WO2015019675A1 - 挿入装置 - Google Patents

Abstract

　挿入装置は、チューブ半径境界値以上のチューブ曲げ半径で曲がった場合に弾性復帰する形状可変チューブと、前記形状可変チューブの内部においてシャフト軸を中心として回転することにより、動作部を動作させる駆動力を第１の延設方向から第２の延設方向へ伝達するシャフトと、を備える。前記シャフトは、シャフト半径境界値以上のシャフト曲げ半径で曲がった場合に弾性復帰し、前記形状可変チューブが弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転する。

Description

挿入装置

　本発明は、シャフト軸を中心として回転することにより、挿入部に設けられる、又は、挿入部に取付けられる動作部を動作させる駆動力を伝達するシャフトを備える挿入装置に関する。

　特許文献１には、長手軸に沿って延設される挿入部の先端部に動作部である超音波トランスデューサが設けられる挿入装置である超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置では、可撓性を有するユニバーサルコードの内部を通って、シャフトが延設されている。シャフトは、操作部の内部を通過し、可撓性を有する挿入部の軟性部（蛇管部）の内部において基端方向から先端方向へ延設されている。シャフトに回転トルクが作用することにより、シャフト軸を中心としてシャフトが回転する。シャフトが回転することにより、超音波トランスデューサを動作させる駆動力が、シャフトを介して超音波トランスデューサに伝達される。駆動力が伝達されることにより、超音波トランスデューサは回転する。超音波診断装置では、超音波トランスデューサを回転させた状態で、診断が行われる。

特開平７－２８９５４９号公報

　前記特許文献１の超音波診断装置では、ユニバーサルコード、蛇管部（軟性部）等の形状可変チューブの内部に、動作部を動作させる駆動力を伝達するシャフトが延設されている。ユニバーサルコード及び蛇管部は、可撓性を有するため、外力の作用等によって曲がる。実際に、超音波診断装置等の挿入装置の使用時には、弾性復帰可能な範囲でユニバーサルコード及び蛇管部に曲がりが発生することがある。ユニバーサルコード及び蛇管部の曲がりによって、ユニバーサルコードの内部及び蛇管部の内部のシャフトは、変形する。この際、シャフトが弾性復帰不可能な状態まで変形することがある。シャフトが弾性復帰不可能な状態へ変形した場合、回転トルクを作用させても、シャフトが適切に回転しない。このため、動作部に駆動力が適切に伝達されない。

　本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、内部にシャフトが延設される形状可変チューブが曲がった場合でも、シャフトを介して動作部に駆動力が適切に伝達される挿入装置を提供することにある。

　前記目的を達成するために、本発明のある態様の挿入装置は、長手軸に沿って延設される挿入部と、前記挿入部に設けられるか、又は、前記挿入部に取付けられ、駆動力が伝達されることにより動作する動作部と、第１の延設方向から前記第１の延設方向とは反対方向である第２の延設方向へ延設されるチューブ軸を有し、可撓性を有する形状可変チューブであって、チューブ半径境界値以上のチューブ曲げ半径で曲がった場合に弾性復帰する形状可変チューブと、前記形状可変チューブの内部において前記第１の延設方向から前記第２の延設方向へ延設されるシャフト軸を有し、回転トルクの作用によって前記シャフト軸を中心として回転することにより、前記動作部を動作させる前記駆動力を前記第１の延設方向から前記第２の延設方向へ伝達するシャフトであって、シャフト半径境界値以上のシャフト曲げ半径で曲がった場合に弾性復帰し、前記形状可変チューブが弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転するシャフトと、を備える。

　本発明によれば、内部にシャフトが延設される形状可変チューブが曲がった場合でも、シャフトを介して動作部に駆動力が適切に伝達される挿入装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置を示す概略図である。 第１の実施形態に係るスパイラルユニットに駆動力を伝達する構成を概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係るスパイラルユニットを挿入部に取付ける構成を概略的に示す断面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図３のＶ－Ｖ線断面図である。 第１の実施形態に係るシャフトの構成を概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態に係るシャフトに作用させる回転トルクとシャフト曲げ半径のシャフト半径境界値との関係を示す概略図である。 第１の実施形態に係るスパイラルユニットが取付けられた挿入部を肛門から大腸に挿入した状態を示す概略図である。 第１の実施形態に係るスパイラルユニットが取付けられた挿入部を口から食道及び胃を通して、小腸に挿入した状態を示す概略図である。 第１の実施形態に係る蛇管部が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態での蛇管部の内部の構成を概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る蛇管部の内部に延設されたシャフトに捻じれが発生した状態を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置を概略的に示す斜視図である。 第２の実施形態に係る湾曲部に駆動力を伝達する構成を示す概略図である。 第２の実施形態に係るユニバーサルコードの構成を概略的に示す断面図である。 第２の実施形態に係る内視鏡装置の使用時での、周辺ユニットからのユニバーサルコードの延設状態を示す概略図である。 第２の実施形態に係る内視鏡装置のある使用状態での、操作部からのユニバーサルコードの延設状態を示す概略図である。 本発明の第１の変形例に係る湾曲部に駆動力を伝達する構成を示す概略図である。 第１の変形例に係る湾曲ワイヤの延設状態を示す概略図である。 第１の変形例に係るプーリ及びＣリングの構成を示す概略図である。

　（第１の実施形態）　
　本発明の第１の実施形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る挿入装置である内視鏡装置１を示す図である。図１に示すように、内視鏡装置１は、長手軸Ｃを有する。長手軸Ｃに平行な方向の一方（図１の矢印Ｃ１の方向）が基端方向であり、基端方向とは反対方向（図１の矢印Ｃ２の方向）が先端方向である。そして、先端方向及び基端方向が長手軸Ｃに平行な長手軸方向となる。内視鏡装置１は、長手軸Ｃに沿って延設される挿入部（内視鏡挿入部）２と、挿入部２より基端方向側に設けられる操作部（内視鏡操作部）３と、を備える。挿入部２は、長手軸Ｃに沿って延設され、内視鏡装置１の使用時には体腔内に挿入される。

　操作部３には、ユニバーサルコード５の一端が接続されている。ユニバーサルコード５の他端は、周辺ユニット（peripheral unit）１０に接続されている。周辺ユニット１０は、画像プロセッサ等の画像処理部１１と、ランプ等の光源部１２と、駆動制御部１３と、駆動操作入力部１５と、モニタ等の表示部１６と、を備える。駆動制御部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit），ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等を備える制御装置であり、駆動操作入力部１５は、例えば、フットスイッチ、操作ボタン等である。

　挿入部２は、挿入部２の先端を形成する先端硬性部（distal rigid section）２１と、先端硬性部２１より基端方向側に設けられる能動湾曲部（active bending section）２２と、能動湾曲部２２より基端方向側に設けられる受動湾曲部（passive bending section）２３と、受動湾曲部２３より基端方向側に設けられる蛇管部（flexible tube section）２５と、を備える。能動湾曲部２２と受動湾曲部２３との間は、湾曲管接続部２６により接続されている。また、受動湾曲部２３と蛇管部２５との間は、中継接続部２７により接続されている。

　挿入部２の外周方向側には、筒状のスパイラルユニット３０が設けられている。スパイラルユニット３０は、湾曲管接続部２６と中継接続部２７との間で、長手軸Ｃに沿って延設されている。挿入部２がスパイラルユニット３０に挿通された状態で、挿入部２にスパイラルユニット３０が取付けられる。スパイラルユニット３０が挿入部２に取付けられた状態では、駆動力が伝達されることにより、スパイラルユニット３０が挿入部２に対して長手軸回り方向について回転する。すなわち、スパイラルユニット３０は、挿入部２に取付けられ、駆動力が伝達されることにより動作する動作部である。

　スパイラルユニット３０は、長手軸Ｃに沿って延設されるベースチューブ３１を備える。また、ベースチューブ３１の外周面には、フィン部３２が設けられている。フィン部３２は、基端方向から先端方向へ螺旋状に延設されている。ベースチューブ３１の先端方向側には、先端側テーパ部３３が設けられている。先端側テーパ部３３は、先端方向側に向かうにつれて外径が小さくなるテーパ状に形成されている。また、ベースチューブ３１の基端方向側には、筒状の基端側テーパ部３５が設けられている。基端側テーパ部３５は、基端方向側に向かうにつれて外径が小さくなるテーパ状に形成されている。

