JP7259129B2

JP7259129B2 - 挿入装置

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Publication number: JP7259129B2
Application number: JP2022504941A
Authority: JP
Inventors: 素子川村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2023-04-17
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Description

本発明は、駆動源の駆動力で伝達部材を回転させて被駆動部材を回転させる挿入装置に関する。

医療用の内視鏡は一般に、挿入部と、その挿入部の基端側に位置する操作部と、を有する。挿入部は長軸方向に沿って細長で体腔内に挿入される。挿入部の先端部には観察光学系を構成する、撮像光学系と照明光学系とが設けられている。内視鏡による観察の際、挿入部の先端部は被検部位に向けて挿入される。

また、挿入部の外周に、挿入部の長手方向に沿った軸周りに回動自在に配置された構造体を配置し、この構造体の外周面に螺旋状の突起を配置することで、挿入部が管腔内に挿入する動作を支援する挿入支援機能を備えた内視鏡も公知のものとなっている。

この挿入支援機能を備えた内視鏡では、例えば操作部内に配置された電動モータの駆動源が挿入部内に挿通された可撓性を有する駆動力伝達部材であるドライブシャフトに伝達される。ドライブシャフトは駆動力を伝達されることで軸周りに回転し、この回転が上述した構造体に伝達される。構造体はドライブシャフトの回転を受けて挿入部の長手方向に沿った軸周りに正逆回転される。この構造体の回転状態において螺旋状の突起が管腔壁に接触していると、この管腔壁に沿って螺旋状の突起が進退動作を行なう動作や、あるいは管腔壁が螺旋状の突起により挿入部の長手軸方向に手繰り寄せる動作が行なわれる。

例えば、日本国特許第６１６５３５３号公報には、構造体を回転させるモータの駆動電流が閾値以上となったときに、モータの回転を停止するトルクリミット機能を有する挿入支援機能を備えた内視鏡装置が開示されている。さらに日本国特許第６１６５３５３号公報に開示された内視鏡装置では、挿入部に挿入部の湾曲形状を検出するための検出プローブを配置し、この検出プローブの形状を外部機器である観測装置によって検出することで、挿入部の湾曲形状に応じ上述したトルクリミット機能の動作を変更している。

しかしながら日本国特許第６１６５３５３号公報に開示された内視鏡装置では、挿入部内に検出プローブを配置する必要があるため、挿入部が太径になってしまい、それに加えて外部機器として観測装置が必要となってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、挿入部が太径になることを防止し、単純な構成で湾曲形状を把握可能な挿入装置を提供することを目的にしている。

本発明の一態様における挿入装置は、長手軸方向に延設され可撓性を有する可撓管と、前記可撓管の基端側に配置される駆動源と、前記可撓管の先端部側に配置され、前記長手軸方向に移動可能な被駆動部材と、前記可撓管内に挿通されており、該可撓管の基端側から当該可撓管の長手軸に沿って外部に延出される、前記駆動源の駆動力によって軸周りに回転され、該回転を前記被駆動部材に伝達する伝達部材と、前記伝達部材の基端部における前記可撓管の長手軸に沿った位置を検出する検出装置と、を具備する。

本発明の他の態様における挿入装置は、長手軸方向に延設され可撓性を有する可撓管と、前記可撓管の基端側に配置される駆動源と、前記可撓管の先端部側に配置され、前記長手軸方向に移動可能な被駆動部材と、前記可撓管内に挿通されており、該可撓管の基端側から当該可撓管の長手軸に沿って外部に延出される、前記駆動源の駆動力によって軸周りに回転され、該回転を前記被駆動部材に伝達することで前記被駆動部材を前記長手軸方向に移動させる伝達部材と、前記伝達部材の外周を覆うように配置されるシースと、前記シースの基端部と前記伝達部材の基端部との前記可撓管の長手軸方向に沿った相対位置を検出する検出装置と、を具備する。

本発明の一態様における内視鏡システムを示す概略図内視鏡システムが備える内視鏡の操作部を説明する図操作部に設けられた駆動源収容部内の駆動ユニットを説明する図可撓管がストレート状態における磁石と駆動力受部の基端面との位置関係を説明する図可撓管が湾曲した状態における磁石と駆動力受部の基端面との位置関係を説明する図可撓管が予め規定した角度より大きな角度に湾曲した状態における磁石と駆動力受部の基端面との位置関係を説明する図検出装置が有する複数の検出範囲内に配置された磁石と駆動力受部の基端面との位置関係を説明する図挿入装置の他の構成例を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。すなわち、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

