JP6138405B1 - 挿入装置 - Google Patents

Abstract

挿入装置は、細長形状の挿入部（１０）と、回転駆動されて挿入部（１０）を進退させる回転体（１４）と、回転体（１４）に駆動力を供給する駆動力供給源（１８）と、挿入部（１０）に設けられ、挿入部（１０）の硬度を変化させる硬度可変部（２２）と、硬度可変部（２２）によって変化した挿入部の硬度を検出する硬度検出部（２８）と、硬度検出部（２８）によって検出された挿入部（１０）の硬度に応じて駆動力供給源（１８）を制御する制御部とを備える。

Description

本発明は、自走式の挿入装置に関する。

一般に、内視鏡等の挿入装置は、管腔内に挿入される。この種の挿入装置のうち、例えば挿入部に挿入補助具としての回転体が設けられた自走式の挿入装置が知られている。この種の自走式の挿入装置では、回転体を回転させることによる推進力によって挿入部を進退させることによって、操作者による挿入部の挿入操作が補助される。この種の挿入補助具を備えた挿入装置に関する提案は、例えば日本国特開２０１４−００４２６８号公報においてなされている。

また、大腸のように複雑な屈曲をもつ場所に挿入部を挿入する場合、挿入部が深部に挿入されるほどに挿入部がたわんでしまい、手元からの挿入に対して先端側に力が加わらなくなる。このため、例えば日本国特開２００４−１８８２１７号公報においては、挿入部の硬度を硬くする機構によって挿入部のたわみを補正することにより、挿入部の挿入を補助し易くしている。

日本国特開２０１４−００４２６８号公報のような自走式の挿入装置の場合でも、挿入部がたわむと内部に配置されたドライブシャフトもたわんでしまうため効率のよい挿入部の挿入は困難になる。したがって、自走式の挿入装置に対しても日本国特開２００４−１８８２１７号公報のような硬度可変の機構を採用することは有用である。ここで、硬度可変によってドライブシャフトのたわみが補正されるとそれに応じて回転体の制御を行うことが望ましい。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、硬度可変の機構を備えた挿入装置において、硬度可変量を考慮して回転体の制御を行うことが可能な挿入装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一態様の挿入装置は、細長形状の挿入部と、回転駆動されて前記挿入部を進退させる回転体と、前記回転体に駆動力を供給する駆動力供給源と、前記挿入部に設けられ、前記挿入部の硬度を変化させる硬度可変部と、前記硬度可変部によって変化した前記挿入部の硬度を検出する硬度検出部と、前記硬度検出部によって検出された前記挿入部の硬度に応じて前記駆動力供給源を制御する制御部とを具備する。

本発明によれば、硬度可変の機構を備えた挿入装置において、硬度可変量を考慮して回転体の制御を行うことが可能な挿入装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る挿入装置の一例としての内視鏡システムの構成を示す図である。 図２は、硬度可変部の第１の例の構成を示す図である。 図３Ａは、硬度可変の例を示す図である。 図３Ｂは、硬度可変の例を示す図である。 図４は、硬度リングの回転量とポテンショメータの出力値との関係を示すグラフである。 図５は、硬度可変部の第２の例の構成を示す図である。 図６は、硬度リングの回転量とホールセンサの出力値との関係を示すグラフである。 図７は、コントローラの電気回路構成を示すブロック図である。 図８は、スパイラルチューブを含む駆動部のトルク特性を示すグラフの第１の例である。 図９は、スパイラルチューブを含む駆動部のトルク特性を示すグラフの第２の例である。 図１０は、大腸の深部まで挿入部が挿入される際の硬度可変の使われ方を示す図である。 図１１は、図１０で示した各挿入ポイントでの硬度可変の有無と挿入に必要なトルクを得るためのモータ電流との関係を示す図である。 図１２は、硬度可変量（ポテンショメータの出力）と、指標電流と、補正電流との対応関係の一例を示す図である。 図１３は、トルクリミット機能の処理について示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る挿入装置の一例としての内視鏡システムの構成を示す図である。内視鏡システムは、内視鏡１を有している。内視鏡１は、挿入部１０と、操作部１１とを有している。挿入部１０は、細長形状であり、生体内に挿入されるように構成されている。操作部１１は、挿入部１０の基端部に設けられている。この操作部１１は、ユニバーサルコード１２より光源装置２９を介してコントローラ１３に接続されている。以下において、挿入部１０の先端の側を先端側とし、挿入部１０の操作部１１が設けられている側を基端側とする。

