JP3517194B2 - ジョイスティック型首振り操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工業用内視鏡な
どに用いられるジョイスティック型首振り操作装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉などの特殊な環境に通じる管内部
を検査する場合、工業用内視鏡装置が用いられる。また
上下水道管、ガス管などでも、細い管内を検査する場合
には、工業用内視鏡装置による観察が可能である。

【０００３】この種の工業用内視鏡装置では、先端にカ
メラヘッドを有し、手元にカメラヘッドの向きを制御す
るための操作部を有する。そして、カメラヘッド部と操
作部との間は、カメラケーブルで接続されている。

【０００４】カメラヘッド部を上下左右に向けるために
は、手元の操作部に設けられている２つのダイヤルを回
転させて向きを操作している。第１のダイヤルを回転さ
せるとカメラヘッド部が上下方向に向きを変えることが
でき、第２のダイヤルを回転させるとカメラヘッド部が
左右に向きを変えることができる仕組みである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の工業用内視鏡装
置において、カメラヘッド部の向きを斜め方向へ変化さ
せるには、第１と第２のダイヤルを同時に操作する必要
があった。このため、操作が不便であり、また、迅速に
向きを変えたい場合にも操作が複雑であり、作業性が悪
いと言う問題があった。

【０００６】そこでこの発明は、操作性が極めて優れて
おり、ヘッドの向きを自在に簡単に変化させることがで
きるジョイスティック型首振り操作装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、芯線と、こ
の芯線に間隔をおいて取り付けられた複数のボールと、
前記複数のボールをそれぞれ挟むように配置されて、前
記芯線が中心をフリー貫通している複数の板型間隔子
と、複数の前記板型間隔子の前記中心の周りの複数箇所
をそれぞれフリー貫通した複数の操作ワイヤと、複数の
前記板型間隔子のうち一方の最も端にある第１の板型間
隔子の周囲を、一方端側に固定し、他方端側の底部には
開口を有した第１の筒状の固定部材と、複数の前記板型
間隔子のうち他方の最も端にある第２の板型間隔子の周
囲を固定した第２の筒状の固定部材と、複数の前記操作
ワイヤの端部を前記第１の板型間隔子から抜けないよう
に係止させるストッパーと、前記第１と第２の板型間隔
子の間に配置されてされている残りの板型間隔子の周囲
を囲む柔軟性を有した被服体と、前記第 1 の筒状の固定
部材の前記開口に一部が挿入されて、前記開口から抜け
ないように係止部が開口の内側に係止し、かつ前記芯線
の一端が固定され、前記芯線をその軸方向へ操作するた
めの操作ボタンと、前記第 1 の筒状の固定部材の内部に
設けられた係止部と、前記第 1 の筒状の固定部材の内部
で、前記係止部と前記操作ボタンとの間に設けられ、操
作ボタンを外方向へ付勢するコイルスプリングと、前記
第 2 の筒状の固定部材の内部に設けられ、前記操作ボタ
ンが前記芯線を駆動することに応答して、前記複数の操
作ワイヤの状態をロック或はロック解除する機構とを備
える。

【０００８】この手段によると、上記の被服体を把持
し、上下、左右、斜め方向へ曲げると、各ワイヤの変位
分がヘッドに伝達され、このヘッドを自在にいずれの方
向へも、かつ迅速に向かせることができる。

【０００９】

【発明の実施形態】以下、この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１０】図１はこの発明が適用された工業用内視鏡
装置の要部概観を示す。１１はヘッド部であり、カメラ
あるいはレンズ等の部品が内蔵されている。このヘッド
部１１は、蛇腹状の被服部材に覆われた屈曲自在部１２
を有し、上下、左右、斜め方向へ自在に向きを変えるこ
とができる。１３は、剛性の筒体で囲まれた連結部であ
り、屈曲自在部１２の一端とケーブル２０の一端とを連
結している。

【００１１】屈曲自在部１２は、後述する複数本のワイ
ヤで操作されるもので、例えば、柔軟性を有する円柱に
複数本のワイヤが貫通し、ヘッド部１１の周囲の複数箇
所を牽引あるいは弛緩することでヘッド部１１の向きを
変えることができるようになっている。あるいは、後述
する操作部と同様な機構であってもよい。

