(57)【要約】【課題】硬度を変化させる操作を力量に依存せずに軽快に行える硬度可変アクチュエータを提供する。【解決手段】第１の電極３が固定された第１の可撓性部材１と、第１の可撓性部材１と対向するように配置され第２の電極４が固定された第２の可撓性部材２と、電極３，４を絶縁する絶縁部材５と、電極３，４に電圧を印加する駆動部６と、駆動部６に電圧を印加させる指示を行う指示部７とを備え、指示部７からの指示に応じて駆動部６が電圧を印加すると、電極３，４間に静電引力が発生して可撓性部材１，２間に摩擦力が生じ、外部からの曲げ力に対して可撓性部材１，２が一体的となり硬化する硬度可変アクチュエータ。【選択図】図１
2015123234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の可撓性部材と、
前記第１の可撓性部材と対向するように配置された第２の可撓性部材と、
前記第１の可撓性部材に固定された第１の電極と、
前記第１の電極と対向するように前記第２の可撓性部材に固定された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配設され、該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する絶縁部材と、
前記第１の電極および前記第２の電極に電圧を印加する駆動部と、
前記駆動部に電圧を印加させる指示を行う指示部と、
を具備し、
前記指示部からの指示に応じて前記駆動部が電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電引力が発生して前記第１の可撓性部材と前記第２の可撓性部材との間に摩擦力が生じ、外部からの曲げ力に対して前記第１の可撓性部材と前記第２の可撓性部材とが一体的となって硬化することを特徴とする硬度可変アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の可撓性部材は、円筒状をなす部材であり、
前記第２の可撓性部材は、前記第１の可撓性部材よりも小径の円筒状をなす部材であって、外周面が前記第１の可撓性部材の内周面と対向するように該第１の可撓性部材の内周側に同軸状に配置されていて、
前記第１の電極は、前記第１の可撓性部材の円筒状に沿った形状であり、
前記第２の電極は、前記第２の可撓性部材の円筒状に沿った形状であることを特徴とする請求項１に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の電極および前記第２の電極でなる電極対は、前記第１の可撓性部材および前記第２の可撓性部材の長手方向に沿って複数設けられており、
前記駆動部は、複数の前記電極対のそれぞれに独立に電圧を印加可能であり、
前記指示部は、複数の前記電極対の何れに電圧を印加させるかを前記駆動部に指示可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項４】
前記駆動部は、印加する電圧の高さを制御可能であり、
前記指示部は、前記駆動部に印加させる電圧の高さを指示可能であって、
前記第１の電極および前記第２の電極に印加する電圧の高さを制御することにより、硬度を調整可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の電極は前記第１の可撓性部材の内周面に固定され、
前記第２の電極は前記第２の可撓性部材の外周面に固定され、
前記絶縁部材は薄膜として形成されていて、
前記駆動部が電圧を印加しているときは、前記絶縁部材の、一面側に前記第１の電極が、他面側に前記第２の電極が、それぞれ当接して、前記第１の可撓性部材と前記第２の可撓性部材との間の摩擦力は前記絶縁部材を介して生じることを特徴とする請求項２に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１の電極は前記第１の可撓性部材の外周面に固定され、
前記第２の電極は前記第２の可撓性部材の内周面に固定されていて、
前記第１の可撓性部材と前記第２の可撓性部材との少なくとも一方が、前記絶縁部材を兼ねていることを特徴とする請求項２に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１の電極は、細長の導電性薄板を前記第１の可撓性部材の周面に沿って螺旋状に巻回することにより形成され、
前記第２の電極は、細長の導電性薄板を前記第２の可撓性部材の周面に沿って螺旋状に巻回することにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１の電極の巻回方向と前記第２の電極の巻回方向とは逆方向であることを特徴とする請求項７に記載の硬度可変アクチュエータ。
