JP3886685B2

JP3886685B2 - 内視鏡の線状伝達部材駆動装置

Info

Publication number: JP3886685B2
Application number: JP34484299A
Authority: JP
Inventors: 治男秋庭
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: JP2001166225A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡の線状伝達部材駆動装置、特に観察距離を変える（被写体深度を変えることも含む）ための線状伝達部材をモータで回転させる駆動装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５には、観察距離（又は被写体深度）を可変にする機構が適用された内視鏡（スコープ）の構成が示されており、図５（Ａ）は内視鏡操作部１Ａであり、この操作部１Ａの左側に図５（Ｂ）の挿入部１Ｂ、そして図５（Ｃ）の先端部１Ｃが配置される。上記操作部１Ａの後側には、送気／送水操作釦２Ａ、吸引操作釦２Ｂ、フリーズスイッチ３Ａ、その他のスイッチ３Ｂ，３Ｃや観察距離可変スイッチ４等が設けられる。
【０００３】
また、この操作部１Ａ内では、シャーシ（基台）６の上にモータ７が保持部材８で取り付けられ、このモータ７には、多重コイルバネからなる線状伝達部材１０が軸接続具１１を介して取り付けられる。この線状伝達部材１０は、他の部材との干渉を避けるための保護チューブ１２内に入れられており、この保護チューブ１２は保持部材１３で上記シャーシ６に取り付けられる。これら線状伝達部材１０及び保護チューブ１２は、操作部１Ａから挿入部１Ｂを介して先端部１Ｃまで配設される。
【０００４】
この先端部１Ｃでは、図５（Ｃ）に示されるように、対物レンズ１５、可動レンズ１６、プリズム１７が配置され、このプリズム１７の下側に固体撮像素子であるＣＣＤ１８が光学的に接続される。上記可動レンズ１６の保持部材１９は、その上部に雌ネジ部を有し、この雌ネジ部に雄ネジ部を螺合する回転駆動体２０が配置され、この回転駆動体２０に上記線状伝達部材１０が連結される。
【０００５】
このような構成によれば、上記モータ７の回転は線状伝達部材１０により先端部１Ｃの回転駆動体２０へ伝達され、この回転駆動体２０の回転運動が保持部材１９との螺合結合により直線運動へ変換される。これにより、可動レンズ１６は前後移動し、対物光学系で設定される観察距離を変化させることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の線状伝達部材駆動装置を有する内視鏡では、図５（Ｂ）に示されるように、挿入部１Ｂのアングル部１Ｄを屈曲動作するとき、上記保護チューブ１２が例えばＬ1 の長さ、線状伝達部材１０が例えばＬ2 の長さだけ回転軸方向で進退する。即ち、保護チューブ１２上のある点Ｐに着目すると、アングル部１Ｄを真っ直ぐの状態から曲げたとき、長さＬ1 だけ前側（位置Ｐ1 ）へ移動する。そして、この保護チューブ１２はその両端部が先端部１Ｃ付近と上記保持部材１３に固定されていることから、挿入部１Ｂを真っ直ぐの状態で丁度よい長さに設定すると、曲げ動作時に保護チューブ１２が引っ張られ、その結果、先端部１Ｃが所望の動作方向からずれて傾く、いわゆる首曲りが生じる。そこで、従来では、上記の保護チューブ１２の長さを外装体よりも少し長くしてスコープ挿入部１Ｂの曲げ動作時に押し込むような形で配置する。
【０００７】
一方、線状伝達部材１０の方は、一端が回転駆動体２０に連結され、保護チューブ１２に内包されていることから、アングル１Ｄを曲げたとき、例えば長さＬ2 だけ後側（位置ＰからＰ2 ）へ移動する。このため、線状伝達部材１０がモータ７の出力軸に押圧による負荷を与えてしまい、挿入部１Ｂの姿勢変化によって可動レンズ１６の移動速度、即ち変倍時間が変化してしまうという不都合が生じる。そこで、線状伝達部材１０は、挿入部１Ｂの曲げ動作時（モータ側への最大移動時）を基準にして取付けを行い、挿入部１Ｂを真っ直ぐしたときには、伸縮する多重コイルバネ（線状伝達部材１０）により適度な引張力を発生させ、モータ出力軸に押圧の負荷が与えられないようにしている。
