【発明の詳細な説明】
形状記憶材料製の把持デバイスおよびその製造方法発明の属する技術分野
本発明は、数十ミクロンから数ミリメートルといった程度のサイズの小さな対
象物のための、つかみ具および/または取付デバイスの技術分野に関するもので
ある。
本発明は、また、異物ピンセット、生検ピンセット、および、外科用微小ハサ
ミに関するものである。
本発明は、また、形状記憶材料、および、形状記憶材料を利用したデバイスの
製造方法、とりわけ、形状記憶材料を利用したつかみ具の技術分野に関するもの
である。
本発明は、とりわけレンズおよび/またはマイクロレンズおよび/またはマル
チコアファイバの把持および/または操作のための、内視鏡の製造分野に応用す
ることができる。
本発明は、また、以下の分野に応用することができる。
−一般的なマイクロシステムの把持。言い換えれば、1ミリメートルよりも小
さな対象物の把持。
−小さな光学部品(数ミリメートル程度よりも小さなサイズの光学部品)の組
立。例えば、フレキシブルな微小内視鏡の自動組立の場合におけるセルフォック
レンズ。
−能動的な侵入型微小外科手術用ツールの製造。例えば、生検ピンセット、異
物ピンセット、あるいは、微小ハサミ等の製造。
−生体組織の操作、あるいは、生物学的媒質内において所定位置に保持される
べき組織の操作。このような操作は、例えば、微小動脈の生体力学的振舞いの研
究において必要とされる。従来の技術
形状記憶材料から形成されたつかみ具は、K.Escher氏他によるProgress in Sh
ape memory Alloys,S.Oucken Editor,DGM Informationsgesellschaft Verlag
,1992,pages 301-316における“Robots grippers:An application of two way
shape memory”と題する文献において公知である。このタイプのデバイスは、
また、D.Grant氏によるIEEE International Conference on Robotics and Autom
ation,1995,pages 2305-2312における“Design of Shape Memory Alloy with
High Strain and Variable Structure Control”と題する文献に開示されている
。最後に、他のつかみ具は、K.Ikuta氏によるIEEE Int.Conf.on Robotics and
Automation,Cincinatti,1990,pages 2156-2161における“Microminiature S
hape Memory Alloy Actuator”と題する文献に開示されている。
これらすべての文献は、かなり複雑な形状のつかみ具を開示している。このた
め、製造技術が高価なものとなり、実施が困難である。
特に、D.Grant氏による文献に開示されたデバイスは、形状記憶材料製ワイヤ
をアクチュエータとして使用したつかみ具の例である。K.Ikuta氏による文献に
開示されたデバイスは、形状記憶材料製の復帰スプリングを使用し、つかみ具の
両アームが従来材料からなるタイプのものである。「駆動」部が形状記憶材料製
とされているこれらデバイスにおいては、ヒンジ部分における摩擦低減という問
題が発生する。これは、微小つかみ具の場合においては、構成部材のサイズが小
さいことのために、重要な問題である。さらに、これらデバイスば、組立が困難
である。
K.Escher氏による文献は、複数の駆動部材の1つだけが形状記憶材料製とされ
ているつかみ具を、あるいは、支持体上に取り付けられた曲げワイヤの形状とさ
れた両アームが形状記憶材料製であるようなつかみ具を、開示している。このタ
イプのデバイスは、工業的応用において実施することが非常に困難である。とい
うのは、非常に精度が悪いからである。さらに、このタイプのシステムは、組立
が困難であるため、微小化が困難である。
したがって、特に小さな対象物をつかみ得るよう構成されている、公知デバイ
スよりも構造が単純でありかつ組立が簡単であるような新規な把持デバイスまた
は取付デバイスが要望されている。
また、上記摩擦の問題を克服し得るような、把持デバイスおよび/または取付
デバイスの開発も課題である。発明の概要
本発明の目的は、摩擦の問題が発生することなく、公知デバイスよりも構造が
ずっと単純な把持デバイスまたは取付デバイスである。
より詳細には、本発明の目的は、把持または取付デバイスであって、互いに相
対的に移動可能とされた第1および第2把持部材を具備してなり、第1および第
2把持部材が、一体ピースの形状記憶材料から形成されている把持または取付デ
バイスである。
第1および第2把持部材が全体的に一体ピースの形状記憶材料から形成されて
いることにより、摩擦の問題がない。さらに、形成された構造が、単純である。
小さな対象物に適した把持デバイスを形成するために、第1および第2把持部
材の相対移動の大きさは、数ミリメートル(例えば10mm)を超えないものと
されている、あるいは、1mmを超えないものとされている、あるいは、500
μmを超えないものとされている、あるいは、100μmを超えないものとされ
ている。
好ましくは、把持デバイスは、平面をなすストリップの形態とされた形状記憶
材料の切出(あるいは、切抜)によって得られており、相対移動は、その平面内
において起こる。
また、熱エネルギーの良好な分散に適した幾何構造、すなわち良好な熱伝達に
適した幾何構造を、設けることができる。よって、例えば、第1および第2把持
部材に、リブを取り付けることができる。
デバイスは、また、第1および第2把持部材のセットのための、操作手段、取
付手段、あるいは、位置決め手段を備えることができる。この場合、第1および
第2把持部材は、これら手段と共に、同一形状記憶材料からなる、一体ブロック
のアセンブリを形成することができる。
この場合にも、また、効率的な熱伝達に適した幾何構造(リブ、突起、穴、等
)を、付加することができる。また、特別の構成のための視覚的参照シンボルと
して機能するような、幾何形状を使用することができる、あるいは、そのように
機能する特別の形状に切り抜くことができる。
操作手段は、把持デバイスの第1および第2把持部材の温度を制御するための
温度制御手段に対して接続することができる。この温度制御手段により、デバイ
スの開閉を制御することができる。
例えば、温度制御手段は、ペルチェ効果タイプのものとすることができ、ある
いは、ジュール効果(電流)による加熱や、誘導加熱またはレーサー加熱による
ものとすることができる。
本発明は、また、上記のような把持デバイスと、第1および第2把持部材のた
めの温度制御手段を制御するための手段と、把持デバイスの第1および第2把持
部材の相対位置を視覚的にチェックするための手段と、を具備してなる取扱いデ
バイスに関するものである。
本発明の他の目的は、把持または取付デバイスであって、各々がそれぞれの平
面内における曲げ移動が可能とされた、少なくとも3つの把持部材を具備してな
り、すべての把持部材が、形状記憶材料からなる一体ブロックとして形成されて
いる把持または取付デバイスである。
複数の把持部材を支持するための支持部材を設けることができる。
例えば、各把持部材の形状は、フィンガーのようなものとすることができる。
このようなフィンガーには、1つまたは複数の曲げ凹所(曲げを容易とするため
の凹所)を形成することができる。
他の見地においては、デバイスは、平面をなすストリップの形態とされた形状
記憶材料の切出、および、その後の、所望形状への平面の成形によって、例えば
、円柱または円筒周囲への巻きつけによって、得られる。
温度を制御するための温度制御手段を設けることができる。このような温度制
御手段は、例えば、ペルチェ効果素子、レーザー、形状記憶材料内に電流を誘導
するための手段、あるいは、形状記憶材料内に電流を導通させるための手段とす
ることができる。
本発明は、また、上記のような把持デバイスと、温度制御手段を制御するため
の手段と、複数の把持部材の相対位置を視覚的にチェックするための手段と、を
具備する取扱いデバイスに関するものである。
形状記憶材料を準備するための公知プロセスは、マイクロシステムの製造には
不適当である。さらに、薄膜製造プロセスは、100μmよりも厚い層を形成す
ることかできない。
その上、すべての公知プロセスは、小さな試料を焼鈍するという操作を備えて
いる。この操作は、困難なものであって、高価であり、長時間を要することもあ
る。さらに、大量の部材を製造することが困難であり、形成可能な形状が限られ
ている。
これらの問題点を解決するために、本発明は、また、本発明の把持デバイスの
製造に特に好適な、形状記憶材料製部材の製造方法を提案する。
したがって、本発明の目的は、形状記憶材料から形成される部材を準備するた
めの方法であって、
a)形状記憶材料製の基体を焼鈍し、その後、
b)基体から部材を切り出す、
という方法である。
この方法は、任意の部材形状を製造するために使用することができる。さらに
、ただ1回の焼鈍操作に対して、非常に大量の部材を製造することができる。し
たがって、本方法は、製造される各部材のために使用される材料の特性に関して
、優秀な再現性を保証することができる(転移温度、変位速度、等)。最後に、
マイクロシステムに関しては、本発明は、厚い形状記憶性対象物、特に100μ
mよりも厚い対象物を製造するために使用し得る唯一の方法である。
切出ステップは、レーザーや電気腐食やウォータジェットによって行うことが
でき、あるいは、レーザーとウォータジェットとの組合せによって、あるいは、
焼鈍後において得られた基体材料の微視的構造を乱さないような任意方法によっ
て、行うことができる。例えば、このような切出は、基体材料のうちの、切出箇
所から5μm〜10μm以上離間した箇所の微視的構造を乱さないようにして、
行われる。
本発明の他の目的は、対象物を取り扱うための方法であって、本発明によるデ
バイスを使用して、対象物をつかみ、さらに、搬送する方法である。例えば、対
象物ば、レンズまたはマイクロレンズとすることができる。
この方法は、マルチコアファイバとレンズとからなるアセンブリ(または、マ
ルチファイバとレンズとからなるアセンブリ)の形成に際して、特に有効である
。その場合、このアセンブリは、本発明による取扱い方法にしたがって、ファイ
バの一端部に対向する位置にまでレンズを移動させて位置決めし、その後、ファ
イバの端部上にレンズを取り付ける、例えば接着によって取り付ける。この方法
であると、レンズと作業者の手とが一切接触することがなく、レンズのかけも起
こらないし、表面上にダストが付着したりすることも、一切ない。図面の簡単な説明
本発明の特徴点および利点は、以下の説明を読むことにより、明瞭となるであ
ろう。添付図面を参照した以下の説明は、単に例示に目的のためのものであって
、本発明を制限するものではない。
−図1〜図3Bは、リングの形状とされた、本発明によるつかみ具を示す図であ
る。
−図4は、つかみ具を制御するためのデバイスを示す図である。
−図5は、内視鏡を概略的に示す図である。
−図6は、つかみ具の他の例を示す図である。
−図7A〜図7Cは、従来技術による製造方法における様々なステップを示す図
である。
−図8A〜図8Dは、本発明による製造方法における各ステップを示す図である
。
−図9は、レーザーカットデバイスを示す図である。
−図10Aおよび図10Bは、電気腐食による機械加エデバイスを示す図である
。
−図11〜図12Bは、複数の把持部材を備えた、本発明による他のタイプのつ
かみ具を示す図である。
−図13A〜図13Cは、本発明によるつかみ具の、動脈障害に関して使用可能
なスプリングシステムに対しての応用を示す図である。
−図14は、生検ピンセットに対しての本発明の応用を示す図である。
−図15は、拡張器に対しての本発明の応用を示す図である。
−図16は、本発明による連結デバイスの製造を示す図である。本発明の実施形態の詳細な説明
以下、本発明によるつかみ具の第1の例について、図1を参照して説明する。
図において、つかみ具は、形状記憶材料から形成された単一部材から構成され
ている。つかみ具は、第1アーム4および第2アーム6を備えた開放リング2の
形態とされている。この形状は、応力がリング内で一様に分散するという利点を
有しており、さらに、直径に関する許容度の大きな対象物(250μm直径のレ
ンズに対して+/−50μm)をつかむことができるという利点を有している。
リングの半径Rは、つかみ具が配置されている温度範囲に依存する。よって、温
度T2においては、つかみ具は、対象物を挿入してつかみ得るように、開口して
いる。温度T1においては、つかみ具は、対象物上において閉塞する。これによ
り、状況に応じて取付機能や把持機能を発揮する。
例えば、使用される材料は、NiTi形状記憶合金とすることができる。この
合金は、生体適合性を有しているという特徴がある。
図2は、操作支持体または取付支持体8上に取り付けられた、図1のリングを
示す斜視図である。典型的には、リングのアームの厚さeは、例えば、70〜8
0μmとすることができ、あるいは、45〜50μmとすることができる。リン
グの直径Dは、例えば、3mm以下とすることができ、リングは、200μmの
直径で作製された。支持体の寸法は、例えば、50μm≦h≦500μm、50
0μm≦L≦1mm、100μm≦l≦1mmとすることができる。
よって、ある構成例においては、L=500μm、h=180μm、250μ
m≦D≦300μm、e=70μmである。他の構成例においては、これら寸法
は、eが50μm程度とされる以外は、同じ値とすることができる。
このタイプのデバイスの理論的平均把持力は、0.2Nの程度である。
好ましくは、支持体8自身は、つかみ具2の形成のために使用された形状記憶
材料と同じ材料から形成される。
取付および操作手段上に設置されたつかみ具の他の構成例が、図3Aに示され
ている。取付手段は、符号10で示されていて、ほぼ平行六面体形状の第1部分
12と、第1部分12から延在しているとともにリング2に向かうにつれてサイ
ズが小さくなる第2部分14と、を備えている。第2部分14内に形成されてい
る穴または開口16は、リング嵌込による応力蓄積を減少させる。さらに、穴は
、両アーム4,6からなる構成の柔軟性を向上させる。
図3Aに示すように、取付手段は、リング温度の制御手段に対して連結するこ
とができる。図3Aにおいては、温度制御手段は、銅ピン18と、ペルチェ素子
または微小部材20と、をこの順に備えている。例えば、ペルチェ素子または微
小部材20のサイズは、7mm×5mmとすることができる。
ペルチェ効果微小モジュールの使用は、いくつかの理由によって、特に有利であ
る。第1に、このタイプの微小モジュールは、形状記憶材料を加熱または冷却す
ることができ、したがって、必要に応じて、リングまたはつかみ具を、開放させ
たり閉塞させたりすることができる。
さらに、ペルチェ効果素子は、幅広い温度範囲を得ることができる。典型的に
は、−100℃〜+200℃の範囲をカバーすることができ、この温度範囲は、
多くの形状記憶材料の使用に適合している。
最後に、制御という観点から、このタイプのデバイスは、1次のシステムを形
成し、単純なシステムを形成し、さらに、非常に頑丈なシステムを形成する。
同じ原理に基づいた他の単純なつかみ具構造が、図3Bに示されている。図1
の場合と同様に、つかみ具は、開放リング2の形態とされていて、第1アーム4
および第2アーム6を備えている。このアセンブリは、形状記憶材料から形成さ
れていて、一体部材とされている。図3Bに示すつかみ具は、さらに、2つのタ
ブ15,17を備えている。リングと両タブ15,17との間に位置した領域は
、狭く形成されている。この領域においては、電流による加熱効果(ジュール効
果)がより大きく得られる。したがって、電流iが流れたときには、領域7は、
より高温となる。制御回路に対しての電気的インターフェースを形成するために
、マイクロチップの接続に関して従来から使用されている「ボンディング」技術
を、使用することができる。その場合には、例えば、タブ15,17の端部に、
コンタクト領域が配置される。この制御技術は、リングまたはつかみ具が開放し
たりあるいは閉塞したりしたときに、リングまたはつかみ具をチェックするため
に使用することができる。
他の実施形態においては、例えば図2の形態における、リングの温度は、例え
ばレーザービームを使用して、支持体8の加熱によって制御することができる。
他の実施形態においては、誘導加熱を行うことができる。あるいは、抵抗を、リ
ング上に直接的に、あるいは、図2における支持体8といったようなリングを支
持している支持体上に、設置することができる。抵抗設置の場合、抵抗を通して
の電流流通により、ジュール効果に基づいて抵抗の温度が上昇する。このように
して生成された熱の一部が、リングまたは支持体に対して伝達される。
図4は、本発明によるつかみ具を制御するためのデバイスを概略的に示してい
る。つかみ具は、符号22で示されており、図1〜図3Aを参照して上述したつ
かみ具とすることができる。このつかみ具には、ペルチェ素子20が当接してい
る。ペルチェ素子20は、例えば3次元軸X、Y、Zに沿った変位といった様々
な移動を実行するための位置決めアーム26によって支持されている。このアー
ムは、つかみ具22を、つかんで移動させるべき対象物24に対しての当接位置
へと移動させる。制御デバイス28は、ペルチェ素子の温度計測による制御のも
とに、ペルチェ素子の(したがって、つかみ具の)開閉を制御するために使用す
ることができる。ビデオカメラ30は、映像獲得デバイス32に対して接続され
ており、スクリーン36上に、つかみ具22の開閉状態を表示する。開閉状態に
応じて、デバイス28は、ペルチェ素子20の温度を変えるために、したがって
、つかみ具22を開閉させるために、制御することができる。
ビデオカメラは、また、セルフォックレンズが設けられかつ映像獲得システム
に対して接続されたマルチコアファイバに置き換えることができる。
ある変形例においては、リングの開閉は、リング材料を導通する電流によって
制御される。あるいば、リングの開閉は、レーザーによる加熱によって、あるい
は、つかみ具に対して適用される誘導または抵抗によって、制御される。図4に
示すような制御デバイスは、また、この場合にはペルチェ素子に対して作用する
のではなく、レーザーシステムまたは誘導システムに対して、あるいは、リング
上に設置された抵抗を導通する電流またはリング自身を挿通する電流に対して、
作用する制御システム28を使用することもできる。
制御手段を備えたこのタイプの把持デバイスは、有利には、小さな部品が例え
ばある組立ステーションから他のステーションへと搬送されなければならないよ
うな、対象物の製造プロセスの枠内で使用することができる。
これは、特に、内視鏡検査法において使用される、円柱状微小レンズ(GRI
N微小レンズ)の組立の場合である。
内視鏡検査法とは、人体検査のための技術であって、施術者は、例えば胃や肺
や心臓といった体内部分からの情報または像を得ることができる。
この技術の実施のためのデバイスが、図5に概略的に示されている。図におい
て、符号40は、光源を示しており、この光源からの光は、レンズ42によって
、導光路46の入口に焦点合わせされるようになっている。導光路46は、通常
マルチコアファイバ52の周囲に配置されるいくつかの光ファイバ48,50に
対して、接続される。よって、光ビーム54を、対象物が位置した領域56に対
して、あるいは、観測されるべき器官に対して、導くことができる。そこで反射
された放射58は、マルチコアファイバ52の入口60へと入射する。このマル
チコアファイバは、個々のコアからなる堅固なハーネスを備えている。個々のコ
アは、自身に沿って順序だって光を伝達する。マルチコアファイバの出口62に
おいて得られた像は、入口60において形成された像に対応している。像を記憶
するおよび/または解析するおよび/または表示するための手段64,66を、
また、このデバイスに関連させて設けることができる。
例えば、この像処理技術は、A.Katzir氏による、Scientific American,vol.
260(5),p.120-125,1989における“Optical Fibers in Medicine”と題する文
献およびEncyclopedia of Physical Science and Technology,vol.9,p.630-
646,1987における“Optimal Fiber Techniques(Medicine)”と題する文献に開
示されている。
実際には、ファイバ52のようなマルチコアファイバは、微小内視鏡検査に対
する応用に関しては、約700〜10000本のコアを備えることができる。
マルチコアファイバの概念は、マルチファイバの概念とは区別される。マルチ
ファイバとは、個々のファイバどうしが互いに隣接配置されかつ可能であれば端
部において接着されてなるアセンブリまたはハーネスのことである。
マルチコアファイバおよびマルチファイバは、内視鏡検査においては、同等に
使用することができる。
いずれにしても、通常はGRINタイプのものとされたレンズ60(図5参照
)が、人体内に位置している端部において、ファイバの入射面上に設置される。
この場合には、このタイプのレンズは、マルチファイバ上にあるいはマルチコア
ファイバ上に、手作業で組み付けられている。この操作は、レンズにかけを生じ
させる可能性がある。あるいは、レンズ表面上にダストを積もらせる可能性があ
る。したがって、一般的にレンズを操作することができて、一切の手作業による
補助を要することなく、ファイバに対向させてレンズを配置し得る技術を開発す