挿入部１０は、先端部と湾曲部とを有する。先端部は、挿入部１０の最先端に形成されており、湾曲しないような構成を有している。先端部は、その内部に撮像素子を有している。撮像素子は、例えば挿入部１０の先端側の被写体像に基づく映像信号を生成する。撮像素子で生成された映像信号は、挿入部１０及びユニバーサルコード１２を通る図示しない信号線を介して光源装置２９に接続され、コントローラ１３に伝送される。湾曲部は、先端部の基端側に形成されている部分であり、操作部１１に設けられたＵＤノブ１１ａ又はＲＬノブ１１ｂの操作に応じて能動的に湾曲する部分を含む。

挿入部１０にはスパイラルチューブ１４が装着される。スパイラルチューブ１４は、例えばゴムのような軟性材料により筒形状に形成された回転体である。このスパイラルチューブ１４の外周面には、長手軸に沿って螺旋形状のフィンが設けられている。また、スパイラルチューブ１４は、挿入部１０の内部に設けられた駆動部１５に挿入部１０の被覆を介して接している。駆動部１５は、ドライブシャフト１６の一端に取り付けられている。このドライブシャフト１６の他端にはギア１７ａ、１７ｂを介して駆動力供給源としてのモータ１８が接続されている。なお、モータ１８の近傍には、エンコーダが設けられている。このエンコーダは、モータ１８の回転量を回転信号としてユニバーサルコード１２より光源装置２９を介してコントローラ１３に出力する。

また、挿入部１０の内部のスパイラルチューブ１４の付近には、ドライブシャフト１６が挿通される開口が形成された前口金１９が設けられている。前口金１９にはワイヤ２０が取り付けられている。ワイヤ２０の長手方向には、図示しない複数のコイルパイプが設けられている。そして、このようなワイヤ２０は、ドライブシャフト１６及びワイヤ２０が挿通されるための開口が形成された後口金２１を介して硬度可変部２２に取り付けられている。硬度可変部２２の詳細について後で説明する。

コントローラ１３は、例えばＡＳＩＣによって構成された制御部である。例えば、コントローラ１３は、操作部１１の前進スイッチ１１ｃ又はフットスイッチ１３０のペダル１３０ａの操作を受けて挿入部１０を前進させるようにモータ１８の駆動電力を制御し、操作部１１の後退スイッチ１１ｄ又はフットスイッチ１３０のペダル１３０ｂの操作を受けて挿入部１０を後退させるようにモータ１８の駆動電力を制御する。ここで、挿入部１０の前進とは、挿入部１０の先端方向への移動である。また、挿入部１０の後退とは、挿入部１０の基端方向への移動である。また、コントローラ１３は、例えばモータ１８の近傍に配置されたエンコーダからの回転信号を受け取り、この回転信号に基づいてモータ１８が予め設定された回転量で回転するようにモータ１８の駆動電力を制御する。また、コントローラ１３は、モータ１８のトルクが予め設定されたトルクリミット値以上となったときにモータ１８への駆動電力の供給を停止する。挿入部１０からの映像信号に基づく種々の映像は、ユニバーサルコード１２に接続された光源装置２９を介してビデオプロセッサ３０に入力され、図示しないモニタに表示される。

コントローラ１３には、フットスイッチ１３０が接続されている。フットスイッチ１３０は、操作者によって踏み込まれるペダルを有し、ペダルの踏み込み量に応じた指令信号をコントローラ１３に対して発する。例えば、右足用のペダル１３０ａが踏み込まれた場合には、フットスイッチ１３０は、スパイラルチューブ１４を前進させるための指令信号を発する。また、左足用のペダル１３０ｂが踏み込まれた場合には、フットスイッチ１３０は、スパイラルチューブ１４を後退させるための指令信号を発する。

