JP2013158571A - 医療機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】摩擦係合部への湾曲特性を劣化させる異物の混入や残留を防止して、湾曲部を安定して湾曲することができる医療機器を提供する。
【解決手段】湾曲部7に先端が固定された牽引部を構成する湾曲ワイヤ24i(i=u,d,l,r)は操作部3内に設けたモータ27により回転されるプーリ28の外周のCリング29iに巻回された後、操作入力部を構成するジョイスティック21の下端の吊り枠22の端部に手元側端部が連結され、ジョイスティック21を傾倒操作することにより、縮径にしてプーリ28と摩擦係合の状態にされるCリング29iの開口をシール部材32により閉塞し、摩擦係合の機能を低下させる異物の混入を防止する。
【選択図】図1

Description

本発明は、湾曲部を備えた内視鏡等の医療機器に関する。
近年、医療分野及び工業分野において医療機器としての内視鏡は、広く用いられている。この内視鏡は、挿入部の先端側に湾曲自在の湾曲部が設けて、屈曲した部位にも挿入できるようにしている。
上記湾曲部は、挿入部内を挿通された湾曲操作ワイヤを介して挿入部の基端側に設けた湾曲操作部(操作入力部)と連結されており、操作者は湾曲操作部を操作することにより、操作ワイヤを牽引して上記湾曲部を湾曲することができる。
操作者による手動の操作力量で湾曲部を湾曲操作する場合には、大きな操作力量が必要となるため、湾曲操作部を構成する湾曲操作子を傾倒操作により、電気的な駆動手段を介して湾曲操作ワイヤを牽引して湾曲部を湾曲する電動アシスト方式の内視鏡が提案されている。
特開2008−35882号公報の従来例には、駆動手段としてのモータにより回転駆動されるプーリと、このプーリの外周面に配置され、湾曲操作ワイヤが巻回された駆動力伝達部を構成するCリングとを、湾曲操作子の傾倒操作による湾曲操作ワイヤの牽引操作時に、摩擦係合させる構成が開示されている。そして、上記摩擦係合により、モータの駆動力を湾曲操作ワイヤに伝達し、湾曲部を湾曲させる。
特開2008−35882号公報
しかしながら、上記のように摩擦係合させる構造であるため、摩擦係合する部分の摩擦係合部に異物が混入したり、繰り返しの使用により摩擦係合する部分での摩耗により発生した異物が摩擦係合部に残留して摩擦力が変化し、湾曲部を湾曲させる特性を劣化させたり、湾曲駆動する部分の寿命を低下させる可能性がある。
従来例においては、摩擦係合部での摩擦力を変化させる異物の混入や、異物の残留を有効に防止する構造を備えていないため、長期にわたり湾曲部を安定して湾曲駆動することが困難となる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、摩擦係合部に湾曲特性を劣化させる異物の混入や残留を防止して、長期にわたり湾曲部を安定して湾曲することができる医療機器を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る医療機器は、湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部を牽引して湾曲駆動させる牽引部と、前記牽引部を駆動させる駆動力を発生させる駆動部と、前記湾曲部を湾曲操作する操作入力を行う操作入力部と、前記駆動部と前記牽引部とを、摩擦係合が可能な状態にするための摩擦係合部と、前記摩擦係合部を摩擦係合させて前記駆動力を前記牽引部へ伝達させる駆動力伝達状態と、前記摩擦係合しないよう前記駆動力を前記湾曲駆動部へ伝達させない駆動力伝達停止状態とに切り替え動作可能な駆動力伝達部と、前記操作入力部による前記操作入力に従い、前記駆動力伝達部を前記駆動力伝達停止状態から前記駆動力伝達状態へ切り替える状態切替部と、前記摩擦係合部に前記摩擦係合の機能を低下させる異物の混入、又は異物の残留を防止する防止部と、を有する。
本発明によれば、摩擦係合部に湾曲特性を劣化させる異物の混入や残留を防止して、長期にわたり湾曲部を安定して湾曲することができる。
図1は本発明の第1の実施形態の内視鏡を示す図。 図2は図1における電動の湾曲駆動機構の概略を示す図。 図3は図2において傾倒操作によりCリングを縮径状態にした様子を示す図。 図4は第1の実施形態の変形例における駆動力伝達停止状態におけるリング部材の形状を示す図。 図5は図4において駆動力伝達状態におけるリング部材の形状を示す図。 図6は本発明の第2の実施形態における電動の湾曲駆動機構の概略を示す図。 図7は図6におけるA−A′線断面により湾曲駆動機構の概略を示す図。 図8は図7におけるB−B′線断面によりプーリ周辺を示す図。 図9は本発明の第3の実施形態における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図10は図9におけるプーリの側面を示す図。 図11は第3の実施形態の第1変形例における中空部を設けたプーリを示す断面図。 図12は第3の実施形態の第2変形例における溝部を設けたCリングを断面図で示す図。 図13は第3の実施形態の第3変形例におけるクリーニング用ローラを設けたCリングを断面図で示す図。 図14は第3の実施形態の第4変形例におけるクリーニング用ブレードを設けたCリングを断面図で示す図。 図15は図14におけるCリングを縮径にした状態を断面図で示す図。 図16は第3の実施形態の第5変形例における螺旋溝部を設けたプーリを示す図。 図17は図16のE−E′線の断面により螺旋溝部を拡大して示す図。 図18は第3の実施形態の第6変形例におけるプーリ外周面とCリング内周面の構造を示す断面図。 図19は第3の実施形態の第7変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図20は第3の実施形態の第8変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図21は第3の実施形態の第9変形例におけるプーリ周辺部を示す図。 図22は第3の実施形態の第10変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図23は第3の実施形態の第11変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す上面図。 図24は図23のF方向から見た下方向の湾曲に関係する部分を示す側面図。 図25は図24におけるG−G′線により摩擦板の上面を拡大して示す断面図。 図26は第3の実施形態の第12変形例における摩擦板の上面に設けた溝部を示す図。 図27は本発明の第4の実施形態における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図28は図27におけるI−I′線断面によりプーリ及びCリング周辺部を示す図。 図29は第4の実施形態の第1変形例におけるプーリの構造を示す図。 図30は第4の実施形態の第2変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図31は第4の実施形態の第3変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す上面図。 図32は図31の一部を示す側面図。 図33は図32におけるK−K′線により摩擦板を拡大して示す断面図。 図34は本発明の第5の実施形態における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図35は第5の実施形態の第1変形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す図。 図36は第5の実施形態の第2形例における電動の湾曲湾曲機構の概略を示す上面図。 図37は図36の一部を示す側面図。 図38は図37におけるL−L′線により摩擦板を拡大して示す断面図。 図39は図37におけるM−M′線によりプーリの底面を拡大して示す断面図。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1に示すように本発明の医療機器としての第1の実施形態の内視鏡1は、体腔内等に挿入される細長の挿入部2と、この挿入部2の基端に設けられた操作部3と、この操作部3の側部から延出されるユニバーサルコード4とを有する。ユニバーサルコード4の末端には、図示しないコネクタが設けられ、照明光を供給する光源装置や信号処理装置に着脱自在に接続される。
