JP2010125257A - 牽引機構、湾曲駆動機構及び内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 筒状のガイドチューブ105と、ガイドチューブ105の内部に進退自在に配置され、一端に被牽引物を連結可能な管材112を有しガイドチューブ105の軸線方向へ伸縮動作するアクチュエータ107と、アクチュエータ107の他端とガイドチューブ105との軸線方向の相対移動を規制するストッパ部116と、アクチュエータ107の他端に接続されてアクチュエータ107を伸縮動作させる動力源と、アクチュエータ107における一端から所定長さL3の範囲の外周面とガイドチューブ105の内周面との間に設けられた低摺動抵抗部LFとを備える。
【選択図】図4
Description
この特許文献1に記載の内視鏡によれば、制御手段によって弾性部材を湾曲部の軸線方向に収縮させることで、弾性部材に接続されたワイヤを介して湾曲部が張引される。その結果湾曲部が湾曲動作される。
本発明の牽引機構は、筒状のガイドチューブと、前記ガイドチューブの内部に進退自在に配置され、一端に被牽引物を連結可能な連結部を有し前記ガイドチューブの軸線方向へ伸縮動作するアクチュエータと、前記アクチュエータの他端と前記ガイドチューブとの前記軸線方向の相対移動を規制するストッパ部と、前記アクチュエータの他端に接続されて前記アクチュエータを伸縮動作させる動力源と、前記アクチュエータにおける前記一端から所定長さの範囲の外周面と前記外周面に当接可能な前記ガイドチューブの内周面との間に設けられた低摺動抵抗部と、を備えることを特徴としている。
この場合、アクチュエータの一端側の半分とアクチュエータの他端側の半分とでより摺動速度が速いアクチュエータの一端側の半分の外周面に対して摺動抵抗を低減しているので、アクチュエータ全体における平均的摺動速度以上で摺動される領域に対してその外面の磨耗を抑制することができる。
この場合、動力源によってアクチュエータが軸線方向に収縮した際に、アクチュエータにおいて摺動移動される一端付近の外周面は保護管に当接する。保護管はガイドチューブに対して摺動自在であるので、アクチュエータは保護管の内周面に当接された状態で保護管をガイドチューブに対して摺動抵抗が低減された状態で摺動させる。従って、アクチュエータの外周面と保護管との当接部分においてアクチュエータの外周面の磨耗が低減される。
この場合、アクチュエータの外周面が保護管の内周面に当接して摺動移動された際に、保護管は軸線方向に伸長される。さらに、このアクチュエータと保護管との当接が解除されると、保護管は収縮して元の位置に戻る。このような伸縮によって保護管の位置が調整されて動作するので低摺動抵抗部を簡易な構成とすることができる。
この場合、アクチュエータの外周面が保護管の内周面に当接して摺動移動された際に、保護管は軸線方向に移動される。このとき、保護管とガイドチューブとに連結された付勢部材はバネ変形されるので、付勢部材が元の形状に戻る方向へ付勢力が生じる。さらに、このアクチュエータと保護管との当接が解除されると、付勢部材が元の形状に戻るため保護管は軸線方向に逆に移動して元の位置に戻る。従って、保護管を容易に位置決めして配置することができる。
この場合、アクチュエータの他端側の外周面が相対的に大径なのでガイドチューブの内周面に先に当接し、このとき相対的に小径な縮径部の外周面はガイドチューブの内周面により弱く当接するか、ガイドチューブの内周面に当接しない。従ってアクチュエータの他端側よりも縮径部の方でガイドチューブの内周面に対する摺動抵抗を小さくすることができる。
この場合、アクチュエータの外周面に被覆された保護材によってアクチュエータの径方向の膨張が制限され、アクチュエータの外周面はガイドチューブの内周面に当接しない。従ってアクチュエータの外周面の磨耗を低減することができる。
この場合、ガイドチューブの内部においてアクチュエータの前記一端が進退する部分は拡径部であるので、アクチュエータの外周面による拡径部の内周面への押圧力が低減される。従ってアクチュエータの一端側における外周面の磨耗を低減することができる。
この発明によれば、操作部を操作することによって、挿入部に設けられた一つ以上の牽引機構が駆動し、アクチュエータが収縮動作する。すると、アクチュエータの収縮動作によってアングルワイヤが牽引され、このワイヤに連結された先端湾曲部が牽引される。従って、先端湾曲部はその中心軸線に対して湾曲動作される。
この発明によれば、操作部において、先端湾曲部を湾曲させ、先端湾曲部を所望の位置に配置させて対象物の画像を取得することができる。
この場合、延長部が介在されて取り付けられることによって挿入部をさらに長尺にすることができ、挿入可能な長さを長くしてより奥にある対象物に対して撮像機構を近接させることができる。また、挿入部から延長部を取り外しても対象物の画像の取得や先端湾曲部の湾曲動作をさせることができるので挿入部の挿入長さが短くてよい場合に挿入部が挿入される入口から余分にはみ出るのが防止され、操作性を高めることができる。
以下、本発明の第1実施形態の内視鏡について図1から図9を参照して説明する。
