DE60021686T2

DE60021686T2 - Lineargetriebeeninheit für ein Endoskop

Info

Publication number: DE60021686T2
Application number: DE60021686T
Authority: DE
Inventors: Haruo Omiya-shi Akiba
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: EP1106137A2; US6422995B2; EP1106137B1; US20010018552A1; DE60021686D1; EP1106137A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop und insbesondere auf eine Antriebseinheit zum Drehen eines Linearübertragungselements durch einen Motor zur Änderung eines Beobachtungsabstands (was ferner eine Änderung der Schärfentiefe einschließt).
Beschreibung des Standes der Technik
13A bis 13C zeigen eine Konfiguration eines Endoskops (Skop), an dem ein Mechanismus angebracht ist, um den Beobachtungsabstand (oder die Schärfentiefe) veränderlich zu machen, wobei 13A eine Endoskopbedienungseinheit 1A zeigt, wobei auf der linken Seite dieser Bedienungseinheit 1A eine Einführungseinheit 1B, die in 13B gezeigt ist, und ein spitzer Endabschnitt 1C (harter Abschnitt), der in 13C gezeigt ist, angeordnet sind. In dieser Hinsicht besteht die Einführungseinheit 1B aus einem spitzen Endabschnitt 1C, einem Winkelabschnitt 1D und einem weichen Abschnitt 1E. Hinter der Bedienungseinheit 1A ist ein Betätigungsknopf 2A zur Luftzufuhr/Wasserzufuhr, ein Absaugbetätigungsknopf 2B, ein Einfrierschalter 3A, weitere Schalter 3B und 3C und ein Beobachtungsabstand-Einstellschalter 4 oder dergleichen angeordnet.
Ferner ist in der Bedienungseinheit 1A ein Motor 7 durch ein Halteelement 8 an einem Rahmen 6 (Basis) angebracht, wobei ein aus einer mehrfach gewundenen Feder gebildetes Linearübertragungselement 10 durch einen Wellenverbinder 11 an diesem Motor 7 angebracht ist. Dieses Linearübertragungselement 10 ist in einem flexiblen Schutzrohr 12 (weiches Rohr) platziert, um jegliche Störung anderer Elemente zu vermeiden, wobei dieses Schutzrohr 12 mit dem Halteelement 13 an dem Rahmen 6 angebracht ist. Diese, das Linearübertragungselement 10 und das Schutzrohr 12, sind von der Bedienungseinheit 1A über die Einführungseinheit 1B bis zu dem spitzen Endabschnitt 1C angeordnet.
Wie in 13C gezeigt ist, sind an dem spitzen Endabschnitt 1C eine Objektlinse 15, eine bewegliche Linse 16 und ein Prisma 17 angeordnet, wobei unter diesem Prisma 17 eine CCD 18, die eine Halbleiter-Bilderzeugungsvorrichtung ist, optisch angeschlossen ist. Ein Halteelement 19 der beweglichen Linse 16 besitzt einen Innengewindeabschnitt an seiner Oberseite, wobei in diesem Innengewindeabschnitt ein Drehantriebselement 20 angeordnet ist, dessen Außengewindeabschnitt schraubbar in Eingriff mit diesem Innengewindeabschnitt steht, wobei das Linearübertragungselement 10 an das Drehantriebselement 20 gekoppelt ist.
Entsprechend einer solchen Konfiguration wird die Drehung des Motors 7 über das Linearübertragungselement 10 an das Drehantriebselement 20 an dem spitzen Endabschnitt 1C übertragen, wobei die Drehbewegung dieses Drehantriebselements 20 durch den Gewindeeingriff mit dem Halteelement 19 in eine Linearbewegung umgesetzt wird. Dies ermöglicht, die bewegliche Linse 16 rückwärts und vorwärts zu bewegen, so dass ein Beobachtungsabstand in dem optischen Objektivsystem veränderlich eingestellt werden kann.
Die Linearübertragungselemente können außerdem manuell anstatt mit einem Motorantrieb angetrieben werden. Eine Vorrichtung zum Fokussieren eines Endoskops mit einem derartigen manuell angetriebenen Linearübertragungselement ist in EP_A_0 420 057 gezeigt. In der Vorrichtung zum Fokussieren einer Endoskoplinse in Abhängigkeit von dem Abstand der Linse von dem distalen Ende des Endoskops kann die Linse durch eine drehbare Schraubenspindel betätigt werden. Die Spindel steht mit einer Mutter der Linse in Eingriff und verschiebt Letztere axial durch ihre Drehung. Die Schraubenspindel wird über eine flexible Welle gedreht, die proximal mit einer Hülse verbunden ist, und kann über einen Stab, der unter Verwendung eines Griffs gedreht werden kann, eingestellt werden. Das in der Hülse in Eingriff stehende distale Ende der Spindel ist axial verschiebbar in der Hülse angeordnet, wobei es drehbar mit dieser Hülse verbunden ist. Die in EP_A_0 420 057 offenbarte Lösung zeigt eine Verbesserung im Vergleich zu dem in 13 gezeigten Stand der Technik, da sie ein Kopplungselement umfasst, das die erwähnte Axialverschiebung zulässt.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung
In einem Endoskop mit der in 13 beschriebenen Linearübertragungselement-Antriebseinheit, rückt das Schutzrohr 12 um eine Länge von z. B. L1 vor und zieht sich zurück, wenn ein Winkelabschnitt 1D der Einführungseinheit 1B gekrümmt wird, wie in 13B gezeigt ist, während das Linearübertragungselement 10 um eine Länge von z. B. L2 in einer Richtung der sich drehenden Welle vorrückt und sich zurückzieht. Genauer bewegt sich beim Fokussieren der Aufmerksamkeit auf einen bestimmten Punkt P auf dem Schutzrohr 12 das Schutzrohr um ein Länge L1 vorwärts (zu einer Position P1), wenn der Winkelabschnitt 1D aus einem geraden Zustand gebogen wird. Da beide Endabschnitte der Schutzhülle 12 in der Nähe ihres spitzen Endes 1C und des Halteelements 13 befestigt sind, wird das Schutzrohr 12 während des Biegevorgangs gezogen, wenn die Einführungseinheit 1B auf eine genau passende Länge in einem geraden Zustand eingestellt ist, wobei im Ergebnis der spitze Endabschnitt 1C von einer gewünschten Arbeitsrichtung abweicht und kippt, wobei ein so genannter "krummer Hals" auftritt. Somit ist herkömmlich die Länge des Schutzrohrs 12 etwas länger als der geschützte Körper ausgeführt worden, wobei, wenn sie gebogen wird, die Skopeinführungseinheit 1B so eingerichtet ist, dass sie ihn in das Schutzrohr 12 drückt.
Andererseits ist ein Ende des Linearübertragungselements 10 mit dem Drehantriebselement 20 verbunden und von dem Schutzrohr 12 umgeben, wobei sich deshalb das Linearübertragungselement 10 um beispielsweise die Länge L2 rückwärts bewegt (von der Position P nach P2), wenn der Winkel 1D gebogen wird. Aus diesem Grund tritt ein Nachteil auf, dass das Linearübertragungselement 10 durch Druck eine Last auf die Ausgangswelle des Motors 7 gibt, wobei eine Änderung in der Stellung der Einführungseinheit 1B die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Linse 16, d. h. die Vergrößerungsänderungszeit, ändert. Folglich ist das Linearübertragungselement 10 unter Bezugnahme auf die Zeit während des Biegevorgangs der Einführungseinheit 1B (während der maximalen Bewegung zu der Motorseite) angebracht, wobei eine schwache Zugkraft durch eine mehrfach gewundene Feder (Linearübertragungselement 10) verursacht wird, die sich ausdehnt und zusammenzieht, so dass keine Last des Drucks auf die Motorausgangswelle aufgebracht wird, wenn die Einführungseinheit 1B gerade gebogen wird.
