(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲機構を備えた湾曲管部を有した挿入部と、
前記挿入部内に挿通され、前記湾曲機構を湾曲操作するアングルワイヤと、
前記挿入部内において前記アングルワイヤを案内するガイド部材と、
前記湾曲機構に位置指令値を与える位置入力手段と、
前記アングルワイヤを牽引することで、前記湾曲機構を動作させるアクチュエータと、
前記アクチュエータによるアングルワイヤの牽引位置情報を検出するアクチュエータ位置検出手段と、
前記アングルワイヤの位置に対応させて前記湾曲機構及びその接する周辺に設けられた開口窓部と、前記開口窓部の周辺部の一部に対して前記アングルワイヤが当接された当接部と、前記アングルワイヤの牽引動作により前記湾曲機構とともに湾曲されるアングルワイヤが前記当接部に圧接することにより前記開口窓部の周辺部に歪を発生する歪発生部を有する歪検出機構と、
前記歪検出機構の前記開口窓部の周辺部に設けられ、前記歪を検出する歪センサと、
前記歪検出機構の歪センサの出力を検出する歪センサ出力検出部と、
前記挿入部において前記歪検出機構から基端側へ挿通され、前記歪センサの出力を前記歪センサ出力検出部へ伝送するリード線と、
前記位置入力手段による位置指令値の情報と、前記アクチュエータ位置検出手段の牽引位置情報と、前記歪センサ出力検出部の出力情報とを取得して比較、演算し、前記アクチュエータによるアングルワイヤの牽引位置制御を行う制御装置と、
前記歪検出機構を被覆する外皮と、
を備えた電動湾曲式内視鏡において、
前記歪検出機構に設けられ、前記歪センサから前記歪検出機構の軸方向端部へ延出され、前記軸方向端部に導出した前記リード線を電気的に接続する配線パターンを設けたことを特徴とする電動湾曲式内視鏡。
【請求項２】
前記歪センサの電極部を前記歪検出機構の軸方向端部に設けるとともに、前記電極部付近に絶縁箇所を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動湾曲式内視鏡。
【請求項３】
前記歪検出機溝の歪センサ上に、この歪センサと前記リード線とを導通するフレキシブル基板等の中継配線部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動湾曲式内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動湾曲式内視鏡に関し、詳しくは電動モータ等のアクチュエータで挿入部の湾曲管部を湾曲駆動するようにした電動湾曲式内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の電動湾曲式内視鏡の説明図、図７は図６におけるＢ部（円で囲った部分）の拡大図である。
【０００３】
図６、図７中、５１は湾曲管部、５２は可撓性管部、５３はアングルワイヤ、５４は先端部、６５は連結管、５６は開口窓、５７は歪発生体、５８は歪ゲージ、５９は歪ゲージ電極部、６０はリード線である。
【０００４】
従来の電動湾曲式内視鏡は、湾曲管部５１と可撓性管部５２の内側にはアングルワイヤ５３が挿通され、その先端は湾曲管部５１の先端部５４に取り付けられている。
【０００５】
湾曲管部５１と可撓性管部５２との間には、連結管５５が取り付けられている。連結管５５の周壁にはアングルワイヤ５３に対応して開口窓５６が設けられ、この開口窓５６によって歪発生体５７を形成している。
【０００６】
歪発生体５７の開口窓５６の近傍には歪ゲージ５８が取付けられている。歪ゲージ５８には電極部５９が設けられており、電極部５９にはリード線６０が取付けられている。
【０００７】
このような従来の電動湾曲式内視鏡は、電動モータ等のアクチュエータ（図示せず）によりアングルワイヤ５３が牽引されると、そのアングルワイヤ５３近傍の歪発生体５７にへ圧縮力が加わり、歪発生体５７が撓んで歪が発生し、歪ゲージ５８により歪を検出する。
【０００８】
歪ゲージ５８により検出された歪信号は、湾曲管部５１の湾曲量及び外部からの反力の信号としてリード線６０より制御部（図示せず）へ伝達され、電動湾曲位置制御や力覚フィードバックに用いられるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電動湾曲式内視鏡では、歪ゲージ電極部５９が歪発生体５７の軸方向中央付近にあり、その位置までリード線６０が伸びているためリード線６０の外周部への露出量が多い。
【００１０】
上述した従来例では図示していないが実際の内視鏡では歪ゲージ及びリード線の外周にはゴム材等の被覆材が巻かれている。
【００１１】
従って被覆材挿入時や湾曲動作中にこの被覆材とリード線が擦れることで断線し易い。
【００１２】
また、歪ゲージの電極部周辺に絶縁箇所がほとんどないため、組立時にリード線が短絡しやすい等の不具合が発生する。
【００１３】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、組立中や湾曲動作中にリード線が断線したり短絡したりすることがく、組み立ての容易な電動湾曲式内視鏡を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、湾曲機構を備えた湾曲管部を有した挿入部と、前記挿入部内に挿通され、前記湾曲機構を湾曲操作するアングルワイヤと、前記挿入部内において前記アングルワイヤを案内するガイド部材と、前記湾曲機構に位置指令値を与える位置入力手段と、前記アングルワイヤを牽引することで、前記湾曲機構を動作させるアクチュエータと、前記アクチュエータによるアングルワイヤの牽引位置情報を検出するアクチュエータ位置検出手段と、前記アングルワイヤの位置に対応させて前記湾曲機構及びその接する周辺に設けられた開口窓部と、前記開口窓部の周辺部の一部に対して前記アングルワイヤが当接された当接部と、前記アングルワイヤの牽引動作により前記湾曲機構とともに湾曲されるアングルワイヤが前記当接部に圧接することにより前記開口窓部の周辺部に歪を発生する歪発生部を有する歪検出機構と、前記歪検出機構の前記開口窓部の周辺部に設けられ、前記歪を検出する歪センサと、前記歪検出機構の歪センサの出力を検出する歪センサ出力検出部と、  前記挿入部において前記歪検出機構から基端側へ挿通され、前記歪センサの出力を前記歪センサ出力検出部へ伝送するリード線と、  前記位置入力手段による位置指令値の情報と、前記アクチュエータ位置検出手段の牽引位置情報と、前記歪センサ出力検出部の出力情報とを取得して比較、演算し、前記アクチュエータによるアングルワイヤの牽引位置制御を行う制御装置と、前記歪検出機構を被覆する外皮と、
を備えた電動湾曲式内視鏡において、前記歪検出機構に設けられ、前記歪センサから前記歪検出機構の軸方向端部へ延出され、前記軸方向端部に導出した前記リード線を電気的に接続する配線パターンを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、外皮により被覆されるとともに、アングルワイヤの位置に対応させて前記湾曲機構及びその接する周辺に設けられた開口窓部と、前記開口窓部の周辺部の一部に対して前記アングルワイヤが当接された当接部と、前記アングルワイヤの牽引動作により前記湾曲機構とともに湾曲されるアングルワイヤが前記当接部に圧接することにより前記開口窓部の周辺部に歪を発生する歪発生部を有する歪検出機構に設けられ、前記歪検出機構の前記開口窓部の周辺部に設けた前記歪センサから前記歪検出機構の軸方向端部へ延出され、前記軸方向端部に導出した前記リード線を電気的に接続する配線パターンを用いることで、歪センサの電極部の短絡を防ぎ、組立性を向上させることができ、リード線の外周部への露出量が少なくなり、組立時及び湾曲動作時に配線が切断されることを防ぐことが可能となる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動湾曲式内視鏡において、前記歪センサの電極部を前記歪検出機構の軸方向端部に設けるとともに、前記電極部付近に絶縁箇所を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、歪センサの電極部付近に絶縁箇所を設け、電極の位置を歪検出機構の軸方向端部へ設けることで、リード線の外周部への露出量が少なくなり、組立時及び湾曲動作時にリード線が切断されることを防止でき、また、リード線の短絡を防ぐことが可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電動湾曲式内視鏡において、前記歪検出機溝の歪センサ上に、この歪センサと前記リード線とを導通するフレキシブル基板等の中継配線部を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、歪センサへの電気的接続にフレキシブル基板等の中継配線部を用いることで、歪センサの電極部の短絡を防ぎ組立性を向上させることができるとともに、リード線の外周部への露出量が少なくなり組立時及び湾曲動作時に配線が切断されることを防ぐことが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の電動湾曲式内視鏡の全体構成を概略的に示す説明図、図２は図１のＡ部の拡大図である。
【００２２】
図１、図２に示す電動湾曲式内視鏡において、１は電子式の軟性内視鏡の挿入部であり、この挿入部１の手元側端部には操作部２が連結されている。
【００２３】
挿入部１は細く長い可撓性を有する可撓性管部１１と、この可撓性管部１１の先端に接続され、上下、左右方向に湾曲可能な湾曲管部１２と、この湾曲管部１２の先端に接続された硬質の先端部１２ａによって構成されている。
【００２４】
前記可撓性管部１１と湾曲管部１２は金属製の連結管１３によって連結されている。また、可撓性管部１１及び湾曲管部１２の内面には、上下左右各方向にガイド１４、コイルシース１５が設けられ、上下、左右４本構成のアングルワイヤ１６がそれぞれ挿通されている。
【００２５】
前記アングルワイヤ１６の一端は先端部１２ａに固定され、他端は上下、左右が連結され、プーリ１７に巻装されている。プーリ１７はアクチュエータである電動モータ１８のシャフト部に取り付けられている。
【００２６】
また、電動モータ１８のシャフト部には位置検出手段としてロータリーエンコーダ１９が取付けられている。
【００２７】
また、前記操作部２は、位置入力手段であるジョイスティックスイッチ２０、制御装置２１、モータ駆動部２２、歪センサ出力検出部２３、インターフェース部２４から構成されている。
【００２８】
前記ジョイスティックスイッチ２０は、操作部２の外面にが設けられており、このジョイスティックスイッチ２０の操作により、湾曲管部１２の上下、左右の湾曲する向きと湾曲量を指定できるようになっている。
【００２９】
また、前記ジョイスティックスイッチ２０とロータリーエンコーダ１９、及びインターフェース部２４は制御装置２１に接続されている。
【００３０】
前記制御装置２１は、モータ駆動部２２に接続され、モータ駆動部２２は電動モータ１８に接続されて電動モータ１８を回転駆動するようになっている。
【００３１】
前記歪センサ出力検出部２３には、後述する歪ゲージ２６と接続されているリード線２６が接続されており、さらに歪センサ出力検出部２３はインターフェース部２４を介して制御装置２１に接続されている。
【００３２】
前記可撓性管部１１と湾曲管部１２は、図２に示すように、金属製の連結管１３によって連結されている。この連結管１３の軸方向の中間部の周壁には、各アングルワイヤ１６に対応して開口窓２８が設けられ、この開口窓２８によって連結管１３の一部に歪発生体２９を形成している。
【００３３】
この歪発生体２９には歪センサである歪ゲージ２５が取付けられている。歪ゲージ２５は、その先端部２５ａにゲージ部３０を備えるとともに、電極部２５ｂに３個の電極３１を設けており、前記歪発生体２９の略中心位置にゲージ部３０が位置するように配置している。
【００３４】
また、連結管１３における歪発生体２９から可撓性管部１１に至るまでの範囲には、その表面にポリイミド等の絶縁材による絶縁層３２が設けられており、絶縁層３２上に前記歪ゲージ２５の電極部２５ｂが取付けられている。
【００３５】
歪ゲージ２５の電極部２５ｂにおける３個の電極３１上から連結管１３の軸方向端部に至る範囲に銅ペースト等の導電体による３個の配線パターン３３が設けられている。そして各配線パターン３３の可撓性管部１１側の端部３３ａには、リード線２６が接続されている。前記連結管１３の外周は外皮３４で被覆されている。
【００３６】
尚、前記配線パターン３３及び電極部３３ａの表面をエポキシ樹脂等の封止材（図示せず）で封止処理することで、より接続信頼性を向上させることが可能である。このとき、絶縁層３２として用いる絶縁体としては、ポリイミド樹脂に限らず種々の絶縁体を用いることも可能である。
【００３７】
また、前記絶縁層３２の形成方法としては、塗装、蒸着等が挙げられ、また、配線パターン３３の材料としては銅ペースト等の導電ペーストや銅箔等の導電性薄板材を用いることができる。さらに、配線パターン３３の形成方法としてはディスペンサによる塗布やマスク印刷、パッド印刷等が挙げられる。
【００３８】
さらに、前記連結管１３を成形回路基板で構成することにより、パターン配線作業を省略するようにすることも可能である。
【００３９】
次に、上述した構成の実施の形態１の電動湾曲式内視鏡の作用について以下に説明する。
【００４０】
位置入力手段としての前記ジョイスティックスイッチ２０が操作され、上下又は左右方向に倒されるとそれに応じた操作信号が制御装置２１へ入力される。
【００４１】
制御装置２１は、ジョイスティックスイッチ２０からの操作信号に応じた出力信号を生成し、モータ駆動部２２へ出力する。
【００４２】
モータ駆動部２２は、前記出力信号に応じた駆動信号を電動モータ１８へ送りこれにより電動モータ１８が回転する。
【００４３】
電動モータ１８が回転すると、プーリ１７も回転し、プーリ１７に巻かれたアングルワイヤ１６が牽引される。アングルワイヤ１６の牽引により、前記先端部１２ａも牽引され、この結果、図１に点線で示すように前記湾曲部１２が湾曲する。
【００４４】
同時にロータリーエンコーダ１９から電動モータ１８の回転角に応じた信号が出力され、制御装置２１へ入力される。
【００４５】
制御装置２１は、前記ジョイスティックスイッチ２０から操作信号とロータリーエンコーダ１９から信号とを比較、演算し、モータ駆動部２２へ出力信号を送る。
【００４６】
このとき、牽引されたアングルワイヤ１６近傍の歪発生体２９には圧縮力が加わり、歪発生体２９が縮んで歪が発生する。歪発生体２９に取付けられた歪ゲージ２５のゲージ部３０がこのときの歪みを検出し、この検出信号が電極部３１から配線パターン３３へ伝送され、さらに配線パターン３３の端部３３ａに接続されたリード線２６から歪センサ出力検出部２３へ伝送されて、インターフェース部２４を介して制御装置２１へ送られる。
【００４７】
制御装置２１は、歪ゲージ２５からの信号と、ジョイスティックスイッチ２０からの操作信号を比較、演算し、これらが整合するまでさらにモータ駆動部２２へ出力信号を送る。このような一連の動作により、前記湾曲部１２が湾曲ジョイスティックスイッチ２０からの操作信号に応じた湾曲動作を行う。
【００４８】
一方、上述のようにして前記湾曲部１２へ外力が加わった場合、その外力に応じて歪発生体２９に歪みが発生する。
【００４９】
この歪みは歪ゲージ２５により検出され、歪センサ出力検出部２３、インターフェース部２４を介して制御装置２１へ送り込まれ、力覚信号としてジョイスティックスイッチ２０へ出力される。
【００５０】
この結果、ジョイスティックスイッチ２０には制御装置２１の出力に応じた反力が加わる。
【００５１】
このような実施の形態１では、歪ゲージ２５とリード線２６との電気的接続に前記配線パターン３３を用いることで、リード線２６の外周部への露出量が少なくなり電動湾曲式内視鏡における一連の湾曲動作においてリード線２６の短絡や断線を防ぎ、接続信頼性を向上させることができる。また、組立時にリード線２６が切断されることを防ぐことも可能となる。
【００５２】
（実施の形態２）
次に、図３、図４を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
【００５３】
図３は実施の形態２の電動湾曲式内視鏡における既述した図１のＡ部に対応する部分の拡大図で、実施の形態１と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５４】
図３に示すように、本実施の形態２では、歪ゲージ３５の電極部３５ａが連結管１３の軸方向端部まで延長され、同時に電極３６がより可撓性管部１１寄りに設けられている。
【００５５】
また、前記電極３６の周辺には、リード線２６が連結管１３と絶縁されるために十分な寸法の絶縁部３５ｂが設けられている。
【００５６】
このような構成の実施の形態２によれば、前記電極３６の位置を歪検出機構を構成する歪ゲージ３５の軸方向端部へ設けることで、リード線２６の外周部への露出量が少なくなり湾曲時にリード線２６が切断されたり、リード線２６の短絡したりすることを防ぐことが可能となる。
【００５７】
また、電極３６付近に十分な寸法の絶縁部３５ｂを設けることで、リード線２６と連結管１３との短絡を防ぐことが可能となる。
【００５８】
図４は、本実施の形態２の応用例を示すもので、歪ゲージ３５Ａを上下左右４方向分一体化した構成としたものである。これにより、電動湾曲式内視鏡の組立時の省線化と取付け工数の削減が可能となる。
【００５９】
（実施の形態３）
次に、図５を参照して本発明の実施の形態３について説明する。
【００６０】
図５は実施の形態３の電動湾曲式内視鏡における既述した図１のＡ部に対応する部分の拡大図で、実施の形態１と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６１】
図５に示すように、本実施の形態３では、前記歪ゲージ２５に設けた電極３８に中継配線部であるフレキシブル基板３７の電極３９を接続した構成となっている。
【００６２】
電極３９はフライングリード形状になっており、フレキシブル基板３７の端部から突出した形状となっている。フレキシブル基板３７の可撓性管部１１側の端部にはランド部３９が設けられており、このランド部３９にリード線２６が接続されている。
【００６３】
このような構成の実施の形態３によれば、歪ゲージ２５とリード線２６との接続にフレキシブル基板３７等の中継配線部を用いることで、歪ゲージ２５の電極３８の短絡を防ぎ組立性を向上させることができ、また、リード線２６の外周部への露出量が少なくなり湾曲時にリード線２６を使用した配線が切断されることを防ぐことが可能となる。
【００６４】
尚、前記歪ゲージ２５の電極３８とフレキシブル基板３７の電極３９との接続には半田付け、導電性接着剤、金−金接続等の手段を採用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、外皮により被覆されるとともに、アングルワイヤの位置に対応させて前記湾曲機構及びその接する周辺に設けられた開口窓部と、前記開口窓部の周辺部の一部に対して前記アングルワイヤが当接された当接部と、前記アングルワイヤの牽引動作により前記湾曲機構とともに湾曲されるアングルワイヤが前記当接部に圧接することにより前記開口窓部の周辺部に歪を発生する歪発生部を有する歪検出機構に設けられ、前記歪検出機構の前記開口窓部の周辺部に設けた前記歪センサから前記歪検出機構の軸方向端部へ延出され、前記軸方向端部に導出した前記リード線を電気的に接続する配線パターンを用いることで、歪センサの電極部の短絡を防ぎ、組立性を向上させることができ、リード線の外周部への露出量が少なくなり、組立時及び湾曲動作時に配線が切断されることを防ぐことが可能な電動湾曲式内視鏡を提供できる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、歪センサの電極部付近に絶縁箇所を設けるとともに、電極の位置を歪検出機構の軸方向端部へ設けることにより、リード線の外周部への露出量が少なくなり、組立時及び湾曲動作時にリード線が切断されることを防止でき、また、リード線の短絡を防ぐことが可能な電動湾曲式内視鏡を提供できる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、歪センサへの電気的接続にフレキシブル基板等の中継配線部を用いることで、歪センサの電極部の短絡を防ぎ組立性を向上させることができるとともに、リード線の外周部への露出量が少なくなり組立時及び湾曲動作時に配線が切断されることを防ぐことが可能な電動湾曲式内視鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電動湾曲式内視鏡の全体構成を示す概略説明図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態２の電動湾曲式内視鏡の図１のＡ部に対応する部分の拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態２の電動湾曲式内視鏡の変形例を示す拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態３の電動湾曲式内視鏡の図１のＡ部に対応する部分の拡大図である。
【図６】従来の電動湾曲式内視鏡の部分説明図である。
【図７】図６のＢ部の拡大図である。
【符号の説明】
１  挿入部
２  操作部
１１  撓性管部
１２  湾曲部
１２ａ  先端部
１４  ガイド
１５  コイルシース
１６  アングルワイヤ
１８  電動モータ
１９  ロータリーエンコーダ
２０  ジョイスティックスイッチ
２１  制御装置
２２  モータ駆動部
２３  歪センサ出力検出部
２４  インターフェース部
２５  歪ゲージ
２６  リード線
２８  開口窓
２９  歪発生体
３０  ゲージ部
３１  電極
３２  絶縁層
３３  配線パターン
３４  外皮
３５  歪ゲージ
３６  フレキシブル基板
３７  電極
３８  ランド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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