CN117836030A - 医疗设备 - Google Patents

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CN117836030A
CN117836030A CN202280058073.9A CN202280058073A CN117836030A CN 117836030 A CN117836030 A CN 117836030A CN 202280058073 A CN202280058073 A CN 202280058073A CN 117836030 A CN117836030 A CN 117836030A
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Abstract

一种医疗设备(1)具有驱动源(M)、能够弯曲的可弯曲部(12)、通过驱动源(M)的驱动力使可弯曲部(12)弯曲的线性主体(Wb)、以及通过连接至驱动源(M)的第一构件(Wc1)与连接至线性主体(Wb)的第二构件(Wc2)的连接而形成的连接部(Wc)。在等于或小于第一阈值的拉伸力或者等于或小于第二阈值的压缩力作用在第一构件(Wc1)和第二构件(Wc2)之间时,连接部(Wc)保持突起部(c13)与凹部(c23)接合的状态并且将驱动力从驱动源(M)传输至线性主体(Wb)。在超过第一阈值的拉伸力或超过第二阈值的压缩力作用于第一构件(Wc1)与第二构件(Wc2)之间时,突起部(c23)从凹部脱离,并且连接部(Wc)切断驱动力从驱动源(M)至线性主体(Wb)的传输。

Description

医疗设备
技术领域
本发明涉及一种可弯曲的医疗设备。
背景技术
比如内窥镜或导管的医疗设备包括由连接至驱动源的线性主体形成的弯曲部,以便能够在待插入至人体中的插入部中通过弯曲而变形。专利文献1描述了如下构造,其中连接至驱动源的驱动线材和连接至插入部的弯曲部的控制线材经由断开强度低于控制线材的断开部互连。根据该文献,当等于或大于阈值的拉伸力作用在控制线材上时,断开部断开,因此避免了插入部的远侧端强力地按压对象。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开No.2013-248116
发明内容
技术问题
然而,在上述文件的构造中,在强压缩力作用在断开部上的情况下,经由断开部的连接不会被切断。
本发明的一个目的是提供一种医疗设备,其能够响应于按压线性主体的方向上的过载和拉动线性主体的方向上的过载这两者均切断驱动源与线性主体之间的连接。
问题的解决方案
本发明的第一方面是一种医疗设备,其包括驱动源、能够弯曲的弯曲部、被构造成通过驱动源的驱动力使弯曲部弯曲的线性主体、以及连接部,所述连接部包括连接至驱动源的第一构件、连接至线性主体的第二构件、设置在第一构件和第二构件中的一者中并且在与线性主体的延伸方向相交的方向上突出的突起部、以及设置在第一构件和第二构件中的另一者中的凹部,并且其中第一构件和第二构件在突起部配合于凹部中的状态下连接,其中连接部被构造成使得在等于或小于第一阈值的拉伸力或者等于或小于第二阈值的压缩力作用在第一构件与第二构件之间的情况下,保持突起部配合在凹部中的状态以将驱动力从驱动源传输至线性主体,并且在超过第一阈值的拉伸力或者超过第二阈值的压缩力作用在第一构件与第二构件之间的情况下,突起部从凹部脱离以切断驱动力从驱动源至线性主体的传输。
本发明的第二方面是一种医疗设备,其包括驱动源、能够弯曲的弯曲部、被构造成通过驱动源的驱动力使弯曲部弯曲的线性主体、以及连接部,所述连接部包括连接至驱动源的第一构件、连接至线性主体的第二构件、设置在第一构件中并且在与线性主体的延伸方向相交的方向上突出的第一突起部和第二突起部、以及设置在第二构件中的第三突起部和第四突起部,并且其中第一构件和第二构件在第一突起部与第三突起部接合并且第二突起部与第四突起部接合的状态下连接,其中连接部被构造成使得在等于或小于第一阈值的拉伸力作用于第一构件与第二构件之间的情况下,保持第一突起部与第三突起部接合的状态以将驱动力从驱动源传输至线性主体,在超过第一阈值的拉伸力作用于第一构件与第二构件之间的情况下,第一突起部从第三突起部脱离以切断驱动力从驱动源至线性主体的传输,在等于或小于第二阈值的压缩力作用于第一构件与第二构件之间的情况下,保持第二突起部与第四突起部接合的状态以将驱动力从驱动源传输至线性主体,并且在超过第二阈值的压缩力作用于第一构件与第二构件之间的情况下,第二突起部从第四突起部脱离以切断驱动力从驱动源至线性主体的传输。
本发明的有益效果
根据本发明,可以响应于按压线性主体的方向上的过载和拉动线性主体的方向上的过载这两者均切断驱动源与线性主体之间的连接。
将通过以下参考附图的描述揭示本发明的其它特征和优点。注意,在附图中,相同或基本相同的元件由相同的附图标记表示。
附图说明
图1是医疗系统的总体视图。
图2是医疗设备和支撑基座的立体视图。
图3A是导管的说明图。
图3B是导管的说明图。
图4A是导管单元的说明图。
图4B是导管单元的说明图。
图5A是基座单元和线材驱动部的说明图。
图5B是基座单元和线材驱动部的说明图。
图5C是基座单元和线材驱动部的说明图。
图6A是线材驱动部、联接装置和弯曲驱动部的说明图。
图6B是线材驱动部、联接装置和弯曲驱动部的说明图。
图6C是线材驱动部、联接装置和弯曲驱动部的说明图。
图7A是导管单元的附接的说明图。
图7B是导管单元的附接的说明图。
图8A是用于描述导管单元与基座单元之间的联接的图。
图8B是用于描述导管单元与基座单元之间的联接的图。
图9是用于描述导管单元与基座单元之间的联接的分解视图。
图10是用于描述驱动线材经由联接部的固定的图。
图11是用于描述驱动线材经由联接部的固定的图。
图12是用于描述驱动线材经由联接部的固定的图。
图13是用于描述驱动线材经由联接部的固定的图。
图14是用于描述驱动线材经由联接部的固定的图。
图15A是导管单元和基座单元的说明图。
图15B是导管单元和基座单元的说明图。
图15C是导管单元和基座单元的说明图。
图16A是用于描述操作部的操作的图。
图16B是用于描述操作部的操作的图。
图16C是用于描述操作部的操作的图。
图17A是用于描述操作部的操作的截面视图。
图17B是用于描述操作部的操作的截面视图。
图17C是用于描述操作部的操作的截面视图。
图18A是用于描述根据第一实施例的连接部的图。
图18B是用于描述根据第一实施例的连接部的图。
图18C是用于描述根据第一实施例的连接部的图。
图19A是用于描述根据第一实施例的连接部的操作的图。
图19B是用于描述根据第一实施例的连接部的操作的图。
图19C是用于描述根据第一实施例的连接部的操作的图。
图20A是用于描述根据第一实施例的连接部的操作的图。
图20B是用于描述根据第一实施例的连接部的操作的图。
图20C是用于描述根据第一实施例的连接部的操作的图。
图21A是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图21B是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图21C是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图21D是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图21E是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图21F是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图21G是用于描述根据第二实施例的连接部的修改例的图。
图22A是用于描述根据第二实施例的连接部的图。
图22B是用于描述根据第二实施例的连接部的图。
图22C是用于描述根据第二实施例的连接部的图。
图23A是用于描述根据第二实施例的连接部的操作的图。
图23B是用于描述根据第二实施例的连接部的操作的图。
图23C是用于描述根据第二实施例的连接部的操作的图。
图24A是用于描述根据第三实施例的连接部的图。
图24B是用于描述根据第三实施例的连接部的图。
图24C是用于描述根据第三实施例的连接部的图。
图25A是用于描述根据第三实施例的连接部的操作的图。
图25B是用于描述根据第三实施例的连接部的操作的图。
图25C是用于描述根据第三实施例的连接部的操作的图。
图26A是用于描述根据第四实施例的连接部的图。
图26B是用于描述根据第四实施例的连接部的图。
图26C是用于描述根据第四实施例的连接部的图。
图27A是用于描述根据第四实施例的连接部的操作的图。
图27B是用于描述根据第四实施例的连接部的操作的图。
图27C是用于描述根据第四实施例的连接部的操作的图。
图28A是用于描述根据修改例的连接部的图。
图28B是用于描述根据修改例的连接部的图。
图28C是用于描述根据修改例的连接部的图。
图29是用于描述根据修改例的连接部的图。
图30A是用于描述根据修改例的连接部的操作的图。
图30B是用于描述根据修改例的连接部的操作的图。
图30C是用于描述根据修改例的连接部的操作的图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
[第一实施例]
<医疗系统和医疗设备>
将参考图1和2描述根据第一实施例的医疗系统1A和医疗设备1。图1是医疗系统1A的总体视图。图2是医疗设备1和支撑基座2的立体视图。
医疗系统1A包括医疗设备1、医疗设备1附接至的支撑基座2、和控制医疗设备1的控制部(控制设备)3。在本实施例中,医疗系统1A包括用作显示设备的监视器4。
医疗设备1包括导管单元(可弯曲的单元)100和基座单元(驱动单元、附接单元)200,该导管单元包括用作可弯曲主体的导管11。导管单元100被构造成可附接至基座单元200和可从基座单元拆卸。
在本实施例中,通过将导管11插入至对象(Obj)中,医疗系统1A和医疗设备1的用户能够执行诸如观察对象的内部、从对象的内部收集各种样本、和处理对象的内部之类的工作。作为一个实施例,用户可以将导管11插入至作为对象的患者中。具体地,通过经患者的嘴或鼻子插入支气管中,可以执行比如观察、收集或切割肺组织的工作。
导管11可以用作引导件(护套),用于引导医疗工具执行上述工作。作为医疗工具(工具)的示例,可以提及内窥镜、镊子和磨蚀装置。另外,可弯曲的主体本身可以具有作为上述医疗工具的功能,并且在这种情况下,可弯曲的主体不限于管状形状并且可以具有例如柱状形状。
在本实施例中,控制部3包括计算设备3a和输入设备3b。输入设备3b接收用于操作导管11的命令和输入。计算设备3a包括随机存取存储器、存储用于控制导管的程序和各种数据的存储器、以及用于执行程序的中央处理设备。另外,控制部3可以包括输出部,用于输出用于在监视器4上显示图像的信号。
如图2中所示,在本实施例中,医疗设备1经由支撑基座2和将医疗设备1的基座单元200与支撑基座2互连的电缆5电连接至控制部3。注意,医疗设备1和控制部3可以彼此直接连接。医疗设备1和控制部3可以彼此无线连接。
医疗设备1经由基座单元200可拆卸地附接至支撑基座2。更具体地,关于医疗设备1,基座单元200的附接部(连接部)200a可拆卸地附接至支撑基座2的移动台(接收部)2a。即使在医疗设备1的附接部200a被从移动台2a拆卸的状态下,医疗设备1与控制部3之间的连接也得以保持,使得医疗设备1可以由控制部3控制。在本实施例中,即使在医疗设备1的附接部200a被从移动台2a拆卸的状态下,医疗设备1和支撑基座2也经由电缆5互连。
在医疗设备1被从支撑基座2拆卸的状态下(在医疗设备1被从移动台2a拆卸的状态下),用户可以通过手动地移动医疗设备1而将导管11插入至对象中。
用户可以在导管11被插入至对象中并且医疗设备1附接至支撑基座2的状态下使用医疗设备1。具体地,在医疗设备1附接至移动台2a的状态下,作为移动台2a移动的结果,医疗设备1移动。然后,执行使导管11在将导管11插入至对象中的方向上移动的操作和使导管11在将导管11从对象拉出的方向上移动的操作。移动台2a的移动由控制部3控制。
基座单元200的附接部200a包括未示出的取消开关和拆卸开关。在附接部200a附接至移动台2a的状态下,用户可以在持续按压取消开关的同时在移动台2a的引导方向上手动地移动医疗设备1。即,移动台2a包括引导医疗设备1的移动的引导元件。当用户停止按压取消开关时,医疗设备1被固定至移动台2a。相反,如果在附接部200a附接至移动台2a的状态下按压拆卸开关,则用户可以从移动台2a拆卸医疗设备1。
注意,一个开关可以具有作为取消开关的功能和作为拆卸开关的功能。另外,如果取消开关设置有在按压状态与非按压状态之间切换的机构,则当手动地使医疗设备1滑动时,用户不需要保持按压取消开关。
在附接部200a附接至移动台2a并且取消开关和拆卸开关未被按压的状态下,医疗设备1被固定至移动台2a,并且通过由未示出的马达驱动的移动台2a移动。
医疗设备1包括用于驱动导管11的线材驱动部(线性主体驱动部、线驱动部、主体驱动部)300。在本实施例中,医疗设备1是机器人导管设备,其通过由控制部3控制的线材驱动部300来驱动导管11。
控制部3能够通过控制线材驱动部300来执行使导管11弯曲的操作。在本实施例中,线材驱动部300被包括在基座单元200中。更具体地,基座单元200包括容置线材驱动部300的基座外壳200f。即,基座单元200包括线材驱动部300。线材驱动部300和基座单元200可以统称为导管驱动设备(基座设备、主体)。
在导管11的延伸方向上,导管11的远侧端被插入在对象中的端部将被称为远端。远端在导管11的延伸方向上的相对侧将被称为近端。
导管单元100包括覆盖导管11的近端侧的近端盖16。近端盖16具有工具孔16a。医疗工具可以通过工具孔16a插入导管11中。
如上所述,在本实施例中,导管11具有作为引导设备的功能,用于将医疗工具引导至对象中的期望位置。
例如,导管11在内窥镜被插入在导管11中的状态下被插入至对象中的目标位置。此时,使用用户的手动操作、移动台2a的移动、以及线材驱动部300对导管11的驱动中的至少一种。在导管11已经到达目标位置之后,内窥镜通过工具孔16a被从导管11拉出。然后,通过工具孔16a插入医疗工具,并且执行比如从对象的内部收集各种样本或处理目标的内部的工作。
如稍后将描述的,导管单元100可拆卸地附接至导管驱动设备(基座设备、主体),更具体地附接至基座单元200。在医疗设备1被使用之后,用户将导管单元100从基座单元200拆卸,将新的导管单元100附接至基座单元200,并且因此可以再次使用医疗设备1。即,导管单元100可以用作一次性单元。这里,一次性意味着在一次治疗中使用的导管单元100在使用之后被丢弃。结果,防止了导管单元100被重复使用,并且因此医疗设备1可以始终保持在清洁状态。
如图2中所示,医疗设备1包括操作部400。在本实施例中,操作部400设置在导管单元100中。当将导管单元100固定至基座单元200或将导管单元100从基座单元200拆卸时,由用户操作该操作部400。
通过将插入至导管11中的内窥镜连接至监视器4,可以在监视器4上显示内窥镜所捕获的图像。另外,通过将监视器4连接至控制部3,可以在监视器4上显示医疗设备1的状态和与医疗设备1的控制相关的信息。例如,可以在监视器4上显示导管11在对象中的位置以及与导管11在对象中的导航相关的信息。监视器4、控制部3和内窥镜可以以有线方式或以无线方式彼此连接。另外,监视器4和控制部3可以经由支撑基座2彼此连接。
<导管>
将参考图3A和3B描述用作可弯曲主体的导管11。图3A和3B是导管11的说明图。图3A是用于描述导管11的整体的图。图3B是导管11的放大视图。
导管11包括弯曲部(弯曲主体、导管主体)12、和被构造成使弯曲部12弯曲的弯曲驱动部(导管驱动部)13。弯曲驱动部13被构造成通过经由稍后将描述的联接装置21接收线材驱动部300的驱动力而使弯曲部12弯曲。
导管11相对于对象(Obj)在导管11的插入方向上延伸。导管11的延伸方向(纵向方向)与弯曲部12的延伸方向(纵向方向)以及稍后将描述的第一至第九驱动线材(W11至W33)的延伸方向(纵向方向)相同。
弯曲驱动部13包括连接至弯曲部12的多根驱动线材(驱动线、线性构件、线性致动器)。具体地,弯曲驱动部13包括第一驱动线材W11、第二驱动线材W12、第三驱动线材W13、第四驱动线材W21、第五驱动线材W22、第六驱动线材W23、第七驱动线材W31、第八驱动线材W32和第九驱动线材W33。
第一至第九驱动线材(W11至W33)每个均包括被保持部(被保持轴、杆)Wa。具体地,第一驱动线材W11包括第一被保持部Wa11。第二驱动线材W12包括第二被保持部Wa12。第三驱动线材W13包括第三被保持部Wa13。第四驱动线材W21包括第四被保持部Wa21。第五驱动线材W22包括第五被保持部Wa22。第六驱动线材W23包括第六被保持部Wa23。第七驱动线材W31包括第七被保持部Wa31。第八驱动线材W32包括第八被保持部Wa32。第九驱动线材W33包括第九被保持部Wa33。
在本实施例中,第一至第九被保持部(Wa11至Wa33)每个均具有相同的形状。
第一至第九驱动线材(W11至W33)每个均包括柔性线材主体(线材构件、线主体、线性主体)Wb。这里,线材主体Wb是被连接对象可以被推动和拉动通过其中的构件,并且具有一定程度的刚度。同时,线材主体Wb是能够从线性形状变形以便能够使弯曲部12弯曲的构件。第一驱动线材W11包括第一线材主体Wb11。第二驱动线材W12包括第二线材主体Wb12。第三驱动线材W13包括第三线材主体Wb13。第四驱动线材W21包括第四线材主体Wb21。第五驱动线材W22包括第五线材主体Wb22。第六驱动线材W23包括第六线材主体Wb23。第七驱动线材W31包括第七线材主体Wb31。第八驱动线材W32包括第八线材主体Wb32。第九驱动线材W33包括第九线材主体Wb33。
进一步,在本实施例中,对于每对驱动源M和驱动线材W,连接部Wc将驱动力从驱动源传输至线材主体,并且在施加等于或大于阈值的载荷的情况下切断驱动力从驱动源至线性主体的传输。具体地,第一线材主体Wb11经由第一连接部Wc11连接至第一驱动源M11。
第二线材主体Wb12经由第二连接部Wc12连接至第二驱动源M12。
