JP4681979B2 - 内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構 - Google Patents

内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構 Download PDF

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Description

本発明は、内視鏡の湾曲部の湾曲操作を行うための操作装置が、誤動作するのを防止するためのブレーキ力を任意に調整できるようにした、内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構に関する。
通常、内視鏡の挿入部には上下左右に湾曲可能な湾曲部が形成されており、この湾曲部は、操作部に設けられた湾曲操作装置を回動操作することにより湾曲操作されるようになっている。さらに、操作部にはロック操作部が設けられており、このロック操作部をロック位置に移動させると、湾曲操作装置に固定されたブレーキパッドが、操作部側に固定された摩擦部材に圧接し、ブレーキパッドと摩擦部材間に生じるブレーキ力により、湾曲操作部は操作者が手を離しても湾曲状態が維持される。このため、予めロック操作部をロック位置に移動させておけば、術者の手等が誤って湾曲操作装置に接触しても、湾曲部の湾曲状態をその状態に保持することができる(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。さらに操作部には、術者がブレーキ機能を使い易くするために、上記ブレーキ力を調整するための調整機構が設けられている(特許文献1、特許文献2参照)。
しかし、このように調整機構を設けると、ブレーキを掛けた状態で湾曲操作装置に大きな力が掛かった場合に、ブレーキが効かなくなってしまうおそれがあった。
このような問題意識に基づき、本出願人は既に、ブレーキを掛けた状態で湾曲操作装置に大きな力が掛かっても、ブレーキが効かなくなるおそれのない内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構を提案した(特許文献4)。このブレーキ力調整機構はしかし、ブレーキ力を調整するべく摩擦環の軸方向位置を設定した後に、摩擦環の無用な移動を規制するため摩擦環のスリット幅を狭くすると、湾曲操作部材の摩擦部材に接離する摩擦環自身が変形してしまい、湾曲操作部材の摩擦部材と円滑に当接することができなくなることがあった。
特公昭63-29537号公報 特開平6-327613号公報 特開平4-8340号公報 特開2004-129785号公報
本発明は、以上の問題意識に基づき、本出願人が特開2004-129785号公報で提案したブレーキ力調整機構を改良し、軸方向の位置が設定された摩擦環の無用な移動を規制するためにスリット幅を狭くしても、湾曲操作部材の摩擦部材と当接する摩擦環が変形することはなく、従って円滑、かつ安定したブレーキ作用が得られる内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構を得ることを目的とする。
本発明の内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構は、観察対象内に挿入される挿入部;正逆の回動操作に応じて該挿入部の先端を湾曲させる湾曲操作部材;湾曲操作部材と同軸で、独立して回動操作可能なロック操作部材;ロック操作部材の正逆の回動操作に連動して、回動することなく該ロック操作部材及び湾曲操作部材の回動軸線に沿う方向へ直進往復移動する直線移動部材;この直線移動部材に固定された上記ロック操作部材と同軸の雄ねじを有する雄ねじ筒;この雄ねじ筒の雄ねじに螺合する雌ねじを有する雌ねじ筒と、湾曲操作部材の摩擦部材に接離する摩擦フランジとを有する摩擦環;雄ねじ筒に該雄ねじの一部を切除して形成した周方向のスリット;及びこのスリットにより、スリットを挟んで形成された第一、第二の変形部を相対的に接離させ、該スリットの幅を変化させる保持部材;を有することを特徴とする。