【００１２】ケーブル２０の他端は、本発明に係る操作
部３０に連結あるいは、ワイヤロック部４０を介して連
結されている。

【００１３】操作部３０は、図２に示すような構成であ
る。

【００１４】この操作部３０は、芯線（３００）と、こ
の芯線３００に間隔をおいて取り付けられた複数のボー
ル（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ、…、３ｇ）
と、前記複数のボール（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆ、…、３ｇ）をそれぞれ挟むように配置され
て、前記芯線（３００）が中心をフリー貫通している複
数の板型間隔子（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４
ｆ，…、４ｇ，４ｈ）と、複数の前記板型間隔子（４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，…、４ｇ，４ｈ）
の前記中心の周りの複数箇所をそれぞれフリー貫通した
複数の操作ワイヤ（５ａ，５ｂ，…）（図面では2本が
示されている）と、複数の前記板型間隔子（４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，…、４ｇ，４ｈ）のうち
最も端にある第１と第２の板型間隔子（４ａ、４ｈ）の
周囲を固定した第１と第２の筒状の固定部材（６ａ、６
ｂ）と、複数の前記操作ワイヤの端部を前記第１の板型
間隔子から抜けないように係止させるストッパー（７
ａ，７ｂ，…）（図面ではワイヤ５ａ、５ｂに対応する
ものが示されている）と、前記第１と第２の板型間隔子
の間に配置されてされている残りの板型間隔子の周囲を
囲む柔軟性を有した被服体８とを備える。

【００１５】なお図示していないが被服体８の内周側に
は、ゴムなどの筒が設けられている。

【００１６】上記芯線３００は、変位可能であるが、あ
る程度の剛性をもつもので、例えば多数の小径ワイヤを
より合わせたもの、あるいは、コイルスプリング状のも
のが用いられる。上記のボール３ａ〜３ｇは、剛球であ
る。またワイヤ５ａ，５ｂは、約０．４５ｍｍ径のもの
である。

【００１７】板型間隔子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４
ｅ，４ｆ，…、４ｇ，４ｈは、図２（Ｂ）に示すよう
に、例えば円板状であるが外形はこれに限定されるもの
ではない。四角、三角、多角形でもよい。この例では円
形のものを示している。図２（Ｂ）は板型間隔子４ｂを
代表して示している。中心に芯線３００をフリー貫通さ
せるための穴４ｂ０を有し、その回りには例えば４本の
ワイヤをフリー貫通させるための穴４ｂ１，４ｂ２，４
ｂ３，４ｂ４が形成されている。

【００１８】被服体８は、図２（Ｃ）に示すように、例
えばステンレス編組で、筒状に構成され、上記板型間隔
子４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，…、４ｇを取り巻く
ことができる。この被服体８の端部には、それぞれ剛性
のリング８ａ，８ｂが取り付けられている。この剛性の
リング８ａ，８ｂは、ステンレス編組の端末処理を行う
とともに、取り付け金具としてしても機能している。例
えば一方のリング８ａは、筒体状の固定部材６ａの端部
の厚み面に設けられたリング状の溝に挿入され、半田或
は接着材などで固定される。また他方のリング８ｂは、
例えば、板型間隔子４ｈの円板面に設けられたリング状
の溝に挿入され、半田或は接着剤などで固定される。

【００１９】操作部３０は上記の如く構成され、ヘッド
部１１の向きを変えるための操作が極めて容易であり、
操作性がよい。

【００２０】図３には、上記の操作部３０を操作した状
態を示している。図３の例は、操作部３０を変形させた
例である。このように変形させると、ワイヤ５ａと５ｂ
では牽引長が異なることになり、操作部３０を変形した
方向とは反対の向きにヘッド部１１が向くことになる。
これは、ヘッド部１１にも同様な構造が設けられている
からである。図３（Ａ）のように操作部３０を下に向け
るとヘッド部１１は上を向き、操作内容とヘッド部１１
を向ける操作者の感覚が一致することになる。この操作
部３０は、図３（Ｂ）に示すように、後端部を回転する
ように操作することもでき、上下、左右、斜め方向のい
ずれの方向にもヘッド部１１を自在に向けることができ
る。