　フィン部３２が管腔壁（lumen paries）等によって内周方向に押圧された状態で、スパイラルユニット３０が長手軸回り方向の一方に回転することにより、挿入部２に先端方向への推進力が作用する。また、フィン部３２が管腔壁等によって内周方向に押圧された状態で、スパイラルユニット３０が長手軸回り方向の他方に回転することにより、挿入部２に基端方向への推進力が作用する。先端方向への推進力によって、管腔への挿入部２の挿入性が向上し、基端方向への推進力によって、管腔（lumen）からの挿入部２の抜脱性が向上する。

　図２は、スパイラルユニット３０に駆動力を伝達する構成を示す図である。図３は、中継接続部２７においてスパイラルユニット３０を挿入部２に取付ける構成を示す図である。また、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図であり、図５は、図３のＶ－Ｖ線断面図である。

　図１に示すように操作部３の外表面には、能動湾曲部２２の湾曲操作が入力される湾曲操作ノブ３６が設けられている。図４及び図５に示すように、挿入部２の内部には、湾曲ワイヤ３７Ａ，３７Ｂが長手軸Ｃに沿って延設されている。操作部３の内部では、湾曲操作ノブ３６に連結されるプーリ（図示しない）に、湾曲ワイヤ３７Ａ，３７Ｂの基端が接続されている。湾曲ワイヤ３７Ａ，３７Ｂの先端は、能動湾曲部２２の先端部に接続されている。湾曲操作ノブ３６での湾曲操作により、湾曲ワイヤ３７Ａ又は湾曲ワイヤ３７Ｂが牽引され、能動湾曲部２２が湾曲する。また、受動湾曲部２３は、外力が作用することにより受動的に湾曲する。

　それぞれの湾曲ワイヤ３７Ａ，３７Ｂは、対応するコイル３８Ａ，３８Ｂに挿通されている。コイル３８Ａ，３８Ｂの基端は、操作部３の内部まで延設されている。また、コイル３８Ａ，３８Ｂの先端は、湾曲管接続部２６の内周面に接続されている。なお、本実施形態では、２本の湾曲ワイヤ３７Ａ，３７Ｂが設けられ、能動湾曲部２２は２方向に湾曲可能であるが、例えば４本の湾曲ワイヤが設けられ、能動湾曲部２２が４方向に湾曲可能であってもよい。

　図３乃至図５に示すように、挿入部２の内部には、撮像ケーブル４１、ライトガイド４２、及び、処置具チャンネルチューブ４３が、長手軸Ｃに沿って延設されている。先端硬性部２１（挿入部２の先端部）の内部には、被写体を撮像する撮像素子（図示しない）が設けられている。撮像素子は、観察窓４６を通して、被写体の撮像を行う。撮像ケーブル４１の一端は、撮像素子に接続されている。撮像ケーブル４１は、挿入部２の内部、操作部３の内部、及び、ユニバーサルコード５の内部を通って延設され、他端が周辺ユニット１０の画像処理部１１に接続されている。画像処理部１１によって撮像された被写体像の画像処理が行われ、被写体の画像が生成される。そして、生成された被写体の画像が、表示部１６に表示される。

　また、ライトガイド４２は、挿入部２の内部、操作部３の内部、及び、ユニバーサルコード５の内部を通って延設され、周辺ユニット１０の光源部１２に接続されている。光源部１２から出射された光は、ライトガイド４２によって導光され、挿入部２の先端部（先端硬性部２１）の照明窓４７から被写体に照射される。

　図１に示すように、操作部３の外表面には、鉗子等の処置具が挿入される処置具挿入部４８が設けられている。処置具チャンネルチューブ４３は、挿入部２の内部、及び、操作部３の内部を通って、一端が処置具挿入部４８に接続されている。処置具挿入部４８から挿入された処置具は、処置具チャンネルチューブ４３の内部を通って、先端硬性部２１の開口部４９から先端方向に向かって突出する。そして、処置具が先端硬性部２１の開口部４９から突出した状態で、処置具による処置が行われる。

　図３に示すように、中継接続部２７には、ベース部材５１が設けられている。受動湾曲部２３の基端部は、中継部材５２を介して、ベース部材５１の先端部に連結されている。これにより、受動湾曲部２３と中継接続部２７との間が連結される。また、蛇管部２５の先端部は、中継部材５３を介して、ベース部材５１の基端部に連結されている。これにより、蛇管部２５と中継接続部２７との間が連結される。

　図３乃至図５に示すように、中継接続部２７では、ベース部材５１によって空洞部５５が形成されている。空洞部５５は、開口部５６で外周方向に向かって開口している。また、ベース部材５１には、駆動ギア５７及び中継ギア５８が取付けられている。駆動ギア５７は、空洞部５５に配置され、中継ギア５８は、空洞部５５の開口部５６の近傍に配置されている。駆動ギア５７は、中継ギア５８と噛合っている。駆動ギア５７は、ギア軸Ｇ１を中心として回転可能であり、中継ギア５８は、ギア軸Ｇ２を中心として回転可能である。

　中継接続部２７のベース部材５１には、回転筒状部材６０が取付けられている。挿入部２が回転筒状部材６０に挿通された状態で、ベース部材５１に回転筒状部材６０が取付けられる。回転筒状部材６０は、挿入部２（ベース部材５１）に対して長手軸回り方向に回転可能である。回転筒状部材６０の内周面には、長手軸回り方向について全周に渡って内周ギア部６１が、設けられている。内周ギア部６１は、中継ギア５８と噛合っている。

　回転筒状部材６０には、本実施形態では３つの内側ローラ６２Ａ～６２Ｃが取付けられている。内側ローラ６２Ａ～６２Ｃは、長手軸回り方向について略等間隔に、配置されている。それぞれの内側ローラ６２Ａ～６２Ｃは、対応するローラ軸（Ｑ１～Ｑ３）を有する。それぞれの内側ローラ６２Ａ～６２Ｃは、対応するローラ軸（Ｑ１～Ｑ３）を中心として、回転筒状部材６０に対して回転可能である。また、内側ローラ６２Ａ～６２Ｃは、回転筒状部材６０と一体に、挿入部２（ベース部材５１）に対して、長手軸回り方向に回転可能である。

　回転筒状部材６０及び内側ローラ６２Ａ～６２Ｃの外周方向側には、筒状のカバー部材６３が被覆されている。カバー部材６３の先端は、係止部材６５Ａを介してベース部材５１に固定され、カバー部材６３の基端は、係止部材６５Ｂを介してベース部材５１に固定されている。カバー部材６３の先端の固定位置及びカバー部材６３の基端の固定位置では、ベース部材５１とカバー部材６３との間が液密に保たれている。これにより、カバー部材６３の内周方向側に位置する空洞部５５、回転筒状部材６０、及び、内側ローラ６２Ａ～６２Ｃへの液体の流入が防止される。また、長手軸回り方向について内側ローラ６２Ａ～６２Ｃが位置する部位では、カバー部材６３は外周方向に向かって突出している。なお、カバー部材６３は、挿入部２に対して固定されており、回転筒状部材６０及び内側ローラ６２Ａ～６２Ｃは、カバー部材６３に対して長手軸回り方向に回転可能である。

　図５に示すように、基端側テーパ部３５の内周面には、６つの外側ローラ６６Ａ～６６Ｆが取付けられている。外側ローラ６６Ａ～６６Ｆは、カバー部材６３の外周方向側に位置している。長手軸回り方向について、外側ローラ６６Ａと外側ローラ６６Ｂとの間に内側ローラ６２Ａが位置し、外側ローラ６６Ｃと外側ローラ６６Ｄとの間に内側ローラ６２Ｂが位置している。また、長手軸回り方向について、外側ローラ６６Ｅと外側ローラ６６Ｆとの間に内側ローラ６２Ｃが位置している。それぞれの外側ローラ６６Ａ～６６Ｆは、対応するローラ軸（Ｐ１～Ｐ６）を有する。それぞれの外側ローラ６６Ａ～６６Ｆは、対応するローラ軸（Ｐ１～Ｐ６）を中心として、カバー部材６３及び基端側テーパ部３５に対して回転可能である。また、外側ローラ６６Ａ～６６Ｆは、スパイラルユニット３０と一体に、挿入部２（ベース部材５１）に対して、長手軸回り方向に回転可能である。

