内視鏡及び硬度調整装置
【課題】ワイヤ牽引手段の操作力を軽減し、術者が片手の指で硬度調整できるようにその操作負荷を低減するとともに、ワイヤ牽引手段に硬度状態を保持する機能を持たせる。
【解決手段】内視鏡挿入部の軟性部の可撓性を可変とするように、その曲げ硬度を変更することが可能な前記軟性部内に配置された密着コイルばねと、前記密着コイルばねの先端部と固定され、前記密着コイルばねを挿通するように設けられたワイヤと、前記密着コイルばねの後端部を固定する固定手段と、前記ワイヤを牽引するワイヤ牽引機構と、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材と、前記操作部材が前記ワイヤ牽引機構を操作して前記ワイヤを牽引する際の操作力を、その弾性エネルギーにより軽減するよう、前記ワイヤ牽引機構に設けられた弾性体と、を備えたことを特徴とする硬度調整装置を提供することにより前記課題を解決する。
【解決手段】内視鏡挿入部の軟性部の可撓性を可変とするように、その曲げ硬度を変更することが可能な前記軟性部内に配置された密着コイルばねと、前記密着コイルばねの先端部と固定され、前記密着コイルばねを挿通するように設けられたワイヤと、前記密着コイルばねの後端部を固定する固定手段と、前記ワイヤを牽引するワイヤ牽引機構と、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材と、前記操作部材が前記ワイヤ牽引機構を操作して前記ワイヤを牽引する際の操作力を、その弾性エネルギーにより軽減するよう、前記ワイヤ牽引機構に設けられた弾性体と、を備えたことを特徴とする硬度調整装置を提供することにより前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡及び硬度調整装置に関し、特に、内視鏡挿入部における軟性部の可撓性を変更可能とした内視鏡及び硬度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野において、内視鏡を利用した医療診断が広く行われており、特に、体腔内に挿入される内視鏡の挿入先端部にＣＣＤなどの撮像素子を内蔵して体腔内の画像を撮影し、プロセッサ装置で信号処理を施してモニタに表示し、これを医者が観察して診断に用いたり、あるいは、処置具挿通用のチャンネルから処置具を挿入して、例えば試料の採取やポリープの切除等の処置を行うようにしている。
【０００３】
内視鏡は、一般に、施術者（以下単に術者という）が把持して操作する本体操作部と、この本体操作部に対して体腔内等へ挿入される挿入部を連接するとともに、本体操作部からコネクタ部等に接続するためのユニバーサルコードを引き出すことにより大略構成され、ユニバーサルコードは本体操作部から延在させて、その他端部は光源装置（光源装置およびプロセッサ）に着脱可能に接続される。
【０００４】
内視鏡の挿入部は、複雑に屈曲した挿入経路内にも挿入できるように、可撓性を有する軟性部を有している。しかし、この可撓性のために挿入部の先端側の方向が定まらず、目標とする方向に挿入することが難しいという問題がある。また、体腔内に挿入している際、何らかの処置や観察を行うために、挿入部がそのときの形状で固定されていることが望ましい場合がある。これに対して従来、挿入部の軟性部内にコイルパイプ（密着ばね）を配置し、そのコイルパイプの中を挿通したワイヤを牽引することによりコイルパイプを圧縮してその硬度（曲げ硬度）を変更するようにした硬度調整手段が知られていた。
【０００５】
しかし、コイルパイプが必要な硬さになるようにワイヤを牽引するには非常に大きな力が必要とされ、またさらに一時的に硬くするだけでなく、上述したようにコイルパイプを硬くした状態をそのまま保持しておく必要もある。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献１には、硬度調整ノブを回転すると、カム筒体のカム溝内をピンが移動して、移動リングが移動することによりワイヤが牽引されて硬度が硬くなるようにするとともに、硬度調整ノブの内周面にＯリングを配置して、このＯリングによる摩擦力により、硬度調整ノブを操作した手を離してもその硬度状態を保持できるようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、術者は、従来左手に操作部を持つとともに右手に軟性部を持ち、挿入・診断・治療等の作業を行っているので、上記従来のものにおいて硬度調整ノブを回転させるためには、軟性部を持っている右手を一時的に離して、右手で硬度調整ノブを回転させるか、操作部を持っている左手を一度持ち替えて硬度調整ノブを握らなければならないが、一時的に手を離したり持ち替えたりしていると、内視鏡の挿入位置が変わってしまうという問題がある。
【０００９】
また、コイルパイプ（密着ばね）を用いた硬度調整手段において、密着ばねに圧縮力を与えるために必要なワイヤの牽引力は数十ｋｇｆに達する。このとき操作レバーを操作することによってワイヤを牽引する牽引機構を用いた場合、片手の指で操作レバーを操作可能なように牽引機構の減速機能によってできる限り術者の操作力を小さくすることが望ましいが、相対的に操作レバーの操作ストロークが増大してしまい、操作の煩雑さが増すという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ワイヤ牽引手段の操作力を軽減し、術者が片手の指で硬度調整できるようにその操作負荷を低減するとともに、ワイヤ牽引手段に硬度状態を保持する機能を持たせた内視鏡及び硬度調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内視鏡挿入部の軟性部の可撓性を可変とするように、その曲げ硬度を変更することが可能な前記軟性部内に配置された密着コイルばねと、前記密着コイルばねの先端部と固定され、前記密着コイルばねを挿通するように設けられたワイヤと、前記密着コイルばねの後端部を固定する固定手段と、前記ワイヤを牽引するワイヤ牽引機構と、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材と、前記操作部材が前記ワイヤ牽引機構を操作して前記ワイヤを牽引する際の操作力を、その弾性エネルギーにより軽減するよう、前記ワイヤ牽引機構に設けられた弾性体と、を備えたことを特徴とする硬度調整装置を提供する。
【００１２】
これにより、弾性エネルギーによってワイヤ牽引機構を操作する操作部材の操作力を軽減することができ、ワイヤを軽い力で容易に牽引することができ、硬度調整装置の操作性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２に示すように、前記弾性体は、ワイヤ牽引力が発生しない、前記密着ばねの曲げ硬度が０の状態で、圧縮、引っ張り又はねじれ、の少なくとも一つの状態にあり、弾性エネルギーを保持していることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に示すように、前記弾性体は、前記密着ばねの曲げ硬度が最大硬度の状態で、弾性エネルギーが０以上であり、前記曲げ硬度が０から最大硬度の間で、弾性エネルギーが０になることがないように配置されたことを特徴とする。
【００１５】
このように、弾性体がエネルギーを溜めていることにより、操作部材を操作したときに弾性体の弾性エネルギーによって操作力をアシストすることが可能となる。
【００１６】
また、請求項４に示すように、前記弾性体は、前記ワイヤ牽引機構を構成するワイヤ牽引力を伝達する可動部材のうちの少なくとも一つに設けられたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に示すように、前記弾性体が設けられる可動部材は、操作レバー、平歯車、ウォーム、ウォームホイールのうちの少なくとも一つであることを特徴とする。
【００１８】
このように、弾性体を取り付ける場所は特に限定されず、ワイヤ牽引力を伝達する可動部材のいずれか一つに設ければよい。
【００１９】
また、請求項６に示すように、前記弾性体は、引っ張りばね、圧縮ばね、ねじりばね又はゼンマイばねのうち少なくとも一つを用いていることを特徴とする。
【００２０】
このように、弾性体として様々なものを用いることができる。
【００２１】
また、請求項７に示すように、前記ワイヤ牽引機構は、前記操作部材からの操作力が作用していない場合に、弾性体の弾性エネルギーのみで前記ワイヤが牽引されないようにする制動手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項８に示すように、前記制動手段は、ウォームとウォームホイールによる摩擦力を利用したものであることを特徴とする。
【００２３】
これにより、操作部材による操作力がワイヤ牽引機構に働いていない場合でも、そのときの硬度状態を保持することができる。
