WO2005087081A1

WO2005087081A1 - 内視鏡

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Publication number: WO2005087081A1
Application number: PCT/JP2005/003524
Authority: WO
Inventors: Haruhiko Ueno; Yutaka Masaki; Shoichi Saito
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2005-09-22
Also published as: CN100496376C; EP1738678B1; JP2005253614A; EP1738678A4; EP1738678A1; CN1929774A; JP4102320B2; US20070004967A1

Abstract

　減速機構部（３０）は、平歯車で形成された太陽歯車（３１）と、３つの遊星歯車（３２）と、固定歯車（３３）と、可動歯車（３４）とで構成される。可動歯車（３４）は内周面側に内歯（３４ａ）を有し、外周面側に外歯（３４ｂ）を有する。固定歯車（３３）は、内周面側に内歯（３３ａ）を有し、外周面側に係合溝（３３ｂ）を有する。固定歯車（３３）の内歯（３３ａ）の歯数と、可動歯車（３４）の内歯（３４ａ）の歯数とは所定数異なる。固定歯車（３３）は、係合溝（３３ｂ）に係合部（５１ａ）が係合された状態のとき、固定歯車（３３）として機能する。遊星歯車（３２）の外歯（３２ａ）は、太陽歯車（３１）の外歯（３１ａ）及び固定歯車（３３）及び可動歯車（３４）の内歯車（３３ａ、３４ａ）に噛合する。

Description

明細書

内視鏡

技術分野

[0001] 本発明は、挿入部に設けられている湾曲部の湾曲動作を、湾曲操作装置の駆動モータを駆動させて、湾曲部から延出している牽引部材を牽引弛緩操作させて行う内視鏡に関する。

背景技術

[0002] 内視鏡は、医療用分野及び工業用分野で広く使用されている。一般的な内視鏡では細長な挿入部に、例えば上下方向、左右方向に湾曲自在な湾曲部が設けられている。この湾曲部は、挿入部内に挿通されているアングルワイヤなどの牽引部材を、操作部に設けた操作レバーによって牽引弛緩させることによって、湾曲動作する構成になっている。

[0003] 近年では、湾曲部を湾曲動作させる湾曲操作の省力化を図る目的で、電動式の湾曲操作装置を例えば操作部に備えた内視鏡が使用されている。この電動式の湾曲操作装置を備えた内視鏡では、例えばジョイスティック等のコントローラを傾倒操作することによって、所定の牽引部材が電動モータの駆動力によって牽引弛緩されて、湾曲部が湾曲動作される。

[0004] 例えば、特許 2660053号公報に示されている内視鏡の湾曲操作装置では、操作部内に配設したモータの回転駆動力を、傘歯車を使用した歯車列を介して駆動側ギァに伝達する構成になっている。そして、この駆動側ギアの回転力は、従動側ギアに減速されて伝達される構成になっている。この従動側ギアにはスプロケットが一体に構成されているので、従動ギアが回転されることによってスプロケットも回転する。すると、このスプロケットに嚙み合っているチェーンが移動されて、このチェーンに端部が固定されているワイヤが牽引弛緩されて湾曲部が湾曲動作される。

[0005] 特許文献 1：特許第 2660053号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0006] しかしながら、前記特許第 2660053号公報の内視鏡の湾曲操作装置では減速段数の少ない減速機構が採用されている。したがって、駆動トルクを確保するためには大きな歯車を使用し、大きなトルクを発生するモータが必要になる。しかし、大きなトルクを発生するモータでは消費電流が大きくなるとともにモータサイズが大きくなつて、湾曲操作装置が大型になって重くなるという不具合が生じる。モータの大型化を回避するためには減速段数を増やす必要があるが、この場合には歯車数を増加させる等の対応が必要となり、やはり湾曲操作装置は大型化することとなる。

[0007] また、モータの駆動力を駆動側ギアに伝達するために、軸が交差する構成の傘歯車等を使用している力これら歯車では高精度の嚙み合わせが必要になり、歯車が高価になると、う不具合が生じる。

[0008] 本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、構造が単純でかつ小型化を可能としつつ、所望の減速比とトルクを得られる湾曲操作装置を設けた内視鏡を提供することを目的にしている。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の内視鏡は、複数の湾曲駒を連接して構成される湾曲部を有する挿入部と、前記湾曲部力延出する牽引部材を駆動モータの駆動力によって進退移動させて湾曲部を湾曲動作させる、湾曲操作装置とを具備する内視鏡であって、前記湾曲操作装置は、前記牽引部材が係合状態で回動する回動部材と、この回動部材を回動させるための駆動モータと、この駆動モータの駆動力を前記回動部材に伝達させる減速機構部とを備える構成において、前記減速機構部は、前記モータの駆動力によつて回転される所定歯数で形成された外歯を備える太陽歯車と、この太陽歯車の外歯に嚙合する所定歯数で形成された外歯を備える複数の遊星歯車と、この遊星歯車の外歯に嚙合する所定歯数で形成された内歯を有する固定歯車となる第 1歯車と、前記遊星歯車の外歯に嚙合する、前記第 1歯車の内歯の歯数に対して歯数が所定数異なる歯数で形成された内歯を有する可動歯車となる第 2歯車とを具備する。

