JP2000033070A - 可撓性イバ―ジョンチュ―ブシステム用の駆動手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 可撓性イバージョンチューブ（４）の内側の可撓性イバ
ージョンチューブ部分（５）と係合するように作られた
複数の駆動ホイール（２、３）を備え、送り力を軸状円
筒材（１）に伝達するための可撓性イバージョンチュー
ブ用駆動手段であって、少なくとも２つの駆動ホイール
（２、３）が駆動方向に相互に間隔をおいて配置されて
なる駆動手段。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡装置用の可
撓性外転チューブないしイバージョンチューブ（ｅｖｅ
ｒｓｉｏｎ ｔｕｂｅ）システムに関し、さらに詳しく
は、それぞれの可撓性イバージョンチューブを駆動する
ための駆動手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばドイツ特許出願公開第４２ ４
２ ２９１号公報にかかわる従来技術から、この種の可
撓性イバージョンチューブの設計を含む内視鏡が知られ
ている。

【０００３】この内視鏡は実質的に、可撓性を有し、弾
性を有する管状体の内視鏡主軸が接続された内視鏡ヘッ
ド、すなわち遠端と、該内視鏡主軸の後端にある操作手
段とを含んでいる。操作手段は、内視鏡主軸に回転可能
に支持された複数の駆動ホイールを有し、これらは、内
視鏡主軸内に敷設された操作ワイヤまたはボーデンケー
ブルを介して、遠端に操作可能に接続されている。さら
に、駆動ホイールを介して内視鏡主軸に駆動力を与える
第１駆動または送り手段が、内視鏡の後端部分に設けら
れている。

【０００４】内視鏡主軸の少なくともその先頭部分の周
囲に、第２駆動または送り手段によって駆動された可撓
性イバージョンチューブが配置されている。可撓性イバ
ージョンチューブは、内視鏡主軸の表面胴にスライド可
能に隣接するとともに内視鏡の遠端領域で外転して（ｅ
ｖｅｒｓｅｄ）先頭外側のチューブ部分を形成する内側
のチューブ部分を含んでいる。先頭外側のチューブ部分
はさらに第２駆動手段まで戻り、第２駆動手段のケーシ
ングに固定される。内視鏡の後部では、内側のチューブ
部分が外転して最後尾外側のチューブの管部分を形成
し、同様に第２駆動手段まで戻り、第２駆動手段のケー
シングの先頭外側のチューブ部分とは反対側の軸方向端
面に固定されている。

【０００５】第２駆動手段は、内側の可撓性イバージョ
ンチューブ部分に作用して内視鏡主軸の軸方向に運動さ
せる。この効果のために、第２駆動手段には、半径方向
に収縮し、そうすることで内側のチューブ部分に押しつ
けられるように摩擦によって係合することができ、かつ
内視鏡の軸方向に往復運動の方法でさらに運動すること
ができる一種のつばが含まれる。この第２駆動手段の別
の変形例では、互いにある角度間隔で配置された複数の
摩擦車を設け、これらの摩擦車が内側のチューブ部分上
に密接して着座し、したがって実質的に連続的な送り運
動を内側のチューブ部分に加える。第２駆動手段のつば
および／または摩擦車の半径方向に作用する圧縮力は、
加えられる圧縮力の少なくとも一部が内側のチューブ部
分の材料の変形によって内視鏡主軸の表面胴に伝達され
て、内視鏡が相対的なスライド運動能力にもかかわらず
内側のチューブ部分とともに前進するように、選択され
る。

【０００６】第２駆動手段によるこの種の駆動だけで
は、つまり第１駆動手段がなければ、可撓性イバージョ
ンチューブの先頭の外転部における送り速度は、その外
転運動のために内視鏡の送り速度の半分にしかならい。
いいかえれば、内視鏡主軸は、望遠鏡のように、中空内
への貫通深さを増すにつれて可撓性イバージョンチュー
ブから離脱していくので、前述の第１駆動手段は、第２
駆動手段の送り力に対抗する制動力を内視鏡主軸に与え
る。

