| 【発明の名称】 |
内視鏡装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】平田 康夫
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、湾曲部の湾曲動作時に、所望の位置で湾曲部の湾曲を正確に位置決めして停止することができ、湾曲部の湾曲位置決め精度が高い内視鏡装置を提供することを最も主要な特徴とする。
【解決手段】流体供給部３６のピストン３０を電動で動作するリニアアクチュエータ３２と、このリニアアクチュエータ３２を制御するコントローラ１２とを設け、コントローラ１２に、湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲動作を止める指示の入力時にシリンジ２９に対するピストン３０のスライド動作を止め、かつピストン３０のスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせる湾曲動作停止制御機能を設けたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 管腔内に挿入される挿入部の先端部に弾性管状体が配置され、かつこの弾性管状体の管壁に周方向に沿って複数の加圧室が配置され、上記加圧室を選択的に加圧することで上記弾性管状体を所定の向きに湾曲させる湾曲部を有し、前記加圧室に加圧流体を供給する流体供給管路に接続されたシリンジと、このシリンジの内部をスライド可能なピストンとからなる流体供給部を備えた内視鏡装置において、前記流体供給部の前記ピストンを電動で動作する駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを設けるとともに、前記制御手段に、前記湾曲部の湾曲動作を止める指示の入力時に前記シリンジに対する前記ピストンのスライド動作を止め、かつ前記ピストンのスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせる湾曲動作停止制御機能を設けたことを特徴とする内視鏡装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は管腔内に挿入される長尺の挿入部の先端部に空気圧アクチュエータからなる湾曲部を備え、例えば工業用や、医療用にも適用可能な内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、例えば工業用や、医療用にも適用可能な内視鏡には、管腔内に挿入される長尺の挿入部が設けられている。また、この種の挿入具の先端部に配設される湾曲部として例えば、特開平５−３０５０５３号公報や、特開平６−２４５８９６号公報などに示すように空気圧アクチュエータを備えた構成のものが知られている。
【０００３】上記公報の湾曲部では挿入部の先端部に弾性管状体が配設されている。さらに、この弾性管状体の管壁には周方向に沿って複数の加圧室が配設されている。また、各加圧室には流体供給管路を介してシリンジとピストンとを備えた空気圧源としての流体供給部が連結されている。この流体供給部ではシリンジ内でピストンを手動でスライド動作させることにより、シリンジ内の加圧空気が圧送されるようになっている。
【０００４】さらに、流体供給部と各加圧室との間の流体供給管路の途中には流路を切替える切替コックが介設されている。そして、この切替コックの切替え操作にともない流体供給部から複数の加圧室内に選択的に加圧空気を供給して加圧することにより、ここで加圧された加圧室とは反対方向に弾性管状体を湾曲させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、工業用内視鏡のように挿入部の長さが長尺の場合には流体供給部のシリンジをモータで駆動し、湾曲部の各加圧室を加圧することで湾曲部を湾曲動作させることが考えられている。しかしながら、挿入部の長さが長尺になると空気が先端に送られる時間の遅れがあるので、湾曲部の湾曲動作時に、所望の位置で湾曲部の湾曲を止めようとして手元側の操作部を操作しても湾曲をすぐに止めることは難しく、湾曲部の湾曲動作を正確に位置決めして停止することが難しい問題がある。
【０００６】本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、湾曲部の湾曲動作時に、所望の位置で湾曲部の湾曲を正確に位置決めして停止することができ、湾曲部の湾曲位置決め精度が高い内視鏡装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は管腔内に挿入される挿入部の先端部に弾性管状体が配置され、かつこの弾性管状体の管壁に周方向に沿って複数の加圧室が配置され、上記加圧室を選択的に加圧することで上記弾性管状体を所定の向きに湾曲させる湾曲部を有し、前記加圧室に加圧流体を供給する流体供給管路に接続されたシリンジと、このシリンジの内部をスライド可能なピストンとからなる流体供給部を備えた内視鏡装置において、前記流体供給部の前記ピストンを電動で動作する駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを設けるとともに、前記制御手段に、前記湾曲部の湾曲動作を止める指示の入力時に前記シリンジに対する前記ピストンのスライド動作を止め、かつ前記ピストンのスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせる湾曲動作停止制御機能を設けたことを特徴とする内視鏡装置である。そして、湾曲部の湾曲動作時に、所望の位置で湾曲部の湾曲動作を止める指示が制御手段に入力された場合には湾曲動作停止制御機能によってシリンジに対するピストンのスライド動作を止め、かつピストンのスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態を図１（Ａ），（Ｂ）乃至図１８を参照して説明する。図１（Ａ）は本実施の形態の工業用内視鏡１のシステム全体の概略構成を示すものである。この内視鏡１には管腔内に挿入される細長い挿入部２が設けられている。この挿入部２の基端部には分岐部３が設けられている。
