(57)【要約】【課題】作業部に設けられた動力伝達部材である索体へのダメージを軽減できる医療用マニピュレータを提供する。【解決手段】医療用マニピュレータは、駆動源を有する操作部１４と、操作部１４に対して着脱可能な作業部１６と、張力コントロール機構１００とを有する。作業部１６の先端には先端動作部が設けられている。作業部１６は、さらに、駆動源により回転駆動される駆動プーリと、駆動プーリよりも先端動作部側に設けられた従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けられたワイヤ８０ａ、８０ｂとを有する。張力コントロール機構１００は、作業部１６を操作部１４から取り外した状態のときワイヤ８０ａ、８０ｂを低張力状態にし、作業部１６を操作部１４に装着した状態のときワイヤ８０ａ、８０ｂを高張力状態にする。【選択図】図６
2011206191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処置対象物に対して作業を行うエンドエフェクタを含む先端動作部を駆動するための駆動源を有する操作部と、
先端に前記先端動作部が設けられるとともに、前記駆動源により回転駆動される駆動プーリと、前記駆動プーリよりも前記先端動作部側に設けられた従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻き掛けられた索体とを有し、前記操作部に対して着脱可能に構成された作業部と、
前記作業部を前記操作部から取り外した状態のとき前記索体の張力を所定の設定値より低い第１張力にし、前記作業部を操作部に装着した状態のとき前記索体の張力を前記設定値に対応する第２張力にする張力コントロール機構と、を備える、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項２】
処置対象物に対して作業を行うエンドエフェクタを含む先端動作部を駆動するための駆動源を有する操作部と、
先端に前記先端動作部が設けられるとともに、操作者の手指により操作される操作入力部の操作に基づき動作して前記エンドエフェクタを駆動する可撓性を有する索体を有し、前記操作部に対して着脱可能に構成された作業部と、
前記作業部を前記操作部から取り外した状態のとき前記索体の張力を所定の設定値より低い第１張力にし、前記作業部を操作部に装着した状態のとき前記索体の張力を前記設定値に対応する第２張力にする張力コントロール機構と、を備える、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記張力コントロール機構は、前記作業部と前記操作部との着脱に伴う前記作業部と前記操作部との相対位置の変化に機械的に連動して動作する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項４】
請求項１または２記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記張力コントロール機構は、
前記索体をガイド可能であるとともに、前記索体の張力を前記第１張力にする第１位置と、前記索体を前記第２張力にする第２位置とに変位可能なガイド部材と、
前記第２位置に向けて前記ガイド部材を常時付勢する弾性体と、を有し、
前記作業部を前記操作部に装着する際、前記ガイド部材が前記作業部と前記操作部との相対位置変化に機械的に連動して押圧されることで前記ガイド部材が前記第１位置から前記第２位置に移動し、
前記作業部を前記操作部から取り外す際、前記ガイド部材が前記弾性体により付勢されることで前記第２位置から前記第１位置に移動する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項５】
請求項１または２記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記ガイド部材は、当該ガイド部材の軸線方向に移動可能であるとともに、前記軸線方向への移動に伴って前記索体を部分的に前記軸線方向に変位させるためのガイド溝を有する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項６】
請求項１または２記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記張力コントロール機構は、前記操作部に設けられた張力付与部を有し、
前記作業部を前記操作部に装着した状態のとき、前記張力付与部が前記索体を押圧することで、前記索体の張力が前記第２張力となり、
前記作業部を前記操作部から取り外した状態のとき、前記張力付与部が前記索体による押圧が解除されることで、前記索体の張力が前記第１張力となる、
ことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源及び操作入力部を有する操作部と、先端にエンドエフェクタを含む先端動作部が設けられ、操作部に対して着脱可能に構成された作業部とを備え、駆動源の駆動力を作業部に設けた索体を介して先端動作部に伝達するようにした医療用マニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡下外科手術（又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。）においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、これらの孔にトラカール（筒状の器具）を挿入した後、各トラカールを通して、腹腔鏡（カメラ）と複数の鉗子を体腔内に挿入する。鉗子の先端部には、エンドエフェクタとして、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。腹腔鏡と鉗子を体腔内に挿入したら、腹腔鏡に接続されたモニタに映る腹腔内の様子を見ながら鉗子を操作して手術を行う。このような手術方法は、開腹を必要としないため、患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減される。このため、このような手術方法は、適用分野の拡大が期待されている。
【０００３】
トラカールから挿入される鉗子として、先端部に関節を持たない一般的な鉗子に加えて、先端部に複数の関節を有して先端部の姿勢を変更できる鉗子、いわゆる医療用マニピュレータの開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。このような医療用マニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。
【０００４】
特許文献１にて提案された医療用マニピュレータは、駆動源及び操作入力部を有する操作部と、操作部に対して着脱可能に構成された作業部とを備え、この作業部には前方に延出する中空シャフトの先端にエンドエフェクタを含む先端動作部を設けてあり、駆動源の駆動力を中空シャフト内に挿通したワイヤを介して先端動作部に伝達するように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した医療用マニピュレータにおける作業部は、操作部に対して交換自在に構成されており、これにより、手技に応じた種々の型式のものを装着することができ、また、手技の終了後には作業部だけを滅菌・洗浄することができる。