ることが有効である。
図4に関連して上述したデバイスは、この操作にとって適切であり、例えば貯
蔵領域からファイバに対してのレンズの位置決めが行われる領域にまで、マイク
ロレンズを搬送することができる。これにより、レンズを、ファイバに対して接
着することができる。つかみ具が形状記憶タイプのものであることにより、つか
み具の開放操作は、温度変化によって制御される。この方法であると、操作者と
レンズとの接触を完全に防止することができる。このことは、レンズのかけやレ
ンズ表面上へのダスト堆積というリスクを大幅に低減する。
本発明は、おおよそ環状形状とされたつかみ具(図1〜図3)の場合に関して
説明した。本発明においては、他の形状とされたつかみ具を使用することもでき
る。例えば、つかみ具の2つのアームが形状記憶材料製の「V」字形状をなす単
一部材であるような、つかみ具を使用することもできる。
図6は、形状記憶材料製の他のタイプのつかみ具を示している。このつかみ具
は、取付領域100と、取付領域100上にヒンジ連結されたフレキシブルアー
ム102と、を備えている。領域100は、実際には、堅固な第2アーム104
を形成している。この第2アームに対して、フレキシブルアーム102が移動す
ることができる。両アームの端部が、把持領域106を形成している。このよう
な端部形状は、つかみ具によってつかまれるべき特定の対象物のタイプに合わせ
るて設定することができる。よって、図6においては、固定アーム104は、三
角形横断面形状の凹所108を備えている。この凹所は、アーム102の動きと
協働して、対象物のつかみ上げのために、とりわけ、例えばGRINレンズのよ
うな円柱状対象物のつかみ上げのために、使用することができ、さらに、つかみ
具内における対象物の正確な位置決めのために、特に円柱状対象物の位置袂めの
ために、使用することができる。
図6に示されたデバイスは、微小ペルチェ素子によって制御することができる
。この場合の利点は、上記のものと同じである。
本発明による把持デバイスは、形状記憶材料から形成される。形状記憶合金は
、2つの特性温度範囲に対して2つの固相を有した材料である。相変化は、物理
的性質の変化、また、材料の原子組織の変化を、引き起こす。これにより、巨視
的に大きな変形を生成することができる(NiTiでは、最大8%の伸張)。与
えられた形状は、「教育」プロセスおよび適切な熱処理を使用して、2つの相の
各々に対して「記憶」させることができる。例えば教育プロセスは、J.Perkins
氏他のEngineering Aspect of Shape Memory Alloys,Butterworth Heinemann,
London,1990,pages 195-206における“the Two-Way Shape Memory Effect”と
題する文献に開示されている。これにより、つかみ具の製造によく適した、2方
向性記憶効果デバイスがもたらされる。
一般に、「オーステナイト」という用語は、形状記憶合金の高温固体相を定義
するために使用される。「マルテンサイト」という用語は、低温固体相に対して
使用される。オーステナイト−マルテンサイト転移の特徴的な開始温度および終
了温度は、MsおよびMfで示される。マルテンサイト−オーステナイト転移の特
徴的な開始温度および終了温度ば、AsおよびAfで示される。
選択される合金に関しては、NiTi合金は、生体適合性があるという利点を
有していて、内視鏡検査のための医療応用にとっては、有利である。均等組成(
NiとTiの原子数が互いに等しい組成)に近いNiTi合金は、また、高温に
おいてB2タイプのセンタードキュービック構造(centered cubic structure)
であるという利点がある。この合金は、焼入後には、マルテンサイト相から、単
斜晶系構造あるいは斜方晶系構造あるいは斜方六面体構造へと、転移する。この
合金は、いくつかの連続した転移を行うことができる。転移温度は、組成を変え
ることによって、所望に応じて調整することができる。また、熱処理を変えるこ
とによって、転移の程度を小さくすることができる。よって、Ti過剰の合金は
、高温の転移温度Msを有しており、一方、Ni過剰の合金は、低温の転移温度
Msを有している。合金は、特に沈澱による、分解というリスクを防止するため
に、好ましくは焼入される、あるいは、少なくとも急冷される。場合によっては
、2方向性記憶効果を促進させるために、制御された沈澱が起こされる。これは
、好ましくば、Ni濃度が原子数で50.6%を超えるような合金を使用して、
行われる。つかみ具の製造に際して、合金記憶効果を使用するときには、転移温
度MsおよびAsは、好ましくは、周囲温度よりも高温とされる。
CuZnAlやNiTiCuといった他の形状記憶材料を使用することができ
る。C.M.Wayman氏他によるEngineering Aspect of Shape Memory Alloys,Butte
rworth Heinemann,London,1990における“Introduction to martensite and S
hape Memory”と題する文献に開示された材料も、また、使用可能である。
形状記憶特性を有した部材の形成に際しての従来方法が、図7A〜図7Cに概
略的に示されている。選択された形状記憶材料110(図7A)は、まず最初に
、記憶すべき形状にしたがって成形される(図7B)。よって、リングの場合に
は、選択された材料110は、円筒形へと強制的に成形される。その後、任意の
焼鈍(アニール)操作が行われる。材料を所望形状に固定するために、材料に対
しては、通常約500℃でもって、第2ステップ(図7C)において焼鈍される
だけである。材料は、この結果を得るために、しばしば、形状を強制的に決定し
なければならない。この場合、テンプレートまたは型が使用される。この方法は
、以下の欠点を有している。
−マイクロシステムに対しては、サイズが小さいことのために、成形操作が困難
である。この問題は、例えばマイクロレンズをつかむための、微小つかみ具(把
持部分の相対変位の大きさが1mmよりも小さいようなつかみ具)の製造に際し
て重大である。
−また、小さな試料の焼鈍が、困難な操作であって、時間のかかる操作である。
−また、成形が困難であることまた特に焼鈍操作が困難であるといったいくつか
の理由のために、大量の部材を製造することが困難である。また、各焼鈍操作が
、製造に要する時間のうちの大きな部分を占めるものとなっている。
−最後に、形成可能な形状が限られている。単純な部品しか形成できない。よっ
て、この方法では、図3および図6に図示したようなタイプのつかみ具を、形成
することができない。
これら問題点を解決するため、本発明者らは、形状記憶材料を製造するための
他の方法を提案する。本方法について、図8A〜図8Dを参照して説明する。
第1ステップにおいて、ベース材料120(図8A)が選択される。第2ステ
ップにおいて(図8B)、この材料120が、炉122内で焼鈍される。その後
(図8C)、焼鈍後のストリップから、所望の形状が、直接的に切り抜かれる。
この切抜は、好ましくはごく局所的にしか材料に対して影響を与えないような技
術を使用して行われる。この技術は、レーザーカット技術、あるいは、電気腐食
技術、あるいは、ジェットカット技術とすることができる。これらの方法は、破
壊性が非常に小さい。これにより、所望形状125,127,129(図8D)
が得られる。カット後には、これら形状の痕跡124,126,128が、材料
ボード120に残ることとなる。このプロセスは、以下の利点を有している。
−任意の形状の材料を得ることができる。
−マイクロシステムにおいて、例えばレーザーカットの場合には500μmとい
ったように、厚い形状記憶材料を得るために使用可能な方法は、この方法だけで
ある。
−ただ1回の焼鈍操作でもって、ベース材料から、非常に多数の部材を製造する
ことができる。
−材料品質が、焼鈍品質に依存する。したがって、各部材が個々に焼鈍される場
合には焼鈍が重要な操作であるが、この場合には、ストリップ全体に対して、た
だ1回の焼鈍が行われる。同一の焼鈍操作を経て多数の部材を製造できるという
利点のために、部材どうしの間の物理的性質の再現性が保証される。
本発明によるプロセスは、任意形状の部材を製造するために使用することがで
きる。特に、図3や図6に関連して説明したような形状を得ることができる。
焼鈍後のカットに関しては、電気腐食技術を使用すれば、レーザーカット技術
を使用してカットし得るものよりも、より厚い部材をカットすることができる。
レーザーカット技術は、1mmよりも薄いストリップに対して好適であるが、こ
れよりも厚いストリップに対してはそれほど適してはいない。
材料の特性は、走査型差分熱量分析(differential scanning calorimetry)
を使用して特徴づけることができる。与えられた温度変化ΔTに対して、参照用
試料ホルダに対して供給された熱量と、分析対象をなす材料を包含した試料ホル
ダに対して供給された熱量と、が比較される。試料は、数マイクログラムの程度
の質量を有した小さな試料とされている。実際、これら試料の相転移に関しての
熱の放出および/または吸収が計測される。この技術を使用することにより、転
移温度(Ms,Mf,As,Af)が正確に決定される。
上述のプロセスは、また、高温での形状記憶ステップを設けなくても良いとい
う利点を有している。従来方法においては、形状は、高温での焼鈍時において、
テンプレートを使用して材料が強制的に所定形状とされた状態で、記憶される。
その後、マルテンサイト状態において材料に対して印加された変形にかかわらず
、材料をただ単にマルテンサイト−オーステナイト転移温度を超える温度にまで
加熱することによって、材料を、記憶した状態に復帰させることができることと
なる。本発明による技術の1つの主要な利点は、このような従来的な記憶ステッ
プを設けなくても良いことである。すなわち、焼鈍後に機械加工が行われるため
、機械加工によって形成された形状が、記憶形状をなす。
従来プロセスの後におけるものと同様に、本発明による方法を使用して得られ
た製品は、1方向性記憶効果しか有していない。すなわち、マルテンサイト状態
(温度T<Ms)での変形は、マルテンサイト−オーステナイト転移温度(T>
Af)を超えて加熱されることによって、記憶形状へと復帰することとなる。し
かしながら、Ms以下の温度にまで再度冷却しても、形状が変化することはない
。このタイプの材料は、本発明による取付デバイスの製造に適している。
2方向性での記憶効果のために(つかみ具のために)、冷却後の変形を貯蔵す
るスプリングまたはおもりを、使用することができる。他の技術を、転移時にい
くつかの変形を選択し得る特別の合金微小構造を形成するために、使用すること
ができる。後者の技術は、「教育」技術と称される。第1方法は、内視鏡デバイ
スに対しては、容易に適用することができない。というのは、いくつかの部材を
組み立てるからである。よって、第2方法が好ましい。いくつかの教育方法を適
用することができる。このような方法のうちの1つは、オーステナイト状態にお
ける疑似弾性サイクルである。
以下、図9を参照して、焼鈍後の材料のレーザーカットを行うためのデバイス
について説明する。このデバイスは、不可欠的に、パルスモードで動作するNd
:YAGレーザー130を備えている。「z」共振キャビティは、4つのミラー
M1,M2,M3,M4を備えて構成されている。レーザーによって生成されたビー
ムは、4分の1波長板132と、ビームを拡大するためのテレスコープ133と
、を順に通過する。このデバイスにおいては、15μm直径の光スポットを、カ
ットヘッド134の出口部分において、得ることができる。このシステムには、
また、1μmの程度の解像度でもってデジタル的に制御されるテーブル136が
設けられている。このテーブルは、(典型的には、30〜60mm/分という速
度での)有効なレーザー切抜を行うために使用することができる。この場合、0
.3mmあるいはこれ以下の厚さの材料に対しては、約24μmの直径の光スポ
ットが使用される。切抜に沿って熱の影響を受ける領域の幅は、2〜3μmより
も小さい。10×10mm2という面積上における絶対精度および再現性は、2
μmの程度である。テーブルは、制御手段138およびマイクロコンピュータ1
40によって制御される。また、双眼顕徴鏡142によっても、テーブル136
上におけるビームの焦点位置を制御することができる。
次に、電気腐食によって切抜を行うためのデバイスについて説明する。第1デ
バイスが、図10Aに示されている。このデバイスは、腐食による侵入によって
材料を除去するために使用することができる。所望の形状に対応した形状(この
場合には、製造すべきつかみ具の形状)を有した電極142が、機械加工される
べき部材144(この場合には、形状記憶材料)内に押し込まれる。
電気放電によって材料が局所的に溶融することとなる。これにより、この電極
は、部材内に侵入することができる。すなわち、放電が形成されたときには、ジ
ュール効果によって熱へと変換された電気エネルギーが、十分な熱エネルギーを
解放することとなり、これにより、材料の局所的な蒸発が可能とされる。
第2デバイスが、図10Bに示されている。このデバイスは、ワイヤカットに
関するものである。
材料除去に関する原理は、侵入と全く同じであるけれども、ワイヤカットに対
して電気腐食が使用されている点が相違している。
部材144に対する抜き型をなす電極に代えて、部材は、ワイヤ146(電極
)によってカットされる。電極が摩耗を受けることから、ワイヤは、ワイヤを繰
り出すための手段148,150を使用して、定常的に更新される。
この相違点(ワイヤの搬送および再生)は、電気放電装置のための、わずかに
異なる機械的手段を必要とする。放電特性は、また、ワイヤ放電プロセスのため
の独特のものである。
様々な機械軸(X、Y、U、V)、および、ワイヤ繰出速度、および、ワイヤ
ガイド間の距離は、デジタル的に制御される。
U軸およびV軸は、ワイヤの傾斜を制御するために使用される。これにより、
円筒状ではない部材も切り抜くことができる。このようなテーパ角度のために、
切抜面を調節して機械加工することができ、したがって、非常に複雑な形状の部
材を切り抜くことができる。
純水によるウォータジェットを使用して、あるいは、研磨剤入りの水によるウ
ォータジェットを使用して、3500〜4000barsの程度の圧力で0.0
8〜0.8mmの小直径とされたジェットとされたウォータジェット技術を適用
することもできる。例えば、ジェットの速度は、約600m/sとすることがで
きる。そのため、単位面積あたりのパワー出力が大きく、120kW/mm2の
程度である。これに対して、4kWのジェットのパワーは、約1kW/mm2で
ある。研磨粒子を、ベンチュリ効果を使用して付加することができる。これによ
り、材料の物理化学的構造を熱的に変更することなく、非常に硬くかつ凝縮した
材料であってもカットすることができる。
また、例えばIndustrie et Technique,No.780,March 1997,pages 9-10に
開示されているような、レーザーとウォータジェットとの組合せ技術を使用する
こともできる。
この技術は、形状記憶材料のカットに適している。好ましいことに、使用され
るプロセスは、材料の材料の微視的構造を乱さない。少なくとも、切抜領域また
は切抜ラインから数μm(例えば、5μmまたは10μm)を超えては、材料の
材料の微視的構造を乱さない。材料構造をチェックするための1つの手段は、電
子顕微鏡を使用することである。電子顕微鏡は、約1μmのスケールでもって観
測を行うために使用することができ、材料が乱されているか否かを決定すること
ができる。構成例
つかみ具の一構成例が、NiTiCu合金から形成された。Cuが存在してい
ることにより、履歴が低温側に移行し、熱サイクル時の安定性が改良されること
となる。Niの沈澱は、この合金においては起こらない。この合金は、約300
μmの厚さのストリップの形態とされている。
合金は、まず最初に、制御されたアルゴン雰囲気とされた炉内において、45
0℃の温度で10分間焼鈍された。そして、20°の水で焼き入れされた。焼入
後において、合金は、マルテンサイト状態にある。差分熱量法によって測定され
た転移温度は、次のようなものである。
Ms=47℃、Mf=31℃、As=51℃、Af=70℃。
NiTiCuシートをレーザー機械加工によって切り抜くことにより、所望形
状を有したつかみ具、例えば図1に示すようなリング状のつかみ具、が得られた
。切抜形状が、記憶形状をなす。その後、つかみ具を、例えばリング内に挿入し
た、円錐形針を使用して、変形させることができる。リングの直径増加は、変形
度合いが1〜5%の程度であるようなものとされている。合金の不可逆的変形を
避けるため、好ましくは、変形は、8%を超えるべきでばない。ペルチェ効果素
子を使用して合金が加熱されたときにば、マルテンサイト−オーステナイト転移
が起こり、合金は、変形前の原形状へと復帰する。言い換えれば、レーザーカッ
ト後の形状(記憶形状)へと復帰する。リング内に対象物が挿入されている場合
には、形状記憶効果は、つかみリングが対象物に対して当接するところまで、部
分的にだけ起こる。その場合、リングは、オーステナイト−マルテンサイト転移
時の材料の変形状況に依存した力を生成する。原理的には、冷却しても、リング
が開くことはない。よって、レンズは、つかみ具内に拘束されたままである。2
方向性記憶効果がリングに対して適用されている場合には、リングは、開くこと
となる。この2方向性効果における1つの方向は、材料に教育することができる
。これは、温度Asを超える温度でリングの開閉を繰り返すことにより、例えば
約10回繰り返すことにより、行うことができる。これにより、冷却時に、リン
グが自発的に開くこととなる。
他のタイプのつかみ具あるいは取付デバイスが、図11に示されている。これ
までの図面で例示したデバイスは、本質的に単一平面内で動作する把持部材であ
る。図11以降の図面で例示するデバイスは、各把持部材が平面内で移動できる
ものであるような、複数の把持部材を備えている。例えば、図11のデバイスは
、3つの把持部材162,164,166を備えている。これら把持部材の各々
は、2π/3の角度で位置する平面P1,P2,P3内でそれぞれ動作する。アセ
ンブリは、形状記憶材料製であって、単一部材とされている。支持体160が、
3つのフィンガー162,164,166を支持している。3つのフィンガーの
各々には、2つのグルーブまたは環状ネック162−1、162−2、164−
1、164−2、166−1、166−2が形成されている。これらグルーブは
、対応平面内における各フィンガーの傾斜や曲がりを容易なものとする。
ベース160内には、穴または開口168を形成することができる。この穴ま
たは開口は、光ビームの通過を可能とする、あるいは、センサや、把持デバイス
または取付デバイスの開閉制御手段の配置を可能とする。開閉制御手段は、上述
と同様に、ペルチェ素子や、レーザーや、電流の導通(形状記憶材料内を直接導
通しても良いし、あるいは、把持デバイスまたは取付デバイス上に取り付けられ
たまたは接着された1つまたは複数の抵抗内を導通しても良い)とすることがで
きる。さらに、このタイプのデバイスは、図4を参照して上述したタイプの制御
デバイスと協働して、使用することもできる。
図11に示すつかみ具のベース160の直径は、数ミリメートル(例えば2m
m)の程度とすることができ、あるいは、1mmまたはそれ以下(例えば500
μm)の程度とすることがてきる。グルーブ162−1の領域における各把持部
材の厚さl2は、例えば10μm〜100μmとすることができる。
このタイプのデバイスは、複数ステップにわたる電気腐食技術を使用して、機
械加工することができる。この技術は、既に説明した。例えば、形状記憶材料製
のバーを出発材料として、このバーを所望長さにカットし、連続した複数ステッ
プにおいて材料除去を行い、複数のフィンガーまたは把持部材162,164,
166を形成する。その後、グルーブ162−1,…,166−2が形成される
。
2つのグルーブ162−1,162−2が存在していることは、各フインガー
が2つの位置でもって曲げられることができるまたは折り曲げられることができ
ることを意味している。また、3つまたはそれ以上のグルーブを形成することも
でき、あるいは、ただ1つだけのグルーブを形成することもできる。あるいは、
グルーブを一切形成しなくても良い。これらは、要求されるフレキシブルさの程
度に応じて選択される。
図12Aおよび図12Bは、他の実施形態を示している。この例は、形状記憶
材料製のつかみ具であって、単一平面内に形成された3つのフィンガー182,
184,186を備えているつかみ具を示している。例えばレーザーカットデバ
イスのようなカットデバイスを使用して、3つのフィンガー182,184,1
86と、支持体として機能する領域180と、を形成することができる。図12
Aに示すように、凹所182−1,182−2,…,186−2,187を形成
することができる。領域188,190は、電力供給デバイスに対しての電気的
コンタクトを形成するために使用されている。各フィンガーを導通する電流は、
ジュール効果によってフィンガーを加熱する。その結果、形状記憶材料製の各部
材182,184,186が適切に曲げられることとなる。開口182−1,1
82−2,…,186−2,187は、電流の導通を制限する。しかしながら、
デバイスは、また、これら開口なしでも動作することができる。さらに、開口が
形成されている場合には、各把持フィンガーの各側部厚さe1,e2は、互いに同