第三线材主体Wb13经由第三连接部Wc13连接至第三驱动源M13。
第四线材主体Wb21经由第四连接部Wc21连接至第四驱动源M21。
第五线材主体Wb22经由第五连接部Wc22连接至第五驱动源M22。
第六线材主体Wb23经由第六连接部Wc23连接至第六驱动源M23。
第七线材主体Wb31经由第七连接部Wc31连接至第七驱动源M31。
第八线材主体Wb32经由第八连接部Wc32连接至第八驱动源M32。
第九线材主体Wb33经由第九连接部Wc33连接至第九驱动源M33。
这里,在下面的每个实施例中,阈值不限于预先设定的固定值(恒定值)。取决于设备规格和制造条件,存在阈值几乎不改变的情况以及存在阈值动态改变的情况。即,尽管在设计产品时设定了目标值,但是由于公差变化等的影响,用于实际切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接的阈值对于每台设备可能或多或少地改变。另外,由于这些阈值可能因周围环境(温度、湿度等)的影响而或多或少地改变,因此即使对于同一设备,阈值也可能根据操作定时而改变。因此,可以在考虑这些影响的情况下设计或制造上述每个实施例中所描述的医疗设备1,以使得阈值在预定范围内,并且阈值的示例包括动态改变的阈值。注意,阈值可以被重新表述为极限值。
连接部Wc用作断开机构或分开机构,在由于驱动源的异常操作或导管11上的外力而导致超过预定阈值的载荷作用在驱动线材上的情况下,该断开机构或分开机构切断驱动源与线材主体之间的连接(联接、驱动传输)。稍后将描述连接部Wc的详细构造和作用。
在本实施例中,第一至第三线材主体(Wb11至Wb13)每个均具有相同的形状。第四至第六线材主体(Wb21至Wb23)每个均具有相同的形状。第七至第九线材主体(Wb31至Wb33)每个均具有相同的形状。在本实施例中,除了长度之外,第一至第九线材主体(Wb11至Wb33)每个均具有相同的形状。
第一至第九被保持部(Wa11至Wa33)经由第一至第九连接部(Wc11至Wc33)附接至第一至第九线材主体(Wb11至Wb33)的近端。第一至第九驱动线材(W11至W33)经由线材引导件17插入至弯曲部12中并且被固定。
在本实施例中,第一至第九线材主体(Wb11至Wb33)中的每一个的材料为金属。注意,第一至第九线材主体(Wb11至Wb33)中的每一个的材料可以是树脂。第一至第九线材主体(Wb11至Wb33)中的每一个的材料可以包括金属和树脂。
第一至第九驱动线材(W11至W33)中的任意一个可以被称为驱动线材W。在本实施例中,除了第一至第九线材主体(Wb11至Wb33)的长度之外,第一至第九驱动线材(W11至W33)每个均具有相同的形状。
在本实施例中,弯曲部12是管状构件,其具有柔性并且具有用于插入医疗工具的通路Ht。
在弯曲部12的壁表面中设置有多个线材孔,用于分别容许第一至第九驱动线材(W11至W33)穿过。具体地,第一线材孔Hw11、第二线材孔Hw12和第三线材孔Hw13设置在弯曲部12的壁表面中。进一步,第四线材孔Hw21、第五线材孔Hw22和第六线材孔Hw23设置在弯曲部12的壁表面中。进一步,第七线材孔Hw31、第八线材孔Hw32和第九线材孔Hw33设置在弯曲部12的壁表面中。第一至第九线材孔Hw(Hw11至Hw33)分别对应于第一至第九驱动线材(W11至W33)。附图标记Hw的后缀表示对应驱动线材的编号。例如,第一驱动线材W11插入至第一线材孔Hw11中。
第一至第九线材孔(Hw11至Hw33)中的任意一个可以被称为线材孔Hw。在本实施例中,第一至第九线材孔(Hw11至Hw33)每个均具有相同的形状。
弯曲部12具有中间区域12a和弯曲区域12b。弯曲区域12b设置在弯曲部12的远端处,并且第一引导环J1、第二引导环J2和第三引导环J3设置在弯曲区域12b中。弯曲区域12b是可以通过由弯曲驱动部13使第一引导环J1、第二引导环J2和第三引导环J3移动来控制弯曲部12的弯曲的程度和方向的区域。图3B通过省略弯曲部12的覆盖第一至第三引导环(J1至J3)的部分而示出了弯曲部12。
在本实施例中,弯曲部12包括多个辅助环(未示出)。在弯曲区域12b中,第一引导环J1、第二引导环J2和第三引导环J3被固定至弯曲部12的壁表面。在本实施例中,多个辅助环设置在第一引导环J1与第二引导环J2之间以及第二引导环J2与第三引导环J3之间。
医疗工具通过通路Ht、第一至第三引导环(J1至J3)、以及多个辅助环被引导至导管11的远侧端。
第一至第九驱动线材(W11至W33)分别通过中间区域12a被固定至第一至第三引导环(J1至J3)。具体地,第一驱动线材W11、第二驱动线材W12和第三驱动线材W13被固定至第一引导环J1。第四驱动线材W21、第五驱动线材W22和第六驱动线材W23穿过第一引导环J1和多个辅助环,并且被固定至第二引导环J2。第七驱动线材W31、第八驱动线材W32和第九驱动线材W33穿过第一引导环J1、第二引导环J2以及多个辅助环,并且被固定至第三引导环J3。
通过由线材驱动部300驱动弯曲驱动部13,医疗设备1可以使弯曲部12朝向与导管11的延伸方向相交的方向弯曲。具体地,通过使第一至第九驱动线材(W11至W33)中的每一根在弯曲部12的延伸方向上移动,弯曲部12的弯曲区域12b可以经由第一至第三引导环(J1至J3)在与延伸方向相交的方向上弯曲。
通过使用手动地移动的或通过移动台2a移动的医疗设备1的移动以及弯曲部12的弯曲中的至少一种,用户可以将导管11插入至对象中的目标部。
注意,尽管在本实施例中通过由第一至第九驱动线材(W11至W33)使第一至第三引导环(J1至J3)移动而使弯曲部12弯曲,但是构造不限于此。可以省略第一至第三引导环(J1至J3)中的一个或两个以及固定至其的驱动线材。
例如,导管11可以具有这样的构造,其中:设置第七至第九驱动线材(W31至W33)以及第三引导环J3并且省略第一至第六驱动线材(W11至W23)以及第一和第二引导环(J1至J2)。另外,导管11可以具有这样的构造,其中:设置第四至第九驱动线材(W21至W33)以及第二和第三引导环J2和J3并且省略第一至第三驱动线材(W11至W13)以及第一引导环(J1)。
另外,导管11可以具有由两根驱动线材驱动一个引导环的构造。同样在这种情况下,引导环的数量可以等于或多于一个。
<导管单元>
将参考图4A和4B描述导管单元100。图4A和4B是导管单元100的说明图。图4A是在稍后将描述的线材盖14处于覆盖位置的状态下导管单元100的说明图。图4B是在稍后将描述的线材盖14处于暴露位置的状态下导管单元100的说明图。
导管单元100包括弯曲部12、包含弯曲驱动部13的导管11、以及支撑导管11的近端的近端盖16。导管单元100包括盖(线材盖)14,用于覆盖和保护用作多根驱动线材的第一至第九驱动线材(W11至W33)。
导管单元100可在附接/拆卸方向DE上附接至基座单元200以及被从基座单元拆卸。导管单元100至基座单元200的附接方向和导管单元100从基座单元200的拆卸方向平行于附接/拆卸方向DE。
近端盖(框架主体、弯曲部外壳、导管外壳)16是覆盖导管11的一部分的盖。近端盖16包括用于将医疗工具插入至弯曲部12的通路Ht中的工具孔16a。
线材盖14设置有多个暴露孔(线材盖孔、盖孔),用于容许第一至第九驱动线材(W11至W33)穿过。线材盖14设置有第一暴露孔14a11、第二暴露孔14a12、第三暴露孔14a13、第四暴露孔14a21、第五暴露孔14a22、第六暴露孔14a23、第七暴露孔14a31、第八暴露孔14a32和第九暴露孔14a33。第一至第九暴露孔(14a11至14a33)分别对应于第一至第九驱动线材(W11至W33)。附图标记14a之后的后缀数字表示对应驱动线材的编号。例如,第一驱动线材W11插入至第一暴露孔14a11中。
第一至第九暴露孔(14a11至14a33)中的任意一个可以被称为暴露孔14a。在本实施例中,第一至第九暴露孔(14a11至14a33)每个均具有相同的形状。
线材盖14可以移动至覆盖第一至第九驱动线材(W11至W33)的覆盖位置(参见图4A)以及从覆盖位置撤回的盖撤回位置(图4B)。盖撤回位置也可以被称为第一至第九驱动线材(W11至W33)被暴露的暴露位置。
在将导管单元100附接至基座单元200之前,线材盖14被定位在覆盖位置处。在将导管单元100附接至基座单元200时,线材盖14沿附接/拆卸方向DE从覆盖位置移动至暴露位置。
在本实施例中,线材盖14在从覆盖位置移动至暴露位置之后保持在暴露位置处。因此,即使在导管单元100附接至基座单元200之后将导管单元100从基座单元200拆卸,线材盖14也保持在暴露位置处。
然而,线材盖14可以被构造成在从覆盖位置移动至暴露位置之后返回至覆盖位置。例如,导管单元100可以包括将线材盖14从暴露位置推动至覆盖位置的推动构件。在这种情况下,当在导管单元100附接至基座单元200之后将导管单元100从基座单元200拆卸时,线材盖14从暴露位置移动至覆盖位置。
当线材盖14处于暴露位置时,第一至第九驱动线材(W11至W33)的第一至第九被保持部(Wa11至Wa33)暴露。结果,容许弯曲驱动部13与稍后将描述的联接装置21之间的联接。当线材盖14处于暴露位置时,第一至第九驱动线材(W11至W33)的第一至第九被保持部(Wa11至Wa33)从第一至第九暴露孔(14a11至14a33)突出。更具体地,第一至第九被保持部(Wa11至Wa33)在稍后将描述的附接方向Da上从第一至第九暴露孔(14a11至14a33)突出。
如图4B中所示,第一至第九驱动线材(W11至W33)均沿着具有预定半径的圆(虚拟圆)布置。
在本实施例中,导管单元100包括键轴(键、导管侧键)15。在本实施例中,键轴15在附接/拆卸方向DE上延伸。线材盖14设置有键轴15穿过其中的轴孔14b。键轴15能够与稍后将描述的键接收部22接合。作为键轴15与键接收部22接合的结果,导管单元100相对于基座单元200的移动被限制在第一至第九驱动线材(W11至W33)布置于其上的圆(虚拟圆)的周向方向上的预定范围内。
在本实施例中,第一至第九驱动线材(W11至W33)设置在键轴15的外侧,以便如在附接/拆卸方向DE上观察时包围键轴15。换句话说,键轴15设置在第一至第九驱动线材(W11至W33)布置于其上的圆(虚拟圆)的内侧。因此,可以在小的空间中布置键轴15和第一至第九驱动线材(W11至W33)。
在本实施例中,导管单元100包括操作部400。操作部400被构造成可相对于近端盖16和弯曲驱动部13移动(旋转)。操作部400操作部400可围绕旋转轴4025a0r旋转。操作部400的旋转轴400r在附接/拆卸方向DE上延伸。
在导管单元100附接至基座单元200的状态下,操作部400被构造成可相对于基座单元200移动(旋转)。更具体地,操作部400被构造成可相对于基座外壳200f、线材驱动部300、以及稍后将描述的联接装置21移动(旋转)。
<基座单元>
将参考图5A至5C描述基座单元200和线材驱动部300。图5A至5C是基座单元200和线材驱动部300的说明图。图5A是示出基座单元200的内部结构的立体视图。图5B是示出基座单元200的内部结构的侧视图。图5C是示出如在附接/拆卸方向DE上观察时基座单元200的图。
如上所述,医疗设备1包括基座单元200和线材驱动部300。在本实施例中,线材驱动部300容置在基座外壳200f中,并且设置在基座单元200的内部。换句话说,基座单元200包括线材驱动部300。
线材驱动部300包括多个驱动源(马达、致动器)。在本实施例中,线材驱动部300包括第一驱动源M11、第二驱动源M12、第三驱动源M13、第四驱动源M21、第五驱动源M22、第六驱动源M23、第七驱动源M31、第八驱动源M32和第九驱动源M33。
第一至第九驱动源(M11至M33)中的任意一个可以被称为驱动源M。在本实施例中,第一至第九驱动源(M11至M33)每个均具有相同的构造。
基座单元200包括联接装置21。联接装置21容置在基座外壳200f中。联接装置21连接至线材驱动部300。联接装置21包括多个联接部。在本实施例中,联接装置21包括第一联接部21c11、第二联接部21c12、第三联接部21c13、第四联接部21c21、第五联接部21c22、第六联接部21c23、第七联接部21c31、第八联接部21c32和第九联接部21c33。
第一至第九联接部(21c11至21c33)中的任意一个可以被称为联接部21c。在本实施例中,第一至第九联接部(21c11至21c33)每个均具有相同的构造。
多个联接部分别连接至多个驱动源,并且分别由多个驱动源驱动。具体地,第一联接部21c11连接至第一驱动源M11,并且由第一驱动源M11驱动。第二联接部21c12连接至第二驱动源M12,并且由第二驱动源M12驱动。第三联接部21c13连接至第三驱动源M13,并且由第三驱动源M13驱动。第四联接部21c21连接至第四驱动源M21,并且由第四驱动源M21驱动。第五联接部21c22连接至第五驱动源M22,并且由第五驱动源M22驱动。第六联接部21c23连接至第六驱动源M23,并且由第六驱动源M23驱动。第七联接部21c31连接至第七驱动源M31,并且由第七驱动源M31驱动。第八联接部21c32连接至第八驱动源M32,并且由第八驱动源M32驱动。第九联接部21c33连接至第九驱动源M33,并且由第九驱动源M33驱动。
如稍后将描述的,联接装置21联接至包括第一至第九驱动线材(W11至W33)的弯曲驱动部13。弯曲驱动部13经由联接装置21接收线材驱动部300的驱动力,并且使弯曲部12弯曲。
驱动线材W经由被保持部Wa联接至联接部21c。多根驱动线材分别联接至多个联接部。具体地,第一驱动线材W11的第一被保持部Wa11联接至第一联接部21c11。第二驱动线材W12的第二被保持部Wa12联接至第二联接部21c12。第三驱动线材W13的第三被保持部Wa13联接至第三联接部21c13。第四驱动线材W21的第四被保持部Wa21联接至第四联接部21c21。第五驱动线材W22的第五被保持部Wa22联接至第五联接部21c22。第六驱动线材W23的第六被保持部Wa23联接至第六联接部21c23。第七驱动线材W31的第七被保持部Wa31联接至第七联接部21c31。第八驱动线材W32的第八被保持部Wa32联接至第八联接部21c32。第九驱动线材W33的第九被保持部Wa33联接至第九联接部21c33。
基座单元200包括基座框架25。基座框架25设置有多个插入孔,用于分别容许第一至第九驱动线材(W11至W33)穿过。基座框架25具有第一插入孔25a11、第二插入孔25a12、第三插入孔25a13、第四插入孔25a21、第五插入孔25a22、第六插入孔25a23、第七插入孔25a31、第八插入孔25a32和第九插入孔25a33。第一至第九插入孔(25a11至25a33)分别对应于第一至第九驱动线材(W11至W33)。附图标记25a的后缀表示对应驱动线材的编号。例如,第一驱动线材W11插入第一插入孔25a11中。
第一至第九插入孔(25a11至25a33)中的任意一个可以被称为插入孔25a。在本实施例中,第一至第九插入孔(25a11至25a33)每个均具有相同的形状。
基座框架25设置有线材盖14插入其中的附接开口25b。第一至第九插入孔(25a11至25a33)设置在附接开口25b的底部处。
进一步,基座单元200包括马达框架200b、第一轴承框架200c、第二轴承框架200d和第三轴承框架200e。马达框架200b、第一轴承框架200c、第二轴承框架200d和第三轴承框架200e联接。
基座框架25包括接收键轴15的键接收部(键孔、基座侧键、主体侧键)22。作为键轴15和键接收部22彼此接合的结果,防止了导管单元100以错误的相位附接至基座单元200。
作为键轴15和键接收部22彼此接合的结果,导管单元100相对于基座单元200的移动被限制在第一至第九驱动线材(W11至W33)布置于其上的圆(虚拟圆)的周向方向上的预定范围内。
结果,第一至第九驱动线材(W11至W33)分别与第一至第九插入孔(25a11至25a33)中的对应一个以及第一至第九联接部(21c11至21c33)中的对应一个接合。换句话说,防止了驱动线材W与不同于对应插入孔25a的插入孔25a或不同于对应联接部21c的21c接合。
通过将键轴15和键接收部22彼此接合,用户可以正确地将第一至第九驱动线材(W11至W33)分别连接至第一至第九联接部(21c11至21c33)。因此,用户可以容易地将导管单元100附接至基座单元200。
在本实施例中,键轴15包括在与附接/拆卸方向DE相交的方向上突出的突起部,并且键接收部22具有其中插入突起部的凹部。在周向方向上,突起部和凹部彼此接合的位置是驱动线材W与对应插入孔25a和对应联接部21c接合的位置。
注意,键轴15可以设置在基座单元200和导管单元100中的一者处,并且键接收部22可以设置于另一者处。例如,键轴15可以设置在基座单元200侧,并且键接收部22可以设置在导管单元100侧。
基座单元200包括接头28,所述接头包括接头接合部28j。基座框架25包括锁定轴26,所述锁定轴包括锁定突起26a。稍后将描述这些部件的功能。
<马达与驱动线材之间的联接>
将参考图6A至6C描述线材驱动部300、联接装置21和弯曲驱动部13之间的联接。图6A至6C是线材驱动部300、联接装置21和弯曲驱动部13的说明图。图6A是驱动源M、联接部21c和驱动线材W的立体视图。图6B是联接部21c和驱动线材W的放大视图。图6C是示出线材驱动部300、联接装置21和弯曲驱动部13之间的联接的立体视图。
在本实施例中,第一至第九驱动线材(W11至W33)与第一至第九联接部(21c11至21c33)之间的相应联接的构造相同。另外,第一至第九联接部(21c11至21c33)与第一至第九驱动源(M11至M33)之间的相应连接的构造相同。因此,在下面的描述中,将通过使用一根驱动线材W、一个联接部21c和一个驱动源M来描述它们之间的连接的构造。
如图6A中所示,驱动源M包括输出轴Ma和使输出轴Ma在旋转方向Rm上旋转的马达主体Mb。在输出轴Ma的表面上设置有螺旋槽。输出轴Ma具有所谓的螺杆形状。马达主体Mb被固定至马达框架200b。
联接部21c包括连接至输出轴Ma的牵引器21ct和支撑牵引器21ct的牵引器支撑轴21cs。牵引器支撑轴21cs连接至联接基座21cb。