【請求項９】
前記第１の可撓性部材は導電性素材により形成されていて前記第１の電極を兼ね、
前記第２の可撓性部材は導電性素材により形成されていて前記第２の電極を兼ねていることを特徴とする請求項２に記載の硬度可変アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ力に対する剛性を変化させることができる硬度可変アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複雑な形状をもつ管腔内にチューブを挿入する場合に、チューブが軟性であると、管腔の曲がり形状部にチューブが突き当たったときに変形を生じてその位置にとどまり、それ以上は管腔の奥にチューブを挿入することが困難となる。
【０００３】
そこで、曲げ力に対する部材の剛性を変化させることができる硬度可変アクチュエータが従来より提案されており、一例としては内視鏡の分野において挿入性を向上するために利用されている。
【０００４】
このような硬度可変アクチュエータの一例として、例えば特許第５１２４６２９号公報には、密着コイルばねの先端に取り付けたワイヤを牽引することにより密着コイルばねの圧縮状態を変化させて、硬度を変化させる硬度調整装置が記載されている。さらに、該公報には、ワイヤを牽引する際の操作に大きな力を要する点を考慮して、ワイヤ牽引機構に弾性体を設けることにより力の軽減を図る技術が記載されている。具体的には、弾性体としてねじりばねやゼンマイばねを用いて、牽引に必要な牽引トルクをマイナス側へシフトさせるものとなっているが、牽引トルクがマイナスとなる部分も生じてしまうために、ウォームギヤーおよびウォームホイールの組み合わせを用いることにより、マイナスの牽引力が作用するのを係止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１２４６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許第５１２４６２９号公報に記載の技術であっても、牽引量が大きくなるに従って牽引トルクが大きくなる基本的な構造に変化はなく、硬度を変化させるための操作力量が何割か減少するだけに止まり、依然として小さくない操作力量が必要であった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、硬度を変化させる操作を力量に依存することなく軽快に行うことができる硬度可変アクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様による硬度可変アクチュエータは、第１の可撓性部材と、前記第１の可撓性部材と対向するように配置された第２の可撓性部材と、前記第１の可撓性部材に固定された第１の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の可撓性部材に固定された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配設され、該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する絶縁部材と、前記第１の電極および前記第２の電極に電圧を印加する駆動部と、前記駆動部に電圧を印加させる指示を行う指示部と、を具備し、前記指示部からの指示に応じて前記駆動部が電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第２の電極との間に静電引力が発生して前記第１の可撓性部材と前記第２の可撓性部材との間に摩擦力が生じ、外部からの曲げ力に対して前記第１の可撓性部材と前記第２の可撓性部材とが一体的となって硬化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の硬度可変アクチュエータによれば、硬度を変化させる操作を力量に依存することなく軽快に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１における硬度可変アクチュエータの構成を示す図。
【図２】上記実施形態１において、硬化させたときの硬度可変アクチュエータの状態を示す断面図。
【図３】上記実施形態１において、硬化させていないときに曲げ力を加えた場合の硬度可変アクチュエータの状態を示す側面図。
【図４】上記実施形態１において、硬化させたときに曲げ力を加えた場合の硬度可変アクチュエータの状態を示す側面図。
【図５】上記実施形態１における硬度可変アクチュエータの変形例の構成を示す断面図。