じとすることも、異なるものとすることもできる。異なる厚さとした場合には、
電流導通時の把持部材の左右の部分で、互いに異なる転移が起こることとなる。
また、加熱は、例えばレーザーや誘導やペルチェ素子といった、他の方法で適用
することができる。
つかみ具を平面の形態で形成した後に、このつかみ具を、例えば直径がdとさ
れたチューブまたは円柱192(図12B)の周囲に巻きつけることができる。
この場合には、平面形態をなす初期形状における長さL1(図12A)がL1<π
dであるように選択されている。各フィンガー182,184,186は、それ
ぞれ、平面内で曲がることができる。図12Bに示す実施形態においては、3つ
の曲げ平面P1’,P2’,P3’の各々の他の平面に対してなす角度は、2π/
3である。このタイプのシステムは、有利には、内視鏡またはカテーテルに対し
て使用することができる。
このような把持デバイスまたは取付デバイスは、対象物取扱いプロセスの実施
形態において使用することができる。
医療分野においては、本発明による形状記憶材料製つかみ具は、インプラント
(例えば、整形外科や心臓や神経外科におけるインプラント、あるいは、人体の
他の部分に関するインプラント)を固定するために、あるいは、(コイルやステ
ント等といった)本体部分の特定箇所においてインプラントを解放するために、
あるいは、外科用微小器具(ハサミ、従来のクリップ、あるいは、異物ピンセッ
ト、生検ピンセット)の製造のために、使用することができる。また、収付デバ
イスは、外科用のステープル(縫い合わせのためのステープル)あるいはクリッ
プ(すなわち止血用クリップ)を製造するために使用することができる。例えば
、クリップは、動脈を挟むことによって、動脈内の血液流を止めるために使用す
ることができる。
つかみ具は、再現性良く製造できるものであって、非常に小さいものである(
0.5mmや0.7mmよりも小さい)。したがって、医療用器具または外科用
器具は、同じ特性でもって製造することができる。特に、サイズに関して、同じ
特性でもって製造することができる。このことは、従来の(マイクロヒンジを使
用した)微小機械技術では得ることができない。
医療分野における応用の第1例が、図13A〜図13Cに示されている。図1
3Aにおいては、上述した本発明による形状記憶性つかみ具と同じタイプのつか
み具202が、カテーテル200内に挿入されている。微小つかみ具202は、
スプリング204をつかんで保持することができる。例えば、アセンブリは、動
脈内において、保持することができる。微小つかみ具202は、金属製ガイド2
03に対して固定されている。
システムが所定位置に保持され、スプリング204が動脈内の所望位置に配置
された後に、微小つかみ具202を開放することによって、スプリングが解放さ
れる。
図14は、他の応用としての、生検ピンセットに対しての応用を示している。
この生検ピンセットは、組織を分析するために、組織のサンプルを採取するため
に使用される。このようなピンセットは、チューブ207の一端において移動す
る2つの部材(あるいは、吸盤)206を備えて構成されている。本発明におい
ては、形状記憶性把持デバイスを使用して形成されたピンセットを、使用するこ
とができる。よって、小さな生検ピンセットを形成することができる。
図15は、医療分野における、本発明の他の応用を示している。本発明による
微小つかみ具212は、拡張器またはステント214(あるいは、図13A、1
3B、13Cにおけるコイル)を、例えば動脈内や尿道内における、所望位置へ
と搬送するために使用される。拡張器214は、動脈ダクトまたは尿道ダクトの
璧210の収縮に対抗するような機械力を、もたらす。拡張器が所定位置に配置
され終わると、つかみ具212が開放するように駆動されて、挿入されているダ
クトから引き抜かれる。例えば、この技術は、アテロームプレート(atherosis
plate)によって収縮した動脈の拡張後に使用することができる。このように、
本発明による微小つかみ具は、非常に小さなステントを形成することができる。
上記の例においては、つかみ具は、(例えば光ファイバという手段を介しての
)レーザー加熱によって、あるいは、電流の導通によって、制御することができ
る。
本発明によるデバイスの他の応用例は、例えば電気的なまたは光学的な連結法
またはコネクタといったような、連結法またはコネクタに関連する。コネクタに
関する例が、図16に示されている。コネクタは、オス部材216を備えている
。このオス部材は、例えば、光ファイバとすることができ、あるいは、電気コネ
クタの金属製オス部材とすることができる。メス部材218は、実際に上記のよ
うな本発明による把持デバイスまたは取付デバイスの把持部材からなる、2つの
リップ220,222を備えている。メス部材は、既述の手段のいずれかによっ
て、開閉が制御される。オス部材216は、メス部材218内に挿入される。そ
して、把持部材220,22が互いに閉塞する向きに駆動され、これにより、オ
ス部材とメス部材との間のコンタクトを維持する。メス部材をなす把持デバイス
または取付デバイスは、それ自身が、他の金属製部材または光学部材に対して速
結されることができる。The present invention relates to a gripping device made of a shape memory material and a method of manufacturing the same. Technical field to which the invention belongs The present invention relates to the field of jaws and / or mounting devices for small objects, such as tens of microns to several millimeters. The invention also relates to foreign object tweezers, biopsy tweezers and surgical micro-scissors. The present invention also relates to a method of manufacturing a shape memory material and a device using the shape memory material, and more particularly to a technical field of a gripper using the shape memory material. The invention can be applied in the field of endoscope manufacturing, in particular for gripping and / or manipulating lenses and / or microlenses and / or multi-core fibers. The present invention can also be applied to the following fields. -Gripping of general microsystems. In other words, gripping an object smaller than 1 millimeter. -Assembly of small optical components (optical components smaller than a few millimeters). For example, selfoc lenses for automatic assembly of flexible micro endoscopes. -Manufacture of active invasive microsurgical tools. For example, manufacture of biopsy forceps, foreign object forceps, or fine scissors. Manipulation of living tissue, or manipulation of tissue to be held in place in a biological medium. Such manipulations are required, for example, in studying the biomechanical behavior of microarteries. Conventional technology A gripper formed from a shape memory material is described in Progress in Shape memory Alloys, S. E. by K. Escher et al. It is known in the literature entitled "Robots grippers: An application of two way shape memory" in Oucken Editor, DGM Informationsgesellschaft Verlag, 1992, pages 301-316. Devices of this type have also been disclosed in the article entitled “Design of Shape Memory Alloy with High Strain and Variable Structure Control” by D. Grant in the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1995, pages 2305-2312. I have. Finally, another gripper is IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Cincinatti, 1990, pages 2156-2161, in a document entitled "Microminiature Shape Memory Alloy Actuator". All of these references disclose grippers of rather complex shapes. For this reason, the manufacturing technique is expensive and difficult to implement. In particular, the device disclosed in the document by D. Grant is an example of a gripper that uses a wire made of shape memory material as an actuator. The device disclosed in the document by K. Ikuta uses a return spring made of a shape memory material, and both arms of the gripper are of a conventional material. In those devices where the "drive" is made of a shape memory material, the problem of reduced friction at the hinge occurs. This is an important issue in the case of a micro-grab, due to the small size of the components. Moreover, these devices are difficult to assemble. A document by K. Escher describes a gripper in which only one of the drive members is made of a shape memory material, or two arms in the form of a bent wire mounted on a support. A grip is disclosed that is made of a material. This type of device is very difficult to implement in industrial applications. This is because the accuracy is very poor. In addition, systems of this type are difficult to miniaturize because they are difficult to assemble. Therefore, there is a need for a novel gripping or mounting device that is particularly simpler to construct and easier to assemble than known devices that are configured to grip small objects. Another challenge is to develop a gripping device and / or an attachment device that can overcome the friction problem. Summary of the Invention The object of the present invention is a gripping or mounting device that is much simpler in construction than known devices, without the problem of friction. More specifically, an object of the present invention is a gripping or mounting device, comprising first and second gripping members movable relative to each other, wherein the first and second gripping members are: A gripping or mounting device formed from a one-piece shape memory material. Since the first and second gripping members are formed entirely of a one-piece shape memory material, there is no friction problem. Furthermore, the structure formed is simple. In order to form a gripping device suitable for small objects, the magnitude of the relative movement of the first and second gripping members is not more than a few millimeters (eg 10 mm) or not more than 1 mm Or not more than 500 μm, or not more than 100 μm. Preferably, the gripping device is obtained by cutting (or cutting out) a shape memory material in the form of a planar strip, the relative movement taking place in that plane. Also, a geometry suitable for good distribution of heat energy, ie a geometry suitable for good heat transfer, can be provided. Therefore, for example, a rib can be attached to the first and second gripping members. The device may also include operating means, mounting means or positioning means for setting the first and second gripping members. In this case, the first and second gripping members, together with these means, can form an integrated block assembly of the same shape memory material. Also in this case, a geometric structure (rib, projection, hole, etc.) suitable for efficient heat transfer can be added. Also, a geometric shape can be used, or can be cut into a special shape that functions as a visual reference symbol for a special configuration. The operating means can be connected to a temperature control means for controlling the temperatures of the first and second gripping members of the gripping device. The opening and closing of the device can be controlled by this temperature control means. For example, the temperature control means may be of the Peltier effect type, or may be of Joule effect (current) heating, induction heating or racer heating. The present invention also provides a gripping device as described above, means for controlling temperature control means for the first and second gripping members, and visualization of the relative positions of the first and second gripping members of the gripping device. And a means for dynamically checking. Another object of the invention is a gripping or mounting device, comprising at least three gripping members, each of which is capable of bending movement in a respective plane, wherein all gripping members have a shape memory. A gripping or mounting device formed as an integral block of material. A support member for supporting the plurality of grip members can be provided. For example, the shape of each gripping member can be like a finger. One or more bending recesses (recesses to facilitate bending) can be formed in such fingers. In another aspect, the device is obtained by cutting a shape memory material in the form of a planar strip and then shaping the planar shape into a desired shape, for example, by wrapping around a cylinder or cylinder. ,can get. Temperature control means for controlling the temperature can be provided. Such temperature control means can be, for example, means for inducing a current in the Peltier effect