JP2019187807A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】内蔵するモータの運転時における温度上昇を抑制することができる内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡は、所定の軸方向に沿って長尺に形成され、対象物内に挿入される挿入部と、挿入部の基端側に配置され、内部空間が挿入部の内部空間と連通する収容ケース８と、収容ケース内８に配置され、回転する出力軸２０ａを有するモータ２０と、挿入部内に配置され、モータ２０が発生する動力により駆動される被駆動部材と、収容ケース８内に配置され、モータ２０の出力軸２０ａの回転を被駆動部材に伝達する歯車列と、モータ２０の出力軸２０ａに連結され、モータ２０が発生する動力により回転し収容ケース８および挿入部の内部に気流を発生させるファン３０と、を具備する。【選択図】図２

Description

本発明は、内部に配置されたモータを備える内視鏡に関する。

生体や構造物等の対象物内における観察や作業のために、対象物内に挿入される挿入部を備える内視鏡が例えば医療分野や工業分野において利用されている。国際公開ＷＯ２０１７／０１０１２８号公報に開示されている内視鏡は、モータを内蔵し、モータが発生する動力により挿入部内に配置された被駆動部材を駆動する構成を有している。また、国際公開ＷＯ２０１７／０１０１２８号公報に開示されている内視鏡では、モータが配置された空間への水の侵入を防止する水密構造を有している。

国際公開ＷＯ２０１７／０１０１２８号公報

国際公開ＷＯ２０１７／０１０１２８号公報に開示されている内視鏡のように、密閉された空間内にモータを設置した場合、運転時のモータの温度が上昇しやすい。モータは、温度変化に伴い出力特性が変化するため、温度の上昇により内視鏡の操作感が変化する場合がある。

本発明は、上述した点を解決するものであって、内蔵するモータの運転時における温度上昇を抑制することができる内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡は、所定の軸方向に沿って長尺に形成され、対象物内に挿入される挿入部と、前記挿入部の基端側に配置され、内部空間が前記挿入部の内部空間と連通する収容ケースと、前記収容ケース内に配置され、回転する出力軸を有するモータと、前記挿入部内に配置され、前記モータが発生する動力により駆動される被駆動部材と、前記収容ケース内に配置され、前記モータの前記出力軸の回転を前記被駆動部材に伝達する歯車列と、前記モータの前記出力軸に連結され、前記モータが発生する動力により回転し前記収容ケースおよび前記挿入部の内部に気流を発生させるファンと、を具備する。

本発明によれば、内蔵するモータの運転時における温度上昇を抑制することができる内視鏡を提供することができる。

内視鏡の構成を説明する図である。 収容ケース内の構成を説明する部分断面図である。 内視鏡の変形例を示す図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示す内視鏡１は、人体等の対象物内に挿入可能な細長の挿入部２を有し、挿入部２に対象物内を観察するための構成を有する。なお、内視鏡１の挿入部２が導入される対象物は、人体に限らず、他の生体であってもよいし、機械や建造物等の人工物であってもよい。

本実施形態では一例として、内視鏡１は、医療用内視鏡である。内視鏡１は、所定の軸に沿って長尺に形成された挿入部２と、挿入部２の一方の端である基端に位置する操作部３と、操作部３から延出するユニバーサルコード４と、挿入部２の外周に配置されるスパイラルチューブ５０と、を含む。

挿入部２は、先端から基端に向かって、先端部２ａ、湾曲部２ｂ、第１可撓管部２ｃ、チューブ接続部１０、および第２可撓管部２ｄが順に連接されて構成されている。

先端部２ａには、対象物内を観察するための構成等が配設されている。具体的には、先端部２ａには、対物レンズおよび撮像素子を備え光学的に対象物内を観察するための撮像装置が配設されている。また、先端部２ａには、撮像装置の被写体を照明する光を出射する照明光出射部も設けられている。なお、先端部２ａには、超音波を用いて音響的に対象物内を観察するための超音波振動子が配設されていてもよい。湾曲部２ｂは、操作部３に設けられている操作ノブ６の回動に応じて湾曲する。先端部２ａおよび湾曲部２ｂの構成は、公知の内視鏡と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第１可撓管部２ｃおよび第２可撓管部２ｄは、可撓性を有しており、加えられる外力に応じて湾曲する。一方、第１可撓管部２ｃおよび第２可撓管部２ｄを接続するチューブ接続部１０は、硬性であり湾曲しない。