挿入部2は、その先端側から順に硬質の先端部6と、湾曲自在の湾曲部7と、可撓性を有する長尺の可撓管部8とが連設して設けられている。先端部には、照明光を出射する照明窓と、観察を行う観察窓が設けられている。
湾曲部7は、複数の湾曲駒が湾曲部7の長手方向に図示しないリベット等で回動自在に連結して構成されている。本実施形態においては、湾曲部7を構成する複数の湾曲駒は、上下方向と左右方向とに回動自在に連結され、湾曲部7を上下方向と左右方向とに湾曲可能にしている。なお、湾曲部7を上下方向又は左右方向に湾曲可能な構成にしても良い。
操作部3には、その基端側に術者などの操作者が把持する把持部3aが設けられ、その後方側に上記湾曲部7を湾曲駆動する湾曲駆動機構10が設けられている。この湾曲駆動機構10は、湾曲部7を湾曲操作するための操作入力部11と、この操作入力部11による操作入力に連動して、駆動部により湾曲操作を支援(アシスト)する駆動部等を備えて構成される。
挿入部2、操作部3、ユニバーサルコード4内には光源装置から供給される照明光を導光するライトガイド12が挿通され、このライトガイド12により導光された照明光は、先端部6に設けた照明窓から、外部に出射され、患部等の検査対象部位を照明する。照明された検査対象部位は、観察窓に取り付けた対物レンズ13により、その結像位置に配置された撮像素子14に光学像を結ぶ。
撮像素子14により光電変換された撮像信号は、挿入部2、操作部3、ユニバーサルコード4内に挿通されたケーブルを経て内視鏡1の外部の信号処理装置により、信号処理され、画像信号が生成される。この画像信号は表示装置に出力され、表示装置の表示面に撮像素子14により撮像した画像が内視鏡画像として表示される。
図1に示すように操作部3内に配置された操作入力部11は、湾曲部7を湾曲操作するために傾倒操作を行う操作子としてのジョイスティック21を有する。
上記ジョイスティック21は、その軸部(スティック部)の頂部側が操作部3から外部に突出し、操作者は操作部3から突出する頂部に、把持部3aを把持した手の指を当て付け、軸部を傾倒操作することができるようにしている。
ジョイスティック21の下端には、十字形状のアームを有する吊り枠22が連結され、十字形状のアームの端部には湾曲部7を上下、左右の4つの湾曲方向に、湾曲させるために牽引する牽引部としての湾曲ワイヤ24u,24d,24l,24r(以下、24iで表す。ここで、i=u,d,l,r)の手元側端部が固定されている。
なお、ジョイスティック21の途中は、ユニバーサルジョイント23により直交する4方向に回動自在(傾倒自在)に支持されている。
操作入力部11は、主にジョイスティック21と、湾曲ワイヤ24iの手元側端部が固定された吊り枠22とから構成される。
また、湾曲駆動機構10は、主に、上記操作入力部11と、駆動部としてのモータ27と、モータ27により回転されるプーリ28と、このプーリ28の外周に配置されたリング部材(円環部材)としてのCリング29iとを備えて構成される。
上記吊り枠22における十字形状のアームの端部に手元側端部が固定された湾曲ワイヤ24iは、ジョイスティック21及び吊り枠22の下方位置に配置された第1のガイドローラ25,この第1のガイドローラ25の前方側に配置された第2のガイドローラ26を介して駆動部を構成するモータ27により回転駆動されるプーリ28の外周に配置された駆動力伝達部を構成するリング部材としての略円環形状のCリング29iに巻回される。
ガイドローラ25,26は、実際には、後述する図6においてより詳細に示すようにそれぞれ湾曲ワイヤ24iをそれぞれガイドするガイドローラ25i,26iと、ガイドローラ25i,26iを回転自在に保持するシャフト25p,26pとにより構成されている。
なお、図1に示すような直交座標系を設定した場合、挿入部2の長手方向はX軸方向、ジョイスティック21の軸部の方向はZ軸方向、X軸及びY軸に垂直で吊り枠22における湾曲ワイヤ24u,24dの手元側端部が固定されたアームが延びる方向はY軸方向となる。
駆動部を構成する上記モータ27は、その回転軸に取り付けたギヤ27aがプーリ28の回転軸に取り付けたギヤ28aと噛合している。従って、モータ駆動信号により回転するモータ27と共にプーリ28も常時回転する。
なお、図1においては、モータ27とプーリ28とは両回転軸がY軸に平行な方向となるように、配置した構成であるが、後述するように直交する方向に配置し、傘ギアにより噛合させるようにしても良い。
また、プーリ28の外周に配置された駆動力伝達部を構成するCリング29iは、その外周に巻回された湾曲ワイヤ24iが牽引されていない牽引力が作用していない状態での直径が、牽引により縮径となる弾性特性を有する。この特性をより有効に持たせるため、このCリング29iは円環形状の部材の周方向の一部を切り欠いた切欠部30を有するCリング形状をしている。
このCリング29iに1回程度巻回された各湾曲ワイヤ24iは、それぞれガイドローラを介して走行経路が変更され、挿入部2における上下、左右の内壁に沿って挿入部2内を挿通され、湾曲部7における最先端の湾曲駒に先端側端部が固定されている。
また、Cリング29iは、ジョイスティック21が傾倒していない(図1に示すような中立位置の)状態では、湾曲ワイヤ24iに牽引力が作用していない状態である。
この状態ではCリング29iの内周面は、プーリ28の外周面と殆ど接触しないで、従って両者の間に摩擦力が殆ど働かない、つまり摩擦係合していない状態となり、モータ27からプーリ28に伝達した回転駆動力は、Cリング29iには伝達されない駆動力伝達停止状態となる。
これに対して、操作者がジョイスティック21を中立位置の状態から傾倒操作して湾曲ワイヤ24iを牽引し、その牽引力により、Cリング29iを縮径にしてその内周面をプーリ28の外周面に当接させると、両者の間に摩擦力が働く摩擦係合する状態となり、モータ27からプーリ28に伝達した回転駆動力を、Cリング29iに伝達する駆動力伝達状態にすることができる。
このため、プーリ28の外周面と、この外周面に対向するCリング29iの内周面とが、摩擦係合が可能な状態(換言すると、摩擦係合により両者の間に作用する摩擦力の大きさをプーリ28側の(回転)駆動力をCリング29iに確実に伝達することが可能となる状態)にする摩擦係合部31の機能を持つ。
駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替える(換言すると摩擦係合が解除された状態から摩擦係合する状態に切り替える)ことにより、モータ27による回転駆動力で湾曲ワイヤ24iを牽引して、湾曲部7を湾曲させることができる。つまり、操作者による傾倒操作に連動してモータ27による回転駆動力で湾曲ワイヤ24iを牽引して、湾曲部7を湾曲させるようにアシスト(支援)する電動アシスト方式の湾曲駆動機構を形成している。
また、上述のようにジョイスティック21を中立位置の状態から傾倒操作を行うことにより駆動力伝達部を構成するCリング29iとプーリ28とを駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替えることができる。
このため、操作入力部11におけるジョイスティック21は、中立位置の状態からの傾倒操作により、駆動力伝達部を駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態へ切り替える状態切替部21aの機能を有する。
図2は図1においてY軸方向から見た場合の操作入力部11における湾曲部7を主に上方向に湾曲させる構成部分の概略を示す。なお、モータ27のギア27a、プーリ28のギア28a等は省略して示している。後述する図3、図9、図19、図27においても同様である。
本実施形態においては、プーリ28の外周面及びCリング29iの内周面により、両者が摩擦係合する摩擦係合部31を構成している。この摩擦係合部31による摩擦係合の機能は、上記切欠部30による開口があるため、外部からこの開口内に何らかの物が混入(侵入)すると、摩擦係合部31による本来の摩擦係合の機能を低下させる可能性がある。