　回転筒状部材６０が長手軸回り方向の一方に回転することにより、内側ローラ６２Ａが外側ローラ６６Ａ又は外側ローラ６６Ｂを押圧する。同様に、内側ローラ６２Ｂが外側ローラ６６Ｃ又は外側ローラ６６Ｄを押圧し、内側ローラ６２Ｃが外側ローラ６６Ｅ又は外側ローラ６６Ｆを押圧する。これにより、駆動力が内側ローラ６２Ａ～６２Ｃからスパイラルユニット３０に伝達され、スパイラルユニット３０が挿入部２及びカバー部材６３に対して長手軸回り方向の一方に（長手軸回り方向について）回転する。

　なお、それぞれの内側ローラ６２Ａ～６２Ｃは対応するローラ軸（Ｑ１～Ｑ３）を中心として回転するため、それぞれの内側ローラ６２Ａ～６２Ｃとカバー部材６３との間の摩擦は小さくなる。同様に、それぞれの外側ローラ６６Ａ～６６Ｆは対応するローラ軸（Ｐ１～Ｐ６）を中心として回転するため、それぞれの外側ローラ６６Ａ～６６Ｆとカバー部材６３との間の摩擦は小さくなる。このため、内側ローラ６２Ａ～６２Ｃからスパイラルユニット３０に駆動力が適切に伝達され、スパイラルユニット３０が適切に回転する。

　図１及び図２に示すように、操作部３には、モータハウジング７１が連結されている。モータハウジング７１の内部には、駆動部材であるモータ７２が収容されている。モータ７２には、モータケーブル７３の一端が接続されている。モータケーブル７３は、操作部３の内部、及び、ユニバーサルコード５の内部を通って延設され、他端が周辺ユニット１０の駆動制御部１３に接続されている。駆動制御部１３からモータケーブル７３を介して電力が供給されることにより、モータ７２が駆動され、モータシャフト７５がモータ軸Ｍを中心として回転する。モータ７２が駆動されることにより、動作部であるスパイラルユニット３０を動作させる（回転させる）駆動力が発生する。

　モータシャフト７５には、中継ギア７６が取付けられている。また、操作部３の内部には、中継ギア７６と噛合う駆動ギア７７が、設けられている。中継ギア７６は、モータシャフト７５と一体にモータ軸Ｍを中心として、回転可能である。モータ７２が駆動されることにより、モータ７２で発生した駆動力が、中継ギア７６を介して、駆動ギア７７に伝達される。これにより、駆動ギア７７がギア軸Ｇ３を中心として回転する。

　図２及び図３に示すように、挿入部２の蛇管部２５の内部には、シャフト軸Ｓに沿ってシャフト８１が延設されている。シャフト８１は、可撓性を有し、第１の延設方向から第２の延設方向へ延設されている。なお、本実施形態では、第１の延設方向は基端方向であり、第２の延設方向は先端方向である。シャフト８１の基端（第１の延設方向側の端）は、駆動ギア７７に接続されている。モータ７２でスパイラルユニット３０を回転させる駆動力が発生することにより、中継ギア７６及び駆動ギア７７を介して、基端方向（第１の延設方向）から、駆動力がシャフト８１に伝達される。これにより、シャフト８１に回転トルクτが作用し、シャフト軸Ｓを中心としてシャフト８１が回転する。シャフト８１が回転することにより、スパイラルユニット３０を動作させる駆動力が、基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ伝達される。

　シャフト８１の先端（第２の延設方向側の端）は、駆動ギア５７に接続されている。スパイラルユニット３０を回転させる駆動力は、シャフト８１から駆動ギア５７へ先端方向（第２の延設方向）に向かって伝達される。駆動力が伝達されることにより、駆動ギア５７がギア軸Ｇ１を中心として回転する。駆動ギア５７が回転することにより、中継ギア５８がギア軸Ｇ２を中心として回転し、中継ギア５８を介して駆動力が回転筒状部材６０に伝達される。駆動力が回転筒状部材６０に伝達されることにより、回転筒状部材６０が長手軸回り方向の一方に（長手軸回り方向について）回転し、前述のように駆動力がスパイラルユニット３０に伝達される。これにより、動作部であるスパイラルユニット３０が動作する。

　図２及び図３に示すように、蛇管部２５の内部には、可撓性を有するガイドチューブ８２が、基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ延設されている。ガイドチューブ８２の先端は、ベース部材５１に接続されている。ガイドチューブ８２の内部は、空洞部５５に連通している。ガイドチューブ８２の内部には、シャフト８１が挿通されている。したがって、シャフト８１は、ガイドチューブ８２の内部を通って延設され、シャフト８１の外周部は、ガイドチューブ８２によって覆われている。

　図３に示すように、蛇管部２５は、金属製の螺旋管（フレックス)８５と、螺旋管８５の外周方向側に被覆される金属製の網状管８６と、網状管８６の外周方向側に被覆される樹脂製の蛇管外皮８７と、を備える。螺旋管８５は、金属製の帯が長手軸Ｃを中心とする螺旋状に延設される構成であり、可撓性を有する。また、網状管８６は、金属が網目状に設けられる構成であり、可撓性を有する。さらに、蛇管外皮８７は、軟性材料から形成され、可撓性を有する。したがって、蛇管部２５は、可撓性を有するとともに、外力の作用によって曲がる。すなわち、蛇管部２５は、外力の作用によって変形可能な形状可変チューブである。また、螺旋管８５の内周面によって、蛇管部２５の内周面であるチューブ内周面８９が形成されている。

　蛇管部２５は、基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へチューブ軸Ｔに沿って延設されている。本実施形態では、チューブ軸Ｔは、内視鏡装置１（挿入部２）の長手軸Ｃと一致する。形状可変チューブである蛇管部２５は、チューブ半径境界値Ｒｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒｔで曲がった場合、弾性復帰する。すなわち、チューブ半径境界値Ｒｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒｔでの蛇管部２５の曲がりは、弾性変形である。一方、蛇管部２５は、チューブ半径境界値Ｒｔ０より小さいチューブ曲げ半径Ｒｔで曲がった場合、弾性復帰しない。すなわち、チューブ半径境界値Ｒｔ０より小さいチューブ曲げ半径Ｒｔでの蛇管部２５の曲がりは、塑性変形である。

　図６は、シャフト８１の構成を示す図である。図６に示すように、シャフト８１は、筒状の密巻コイル９０Ａ，９０Ｂを複数層（本実施形態では２層）設けることにより、形成される。それぞれの密巻コイル９０Ａ，９０Ｂでは、対応する線状部材９１Ａ，９１Ｂがシャフト軸Ｓを中心として、螺旋状に延設されている。ここで、シャフト軸回り方向の一方を第１の回転方向（図６の矢印Ｙ１の方向）とし、第１の回転方向とは反対方向を第２の回転方向（図６の矢印Ｙ２の方向）とする。密巻コイル９０Ａでは、基端方向（図６の矢印Ｃ１の方向）から先端方向（図６の矢印Ｃ２の方向）へ向かうにつれて、線状部材９１Ａは第１の回転方向へ向かう。また、密巻コイル９０Ｂでは、基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ向かうにつれて、線状部材９１Ｂは第２の回転方向へ向かう。

　前述のような構成のシャフト８１では、第１の回転方向に回転する第１の回転状態と第２の回転方向に回転する第２の回転状態との間で、密巻コイル９０Ａ，９０Ｂの締付け状態が変化する。このため、第１の回転状態と第２の回転状態との間で、シャフト８１の剛性が変化する。本実施形態では、例えば最外層の密巻コイル９０Ｂの締付け状態が、シャフト８１の剛性に大きな影響を与える。第１の回転状態では、密巻コイル９０Ｂによる締付け力が小さくなり、シャフト８１の剛性が低くなる。一方、第２の回転状態では、密巻コイル９０Ｂによる締付け力が大きくなり、シャフト８１の剛性が高くなる。したがって、第１の回転状態では、第２の回転状態に比べて、シャフト８１の剛性が低くなる。シャフト８１の剛性が低くなることにより、第１の回転状態では、第２の回転状態に比べて、スパイラルユニット３０を回転させる駆動力の伝達性が低くなる。

