JP6599740B2 - スキャナ部の移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、スキャナ部の移動装置に関し、さらに詳しくは、駆動軸及び駆動軸の先端に取り付けられた超音波センサーを有するプローブ部を回転させるスキャナ部を前後に移動させるスキャナ部の移動装置に関する。

超音波カテーテルシステムは、人の血管等の体腔内部を診断するためのシステムとして知られている。この超音波カテーテルシステムは、プローブ部と、このプローブ部を回転させると共に、プローブ部を前後に移動させるスキャナ部とを備えている。スキャナ部は、コントロール装置に接続されており、コントロール装置からの指令に基づいてプローブ部の動作を制御している。また、スキャナ部は、支持ベース部に支持されており、当該スキャナ部が支持ベース部上を前後に移動するように構成されている。一般に、超音波カテーテルシステムは、プローブ部をその長手方向に手動で移動させる手動モードと、プローブ部をその長手方向に自動で移動させる自動モードとを備えている。

超音波カテーテルシステムは、プローブ部を、例えば、人の血管に挿入し、プローブ部の先端に設けられた超音波センサーで撮影した生体組織の画像を利用して診断を行う場合に利用される。

この超音波カテーテルシステムを用いた診断は、一般に、次の手順で行われる。第１の工程では、プローブ部を血管に挿入し、プローブ部の先端に設けられた超音波センサーをプローブ部の長手方向に手動モードで往復移動させ、患部の位置、大きさ及び患部の状態を観察する。第２の工程では、患部の画像データを得る。この第２の工程では、まず、超音波センサーを観察部位よりもプローブ部の長手方向の前方に移動させ、次いで、超音波センサーを自動的に一定の速度で後方に移動させる。超音波センサーを移動させながら、プローブ部の長手方向の断層画像を上述のようにして得る。なお、必要に応じ、第３の工程として、手動モードで患部の再確認を行う。

上記のように用いられる超音波カテーテルシステムにおいて、スキャナ部を支持ベース部に対して移動するための移動装置としては、送りねじを用いた機構を備えた移動装置が知られている。

例えば、図６に示す移動装置２００は、支持ベース部２４０と、この支持ベース部２４０に対して直線的に移動するスキャナ部２２０とを備えている。支持ベース部２４０は、当該スキャナ部２２０を直線的に移動させる案内レール２４２と、モータ２３５によって回転駆動される送りねじ２３６とを備えている。

送りねじ２３６の長手方向の両端は、サポートユニット２３７，２３８によってそれぞれ支持されている。２つのサポートユニット２３７，２３８のうち、移動装置２００の前部側（図６の左側）で送りねじ２３６を支持するサポートユニット２３７は、図示しないアンギュラ玉軸受けが内蔵されている。

スキャナ部２２０は、案内レール２４２に搭載されており、案内レール２４２上を直線的に移動する。このスキャナ部２２０は、送りねじ２３６に噛み合わされる送りねじナット２２５を備えている。

このスキャナ部２２０の移動は、次のようにして行われる。すなわち、送りねじ２３６は、モータ２３５によって回転される。送りねじ２３６に噛み合わされた送りねじナット２２５は、送りねじ２３６の回転に伴って送りねじ２３６の長手方向に移動する。この送りねじナット２２５には、スキャナ部２２０が接続されている。そのため、スキャナ部２２０は、送りねじナット２２５が送りねじ２３６の長手方向に直線的に移動することに伴って、レール２４２上を直線的に移動する。なお、図６に示した移動装置２００は、スキャナ部２２０を手動で移動させることもできる。

図６に示した構成を有する移動装置２００の他に、クラッチ機構を設け、駆動用のねじと、このねじに噛み合う部材とを、切り離すことができる移動装置も知られている。

特許文献１に提案されている超音波像映システムは、クラッチ機構を有する移動装置を備えた超音波カテーテルの一例である。この超音波像映システムは、像映プローブアッセンブリと、この像映プローブアッセンブリを駆動するためのプローブ駆動モジュールと、このプローブ駆動モジュールが、直線的に移動されるように支持する線形移動モジュールと、を備えている。

線形移動モジュールは、駆動スクリューと、この駆動スクリューを回転させるモータと、プローブ駆動モジュールを直線的に案内する案内レールとを備えている。駆動スクリューは、その長手方向の両端がベアリングブロックにより支持されている。

