(57)【要約】内視鏡のための制御機構は、独立して回転可能な第一及び第二制御ノブ(18,20)と、第一制御ノブ(18)に固定された内部ピニオン軸(22)と、第二制御ノブ(20)に固定され、内部軸(22)と同軸の外部ピニオン軸(28)と、少なくとも部分的に外部軸(28)の内側に配置され、少なくとも部分的に内部軸(22)を囲む中間軸(34)とを含む。中間軸(34)と内部及び外部軸(22,28)との間のＯリング(42,46)は内視鏡の内部を封止し、内部及び外部軸(22,28)から中間軸(34)へトルクを伝達する。中間軸は回転に対して接地されており、よって、トルクを他の軸(22,28)に伝達しない。一方の制御ノブ及びそれに関連する軸の回転が他の制御ノブ及びそれに関連する軸に対して何ら影響を及ぼさない非クロスカップリング制御機構が達成される。
2006502825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓軸を有する内視鏡のための制御機構であって、
フレームと、
可撓軸の末端部を調節するための第一及び第二動作伝達装置と、
第一制御ノブと、
前記フレームに回転可能に取り付けられ、前記第一制御ノブに固定された、回転可能な第一ピニオン軸と、
前記第一制御から独立して回転可能な第二制御ノブと、
該第二制御ノブに固定され、前記第一制御ノブと同軸の、回転可能な第二ピニオン軸と、
少なくとも部分的に前記第二ピニオン軸の内側に配置され、少なくとも部分的に前記第一ピニオン軸を囲む中間軸とを有し、
前記第一制御ノブの回転によって、前記第一ピニオン軸が回転し、前記第一動作伝達装置が活性化されるよう、前記第一ピニオン軸は前記第一動作伝達装置と係合し、
前記第二制御ノブの回転によって、前記第二ピニオン軸が回転し、前記第二動作伝達装置が活性化されるよう、前記第二ピニオン軸は前記第二動作伝達装置と係合し、
前記第一及び第二ピニオン軸の一方の回転が前記第一及び第二ピニオン軸の他方の回転を引き起こさないよう、前記中間軸は前記第一及び第二ピニオン軸の間のトルクの伝達を低減するよう配置され、
前記中間軸が軸方向で動作可能なよう、前記中間軸は軸方向に制限されていないことを特徴とする制御機構。
【請求項２】
第一ピニオン軸上に配置され、前記中間軸と接触する少なくとも１つのＯリングをさらに有し、前記第一ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングに伝達されるトルクが、前記中間軸に加えられることを特徴とする請求項１に記載の制御機構。
【請求項３】
前記第一ピニオン軸は、前記少なくとも１つのＯリングの各１つを収容するための少なくとも１つの周縁溝を有することを特徴とする請求項２に記載の制御機構。
【請求項４】
前記少なくとも１つのＯリングは、前記第一ピニオン軸と前記中間軸との間の回転封止をなすよう配置されていることを特徴とする請求項２に記載の制御機構。
【請求項５】
前記中間軸上に配置され、前記第二ピニオン軸と接触する少なくとも１つのＯリング(46)をさらに有し、前記第二ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングに伝達されるトルクが、前記中間軸に加えられることを特徴とする請求項１に記載の制御機構。
【請求項６】
前記中間軸は、前記少なくとも１つのＯリングの各１つを収容するための少なくとも１つの周縁溝を有することを特徴とする請求項５に記載の制御機構。
【請求項７】
前記少なくとも１つのＯリングは、前記第二ピニオン軸と前記中間軸との間に回転封止をなすことを特徴とする請求項５に記載の制御機構。
【請求項８】
前記第一ピニオン軸上に配置され、前記中間軸と接触する第一Ｏリングと、前記中間軸上に配置され、前記第二ピニオン軸と接触する第二Ｏリングとをさらに有し、前記第一ピニオン軸によって前記第一Ｏリングに伝達されるトルクが前記中間軸に加えられ、前記第二ピニオン軸によって前記第二Ｏリングに伝達されるトルクが前記中間軸に加えられることを特徴とする請求項１に記載の制御機構。
