JP2013111341A

JP2013111341A - 推進補助装置、駆動力供給方法

Info

Publication number: JP2013111341A
Application number: JP2011261518A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Nakamura; 貴行仲村; Takeshi Ashida; 毅芦田; Naoyuki Morita; 直之森田; Nobuyuki Torisawa; 信幸鳥澤; Takumi Dejima; 工出島
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-10
Also published as: US20130137927A1

Abstract

【課題】内視鏡を前進時と後退時とで操作性を同じにする。
【解決手段】第１モータ３１ａの回転力は第１トルクワイヤ３０ａを介して駆動筒２４に伝達され、第２モータ３１ｂの回転力は第２トルクワイヤ３０ｂを介して駆動筒２４に伝達される。第１モータ３１ａがＢ方向、第２モータ３１ｂがＡ方向に回転すると、駆動筒２４がＡ方向に回転して内視鏡が前進する。他方、第１モータ３１ａがＡ方向、第２モータ３１ｂがＢ方向に回転すると、駆動筒２４がＢ方向に回転して内視鏡が後退する。第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂは、それぞれ複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成されるとともに、第１トルクワイヤ３０ａは、内視鏡を前進させる際に巻き締まるように形成され、第２トルクワイヤ３０ｂは、内視鏡を後退させる際に巻き締まるように形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡の先端に装着され、内視鏡を前進及び後進させる推進補助装置、及び、推進補助装置に対して駆動力を供給する駆動力供給方法に関するものである。

医療分野において内視鏡を利用した診断が行われている。内視鏡は、ＣＣＤ等の撮像素子を内蔵した挿入部が被検体内に挿入される。この撮像素子により得られた画像はモニタに表示され、このモニタに表示された画像により被検体内を観察する。

また、近年では、大腸のように曲がりくねった部位に対しても内視鏡を容易に挿脱できるように、回転体を回転駆動することによって内視鏡の挿入を補助する推進補助装置が提案されている（下記特許文献１、２参照）。このような推進補助装置は、回転体に駆動力を供給するためのフレキシブルなワイヤ（トルクワイヤ）を備え、トルクワイヤを一方向に回転させると内視鏡が前進し、トルクワイヤを反対方向に回転させると内視鏡が後退するように構成されている。なお、トルクワイヤとしては、複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせたものが用いられている（下記特許文献２、３参照）。

特表２００９−５１３２５０特開２００５−２５３８９２特開２００１−０７９００７

しかしながら、トルクワイヤは、複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成されているので、巻き締める方向と巻き緩める方向とでは巻き緩める方向の方がねじり剛性が低くトルクワイヤをねじってもこの力が他端に伝達され難い。このため、従来のように、１本のトルクワイヤを巻き締める方向と巻き緩める方向とに回転させることによって内視鏡を進退させる進退補助装置では、トルクワイヤを巻き締める方向と巻き緩める方向とに同じように回転させても、内視鏡は同じようには進退しない、すなわち、内視鏡を前進させるときと後退させるときとで操作性が異なってしまうといった問題があった。

本発明は上記問題を解決するためのものであり、内視鏡を前進させるときと後退させるときとで操作性が異なることのない推進補助装置、及び、駆動力供給方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の推進補助装置は、内視鏡の先端部に装着される装着部と、装着部に回転自在に支持された回転体と、後端部がモータに接続され、先端部が前記回転体を回転駆動する駆動機構に接続され、前記モータの回転力を前記駆動機構に伝達して前記回転体を回転させるトルクワイヤとを備え、前記回転体を回転させて内視鏡を進退させる推進補助装置において、前記トルクワイヤは、第１、第２の２種類のトルクワイヤからなり、前記第１、第２トルクワイヤの双方を回転させることによって、前記回転体が回転して内視鏡が進退するとともに、前記第１トルクワイヤは、内視鏡を前進させる際に巻き締まるように複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成され、前記第２トルクワイヤは、内視鏡を後退させる際に巻き締まるように複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成されていることを特徴としている。

前記第１トルクワイヤを第１方向に回転させることによって内視鏡を前進させる方向に前記回転体が回転し、前記第１トルクワイヤを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させることによって内視鏡を後退させる方向に前記回転体が回転し、前記第２トルクワイヤを前記第２方向に回転させることによって内視鏡を前進させる方向に前記回転体が回転し、前記第２トルクワイヤを前記第１方向に回転させることによって内視鏡を後端させる方向に前記回転体が回転するものでもよい。

前記第１、第２トルクワイヤは、互いに同じ方向に捻るように前記エレメントを縒り合わせることによって形成されるものでもよい。

前記第１トルクワイヤの先端に前記駆動機構に連結された第１ギヤが取り付けられており、前記第１トルクワイヤの回転力が前記第１ギヤを介して前記駆動機構に伝達されるとともに、前記第２トルクワイヤの先端に前記第１ギヤと歯合する第２ギヤが取り付けられており、前記第２トルクワイヤの回転力が前記第２ギヤ及び前記第１ギヤを介して前記駆動機構に伝達されるものでもよい。

