WO2017217056A1

WO2017217056A1 - 挿入機器、装着具及び駆動力伝達ユニット

Info

Publication number: WO2017217056A1
Application number: PCT/JP2017/011168
Authority: WO
Inventors: 豊正木
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-12-21
Also published as: DE112017002950T5; US11045074B2; CN109068952B; US20190053689A1; CN109068952A

Abstract

挿入機器では、挿入部の外周面の一部を形成する被膜は、可撓性を有し、弾性材料から形成される。前記挿入部では、外周側へ突出する凸部は、前記外周側から前記被膜によって覆われ、前記凸部は、装着具を回転させる駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して長手軸の軸回りについて移動する。前記装着具のリング部材は、前記被膜を介して前記凸部を内周側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りに回転可能である。

Description

挿入機器、装着具及び駆動力伝達ユニット

　本発明は、挿入具及びその挿入具の挿入部に装着される装着具を備える挿入機器に関する。また、本発明は、その挿入機器に設けられる装着具、及び、その挿入機器において挿入部から装着具に駆動力を伝達する駆動力伝達ユニットに関する。

　国際公開第２０１３／０３８７２０号公報には、内視鏡（挿入具）の挿入部の外周面に装着されるスパイラルユニット（装着具）が開示されている。このスパイラルユニットは、挿入部を外周側から覆う状態で挿入部に着脱可能に取付けられ、長手軸を中心とする螺旋状に延設される螺旋フィンを備える。挿入部では、回転体がベース部に取付けられる。また、挿入部では、筒状の被膜がベース部に取付けられ、被膜は回転体を外周側から覆う。スパイラルユニットが挿入部に取付けられた状態では、駆動力が伝達されることによって回転体が長手軸の軸回りに回転し、回転体が被膜を介してスパイラルユニットを押圧する。これにより、駆動力が挿入部の回転体からスパイラルユニットに伝達され、スパイラルユニットが長手軸の軸回りに回転する。この際、スパイラルユニットは、長手軸の軸回りについて回転体が回転する側へ回転する。

　国際公開第２０１３／０３８７２０号公報のように回転体が装着具を押圧することにより、装着具を長手軸の軸回りに回転させる挿入機器では、回転体に外周側へ突出する凸部（内側凸部）を設け、装着具に内周側へ突出する凸部（外側凸部）を設ける必要がある。そして、回転体が長手軸の軸回りに回転し、回転体の凸部が装着具の凸部を押圧することで、装着具が長手軸の軸回りに回転する。装着具において挿入部へのコネクタ部に凸部が設けられることにより、装着具において挿入部へのコネクタ部の構成が複雑になる。これにより、装着具の製造において、手間及びコストが増大する。

　本発明が目的とするところは、装着具において挿入部へのコネクタ部の構成が簡略化された挿入機器を提供することにある。また、その挿入機器に設けられる装着具、及び、その挿入機器において挿入部から装着具に駆動力を伝達する駆動力伝達ユニット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機器は、長手軸に沿って延設される挿入部を備える挿入具と、前記挿入部の外周面に装着され、前記挿入部から駆動力が伝達されることにより、一部又は全体が長手軸の軸回りに回転する装着具と、前記挿入部の前記外周面の一部を形成するとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される被膜と、　外周側に突出するとともに、前記挿入部において前記外周側から前記被膜によって覆われ、前記装着具を回転させる前記駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りについて移動する少なくとも１つの凸部と、前記装着具の内周面の一部を形成するとともに、前記被膜を介して前記凸部を前記長手軸に向かう側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りに回転可能なリング部材と、を備える。

　本発明の別のある態様は、長手軸に沿って延設される挿入部と、前記挿入部の外周面の一部を形成するとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される被膜と、外周側に突出するとともに、前記挿入部において前記外周側から前記被膜によって覆われ、駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して長手軸の軸回りについて移動する少なくとも１つ凸部と、を備える挿入具とともに用いられ、前記挿入部の前記外周面に装着される装着具であって、前記挿入部を通して前記駆動力が伝達されることにより、前記長手軸の前記軸回りに回転する被駆動部と、前記被駆動部に連結され、前記装着具の内周面の一部を形成するとともに、前記被膜を介して前記凸部を内周側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りに回転可能なリング部材と、を備える。

　本発明の別のある態様の駆動力伝達ユニットは、中心軸に沿って延設されるとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される被膜と、外周側に突出するとともに、前記外周側から前記被膜によって覆われ、駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して中心軸の軸回りについて移動する少なくとも１つの凸部と、前記被膜を介して前記凸部を内周側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記中心軸の前記軸回りに回転可能なリング部材と、を備える。