【０００７】第２駆動手段は、２つの駆動手段の相互作
用によって、軸方向の内側のチューブ部分の運動速度が
内視鏡の運動速度の約２倍になり、内側の内視鏡主軸に
対する相対的な後者のスライド運動（つまり、内視鏡主
軸の遠端が可撓性イバージョンチューブの先頭の外転部
と同じ速度で運動する）ように、第１駆動手段と同期さ
れる。

【０００８】内視鏡主軸と可撓性イバージョンチューブ
とのあいだの相対運動を奏するために、ドイツ特許出願
公開第４２ ４２ ２９１号公報にかかわる従来技術は
さらに潤滑装置を設け、それを介して内側のチューブ部
分と内視鏡主軸とのあいだの間隙および内側のチューブ
部分と外側のチューブ部分とのあいだの中空内へ、潤滑
油を強制注入することができるようにしている。この効
果のために、とりわけ潤滑装置は内視鏡主軸に差し込ま
れた先細スリーブを有し、この先細スリーブは、該先細
スリーブの上に置かれた可撓性イバージョンチューブの
最後尾の外転部と密封状態で相互作用する。先細スリー
ブと内視鏡主軸とのあいだの間隙にポンプによって強制
注入された潤滑油は、内側のチューブ部分と内視鏡主軸
とのあいだに可撓性イバージョンチューブの全長にわた
って拡がり、可撓性イバージョンチューブの先頭の外転
部における過剰量の潤滑油は、検査対象の中空内へ浸透
する。

【０００９】社内の従来技術にしたがって、発明者はさ
らに、前述の種類にかかわる二重可撓性イバージョンチ
ューブシステムを使用する内視鏡装置の開発に参加して
おり、それについて以下に簡単に説明する。

【００１０】この内視鏡装置は、両側で外転するチュー
ブ内でスライド可能に案内される内視鏡主軸を含み、前
記チューブは、可撓性イバージョンチューブの内側のチ
ューブ部分に作用する駆動手段によって運動可能であ
る。駆動手段は、少なくとも１つの連続送り手段、とく
に、均一な角度間隔で配置され、内側のチューブ部分を
半径方向に圧迫して後者を実質的に連続的に主軸の軸方
向に運動させることができる摩擦車を含む。このこと
は、可撓性イバージョンチューブシステムの連続前進を
正確に制御することができ、したがって、たとえば内視
鏡の遠端を即座に正確に案内することができるという重
要な利点を有する。

【００１１】これに関連して、送り手段の内側のチュー
ブ部分に対する圧縮力は、主軸が少なくとも送り手段の
領域で内側のチューブ部分と直接摩擦接触するように選
択される。一方で検査対象の患者の中空への内視鏡主軸
の連続送り込み、および他方でおそらく滑らない送込み
が確保されるように、送り手段は、所定のまたは調節可
能な圧縮力で内側のチューブ部分に偏らされる、１つ以
上の摩擦車によって形成される。

【００１２】さらに、駆動手段は、主軸の運動を可撓性
イバージョンチューブの運動と同期させる手段を含む。
これは、軸方向に主軸に固定された後端または前端の部
品または締付け部品とすることができ、その上には、送
り方向に依存して可撓性イバージョンチューブの最後尾
の外転部または先頭の外転部がスライド可能に密接に着
座し、可撓性イバージョンチューブが、後端部品または
前端部品を介して、送り手段の現在優勢な送り力に対抗
する制動力を内視鏡主軸に加えるようにする。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発明者が実行
した多くの試験は、前述の可撓性イバージョンチューブ
システムを含むような設計の内視鏡装置では、摩擦車に
よって加えることができる送り力が制限されることを示
している。その理由は、内側のチューブ部分と内視鏡主
軸の表面胴とのあいだおよび摩擦車と可撓性イバージョ
ンチューブの内側のチューブ部分とのあいだに潤滑膜が
形成され、一方で内視鏡主軸と内側のチューブ部分との
あいだの相対的なスライド運動が可能になるとともに、
他方で駆動ホイールと内側のチューブ部分とのあいだに
滑りが発生するために、摩擦車の送り力を部分的にしか
内視鏡主軸に与えることができないからである。これは
つまり、内視鏡主軸に対する摩擦車の理論的に可能な送
り力の一部が失われることを意味する。さらに、個々の
駆動ホイールと内側のチューブ部分とのあいだの摩擦力
が異なることがあり、それによって、この場合、個々の
ホイールの駆動力が不均一に内側のチューブ部分に伝達
されることも明らかになった。ここから結果的に生じる
半径方向内側のチューブ部分の片側軸荷重は、可撓性イ
バージョンチューブの傾斜やしわ寄せを必然的に伴う。
さらに、内視鏡主軸の後端または前端部品または締付け
部品における運動の方向に依存する、摩擦車の送り力に
対抗して発生する全制動力は、可撓性イバージョンチュ
ーブの内側および外側の後側または前側のチューブ部分
に作用し、それによって追加的な軸荷重がそれらに加わ
る。