联接部21c包括板簧21ch,其用作用于保持驱动线材W的被保持部Wa的保持部。驱动线材W通过插入孔25a与联接部21c接合。更具体地,被保持部Wa与板簧21ch接合。如稍后将描述的,板簧21ch可以采取夹住并且固定被保持部Wa的状态(固定状态)和释放被保持部Wa的状态(释放状态)。
联接部21c包括按压构件21cp。按压构件21cp包括与稍后将描述的内齿轮29啮合的齿轮部21cg、和用作用于按压板簧21ch的按压部的凸轮21cc。
如稍后将描述的,凸轮21cc能够相对于板簧21ch移动。作为凸轮21cc移动的结果,可以切换板簧21ch的固定状态和释放状态。
联接部21c由第一轴承B1、第二轴承B2和第三轴承B3支撑。第一轴承B1由基座单元200的第一轴承框架200c支撑。第二轴承B2由基座单元200的第二轴承框架200d支撑。第三轴承B3由基座单元200的第三轴承框架200e支撑。因此,当输出轴Ma在旋转方向Rm上旋转时,联接部21c围绕输出轴Ma的旋转受到限制。注意,针对第一至第九联接部(21c11至21c33)中的每一个设置第一轴承B1、第二轴承B2和第三轴承B3。
由于联接部21c围绕输出轴Ma的旋转受到限制,因此当输出轴Ma旋转时,由于输出轴Ma的螺旋槽,输出轴Ma在旋转轴线方向上的力作用在牵引器21ct上。结果,联接部21c在输出轴Ma的旋转轴线方向(Dc方向)上移动。作为联接部21c移动的结果,驱动线材W移动,并且弯曲部12弯曲。此时,通过切换驱动源M的旋转方向,联接部21c可以在按压驱动线材W的方向(Dc1方向)以及在拉动驱动线材W的方向(Dc2方向)这两者上驱动该驱动线材W。
即,输出轴Ma和牵引器21ct组成所谓的进给螺杆,其通过螺杆将从驱动源M传输的旋转移动转换为线性移动。在本实施例中,输出轴Ma和牵引器21ct是滑动螺杆,但可以是滚珠螺杆。
如图6C中所示,通过将导管单元100附接至基座单元200,第一至第九驱动线材(W11至W33)分别联接至第一至第九联接部(21c11至21c33)。
控制部3可以彼此独立地控制第一至第九驱动源(M11至M33)。即,第一至第九驱动源(M11至M33)中的任意驱动源可以被独立地操作或停止,而不管其它驱动源是否停止。换句话说,控制部3可以彼此独立地控制第一至第九驱动线材(W11至W33)。结果,第一至第三引导环(J1至J3)被彼此独立地控制,并且弯曲部12的弯曲区域12b可以在任意方向上弯曲。
<导管单元的附接>
将参考图7A和7B描述将导管单元100附接至基座单元200的操作。图7A和7B是导管单元100的附接的说明图。图7A是在导管单元100附接至基座单元200之前的图。图7B是在导管单元100附接至基座单元200之后的图。
在本实施例中,导管单元100的附接/拆卸方向DE与操作部400的旋转轴400r的方向相同。在附接/拆卸方向DE中,导管单元100附接至基座单元200的方向将被称为附接方向Da。在附接/拆卸方向DE中,导管单元100被从基座单元200拆卸的方向(与附接方向Da相反的方向)将被称为拆卸方向Dd。
如图7A中所示,在导管单元100附接至基座单元200之前的状态下,线材盖14被定位在覆盖位置处。此时,线材盖14覆盖第一至第九驱动线材(W11至W33),使得第一至第九被保持部(Wa11至Wa33)不从线材盖14的第一至第九暴露孔(14a11至14a33)突出。因此,在导管单元100附接至基座单元200之前的状态下,可以保护第一至第九驱动线材(W11至W33)。
在导管单元100附接至基座单元200时,使键轴15与键接收部22接合。键轴15从线材盖14突出。在本实施例中,在键轴15已经到达键接收部22的入口的状态下,线材盖14不与附接开口25b接合。即,当导管单元100相对于基座单元200的相位是键轴15和键接收部22不能彼此接合的相位时,线材盖14不与附接开口25b接合,并且保持被定位在覆盖位置处的状态。因此,即使在导管单元100移动以使得键轴15和键接收部22彼此接合的情况下,第一至第九驱动线材(W11至W33)也受到保护。
当键轴15和键接收部22彼此接合并且导管单元100相对于基座单元200在附接方向Da上移动时,导管单元100被附接至基座单元200。通过将导管单元100附接至基座单元200,线材盖14移动至暴露位置。在本实施例中,线材盖14通过抵接基座框架25而从覆盖位置移动至暴露位置(参见图7B)。
更具体地,在附接导管单元100时,线材盖14通过抵接基座框架25而停止。在这种状态下,通过使导管单元100在附接方向Da上移动,线材盖14相对于导管单元100中除线材盖14之外的部分相对地移动。结果,线材盖14从覆盖位置移动至暴露位置。
当线材盖14从覆盖位置移动至暴露位置时,驱动线材W的被保持部Wa从线材盖14的暴露孔14a突出,并且被插入至插入孔25a中。然后,被保持部Wa与被保持部Wa的联接部21c的板簧21ch(参见图6B)接合。
在导管单元100仅附接至基座单元200的状态下,可以通过使导管单元100相对于基座单元200在拆卸方向Dd上移动而将导管单元100从基座单元200拆卸。另外,如稍后将描述的,在导管单元100仅附接至基座单元200的状态下,驱动线材W与联接部21c之间的固定被取消。
通过在导管单元100附接至基座单元200的状态下操作该操作部400,可以防止导管单元100被从基座单元200拆卸。进一步,通过在导管单元100附接至基座单元200的状态下操作该操作部400,弯曲驱动部13被固定至联接装置21,并且弯曲驱动部13经由联接装置21联接至线材驱动部300。
<弯曲驱动部的固定和固定的取消>
将参考图8A、8B、9、10、11、12、13和14描述用于将弯曲驱动部13固定至联接装置21的元件和用于取消弯曲驱动部13通过联接装置21的固定的元件。
图8A和8B是用于描述导管单元100与基座单元200之间的联接的图。图8A是导管单元100和基座单元200的截面视图。图8A是沿着旋转轴400r截取的导管单元100和基座单元200的截面视图。图8B是基座单元200的截面视图。这是在联接部21c的一部分处在正交于旋转轴400r的方向上截取的基座单元200的截面视图。图9是用于描述导管单元100与基座单元200之间的联接的分解视图。图10、11、12、13和14是用于描述驱动线材W通过联接部21c的固定的图。
如图8A和9中所示,基座单元200包括接头28(中间构件、第二传输构件)28、以及用作移动齿轮(连动齿轮、传输构件、第一传输构件)的内齿轮29,所述内齿轮经由接头28以与操作部400连动的方式移动。
接头28包括多个传输部28c,并且内齿轮29包括多个被传输部29c。多个传输部28c与多个被传输部29c接合,并且在接头28旋转的情况下,接头28的旋转被传输至内齿轮29。
当导管单元100附接至基座单元200时,设置在操作部400上的接合部400j与接头28的接头接合部28j接合。在操作部400旋转的情况下,操作部400的旋转被传输至接头28。操作部400、接头28和内齿轮29在相同的方向上旋转。
内齿轮29包括多个齿部,用于在分别固定第一至第九驱动线材(W11至W33)的状态与分别释放第一至第九驱动线材(W11至W33)的状态之间切换第一至第九联接部(21c11至21c33)。内齿轮29的多个齿部(作用部、切换齿轮部)分别与第一至第九联接部(21c11至21c33)的按压构件21cp的齿轮部21cg啮合。
具体地,在本实施例中,内齿轮29包括第一齿部29g11、第二齿部29g12、第三齿部29g13、第四齿部29g21、第五齿部29g22、第六齿部29g23、第七齿部29g31、第八齿部29g32和第九齿部29g33。第一至第九齿部(29g11至29g33)之间形成有间隙。
第一齿部29g11与第一联接部21c11的齿轮部21cg啮合。第二齿部29g12与第二联接部21c12的齿轮部21cg啮合。第三齿部29g13与第三联接部21c13的齿轮部21cg啮合。第四齿部29g21与第四联接部21c21的齿轮部21cg啮合。第五齿部29g22与第五联接部21c22的齿轮部21cg啮合。第六齿部29g23与第六联接部21c23的齿轮部21cg啮合。第七齿部29g31与第七联接部21c31的齿轮部21cg啮合。第八齿部29g32与第八联接部21c32的齿轮部21cg啮合。第九齿部29g33与第九联接部21c33的齿轮部21cg啮合。
第一至第九齿部(29g11至29g33)中的任意一个可以被称为齿部29g。在本实施例中,第一至第九齿部(29g11至29g33)每个均具有相同的构造。
在本实施例中,第一至第九驱动线材(W11至W33)分别联接至第一至第九联接部(21c11至21c33)的构造相同。另外,第一至第九联接部(21c11至21c33)分别连接至第一至第九齿部(29g11至29g33)的构造相同。因此,在下面的描述中,下面将描述一根驱动线材W、一个联接部21c和一个齿部29g连接的构造。
在第一至第九联接部(21c11至21c33)中的每一个中,作为齿轮部21cg通过内齿轮29而被移动的结果,按压构件21cp旋转,并且凸轮21cc移动至按压位置以及从按压位置撤回的撤回位置。
通过使操作部400旋转,内齿轮29旋转。作为内齿轮29旋转的结果,第一至第九联接部(21c11至21c33)各自操作。即,通过使一个操作部400旋转的操作,可以操作第一至第九联接部(21c11至21c33)。
在导管单元100附接至基座单元200的状态下,操作部400可以移动至固定位置(锁定位置)和拆卸位置。另外,如稍后将描述的,在导管单元100附接至基座单元200的状态下,操作部400可以移动至释放位置。释放位置在操作部400的周向方向上被定位在固定位置与拆卸位置之间。在操作部400处于拆卸位置的状态下,导管单元100被附接至基座单元200。
在导管单元100附接至基座单元200的状态下,驱动线材W至联接部21c的固定(锁定)被取消。该状态将被称为联接部21c的释放状态。注意,驱动线材W被固定(锁定)至联接部21c的状态将被称为联接部21c的锁定状态。
将参考图10、11、12、13和14描述将驱动线材W固定至联接部21c时的操作。
在导管单元100附接至基座单元200之后且操作部400被操作之前的状态下,导管单元100可以被从基座单元200拆卸。导管单元100可以被从基座单元200拆卸的状态将被称为可拆卸状态。
图10是示出在可拆卸状态下内齿轮29和联接部21c的状态的图。图10是示出在操作部400被定位在固定位置处的状态下内齿轮29和联接部21c的图。
联接部21c的板簧21ch包括被固定至联接基座21cb的被固定部21cha、和抵接按压构件21cp的凸轮21cc的被按压部21chb。板簧21ch包括第一部分21chd1和第二部分21chd2。在导管单元100附接至基座单元200时,被保持部Wa插入在第一部分21chd1与第二部分21chd2之间。
凸轮21cc具有保持表面21cca和按压表面21ccb。在按压构件21cp的旋转半径方向上,保持表面21cca设置在比按压表面21ccb更靠近按压构件21cp的旋转中心21cpc的位置处。
如图10中所示,在可拆卸状态(操作部400处于拆卸位置的状态)下,板簧21ch保持在被按压部21chb抵接保持表面21cca的位置处。另外,内齿轮29的齿Za1和齿轮部21cg的齿Zb1以其间具有空隙La的状态停止。
在操作部400的旋转方向上,操作部400从拆卸位置移动至释放位置和固定位置的方向将被称为锁定方向(固定方向),并且操作部400从固定位置移动至释放位置和拆卸位置的方向将被称为释放方向。操作部400从释放位置沿着释放方向旋转,并且因此移动至拆卸位置。操作部400从释放位置沿着锁定方向旋转,并且因此移动至固定位置。
在导管单元100附接至基座单元200并且操作部400处于拆卸位置的状态下,联接部21c处于释放状态下,并且驱动线材W通过联接部21c的固定被取消。
当联接部21c处于释放状态时,凸轮21cc被定位在从稍后将描述的按压部撤回的撤回位置。此时,被保持部Wa通过板簧21ch的固定被取消。当联接部21c处于释放状态时第一部分21chd1和第二部分21chd2夹持被保持部Wa的力小于当联接部21c处于锁定状态时第一部分21chd1和第二部分21chd2夹持被保持部Wa的力。
当联接部21c处于释放状态时,在导管单元相对于基座单元200在拆卸方向Dd上移动的情况下,可以从第一部分21chd1与第二部分21chd2之间拉出被保持部Wa。
当联接部21c处于释放状态时,不产生第一部分21chd1和第二部分21chd2夹持被保持部Wa的力的状态(所述力的大小为零的状态)是优选的。当联接部21c处于释放状态时,优选的是在第一部分21chd1和第二部分21chd2中的至少一个与被保持部Wa之间存在间隙。
图11是示出在操作部400从拆卸位置沿锁定方向旋转时内齿轮29和联接部21c的状态的图。图11是示出在操作部400处于释放位置的状态下内齿轮29和联接部21c的状态的图。
当操作部400在操作部400处于拆卸位置(图10)的状态下沿锁定方向旋转时,内齿轮29沿顺时针方向旋转。进一步,操作部400被定位在释放位置。
注意,即使在操作部400旋转的情况下,由于键轴15与键接收部22接合,因此导管单元100的整体(不包括操作部400)相对于基座单元200的旋转受到限制。即,在导管单元100的整体(不包括操作部400)和基座单元200停止的状态下,操作部400可相对于它们旋转。
作为内齿轮29在顺时针方向上旋转的结果,内齿轮29的齿Za1与齿轮部21cg的齿Zb1之间的空隙从空隙La减小到空隙Lb。
齿轮部21cg的齿Zb2布置在与内齿轮29的齿部29g的齿尖圆(虚线)具有空隙Lz的位置处。因此,内齿轮29可以在不干涉齿Zb2的情况下旋转。同时,联接部21c保持在与图10中所示的状态相同的状态(释放状态)下。
当操作部400从图11中所示的状态沿锁定方向旋转时,内齿轮29进一步在顺时针方向上旋转。图12示出了内齿轮29和联接部21c的状态。
图12是示出当操作部400从释放位置沿锁定方向旋转时内齿轮29和联接部21c的状态的图。如图12中所示,当操作部400从释放位置沿锁定方向旋转时,内齿轮29的齿Za1和齿轮部21cg的齿Zb1彼此接触。同时,联接部21c处于与图10和11中所示的状态相同的状态,并且保持在释放状态下。
图13是示出作为操作部400沿锁定方向旋转的结果使按压构件21cp旋转的状态的图。如图13中所示,当操作部400从图12的状态沿锁定方向旋转时,内齿轮29进一步在顺时针方向上旋转。
作为内齿轮29从图12的状态移动至图13的状态的结果,内齿轮29使齿轮部21cg沿顺时针方向旋转。当齿轮部21cg旋转时,保持表面21cca远离被按压部21chb移动,并且按压表面21ccb靠近被按压部21chb移动。然后,开始由第一部分21chd1和第二部分21chd2对被保持部Wa进行夹持。
然后,在被按压部21chb被设置在按压表面21ccb的端部处的角部21ccb1按压的同时,内齿轮29的齿Za3移动至远离齿轮部21cg的齿Zb3的位置。此时,被保持部Wa被夹持在第一部分21chd1与第二部分21chd2之间。
当内齿轮29的齿Za3与齿轮部21cg的齿Zb3分离时,驱动力从内齿轮29至齿轮部21cg的传输完成。此时,凸轮21cc处于角部21ccb1接收来自板簧21ch的反作用力的状态。
在按压构件21cp的旋转半径方向上,作用在角部21ccb1上的板簧21ch的反作用力作用于远离按压构件21cp的旋转中心21cpc的位置处,并且按压构件21cp沿顺时针方向旋转。此时,按压构件21cp在与按压构件21cp通过沿顺时针方向旋转的内齿轮29而旋转的方向相同的方向上旋转。
图14是示出在操作部400处于固定位置的状态下内齿轮29和联接部21c的状态的图。如图14中所示,按压构件21cp通过接收板簧21ch的反作用力而从图13中所示的状态进一步旋转。
如图14中所示,按压构件21cp在凸轮21cc的按压表面21ccb和板簧21ch的被按压部21chb处于表面接触的状态下停止。即,按压表面21ccb和被按压部21chb的表面处于同一平面上。此时,联接部21c处于锁定状态。当联接部21c处于锁定状态时,按压构件21cp的凸轮21cc被定位在按压位置处,并且按压表面21ccb按压被按压部21chb。
当联接部21c处于锁定状态时,被保持部Wa被夹持在第一部分21chd1与第二部分21chd2之间。即,凸轮21cc按压板簧21ch,并且被保持部Wa被板簧21ch夹持。结果,被保持部Wa被板簧21ch固定。
在本实施例中,板簧21ch的第一部分21chd1和第二部分21chd2在彼此远离的位置处按压被保持部Wa。进一步,将第一部分21chd1和第二部分21chd2互连的弯曲部21chc布置在第一部分21chd1与第二部分21chd2之间。弯曲部21chc与被保持部Wa设置有间隙G。结果,被保持部Wa可以被第一部分21chd1和第二部分21chd2稳定地固定。
可以使用树脂或金属作为板簧21ch的材料,但是优选使用金属。
当联接部21c处于锁定状态时,限制了从第一部分21chd1与第二部分21chd2之间拉出被保持部Wa。
注意,内齿轮29的齿Za3和齿轮部21cg的齿Zb4停止在它们之间存在空隙Lc的位置处。另外,齿Za3的齿尖的表面相对于以内齿轮29的旋转轴线为中心并且与其它齿Za1和Za2的齿尖的表面外接的圆柱形表面以朝向释放方向上的下游侧远离旋转轴线的方式倾斜。结果,在内齿轮29如稍后将描述的从图14的状态沿释放方向旋转的情况下,内齿轮29的齿Za3可以到达下一个齿Zb4,而不与齿轮部21cg的齿Zb3碰撞。
当取消驱动线材W与联接部21c之间的固定时,定位在固定位置处的操作部400沿释放方向旋转。此时,内齿轮29从图14中所示的状态沿逆时针方向旋转。当内齿轮29沿逆时针方向旋转时,内齿轮29的齿Za3抵接齿轮部21cg的齿Zb4,并且按压构件21cp沿逆时针方向旋转。
通过使内齿轮29沿逆时针方向旋转,取消了通过联接部21c对驱动线材W的固定。此时内齿轮29和按压构件21cp的操作是与上述操作相反的操作。即,通过与上述由联接部21c固定驱动线材W的操作相反的操作来取消由联接部21c对驱动线材W的固定。
由第一至第九联接部(21c11至21c33)中的每一个执行上述操作。即,在操作部400从拆卸位置移动至固定位置的过程中,第一至第九联接部(21c11至21c33)通过操作部400的移动(旋转)从释放状态切换至锁定状态。在操作部400从固定位置移动至拆卸位置的过程中,第一至第九联接部(21c11至21c33)通过操作部400的移动(旋转)从锁定状态切换至释放状态。即,用户可以通过操作一个操作部400来切换多个联接部的释放状态和锁定状态。