図１は、第１の実施形態に係る挿入機器を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係るスパイラルユニットが挿入部から取外された状態でのスパイラルユニットのコネクタ部を、スパイラルユニットの中心軸に交差する断面で概略的に示す断面図である。図３は、第１の実施形態に係るスパイラルユニットが挿入部の外周面に装着された状態でのベース部及びその近傍の構成を、長手軸に略平行な断面で概略的に示す断面図である。図４は、第１の実施形態に係るスパイラルユニットが挿入部の外周面に装着された状態でのベース部及びその近傍の構成を、コネクタ部を通る長手軸に交差する断面で概略的に示す断面図である。図５は、第１の実施形態に係る挿入部の凸部からスパイラルユニットのコネクタ部にスパイラルユニットを長手軸の軸回りに回転させる駆動力を伝達する構成を説明する概略図である。

　（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５を参照して説明する。図１は、挿入機器１を示す図である。図１に示すように、挿入機器１は、挿入具である内視鏡２と、装着具であるスパイラルユニット１０と、を備える。内視鏡２は、挿入部３を備え、挿入部３は、中心軸として長手軸Ｃを有する。ここで、長手軸Ｃに沿う方向（長手軸方向）の一方側が先端側（図１の矢印Ｃ１側）であり、先端側とは反対側が基端側（図１の矢印Ｃ２側）である。挿入部３は、長手軸Ｃに沿って基端側から先端側へ延設される。また、挿入部３は、外周面７を有する。内視鏡２では、挿入部３の基端側に操作部５が設けられる。また、操作部５には、ユニバーサルコード６の一端が接続される。

　挿入機器１は、周辺装置とともに用いられる。周辺装置は、画像プロセッサ等の画像処理装置（図示しない）、ランプ等の光源装置（図示しない）、電源、変換回路、プロセッサ及び記憶媒体等を備える駆動制御装置（図示しない）、フットスイッチ等の操作入力装置（図示しない）、及び、モニタ等の表示装置（図示しない）等を含む。ユニバーサルコード６の他端は、例えば周辺装置の１つである光源装置に、着脱可能に接続される。

　内視鏡２では、挿入部３の内部、操作部５の内部、及び、ユニバーサルコード６の内部を通って撮像ケーブル（図示しない）及びライトガイド（図示しない）が延設される。挿入部３の先端部の内部には、ＣＣＤ等の撮像素子（図示しない）が設けられる。撮像素子は、挿入部３の先端部の外表面に設けられる観察窓（図示しない）を通して、被写体を撮像する。そして、撮像ケーブルを介して、撮像信号が画像処理装置（図示しない）に伝達され、画像処理装置で画像処理が行われる。これにより、画像処理装置で被写体の画像が生成され、生成された被写体の画像が、表示装置（図示しない）に表示される。また、光源装置（図示しない）から出射された光は、ライトガイドを通して、導光される。そして、導光された光が、挿入部３の先端部の外表面に設けられる照明窓（図示しない）から被写体に照射される。

　スパイラルユニット１０は、筒状に形成される。挿入機器１では、挿入部３がスパイラルユニット（装着具）１０に挿通された状態で、挿入部３の外周面７にスパイラルユニット１０が着脱可能に装着される。スパイラルユニット１０が挿入部３に装着された状態では、スパイラルユニット１０の中心軸は挿入部３の長手軸Ｃと略同軸になる。スパイラルユニット１０は、内周面１１を有する。また、スパイラルユニット１０は、駆動される被駆動部１２と、挿入部３へ接続されるコネクタ部１３と、を備える。被駆動部１２は、コネクタ部１３の先端側に連結される。被駆動部１２は、長手軸Ｃ（スパイラルユニット１０の中心軸）に沿って延設される筒状のチューブ本体１５と、チューブ本体１５の外周面において外周側に向かって突出する螺旋フィン１６と、を備える。螺旋フィン１６は、長手軸Ｃ（スパイラルユニット１０の中心軸）を中心とする螺旋状に延設される。

　コネクタ部１３は、スパイラルユニット１０の内周面１１の一部を形成する筒状のリング部材１７と、リング部材１７の外周側を覆うカバー１８と、を備える。リング部材１７は、エラストマー材料又は弾性を有する樹脂材料から形成される。したがって、リング部材１７は、弾性変形可能である。図２は、スパイラルユニット１０が挿入部３から取外された状態でのスパイラルユニット１０のコネクタ部１３を、スパイラルユニット１０の中心軸（長手軸Ｃ）に交差する（略垂直な）断面で示す図である。図２に示すように、スパイラルユニット１０が挿入部３から取外された状態では、リング部材１７は、内径Ｄ０を有する。また、リング部材１７は、内周長Ｌ０を有する。リング部材１７が円筒状であるため、リング部材１７の内周面は、滑らかな曲面に形成される。本実施形態では、被駆動部１２及びコネクタ部１３を含むスパイラルユニット（装着具）１０の全体が、長手軸Ｃの軸回りに回転可能である。