上記保持部材は、例えば、上記第一変形部を貫通するとともに、上記第二変形部に形成したねじ穴に螺合する止めねじとすることが可能である。
本発明によれば、ブレーキ力を変化させても湾曲操作部材の摩擦部材と当接する部材が変形することがなく、円滑なブレーキ作用が得られる内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構を得ることができる。
本実施形態は、医療用の内視鏡の操作装置に本発明を適用したものである。図1に示す内視鏡10は、操作部11と挿入部12とを有し、挿入部12の先端部は、操作部11に設けた湾曲操作装置13の操作に応じて上下及び左右方向に湾曲される湾曲部12aとなっている。
湾曲部12a先端には、図示しない観察窓(対物窓)と照明窓が設けられている。観察窓を介して得られる画像は操作部11近傍に設けた接眼部15から観察することができる。湾曲部12a先端の照明窓には、コネクタ14に接続された光源装置17からライトガイド可撓管19を介して照明用光が送られる。また、操作部11と挿入部12の間には、処置具を挿入するための鉗子口18が設けられていて、鉗子口18から挿入された処置具は湾曲部12aの先端から突出する。
図2は湾曲操作装置13付近の断面を示している。湾曲操作装置13は、湾曲部12aを左右方向に湾曲させるための左右湾曲機構13LRと、湾曲部12aを上下方向に湾曲させるための上下湾曲機構13UDを有している。まず、左右湾曲機構13LRについて説明する。
操作部11のハウジング11a内には基板11bが固定されており、この基板11b上に回動基軸20が固定されている。回動基軸20は、ハウジング11aに形成した貫通孔11cを通して上方に突出している。貫通孔11cは、後述する固定台座60とハウジング11aとの間に配した蓋体11dとによって塞がれている。
回動基軸20の外側には、左右湾曲機構13LRを構成する操作軸体21が回動可能に支持されている。操作軸体21は、回動基軸20に嵌まる、該回動基軸20と同心をなす筒状部材であり、金属材料で形成されている。操作軸体21の上端部外周面には、中心部に円形穴22aが穿設された環状の底板22が固定されており、この底板22は操作軸体21と一体となって回動することができる。
底板22には、プラスチックの成形品である湾曲操作ノブ(湾曲操作部材)23の下面に穿設された大径開口23bが嵌合固定されている。湾曲操作ノブ23は、等角度間隔で4つの指掛部23aを外径方向に突出させ、内部は中空に形成されている。湾曲操作ノブ23の上面には、大径開口23bと対向する小径開口23cが形成されている。
操作軸体21の下端部にはプーリー24が固定されている。プーリー24には一対の操作ワイヤ25、26が固定されており、プーリー24の正逆の回動によって、操作ワイヤ25と操作ワイヤ26の一方がプーリー24に巻き取られ、他方がプーリー24から繰り出される。操作ワイヤ25と操作ワイヤ26はそれぞれ挿入部12の湾曲部12aを構成する節輪に接続しており、この操作ワイヤ25と操作ワイヤ26に対する牽引及び繰出動作によって、湾曲部12aが左右方向に湾曲される。本実施形態では、図1中のL方向に湾曲操作ノブ23と操作軸体21の結合体を回動させると湾曲部12aが左方に湾曲され、同結合体をR方向に回動させると湾曲部12aが右方に湾曲される。
次に、上下湾曲機構13UDについて説明する。操作軸体21の外側には、上下湾曲機構13UDを構成する操作軸体31が回動可能に支持されている。操作軸体31は金属材料で形成されており、操作軸体21に回動可能に嵌まる、回動基軸20と同心の筒状部31aと、この筒状部31aの上端部に位置する円板状部31bを有している。
操作軸体31には、プラスチックの成形品である湾曲操作ノブ(湾曲操作部材)33の上面に穿設された小径開口33bが嵌合固定されている。湾曲操作ノブ33は、等角度間隔で5つの指掛部33aを外径方向に突出させ、内部は中空に形成されている。湾曲操作ノブ33の下面には、小径開口33bと対向する大径開口33cが形成されている。
