JP3803175B2 - Endoscope cam mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内視鏡に組み込まれた駆動機構に用いられるカム機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
内視鏡において回転運動を直線運動に変換し或いは直線運動を回転運動に変換する必要がある部分には、カム溝にピンを係合させたいわゆるカム機構が用いられる。
【0003】
そのようなカム機構に用いられるピンは、可動部材に対してねじ込み固定されている場合が多く、図14に示されるように、組み立て時にねじ込み作業を行う工具(ドライバー)の先を係合させるために、ピン90の頭部にスリ割り溝90aが形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのようなピン90は、頭部の外周面にスリ割り溝90aの両端が現れているので、ピン90の頭部がカム溝に係合する機構においては、スリ割り溝90aの端の部分がカム面と摺動して、機構の動作にざらつきが発生する場合がある。
【0005】
そこで、図15に示されるように、スリ割り溝90aが形成されている頭部部分の直径を細く形成して、スリ割り溝90aがカム溝と接触しないようにすることも考えられるが、ピン90の高さHが高くなってしまう影響でカム機構が大型化するので、内視鏡の挿入部先端内等での使用には適さない。
【0006】
そこで本発明は、円滑な動作が得られてしかも小型に構成することができる内視鏡のカム機構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】
上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡のカム機構は、可動部材にねじ込み固定されたピンの頭部をカム溝に係合させて回転運動を直線運動に変換し或いは直線運動を回転運動に変換するようにした内視鏡のカム機構において、上記ピンを上記可動部材にねじ込む際に工具の先を係合させるためのスリ割り溝を、上記ピンの外周面に露出させることなく上記ピンの頭部に形成したことを特徴とする。
【0008】
なお、上記スリ割り溝が、半月状の窪みによって形成されていてもよい。
また、軸線回りに回転自在に挿入部の先端内に配置されたカム筒に上記カム溝が形成されていて、上記カム筒は遠隔操作によって軸線方向に移動する操作ワイヤを介して回転駆動され、上記カム溝に係合する上記ピンを介して上記可動部材が軸線方向に駆動されるようにしてもよい。
【0009】
そして、上記可動部材が、対物光学系が取り付けられた対物枠と像伝達手段の受像部が取り付けられた受像部枠の一方又は両方であってもよく、上記対物枠と上記受像部枠の少なくとも一方の移動によって、フォーカシングとズーミングのいずれか一方又は両方が行われるようにしてもよい。
【0010】
【発明の実態の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図2は内視鏡の全体構成を示しており、可撓管状の挿入部1の基端に操作部2が連結され、挿入部1の先端部分に形成された湾曲部4は、操作部2に設けられた湾曲操作ノブ3を回転操作することによって、任意の方向に任意の角度だけ屈曲させることができる。
【0011】
湾曲部4の先端には、対物光学系等が内蔵された先端部本体10が連結されている。また、挿入部1と操作部2との連結部付近には、挿入部1内に挿通配置された処置具挿通チャンネルの入口である処置具挿入口5が突出配置されている。6は、フォーカシング又はズーミングの操作を行うための光学系操作レバーである。
【0012】
操作部2の後部に連結された可撓性連結管7の先端にはコネクタ8が連結されており、このコネクタ8は、後述する照明用ライトガイドファイババンドルに対する照明光の供給及び先端部本体10に内蔵の固体撮像素子で撮像された映像信号の処理等を行うための光源装置兼ビデオプロセッサ(図示せず)に接続される。
【0013】
図3は先端部本体10の正面図であり、11は、観察像を取り入れるための観察窓、12は、被写体を照明する照明光を射出するための照明窓、13は処置具挿通チャンネルの出口、14及び15は送気ノズル及び送水ノズルである。
【0014】
図4は、観察窓11と照明窓12の各中心線を通る断面における挿入部1の先端部分の側面断面図、図5はそのV−V断面図であり、4及び10は、前出の湾曲部及び先端部本体である。
【0015】
照明窓12には照明光の配光角を広げる凹レンズ17が嵌め込まれていて、その内側にライトガイドファイババンドル18の射出端が配置されている。また観察窓11には、対物光学系の第1レンズであるカバーレンズ20が嵌め込まれており、その内側に、対物レンズ群21と固体撮像素子24等が配置されている。22はYAGレーザーカットフィルター、23はカバーガラスである。
【0016】
湾曲部4の骨組みは、複数の節輪をリベットで回動自在に連結して構成されており、その最先端の節輪4aが、先端部本体10の後端部外周面に被嵌されて固定ネジ4bによって連結固定されている。
【0017】
4cは、固定ネジ4bを螺合させるために先端部本体10に形成された凹み内に配置されたネジ駒、4dは湾曲操作ワイヤ、4eは、伸縮自在なゴム製の外装チューブである。
【0018】