プローブ駆動モジュールは、支持フランジを備えており、この支持フランジで案内レールを保持することによって、線形移動モジュールに支持されている。また、プローブ駆動モジュールは、駆動スクリューに噛み合うねじが加工されたカラーを備えている。

この超音波像映システムにおいて、プローブ駆動モジュールを線形移動モジュールに対して自動的に移動させる場合、カラーを駆動スクリューに噛み合わせ、モータにより回転された駆動スクリューの回転運動をプローブ駆動モジュールに伝達して行っている。一方、プローブ駆動モジュールを線形移動モジュールに対して手動で移動させる場合、駆動スクリューに噛み合わされたカラーを駆動スクリューから離し、プローブ駆動モジュールが駆動スクリューによって拘束されない状態で行っている。すなわち、この超音波像映システムはクラッチ機構を備えている。

特開２００６−２３９４４８号公報

しかしながら、図６に示した構成の移動装置２００の送りねじ２３６はねじ駆動なので、手動でスキャナ部２２０を前後方向に動作させた場合逆効率の抵抗が発生してしまう。そのため、スキャナ部２２０の動作が重くなる。また、スキャナ部２２０側を前後方向に動かすときに、送りねじ２３６にはスラスト方向の荷重が発生する。

サポートユニット２３７には、前部側（モータ２３５側）への負荷を避けるためにアンギュラ玉軸受けや深溝玉軸受けが設けられるが、スラスト荷重が大きい場合にはアンギュラ玉軸受けが採用される。アンギュラ玉軸受けは、送りねじ２３６のバックラッシュを最小限に抑えるため、通常複数用いられる。さらに、アンギュラ玉軸受けが採用された場合、アキシャル方向の微小な移動を抑えるために予圧が付与されている。そのため、このアンギュラ玉軸受けは、回転するときの回転抵抗が通常の玉軸受よりも大きい。また、深溝玉軸受けを採用したときも少なからず回転抵抗が発生する。

図６に示した構成の移動装置２００は、駆動力の伝達経路のなかに抵抗を発生させてしまう軸受けが、送りねじ２３６よりも増速側である下流側に存在する。そのため、軸受けの回転抵抗は、移動装置２００が備える送りねじ２３６の減速比によって増幅されてしまう。その結果、図６に示した構成の移動装置２００は、スキャナ部２２０を手動で前後に移動させるときに、送りねじ２３６の円滑な回転を阻害され、スキャナ部２２０を手動で円滑に移動させることが困難である。

他方、特許文献１に提案されている超音波像映システムのように、クラッチ機構を設け、カラーを駆動スクリューから切り離して、プローブ駆動モジュールを線形移動モジュールに対して手動で移動させるように構成した場合、装置の構造が複雑になるだけでなく、コストがかかる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クラッチ機構を設けないで、手動でスキャナ部を円滑に移動させることができるスキャナ部の移動装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係るスキャナ部の移動装置は、駆動軸及び該駆動軸の先端に取り付けられた超音波センサーを有するプローブ部を回転させるスキャナ部と、前記スキャナ部に設けられ、該スキャナ部を前後に移動させる駆動力を発生させる駆動機構と、前記スキャナ部を前後に移動可能に支持する支持ベース部と、を備え、前記駆動機構は、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤを回転駆動させるモータとを有し、前記支持ベース部は、前記スキャナ部が搭載され、該スキャナ部を前後に案内する案内レールと、該案内レールに対して平行に配置され、前記ピニオンギヤが噛み合わされるラックと、を有することを特徴とする。

この発明によれば、駆動機構はピニオンギヤの回転抵抗を大きくする機械要素（例えば、アンギュラ玉軸受け）が存在しないので、ピニオンギヤの回転抵抗を小さくすることができる。そのため、手動でスキャナ部を支持ベース部に対して移動させるときに、大きな力をスキャナ部に加えなくても、円滑に移動させることができる。

また、手動でスキャナ部を支持ベース部に対して移動させるとき、大きな力を加えなくても円滑に移動させることができるので、スキャナ部の移動装置にクラッチ機構を設ける必要がない。そのため、低廉なコストでスキャナ部の移動装置を提供することができる。また、クラッチ機構が存在しないので、クラッチ機構の切り替え等の特別な操作を行わないで自動モードと手動モードとの切り替えを行うことができる。

