(57)【要約】【課題】内視鏡の挿入部の可撓性を維持し、湾曲部の湾曲動作を円滑に行わせる。【解決手段】前後に分割された第１、第２の２つの伝達部１１ａ、１１ｂにより１つの回転体３４を駆動する。回転体３４は、第１、第２伝達部１１ａ、１１ｂのそれぞれに設けられたウォームホイール４２の回転に追従して回転する。回転体３４は、ウォームホイール４２を挟んで外側部分と内側部分とに区分され、外側部分の弛み率が内側部分の弛み率よりも小さくなるように構成されている。【選択図】図５
2012110525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入部に取り付けられ、外部の駆動源から動力が与えられて前記内視鏡を検査孔内で進退させる自己推進型の内視鏡装着具であって、
前記湾曲部の軸方向に沿って循環転動する中空トロイダル状の回転体と、
前記湾曲部の軸方向前後に並べて配置され、前記駆動源からの動力を前記回転体に伝達する第１、第２伝達機構とを備え、
前記第１伝達機構は、前記軸方向の前端側に配置され、前記第２伝達機構と弾性体を介して連結され、
前記第２伝達機構は、前記軸方向の後端側に配置され、前記駆動源から動力の供給を受けるとともに、供給された動力を前記弾性体を介して前記第１伝達機構に伝達し、
前記第１、第２伝達機構は、前記湾曲部が挿通される円筒状の支持部材と、前記支持部材を覆う円筒状に形成され、前記駆動源から動力を供給されて前記湾曲部の軸を中心に前記支持部材の周面に摺接して回転する円筒状のウォームギアと、前記ウォームギアを覆う第１筒体と、前記第１筒体の周面を貫通する貫通孔に取り付けられて前記ウォームギアと噛合し、前記ウォームギアの回転に伴って前記湾曲部の軸と直交する軸を中心に回転するウォームホイールと、前記第１筒体を覆うように前記回転体の内部に配置され、前記ウォームホイールとの間で前記回転体を挟み込む第２筒体とをそれぞれ備えるとともに、
前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の外側を回って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでの間に存在する前記回転体の回転方向の長さを、回転体の外側部分の長さとし、
前記湾曲部が湾曲していない状態において、前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の外側を回って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでのウォームホイール間の距離を、ウォームホイール間の外回り距離とし、
前記回転体の外側部分の長さから、前記ウォームホイール間の外回り距離を引いた値を、回転体外側部分の弛み量Ｅ１  とし、
回転体外側部分の弛み量Ｅ１  を、前記湾曲部が湾曲していない状態における前記ウォームホイール間の外回り距離で割った値を、回転体外側部分の弛み率ｒ１  とし、
さらに、
前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の内側を通って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでの間に存在する前記回転体の回転方向の長さを、回転体の内側部分の長さとし、
前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の内側を通って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでのウォームホイール間の距離を、ウォームホイール間の内回り距離とし、
前記回転体の内側部分の長さから、前記ウォームホイール間の内回り距離を引いた値を、回転体内側部分の弛み量Ｅ２  とし、
回転体内側部分の弛み量Ｅ２  を、前記湾曲部が湾曲していない状態における前記ウォームホイール間の内回り距離で割った値を、回転体内側部分の弛み率ｒ２としたときに、
ｒ１＜ｒ２を満たすように、前記回転体を構成したことを特徴とする内視鏡装着具。
【請求項２】
前記第１伝達部の第２筒体の前端から前記第２伝達部の第２筒体の後端までの距離をＬ１  、
前記ウォームホイール間の内回り距離をＬ２  、
前記湾曲部が湾曲した際に前記湾曲部の中心線の描く円弧の半径をＲ、
前記第２筒体の直径をＤ、
前記第１、第２伝達部のウォームホイールの回転位相差により生じる前記回転体の内側部分の長さの変化量をαとしたときに、
ｒ１  ≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／（２Ｌ１  −Ｌ２  ））を満たすように、前記回転体を構成したことを特徴とする請求項１記載の内視鏡装着具。
【請求項３】
前記第１伝達部の第２筒体の前端から前記第２伝達部の第２筒体の後端までの距離をＬ１  、
前記ウォームホイール間の内回り距離をＬ２  、
前記湾曲部が湾曲した際に前記湾曲部の中心線の描く円弧の半径をＲ、
前記第２筒体の直径をＤ、
前記第１、第２伝達部のウォームホイールの回転位相差により生じる前記回転体の内側部分の長さの変化量をαとしたときに、
ｒ２  ≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／Ｌ２  ）を満たすように、前記回転体を構成したことを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡装着具。
【請求項４】