【０００９】この分岐部３には接続ケーブル４の一端部が連結されている。この接続ケーブル４の他端部はコネクタ５に連結されている。そして、このコネクタ５は光源装置６に着脱可能に接続されている。さらに、コネクタ５には電気コード７の一端部が接続されている。この電気コード７の他端部は第２のコネクタ８に連結されている。この第２のコネクタ８はカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）９に接続されている。
【００１０】また、分岐部３には後述する複数のエアチューブ（流体供給管路）１０を介してポンプユニット１１が連結されている。さらに、このポンプユニット１１にはコントローラ（制御手段）１２が接続されている。このコントローラ１２には適宜の入力手段、例えば湾曲スイッチを備えたジョイスティック１３Ｊが接続されている。なお、このジョイスティック１３Ｊに代えて図１（Ｂ）に示すように９個の操作スイッチが並設された操作パネル１３をコントローラ１２に接続してもよい。
【００１１】また、内視鏡１の挿入部２には可撓性を備えた細長い蛇管１４が設けられている。さらに、挿入部２の最先端部には先端構成部１５が配設されている。この先端構成部１５には図示しない観察光学系の撮像手段であるＣＣＤ（固体撮像素子）と照明光学系とが組込まれている。そして、先端構成部１５の基端部と蛇管１４の先端部との間に３段式湾曲部１６が介設されている。
【００１２】また、本実施の形態の３段式湾曲部１６には図４（Ａ）に示すようにそれぞれ独立に湾曲操作可能な３つの湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが直列に連結されている。ここで、最先端位置に配置された第１の湾曲部１７ａには図３（Ａ），（Ｂ）に示すように例えばシリコーン樹脂によって形成されるマルチルーメンチューブ（弾性管状体）１８が配設されている。このマルチルーメンチューブ１８には図３（Ｂ）に示すように軸心部位に軸心部ルーメン１９が軸心方向に沿って延設されている。さらに、この軸心部ルーメン１９の周囲の管壁には複数、本実施の形態では３つの円弧形状の外周部ルーメン２０ａ〜２０ｃが周方向に略等間隔に配設されている。
【００１３】また、３つの外周部ルーメン２０ａ〜２０ｃの前後の両端部はそれぞれ密閉部材２２（例えばシリコーン）によって封止され、閉塞されている。そして、各ルーメン２０ａ〜２０ｃ内には密閉された加圧室２１が形成されている。
【００１４】さらに、各ルーメン２０ａ〜２０ｃの後端部側の密閉部材２２には例えばテフロン（デュポン社商標名）製のエアチューブ２３の先端部が加圧室２１に連通された状態で連結されている。ここで、エアチューブ２３の両端部は予め図３（Ｆ）に示すように短いシリコンチューブ２４内に挿入されている。なお、シリコンチューブ２４の内径は、エアチューブ２３の外径と同等、またはそれより多少小さく、エアチューブ２３をシリコンチューブ２４に圧入する。そして、シリコンチューブ２４からエアチューブ２３が外れるのを防止するために、さらにシリコンチューブ２４の外側から糸２５や、金属ワイヤ等を巻き付けて縛った状態で固定されている。
【００１５】また、２段目に配置された第２の湾曲部１７ｂ、および３段目に配置された第３の湾曲部１７ｃには第１の湾曲部１７ａと略同様に１つの軸心部ルーメン１９と、３つの外周部ルーメン２０ａ〜２０ｃとがそれぞれ形成されたマルチルーメンチューブ１８が配設されている。ここで、第２の湾曲部１７ｂのマルチルーメンチューブ１８には図３（Ｃ）に示すように第１の湾曲部１７ａの３本のエアチューブ２３に連通される３つのエア通路２６がそれぞれ形成されている。なお、各エア通路２６は隣接する２つの外周部ルーメン２０ａ，２０ｂ間、２０ｂ，２０ｃ間、２０ｃ，２０ａ間にそれぞれ配置されている。そして、各エア通路２６の先端部に第１の湾曲部１７ａの各エアチューブ２３の基端部が連通された状態で固定されている。
【００１６】さらに、第２の湾曲部１７ｂのマルチルーメンチューブ１８の後端部の密閉部材２２および各エア通路２６の基端部には第１の湾曲部１７ａのエアチューブ２３と同様の構成のエアチューブ２３の先端部が加圧室２１および各エア通路２６にそれぞれ連通された状態で連結されている。
【００１７】また、３段目の第３の湾曲部１７ｃのマルチルーメンチューブ１８には図３（Ｄ）に示すように６つのエア通路２７がそれぞれ形成されている。ここで、隣接する２つの外周部ルーメン２０ａ，２０ｂ間、２０ｂ，２０ｃ間、２０ｃ，２０ａ間にはそれぞれ２つのエア通路２７が配置されている。
【００１８】さらに、３段目の第３の湾曲部１７ｃのマルチルーメンチューブ１８の後端部の密閉部材２２および各エア通路２７の基端部には長いエアチューブ１０の先端部が加圧室２１および各エア通路２７にそれぞれ連通された状態で連結されている。長いエアチューブ１０の先端側は、エアチューブ２３の端部の構成と同様である。ここで、マルチルーメンチューブ１８の後端部に連結された合計９本のエアチューブ１０の基端部側は蛇管１４内を通して分岐部３側に延出され、さらに、分岐部３から外部側に延出されてポンプユニット１１側に連結されている。
【００１９】また、本実施の形態の３段式湾曲部１６における各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃのマルチルーメンチューブ１８の外周面には図４（Ｂ）に示すように網管であるブレード（筒状保護部材）２８ａ，２８ｂ，２８ｃがそれぞれ独立に装着されている。このブレード２８ａ，２８ｂ，２８ｃは例えばケブラー（商標名）、テフロン、金属等の低弾性繊維（非伸縮性繊維）からなる多数の繊維素子を編んで円筒状に形成することにより、軸方向と径方向とに伸縮するように構成されている。そして、このブレード２８ａ，２８ｂ，２８ｃは軸方向に縮むときには径方向に膨らみ、逆に軸方向に伸びるときには径方向に縮むようになっている。
