(57)【要約】【課題】数百ミクロンのサイズの対象物を保持具で把持する、把持して移動させる、数百ミクロンのサイズの管腔に挟持具を挿入して管腔を開く、等の作業には挟持具の先端を対象物のサイズに合わせて開閉させる、挟持具の先端を挟持具の長軸方向に微小量回転させることが必要である。このようにして平易に微小作業を行うことができる保持具を提供する。【解決手段】手指で保持具を把持している状態で入力装置に入力を行うとアクチュエーターの作用で保持具先端挟持部を微小に開閉、回転させることができる。演算部を備え入力装置の入力と先端挟持部の開閉、回転の比率を最適な状態で設定し作業を行うことができる。【選択図】      図１
2005144579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が操作する入力装置を備え、入力装置から伝えられる操作者の入力に応じ
て先端挟持部が微小量開閉、回転することが可能な微小作業用保持具であって、
前記挟持部に挟持部先端開閉のためにアクチュエーターの動力を伝えるリング、
コイルばねと、挟持部先端の開閉を行う第一のアクチュエーターと、前記挟持部
の周囲に挟持部の回転を可能とするベアリングと、前記挟持部を把持するために
上記ベアリング周囲に設置された外筒と、挟持部を回転させるための第二のアク
チュエーターを備えた保持具であって、前記入力装置のセンサにて検知される移
動量に応じて前記挟持部先端の開閉程度を増減し、入力装置のセンサにて検知さ
れる移動量に応じて挟持部の回転程度を増減し、微小な動作を行い、静止するこ
とが可能なことを特徴とする微小作業用保持具。
【請求項２】
先端に開閉、回転機構を備えた前記挟持部が入力装置演算部へのセンサ出力の増
減に応じて動作する前記第一及び第二のアクチュエーターにより微小量開閉、回
転することを特徴とする請求項１に記載の微小作業用保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力装置からの入力の増減に応じてアクチュエーターによって作動する
微小作業用保持具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微小作業用の器具としてはバイヨネット型の鋏、持針器、先端の細いピンセット
等があり、時計修理や外科手術等で広く使用されている。
例えばピンセットの先端は数百ミクロンのサイズの対象物を把持可能なまでに先
端を細く、小型化することは可能であり、種々製造されている。
【０００３】
これらの器具はアクチュエーターを持たず作業者が手で把持をしながら主として
手の拇指、示指、中指をもって開閉を行わなければならなかった。
【０００４】
ルーペや顕微鏡の視野で微小対象物を確認しながら、作業者が手の拇指、示指、
中指を用いてピンセットに加える圧迫力を調節し、先端の開閉をコントロールす
る必要があったため例えばピンセット先端の開きを数百ミクロンに保って静止す
るには熟練を要し、また時間的にも限界があった。また、これらの器具は回転機
構を持たず、手で把持をしながら手の拇指、示指、中指および手関節の作用によ
って回転させなければならなかった。
【特許文献１】特開平１１−３００６６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
数百ミクロンのサイズの対象物を保持具で把持する、把持して移動させる、数百
ミクロンのサイズの管腔に挟持具を挿入して管腔を開く、等の作業には保持具の
先端挟持部を対象物のサイズに合わせて開閉させる、保持具の先端挟持部を保持
具の長軸方向を中心に微小量回転させることが必要である。しかし、従来の保持
具は単独では先端が一定の距離で開いた状態で静止するのみで作業者が手指の力
を加え続けて先端を連続して閉じないと対象物を把持することが不可能である。
また、手関節、手指を微小量捻ることによってのみ先端挟持部を回転させること
が可能なため各関節の微細なコントロールが必要となり作業者には熟練が必要で
あった。保持具の回転、開閉がアクチュエーターによって行われると作業者が上
記作業を行う際に必要とされるのは、保持具先端挟持部の位置、方向を維持する
だけであり、例えば足を用いて、例えば反対の手を用いて、あるいは、第三者が
入力装置に回転、開閉の移動量を入力をすると保持具先端挟持部は必要とされる
回転、開閉を行うことができる。このようなアクチュエーター、入力装置、開閉、
回転機構を備えた微小作業用保持具はない。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は微小量の開閉や回転
が必要とされる微小作業用保持具の開閉、回転を操作者の入力装置への入力の増
減に応じたアクチュエーターの駆動によって実現し、操作者が直接手指を用いて
開閉、回転を行った場合に比してより平易に行うことを可能にし、また熟練者で
はない操作者にも熟練者と同じような保持具先端挟持部の微小量の開閉や回転を
行わせることを可能とする微小作業用保持具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係る微小作業用保持具は操作者の足、保持
具を把持する手と反対側の手、第三者からの入力などを検知する入力装置を備え
上記入力装置から伝えられる入力装置が検出した操作者の入力情報に応じた微小