このため、本実施形態においては、図1及び図2に示すようにCリング29iにおける切欠部30による開口に、該開口を閉塞して摩擦係合の機能を低下させる物(以下、異物)の混入を防止する混入防止部(広義には防止部)としての機能を持つ伸縮性に富むシール部材32を設けている。なお、シール部材32は、図1に示すようにシート形状でも良いし、図2,図3に示すようにシート形状を蛇腹形状にしたものでも良い。
このように切欠部30による開口を閉塞するシール部材32を設けることにより、摩擦係合部31を形成するプーリ28の外周面とCリング29iの内周面との間に、摩擦係合の機能を低下させる異物が混入するのを有効に防止するようにしている。
なお、伸縮性に富むシール部材32による弾性力は、湾曲ワイヤ24iによりCリング29iを縮径にする牽引力に比較して十分に小さく、シール部材32を設けない場合と、Cリング29iを縮径にする機能は殆ど変わらないようにしている。
このような構成の医療機器としての内視鏡1は、湾曲可能な湾曲部7と、前記湾曲部7を牽引して湾曲駆動させる牽引部としての湾曲ワイヤ24iと、前記牽引部を駆動させる駆動力を発生させる駆動部としてのモータ27と、前記湾曲部7を湾曲操作する操作入力を行う操作入力部11と、前記駆動部と前記牽引部とを、摩擦係合が可能な状態にするためのプーリ28の外周面及びCリング29iの内周面により形成される摩擦係合部31と、前記摩擦係合部31を摩擦係合させて前記駆動力を前記牽引部へ伝達させる駆動力伝達状態と、前記摩擦係合しないよう前記駆動力を前記湾曲駆動部へ伝達させない駆動力伝達停止状態とに切り替え動作可能な駆動力伝達部としてのプーリ28及びCリング29iと、前記操作入力部11による前記操作入力に従い、前記駆動力伝達部を前記駆動力伝達停止状態から前記駆動力伝達状態へ切り替える傾倒操作を行うジョイスティック21により構成される状態切替部21aと、前記摩擦係合部31に前記摩擦係合の機能を低下させる異物の混入を防止する防止部としてのシール部材32と、を有することを特徴とする。なお、異物の残留を防止する防止部に関しては、第3の実施形態にて後述する。
次に本実施形態の作用を説明する。図2に示すように中立位置の状態においては、プーリ28の外周面とCリング29dの内周面により形成される摩擦係合部31は摩擦係合していない駆動力伝達停止状態である。この状態では、モータ27によりプーリ28は、矢印で示すように回転しているが、Cリング29dは回転しない。
また、この駆動力伝達停止状態においては、Cリング29dの切欠部30をシール部材32により閉塞しているため、摩擦係合部31には異物が混入しないように防止することができる。
この駆動力伝達停止状態において、操作者は、湾曲部7を下方向に湾曲しようとした場合には、図2に示すように中立位置の状態のジョイスティック21を、矢印Ddの方向に傾倒操作する。
ジョイスティック21を、矢印Ddの方向に傾倒操作すると、湾曲ワイヤ24dの手元側が牽引され、この湾曲ワイヤ24dの手元側が牽引されることにより、湾曲ワイヤ24dが巻回されているCリング29dが牽引前の状態から縮径となり、図3に示すようになる。
図3に示すようにCリング29dが縮径となり、プーリ28の外周面にCリング29dの内周面が当接して摩擦係合部31は、摩擦係合する駆動力伝達状態になり、プーリ28と共に、Cリング29dも回転する。このCリング29dの回転により、傾倒操作により湾曲ワイヤ24dを牽引した方向に、Cリング29dによる回転駆動力で湾曲ワイヤ24dを牽引移動し、湾曲部7を上方向に湾曲駆動することができる。
つまり、操作者が湾曲部7を例えば下方向に湾曲するために、下方向の湾曲に対応した傾倒方向にジョイスティック21を傾倒操作すると、Cリング29dを縮径にして摩擦係合部31を駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態へ切り替え、モータ27による回転駆動力により湾曲ワイヤ24dを牽引して湾曲部7を下方向に湾曲させるようにアシスト(支援)することができる。
また、Cリング29dを縮径にした場合においても、切欠部30による開口はシール部材32が収縮してその開口を閉塞した状態を維持し、摩擦係合部31に異物が混入することを有効に防止する。このため、摩擦係合部31は、異物の混入により摩擦係合の機能が低下することなく、長期間にわたり湾曲駆動をアシストする本来の機能を維持する。
なお、上記の説明は湾曲部7を下方向に湾曲するために、ジョイスティック21を傾倒操作した場合に対して説明したが、湾曲部7を他の方向に湾曲する場合においてもジョイスティック21の傾倒方向、及び牽引される湾曲ワイヤが異なるのみで同様の作用効果となる。
従って、本実施形態によれば、摩擦係合部31における摩擦係合に依存する湾曲特性を劣化させる異物の混入を防止して、長期にわたり湾曲部7を安定して湾曲することができる内視鏡1を提供することができる。
なお、上述の説明においては、プーリ28の外周に配置されるリング部材としてのCリング29iは、切欠部30が設けられた構成で説明したが、本実施形態の第1変形例として、図4に示すように切欠部30を有しない全周が繋がったリング部材29′i(図4,図5ではi=dの場合で示す)を用いても良い。
このリング部材29′iは、湾曲ワイヤ24iから牽引力が作用した場合、縮径となるように弾性に富む部材で形成されている。リング部材29′iは、駆動力伝達停止状態においては、図4に示す形状であり、駆動力伝達状態においては、リング部材29′は、図5に示す形状に変化する。本変形例の作用効果は、第1の実施形態とほぼ同様である。
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態を説明する。図6は本発明の第2の実施形態における湾曲駆動機構の周辺部の構成を平面図で示し、図7は図6のA−A′線断面を示し、図8は図7のB−B′線断面によりプーリ周辺部を拡大して示す。なお、図6は図7のC−C′線断面を示す。
第1の実施形態においては、リング部材の各開口を個別に閉塞することにより防止部を設けていたが、本実施形態においては摩擦係合部31を含む駆動力伝達部全体を覆うことにより、摩擦係合部31に異物が混入するのを防止する混入防止部を構成している。
本実施形態においては、モータ27の回転軸に設けた傘ギア27cは、プーリ28の回転軸28bに設けた傘ギア28cと噛合して、プーリ28を回転駆動する。モータ27の回転軸は、プーリ28の回転軸28bの方向と直交し、例えばX軸方向と平行であり、プーリ28の回転軸28bはY軸方向に平行に配置されている。
図6及び図7に示すように本実施形態においては、プーリ28及びこのプーリ28の外周に配置したCリング29iをシール用フレーム(シール用筐体)41により覆うようにしている。
このシール用フレーム41は、例えば直方体形状であり、プーリ28から突出する回転軸28bを通す円形開口41a部分には、図8に示すようにシール用フレーム41に設けた軸受け42を配置して回転軸28bを回転自在に支持すると共に、この円形開口41aに臨むようにシール用フレーム41に設けたOリング等のシール部材43により回転軸28bと当接してシールしている。このシール部材43により、回転軸28bを支持する円形開口41aを経て、シール用フレーム41内に異物が混入又は侵入するのを防止している。
また、吊り枠22に手元側端部が固定された湾曲ワイヤ24iは、ガイドローラ25i,26iを経てシール用フレーム41の壁面に設けた小さな開口41bを通してシール用フレーム41内のCリング29iに巻回される。なお、ガイドローラ25i,26iにおけるシャフト25p,26pの両端は操作部3内に設けた固定用のフレーム46で支持されている。
また、Cリング29iに巻回された湾曲ワイヤ24iは、シール用フレーム41の壁面に設けた小さな開口41bを通して、挿入部2側に延出され、湾曲部7にその先端側端部が固定される。
上記シール用フレーム41の壁面に設けた小さな各開口41bには、Oリング等のシール部材44が配置され、各湾曲ワイヤ24iはそれぞれシール部材44に当接してシールされ、湾曲ワイヤ24iにはシール部材が当接して、シール用フレーム41内又はシール用フレーム41外に引き回される。
そして、湾曲ワイヤ24iが開口41bを通して移動する場合にも、湾曲ワイヤ24iにはシール部材が当接して、シール用フレーム41内に異物が混入するのを確実に防止する。
