JP5309265B2 - 湾曲操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、挿入部の先端側に湾曲自在な湾曲部を設けた湾曲部付医療装置及び内視鏡に関する。

近年、医療分野或いは工業分野において、細長の挿入部を備える内視鏡が利用されている。医療分野の内視鏡においては、挿入部を口腔或いは肛門等から体内に挿入することにより観察等行える。一方、工業分野の内視鏡においては、挿入部をボイラの配管、或いはエンジンの内部などに挿入することにより観察を行える。

内視鏡においては、挿入部の先端部に設けられている観察光学系を所望の方向に向けられるようにするため、挿入部の先端側に例えば上下左右方向に湾曲する湾曲部が設けられている。そして、挿入部の基端に設けられた操作部には、湾曲部を湾曲操作するための湾曲ノブが回動自在に配設されていた。そして、湾曲部の所定の位置と湾曲操作ノブの所定の位置とにはアングルワイヤーが連結されている。このように構成された内視鏡では、操作者が湾曲操作ノブを手動で時計方向、或いは反時計方向に回転させることによって、アングルワイヤーを牽引、或いは弛緩させることによって湾曲部を湾曲させることができるようになっている。

例えば、日本国特開２０００−０５１１４６号公報（以下、文献１と記載する）の図１（Ａ）には操作部ケーシングに湾曲部を上下方向に湾曲操作するためのＵＤ湾曲操作ノブ及び左右方向に湾曲操作するためのＲＬ湾曲操作ノブを同軸に配設した内視鏡が示されている。この内視鏡においては、操作者がＵＤ湾曲操作ノブを回転させることによって湾曲部を上下方向に湾曲させることができる一方、操作者がＲＬ湾曲操作ノブを回転させることによって湾曲部を左右方向に湾曲させることができるように構成されている。操作者は、操作部ケーシングを手指で把持しつつ、その把持した指で湾曲操作ノブを回転操作することによって湾曲部を湾曲させることができる。

しかし、操作部ケーシングを把持した指で、２つの湾曲操作ノブの操作を行いながら内視鏡の先端部を所望する方向に向かせる操作は煩雑である。そして、女性の医師等、比較的手の小さな医師にとっては、２つの湾曲操作ノブの操作がし難いという問題があった。

この不具合を解消する目的で、内視鏡の操作部内部に電動モーターを内蔵し、１本の指で湾曲機構である操作子を操作することによって、湾曲部の湾曲動作を可能にした内視鏡が各種提案されている。

例えば日本国特開２００４−３２１６１２号公報（以下、文献２と記載する）には電動湾曲内視鏡が示されている。この電動湾曲内視鏡によれば、操作部に設けた操作子であるジョイスティック装置のジョイスティックを中立状態から傾倒操作することにより、その傾倒操作に対応した量だけ、操作部内に設けたモーターの駆動力で湾曲操作ワイヤーを牽引及び弛緩させて湾曲部を湾曲させる。

また、日本国特開２００５−２７９１１８号公報（以下、文献３と記載する）の能動チューブ駆動装置には能動チューブシステムが示されている。能動チューブシステムでは、コントローラの操作子である制御情報入力部の先端部を手で操作すると、制御情報入力部に設けた可変抵抗器の値が入力され、その入力に応じてコントローラ内の制御素子を制御する。そして、制御素子は、カテーテル先端部内のＳＭＡコイルへの通電量をＰＷＭ制御により変化させる。これにより、ＳＭＡコイルへの通電量に対応して屈曲機構が作用して先端部の屈曲角が一定に保たれるようになっている。

また、日本国特開２００３−３２５４３７号公報（以下、文献４と記載する）には牽引部材操作装置を備えた内視鏡が示されている。この内視鏡によれば、操作子である操作指示レバーを僅かな操作力量で傾倒操作して、所望の牽引部材を所望の量移動させて湾曲部の湾曲操作を行える。この内視鏡では、湾曲レバーを傾倒操作してアーム部材に固定されている傾倒操作に対応する操作ワイヤーの張り状態を変化させることによって、対応する操作ワイヤーのモーターで回転されているプーリーに対する抗力を変化させて、プーリーの回転方向に操作ワイヤーを移動させて湾曲部を湾曲させる。

