(57)【要約】【課題】  モータの駆動および停止を制御するためのモータ制御回路及び、モータ制御回路とモータと治具を備えた内視鏡操作部耐久試験装置において、電源の起動時に起こりうるモータの誤動作を防止可能なものを提供する。【解決手段】  モータ制御回路がモータドライバ回路の制御端子の上流に配置された第１のツェナーダイオードを備える構成とした。駆動電源の下流に設けられた第２のツェナーダイオードのツェナー電圧が信号レベルＨの電圧値よりも低く、第２のツェナーダイオードの下流側と第１のＮＰＮトランジスタのベースが接続され、第１のＮＰＮトランジスタのコレクタおよび第２のＮＰＮトランジスタのベースは第２のツェナーダイオードと並列に駆動電源に接続され、両ＮＰＮトランジスタのエミッタは接地され、第２のＮＰＮトランジスタのコレクタが入力電源及び抵抗に対して反転シュミットトリガ回路及びスイッチ回路と並列に設けられていてもよい。【選択図】  図３
2007074849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータドライバ回路の所定の端子へ信号レベルＨの信号を印加することによってモータを駆動させ、信号レベルＬの信号を引加することによってモータの回転を停止させるモータ制御回路であって、該所定の端子の上流側に設けられた第１のツェナーダイオードであってそのツェナー電圧が信号レベルＨの電圧値よりも低くなっているものを有する、モータ制御回路。
【請求項２】
前記第1のツェナーダイオードの下流側に電圧増幅回路が設けられていること、を特徴とする請求項１に記載のモータ制御回路。
【請求項３】
該モータの回転を停止する際に押下されるストップボタンと、
前記ストップボタンが押下された時に信号レベルＬの信号が生成され、押下されていない時は信号レベルＨの信号が生成されるよう構成されたストップ回路と、
前記ストップ回路が生成した信号を読み取り、該信号が信号レベルＬである時に該モータドライバ回路の所定の端子へ信号レベルＬの信号を印加するよう構成された主制御回路と、
前記ストップ回路の駆動電圧が所定値未満である時に、前記ストップ回路が信号レベルＬの信号を生成するように前記ストップ回路を制御する低電圧時制御回路と、
をさらに有する、請求項１または２に記載のモータ制御回路。
【請求項４】
前記ストップ回路は、
反転シュミットトリガ回路と、
前記反転シュミットトリガ回路の入力端に抵抗を介して接続される信号レベルＨの電圧値の入力電源と、
前記入力電源および抵抗に対して前記反転シュミットトリガ回路と並列に設けられたスイッチ回路であって、その一端が接地されていると共にその中間に前記ストップボタンが設けられているものと、
を有すること、を特徴とする請求項３に記載のモータ制御回路。
【請求項５】
前記低電圧時制御回路は、前記入力電源および抵抗に対して、前記反転シュミットトリガ回路および前記スイッチ回路と並列に設けられており、
前記ストップ回路の入力電源の電圧が所定値よりも低い場合は、前記入力電源から前記低電圧時制御回路に電流が流れ、前記反転シュミットトリガの入力端における電圧を低下させること、を特徴とする請求項４に記載のモータ制御回路。
【請求項６】
前記低電圧時制御回路は、駆動電源と、前記駆動電源の下流に設けられた第２のツェナーダイオードと、第１および第２のトランジスタを有し、
前記第２のツェナーダイオードのツェナー電圧が信号レベルＨの電圧値よりも低くなっており、
前記第２のツェナーダイオードの下流側と前記第１のトランジスタのベース端子が接続され、
前記第１のトランジスタのコレクタ端子および前記第２のトランジスタのベース端子は、それぞれ前記第２のツェナーダイオードと並列になるように前記駆動電源に接続されており、
前記第１および第２のトランジスタのエミッタ端子は接地されており、
前記第２のトランジスタのコレクタ端子が、前記入力電源および抵抗に対して、前記反転シュミットトリガ回路および前記スイッチ回路と並列に設けられていること、を特徴とする請求項５に記載のモータ制御回路。
【請求項７】
前記第２のツェナーダイオードのツェナー電圧は、前記第１のツェナーダイオードのツェナー電圧よりも高く設定されていること、を特徴とする請求項６に記載のモータ制御回路。
【請求項８】
モータドライバ回路の所定の端子へ信号レベルＨの信号を印加することによってモータを駆動させ、信号レベルＬの信号を引加することによってモータの回転を停止させるモータ制御回路であって、
該モータの回転を停止する際に押下されるストップボタンと、
前記ストップボタンが押下された時に信号レベルＬの信号が生成され、押下されていない時は信号レベルＨの信号が生成されるよう構成されたストップ回路と、
前記ストップ回路が生成した信号を読み取り、該信号が信号レベルＬである時に該モータドライバ回路の所定の端子へ信号レベルＬの信号を印加するよう構成された主制御回路と、
前記ストップ回路の駆動電圧が所定値未満である時に、前記ストップ回路が信号レベルＬの信号を生成するように前記ストップ回路を制御する低電圧時制御回路と、
を有する、モータ制御回路。
【請求項９】
前記ストップ回路は、
反転シュミットトリガ回路と、
前記反転シュミットトリガ回路の入力端に抵抗を介して接続される信号レベルＨの電圧値の入力電源と、
前記入力電源および抵抗に対して前記反転シュミットトリガ回路と並列に設けられたスイッチ回路であって、その一端が接地されていると共にその中間に前記ストップボタンが設けられているものと、
を有すること、を特徴とする請求項８に記載のモータ制御回路。