操作軸体31の下端部には、プーリー34が固定されている。プーリー34には一対の操作ワイヤ35、36が固定されており、プーリー34の正逆の回動によって、操作ワイヤ35と操作ワイヤ36の一方がプーリー34に巻き取られ、他方がプーリー34から繰り出される。操作ワイヤ35と操作ワイヤ36はそれぞれ挿入部12の湾曲部12aに接続されており、この操作ワイヤ35と操作ワイヤ36に対する牽引及び繰出動作によって、湾曲部12aが上下方向に湾曲される。本実施形態では、図1中のU方向に湾曲操作ノブ33と操作軸体31の結合体を回動させると湾曲部12aが上方に湾曲され、同結合体をD方向に回動させると湾曲部12aが下方に湾曲される。
左右湾曲機構13LRと上下湾曲機構13UDはそれぞれ、ロック機構によって湾曲操作ノブ23、33の回動操作を規制することができ、これらのロック機構によって、挿入部12の湾曲部12aを所望の湾曲状態に保持することができる。まず、左右湾曲機構13LRのロック機構について説明する。
回動基軸20の上端部には、回動基軸20と同心の筒状部41aと円板状部41bを備えたロック軸体41が設けられている。筒状部41aは回動基軸20に回動可能に嵌まっており、円板状部41b上には固定ナット43を介してロック操作ノブ(ロック操作部材)42が固定されていて、外部からロック操作ノブ42を回動操作するとロック軸体41も一体に回転する。回動基軸20の上端部には、このロック軸体41とロック操作ノブ42の結合体が回動基軸20の軸線方向の脱落を防止するため、固定ねじ20aが回動基軸20に螺合している。固定ねじ20aと回動基軸20の間には、固定ねじ20a側からワッシャ、連れ回り防止ワッシャ44が配置されている。連れ回り防止ワッシャ44は、ロック軸体41の回転が固定ねじ20aに伝わらないようにするための非回転ワッシャである。
ロック軸体41の下端部には、環状の取付部材45の内径穴が嵌合固定されている。取付部材45の外周面2箇所には、周方向の位相を180度ずらして雌ねじ穴45aが穿設されており、両雌ねじ穴45aには、カムピン46の雄ねじ46aが螺合している。
回動基軸20の上端部近傍には、回動基軸20の軸線方向(上下方向)に直交してキー47が挿入固着されている。キー47は、その両端部が回動基軸20から突出するように回動基軸20に挿入される。キー47(回動基軸20の上端部近傍)の外側には、キー47の両端部が嵌められるキー溝48aを有するブレーキ部材48が位置している。キー47がブレーキ部材48に嵌ると、ブレーキ部材48は、回動基軸20に対して相対回転不能かつ軸線方向に自在に相対移動することができる。図3ないし図5に示すように、このブレーキ部材48の筒状部には2つのカム溝49が位相を180度ずらして穿設され、各カム溝49には、前述したカムピン46がそれぞれ係合する。
カム溝49は、図4に示すように、それぞれ、一定長さに亙って形成された細幅状の傾斜溝49Aと、この傾斜溝49Aの左右両端に設けられた円形のクリック穴49B、49Cとを備えており、このクリック穴49Bの直径は、傾斜溝49Aの幅よりも大きく設定されている。一方のクリック穴49Bには、ブレーキ部材48の上端面に連通する細長形状の切欠き49Dが形成されており、他方のクリック穴49Cには、周方向を向く細溝49Eが連続して形成されている。このように、ブレーキ部材48に切欠き49D、及び細溝49Eを形成することにより、カム溝49の周辺部分には適度な弾力性が付与されている。
ブレーキ部材48の外周側には、外周面に雄ねじ50aを有する雄ねじ筒(直線移動部材)50が位置している。この雄ねじ筒50は、その底部に形成した内方フランジ50eが、ブレーキ部材48の底面に固定ねじ51によって固定されている。雄ねじ筒50には、雄ねじ50aの一部を切除して周方向のスリット50bが穿設(貫通形成)されており、スリット50bの上側部分と下側部分には、第一変形部50fと第二変形部50gが形成されている。第二変形部50g上には、2箇所に雌ねじ穴50cが穿設され、第一変形部50fには、この雌ねじ穴50cとの対向位置に、貫通穴50dが穿設されている(図3、図5)。貫通穴50dには、止めねじ(保持部材)53が挿入され、この止めねじ53は、雌ねじ穴50cに螺合する。