しかしながら、文献１では操作者がＵＤ湾曲操作ノブ、または、ＲＬ湾曲操作ノブを操作することによって湾曲部が選択した湾曲操作ノブの回転方向に湾曲動作し、文献２−４では操作者が傾倒操作することにより湾曲部が傾倒方向に対応する方向に湾曲動作するという違いがある。このため、内視鏡観察中に操作者の姿勢、操作部の把持状態が変化した状態で湾曲部を湾曲させる操作を行った場合、文献１では操作者が選択して湾曲操作ノブの回転方向に湾曲部が湾曲する。つまり、湾曲部は、操作者の姿勢に関わらず操作者の意図した方向に湾曲される。一方、文献２−４では操作者が操作子を傾倒操作した際、操作者の姿勢によっては操作子が操作者の意図した傾倒方向に対して位置ずれするおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、操作者が操作子を傾倒操作して湾曲部を湾曲させる際、その操作子の傾倒方向を感覚的に把握して、操作者の意図する方向に操作子を傾倒させて湾曲部を湾曲させることが可能な湾曲部付医療装置及び内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の一態様の湾曲操作装置は、湾曲部と、前記湾曲部の湾曲操作を行う操作部と、長手軸を有し、前記操作部が端部に設けられた把持部と、前記操作部から立設され、傾倒方向と傾倒角度が変更可能な軸部を有する操作子と、一端が前記湾曲部に連結される少なくとも一対の牽引部材と、前記軸部に固定される吊り枠と、前記吊り枠に設けられ前記一対の牽引部材のうち一方の牽引部材の他端が連結される第１の取付部と、前記吊り枠において前記第１の取付部とは異なる位置に設けられ、前記一対の牽引部材のうち他方の牽引部材の他端が連結される第２の取付部と、前記一方の牽引部材及び前記他方の牽引部材の走行経路を変更する取付経路設定部材と、を有し、前記一方の牽引部材が前記取付経路設定部材に第１の角度で入射するように前記第１の取付部へ前記一方の牽引部材を導き、前記他方の牽引部材が前記取付経路設定部材に前記第１の角度とは異なる第２の角度で入射するように前記第２の取付部へ前記他方の牽引部材を導いて、前記軸部を前記第１の取付部が位置する方向である第１の傾倒方向に傾倒させるのに必要な第１の傾倒操作力量と、前記軸部を前記第２の取付部が位置する方向である第２の傾倒方向に傾倒させるのに必要な第２の傾倒操作力量とが異なるようにした。

図１−図８は本発明の一実施形態に係り、図１は操作部に牽引部材操作装置を構成する操作子が立設する湾曲部付医療装置の一例である内視鏡を説明する図 把持部と操作部本体とで構成される操作部および把持部にモーター及びプーリーを内蔵した牽引部材操作装置の構成を説明する図 回転体を説明する図 図２の矢印Ｙ４方向から見た牽引部材操作装置の構成を説明する図 吊り枠に接続された各湾曲ワイヤーが対応するガイドローラーに入射する角度を説明する図 プーリーに配置された複数の回転体と吊り枠との関係を図５の矢印Ｙ６ａ方向及び図６（ａ）の矢印Ｙ６−Ｙ６方向から見て説明する図 上方向傾倒操作力量と上方向ワイヤー牽引力量との関係および下方向傾倒操作力量と下方向ワイヤー牽引力量との関係を説明する図 上方向傾倒操作力量と上方向ワイヤー牽引力量との関係および下方向傾倒操作力量と下方向ワイヤー牽引力量との関係から上枠の長さを調整する調整例を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１−図８を参照して本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態において、湾曲部付医療装置は、内視鏡である。図１−図６に示すように本実施形態の内視鏡１は、細長な挿入部２と、挿入部２の基端に連設する操作部３と、操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４とを備えて構成されている。

挿入部２は、先端側から順に、先端部２ａと、湾曲部２ｂと、可撓管部２ｃとを連設して構成されている。先端部２ａには撮像素子を有する撮像装置（不図示）が内蔵されている。湾曲部２ｂは、例えば上下左右方向に湾曲可能に構成されている。可撓管部２ｃは、可撓性を有し、長尺に形成されている。

図１、図２に示すように操作部３は、把持部３ａと、操作部本体３ｂとを備えて構成されている。把持部３ａは、挿入部２に連設し、操作部本体３ｂは把持部３ａに連設している。把持部３ａの長手軸と、挿入部２の挿入軸は同軸、若しくは平行な位置関係である。操作部本体３ｂの先端側の空き空間が最も存在する部分に対応する位置には、湾曲部２ｂを湾曲動作させる操作を行うための操作子５が設けられている。操作部本体３ｂの長手軸(操作部３の長手軸とも記載する)と把持部３ａの長手軸とは、同軸、若しくは平行な位置関係である。

操作子５は、操作部本体３ｂの一面に設けた開口である操作子突出口(不図示)から操作部３の長手軸に直交して設けられている。
湾曲部２ｂは、図１の矢印Ｙｕ、矢印Ｙｄ、矢印Ｙl 、矢印Ｙｒに示すように操作子５の傾倒方向及び傾倒角度を含めた傾倒操作に応じて湾曲する構成になっている。具体的に、湾曲部２ｂは、操作子５の傾倒操作によって、後述する湾曲操作ワイヤー(以下、湾曲ワイヤーと略記する)が牽引弛緩されて上方向、右方向、下方向、左方向、上方向と右方向との間等の方向に湾曲する。

本実施形態において、湾曲部２ｂは、上下左右の四方向に湾曲する構成としている。しかし、湾曲部２ｂは、上下方向に湾曲する構成であってもよい。上記ｕ、ｄ、ｌ、ｒは、湾曲部２ｂの湾曲方向である上下左右方向を表す。以下の説明において、例えば、符号８ｕは上用湾曲ワイヤーを表し、符号９ｄは下用回転体を表す。そして、図面中においては、小文字の「ｌ」を筆記体で表して数字の「１」と区別している。

なお、図１に示すように操作部本体３ｂの外装には、操作子５の他に、スイッチ６ａ、送気送水ボタン６ｂ、吸引ボタン６ｃが予め定めた位置に設けられている。スイッチ６ａは、例えば先端部２ａ内に設けられた撮像装置の各種撮像動作を指示する。また、把持部３ａの外装には処置具チャンネル(不図示)に連通するチャンネル挿入口６ｄが設けられている。