　また、シャフト８１は可撓性を有するため、外力が作用することにより変形する。シャフト８１は、シャフト半径境界値Ｒｓ０以上のシャフト曲げ半径Ｒｓで曲がった場合、弾性復帰する。すなわち、シャフト半径境界値Ｒｓ０以上のシャフト曲げ半径Ｒｓでのシャフト８１の曲がりは、弾性変形である。一方、シャフト８１は、シャフト半径境界値Ｒｓ０より小さいチューブ曲げ半径Ｒｓで曲がった場合、弾性復帰しない。すなわち、シャフト半径境界値Ｒｓ０より小さいシャフト曲げ半径Ｒｓでのシャフト８１の曲がりは、塑性変形である。シャフト８１が塑性変形することにより、スパイラルユニット３０を回転させる駆動力が、伝達不可能となる。すなわち、シャフト８１が塑性変形した状態では、基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ駆動力が伝達されない。

　図７は、シャフト８１に作用させる回転トルクτとシャフト曲げ半径Ｒｓのシャフト半径境界値Ｒｓ０との関係を示す図である。図７に示すように、シャフト半径境界値Ｒｓ０は、１つの値に定まるものではなく、シャフト８１を回転させる回転トルクτの大きさに対応して変化する。回転トルクτが大きくなるほど、シャフト８１に掛かる負荷が大きくなるため、シャフト８１は塑性変形し易くなる。このため、回転トルクτが大きくなるほど、シャフト曲げ半径Ｒｓのシャフト半径境界値Ｒｓ０が大きくなる。

　次に、本実施形態の挿入装置である内視鏡装置１の作用及び効果について、説明する。内視鏡装置１を使用する際には、挿入部２にスパイラルユニット３０を装着した状態で、管腔へ挿入部２を挿入する。そして、フィン部３２が管腔壁に当接した状態で、モータ７２を駆動し、前述のようにシャフト８１に駆動力が伝達され、シャフト軸Ｓを中心としてシャフト８１が回転する。これにより、シャフト８１において、駆動力が基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ伝達される。そして、前述のようにシャフト８１からスパイラルユニット３０に駆動力が伝達され、スパイラルユニット３０が挿入部２に対して長手軸回り方向の一方に（長手軸回り方向について）回転する。フィン部３２が管腔壁から内周方向に押圧力を受ける状態で、長手軸回り方向の一方にスパイラルユニット３０を回転させることにより、先端方向又は基端方向への推進力が挿入部２に作用する。

　図８は、スパイラルユニット３０が取付けられた挿入部２を肛門（anal）２０１から大腸（large intestine）２０２に挿入した状態を示す図である。図８に示すように、大腸２０２の観察に内視鏡装置１を用いる場合は、受動湾曲部２３の外周方向側に位置するスパイラルユニット３０が大腸２０２の深部に位置する状態まで、挿入部２は挿入される。この際、大腸２０２の脾湾曲（splenic flexure）２０３、肝湾曲（hepatic flexure）２０５及び虫垂（appendix）２０６で管腔壁からの外力によって、蛇管部２５が曲がる。脾湾曲２０３、肝湾曲２０５及び虫垂２０６での蛇管部２５の曲がりは、弾性変形の範囲での変形であり、蛇管部２５は、チューブ半径境界値Ｒｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒｔで曲がる。したがって、形状可変チューブである蛇管部２５は、脾湾曲２０３、肝湾曲２０５及び虫垂２０６で曲がった場合でも、弾性復帰可能である。

　図９は、スパイラルユニット３０が取付けられた挿入部２を口（mouth）２１０から食道（esophagus）２１１及び胃（stomach）２１２を通して、小腸（small intestine）２１３に挿入した状態を示す図である。図９に示すように、内視鏡装置１は、図８に示す大腸２０２の観察とは別の用途に、使用される場合がある。この場合、受動湾曲部２３の外周方向側に位置するスパイラルユニット３０が小腸２１３に位置する状態まで、挿入部２は挿入される。この際、口２１０と食道２１１との間の咽頭（pharynx）２１５、及び、胃２１２と十二指腸（duodenum）２１６との間の幽門（pylorus）２１７で、管腔壁からの外力によって、蛇管部２５が曲がる。咽頭２１５及び幽門２１７での蛇管部２５の曲がりは、弾性変形の範囲での変形であり、蛇管部２５は、チューブ半径境界値Ｒｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒｔで曲がる。したがって、形状可変チューブである蛇管部２５は、咽頭２１５及び幽門２１７で曲がった場合でも、弾性復帰可能である。

　前述のように、挿入装置である内視鏡装置１の使用においては、弾性復帰可能な範囲で、形状可変チューブである蛇管部２５は、曲がることがある。図１０は、弾性復帰可能な範囲で蛇管部２５が曲がった状態での蛇管部２５の内部の構成を示す図である。なお、図１０では、蛇管部２５、シャフト８１及びガイドチューブ８２のみを示し、撮像ケーブル４１、ライトガイド４２等は、省略する。また、図１０では、蛇管部２５は弾性復帰可能な範囲で曲がっているため、蛇管部２５のチューブ曲げ半径Ｒｔは、チューブ半径境界値Ｒｔ０以上である。

　図１０に示すように、蛇管部２５が曲がることにより、蛇管部２５の内部に延設されるシャフト８１及びガイドチューブ８２に外力が作用し、シャフト８１及びガイドチューブ８２が曲がる。この際、シャフト８１は、弾性復帰可能な範囲で変形し、弾性復帰不可能な状態には変形することなく、シャフト軸Ｓを中心として回転する。したがって、シャフト８１のシャフト曲げ半径Ｒｓは、シャフト半径境界値Ｒｓ０以上である。すなわち、形状可変チューブである蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態では、シャフト８１は弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転している。シャフト８１が塑性変形しないため、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態では、スパイラルユニット３０を動作させる駆動力がシャフト８１において基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ適切に伝達される。したがって、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態でも、シャフト８１を介して動作部であるスパイラルユニット３０に駆動力を適切に伝達することができる。

　また、前述のように、シャフト８１は、第２の回転方向に回転する第２の回転状態に比べ、第１の回転方向に回転する第１の回転状態において、剛性が低くなる。このため、第１の回転状態では、第２の回転状態に比べて、シャフト８１が変形し易く、駆動力の伝達性が低くなる。本実施形態では、剛性が低くなる第１の回転状態でシャフト８１が回転する場合でも、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、シャフト８１は弾性復帰不可能な状態に変形することなく第１の回転方向へ回転する。したがって、シャフト８１の第１の回転状態において蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった場合でも、スパイラルユニット３０を動作させる駆動力をシャフト８１において基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ適切に伝達することができる。なお、このような構成では、駆動力の伝達性が高くなる第２の回転状態においては、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった場合でも、駆動力をシャフト８１において基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ適切に伝達可能であることは、もちろんである。

　また、シャフト半径境界値Ｒｓ０は、シャフト８１を回転させる回転トルクτの大きさに対応して変化する。本実施形態では、シャフト８１に作用する回転トルクτの大きさに関係なく、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、シャフト８１は弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転する。このため、シャフト８１に作用する回転トルクτがいかなる大きさであっても、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、シャフト８１を介してスパイラルユニット３０を動作させる駆動力を基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ適切に伝達することができる。

　図１１は、蛇管部２５の内部に延設されたシャフト８１に捻じれ（twist）が発生した状態を示す図である。なお、図１１では、蛇管部２５、シャフト８１及びガイドチューブ８２のみを示し、撮像ケーブル４１、ライトガイド４２等は、省略する。図１１に示すように、内視鏡装置１の使用においては、前述した蛇管部２５の弾性復帰可能な範囲での曲がりによって、シャフト８１に捻じれが発生することがある。この際、シャフト８１の捻じれが発生した部分では、チューブ軸Ｔ（長手軸Ｃ）を中心として基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へシャフト８１が螺旋状に延設される。シャフト８１が螺旋状に延設される部分では、シャフト８１に曲がりが発生し、シャフト８１が変形する。