【図６】上記実施形態１において、印加電圧を変化させたときの硬度可変アクチュエータの硬度の変化の様子を示すタイムチャート。
【図７】本発明の実施形態２における硬度可変アクチュエータの構成を示す図。
【図８】上記実施形態２における硬度可変アクチュエータの構成を示す平断面図。
【図９】上記実施形態２における硬度可変アクチュエータの変形例の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の実施形態３の硬度可変アクチュエータにおける電極の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］
【００１２】
図１から図６は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は硬度可変アクチュエータの構成を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、硬度可変アクチュエータは、第１の可撓性部材１と、第２の可撓性部材２と、第１の電極３と、第２の電極４と、絶縁部材５と、駆動部６と、指示部７と、を備えている。
【００１４】
第１の可撓性部材１は、曲げ力を加えると撓む部材であり、例えば面状の部材として構成されている。
【００１５】
第２の可撓性部材２は、第１の可撓性部材１と対向するように（直接対向するように、または他の部材等を介して間接的に対向するように）配置された、曲げ力を加えると撓む部材であり、例えば面状の部材として構成されている。
【００１６】
本実施形態においては、第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２は、面状をなす形状の一例として平面を採用し平板状部材となっているが、後述する実施形態において他の幾つかの例を示すように、曲面状であっても良く、円筒状やその他の形状でも構わない。さらに、第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２は、面状に限らず線状であっても良いし、線状の部材を例えば格子状に組み合わせるなどにより面状に形成したものであっても構わない。
【００１７】
第１の電極３は、第１の可撓性部材１に固定された、第１の可撓性部材１の面状に沿った形状の電極である。本実施形態においては、第１の電極３として面状の金属の薄膜（箔あるいは薄板であっても良い）を採用している。また、第１の電極３は第１の可撓性部材１に固定されているために、第１の可撓性部材１が曲げ力を受けて撓むと、第１の電極３も第１の可撓性部材１と一体に撓む。さらに、電圧を印加することにより第１の電極３に静電引力が作用すると、第１の電極３を介して第１の可撓性部材１にも静電引力が作用することになる。
【００１８】
第２の電極４は、上述した第１の電極３と対向するように（ただし、図１および図２に示す構成例では、直接対向するのではなく、絶縁部材５を介して第１の電極３と対向するように）第２の可撓性部材２に固定された、第２の可撓性部材２の面状に沿った形状の電極である。本実施形態においては、第２の電極４として面状の金属の薄膜（箔あるいは薄板であっても良い）を採用している。また、第２の電極４は第２の可撓性部材２に固定されているために、第２の可撓性部材２が曲げ力を受けて撓むと、第２の電極４も第２の可撓性部材２と一体に撓む。さらに、電圧を印加することにより第２の電極４に静電引力が作用すると、第２の電極４を介して第２の可撓性部材２にも静電引力が作用することになる。
【００１９】
そして、図１および図２に示す構成例では、第１の電極３は、第１の可撓性部材１の第２の可撓性部材２に対向する面に、第２の電極４は、第２の可撓性部材２の第１の可撓性部材１に対向する面に、それぞれ固定されている。
【００２０】
なお、第１の電極３および第２の電極４は、第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２の主たる面の全体に設けるに限るものではなく、硬度を変化させたい所望の部分のみに局所的に設けるようにしても勿論構わない。
【００２１】
絶縁部材５は、第１の電極３と第２の電極４との間に配設され、第１の電極３と第２の電極４とを絶縁する部材であり、本実施形態においては薄膜（あるいは薄板であっても良い）の絶縁シートを採用している。ここに、絶縁部材５を薄膜として形成したのは、第１の電極３と第２の電極４との電極間距離をなるべく小さくして、電圧を印加したときに作用する静電引力をなるべく大きくするためである。また、絶縁部材５は、第１の電極３と第２の電極４とを絶縁に保つことができれば、配置や構造を限定されるものではない。すなわち、絶縁部材５は、第１の電極３と第２の電極４との間に単体で存在しても良いし、第１の電極３の表面と第２の電極４の表面との一方または両方に例えば絶縁被膜等として設けられていても良いし、後述するように他の部材が絶縁部材５の機能を兼ねるようにしても構わない。