雄ねじ筒50の雄ねじ50aには、環状の摩擦環52が螺合している。すなわち、摩擦環52は、雄ねじ50aに螺合する雌ねじ52aを有する雌ねじ筒52bと、この雌ねじ筒52bの底部の摩擦フランジ52cとを有しており、摩擦フランジ52cは底板22に対向する。底板22の上面には、摩擦フランジ52cに対向する環状の摩擦部材55が固着されている。この摩擦部材55は、コルクやシリコンゴムなどの摩擦係数の大きな材料から構成されている。
このような構成からなる左右湾曲機構13LRのロック機構は、ロック操作ノブ42を、図1の反時計方向に回動させていくと、これと一体の取付部材45も同方向に同角度だけ回転し、カムピン46も同様に回転する。カム溝49が形成されたブレーキ部材48は、回動基軸20に対して相対回転不能かつ軸線方向の相対移動が可能となっているので、クリック穴49B内に位置していたカムピン46が、傾斜溝49A内をクリック穴49C側に向かって移動すると、ブレーキ部材48はカムピン46に対して相対的に押下げられ、摩擦環52の摩擦フランジ52cが摩擦部材55の上面に圧接し、摩擦フランジ52cと摩擦部材55の間にブレーキ力が発生する。なお、上述のように、カム溝49の周辺部分は弾力性が付与されているので、カムピン46が、クリック穴49B、及びクリック穴49Cに嵌る際、またはクリック穴49B、及びクリック穴49Cから離れる際に、術者は適度なクリック感を得ることができる。
従って、湾曲部12aを所望の湾曲形状に湾曲させた状態で、ロック操作ノブ42を反時計方向に回動させると、上記のブレーキ力により、湾曲操作ノブ23の回転にブレーキがかかるので、湾曲部12aは術者が湾曲操作ノブ23から手を離しても湾曲状態が維持される。そのため、術者の手等が誤って湾曲操作ノブ23に接触した場合であっても、湾曲部12aの湾曲状態をそのままの状態に保持することができる。
ブレーキ力の調整は次のように行うことができる。まず、雄ねじ筒50の止めねじ53を緩めてスリット50bを自由にする。この状態において、摩擦環52を回転させて、摩擦環52と雄ねじ筒50の螺合量を変化させると、ロック操作ノブ42がアンロック位置(カムピン46がクリック穴49B内に位置しているときのロック操作ノブ42の位置)にある時の摩擦フランジ52cと摩擦部材55の間の距離が変化させることができる。このため、ロック操作ノブ42をロック位置(カムピン46がクリック穴49C内に位置しているときのロック操作ノブ42の位置)方向に回動させた際のブレーキ力が変化する。ブレーキ力は、例えば、湾曲部12aが湾曲状態であっても、該湾曲部12aに加わる外力が所定値より大きい場合には、該外力によって湾曲操作ノブ23に対するロックが解除されるハーフロックとなるように調整することもできる。
そして、摩擦環52と雄ねじ筒50の螺合量を調整後に、止めねじ53を締め込むと、スリット50bの上側の第一変形部50fと下側の第二変形部50gが近接し、雄ねじ筒50の雄ねじ50aの一部が正しいねじ傾角から変形するため、摩擦環52の雌ねじ52aとの摩擦力が増加し、摩擦環52が雄ねじ筒50に強固に固定される。
さらに、本実施形態によると、止めねじ53の締め込み量を増加させて、雄ねじ筒50のスリット50bの上下の第一、第二の変形部50f、50gを大きく変形させても(スリット50bの幅が小さくなるように変形させても)、摩擦環52(雌ねじ筒52b及び摩擦フランジ52c)が変形することはないため、摩擦フランジ52cと摩擦部材55との均一な面接触を維持することができ、円滑で安定したブレーキ作用を得ることができる。