【００２０】また、本実施の形態では、第１の湾曲部１７ａのマルチルーメンチューブ１８の長さ寸法をＬｔ１、第２の湾曲部１７ｂのマルチルーメンチューブ１８の長さ寸法をＬｔ２、第３の湾曲部１７ｃのマルチルーメンチューブ１８の長さ寸法をＬｔ３とした場合には３つの湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの各マルチルーメンチューブ１８の長さ寸法はＬｔ１≧Ｌｔ２≧Ｌｔ３の関係にそれぞれ設定されている。
【００２１】さらに、第１の湾曲部１７ａのブレード２８ａの長さ寸法をＬｂ１、第２の湾曲部１７ｂのブレード２８ｂの長さ寸法をＬｂ２、第３の湾曲部１７ｃのブレード２８ｃの長さ寸法をＬｂ３とした場合には３つの湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの各ブレード２８ａ，２８ｂ，２８ｃの長さ寸法はＬｂ１≧Ｌｂ２≧Ｌｂ３の関係にそれぞれ設定されている。
【００２２】また、各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃのブレード２８ａ，２８ｂ，２８ｃの長さ寸法Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３と、対応するマルチルーメンチューブ１８の長さ寸法をＬｔ１，Ｌｔ２，Ｌｔ３との関係はＬｂ１＞Ｌｔ１、Ｌｂ２＞Ｌｔ２、Ｌｂ３＞Ｌｔ３の関係にそれぞれ設定されている。
【００２３】また、ポンプユニット１１には３段式湾曲部１６の各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃをそれぞれ個別に駆動する複数、本実施の形態では９個の流体供給部３６が設けられている。さらに、各流体供給部３６には図２（Ａ）に示すようにシリンジ２９と、このシリンジ２９の内部をスライド可能なピストン３０とが設けられている。
【００２４】また、本実施の形態では各流体供給部３６のピストン３０を電動で動作するリニアアクチュエータ（駆動手段）３２が設けられている。このリニアアクチュエータ３２にはボールねじ３３と、このボールねじ３３を駆動する駆動モータ３４と、この駆動モータ３４の駆動力をボールねじ３３に伝達するギアボックス３５と、ボールねじ３３と螺合する螺合部を備えた可動部材３３Ａとが設けられている。さらに、このリニアアクチュエータ３２の可動部材３３Ａにピストン３０のピストンロッド３１が連結されている。そして、このリニアアクチュエータ３２の駆動モータ３４の駆動時にはギアボックス３５を介してボールねじ３３が回転駆動されるようになっている。さらに、このボールねじ３３の回転にともない可動部材３３Ａが螺進駆動されてピストン３０がボールねじ３３の軸方向に進退駆動され、この可動部材３３Ａとともにピストン３０がシリンジ２９の内部を軸方向にスライド駆動されるようになっている。
【００２５】また、シリンジ２９の先端部には連結部２９ａが突設されている。この連結部２９ａには略筒状のチューブ接続部材３７が連結されている。このチューブ接続部材３７の先端部外周面には雄ねじ部３８が形成されている。
【００２６】さらに、エアチューブ１０の基端部には図２（Ｂ）に示すように略筒状の雌ねじ部材３９が固定されている。この雌ねじ部材３９の内部には図２（Ｃ）に示すようにシール装着穴４０が形成されている。このシール装着穴４０の内周面にはチューブ接続部材３７の雄ねじ部３８と螺合するねじ穴部４１が形成されている。
【００２７】また、雌ねじ部材３９のシール装着穴４０内にはエアチューブ１０の基端部が挿入される短い小径なシリコンチューブ４２と、大径なシリコン製のシール部材４３とが収納されている。そして、チューブ接続部材３７の雄ねじ部３８を雌ねじ部材３９のねじ穴部４１内にねじ込むことにより、シール部材４３が弾性変形されてエアチューブ１０の基端部とチューブ接続部材３７との間がシールされるようになっている。
【００２８】また、図５に示すようにリニアアクチュエータ３２の駆動モータ３４はコントローラ１２に接続されている。さらに、このコントローラ１２にはジョイスティック１３Ｊが接続されている。
【００２９】また、コントローラ１２には図７に示すように抵抗値変化検出回路４４と、入力設定部４５と、駆動周波数制御部４６と、駆動時間制御部４７と、電源４８とが設けられている。そして、このコントローラ１２によってポンプユニット１１内の９個のリニアアクチュエータ３２の駆動モータ３４の動作が制御され、内視鏡１の３段式湾曲部１６の湾曲動作を制御するようになっている。すなわち、本実施の形態では図８のフローチャートに示すようにジョイスティック１３Ｊを動作する（ステップＳ１）と、コントローラ１２内の抵抗値変化検出回路４４が検知し（ステップＳ２）、図６に示すようにジョイスティック１３Ｊを傾けるスピード（時間に対する抵抗値変化）と、傾ける角度を検出する。さらに、コントローラ１２ではこのジョイスティック１３Ｊの操作スピードと傾ける角度に応じて駆動周波数を設定し（ステップＳ３）、また入力設定部１２（ステップＳ４）により、あらかじめ駆動時間Δｔが設定される（ステップＳ５）。なお、ジョイスティック１３Ｊの操作時の時間当たりの抵抗変化量と角度により周波数が決まる。
【００３０】そして、ここで設定された駆動周波数および駆動時間Δｔにより、ジョイスティック１３Ｊの動作に対応するいずれかのモータ３４を駆動する（ステップＳ６）。また、湾曲スイッチを選択することで湾曲させる湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを選択する。このモータ３４の動作によりシリンジ２９が動作して（ステップＳ７）各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１にエアチューブ１０を通して加圧空気を供給して選択的に加圧することでマルチルーメンチューブ１８を、ここで加圧された加圧室２１とは反対方向に湾曲させる湾曲動作が行われる（ステップＳ８）ようになっている。なお、ここではジョイスティック１３Ｊの微妙なふらつきではモータ３４は動作しないように設定されている。