element, laser, shape memory material, or means for conducting a current in the shape memory material. The invention also relates to a handling device comprising a gripping device as described above, a means for controlling the temperature control means, and a means for visually checking the relative positions of the plurality of gripping members. It is. Known processes for preparing shape memory materials are unsuitable for manufacturing microsystems. In addition, thin film fabrication processes cannot form layers thicker than 100 μm. In addition, all known processes include the operation of annealing a small sample. This operation is difficult, expensive, and can take a long time. Furthermore, it is difficult to manufacture a large number of members, and the shapes that can be formed are limited. In order to solve these problems, the present invention also proposes a method of manufacturing a shape memory material member, which is particularly suitable for manufacturing the gripping device of the present invention. Accordingly, an object of the present invention is a method for preparing a member formed from a shape memory material, comprising: a) annealing a substrate made of a shape memory material, and then b) cutting the member from the substrate. It is. This method can be used to produce any part shape. Furthermore, a very large number of components can be produced for a single annealing operation. Therefore, the method can guarantee excellent reproducibility (transition temperature, displacement rate, etc.) with respect to the properties of the materials used for each component to be manufactured. Finally, with respect to microsystems, the present invention is the only method that can be used to produce thick shape memory objects, especially those thicker than 100 μm. The cutting step can be performed by laser, galvanic corrosion, water jet, or by a combination of laser and water jet, or any other method that does not disturb the microstructure of the substrate material obtained after annealing. Depending on the method, this can be done. For example, such cutting is performed without disturbing the microscopic structure of a portion of the base material that is separated from the cut portion by 5 μm to 10 μm or more. Another object of the invention is a method for handling an object, wherein the device according to the invention is used for grasping and further transporting the object. For example, the object can be a lens or a micro lens. This method is particularly effective when forming an assembly composed of a multi-core fiber and a lens (or an assembly composed of a multi-fiber and a lens). The assembly then moves and positions the lens to a position opposite one end of the fiber according to the handling method according to the invention, and then mounts the lens on the end of the fiber, for example by gluing. According to this method, the lens does not come into contact with the operator's hand at all, the lens does not stick, and no dust adheres to the surface. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The features and advantages of the present invention will become apparent from reading the following description. The following description, with reference to the accompanying drawings, is for illustrative purposes only and does not limit the invention. 1 to 3B show a gripper according to the invention in the form of a ring. FIG. 4 shows a device for controlling the jaws. FIG. 5 is a diagram schematically showing an endoscope. FIG. 6 is a diagram showing another example of the gripper. 7A to 7C show various steps in a manufacturing method according to the prior art. 8A to 8D are views showing each step in the manufacturing method according to the present invention. FIG. 9 shows a laser cut device. -Figures 10A and 10B show a mechanical processing device by electrical corrosion. 11 to 12B show another type of gripper according to the invention, provided with a plurality of gripping members. 13A to 13C show the application of the gripper according to the invention to a spring system which can be used for arterial obstruction. FIG. 14 shows the application of the present invention to biopsy forceps. FIG. 15 shows the application of the invention to an extender. FIG. 16 shows the production of a coupling device according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION Hereinafter, a first example of the gripper according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the gripper is composed of a single member formed from a shape memory material. The gripper is in the form of an open ring 2 having a first arm 4 and a second arm 6. This shape has the advantage that the stress is evenly distributed within the ring, and can also capture objects with a large diameter tolerance (+/− 50 μm for a 250 μm diameter lens). It has the advantage that. The radius R of the ring depends on the temperature range in which the jaws are located. Therefore, the temperature T Two In, the gripper is open so that an object can be inserted and gripped. Temperature T 1 In, the gripper closes on the object. Thereby, the attachment function and the gripping function are exhibited according to the situation. For example, the material used can be a NiTi shape memory alloy. This alloy is characterized by having biocompatibility. FIG. 2 is a perspective view showing the ring of FIG. 1 mounted on an operating support or mounting support 8. Typically, the thickness e of the arm of the ring can be, for example, between 70 and 80 μm or between 45 and 50 μm. The diameter D of the ring can be, for example, 3 mm or less, and the ring was made with a diameter of 200 μm. The dimensions of the support may be, for example, 50 μm ≦ h ≦ 500 μm, 500 μm ≦ L ≦ 1 mm, and 100 μm ≦ l ≦ 1 mm. Therefore, in one configuration example, L = 500 μm, h = 180 μm, 250 μm ≦ D ≦ 300 μm, and e = 70 μm. In other configuration examples, these dimensions can have the same value except that e is about 50 μm. The theoretical average grip force of this type of device is on the order of 0.2N. Preferably, the support 8 itself is formed from the same material as the shape memory material used for forming the jaws 2. Another configuration example of the gripper installed on the mounting and operating means is shown in FIG. 3A. The attachment means comprises a first part 12, designated by the reference numeral 10 and having a generally parallelepiped shape, and a second part 14 extending from the first part 12 and decreasing in size towards the ring 2. Have. A hole or opening 16 formed in the second portion 14 reduces the stress buildup due to the ring fit. Furthermore, the holes improve the flexibility of the configuration consisting of the two arms 4,6. As shown in FIG. 3A, the mounting means can be coupled to the ring temperature control means. In FIG. 3A, the temperature control means includes a copper pin 18 and a Peltier element or micro member 20 in this order. For example, the size of the Peltier element or the micro member 20 can be 7 mm × 5 mm. The use of Peltier effect micromodules is particularly advantageous for several reasons. First, a micromodule of this type can heat or cool the shape memory material, and thus can open or close the ring or jaws as needed. Further, the Peltier effect element can obtain a wide temperature range. Typically, it can cover a range of -100 ° C to + 200 ° C, which is suitable for use with many shape memory materials. Finally, from a control point of view, this type of device forms a primary system, forms a simple system, and also forms a very robust system. Another simple jaw structure based on the same principle is shown in FIG. 3B. As in FIG. 1, the gripper is in the form of an open ring 2 and comprises a first arm 4 and a second arm 6. The assembly is formed from a shape memory material and is an integral member. The grip shown in FIG. 3B further includes two tabs 15 and 17. The area located between the ring and the tabs 15, 17 is narrow. In this region, a larger heating effect (Joule effect) due to electric current can be obtained. Therefore, when current i flows, region 7 has a higher temperature. Conventionally used "bonding" techniques for microchip connection can be used to form an electrical interface to the control circuit. In that case, for example, contact regions are arranged at the ends of the tabs 15 and 17. This control technique can be used to check the ring or grip when the ring or grip opens or closes. In another embodiment, the temperature of the ring, for example in the configuration of FIG. 2, can be controlled by heating the support 8, for example using a laser beam. In other embodiments, induction heating can be provided. Alternatively, the resistor can be mounted directly on the ring or on a support supporting the ring, such as the support 8 in FIG. In the case of installing a resistor, the temperature of the resistor rises based on the Joule effect due to the current flowing through the resistor. Some of the heat thus generated is transferred to the ring or the support. FIG. 4 schematically shows a device for controlling a jaw according to the invention. The gripper is indicated at 22 and may be the gripper described above with reference to FIGS. 1-3A. The Peltier element 20 is in contact with this grip. The Peltier device 20 is supported by a positioning arm 26 for performing various movements such as displacements along three-dimensional axes X, Y, and Z. The arm moves the gripping tool 22 to a contact position with respect to an object 24 to be gripped and