図1は、通常観察状態における対物光学系20,21と固体撮像素子24の周辺の構成を拡大して示し、図6及び図8は、VI−VI断面及びVIII−VIII断面を示している。
【0019】
先端部本体10に軸線方向に形成された孔に嵌挿固定された固定外筒27に対して、固定内筒28(固定筒)が後側では図6にも示されるように直接嵌合して固定ネジ29で固定され、前側においては両者27,28の間にスペース環30が介挿固着されていて、両者27,28の間には両端部を除く全長にわたって一定の隙間が確保されている。
【0020】
カバーレンズ20は固定内筒28の先端に水密的にカシメ固定されていて、カバーレンズ20の側面と先端部本体10との間を塞ぐように前蓋31がスペース環30に接合されている。
【0021】
前蓋31とカバーレンズ20の側面との間の隙間には脱泡したエポキシ系接着剤が充填されており、前蓋31と先端部本体10との嵌合面にはシール用のOリング32が装着されている。
【0022】
固定内筒28内には、対物レンズ群21が取り付けられた対物枠34と、観察像を撮像するための固体撮像素子24が取り付けられた受像部枠35とが、互いに独立して軸線方向に進退自在に嵌挿されている。33はOリングである。
【0023】
対物レンズ群21はレンズ筒36内に組み付けられてカシメ固定されており、そのレンズ筒36が対物枠34に接合されている。ただし、レンズ筒36を対物枠34にネジ固定してもよい。
【0024】
37は、不要周辺光をカットするための遮光マスクである。明るさ絞りは対物レンズ群21の前端面に配置されている。対物枠34と受像部枠35との間には、両者34,35を遠ざける方向に付勢する第1の圧縮コイルバネ47が介装されていて、ガタつきが防止されている。
【0025】
固体撮像素子24は、例えばTAB(テープオートメイティングボンディング)基板等の可撓性基板44の先端に固着されていて、カバーガラス23が固体撮像素子24の前端面に接合され、YAGレーザーカットフィルター22がカバーガラス23の前端面に接合されている。
【0026】
可撓性基板44内には、固体撮像素子24の駆動回路等を構成する電子部品が搭載されたバッファ基板43が配置されていて、その後方に信号ケーブル45が引き出されている。
【0027】
カバーガラス23と固体撮像素子24と可撓性基板44の外周面には、電気絶縁性の薄い絶縁テープ38が連続的に巻かれていて、導電性の筒状体からなるシールド筒40がその外側に被嵌されている。シールド筒40には信号ケーブル45のシールド線が接続されている。
【0028】
シールド筒40の先端は固体撮像素子24の側面の途中の位置にあるので、そこからカバーガラス23の先端位置まで、絶縁テープ38の外面部分には脱泡した電気絶縁性のエポキシ系接着剤41が充填されている。
【0029】
そして、その部分からシールド筒40の外周にわたってさらに絶縁テープ39が連続的に巻かれていて、シールド筒40と受像部枠35との間の電気絶縁性が確保されている。46は、受像部枠35内にゴミが侵入するのを防止するために後端側に充填されたシリコン系接着剤である。
【0030】
このようにして固体撮像素子24と電子回路とが収容されたシールド筒40は、受像部枠35にねじ込まれた固定ネジ42により押圧固定されている。この固定ネジ42は、通常観察状態でピント出し調整を行う際に一旦緩めて、さらに後述する近接拡大観察状態に切り換えてピントの確認を行い、良い状態ならば締め付けてシールド筒40を受像部枠35に固定する。
【0031】
ただし、その固定ネジ42の先端面とシールド筒40の外周面との間には絶縁テープ39が介在しているので、受像部枠35とシールド筒40との間の電気絶縁性が確保されている。
【0032】
固定内筒28の外周面には、第1、第2及び第3のカム溝51,52,53が形成された円筒形のカム筒50が、軸線回りに回転自在に被嵌されており、そのカム筒50を囲む位置に、操作ワイヤ25によって駆動されて軸線方向にスライドするスライド筒55が配置されている。
【0033】
スライド筒55に穿設された孔に操作ワイヤ25の先端が通されていて、その先端に抜け止め環57が固着されている。スライド筒55は、光学系操作レバー6を操作して操作ワイヤ25を操作部2側から牽引する動作によって、図1において右方にスライド駆動される。
【0034】
そして、操作ワイヤ25を逆方向(即ち、前方)に移動させると固定内筒28の外周を囲んで配置された第2の圧縮コイルバネ58の付勢力により、図1において左方にスライド筒55がスライド駆動される。なお、第2の圧縮コイルバネ58の付勢力は、通常観察状態において第1の圧縮コイルバネ47の付勢力より強く設定されている。
【0035】
62と63は、挿入部1内において操作ワイヤ25を案内する二重構造の案内管であり、内側が可撓性チューブ62、外側が断面形状が矩形の密着巻きコイルパイプ63からなり、固定外筒27に半田付け固定された接続パイプ61に接着固定されている。可撓性チューブ62は、挿入部1内の各種内蔵物に塗布された潤滑剤が侵入するのを防止する機能を有する。
【0036】
スライド筒55には、カム筒50に形成された第1のカム溝51に先端がガタ無く移動自在に係合する第1のピン65が、内方に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。
【0037】
