JP4311994B2

JP4311994B2 - 電動湾曲内視鏡

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Publication number: JP4311994B2
Application number: JP2003196700A
Authority: JP
Inventors: 俊成前田; 晴彦上野; 敬一荒井; 裕一池田; 隆康宮城
Original assignee: Olympus Corp
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Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: US6932761B2; JP2004174225A; US20040073084A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挿入部先端側に設けた湾曲部を電動で湾曲動作させる電動湾曲内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内視鏡は、広く利用されている。内視鏡は、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置ができる。また、工業分野においても、内視鏡は、細長の挿入部を挿入することにより、ボイラ，タービン，エンジン，化学プラントなどの内部の傷や腐蝕などを観察したり検査することができる。
【０００３】
このような内視鏡は、細長な挿入部の先端部基端側に湾曲自在な湾曲部を連設している。上記内視鏡は、操作部に設けられた湾曲操作レバーやジョイスティック等の湾曲操作入力手段を操作することにより、上記湾曲部の湾曲位置や湾曲速度を湾曲量として指示入力される。そして、上記内視鏡は、上記指示入力される湾曲量に基づき、湾曲操作ワイヤを機械的に牽引弛緩させ、上記湾曲部が湾曲動作される。
【０００４】
このような内視鏡は、例えば、特開平４−２５６７２４号公報に記載されているように内蔵したモータを回動制御してこのモータの駆動力により上記湾曲操作ワイヤを牽引弛緩して上記湾曲部を電動で湾曲動作される電動湾曲内視鏡が提案されている。
上記特開平４−２５６７２４号公報に記載の電動湾曲内視鏡は、上記モータの駆動力を切断するためのクラッチ機構を有し、このクラッチ機構により上記モータの駆動力の伝達を切断して上記湾曲部をアングルフリーの状態にすることが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−２５６７２４号公報に記載の電動湾曲内視鏡は、用いられるクラッチ機構がギヤ同士を径方向に動かすタイプである。このため、上記モータからの駆動力を断続する際、上記クラッチ機構は、ギヤの噛み合いが外れるときに、歯先に大きな負荷がかかってしまう。従って、上記電動湾曲内視鏡は、上記クラッチ機構の耐性に課題があった。
【０００６】
また、上記電動湾曲内視鏡は、上記クラッチ機構を摩擦クラッチで構成したとしても、上記モータからの駆動力を連結する際、スラスト方向に押し付ける力を必要とする。このため、上記電動湾曲内視鏡は、上記クラッチ機構を摩擦クラッチで構成した場合、スラストベアリング等が必要になり、大型化してしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、耐剛性が高く、小型化が可能なクラッチ機構を設けた電動湾曲内視鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明は、挿入部先端側に設けた湾曲部を湾曲動作させる電動湾曲内視鏡において、前記湾曲部を湾曲動作させるための駆動力を発生するモータと、前記モータで発生した駆動力を伝達するギヤトレインと、前記モータの駆動力を湾曲操作ワイヤの進退動に変換するためのスプロケットと、前記ギヤトレインの最終段に設け、前記ギヤトレインから前記スプロケットへ伝達される駆動力を連結・切断するためのクラッチ機構と、を具備し、前記クラッチ機構は、同軸に配置した前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとを連結・切断する伝達部材と、この伝達部材を前記スプロケットの軸方向に進退させるスラスト機構と、このスラスト機構に接続して前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとの連結・切断を指示入力するためのクラッチ操作ノブとから構成したことを特徴としている。
また、請求項２に係わる本発明は、請求項１の電動湾曲内視鏡において、前記スラスト機構は、前記クラッチ操作ノブの操作により回動自在に回転するシャフトに設けたカムピンと、このカムピンが遊嵌するカム溝を前記伝達部材に形成したカムと、このカムの回転を防止するスライドガイドとから構成されるカム機構であり、前記伝達部材は、前記カム機構の動作により前記シャフトの長手軸方向に進退し、挿脱自在に前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとを連結・切断するための１つ以上の駆動力伝達ピンを有し、前記ギヤトレインの最終段は、前記伝達部材の前記駆動力伝達ピンが貫通して挿嵌される貫通部を１つ以上形成し、前記スプロケットは、前記ギヤトレインの最終段を貫通した前記駆動力伝達ピンが嵌合するための孔部を１つ以上形成したことを特徴としている。