本発明に係るスキャナ部の移動装置において、前記駆動機構は、前記モータの回転数を減速して前記ピニオンギヤに伝達する、平歯車を備えるとよい。この構成において、前記駆動機構は、前記モータの出力軸に取り付けられた第１の平歯車と、該第１の平歯車に噛み合い、該第１の平歯車よりも直径が大きい第２の平歯車と、該第２の平歯車の回転軸に取り付けられ、該第２の平歯車と共に回転し、該第２の平歯車よりも直径が小さい第３の平歯車と、を備え、前記ピニオンギヤが該第３の平歯車に噛み合い、該第３の平歯車よりも直径が大きくなるように構成するとよい。

本発明によれば、クラッチ機構を設けなくても、手動でスキャナ部を円滑に移動させることができるスキャナ部の移動装置を提供することができる。

本発明のスキャナ部の移動装置を備える超音波カテーテルシステムの概略を示す斜視図である。 図１に示した超音波カテーテルシステムに用いられるプローブ部の一例を示す概略構成図である。 本発明のスキャナ部の移動装置の第１実施形態の概略を示す一部断面側面図である。 本発明のスキャナ部の移動装置の第１実施形態の概略を示す一部断面正面図である。 本発明のスキャナ部の移動装置の第２実施形態の概略を示す平面図である。 従来のスキャナ部の移動装置の概略を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面のみに限定されるものではない。

［基本構成］
本発明に係るスキャナ部２０の移動装置１０は、図２〜図４に示すように、駆動軸５及びこの駆動軸５の先端に取り付けられた超音波センサー４を有するプローブ部２を回転させるスキャナ部２０と、このスキャナ部２０に設けられ、当該スキャナ部２０を前後に移動させる駆動力を発生させる駆動機構３０と、スキャナ部２０を前後に移動可能に支持する支持ベース部４０と、を備えている。

上記の駆動機構３０は、ピニオンギヤ３４と、このピニオンギヤ３４を回転駆動させるモータ３５とを有している。一方、上記の支持ベース部４０は、スキャナ部２０が搭載され、当該スキャナ部２０を前後に案内する案内レール４２と、この案内レール４２に対して平行に配置され、ピニオンギヤ３４が噛み合わされるラック４５と、を有している。

このスキャナ部２０の移動装置１０によれば、クラッチ機構を設けなくても、手動でスキャナ部２０を円滑に移動させることができるという特有の効果を奏する。

以下では、まず、本発明のスキャナ部２０の移動装置１０が適用される超音波カテーテルシステム１の概要を説明し、その後に、スキャナ部２０の移動装置１０の各構成について説明する。

［超音波カテーテルシステムの概要］
超音波カテーテルシステム１は、図１及び図２に示すように、プローブ部２とこのプローブ部２を回転駆動させるスキャナ部２０とを備えている。また、超音波カテーテルシステム１は、プローブ部２の動作等を制御するためのコントロール装置６０を備えている。

プローブ部２は、図２に示すように、外殻をなすシース３と、シース３の内部に配置され、スキャナ部２０によって回転される駆動軸５と、駆動軸５の先端に取り付けられた超音波センサー４と、を有している。また、プローブ部２は、その根元に、スキャナ部２０に当該プローブ部２を取り付けるための装着部６を有している。このような構成のプローブ部２では、超音波センサー４が、例えば、体腔内部で超音波を発信すると共に生体組織からの反射波を受信し、受信した反射波に基づく電気信号をスキャナ部２０に送っている。

コントロール装置６０は、図１に示すように、筐体６１と、表示部６２と、操作部６３を有している。筐体６１の内部には、プローブ部２及びスキャナ部２０の各種の動作を制御するための制御基板等が収容されている。また、筐体６１は、コネクタ６４を備えている。このコネクタ６４は、コントロール装置６０とスキャナ部２０とを接続するコード７０をつなぐ部位である。

操作部６３は、スキャナ部２０及びプローブ部２に所定の動作を行わせる際に、超音波カテーテルシステム１を操作する操作者によって所定の操作が行われる。なお、操作部６３の操作により行われる制御内容は、コード７０を介してコントロール装置６０から電気信号がスキャナ部２０に送られることによって伝達される。表示部６２は、例えば、超音波センサー４から送られた体腔内の画像を表示する。操作者は、例えば、表示部６２に表示された画像を参照しながら診断の対象になる正確な部位を探し、その部位を詳細に診断する。

［スキャナ部の移動装置］
［１］第１実施形態
次に、第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０について、図３及び図４を参照して説明する。このスキャナ部２０の移動装置１０は、スキャナ部２０と、このスキャナ部２０を移動可能に支持する支持ベース部４０とにより構成されている。

