２２ａとは別部材として構成してもよい。
【００２７】
ガイド部３は、このガイド部３の外郭となる外郭パイプ２５を有し、この外郭パイプ２５の中心に前記駆動軸２２が位置する。駆動軸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を介して駆動軸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。
【００２８】
外郭パイプ２５の内径面と駆動軸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、ワイヤからなる姿勢操作部材３１が進退自在に挿通されている。姿勢操作部材３１用のワイヤとしては、前記駆動軸２２と同様のワイヤが用いられる。すなわち、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。また、形状記憶合金を用いても良い。姿勢操作部材３１の先端は球面状で、その球面状の先端が、ハウジング１１の基端面に形成された径方向の溝部１１ｂの底面に当接している。溝部１１ｂおよび姿勢操作部材３１は回転防止機構３７を構成し、溝部１１ｂに挿入された姿勢操作部材３１の先端部が溝部１１ｂの側面に当たることで、先端部材２がガイド部３に対して先端部材２の中心線ＣＬ回りに回転するのを防止している。
【００２９】
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対抗力付与手段３２が設けられている。対抗力付与手段３２は、姿勢操作部材３１の進退動作が先端部材２に与える力に対抗する力を先端部材２に与えるものである。
【００３０】
また、外郭パイプ２５の内径面と駆動軸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、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。
【００３１】
ガイド部３を構成する上記外郭パイプ２５、ガイドパイプ３０、および補強シャフト３４は、いずれも全長にわたって湾曲していて、互いに同じ湾曲形状に形成されている。これら外郭パイプ２５、ガイドパイプ３０、および補強シャフト３４は、本例では各部の曲率がほぼ一律な円弧状であるが、円弧以外の２次曲線形状またはそれに近い曲線であってもよい。
【００３２】
上記姿勢操作部材３１としては、予めガイドパイプ３０のガイド孔３０ａの湾曲形状に合わせて塑性変形させた湾曲形状のものが用いられる。姿勢操作部材３１は、ある程度弾性変形が可能な材質とされるが、外力の作用しない自然状態で上記湾曲形状を保つように塑性変形させるものとする。この塑性変形には、図４に示す型５０が用いられる。型５０は、ガイド孔３０ａの湾曲形状の曲率よりも曲率が大きく姿勢操作部材３１を移動拘束状態で嵌め込み可能な断面形状の溝５１を有する。例えば、ガイド孔３０ａの曲率半径Ｒ１が３００ｍｍである場合、溝５１の曲率半径Ｒ２は２００ｍｍとする。自然状態で直線状の素材としての姿勢操作部材３１´を型５０の溝５１に嵌め込んで所定時間保持することで、目標とする湾曲形状の姿勢操作部材３１に塑性変形させる。溝５１の曲率をガイド孔３０ａの湾曲形状の曲率よりも大きくする理由は、溝５１から外した姿勢操作部材３１が弾性変形分だけ元に戻ることを考慮し、その戻り分だけ余計に曲げておくためである。
【００３３】
図３は、駆動部ハウジング４ａ内の作業具用駆動機構４ｂおよび姿勢変更用駆動機構４ｃを示す。作業具用駆動機構４ｂは、コントローラ５により制御される作業具用駆動源４１を備える。作業具用駆動源４１は、例えば電動モータであり、その出力軸４１ａが前記駆動軸２２の基端に結合させてある。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、増力伝達機構４３を介して前記姿勢操作部材３１に伝達される。
【００３４】
増力伝達機構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。増力伝達機構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。なお、駆動軸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、電動アクチュエータ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
コントローラ５には、工具１の回転・停止指令信号を出力する工具回転用操作具５ａ（図１）と、先端部材２の姿勢変更指令信号を出力する姿勢変更用操作具５ｂ（図１）とが設けられている。コントローラ５は、電子演算回路（図示せず）と制御プログラム（図示せず）とを内蔵し、前記工具回転用操作具５ａおよび姿勢変更用操作具５ｂからの指令信号と、前記姿勢検出手段４６および荷重検出手段４８からの検出信号とに基づき、作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２を制御する。
【００３８】
この遠隔操作型アクチュエータの動作を説明する。
工具回転用操作具５ａを操作して作業具用駆動源４１を駆動させると、その回転力が駆動軸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。
【００３９】
また、姿勢変更用操作具５ｂを操作して姿勢変更用駆動源４２を駆動させることで、姿勢操作部材３１を進退させて、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、対抗力付与手段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、対抗力付与手段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。
【００４０】
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、スピンドル１３と駆動軸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駆動軸２２に対して押し引きする力がかからず、先端部材２を円滑に姿勢変更できる。
【００４１】