この構成により、耐剛性が高く、小型化が可能なクラッチ機構を設けた電動湾曲内視鏡を実現する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の１実施の形態を説明する。
図１ないし図４は本発明の１実施の形態に係り、図１は本発明の１実施の形態を備えた電動湾曲内視鏡装置を示す全体構成図、図２は図１の電動湾曲内視鏡装置を示す概略構成図、図３は図２の電動湾曲内視鏡に設けたギヤボックスを示す概略図、図４は図３のギヤボックスに収納される湾曲駆動部の構成を示す概略図、図５は図３のギヤボックスの側面説明図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図６のモータ取り付け部分の拡大図、図８はギヤボックスに取り付けたクラッチ機構を示す斜視図、図９は図８の要部拡大図、図１０は図９のスラスト機構を示す斜視図、図１１は駆動力伝達状態となっている際のクラッチ機構を示す断面図、図１２は伝達部材の支持筒に形成したカム溝を示す説明図であり、図１２（ａ）は１組目の伝達部材の支持筒に形成したカム溝を示す説明図、図１２（ｂ）は同図（ａ）に対して２組目の伝達部材の支持筒に形成したカム溝を示す説明図、図１３はギヤトレインの最終段ギヤに対するスプロケットの対向側面を示す説明図、図１４は伝達部材の支持筒を示す側面説明図、図１５はポテンショメータとスプロケットとの接続を示す斜視図である。
【００１０】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた電動湾曲内視鏡装置１は、挿入部先端側に設けた後述の湾曲部を電動で湾曲動作させる湾曲駆動部（図２参照）を備えた電動湾曲内視鏡２と、電動湾曲内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、電動湾曲内視鏡２に内蔵される後述の撮像手段に対する信号処理を行うビデオプロセッサ４と、電動湾曲内視鏡２の湾曲駆動部を駆動制御する湾曲制御装置５とから構成されている。尚、ビデオプロセッサ４は、図示しないモニタに接続され、このモニタに映像信号を出力して内視鏡画像を表示させるようになっている。
【００１１】
電動湾曲内視鏡２は、挿入部６の基端側に連設され、把持部７ａを兼ねる操作部７を設けている。電動湾曲内視鏡２は、この操作部７に側部から延出した軟性のユニバーサルコード８が設けられている。このユニバーサルコード８は、図示しないライトガイドや信号ケーブルを内挿している。このユニバーサルコード８は、この端部にコネクタ部９が設けられている。コネクタ部９は、この先端に光源装置３に着脱自在に接続されるライトガイドコネクタ（以下、ＬＧコネクタ）９ａと、このＬＧコネクタ９ａの側部にビデオプロセッサ４の接続ケーブル４ａが着脱自在に接続されるビデオコネクタ９ｂ及び湾曲制御装置５の接続ケーブル５ａが着脱自在に接続されるアングルコネクタ９ｃが設けられている。
【００１２】
内視鏡挿入部６（電動湾曲内視鏡２の挿入部６のこと）は、先端に設けられた硬質の先端部１１と、この先端部１１の基端側に設けられた湾曲自在の湾曲部１２と、この湾曲部１２の基端側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部１３とが連設されて構成されている。
【００１３】
内視鏡操作部７（電動湾曲内視鏡２の操作部７のこと）は、使用者が握って把持する部位である把持部７ａを基端側に有している。内視鏡操作部７は、把持部７ａの上部側にビデオプロセッサ４を遠隔操作するための複数のビデオスイッチ１４ａが配置されている。また、内視鏡操作部７は、この側面に送気操作、送水操作を操作するための送気送水釦１５と、吸引操作を操作するための吸引釦１６とが設けられている。
【００１４】
更に、内視鏡操作部７は、把持部７ａの前端付近に生検鉗子等の処置具を挿入する処置具挿入口１７が設けられている。この処置具挿入口１７は、その内部において図示しない処置具挿通用チャンネルと連通している。処置具挿入口１７は、鉗子等の図示しない処置具を挿入することにより、内部の処置具挿通チャンネルを介して先端部１１に形成されているチャンネル開口から処置具の先端側を突出させて生検などを行うことができる。
また、内視鏡操作部７は、湾曲部１２を湾曲動作させるために操作入力するジョイスティックやトラックボール等の湾曲操作入力部２０が設けられている。
【００１５】
図２に示すように電動湾曲内視鏡２は、照明光を伝達するライトガイド２１が挿入部６に挿通配設されている。このライトガイド２１は、基端側が操作部７を経てユニバーサルコード８のコネクタ部９に至り、光源装置３内に設けた図示しない光源ランプからの照明光を伝達するようになっている。ライトガイド２１から伝達された照明光は、照明光学系２２を介して挿入部先端部１１に固定された図示しない照明窓の先端面から患部などの被写体を照明するようになっている。
【００１６】
照明された被写体は、照明窓に隣接して設けた図示しない観察窓から被写体像を取り込まれる。そして、取り込まれた被写体像は、対物光学系２３を介してCCD（電荷結像素子）等の撮像装置２４により撮像されて光電変換され、撮像信号に変換されるようになっている。