Da sich jedoch der Grad des Ausdehnens und des Zusammenziehens der mehrfach gewundenen Feder, die das Linearübertragungselement 10 ist, je nach Biegung (Änderung der Stellung) der Einführungseinheit 1B, die den Winkelabschnitt 1D umfasst, selbst in der oben beschrieben Konfiguration ändert, kann die Last an der Motorausgangswelle nicht konstant gehalten werden, was zu einem Problem führt, dass die Stellung der Einführungseinheit 1B Schwankungen im Vergrößerungsänderungsbetrieb (Betrieb mit veränderlicher Last) bewirkt.
Außerdem wird der Winkelabschnitt 1D, der das Endoskop konfiguriert, verwendet, um einen spitzen harten Abschnitt 1C in einer gewünschten Richtung auszurichten, wobei er so konstruiert ist, dass er durch eine Fernsteuerung von einer Winkelbetätigungsvorrichtung gekrümmt wird, die an der Körperbedienungseinheit 1A vorgesehen ist. Dieser Winkelabschnitt 1D wird gekrümmt, um in erster Linie das Beobachtungssichtfeld des Endoskops zu ändern. Die Einführungseinheit 1B wird in einen engen Körperhohlraum eingeführt, um eine Untersuchung und Diagnose auszuführen, wobei die Gesamtlänge des Winkelabschnitts 1D wünschenswert so kurz wie möglich ausgeführt ist, um das Beobachtungssichtfeld selbst in dem engen Körperhohlraum oder dergleichen ruhig und zuverlässig zu ändern. Außerdem muss der Krümmungswinkel so groß wie möglich ausgeführt werden, damit so weit wie möglich kein toter Winkel in dem Beobachtungssichtfeld bewirkt wird. Dementsprechend ist der Krümmungsradius äußerst klein, wenn der Winkelabschnitt 1D mit dem maximalen Krümmungswinkel gekrümmt ist, wobei er dennoch so konfiguriert ist, dass er abrupt gekrümmt sein kann wie etwa beispielsweise 180° oder ein Winkel in seiner Nähe. Da eine Einführungsstrecke in dem Körperhohlraum eine kompliziert gekrümmte Form hat, weist der weiche Abschnitt 1E, der an den Winkelabschnitt 1D gekoppelt ist, Flexibilität in einer gekrümmten Richtung auf, wobei dieser weiche Abschnitt so konstruiert ist, dass er beim Folgen der gekrümmten Einführungsstrecke in jede Richtung gekrümmt werden kann.
Der Winkelabschnitt 1D ist konstruiert, um stärker gekrümmt zu werden als der weiche Abschnitt 1E, wobei selbst in Bezug auf das in ihnen anzuordnende Schutzrohr 12 die Innenseite des Winkelabschnitts 1D stärker gekrümmt wird, so dass das weiche Schutzrohr 12 verformt wird, als ob es gequetscht wird.
Daher wird in diesem Winkelabschnitt 1D der Reibungswiderstand des Linearübertragungselements 10 und des Schutzrohrs 12 größer als der des weichen Abschnitts 1E, was zu einer Unregelmäßigkeit der Drehantriebskraft des Linearübertragungselements 10 führt, wobei es ein Problem gibt, dass sich die Antriebskraft verringert.
In einem Zustand, in dem der Winkelabschnitt 1D maximal gekrümmt worden ist, kann außerdem das Schutzrohr 12 so verformt werden, dass es flach wird, wobei jedoch, da das Linearübertragungselement 10 zum einen eine hohe Steifigkeit aufweist sowie eine Änderung in der Querschnittsform klein ist, das Linearübertragungselement 10 in einen Zustand wechselt, in dem das Linearübertragungselement 10 in Kontakt mit dem Schutzrohr 12 gedrückt wird. Wenn das Linearübertragungselement 10 in diesem Zustand gedreht wird, besteht folglich das Problem, dass der Reibungswiderstand infolge der Drehung groß wird und zu einer größeren Motorlast führt.
Die Vorrichtung zum Fokussieren eines Endoskops, wie sie in EP-A-0 420 057 beschrieben ist, überwindet teilweise die oben erwähnten Probleme, indem ein Kopplungselement bereitgestellt wird, das eine gewisse Axialverschiebung zulässt.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Probleme geschaffen worden und zielt darauf ab, eine Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop bereitzustellen, die in der Lage ist, den Übertragungswirkungsgrad einer Drehantriebskraft des Linearübertragungselements zu verbessern, die Last an dem Motor zu reduzieren und Funktionen wie etwa eine Vergrößerungsänderungskonstante aufrechtzuerhalten, selbst wenn es vielleicht eine Änderung in der Stellung der Endoskopeinführungseinheit gibt.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird eine Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop gemäß der vorliegenden Erfindung mit den in Anspruch 1 definierten Merkmalen bereitgestellt.
Gemäß der oben beschriebenen Erfindung, kann sich das distale Element des Linearübertragungselements mit einer minimalen Reibung in Richtung der sich drehenden Welle über die Länge des Gleitführungslochs in dem Zylinder des Wellenverbindungselements bewegen, wobei dieses Linearübertragungselement in Reaktion auf den Winkelbiegevorgang in Richtung der sich drehenden Welle vorrückt und sich zurückzieht, wobei sich daher das Linearübertragungselement, das aus einer mehrfach gewundenen Feder oder dergleichen besteht, sich nicht länger ausdehnt oder zusammenzieht (selbst wenn es sich ausdehnt oder zusammenzieht, wird sein Ausmaß klein), die an die Motordrehwelle aufzubringende Last aber im Wesentlichen konstant wird. Deshalb kann der Vergrößerungsänderungsbetrieb oder dergleichen durch die stabile Drehantriebskraft ausgeführt werden, auch wenn die Einführungseinheit ihre Stellung ändert.
Außerdem sind der Motor und der bewegliche Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus im Raum auf der Seite eines Winkelbetätigungs-Knopfmechanismus angeordnet, der in einer Bedienungseinheit abgetrennt durch den Rahmen angebracht ist, wobei der Motor und das Schutzrohr unter Verwendung eines einteilig ausgebildeten Halteelements an dem betreffenden Rahmen angebracht werden können. Dadurch kann der Raum effizient genutzt werden, wobei jegliche Störung verschiedener Einrichtungsgegenstände in der Bedienungseinheit durch den Motor und den beweglichen Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus vermieden werden kann. Mit anderen Worten in dem Verlagerungsraum auf einer Seite gegenüber dem Winkelbetätigungs-Knopfmechanismus, der durch den zentralen Rahmen in der Bedienungseinheit abgetrennt wird, sind Einrichtungsgegenstände wie etwa Rohrleitungen, Lichtleiter und Signalleitungen angeordnet, wobei, wenn der Antriebsmechanismus hier angeordnet würde, es solch einen Nachteil geben würde, dass infolge der Störung eine Beschädigung oder dergleichen an den Einrichtungsgegenständen erfolgt. Auf diese Art kann die Einwirkung auf solche Einrichtungsgegenstände vermieden werden. Außerdem wird eine Positionierung, so dass die Motorantriebswelle mit der zentralen Position des Schutzrohrs zusammenfällt, einfach.
Falls wie der oben beschriebene Rahmen mehrere Plattenlagen übereinander liegend angeordnet werden, ist außerdem möglich, die sich drehende Welle für den Winkelbetätigungsknopf und das Halteelement jeweils an verschiedenen Platten anzubringen, wobei es in diesem Fall einen Vorteil gibt, dass eine Übertragung einer Schwingung während der Drehung des Motors an den Win kelbetätigungsknopf erschwert wird.
Es ist wünschenswert, dass eine Schmierungsschicht auf das Gleitelement des beweglichen Wellenkopplungsmechanismus aufgebracht wird, wobei in diesem Fall ein ruhiger Gleitvorgang durch die Schmierungsschicht gesichert und die Abriebfestigkeit verbessert werden kann.
Am äußeren Umfang des distalen Elements sind vorstehende Abschnitte in Kontakt mit der Innenwand des Wellenverbindungselements an zwei Positionen ausgebildet, wobei der Stift sandwichartig dazwischen angeordnet ist, so dass das Linearübertragungselement durch Gleiten dieser vorstehenden Abschnitte in dem betreffenden Wellenverbindungselement bewegt werden kann. Dadurch ist es möglich, einen ruhigen Bewegungsvorgang des Linearübertragungselements zu realisieren, ohne dass das distale Element aus der Motorwellenrichtung kippt (solange Parallelität aufrechterhalten wird), auch wenn vielleicht eine Kraft zum Kippen (Neigen) in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung auf das Linearübertragungselement und das distale Element ausgeübt wird.
