JP5948064B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、湾曲部を備えた内視鏡に関する。

近年、医療分野及び工業分野において内視鏡は、広く用いられている。この内視鏡は、挿入部の先端側に湾曲自在の湾曲部が設けて、屈曲した部位にも挿入できるようにしている。
上記湾曲部は、挿入部内を挿通された牽引部材としての操作ワイヤを介して挿入部の基端側に設けた湾曲操作部（操作入力部）と連結されており、操作者は湾曲操作部を操作することにより、操作ワイヤを牽引して上記湾曲部を湾曲することができる。
操作者による手動の操作力量で湾曲部を湾曲操作する場合には、大きな操作力量が必要となるため、湾曲操作部を構成する湾曲操作部を傾倒操作により、電気的な駆動手段を介して牽引部材を牽引する電動アシスト方式の内視鏡が提案されている。

特開２００８−３５８８２号公報の従来例には、駆動手段としてのモータにより回転駆動されるプーリと、このプーリの外周面に配置され、操作ワイヤが巻回されたＣリングとを、湾曲操作部の傾倒操作による操作ワイヤの牽引操作時に、摩擦係合させる。この摩擦係合により、モータの駆動力を操作ワイヤに伝達し、湾曲部を湾曲させる構成が開示されている。

特開２００８−３５８８２号公報

しかしながら、操作ワイヤと共に挿入部内に内蔵される内蔵物が多い医療用内視鏡の場合には、湾曲部を湾曲させるために必要となる牽引力量が大きくなり、上記従来例による電動アシスト機構では、アシストする力量が不足する場合がある。このため、湾曲部を安定して湾曲駆動できる構造が望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で湾曲部を安定して湾曲駆動できる内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡は、湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部を牽引して湾曲させる牽引部と、前記牽引部に対して前記湾曲部を湾曲駆動させる駆動力を発生する駆動部と、前記湾曲部を湾曲操作する操作入力を行う操作入力部と、前記駆動部と前記牽引部との間に設けられ、摩擦係合させて前記駆動力を前記牽引部へ伝達させる駆動力伝達状態と、前記摩擦係合を解除して前記駆動力を前記牽引部へ伝達させない駆動力伝達停止状態とに切り替え動作可能な駆動力伝達部と、前記操作入力部への操作入力に従い、前記駆動力伝達部を前記駆動力伝達停止状態から前記駆動力伝達状態へ切り替える状態切替部と、少なくとも駆動力伝達状態において、前記駆動力を間欠的に発生する間欠駆動信号を前記駆動部へ出力し、前記駆動力伝達部の摩擦状態を間欠的に変化させ、前記駆動力伝達部が前記駆動力伝達状態となった場合に前記間欠駆動信号を前記駆動部に出力し、前記駆動力伝達部が前記駆動力伝達停止状態となった場合に前記間欠駆動信号を停止して前記駆動部を連続的に駆動する連続駆動信号を前記駆動部に出力する制御部と、を有する。

本発明によれば、簡単な構成で湾曲部を安定して湾曲駆動できる内視鏡を提供できる。

図１は本発明の第１の実施形態を備えた内視鏡装置の全体構成を示す図。 図２は第１の実施形態の内視鏡を示す斜視図。 図３は図２における上方向へ湾曲操作する場合の操作入力部周辺の概略の構成を示す図。 図４は間欠の駆動信号の場合のプーリ回転速度とアシスト力の時間的変化の様子を示す図。 図５は第１の実施形態の第１変形例における湾曲駆動機構の構成を示す図。 図６は第１の実施形態の第２形例における湾曲駆動機構の構成を示す上面図。 図７は、図６における側方から見た側面図。 図８はジョイスティックに連結された吊り枠によって、プーリを押し下げた状態を概略的に示す図。 図９は第１の実施形態の第３形例における操作入力部周辺の構成を示す図。 図１０は本発明の第２の実施形態を備えた内視鏡装置の全体構成を示す図。 図１１は第２の実施形態におけるモータ電流値をモニタして湾曲駆動するためのモータ制御の処理手順の一例を示すフローチャート。 図１２は第２の実施形態の第１変形例におけるモータ制御の処理手順の一例を示すフローチャート。 図１３は第２の実施形態の第２変形例における記憶部に格納される間欠動作のテーブルデータの一例を表で示す図。 図１４は図１３に沿った特性の概略を示す図。 図１５は間欠周期と共に、デューティを変更した場合の概略の特性例を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように内視鏡装置１は、第１の実施形態の内視鏡２と、この内視鏡２が接続される制御装置３と、内視鏡２に設けられたライトガイド１４（図２参照）に照明光を供給する光源装置４と、内視鏡２に設けられた撮像素子１６（図２参照）に対する信号処理を行う信号処理装置としてのプロセッサ５と、プロセッサ５により生成された画像信号が入力されることにより撮像素子１６で撮像した画像を内視鏡画像として表示する表示装置６とを有する。
内視鏡２は、体腔内等に挿入される細長の挿入部７と、この挿入部７の基端（後端）に設けられ、術者などの操作者により把持される把持部８ａ（図２参照）を有する操作部８と、この操作部８から延出されたユニバーサルコード９とを有する。このユニバーサルコード９の末端の図示しないコネクタは、光源装置４とプロセッサ５に着脱自在に接続される。
挿入部７は、先端側から順に、硬質の先端部１１と、湾曲自在の湾曲部１２と、可撓性を有し長尺に形成された可撓管部１３とが連設して形成されている。

図２に示すように挿入部７内にはライトガイド１４が挿通され、このライトガイド１４は、さらに操作部８，ユニバーサルコード９内に挿通され、その末端は図１の光源装置４に接続される。ライトガイド１４は、光源装置４で発生した照明光を伝送し、先端部１１の照明窓に取り付けられた照明レンズを経て、伝送した照明光を出射し、患部等の検査部位を照明する。照明された患部等の部位は、観察窓に取り付けられた対物レンズ１５により、その結像位置に配置された撮像素子１６に光学像を結ぶ。撮像素子１６により撮像された信号は、プロセッサ５に入力され、プロセッサ５は画像信号を生成し、表示装置６に出力する。
図２に示すように操作部８内には、湾曲部１２を湾曲操作するための操作入力を行う操作入力部２１が設けてある。