moved. The control device 28 can be used to control the opening and closing of the Peltier element (and therefore of the gripper) under the control of the temperature measurement of the Peltier element. The video camera 30 is connected to the video acquisition device 32 and displays the open / closed state of the grip 22 on a screen 36. Depending on the open / closed state, the device 28 can be controlled to change the temperature of the Peltier element 20 and thus to open and close the jaws 22. The video camera can also be replaced with a multi-core fiber provided with a Selfoc lens and connected to an image acquisition system. In one variation, the opening and closing of the ring is controlled by a current flowing through the ring material. In some cases, the opening and closing of the ring is controlled by laser heating or by induction or resistance applied to the jaws. The control device as shown in FIG. 4 also does not act on the Peltier element in this case, but on a laser or guidance system, or on a current or a current flowing through a resistor installed on the ring. A control system 28 that operates on the current passing through the ring itself can also be used. A gripping device of this type with control means is advantageously used in the context of the manufacturing process of an object, where small parts have to be transported, for example, from one assembly station to another. it can. This is especially the case for the assembly of cylindrical microlenses (GRIN microlenses) used in endoscopy. Endoscopy is a technique for human body examinations, wherein a practitioner can obtain information or images from internal parts such as the stomach, lungs, and heart. A device for implementing this technique is schematically illustrated in FIG. In the figure, reference numeral 40 indicates a light source, and light from the light source is focused by a lens 42 on an entrance of a light guide path 46. The light guide 46 is connected to several optical fibers 48 and 50 which are usually arranged around the multi-core fiber 52. Thus, the light beam 54 can be directed to the region 56 where the object is located or to the organ to be observed. The radiation 58 reflected therefrom enters the entrance 60 of the multi-core fiber 52. This multi-core fiber has a solid harness composed of individual cores. Individual cores transmit light in order along themselves. The image obtained at the outlet 62 of the multi-core fiber corresponds to the image formed at the inlet 60. Means 64, 66 for storing and / or analyzing and / or displaying images can also be provided in connection with the device. For example, this image processing technique is described in A. Katzir, Scientific American, vol. 260 (5), p. 120-125, 1989, entitled “Optical Fibers in Medicine” and Encyclopedia of Physical Science and Technology, vol. 9, p. 630-646, 1987, in a document entitled "Optimal Fiber Techniques (Medicine)". In practice, a multi-core fiber, such as fiber 52, may have about 700-10000 cores for microscopy applications. The concept of multi-core fiber is distinguished from the concept of multi-fiber. Multi-fiber is an assembly or harness in which individual fibers are placed adjacent to one another and possibly bonded at the ends. Multi-core fibers and multi-fibers can be used equally in endoscopy. In any case, a lens 60, typically of the GRIN type (see FIG. 5), is placed on the fiber entrance surface at the end located inside the human body. In this case, this type of lens is manually assembled on a multi-fiber or on a multi-core fiber. This operation can cause the lens to shrink. Alternatively, dust can accumulate on the lens surface. Therefore, it is effective to develop a technique that can operate the lens and can arrange the lens in opposition to the fiber without any manual assistance. The device described above in connection with FIG. 4 is suitable for this operation and can transport microlenses, for example, from the storage area to the area where positioning of the lens with respect to the fiber takes place. Thereby, the lens can be bonded to the fiber. Since the grip is of a shape memory type, the opening operation of the grip is controlled by a temperature change. According to this method, the contact between the operator and the lens can be completely prevented. This greatly reduces the risk of lensing and dust accumulation on the lens surface. The present invention has been described with reference to the case of a gripper (FIGS. 1-3) having a generally annular shape. In the present invention, a gripper having another shape can be used. For example, a gripper may be used in which the two arms of the gripper are a single "V" shaped member made of a shape memory material. FIG. 6 shows another type of gripper made of a shape memory material. The grip has a mounting area 100 and a flexible arm 102 hinged on the mounting area 100. Region 100 actually forms a rigid second arm 104. The flexible arm 102 can move with respect to the second arm. The ends of both arms form a gripping area 106. Such end shapes can be tailored to the particular type of object to be grasped by the jaws. Thus, in FIG. 6, the fixed arm 104 has a recess 108 having a triangular cross section. This recess can be used in conjunction with the movement of the arm 102 for picking up an object, in particular for picking up a cylindrical object such as, for example, a GRIN lens. It can be used for precise positioning of the object in the gripper, in particular for breaking the position of a cylindrical object. The device shown in FIG. 6 can be controlled by a micro Peltier element. The advantages in this case are the same as those described above. The gripping device according to the invention is formed from a shape memory material. Shape memory alloys are materials that have two solid phases for two characteristic temperature ranges. A phase change causes a change in physical properties, as well as a change in the atomic organization of the material. As a result, macroscopically large deformation can be generated (in NiTi, the maximum elongation is 8%). A given shape can be "remembered" for each of the two phases using an "education" process and appropriate heat treatment. For example, the teaching process is disclosed in the article entitled "The Two-Way Shape Memory Effect" in J. Perkins et al., Engineering Aspect of Shape Memory Alloys, Butterworth Heinemann, London, 1990, pages 195-206. This results in a two-way memory effect device that is well suited for the manufacture of jaws. Generally, the term "austenite" is used to define the high temperature solid phase of a shape memory alloy. The term "martensite" is used for the low temperature solid phase. The characteristic onset and end temperatures of the austenite-martensite transition are M s And M f Indicated by If the characteristic onset and end temperatures of the martensite-austenite transition are: s And A f Indicated by Regarding the alloy of choice, the NiTi alloy has the advantage of being biocompatible, which is advantageous for medical applications for endoscopy. A NiTi alloy having a uniform composition (a composition in which the number of atoms of Ni and Ti is equal to each other) also causes B Two It has the advantage of being a type of centered cubic structure. After quenching, the alloy transforms from the martensite phase to a monoclinic, orthorhombic, or rhombohedral structure. This alloy can undergo several successive transitions. The transition temperature can be adjusted as desired by changing the composition. In addition, the degree of the transition can be reduced by changing the heat treatment. Therefore, the alloy with excessive Ti has a high transition temperature M s While the Ni-rich alloy has a lower transition temperature M s have. The alloy is preferably quenched or at least quenched to prevent the risk of decomposition, especially due to precipitation. In some cases, controlled precipitation occurs to promote the bidirectional memory effect. This is preferably done using an alloy whose Ni concentration exceeds 50.6% by atom. When the alloy memory effect is used in the manufacture of the gripper, the transition temperature M s And A s Is preferably higher than the ambient temperature. Other shape memory materials such as CuZnAl and NiTiCu can be used. Materials disclosed in the article entitled "Introduction to Martensite and Shape Memory" by CMWayman et al. In Engineering Aspect of Shape Memory Alloys, Butterworth Heinemann, London, 1990, can also be used. A conventional method for forming a member having shape memory characteristics is schematically illustrated in FIGS. 7A to 7C. The selected shape memory material 110 (FIG. 7A) is first shaped according to the shape to be stored (FIG. 7B). Thus, in the case of a ring, the selected material 110 is forced into a cylindrical shape. After that, an optional annealing operation is performed. The material is only annealed in a second step (FIG. 7C), usually at about 500 ° C., to fix the material in the desired shape. The material must often be forced to determine its shape to achieve this result. In this case, a template or type is used. This method has the following disadvantages. Molding operations are difficult for microsystems due to their small size. This problem is significant in the manufacture of a micro-grip (a grip having a relative displacement of the grip portion of less than 1 mm), for example, for gripping a microlens. -Annealing a small sample is also a difficult and time-consuming operation. -It