Eine Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop ist gemäß einer weiteren Erfindung versehen mit: einem beweglichen Element, das aufseiten des spitzen Endes einer Einführungseinheit, die einen Winkelabschnitt und einen weichen Abschnitt besitzt, angeordnet ist; einer Übertragungsspule, die einen spiralförmig gewundenen Draht aufweist und die ein Linearübertragungselement ist, um die Drehantriebskraft des Motors an dieses bewegliche Element zu übertragen; und einem flexiblen Schutzrohr, das diese Übertragungsspule rotatorisch umgibt. Die Übertragungsspule, deren Drahtdurchmesser tatsächlich gleich sind, besteht aus zwei Spulenabschnitten mit verschiedenen Außendurchmessern, wobei sie einen Spulenabschnitt mit kleinem Durchmesser besitzt, der einen kleineren Außendurchmesser in dem Winkelabschnitt besitzt, und einen Spulenabschnitt mit großem Durchmesser, der einen größeren Außendurchmesser in dem weichen Abschnitt besitzt. Diese beiden Spulenabschnitte sind durch ein Kopplungselement miteinander gekoppelt, um sich an einer Verbindungsposition zwischen dem Winkelabschnitt und in dem weichen Abschnitt oder in deren Umgebung einteilig zu drehen.
Der Außendurchmesser des Spulenabschnitts mit kleinem Durchmesser ist vorzugsweise kleiner als die Größe in Richtung der Endwelle gesetzt, wenn der Winkelabschnitt in einen maximal gekrümmten Zustand übergeht und das Schutzrohr verformt wird, um abgeflacht zu werden. Gemäß dieser weiteren Erfindung kann die Drehantriebskraft durch Reduzierung des Reibungswiderstands effizient übertragen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1A zeigt eine Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist eine durch Vergrößerung eines Abschnitts des beweglichen Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus von 2B erhaltene Seitenansicht;
1B ist einer Schnittansicht bei einer Linie I-I in 1A;
2A ist eine Draufsicht, die ein Linearübertragungselement für ein Endoskop gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
2B ist eine Seitenansicht, die die Schnittansicht eines Abschnitts von 2A zeigt;
3A ist eine Explosionsdarstellung, die ein distales Element des Linearübertragungselements gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3B ist eine Schnittansicht, die einen Abschnitt zeigt, der durch Abschneiden des distalen Elements des ringförmig vorstehenden Abschnitts des Linearübertragungselements (das ein Wellenverbindungselement umfasst) erhalten wird;
4A ist eine Ansicht, die die Anordnung jedes Elements auf der Seite zeigt, auf der der Winkelbetätigungs-Knopfmechanismus in der Bedienungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet worden ist;
4B ist eine Ansicht, die die Seite zeigt, auf der verschiedene Rohrleitungen, ein Signalkabel oder dergleichen auf der gegenüberliegenden Seite zu der Bedienungseinheit von 4A angeordnet sind;
5 ist eine schematische Strukturansicht, die ein Endoskop gemäß einer zweiten Ausführungseinheit der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Außenansicht, die eine spitze Endoberfläche der Einführungseinheit des Endoskops von 5 zeigt;
7 ist eine longitudinale Schnittansicht, die die Umgebung des spitzen Endes der Einführungseinheit zeigt;
8 ist eine longitudinale Schnittansicht, die einen Antriebsmechanismus für eine bewegliche Linse eines Beobachtungsabschnitts zeigt;
9 ist eine Schnittansicht ähnlich zu 8, die einen Zustand zeigt, in dem die bewegliche Linse vorgerückt worden ist;
10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine Linsenbaueinheit zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die eine Übertragungsspule gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
12 ist eine Schnittansicht, die Zustände des Linearübertragungselements und der Schutzöhre zeigt, wenn der Winkelabschnitt gekrümmt ist;
13A ist eine Teilexplosionsdarstellung, die eine Bedienungseinheit des Endoskops zeigt, an der ein Mechanismus angebracht worden ist, um einen herkömmlichen Beobachtungsabstand veränderlich zu machen;
13B ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer herkömmlichen Einführungseinheit des Endoskops zeigt; und
13C ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines herkömmlichen spitzen Abschnitts des Endoskops zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Die 1 bis 3 zeigen eine Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop (motorseitige Antriebseinheit, die in der Endoskopbedienungseinheit anzuordnen ist) gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei 1A eine vergrößerte Ansicht ist, die den Wellenkopplungsmechanismus von 2B zeigt. In den 1 und 2 umfasst ein Rahmen 22 zwei übereinander liegende Plattenlagen, wobei er im Zentrum in der Bedienungseinheit angeordnet ist, wobei die tragende Welle 23 eines Winkelbetätigungsknopfs in eine obere Seitenplatte 22A dieses Rahmens 22 [2B] eingepasst und an ihr befestigt ist. Obgleich keine Einzelheit dieser Befestigung gezeigt ist, ist der untere Abschnitt der tragenden Welle 23 in ein Montageloch 22AA der oberen Seitenplatte 22A eingepasst, wobei das tragende Element des Winkelbetätigungsknopfs durch eine Schraube an der oberen Seitenplatte 22A befestigt ist. Dieser Winkelbetätigungsknopf krümmt den Winkelabschnitt und den spitzen Abschnitt mittels Draht durch Drehen eines Links-rechts-Winkelbetätigungsknopfs (45A) und eines Höher-tiefer-Winkelbetätigungsknopfs (45B), die später in 4 beschrieben sind.
Ein Halteelement 24 für den Motor und das Schutzrohr ist durch zwei Schrauben 25 an der unteren Seitenplatte 22B des Rahmens 22 angebracht. Genauer ist das Halteelement 24 der motorseitigen Antriebseinheit an einer unteren Seitenplatte 22B angebracht, die von der oberen Seitenplatte 22A verschieden ist, an der die tragende Welle 23 des Winkelbetätigungsknopfs angebracht worden ist, wodurch verhindert wird, dass während des Motorantriebs eine Schwingung oder dergleichen auf die Seite des Winkelbetätigungsknopfs übertragen wird. Da sich die ganze Antriebseinheit nach unten verlagert, kann außerdem der Raum in der Bedienungseinheit praktisch genutzt werden, um weitere Elemente anzuordnen.
In diesem Halteelement 24 steht ein freier Schraubenabschnitt G des Motors 27 mit einem Gewindeabschnitt G in einem ringförmigen Abschnitt 24A in dem hinteren Halteabschnitt in schraubbarem Eingriff und ist an ihm befestigt, wobei das Schutzrohr 28 durch verbundene zylindrische Abschnitte 24B bis 24D in dem vorderen Halteabschnitt gehalten wird und befestigt ist. Genauer ist der Schraubenabschnitt G für ein schraubbares Eingreifen mit einer Kontaktoberfläche zwischen den zylindrischen Abschnitten 24B und 24C ausgebildet, wobei ein äußerer Umfang auf der Seite des spitzen Endes dieses zylindrischen Abschnitts 24B und ein innerer Umfang des zylindrischen Abschnitts 24D jeweils in einer konisch zulaufenden Oberfläche ausgeführt sind, wobei zwischen diesen konisch zulaufenden Oberflächen Raum vorgesehen ist, um dazwischen das Schutzrohr 28 sandwichartig anzuordnen. Daher ist das zylindrische Element 24C in einem Zustand, in dem das Schutzrohr 28 sandwichartig zwischen den zylindrischen Abschnitten 24B und 24D angeordnet ist, mit dem zylindrischen Abschnitt 24B schraubbar in Eingriff gebracht und mit ihm gekoppelt, wodurch das Schutzrohr 28 zuverlässig gehalten und befestigt werden kann.