【０００８】
しかし、上記の構成であっても、線状伝達部材１０である多重コイルバネの伸縮の度合いがアングル部１Ｄを含む挿入部１Ｂの曲がり（姿勢変化）によって変わるため、モータ出力軸への負荷が一定に保たれず、挿入部１Ｂの姿勢により変倍動作にばらつきが生じるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、線状伝達部材である多重コイルバネの回転駆動力の伝達効率を良好にし、内視鏡挿入部の姿勢変化があっても変倍動作を一定に維持することができる内視鏡の線状伝達部材駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、多重コイルバネからなり、変倍用可動レンズを駆動させるために回転運動する線状伝達部材と、この線状伝達部材を回転可能に内包する保護管と、上記線状伝達部材が軸接続されるモータとを有する内視鏡の線状伝達部材駆動装置において、シャーシに固定された上記モータの軸に接続された筒状体からなり、長孔の摺動ガイド孔をモータ軸方向に沿って形成した軸接続部材と、この軸接続部材内を移動可能な状態で上記線状伝達部材の端部に固定され、上記摺動ガイド孔に係合してモータ軸方向に摺動する係合ピンを備えた端部材と、この端部材の外周の軸方向における上記係合ピンを挟んだ２箇所に形成され、上記軸接続部材内を摺動する突起とを有し、上記軸接続部材と上記線状伝達部材の端部材を連結することにより、上記モータに対し上記線状伝達部材をモータ軸方向に移動可能に取り付ける線状伝達部材移動式軸連結機構を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、上記モータ及び上記線状伝達部材移動式軸連結機構を、操作部内において上記シャーシで仕切られたアングル操作ツマミ機構の取付け側空間に配置し、上記モータと上記保護管は、一体形成された保持部材を用いて当該シャーシに取り付けるようにしたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記シャーシとして複数枚の板を重ねて配置し、上記アングル操作ツマミの回転軸と上記保持部材を異なる板に取り付けるようにしたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、上記移動式軸連結機構の摺動部材には潤滑コートを施したことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、軸接続部材の筒内において線状伝達部材端部材が摺動ガイド孔の長さだけモータ軸方向に移動可能となり、この線状伝達部材はアングル曲げ動作に応じて回転軸方向で進退するので、多重コイルバネからなる線状伝達部材の伸縮がなくなり（伸縮したとしてもその程度は小さくなる）、モータ回転軸にかかる負荷がほぼ一定となる。従って、挿入部に姿勢変化があっても安定した回転駆動力により変倍動作を実行することができる。また、線状伝達部材及び端部材に対し移動方向に垂直な方向に傾く（倒れる）力が働いたとしても、端部材がモータ軸方向から傾くことはなく（平行度を保ち）、線状伝達部材の円滑な移動動作が実現できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、スペースの効率的な利用ができると共に、モータ及び線状伝達部材移動式軸連結機構の操作部内での各種内容物との干渉が避けられる。即ち、操作部において中央のシャーシで仕切られたアングル操作ツマミ機構とは反対側の配置空間には、各種の管路、ライトガイド、信号線等の内容物が配設されており、ここに駆動機構を配置すると干渉により内容物の破損等が生じるという不都合があり、このような内容物への影響が回避できる。また、上記モータの駆動軸と上記保護管の中心位置を一致させる位置決めが容易となる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、上記モータの回転時の振動がアングル操作ツマミに伝わり難くなるという利点がある。