この操作入力部２１は、操作者が傾倒操作する操作子としてのジョイスティック２２を有し、このジョイスティック２２の下端には十字形状のアームを備えた吊り枠２３が設けてある。なお、ジョイスティック２２は、その軸部の途中にユニバーサルジョイント２２ａによる軸受けにより上下、左右の傾倒操作に対して軸部が回動自在に支持されている。
上記吊り枠２３の十字形状に突出（延出）したアーム端部には、上下、左右の４方向に牽引して湾曲部１２を湾曲する牽引部を形成する湾曲ワイヤ（以下、単にワイヤと略記）２４ｕ，２４ｄ，２４ｌ，２４ｒの手元側端部が取り付けられている。
ワイヤ２４ｉ（ｉ＝ｕ，ｄ，ｌ，ｒ）は、ジョイスティック２２及び吊り枠２３の下端側に配置された第１ガイドローラ２５ｉ，この第１ガイドローラ２５ｉの挿入部７側となる前方位置に配置された第２のガイドローラ２６ｉを経て、駆動部としてのモータ２７により回転駆動されるプーリ２８の外周位置に配置され、駆動力伝達部を形成する回転体としてのＣリング２９ｉに巻回される。

モータ２７とプーリ２８とはそれぞれギアを介して噛合し、モータ２７の回転（駆動力）がプーリ２８に伝達される。なお、図１においては、ワイヤ２４ｉ、Ｃリング２９ｉを単にワイヤ２４、Ｃリング２９により代表して示している。このように駆動部としてのモータ２７と牽引部としてのワイヤ２４ｉとの間に駆動力伝達部としてのＣリング２９が設けられている。
Ｃリング２９ｉに巻回された各ワイヤ２４ｉは、挿入部７内における上下、左右の方向に近いに内壁に沿って挿入部７内を挿通され、湾曲部１２を構成する図示しない複数の湾曲駒における最先端の湾曲駒に先端が固定されている。なお、複数の湾曲駒は、湾曲部１２の長手方向に、上下、左右の方向に回動自在に連結されている。従って、ワイヤ２４ｉを牽引することにより、牽引されたワイヤ２４ｉの方向に湾曲部１２を湾曲させることができる。

図１に示すように駆動部を構成するモータ２７は、制御装置３内に設けた制御部としてのモータ制御部３０による駆動信号により、モータ２７の回転駆動が制御される。本実施形態においては、モータ制御部３０は、モータ２７を間欠的に回転駆動する間欠駆動信号を発生する間欠駆動信号発生部３０ａを備えている。換言すると、本実施形態は、モータ２７による駆動力を間欠的に発生させる間欠駆動信号をモータ２７に出力する制御手段（制御部）を備えている。
なお、間欠駆動信号発生部３０ａは、モータ２７を定速度等、連続的に回転させる連続駆動信号をスイッチング素子又はリレースイッチ等により、例えば一定周期でＯＮ／ＯＦＦして間欠駆動信号を生成するもので構成することができる。例えば、スイッチング素子又はリレースイッチ等を、内視鏡２内部に設けるようにしても良い。

また、図１における２点鎖線で示すように間欠駆動信号発生部３０ａを、内視鏡外部でなく、内視鏡２内部に設け、この間欠駆動信号発生部３０ａが間欠駆動信号をモータ２７に供給する構成にしても良い。
なお、間欠駆動信号により、モータ２７と共にプーリ２８を回転及び回転停止させる周期は、プーリ２８、Ｃリング２９ｉを介してワイヤ２４ｉを牽引して湾曲部１２を湾曲させる動作において、湾曲部１２が殆ど湾曲しない程度に小さい時間間隔である。
上記プーリ２８の外周に配置されたＣリング２９ｉは、外周面に巻回されたワイヤ２４ｉに作用する牽引力によって、その直径（又は半径）が縮径となるように弾性体で形成されている。従って、Ｃリング２９ｉは、ジョイスティック２２が中立位置から傾倒操作が行われない状態、つまりワイヤ２４ｉの手元側端部を牽引しないで、ワイヤ２４ｉに牽引力が作用しない状態では、Ｃリング２９ｉはプーリ２８の外周面に殆ど非接触で摩擦係合しない状態となる。この状態では、モータ２７の駆動力を伝達するプーリ２８の回転がＣリング２９ｉには伝達されない駆動力伝達停止状態となっている。

これに対して、ジョイスティック２２により傾倒操作が行われて、ワイヤ２４ｉに牽引力が作用した態では、上記のようにＣリング２９ｉは縮径となり、Ｃリング２９ｉの内周面はプーリ２８の外周面に摺接し、両者の間に摩擦力が発生する摩擦係合する状態になる。このように両者が（上記摩擦係合しない状態から）摺接して摩擦力が発生する状態においては、モータ２７の駆動力を伝達するプーリ２８の回転がＣリング２９ｉにも伝達される駆動力伝達状態となる。
上記のようにジョイスティック２２を備えた操作入力部２１は、中立位置からの傾倒操作又は傾倒された状態から中立位置に復帰させる操作により、駆動力伝達状態と駆動力伝達停止状態とを切り替える状態切替部２１ａの機能を有する。通常、ジョイスティック２２を中立位置から僅かに傾倒した角度において駆動力伝達状態と駆動力伝達停止状態とが切り替わるように設定されている。

このようにＣリング２９ｉは、ワイヤ２４ｉに作用する牽引力により、Ｃリング２９ｉの直径（半径）が小さくなる縮径にすることができるように、切り欠き３１が設けてある。
また、本実施形態においては間欠駆動信号を、少なくとも駆動力伝達状態においてモータ２７により駆動力をプーリ２８を介してＣリング２９ｉに伝達するように制御する構成にしている。