【００３１】また、図１０に示すようにコントローラ１２に電圧制御回路５１を設け、ジョイスティック１３Ｊを傾けるスピードに応じて駆動するモータ３４の電圧を制御する構成にしてもよい。ここでは、図９に示すようにジョイスティック１３Ｊを傾けるスピードが速い場合には電圧を大きくし、遅い場合には電圧を低くするように制御する。
【００３２】さらに、本実施の形態のコントローラ１２には湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲動作を止める指示の入力時にシリンジ２９に対するピストン３０のスライド動作を止め、かつピストン３０のスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせる湾曲動作停止制御機能が設けられている。
【００３３】図１１はこの湾曲動作停止制御機能を備えたコントローラ１２の一例を示すものである。このコントローラ１２には方向検出回路６１と、制御回路６２と、反転量設定入力部６３と、電源４８とが設けられている。なお、これはジョイスティック１３Ｊをスイッチ的に使う場合の例である。
【００３４】このコントローラ１２による制御は図１３のフローチャートに示す通りとなる。すなわち、ジョイスティック１３Ｊを傾ける（ステップＳ１）と方向検出回路６１によってその方向のスイッチが入力され、方向が検出される。そして、その方向のモータ３４がジョイスティック１３Ｊが傾いている間、動作する（ステップＳ２）。このモータ３４の動作によりシリンジ２９が動作して（ステップＳ３）各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１にエアチューブ１０を通して加圧空気を供給して選択的に加圧することでマルチルーメンチューブ１８を、ここで加圧された加圧室２１とは反対方向に湾曲させる湾曲動作が行われる（ステップＳ４）。
【００３５】その後、ジョイスティック１３Ｊを中央の初期（基準）位置にもどす（ステップＳ５）と、モータ３４は止まり（ステップＳ６）、一定量反転する（ステップＳ７）。このとき、反転するシリンジ２９内のピストン３０の移動量（反転量）は予め、反転量設定入力部６３で設定されている。これにより、各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１の加圧による湾曲動作がすばやく止められる（ステップＳ８）。
【００３６】ここで、仮にモータ３４を反転しない場合には、図１２（Ａ）に示すようにジョイスティック１３Ｊを中央の初期（基準）位置に戻した時点ｔ１から実際に湾曲動作が停止した時点ｔ２までにタイムラグがあり湾曲がすぐに止まらない。これに対して、図１２（Ｂ）に示すようにジョイスティック１３Ｊを中央の初期（基準）位置に戻した時点ｔ１で設定量ｔｓ反転させることで、湾曲動作がすばやく止められる。
【００３７】また、図１４（Ａ）〜（Ｃ）はコントローラ１２による上記湾曲動作停止制御機能を行う場合のシリンジ２９に対するピストン３０のスライド動作を説明するものである。なお、図１５はこのときのシリンジ２９の動作時のジョイスティック１３Ｊおよびモータ３４の動作状態、図１６および図１８はこのときのシリンジ２９による加圧室２１の加圧量と湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの動作（湾曲角）との関係、図１７はこのときの湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの動作時のモータ３４の動作をそれぞれ示す。
【００３８】また、図１４（Ａ）はジョイスティック１３Ｊを傾ける操作を開始した時点（図１８中の０時点）のピストン３０の位置（初期位置）を示す。ここで、ジョイスティック１３Ｊの操作にともないシリンジ２９内のピストン３０を押し込んで各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１を加圧して湾曲させたのち、図１８中の湾曲角θ１で湾曲動作を止めるようとする際に、従来構成の場合（モータ３４を反転しない場合）には湾曲角θ１で湾曲動作を止めようとして加圧量Ｐ１（図１８中の１の点）でシリンジ２９を止める。このとき、エアチューブ１０内の管路抵抗等により湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１に空気が送られるまでにタイムラグΔｔを生じて、実際にはＰ２（図１８中の１ａの点）まで加圧されてしまう。そのため、この場合の湾曲角はθ２となってしまう。
【００３９】そこで、本実施の形態ではシリンジ２９を反転させて圧力を下げることを行なう。反転量はあらかじめ設定しておく。この場合にはシリンジ２９をもどして圧力をＰ３まで下げる（図１８中の１ｂの点）と湾曲角はθ１付近で止まる。つまり、シリンジ２９で押し込んだ時、先端に圧力が伝わるまでのタイムラグがあり、そのタイムラグの間にシリンジ２９をもどすことで、もどしたときのタイムラグが相殺されてしまい、止まりやすくなる。
【００４０】そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態ではジョイスティック１３Ｊの操作により、湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１を加圧して湾曲させる湾曲動作時に、所望の位置で湾曲動作中の湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲動作を止める指示がコントローラ１２に入力された場合に、湾曲動作停止制御機能によってシリンジ２９に対するピストン３０のスライド動作を止め、かつピストン３０のスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせるようにしたものである。そのため、湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲動作時に、所望の位置で湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲を正確に位置決めして停止することができるので、湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲位置決め精度が高い効果がある。
【００４１】さらに、図１６に示すように湾曲角θが大きい時などにその反転量を小さくするように制御したので、湾曲角全域において、湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲を正確かつ迅速に止めることができ、制御性が良い。ここで、ある湾曲角の値を境にして反転量を大きいものと小さいものとにする。
【００４２】なお、これはアクチュエータ特性によるものであり、反転量は、アクチュエータの性質により変えるものとする。
【００４３】また、湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲角を複数の領域に分割し、分割した領域に応じた反転量を設定し、その設定量を湾曲角の大きいほど小さく設定するように制御してもよい。
【００４４】また、マルチルーメンチューブ１８の肉厚部に連通するエア通路２６、２７を設け、第２の湾曲部１７ｂのエア通路２６と第３の湾曲部１７ｃのエア通路２７との間、または第１の湾曲部１７ａの加圧室２１と第２の湾曲部１７ｂのエア通路２６との間をエアチューブ２３で接続した。これにより、エアチューブ２３をマルチルーメンチューブ１８の両端間のみに接続したので、湾曲部を長手方向に複数個連結して、自由度を高くしたとき、湾曲用のエアチューブ２３が湾曲の抵抗とならず、大きい湾曲角が得られる。
【００４５】さらに、湾曲してもエアチューブ２３にテンションがかからない構成であるので、エアチューブ２３の抜けがなくなる効果がある。そのため、エアチューブ２３のはがれを防止し、耐久性向上が図れる。
【００４６】また、本実施の形態では３つの湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの各マルチルーメンチューブ１８の長さ寸法をＬｔ１≧Ｌｔ２≧Ｌｔ３の関係にそれぞれ設定し、根元側の湾曲部ほど湾曲長を短くしたので、全長をできるかぎり短くでき、しかも制御性が良い。そのため、複数の湾曲部の長さをすべて同じにした場合のように根元側は大きく曲がるため、先端においては大きい動きになり、制御性が悪くなることを防止できる。
【００４７】また、本実施の形態では３段式湾曲部１６の湾曲部の湾曲数と同じ数のブレード２８ａ，２８ｂ，２８ｃを設けるとともに、これらのブレード２８ａ，２８ｂ，２８ｃを各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲長よりも多少長くし、圧縮して長さをそろえて組付をした。そのため、各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの湾曲に対して他の湾曲部に抵抗力が発生しないので、各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが大きく湾曲可能である。その結果、１本のつながったブレードを設ける場合のように湾曲時に湾曲部が伸びるため湾曲しない部分へのテンションが加わり、他の湾曲部も同時に曲げるときに大きく曲がらなくなることを防止できる効果がある。
【００４８】また、図１９乃至図２３は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１（Ａ），（Ｂ）乃至図１８参照）の工業用内視鏡１のシステムの構成を次の通り変更したものである。
【００４９】すなわち、本実施の形態ではリニアアクチュエータ３２にボールねじ３３の可動部材３３Ａの位置を検出するポテンシャルメータ７１を設け、このポテンシャルメータ７１をコントローラ１２に接続したものである。さらに、コントローラ１２には図２２に示すように制御回路７２と、タイマー７３と、駆動時間設定部７４と、抵抗値変化検出回路７５および抵抗値検出回路７６を備えた検出回路７７と、電源４８とが設けられている。
【００５０】そして、ジョイスティック１３Ｊの動作時にポテンシャルメータ７１によりモータ３４の動作位置を検出して、ジョイスティック１３Ｊを止めたとき、その位置に応じてモータ３４を反転する量を制御するようにコントローラ１２の制御回路に指示信号を出力するようにしたものである。ここで、モータ３４の反転量は、アクチュエータの性質により変わる。
【００５１】また、図２３のフローチャートに示すようにシリンジ２９の押し込み速度と引き出し速度を一定に制御してもよい。ここでは、まずジョイスティック１３Ｊを動作し（ステップＳ１）、このジョイスティック１３Ｊの動作に対応するいずれかのモータ３４を駆動する（ステップＳ２）。このモータ３４の動作によりシリンジ２９が動作して（ステップＳ３）各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１にエアチューブ１０を通して加圧空気を供給して選択的に加圧することでマルチルーメンチューブ１８を、ここで加圧された加圧室２１とは反対方向に湾曲させる湾曲動作が行われる（ステップＳ４）。
【００５２】さらに、ステップＳ３のシリンジ２９が動作中、ポテンシャルメータ７１で位置検出し（ステップＳ５）、モータ３４の駆動を電圧制御する（ステップＳ６）ようになっている。また、ジョイスティック１３Ｊを止めたときは、反転量も制御する。ここで、シリンジ２９の押し込み量が多いほど電圧を高く、少ないほど電圧が低い。
【００５３】また、例えば、湾曲ｕｐ時のピストン速度をＶｕ、湾曲ｄｏｗｎ時のピストン速度をＶｄとしたときに、ＶｄをＶｕと略同一もしくは多少遅くする。通常、例えば同じ電圧の場合には加圧時のモータ速度のほうが減圧時より遅い。
【００５４】そして、例えば、湾曲ｕｐ時のモータ電圧を２４Ｖ、湾曲ｄｏｗｎ時のモータ電圧を１６Ｖにそれぞれ設定して湾曲ｕｐ時と湾曲ｄｏｗｎ時のピストン移動速度を略同一、もしくは多少ｄｏｗｎ時のピストン移動速度を遅く設定する。（湾曲ｄｏｗｎ時の湾曲速度は遅いため）そこで、本実施の形態ではリニアアクチュエータ３２にボールねじ３３の可動部材３３Ａの位置を検出するポテンシャルメータ７１を設け、このポテンシャルメータ７１をコントローラ１２に接続した。さらに、湾曲ｕｐ時のモータ３４の駆動電圧よりも湾曲ｄｏｗｎ時のモータ３４の駆動電圧を小さくすることにより、湾曲ｕｐ時のピストン３０の移動速度と湾曲ｄｏｗｎ時のピストン３０の移動速度を略同一、もしくは湾曲ｄｏｗｎ時を多少遅くする制御手段を設けた。そのため、加圧時と減圧時とではモータに対して負荷が異なり、減圧時のピストンのほうが速く、湾曲制御性に差を生じ、湾曲ｄｏｗｎ時に湾曲が止めにくい場合であっても湾曲ｕｐ時とｄｏｗｎ時の湾曲スピードを同じ程度に設定でき、湾曲操作性を向上できる。さらに、湾曲ｄｏｗｎ時も湾曲を止めやすくなるので、空気圧湾曲の湾曲制御性の向上が図れる。
【００５５】また、図２４は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１（Ａ），（Ｂ）乃至図１８参照）の工業用内視鏡１のシステムの構成を次の通り変更したものである。
【００５６】すなわち、本実施の形態ではシリンジ２９の先端連結部２９ａとチューブ接続部材３７との間に三方活栓８１を介設したものである。この三方活栓８１には３つの配管接続部８１ａ，８１ｂ，８１ｃと、切換えレバー８２とが設けられている。ここで、三方活栓８１の配管接続部８１ａにはシリンジ２９の先端連結部２９ａ、配管接続部８１ｂにはチューブ接続部材３７、配管接続部８１ｃには外部配管８３がそれぞれ接続されている。そして、切換えレバー８２の切換え操作にともない３つの配管接続部８１ａ，８１ｂ，８１ｃの内部管路の接続状態が切換えられるようになっている。
【００５７】そこで、本実施の形態ではシリンジ２９の先端連結部２９ａとチューブ接続部材３７との間に三方活栓８１を介設し、空気が抜けて空気量が少なくなった時、配管接続部８１ｃの外部配管８３から空気を注入することができる。さらに、余圧をかけることができる。
【００５８】そのため、抜けた空気を簡単に注入できて操作性が良い。さらに、余圧の量を調整することができ、湾曲スピード等、操作性向上が図れる。また、ピストンシリンダの長さを短くできる。さらに、湾曲量と加圧量（アクチュエータの移動位置）の調整が容易である。したがって、空気圧湾曲の空気圧源としてコンプレッサを使用する場合に比べて空気圧湾曲の空気圧源を小型とするとともに、操作性の向上を図ることができる。
【００５９】また、図２５および図２６は本発明の第４の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第３の実施の形態（図２４参照）の三方活栓８１の配管接続部８１ｃに湾曲部１７ａと同一構成の圧力検出用のマルチルーメンチューブ９１を連結し、このマルチルーメンチューブ９１の３つの加圧室２１にそれぞれ圧力センサ９２ａ，９２ｂ，９２ｃを装着したものである。ここで、三方活栓８１の配管接続部８１ｂと湾曲部１７ａとの間の連結チューブの長さＬ１と、三方活栓８１の配管接続部８１ｃと圧力検出用のマルチルーメンチューブ９１との間の連結チューブの長さＬ２とは略等しく（Ｌ１≒Ｌ２）なるように設定されている。また、圧力センサ９２ａ，９２ｂ，９２ｃはアンプ９３に接続されている。
【００６０】そして、本実施の形態では図２６のフローチャートに示すようにジョイスティック１３Ｊを動作し（ステップＳ１）、このジョイスティック１３Ｊの動作に対応するいずれかのモータ３４を駆動する（ステップＳ２）。このモータ３４の動作によりシリンジ２９が動作して（ステップＳ３）各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１にエアチューブ１０を通して加圧空気を供給して選択的に加圧することでマルチルーメンチューブ１８を、ここで加圧された加圧室２１とは反対方向に湾曲させる湾曲動作が行われる（ステップＳ４）。
【００６１】さらに、ステップＳ３のシリンジ２９が動作中、圧力センサ９２ａ，９２ｂ，９２ｃでマルチルーメンチューブ９１の３つの加圧室２１の圧力状態を検出する（ステップＳ５）とともに、モータ３４の駆動を電圧制御する（ステップＳ６）ようになっている。ここで、圧力センサ９２ａ，９２ｂ，９２ｃで圧力検出していて、ジョイスティック１３Ｊを止めたとき圧力が一定となるようにモータ３４を反転する制御を行なう。
【００６２】また、図２７は第４の実施の形態（図２５および図２６参照）の第１の変形例を示すものである。本変形例では図２７のフローチャートに示すようにジョイスティック１３Ｊを動作し（ステップＳ１）、このジョイスティック１３Ｊの動作に対応するいずれかのモータ３４を駆動する（ステップＳ２）。このモータ３４の動作によりシリンジ２９が動作して（ステップＳ３）各湾曲部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの任意の加圧室２１にエアチューブ１０を通して加圧空気を供給して選択的に加圧することでマルチルーメンチューブ１８を、ここで加圧された加圧室２１とは反対方向に湾曲させる湾曲動作が行われる（ステップＳ４）。
【００６３】さらに、ステップＳ３のシリンジ２９が動作中、圧力センサ９２ａ，９２ｂ，９２ｃでマルチルーメンチューブ９１の３つの加圧室２１の圧力状態を検出する（ステップＳ５）とともに、ポテンシャルメータ７１で位置検出し（ステップＳ６）、モータ３４の駆動を電圧制御するようになっている。ここで、ジョイスティック１３Ｊを止めたときの圧力変化を圧力センサ９２ａ，９２ｂ，９２ｃで検出して、圧力変動分に対応する反転量をポテンシャルメータ７１で検出して制御する。
【００６４】また、図２８は第４の実施の形態（図２５および図２６参照）の第２の変形例を示すものである。本変形例は湾曲部１００のマルチルーメンチューブ１０１に湾曲操作用の３つの加圧室１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを設けるとともに、各加圧室１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの外側に圧力検出用の３つの加圧室１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを設け、各加圧室１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃにそれぞれ圧力センサ１０４を装着したものである。
【００６５】また、図２９は第４の実施の形態（図２５および図２６参照）の第３の変形例を示すものである。本変形例は湾曲部１００のマルチルーメンチューブ１１１に湾曲操作用の３つの加圧室１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを設けるとともに、各加圧室１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ間の中間部に圧力検出用の３つの加圧室１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃを設け、各加圧室１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃにそれぞれ圧力センサ１１４を装着したものである。
【００６６】また、図３０は第４の実施の形態（図２５および図２６参照）の第４の変形例を示すものである。本変形例は湾曲部１００のマルチルーメンチューブ１１１に湾曲操作用の３つの加圧室１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃを設けるとともに、各加圧室１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ内にそれぞれ圧力センサ１２２を装着したものである。
【００６７】また、図３１および図３２は本発明の第５の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１（Ａ），（Ｂ）乃至図１８参照）の工業用内視鏡１のシステムの構成を次の通り変更したものである。
【００６８】すなわち、本実施の形態ではポンプユニット１１内の流体供給部３６に加圧用シリンジ２９Ａと、減圧用シリンジ２９Ｂとをそれぞれ設けたものである。さらに、エアチューブ１０の基端部には分岐コネクタ１３１が設けられている。この分岐コネクタ１３１には３つの配管接続部１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃが設けられている。ここで、分岐コネクタ１３１の配管接続部１３１ａには湾曲部１７ａ側のエアチューブ１０の基端部、配管接続部１３１ｂには加圧用シリンジ２９Ａ側のエアチューブ１３２、配管接続部１３１ｃには減圧用シリンジ２９Ｂ側のエアチューブ１３３がそれぞれ接続されている。これにより、湾曲減少時にエアチューブ１０と加圧室２１の内部を陰圧とするように減圧用シリンジ２９Ｂを駆動させる制御手段を設けたものである。
【００６９】そして、本実施の形態では湾曲ｕｐの時、加圧用シリンジ２９Ａで空気を送り込む。また、湾曲した状態から湾曲をｄｏｗｎして湾曲をもどすとき、加圧用シリンジ２９Ａを引きもどすとともに減圧用シリンジ２９Ｂを引き、陰圧状態とする。さらに、湾曲がもとにもどった時、減圧用シリンジ２９Ｂはもとの状態の押し込んだ状態とする。
【００７０】そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では湾曲した状態から湾曲をｄｏｗｎして湾曲をもどすとき、加圧用シリンジ２９Ａを引きもどすとともに減圧用シリンジ２９Ｂを引き、陰圧状態とするようにしたので、内部を陰圧とすることで強制的に空気を抜きやすくすることができる。そのため、エアチューブ１０の管路長の長い場合のように、湾曲をもどす時スピードが遅くなりやすい場合でもスードアップにつながり、湾曲スピードの向上が図れる。
【００７１】また、図３３乃至図３６は本発明の第６の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１（Ａ），（Ｂ）乃至図１８参照）の工業用内視鏡１のシステムの構成を次の通り変更したものである。
【００７２】すなわち、本実施の形態では湾曲部１７ａ側のエアチューブ１０の中途部に２個（第１，第２）の電磁弁１４１，１４２を介設したものである。ここで、一方の第１の電磁弁１４１には、３つの通気口１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃが設けられている。そして、通気口１４１ｂには加圧用ボンベ１４３、通気口１４１ｃには湾曲部１７ａ側のエアチューブ１０がそれぞれ接続されている。
【００７３】さらに、第２の電磁弁１４２にも同様に、３つの通気口１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃが設けられている。そして、通気口１４２ａにはシリンジ２９側のエアチューブ１０が接続され、通気口１４２ｂは大気開放されている。また、第１の電磁弁１４１の通気口１４１ａと、第２の電磁弁１４２の通気口１４２ｃとの間は連結チューブを介して連結されている。なお、図３４中で、１４４は電磁弁１４１，１４２を収納した電磁弁ユニットである。
