(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性部材に装着され、前記可撓性部材に異なる剛性を提供する剛性可変装置であって、
第１の長手部材と、前記第１の長手部材に沿って配置される第２の長手部材と、熱を発する性能を有する誘起体とを具備し、
前記第１の長手部材は、少なくとも１つの高曲げ剛性部と、高曲げ剛性部の曲げ剛性よりも低い曲げ剛性を有する少なくとも１つの低曲げ剛性部とを有し、
前記第２の長手部材は、前記誘起体が発生した熱によって第１の相から第２の相へ相が移り変わる性質を有する形状記憶部材を少なくとも有し、
前記形状記憶部材の前記相が前記第１の相にあるときは前記形状記憶部材は低剛性状態を取り、前記形状記憶部材の前記相が前記第２の相にあるときは前記形状記憶部材は前記低剛性状態よりも高い剛性を有する高剛性状態を取り、
前記誘起体は、前記低曲げ剛性部の周辺に配置される、前記形状記憶部材の一部位において、前記第１の相と前記第２の相との間で前記形状記憶部材の前記相の移り変わりを引き起こさせて、前記第２の長手部材の長手軸方向における前記第２の長手部材の一部位の剛性を変更させる、剛性可変装置。
【請求項２】
前記低曲げ剛性部は、前記誘起体を備える請求項１に記載の剛性可変装置。
【請求項３】
前記第１の長手部材に沿って前記第２の長手部材を移動させる移動機構を具備し、
前記移動機構は、前記低曲げ剛性部の周辺に配置される、前記高剛性状態の前記形状記憶部材の前記一部位を、前記高曲げ剛性部の周辺に移動させる請求項２に記載の剛性可変装置。
【請求項４】
前記第１の長手部材は外筒であり、前記高曲げ剛性部は筒部材を有し、前記低曲げ剛性部はコイル部材を有し、
前記第２の長手部材は、前記第１の長手部材の内部に配置された芯部材である請求項３に記載の剛性可変装置。
【請求項５】
前記第１の長手部材は、複数の高曲げ剛性部と、複数の低曲げ剛性部とを有し、
前記複数の高曲げ剛性部と前記複数の低曲げ剛性部とは、前記第１の長手部材の長手軸方向において交互に配置される請求項４に記載の剛性可変装置。
【請求項６】
前記第２の長手部材は、前記形状記憶部材のみを有する請求項５に記載の剛性可変装置。
【請求項７】
前記第２の長手部材は、複数の形状記憶部材と、前記形状記憶部材よりも軟質な複数の軟質部材とをさらに有し、
前記複数の形状記憶部材と前記複数の軟質部材とは、前記第２の長手部材の前記長手軸方向において交互に配置される請求項５に記載の剛性可変装置。
【請求項８】
前記第２の長手部材は、前記形状記憶部材と前記軟質部材との外周に配置され、前記形状記憶部材と前記軟質部材とを支持する筒状の内側支持部材を有する請求項７に記載の剛性可変装置。
【請求項９】
前記第１の長手部材は、前記高曲げ剛性部と前記低曲げ剛性部との内側に配置され、前記高曲げ剛性部と前記低曲げ剛性部とを支持する筒状の外側支持部材を有する請求項５に記載の剛性可変装置。
【請求項１０】
前記外側支持部材は、前記高曲げ剛性部の前記曲げ剛性よりも低い曲げ剛性を有するコイル部材を有する請求項９に記載の剛性可変装置。
【請求項１１】
前記第１の長手部材は、前記第１の長手部材の前記長手軸方向において前記高曲げ剛性部と前記低曲げ剛性部との間に配置される断熱部材を有する請求項９に記載の剛性可変装置。
【請求項１２】
前記第１の長手部材は、前記第１の長手部材の前記長手軸方向において前記高曲げ剛性部と前記低曲げ剛性部との間に配置される断熱部材を有する請求項５に記載の剛性可変装置。
【請求項１３】
前記第１の長手部材は、前記低曲げ剛性部の外周または内周に配置され、前記高曲げ剛性部同士を連結する筒状の連結部材を有する請求項１２に記載の剛性可変装置。
【請求項１４】
前記連結部材は、前記高曲げ剛性部の曲げ剛性よりも低い曲げ剛性を有するコイル部材を有する請求項１３に記載の剛性可変装置。
【請求項１５】
可撓性部材と、
前記可撓性部材に装着され、前記可撓性部材に異なる剛性を提供する請求項１に記載の剛性可変装置と、
を具備する内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性部材の剛性を変更する剛性可変装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、挿入部の軟性部の剛性を変更し得る内視鏡を開示している。この内視鏡では、可撓性部材（例えばコイルパイプ）の両端部が内視鏡の所定位置に固定されており、この可撓性部材には可撓性調整部材（例えばコイルパイプに挿通された可撓性調整ワイヤ）が分離体を介して固定されている。可撓性部材と可撓性調整部材は、可撓性部材と可撓性調整部材とを装着される可撓性部材である軟性部に沿って軟性部のほぼ全体（全長）にわたって延びており、さらに操作部にまで延びている。可撓性調整部材が引っ張られることによって、可撓性部材が圧縮されて硬くなる。これにより、可撓性部材である軟性部の剛性は軟性部のほぼ全体にわたって変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９１９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、可撓性部材全体の剛性が変更されてしまい、可撓性部材の全長における可撓性部材の一部位の剛性、言い換えると可撓性部材における所望するエリアの剛性は変更されない。可撓性部材と可撓性調整部材とが可撓性部材に搭載されると、可撓性部材が太くなってしまう。【０００５】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、可撓性部材における所望するエリアの剛性を変更でき可撓性部材を細くできる剛性可変装置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】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明の剛性可変装置の一態様は、可撓性部材に装着され、前記可撓性部材に異なる剛性を提供する剛性可変装置であって、第１の長手部材と、前記第１の長手部材に沿って配置される第２の長手部材と、熱を発する性能を有する誘起体とを具備し、前記第１の長手部材は、少なくとも１つの高曲げ剛性部と、高曲げ剛性部の曲げ剛性よりも低い曲げ剛性を有する少なくとも１つの低曲げ剛性部とを有し、前記第２の長手部材は、前記誘起体が発生した熱によって第１の相から第２の相へ相が移り変わる性質を有する形状記憶部材を少なくとも有し、前記形状記憶部材の前記相が前記第１の相にあるときは前記形状記憶部材は低剛性状態を取り、前記形状記憶部材の前記相が前記第２の相にあるときは前記形状記憶部材は前記低剛性状態よりも高い剛性を有する高剛性状態を取り、前記誘起体は、前記低曲げ剛性部の周辺に配置される、前記形状記憶部材の一部位において、前記第１の相と前記第２の相との間で前記形状記憶部材の前記相の移り変わりを引き起こさせて、前記第２の長手部材の長手軸方向における前記第２の長手部材の一部位の剛性を変更させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