チューブ接続部１０は、第１可撓管部２ｃの外周に配置されるスパイラルチューブ５０が結合される。チューブ接続部１０は、内視鏡１が備える後述するモータ２０が発生する動力を、スパイラルチューブ５０に伝える。モータ２０は、挿入部２の基端と操作部３との接続部に配置された収容ケース８内に配置されている。

操作部３および第２可撓管部２ｃ内には、長尺の被駆動部材であるフレキシブルシャフト２１が挿通されている。フレキシブルシャフト２１は、モータ２０が発生する動力により長手軸周りに回転する。フレキシブルシャフト２１は、モータ２０が発生する動力をチューブ接続部１０に伝達する駆動力伝達部材である。フレキシブルシャフト２１は、可撓性を有するフレキシブルシャフトである。

スパイラルチューブ５０は、筒状の外付部材であり、チューブ接続部１０に着脱可能である。スパイラルチューブ５０は、モータ２０が発生する動力により、第１可撓管部２ｃに対して、挿入部２の長軸周りに回転する。スパイラルチューブ５０の外周面には、螺旋形状のフィン５０ａが形成されている。

スパイラルチューブ５０が回転することにより、スパイラルチューブ５０は挿入部２に先端方向または基端方向への推進力を付与する。この推進力の付与により、挿入部２の対象物内における長手軸方向の移動性が向上する。

ユニバーサルコード４の基端部には図示しない外部装置に接続可能に構成された内視鏡コネクタ５が設けられている。内視鏡コネクタ５が接続される外部装置は、先端部２ａに設けられた撮像装置を制御するカメラコントロールユニット等を備える。

図２は、モータ２０を収容する収容ケース８内の概略的な構成を示す断面図である。収容ケース８は、挿入部２と操作部３との接続部に配置されている。収容ケース８の内部空間８ａは、挿入部２の内部空間、および操作部３の内部空間と連通している。図２において、収容ケース８の図中上方に操作部３が接続されており、図中下方に挿入部２が接続されている。

本実施形態の内視鏡１の挿入部２および操作部３は、内部空間内への外部からの液体の侵入を防ぐ水密構造を有している。すなわち、収容ケース８の内部空間８ａも、挿入部２の内部空間および操作部３の内部空間とともに外部に対して密閉されている。

収容ケース８は、電気絶縁性を有する樹脂層８ｂにより覆われている。樹脂層８ｂは、複数に分割されていてもよい。なお、図では省略しているが、収容ケース８内には、収容ケース８に所定の強度と剛性をもたせるための金属製のフレームが配置されていてもよい。

収容ケース８内には、モータ２０、減速機２３およびファン３０が配設されている。また、挿入部２内に挿通されたフレキシブルシャフト２１の基端２１ａが、収容ケース８内に位置している。

モータ２０は、回転する出力軸２０ａを有する電動モータである。図示しないが、モータ２０には、電力を供給するケーブルが接続される。ケーブルは、操作部３およびユニバーサルコード４内に挿通される。ケーブルは、内視鏡コネクタ５において、外部装置と電気的に接続される。

モータ２０は、電気絶縁性を有する樹脂製の台座２２によって支持されている。台座２２は、収容ケース８に固定されている。台座２２は、収容ケース８に直接固定されてもよいし、他の部材を介して間接的に固定されてもよい。本実施形態では、モータ２０の出力軸２０ａは、先端が挿入部２の方向に向くよう配置されている。