本実施形態において挿入装置は図１に示す内視鏡システム１である。内視鏡システム１は、内視鏡２とコントロールシステム３とを有する。コントロールシステム３は内視鏡２に接続される複数のユニット４，５，６，７，８を備える。
本実施形態において挿入機器は内視鏡２を用いて説明するが、内視鏡２の代わりにカテーテル、その他の生体内に挿入される挿入機器などにも適用可能な技術である。
コントロールシステム３は光源ユニット４，プロセッサ５，モニタ６，コントローラ７，入力ユニット８等からなる。光源ユニット４は照明光を出射する光源を備えている。プロセッサ５は画像を処理する。モニタ６は画像を表示する。コントローラ７は動作部としての機能、判定部としての機能等を有する。これらの機能を有するコントローラ７は内視鏡システム１全体を制御する。

本実施形態において入力ユニット８はフットスイッチである。フットスイッチ８には例えば前進スイッチＦと後退スイッチＢとが配置されている。前進スイッチＦと後退スイッチＢとは指示部である。フットスイッチ８の指示部から出力された信号はコントローラ７に入力される。コントローラ７では指示部から出力された信号を元に内視鏡２に設けられた後述する駆動ユニット４０を制御するようになっている。

なお、入力ユニット８はフットスイッチに限定されるものでは無くキーボード、手元スイッチ等であってもよい。

コントローラ７は専用装置に限定されるものではなく、例えば任意のプログラムを搭載するパーソナルコンピュータなどの汎用的な処理装置を利用することもできる。

図１，図２に示す内視鏡２は、挿入部１０，操作部２０，ユニバーサルケーブル３０を有する。挿入部１０は細長で、対象物である管腔内に挿入される。操作部２０は挿入部１０の基端側に配置されている。ユニバーサルケーブル３０は操作部２０から延出される。

内視鏡２は、操作部２０から挿入部１０にかけて駆動ユニット４０を備えている。また、内視鏡２はコントロールシステム３に対してユニバーサルケーブル３０で接続される。

内視鏡２の挿入部１０，操作部２０，ユニバーサルケーブル３０には画像信号ケーブル３１、ファイバーバンドルなどの照明光学系３２が挿通されている。符号３２ａは照明光学系３２のライトガイドコネクタ、符号３３は駆動ユニット４０から延出される電気ケーブル３３である。画像信号ケーブル３１と電気ケーブル３３は光源４を介してそれぞれプロセッサ５やコントローラ７に接続される。なお、電気ケーブル３３をユニバーサルケーブル３０の外部に配設してもよい。

挿入部１０は長手方向の軸である長手軸ａ１０に対して細長な挿入部本体１１と、スパイラルチューブ１５と、を有する。スパイラルチューブ１５は筒状部材の外周に螺旋状のフィン１６が形成されたものであって、可撓管１４の先端部側の外周面に配置されている。なお、このスパイラルチューブ１５を挿入部本体１１に対し着脱可能に構成して挿入部１０とは別の独立した構成としても良い。

挿入部本体１１は先端側から順に硬質な先端部１２，湾曲部１３，可撓管１４を有する。可撓管１４は管腔の曲がりに沿うことが可能な可撓性を有している。

操作部２０はユーザが把持する把持部２１を有する。湾曲部１３は把持部２１に設けられたノブ２２，２３の操作に伴って、モニタ６に表示される観察画像における上下左右の四方向に相当する方向に湾曲可能である。湾曲部１３の構造は周知であり、その詳細な説明を省略する。

湾曲部１３は第１ノブ２２の時計回り、あるいは、反時計回りへの操作によって下方向あるいは上方向に湾曲する。一方、湾曲部１３は第２ノブ２３の時計回り、あるいは、反時計回りの操作によって右方向あるいは左方向に湾曲する。

先端部１２には観察光学部（不図示）、洗浄ノズル（不図示）、および、チャンネル先端開口（不図示）などが設けられている。観察光学部は画像信号ケーブル３１に接続されている。洗浄ノズルからは液体、あるいは、気体が噴出されるようになっている。チャンネル先端開口は鉗子などが挿通される処置具挿通チャンネル（不図示）の先端側の開口である。