即,无需为多个联接部中的每一个提供用于在释放状态与锁定状态之间进行切换的操作部,并且用户无需操作这些联接部。因此,用户可以容易地将导管单元100附接至基座单元200和从基座单元拆卸。进一步,可以简化医疗设备1。
第一至第九驱动线材(W11至W33)分别由第一至第九联接部(21c11至21c33)固定的状态将被称为第一状态。第一至第九驱动线材(W11至W33)分别由第一至第九联接部(21c11至21c33)进行的固定被取消的状态将被称为第二状态。
第一状态和第二状态以与操作部400的移动连动的方式切换。即,第一状态和第二状态以与操作部400在拆卸位置与固定位置之间的移动连动的方式切换。
内齿轮29被构造成以与操作部400连动的方式移动。在本实施例中,接头28用作传输构件,用于使操作部400和内齿轮29以连动方式移动。内齿轮29和接头28具有作为连动部的功能,所述连动部以与操作部400连动的方式移动,使得第一状态和第二状态以与操作部400的移动连动的方式切换。
具体地,在导管单元100附接至基座单元200的状态下,内齿轮29和接头28以与操作部400的移动连动的方式使板簧21ch的一部分(被按压部21chb)相对于被保持部Wa移动。作为被按压部21chb的移动的结果,联接部21c的锁定状态和释放状态被切换。
注意,内齿轮29可以被构造成由操作部400直接移动。在这种情况下,内齿轮29具有作为连动部的功能。
<操作部的移动>
将参考图15A至15C、图16A至16C、以及图17A至17C描述操作部400的移动。
在本实施例中,操作部400被构造成在导管单元100附接至基座单元200的状态下可在拆卸位置、释放位置与固定位置之间移动。释放位置位于拆卸位置与固定位置之间。
在本实施例中,第一状态和第二状态以与操作部400在释放位置与固定位置之间的移动连动的方式切换。
在本实施例中,操作部400可以通过在不同于附接/拆卸方向DE的方向上移动而在拆卸位置与固定位置之间移动。操作部400通过在与附接/拆卸方向DE相交(优选地正交)的方向上移动而在拆卸位置与固定位置之间移动。在本实施例中,操作部400通过围绕在附接/拆卸方向DE上延伸的旋转轴400r旋转而在拆卸位置与固定位置之间移动。因此,用户操作该操作部400时的可操作性良好。
图15A至15C是导管单元100和基座单元200的说明图。图15A是导管单元100的截面视图。图15B是按钮41的立体视图。图15C是基座单元200的立体视图。
图16A至16C是用于描述操作部400的操作的图。图16A是示出操作部400处于拆卸位置的状态的图。图16B是示出操作部400处于释放位置的状态的图。图16C是示出操作部400处于固定位置的状态的图。
图17A至17C是用于描述操作部400的操作的截面视图。图17A是示出操作部400处于拆卸位置的状态的截面视图。图17B是示出操作部400处于释放位置的状态的截面视图。图17C是示出操作部400处于固定位置的状态的截面视图。
当操作部400处于固定位置时,联接部21c处于锁定状态下,并且驱动线材W的被保持部Wa被固定至对应的联接部21c(参见图14)。
当操作部400处于释放位置时,联接部21c处于释放状态下,并且驱动线材W的被保持部Wa与联接部21c之间的锁定被取消(参见图11)。在这种状态下,驱动线材W与线材驱动部300之间的连接被切断。因此,当导管11受到外力时,弯曲部12可以自由地弯曲而不会受到来自线材驱动部300的阻力。
当操作部400处于拆卸位置时,容许导管单元100从基座单元200拆卸。另外,在操作部400处于拆卸位置的状态下,导管单元100可以被附接至基座单元200。当操作部400处于拆卸位置时,联接部21c处于释放状态下,并且驱动线材W的被保持部Wa与联接部21c之间的锁定被取消(参见图10)。
如图15A中所示,导管单元100包括用于推动操作部400的操作部推动弹簧43、用作移动构件的按钮41、以及用于推动按钮41的按钮弹簧42。
在本实施例中,操作部推动弹簧43是压缩弹簧。操作部推动弹簧43在接近该近端盖16的方向Dh上推动操作部400。
在本实施例中,按钮41和按钮弹簧42设置在操作部400中。当操作部400移动至拆卸位置、释放位置和固定位置时,按钮41和按钮弹簧42与操作部400一起移动。
按钮41被构造成可在与操作部400的旋转轴400r的方向相交的方向上相对于操作部400移动。按钮41被按钮弹簧42相对于导管单元100向外(在远离旋转轴400r的方向上)推动。
如稍后将描述的,由按钮41限制操作部400从释放位置至拆卸位置的移动。另外,通过使按钮41相对于操作部400移动,容许操作部400从释放位置至拆卸位置的移动。
按钮41包括按钮突起(被限制部)41a。按钮突起41a包括倾斜表面41a1和被限制表面41a2。
基座单元200包括基座框架25。基座框架25设置有锁定轴26。锁定轴26包括锁定突起(限制部)26a。
在本实施例中,设置多个(在本实施例中为两个)锁定轴26。每个锁定轴26可以包括锁定突起26a,或者锁定轴26的一部分可以包括锁定突起26a。
同时,如图9、16A、16B和16C中所示,与锁定轴26接合的锁定槽400a设置在操作部400的内侧上。锁定槽400a在不同于附接/拆卸方向DE的方向上延伸,并且在本实施例中在操作部400的旋转方向上延伸。也可以说锁定槽400a在与附接/拆卸方向DE相交(正交)的方向上延伸。
在设置多个锁定轴26的情况下,分别为多个锁定轴26设置锁定槽400a。
如图16A中所示,当导管单元100附接至基座单元200时,锁定轴26经由锁定槽400a的入口400a1与锁定槽400a接合。
此时,操作部400被定位在拆卸位置处,并且联接部21c处于释放状态下(参见图10)。因此,分别由第一至第九联接部(21c11至21c33)对第一至第九驱动线材(W11至W33)进行的固定被取消。另外,如图17A中所示,按钮突起41a和锁定突起26a彼此面对。
当操作部400在操作部400处于拆卸位置的状态下沿锁定方向R1旋转时,按钮突起41a的倾斜表面41a1抵接锁定突起26a的倾斜表面26a1。按钮41克服按钮弹簧42的推动力相对于操作部400向内(在接近旋转轴400r的方向上)移动。然后,按钮突起41a越过锁定突起26a,并且操作部400移动至释放位置(参见图17B)。
此时,联接部21c处于释放状态下(参见图11)。因此,分别由第一至第九联接部(21c11至21c33)对第一至第九驱动线材(W11至W33)进行的固定被取消。
在本实施例中,在无需操作按钮41的情况下容许操作部400从拆卸位置移动至释放位置。即,在使操作部400从拆卸位置移动至释放位置时,用户不需要操作按钮41。
当操作部400在操作部400被定位在释放位置处的状态下沿锁定方向R1旋转时,操作部400移动至固定位置。在操作部400处于固定位置的状态下,锁定槽400a的定位部400a2被定位在与锁定轴26相对应的位置处。操作部推动弹簧43在方向Dh上推动操作部400以接近该近端盖16。结果,定位部400a2与锁定轴26接合。
在操作部400从释放位置移动至固定位置的过程中,如上所述,驱动线材W的被保持部Wa被固定至联接部21c。
在操作部被定位在固定位置处的状态下,联接部21c处于锁定状态下(参见图14)。因此,第一至第九驱动线材(W11至W33)分别被固定至第一至第九联接部(21c11至21c33)。在这种状态下,来自线材驱动部300的驱动力可以被传输至弯曲驱动部13。即,分别来自第一至第九驱动源(M11至M33)的驱动力可以经由第一至第九联接部(21c11至21c33)被分别传输至第一至第九驱动线材(W11至W33)。
当操作部400处于释放位置时,限定锁定槽400a的壁400a3在导管单元100的拆卸方向Dd上定位在锁定轴26的上游。当操作部400处于固定位置时,定位部400a2在拆卸方向Dd上定位在锁定轴26的上游。结果,当操作部400处于释放位置或固定位置时,导管单元100从基座单元200的拆卸受到限制。相反,当操作部400处于拆卸位置处时,锁定槽400a的入口400a1在拆卸方向Dd上定位在锁定轴26的上游。结果,容许导管单元100从基座单元200拆卸。
当操作部400在操作部400处于固定位置的状态下沿释放方向R2旋转时,操作部400被定位在释放位置处。在操作部400从固定位置移动至释放位置的过程中,驱动线材W的被保持部Wa被从联接部21c释放,如上所述。
在操作部400被定位在释放位置处的状态下,按钮突起41a的被限制表面41a2抵接锁定突起26a的限制表面26a2(参见图17B)。在这种状态下,操作部400在释放方向R2上的旋转受到限制。另外,导管单元100从基座单元200的拆卸受到限制。
作为用户在操作部400被定位在释放位置的状态下相对于操作部400向内推动按钮41的结果,被限制表面41a2与限制表面26a2分离,并且按钮突起41a越过锁定突起26a。结果,容许操作部400在释放方向R2上旋转,并且因此操作部400可以从释放位置移动至拆卸位置。
当操作部400被定位在拆卸位置处时,联接部21c处于释放状态下。因此,当从基座单元200拆卸导管单元100和将导管单元附接至基座单元时,可以减小作用在驱动线材W上的载荷(例如,受到联接部21c的阻力)。因此,用户可以容易地附接和拆卸导管单元100。
当操作部400被定位在释放位置处时,导管单元100从基座单元200的拆卸受到限制,并且联接部21c处于释放状态下。如上所述,当联接部21c处于释放状态时,驱动线材W与线材驱动部300之间的连接被切断,并且弯曲部12可以自由地弯曲而不会受到来自线材驱动部300的阻力。
在导管11被插入在对象中的状态下,用户可以通过将操作部400定位在释放位置处而停止线材驱动部300对导管11的驱动。进一步,由于导管单元100从基座单元200的拆卸受到限制,因此用户可以通过握住基座单元200而从对象的内部拉出导管11。
另外,在本实施例的构造中,在按钮41未被操作的情况下,操作部400从释放位置至拆卸位置的移动受到限制。因此,当用户使操作部400从固定位置移动至释放位置时,可以抑制错误地使操作部400移动至拆卸位置。
注意,在本实施例中,设置了一个锁定突起26a和一个按钮41。注意,医疗设备1可以包括多个锁定突起26a和多个按钮41。
<连接部>
接下来,将参考图18A至18C、图19A至19C、以及图20A至20C对本实施例的连接部Wc进行描述。图18A是根据本实施例的包括连接部Wc的驱动线材W的示意图。图18B是组成连接部Wc的保持件Wc1和杆Wc2的立体视图。图18C是组成连接部Wc的保持件Wc1和杆Wc2的截面视图。图18A示出了杆Wc2由保持件Wc1保持的状态(连接状态),图18B和18C示出了杆Wc2未由保持件Wc1保持的状态(分离状态)。
在下面的描述中,将对设置在驱动线材W上的连接部Wc进行描述,所述驱动线材是包括在本实施例的导管单元100中的第一至第九驱动线材(W11至W33)中的任意一根。在本实施例的构造示例中,在九根驱动线材(W11至W33)中的每一根上设置具有与下述构造基本上相同的构造的连接部Wc。
如图18A中所示,连接部Wc包括用作连接至驱动源M的第一构件(接合构件、保持构件)的保持件Wc1、和用作连接至驱动线材W的线材主体Wb的第二构件(被接合构件、被保持构件)的杆Wc2。这里,“连接至驱动源M”和“连接至线材主体Wb”表示被设置在从驱动源M至线材主体Wb的驱动传输路径中的上游侧(驱动源侧)或下游侧(线材主体侧),并且不需要直接的物理接触。
在本实施例中,保持件Wc1是与驱动线材W的被保持部Wa一体形成的构件。因此,保持件Wc1经由被保持部Wa和联接部21c(图6A至6C连接至驱动源M。注意,保持件Wc1和被保持部Wa可以是分开的主体。同时,杆Wc2通过比如压缩结合(型锻)或胶合的任意固定方法而被固定至线材主体Wb的近端。
在如图18A中所示的杆Wc2由保持件Wc1保持的连接状态下,驱动源M的驱动力经由连接部Wc传输至线材主体Wb。如上所述,通过切换驱动源M的旋转方向,在Dc1方向(其为向远端侧按压线材主体Wb的近端的方向)和DC2方向(其为向与Dc1方向相反的那侧拉动线材主体Wb的近端的方向)这两者上驱动该驱动线材W。注意,线材主体Wb在连接部Wc中的延伸方向是与驱动源的输出轴Ma(图6A)的轴向方向基本上相同的Dc方向。Dc1方向是Dc方向的一侧,Dc2方向是Dc方向的另一侧。
如图18B和18C中所示,保持件Wc1包括圆筒形部c11,所述圆筒形部具有在Dc方向上延伸且在Dc1方向上开口的有底的近似圆筒形形状。圆筒形部c11被布置成在Dc方向上与被保持部Wa同轴并且对准,并且被保持部Wa从圆筒形部c11的底部沿Dc2方向延伸。圆筒形部c11是在线材主体Wb的延伸方向上延伸并且限定第二构件可以被插入其中的空间的管状部的示例,并且可以被形成为例如棱柱管形状。圆筒形部c11在作为突出件c22的主要变形方向的Df方向上具有比稍后将描述的杆Wc2的突出件c22更高的抗弯刚度。
另外,保持件Wc1包括形成在圆筒形部c11的内侧上的突起部c13。突起部c13被设置成从圆筒形部c11的内表面朝轴向中心突出。即,突起部c13是在连接部Wc中在与线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)相交的方向上突出的突起部的示例。
在如沿Dc方向观察时的状态下,突起部c13布置在与稍后将描述的杆Wc2的凹部c23相对应的位置处。在本实施例中,突起部c13在圆筒形部c11的周向方向上与设置在彼此相距180°的两个位置处的凹部c23相对应地设置在彼此相距180°的两个位置处。注意,只要突起部c13设置在可与凹部c23接合的位置处就足够了,例如,环形突起部c13可以形成在圆筒形部c11的内表面的整个圆周上。
如图18B和18C中所示,杆Wc2包括基座部c21和两个突出件c22,所述基座部具有从线材主体Wb的近端在Dc2方向上延伸的近似柱状形状,所述突出件各自从基座部c21沿Dc2方向突出。突出件c22具有通过由在Dc方向上延伸的平面将具有小于基座部c21的外径的圆筒形形状一分为二而获得的形状。即,如从Dc2方向观察时,两个突出件c22是定位在同一圆周上彼此相对的位置处的两条弧。
因此,在突出件c22受到外力的情况下,突出件c22主要在Df方向上变形,两个突出件c22在Df方向上隔着同一圆周的中心而彼此相对。即,突出件c22用作能够变形的变形元件,以容许突起部c13从凹部c23脱离。Df方向是与连接部Wc中的线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)正交的方向。注意,突出件c22的形状不限于上述形状,只要突出件c22在Df方向上具有适当的刚度并且能够弹性变形即可。
另外,杆Wc2在每个突出件c22的外侧上具有凹部c23。凹部c23形成在从突出件c22的外表面向外突出的突起p1和p2之间。突起p1和p2沿Dc方向布置。
杆Wc2沿Dc2方向插入至位于保持件Wc1的圆筒形部c11内侧的空间c11s中,并且通过被推入直至保持件Wc1的突起部c13配合在杆Wc2的凹部c23中而被附接至保持件Wc1。在本实施例中,杆Wc2的整体(即,从基座部c21至突出件c22的部分)是待插入至圆筒形部c11中的插入部。因此,突出件c22的凹部c23设置在待插入至圆筒形部c11中的插入部的外表面上。
在下面的描述中,杆Wc2由保持件Wc1保持以使得从驱动源M传输的Dc1方向或Dc2方向上的驱动力可以被传输至线材主体Wb的状态将被称为连接部Wc的连接状态(接合状态、附接状态)。另外,突起部c13从凹部c23脱离并且驱动源M与线材主体Wb之间的连接被切断的状态将被称为连接部Wc的分离状态(未连接状态、脱离状态、拆卸状态)。
接下来,将参考图19A至19C和图20A至20C描述在连接状态下和过载时连接部Wc的行为。图19A是示出在连接状态下连接部Wc的横截面的示意图。图19B是示出在施加按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。图19C是示出在施加拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。图20A是用于描述在连接部Wc处于连接状态的情况下导管11的行为的示意图。图20B是用于描述在施加按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过载的情况下导管11的行为的示意图。图20C是用于描述在施加拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过载的情况下导管11的行为的示意图。
注意,如上所述,在本实施例中,通过按压或拉动线材主体Wb来操作导管11。相反,也可以考虑仅通过拉动线材主体Wb而不进行按压来操作导管11的构造。然而,在这样的构造中,致动器和驱动线材的数量增加,这增大了医疗设备1的尺寸和成本。由于上述原因,采用通过按压或拉动线材主体Wb来操作导管11的构造。
(连接状态)
如图19A中所示,在连接部Wc的连接状态下,保持件Wc1的突起部c13配合在杆Wc2的凹部c23中。具体地,突起部c13在Dc方向上被保持在突起p1与p2之间。这里,如图18C中所示,在杆Wc2未附接至保持件Wc1的状态下,突起p1的顶点之间在Df方向上的距离和突起p2的顶点之间在Df方向上的距离与距离Y2基本上相同。该距离Y2大于在杆Wc2未附接至保持件Wc1的状态下保持件Wc1的突起部c13之间在Df方向上的距离Y1。因此,在图19A中所示的连接状态下,保持件Wc1的突起部c13和杆Wc2的一部分(突起p1和p2)处于在Dc方向上相互干涉的位置关系。换句话说,如在连接状态下在线材主体的延伸方向(Dc方向)上观察时,设置在第一构件和第二构件中的一者上的突起部的至少一部分与设置在第一构件和第二构件中的另一者上的凹部重叠。