このように本実施形態の内視鏡２は、湾曲可能な湾曲部１２と、前記湾曲部１２を牽引して湾曲させる牽引部としてのワイヤ２４ｉと、前記牽引部に対して前記湾曲部１２を湾曲駆動させる駆動力を発生する駆動部としてのモータ２７と、前記湾曲部１２を湾曲操作する操作入力を行う操作入力部２１と、前記駆動部と前記牽引部との間に設けられ、摩擦係合させて前記駆動力を前記牽引部へ伝達させる駆動力伝達状態と、前記摩擦係合を解除して前記駆動力を前記牽引部へ伝達させない駆動力伝達停止状態とに切り替え動作可能な駆動力伝達部部としてのＣリング２９ｉと、前記操作入力部への操作入力に従い、前記駆動力伝達部を前記駆動力伝達停止状態から前記駆動力伝達状態へ切り替える状態切替部２１ａと、少なくとも駆動力伝達状態において、前記駆動力を間欠的に発生させる間欠駆動信号を前記駆動部へ出力する制御部としてのモータ制御部３０と、を有することを特徴とする。

このような構成における作用を説明する。図３は、図２における吊り枠２３における左右方向に延びるアームと平行なＡの方向から見た操作入力部２１周辺部を示す。操作者は、湾曲部１２を下方向に湾曲させるために、図３に示すようにジョイスティック２２を中立位置の状態から、軸受けの位置を回転中心としてその回りに矢印Ｄｄで示すように傾倒操作する。
本実施形態においては、モータ２８はモータ制御部３０による間欠駆動信号により間欠的に回転駆動する。また、プーリ２８はモータ２７とギアによる噛合により常時係合しているため、プーリ２８も間欠的に回転駆動する。
また、中立位置の状態においては、いずれのワイヤ２４ｉも牽引されていないため、Ｃリング２９ｉとプーリ２８とは駆動力伝達停止状態である。

上記のようにジョイスティック２２が矢印Ｄｄの方向に傾倒操作されると、ワイヤ２４ｄが牽引され、ワイヤ２４ｄの牽引によりこのワイヤ２４ｄが巻回されたＣリング２９ｄが縮径となり、Ｃリング２９ｄがプーリ２８の外周面に摺接して駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替わる。
プーリ２８は、間欠的に回転（間欠回転とも言う）するため、この間欠的な回転の際に働く摩擦力によりＣリング２９ｄも間欠的に回転し、プーリ２８の回転方向にワイヤ２４ｕが牽引移動する。そして、湾曲部１２が下方向に湾曲する。
このように操作者は、ジョイスティック２２に対して傾倒操作を行い、傾倒操作によりＣリング２９ｉを駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替えることができる。そして、傾倒操作に対応してモータ２７の回転駆動力によって湾曲部１２を湾曲させるように操作者の湾曲操作をアシスト（支援）する電動湾曲機構を形成している。
なお、下方向に湾曲する場合で説明したが、他の方向に湾曲する場合には、ジョイスティック２２の傾倒方向が異なるが、牽引されるワイヤと、縮径となるＣリングが異なるのみで同様の作用となる。

図４は本実施形態の場合におけるプーリ回転速度、（操作者によるジョイスティック２２の傾倒操作に対応して）モータ２７によりプーリ２８を介してワイヤ２４を牽引して湾曲部１２を湾曲駆動する駆動力（牽引力）となるアシスト力の時間的変化の様子を示す。
なお、図４において時間（期間）Ｔａ、Ｔｂはモータ２７が駆動力を発生している時間と駆動力を発生していない時間をそれぞれ示し、時間ＴａとＴｂの和の時間Ｔｃが間欠回転の周期を示している。本実施形態では一定の周期Ｔｃで間欠駆動信号を発生させるようにしている。
また、図４における１点鎖線はモータ２７によりプーリ２８を一定速度で連続回転させた場合のアシスト力を示している。このようにプーリ２８を一定速度で連続回転させた場合には、一定のアシスト力Ｆａとなる。このアシスト力Ｆａは、回転しているプーリ２８とＣリング２９ｉとが摺接した滑り状態に作用する動摩擦係数に対応した動摩擦状態での摩擦力に対応する。

これに対して、本実施形態では、上記のプーリ２８を一定速度と停止状態となる０の速度の状態との間で間欠回転させるようにしているので、プーリ２８の回転速度は実線で示すように略台形状に変化する。また、この場合にＣリング２９ｉを介してワイヤ２４ｉに作用するアシスト力は、点線で示すようにプーリ２８の回転と停止状態に依存して、変化する。
例えば回転が停止又は停止に近い状態では、静止状態の場合に作用する最大静止摩擦係数に対応した静止摩擦状態となり、プーリ回転速度が０から一定の速度に達する途中までは最大静止摩擦状態と動摩擦状態との中間的な状態となり、一定の速度では動摩擦状態となる。そして、図４の点線で示すように略３角形（ないしは最大静止摩擦係数の状態が停止期間程度継続する図示しない台形状）のように変化する。

このため、本実施形態においては図４に示すようにアシスト力は滑り状態の動摩擦状態のアシスト力Ｆａと、最大静止摩擦状態のアシスト力Ｆｂとの間で変化する。この場合、Ｆｂ＞Ｆａとなる。
従って、本実施形態によれば、連続駆動の場合に比較して、簡単な構成でアシスト力を増大でき、湾曲部１２を安定して湾曲駆動することができる。
図５は第１の実施形態の第１変形例におけるワイヤ挟み込み方式の操作入力部２１Ｂを備えた電動アシスト湾曲機構の概略の構成を示す。
第１の実施形態においては、プーリ２８の外周に配置した駆動力伝達部としてのＣリング２９ｉをジョイスティック２２の傾倒操作によりＣリング２９ｉを縮径にして、（縮径前の駆動力伝達停止状態から）駆動力伝達状態にして、プーリ２８を回転する駆動力をＣリング２９ｉに伝達し、ワイヤ２４ｉを牽引駆動する構成にしていた。