【請求項１０】
前記低電圧時制御回路は、前記入力電源および抵抗に対して、前記反転シュミットトリガ回路および前記スイッチ回路と並列に設けられており、
前記ストップ回路の入力電源の電圧が所定値よりも低い場合は、前記入力電源から前記低電圧時制御回路に電流が流れ、前記反転シュミットトリガの入力端における電圧を低下させること、を特徴とする請求項９に記載のモータ制御回路。
【請求項１１】
前記低電圧時制御回路は、駆動電源と、前記駆動電源の下流に設けられたツェナーダイオードと、第１および第２のＮＰＮトランジスタを有し、
前記ツェナーダイオードのツェナー電圧が信号レベルＨの電圧値よりも低くなっており、
前記ツェナーダイオードの下流側と前記第１のＮＰＮトランジスタのベース端子が接続され、
前記第１のトランジスタのコレクタ端子および前記第２のＮＰＮトランジスタのベース端子は、それぞれ前記ツェナーダイオードと並列になるように前記駆動電源に接続されており、
前記第１および第２のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子は接地されており、
前記第２のトランジスタのコレクタ端子が、前記入力電源および抵抗に対して、前記反転シュミットトリガ回路および前記スイッチ回路と並列に設けられていること、を特徴とする請求項１０に記載のモータ制御回路。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載のモータ制御回路と、
前記モータ制御回路によって制御されるモータと、
前記モータからの動力によって内視鏡の操作ダイヤルを繰り返し往復運動させるための治具と、
を備えた内視鏡操作部耐久試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動および停止を制御するためのモータ制御回路および、このモータ制御回路とモータと治具を備えた内視鏡操作部耐久試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータを利用した各種装置が利用されている。例えば、特許文献１に記載の内視鏡用送水装置においては、タンク内に溜められている水を汲み出して内視鏡の送水管に送るポンプをモータによって駆動するようになっている。このモータは、装置の使用者がフットスイッチを操作することによって駆動または停止するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−２７５９４５
【０００３】
このような装置においては、ステップモータや定速モータが利用される。特許文献１に記載の装置においては、定速ステップモータが使用されている。直流ステッピングモータにおいては、複数の制御端子に駆動パルスを入力することによって、モータの回転速度や回転角を制御するものである。この駆動パルスは、モータドライバ回路によって生成され、モータの制御端子に送られる。
【０００４】
このモータドライバ回路は、外部の制御回路からパルス信号を受信するための信号入力端子と、直流電源を供給するための電源入力端子とを備える。モータドライバ回路は、外部からのパルス信号と直流電源を用いて、モータに送る駆動パルスを生成する。外部の制御回路から出力されるパルスは、３．３〜５Ｖ程度の一般に言う論理レベル電圧であり消費電力が押さえられている。一方、直流電源は、高トルクでモータを回転させるための動力となるので、モータードライバ回路は、１２〜２４Ｖ程度の高電圧となっている。
【０００５】
通常、外部の制御回路およびモータドライバ回路へ供給される直流電流は、適切な交流−直流コンバータ（以下、電源と称す）から供給されている。上記のような構成の装置の場合、外部の制御回路とモータドライバ回路の駆動電圧が異なるため、制御回路とモータドライバ回路とには、別個の電源が接続されることが多い。
【０００６】
制御回路には、シュミットトリガインバータ等の論理素子が使用されており、これらの論理素子によってモータドライバ回路に供給されるパルスが生成される。これらの論理素子において、動作可能な駆動電圧の範囲は、前述のような論理レベル電圧３．３Ｖ〜５Ｖである。この範囲を大きく下回る電圧が論理素子に供給された場合、素子の論理レベルが安定しないので、システムが誤動作を起こす可能性がある。制御回路に電流を供給する電源の起動時には、電圧のレベルが安定したレベルまで立ち上がるのに有限な時間を必要とする。このような期間に、論理素子に低い電圧が供給されてしまう可能性がある。この結果、意図しないパルスがモータドライバ回路に入力されて、ステップモータが誤動作を起こす可能性があった。
【０００７】
特に、モータドライバ回路の特定の端子に入力される信号がＨレベルかＬレベルかによって回転／停止を制御するような定速モータを用いた装置において、電源の起動時に論理素子の誤動作が起こると、モータの回転が始まる可能性があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上の問題に鑑み、本発明は電源の起動時に起こりうるモータの誤動作を防止するための手段を備えたモータ制御回路および、このモータ制御回路を有する内視鏡操作部耐久試験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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明のモータ制御回路は、モータドライバ回路の制御端子の上流に配置された第１のツェナーダイオードを備えている。電源の起動時に論理素子の誤動作によって発生しうる信号のレベルは、通常のレベルＨの電圧値よりも低い値となる。例えば、通常使用時における論理素子の駆動電圧が５Ｖである場合、レベルＨの信号の電圧値はほぼ５Ｖとなる。一方、電源起動時に誤動作によって出力されうる信号の電圧値は２Ｖ程度である。従って、ツェナー電圧が３Ｖであるような素子を第１のツェナーダイオードとして使用することにより、論理素子の誤動作によって発生しうる信号をカットできる。