is also difficult to produce large quantities of parts for several reasons, such as difficulty in forming and especially in the annealing operation. Also, each annealing operation accounts for a large part of the time required for manufacturing. Finally, the shapes that can be formed are limited. Only simple parts can be formed. Therefore, this method cannot form a gripper of the type shown in FIGS. 3 and 6. In order to solve these problems, the present inventors propose another method for manufacturing a shape memory material. This method will be described with reference to FIGS. 8A to 8D. In a first step, a base material 120 (FIG. 8A) is selected. In a second step (FIG. 8B), the material 120 is annealed in the furnace 122. Thereafter (FIG. 8C), the desired shape is cut directly from the annealed strip. This cutting is preferably performed using a technique that only very locally affects the material. This technique can be a laser cut technique, an electrical corrosion technique, or a jet cut technique. These methods are very destructive. Thereby, desired shapes 125, 127, and 129 (FIG. 8D) are obtained. After the cutting, traces 124, 126, and 128 of these shapes will remain on the material board 120. This process has the following advantages: A material of any shape can be obtained; This is the only method that can be used to obtain thick shape memory materials in a microsystem, for example 500 μm in the case of laser cutting. A very large number of parts can be produced from the base material in a single annealing operation. The material quality depends on the annealing quality; Therefore, if each member is individually annealed, annealing is an important operation, but in this case, only one annealing is performed on the entire strip. Due to the advantage that a large number of parts can be produced via the same annealing operation, the reproducibility of the physical properties between the parts is guaranteed. The process according to the invention can be used to produce parts of any shape. In particular, the shape as described with reference to FIGS. 3 and 6 can be obtained. Regarding the cut after annealing, if an electrolytic corrosion technique is used, a thicker member can be cut than one that can be cut using a laser cut technique. The laser cutting technique is suitable for strips thinner than 1 mm, but not so well for thicker strips. The properties of the material can be characterized using differential scanning calorimetry. For a given temperature change ΔT, the amount of heat supplied to the reference sample holder and the amount of heat supplied to the sample holder containing the material to be analyzed are compared. The sample is a small sample having a mass on the order of several micrograms. In fact, the release and / or absorption of heat with respect to the phase transition of these samples is measured. By using this technique, the transition temperature (M s , M f , A s , A f ) Is determined exactly. The above-described process also has the advantage of not having to provide a shape memory step at high temperatures. In the conventional method, the shape is stored in a state where the material is forcibly formed into a predetermined shape using a template during annealing at a high temperature. The material can then be returned to its memorized state by simply heating the material to a temperature above the martensite-austenite transition temperature, regardless of the deformation applied to the material in the martensitic state. Becomes One major advantage of the technique according to the invention is that such a conventional storage step can be dispensed with. That is, since the mechanical processing is performed after the annealing, the shape formed by the mechanical processing forms the memory shape. As after the conventional process, the product obtained using the method according to the invention has only a one-way memory effect. That is, the martensite state (temperature T <M s ) Is the martensite-austenite transition temperature (T> A). f ), The material returns to the memorized shape. However, M s The shape does not change even when cooled again to the following temperature. This type of material is suitable for producing a mounting device according to the invention. For a two-way memory effect (for the jaws), a spring or weight that stores the deformation after cooling can be used. Other techniques can be used to form special alloy microstructures that can select some deformation during the transition. The latter technique is called "education" technique. The first method cannot be easily applied to an endoscope device. This is because several members are assembled. Therefore, the second method is preferable. Several teaching methods can be applied. One such method is a pseudoelastic cycle in the austenitic state. Hereinafter, a device for laser cutting the material after annealing will be described with reference to FIG. This device essentially comprises a Nd: YAG laser 130 operating in pulse mode. The "z" resonant cavity has four mirrors M 1 , M Two , M Three , M Four It is provided with. The beam generated by the laser sequentially passes through a quarter wave plate 132 and a telescope 133 for expanding the beam. In this device, a 15 μm diameter light spot can be obtained at the exit of the cut head 134. The system also includes a table 136 that is digitally controlled with a resolution on the order of 1 μm. This table can be used to perform efficient laser cutting (typically at a speed of 30-60 mm / min). In this case, 0. For materials with a thickness of 3 mm or less, a light spot with a diameter of about 24 μm is used. The width of the heat affected area along the cutout is less than 2-3 μm. 10 × 10mm Two Absolute accuracy and reproducibility on the area of about 2 μm. The table is controlled by the control means 138 and the microcomputer 140. The focal position of the beam on the table 136 can also be controlled by the binocular microscope 142. Next, a device for cutting out by electric corrosion will be described. The first device is shown in FIG. 10A. This device can be used to remove material by corrosion intrusion. An electrode 142 having a shape corresponding to the desired shape (in this case, the shape of the gripper to be manufactured) is pressed into a member 144 to be machined (in this case, a shape memory material). The material is locally melted by the electric discharge. This allows the electrode to penetrate into the member. That is, when a discharge is formed, the electrical energy converted to heat by the Joule effect releases sufficient thermal energy, thereby allowing local evaporation of the material. A second device is shown in FIG. 10B. This device is for wire cutting. The principles for material removal are exactly the same as for intrusion, except that galvanic corrosion is used for wire cutting. Instead of an electrode forming a die for the member 144, the member is cut by a wire 146 (electrode). As the electrodes are subject to wear, the wire is constantly updated using the means 148, 150 for paying out the wire. This difference (wire transport and regeneration) requires slightly different mechanical means for the electric discharge device. Discharge characteristics are also unique for wire discharge processes. The various machine axes (X, Y, U, V) and the wire unwind speed and the distance between the wire guides are digitally controlled. The U and V axes are used to control the tilt of the wire. Thereby, a non-cylindrical member can also be cut out. Due to such a taper angle, the cut-out surface can be adjusted and machined, so that a member with a very complicated shape can be cut out. Using a water jet made of pure water or a water jet made of water containing an abrasive, a jet having a small diameter of 0.08 to 0.8 mm at a pressure of about 3500 to 4000 bar is obtained. Water jet technology can also be applied. For example, the jet speed can be about 600 m / s. Therefore, the power output per unit area is large, and 120 kW / mm Two Of the degree. In contrast, the power of a 4 kW jet is about 1 kW / mm Two It is. Abrasive particles can be added using the Venturi effect. As a result, it is possible to cut a very hard and condensed material without thermally changing the physicochemical structure of the material. In addition, for example, Industrie et Technique, No. 780, March 1997, pages 9-10, a combined laser and water jet technique can also be used. This technique is suitable for cutting shape memory materials. Preferably, the process used does not disturb the material microstructure of the material. At least a few μm (eg, 5 μm or 10 μm) from the cutout area or cutout line will not disturb the material's microscopic structure. One means for checking the material structure is to use an electron microscope. An electron microscope can be used to make observations on a scale of about 1 μm, and can determine whether the material has been disturbed. Configuration example One configuration example of the gripper was formed from a NiTiCu alloy. Due to the presence of Cu, the history shifts to the low temperature side, and the stability during the thermal cycle is improved. Ni precipitation does not occur in this alloy. The alloy is in the form of a strip about 300 μm thick. The alloy was first annealed at 450 ° C. for 10 minutes in a furnace with a controlled argon atmosphere. And it was quenched with 20 ° water. After quenching, the alloy is in a martensitic state. The transition temperature measured by the differential calorimetry