請求項４の発明によれば、潤滑コートにより円滑な摺動動作を確保し、かつ耐磨耗性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３には、実施形態例に係る内視鏡の線状伝達部材駆動装置（内視鏡操作部に配置されるモータ側駆動部）が示され、図１（Ａ）は、図２（Ｂ）の軸連結機構部の拡大図である。図１及び図２において、シャーシ２２は２枚の板を重ねてなり、操作部内の中央に配置されており、このシャーシ２２の上側板２２Ａにアングル操作ツマミの支持軸２３が嵌合固定される［図２（Ｂ）］。この固定の詳細は、図示していないが、上記支持軸２３の下部を上側板２２Ａの取付け孔２２ＡＡに嵌合し、アングル操作ツマミの支持部材を上側板２２Ａにネジ固定することにより行われる。このアングル操作ツマミは、図４で後述する左右アングル操作ツマミ（４５Ａ）及び上下アングル操作ツマミ（４５Ｂ）の回転でワイヤを介してアングル部及び先端部を曲げ操作するものである。
【００１６】
そして、上記シャーシ２２の下側板２２Ｂにモータ及び保護チューブの保持部材２４が例えば２個のネジ２５で取り付けられている。即ち、上記のアングル操作ツマミの支持軸２３を取り付けた上側板２２Ａとは異なる下側板２２Ｂにモータ側駆動部の保持部材２４を取り付けることにより、モータ駆動時の振動等がアングル操作ツマミ側へ伝達されないようにしている。また、駆動部全体が下側にシフトするので、操作部内のスペースを他の部材配置のために有効利用できることにもなる。
【００１７】
この保持部材２４では、後側保持部の円環部２４Ａ内のネジ部Ｇにモータ２７の先端ネジ部Ｇが螺合結合、固定され、前側保持部の組合せ筒体２４Ｂ〜２４Ｄにより保護チューブ２８が保持、固定される。即ち、筒体２４Ｂと２４Ｃの接触面に螺合結合のためのネジ部Ｇが形成され、この筒体２４Ｂの先端側外周と筒体２４Ｄの内周は先細りのテーパ面とされ、これらの間に保護チューブ２８を挟む隙間が設けられる。従って、この筒体２４Ｂと筒体２４Ｄとの間に保護チューブ２８を挟んだ状態で、筒体２４Ｃを筒体２４Ｂに螺合結合することにより、保護チューブ２８がしっかりと保持、固定されることになる。
【００１８】
一方、上記モータ２７の軸３０が軸接続部材３１に取り付けられる。即ち、この軸接続部材３１の取付け孔３１Ａに上記軸３０を挿入し、この軸３０のＤカット面を２個のネジ３２で止めることにより、軸接続部材３１にモータ軸３０が固定される。そして、この軸接続部材３１は本体が円筒体とされ、この円筒体壁の例えば対向する２箇所（一箇所等でもよい）に回転軸方向１００に沿って摺動ガイド孔３４を形成しており、その先端にストッパリング３５が接着剤等で取り付けられる。この摺動ガイド孔３４の長さは、アングル部を屈曲させた際の線状伝達部材３７のスプリング変位量（回転軸方向１００の移動量）よりもやや長く設定される。
【００１９】
また、上記保護チューブ２８内に配置された多重コイルバネからなる線状伝達部材３７の端部が端部材（例えばスリーブ）３８内に入れられて半田付け等で固定され、この端部材３８は上記軸接続部材３１の円筒体内を摺動するように構成されると共に、ピン４０がネジ４１で取り付けられる。図３には、このピン４０の取付け前の状態が示されており、図示の端部材３８では回転軸方向１００に垂直な方向に取付け孔３８Ａが形成され、この取付け孔３８Ａにピン４０を挿入し、ネジ４１の尖った先をピン４０の凹部４０Ａに当てるように捩じ込むことにより、ピン４０が端部材３８に取り付けられる。
【００２０】
また、図３（Ａ）に示されるように、端部材３８が傾いたりすることなく、かつ摩擦抵抗を少なくして円滑に上記軸接続部材３１内を摺動できるように、当該端部材３８の外周におけるピン取付け孔３８Ａの前後２箇所に、円環状突起３８Ｂ，３８Ｃを形成している。更に、これら軸接続部材３１、端部材３８及びピン４０等の可動部材の表面には、潤滑メッキを施すようにする。即ち、上記の可動部材はステンレス等を材料とし、その表面にテフロン（商品名）を含有させたメッキ液により潤滑メッキをする。これにより、可動部分の良好な耐磨耗性、滑り性が得られるようにしている。
【００２１】
また、図３（Ｂ）に示されるように、上記軸接続部材３１の摺動ガイド孔３４とピン４０の係合では、軸接続部材３１の幅とピン４０の外径が摺動を阻害しない程度において回転方向で遊びが生じない寸法に設定される。これにより、モータ２７の回転を線状伝達部材３７へ伝達する際の応答性を良好にすることができる。
【００２２】