[0010] そして、前記駆動モータのモータ軸を前記牽引部材の牽引方向に対して直交するように突出させ、このモータ軸に太陽歯車を設けている。

[0011] また、前記第 2歯車に外歯を設ける一方、前記回動部材に、前記第 2歯車の外歯に嚙合する所定歯数で形成した外歯を備えた伝達用歯車を一体に配設している。

[0012] また、前記回動部材は、前記伝達用歯車に対して同軸状に形成されると共に前記伝達用歯車に対して前記駆動モータから離隔する側に配設され、前記第 2歯車は、前記駆動モータと前記第 1歯車との間に配設される。

[0013] さらに、第 2歯車の外径寸法と前記駆動モータの外径寸法とは、略同一、又は前記第 2歯車が前記駆動モータより小径である。

[0014] 又、前記第 1歯車を回動自在に配設し、この第 1歯車を固定歯車又は可動歯車に適宜切り替える切替機構を設けてヽる。

[0015] この構成によれば、太陽歯車が回転を開始すると、内歯を備えた固定歯車である第 1歯車が回転しないため、遊星歯車は自転と公転を開始する。この状態において、前記遊星歯車の外歯に嚙合するように構成されて、る第 1歯車の内歯の数と、可動歯車である第 2歯車の内歯の数とが所定数に異なっているため、第 1歯車の内歯と第 2歯車の内歯との間にずれが生じて、遊星歯車が自転及び公転をし続けることによつて、そのずれを修正するように第 2歯車が減速された状態で回転する。また、太陽歯車、遊星歯車、第 1歯車及び第 2歯車を平歯車で構成することによって、減速機構部が安価になる。

[0016] そして、モータに対して減速機構部を構成する太陽歯車、遊星歯車、第 1及び第 2 歯車が重ねて配置されるので、モータを扁平に構成すること、歯車の歯幅を可能な範囲で薄く形成することによって、操作部の厚みを抑えられる。

[0017] また、駆動モータのモータ軸と回動部材の回動軸とが異なるので、駆動モータと回動部材とが同軸上に重なることがなくなるのでモータ軸方向の厚み寸法を小さくして減速機構部の小型化を図れる。ここで、請求項 2の構成に加えて、モータ軸と回動軸との距離を、操作部の長さ寸法と幅寸法とを考慮して設定することによって、最適なバランスの操作部が構成される。

[0018] さらに、第 2歯車の外径寸法をモータ外径と略同一以下にすることで、モータ軸と回動部材との軸間距離が小さくなり、減速機構部の小型化を図れる。

[0019] 又、切替機構によって、回動自在に配設された第 1歯車を、必要に応じて固定歯車の状態又は可動歯車の状態に切り替えることにより、モータの駆動力を回動部材に伝達させる状態とモータの駆動力を回動部材に伝達させない状態とを得られる。発明の効果

[0020] 本発明の内視鏡によれば、構造が単純かつ小型で、所望の減速比とトルクを得られる湾曲操作装置を設けた内視鏡を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]図 1は、内視鏡装置の構成を説明する図である。

[図 2]図 2は、湾曲装置の構成を説明する上面図である。

[図 3]図 3は、湾曲装置の構成を説明する下面図である。

[図 4]図 4は、湾曲操作装置の主要部を構成する歯車を説明する図である。

[図 5]図 5は、湾曲操作装置の歯車の配置位置関係及び嚙合関係を説明する図である。

[図 6]図 6は、切替機構の要部を説明する図である。

符号の説明

20· ··湾曲装置

22、 23…湾曲操作装置

24· ' .モータ

30· 減速機構部

31· '.太陽困車

32· 星困車

33· ··固定歯車

34· '.可動困車

41· ··回動部材

42· ··回動外歯車

50· 切替機構

51· '·クラッチレノ一

52· '·クラッチカム

53· '·クラッチレバー軸発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では湾曲操作装置を操作部に内蔵した内視鏡を例に説明するが、本発明にかかる内視鏡を力かる構造に限定して解釈する必要はなぐ例えば湾曲操作装置を操作部と別体に設けた構造としても良いことはもちろんである。

[0024] 図 1ないし図 6は本発明の一実施形態に係り、図 1は内視鏡装置の構成を説明する図、図 2は湾曲装置の構成を説明する上面図、図 3は湾曲装置の構成を説明する下面図、図 4は湾曲操作装置の主要部を構成する歯車を説明する図、図 5は湾曲操作装置の歯車の配置位置関係及び嚙合関係を説明する図、図 6は切替機構の要部を説明する図である。

[0025] なお、図 6 (a)は切替機構の詳細及びクラッチレバーと固定歯車の関係とを説明する図、図 6 (b)はクラッチレバーを説明する図である。

[0026] 図 1に示すように本発明の内視鏡 1を備えた内視鏡装置 10は、内視鏡 1と、この内視鏡 1に照明光を供給する光源装置 2と、前記内視鏡 1に内蔵されている図示しない撮像装置に対する信号処理を行うビデオプロセッサ 3と、前記内視鏡 1に備えられている後述する湾曲装置 20を構成する後述する駆動モータの駆動制御を行う湾曲制御装置 4を備えて主に構成されて、る。

[0027] 前記内視鏡 1は、細長な挿入部 5と、この挿入部 5の基端側に設けられた把持部を兼ねる操作部 6と、この操作部 6の側部力延出するユニバーサルコード 7とを備えて構成されている。