【００２２】
駆動部６は、上述した第１の電極３および第２の電極４に電圧を印加するものであり、例えば電源や変圧器等を含んで構成されている。本実施形態の駆動部６は、さらに、印加する電圧の高さを制御可能となっている。
【００２３】
指示部７は、駆動部６に電圧を印加させる指示を行うものであり、例えば操作スイッチ等で構成されていて、操作に特段の力量を要さず、軽快な操作が可能である。本実施形態の指示部７は、さらに、駆動部６に印加させる電圧の高さを指示可能となっている。
【００２４】
図２は、硬化させたときの硬度可変アクチュエータの状態を示す断面図である。
【００２５】
指示部７からの指示に応じて駆動部６が電圧を印加すると、第１の電極３と第２の電極４との間に静電引力が発生し、つまり、第１の可撓性部材１には第２の可撓性部材２へ向かう力が、逆に、第２の可撓性部材２には第１の可撓性部材１へ向かう力が、それぞれ発生して、図２に示すように、絶縁部材５の、一面側に第１の電極３が、他面側に第２の電極４が、それぞれ当接して密着する（静電吸着）。
【００２６】
この第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２との間に作用する引力が垂直抗力となって、第１の電極３と第２の電極４と絶縁部材５とを介して、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２との間に摩擦力が生じる。
【００２７】
このような構成において外部からの曲げ力を受けたときの硬度可変アクチュエータの変化について、図３および図４を参照して説明する。なお、図３および図４において、硬度可変アクチュエータは下端側が固定され、上端側に、白抜き矢印に示すような左から右へ向かう曲げ力が加えられているものとする。
【００２８】
まず、図３は、硬化させていないときに曲げ力を加えた場合の硬度可変アクチュエータの状態を示す側面図である。
【００２９】
第１の電極３および第２の電極４に電圧を印加せず硬化させていないときには第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２との間に滑りが生じるために、外部からの曲げ力が加わると第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とがそれぞれ独立に湾曲し、当接面が摺動してずれることにより、図３に示すように先端に段差が生じる。このときには第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２は、それぞれ、左側の面が伸張され、右側の面が圧縮された状態となる。
【００３０】
次に、図４は、硬化させたときに曲げ力を加えた場合の硬度可変アクチュエータの状態を示す側面図である。
【００３１】
第１の電極３および第２の電極４に電圧を印加して硬化させたときには、外部からの曲げ力が加わると第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とが静電吸着して一体的となって（つまり、第１の可撓性部材１の厚みと第２の可撓性部材２の厚みとを加算した厚みの１つの部材として）湾曲し、（最大静止摩擦力以下の範囲であれば）当接面は静止摩擦力により摺動せず、図４に示すように先端にも段差が生じることはない。このときには、対向する側の面（第１の可撓性部材１の右側の面および第２の可撓性部材２の右側の面）は伸張と圧縮の中間的な状態であるが、第１の可撓性部材１の左側の面は大きく伸張され、第２の可撓性部材２の右側の面は大きく圧縮された状態となる。
【００３２】
具体的に、図３の状態と図４の状態とで曲がり量が同一であるとすると、図４の状態における第１の可撓性部材１の左側の面の伸張量は図３の状態における第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２の左側の面の伸張量の例えば２倍、同様に、図４の状態における第２の可撓性部材２の右側の面の圧縮量は図３の状態における第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２の右側の面の圧縮量の例えば２倍となる。従って、図４の状態では図３の状態よりも大きな応力が第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２の内部で発生しており、つまり曲げ力に対する剛性が高くなっている。