【００１０】
また、ツェナーダイオードはその上流に設けられた素子から出力される信号の電圧値がツェナー電圧以上である場合、（入力電圧−ツェナー電圧）の電圧を出力するようになっている。従って、トランジスタ等を備えた電圧増幅回路を第１のツェナーダイオードの下流に配置することによって、モータドライバ回路に入力される信号電圧値を所望の電圧レベルまで増幅することが好ましい。
【００１１】
また、モータ制御回路が、モータの回転を停止する際に押下されるストップボタンと、ストップボタンが押下された時に信号レベルＬの信号が生成され、押下されていない時は信号レベルＨの信号が生成されるよう構成されたストップ回路と、ストップ回路が生成した信号を読み取り、この信号が信号レベルＬである時にモータドライバ回路の所定の端子へ信号レベルＬの信号を印加するよう構成された主制御回路と、を備えたものである場合、
ストップ回路の駆動電圧が所定値未満である時に、前記ストップ回路が信号レベルＬの信号を生成するように前記ストップ回路を制御する低電圧時制御回路をさらに有する構成としてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、電源の起動時にストップ回路を構成する論理素子が誤作動を起こしてレベルＨの信号が出力されうる場合に、低電圧時制御回路によって強制的にレベルＬの信号が出力されるようになる。従って、本構成によれば、第１のツェナーダイオードと低電圧時制御回路のいずれか一方が動作不良を起こしている場合であっても、モータの誤動作を防止かの氏ある。
【００１３】
また、ストップ回路が、反転シュミットトリガ回路と、反転シュミットトリガ回路の入力端に抵抗を介して接続される信号レベルＨの入力電源と、入力電源および抵抗に対して反転シュミットトリガ回路と並列に設けられたスイッチ回路であって、その一端が接地されていると共にその中間に前記ストップボタンが設けられているものと、を有するものである場合は、低電圧時制御回路が入力電源および抵抗に対して反転シュミットトリガ回路およびスイッチ回路と並列に設けられており、ストップ回路の入力電源の電圧が所定値よりも低い場合は入力電源から低電圧時制御回路に電流が流れ、反転シュミットトリガの入力端における電圧を低下させる構成としてもよい。
【００１４】
例えば、低電圧時制御回路が、駆動電源と、前記駆動電源の下流に設けられた第２のツェナーダイオードと、第１および第２のＮＰＮトランジスタを有し、第２のツェナーダイオードのツェナー電圧が信号レベルＨよりも低くなっており、第２のツェナーダイオードの下流側と第１のＮＰＮトランジスタのベース端子が接続され、第１のＮＰＮトランジスタのコレクタ端子および第２のＮＰＮトランジスタのベース端子はそれぞれ第２のツェナーダイオードと並列になるように駆動電源に接続されており、第１および第２のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子は接地されており、第２のＮＰＮトランジスタのコレクタ端子が入力電源および抵抗に対して反転シュミットトリガ回路およびスイッチ回路と並列に設けられている構成とする。
【００１５】
以上説明したモータ制御回路は、例えば、モータ制御回路によって制御されるモータと、モータからの動力によって内視鏡の操作ダイヤルを繰り返し往復運動させるための治具と、を備えた内視鏡操作部耐久試験装置に適用される。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、本発明は電源の起動時に起こりうるモータの誤動作を防止するための手段を備えたモータ制御回路および、このモータ制御回路を有する内視鏡操作部耐久試験装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を説明して、本発明のモータ制御回路および、このモータ制御回路を有する内視鏡操作部耐久試験装置につき説明する。図１は本実施形態の内視鏡操作部耐久試験装置の構造を示す概略図である。本実施形態の内視鏡操作部耐久試験装置１（以下、試験装置１と略称す）は、内視鏡の挿入管先端部の彎曲動作を操作するための操作ダイヤルを、所定回数往復回転して、ダイヤルの破損が起きるかどうかを試験するものである。
【００１８】
試験装置１は、内視鏡Ｓがそこに固定されるボディ１０と、内視鏡Ｓのハンドル部および挿入管基端部を上下から挟み込んでボディ１０に固定するための固定部材１２を有する。
【００１９】
また、ボディ１０の一側面にはボディ１０に内視鏡Ｓが固定された時に、内視鏡Ｓの操作ダイヤルＤと係合する係合突起１４ａを備えた作動ギア１４が設けられている。係合突起１４ａを操作ダイヤルＤと係合させた状態で作動ギア１４を往復回転させることによって、操作ダイヤルＤを往復回転させることができる。
【００２０】
この作動ギア１４を駆動するための駆動ギア１６が、作動ギア１４と噛合している。駆動ギア１６の回転軸には、モータ２０の駆動軸と連結されており、モータ２０を回転させることによって駆動ギア１６および作動ギア１４を介して操作ダイヤルＤを回転させることが可能となっている。