続いて上下湾曲機構13UDのロック機構について説明する。操作軸体31の外側には、回動基軸20と同心の筒状に形成された固定台座60が設けられている。固定台座60は、その下端部が回動基軸20と共に基板11bに固定されており、固定台座60と回動基軸20との間の空間には、操作軸体21、31、プーリー24、34が支持されている。一方、固定台座60の外周面にはロック軸体61が支持されている。ロック軸体61は、回動基軸20と同心の筒状部61aと円板状部61bを備え、筒状部61aは固定台座60の外周面に対して回動可能に、かつ軸方向(上下方向)には移動しないように嵌まっている。円板状部61bには、ロック操作レバー(ロック操作部材)62が固定されており、ロック操作レバー62はロック軸体61と共に、固定台座60(回動基軸20)を中心として回動可能である。ロック操作レバー62は、回動操作を行いやすくするために、回動基軸20の軸線に対して径方向に長く延出されたレバー形状に形成されている。
筒状部61aの外周面2箇所には、周方向の位相を180度ずらして雌ねじ穴61cが穿設されており、両雌ねじ穴61cには、カムピン64の雄ねじ64aが螺合されている。
固定台座60の外周面の上端部には、略筒状のブレーキ部材65が、固定台座60に対して回転不能かつ軸線方向(上下方向)の相対移動が自在として装着されている。このブレーキ部材65には、ブレーキ部材48のカム溝49と同形状のカム溝66が、位相を180度ずらして2つ穿設され、各カム溝66には、前述したカムピン64がそれぞれ係合している。
ブレーキ部材65の下端部には、外向きの環状フランジ65aが突設されており、この環状フランジ65aの上面には、雄ねじ筒(直線移動部材)67が固定されている。雄ねじ筒67の外周面には雄ねじ67aが形成されており、この雄ねじ67aには、摩擦環68の雌ねじ筒68bの雌ねじ68aが螺合している。雄ねじ筒67には、雄ねじ筒50と同様に、スリット67b、第一変形部67f、第二変形部67g、雌ねじ穴67c、及び貫通穴67dが設けられている。摩擦環68は、摩擦環52と同じ材料から成形されており、かつ、摩擦環52と同様に、雌ねじ68aを有する雌ねじ筒68bと摩擦フランジ68cとを有している。そして、貫通穴67dを貫通する止めねじ(保持部材)69が、雌ねじ穴67cに螺合している。
湾曲操作ノブ33の大径開口33cには、環状の底板70が嵌合固定されており、底板70の内径穴54はロック軸体61に回転自在に支持されている。さらに、この底板70の上面の摩擦環68との対向部には、コルクやシリコンゴムなどの摩擦係数の大きな材料からなる環状の摩擦部材71が固着されている。
このような構成からなる上下湾曲機構13UDのロック機構は、ロック操作レバー62を、図1の反時計方向に回動させていくと、カムピン64が同方向に同角度だけ回転し、この動きに伴い、ブレーキ部材65はカムピン64に対して相対的に押下げられ、摩擦フランジ68cが摩擦部材71に圧接し、摩擦フランジ68cと摩擦部材71の間にブレーキ力が発生する。
従って、湾曲部12aを所望の湾曲形状に湾曲させた状態で、ロック操作レバー62を反時計方向に回動させると、上記のブレーキ力により、湾曲操作ノブ33の回転にブレーキがかかるので、術者の手等が誤って湾曲操作ノブ33に接触する場合であっても、湾曲部12aの湾曲状態をそのままの状態に維持することができる。
ブレーキ力の調整は次のように行うことができる。まず、雄ねじ筒67の止めねじ69を緩めてスリット67bを自由にする。この状態で摩擦環68を回転させて、摩擦環68とブレーキ部材65の螺合量を変化させると、ロック操作レバー62がアンロック位置(カムピン64が上記一方のクリック穴内に位置しているときのロック操作レバー62の位置)にある時の摩擦環68の摩擦フランジ68cと摩擦部材71の間の距離が変化する。このため、ロック操作レバー62をロック位置(カムピン64が上記他方のクリック穴内に位置しているときのロック操作レバー62の位置)方向に回動させた際のブレーキ力が変化する。従って、摩擦環68を回転させることにより、ブレーキ力の調整が可能となり、例えば、ハーフロックとなるように設定することも可能である。
そして、摩擦環68と雄ねじ筒67の螺合量を調整後に、止めねじ69を締め込むと、スリット67bの上側の第一変形部67fと下側の第二変形部67gが近接し、雄ねじ筒67の雄ねじ67aの一部が正しいねじ傾角から変形するため、雌ねじ68aとの摩擦力が増加し、摩擦環68が雄ねじ筒67に強固に固定される。