[0028] 前記挿入部 5は、先端側から順に硬質な先端部 11と、この先端部 11の基端側に連設する例えば左右及び上下方向に湾曲自在に構成された湾曲部 12と、この湾曲部 12の基端側に連設する可撓性を有する可撓管部 13とを連設して構成されている。

[0029] 前記湾曲部 12は図示しない複数の湾曲駒を互いに回動自在に連結して上下方向及び左右方向に湾曲するように構成されて、る。この湾曲部 12を構成する最先端の湾曲駒からは上下方向操作用ワイヤ 21aと左右方向操作用ワイヤ 21bとが延出している。

[0030] 前記操作部 6には送気、送水操作を行うための送気'送水ボタン 14や、吸引操作を行うための吸引ボタン 15、前記ビデオプロセッサ 3を遠隔操作するための複数のビデォスィッチ 16や、前記ワイヤ 21a、 21bを牽引弛緩させる指示を出力して湾曲部 1 2を湾曲動作させる例えばジョイスティック 17や、前記湾曲装置 20の駆動モータの駆動力によって前記ワイヤ 21a、 21bが牽引操作される状態と、駆動モータの駆動力によって前記ワイヤ 21a、 21bが牽引操作されることを解除する状態とに切り替える切替機構 50を構成する操作レバー 18や、生検鉗子等の処置具を挿入する処置具挿入口 19が設けられている。なお、前記ワイヤ 21a、 21bの基端部は前記湾曲装置 20に配設されている。

[0031] 前記ユニバーサルコード 7の端部には前記光源装置 2に着脱自在に接続される光源コネクタ 7aが設けられて、る。この光源コネクタ 7aの側部には前記ビデオプロセッサ 3に電気的に接続されるビデオケーブル 3aが着脱自在に接続されるビデオ用コネクタ部 7b及び前記湾曲制御装置 4に電気的に接続される電気ケーブル 4aが着脱自在に接続される湾曲制御用コネクタ部 7cが設けられている。

[0032] 図 2ないし図 6を参照して湾曲装置 20の構成及び作用を説明する。

[0033] 図 2及び図 3に示すように前記操作部 6を構成する外装ケース体 6a内に配設される湾曲装置 20は、一対の湾曲操作装置である上下用湾曲操作装置 22及び左右用湾曲操作装置 23と、切替機構 50とを有して構成されている。

[0034] 前記左右用湾曲操作装置 23と前記上下用湾曲操作装置 22とは構成及び作用が略同様である。このため、前記上下用湾曲操作装置 22及び前記左右用湾曲操作装置 23の構成及び作用を説明するとき、上下用湾曲操作装置 22の構成及び作用を主に説明して左右用湾曲操作装置 23の構成及び作用については説明を省略する。

[0035] なお、上下用湾曲操作装置 22と左右用湾曲操作装置 23とを構成する各部材を説明する際も、上下用と左右用とを区別する符号を付けることなく説明し、上下用と左右用とを区別する必要があるときのみ、各部材の符号のあとに上下用については「u」を記載し、左右用については「r」を記載する。また、図中における記載においては上下用と左右用とを区別するために各部材の符号のあとに上下用につ、ては「u」を記載し、左右用については「r」を記載する。

[0036] 前記湾曲操作装置 22は、それぞれ駆動モータ 24 (以下、モータと略記する）と、減速機構部 30と、回動部材 41とで主に構成されている。

[0037] 前記モータ 24は扁平形状であって、段付き形状のフレーム 25の外装ケース体 6a 側に固定されている。

[0038] 図 2ないし図 4を参照して前記減速機構部 30の構成を詳細に説明する。

[0039] 前記減速機構部 30は、前記モータ 24のモータ軸 24aに配設される平歯車で形成した太陽歯車 31と、例えば平歯車で形成した 3つの遊星歯車 32、 32、 32と、第 1歯車であり内歯車で形成した固定歯車 33と、第 2歯車である内歯車で形成した可動歯車 34とで主に構成されている。これら太陽歯車 31、遊星歯車 32、 32、 32、固定歯車 33及び可動歯車 34は、前記フレーム 25と蓋体 26とで構成される箱体に配設されている。

[0040] 前記可動歯車 34は略リング形状であり、モータ 24側に配設されている。この可動歯車 34は、内周面側に所定の歯数の内歯 34aが設けられ、外周面側にも所定の歯数の外歯 34bが設けられて!/、る。この可動歯車 34は前記モータ軸 24aを中心軸にして、第 1のスラスト受け 27aと第 2のスラスト受け 27bとによって回動自在に配設されている。前記第 1のスラスト受け 27aは前記フレーム 25に固設されている。前記第 2のスラスト受け 27bは前記蓋体 26と前記フレーム 25との間に挟持されるように配設されている。

[0041] 前記固定歯車 33は、前記可動歯車 34と略同様なリング形状であり、内周面側には所定の歯数の内歯 33aが設けられ、外周面側には凹状の係合溝 33bが形成されている。前記固定歯車 33の内歯 33aの歯数と、前記可動歯車 34の内歯 34aの歯数とは所定数、本実施形態においては遊星歯車が 3つであるので 3歯、異なっており、例えば前記固定歯車 33の内歯 33aの歯数を前記可動歯車 34の内歯 34aの歯数より多く設定されている。