減速機２３は、モータ２０の出力軸２０ａおよびフレキシブルシャフト２１の基端２１ａに連結している。減速機２３は、出力軸２０ａの回転をフレキシブルシャフト２１に減速して伝達する。減速機２３の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、減速機２３は、歯車列２４を用いた形態である。

歯車列２４は、複数の歯車を含む。歯車列２４に含まれる個々の歯車は、支持ケース２３ａによって回転可能に支持されている。本実施形態では一例として、支持ケース２３ａは、台座２２に固定されている。すなわち、本実施形態では、モータ２０と減速機２３とが一体に組み立てられている。このため、内視鏡１の組み立て時において、作業者は収容ケース８内におけるモータ２０および減速機２３の位置調整を容易に行うことができる。

複数の歯車を用いた減速機構は公知の技術であるため、減速機２３の詳細な構成は省略する。本実施形態では、減速機２３は、入力軸２３ｂおよび出力軸２３ｃを備える。入力軸２３ｂには、第１歯車２４ａが固定されている。第１歯車２４ａは、モータ２０の出力軸２０ａに固定されたピニオン歯車２０ｂに噛合している。出力軸２３ｂは、カップリング２５を介してフレキシブルシャフト２１の基端２１ａに結合されている。

本実施形態では、ピニオン歯車２０ｂおよび第１歯車２４ａは、電気絶縁性を有する樹脂製である。前述のようにモータ２０は、電気絶縁性を有する樹脂製の台座２２によって支持されている。したがって、モータ２０と、挿入部２、収容ケース８および操作部３内に配置された導電性の他の部材との間は電気的に絶縁されている。

ファン３０は、収容ケース８内に１つまたは複数配置されている。ファン３０は、モータ２０の出力軸２０ａに連結されている。ファン３０は、モータ２０が発生する動力により回転する。ファン３０は、回転することにより、収容ケース８の内部空間８ａ内に気流を発生させる。

本実施形態では一例として、ファン３０は１つであり、モータ２０の出力軸２０ａに連結されている。すなわち本実施形態のファン３０は、モータ２０の出力軸２０ａと同じ回転数および回転方向で回転する。

具体的に、ファン３０には、回転軸に沿って延出する支持軸３０ａが固定されている。支持軸３０ａは、ピニオン歯車２０ｂの貫通孔２０ｂ１内に挿入され、ピニオン歯車２０ｂに対して固定される。ピニオン歯車２０ｂの貫通孔２０ｂ１の支持軸３０ａとは反対側には、モータ２０の出力軸２０ａの先端が挿入されている。すなわち、本実施形態では、ファン３０は、ピニオン歯車２０ｂを介してモータ２０の出力軸２０ａの先端に連結されている。なお、ファン３０は、モータ２０の出力軸２０ａの外周に直接嵌合する形態であってもよい。

なお、モータ２０が、ピニオン歯車２０ｂとは反対側にも出力軸２０ａが突出する形態野茂のである場合には、ファン３０は出力軸２０ａの両端に連結されてもよい。

モータ２０の出力軸２０ａおよび減速機２３が有する複数の回転軸のうち、モータ２０の出力軸２０ａの回転数が最も高いことから、ファン３０は本実施形態のようにモータ２０の出力軸２０ａに連結されることが好ましい。回転数の高い出力軸２０ａにファン３０を連結することにより、ファン３０が派生する気流の流量を高くすることができる。

また、例えばファン３０を、減速機２３が備える回転軸に連結した場合、ファン３０の重心の偏りやファン３０が軸方向推力の変動により、音や振動の発生や、歯車列２４の偏摩耗の発生が考えられる。本実施形態では、モータ２０の出力軸２０ａにファン３０を連結することにより、このような内視鏡１における音や振動の発生や、偏摩耗の発生を防止することができる。

以上に説明したように、本実施形態の内視鏡１は、モータ２０が配置された収容ケース８の内部空間８ａに、モータ２０が発生する動力により回転するファン３０を備える。したがって、本実施形態の内視鏡１では、モータ２０の運転時において、収容ケース８の内部空間８ａにファン３０の回転に伴う気流が発生する。