なお、図３において、図３の左側を当該スキャナ部２０の移動装置１０の前部とし、図３の右側を当該スキャナ部２０の移動装置１０の後部とする。すなわち、図３の左右方向は、当該スキャナ部２０の移動装置１０の前後方向である。また、図３の紙面を貫く方向を当該スキャナ部２０の移動装置１０の左右方向とする。一方、図４において、図４の紙面を貫く方向は、当該スキャナ部２０の移動装置１０の前後方向である。

〈スキャナ部〉
スキャナ部２０は、プローブ部２を回転させる駆動部として機能する。スキャナ部２０は、外殻をなすケース２１を有し、このケース２１の内部にプローブ部２を回転させるための図示しないモータ等を備えている。スキャナ部２０の前面部（図３の左側）は、プローブ部２の根元部分に設けられた装着部６が取り付けられる取付部２２を備えている。この取付部２２は、プローブ部２の装着部６を挿入させる挿入穴により構成されている。

また、スキャナ部２０は、ケース２１の底面に設けられた支持ブロック２５と、ケース２１の下部を占める領域に設けられた駆動機構３０とを備えている。さらに、スキャナ部２０は、ケース２１の側面に操作ボタン２３を供えている。この操作ボタン２３は、プローブ部２に設けられた超音波センサー４を用いてスキャニングを開始したり、スキャニングを停止したりするときに操作するスイッチ、及びスキャナ部２０を前進させたり、後退させたりするときに操作するスイッチである。

（支持ブロック）
支持ブロック２５は、支持ベース部４０に設けられた案内レール４２の上にスキャナ部２０を搭載させ、スキャナ部２０を案内レール４２に沿って移動させる手段である。支持ブロック２５の溝２６の内部には案内レール４２がはめ込まれる。

（駆動機構）
駆動機構３０は、スキャナ部２０を支持ベース部４０に対して移動させる駆動力を発生させるための機構である。この駆動機構３０は、ケース２１の内部に設けられたモータ３５と、モータ３５により回転されるピニオンギヤ３４とを備えている。また、駆動機構３０は、モータ３５とピニオンギヤ３４との間に配置され複数の平歯車３１，３２，３３を備えている。なお、図３は、平歯車３１，３２，３３及びピニオンギヤ３４を簡略化して示しているが、平歯車３１，３２，３３及びピニオンギヤ３４は、外周面に歯形をそれぞれ備えている。

モータ３５としては、例えば、ステッピングモータが用いられる。モータ３５は、その出力軸３５ａが水平をなして、左右方向に延びるようにして配置されている。また、モータ３５は、その出力軸３５ａの先端に第１平歯車３１を備えている。この第１平歯車３１は、歯形が形成された周面が、前後方向及び上下方向に向けられて、モータ３５の出力軸３５ａに取り付けられている。

ピニオンギヤ３４はその直径が第１平歯車３１の直径よりも大きく形成された平歯車である。このピニオンギヤ３４は、その回転軸３４ａが左右方向に延びるようにして配置され、歯形が形成された周面が、前後方向及び上下方向に向けられている。また、ピニオンギヤ３４は、その大部分がケース２１の内部に収容され、周面に形成された歯形の一部分がケース２１の底面からスキャナ部２０の下方に突出している。

このピニオンギヤ３４は、支持ブロック２５よりもスキャナ部２０の左右方向の外側に配置されている。このピニオンギヤ３４の一部分が突出している位置と、支持ブロック２５に形成された溝２６の位置とは、スキャナ部２０の左右方向において、一定の距離が空けられている。

第１平歯車３１とピニオンギヤ３４との間には、２個の平歯車３２，３３が配置されている。２個の平歯車３２，３３のうち、１つの平歯車３２は、その直径が第１平歯車３１よりも大きな第２平歯車３２であり、もう１つの平歯車３３は、その直径が第２平歯車３２よりも小さな第３平歯車３３である。第２平歯車３２の直径は、ピニオンギヤ３４の直径と同じか、又はピニオンギヤ３４の直径に近い寸法である。一方、第３平歯車３３の直径は、第１平歯車３１の直径と同じか、又は第１平歯車３１の直径に近い寸法である。第２平歯車３２と第３平歯車３３とは、その厚さ方向に重ねられ、回転軸３２ａによって接続されている。第２平歯車３２及び第３平歯車３３は、歯形が形成された周面が前後方向及び上下方向に向けられている。