このように本実施形態においては、シール用フレーム41により駆動力伝達部を構成するプーリ28及びCリング29iを覆い、シール用フレーム41から回転軸28bを突出する円形開口41aと、シール用フレーム41から湾曲ワイヤ24iを出し入れする開口41bとをシール部材43,44によりシールしている。そして、シール用フレーム41内に配置された摩擦係合部31に摩擦係合に影響する異物が混入することを確実に防止するようにしている。従って、本実施形態も第1の実施形態と同様の効果を有する。
第1の実施形態においては、個々のCリング29iの開口をシール部材で覆うようにしていたが、本実施形態では駆動力伝達部を構成するプーリ28及び4つのCリング29u,29d,29l,29r全体を覆うようにしているので、摩擦係合部31に摩擦係合に影響する異物が混入することをより確実に防止することができる。その他の作用効果は第1の実施形態とほぼ同様である。
なお、第2の実施形態において、上述したシール部材43,44を設けないで、その代わりに円形開口41aや、開口41bをそれぞれ回転軸28b、湾曲ワイヤ24iを通すことができる程度で最小に近いサイズに設定しても良い。また、第1の実施形態の構造を組み合わせるようにしても良い。
(第3の実施形態)
次に本発明の第3の実施形態を説明する。図9は、本発明の第3の実施形態における湾曲駆動機構10の概略の構成を示す。本実施形態は、駆動力伝達部又は摩擦係合部31に異物が残留しないように広義の防止部(より具体的には、排出/清掃部)を設けたものである。異物が残留しないようにするために、仮に摩擦係合部31に摩擦係合の機能を低下させる異物が混入(侵入)したり、摩擦係合部31における摩耗により摩擦係合の機能を低下させる摩耗粉が発生しても、異物、摩耗粉を摩擦係合部31から排出したり、摩擦係合部31を清掃(クリーニング)したりして、清掃した異物、摩耗粉を摩擦係合に関与しない領域に排出するようにする。
図9に示す湾曲駆動機構10は、例えば第1の実施形態における駆動力伝達部を構成するプーリ28の外周面に(摩擦係合に関与しない小さな領域としての)溝部51を設け、摩擦係合部31に混入した異物、摩耗粉52をこの溝部51に移動させて摩擦係合部31を清浄な状態に清掃(クリーニング)し、摩擦係合の機能が低下することを防止するようにしている。
なお、図9においては摩擦係合部31における摩擦係合の機能を低下させる異物、摩耗粉を符号52により示しているが、摩耗粉を含めて摩擦係合部31における摩擦係合の機能を低下させる異物と定義しても良い。
排出/清掃部を構成する上記溝部51は、プーリ28の外周面における複数箇所、例えば90度間隔となる4箇所に例えば楔形状に設けられている。
また、この溝部51は、図9のD方向から見た図10に示すようにプーリ28の長手方向に沿って、Cリング29iが設けられた範囲の外側に異物等を溜める溜め部51aとなるその端部が位置するように長く形成されている。なお、図9,図10においては、異物、摩耗粉52が溝部51内に移動(排出)された様子を示す。なお、本実施形態においては、Cリング29iには例えばシール部材32を設けない例で示しているが、シール部材32を設けるようにしても良い。その他の構成は第1の実施形態と同様の構成である。
このように本実施形態においては、回転駆動されるプーリ28の外周面に溝部51を設けることにより、摩擦係合部31に混入した異物や、摩耗により発生した摩耗粉を回転するプーリ28の外周面とCリング29iの内周面とが接触したような場合に、摩擦係合する摩擦係合部31から溝部51に移動させることができ、駆動力伝達部における摩擦係合部31の摩擦係合による摩擦力を利用して駆動力を伝達する(駆動力伝達)機能を維持(確保)することができるようにしている。
本実施形態における湾曲部7を湾曲させる機能は第1の実施形態と同様である。上記のように回転駆動されるプーリ28の外周面に溝部51を設けることにより、摩擦係合部31に混入した異物や、摩耗により発生した摩耗粉を溝部51に有効に移動させ、摩擦係合部31を清浄な状態に清掃するため、摩擦係合の際に十分な大きさの摩擦力が作用する状態を長期間維持することができる。従って、摩擦係合部31に湾曲特性を劣化させる異物の残留を防止して、長期にわたり湾曲部7を安定して湾曲することができる。
図11は第3の実施形態の第1変形例におけるプーリ28の横断面図を示す。本変形例は、プーリ28の中心側に中空部54を設け、中空部54を溝部51と連通させている。
本変形例は、溝部51に移動した異物、摩耗粉52を中空部54に移動させるようにしている。つまり、溝部51内に移動した異物、摩耗粉52を、さらに中空部54に排出するようにしている。このため、中空部54は、摩擦係合部31で発生した摩耗粉等の異物を排出する排出部の機能を持つ。
そして、本変形例によれば、摩擦係合部31の摩擦係合の機能を長期間維持できる。
図12は第3の実施形態の第2変形例におけるCリング29iの断面図を示す。なお、図12においては、Cリング29iとしてi=dの場合を示しているがd以外のu,l,rの場合も同様の構成である。
本変形例はプーリ28側でなく、このプーリ28の外周に対向するCリング29iの内周面に防止部としての溝部55を設けた例を示す。溝部55は、Cリング29iの内周面における複数箇所に設けている。本変形例の作用効果は、第3の実施形態とほぼ同様のものとなる。
なお、上述したプーリ28又はCリング29iの溝部51,55のみ、清掃機能(クリーニング機能)が高い(プーリ28又はCリング29iを構成する部材と)別部材で構成しても良い。
図13は第3の実施形態の第3変形例におけるCリング29i(i=dの場合を示している)の断面図を示す。本変形例はCリング29iにその内周面と外周面とを連通する切り欠きを設け、クリーニング用(清掃用)ローラ56を設けている。このクリーニング用ローラ56は、少なくともCリング29iが縮径になった場合にはプーリ28の外周面と接触する状態となるようにCリング29iの軸方向に回転自在に、かつその一部がCリング29iの外部に露出するように設けられている。
従って、クリーニング用ローラ56は、プーリ28と回転しながら接触し、摩擦係合部31の異物、摩耗粉をCリング29iの外部に排出する。
図14は第3の実施形態の第4変形例におけるCリング29i(i=dの場合を示している)の断面図を示す。本変形例はCリング29iにクリーニング用ブレード57を設け、クリーニング用ブレード57により摩擦係合部31の異物、摩耗粉52をCリング29iの外部に排出又はクリーニング(清掃)する構成にしている。また、本変形例においては、切り欠き31を形成する一方の壁面側にクリーニング用ブレード57を設けている。
図14は、駆動力伝達停止状態においてのクリーニング用ブレード57を設けたCリング29iを示し、駆動力伝達状態においては図15のようになる。図15に示すようにCリング29iが縮径となり駆動力伝達状態になると、クリーニング用ブレード57がプーリ28の外周面に接触し、摩擦係合部31の摩耗粉等をCリング29iの外部に排出してクリーニングする。つまり、本変形例は、湾曲ワイヤ24iが牽引されて駆動力伝達状態になった時クリーニング(清掃)する。
図16は第3の実施形態の第5変形例におけるプーリ28を示す。本変形例は、プーリ28の外周面に、プーリ28の回転方向に螺旋状となる螺旋溝部58を設けている。なお、図16においては、プーリ28の外周に配置されるCリング29iを除去した状態でのプーリ28を示している。プーリ28の回転軸28bは、フレーム46に設けた軸受け42により回転自在に支持されている。
また、図17は図16のE−E′線断面の拡大図によりプーリ28の外周面に設けた螺旋溝部58を示している。本変形例においては、プーリ28が回転されることにより、摩擦係合部31の異物、摩耗粉52は遠心力により(摩擦係合部から排出又は摩擦係合部を清掃する排出/清掃部を構成する)螺旋溝部58の螺旋に沿って矢印で示すように移動し、螺旋溝部58の開口端から(摩擦係合部31を構成するプーリ28の外周面の)外部に排出される。
図18は第3の実施形態の第6変形例における駆動力伝達部周辺における概略の構成を示す。本変形例は、プーリ28の外周面と、Cリング29iとにおける対向する部分に異物、摩耗粉52を収納する(排出/清掃部としての)凹部59a、59bをくし歯状に設けている。そして、凹部59a,59bに異物、摩耗粉52を収納することにより、摩擦係合部31おける摩擦係合に関与する部分に異物、摩耗粉52が残留しないように清掃する。