[0042] なお、トルクに応じて、固定歯車 33の内歯 33aと可動歯車 34の内歯 34aとの間で歯数を 4歯 (このとき遊星歯車を 4つ）、又は 6歯 (このとき遊星歯車は 6つ）異ならせる。また、固定歯車 33の内歯 33aと可動歯車 34の内歯 34aの形状を転位させ、遊星歯車 32が固定歯車 33の内歯 33aと可動歯車 34の内歯 34aとが同一中心距離で嚙合するように構成されている。 [0043] 前記固定歯車 33も前記モータ軸 24aを中心軸にして、前記第 2のスラスト受け 27b 及び第 3のスラスト受け 27cとによって回動自在に配設されている。この固定歯車 33 の係合溝 33bには回動自在なクラッチレバー 51に設けられている係合部 51aが係合される構成になっている。

[0044] そして、本実施形態においては通常の使用状態において、前記第 2のスラスト受け 27bと前記第 3のスラスト受け 27cとによって回動自在に配設されて、る前記固定歯車 33の係合溝 33bに、前記クラッチレバー 51の係合部 51aが係合されている。このことによって、上述したように回動自在に配設されている歯車が固定歯車 33として機能する構成になっている。

[0045] 前記第 3のスラスト受け 27cは前記蓋体 26に固設されている。符号 27dは第 3のスラスト受け 27cを前記モータ 24方向に付勢する付勢部材としての弾性部材 (本実施形態ではパネ部材)である。このパネ部材 27dが第 3のスラスト受け 27cを付勢することによって、前記固定歯車 33の係合溝 33bに係合されている前記クラッチレバー 51 の係合部 51aが係合している状態を解除したときに、湾曲部 12の湾曲状態が急激にストレート状態に戻ることを防止して、る。

[0046] 前記固定歯車 33の外径寸法及び前記可動歯車 34の外径寸法は、前記モータ 24 の外径寸法と略同一又は、それよりも小径に形成されている。このため、モータ軸 24 aと後述する回動部材 41の支持軸である回動部材支持軸 28との軸間距離を小さくして、装置の小型化を図ることができる。

[0047] 前記遊星歯車 32には外歯 32aが形成されている。この外歯 32aは前記太陽歯車 3 1の外歯 31aに嚙合するとともに、前記固定歯車 33の内歯車 33a及び前記可動歯車 34の内歯 34aにも嚙合するように構成されている。つまり、前記遊星歯車 32の歯幅は、前記固定歯車 33の内歯 33a及び前記可動歯車 34の内歯 34aにそれぞれ嚙合する幅寸法に形成されている。そして、これら遊星歯車 32、 32、 32は第 1のスラスト受け 27aと第 3のスラスト受け 27cとによって回動自在に配設されて!/、る。

[0048] 上述のように構成した減速機構部 30の作用を説明する。

[0049] 前記モータ 24を駆動させると、このモータ 24の回転駆動力は以下のようにして前記可動歯車 34に伝達される。 [0050] まず、前記モータ 24が駆動状態にされることによって、モータ軸 24aに配設されている太陽歯車 31が回転状態になる。次に、この太陽歯車 31の回転が遊星歯車 32、 32、 32に伝達される。すると、遊星歯車 32、 32、 32力 S自転を開始する。このとき、前記固定歯車 33が回転しないよう前記係合溝 33bに前記係合部 51aが係合されているため、この固定歯車 33と前記可動歯車 34とに嚙合しているこれら遊星歯車 32、 32 、 32は自転と共に太陽歯車 31の廻りを回転し始める。つまり、前記太陽歯車 31から伝達される回転力によって、前記遊星歯車 32、 32、 32は自転を行うと共に公転を開始する。

[0051] すると、これら遊星歯車 32、 32、 32の外歯 32aに嚙合している、前記固定歯車 33 の内歯 33aの歯数と、前記可動歯車 34の内歯 34aの歯数とが所定数だけ異なっていることによって、遊星歯車 32の外歯 32aと嚙合している前記固定歯車 33の内歯 33 aと前記可動歯車 34の内歯 34aとの間にずれが生じ、前記遊星歯車 32、 32、 32が自転と公転を行っている間に、そのずれを解消するように前記可動歯車 34が回転される。

[0052] そして、前記モータ 24を連続的に駆動させて、これら遊星歯車 32、 32、 32を自転及び公転させ続けることによって、前記可動歯車 34が前記モータ 24の回転に対して減速された状態で回転し続ける。

[0053] 図 2ないし図 5を参照して回動部材 41の周辺の構成を説明する。

[0054] 前記回動部材 41には前記ワイヤ 21a又は前記ワイヤ 21bがー体的に固定される。

この回動部材 41は、前記可動歯車 34の外歯 34bに嚙合する外歯 42aを有する伝達用歯車である回動外歯車 42に形成されている太径の軸部 42bに一体的に固定されている。この回動部材 41がー体な回動外歯車 42は、前記フレーム 25uと仕切り板 29 との間に位置するように、前記回動部材支持軸 28に対して回動自在に配設されている。

[0055] このことによって、回動部材支持軸 28の位置とモータ 24のモータ軸 24aとの位置とが異なった位置関係になって、前記モータ 24に対して可動歯車 34と回動外歯車 42 とが重なった状態で配置されることが防止される。したがって、モータ 24のモータ軸 2 4aの延長方向の寸法、いわゆる、操作部の幅 (厚み）寸法が大きくなることを抑えられる。