図1及び図2は本実施形態の内視鏡1の一部の構成を示す斜視図である。図1に示すように、内視鏡1には、筒状部の内部空間や機器の隙間等に先端から挿入されて観察を行う対象物まで延びる長尺な挿入部2と、挿入部2の先端側を湾曲させる湾曲駆動機構3とが設けられている。
まず、動力源となるエアコンプレッサ32(図7参照)及び撮像機構4となる撮像ユニット5(図7参照)/受像ユニット9(図2参照)の動作が開始されて駆動可能となる。続いて、作業者は挿入部2を周知の方法で観察対象となる対象物まで案内する。
図8は、アクチュエータ107の収縮動作を説明するための図で、牽引機構100の一部の構成を一部断面で示す側面図である。図8(A)に示すように、自然状態ではアクチュエータ107と保護管106とは離間した位置関係にある。図8(B)に示すように、チューブ体108に圧縮空気が充填されると、圧縮空気の圧力によってアクチュエータ107のチューブ体108は径方向に膨張すると共に軸線方向に収縮する。
ここで、チューブ体108と保護管106とは摺動移動されないのでチューブ体108の先端側で保護管106に覆われた所定長さL3の範囲の領域は磨耗しない。
以下では、本実施形態アクチュエータの変形例について図10及び図11を参照して説明する。
本変形例では、アクチュエータ107には、かしめ材113の外周に、かしめ材113、115のそれぞれに被せられるとともにかしめ材とチューブ体108との境目113a、115aを越えて軸線方向に延ばして設けられた膨張規制部119a、119bが設けられている。膨張規制部119a、119bは、チューブ体108が径方向に膨張した際の、境目113a、115aにおけるチューブ体108の急激な形状変化を緩和するようにチューブ体108の外周面における境目113a、115bの近傍を支持可能になっている。膨張規制部119a、119bは、例えばシリコン等の樹脂からなるチューブを採用することができる。
このような構成によって、アクチュエータ107のチューブ体108に対するかしめ材113、115の押圧力を低減してチューブ体108の磨耗によるアクチュエータ107のパンクをより効果的に防止することができる。
次に、本発明の第2実施形態の内視鏡について図12及び図13を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態に係る内視鏡と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態の内視鏡は、湾曲駆動機構3に代えて湾曲駆動機構203を備える点で第一実施形態と構成が異なっている。
本実施形態では、湾曲操作部230は、第一実施形態と同様に撮像ユニット5から伝送される画像情報を受信することができる受像ユニット209を内蔵しており、この画像情報を表示する表示部237を有する。本実施形態でも入力部36にはタッチパネル型液晶表示装置37が設けられているが、表示部237と兼用されている。従って、作業者による入力操作を行う画面と画像情報とを切替表示でき、あるいは入力操作を行う画面の一部に対象物の画像情報をオーバーレイ表示することもできる。
第一牽引機構200aは、第一実施形態と低摺動抵抗部の構成が異なっている。より詳しくは、図13に示すように保護管206は第一実施形態の保護管106よりも伸縮性が低いもので、熱可塑性樹脂等からなる。さらに、保護管206の先端とガイドチューブ105の先端との間には付勢部材であるコイルスプリング206aが連結されている。
上述のような構成であっても、チューブ体108の先端側の所定長さL3の範囲においてチューブ体108の外周面は保護管206に当接して一体的に進退移動するので、チューブ体108が磨耗しない。また、保護管206と、ガイドチューブ105の内周面とのそれぞれにはフッ素化合物によって互いの摺動抵抗が低減されて低摺動抵抗部LF2になっているので、アクチュエータ107のパンクを防止しつつ確実に牽引動作することができる。
次に、本発明の第3実施形態の牽引機構について図14及び図15を参照して説明する。
本実施形態の牽引機構300は、第一実施形態及び第二実施形態で説明した保護管を有さない点で上述の各実施形態の牽引機構と構成が異なっている。
さらに、図14に示すように、アクチュエータ307には、膨張規制部119aに代えて、チューブ体108の基端側へさらに延びる膨張規制部219が設けられている。
図15(A)に示すように、膨張規制部219の基端側の端部外周はガイドチューブ105の内周面に接触可能になっている。
次に、本発明の第4実施形態の牽引機構について図16及び図17を参照して説明する。
本実施形態の牽引機構400は、上述の実施形態の牽引機構と異なり、アクチュエータ407には、チューブ体108に代えて、先端から所定長さL3の範囲で縮径された形状に形成された縮径部408aを有するチューブ体408を備える。
所定長さL3は、第一実施形態で説明した所定長さL3と同様の長さに設定されており、縮径部408aの外周面とガイドチューブ105の内周面との間の空隙が以下の理由で低摺動抵抗部LF4として機能している。