Dagegen ist die Welle 30 des Motors 27 an dem Wellenverbindungselement 31 angebracht. Genauer ist die Welle 30 in das Montageloch 31A dieses Wellenverbindungselements 31 eingeführt, wobei eine D-Schnitt-Oberfläche dieser Welle 30 durch zwei Schrauben 32 festgemacht ist, wodurch die Motorwelle 30 an dem Wellenverbindungselement 31 befestigt ist. Dieses Wellenverbindungselement 31 weist ein zylindrisches Element als den Hauptkörper auf und besitzt ein Gleitführungsloch 34, das längs der Richtung 100 der sich drehenden Welle an zwei Stellen (kann eine Stelle oder dergleichen sein) ausgebildet ist, die sich beispielsweise auf der Wand des zylindrischen Elements einander gegenüberliegen, wobei an seinem spitzen Ende ein Anschlagring 35 mit Klebstoff angebracht ist. Die Länge dieses Gleitführungslochs 34 ist so gesetzt, dass sie etwas länger als eine Federverschiebung (Bewegung in Richtung 100 der sich drehenden Welle) des Linearübertragungselements 37 ist, wenn der Winkelabschnitt gekrümmt worden ist.
Der Endabschnitt des Linearübertragungselements 37, der aus einer mehrfach gewundenen Feder oder dergleichen besteht, die in dem Schutzrohr 28 angeordnet ist, ist in das distale Element 38 (z. B. eine Hülse) eingeführt und durch Löten oder dergleichen befestigt, wobei dieses distale Element 38 so konstruiert ist, dass es in dem zylindrischen Element dieses Wellenverbindungselements 31 gleitet, wobei der Stift 40 mit einer Schraube 41 angebracht ist. 3 zeigt einen Zustand, bevor der Stift 40 angebracht ist, wobei das gezeigte distale Element 38 mit einem Montageloch 38A in einer Richtung senkrecht zur Rich tung 100 der sich drehenden Welle ausgebildet ist, wobei der Stift 40 in dieses Montageloch 38A eingeführt wird und eine Spitze der Schraube 41 so eingeschraubt wird, dass sie an einem konkaven Abschnitt 40A in dem Stift 40 anliegt, wodurch der Stift 40 an dem distalen Element 38 angebracht wird.
Wie in 3A gezeigt ist, sind ringförmige Vorsprünge 38B und 38C an zwei Stellen vor und hinter einem Stiftmontageloch 38A auf dem äußeren Umfang des betreffenden distalen Elements 38 ausgebildet, so dass das distale Element 38 ruhig ohne Kippen sowie mit einem reduzierten Reibungswiderstand in dem Wellenverbindungselement 31 gleiten kann. Außerdem ist auf die Oberflächen der beweglichen Elemente wie etwa das Wellenverbindungselement 31, das distale Element 38 und der Stift 40 ein Schmierungsüberzug aufgebracht. Genauer werden die oben beschriebenen beweglichen Elemente aus Edelstahl hergestellt, wobei ihre Oberflächen unter Verwendung einer Überzugsflüssigkeit, die Teflon (Handelsname) enthält, mit einem Schmierungsüberzug überzogen werden. Dieser Überzug versieht die beweglichen Abschnitte mit einer hervorragenden Abriebfestigkeit und hervorragenden Gleiteigenschaften.
Wie in 3B gezeigt ist, sind in dem Eingriff zwischen dem Gleitführungsloch 34 und dem Stift 40 in dem Wellenverbindungselement 31 die Breite des Wellenverbindungselements 31 und der Außendurchmesser des Stifts 40 auf Abmessungen gesetzt, um in Drehrichtung kein Spiel in einem solchen Maß zu bewirken, dass das Gleiten nicht verhindert wird. Diese Einstellung ermöglicht, dass die Reaktion auf die Übertragung der Drehung des Motors 27 an das Linearübertragungselement 37 hervorragend auszuführen ist.
In dem beweglichen Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus unter Verwendung eines solchen Wellenverbindungselements 31 bewegt sich das distale Element 38 in Richtung 100 der sich drehenden Welle in dem Wellenverbindungsmittel 31 in einem Bereich, in dem der Stift 40 in dem Gleitführungsloch 34 gleitet, wobei der Eingriff zwischen dem Gleitführungsloch 34 und dem Stift 40 bewirkt, dass das Linearübertragungselement 37 und das distale Element 38 an dem Wellenverbindungselement 31 in Drehrichtung befestigt sind, wobei die Drehung des Motors 27 über die Motorwelle 30 und das Wellenverbindungselement 31 an das Linearübertragungselement 37 übertragen wird.
Die 4A und 4B zeigen die Anordnung jedes Elements in der Endoskopbe dienungseinheit, wobei in einer Bedienungseinheit 44 wie gezeigt ein Linksrechts-Winkelbetätigungsknopf (Drehelement) 45A und ein Höher-tiefer-Winkelbetätigungsknopf 45B zusammen mit einem Luftzufuhr- und Wasserzufuhr-Betätigungsknopf 2A, einem Absaugbetätigungsknopf 2B und einem Einfrierschalter 3A angeordnet sind. Das Innere der Bedienungseinheit 44 ist durch einen am zentralen Abschnitt angebrachten Rahmen 22 in zwei Räume unterteilt, wobei, wie in 4A gezeigt ist, in dem Raum, in dem der Winkelbetätigungs-Knopfmechanismus angeordnet ist, ein Winkeldraht-Gleitabschnitt 46 an dem Rahmen 22 angebracht ist, wobei zusammen mit dem Winkeldraht-Gleitabschnitt 46 ein Motor 27, der der bewegliche Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus ist, ein Wellenverbindungselement 31, das Schutzrohr 28, das das Linearübertragungselement 37 umgibt, oder dergleichen vorgesehen sind.
Dagegen sind, wie in 4B gezeigt ist, im Raum der gegenüberliegenden Seite zu dieser Bedienungseinheit 44 ein Luftzufuhr-/Wasserzufuhrrohr 48, ein Absaugrohr 49, ein Signalkabel 50, ein Lichtleiterbündel 51, ein Wasserstrahlrohr 52 oder dergleichen vorgesehen. Eine solche Anordnung nutzt den Raum in der Bedienungseinheit 44 effizient und verhindert, dass der bewegliche Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus Störungen wie etwa eine Schwingung auf andere Elemente ausübt.
Die erste Ausführungsform weist die oben beschriebene Konfiguration auf, wobei das Schutzrohr 28 mit einem vorgegebenen Betrag, den es einzudrücken ist, sicher durch das Halteelement 24 an dem Rahmen 22 befestigt wird, wie oben beschrieben ist. Genauer wird das Schutzrohr 28 eingedrückt, wenn die Einführungseinheit (1B), die den Winkelabschnitt (1D) einschließt, gekrümmt wird, wobei es unter Einberechnung von Raum angeordnet ist, wodurch verhindert werden kann, dass das Schutzrohr 28 gequetscht wird, indem es gezogen wird, wenn diese Einführungseinheit gerade gebogen wird. Dagegen kann das Linearübertragungselement 37 durch den beweglichen Wellenkopplungsmechanismus des distalen Elements 38 sowie das Wellenverbindungselement 31 beweglich in Richtung 100 der sich drehenden Welle abgebracht werden. Wenn der Winkelabschnitt durch die Winkelbetätigungsknöpfe 45A und 45B gekrümmt wird, soll daher das Linearübertragungselement 37 in der Richtung 100 der sich drehenden Welle bewegen werden.
2B zeigt einen Zustand, in dem das Linearübertragungselement 37 und das distale Element 38 etwas aus den Positionen von 1A bewegt wurden, wobei das Linearübertragungselement 37 gezogen wird, so dass sich das distale Element 38 hiervon in dem Wellenverbindungselement 31 vorwärts bewegt (die linke Seite der Figur), wie gezeigt ist, wenn der Winkelabschnitt, der z. B. gekrümmt worden ist, gerade zurückgesetzt wird. Umgekehrt bewegt sich das distale Element 38 des Linearübertragungselements 37 rückwärts (rechte Seite der Figur), wenn er gekrümmt wird.