本実施形態において、操作者が操作部３の把持部３ａを従来の内視鏡と同様に左手で把持した際、操作子５は、操作者の把持した手の親指で操作する位置に設けられ、送気送水ボタン６ｂ及び吸引ボタン６ｃは操作者の把持した手の親指以外の指で操作する位置に設けられ、スイッチ６ａは操作者の把持した手の親指または他の指で操作可能な位置に設けられている。
図１、図２の符号７はカバー部材である。カバー部材７は、操作子突出口を水密に塞ぎ且つ軸部５ａに密着して、操作子５を傾倒操作可能に保持する。

ユニバーサルコード４内には、信号ケーブル、電線、ライトガイドファイバー束、送気用チューブ、送水用チューブ、吸引用チューブ等が挿通している。信号ケーブルは、撮像装置に接続されている。電線は、後述するモーター(図２の符号１２参照)に電力を供給する。ライトガイドファイバー束は、光源装置の照明光を伝送する。

図２に示すように操作部３内には、牽引部材操作装置１０が設けられている。牽引部材操作装置１０は、４本の湾曲ワイヤー８と、４つの回転体９が配設された細長なプーリー１１と、駆動手段であるモーター１２と、略十字形状の吊り枠１３と、前記操作子５と、後述する複数のガイドローラーを備えたガイドローラー組２１とで主に構成されている。

湾曲ワイヤー８は、牽引部材である。それぞれの回転体９には各ワイヤー８の中途部分がそれぞれ巻回されている。モーター１２は、湾曲操作時にプーリー１１に配設された所定の回転体９を所定トルクで回転させる駆動力を有する。吊り枠１３は、各ワイヤー８の基端部がそれぞれ連結されるワイヤー取付部を有する。吊り枠１３には、操作子５の軸部５ａが一体に連結されている。ガイドローラー組２１の複数のガイドローラーは、４本のワイヤー８の走行経路を操作部３内で変更するワイヤー走行経路変更部材である。

なお、図４の符号５１は信号ケーブル、符号５２はライトガイドケーブル、符号５３はコイルパイプ止め、符号５９は仕切り板である。本実施形態において、操作部３の重心が把持部３ａ内に位置するように構成されている。

４本の湾曲ワイヤー８は、上下方向湾曲操作用である一対の上用湾曲ワイヤー（以下、上湾曲ワイヤーと記載する）８ｕ及び下用湾曲ワイヤー（以下、下湾曲ワイヤーと記載する）８ｄと、左右方向湾曲操作用である一対の左用湾曲ワイヤー（以下、左湾曲ワイヤーと記載する）８ｌ及び右用湾曲ワイヤー（以下、右湾曲ワイヤーと記載する）８ｒとである。

本実施形態において、プーリー１１の長手軸とモーター１２の長手軸とは交差している。具体的に、モーター１２の駆動軸は、把持部３ａの長手軸と平行な位置関係になるように把持部３ａ内に予め定めた位置に配置されている。そして、モーター１２のモーター軸１２ｂとプーリー１１の回転軸であるプーリー軸１１ｂとは直交した位置関係に設定されている。また、プーリー１１とモーター１２とは仕切り板５９を挟んで、この仕切り板５９で仕切られた操作部３内の異なる空間内にそれぞれ配置されている。

モーター１２の駆動力は、駆動力伝達機構部１５によってプーリー１１に伝達される構成になっている。駆動力伝達機構部１５は、第１笠歯車１６、第２笠歯車１７を備えている。
第１笠歯車１６は、モーター１２の軸部１２ａに一体に固定され、第２笠歯車１７はプーリー１１の軸部１１ａに一体に固定されている。この構成によれば、モーター１２の駆動力が笠歯車１６、１７を介して軸部１１ａに伝達されることにより、プーリー１１が軸回りに回転する構成になっている。

回転体９は、弾性変形可能であって、例えば、図３に示すように環状部９ａと、回転量調整部９ｂとを備えている。回転体９の環状部９ａには隙間９ｃが形成されている。環状部９ａ及び回転量調整部９ｂには、図示しないワイヤー案内部が形成されている。ワイヤー案内部は、ワイヤー８を巻取開始位置９ｓから巻取終了位置９ｅにスムーズに導くように予め定めた形状で構成されている。４つの回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒは、プーリー１１の外周面に対して予め定めた遊嵌状態で配置され、それぞれ独立して回転状態になる。

吊り枠１３は、操作部本体３ｂの先端側の空き空間内に予め定めた位置関係で配置されている。

図５及び図６中の（ａ）である正面図、（ｂ）である側面図で示すように吊り枠１３は、中心ｏ１から端部まで同じ長さの４つの枠１３ｕ、１３ｄ、１３ｌ、１３ｒを備え、略十字形状に構成されている。一対の湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄに対応する上用枠（以下、上枠と記載する）１３ｕと下用枠（以下、下枠と記載する）１３ｄとは軸部５ａを挟んで一直線上に配置されている。上枠１３ｕの端部には上ワイヤー取付部１３ｕ２が設けられ、下枠１３ｄの端部には下ワイヤー取付部１３ｄ２が設けられている。