第１平歯車３１と第２平歯車３２とは、各々の周面に形成された歯形が相互に噛み合わされている。また、第２平歯車３２と第３平歯車３３とは、上記のように、各平歯車３２，３３の中心が回転軸３２ａにより接続されている。そして、第３平歯車３３とピニオンギヤ３４とは、各々の周面に形成された歯形が相互に噛み合わされている。

上記のように構成された駆動機構３０は、モータ３５の回転を次のようにしてピニオンギヤ３４に伝達している。すなわち、モータ３５が回転することにより、モータ３５の出力軸３５ａに取り付けられた第１平歯車３１が回転する。第１平歯車３１と第２平歯車３２とは噛み合っているので、第２平歯車３２は、第１平歯車３１の回転に伴って回転する。第２平歯車３２と第３平歯車３３とは、回転軸３２ａによって接続されているので、第３平歯車３３は、第２平歯車３２と共に回転する。第３平歯車３３とピニオンギヤ３４とは噛み合っているので、ピニオンギヤ３４は第３平歯車３３の回転に伴って回転する。

〈支持ベース部〉
支持ベース部４０は、ベース本体部４１と、ベース本体部４１の上面で前後に延びる案内レール４２と、ベース本体部４１の上面で案内レール４２に対して平行をなすラック４５とを有している。また、支持ベース部４０は、スキャナ部２０に取り付けられたプローブ部２を保持するホルダ４６を有している。

（ベース本体部）
ベース本体部４１は、図３及び図４に示すように、上面が平坦をなしている。一方、ベース本体部４１の下面は、４隅に脚部４７を備えている。この脚部４７は、スキャナ部２０の移動装置１０をテーブルや床等に置くときに、スキャナ部２０の移動装置１０が滑らないように、ゴムやプラスチック等の滑りにくい材料で構成されている。

（案内レール）
案内レール４２は、横断面の形状が四角形をなす棒状の部材である。案内レール４２は、前後方向に延びるようにしてベース本体部４１の上面に固定されている。案内レール４２をベース本体部４１に固定する方法は、特に限定されない。固定する方法の１つとして、例えば、案内レール４２をベース本体部４１にねじ止めして固定することが挙げられる。その場合、案内レール４２の下部から上下に延びるねじ穴４２ａが設けられる。また、ベース本体部４１には、案内レール４２のねじ穴４２ａに対応するように穴４１ａが設けられる。ベース本体部４１の穴４１ａと案内レール４２のねじ穴４２ａとは位置が合わされ、ねじ４３がベース本体部４１の裏側からベース本体部４１の穴４１ａ及び案内レール４２のねじ穴４２ａに通れる。このねじ４３が締め付けられて、案内レール４２がベース本体部４１に固定される。

（ラック）
ラック４５は、その断面形状が四角形をなす棒状の部材であり、４つの周面のうち少なくとも１つの面に歯形が形成されている。このラック４５は、歯形を有する面が上側に向けられて、案内レール４２と平行をなしてベース本体部４１の上面に取り付けられている。また、ラック４５と案内レール４２とは、左右方向に一定の距離が空けられている。ラック４５と案内レール４２との距離は、スキャナ部２０に設けられた支持ブロック２５の溝２６とピニオンギヤ３４との間の左右方向の距離に対応している。

なお、ラック４５の固定方法は特に限定されない。固定方法の１つとしては、例えば、ねじ４３でベース本体部４１の上面に固定される。また、ラック４５は、断面形状が四角形をなす棒状の部材をベース本体部４１の上面に固定して設ける構成には限定されない。他の構成としては、例えば、ベース本体部４１の上面に直接歯形を形成する構成を挙げることができる。

（スキャナ部の支持ベース部への組み付け）
スキャナ部２０は、支持ベース部４０の上面に設けられた案内レール４２の上に搭載されて支持ベース部４０に組み付けられる。具体的には、ケース２１の底面に設けられた支持ブロック２５の溝２６に案内レール４２をはめ込むことによりスキャナ部２０は支持ベース部４０に組み付けられる。スキャナ部２０の支持ブロック２５の溝２６とピニオンギヤ３４との左右方向の距離は、案内レール４２とラック４５との距離に対応しているので、スキャナ部２０が支持ベース部４０に組み付けられた状態で、ピニオンギヤ３４とラック４５とは相互に噛み合う。