【００２１】次に、上記のワイヤロック部４０の構成に
ついて説明する。

【００２２】図４は、ワイヤロック部４０の一部を断面
して示している。特にワイヤ５ａのロック機構を取り出
して示している。他のワイヤに対するロック機構も同様
な構成であり、同期して動作するので、ワイヤ５ａに対
するロック機構を代表して説明することにする。図４
（Ａ）はロック解除状態であり、図４（Ｂ）はロック状
態を示している。

【００２３】４００は、ワイヤロック部４０の筒状の外
装体である。この外装体４００の内周壁には、ワイヤ５
ａ側に突出したガイド部材４０１、４０２が間隔をおい
て形成されている。このガイド部材４０１、４０２に
は、ワイヤ５ａに外装されワイヤと一体化されたロッド
５０１がフリー貫通する穴が軸と平行に形成されてい
る。ロッド５０１は、ワイヤ５ａの径が細いために、こ
のままであると後述するロックボールの締め付け力が十
分に伝わらない。そこで、このロッド５０１を設けて径
を太くし、ロックボールの締め付け力が十分に伝わるよ
うに工夫されている。さらにまた、このロッド５０１
は、ワイヤ５ａの保護も兼ねている。さらにまた、ワイ
ヤ５ａがこのロック部４０内で座屈しないように補強す
る目的も兼ねている。

【００２４】ガイド部材４０１は、軸方向へ厚みを有
し、ガイド部材４０２に対向する面には、ロッド５０１
の貫通穴を中心として、ほぼ円錐状の窪みを有する。こ
の結果、この窪み部分には、厚み方向へ先細となるテー
パー面４１１が形成されている。

【００２５】次に、ガイド部材４０１と４０２の間に
は、ロッド５０１がフリー貫通したスライドカム４５０
が設けられている。スライドカム４５０は、ガイド部材
４０２側の鍔部４５１と、ガイド部材４０１側の円筒部
４５２とが一体整形されたものである。

【００２６】さらにロッド５０１の周囲であって、前記
ガイド部材４０２と鍔部４５１との間には、コイルスプ
リング４２１が配置され、通常は、スライドカム４５０
をガイド部材４０１側へ押し付けるように作用してい
る。

【００２７】ここで円筒部４５２の複数箇所には、円筒
壁を貫通した穴が形成されここにボールａ，ｂが挿入さ
れている。

【００２８】一方、芯線３００には、係止片３１１が外
周方向へ突出し、この係止片３１１は、前記スライドカ
ム４５０の鍔部４５１に係止している。なお係止片３１
１は、直接芯線３００に設けられたように示している
が、実際には、芯線３００に一体に外装筒を取り付け、
この外装筒に上記係止片３１１が形成される。

【００２９】図４（Ａ）の状態は、ロッド３００が図示
の矢印Ｘ１方向へ押されて（操作されて）、係止片３１
１がスライドカム４５０をコイルスプリング４２１に抗
してガイド部材４０２側へ移動させた状態を示してい
る。この状態であると、テーパー面４１１、ボールａ，
ｂを押し付けることはない。つまりロック解除状態であ
る。

【００３０】図４（Ｂ）は、ロッド３００が図示の矢印
Ｘ２方向へ移動し、このためにスライドカム４５０がコ
イルスプリング４２１によりガイド部材４０１側へ押し
付けられた状態である。このときは、ボールａ，ｂをテ
ーパー面４１１に押し当てるために、ロッドをロックす
る。つまりワイヤ５ａの移動がロックされることにな
る。

【００３１】したがって、先の操作部３０を操作したい
場合には、芯線３００を矢印Ｘ１方向へ押し付け、ロッ
クを解除して操作部３０を操作してヘッド部１１の向き
を所望の方向へ向け、観察をその状態で維持したい場合
には、芯線３００を図示矢印Ｘ２方向へリリースして、
ワイヤロック状態とすればよい。

【００３２】ワイヤロック部４０の構成は、上記の構成
の単独であってもよいし、これから説明する図５のワイ
ヤロック部と併用されてもよい。

【００３３】図５は、ワイヤロック部４０の他の実施例
でもあるし、また図４の構成と一体に使用されてもよ
い。

【００３４】図５（Ａ）はロック解除状態であり、図５
（Ｂ）はロック状態を示している。

【００３５】４００は、ワイヤロック部４０の筒状の外
装体である。この外装体４００の内周壁には、ワイヤ５
ａ側に突出したガイド部材６０１、６０２が間隔をおい
て形成されている。このガイド部材６０１，６０２に
は、ワイヤ５ａに外装されワイヤと一体化されたロッド
５０１がフリー貫通する穴が軸と平行に形成されてい
る。

