DE102008029633A1

DE102008029633A1 - Verbindungsmechanismus zum Verbinden eines Plattenelementes und eines Schaftelementes

Info

Publication number: DE102008029633A1
Application number: DE102008029633A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Maruyama
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: US7871219B2; JP5137477B2; DE102008029633B4; JP2009000332A; US20090010707A1

Abstract

Beschrieben ist ein Verbindungsmechanismus mit einem Schaftelement (7), an dem ein mit einem Außengewinde versehener Außengewindeteil (7s) ausgebildet ist; einem Plattenelement (11) mit einem Verbindungsloch (11a), in dem das Schaftelement (7) sitzt; und einer Mutter (12), die ein Innengewinde für den Eingriff mit dem Außengewinde des Schaftelementes (7) aufweist und in Eingriff mit dem Schaftelement (7) auf das auf dem Schaftelement (7) sitzende Plattenelement (11) gedrückt ist, um das Plattenelement (11) auf dem Schaftelement (7) zu sichern; gekennzeichnet durch einen Befestigungsmechanismus, der das Plattenelement (11) und die Mutter (12) zur gegenseitigen Befestigung in einem Zustand hält, in dem das Plattenelement (11) und die Mutter (12) bezogen auf die Drehrichtung um die Mittelachse des Schaftelementes (7) entgegengesetzt zueinander beaufschlagt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsmechanismus zum Verbinden eines Plattenelementes und eines Schaftelementes, der beispielsweise in einem Endoskop verwendbar ist.
Üblicherweise sind an einem Bedienteil eines Endoskops Verbindungsmechanismen vorgesehen, z. B. ein Mechanismus zum Betätigen eines Biegeabschnitts eines Einführteils des Endoskops, ein Mechanismus zum Ändern des Anstellwinkels eines Behandlungsinstrumentes und dergleichen. Ein solcher Verbindungsmechanismus verbindet das Plattenelement mit dem Schaftelement so, dass das Plattenelement drehfest relativ zu dem Schaftelement ist.
In einem solchen Verbindungsmechanismus ist ein Teil des Schaftelementes mit einem Außengewinde versehen. Dieser Außengewindeteil wird durch eine in dem Plattenelement ausgebildete Öffnung eingesetzt. Mittels einer Mutter, die ein Innengewinde aufweist, wird das Plattenele ment an dem Schaftelement befestigt. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion ist in der JP 7-194519 beschrieben.
10 zeigt ein Beispiel für einen herkömmlichen Verbindungsmechanismus. Wie in 10 gezeigt, weist ein Schaftelement 90 einen polygonalen Säulenteil 92 auf, der an einen Außengewindeteil 91 anschließt. Ein Plattenelement 93 hat ein polygonales Loch 94, das auf den polygonalen Säulenteil 92 gesteckt wird. Das Plattenelement 93 sitzt auf dem polygonalen Säulenteil 92 und kontaktiert eine Stufe 96, die an dem Ende des polygonalen Säulenteils 92 ausgebildet ist. Das Plattenelement 93 wird über eine Mutter 95, die ein mit dem Außengewindeteil 91 in Eingriff stehendes Innengewinde aufweist, auf die Stufe 96 gedrückt.
Infolge von Fertigungsfehlern kann es vorkommen, dass zwischen dem polygonalen Säulenteil 92 und dem polygonalen Loch 94 in Drehrichtung etwas Spiel vorhanden ist. Aufgrund dieses Spiels kann sich die Befestigung der Mutter 95 an dem Plattenelement 93 mit der Zeit lockern. In diesem Fall tritt ein Spiel zwischen dem Plattenelement 93 und dem Schaftelement 90 auf.
11 zeigt ein anderes Beispiel für einen herkömmlichen Verbindungsmechanismus. In diesem Beispiel weist das Schaftelement 90 ein mit einem Außengewinde versehenes zylindrisches Element auf. Sowohl das Plattenelement 93 als auch die Mutter 95 befindet sich in Eingriff mit dem Außengewinde des Schaftelementes 90, so dass das Plattenelement 93 und die Mutter 95 gegeneinander gedrückt werden.
Auch bei dieser Konstruktion kann infolge der Kraft, die auf das Plattenelement 93 wirkt, während des Gebrauchs des Verbindungsmechanismus ein Spiel auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus anzugeben, der ausgebildet ist, ein Plattenelement mittels einer Mutter an einem Schaftelement so zu befestigen, dass die hergestellte Befestigung lange Zeit hält.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Verbindungsmechanismus nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Seitenansicht eines Endoskops, bei dem der in 1 gezeigte Verbindungsmechanismus verwendet wird;
3 eine Querschnittsansicht des Verbindungsmechanismus nach erstem Ausführungsbeispiel;
4 eine längs der in 3 gezeigte Linie IV-IV geschnittene Draufsicht auf den Verbindungsmechanismus;
5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Verbindungsmechanismus gemäß einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels;