前記弾性体は、巻き径の異なる三つのコイルバネからなるとともに巻き方向が順に逆向きになるように三層に組み合わされた三層コイルバネから構成されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項５】
前記第１、第２伝達部のいずれか一方のみを前記湾曲部に固定したことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項６】
前記第１、第２伝達部の両方を前記湾曲部に固定したことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項７】
前記弾性体を覆うとともに可撓性を有するカバーを取り付けたことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項８】
前記弾性体により前記第１伝達部の前記ウォームギアの後端部と前記第２伝達部の前記ウォームギアの先端部とを連結し、前記第２伝達部の前記ウォームギアを前記駆動源からの動力で回転させることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項９】
一対の前記従動ローラを設けるとともに、一対の前記従動ローラの間に前記ウォームホイールを配置したことを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項１０】
前記回転体は不浸透性の材料で形成されるとともに、前記回転体内部には液体が封入されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項１１】
前記回転体は不浸透性の材料で形成されるとともに、前記回転体内部にはゲルが封入されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項１２】
前記回転体は、生体適合プラスチックで形成されていることを特徴とする１〜１１いずれか記載の内視鏡装着具。
【請求項１３】
前記第１、第２伝達機構は、遠隔操作されることを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載の内視鏡装着具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湾曲部を有する内視鏡の挿入部に装着されて使用される内視鏡装着具に関する。
【背景技術】
【０００２】
体内管路、例えば大腸に内視鏡を挿入する手技は、大腸が体内で曲がりくねった構造であり、Ｓ状結腸や横行結腸のように体腔に固定されていない部分があるといった理由から困難を窮める。このため、大腸への内視鏡の挿入手技の習得には多くの経験を必要とし、挿入手技が未熟である場合には、患者に大きな苦痛を与えてしまう。
【０００３】
このため、特許文献１では、容易に挿入手技を行うことができるように、腸管内で内視鏡を挿入方向に推進させる自己推進型の装着具が提案されている。これによれば、トロイダル状の回転体を循環転動させ、内視鏡にその挿入方向への推進力を付与することより、内視鏡を腸管深部へと誘導することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５１３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装着具は、回転体の保持部（支持構造およびハウジング構造）が湾曲する構成とはなっていない。また、回転体の保持部は、挿入部の長軸方向と平行に長く形成されている。このため、装着具の装着により、湾曲部の湾曲動作に支障が生じ、また、挿入部の可撓性が部分的に失われ、挿入手技がかえって困難となるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１に記載の装着具は、回転体の弛みについて考慮されていない。このため、仮に、特許文献１記載の装着部において、保持部を湾曲する構造としても、回転体により湾曲部の湾曲動作が妨げられてしまうといった問題もある。つまり、回転体は柔軟ではあるが、回転体の伸縮量が大きいと内視鏡へ十分な推進力を付与できないので、回転体の伸縮量は小さく設定されている（回転体は、ほとんど伸縮しない）。このため、回転体に適度な弛みが無いと、湾曲中心軸の外側にある回転体の長さが足りずに湾曲動作が妨げられてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内視鏡の挿入部の可撓性を維持し、湾曲部の湾曲動作を円滑に行わせることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡装着具は、内視鏡の挿入部に取り付けられ、外部の駆動源から動力が与えられて前記内視鏡を検査孔内で進退させる自己推進型の内視鏡装着具であって、前記湾曲部の軸方向に沿って循環転動する中空トロイダル状の回転体と、前記湾曲部の軸方向前後に並べて配置され、前記駆動源からの動力を前記回転体に伝達する第１、第２伝達機構とを備え、前記第１伝達機構は、前記軸方向の前端側に配置され、前記第２伝達機構と弾性体を介して連結され、前記第２伝達機構は、前記軸方向の後端側に配置され、前記駆動源から動力の供給を受けるとともに、供給された動力を前記弾性体を介して前記第１伝達機構に伝達し、前記第１、第２伝達機構は、前記湾曲部が挿通される円筒状の支持部材と、前記支持部材を覆う円筒状に形成され、前記駆動源から動力を供給されて前記湾曲部の軸を中心に前記支持部材の周面に摺接して回転する円筒状のウォームギアと、前記ウォームギアを覆う第１筒体と、前記第１