【０００７】
ところで、従来の医療用マニピュレータの作業部において、動力伝達部材であるワイヤは、常時所定の高張力がかかるように張られている。このため、作業部を使用しないときでもワイヤには常時高張力がかかっている。また、作業部に対して高温を伴う処理（例えば、滅菌処理）をする際には、ワイヤは高張力の状態のまま高温に曝されることとなる。したがって、ワイヤへのダメージが懸念される。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、作業部に設けられた動力伝達部材である索体へのダメージを軽減できる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明に係る医療用マニピュレータは、処置対象物に対して作業を行うエンドエフェクタを含む先端動作部を駆動するための駆動源を有する操作部と、先端に前記先端動作部が設けられるとともに、前記駆動源により回転駆動される駆動プーリと、前記駆動プーリよりも前記先端動作部側に設けられた従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻き掛けられた索体とを有し、前記操作部に対して着脱可能に構成された作業部と、前記作業部を前記操作部から取り外した状態のとき前記索体の張力を所定の設定値より低い第１張力にし、前記作業部を操作部に装着した状態のとき前記索体の張力を前記設定値に対応する第２張力にする張力コントロール機構と、を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る医療用マニピュレータは、処置対象物に対して作業を行うエンドエフェクタを含む先端動作部を駆動するための駆動源を有する操作部と、先端に前記先端動作部が設けられるとともに、操作者の手指により操作される操作入力部の操作に基づき動作して前記エンドエフェクタを駆動する可撓性を有する索体を有し、前記操作部に対して着脱可能に構成された作業部と、前記作業部を前記操作部から取り外した状態のとき前記索体の張力を所定の設定値より低い第１張力にし、前記作業部を操作部に装着した状態のとき前記索体の張力を前記設定値に対応する第２張力にする張力コントロール機構と、を備える、ことを特徴とする。
【００１１】
上記の本発明によれば、作業部の着脱状態に応じて索体の張力を変化させる張力コントロール機構を備えており、作業部を操作部から取り外した状態のときは、索体の張力を通常使用時の張力よりも低くするので、作業部の不使用時には索体に高張力がかからず、索体に対する負荷が軽減される。また、作業部に対して高温を伴う処理をする際には、操作部から作業部が取り外された状態となるため、張力コントロール機構により索体の張力は低くなる。このため、索体が高張力の状態のまま高温に曝されることがなく、結果として、索体へのダメージを軽減できる。しかも、張力コントロール機構は、操作部に対する作業部の着脱状態に応じて自動的に索体の張力を切り替えるので、確実に索体へのダメージを軽減できる。
【００１２】
前記張力コントロール機構は、前記作業部と前記操作部との着脱に伴う前記作業部と前記操作部との相対位置の変化に機械的に連動して動作するとよい。
【００１３】
上記の構成によれば、作業部と操作部との着脱に伴う作業部と操作部との相対位置の変化に機械的に連動して張力コントロール機構が動作するので、作業部及び操作部にモータや電子部品を付加することなく、作業部の着脱に応じて、索体の張力を確実に切り替えることができる。
【００１４】
前記張力コントロール機構は、前記索体をガイド可能であるとともに、前記索体の張力を前記第１張力にする第１位置と、前記索体を前記第２張力にする第２位置とに変位可能なガイド部材と、前記第２位置に向けて前記ガイド部材を常時付勢する弾性体と、を有し、前記作業部を前記操作部に装着する際、前記ガイド部材が前記作業部と前記操作部との相対位置変化に機械的に連動して押圧されることで前記ガイド部材が前記第１位置から前記第２位置に移動し、前記作業部を前記操作部から取り外す際、前記ガイド部材が前記弾性体により付勢されることで前記第２位置から前記第１位置に移動するとよい。
【００１５】
上記の構成によれば、操作部に対して作業部を装着するのに連動して、ガイド部材が第２位置に移動することで、索体が自動的に高張力状態になり、操作部から作業部を取り外すのに連動して、ガイド部材が第１位置に移動することで、索体が自動的に低張力状態になる。したがって、索体の張力の自動的な切り替えを確実に行うことができる。
【００１６】
前記ガイド部材は、当該ガイド部材の軸線方向に移動可能であるとともに、前記軸線方向への移動に伴って前記索体を部分的に前記軸線方向に変位させるためのガイド溝を有するとよい。
【００１７】
上記の構成によれば、軸線方向に移動可能でありガイド溝を有するガイド部材により、索体を部分的にガイド部材の軸線方向に変位させることで、索体の張力を変化させる。したがって、簡単な構成で、索体の張力を好適に切り替えることができる。
【００１８】
前記張力コントロール機構は、前記操作部に設けられた張力付与部を有し、前記作業部を前記操作部に装着した状態のとき、前記張力付与部が前記索体を押圧することで、前記索体の張力が前記第２張力となり、前記作業部を前記操作部から取り外した状態のとき、前記張力付与部が前記索体による押圧が解除されることで、前記索体の張力が前記第１張力となるとよい。
【００１９】
上記の構成によれば、操作部に対して作業部を装着すると、操作部に設けられた張力付与部が索体を押圧することで索体が高張力状態になり、操作部から作業部を取り外すと、張力付与部による押圧が解除されることで索体が低張力状態になる。したがって、索体の張力の自動的な切り替えを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る医療用マニピュレータによれば、作業部に設けられた動力伝達部材である索体へのダメージを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータの斜視図である。
【図２】先端動作部の斜視図である。
【図３】作業部と操作部とを分離した状態でのマニピュレータ本体の一部断面側面図である。
【図４】作業部の一部省略断面平面図である。
【図５】駆動部の駆動力を姿勢変更機構に伝達するための機構の模式構造図である。
【図６】図６Ａは、ワイヤを低張力状態にしているときの第１構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図であり、図６Ｂは、ワイヤを高張力状態にしているときの第１構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図である。