is as follows. M s = 47 ° C, M f = 31 ° C, A s = 51 ° C, A f = 70 ° C. By cutting out the NiTiCu sheet by laser machining, a gripper having a desired shape, for example, a ring-shaped gripper as shown in FIG. 1 was obtained. The cut-out shape forms the memory shape. Thereafter, the jaws can be deformed, for example, using a conical needle inserted into the ring. The diameter increase of the ring is such that the degree of deformation is of the order of 1 to 5%. Preferably, the deformation should not exceed 8% to avoid irreversible deformation of the alloy. When the alloy is heated using the Peltier effect element, a martensite-austenite transition occurs and the alloy returns to its original shape before deformation. In other words, the shape returns to the shape after laser cutting (memory shape). If an object is inserted into the ring, the shape memory effect will only partially occur until the grip ring abuts the object. The ring then generates a force that depends on the state of deformation of the material during the austenite-martensite transition. In principle, cooling does not open the ring. Thus, the lens remains constrained within the jaws. If a two-way memory effect has been applied to the ring, the ring will open. One direction in this bidirectional effect can educate the material. This is the temperature A s By repeating the opening and closing of the ring at a temperature exceeding, for example, about 10 times. This will cause the ring to open spontaneously during cooling. Another type of gripper or mounting device is shown in FIG. The devices illustrated in the previous figures are essentially gripping members that operate in a single plane. The device illustrated in the drawings after FIG. 11 includes a plurality of gripping members such that each gripping member can move in a plane. For example, the device of FIG. 11 includes three gripping members 162, 164, 166. Each of these gripping members has a plane P located at an angle of 2π / 3. 1 , P Two , P Three Work within each. The assembly is made of a shape memory material and is a single piece. A support 160 supports the three fingers 162, 164, 166. Each of the three fingers is formed with two grooves or annular necks 162-1, 162-2, 164-1, 164-2, 166-1, 166-2. These grooves facilitate tilting and bending of each finger in the corresponding plane. A hole or opening 168 can be formed in the base 160. This hole or opening allows the passage of a light beam or the arrangement of sensors and opening and closing control means of a gripping device or a mounting device. The opening / closing control means may be a Peltier device, a laser, a current conduction (a direct conduction in the shape memory material, or a device mounted or adhered on a gripping device or a mounting device, as described above). (It may conduct through one or more resistors). Furthermore, this type of device can also be used in cooperation with a control device of the type described above with reference to FIG. The diameter of the gripper base 160 shown in FIG. 11 can be on the order of a few millimeters (eg, 2 mm), or can be on the order of 1 mm or less (eg, 500 μm). The thickness l of each gripping member in the region of the groove 162-1 Two Can be, for example, 10 μm to 100 μm. This type of device can be machined using a multi-step galvanic corrosion technique. This technique has already been described. For example, using a bar made of a shape memory material as a starting material, the bar is cut into a desired length, and material is removed in a plurality of successive steps to form a plurality of fingers or gripping members 162, 164, 166. Thereafter, grooves 162-1,... 166-2 are formed. The presence of the two grooves 162-1, 162-2 means that each finger can be bent or bent in two positions. Also, three or more grooves may be formed, or only one groove may be formed. Alternatively, no groove may be formed. These are selected according to the required degree of flexibility. 12A and 12B show another embodiment. This example shows a gripper made of a shape memory material with three fingers 182, 184, 186 formed in a single plane. For example, a cutting device, such as a laser cutting device, can be used to form three fingers 182, 184, 186 and a region 180 that functions as a support. As shown in FIG. 12A, recesses 182-1, 182-2, ..., 186-2, 187 can be formed. The regions 188, 190 have been used to make electrical contacts to the power supply device. The current flowing through each finger heats the finger by the Joule effect. As a result, the members 182, 184, and 186 made of the shape memory material are appropriately bent. The openings 182-1, 182-2, ..., 186-2, 187 limit the conduction of current. However, the device can also operate without these apertures. Furthermore, if an opening is formed, each side thickness e of each gripping finger 1 , E Two Can be the same or different from each other. If the thicknesses are different, different transitions occur between the left and right portions of the gripping member when current is conducted. In addition, heating can be applied by other methods such as laser, induction, and Peltier elements. After the jaws have been formed in planar form, they can be wrapped around, for example, a tube or cylinder 192 (FIG. 12B) of diameter d. In this case, the length L in the initial shape of the planar form 1 (FIG. 12A) is L 1 <Πd. Each finger 182, 184, 186 can bend in a plane, respectively. In the embodiment shown in FIG. 12B, three bending planes P 1 ', P Two ', P Three The angle made with respect to each of the other planes is 2π / 3. This type of system can advantageously be used for endoscopes or catheters. Such a gripping or mounting device can be used in embodiments of the object handling process. In the medical field, the shape memory material jaws according to the present invention can be used to secure implants (eg, implants in orthopedic surgery, heart and neurosurgery, or implants in other parts of the human body) or (coils). It can be used to release an implant at a specific point in the body (such as a stent or stent) or for the manufacture of surgical micro-instruments (scissors, conventional clips, or foreign tweezers, biopsy tweezers). it can. Also, the containment device can be used to manufacture surgical staples (staples for stitching) or clips (ie, hemostatic clips). For example, clips can be used to stop blood flow in an artery by pinching the artery. The gripper can be manufactured with good reproducibility and is very small (less than 0.5 mm or 0.7 mm). Thus, medical or surgical instruments can be manufactured with the same characteristics. In particular, they can be manufactured with the same properties in terms of size. This cannot be obtained with conventional micromechanical technology (using micro hinges). A first example of an application in the medical field is shown in FIGS. 13A to 13C. In FIG. 13A, a gripper 202 of the same type as the shape-memory gripper according to the invention described above has been inserted into the catheter 200. The micro-grab 202 can grip and hold the spring 204. For example, the assembly can be held in an artery. The minute grip 202 is fixed to the metal guide 203. After the system is held in place and the spring 204 is positioned at the desired location in the artery, the spring is released by opening the micro-grab 202. FIG. 14 shows another application to biopsy forceps. The biopsy forceps is used to take a sample of the tissue to analyze the tissue. Such a pair of tweezers includes two members (or suction cups) 206 that move at one end of a tube 207. In the present invention, tweezers formed using a shape memory gripping device can be used. Therefore, a small biopsy forceps can be formed. FIG. 15 shows another application of the invention in the medical field. The micro-grab 212 according to the present invention is used to deliver a dilator or stent 214 (or coils in FIGS. 13A, 13B, 13C) to a desired location, for example, in an artery or urethra. The dilator 214 provides a mechanical force that opposes the contraction of the artery or urethral duct wall 210. When the dilator has been placed in position, the gripper 212 is driven to open and withdrawn from the inserted duct. For example, this technique can be used after dilatation of an artery contracted by an atherosis plate. Thus, the micrograsp according to the present invention can form very small stents. In the above example, the jaws can be controlled by laser heating (e.g., via optical fiber means) or by conducting current. Another application of the device according to the invention relates to a connection method or connector, for example an electrical or optical connection method or connector. An example for a connector is shown in FIG. The connector has a male member 216. The male member can be, for example, an optical fiber or a metal male member of an electrical connector. The female member 218 is provided with two lips 220, 222 which actually consist of the gripping members of the gripping device or the mounting device according to the invention as described above. The opening and closing of the female member is controlled by any of the means described above. The male member 216 is inserted into the female member 218. Then, the gripping members 220 and 22 are driven so as to close each other, thereby maintaining the contact between the male member and the female member. The grasping or mounting device, which is a female member, can itself be fastened to other metallic or optical members.