【００１７】
そして、この撮像信号は、撮像装置２４から延出する信号ケーブル２４ａを伝達し、操作部７を経てユニバーサルコード８のビデオコネクタ９ｂに至り、接続ケーブル４ａを介してビデオプロセッサ４へ出力される。
ビデオプロセッサ４は、電動湾曲内視鏡２の撮像装置２４からの撮像信号を信号処理して、標準的な映像信号を生成し、モニタに内視鏡画像を表示させるようになっている。
【００１８】
電動湾曲内視鏡２の挿入部先端部１１は、この基端部に湾曲部１２を構成する互いに回動自在に連結された複数の湾曲駒２５、２５、…の最先端の湾曲駒２５ａが接続されている。一方、湾曲駒２５、２５、…の最終駒２５ｂは、可撓管部１３の先端側に接続されている。
【００１９】
挿入部２は、湾曲部１２を観察視野の上下左右方向に湾曲するための湾曲操作ワイヤ２６を挿通している。湾曲操作ワイヤ２６の先端は、湾曲部１２の上下、左右方向に対応する位置で、最先端の湾曲駒２５ａにそれぞれロー付け等により固定保持されている。このため、各方向に対応する湾曲操作ワイヤ２６がそれぞれ牽引弛緩されることによって、湾曲部１２は、所望の方向に湾曲し、先端部１１を所望の方向に向けられるようになっている。
【００２０】
これら湾曲操作ワイヤ２６は、基端部をそれぞれチェーン２７に接続され、これらチェーン２７を湾曲駆動部３０により牽引弛緩されて湾曲部１２を電動で湾曲するようになっている。尚、湾曲操作ワイヤ２６及びチェーン２７は、図２中、上下方向又は左右方向のいずれかを記載している。
【００２１】
湾曲駆動部３０は、湾曲部１２を湾曲動作させるための駆動力を発生するモータ３２と、このモータ３２の駆動力を湾曲操作ワイヤ２６の進退動に変換し、チェーン２７を牽引弛緩するスプロケット３１とを有して構成されている。
【００２２】
湾曲駆動部３０は、モータ３２の駆動力を連結・切断するためのクラッチ機構３３をスプロケット３１とモータ３２との間に設けている。このことにより、湾曲駆動部３０は、クラッチ機構３３の動作により、モータ３２の駆動力の伝達を切断してアングルフリーの状態にすることが可能となっている。クラッチ機構３３は、後述するクラッチ操作ノブにより手動で動作されるように構成されている。尚、クラッチ機構３３は、湾曲制御装置５に設けた後述の制御部により制御されるように構成しても良い。
【００２３】
そして、湾曲駆動部３０は、上下方向及び左右方向の２組のモータ３２（と、後述のエンコーダ３６），スプロケット３１，クラッチ機構３３（と、後述のポテンショメータ３７）を有し、これら２組を後述のギヤボックスに収納されている。尚、図２中、湾曲駆動部３０は、上下方向又は左右方向のいずれか一組のモータ３２（と、エンコーダ３６），スプロケット３１，クラッチ機構３３（と、ポテンショメータ３７）を図示している。
【００２４】
モータ３２は、延出する信号線３２ａがユニバーサルコード８のアングルコネクタ９ｃに至り、接続ケーブル５ａを介して湾曲制御装置５に設けられたモータアンプ３４からモータ駆動信号を供給されるようになっている。モータアンプ３４は、制御部３５に接続され、この制御部３５により制御駆動されるようになっている。
【００２５】
また、モータ３２は、このモータ軸に回転位置検出手段として回転位置を検出するエンコーダ３６が取り付けられている。このエンコーダ３６は、延出する信号線３６ａがユニバーサルコード８のアングルコネクタ９ｃに至り、検出したモータ３２の回転位置を示す回転位置信号を制御部３５に出力するようになっている。
【００２６】
スプロケット３１は、モータ３２の回転運動を湾曲操作ワイヤ２６の進退運動に変換するものである。このスプロケット３１は、回転位置検出手段として回転位置を検出するためのポテンショメータ３７が取り付けられている。このポテンショメータ３７は、延出する信号線３７ａがユニバーサルコード８のアングルコネクタ９ｃに至り、検出したスプロケット３１の回転位置を示す回転位置信号を制御部３５に出力するようになっている。
【００２７】
尚、符号３８は、クラッチ動作検出スイッチ３８であり、クラッチ機構３３がオンオフしているか否かを検出するものである。このクラッチ動作検出スイッチ３８も同様に延出する信号線３８ａがユニバーサルコード８のアングルコネクタ９ｃに至り、検出したクラッチ機構３３の動作を示すクラッチ動作信号を制御部３５に出力するようになっている。
【００２８】
また、上述したように電動湾曲内視鏡２は、操作部７の把持部７ａにジョイスティックやトラックボール等の湾曲操作入力部２０が設けられている。この湾曲操作入力部２０は、延出する信号線２０ａがユニバーサルコード８のアングルコネクタ９ｃに至り、操作入力された湾曲操作を示す湾曲操作信号を制御部３５に出力するようになっている。
【００２９】
そして、制御部３５は、湾曲操作入力部２０からの湾曲操作信号に従って、回転位置検出手段としてのエンコーダ３６及びポテンショメータ３７からの信号に基づき、モータアンプ３４を制御してモータ３２を駆動し、湾曲部１２を湾曲動作させるようになっている。
【００３０】
また、湾曲制御装置３は、エンコーダ３６からの情報を常に比較している比較部３９と、この比較部３９からの情報に基づき、操作者に知らせる警報部４０を設けている。
【００３１】