【００１４】前述の可撓性イバージョンチューブは、実
質的にシリコーンまたは類似の材料で形成され、内視鏡
主軸の運動中に前外転部および後外転部でできるだけ損
失のない反転を可能にする厚さを有する。しかし、この
設計では、摩擦車および／または後側または前側の締付
け部品による内視鏡主軸の送り方向に沿ったとくに内側
のチューブ部分の軸荷重が比較的低い場合しか許容され
ず、材料およびその厚さに依存する最大許容荷重限度を
超えるとき、内側のチューブ部分に同様のしわが生じ
る。この状態では、相対的なスライド運動能力が低下す
るだけでなく、内視鏡主軸に加えることができる最大の
送り力も低下するので、送り運動が減速し、または停止
することさえある。

【００１５】これらの考察の結果、前記説明にかかわる
設計の可撓性イバージョンチューブでは、貫通深さが増
すにつれて、内視鏡主軸に加える送り力を増加しなけれ
ばならないが、送り力は可撓性イバージョンチューブの
とくに内側のチューブ部分の最大荷重能力によって制限
されるので、検査対象の中空内への内視鏡の貫通深さが
制限されることが認められる。

【００１６】この問題に鑑み、本発明の目的は、送り力
を内視鏡主軸、カテーテル、または類似の軸状円筒体
に、安定かつ確実な方法で伝達できる可撓性イバージョ
ンチューブシステムを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本目的は、本発明にした
がって、請求項１による特徴を含む可撓性イバージョン
チューブシステムの駆動手段によって達成される。

【００１８】したがって、可撓性イバージョンチューブ
システム用の駆動手段は、送り力を軸状円筒体、たとえ
ば内視鏡主軸に伝達するために、可撓性イバージョンチ
ューブの内側のチューブ部分と係合するように、望まし
くは摩擦係合するように作られた複数の駆動ホイールを
含んでいる。本発明では、少なくとも２つの駆動ホイー
ルを駆動方向に互いに間隔をおいて配置する。つまり、
これらを直列に接続する。したがって、駆動ホイールと
駆動力（望ましくは摩擦力）が伝達される内側の可撓性
イバージョン部分とのあいだの係合部全体のみならず接
触表面も、可撓性イバージョンチューブの軸方向に増加
し、それによってある軸方向の距離に対する内側のチュ
ーブ部分の一種の案内が行われる。駆動手段のこの案内
特性は、可撓性イバージョンチューブの半径方向内側の
チューブ部分のしわ寄せを効果的に防止するように作ら
れる。

【００１９】さらに、本発明にかかわる駆動ホイールの
駆動方向の直列接続は、駆動ホイールのどの１つにでも
あり得る空転が生じても、円周方向に安定した所望の荷
重の伝達には事実上無害である、という効果を有する。
いいかえれば、駆動ホイールのどれか１つが前述の潤滑
膜のために大きく滑った場合、内側のチューブ部分への
荷重伝達は、少なくとも２番目の、軸方向に下流の駆動
ホイールによって確保され、空転するホイールはまだ案
内として作動するように作られている。したがって、可
撓性イバージョンチューブは、力の片側からの導入によ
る傾斜やしわ寄せが効果的に防止される。