また対物枠34には、第2のカム溝52に頭部が係合する第2のピン66が外方に向けて突出する状態にねじ込み固定されており、受像部枠35には、第3のカム溝53に頭部が係合する第3のピン67が外方に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。
【0038】
なお、固定内筒28には、第2のピン66と第3のピン67が通過する直進溝68,69が軸線と平行方向に形成されている。また、第2のピン66と第3のピン67は、頭部が第2のカム溝52と第3のカム溝53に係合するので、図9にも示されるように、組み立て時にドライバーの先を係合させるスリ割り溝66a,67aが、側面(外周面)に露出しない半月状の窪みにより形成されている。
【0039】
その結果、ピン66,67がねじ込み固定された方向性に関係なく、スリ割り溝66a,67aがカム溝52,53に接触しないのでざらつきのない円滑な動作が得られる。また、ピン66,67の高さを高くする必要がないので、機構が大型化せず、先端部本体10を細く形成して良い挿入性を得ることができる。
【0040】
図7は、第1ないし第3のカム溝51,52,53と第1ないし第3のピン65,66,67との係合状態を示す展開図であり、各ピン65,66,67は図1及び図8等に示される通常観察状態の位置にある。
【0041】
なお、第1のカム溝51がカム筒50の軸線方向(即ち、光軸方向)となす角度θは、軽い操作力量で円滑な動作を行わせるために10°〜45°の範囲にあることが望ましい。この実施の形態ではθ≒30°に設定されている。
【0042】
この通常観察状態から操作部2の光学系操作レバー6を操作して操作ワイヤ25を牽引すると、図10に示されるように、スライド筒55が第2のコイルバネ58の付勢力に抗して後方(図10において右方)にスライドし、それと共に移動する第1のピン65と第1のカム溝51との係合によって、カム筒50が軸線回りに回転駆動される。その回転角度は最大で90°である。
【0043】
カム筒50が軸線回りに回転すると、カム筒50に形成された第2及び第3のカム溝52,53と係合する第2及び第3のピン66,67が軸線方向に移動させられ、対物枠34が前方(図10において左方)にスライドすると共に受像部枠35が後方(図10において右方)にスライドする。
【0044】
なお、第1のカム溝51の長さはカム筒50の回転角にしてちょうど90°であるが、第2と第3のカム溝52,53はカム筒50を90°回転させたときの両端部分が共に第1のカム溝51より長く形成されている。その結果、第1のカム溝51とそれに係合する第1のピン65が、カム筒50の回転角度を規制するストッパになっている。
【0045】
図11は、カム筒50が90°回転した状態の第1ないし第3のカム溝51,52,53と第1ないし第3のピン65,66,67との係合状態を示す展開図であり、図12はXII−XII断面を示している。
【0046】
この図10ないし図12に示される状態においては、カバーレンズ20は移動することなく対物レンズ群21が前方に移動して、固体撮像素子24が後方に移動する。
【0047】
その結果、ズーミングが行われて、例えば通常観察時には視野角が120°で観察距離が5〜100mmの範囲だったものが、視野角が40°で観察距離が2〜4mmの範囲になって、顕微鏡的な近接拡大観察状態になる。
【0048】
そして、光学系操作レバー6を中間の任意の位置で止めれば、操作ワイヤ25とスライド筒55を介して駆動される対物枠34と受像部枠35とが移動範囲の中間位置で止まって、通常観察状態と近接拡大観察状態との間の任意の倍率で観察することができる。
【0049】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば第2及び第3のピン66,67のスリ割り溝66a,67aは、半月状に限らず、例えば図13に示されるように、ピン66,67の外周面に露出さえしなければ、底面が平らであってもよい。
【0050】
また、本発明のカム機構によって動作するのがフォーカシングだけでもよく、フォーカシングとズーミングの両方が行われるものでもよい。また、操作ワイヤ25の牽引によって移動するのが対物レンズ群21と固体撮像素子24のいずれか一方でもよい。また、本発明のカム機構によって動作するのが対物光学系以外の内視鏡内の機構であってもよい。
【0051】
【発明の効果】
本発明によれば、可動部材にねじ込み固定されてカム溝と係合するピンの頭部に、スリ割り溝を外周面に露出させることなく形成したことにより、ピンがねじ込み固定されたときの方向性に関係なくスリ割り溝がカム溝と接触しないので、ざらつき等のない円滑な動作を得ることができ、また、ピンの高さを高くする必要がないので、機構を小型化して内視鏡の挿入部先端等にも問題なく組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の通常観察状態の対物光学系部分の拡大側面断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の内視鏡の全体構成を示す側面図である。
【図3】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の正面図である。
【図4】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の側面断面図である。
【図5】本発明の実施の形態の図4におけるV−V断面図である。