　図１に示すように、内視鏡２では、操作部５にモータケーシング２１が取付けられる。モータケーシング２１の内部には、駆動源である電動モータ２２が設けられる。電動モータ２２には、電気配線（図示しない）の一端が接続される。電気配線は、操作部５の内部、及び、ユニバーサルコード６の内部を通って周辺装置の１つである駆動制御装置（図示しない）に接続される。駆動制御装置は、操作入力装置（図示しない）での操作入力に基づいて、電動モータ２２への駆動電力の供給状態を制御し、電動モータ２２の駆動状態を制御する。電動モータ２２に駆動電力が供給されることにより、電動モータ２２が駆動され、長手軸Ｃ（スパイラルユニット１０の中心軸）を中心としてスパイラルユニット１０（被駆動部１２）を回転させる（公転させる）駆動力が発生する。

　挿入部３は、先端側可撓管部２３と、先端側可撓管部２３より基端側に設けられる基端側可撓管部２５と、を備える。基端側可撓管部２５の基端は、操作部５に接続される。先端側可撓管部２３と基端側可撓管部２５との間には、硬質材料から形成されるベース部（ステータ）２７が設けられる。すなわち、先端側可撓管部２３は、ベース部２７を介して、基端側可撓管部２５に連結される。スパイラルユニット１０が挿入部３に装着された状態では、スパイラルユニット１０のコネクタ部１３（スパイラルユニット１０の基端部）によってベース部２７の外周側が覆われ、スパイラルユニット１０は、ベース部２７の外周側の部位から先端側へ向かって延設される。そして、被駆動部１２によって、先端側可撓管部２３の外周側が覆われる。なお、ベース部（ステータ）２７を形成する部材の数は限定されるものではなく、１つの部材からベース部２７が形成されてもよく、複数の部材からベース部２７が形成されてもよい。

　図３及び図４は、スパイラルユニット１０が挿入部３の外周面７に装着された状態での、ベース部２７及びその近傍の構成を示す図である。図３は、長手軸Ｃに略平行な断面を示し、図４は、コネクタ部１３を通る長手軸Ｃに交差する（略垂直な）断面で示す。図１、図３及び図４に示すように、挿入部３の内部には、駆動ギア３１が配置される。駆動ギア３１は、ベース部２７に取付けられる。また、基端側可撓管部２５の内部には、基端側から先端側へ駆動シャフト３２が延設される。駆動シャフト３２の中心軸は、長手軸Ｃに対して略平行である。駆動シャフト３２の基端（一端）は、操作部５の内部において、ギア列３３に接続される。そして、ギア列３３は、駆動源である電動モータ２２に接続される。すなわち、駆動シャフト３２は、ギア列３３を介して電動モータ２２に連結される。また、駆動シャフト３２の先端は、駆動ギア３１に接続される。電動モータ２２が駆動されることにより、駆動力がギア列３３を介して駆動シャフト３２に伝達され、駆動シャフト３２は駆動シャフト３２の中心軸の軸回りに回転する。これにより、駆動力が駆動ギア３１に伝達され、駆動ギア３１が回転する。

　挿入部３は、ベース部２７に外周側から取付けられる回転体（ロータ）３５を備える。回転体３５は、長手軸Ｃを中心としてベース部２７に対して回転可能である。回転体３５は、筒状の回転ベース３６と、回転ベース３６に取付けられる（本実施形態では６つの）ローラ（自転部材）３７と、を備える。回転ベース３６の内周面には、内周ギア３８が形成される。内周ギア３８は、長手軸Ｃの軸回りの全周に渡って延設される。駆動ギア３１は、内周ギア３８と噛合う。このため、駆動ギア３１が回転することにより、駆動力が回転体３５に伝達され、回転ベース３６及びローラ３７が一緒に長手軸Ｃの軸回りに回転する（公転する）。

　図１、図３及び図４に示すように、ローラ３７のそれぞれは、対応する自転軸（Ｐの対応する１つ）を中心として、回転ベース３６に対して自転可能（回転可能）である。ローラ３７のそれぞれは、対応する凸部（４１の対応する１つ）を形成する。凸部４１のそれぞれは、回転体３５において外周側に突出する。駆動力が回転体３５に伝達され、回転体３５がベース部２７に対して長手軸Ｃの軸回りに回転することにより、凸部４１のそれぞれは、ベース部２７に対して長手軸Ｃの軸回りについて移動する。凸部４１（ローラ３７）は、長手軸Ｃの軸回りについて互いに対して離間して配置される。

　挿入部３には、凸部４１を含む回転体３５を外周側から覆う被膜４２が、設けられる。被膜４２は、長手軸Ｃ（被膜の中心軸）に沿って延設される。被膜は、例えばゴム等の弾性材料から形成され、可撓性を有する。被膜４２によって、挿入部３の外周面７の一部が形成される。被膜４２の先端及び基端のそれぞれは、ベース部（ステータ）２７の外周面に接着等により、固定される。このため、被膜４２のベース部２７に対する長手軸Ｃの軸回り（被膜４２の中心軸の軸回り）の回転は規制される。したがって、回転体３５に駆動力が伝達されることにより、回転体３５は被膜４２に対して長手軸Ｃの軸回りに回転し、凸部４１は被膜４２に対して回転ベース３６と一緒に長手軸Ｃの軸回りについて移動する。