【００２０】駆動ホイールと内側のチューブ部分とのあ
いだの全体の接触表面の増加のため、可撓性イバージョ
ンチューブに対するホイールの圧縮力を低下することが
でき、しかもそれはより大きい領域に伝搬される。つま
り、表面の力は全体として低下するので、可撓性イバー
ジョンチューブおよび／または超軟性内視鏡主軸に変形
が生じないということは、さらなる効果である。

【００２１】請求項２によれば、駆動方向に沿って片側
で互いに動き得るようにヒンジ結合された２つのケーシ
ング部材からなるケーシング内に駆動ホイールを支持す
ることは、とくに有利である。この方法では、可撓性イ
バージョンチューブおよび駆動手段を別個に製造し、簡
単な方法で取り付けることができる。

【００２２】さらに、請求項３によれば、駆動ホイール
は駆動方向に間隔をおいて配置された少なくとも２つの
駆動列を形成し、各々の駆動列は均一な角度間隔で配置
された複数の望ましくは４個の駆動ホイールからなり、
すべての駆動列の駆動ホイールが共通の歯車機構を介し
て単一の駆動源に接続されることを規定する。これによ
り、内側の可撓性イバージョンチューブ部分への力の最
適な導入だけでなく、歯車システムおよびしたがって駆
動手段全体のコンパクトな設計も可能になる。

【００２３】本発明のさらなる有利な実施例は、他の従
属請求項の内容を構成する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、好適な実施例を通して本発明をさらに詳しく説明す
る。

【００２５】図１は本発明の好適な実施の形態にかかわ
る駆動手段を含む可撓性イバージョンチューブシステム
の縦断面図である。

【００２６】図２はケーシングが可撓性イバージョンチ
ューブと係合せずに開いた状態の駆動手段の断面図であ
る。

【００２７】図３は荷重の伝達のために可撓性イバージ
ョンチューブと係合した状態の駆動手段の断面図であ
る。

【００２８】図１には、内視鏡主軸１を送り込むため
に、本発明にかかわる駆動手段を含む可撓性イバージョ
ンチューブシステムが示されている。駆動手段は、均等
な角度間隔で配置された少なくとも２列の駆動ホイール
２、３を有し、前記少なくとも２列の駆動ホイールは駆
動方向に、つまり駆動される内視鏡主軸１に沿って、間
隔をおいて配置される。

【００２９】内視鏡主軸１は、前および後外転部６、７
で半径方向外側のチューブ部分８に変化する半径方向内
側の部分５からなる可撓性イバージョンチューブ４によ
って包囲されている。可撓性イバージョンチューブ４の
中央部で、両外転部６、７から延びる半径方向外側のチ
ューブ部分８が両側で終わり、それによって２つの相対
する自由管端９、１０が形成される。可撓性イバージョ
ンチューブ４のこれらの自由端９、１０のあいだには、
内側のチューブ部分５を取り囲む、望ましくは合成材料
で形成されたスリーブ１１が配置され、その軸方向端部
に外側のチューブ部分８の外転する自由管端９、１０が
密閉して取り付けられ、それによって内側のチューブ部
分５と外側のチューブ部分８とのあいだに閉じた中空空
間が形成されている。

【００３０】図１によると、このために、スリーブ１１
には、当該スリーブ１１の軸方向の端部側表面にフルー
ティング（ｆｌｕｔｉｎｇ）または溝１２を設け、スリ
ーブ１１に引っ張られた自由管端９、１０の抜けを防止
する。さらに、スリーブ端部上に締付環１３、１４が装
着され、自由管端９、１０はそのあいだに押圧される。
スリーブ１１はさらにその中央部に、軸方向に間隔をお
いて配置された２列の凹部またはスリット１５、１６を
含み、これらはそれぞれ均等な角度間隔で配置されてい
る。各列は、９０°の角度で互いに間隔をおいて配置さ
れた４つのスリット１５、１６で構成されることが好ま
しい。