図２は、硬度可変部２２の第１の例の構成を示す図である。図２において、ワイヤ２０は、移動リング２３に取り付けられている。移動リング２３には、ピン２４が取り付けられている。カムリング２５には、図示しないなだらかなカム溝が形成されている。このカムリング２５は、硬度リング２６に取り付けられている。ピン２４は、挿入部１０の長手方向と直交する方向に延びており、カムリング２５のカム溝に取り付けられている。硬度リング２６は、操作者によって回転操作可能に構成された操作部である。すなわち、移動リング２３は、硬度リング２６の回転操作に伴ってカムリング２５が回転することによるピン２４のカムリング２５のカム形状に沿った移動に伴って上下に移動する。

また、カムリング２５には内歯が形成されており、この内歯にはカムリング２５の回転に伴って挿入部１０の長手軸周りに回転可能なギア２７が噛み合っている。ギア２７には、硬度検出部としてのポテンショメータ２８が組みつけられている。

図２に示すような構成において、操作者が硬度リング２６を回転させると、この硬度リング２６の回転に伴ってピン２４は硬度リング２６に取り付けられたカムリング２５に形成されたカム溝に沿って移動する。このとき、移動リング２３は、ピン２４の移動に伴って上下する。移動リング２３が上下すると、ワイヤ２０が押し引きされることによってワイヤ２０に取り付けられたコイルパイプが伸縮する。例えば、ワイヤ２０が押される方向に硬度リング２６が回転された場合にはコイルパイプは伸びた状態となり、図３Ａに示すように、挿入部１０及びその内部のドライブシャフト１６は容易に屈曲する状態になる。一方、ワイヤ２０が引っ張られる方向に硬度リング２６が回転された場合にはコイルパイプは縮んだ状態となり、図３Ｂに示すように、挿入部１０及びその内部のドライブシャフト１６は容易には屈曲しない状態になる。以下では、図３Ａの状態を挿入部１０の硬度可変がかけられている状態であり、図３Ｂの状態を挿入部１０の硬度可変がかけられていない状態であるとする。

硬度リング２６が回転すると、硬度リング２６と噛み合っているカムリング２５も回転する。カムリング２５の回転はギア２７を介してポテンショメータ２８に伝達される。ポテンショメータ２８は、回転式のポテンショメータであり、ギア２７の回転によって回転することによって抵抗値を変化させるように構成されている。例えば、硬度リング２６が最も回転していない状態のポテンショメータ２８の抵抗値が最小値を示すとすると、図４に示すように、硬度リング２６の回転量とポテンショメータ２８の抵抗値とはほぼ比例する。したがって、硬度リング２６の回転量と挿入部１０の硬度可変の量とを予め対応付けしておくことにより、ポテンショメータ２８の出力から硬度可変の量を検出することが可能である。

ここで、硬度可変部２２の構成は、種々に変更可能である。例えば、図５は、硬度検出部の構成が変更された硬度可変部２２の構成を示す図である。図５において、図２と同様の構成については、図２と同様の参照符号を付している。図５のカムリング２５の側面には、マグネット３１が取り付けられている。このマグネット３１で発生した磁束を検出可能なようにホールセンサ３２が配置されている。

硬度リング２６が回転すると、マグネット３１とホールセンサ３２との距離が変化し、これに伴ってホールセンサ３２で検出される磁束の大きさも変化する。例えば、硬度リング２６が最も回転していない状態でマグネット３１とホールセンサ３２との距離が最も近い状態であるとすると、このときにホールセンサ３２の出力値は最大値を示し、マグネット３１とホールセンサ３２との距離が長くなるのに従ってホールセンサ３２の出力は小さくなっていく。このため、硬度リング２６の回転量とホールセンサ３２の出力との関係は図６に示すようになる。したがって、硬度リング２６の回転量と挿入部１０の硬度可変の量とを予め対応付けしておくことにより、ホールセンサ３２の出力から硬度可変の量を検出することが可能である。

図７は、コントローラ１３の電気回路構成を示すブロック図である。なお、図７において、硬度検出部は、ポテンショメータ２８であるとしている。硬度検出部は、マグネット３１とホールセンサ３２との組み合わせであってもよい。この他、硬度検出部は、硬度リング２６の回転量を検出するエンコーダ等であってもよい。

図７に示すように、コントローラ１３は、電源回路４１と、モータ制御回路４２と、リミット設定回路４３と、補正回路４４と、指標電流設定回路４５と、補正電流設定回路４６とを有している。