【図７】図７Ａは、ワイヤを低張力状態にしているときの第２構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図であり、図７Ｂは、ワイヤを高張力状態にしているときの第２構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図である。
【図８】図８Ａは、ワイヤを低張力状態にしているときの第３構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図であり、図８Ｂは、ワイヤを高張力状態にしているときの第３構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図である。
【図９】図９Ａは、ワイヤを低張力状態にしているときの第４構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図であり、図９Ｂは、ワイヤを高張力状態にしているときの第４構成例に係る張力コントロール機構の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る医療用マニピュレータ（以下、マニピュレータという。）について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータ１０の全体構成について説明する。マニピュレータ１０は、先端に設けられた先端動作部１２で生体の一部を把持し又は生体に触れて、所定の処置を行うための医療用の器具であり、通常、把持鉗子やニードルドライバ（持針器）等とも呼ばれる。
【００２４】
マニピュレータ１０は、医療用器具を構成するマニピュレータ本体１１と、マニピュレータ本体１１にケーブル２８を介して接続されたコントローラ２９とを備える。マニピュレータ本体１１は、ボディ２１と、ボディ２１から延出するシャフト１８と、シャフトの先端に設けられた先端動作部１２とを有する。
【００２５】
以下の説明では、シャフト１８の延在方向をＺ方向と規定し、さらに、シャフト１８の前方（先端側）をＺ１方向、後方（根元側）をＺ２方向と規定する。また、Ｚ方向に直角な方向であって、マニピュレータ本体１１を図１の姿勢にしたときのマニピュレータ本体１１を基準とした左右方向をＸ方向とし、特に、マニピュレータ本体１１の左側方向をＸ１方向、右側方向をＸ２方向と規定する。また、Ｚ方向に直角な方向であって、マニピュレータ本体１１を図１の姿勢にしたときのマニピュレータ本体１１の上下方向をＹ方向とし、特に、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向と規定する。
【００２６】
なお、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ本体１１が基準姿勢（中立姿勢）である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ本体１１は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることは勿論である。
【００２７】
マニピュレータ本体１１は、人手によって把持及び操作される操作部１４と、該操作部１４に対して着脱自在な作業部１６とを有する。操作部１４は、上述したボディ２１の一部を構成し、筐体を構成しＺ１方向及びＹ２方向に略Ｌ字状に延在する左右一対の上部カバー２５ａ、２５ｂと、上部カバー２５ａ、２５ｂ内に収容された駆動部３０と、人手によって操作される複合入力部２４とを有する。
【００２８】
駆動部３０は、先端動作部１２の姿勢を変更させるための駆動源５０として第１モータ５０ａ及び第２モータ５０ｂを有し、駆動源５０の駆動力が先端動作部１２に機械的に伝達されることで、先端動作部１２の姿勢を変更できるように構成されている。
【００２９】
操作部１４の基端側でＹ２方向に延びた部分は、人手によって把持されるグリップハンドル２６として構成されている。複合入力部２４は、グリップハンドル２６の上部の傾斜面に設けられており、回転操作部に対する左右方向への回動操作及び傾動操作部に対する傾動操作を単独又は複合的に行うことで、その操作に応じた信号がコントローラ２９に送信され、コントローラ２９が駆動部３０の駆動を制御することにより、先端動作部１２の姿勢変更が行われる。
【００３０】
作業部１６は、Ｚ方向で略対称に分割された一対の下部カバー３７ａ、３７ｂを筐体としており、上記の先端動作部１２と、この先端動作部１２を先端に設けた長尺且つ中空のシャフト１８と、このシャフト１８の基端側が固定され、下部カバー３７ａ、３７ｂ内に収容されたプーリボックス３２と、プーリボックス３２の後方に設けられ、トリガ軸３９を支点としてＸ方向の軸心を中心に回動可能に軸支されたトリガレバー（操作入力部）３６とを有する。下部カバー３７ａ、３７ｂ、プーリボックス３２及びトリガレバー３６は、上述したボディ２１の一部を構成する。
【００３１】
作業部１６は、操作部１４に設けられた左右一対の着脱レバー４０、４０によって当該操作部１４と連結・固定されると共に、着脱レバー４０の開放操作によって操作部１４から分離可能であり、特別な器具を用いることなく、手術現場で容易に交換作業等を行うことができる。
【００３２】
トリガレバー３６は、下部カバー３７ａ、３７ｂ内のＺ２方向側の端部に設けられたトリガ軸３９に軸支されたアーム部３６ａと、このアーム部３６ａのＹ２側に設けられたトリガ操作子３６ｂとを有する。トリガ操作子３６ｂは、指輪部３６ｃと、この指輪部３６ｃのＹ２側に設けられた略円弧状の指掛け突起３６ｄとを有する。
【００３３】
図２は、先端動作部１２の斜視図である。先端動作部１２は、トリガレバー３６の操作に基づいて開閉動作するエンドエフェクタ１９と、複合入力部２４の操作に基づいてエンドエフェクタ１９の姿勢を変化させる姿勢変更機構１３とを有する。エンドエフェクタ１９は、例えば、生体の一部や縫合用の針を把持するグリッパ、生体の一部を切断するハサミ等として、所定の開閉動作軸を基準に開閉動作可能に構成される。図示例のエンドエフェクタ１９は、グリッパ１９Ａとして構成されている。
【００３４】
エンドエフェクタ１９の開閉動作は、人手によるトリガレバー３６の操作（押し引き操作）に基づく力が機械的に伝達されることで行われる。具体的には、作業部１６の内部には、ロッド８３ａ、８３ｂ（図３及び図４参照）、動力伝達部材としてのワイヤ８２ａ、８２ｂ（図３及び図４参照）、プーリ等から構成される伝達機構が設けられており、トリガレバー３６の押し引き操作が、伝達機構によりエンドエフェクタ１９の開閉動作に変換されるようになっている。
【００３５】
なお、トリガレバー３６の操作をエンドエフェクタ１９の開閉動作に変換する機構としては、例えば、特開２００８−１０４８５５号公報や特開２００９−１０６６０６号公報に記載された構成と同様の構成を採用してよい。
【００３６】
姿勢変更機構１３は、先端を指向するロール軸Ｏｒ（中立姿勢時にはＺ軸）を基準に回転するロール動作と、Ｙ方向のヨー軸Ｏｙを基準に傾動するヨー動作（傾動動作）とが可能であり、ロール動作と傾動動作とを選択的に又は複合的に行うことが可能である。従って、先端動作部１２は、エンドエフェクタ１９の開閉動作、ロール動作及びヨー動作からなる３軸の動作が可能である。