仮に、図５（Ａ）のように、湾曲形状のガイド孔３０ａ内に、自然状態で直線状であるワイヤ状の姿勢操作部材３１を進退自在に挿通した場合は、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、姿勢勢操作部材３１の進退時に、姿勢操作部材３１とガイド孔３０ａの内壁面間に摩擦力ＦＡ２，ＦＢ２，ＦＣ２が発生する。しかし、この実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、姿勢操作部材３１は、ガイド孔３０ａに未挿通の自然状態で、ガイド孔３０ａの湾曲形状と同じ湾曲形状であるため、ガイド孔３０ａに姿勢操作部材３１を挿通した状態において姿勢操作部材３１とガイド孔３０ａの内壁面間の摩擦力が小さく、姿勢操作部材３１の伸縮が生じ難くい。そのため、姿勢操作部材３１の伸縮による誤差が少なく、高精度な先端部材２の姿勢変更制御が可能である。また、姿勢操作部材３１とガイド孔３０ａの内壁面間の摩擦力が小さいため、姿勢操作部材３１を進退させるのに大きな力を必要とせず、姿勢変更用駆動源４２が小型のもので済む。
【００４２】
また、先端部材２がガイド部３に対して先端部材２の中心線ＣＬ回りに回転するのを防止する回転防止機構３７が設けられているため、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ＣＬ回りに回転して加工箇所の周りを傷つけたり、先端部材２自体が破損したりすることを防止できる。
【００４３】
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。
【００４４】
細長形状であるガイド部３には、駆動軸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の中心部に駆動軸２２を設け、外郭パイプ２５と駆動軸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、駆動軸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。
【００４５】
駆動軸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、ワイヤからなる駆動軸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、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。
【００４６】
この実施形態では、作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２が共通の駆動部ハウジング４ａ内に設けられている。そのため、遠隔操作型アクチュエータ全体の構成を簡略にできる。作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２のいずれか一方だけを駆動部ハウジング４ａ内に設けてもよい。また、後で説明するように、作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２を駆動部ハウジング４ａの外に設けてもよい。
【００４７】
上記実施形態は、姿勢操作部材３１がハウジング１１を押すことにより先端部材２の姿勢変更を行うが、図６のように、ワイヤ状の姿勢操作部材３１の先端とハウジング１１とを連結部材３１ａで連結し、姿勢変更用駆動源（図示せず）により姿勢操作部材３１を基端側へ後退させることで、姿勢操作部材３１がハウジング１１を引っ張って先端部材２の姿勢変更を行うようにしてもよい。この場合、対抗力付与手段３２は引っ張りコイルばねとする。
【００４８】
図７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。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。各姿勢操作部材３１の球面状の先端が、それぞれハウジング１１の基端面に形成された径方向の溝１１ｂの底面に当接しており、これら溝部１１ｂおよび姿勢操作部材３１で、先端部材２がガイド部３に対して先端部材２の中心線ＣＬ回りに回転するのを防止する回転防止機構３７を構成する。
【００４９】
駆動部４（図示せず）には、２本の姿勢操作部材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７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。両姿勢操作部材３１をそれぞれ上記進退方向と逆に進退させると、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。
【００５０】
このように、互いに１８０度の位相に配置した２本の姿勢操作部材３１を互いに逆向きに進退させることによっても、先端部材２を姿勢変更することができる。この姿勢変更時、２本の姿勢操作部材３１のうち一方が先端部材２に姿勢変更用の力を与えるとき、もう一方の姿勢操作部材３１は、上記姿勢変更用の力に対抗する力を先端部材に与える対抗力付与手段として機能する。
【００５１】
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に加圧するため、１つ姿勢操作部材３１だけで加圧す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。
【００５２】
図８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。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。この場合、ハウジング１１の溝１１ｂおよび姿勢操作部材３１で、先端部材２がガイド部３に対して先端部材２の中心線ＣＬ回りに回転するのを防止する回転防止機構３７を構成する。
【００５３】
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９）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８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８（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８（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８（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。