電源回路４１は、コントローラ１３の各ブロックを駆動するための電力を生成し、生成した電力をコントローラ１３の各ブロックに供給する。

モータ制御回路４２は、モータ１８に供給する駆動電力の大きさを制御（例えば電流の大きさを制御）することによってモータ１８の駆動を制御する。モータ制御回路４２は、スパイラルチューブ１４の回転数が設定回転数（例えば３０ｒｐｍ）となるようにモータ１８に供給するモータ電流の大きさを制御する。例えば、モータ制御回路４２は、モータ１８に設けられたエンコーダの回転信号を受け取り、この回転信号が設定回転数を示すようにモータ１８に供給する電流の大きさを設定する。このような制御により、スパイラルチューブ１４が体腔内で回転することによってスパイラルチューブ１４のトルクが変動しても、スパイラルチューブ１４の回転数は一定の回転数に維持される。

また、モータ制御回路４２は、スパイラルチューブ１４（実際にはモータ１８）のトルクリミット状態を判定したときにモータ１８への電力供給を停止する。トルクリミット状態とは、スパイラルチューブ１４のトルクが所定の上限値に達した状態である。すなわち、モータ制御回路４２は、モータ１８に設けられたエンコーダからの回転信号（トルクに対応する）から求められるモータ電流をリミット設定回路４３によって設定されている閾値であるトルクリミット値と比較する。そして、モータ制御回路４２は、モータ電流の値がトルクリミット値となったときには、モータ１８への電力供給を停止する。

リミット設定回路４３は、トルクリミット値を設定する。トルクリミット値は、予め設定されている基準のトルクリミット値に補正値を加算することによって設定される。

補正回路４４は、ポテンショメータ２８で検出される硬度可変量（硬度リング２６の回転量）と対応する指標電流を指標電流設定回路４５から読み出し、読み出した指標電流とモータ１８に設けられたエンコーダからの回転信号から求められるモータ電流とを比較し、この比較結果に基づいて補正電流設定回路４６から補正電流を選択する。

指標電流設定回路４５は、指標電流を設定する。指標電流は、硬度可変に応じたトルクリミット値の補正を行うか否かを判定するための閾値である。

補正電流設定回路４６は、補正電流を設定する。補正電流は、硬度可変量に対応付けられたトルクリミット値を補正するための補正電流の値である。

以下、本実施形態における挿入装置の動作としてのトルクリミット値の補正動作について説明する。図８及び図９は、スパイラルチューブ１４を含む駆動部１５のトルク特性を示すグラフである。ここで、図８は、硬度可変がかけられていない状態を基準にしてトルクリミット値を設定したときのグラフを示し、図９は、硬度可変がかけられた状態を基準にしてトルクリミット値を設定したときのグラフを示す。また、図８及び図９の破線のグラフは硬度可変がかけられていない状態のグラフを示し、図８及び図９の実線のグラフは硬度可変がかけられている状態のグラフを示す。

まず、図８から説明する。ここで、図８のＴＬ１を硬度可変がかけられていない場合にスパイラルチューブ１４にかけることが可能なトルクの値であるとする。このとき、スパイラルチューブ１４のトルクがＴＬ１を超えてしまわないようにモータ１８の制御がされる。トルクＴＬ１のときのモータ電流をトルクリミット値ＩＬとすると、コントローラ１３は、モータ電流の値がトルクリミット値ＩＬを超えないような制御をする。

ここで、硬度可変がかけられた場合には、硬度可変がかけられていない場合に比べてトルクの変化量に対するモータ電流の変化量が減少する。したがって、硬度可変がかけられているときに硬度可変がかけられていないときと同じトルクリミット値ＩＬでモータ１８の制御をしてしまうと、スパイラルチューブ１４のトルクがＴＬ２となったときにモータ１８が停止することになる。この場合、体腔内にスパイラルチューブ１４による過剰なトルクがかかっている可能性がある。

また、図９のＴＬ２を硬度可変がかけられた場合にスパイラルチューブ１４にかけることが可能なトルクの値であるとする。このとき、スパイラルチューブ１４のトルクがＴＬ２を超えてしまわないようにモータ１８の制御がされる。トルクＴＬ２のときのモータ電流をトルクリミット値ＩＬとすると、コントローラ１３は、モータ電流の値がトルクリミット値ＩＬを超えないような制御をする。