【００７４】そして、本実施の形態では余圧用に加圧用ボンベ１４３を使う。通常はシリンジ２９側の操作による空気の圧力により湾曲部１７ａが湾曲する。ここで、初期設定スイッチをＯＮすると、第２の電磁弁１４２の通気口１４２ｂの弁を開いて大気を開放する。続いて、ピストン３０を引きもどし、第２の電磁弁１４２の通気口１４２ｂの弁を閉じる。その後、第１の電磁弁１４１の通気口１４１ｂの弁を開いて加圧用ボンベ１４３が加圧流体を一定量供給する。加圧用ボンベ１４３からの加圧流体の供給後、第１の電磁弁１４１の通気口１４１ｂの弁を閉じる。
【００７５】そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では加圧用ボンベ１４３を有し、湾曲部１７ａ側の各加圧室２１のそれぞれのシリンジ２９に対して加圧用ボンベ１４３が電磁弁１４１，１４２を介して管路で通じ、シリンジ２９の初期位置において、いったんシリンジ２９を大気に開放するとともに一定量の加圧を行なう初期加圧制御手段を有する。
【００７６】そのため、湾曲動作をくり返すうちに管路内の気体がもれ（湾曲部１７ａの材質がシリコンのため）湾曲量がダウンしたときに、容易に初期設定をすることで湾曲量をもとにもどすことがき、初期設定（初期加圧）を行なうことで、常に十分な湾曲性能を有する。
【００７７】また、本実施の形態では図３５および図３６に示すようにシリンジ２９の側面に外気との通気孔１５１を設け、ピストン３０の手元側に引きもどした状態においてシリンジ２９内が大気圧となる。
【００７８】そして、本実施の形態ではピストン３０を手元まで引きもどした時、シリンジ２９の内部が外部に通気孔１５１により開放され、常に大気圧となる。そのため、ピストン３０を引きもどすと常に初期位置（大気圧）とすることができ、湾曲部１７ａの湾曲角度を安定した状態にできる。なお、仮に、何かの不具合で空気がもれても、ピストン３０を引きもどせば容易に初期設定が可能である。したがって、安定した湾曲角を提供するとともにメンテナンス性を良くすることができる。
【００７９】さらに、本発明は上記実施の形態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変形実施できることは勿論である。次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記（付記項１） 管腔内に挿入される挿入部の先端部に弾性管状体が配置され、かつこの弾性管状体の管壁に周方向に沿って複数の加圧室が配置され、上記加圧室を選択的に加圧することで上記弾性管状体を所定の向きに湾曲させる湾曲部を有する内視鏡において、前記空気室に接続されたシリンジと、シリンジ内部をスライド可能なピストンと、ピストンを電動で動作する駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、からなる内視鏡。
【００８０】（付記項２） 付記項１において、前記制御手段は、湾曲を止めるように指示した時にシリンジに対してピストンを止めるとともに、一定量反転させる制御手段を設けた内視鏡。
【００８１】（付記項３） 付記項１において、前記制御手段は、湾曲増加時のピストン速度と湾曲減少時のピストン速度を略同一にした内視鏡。
【００８２】（付記項４） 付記項３において、前記制御手段は、湾曲増加とともに前記モータへの電圧を増加させる制御手段を設けた内視鏡。
【００８３】（付記項５） 付記項１において、前記シリンジ近傍に対してシリンジ内部の加圧量を調整する加圧量調整手段を設けた内視鏡。
【００８４】（付記項６） 付記項５において、加圧量調整手段は、シリンジ近傍に電磁弁を介して接続された加圧ボンベと、前記ピストンを前記シリンジに対して最も手前に引き出した初期位置において、シリンジ内を大気に開放するとともに、一定量の加圧を行うように電磁弁を制御する初期加圧設定手段を設けた内視鏡。
【００８５】（付記項７） 付記項５において、加圧量調整手段は、シリンジ近傍に設けた手動加圧手段である内視鏡。
【００８６】（付記項８） 付記項１において、湾曲部を複数として、根元側の湾曲長ほど短くした内視鏡。
【００８７】（付記項９） 付記項２において、湾曲部を複数として、各湾曲部に対して独立に金属線で編み込んだ筒状部材を設けた内視鏡。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば流体供給部のピストンを電動で動作する駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを設け、制御手段に、湾曲部の湾曲動作を止める指示の入力時にシリンジに対するピストンのスライド動作を止め、かつピストンのスライド動作方向を反転させて逆方向に少量スライドさせる湾曲動作停止制御機能を設けたので、湾曲部の湾曲動作時に、所望の位置で湾曲部の湾曲を正確に位置決めして停止することができ、湾曲部の湾曲位置決め精度を高めることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス光学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月２３日（１９９９．３．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２７１０７６（Ｐ２０００−２７１０７６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月３日（２０００．１０．３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−７８２８６ |
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