【００３７】
本実施形態の場合、エンドエフェクタ１９の姿勢変更の動作（ロール動作及びヨー動作）は、複合入力部２４の操作に基づいて駆動源５０が駆動し、この駆動源５０の駆動力が先端動作部１２に機械的に伝達されることで行われる。
【００３８】
先端動作部１２及びシャフト１８は細径に構成されており、患者の腹部等に装着された円筒形状のトラカール２０を通して体腔２２内に挿入可能であり、複合入力部２４及びトリガレバー３６の操作によって体腔２２内で患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。
【００３９】
図１に示すコントローラ２９は、マニピュレータ本体１１を総合的に制御する制御部であって、グリップハンドル２６の下端部から延在するケーブル２８と接続される。コントローラ２９の機能の一部又は全部は、例えば操作部１４に一体的に搭載することもできる。コントローラ２９は、例えば、第１ポート２７ａ、第２ポート２７ｂ及び第３ポート２７ｃを備えており、３台のマニピュレータ本体１１を独立的に同時に制御することができる。
【００４０】
次に、駆動部３０の駆動力を先端動作部１２に機械的に伝達する機構について説明する。ここで、図３は、作業部１６と操作部１４とを分離した状態でのマニピュレータ本体１１の一部断面側面図であり、図４は、作業部１６の一部省略断面平面図である。作業部１６には、上述したエンドエフェクタ駆動機構３２０の構成要素である２本のロッド８３ａ、８３ｂがＹ方向に並んで、それぞれＺ方向に延在し、ロッド８３ａ、８３ｂの先端部（Ｚ１方向側の端部）は、プーリボックス３２を構成する空洞部６６まで達している。
【００４１】
また、ロッド８３ａ、８３ｂの先端部には、それぞれ、シャフト１８に挿通されて先端動作部１２（図１参照）まで延在するワイヤ８２ａ、８２ｂ（索体）が連結されている。ワイヤ８２ａ、８２ｂのＺ１方向側の端部は、先端動作部１２のエンドエフェクタ１９を駆動するための図示しない開閉機構に係合しており、トリガレバー３６を押し引き操作することによるワイヤ８２ａ、８２ｂの進退動作により前記開閉機構が駆動され、エンドエフェクタ１９が開閉動作するようになっている。
【００４２】
図３及び図４に示すように、プーリボックス３２のＺ２側には、Ｚ方向を基準として対称な一対のピン穴８４、８４が形成されている。各ピン穴８４、８４には、作業部１６と操作部１４との装着時、ブラケット５２の底面からＹ１方向に突出した一対のガイドピン８６、８６が挿入され、これにより、操作部１４と作業部１６とが位置決めされ且つ高い剛性で装着される。
【００４３】
駆動部３０は、上述した第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂと、第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂを支持するブラケット５２と、第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂの回転方向を変換して作業部１６側に伝達するギア機構部５４とを有する。第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂは円柱形状であり、図示しない減速機によって減速される出力軸５６ａ、５６ｂがブラケット５２の一面を貫通し、該出力軸５６ａ、５６ｂに対してギア機構部５４を構成する駆動傘歯車５８ａ、５８ｂが固定されている。第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂは、例えばＤＣモータであり、図示しない角度センサとしてロータリエンコーダ等が設けられる。
【００４４】
ギア機構部５４は、ブラケット５２内の空間に設けられ、Ｘ方向に並んだ２本の駆動軸６０ａ、６０ｂと、各駆動軸６０ａ、６０ｂに固定され、駆動傘歯車５８ａ、５８ｂと噛み合う２つの従動傘歯車６２ａ、６２ｂとを有する。第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂの出力軸５６ａ、５６ｂ、駆動軸６０ａ、６０ｂ等は図示しないベアリングによってブラケット５２に軸支されている。
【００４５】
駆動軸６０ａ（６０ｂ）の下端側はブラケット５２の下面から突出しており、その先端には、例えば断面波形六角形状で先細りのテーパ形状からなる係合凸部６４ａ（６４ｂ）が設けられている。ブラケット５２の下面には、下方に突出する押圧体１１４ａ、１１４ｂが設けられている。この押圧体１１４ａ、１１４ｂの機能については後述する。
【００４６】
プーリボックス３２は、Ｘ方向両側が開口した空洞部６６と、該空洞部６６に収納されたプーリ（従動軸）７０ａ、７０ｂ及びガイド部材７２ａ、７２ｂとを有し、空洞部６６のＺ１側に貫通した孔部でシャフト１８が固定・支持されている。
【００４７】
駆動プーリ７０ａ、７０ｂは、駆動軸６０ａ、６０ｂに対して同軸であり、その上端側には、駆動軸６０ａ、６０ｂ側の係合凸部６４ａ、６４ｂと係合可能な係合凹部７４ａ、７４ｂが設けられている。係合凹部７４ａ、７４ｂは、前記係合凸部６４ａ、６４ｂが係合（嵌合）可能であり、例えば断面波形六角形状で奥細りのテーパ形状の凹部を有する。
【００４８】
従って、操作部１４と作業部１６との装着時、係合凸部６４ａ（６４ｂ）と係合凹部７４ａ（７４ｂ）とが係合し、これにより、駆動軸６０ａ（６０ｂ）からの回転駆動力を駆動プーリ７０ａ（７０ｂ）へと伝達することができる。この際、例えば操作部１４には、操作部１４と作業部１６の着脱を検出する着脱検出センサ（図示せず）や、駆動軸６０ａの位相を検出する位相検出センサ（図示せず）等を設けてもよく、さらに、係合凸部６４ａや係合凹部７４ａの係合構造は他の構造であってもよい。
【００４９】
図４に示すように、ガイド部材７２ａ、７２ｂは、駆動プーリ７０ａ、７０ｂのＺ１側に配設されると共に、互いの外周面の間隔が、駆動プーリ７０ａ、７０ｂの外周面間の間隔よりも狭く設定されている。ワイヤ（索体）８０ａ、８０ｂは、駆動プーリ７０ａ、７０ｂに巻き掛けられるとともに、ガイド部材７２ａ、７２ｂによりガイドされて、シャフト１８内に挿通されている。このようなガイド部材７２ａ、７２ｂを用いることにより、シャフト１８は、第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂの径や駆動プーリ７０ａ、７０ｂの軸間距離に依存することなく十分に細くすることができ、例えば、トラカール２０に挿入するのに適した５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の外径に容易に設定することができる。
【００５０】
図５は、姿勢変更機構１３及び当該姿勢変更機構１３に動力を伝達する機構の模式構造図である。姿勢変更機構１３は、上述したように、エンドエフェクタ１９の延在方向を指向するロール軸Ｏｒ（中立姿勢時にはＺ軸と一致する。）を中心に回転するロール動作と、Ｙ方向のヨー軸Ｏｙを中心に傾動するヨー動作（傾動動作）とが可能であり、ロール動作と傾動動作とを選択的に又は複合的に行うことが可能である。