一方、一対の湾曲ワイヤー８ｌ、８ｒに対応する左用枠（以下、左枠と記載する）１３ｌと右用枠（以下、右枠と記載する）１３ｒとは上下用枠中心線（以下、枠中心線と記載する）１３ａに直交して軸部５ａを挟んで一直線上に配置されている。左枠１３ｌの端部には左ワイヤー取付部１３ｌ２が設けられ、右枠１３ｒの端部には右ワイヤー取付部１３ｒ２が設けられている。
なお、図６の（ａ）に示す正面図は、図５の矢印Ｙ６ａ方向から吊り枠１３及びガイドローラー２１を見た図であり、図６の（ｂ）に示す側面図は図５の（ａ）に示した矢印Ｙ６−Ｙ６線方向から見た図である。符号５ｂは指当て部であり球状である。指当て部５ｂは、軸部５ａの先端に一体に固定されている。

上枠１３ｕは、その端部に枠中心線１３ａに対して一方向に折曲した上枠先端屈曲部１３ｕｂを備え、下枠１３ｄはその端部に枠中心線１３ａに対して他方向に折曲した下枠先端屈曲部１３ｄｂを備えている。
そして、上枠先端屈曲部１３ｕｂに上ワイヤー取付部１３ｕ２が設けられ、下枠先端屈曲部１３ｄｂに下ワイヤー取付部１３ｄ２が設けられている。この結果、上ワイヤー取付部１３ｕ２と下ワイヤー取付部１３ｄ２との操作部３の長手軸に直交する方向の間隔ｗ１は、予め定めた寸法に設定されている。

なお、上枠１３ｕ及び上ワイヤー取付部１３ｕ２等は、操作子５の傾倒方向と湾曲部２ｂの湾曲方向とを考慮した上で設定されるものである。本実施形態においては、操作子５が図１の矢印Ｙｕ方向に傾倒されると上ワイヤー取付部１３ｕ２が揺動して図５の矢印Ｙｕ方向に傾けられて湾曲部２ｂが上方向に湾曲する構成になっている。そして、操作子５が同様に図１の矢印Ｙｄ方向に傾倒されると下ワイヤー取付部１３ｄ２が揺動して図５の矢印Ｙｄ方向に傾けられて湾曲部２ｂが下方向に湾曲し、図１の矢印Ｙｌ方向に傾倒されると左ワイヤー取付部１３ｌ２が揺動して図５の矢印Ｙｌ方向に傾けられて湾曲部２ｂが左方向に湾曲し、図１の矢印Ｙｒ方向に傾倒されると右ワイヤー取付部１３ｒ２が揺動して図５の矢印Ｙｒ方向に傾けられて湾曲部２ｂが右方向に湾曲する。
本実施形態において、吊り枠１３は、枠中心線１３ａと把持部３ａの長手軸とが平行になるように操作部３内の予め定めた位置に配置されている。

図２、図５に示すようにガイドローラー組２１は、ローラー軸２１ｐと、４つのガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒとを備えて構成されている。ローラー軸２１ｐは、支持体であり、例えば円柱状である。４つのガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒは、ローラー軸２１ｐに回動自在に配置されている。
４つのガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒは、４本の湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒにそれぞれ対応している。４つのガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒは、プーリー１１及び吊り枠１３から予め定めた距離離間して設けられている。４つのガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒは、４本の湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒを吊り枠１３のワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２に導く、取付経路設定部材である。

ローラー軸２１ｐは、把持部３ａの長手軸と直交する位置関係で、軸部５ａの直下の予め定めた位置に配置されている。そして、ローラー軸２１ｐの中心は、直立状態の軸部５ａの中心軸上に位置している。
各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、ガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒによって走行経路を変更された後、それぞれ吊り枠１３の上ワイヤー取付部１３ｕ２、下ワイヤー取付部１３ｄ２、左ワイヤー取付部１３ｌ２、右ワイヤー取付部１３ｒ２に至るように構成されている。

図５を参照してガイドローラー２１について説明する。
なお、図５においては、各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒと、各ワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２との位置関係を説明するため、吊り枠１３の位置をローラー軸２１ｐに対して図中右方向に位置ずれさせている。

図５に示すように４つのガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒは、ローラー軸２１ｐに対して図５の矢印Ｙ５ａに示すようにガイドローラー２１ｒ、２１ｄ、２１ｕ、２１ｌの順に配置されている。
ローラー軸２１ｐの両端に配置されたガイドローラー２１ｒ、２１ｌと、ローラー軸２１ｐの中心を挟んでガイドローラー２１ｒ、２１ｌの内側に配置されたガイドローラー２１ｕ、２１ｄとでは径寸法または幅寸法が異なっている。

本実施形態において、左ガイドローラー２１ｌと、右ガイドローラー２１ｒの径寸法及び幅寸法は同一であり、上ガイドローラー２１ｕと下ガイドローラー２１ｄの径寸法及び幅寸法は同一である。そして、ガイドローラー２１ｌ、２１ｒの径寸法及び幅寸法は、ガイドローラー２１ｕ、２１ｄの径寸法及び幅寸法よりそれぞれ予め定めた寸法大きく設定されている。