このような軸接続部材３１を用いた線状伝達部材移動式軸連結機構では、摺動ガイド孔３４内をピン４０が摺動する範囲で、端部材３８が軸接続部材３１内を回転軸方向１００へ移動することになり、また上記摺動ガイド孔３４とピン４０の係合により、回転方向では線状伝達部材３７及び端部材３８が軸接続部材３１に固定されることになり、モータ２７の回転はモータ軸３０、軸接続部材３１を介して線状伝達部材３７へ伝達される。
【００２３】
図４（Ａ），（Ｂ）には、内視鏡操作部での各部材の配置が示されており、図示されるように、操作部４４では、送気／送水操作釦２Ａ、吸引操作釦２Ｂ、フリーズスイッチ３Ａ等と共に、左右アングル操作ツマミ（回転部材）４５Ａ、上下アングル操作ツマミ４５Ｂが配置される。そして、この操作部４４の内部は、中央部に取り付けられたシャーシ２２にて２つの空間に分けられており、図４（Ａ）に示されるように、アングル操作ツマミ機構配置側空間にはアングルワイヤ摺動部４６がシャーシ２２に取り付けられ、これと共に線状伝達部材移動式軸連結機構であるモータ２７、軸接続部材３１、線状伝達部材３７を内包する保護チューブ２８等が設けられる。
【００２４】
一方、図４（Ｂ）に示されるように、この操作部４４の反対側空間には、送気／送水管４８、吸引管４９、信号ケーブル５０、ライトガイドバンドル５１、ウォータージェット管５２等が設けられる。このような配置により、操作部４４内の空間を効率よく利用すると共に、線状伝達部材移動式軸連結機構が振動等の影響を他の部材に与えることを防止している。
【００２５】
実施形態例は以上の構成からなり、上述したように、保護チューブ２８は所定の押込み量を以って保持部材２４によりシャーシ２２にしっかりと固定される。即ち、アングル部（１Ｄ）を含む挿入部（１Ｂ）の曲げ駆動時において余裕分を押込み配置することにより、この挿入部を真っ直ぐにしたときに保護チューブ２８が引っ張られて潰れる状態を防ぐことができる。一方、線状伝達部材３７は、その端部材３８と軸接続部材３１の移動式軸連結機構によって回転軸方向１００に移動可能に取り付けられる。従って、アングル操作ツマミ４５Ａ，４５Ｂによりアングル部を曲げ操作したときには、線状伝達部材３７が回転軸方向１００に進退移動することになる。
【００２６】
図２（Ｂ）は、線状伝達部材３７と端部材３８が図１（Ａ）の位置から少し移動した状態を示しており、例えば屈曲動作させたアングル部を真っ直ぐに戻したとき、線状伝達部材３７は引っ張られ、その端部材３８が図のように軸接続部材３１内を前方（図の左側）に移動する。逆に、屈曲動作させたときは線状伝達部材３７の端部材３８は後方（図の右側）に移動する。
【００２７】
このように、線状伝達部材３７はアングル部曲げ動作又は挿入部の曲がり（姿勢変化）に応じて回転軸方向１００へ動くので、伸びた状態で回転することがなくなり、伸び縮みしたとしてもその伸縮量は小さくなるので、モータ軸３０にかかる負荷がほぼ一定となり、スコープ挿入部の姿勢変化に関係なく安定した変倍動作が行われる。
【００２８】
また、上記軸接続部材３１内での端部材３８の移動動作は、潤滑メッキと２箇所の円環状突起３８Ｂ、３８Ｃの存在によってガタツキなくスムーズに行われる。更に、モータ２７及び保護チューブ２８の保持部材２４をアングル操作ツマミの支持軸２３を固定したシャーシ板（２２Ａ）とは別のシャーシ板（２２Ｂ）に取り付けたので、モータ２７の駆動及び線状伝達部材３７の回転による振動がアングル操作ツマミへ伝わり難くなり、操作者にも振動を感じさせないという利点がある。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モータの回転駆動力を、多重コイルバネからなる線状伝達部材により先端部等に伝達し、観察距離を変えるための可動レンズを駆動する内視鏡で、線状伝達部材移動式軸連結機構を用いて、上記線状伝達部材をモータ軸に対しその軸方向に移動可能に取り付けたので、線状伝達部材がアングル曲げ動作に応じて回転軸方向で進退し、その伸縮がなくなり、しかもモータ軸への負荷が一定となる。従って、内視鏡挿入部の姿勢変化があっても安定した動作、例えば変倍速度等を得ることができる。