　ここで、本実施形態では、シャフト８１のシャフト曲げ半径Ｒｓがシャフト半径境界値Ｒｓ０以上の状態で、ガイドチューブ８２が蛇管部２５のチューブ内周面８９に当接する。すなわち、シャフト８１が弾性復帰可能な範囲で変形している間に、ガイドチューブ８２が蛇管部２５のチューブ内周面８９に当接する。チューブ内周面８９にガイドチューブ８２が当接することにより、ガイドチューブ８２の内部に延設されるシャフト８１にチューブ内周面８９からチューブ軸Ｔに向かって押圧力が作用する。シャフト８１に押圧力が作用することにより、シャフト８１のシャフト曲げ半径Ｒｓが、シャフト半径境界値Ｒｓ０以上の大きさで維持される。これにより、シャフト８１に捻じれが発生した状態でも、シャフト８１は弾性復帰可能な範囲で変形し、塑性変形しない。このため、シャフト８１に捻じれが発生した状態でも、スパイラルユニット３０を動作させる駆動力がシャフト８１において基端方向（第１の延設方向）から先端方向（第２の延設方向）へ適切に伝達される。したがって、シャフト８１に捻じれが発生した状態でも、シャフト８１を介して動作部であるスパイラルユニット３０に駆動力を適切に伝達することができる。

　（第２の実施形態）　
　第１の実施形態では、蛇管部２５の内部に延設されるシャフト８１を回転させることにより、動作部であるスパイラルユニット３０を動作させる駆動力が伝達されるが、本発明の別の適用例である第２の実施形態を、図１２乃至図１６を参照して説明する。図１２は、本実施形態の挿入装置である内視鏡装置１０１を示す図である。

　図１２に示すように、内視鏡装置１０１は、長手軸Ｃ´を有する。そして、長手軸Ｃ´に平行な方向の一方が基端方向（図１２の矢印Ｃ´１の方向）であり、基端方向とは反対方向が先端方向（図１２の矢印Ｃ´２の方向）である。内視鏡装置１０１は、長手軸Ｃ´に沿って延設される挿入部（内視鏡挿入部）１０２と、挿入部１０２より基端方向側に設けられる操作部（内視鏡操作部）１０３と、を備える。挿入部１０２は、長手軸Ｃ´に沿って延設され、内視鏡装置１０１の使用時には体腔内に挿入される。

　操作部１０３には、ユニバーサルコード１０５の一端が接続されている。ユニバーサルコード１０５は、第１の延設方向から第２の延設方向へチューブ軸Ｔ´に沿って延設されている。ユニバーサルコード１０５の他端は、周辺ユニット（peripheral unit）１１０に接続されている。ここで、チューブ軸Ｔ´に平行な方向の一方が第１の延設方向（図１２の矢印Ｔ´１の方向）であり、第１の延設方向とは反対方向が第２の延設方向（図１２の矢印Ｔ´２の方向）である。ユニバーサルコード５において、第１の延設方向は周辺ユニット１１０へ向かう方向であり、第２の延設方向は操作部１０３へ向かう方向である。

　挿入部１０２は、挿入部１０２の先端を形成する先端硬性部１１１と、先端硬性部１１１より基端方向側に設けられる湾曲部（bending section）１１２と、湾曲部１１２より基端方向側に設けられる蛇管部１１３と、を備える。湾曲部１１２は、駆動力が伝達されることにより、湾曲動作を行う。すなわち、湾曲部１１２は、挿入部２に設けられ、駆動力が伝達されることにより動作する動作部である。湾曲部１１２は、湾曲ＵＤ方向（図１２の矢印Ｕの方向及矢印Ｄの方向）及び湾曲ＬＲ方向（図１２の矢印Ｌの方向及び矢印Ｒの方向）に湾曲可能である。

　なお、本実施形態では第１の実施形態と同様に、撮像ケーブル（４１）、ライトガイド（４２）等が設けられ、周辺ユニット１１０には、画像処理部（１１）、光源部（１２）等が設けられている。これらの部分については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。以下の説明では、湾曲部１１２を動作させる構成について、具体的に説明する。

　図１３は、湾曲部１１２に駆動力を伝達する構成を示す図である。図１２及び図１３に示すように、操作部１０３には、湾曲操作ノブ１１５が設けられている。湾曲操作ノブ１５を回動することにより、湾曲部１１２を湾曲ＵＤ方向の一方へ湾曲させる駆動力が発生する。操作部３の内部には、ＵＤプーリ１１６Ａが設けられている。ＵＤプーリ１１６Ａには、ＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ，１１７Ｄの基端が接続されている。湾曲操作ノブ１１５を回動することにより、ＵＤプーリ１１６Ａが回動する。ＵＤプーリ１１６Ａが回動することにより、ＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ，１１７Ｄが長手軸Ｃ´に沿って移動し、ＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ又はＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｄが基端方向へ牽引される。ＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ，１１７Ｄの先端は、湾曲部１１２の先端部に接続されている。ＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ又はＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｄが牽引されることにより、湾曲操作ノブ１１５で発生した駆動力がＵＤプーリ１１６Ａ及びＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ，１１７Ｄを介して湾曲部１１２に伝達される。これにより、湾曲部１１２は湾曲動作を行い、湾曲ＵＤ方向の一方に（湾曲ＵＤ方向について）湾曲する。

　また、操作部１０３には、湾曲操作ダイヤル１１９が設けられている。湾曲操作ダイヤル１１９によって、湾曲部１１２を湾曲ＬＲ方向の一方に湾曲させる湾曲操作が入力される。操作部３の内部には、湾曲操作ダイヤル１１９での湾曲操作の入力を検出する検出部１２１が設けられている。検出部１２１には、電気信号線１２２の一端が接続されている。電気信号線１２２は、ユニバーサルコード１０５の内部を通って、他端が周辺ユニット１１０の駆動制御部１２３に接続されている。駆動制御部１２３は、例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣを備える制御装置である。

　ユニバーサルコード１０５の第１の延設方向側の端部には、駆動部材であるモータ１２５が設けられている。モータ１２５は、電気配線１２６を介して駆動制御部１２３に電気的に接続されている。駆動制御部１２３は、検出部１２１での検出結果に基づいて、モータ１２５に電力を供給する。電力が供給されることにより、モータ１２５が駆動され、モータシャフト１２７がモータ軸Ｍ´を中心として回転する。モータ１２５が駆動されることにより、動作部である湾曲部１１２を動作させる（湾曲ＬＲ方向の一方に湾曲させる）駆動力が発生する。

　モータシャフト１２７には、中継ギア１２８が取付けられている。また、ユニバーサルコード１０５の内部には、中継ギア１２８と噛合う駆動ギア１２９が、設けられている。中継ギア１２８は、モータシャフト１２７と一体にモータ軸Ｍ´を中心として、回転可能である。モータ１２５が駆動されることにより、モータ１２５で発生した駆動力が、中継ギア１２８を介して、駆動ギア１２９に伝達される。これにより、駆動ギア１２９がギア軸Ｇ４を中心として回転する。

　ユニバーサルコード１０５の内部には、シャフト軸Ｓ´に沿ってシャフト１３１が延設されている。シャフト１３１は、可撓性を有し、第１の延設方向（図１３の矢印Ｔ´１の方向）から第２の延設方向（図１３の矢印Ｔ´２の方向）へ延設されている。シャフト１３１の一端（第１の延設方向側の端）は、駆動ギア１２９に接続されている。モータ１２５で湾曲部１１２を湾曲させる駆動力が発生することにより、中継ギア１２８及び駆動ギア１２９を介して、第１の延設方向から、駆動力がシャフト１３１に伝達される。これにより、シャフト１３１に回転トルクτ´が作用し、シャフト軸Ｓ´を中心としてシャフト１３１が回転する。シャフト１３１が回転することにより、湾曲部１１２を動作させる駆動力が、第１の延設方向から第２の延設方向へ伝達される。

　また、ユニバーサルコード１０５の内部には、可撓性を有するガイドチューブ１３２が、第１の延設方向から第２の延設方向へ延設されている。ガイドチューブ１３２の内部には、シャフト１３１が挿通されている。したがって、シャフト１３１は、ガイドチューブ１３２の内部を通って延設され、シャフト１３１の外周部は、ガイドチューブ１３２によって覆われている。