量の開閉や回転を行うものであって、保持具の長軸方向を回転軸とするとき、入
力装置の開閉検知用センサにて検知される入力に応じて先端挟持部の開閉程度を
増減し、入力装置の回転検知用センサにて検知される回転量に応じて先端挟持部
の回転程度を増減し、操作者が保持具の位置、方向を維持する事を可能とする把
持部を有し、上記開閉、回転を駆動するアクチュエーターを有することを特徴とし
ている。
【０００８】
上記の構成により、操作者は手指で保持具を把持し、対象物を原点とする三次元
座標における保持具の空間における位置を決定するのみで保持具を把持する手指
を動かすことなくアクチュエーターにより先端挟持部の開閉、回転を行うことが
できるゆえに、平易に微小な作業を行うことができる。
【０００９】
アクチュエーターは入力装置のセンサからの入力に応じて保持具先端挟持部の開
閉、長軸に対する回転を行うゆえに、同じ開閉角度、回転角度を維持することが
可能であり、操作者の手指にかかる負担が軽減する。
【００１０】
操作者は手指を動かすことなく保持具先端挟持部をアクチュエーターにより開閉、
回転を行うことが可能なゆえに、従来の保持具ではピンセット先端挟持部の開閉
あるいは回転が困難であった手指や手の位置においても先端挟持部の開閉、回転
を行うことができる。それゆえに従来の保持具より平易に、微小作業を行うこと
ができる。
【００１１】
上記入力装置の開閉、回転に関するセンサ入力は演算部を介してアクチュエータ
ーに伝達されるためにセンサ入力と保持具先端挟持部の開閉あるいは回転の動作
比率は変更することができる。よって、操作者の足、保持具を把持する手と反対
側の手、第三者からの入力などが比較的大きな動きであっても、保持具先端挟持
部に微小な開閉あるいは回転をさせることができる。ゆえに平易に微小作業を行
うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係るアクチュエーターによる駆動を特徴とする微小作業
用保持具は、手指で把持する外筒と内部に小型保持具を備えた内筒と、先端挟持
部を開閉させる第一のアクチュエーターと保持具先端挟持部を回転させる第二の
アクチュエーターと入力装置とを備える。上記入力装置に備えた開閉検出用セン
サの入力が演算部に伝達され、演算部から指令パルス値が保持具先端挟持部開閉
用第二のアクチュエーターに伝達され、保持具先端挟持部が上記内筒内部に備え
た小型保持具に対するコイルばねの作用とあいまって開閉し、上記入力装置に備
えた回転入力検出用センサの入力が演算部に伝達され、演算部から指令パルス値
が保持具先端挟持部第二の回転用アクチュエーターに伝達され、保持具先端挟持
部が回転する構成である。
【００１３】
これにより、保持具先端挟持部を微細に開閉、回転することが作業者の手指の作
用によらず平易に行うことができるという効果を奏する。更に入力装置に備えた
センサが検知した移動量とアクチュエーターの移動量の比率は変更可能である。
これにより、大きな動作を入力装置に入力しても保持具先端挟持部に微細な動作
をさせることができ、上記の構成による効果に加えてより平易に微細な作業を行
う事ができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
人間の手・指によって操作されるピンセットは微小な作業に欠かすことのできない
道具として長年利用されてきた。しかし小さな対象物を挟持した状態で長時間保
持することが困難であって不便を強いられた。本発明のように保持具先端挟持部
に微細な動作を可能にして、しかも長時間保持状態を保つことが可能なピンセッ
トは微細な作業の領域を拡大し、容易に採用できる簡便な形状である。
【実施例】
【００１５】
本発明の実施の一形態を図１を用いて説明する。
本実施形態に係る保持具は、細かい機械部品を扱う機械式時計修理や微細な血管
や神経を対象にする微小外科手術などにおいて微小作業を行うものであり、保持
具先端挟持部の開閉、回転を駆動するアクチュエーター、作業者が挟持部先端挟
持部の開閉、回転を入力する入力装置を備えたものである。
【００１６】
一般にサイズが１ｍｍ以下であるような対象物を把持したり、組み合わせたり、
また、同様のサイズの生物の組織を微細な糸つき針を用いて縫い合わせたりする
場合に微細な先端挟持部を備えた挟持部などの器具を用いる必要がある。
【００１７】
これらの器具は手指で把持し、先端挟持部の開閉や長軸方向を中心とした回転を
動作させ、対象物の存在する三次元座標における保持具の空間における位置を決
定する必要がある。微小作業用保持具先端挟持部の上記作用のうち挟持部の開閉
や挟持部の長軸方向を中心とした回転を入力装置に入力された移動量の増減に応
じてアクチュエーターによって駆動される挟持部を図１ｃ）に示す。
【００１８】
上記アクチュエーターによる駆動を特徴とする微小作業用ピンセットは手指で把
持するための外筒１１と微細な先端挟持部を備えた小型保持具３を収める内筒１
０を備える
【００１９】
ピンセット型の小型保持具３には先端にワッシャ１を備えたコイルばね２が取り
付けられているがワッシャ１がワイヤー４により牽引されるとワッシャ１が小型
保持具３にそって先端側から後側に向かって移動し、先端側から後方側に向かっ
て挟持部の径が太くなっていく小型保持具３はこのワイヤー４の作用によるワッ
シャ１の移動に伴い先端挟持部が閉じる。このときコイルばね２は縮む。