これに対して、本変形例は、Ｃリング２９ｉの代わりにプーリ２８の外周に近接して駆動力伝達部としての押圧板４１ｉを回動軸４２の回りで回動自在に配置している。押圧板４１ｉはジョイスティック２２の吊り枠２３と傾倒操作用の操作ワイヤ４３ｉにより連結されている。
また、湾曲部１２に先端が固定されたワイヤ２４ｉの手元側は、プーリ２８と押圧板４１ｉとの間を通して、ワイヤ２４ｉの手元側端部がワイヤ２４ｉの弛みを除去する弛み取りバネ４４ｉに連結されている。
なお、図５においては、ｉ＝ｕの場合で示しているが、第１の実施形態の場合と同様にｉ＝ｄ，ｌ，ｒのワイヤ２４ｄ，２４ｌ，２４ｒに対応して、押圧板４１ｄ，４１ｌ，４１ｒ、操作ワイヤ４３ｄ，４３ｌ、４３ｒ等も設けられている。

中立位置の状態では、プーリ２８と押圧板４１ｕとは駆動力伝達停止状態であるが、ジョイスティック２２が傾倒操作されると、操作ワイヤ４３ｕを牽引して、押圧板４１ｕを回動位置の回りで回動させて駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替わる。
また、本変形例においてもプーリ２８は、間欠駆動信号が供給されるモータ２７により間欠回転する。その他の構成は、第１の実施形態と同様の構成である。
次に本変形例の作用を説明する。
図５において、操作者が湾曲部１２を上方向に湾曲するためにジョイスティック２２を矢印Ｄｕの方向に傾倒操作を行うと、操作ワイヤ押圧板４１ｕが回動軸４２の回りで回転し、押圧板４１ｕが、プーリ２８の外周面と押圧板４１ｕとの間に配置されたワイヤ２４ｕをプーリ２８の外周面に押し付ける。

このため、プーリ２８の外周面とワイヤ２４ｕとの間に摩擦力が作用し、この摩擦力により、ワイヤ２４ｕはプーリ２８の回転方向に移動する。この移動に伴うワイヤ２４ｕの牽引力により、湾曲部１２は、上方向に湾曲する。
また、本変形例においても、プーリ２８が間欠回転するため、第１の実施形態の場合と同様にプーリ２８を定速度で回転させる場合よりも、アシスト力を増大できる効果を有する。なお、上方向以外の方向に湾曲させる場合も同様の効果を有する。
次に図６―図８を参照して、第１の実施形態の第２変形例を説明する。図６は、中立位置の状態における（図７におけるＢ−Ｂ′線の方向から）操作入力部２１周辺の構成を示す上面図を示し、図７は図６の矢印Ｃで示す方向から操作入力部２１周辺の構成を示す側面図を示す。また、図８は図７の状態においてジョイスティック２２を傾倒操作した場合の側面図を示す。

図６及び図７に示すように本変形例においては、先端が湾曲部１２に固定されたワイヤ２４ｉの手元側端部は、第１の実施形態におけるＣリング２９ｉを用いることなく、ガイドローラを介して４方向の湾曲に対応して配置された４つのプーリ２８ｉに巻回して固定されている。
また、第１の実施形態においては、４つのプーリ２８ｉが共通の軸方向に配置していたが、本変形例においては４つのプーリ２８ｉは、ジョイスティック２２の下端に連結した十字形状の吊り枠２３の端部の下方位置に、それぞれ個別に配置されている。
各プーリ２８ｉはそれぞれ軸５１の回りに回動自在に、かつジョイスティック２２の軸に関して９０°ずつ回転させた対称な位置に配置されている。操作者がジョイスティック２２を傾倒操作することにより、吊り枠２３の端部でプーリ２８ｉを押圧してそのプーリ２８ｉを軸５１の下方側に移動可能にしている。

また、図７にも示すようにジョイスティック２２の軸部の下方位置には、モータ２７が配置されている。このモータ２７の回転軸に取り付けたギア５２は、４つの軸５１の下方位置に回転自在に配置された各ギア５３ｉ（下記のように図７ではｉ＝ｕの場合のみを図示）と噛合している。従って、図６に示すようにモータ２７によりギア５２が矢印で示す方向に回転すると、各ギア５３ｉもそれぞれ矢印で示す方向に回転する。但し、本変形例においてもモータ２７は間欠的に回転駆動する。
また、図７に示すようにギア５３ｉとプーリ２８ｉとの間には、駆動力伝達部としての円筒状（又は円柱形状）の摩擦部材５４ｉが軸５１の回りに回動自在に配置されている。駆動力伝達部としての摩擦部材５４ｉは、閾値以上となる押圧力が（軸５１の方向に）作用した場合には、ギア５３ｉの回転駆動をプーリ２８ｉに伝達する機能を持つ。図６又は図７に示す中立位置の状態においては、摩擦部材５４ｉの上面とプーリ２８ｉの底面とは小さな隙間で離間した、両者が係合しない状態となっている。

つまり、摩擦部材５４ｉは、プーリ２８ｉと閾値以上となる押圧力で押圧された状態にならないと、ギア５３ｉの回転を（この摩擦部材５４ｉを介して）プーリ２８ｉに伝達しない駆動力伝達停止状態となる。
そして、操作者がジョイスティック２２を傾倒操作し、吊り枠２３の端部でプーリ２８ｉを押圧して、プーリ２８ｉを軸５１の下方側に移動し、その際、閾値以上となる押圧力でプーリ２８ｉを摩擦部材５４ｉ側に押圧する状態になると、ギア５２ｉを回転する駆動力が摩擦部材５４ｉを介してプーリ２８ｉに伝達する駆動力伝達状態に切り替えることができるようにしている。
なお、図７、図８においては、ｉ＝ｕに関係する軸５１、プーリ２８ｕ、ギア５３ｕ、摩擦部材５４ｕを示し、ｉ＝ｄ，ｊ，ｒに対応する軸５１、プーリ２８ｉ、ギア５３ｉ、摩擦部材５４ｉの図示を省略している。