（スキャナ部の移動装置の作用）
以上の構成を有するスキャナ部２０の移動装置１０は、以下に説明するようにして、スキャナ部２０を支持ベース部４０に対して前後方向に移動させる。

（自動モード）
まず、駆動機構３０のモータ３５の駆動力を利用して、スキャナ部２０を支持ベース部４０に対して移動させる場合について説明する。スキャナ部２０を支持ベース部４０に対して自動的に移動させる場合、モータ３５に電圧を印加する。モータ３５に電圧が印加されるとモータ３５は回転する。このモータ３５の回転は、第１平歯車３１、第２平歯車３２、第３平歯車３３及びピニオンギヤ３４に伝達される。その際、必要な減速比で歯車列を構成することによって、モータ３５の回転数は、適切な回転数に減速されてピニオンギヤ３４に伝達される。

ピニオンギヤ３４とラック４５とは噛み合っているので、ピニオンギヤ３４が回転したとき、ピニオンギヤ３４は、ラック４５が延びる方向に移動させる推進力をスキャナ部２０に与える。スキャナ部２０は、支持ブロック２５が案内レール４２に搭載されているので、ラック４５とピニオンギヤ３４とによって推進力が与えられたスキャナ部２０は、案内レール４２が延びる長手方向に移動する。

以上の作用によって、スキャナ部２０は、支持ベース部４０上を前進したり後退したりする。スキャナ部２０が支持ベース部４０上を前進したり後退したりすることによって、スキャナ部２０は、プローブ部２を押し出したり、引き込んだりすることができる。

（手動モード）
次に、スキャナ部２０を手動で支持ベース部４０に対して移動させる場合について説明する。スキャナ部２０を手動で支持ベース部４０に対して移動させる場合、操作者がスキャナ部２０を案内レール４２の長手方向に手で押したり引いたりして移動させる。スキャナ部２０が案内レール４２の長手方向に移動するようにスキャナ部２０に外力を加えた場合、ラック４５に噛み合っているピニオンギヤ３４が回転される。ピニオンギヤ３４とモータ３５の出力軸３５ａに取り付けられた第１平歯車３１との間には、第２平歯車３２と第３平歯車３３とが存在する。この第２平歯車３２と第３平歯車３３とがピニオンギヤ３４によって回転されたとき、第１平歯車３１にピニオンギヤ３４の回転を伝達する。

このスキャナ部２０では、ピニオンギヤ３４と第３平歯車３３とが噛み合わされている。第３平歯車３３と第２平歯車３２とは、両者の中心が回転軸３２ａで接続されている。そして、第２平歯車３２と第１平歯車３１とが噛み合わされている。そのため、ラック４５上を回転するピニオンギヤ３４の回転は第１平歯車３１まで伝達される。この構成は、従来のスキャナ部２００（図６を参照）に用いられている送りねじとアンギュラ玉軸受けのように、回転抵抗が大きな機械要素を備えていない。そのため、スキャナ部２０の各平歯車３１，３２，３３及びピニオンギヤ３４が回転するときの回転抵抗は、アンギュラ玉軸受けを備えた従来のスキャナ部２００に比べて大幅に小さくなっている。その結果、スキャナ部２０の移動は、駆動機構３０によって拘束されることなく、円滑に行われる。

［２］第２実施形態
次に、図５を参照して、第２実施形態のスキャナ部２０の移動装置１５について説明する。第２実施形態のスキャナ部２０の移動装置１５は、駆動機構１３０を構成する各平歯車１３１，１３２，１３３，１３４が水平をなしてケース２１内に収容されている点で、駆動機構３０を構成する各平歯車３１，３２，３３，３４が垂直に立てられてケース２１内に収容されている第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０とは異なる。また、第２実施形態のスキャナ部２０の移動装置１５は、支持ベース部４０に設けられたラック１４５の歯形が案内レール４２に対向するように向けられている点で、支持ベース部４０に設けられたラック４５の歯形が上側に向けられている第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０とは異なる。

一方、第２実施形態のスキャナ部２０の移動装置１５のその他の構成は、第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０と同様である。そのため、第２実施形態のスキャナ部２０の移動装置１５と第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０との同じ構成については、図面に同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なる構成のみについて詳細に説明する。