　操作部１０３の内部には、傘歯車１３３が設けられている。シャフト１３１の他端（第２の延設方向側の端）は、傘歯車１３３に接続されている。湾曲部１１２を湾曲させる駆動力は、シャフト１３１から傘歯車１３３へ第２の延設方向に向かって伝達される。傘歯車１３３は、シャフト１３１を介して駆動力が伝達されることにより、ギア軸Ｇ５を中心として回転する中継ギア（第１のギア）１３５を備える。

　また、操作部１０３の内部には、中継ギア１３５と噛合う平歯車（第２のギア）１３６が設けられている。平歯車１３６のギア数は、中継ギア１３５のギア数より多い。このため、中継ギア１３５から駆動力が伝達されることにより、平歯車１３６は、ギア軸Ｇ６を中心として、中継ギア１３５より小さい回転角速度で回転する。これにより、中継ギア（第１のギア）１３５と平歯車１３６（第２のギア）との間で、湾曲部１１２を湾曲させる駆動力が増幅される。したがって、中継ギア１３５及び平歯車１３６は、シャフト１３１から第２の延設方向に向かって伝達された駆動力を増幅する増幅ユニット１３７となる。

　操作部１０３の内部には、ＬＲプーリ１１６Ｂが設けられている。ＬＲプーリ１１６Ｂには、ＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ，１１７Ｒの基端が接続されている。平歯車１３６が回転することにより、モータ１２５で発生した駆動力がＬＲプーリ１１６Ｂに伝達され、ＬＲプーリ１１６Ｂが回動する。ＬＲプーリ１１６Ｂが回動することにより、ＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ，１１７Ｒが長手軸Ｃ´に沿って移動し、ＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ又はＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｒが基端方向へ牽引される。ＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ，１１７Ｒの先端は、湾曲部１１２の先端部に接続されている。ＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ又はＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｒが牽引されることにより、モータ１２５から平歯車１３６に伝達された駆動力がＬＲプーリ１１６Ｂ及びＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ，１１７Ｒを介して湾曲部１１２に伝達される。これにより、湾曲部１１２は湾曲動作を行い、湾曲ＬＲ方向の一方に（湾曲ＬＲ方向について）湾曲する。すなわち、モータ１２５で発生した駆動力が伝達されることにより、動作部である湾曲部１１２は動作する。

　図１４は、ユニバーサルコード１０５の構成を示す図である。図１４に示すように、ユニバーサルコード１０５は、金属製の螺旋管（フレックス)１４１と、螺旋管１４１の外周方向側に被覆される金属製の網状管１４２と、網状管１４２の外周方向側に被覆される樹脂製のコード外皮１４３と、を備える。螺旋管１４１は、第１の実施形態の螺旋管８５と同様に、金属製の帯がチューブ軸Ｔ´を中心とする螺旋状に延設される構成であり、可撓性を有する。また、網状管１４２は、第１の実施形態の網状管８６と同様に、金属が網目状に設けられる構成であり、可撓性を有する。さらに、コード外皮１４３は、第１の実施形態の蛇管外皮８７と同様に、軟性材料から形成され、可撓性を有する。したがって、ユニバーサルコード１０５は、可撓性を有するとともに、外力の作用によって曲がる。すなわち、ユニバーサルコード１０５は、外力の作用によって変形可能な形状可変チューブである。また、螺旋管１４１の内周面によって、ユニバーサルコード１０５の内周面であるチューブ内周面１４５が形成されている。

　形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５は、第１の実施形態の蛇管部２５と同様に、チューブ半径境界値Ｒ´ｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒ´ｔで曲がった場合、弾性復帰する。すなわち、チューブ半径境界値Ｒ´ｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒ´ｔでのユニバーサルコード１０５の曲がりは、弾性変形である。一方、チューブ半径境界値Ｒ´ｔ０より小さいチューブ曲げ半径Ｒ´ｔでのユニバーサルコード１０５の曲がりは、塑性変形である。

　また、シャフト１３１は、第１の実施形態のシャフト８１と同様にして形成される。このため、シャフト１３１では、第１の実施形態のシャフト８１と同様に、第１の回転方向に回転する第１の回転状態と第２の回転方向に回転する第２の回転状態との間で、シャフト１３１の剛性が変化する。すなわち、第１の回転状態では、第２の回転状態に比べて、シャフト１３１の剛性が低くなる。シャフト１３１の剛性が低くなることにより、第１の回転状態では、第２の回転状態に比べて、湾曲部１１２を湾曲させる駆動力の伝達性が低くなる。

　また、シャフト１３１は可撓性を有するため、外力が作用することにより変形する。シャフト１３１は、第１の実施形態のシャフト８１と同様に、シャフト半径境界値Ｒ´ｓ０以上のシャフト曲げ半径Ｒ´ｓで曲がった場合、弾性復帰する。すなわち、シャフト半径境界値Ｒ´ｓ０以上のシャフト曲げ半径Ｒ´ｓでのシャフト１３１の曲がりは、弾性変形である。一方、シャフト半径境界値Ｒ´ｓ０より小さいシャフト曲げ半径Ｒ´ｓでのシャフト１３１の曲がりは、塑性変形である。シャフト１３１が塑性変形することにより、湾曲部１１２を湾曲させる駆動力が、伝達不可能となる。すなわち、シャフト１３１が塑性変形した状態では、第１の延設方向から第２の延設方向へ駆動力が伝達されない。また、シャフト１３１では、第１の実施形態のシャフト８１と同様に、シャフト半径境界値Ｒ´ｓ０は、１つの値に定まるものではなく、シャフト１３１を回転させる回転トルクτ´の大きさに対応して変化する。

　次に、本実施形態の挿入装置である内視鏡装置１０１の作用及び効果について、説明する。内視鏡装置１０１を使用する際には、挿入部１０２を管腔へ挿入する。湾曲部１１２を湾曲ＵＤ方向の一方に湾曲させる場合には、湾曲操作ノブ１１５を回動することにより、湾曲部１１２を湾曲させる駆動力が発生する。発生した駆動力は、ＵＤプーリ１１６Ａ及びＵＤ湾曲ワイヤ１１７Ｕ，１１７Ｄを介して湾曲部１１２へ伝達される。これにより、湾曲ＵＤ方向の一方に（湾曲ＵＤ方向について）湾曲部１１２が湾曲する。

　また、湾曲部１１２を湾曲ＬＲ方向の一方に湾曲させる場合には、湾曲操作ダイヤル１１９によって、湾曲操作が入力される。これにより、検出部１２１で湾曲操作の入力が検出され、駆動制御部１２３からモータ１２５に電力が供給される。これによりモータ１２５が駆動され、前述のようにシャフト１３１に駆動力が伝達され、シャフト軸Ｓ´を中心としてシャフト１３１が回転する。これにより、シャフト１３１において、駆動力が第１の延設方向から第２の延設方向へ伝達される。そして、前述のようにシャフト８１からＬＲプーリ１１６Ｂ及びＬＲ湾曲ワイヤ１１７Ｌ，１１７Ｒを介して湾曲部１１２に駆動力が伝達される。これにより、湾曲ＬＲ方向の一方に（湾曲ＬＲ方向について）湾曲部１１２が湾曲する。

　図１５は、内視鏡装置１０１の使用時での、周辺ユニット１１０からのユニバーサルコード１０５の延設状態を示す図である。図１５に示すように、内視鏡装置１０１の使用時において、形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５は、外力である重力によって、周辺ユニット１１０と操作部１０３との間で垂れ下がることがある。この場合、垂れ下がった部分で、ユニバーサルコード１０５が曲がる。垂れ下がった部分でのユニバーサルコード１０５の曲がりは、弾性変形の範囲での変形であり、ユニバーサルコード１０５は、チューブ半径境界値Ｒ´ｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒ´ｔで曲がる。したがって、形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５は、垂れ下がった部分で曲がった場合でも、弾性復帰可能である。