【００３３】
こうして、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とは、電極３，４に電圧をかけていないときには曲げ力に対してそれぞれが別個の部材として振る舞うが、電極３，４に電圧をかけると曲げ力に対して１個の部材として一体的に振る舞うために、硬化して硬度が高くなるのである。
【００３４】
次に、図５は、硬度可変アクチュエータの変形例の構成を示す断面図である。
【００３５】
図１および図２に示した構成例では、電極間距離を小さくして静電引力を大きくするために、第１の電極３を第１の可撓性部材１の第２の可撓性部材２に対向する面に配置し、第２の電極４を第２の可撓性部材２の第１の可撓性部材１に対向する面に配置していた（つまり、電極３，４を可撓性部材１，２の近接する側の面に各配置していた）が、このような構成に限定されるものではない。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、第１の電極３を第１の可撓性部材１の第２の可撓性部材２とは反対側の面に配置し、第２の電極４を第２の可撓性部材２の第１の可撓性部材１とは反対側の面に配置しても（つまり、電極３，４を可撓性部材１，２の離隔する側の面に各配置しても）、ある程度の静電引力を生じることは可能である。
【００３７】
なお、この図５に示したような構成の場合には、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２との少なくとも一方を絶縁性の材料により構成すれば、絶縁部材５の機能を兼ねることができ、その結果、絶縁部材５を省略することが可能となる。
【００３８】
一方、絶縁部材５が存在する条件の下で第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２を導電性素材により形成すれば、第１の可撓性部材１が第１の電極３を兼ね、第２の可撓性部材２が第２の電極４を兼ねることができるために、第１の電極３および第２の電極４を省略することが可能となる。
【００３９】
次に、図６は、印加電圧を変化させたときの硬度可変アクチュエータの硬度の変化の様子を示すタイムチャートである。
【００４０】
本実施形態の硬度可変アクチュエータは、第１の電極３および第２の電極４に印加する電圧の高さを制御することにより、硬度を調整することが可能となっている。
【００４１】
まず、電圧を印加しないときであっても、硬度可変アクチュエータには各部材を構成する素材や肉厚などに応じたある程度の硬度が存在している。
【００４２】
次に、第１の電極３および第２の電極４に電圧を印加すると、電圧が高くなればなるほど、第１の電極３と第２の電極４との間に作用する静電引力も強くなる。この静電引力が垂直抗力として作用するために、印加電圧が高くなると第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２との間に生じ得る最大静止摩擦力も大きくなり、つまり第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とが一体となって外部からの曲げ力に対抗する力の上限値が上がる。図６における硬度（硬さ）は、このような外部からの曲げ力に対抗する力の上限値を示している。
【００４３】
なお、上述では電極と可撓性部材との組でなる層を２層に積層した構成であったが、これに限定されるものではなく、より多数の層を重ねる構成を採用しても構わない。
【００４４】
ある厚みの硬度可変アクチュエータがｎ層で構成されているときに、ある湾曲量を得るために必要な曲げ力は、静電吸着が生じていないときをＦｎ、静電吸着が生じているときをＦとすると、Ｆ∝Ｆn×ｎ^2（ここに、記号「^2」は２乗を表す）となり、つまり積層数の２乗に比例する曲げ力が必要となる。
【００４５】
従って、硬度可変アクチュエータを多数の層で構成すれば、硬度変化のダイナミックレンジを大きくすることができる利点がある。
【００４６】
このような実施形態１によれば、第１の電極３と第２の電極４との間に電圧を印加して生じる静電引力により、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とを一体化させることによって、曲げ力に対する剛性を高めることができる。
【００４７】
そして、第１の電極３および第２の電極４に印加する電圧の高さを制御することにより、硬化の度合いを所望に調整することができる。
【００４８】