筒体の周面を貫通する貫通孔に取り付けられて前記ウォームギアと噛合し、前記ウォームギアの回転に伴って前記湾曲部の軸と直交する軸を中心に回転するウォームホイールと、前記第１筒体を覆うように前記回転体の内部に配置され、前記ウォームホイールとの間で前記回転体を挟み込む第２筒体とをそれぞれ備えるとともに、前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の外側を回って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでの間に存在する前記回転体の回転方向の長さを、回転体の外側部分の長さとし、前記湾曲部が湾曲していない状態において、前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の外側を回って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでのウォームホイール間の距離を、ウォームホイール間の外回り距離とし、前記回転体の外側部分の長さから、前記ウォームホイール間の外回り距離を引いた値を、回転体外側部分の弛み量Ｅ１  とし、回転体外側部分の弛み量Ｅ１  を、前記湾曲部が湾曲していない状態における前記ウォームホイール間の外回り距離で割った値を、回転体外側部分の弛み率ｒ１  とし、さらに、前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の内側を通って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでの間に存在する前記回転体の回転方向の長さを、回転体の内側部分の長さとし、前記第１伝達部のウォームホイールから前記第１、第２伝達部の第２筒体の内側を通って前記第２伝達部のウォームホイールに到達するまでのウォームホイール間の距離を、ウォームホイール間の内回り距離とし、前記回転体の内側部分の長さから、前記ウォームホイール間の内回り距離を引いた値を、回転体内側部分の弛み量Ｅ２  とし、回転体内側部分の弛み量Ｅ２  を、前記湾曲部が湾曲していない状態における前記ウォームホイール間の内回り距離で割った値を、回転体内側部分の弛み率ｒ２としたときに、ｒ１＜ｒ２を満たすように、前記回転体を構成したことを特徴としている。
【０００９】
前記第１伝達部の第２筒体の前端から前記第２伝達部の第２筒体の後端までの距離をＬ１  、前記ウォームホイール間の内回り距離をＬ２  、前記湾曲部が湾曲した際に前記湾曲部の中心線の描く円弧の半径をＲ、前記第２筒体の直径をＤ、前記第１、第２伝達部のウォームホイールの回転位相差により生じる前記回転体の内側部分の長さの変化量をαとしたときに、ｒ１  ≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／（２Ｌ１  −Ｌ２  ））を満たすように、前記回転体を構成してもよい。
【００１０】
また、前記第１伝達部の第２筒体の前端から前記第２伝達部の第２筒体の後端までの距離をＬ１  、前記ウォームホイール間の内回り距離をＬ２  、前記湾曲部が湾曲した際に前記湾曲部の中心線の描く円弧の半径をＲ、前記第２筒体の直径をＤ、前記第１、第２伝達部のウォームホイールの回転位相差により生じる前記回転体の内側部分の長さの変化量をαとしたときに、ｒ２  ≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／Ｌ２  ）を満たすように、前記回転体を構成してもよい。
【００１１】
さらに、前記弾性体は、巻き径の異なる三つのコイルバネからなるとともに巻き方向が順に逆向きになるように三層に組み合わされた三層コイルバネから構成されるものでもよい。
【００１２】
また、前記第１、第２伝達部のいずれか一方のみを前記湾曲部に固定してもよい。
【００１３】
さらに、前記第１、第２伝達部の両方を前記湾曲部に固定してもよい。
【００１４】
また、前記弾性体を覆うとともに可撓性を有するカバーを取り付けてもよい。
【００１５】
さらに、前記弾性体により前記第１伝達部の前記ウォームギアの後端部と前記第２伝達部の前記ウォームギアの先端部とを連結し、前記第２伝達部の前記ウォームギアを前記駆動源からの動力で回転させてもよい。
【００１６】
また、一対の前記従動ローラを設けるとともに、一対の前記従動ローラの間に前記ウォームホイールを配置してもよい。
【００１７】
さらに、前記回転体は不浸透性の材料で形成されるとともに、前記回転体内部には液体が封入されているものでもよい。
【００１８】
また、前記回転体は不浸透性の材料で形成されるとともに、前記回転体内部にはゲルが封入されているものでもよい。
【００１９】
さらに、前記回転体は、生体適合プラスチックで形成されているものでもよい。
【００２０】
また、前記第１、第２伝達機構は、遠隔操作されるものでもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内視鏡装着具は、２つの伝達機構を弾性体により連結することにより、回転体の保持部に十分な可撓性を持たせるとともに、弛み量を考慮して回転体を構成したので、内視鏡の挿入部の可撓性を維持し、湾曲部の湾曲動作を円滑に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内視鏡システムの概略図である。
【図２】自己推進装置を電子内視鏡に装着した状態を示す斜視図である。
【図３】自己推進装置の分解斜視図である。
【図４】自己推進装置の断面図である。
