JP2021191315A - 挿入機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動源において発生した駆動力を被駆動部材へ伝達するための機構の組立てに係る作業の煩雑さを軽減することが可能な挿入機器を提供する。【解決手段】挿入機器は、被検体の内部に挿入される細長な挿入部と、挿入部に設けられた被駆動部材と、挿入部の長手軸に対して平行な第1の回転軸M周りに回転することにより、被駆動部材を駆動させるための駆動力を発生する駆動源71と、第1の回転軸M周りに回転するとともに、第1の軸受部材71dが取り付けられた第1の軸部材71aと、第1の回転軸71aに対して平行な第2の回転軸G1周りに回転するとともに、第2の軸受部材72eが取り付けられた第2の軸部材72aと、第1の軸受部材71dが取り付けられた第1の軸部材71aが嵌め込まれる第1の孔と、第2の軸受部材72eが取り付けられた第2の軸部材G1が嵌め込まれる第2の孔と、が設けられた固定部材111と、を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、挿入機器に関し、特に、駆動源において発生した駆動力に応じて動作する被駆動部材を有する挿入機器に関するものである。
医療分野においては、例えば、細長な挿入部を有する内視鏡において、当該挿入部の外周面を覆うように装着された状態で回転することにより、当該挿入部の挿入及び抜去に係る操作を補助する補助具が従来用いられている。そして、例えば、特許文献1には、前述の補助具と略同様の構成を有する装着ユニットが開示されている。
具体的には、特許文献1には、内視鏡装置において、電動モータにおいて発生した駆動力が駆動シャフトを介して装着ユニットに伝達されることにより、当該装着ユニットが内視鏡挿入部に対して長手軸回り方向に回転する構成が開示されている。
ここで、前述の補助具は、例えば、特許文献1に開示されている電動モータ等のような駆動源において発生した駆動力に応じて動作(回転)する。
また、前述の駆動源において発生した駆動力は、例えば、特許文献1に開示されているモータシャフト及びシャフト部材等のような、互いに平行な位置関係を有して配置された複数の軸部材を介して前述の補助具に伝達される。
そのため、前述の補助具を適切な回転状態で回転させるためには、例えば、前述の複数の軸部材における軸間距離の調整に係る煩雑な作業を行う必要がある。しかし、特許文献1には、前述の軸間距離の調整に係る作業の煩雑さを軽減するための手法について特に開示等されていない。従って、特許文献1に開示された構成によれば、駆動源において発生した駆動力を被駆動部材へ伝達するための機構の組立てに係る作業が煩雑化してしまう、という課題が生じている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、駆動源において発生した駆動力を被駆動部材へ伝達するための機構の組立てに係る作業の煩雑さを軽減することが可能な挿入機器を提供することを目的としている。
本発明の一態様の挿入機器は、被検体の内部に挿入される細長な挿入部と、前記挿入部に設けられた被駆動部材と、前記挿入部の長手軸に対して平行な第1の回転軸周りに回転することにより、前記被駆動部材を駆動させるための駆動力を発生する駆動源と、
前記駆動源の回転に伴って前記第1の回転軸周りに回転するとともに、第1の軸受部材が取り付けられた第1の軸部材と、前記第1の軸部材の回転に伴って前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸周りに回転し、前記駆動力を前記被駆動部材に伝達するとともに、第2の軸受部材が取り付けられた第2の軸部材と、前記第1の軸受部材が取り付けられた前記第1の軸部材が嵌め込まれる第1の孔と、前記第2の軸受部材が取り付けられた前記第2の軸部材が嵌め込まれる第2の孔と、が設けられた固定部材と、を有する。
本発明における挿入機器によれば、駆動源において発生した駆動力を被駆動部材へ伝達するための機構の組立てに係る作業の煩雑さを軽減することができる。