【００３１】図１にさらに示すように、駆動ホイール
２、３は、スリーブ１１を密閉して包囲するケーシング
１７内に収容されている。この目的のために、ケーシン
グ１７は、片側で互いに動き得るようにヒンジ結合され
た２つのケーシング部材１８、１９で形成されている。
ケーシング部材１８、１９の前および後側壁１８′、１
９′；１８″、１９″は、スリーブの外形寸法の形状の
凹部３６、３７を含んでいる。ケーシング部材１８、１
９を折り畳むと、スリーブ１１はしっかりと締め付けら
れ、ケーシング部材１８、１９のあいだの凹部３６、３
７内に正確に嵌まり、そこで緊密な密閉を確実にするた
めに、接触させようとするケーシング部材１８、１９の
相対する表面２０、２１にシールリング２２が配置され
る。

【００３２】スリット１５、１６は、ケーシング部材１
８、１９を折り畳んだときに、駆動ホイール２、３がス
リット１５、１６と実質的に接触せずに係合し、半径方
向内側のチューブ部分と接触状態になるように配置され
る。駆動ホイール２、３は、弾性支持（詳細は図示せ
ず）の弾性係数にしたがってそれぞれ可撓性イバージョ
ンチューブの内側のチューブ部分５に強制的に押し付け
られ、または偏らされ、したがって半径方向に向けられ
た保持力を内側のチューブ部分５に加えるとともに、と
くに主軸の直径およびさらにチューブの直径に関して微
小な寸法許容差を受け入れまたは補償するように、駆動
ホイール２、３はケーシング１７に弾性的に支持される
ことが好ましい。

【００３３】図２および図３に示すように、ケーシング
１７のヒンジ機構は一種の円筒形のピットまたは導管２
３を構成し、その中心軸に駆動源、好ましくは電動モー
タ２５の出力軸２４が延びる。この出力軸２４に４つの
かさ車２６が相互に一定の軸距離で固定して取り付けら
れ、４本の中間軸２８のかさ車２７と係合される。中間
軸２８はつぎにウォーム２９−ウォームホイール３０−
ギヤシステムを介して第１回転軸３１に操作可能に接続
され、その両端部に駆動ホイール２、３が固定される。
各第１回転軸３１の中央部に別のかさ車３２が取り付け
られ、それぞれのかさ車３４を介して、それぞれに同様
に駆動ホイール２、３が固定された第２回転軸３３を駆
動する。こうして、この歯車によって、駆動源、たとえ
ば電動モータ２５の駆動力が実質的に均一に駆動ホイー
ル２、３に供給され、結果として駆動ホイール２、３が
同一速度で回転する。

【００３４】ケーシング１７は、ケーシングの内部に潤
滑剤を充填し、それによりギヤシステムを潤滑するため
に潤滑流体導管３６が接続される流体導管接続部３５を
含んでいる。それとともに、スリーブ１１に設けられた
スリット１５、１６によって、ケーシングの内部には内
側のチューブ部分５と外側のチューブ部分８とのあいだ
の中空部への接続部が含まれるので、この中空部にも潤
滑剤が充填される。

【００３５】スリーブ１１の実施形態の特徴は、図２お
よび図３から最もよく理解することができる。したがっ
て、スリーブ１１は目の形状の断面を有し、ケーシング
部材１８、１９は接触表面２０、２１の領域内にそれに
対応する目の形状の凹部３６、３７を示す。折り畳まれ
た状態で、目の形状のスリーブ１１は、締め付けられ、
現在相対している凹部３６、３７のあいだにぴったりと
嵌まるので、ケーシング１７に対するそれらの位置は固
定される。いいかえれば、目の形状のスリーブ１１およ
びケーシング部材１８、１９の接触表面２０、２１の対
応する形状の凹部３６、３７により、スリーブ１１を中
心に位置合せすることができ、それにより駆動ホイール
２、３と内側のチューブ部分５の均等な係合（均一な保
持力）が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施形態にかかわる駆動手段を
含む可撓性イバージョンチューブシステムの縦断面図で
ある。

【図２】ケーシングが可撓性イバージョンチューブと係
合せずに開いた状態の駆動手段の断面図である。

【図３】荷重の伝達のために可撓性イバージョンチュー
ブと係合した状態の駆動手段の断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス フィーバッハ ドイツ連邦共和国、82282 ピッシェルツ ホーフェン、カペランジャー ８ (72)発明者 ロベルト パウカー ドイツ連邦共和国、86438 キッシンク、 ハウプシュトラーセ 95 (72)発明者 ゲルハルト バイグルホファ ドイツ連邦共和国、86947 シュワブハウ ゼン／バイル、ドクトル−アルノルド−シ ュトラーセ ６