また、長孔からなる摺動ガイド孔をモータ軸方向に沿って形成した軸接続部材と、上記摺動ガイド孔に係合してモータ軸方向に摺動する係合ピンを備えた線状伝達部材の端部材とを設け、この端部材の外周の軸方向には係合ピンを挟んだ２箇所に上記軸接続部材内を摺動する突起を形成したので、線状伝達部材及び端部材に対し移動方向に垂直な方向に傾く力が働いた場合でも、端部材がモータ軸方向から傾くことはなく、線状伝達部材の円滑な移動が行われる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、操作部内スペースの効率的な利用により組立性が向上し、かつモータ及び線状伝達部材移動式軸連結機構の操作部内での各種内容物との干渉が避けられる。また、モータと保護管を一体形成された保持部材に取り付けたので、このモータの駆動軸と保護管の中心位置を一致させる位置決めが容易となる。
請求項３の発明によれば、シャーシとして複数枚の板を重ねて配置し、アングル操作ツマミの回転軸とモータ側駆動部の上記保持部材を異なる板に取り付けたので、モータの回転時の振動がアングル操作ツマミに伝わり難くなるという利点がある。
【００３１】
請求項４の発明によれば、潤滑コートにより円滑な摺動動作が確保され、耐磨耗性も向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る内視鏡の線状伝達部材駆動装置を示し、図（Ａ）は図２（Ｂ）の線状伝達部材移動式軸連結機構の部分を拡大した側面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＩ−Ｉ線の断面図である。
【図２】実施形態例の内視鏡の線状伝達部材駆動装置を示し、図（Ａ）は上面図、図（Ｂ）は一部を断面した側面図である。
【図３】実施形態例の線状伝達部材端部材の構成を示し、図（Ａ）は分解図、図（Ｂ）は円環状突起部分で切断した（軸接続部材を含む）断面図である。
【図４】実施形態例の操作部での各部材の配置を示し、図（Ａ）はアングル操作ツマミ機構配置側の図、図（Ｂ）は図（Ａ）の反対側で各種管路、信号ケーブル等の配置側の図である。
【図５】従来の観察距離を可変にする機構が適用された内視鏡の構成を示し、図（Ａ）は操作部の一部断面図、図（Ｂ）は挿入部の図、図（Ｃ）は先端部の図である。
【符号の説明】
１ … 内視鏡、１Ａ，４４ … 操作部、
１Ｂ … 挿入部、１Ｄ … アングル部、
７，２７ … モータ、
１０，３７ … 線状伝達部材、
１２，２８ … 保護チューブ、
２２（Ａ，Ｂ） … シャーシ、
２４ … 保持部材、３０ … モータ軸、
３１ … 軸接続部材、３４ … 摺動ガイド孔、
３８ … 端部材、
３８Ｂ，３８Ｃ … 円環状突起、
４０ … ピン。

Claims

多重コイルバネからなり、変倍用可動レンズを駆動させるために回転運動する線状伝達部材と、この線状伝達部材を回転可能に内包する保護管と、上記線状伝達部材が軸接続されるモータとを有する内視鏡の線状伝達部材駆動装置において、
シャーシに固定された上記モータの軸に接続された筒状体からなり、長孔の摺動ガイド孔をモータ軸方向に沿って形成した軸接続部材と、この軸接続部材内を移動可能な状態で上記線状伝達部材の端部に固定され、上記摺動ガイド孔に係合してモータ軸方向に摺動する係合ピンを備えた端部材と、この端部材の外周の軸方向における上記係合ピンを挟んだ２箇所に形成され、上記軸接続部材内を摺動する突起とを有し、上記軸接続部材と上記線状伝達部材の端部材を連結することにより、上記モータに対し上記線状伝達部材をモータ軸方向に移動可能に取り付ける線状伝達部材移動式軸連結機構を設けたことを特徴とする内視鏡の線状伝達部材駆動装置。
上記モータ及び上記線状伝達部材移動式軸連結機構を、操作部内において上記シャーシで仕切られたアングル操作ツマミ機構の取付け側空間に配置し、上記モータと上記保護管は、一体形成された保持部材を用いて当該シャーシに取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡の線状伝達部材駆動装置。
上記シャーシとして複数枚の板を重ねて配置し、上記アングル操作ツマミの回転軸と上記保持部材を異なる板に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の内視鏡の線状伝達部材駆動装置。
上記移動式軸連結機構の摺動部材には潤滑コートを施したことを特徴とする請求項１乃至３記載の内視鏡の線状伝達部材駆動装置。