さらに、本実施形態によると、止めねじ69の締め込み量を増加させて、雄ねじ筒67のスリット67bの上下の第一、第二の変形部67f、67gを大きく変形させても(スリット67bの幅が小さくなるように変形させても)、摩擦環68(雌ねじ筒68b及び摩擦フランジ68c)が変形することはないため、摩擦フランジ68cと摩擦部材71との均一な面接触を維持することができ、円滑で安定したブレーキ作用を得ることができる。
本発明による操作装置を有する内視鏡の全体構造を示す外観図である。 図1の内視鏡の湾曲操作装置付近の断面図である。 ブレーキ部材、雄ねじ筒、及び摩擦環を互いに結合した状態を示す縦断面図である。 ブレーキ部材の展開図である。 図3の要素を分解して示す分解斜視図である。
符号の説明
10 内視鏡
11 操作部
11a ハウジング
11b 基板
11c 貫通孔
11d 蓋体
12 挿入部
12a 湾曲部
13 湾曲操作装置
13LR 左右湾曲機構
13UD 上下湾曲機構
14 コネクタ
15 接眼部
17 光源装置
18 鉗子口
19 ライトガイド可撓管
20 回動基軸
20a 固定ねじ
21 操作軸体
22 70 底板
22a 円形穴
23 33 湾曲操作ノブ(湾曲操作部材)
23a 33a 指掛部
23b 33c 大径開口
23c 33b 小径開口
24 34 プーリー
25 26 35 36 操作ワイヤ
31 操作軸体
31a 41a 筒状部
31b 41b 円板状部
41 ロック軸体
42 ロック操作ノブ(ロック操作部材)
43 固定ナット
44 連れ回り防止ワッシャ
45 取付部材
45a 63a 雌ねじ穴
46 64 カムピン
46a 64a カムピン用雄ねじ
47 固定部材
48 65 ブレーキ部材
49 66 カム溝
49A 傾斜溝
49B 49C クリック穴
49D 切欠き
49E 細溝
50 67 雄ねじ筒(直線移動部材)
50a 67a 雄ねじ
50b 67b スリット
50c 67c 雌ねじ穴
50d 67d 貫通穴
50e 内方フランジ
50f 67f 上側部分(第一変形部)
50g 67g 下側部分(第二変形部)
51 固定ねじ
52 68 摩擦環
52a 68a 雌ねじ
52b 68b 雌ねじ筒
52c 68c 摩擦フランジ
53 69 止めねじ(保持部材)
54 内径穴
55 71 摩擦部材
60 固定台座
61 ロック軸体
61a 筒状部
61b 円板状部
62 ロック操作レバー(ロック操作部材)
63 取付部材
65a 環状フランジ

Claims (2)

  1. 観察対象内に挿入される挿入部;
    正逆の回動操作に応じて該挿入部の先端を湾曲させる湾曲操作部材;
    該湾曲操作部材と同軸で、独立して回動操作可能なロック操作部材;
    該ロック操作部材の正逆の回動操作に連動して、回動することなく該ロック操作部材及び上記湾曲操作部材の回動軸線に沿う方向へ直進往復移動する直線移動部材;
    この直線移動部材に固定された上記ロック操作部材と同軸の雄ねじを有する雄ねじ筒;
    この雄ねじ筒の雄ねじに螺合する雌ねじを有する雌ねじ筒と、上記湾曲操作部材の摩擦部材に接離する摩擦フランジとを有する摩擦環;
    上記雄ねじ筒に、雄ねじの一部を切除して形成した周方向のスリット;及び
    このスリットにより該スリットを挟んで形成された第一、第二の変形部を相対的に接離させ、該スリットの幅を変化させる保持部材;
    を有することを特徴とする内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構。
  2. 請求項1記載の内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構において、上記保持部材が、上記第一変形部を貫通するとともに、上記第二変形部に形成したねじ穴に螺合する止めねじである内視鏡湾曲操作装置のブレーキ力調整機構。
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