このことにより、湾曲制御装置３は、モータ軸に取り付けられたエンコーダ３６の情報と、スプロケット３１に取り付けられたポテンショメータ３７の情報とを得て、常にこれらの情報を比較部３９で比較し、湾曲部１２の湾曲限界に達すると、そのことを検知して、警報部４０で操作者に告知するようになっている。更に、湾曲制御装置３は、制御部３５がモータアンプ３４へ停止信号を出力しモータ３２を停止させるようになっている。
尚、スプロケット３１の回転角度とポテンショメータ３７の回転角度とは、クラッチ機構３３の伝達状態によらず、常に１対１の対応となっている。
【００３２】
次に、湾曲駆動部３０の詳細構成を説明する。
図３に示すように湾曲駆動部３０は、電動湾曲内視鏡２の操作部７内に設けたギヤボックス５０に収納されるようになっている。
【００３３】
このギヤボックス５０は、ジョイスティックやトラックボール等の湾曲操作入力部２０を設けた湾曲操作部５１が形成されている。また、このギヤボックス５０は、後端部から延出するワイヤ牽引機構部５３にチェーン２７及び湾曲操作ワイヤ２６が収納されている。
【００３４】
図４に示すようにギヤボックス５０は、湾曲駆動部３０を構成するモータ３２と、スプロケット３１と、エンコーダ３６及びポテンショメータ３７を収納している。また、湾曲駆動部３０は、モータ３２で発生した駆動力をスプロケット３１に伝達するためのギヤトレイン５４をギヤボックス５０に設けている。
【００３５】
本実施の形態では、湾曲駆動部３０は、後述するようにギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを同軸に配置し、ギヤトレイン５４からスプロケット３１へ伝達される駆動力を連結・切断するためのクラッチ機構３３をギヤトレイン５４の最終段に設けて構成する。尚、湾曲駆動部３０は、図４中、上下方向又は左右方向かのいずれか一組を記載している。
【００３６】
図５及び図６に示すようにギヤトレイン５４は、モータ３２のピニオン５５に第１番目のギヤ５４ｂが噛合し、このギヤ５４ｂに噛合してスプロケット３１に噛合する最終段ギヤ５４ａを含む複数のギヤで構成されている。このギヤトレイン５４は、モータ３２からの駆動力を減速しながら増幅させる機能を有する。そして、ギヤボックス５０は、ギヤトレイン５４全てを覆っており、内視鏡内の他の内蔵物の巻き込まれやギヤに塗布しているグリース等の飛散を防止可能である。尚、符号３２Ｂは、２組目のモータであり、符号３７Ｂは２組目のポテンショメータである。以降、本稿では、２組目の部材にはＢを添付し、説明の都合上、片側の１組を中心にして説明する。
【００３７】
モータ３２は、図７に示すようにギヤボックス５０のフレーム５０ａにねじ留めされ、ギヤボックス５０からエンコーダ３６と共に簡単に取り外せるようになっている。このことにより、ギヤボックス５０は、図示しない開口部よりアプローチし、モータ３２を固定してあるねじを取り外すことで、スライドさせ開口部よりエンコーダ３６と共に分離可能である。
【００３８】
また、モータ３２は、ギヤボックス５０のフレーム５０ａとの間にヒートコンパウンド等の熱伝達剤５６が塗布されている。このことにより、モータ３２は、発生した熱を熱伝達剤５６を介してギヤボックス５０のフレーム５０ａに拡散でき、ギヤボックス５０をヒートシンクとすることができる。従って、ギヤボックス５０は、新たにヒートシンクを設ける必要が無く、小型化が可能である。
【００３９】
尚、モータ３２は、モータ軸にピニオン５５を圧入されて構成されている。このことにより、モータ３２は、このモータ軸が滅菌時におけるＥＯＧ（エチレンオキサイトガス）に曝されることが無く、耐ＥＯＧ性が向上する。
【００４０】
また、図８に示すようにギヤボックス５０は、ポテンショメータ３７が分離可能な開口部５７を形成している。このことにより、ギヤボックス５０は、開口部５７を有するため、ポテンショメータ３７を固定するナットに治具をアプローチさせることができる。従って、ギヤボックス５０は、ポテンショメータ３７を確実に固定でき、摩耗による寿命への影響での修理性が向上可能である。尚、ポテンショメータ３７は、このギヤを樹脂ではなくアルミニュームを用いて形成している。このため、ポテンショメータ３７は、金属にも関わらず軽量で、且つ剛性、及び接着性の良好性により、ポテンショ軸との固定の確実性が増す。
【００４１】
また、ギヤボックス５０は、クラッチ機構３３が分離可能な例えば、長溝状の開口部５８を形成している。クラッチ機構３３は、ギヤボックス５０のフレーム５０ａにねじ留めされ、ギヤボックス５０から簡単に取り外せるようになっている。このことにより、ギヤボックス５０は、開口部５８よりアプローチし、クラッチ機構３３を固定してあるねじを取り外すことで、スライドさせ開口部５８より分離可能である。
【００４２】
これらのことにより、ギヤボックス５０は、回転数の高いモータ３２（ブラシ部の摩耗が起こる）、及び負荷の大きいクラッチ機構３３の修理性が向上するだけでなく、開口部３８が単なる長溝形状ではなく、長溝＋長溝幅より大きい穴との組み合わせになっていることにより、修理性が向上するだけでなく、ギヤ間の距離を精度良く出すことも可能である。
【００４３】
次に、図９〜図１４を用いてクラッチ機構３３の詳細構成を説明する。
図９〜図１１に示すようにギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とは、同軸に配置されている。