前述と同様に、硬度可変がかけられた場合には、硬度可変がかけられていない場合に比べてトルクの変化量に対するモータ電流の変化量が減少する。したがって、硬度可変がかけられていないときに硬度可変がかけられたときと同じトルクリミット値ＩＬでモータ１８の制御をしてしまうと、スパイラルチューブ１４のトルクがＴＬ１となる前にモータ１８が停止することになる。この場合、挿入部１０の挿入に有効なトルクが発生していないことになる。

このように硬度可変の有無によってトルクリミット値とすべきモータ電流の値を変えることが好ましい。例えば、硬度可変がかけられている状態と硬度可変がかけられていない状態とで同じトルクでトルクリミット状態であると判定されるためには、硬度可変がかけられていない場合にスパイラルチューブ１４にかけることが可能なトルクの値ＴＬ１に対応したモータ電流ＩＬ１と硬度可変がかけられた場合にスパイラルチューブ１４にかけることが可能なトルクの値ＴＬ２に対応したモータ電流ＩＬ２との差Δｉを基準のトルクリミット値に加算すればよい。

以下に具体的な補正方法を説明する。まず、トルクリミット値の基準値を設定しておく。トルクリミット値の基準値は、例えば挿入部１０に全くたわみないがなく、かつ、硬度可変もかけられていない場合においてスパイラルチューブ１４にかけることが可能なトルクの値に相当するモータ電流の値であるとする。以下ではこの基準のトルクリミット値をトルクリミット値ＩＬｆとする。

ここで、モータ１８に同じ大きさのモータ電流を供給したとしても、挿入部１０のたわみの状態によってはスパイラルチューブ１４にかかるトルクは変動する。また、硬度可変量のかけ方によってもスパイラルチューブ１４にかかるトルクは変動する。したがって、本実施形態では、代表的な挿入部１０の状態に対応した指標電流及び補正電流を硬度可変量に応じて読み出して使用できるようにする。これにより、硬度可変量だけでなく、挿入部１０のたわみの状態をも考慮してトルクリミット値を補正することが可能である。

図１０は、スパイラルチューブ１４が用いられる典型例としての、大腸の深部まで挿入部１０が挿入される際の硬度可変の使われ方を示す図である。図１０のＩは、脾湾までの挿入部１０の挿入の形態を示している。図１０のＩでは、Ｓ字結腸部は折り畳まれた状態で挿入部１０が挿入される状態が想定されている。また、図１０のＡ、Ｂ、Ｃは硬度可変が利用されずに大腸内への各挿入ポイントに挿入部が挿入されていく状態を示し、図１０のａ、ｂ、ｃは硬度可変が利用されて大腸内への各挿入ポイントに挿入部が挿入されていく状態を示す。図１０のＡ及びａは、挿入部１０が脾湾部を超えるときの状態を示している。図１０のＢ及びｂは、挿入部１０が横行結腸の下垂部を超えるときの状態を示している。図１０のＣ及びｃは、挿入部１０が肝湾曲を超えるときの状態を示している。

大腸内へ挿入部１０が挿入される際、図１０のＩで示すように、挿入部１０は、折り畳まれた状態のＳ字結腸を通過して脾湾部に到達する。

ここで、硬度可変を利用せずに挿入部１０に脾湾部を超えさせる場合には、操作者は、スパイラルチューブ１４を回転させる操作をする。このとき、図１０のＡで示すように、挿入部１０は脾湾部を超えるものの、折り畳まれたＳ字結腸部は伸ばされる。一方、硬度可変を利用して挿入部１０に脾湾部を超えさせる場合に、操作者は、スパイラルチューブ１４を回転させる操作をしつつ、挿入部１０にある程度の硬度が得られるように硬度リング２６を回す（このときの硬度リング２６の回転量を回転量１とする）。このとき、挿入部１０のたわみが少なくなるので、図１０のａで示すように、Ｓ字結腸部は崩されることなく、挿入部１０は脾湾部を超える。