次に、本発明の第5実施形態の牽引機構について図18ないし図20を参照して説明する。
本実施形態の内視鏡は、上述の各実施形態と、チューブ体の構成が異なっている。
以下では、本実施形態の密巻き部の変形例を図19及び20を参照して説明する。
図19は、本変形例のアクチュエータ507の先端側の一部の構成を示す分解斜視図である。また、図20はアクチュエータ507の先端側の一部を示す側面断面図である。チューブ体の外周面に巻き回された繊維材は符号511cに模式的に示している。
図20に示すように、折返し部511cは、折り返されてから基端側へ延びており、上述と同様の所定長さL3の範囲までのアクチュエータの外周面を被覆している。
次に、本発明の第6実施形態の牽引機構について図21を参照して説明する。
図21は牽引機構600の一部の構成を一部断面で示す斜視図である。本実施形態の牽引機構600は、ガイドチューブ105に代えて、先端側において基端側よりも相対的に内径が大径に形成された拡径部605aを有するガイドチューブ605を備える。なお、本実施形態では、ガイドチューブ605の先端側における内径が大径化されていることが重要であり、ガイドチューブ605の外径は適宜の径を取り得る。例えば、図示しないが、ガイドチューブの先端側において内周側を削って肉薄に形成する構成でもよい。この場合、ガイドチューブの最大外径を変えずに大径部を構成することができるので牽引機構の最大外径の肥大化を防ぐことができる。
例えば、本発明の第一実施形態の湾曲駆動機構3において、例えばアクチュエータ107からの空気排出を行う前に、アクチュエータ107からアクチュエータ107aに向かって空気を流入させ、アクチュエータ100の内部の空気の一部をアクチュエータ100aの駆動用に再利用する構成としてもよい。
2 挿入部
3、203 湾曲駆動機構
4 撮像機構
10、237 表示部
13 先端湾曲部
14、15 アングルワイヤ
20 延長部
30、230 湾曲操作部
32 エアコンプレッサ(動力源)
36 入力部(操作部)
100、100a、200、200a、200b、300、400、500、600 牽引機構
105、605 ガイドチューブ
106、206 保護管
107、107a、207、307、407、507、607 アクチュエータ
116 ストッパ部
206a コイルスプリング(付勢部材)
408a 縮径部
119a、119b、219 膨張規制部(保護材)
605a 拡径部
LF、LF2、LF3、LF4、LF5、LF6 低摺動抵抗部
L3 所定長さ
Claims (11)
- 筒状のガイドチューブと、
前記ガイドチューブの内部に進退自在に配置され、一端に被牽引物を連結可能な連結部を有し前記ガイドチューブの軸線方向へ伸縮動作するアクチュエータと、
前記アクチュエータの他端と前記ガイドチューブとの前記軸線方向の相対移動を規制するストッパ部と、
前記アクチュエータの他端に接続されて前記アクチュエータを伸縮動作させる動力源と、
前記アクチュエータにおける前記一端から所定長さの範囲の外周面と前記外周面に当接可能な前記ガイドチューブの内周面との間に設けられた低摺動抵抗部と、
を備える牽引機構。 - 前記所定長さが、前記アクチュエータの全長の1/2より短い請求項1に記載の牽引機構。
- 前記低摺動抵抗部が、外周面が前記ガイドチューブに摺動自在でかつ内周面が前記アクチュエータの外周面に当接可能な保護管を有する請求項1または2に記載の牽引機構。
- 前記保護管が、少なくとも前記軸線方向に伸縮性を有する請求項3に記載の牽引機構。
- 前記低摺動抵抗部が、前記保護管と前記ガイドチューブとに連結されて前記軸線方向への付勢力を生じさせる付勢部材を有する請求項3または4に記載の牽引機構。
- 前記アクチュエータが、前記所定長さの範囲で前記他端側の最大外径よりも縮径されて形成された縮径部を有し、
前記縮径部が前記低摺動抵抗部として機能する請求項1または2に記載の牽引機構。 - 前記低摺動抵抗部が、前記アクチュエータの外周面に被覆されて前記アクチュエータの径方向の膨張を制限する保護材を有する請求項1または2に記載の牽引機構。
- 前記低摺動抵抗部が、前記ガイドチューブの内周面において前記アクチュエータの前記一端が進退移動する部分の内径が前記ガイドチューブにおける前記他端側の内径よりも拡大された拡径部を有する請求項1または2に記載の牽引機構。
- 湾曲可能な先端湾曲部を有し内部に請求項1〜8のいずれか一項に記載の牽引機構を一つ以上有する長尺な筒状の挿入部と、
前記先端湾曲部と前記アクチュエータのそれぞれの前記先端とに連結されたアングルワイヤと、
前記牽引機構を操作するための湾曲操作部とを備える湾曲駆動機構。 - 請求項9に記載の湾曲駆動機構と、
前記先端湾曲部の先端において対象物の画像を取得する撮像機構と、
少なくとも前記撮像機構を操作するための操作部とを備える内視鏡。 - 前記挿入部の基端と前記弯曲操作部との間に着脱自在に介在可能な延長部をさらに備える請求項10に記載の内視鏡。
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