、可撓性部材における所望するエリアの剛性を変更でき可撓性部材を細くできる剛性可変装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施形態の剛性可変システムの概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、剛性可変システムに配置される形状記憶部材の一部位が加熱された状態を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、剛性可変システムの剛性可変装置が組み込まれた内視鏡の斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、剛性可変装置の関節部が低剛性状態であることを示す図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、剛性可変装置の関節部が高剛性状態であることを示す図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第２の実施形態の剛性可変システムに配置される形状記憶部材の一部位が加熱された状態を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、加熱された一部位が移動機構によって図２Ａに示す状態から移動した状態を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第２の実施形態の変形例１を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第２の実施形態の変形例２を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、第２の実施形態の変形例３を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第３の実施形態の剛性可変システムの概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す剛性可変システムに配置される第１の長手部材及び制御装置の概略図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａに示す剛性可変システムに配置される第２の長手部材及び移動機構の概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４Ａに示す剛性可変システムに配置される剛性可変装置が最低剛性状態であることを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す剛性可変装置が移動によって低剛性状態に切り替わったことを示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに示す剛性可変装置が加熱によって高剛性状態に切り替わったことを示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ｃに示す剛性可変装置が移動によって低剛性状態に切り替わったことを示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第３の実施形態の第２の長手部材の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第３の実施形態の第２の長手部材の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略する。形状記憶部材４１において、高剛性状態（硬質状態）である部位（被加熱部４１ａ）が黒塗りで示されている。
【００１０】
[第１の実施形態]
以下に、本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１Ａと図１Ｂと図１Ｃとに示すように、剛性可変システム１０は、例えば可撓性部材１０１に装着される剛性可変装置２０と、剛性可変装置２０を制御する制御装置８０とを有する。
【００１１】
剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に異なる剛性を提供し、可撓性部材１０１の剛性を変更する。剛性可変装置２０は、第１の長手部材３０と、第１の長手部材３０に沿って配置される第２の長手部材４０と、誘起体５０とを有する。第２の長手部材４０は、第１の長手部材３０と隣り合ってもよいし隣接してもよい。例えば、第１の長手部材３０は外筒であり、第２の長手部材４０は第１の長手部材３０の内部に配置された芯部材である。例えば、外筒の長手軸に垂直な外筒の断面形状は環形状であり、芯部材の長手軸に垂直な芯部材の断面の外周は円形状である。この場合、剛性可変装置２０は、どの方向の曲がりに対しても安定した曲げ剛性を提供する。外筒の断面形状は、必ずしも環形状である必要はなく、他の形状、例えばＣ字形状であってもよい。本実施形態では、第１の長手部材３０と第２の長手部材４０とは、可撓性部材１０１に位置決め固定される。したがって、第２の長手部材４０は、第１の長手部材３０に対して、相対的に位置決め固定されることとなる。
【００１２】
第１の長手部材３０は、相対的に曲げ剛性が高い少なくとも１つの高曲げ剛性部３１と、相対的に曲げ剛性が低い少なくとも１つの低曲げ剛性部３３とを有する。つまり高曲げ剛性部３１の曲げ剛性は高く、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性は高曲げ剛性部３１の曲げ剛性よりも低くなっている。本実施形態では、例えば、第１の長手部材３０は、４つの高曲げ剛性部３１と３つの低曲げ剛性部３３とを有するものとする。第１の長手部材３０は、高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３とを支持する筒状の１つの外側支持部材３５をさらに有する。外側支持部材３５の曲げ剛性は、高曲げ剛性部３１の曲げ剛性よりも低くなっている。外側支持部材３５の曲げ剛性は、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性と同一であってもよいし異なってもよい。このため、第１の長手部材３０は、低曲げ剛性部３３では比較的曲がりやすく、高曲げ剛性部３１では比較的曲がりにくい。
【００１３】
高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３と外側支持部材３５とは、互いに対して別体である。高曲げ剛性部３１は、例えば、金属製のパイプといった筒部材を有する。低曲げ剛性部３３は、例えば、疎巻きコイルといったコイル部材を有する。低曲げ剛性部３３のコイル部材は、密着巻きコイルでもよい。外側支持部材３５は、例えば、密着巻きコイルといったコイル部材を有する。外側支持部材３５のコイル部材は、疎巻きコイルでもよい。低曲げ剛性部３３と外側支持部材３５とは、例えば、金属製のワイヤ状且つ螺旋状の部材を有してもよい。高曲げ剛性部３１は高い曲げ剛性を有する筒状の硬質部であり、低曲げ剛性部３３と外側支持部材３５とは低い曲げ剛性を有する筒状の軟質部である。