符号２４は折れ止めである。折れ止め２４は可撓管１４の基端を支持し、操作部２０と挿入部１０との境界部分で折れ曲がることを防止する。

なお、把持部２１にはノブ２２，２３に加えて各種の指示が割り当てられたスイッチ２５が配置されている。スイッチ２５は一つ、または、複数設けられている。スイッチ２５は電気的なスイッチだけでなく、吸引ボタン、送気／送水ボタン等の機械的なスイッチを含んでいてもよい。符号２６は駆動源収容部である。駆動源収容部２６は把持部２１の予め定めた位置に設けられている。図示は省略するが駆動源収容部２６の基端側にはチャンネル基端開口が設けられている。

スパイラルチューブ１５は湾曲部１３より基端側で、可撓管１４の先端近傍の外周面に位置する。スパイラルチューブ１５は、挿入部１０の長手軸ａ１０を中心に時計方向、あるいは、反時計方向に回転する。

スパイラルチューブ１５は、挿入部本体１１に対し着脱可能に構成した場合、挿入部本体１１の先端側から先端部１２および湾曲部１３を通過させて、可撓管１４の上述した位置に着脱自在に取り付けられる。

スパイラルチューブ１５は駆動ユニット４０の駆動力が伝達されて、挿入部本体１１に対して回転し、管腔に対する挿入部１０の挿入、あるいは、抜去を支援する。

図１，図３を参照して駆動ユニット４０を説明する。

駆動ユニット４０は、電動モータ（以下、モータと略記する）４１と伝達部材４５とを主に備える。モータ４１は駆動源である。モータ４１の出力軸４１ａは時計方向、反時計方向に回転する。モータ４１の駆動力は出力軸４１ａに固設されたモータ歯車４１ｂに噛合する少なくとも一つの歯車を備えた歯車部４２と、駆動力受部４４と、に伝達したうえで伝達部材４５に伝達されるようになっている。

歯車部４２およびモータ４１はケーシング４３によって保持される。ケーシング４３は駆動源収容部２６内に設けられたフレーム（不図示）に固定されている。

駆動力受部４４は軸方向貫通孔４４ｈを有する円筒部材である。駆動力受部４４の外周面には歯車部４２の歯車に噛合する歯部が設けられている。駆動力受部４４は不動部材である。具体的に、駆動力受部４４は、把持部２１内に固設された仕切部材２７の凹部２７ｃ内に配置される。凹部２７ｃ内に配置された駆動力受け部４４は長手軸ａ１０方向に摺動することなく、該長手軸ａ１０を中心に時計方向あるいは反時計方向に回転するように保持される。つまり、駆動力受部４４は把持部２１内において長手軸ａ１０方向の配置位置を変化させることなく回転される。

伝達部材４５はドライブシャフト４６と回転部材４７とを備える。ドライブシャフト４６は複数のワイヤ線を撚り合わせた撚り線である。ドライブシャフト４６は予め定めた弾性と、可撓性と、トルク伝達性と、を備える。回転部材４７は硬質な棒状部材である。

伝達部材４５はドライブシャフト４６の基端側の端部と回転部材４７の先端側の端部とが一体に構成されている。伝達部材４５において、ドライブシャフト４６の軸と回転部材４７の軸とは同軸に構成されている。

ドライブシャフト４６は主に可撓管１４内に挿入部１０の長手軸ａ１０に沿って挿通される。ドライブシャフト４６の先端側の端部には駆動力出力部４８が固設されている。駆動力出力部４８にはスパイラルチューブ１５に設けられた被伝達部１７が連結される。

ドライブシャフト４６の基端側は可撓管１４の基端側から挿入部１０の長手軸ａ１０に沿って延出されて操作部２０の折れ止め２４内を通過し、把持部２１内に導かれる。回転部材４７とドライブシャフト４６とは把持部２１内の折れ止め２４付近で接続されている。

図１，図４Ａに示すように回転部材４７は長手軸ａ１０に沿って操作部２０の把持部２１内に延出されている。回転部材４７は駆動力受部４４の軸方向貫通孔４４ｈを通過し、駆動力受部４４の基端面４４ｆから長手軸ａ１０方向に沿って予め定めた距離L、突出している。