そして、本実施形態においては、吊り枠１３の各枠１３ｕ、１３ｄ、１３ｌ、１３ｒが水平に配置された状態において、各ワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２から延出されて各ガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒに入射する各々の湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒのワイヤー角度の間に、以下に示す関係を設定している。
下湾曲ワイヤー８ｄが下ガイドローラー２１ｄに入射するワイヤー角度をθ１、上湾曲ワイヤー８ｕが上ガイドローラー２１ｕに入射するワイヤー角度をθ２、左湾曲ワイヤー８ｌが左ガイドローラー２１ｌに入射するワイヤー角度および右湾曲ワイヤー８ｒが右ガイドローラー２１ｒに入射するワイヤー角度をθ３とする。
また、角度θ１’ は、図７に示すようにユニバーサルジョイント１４の中心と、下用ワイヤー取付部１３ｄ２とを結ぶ直線の傾斜角である。角度θ２’ は、図７に示すようにユニバーサルジョイント１４の中心と、上用ワイヤー取付部１３ｕ２とを結ぶ直線の傾斜角である。である。角度θ３’ は、図６に示すようにユニバーサルジョイント１４の中心と上枠１３ｕの予め定めた点とを結ぶ二点鎖線の傾斜角であり、ユニバーサルジョイント１４の中心と下枠１３ｄの予め定めた点とを結ぶ二点鎖線の傾斜角であり、ユニバーサルジョイント１４の中心と左枠１３ｌの予め定めた点とを結ぶ二点鎖線の傾斜角であり、ユニバーサルジョイント１４の中心と右枠１３ｒの予め定めた点とを結ぶ二点鎖線の傾斜角である。

θ１’＋θ１＞θ２’＋θ２＞θ３’＋θ３
の関係を設定している。

上述のように角度θ１、角度θ２および角度θ３を設定したことによって、例えば、上方向操作力量と下方向操作力量とは以下に示すようになる。すなわち、図７に示す図から以下のつり合いの式を導き出すことができる。

Ｆｕ・ｂ１＝Ｔｕ・ｓｉｎ（θ２’＋θ２）・ａ’ … （１）
Ｆｄ・ｂ１＝Ｔｄ・ｓｉｎ（θ１’＋θ１）・ａ’ … （２）
ここで、Ｆｕ：上方向傾倒操作力量
Ｆｄ：下方向傾倒操作力量
ａ’ ：上ワイヤー取付部及び下ワイヤー取付部からユニバーサルジョイント中心までの距離
ｂ１：軸部のユニバーサルジョイント中心から指当て部中心までの距離
Ｔｕ：上方向ワイヤー牽引力量
Ｔｄ：下方向ワイヤー牽引力量 である。

式（１）より、Ｆｕを以下に示すように表せる。
Ｆｕ＝Ｔｕ・ｓｉｎ（θ２’＋θ２）・ａ’／ｂ１ … （３）
また、式（２）より、Ｆｄを以下に示すように表せる。
Ｆｄ＝Ｔｄ・ｓｉｎ（θ１’＋θ１）・ａ’／ｂ１ … （４）
牽引部材操作装置１０においては、ＴｕとＴｄとは等しい（Ｔｕ＝Ｔｄ）。このため、
式（３）、（４）を以下に示すように表すことができる。
Ｆｕ＝Ｄ・ｓｉｎ（θ２’＋θ２） （但し、Ｄ＝Ｔｕ・ａ’／ｂ１） … （５）
Ｆｄ＝Ｄ・ｓｉｎ（θ１’＋θ１） （但し、Ｄ＝Ｔｄ・ａ’／ｂ１） … （６）
そして、角度（θ１’＋θ１）、角度（θ２’＋θ２）との間には上述した関係がある。したがって、ＦｕとＦｄとの間は、以下の関係になる。
Ｆｕ＞Ｆｄ
つまり、角度θが小さければ小さいほど傾倒操作力量は増大する。そして、本実施形態においては、角度（θ１’＋θ１）、角度（θ２’＋θ２）、角度（θ３’＋θ３）との間に上述した関係が設定されているので、上方向傾倒操作力量Ｆｕと、下方向傾倒操作力量Ｆｄと、左方向傾倒操作力量Ｆｌ及び右方向傾倒操作力量Ｆｒとの関係は以下に示すようになっている。

Ｆｌ＝Ｆｒ＞Ｆｕ＞Ｆｄ
このように、本実施形態においては、操作子５を右方向傾倒操作して湾曲部２ｂを右方向に湾曲させる際の操作力量、或いは操作子５を左方向傾倒操作して湾曲部２ｂを左方向に湾曲させる際の操作力量を最も重くなるように設定している。

ガイドローラー２１ｌ、２１ｒの最大外径をｗ３とした場合、この最大外径ｗ３と上用ワイヤー取付部１３ｕ２と下用ワイヤー取付部１３ｄ２との操作部３の長手軸方向の間隔ｗ２との間にｗ２＞ｗ３の関係を設定している。
また、ガイドローラー２１ｕとガイドローラー２１ｄとの間隔は、上用ワイヤー取付部１３ｕ２と下用ワイヤー取付部１３ｄ２との間隔であるｗ１に設定している。 さらに、左用ワイヤー取付部１３ｌ２と右用ワイヤー取付部１３ｒ２との間隔ｗ４と、ローラー軸２１ｐに配置される左用ガイドローラー２１ｌの外側端と右用ガイドローラー２１ｒの外側端との間隔ｗ５との間にｗ４＞ｗ５の関係を設定している。
なお、プーリー１１には、図４の矢印Ｙ４ａに示すように回転体９ｒ、９ｄ、９ｕ、９ｌの順に配置されている。