Wie oben beschrieben ist, bewegt sich das Linearübertragungselement 37 in Reaktion auf den Krümmungsvorgang des Winkelabschnitts oder die Krümmung der Einführungseinheit (Änderung der Stellung) in Richtung 100 der sich drehenden Welle, wobei es sich daher nicht in einem gedehnten Zustand dreht, sondern das Ausmaß des Ausdehnens oder des Zusammenziehens klein wird, selbst wenn es sich ausdehnen oder zusammenziehen kann. Deshalb wird die auf die Motorwelle 30 aufzubringende Last im Wesentlichen konstant, wobei ein stabiler Vergrößerungsänderungsbetrieb unabhängig von der Änderung der Stellung der Skopeinführungseinheit durchgeführt wird.
Der Bewegungsvorgang des distalen Elements 38 in dem Wellenverbindungselement 31 wird durch den Schmierungsüberzug und das Vorhandensein ringförmiger Vorsprünge 38B und 38C an zwei Stellen ruhig ohne Klappern durchgeführt. Da das Halteelement 24 für den Motor 27 und das Schutzrohr 28 an einer Rahmenplatte (22B) angebracht worden sind, die von einer Rahmenplatte (22A) verschieden ist, an der die tragende Welle 23 für den Winkelbetätigungsknopf 23 befestigt worden ist, wird es außerdem schwierig, dass eine durch das Antreiben des Motors 27 bewirkte Schwingung und eine durch die Drehung des Linearübertragungselements 37 bewirkte Schwingung an den Winkelbetätigungsknopf übertragen werden, wobei es einen Vorteil gibt, dass der Vorgang jene Schwingungen nicht wahrnimmt.
Wie oben beschrieben ist, rückt das Linearübertragungselement gemäß der ersten Ausführungsform in Reaktion auf den Winkelkrümmungsvorgang in Richtung der sich drehenden Welle vor oder zieht sich zurück, und es rückt nicht vor oder zieht sich nicht zurück, wobei dennoch die Last auf die Motorwelle konstant wird. Selbst wenn es vielleicht eine Änderung der Stellung der Einführungseinheit des Endoskops gibt, kann daher ein stabiler Betrieb, z. B. eine stabile Vergrößerungsänderungsgeschwindigkeit oder dergleichen, erzielt werden.
Außerdem verbessert eine effiziente Nutzung des Raums in der Bedienungseinheit die Baugeräteeigenschaft und ermöglicht, dass jegliche Störung verschiedener Einrichtungsgegenstände in der Bedienungseinheit durch den Motor und den beweglichen Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus vermieden wird. Da der Motor und das Schutzrohr an dem einteilig ausgebildeten Halteelement angebracht worden sind, wird außerdem eine Positionierung, so dass die Antriebswelle des Motors mit der zentralen Position des Schutzrohrs zusammenfällt, einfach.
Da als der Rahmen mehrere Platten übereinander liegend angeordnet sind und die sich drehende Welle für den Winkelbetätigungsknopf und das Halteelement für den motorseitigen Antriebsabschnitt jeweils auf verschiedenen Platten angebracht worden sind, gibt es außerdem der Vorteil, dass eine Übertragung einer Schwingung während der Drehung des Motors an den Winkelbetätigungsknopf erschwert wird.
Außerdem kann ein ruhiger Gleitvorgang durch den Schmierungsüberzug gesichert werden, wobei außerdem die Abriebfestigkeit verbessert wird, wobei das distale Element nicht aus der Motorwellenrichtung kippt und das Linearübertragungselement dennoch ruhig bewegt werden kann, auch wenn auf das Linearübertragungselement und das distale Element eine Kraft zum Kippen in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung ausgeübt wird.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird anhand der 5 bis 12 die Beschreibung der Konfiguration einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.
Zunächst zeigt 5 die schematische Konfiguration des ganzen Endoskops. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist das Endoskop 101 im Allgemeinen konstruiert, indem die Einführungseinheit 103 für den Körperhohlraum oder dergleichen angrenzend an die Körperbedienungseinheit 102 vorgesehen ist, wobei aus der Körperbedienungseinheit 102 ein Mehrzweckkabel 104 gezogen wird. Die angrenzend an die Körperbedienungseinheit 102 vorgesehene Einführungseinheit 103 ist hinsichtlich der Funktion und Struktur der Reihenfolge nach von der spitzen Endseite in einen harten spitzen Abschnitt 103A, einen Winkelabschnitt 103B und einen weichen Abschnitt 103C unterteilt.
Der harte spitze Abschnitt 103A ist aus einem harten Element hergestellt, wobei an seiner spitzen Endoberfläche ein Beleuchtungsabschnitt 110, ein Beobachtungsabschnitt 111, ein Behandlungswerkzeug-Führungsabschnitt 112 und eine Spüldüse 113 vorgesehen sind, wie in 6 gezeigt ist. Ferner ist ein Wasserzufuhr-Düsenabschnitt 114 geöffnet. Der Winkelabschnitt 103B ist so konfiguriert, dass der mit dem Beobachtungsabschnitt 111 versehene harte spitze Abschnitt 103A durch einen Winkelknopf 105, der an der Körperbedienungseinheit 102 vorgesehen ist, in verschiedene Richtungen wie etwa nach oben und unten sowie nach links und rechts gekrümmt werden kann, um den harten spitzen Abschnitt 103A in eine gewünschte Richtung zu drehen. Ferner mach der weiche Abschnitt 103C den größeren Teil der Länge der Einführungseinheit 103 aus, besitzt Flexibilität in der Krümmungsrichtung und ist so konstruiert, dass er einen Widerstand gegen ein Zusammendrücken aufweist, wobei er dadurch in irgendeine Richtung längs der Einführungsstrecke gebogen werden kann.
7 zeigt einen Schnitt für einen Abschnitt der Einführungseinheit 103 an der spitzen Endseite. Wie dieser Darstellung zu entnehmen ist, weist der harte spitze Abschnitt 103A einen z. B. aus Metall hergestellten Körperblock 120 auf, wobei dieser Körperblock 120 mit Durchgangslöchern ausgebildet ist, die in der axialen Richtung an erforderlichen Stellen durchtreten. Auf der spitzen Endoberfläche des Körperblocks 120 ist eine Isolierkappe 121 angebracht, die mit einer Spannschraube 122 an dem Körperblock 120 befestigt ist. Der Winkelabschnitt 103B besitzt eine Ringgelenkstruktur, bei der eine Vielzahl von Winkelringen 123 hintereinander durch Drehstifte 124 schwenkbar angebracht sind, wobei auf dem äußeren Umfang der Ringgelenkstruktur, die aus Winkelringen 123 besteht, ein Abdeckelement 125 vorgesehen ist, das ein Metallnetz und eine aus Fluorkautschuk, EPDM, Urethankautschuk oder dergleichen bestehende äußere Schicht umfasst. Ferner erstrecken sich vier Steuerdrahtstücke 126 aus dem Inneren des Winkelabschnitts 103B zu dem weichen Abschnitt 130C, wobei diese Steuerdrähte 126 ein Paar aus einem oberen und einem unteren bzw. aus einem linken und einem rechten Draht bilden. Wenn einer aus dem Paar des oberen und des unteren Steuerdrahtes gezogen wird und der andere freigelassen wird, wird der Winkelabschnitt 103B in der Auf- und Abwärtsrichtung gekrümmt, während der Winkelabschnitt 103B in der Rechts- und Linksrichtung gekrümmt wird, wenn einer aus dem Paar des linken und des rechten Steuerdrahts gezogen wird und der andere freigelassen wird.
Der Winkelabschnitt 103B wird aufwärts oder abwärts, nach links oder rechts gekrümmt, wobei der Winkelabschnitt 103B jedoch in dieser Weise gekrümmt wird, um den harten spitzen Abschnitt 103A in eine gewünschte Richtung zu drehen. Dadurch kann der harte spitze Abschnitt 103A der Einführungseinheit 103 in der Einführungsstrecke, die gekrümmt ist oder sich verzweigt, in die gewünschte Richtung gedreht werden. Wenn die Einführungseinheit 103 an einer Position angeordnet worden ist, um in dem Körperhohlraum eine Beobachtung auszuführen oder eine Diagnose zu stellen, wird der Winkelabschnitt 103B außerdem auch bei einer Änderung der Richtung des Beobachtungssichtfelds gekrümmt. Was den Krümmungsgrad betriff, wenn auf den Winkel eingewirkt wird, um die Beobachtungsrichtung zu ändern, so wird er in einem sehr großen Krümmungswinkel wie etwa 108° oder mehr als der maximal gekrümmte Winkel gekrümmt. Da der Winkel in den maximalen Krümmungswinkel in dem engen Körperhohlraum gekrümmt wird, wird außerdem die Längenabmessung des Winkelabschnitts 103B im Vergleich mit der vollen Länge des weichen Abschnitts 103C sehr kurz ausgeführt, wobei daher der Winkelabschnitt 103B abrupt in den Zustand mit dem maximalen Krümmungswinkel zu krümmen ist.