摩擦部材５４ｉをプーリ２８ｉの底面との間で摩擦力が作用する板状の摩擦板と、この摩擦板を弾性的に保持する皿バネ又はコイルバネにより構成しても良い。
その他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成である。次に本変形例の作用を説明する。
図６又は図７に示す中立位置の状態において、操作者が湾曲部１２を上方向に湾曲させるためにジョイスティック２２を図７における矢印Ｄｕの方向に傾倒操作すると、吊り枠２３における矢印Ｄｕ方向に延びる端部がプーリ２８ｕの上端面を押圧して、プーリ２８ｕを軸５１の下方側に押圧移動させる。
このプーリ２８ｕの押圧移動によりその底面が摩擦部材５４ｕの上面を押圧する。押圧する押圧力が閾値以上になると、摩擦部材５４ｕは圧縮されて、その上面がプーリ２８ｕの底面に摺接し、両者の間の摩擦力によりギア５３ｕの回転をプーリ２８ｕに伝達する駆動力伝達状態となる。図８は、この状態に相当する。

従って、ワイヤ２４ｕが巻回されたプーリ２８ｕは、ギア５３ｕと共に回転し、ワイヤ２４ｕを牽引して、この牽引により湾曲部１２を上方向に湾曲させる。
また、本実施形態においてもモータ２７を間欠的に回転駆動する構成のため、プーリ２８ｕと摩擦部材５４ｕとの間に作用する摩擦力を（モータ２７を一定速度で連続回転させた場合よりも）増大できる。従って、プーリ２８ｕを介して湾曲部１２を上方向に湾曲させる牽引の駆動力を増大でき、湾曲部１２を安定して湾曲駆動できる。なお、湾曲部１２を上方向に湾曲させる場合で説明したが、他の方向に湾曲させる場合の作用も殆ど同様となる。このように本変形例においても、簡単な構成により、湾曲部１２を安定して湾曲駆動できる。

図９は、第１の実施形態における第３変形例における駆動力伝達部周辺部の構成を示す。本変形例は、以下に説明するように駆動力伝達部が駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替わる状態を検知又は判定し、駆動力伝達状態を検知又は判定した場合に連続駆動状態から間欠駆動状態に切り替えるように制御する。
本変形例は、例えば図３に示した駆動力伝達部を構成する各Ｃリング２９ｉの内周面と、その内側に配置され、回転しているプーリ２８の外周面との当接（摺動的な当接としての摺動当接、又は摺動接触又は摺接）を、例えば圧力により検知する圧力センサ５７を設けている。なお、図９においては、ｉ＝ｄのＣリング２９ｉに圧力センサ５７を設けた場合を示している。

この圧力センサ５７は、例えば各Ｃリング２９ｉの内周面に、各Ｃリング２９ｉの内周面とほぼ面一となるようにセンサ面が配置され、センサ面で検知した圧力の検知信号をモータ制御部３０に出力する。モータ制御部３０は、この圧力センサ５７の検知信号の絶対値の大きさを判定し、判定結果に応じて、モータ２７を連続回転させる連続駆動信号又は間欠回転させる間欠駆動信号をモータ２７に供給するように制御する。このため、図９において、モータ制御部３０は、圧力センサ５７の検知信号に応じてモータ２７に対して連続駆動信号又は間欠間欠駆動信号としての連続／間欠駆動信号を出力（供給）することを示している。なお、本変形例においてはモータ制御部３０は、内視鏡２の内部に設けられているが、モータ制御部３０を内視鏡２の外部に設けても良い。
図９の構成においてより具体的に説明すると、駆動力伝達停止状態においては、Ｃリング２９ｉの内周面とプーリ２８の外周面とは殆ど接触しない又は両者の間に圧力が作用しない状態であるので、その場合の圧力センサ５７の検知信号の絶対値の大きさは、０の圧力値付近に設定された閾値未満となる。そして圧力センサ５７の検知信号の絶対値の大きさが閾値未満となる判定結果の場合には、モータ制御部３０は、モータ２７に連続駆動信号を供給する。

一方、ワイヤ２４ｉが巻回された各Ｃリング２９ｉがワイヤ２４ｉの牽引によりその内周面が回転しているプーリ２８の外周面と当接して摩擦係合して両者が駆動力伝達状態になると、圧力センサ５７の検知信号は上記閾値以上となり、この場合にはモータ制御部３０は、間欠駆動信号をモータ２７に供給する。
本変形例によれば、駆動力伝達停止状態においてはモータ２７及びプーリ２８を連続的に回転駆動し、駆動力伝達状態になった場合にモータ２７及びプーリ２８を間欠的に回転駆動するようにしているので、省エネルギ化を実現できると共に、湾曲部１２を実際に湾曲駆動する状態の場合には湾曲駆動を支援するのに十分なアシト力を発生し安定した湾曲駆動を達成できる。
なお、本変形例は、図３の構成に適用した場合で説明したが、図５や図６に示した他の変形例に適用しても良い。また、圧力センサ５７を用いる場合に限定されるものでなく、例えばＣリング２９ｉ等の駆動力伝達部がプーリ２８に当接して駆動力伝達停止状態から駆動力伝達状態に切り替わる場合を検出するセンサを用いても良い。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態を備えた内視鏡装置１Ｄを示す。本実施形態の内視鏡装置１Ｄは、第１の実施形態の内視鏡装置１における制御装置３に、駆動部の駆動状態を検出する駆動状態検出部として、例えばモータ２７に流れるモータ電流値を検出する電流値検出部６１と、検出したモータ電流値が予め設定された閾値Ｖ1以下か否かを判定する判定部６２と、この閾値Ｖ1（の情報）を記憶する記憶部６３とを備えた制御装置３Ｄを採用している。
モータ制御部３０は、判定部６２による判定結果によりモータ２７を間欠の回転駆動（間欠の駆動）と、定速の回転駆動（駆動）とを切り替える制御を行うようにしている。例えば、駆動状態検出部としての電流値検出部６１で検出された駆動状態が駆動部としてのモータ２７を連続的に駆動する駆動状態よりも、間欠的に駆動する駆動状態に設定する方が望ましい駆動状態であると判定部６２により判定された場合には、モータ制御部３０は、モータ２７に（連続駆動駆動信号から）間欠駆動状態となるように間欠駆動信号を出力する。
このように、制御部としてのモータ制御部３０は、駆動状態検出部としての電流値検出部６１で検出された駆動状態の情報に基づき、検出された駆動状態を予め定められた（又は予め駆動状態として用意された）間欠駆動状態となるように駆動部としてのモータ２７に間欠駆動信号を出力する。
上記閾値Ｖ1としては、モータ２７と共に回転させているプーリ２８にワイヤ２４ｉの牽引によりＣリング２９ｉを所定の牽引力量以上で回転させることが必要な負荷状態（換言すると、湾曲部１２を湾曲させる湾曲角度（湾曲量）が所定の湾曲角度より大きいような負荷状態）に相当するか否かを判定するための基準のモータ電流値が設定される。