実施形態に係る内視鏡を含む内視鏡システムの構成の一例を示す図。 実施形態に係る内視鏡に設けられたモータユニット及びその周辺部分の構成の一例を概略的に示す断面図。 図2の一部を拡大した図。 実施形態に係る内視鏡に設けられた歯車列の構成の一例を説明するための図。 実施形態に係る内視鏡に設けられた歯車列の構成の一例を説明するための図。 実施形態に係る内視鏡において、歯車列をブラケットに取り付けた状態を示す図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図1から図6は、本発明の実施形態に係るものである。
内視鏡システム1は、図1に示すように、被検体の管腔の内部に挿入可能な挿入機器としての機能を有する内視鏡11と、内視鏡11に接続される複数のユニットを含むコントロールシステム12と、を有して構成されている。図1は、実施形態に係る内視鏡を含む内視鏡システムの構成の一例を示す図である。
内視鏡11は、細長の挿入部21と、挿入部21の基端側に設けられた操作部22と、操作部22から延出するユニバーサルケーブル23と、を有して構成されている。コントロールシステム12と内視鏡11とは、操作部22から延出されたユニバーサルケーブル23により接続されている。
挿入部21は、挿入部本体31と、回転部材32とを有して構成されている。挿入部本体31は、被検体の管腔の内部に長手方向の先端側から挿入されるとともに、長手軸方向に沿って延設される細長形状を有して構成されている。また、挿入部本体31は、先端から順に、先端硬質部31aと、湾曲部31bと、可撓管部31cを設けて構成されている。
可撓管部31cは、被検体の管腔の曲がり形状に従う可撓性を有している。湾曲部31bは、複数の湾曲駒を有する公知の構造で形成されている。湾曲部31bは、操作部22の操作に応じて、上下左右方向の4方向に湾曲可能である。
挿入部21の先端硬質部31aには、図示しない観察窓と、図示しない照明窓が設けられている。先端硬質部31aの観察窓の後ろ側には、図示しない撮像部が設けられている。撮像部は、観察光学系及び撮像素子を有して構成されている。
内視鏡11の挿入部21、操作部22及びユニバーサルケーブル23の内部には、複数の光ファイバ束からなるライトガイド41、及び、撮像信号用の信号ケーブル42がそれぞれ挿通されている。また、操作部22及びユニバーサルケーブル23の内部には、モータ駆動用ケーブル43が挿通されている。
ユニバーサルケーブル23の先端には、コネクタ23aが設けられている。コネクタ23aには、ライトガイドコネクタ41a、プロセッサ用ケーブル41b及びコントローラ用ケーブル41cが設けられている。
コネクタ23aは、内部に基板を有し、その基板にはメモリ23bが搭載されている。メモリ23bは、書き換え可能な不揮発性メモリである。コントロールシステム12のコントローラ12dは、コントローラ用ケーブル41cを介してメモリ23bにアクセス可能であり、図示しない信号線を介してデータを書き込むことができる。
信号ケーブル42は、プロセッサ用ケーブル41bの内部に挿通されているとともに、プロセッサ12bに対して接続することができるように構成されている。モータ駆動用ケーブル43は、コントローラ用ケーブル41cの内部に挿通されているとともに、コントローラ12dに対して接続することができるように構成されている。
操作部22は、把持部51と、挿入部21の可撓管部31cの基端部を支持する折れ止め部52と、把持部51に設けられた2つのノブ51a及び51bと、各種の指示が割り当てられる複数のボタンを有する操作部材部53と、を有して構成されている。操作部材部53には、レリーズボタン、吸引ボタン及び送気/送水ボタン等が設けられている。
折れ止め部52は、挿入部21の可撓管部31cが折れ曲がることを防止する。内視鏡11のユーザである、例えば術者は、ノブ51aを回動操作することにより、図1に示す挿入部21の湾曲部31bを上下方向に湾曲させることができる。ユーザは、ノブ51bを回動操作することにより、湾曲部31bを左右方向に湾曲させることができる。