【図6】本発明の実施の形態の図1におけるVI−VI断面図である。
【図7】本発明の実施の形態の通常観察状態のカム溝とピンとの係合状態を示す展開図である。
【図8】本発明の実施の形態の図1におけるVIII−VIII断面図である。
【図9】本発明の実施の形態のピンの斜視図である。
【図10】本発明の実施の形態の近接拡大観察状態の対物光学系部分の拡大側面断面図である。
【図11】本発明の実施の形態の近接拡大観察状態のカム溝とピンとの係合状態を示す展開図である。
【図12】本発明の実施の形態の図10におけるXII−XII断面図である。
【図13】本発明の第2実施の形態のピンの一部を断面で示す側面図である。
【図14】従来の内視鏡のカム機構に用いられるピンの斜視図である。
【図15】従来の内視鏡のカム機構に用いられる他のピンの正面図である。
【符号の説明】
1 挿入部
6 光学系操作レバー
21 対物レンズ群
24 固体撮像素子
25 操作ワイヤ
34 対物枠
35 受像部枠
50 カム筒
55 スライド筒
66,67 ピン
66a,67a スリ割り溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cam mechanism used for a drive mechanism incorporated in an endoscope.
[0002]
[Prior art]
A so-called cam mechanism in which a pin is engaged with a cam groove is used in a portion where the rotational motion needs to be converted into linear motion or the linear motion needs to be converted into rotational motion.
[0003]
The pin used in such a cam mechanism is often screwed and fixed to the movable member, and as shown in FIG. 14, to engage the tip of a tool (driver) that performs screwing work during assembly. In addition, a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since such a
[0005]
Therefore, as shown in FIG. 15, it is conceivable to reduce the diameter of the head portion where the
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an endoscope cam mechanism that can obtain a smooth operation and can be made compact.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the cam mechanism of the endoscope according to the present invention converts the rotational motion into a linear motion by engaging the head of a pin screwed and fixed to the movable member into the cam groove, or performs the linear motion. In an endoscope cam mechanism that is converted into a rotational motion, a slot groove for engaging the tip of a tool when the pin is screwed into the movable member is not exposed to the outer peripheral surface of the pin. It was formed in the head of the said pin.
[0008]
Note that the slit groove may be formed by a half-moon-shaped depression.
Further, the cam groove is formed in a cam cylinder disposed in the distal end of the insertion portion so as to be rotatable around an axis, and the cam cylinder is rotationally driven via an operation wire that moves in the axial direction by remote operation. The movable member may be driven in the axial direction via the pin engaged with the cam groove.