ここで、図２、図４、図５を参照して各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの操作部３内における走行経路について説明する。
図５に示すように４本の湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒのそれぞれの基端部は、吊り枠１３の予め定められた位置であるワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２に固定されている。

一方、各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒのそれぞれの先端部は、湾曲部２ｂを構成する図示しない先端湾曲駒の上下左右に対応する位置に固定されている。先端湾曲駒は、湾曲部２ｂを構成する複数の図示しない湾曲駒を連接して上下左右方向に湾曲するように構成された湾曲部組の最先端を構成する湾曲駒である。
各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、挿入部2内において該ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒにそれぞれ対応する例えば金属製で貫通孔を有するコイルパイプで形成されたガイド２４内に進退自在に挿通されている。

図２、図４、図５に示すように先端湾曲駒に固定された各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、ガイド２４を介して操作部３内に延出されている。
各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、プーリー１１に配置されている回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒにそれぞれ巻回される。即ち、各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、対応する回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒのそれぞれの巻取開始位置９ｓから予め定めた弛緩状態となるように回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒに巻回される。その後、各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、各回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒの巻取終了位置９ｅから各ガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒに向けて導出される。

各回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒから導出された各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、各ガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒに導かれ、ワイヤー走行経路を変更されて吊り枠１３に備えられているワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２に導かれる。そして、各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒのそれぞれの基端部は、ワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２に固定される。

上述したように、ガイドローラー２１ｌ、２１ｒの幅寸法をガイドローラー２１ｕ、２１ｄの幅寸法より幅広に設定し、且つ間隔ｗ４を間隔ｗ５より大きく設定している。この結果、湾曲ワイヤー８ｌ、８ｒは、滑らかにガイドローラー２１ｌ、２１ｒを通過してワイヤー取付部１３ｌ２、１３ｒ２に導かれる。

なお、操作子５の軸部５ａと吊り枠１３の中心軸である枠凸部１３ｆとは、図示しないフレームに回動自在に配設されたユニバーサルジョイント１４を介して同軸に取付け固定されている。操作子５の軸部５ａが図６に示すように直立状態のとき、ガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒから延出して吊り枠１３に向かう各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは全て所定の弛緩状態になっている。
ここで、内視鏡１の作用を説明する。
操作者が、湾曲部２ｂを例えば上方向に湾曲動作させる際の作用を説明する。
操作者は、左手で把持部３ａを把持した状態で操作子５の指当て部５ｂに親指の腹を配置して軸部５ａを図１の矢印Ｙｕ方向に傾倒操作する。すると、この操作子５の傾倒操作に伴って、吊り枠１３が傾いて、上ワイヤー取付部１３ｕ２に固定されている上湾曲ワイヤー８ｕが弛んだ状態から徐々に引っ張られた状態に変化する。一方、その他の湾曲ワイヤー８ｄ、８ｌ、８ｒはさらに弛んだ状態に変化する。

したがって、プーリー１１の各回転体９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒにそれぞれ弛緩状態で巻回されていた各湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒのうち、上湾曲ワイヤー８ｕだけが牽引される。すると、上用回転体（以下、上回転体と記載する）９ｕの隙間９ｃが弾性力に抗して狭められて縮径され、上回転体９ｕとプーリー１１とが密着状態に変化する。すると、上回転体９ｕとプーリー１１との間に摩擦抵抗が発生して上回転体９ｕがプーリー１１と同じ方向に、該プーリー１１に対して滑りながら回転される。この結果、上回転体９ｕより挿入部２側に配置されている上湾曲ワイヤー８ｕは、上回転体９ｕの回転に伴って牽引移動されて湾曲部２ｂが上方向に湾曲する動作を開始する。

ここで、操作者が、引き続き、上回転体９ｕをプーリー１１に密着させるように軸部５ａを同方向に傾倒操作し続けると、密着状態の上回転体９ｕがさらにプーリー１１に密着されて摩擦力が増加する。この結果、上回転体９ｕより挿入部２側に配置されている上湾曲ワイヤー８ｕがさらに牽引移動されて湾曲部２ｂがさらに上方向に湾曲する。

一方、操作者が、操作子５の傾倒位置を保持し続けると、上回転体９ｕとプーリー１１との密着力が維持される。そして、上回転体９ｕより先端側に配置されていた上湾曲ワイヤー８ｕに引張力が生じた状態で移動が停止する。

このとき、湾曲ワイヤー８ｄ、８ｌ、８ｒは、弛緩状態である。したがって、操作子５をこの傾倒操作状態に保持し続けることによって、上湾曲ワイヤー８ｕの引っ張られた状態及び湾曲ワイヤー８ｄ、８ｌ、８ｒの弛緩状態がそれぞれ保持されて湾曲部２ｂが傾倒操作に対応する湾曲状態で保持される。

本実施形態においては、吊り枠１３のワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２に固定されている湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒ毎にガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒに入射するワイヤー角度を上述したように予め定めた関係に設定している。