続いて、硬度可変を利用せずに挿入部１０に横行結腸の下垂部を超えさせる場合には、操作者は、スパイラルチューブ１４を回転させる操作を継続する。横行結腸の下垂部では挿入長が長くなるため、挿入部１０の先端までのトルクの伝達性が悪くなる。したがって、図１０のＢで示すように、横行結腸の挿入部１０はたわみ、さらにＳ字結腸部の挿入部１０もＳ字結腸部を突き上げるようにたわむ。一方、硬度可変を利用して挿入部１０に脾湾部を超えさせる場合に、操作者は、スパイラルチューブ１４を回転させる操作をしつつ、挿入部１０にさらなる硬度が得られるように硬度リング２６をさらに回す（このときの硬度リング２６の回転量を回転量２とする。回転量２は、回転量１よりも多い回転量である）。このとき、挿入部１０のたわみがさらに少なくなるので、挿入部１０は、図１０のｂで示すように、Ｓ字結腸を崩さずに挿入される。

続いて、硬度可変を利用せずに挿入部１０に肝湾曲を超えさせる場合には、操作者は、スパイラルチューブ１４を回転させる操作を継続する。肝湾曲では挿入長がさらに長くなるため、挿入部１０の先端までのトルクの伝達性がさらに悪くなる。したがって、図１０のＣで示すように、下行結腸の部分の挿入部１０のたわみが大きくなる。一方、硬度可変を利用して挿入部１０に肝湾曲を超えさせる場合に、操作者は、スパイラルチューブ１４を回転させる操作をしつつ、挿入部１０にさらなる硬度が得られるように硬度リング２６をさらに回す（このときの硬度リング２６の回転量を回転量３とする。回転量３は、回転量２よりも多い回転量である）。このとき、挿入部１０のたわみがさらに少なくなるので、挿入部１０は、図１０のｃで示すように、肝湾曲を超える。

このように、大腸の深部までの挿入部１０の挿入では、通常、３段階の硬度可変が利用される。したがって、本実施形態では、この３段階の硬度可変に応じた補正電流を選択可能にする。図１１は、図１０で示した各挿入ポイントでの硬度可変の有無と挿入に必要なトルクを得るためのモータ電流との関係を示す図である。ここで、図１１において、横軸は、挿入ポイントを示している。また、縦軸は、モータ電流の値を示している。なお、縦軸におけるＩＡは、挿入ポイントが脾湾部であるときであって、硬度可変がかかっていないときのモータ電流の値を示している。また、Ｉａは、挿入ポイントが脾湾部であるときであって、硬度可変がかかっているときのモータ電流の値を示している。また、ＩＢは、挿入ポイントが横行結腸の下垂部であるときであって、硬度可変がかかっていないときのモータ電流の値を示している。また、Ｉｂは、挿入ポイントが横行結腸の下垂部であるときであって、硬度可変がかかっているときのモータ電流の値を示している。また、ＩＣは、挿入ポイントが肝湾曲であるときであって、硬度可変がかかっていないときのモータ電流の値を示している。また、ＩＣは、挿入ポイントが肝湾曲であるときであって、硬度可変がかかっているときのモータ電流の値を示している。さらに、Δｉａは、ＩＡとＩａの差、すなわち挿入ポイントが脾湾部であるときの補正電流を示す。Δｉｂは、ＩＢとＩｂの差、すなわち挿入ポイントが横行結腸の下垂部であるときの補正電流を示す。Δｉｃは、ＩＣとＩｃの差、すなわち挿入ポイントが肝湾曲であるときの補正電流を示す。

図１１に示すように、大腸の深部となるほどに、すなわち挿入長が長くなるほどに挿入に必要なモータ電流の大きさは増加し、また、硬度可変が無い場合には挿入に必要なモータ電流の大きさは増加する。さらに、硬度可変の大きさが増加するほどに挿入に必要なモータ電流の大きさは減少する。このような図１１の関係から、指標電流及び補正電流を数値化する。

図１２は、硬度可変量（ポテンショメータ２８の出力）と、指標電流と、補正電流との対応関係の一例を示す。指標電流設定回路４５は、図１２に示す値のうち、ポテンショメータ２８の出力値と指標電流の値とを対応付けて記憶している。指標電流としては、モータ電流ＩＡ、ＩＢ、ＩＣの値が用いられる。これらの指標電流をエンコーダからの回転信号に基づいて算出されるモータ電流と比較することにより、挿入部１０の状態が実際に図１０のａ、ｂ、ｃの何れかの状態であるか否かを判定することができる。また、補正電流設定回路４６は、図１２に示す値のうち、ポテンショメータ２８の出力値と補正電流の値とを対応付けて記憶している。補正電流の値は、Δｉａ、Δｉｂ、Δｉｃの値が用いられる。これらの補正電流の値を基準のトルクリミット値ＩＬｆに加算することによってトルクリミット値が補正される。