なお凹部59a、59bを設けることにより、摩擦係合部31の摩擦係合に機能する面積が減少するが、凹部59a、59bを設ける面積程度、摩擦係合部31のサイズを大きくすることにより、その機能の低下を防止できる。
図19は第3の実施形態の第7変形例における湾曲駆動機構10の概略の構成を示す。本変形例は、Cリング29iの内周面に対向するプーリ28の外周面の位置に、切欠部61を設けると共に、切欠部61に(排出/清掃部としての)クリーニング用ブレード62を回転自在に配置している。
また、本変形例においては、電源投入時、又は操作者がクリーニングを指示したようなクリーニング時において、モータ27によりプーリ28を、通常の回転方向(図19における実線で示す時計回り方向)とは逆方向(図19における点線で示す方向)に一定時間、回転させることができるようにしている。
上記プーリ28の通常の回転方向の場合にはクリーニング用ブレード62の鋭角状に尖ったブレード部分は、実線で示すように切欠部61内部に位置し、クリーニング時の回転方向の場合にはクリーニング用ブレード62の鋭角状に尖ったブレード部分は、遠心力により点線で示すように切欠部61から突出し、Cリング29iの内周面に接触し、摩擦係合部31の異物、摩耗粉52を除去して切欠部61内に移動させ、摩擦係合部31をクリーニングする。なお、切欠部61を図11に示したようにプーリ28の中空部54を介して切欠部61から中空部54側に異物、摩耗粉52を排出したり、中空部54を経てプーリ28の外部に異物、摩耗粉52を排出する構成にしても良い。
図20は第3の実施形態の第8変形例における湾曲駆動機構10の概略の構成を示す。上述した変形例の場合を含む実施形態においては、プーリ28の外周にCリング29iを配置し、Cリング29iを縮径にすることにより、駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替えることができる駆動伝達部を用いていた。
これに対して、本変形例は、Cリング29iを用いることなく、プーリ28の外周に対向するように駆動伝達部を構成する押圧板65iを回動軸66の回りに回動自在に配置している。そして、押圧板65iとプーリ28との間に配置した湾曲ワイヤ24iを、ジョイスティック21の傾倒操作によって、押圧板65iでプーリ28側に押圧することにより、駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替えるワイヤ挟み込み方式の駆動伝達部を形成している。なお、図20においてはi=uの場合で示しているが、i=d,l,rの場合も同様の構成である。
プーリ28と押圧板65iとの間を通した湾曲ワイヤ24iの手元側端部は弛み止め用バネ67の一端と連結され、弛み止め用バネ67の他端は操作部3の内壁等に固定されている。
また、押圧板65iは、吊り枠の端部に操作ワイヤ68iを介して連結されており、ジョイスティック21を傾倒操作することにより操作ワイヤ68iを介して押圧板65iを回動軸66の回りに回動させ、湾曲ワイヤ24iをプーリ28側に押圧して駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替えることができるようにしている。このため、駆動力伝達停止状態の湾曲ワイヤ24iが押圧されて駆動力伝達状態に摩擦係合が可能な状態に切り替えられるプーリ28の外周面部分が摩擦係合部31を形成する。
また、本変形例においては、摩擦係合部31を形成するプーリ28の外周面部分に接触し、鋭角状に尖ったクリーニング用ブレード69を設け、プーリ28の外周面に付着した異物、摩耗粉を除去してクリーニング(清掃)し、摩擦係合部31が異物等でその機能が低下することを防止することができるようにしている。
本変形例における摩擦係合部31は、プーリ28における湾曲ワイヤ24iに対向する部分の外周面(またはこの外周面と湾曲ワイヤ24iと)により形成される。
図20の作用は以下のようになる。中立位置の状態で、湾曲部7を上方向に湾曲しようとする場合には、ジョイスティック21を矢印Duの方向に傾倒操作することにより操作ワイヤ68uを介して押圧板65uを牽引し、(押圧板65uを)回動軸66の回りに回動させる。これにより、押圧板65uは、湾曲ワイヤ24uをプーリ28の外周面に押圧してプーリ28の回転駆動力を湾曲ワイヤ24uに伝達する駆動力伝達状態に切り替える。そして、プーリ28の回転駆動力により湾曲ワイヤ24uをプーリ28の回転方向に牽引し、湾曲部7を上方向に湾曲することができる。
また、プーリ28の外周面に摩耗粉などが発生してその外周面に付着しても、クリーニング用ブレード69により除去できるようにしているので、摩擦係合部31による機能の低下を防止することができる。
なお、図20においては、クリーニング用ブレード69は、摩擦係合部31を形成するプーリ28の外周面部分に常時、接触するように設けた例を示しているが、図21に示す第9変形例のように摩擦係合部31を形成するプーリ28の外周面における、通常の回転方向と逆の方向に回転させた場合のみ、クリーニングを行う構成にしても良い。
図21に示す例では、プーリ28を通常の回転方向としての正転方向(実線で示す回転方向)と、その逆の逆転方向(点線で示す回転方向)に回転可能にし、逆転方向の場合のみクリーニング用ブレード69がプーリ28の外周面に接触する構成にする。なお、図21においては、クリーニング用ブレード69を軸69aの回りに傾倒可能に設けている。
また、クリーニング用ブレード69に近傍にストッパ70を設け、正転方向の場合には、ストッパ70によりクリーニング用ブレード69がプーリ28の外周面に接触しないようにし、逆転方向の場合にはストッパ70の機能を停止して、クリーニング用ブレード69がプーリ28の外周面に接触し、クリーニングを行う。
また、図22に示す第10変形例のように摩擦係合部31を形成するプーリ28の外周面に溝部71,押圧板65i(i=u)にクリーニング用ブレード72を設ける構成にしても良い。図22は、図20の構成において、クリーニング用ブレード69の代わりに押圧板65iにクリーニング用ブレード72を設け、さらにプーリ28に溝部71を設けた構成にしている。
クリーニング用ブレード72は、押圧板65iにおける湾曲ワイヤ24iが通る位置の前側(及び後側で)プーリ28の外周面に接触するように設けている。なお、図22において、プーリ28を矢印の方向のみに回転させる場合には、前側となる一方のクリーニング用ブレード72のみ設けるようにしても良い。
図23は第3の実施形態の第11変形例における湾曲駆動機構10の概略の構成を示す。本変形例は、モータ27からギア83iに伝達した回転駆動力を摩擦板84iを用いて湾曲ワイヤ24iが巻回されたプーリ28iに伝達する摩擦板アシスト方式の湾曲駆動機構10である。本変形例においては、先端が湾曲部7に固定された湾曲ワイヤ24iの手元側端部は、Cリング29iを用いることなく、ガイドローラを介して4方向の湾曲に対応して設けられた4つのプーリ28iに巻回される。
また、第1の実施形態等においては、1つのプーリ28が共通の軸方向に配置していたが、本変形例においては4つのプーリ28u,28d,28l,28rを用い、4つのプーリ28u,28d,28l,28rは、ジョイスティック21の下端に連結した十字形状の吊り枠22の端部の下方位置に、それぞれ個別に配置されている。
各プーリ28iはそれぞれ軸81の回りに回動自在に、かつジョイスティック21の軸に関して90°ずつ回転させた対称な位置に配置されており、ジョイスティック21を傾倒操作することにより、吊り枠22の端部で押圧してプーリ28iを軸81の下方側に移動可能にしている。
また、図24にも示すようにジョイスティック21の軸部の下方位置には、モータ27が配置されている。このモータ27の回転軸に取り付けたギア82は、軸81の下方位置に回転自在に配置された各ギア83iと噛合している。従って、図23に示すようにモータ27によりギア82が矢印で示す方向に回転すると、各ギア83iもそれぞれ矢印で示す方向に回転する。
また、図24に示すようにギア83iとプーリ28iとの間に、駆動力伝達部を構成する円筒状(又は円柱形状)の摩擦板84i(i=uの場合で示している)を配置している。図24に示す構成においては、摩擦板84iの底面をギア83iの上面に固定している。
また、プーリ28iと摩擦板84iとの間にバネ85を配置し、このバネ85の弾性力によりプーリ28iと摩擦板84iとは離間して摩擦係合しない状態を維持する。なお、プーリ28iの底面は、その中心側に凹部を設け、凹部の内側にバネ85を配置している。