従って、Ｃリング２９ｉを所定の牽引力量以上で回転させることが必要な負荷状態、つまり駆動力伝達停止状態はもとより、小さな湾曲角度程度で湾曲部１２を湾曲させるような駆動力伝達状態に対応するモータ電流値においても、その場合に検出されるモータ電流値は閾値Ｖ1以下となる。
一方、Ｃリング２９ｉを大きな牽引力量で回転させることが必要となる負荷状態（つまり、湾曲部１２を所定の湾曲角度以上に湾曲させる負荷状態）でのモータ電流値の場合には、検出されるモータ電流値は閾値Ｖ1を超える値となる。
そして、判定部６２は、検出されるモータ電流値が閾値Ｖ1を超える値と判定した場合には、モータ制御部３０に対してモータ２７を間欠の回転駆動させるように指令を送る。

間欠の回転駆動により、定速回転の場合よりもアシスト力を増大して、Ｃリング２９ｉを確実に回転駆動することができるようにする。その他の構成は第１の実施形態と同様の構成であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説明を省略する。
なお、図１０に示す内視鏡２の外部の制御装置３Ｄを、２点鎖線で示すように内視鏡２の内部に設ける構成にしても良い。或いは、内視鏡２の内部に制御装置３Ｄの一部、例えばモータ制御部３０と、電流値検出部６１、記憶部６３を設けるようにしても良い。また、モータ制御部３０が、電流値検出部６１、又は電流値検出部６１及び判定部６２を含む構成にしても良い。
図１１は、本実施形態によるモータ電流値の判定結果に応じたモータ制御を行う処理手順の一例を示す。
電流値検出部６１がモータ電流値のモニタを開始すると、定速回転しているモータ２７のモータ電流値を検出する。そして、ステップＳ１に示すように判定部６２は記憶部６３に予め記憶（格納）されている閾値Ｖ1の情報を読み出し、電流値検出部６１が検出したモータ電流値が閾値Ｖ1以下か否かの判定を行う。

ステップＳ１の判定処理において、モータ電流値が閾値Ｖ1以下の判定結果の場合には、ステップＳ１の判定処理を繰り返し行う。
一方、モータ電流値が閾値Ｖ1以下でない判定結果の場合には、ステップＳ２において判定部６２は、判定結果によりモータ制御部３０に対して間欠動作の指令を送る。
ステップＳ３に示すようにこの間欠動作を指令を受けて、モータ制御部３０はモータ２７に間欠駆動信号を送り、モータ２７を間欠回転動作させる。
次のステップＳ４において判定部６２は、ステップＳ１の場合と同様にモータ電流値が閾値以下か否かの判定を行う。

ステップＳ４の判定処理において、モータ電流値が閾値Ｖ1以下でない判定結果の場合には、ステップＳ５の処理を行った後、ステップＳ４の処理に戻る。ステップＳ５において、（ステップＳ３の動作、つまり）モータ２７は継続して間欠回転動作を行う。
ステップＳ４の判定処理において、モータ電流値が閾値Ｖ1以下となる判定結果の場合には、判定部６２はモータ制御部３０に対して間欠動作を停止し、定速回転動作させる（つまり連続回転駆動の）指令を送る。その後、ステップＳ６において、モータ制御部３０は、間欠駆動信号を止め、連続駆動信号をモータ２７に供給する。そして、モータ２７は間欠回転動作を止め、定速回転動作（連続回転動作）を行う。

本実施形態においては湾曲部１２を大きな牽引力量で湾曲させることが必要な負荷状態か否かを閾値Ｖ1を用いて判定し、閾値Ｖ1を超える状態になった場合には、間欠動作させるようにモ−タ２７の回転動作を制御することにより、大きなアシスト力が必要となる駆動力伝達状態の場合に、そのアシスト力を増大できるようにしている。
そのため、アシスト力を増大することが不必要な状態においては間欠動作させないで定速回転させることにより、省エネルギ化を実現できる。その他、第１の実施形態と同様の効果を有する。
なお、判定部６２は、湾曲部１２を湾曲させるのに必要な負荷状態の判定結果のみにより、間欠動作させるか否かの判定を行う場合の他に、例えば所定期間（所定時間）、湾曲状態が維持されている場合のように所定の条件又は予め設定された条件を満たす場合に、間欠動作の指令をモータ制御部３０に送るようにしても良い。

図１２は第１変形例の場合のモータ制御の処理手順の一例を示す。本変形例では、例えば上記閾値Ｖ1と共に、この閾値Ｖ1よりも小さなモータ電流値に対応する第２の閾値Ｖ2 と所定時間Ｔ1の情報が記憶部６３に格納されている。第２の閾値Ｖ2は、例えば駆動力伝達状態と駆動力伝達停止状態とを判定するモータ電流値に設定されている。そして、本変形例においては、検出されたモータ電流値が閾値Ｖ1以下の場合、判定部６２はさらに第２の閾値Ｖ2以上であるか否かを判定し、第２の閾値Ｖ2以上の状態で所定時間Ｔ1以上モータ電流値が継続している条件を満たすか否かを判定する。この条件を満たす場合には、判定部６２は間欠動作の指令をモータ制御部３０に送る。