【００２４】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の硬度調整装置を備えたことを特徴とする内視鏡を提供する。
【００２５】
これにより、弾性エネルギーによってワイヤ牽引機構を操作する操作部材の操作力を軽減することができ、ワイヤを軽い力で容易に牽引することができ、硬度調整装置の操作性を向上させることができる。
【００２６】
また、請求項１０に示すように、請求項９に記載の内視鏡であって、さらに、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材を、内視鏡の手元操作部の上部の、該手元操作部を把持する術者の片方の手で操作することが可能な範囲に設けたことを特徴とする。
【００２７】
これにより、硬度調整の操作負荷を軽減することができ、術者は片手の指で容易にワイヤ牽引機構を操作することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、弾性エネルギーによってワイヤ牽引機構を操作する操作部材の操作力を軽減することができ、ワイヤを軽い力で容易に牽引することができ、硬度調整装置の操作性を向上させることができる。また特に、術者は片手の指で容易にワイヤ牽引機構を操作することができるとともに、操作部材による操作力がワイヤ牽引機構に働いていない場合でも、そのときの硬度状態を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る内視鏡の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】内視鏡の内部構造を示す、長手方向に沿った断面図である。
【図３】ワイヤ牽引部の構成を示す、手元操作部の断面図である。
【図４】ワイヤ牽引部の構成を示した斜視図である。
【図５】ワイヤ牽引部に牽引アシスト部材を設けた様子を示す拡大斜視図である。
【図６】ウォームホイールにねじりばねを取り付けた様子を示す説明図である。
【図７】牽引量と牽引トルクの関係を示す線図である。
【図８】牽引量とねじりばねトルクの関係を示す線図である。
【図９】本実施形態の変形例としてウォームホイールにゼンマイばねを取り付けた様子を示す説明図である。
【図１０】同じく本実施形態の変形例としてウォームホイールにラックギアと圧縮ばねを取り付けた様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る内視鏡及び硬度調整装置について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る内視鏡の一実施形態を示す概略構成図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の内視鏡１０は、手元操作部１２と、この手元操作部１２に連接される挿入部１４とを備えている。術者は、手元操作部１２を図に二点鎖線で示す左手で把持して操作しつつ、図示を省略した右手で挿入部１４を把持して挿入部１４を被検者の体腔内に挿入することによって観察を行う。
【００３３】
手元操作部１２には、ユニバーサルケーブル１６が接続され、図示を省略するが、ユニバーサルケーブル１６の先端には、ＬＧコネクタが設けられ、ＬＧコネクタを光源装置に着脱自在に連結することによって、挿入部１４の先端部に配設された照明光学系に照明光が送られるようになっている。また、同様に図示を省略するが、ＬＧコネクタには、ユニバーサルケーブル１６を介して電気コネクタも接続されており、電気コネクタが内視鏡プロセッサに着脱自在に連結され、これにより、内視鏡１０で得られた観察画像のデータが内視鏡プロセッサに出力され、内視鏡プロセッサに接続されたモニタ装置に画像が表示されるようになっており、術者はこれによって観察を行う。
【００３４】
挿入部１４は、図１に示すように手元操作部１２の先端部に接続され、その（手元操作部１２側の）基端から（体腔内に挿入される側の）先端に向けて、軟性部２６、湾曲部（アングル部）２４、及び先端部２２の各部によって構成されている。湾曲部２４は、手元操作部１２に設けられたアングルノブ３０を回動することによって遠隔的に湾曲操作されるようになっている。これにより、先端部２２の先端面を所望の方向に向けることができる。
【００３５】
また、手元操作部１２には、送気・送水チャンネルを介して先端部２２の送気／送水口から検査部位等に送気及び送水を行うための送気・送水ボタン３２、鉗子チャンネルを介して先端部２２の鉗子口から吸引を行うための吸引ボタン３４、及び鉗子チャンネルと連通し、術者が鉗子を挿入するための開口である鉗子挿入口３６等が設けられている。
【００３６】
また、内視鏡１０は、軟性部２６の硬度（曲げ硬度）を調整する（可撓性を変更する）硬度調整装置を備えている。その詳しい構成は後述するが、軟性部２６内に密着コイルばねが配置され、軟性部先端側で密着コイルばねと固着されるとともに手元操作部１２側で固定部材に固定された密着コイルばね内を挿通されたワイヤを牽引することにより、密着コイルばねを圧縮して、密着コイルばねの硬度（曲げ硬度）を硬くすることにより、軟性部２６の可撓性を低く、つまり曲げ難くするようになっている。
【００３７】
手元操作部１２の上部には、軟性部２６の硬度（曲げ硬度）を調整する硬度調整手段の操作レバー４０が設けられている。操作レバー４０を操作すると、ワイヤ牽引部を介してワイヤが牽引される。特に、この操作レバー４０は、図１に二点鎖線で示したように、手元操作部１２を把持する左手の指が届く範囲に設けられている。また、硬度調整手段のワイヤ牽引部、及びワイヤ牽引力を受ける密着ばねの固定部材も手元操作部１２の上部に設けられている。
【００３８】
図２に、内視鏡１０の構造を長手方向に沿った断面図で示す。
【００３９】
図２に示すように、挿入部１４の湾曲部２４は、環状に形成された多数の湾曲駒４２（アングル部材）によって構成されている。隣接する湾曲駒４２は、互いに回動可能なように連結されており、手元操作部１２のアングルノブ３０（図１参照）を操作することによって、湾曲部２４が上下左右に湾曲して、先端部２２の先端面２３を任意の方向に向けることが可能となっている。
【００４０】
また、軟性部２６の内部には、硬度調整手段を構成する密着コイルばね４４（以下、単に密着ばね４４という）と、密着ばね４４内部を挿通され、牽引されることにより密着ばね４４に圧縮力を付与して密着ばね４４の硬度を硬くするためのワイヤ（硬度調整用ワイヤ）４６が配置されている。
【００４１】
密着ばね４４内を挿通されたワイヤ４６は、その一端を密着ばね４４の先端に固定され、他端は、手元操作部１２内に配置された、ここでは図示を省略したワイヤ牽引部に接続されている。そして、前述したように、手元操作部１２の上部に設けられた操作レバー４０を操作すると、ワイヤ牽引部によってワイヤ４６が牽引され、その結果、密着ばね４４が圧縮されて、密着ばね４４は硬度が硬い状態に変化する。それにより、軟性部２６は、可撓性が低く、曲げ難い状態となるように調整される。
【００４２】
図３に、ワイヤ牽引部の構成を示す。図３の左側に手元操作部１２の断面図を示し、図３の右側にワイヤ牽引機構を図の手元操作部１２の右側から見た側面図で示す。
【００４３】
図３の左側に示すように、手元操作部１２の上部に、密着ばね４４内を挿通されたワイヤ４６を牽引するための、ワイヤ牽引部のワイヤ巻き上げプーリ５０（以下、単にプーリ５０と言う）が配置され、プーリ５０には、ワイヤ４６が巻き掛けられている。また、プーリ５０は、同軸でウォームホイール（プーリ駆動ギア）５２と連結されている。
【００４４】
また、図３の右側に示すように、ウォームホイール５２は、ウォーム５４と係合している。ウォーム５４には、同軸で平歯車５６が連結されており、この平歯車５６は、操作レバー４０と結合された歯車５８と係合している。ウォームホイール５２とウォーム５４とでウォームギア（減速機構）を構成している。なお、減速機構は、ギヤからなる構成に限定されず、チェーン、ベルトによる減速機構であってもよい。
【００４５】
ワイヤ４６は、図３の右側に示すように、その端点４８を、プーリ５０に固定されている。また、手元操作部１２の上部に配置されたプーリ５０（ワイヤ牽引手段）のすぐ近くに、密着ばね４４を固定する固定部材６０が設けられている。
【００４６】
本実施形態においては、密着ばね４４を固定する固定部材６０を手元操作部１２の上部側に設け、密着ばね４４を手元操作部１２上部まで延長している。このように、硬度可変調整部、ワイヤ牽引部、及び密着ばね固定部を、手元操作部の上部にまとめて配置することにより、例えば、図３の左側に矢印で示したように、密着ばね固定部材よりも上側の手元操作部を機能拡張モジュールとして、独立モジュールとして扱うようにすることで、これらを手元操作部と軟性部の間に配置する場合に比べて、メンテナンスが容易になる。
【００４７】
術者によって操作レバー４０が操作されると、操作レバー４０と結合した歯車５８が駆動し、これによって平歯車５６が駆動される。その結果、平歯車５６と同軸で結合されたウォーム５４が駆動される。そして、ウォーム５４によってウォームホイール５２が駆動し、プーリ５０が回動して、ワイヤ４６が牽引されるようになっている。
【００４８】
また、ワイヤ４６の先端は密着ばね４４の先端に固定され、また密着ばね４４の一端は固定部材６０に固定されているため、ワイヤ４６が牽引されると、密着ばね４４は、ワイヤ牽引部のプーリ５０側に引っ張られ固定部材６０との間で圧縮されて、その硬度が硬くなるようになっている。
【００４９】
また、操作レバー４０は、図３の左側に二点鎖線で示したように、上方向と下方向に操作可能に構成されている。操作レバー４０を上方向に操作すると、歯車５８により平歯車５６が駆動され、平歯車５６とともにウォーム５４が駆動し、ウォーム５４によってウォームホイール５２が駆動されることによりプーリ５０がワイヤ４６を巻き上げる方向に回動し、ワイヤ４６が牽引され密着ばね４４が圧縮されて密着ばね４４の硬度が増し、軟性部２６の硬度が硬く（可撓性が低く）なる。また、操作レバー４０を下方向に操作すると、各歯車が上と逆方向に駆動されてプーリ５０がワイヤ４６を巻き戻す方向に回動し、ワイヤ４６が弛緩して密着ばね４４の圧縮が解除されて密着ばね４４の硬度が減少し、軟性部２６の硬度も減少する（可撓性が高くなる）。
【００５０】
このように、操作レバー４０の操作によりワイヤ４６が牽引されるが、牽引する際の操作レバー４０の操作力を軽減するために、本実施形態では、ウォームホイール５２に対して牽引をアシストするためのアシスト部材が設けられている。詳しくは後述するが、図３の左側に表示されているように、ウォームホイール５２に対して牽引アシスト部材としてねじりばね７０が設置されている。
【００５１】
なお、ここで、操作レバー４０からの操作力は、操作レバー４０の歯車５８を介してウォーム５４に伝達され、さらにウォームホイール５２を介してプーリ５０に伝達されるが、ワイヤ４６は密着ばね４４の先端に固定されており（図２参照）、挿入部１４（軟性部２６）が湾曲すると密着ばね４４も湾曲して長さが長くなる。そのため、操作レバー４０を操作しなくとも、ワイヤ４６は相対的にプーリ５０側に引き込まれ、密着ばね４４の硬度が変化してしまう。そこで、操作レバー４０を操作していなくて、硬度が０の場合に、挿入部１４を湾曲してもその硬度が変化しないようにするために、図３の右側に符号４６Ａで示すように、ワイヤ４６に初期たるみ（初期余長）を持たせている。
【００５２】
なお、術者が操作レバー４０を操作して軟性部２６の硬度を硬くしているとき、術者が操作レバー４０から手指を離しても、ウォーム５４とウォームホイール５２の歯面の摩擦によって、ウォームホイール５２がその位置で固定されるようになっている。このように、ウォーム５４によってウォームホイール５２を固定することにより、プーリ５０を任意の位置で固定し、ワイヤ４６の牽引状態を保持することができる。このようにウォームホイール５２とウォーム５４によって構成されるウォームギアは、ワイヤ牽引状態を保持するブレーキ機能（セルフロック機能）を有している。また、ウォームギアは、減速機能を有しており、ワイヤ４６に係る数十ｋｇｆに達するワイヤ牽引力をより小さい操作力に軽減するために組み込まれたものである。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、ワイヤ４６を牽引することにより、密着ばね４４の硬度を硬くするようにしているが、ワイヤ４６の先端は軟性部２６先端側で密着ばね４４と固着されているため、ワイヤ４６の牽引力は、密着ばね４４の圧縮力として、手元操作部１２上部の密着ばね４４の固定部材６０に働く。つまり、ワイヤ牽引機構と密着ばね４４の固定部材６０とを構造的に連結することで力の釣り合いを保っている。
【００５４】
図４に、ワイヤ牽引機構をより分かり易く斜視図で示し、この図により（上と説明が重複するが）ワイヤ牽引機構について再度説明する。
【００５５】
図４に示すように、牽引機構部は、ワイヤ４６から操作レバー４０に向けて、密着ばね４４の固定部材６０、内部にプーリ５０を格納するプーリハウジング６２、ウォームホイール５２、ウォーム５４、平歯車５６、及び歯車５８から構成される。なお、ウォームホイール５２に対して、牽引アシスト部材としてねじりばね７０が設置されている。
【００５６】
図４において、密着ばね４４の他端は、密着ばね固定部材６０にロウ付け等で固定される。ワイヤ４６の端部（端点４８、図３参照）は、密着ばね４４の固定部材６０に挿通され、プーリハウジング６２内のプーリ５０に固定されている。
【００５７】
プーリハウジング６２内のプーリ５０は、同軸でウォームホイール５２と連結され、このウォームホイール５２はウォーム５４に噛合されている。ウォーム５４には、同軸で平歯車５６が連結され、この平歯車５６は、操作レバー４０と同軸上に連結された歯車５８に噛合されている。
【００５８】
ウォーム５４のねじれ角は安息角（摩擦角）よりも小さくされており、これによって、ウォームホイール５２からウォーム５４への逆駆動が阻止されて、自己制動力がプーリハウジング６２内のプーリ５０に与えられている。さらに、前記減速機構の減速比は例えば、５０：１に設定されており、操作レバー４０の操作力に対して５０倍のトルクがプーリ５０に伝達されるようになっている。これにより、数十キロに達するワイヤ牽引力を、より小さい操作力に軽減できるので、操作レバー４０を片手の指で容易に操作することができる。
【００５９】
すなわち、本実施形態の牽引機構によれば、操作レバー４０の小ストロークの繰り返し回動操作によってプーリ５０に駆動を与えることができる。この牽引機構では、減速機構を介してプーリ５０を回動させるため、操作レバー４０の操作量は増加するが、その減速比に相当するトルクを得ることができるので、ワイヤ４６の牽引操作力を軽減できる。よって、図１に示すように操作レバー４０を操作部１２上部に設けたことと相まって、術者の指で操作レバー４０を容易に操作することができる。また、減速機構を使用することにより、操作レバーの１ストロークの回動でワイヤを牽引するような牽引機構部よりも機構部が大型にならず、また、操作レバー４０も小型で済むので、牽引機構部を小型化することができる。さらに、牽引されたワイヤ４６は、ウォームギヤの自己制動力によってプーリ５０に巻き上げられた状態を保持するので、軟性部２６の可撓性を容易に保持することができる。
【００６０】
術者によって操作レバー４０が回動操作されると、操作レバー４０に連結された歯車５８が駆動し、これによって平歯車５６が駆動される。その結果、ウォーム５４及びウォームホイール５２が駆動し、プーリ５０が回動してワイヤ４６が牽引、弛緩される。そして、ワイヤ４６の先端は、図２の如く密着ばね４４の先端部に固定され、また密着ばね４４の他端は、密着ばね４４の固定部材６０に固定されているため、ワイヤ４６が牽引されると、密着ばね４４は、プーリ５０側に引っ張られて、密着ばね固定部材６０との間で圧縮されて、その硬度を増す。
【００６１】
操作レバー４０を上方向に操作すると、歯車５８、平歯車５６、ウォーム５４、及びウォームホイール５２を介してプーリ５０がワイヤ４６を巻き上げる方向に回動する。これにより、ワイヤ４６が牽引されて密着ばね４４が圧縮されるので、密着ばね４４の硬度が増して軟性部２６の可撓性が低く（つまり曲げ難く）なる。
【００６２】
また、操作レバー４０を下方向に操作すると、歯車５８、平歯車５６、ウォーム５４、及びウォームホイール５２を介してプーリ５０がワイヤ４６を巻き戻す方向に回動する。これにより、ワイヤ４６が弛緩されて密着ばね４４の圧縮が解除されるので、密着ばね４４の硬度が減少して軟性部２６の可撓性が高く（つまり曲げ易く）なる。
【００６３】
また、術者が操作レバー４０を操作して軟性部２６の可撓性を硬くしているときに、術者が操作レバー４０から手指を離しても、ウォームホイール５２とウォーム５４との歯面の摩擦力によって、すなわち、自己制動力によってウォームホイール５２がその位置で固定される（セルフロック）。このようにウォームホイール５２の回動を制動することにより、プーリ５０を任意の位置で固定でき、ワイヤ４６の牽引状態を保持することができる。
【００６４】
以上の如く、実施の形態の内視鏡１０によれば、ワイヤ４６を牽引し、弛緩するプーリ５０と、プーリ５０に回転駆動力を与えるとともにプーリ５０に自己制動力を与えるウォームギヤを有する減速機構とによって牽引機構部を構成したので、牽引機構部の小型化を図るとともにワイヤ４６の牽引操作力を低減することができる。
【００６５】
次に、図５により、ウォームホイール５２に対して設置された牽引アシスト部材である、ねじりばね７０について説明する。
【００６６】
図５に、ねじりばね７０が設置されたウォームホイール５２周辺のワイヤ牽引機構を拡大した斜視図で示す。なお、図５でわかりやすくするために、図４では表示していた操作レバー４０やプーリハウジング６２は表示を省略している。
【００６７】
図５に示すように、ウォームホイール５２に対してねじりばね７０が設置されている。前述したように、ウォームホイール５２は、ワイヤ４６を巻き上げるプーリ５０と同軸で連結されるとともに、ウォーム５４と噛合されている。ねじりばね７０は、ウォームホイール５２の回転をアシストすることにより、ワイヤ４６の牽引をアシストするために設置されたものである。
【００６８】
すなわち、弾性体であるねじりばね７０は、その弾性エネルギーを用いてワイヤ牽引をアシストする。前述したように、操作レバー４０からの操作力は操作レバー４０と結合した歯車５８から平歯車５６を介してウォーム５４に伝達され、ウォーム５４からウォームホイール５２を介してプーリ５０に牽引トルクとして伝達される。本実施形態においては、弾性体としてねじりばね７０を用い、ウォームホイール５２の回転をねじりばね７０の弾性エネルギーでアシストする。
【００６９】
図５に示すようにねじりばね７０は、ウォームホイール５２と略同心、同軸上に設けられ、その一端７０Ａをウォームホイール５２に固定するとともに、他端７０Ｂを密着ばね４４と構造的に連結する支持部材７２に固定される。
【００７０】
図６に、ねじりばね７０が取り付けられたウォームホイール５２を示す。
【００７１】
図６に示すように、ねじりばね７０は、ワイヤ牽引力が発生しない密着ばね４４の曲げ硬度が０の状態で、圧縮、引っ張り、又はねじれの少なくとも一つの状態にあり、弾性エネルギーを保持しており、ワイヤ４６を牽引する方向に回転トルクを発生するようになっている。また、ねじりばね７０は、密着ばね４４の曲げ硬度が最大硬度の状態で、弾性エネルギーが０以上であり、曲げ硬度が０から最大硬度の間で弾性エネルギーが０になることがないように配置され、ワイヤ４６を弛緩する方向に回転トルクを発生しないねじり状態（弾性エネルギーを溜めた状態）で固定される。
【００７２】
次に、上記のような構成とした場合の牽引トルクの軽減効果を、図７、図８を用いて説明する。
【００７３】
図７は、ワイヤ牽引量（牽引量によって密着ばね４４の硬度が決まるので、硬度といってもよい）と、牽引トルクの関係を示したものである。図７において、実線のグラフは、ねじりばね７０によるアシストがない場合に操作レバー４０の操作力のみでワイヤ４６を牽引したときの牽引トルクを示し、一点鎖線のグラフは、操作レバー４０の操作力にねじりばね７０のアシストを加えたときの牽引トルクを示す。
【００７４】
また、図８は、牽引量とねじりばね７０の回転トルクとの関係を示したものである。
【００７５】
ねじりばね７０を上記のような構成で設けた場合、硬度０から最大硬度まで牽引量が長くなるに従って、図８に示すように、ねじりばね７０による回転トルクは単調減少で変化する。
【００７６】
このねじりばね７０による回転トルクをアシストがない場合の牽引トルクから差し引くと、図７の一点鎖線のような牽引トルクが得られる。このアシストがある場合の牽引トルクのグラフ（一点鎖線のグラフ）は、牽引量が少ない領域では、牽引トルクがマイナスとなり、ねじりばね７０の力のみで牽引可能であることを示している。同時に最大硬度での牽引力も軽減されることがわかる。
【００７７】
ただし、本実施形態では、ねじりばね７０をウォームホイール５２に設けているため、牽引トルクがマイナスとなっても、ウォーム５４によるブレーキ機能によってウォームホイール５２が固定されるため、術者が操作レバー４０を操作しないのにワイヤ４６が牽引されることはなく、硬度が上昇することはない。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、操作レバー４０を操作部１２上部の左手の指で操作可能な範囲に配置するとともに、ワイヤ牽引力を伝達する可動部分の一つであるウォームホイール５２にねじりばね７０を設置して、ねじりばね７０の弾性エネルギーによって牽引力をアシストするようにしたため、ワイヤ牽引手段の操作力を軽減し、特に術者が片手の指で硬度調整できるようにその操作負荷が低減され、術者は片手の指で簡単に軟性部の硬度調整を行うことができる。また、ウォームホイール５２とウォーム５４で構成されるウォームギアのブレーキ機能により、ワイヤ４６をある硬度にしたとき、その硬度状態を保持することができる。
【００７９】
また、上述した実施形態の変形例として、ねじりばね７０以外の、弾性エネルギーを溜めることができる弾性体を用いることが考えられる。
【００８０】
例えば、図９に示すように、ウォームホイール５２に対してゼンマイばね７４を設置して、ゼンマイばね７４の弾性エネルギーを牽引アシストに用いてもよい。
【００８１】
又は、図１０に示すように、ウォームホイール５２と噛合するラックギア７６と圧縮ばね７８の組み合わせを用いてもよい。あるいは、このとき圧縮ばね７８の代わりに引っ張りばねをラックギア７６と組み合わせてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、アシスト機構（ねじりばね７０）をウォームホイール５２に設置していたが、アシスト機構を設ける位置はウォームホイール５２に限定されるものではない。例えば、ウォーム５４、平歯車５６、操作レバー４０など、ワイヤ牽引力を伝達する可動部材にアシスト機構を設けることができる。なお、ウォーム５４や平歯車５６あるいは操作レバー４０にアシスト機構を設ける場合には、硬度状態を保持するために、別途ブレーキ機能を設ける必要があるが、減速されているため、弾性体の弾性エネルギーは小さくて済む。
【００８３】
以上、本発明に係る内視鏡及び硬度調整装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８４】
１０…内視鏡、１２…手元操作部、１４…挿入部、１６…ユニバーサルケーブル、２２…先端部、２４…湾曲部（アングル部）、２６…軟性部、３０…アングルノブ、３２…送気・送水ボタン、３４…吸引ボタン、３６…鉗子挿入口、４０…操作レバー、４２…湾曲駒、４４…密着ばね、４６…ワイヤ、４８…ワイヤの端点、５０…ワイヤ巻き上げプーリ、５２…ウォームホイール、５４…ウォーム、５６…平歯車、５８…歯車、６０…（密着ばねの）固定部材、６２…プーリハウジング、７０…ねじりばね、７４…ゼンマイばね、７６…ラックギア、７８…圧縮ばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡及び硬度調整装置に関し、特に、内視鏡挿入部における軟性部の可撓性を変更可能とした内視鏡及び硬度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野において、内視鏡を利用した医療診断が広く行われており、特に、体腔内に挿入される内視鏡の挿入先端部にＣＣＤなどの撮像素子を内蔵して体腔内の画像を撮影し、プロセッサ装置で信号処理を施してモニタに表示し、これを医者が観察して診断に用いたり、あるいは、処置具挿通用のチャンネルから処置具を挿入して、例えば試料の採取やポリープの切除等の処置を行うようにしている。
【０００３】
内視鏡は、一般に、施術者（以下単に術者という）が把持して操作する本体操作部と、この本体操作部に対して体腔内等へ挿入される挿入部を連接するとともに、本体操作部からコネクタ部等に接続するためのユニバーサルコードを引き出すことにより大略構成され、ユニバーサルコードは本体操作部から延在させて、その他端部は光源装置（光源装置およびプロセッサ）に着脱可能に接続される。
【０００４】
内視鏡の挿入部は、複雑に屈曲した挿入経路内にも挿入できるように、可撓性を有する軟性部を有している。しかし、この可撓性のために挿入部の先端側の方向が定まらず、目標とする方向に挿入することが難しいという問題がある。また、体腔内に挿入している際、何らかの処置や観察を行うために、挿入部がそのときの形状で固定されていることが望ましい場合がある。これに対して従来、挿入部の軟性部内にコイルパイプ（密着ばね）を配置し、そのコイルパイプの中を挿通したワイヤを牽引することによりコイルパイプを圧縮してその硬度（曲げ硬度）を変更するようにした硬度調整手段が知られていた。
【０００５】
しかし、コイルパイプが必要な硬さになるようにワイヤを牽引するには非常に大きな力が必要とされ、またさらに一時的に硬くするだけでなく、上述したようにコイルパイプを硬くした状態をそのまま保持しておく必要もある。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献１には、硬度調整ノブを回転すると、カム筒体のカム溝内をピンが移動して、移動リングが移動することによりワイヤが牽引されて硬度が硬くなるようにするとともに、硬度調整ノブの内周面にＯリングを配置して、このＯリングによる摩擦力により、硬度調整ノブを操作した手を離してもその硬度状態を保持できるようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、術者は、従来左手に操作部を持つとともに右手に軟性部を持ち、挿入・診断・治療等の作業を行っているので、上記従来のものにおいて硬度調整ノブを回転させるためには、軟性部を持っている右手を一時的に離して、右手で硬度調整ノブを回転させるか、操作部を持っている左手を一度持ち替えて硬度調整ノブを握らなければならないが、一時的に手を離したり持ち替えたりしていると、内視鏡の挿入位置が変わってしまうという問題がある。
【０００９】
また、コイルパイプ（密着ばね）を用いた硬度調整手段において、密着ばねに圧縮力を与えるために必要なワイヤの牽引力は数十ｋｇｆに達する。このとき操作レバーを操作することによってワイヤを牽引する牽引機構を用いた場合、片手の指で操作レバーを操作可能なように牽引機構の減速機能によってできる限り術者の操作力を小さくすることが望ましいが、相対的に操作レバーの操作ストロークが増大してしまい、操作の煩雑さが増すという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ワイヤ牽引手段の操作力を軽減し、術者が片手の指で硬度調整できるようにその操作負荷を低減するとともに、ワイヤ牽引手段に硬度状態を保持する機能を持たせた内視鏡及び硬度調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内視鏡挿入部の軟性部の可撓性を可変とするように、その曲げ硬度を変更することが可能な前記軟性部内に配置された密着コイルばねと、前記密着コイルばねの先端部と固定され、前記密着コイルばねを挿通するように設けられたワイヤと、前記密着コイルばねの後端部を固定する固定手段と、前記ワイヤを牽引するワイヤ牽引機構と、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材と、前記操作部材が前記ワイヤ牽引機構を操作して前記ワイヤを牽引する際の操作力を、その弾性エネルギーにより軽減するよう、前記ワイヤ牽引機構に設けられた弾性体と、を備えたことを特徴とする硬度調整装置を提供する。
【００１２】
これにより、弾性エネルギーによってワイヤ牽引機構を操作する操作部材の操作力を軽減することができ、ワイヤを軽い力で容易に牽引することができ、硬度調整装置の操作性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２に示すように、前記弾性体は、ワイヤ牽引力が発生しない、前記密着ばねの曲げ硬度が０の状態で、圧縮、引っ張り又はねじれ、の少なくとも一つの状態にあり、弾性エネルギーを保持していることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に示すように、前記弾性体は、前記密着ばねの曲げ硬度が最大硬度の状態で、弾性エネルギーが０以上であり、前記曲げ硬度が０から最大硬度の間で、弾性エネルギーが０になることがないように配置されたことを特徴とする。
【００１５】
このように、弾性体がエネルギーを溜めていることにより、操作部材を操作したときに弾性体の弾性エネルギーによって操作力をアシストすることが可能となる。
【００１６】
また、請求項４に示すように、前記弾性体は、前記ワイヤ牽引機構を構成するワイヤ牽引力を伝達する可動部材のうちの少なくとも一つに設けられたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に示すように、前記弾性体が設けられる可動部材は、操作レバー、平歯車、ウォーム、ウォームホイールのうちの少なくとも一つであることを特徴とする。
【００１８】
このように、弾性体を取り付ける場所は特に限定されず、ワイヤ牽引力を伝達する可動部材のいずれか一つに設ければよい。
【００１９】
また、請求項６に示すように、前記弾性体は、引っ張りばね、圧縮ばね、ねじりばね又はゼンマイばねのうち少なくとも一つを用いていることを特徴とする。
【００２０】
このように、弾性体として様々なものを用いることができる。
【００２１】
また、請求項７に示すように、前記ワイヤ牽引機構は、前記操作部材からの操作力が作用していない場合に、弾性体の弾性エネルギーのみで前記ワイヤが牽引されないようにする制動手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項８に示すように、前記制動手段は、ウォームとウォームホイールによる摩擦力を利用したものであることを特徴とする。
【００２３】
これにより、操作部材による操作力がワイヤ牽引機構に働いていない場合でも、そのときの硬度状態を保持することができる。
【００２４】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の硬度調整装置を備えたことを特徴とする内視鏡を提供する。
【００２５】
これにより、弾性エネルギーによってワイヤ牽引機構を操作する操作部材の操作力を軽減することができ、ワイヤを軽い力で容易に牽引することができ、硬度調整装置の操作性を向上させることができる。
【００２６】
また、請求項１０に示すように、請求項９に記載の内視鏡であって、さらに、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材を、内視鏡の手元操作部の上部の、該手元操作部を把持する術者の片方の手で操作することが可能な範囲に設けたことを特徴とする。
【００２７】
これにより、硬度調整の操作負荷を軽減することができ、術者は片手の指で容易にワイヤ牽引機構を操作することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、弾性エネルギーによってワイヤ牽引機構を操作する操作部材の操作力を軽減することができ、ワイヤを軽い力で容易に牽引することができ、硬度調整装置の操作性を向上させることができる。また特に、術者は片手の指で容易にワイヤ牽引機構を操作することができるとともに、操作部材による操作力がワイヤ牽引機構に働いていない場合でも、そのときの硬度状態を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る内視鏡の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】内視鏡の内部構造を示す、長手方向に沿った断面図である。
【図３】ワイヤ牽引部の構成を示す、手元操作部の断面図である。
【図４】ワイヤ牽引部の構成を示した斜視図である。
【図５】ワイヤ牽引部に牽引アシスト部材を設けた様子を示す拡大斜視図である。
【図６】ウォームホイールにねじりばねを取り付けた様子を示す説明図である。
【図７】牽引量と牽引トルクの関係を示す線図である。
【図８】牽引量とねじりばねトルクの関係を示す線図である。
【図９】本実施形態の変形例としてウォームホイールにゼンマイばねを取り付けた様子を示す説明図である。
【図１０】同じく本実施形態の変形例としてウォームホイールにラックギアと圧縮ばねを取り付けた様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る内視鏡及び硬度調整装置について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る内視鏡の一実施形態を示す概略構成図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の内視鏡１０は、手元操作部１２と、この手元操作部１２に連接される挿入部１４とを備えている。術者は、手元操作部１２を図に二点鎖線で示す左手で把持して操作しつつ、図示を省略した右手で挿入部１４を把持して挿入部１４を被検者の体腔内に挿入することによって観察を行う。
【００３３】
手元操作部１２には、ユニバーサルケーブル１６が接続され、図示を省略するが、ユニバーサルケーブル１６の先端には、ＬＧコネクタが設けられ、ＬＧコネクタを光源装置に着脱自在に連結することによって、挿入部１４の先端部に配設された照明光学系に照明光が送られるようになっている。また、同様に図示を省略するが、ＬＧコネクタには、ユニバーサルケーブル１６を介して電気コネクタも接続されており、電気コネクタが内視鏡プロセッサに着脱自在に連結され、これにより、内視鏡１０で得られた観察画像のデータが内視鏡プロセッサに出力され、内視鏡プロセッサに接続されたモニタ装置に画像が表示されるようになっており、術者はこれによって観察を行う。
【００３４】
挿入部１４は、図１に示すように手元操作部１２の先端部に接続され、その（手元操作部１２側の）基端から（体腔内に挿入される側の）先端に向けて、軟性部２６、湾曲部（アングル部）２４、及び先端部２２の各部によって構成されている。湾曲部２４は、手元操作部１２に設けられたアングルノブ３０を回動することによって遠隔的に湾曲操作されるようになっている。これにより、先端部２２の先端面を所望の方向に向けることができる。
【００３５】
また、手元操作部１２には、送気・送水チャンネルを介して先端部２２の送気／送水口から検査部位等に送気及び送水を行うための送気・送水ボタン３２、鉗子チャンネルを介して先端部２２の鉗子口から吸引を行うための吸引ボタン３４、及び鉗子チャンネルと連通し、術者が鉗子を挿入するための開口である鉗子挿入口３６等が設けられている。
【００３６】
また、内視鏡１０は、軟性部２６の硬度（曲げ硬度）を調整する（可撓性を変更する）硬度調整装置を備えている。その詳しい構成は後述するが、軟性部２６内に密着コイルばねが配置され、軟性部先端側で密着コイルばねと固着されるとともに手元操作部１２側で固定部材に固定された密着コイルばね内を挿通されたワイヤを牽引することにより、密着コイルばねを圧縮して、密着コイルばねの硬度（曲げ硬度）を硬くすることにより、軟性部２６の可撓性を低く、つまり曲げ難くするようになっている。
【００３７】
手元操作部１２の上部には、軟性部２６の硬度（曲げ硬度）を調整する硬度調整手段の操作レバー４０が設けられている。操作レバー４０を操作すると、ワイヤ牽引部を介してワイヤが牽引される。特に、この操作レバー４０は、図１に二点鎖線で示したように、手元操作部１２を把持する左手の指が届く範囲に設けられている。また、硬度調整手段のワイヤ牽引部、及びワイヤ牽引力を受ける密着ばねの固定部材も手元操作部１２の上部に設けられている。
【００３８】
図２に、内視鏡１０の構造を長手方向に沿った断面図で示す。
【００３９】
図２に示すように、挿入部１４の湾曲部２４は、環状に形成された多数の湾曲駒４２（アングル部材）によって構成されている。隣接する湾曲駒４２は、互いに回動可能なように連結されており、手元操作部１２のアングルノブ３０（図１参照）を操作することによって、湾曲部２４が上下左右に湾曲して、先端部２２の先端面２３を任意の方向に向けることが可能となっている。
【００４０】
また、軟性部２６の内部には、硬度調整手段を構成する密着コイルばね４４（以下、単に密着ばね４４という）と、密着ばね４４内部を挿通され、牽引されることにより密着ばね４４に圧縮力を付与して密着ばね４４の硬度を硬くするためのワイヤ（硬度調整用ワイヤ）４６が配置されている。
【００４１】
密着ばね４４内を挿通されたワイヤ４６は、その一端を密着ばね４４の先端に固定され、他端は、手元操作部１２内に配置された、ここでは図示を省略したワイヤ牽引部に接続されている。そして、前述したように、手元操作部１２の上部に設けられた操作レバー４０を操作すると、ワイヤ牽引部によってワイヤ４６が牽引され、その結果、密着ばね４４が圧縮されて、密着ばね４４は硬度が硬い状態に変化する。それにより、軟性部２６は、可撓性が低く、曲げ難い状態となるように調整される。
【００４２】
図３に、ワイヤ牽引部の構成を示す。図３の左側に手元操作部１２の断面図を示し、図３の右側にワイヤ牽引機構を図の手元操作部１２の右側から見た側面図で示す。
【００４３】
図３の左側に示すように、手元操作部１２の上部に、密着ばね４４内を挿通されたワイヤ４６を牽引するための、ワイヤ牽引部のワイヤ巻き上げプーリ５０（以下、単にプーリ５０と言う）が配置され、プーリ５０には、ワイヤ４６が巻き掛けられている。また、プーリ５０は、同軸でウォームホイール（プーリ駆動ギア）５２と連結されている。
【００４４】
また、図３の右側に示すように、ウォームホイール５２は、ウォーム５４と係合している。ウォーム５４には、同軸で平歯車５６が連結されており、この平歯車５６は、操作レバー４０と結合された歯車５８と係合している。ウォームホイール５２とウォーム５４とでウォームギア（減速機構）を構成している。なお、減速機構は、ギヤからなる構成に限定されず、チェーン、ベルトによる減速機構であってもよい。
【００４５】
ワイヤ４６は、図３の右側に示すように、その端点４８を、プーリ５０に固定されている。また、手元操作部１２の上部に配置されたプーリ５０（ワイヤ牽引手段）のすぐ近くに、密着ばね４４を固定する固定部材６０が設けられている。
【００４６】
本実施形態においては、密着ばね４４を固定する固定部材６０を手元操作部１２の上部側に設け、密着ばね４４を手元操作部１２上部まで延長している。このように、硬度可変調整部、ワイヤ牽引部、及び密着ばね固定部を、手元操作部の上部にまとめて配置することにより、例えば、図３の左側に矢印で示したように、密着ばね固定部材よりも上側の手元操作部を機能拡張モジュールとして、独立モジュールとして扱うようにすることで、これらを手元操作部と軟性部の間に配置する場合に比べて、メンテナンスが容易になる。
【００４７】
術者によって操作レバー４０が操作されると、操作レバー４０と結合した歯車５８が駆動し、これによって平歯車５６が駆動される。その結果、平歯車５６と同軸で結合されたウォーム５４が駆動される。そして、ウォーム５４によってウォームホイール５２が駆動し、プーリ５０が回動して、ワイヤ４６が牽引されるようになっている。
【００４８】
また、ワイヤ４６の先端は密着ばね４４の先端に固定され、また密着ばね４４の一端は固定部材６０に固定されているため、ワイヤ４６が牽引されると、密着ばね４４は、ワイヤ牽引部のプーリ５０側に引っ張られ固定部材６０との間で圧縮されて、その硬度が硬くなるようになっている。
【００４９】
また、操作レバー４０は、図３の左側に二点鎖線で示したように、上方向と下方向に操作可能に構成されている。操作レバー４０を上方向に操作すると、歯車５８により平歯車５６が駆動され、平歯車５６とともにウォーム５４が駆動し、ウォーム５４によってウォームホイール５２が駆動されることによりプーリ５０がワイヤ４６を巻き上げる方向に回動し、ワイヤ４６が牽引され密着ばね４４が圧縮されて密着ばね４４の硬度が増し、軟性部２６の硬度が硬く（可撓性が低く）なる。また、操作レバー４０を下方向に操作すると、各歯車が上と逆方向に駆動されてプーリ５０がワイヤ４６を巻き戻す方向に回動し、ワイヤ４６が弛緩して密着ばね４４の圧縮が解除されて密着ばね４４の硬度が減少し、軟性部２６の硬度も減少する（可撓性が高くなる）。
【００５０】
このように、操作レバー４０の操作によりワイヤ４６が牽引されるが、牽引する際の操作レバー４０の操作力を軽減するために、本実施形態では、ウォームホイール５２に対して牽引をアシストするためのアシスト部材が設けられている。詳しくは後述するが、図３の左側に表示されているように、ウォームホイール５２に対して牽引アシスト部材としてねじりばね７０が設置されている。
【００５１】
なお、ここで、操作レバー４０からの操作力は、操作レバー４０の歯車５８を介してウォーム５４に伝達され、さらにウォームホイール５２を介してプーリ５０に伝達されるが、ワイヤ４６は密着ばね４４の先端に固定されており（図２参照）、挿入部１４（軟性部２６）が湾曲すると密着ばね４４も湾曲して長さが長くなる。そのため、操作レバー４０を操作しなくとも、ワイヤ４６は相対的にプーリ５０側に引き込まれ、密着ばね４４の硬度が変化してしまう。そこで、操作レバー４０を操作していなくて、硬度が０の場合に、挿入部１４を湾曲してもその硬度が変化しないようにするために、図３の右側に符号４６Ａで示すように、ワイヤ４６に初期たるみ（初期余長）を持たせている。
【００５２】
なお、術者が操作レバー４０を操作して軟性部２６の硬度を硬くしているとき、術者が操作レバー４０から手指を離しても、ウォーム５４とウォームホイール５２の歯面の摩擦によって、ウォームホイール５２がその位置で固定されるようになっている。このように、ウォーム５４によってウォームホイール５２を固定することにより、プーリ５０を任意の位置で固定し、ワイヤ４６の牽引状態を保持することができる。このようにウォームホイール５２とウォーム５４によって構成されるウォームギアは、ワイヤ牽引状態を保持するブレーキ機能（セルフロック機能）を有している。また、ウォームギアは、減速機能を有しており、ワイヤ４６に係る数十ｋｇｆに達するワイヤ牽引力をより小さい操作力に軽減するために組み込まれたものである。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、ワイヤ４６を牽引することにより、密着ばね４４の硬度を硬くするようにしているが、ワイヤ４６の先端は軟性部２６先端側で密着ばね４４と固着されているため、ワイヤ４６の牽引力は、密着ばね４４の圧縮力として、手元操作部１２上部の密着ばね４４の固定部材６０に働く。つまり、ワイヤ牽引機構と密着ばね４４の固定部材６０とを構造的に連結することで力の釣り合いを保っている。
【００５４】
図４に、ワイヤ牽引機構をより分かり易く斜視図で示し、この図により（上と説明が重複するが）ワイヤ牽引機構について再度説明する。
【００５５】
図４に示すように、牽引機構部は、ワイヤ４６から操作レバー４０に向けて、密着ばね４４の固定部材６０、内部にプーリ５０を格納するプーリハウジング６２、ウォームホイール５２、ウォーム５４、平歯車５６、及び歯車５８から構成される。なお、ウォームホイール５２に対して、牽引アシスト部材としてねじりばね７０が設置されている。
【００５６】
図４において、密着ばね４４の他端は、密着ばね固定部材６０にロウ付け等で固定される。ワイヤ４６の端部（端点４８、図３参照）は、密着ばね４４の固定部材６０に挿通され、プーリハウジング６２内のプーリ５０に固定されている。
【００５７】
プーリハウジング６２内のプーリ５０は、同軸でウォームホイール５２と連結され、このウォームホイール５２はウォーム５４に噛合されている。ウォーム５４には、同軸で平歯車５６が連結され、この平歯車５６は、操作レバー４０と同軸上に連結された歯車５８に噛合されている。
【００５８】
ウォーム５４のねじれ角は安息角（摩擦角）よりも小さくされており、これによって、ウォームホイール５２からウォーム５４への逆駆動が阻止されて、自己制動力がプーリハウジング６２内のプーリ５０に与えられている。さらに、前記減速機構の減速比は例えば、５０：１に設定されており、操作レバー４０の操作力に対して５０倍のトルクがプーリ５０に伝達されるようになっている。これにより、数十キロに達するワイヤ牽引力を、より小さい操作力に軽減できるので、操作レバー４０を片手の指で容易に操作することができる。
【００５９】
すなわち、本実施形態の牽引機構によれば、操作レバー４０の小ストロークの繰り返し回動操作によってプーリ５０に駆動を与えることができる。この牽引機構では、減速機構を介してプーリ５０を回動させるため、操作レバー４０の操作量は増加するが、その減速比に相当するトルクを得ることができるので、ワイヤ４６の牽引操作力を軽減できる。よって、図１に示すように操作レバー４０を操作部１２上部に設けたことと相まって、術者の指で操作レバー４０を容易に操作することができる。また、減速機構を使用することにより、操作レバーの１ストロークの回動でワイヤを牽引するような牽引機構部よりも機構部が大型にならず、また、操作レバー４０も小型で済むので、牽引機構部を小型化することができる。さらに、牽引されたワイヤ４６は、ウォームギヤの自己制動力によってプーリ５０に巻き上げられた状態を保持するので、軟性部２６の可撓性を容易に保持することができる。
【００６０】
術者によって操作レバー４０が回動操作されると、操作レバー４０に連結された歯車５８が駆動し、これによって平歯車５６が駆動される。その結果、ウォーム５４及びウォームホイール５２が駆動し、プーリ５０が回動してワイヤ４６が牽引、弛緩される。そして、ワイヤ４６の先端は、図２の如く密着ばね４４の先端部に固定され、また密着ばね４４の他端は、密着ばね４４の固定部材６０に固定されているため、ワイヤ４６が牽引されると、密着ばね４４は、プーリ５０側に引っ張られて、密着ばね固定部材６０との間で圧縮されて、その硬度を増す。
【００６１】
操作レバー４０を上方向に操作すると、歯車５８、平歯車５６、ウォーム５４、及びウォームホイール５２を介してプーリ５０がワイヤ４６を巻き上げる方向に回動する。これにより、ワイヤ４６が牽引されて密着ばね４４が圧縮されるので、密着ばね４４の硬度が増して軟性部２６の可撓性が低く（つまり曲げ難く）なる。
【００６２】
また、操作レバー４０を下方向に操作すると、歯車５８、平歯車５６、ウォーム５４、及びウォームホイール５２を介してプーリ５０がワイヤ４６を巻き戻す方向に回動する。これにより、ワイヤ４６が弛緩されて密着ばね４４の圧縮が解除されるので、密着ばね４４の硬度が減少して軟性部２６の可撓性が高く（つまり曲げ易く）なる。
【００６３】
また、術者が操作レバー４０を操作して軟性部２６の可撓性を硬くしているときに、術者が操作レバー４０から手指を離しても、ウォームホイール５２とウォーム５４との歯面の摩擦力によって、すなわち、自己制動力によってウォームホイール５２がその位置で固定される（セルフロック）。このようにウォームホイール５２の回動を制動することにより、プーリ５０を任意の位置で固定でき、ワイヤ４６の牽引状態を保持することができる。
【００６４】
以上の如く、実施の形態の内視鏡１０によれば、ワイヤ４６を牽引し、弛緩するプーリ５０と、プーリ５０に回転駆動力を与えるとともにプーリ５０に自己制動力を与えるウォームギヤを有する減速機構とによって牽引機構部を構成したので、牽引機構部の小型化を図るとともにワイヤ４６の牽引操作力を低減することができる。
【００６５】
次に、図５により、ウォームホイール５２に対して設置された牽引アシスト部材である、ねじりばね７０について説明する。
【００６６】
図５に、ねじりばね７０が設置されたウォームホイール５２周辺のワイヤ牽引機構を拡大した斜視図で示す。なお、図５でわかりやすくするために、図４では表示していた操作レバー４０やプーリハウジング６２は表示を省略している。
【００６７】
図５に示すように、ウォームホイール５２に対してねじりばね７０が設置されている。前述したように、ウォームホイール５２は、ワイヤ４６を巻き上げるプーリ５０と同軸で連結されるとともに、ウォーム５４と噛合されている。ねじりばね７０は、ウォームホイール５２の回転をアシストすることにより、ワイヤ４６の牽引をアシストするために設置されたものである。
【００６８】
すなわち、弾性体であるねじりばね７０は、その弾性エネルギーを用いてワイヤ牽引をアシストする。前述したように、操作レバー４０からの操作力は操作レバー４０と結合した歯車５８から平歯車５６を介してウォーム５４に伝達され、ウォーム５４からウォームホイール５２を介してプーリ５０に牽引トルクとして伝達される。本実施形態においては、弾性体としてねじりばね７０を用い、ウォームホイール５２の回転をねじりばね７０の弾性エネルギーでアシストする。
【００６９】
図５に示すようにねじりばね７０は、ウォームホイール５２と略同心、同軸上に設けられ、その一端７０Ａをウォームホイール５２に固定するとともに、他端７０Ｂを密着ばね４４と構造的に連結する支持部材７２に固定される。
【００７０】
図６に、ねじりばね７０が取り付けられたウォームホイール５２を示す。
【００７１】
図６に示すように、ねじりばね７０は、ワイヤ牽引力が発生しない密着ばね４４の曲げ硬度が０の状態で、圧縮、引っ張り、又はねじれの少なくとも一つの状態にあり、弾性エネルギーを保持しており、ワイヤ４６を牽引する方向に回転トルクを発生するようになっている。また、ねじりばね７０は、密着ばね４４の曲げ硬度が最大硬度の状態で、弾性エネルギーが０以上であり、曲げ硬度が０から最大硬度の間で弾性エネルギーが０になることがないように配置され、ワイヤ４６を弛緩する方向に回転トルクを発生しないねじり状態（弾性エネルギーを溜めた状態）で固定される。
【００７２】
次に、上記のような構成とした場合の牽引トルクの軽減効果を、図７、図８を用いて説明する。
【００７３】
図７は、ワイヤ牽引量（牽引量によって密着ばね４４の硬度が決まるので、硬度といってもよい）と、牽引トルクの関係を示したものである。図７において、実線のグラフは、ねじりばね７０によるアシストがない場合に操作レバー４０の操作力のみでワイヤ４６を牽引したときの牽引トルクを示し、一点鎖線のグラフは、操作レバー４０の操作力にねじりばね７０のアシストを加えたときの牽引トルクを示す。
【００７４】
また、図８は、牽引量とねじりばね７０の回転トルクとの関係を示したものである。
【００７５】
ねじりばね７０を上記のような構成で設けた場合、硬度０から最大硬度まで牽引量が長くなるに従って、図８に示すように、ねじりばね７０による回転トルクは単調減少で変化する。
【００７６】
このねじりばね７０による回転トルクをアシストがない場合の牽引トルクから差し引くと、図７の一点鎖線のような牽引トルクが得られる。このアシストがある場合の牽引トルクのグラフ（一点鎖線のグラフ）は、牽引量が少ない領域では、牽引トルクがマイナスとなり、ねじりばね７０の力のみで牽引可能であることを示している。同時に最大硬度での牽引力も軽減されることがわかる。
【００７７】
ただし、本実施形態では、ねじりばね７０をウォームホイール５２に設けているため、牽引トルクがマイナスとなっても、ウォーム５４によるブレーキ機能によってウォームホイール５２が固定されるため、術者が操作レバー４０を操作しないのにワイヤ４６が牽引されることはなく、硬度が上昇することはない。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、操作レバー４０を操作部１２上部の左手の指で操作可能な範囲に配置するとともに、ワイヤ牽引力を伝達する可動部分の一つであるウォームホイール５２にねじりばね７０を設置して、ねじりばね７０の弾性エネルギーによって牽引力をアシストするようにしたため、ワイヤ牽引手段の操作力を軽減し、特に術者が片手の指で硬度調整できるようにその操作負荷が低減され、術者は片手の指で簡単に軟性部の硬度調整を行うことができる。また、ウォームホイール５２とウォーム５４で構成されるウォームギアのブレーキ機能により、ワイヤ４６をある硬度にしたとき、その硬度状態を保持することができる。
【００７９】
また、上述した実施形態の変形例として、ねじりばね７０以外の、弾性エネルギーを溜めることができる弾性体を用いることが考えられる。
【００８０】
例えば、図９に示すように、ウォームホイール５２に対してゼンマイばね７４を設置して、ゼンマイばね７４の弾性エネルギーを牽引アシストに用いてもよい。
【００８１】
又は、図１０に示すように、ウォームホイール５２と噛合するラックギア７６と圧縮ばね７８の組み合わせを用いてもよい。あるいは、このとき圧縮ばね７８の代わりに引っ張りばねをラックギア７６と組み合わせてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、アシスト機構（ねじりばね７０）をウォームホイール５２に設置していたが、アシスト機構を設ける位置はウォームホイール５２に限定されるものではない。例えば、ウォーム５４、平歯車５６、操作レバー４０など、ワイヤ牽引力を伝達する可動部材にアシスト機構を設けることができる。なお、ウォーム５４や平歯車５６あるいは操作レバー４０にアシスト機構を設ける場合には、硬度状態を保持するために、別途ブレーキ機能を設ける必要があるが、減速されているため、弾性体の弾性エネルギーは小さくて済む。
【００８３】
以上、本発明に係る内視鏡及び硬度調整装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８４】
１０…内視鏡、１２…手元操作部、１４…挿入部、１６…ユニバーサルケーブル、２２…先端部、２４…湾曲部（アングル部）、２６…軟性部、３０…アングルノブ、３２…送気・送水ボタン、３４…吸引ボタン、３６…鉗子挿入口、４０…操作レバー、４２…湾曲駒、４４…密着ばね、４６…ワイヤ、４８…ワイヤの端点、５０…ワイヤ巻き上げプーリ、５２…ウォームホイール、５４…ウォーム、５６…平歯車、５８…歯車、６０…（密着ばねの）固定部材、６２…プーリハウジング、７０…ねじりばね、７４…ゼンマイばね、７６…ラックギア、７８…圧縮ばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の軟性部の可撓性を可変とするように、その曲げ硬度を変更することが可能な前記軟性部内に配置された密着コイルばねと、
前記密着コイルばねの先端部と固定され、前記密着コイルばねを挿通するように設けられたワイヤと、
前記密着コイルばねの後端部を固定する固定手段と、
前記ワイヤを牽引するワイヤ牽引機構と、
前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材と、
前記操作部材が前記ワイヤ牽引機構を操作して前記ワイヤを牽引する際の操作力を、その弾性エネルギーにより軽減するよう、前記ワイヤ牽引機構に設けられた弾性体と、
を備えたことを特徴とする硬度調整装置。
【請求項２】
前記弾性体は、ワイヤ牽引力が発生しない、前記密着ばねの曲げ硬度が０の状態で、圧縮、引っ張り又はねじれ、の少なくとも一つの状態にあり、弾性エネルギーを保持していることを特徴とする請求項１に記載の硬度調整装置。
【請求項３】
前記弾性体は、前記密着ばねの曲げ硬度が最大硬度の状態で、弾性エネルギーが０以上であり、前記曲げ硬度が０から最大硬度の間で、弾性エネルギーが０になることがないように配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の硬度調整装置。
【請求項４】
前記弾性体は、前記ワイヤ牽引機構を構成するワイヤ牽引力を伝達する可動部材のうちの少なくとも一つに設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硬度調整装置。
【請求項５】
前記弾性体が設けられる可動部材は、操作レバー、平歯車、ウォーム、ウォームホイールのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４に記載の硬度調整装置。
【請求項６】
前記弾性体は、引っ張りばね、圧縮ばね、ねじりばね又はゼンマイばねのうち少なくとも一つを用いていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の硬度調整装置。
【請求項７】
前記ワイヤ牽引機構は、前記操作部材からの操作力が作用していない場合に、弾性体の弾性エネルギーのみで前記ワイヤが牽引されないようにする制動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の硬度調整装置。
【請求項８】
前記制動手段は、ウォームとウォームホイールによる摩擦力を利用したものであることを特徴とする請求項７に記載の硬度調整装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の硬度調整装置を備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項１０】
請求項９に記載の内視鏡であって、さらに、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材を、内視鏡の手元操作部の上部の、該手元操作部を把持する術者の片方の手で操作することが可能な範囲に設けたことを特徴とする内視鏡。
【請求項１】
内視鏡挿入部の軟性部の可撓性を可変とするように、その曲げ硬度を変更することが可能な前記軟性部内に配置された密着コイルばねと、
前記密着コイルばねの先端部と固定され、前記密着コイルばねを挿通するように設けられたワイヤと、
前記密着コイルばねの後端部を固定する固定手段と、
前記ワイヤを牽引するワイヤ牽引機構と、
前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材と、
前記操作部材が前記ワイヤ牽引機構を操作して前記ワイヤを牽引する際の操作力を、その弾性エネルギーにより軽減するよう、前記ワイヤ牽引機構に設けられた弾性体と、
を備えたことを特徴とする硬度調整装置。
【請求項２】
前記弾性体は、ワイヤ牽引力が発生しない、前記密着ばねの曲げ硬度が０の状態で、圧縮、引っ張り又はねじれ、の少なくとも一つの状態にあり、弾性エネルギーを保持していることを特徴とする請求項１に記載の硬度調整装置。
【請求項３】
前記弾性体は、前記密着ばねの曲げ硬度が最大硬度の状態で、弾性エネルギーが０以上であり、前記曲げ硬度が０から最大硬度の間で、弾性エネルギーが０になることがないように配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の硬度調整装置。
【請求項４】
前記弾性体は、前記ワイヤ牽引機構を構成するワイヤ牽引力を伝達する可動部材のうちの少なくとも一つに設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硬度調整装置。
【請求項５】
前記弾性体が設けられる可動部材は、操作レバー、平歯車、ウォーム、ウォームホイールのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４に記載の硬度調整装置。
【請求項６】
前記弾性体は、引っ張りばね、圧縮ばね、ねじりばね又はゼンマイばねのうち少なくとも一つを用いていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の硬度調整装置。
【請求項７】
前記ワイヤ牽引機構は、前記操作部材からの操作力が作用していない場合に、弾性体の弾性エネルギーのみで前記ワイヤが牽引されないようにする制動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の硬度調整装置。
【請求項８】
前記制動手段は、ウォームとウォームホイールによる摩擦力を利用したものであることを特徴とする請求項７に記載の硬度調整装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の硬度調整装置を備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項１０】
請求項９に記載の内視鏡であって、さらに、前記ワイヤ牽引機構を操作する操作部材を、内視鏡の手元操作部の上部の、該手元操作部を把持する術者の片方の手で操作することが可能な範囲に設けたことを特徴とする内視鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８１０１２（Ｐ２０１２−８１０１２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８７４６（Ｐ２０１０−２２８７４６）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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