[0009]
The movable member may be one or both of an objective frame to which an objective optical system is attached and an image receiving part frame to which an image receiving unit of an image transmission unit is attached, and at least the objective frame and the image receiving part frame. Either one or both of focusing and zooming may be performed by one movement.
[0010]
[Form of the present invention]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows the overall configuration of the endoscope. The
[0011]
A
[0012]
A
[0013]
FIG. 3 is a front view of the
[0014]
4 is a side cross-sectional view of the distal end portion of the
[0015]
The
[0016]
The framework of the
[0017]
Reference numeral 4c denotes a screw piece disposed in a recess formed in the
[0018]
FIG. 1 shows an enlarged configuration around the objective
[0019]
A fixed inner cylinder 28 (fixed cylinder) is directly fitted on the rear side as shown in FIG. 6 with respect to a fixed
[0020]
The
[0021]
A gap between the
[0022]
In the fixed
[0023]
The
[0024]
[0025]
The solid-
[0026]
In the flexible substrate 44, a
[0027]
On the outer peripheral surfaces of the
[0028]
Since the tip of the
[0029]
The insulating
[0030]
The
[0031]
However, since the insulating
[0032]
A
[0033]
The distal end of the
[0034]
When the
[0035]
[0036]
A
[0037]
The
[0038]
In the fixed
[0039]
As a result, regardless of the directionality in which the
[0040]
FIG. 7 is a developed view showing an engagement state between the first to
[0041]
The angle θ formed by the
[0042]
When the
[0043]
When the
[0044]
The length of the
[0045]
FIG. 11 is an exploded view showing an engagement state between the first to
[0046]
In the state shown in FIGS. 10 to 12, the
[0047]
As a result, zooming is performed. For example, in normal observation, the viewing angle is 120 ° and the observation distance is in the range of 5 to 100 mm, but the viewing angle is 40 ° and the observation distance is in the range of 2 to 4 mm. It becomes a microscopic close-up observation state.
[0048]
If the optical
[0049]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
[0050]
Further, only the focusing may be operated by the cam mechanism of the present invention, and both focusing and zooming may be performed. Further, the movement of the
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the slit groove is formed on the head of the pin that is screwed and fixed to the movable member and engages with the cam groove without exposing the outer peripheral surface, the direction when the pin is screwed and fixed Regardless of the nature, the slit groove does not come into contact with the cam groove, so it is possible to obtain smooth operation without roughness and the like, and it is not necessary to increase the height of the pin. Can be incorporated into the tip of the insertion part without any problem.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged side sectional view of an objective optical system portion in a normal observation state according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the overall configuration of the endoscope according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of the distal end of the insertion portion of the endoscope according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of the distal end of the insertion portion of the endoscope according to the embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4 according to the embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a development view showing an engaged state between the cam groove and the pin in the normal observation state according to the embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of a pin according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an enlarged side cross-sectional view of an objective optical system portion in a close-up magnification observation state according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a development view showing an engagement state between the cam groove and the pin in the close-up magnification observation state according to the embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 10 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a side view showing a part of the pin of the second embodiment of the present invention in cross section.
FIG. 14 is a perspective view of a pin used in a conventional endoscope cam mechanism.
FIG. 15 is a front view of another pin used in a cam mechanism of a conventional endoscope.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記カム溝が、軸線回りに回転自在に挿入部の先端内に配置されたカム筒に形成されていて、上記カム筒は遠隔操作によって軸線方向に移動する操作ワイヤを介して回転駆動され、上記カム溝に係合する上記ピンを介して上記可動部材が軸線方向に駆動されるようにしたことを特徴とする内視鏡のカム機構。In an endoscope cam mechanism in which a rotary motion is converted into a linear motion or a linear motion is converted into a rotational motion by engaging a head of a pin screwed and fixed to a movable member with a cam groove.
The cam groove is formed in a cam cylinder disposed in the distal end of the insertion portion so as to be rotatable about an axis, and the cam cylinder is rotationally driven via an operation wire that moves in the axial direction by remote operation. An endoscope cam mechanism, wherein the movable member is driven in an axial direction via the pin engaged with a cam groove .
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CN113397457B (en) * | 2021-05-28 | 2022-11-15 | 珠海视新医用科技有限公司 | Endoscope angle limiting device and endoscope |
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