【００２１】
モータ２０の回転軸は、時計回りおよび反時計回りの双方に回転駆動されるようになっており、モータ２０を駆動／制御するためのモータドライバ回路１３０に所定の信号を引加することによって、モータ２０の回転軸の回転方向（すなわち、内視鏡Ｓの操作ダイヤルＤの回転方向）を設定可能である。
【００２２】
ボディ１０の下部には制御ユニット１００が設けられている。制御ユニット１００のブロック図を図２に示す。制御ユニット１００の表面には、モータ２０を始動させて試験を開始させる時に押下されるスタートボタンＳＷ１、および、モータ２０の回転を停止して試験を終了する際に押下されるストップボタンＳＷ２、商用ＡＣ電源を制御ユニット１００に供給するための電源コネクタ１０２が設けられている。また、前述のモータドライバ回路１３０、およびモータドライバ回路に信号を送ってモータ２０の動作を制御するための制御回路１５０、電源コネクタ１０２を介して供給されるＡＣ電流を５ＶのＤＣ電流に変換して制御回路１５０に供給する第１の電源１０４、および、電源コネクタ１０２を介して供給されるＡＣ電流を１２ＶのＤＣ電流に変換してカウンタ１０８に供給する第２の電源１０６が、この制御ユニット１００に内蔵されている。
【００２３】
電源コネクタ１０２を介して供給されるＡＣ電流は、第１の電源１０４および第２の電源１０６に送られると共に、分岐してモータドライバ回路１３０に送られる。モータドライバ回路１３０は、ＡＣ電流を２４ＶのＤＣ電流に変換する電源回路を備えており、モータドライバ回路１３０自身、およびモータ２０はこの２４ＶのＤＣ電流によって駆動されるようになっている。
【００２４】
図１に示されるように、作動ギア１４は、その半径方向に向かって延びるアーム１４ｂを有する。作動ギア１４が回転運動すると、アーム１４ｂはボディ１０上に設けられた回転方向検出スイッチＳＷ３、ＳＷ４の間を揺動する。回転方向検出スイッチＳＷ３、ＳＷ４は、それぞれ制御回路に接続されており、スイッチＳＷ３、ＳＷ４のいずれかにアーム１４ｂが接触してスイッチが短絡すると、その結果が検出されて制御回路１５０に入力される。制御回路１５０はこの検出結果に基づいてモータドライバ回路１３０に信号を送信して、モータ２０の回転方向を変更する。以上の構成によって、内視鏡２０の操作ダイヤルＤは往復回転運動する。
【００２５】
また、制御回路１５０は、制御ユニット１００に内蔵されたカウンタ１０８に接続されている。制御回路１５０は、スイッチＳＷ４とアーム１４ｂが接触した時に、カウントアップ信号をカウンタ１０８に送信する。カウンタ１０８はカウントアップ信号を受信すると、カウンタ１０８のカウンタ表示値を１カウントアップする。カウンタ表示値は、カウンタ１０８のカウンタ表示インジケータに表示される。以上の構成によって、スタートボタンが押下された後のアーム１４ｂとスイッチＳＷ４が接触した回数（すなわち、操作ダイヤルＤの往復回数）はカウンタ１０８によって計測され、この回数がカウンタ１０８のカウンタ表示インジケータに表示される。試験装置１の操作者は、カウンタ１０８のカウンタ表示インジケータに表示された表示値を視認することによって、操作ダイヤルＤの往復回数を計測することができる。
【００２６】
また、カウンタ１０８のカウンタ表示値の値が一定値（例えば１００００）を越えると、カウンタ１０８は所定のオーバーフロー信号を出力する。このオーバーフロー信号は制御回路１５０に入力されるようになっている。制御回路１５０がオーバーフロー信号を受信すると、制御回路１５０はモータ２０の回転を停止するための信号をモータドライバ回路１３０に出力する。従って、スタートボタンＳＷ１が押下されて耐久試験が開始したのち、操作ダイヤルＤの往復回数が一定値に達すると、モータ２０が停止する。すなわち、本構成においては、内視鏡Ｓをボディ１０にセットしてスタートボタンが押下されると、一定の回数操作ダイヤルＤが往復回転される。この時の操作ダイヤルＤの状態を操作者が視認することによって、操作ダイヤルＤの耐久性が判断される。
【００２７】
ボタンＳＷ１〜２、スイッチＳＷ３〜４、制御回路１５０、モータドライバ回路１３０、およびカウンタ１０８の回路図を図３に示す。なお、図中で”＋５Ｖ”と記載されている電源入力端子からの電源電圧は、電源１０４から供給されている。
【００２８】
上記回路図に基づく制御回路１５０の通常時の動作に付き、以下説明する。なお、本願の特徴部分である低電圧時の誤動作を防止する回路２１０、２２０は、通常動作時においては不要であるため、以下の説明においては、回路２１０、２２０が無いものとして説明する。
【００２９】
本実施形態においては、モータドライバ回路１３０の制御はＣＰＵ１５１によって行われる。ＣＰＵ１５１の第１出力端子Ｏ１および第２出力端子Ｏ２は、それぞれモータドライバ回路１３０のＣＣＷ／ＣＷ設定端子Ｍ２およびＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１に接続されている。なお、モータドライバ回路１３０の端子Ｍ３はグランドである。
【００３０】
モータドライバ回路１３０のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１にレベルＨ（通常は４〜５Ｖ）の電圧がかかっている時は、モータドライバ回路１３０によってモータ２０が回転駆動されるよう制御される。また、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子にレベルＬ（通常は０〜０．５Ｖ）の電圧がかかっている時は、モータドライバ回路１３０によってモータ２０が停止するよう制御される。
【００３１】
モータドライバ回路１３０のＣＣＷ／ＣＷ設定端子Ｍ２にレベルＨの電圧がかかっている場合は、モータ２０の回転方向が反時計回りに設定される。また、ＣＣＷ／ＣＷ設定端子Ｍ２にレベルＬの電圧がかかっている場合は、モータ２０の回転方向が時計回りに設定される。
【００３２】
以上のように、本実施形態においては、ＣＰＵ１５１が端子Ｏ１、Ｏ２に出力する信号によってモータ２０の回転／停止および回転方向が制御される。
【００３３】
次いで、スタートボタンＳＷ１、ストップボタンＳＷ２、スイッチＳＷ３およびＳＷ４の状態をＣＰＵ１５１が検知する手段について説明する。
【００３４】
スタートボタンＳＷ１の一端は反転シュミットトリガ回路Ｓ１の入力端に接続されており、他端は接地されている。またスタートボタンＳＷ１の一端と反転シュミットトリガ回路Ｓ１の入力端には、抵抗Ｒ１を介して５Ｖ電源が接続されている。このため、スタートボタンＳＷ１の両端が短絡されていない状態では、反転シュミットトリガ回路Ｓ１の入力端は５Ｖ（すなわちレベルＨ）でプルアップされていることになる。この時、反転シュミットトリガ回路Ｓ１はレベルＬの信号を出力する。
【００３５】
ここで、スタートボタンＳＷ１の両端が短絡されると、抵抗Ｒ１に電流が流れ、抵抗Ｒ１による電圧降下によって、反転シュミットトリガ回路Ｓ１の入力端における電圧はレベルＬとなり、反転シュミットトリガ回路Ｓ１はレベルＨの信号を出力する。反転シュミットトリガ回路Ｓ１の出力は、ＣＰＵ１５１の入力端Ｉ１に入力される。
【００３６】
ストップボタンＳＷ２についても基本的な構成は同様であり、反転シュミットトリガ回路Ｓ２および抵抗Ｒ２によって、ストップボタンＳＷ２の両端が短絡していない時は、ＣＰＵ１５１の入力端Ｉ２にレベルＨの電圧がかかるようになり、両端が短絡している時は、ＣＰＵ１５１の入力端Ｉ２にレベルＬの電圧がかかるようになる。
【００３７】
スイッチＳＷ３、ＳＷ４についても同様である。反転シュミットトリガ回路Ｓ３、Ｓ４および抵抗Ｒ３、Ｒ４によって、スイッチＳＷ３、ＳＷ４の両端が短絡していない時は、ＣＰＵ１５１の入力端Ｉ３、Ｉ４にそれぞれレベルＨの電圧がかかるようになり、両端が短絡している時は、ＣＰＵ１５１の入力端Ｉ３、Ｉ４にそれぞれレベルＬの電圧がかかるようになる。
【００３８】
従って、ＣＰＵ１５１は入力端Ｉ１、Ｉ２にかかる電圧レベルをチェックして、スタートボタンＳＷ１及び／またはストップボタンＳＷ２が押下されたかどうかを判断することができる。同様に、ＣＰＵ１５１は入力端Ｉ３、Ｉ４にかかる電圧レベルをチェックして、スイッチＳＷ３及び／またはＳＷ４がアーム１４ｂ（図１）と接触したかどうかを判断することができる。
【００３９】
カウンタ１０８のカウントアップ機構およびオーバーフロー時の挙動につき、以下説明する。
【００４０】
ＣＰＵ１５１の信号出力端Ｏ３とカウンタ１０８のカウントアップパルス入力端Ｃ１は接続されており、ＣＰＵ１５１の信号出力端Ｏ３からレベルＨのパルスが出力されると、カウンタ１０８は、カウンタ表示値を１カウントアップする。また、カウンタ１０８の端子Ｃ４はグランドである。
【００４１】
また、カウンタ表示値の値が所定値を越えると、カウンタ１０８の端子Ｃ２とＣ３が短絡する。端子Ｃ２は、反転シュミットトリガ回路Ｓ５の入力端と接続されている。また、端子Ｃ３は接地されている。また、反転シュミットトリガ回路Ｓ５の入力端には、抵抗Ｒ５を介して５Ｖの電源が接続されている。従って、端子Ｃ２とＣ３が短絡していない状態では、反転シュミットトリガ回路Ｓ５の入力端にはレベルＨの電圧がかかり、その出力端の電圧レベルはＬとなる。一方、カウンタ表示値がオーバーフローして端子Ｃ２とＣ３が短絡すると、抵抗Ｒ５に電流が流れ、抵抗Ｒ５の電圧降下によって反転シュミットトリガ回路Ｓ５の入力端における電圧レベルはＬとなり、出力端の電力レベルはＨとなる。反転シュミットトリガ回路Ｓ５の出力端は、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ５と接続されている。
【００４２】
従って、ＣＰＵ１５１は信号出力端Ｏ３にレベルＨのパルスを出力することによって、カウンタ１０８のカウンタ表示値を１カウントアップさせることができる。また、ＣＰＵ１５１は、信号入力端Ｉ５を監視することによって、カウンタ１０８のカウンタ表示値のオーバーフローを検出することができる。
【００４３】
ＣＰＵ１５１による、モータ２０の回転／停止を制御する機構に付き、以下説明する。ＣＰＵ１５１の信号出力端Ｏ２は、反転シュミットトリガ回路Ｓ６を介してモータドライバ回路１３０のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１に接続されている。従って、信号出力端Ｏ２のレベルがＬであれば、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１での電圧レベルはＨとなり、この時モータ２０は回転する。一方、信号出力端Ｏ２のレベルがＨであれば、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１での電圧レベルはＬとなり、この時モータ２０は回転しない。
【００４４】
本実施形態においては、ＣＰＵ１５１は以下に説明するフローに従って動作し、モータ２０の回転動作を制御する。
【００４５】
図４は、ＣＰＵによって実施されるフローである。本フローは、試験装置１への電源投入によって実行される。また、本フローは一種の無限ループとなっており、試験装置への電源を遮断しない限り実行され続ける。本フローが開始すると、ステップＳ１が実施される。
【００４６】
ステップＳ１では、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ１にレベルＨの信号が入力されたかどうか、すなわちスタートボタンＳＷ１が押下されたかどうかの検知が行われる。信号入力端Ｉ１にレベルＨの信号が入力され、スタートボタンＳＷ１の押下が検知された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。一方、信号入力端Ｉ１にレベルＬの信号が入力され、スタートボタンＳＷ１が押下されていないことが検知された場合（Ｓ１：ＮＯ）は、ステップＳ１が引き続き実行される。すなわち、ステップＳ１は、スタートボタンＳＷ１が押下されるまで待機することを示す。
【００４７】
ステップＳ２では、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ２にレベルＨの信号が入力されたかどうか、すなわちストップボタンＳＷ２が押下されたかどうかの検知が行われる。信号入力端Ｉ２にレベルＬの信号が入力され、ストップボタンＳＷ２が押下されていないことが検知された場合（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ３に進む。一方、信号入力端Ｉ２にレベルＨの信号が入力され、ストップボタンＳＷ２の押下が検知された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）は、ステップＳ１に戻る。
【００４８】
ステップＳ３では、ＣＰＵ１５１は、信号出力端Ｏ２の電圧レベルをＬに設定する。この結果、モータ２０の回転が開始する。次いでステップＳ４に進む。
【００４９】
以上のように、ステップＳ１−３のルーチンにおいては、スタートボタンＳＷ１が押下され、かつストップボタンＳＷ２が押下されていない状態の時に、モータ２０が始動する。スタートボタンＳＷ１が押下されていたとしても、同時にストップボタンＳＷ２が押下されている状態では、モータ２０は始動しない。
【００５０】
ステップＳ４では、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ３にレベルＨの信号が入力されたかどうか、すなわちスイッチＳＷ３とアーム１４ｂが接触したかどうかの検知が行われる。信号入力端Ｉ３にレベルＨの信号が入力され、スイッチＳＷ３とアーム１４ｂの接触が検知された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。
【００５１】
ステップＳ５では、ＣＰＵ１５１は信号出力端Ｏ１の電圧レベルをＬに設定する。この結果、モータ２０の回転の方向は時計回りに設定される。次いでステップＳ６に進む。
【００５２】
一方、ステップＳ４において、信号入力端Ｉ３にレベルＬの信号が入力されており、スイッチＳＷ３とアーム１４ｂが接触していないことが検知された場合（Ｓ４：ＮＯ）は、ステップＳ６に進む。
【００５３】
ステップＳ６では、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ４にレベルＨの信号が入力されたかどうか、すなわちスイッチＳＷ４とアーム１４ｂが接触したかどうかの検知が行われる。信号入力端Ｉ４にレベルＨの信号が入力され、スイッチＳＷ４とアーム１４ｂの接触が検知された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。
【００５４】
ステップＳ７では、ＣＰＵ１５１は信号出力端Ｏ１の電圧レベルをＨに設定する。この結果、モータ２０の回転の方向は反時計回りに設定される。次いでステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ＣＰＵ１５１は信号レベルＨのパルスを信号出力端Ｏ３から出力する。この結果、カウンタ１０８のカウンタ表示値が１カウントアップされる。次いでステップＳ９に進む。
【００５５】
一方、ステップＳ６において、信号入力端Ｉ４にレベルＬの信号が入力されており、スイッチＳＷ４とアーム１４ｂが接触していないことが検知された場合（Ｓ６：ＮＯ）は、ステップＳ９に進む。
【００５６】
以上のように、本フローのステップＳ４−８の構成によれば、ＳＷ３、ＳＷ４にアーム１４ｂが接触すると、モータ２０の回転方向が切り替わる。すなわち、アーム１４ｂがスイッチＳＷ３とＳＷ４との間を往復するように、内視鏡Ｓの操作ダイヤルＤが往復回転駆動される。また、アーム１４ｂがスイッチＳＷ３とＳＷ４との間を一往復してＳＷ４に接触した時に、カウンタ１０８のカウンタ表示値が１カウントアップされる。
【００５７】
ステップＳ９では、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ５にレベルＨの信号が入力されたかどうか、すなわちカウンタ１０８のカウンタ表示値が所定の値を超えたかどうかの検知が行われる。信号入力端Ｉ５にレベルＨの信号が入力され、カウンタ表示値が所定の値を超えたことが検知された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１１に進む。一方、信号入力端Ｉ５にレベルＬの信号が入力され、カウンタ表示値が所定の値を超えていないことが検知された場合（Ｓ９：ＮＯ）、ステップＳ１０に進む。
【００５８】
ステップＳ１０では、ＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ２にレベルＨの信号が入力されたかどうか、すなわちストップボタンＳＷ２が押下されたかどうかの検知が行われる。信号入力端Ｉ２にレベルＬの信号が入力され、ストップボタンＳＷ２が押下されていないことが検知された場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ４に戻る。一方、信号入力端Ｉ２にレベルＨの信号が入力され、ストップボタンＳＷ２の押下が検知された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）は、ステップＳ１１に進む。
【００５９】
ステップＳ１１では、ＣＰＵ１５１の信号出力端Ｏ２の電圧レベルをＨにする。この結果、モータ２０の回転は停止する。
【００６０】
すなわち、本フローのＳ９−１１のステップにおいては、カウンタ１０８がオーバーフローする、すなわち内視鏡ＳのダイヤルＤが所定回数往復回転するか、ストップボタンＳＷ２が押された時にモータ２０が停止することが示されている。
【００６１】
以上のように、上記説明したフローによれば、スタートボタンＳＷ１の押下によりモータ２０の回転がスタートしてダイヤルＤの耐久試験が開始し、所定回数ダイヤルＤが往復回転すると、試験終了と判断され、モータ２０の回転が停止する。また、試験中にストップボタンＳＷ２が押下されるとモータ２０が停止し、試験が強制的に中断する。
【００６２】
本発明の特徴部分である、低電圧時の誤作動を防止する機構に付き、以下説明する。まず、低電圧時の誤作動の特徴に付き説明する。
【００６３】
電源１０４にＡＣ電流が供給されている状態では、電源１０４の出力側の電圧は５Ｖとなっている。しかしながら、電源１０４に商用ＡＣ電源が接続された直後や、電源１０４からＡＣ電源が切り離された直後は、電源１０４の出力側の電圧は５Ｖ未満の低電圧となる。
【００６４】
ここで、反転シュミットトリガ回路Ｓ１〜６の入力端子および駆動電圧供給端子（Ｖｃｃ）と電源１０４とが接続されている場合、Ｖｃｃに入力されている駆動電圧および入力端子に入力されている電圧が充分に高ければ、反転シュミットトリガ回路からはレベルＬの信号が出力される。しかしながら、駆動電圧がある閾値よりも低い場合、レベルＨの信号が出力されてしまうことがある。この閾値は、反転シュミットトリガ回路Ｓ１〜６の個体差によって異なる。このため、電源投入後直後の低電圧時に、反転シュミットトリガ回路Ｓ１からレベルＨの信号が出力され、Ｓ２からはレベルＬの信号が出力されてしまう可能性がある。このため、以下に説明する低電圧時制御回路２１０、２２０が無い場合、電源投入時にスタートボタンＳＷ１が押されていないにも関わらずモータ２０が始動してしまう可能性があった。
【００６５】
以下に説明する低電圧時制御回路２１０、２２０は上記の現象を防止するために利用される。回路２１０の構成に付き以下説明する。回路２１０は、ストップボタンＳＷ２と反転シュミットトリガ回路Ｓ２との間から分岐して配置されている。回路２１０は、第２のツェナーダイオード２１１、抵抗２１２、第１のＮＰＮトランジスタ回路２１３、第２のＮＰＮトランジスタ２１４を有する。ここで、第１および第２のＮＰＮトランジスタは、そのベース側にバイアス用の抵抗が設けられている。
【００６６】
第２のツェナーダイオード２１１と抵抗２１２は、互いに並列に電源１０４の出力端子に接続されている。第２のツェナーダイオード２１１の下流には、第１のＮＰＮトランジスタ２１３のベースと接続されている。抵抗２１２の下流と、第１のＮＰＮトランジスタ２１３のコレクタと第２のＮＰＮトランジスタ２１４のベースとは接続されている。第２のＮＰＮトランジスタ２１４のコレクタは、ストップボタンＳＷ２と反転シュミットトリガ回路Ｓ２の中間に接続されている。また、第１および第２のＮＰＮトランジスタのエミッタは共に接地されている。また、第２のツェナーダイオード２１１のツェナー電圧は３．１Ｖに設定されている。この値は通常時の電源１０４の出力電圧よりも低く、また、シュミットトリガ回路Ｓ２の最低駆動電圧よりも充分に高い値である。
【００６７】
ここで、電源１０４から出力される直流電流の電圧が第２のツェナーダイオード２１１のツェナー電圧よりも低い場合は、第１のＮＰＮトランジスタ２１３のベースにかかる電圧は０となり、第２のＮＰＮトランジスタ２１４のベースに電圧がかかる。この結果、第２のＮＰＮトランジスタ２１４のコレクタからエミッタに向けて電流が流れるようになる。すなわち、抵抗Ｒ２に電流が流れるようになり、この結果、反転シュミットトリガ回路Ｓ２の入力端の電圧がＬとなり、レベルＨの信号がＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ２に入力される。従って、例え電源投入後直後の低電圧時の誤動作によって信号入力端Ｉ１にレベルＨの信号が入力されたとしても（図４のＳ１：ＹＥＳ）、その時は信号入力端Ｉ２にもレベルＨの信号が入力される（図４のＳ２：ＹＥＳ）ため、モータ２０を始動するための信号は信号出力端Ｏ２からは、出力されない。
【００６８】
一方、電源１０４から出力される直流電流の電圧が第２のツェナーダイオード２１１のツェナー電圧よりも高い場合は、第１のＮＰＮトランジスタ２１３のベースに所定の電圧がかかり、第１のＮＰＮトランジスタ２１３のコレクタからエミッタに向けて電流が流れるようになる。このため、抵抗２１２における電圧降下によって、第２のＮＰＮトランジスタ２１４のベースにかかる電圧は０となる。この状態では第２のＮＰＮトランジスタ２１４のコレクタからエミッタに電流が流れることはない。換言すれば、回路２１０は他の回路から切り離されることになる。この状態においては、ストップボタンＳＷ２が押下されていなければ信号入力端Ｉ２にレベルＬの信号が入力され、押下されているのであればレベルＨの信号が入力されるという、通常の動作状態となる。
【００６９】
すなわち、回路２１０によって、低電圧時（電源１０４から出力される直流電流の電圧が第２のツェナーダイオード２１１のツェナー電圧よりも低い時）には、強制的にレベルＨの信号がＣＰＵ１５１の信号入力端Ｉ２に入力され、この結果、モータ２０が停止するように制御される。
【００７０】
上記の回路２１０は、反転シュミットトリガ回路Ｓ６が正常であり、反転シュミットトリガ回路Ｓ１が誤動作を起こしうる場合において有効である。しかしながら、低電圧時に反転シュミットトリガ回路Ｓ６が誤動作を起こして不適切な信号レベルＨをモータドライバ回路１３０に出力してしまう可能性もある。以下に説明する回路２２０は、そのような状況下において、低電圧時に強制的にレベルＬの信号をモータドライバ回路１３０のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１に入力するものである。
【００７１】
回路２２０は、ＮＰＮトランジスタを備えた電圧増幅回路２２２と、第１のツェナーダイオード２２１とを有する。反転シュミットトリガ回路Ｓ６の出力端子は第１のツェナーダイオード２２１の上流側に接続され、第１のツェナーダイオード２２１の下流側と電圧増幅回路２２２の入力端子とが接続され、電圧増幅回路２２２の出力端はモータドライバ回路１３０のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１に接続されている。また、第１のツェナーダイオード２２１のツェナー電圧は２．９Ｖに設定されている。この値は通常時の電源１０４の出力電圧よりも低く、また、シュミットトリガ回路Ｓ６の最低駆動電圧よりも充分に高い値である。
【００７２】
反転シュミットトリガ回路の出力するレベルＨの信号の電圧は、一般に反転シュミットトリガ回路の駆動電圧とほぼ同じ電圧となる。従って低電圧時に反転シュミットトリガ回路Ｓ６が誤動作を起こしてレベルＨの信号を出力した場合、第１のツェナーダイオード２１１に入力される電圧は、電源１０４の出力電圧とほぼ同じである。この電圧は、第１のツェナーダイオードのツェナー電圧よりも低い値であるので、第１のツェナーダイオードの出力電圧は０となり、モータドライバ回路１３０のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子Ｍ１に入力される信号のレベルはＬとなる。従って、低電圧時に反転シュミットトリガ回路Ｓ６が誤動作を起こした場合であっても、モータ２０は回転駆動されない。
【００７３】
一方、通常動作時（電源１０４の出力電圧が第１のツェナーダイオード２２１のツェナー電圧よりも高い場合）において、反転シュミットトリガ回路Ｓ６からレベルＨの信号が出力される場合は、第１のツェナーダイオード２２１の下流側の電圧はおおよそ（電源１０４の出力電圧−第１のツェナーダイオード２２１のツェナー電圧）となる。この電圧は、モータドライバ回路１３０によってレベルＬと判断されうる可能性があるため、電圧増幅回路２２２によって、電圧をレベルＨに上昇させている。
【００７４】
以上のように、本実施形態によれば、電源１０４の出力が低電圧の時に発生しうる反転シュミットトリガ回路の誤動作に起因するモータの意図しない始動を、回路２１０、２２０によって防止可能となる。本実施形態においては、第１のツェナーダイオード２２１のツェナー電圧は、第２のツェナーダイオード２１１のツェナー電圧よりも低く設定されている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態の内視鏡操作部耐久試験装置の構造を示す概略図である。
【図２】本実施形態の内視鏡操作部耐久試験装置における制御ユニットのブロック図である。
【図３】本実施形態の内視鏡操作部耐久試験装置における制御回路、モータドライバ回路、およびカウンタ等の回路図である。
【図４】本実施形態の内視鏡操作部耐久試験装置のＣＰＵの動作フローである。
【符号の説明】
【００７６】
１        内視鏡操作部耐久試験装置
１４        作動ギア
１４ｂ      アーム
２０        モータ
１００        制御ユニット
１０４        第１の電源
１０８        カウンタ
１３０        モータドライバ回路
１５０        制御回路
１５１        ＣＰＵ
２１０        低電圧時制御回路
２１１        第２のツェナーダイオード
２１２        抵抗
２１３        第１のＮＰＮトランジスタ
２１４        第２のＮＰＮトランジスタ
２２０        低電圧時制御回路
２２１        第１のツェナーダイオード
２２２        電圧増幅回路
ＳＷ１        スタートボタン
ＳＷ２        ストップボタン
【図１】
2007074849.tif 000003
【図２】
2007074849.tif 000004
【図３】
2007074849.tif 000005
【図４】
2007074849.tif 000006