図１３は、トルクリミットの処理について示すフローチャートである。図１３の処理は、例えばコントローラ１３の電源がオンされ、その後に前進スイッチ１１ｃ、後退スイッチ１１ｄ、ペダル１３０ａ、ペダル１３０ｂの何れかの操作があった場合に開始される。また、説明を簡単にするために、以下においては硬度リング２６の回転量は、回転量１（ポテンショメータ２８の出力値がＲａ）、回転量２（ポテンショメータ２８の出力値がＲｂ）、回転量３（ポテンショメータ２８の出力値がＲｃ）の何れかの状態しかとらないものとする。なお、Ｒｃ＞Ｒｂ＞Ｒａである。

ステップＳ１において、コントローラ１３のモータ制御回路４２は、前進スイッチ１１ｃ、後退スイッチ１１ｄ、ペダル１３０ａ、ペダル１３０ｂの操作に応じてモータ１８を回転させるようにモータ１８への電力の供給を開始する。モータ１８の回転に伴ってスパイラルチューブ１４も回転する。

ステップＳ２において、コントローラ１３の補正回路４４は、硬度可変がされたか否かを判定する。ステップＳ２においては、ポテンショメータ２８からの信号が入力された場合に、硬度可変がされたと判定される。ステップＳ２において、硬度可変がされたと判定された場合には、処理はステップＳ３に移行する。ステップＳ２において、硬度可変がされていないと判定された場合には、処理はステップＳ１０に移行する。

ステップＳ３において、補正回路４４は、ポテンショメータ２８の値を判定する。ポテンショメータ２８の値がＲａであれば、処理はステップＳ４に移行する。ポテンショメータ２８の値がＲｂであれば、処理はステップＳ６に移行する。ポテンショメータ２８の値がＲｃであれば、処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ４において、補正回路４４は、エンコーダからの回転信号に基づいて算出されるモータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＡ以上であるか否かを判定する。ステップＳ４において、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＡ以上であると判定された場合には、処理はステップＳ５に移行する。ステップＳ４において、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＡ未満であると判定された場合には、処理はステップＳ１１に移行する。

ポテンショメータ２８の値がＲａであり、かつ、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＡ以上である場合は、図１０のａの状態であると想定される。この場合にはトルクリミット値の補正の必要があるとして、ステップＳ５において、補正回路４４は、補正電流設定回路４６から補正電流Δｉａを読み出し、読み出した補正電流Δｉａをリミット設定回路４３に出力する。リミット設定回路４３は、補正電流Δｉａをトルクリミット値の基準値ＩＬｆに加算することによってトルクリミット値ＩＬを補正する。その後、処理はステップＳ１１に移行する。

ステップＳ６において、補正回路４４は、エンコーダからの回転信号に基づいて算出されるモータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＢ以上であるか否かを判定する。ステップＳ６において、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＢ以上であると判定された場合には、処理はステップＳ７に移行する。ステップＳ６において、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＢ未満であると判定された場合には、処理はステップＳ４に移行する。これは、例えば図１０のａの状態において余分に硬度可変がかけられている場合である。

ポテンショメータ２８の値がＲｂであり、かつ、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＢ以上である場合は、図１０のｂの状態であると想定される。この場合にはトルクリミット値の補正の必要があるとして、ステップＳ７において、補正回路４４は、補正電流設定回路４６から補正電流Δｉｂを読み出し、読み出した補正電流Δｉｂをリミット設定回路４３に出力する。リミット設定回路４３は、補正電流Δｉｂをトルクリミット値の基準値ＩＬｆに加算することによってトルクリミット値ＩＬを補正する。その後、処理はステップＳ１１に移行する。

ステップＳ８において、補正回路４４は、エンコーダからの回転信号に基づいて算出されるモータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＣ以上であるか否かを判定する。ステップＳ８において、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＣ以上であると判定された場合には、処理はステップＳ９に移行する。ステップＳ８において、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＣ未満であると判定された場合には、処理はステップＳ６に移行する。これは、例えば図１０のａ又はｂの状態において余分に硬度可変がかけられている場合である。