図４Ａの符号４７ｍは磁石である。磁石４７ｍは回転部材４７の基端面に固設される。

回転部材４７の中途部は回転伝達部４７ａである。駆動力受部４４の回転は、軸方向貫通孔４４ｈに設けられた貫通孔伝達部４４ａから回転伝達部４７ａに伝達されて回転部材４７を回転させる。そして、回転部材４７は回転伝達部４７ａの軸方向貫通孔４４ｈ内において軸方向に摺動自在に配置されている。

ドライブシャフト４６の外周面側には該ドライブシャフト４６を保護するシース４９が設けられている。シース４９は電気絶縁性を有すると共に、耐摩耗性と可撓性とを備えた樹脂材で形成されている。シース４９の基端側の端部は折れ止め２４の先端側に固定されている。シース４９の先端側の端部は可撓管１４の先端側の予め定めた位置に固定されている。

符号５０は検出装置である。本実施形態において検出装置５０は磁気センサ５１である。磁気センサ５１は仕切り板２７に固定されている。磁気センサ５１は長手軸ａ１０方向に沿って移動する磁石４７ｍが磁気センサ５１の破線で示す検出範囲ａ５１内に位置するか否かを検出する。磁気センサ５１は検出範囲ａ５１内において磁石４７ｍを検出したとき、検出信号を信号線５１Ｌによってコントローラ７に伝送する。

可撓管１４が図４Ａに示すストレート状態のとき、磁石４７ｍは磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内に配置されるように規定されている。磁気センサ５１は、磁石４７ｍが検出範囲ａ５１内に位置するとき、コントローラ７に検出信号を出力するようになっている。磁気センサ５１の検出感度は磁石４７ｍの大きさ（厚み等）を変更することで可能である。

また、本実施形態において歯車部４２は複数の歯車を配列したギア列である。モータ４１の駆動力はモータ歯車４１ｂ，ギア列，駆動力受部４４，伝達部材４５の順で伝達されていく。ギア列に備えられた複数の歯車の歯車比を適宜設定して、伝達部材４５が所定のトルクおよび所定の速度で駆動される。

なお、モータ４１の種類、モータ４１の制御方法によってはギア列を不要にすることが可能である。すなわち、モータ４１の種類、あるいは、制御方法によっては、複数のギアを配列したギア列を用いることなく、モータ４１の駆動力を一つの歯車、あるいは、直接、駆動力受部４４に伝達して伝達部材４５を駆動させることも可能である。

上述に示した内視鏡システム１の作用を説明する。

術者は内視鏡の挿入部本体１１を管腔の入口から管腔内に挿入する。術者は挿入部本体１１を挿入中、必要に応じてフットスイッチ８を操作する。

術者によって前進スイッチＦが操作されると、コントローラ７によって磁気センサ５１が動作状態になる。磁気センサ５１は回転部材４７に設けられた磁石４７ｍを検知中、該センサ５１からコントローラ７に検出信号を出力する。磁気センサ５１からの検出信号を受けたコントローラ７はモータ駆動開始と判定し、モータ４１を駆動させる制御を行う。

すると、モータ４１の出力軸４１ａが予め定められた方向に回転する。この出力軸４１ａの回転はモータ歯車４１ｂから歯車部４２に伝達され、歯車部４２が有するギア列の後段歯車（図３の符号４２ｅ参照）から駆動力受部４４に伝達され、この駆動力受部４４が回転する。

この駆動力受部４４の回転に伴って回転部材４７が回転し、回転部材４７およびドライブシャフト４６が回転する。ドライブシャフト４６の回転は該シャフト４６に設けられた駆動力出力部４８に連結される被伝達部１７に伝達される。この結果、スパイラルチューブ１５が挿入部１０の長手軸ａ１０周りに予め定められた方向に回転する。

スパイラルチューブ１５が回転することによりフィン１６も長手軸ａ１０周りに回転する。回転するフィン１６が管腔の内壁面に接触していると、該内壁面がフィン１６により挿入部１０の基端側に手繰り寄せられる。言い換えれば、挿入部１０の先端部１２が管腔の深部に向かって移動していく。

スパイラルチューブ１５の回転に伴って挿入部１０が管腔の深部に挿入されていくと、挿入部本体１１の可撓管１４が管腔の曲がり状態に沿って湾曲される。

可撓管１４がストレート状態から図４Ｂに示すような緩やかな角度で湾曲状態に変化すると伝達部材４５が矢印Ｙ４Ｂに示すように可撓管１４内に僅かに引き込まれる。このとき、回転部材４７に固設された磁石４７ｍも破線に示す位置から長手軸ａ１０に沿って駆動力受部４４の基端面４４ｆ側の実線に示す位置に移動する。