図1に示すように、回転部材32は、内視鏡11の挿入部21に配置されている。より具体的には、回転部材32は、湾曲部31bの基端側であって、可撓管部31cの例えば先端部近傍の外周面に、挿入部本体31の先端側から着脱可能に取り付けられている。回転部材32は、外周部に、螺旋状に突出したフィン32aを有して構成されている。回転部材32は、挿入部本体31の先端硬質部31a及び湾曲部31bを通して可撓管部31cの所定の位置に着脱可能に構成されている。回転部材32は、モータ71の駆動力によって挿入部21の長手軸周りに回転する被駆動部材として構成されている。
挿入部21と操作部22との境界付近から可撓管部31cの例えば先端部にかけての部位には、回転部材32を駆動するための駆動ユニット61が設けられている。回転部材32は、駆動ユニット61の駆動力により回転することができるように構成されている。回転部材32の回転方向は、挿入部本体31の中心軸COの軸周りの両方向である。そのため、回転部材32は、挿入部本体31を被検体の管腔内へ挿入する際の操作を補助する補助具として用いることができる。また、回転部材32は、被検体の管腔内に挿入された挿入部本体31を抜去する際の操作を補助する補助具として用いることができる。すなわち、回転部材32は、挿入部本体31の挿入及び抜去に係る操作を補助することが可能な補助具として構成されている。なお、本実施形態においては、挿入部本体31の中心軸COが挿入部本体31の長手軸と同軸であるものとして説明を行う。
駆動ユニット61は、挿入部21と操作部22との境界付近に配設されるモータユニット62と、可撓管部31cの例えば先端部に配設される歯車63と、モータユニット62と歯車63との間に配設されるドライブシャフト64と、を有して構成されている。
モータユニット62は、駆動源としてのモータ71と、歯車列72とを有する。モータ71及び歯車列72は、挿入部21の基端側に配置されている。また、モータユニット62は、挿入部21と操作部22との境界付近から挿入部21の長手方向に対して直交する方向に突出した状態で、歯車支持フレームであるギアボックス73内に収納されている。
図1に示すように、ドライブシャフト64は、可撓管31c内に挿通されている。ドライブシャフト64の外側には、チャンネル66が配設されている。
チャンネル66は、チューブ本体66aと固定部66bとを有する。チューブ本体66aには、ドライブシャフト64が挿通されている。チューブ本体66aは、ドライブシャフト64の外側を略全長にわたって保護する。固定部66bは、チューブ本体66aの基端に固定されている。
ドライブシャフト64は、チューブ本体66aだけでなく、円筒状の固定部66b内にも挿通されている。チューブ本体66aは、電気絶縁性、耐摩耗性及びフレキシブル性を有する樹脂等の材料を用いて形成されている。
ドライブシャフト64の先端には、歯車63が固定されている。また、ドライブシャフト64の基端には、中継歯車90が固定されている。また、ドライブシャフト64のうち、中継歯車90よりも先端側の部分は、適宜のコシを有するとともに可撓性を有している。モータユニット62内のモータが回転すると、中継歯車90が回転し、その結果、ドライブシャフト64が、ドライブシャフト64の軸周りに回転する。
回転部材32は、円筒形状を有しており、内周面に歯部(以下、内周歯部という)32bを有している。内周歯部32bは、回転部材32の内周面に形成されていてもよいし、回転部材32の内周面に固定された円筒部材の内周面に形成されていてもよい。
回転部材32が可撓管31cの所定位置に配置されたときに、歯車63は、内周歯部63bと噛み合う。よって、ドライブシャフト64が軸周りに回転すると、歯車63の回転に伴い、回転部材32は、可撓管31cの長手軸周りに回転する。
コントロールシステム12は、光源ユニット12aと、プロセッサ12bと、モニタ12cと、コントローラ12dと、入力ユニット12eとを有して構成されている。光源ユニット12aとプロセッサ12bは接続されている。プロセッサ12bとモニタ12cも接続されている。光源ユニット12aとコントローラ12dも接続されている。コントローラ12dと入力ユニット12eも接続されている。
光源ユニット12aは、観察対象を照明するための照明光を出射する。光源ユニット12aの照明光は、ライトガイドコネクタ41aに入射する。