【００１４】
外側支持部材３５は、高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３との内側に配置される。外側支持部材３５の外周面は、高曲げ剛性部３１の内周面に接着固定される。高曲げ剛性部３１同士は、第１の長手部材３０の長手軸方向において互いに対して所望する間隔離れて配置されている。低曲げ剛性部３３は、第１の長手部材３０の長手軸方向における高曲げ剛性部３１同士の間の各スペースに配置される。したがって、複数の高曲げ剛性部３１と複数の低曲げ剛性部３３とは、第１の長手部材３０の長手軸方向において交互に配置される。言い換えると、低曲げ剛性部３３同士は、互いに対して機械的に直接接触しておらず、互いに対して離れて配置される。低曲げ剛性部３３同士は、熱的に直接接触していない。低曲げ剛性部３３の端部は、端部に隣り合う高曲げ剛性部３１の端部に固定される。低曲げ剛性部３３の端部は、端部に隣り合う高曲げ剛性部３１の端部から離れて配置されてもよい。低曲げ剛性部３３は、高曲げ剛性部３１同士の間のスペースにおいて、外側支持部材３５を巻回している。本実施形態では、１つの低曲げ剛性部３３が外側支持部材３５を外側支持部材３５の全長に渡って巻回するのではなく、１つの低曲げ剛性部３３が外側支持部材３５の全長における外側支持部材３５の一部位を巻回する。以下において、低曲げ剛性部３３が巻回する部材の一部位を、被巻回部と称する。本実施形態では、被巻回部は、外側支持部材３５の一部位を示す。このように低曲げ剛性部３３は、外側支持部材３５を部分的に巻回する。言い換えると、低曲げ剛性部３３は、低曲げ剛性部３３が外側支持部材３５の一部位を巻回するように、高曲げ剛性部３１によって外側支持部材３５に位置決めされる。低曲げ剛性部３３の巻きの外径は、高曲げ剛性部３１の外径と略同一である。低曲げ剛性部３３の巻きは、第１の長手部材３０の長手軸に直交する方向において、高曲げ剛性部３１に対して突出していないことが好ましい。低曲げ剛性部３３の内周面は、外側支持部材３５の外周面に接触する。なお低曲げ剛性部３３の内周面は、外側支持部材３５の外周面から離れてもよい。低曲げ剛性部３３の長さは、高曲げ剛性部３１の長さと異なっており、例えば高曲げ剛性部３１の長さよりも短い。なお低曲げ剛性部３３の長さは、高曲げ剛性部３１の長さと同一でもよい。
【００１５】
外側支持部材３５は、剛性可変装置２０の全長に渡って配置される。外側支持部材３５は、螺旋状に配置される。例えば、外側支持部材３５は、高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３とに対する芯材として機能する。外側支持部材３５は、低曲げ剛性部３３と高曲げ剛性部３１との位置決めを実施するために配置され、第１の長手部材３０の組立易さのために配置される。なお、低曲げ剛性部３３が高曲げ剛性部３１に対して容易に位置決めされるのであれば、外側支持部材３５は省略されてもよい。
【００１６】
第２の長手部材４０は、剛性可変装置２０の全長に渡って配置される。第２の長手部材４０は、外側支持部材３５の内部に配置される。したがって、外側支持部材３５は、第２の長手部材４０の径方向において、高曲げ剛性部３１及び低曲げ剛性部３３と、第２の長手部材４０との間に介在する。第２の長手部材４０の外周面は外側支持部材３５の内周面とは接触しておらず、スペースが外側支持部材３５と第２の長手部材４０との間に形成される。
【００１７】
第２の長手部材４０は、第１の相と第２の相との間で相が熱によって移り変わり得る形状記憶部材４１を少なくとも有する。本実施形態では、第２の長手部材４０は、形状記憶部材４１のみを有する。形状記憶部材４１の相が第１の相にあるときは、形状記憶部材４１は、外力に従って容易に変形し得る低剛性状態を取り、低い弾性係数を示す。したがって、形状記憶部材４１の相が第１の相にあるときは、形状記憶部材４１は可撓性部材１０１に比較的低い剛性を提供する。第１の相において、剛性可変装置２０と可撓性部材１０１とは、例えば、外力によって容易に撓むことが可能となる。また、形状記憶部材４１の相が第２の相にあるときは、形状記憶部材４１は、低剛性状態よりも高い剛性を有する高剛性状態を取り、高い弾性係数を示す。したがって、形状記憶部材４１の相が第２の相にあるときは、形状記憶部材４１は、外力に抗してあらかじめ記憶している記憶形状を取る傾向を示す高剛性状態を取り、可撓性部材１０１に比較的高い剛性を提供する。記憶形状は、例えば直線状であってよい。第２の相において、剛性可変装置２０と可撓性部材１０１とは、例えば、略直線状態を維持可能となる、または外力によって第１の相に比べて緩やかに撓むことが可能となる。
【００１８】
ここにおいて、外力とは、形状記憶部材４１を変形させ得る力を意味しており、重力も外力の一部と考える。
【００１９】
形状記憶部材４１の曲げ剛性は、形状記憶部材４１の相が第１の相のとき、高曲げ剛性部３１の曲げ剛性よりも低く、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性と同一または低い。形状記憶部材４１の曲げ剛性は、形状記憶部材４１の相が第２の相のとき、高曲げ剛性部３１の曲げ剛性と同一または低く、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性よりも高い。
【００２０】
形状記憶部材４１は、例えば、形状記憶合金を有する。形状記憶合金は、例えば、ＮｉＴｉＣｕを含む合金であってよい。また、形状記憶部材４１は、形状記憶合金に限らず、形状記憶ポリマー、形状記憶ゲル、形状記憶セラミックなど、他の材料から構成されていてもよい。
【００２１】
形状記憶部材４１を構成する形状記憶合金は、例えば、マルテンサイト相とオーステナイト相との間で形状記憶合金の相が移り変わる部材であってもよい。この形状記憶合金は、マルテンサイト相時には、外力に対して容易に塑性変形する。つまり、その形状記憶合金は、マルテンサイト相時には低い弾性係数を示す。一方、形状記憶合金は、オーステナイト相時には、外力に抵抗して容易には変形しない。ここで、形状記憶合金がさらに大きな外力によって変形したとする。変形した形状記憶合金に対して大きな外力が打ち消された際、形状記憶合金は、超弾性を示して、記憶している形状に戻る。つまり、形状記憶合金は、オーステナイト相時には高い弾性係数を示す。
【００２２】
低曲げ剛性部３３は、導電性材料を有する。低曲げ剛性部３３は、例えば、電熱線、つまり電気抵抗の大きい導電性部材で構成されてよい。例えば、低曲げ剛性部３３の周囲には図示しない第１絶縁膜が配置される。第１絶縁膜は、低曲げ剛性部３３と外側支持部材３５との間の短絡と、高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３との短絡とを防止する。
【００２３】
例えば、外側支持部材３５の周囲には、図示しない第２絶縁膜が配置される。第２絶縁膜は、低曲げ剛性部３３と外側支持部材３５との間の短絡と、高曲げ剛性部３１と外側支持部材３５との間の短絡と、外側支持部材３５と形状記憶部材４１との間の短絡とを防止する。