根据这样的构造,在连接部Wc处于连接状态的情况下,保持件Wc1和杆Wc2在Dc1方向和Dc2方向上一体地移动。即,在连接部Wc处于连接状态下的情况下,如图20A中所示,作为联接部21c的板簧21ch通过来自驱动源M的驱动力使被保持部Wa移动的结果,驱动力经由连接部Wc传输至线材主体Wb。此时,当按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的驱动力被传输时,导管11的弯曲部12弯曲,使得线材主体Wb所插入的一侧是弯曲的外侧。另外,当拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的驱动力被传输时,导管11的弯曲部12弯曲,使得线材主体Wb所插入的一侧是弯曲的外侧。
在图19A的连接状态下,保持件Wc1的突起部c13被构造成以游隙减小的状态配合在杆Wc2的凹部c23中。在本实施例中,其上设置有凹部c23的突出件c22由弹性构件形成,并且作为突出件c22在连接状态下在Df方向上被略微弹性地变形的结果,突起部c13在其两侧通过突出件c22的弹性力而被按压抵靠突起p1和p2。
即,在本实施例中,用作第一构件的保持件Wc1和用作第二构件的杆Wc2通过使用由弹性材料形成的变形元件(弹性元件)的机构(卡扣配合机构)而彼此接合。换句话说,本实施例的连接部保持于在等于或小于阈值的力(等于或小于下述第一阈值的拉伸力或者等于或小于第二阈值的压缩力)作用在第一构件与第二构件之间的情况下突起部通过弹性元件的弹性力而配合在凹部中的状态下。作为对连接部Wc采用卡扣配合机构的结果,可以通过将杆Wc2插入至保持件Wc1中的简单工作来组装连接部Wc。
具体地,在图19A的其中杆Wc2附接至保持件Wc1的状态下,作为杆Wc2的突起p1和p2抵接保持件Wc1的突起部c13的结果,突出件c22比在附接之前的状态(图18C)下略微更弯曲。即,在杆Wc2附接至保持件Wc1的状态下突起p1的顶点之间的距离Y2’略微小于在杆Wc2未附接至保持件Wc1的状态下突起p1的顶点之间的距离Y2。
如上所述,可以通过使保持件Wc1和杆Wc2以游隙减小的状态彼此接合的构造来提高导管11的弯曲部12对驱动源M的驱动的响应性。
(当在按压方向上产生过载时)
接下来,将描述按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图19B中所示,当按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc1时,压缩力Fc作用在保持件Wc1与杆Wc2之间。
在该压缩力Fc未超过预设阈值(第二阈值)的情况下,压缩力Fc经由保持件Wc1的突起部c13与杆Wc2的突起p2之间的接触部而被杆Wc2接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第二阈值的压缩力Fc的情况下,保持突起部c13配合在凹部c23中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第二阈值)的大压缩力Fc的情况下,杆Wc2的突起p2被保持件Wc1的突起部c13按压,因此杆Wc2的突出件c22向内弹性地变形。结果,在突起部c13越过突起p2的同时保持件Wc1和杆Wc2相对移动,并且突起部c13从凹部c23脱离。在突起部c13从凹部c23脱离的状态(分离状态)下,即使当保持件Wc1在Dc1方向上移动时,杆Wc2也不会在Dc1方向上移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的压缩力Fc的情况下,突起部c13从凹部c23脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图20B)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,例如,即使在由于驱动源M的异常操作而导致由过大的驱动力沿Dc1方向驱动保持件Wc1的情况下,也防止过大的驱动力被传输至线材主体Wb。结果,可以避免导管11的弯曲部12被过强的力弯曲的情况。
另外,如上所述,根据作用在保持件Wc1与杆Wc2之间的压缩力Fc的大小,连接部Wc从连接状态切换至分离状态。因此,在导管11已经接触对象并且因此过大的外力被施加至线材主体Wb的情况下,连接部Wc的连接也被切断。即使在线材主体Wb受到外力并且线材主体Wb的近端在Dc1方向上被强力地拉动的情况下,也可以降低比如联接部21c的构件断裂的可能性。
注意,如图19A中所示,在连接状态下的杆Wc2在Dc2方向上的远侧端位置与保持件Wc1的空间c11s的底部的壁表面c118之间确保了容许保持件Wc1和杆Wc2的相对移动的空隙Ld。基于突起部c13在连接状态下的位置X0设定空隙Ld在Dc方向上的长度,使得在突起部c13完全从凹部c23脱离之后,即使在保持件Wc1沿Dc1方向已经进一步移动预定距离时,壁表面c118也不会与杆Wc2接触。作为确保这样的空隙Ld的结果,即使突起部c13已经从凹部c23脱离,也可以防止杆Wc2被保持件Wc1的壁表面c118按压并且Dc1方向上的驱动力被传输的情况。
另外,医疗设备1的控制部3可以包括用于检测连接部Wc的连接的切断的检测装置,并且可以被构造成在检测到连接部Wc的连接切断的情况下停止每个驱动源M的驱动。
(当在拉动方向上产生过载时)
接下来,将描述拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图19C中所示,当拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc1时,拉伸力Ft作用在保持件Wc1与杆Wc2之间。
在该拉伸力Ft未超过预设阈值(第一阈值)的情况下,拉伸力Ft经由保持件Wc1的突起部c13与杆Wc2的突起p1之间的接触部而被杆Wc2接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第一阈值的拉伸力Ft的情况下,保持突起部c13配合在凹部c23中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第一阈值)的大拉伸力Ft的情况下,杆Wc2的突起p1被保持件Wc1的突起部c13按压,并且因此杆Wc2的突起件c22向内弹性地变形。结果,保持件Wc1和杆Wc2相对移动,使得突起部c13越过突起p1,并且突起部c13从凹部c23脱离。在突起部c13从凹部c23脱离的状态(分离状态)下,即使当保持件Wc1沿Dc2方向移动时,杆Wc2也不会在Dc2方向上移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的拉伸力Ft的情况下,突起部c13从凹部c23脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图20C)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,例如,即使在由于驱动源M的异常操作而导致由过大的驱动力沿Dc2方向驱动保持件Wc1的情况下,也防止过大的驱动力被传输至线材主体Wb。结果,可以避免导管11的弯曲部12被过强的力弯曲的情况。
另外,如上所述,根据作用在保持件Wc1与杆Wc2之间的拉伸力Ft的大小,连接部Wc从连接状态切换至分离状态。因此,在导管11已经接触对象并且因此过大的外力被施加至线材主体Wb的情况下,连接部Wc的连接也被切断。结果,即使在线材主体Wb受到外力并且线材主体Wb的近端在Dc2方向上被强力地推动的情况下,也可以降低比如联接部21c的构件断裂的可能性。
注意,在本实施例的构造示例中,拉伸力Ft的阈值(第一阈值)被设定为等于压缩力Fc的阈值(第二阈值)。在这种情况下,获得了在超过预定阈值的载荷被施加至连接部Wc的情况下切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接而不管载荷的方向如何的构造。
(本实施例的优点)
如上所述,根据本实施例,可以响应于按压线材主体Wb的方向上的过载和拉动线材主体Wb的方向上的过载这两者均切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接。
另外,在本实施例中,组成连接部Wc的每个构件是导管单元100的一部分,所述导管单元是可附接至医疗设备1的另一单元(基座单元200等)以及可从所述另一单元拆卸的单元。因此,在超过阈值的载荷被施加至导管单元100的连接部Wc中的一个并且采取分离状态的情况下,其连接被切断的导管单元100可以被拆卸,以便附接新的导管单元100。
作为本实施例的替代构造,可以考虑为连接至驱动源M的第一构件和连接至线材主体Wb的第二构件中的每一个提供磁体并且通过磁力将第一构件和第二构件连接在一起。在这种情况下,当超过磁体之间的吸引力的载荷被施加在第一构件与第二构件之间时,第一构件和第二构件通过克服磁力而分开,并且因此驱动源M与线材主体Wb之间的连接被切断。
然而,由于磁体之间产生的磁力的强度具有与磁体的磁极之间的距离的平方成反比的性质,所以在上述替代构造中,需要使磁体彼此分开等于或大于特定值的长距离,以充分切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接。即,为了确保磁体之间的分开距离,可能需要用于连接部的安装空间。相反,在本实施例中,在突起部c13从凹部c23脱离之后,基本上不再产生第一构件(保持件Wc1)与第二构件(杆Wc2)之间的相互作用,并且驱动源M与线材主体Wb之间的连接被完全切断。因此,只要确保使第一构件和第二构件在发生过载时相对移动足以使突起部c13从凹部c23脱离的移动量的空间就足够了,即使在小空间中也可以容易地布置连接部Wc。
另外,在使用磁体的构造中,连接某一对驱动源M和线材主体Wb的连接部的磁力和连接另一对驱动源M和线材主体Wb的连接部的磁力可能相互干涉,并且连接部的功能变得不稳定。相反,在本实施例中,多个连接部即使在空间上彼此靠近时也不会相互影响。因此,在导管11包括多个线材主体Wb的情况下,根据本实施例可以在小的空间中容易地布置多个连接部。
另外,为了通过使用磁体以足够的连接强度连接位于驱动源侧的第一构件和位于线材主体侧的第二构件,可以考虑使磁体在Dc方向(即载荷的方向)上彼此面对并且确保磁体彼此面对的表面的面积足够。然而,在这样的构造中,如在Dc方向上观察时连接部的安装区域较大。相反,在本实施例中,由于第一构件和第二构件的相对移动由突起部c13与凹部c23之间的物理干涉限制,因此可以通过小的干涉量来确保足够的连接强度。因此,如在Dc方向上观察时,可以在小的安装区域中安装连接部Wc。
作为本实施例的另一替代构造,可以考虑通过结合使用检测元件(应变仪等)和电控离合器(电磁离合器等)并且在检测到过载时取消离合器的接合来切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接。然而,在这样的构造中,由于设置了检测元件和离合器,因此设备变得更大且更复杂。相反,在本实施例中,可以通过其中当产生过载时使突起部c13从凹部c23脱离的简单构造来实现切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接的功能。
(修改例)
作为第一实施例的修改例,将参考图28A至28C、图29、以及图30A至30C描述即使在连接部Wc中的连接被切断的情况下第一构件与第二构件之间的分开也受到限制的构造。在下面的描述中,将主要描述与第一实施例不同的部分,假设由与第一实施例中相同的附图标记表示的元件具有与第一实施例中所描述的元件基本上相同的构造和效果。
图28A是根据本修改例的包括连接部Wc的驱动线材W的示意图。图28B是组成连接部Wc的保持件Wc1和杆Wc2的立体视图。
图28C是组成连接部Wc的保持件Wc1和杆Wc2的截面视图。图28A示出了杆Wc2由保持件Wc1保持的状态(连接状态),图28B和28C示出了杆Wc2未附接至保持件Wc1的状态(未附接状态)。图29是根据本修改例的驱动线材W的立体视图。
如图28A、28B、28C和图29中所示,根据本修改例的用作第二构件的杆Wc2设置有从基座部c21的外周表面向外凸出的销c21a。相反,用于接收销c21a的狭缝c11a设置在根据本修改例的用作第一构件的保持件Wc1的圆筒形部c11中。狭缝c11a是在线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)上延伸的细长孔。
如图29中所示,在销c21a配合在狭缝c11a中的状态下,杆Wc2被附接至保持件Wc1。为了将包括销c21a的杆Wc2附接至保持件Wc1,例如,采用如下构造,其中:比如螺旋弹簧的弹性构件设置在销c21a的底部与基座部c21之间,并且销c21a的底部被推向远侧端侧(图28C中的上侧)。在这种情况下,通过在压缩弹性构件的同时推入销c21a的状态下将杆Wc2插入至圆筒形部c11中,可以使销c21a穿过圆筒形部c11的开口部并且配合在狭缝c11a中。这不是限制性的,例如,在没有附接销c21a的杆Wc2被插入在保持件Wc1的圆筒形部c11中之后,销c21a可以经由狭缝c11a从圆筒形部c11的外部插入并且通过使用粘合剂等固定。
如图28C中所示,销c21a的远侧端比保持件Wc1的圆筒形部c11的内周表面更向外突出。换句话说,在销c21a的位置处杆Wc2在与线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)正交地相交的方向上的高度Yp大于保持件Wc1的圆筒形部c11在设置有狭缝c11a的范围内的内径Ys。另外,销c21a被构造成至少在使突起部c13从凹部c23脱离的载荷的阈值(第一阈值和第二阈值)下不会从狭缝c11a脱离。
将参考图30A至30C描述本修改例中的连接部Wc在连接状态下和在过载时的行为。图30A是示出在连接状态下的连接部Wc的横截面的示意图。图30B是示出在施加按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。图30C是示出在施加拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。
如图30A中所示,类似于第一实施例,在连接部Wc的连接状态下,保持件Wc1的突起部c13配合在杆Wc2的凹部c23中。因此,在连接状态下,保持件Wc1和杆Wc2的相对移动受到限制,并且保持件Wc1和杆Wc2在Dc1方向和Dc2方向上一体地移动。即,来自驱动源M的驱动力被经由连接部Wc传输至线材主体Wb。在连接状态下,杆Wc2的销c21a被定位在保持件Wc1的狭缝c11a的两个端部之间,并且不与任何一个端部接触。
如图30B和30C中所示,当Dc1方向或Dc2方向上的过载被施加至连接部Wc时,类似于第一实施例,突起部c13从凹部c23脱离,并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(分离状态)。
然而,即使当连接部Wc处于分离状态时,销c21a仍然配合在狭缝c11a中。因此,在连接部Wc的分离状态下,保持件Wc1和杆Wc2在如下状态下被连接,其中:保持件Wc1和杆Wc2的相对移动处于销c21a在狭缝c11a的内部滑动的范围内。
在对于任何一根驱动线材W连接部Wc处于分离状态的情况下,可以通过操作上述操作部400而将导管单元100从基座单元200拆卸。此时,在本修改例中,由于即使在连接部Wc切换至分离状态之后也保持该保持件Wc1和杆Wc2连接的状态,所以在拆卸导管单元100时保持件Wc1和被保持部Wa与杆Wc2一起被拆卸。具体地,当在连接部Wc切换至分离状态之后在Dc1方向上拆卸导管单元100时,在销c21a如图30C中所示与狭缝c11a在Dc1方向侧上的端部c11b接合的状态下,保持件Wc1和被保持部Wa与连接至线材主体Wb的杆Wc2一起被拉出。
即,在连接部Wc被构造成导管单元100的一部分的情况下,可以防止在拆卸导管单元100时第一构件留在基座单元200侧的情况。因此,方便了导管单元10的更换操作,并且提高了可用性。
本修改例中所描述的销c21a是止动件(释放止动部、分开限制部)的示例,其在连接部Wc的分离状态下限制第一构件与第二构件之间的分开。这不是限制性的,例如,用作止动件的销可以设置在保持件Wc1上,并且用于接收销的狭缝可以限定在杆Wc2中。另外,狭缝c11a不限于通孔,并且可以为槽形状。另外,可以设置多对销c21a和狭缝c11a,以便更可靠地阻止释放。另外,止动件不限于销,只要采用能够限制第一构件与第二构件之间的分开的形状即可。例如,可以使用比如卡扣环的环形突起部。
(其它修改例)
在第一实施例中,采用连接部Wc的如下构造,其中:突起部c13布置在形成为管状形状的保持件Wc1内部、并且凹部c23设置在杆Wc2的两个突出件c22上,但是也可以采用具有类似功能的不同构造。在图21A至21G中举例说明了连接部Wc的修改例。
图21A是示意性地示出第一实施例中所举例说明的保持件Wc1和杆Wc2的连接构造的示意图。如上所述,作为设置在保持件Wc1上的突起部c13配合在设置于杆Wc2上的凹部c23中的结果,保持件Wc1和杆Wc2连接并且在Dc方向上一体地移动。
图21B示例说明了如下修改例,其中设置在保持件Wc1上的突起部c13被弹性构件c131(比如弹簧)朝向凹部c23推动。在这种情况下,通过改变弹性构件c131的弹簧常数或连接状态下的变形量,可以改变使突起部c13从凹部c23脱离的载荷的大小,即:使连接部Wc的连接被切断的载荷的阈值(第一阈值、第二阈值)。
图21C示例说明了如下修改例,其中设置在保持件Wc1上的突起部c14是由保持件Wc1的支撑部可旋转地支撑的球形或圆柱形旋转构件。在这种情况下,减小了在突起部c13从凹部c23脱离时摩擦对接触表面的影响。因此,可以以更高的精度设定使突起部c13从凹部c23脱离的载荷的大小,即:使连接部Wc的连接被切断的载荷的阈值(第一阈值、第二阈值)。
图21D示例说明了如下修改例,其中设置在保持件Wc1上的突起部c14是旋转构件,并且突起部c14由比如弹簧的弹性构件c141朝向凹部c23推动。在这种情况下,通过改变弹性构件c141可以改变使连接部Wc的连接被切断的载荷的阈值(第一阈值、第二阈值),并且可以以更高的精度设定载荷的阈值(第一阈值、第二阈值)。