移動された磁石４７ｍの位置が磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内であるとき、磁気センサ５１はコントローラ７に検出信号を出力し続ける。コントローラ７に磁気センサ５１からの検出信号が入力されている間、コントローラ７は可撓管１４の湾曲状態が規定範囲内であると判定してスパイラルチューブ１５の回転を継続させる。

一方、可撓管１４が図４Ｃに示すように図４Ｂの湾曲状態に比べて湾曲されている部分の湾曲角度の積算値が規定した値を越えて複雑に湾曲される、と、伝達部材４５が矢印Ｙ４Ｃに示すように可撓管１４内に大きく引き込まれる。このとき、磁石４７ｍが長手軸ａ１０に沿って駆動力受部４４の基端面４４ｆ側に移動されて磁気センサ５１の検出範囲ａ５１から外れ、磁気センサ５１からコントローラ７への検出信号の出力が停止される。

磁気センサ５１からコントローラ７への検出信号の出力が停止されると、モータ制御と判定していたコントローラ７はモータ駆動停止と判定してモータ４１を停止させる制御に切り替わる。

本実施形態においてコントローラ７は、上述したように伝達部材４５の回転部材４７に固設した磁石４７ｍが長手軸ａ１０に沿って駆動力受部４４の基端面４４ｆ側に引き込まれて磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内から外れたとき、可撓管１４の湾曲された角度の積算値が規定した値を越えて複雑に湾曲された、と判定して、トルクリミット機能を動作させてスパイラルチューブ１５の回転を停止させる。

なお、術者によって後退スイッチＢが操作されると、コントローラ７によって磁気センサ５１を動作状態にすることなくモータ４１の出力軸４１ａが前進スイッチＦを操作したときとは反対方向に回転される。

この出力軸４１ａの回転は上述したようにモータ歯車４１ｂから歯車部４２，ギア列の後段歯車４２ｅ，駆動力受部４４，回転部材４７，ドライブシャフト４６に伝達される。そして、ドライブシャフト４６の回転は上述したように駆動力出力部４８から被伝達部１７に伝達される。

この結果、スパイラルチューブ１５が挿入部１０の長手軸ａ１０周りに前進スイッチＦを操作したときとは反対方向に回転する。このとき、フィン１６もスパイラルチューブ１５と共に回転する。そして、スパイラルチューブ１５の回転状態において、フィン１６が管腔の内壁面に接触状態であると、該内壁面がフィン１６に絡められて挿入部１０の先端側に手繰り寄せられる。言い換えれば、挿入部１０の先端部１２が管腔内を逆方向、すなわち、奥方から管腔の入口方向に向かって移動される。

上述した挿入部本体１１の可撓管１４の湾曲部１３側にスパイラルチューブ１５を配置した内視鏡１は、操作部２０の把持部２１内に固設した磁気センサ５１と、該把持部２１内で長手軸ａ１０方向に摺動自在な伝達部材４５に固設した磁石４７ｍと、を配置したトルクリミット機能を備える。

磁気センサ５１は、前進スイッチＦを操作した状態において、磁石４７ｍが磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内に位置するとき、コントローラ７に検出信号を出力する。検出信号を受けたコントローラ７はモータ４１の駆動を制御する。このモータ４１を駆動させている状態において、磁石４７ｍが磁気センサ５１の検出範囲ａ５１から外れると、コントローラ７への検出信号の出力が停止され、コントローラ７によるモータ４１の駆動が停止され、スパイラルチューブ１５の回転が停止する。

本実施形態の内視鏡１のトルクリミット機能は、操作部２０の把持部２１内に磁気センサ５１と、該把持部２１内で長手軸ａ１０方向に摺動自在な伝達部材４５に固設された磁石４７ｍと、を配置している。したがって、トルクリミット機能のためのセンサおよび信号線を挿入部本体１１内に設けることが不要である。したがって、挿入部本体１１の外径が太径になる不具合が解消される。この結果、スパイラルチューブ１５が配置される挿入部本体１１の細径化を図ることができる。