【００２４】
誘起体５０は、制御装置８０から電流の供給を受けて熱を発する性能を有する。誘起体５０は、この熱を、誘起体５０の周辺に配置される形状記憶部材４１の一部位に伝える。そして、誘起体５０は、この一部位において、第１の相と第２の相との間で形状記憶部材４１の相の移り変わりを引き起こさせる。誘起体５０は、第２の長手部材４０の長手軸方向における第２の長手部材４０の一部位の剛性を変更させる。誘起体５０は、形状記憶部材４１の相の移り変わりを引き起こすことが可能な位置に配置されればよい。例えば低曲げ剛性部３３がこのような誘起体５０を備える構成では、剛性可変装置２０の構成を簡素にできる。本実施形態では、低曲げ剛性部３３が誘起体５０を備える構成の一例として、低曲げ剛性部３３は誘起体５０を兼ねる。
【００２５】
ここで、熱による形状記憶部材４１の相の移り変わりについて説明する。
【００２６】
制御装置８０は、各低曲げ剛性部３３をそれぞれ独立に駆動する駆動部８１を有する。駆動部８１は、１つの電源と１つのスイッチとを有する。駆動部８１は、配線部８３を介して低曲げ剛性部３３に電気的に接続される。配線部８３は、例えば、金属のワイヤ状の部材である。配線部８３は、低曲げ剛性部３３に電気的に接続されていればよく、低曲げ剛性部３３と一体であってもよいし別体であってもよい。駆動部８１は、それぞれ、スイッチのオン動作に応じて、配線部８３を介して低曲げ剛性部３３に電流を供給し、また、スイッチのオフ動作に応じて、低曲げ剛性部３３に対する電流の供給を停止する。
【００２７】
低曲げ剛性部３３は、制御装置８０から電流の供給を受けて熱を発する性能を有する。低曲げ剛性部３３の発熱量は、電流の供給量に応じる。低曲げ剛性部３３は、熱によって形状記憶部材４１に第１の相と第２の相の間の相の移り変わりを引き起こさせる誘起体５０として機能する。詳細には、低曲げ剛性部３３は、外側支持部材３５を介して形状記憶部材４１を加熱する加熱部であるコイルヒータとして機能する。形状記憶部材４１は、誘起体５０として機能する低曲げ剛性部３３から発生した熱によって、第１の相から第２の相に形状記憶部材４１の相が移り変わる性質を有する。詳細には、誘起体５０として機能する低曲げ剛性部３３は、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される、形状記憶部材４１の一部位において、第１の相と第２の相との間で形状記憶部材４１の相の移り変わりを引き起こさせる。そして、低曲げ剛性部３３は、第２の長手部材４０の長手軸方向における第２の長手部材４０の一部位の剛性を変更させる。
【００２８】
ここで、図１Ｂを参照して低曲げ剛性部３３によって加熱されるエリア９０について説明する。エリア９０は、低曲げ剛性部３３の周辺（近傍）を示し、低曲げ剛性部３３から発生した熱が伝わるエリアを示す。本実施形態では、ある１つの低曲げ剛性部３３は、外側支持部材３５の一部位（被巻回部）を巻回している。したがって、１つの低曲げ剛性部３３は、外側支持部材３５を全長に渡って加熱するのではなく、一部位（被巻回部）を加熱する、言い換えると外側支持部材３５を部分的に加熱する。低曲げ剛性部３３は、被巻回部のみだけでなく、被巻回部を含む被巻回部周辺を加熱してもよい。また、低曲げ剛性部３３は、被巻回部を介して形状記憶部材４１を全長に渡って加熱するのではない。第１の長手部材３０は第２の長手部材４０に対して相対的に位置決め固定されるため、低曲げ剛性部３３は、被巻回部を介して形状記憶部材４１の全長における形状記憶部材４１の一部位の剛性、言い換えると形状記憶部材４１における所望するエリアを加熱する。このように低曲げ剛性部３３は、形状記憶部材４１を部分的に加熱する。詳細には、低曲げ剛性部３３は、被巻回部を介して被巻回部によって囲まれる形状記憶部材４１の一部位を加熱する。
【００２９】
以下において、加熱された形状記憶部材４１の一部位を、言い換えると形状記憶部材４１において加熱が所望されるエリアを、被加熱部４１ａと称する。図面において、被加熱部４１ａと、形状記憶部材４１において加熱されていない部位とを区別するために、被加熱部４１ａを黒塗りで表す。被加熱部４１ａは、低曲げ剛性部３３の周辺に含まれる。なお被加熱部４１ａは、低曲げ剛性部３３によって囲まれて且つ低曲げ剛性部３３にオーバラップする部位と、この部位の周辺とを含んでもよい。言い換えると、被加熱部４１ａは、被巻回部によって囲まれる形状記憶部材４１の一部位のみならず、高曲げ剛性部３１の端部によって囲まれる形状記憶部材４１の一部位も含む。つまり被加熱部４１ａは、被巻回部よりも微小に長いこともありえる。被加熱部４１ａは第２の相にあり硬質部であり、被加熱部４１ａ以外の形状記憶部材４１の一部位は第１の相にあり被加熱部４１ａよりも柔らかい軟質部である。
【００３０】
被巻回部における熱の伝達範囲は、例えば、熱の温度と、被巻回部の太さと、高曲げ剛性部３１の長さ及び厚みと、低曲げ剛性部３３の長さ及び厚みと、外側支持部材３５の熱伝導率と、高曲げ剛性部３１の熱伝導率と、低曲げ剛性部３３の材質と、高曲げ剛性部３１の材質と、外側支持部材３５の材質とによって調整される。なお被巻回部における熱の伝達範囲の長さは、第１の長手部材３０の長手軸方向における長さを示す。
【００３１】
被加熱部４１ａにおける熱の伝達範囲は、例えば、熱の温度と、被巻回部の太さと、被巻回部の長さ及び厚みと、高曲げ剛性部３１の長さ及び厚みと、低曲げ剛性部３３の長さ及び厚みと、被加熱部４１ａの太さと、高曲げ剛性部３１の熱伝導率と、外側支持部材３５の熱伝導率と、形状記憶部材４１の熱伝導率と、高曲げ剛性部３１の材質と、低曲げ剛性部３３の材質と、外側支持部材３５の材質と、形状記憶部材４１の材質とによって調整される。なお被加熱部４１ａにおける熱の伝達範囲の長さは、第１の長手部材３０の長手軸方向における長さを示す。
【００３２】
形状記憶部材４１は、細長い外観形状を有する。低曲げ剛性部３３は、ワイヤ状の部材を有しており、形状記憶部材４１の外周に配置される外側支持部材３５の外周に配置される。低曲げ剛性部３３同士は、剛性可変装置２０の長手軸方向に沿って互いに対して所望する間隔を離れて配置される。低曲げ剛性部３３は、外側支持部材３５の外周を螺旋状に延びている。このような構成のおかげで、低曲げ剛性部３３から発生する熱は、外側支持部材３５を介して形状記憶部材４１に効率良く伝達される。
【００３３】
複数の低曲げ剛性部３３は、同一構造体であってよい。しかし、これに限定されることなく、複数の低曲げ剛性部３３は、複数の異なる構造体を含んでいてもよい。異なる構造体は、例えば、異なる長さや異なる太さや異なるピッチを有していてもよく、また、異なる材料で作られていてもよい。つまり、複数の低曲げ剛性部３３は、すべてまたはいくつかが、同じ特性を有していてもよいし、異なる特性を有していてもよい。
【００３４】
ここで、剛性可変装置２０と可撓性部材１０１との関係について説明する。
【００３５】