図１２の処理手順は、図１１におけるステップＳ１とＳ４とにおけるモータ電流値が閾値Ｖ1以下の判定結果の場合に対する処理が一部異なり、その他は図１１に示す処理と同じである。
図１２におけるステップＳ１においてモータ電流値が閾値Ｖ1以下の判定結果の場合には、ステップＳ１１において判定部６２はモータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上であるか否かを判定する。
モータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上でない場合には、ステップＳ１の処理に戻り、モータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上の場合には、ステップＳ１２において、判定部６２はモータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上となる時間が所定時間Ｔ1以上継続しているか否かを判定する。

第２の閾値Ｖ2以上となる時間が所定時間Ｔ1以上継続していない判定結果の場合には、ステップＳ１の処理に戻り、逆に所定時間Ｔ1以上継続している判定結果の場合には、ステップＳ２の処理に移る。
また、ステップＳ４の判定処理により、モータ電流値が閾値Ｖ1以下の判定結果の場合には、ステップＳ１３において判定部６２はモータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上であるか否かを判定する。
モータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上でない場合には、ステップＳ６の処理に移り、モータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上の場合には、ステップＳ１４において、判定部６２はモータ電流値が第２の閾値Ｖ2以上となる時間が所定時間Ｔ1以上継続しているか否かを判定する。

第２の閾値Ｖ2以上となる時間が所定時間Ｔ1以上継続していない判定結果の場合には、ステップＳ６の処理に移り、逆に所定時間Ｔ1以上継続している判定結果の場合には、ステップＳ５の処理に移る。
このような制御を行うことにより、例えば操作者が大きな湾曲操作程ではないが、小さな湾曲操作を継続するために指でジョイスティック２２を傾倒操作を継続して行っているような場合、間欠駆動に切り替える。これにより、操作者が指で傾倒操作を継続して行っている状態に対して、その場合のアシスト力を増大することにより、指で傾倒操作を持続する場合の負担を軽減でき、操作性を向上できる。
図１２で説明した条件の場合に限定されるものでなく、その条件を適宜に変更設定して同様に間欠動作を指令又は間欠動作を行わせるようにしても良い。例えば、間欠動作精度を向上させるためにモーター若しくはプーリに設けたエンコーダ等といった回転状態検出手段により回転角度を読み取り、回転速度を算出し、算出した回転速度の情報に基づき制御部が間欠動作を行わせるための回転速度に関する間欠動作指令値に、算出した回転速度が近づくようにフィードバック制御を行うといったように、モーターの駆動状態が予め決められた間欠駆動状態となるように制御部が駆動部に対して間欠駆動信号を出力し、間欠動作の精度を向上させるようにしても良い。

例えば、モータ電流値の変化量が設定範囲以下かつ、一定値以上の状態で所定時間Ｔ1以上継続する場合、操作部８（内のプーリ２８等）の回転量が一定の変化量以内で所定時間Ｔ1以上継続する場合、操作部８の回転量が設定範囲内以下かつ、一定値以上の状態で所定時間Ｔ1以上継続する場合等の場合に、間欠動作を指令しても良い。
また、判定部６２による判定する基準は、モータ電流値の他に、Ｃリング２９ｉの回転量、ワイヤ２４ｉの移動量、操作部８の回転量、湾曲部１２の湾曲状態（例えば歪みセンサによる検出量に対する閾値、ファイバによる検出量に対する閾値）、ワイヤ２４ｉの張力などを利用しても良い。
なお、図１２の場合を含む上記の説明においては、モータ電流値が閾値Ｖ1以下の場合においても予め設定された条件又は所定の条件を満たす場合には定速回転動作（通常の連続回転動作）から間欠動作に切り替えるようにする説明を行ったが、予め設定された条件を満たす場合に間欠動作から定速回転動作（連続回転動作）に切り替えるようにしても良い。

また、操作者が間欠動作から連続回転動作、又はその逆の連続回転動作から間欠動作に切り替える指示をモータ制御部３０に送る切替スイッチ等の切替部を設け、操作者が使い易いように選択できるようにしても良い。
図１３は第２の実施形態の第２変形例における記憶部６３に記憶されている間欠動作させる場合の情報を示す。本変形例においては、記憶部６３に湾曲部１２の湾曲角度（湾曲量）に対応してモータ２７を間欠動作させる場合の間欠周期の情報をテーブルデータとして記憶（格納）している。なお、湾曲角度の代わりに、湾曲角度に対応したジョイスティック２２の傾倒角度（傾倒量）の情報でも良い。

本変形例においては、湾曲角度が大きくなるにつれて間欠周期を小さく（短く）するような情報を記憶部６３に格納している。例えば、湾曲角度が０°の場合には、間欠周期は５０ｍｓ、湾曲角度が３０°の場合には、間欠周期は４０ｍｓ、湾曲角度が６０°の場合には、間欠周期は３０ｍｓ、湾曲角度が９０°の場合には、間欠周期は２０ｍｓ、湾曲角度が１２０°の場合には、間欠周期は１０ｍｓ、…のような情報を記憶部６３に格納している。そして、モータ制御部３０は、この情報に従って、モータ２７を駆動制御する。
図１４は本変形例において、中立位置の状態から一定の速度で傾倒操作を行った場合における湾曲部１２の湾曲角度の値（横軸）に対するプーリ回転速度とアシスト力（縦軸）の設定例の様子を示す。なお、図１４におけるＷａが小さな湾曲角度の場合の間欠周期に対応し、Ｗｂが大きな湾曲角度の場合での間欠周期に対応するものとなる。