【００４４】
クラッチ機構３３は、同軸に配置したギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを連結・切断する伝達部材６１と、この伝達部材６１をスプロケット３１の軸方向に進退させるスラスト機構６２と、このスラスト機構６２に接続してギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１との連結・切断を指示入力するためのクラッチ操作ノブ６３（図１１参照）とから構成されている。
【００４５】
尚、スプロケット３１，３１Ｂは、対向側にそれぞれチェーン２７を掛止するための突設部３１ｂ，３１ｂＢを有している。そして、これら突設部３１ｂ，３１ｂＢのそれぞれに掛止されたチェーン２７は、スプロケット３１，３１Ｂの回動に伴い牽引弛緩されることで、湾曲操作ワイヤ２６を牽引弛緩するようになっている。
【００４６】
スラスト機構６２は、ギヤボックス５０の開口部５８にシャフト６４が回動自在に取り付けられている。このシャフト６４の右側端部は、クラッチ操作ノブ６３が接続される。そして、シャフト６４は、クラッチ操作ノブ６３の操作により回動自在に回転するようになっている。
【００４７】
このシャフト６４は、両端部にそれぞれ伝達部材６１に形成した後述のカム溝に遊嵌されるカムピン６５（図１１参照）を設けている。また、シャフト６４は、中心部から両端側に向かってスプロケット３１と、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａと、伝達部材６１とが取り付けられている。
【００４８】
伝達部材６１は、シャフト６４に対して支持筒６６で保持され、これら支持筒６６にシャフト６４のカムピン６５が遊嵌するカム溝６７を形成したカム構造となっている。尚、図１２（ａ）に示す１組目のカム溝６７と図１２（ｂ）に示す２組目のカム溝６７Ｂとは、互いに対象的に形成されている。
【００４９】
そして、クラッチ操作ノブ６３の操作によりシャフト６４が回動自在に回転することで、伝達部材６１は、カム溝６７に遊嵌したシャフト６４のカムピン６５により、誘導されてシャフト６４の長手軸方向に進退されるようになっている。
【００５０】
また、伝達部材６１は、リング状部６８が支持筒６６に対して回動自在に構成されている。このリング状部６８は、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａに対向する面に、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを連結・切断するための駆動力伝達ピン６９を周状に複数突設して設けられている。尚、駆動力伝達ピン６９は、太いものを１つのみ設けても良い。
【００５１】
ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａは、伝達部材６１の駆動力伝達ピン６９が貫通して挿嵌される貫通部７０が周状に同数形成されている。そして、伝達部材６１は、駆動力伝達ピン６９がギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａの貫通部７０に貫通されて挿嵌し、先端側が突き出るようになっている。このため、伝達部材６１は、モータ３２が駆動している際、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａと共に、リング状部６８が回転するようになっている。
【００５２】
また、スプロケット３１は、図１３に示すようにギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａの対向側に、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａを貫通した伝達部材６１の駆動力伝達ピン６９の先端側が嵌合する孔部７１が周状に同数形成されている。
【００５３】
そして、伝達部材６１は、シャフト６４の長手軸方向に進退されることで、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａを貫通した伝達部材６１の駆動力伝達ピン６９の先端側がスプロケット３１の孔部７１に嵌合して、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを連結・切断するようになっている。
【００５４】
尚、２組目の伝達部材６１Ｂもクラッチ操作ノブ６３の操作によりシャフト６４が回動自在に回転することで、１組目の伝達部材６１と同時に同様な動作を行い、図示しない２組目のギヤトレインの最終段ギヤ５４ａＢとスプロケット３１Ｂとを連結・切断するようになっている。
【００５５】
尚、シャフト６４の端部は、伝達部材６１のリング状部６８の回転に伴って支持筒６６の回転を防止するために位置決めフランジ７２がギヤボックス５０に取り付けられている。この位置決めフランジ７２は、Ｄカット状に形成された延設部７３を有し、スラスト機構６２がギヤトレイン５４と干渉しないよう伝達部材６１の支持筒６６を誘導するスライドガイドピンを兼ねている。
【００５６】
一方、この位置決めフランジ７２の延設部７３に対して、図１４に示すように伝達部材６１の支持筒６６は、Ｄカット状に形成されている。このことにより、スラスト機構６２がギヤトレイン５４と干渉することなく、また、他の手段を用いることなく小型化が可能である。