【００２０】
次に上記作用により閉じた小型保持具３の先端はワイヤー４による牽引が弱くな
ると縮んでいたコイルばね２の伸びる作用によりワッシャ１が後方から先端に向
かって移動する。上記ワッシャ１の移動に伴いピンセット型の小型保持具３の先
端挟持部が開くという作用が生じる。上記ワッシャ１を移動させる作用を持つワ
イヤー４は小型保持具３に設置された小孔を通過しワイヤー７によって減速器付
モーター８に接続される。
【００２１】
保持具先端挟持部開閉アクチュエーター用ケーブル１３は入力装置に入力された
開閉の移動量を演算部が処理した信号を伝える信号線と減速器付モーター８に電
力を供給する電線により構成される。
【００２２】
入力装置に備わった保持具先端挟持部開き入力検出用センサ内臓スイッチ１７が
入力を検出すると保持具先端挟持部開閉入力伝達用信号線１９を通じて信号が図
３における演算部に送られ演算部より保持具先端挟持部開閉用減速器付アクチュ
エーター８に保持具先端挟持部開閉アクチュエーター用ケーブル１３を通じて指
令パルスが送られるとパルス値の増減に応じて保持具先端挟持部開閉用減速器付
アクチュエーター８が駆動される。上記構成ゆえに保持具先端挟持部開閉用減速
器付アクチュエーター８の動力はワイヤー７、ワイヤー４を通じてワッシャ１に
伝わり保持具先端挟持部は保持具先端挟持部開閉用減速器付アクチュエーター８
がワイヤー７、ワイヤー４を牽引する方向に作用すると先端を閉じ、反対の方向
に作用すると縮んでいたコイルばね２が伸びワッシャ１が先端に向かって動き保
持具先端挟持部は開く。演算部において保持具先端挟持部開き入力検出用センサ
内臓スイッチ１７の入力と保持具先端挟持部開閉用減速器付アクチュエーター８
に送る指令パルス値の比率を変更することができ、入力時の操作者の大きな動き
を保持具先端挟持部においては小さく変換できるゆえに平易に微小作業を行える。
【００２３】
外筒１１と固定されている保持具先端挟持部回転用減速器付アクチュエーター９
は内筒回転軸１２によって内筒１０と接続されており、保持具先端挟持部回転入
力検出用センサ内臓ローラー１５に入力された信号が保持具先端挟持部回転入力
伝達用信号線２０を通じて図３の演算部に伝わると指令パルスが保持具先端挟持
部回転アクチュエーター用ケーブル１４を通じて保持具先端挟持部回転用減速器
付アクチュエーター９を駆動し、内筒１０が回転するゆえに内筒１０に固定され
た先端に微細な挟持部を備えた小型保持具３が回転する。保持具先端挟持部回転
入力検出用センサ内臓ローラー１５に入力された入力と演算部から保持具先端挟
持部回転用減速器付アクチュエーター９に送られる指令パルス値の比率は演算部
おいて変更することができ、入力時の操作者の大きな動きを保持具先端挟持部に
おいては小さく変換できるゆえに平易に微小作業を行える。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明のアクチュエーターによる駆動を特徴とする微小作業用保持具は医療用と
しての用途を例に挙げて詳細なる説明を加えたが、マイクロマシンを代表とする
最近の超小型機械、装置の組立やそれらに用いられる部品等の製造・組立に最適
であることは明白であって、ＦＡ用のツールとしての需要が早急に立ちあがると
推定される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ａ）本発明に係る保持具内部におけるワッシャ、コイルばね、ワイ                ヤーの接続一構成例を示す平面図である。            ｂ）本発明に係る保持具内部におけるコイルばね、小型ピンセット                の組み立て一構成例を示す平面図である。            ｃ）本発明に係る保持具の一構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る入力装置の一構成例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るアクチュエーターによる駆動を特徴とする微小作業用保            持具と入力装置の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ワッシャ
２  コイルばね
３  小型保持具
４  ワイヤー
５  ベアリング
６  小型保持具の小孔
７  ワイヤー
８  保持具先端挟持部開閉用減速器付アクチュエーター
９  保持具先端挟持部回転用減速器付アクチュエーター
１０  内筒
１１  外筒
１２  内筒回転軸
１３  保持具先端挟持部開閉アクチュエーター用ケーブル
１４  保持具先端挟持部回転アクチュエーター用ケーブル
１５  保持具先端挟持部回転入力検出用センサ内臓ローラー
１６  入力装置支持台
１７  保持具先端挟持部開き入力検出用センサ内臓スイッチ
１８  保持具先端挟持部閉じ入力検出用センサ内臓スイッチ
１９  保持具先端挟持部開閉入力伝達用信号線
２０  保持具先端挟持部回転入力伝達用信号線
【図１】
2005144579.tif 000003
【図２】
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【図３】
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