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性イバージョンチューブ（４）の内
   側の可撓性イバージョンチューブ部分（５）と係合する
   ように作られた複数の駆動ホイール（２、３）を備え、
   送り力を軸状円筒材（１）に伝達するための可撓性イバ
   ージョンチューブ用駆動手段であって、 少なくとも２つの駆動ホイール（２、３）が駆動方向に
   相互に間隔をおいて配置されてなる駆動手段。
2. 【請求項２】 前記駆動ホイール（２、３）が、前記駆
   動方向に沿って片側で互いに動き得るようにヒンジ結合
   された少なくとも２つのケーシング部材（１８、１９）
   からなるケーシング（１７）内に支持されてなる請求項
   １記載の駆動手段。
3. 【請求項３】 前記駆動ホイール（２、３）が、均等な
   角度間隔で配置された複数の駆動ホイール（２、３）で
   それぞれ構成され前記駆動方向に間隔をおいて配置され
   た少なくとも２つの駆動列を形成し、すべての駆動列の
   前記駆動ホイール（２、３）が歯車機構を介して駆動源
   （２５）に接続されてなる請求項１または２記載の駆動
   手段。
4. 【請求項４】 前記駆動源（２５）が電動モータであ
   り、かつ前記駆動方向に沿って互いにヒンジ結合された
   ケーシング部材（１８、１９）の旋回中心に延びる出力
   軸（２４）を含む請求項３記載の駆動手段。
5. 【請求項５】 各駆動列がそれぞれ９０°離れた４つの
   駆動ホイール（２、３）からなる請求項３記載の駆動手
   段。
6. 【請求項６】 軸方向の先頭および最後尾の外転部
   （６、７）で前記内側の可撓性イバージョンチューブ部
   分（５）が、両側とも軸方向の中心部で終わる半径方向
   に外側の可撓性イバージョンチューブ部分（８）に変わ
   り、それによって２つの相対する自由管端が形成されて
   なる請求項１、２、３、４または５項記載の駆動手段。
7. 【請求項７】 前記管端が、前記半径方向に内側の可撓
   性イバージョンチューブ部分（５）に取り付けられかつ
   前駆駆動ホイール（２、３）の数および位置に対応する
   数のスリット（１５、１６）を有するスリーブに密閉し
   て固定されてなる請求項６記載の駆動手段。
8. 【請求項８】 前記スリーブ（１１）が、少なくとも当
   該スリーブ（１１）の軸方向の中心部に目の形状の外形
   を示し、かつ当該スリーブ（１１）の軸方向の端部に表
   面のフルーティングまたは溝（１２）を設けて可撓性イ
   バージョンチューブの引っ張られた端部が抜けるのを防
   止する請求項７記載の駆動手段。
9. 【請求項９】 前記スリーブ（１１）の端部に、締付環
   （１４）が圧入され、可撓性イバージョンチューブの端
   部を前記締付環（１４）と前記スリーブ（１１）とのあ
   いだに締め付けられてなる請求項８記載の駆動手段。
10. 【請求項１０】 前記ケーシング部材（１８、１９）
    が、該ケーシング部材（１８、１９）の接触表面に目の
    形状の凹部（３６、３７）を有することにより、前記ケ
    ーシング部材（１８、１９）が折り畳まれたときに、前
    記スリーブ（１１）が前記ケーシング部材（１８、１
    ９）の前記接触表面（３６、３７）のあいだで当該スリ
    ーブ（１１）の目の形状の中央部の領域で締め付けら
    れ、前記駆動ホイール（２、３）が前記スリット（１
    ５、１６）に貫通して、前記内側のチューブ部分（５）
    に対して押し付けられてなる請求項８または９記載の駆
    動手段。
11. 【請求項１１】 前記駆動源（２５）が、前記ケーシン
    グ（１７）にフランジを用いて取り付けられたカップ形
    駆動ハウジング内に配置されてなる請求項３記載の駆動
    手段。