【００５７】
尚、ポテンショメータ３７は、図１５に示すようにギヤがスプロケット３１と噛合している。このことにより、スプロケット３１の回転角度とポテンショメータ３７の回転角度とは、クラッチ機構３３の伝達状態によらず、常に１対１の対応となっている。
【００５８】
このように構成される電動湾曲内視鏡装置１は、図１で説明したように電動湾曲内視鏡２に光源装置３，ビデオプロセッサ４及び湾曲制御装置５を接続されて内視鏡検査等に用いられる。尚、使用前、電動湾曲内視鏡２は、湾曲駆動部３０が初期状態であり、湾曲部１２が湾曲可能な状態である。即ち、電動湾曲内視鏡２は、クラッチ機構３３の伝達部材６１，６１Ｂがシャフト６４の長手軸方向に対して中心側にある状態である。
【００５９】
更に具体的に説明すると、クラッチ機構３３は、駆動力伝達ピン６９がスプロケット３１の孔部７１に嵌合して、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを連結していると共に、駆動力伝達ピン６９Ｂがスプロケット３１Ｂの孔部７１Ｂに嵌合して、２組目のギヤトレインの最終段ギヤ５４ａＢとスプロケット３１Ｂとを連結している状態である。
【００６０】
そして、この状態で、操作者は、ジョイスティック等の湾曲操作入力部２０を湾曲操作して電動湾曲内視鏡２の湾曲部１２を湾曲動作させ、体腔内の目的部位まで挿入部先端部１１を挿入する。
ここで、湾曲制御装置５の制御部３５は、上下左右方向のモータ３２，３２Ｂのモータアンプ３４をオンし、湾曲操作入力部２０の入力指示による指令値（湾曲操作信号）を読み込む。
【００６１】
制御部３５は、読み込んだ湾曲操作入力部２０の指令値（湾曲操作信号）からモータ回転角度を演算し、この演算した値をモータアンプ３４に出力してモータ回転角度を指示する。すると、モータアンプ３４は、指示されたモータ回転角度となるようにモータ３２，３２Ｂをそれぞれ駆動する。
【００６２】
モータ３２の駆動力は、減速されながら増幅されてクラッチ機構３３を介してスプロケット３１に伝達され、スプロケット３１が回動する。すると、このスプロケット３１に掛止されたチェーン２７は、スプロケット３１の回動に伴い牽引弛緩され、湾曲操作ワイヤ２６を牽引弛緩する。一方、２組目のモータ３２Ｂの駆動力も同様な動作を行い、電動湾曲内視鏡２は、湾曲部１２が所定の湾曲動作を行うこつができる。
【００６３】
ここで、例えば、内視鏡検査の途中で、電動湾曲内視鏡２の湾曲部１２をアングルフリーの状態にする必要が生じる。操作者は、電動湾曲内視鏡２のクラッチ操作ノブ６３を操作してクラッチ機構３３を動作させ、モータ３２，３２Ｂの駆動力を切断させる。
【００６４】
このとき、電動湾曲内視鏡２は、クラッチ操作ノブ６３の操作により、シャフト６４が回動自在に回転する。すると、電動湾曲内視鏡２は、伝達部材６１がカム溝６７に遊嵌したシャフト６４のカムピン６５により、誘導されてシャフト６４の長手軸方向に対して端部側に移動されると同時に、伝達部材６１Ｂがカム溝６７Ｂに遊嵌したシャフト６４のカムピン６５Ｂにより、誘導されてシャフト６４の長手軸方向に対して端部側に移動される。
【００６５】
尚、このとき、伝達部材６１は、支持筒６６が位置決めフランジ７２の延設部７３で誘導され、スラスト機構６２がギヤトレイン５４と干渉しないよう位置決めされると共に、伝達部材６１Ｂは、支持筒６６Ｂが位置決めフランジ７２Ｂの延設部７３Ｂで誘導され、スラスト機構６２が２組目のギヤトレインと干渉しないよう位置決めされる。
【００６６】
すると、電動湾曲内視鏡２は、伝達部材６１の駆動力伝達ピン６９の先端側がスプロケット３１の孔部７１から抜けて、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを切断すると共に、伝達部材６１Ｂの駆動力伝達ピン６９Ｂの先端側がスプロケット３１Ｂの孔部７１Ｂから抜けて、２組目のギヤトレインの最終段ギヤ５４ａＢとスプロケット３１Ｂとを切断する。
【００６７】
従って、電動湾曲内視鏡２は、モータ３２，３２Ｂの駆動力がそれぞれスプロケット３１，３１Ｂに伝達されない駆動力非伝達状態となり、湾曲部１２がアングルフリー状態となる。尚、このとき、電動湾曲内視鏡２は、湾曲部１２の負荷に応じてスプロケット３１，３１Ｂが回動自在に回転可能である。
【００６８】
そして、操作者は、この状態で所望な作業を行い、作業終了後、再び、電動湾曲内視鏡２のクラッチ操作ノブ６３を操作して湾曲部１２を湾曲可能な状態に復帰させる。操作者は、電動湾曲内視鏡２のクラッチ操作ノブ６３を操作してクラッチ機構３３を動作させ、モータ３２，３２Ｂの駆動力を連結させる。
【００６９】
このとき、電動湾曲内視鏡２は、クラッチ操作ノブ６３の操作により、上述したのと逆の動作を行い、駆動力伝達ピン６９がスプロケット３１の孔部７１に嵌合して、ギヤトレイン５４の最終段ギヤ５４ａとスプロケット３１とを連結すると共に、駆動力伝達ピン６９Ｂがスプロケット３１Ｂの孔部７１Ｂに嵌合して、２組目のギヤトレインの最終段ギヤ５４ａＢとスプロケット３１Ｂとを連結する。
【００７０】
従って、電動湾曲内視鏡２は、モータ３２，３２Ｂの駆動力がそれぞれスプロケット３１，３１Ｂに伝達される駆動力伝達状態となり、湾曲部１２が湾曲可能な状態となる。