6 eine perspektivische Explosionsansicht eines Verbindungsmechanismus nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
7 eine Querschnittsansicht des Verbindungsmechanismus nach zweitem Ausführungsbeispiel;
8 eine längs der in 7 gezeigte Linie VIII-VIII geschnittene Draufsicht auf den Verbindungsmechanismus;
9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Verbindungsmechanismus gemäß einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels;
10 eine Querschnittsansicht eines ersten Beispiels eines herkömmlichen Verbindungsmechanismus; und
11 eine Querschnittsansicht eines zweiten Beispiels eines herkömmlichen Verbindungsmechanismus.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verbindungsmechanismus unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
2 zeigt eine Seitenansicht eines Endoskops 100, bei dem der erfindungsgemäße Verbindungsmechanismus anwendbar ist. Das Endoskop 100 hat einen flexiblen Einführteil 1, an dessen distalem Ende ein Biege abschnitt 2 ausgebildet ist. Der Biegeabschnitt 2 wird durch Betätigen einer Bedieneinheit 3 gesteuert, die mit dem proximalen Ende des Einführteils 1 verbunden ist.
Die Bedieneinheit 3 hat einen Knopf 4 zum Betätigen des Biegeabschnitts 2. Der Knopf 4 ist gegenüber der Bedieneinheit 3 drehbar. Durch Drehen des Knopfs 4 wird an einem von mehreren Betätigungsdrähten, die mit dem Biegeteil 2 verbunden sind, gezogen, wodurch der Biegeabschnitt 2 um eine Stellgröße, d. h. einen Winkel, der der Drehung des Knopfes 4 entspricht, gebogen wird. In 2 ist ein Feststellknopf 6 gezeigt, der dazu dient, den Biegezustand des Biegeabschnitts 2 aufrechtzuerhalten.
3 ist eine Querschnittsansicht des Verbindungsmechanismus nach erstem Ausführungsbeispiel. In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 60 einen Bremsmechanismus, der entsprechend der Betätigung des Feststellknopfes 6 eine Reibungskraft ausübt, die eine Drehbewegung des Knopfs 4 verhindert. Der Bremsmechanismus 60 ist an sich bekannt und beispielsweise in der JP 2007-313292 beschrieben. Der Bremsmechanismus 60 ist an einem Schaft- oder Stangenelement 7 befestigt, das fest an dem Rahmen der Bedieneinheit 3 angebracht ist. Ein Plattenelement 11, das sich drehfest, d. h. nicht drehbar in Eingriff mit dem Schaftelement 7 befindet, ist über eine Mutter 12 fest an dem Plattenelement angebracht. Das Plattenelement 11 dient für die Bremsfunktion als feststehendes Element.
Es ist darauf hinzuweisen, dass verschiedenartige Bremsmechanismen bekannt sind. Da die Erfindung einen Verbindungsmechanismus betrifft, der Teil des Bremsmechanismus und auch auf andere Mechanismen anwendbar ist, wird die Funktionsweise des Bremsmechanismus 60 im Folgenden nicht beschrieben.
Das Schaftelement 7 weist einen polygonalen Säulenteil 7x auf. In dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Säulenteil 7x die Form eines gleichseitigen Sechsecks. Es kann jedoch auch ein beliebig anderer polygonaler Säulenteil verwendet werden. Das Schaftelement 7 ist mit Ausnahme eines polygonalen Säulenteils 7x zylindrisch geformt. An dem Übergang zwischen dem zylindrischen Teil und dem polygonalen Säulenteil 7x ist eine Stufe 7a ausgebildet, wie in 3 gezeigt ist.
Wie in 1 gezeigt, hat auch ein Außengewindeteil 7s die Form einer polygonalen Säule. Dies bedeutet, dass das Außengewinde an den Grat- oder Kammabschnitten des polygonalen Säulenteils 7x ausgebildet ist. Das Plattenelement 11 hat in seiner Mitte ein Verbindungsloch 11a. Das Verbindungsloch 11a hat eine dem polygonalen Säulenteil 7x des Schaftelementes 7 entsprechende Polygonform, so dass der Säulenteil 7x fest in das Verbindungsloch 1la eingepasst ist. Die Mutter 12 hat in ihrer Mitte ein Innengewinde 12s, das sich in Eingriff mit dem Außengewinde 7s des Schaftelementes 7 befindet.
Wie in 1 gezeigt, ist die Mutter 12 ein scheibenähnliches Element. An dem Plattenelement 11 ist eine kreisförmige Vertiefung 13 ausgebildet, in der die Mutter 12 in lockerer Anordnung sitzt.
Ist der polygonale Säulenteil 7x in das Verbindungsloch 11a eingesetzt, so befindet sich das Plattenelement 11 drehfest, d. h. nicht drehbar in Eingriff mit dem Schaftelement 7. Mittels der auf den Außengewindeteil 7s geschraubten Mutter 12 wird das Plattenelement 11 auf die Stufe 7a des Schaftelementes 7 gedrückt und dadurch fest an dem Schaftelement 7 angebracht. Jedoch kann zwischen dem polygonalen Säulenteil 7x und dem Verbindungsloch 11a infolge von Herstellungsfehlern in Drehrichtung ein Spiel auftreten.