剛性可変装置２０は、形状記憶部材４１が何ら拘束されることなく、可撓性部材１０１に装着される。例えば、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１の限られた空間内に少ないスペースをもって配置される。限られた空間とは、剛性可変装置２０をちょうど収容し得る空間を意味している。したがって、剛性可変装置２０と可撓性部材１０１との一方の変形は、わずかであっても、他方に接触して外力を与え得る。なお可撓性部材１０１は、剛性可変装置２０よりもわずかに大きい空間を有してさえいればよい。
【００３６】
例えば、可撓性部材１０１は、剛性可変装置２０の外径よりもわずかに大きい内径を有し、外力が付加されることで撓むことが可能なチューブである。剛性可変装置２０は、このチューブの内部に配置されてよい。剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に対して相対的に位置決め固定される。図１Ｃに示すように、可撓性部材１０１は、例えば、内視鏡１００の挿入部であってよい。したがって、内視鏡１００は、可撓性部材１０１と、可撓性部材１０１に装着され、可撓性部材１０１に異なる剛性を提供する剛性可変装置２０とを有する。制御装置８０は、内視鏡１００に配置されてもよいし、内視鏡１００に接続される内視鏡１００の制御装置（図示せず）に配置されてもよい。したがって、剛性可変システム１０は、内視鏡１００に配置される、または内視鏡１００と内視鏡１００の制御装置とを有する内視鏡システムに配置される。
【００３７】
以下に、本実施形態における、可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性の変更について説明する。
【００３８】
まず図１Ａに示すように、剛性可変システム１０は初期状態であるとする。初期状態では、駆動部８１は低曲げ剛性部３３に電流を供給しておらず、低曲げ剛性部３３は熱を発生しておらず、被加熱部４１ａが発生せず、形状記憶部材４１と可撓性部材１０１とは全長に渡って低剛性状態である。
【００３９】
図１Ｂに示すように、例えば、駆動部８１は、スイッチのオン動作に応じて、配線部８３を介して低曲げ剛性部３３に電流を供給する。低曲げ剛性部３３は、電流の供給に応じて熱を発生する。熱は、低曲げ剛性部３３から形状記憶部材４１に直接伝達されるのではなく、低曲げ剛性部３３から被巻回部を介して形状記憶部材４１に間接的に伝達される。熱は、低曲げ剛性部３３から外側支持部材３５全長に渡って外側支持部材３５に伝達されるのでなく、外側支持部材３５の一部位である被巻回部に伝達される。また熱は、被巻回部から形状記憶部材４１の被加熱部４１ａに伝達される。
【００４０】
なお、低曲げ剛性部３３から高曲げ剛性部３１への熱の伝達と、高曲げ剛性部３１から外側支持部材３５への熱の伝達とは、例えば高曲げ剛性部３１の熱伝導率によって、抑制される。また被巻回部から被加熱部４１ａに伝達された熱は、上記した被加熱部４１ａにおける熱の伝達範囲の調整によって、被加熱部４１ａから被加熱部４１ａ以外の形状記憶部材４１の一部位に伝達されることは抑制される。したがって熱は、被巻回部及び被加熱部４１ａ熱の伝達範囲の調整によって、１つの被巻回部から形状記憶部材４１全長に渡って伝達されことは抑制される。
【００４１】
熱の伝達によって、被加熱部４１ａの温度は上がる。すると被加熱部４１ａの相は加熱によって第１の相から第２の相に切り替わり、被加熱部４１ａの剛性は加熱によって上がる。したがって、被加熱部４１ａは低剛性状態から高剛性状態に切り替われる。つまり、低曲げ剛性部３３は、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される、形状記憶部材４１の一部位である被加熱部４１ａにおいて、被加熱部４１ａの相を第１の相から第２の相に移り変わらせる。そして低曲げ剛性部３３は、被加熱部４１ａの剛性を低剛性状態から高剛性状態に変更する。被加熱部４１ａは剛性が高く曲がりにくい硬質部とみなせることができ、被加熱部４１ａ以外の形状記憶部材４１の一部位は剛性が低く曲がりやすい軟質部とみなせる。
【００４２】
剛性可変装置２０は可撓性部材１０１に対して相対的に位置決め固定されており、被加熱部４１ａは位置決めによって可撓性部材１０１における所望するエリアに配置される。被加熱部４１ａが低剛性状態から高剛性状態に切り替わることによって、可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性が上がる。言い換えると、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１の全長における可撓性部材１０１の一部位のみに比較的高い剛性を提供する。したがって、可撓性部材１０１は可撓性部材１０１の全長に渡って低剛性状態から高剛性状態に切り替わるのではなく部分的に低剛性状態から高剛性状態に切り替わる、言い換えると可撓性部材１０１の全長における一部位が低剛性状態から高剛性状態に切り替わる。このように剛性可変装置２０は、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される、形状記憶部材４１の一部位である被加熱部４１ａの剛性状態を変更し、この変更によって可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性を変更する。
【００４３】
高剛性状態である可撓性部材１０１の一部位は、可撓性部材１０１に作用する外力すなわち形状記憶部材４１を変形させ得る力に対抗して記憶形状に戻る傾向を示す。したがって、可撓性部材１０１の一部位は、略直線状態を維持する。
【００４４】
ここで、低曲げ剛性部３３は、第１の長手部材３０の長手軸方向において、２つの高曲げ剛性部３１に挟まれる。図１Ｄと図１Ｅとに示すように、この低曲げ剛性部３３は、一方の高曲げ剛性部３１が他方の高曲げ剛性部３１に対して曲がる際に剛性可変装置２０の関節部５１として機能する。図１Ｄと図１Ｅとでは、図示の明瞭化のために、外側支持部材３５と制御装置８０と駆動部８１と配線部８３との図示を省略している。この関節部５１は、低曲げ剛性部３３によって囲まれる被巻回部及び被加熱部４１ａを含む。図１Ｄは初期状態を示し、関節部５１は低剛性状態である。したがって、関節部５１は外力によって容易に曲がる。図１Ｅに示すように被加熱部４１ａが低剛性状態から高剛性状態に切り替わった際、関節部５１も低剛性状態から高剛性状態に切り替わる。したがって、関節部５１が低剛性状態に比べて、関節部５１が高剛性状態のもとでは、一方の高曲げ剛性部３１は他方の高曲げ剛性部３１に対して曲がりにくくなり、略直線状態を維持する。つまり、剛性可変装置２０及び可撓性部材１０１は、曲がりにくくなり、略直線状態を維持する。
【００４５】
なお図１Ｂの最も右側に位置する駆動部８１が図１Ｂの最も右側に位置する低曲げ剛性部３３（以下、便宜上、右側低曲げ剛性部と称する）に電流を供給し、右側低曲げ剛性部は電流の供給に応じて熱を発生したとする。この熱は、右側低曲げ剛性部から被巻回部に伝達される。低曲げ剛性部３３と右側低曲げ剛性部とは互いに離れて配置されており、被巻回部同士も互いに離れて配置される。したがって、形状記憶部材４１は上記した被加熱部４１ａとは異なる一部位（便宜上、右側被加熱部と称する）にて加熱され、右側被加熱部の温度は加熱によって上がる。すると、右側被加熱部の相は加熱によって第１の相から第２の相に切り替わり、右側被加熱部の剛性は加熱によって上がる。したがって、右側被加熱部は低剛性状態から高剛性状態に切り替わり、可撓性部材１０１における所望する別のエリアの剛性が上がり、可撓性部材１０１の全長における２つの部位が低剛性状態から高剛性状態に切り替わる。