　図１６は、内視鏡装置１０１のある使用状態での、操作部１０３からのユニバーサルコード１０５の延設状態を示す図である。図１６に示すように、内視鏡装置１０１の使用時には、術者によって長手軸Ｃを中心として挿入部１０２及び操作部１０３を回動させることがある。操作部１０３を回動させることにより、操作部１０３に第２の延設方向側の端が接続されるユニバーサルコード１０５に外力が作用し、第２の延設方向側の端部でユニバーサルコード１０５が曲がる。第２の延設方向側の端部でのユニバーサルコード１０５の曲がりは、弾性変形の範囲での変形であり、ユニバーサルコード１０５は、チューブ半径境界値Ｒ´ｔ０以上のチューブ曲げ半径Ｒ´ｔで曲がる。したがって、形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５は、操作部１０３の近傍で曲がった場合でも、弾性復帰可能である。

　前述のように、挿入装置である内視鏡装置１の使用においては、弾性復帰可能な範囲で、形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５は、曲がることがある。この際、ユニバーサルコード１０５は弾性復帰可能な範囲で曲がっているため、ユニバーサルコード１０５のチューブ曲げ半径Ｒ´ｔは、チューブ半径境界値Ｒ´ｔ０以上である。

　ここで、本実施形態では第１の実施形態と同様に、形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、シャフト１３１は、弾性復帰可能な範囲で変形し、弾性復帰不可能な状態には変形することなく、シャフト軸Ｓを中心として回転する。したがって、シャフト１３１のシャフト曲げ半径Ｒ´ｓは、シャフト半径境界値Ｒ´ｓ０以上である。シャフト１３１が塑性変形しないため、ユニバーサルコード１０５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態では、湾曲部１１２を動作させる駆動力がシャフト１３１において第１の延設方向から第２の延設方向へ適切に伝達される。したがって、ユニバーサルコード１０５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態でも、シャフト１３１を介して動作部である湾曲部１１２に駆動力を適切に伝達することができる。

　また、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、剛性が低くなる第１の回転状態でシャフト１３１が回転する場合でも、ユニバーサルコード１０５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、シャフト１３１は弾性復帰不可能な状態に変形することなく第１の回転方向へ回転する。したがって、シャフト１３１の第１の回転状態においてユニバーサルコード１０５が弾性復帰可能な範囲で曲がった場合でも、シャフト１３１を介して湾曲部１１２を動作させる駆動力を第１の延設方向から第２の延設方向へ適切に伝達することができる。

　また、本施形態では第１の実施形態と同様に、シャフト１３１に作用する回転トルクτ´の大きさに関係なく、ユニバーサルコード１０５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、シャフト１３１は弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転する。このため、シャフト１３１に作用する回転トルクτ´がいかなる大きさであっても、蛇管部２５が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、湾曲部１１２を動作させる駆動力をシャフト１３１において第１の延設方向から第２の延設方向へ適切に伝達することができる。

　また、本実施形態では、シャフト１３１によって伝達された駆動力を増幅する増幅ユニット１３７が設けられている。シャフト１３１より動作部である湾曲部１１２に近い部位に増幅ユニット１３７を設けることにより、シャフト１３１に作用させる回転トルクτ´を小さくすることが可能となる。これにより、シャフト１３１が回転する際の負荷を、小さくすることができる。

　また、ユニバーサルコード１０５のチューブ内周面１４５は、第１の実施形態のチューブ内周面８９と同様に、シャフト１３１に捻じれが発生した状態において、シャフト１３１にチューブ軸Ｔ´に向かって押圧力が作用させる。シャフト１３１に押圧力が作用することにより、シャフト１３１のシャフト曲げ半径Ｒ´ｓが、シャフト半径境界値Ｒｓ´０以上の大きさで維持される。これにより、シャフト１３１に捻じれが発生した状態でも、シャフト１３１は弾性復帰可能な範囲で変形し、塑性変形しない。このため、シャフト１３１に捻じれが発生した状態でも、湾曲部１１２を動作させる駆動力がシャフト１３１において第１の延設方向から第２の延設方向へ適切に伝達される。したがって、シャフト１３１に捻じれが発生した状態でも、シャフト１３１を介して動作部である湾曲部１１２に駆動力を適切に伝達することができる。なお、本実施形態では、湾曲部１１２を湾曲ＬＲ方向へ湾曲動作させる場合のみ、電動モータであるモータ１２５によって駆動力が発生するが、これに限るものではない。すなわち、湾曲部１１２を湾曲ＵＤ方向に湾曲動作させる場合も、モータ１２５と同様の構成の電動モータ（図示しない）によって駆動力が発生してもよい。この場合、第２の実施形態において湾曲部１１２を湾曲ＬＲ方向に湾曲させる駆動力を伝達する構成と同様の構成によって、湾曲部１１２を湾曲ＵＤ方向に湾曲動作させる駆動力が湾曲部１１２に伝達される。

　(変形例)　
　また、第２の実施形態と同様に、湾曲部１１２が動作部となり、形状可変チューブであるユニバーサルコード１０５の内部にシャフト１３１が延設される適用例として、図１７乃至図１９を参照して説明する第１の変形例がある。なお、第１の変形例では、第２の実施形態と同一の部分については、同一の参照符号を付し、その説明は省略する。

　図１７は、本変形例の内視鏡装置１０１において湾曲部１１２に駆動力を伝達する構成を示す図である。本変形例では、湾曲部１１２に駆動力が伝達されることにより、湾曲部１１２が長手軸Ｃに垂直な１つの方向である第１の湾曲方向、又は、第１の湾曲方向とは反対方向である第２の湾曲方向へ、湾曲動作を行う。図１７に示すように、本変形例では、湾曲操作ジョイスティック１５１が、湾曲操作ダイヤル１１９の代わりに設けられている。湾曲操作ジョイスティック１５１を傾動させることにより、湾曲部１１２を第１の湾曲方向又は第２の湾曲方向に湾曲させる湾曲操作が入力される。

　本変形例でも第２の実施形態と同様に、モータ１２５を駆動することにより、湾曲部１１２を湾曲させる駆動力が発生する。モータ１２５で発生した駆動力は、中継ギア１２８及び駆動ギア１２９を介してシャフト１３１に伝達され、シャフト１３１において第１の延設方向から第２の延設方向へ駆動力が伝達される。そして、傘歯車１３３及び平歯車１３６を介してプーリ１１６に、駆動力が伝達される。

　ただし、本変形例では第２の実施形態とは異なり、内視鏡装置１０１の使用時においてモータ１２５は常時駆動されている。したがって、プーリ１１６には、モータ１２５からの駆動力が、常時伝達されている。このため、プーリ１１６は、常時回転している。

　図１８は、湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂの延設状態を示す図である。図１７及び図１８に示すように、湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂの先端は、湾曲部１１２の先端部に接続されている。ただし、本変形例では、湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂの基端は、プーリ１１６に接続されていない。本変形例では、操作部１０３の内部に、Ｃリング１５２Ａ，１５２Ｂが設けられている。それぞれの湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂは、対応するＣリング１５２Ａ，１５２Ｂの外周面に巻回される。そして、対応するＣリング１５２Ａ，１５２Ｂに巻回されたそれぞれの湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂは、基端が板状部１５３に接続される。板状部１５３は、湾曲操作の入力によって、湾曲操作ジョイスティック１５１と一体に傾動する。板状部１５３が傾動することにより、湾曲ワイヤ１１７Ａ又は湾曲ワイヤ１１７Ｂが基端方向へ牽引される。

　図１９は、プーリ１１６及びＣリング１５２Ａ，１５２Ｂの構成を示す図である。図１９に示すように、プーリ１１６の外周部を覆う状態で、Ｃリング１５２Ａ，１５２Ｂは設けられている。湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂのいずれもが牽引されていない状態では、Ｃリング１５２Ａ，１５２Ｂはプーリ１１６と接触していない。このため、モータ１２５からプーリ１１６まで伝達された駆動力は、湾曲ワイヤ１１７Ａ，１１７Ｂに伝達されない。