また、第１の電極３を第１の可撓性部材１の第２の可撓性部材２に対向する側の面に固定し、第２の電極４を第２の可撓性部材２の第１の可撓性部材１に対向する側の面に固定した場合には、第１の電極３と第２の電極４との間の距離をなるべく近接させることができるために、印加する電圧が同一である場合に、電極間の距離がより離隔している場合に比して強力な静電引力を発生させることができ、より効果的に高い硬度を得ることが可能となる。
【００４９】
さらに、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２との少なくとも一方が絶縁部材５を兼ねるようにした場合には、絶縁部材５を別途設ける必要がない利点がある。
【００５０】
加えて、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とを導電性素材により形成した場合には電極３，４を兼ねることが可能となるために、電極３，４を可撓性部材１，２と別個に設ける必要がなくなり、部品点数を削減することができる。
【００５１】
こうして、本実施形態の硬度可変アクチュエータによれば、硬度を変化させる操作を力量に依存することなく軽快に行うことが可能となる。
［実施形態２］
【００５２】
図７から図９は本発明の実施形態２を示したものであり、図７は硬度可変アクチュエータの構成を示す図、図８は硬度可変アクチュエータの構成を示す平断面図、図９は硬度可変アクチュエータの変形例の構成を示すブロック図である。
【００５３】
この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００５４】
上述した実施形態１では硬度可変アクチュエータを平板状に構成したが、平板状の場合には、硬度が変化するのは特定の方向（例えば、平板の主面に垂直な方向）からの曲げ力に対してとなり、特定方向と異なる方向（例えば、平板の主面に平行な方向）からの曲げ力に対しては、電極に電圧を印加したとしても硬度がほとんど変化しない。
【００５５】
そこで、本実施形態は、より多様な方向からの曲げ力に対して硬度を変化させることができるように、硬度可変アクチュエータを円筒形状に構成したものとなっている。
【００５６】
すなわち、図７に示すように、第１の可撓性部材１は、円筒状をなす部材となっている。
【００５７】
また、第２の可撓性部材２は、第１の可撓性部材１よりも小径の円筒状をなす部材であって、外周面が第１の可撓性部材１の内周面と対向するように第１の可撓性部材１の内周側に同軸状に挿通して配置されている。
【００５８】
さらに、図８に示すように、第１の電極３は、第１の可撓性部材１の円筒状に沿った形状となっている。具体的に本実施形態の第１の電極３は、第１の可撓性部材１の内周面に固定された円筒状の金属の薄膜となっている。
【００５９】
そして、第２の電極４は、第２の可撓性部材２の円筒状に沿った形状である。具体的に本実施形態の第２の電極４は、第２の可撓性部材２の外周面に固定された円筒状の金属の薄膜となっている。
【００６０】
なお、図７および図８には電極３，４を可撓性部材１，２の近接する側の面に配置する例を示したが、上述した実施形態１の図５に示した例と同様に、第１の電極３を第１の可撓性部材１の円筒状の外周面に固定し、第２の電極４を第２の可撓性部材２の円筒状の内周面に固定すること（つまり、電極３，４を可撓性部材１，２の離隔する側の面に配置すること）も可能である。
【００６１】
また、絶縁部材５も、第１の電極３と第２の電極４とを絶縁に保つために、例えば円筒状をなす薄膜として形成され、第１の電極３と第２の電極４との間に配置されている。絶縁部材５のより具体的な例としては、第１の電極３および第２の電極４の表面に形成された絶縁コートが挙げられる。
【００６２】
そして、本実施形態の構成においても、第１の電極３および第２の電極４に電圧を印加することにより電磁吸着が発生し、第１の可撓性部材１と第２の可撓性部材２とが密着して硬度が高くなる。このとき、印加する電圧の高さを制御することで硬度を変更可能なことは上述した実施形態１と同様である。
【００６３】
次に、図９は、電極を複数対設けて、硬度可変アクチュエータの異なる部分にそれぞれ配置した例となっている。
【００６４】
具体的に、図９には３つの電極対を設けた例（ただし、３つに限らないことはいうまでもない）を示しており、第１の電極対Ｇａは第１の電極３ａおよび第２の電極４ａで構成され、第２の電極対Ｇｂは第１の電極３ｂおよび第２の電極４ｂで構成され、第３の電極対Ｇｃは第１の電極３ｃおよび第２の電極４ｃで構成されている。
【００６５】
これら３つの電極対Ｇａ〜Ｇｃは、円筒状をなす第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２の、長手方向（例えば軸方向）に沿った異なる位置にそれぞれ配設されている。