第２実施形態のスキャナ部２０の移動装置１５は、スキャナ部２０と、このスキャナ部２０を移動可能に支持する支持ベース部４０とにより構成されている。なお、図５において、図５の左側を当該スキャナ部２０の移動装置１５の前部とし、図５の右側を当該スキャナ部２０の移動装置１５の後部とする。すなわち、図５の左右方向は、当該スキャナ部２０の移動装置１５の前後方向である。また、図５の上下方向を当該スキャナ部２０の移動装置１５の左右方向とする。

〈スキャナ部〉
スキャナ部２０は、プローブ部２の駆動軸５を回転させる駆動部として機能する。スキャナ部２０は、外殻をなすケース２１を有し、このケース２１の内部にプローブ部２を回転させるための図示しないモータ等を備えている。スキャナ部２０の前面部（図５の左側）は、プローブ部２の根元部分に設けられた装着部６が取り付けられる取付部２２を備えている。

また、スキャナ部２０は、ケース２１の底面に設けられた図示しない支持ブロックと、ケース２１の下部を占める領域に設けられた駆動機構１３０とを備えている。

（駆動機構）
駆動機構１３０は、ケース２１の内部に設けられたモータ１３５と、モータ１３５により回転されるピニオンギヤ１３４とを備えている。また、駆動機構１３０は、モータ１３５とピニオンギヤ１３４との間に配置され複数の平歯車１３１，１３２，１３３とを備えている。

モータ１３５は、例えばステッピングモータが用いられる。モータ１３５は、その出力軸１３５ａが、上下方向に延びるようにして配置されている。また、モータ１３５は、その出力軸１３５ａの先端に第１平歯車１３１を備えている。この第１平歯車１３１は、歯形が形成された周面が、前後方向及び左右方向に向けられて、モータ１３５の出力軸１３５ａに取り付けられている。

ピニオンギヤ１３４はその直径が第１平歯車１３１の直径よりも大きく形成された平歯車である。このピニオンギヤ１３４は、その回転軸１３４ａが上下方向に延びるようにして配置され、歯形が形成された周面が、前後方向及び左右方向に向けられている。また、ピニオンギヤ１３４は、その大部分がケース２１の内部に収容され、周面に形成された歯形の一部分がケース２１の側面からスキャナ部２０の側方に突出している。このピニオンギヤ１３４の一部分が突出している位置と、支持ブロックに形成された溝の位置とは、スキャナ部２０の左右方向に一定の距離が空けられている。

第１平歯車１３１とピニオンギヤ１３４との間には、２個の平歯車１３２，１３３が配置されている。なお、第１平歯車１３１、第２平歯車１３２、第３平歯車１３３及びピニオンギヤ１３４の直径の関係は、第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０が備える駆動機構３０のものと同じである。そのため、ここでは、その説明を省略する。第２平歯車１３２と第３平歯車１３３とは、それらの幅方向に重ねられ、回転軸１３２ａによって接続されている。第２平歯車１３２及び第３平歯車１３３は、回転軸１３２ａが上下方向に延びるように配置されて、歯形が形成された周面が、前後方向及び左右方向に向けられている。そして、第１平歯車１３１と第２平歯車１３２とは、各々の周面に形成された歯形が相互に噛み合わされている。また、第３平歯車１３３とピニオンギヤ１３４とは、各々の周面に形成された歯形が相互に噛み合わされている。

上記のように構成された駆動機構１３０は、モータ１３５の回転を第１平歯車１３１、第２平歯車１３２、第３平歯車１３３及びピニオンギヤ１３４の順番に伝達し、ピニオンギヤ１３４を回転させている。

〈支持ベース部〉
支持ベース部４０は、ベース本体部４１と、ベース本体部４１の上面で前後に延びる案内レール４２と、ベース本体部４１の上面で案内レール４２に対して平行をなすラック１４５とを有している。また、支持ベース部４０は、スキャナ部２０に取り付けられたプローブ部２を保持するホルダ４６を有している。

（ベース本体部）
ベース本体部４１の構成は、第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０が備えるベース本体部４１と同様である。そのため、ここでは説明を省略する。

（案内レール）
案内レール４２の構成は、第１実施形態のスキャナ部２０の移動装置１０が備える案内レール４２と同様である。そのため、ここでは、説明を省略する。

（ラック）
ラック１４５は、その断面形状が四角形をなした棒状の部材であり、４つの周面のうち１つの面に歯形が形成されている。このラック１４５は、歯形を有する面が案内レール４２に対向するように向けられて、ベース本体部４１の上面に取り付けられている。ラック１４５と案内レール４２とは、左右方向に一定の距離が空けられており、平行をなしている。