【００７１】
そして、操作者は、再び、ジョイスティック等の湾曲操作入力部２０を湾曲操作して電動湾曲内視鏡２の湾曲部１２を湾曲動作させる。
ここで、湾曲制御装置３の制御部３５は、クラッチ機構３３が駆動力非伝達状態から駆動力伝達状態に変わった際、それぞれポテンショメータ３７，３７Ｂの回転角度を検出し、この情報と湾曲操作入力部２０の操作量との差を比較部３９で比較して認識するようになっている。
【００７２】
このとき、上述したようにスプロケット３１，３１Ｂの回転角度とポテンショメータ３７，３７Ｂの回転角度とは、クラッチ機構３３の伝達状態によらず、常に１対１の対応で接続している。
【００７３】
また、クラッチ機構３３が駆動力伝達状態にある場合、湾曲操作入力部２０の操作量と、湾曲部１２の動作量（湾曲角度）とは、常に１対１の対応をしている。しかしながら、クラッチ機構３３が駆動力非伝達状態にある場合、湾曲操作入力部２０の操作量と、湾曲部１２の動作量（湾曲角度）とは、対応関係がなくなる。
【００７４】
このため、制御部３５は、例えば、ジョイスティックのような絶対位置入力デバイスの場合、操作者にポテンショメータ３７，３７Ｂからの情報と湾曲操作入力部２０の操作量との差を警報部４０を駆動してキャリブレーション操作等により告知するようになっている。
【００７５】
一方、制御部３５は、湾曲操作入力部２０が例えば、ポンティングデバイスのような速度入力デバイスの場合、そのことを認識しておき、湾曲角度の限界値まで湾曲操作入力部２０から入力指令があったとき、湾曲部１２が湾曲限界に達すると、モータアンプ３４に停止信号を出力しモータ３２，３２Ｂへの駆動信号を止める。尚、制御部３５は、予め、湾曲部１２の限界角度を記憶している。
【００７６】
この結果、本実施の形態の電動湾曲内視鏡装置１は、耐剛性が高く、小型化が可能なクラッチ機構３３を設けた電動湾曲内視鏡２を得ることができる。
【００７７】
尚、本実施の形態の電動湾曲内視鏡２は、取り込んだ被写体像を撮像する撮像装置２４を挿入部先端部１１に内蔵した電子内視鏡に本発明を適用しているが、本発明はこれに限定されず、取り込んだ被写体像を伝達する像伝達手段を有し、この像伝達手段で伝達された被写体像を操作部後端部に設けた接眼部で観察可能な光学内視鏡に本発明を適用しても勿論構わない。
【００７８】
また、本実施の形態の電動湾曲内視鏡２は、湾曲制御装置５に着脱自在に接続され、この湾曲制御装置５で湾曲駆動部３０を駆動制御するように構成されているが、本発明はこれに限定されず、湾曲制御装置５を内蔵して構成しても勿論構わない。
【００７９】
尚、本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００８０】
［付記］
（付記項１）挿入部先端側に設けた湾曲部を湾曲動作させる電動湾曲内視鏡において、
前記湾曲部を湾曲動作させるための駆動力を発生するモータと、
前記モータで発生した駆動力を伝達するギヤトレインと、
前記モータの駆動力を湾曲操作ワイヤの進退動に変換するためのスプロケットと、
前記ギヤトレインの最終段に設け、前記ギヤトレインから前記スプロケットへ伝達される駆動力を連結・切断するためのクラッチ機構と、
を具備し、
前記クラッチ機構は、同軸に配置した前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとを連結・切断する伝達部材と、この伝達部材を前記スプロケットの軸方向に進退させるスラスト機構と、このスラスト機構に接続して前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとの連結・切断を指示入力するためのクラッチ操作ノブとから構成したことを特徴とする電動湾曲内視鏡。
【００８１】
（付記項２）前記スラスト機構は、前記クラッチ操作ノブの操作により回動自在に回転するシャフトに設けたカムピンと、このカムピンが遊嵌するカム溝を前記伝達部材に形成したカムと、このカムの回転を防止するスライドガイドとから構成されるカム機構であり、
前記伝達部材は、前記カム機構の動作により前記シャフトの長手軸方向に進退し、挿脱自在に前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとを連結・切断するための１つ以上の駆動力伝達ピンを有し、
前記ギヤトレインの最終段は、前記伝達部材の前記駆動力伝達ピンが貫通して挿嵌される貫通部を１つ以上形成し、
前記スプロケットは、前記ギヤトレインの最終段を貫通した前記駆動力伝達ピンが嵌合するための孔部を１つ以上形成したことを特徴とする付記項１に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８２】
（付記項３）前記モータと、前記ギヤトレインと、前記スプロケットと、前記クラッチ機構と、をギヤボックスに収納したことを特徴とする付記項１に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８３】
（付記項４）前記モータは、前記ギヤトレインと噛合するピニオンがモータ軸に圧入されていることを特徴とする付記項１に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８４】