【００６６】
また、駆動部６は、これら３つの電極対Ｇａ〜Ｇｃのそれぞれに個別に接続されていて、各電極対Ｇａ〜Ｇｃに対して独立に電圧を印加可能（すなわち、電圧印加の有無を独立に制御可能であり、かつ印加する電圧の高さを独立に制御可能）となっている。
【００６７】
さらに、指示部７は、これら３つの電極対Ｇａ〜Ｇｃの何れに対してどのような高さの電圧を印加させるかを駆動部６に指示可能となっている。
【００６８】
この図９に示したような構成を採用することにより、硬度可変アクチュエータの長手方向（例えば軸方向）に沿った所望の部分の硬度を変化させることが可能となる利点がある。さらに、３つの電極対Ｇａ〜Ｇｃに印加する電圧の高さをそれぞれ異ならせることにより、硬度可変アクチュエータのそれぞれの部分の硬度を所望の硬度に設定することができる。従って、例えば、第１の部分は柔軟な状態、第２の部分は第１の硬度になった状態、第３の部分は第１の硬度とは異なる第２の硬度になった状態、等を実現することが可能となる。
【００６９】
なお、このような所望部分の硬度を可変とする構成は、この実施形態２に示した円筒状の硬度可変アクチュエータに限らず、任意の形状の硬度可変アクチュエータに適用することができる。
【００７０】
このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２を同心の円筒状に形成したために、曲げ力が円筒状の周面のどの方向から加わっても、曲げ力に対する剛性をほぼ同一とすることができる。また、硬度可変アクチュエータを円筒状に形成したために、第２の可撓性部材２の内周側の空間に他の部材を配置することも可能となる。従って、例えば内視鏡に好適な構成の硬度可変アクチュエータとなる。
［実施形態３］
【００７１】
図１０は本発明の実施形態３を示したものであり、硬度可変アクチュエータにおける電極の構成を示す斜視図である。
【００７２】
この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２が、例えば内視鏡に配置されている場合には、被検体への挿入を行う際に撓みが頻繁に発生することになる。そこで、こうした頻繁な撓みが発生しても、電極の耐久性を向上することができるように工夫したのが本実施形態となっている。
【００７４】
すなわち、第１の電極３Ａは、細長の導電性薄板を第１の可撓性部材１の周面、具体例としては内周面に沿って、軸方向位置をずらしながら螺旋状に巻回することにより形成されている。
【００７５】
また、第２の電極４Ａは、細長の導電性薄板を第２の可撓性部材２の周面、具体例としては外周面に沿って、軸方向位置をずらしながら螺旋状に巻回することにより形成されている。
【００７６】
このとき、好ましくは図１０に示すように、第１の電極３Ａの巻回方向と第２の電極４Ａの巻回方向とは逆方向であると良い。
【００７７】
なお、このような螺旋状の電極構成は、例えば図９に示したような複数の電極対を構成する各電極に対しても適用可能なことは勿論である。
【００７８】
このような実施形態３によれば、上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏するとともに、第１の電極３Ａおよび第２の電極４Ａを螺旋状に形成することにより、電圧を印加していないときの、第１の可撓性部材１および第２の可撓性部材２の可撓性をなるべく妨げないようにすることができる。
【００７９】
また、螺旋状に形成された第１の電極３Ａおよび第２の電極４Ａは、曲げられた場合でも折れ難く、電極の破損や剥離が起こり難いだけでなく、それ自体がばね性を有するために元の形状に比較的容易に復帰することができる。
【００８０】
さらに、第１の電極３Ａの巻回方向と第２の電極４Ａの巻回方向とを逆方向としたために、曲げ力が加わる方向が偏っていたとしても曲げ癖が付き難い利点がある。
【００８１】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８２】
１…第１の可撓性部材
２…第２の可撓性部材
３，３Ａ，３ａ，３ｂ，３ｃ…第１の電極
４，４Ａ，４ａ，４ｂ，４ｃ…第２の電極
５…絶縁部材
６…駆動部
７…指示部
Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃ…電極対
【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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【図１０】
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