（スキャナ部の支持ベース部への組み付け）
スキャナ部２０は、支持ベース部４０の上面に設けられた案内レール４２の上に搭載されて支持ベース部４０に組み付けられる。スキャナ部２０が案内レール４２の上に搭載されて支持ベース部４０に組み付けられた状態では、ピニオンギヤ１３４とラック１４５とは相互に噛み合う。そのため、スキャナ部２０が支持ベース部４０に組み付けられた状態では、モータ１３５を駆動させたときに、スキャナ部２０は支持ベース部４０に対して案内レール４２の長手方向に移動する。また、スキャナ部２０に対し、案内レール４２の長手方向に手で外力を加えたとき、スキャナ部２０は案内レール４２の長手方向に移動される。

以上の構成を有するスキャナ部の移動装置は、以下の効果を有している。

（１）このスキャナ部の移動装置では、クラッチ機構が存在しないので、クラッチ機構の切り替え操作等の特別な操作を行わなくても自動モードと手動モードとを切り替えることができる。

（２）このスキャナ部の移動装置では、手動でスキャナ部を支持ベース部に対して移動させるとき、大きな力をスキャナ部に加えなくても、円滑に移動させることができる。

（３）このスキャナ部の移動装置では、クラッチ機構が不要になったので、低廉なコストでスキャナ部の移動装置を製造することができる。

（４）高価な送りねじを使用せず低価格の歯車で構成するため低廉なコストでスキャナ移動装置を製造することができる。

以上、駆動機構を構成する平歯車がモータの回転軸に取り付けられた第１平歯車、第１平歯車に噛み合う第２平歯車、第２平歯車と同軸上に設けられた第３平歯車及び第３平歯車に噛み合うピニオンギヤで構成された場合について説明した。

しかし、第１平歯車とピニオンギヤとの間に設ける平歯車は、第２平歯車と第３平歯車の２個には限定されない。モータの回転数を適切に減速してピニオンギヤに伝達することができれば、３個以上の平歯車を第１平歯車とピニオンギヤとの間に設けて駆動機構を設けることもできる。

１ 超音波カテーテルシステム
２ プローブ部
３ シース
４ 超音波センサー
５ 駆動軸
６ 装着部
１０，１５ スキャナ部の移動装置
２０ スキャナ部
２１ ケース
２２ 取付部
２３ 操作ボタン
３０，１３０ 駆動機構
３１，１３１ 第１平歯車
３２，１３２ 第２平歯車
３３，１３３ 第３平歯車
３４，１３４ ピニオンギヤ
３５，１３５ モータ
３２ａ，１３２ａ 回転軸
３４ａ，１３４ａ 回転軸
３５ａ，１３５ａ 出力軸
４０ 支持ベース部
４１ ベース本体部
４２ 案内レール
４２ａ ねじ穴
４３ ねじ
４５，１４５ ラック
４６ ホルダ
４７ 脚部
６０ コントロール装置
６１ 筐体
６２ 表示部
６３ 操作部
６４ コネクタ
７０ コード

Claims (1)

1. 駆動軸及び該駆動軸の先端に取り付けられた超音波センサーを有するプローブ部を回転させるスキャナ部と、前記スキャナ部に設けられ、該スキャナ部を前後に移動させる駆動力を発生させる駆動機構と、前記スキャナ部を前後に移動可能に支持する支持ベース部と、を備え、
   前記駆動機構は、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤを回転駆動させるモータとを有し、
   前記支持ベース部は、前記スキャナ部が搭載され、該スキャナ部を前後に案内する案内レールと、該案内レールに対して平行に配置され、前記ピニオンギヤが噛み合わされるラックと、を有し、
   前記駆動機構は、前記モータの回転数を減速して前記ピニオンギヤに伝達する複数の平歯車として、前記モータの出力軸に取り付けられた第１平歯車と、該第１平歯車に噛み合い、該第１平歯車よりも直径が大きい第２平歯車と、該第２平歯車の回転軸に取り付けられ、該第２平歯車と共に回転し、該第２平歯車よりも直径が小さい第３平歯車と、を備え、
   前記ピニオンギヤが前記第３平歯車に噛み合い、該第３平歯車よりも直径が大きい、ことを特徴とするスキャナ部の移動装置。
   
   

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