　凸部４１のそれぞれは、被膜４２を内周側から外周側へ押圧する。このため、被膜４２は、凸部４１からの押圧によって弾性変形し、凸部４１のそれぞれから押圧される位置（箇所）において外周側に向かって突出する。これにより、被膜４２の外周面には、長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１のそれぞれから押圧される位置において、外周側へ突出する頂部（Ｅの対応する１つ）が形成される。長手軸Ｃに交差する（略垂直な）断面では、頂部Ｅのそれぞれと長手軸Ｃの軸回りについて隣設する頂部（対応するＥ）との間を直線で結ぶことにより、六角形（多角形）Ｈ１が形成される。本実施形態では、長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が略等間隔で配置されるため、頂部Ｅも長手軸Ｃの軸回りについて略等間隔に配置される。このため、六角形Ｈ１は、長手軸Ｃを中心とする正六角形（正多角形）である。頂部Ｅのそれぞれは、六角形Ｈ１の頂点を形成する。また、頂部Ｅのそれぞれと長手軸Ｃの軸回りについて隣設する頂部（対応するＥ）との間を結ぶ直線のそれぞれは、六角形Ｈ１の辺を形成する。

　ここで、凸部４１を通る長手軸Ｃに交差する断面において、被膜４２の外周面は、前述の六角形Ｈ１と略同一の形状を形成し、被膜４２の外周長は、六角形Ｈ１の周長Ｌ１と略同一の長さとなる。本実施形態では、六角形Ｈ１は長手軸Ｃを中心とする正六角形であるため、六角形Ｈ１の外接円Ｈ２の半径Ｒ１を規定すると、六角形Ｈ１の周長Ｌ１は式（１）のようになる。なお、外接円Ｈ２は、凸部４１の長手軸Ｃの軸回りの移動において被膜４２に形成される頂部Ｅのそれぞれが通過する軌跡円と略同一であり、半径Ｒ１は、長手軸Ｃから頂部Ｅのそれぞれまでの距離と同一である。また、長手軸Ｃからローラ３７のそれぞれの自転軸（Ｐの対応する１つ）までの距離であるローラ３７のそれぞれのピッチ半径Ｒ２、及び、１つのローラ３７の周長Ｓ１を規定すると、六角形Ｈ１の周長Ｌ１は式（２）のようになる。

　挿入部３の外周面７にスパイラルユニット（装着具）１０が装着された状態、すなわちコネクタ部１３が挿入部３に接続された状態では、リング部材１７は被膜４２の外周側に取付けられる。リング部材１７を含むスパイラルユニット１０は、ベース部２７及び被膜４２に対して長手軸Ｃの軸回りに回転可能である。リング部材１７の内周長Ｌ０は、前述の六角形（正多角形）Ｈ１の周長Ｌ１より長い。そして、リング部材１７の内周長Ｌ０は、六角形Ｈ１の外接円Ｈ２の周長Ｌ２より短い。また、前述のように本実施形態では、凸部４１（頂部Ｅ）が偶数個設けられ、六角形Ｈ１が長手軸Ｃを中心とする正六角形である。したがって、内周長Ｌ０が周長Ｌ１より長く、かつ、周長Ｌ２より短いため、スパイラルユニット１０が挿入部３から取外された状態でのリング部材１７の内径Ｄ０は、六角形Ｈ１の対辺距離Ａ１より大きく、六角形Ｈ１の対角距離Ａ２より小さい。

　内周長Ｌ０が外接円Ｈ２の周長Ｌ２より短いため（内径Ｄ０が対角距離Ａ２より小さいため）、被膜４２の外周側にリング部材１７が取付けられた状態では、リング部材１７は、凸部４１のそれぞれから被膜４２を介して外周側へ押圧され、弾性変形する。このため、スパイラルユニット１０が挿入部３に装着された状態では、リング部材１７は、被膜４２を介して凸部４１のそれぞれを内周側（長手軸Ｃへ向かう側）へ押圧する。また、内周長Ｌ０が被膜４２の外周長と略同一の長さとなる六角形の周長Ｌ１より長いため、被膜４２の外周側にリング部材１７が取付けられた状態では、長手軸Ｃの軸回りについて頂部Ｅ（凸部４１）が位置する部位及びそれらの近傍でのみ、リング部材１７が被膜４２に外周側から当接する。そして、長手軸Ｃの軸回りについて頂部Ｅのそれぞれと隣設される頂部（対応するＥ）との間の部位等のいずれの頂部Ｅからも離れた部位では、リング部材１７は、被膜４２から外周側に離間し、被膜４２に接触しない。

　なお、リング部材１７の内周長Ｌ０が外接円Ｈ２の周長Ｌ２より短く、リング部材１７が凸部４１のそれぞれからの押圧によって弾性変形するため、長手軸Ｃの軸回りについていずれの頂部Ｅからも離れた部位では、六角形Ｈ１の外接円Ｈ２に対してリング部材１７の内周面は内周側に位置する。ただし、リング部材１７の内周長Ｌ０と外接円Ｈ２の周長Ｌ２との差（すなわち、内径Ｄ０と対角距離Ａ２との差）は微小であるため、長手軸Ｃの軸回りについていずれの頂部Ｅからも離れた部位での六角形Ｈ１の外接円Ｈ２に対するリング部材１７の内周面の内周側へのずれは、微小である。このため、図４では、長手軸Ｃの軸回りについていずれの頂部Ｅからも離れた部位での六角形Ｈ１の外接円Ｈ２に対するリング部材１７の内周面のずれは、示さず、リング部材１７の内周面を外接円Ｈ２と略同一の形状で示す。

　図５は、凸部４１（回転体３５）からスパイラルユニット１０のコネクタ部１３にスパイラルユニット１０（被駆動部１２）を長手軸Ｃの軸回りに回転させる駆動力を伝達する構成を説明する図である。本実施形態では、凸部４１、被膜４２及びリング部材１７によって、挿入部３からスパイラルユニット（装着具）１０のコネクタ部１３に駆動力を伝達する駆動力伝達ユニット４０が、形成される。

　図１、図３及び図４に示す回転体３５が長手軸Ｃの軸回りについて一方側（矢印Ｙ１側）に被膜４２に対して回転すると、ローラ３７のそれぞれは自転軸Ｐの軸回りについて反時計回りに回転する。そして、図５に示すように、凸部４１のそれぞれは、長手軸Ｃの軸回りについて一方側（図５では時計回り）に移動する（図５の矢印Ｘ１）。これにより、被膜４２において凸部４１のそれぞれから押圧される位置（箇所）も、長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が移動する側へ、移動する。すなわち、被膜４２において外周側に突出し、かつ、リング部材１７が被膜４２に当接する頂部Ｅのそれぞれが、長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が移動する側（図５では矢印Ｙ１側）へ、移動する。被膜４２において凸部４１から押圧される頂部Ｅが長手軸Ｃの軸回りに移動することにより、被膜４２に進行波が発生する。進行波は、長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が移動する側に進む（図５の矢印Ｘ２）。

　進行波が移動することにより、被膜４２の外周面のそれぞれの地点は、楕円運動する（図５の矢印Ｘ３）。楕円運動の回転は、凸部４１の移動方向（進行波の移動方向）とは逆回りである。図５では、凸部４１のそれぞれが長手軸Ｃの軸回りについて時計回りに移動するため、被膜４２の外周面のそれぞれの地点は、反時計回りに楕円運動する。被膜４２の外周面は、凸部４１のそれぞれから外周側へ押圧される位置（被膜４２において外周側に突出する頂部Ｅ）でリング部材１７に接触している。このため、被膜４２の外周面の楕円運動によって、被膜４２の頂部Ｅでは、外周側から当接するリング部材１７に、進行波が移動する側とは反対側へ力（摩擦力）Ｆ１が作用する。そして、力Ｆ１によって、長手軸Ｃの軸回りについて進行波が移動する側とは反対側へ、リング部材１７を含むスパイラルユニット（装着具）１０が回転する（図５の矢印Ｘ４）。図５では、長手軸Ｃの軸回りについて時計回り（矢印Ｙ１側）に進行波が移動するため、長手軸Ｃの軸回りについて反時計回り（矢印Ｙ２側）にリング部材１７及び被駆動部１２を含むスパイラルユニット１０が回転する。

　なお、超音波モータにおいても、圧電素子によってステータに進行波を発生させる。そして、進行波の移動によってステータの外表面のそれぞれの地点を楕円運動させ、ステータの外表面に当接するロータを進行波が移動する側とは反対側へ回転させる。したがって、本実施形態の進行波によって進行波が移動する側とは反対側にスパイラルユニット１０を回転させる原理は、超音波モータにおいてステータに発生する進行波によってロータをステータに対して回転させる原理と同様である。

　前述のように本実施形態では、凸部４１（ローラ３７）のそれぞれが長手軸Ｃの軸回りについて一方側（矢印Ｙ１側）に移動することにより、リング部材１７に駆動力が伝達され、リング部材１７を含むスパイラルユニット１０が長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が移動する側とは反対側（矢印Ｙ２側）に移動する。同様に、凸部４１のそれぞれが長手軸Ｃの軸回りについて他方側（矢印Ｙ２側）に移動しても、リング部材１７に駆動力が伝達され、リング部材１７を含むスパイラルユニット１０が長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が移動する側とは反対側（矢印Ｙ１側）に移動する。

　次に、本実施形態の挿入機器１の作用及び効果について説明する。挿入機器１を用いて管腔の観察を行う際には、スパイラルユニット（装着具）１０を内視鏡（挿入具）２の挿入部３に装着し、挿入部３及びスパイラルユニット１０を管腔に挿入する。そして、操作入力装置（図示しない）で操作入力を行うことにより、電動モータ（駆動源）２２を駆動し、前述したように挿入部３を通してスパイラルユニット１０に駆動力を伝達する。これにより、スパイラルユニット１０が長手軸Ｃを中心として回転する。管腔壁によって螺旋フィン１６が内周側に押圧された状態でスパイラルユニット１０が回転することにより、先端側又は基端側（長手軸Ｃに沿う方向の一方側）への推進力が挿入部３及びスパイラルユニット１０に作用する。推進力によって、管腔における挿入部３の移動性が向上する。この際、ローラ３７のそれぞれが自転軸（Ｐの対応する１つ）を中心として回転可能であるため、ローラ３７と被膜４２との間の摩擦が低減される。

　本実施形態では、被膜４２を介して凸部４１を内周側へ押圧する状態で被膜４２の外周側に円筒状のリング部材１７が取付けられ、リング部材１７の内周面は滑らかな曲面に形成される。すなわち、本実施形態では、前述のように凸部４１からリング部材１７に駆動力が伝達されるため、リング部材１７を含むスパイラルユニット（装着具）１０のコネクタ部１３に、内周側に突出し、かつ、凸部４１から押圧される凸部（突起）等を設ける必要はない。このため、コネクタ部１３の構成が簡略化され、スパイラルユニット（装着具）１０の製造において、手間及びコストが低減される。また、コネクタ部１３に内周側に突出する凸部等が設けられないため、コネクタ部１３を含むスパイラルユニット１０の外径の小径化が実現される。これにより、挿入機器１において、挿入部３の外周側をスパイラルユニット１０が覆う部位での外径の小径化が実現される。

　また、被膜４２には、滑らかな曲面であるリング部材１７の内周面が、頂部Ｅで当接する。このため、リング部材１７が被膜４２の外周側に取付けられた状態では、リング部材１７（スパイラルユニット１０）から被膜４２への負荷が低減される。これにより、被膜４２への応力集中が低減され、被膜４２の耐久性が向上する。

　また、滑らかな曲面であるリング部材１７の内周面が被膜４２に当接するため、例えば被駆動部１２への管腔壁等からの押圧力が過度に大きくなる等、被駆動部１２への負荷が過度に大きくなると、リング部材１７の内周面（被膜４２への当接面）が、被膜４２の頂部Ｅに対してスリップする。これにより、電動モータ２２から伝達された駆動力によって凸部４１のそれぞれが長手軸Ｃの軸回りについて移動し、被膜４２において進行波が発生しても、駆動力伝達ユニット４０において、凸部４１から被膜４２を通してリング部材１７に駆動力が伝達されない。このため、凸部４１が長手軸Ｃの軸回りに移動しても、被駆動部１２を含むスパイラルユニット１０は長手軸Ｃの軸回りに回転しない。したがって、本実施形態では、被駆動部１２に過大な負荷が掛かった状態において、スパイラルユニット１０に駆動力が伝達されることが防止されるとともに、スパイラルユニット１０が長手軸Ｃの軸回りに回転することが防止される。すなわち、駆動力伝達ユニット４０によって、メカ的なトルクリミットが形成される。

　また、駆動力伝達ユニット４０では、凸部４１（頂部Ｅ）のそれぞれの移動速度に対するリング部材１７の回転速度の減速比εは、前述のリング部材１７の内周長Ｌ０、及び、被膜４２の外周長と略同一の長さの六角形Ｈ１の周長Ｌ１を用いて、式（３）のようになる。

　ここで、リング部材１７の内周長Ｌ０は、六角形Ｈ１の周長Ｌ１より長い。したがって、減速比εは、負の値となる。ここで、式（３）で減速比εが負の値になることは、リング部材１７が、長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１（頂部Ｅ）が移動する側とは反対側へ回転することを示す。また、式（３）より、減速比εの絶対値は、１より小さい。このため、凸部４１（頂部Ｅ）のそれぞれの移動速度に対してリング部材１７の回転速度は、減速される。凸部４１の移動速度に対してリング部材１７の回転速度が減速されることにより、凸部４１を移動させる回転トルクに対して、リング部材１７を回転させる回転トルクが、増幅される。例えば、減速比εが－０．９である場合、凸部４１が５０ｒｐｍで長手軸Ｃの軸回りに移動すると、リング部材１７は、４５ｒｐｍで長手軸Ｃの軸回りについて凸部４１が移動する側とは反対側に回転する。

　前述のように凸部４１の移動速度に対してリング部材１７の回転速度が減速されるため（凸部４１とリング部材１７との間において回転トルクが増幅されるため）、従来に比べて、回転体３５の回転速度を大きくすることが可能になり、回転体３５の回転トルクを小さくすることが可能となる。すなわち、回転体３５の回転トルクが小さくても、スパイラルユニット２０の回転トルクを大きくすることが可能となる。したがって、電動モータ２２から回転体３５までの間で駆動力を伝達する構成において、速度の減速量（すなわち、トルクの増幅量）を小さくすることが可能になる。これにより、電動モータ２２から回転体３５までの間で駆動力を伝達する構成の簡略化及び小型化が、実現可能となる。

　（変形例）　
　なお、凸部４１（ローラ３７）の数は、前述の実施形態等に限るものではない。凸部４１の数は、１つ以上であれば、６つに限るものではない。ただし、凸部４１の数は、５つ以上８つ以下であることが好ましい。

　また、前述の実施形態等では、ローラ３７のそれぞれが凸部４１の対応する１つを形成するが、これに限るものではない。このため、ローラ３７が自転軸Ｐの軸回りに回転することは必ずしも必要ではない。ある変形例では、ローラ（３７）が設けられず、回転体（３５）は、回転ベース（３６）のみから一体に、形成される。そして、回転ベース（３６）によって、凸部（４１）のそれぞれが形成される。本変形例でも、凸部（４１）が長手軸Ｃの軸回りに移動することにより、被膜（４２）に進行波が発生する。そして、長手軸Ｃの軸回りについて凸部（４１）及び進行波が移動する側とは反対側へ、リング部材（１７）が回転する。

　また、前述の実施形態等では、内周ギア３８が回転体３５の回転ベース３６に形成されるが、これに限るものではない。図示しないある変形例では、回転体（３５）とは別部材である円筒部材の内周面に、駆動ギア（３１）と噛合う内周ギア（３８）が形成される。そして、回転体（３５）は、支持部材である回転ベース（３６）と、１つ以上のローラ（３７）を備え、ローラ（３７）が円筒部材の外周面に外周側から当接する。本変形例では、駆動力が駆動ギア（３１）から円筒部材に伝達され、円筒部材が長手軸Ｃの軸回りに回転することにより、円筒部材から回転体（３５）のローラ（３７）に駆動力が伝達される。これにより、ローラ（３７）のそれぞれが長手軸（Ｃ）に略平行な自転軸（Ｐ）を中心として回転する（自転する）とともに、長手軸（Ｃ）の軸回りについて移動する（公転する）。すなわち、ローラ（３７）のそれぞれは、遊星運動をする。この際、ローラ（３７）は、長手軸（Ｃ）の軸回りについて円筒部材が回転する側に回転する。ローラ（３７）が長手軸（Ｃ）の軸回りについて移動することにより、回転体（３５）は、長手軸（Ｃ）の軸回りについて回転する。

　本変形例でも、ローラ（３７）のそれぞれは、凸部（４１）の対応する１つを形成する。前述のように、回転体（３５）が回転することにより、凸部（４１）のそれぞれは、長手軸Ｃの軸回りについて移動する。そして、本変形例でも、凸部（４１）が長手軸Ｃの軸回りに移動することにより、被膜（４２）に進行波が発生する。そして、長手軸Ｃの軸回りについて凸部（４１）及び進行波が移動する側とは反対側へ、リング部材（１７）が回転する。

　また、前述の実施形態等では、挿入部（３）に装着される装着具としてスパイラルユニット（１０）を例として説明したが、装着具は、スパイラルユニット（１０）に限るものではない。例えば、ある変形例の装着具では、被駆動部（１２）に外周側からベルト部材が当接する。この場合、駆動力がリング部材（１７）に伝達され、リング部材（１７）及び被駆動部（１２）が長手軸（Ｃ）の軸回りに回転すると、被駆動部（１２）からベルト部材に駆動力が伝達され、ベルト部材が基端側又は先端側に移動する。すなわち、本変形例では、駆動力が伝達されることにより、装着具の一部が長手軸（Ｃ）の軸回りに回転する。

　また、前述の実施形態等では、挿入具として内視鏡（２）を例として説明したが、挿入具は内視鏡（２）に限るものではない。例えば、挿入具としてマニピュレータが用いられる挿入機器に、前述の構成が適用されてもよい。

　前述の実施形態等では、挿入具（２）は、長手軸（Ｃ）に沿って延設される挿入部（３）を備え、装着具（１０）は、挿入部（３）の外周面（７）に装着され、挿入部（３）から駆動力が伝達されることにより、一部又は全体が長手軸（Ｃ）の軸回りに回転する。被膜（４２）は、挿入部（３）の外周面（７）の一部を形成するとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される。挿入部（３）は、外周側に突出する少なくとも１つの凸部（４１）を備え、凸部（４１）は、外周側から被膜（４２）によって覆われ、装着具（１０）を回転させる駆動力が伝達されることにより、被膜（４２）に対して長手軸（Ｃ）の軸回りについて移動する。装着具（１０）は、内周面（１１）の一部を形成するリング部材（１７）を備え、リング部材（１７）は、被膜（４２）を介して凸部（４１）を内周側へ押圧する状態で被膜（４２）の前記外周側に取付けられ、被膜（４２）に対して長手軸（Ｃ）の軸回りに回転可能である。

　なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。

Claims

　長手軸に沿って延設される挿入部を備える挿入具と、
　前記挿入部の外周面に装着され、前記挿入部から駆動力が伝達されることにより、一部又は全体が長手軸の軸回りに回転する装着具と、
　前記挿入部の前記外周面の一部を形成するとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される被膜と、
　外周側に突出するとともに、前記挿入部において前記外周側から前記被膜によって覆われ、前記装着具を回転させる前記駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りについて移動する少なくとも１つの凸部と、
　前記装着具の内周面の一部を形成するとともに、前記被膜を介して前記凸部を前記長手軸に向かう側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りに回転可能なリング部材と、
　を具備する、挿入機器。
　前記被膜では、前記凸部が前記長手軸の前記軸回りに移動することにより、前記長手軸の前記軸回りについて前記凸部が移動する側へ移動する進行波が発生し、
　前記被膜の外周面は、前記進行波が発生することにより、前記凸部の前記長手軸の前記軸回りの移動とは逆回りに楕円運動する、
　請求項１の挿入機器。
　前記リング部材は、前記被膜の前記外周面が前記楕円運動することにより、前記駆動力が伝達され、前記長手軸の前記軸回りについて前記凸部が移動する側とは反対側へ回転する、請求項２の挿入機器。
　前記少なくとも１つの凸部は、複数設けられ、前記長手軸の前記軸回りについて互いに対して離間して配置される、請求項１の挿入機器。
　前記凸部のそれぞれは、被膜を前記外周側へ押圧することにより、被膜の外周面に頂部を形成し、
　前記長手軸に交差する断面では、前記頂部のそれぞれと前記長手軸の前記軸回りについて隣設する前記頂部との間を直線で結ぶことにより、多角形が形成される、請求項４の挿入機器。
　前記多角形は、前記長手軸を中心とする正多角形である、請求項５の挿入機器。
　前記リング部材の内周長は、前記正多角形の周長より長く、かつ、前記正多角形の外接円の周長より短い、請求項６の挿入機器。
　前記リング部材は、エラストマー材料又は弾性を有する樹脂材料から形成される、請求項１の挿入機器。
　前記挿入部は、前記駆動力が伝達されることにより、前記凸部と一緒に前記長手軸の前記軸回りに回転する回転ベースと、前記回転ベースに取付けられる少なくとも１つの自転部材と、を備え、
　前記自転部材のそれぞれは、前記凸部の対応する１つを形成するとともに、前記長手軸に平行な自転軸を中心として前記回転ベースに対して自転可能である、
　請求項１の挿入機器。
　長手軸に沿って延設される挿入部と、前記挿入部の外周面の一部を形成するとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される被膜と、外周側に突出するとともに、前記挿入部において前記外周側から前記被膜によって覆われ、駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して長手軸の軸回りについて移動する少なくとも１つ凸部と、を備える挿入具とともに用いられ、前記挿入部の前記外周面に装着される装着具であって、
　前記挿入部を通して前記駆動力が伝達されることにより、前記長手軸の前記軸回りに回転する被駆動部と、
　前記被駆動部に連結され、前記装着具の内周面の一部を形成するとともに、前記被膜を介して前記凸部を内周側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記長手軸の前記軸回りに回転可能なリング部材と、
　を具備する装着具。
　前記リング部材は、前記凸部が前記長手軸の前記軸回りに移動することにより、前記駆動力が伝達され、前記長手軸の前記軸回りについて前記凸部が移動する側とは反対側へ回転する、請求項１０の装着具。
　前記リング部材は、エラストマー材料又は弾性を有する樹脂材料から形成される、請求項１０の装着具。
　中心軸に沿って延設されるとともに、可撓性を有し、弾性材料から形成される被膜と、
　外周側に突出するとともに、前記外周側から前記被膜によって覆われ、駆動力が伝達されることにより、前記被膜に対して中心軸の軸回りについて移動する少なくとも１つの凸部と、
　前記被膜を介して前記凸部を内周側へ押圧する状態で前記被膜の前記外周側に取付けられ、前記被膜に対して前記中心軸の前記軸回りに回転可能なリング部材と、
　を具備する、駆動力伝達ユニット。
　前記リング部材は、前記凸部が前記中心軸の前記軸回りに移動することにより、前記駆動力が伝達され、前記中心軸の前記軸回りについて前記凸部が移動する側とは反対側へ回転する、請求項１３の駆動力伝達ユニット。