【００３６】ガイド部材６０１は、ガイド部材６０２側
へ突出した筒部６１１を有し、この筒部６１１には筒壁
を貫通した複数の穴が設けられている。そしてこの穴に
は、それぞれボールａ，ｂが挿入されている。

【００３７】一方、ガイド部材６０１と６０２の間に
は、スライドカム６５０が設けられ、このスライドカム
６５０をロッド５０１がフリー貫通している。さらにこ
のスライドカム６５０とガイド部材６０２の間には、コ
イルスプリング６２１が配置され、通常は、スライドカ
ム６５０をガイド部材６０１側へ押し付けるように作用
している。

【００３８】スライドカム６５０は、ガイド部材６０１
と対向する面に、ロッドの貫通穴を中心として、ほぼ円
錐状の窪みを有する。この結果、この窪み部分には、厚
み方向へ先細となるテーパー面６５１が形成されてい
る。

【００３９】一方、芯線３００には、係止片３１１が外
周方向へ突出して設けられ、この係止片３１１は、スラ
イドカム６５０と係止している。

【００４０】図５（Ａ）の状態は、ロッド３００が図示
の矢印Ｘ１方向へ押されて（操作されて）、係止片３１
１がスライドカム６５０をコイルスプリング６２１に抗
してガイド部材６０２側へ移させた状態を示している。
この状態であると、テーパー面４１１は、ボールａ，ｂ
を押し付けることはない。つまりロック解除状態であ
る。

【００４１】図５（Ｂ）は、ロッド３００が図示の矢印
Ｘ２方向へ移動し、このためにスライドカム６５０がコ
イルスプリング６２１によりガイド部材６０１側へ押し
付けられた状態である。このときは、ボールａ，ｂをテ
ーパー面４１１に押し当てるために、ロッドをロックす
る。つまりワイヤ５ａの移動がロックされることにな
る。

【００４２】図６には、図４の方式のロック機構と、図
５の方式のロック機構を縦列して設けた例である。図４
のロック機構では、スライドカム４５０がロックボール
を有し、図５のロック機構では、ガイド部材６０１がロ
ックボールを有する。従って、２つのロック機構を、縦
列する場合に、それぞれのロック機構に対して、２つず
つガイド部材４０１，４０２，６０１，６０２を独立し
て設ける必要はない。

【００４３】即ち、図６に示すように、ガイド部材４０
２（図４）とガイド部材６０１（図５）とを一体化した
ガイド部材７００とすることができる。このようにする
と、それぞれのロック機構を独立して設けるよりも、ロ
ック部４０の長さを短く構成できると言う利点がある。

【００４４】図７は、先のロック機構のロック状態、解
除状態を制御するためのロック機構操作部５０である。

【００４５】このロック機構操作部５０は、円筒状の外
装体８００を有し、この外装体８００の底部には、円形
の開口８０１が設けられ、この開口８０１には操作ボタ
ン８１０が挿通している。そしてこの操作ボタン８１０
の係止部８１１が開口８０１の縁に係止し、開口８０１
から抜け出ないようになっている。

【００４６】操作ボタン８１０の中心には、芯線３００
の端部が固定されている。外装体８００の開口の内側に
は、係止部８０２が形成されている。この係止部８０２
と前記操作ボタン８１０との間には、コイルスプリング
８３０が設けられ、操作ボタン８１０を常に後方（矢印
Ｘ２方向）へ押圧している。この状態では、図４、図５
で説明したようにワイヤはロック状態となる。

【００４７】したがって、ヘッド部１１の向きを変える
ために操作部３０を操作する場合には、操作ボタン８１
０を押し付け、ワイヤのロック状態を解除した状態で操
作する。