Von einer Vielzahl miteinander gekoppelter Winkelringe 123, die den Winkelabschnitt 103B bilden, ist ein an der äußersten Spitze befindlicher Spitzenring 123A an den Körperblock 120 gekoppelt. Daher ist in der Einführungseinheit 103 ein Abschnitt zwischen der Spitzenoberfläche der Isolierkappe 121 und dem Spitzenring 123A des Winkelabschnitts 103B und ein schwenkbar angebrachter Abschnitt mit einem weiteren Winkelring 123, um daran schwenkbar angebracht zu werden, der harte Abschnitt.
Was die Konfiguration des Beobachtungsabschnitts 111 betrifft, der an dem spitzen Endabschnitt des harten spitzen Abschnitts 103A vorgesehen ist, erfolgt die Beschreibung anhand der 8 bis 10. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 130 eine Linsenbaueinheit, die ein optisches Objektivsystem bildet, das in einem Beobachtungsabschnitt-Anbringungsabschnitt 111A (siehe
7) vorgesehen ist, der in dem Körperblock 120 vorgesehen ist, wobei diese Linsenbaueinheit 130 eine Objektlinsengruppe 131 besitzt und wobei eine optische Wegstrecke aus dieser Objektlinsengruppe 131 mittels eines Prismas 132 um 90° nach unten gedreht gebogen werden soll. An einer Bildfokussierungsposition der Objektlinsengruppe 131 ist eine Baueinheit 133 mit Halbleiter-Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet, die aus einer Halbleiter-Bilderzeugungsvorrichtung 133A in Kombination mit dem Prisma 132 und einem Substrat 133B hiervon besteht. Außerdem ist zwischen der Objektlinsengruppe 131 und dem Prisma 132 ein Filter 134 mit einer gewünschten Charakteristik vorgesehen, wobei ferner eine Strahlbegrenzungsvorrichtung (nicht gezeigt) oder dergleichen zusätzlich vorgesehen ist.
Ein Teil (eine oder mehrere) von Linsen 131A, die die Objektlinsengruppe 131 bilden, sind bewegliche Linsen, die in Richtung der optischen Achse beweglich sind, während die verbleibenden Linsen 131B unbewegliche Linsen sind. Die unbewegliche Linse 131B ist fest an einem Linsentragrahmen 135 angebracht, der einen unbeweglichen Linsenrahmen 136 darstellt, wobei dieser Linsentragrahmen 135 mit der Oberfläche des Prismas 132 verbunden ist. Die bewegliche Linse 131A ist in einem beweglichen Linsenrahmen angebracht, wobei dieser bewegliche Linsenrahmen 136 entlang der inneren Oberfläche des Linsentragrahmens 135 gleitet, wodurch die bewegliche Linse 131A in Richtung der optischen Achse zwischen der in 4 angezeigten Position und der in 5 angezeigten Position bewegt werden soll. Diese bewegliche Linse 131A ist ein bewegliches Element, das an dem spitzen Ende der Einführungseinheit 3 vorgesehen ist.
Damit die optische Achse der beweglichen Linse 131A tatsächlich mit der der unbeweglichen Linse 131B zusammenfällt, ist der bewegliche Linsenrahmen 136, in dem die bewegliche Linse 131A vorgesehen worden ist, in Richtung der optischen Achse in dem Linsentragrahmen 135 beweglich, wie in 10 gezeigt ist, wobei er in allen anderen Richtungen außer ihr fest gehalten wird, d. h. eine Richtung senkrecht zu der optischen Achse und in der fallenden Richtung.
Ein Armabschnitt 137 ist angrenzend an den beweglichen Linsenrahmen 136 vorgesehen, wobei dieser Armabschnitt 137 durch den in dem Linsentragrahmen 135 längs der Richtung der optischen Achse vorgesehenen Spalt 135A nach außen durchgeführt ist und wobei angrenzend an den spitzen Endab schnitt hiervon ein Mutterabschnitt 138 vorgesehen ist. Die Abmessung des Armabschnitts 137 in Breitenrichtung ist im Wesentlichen dieselbe wie die Schlitzbreite des Spalts 135A, wodurch die Bewegung des beweglichen Linsenrahmens 136 in Drehrichtung reguliert wird.
Die oben beschriebene Konfiguration begrenzt im Wesentlichen jede andere Bewegung des beweglichen Linsenrahmens 136 als in Richtung der optischen Achse. Der Mutterabschnitt 138 wird in einer Richtung parallel zu der optischen Achse längs der Gewindewelle 140 bewegt, wodurch der bewegliche Linsenrahmen 136 in Richtung der optischen Achse bewegt werden soll. Die bewegliche Linse 131A ist so vorgesehen worden, dass sie in Richtung der optischen Achse beweglich ist, um wenigsten die Beobachtungstiefe und/oder den Fokussierungsbereichsfaktor und/oder den Sichtwinkel oder dergleichen veränderlich zu machen. Deshalb ist diese bewegliche Linse 131A ein bewegliches Element, das an dem spitzen Ende der Einführungseinheit 103 vorgesehen ist.
Die bewegliche Linse 131A kann durch eine Fernsteuerung von der Körperbedienungseinheit 102 aus bewegt werden. Aus diesem Grund ist ein vorstehender Abschnitt 135B angrenzend an den Linsentragrahmen 135 vorgesehen, wobei angrenzend an diesen vorspringenden Abschnitt 135B ein Wellenzweigabschnitt 139 vorgesehen ist, der in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet worden ist. Die Gewindewelle 140 umfasst einen Gewindehebelabschnitt 140A und einen sich drehenden Wellenabschnitt 140B, wobei der sich drehende Wellenabschnitt 140B in ein Einführungsloch 139A, das in dem Wellenzweigelement 139 ausgebildet ist, eingeführt und in ihm befestigt ist, so dass er sich frei drehen jedoch nicht verschieben kann. Der Gewindehebelabschnitt 140A ragt aus dem Wellenzweigelement 139 um eine vorgegebene Länge heraus, wobei der Mutterabschnitt 138 mit dem vorstehenden Abschnitt dieses Gewindehebelabschnitts 140A schraubbar in Eingriff steht.
Das Bezugszeichen 141 bezeichnet ein Steuerkabel, das durch Einführen einer Übertragungsspule 143 durch das flexible Schutzrohr 142 gebildet wird. Das spitze Ende der Übertragungsspule 143 ist über ein Kopplungselement 144 an die Gewindewelle 140 gekoppelt. Dieses Kopplungselement 144 hat die Übertragungsspule 143, deren spitzer Endabschnitt darin eingeführt und eingepasst worden ist, wobei es durch einen zylindrischen Abschnitt 144A, der durch Löten, Hartlöten oder dergleichen zu befestigten ist, und den Gewindehebelab schnitt 144B, der schraubbar in die Gewindewelle 140 einzuführen ist, konfiguriert wird. Der Gewindehebelabschnitt 144B ist schraubbar in die Gewindewelle 140 eingeführt, wobei er mit Klebstoff oder dergleichen befestigt ist. Daher wird das flexible Ende der Übertragungsspule 143 das proximale Ende des zylindrischen Abschnitts 144A. Andererseits ist das spitze Ende des Schutzrohrs 142 in einen Verbindungsring 145 eingeführt und eingepasst, der mit dem proximalen Ende des Wellenzweigelements 39 schraubbar in Eingriff steht, wobei es durch Mittel wie etwa Kleben befestigt ist, wobei aufseiten des äußeren Umfangs des Schutzrohrs 142 ein Klemmring 146 untergebracht und unter Verwendung von Klebstoff oder dergleichen befestigt ist. Deshalb befindet sich das flexible Ende des Schutzrohrs 142 bei der Position des proximalen Endes des Verbindungsrings 145 und des Klemmrings 146. In dieser Hinsicht wird, falls der Verbindungsring 145 und der Klemmring 146 in der Position des Endabschnitts nicht übereinstimmen, die Position des Endabschnitts des näher an der proximalen Endseite befindlichen Elements die Position des flexiblen Endes des Schutzrohrs 142.