このバネ85の弾性力に抗してプーリ28iの上面に押圧力を与え、バネ85を収縮させてプーリ28iと摩擦板84iとを当接させることにより、摩擦板84iが固定されたギア83iを介して(モータ27による)回転駆動力を、この摩擦板84iによる摩擦係合を利用してプーリ28iに伝達する駆動力伝達状態へ切り替えることができるようにしている。
つまり、駆動力伝達部を構成する摩擦板84iは、通常はバネ85の弾性力により駆動力伝達停止状態を維持し、ジョイスティック21の傾倒操作によりプーリ28iを押圧してプーリ28iを摩擦板84iに当接させることにより、モータ27の回転駆動力をプーリ28iに伝達する駆動力伝達状態にすることができる構成にしている。
プーリ28iが駆動力伝達状態になると、プーリ28iは湾曲ワイヤ24iを牽引して巻き取り、湾曲部7を牽引した湾曲ワイヤ24iの方向に湾曲する。このため、図24に示すように摩擦板84iの上面と、この上面に対応するプーリ28iの底面とが摩擦係合部31を構成する。
また、本変形例においては、図24におけるG−G′線断面の図25に示すように各摩擦板84iの上面に、例えば十字形状となる溝部87を設け、摩擦係合部31を形成するプーリ28の底面と摩擦板84iの上面のクリーニングを行う清掃部を形成するようにしている。
なお、図24においては、i=uに関係する軸81、プーリ28u、ギア83u、摩擦板84u、バネ85を示し、i=d,l,rに対応する軸81、プーリ28i、ギア83i、摩擦板84i、バネ85の図示を省略している。
その他の構成は、第1の実施形態等とほぼ同様の構成である。次に本変形例の作用を説明する。
図23又は図24に示す中立位置の状態において、操作者が湾曲部7を下方向に湾曲させるためにジョイスティック21を矢印Duの方向に傾倒操作すると、吊り枠22における矢印Du方向に延びる端部がプーリ28uの上端面を押圧して、バネ85の弾性力に抗してプーリ28uを軸81の下方側に押圧移動させる。
このプーリ28uの押圧移動によりその底面が摩擦板84uの上面に当接すると、両者(両面)の間の摩擦力によりギア83uを介してモータ27の回転駆動力がプーリ28uに伝達する駆動力伝達状態となる。そして、湾曲ワイヤ24uが巻回されたプーリ28uは、ギア83uと共に回転し、湾曲ワイヤ24uを牽引して、この牽引により湾曲部7を上方向に湾曲させる。
また、摩擦板(84uの場合を含む)84iの上面には、溝部87が設けてあるので、プーリ28iと摩擦板84iとの摩擦係合部31に異物、摩耗粉52が混入又は発生するような場合においても、溝部87の角により溝部87内に移動させ、摩擦係合部31をクリーニングすることができる。
なお、湾曲部7を上方向に湾曲させる場合で説明したが、他の方向に湾曲させる場合の作用も殆ど同様となる。このように本変形例においても、摩擦係合部31への異物の混入や残留を防止して、摩擦係合部31を清浄な状態に維持し、長期にわたり湾曲部7を安定して湾曲できるようにする効果を有する。
なお、図25に示す溝部87を図26に示す第12変形例のようにしても良い。本変形例では、中央側を中空にした円環形状の摩擦板88を用いるようにしている。この摩擦板88は、その底面が例えばギア83iの上面に固定されており、その上面は図26(A)に示すように十字形状に直交する溝部87が設けてある。本変形例では、図26(A)のH方向から見た側面図としての図26(B)に示すように溝部87を形成する溝壁における一方の溝壁の角が回転方向に鋭角状に尖ったクリーニング用ブレード87aとなっている。
本変形例によれば、溝部87の角を鋭角状にしたクリーニング用ブレード87aを形成しているので、摩擦係合部31に混入、又は発生した異物、摩耗粉52をクリーニング用ブレード87aによってより有効に擦るように除去、又は清掃できる。摩擦係合部31から擦る等して除去、清掃した異物、摩耗粉52を溝部87内に収納することができる。
なお、第11変形例、第12変形例においては摩擦板84i、88に溝部87を設けた構成を説明したが、プーリ28i側の底面に排出/清掃部の機能を持つ溝部を設けるようにしても良い。また、摩擦板の上面とプーリ28iの底面との両方に溝部を設けたり、溝部を設けた場合、溝部における少なくとも一方の角を鋭角状に尖ったクリーニング機能が高いブレードの機能を持つように形成しても良い。
また、第1の実施形態又は第2の実施形態のように摩擦係合部31に摩擦係合の機能を低下させる異物が混入するのを防止する防止部を設けるようにしても良い。
(第4の実施形態)
次に本発明の第4の実施形態を説明する。本実施形態は、摩擦係合部31での摩擦熱が発生した場合にも、摩擦熱の温度上昇を抑制し、湾曲部7が長期にわたり安定した湾曲機能を確保する。図27は、本発明の第4の実施形態における電動の湾曲湾曲機構の概略の構成を示す。また、図28は図27におけるI−I′線断面によりプーリ及びその外周のCリング周辺部の構成を示す。なお、図27におけるプーリ及びCリング部分は、図28のJ−J′線断面位置での構造を示している。
本実施形態は、例えば第1の実施形態において、Cリング29iにシール部材32を設けない構成にすると共に、プーリ28及びCリング29iで発生する摩擦熱を排出、ないしは冷却する手段を設け、摩擦係合部31を構成するプーリ外周面及びCリング29iの内周面における摩擦係合の特性が摩擦熱による温度上昇で変化したり、劣化したりするのを防止する除去部(又は熱による特性/劣化防止部)を設けるようにしている。
本実施形態におけるプーリ28においては、図27に示すように円筒部に繋がるように十字形状のフィン28eを形成し、これらの間を中空となる中空構造にして、プーリ28が外気に露呈する面積を大きくし、空冷し易い構造にしている。また、フィン28eを形成したプーリ28の上端及び下端には、プーリ28の円筒部よりも半径外側方向に拡径となり、外気に露呈する面積を大きくしたフランジ28fを設け、このフランジ28fの上面及び下面から回転軸28bを突出させ、それぞれフレーム46に設けた軸受け42により回転自在に支持している。
なお、本実施形態においては、フランジ28fとして、熱伝導率が高い部材を用いている。また、プーリ28におけるフィン28eを構成する部分をプーリ28における(Cリング29iとで)摩擦係合部31を構成するための円筒部を構成する部材よりも熱伝導率が高い別の部材で形成しても良い。
また、図27に示すようにCリング29iの例えば外周面に当接するようにバネ92により付勢された、冷却するための冷却手段としてのペルティエ素子91を設け、このペルティエ素子91は電源93から供給される直流電源によりCリング29iを冷却する。
また、(プーリ28及びプーリ28の外周に配置された)Cリング29iの外周側に対向するように空冷用のファン94を配置し、このファン94を回転駆動してCリング29i、プーリ28、プーリ28のフランジ28f等に向けて空気を送気し、Cリング29i、プーリ28、プーリ28のフランジ28f等で発生した熱を空冷ないしは排熱するようにしている。
なお、ペルティエ素子91が当接するCリング29iの外周面部分に熱伝導率が高い部材をコーティング等により設け、Cリング29iで発生した摩擦熱をペルティエ素子91で冷却するようにしても良い。その他の構成は、例えば第1の実施形態と同様である。
本実施形態における湾曲部7を湾曲する作用は、第1の実施形態と同様である。本実施形態においては、プーリ28にフィン28eを形成し、またフランジ28fを設けると共に、プーリ28及びCリング29i周辺部から摩擦熱を排出、ないしは冷却する手段を設けている。
このため、摩擦係合部31による摩擦係合を利用して湾曲部7を湾曲させた場合、プーリ28やCリング29iで発生した摩擦熱を速やかに冷却ないしは排熱することができ、摩擦係合部31の温度上昇を抑制することができる。従って、摩擦係合部31が摩擦熱により温度上昇した場合のプーリ28の外周面とCリング29iの内周面に作用する摩擦力の大きさが変化してしまうことを防止でき、長期にわたり安定した湾曲特性を確保できる。なお、図27においてファン94又はペルティエ素子91のみを設けた構成にしても良い。