【００５１】
姿勢変更機構１３は、一方のワイヤ８０ａを介して第１モータ５０ａ（図１参照）により回転駆動される従動プーリ１３０が設けられシャフト１８の軸線と非平行なヨー軸（傾動軸）Ｏｙを中心に回動可能な主軸部材１４４と、他方のワイヤ８０ｂを介して第２モータ５０ｂ（図１参照）により回転駆動される歯車体１２６と、歯車体１２６により駆動されエンドエフェクタ１９の延在方向のロール軸Ｏｒを中心に回動可能であるように主軸部材１４４に支持されたギア体１４６とを有する。
【００５２】
ワイヤ８０ａ、８０ｂは、それぞれ同種又は異種、同径又は異径のものを用いることができ、可撓性を有する湾曲可能な線材で構成される。ワイヤ８０ａ、８０ｂにおいて、シャフト１８内を通過する部分であって可撓性を要しない直線部分には、図示しない高剛性の補強ロッドを囲繞して、補強することもできる。
【００５３】
主軸部材１４４の前部は、円筒体として構成されており、主軸部材１４４の基端部には従動プーリ１３０が一体的に設けられている。歯車体１２６は、従動プーリ１３２と、該従動プーリ１３２の上部に同心状に設けられた歯車１３４とを有する。従動プーリ１３０は、歯車体１２６の従動プーリ１３２と略同径で略同形状である。歯車体１２６及び主軸部材１４４は、シャフト１８の先端に設けられた軸１１２により回転可能に支持されている。
【００５４】
従動プーリ１３０及び従動プーリ１３２には、ワイヤ８０ａ及び８０ｂが所定の固定手段によって一部が固定されて巻き掛けられている。ワイヤ８０ａ及び８０ｂの巻き掛けられる角度は、例えば１．５回転（５４０°）である。
【００５５】
主軸部材１４４は、ヨー軸Ｏｙを中心に回動することが可能である。したがって、従動プーリ１３０がワイヤ８０ａにより回転駆動されることで、従動プーリ１３０が一体的に設けられた主軸部材１４４がヨー軸Ｏｙを中心に回動する。
【００５６】
ギア体１４６は、主軸部材１４４の筒部１４４ｄの外周に回転可能に支持されている。ギア体１４６のＺ２方向端面にはフェイスギア１６５が設けられている。フェイスギア１６５は、歯車１３４と噛み合っている。ギア体１４６は、先端カバー１６１に固定されている。したがって、先端カバー１６１及びエンドエフェクタ１９は、ギア体１４６の回転によりロール動作を行う。
【００５７】
上記のように構成された姿勢変更機構１３では、ワイヤ８０ｂ及び８０ａを操作することにより、従動プーリ１３０及び歯車体１２６を軸１１２に対して回転させることができる。従動プーリ１３０を回転させるとエンドエフェクタ１９の傾動動作が行われる。すなわち、従動プーリ１３０が一体的に設けられた主軸部材１４４がヨー軸Ｏｙを中心に回動するとともに、ギア体１４６、先端カバー１６１及びエンドエフェクタ１９が主軸部材１４４と一体的にヨー軸を中心として傾動する。
【００５８】
一方、歯車体１２６を回転させると、エンドエフェクタ１９のロール動作が行われる。すなわち、歯車体１２６によりギア体１４６がロール軸Ｏｒを中心に回転するとともに、先端カバー１６１及びエンドエフェクタ１９がギア体１４６と一体的にロール軸Ｏｒを中心として回転する。
【００５９】
図３に示すように、マニピュレータ１０は、作業部１６を操作部１４から取り外した状態のときワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を所定の設定値より低い第１張力にし、作業部１６を操作部１４に装着した状態のときワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を設定値に対応する第２張力にする張力コントロール機構１００を備える。図３では、第１構成例に係る張力コントロール機構１００が示されている。
【００６０】
ここで、第２張力は、ワイヤ８０ａ、８０ｂにより駆動プーリ７０ａ、７０ｂの回転が従動プーリ１３０、１３２に確実に伝達される程度に十分に高い張力であり、第１張力は、第２張力よりも低く、ワイヤ８０ａ、８０ｂが駆動プーリ７０ａ、７０ｂと従動プーリ１３０、１３２とに軽く巻き掛けられる程度の張力である。以下の説明では、ワイヤ８０ａ、８０ｂが第１張力の状態になっているときを「低張力状態」ともいい、ワイヤ８０ａ、８０ｂが第２張力の状態になっているときを「高張力状態」ともいう。
【００６１】
図６Ａは、ワイヤ８０ａ、８０ｂを低張力状態にしているときの第１構成例に係る張力コントロール機構１００の概略構成図であり、図６Ｂは、ワイヤ８０ａ、８０ｂを高張力状態にしているときの第１構成例に係る張力コントロール機構１００の概略構成図である。張力コントロール機構１００は、上述したガイド部材７２ａ、７２ｂと、ガイド部材７２ａ、７２ｂを弾発的に支持する弾性体１０２ａ、１０２ｂとを有する。
【００６２】
ガイド部材７２ａ、７２ｂは、駆動プーリ７０ａ、７０ｂと従動プーリ１３０、１３２との間に配置され、ワイヤ８０ａ、８０ｂをガイド可能であるとともに、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を第１張力にする第１位置（図６Ａ参照）と、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を第２張力にする第２位置（図６Ｂ参照）とに変位可能である。
【００６３】
第１構成例に係る張力コントロール機構１００において、ガイド部材７２ａ、７２ｂは、Ｙ方向の軸線を中心に回転自在に支持された回転体として構成されている。また、ガイド部材７２ａ、７２ｂは、当該ガイド部材７２ａ、７２ｂの軸線方向に移動可能な状態でプーリボックス３２に支持されている。ガイド部材７２ａ、７２ｂは、プーリボックス３２の上部壁３２ａを貫通し、第１位置にあるときには、上端がプーリボックス３２の上面から突出する。
【００６４】
プーリボックス３２内への液体や塵埃の侵入を防止するため、プーリボックス３２の上部壁３２ａとガイド部材７２ａ、７２ｂとの間には、シール部材（Ｏリング）１０４が配置されている。また、ガイド部材７２ａ、７２ｂがプーリボックス３２からＹ１方向に抜け出ることを防止するため、ガイド部材７２ａ、７２ｂにはスナップリング１０６が装着されている。
【００６５】
ガイド部材７２ａ、７２ｂには、その軸線方向への移動に伴ってワイヤ８０ａ、８０ｂを部分的に変位させるためのガイド溝１０８が設けられている。ガイド溝１０８は、周方向に延びる環状溝である。ワイヤ８０ａ、８０ｂはガイド溝１０８に係合しており、ガイド部が軸線方向に移動すると、その移動に伴ってガイド溝１０８に係合している部分のワイヤ８０ａ、８０ｂもガイド溝１０８とともに変位する。
【００６６】
弾性体１０２ａ、１０２ｂは、第２位置に向けてガイド部材７２ａ、７２ｂを常時付勢するものであり、図示例では、プーリボックス３２に設けられた凹部１１０に収容された圧縮バネとして構成されている。なお、弾性体１０２ａ、１０２ｂは、圧縮バネに限らず、その他の形態のバネやゴム等であってもよい。
【００６７】