图21E示例说明了如下修改例,其中在第一构件Wc1’上设置凹部c15并且在第二构件Wc2’上设置突起部c25。本修改例可以通过交换在第一实施例中用作第一构件的保持件Wc1和用作第二构件的杆Wc2来实现。即,具有与第一实施例的保持件Wc1相同的形状的构件可以作为第一构件Wc1’附接至线材主体Wb的近端,并且具有与第一实施例的杆Wc2相同的形状的构件可以作为第二构件Wc2’与被保持部Wa一体形成。注意,第二构件Wc2’可以是与被保持部Wa分开的构件。
另外,作为实现图21E的修改例的另一构造,代替突起部c13,可以在第一实施例的保持件Wc1的圆筒形部c11的内侧上设置在Dc方向上对准的两个突起以形成凹部c15,并且可以在杆Wc2的突出件c22上设置配合于该凹部中的突起部。即,在这种情况下,类似于图21A至21D的构造,保持件Wc1与被保持部Wa一体形成并且杆Wc2被附接至线材主体Wb的近端。如上所述,根据在第一构件和第二构件中的一者上设置突起部并且在第一构件和第二构件中的另一者上设置凹部(突起部配合在该凹部中)的构造,可以形成具有与第一实施例类似的功能的连接部。注意,对于下面描述的第二至第四实施例,突起部和凹部的位置也可以交换,只要突起部设置在第一构件和第二构件中的任一者上,并且凹部(突起部配合在该凹部中)设置在第一构件和第二构件中的另一者上。
图21F示例说明了如下修改例,其中突起部c16和突起部c17分别设置在第一构件Wc1”上的不同位置处,并且突起部c26和突起部c27分别设置在第二构件Wc2”上的不同位置处。在本修改例中,例如,其中突起部c16和c17代替突起部c13设置在第一实施例的保持件Wc1上的构件作为第一构件Wc1”与被保持部Wa一体形成。进一步,可以通过将其中突起部c26和c27代替突起p1和p2设置在第一实施例的杆Wc2上的构件作为第二构件Wc2’附接至线材主体Wb的近端来实现。注意,第一构件Wc1’和被保持部Wa可以是分开的构件。
突起部c16是第一突起部的示例,突起部c17是第二突起部的示例,突起部c26是与第一突起部接合的第三突起部的示例,并且突起部c27是与第二突起部接合的第四突起部的示例。注意,同样对于下面描述的第二至第四实施例,通过设置第一突起部和第二突起部代替第一构件的“突起部”以及设置第三突起部和第四突起部代替第二实施例的“凹部”的构造,可以获得与突起部和凹部的组合的功能类似的功能。
在上述第一实施例以及修改例中,连接部Wc通过突起部与凹部之间的配合而形成。然而,这种构造不是限制性的,并且连接部Wc可以通过两个不同位置处的突起部之间的接合而形成,如在本修改例和下面描述的图21F的修改例中所举例说明的。换句话说,只要第一构件侧的形状和第二构件侧的形状接合以限制第一构件和第二构件在Dc1方向和Dc2方向上的相对移动,连接部Wc就足够了,而不管第一构件和第二构件的具体形状如何。此时,如果存在其中一部分第二构件从Dc1方向侧抵接一部分第一构件的部分以及其中一部分第二构件从Dc2方向侧抵接一部分第一构件的部分,则第一构件和第二构件在Dc1方向和Dc2方向上的相对移动受到限制。另外,通过采用前一接触部由于Dc1方向上的过载脱离并且后一接触部由于Dc2方向上的过载脱离的构造,第一构件与第二构件之间的连接响应于过载而被切断。
在图21F的构造中,在沿Dc1方向施加驱动力的情况下,由于第一构件Wc1”试图在Dc1方向上移动,因此第一构件Wc1”和第二构件Wc2”由于突起部c17与突起部c27之间的接合而一体地移动。当此时发生过载时,突起部c17在Dc1方向上移动超过突起部c27,并且第一构件Wc1”与第二构件Wc2”之间的连接被切断。同时,在沿Dc2方向施加驱动力的情况下,由于第一构件Wc1”试图在Dc2方向上移动,因此第一构件Wc1”和第二构件Wc2”由于突起部c16与突起部c26之间的接合而一体地移动。当此时发生过载时,突起部c16在Dc2方向上移动超过突起部c26,并且第一构件Wc1”与第二构件Wc2”之间的连接被切断。
注意,尽管在图21F的构造中突起部c26和突起部c27设置在具有近似柱状形状的第二构件Wc2”的周向方向上的相对侧的位置处,但这不是限制性的。如图21G中所示,可以采用突起部c28和突起部c29设置在第二构件Wc2”的延伸方向上的不同位置处的构造。图21G示例说明了如下修改例,其中突起部c18和突起部c19设置在第一构件Wc1”上的不同位置处,并且突起部c28和突起部c29设置在第二构件Wc2”上的不同位置处。突起部c18是第一突起部的示例,突起部c19是第二突起部的示例,突起部c28是与第一突起部接合的第三突起部的示例,突起部c29是与第二突起部接合的第四突起部的示例。
在图21G的构造中,在沿Dc1方向施加驱动力的情况下,由于第一构件Wc1”试图在Dc1方向上移动,因此第一构件Wc1”和第二构件Wc2”由于突起部c19与突起部c29之间的接合而一体地移动。当此时发生过载时,突起部c19在Dc1方向上移动超过突起部c29,并且第一构件Wc1”与第二构件Wc2”之间的连接被切断。同时,在沿Dc2方向施加驱动力的情况下,由于第一构件Wc1”试图在Dc2方向上移动,因此第一构件Wc1”和第二构件Wc2”由于突起部c18与突起部c28之间的接合而一体地移动。当此时发生过载时,突起部c18在Dc2方向上移动超过突起部c28,并且第一构件Wc1”与第二构件Wc2”之间的连接被切断。
另外,在该构造中,即使在Dc1方向上出现过载并且突起部c19和c29之间的接合被取消,突起部c19接下来也开始与突起部c28接合。类似地,即使在Dc2方向上出现过载并且突起部c18和c28之间的接合被取消,突起部c18接下来也开始与突起部c29接合。即,即使断开功能和驱动力的传输被暂时切断,第一构件Wc1”和第二构件Wc2”的一体性质也得以保持,并且第一构件Wc1”和第二构件Wc2”没有完全分开。结果,在例如将导管11从患者体内拉出并且将导管单元100从基座单元200拆卸以更换新的导管单元的情况下,获得了以下效果。即,可以减少连接至被保持部Wa的第一构件Wc1”留在基座单元200侧的可能性。因此,提高了可用性。
注意,尽管在图21F和21G中示出了第一构件Wc1”和第二构件Wc2”在两个位置处彼此接合的构造,但是它们当然可以在三个或更多个位置处接合,并且突起部的形状不受限制。进一步,比如图21B和21D中所示的弹簧的弹性构件可以附接至突起部。
进一步,作为另一修改例,可以采用如下构造,其中:在第一构件与第二构件之间施加等于或大于阈值的压缩力或拉伸力的情况下,突起部或凹部塑性地变形(屈曲)以使突起部从凹部脱离。在这种情况下,在基于图21G的修改例中,可以采用如下构造,其中:第一突起部c18或第三突起部c28通过等于或大于阈值的压缩力而塑性地变形以使突起部c18和c28脱离(释放该突起部的接合)。另外,在基于图21G的修改例中,可以采用如下构造,其中:第二突起部c19或第四突起部c29通过等于或大于阈值的拉伸力而塑性地变形以使突起部c19和c29脱离(释放该突起部的接合)。在发生过载时切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接的功能也可以通过如上所述的不可逆变形来实现。
[第二实施例]
将参考图22A、22B、22C、23A、23B和23C描述根据第二实施例的医疗设备。在本实施例中,将驱动源M和线材主体Wb互连的连接部Wc的构造不同于第一实施例。在下面的描述中,将主要描述与第一实施例不同的部分,假设由与第一实施例中相同的附图标记表示的元件具有与第一实施例中所描述的元件基本上相同的构造和效果。
图22A是根据本实施例的包括连接部Wc的驱动线材W的示意图。图22B是组成连接部Wc的保持件Wc3和杆Wc4的立体视图。
图22C是组成连接部Wc的保持件Wc3和杆Wc4的截面视图。图22A示出了杆Wc4由保持件Wc3保持的状态(连接状态),图22B和22C示出了杆Wc4未由保持件Wc3保持的状态(分离状态)。
在下面的描述中,将对设置在本实施例的导管单元100中所包括的第一至第九驱动线材(W11至W33)中的任意一根驱动线材W上的连接部Wc进行描述。在本实施例的构造示例中,在九根驱动线材(W11至W33)中的每一根上设置具有与下述构造基本相同的构造的连接部Wc。
如图22A中所示,连接部Wc包括用作连接至驱动源M的第一构件(接合构件、保持构件)的保持件Wc3、和用作连接至驱动线材W的线材主体Wb的第二构件(被接合构件、被保持构件)的杆Wc4。在本实施例中,保持件Wc3的至少一部分是与驱动线材W的被保持部Wa一体形成的构件。因此,保持件Wc3经由被保持部Wa和联接部21c(图6A至6C)连接至驱动源M。注意,保持件Wc3和被保持部Wa可以是分开的主体。同时,杆Wc4通过比如压缩结合(型锻)或胶合的任意固定方法被固定至线材主体Wb的近端。
如图22B和22C中所示,保持件Wc3包括与被保持部Wa一体形成的主体部(基座部)c31、和通过比如螺钉c321的固定器件被附接至主体部c31的板簧c32。如在Dc方向上观察时,主体部c31具有槽形状,其具有由底部c311和侧壁部c312围绕的C形横截面(在一个方向上开口的矩形形状)。如在Df方向上观察时,板簧c32被附接以覆盖主体部c31的开口部,并且从螺钉c321沿Dc1方向延伸。因此,在主体部c31的底部c311和侧壁部c312与板簧c32之间限定了如下面所描述的用于接收杆Wc4的空间c31s。主体部c31在Dc方向上与被保持部Wa对准,并且被保持部Wa从主体部c31在Dc2方向上的端部沿Dc2方向延伸。
另外,保持件Wc3包括位于板簧c32的远侧端处的突起部c33。突起部c33被设置成从板簧c32在Dc2方向上的远侧端部朝向主体部c31与板簧c32之间的空间c31s突出。即,突起部c33是在连接部Wc中沿着与线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)相交的方向突出的突起部的示例。
板簧c32在受到外力时主要在Df方向上变形。即,板簧c32用作能够变形以容许突起部c33从稍后将描述的凹部c43脱离的变形元件。
如在Dc方向上观察时,突起部c33布置在与杆Wc4上的稍后将描述的凹部c43相对应的位置处。在本实施例中,突起部c33设置在与设置于一个位置处的凹部c43相对应的一个位置处。然而,只要突起部c33设置在可与凹部c43接合的位置处就足够了,例如,可以设置多个包括突起部c33的板簧c32,并且可以在杆Wc4上设置与突起部相对应的多个凹部c43。
如图22B和22C中所示,杆Wc4包括基座部c41和凹部c43,所述基座部具有从线材主体Wb的近端在Dc2方向上延伸的近似四棱柱形形状,所述凹部设置于基座部c41在Df方向上的侧表面(面对板簧c32的表面)上。凹部c43形成在从基座部c41沿Df方向突出的突起p3和p4之间。突起p3和p4沿Dc方向布置。
杆Wc4沿Dc2方向朝向保持件Wc3的主体部c31与板簧c32之间的空间c31s插入,被推入直至保持件Wc3的突起部c33配合在杆Wc4的凹部c43中,并且因此被附接至保持件Wc3。在本实施例中,杆Wc4在Dc2方向侧的一部分是待插入至保持件Wc3中的空间c31s内的插入部。
接下来,将参考图23A至23C描述在连接状态下和在过载时连接部Wc的行为。图23A是示出在连接状态下的连接部Wc的横截面的示意图。图23B是示出在沿按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)施加过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。图23C是示出在沿拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)施加过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。
如图23A中所示,在连接部Wc的连接状态下,保持件Wc3的突起部c33配合在杆Wc4的凹部c43中。具体地,突起部c33在Dc方向上被保持在突起p3和p4之间。这里,如图22C中所示,在杆Wc4未附接至保持件Wc3的状态下,在Df方向上从基座部c41的底部表面至突起p3和p4的顶点的距离由Y4表示。该距离Y4大于在Df方向上从保持件Wc3的板簧c32的突起部c33至主体部c31的底部c311的距离Y3。因此,在图23A中所示的连接状态下,保持件Wc3的突起部c33和杆Wc4的一部分(突起p3和p4)处于在Dc方向上相互干涉的位置关系。换句话说,如在连接状态下沿线材主体的延伸方向(Dc方向)观察时,设置在第一构件和第二构件中的一者上的突起部的至少一部分与设置在第一构件和第二构件中的另一者上的凹部重叠。
根据这样的构造,在连接部Wc处于连接状态下的情况下,保持件Wc3和杆Wc4的相对移动受到限制,并且因此保持件Wc3和杆Wc4在Dc1方向和Dc2方向上一体地移动。即,在连接部Wc处于连接状态下的情况下,来自驱动源M的驱动力通过连接部Wc传输至线材主体Wb。
在图23A的连接状态下,保持件Wc3的突起部c33被构造成以游隙减小的状态配合在杆Wc4的凹部c43中。在本实施例中,突起部33设置在具有弹性的板簧c32的远侧端部处,并且作为在连接状态下板簧c32在Df方向上(在图中向上)略微弹性地变形的结果,突起部c33在其两侧通过板簧c32的弹性力而被按压抵靠突起p3和p4。即,根据本实施例的连接部Wc通过包括由弹性构件形成的变形元件的机构(卡扣配合机构)而连接用作第一构件的保持件Wc3和用作第二构件的杆Wc4。
如上所述,可以通过使保持件Wc1和杆Wc2以游隙减小的状态彼此接合的构造来提高导管11的弯曲部12对驱动源M的驱动的响应性。
(当在按压方向上产生过载时)
接下来,将描述按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图23B中所示,当按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc3时,压缩力Fc作用在保持件Wc3与杆Wc4之间。
在该压缩力Fc未超过预设阈值(第二阈值)的情况下,压缩力Fc经由保持件Wc3的突起部c33与杆Wc4的突起p4之间的接触部而被杆Wc4接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第二阈值的压缩力Fc的情况下,保持突起部c33配合在凹部c43中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第二阈值)的大压缩力Fc的情况下,板簧c32弹性地变形,使得突起部c33爬上杆Wc4的突起p4。结果,在突起部c33越过突起p4的同时保持件Wc3和杆Wc4相对移动,并且突起部c33从凹部c43脱离。在突起部c33从凹部c43脱离的状态(分离状态)下,即使在保持件Wc3沿Dc1方向移动时,杆Wc4也不会沿Dc1方向移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的压缩力Fc的情况下,突起部c33从凹部c43脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图23B)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,可以降低导管11的弯曲部12由于驱动源M的操作异常而被过强的力弯曲的可能性,或者降低比如联接部21c的构件在线材主体Wb受到外力时被损坏的可能性。
注意,如图23A中所示,在连接状态下的杆Wc4在Dc2方向上的远侧端位置与保持件Wc3的空间c31s的底部的壁表面c318之间确保了容许保持件Wc3和杆Wc4的相对移动的空隙Ld。基于突起部c33在连接状态下的位置X0设定空隙Ld在Dc方向上的长度,以使得在突起部c13完全从凹部c23脱离之后,即使保持件Wc3在Dc1方向上已经进一步移动预定距离时,壁表面c318也不会与杆Wc4接触。作为确保这样的空隙Ld的结果,即使突起部c33已经从凹部c43脱离,也可以防止杆Wc4被保持件Wc3的壁表面c318按压并且Dc1方向上的驱动力被传输的情况。
(当在拉动方向上产生过载时)
接下来,将描述拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图23C中所示,当拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc3时,拉伸力Ft作用在保持件Wc3与杆Wc4之间。
在该拉伸力Ft未超过预设阈值(第一阈值)的情况下,拉伸力Ft经由保持件Wc3的突起部c33与杆Wc4的突起p3之间的接触部而被杆Wc4接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第一阈值的拉伸力Ft的情况下,保持突起部c33配合在凹部c43中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第一阈值)的大拉伸力Ft的情况下,板簧c32弹性地变形,使得突起部c33爬上杆Wc4的突起p3。结果,在突起部c33越过突起p3的同时保持件Wc3和杆Wc4相对移动,并且突起部c33从凹部c43脱离。在突起部c33从凹部c43脱离的状态(分离状态)下,即使当保持件Wc3沿Dc2方向移动时,杆Wc4也不会沿Dc2方向移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的拉伸力Ft的情况下,突起部c33从凹部c43脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图23C)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,可以降低导管11的弯曲部12由于驱动源M的操作异常而被过强的力弯曲的可能性,或者降低比如联接部21c的构件在线材主体Wb受到外力时被损坏的可能性。
如上所述,同样根据本实施例,可以响应于按压线材主体Wb的方向上的过载和拉动线材主体Wb的方向上的过载这两者均切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接。
[第三实施例]
将参考图24A至24C和图25A至25C描述根据第三实施例的医疗设备。在本实施例中,将驱动源M和线材主体Wb互连的连接部Wc的构造不同于第一实施例。在下面的描述中,将主要描述与第一实施例不同的部分,假设由与第一实施例中相同的附图标记表示的元件具有与第一实施例中所描述的元件基本上相同的构造和效果。