【請求項９】
前記中間軸を回転に対して固定するための固定手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の制御機構。
【請求項１０】
前記固定手段は、前記フレームに取り付けられ、前記中間軸に形成されたスロットに延び入るピンを有することを特徴とすう請求項９に記載の制御機構。
【請求項１１】
前記第二ピニオン軸を前記中間軸に対して回転させるために、前記第二ピニオン軸と前記中間軸との間に配置された球軸受と、前記第一ピニオン軸を前記中間軸に対して回転させるために、前記中間軸と前記第一ピニオン軸との間に配置された球軸受とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の制御機構。
【請求項１２】
前記フレームに固定されたナットと、前記第二ピニオン軸を前記フレームに対して回転可能に取り付けるために、前記第二ピニオン軸と前記フレームとの間に配置された球軸受と、前記中間軸が遊動し得るよう、前記ナットと前記球軸受との間に配置された少なくとも１つの硬質スペーサとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の制御機構。
【請求項１３】
前記フレームに固定されたナットと、前記第二ピニオン軸を前記フレームに対して回転可能に取り付けるために、前記第二ピニオン軸と前記フレームとの間に配置された球軸受と、前記ナットと前記球軸受との間に配置された予め装着されたバネとをさらに有し、前記球軸受は予め装着されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１４】
可撓軸を有する内視鏡のための制御及び封止機構であって、
フレームと、
可撓軸の末端部を調節するための第一及び第二動作伝達装置と、
第一制御制御ノブと、
前記フレームに回転可能に取り付けられ、前記第一制御ノブに固定された、回転可能な第一ピニオン軸と、
前記第一制御から独立して回転可能な第二制御ノブと、
該第二制御ノブに固定され、前記第一制御ノブと同軸の、回転可能な第二ピニオン軸と、
少なくとも部分的に前記第二ピニオン軸の内側に配置され、少なくとも部分的に前記第一ピニオン軸を囲む中間軸と、
前記中間軸と前記第一及び第二ピニオン軸の１つと接触して配置された少なくとも１つのＯリングとを有し、
前記第一制御ノブの回転によって、前記第一ピニオン軸が回転し、前記第一動作伝達装置が活性化されるよう、前記第一ピニオン軸は前記第一動作伝達装置と係合し、
前記第二制御ノブの回転によって、前記第二ピニオン軸が回転し、前記第二動作伝達装置が活性化されるよう、前記第二ピニオン軸は前記第二動作伝達装置と係合し、
前記第一又は第二ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングへ伝達されるトルクが、前記中間軸に伝達され、前記第一と第二ピニオン軸との間のトルクの伝達が低減されることで、
前記少なくとも１つのＯリングは、前記中間軸と前記第一及び第二ピニオン軸との間に回転封止をなすことを特徴とする制御及び封止機構。
【請求項１５】
前記第二ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングに伝達されるトルクが、前記中間軸に加えられるよう、前記少なくとも１つのＯリングは前記中間軸上に配置され、前記第二ピニオン軸に接触することを特徴とする請求項１４に記載の制御及び封止機構。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのＯリングの各１つを収容するために、前記中間軸は少なくとも１つの周縁溝を有することを特徴とする請求項１５に記載の制御及び封止機構。
【請求項１７】