プロセッサ12bは、観察光学系の撮像部により撮像された画像を処理して内視鏡画像を生成する画像処理ユニットを有する。プロセッサ12bは、プロセッサ用ケーブル41bを介して内視鏡11の撮像部と接続される。
モニタ12cは、生成された内視鏡画像を表示する表示部として構成されている。
コントローラ12dは、内視鏡システム1全体を制御する。コントローラ12dは、内視鏡本体である内視鏡11が使用されるときに接続される周辺機器である。
入力ユニット12eは、コントローラ12dに指示等を入力する装置である。入力ユニット12eは、例えば図示しないキーボードやフットスイッチ等である。入力ユニット12eは、モータ71を制御し、挿入部21の体腔内に対する進退動作を指示する、前進スイッチFS及び後退スイッチBSを有して構成されている。
コントローラ12dは、専用装置だけではなく、例えば、任意のプログラムを搭載するパーソナルコンピュータ等の汎用的な処理装置であってもよい。
モータユニット62は、コントローラ12dからのコマンドに応じて、モータ71の回転速度をサーボ制御などにより制御する。コントローラ12dは、モータ71の回転方向及び回転方向を制御する。術者が、前進スイッチFSあるいは後退スイッチBSを押下することにより、挿入部21は、被検体の管腔内を前進あるいは後退する。
ここで、モータユニット62及びその周辺部分の構成の一例について、図2及び図3等を参照しつつ説明する。図2は、実施形態に係る内視鏡に設けられたモータユニット及びその周辺部分の構成の一例を概略的に示す断面図である。図3は、図2の一部を拡大した図である。
モータ71は、内視鏡11に内蔵されて設けられている。歯車列72は、内視鏡11に内蔵されたモータ71からの回転駆動力を伝達する、複数の歯車を有している。ギアボックス73は、ケース本体83aとキャップ83bにより構成された外装ケース83を有している。
モータ71は、円筒状のモータシャフト71aを先端に有して構成されている。また、モータ71は、基端から延びるケーブル71bを介して回路基板81aに接続されている。回路基板81aには、モータ駆動用ケーブル43に接続可能なコネクタ81bが設けられている。すなわち、モータ71は、回路基板81aを介してモータ駆動用ケーブル43に接続されている。
モータシャフト71aには、中継歯車71c及び軸受部材71dが取り付けられている。モータシャフト71aは、軸受部材71dを取り付けた状態でブラケット111に嵌め込まれている。また、モータシャフト71aは、モータ71の回転に伴い、回転軸M(図3参照)の軸周りに回転する。モータシャフト71aの回転軸Mは、軸受部材71dを取り付けたモータシャフト71aがブラケット111に嵌め込まれている状態において、中心軸COに対して平行になる。
すなわち、モータ71は、挿入部21の長手軸に相当する中心軸COに対して平行な回転軸Mの軸周りに回転することにより、回転部材32を駆動させるための駆動力を発生する。
中継歯車71cは、歯車列72の中継歯車72cに対して噛み合う位置に取り付けられており、モータシャフト71aの回転に応じて回転軸Mの軸周りに回転する。
歯車列72には、回転軸G1(図3参照)の軸周りに回転する中継歯車72cと、回転軸G2(図3参照)の軸周りに回転する中継歯車72dと、中継歯車90と、が設けられている。中継歯車72cは、円筒状のシャフト部材72aの先端側のうちの中継歯車71cに対して噛み合う位置に取り付けられている。シャフト部材72aにおける中継歯車72cの近傍には、キャップ72bが嵌め込まれている。中継歯車72dは、シャフト部材72aの基端側に形成された歯部と、ドライブシャフト64の基端を収容可能な内部空間90aを有する円筒状の中継歯車90と、のそれぞれに対して噛み合う位置に配置されている。
図3に示すように、シャフト部材72aにおける中継歯車72cの基端側に隣接する位置には、転がり軸受72eが取り付けられている。なお、本実施形態においては、例えば、玉軸受、ころ軸受、及び、針軸受等の軸受部材を転がり軸受72eとして用いることができる。また、本実施形態においては、転がり軸受72eの代わりにすべり軸受が取り付けられていてもよい。