图24A是根据本实施例的包括连接部Wc的驱动线材W的示意图。图24B是组成连接部Wc的保持件Wc5和杆Wc6的立体视图。图24C是组成连接部Wc的保持件Wc5和杆Wc6的截面视图。图24A示出了杆Wc6被保持件Wc5保持的状态(连接状态),图24B和24C示出了杆Wc6未被保持件Wc5保持的状态(分离状态)。
在下面的描述中,将对设置在本实施例的导管单元100中所包括的第一至第九驱动线材(W11至W33)中的任意一根驱动线材W上的连接部Wc进行描述。在本实施例的构造示例中,在九根驱动线材(W11至W33)中的每一根上设置具有与下述构造基本上相同的构造的连接部Wc。
如图24A中所示,连接部Wc包括用作连接至驱动源M的第一构件(接合构件、保持构件)的保持件Wc5、和用作连接至驱动线材W的线材主体Wb的第二构件(被接合构件、被保持构件)的杆Wc6。在本实施例中,保持件Wc5的至少一部分是与驱动线材W的被保持部Wa一体形成的构件。因此,保持件Wc5经由被保持部Wa和联接部21c(图6A至6C)连接至驱动源M。注意,保持件Wc5和被保持部Wa可以是分开的主体。同时,杆Wc6通过比如压缩结合(型锻)或胶合的任意固定方法而被固定至线材主体Wb的近端。
如图24B和24C中所示,保持件Wc5包括与被保持部Wa一体形成的主体部(基座部)c51、和由主体部c31支撑的扭转弹簧(扭转螺旋弹簧)c52。如在Dc方向上观察时,主体部c51具有槽形状,其具有由底部c511和侧壁部c512围绕的C形横截面(在一个方向上开口的矩形形状)。如在Df方向上观察时,扭转弹簧c52附接至主体部c51的开口部。因此,在主体部c51的底部c511和侧壁部c512与扭转弹簧c52之间限定了如下面将描述的用于接收杆Wc6的空间c51s。主体部c51在Dc方向上与被保持部Wa对准,并且被保持部Wa从主体部c51在Dc2方向上的端部沿Dc2方向延伸。
扭转弹簧c52包括由附接至主体部c51的轴部c513支撑的螺旋部c521、从螺旋部c521沿Dc1方向延伸的臂部c522、以及从螺旋部c521沿Dc2方向延伸的臂部c523。Dc1方向侧的臂部c522是自由端,其由主体部c51的支撑部514支撑并且能够通过被杆Wc6按压而弹性地变形以与支撑部514分开。Dc2方向侧的臂部c523是固定端,其由主体部c51的支撑部c515支撑并且即使在另一臂部c522被杆Wc6按压的情况下也保持与支撑部c515接触。
另外,保持件Wc5包括突起部c53,所述突起部是形成在扭转弹簧c52的自由端侧的臂部c522中的弯曲形状。突起部c53在臂部c522的远侧端与螺旋部c521之间的位置处朝向扭转弹簧c52与主体部c51之间的空间c51s突出。即,突起部c53是在连接部Wc中在与线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)相交的方向上突出的突起部的示例。
扭转弹簧c52在受到外力时主要在Df方向上变形。即,扭转弹簧c52用作能够变形以容许突起部c53从稍后将描述的凹部c63脱离的变形元件。
如在Dc方向上观察时,突起部c53设置在与杆Wc6上的稍后将描述的凹部c63相对应的位置处。在本实施例中,突起部c53设置在与设置于一个位置处的凹部c63相对应的一个位置处。然而,只要突起部c53设置在可与凹部c63接合的位置处就足够了,例如,可以设置多个包括突起部c53的扭转弹簧c52,并且可以在杆Wc6上设置与突起部相对应的多个凹部c63。
如图25B和25C中所示,杆Wc6包括基座部c61和凹部c63,所述基座部具有从线材主体Wb的近端在Dc2方向上延伸的近似四棱柱形形状,所述凹部设置于基座部c61在Df方向上的侧表面(面对扭转弹簧c52的表面)上。凹部c63形成在从基座部c61沿Df方向突出的突起p5和p6之间。突起p5和p6沿Dc方向布置。
杆Wc6沿Dc2方向朝向保持件Wc5的主体部c51与扭转弹簧c52之间的空间c51s插入,被推入直至保持件Wc5的突起部c53配合在杆Wc6的凹部c63中,并且由此被附接至保持件Wc5。在本实施例中,杆Wc6在Dc2方向侧的一部分是待插入至保持件Wc5中的空间c51s内的插入部。
接下来,将参考图25A至25C描述在连接状态下和在过载时连接部Wc的行为。图25A是示出在连接状态下的连接部Wc的横截面的示意图。图25C是示出在沿按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)施加过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。图25C是示出在沿拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)施加过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。
如图25A中所示,在连接部Wc的连接状态下,保持件Wc5的突起部c53配合在杆Wc6的凹部c63中。具体地,突起部c53在Dc方向上被保持在突起p5和p6之间。这里,如图24C中所示,在杆Wc6未附接至保持件Wc5的状态下,在Df方向上从基座部c61的底部表面至突起p5和p6的顶点的距离由Y6表示。该距离Y6大于在Df方向上从保持件Wc5的扭转弹簧c52的突起部c53至主体部c51的底部c511的距离Y5。因此,在图25A中所示的连接状态下,保持件Wc5的突起部c53和杆Wc6的一部分(突起p5和p6)处于在Dc方向上相互干涉的位置关系。换句话说,如在连接状态下沿线材主体的延伸方向(Dc方向)观察时,设置在第一构件和第二构件中的一者上的突起部的至少一部分与设置在第一构件和第二构件中的另一者上的凹部重叠。
根据这样的构造,在连接部Wc处于连接状态的情况下,保持件Wc5和杆Wc6的相对移动受到限制,并且因此保持件Wc5和杆Wc6在Dc1方向和Dc2方向上一体地移动。即,在连接部Wc处于连接状态的情况下,来自驱动源M的驱动力通过连接部Wc传输至线材主体Wb。
在图25A的连接状态下,保持件Wc5的突起部c53被构造成以游隙减小的状态配合在杆Wc6的凹部c63中。在本实施例中,突起部c53设置在具有弹性的扭转弹簧c52的臂部c522上,并且扭转弹簧c52在连接状态下略微弹性地变形,以使得臂部c522在Df方向上(在图中向上)被提升。因此,突起部c53在其两侧通过扭转弹簧c52的弹性力而被按压抵靠突起p5和p6。即,根据本实施例的连接部Wc通过包括由弹性构件形成的变形元件的机构(卡扣配合机构)而连接用作第一构件的保持件Wc5和用作第二构件的杆Wc6。
如上所述,可以通过使保持件Wc5和杆Wc6以游隙减小的状态彼此接合的构造来提高导管11的弯曲部12对驱动源M的驱动的响应性。
(当在按压方向上产生过载时)
接下来,将描述按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图25B中所示,当按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc5时,压缩力Fc作用在保持件Wc5与杆Wc6之间。
在该压缩力Fc未超过预设阈值(第二阈值)的情况下,压缩力Fc经由保持件Wc5的突起部c53与杆Wc6的突起p6之间的接触部而被杆Wc6接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第二阈值的压缩力Fc的情况下,保持突起部c53配合在凹部c63中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第二阈值)的大压缩力Fc的情况下,扭转弹簧c52弹性地变形,以使得突起部c53爬上杆Wc6的突起p6。结果,在突起部c53越过突起p6的同时保持件Wc5和杆Wc6相对移动,并且突起部c53从凹部c63脱离。在突起部c53从凹部c63脱离的状态(分离状态)下,即使当保持件Wc5沿Dc1方向移动时,杆Wc6也不会在Dc1方向上移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的压缩力Fc的情况下,突起部c53从凹部c63脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图25B)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,可以降低导管11的弯曲部12由于驱动源M的操作异常而被过强的力弯曲的可能性,或者降低比如联接部21c的构件在线材主体Wb受到外力时被损坏的可能性。
注意,如图25A中所示,在连接状态下的杆Wc6在Dc2方向上的远侧端位置与保持件Wc5的空间c51s的底部的壁表面c518之间确保了容许保持件Wc5和杆Wc6的相对移动的空隙Ld。基于突起部c53在连接状态下的位置X0设定空隙Ld在Dc方向上的长度,使得在突起部c53完全从凹部c63脱离之后,即使保持件Wc5在Dc1方向上已经进一步移动预定距离时,壁表面c518也不会与杆Wc6接触。作为确保这样的空隙Ld的结果,即使突起部c53已经从凹部c63脱离,也可以防止杆Wc6被保持件Wc5的壁表面c518按压并且Dc1方向上的驱动力被传输的情况。
(当在拉动方向上产生过载时)
接下来,将描述拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图25C中所示,当拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc5时,拉伸力Ft作用在保持件Wc5与杆Wc6之间。
在该拉伸力Ft未超过预设阈值(第一阈值)的情况下,拉伸力Ft经由保持件Wc5的突起部c53与杆Wc6的突起p5之间的接触部而被杆Wc6接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第一阈值的拉伸力Ft的情况下,保持突起部c53配合在凹部c63中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第一阈值)的大拉伸力Ft的情况下,扭转弹簧c52弹性地变形,使得突起部c53爬上杆Wc6的突起p5。结果,在突起部c53越过突起p5的同时保持件Wc5和杆Wc6相对移动,并且突起部c53从凹部c63脱离。在突起部c53从凹部c63脱离的状态(分离状态)下,即使保持件Wc5在Dc2方向上移动时,杆Wc6也不会在Dc2方向上移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第一阈值的拉伸力Ft的情况下,突起部c53从凹部c63脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图25C)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,可以降低导管11的弯曲部12由于驱动源M的操作异常而被过强的力弯曲的可能性,或者降低比如联接部21c的构件在线材主体Wb受到外力时被损坏的可能性。
如上所述,同样根据本实施例,可以响应于按压线材主体Wb的方向上的过载和拉动线材主体Wb的方向上的过载这两者均切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接。
[第四实施例]
将参考图26A至26C和图27A至27C对根据第四实施例的医疗设备进行描述。在本实施例中,将驱动源M和线材主体Wb互连的连接部Wc的构造不同于第一实施例。在下面的描述中,将主要描述与第一实施例不同的部分,假设由与第一实施例中相同的附图标记表示的元件具有与第一实施例中所描述的元件基本上相同的构造和效果。
图26A是根据本实施例的包括连接部Wc的驱动线材W的示意图。图26B是组成连接部Wc的保持件Wc7和杆Wc8的立体视图。图26C是组成连接部Wc的保持件Wc7和杆Wc8的截面视图。图26A示出了杆Wc8被保持件Wc7保持的状态(连接状态),图26B和26C示出了杆Wc8未被保持件Wc7保持的状态(分离状态)。
在下面的描述中,将对设置在本实施例的导管单元100中所包括的第一至第九驱动线材(W11至W33)中的任意一根驱动线材W上的连接部Wc进行描述。在本实施例的构造示例中,在九根驱动线材(W11至W33)中的每一根上设置具有与下述构造基本上相同的构造的连接部Wc。
如图26A中所示,连接部Wc包括用作连接至驱动源M的第一构件(接合构件、保持构件)的保持件Wc7、和用作连接至驱动线材W的线材主体Wb的第二构件(被接合构件、被保持构件)的杆Wc8。在本实施例中,保持件Wc7的至少一部分是与驱动线材W的被保持部Wa一体形成的构件。因此,保持件Wc7经由被保持部Wa和联接部21c(图6A至6C)连接至驱动源M。注意,保持件Wc7和被保持部Wa可以是分开的主体。同时,杆Wc8通过比如压缩结合(型锻)或胶合的任意固定方法而被固定至线材主体Wb的近端。
如图26B和26C中所示,保持件Wc7包括与被保持部Wa一体形成的主体部(基座部)c71、由主体部c31支撑的扭转螺旋弹簧c72、以及旋转构件c730。如在Dc方向上观察时,主体部c71具有槽形状,其具有由底部c711和侧壁部c712围绕的C形横截面(在一个方向上开口的矩形形状)。如在Df方向上观察时,扭转螺旋弹簧c72和旋转构件c730附接至主体部c71的开口部。因此,在主体部c71的底部c711和侧壁部c712与扭转螺旋弹簧c72和旋转构件c730之间限定了如下面将描述的用于接收杆Wc8的空间c71s。主体部c71在Dc方向上与被保持部Wa对准,并且被保持部Wa从主体部c71在Dc2方向上的端部沿Dc2方向延伸。
扭转螺旋弹簧c72被布置成使得Dc方向为其轴向方向(延伸方向),扭转螺旋弹簧的在Dc2方向上的端部由主体部c71的支撑部c713支撑,并且扭转螺旋弹簧的在Dc1方向上的端部附接至旋转构件c730。旋转构件c730能够围绕设置在主体部c71上的支撑轴c714旋转。旋转构件c730通过被扭转螺旋弹簧c72的弹性力在图中的顺时针方向上推动而被定位,所述扭转螺旋弹簧由设置在主体部c71上的闩锁部c715闩锁。
另外,保持件Wc7包括形成在旋转构件c730上的突起部c73。在旋转构件c730由闩锁部c715闩锁的状态下,突起部c73比支撑轴c714更朝向主体部c71的底部c711侧突出。即,突起部c73是在连接部Wc中在与线材主体Wb的延伸方向(Dc方向)相交的方向上突出的突起部的示例。
在旋转构件c730的突起部c73被杆Wc8按压并且旋转构件c730在逆时针方向上旋转以使得突起部c73在图中向上撤回的情况下,扭转螺旋弹簧c72根据旋转构件c730的旋转而变形。即,扭转螺旋弹簧c72用作能够变形以容许突起部c73从稍后将描述的凹部c83脱离的变形元件。
如在Dc方向上观察时,突起部c73布置在与杆Wc8上的凹部c83相对应的位置处。在本实施例中,突起部c73设置在与设置于一个位置处的凹部c83相对应的一个位置处。注意,只要突起部c73设置在可与凹部c83接合的位置处就足够了。
如图27B和27C中所示,杆Wc8包括基座部c81和凹部c83,所述基座部具有从线材主体Wb的近端沿Dc2方向延伸的近似四棱柱形形状,所述凹部设置于基座部c81在Df方向上的侧表面(面对旋转构件c730的表面)上。凹部c83形成在从基座部c81沿Df方向突出的突起p7和p8之间。突起p7和p8沿Dc方向布置。
杆Wc8在Dc2方向上朝向保持件Wc7的主体部c71与旋转构件c730和扭转螺旋弹簧c72之间的空间c71s插入。然后,杆Wc8通过被推入直至保持件Wc7的突起部c73配合在杆Wc8的凹部c83中而被附接至保持件Wc7。在本实施例中,杆Wc8在Dc2方向侧的部分是待插入至保持件Wc7中的空间c71s内的插入部。
接下来,将参考图27A至27C描述在连接状态下和在过载时连接部Wc的行为。图27A是示出在连接状态下的连接部Wc的横截面的示意图。图27C是示出在沿按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)施加过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。图27C是示出在沿拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)施加过载的情况下连接部Wc的状态的示意图。
如图27A中所示,在连接部Wc的连接状态下,保持件Wc7的突起部c73配合在杆Wc8的凹部c83中。具体地,突起部c73在Dc方向上被保持在突起p7和p8之间。这里,如图26C中所示,在杆Wc8未附接至保持件Wc7的状态下,在Df方向上从基座部c81的底部表面至突起p7和p8的顶点的距离由Y8表示。该距离Y8大于在Df方向上从保持件Wc7的突起部c73至主体部c71的底部c711的距离Y7。因此,在图27A中所示的连接状态下,保持件Wc7的突起部c73和杆Wc8的一部分(突起p7和p8)处于在Dc方向上相互干涉的位置关系。换句话说,如在连接状态下沿线材主体的延伸方向(Dc方向)观察时,设置在第一构件和第二构件中的一者上的突起部的至少一部分与设置在第一构件和第二构件中的另一者上的凹部重叠。
根据这样的构造,在连接部Wc处于连接状态下的情况下,保持件Wc7和杆Wc8的相对移动受到限制,并且因此保持件Wc7和杆Wc8在Dc1方向和Dc2方向上一体地移动。即,在连接部Wc处于连接状态下的情况下,来自驱动源M的驱动力通过连接部Wc传输至线材主体Wb。
在图27A的连接状态下,保持件Wc7的突起部c73被构造成以游隙减小的状态配合在杆Wc8的凹部c83中。在本实施例中,突起部c73连接至具有弹性的扭转螺旋弹簧c72,并且扭转螺旋弹簧c72在连接状态下略微弹性地变形,使得突起部c73在Df方向上(在图中向上)被提升。因此,突起部c73在其两侧通过扭转螺旋弹簧c72的弹性力而被按压抵靠突起p7和p8。即,根据本实施例的连接部Wc通过包括由弹性构件形成的变形元件的机构(卡扣配合机构)而连接用作第一构件的保持件Wc7和用作第二构件的杆Wc8。
如上所述,可以通过使保持件Wc7和杆Wc8以游隙减小的状态彼此接合的构造来提高导管11的弯曲部12对驱动源M的驱动的响应性。
(当在按压方向上产生过载时)