加えて、可撓管１４の湾曲状態が変化すると伝達部材４５の引き込まれる量が変化する。コントローラ７は伝達部材４５が可撓管１４内に引き込まれて基端に固設された磁石４７ｍが磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内から外れて検出信号の出力が停止されたとき、挿入部本体１１の湾曲形状によらず可撓管１４の湾曲状態が規定範囲を越えたと判定してトルクリミット機能を動作させる。

言い換えれば、引き込まれる伝達部材４５に固設された磁石４７ｍが磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内であるときには、挿入部本体１１の湾曲形状によらず伝達部材４５からスパイラルチューブ１５にモータ４１の駆動力を伝達してスパイラルチューブ１５を回転させて良好な挿入性能を維持できる。

なお、上述した実施形態では磁石４７ｍが磁気センサ５１の検出範囲ａ５１内に位置しているとき、磁気センサ５１からコントローラ７に検出信号が出力されてモータ４１を制御している。

図４Ｄに示す磁気センサ５１Ａの検出範囲Ａ５１Ａは長手軸ａ１０に沿って複数の検出範囲ａ１，ａ２，ａ３を備えている。この磁気センサ５１Ａは各検出範囲ａ１，ａ２，ａ３毎に異なる検出信号をコントローラ７に出力する。コントローラ７は入力される検出信号毎にモータ４１の駆動電流を予め設定されている電流値の駆動電流で制御する。

具体的に、可撓管１４がストレート状態のとき実線に示す磁石４７ｍは第１検出範囲ａ１内に位置する。上述したように前進スイッチＦが操作されて磁気センサ５１Ａが動作状態になると、磁気センサ５１Ａから第１の検出信号がコントローラ７に出力される。第１の検出信号を受けたコントローラ７はモータ駆動と判定し、モータ４１に予め定められた第１の駆動電流を供給してモータ４１を駆動させる。

可撓管１４が湾曲されていくと、破線に示すように磁石４７ｍが長手軸ａ１０に沿って第２検出範囲ａ２内に移動する。このとき、磁気センサ５１Ａから第２の検出信号がコントローラ７に出力される。第２の検出信号を受けたコントローラ７はモータ４１の駆動力変更と判定し、モータ４１に予め定められた第２の駆動電流を供給してモータ４１を制御する。第２の駆動電流の電流値は第１の駆動電流の電流値より予め高く設定されている。

さらに可撓管１４が湾曲されると、二点鎖線に示すように磁石４７ｍが長手軸ａ１０に沿って第３検出範囲ａ３内に移動する。このとき、磁気センサ５１Ａから第３の検出信号がコントローラ７に出力される。第３の検出信号を受けたコントローラ７はモータ４１の駆動力変更と判定し、モータ４１に第２の駆動電流の電流値より予め高く設定した第３の駆動電流を供給してモータ４１を制御する。

そして、磁石４７ｍが磁気センサ５１Ａの第３検出範囲ａ３から駆動力受部４４の基端面４４ｆ側に外れたとき、磁気センサ５１Ａからコントローラ７への検出信号の出力が停止される。この結果、上述したようにコントローラ７は、モータ４１を駆動させる制御からモータ４１を停止させる制御に切り替わる。

コントローラ７は磁気センサ５１Ａから出力される各種検出信号を受けて可撓管１４の湾曲状態に対応する予め定めた駆動電流をモータ４１に出力して該モータ４１を制御する。この結果、スパイラルチューブ１５は可撓管１４の湾曲形状によらず可撓管１４の湾曲状態に合わせて最適な駆動電流を受けて回転され、湾曲状態が規定範囲を越えたとき回転を停止する。

なお、磁気センサ５１Ａの検出範囲は３箇所に限定されるものでは無く、それ以上あるいは二つであってもよい。また、検出装置５０は磁気センサ５１，５１Ａに限定されるものでは無く、透過式、あるいは、反射式の光センサであってもよい。また、検出装置５０は非接触式のセンサに限定されるものでは無く、マイクロスイッチを備えたリミットスイッチ等の接触式のスイッチであってもよい。

図５に示すようにドライブシャフト４６の外周面側にシース４９に替えてコイルシース４９ｃを設けている。コイルシース４９ｃは該ドライブシャフト４６を保護する耐摩耗性と弾性力とを備えた非磁性体で形成されている。