Wenn das proximale Ende der Übertragungsspule 143 um die Welle in dem Schutzrohr 142 gedreht wird, wird seine Drehkraft an die Gewindewelle 140 übertragen, wobei diese Gewindewelle 140 gedreht wird, um den Mutterabschnitt 138 und den daran gekoppelten beweglichen Linsenrahmen 136 zu bewegen. Während dieser Zeitdauer ist die Gewindewelle 140 so befestigt, dass sie sich axial nicht bewegt, da der Außendurchmesser des Kopplungselements 144 größer als der Lochdurchmesser des Einführungslochs 139A ist und der sich drehende Wellenabschnitt 140B der Gewindewelle 140 mit einem Flanschabschnitt 140C ausgebildet ist. Das Kopplungselement 144 und der Flanschabschnitt 140C stoßen an die Endoberflächen vor bzw. hinter dem Einführungsloch 139A.
Das Steuerkabel 141 erstreckt sich von der Einführungseinheit 103 in die Körperbedienungseinheit 102 und ist an die sich drehende Antriebseinheit, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, gekoppelt.
Wie in 11 gezeigt ist, besitzt die Übertragungsspule 143 in einem Abschnitt in dem Winkelabschnitt 103B und in einem Abschnitt in dem weichen Abschnitt 103C verschiedene Spulendurchmesser, obgleich der Leitungsdurchmesser des die Übertragungsspule 143 bildenden Metalldrahts derselbe ist.
Genauer gibt es zwischen dem Verbindungsabschnitt zu dem Kopplungselement 144, das an die Gewindewelle 140 zu koppeln ist, und dem Inneren des Winkelabschnitts 103B einen Spulenabschnitt 143A mit kleinem Durchmesser, der einen kleinen Spulendurchmesser besitzt, während es zwischen dem distalen Element 38 und dem weichen Abschnitt 103C einen Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser gibt, der einen großen Spulendurchmesser besitzt. Diese, der Spulenabschnitt 143A mit kleinem Durchmesser und der Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser, sind über ein Verbindungselement 157, das an der Position des Kopplungsabschnitts zwischen dem Winkelabschnitt 103B und dem weichen Abschnitt 103C vorgesehen ist, miteinander gekoppelt.
Das Verbindungselement 157 wird so zum Koppeln verwendet, dass der Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser und der Spulenabschnitt 143A mit kleinem Durchmesser einteilig gedreht werden, wobei eine Kopplungsseite zu dem Spulenabschnitt 143A mit kleinem Durchmesser ein Stababschnitt 157A mit kleinem Durchmesser ist, der im Wesentlichen mit dem Innendurchmesser dieses Spulenabschnitts 143A mit kleinem Durchmesser übereinstimmt, während eine Kopplungsseite zu dem Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser ein Stababschnitt 157B mit großem Durchmesser ist, der im Wesentlichen mit dem Innendurchmesser dieses Spulenabschnitts 143B mit großem Durchmesser übereinstimmt. Ein Wechselabschnitt zwischen dem Stababschnitt 157A mit kleinem Durchmesser und dem Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser ist ein Flanschabschnitt 157C, dessen Größe den Außendurchmesser des Spulenabschnitts 143B mit großem Durchmesser nicht übertrifft. Der Stababschnitt 157A mit kleinem Durchmesser ist in das proximale Ende des Spulenabschnitts 143A mit kleinem Durchmesser eingeführt, während der Stababschnitt 157B mit großem Durchmesser in den spitzen Endabschnitt des Spulenabschnitts 143B mit großem Durchmesser eingeführt ist, wobei sie in einem solchen Zustand entsprechend durch Mittel wie etwa Löten befestigt sind.
In diesem Fall ist die Übertragungsspule 143 an dem Kopplungsabschnitt zwischen dem Spulenabschnitt 143A mit kleinem Durchmesser und dem Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser über eine Länge, die der des vorgesehenen Verbindungsabschnitts 157 entspricht, hart gemacht. Wie in 7 gezeigt ist, ist der Kopplungsring 158 jedoch an einem Kopplungsabschnitt zwi schen dem Winkelabschnitt 103B und dem weichen Abschnitt 103C vorgesehen worden, wobei ein Länge H, längs der der Kopplungsring 158 positioniert worden ist, ein harter Abschnitt wird. Falls die Länge des Verbindungselements 157 eine solche Größe ist, dass es nicht tatsächlich aus diesem Kopplungsring 158 herausragt, wird daher die Flexibilität der Einführungseinheit 103 in Biegerichtung nicht besonders beeinflusst, selbst wenn die Übertragungsspule 143 an dieser Position hart wird.
Nicht immer, wenn der Winkelabschnitt 103B gerade gebogen worden ist, wird die bewegliche Linse 131A in Richtung der optischen Achse bewegt, wobei jedoch auch die oben beschriebene Bewegung ausgeführt werden kann, selbst wenn dieser Winkelabschnitt 103B gekrümmt worden ist. Daher gleitet gleichzeitig die Übertragungsspule 143 längs der inneren Oberfläche des Schutzrohrs 142. Wenigstens die innere Oberfläche des Schutzrohrs 142 wird deshalb schlüpfrig gemacht, wodurch der Gleitwiderstand auf ein Minimum eingeschränkt wird, wobei jedoch, wenn die Übertragungsspule 143 stark gegen das Schutzrohr 142 gepresst wird, dennoch der Gleitwiderstand vergrößert werden kann, so dass eine Übertragungsungleichmäßigkeit bei der Drehung bewirkt wird, oder in einem schweren Fall ein blockierter Zustand verursacht wird. Wenn es abrupt gekrümmt wird, wird das Schutzrohr 143 verformt, so dass es entgegen der Aufrechterhaltung seiner Form flach wird. Insbesondere wenn der Winkelabschnitt 103B mit dem maximalen Krümmungswinkel gekrümmt wird, wird das Schutzrohr 142 am stärksten verformt. In diesem Fall ergibt sich der Nachteil, dass die Biegesteifigkeit der ganzen Einführungseinheit 103 vergrößert wird, so dass die Einführungsfähigkeit verschlechtert wird, wenn dem Schutzrohr 142, um das Maß des Flachwerdens zu reduzieren, eine Steifigkeit in einem solchen Maß gegeben wird, so dass es nicht leicht zu biegen ist.
Wie in 12 gezeigt ist, wird es nach dem bisher Genannten in einem Zustand, in dem keine Biegekraft auf das Schutzrohr 142 ausgeübt wird, in einer kreisförmigen Form gehalten, wie sie durch eine imaginäre Line angezeigt ist, wobei angenommen wird, dass es verformt wird, so dass es flach wird, wie durch die durchgehende Linie in 12 angezeigt ist, wenn der Winkelabschnitt 103B in den maximalen Krümmungswinkel gekrümmt wird. Auch wenn es am flachsten wird, wird Raum in solch einem Maß gesichert, dass jegliche Bewegung in dem Schutzrohr 142 der Übertragungsspule 143 so weit wie möglich nicht eingeschränkt wird. Deshalb ist unter der Annahme, dass D₁ von 12 ein Außendurchmesser des Spulenabschnitts 143A mit kleinem Durchmesser der Übertragungsspule 143 sein soll und D₂ eine Abmessung einer kleinen Achse sein soll, wenn das Schutzohr 142 am stärksten abgeflacht worden ist, D₂ gleich groß zu D₁ vorgesehen oder soll eine größere Abmessung sein. Auch wenn der Winkelabschnitt 103B in den maximalen Krümmungswinkel gekrümmt wird, hat daher die Übertragungsspule 143 Raum, worin sich die Übertragungsspule 143 immer noch in dem Abschnitt des Schutzrohrs 142 bewegen kann. Mit anderen Worten, das Schutzrohr 142 kann dennoch abgeflacht werden, wobei ein ausreichender Unterschied im Durchmesser zwischen dem Innendurchmesser des Schutzrohrs 142 und dem Außendurchmesser der Übertragungsspule 143 zugestanden wird, um wenigstens einen größeren Raum als den Außendurchmesser der Übertragungsspule 143 zu sichern. Aus diesem Grund ist bei der Übertragungsspule 143 ein in dem Winkelabschnitt 103B befindlicher Abschnitt auf den Spulenabschnitt 143A mit kleinem Durchmesser gesetzt worden. Deshalb kann, je kleiner der Außendurchmesser des Spulenabschnitts 143A mit kleinem Durchmesser ist, die Übertragungsspule 143 problemlos mit einer leichten Last gedreht werden, selbst wenn der Winkelabschnitt 103B gekrümmt worden ist.