　湾曲ワイヤ１１７Ａが牽引されることにより、Ｃリング１５２Ａが縮径し、プーリ１１６の外周部にＣリング１５２Ａが当接する。これにより、プーリ１１６まで伝達された駆動力によって、湾曲ワイヤ１１７Ａの牽引が補助される。また、湾曲ワイヤ１１７Ｂが牽引されることにより、Ｃリング１５２Ｂが縮径し、プーリ１１６の外周部にＣリング１５２Ｂが当接する。これにより、プーリ１１６まで伝達された駆動力によって、湾曲ワイヤ１１７Ｂの牽引が補助される。前述のように、湾曲ワイヤ１１７Ａ又は湾曲ワイヤ１１７Ｂが牽引されることにより、プーリ１１６まで伝達された駆動力によって、第１の湾曲方向又は第２の湾曲方向への湾曲部１１２の湾曲動作が補助される。本変形例においても、第２の実施形態と同様の、作用及び効果を有する。なお、ある実施例では、第１の湾曲方向及び第２の湾曲方向は、湾曲ＵＤ方向と一致し、別のある実施例では、第１の湾曲方向及び第２の湾曲方向は、湾曲ＬＲ方向と一致する。また、Ｃリング１５２Ａ、１５２Ｂと同様の構成のＣリングを２つ追加し、湾曲ワイヤ１１７Ａ、１１７Ｂと同様の構成の湾曲ワイヤを２本追加することにより、湾曲ＵＤ方向及び湾曲ＬＲ方向の４方向に湾曲部１１２が湾曲可能な場合でも、本変形例の構成を適用することができる。

　また、前述の実施形態及び変形例では、シャフト（８１；１３１）の外周部を覆うガイドチューブ（８２；１３２）が設けられているが、ガイドチューブ（８２；１３２）は設ける必要はない。また、動作部はスパイラルユニット３０及び湾曲部１１２に限るものではない。同様に、形状可変チューブは、蛇管部２５及びユニバーサルコード１０５に限るものではない。

　また、前述の実施形態及び変形例では、挿入装置として内視鏡装置（１；１０１）を例として説明したが、挿入装置は内視鏡装置（１；１０１）に限るものではない。例えば、挿入装置であるマニピュレータ装置の挿入部に、前述の構成が適用されてもよい。

　すなわち、前述の実施形態等では、動作部（３０；１１２）は挿入部（２；１０２）に設けられるか、又は、挿入部（２；１０２）に取付けられ、駆動力が伝達されることにより動作する。そして、形状可変チューブ（２５；１０５）は、第１の延設方向（Ｃ１；Ｔ´１）から第２の延設方向（Ｃ２；Ｔ´２）へ延設されるチューブ軸（Ｔ；Ｔ´）を有し、可撓性を有する。そして、形状可変チューブ（２５；１０５）は、チューブ半径境界値（Ｒｔ０；Ｒ´ｔ０）以上のチューブ曲げ半径（Ｒｔ；Ｒ´ｔ）で曲がった場合に弾性復帰する。また、シャフト（８１；１３１）は、形状可変チューブ（２５；１０５）の内部において第１の延設方向（Ｃ１；Ｔ´１）から第２の延設方向（Ｃ２；Ｔ´２）へ延設されるシャフト軸（Ｓ；Ｓ´）を有し、回転トルク（τ；τ´）の作用によってシャフト軸（Ｓ；Ｓ´）を中心として回転することにより、動作部（３０；１１２）を動作させる駆動力を第１の延設方向（Ｃ１；Ｔ´１）から第２の延設方向（Ｃ２；Ｔ´２）へ伝達する。そして、シャフト（８１；１３１）は、シャフト半径境界値（Ｒｓ０；Ｒ´ｓ０）以上のシャフト曲げ半径（Ｒｓ；Ｒ´ｓ）で曲がった場合に弾性復帰し、形状可変チューブ（２５；１０５）が弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転する。

　以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。

Claims (10)

1. 　長手軸に沿って延設される挿入部と、
   　前記挿入部に設けられるか、又は、前記挿入部に取付けられ、駆動力が伝達されることにより動作する動作部と、
   　第１の延設方向から前記第１の延設方向とは反対方向である第２の延設方向へ延設されるチューブ軸を有し、可撓性を有する形状可変チューブであって、チューブ半径境界値以上のチューブ曲げ半径で曲がった場合に弾性復帰する形状可変チューブと、
   　前記形状可変チューブの内部において前記第１の延設方向から前記第２の延設方向へ延設されるシャフト軸を有し、回転トルクの作用によって前記シャフト軸を中心として回転することにより、前記動作部を動作させる前記駆動力を前記第１の延設方向から前記第２の延設方向へ伝達するシャフトであって、シャフト半径境界値以上のシャフト曲げ半径で曲がった場合に弾性復帰し、前記形状可変チューブが弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転するシャフトと、
   　を具備する挿入装置。
2. 　前記シャフトの前記シャフト曲げ半径の前記シャフト半径境界値の大きさは、前記シャフトを回転させる前記回転トルクの大きさに対応して変化し、
   　前記シャフトは、前記回転トルクの前記大きさに関係なく、前記形状可変チューブが弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、弾性復帰不可能な状態に変形することなく回転する、
   　請求項１の挿入装置。
3. 　前記形状可変チューブは、前記シャフトに前記回転トルクが作用することによって螺旋状に延設される前記シャフトが回転する状態において、前記シャフトに前記チューブ軸へ向かって押圧力を作用させることにより、前記シャフトの前記シャフト曲げ半径を前記シャフト半径境界値以上の大きさで維持するチューブ内周面を備える、請求項１の挿入装置。
4. 　前記シャフトは、シャフト軸回り方向の一方である第１の回転方向に回転する第１の回転状態において、前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向に回転する第２の回転状態より、剛性が低く、かつ、前記駆動力の伝達性が低くなり、
   　前記第１の回転状態の前記シャフトは、前記形状可変チューブが弾性復帰可能な範囲で曲がった状態において、弾性復帰不可能な状態に変形することなく前記第１の回転方向へ回転する、
   　請求項１の挿入装置。
5. 　前記動作部を動作させる前記駆動力を発生し、発生した前記駆動力を第１の延設方向から前記シャフトに伝達することにより、前記シャフトに前記回転トルクを作用させる駆動部材をさらに具備する、請求項１の挿入装置。
6. 　前記シャフトから前記第２の延設方向に向かって伝達された前記駆動力を増幅する増幅ユニットをさらに具備する、請求項１の挿入装置。
7. 　前記増幅ユニットは、前記シャフトを介して前記駆動力が伝達されることにより回転する第１のギアと、前記第１のギアと噛合い、前記第１のギアから前記駆動力が伝達されることにより、前記第１のギアより小さい回転角速度で回転する第２のギアと、を備える、請求項６の挿入装置。
8. 　前記形状可変チューブの内部に前記第１の延設方向から前記第２の延設方向へ延設され、内部に前記シャフトが挿通されるガイドチューブであって、前記シャフトの外周部を覆うガイドチューブをさらに具備する、請求項１の挿入装置。
9. 　前記形状可変チューブは、前記チューブ軸が前記長手軸と同軸になる状態で前記挿入部に設けられる蛇管部であって、前記第１の延設方向が基端方向となり、前記第２の延設方向が先端方向となる蛇管部であり、
   　前記シャフトは、前記蛇管部の内部に前記基端方向から前記先端方向に向かって延設され、
   　前記動作部は、前記基端方向から前記先端方向へ螺旋状に延設されるフィン部を備え、前記挿入部の外周方向側に取付けられる筒状のスパイラルユニットであって、前記シャフトの回転によって前記駆動力が伝達されることにより、長手軸回り方向に回転し、前記フィン部が内周方向に押圧された状態で回転することにより、前記挿入部に前記先端方向又は前記基端方向への推進力を作用させるスパイラルユニットである、
   　請求項１の挿入装置。
10. 　前記挿入部の基端方向側に設けられる操作部と、
    　前記操作部の内部に設けられるプーリと、
    　前記挿入部の内部に前記長手軸に沿って延設され、基端が前記プーリに接続される湾曲ワイヤであって、前記プーリが回転することにより、前記長手軸に沿って移動する湾曲ワイヤと、
    　をさらに具備し、
    　前記動作部は、前記湾曲ワイヤの先端が接続される状態で前記挿入部に設けられ、前記湾曲ワイヤの前記長手軸に沿った移動によって前記駆動力が伝達されることにより、湾曲する湾曲部であり、
    　前記形状可変チューブは、第２の延設方向側の端が前記操作部に接続されるユニバーサルコードであり、
    　前記シャフトは、前記ユニバーサルコードの内部で回転することにより、前記駆動力を前記プーリに伝達し、前記プーリを回転させる、
    　請求項１の挿入装置。

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