前記第１、第２トルクワイヤを第１方向に回転させることによって内視鏡を前進させる方向に前記回転体が回転し、前記第１、第２トルクワイヤを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させることによって内視鏡を後退させる方向に前記回転体が回転するものでもよい。

前記第１、第２トルクワイヤは、互いに反対方向に捻るように前記エレメントを縒り合わせることによって形成されるものでもよい。

前記第１トルクワイヤの先端に前記駆動機構に連結された第１ギヤが取り付けられており、前記第１トルクワイヤの回転力が前記第１ギヤを介して前記駆動機構に伝達されるとともに、前記第２トルクワイヤの先端に前記駆動機構に連結された第２ギヤが取り付けられており、前記第２トルクワイヤの回転力が前記第２ギヤを介して前記駆動機構に伝達されるものでもよい。

内視鏡を前進させる方向に前記第１、第２トルクワイヤをねじったときの前記第１、第２トルクワイヤの合計のねじり剛性と、内視鏡と後退させる方向に前記第１、第２トルクワイヤをねじったときの前記第１、第２トルクワイヤの合計のねじり剛性とがほぼ等しくなるように、前記第１、第２トルクワイヤが形成されていることが好ましい。

前記第１、第２トルクワイヤをそれぞれ１本ずつ設けてもよい。

また、上記目的を達成するため、本発明の駆動力供給方法は、内視鏡の先端部に装着されて回転体を回転させることで内視鏡を進退させる推進補助装置に対し、複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成されたトルクワイヤによって駆動力を供給する駆動力供給方法において、前記トルクワイヤとして、第１、第２の２種類のトルクワイヤを用い、前記第１トルクワイヤを巻き締める方向に回転させるとともに、前記第２トルクワイヤを巻き緩める方向に回転させることによって内視鏡を前進させるための駆動力を供給し、前記第２トルクワイヤを巻き締める方向に回転させるとともに、前記第１トルクワイヤを巻き緩める方向に回転させることによって内視鏡を後退させるための駆動力を供給することを特徴としている。

本発明では、第１、第２の２種類のトルクワイヤによって回転体を回転させるとともに、内視鏡を前進させるときは、第１トルクワイヤが巻き締まって第２トルクワイヤが巻き緩み、内視鏡を後退させるときは、第１トルクワイヤが巻き緩んで第２トルクワイヤが巻き締まるようにした。これにより、内視鏡を前進させるときと後退させるときとで第１、第２のトルクワイヤの合計のねじり剛性がほぼ等しくなり、操作性が異なることがない。

推進補助装置を装着した内視鏡を示す説明図である。メンブレンを展開した状態の推進補助装置の斜視図である。メンブレンを展開した状態の推進補助装置の分解図である。駆動筒を回転させる機構の説明図である。推進補助装置の断面図である。メンブレンの断面図である。駆動筒を回転させる機構の説明図である。

図１に示すように、推進補助装置２は内視鏡の先端硬性部３に固定して使用される。先端硬性部３には、例えば撮像光学系とともにＣＭＯＳ型あるいはＣＣＤ型のイメージセンサが組み込まれ、先端硬性部３に設けられた照明窓からの照明光のもとで胃壁や腸壁の画像を撮像する。先端硬性部３を所期の位置まで挿入操作することができるように先端硬性部３の基端側には湾曲部が設けられ、また挿入操作を補助するために推進補助装置２が併用される。湾曲部は、操作部５に備えられたアングルノブの操作により挿入しやすいように屈曲動作させることができる。

操作部５には、さらに、吸・排気／吸・排水の切替え操作を行うための操作ボタン、生検鉗子などが挿入される鉗子チャンネルの口金などが設けられている。操作部５からは接続コード６が引き出され、光源装置７と内視鏡プロセッサ８に接続されている。光源装置７に組み込まれた照明ランプからの光は、接続コード６内及び内視鏡内部に組み込まれたライトガイドファイバを通して照明窓まで導光される。内視鏡プロセッサ８は、接続コード６から入力される画像信号に適宜の信号処理を行い、得られた画像は表示モニタ９に表示される。なお、内視鏡プロセッサ８は、接続コード６を経由して供給される内視鏡からの入力情報に基づき、現在接続されている内視鏡の機種情報を識別することができる。そして、内視鏡が操作されるときに機種ごとに異なった制御が必要である場合、あるいは機種ごとに表示モニタ９上で異なった画像表示が必要である場合などには、機種情報に対応した適切な制御あるいは表示に自動切り替えすることが可能となる。