In dem weichen Abschnitt 103C ist seine Krümmung leicht, selbst wenn er entlang der Einführungsstrecke gekrümmt wird, wobei es deshalb in einem Zustand, in dem er in einen Körperholraum eingeführt wird, keine Möglichkeit gibt, dass das Schutzrohr 142 so verformt wird, dass es in diesem weichen Abschnitt 103C abgeflacht wird, und wobei es deshalb nicht notwendig ist, einen Unterschied im Durchmesser zwischen dem Außendurchmesser der Übertragungsspule 143 und dem Innendurchmesser des Schutzrohrs 142 sehr groß vorzusehen. Aus diesem Grund wird von den Übertragungsspulen 143 ein in dem weichen Abschnitt 103C befindlicher Abschnitt auf einen Spulenabschnitt 143B mit großem Durchmesser gesetzt, wobei der Unterschied im Durchmesser mit dem Innendurchmesser des Schutzrohrs 142 in einer minimal erforderlichen Größe vorgesehen wird. Da der weiche Abschnitt 103C eine sehr viel längere Größe hat als der Winkelabschnitt 103B, ist der Unterschied im Durchmesser zwischen der Übertragungsspule 143 und dem Schutzrohr 142 in diesem Abschnitt klein ausgeführt, wodurch die Schwankungsbreite in der Leitungslänge der Übertragungsspule 143 von dem Schutzrohr 142 auf ein Minimum eingeschränkt werden kann, wenn die Einführungseinheit 103 eng ist.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Effekt beim Antreiben eines an dem spitzen Ende der Einführungseinheit vorgesehenen beweglichen Elements gezeigt, dass der Reibungswiderstand zwischen der Übertragungsspule und dem Schutzrohr auf ein Minimum eingeschränkt werden kann.
In dieser Hinsicht ist bei jeder oben beschriebenen Ausführungsform die Beschreibung eines Elements zum Bewegen eines Teils einer Objektlinsengruppe ausgeführt worden, die ein optisches Objektivsystem eines elektronischen Endoskops in Richtung der optischen Achse bildet, wobei jedoch das an dem Endoskop und dem spitzen Endabschnitt der Einführungseinheit hiervon vorgesehene bewegliche Element nicht darauf beschränkt ist. Außerdem ist das Linearübertragungselement durch einen Motor angetrieben worden, wobei die Struktur jedoch ausgelegt sein kann, um es durch eine manuelle Betätigung oder dergleichen anzutreiben.

Claims

Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop, die umfasst: – ein Linearübertragungselement (37), das eine Drehbewegung ausführt, um ein Objekt anzutreiben; – ein Schutzrohr (28), das das Linearübertragungselement rotatorisch umgibt; – einen Motor (27), mit dem das Linearübertragungselement über eine Welle verbunden ist; und – einen Rahmen (24), an dem der Motor befestigt ist, – einen beweglichen Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus (31, 40), der eine Welle des an dem Rahmen befestigten Motors mit einem Endabschnitt des Linearübertragungselements koppelt und an dem das Linearübertragungselement angebracht ist, so dass es sich in Richtung der sich drehenden Welle des Motors bewegt, – wobei der bewegliche Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus (31, 40) durch ein zylindrisches Element (31) konfiguriert ist, das mit der Motorwelle (30) gekoppelt und daran befestigt ist und umfasst: – ein Wellenverbindungselement (31), in dem ein Gleitführungsloch (34) mit einer vorgegebenen Länge in Richtung der sich drehenden Welle ausgebildet ist; und – ein distales Element (38) des Linearübertragungselements, das so angeordnet ist, dass es sich in einem Zylinder des Wellenverbindungselements bewegt, und in dem ein Stift (40) vorgesehen ist, um mit dem Gleitführungsloch (34) in Eingriff zu gelangen, um zu gleiten, wodurch es möglich ist, eine Drehung des Motors an das Linearübertragungselement zu übertragen und das Linearübertragungselement in Richtung der sich drehenden Welle um einen vorgegebenen Betrag zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearübertragungselement-Antriebseinheit ferner umfasst: – vorstehende Abschnitte (38B, 38C) an einem äußeren Umfang des distalen Elements (38), die mit einer Innenwand des Wellenverbindungselements (31) an zwei Stellen in Kontakt sind und zwischen denen der Stift (40) sandwichartig angeordnet ist, so dass das Linearübertragungselement (37) dazu veranlasst wird, sich durch Gleiten der vorstehenden Abschnitte in dem Wellenverbindungselement (31) zu bewegen.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor und der bewegliche Linearübertragungselement-Wellenkopplungsmechanismus im Raum auf einer Seite eines Winkelbetätigungs-Knopfmechanismus (44) angeordnet ist und dass der Motor und das Schutzrohr durch Verwenden eines einteilig ausgebildeten Halteelements (24) an dem Rahmen angebracht sind.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (22) mehrere Lagen aus übereinander liegenden Platten umfasst und die sich drehende Welle für den Winkelbetätigungsknopf und das Halteelement an unterschiedlichen Platten (22A, 22B) angebracht sind.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Gleitelement des beweglichen Wellenkopplungsmechanismus ein Schmierungsüberzug aufgebracht ist.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – ein bewegliches Element (131A, 136), das auf Seiten des spitzen Endes einer Einführungseinheit (103), die einen Winkelabschnitt (103B) und einen weichen Abschnitt (103C) besitzt, angeordnet ist; – eine Übertragungsspule (143), die ein Linearübertragungselement ist, um eine Drehantriebskraft des Motors an das bewegliche Element zu übertragen, und einen spiralförmig gewundenen Draht aufweist; und – ein flexibles Schutzrohr, das die Übertragungsspule rotatorisch umgibt, – wobei die Übertragungsspule (143) zwei Spulenabschnitte (143A, 143B) umfasst, deren Drahtdurchmesser tatsächlich gleich sind und die verschiedene Außendurchmesser besitzen, wobei ein Spulenabschnitt (143A) mit kleinem Durchmesser einen kleineren Außendurchmesser in dem Winkelabschnitt besitzt und ein Spulenabschnitt (143B) mit großem Außendurchmesser einen größeren Außendurchmesser in dem weichen Abschnitt besitzt, wobei die Spulenabschnitte durch ein Kopplungselement (147) miteinander gekoppelt sind, um sich an einer Verbindungsposition zwischen dem Winkelabschnitt und in dem weichen Abschnitt oder in deren Umgebung einteilig zu drehen.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Spulenabschnitts mit kleinem Durchmesser kleiner als eine Größe in eine Richtung einer Endwelle gesetzt ist, wenn der Winkelabschnitt in einen maximal gekrümmten Zustand übergeht und das Schutzrohr verformt wird, um abgeflacht zu werden.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element eine bewegliche Linse (131A) aus einer Objektlinsengruppe ist, die an dem harten spitzen Abschnitt vorgesehen ist.
Linearübertragungselement-Antriebseinheit für ein Endoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsspule (143) eine geklebte Spule umfasst und die geklebte Spule durch eine Doppelspule konfiguriert ist, die Spulen umfasst, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind.