JP2010142548A - 牽引機構、湾曲駆動機構及び内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】被牽引物によるアクチュエータの伸長動作を好適に抑制することができる牽引機構、湾曲駆動機構及び内視鏡を提供すること。
【解決手段】筒状のチューブ部材７２と、チューブ部材７２の内部に進退自在に配置され、一端に被牽引物である先リング４１を連結可能な連結部６０を有しチューブ部材７２の軸線方向へ伸縮動作するアクチュエータ７３と、アクチュエータ７３の他端とチューブ部材７２との軸線方向の相対移動を規制するストッパ部７５と、アクチュエータ７３の他端に接続されてアクチュエータ７３を伸縮動作させる動力源と、先リング４１が第二牽引機構によって牽引されて連結部６０が先リングに連動して移動された際に、移動の少なくとも一部を緩衝してアクチュエータ７３に伝達させる緩衝部７７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、牽引機構、湾曲駆動機構及び内視鏡に関する。

従来、被牽引物を牽引するための機構として、牽引方向に収縮動作可能なアクチュエータが知られている。このようなアクチュエータには、例えば径方向への膨張に応じて軸線方向に収縮するように駆動されることにより被牽引物を牽引することができるマッキベン型アクチュエータがある。

このようなアクチュエータを使用した牽引機構の例として、特許文献１には、流体圧により湾曲部を湾曲動作させるアクチュエータを有する内視鏡が記載されている。この特許文献１に記載の内視鏡は、先端に可撓性の湾曲部を有する挿入部と、この湾曲部の軸線方向に沿ってその内部に張架されたワイヤと、流体圧により湾曲部の軸方向に沿って伸縮可能でありワイヤを弾性的に張引する弾性部材と、この弾性部材の伸縮に抗するように、弾性部材に対してワイヤから独立して張引力を付加する張引力付加手段と、弾性部材の流体圧を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
この特許文献１に記載の内視鏡によれば、制御手段によって弾性部材を湾曲部の軸線方向に収縮させることでアクチュエータとして機能し、弾性部材に接続されたワイヤを介して湾曲部が張引される。その結果湾曲部が湾曲動作される。
特開平６−３１９６８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のアクチュエータを有する内視鏡では、湾曲部を湾曲動作させるために、湾曲部において径方向に対向する二箇所を互いに牽引しあうようになっており、一のアクチュエータが牽引動作を行っている際には、湾曲部を介して連結された他のアクチュエータが伸長されるようになっている。このため、一のアクチュエータは他のアクチュエータを伸長させるための余分な牽引力量を要することになり、湾曲部の湾曲動作の効率が悪いという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は被牽引物の移動によるアクチュエータの挙動を好適に制御できる牽引機構を提供し、また湾曲部の湾曲動作を効率的に行うことができる湾曲駆動機構及び内視鏡を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の牽引機構は、筒状のチューブ部材と、前記チューブ部材の内部に進退自在に配置され、先端に被牽引物を連結可能な連結部を有し前記チューブ部材の軸線方向へ伸縮動作するアクチュエータと、前記アクチュエータの基端と前記チューブ部材との前記軸線方向の相対移動を規制するストッパ部と、前記アクチュエータの基端に接続されて前記アクチュエータを伸縮動作させる動力源と、前記連結部が所定距離だけ移動されるまでアクチュエータの長さを自然長に維持するように連結部を非伸長移動させる緩衝部とを備え、前記所定距離が、前記アクチュエータの収縮可能長さの１／２より短い距離であることを特徴としている。

本明細書において、非伸長移動とは、連結部が移動された際にアクチュエータの長さが自然長に維持されるような連結部の移動を指す。非伸長移動は、以下の二つの移動様式を含む。一つ目は、連結部とアクチュエータとが一体に動作され、アクチュエータが自然長に維持されたままチューブ部材に対して進退移動されるものである。二つ目は、連結部の動作と、アクチュエータのチューブ部材に対する進退移動とが連動せずに、連結部が移動された際にアクチュエータがチューブ部材の内部で自然長に維持されたまま静止しているものである。
この発明によれば、緩衝部は、連結部の所定距離までの進退移動量を吸収するように連結部を非伸長移動させ、吸収しきれない残りをアクチュエータに伝達するようになっている。すると、連結部が移動された際に、まず緩衝部においてその移動が緩衝され、アクチュエータは伸長されず、続いてアクチュエータが伸長される。従って、被牽引物によって連結部が移動された際にもアクチュエータの伸長動作が好適に抑制される。
また、動力源によってアクチュエータが収縮動作された際には、まず緩衝部において所定距離だけアクチュエータの収縮が緩衝され、続いてアクチュエータによって連結部が牽引され、連結部に連結された被牽引物が牽引される。

また、本発明の牽引機構は、前記緩衝部が前記連結部に設けられていてもよい。
この場合、緩衝部が連結部とアクチュエータとの間に介在された位置関係に配置されているので、連結部が移動された際の被牽引力量は連結部からまず緩衝部へと伝達されることになる。従って、アクチュエータを伸長させるのをより好適に抑制することができる。

また、本発明の牽引機構は、前記緩衝部が、前記アクチュエータの収縮動作において前記収縮動作の開始から前記所定距離だけ収縮するまでは前記アクチュエータと前記連結部とを軸線方向へ相対移動自在に係合させるとともに、前記アクチュエータが前記所定距離を超えて収縮した際に前記アクチュエータと前記連結部との軸線方向への相対移動を固定して連結させるロック部を有することが好ましい。
この場合、ロック部は、アクチュエータ自身が収縮動作された際に連結部に係合されて連結部を介して被牽引物を牽引することができ、アクチュエータが収縮動作されていない際には連結部をアクチュエータに対して相対移動自在にすることができる。従って、被牽引物によって連結部が移動されても連結部の移動とアクチュエータの伸縮とは連動されていないのでアクチュエータの伸長が好適に抑制される。

本発明の湾曲駆動機構は、湾曲可能な先端湾曲部を有し内部に上述の牽引機構を一つ以上有する長尺な筒状の挿入部と、前記先端湾曲部と前記アクチュエータのそれぞれの前記先端とに連結されたアングルワイヤと、前記牽引機構を操作するための湾曲操作部とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、一の牽引機構によって先端湾曲部が湾曲動作される際には、先端湾曲部に連結された他の牽引機構では被牽引物となる先端湾曲部によって連結部が移動されるようになる。このとき、緩衝部によってこの連結部の移動が緩衝されるので、他の牽引機構におけるアクチュエータの伸長は好適に抑制されている。従って、一の牽引機構は先端湾曲部の湾曲動作において他の牽引機構を伸長動作させるための牽引力量を必要としないので先端湾曲部の湾曲動作の効率を高め、好適に湾曲動作させることができる。

本発明の内視鏡は、上述の湾曲駆動機構と、前記先端湾曲部の先端において対象物の画像を取得する撮像機構と、前記撮像機構を操作するための操作部とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、好適に湾曲動作可能な湾曲駆動機構によって先端湾曲部を湾曲させて撮像機構を対象物に向けて対象物を観察することができる。

本発明に係る牽引機構によれば、緩衝部において被牽引物による連結部の移動を緩衝して伝達させることで、被牽引物の移動によるアクチュエータの挙動を好適に制御できる。
また、本発明に係る湾曲駆動機構及び内視鏡によれば、被牽引物によるアクチュエータの伸長動作が好適に抑制されているので湾曲部の湾曲動作を効率的に行うことができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態の牽引機構及び湾曲駆動機構を搭載する内視鏡について図１から図５（Ｂ）を参照して説明する。
図１は、本実施形態の内視鏡１を示す斜視図である。図１に示すように、内視鏡１は、長尺で可撓性を有する挿入部２と、挿入部２が外周面に沿って巻回される略円筒状のドラム３とを備える。また、本発明に必須ではないが、ドラム３を収納するケース４を備えてもよい。

挿入部２の先端には、対象物の映像を取得する撮像機構３０と、撮像機構３０の基端側において径方向に対向する二方向に湾曲自在に構成された湾曲部４０と、湾曲部４０を湾曲させる湾曲駆動機構５０とを備える。

撮像機構３０は、先端側に向けて配置された結像レンズ群３１と、撮像機構３０の内部において結像レンズ群３１から入射した像が結像されるＣＣＤあるいはＣＭＯＳエリアイメージセンサを有する固体撮像装置（不図示）と、結像レンズ群３１の周囲に配置されたＬＥＤ等の発光装置を有する照明部３２とを備える。

撮像機構３０では、前述の固体撮像装置に結像された対象部位の画像情報を図示しない信号線を通じて例えばケース４等に組み込まれた操作部３３において表示されるようになっている。操作部３３には、例えばＬＣＤ等のディスプレイ装置３３ａを有する構成を採用することができる。また、操作部３３には、湾曲駆動機構５０を操作するための湾曲操作部が設けられている。

図２は、内視鏡１の湾曲部４０の構成を一部断面で示す斜視図である。図２に示すように、湾曲部４０は、挿入部２の軸線方向に並べて配置された複数の筒状部材を有する。より詳しくは、撮像機構３０の基端側に固定された先リング４１と、先リング４１に対して径方向に対向する二箇所で先リングの壁部に揺動自在に連結された湾曲駒４２と、湾曲駒４２に対して径方向に対向する二箇所で前述の先リング４１と湾曲駒４２との揺動の方向と同様に揺動自在に連結された基リング４３とを備える。

先リング４１には、先リング４１と湾曲駆動機構５０とに連結された連結部６０の一部材であるアングルワイヤ６１の一端が固定されている。アングルワイヤ６１は、湾曲駒４２及び基リング４３のそれぞれの内周面に設けられた支持部４２ａ、４３ａに挿通されて支持されている。基リング４３には、支持部４３ａの開口と連通された筒状のワイヤガイド６２の一端が固定されており、アングルワイヤ６１はワイヤガイド６２の内部に挿通されて共に湾曲駆動機構５０まで延びている。

湾曲駆動機構５０は、アングルワイヤ６１を牽引するための牽引機構７０と、牽引機構７０を動作させるための図示しない動力源とを備える。

牽引機構７０は、ワイヤガイド６２の他端が固定されるとともにアングルワイヤ６１が挿通された先端口金７１と、先端口金７１が挿入固定された略筒状のチューブ部材７２と、チューブ部材７２の内部に摺動自在に配置されたアクチュエータ７３をと備える。
アクチュエータ７３は、略筒状のかしめリング６３によりアングルワイヤ６１と連結されている。

さらに、チューブ部材７２の基端には、略筒状の基端口金７４と、基端口金７４に一部が挿入されたストッパ部７５とが設けられている。

アクチュエータ７３は、マッキベン型アクチュエータであり、径方向に膨張するに従って軸線方向に収縮するチューブ体７３ａを有する。アクチュエータ７３の一端は連結部６０の一部材であるかしめリング６３に挿入され、アングルワイヤ６１の他端とともにかしめられることで固定されている。なお、アングルワイヤ６１とアクチュエータ７３との接続方法はかしめに限られず、ハンダ付け、溶接、ロウ付け、捩じり合わせ等の方法を採用することができる。

図２（Ｂ）は、アクチュエータ７３の基端側の構成を一部断面で示す拡大図である。図２（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７３の他端にはチューブ体７３ａの内部空間と連通された長尺な筒状のエアチューブ７６が設けられており、エアチューブ７６を通じて圧縮空気がチューブ体７３ａの内部に充填可能になっている。

ストッパ部７５には、基端口金７４の内部に進退自在に挿入された筒状部７５ａと、筒状部７５ａから径方向外方へ突出された円盤部７５ｂとが形成されている。筒状部７５ａの内周面はエアチューブ７６の外周面にねじ合わされており、ストッパ部７５をエアチューブ７６に対して軸回りに回転させることで軸線方向の位置関係を調整可能になっている。

また、円盤部７５ｂと基端口金７４とが当接することによってストッパ部７５と基端口金７４との進退が規制されるようになっている。基端口金７４の内周面とストッパ部７５の筒状部７５ａの外周面とは進退自在に係合されて緩衝部７７になっている。

図３は、挿入部２の一部の構成を一部断面で示す側面図である。図３に示すように、アクチュエータ７３は、無負荷状態においてチューブ体７３ａの軸線方向の長さが長さＬ７０であり、アクチュエータ７３の最大収縮長さがＭ７０となるように構成されている。

また、挿入部２の内部には、牽引機構７０と略同様な構成の牽引機構８０が設けられている。牽引機構７０と牽引機構８０とは、チューブ体７３ａよりも長いチューブ体８３ａを有するアクチュエータ８３を備える点が異なっている。

また、牽引機構８０は、牽引機構７０のストッパ部７５よりも基端側に配置され、アングルワイヤ６１より長いアングルワイヤ６４に連結されている。アングルワイヤ６４はアングルワイヤ６１と平行に湾曲部４０側へ延びており、基リング４３、湾曲駒４２に支持されて、さらに端部が先リング４１の固定部４１ｂに固定されている。

アクチュエータ８３における最大収縮長さＭ８０はアクチュエータ７３の最大収縮長さＭ７０よりも長く、アングルワイヤ６１よりも長いアングルワイヤ６４の伸び等による先リング４１の実効牽引長さを補償するようになっている。

牽引機構７０、８０において、ストッパ部７５と基端口金７４とは連結部６０（図１参照）を非伸長移動させる所定距離である長さＤ７０だけ離間する位置関係であり、ストッパ８５と基端口金８４とは同様に長さＤ８０だけ離間する位置関係に調整されている。簡易的には、長さＤ７０、Ｄ８０はアクチュエータ７３、８３の収縮可能長さＭ７０、Ｍ８０の１／２とすることができる。

より好ましくは、長さＤ７０と長さＤ８０とは等しく、長さＤ７０、Ｄ８０は、アクチュエータ７３あるはアクチュエータ８３の被牽引物である先リング４１の実質的な牽引長さの１／２を超えない長さになるように実験的に定められて調整されている。

ここで、先リング４１の実質的な牽引長さとは、例えば牽引機構７０においては、アクチュエータ７３の最大収縮長さＭ７０から、チューブ部材７２の軸線方向への収縮長さと、アングルワイヤ６１自身の伸長長さと、アクチュエータ７３から先リング４１に至るまでの連結部分に生じるクリアランスとのそれぞれの和を差し引いた長さと略等しい。

以上に説明する構成の、本実施形態の内視鏡１の作用について、図４（Ａ）から図５（Ｂ）を参照しながら説明を行う。
図４（Ａ）は、初期状態における内視鏡１を一部断面で示す側面図であり、挿入部２の先端側を拡大して示している。図４（Ａ）に示すように、湾曲部４０が湾曲動作される前の状態では、牽引機構７０、８０のアクチュエータ７３、８３には圧縮空気は充填されていないので、アクチュエータ７３、８３のチューブ体７３ａ、８３ａはそれぞれ自然状態の長さである長さＬ７０、Ｌ８０になっている。このようにアクチュエータ７３、８３が駆動されていない際には、湾曲部４０は基リング４３に対して先リング４１側が自在に湾曲可能である。

ここで、例えば牽引機構７０側においてアクチュエータ７３を駆動する。すなわち、アクチュエータ７３のチューブ体７３ａの内部に、エアチューブ７６を通じて圧縮空気を充填させる。すると、図４（Ｂ）に示すように、チューブ体７３ａは径方向に膨張すると共に軸線方向に収縮動作される。

アクチュエータ７３が軸線方向に収縮されると、アクチュエータ７３によってアングルワイヤ６１とストッパ部７５とに等しく牽引力が生じてアングルワイヤ６１とストッパ部７５とを近接させる。このとき、ストッパ部７５が基端口金７４に対して進退自在であるのに対してアングルワイヤ６１はワイヤガイド６２の内周面等に対して摩擦抵抗が生じているので、ストッパ部７５が基端口金７４に先に当接するように移動する。

このとき、アクチュエータ７３の収縮力はストッパ部７５と基端口金７４との相対移動に使われたので、先リング４１の位置関係は初期状態の位置関係から変化していない。

図５（Ａ）に示すように、アクチュエータ７３がさらに収縮動作されると、ストッパ部７５と基端口金７４との当接部分を固定端としてアングルワイヤ６１を基端口金７４側へと牽引する。ここで、湾曲部４０において、基リング４３は、ワイヤガイド６２及び先端口金７１を介してチューブ部材７２、基端口金７４に固定された位置関係にあるので、アングルワイヤ６１が基端口金７４側に牽引されると先リング４１が基リング４３側に引き寄せられる。すると、揺動自在に連結された先リング４１、湾曲駒４２、基リング４３が互いに同方向に揺動され、その結果先リング４１の軸線が基リング４３の軸線に対して角度を有するように移動される。その結果湾曲部４０は、先リング４１の固定部４１ａ側へ湾曲動作される。

このとき、アングルワイヤ６４は、先リング４１の固定部４１ｂの移動に伴って受動的に移動される。すると、湾曲部４０における湾曲の外径側に位置しているアングルワイヤ６４によって、アクチュエータ８３は初期位置よりも先リング４１がある先端側へ移動される。ここで、牽引機構８０におけるストッパ８５と基端口金８４とが互いに近接される方向に直線移動される。

図５（Ｂ）に示すように、牽引機構７０により湾曲部４０がさらに先リング４１の固定部４１ａ側へと湾曲されると、アクチュエータ８３はさらに先端側へ移動され、ついにはストッパ８５が基端口金８４に当接する。

上述のように、牽引機構７０によって湾曲部４０が牽引されると、牽引機構７０における被牽引物である先リング４１が牽引される。同時に、湾曲部４０の湾曲動作によって先リング４１によってアングルワイヤ６４が移動され、これに連動してアクチュエータ８３が先端側へ移動される。

このとき、アクチュエータ８３はチューブ部材８２の内部を摺動移動しているだけであり、チューブ体８３ａは伸長されておらず、アングルワイヤ６４の直線移動はそのままストッパ８５の直線移動になっている。すなわち牽引機構８０において連結部が非伸長移動されている。従って、牽引機構７０が牽引動作された際には、牽引機構７０は牽引機構８０のアクチュエータ８３を伸長させる力量を必要とせずに湾曲部４０を湾曲させることができる。

続いて、牽引機構７０のアクチュエータ７３から圧縮空気を放出させてアクチュエータ７３を自然状態の長さに戻すと、ストッパ部７５と基端口金７４との当接が解除され、互いに離間する方向へと直線移動される。また、湾曲部４０は、湾曲部４０に被覆された外チューブや湾曲部４０の内部に挿通された信号線等の弾性によって湾曲部４０の湾曲が緩やかになる方向に復元され、湾曲部４０が略直線状となる初期状態に戻る。

従って、ストッパ部７５と基端口金７４との間は初期状態と等しい長さＤ７０だけ離間された位置関係になり、ストッパ８５と基端口金８４との間は初期状態と等しい長さＤ８０だけ離間された位置関係になる。
なお、湾曲部４０が上述と逆に湾曲駆動された際には、上述とは逆に牽引機構７０において連結部が非伸長移動される。

以上説明したように、本実施形態の内視鏡１によれば、被牽引物である先リング４１によって受動的に移動されたアングルワイヤ６４の移動が、ストッパ８５の基端口金８４に対する進退動作として伝達され、この間にアクチュエータ８３のチューブ体８３ａの伸長動作が抑制されている。このため、例えば牽引機構７０によって湾曲部４０を湾曲させるための牽引力量の総和にはチューブ体８３ａを伸長させるための牽引力量が含まれず、湾曲部を効率よく湾曲動作させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の内視鏡について図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態の内視鏡１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。

図６（Ａ）は本実施形態の内視鏡２００の一部の構成を一部断面で示す斜視図である。図６（Ａ）に示すように、内視鏡２００は、牽引機構７０において、連結部６０に代えて緩衝部２６０を備える。なお、緩衝部２６０は、アクチュエータ７３とアングルワイヤ６１とを連結する連結部でもある。なお、本実施形態では緩衝部７７を備えず、ストッパ７５に代えてストッパ部２７５を有する。ストッパ部２７５と基端口金７４は常に進退が固定されている。

図６（Ｂ）は、緩衝部２６０の構成を示す断面図である。図６（Ｂ）に示すように、緩衝部２６０は、第１実施形態と同様に一端が先リング４１に固定されたアングルワイヤ６１の他端がかしめ固定された筒部材２６３を備える。筒部材２６３には、アングルワイヤ６１に正対するようにアクチュエータ７３の先端が挿入され、筒部材２６３の内部でかしめリング２６３ａによってかしめ固定されている。かしめリング２６３ａは筒部材２６３の内部で進退自在に配置されている。さらに、筒部材２６３のアクチュエータ７３側の開口の内径はかしめリング２６３ａの外径よりも縮径されて筒部材２６３からかしめリング２６３ａが抜けないようになっている。また、牽引機構８０側にも同形同大の緩衝部２６０が同様の位置関係で設けられている。

筒部材２６３の内部でかしめリング２６３ａが進退移動できる長さは、第１実施形態で説明した長さＤ７０あるいは長さＤ８０になっている。本実施形態では長さＤ７０、Ｄ８０は筒部材２６３とかしめリング２６３ａとの形状によって定められ、任意に微調整されて長さを変える構造にはなっていない。なお、筒部材２６３に代えて、図３（Ｃ）に示すように、筒部材先端部２６３１ａと、筒部材先端部２６３１ａにねじ合わされた筒部材基端部２６３１ｂと、を有する筒部材２６３１を備え、筒部材先端部２６３１ａと筒部材２６３１ｂとが軸回りに相対回転されるに従って筒部材２６３１の全長が伸縮されるように連結された構造でも良い。

本実施形態の内視鏡２００では、例えば牽引機構７０によってアクチュエータ７３が収縮動作された際には、まず緩衝部２６０においてアクチュエータ７３の先端のかしめリング２６３ａが基端口金７４側へ移動される。このとき、長さＤ７０までの間では筒部材２６３の内部でかしめリング２６３ａが移動されるだけであり、かしめリング２６３ａの移動はアングルワイヤ６１に伝達されない。

続いてアクチュエータ７３がさらに収縮された際にはかしめリング２６３ａが筒部材２６３に当接して筒部材２６３を基端口金７４側へ牽引し、これに連動してアングルワイヤ６１が基端口金７４側へ移動される。牽引機構８０側では、アングルワイヤ６４が先リング４１によって受動的に移動されて、筒部材２６３は先リング４１がある先端側へ移動される。このとき、長さＤ８０まで筒部材２６３が移動される間は筒部材２６３の内部でかしめリング２６３ａは移動せず、従ってアングルワイヤ６４の移動はアクチュエータ８３に伝達されない。

このとき、アングルワイヤ６４の移動によってアクチュエータ７３は伸長されず、自然長に維持されている。すなわち、緩衝部２６０によって筒部材２６３とアングルワイヤ６４は非伸長移動されている。

このように、内視鏡２００においても第１実施形態の内視鏡１と同様に被牽引物となる先リング４１によってアングルワイヤ６４が移動されても長さＤ８０までの間ではアクチュエータ８３の伸長が抑制されている。

さらに、アングルワイヤ６４が移動された際に、アクチュエータ８３が伸長されないとともに、アクチュエータ８３はチューブ部材８２に対して摺動されない。したがって、アクチュエータ７３の牽引動作においてアクチュエータ８３をチューブ部材８２に対して摺動させる際に生じる抵抗の分の牽引力量も不要となり、湾曲部４０をさらに効率的に湾曲動作させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の内視鏡について図７を参照して説明する。
図７は、本実施形態の内視鏡３００の一部の構成を一部断面で示す図である。図７に示すように、内視鏡３００は、第１実施形態のかしめリング６３に代えて、例えばシリコンゴム等からなりチューブ部材７２の内周面に対して所定の摺動抵抗を有する筒部材３６３を備える。筒部材３６３には、アングルワイヤ６１（６４）に固定された筒状のパイプ部材３６４が挿通されており、さらにパイプ部材３６４はアクチュエータ７３に固定されている。パイプ部材３６４は、アクチュエータ７３が軸線方向に伸縮動作された際に軸線方向に進退移動可能であり、このときパイプ部材３６４の外周面と筒部材３６３の内周面とは摺動可能になっている。
本実施形態では、アクチュエータ７３が伸縮動作されていない間は、筒部材３６３とパイプ部材３６４との間に生じる摺動抵抗によって筒部材３６３とパイプ部材３６４との軸線方向の相対位置が保持されており、このためアングルワイヤ６１、６４の相対位置関係も保持されている。従って、筒部材３６３とパイプ部材３６４との作用により湾曲部４０の湾曲状態が保持されて湾曲されたまま止まった状態となる。
また、本実施形態では、牽引機構８０は牽引機構７０に径方向に隣接して配置されており、牽引機構７０と同一のアクチュエータ７３を備える。
また、本実施形態では、第１実施形態と同様に基端口金７４とストッパ７５とを有する緩衝部７７が設けられている。

筒部材３６３は、チューブ部材７２の内周面に対して位置が固定されており、その内側に配置されたパイプ部材３６４が摺動可能であると共に、アクチュエータ７３のチューブ体７３ａへの加圧が止められて湾曲部４０における復元力が生じてアングルワイヤ６１、６４に牽引力あるいは押圧力が生じても筒部材３６３がチューブ部材７２の内部で摺動されない程度の摺動抵抗を生じるようにその素材及び外径、外形が調整されている。
すなわち、アングルワイヤ６１、６４は筒部材３６３によってチューブ部材７２、８２に係止可能になっている。

このような構成にすることで、湾曲部４０が湾曲された状態で湾曲部４０が位置決めされて支持されるようになり、所望の湾曲状態で湾曲部の形状を維持させることができるという効果を奏する。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の内視鏡について図８ないし図１１を参照して説明する。
図８は、本実施形態の内視鏡４００の一部の構成を一部断面で示す側面図である。図８に示すように、内視鏡４００は、第１実施形態の連結部６０に代えて緩衝部４６０を備える。また、ストッパ部７５及び基端口金７４に代えて、エアチューブ７６とチューブ部材７２とのそれぞれに固定された基端口金４７５を備える。

緩衝部４６０には、チューブ部材７２の内周面に固定された押さえ筒４６１が設けられている。押さえ筒４６１には、チューブ部材７２の内部で径方向内方へ突出された突起４６１ａが設けられており、突起部４６１ａ部分における内径がチューブ部材７２の内径に対して縮径されている。

また、アクチュエータ７３の先端には、弾性変形によって開閉動作可能な一対の把持部４６２ａを有する爪部材４６２が固定されている。爪部材４６２は、その外周面が突起４６１ａに対して当接可能になっており突起４６１ａに挾持された際に把持部４６２ａが弾性変形されるようになっている。爪部材４６２は、自然状態において把持部４６２ａは開状態になるように形成されている。

また、一端が第１実施形態と同様に先リング４１に固定されたアングルワイヤ６１の他端には、爪部材４６２の把持部４６２ａによって把持される連結口金４６３が固定されている。

連結口金４６３の外周面には、基端側において外周面から径方向外方に突出された摺動部４６３ａと、摺動部４６３ａの基端側でさらに径方向外方へ突出された係止部４６３ｂとが形成されている。係止部４６３ｂにおける外径は、爪部材４６２の把持部４６２ａの最大開き量よりも相対的に大きく形成されており、係止部４６３ｂは爪部材４６２から脱落しないようになっている。

押さえ筒４６１と、爪部材４６２と、連結口金４６３とによって、アクチュエータ７３とアングルワイヤ６１とを係脱可能に連結させるロック部が構成されている。

図９は、内視鏡４００における緩衝部４６０部分の構成を一部断面で示す拡大図である。図９に示すように、アクチュエータ７３の先端は、連結口金４６３の内部に進退自在に挿入されており、支持筒４７２によって支持されて連結口金４６３の中心軸線上で進退可能になっている。また、連結口金４６３の基端側開口は縮径されており支持筒４７２が抜けないようになっている。

本実施形態では、湾曲部４０が湾曲されていない初期状態における連結口金４６３の外周面に対する把持部４６２ａの位置を基点として、把持部４６２ａが連結口金４６３に対して軸線方向に相対移動され、把持部４６２ａが係止部４６３ｂに係止されるまでの把持部４６２ａの移動距離が上述の各実施形態における長さＤ７０、Ｄ８０と等しくなるように調整されている。

さらに、爪部材４６２の把持部４６２ａは連結口金４６３の摺動部４６３ａの外周面において連結口金４６３を挾持してその相対位置を固定するようになっている。すなわち、上述の基点から、把持部４６２ａが連結口金４６３に対して軸線方向に相対移動され、把持部４６２ａによって連結口金４６３の外周面が挾持されるまでの軸線方向の長さＤ７０ａ（あるいは長さＤ８０ａ）はそれぞれ上述の各実施形態における長さＤ７０、Ｄ８０よりも短くなっている。

図８及び図９に示すように、上述の緩衝部４６０に係る構成と同様の構成が、牽引機構８０に対しても同様の位置関係で配置されている。また、牽引機構８０は、アクチュエータ８３に代えてアクチュエータ７３を有する。

以上に説明する構成の、本実施形態の内視鏡４００の作用について、図１０から図１１（Ｃ）を参照しながら説明を行う。

まず、本実施形態における緩衝部４６０の作用を説明する。図１０は、緩衝部の作用を説明するための断面図である。以下では牽引機構７０によってアングルワイヤ６１が牽引された場合について説明を行う。

図１０（Ａ）に示すように、牽引機構７０が駆動されてアクチュエータ７３が収縮動作されると、まずアクチュエータ７３の先端に固定された爪部材４６２が基端口金４７５側へと牽引される。すると、爪部材４６２の外周面と押さえ筒４６１とが当接し、さらに爪部材４６２が押さえ筒４６１の内部に挿入されるように移動されることで一対の把持部４６２ａが互いに近接動作される。

近接動作された一対の把持部４６２ａは、連結口金４６３の外周面に当接する。このとき、把持部４６２ａは連結口金４６３の摺動部４６３ａよりも先端側の外周面に最初に当接し、爪部材４６２が基端口金４７５側へ移動するのに連動して摺動部４６３ａ方向へ摺動移動される。

続いて、押さえ筒４６１によって把持部４６２ａはさらに近接動作され、把持部４６２ａによる連結口金４６３への押圧力が増大して、また連結口金４６３の段差部４６３ｃと把持部４６２ａとが係合することによって、爪部材４６２の移動によって連結口金４６３が基端口金４７５側（図８参照）へと移動されるようになる。このとき。

このように、爪部材４６２は、把持部４６２ａが連結口金４６３に対して軸線方向に長さＤ７０ａだけ移動された後に連結口金４６３と一体的に動作される。

連結口金４６３が基端口金４７５側へ移動されると、連結口金４６３に固定されたアングルワイヤ６１も基端口金４７５側へと移動される。

図１０（Ｂ）は、牽引機構７０が被牽引物によって牽引されている状態を一部断面で示す側面図である。図１０（Ｂ）に示すように、被牽引物（例えば先リング４１等）によってアングルワイヤ６１が受動的に移動された際には、アングルワイヤ６１に連結された連結口金４６３もアングルワイヤ６１と連動して移動される。このとき、アクチュエータ７３が収縮動作されておらずチューブ体７２ａが自然長になっているので、押さえ筒４６１の突起部４６１ａと爪部材４６２の外面とは接触していない。従って爪部材４６２は把持部４６２ａが閉動作されていない自然状態にあり、把持部４６２ａと連結口金４６３とは相対移動自在になっている。アングルワイヤ６１が受動的に移動されることによって連結口金４６３が先端側へ移動され、必要以上に先端側へ牽引された際には、連結口金４６３の係止部４６３ｂに爪部材４６２の把持部４６２ａが係止されて止まるようになっている。

なお、係止部４６３ｂに把持部４６２ａが係止された位置関係から連結口金４６３がさらに先端側へ移動された際には爪部材４６２と連結口金４６３とは一体的に基端側へ移動される。このとき、アクチュエータ７３の先端も移動されるのでアクチュエータ７３は伸長される。

牽引機構７０が被牽引物によって牽引されている状態では、連結口金４６３と把持部４６２ａとが相対移動する長さは上述の初期状態における基点から、係止部４６３ｂに把持部４６２ａが係止されるまでの把持部４６２ａの相対移動距離であるＤ７０であり、上述のようにこの相対移動距離は長さＤ７０ａよりも相対的に長い。

このように、牽引機構７０において、アクチュエータ７３によって被牽引物を牽引する際には緩衝部４６０における緩衝量は長さＤ７０ａであり、逆に被牽引物によってアングルワイヤ６１が受動的に移動されて連結口金４６３が先端側へ移動された際の緩衝部４６０における緩衝量は長さＤ７０である。

長さＤ７０ａは、アクチュエータ７３による牽引動作において被牽引物を牽引する際の駆動損失となるものであり、被牽引物を効率的に牽引するためには短い方が好ましい。一方で、長さＤ７０は、アングルワイヤ６１によってアクチュエータ７３が伸長されるのを抑制するための長さであり、アクチュエータ７３を伸長させない程度に長いことが好ましい。

本実施形態では、爪部材４６２と連結口金４６３とが自然状態で進退自在であり、アクチュエータ７３の収縮動作によって爪部材４６２と連結口金４６３とを進退固定するので、アングルワイヤ６１が移動された際に連結口金４６３と連結口金４６３と動作は連動しない。従って、緩衝部４６０によって連結口金４６３及びアングルワイヤ６１が非伸長移動されている。その結果、アクチュエータ７３が伸長動作されることが抑制されている。

以下では、緩衝部４６０を有する牽引機構７０、８０を備える内視鏡４００の動作を説明する。
図１１（Ａ）に示すように、内視鏡４００の挿入部２には、牽引機構７０と牽引機構８０とが径方向に並べて配置されており。共に先リング４１に連結されている。

図１１（Ｂ）に示すように、牽引機構７０のアクチュエータ７３が収縮動作を開始してから、爪部材４６２が押さえ筒４６１の内部に挿入され、把持部４６２ａの先端が近接されて閉動作される。従って、爪部材４６２の把持部４６２ａが連結口金４６３の摺動部４６３ａの先端側の段差部４６３ｃに係止されるまでの間、つまりアクチュエータ７３の先端が長さＤ７０ａだけ基端口金４７５側へ移動されるまでの間では、上述のように緩衝部４６０によってアクチュエータ７３の収縮動作とアングルワイヤ６１の移動とは連動されていない。

図１１（Ｃ）に示すように、牽引機構７０によって先リング４１が牽引された際には牽引機構８０は先リング４１によってアングルワイヤ６４が受動的に移動されることによりアクチュエータ８３が伸長される方向への力がかかる。

しかしながら、上述のように、被牽引物によってアングルワイヤ６４が移動された際に、緩衝部４６０の作用によってアングルワイヤ６４の移動と牽引機構８０側のアクチュエータ７３の伸長とが連動されないので、この場合には牽引機構８０側のアクチュエータ７３の伸長が抑制されている。

従って、本実施形態の内視鏡４００によっても第１実施形態の内視鏡１と同様に被牽引物となる先リング４１によってアングルワイヤ６４が移動されても長さＤ８０までの間では牽引機構８０側のアクチュエータ７３の伸長が抑制されている。その結果、湾曲部４０を効率的に湾曲させることができる。

なお、本実施形態では、連結口金４６３の外周面には、先端側の外径よりも大きな外径を有する摺動部４６３ａが設けられており、この摺動部４６３ａの段差部４６３ｃに把持部４６２ａが係止されて湾曲動作が行われる構成が採用されているが、これに限らず、摺動部４６３ａが連結口金４６３の先端まで延び、摺動部４６３ａの表面に溝が設けられて把持部４６２ａでこの溝を挟み込んで係止する構成としても本発明と同様の効果を奏することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態の牽引機構について図１２を参照して説明する。
図１２は、本実施形態の牽引機構５７０を示す側面断面図である。図１２に示すように、牽引機構５７０は、アングルワイヤ６１に代えてアクチュエータ７３に固定されたアングルワイヤ５６１を備える。

アングルワイヤ５６１は、一端に先リング４１等の被牽引物が連結され、他端はアクチュエータ７３の内部に挿通されて少なくともエアチューブ７６に至るまでの内部に配置されている。

アクチュエータ７３とアングルワイヤ５６１とはアクチュエータ７３の先端側においてロウ付けによって固定されており、エアチューブ７６の基端側において支持部材５７６ｂが挿通されて支持されている。

エアチューブ７６には、連結管５７６ａを介して延長チューブ５７６が連結されており、延長チューブ５７６を通じて連結管５７６ａ、エアチューブ７６の内部を通じてチューブ体７３ａの内部に圧縮空気が充填されるようになっている。
また、支持部材５７６ｂには、圧縮空気を流通させるための連通孔５７６ｃが設けられている。

また、ストッパ部７５に代えてストッパ部５７５が設けられており、ストッパ部５７５は筒状部７５ａに相当する構成を備えず、円盤部７５ｂ様の形状になっている。また、ストッパ部５７５は、基端口金７４に代えて設けられた基端口金５７４に当接可能になっている。本実施形態では、ストッパ部５７５と基端口金５７４との間が上述と同様に長さＤ７０、Ｄ８０だけ離間して構成され、緩衝部５７７になっている。

内視鏡を複雑な管路に挿入・抜去を行う場合、内視鏡が挿入される対象物と内視鏡挿入部の外周面とが接触することによる抵抗により、内視鏡挿入部に引っぱりの力がかかる場合がある。この場合、牽引機構の内部のアクチュエータにも同様に引っ張りの力がかかることになる。このとき、アクチュエータが受動的に伸長され、アクチュエータに負荷がかかり、アクチュエータに対してダメージを与える可能性がある。
本実施形態では、アングルワイヤ５６１がアクチュエータ７３の内部を貫通してアクチュエータ７３の基端側まで延びており、支持部材５７６ｂによって固定されているので、アングルワイヤ５６１が必要以上に引っ張られた際に、この引っ張り力は支持部材５６１を介してアクチュエータ７３の基端側に伝達されるようになっている。従って、引っ張り力がかかった際にもチューブ体７３ａの受動的な伸長が制限されるのでチューブ体７３ａの過度な伸長によるアクチュエータ７３へのダメージが抑制されている。

また、一般的に、アングルワイヤをアクチュエータに固定する際には、アングルワイヤの端部がアクチュエータの内部に挿入されて固定され、アングルワイヤの挿入深さによってはアングルワイヤの端部がチューブ体の内部に位置される場合がある。
この場合、アングルワイヤが可撓性を有するため、アングルワイヤの端部がチューブ体の内周面に接触する可能性がある。チューブ体は伸縮可能な素材からなるので、アングルワイヤの端部がチューブ体に刺さる可能性があり、この場合チューブ体は気密を保つことができず、圧縮空気が充填されても径方向に膨張すると共に軸線方向に収縮するという所定の動作ができない。

本実施形態の牽引機構５７０によれば、アングルワイヤ５６１の他端がチューブ体７３ａの内部ではなくアクチュエータ７３の基端側まで延びているので、アングルワイヤ５６１の他端によってチューブ体７３ａが傷つけられることを防止してチューブ体７３ａのパンクを予防することができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態の牽引機構について図１３及び図１４を参照して説明する。
図１３は、本実施形態の牽引機構６７０を一部断面で示す斜視図である。図１３に示すように、牽引機構６７０は、基端口金７４と、ストッパ部７５に代えて緩衝部６７７を備える。緩衝部６７７は、上述の第１実施形態の緩衝部７７に、長さＤ７０、Ｄ８０を変化させる調整機構６７８を備えたものである。

調整機構６７８は、基端口金７４の内周面に設けられた雌ねじ部６７４ａと、雌ねじ部６７４ａにねじ合わされるとともにエアチューブ７６が進退自在に挿通された調整筒６７９とを備える。また、エアチューブ７６にはストッパ部５７５が固定されている。

基端口金７４の外周面には、超音波モータ部６８０が設けられている。超音波モータ部６８０には適宜の構成を採用することができる。例えば、基端口金７４の外周面に周方向に所定間隔おきに固定された複数の圧電素子６８１と、圧電素子に超音波振動を生じさせるための図示しない駆動手段とを備え、基端口金７４に対してわずかなたわみ波動を発生させることにより基端口金７４に対して図１４に示すように調整筒６７９を軸回りに回転させる構成を採用することができる。

本実施形態では、第一実施形態に示したような、使用者の手作業によるストッパ部７５とエアチューブ７６との軸回りの相対回転によって長さＤ７０の長さを調整する構成に代えて、超音波モータ部６８０による基端口金７４と調整筒６７９との相対回転によって長さＤ７０を調整する構成が備えられている。このため、牽引機構６７０を内視鏡に組み付けた後でも長さＤ７０の長さを調整することができるので、長さＤ７０を最適化するのが容易になる。さらに、アクチュエータ７３の固体差や、牽引機構６７０の組み付け精度等によって被牽引物の実質的な牽引長さが異なっている際にも、長さＤ７０の長さを最適化することができるという効果を奏する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明の内視鏡は湾曲部を径方向に対向する二方向へと湾曲させる湾曲駆動機構を備える例を示したが、これに限らず、たとえば図１５に示すように、湾曲部４０に対して軸線に直交しかつ互いに直交する二軸方向へ湾曲させる内視鏡に本発明の構成を適用することができる。
このとき、先リング４１には、周方向に９０度おきに計４本のアングルワイヤが固定され、それぞれのアングルワイヤを牽引するために例えば牽引機構７０と同様の構成を有する牽引機構７７０、７８０、７９０、８００を備えることができる。ここで、牽引機構には、牽引機構７７０、７８０、７９０、８００には、上述の長さＤ７０に相当する長さ分を緩衝する緩衝部７７７、７８７、７９７、８０８が設けられており、本発明と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態の内視鏡の構成を一部断面で示す斜視図である。 （Ａ）は同内視鏡における湾曲駆動機構の一部の構成を示す斜視図である。（Ｂ）は同湾曲駆動機構における牽引機構の一部を拡大して示す側面断面図である。 同湾曲駆動機構を一部断面で示す側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は第１実施形態の内視鏡の使用時の湾曲駆動機構を一部断面で示す側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は同内視鏡の使用時の湾曲駆動機構を一部断面で示す側面図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態の内視鏡における湾曲駆動機構部分の一部の構成を示す斜視図である。（Ｂ）は同湾曲駆動機構における緩衝部の構成を示す側面断面図である。 本発明の第３実施形態の内視鏡の一部の構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態の内視鏡の一部の構成を示す側面断面図である。 同内視鏡の一部の構成を示す側面断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は同内視鏡における緩衝部の作用を説明するための側面断面図である。 （Ａ）ないし（Ｃ）は同内視鏡の動作時の一過程をそれぞれ一部断面で示す側面図である。 本発明の第５実施形態の牽引機構の構成を示す側面断面図である。 本発明の第６実施形態の牽引機構の一部の構成を示す斜視図である。 同牽引機構の一部の構成を示す側面断面図である。 本発明の内視鏡における他の構成の例を一部断面で示す側面図である。

符号の説明

１、２００、３００、４００ 内視鏡
２ 挿入部
３０ 撮像機構
３３ 操作部（湾曲操作部）
４０ 湾曲部
５０ 湾曲駆動機構
６０ 連結部
７０、８０、５７０、６７０、７７０ 牽引機構
７２、８２ チューブ部材
７３、８３ アクチュエータ
７５、８５、５７５ ストッパ部
７７、２６０、４６０、６７７、７７７ 緩衝部

Claims (5)

1. 筒状のチューブ部材と、
   前記チューブ部材の内部に進退自在に配置され、先端に被牽引物を連結可能な連結部を有し前記チューブ部材の軸線方向へ伸縮動作するアクチュエータと、
   前記アクチュエータの基端と前記チューブ部材との前記軸線方向の相対移動を規制するストッパ部と、
   前記アクチュエータの基端に接続されて前記アクチュエータを伸縮動作させる動力源と、
   前記連結部が所定距離だけ移動されるまでアクチュエータの長さを自然長に維持するように連結部を非伸長移動させる緩衝部と、
   を備え、
   前記所定距離が、前記アクチュエータの収縮可能長さの１／２より短い距離である牽引機構。
2. 前記緩衝部が、前記連結部に設けられている請求項１に記載の牽引機構。
3. 前記緩衝部が、
   前記アクチュエータの収縮動作において前記収縮動作の開始から前記所定距離だけ収縮するまでは前記アクチュエータと前記連結部とを軸線方向へ相対移動自在に係合させるとともに、前記アクチュエータが前記所定距離を超えて収縮した際に前記アクチュエータと前記連結部との軸線方向への相対移動を固定して連結させるロック部を有する請求項１または２に記載の牽引機構。
4. 湾曲可能な先端湾曲部を有し内部に請求項１〜３のいずれか一項に記載の牽引機構を一つ以上有する長尺な筒状の挿入部と、
   前記先端湾曲部と前記アクチュエータのそれぞれの前記先端とに連結されたアングルワイヤと、
   前記牽引機構を操作するための湾曲操作部と、
   を備える湾曲駆動機構。
5. 請求項４に記載の湾曲駆動機構と、
   前記先端湾曲部の先端において対象物の画像を取得する撮像機構と、
   前記撮像機構を操作するための操作部と、
   を備える内視鏡。

Images