上記のように構成された張力コントロール機構１００によれば、ガイド部材７２ａ、７２ｂは弾性体１０２ａ、１０２ｂにより上方（Ｙ１方向）に付勢されているため、作業部１６を操作部１４から取り外した状態では、ガイド部材７２ａ、７２ｂは図６Ａに示す第１位置に保持される。このとき、ワイヤ８０ａ、８０ｂはガイド部材７２ａ、７２ｂによってＹ方向に変位させられていない。このため、ワイヤ８０ａ、８０ｂは低張力状態となっている。
【００６８】
一方、作業部１６を操作部１４に装着すると、操作部１４側に設けられた押圧体１１４ａ、１１４ｂ（図５も参照）によりガイド部材７２ａ、７２ｂが押圧され、弾性体１０２ａ、１０２ｂの弾発力に抗してＹ２方向に移動して、図８Ｂに示す第２位置に保持される。ガイド部材７２ａ、７２ｂが第２位置に移動する際、ガイド部材７２ａ、７２ｂに設けられたガイド溝１０８に係合した部分のワイヤ８０ａ、８０ｂもガイド部材７２ａ、７２ｂと一緒にＹ２方向に変位する。これにより、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力が増大するため、ワイヤ８０ａ、８０ｂは高張力状態となる。
【００６９】
作業部１６を操作部１４から取り外すと、弾性体の弾発力によりガイド部材７２ａ、７２ｂは第２位置から第１位置に変位し、図６Ａの状態に自動的に復帰する。これにより、ワイヤ８０ａ、８０ｂは低張力状態に戻る。
【００７０】
上記の本発明によれば、作業部１６の着脱状態に応じてワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を変化させる張力コントロール機構１００を備えており、作業部１６を操作部１４から取り外した状態のときは、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を通常使用時の張力よりも低くするので、作業部１６の不使用時にはワイヤ８０ａ、８０ｂに高張力がかからず、ワイヤ８０ａ、８０ｂに対する負荷が軽減される。
【００７１】
また、作業部１６に対して高温を伴う滅菌処理をする際には、操作部１４から作業部１６が取り外された状態となるため、張力コントロール機構によりワイヤ８０ａ、８０ｂの張力は低くなる。このため、滅菌処理時等においてワイヤ８０ａ、８０ｂが高張力の状態のまま高温に曝されることがなく、結果として、ワイヤ８０ａ、８０ｂへのダメージを軽減できる。しかも、張力コントロール機構１００は、操作部１４に対する作業部１６の着脱状態に応じて自動的にワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を切り替えるので、確実にワイヤ８０ａ、８０ｂへのダメージを軽減できる。
【００７２】
また、作業部１６と操作部１４との着脱に伴う作業部１６と操作部１４との相対位置の変化に機械的に連動して張力コントロール機構１００が動作するので、作業部１６及び操作部１４にモータや電子部品を付加することなく、作業部１６の着脱に応じて、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を確実に切り替えることができる。
【００７３】
さらに本実施の形態によれば、操作部１４に対して作業部１６を装着するのに連動して、ガイド部材７２ａ、７２ｂが第２位置に移動することで、ワイヤ８０ａ、８０ｂが自動的に高張力状態になり、操作部１４から作業部１６を取り外すのに連動して、ガイド部材７２ａ、７２ｂが第１位置に移動することで、ワイヤ８０ａ、８０ｂが自動的に低張力状態になる。したがって、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力の自動的な切り替えを確実に行うことができる。
【００７４】
次に、第２構成例に係る張力コントロール機構１２０について説明する。図７Ａは、ワイヤ８０ａ、８０ｂを低張力状態にしているときの第２構成例に係る張力コントロール機構１２０の概略構成図であり、図７Ｂは、ワイヤ８０ａ、８０ｂを高張力状態にしているときの第２構成例に係る張力コントロール機構１２０の概略構成図である。
【００７５】
張力コントロール機構１２０は、駆動プーリ７０ａ、７０ｂと従動プーリ１３０、１３２との間に配置されたガイド部材１２２ａ、１２２ｂと、ガイド部材１２２ａ、１２２ｂを移動可能に支持するスライダ１２４ａ、１２４ｂと、スライダ１２４ａ、１２４ｂを動作させる作動体１２６ａ、１２６ｂと、スライダ１２４ａ、１２４ｂを常時付勢する弾性体１２８とを有する。
【００７６】
ガイド部材１２２ａ、１２２ｂは、プーリボックス３２内に配置されており、それぞれワイヤ８０ａ、８０ｂをガイド可能であるとともに、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を第１張力にする第１位置（図７Ａ参照）と、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を第２張力にする第２位置（図７Ｂ参照）とに変位可能である。第２構成例に係る張力コントロール機構１２０において、ガイド部材１２２ａ、１２２ｂは、Ｙ方向の軸線を中心に回転自在に支持された回転体として構成されている。
【００７７】
スライダ１２４ａ、１２４ｂは、ガイド部材１２２ａ、１２２ｂを回転可能に支持するとともに、Ｘ方向に移動可能である。スライダ１２４ａ、１２４ｂにはテーパ面１３３が形成されており、このテーパ面１３３は、作動体１２６ａ、１２６ｂの下部に形成されたテーパ面１３５と接触している。作動体１２６ａ、１２６ｂは、Ｙ方向に延在し、プーリボックス３２の上部壁を貫通し、ガイド部材７２ａ、７２ｂが第１位置にあるときには、上端がプーリボックス３２の上面から突出する。なお、ガイド部材７２ａ、７２ｂは、ワイヤ８０ａ、８０ｂと摺接するガイド面を有する非回転体であってもよく、この場合、スライダ１２４ａ、１２４ｂと一体化した部材であってもよい。
【００７８】
プーリボックス３２内への液体や塵埃の侵入を防止するため、プーリボックス３２の上部壁３２ａと作動体１２６ａ、１２６ｂとの間には、シール部材（Ｏリング）１３７が配置されている。また、作動体１２６ａ、１２６ｂがプーリボックス３２からＹ１方向に抜け出ることを防止するため、作動体１２６ａ、１２６ｂにはスナップリング１３６が装着されている。
【００７９】
弾性体１２８は、第２位置に向けてガイド部材１２２ａ、１２２ｂを常時付勢するものであり、図示例では、２つのスライダ１２４ａ、１２４ｂの間に配置され、スライダ１２４ａ、１２４ｂを介してガイド部材７２ａ、７２ｂを第２位置に向けて付勢する圧縮バネである。なお、弾性体１２８は、圧縮バネに限らず、その他の形態のバネやゴム等であってもよい。また、弾性体１２８は、スライダ１２４ａ、１２４ｂを介さずにガイド部材１２２ａ、１２２ｂを直接押圧するように配置されてもよい。弾性体１２８は、スライダ１２４ａ、１２４ｂを引っ張るように構成及び配置されたものでもよい。
【００８０】
上記のように構成された張力コントロール機構１２０によれば、ガイド部材７２ａ、７２ｂはスライダ１２４ａ、１２４ｂを介して弾性体１２８によりＸ方向に付勢されているため、作業部１６を操作部１４から取り外した状態では、ガイド部材１２２ａ、１２２ｂは図７Ａに示す第１位置に保持される。このとき、ワイヤ８０ａ、８０ｂはガイド部材１２２ａ、１２２ｂによってＸ方向に変位させられていない。このため、ワイヤ８０ａ、８０ｂは低張力状態となっている。