コイルシース４９ｃの先端側の端部は可撓管１４の先端側の予め定めた位置に固定されている。コイルシース４９ｃの基端側の端部は折れ止め２４の先端側に固定されている。弾性力を有するコイルシース４９ｃは可撓管１４が湾曲したときシース中心軸ｃ４９ｃの長さが湾曲量の増大に伴って長くなるようになっている。

ドライブシャフト４６は上述したように複数のワイヤ線を撚り合わせた撚り線である。撚り線であるドライブシャフト４６は可撓管１４が湾曲されとき、シャフト中心軸ｃ４６の長さ変化がほとんど無い。そして、可撓管１４が直線状態において、シャフト中心軸ｃ４６とシース中心軸ｃ４９ｃとは長手軸ａ１０に略一致している。

ドライブシャフト４５の基端側に位置する回転部材４７との接続部近傍には磁石４６ｍが固設されている。符号５１Ｂは磁気センサである。磁気センサ５１Ｂは磁石４６ｍの移動距離を非接触で検出する機能を有している。

磁気センサ５１Ｂは三つの検出範囲を有する。点Ｏから点Ａまでは第１検出範囲、点Ａから点Ｂまでは第２検出範囲、点Ｂから点Ｃまでは第３検出範囲である。なお、検出範囲は三つに限定されるものでは無く、それ以上あるいはそれ以下であってもよい。上述したように磁気センサ５１Ｂの検出感度の調整は磁石４６ｍの大きさを変更することで可能である。

本実施形態において可撓管１４がストレート状態のとき、磁石４６ｍはコイルシース４９ｃの基端に位置して第１の検出範囲内である。可撓管１４がストレート状態から湾曲状態に変化していくと、シース中心軸ｃ４９ｃの長さがシャフト中心軸ｃ４６の長さに比べて長くなっていく。この結果、ドライブシャフト４６に固定された磁石４６ｍが長手軸ａ１０に沿って破線に示すようにコイルシース４９ｃ内に引き込まれる。磁石４６ｍの引き込まれる量、すなわち、移動距離は磁気センサ５１Ｂで検出され、コントローラ７に出力される。

磁気センサ５１Ｂは磁石４６ｍが長手軸ａ１０に沿って第１の検出範囲内に位置するとき第１の検出信号を出力し、第２の検出範囲内に位置するとき第２の検出信号を出力し、第３の検出範囲内に位置するとき第３の検出信号を出力する。そして、点Ｃを超えると検出信号の出力を停止する。

本実施形態においては可撓管１４がストレート状態のとき、磁石４６ｍは点Ｏと点Ａとの間でコイルシース４９ｃの基端に位置している。

前進スイッチＦが操作されたときコントローラ７によって磁気センサ５１Ｂが動作状態になる。磁気センサ５１Ｂが動作されたとき、磁石４６ｍが第１の検出範囲内に位置しているとき磁気センサ５１Ｂから第１の検出信号がコントローラ７に出力される。一方、磁石４６ｍが第２の検出範囲内に位置しているとき磁気センサ５１Ｂから第２の検出信号がコントローラ７に出力される。

検出信号を受けたコントローラ７は移動距離検出開始およびモータ駆動開始と判定する。コントローラ７は検出信号に対応する駆動電流である第１の駆動電流または第２の駆動電流をモータ４１に供給してモータ４１を駆動させる。

コイルシース４９ｃが湾曲されると、矢印Ｙ５に示すように磁石４６ｍがコイルシース４９ｃ内に引き込まれていく。このときの磁石４６ｍの長手軸ａ１０方向への移動距離が磁気センサ５１Ｂによって測定される。

磁気センサ５１Ｂは磁石４６ｍがＡ点を越えるまで第１の検出信号をコントローラ７に出力し、Ｂ点を越えるまで第２の検出信号をコントローラ７に出力し、Ｃ点を越えるまで第３の検出信号をコントローラ７に出力する。

コントローラ７はモータ駆動状態において異なる検出信号が入力されたとき、モータ４１の駆動力変更と判定し、駆動状態のモータ４１に供給されていた駆動電流と異なる駆動電流を供給してモータ４１を制御する。

そして、磁気センサ５１Ｂは磁石４６ｍがＣ点を超えたとき、磁気センサ５１Ｂからコントローラ７への検出信号の出力を停止させる。この結果、コントローラ７は、モータ４１を駆動させる制御からモータ４１を停止させる制御に切り替わる。