転がり軸受72eは、内輪が外輪に対して回転するとともに、シャフト部材72aが回転軸G1の軸周りに回転可能な状態で当該内輪に挿通される軸受部材として形成されている。転がり軸受72eの外輪は、ブラケット111と、歯車列72の外装を構成するハウジング72fと、のそれぞれに対して嵌め込まれた状態で固定されている。
シャフト部材72aの先端側は、ハウジング72fから突出している。シャフト部材72aは、中継歯車71c及び72cの回転に伴い、転がり軸受72eの内輪とともに回転軸G1の軸周りに回転する。回転軸G1は、転がり軸受72eを取り付けたシャフト部材72aがブラケット111に嵌め込まれている状態において、中心軸COに対して平行になる。すなわち、シャフト部材72aは、モータシャフト71aの回転に伴って回転軸G1の軸周りに回転する。
図3に示すように、シャフト部材72gは、2つの玉軸受72hを取り付けた状態でハウジング72fに嵌め込まれている。
玉軸受72hは、外輪が内輪に対して回転するとともに、シャフト部材72gが当該内輪に挿嵌される軸受部材として形成されている。中継歯車72dは、2つの玉軸受72hの外輪を覆うような位置に取り付けられている。また、中継歯車72dは、シャフト部材72aの基端側に形成された歯部の回転に伴い、2つの玉軸受72hの外輪とともに、シャフト部材72gの中心軸に相当する回転軸G2の軸周りに回転する。回転軸G2は、転がり軸受72eを取り付けたシャフト部材72aがブラケット111に嵌め込まれている状態において、中心軸COに対して平行になる。
すなわち、本実施形態においては、中心軸COと、回転軸Mと、回転軸G1と、回転軸G2と、が互いに平行な位置関係を有している。また、本実施形態においては、モータシャフト71a、シャフト部材72a及びシャフト部材72gが互いに平行な位置関係を有して配置される。
以上に述べた構成によれば、モータ71において発生した回転駆動力が、モータシャフト71a及び中継歯車71cを経て中継歯車72cに伝達される。また、以上に述べた構成によれば、中継歯車72cに伝達された回転駆動力が、シャフト部材72a、中継歯車72d及び中継歯車90を経てドライブシャフト64の基端に伝達される。
すなわち、中継歯車71c、シャフト部材72a、中継歯車72c、中継歯車72d、中継歯車90及びドライブシャフト64は、モータ71において発生した駆動力を回転部材32に伝達する駆動力伝達機構を構成している。また、回転部材32は、モータシャフト71a及びシャフト部材72aの回転により伝達される駆動力に応じて挿入部21の長手軸周りに回転する。
図4に示すように、転がり軸受72eには、シャフト部材72aとともに回転する内輪76aと、先端側の一部がハウジング72fからはみ出した状態でハウジング72fに嵌め込まれている外輪76bと、が設けられている。また、図4及び図5に示すように、転がり軸受72eの外輪76bの周囲には、ブラケット111の被嵌合部111c(後述)に対して嵌め合わせることが可能な形状を有する嵌合部77が形成されている。具体的には、嵌合部77は、インロー構造における雄側に対応する凸形状を有して形成されている。図4及び図5は、実施形態に係る内視鏡に設けられた歯車列の構成の一例を説明するための図である。
図6に示すように、ブラケット111は、軸受部材71dが取り付けられたモータシャフト71a(図示省略)が嵌め込まれる孔111aと、転がり軸受72eが取り付けられたシャフト部材72aが嵌め込まれる孔111bと、が設けられた固定部材として構成されている。換言すると、ブラケット111は、モータシャフト71aにおける軸受部材71dが取り付けられた部分が嵌め込まれる孔111aと、シャフト部材72aにおける転がり軸受72eが取り付けられた部分が嵌め込まれる孔111bと、が設けられた固定部材として構成されている。孔111bには、歯車列72の嵌合部77に対して嵌め合わせることが可能な形状を有する被嵌合部111cが形成されている。具体的には、嵌合部111cは、インロー構造における雌側に対応する凹形状を有して形成されている。なお、キャップ72b及び中継歯車72cは、シャフト部材72aを孔111bに嵌め込んだ後で、シャフト部材72aの先端側の所定の位置にそれぞれ取り付けられる。