【００８１】
一方、作業部１６を操作部１４に装着すると、操作部１４側に設けられた押圧体１３８ａ、１３８ｂにより作動体１２６ａ、１２６ｂが押圧され、テーパ面１３３、１３３の作用によりスライダ１２４ａ、１２４ｂがＸ方向に移動する。このとき、スライダ１２４ａ、１２４ｂで支持されたガイド部材７２ａ、７２ｂもスライダ１２４ａ、１２４ｂと一体となってＸ方向に移動することで、ガイド部材７２ａ、７２ｂは、図７Ｂに示す第２位置に保持される。これにより、ワイヤ８０ａ、８０ｂは、Ｘ方向に押圧されて張力が増大するため高張力状態となる。
【００８２】
作業部１６を操作部１４から取り外すと、弾性体１２８の弾発力によりガイド部材１２２ａ、１２２ｂは第２位置から第１位置に変位し、図７Ａの状態に自動的に復帰する。これにより、ワイヤ８０ａ、８０ｂは低張力状態に戻る。
【００８３】
第２構成例に係る張力コントロール機構１２０を採用した場合においても、第１構成例に係る張力コントロール機構１００を採用した場合と同様に、作業部１６を操作部１４から取り外した状態のときは、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を通常使用時の張力よりも低くするので、作業部１６の不使用時にはワイヤ８０ａ、８０ｂに高張力がかからず、ワイヤ８０ａ、８０ｂに対する負荷が軽減され、また、滅菌処理時等においてワイヤ８０ａ、８０ｂが高張力の状態のまま高温に曝されることがないので、ワイヤ８０ａ、８０ｂへのダメージを軽減できる等の効果が得られる。
【００８４】
第２構成例に係る張力コントロール機構１２０では、ガイド部材１２２ａ、１２２ｂをその半径方向に移動させることでワイヤ８０ａ、８０ｂを変位させるので、ガイド部材７２ａ、７２ｂが第２位置にあるときのワイヤ８０ａ、８０ｂに対する摺動抵抗の増大を抑制し、ワイヤ８０ａ、８０ｂを円滑に案内することができるとともに、ワイヤ８０ａ、８０ｂ及びガイド部材１２２ａ、１２２ｂの磨耗を低減できる。
【００８５】
次に、第３構成例に係る張力コントロール機構１４０について説明する。図８Ａは、ワイヤ８１ａ、８１ｂを低張力状態にしているときの第３構成例に係る張力コントロール機構１４０を含む作業部１６ａの概略構成図であり、図８Ｂは、ワイヤ８１ａ、８１ｂを高張力状態にしているときの第３構成例に係る張力コントロール機構１４０を含むマニピュレータ本体１１ａの概略構成図である。なお、マニピュレータ本体１１ａの構成及び機能に関し、以下の説明で言及しない部分については、前述したマニピュレータ本体１１と同様の構成及び機能を有するものとする。
【００８６】
張力コントロール機構１４０を備えたマニピュレータ本体１１ａにおいて、駆動プーリ７１ａ、７１ｂ及び従動プーリ１２７ａ、１２７ｂは、Ｘ方向に沿う軸線を中心に回転する向きで配置されている。駆動プーリ７１ａ、７１ｂと従動プーリ１２７ａ、１２７ｂにはワイヤ８１ａ、８１ｂが巻き掛けられている。
【００８７】
駆動プーリ７１ａ、７１ｂｂは、Ｘ方向に並べて配置されており、作業部１６を操作部１４に装着した状態で、第１及び第２モータ５０ａ、５０ｂの回転駆動力がそれぞれ駆動プーリ７１ａ、７１ｂに伝達されるようになっている。従動プーリ１２７ａ、１２７ｂは、シャフト１８の先端にＸ方向に並べて配置されており、一方の従動プーリ１２７ａが回転することにより先端動作部１２のロール動作が行われ、他方の従動プーリ１２７ｂが回転することにより先端動作部１２の傾動動作が行われる。
【００８８】
張力コントロール機構１４０は、操作部１４に設けられた張力付与部１４２ａ、１４２ｂを有する。この張力付与部１４２ａ、１４２ｂは、作業部１６ａを操作部１４ａに装着したときに、作業部１６ａ内に進入してワイヤ８１ａ、８１ｂを押圧するように操作部１４ａに設けられ、図示例ではＸ方向に並べて配置されている。作業部１６ａの上面には、張力付与部１４２ａ、１４２ｂが進入可能な開口部（図示せず）が設けられている。
【００８９】
一構成例に係る張力付与部１４２ａ、１４２ｂは、ワイヤ８１ａ、８１ｂを押圧した状態で滑らかにガイドできるように、Ｘ方向に沿う軸線を中心に回転可能に支持された回転体として構成されている。なお、設計条件によっては、張力付与部１４２ａ、１４２ｂは、ワイヤ８１ａ、８１ｂが摺接するガイド面を有する非回転体であってもよい。
【００９０】
上記のように構成された張力コントロール機構１４０によれば、作業部１６ａを操作部１４ａから取り外した状態では、張力付与部１４２ａ、１４２ｂはワイヤ８１ａ、８１ｂを押圧しない（図８Ａ参照）。このため、ワイヤ８１ａ、８１ｂは低張力状態となっている。一方、作業部１６を操作部１４に装着すると、操作部１４に設けられた張力付与部１４２ａ、１４２ｂによりワイヤ８１ａ、８１ｂがＹ２方向に押圧される（図８Ｂ参照）。これにより、ワイヤ８１ａ、８１ｂの張力が増大するため、ワイヤ８１ａ、８１ｂは高張力状態となる。作業部１６を操作部１４から取り外すと、張力付与部１４２ａ、１４２ｂによるワイヤ８１ａ、８１ｂへの押圧が解除されるので、再び図８Ａに示す低張力状態に戻る。
【００９１】
第３構成例に係る張力コントロール機構１４０を採用した場合においても、第１構成例に係る張力コントロール機構１００を採用した場合と同様に、作業部１６ａを操作部１４ａから取り外した状態のときは、ワイヤ８１ａ、８１ｂの張力を通常使用時の張力よりも低くするので、作業部１６の不使用時にはワイヤ８１ａ、８１ｂに高張力がかからず、ワイヤ８１ａ、８１ｂに対する負荷が軽減され、また、滅菌処理時等においてワイヤ８１ａ、８１ｂが高張力の状態のまま高温に曝されることがないので、ワイヤ８１ａ、８１ｂへのダメージを軽減できる等の効果が得られる。
【００９２】
上述した第１〜第３構成例に係る張力コントロール機構１００、１２０、１４０は、姿勢変更機構１３を駆動するためのワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を変化させるものであるが、以下に説明するように、本発明では、張力を変化させる対象を、エンドエフェクタ１９を開閉動作させるための動力伝達部材であるワイヤ８２ａ、８２ｂ（図３及び図４参照）としてもよい。図９Ａは、ワイヤ８２ａ、８２ｂを低張力状態にしているときの第４構成例に係る張力コントロール機構１５０の概略構成図であり、図９Ｂは、ワイヤ８２ａ、８２ｂを高張力状態にしているときの第４構成例に係る張力コントロール機構１５０の概略構成図である。
【００９３】
張力コントロール機構１５０は、作業部１６を操作部１４から取り外した状態のときワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を所定の設定値より低い第１張力にし、作業部１６を操作部１４に装着した状態のときワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を設定値に対応する第２張力にする