Wie in den 1 und 4 gezeigt, ist an dem Plattenelement 11 ein Schraubloch 8 derart ausgebildet, dass sich die mit 8ax bezeichnete Mittelachse des Schraublochs 8 von der Außenumfangsfläche des Plattenelementes 11 zur Vertiefung 13 erstreckt. Wie in 1 gezeigt, ist die Richtung, in die sich das Schraubloch 8 erstreckt, d. h. die Richtung der Mittelachse 8ax des Schraublochs 8 gegenüber einer Tangentiallinie 7t geneigt, an der die Mittelachse 8ax des Schraublochs 8 die Umfangsfläche der Mutter 12 schneidet. Dies bedeutet, dass die Richtung, in der sich das Schraubloch 8 erstreckt, von der radialen Richtung abweicht. Eine Schraube 9, die eine konische Spitze aufweist, wird von der Außenfläche des Plattenelementes 11 zur Mutter 12 hin in das Schraubloch 8 geschraubt.
Indem die Schraube 9 fest angezogen wird, werden das Plattenelement 11 und die Mutter 12 in entgegengesetzte Richtungen gedreht, wie in 4 durch die Pfeile angedeutet ist. Durch diese Konstruktion wird die Feststellkraft, mit der die Mutter 12 das Plattenelement 11 auf die Stufe 7a des Schaftelementes 7 drückt, verstärkt. Dadurch wird das Plattenelement 11 ohne jegliches Spiel in Drehrichtung fest an dem Schaftelement 7 befestigt. Das Schraubloch 8 ist so ausgebildet, dass die Mutter 12 in eine Drehrichtung gezwängt wird, in der die Andruckkraft, welche die Mutter 7 auf das Plattenelement 11 ausübt, zunimmt, wie in 4 gezeigt ist. Übt dagegen die Schraube 9 eine Kraft in entgegengesetzter Richtung auf die Mutter 12 aus, so wird die Mutter 12 gelockert.
Wird bei dem oben beschriebenen Aufbau die Mutter 12 in die Richtung gezwängt, in der sie einen Presskontakt zu dem Plattenelement 11 herstellt, so wird das Plattenelement 11 auf die Stufe 7a gedrückt. Dadurch wird das Plattenelement 11 an dem Schaftelement 7 sicher befestigt. Dieser Befestigungszustand wird durch die Schraube 9 aufrechterhalten.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau löst sich die Mutter 12 auch nach längerer Zeit nicht, so dass kein Spiel zwischen dem polygonalen Säulenteil 7x und dem Verbindungsloch 11a auftritt. Der feste Verbindungszustand zwischen dem Plattenelement 11 und der Mutter 12 kann so für relativ lange Zeit stabil und spielfrei aufrechterhalten werden.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus, der eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. In dieser Abwandlung ist eine Nut 12a mit V-förmigem Querschnitt in der Umfangsfläche der Mutter 12 ausgebildet, so dass ein Teil der von der Schraube 9 ausgeübten Andruckkraft in eine Kraftkomponente umgesetzt wird, die die Mutter 12 auf das Plattenelement 11 drückt.
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht und 7 eine Querschnittsansicht eines Verbindungsmechanismus nach zweitem Ausführungsbeispiel. 8 zeigt den Verbindungsmechanismus in einer längs der in 7 dargestellten Linie VIII-VIII geschnittenen Draufsicht. Wie in 6 gezeigt, ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel die gesamte Fläche des Schaftelementes 7 als Gewinde bzw. Schraube ausgebildet. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass das Gewinde nicht notwendigerweise über die gesamte Fläche ausgebildet sein muss. In dem Verbindungsloch 11a ist ein Innengewinde ausgebildet, das in Eingriff mit dem Außengewinde des Schaftelementes 7 gebracht werden kann. So werden sowohl das Plattenelement 11 als auch die Mutter 12 auf das Schaftelement 7 geschraubt. Im Übrigen stimmt der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels mit dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels überein.
Infolge des in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Aufbaus können das Plattenelement 11 und die Mutter 12 in einer Doppelmutter-Konstruktion in festen Presskontakt miteinander gebracht werden. Dieser Presskontaktzustand zwischen dem Plattenelement 11 und der Mutter 12 wird durch das Festziehen der Schraube 9 verstärkt. Der Verbindungszustand zwischen dem Plattenelement 11 und der Mutter 12 kann so vergleichsweise lange aufrechterhalten werden, ohne dass ein Spiel zwischen diesen Komponenten auftritt.
Wie in 9 gezeigt, kann das zweite Ausführungsbeispiel entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel modifiziert werden. So kann eine V-förmige Nut 12a an der Außenumfangsfläche der Mutter 12 ausgebildet sein, so dass ein Teil der von der Schraube 9 ausgeübten Andruckkraft in eine Kraftkomponente umgesetzt wird, welche die Mutter 12 auf das Plattenelement 11 drückt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 7-194519 [0003]
- JP 2007-313292 [0025]