すなわち、シャフト部材72aは、転がり軸受72eと、転がり軸受72eの外周面の一部を覆うような形状を有するハウジング72fと、により形成された嵌合部77と、孔111bに形成された被嵌合部111cと、を嵌合させた状態でブラケット111に嵌め込まれる。また、歯車列72及びブラケット111は、インロー構造により連結される。
ここで、本実施形態によれば、軸受部材71dを取り付けたモータシャフト71aを孔111aに嵌め込むことにより、ブラケット111に対する回転軸Mの位置が規定される。また、本実施形態によれば、転がり軸受72eを取り付けたシャフト部材72aを孔111bに嵌め込むことにより、嵌合部77と被嵌合部111cとが嵌め合わせられるとともに、ブラケット111に対する回転軸G1(及びG2)の位置が規定される。そのため、本実施形態によれば、軸受部材71dを取り付けたモータシャフト71aを孔111aに嵌め込むとともに、転がり軸受72eを取り付けたシャフト部材72aを孔111bに嵌め込むことにより、回転軸Mと回転軸G1との間の軸間距離TLを確実に所定の距離に設定することができる。従って、本実施形態によれば、モータ71において発生した駆動力を回転部材32へ伝達するための機構の組立てに係る作業の煩雑さを軽減することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
1 内視鏡システム
11 内視鏡
21 挿入部
32 回転部材
64 ドライブシャフト
71 モータ
71a モータシャフト
71c,72c,72d,90 中継歯車
71d 軸受部材
72 歯車列
72a シャフト部材
72e 玉軸受
72f ハウジング
77 嵌合部
111 ブラケット
111a,111b 孔
111c 被嵌合部
国際公開第2014/192537号

Claims (5)

  1. 被検体の内部に挿入される細長な挿入部と、
    前記挿入部に設けられた被駆動部材と、
    前記挿入部の長手軸に対して平行な第1の回転軸周りに回転することにより、前記被駆動部材を駆動させるための駆動力を発生する駆動源と、
    前記駆動源の回転に伴って前記第1の回転軸周りに回転するとともに、第1の軸受部材が取り付けられた第1の軸部材と、
    前記第1の軸部材の回転に伴って前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸周りに回転し、前記駆動力を前記被駆動部材に伝達するとともに、第2の軸受部材が取り付けられた第2の軸部材と、
    前記第1の軸受部材が取り付けられた前記第1の軸部材が嵌め込まれる第1の孔と、前記第2の軸受部材が取り付けられた前記第2の軸部材が嵌め込まれる第2の孔と、が設けられた固定部材と、
    を有することを特徴とする挿入機器。
  2. 前記第2の軸部材は、前記第2の軸受部材と、前記第2の軸受部材の外周面の一部を覆うような形状を有するハウジングと、により形成された嵌合部と、前記第2の孔に形成された被嵌合部と、を嵌合させた状態で前記固定部材に嵌め込まれる
    ことを特徴とする請求項1に記載の挿入機器。
  3. 前記第2の軸受部材は、内輪が外輪に対して回転するとともに、前記第2の軸部材が前記第2の回転軸周りに回転可能な状態で前記内輪に挿通される転がり軸受である
    ことを特徴とする請求項1に記載の挿入機器。
  4. 前記挿入機器が内視鏡であり、
    前記被駆動部材は、前記第1の軸部材及び前記第2の軸部材の回転により伝達される前記駆動力に応じて前記挿入部の長手軸周りに回転する回転部材である
    ことを特徴とする請求項1に記載の挿入機器。
  5. 前記回転部材は、外周部に螺旋状に突出したフィンを有して前記挿入部に対して着脱可能に構成されているとともに、前記被検体に対する前記挿入部の挿入及び抜去を補助する補助具として構成されている
    ことを特徴とする請求項4に記載の挿入機器。
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