(57)【要約】【課題】圧電素子で発生する高周波振動を駆動源とする圧電アクチュエータを、大きな駆動ロスが生じることなく、且つ大きなスペースを必要とすることなく被取付部材に取り付けることができる内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造を提供すること。【解決手段】圧電素子１２の外面とブラケット１４の内面との間に隙間が形成されて、高分子材からなる弾力性のあるテープ２２が圧電素子１２の外面に巻き付けられた状態で隙間に充填され、或いは、弾力性のある接着剤２１が隙間に充填されている。【選択図】      図１
2010220797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータを内視鏡の被取付部材に取り付けるための内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造であって、
上記圧電アクチュエータは、雌ねじ孔が貫通形成されたナット状部材の外周面に密着して複数の圧電素子が配置されて、上記雌ねじ孔に螺合するねじ棒が、上記圧電素子に駆動電力を印加することで発生する高周波振動により回転駆動されて、軸線周り方向に回転しながら軸線方向に移動するように構成され、
上記圧電アクチュエータ全体を上記被取付部材に固定するために、上記複数の圧電素子の外面部を囲んで押さえつけるためのブラケットが設けられたものにおいて、
上記圧電素子の外面と上記ブラケットの内面との間に隙間が形成されて、高分子材からなる弾力性のあるテープが上記圧電素子の外面に巻き付けられた状態で上記隙間に充填されていることを特徴とする内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造。
【請求項２】
上記テープが発泡高分子材で形成されている請求項１記載の内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造。
【請求項３】
圧電アクチュエータを内視鏡の被取付部材に取り付けるための内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造であって、
上記圧電アクチュエータは、雌ねじ孔が貫通形成されたナット状部材の外周面に密着して複数の圧電素子が配置されて、上記雌ねじ孔に螺合するねじ棒が、上記圧電素子に駆動電力を印加することで発生する高周波振動により回転駆動されて、軸線周り方向に回転しながら軸線方向に移動するように構成され、
上記圧電アクチュエータ全体を上記被取付部材に固定するために、上記複数の圧電素子の外面部を囲んで押さえつけるためのブラケットが設けられたものにおいて、
上記圧電素子の外面と上記ブラケットの内面との間に隙間が形成されて、弾力性のある接着剤が上記隙間に充填されていることを特徴とする内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造。
【請求項４】
上記隙間に上記接着剤を充填するための窓部が、上記ブラケットに開口形成されている請求項３記載の内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超小型の圧電アクチュエータを内視鏡の被取付部材に取り付けるための内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の挿入部先端に配置された対物光学系は、レンズが固定的に配置されたものが多いが、一部又は全部のレンズを軸線方向に可動に構成して、ピント調整や焦点距離調整（ズーム）を可能とした高機能のものも少なくない。
【０００３】
そのような可動の対物光学系を駆動するために、挿入部先端内に超小型モータを配置して、対物光学系を直接駆動するようにしたものがある。そのような直接駆動は、操作部からの遠隔駆動に比べて非常にレスポンスがよい点で優れている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
ただし、対物光学系のピント調整や焦点距離調整に必要なのは軸線方向のスライド動作であるのに、モータの出力は回転動作なので、回転動作をスライド動作に変換するための動作変換機構が必要になり、スペースが極めて限られている内視鏡の操作部先端内にモータを配置する場合にネックになる場合がある。
【０００５】
そこで、モータに代えて、出力軸であるねじ棒が回転動作と同時に軸線方向にも移動することによりスライド出力を直接得ることができる圧電アクチュエータを用いることが考えられる（例えば、特許文献２）。
【０００６】
特許文献２等に記載されている圧電アクチュエータは、雌ねじ孔が貫通形成されたナット状部材の外周面に密着して複数の圧電素子が配置されて、圧電素子に駆動電力を印加することで発生する高周波振動により、雌ねじ孔に螺合するねじ棒が回転駆動されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−５２４５５  図３
【特許文献２】特表２００７−５０５５９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載されているような圧電アクチュエータは、スライド出力を直接得ることができ、しかも極めて小型に構成することができる。したがって、内視鏡の挿入部先端に内蔵配置するのに向いている。
【０００９】
しかし、圧電アクチュエータを内視鏡の挿入部先端内等のような極小スペース内に取り付けるために、ナット状部材の外面部に密着配置されている圧電素子の外面部をブラケット等で押さえつけると、圧電素子の歪み動作が規制されて大きな駆動ロスが発生してしまう。
【００１０】
かといって、圧電素子の動作を妨げないようにするために、ゴム製のＯリング等を圧電素子とブラケットとの間に挟設すると、内視鏡の挿入部先端内のスペースを相当大きく侵食してしまうことになり好ましくない。
【００１１】
本発明は、圧電素子で発生する高周波振動を駆動源とする圧電アクチュエータを、大きな駆動ロスが生じることなく、且つ大きなスペースを必要とすることなく被取付部材に取り付けることができる内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造は、圧電アクチュエータを内視鏡の被取付部材に取り付けるための内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造であって、圧電アクチュエータは、雌ねじ孔が貫通形成されたナット状部材の外周面に密着して複数の圧電素子が配置されて、雌ねじ孔に螺合するねじ棒が、圧電素子に駆動電力を印加することで発生する高周波振動により回転駆動されて、軸線周り方向に回転しながら軸線方向に移動するように構成され、圧電アクチュエータ全体を被取付部材に固定するために、複数の圧電素子の外面部を囲んで押さえつけるためのブラケットが設けられたものにおいて、圧電素子の外面とブラケットの内面との間に隙間が形成されて、高分子材からなる弾力性のあるテープが圧電素子の外面に巻き付けられた状態で隙間に充填されているものであり、テープが発泡高分子材で形成されていてもよい。
【００１３】
また、テープに代えて、弾力性のある接着剤が隙間に充填されていてもよく、その場合、隙間に接着剤を充填するための窓部が、ブラケットに開口形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電素子の外面とブラケットの内面との間に隙間が形成されて、高分子材からなる弾力性のあるテープが圧電素子の外面に巻き付けられた状態で隙間に充填され、或いは、弾力性のある接着剤が隙間に充填されていることにより、圧電素子で発生する高周波振動を駆動源とする圧電アクチュエータを、大きな駆動ロスが生じることなく、且つ大きなスペースを必要とすることなく被取付部材に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る圧電アクチュエータの回路図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造の動作を示す透視図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造の斜視図、図２は、その軸線に垂直な方向の断面図である。
【００１７】
圧電アクチュエータ１０は、雌ねじ孔が貫通形成されたナット状部材１１の外周面に密着して複数の圧電素子１２が配置されて、外周部に全長にわたって雄ねじが形成されたねじ棒１３がナット状部材１１の雌ねじ孔に螺合した構成を有している。
【００１８】
ナット状部材１１は、細長い直方体状に形成されてその軸線位置に雌ねじ孔が形成され、ナット状部材１１の四つの外周面の各々の略全面に、長方形状の圧電素子１２が密着配置されている。
【００１９】
その結果、圧電素子１２に駆動電力を印加することで発生する高周波振動（ここでは超音波レベルの振動）により、雌ねじ孔に螺合するねじ棒１３が回転駆動されて、ねじ棒１３が軸線周り方向に回転しながら軸線方向に移動し、スライド出力を直接得ることができる。
【００２０】
各圧電素子１２は、回路図である図３に示されるように、表裏両面が駆動回路に電気的に接続されている。そして、あい対向する位置の二つの圧電素子１２とそれに対して９０°偏向して配置されている二つの圧電素子１２とに、位相をずらして駆動電力が印加され、それによって発生する高周波振動により、ねじ棒１３が回転駆動される。なお、そのような装置の原理は、例えば特表２００７−５０５５９９等により公知なので、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
図１及び図２に戻って、１４は、圧電アクチュエータ１０全体を、例えば内視鏡の挿入部先端内の被取付部材５０に固定するために、複数の圧電素子１２の外面部を囲んで押さえつけるためのブラケットである。
【００２２】
金属板を折り曲げて形成されたブラケット１４は、圧電アクチュエータ１０を囲む部分がコの字状の断面形状に形成されていて、被取付部材５０が圧電アクチュエータ１０の下面側に位置する場合に、ブラケット１４が圧電アクチュエータ１０の左右両側面と上面とに面する状態になる。
【００２３】
ただし、図２に示されるように、ブラケット１４の内面とそれに対向する各圧電素子１２の外面との間には隙間が形成されている。また、被取付部材５０の表面とそれに対向する圧電素子１２の外面との間にも同程度の隙間が形成されている。
【００２４】
各隙間の大きさｔは、例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度であり、弾力性のある接着剤２１が各隙間に充填されている。接着剤２１としては、例えば弾力性に富んだシリコン系接着剤が用いられている。
【００２５】
圧電アクチュエータ１０はそのような接着剤２１によりブラケット１４に接着され、被取付部材５０に対しても接着されている。状況によっては、接着剤２１が被取付部材５０に対し接着されていなくてもよいが、被取付部材５０との間に充填はされる。
【００２６】
ブラケット１４には、被取付部材５０に面する取付部１５が左右両壁部の下端から直角に折れ曲がって形成されており、その取付部１５が被取付部材５０に対し、レーザスポット溶接又は接着等で固定されている。スペース的に余裕がある場合には、ビス止め固定してもよい。
【００２７】
図１に示されるように、ブラケット１４の中間部分には、圧電素子１２の外面とブラケット１４の内面との間の隙間に接着剤２１を充填するための窓部１６が、ブラケット１４を切り欠いて開口形成されており、窓部１６からブラケット１４の内面部分に接着剤２１をくまなく充填することができる。
【００２８】
このように構成された内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造においては、圧電素子１２に駆動電力を印加すると、図４に略示されるように、圧電素子１２の歪み動作に伴って接着剤２１が弾力的に変形することにより、圧電素子１２の歪み動作がブラケット１４でさほど規制されない。
【００２９】
したがって、大きな駆動ロスが生じることなく、高周波振動でねじ棒１３を螺動駆動してスライド出力を直接得ることができ、しかも、大きなスペースを必要とすることなく、圧電アクチュエータ１０を被取付部材５０に取り付けることができる。
【００３０】
図５は、本発明の第２の実施例に係る内視鏡の圧電アクチュエータ取付構造の軸線に垂直な断面の断面図である。この実施例では、圧電素子１２の外面とブラケット１４の内面との間に第１の実施例と同様に形成された隙間に、高分子材からなる弾力性のあるテープ２２が、全部の圧電素子１２の外面を囲むように巻き付けられた状態で隙間に充填されている。
【００３１】
テープ２２は、例えば発泡ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）樹脂又は発泡シリコン樹脂等のような発泡高分子材で形成されているとよい。このような構成によっても、圧電素子１２の歪み動作がブラケット１４でさほど規制されなくなって、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。なお、この実施例の場合には、第１の実施例のブラケット１４に形成されている窓部１６は不要である。
【００３２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えばナット状部材１１は必ずしも直方体でなくてもよく、圧電素子１２がナット状部材１１の外周面に２個又は８個或いはその他の数配置された構成であってもよい。また、被取付部材５０が内視鏡の挿入部先端内以外（例えば、操作部内）に配置されているものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  圧電アクチュエータ
１１  ナット状部材
１２  圧電素子
１３  ねじ棒
１４  ブラケット
１６  窓部
２１  接着剤
２２  テープ
５０  被取付部材
【図１】
2010220797.tif 000003
【図２】
2010220797.tif 000004
【図３】
2010220797.tif 000005
【図４】
2010220797.tif 000006
【図５】
2010220797.tif 000007