[0056] 前記モータ 24が連続的に駆動されると、前記遊星歯車 32、 32、 32が自転及び公転を続ける。このことによって、前記可動歯車 34が回転状態になって、この可動歯車 34の外歯 34bに嚙合する外歯 42aを有する回動外歯車 42が回転状態になる。すると、この回動外歯車 42に一体で固定されている回動部材 41が回転する。したがって、この回動部材 41に一体的に配設されているワイヤ 21a、ワイヤ 21bが牽引弛緩される。この回動部材 41に一体的に配設されているそれぞれのワイヤ 21a、 21bは、仕切り板 29に配設されたガイドローラ 43によって保持されている。

[0057] 前記仕切り板 29を挟んで、上下用湾曲操作装置 22を構成する回動部材 41uと、左右用湾曲操作装置 23を構成する回動部材 41rとを配設したことによって、この回動部材同士及びこの回動部材 41に固設されているワイヤ 21aとワイヤ 21bとか接触する不具合が防止される。

[0058] 図 2ないし図 6を参照して前記切替機構 50の構成を説明する。

[0059] 前記回動部材支持軸 28の一端部は、前記外装ケース体 6aから突出しており、この突出部には前記操作レバー 18が取りつけられている。

[0060] 前記切替機構 50は操作レバー 18を備えており、この操作レバー 18を操作することによって前記クラッチレバー 51の係合部 51aが前記固定歯車 33に形成されている係合溝 33bに係合している状態と、この係合溝 33bから外れている状態とに切り替えられるようになっている。

[0061] そして、前記係合部 51aが前記係合溝 33bから外れた状態にされることによって、上述したように固定状態であった固定歯車 33が、第 2のスラスト受け 27bと第 3のスラスト受け 27cとの間で回動自在な状態に切り替わる。すると、前記モータ 24の駆動力が前記回動部材 41に伝達されない状態、すなわち、ジョイスティック 17の傾倒操作によって湾曲部 12の湾曲状態を変化させることが不可能なアングルフリーな状態になる。

[0062] 具体的に、前記切替機構 50は、前記操作レバー 18と、クラッチカム 52と、前記クラツチレバー 51と、クラッチレバー軸 53とを備えて構成されている。

[0063] 前記クラッチレバー 51には前記係合部 5 la及びクラッチピン 5 lbが設けられている。このクラッチレバー 51は前記クラッチレバー軸 53の軸部 53aに一体的に固定されている。前記クラッチカム 52にはカム溝 52aが形成されている。このクラッチカム 52は、前記回動部材支持軸 28に一体的に固定されている。また、クラッチカム 52には前記操作レバー 18がー体的に固定されている。

[0064] したがって、前記操作レバー 18の操作に応じて前記クラッチカム 52が回動動作する。そして、このクラッチカム 52が回動動作することによって、カム溝 52aの一端部側に配置されていたクラッチピン 5 lbが前記カム溝 52aの他端部側に配置された状態に変化する。

[0065] このことによって、前記クラッチレバー軸 53に固定されているクラッチレバー 51の位置が変化して、このクラッチレバー 51に設けられている係合部 51aが前記係合溝 33 bから外れた状態まで移動される。すると、前記第 2のスラスト受け 27bと前記第 3のスラスト受け 27cとの間で固定状態であった固定歯車 33が回動自在な状態に切り替えられる。

[0066] つまり、前記操作レバー 18を操作することによって、前記クラッチレバー 51の係合部 51aが前記固定歯車 33の係合溝 33bに係入している状態と、前記係合溝 33bから外れた状態とに切り替えられるようになって!/ヽる。

[0067] なお、本実施形態においてはクラッチレバー 51に係合部 51aを設ける一方、この係合部 51aに対応する係合溝 33bを固定歯車 33に設けて切替機構を構成して、この係合溝 33bに前記係合部 51aを係入させた状態のとき固定歯車 33が固定状態になるようにしているが、この固定歯車 33を固定状態にする構成は係合部 51aと係合溝 3 3bとの関係に限定されるものではなぐ固定歯車 33の外周面に例えば弾性部材等の高摩擦係数部材を配設して、この高摩擦係数部材をクラッチレバー 51に設けた図示しない押圧部で押圧して固定状態にする構成等であってもよい。つまり、前記操作レバー 18を操作することによって、係合状態と解除状態と切り替えられる構成であればよい。

[0068] ここで、湾曲部 12の湾曲制御について簡単に説明する。

[0069] 符号 44は、第 1ポテンショメータ用歯車である。この第 1ポテンショメータ用歯車 44 は、前記回動外歯車 42に対して一体的に固定されている。したがって、前記回動外歯車 42が前記可動歯車 34によって回転されることによって、この第 1ポテンショメ一タ用歯車 44が回転する構成になっている。

[0070] 前記第 1ポテンショメータ用歯車 44には第 2ポテンショメータ用歯車 45が嚙合している。したがって、第 1ポテンショメータ用歯車 44が回転することによって、第 2ポテンショメータ用歯車 45も回転する構成になっている。この第 2ポテンショメータ用歯車 4 5の回転は、ポテンショメータ 46によって検出されるようになっている。このポテンショメータ 46で検出された検出信号は前記ワイヤ 21a、 21bの進退量を演算するための信号であり、このポテンショメータ 46から延出している図示しないポテンショメータ用信号線によって伝送される。