この構成によれば、コントローラ７は磁気センサ５１Ｂから出力される検出信号を受けてコイルシース４９ｃと磁石４６ｍの相対位置を判定して可撓管１４の湾曲状態に関わらず最適な駆動電流をモータ４１に出力して該モータ４１を制御する。この結果、スパイラルチューブ１５は可撓管１４の湾曲形状によらずコイルシース４９ｃの湾曲状態に合わせて最適な駆動電流で回転される。そして、磁石４６ｍがＣ点を超えてコイルシース４９ｃの湾曲形状が規定範囲を越えた湾曲角度に変形されたとき、あるいは、可撓管１４が複雑に湾曲されたとき、回転を停止する。

その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

本発明は、上述した実施形態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において種々変更あるいは応用が可能である。

Claims

長手軸方向に延設され可撓性を有する可撓管と、
前記可撓管の基端側に配置される駆動源と、
前記可撓管の先端部側に配置され、前記長手軸方向に移動可能な被駆動部材と、
前記可撓管内に挿通されており、該可撓管の基端側から当該可撓管の長手軸に沿って外部に延出される、前記駆動源の駆動力によって軸周りに回転され、該回転を前記被駆動部材に伝達する伝達部材と、
前記伝達部材の基端部における前記可撓管の長手軸に沿った位置を検出する検出装置と、
を具備することを特徴とする挿入装置。
前記検出装置の検出結果に基づき前記可撓管の湾曲状態を判定する判定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の挿入装置。
前記検出装置は、前記伝達部材の基端部が前記可撓管の基端側に配設した不動部材の前記長手軸に沿った位置に対して予め定めた位置であること検出した際に検出信号を前記判定部に出力することを特徴とする請求項２に記載の挿入装置。
前記検出装置は、前記伝達部材の基端部が前記可撓管の基端部に配置された不動部材に予め定めた距離近接したことを検出する請求項３に記載の挿入装置。
前記伝達部材はワイヤを撚り合わせて予め定めた弾性、可撓性、および、トルク伝達性、を備える撚り線を含むことを特徴とする請求項１に記載の挿入装置。
前記可撓管の基端部に操作部が配置されることで内視鏡が構成されることを特徴とする請求項１に記載の挿入装置。
長手軸方向に延設され可撓性を有する可撓管と、
前記可撓管の基端側に配置される駆動源と、
前記可撓管の先端部側に配置され、前記長手軸方向に移動可能な被駆動部材と、
前記可撓管内に挿通されており、該可撓管の基端側から当該可撓管の長手軸に沿って外部に延出される、前記駆動源の駆動力によって軸周りに回転され、該回転を前記被駆動部材に伝達することで前記被駆動部材を前記長手軸方向に移動させる伝達部材と、
前記伝達部材の外周を覆うように配置されるシースと、
前記シースの基端部と前記伝達部材の基端部との前記可撓管の長手軸方向に沿った相対位置を検出する検出装置と、
を具備することを特徴とする挿入装置。
前記検出装置の検出結果に基づき前記可撓管の湾曲状態を判定する判定部を備えることを特徴とする請求項７に記載の挿入装置。
前記伝達部材はワイヤを撚り合わせて予め定めた弾性、可撓性、および、トルク伝達性、を備えることを特徴とする請求項７に記載の挿入装置。
前記シースは前記伝達部材の外周面側に配置される、巻き回して得られるコイルであることを特徴とする請求項９に記載の挿入装置。
前記検出装置は前記伝達部材の予め定めた部位が前記シース内への引き込まれた際の相対的な長手軸方向への移動距離を検出することを特徴とする請求項７に記載の挿入装置。
前記伝達部材と前記シースはそれぞれ先端部が前記可撓管に固定されていることを特徴とする請求項７に記載の挿入装置。
前記シースの基端側における長手軸方向の位置は前記可撓管に対して固定され、
前記伝達部材の基端側における長手軸方向の位置は前記可撓管に対して変位可能であることを特徴とする請求項７に記載の挿入装置。
前記伝達部材の基端側における長手軸方向の位置を検出する検出装置を有することを特徴とする請求項１３に記載の挿入装置。
前記可撓管の基端部に操作部が配置されることで内視鏡が構成されることを特徴とする請求項７に記載の挿入装置。