【図５】自己推進装置が湾曲していないときの回転体の様子を示す説明図である。
【図６】自己推進装置が湾曲したときの回転体の様子を示す説明図である。
【図７】中心が半径Ｒの円弧に沿うように長さＬ直径Ｄの円柱が角度θで湾曲した様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１において、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０および自己推進装置１１を備える。電子内視鏡１０は、手元操作部１２と、この手元操作部１２に連設され、体内管路（例えば大腸）に挿入される挿入部１３とを備える。手元操作部１２にはユニバーサルコード１４が接続され、ユニバーサルコード１４の先端には光源装置およびプロセッサ装置（いずれも図示せず）にそれぞれ着脱自在に接続されるコネクタ（図示せず）が設けられている。
【００２４】
手元操作部１２には、アングルノブ１５や、挿入部１３の先端からエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタン１６、吸引ボタン１７等が設けられている。また、手元操作部１２の挿入部１３側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口１８が設けられている。
【００２５】
挿入部１３は、手元操作部１２側から順に、可撓性を有する軟性部１９と、湾曲自在な湾曲部２０と、先端硬性部２１とからなる。軟性部１９は、先端硬性部２１を体内管路の目的の位置に到達させるために数ｍの長さをもつ。湾曲部２０は、手元操作部１２のアングルノブ１５の操作に連動して上下、左右方向に湾曲動作する。これにより、先端硬性部２１を体内の所望の方向に向けることができる。
【００２６】
先端硬性部２１には、体内の被観察部位の像を取り込むための観察窓３０（図２参照）、対物光学系、および被観察部位の像を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子が設けられている。固体撮像素子は、挿入部１３、手元操作部１２、ユニバーサルコード１４に挿通された信号ケーブルにてプロセッサ装置に接続される。被観察部位の像は、固体撮像素子の受光面に結像されて撮像信号に変換される。プロセッサ装置は、信号ケーブルを介して受けた固体撮像素子からの撮像信号に各種画像処理を行って映像信号に変換し、これをケーブル接続されたモニタ（図示せず）に観察画像として表示させる。
【００２７】
図２において、先端硬性部２１には、光源装置の照射光源からの照明光を被観察部位に照射するための照明窓３１や、送気・送水ボタン１６の操作に応じて、光源装置に内蔵の送気・送水装置から供給されるエアーや水を観察窓に向けて噴射するための送気・送水ノズル３２、鉗子口１８に挿通された処置具の先端が露呈される鉗子出口３３が設けられている。
【００２８】
図１に戻り、自己推進装置１１は、電子内視鏡１０に装着され、体内管路内における電子内視鏡１０の挿入部１３の進退を補助する装置である。自己推進装置１１は、動力源２２により駆動される。動力源２２は、自己推進装置１１へ駆動力を伝達するトルクワイヤ４９（図３参照）と連結されている。トルクワイヤ４９は、全長に亘って保護シース２３の内部に挿通されている。動力源２２の駆動により、トルクワイヤ４９は、保護シース２３内で回動する。
【００２９】
自己推進装置１１の後端には、挿入部１３の軸（挿入軸Ａ）の方向に伸縮自在なオーバーチューブ２４が接続されている。オーバーチューブ２４は、挿入部１３とトルクワイヤ４９（保護シース２３）とに一体性を持たせる為に設けられ、挿入部１３、及び、保護シース２３は、ともにオーバーチューブ２４に挿通される。
【００３０】
動力源２２は制御装置（図示せず）により制御され、制御装置には操作ユニット（図示せず）が付属している。操作ユニットは、自己推進装置１１の前進・後進・停止の指示を入力するためのボタンや、自己推進装置１１の移動速度を変更するための速度変更ボタン等を備える。なお、観察対象等に応じたプログラムを予め組んでおき、操作ユニットの手動操作なしに、プログラムに従って動力源２２を駆動し、自己推進装置１１を自動操縦してもよい。
【００３１】
図２において、自己推進装置１１は、回転体３４を備えている。回転体３４は、中空トロイダル状（チューブの両端を繋いで円環状とした浮き輪のような形状）に形成されており、内部には液体が封入されている（図４参照）。回転体３４は、外部の異物が内部に侵入したり内部に封入された液体が外部へ漏れ出ないように不浸透性を有するとともに、スムーズに循環駆動できるように柔軟性を有する生体適合プラスチックで形成されている。生体適合プラスチックとしてはポリ塩化ビニルが用いられている。なお、ポリ塩化ビニルに代えてポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂等を用いることもできる。また、液体に代えてゲルやガス又はこれらを組み合わせて封入することもできる。
【００３２】
自己推進装置１１は、後述する支持部材４５（図３、４参照）が挿入部１３に嵌合されることにより、挿入部１３に対して位置ずれしないように固定される。そして、自己推進装置１１は、挿入部１３に対して固定された状態で回転体３４を挿入軸Ａの軸方向に沿って循環転動させる。回転体３４が循環転動されているときにその外表面３４ａが体内管路の内壁に接触すると、挿入部１３が回転体２４により牽引され、回転体２４とともに挿入軸Ａに沿って推進する。挿入部１３をその挿入方向に推進させる場合、外側に露呈している外表面３４ａが挿入部１３の挿入方向と反対方向に移動するように回転体３４が循環転動される。逆に、挿入部１３を挿入方向と反対方向に推進させる場合には、外側に露呈している外表面３４ａが挿入部１３の挿入方向と同一方向に移動するように回転体３４が循環転動される。