[0071] 前記ポテンショメータ用信号線は、前記ユニバーサルコード 7内を揷通して光源コネクタ 7aまで延出している。また、光源コネクタ 7aの湾曲制御用コネクタ部 7cと湾曲制御装置 4とは電気ケーブル 4aによって電気的に接続されている。したがって、前記ポテンショメータ 46から出力された回転位置を示す回転位置検出信号は、前記ポテンショメータ用信号線及び前記電気ケーブル 4aを介して前記湾曲制御装置 4に設けられてヽる図示しな、制御部に入力される。

[0072] また、前記操作部 6には前記モータ 24のモータ軸 24aの回転位置を検出する回転位置検出手段である図示しないエンコーダが設けられている。このエンコーダ力延出する図示しないエンコーダ用信号線は、前記ユニバーサルコード 7内を揷通して光源コネクタ 7aまで延出している。そして、光源コネクタ 7aの湾曲制御用コネクタ部 7 cと湾曲制御装置 4とが電気ケーブル 4aによって電気的に接続されている。このことによって、前記エンコーダから出力されたモータ軸の回転位置を示す回転位置検出信号は、前記エンコーダ用信号線及び前記電気ケーブル 4a介して前記湾曲制御装置 4に設けられている図示しない制御部に入力される。

[0073] さらに、前記操作部 6に設けられている前記ジョイスティック 17からはこのジョイステイツク 17の傾倒角度及び傾倒方向を示す湾曲操作指示信号が出力されるようになつている。この操作指示信号は、前記ジョイスティック 17から延出する操作部用信号線によって、前記制御装置 4の制御部に出力されるようになっている。なお、前記操作部用信号線は、ユニバーサルコード 7内を揷通して光源コネクタ 7aまで延出している。そして、光源コネクタ 7aの湾曲制御用コネクタ部 7cと湾曲制御装置 4とが電気ケーブル 4aによって電気的に接続されている。

[0074] 一方、前記モータ 24からは図示しな、モータ用信号線が延出して、る。このモータ用信号線は、ユニバーサルコード 7内を揷通して光源コネクタ 7aまで延出している。また、光源コネクタ 7aの湾曲制御用コネクタ部 7cと湾曲制御装置 4とが電気ケーブル 4aによって電気的に接続されている。したがって、この湾曲制御装置 4に設けられて V、る図示しな、制御部から出力されるモータ駆動信号は前記電気ケーブル 4a及びモータ用信号線を介してモータ 24に出力されるようになって、る。

[0075] つまり、前記制御部では、ジョイスティック 17から出力される湾曲操作指示信号と、前記エンコーダ及び前記ポテンショメータから出力される回転位置検出信号に基づき、モータ 24を駆動制御するモータ駆動信号をモータ 24に出力して前記湾曲部 12 を湾曲動作させるようになって、る。

[0076] 上述のように構成した内視鏡 1の操作部 6に設けられている湾曲装置 20の作用を説明する。

[0077] 内視鏡装置 10では、前記図 1で説明したように内視鏡 1と、光源装置 2、ビデオプロセッサ 3及び湾曲制御装置 4とを接続した状態にして内視鏡検査等が行われる。この状態で、操作者は、ジョイスティック 17を傾倒操作して内視鏡 1の湾曲部 12を湾曲動作させながら、挿入部 5の先端部 11を体腔内の目的部位に向けて挿入していく。

[0078] 前記ジョイスティック 17を傾倒操作すると、このジョイスティック 17から制御部に向けて湾曲操作指示信号が出力される。すると、制御部では、湾曲操作指示信号から湾曲ワイヤを移動させる牽引量、すなわち、モータ回転量を演算し、その演算値に対応するモータ駆動信号をモータ 24に向けて出力する。このことによって、モータ 24のモータ軸 24aが回転状態になる。

[0079] すると、このモータ軸 24aに配設されている太陽歯車 31が回転され、この太陽歯車 31の回転が遊星歯車 32、 32、 32に伝達されて遊星歯車 32、 32、 32が自転を開始する。このとき、前記固定歯車 33が回転されないため、この固定歯車 33及び前記可動歯車 34に嚙合しているこれら遊星歯車 32、 32、 32は自転と共に公転を開始する。すると、これら遊星歯車 32、 32、 32の外歯 32aが嚙合している前記固定歯車 33の内歯 33aの歯数と、前記可動歯車 34の内歯 34aの歯数とが所定数だけ異なって、ることによって、ずれが生じ、そのずれを解消するように可動歯車 34が減速された状態で回転状態になる。

[0080] すると、この可動歯車 34の外歯 34bに嚙合する外歯 42aを有する回動外歯車 42が回転状態になって、この回動外歯車 42に一体に固定されている回動部材 41が回転して、ワイヤ 21a及び、又はワイヤ 21bが牽引弛緩されて湾曲部 12が湾曲動作を開始する。

[0081] このとき、前記回動外歯車 42が回転状態になることによって、前記第 1ポテンショメータ用歯車 44及び第 2ポテンショメータ用歯車 45も回転する。この第 2ポテンショメ一タ用歯車 45の回転は、前記ポテンショメータ 46によって検出されているので、このポテンショメータ 46で検出した検出信号が制御部に出力される。そして、前記ジョイステイツク 17の傾倒角度及び傾倒方向に対応するだけ前記ワイヤ 21a、 21bが進退移動されたと制御部で判定すると、この制御部力前記モータ 24へ向けて出力されるモータ駆動信号の出力が停止されるとともにモータ 24への通電が停止されて所望する湾曲状態になる。