本変形例によれば、湾曲角度が大きくなる（換言するとジョイスティック２２の傾倒角度が大きくなる）につれて、間欠周期を小さくしている。従って、湾曲角度を大きくするためのジョイスティック２２による傾倒操作する操作力量の増大につれてアシスト力の応答性を向上し、操作者の傾倒操作に対する操作力量を有効にアシストすることができる。
図１３又は図１４において、間欠周期の変化と共に、さらに静止摩擦状態に相当する時間（期間）Ｔｓと動摩擦状態に相当する時間（期間）Ｔｍとのデューティ（割合）Ｔｓ／Ｔｍを、変化させるようにしても良い。ここで、時間ＴｓとＴｍは、図１４に示すように（静止ないしは静止に近い摩擦係数が作用する）静止摩擦状態として機能する時間と、動摩擦係数として作用する動摩擦状態として機能する時間とを表している。

また、デューティＴｓ／Ｔｍを変化させる場合、例えば、図１５に示すように湾曲角度を大きくするにつれて間欠周期を小さくすると共に、デューティＴｓ／Ｔｍを大きくするようにすると良い。換言すると、制御部としてのモータ制御部３０は、湾曲部１２の湾曲量が大きい程、間欠周期を短くするように制御すると共に、駆動力を連続的に供給した場合に作用する動摩擦係数が作用する期間に対する動摩擦係数よりも大きくなる静止ないしは静止に近い摩擦係数が作用する期間の割合を大きくするように制御する。
このようにすると、湾曲角度を大きくした場合の応答性を向上できると共に、アシスト力も増大でき、操作者に対する操作性を向上できる。なお、図１５に示す特性を適宜に変更設定できるようにしても良い。
また、上記時間ＴｓとＴｍの代わりに（モータ２７又はプーリ２８の）回転停止の時間Ｔｓ′と、回転の時間Ｔｍ′のデューティ（割合）を間欠周期の変化と共に、変更するようにしても良い。

なお、図１０は、図１の第１の実施形態に対応した第２の実施形態であるが、第１の実施形態の第１変形例（図５）や、第２変形例（図６）に適用して第２の実施形態の変形例を構成しても良い。また、このように上述した変形例を含む実施形態を部分的に組み合わせて構成される実施形態又は変形例も本発明に属する。
なお、上述した（変形例の場合を含む）実施形態においては、内視鏡に対する適用例について説明したが、内視鏡のみに限定されるものでない。本発明は、内視鏡の他に、例えば、内視鏡におけるチャンネルの出口付近に設けた処置具を突出させる方向をワイヤの牽引を利用してガイドする起上台機構や、湾曲部を備えた処置具や、湾曲部を備えた縫合・吻合器や、内視鏡を挿通して挿入の補助する湾曲部を備えたガイドチューブ等の医療機器に適用することもできる。

１…内視鏡装置、２…内視鏡、３…制御装置、７…挿入部、８…操作部、１２…湾曲部、２１…操作入力部、２１ａ…状態切替部、２２…ジョイスティック、２３…吊り枠、２４…ワイヤ、２５、２６…ガイドローラ、２７…モータ、２８…プーリ、２９…Ｃリング、３０…モータ制御部、３０ａ…間欠駆動信号発生部、３１…切り欠き、４１…押圧板、４４…バネ、５１…軸、５２…ギア、５４…摩擦部材、５７…圧力センサ、６１…電流値検出部、６２…判定部、６３…記憶部

Claims (8)

1. 湾曲可能な湾曲部と、
   前記湾曲部を牽引して湾曲させる牽引部と、
   前記牽引部に対して前記湾曲部を湾曲駆動させる駆動力を発生する駆動部と、
   前記湾曲部を湾曲操作する操作入力を行う操作入力部と、
   前記駆動部と前記牽引部との間に設けられ、摩擦係合させて前記駆動力を前記牽引部へ伝達させる駆動力伝達状態と、前記摩擦係合を解除して前記駆動力を前記牽引部へ伝達させない駆動力伝達停止状態とに切り替え動作可能な駆動力伝達部と、
   前記操作入力部への操作入力に従い、前記駆動力伝達部を前記駆動力伝達停止状態から前記駆動力伝達状態へ切り替える状態切替部と、
   少なくとも駆動力伝達状態において、前記駆動力を間欠的に発生する間欠駆動信号を前記駆動部へ出力し、前記駆動力伝達部の摩擦状態を間欠的に変化させ、前記駆動力伝達部が前記駆動力伝達状態となった場合に前記間欠駆動信号を前記駆動部に出力し、前記駆動力伝達部が前記駆動力伝達停止状態となった場合に前記間欠駆動信号を停止して前記駆動部を連続的に駆動する連続駆動信号を前記駆動部に出力する制御部と、
   を有することを特徴とする内視鏡。
2. 前記制御部は、前記湾曲部の湾曲量に応じて前記間欠駆動信号における前記駆動力を発生する期間及び前記駆動力を発生しない期間の情報を格納した記憶部を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記制御部は、前記湾曲部の湾曲量に応じて前記間欠駆動信号における前記駆動力を発生する期間及び前記駆動力を発生しない期間の周期を変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
4. 前記制御部は、前記湾曲部の湾曲量が大きい程、前記周期を短くするように制御することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
5. 前記制御部は、前記駆動力を間欠的に発生する前記間欠駆動信号と、前記駆動力を連続的に発生する前記連続駆動信号と、を前記駆動部へ切り替えて出力可能とすることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
6. 前記制御部は、前記間欠駆動信号を出力している状態において、予め設定された条件を満たす場合に、前記連続駆動信号を出力するように切り替えることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
7. 前記制御部は、前記連続駆動信号を出力している状態において、予め設定された条件を満たす場合に、前記間欠駆動信号を出力するように切り替えることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
8. 前記制御部は、前記湾曲部の湾曲量が大きい程、前記周期を短くするように制御すると共に、前記駆動力を連続的に供給した場合に作用する動摩擦係数が作用する期間に対する該動摩擦係数よりも大きくなる静止ないしは静止に近い摩擦係数が作用する期間の割合を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。

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