内視鏡プロセッサ８にはコントローラ１０が電気的に接続される。コントローラ１０は推進補助装置２の作動を監視・制御するために用いられる。推進補助装置２の後端から並列二連となった柔軟なシース１２が引き出されている。シース１２はサージカルテープ４などにより内視鏡の挿入部に適宜に固定され、推進補助装置２を装着した内視鏡を体腔内に挿入しあるいは操作する際にシース１２が体腔内で不用意な挙動をすることはない。

ダブルルーメン型のシース１２内には、推進補助装置２の内部機構に先端部が機械的に連結された第１、第２の２種類のトルクワイヤ３０ａ、３０ｂ（図４参照）がそれぞれ挿通されている。第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂは可撓性を有しながらもねじり剛性が高く、一端側から入力されたトルクをほとんど減衰させることなく他端側に伝達する。これら第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂの後端は二股のプラグ１３を介してコントローラ１０のコネクタ１４に連結される。コントローラ１０には一対の第１、第２モータ３１ａ、３１ｂ（図４参照）が組み込まれ、プラグ１３をコネクタ１４に連結すると、第１トルクワイヤ３０ａは第１モータ３１ａにより駆動できる状態になり、第２トルクワイヤ３０ｂは第２モータ３１ｂにより駆動できる状態になる。

大腸用の内視鏡の場合、特にＳ状結腸や横行結腸における挿入操作や引き出し操作を楽にする目的で、推進補助装置２が効果的に用いられる。推進補助装置２は略円柱形状を有し、外表面がトロイド状の循環移動体となる柔軟かつ強靱な合成樹脂製のシート材からなるメンブレン１５で覆われている。図２及び図３では、構造を分かりやすくするためにメンブレン１５を筒状に展開して表しているが、メンブレン１５はその最終的な組み込み形態では、図示の内周面が外周面となるように反転させた状態で前端と後端とが互いに接合され、トロイド状の袋体（図５参照）となる。なお、図２〜図５は、図中左方が先端硬性部３を突出させる先端側、図中右方が内視鏡の操作部５に近い基端側になるように表されている。

図２及び図３に示すように、推進補助装置２は、筒状に展開したメンブレン１５の内側の構造体となるインナーユニット１６と、メンブレン１５の外側の構造体となるアウターユニット１７とを備えている。インナーユニット１６は、内周側に円筒状の中空部を有し、外周面側が三角筒形状に整形されたキャリア筒１８と、キャリア筒１８の後端側にビス止め、圧入、カシメ等で係止止めされる略三角筒状のキャップ２８と、キャリア筒１８の先端側、キャップ２８の後端側にそれぞれ固定されるフロントワイパー１９ａ，リアワイパー１９ｂと、キャリア筒１８の前端側内周に形成されたネジに螺合して回転により軸方向に移動するクランパ２０と、クランパ２０の軸方向への移動に応じて内・外径が拡大／縮小する合成樹脂製のＣリング２１と、キャリア筒１８の内周に回転自在に支持された円筒状の駆動筒２４（図４参照）を有している。

図４に示すように、駆動筒２４はその両端がベアリングボール２５を円環状に並べて保持した軸受リング２６ａ，２６ｂを介してキャリア筒１８の内周側に回転自在に支持され、キャリア筒１８の後端に固定されたキャップ２８により抜け止めされる。駆動筒２４の外周面にはウォームギヤ部２４ａと平ギヤ部２４ｂとが設けられている。ウォームギヤ部２４ａには、キャリア筒１８に回転自在に保持された一対のヘリカルギヤ２７、２７がキャリア筒１８の開口を通して噛み合わされる。この一対のヘリカルギヤ２７，２７は、駆動筒２４の回転中心軸に関して１２０度の回転対称となる３個所にそれぞれ組み付けられ、駆動筒２４が回転するとこれらのヘリカルギヤ２７，２７はそれぞれの軸２７ａを中心に一斉に同方向に回転する。

シース１２の先端は、キャップ２８の後端側から形成された凹部内に接着または熱溶着などによって固着される。そしてシース１２の先端から突出した第１、第２トルクワイヤ３０ａ，３０ｂの先端部は、キャップ２８に形成された貫通孔を通ってキャップ２８の前方に突出し、その各々にピニオン３２ａ，ピニオン３２ｂが固着される。図示のように、ピニオン３２ａ，ピニオン３２ｂの各々の先端から回転中心となる軸が突出し、これらの軸がキャリア筒に設けられた穴に挿通されることによってピニオン３２ａ，ピニオン３２ｂの各々が回転自在に支持される。これらのピニオン３２ａ，３２ｂのうち、駆動筒２４の平ギヤ部２４ｂには第１トルクワイヤ３０ａに固着されたピニオン３２ａが噛み合う。他方の第２トルクワイヤ３０ｂに連結されたピニオン３２ｂはピニオン３２ａに噛み合い、平ギヤ部２４ｂには噛み合わされない。したがって、駆動筒２４は第１トルクワイヤ３０ａに連結されたピニオン３２ａの回転によって駆動される。しかし、第１、第２トルクワイヤ３０ａ，３０ｂの各々は、第１、第２モータ３１ａ、３１ｂから個別に供給される回転力で駆動され、ピニオン３２ｂはピニオン３２ａとは逆向きに回転される。このためピニオン３２ａには第２トルクワイヤ３０ｂからの回転力も加算され、駆動筒２４を高いトルクで回転させることができる。