【００４８】なお、この発明は、上記の実施の形態に限
定されるものではなく、種々の変形例が可能である。例
えば、ロック機構操作部５０の操作は、操作ボタンを押
しているときがロック解除状態としたが、逆に操作ボタ
ンを押しているときがロック状態となっていてもよい。
またワイヤの本数は４本に限定されるものではなく、さ
らに本数は多くてもよい。また図１では操作部３０、ロ
ック部４０、ケーブル２０、ヘッド部１１を示したが、
ケーブルの途中から分岐するラインが設けられ、ヘッド
部１１のカメラからの信号やレンズからの光学像をモニ
タするためのモニタ手段が設けられる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
操作性が極めて優れており、ヘッドの向きを自在に簡単
に変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明が適用された工業用内視鏡の全体的
に概観を示す図。

【図２】 図１の操作部を説明するために示した図であ
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は板型間隔子、（Ｃ）は被
服体を示す図。

【図３】 この発明に係る操作部の動作を説明するため
に示した説明図。

【図４】 図１のロック部の構成を示す図。

【図５】 図１のロック部の他の構成例を示す図。

【図６】 図１のロック部の更に他の構成例を示す図。

【図７】 図１のロック機構操作部の構成例を示す図。

【符号の説明】

１１…ヘッド部、２０…ケーブル、３０…操作部、４０
…ワイヤロック部、ボール…３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，
３ｅ，３ｆ、…、３ｇ、板型間隔子…４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，…、４ｇ，４ｈ、ワイヤ…５
ａ，５ｂ、固定部材…６ａ、６ｂ、ストッパー…７ａ，
７ｂ、被服体…８、３００…芯線、４００…外装体、４
０１、４０２、６０１、６０２…ガイド部材、４２１、
６２１…コイルスプリング、４５０、６５０…スライド
カム、５０１…ロッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−178228（ＪＰ，Ａ) 特開2000−121956（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−184526（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−137176（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−244225（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−123101（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−105493（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 23/24 A61B 1/00 310

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯線と、 この芯線に間隔をおいて取り付けられた複数のボール
   と、 前記複数のボールをそれぞれ挟むように配置されて、前
   記芯線が中心をフリー貫通している複数の板型間隔子
   と、 複数の前記板型間隔子の前記中心の周りの複数箇所をそ
   れぞれフリー貫通した複数の操作ワイヤと、複数の前記板型間隔子のうち一方の最も端にある第１の
   板型間隔子の周囲を、一方端側に固定し、他方端側の底
   部には開口を有した第１の筒状の固定部材と、 複数の前記板型間隔子のうち他方の最も端にある第２の
   板型間隔子の周囲を固定した第２の筒状の固定部材と、 複数の前記操作ワイヤの端部を前記第１の板型間隔子か
   ら抜けないように係止させるストッパーと、 前記第１と第２の板型間隔子の間に配置されてされてい
   る残りの板型間隔子の周囲を囲む柔軟性を有した被服体
   と、前記第 1 の筒状の固定部材の前記開口に一部が挿入され
   て、前記開口から抜けないように係止部が開口の内側に
   係止し、かつ前記芯線の一端が固定され、前記芯線をそ
   の軸方向へ操作するための操作ボタンと、 前記第 1 の筒状の固定部材の内部に設けられた係止部
   と、 前記第 1 の筒状の固定部材の内部で、前記係止部と前記
   操作ボタンとの間に設けられ、操作ボタンを外方向へ付
   勢するコイルスプリングと、 前記第 2 の筒状の固定部材の内部に設けられ、前記操作
   ボタンが前記芯線を駆動することに応答して、前記複数
   の操作ワイヤの状態をロック或はロック解除する機構と
   を具備したことを特徴とするジョイスティック型首振り
   操作装置。
2. 【請求項２】 複数の前記板型間隔子は、円板状である
   ことを特徴とする請求項１記載のジョイスティック型首
   振り操作装置。
3. 【請求項３】 前記被服体は、ステンレス製編組である
   ことを特徴とする請求項１記載のジョイスティック型首
   振り操作装置。
4. 【請求項４】 前記複数のワイヤは、前記複数の板型間
   隔子の前記中心の周りに等間隔で設けられた複数箇所を
   それぞれフリー貫通していることを特徴とする請求項１
   記載のジョイスティック型首振り操作装置。
5. 【請求項５】 前記複数箇所は４箇所であることを特徴
   とする請求項４記載のジョイスティック型首振り操作装
   置。