[0082] なお、内視鏡 1の湾曲部 12を湾曲動作させている最中に、前記モータ 24が何らかの影響で暴走しているのではと、判断した場合には、湾曲部 12をアングルフリーの状態にするために、操作者は、操作レバー 18を所定の方向に回動操作する。すると、前記操作レバー 18の動作に連動して、クラッチレバー 51の係合部 51aが、前記固定歯車 33の係合溝 33bから外れた状態になって、固定状態であった固定歯車 33が回動状態に切り替わる。すると、固定歯車 33が回転し、可動歯車 34の回転が停止する。この際、遊星歯車 32、 32、 32は自転と公転を継続している。この理由は、可動歯車 34には湾曲部 12にあるワイヤからの負荷 (a)がかかり、固定歯車 33にはパネ部材 27dからの負荷 (b)がかかる。このときの負荷の大きさは、 a>bなので固定歯車 33が回動し、可動歯車 34は停止するためである。つまり、前記モータ軸 24aの回転が回動部材 41に伝達されることが切断された状態になって、湾曲部 12が湾曲動作することが停止される。

[0083] また、前記固定歯車 33を回動自在な状態に切り替えた際、遊星歯車 32が嚙合している固定歯車 33及び可動歯車 34が回動することによって、湾曲部 12の湾曲状態が急激にストレート状態に戻ろうとする力パネ部材 27d及びスラスト受け 27cを介して固定歯車 33が付勢されていることによって、固定歯車 33が低速で回動して、湾曲部 12の湾曲状態が急激に変化することなぐ徐々に元の状態に戻っていく。

[0084] このように、減速機構部を、太陽歯車と、遊星歯車と、この遊星歯車が嚙合する第 1 歯車である固定歯車及びこの固定歯車と歯数が所定数異なる第 2歯車である可動歯車とで構成したことによって、小さなサイズの歯車の組合せで、モータの駆動力で回転される太陽歯車の回転駆動力を、可動歯車に対して大きな減速比で伝達することができる。このことによって、充分な減速比を実現するために多数の歯車を用いて減速段数を増加させた場合と比較して減速機構部が小さくなり、減速機構部を内蔵する湾曲操作装置の小型化が可能となると共に湾曲操作装置を操作部内に設けた場合には操作部を小型化できる。特に、遊星歯車を複数設けた場合には、単一の歯車を用いた場合と比較して個々の遊星歯車に要求される物理的強度が低減されること力遊星歯車の外径を小さくすることが可能となり、減速機構部をさらに小型化することが可能である。

[0085] また、減速機構部を構成する太陽歯車、遊星歯車、第 1歯車である固定歯車及び第 2歯車である可動歯車を、加工性が良好で、嚙み合わせ精度の高精度化が求められない平歯車で構成したことによって、低コストでの製作を実現することができる。

[0086] さらに、可動歯車に外歯を設け、この外歯を、回動部材に一体に配設された回動外歯車の外歯に嚙合させる構成にしたことによって、モータ軸に対して回動部材支持軸がモータ軸の延長線上に位置することをなくして、湾曲操作装置の小型化が可能となり、湾曲操作装置を操作部内に設けた場合には操作部の小型化を実現することができる。

[0087] 又、モータ形状を扁平に形成することによって、上下用湾曲操作装置と左右用湾曲操作装置とを配列させて構成した操作部の厚み寸法を小さくすることができ、かつモータの外径寸法を小径に形成することによって回動外歯車と回動部材との距離を短くして操作部の小型化を図ることができる。このことによって、操作部の長さ寸法の短縮、或いは幅寸法を調整して、操作部の小型化、或いは操作部のバランスの変更、或いは操作部内の内部空間の増大を図るなど、設計の自由度が大幅に向上する。

[0088] さらに、固定歯車に対して可動歯車をモータ側に配設する構成を取ることによって、上下用及び左右用の回動部材を仕切り板を挟んで近接させて配置させて、上下用ワイヤと左右用ワイヤとの間隔を狭めることができる。このことによって、操作部先端側の細径ィ匕を実現すると共に、モータ軸方向に関する湾曲操作装置の寸法を小型化することができる。

[0089] 図 2等を参照すれば明らかなように、小型化を実現する観点力もは上下用湾曲操作装置 22、左右用湾曲操作装置 23のいずれに関しても、挿入部の中心軸を延伸した軸に近接して回動部材を配置することが可能な構成とすることが好ましい。中心軸を延伸した軸に回動部材を近接して配置することによって、回動部材と係合する牽引部材 (ワイヤ 21a、 21b)は、挿入部力も操作部にかけて挿入部の中心軸を延伸した軸とほぼ同軸状に延伸させることが可能となり、上下、左右それぞれに関する牽引部材間の間隔が拡大することが回避され、操作部基端部 (挿入部側の端部)の形状が大型化することを抑制できるという利点を生ずるためである。上下用湾曲操作装置 22 、左右用湾曲操作装置 23のいずれに関しても力かる条件が該当することから、上下用湾曲操作装置 22、左右用湾曲操作装置 23の構成としては、回動部材がモータ軸方向端部に位置するよう形成すると共に、挿入部の中心軸を延伸した軸に近接した位置に回動部材が位置するよう配置することが好ましい。