【００４６】
例えば、右側被加熱部の温度は被加熱部４１ａの温度と異なってもよく、このため右側被加熱部の剛性は被加熱部４１ａの剛性と異なってもよい。したがって、可撓性部材１０１における所望する別のエリアの剛性は、可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性と異なる。このように、可撓性部材１０１の剛性は、部分的に変更されてもよい。もちろん本実施形態では、例えば全ての低曲げ剛性部３３に電流が流れた際に、熱の伝達範囲の調整によって、被加熱部４１ａ同士が互いに熱的に接続されることも可能である。したがって、形状記憶部材４１全体の剛性が変更することも可能である。
【００４７】
駆動部８１は、スイッチのオフ動作に応じて、低曲げ剛性部３３に対する電流の供給を停止する。すると、加熱が停止され、被加熱部４１ａの温度が自然冷却によって下がる。すると、被加熱部４１ａの相は第２の相から第１の相に切り替わり、被加熱部４１ａの剛性は下がる。そして、被加熱部４１ａが配置されている可撓性部材１０１の一部位の剛性も下がる。言い換えると、剛性可変装置２０は、比較的低い剛性を可撓性部材１０１に提供し、可撓性部材１０１に作用する外力すなわち形状記憶部材４１を変形させ得る力に従って容易に変形する。したがって、可撓性部材１０１は、外力によって容易に撓むことが可能となる。また被加熱部４１ａの剛性及び可撓性部材１０１の一部位の剛性は、加熱される前の剛性に戻ることが可能である。関節部５１は高剛性状態に比べて、関節部５１が低剛性状態のもとでは、一方の高曲げ剛性部３１は他方の高曲げ剛性部３１に対して曲がり易くなる。つまり、剛性可変装置２０及び可撓性部材１０１は、曲がり易くなる。
【００４８】
このように例えば低曲げ剛性部３３によって形状記憶部材４１の一部位の相が第１の相と第２の相の間で切り換えられることによって、可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性が切り換えられる。
【００４９】
本実施形態では、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される、形状記憶部材４１の一部位の剛性を、低曲げ剛性部３３によって変更する。本実施形態では、一部位の剛性の変更によって、可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性を変更できる。また本実施形態では、高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３と外側支持部材３５と形状記憶部材４１との配置によって剛性可変装置２０の構成をシンプル且つ細くでき、可撓性部材１０１を細くできる。
【００５０】
本実施形態では、外側支持部材３５によって、第１の長手部材３０の組立性を向上できる。本実施形態では、低曲げ剛性部３３が誘起体５０として機能するため、剛性可変装置２０の構成を簡素にできる。
【００５１】
本実施形態では、高曲げ剛性部３１が配置される。したがって、低曲げ剛性部３３及び被加熱部４１ａが短く、短い被加熱部４１ａが高剛性状態であっても、高曲げ剛性部３１によって、剛性可変装置２０及び可撓性部材１０１の全長の大部分を高剛性状態に切り替えることができる。そして、剛性可変装置２０及び可撓性部材１０１の全長の大部分が高剛性状態に切り替わる際に、省電力化を実現できる。
【００５２】
剛性の切り換えに加えて、可撓性部材１０１に重力以外の外力が作用している状況下においては、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１の形状を切り換える双方向アクチュエータとしても機能する。また、可撓性部材１０１に重力以外の外力が作用しておらず、形状記憶部材４１の相が第２の相に切り換えられる前の第１の相において可撓性部材１０１が変形されている状況下においては、可撓性部材１０１の形状を元に戻す単一方向アクチュエータとしても機能する。
【００５３】
［変形例］
図１Ｆは、本実施形態の変形例１を示す。本変形例では、低曲げ剛性部３３が誘起体５０を備える構成の一例として、誘起体５０は、低曲げ剛性部３３とは別体である。誘起体５０それぞれは、低曲げ剛性部３３それぞれの周辺に配置される。１つの誘起体５０が、第１の長手部材３０の全長に渡って配置されてもよい。
【００５４】
誘起体５０は、例えば、密着巻きコイルといったコイル部材を有する。誘起体５０のコイル部材は、疎巻きコイルでもよい。誘起体５０は、例えば、金属製のワイヤ状且つ螺旋状の部材を有してもよい。誘起体５０は、例えば、低曲げ剛性部３３の外周を巻回する。誘起体５０は、パイプといった軟質の筒部材を有してもよい。誘起体５０は、低い曲げ剛性を有する筒状の軟質部である。誘起体５０の曲げ剛性は、例えば、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性と同一であってもよいし、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性と異なってもよい。誘起体５０は、低曲げ剛性部３３の外周を全周に渡って囲ってもよい。
【００５５】
誘起体５０の内周面は、低曲げ剛性部３３の外周面から離れる。誘起体５０の内周面は、低曲げ剛性部３３の外周面に密着してもよい。誘起体５０の両端は、高曲げ剛性部３１の端部の外周面を囲ってもよい。誘起体５０の両端における内周面は、高曲げ剛性部３１の端部における外周面に密着することが可能である。つまり、誘起体５０の両端における内周面は、高曲げ剛性部３１の端部における外周面に密着しなくてもよい。
【００５６】
誘起体５０は、配線部８３に電気的に接続される。駆動部８１は、それぞれ、スイッチのオン動作に応じて、配線部８３を介して誘起体５０に電流を供給し、また、スイッチのオフ動作に応じて、誘起体５０に対する電流の供給を停止する。誘起体５０は、熱を低曲げ剛性部３３及び外側支持部材３５を介して形状記憶部材４１の一部位に伝える。誘起体５０は、低曲げ剛性部３３及び外側支持部材３５を介して形状記憶部材４１を加熱する加熱部であるコイルヒータとして機能する。誘起体５０は、低曲げ剛性部３３及び外側支持部材３５を介して形状記憶部材４１を加熱できれば、低曲げ剛性部３３に機械的に直接接触してもよいし、低曲げ剛性部３３に機械的に直接接触していなくてもよい。
【００５７】
本変形例の構成は、後述する第２，３の実施形態それぞれの構成と第２の実施形態の変形例それぞれの構成とに組み込まれてもよい。
【００５８】
[第２の実施形態]
以下に、図２Ａと図２Ｂとを参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態とは異なることのみを記載する。