接下来,将描述按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图27B中所示,当按压线材主体Wb的方向(Dc1方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc7时,压缩力Fc作用在保持件Wc7与杆Wc8之间。
在该压缩力Fc未超过预设阈值(第二阈值)的情况下,压缩力Fc经由保持件Wc7的突起部c73与杆Wc8的突起p8之间的接触部而被杆Wc8接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第二阈值的压缩力Fc的情况下,保持突起部c73配合在凹部c83中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第二阈值)的大压缩力Fc的情况下,旋转构件c730旋转,使得突起部c73爬上杆Wc8的突起p8,并且由此扭转螺旋弹簧c72弹性地变形。结果,在突起部c73越过突起p8的同时保持件Wc7和杆Wc8相对移动,并且突起部c73从凹部c83脱离。在突起部c73从凹部c83脱离的状态(分离状态)下,即使保持件Wc7在Dc1方向上移动时,杆Wc8也不会在Dc1方向上移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的压缩力Fc的情况下,突起部c73从凹部c83脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图27B)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,可以降低导管11的弯曲部12由于驱动源M的操作异常而被过强的力弯曲的可能性,或者降低比如联接部21c的构件在线材主体Wb受到外力时被损坏的可能性。
注意,如图27A中所示,在连接状态下的杆Wc8在Dc2方向上的远侧端位置与定位于保持件Wc7的空间c71s的底部处的壁表面c718之间确保了容许保持件Wc7和杆Wc8的相对移动的空隙Ld。基于突起部c73在连接状态下的位置X0设定空隙Ld在Dc方向上的长度,使得在突起部c73完全从凹部c83脱离之后,即使保持件Wc7在Dc1方向上进一步移动预定距离时,壁表面c718也不会与杆Wc8接触。作为确保这样的空隙Ld的结果,即使突起部c73已经从凹部c83脱离,也可以防止杆Wc8被保持件Wc7的壁表面c718按压并且Dc1方向上的驱动力被传输的情况。
(当在拉动方向上产生过载时)
接下来,将描述拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的过度力作用在连接部Wc上的情况。如图27C中所示,当拉动线材主体Wb的方向(Dc2方向)上的驱动力被从驱动源M传输至保持件Wc7时,拉伸力Ft作用在保持件Wc7与杆Wc8之间。
在该拉伸力Ft未超过预设阈值(第一阈值)的情况下,拉伸力Ft经由保持件Wc7的突起部c73与杆Wc8的突起p7之间的接触部而被杆Wc8接收。即,本实施例的连接部Wc被构造成在施加等于或小于第一阈值的拉伸力Ft的情况下,保持突起部c73配合在凹部c83中的状态并且将驱动力从驱动源M传输至线材主体Wb。
然而,在施加超过预设阈值(第一阈值)的大拉伸力Ft的情况下,旋转构件c730旋转,使得突起部c73爬上杆Wc8的突起p7,并且由此扭转螺旋弹簧c72弹性地变形。结果,在突起部c73越过突起p7的同时保持件Wc7和杆Wc8相对移动,并且突起部c73从凹部c83脱离。在突起部c73从凹部c83脱离的状态(分离状态)下,即使保持件Wc7在Dc2方向上移动时,杆Wc8也不会在Dc2方向上移动。即,本实施例的连接部Wc被构造成使得在施加超过第二阈值的拉伸力Ft的情况下,突起部c73从凹部c83脱离并且驱动力从驱动源M至线材主体Wb的传输被切断(图27C)。
作为连接部Wc在过载时从连接状态切换至分离状态的结果,可以降低导管11的弯曲部12由于驱动源M的操作异常而被过强的力弯曲的可能性,或者降低比如联接部21c的构件在线材主体Wb受到外力时被损坏的可能性。
如上所述,同样根据本实施例,可以响应于按压线材主体Wb的方向上的过载和拉动线材主体Wb的方向上的过载这两者均切断驱动源M与线材主体Wb之间的连接。
(其它实施例)
在上述每个实施例中,已经在假设连接部Wc的每个元件设置在导管单元100(其为可更换单元)中的情况下进行了描述,但是连接部Wc可以设置在基座单元200中。例如,可以采用如下构造,其中:设置在联接部21c处的牵引器支撑轴21cs(图6A)被分成每个实施例中所描述的保持件和杆这两个构件。
另外,在上述每个实施例中,已经给出了描述,其中关于使连接部Wc的连接被切断的载荷的阈值,假设在拉伸力作用于第一构件与第二构件之间的情况下的第一阈值以及在压缩力作用于第一构件与第二构件之间的情况下的第二阈值相等。然而,第一阈值和第二阈值可以被设定为不同的值。例如,在例如正常使用条件下的预期载荷根据线材主体Wb被驱动的方向而变化的情况下,根据预期载荷的范围来设定第一阈值和第二阈值。
另外,在上述每个实施例中,对于多个驱动源(M11至M33)和多个线材主体(Wb11至Wb33)中的每一对,连接部中的第一阈值和第二阈值的值相同。然而,对于每一对驱动源和线材主体,连接部中的第一阈值和第二阈值可以被设定为不同的值。例如,在导管11的弯曲部12中在连接至更靠远侧端侧的引导环的线材主体与连接至更靠近侧端侧的引导环的线材主体之间预期载荷不同的情况下,根据预期载荷的范围设定第一阈值和第二阈值。
另外,在上述每个实施例中,驱动源和线材主体经由针对多个驱动源(M11至M33)和多个线材主体(Wb11至Wb33)中的每一对的连接部连接。然而,可以采用仅在驱动源和线材主体中的某些对中设置连接部的构造。
另外,在上述每个实施例中,以可弯曲的导管11作为待操作的目标对象的示例进行了描述。然而,这不是限制性的,并且待操作的目标对象的示例可以包括关节式机器人。关节式机器人的示例包括医用机器人臂,所述医用机器人臂在其末端处包括手术工具(比如镊子和解剖刀)。当通过使用线材等使该机器人的关节弯曲时,可以应用上述每个实施例中所描述的断开机构。
工业适用性
本发明不限于上述实施例,并且可以在不脱离本发明的构思和范围的情况下以各种方式进行修改和变形。因此,为了公开本发明的范围,附上以下权利要求。
附图标记列表
12:弯曲部
M:驱动源
Wb:线性主体(线材主体)
Wc:连接部
Wc1、Wc3、Wc5、Wc7:第一构件
Wc2、Wc4、Wc6、Wc8:第二构件
c13、c33、c53、c73:突起部
c23、c43、c63、c83:凹部
c18:第一突起部
c19:第二突起部
c28:第三突起部
c29:第四突起部

Claims (19)

1.一种医疗设备,包括:
驱动源;
能够弯曲的弯曲部;
线性主体,其被构造成通过所述驱动源的驱动力使所述弯曲部弯曲;和
连接部,其包括连接至所述驱动源的第一构件、连接至所述线性主体的第二构件、设置在所述第一构件和所述第二构件中的一者中并且在与所述线性主体的延伸方向相交的方向上突出的突起部、以及设置在所述第一构件和所述第二构件中的另一者中的凹部,并且其中所述第一构件和所述第二构件在所述突起部配合在所述凹部中的状态下连接,
其中,所述连接部被构造成使得:
在等于或小于第一阈值的拉伸力或者等于或小于第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,保持所述突起部配合在所述凹部中的状态以将所述驱动力从所述驱动源传输至所述线性主体,并且
在超过所述第一阈值的拉伸力或者超过所述第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,所述突起部从所述凹部脱离,以切断所述驱动力从所述驱动源至所述线性主体的传输。
2.根据权利要求1所述的医疗设备,
其中,所述连接部包括能够弹性变形的弹性元件,并且被构造成使得在超过所述第一阈值的拉伸力或超过所述第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,容许所述突起部从所述凹部脱离。
3.根据权利要求1所述的医疗设备,
其中,所述连接部被构造成使得在超过所述第一阈值的拉伸力或超过所述第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,容许所述突起部通过所述突起部或所述凹部的塑性变形而从所述凹部脱离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的医疗设备,
其中,在所述第一构件中设置有所述第二构件能够从所述线性主体在延伸方向上的一侧插入至其中的空间,并且
其中,在所述第二构件插入在所述第一构件的所述空间中的状态下,所述突起部配合在所述凹部中。
5.根据权利要求4所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括在所述线性主体的延伸方向上延伸并且限定所述空间的管状部,
其中,所述第二构件包括待插入至所述管状部中的所述空间中的插入部,
其中,所述突起部设置在所述管状部的内表面和所述插入部的外表面中的一者上,并且
其中,所述凹部设置在所述管状部的内表面和所述插入部的外表面中的另一者上。
6.根据权利要求4所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括主体部和板簧,所述主体部具有在所述线性主体的延伸方向上延伸并且在与所述延伸方向相交的方向上开口的槽形状,所述板簧被布置成覆盖所述槽形状,并且所述空间被限定在所述主体部与所述板簧之间,
其中,所述第二构件包括待插入至所述空间中的插入部,
其中,所述突起部设置在所述板簧的面对所述空间的表面和所述插入部的面对所述板簧的表面中的一者上,并且
其中,所述凹部设置在所述板簧的面对所述空间的表面和所述插入部的面对所述板簧的表面中的另一者上。
7.根据权利要求4所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括主体部和扭转弹簧,所述主体部具有在所述线性主体的延伸方向上延伸并且在与所述延伸方向相交的方向上开口的槽形状,所述扭转弹簧布置在所述槽形状的开口部处,并且所述空间被限定在所述主体部与所述扭转弹簧之间,
其中,所述第二构件包括待插入至所述空间中的插入部,
其中,所述突起部设置在所述扭转弹簧的面对所述空间的表面和所述插入部的面对所述扭转弹簧的表面中的一者上,并且
其中,所述凹部设置在所述扭转弹簧的面对所述空间的表面和所述插入部的面对所述扭转弹簧的表面中的另一者上。
8.根据权利要求4所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括主体部、旋转构件和扭转螺旋弹簧,所述主体部具有在所述线性主体的延伸方向上延伸并且在与所述延伸方向相交的方向上开口的槽形状,所述旋转构件是可旋转的并且布置在所述槽形状的开口部处,所述扭转螺旋弹簧被构造成推动所述旋转构件,并且所述空间被限定在所述主体部与所述旋转构件之间,
其中,所述第二构件包括待插入至所述空间中的插入部,
其中,所述突起部设置在所述旋转构件的面对所述空间的表面和所述插入部的面对所述旋转构件的表面中的一者上,并且
其中,所述凹部设置在所述旋转构件的面对所述空间的表面和所述插入部的面对所述旋转构件的表面中的另一者上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的医疗设备,
其中,在所述突起部配合于所述凹部中的状态下,在所述突起部与所述凹部之间在所述线性主体的延伸方向上不存在空隙,并且所述第一构件和所述第二构件的相对移动受到限制。
10.一种医疗设备,包括:
驱动源;
能够弯曲的弯曲部;
线性主体,其被构造成通过所述驱动源的驱动力使所述弯曲部弯曲;和
连接部,其包括连接至所述驱动源的第一构件、连接至所述线性主体的第二构件、设置在所述第一构件中并且在与所述线性主体的延伸方向相交的方向上突出的第一突起部和第二突起部、以及设置在所述第二构件中的第三突起部和第四突起部,并且其中,所述第一构件和所述第二构件在所述第一突起部与所述第三突起部接合并且所述第二突起部与所述第四突起部接合的状态下连接,
其中,所述连接部被构造成使得:
在等于或小于第一阈值的拉伸力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,保持所述第一突起部与所述第三突起部接合的状态,以将所述驱动力从所述驱动源传输至所述线性主体,
在超过所述第一阈值的拉伸力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,所述第一突起部从所述第三突起部脱离,以切断所述驱动力从所述驱动源至所述线性主体的传输,
在等于或小于第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,保持所述第二突起部与所述第四突起部接合的状态,以将所述驱动力从所述驱动源传输至所述线性主体,并且
在超过所述第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,所述第二突起部从所述第四突起部脱离,以切断所述驱动力从所述驱动源至所述线性主体的传输。
11.根据权利要求10所述的医疗设备,
其中,所述连接部包括能够弹性变形的弹性元件,并且被构造成使得:
在超过所述第一阈值的拉伸力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,容许所述第一突起部通过所述弹性元件的弹性变形从所述第三突起部脱离;以及
在超过所述第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,容许所述第二突起部通过所述弹性元件的弹性变形从所述第四突起部脱离。
12.根据权利要求10所述的医疗设备,
其中,所述连接部被构造成使得:
在超过所述第一阈值的拉伸力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,容许所述第一突起部通过所述第一突起部或所述第三突起部的塑性变形而所述第三突起部脱离;以及
在超过所述第二阈值的压缩力作用于所述第一构件与所述第二构件之间的情况下,容许所述第二突起部通过所述第二突起部或所述第四突起部的塑性变形从所述第四突起部脱离。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的医疗设备,
其中,在所述第一构件中设置有所述第二构件能够从所述线性主体的延伸方向上的一侧插入至其中的空间,并且
其中,在所述第二构件插入在所述第一构件的所述空间中的状态下,所述第一突起部与所述第三突起部接合并且所述第二突起部与所述第四突起部接合。
14.根据权利要求13所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括在所述线性主体的延伸方向上延伸并且限定所述空间的管状部,
其中,所述第二构件包括待插入至所述管状部中的所述空间中的插入部,
其中,所述第一突起部和所述第二突起部设置在所述管状部的内表面上,并且
其中,所述第三突起部和所述第四突起部设置在所述插入部的外表面上。
15.根据权利要求13所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括主体部和板簧,所述主体部具有在所述线性主体的延伸方向上延伸并且在与所述延伸方向相交的方向上开口的槽形状,所述板簧被布置成覆盖所述槽形状,并且所述空间被限定在所述主体部与所述板簧之间,
其中,所述第二构件包括待插入至所述空间中的插入部,
其中,所述第一突起部和所述第二突起部设置在所述板簧的面对所述空间的表面上,并且
其中,所述第三突起部和所述第四突起部设置在所述插入部的面对所述板簧的表面上。
16.根据权利要求13所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括主体部和扭转弹簧,所述主体部具有在所述线性主体的延伸方向上延伸并且在与所述延伸方向相交的方向上开口的槽形状,所述扭转弹簧布置在所述槽形状的开口部处,并且所述空间被限定在所述主体部与所述扭转弹簧之间,
其中,所述第二构件包括待插入至所述空间中的插入部,
其中,所述第一突起部和所述第二突起部设置在所述扭转弹簧的面对所述空间的表面上,并且
其中,所述第三突起部和所述第四突起部设置在所述插入部的面对所述扭转弹簧的表面上。
17.根据权利要求13所述的医疗设备,
其中,所述第一构件包括主体部、旋转构件和扭转螺旋弹簧,所述主体部具有在所述线性主体的延伸方向上延伸并且在与所述延伸方向相交的方向上开口的槽形状,所述旋转构件是可旋转的并且布置在所述槽形状的开口部处,所述扭转螺旋弹簧被构造成推动所述旋转构件,并且所述空间被限定在所述主体部与所述旋转构件之间,
其中,所述第二构件包括待插入至所述空间中的插入部,
其中,所述第一突起部和所述第二突起部设置在所述旋转构件的面对所述空间的表面上,并且
其中,所述第三突起部和所述第四突起部设置在所述插入部的面对所述旋转构件的表面上。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的医疗设备,
其中,在所述第一突起部与所述第三突起部接合并且所述第二突起部与所述第四突起部接合的状态下,在所述第一突起部与所述第三突起部之间以及在所述第二突起部与所述第四突起部之间在所述线性主体的延伸方向上不存在空隙,并且所述第一构件和所述第二构件的相对移动受到限制。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的医疗设备,还包括:
包括所述驱动源的多个驱动源;
多个线性主体,所述多个线性主体包括所述线性主体并且被构造成通过分别被所述多个驱动源驱动来使所述弯曲部弯曲;和
多个连接部,所述多个连接部包括所述连接部并且与相应的多对驱动源和线性主体相对应地设置,每对驱动源和线性主体由所述多个驱动源中的一个驱动源和所述多个线性主体中的由所述一个驱动源驱动的一个线性主体组成,
其中,所述多个连接部每个均具有与所述连接部相同的构造。
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