前記第一ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングに伝達されるトルクが、前記中間軸に加えられるよう、前記第一ピニオン軸は少なくとも１つの周縁溝を有することを特徴とする請求項１４に記載の制御及び封止機構。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのＯリングの各１つを収容するために、前記第一ピニオン軸は少なくとも１つの周縁溝を有することを特徴とする請求項１７に記載の制御及び封止機構。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのＯリングは、前記第二ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングに伝達されるトルクが、前記中間軸に加えられるよう、前記中間軸上に配置され、前記第二ピニオン軸と接触する第一Ｏリングと、前記第一ピニオン軸によって前記少なくとも１つのＯリングに伝達されるトルクが前記中間軸に加えられるよう、前記第一ピニオン軸上に配置され、前記中間軸に接触する第二Ｏリングとを有することを特徴とする請求項１４に記載の制御及び封止機構。
【請求項２０】
前記フレームに固定されたナットと、前記第二ピニオン軸を前記フレームに対して回転可能に取り付けるために、前記第二ピニオン軸と前記フレームとの間に配置された球軸受と、前記中間軸が遊動し得るよう、前記ナットと前記球軸受との間に配置された少なくとも１つの硬質スペーサとをさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の制御及び封止機構。
【請求項２１】
前記フレームに固定されたナットと、前記第二ピニオン軸を前記フレームに対して回転可能に取り付けるために、前記第二ピニオン軸と前記フレームとの間に配置された球軸受と、前記ナットと前記球軸受との間に配置された予め装着されたバネとをさらに有し、前記球軸受は予め装着されていることを特徴とする請求項１４に記載の制御及び封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して体内の臓器及び他の構造を検査するよう構成された医療器具のための制御機構に関し、より詳細には、径食道心エコー検査結像に使用可能な内視鏡のための制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体内の臓器及び他の構造を検査し撮像するために、多様な医療器具が人体内に挿入されるよう構成されている。内視鏡はそのような器具の一形態であり、ハンドル及び可撓軸を有する。可撓軸はハンドルから延出し、口のような人体空洞を通じて人体内に挿入される末端部又は操作部を含むのが典型的である。軸の末端部は光学束、ＣＣＤアレイ又は他の種類の画像受信センサを含む。
【０００３】
軸の末端部が制御された調節可能な動作を行い得ることを可能ならしめるために、内視鏡可撓リンクが軸の末端部に配置され、軸内に配置されたケーブル又はワイヤに接続し、ハンドル上のノブに機械的に結合される。そのようにして、リンク、よって、軸の末端部はノブの手動調節によって制御された状態で移動され得る。
【０００４】
軸内に二組のケーブルが配置されているのが典型的である。一方の組は軸の末端部を１つの平面内で撓ませるためであり、他方の組は軸の末端部を垂直面内で撓ませるためである。２つの独立した回転可能なノブがハンドル上に配置されている。これらのノブは、一方が他方の上に同心円状に取り付けられることで、コンパクトな構造とされている。上に位置するノブは、ピニオンを有する内部軸を介して、共通平面にある一対のラックに連結され、ピニオンはラックと係合している。下に位置するノブは、ピニオンを有する外部軸を介して、他の共通平面にある他の対のラックに連結され、ピニオンはラックと係合している。外部軸は内部軸を直接囲むように配置され、外部軸は内部軸と同軸である。
【０００５】
各ピニオンは関連する一組のラックの各々の間に位置する。すなわち、一方のラックの動作方向は他方のラックの動作方向に対抗するよう、ラックはピニオンの反対側にある。ノブの１つを回転することによって、関連する軸及びピニオンが回転され、よって、ピニオンと係合するラックが横方向に動作される。ラックの１つは１つの方向に移動するのに対し、他方のラックは他の方向に移動するため、１つのケーブルは引っ張られ、他のケーブルは押されることによって、軸の末端部が回転される。よって、任意の方向における軸末端部の調節はノブの回転によって可能とされる。
【０００６】
上記の構造を有する従来技術の内視鏡は、例えば、米国特許第４，５３４，３３９号に記載されている。米国特許第５，４７９，９３０号及び５，７６２，０６７号は同様の内視鏡を記載するが、ラック及びピニオン運動伝達機構の代わりに、プーリ及びケーブル伝達機構が用いられている。
【０００７】
この種の従来技術の内視鏡の問題点は、１つのノブ及びその関連する軸が回転すると、それに接続された一対の結合されたラック及びケーブルの動作が引き起こされるため、軸の回転によって生成されたトルクが他の軸に伝達されることである。１つの軸から他の軸へのトルクの伝達、そして、その結果としての他の軸の回転により、それに接続された他の一対の結合されたラック及びケーブルの望ましくない動作、よって、軸の末端部の望ましくない動作が引き起こされる。このような１つの軸から他の軸への回転力の伝達は「クロスカップリング」と呼ばれる。
【０００８】
この問題を解消するために、幾つかの解決策が従来技術において提案された。１つの解決策は、軸の回転力への摩擦を増大するための機構を設けることによってクロスカップリングを最小限化することを含む。追加的な摩擦は運動に対する全体的な抵抗力を増大するという機能を果たすが、内視鏡の操作者が入手可能な操作触感的なフィードバックを低減するという弊害がある。例えば、米国特許第５，７３８，６３１号にあるように、軸間にＯリングを配置し得る。軸間のＯリングの存在は異物の進入に対して内視鏡の内部が封止する機能も果たす。しかしながら、Ｏリングによってトルクがピニオン軸間に伝達され、よって、クロスカップリングが依然として問題であることが判明した。
【０００９】
この問題に対する他の解決策が米国特許第５，４６４，００７号及び５，５７５，７５５号（Krauter  et  al.）に記載されており、そこでは、Ｏリングが外部軸の内側端部とラック及びピニオンユニットを囲むハウジングフレームとの間に配置され、他のＯリングが内部軸の内側端部とハウジングフレームとの間に配置されている。このようなＯリングの配置は（米国特許第５，７３８，６３１号にあるような）ピニオン軸間に配置されたＯリングによって軸間に伝達され得るトルクを除去するとされる。
【００１０】
内視鏡の制御機構内の軸間のトルクの伝達を阻止し得る他の解決策が米国特許第４，４６１，２８２号（Ouchi  et  al.）に記載されている。そこでは、固定シリンダが制御機構の固定部材に固定され、軸間に介装されている。円筒パイプがシリンダの周りに配置され、ノブの動作を阻止するために、ブレーキと係合するブレーキ操作機構の一部を形成する。ブレーキ機構が活性化されるとき、双方のノブの回転が阻止される。ブレーキ機構が活性化されないとき、固定シリンダ及びそれを囲むパイプを通じて、トルクが軸間に伝達され得る。よって、トルク伝達阻止機構はブレーキ機構と組み合わさって一体化され、全体的に複雑な構造となる。さらに、内部ノブを動作するために、固定シリンダが制御機構の固定部材へ固定されていることに鑑みると、大きなトルクが要求されるというのは欠点である。すなわち、内部軸は固定シリンダに近接して（そして明らかに接触して）位置するため、内部軸の回転は困難である。何故ならば、固定シリンダを固定することで、近接する内部軸の回転に対する抵抗力が生成されるからである。
【００１１】
従来技術の内視鏡を使用する場合の他の欠点は、内視鏡が径食道心エコー検査（ＴＥＥ）結像のために用いられるときに発生する。ＴＥＥ撮像のために、内視鏡の軸の末端部の広角動作、１２０°又はそれ以上が必要なことが多い。内視鏡の軸の末端部の広角動作を得るために、内視鏡が軸の回転動作に増大された摩擦を与えるよう構成されている場合、軸取付構造に対する軸の回転によって生成される抵抗力及びトルクに打ち勝つために、大きな手動力がノブに加えられなければならない。
【００１２】
よって、従来技術は、制御ノブに関連する軸間のトルクの伝達を除去し、ノブに加えられる比較的小さな回転力で内視鏡の軸の末端部の広角動作を得ることのできる内視鏡又は類似の医療器具のための制御機構を記載していない。類似の医療器具はボアスコープ及びガイドチューブを含み、これらは「内視鏡」という用語の使用によってここに包含される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、新規で改良された内視鏡のための制御機構を提示することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、比較的小さな回転力を制御ノブに加えることで内視鏡の軸の末端部の広角動作が可能なＴＥＥ撮像に特に有用な、新規で改良された内視鏡のための制御機構を提示することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、制御ノブと関連する軸間のトルクの伝達を除去し、比較的な小さな回転力を制御ノブに加えることで内視鏡の軸の末端部の広角動作を得ることのできる、新規で改良された内視鏡のための制御機構を提示することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、異物の進入に対して内視鏡内部を封止する、新規で改良された内視鏡のための制御機構を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これら及び他の目的を達成するために、本発明に従った内視鏡のための制御機構は、フレームと、フレーム上に上下して配置された、内視鏡の可撓軸の末端部を調節するための第一及び第二動作伝達装置と、独立して回転可能な第一及び第二制御ノブと、第一制御ノブに固定された外部ピニオン軸と、第二制御ノブに固定された内部ピニオン軸と、内部及び外部軸間に配置された中間軸とを含む。内部及び外部軸は相互に同軸である。外部軸は第一動作伝達装置に係合することで、第一制御ノブが回転すると、外部軸が回転し、第一動作伝達装置が活性化される。内部軸は第二運動装置に係合することで、第二制御ノブが回転すると、内部軸が回転し、第二動作伝達装置が活性化される。
【００１８】
軸の一方の回転によって他の軸の回転が引き起こされないよう、中間軸は内部及び外部軸間のトルクの伝達を除去する。１つの実施態様において、この目的は、フレームに取り付けられ、可能であれば中間軸に形成されたスロットに延び入るピンにより、中間軸を回転に対して固定又は接地することによって達成される。内視鏡の内部の封止は、中間軸と内部及び外部軸の各々との間に配置された１つ又はそれ以上のＯリングによってなされる。中間軸と内部軸との間に配置されるならば、Ｏリングは中間軸の内面と接触する内部軸に形成された各周縁溝に位置し得る。中間軸と外部軸との間に配置されるならば、Ｏリングは外部軸の内面と接触する中間軸に形成された各周縁溝に位置し得る。
【００１９】
内部又は外部軸との間に低抵抗の回転封止をなすために、Ｏリングは内部又は外部軸から中間軸へトルクを伝達する。中間軸は回転に対して接地されているので、トルクを他の軸に伝達しない。このようにして、一方の制御ノブ及びそれに関連する軸の回転が他の制御ノブ及びそれに関連する軸に何ら影響を及ぼさない非クロスカップリング制御機構が達成される。よって、一方の動作伝達装置が活性化されたときにおける他の動作伝達装置の望ましくない活性化が効果的に阻止される。
【００２０】
内部及び外部軸をフレームに回転可能に取り付けるために、球軸受を用い得る。外部軸をフレームに回転可能に取り付けるために、一組の球軸受がフレームと外部軸との間に配置される。外部軸が中間軸に対して回転するよう、他の組の球軸受が外部軸と中間軸との間に配置される。内部軸が中間軸に対して回転するよう、さらに他の組の球軸受が中間軸と内部軸との間に配置される。
【００２１】
１つの実施態様において、中間軸は軸方向で非制限的であることで、中間軸は（回転運動は制限されているが）軸方向で限定的に移動可能である。よって、中間軸はＯリング上を軸方向に移動可能であるが、そのような動作は意図的に中間軸に伝達されない。中間軸の軸方向における動作は軸及び制御機構の他の部材の設計及び構造によって制限され得る。１つの実施態様において、少なくとも１つの硬質スペーサが、フレームに固定されたナットと、外部軸とフレームとの間に配置された球軸受との間に配置され、中間軸を遊動可能としている。
【００２２】
他の実施態様において、外部軸をフレームに取り付ける球軸受は予め装着され、硬質スペーサの代わりに、球軸受とナットとの間に配置された予め装着されたバネが、軸方向動作に対する大きな抵抗力を生成することによって、中間軸のいかなる軸方向動作をも本質的に阻止する。
【００２３】
本発明は、その更なる目的及び利点と共に、添付の図面と併せて下記の記述を参照することによって最も良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
添付の図面を参照すると、同一の参照番号が同一の部材に付されている。図１は本発明に従った内視鏡の制御機構１０を示し、制御機構は共通平面内に配置された第一の組のラック１２と他の共通平面内に配置された第二の組のラック１４とを含む。制御機構１０は内視鏡の制御ヘッド又は制御ハンドルに接続されている。制御機構のハウジングは図示されていない。制御ヘッドは内臓又は他の内部構造を検査するために体内に挿入される可撓軸又は胃鏡（図示せず）に接続されている。
【００２５】
従来技術において知られているように、ラック１２，１４は軸の末端部に配置された内視鏡可撓リンクを活性化するケーブル（図示せず）に各々接続されることで、ラック１２，１４の動作は、結合されたケーブルの動作、よって、内視鏡の軸の末端部の動作を引き起こす。ラック１２，１４の代わりに、ケーブル及びプーリのような内視鏡検査技術において既知の装置を含めて、回転運動を内視鏡の軸の末端部の動作に変換する他の動作伝達装置を用い得る。
【００２６】
制御機構１０は、ハウジング又はフレーム１６と、第一の外部制御ノブ１８と、第一のノブ１８の下に同心円状に配置された第二の内部制御ノブ２０とを含む。制御ノブ１８，２０は独立して回転可能に、すなわち、一方のノブの回転によって他方のノブが回転しないように取り付けられている。
【００２７】
第一制御ノブ１８は回転可能な第一ピニオン軸２２に接続されている。第一ピニオン軸は、第二制御ノブ２０の開口を通じて延在する軸部２４と、下方の組のラック１４に係合するピニオン部２６とを含む。第一制御ノブの回転は第一ピニオン軸２２の回転を引き起こし、それは次にラック１４の動作を引き起こし、よって、内視鏡の可撓軸の末端部を１つの平面例えば水平面で左右に移動する。
【００２８】
第二制御ノブ２０は回転可能な第二ピニオン軸２８に接続されている。第二ピニオン軸は、第一ピニオン軸２２の軸部２４を囲んで同軸に延びる筒状軸部３０と、上方の組のラック１２に係合するピニオン部３２とを含む。第二制御ノブ２０の回転は第二ピニオン軸２８の回転を引き起こし、それは次にラック１２の動作を引き起こし、よって、内視鏡の可撓軸の末端部を、ラック１４の動作によって引き起こされる動作方向とは異なる方向で、通常はラック１４の動作によって引き起こされる動作方向と直交する平面例えば垂直面で、上下に移動する。
【００２９】
第一ピニオン軸２２の軸部２４が第二ピニオン軸２８の軸部３０の内部に位置することに鑑みると、第一ピニオン軸２２は内部又は上部制御ノブである第一制御ノブ１８を有する内部軸（以下そのように呼ぶ）と考えられるのに対し、第二ピニオン軸２８は外部又は下部制御ノブである第二制御ノブ２０を有する外部軸（以下そのように呼ぶ）と考えられる。これは概ね従来技術である。
【００３０】
本発明によれば、内部及び外部ピニオン軸２２，２８の間のトルクの伝達を低減、あるいは、理想的には阻止するために、中間軸３４が内部及び外部ピニオン軸２２，２８の間に配置されている。すなわち、従来技術においては、複数のＯリングが内部及び外部の同軸ピニオンの間のスペースを封止するのに通常用いられ、それらは内部軸及び外部軸の双方と接触することで、一方のピニオンの回転に伴って、トルクがＯリングを介して該ピニオンから他方のピニオンへ伝達され、よって、内視鏡の末端部の望ましくない動作が引き起こされる。
【００３１】
本発明は、内部軸及び外部軸２２，２８の間に回転可能に関して接地（固定）された中間軸３４に介在させ、Ｏリング４２，４６を中間軸３４と内部軸及び外部軸２２，２８の間に設けることによって、１つのピニオンの回転によって生成されるトルクが、Ｏリングを介して、該ピニオンから他のピニオンへ伝達される可能性を排除する。中間軸３４の存在により、一方のピニオン軸２２，２８の回転によって他方のピニオン軸２２，２８は回転せず、よって、ラック１２，１４の望ましくない動作は阻止される。
【００３２】
中間軸３４は、内部軸２２の軸部２４の覆って同軸に延びる筒上部と、戻り止めリング３６とを有する。筒状部は外部ピニオン軸２８の軸部３０の全体を通じて同軸に延びている。中間軸３４の一方の軸端部の戻り止めリング３６は内部ピニオン軸２２のフランジ３８と外部ピニオン軸３２との間に配置され、中間軸の他方の軸端部は第二制御ノブ２０の凹部４０内に配置されている。
【００３３】
回転に対する中間軸３４の接地（固定）はフレーム１６（図３及び４を参照）に取り付けられたピン５８によってなされる。ピンは中間軸３４に形成されたスロット６０に嵌入し、フレーム１６を通じて螺着される。スロット６０は、中間軸の回転を制限するが軸方向の動作を許容するよう位置している。ピン５８の代わりに、回転に対する中間軸３４の接地又は固定のための他の機構を用い得る。
【００３４】
小さな伸張されたＯリング４２，４６は制御機構に必要とされるトルクの大きさを低減するが、内視鏡内部の封止は損なわれない。Ｏリング４２は内部ピニオン軸２２の外面に形成された周縁溝４４内に配置され、中間軸３４の内面と接触している。Ｏリング４２は内部ピニオン軸２２と中間軸３４との間の低抵抗回転封止をもたらす。Ｏリング４６は中間軸３４の外面に形成された周縁溝４８内に配置され、外部ピニオン軸２８の内面と接触している（図２を参照）。Ｏリング４６は外部ピニオン軸２８と中間軸３４との間の低抵抗回転封止をもたらす。
【００３５】
第二制御ノブ２０の回転によって、関連する外部ピニオン軸２８の回転が引き起こされ、中間軸３４に対する外部ピニオン軸２８の回転によって、トルクがＯリング４６に伝達され、該トルクはＯリング４６を介して中間軸３４に加えられる。しかしながら、トルクは内部ピニオン軸２２には伝達されず、よって、第二制御ノブ２０の手動回転と第一制御ノブ１８及び関連する内部ピニオン軸の回転との間のクロスカップリングが阻止される。同様に、第一制御ノブの回転によって、関連する内部ピニオン軸２２の回転が引き起こされ、中間軸３４に対する内部ピニオン軸２２の回転によって、トルクがＯリング４２に伝達され、該トルクはＯリング４２を介して中間軸３４に加えられる。しかしながら、トルクは外部ピニオン２８には伝達されず、よって、第一制御ノブ１８の手動回転と第二制御ノブ２０及び関連する外部ピニオン軸２８との間のクロスカップリングが阻止される。
【００３６】
よって、「非クロスカップリング」制御機構、すなわち、一方の軸及び関連する制御ノブの回転が、軸間のトルクの伝達を通じて、他方の軸及び関連する制御ノブの回転を引き起こさない制御機構が達成される。本発明に従った制御機構によってもたらされる非クロスカップリングの結果、制御ノブ１８，２０の間に相互作用はない。すなわち、一方の制御ノブは他方の制御ノブと相互作用せず、よって、内視鏡の末端部の望ましくない動作が阻止される。
【００３７】
Ｏリング４２，４６の存在は内部又は外部ピニオン軸２２，２８の回転に大きな抵抗力を生成せず、よって、Ｏリング４２，４６によってもたらされる封止力に抗して制御ノブ１８，２０を回転するのに比較的小さなトルクが求められるだけである。好適実施態様において、Ｏリング４２，４６は約０．０５インチの直径を有し、内部ピニオン軸２２及び中間軸３４の周りに元の直径の６０％〜７０％だけ伸張されている。しかしながら、より大きい又はより小さいＯリングを用い得る。Ｏリング４２，４６を伸張することで、型で作る部材間の直径のバラツキを吸収し、Ｏリング４２，４６の元の直径のバラツキが制御機構１０の製造に悪影響を及ぼさない。
【００３８】
制御機構１０は、外部ピニオン軸２８をフレーム１６に回転可能に取り付けるために、フレーム１６と外部ピニオン軸２８との間に配置された低摩擦、選択的に予め装着した玉軸受５０を含む。外部ピニオン軸２８を中間軸に対して回転させるために、球軸受５２も外部ピニオン軸２８と中間軸３４との間に配置されている。外部ピニオン軸２８は球軸受５０，５２に固定されている。内部ピニオン軸２２を中間軸３４に対して回転させるために、追加的な球軸受５４が中間軸３４と内部ピニオン軸２２との間に配置されている。内部ピニオン軸２２をフレーム１６に対して回転可能に取り付けるために、球軸受５６が内部ピニオン軸２２とフレーム１６との間に配置されている。内部ピニオン軸２２は球軸受５４，５６に固定されている。球軸受５０，５２，５４，５６の代わりに、同軸の相対的回転を可能ならしめる他の装置を用いてもよい。
【００３９】
図３に示される１つの実施態様において、中間軸３４は回転に関しては接地（固定）されているが軸方向には制限されておらず、よって、中間軸３４は軸方向に動作可能である。すなわち、中間軸３４は軸方向に浮遊可能である。浮遊を実質的にゼロに減じるため、はさみ金が中間軸３４に加えられる。これに関して、１つ又はそれ以上の硬質スペーサ６４が球軸受５０とフレーム１６との間に介装することで、最低限度の軸端遊びを達成している、すなわち、中間軸３４の軸方向での動作を許容している。スペーサ６４は約０．００１インチ〜０．０１０インチの許容軸端遊びをもたらす大きさであるのが好ましいが、これよりも小さい又は大きいものも予測し得る。ナット６８が硬質スペーサ６４を抑止する。
【００４０】
外部ピニオン軸２８とフレーム１６に固定されるナット６４との間の封止をなすために、追加的なＯリング６２が外部ピニオン軸２８の周りに伸張されてもよい。図４に示される実施態様において、浮遊中間軸の代わりに、予め装着された中間軸が設けられている。この実施態様では、硬質スペーサ６４は重いワッシャバネのような予め装着したバネ６６に取り替えられており、予め装着したバネは軸受５０の外部レースを予圧することで、軸端遊びを排除している。よって、中間軸３４は浮遊しないが、軸方向で接地されていない。
【００４１】
本発明の例示的な実施態様が添付の図面を参照して記述されたが、本発明はこれらの厳密な実施態様に限定されないこと、多様な他の変更及び修正が当業者の１人によって本発明の範囲又は精神から逸脱せずになされ得ることが理解されるべきである。例えば、本発明に従った制御機構は内視鏡で使用するために記述されているが、制御機構は動作伝達装置が同軸の軸を有する制御ノブによって制御される他の医療又は非医療装置において用い得ることが予期されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に従った内視鏡のための制御機構を示す上面図である。
【図２】図１の制御機構を示す線２−２に沿う断面図である。
【図３】図１の制御機構の部分拡大図である。
【図４】本発明に従った制御機構の他の実施態様の部分拡大図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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