【００５９】
本実施形態では、高曲げ剛性部３１の長さは、被加熱部４１ａの長さよりも長いことが好ましい。
【００６０】
剛性可変装置２０は、第１の長手部材３０に沿って第２の長手部材４０を移動させる移動機構６０を有する。したがって、本実施形態では、第２の長手部材４０は、第１の長手部材３０に対して、移動可能となっている。なお第１の長手部材３０は、第１の実施形態と同様に、位置決め固定される。移動機構６０は、例えば、第２の長手部材４０を、外側支持部材３５に対して移動させる。移動機構６０は、第２の長手部材４０を、牽引または押圧する。第２の長手部材４０の移動に従って、被加熱部４１ａも移動する。
【００６１】
移動機構６０は、制御装置８０に電気的に接続されており、制御装置８０によって移動を予め制御される。例えば、移動機構６０は、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される、高剛性状態の形状記憶部材４１の一部位である被加熱部４１ａを、高曲げ剛性部３１の周辺に移動させる。高曲げ剛性部３１の周辺とは、図２Ｂに示すように被加熱部４１ａが被加熱部４１ａの全長に渡って高曲げ剛性部３１によって囲まれて、被加熱部４１ａが被加熱部４１ａの全長に渡って高曲げ剛性部３１にオーバラップする位置を示す。
【００６２】
例えば、移動機構６０は、図示しないモータと、第２の長手部材４０の一端部に接続され、モータの回転力によって第２の長手部材４０を移動させる図示しない移動部材とを有する。移動部材は、例えば、形状記憶部材４１の一端部に直接接続される。移動部材は、例えば、ワイヤ状の部材である。移動機構６０は、挿入部の基端部に連結される操作部１０３に配置されてもよい。移動機構６０は、操作部１０３におけるボタンの操作によって、駆動してもよい。
【００６３】
ここで、図２Ａに示すように、第１の実施形態と同様に、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される被加熱部４１ａの剛性が加熱によって上がり、被加熱部４１ａは低剛性状態から高剛性状態に切り替わったとする。被加熱部４１ａは、剛性が高い硬質部位とみなせる。図２Ｂに示すように、第２の長手部材４０が移動機構６０によって移動した際、硬質部位である被加熱部４１ａは、低曲げ剛性部３３の周辺から高曲げ剛性部３１の周辺にずれる。言い換えると、被加熱部４１ａは、高曲げ剛性部３１にオーバラップする。そして、第２の長手部材４０の移動によって、被加熱部４１ａが配置されていた低曲げ剛性部３３の周辺には、被加熱部４１ａ以外の形状記憶部材４１の一部位である軟質部位４１ｃが配置される。言い換えると、軟質部位４１ｃは、低曲げ剛性部３３にオーバラップする。さらに言い換えると、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される、形状記憶部材４１の一部位は、曲りにくい硬質部位である被加熱部４１ａから曲がりやすい軟質部位４１ｃに切り替わる。また関節部５１は、高剛性状態から低剛性状態に切り替わる。これにより、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に比較的低い剛性を提供することとなる。
【００６４】
ここで、剛性可変装置２０が、本実施形態とは異なり、低曲げ剛性部３３の周辺に配置される被加熱部４１ａを自然冷却することによって可撓性部材１０１に比較的低い剛性を提供する状態を自然提供状態と称する。本実施形態では、剛性可変装置２０は、被加熱部４１ａの移動によって、自然提供状態に比べて早く可撓性部材１０１に比較的低い剛性を提供できる。つまり、本実施形態では、自然冷却よりも、可撓性部材１０１を短時間に高剛性状態から低剛性状態に切り替えることができる。これにより可撓性部材１０１に対する応答性を向上できる。
【００６５】
［変形例１］
図３Ａは、本実施形態の変形例１を示す。本変形例では、外側支持部材３５が省略される。第１の長手部材３０は、第１の長手部材３０の長手軸方向において高曲げ剛性部３１と低曲げ剛性部３３との間に配置される断熱部材３７を有する。断熱部材３７は、例えば、高曲げ剛性部３１の端部に固定され、リング状である。第１の長手部材３０の長手軸方向において、低曲げ剛性部３３は２つの断熱部材３７に挟まれる。断熱部材３７は、低曲げ剛性部３３の端部に固定され、低曲げ剛性部３３に熱的に接続される。断熱部材３７は、低曲げ剛性部３３から発生した熱が高曲げ剛性部３１に伝達されることを防止する。断熱部材３７は、例えば、樹脂などの、低い熱伝導率を有する部材である。
【００６６】
本変形例では、断熱部材３７によって、低曲げ剛性部３３を高曲げ剛性部３１に固定でき、外側支持部材３５を不要にでき、剛性可変装置２０を細くできる。本実施形態では、外側支持部材３５が不要なため、第１の実施形態の構成に比べて低曲げ剛性部３３を形状記憶部材４１の近傍に配置でき、熱を低曲げ剛性部３３から形状記憶部材４１に素早く直接伝達できる。また断熱部材３７によって、低曲げ剛性部３３から高曲げ剛性部３１への熱の伝達を防止できるため、被加熱部４１ａにおける熱の伝達範囲の長さ、言い換えると、可撓性部材１０１における所望するエリアの長さをより精密に制御できる。
【００６７】
［変形例２］
図３Ｂは、本実施形態の変形例２を示す。第１の長手部材３０は、高曲げ剛性部３１同士を連結する筒状の連結部材３９を有する。連結部材３９の両端は、高曲げ剛性部３１の端部の外周面に固定される。連結部材３９は、高曲げ剛性部３１同士の間の各スペースの周辺に配置される。１つの連結部材３９が、第１の長手部材３０の全長に渡って配置されてもよい。連結部材３９は、高曲げ剛性部３１の曲げ剛性よりも低い曲げ剛性を有する。連結部材３９の曲げ剛性は、低曲げ剛性部３３の曲げ剛性と同一であってもよいし異なってもよい。連結部材３９は、例えば、密着巻きコイルといったコイル部材を有する。連結部材３９のコイル部材は、疎巻きコイルでもよい。連結部材３９は、例えば、金属製のワイヤ状且つ螺旋状の部材を有してもよい。本変形例では、連結部材３９は、低曲げ剛性部３３の外周に配置される。連結部材３９は、螺旋状に配置されており、低曲げ剛性部３３を巻回する。低曲げ剛性部３３の外周面は、連結部材３９の内周面に固定されてもよい。
【００６８】
本変形例では、第１の実施形態の構成に比べて低曲げ剛性部３３を形状記憶部材４１の近傍に配置できると共に、連結部材３９によって高曲げ剛性部３１の連結強度と第１の長手部材３０の組立性とを向上できる。
【００６９】
［変形例３］
図３Ｃは、本実施形態の変形例３を示す。連結部材３９は、低曲げ剛性部３３の内周に配置される。連結部材３９の両端は、高曲げ剛性部３１の端部に配置される断熱部材３７に固定される。低曲げ剛性部３３の内周面は連結部材３９の外周面に固定されており、低曲げ剛性部３３の端部は断熱部材３７から離れて配置される。断熱部材３７は、熱が低曲げ剛性部３３から連結部材３９を介して高曲げ剛性部３１に伝達することを防止する。
【００７０】
本変形例では、連結部材３９によって高曲げ剛性部３１の連結強度と第１の長手部材３０の組立性とを向上できる。
【００７１】