【００５４】
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。この姿勢変更時、３本の姿勢操作部材３１のうちの１本または２本が先端部材２に姿勢変更用の力を与えるとき、残りの２本または１本の姿勢操作部材３１は、上記姿勢変更用の力に対抗する力を先端部材に与える対抗力付与手段として機能する。
【００５５】
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に加圧するため、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。
【００５６】
図８のように姿勢操作部材３１が周方向の３箇所に設けられている場合、姿勢変更用駆動機構４ｃを例えば図９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、駆動軸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。
【００５７】
図１０〜図１３は、作業具用駆動機構および姿勢変更用駆動機構の構成が異なる実施形態を示す。前記実施形態は、作業具用駆動機構４ｂの作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動機構４ｃの姿勢変更用駆動源４２が駆動部ハウジング４ａ内に設けられているのに対し、図１０〜図１３の実施形態は、作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２が駆動部ハウジング４ａとは別の駆動源ハウジング６０に設けられている。
【００５８】
この実施形態の作業具用駆動機構６１は、駆動源ハウジング６０に設けた作業具用駆動源４１の出力軸４１ａの回転を、作業具用ケーブル６２のインナワイヤ６４（図１２）により、駆動部ハウジング４ａ内の駆動軸２２の基端へ伝達する。作業具用ケーブル６２は、例えば図１２に示す構造をしている。すなわち、可撓性のアウタチューブ６３の中心に、可撓性のインナワイヤ６４が、複数の転がり軸受６６によって回転自在に支持されている。そして、インナワイヤ６４の両端が、作業具用駆動源４１の出力軸４１ａおよび駆動軸２２の基端にそれぞれ繋がれている。各転がり軸受６６間には、これら転がり軸受６６に予圧を発生させるためのばね要素６７Ａ，６７Ｂが設けられている。ばね要素６７Ａ，６７Ｂは、例えば圧縮コイルばねである。転がり軸受６６の内輪に予圧を発生させる内輪用ばね要素６７Ａと、外輪に予圧を発生させる外輪用ばね要素６７Ｂとがあり、これらが交互に配置されている。このように、ばね要素６７Ａ，６７Ｂにより転がり軸受６６に予圧をかけることにより、インナワイヤ６４を高速回転させることができる。市販されているフレキシブルシャフトを使用してもよい。
【００５９】
また、この実施形態の姿勢変更用駆動機構７１は、駆動源ハウジング６０に設けた姿勢変更用駆動源４２の動作を、姿勢変更用ケーブル７２を介して駆動部ハウジング４ａ内の駆動機構部７８へ伝達する。駆動機構部７８は、前記実施形態の姿勢変更用駆動機構４ｃから姿勢変更用駆動源４２を除いたものに相当し、姿勢変更用駆動機構４ｃにおける姿勢変更用駆動源４２の出力ロッド４２ａの代わりに、先端がレバー４３ｂに当接した状態で駆動部ハウジング４ａに対して進退する進退部材７５が設けられている。進退部材７５は、例えばボールねじ等のねじ機構７５ａにより回転運動を直進運動に変換させることで、駆動部ハウジング４ａに対して進退させる。その場合、姿勢変更用駆動源４２はロータリアクチュエータであって、この姿勢変更用駆動源４２の回転を、姿勢変更用ケーブル７２のインナワイヤ７４（図１３）により進退部材７５へ伝達する。
【００６０】
姿勢変更用ケーブル７２は、前記作業具用ケーブル６２と同じ構造であり、例えば図１３に示す構造をしている。すなわち、可撓性のアウタチューブ７３の中心に、可撓性のインナワイヤ７４が、複数の転がり軸受７６によって回転自在に支持されている。そして、インナワイヤ７４の両端が、姿勢変更用駆動源４２の出力軸４２ａおよび進退部材７５にそれぞれ繋がれている。各転がり軸受７６間には、これら転がり軸受７６に予圧を発生させるためのばね要素７７Ａ，７７Ｂが設けられている。ばね要素７７Ａ，７７Ｂは、例えば圧縮コイルばねである。転がり軸受７６の内輪に予圧を発生させる内輪用ばね要素７７Ａと、外輪に予圧を発生させる外輪用ばね要素７７Ｂとがあり、これらが交互に配置されている。このように、ばね要素７７Ａ，７７Ｂにより転がり軸受７６に予圧をかけることにより、インナワイヤ７４を高速回転させることができる。市販されているフレキシブルシャフトを使用しても良い。
【００６１】
図１０に示すように、作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２を制御するコントローラ５は、駆動源ハウジング６０に接続されている。先端部材２およびガイド部３は、前記各実施形態のいずれかと同じ構成である。
【００６２】
この実施形態のように、作業具用駆動源４１および姿勢変更用駆動源４２を駆動部ハウジング４ａの外部に設けることにより、駆動部ハウジング４ａを小型化することができる。そのため、駆動部ハウジング４ａを持って遠隔操作型アクチュエータを操作する際の取扱性を向上させることができる。
【００６３】
上記各実施形態は、作業具が回転する工具１である例を示すが、作業具は把持具等の他の作業具であってもよい。また、この発明は、医療用の遠隔操作型アクチュエータに限らず、機械加工等の他の分野で用いられる遠隔操作型アクチュエータにも適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１…工具（作業具）
２…先端部材
３…ガイド部
４ａ…駆動部ハウジング
１５…先端部材連結部
２２…駆動軸
２６，２９…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
３２…対抗力付与手段
４１…作業具用駆動源
４２…姿勢変更用駆動源
５０…型
５１…溝
【図１】
2011067506.tif 000003
【図２】
2011067506.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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