また、ファン３０の回転により発生した気流は、内部空間８ａに連通する挿入部２の内部空間および操作部３の内部空間内にも到達する。よって、本実施形態では、ファン３０の回転により、モータ２０を収容する収容ケース８の内部空間８ａよりも容積の大きい空間内で空気を撹拌することができる。

内部空間８ａを含む内視鏡１の内部空間に気流が発生することにより、内部空間８ａ内の空気の温度分布の偏りを小さくすることができる。すなわち、本実施形態では、内部空間８ａ内の空気を撹拌することにより発熱するモータ２０の周囲の空気の温度上昇を抑制することができる。したがって、本実施形態の内視鏡１は、内蔵するモータ２０の運転時における温度上昇を抑制することができる。

図３に、本実施形態の内視鏡１の第１の変形例を示す。本変形例の内視鏡１は、収容ケース８内にガイド３１を備える。ガイド３１は、ファン３０の回転により発生した気流をモータ２０の周辺に滑らかに導く。ガイド３１は、ダクト状であってもよいし、板であってもよい。

本変形例では、ファン３０の回転により発生した気流が、他の部材により妨げられることなくモータ２０の周辺に達するため、より確実にモータ２０の周囲の空気の温度上昇を抑制することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内視鏡もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１ 内視鏡、
２ 挿入部、
２ａ 先端部、
２ｂ 湾曲部、
２ｃ 第１可撓管部、
２ｄ 第２可撓管部、
３ 操作部、
４ ユニバーサルコード、
５ 内視鏡コネクタ、
６ 操作ノブ、
８ 収容ケース、
８ａ 内部空間、
８ｂ 樹脂層、
１０ チューブ接続部、
２０ モータ、
２０ａ 出力軸、
２０ｂ ピニオン歯車、
２０ｂ１ 貫通孔、
２１ フレキシブルシャフト（被駆動部材）、
２１ａ 基端、
２２ 台座、
２３ 減速機、
２３ａ 支持ケース、
２３ｂ 入力軸、
２３ｃ 出力軸、
２４ 歯車列、
２４ａ 第１歯車、
２５ カップリング、
３０ ファン、
３１ 導風ダクト、
５０ スパイラルチューブ。

Claims (10)

1. 所定の軸方向に沿って長尺に形成され、対象物内に挿入される挿入部と、
   前記挿入部の基端側に配置され、内部空間が前記挿入部の内部空間と連通する収容ケースと、
   前記収容ケース内に配置され、回転する出力軸を有するモータと、
   前記挿入部内に配置され、前記モータが発生する動力により駆動される被駆動部材と、
   前記収容ケース内に配置され、前記モータの前記出力軸の回転を前記被駆動部材に伝達する歯車列と、
   前記モータの前記出力軸に連結され、前記モータが発生する動力により回転し前記収容ケースおよび前記挿入部の内部に気流を発生させるファンと、
   を具備することを特徴とする内視鏡。
2. 前記被駆動部材は、前記挿入部の内部に挿通される長尺の駆動力伝達部材であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記駆動力伝達部材は、基端が前記歯車列に連結され先端が前記挿入部の先端近傍まで延長されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記駆動力伝達部材の基端と先端の間は、フレキシブルシャフトで形成されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
5. 前記被駆動部材は、前記挿入部の外側に駆動力を伝達することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
6. 前記挿入部の外周には、筒状の外付部材が配設されており、前記被駆動部材は前記外付部材を駆動することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
7. 前記外付部材は、前記挿入部の長軸周りに回転駆動されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
8. 前記外付部材の外周面には螺旋状のフィンが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
9. 前記ファンは、前記モータの前記出力軸上における前記挿入部の先端側に連結されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
10. 前記収容ケース内に前記気流の動きを滑らかにするガイドが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。

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