ポテンショメータ２８の値がＲｃであり、かつ、モータ電流Ｉｍの値が指標電流ＩＣ以上である場合は、図１０のｃの状態であると想定される。この場合にはトルクリミット値の補正の必要があるとして、ステップＳ９において、補正回路４４は、補正電流設定回路４６から補正電流Δｉｃを読み出し、読み出した補正電流Δｉｃをリミット設定回路４３に出力する。リミット設定回路４３は、補正電流Δｉｃをトルクリミット値の基準値ＩＬｆに加算することによってトルクリミット値ＩＬを補正する。その後、処理はステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１０において、補正回路４４は、トルクリミット値ＩＬを基準値ＩＬｆに設定する。硬度可変がされていないので、トルクリミット値ＩＬは、基準値ＩＬｆに戻される。その後、処理は、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、モータ制御回路４２は、エンコーダからの回転信号に基づいて算出されるモータ電流Ｉｍの値がリミット設定回路４３に設定されているトルクリミット値ＩＬ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１１において、モータ電流Ｉｍの値がリミット設定回路４３に設定されているトルクリミット値ＩＬ以上であると判定された場合には、処理はステップＳ１２に移行する。ステップＳ１１において、モータ電流Ｉｍの値がリミット設定回路４３に設定されているトルクリミット値ＩＬ以上でないと判定された場合には、処理はステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２において、モータ制御回路４２は、モータ１８への電力の供給を停止する。これにより、スパイラルチューブ１４に過剰なトルクが発生することが抑制される。なお、トルクリミット機能が動作した後は、前進スイッチ１１ｃ、後退スイッチ１１ｄ、ペダル１３０ａ、ペダル１３０ｂの何れかの操作があった場合にモータ１８の回転が再開される。その後、処理は、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、モータ制御回路４２は、コントローラ１３の電源がオフされたか否かを判定する。ステップＳ１３においてコントローラ１３の電源がオフされていないと判定されたとき、処理はステップＳ２に戻る。ステップＳ１３においてコントローラ１３の電源がオフされたと判定されたとき、図１３の処理は終了される。

以上説明したように本実施形態によれば、硬度可変部２２を備えた内視鏡において、硬度可変部２２の硬度可変量に応じてモータ１８の駆動を制御している。これにより、トルクリミット機能を適切に動作させつつ、硬度可変量に応じた最適なモータ電流でモータ１８を制御することが可能である。このことは、フットスイッチ等だけでなく硬度リング２６の回転操作によってもスパイラルチューブ１４のトルクを可変させることができるということも意味している。

ここで、前述の実施形態では、挿入装置としての内視鏡１の挿入部１０を進退させる回転体は、スパイラルチューブ１４である。これに対し、本実施形態の技術は、回転体によって挿入部１０を進退させる各種の挿入装置に適用可能である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の各動作フローチャートの説明の順で動作を実施することは必須ではない。

また、前述した実施形態による各処理は、コンピュータとしてのＣＰＵ等に実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、ＣＰＵ等は、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。

Claims (4)

1. 細長形状の挿入部と、
   回転駆動されて前記挿入部を進退させる回転体と、
   前記回転体に駆動力を供給する駆動力供給源と、
   前記挿入部に設けられ、前記挿入部の硬度を変化させる硬度可変部と、
   前記硬度可変部によって変化した前記挿入部の硬度を検出する硬度検出部と、
   前記硬度検出部によって検出された前記挿入部の硬度に応じて前記駆動力供給源を制御する制御部と、
   を具備する挿入装置。
2. 前記制御部は、前記硬度検出部によって検出された前記挿入部の硬度に応じて前記回転体のトルクの上限値に対応したトルクリミット値を補正する請求項１に記載の挿入装置。
3. 前記制御部は、前記硬度検出部によって検出された前記挿入部の硬度が硬くなるほど、前記トルクリミット値を大きくするように補正する請求項２に記載の挿入装置。
4. 前記硬度可変部によって前記挿入部の硬度を変化させるための操作を受け付ける操作部をさらに具備し、
   前記硬度可変部は、前記操作部の操作量に応じて前記挿入部の硬度を変化させる請求項１に記載の挿入装置。

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