第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂは、複数の繊維状のエレメント（本実施形態ではエレメントとして鋼線を用いた）を螺旋状に縒り合わせることによって形成されている。そして、第１トルクワイヤ３０ａは、第１モータ３１ａが図４のＢ方向に回転したときに巻き締まり、駆動筒２４を図４のＡ方向（先端硬性部３を前進させる方向）に回転させる。他方、第２トルクワイヤ３０ｂは、第２モータ３１ｂが図４のＢ方向に回転したときに巻き締まり、駆動筒２４を図４のＢ方向（先端硬性部３を後退させる方向）に回転させる。このように、本発明では、駆動筒２４を回転させるときに第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂの一方が巻き締まり、他方が巻き緩むように構成されている。

一般に、トルクワイヤは、巻き締める方向のねじり剛性が巻き緩める方向のねじり剛性よりも高い。このため、１本のトルクワイヤを巻き締める方向と巻き緩める方向とに回転させることによって駆動筒２４を回転させる場合、駆動筒２４をＡ方向に回転させるときとＢ方向に回転させるときとで、トルクワイヤのねじり剛性が異なってしまう。これに対して、本発明では、第１、第２の２本のトルクワイヤ３０ａ、３０ｂを用い、一方を巻き締める方向に回転させ、他方を巻き緩む方向に回転させることによって駆動筒２４を回転させているので、駆動筒２４の回転方向によらず第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂの合計のねじり剛性がほぼ等しくなっている。

フロントワイパー１９ａ及びリアワイパー１９ｂのそれぞれは、先端側に庇状に広がったスリーブ部を有し、これらのスリーブ部の先端はメンブレン１５が循環移動するときに内周側の面に摺接する。そして、メンブレン１５の内周側の面に付着した異物や消化管内壁がメンブレン１５の移動とともに推進補助装置２の中に引き込まれることを防ぐ。

クランパ２０の前端には、規則的な凹凸係合部が周方向に整列して設けられ、専用の治具を先端側から挿入してクランパ２０に係合させることができる。治具の回転操作でクランパ２０をねじ込み方向に回転させてゆくと、クランパ２０が後端側に移動し、後端のテーパ面２０ａ（図５参照）の押圧を受けてＣリング２１が縮径するように変形する。したがって、キャリア筒１８の円筒状の中空部に内視鏡の先端硬性部３を挿入した後、クランパ２０のねじ込み操作を行ってゆくとＣリング２１の内周面が先端硬性部３の外周面に強く押し付けられ、キャリア筒１８を先端硬性部３に固定することができる。

メンブレン１５の外側の構造体となるアウターユニット１７は、先端側から順に、フロントバンパー３５ａと、シールドカバー３６と、円筒状のローラ保持筒３８と、リアバンパー３５ｂとを有する。このアウターユニット１７は、以下の手順にしたがってインナーユニット１６及びメンブレン１５と一体的に連結した状態に組み立てられる。

図２及び図３に示すように、各種部品を組み込んだインナーユニット１６の外表面が覆われるように筒状に展開したメンブレン１５の中にインナーユニット１６を入れた後、ローラ保持筒３８の中空部内に、メンブレン１５を被せた状態のインナーユニット１６を挿入する。ローラ保持筒３８には、その中心軸に関して１２０度の回転対称となる３個所に軸方向に長い略矩形の開口３８ａが形成されている。この開口３８ａにはローラアセンブリ４０が組み付けられる。

ローラアセンブリ４０は、一対の細長いフレーム４１の間に３本のローラ４２を整列保持させたものである。フレーム４１は弾性力に富む金属薄板製で、各々の両端を開口３８ａの前・後端に形成された係合部に嵌め込んでこれらをローラ保持筒３８に固定すると、フレーム４１の長手方向中央部が開口３８ａを通してローラ保持筒３８の中空部内に入り込むように湾曲する。こうしてフレーム４１が湾曲することによって、フレーム４１で保持された３本のローラ４２はメンブレン１５をヘリカルギヤ２７に向かって押し付ける。この結果、図５に示すように、メンブレン１５が一対のヘリカルギヤ２７と３本のローラ４２との間に強く挟持される。ここで、３本のうちの中央のローラ４２は、その支軸がフレーム４１の長手方向に延びた長孔で支持されているためフレーム４１の長手方向での位置に関して自由度をもつ。したがって、両側の２本のローラとの相対位置に関しては、一対のヘリカルギヤ２７との間にメンブレン１５を最もバランスよく挟持できる位置に自動調整される。