このため、操作者が、湾曲部２ｂを上方向に湾曲させようと思っていたにもかかわらず、誤って、操作子５を例えば右方向に傾倒操作した場合、操作子５から受ける操作力量の違いを感じて、上方向とは異なる方向に操作子５を操作したことを認識することができる。 なお、上述した実施形態においては、ワイヤー角度θ１、θ２、θ３の間に、角度θ１＞角度θ２＞角度θ３の関係を設定して、Ｆｌ＝Ｆｒ＞Ｆｕ＞Ｆｄの関係を得ている。
しかし、角度θ２＞角度θ１＞角度θ３の関係を得て、Ｆｌ＝Ｆｒ＞Ｆｄ＞Ｆｕの関係を得るようにしてもよい。

一例として、例えば、図６の（ｂ）中の破線に示す湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄのように、湾曲ワイヤー８をガイドローラー２１に対して上述とは逆方向に巻き付ける。このことによって、角度θ２＞角度θ１＞角度θ３の関係を得て、Ｆｌ＝Ｆｒ＞Ｆｄ＞Ｆｕの関係を得られる。
但し、この構成の場合、ガイドローラー２１よりも操作部３の基端側に別のガイドローラーを配置してワイヤー走行経路を変更する必要が生じる。

また、ガイド軸２１ｐに配置される右用ガイドローラー２１ｒ及び左用ガイドローラー２１ｌのうち、例えば左用ガイドローラー２１ｌの配置位置を図６（ａ）中の破線に示すように端側に位置ずれ配置して角度θ３より大きな角度θ４に設定して、角度θ１＞角度θ２＞角度θ４＞角度θ３の関係を得て、Ｆｄ＞Ｆｕ＞Ｆｌ＞Ｆｒの関係を得るようにしてもよい。

また、右用ガイドローラー２１ｒ及び左用第１ガイドローラー２１ｌの径寸法を図６（ａ）の中の二点鎖線に示すようにガイドローラー２１ｕ、２１ｄと同寸法のものに変更することにより、角度θ３を角度θ１より大きな角度θ５にすることも可能である。この結果、角度θ５＞角度θ１＞角度θ２の関係を得て、Ｆｕ＞Ｆｄ＞Ｆｌ＝Ｆｒの関係を得るようにしてもよい。

このように、ワイヤー取付部１３ｕ２、１３ｄ２、１３ｌ２、１３ｒ２に取りつけられ、ガイドローラー２１ｕ、２１ｄ、２１ｌ、２１ｒに入射する湾曲ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒのワイヤー角度を、予め定めた角度に設定して、操作子５の傾倒方向毎の操作力量を変化させる。

このことによって、操作者は、操作子５を傾倒操作した際、操作子５から受ける操作感覚の違いを認識して傾倒方向の把握を行うことができる。この結果、湾曲操作性の向上を図れる。

なお、上述した実施形態においては、上方向操作力量Ｆｕと下方向操作力量Ｆｄとの間に差が生じている。このため、操作者が違和感を覚えるおそれがある。そのような場合、図８に示すように吊り枠１３の枠１３ｕの長さを調整して、Ｆｕ＝Ｆｄに設定して以下に示す関係を設定するようにしてもよい。

Ｆｌ＝Ｆｒ＞Ｆｕ＝Ｆｄ
以下、図８を参照して上方向操作力量Ｆｕを下方向操作力量Ｆｄに一致させて上記関係を得る構成を説明する。
上述したように、上方向操作力量と上湾曲ワイヤー牽引力量とのつり合い、および下方向操作力量と下湾曲ワイヤー牽引力量とのつり合いは以下に示すようになる。

Ｆｕ１・ｂ１＝Ｔｕ１・ｓｉｎ（θ２’＋θ２）・ａ１’ …（１１）
Ｆｄ１・ｂ１＝Ｔｄ１・ｓｉｎ（θ１’＋θ１）・ａ２’ …（１２）
ここで、Ｆｕ１：上方向傾倒操作力量
Ｆｄ１：下方向傾倒操作力量
ｂ１：軸部のユニバーサルジョイント中心から指当て部中心までの距離
Ｔｕ１：上方向ワイヤー牽引力量
Ｔｄ１：下方向ワイヤー牽引力量 である。

ａ１’：下用ワイヤー取付部からユニバーサルジョイント中心までの距離
ａ２’：上用ワイヤー取付部からユニバーサルジョイント中心までの距離
式（１１）より、Ｆｕ１を以下に示すように表せる。
Ｆｕ１＝Ｔｕ１・ｓｉｎ（θ２’＋θ２）・ａ１’／ｂ１ … （１３）
また、式（１２）より、Ｆｄ１を以下に示すように表せる。
Ｆｄ１＝Ｔｄ１・ｓｉｎ（θ１’＋θ１）・ａ２’／ｂ１ … （１４）
牽引部材操作装置１０においては、Ｔｕ１とＴｄ１とは等しい（Ｔｕ１＝Ｔｄ１）。このため、式（１３）、（１４）を以下に示すように表すことができる。