本実施形態を、摩擦係合部31に異物の混入、又は残留を防止する防止部を設けた第1の実施形態等と組み合わせるようにしても良い。このようにすると、第1の実施形態等の効果を有すると共に、さらに摩擦熱による湾曲特性の変化や劣化を防止する効果を有する。また、異物の混入、又は残留を防止する防止部が、さらに摩擦熱を排出、ないしは冷却する機能を備えた構成にしても良い。
なお、図28において2点鎖線で示すようにCリング29iに対向していないプーリ28の外周面部分に、例えばペルティエ素子91等の冷却部材を当接するように設けても良い。また、隣接するCリング29iの間のプーリ28の外周面部分に、ガイドローラ等の吸熱部材、ペルティエ素子91等の冷却部材を当接するように設けても良い。なお、フランジ28fを中空構造にしたり、プーリ28を中空構造にしても良い。
図29に示す第1変形例のように中空部28gを設けた中空の回転軸28b及びフランジ28fと、プーリ28の回転方向に斜めとなるフィン28hを設けたプーリ28にしても良い。
そして、図29において矢印で示すように、フィン28hが斜めが形成された方向に対応する一方の中空部28gから、プーリ28の中空部内に空気を送り、プーリ28等を効率良く冷却し、冷却に用いた空気を他方の中空部28gから排気するようにしても良い。
図30は第4の実施形態の第2変形例における電動の湾曲湾曲機構10の概略の構成を示す。本変形例は、例えば図20に示す第3の実施形態の第8変形例における湾曲湾曲機構10に対してクリーニング用ブレード69を設けないで、第4の実施形態の冷却手段を適用した構成にしている。
具体的には、図30に示すようにプーリ28を図27に示すようにフィン28eを設けた構造にし、またプーリ28の外周側にファン94を配置し、プーリ28側を空冷するようにしている。
また、押圧板65i(i=dの場合で示している)には、冷却用のペルティエ素子91を固定又は当接するように設けている。その他の構成は図20に示した構成と同じである。
本変形例による湾曲部7を湾曲駆動する作用は、図20の場合と同じである。そして、本変形例においても、摩擦係合部31周辺部を冷却する構成にしているので、第4の実施形態と同様に、摩擦係合部31の温度上昇を抑制することができる。従って、摩擦係合部31が摩擦熱により温度上昇した場合のプーリ28の外周面とCリング29iの内周面に作用する摩擦力の大きさが変化してしまうことを防止でき、長期にわたり安定した湾曲特性を確保できる。
なお、図27、図28の第4の実施形態におけるなお書きのようにしても良い。具体的には、押圧板65iの外周に当接、又は隣接する押圧板65iの間のプーリ28の外周面部分に、ガイドローラ等の吸熱部材を設けるようにしても良い。また、フランジ28f、プーリ28を中空構造にしても良い。また、押圧板65i又はプーリ28又はフランジ28fに、ペルティエ素子91等の冷却部材を当接するように設けても良い。また、フランジ28f及びプーリ28内部を図29に示すような構造にしても良い。
図31及び図32は第4の実施形態の第3変形例における電動の湾曲湾曲機構10の概略の構成を示す。なお、図23に対応する図31は湾曲湾曲機構10を上方から見た上面図、図24に対応する図32は側面図を示す。また、図33は、図32におけるK−K′線断面により摩擦板84d及びギア83dの形状を示す。
本変形例は、例えば図23−図25に示した第3の実施形態の第11変形例における湾曲湾曲機構10に対して溝部87を設けないで、第4の実施形態の冷却手段を適用した構成にしている。
具体的には、図31に示すようにプーリ28iにフィン28eを設け、また図33に示すように摩擦板84i(i=uの場合で示している)にフィン84fを設け、また(摩擦板84iが固定された)ギア83iにもフィンを設けた構造にしている。なお、図33においてはギア83iのフィンは、フィン84fの下に重なる。
また、図31に示すようにプーリ28iの例えば上面に、冷却用のペルティエ素子91を取り付け、ペルティエ素子91によりプーリ28iを冷却する構成にしている。
また、プーリ28i及び摩擦板84iの周辺部に、空冷用のファン94を配置し、ファン94により、プーリ28i及び摩擦板84iに空冷用の空気を送気する。なお、図31においてはプーリ2d及び摩擦板84dを空冷するファン94の図示を省略している。
その他の構成は上述した第3の実施形態の第11変形例において説明した構成と同じである。本変形例も第4の実施形態と同様の効果を有する。
なお、第4の実施形態において述べたなお書きを、本変形例に適用しても良い。具体的には摩擦板84iに当接、又は摩擦板84iに当接しないプーリ28の面に、ガイドローラ等の吸熱部材を設けるようにしても良い。また、プーリ28を中空構造にしたり、プーリ28の両端にフランジ28fを設け、フランジ28fを中空構造にしても良い。また、プーリ28の両端にフランジ28fを設け、摩擦板84i又はプーリ28又はフランジ28fに、ペルティエ素子91等の冷却部材を当接するように設けても良い。また、フランジ28f及びプーリ28内部を図29に示すような構造にしても良い。
(第5の実施形態)
次に図34を参照して本発明の第5の実施形態を説明する。図34は、本発明の第5の実施形態における電動の湾曲湾曲機構10の概略の構成を示す。本実施形態の湾曲湾曲機構10は、第1の実施形態において、Cリング29iの切欠部30にシール部材32を設けない構成とし、さらに摩擦係合部31周辺部に静電気の帯電を防止又は静電気を除去する静電気帯電防止部(又は静電気除去部)を設けている。
図34に示すように湾曲ワイヤ24i(i=dの場合で示している)が巻回されたCリング29iにおける例えば切欠部30に臨む位置に、導電性の湾曲ワイヤ24i又はCリング29iの導電性の外周面と一端が接触して導通し、他端がその内周側に他端が突出してプーリ28の外周面に接触する例えば導電性の除電部材96を設けている。
このように、Cリング29iの外周面を導電性の特性を有する部材で形成した場合には除電部材96の一端をCリング29iの外周面に導通させるようにしても良い。また、Cリング29iの外周面のみでなく、全体を導電性の部材で形成しても良い。
除電部材96は、例えば導電性を有する細い線を束ねたブラシ形状の部材で形成することができる。
なお、湾曲ワイヤ24iは、例えば挿入部2を構成する導電性の管状部材(図示せず)を介してグラウンドと電気的に導通する。
そして、本実施形態においては、湾曲ワイヤ24iと導通する除電部材96を摩擦係合部31を構成するプーリ28の外周面にその端部が接触するように設けているので、摩擦係合部31に静電気が発生しても除電部材96により速やかにグラウンドに除去し、摩擦係合部31に静電気が帯電することを有効に防止できる。
このように本実施形態によれば、摩擦係合部31に静電気の帯電により摩擦係合の機能を低下させる異物が吸引などして集まるのを有効に防止できる。従って、本実施形態によれば、摩擦係合部に湾曲特性を劣化させる異物が混入することや残留することを防止して、長期にわたり安定した湾曲特性で湾曲部を湾曲することができる。
シール部材32を設けない構成において本実施形態を説明したが、本実施形態を、摩擦係合部31に異物の混入、又は残留を防止する防止部を設けた第1の実施形態等と組み合わせるようにしても良い。このようにすると、第1の実施形態等の効果を有すると共に、さらに静電気により異物が混入することを有効に防止でき、湾曲特性の劣化を防止する効果を有する。
なお、プーリ28、又はCリング29i、又は湾曲ワイヤ24iを静電気の発生を抑制できる部材で形成しても良い。
なお、プーリ28、又はCリング29i、又は湾曲ワイヤ24iに対して、静電気の発生を抑制できる部材をコーティングしても良い。
また、上記のような静電気の帯電を防止する静電気帯電防止部(又は静電気除去部)を上述したワイヤは先込み方式、摩擦板方式などの湾曲駆動機構に適用しても良い。以下にその変形例を説明する。
図35は第5の実施形態の第1変形例における湾曲駆動機構10の概略の構成を示す。本変形例は、図20に示した第3の実施形態の第8変形例において、クリーニング用ブレード69を設けない構成にして、押圧板65i(図示ではi=dの場合を示す)に除電部材96を設けている。押圧板65iに設けた除電部材96の端部はプーリ28の外周面に接触し、摩擦係合部31を構成するプーリ28の外周面に帯電する静電気を除電する。この場合、除電部材96は湾曲ワイヤ24iと接触して導通し、除電部材96の静電気を湾曲ワイヤ24iを介してグラウンドに除去する。なお、湾曲ワイヤ24iを導電性の弛み止め用バネ67を介してグラウンドに導通させるようにしても良い。