（付記項５）前記スプロケットは、回転位置を検出するためのポテンメータが取り付けられていることを特徴とする付記項１に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８５】
（付記項６）前記エンコーダと情報とを常に比較している比較部と、この比較部からの情報に基づき、操作者に告知する警報部とを有し、
前記モータの駆動を停止させることを特徴とする付記項１に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８６】
（付記項７）前記クラッチ機構の前記スライドガイドが、前記伝達部材に形成した前記カムの回転を防止するための位置決めフランジを兼ねていることを特徴とする付記項２に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８７】
（付記項８）前記ギヤボックスは、前記クラッチ機構が分離可能に構成されていることを特徴とする付記項３に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８８】
（付記項９）前記ギヤボックスは、前記モータがエンコーダと共に分離可能に構成されていることを特徴とする付記項３に記載の電動湾曲内視鏡。
【００８９】
（付記項１０）前記ギヤボックスは、前記ギヤトレインを覆うように構成されていることを特徴とする付記項３に記載の電動湾曲内視鏡。
【００９０】
（付記項１１）前記ギヤボックスは、前記モータとの間に熱伝達剤を塗布してヒートシンクを兼ねていることを特徴とする付記項３に記載の電動湾曲内視鏡。
【００９１】
（付記項１２）前記ポテンショメータは、前記スプロケットに噛合するギヤがアルミニュームで形成されていることを特徴とする付記項５に記載の電動湾曲内視鏡。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、耐剛性が高く、小型化が可能なクラッチ機構を設けた電動湾曲内視鏡を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を備えた電動湾曲内視鏡装置を示す全体構成図
【図２】図１の電動湾曲内視鏡装置を示す概略構成図
【図３】図２の電動湾曲内視鏡に設けたギヤボックスを示す概略図
【図４】図３のギヤボックスに収納される湾曲駆動部の構成を示す概略図
【図５】図３のギヤボックスの側面説明図
【図６】図５のＡ−Ａ断面図
【図７】図６のモータ取り付け部分の拡大図
【図８】ギヤボックスに取り付けたクラッチ機構を示す斜視図
【図９】図８の要部拡大図
【図１０】図９のスラスト機構を示す斜視図
【図１１】駆動力伝達状態となっている際のクラッチ機構を示す断面図
【図１２】伝達部材の支持筒に形成したカム溝を示す説明図
【図１３】ギヤトレインの最終段ギヤに対するスプロケットの対向側面を示す説明図
【図１４】伝達部材の支持筒を示す側面説明図
【図１５】ポテンショメータとスプロケットとの接続を示す斜視図
【符号の説明】
１…電動湾曲内視鏡装置
２…電動湾曲内視鏡
５…湾曲制御装置
６…挿入部
７…操作部
１１…先端部
１２…湾曲部
２０…湾曲操作入力部
２６…湾曲操作ワイヤ
２７…チェーン
３０…湾曲駆動部
３１…スプロケット
３２…モータ
３３…クラッチ機構
３５…制御部
３６…エンコーダ
３７…ポテンショメータ
５０…ギヤボックス
５４…ギヤトレイン
５４ａ…最終段ギヤ
６１…伝達部材
６２…スラスト機構
６３…クラッチ操作ノブ
６４…シャフト
６９…駆動力伝達ピン
７０…貫通部
７１…孔部

Claims

挿入部先端側に設けた湾曲部を湾曲動作させる電動湾曲内視鏡において、
前記湾曲部を湾曲動作させるための駆動力を発生するモータと、
前記モータで発生した駆動力を伝達するギヤトレインと、
前記モータの駆動力を湾曲操作ワイヤの進退動に変換するためのスプロケットと、
前記ギヤトレインの最終段に設け、前記ギヤトレインから前記スプロケットへ伝達される駆動力を連結・切断するためのクラッチ機構と、
を具備し、
前記クラッチ機構は、同軸に配置した前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとを連結・切断する伝達部材と、この伝達部材を前記スプロケットの軸方向に進退させるスラスト機構と、このスラスト機構に接続して前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとの連結・切断を指示入力するためのクラッチ操作ノブとから構成したことを特徴とする電動湾曲内視鏡。
前記スラスト機構は、前記クラッチ操作ノブの操作により回動自在に回転するシャフトに設けたカムピンと、このカムピンが遊嵌するカム溝を前記伝達部材に形成したカムと、このカムの回転を防止するスライドガイドとから構成されるカム機構であり、
前記伝達部材は、前記カム機構の動作により前記シャフトの長手軸方向に進退し、挿脱自在に前記ギヤトレインの最終段と前記スプロケットとを連結・切断するための１つ以上の駆動力伝達ピンを有し、
前記ギヤトレインの最終段は、前記伝達部材の前記駆動力伝達ピンが貫通して挿嵌される貫通部を１つ以上形成し、
前記スプロケットは、前記ギヤトレインの最終段を貫通した前記駆動力伝達ピンが嵌合するための孔部を１つ以上形成したことを特徴とする請求項１に記載の電動湾曲内視鏡。