第２の実施形態の変形例１，２，３それぞれは、第１の実施形態の構成と第１の実施形態の変形例の構成とに組み込まれてもよい。
【００７２】
[第３の実施形態]
以下に、図４Ａと図４Ｂと図４Ｃとを参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１，２の実施形態とは異なることのみを記載する。
【００７３】
図４Ａと図４Ｂとに示すように、本実施形態の第１の長手部材３０の構成は、第１の実施形態の第１の長手部材３０に、第２の実施形態の変形例１の断熱部材３７が配置された構成である。高曲げ剛性部３１の長さは、被加熱部４１ａの長さと同一であるが、被加熱部４１ａの長さよりも長いことが好ましい。本実施形態では、３つの高曲げ剛性部３１と２つの低曲げ剛性部３３とが配置されているものとする。
【００７４】
図４Ａと図４Ｃとに示すように、本実施形態の第２の長手部材４０は、少なくとも１つの形状記憶部材４１と、形状記憶部材４１よりも軟質な少なくとも１つの軟質部材４３と、形状記憶部材４１と軟質部材４３とを支持する筒状の内側支持部材４５とを有する。本実施形態では、例えば、第２の長手部材４０は、２つの形状記憶部材４１と３つの軟質部材４３と１つの内側支持部材４５とを有するものとする。
【００７５】
複数の形状記憶部材４１と複数の軟質部材４３とは、第２の長手部材４０の長手軸方向において交互に配置される。つまり形状記憶部材４１同士は、互いに離れて配置される。形状記憶部材４１と軟質部材４３とは、互いに対して固定される。形状記憶部材４１と軟質部材４３とは、内側支持部材４５に挿入される。形状記憶部材４１の外周面と軟質部材４３の外周面とは、内側支持部材４５の内周面に接着または溶接などによって固定される。形状記憶部材４１と軟質部材４３とは、内側支持部材４５に位置決め固定される。
【００７６】
形状記憶部材４１の曲げ剛性は、形状記憶部材４１の相が第１の相であっても第２の相であっても、軟質部材４３の曲げ剛性よりも高い。形状記憶部材４１は、形状記憶部材４１全長に渡って被加熱部４１ａとして機能する。形状記憶部材４１の長さは、低曲げ剛性部３３の長さよりも長い。
【００７７】
軟質部材４３は、例えば、湾曲可能となっている。軟質部材４３は、例えば、ばね材である。軟質部材４３は、形状記憶部材４１よりも柔らかく撓みやすい。
【００７８】
内側支持部材４５は、形状記憶部材４１と軟質部材４３との外周に配置される。内側支持部材４５は、例えば、密着巻きコイルといったコイル部材を有する。内側支持部材４５のコイル部材は、疎巻きコイルでもよい。内側支持部材４５は、例えば、金属製のワイヤ状且つ螺旋状の部材を有してもよい。例えば、内側支持部材４５の曲げ剛性は、軟質部材４３の曲げ剛性と略同一である。内側支持部材４５の外周面は外側支持部材３５の内周面とは接触しており、内側支持部材４５は移動機構６０によって外側支持部材３５をスライドする。形状記憶部材４１と軟質部材４３とは、内側支持部材４５に固定されるため、内側支持部材４５の移動に伴い、内側支持部材４５と共に移動する。内側支持部材４５が外側支持部材３５に対して移動できれば、内側支持部材４５の外周面は外側支持部材３５の内周面とは接触しておらず、スペースが内側支持部材４５の外周面と外側支持部材３５の内周面との間に形成されてもよい。
【００７９】
図５Ａは、剛性可変装置２０が最低剛性状態（超軟質状態）であることを示す。最低剛性状態では、剛性可変システム１０は初期状態であり、駆動部８１は低曲げ剛性部３３に電流を供給しておらず、低曲げ剛性部３３は熱を発生しておらず、形状記憶部材４１と可撓性部材１０１とは低剛性状態であるものとして説明する。
【００８０】
最低剛性状態において、形状記憶部材４１（軟質部）は高曲げ剛性部３１（硬質部）にオーバラップし、軟質部材４３は低曲げ剛性部３３（軟質部）にオーバラップする。したがって、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に最も低い剛性を提供する。
【００８１】
図５Ｂは、剛性可変装置２０が低剛性状態（軟質状態）であることを示す。このとき、第２の長手部材４０は、例えば最低剛性状態に対して移動機構６０によって移動する。
【００８２】
低剛性状態において、形状記憶部材４１（軟質部）は低曲げ剛性部３３（軟質部）にオーバラップし、軟質部材４３は高曲げ剛性部３１（硬質部）にオーバラップする。したがって、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に比較的低い剛性を提供する。
【００８３】
図５Ｃは、剛性可変装置２０が高剛性状態（硬質状態）であることを示す。このとき、第２の長手部材４０は、図５Ｂに示す低剛性状態に対して移動していない。また低曲げ剛性部３３から発生した熱によって、形状記憶部材４１全体は被加熱部４１ａとして機能し軟質部から硬質部に変化する。
【００８４】
高剛性状態において、被加熱部４１ａ（硬質部）は低曲げ剛性部３３（軟質部）にオーバラップし、軟質部材４３は高曲げ剛性部３１（硬質部）にオーバラップする。したがって、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に最も高い剛性を提供する。
【００８５】
図５Ｄは、剛性可変装置２０が最低剛性状態であることを示す。このとき、第２の長手部材４０は、例えば高剛性状態に対して移動機構６０によって移動する。
【００８６】
最低剛性状態において、被加熱部４１ａ（硬質部）は高曲げ剛性部３１（硬質部）にオーバラップし、軟質部材４３は低曲げ剛性部３３（軟質部）にオーバラップする。したがって、剛性可変装置２０は、可撓性部材１０１に最も低い剛性を提供する。
【００８７】
本実施形態では、軟質部材４３により第２の長手部材４０を部分的に柔らかくできる。また形状記憶部材４１同士は互いに離れて配置される。したがって、形状記憶部材４１同士における、熱の伝達が抑制される。これにより、可撓性部材１０１における所望するエリアの剛性の可変を精密に制御できる。
【００８８】
本実施形態では、形状記憶部材４１と軟質部材４３とは互いに対して端部にて溶接または接着などによって固定されていれば、内側支持部材４５は省略されてもよい。つまり、図６Ａと図６Ｂとに示すように、第２の長手部材４０は、形状記憶部材４１と軟質部材４３とを有してもよい。軟質部材４３は、例えば、第２の長手部材４０の長手軸方向において伸縮可能でもある。これにより、剛性可変装置２０と可撓性部材１０１とを細くできる。また軟質部材４３の曲げ剛性は、形状記憶部材４１の曲げ剛性よりも低ければよい。したがって、図６Ｂに示すように、軟質部材４３は、例えば、金属製のワイヤ状の部材でもよい。図６Ａと図６Ｂとにおいて、移動機構６０は、例えば、軟質部材４３に接続される。
【００８９】
本発明は、上記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できる。また、上記実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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