Ｆｕ１＝Ｄ・ｓｉｎ（θ２’＋θ２） （但し、Ｄ＝Ｔｕ１・ａ１’／ｂ１） … （５）
Ｆｄ１＝Ｄ・ｓｉｎ（θ１’＋θ１） （但し、Ｄ＝Ｔｄ１・ａ１’／ｂ１） … （６）
ここで、上述した関係、上方向操作力量Ｆｕを下方向操作力量Ｆｄに一致させるためには、ｓｉｎ（θ２’＋θ２）＝ｓｉｎ（θ１’＋θ１）の関係を成立させればよい。即ち、ワイヤー角度（θ２’＋θ２）を角度（θ１’＋θ１）に変更する。そのため、枠１３ｕの長さをワイヤー角度（θ２’＋θ２）が角度（θ１’＋θ１）になるように実線に示すように調整設定する。
このことによって、操作子５による上方向傾倒操作力量と、下方向傾倒操作力量とを同じにして、さらに良好な操作性を得ることができる。

なお、上述した実施形態においては、上枠１３ｕの長さを短くして上方向の傾倒操作力量を調整する実施例を示している。しかし、調整する枠は、上枠１３ｕに限定されるものではなく、下枠１３ｄ、左枠１３ｌ、右枠１３ｒの長さを調整して傾倒操作力量の調整を図るようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、湾曲部付医療装置を内視鏡としている。しかし、湾曲部付医療装置は、内視鏡に限定されるものではなく、内視鏡を体内に導入する際に使用されるスライディングチューブ、内視鏡の処置具チャンネルに挿通される処置具等であってもよい。

尚、本発明は、以上述べた実施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。

本出願は、２０１１年２月２８日に日本国に出願された特願２０１１−０４２５５２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (6)

1. 湾曲部と、
   前記湾曲部の湾曲操作を行う操作部と、
   長手軸を有し、前記操作部が端部に設けられた把持部と、
   前記操作部から立設され、傾倒方向と傾倒角度が変更可能な軸部を有する操作子と、
   一端が前記湾曲部に連結される少なくとも一対の牽引部材と、
   前記軸部に固定される吊り枠と、
   前記吊り枠に設けられ前記一対の牽引部材のうち一方の牽引部材の他端が連結される第１の取付部と、
   前記吊り枠において前記第１の取付部とは異なる位置に設けられ、前記一対の牽引部材のうち他方の牽引部材の他端が連結される第２の取付部と、
   前記一方の牽引部材及び前記他方の牽引部材の走行経路を変更する取付経路設定部材と、
   を有し、
   前記一方の牽引部材が前記取付経路設定部材に第１の角度で入射するように前記第１の取付部へ前記一方の牽引部材を導き、前記他方の牽引部材が前記取付経路設定部材に前記第１の角度とは異なる第２の角度で入射するように前記第２の取付部へ前記他方の牽引部材を導いて、前記軸部を前記第１の取付部が位置する方向である第１の傾倒方向に傾倒させるのに必要な第１の傾倒操作力量と、前記軸部を前記第２の取付部が位置する方向である第２の傾倒方向に傾倒させるのに必要な第２の傾倒操作力量とが異なるようにしたことを特徴とする湾曲操作装置。
2. 前記一対の牽引部材は、前記一方の牽引部材として前記湾曲部を上方向に湾曲させる上方向牽引部材と、前記他方の牽引部材として前記湾曲部を下方向に湾曲させる下方向牽引部材とを有し、
   前記上方向牽引部材を前記第１の取付部に連結し、前記下方向牽引部材を前記第２の取付部に連結し、
   前記湾曲部を上方向に湾曲させるための前記軸部の傾倒方向に前記第１の傾倒方向を対応させ、前記湾曲部を下方向に湾曲させるための前記軸部の傾倒方向に前記第２の傾倒方向を対応させたことを特徴とする請求項１に記載の湾曲操作装置。
3. 前記第１の傾倒方向は前記軸部が前記把持部の基端方向に傾倒する方向に相当し、前記第２の傾倒方向は前記軸部が前記把持部の先端方向に傾倒する方向に相当し、前記第１の傾倒操作力量は、前記第２の傾倒操作力量よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の湾曲操作装置。
4. 前記一対の牽引部材とは別に他の一対の牽引部材を備え、この他の一対の牽引部材は、前記湾曲部を左方向に湾曲させる左方向牽引部材と、前記湾曲部を右方向に湾曲させる右方向牽引部材とを有し、
   前記吊り枠において前記第１の取付部と前記第２の取付部とは異なる位置に設けられ、前記左方向牽引部材の他端が連結される第３の取付部と、
   前記吊り枠において前記第１の取付部、前記第２の取付部、及び前記第３の取付部とは異なる位置に設けられ、前記右方向牽引部材の他端が連結される第４の取付部と、を有する請求項２に記載の湾曲操作装置。
5. 前記取付経路設定部材は、さらに、前記軸部を前記第３の取付部が位置する方向である第３の傾倒方向に傾倒させるのに必要な第３の傾倒操作力量と、前記軸部を前記第４の取付部が位置する方向である第４の傾倒方向に傾倒させるのに必要な第４の傾倒操作力量が同じになるように前記左側牽引部材が前記第３の取付部又は前記第４の取付部に対して導く請求項４に記載の湾曲操作装置。
6. 前記第３の傾倒操作力量と前記第４の傾倒操作力量は、前記第１の傾倒操作力量と前記第２の操作力量に比べて大きい請求項５に記載の湾曲操作装置。

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