【００３３】
図３、図４において、自己推進装置１１は、動力源２２から供給された動力を回転体３４に伝達する第１伝達部１１ａと第２伝達部１１ｂとを備えている。第１伝達部１１ａと第２伝達部１１ｂとは、電子内視鏡１０の挿入部１３の湾曲部２０に取り付けられる。そして、第１伝達部１１ａが前方側、第２伝達部１１ｂが後方側に配置されている。
【００３４】
第１伝達部１１ａと第２伝達部１１ｂとは、それぞれ第１筒体４０と第２筒体４１とを備えている。第１筒体４０と第２筒体４１とはともに円筒状に形成されており、挿入軸Ａの軸方向に関する長さが同一になっている。また、第１筒体４０のほうが第２筒体４１よりも小径になっており、第１筒体４０は第２筒体４１内に収納され、第２筒体４１によって覆われる。なお、図３では回転体３４の図示を省略している。
【００３５】
第１筒体４０の周面に形成された貫通孔４０ａには、挿入軸Ａと直交する軸を中心に回転するウォームホイール４２が取り付けられている。ウォームホイール４２は、挿入軸Ａの軸方向に関して第１筒体４０の中央に配置されており、第１筒体４０の周方向に１２０°間隔で３つ取り付けられている。
【００３６】
一方、第２筒体４１の周面に形成された貫通孔４１ａには、ウォームホイール４２の中心軸と平行な軸を中心に回転する一対の従動ローラ４３が、第２筒体４１の周方向に１２０°間隔で取り付けられている。第１筒体４０を第２筒体４１に収納すると、各一対の従動ローラ４３間に各ウォームホイール４２が入り込むように、第２筒体４１と第１筒体４０との相対的な位置決めがなされている。回転体３４は、第２筒体４１の全周にわたってその両端の孔を通して巻回されている。回転体３４は、ウォームホイール４２と従動ローラ４３とによって狭持される。各従動ローラ４３は回転体３４の内表面３４ｂに当接し、回転体３４の循環転動に従動して回転する。
【００３７】
第１筒体４０内には円筒状のウォームギア４４が収納されている。ウォームギア４４は、円筒状の支持部材４５に嵌め込まれている。支持部材４５には電子内視鏡１０の挿入部１３が嵌め込まれて支持部材４５は挿入部１３に固定される。支持部材４５を挿入部に嵌め込んだ状態では第１伝達部１１ａの支持部材４５から先端硬性部２１が突出した状態になる。ウォームギア４４は、その外周面にギア歯が形成されており、支持部材４５の外周面に摺接しながら挿入軸Ａを中心に回転する。このウォームギア４４にはウォームホイール４２が噛合されており、ウォームギア４４の回転に連動してウォームホイール４２が回転する。
【００３８】
第２伝達部１１ｂは、後蓋４６を備えている。後蓋４６は、円環状に形成されており、第２伝達部１１ｂの支持部材４５の後端部外周に嵌合されて固定される。また、後蓋４６の外周には、第２伝達部１１ｂの第１筒体４０の後端部が嵌合されて固定される。このように、第２伝達部１１ｂでは、後蓋４６を介して第１筒体４０と支持部材４５とが一体化（第１筒体４０が支持部材４５に対して固定）されている。
【００３９】
第２伝達部１１ｂのウォームギア４４の後端部には、挿入軸Ａの軸周りに複数のギア歯が配列された従動ギア４７が形成されている。後蓋４６にはピニオンギア４８が取り付けられている。ピニオンギア４８の中心軸は挿入軸Ａと平行になっている。従動ギア４７にはピニオンギア４８が噛合している。ピニオンギア４８はトルクワイヤ４９に接続されている。これにより、ピニオンギア４８はトルクワイヤ４９に連動して回転する。トルクワイヤ４９は、巻き径の異なる三つのコイルバネからなり、巻き方向が順に逆向きになるように三層に組み合わされている。このことから、トルクワイヤ４９は、両回転方向のうちいずれの方向に回転しても動力を伝達することができる。ピニオンギア４８が回転すると、これに連動して従動ギア４７が回転する。
【００４０】
第１伝達部１１ａは、前蓋５０を備えている。前蓋５０は、円環状に形成されており、第１伝達部１１ａの支持部材４５の前端部外周に嵌合されて固定される。また、前蓋５０の外周には、第１伝達部１１ａの第１筒体４０の前端部が嵌合されて固定される。このように、第１伝達部１１ａでは、後蓋４６を介して第１筒体４０と支持部材４５とが一体化（第１筒体４０が支持部材４５に対して固定）されている。
【００４１】
第１伝達部１１ａのウォームギア４４の後端部には一段下った段差が付けられており、第２伝達部１１ｂのウォームギア４４の前端部には一段下った段差が付けられている。そして、各ウォームギア４４の段差部分には連結スリーブ５１が一方側から嵌め込まれている。それぞれの連結スリーブ５１の他方側には連結用三層コイルバネ５２の一端部が嵌め込まれている。連結スリーブ５１及び連結用三層コイルバネ５２はウォームギア４４と一体に回転する。これにより、第２伝達部１１ｂのウォームギア４４の回転力が第１伝達部１１ａのウォームギア４４に伝達される。
【００４２】
連結用三層コイルバネ５２は、最外層の第一コイルバネ５２ａと、第一コイルバネ５２ａの内径とほぼ等しい外径を有する第二コイルバネ５２ｂと、第二コイルバネ５２ｂの内径とほぼ等しい外径を有する第三コイルバネ５２ｃとから構成されている。第一〜第三コイルバネ５２ａ〜５２ｃは巻き方向が順に逆向きになるように三層に組み合わされている。具体的には、第一コイルバネ５２ａと第三コイルバネ５２ｃとは反時計方向に巻かれており、第二コイルバネ５２ｂは時計方向に巻かれている。
【００４３】
このため、連結スリーブ５１の回転に伴って連結用三層コイルバネ５２が反時計方向に回転すると、第一コイルバネ５２ａと第三コイルバネ５２ｂとが内側に締め付けられるとともに第二コイルバネ５２ｂが外側に緩められる。これにより、第一コイルバネ５２ａと第二コイルバネ５２ｂとが締め付け合って高効率で回転力を伝達できる。また、連結スリーブ５１の回転に伴って連結用三層コイルバネ５２が時計方向に回転すると、第一コイルバネ５２ａと第三コイルバネ５２ｂとが外側に緩められるとともに第二コイルバネ５２ｂが内側に締め付けられる。これにより、第二コイルバネ５２ｂと第三コイルバネ５２ｃが締め付け合って高効率で回転力を伝達できる。なお、トルクワイヤ４９も連結用三層コイルバネ５２と同様に３層のコイルバネで構成してもよい。
【００４４】
それぞれの連結スリーブ５１には、挿入部１３の軸方向に関して可撓性を有する管状のカバー５３の一端が取り付けられている。連結用三層コイルバネ５２はカバー５３によって覆われている。これにより、コイルバネ５２に体液などが付着することを防止している。なお、図３ではカバー５３の図示は省略している。
【００４５】
自己推進装置１１は、連結用三層コイルバネ５２の第一、第二、第三の各コイルバネ５２ａ、５２ｂ、５２ｃが線間密着しないように、第１、第２伝達部１１ａ、１１ｂ間の距離が調節されて挿入部１３に固定される。そして、自己推進装置１１は、挿入部１３が湾曲すると、連結用三層コイルバネ５２の内側が縮むとともに外側が伸びることにより、挿入部１３の湾曲に追従して湾曲する。
【００４６】
上述のように、本発明の自己推進装置１１は、第１、第２の２つの伝達部１１ａ、１１ｂを連結用三層コイルバネ５２によって連結した。このため、回転体３４の保持機構については十分な可撓性を有している。しかし、回転体３４はほとんど伸縮しないので、回転体３４の弛みが適切でないと回転体３４の保持機構のスムーズな湾曲の妨げとなってしまう。
【００４７】
また、回転体３４は、第１、第２伝達部１１ａ、１１ｂのそれぞれに設けられたウォームホイール４２の回転に追従して移動する（ウォームホイール４２が空回りしない）ように構成されている。このため、回転体３４の弛みを決定する際には、ウォームホイール４２を挟んで回転体３４の内側部分と外側部分とのそれぞれの部分について、弛みを決定する必要がある。
【００４８】
図５、図６に示すように、回転体３４の外側部分とは、回転体３４のうち、第１伝達部１１ａのウォームホイール４２から挿入方向先端側へ向かい、第１伝達部１１ａの第２筒体４１及び第２伝達部１１ｂの第２筒体４１の外側を回って、挿入方向後端側から第２伝達部１１ｂのウォームホイール４２に到達するまでの部分（図５、図６において破線で囲まれた部分）である。また、回転体３４の内側部分とは、回転体３４のうち、第１伝達部１１ａのウォームホイール４２から挿入方向後端側へ向かい、第１伝達部１１ａの第２筒体４１及び第２伝達部１１ｂの第２筒体４１の内側を通って、挿入方向先端側から第２伝達部１１ｂのウォームホイール４２に到達するまでの部分（図５、図６において二点鎖線で囲まれた部分）である。
【００４９】
なお、回転体３４の内側部分と外側部分との弛みを決定するにあたり、第２筒体４１の外径と内径の平均値をＤとした。さらに、第１伝達部１１ａの第２筒体４１の挿入方向先端から、第２伝達部１１ｂの第２筒体４１の挿入方向後端までの長さをＬ１  とし、第１伝達部１１ａのウォームホイール４２と第２伝達部１１ｂのウォームホイール４２との間の距離（ウォームホイール間の内回り距離）をＬ２  とした。また、回転体３４は、中心が半径Ｒの円弧に沿って湾曲するものとした。
【００５０】
さらに、回転体３４は、外側部分も内側部分も共に自己推進装置１１の中心からＤ／２だけ離れた位置を通るものとした。すなわち、回転体３４は、挿入方向と垂直な方向において厚みがないものとし（図７参照）、自己推進装置１１が湾曲していない状態において、回転体３４の一週分として最低限必要な長さが２Ｌ１  、回転体３４の外側部分として最低限必要な長さ（ウォームホイール間の外回り距離）が（２Ｌ１  −Ｌ２  ）、回転体３４の内側部分として最低限必要な長さ（ウォームホイール間の内回り距離）がＬ２  とした（図５参照）。また、自己推進装置１１の湾曲の有無によらず、自己推進装置１１の中心の長さは変化しないものとした。
【００５１】
ここで、図７（Ａ）に示すように、回転体３４に見立てた、長さＬ、直径Ｄの円柱６０が、同図（Ｂ）に示すように、中心が半径Ｒの円弧に沿うように角度θで湾曲した場合、湾曲後の円柱６０の中心長はＲθであり、湾曲の前後で円柱６０の中心長がＬで一定とすると、
Ｌ＝Ｒθ
の関係が成り立つので、ここからθを求めると、
θ＝Ｌ／Ｒ（式１）
となる。
また、湾曲後の円柱６０の外側部分（円柱６０の中心からＤ／２だけ湾曲方向外側に離れた部分）の長さＬａ  は、
Ｌａ  ＝（Ｒ＋（Ｄ／２））θ（式２）
である。
式１と式２とからθを消去すると、
Ｌａ  ＝（（Ｒ＋（Ｄ／２））Ｌ／Ｒ）
＝Ｌ＋（ＤＬ／２Ｒ）
となる。
湾曲前の円柱６０の外側部分の長さはＬなので、湾曲による円柱６０の外側部分の長さの変化量Ｅは、
Ｅ＝Ｌａ  −Ｌ
＝Ｌ＋（ＤＬ／２Ｒ）−Ｌ
＝ＤＬ／２Ｒ
となる。
このように、中心長Ｌ、直径Ｄの円柱６０が半径Ｒで湾曲すると、円柱６０の外側部分、すなわち、半径Ｒの円弧から「Ｄ／２」だけ湾曲方向外側に離れた地点では、「ＤＬ／２Ｒ」だけ元の長さＬよりも長くなる（元の長さの「Ｄ／２Ｒ」倍だけ、元の長さよりも長くなる）。
【００５２】
上述した図７の例と、自己推進装置１１において回転体３４がほとんど伸縮しないことを考慮すると、本発明では、中心が半径Ｒの円弧に沿うように自己推進装置１１が湾曲する場合、自己推進装置１１の中心からＤ／２だけ外側を通る回転体３４の長さを、元の長さ（自己推進装置１１が湾曲していない状態における最低限必要な長さ）に対して予め「Ｄ／２Ｒ」倍だけ長くしておく（回転体３４に弛みを持たせておく）必要がある。
【００５３】
そして、自己推進装置１１が湾曲していない状態において、回転体３４の外側部分として最低限必要な長さは、
２Ｌ１  −Ｌ２  
であるので（［００５０］参照）、中心が半径Ｒの円弧に沿うように自己推進装置１１が屈曲した場合に、回転体３４の内側部分に必要な弛み量Ｅ１  を求めると、
Ｅ１  ≧（２Ｌ１  −Ｌ２  ）Ｄ／２Ｒ
である。
【００５４】
同様に、自己推進装置１１が湾曲していない状態において、回転体３４の内側部分として最低限必要な長さは、
Ｌ２  
であるので、中心が半径Ｒの円弧に沿うように自己推進装置１１が屈曲した場合に、回転体３４の内側部分に必要な弛み量Ｅ２  を求めると、
Ｅ２  ≧Ｌ２  Ｄ／２Ｒ
である。
【００５５】
しかし、上述のようにして算出された弛み量は、屈曲させるために最低限必要な弛み量であり、第１、第２伝達部１１ａ、１１ｂのウォームホイール４２の回転位相のずれが考慮されていない。すなわち、自己推進装置１１では、第２伝達部１１ｂに供給した駆動力を連結用三層コイルバネ５２により第１伝達部１１ａへと伝達するので、効率良く駆動力を伝達できるものの、第１伝達部１１ａのウォームホイール４２へは、第２伝達部１１ｂのウォームホイール４２よりも僅かに遅れて駆動力が伝達される。このため、第１、第２伝達部１１ａ、１１ｂの各ウォームホイール４２間には僅かに回転位相ずれが生じる。これにより、自己推進装置１１を前進または後退させる際に、回転体３４の外側部分と内側部分の弛み量に一時的に変化が生じる。
【００５６】
このようなウォームホイール４２の回転位相のずれを考慮することで、よりスムーズな湾曲が可能となる。このため、ウォームホイール４２の回転位相のずれによる弛み量の一時的な変化量（回転体の内側部分の長さの変化量）をαとして、先に算出した回転体３４の外側部分に必要な弛み量Ｅ１  及び回転体３４の内側部分に必要な弛み量Ｅ２  に加算すると、弛み量Ｅ１  、Ｅ２  は以下の式により表される。
Ｅ１  ≧（（２Ｌ１  −Ｌ２  ）Ｄ／２Ｒ）＋α
Ｅ２  ≧（Ｌ２  Ｄ／２Ｒ）＋α
【００５７】
続いて、上記のように算出した回転体３４の外側部分の弛み量Ｅ１  に基づいて、回転体３４の外側部分の弛み率ｒ１  （Ｅ１  を、自己推進装置１１が湾曲していない状態において回転体３４の外側部分として最低限必要な長さ２Ｌ１  −Ｌ２  で割った値）を求めると、
ｒ１  ≧Ｅ１  ／（２Ｌ１  −Ｌ２  ）
≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／（２Ｌ１  −Ｌ２  ））
となる。
【００５８】
同様に、回転体３４の内側部分の弛み率ｒ２  （Ｅ２  を、自己推進装置１１が湾曲していない状態において回転体３４の内側部分として最低限必要な長さＬ２  で割った値）を求めると、
ｒ２  ≧Ｅ２  ／Ｌ２  
≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／Ｌ２  ）
【００５９】
ここで、Ｌ１  ＞Ｌ２  であるから、
ｒ１  ＜ｒ２  
である。
【００６０】
自己推進装置１１では、上述したような回転体３４の弛みを考慮し、ｒ１  ＜ｒ２  を満たすように、回転体３４を構成している。これにより、自己推進装置１１は、湾曲部２０の湾曲に追従してスムーズに湾曲する。
【００６１】
なお、ｒ１  ＜ｒ２  を満たすだけでなく、ｒ１  ≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／（２Ｌ１  −Ｌ２  ））、及び、ｒ２  ≧（Ｄ／２Ｒ）＋（α／Ｌ２  ）の一方または両方も満たすように回転体３４を構成してもよい。こうすれば、よりスムーズな湾曲が可能となる。
【００６２】
さらに、Ｌ１  、Ｌ２  、Ｄ、α、Ｒ、の具体的な値は、以下の範囲であることが好ましい。
２０ｍｍ  ≦Ｌ１  ≦６０ｍｍ  
１０ｍｍ  ≦Ｌ２  ≦５０ｍｍ  
１５ｍｍ  ≦Ｄ  ≦３０ｍｍ  
０．１ｍｍ≦α  ≦  ２ｍｍ  
１５ｍｍ  ≦Ｒ
【００６３】
上記のように構成された内視鏡システム２の作用について説明する。まず、電子内視鏡１０の挿入部１３にオーバーチューブ２４を取り付けるとともに支持部材４５に挿入部１３を挿通して自己推進装置１１を挿入部１３に取り付ける。
【００６４】
オーバーチューブ２４および自己推進装置１１の取り付け後、プロセッサ装置、光源装置、制御装置等の電源をオンして、次いで患者情報等を入力する。その後、電子内視鏡１０の挿入部１３を患者の体内管路に挿入する。
【００６５】
先端硬性部２１が体内管路の所定位置、例えばＳ状結腸の手前まで進められた後、操作ユニットを操作して自己推進装置１１の動力源２２の電源をオンする。電源のオン後、操作ユニットのボタン操作により前進指示を入力すると、動力源２２により駆動力が与えられたトルクワイヤ４９が所定方向に回転する。第２伝達部１１ｂでは、トルクワイヤ４９の回転に連動してピニオンギア４８が回転し、ピニオンギア４８の回転に連動してウォームギア４４が回転する。第２伝達部１１ｂでウォームギア４４が回転すると連結用三層コイルバネ５２が一体に回転し、第１伝達部１１ａのウォームギア４４も併せて回転する。本実施形態では、第２伝達部１１ｂのウォームギア４４の回転力を連結用三層コイルバネ５２によって伝達しているため、第１伝達部１１ａのウォームギア４４に対して効率良く回転力を伝達できる。
【００６６】
第１伝達部１１ａ及び第２伝達部１１ｂともにウォームギア４４が回転すると、これに連動してウォームホイール４２が回転する。ウォームホイール４２が回転すると回転体３４が循環転動する。回転体３４の外表面３４ａが体内管路の内壁に接触している状態のとき、自己推進装置１１は挿入部１３の挿入方向に前進する。これに伴い、先端硬性部２１が体内管路の内壁に沿って前進する。
【００６７】
操作ユニットのボタン操作により速度変更指示が入力されると、動力源２２によりトルクワイヤ４９の回転速度が変化し、自己推進装置１１の前進速度が変化する。また、操作ユニットのボタン操作により後進指示が入力されると、動力源２２によりトルクワイヤ４９が逆回転して自己推進装置１１が後進する。これに伴い、先端硬性部２１が体内管路の内壁に沿って後進する。操作ユニットのボタン操作により停止指示が入力されると、動力源２２の駆動が停止して自己推進装置１１も停止する。以上の操作を適宜行うことにより、先端硬性部２１を体内管路の所望の位置まで推進させることができる。
【００６８】
術者は、適宜アングルノブ１５を操作して電子内視鏡１０の湾曲部２０を湾曲させ、先端硬性部２１を所望の方向に向ける。自己推進装置１１は、第１伝達部１１ａと第２伝達部１１ｂとが連結用三層コイルバネ５２で連結されているため、連結用三層コイルバネ５２がその可撓性によって湾曲部２０とともに湾曲し、第１伝達部１１ａと第２伝達部１１ｂとが湾曲部２０の湾曲に追従する。
【００６９】
また、自己推進装置１１は、回転体３４の内側部分の弛み率ｒ２  が回転体３４の外側の部分の弛み率ｒ１  よりも大きくなるように回転体３４を構成しているので、回転体３４が自己推進装置１１の湾曲動作を妨げてしまうことが無い。これにより、自己推進装置１１は、湾曲部２０の湾曲動作に追従してスムーズに湾曲できる。
【００７０】
なお、本発明は、ｒ１  ＜ｒ２  を満たすように、回転体を構成すればよいので、細部の構成は上記実施形態に限定されることなく適宜変更できる。例えば、上記実施形態では三層コイルバネを用いて伝達部を連結する例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。伝達部に与えられた動力を連結先の伝達部に伝達するとともに挿入部の軸の軸方向での可撓性を有する部材であれば、例えば一層のコイルバネやゴム性の管を用いて伝達部を連結してもよい。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、第１伝達部と第２伝達部との両方を挿入部に固定する例（第１、第２伝達部で共通の支持部材を用いた例（図４の符号４５参照））で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１、第２伝達部は少なくとも一方が挿入部に固定されればよいので、一方の支持部材の内径を挿入部の外径とほぼ等しくして挿入部に固定されるようにし、他方の支持部材の内径を挿入部の外径よりも大きく形成して移動可能としてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、自己推進装置が湾曲しても自己推進装置の中心の長さが変化しない例、すなわち、自己推進装置が湾曲していない状態において三層コイルバネが線間密着しておらず、自己推進装置が湾曲すると、三層コイルバネの外側部分が延びて内側部分が縮む例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、自己推進装置が湾曲していない状態において三層コイルバネが線間密着しおり、自己推進装置が湾曲すると、三層コイルバネの外側部分だけ延びる（内側部分の長さは変化しない）、すなわち、自己推進装置が湾曲すると自己推進装置の中心の長さが変化する場合であっても本発明を適用できる。そして、この場合も上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、上記実施形態では、医療診断用の電子内視鏡の装着具に本発明を適用した例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。工業用等その他の内視鏡や超音波プローブといった管路観察用器具の装着具に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
２  内視鏡システム
１０  電子内視鏡
１１  自己推進装置
１１ａ  第１伝達部
１１ｂ  第２伝達部
１３  挿入部
１９  軟性部
２０  湾曲部
２１  先端硬性部
３４  回転体
３５  保持部
４０  第１筒体
４１  第２筒体
４２  ウォームホイール
５１  連結スリーブ
５２  連結用三層コイルバネ（弾性体）
【図１】
2012110525.tif 000003
【図２】
2012110525.tif 000004
【図３】
2012110525.tif 000005
【図４】
2012110525.tif 000006
【図５】
2012110525.tif 000007
【図６】
2012110525.tif 000008
【図７】
2012110525.tif 000009