こうして３個所の開口３８ａを覆うように、ローラ保持筒３８にローラアセンブリ４０が組み付けられると、各ローラ４２がローラ保持筒３８の内側に突出するためインナーユニット１６に対してローラ保持筒３８は軸方向に移動できなくなり、これらはメンブレン１５を挟んだ状態で一体的に組み合わされる。そして、ローラ保持筒３８の先端にフロントバンパー３５ａ、後端にリアパンパー３５ｂが固定される。フロントパンパー３５ａの先端部及びリアパンパー３５ｂの後端部には、ローラアセンブリ４０と軸方向に並ぶように外周の三個所にそれぞれ溝４５ａ，４５ｂが設けられている。さらに、ローラアセンブリ４０を含めてローラ保持筒３８の外表面を緊密に覆うようにシールドカバー３６が被せられる。

インナーユニット１６とアウターユニット１７との間に筒状に展開されたメンブレン１５を挟み、これらを一体的に組み合わせた後に、メンブレン１５の前端と後端とをそれぞれ逆向きに反転させて裏返しにしてから接合する。このとき、それぞれの接合面に傾斜をつけておけば、接合部１５ａに極端な厚みムラが生じることがない。図５は組み立て後の推進補助装置２の断面を模式的に示している。このようにトロイド状に接合することによって、メンブレン１５はアウターユニット１７を全体的に包み込むような内部空間を備える。この内部空間にはエアー、生理食塩水、コロイド状の合成樹脂材料、オイルやグリスなどの潤滑材等、適宜のものを封入することも可能である。

図６に円筒状にしたメンブレン１５の断面構造の一例を示す。メンブレン１５は、例えばウレタン樹脂などのシート材を積層した構造を有し、内周側には円周を三等分する位置に断面が台形状の隆起部５０が形成されている。この隆起部５０は、他の薄肉部５１よりもシート材の積層数を多くすることによって厚くした部分で、メンブレン１５の軸方向全長にわたって形成されている。隆起部５０の内周面にはヘリカルギヤ２７と噛み合うように斜めに傾斜した歯を並べたギヤ列５２が設けられている。また、メンブレン１５の外周面には隆起部５０の位置に対応して軸方向に延びたリブ５３が設けられ、さらにギヤ列５２とリブ５３との間にはメッシュ状の繊維シート５４が積層されている。

メンブレン１５は、図５に示すようにトロイド状にして用いられる。このとき、軸方向に延びた三列の隆起部５０がそれぞれヘリカルギヤ２７とローラ４２との間に挟持され、しかもギヤ列５２にヘリカルギヤ２７が噛み合わされる。そしてヘリカルギヤ２７の回転がギヤ列５２を介して直接的にメンブレン１５に伝達され、メンブレン１５を軸方向に効率的に移動させることができる。隆起部５０はシート材の多層構造からなり、しかもメッシュ状の繊維シート５４も積層されているから、ヘリカルギヤ２７から直接的に駆動力を受けてもギヤ列５２が延び変形したりメンブレン１５が破断したりすることはなく、十分な機械的強度を確保することができる。また、隆起部５０以外は薄肉部５１にしてあるから、メンブレン１５がインナーユニット１６とアウターユニット１７との間を通過するときの抵抗を減らすことができる。

さらに、隆起部５０の内面側に設けられたリブ５３は、メンブレン１５の移動とともにローラ４２の中央部分に形成された溝に係合する。また、アウターユニット１７がメンブレン１５で緊密に包み込まれるようにトロイド形状の内部空間を縮小調節する場合には、リブ５３はフロントバンパー３５ａ及びリアバンパー３５ｂの溝４５ａ，４５ｂにも係合するようになる。このようにリブ５３を利用することによって、メンブレン１５を軸方向に移動させるときの蛇行を防ぎ、移動経路を安定に保つことができる。

以下、上記構成による本発明の作用について説明する。図１に示すように、推進補助装置２は、先端硬性部３の先端を部分的に突出させた状態で内視鏡に固定される。この固定に際しては専用の治具が用いられ、クランパ２０が時計方向に回転される。クランパ２０はキャリア筒１８の先端側内周に形成された右ネジに螺合しているから、時計方向への回転により奥側（後端側）へと移動してテーパ面２０ａでＣリング２１を押圧する。Ｃリング２１の前面には外周側ほど後端側に傾斜した斜面が形成され、この斜面がクランパ２０のテーパ面２０ａによって押圧されることにより、Ｃリング２１は直径が狭まるように弾性変形する。こうしてＣリング２１が変形すると、キャリア筒１８の中空部に挿入されている内視鏡の先端硬性部３がＣリング２１で締めつけられ、推進補助装置２は先端硬性部３の外周面に緊密に固定される。

推進補助装置２の後端から引き出されたシース１２を内視鏡の湾曲部から軟性部の表面に沿わせるように引き延ばす。シース１２の表面には適切な間隔でテープ止め位置を表す表示が設けられている。この表示に合わせてサージカルテープ４などを利用してシース１２を内視鏡の湾曲部や軟性部に固定する。そして、シース後端のプラグ１３をコネクタ１４に挿入してコントローラ１０に接続し、コントローラ１０の電源をオンする。コントローラ１０は、電源がオンされたときにコネクタ１４にプラグ１３が接続されているか否かを電気的にチェックし、未接続あるいは適正に接続されていないときには音あるいは警告灯などの点滅により報知する。接続が適正であるときには、コネクタ１４に組み込まれたセンサーがプラグ１３のブリッジ部分に設けられている信号部から推進補助装置２の機種情報を読み取る。そしてコントローラ１０は、読み取った機種情報に応じて第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂの回転速度やトルクリミッタの値を自動設定し、第１、第２トルクワイヤ３０ａ，３０ｂが過大な速度やトルクで回転されることを防止する。

また、コントローラ１０は、電源がオンされたときに、内視鏡プロセッサ８に接続されている内視鏡の機種情報を内視鏡プロセッサ８からの電気信号として受け取る。コントローラ１０は、現在使用されている内視鏡の機種情報と、推進補助装置２の機種情報とをコントローラ１０の内部記憶手段で保有しているテーブル情報で照合する。テーブル情報には、内視鏡の機種ごとに適用可能な推進補助装置２の機種を対応づけた照合データが格納されている。そして、例えば推進補助装置２の機種情報からＣリング２１の拡縮範囲が特定され、また内視鏡の機種情報から内視鏡の先端硬性部３の外径が特定されれば、その推進補助装置２がその内視鏡の先端硬性部３に適正に装着して使用できるか否かは即座に判定することができる。したがって、もし不適切な組み合わせであると判定されたときには、警告音や警告灯の点滅などにより報知を行い、あるいは同時に推進補助装置２の作動を禁止するなどの手段を講じることによって、思わぬ事故の発生を防ぐことができる。

コントローラ１０に接続されたフットスイッチ１１を操作すると、コントローラ１０内で一対の第１、第２モータ３１ａ、３１ｂが回転して第１、第２トルクワイヤ３０ａ，３０ｂには回転力が加えられる。この回転力はそれぞれピニオン３２ａ，３２ｂに伝えられ、ピニオン３２ａに噛み合っている平ギヤ部２４ｂを介して駆動筒２４を回転させる。ピニオン３２ｂはピニオン３２ａとは逆方向に回転され、その回転はピニオン３２ａにそのまま伝達されるようにしている。したがって、コントローラ１０内の一対の第１、第２モータ３１ａ、３１ｂの双方を利用して駆動筒２４を回転させることができる。

駆動筒２４を回転させるときは、第１、第２の２本のトルクワイヤ３０ａ、３０ｂを用いるとともに、第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂの一方を巻き締める方向に回転させ他方を巻き緩む方向に回転させるので、駆動筒２４をＡ方向及びＢ方向のいずれに回転させる場合であっても第１、第２トルクワイヤ３０ａ、３０ｂの合計のねじり剛性がほぼ等しい。これにより、例えば、駆動筒２４をＡ方向に回転させるときはフットスイッチ１１の操作に対して敏感に反応し、駆動筒２４をＢ方向に回転させるときはフットスイッチ１１の操作に対して反応が鈍感になるなどの問題が生じることなく、フットスイッチ１１の操作態様と駆動筒２４の回転態様とが一致するので、違和感なく駆動筒２４を回転できる。

駆動筒２４の回転とともにウォームギヤ部２４ａが回転すると、ヘリカルギヤ２７がそれぞれの軸２７ａを中心に一斉に同じ方向に回転する。ヘリカルギヤ２７の歯面と、ローラアセンブリ４０の各ローラ４２との間にはメンブレン１５が強く挟持されているから、ヘリカルギヤ２７の回転とともにローラ４２が従動して両者で挟持されたメンブレン１５は駆動筒２４の軸方向に移動する。例えば図５においてヘリカルギヤ２７が時計方向に回転するとローラ４２は反時計方向に回転し、これらに挟持されているメンブレン１５は、内周側（アウターユニット１７の内側）では後端側から先端側へと移動するように送られ、メンブレン１５の外周側（アウターユニット１７の外側）ではメンブレン１５は先端側から後端側へと送られる。すなわち図中に矢線Ｙで示すように、トロイド状のメンブレン１５はその全周で先端では内周側から外周側へと順次に送り出され、後端では外周側から内周側へと順次に繰り込まれるように循環移動する。

内視鏡が推進補助装置２とともに大腸に挿入され、メンブレン１５の外周側の面が腸壁に接触した状態になっていると、メンブレン１５が上記循環移動を行っている間は、内視鏡の先端硬性部３を前進させる方向への推進力が得られ、あるいは大腸壁を手前側にたぐり寄せる作用力を得ることができる。反対にメンブレン１５が逆方向に循環移動を行っている間は、内視鏡の先端硬性部３を後退させる方向への推進力が得られ、あるいは大腸壁を奥側にたぐり寄せる作用力を得ることができる。前述のように、メンブレン１５は駆動筒２４の回転によって循環駆動され、この駆動筒２４の回転はフットスイッチ１１により制御できる。そして、フットスイッチ１１の操作態様と駆動筒２４の回転態様は、駆動筒２４の回転方向によらず一致しているので、違和感なく駆動筒２４を回転、すなわち、違和感なく内視鏡を進退できる。

また、内視鏡を前進させているときには、メンブレン１５の外周側に付着した異物などはアウターユニット１７の後端側から内周側に移動してくるが、その直前でリアワイパー１９ｂの後端側に延びたスリーブ部の先端がメンブレン１５と摺接して異物が引き込まれることを阻止する。もちろん、メンブレン１５の移動とともに生体組織の一部が巻き込まれることも防止することができる。なお、内視鏡を後退させているときには、フロントワイパー１９ａのスリーブ部の先端が同等の作用を果たすことになる。

推進補助装置２を先端硬性部から取り外すときには、治具を利用してクランパ２０を反時計方向に回転させる。これによりクランパ２０は回転しながら手前に移動し、Ｃリング２１への押圧を解除する。この結果、自身の弾性によってＣリング２１が拡径して内周面が先端硬性部３の外周面から離れるから、推進補助装置２は内視鏡から簡単に取り外すことができるようになる。

なお、本発明は、第１、第２の２種類のトルクワイヤを用いて内視鏡に推進力を供給するとともに、推進力を供給するときに、第１、第２の一方のトルクワイヤが巻き締まり、他方が巻き緩むように構成することによって、内視鏡を前進させるときと後退させるときとで第１、第２トルクワイヤの合計のねじり剛性をほぼ等しくすればよい。このため、細部の構成は上記実施形態に限定されず適宜変更できる。例えば、上記実施形態では、第１、第２トルクワイヤをそれぞれ１本ずつ設ける例で説明をしたが、第１、第２トルクワイヤの数は適宜変更できる。もちろん、第１トルクワイヤと第２トルクワイヤの本数が同じでなくてもよい。

また、上記実施形態では、第２トルクワイヤ（のピニオン）が直接駆動筒とは連結されておらず、第１トルクワイヤ（のピニオン）を介して駆動筒と連結されており、第２トルクワイヤの回転力が第１トルクワイヤを介して駆動筒に供給される例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。図７に示すように、第１トルクワイヤ３０ａと同様のピニオン５２ｂを第２トルクワイヤ５０ｂの先端に設け、このピニオン５２ｂを駆動筒２４に直接歯合させ、第１トルクワイヤ３０ａを介さずに第２トルクワイヤ５０ｂが直接駆動筒２４に回転力を供給してもよい。本例では、上述した実施形態と反対に、第２トルクワイヤ５０ｂがＡ方向に回転したときに駆動筒２４がＢ方向に回転し、第２トルクワイヤ５０ｂがＢ方向に回転したときに駆動筒２４がＡ方向に回転する。このため、本例では、第２トルクワイヤ５０ｂとして、複数のエレメントを上述した実施形態（図４参照）とは反対方向に縒り合わせたものを用い、駆動筒２４の回転方向によらず第１、第２トルクワイヤ３０ａ、５０ｂの合計ねじり剛性がほぼ等しくなるようにしている。なお、図７では、上述した実施形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を省略している。

また、上記実施形態では、インナーユニットを三角筒状としているが、これに限定されることなく、円筒状、角筒状としてもよい。同様に、上記実施形態では、アウターユニットを円形としているが、これに限定されることなく、三角筒状、角筒状としてもよい。

さらに、上記実施形態では、アウターユニット全体を覆うトロイド状のメンブレンを循環移動させて内視鏡を進退させているが、アウターユニットの周方向の一部を覆う複数のベルト状のメンブレンにより内視鏡を進退させてもよい。

さらに、上記実施形態では、駆動筒のウォームギヤ部がヘリカルギヤを介してメンブレンを循環移動させる例で説明をしたが、ウォームギヤ部をヘリカルギヤを介さずに直接メンブレンに当接させ、ウォームギヤ部により直接メンブレンを循環移動させてもよい。

また、上記実施形態は、本発明を医療診断用の内視鏡に適用したものであるが、本発明は医療診断用途に限られず、工業用等のその他の内視鏡やプローブ等に適用することも可能である。

２推進補助装置
３先端硬性部
１０コントローラ
１２シース
１５メンブレン
１６インナーユニット
１７アウターユニット
２４駆動筒
３０ａ第１トルクワイヤ
３０ｂ、５０ｂ第２トルクワイヤ

Claims

内視鏡の先端部に装着される装着部と、装着部に回転自在に支持された回転体と、後端部がモータに接続され、先端部が前記回転体を回転駆動する駆動機構に接続され、前記モータの回転力を前記駆動機構に伝達して前記回転体を回転させるトルクワイヤとを備え、前記回転体を回転させて内視鏡を進退させる推進補助装置において、
前記トルクワイヤは、第１、第２の２種類のトルクワイヤからなり、
前記第１、第２トルクワイヤの双方を回転させることによって、前記回転体が回転して内視鏡が進退するとともに、
前記第１トルクワイヤは、内視鏡を前進させる際に巻き締まるように複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成され、
前記第２トルクワイヤは、内視鏡を後退させる際に巻き締まるように複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成されていることを特徴とする推進補助装置。
前記第１トルクワイヤを第１方向に回転させることによって内視鏡を前進させる方向に前記回転体が回転し、前記第１トルクワイヤを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させることによって内視鏡を後退させる方向に前記回転体が回転し、
前記第２トルクワイヤを前記第２方向に回転させることによって内視鏡を前進させる方向に前記回転体が回転し、前記第２トルクワイヤを前記第１方向に回転させることによって内視鏡を後端させる方向に前記回転体が回転することを特徴とする請求項１記載の推進補助装置。
前記第１、第２トルクワイヤは、互いに同じ方向に捻るように前記エレメントを縒り合わせることによって形成されることを特徴とする請求項２記載の推進補助装置。
前記第１トルクワイヤの先端に前記駆動機構に連結された第１ギヤが取り付けられており、前記第１トルクワイヤの回転力が前記第１ギヤを介して前記駆動機構に伝達されるとともに、
前記第２トルクワイヤの先端に前記第１ギヤと歯合する第２ギヤが取り付けられており、前記第２トルクワイヤの回転力が前記第２ギヤ及び前記第１ギヤを介して前記駆動機構に伝達されることを特徴とする請求項３記載の推進補助装置。
前記第１、第２トルクワイヤを第１方向に回転させることによって内視鏡を前進させる方向に前記回転体が回転し、
前記第１、第２トルクワイヤを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させることによって内視鏡を後退させる方向に前記回転体が回転することを特徴とする請求項１記載の推進補助装置。
前記第１、第２トルクワイヤは、互いに反対方向に捻るように前記エレメントを縒り合わせることによって形成されることを特徴とする請求項５記載の推進補助装置。
前記第１トルクワイヤの先端に前記駆動機構に連結された第１ギヤが取り付けられており、前記第１トルクワイヤの回転力が前記第１ギヤを介して前記駆動機構に伝達されるとともに、
前記第２トルクワイヤの先端に前記駆動機構に連結された第２ギヤが取り付けられており、前記第２トルクワイヤの回転力が前記第２ギヤを介して前記駆動機構に伝達されることを特徴とする請求項６記載の推進補助装置。
内視鏡を前進させる方向に前記第１、第２トルクワイヤをねじったときの前記第１、第２トルクワイヤの合計のねじり剛性と、内視鏡と後退させる方向に前記第１、第２トルクワイヤをねじったときの前記第１、第２トルクワイヤの合計のねじり剛性とがほぼ等しくなるように、前記第１、第２トルクワイヤが形成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の推進補助装置。
前記第１、第２トルクワイヤをそれぞれ１本ずつ設けたことを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の推進補助装置。
内視鏡の先端部に装着されて回転体を回転させることで内視鏡を進退させる推進補助装置に対し、複数の繊維状のエレメントを螺旋状に縒り合わせることによって形成されたトルクワイヤによって駆動力を供給する駆動力供給方法において、
前記トルクワイヤとして、第１、第２の２種類のトルクワイヤを用い、
前記第１トルクワイヤを巻き締める方向に回転させるとともに、前記第２トルクワイヤを巻き緩める方向に回転させることによって内視鏡を前進させるための駆動力を供給し、
前記第２トルクワイヤを巻き締める方向に回転させるとともに、前記第１トルクワイヤを巻き緩める方向に回転させることによって内視鏡を後退させるための駆動力を供給することを特徴する駆動力供給方法。