また、グラウンドG(と導通するフレーム46)にその一端(基端)を取り付けた除電部材96の他端をプーリ28の外周面に接触させ、この除電部材96によってもプーリ28の外周面に帯電する静電気を除電するようにしている。
本変形例によれば、第5の実施形態とほぼ同様の効果を有する。
なお、プーリ28、又は押圧板65i、又は湾曲ワイヤ24iを静電気の発生を抑制できる部材で形成しても良い。
なお、プーリ28、又は押圧板65i、又は湾曲ワイヤ24iに対して、静電気の発生を抑制できる部材をコーティングしても良い。
図36及び図37は第5の実施形態の第2変形例における湾曲駆動機構10の概略の構成を示す。また、図38及び図39は、図37におけるL−L′線、M−M′線断面により摩擦板の上面及びプーリの底面を示す。本変形例は、図23及び図24に示した第3の実施形態の第11変形例において、溝部87を設けないで、除電部材97、98を設けている。
図38に示すように摩擦係合部31を構成する摩擦板84i(i=uの場合で示している)の上面の周方向の1箇所に溝を設け、その溝内に除電部材97を配置し、また図39に示すようにプーリ28i(i=uの場合で示している)の底面の周方向の1箇所に溝を設け、その溝内に除電部材97を配置している。なお、図38及び図39の一方にのみに除電部材97を設けるようにしても良い。
また、図37に示すように摩擦板84i(i=uの場合で示す)の外周面にその一端が接触し他端がグラウンドGに導通するように除電部材98を設けている。そして、回転される摩擦板84iに静電気が帯電した場合、その静電気を除電部材97,98によりグラウンドGに除電する。また、プーリ28iの底面に静電気が帯電した場合にも、その静電気を除電部材97,98によりグラウンドGに除電する。
本変形例においては、この他の部材においても除電する。図37に示すように吊り枠22の端部の底面にも除電部材97を設けている。またプーリ28iの上端側の外周面に一端が接触し他端がグラウンドGに導通するように除電部材98を設けている。
そして、プーリ28iの上面に静電気が帯電した場合、プーリ28iの上面(の外周面)に設けた図示しない除電部材と、その除電部材に接触する除電部材98によりグラウンドGに除電する。また、吊り枠22に静電気が帯電した場合も、プーリ28iを介してグラウンドGに除電する。
、また、ギア83i(i=uの場合で示す)の底面にもその一端が接触し他端がグラウンドGに導通するように除電部材98を設け、ギア83iに静電気が帯電した場合も、その静電気を除電できるようにしている。また、軸81の基端をグラウンドGに導通させている。この軸81によってもプーリ28i、摩擦板84i等に静電気が帯電した場合も、その静電気を除電できるようにしている。
本変形例の作用効果は、第5の実施形態とほぼ同様である。
なお、プーリ28i、摩擦板84i、ギア82、83i、湾曲ワイヤ24i、軸81、吊り枠22を静電気の発生を抑制する部材で構成しても良い。また、プーリ28i、摩擦板84i、ギア82、83i、湾曲ワイヤ24i、軸81、吊り枠22に、静電気の発生を抑制するコーティングを行うようにしても良い。
なお、上述した変形例の場合を含む実施形態を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態等も本発明に属する。
また、上述した(変形例の場合を含む)実施形態においては、内視鏡に対する適用例について説明したが、内視鏡のみに限定されるものでない。本発明は、内視鏡の他に、例えば、内視鏡におけるチャンネルの出口付近に設けた処置具を突出させる方向をワイヤの牽引を利用してガイドする起上台機構や、湾曲部を備えた処置具や、湾曲部を備えた縫合・吻合器や、内視鏡を挿通して挿入の補助する湾曲部を備えたガイドチューブ等の医療機器に適用することもできる。
1…内視鏡、2…挿入部、3…操作部、7…湾曲部、10…湾曲駆動機構、11…操作入力部、21…ジョイスティック、21a…状態切替部、22…吊り枠、23…ユニバーサルジョイント、24u,24d,24l,24r…湾曲ワイヤ、27…モータ、28…プーリ、28e…フィン、29u,29d,29l,29r…Cリング、30…切欠部、31…摩擦係合部、32…シール部材、41…シール用フレーム、43、44…シール部材、51、55、71…溝部、56…クリーニング用ローラ、57、62、69、72…クリーニング用ブレード、58…螺旋溝部、59a,59b…凹部、65u…押圧板、81…軸、84u,84d,84l,84r…摩擦板、87…溝部、91…ペルティエ素子、94…ファン、96、97、98…除電部材

Claims (11)

  1. 湾曲可能な湾曲部と、
    前記湾曲部を牽引して湾曲駆動させる牽引部と、
    前記牽引部を駆動させる駆動力を発生させる駆動部と、
    前記湾曲部を湾曲操作する操作入力を行う操作入力部と、
    前記駆動部と前記牽引部とを、摩擦係合が可能な状態にするための摩擦係合部と、
    前記摩擦係合部を摩擦係合させて前記駆動力を前記牽引部へ伝達させる駆動力伝達状態と、前記摩擦係合しないよう前記駆動力を前記湾曲駆動部へ伝達させない駆動力伝達停止状態とに切り替え動作可能な駆動力伝達部と、
    前記操作入力部による前記操作入力に従い、前記駆動力伝達部を前記駆動力伝達停止状態から前記駆動力伝達状態へ切り替える状態切替部と、
    前記摩擦係合部に前記摩擦係合の機能を低下させる異物の混入、又は異物の残留を防止する防止部と、
    を有することを特徴とする医療機器。
  2. 前記防止部は、前記摩擦係合部への異物の混入を防止する混入防止部を有することを特徴とする請求項1に記載の医療機器。
  3. 前記防止部は、前記摩擦係合部で発生する前記異物が前記摩擦係合部に残留しないように排出、又は前記摩擦係合部を清掃する排出/清掃部を有することを特徴とする請求項1に記載の医療機器内視鏡。
  4. 前記防止部は、さらに前記摩擦係合部で摩擦係合により発生する熱又は静電気を除去する除去部を有することを特徴とする請求項1に記載の医療機器。
  5. 前記駆動力伝達部は、前記駆動部を構成するモータの回転と共に回転するプーリと、前記プーリの外周に配置され、外周面の一部が切り欠かれた切欠部を有し、前記牽引部を構成する湾曲ワイヤが前記外周面に巻回され、該湾曲ワイヤの牽引により縮径となり前記プーリの外周面に当接して、前記駆動力伝達状態になるCリング部材とを有することを特徴とする請求項1に記載の医療機器。
  6. 前記防止部は、前記Cリングにおける前記切欠部に、該切欠部をシールする弾性を有するシール部材を有することを特徴とする請求項5に記載の医療機器。
  7. 前記駆動力伝達部は、前記駆動部を構成するモータの回転と共に回転するプーリと、前記プーリの外周に対向して配置され、前記プーリ外周面との間に前記牽引部を構成する湾曲ワイヤが通され、前記操作入力部の操作により前記湾曲ワイヤを前記プーリの外周面に押圧して、前記湾曲ワイヤを前記プーリの回転方向に牽引する押圧板と、を有することを特徴とする請求項1に記載の医療機器。
  8. 前記防止部は、前記異物を前記摩擦係合部から排出、又は前記摩擦係合部を清掃する排出/清掃部を有し、前記排出/清掃部は前記プーリ外周面又は前記押圧板に設けられた清掃用ブレードを有することを特徴とする請求項7に記載の医療機器。
  9. 前記駆動力伝達部は、前記駆動部を構成するモータの回転と共に回転し、前記摩擦係合する摩擦係合面が設けらた摩擦板と、前記摩擦係合面に対向して一方の面が配置され、前記牽引部を構成する湾曲ワイヤが巻回され、前記操作入力部の操作により、押圧されて前記摩擦板と摩擦係合して、前記湾曲ワイヤを前記摩擦板の回転方向に牽引するプーリと、を有することを特徴とする請求項1に記載の医療機器。
  10. 前記防止部は、前記異物を前記摩擦係合部から排出、又は前記摩擦係合部を清掃する排出/清掃部を有し、前記排出/清掃部は前記摩擦板及び前記プーリにおける対向する少なくとも一方の面に設けられた溝部を有することを特徴とする請求項9に記載の医療機器。
  11. 前記医療機器は、内視鏡であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つの請求項に記載の内視鏡。
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