ここで、ワイヤ８２ａ、８２ｂに関して、第２張力は、トリガレバー３６（図１参照）による操作（押し引き操作）がワイヤ８２ａ、８２ｂによりエンドエフェクタ１９に確実に伝達される程度に十分に高い張力であり、第１張力は、第２張力よりも低く、ワイヤ８２ａ、８２ｂが弛緩しているか、十分低い張力で張られている程度の張力である。以下の説明では、ワイヤ８２ａ、８２ｂが第１張力の状態になっているときを「低張力状態」ともいい、ワイヤ８２ａ、８２ｂが第２張力の状態になっているときを「高張力状態」ともいう。
【００９４】
張力コントロール機構１５０は、ガイド部材１５２と、ガイド部材１５２を弾発的に支持する弾性体１５３とを有する。ガイド部材１５２は、プーリボックス３２（図３及び図４も参照）内に設けられ、ワイヤ８２ａ、８２ｂをガイド可能であるとともに、ワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を第１張力にする第１位置（図９Ａ参照）と、ワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を第２張力にする第２位置（図９Ｂ参照）とに変位可能である。
【００９５】
張力コントロール機構１５０において、ガイド部材１５２は、Ｙ方向の軸線を中心に回転自在に支持された回転体として構成されている。また、ガイド部材１５２は、当該ガイド部材１５２の軸線方向に移動可能な状態でプーリボックス３２に支持されている。ガイド部材１５２は、プーリボックス３２の上部壁３２ａを貫通し、第１位置にあるときには、上端がプーリボックス３２の上面から突出する。
【００９６】
プーリボックス３２内への液体や塵埃の侵入を防止するため、プーリボックス３２の上部壁３２ａとガイド部材１５２との間には、シール部材（Ｏリング）１５４が配置されている。また、ガイド部材１５２がプーリボックス３２からＹ１方向に抜け出ることを防止するため、ガイド部材１５２にはスナップリング１５６が装着されている。
【００９７】
ガイド部材１５２には、その軸線方向への移動に伴ってワイヤ８２ａ、８２ｂを部分的に変位させるためのガイド溝１５８ａ、１５８ｂが設けられている。ガイド溝１５８ａ、１５８ｂは、周方向に延びる環状溝である。ワイヤ８２ａ、８２ｂはそれぞれガイド溝１５８ａ、１５８ｂに係合しており、ガイド溝１５８ａ、１５８ｂが軸線方向に移動すると、その移動に伴ってガイド溝１５８ａ、１５８ｂに係合している部分のワイヤ８２ａ、８２ｂもガイド溝１５８ａ、１５８ｂとともに変位する。
【００９８】
弾性体１５３は、第２位置に向けてガイド部材１５２を常時付勢するものであり、図示例では、プーリボックス３２に設けられた凹部１６０に収容された圧縮バネとして構成されている。なお、弾性体１５３は、圧縮バネに限らず、その他の形態のバネやゴム等であってもよい。
【００９９】
このように張力コントロール機構１５０を作業部１６に設ける場合、図９Ｂに示すように、操作部１４には、作業部１６を操作部１４に装着したときにガイド部材１５２をＹ２方向に押し下げる押圧体１６２が設けられる。
【０１００】
上記のように構成された張力コントロール機構１５０によれば、ガイド部材１５２は弾性体１５３により上方（Ｙ１方向）に付勢されているため、作業部１６を操作部１４から取り外した状態では、ガイド部材１５２は図９Ａに示す第１位置に保持される。このとき、ワイヤ８２ａ、８２ｂはガイド部材１５２によってＹ方向に変位させられていない。このため、ワイヤ８２ａ、８２ｂは低張力状態となっている。
【０１０１】
一方、作業部１６を操作部１４に装着すると、操作部１４側に設けられた押圧体１６２によりガイド部材１５２が押圧され、弾性体１５３の弾発力に抗してＹ２方向に移動して、図９Ｂに示す第２位置に保持される。ガイド部材１５２が第２位置に移動する際、ガイド部材１５２に設けられたガイド溝１５８ａ、１５８ｂに係合した部分のワイヤ８２ａ、８２ｂもガイド部材１５２と一緒にＹ２方向に変位する。これにより、ワイヤ８２ａ、８２ｂの張力が増大するため、ワイヤ８０ａ、８０ｂは高張力状態となる。
【０１０２】
作業部１６を操作部１４から取り外すと、弾性体の弾発力によりガイド部材１５２は第２位置から第１位置に変位し、図９Ａの状態に自動的に復帰する。これにより、ワイヤ８２ａ、８２ｂは低張力状態に戻る。
【０１０３】
このように、第４構成例に係る張力コントロール機構１５０を採用した場合、第１構成例に係る張力コントロール機構１００を採用した場合におけるワイヤ８０ａ、８０ｂへのダメージを軽減できる等の効果と同様の効果が、ワイヤ８２ａ、８２ｂに対して発揮される。すなわち、作業部１６を操作部１４から取り外した状態のときは、ワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を通常使用時の張力よりも低くするので、作業部１６の不使用時にはワイヤ８２ａ、８２ｂに高張力がかからず、ワイヤ８２ａ、８２ｂに対する負荷が軽減され、また、滅菌処理時等においてワイヤ８２ａ、８２ｂが高張力の状態のまま高温に曝されることがないので、ワイヤ８２ａ、８２ｂへのダメージを軽減できる等の効果が得られる。
【０１０４】
なお、ワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を変化させる機構としては、上述した張力コントロール機構１５０に限られず、ワイヤ８０ａ、８０ｂの張力を変化させる機構として説明した第２構成例に係る張力コントロール機構（図７Ａ及び図７Ｂ参照）１２０や、第３構成例に係る張力コントロール機構１４０を、ワイヤ８２ａ、８２ｂの張力を変化させるための機構として応用してもよい。
【０１０５】
上記において、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態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において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…マニピュレータ                  １１、１１ａ…マニピュレータ本体
１２…先端動作部                      １４、１４ａ…操作部
１６、１６ａ…作業部                  １９…エンドエフェクタ
７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂ…駆動プーリ
７２ａ、７２ｂ、１２２ａ、１２２ｂ…ガイド部材
８０ａ、８０ｂ、８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ…ワイヤ（索体）
１００、１２０、１４０、１５０…張力コントロール機構
１２７ａ、１２７ｂ、１３０、１３２…従動プーリ
１０２ａ、１０２ｂ、１２８、１５３…弾性体
１４２ａ、１４２ｂ…張力付与部
【図１】
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【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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