[0090] 一方で、本実施形態では湾曲操作装置の小型化を目的としており、モータ軸方向の寸法に関してもできる限り小型化することが好ましいことはもちろんである。また、本実施形態では減速機構部力回動部材への伝達機構として、伝達用歯車 (回動外歯車 42)を経由した構造が採用されており、回動部材は伝達用歯車と同軸状に配設された構造を有する。ここで、回動部材をモータ軸方向端部に配置するためには、伝達用歯車に対して回動部材を駆動モータ力離隔した側に配設する必要があるが、力かる位置に配設することによって、回動部材が減速機構部に対してモータ軸方向に突出した構造となった場合には、モータ軸方向の寸法に関する湾曲操作装置の小型化を妨げるおそれがある。

[0091] 図 2等からも明らかなように、本実施形態では可動歯車と嚙合した平歯車たる伝達用歯車は、モータ軸方向に関して駆動モータから可動歯車とほぼ同程度離隔した位置に配置される。従って、従来のように可動歯車を駆動モータ力離隔した位置、すなわち減速機構部のモータ軸方向端部に配置した場合には、伝達用歯車に対して駆動モータ力離隔した側に配設される回動部材は、モータ軸方向に関して減速機構部よりも突出した位置に配設されることとなり、湾曲操作装置を大型化させる原因となる。

[0092] 力かる事態を回避するため、本実施形態では、遊星歯車を用いた一般的な減速機構と異なり、可動歯車を駆動モータと固定歯車の間に配置することによって、モータ軸方向に関する、伝達用歯車が配置される位置と減速機構部端部の位置との間に、固定歯車の分だけ空隙を確保し、力かる空隙部分に可動部材を配設した構造を採用する。このような構造を採用することにより、本実施形態では可動部材を含む湾曲操作装置のモータ軸方向の寸法を減速機構部の寸法と同程度とすることが可能であり、遊星歯車を用いた一般的な減速機構を用いた場合と比較して、モータ軸方向に関して湾曲操作装置を小型化できるという利点を有する。

[0093] また、減速機構部の回転中心とモータの回転中心とを同一にするとともに、上下用及び左右用の減速機構部に対してそれぞれのモータを外側に取りつけたことによつて、操作部内の配線が容易で、且つ外装ケース体を取り外すことによってモータの交換を容易に行うことができる。

[0094] 又、操作部に設けられている操作レバーを操作することによって、回動自在に配設されている固定歯車を、文字通りの回転しないように配設された固定歯車と、回動することが可能な可動歯車とに切り替えられる構成にしたことによって、万一、モータが暴走した場合には、操作レバーの操作によって、固定歯車の配設状態を回動状態に切り替えることによって、モータの暴走によって、湾曲部が必要以上に湾曲することを確実に防止することができる。

[0095] また、操作レバーを操作することによって、固定歯車を、固定状態又は回動状態に切り替える機構を特別な部品を設けることなぐ係合部の係合溝への嚙合を解除する動作、或いは摩擦部材に対する押圧力を解除する動作を行う構成にしているので、万が一のモータの暴走に対応する操作部の小型化及び低コストィ匕の実現を図ることができる。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明に力かる内視鏡は、挿入部に設けられている湾曲部の湾曲動作を、湾曲操作装置の駆動モータを駆動させて、湾曲部カも延出している牽引部材を牽引弛緩操作させて行う内視鏡に適用した場合に有用であり、特に、湾曲操作装置が操作部に内蔵された内視鏡に適用する場合に適している。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の湾曲駒を連接して構成される湾曲部を有する挿入部と、

前記湾曲部力延出する牽引部材を駆動モータの駆動力によって進退移動させて湾曲部を湾曲動作させる、湾曲操作装置と、

を具備する内視鏡であって、

前記湾曲操作装置は、前記牽引部材が係合状態で回動する回動部材と、この回動部材を回動させるための駆動モータと、この駆動モータの駆動力を前記回動部材に伝達させる減速機構部とを備える構成において、

前記減速機構部は、

前記モータの駆動力によって回転される所定歯数で形成された外歯を備える太陽困車と、

この太陽歯車の外歯に嚙合する所定歯数で形成された外歯を備える複数の遊星困車と、

この遊星歯車の外歯に嚙合する所定歯数で形成された内歯を有する固定歯車となる第 1歯車と、

前記遊星歯車の外歯に嚙合する、前記第 1歯車の内歯の歯数に対して歯数が所定数異なる歯数で形成された内歯を有する可動歯車となる第 2歯車と、

を具備することを特徴とする内視鏡。

[2] 前記駆動モータのモータ軸を前記牽引部材の牽引方向に対して直交するように突出させ、このモータ軸に太陽歯車を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡

[3] 前記第 2歯車に外歯を設ける一方、前記回動部材に、前記第 2歯車の外歯に嚙合する所定歯数で形成した外歯を備えた伝達用歯車を一体に配設することを特徴とする請求項 2に記載の内視鏡。

[4] 前記回動部材は、前記伝達用歯車に対して同軸状に形成されると共に前記伝達用歯車に対して前記駆動モータ力離隔する側に配設され、

前記第 2歯車は、前記駆動モータと前記第 1歯車との間に配設されたことを特徴とする請求項 3に記載の内視鏡。

[5] 前記第 2歯車の外径寸法と前記駆動モータの外径寸法とは、略同一、又は前記第 2歯車が前記駆動モータより小径であることを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡。

[6] 前記第 1歯車を回動自在に配設し、この第 1歯車を固定歯車状態又は可動歯車状態に適宜切り替える切替機構を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡。