WO2018092415A1

WO2018092415A1 - 内視鏡装置の回動固定機構部および内視鏡装置

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Publication number: WO2018092415A1
Application number: PCT/JP2017/034314
Authority: WO
Inventors: 洋輝大西; 成泰岸岡; 清水　正己
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2018-05-24
Also published as: JPWO2018092415A1; JP6416445B2; CN109715033A; US11534050B2; US20190150714A1; DE112017005780T5; CN109715033B

Abstract

内視鏡装置（１）の回動固定機構（３０）は、回動自在に配設される回動ユニット（１４）と接続される回動部（３２）と、回動部（３２）を回動支持する固定部（３４）と、回動部（３２）と固定部（３４）の間に介装された弾性部材（３３）と、固定部（３４）側に回動部（３２）を押圧して、回動軸Ｘ方向に沿って弾性部材（３３）を圧縮することで所定の摩擦力を発生させて、回動ユニット（１４）の回動位置を固定する押さえ部材（３１）と、を具備する。

Description

内視鏡装置の回動固定機構部および内視鏡装置

　本発明は、被検体に挿入する挿入部を備えた内視鏡装置の回動固定機構部および内視鏡装置に関する。

　生体の体内、構造物の内部などの観察が困難な箇所を観察するために、生体や構造物の外部から内部に導入可能であって、光学像を撮像するための内視鏡装置が、例えば医療分野または工業分野において利用されている。

　そして、内視鏡装置を簡略化するため、被写体の像を映像化して表示する表示装置が操作部に配設された構成とした携帯型の内視鏡装置が提案されている。

　このような携帯型の内視鏡装置には、例えば、日本国特開２００５－２３７５１３号公報および日本国特開２００６－２７１６８８号公報に開示されるように、術者が装置を把持して操作しながら手元近くでリアルタイムに観察対象を表示する表示画面が一体的に設けられたものが知られている。

　日本国特開２００５－２３７５１３号公報および日本国特開２００６－２７１６８８号公報に開示されるような従来の内視鏡装置では、表示装置が操作部に対して回動自在となっていたり、表示装置のモニタ部を回動して起伏操作できるようになっていたりして、ユーザが所望の位置で内視鏡画像を観察できるようになっている。

　ところで、従来の内視鏡装置は、表示装置の回動位置、モニタ部を回動した起伏位置などを固定する機構としてトルク管理したビスで押さえ付ける構造となっている。

　しかしながら、従来の内視鏡装置は、部品の製造公差、組み付作業などのバラつきによっては経年劣化に応じてビスでの固定が緩み、所望の位置の表示装置、モニタ部などが安定して固定されず、使用中に動いてしまい、ガタなども生じるという問題があった。

　また、従来の内視鏡装置は、ビスのトルク管理が困難であり、ビスを締めすぎると、固定力は増大できるが、表示装置、モニタ部などの回動操作などが行い難く、ビスを緩めすぎると、表示装置、モニタ部などをスムーズに回動させることができるが、固定力が低下し、ガタが生じるという二律背反（トレードオフ）の関係となる。

　そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、回動自在に設けられた構成要素を所望の位置にスムーズに回動操作できると共に、その構成要素が所望の位置で安定して固定される内視鏡装置の回動固定機構部および内視鏡装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様の内視鏡装置の回動固定機構は、回動自在に配設される回動ユニットと接続される回動部と、前記回動部を回動支持する固定部と、前記回動部と前記固定部の間に介装された弾性部材と、前記固定部側に前記回動部を押圧して、回動軸方向に沿って前記弾性部材を圧縮することで所定の摩擦力を発生させて、前記回動ユニットの回動位置を固定する押さえ部材と、を具備する。

　本発明の一態様の内視鏡装置は、回動自在に配設される回動ユニットと接続される回動部と、前記回動部を回動支持する固定部と、前記回動部と前記固定部の間に介装された弾性部材と、前記固定部側に前記回動部を押圧して、回動軸方向に沿って前記弾性部材を圧縮することで所定の摩擦力を発生させて、前記回動ユニットの回動位置を固定する押さえ部材と、を備えた回動固定機構と、前記回動ユニットが回動自在に配設された操作部と、を具備する。

内視鏡装置の全体構成を示す斜視図同、操作部に配設された表示装置を拡大して示した斜視図同、回動固定機構部の構成を示す分解斜視図同、回動固定機構部の構成を示す断面図同、表示装置の自重による回動を説明するための模式図同、摩擦力発生部材の潰し率（圧縮率）を説明するための模式的な断面図同、変形例の回動固定機構部の構成を示す断面図

　以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、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であり、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。

　また、以下の説明においては、図の紙面に向かって見た上下方向を構成要素の上部および下部として説明している場合がある。

　図１は、内視鏡装置の全体構成を示す斜視図、図２は操作部に配設された表示装置を拡大して示した斜視図、図３は回動固定機構部の構成を示す分解斜視図、図４は回動固定機構部の構成を示す断面図、図５は表示装置の自重による回動を説明するための模式図、図６は摩擦力発生部材の潰し率（圧縮率）を説明するための模式的な断面図である。

　先ず、本発明の一態様の内視鏡装置について、以下に説明する。なお、本実施の形態では、気管支などに導入される内視鏡装置を例示しているが、これに限定されることなく医療分野、工業分野を問わず、各種内視鏡装置にも適用可能な技術である。　
　図１および図２に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、被検体となる体腔内の被検部位に挿入される挿入部１２と、この挿入部１２の基端側に連設された操作部１３と、この操作部１３の上端に配設されたカメラユニットであって、ここでの回動ユニットとしての表示装置１４と、を有して主要部が構成されている。

　挿入部１２は、可撓性を有する細長な形状に形成されており、先端側に位置する硬質な先端部１５と、この先端部１５の基端側に連設された湾曲部１６と、この湾曲部１６の基端側に連設された可撓部１７とにより主要部が構成されている。操作部１３は、術者により把持される把持部１８と、この把持部１８の上方に連設された操作部本体１９と、を有して主要部が構成されている。

　なお、内視鏡装置１は、挿入部１２の内部に配設される処置具チャンネル（不図示）に鉗子などの処置具を体腔内に対して挿抜するための処置具挿通口を把持部１８に有した構成としてもよい。

　把持部１８内には、被検体を照射する照明光を供給する照明手段であり照明部である、例えば白色の発光ダイオード（ＬＥＤ）が配設されている。このＬＥＤが発光した光（照明用光）は、挿入部１２に挿通された光ファイバにより伝送され、先端部１５に設けられた照明窓から被検部位に向けて照射される（何れも不図示）。

　操作部本体１９内には、被検部位を撮像する撮像手段であり撮像部であるＣＣＤ、ＣＭＯＳなどから構成された撮像素子（不図示）が配設されている。なお、この撮像素子は、撮像手段である撮像部を構成している。なお、撮像素子は、表示装置１４内に配設されていてもよい。

　また、内視鏡装置１は、体腔内から体液、痰などの液体を吸引する際用いられる吸引口金（不図示）を操作部本体に設け、この吸引口金にチューブを介して吸引装置（不図示）が接続自在な構成としてもよい。

　なお、操作部本体１９には、内視鏡装置１の漏水検査の際に、挿入部１２、操作部１３、および表示装置１４内に空気を送気するために用いられる図示しない通気口金が設けられている。

　この通気口金（不図示）には、図示しないチューブを介して給気装置が接続自在となっている。術者であるユーザは、給気装置を作動させ、水中にて通気口金から内視鏡装置１内に空気を送り込むことにより、内視鏡装置１の漏水検査を行うことができる。

　また、操作部本体１９には、挿入部１２の内部に挿通する湾曲操作ワイヤ（不図示）を介して、湾曲部１６を例えば、上下の方向に湾曲させるための湾曲操作レバー２３が設けられている。この湾曲操作レバー２３は、把持部１８を握った術者の、例えば、左手の親指によって操作できるよう、ユーザの手前側であって、把持部１８に対し近接する位置に設けられている。

　表示装置１４は、操作部本体１９の上部において、後述の本実施の形態の回動固定機構部３０を介して、図２に示すように、内視鏡装置１（操作部１３の操作部本体１９）の長手方向の軸となる回動軸Ｘ回りに回動自在に接続されている。この表示装置１４は、箱型である略直方体形状をしており、上面部に内視鏡画像を表示するモニタ部３を有している。

　また、表示装置１４には、取り出し可能なバッテリ、映像処理制御基板、記憶媒体が装着自在な防水構造にされたメモリソケットなどが配設されている（何れも不図示）。

　そして、表示装置１４は、上面にモニタ部３の側方に電源ＯＮ／ＯＦＦ、静止画記録、動画記録などを操作する各種スイッチ類４が設けられている。

　次に、表示装置１４が操作部本体１９に対して回動自在となるようにする内視鏡装置１の回動固定機構部３０の構成について、以下に詳しく説明する。　
　本実施の形態の回動固定機構部３０は、図３に示すように、押さえ部材３１と、回動部である回動マウント３２と、弾性部材である、ここでは例えば、Ｏリングである摩擦力発生部材３３と、固定部である固定マウント３４と、を有して構成されている。

　押さえ部材３１は、中央に円形状の孔部３６が形成された、ここでは円盤状の板体である。この押さえ部材３１には、固定ネジ３５がそれぞれ挿通する、ここでは３つのネジ孔３７が孔部３６の周囲に略等間隔で形成されている。

　回動マウント３２は、上部側に内向フランジ部３８ａおよび外向フランジ部３８ｂが形成された円盤状の大径板部３８と、この大径板部３８から下方に延設された筒状の小径筒部３９と、を有した略筒状体である。回動マウント３２の中央には、押さえ部材３１の外径よりも小さな外径を有する孔部４１が形成されている。

　なお、大径板部３８の外周には、凹部状の周溝４０が形成されている。この周溝４０には、回動マウント３２に嵌合する表示装置１４の外装部材５１との水密を保持するためのパッキンであるＯリング５２が装着される（図４参照）。

　固定マウント３４は、細径部４２の中途部分に太径部４３が設けられた筒体であって、中央に押さえ部材３１の孔部３６と同等の孔径を有する貫通孔４４が形成されている。なお、押さえ部材３１の孔部３６および貫通孔４４は、操作部本体１９からの各種信号線などを表示装置１４側に挿通するためのものである。また、孔部３６と貫通孔４４は、必ずしも同等の孔径を有していなくてもよい。

　細径部４２の上部には、さらに細径となる円環状の凸部４５が形成されている。この凸部４５は、回動マウント３２の大径板部３８に形成されている内向フランジ部３８ａの孔径と同等また若干小さな外径を有し、上面部に固定ネジ３５が螺着する、ここでは３つのネジ孔４６が貫通孔４４の開口部の周囲に略等間隔で形成されている。

　凸部４５の周囲には、摩擦力発生部材３３が収容される断面コの字状をした円形状の凹部４７が形成されている。なお、細径部４２の凹部４７の外方となる上部側の外周表面は、凸部４５の表面よりも大径板部３８の外向フランジ部３８ｂの厚さだけ段差ができるように下部側へ低く形成されている。

　なお、細径部４２は、太径部４３よりも上部側の外径が回動マウント３２の孔部４１の孔径と同等または若干小さくなっており、回動マウント３２の小径筒部３９が外挿するように回動自在に装着される。

　その際、回動マウント３２と固定マウント３４との水密保持のための水密パッキンであるＯリング５３（図４参照）が装着される周溝４８が形成されている。

　なお、太径部４３の外周には、凹部状の周溝４９が形成されている。この周溝４９には、固定マウント３４に嵌合する操作部本体１９の外装部材５４が接着剤などによって水密保持された状態で嵌合固定される（図４参照）。

　以上のように構成された回動固定機構部３０は、図４に示すように、固定マウント３４上に回動マウント３２が装着された後、押さえ部材３１が回動マウント３２を上方から操作部１３の長手方向（上述した回動軸Ｘ）に沿った固定マウント３４方向に向けて押圧しながら固定ネジ３５によって固定マウント３４と固定される。

　この状態において、回動マウント３２の大径板部３８に形成された内向フランジ部３８ａは、下面が摩擦力発生部材３３に接触し、上面が押さえ部材３１に当接して、摩擦力発生部材３３と押さえ部材３１の間で挟持される。そのため、回動固定機構部３０の回動マウント３２は、内向フランジ部３８ａの下面が摩擦力発生部材３３の摩擦力を受けた状態で、回転軸Ｘ回りに回動自在に装着される。

　即ち、回動固定機構部３０は、表示装置１４と固定される回動マウント３２が回転軸Ｘに沿った方向に押さえ部材３１と摩擦力発生部材３３の間で挟まれた状態となり、固定マウント３４が操作部本体１９と固定される。これにより、表示装置１４は、摩擦力発生部材３３からの所定の摩擦力を受けた状態で操作部本体１９に対して回転軸Ｘ回りに回動自在な構成となる。

　ここで、表示装置１４の回動に対して、上述した回動固定機構部３０によって所定の摩擦力を生じさせる構成の一例について説明する。　
　図５に示すように、表示装置１４の重さＷｃ、表示装置１４の回転軸Ｘからの重心Ｇまでの距離ｒｃとしたとき、表示装置１４が自重によって回動する力量Ｍｍｉｎは、重さＷｃと距離ｒｃの積（Ｍｍｉｎ＝Ｗｃ・ｒｃ）となる。　
　ここで、表示装置１４が自重によって回動する力量Ｍｍｉｎを例えば、８Ｎ・ｃｍ（Ｍｍｉｎ＝８Ｎ・ｃｍ）とし、術者であるユーザが表示装置１４をスムーズに回動操作できる力量Ｍｍａｘを例えば、３０Ｎ・ｃｍとする。

　即ち、表示装置１４を回動する力量ＭがＭｍｉｎ＜Ｍ＜Ｍｍａｘの範囲で生じたとしても、表示装置１４が回動することなく、静止させるための所定の摩擦力を回動固定機構部３０によって生じさせればよい。

　そのための回動固定機構部３０の構成の一例として、図６に示すように、Ｏリングである摩擦力発生部材３３の外径である線径ｄ０を例えば、２±０．１ｍｍとしたとき、摩擦力発生部材３３の回転軸Ｘに沿った方向の潰し量ｈを０．２６ｍｍ＜ｈ＜０．３８ｍｍとすることで、表示装置１４を回動する力量ＭがＭｍｉｎ＜Ｍ＜Ｍｍａｘの範囲内に収まっていれば、表示装置１４が回動することなく、静止させるための所定の摩擦力を回動固定機構部３０によって生じさせることができる。

　なお、Ｏリングである摩擦力発生部材３３の潰し量を線径ｄ０で割った値を潰し率（圧縮率）とすると、線径ｄ０の公差±０．１ｍｍによって、摩擦力発生部材３３の線径ｄ０に公差＋０．１ｍｍ（ｄ０＝２．１ｍｍ）が生じた際、０．２６／２．１≒０．１２の最小値の潰し率となり、摩擦力発生部材３３の線径ｄ０に公差－０．１ｍｍ（ｄ０＝１．９ｍｍ）が生じた際、０．３８／１．９＝０．２の最大値の潰し率となる。従って、摩擦力発生部材３３の潰し率（圧縮率）の範囲は、１２％～２０％が適正となる。

　以上に記載したように、本実施の形態の内視鏡装置１は、従来のようなトルク管理したビスで押さえ付けて、表示装置１４の回動位置などを固定する機構ではなく、表示装置１４が回動することなく、静止させるための所定の摩擦力を回動固定機構部３０によって生じさせる構成となっている。

　そのため、内視鏡装置１は、従来に比して、表示装置１４の回動位置が安定して固定され、使用中に動いてしまうことを防止した構成となっている。また、内視鏡装置１は、表示装置１４の回動位置を固定したり、回動可能にしたりする際にビスなどを締めたり緩めたりすることがなく、回動固定機構部３０に設けられた弾性部材の摩擦力発生部材３３による反発力が生じており、経年劣化などによるガタなどもし難い構成となっている。

　さらに、内視鏡装置１は、回動固定機構部３０の摩擦力発生部材３３の潰し量を適正な範囲に設定して、表示装置１４が自重によって回動することなく、術者であるユーザが表示装置１４をスムーズに回動操作できる構成となっている。

　以上の説明により、内視鏡装置１は、回動固定機構部３０によって、操作部１３に対して回動自在に設けられた構成要素である表示装置１４を所望の位置にスムーズに回動操作できると共に、所望の位置で安定して固定することができる構成となる。

（変形例）
　図７は、変形例の回動固定機構部の構成を示す断面図である。

　図７に示すように、回動固定機構部３０は、押さえ部材３１の下面を周方向に切り欠いた段部３１ａを形成し、その段部３１ａに摩擦低減手段である、ポリアセタール製のワッシャなどの滑り性の良い板状リング部材５５を設けることで、表示装置１４の回動に伴う部品間、ここでは板状リング部材３１と回動マウント３２の摩耗を軽減する構成としてもよい。

　なお、回動固定機構部３０は、表示装置１４の回動時に、摩擦力発生部材３３が回動している回動マウント３２に追従して一緒に回動するか、固定マウント３４と共に動かない状態かが規定されていないと、発生する摩擦力が安定しない。そのため、表示装置１４の回動力量Ｍも安定しない。

　そのため、摩擦力発生部材３３が接触する固定マウント３４の凹部４７の底面４７ａおよび回動マウント３２の内向フランジ部３８ａの下面３８ｃの表面粗さＲａを変えて、摩擦力発生部材３３が接触する部分の摩擦係数に差を生じさせるとよい。

　一例として、固定マウント３４の凹部４７の底面４７ａの表面仕上げで表面粗さＲａが２０～３０となるようにし、回動マウント３２の内向フランジ部３８ａの下面３８ｃの表面仕上げで表面粗さＲａが１．０～２．０となるようにする。

　これにより、摩擦力発生部材３３は、固定マウント３４の凹部４７側で動かないようになり、回動マウント３２の内向フランジ部３８ａとの摩擦力のみに規定され、表示装置１４の回動力量Ｍを安定させることができる。

　なお、以上の説明では、操作部１３に対して回動ユニットである表示装置１４を回動する構成に設けられた内視鏡装置１の回動固定機構部３０を例示したが、これに限定されることなく、例えば、表示装置１４に対する回動ユニットとなるモニタ部３が起伏するチルト機構に用いてもよいし、操作部１３に対して回動ユニットとなる挿入部１２が回動する構成のための回動固定機構部３０としてもよい。

　さらに、摩擦力発生部材３３は、Ｏリングを例示しているが、これに限定されることなく、ゴムパッキン、各種バネなどの弾性部材を用いてもよい。

　また、上述の実施の形態では、表示装置１４は、内視鏡装置１（操作部１３の操作部本体１９）の長手方向の軸となる回動軸Ｘ回りに回動自在な構成を例示したが、これに限定されることなく、内視鏡装置１の長手方向に対して所定の角度を有した軸回りに回動自在な構成でもよい。そして、表示装置１４を回動固定機構部３０によって、所望の位置にスムーズに回動操作でき、且つ所望の位置で安定して固定した構成とすればよい。

　以上の各実施の形態に記載した発明は、それら実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施の形態には、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宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

　例えば、各実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

　本発明によれば、回動自在に設けられた構成要素を所望の位置にスムーズに回動操作できると共に、その構成要素が所望の位置で安定して固定される内視鏡装置の回動固定機構部および内視鏡装置を提供できる。

　本出願は、２０１６年１１月１６日に日本国に出願された特願２０１６－２２３４１７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims

　回動自在に配設される回動ユニットと接続される回動部と、
　前記回動部を回動支持する固定部と、
　前記回動部と前記固定部の間に介装された弾性部材と、
　前記固定部側に前記回動部を押圧して、回動軸方向に沿って前記弾性部材を圧縮することで所定の摩擦力を発生させて、前記回動ユニットの回動位置を固定する押さえ部材と、
　を具備することを特徴とする内視鏡装置の回動固定機構部。
　前記弾性部材は、Ｏリングであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の回動固定機構部。
　前記押さえ部材と前記回動部との間に摩擦低減部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の回動固定機構部。
　前記弾性部材が接触する前記回動部の第１の面と前記弾性部材が接触する前記固定部の第２の面の表面粗さが異なることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の回動固定機構部。
　前記第１の面の第１の表面粗さが前記第２の面の第２の表面粗さよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置の回動固定機構部。
　外径の１２％～２０％の潰し率で前記弾性部材が圧縮されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置の回動固定機構部。
　請求項１に記載の回動固定機構部と、
　前記回動ユニットが回動自在に配設された操作部と、
　を具備することを特徴とする内視鏡装置。
　前記回動ユニットは、表示装置であることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。