Claims

Verbindungsmechanismus mit: – einem Schaftelement (7), an dem ein mit einem Außengewinde versehener Außengewindeteil (7s) ausgebildet ist; – einem Plattenelement (11) mit einem Verbindungsloch (11a), in dem das Schaftelement (7) sitzt; und – einer Mutter (12), die ein Innengewinde für den Eingriff mit dem Außengewinde des Schaftelementes (7) aufweist und in Eingriff mit dem Schaftelement (7) auf das auf dem Schaftelement (7) sitzende Plattenelement (11) gedrückt ist, um das Plattenelement (11) auf dem Schaftelement (7) zu sichern; – gekennzeichnet durch einen Befestigungsmechanismus, der das Plattenelement (11) und die Mutter (12) zur gegenseitigen Befestigung in einem Zustand hält, in dem das Plattenelement (11) und die Mutter (12) bezogen auf die Drehrichtung um die Mittelachse des Schaftelementes (7) entgegengesetzt zueinander beaufschlagt sind.
Verbindungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement (11) eine Vertiefung (13) hat, in der Mutter (12) sitzt, und dass der Befestigungsmechanismus umfasst: – ein in dem Plattenelement (11) ausgebildetes Schraubloch (8), das sich von der Außenumfangsfläche des Plattenelementes (11) zur Außenumfangsfläche der in der Vertiefung (13) sitzenden Mutter (12) in einer Richtung erstreckt, die von der Richtung abweicht, die auf die Mittelachse des Schaftelementes (7) weist; und – eine in das Schraubloch (8) eingesetzte Schraube (9), die zur Stärkung der zwischen dem Plattenelement (11) und der Mutter (12) wirkenden Kontaktkraft das Plattenelement (11) und die Mutter (12) bezogen auf die Drehrichtung um die Mittelachse des Schaftelementes (7) entgegengesetzt beaufschlagt.
Verbindungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (12) eine längs ihrer Außenumfangsfläche angeordnete Nut (12a) mit einer V-förmigen Nutwand aufweist, mit der die Spitze der Schraube (9) zur Stärkung der zwischen dem Plattenelement (11) und der Mutter (12) wirkenden Verbindungskraft in Kontakt steht.
Verbindungsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Schaftelement (7) einen an den Außengewindeteil (7s) anschließenden polygonalen Säulenteil (7x) aufweist, an dessen Ende eine Stufe (7a) ausgebildet ist, – das Verbindungsloch (11a) durch ein polygonales Loch gebildet ist, in dem der polygonale Säulenteil (7x) des Schaftelementes (7) sitzt; und – die auf den Außengewindeteil (7s) des Schaftelementes (7) geschraubte Mutter (12) das Plattenelement (11) auf die Stufe drückt.
Verbindungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verbindungsloch (11a) ein Innengewinde für den Eingriff mit dem Außengewindeteil (7s) des Schaftelementes (7) aufweist; und – sowohl das Plattenelement (11) als auch die Mutter (12) in Eingriff mit dem Außengewindeteil (7s) des Schaftelementes (7) stehen.