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成11年3月26日(1999.3.26)
【補正内容】
請求の範囲
1.把持または取付デバイス(2,22)であって、
互いに相対的に移動可能とされた第1および第2把持部材(4,6,102,
104)を具備してなり、
前記第1および第2把持部材が、一体ピースの形状記憶材料から形成され、
前記形状記憶材料が、2方向性記憶効果を発揮し得るよう、2方向記憶効果を
有したものであるまたは教育プロセスを受けたものであることを特徴とする把持
または取付デバイス。
2.請求項1記載の把持または取付デバイスにおいて、
前記第1および第2把持部材の相対移動の大きさが、10mmを超えないもの
であることを特徴とする把持または取付デバイス。
3.請求項1または2記載の把持または取付デバイスにおいて、
平面をなすストリップ(120)の形態とされた形状記憶材料の切出によって
得られており、前記相対移動が、前記平面内において起こることを特徴とする把
持または取付デバイス。
4.請求項1〜3のいずれかに記載の把持または取付デバイスにおいて、
前記第1および第2把持部材を操作するための操作手段(8,10)を具備し
ていることを特徴とする把持または取付デバイス。
5.請求項4記載の把持または取付デバイスにおいて、
前記第1およひ第2把持部材の操作手段が、前記第1および第2把持部材と一
体ピースのアセンブリを形成していることを特徴とする把持または取付デバイス
。
6.請求項4または5記載の把持または取付デバイスにおいて、
前記操作手段が、前記第1および第2把持部材の温度を制御するための温度制
御手段(15,17,20)に対して接続されていることを特徴とする把持また
は取付デバイス。
7.請求項6記載のデバイスにおいて、
前記温度制御手段が、ペルチェ効果素子、レーザー、前記形状記憶材料内に電
流を誘導するための手段、あるいは、前記形状記憶材料内に電流を導通させるた
めの手段(15,17)のいずれかを備えていることを特徴とするデバイス。
8.請求項6または7記載のデバイスにおいて、
前記第1および第2把持部材のための前記温度制御手段(15,17,20)
を制御するための手段(26)と、
前記第1および第2把持部材の相対位置を視覚的にチェックするための手段(
30,32,36)と、
を具備していることを特徴とするデバイス。
9.請求項1〜8のいずれかに記載の把持または取付デバイスにおいて、
前記第1および第2把持部材の相対移動の大きさが、500μmよりも小さい
ことを特徴とする把持または取付デバイス。
10.請求項1〜9のいずれかに記載の把持または取付デバイスにおいて、
前記第1および第2把持部材の相対移動の大きさが、100μmよりも小さい
ことを特徴とする把持または取付デバイス。
11.把持または取付デバイス(158,178)であって、
各々がそれぞれの平面内における曲げ移動が可能とされた、少なくとも3つの
把持部材(162,164,166,182,184,186)を具備してなり
、
前記複数の把持部材からなるアセンブリが、一体ピースの形状記憶材料から形
成され、
前記形状記憶材料が、2方向性記憶効果を発揮し得るよう、2方向記憶効果を
有したものであるまたは教育プロセスを受けたものであることを特徴とする把持
または取付デバイス。
12.請求項11記載のデバイスにおいて、
前記複数の把持部材を支持するための支持部材(160,180)を具備して
いることを特徴とするデバイス。
13.請求項11または12記載のデバイスにおいて、
前記複数の把持部材が、フィンガーの形状とされていることを特徴とするデバ
イス。
14.請求項13記載のデバイスにおいて、
1つまたは複数の前記フィンガーには、1つまたは複数の曲げ凹所(162−
1,…,166−2)が形成されていることを特徴とするデバイス。
15.請求項11〜13のいずれかに記載のデバイスにおいて、
平面をなすストリップの形態とされた形状記憶材料の切出、および、その後の
、所望形状への前記平面の成形によって得られていることを特徴とするデバイス
。
16.請求項11〜13のいずれかに記載のデバイスにおいて、
前記複数の把持部材の温度を制御するための温度制御手段を具備していること
を特徴とするデバイス。
17.請求項16記載のデバイスにおいて、
前記温度制御手段が、ペルチェ効果素子、レーザー、前記形状記憶材料内に電
流を誘導するための手段、あるいは、前記形状記憶材料内に電流を導通させるた
めの手段(188,190)のいずれかを備えていることを特徴とするデバイス
。
18.請求項17記載のデバイスにおいて、
前記複数の把持部材の温度を制御するための温度制御手段を具備していること
を特徴とするデバイス。
19.請求項18記載のデバイスにおいて、
前記複数の把持部材を視覚的にチェックするための手段を具備していることを
特徴とするデバイス。
20.操作デバイスであって、
請求項1〜19のいずれかに記載の把持または取付デバイス(202)と、
該把持または取付デバイスを内部に挿入することができるカテーテル(200
)と、
を具備することを特徴とする操作デバイス。
21.生検ピンセットデバイス(206)であって、
請求項1〜19のいずれかに記載の把持デバイスを具備することを特徴とする
生検ピンセットデバイス。
22.ステープルまたはクリップ、特に医療用のステープルまたはクリップ、で
あって、
請求項1〜19のいずれかに記載のデバイスを具備することを特徴とするステ
ープルまたはクリップ。
23.オス部材(216)とメス部材(218)とを具備してなる連結デバイス
であって、
前記メス部材が、請求項1〜19のいずれかに記載のデバイスを備えているこ
とを特徴とする連結デバイス。
24.対象物を取り扱うための方法であって、
請求項1〜19のいずれかに記載のデバイスを使用して、前記対象物をつかみ
、さらに、搬送することを特徴とする方法。
25.請求項24記載の方法において、
前記対象物を、マイクロレンズ(24,60)または光ファイバとすることを
特徴とする方法。
26.マルチコアファイバ(52)またはマルチファイバと、レンズ(60)と
、を備えてなるアセンブリを形成するための方法であって、
−請求項24記載の方法にしたがって、前記ファイバの一端部に対向するように
して前記レンズを配置して位置決めし、
−前記ファイバの前記端部に前記レンズを取り付ける、
ことを特徴とする方法。
27.請求項24記載の方法において、
前記対象物を、動脈を閉塞するためのデバイスとすることを特徴とする方法。
28.請求項27記載の方法において、
前記デバイスを、「コイル」スプリング(204)とすることを特徴とする方
法。
29.組織のサンプルを採取するための方法であって、
−請求項1〜19のいずれかに記載の把持デバイスを、前記組織サンプルを採取
すべき部位に挿入し、
−前記把持デバイスによって、前記組織サンプルを採取する、
ことを特徴とする方法。
30.ダクト(210)を拡張させるための方法であって、
−請求項1〜19のいずれかに記載の把持デバイスを使用して、前記ダクトのう
ちの拡張すべき部位にまで拡張器(214)を挿入するとともに該拡張器をその
部位に配置し、
−前記拡張器(214)を所定位置に配置した後に、前記把持デバイスを開放す
る、
ことを特徴とする方法。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] March 26, 1999 (1999. 3.26)
[Correction contents]
The scope of the claims
1. A gripping or mounting device (2, 22),
First and second gripping members (4, 6, 102,
104),
The first and second gripping members are formed from a one piece piece of shape memory material;
A two-way memory effect is provided so that the shape memory material can exhibit a two-way memory effect.
Grasping characterized by having or undergoing an educational process
Or mounting device.
2. The gripping or mounting device according to claim 1,
The relative movement of the first and second gripping members does not exceed 10 mm
A gripping or mounting device, characterized in that:
3. A gripping or mounting device according to claim 1 or 2,
By cutting a shape memory material in the form of a planar strip (120)
Wherein said relative movement occurs in said plane.
Holding or mounting device.
4. A gripping or mounting device according to claim 1,
Operating means (8, 10) for operating the first and second gripping members;
A gripping or mounting device.
5. The gripping or mounting device according to claim 4,
The operating means for the first and second gripping members is in one position with the first and second gripping members.
Gripping or mounting device characterized by forming an assembly of body pieces
.
6. The gripping or mounting device according to claim 4 or 5,
A temperature controller for controlling a temperature of the first and second gripping members by the operating means;
Gripping means connected to control means (15, 17, 20)
Is the mounting device.
7. The device of claim 6,
The temperature control means includes a Peltier effect element, a laser, and an electric power in the shape memory material.
Means for inducing a flow, or for conducting a current through said shape memory material.
A device comprising any of the means (15, 17).
8. The device according to claim 6 or 7,
The temperature control means for the first and second gripping members (15, 17, 20)
Means (26) for controlling
Means for visually checking the relative position of the first and second gripping members (
30, 32, 36),
A device comprising:
9. A gripping or mounting device according to any of claims 1 to 8,
The magnitude of the relative movement of the first and second gripping members is smaller than 500 μm
A gripping or mounting device, characterized in that:
10. A gripping or mounting device according to any of claims 1 to 9,
The magnitude of the relative movement of the first and second gripping members is smaller than 100 μm
A gripping or mounting device, characterized in that:
11. A gripping or mounting device (158, 178),
At least three, each capable of bending movement in a respective plane
With gripping members (162, 164, 166, 182, 184, 186)
,
The assembly of the plurality of gripping members is formed from an integral piece of shape memory material.
Is formed,
A two-way memory effect is provided so that the shape memory material can exhibit a two-way memory effect.
Grasping characterized by having or undergoing an educational process
Or mounting device.
12. The device of claim 11,
A support member (160, 180) for supporting the plurality of gripping members;
Device.
13. The device according to claim 11 or 12,
Wherein the plurality of gripping members are in the shape of a finger.
chair.
14. The device of claim 13,
The one or more fingers have one or more bending recesses (162-
, 166-2) are formed.
15. The device according to any one of claims 11 to 13,
Cutting out the shape memory material in the form of a planar strip, and subsequent
Device obtained by shaping said plane into a desired shape
.
16. The device according to any one of claims 11 to 13,
Temperature control means for controlling the temperature of the plurality of gripping members;
A device characterized by:
17. The device of claim 16,
The temperature control means includes a Peltier effect element, a laser, and an electric power in the shape memory material.
Means for inducing a flow, or for conducting a current through said shape memory material.
Device comprising any of the means (188, 190)
.
18. The device of claim 17,
Temperature control means for controlling the temperature of the plurality of gripping members;
A device characterized by:
19. The device of claim 18,
Providing means for visually checking said plurality of gripping members.
Features device.
20. An operating device,
A gripping or mounting device (202) according to any of the preceding claims,
A catheter (200) into which the grasping or mounting device can be inserted.
)When,
An operation device, comprising:
21. A biopsy forceps device (206),
A grip device according to claim 1.
Biopsy tweezer device.
22. With staples or clips, especially medical staples or clips
So,
A step comprising the device according to claim 1.
Or clip.
23. A coupling device comprising a male member (216) and a female member (218)
And
The said female member is provided with the device in any one of Claims 1-19.
And a coupling device.
24. A method for handling an object,
Grasping the object using the device according to any of claims 1 to 19.
And further transporting.
25. The method of claim 24,
The object may be a micro lens (24, 60) or an optical fiber.
Features method.
26. Multi-core fiber (52) or multi-fiber, lens (60)
A method for forming an assembly comprising:
-Facing the one end of the fiber according to the method of claim 24;
To position and position the lens,
Attaching the lens to the end of the fiber;
A method comprising:
27. The method of claim 24,
The method wherein the object is a device for occluding an artery.
28. 29. The method of claim 27,
The device wherein the device is a "coil" spring (204)
Law.
29. A method for collecting a sample of a tissue, comprising:
Collecting the tissue sample with the gripping device according to any of claims 1 to 19;
Insert into the site to be
Taking said tissue sample by said gripping device;
A method comprising:
30. A method for expanding a duct (210), comprising:
-Using a gripping device according to any of the preceding claims, wherein said duct sleeve is used.
The dilator (214) is inserted to the site to be expanded and the dilator is
Place on the site,
Opening the gripping device after placing the dilator (214) in place;
,
A method comprising:
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61M 29/00 A61M 29/00
B25B 9/02 B25B 9/02
B25J 7/00 B25J 7/00
15/08 15/08 N
B81C 5/00 B81C 5/00
G02B 6/24 G02B 6/24
6/28 6/28
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE
,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,
LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M
X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE
,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,
UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61M 29/00 A61M 29/00 B25B 9/02 B25B 9/02 B25J 7/00 B25J 7/00 15/08 15/08 N B81C 5/00 B81C 5/00 G02B 6/24 G02B 6/24 6/28 6/28 (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB , GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ , BA , BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI , SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW