插入设备和手术系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供了一种插入设备和手术系统。插入设备具有：轴部，其借助使动作部进行动作的动力而以轴部轴线为中心进行旋转，由此，从第1延伸设置方向朝向第2延伸设置方向传递动力；以及覆盖部，其覆盖所述轴部的外表面。所述插入设备具有减速部，该减速部使在借助所述动力进行的动作中产生作用的驱动扭矩增加，朝向所述动作部传递增加了所述驱动扭矩的所述动力。通过设置于所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的内表面之间的阻力部对旋转的所述轴部施加一定的阻力。
【专利说明】
插入设备和手术系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及插入设备和具有该插入设备的手术系统，该插入设备具有轴部，该轴部通过以轴部轴线为中心旋转来传递使设置于插入部或者安装于插入部的动作部进行动作的动力。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开有一种超声波诊断装置，该超声波诊断装置是在沿长度轴延伸设置的插入部的前端部设置有作为动作部的超声波转换器的插入设备(插入装置)。在该超声波诊断装置中，轴部穿过插入部的内部从基端方向向前端方向延伸设置。由于轴部被传递动力，所以旋转扭矩(驱动扭矩)作用于轴部，轴部以轴部轴线为中心旋转。通过轴部旋转，使超声波转换器进行动作的动力经由轴部被传递至超声波转换器。通过被传递动力，超声波转换器旋转。在超声波诊断装置中，在使超声波转换器旋转的状态下进行诊断。
[0003]并且，在插入部的内部，作为覆盖部的管从基端方向向前端方向延伸设置。轴部贯穿插入到管中。在轴部的外表面与管的内表面之间填充有油等润滑剂。在轴部旋转的状态下，通过润滑剂使轴部与管之间的摩擦变小。因此，在轴部旋转的状态下，即使在轴部与管抵接的情况下，在与管抵接的部分旋转速度也不会变小，轴部顺畅地旋转。由此，防止在轴部旋转的状态下产生轴部处的扭曲。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平5-176931号公报【实用新型内容】
[0007]实用新型要解决的课题
[0008]如所述专利文献I的超声波诊断装置那样，在通过动力使作为动作部的超声波转换器旋转的情况下，对动作时的超声波转换器的负载变小。因此，在借助动力的动作(旋转)中，即使在作用于超声波转换器的驱动扭矩较小的情况下，超声波转换器也适当地旋转。但是，例如在设置于插入部的弯曲部为借助动力而弯曲(动作)的动作部的电动弯曲内窥镜中，对动作时的弯曲部的负载变大。因此，需要使在借助动力的动作(弯曲)中作用于弯曲部的驱动扭矩变大。通过使作用于动作部的驱动扭矩变大，借助动力而作用于轴部的驱动扭矩(旋转扭矩)也变大。
[0009]通过轴部的旋转扭矩变大，即使在轴部与覆盖部(管)之间填充有润滑剂的情况下，在轴部旋转的状态下，轴部与管之间的摩擦也变大。因此，在轴部旋转的状态下，轴部与覆盖部抵接的情况下，在与覆盖部抵接的部分，相比于比与覆盖部的抵接部分靠驱动源侧的部位，旋转速度变小。由此，在轴部旋转的状态下，在轴部产生扭曲。通过在轴部产生扭曲，恢复扭曲的恢复力作用于轴部。当轴部处的扭曲变大时，恢复力变大。而且，当恢复力成为某个阈值以上时，在与覆盖部的抵接部分，轴部与管之间的摩擦从静摩擦切换成动摩擦，摩擦变小。由此，在轴部与覆盖部的抵接部分，旋转速度变大。
[0010]通过产生上述那样的现象，在轴部旋转的状态下，在轴部(尤其是与覆盖部的抵接部分)，旋转速度随时间经过而发生较大变化。由于在作为向动作部传递动力的动力传递单元的一部分的轴部，旋转速度随时间经过而发生较大变化，因此借助弯曲部等动作部的动力的动作速度(弯曲速度)也随时间经过而发生较大变化。由此，动作部的动作不稳定。
[0011]本实用新型就是着眼于上述课题而完成的，其目的在于提供插入设备，该插入设备将借助动力的轴部的旋转速度和动作部的动作速度的随时间经过的变化保持为较小，确保动作部的动作的稳定性。并且，提供具有该插入设备的手术系统。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了实现所述目的，根据本实用新型实施例的第一方面，本实用新型的某个方式的插入设备具有:插入部，其沿长度轴延伸设置;动作部，其设置于所述插入部或者安装于所述插入部，通过被传递动力而进行动作；轴部，其具有轴部轴线，借助使所述动作部进行动作的所述动力而以所述轴部轴线为中心进行旋转，由此，从第I延伸设置方向朝向作为所述第I延伸设置方向的相反方向的第2延伸设置方向传递所述动力;覆盖部，其从所述第I延伸设置方向朝向所述第2延伸设置方向延伸设置，被所述轴部贯穿插入，覆盖所述轴部的外表面;减速部，其设置于所述轴部与所述动作部之间，使借助经由所述轴部传递的所述动力进行动作的动作速度减小，由此，使在借助所述动力进行的动作中产生作用的驱动扭矩增加，朝向所述动作部传递增加了所述驱动扭矩的所述动力；以及阻力部，其设置于所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的内表面之间，对旋转的所述轴部施加一定的阻力。
[0014]根据本实用新型实施例的第二方面，所述插入设备还具有收纳壳体，该收纳壳体在内部收纳有所述减速部，所述轴部的第2延伸设置方向侧的端在所述收纳壳体的内部与所述减速部连结，所述覆盖部的第2延伸设置方向侧的端与所述收纳壳体连结。
[0015]根据本实用新型实施例的第三方面，所述插入设备还具有:操作部，其设置于所述插入部的基端方向侧，具有操作部壳体作为所述收纳壳体;通用线缆，其一端与所述操作部连接，在内部延伸设置有所述轴部和所述覆盖部;旋转动作部件，其设置于所述操作部壳体的内部，通过被传递在所述减速部中增加了所述驱动扭矩的所述动力而进行旋转；以及弯曲线，其穿过所述插入部的内部而延伸设置，基端与所述旋转动作部件连接，通过所述旋转动作部件旋转而沿长度方向移动，所述动作部是设置于所述插入部的弯曲部，所述弯曲部与所述弯曲线的前端连接，所述弯曲部通过所述弯曲线沿所述长度方向的移动而被传递所述动力，从而进行弯曲。
[0016]根据本实用新型实施例的第四方面，该插入设备还具有驱动源，该驱动源产生使所述动作部进行动作的所述动力，并将所产生的所述动力向所述轴部传递，操作部具有弯曲操作输入部，该弯曲操作输入部输入使所述弯曲部进行弯曲的弯曲操作。
[0017]根据本实用新型实施例的第五方面，提供了一种手术系统，该手术系统具有如上述第四方面所述的插入设备；以及驱动控制单元，其根据所述弯曲操作的输入来控制所述驱动源的驱动状态。
[0018]根据本实用新型实施例的第六方面，提供了一种插入设备，该插入设备具有:插入部，其沿长度轴延伸设置;动作部，其设置于所述插入部或者安装于所述插入部，通过被传递动力而进行动作;轴部，其具有轴部轴线，借助使所述动作部进行动作的所述动力而以所述轴部轴线为中心进行旋转，由此，从第I延伸设置方向朝向作为所述第I延伸设置方向的相反方向的第2延伸设置方向传递所述动力;覆盖部，其从所述第I延伸设置方向朝向所述第2延伸设置方向延伸设置，被所述轴部贯穿插入，覆盖所述轴部的外表面;减速部，其设置于所述轴部与所述动作部之间，使借助经由所述轴部传递的所述动力进行动作的动作速度减小，由此，使在借助所述动力进行的动作中产生作用的驱动扭矩增加，朝向所述动作部传递增加了所述驱动扭矩的所述动力；以及阻力部，其设置于所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的内表面之间，对旋转的所述轴部施加一定的阻力，所述覆盖部具有软性覆盖部和比所述软性覆盖部硬的硬性覆盖部，所述阻力部与所述硬性覆盖部的内表面抵接，并位于所述轴部的所述外表面与所述硬性覆盖部的所述内表面之间。
[0019]实用新型效果
[0020]根据本实用新型，能够提供插入设备，该插入设备将借助动力的轴部的旋转速度和动作部的动作速度的随时间经过的变化保持为较小，确保动作部的动作的稳定性。并且，能够提供具有该插入设备的手术系统。
【附图说明】
[0021]图1是示出使用第I实施方式的内窥镜的内窥镜系统的概略图。
[0022]图2是示出使第I实施方式的弯曲部弯曲的结构的概略图。
[0023]图3是示出向弯曲部传递在第I实施方式的电动马达中产生的动力的结构的概略图。
[0024]图4是概略地示出第I实施方式的轴部和覆盖部的第2延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
[0025]图5是说明在第I实施方式的轴部与覆盖部抵接的情况下与覆盖部的抵接部分的动作的概略图。
[0026]图6是示出第I实施方式的轴部与覆盖部的抵接部分的摩擦的随时间经过的变化和轴部与覆盖部的抵接部分的旋转速度的随时间经过的变化的一例的概略图。
[0027]图7是概略地示出第I变形例的轴部和覆盖部的第2延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
[0028]图8是概略地示出第2变形例的轴部和覆盖部的第2延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
[0029]图9是概略地示出第3变形例的轴部和覆盖部的第2延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
[0030]图10是通过垂直于轴且穿过翼部的剖面概略地示出第3变形例的轴部的剖面图。
[0031]图11是概略地示出第4变形例的轴部和覆盖部的第2延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
[0032]图12是示出第5变形例的减速部的结构的概略图。
[0033]图13是概略地示出第6变形例的轴部和覆盖部的第2延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
[0034]图14是概略地示出第6变形例的轴部和覆盖部的第I延伸设置方向侧的部位的结构的剖面图。
【具体实施方式】
[0035](第丨实施方式)
[0036]参照图1至图6对本实用新型的第I实施方式进行说明。图1是示出内窥镜系统I的图，该内窥镜系统I是使用作为本实施方式的插入设备(插入装置)的内窥镜2的手术系统。
[0037]如图1所示，作为插入设备的内窥镜2具有长度轴C。平行于长度轴C的方向的一方是基端方向(图1的箭头Cl的方向)，基端方向的相反方向是前端方向(图1的箭头C2的方向)。并且，基端方向和前端方向为平行于长度轴C的长度方向。内窥镜2具有:插入部(内窥镜插入部)3，其沿长度轴C延伸设置；以及操作部(内窥镜操作部)5，其设置在比插入部3靠基端方向侧的位置。插入部3沿长度轴C延伸设置，在使用内窥镜系统I时被插入体腔内。
[0038]操作部5连接通用线缆6的一端。通用线缆6从第I延伸设置方向(图1的箭头El的方向)朝向作为第I延伸设置方向的相反方向的第2延伸设置方向(图1的箭头E2的方向)延伸设置。因此，通用线缆6的第2延伸设置方向侧的端与操作部5连接。并且，在通用线缆6的第I延伸设置方向侧的端部设置有连接器7。
[0039]并且，在内窥镜系统I中设置有图像处理器等图像处理单元11、具有灯等光源的光源单元12、监视器等显示单元13以及驱动控制单元15作为内窥镜2的周边单元。驱动控制单元15例如是设置有处理器的控制装置，该处理器具有CPU(Central Processing Unit:中央处理器)或者ASIC(applicat1n specific integrated circuit:专用集成电路)。在本实施方式中，通用线缆6的连接器7与光源单元12连接。因此，在通用线缆6中，第I延伸设置方向为远离操作部5的方向，第2延伸设置方向为朝向操作部5的方向。
[0040]并且，在内窥镜2中，摄像线缆(未图示)和光导(未图示)穿过插入部3的内部、操作部5的内部以及通用线缆6的内部延伸设置。在插入部3的前端部的内部设置有CCD等摄像元件(未图示)。摄像元件经由设置于插入部3的前端面的观察窗(未图示)来拍摄被摄体。而且，摄像信号经由摄像线缆被传递至图像处理单元11，通过图像处理单元11进行图像处理。由此，在图像处理单元11中生成被摄体的图像，所生成的被摄体的图像显示于显示单元13。并且，从光源单元12射出的光经由光导而被引导。而且，被引导的光从设置于插入部3的前端面的照明窗(未图示)照射被摄体。
[0041]插入部3具有:前端硬性部21，其形成插入部3的前端；弯曲部(bending sect1n)22，其设置在比前端硬性部21靠基端方向侧的位置；以及蛇管部(flexible tube sect1n)23，其设置在比弯曲部22靠基端方向侧的位置。通过被传递动力，弯曲部22进行弯曲动作。SP，弯曲部22是动作部，该动作部设置于插入部3，通过被传递动力而进行动作。弯曲部22能够向第I弯曲方向(图1的箭头BI的方向和箭头B2的方向)以及第2弯曲方向(图1的箭头B3的方向和箭头B4的方向)弯曲。这里，第I弯曲方向是与长度轴C垂直(交叉)的彼此相反的某2个方向，第2弯曲方向是与长度轴C垂直(交叉)且与第I弯曲方向垂直的2个方向。在某个实施例中，第I弯曲方向与弯曲上方向和弯曲下方向一致，第2弯曲方向与弯曲左方向和弯曲右方向一致。在其它的某个实施例中，第I弯曲方向与弯曲左方向和弯曲右方向一致，第2弯曲方向与弯曲上方向和弯曲下方向一致。
[0042]图2是示出使弯曲部22弯曲(动作)的结构的图。如图1和图2所示，在操作部5中具有作为收纳壳体的操作部壳体25。在操作部壳体25上安装有弯曲操作旋钮26和弯曲操作转盘27作为弯曲操作输入部。通过弯曲操作旋钮26输入使弯曲部22沿第I弯曲方向弯曲的弯曲操作(第I弯曲操作)。并且，通过弯曲操作转盘27输入使弯曲部22沿第2弯曲方向弯曲的弯曲操作(第2弯曲操作)。
[0043]在操作部壳体25的内部设置有作为滑轮或者链轮的旋转动作部件(第I旋转动作部件)31。旋转动作部件31与弯曲操作旋钮26连结，通过使弯曲操作旋钮26旋转，旋转动作部件31进行旋转。旋转动作部件31连接2根弯曲线(第I弯曲线)32A、32B的基端。弯曲线32A、32B穿过插入部3的内部而延伸设置，弯曲线32A、32B的前端与弯曲部22的前端部连接。通过旋转动作部件31旋转，弯曲线32A、32B沿长度轴C移动，弯曲线32A、32B中的一方被向基端方向牵引。由此，弯曲部22进行弯曲动作，向第I弯曲方向的一方(例如弯曲上方向或者弯曲下方向)弯曲。
[0044]在操作部壳体25的内部设置有电位计等旋转量检测部33。旋转量检测部33检测基于弯曲操作(第2弯曲操作)的输入的弯曲操作转盘27的旋转量。旋转量检测部33连接电信号线38的一端。电信号线38穿过通用线缆6的内部而延伸设置，电信号线38的另一端与驱动控制单元15连接。表示弯曲操作转盘27的旋转量的检测信号被从旋转量检测部33传递至驱动控制单元15。
[0045]在通用线缆6的连接器7(第I延伸设置方向侧的端部)上设置有作为驱动源的电动马达35。电动马达35经由电布线36与驱动控制单元15电连接。驱动控制单元15根据表示旋转量检测部33的检测结果的检测信号来调整向电动马达35供给电力(驱动电流)的供给状态。即，驱动控制单元15根据弯曲操作转盘27的弯曲操作(第2弯曲操作)的输入来控制作为驱动源的电动马达35的驱动状态。通过驱动电动马达35，产生使作为动作部的弯曲部22沿第2弯曲方向弯曲(动作)的动力。
[0046]图3是示出向作为动作部的弯曲部22传递由电动马达35产生的动力的结构的图。如图2和图3所示，由电动马达35产生的动力经由动力传递单元40被传递至弯曲部22。动力传递单元40具有在通用线缆6的内部延伸设置的轴部41。轴部41具有轴部轴线S作为中心轴。轴部41从第I延伸设置方向(图2和图3的箭头El的方向)朝向第2延伸设置方向(图2和图3的箭头E2的方向)延伸设置。轴部41的第I延伸设置方向侧的端经由联轴器42与电动马达35的马达轴37连接。
[0047]并且，筒状的覆盖部43在通用线缆6的内部延伸设置。覆盖部43从第I延伸设置方向朝向第2延伸设置方向延伸设置。轴部41贯穿插入在覆盖部43中，覆盖部43覆盖轴部41的外表面。覆盖部43的第I延伸设置方向侧的端与收纳电动马达35的壳体(未图示)连接。
[0048]通过驱动作为驱动源的电动马达35，动力被传递至轴部41。由此，轴部41以轴部轴线S为中心相对于覆盖部43旋转。通过轴部41旋转，使弯曲部22弯曲的动力被从第I延伸设置方向朝向第2延伸设置方向传递。
[0049]在操作部壳体25的内部设置有作为动力传递单元40的一部分的减速部(扭矩放大部)45。轴部41的第2延伸设置方向侧的端与减速部(扭矩放大部)45连接。因此，减速部45在动力传递单元40中设置于轴部41与作为动作部的弯曲部22之间。并且，覆盖部43的第2延伸设置方向侧的端与操作部壳体25连接。
[0050]减速部45具有与轴部41连接的伞齿轮46A和与伞齿轮46A啮合的伞齿轮46B。并且，减速部45具有与伞齿轮46B连结的正齿轮(第I旋转体)47A和与正齿轮47A啮合的正齿轮(第2旋转体)47B。由电动马达35产生的动力经由轴部41被传递至减速部45。在减速部45中，动力从轴部41经由伞齿轮46A、46B被传递至正齿轮47A，正齿轮47A旋转。
[0051 ]正齿轮(第2旋转体)47B比正齿轮(第I旋转体)47A齿数多且比正齿轮47A外径大。因此，通过从正齿轮47A传递动力，正齿轮(第2旋转体)47B以比正齿轮(第I旋转体)47A小的旋转角速度旋转。由此，借助动力的动作的动作速度减小。
[0052]在从正齿轮47A向正齿轮47B的动力的传递中，动力的大小不变化。因此，由于动作速度减小，在从正齿轮47A向正齿轮47B的动力的传递中，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩增加。即，通过包含正齿轮47A、47B的减速部45，借助动力的动作速度减小，并且在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩增加。由此，在动力传递单元40中，与比减速部45远离弯曲部22的部位相比，在比减速部45接近弯曲部22的部位，借助动力的动作的动作速度较小，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩变大。例如，使正齿轮(第2旋转体)47B的外径(齿数)为正齿轮(第I旋转体)47A的2倍。在这种情况下，在动力传递单元40中，相对于比减速部45远离弯曲部22的部位来说，在比减速部45接近弯曲部22的部位，借助动力的动作的动作速度成为一半，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩成为2倍。
[0053]在操作部壳体25的内部设置有作为滑轮或者链轮的旋转动作部件(第2旋转动作部件)51。旋转动作部件51与减速部45的正齿轮47B连结。通过传递在减速部45中增加了驱动扭矩的动力，旋转动作部件51进行旋转。即，通过减速部45增加了驱动扭矩的动力经由旋转动作部件51朝向作为动作部的弯曲部22传递。旋转动作部件51经由链条53连接2根弯曲线(第2弯曲线)52A、52B的基端。弯曲线52A、52B穿过插入部3的内部延伸设置，弯曲线52A、52B的前端与弯曲部22的前端部连接。通过旋转动作部件51旋转，弯曲线52A、52B沿长度轴C移动，弯曲线52A、52B中的一方被向基端方向牵引。由此，弯曲部22进行弯曲动作，向第2弯曲方向的一方(例如弯曲左方向或者弯曲右方向)弯曲。
[0054]图4是示出轴部41和覆盖部43的第2延伸设置方向侧的部位的结构的图。如图4所示，轴部41具有软性轴部55和硬性轴部56，该硬性轴部56在软性轴部55的第2延伸设置方向侧连续。硬性轴部56比软性轴部55硬，该硬性轴部56形成轴部41的第2延伸设置方向侧的端。在轴部41上，硬性轴部56与减速部45连接。软性轴部55例如由不锈钢形成，硬性轴部56例如由不锈钢等金属形成。软性轴部55的沿轴部轴线S的尺寸远远大于硬性轴部56的沿轴部轴线S的尺寸。因此，硬性轴部56仅设置于轴部41的第2延伸设置方向侧的端部，轴部41的大部分由软性轴部55形成。
[0055]并且，覆盖部43具有作为软性覆盖部的管部件57和与管部件57的第2延伸设置方向侧连接的作为硬性覆盖部的接头58。接头58在管部件57的第2延伸设置方向侧连续。并且，接头58比管部件57硬，形成覆盖部43的第2延伸设置方向侧的端。在覆盖部43上，接头58与操作部壳体25连接。作为软性覆盖部的管部件57是例如由树脂等形成的管，作为硬性覆盖部的接头58例如由金属形成。
[0056]软性轴部55的外表面的大部分被管部件57覆盖。并且，硬性轴部56的外表面的大部分被接头58覆盖。因此，管部件57的沿轴部轴线S的尺寸远远大于接头58的沿轴部轴线S的尺寸。因此，接头58仅设置于覆盖部43的第2延伸设置方向侧的端部，覆盖部43的大部分由管部件57形成。
[0057]接头58具有:小径部61，其外径与管部件57大致相同；以及大径部62，其外径比小径部61大。大径部62设置在比小径部61靠第2延伸设置方向侧的位置，覆盖部43的第2延伸设置方向侧的端由大径部62形成。并且，在小径部61与大径部62之间形成有阶梯部63。并且，接头58的大径部62从第2延伸方向侧连结有筒状的螺母65。并且，在硬性轴部56上设置有轴部41的外表面向外侧突出的突出部66。
[0058]在硬性轴部56的外表面(轴部41的外表面)与接头58的大径部62的内表面(覆盖部43的内表面)之间设置有轴承67。在与轴部轴线S平行的方向(即，第I延伸设置方向和第2延伸设置方向)上，轴承67位于轴部41的突出部66与螺母65之间。突出部66限制轴承67相对于轴部41和覆盖部43向第I延伸设置方向移动，螺母65限制轴承67相对于轴部41和覆盖部43向第2延伸设置方向移动。
[0059]在硬性轴部56上设置有轴部41的外表面向内侧凹陷的凹部71。凹部71位于比突出部66靠第I延伸设置方向侧的位置。在凹部71中配置有作为阻力部的O型环72。0型环72以压缩状态配置于硬性轴部56的外表面(轴部41的外表面)与接头58的小径部61的内表面(覆盖部43的内表面)之间，与硬性轴部56的外表面以及接头58的小径部61的内表面抵接。当轴部41旋转时，有时会在软性轴部55(轴部41)上产生扭曲。在这种情况下，恢复扭曲的恢复力作用于轴部41。本实施方式中，通过作为阻力部的O型环72使与恢复力相反方向的阻力作用于轴部41。即，通过O型环72对旋转的轴部41施加一定的阻力。另外，关于通过O型环72使阻力作用于轴部41的详细情况在后面将会叙述。
[0060]接着，对作为本实施方式的插入设备的内窥镜2和内窥镜系统I的作用及效果进行说明。当使用内窥镜系统I时，将插入部3插入管腔。在使弯曲部22向第I弯曲方向的一方弯曲的情况下，通过旋转(转动)弯曲操作旋钮26，输入使弯曲部22弯曲的弯曲操作(第I弯曲操作)。当输入了弯曲操作时，旋转动作部件(第I旋转动作部件)31进行旋转，弯曲线(第I弯曲线)32A、32B沿长度轴C移动。由此，弯曲部22向第I弯曲方向的一方弯曲。
[0061 ]并且，在使弯曲部22向第2弯曲方向的一方弯曲的情况下，通过弯曲操作转盘27输入弯曲操作(第2弯曲操作)。由此，根据来自旋转量检测部33的检测信号将电力从驱动控制单元15供给至电动马达35。由此，电动马达35被驱动，使弯曲部22弯曲的动力被传递至轴部41，轴部41以轴部轴线S为中心旋转。由此，在轴部41中，动力被从第I延伸设置方向朝向第2延伸设置方向传递。而且，如上述那样，在减速部(扭矩放大部)45中，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩增加，增加了驱动扭矩的动力被传递至旋转动作部件(第2旋转动作部件)51。旋转动作部件51借助所传递的动力而旋转，弯曲线(第2弯曲线)52A、52B沿长度轴C移动。由此，弯曲部22向第2弯曲方向的一方弯曲。
[0062]当弯曲部22借助由电动马达35产生的动力而弯曲(动作)时，对弯曲部22的负载变大。在本实施方式中，通过包含正齿轮47A、47B的减速部45，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩增加。由此，在动力传递单元40中，相比于比减速部45远离弯曲部22的部位，在比减速部45接近弯曲部22的部位，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩变大。因此，在借助动力的动作(弯曲)中作用于弯曲部22的驱动扭矩变大，能够使适当大小的驱动扭矩作用于弯曲部22。
[0063]并且，在轴部41旋转的状态下，有时轴部41与覆盖部43抵接。图5是说明在轴部41与覆盖部43抵接的情况下轴部41与覆盖部43的抵接部分的动作的图。如上述那样，需要使弯曲部22弯曲时作用于弯曲部22的驱动扭矩变大。因此，即使在驱动扭矩在减速部45中被放大之前，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩也某种程度地变大。因此，作用于轴部41的驱动扭矩(旋转扭矩)也成为某种程度的大小。
[0064]由于轴部41的旋转扭矩变大，在轴部41旋转的状态下，轴部41的外表面与覆盖部43的内表面之间的摩擦变大。因此，如图5所示，在轴部41旋转的状态下，在轴部41的外表面与覆盖部43的内表面抵接的情况下，在轴部41的与覆盖部43抵接的部分，静摩擦(摩擦)yF产生作用。由此，相比于比轴部41与覆盖部43的抵接部分靠第I延伸设置方向侧(电动马达35侧)的部位，在轴部41与覆盖部43的抵接部分，旋转速度变小或者旋转速度变为零。因此，在轴部41旋转的状态下，在轴部41上产生扭曲。
[0065]由于在轴部41上产生扭曲，恢复扭曲的恢复力P作用于轴部41。恢复力P的作用方向与轴部41的旋转方向一致。当轴部41上的扭曲变大时，恢复力P变大。而且，当恢复力P变为某个阈值以上时，在轴部41与覆盖部43的抵接部分，轴部41与覆盖部43之间的摩擦从静摩擦yF切换成动摩擦μ, F，摩擦(yFF)变小。图6示出在轴部41与覆盖部43的抵接部分的摩擦(yF F)的随时间经过的变化和在轴部41与覆盖部43的抵接部分的旋转速度(V)的随时间经过的变化的一例。在图6所示的一例中，在时间11和时间t2时，摩擦从静摩擦yF切换至动摩擦μ, F。另外，在图6中，以实线表示摩擦的随时间经过的变化，以虚线表示旋转速度的随时间经过的变化。并且，作为本实施方式的比较例，以单点划线表示未设置有O型环(阻力部)72的情况下的旋转速度的随时间经过的变化。
[0066]如图6所示，轴部41与覆盖部43之间的摩擦从静摩擦yF切换至动摩擦μ,F，摩擦变小，由此，在轴部41与覆盖部43的抵接部分，旋转速度V变大。这里，在本实施方式中，在轴部41的外表面与覆盖部43的内表面之间设置有O型环72作为阻力部。因此，如图5所示，通过由O型环72对旋转的轴部41施加一定的阻力，朝向与恢复在轴部41上产生的扭曲的恢复力P相反的方向的阻力R作用于轴部。因此，如图6所示，在本实施方式中，与未设置有O型环72(SP，阻力R未作用于轴部41)的比较例相比，在从静摩擦yF切换到动摩擦V F的过程中，轴部41与覆盖部43的抵接部分的旋转速度V的增加量(变化量)变小。即，通过由O型环72作用阻力R，抑制了在轴部41与覆盖部43的抵接部分旋转速度以较大的变化量(急剧地)增加。另外，阻力R是如下程度的大小:抑制由恢复力P导致的轴部41的旋转速度以较大的变化量增加，且不大到使轴部41的旋转停止的程度。
[0067]如上所述，在本实施方式中，在从静摩擦yF切换到动摩擦μ,F的过程中，轴部41与覆盖部43的抵接部分的旋转速度V的增加量(变化量)变小。因此，在轴部41旋转的状态下，轴部41的旋转速度的随时间经过的变化被保持为较小。由于作为向弯曲部22传递动力的动力传递单元40的一部分的轴部41的旋转速度的随时间经过的变化变小，因此弯曲部(动作部)22借助动力的动作速度(弯曲速度)的随时间经过的变化也被保持为较小。由此，在弯曲部22的弯曲动作中不会产生不均匀，能够确保弯曲部22的弯曲动作的稳定性。
[0068]并且，O型环72在硬的硬性轴部56的外表面与轴部41抵接，在硬的接头58的内表面与覆盖部43抵接。由于O型环72与轴部41的硬的部分和覆盖部43的硬的部分抵接，因此能够使相对于恢复轴部41的扭曲的恢复力P的阻力R适当地作用于轴部41。
[0069]并且，与O型环72抵接的硬性轴部56形成轴部41的第2延伸设置方向侧的端，与O型环72抵接的接头58形成覆盖部43的第2延伸设置方向侧的端。即，作为阻力部的O型环72在轴部41的第2延伸设置方向侧的端部(接近弯曲部22—侧的端部)与轴部41抵接。因此，在轴部41中，即使在任意的位置产生了扭曲的情况下，也能够使相对于恢复扭曲的恢复力P的阻力R适当地作用于轴部41。即，能够与产生扭曲的位置无关地使相对于恢复力P的阻力R适当地作用于轴部41。
[0070]并且，作为阻力部的O型环72设置在比减速部(扭矩放大部)45靠电动马达35侧(驱动源侧)的位置。因此，在动力传递单元40中，基于O型环72的阻力R仅作用于被放大之前的驱动扭矩作用的部位。因此，不需要使阻力R变大，能够实现O型环72的小型化。并且，由于阻力R未变大，因此在动力向弯曲部22的传递中，能够使驱动扭矩的损失变小。
[0071](变形例)
[0072]另外，在第I实施方式中，O型环72与硬性轴部56的外表面和接头8(硬性覆盖部)58的内表面抵接，但并不限于此。例如，在某个变形例中，O型环72与硬性轴部56的外表面抵接，并且该O型环72位于硬性轴部56的外表面与管部件(软性覆盖部)57的内表面之间。因此，O型环72不与接头58抵接。并且，在其它的某个变形例中，O型环72与接头58的内表面抵接，并且该O型环72位于软性轴部55的外表面与接头58的内表面之间。因此，O型环72不与硬性轴部56抵接。即，O型环72只要与硬性轴部56的外表面和接头(硬性覆盖部)58的内表面中的至少一方抵接即可。
[0073]并且，作为阻力部，也可以使用O型环72以外的部件等。例如，作为第I变形例，如图7所示，也可以将摩擦板73设置为阻力部。摩擦板73与轴部41的硬性轴部56的外表面在突出部66抵接。并且，摩擦板73与覆盖部43的接头(硬性覆盖部)58的内表面在阶梯部63抵接。
[0074]并且，作为第2变形例，如图8所示，也可以将阻力流体75设置为阻力部。阻力流体75被填充于硬性轴部56与接头58之间。并且，在与轴部轴线S平行的方向上，阻力流体75被填充于密封环76A与密封环76B之间。密封环76A将硬性轴部56与接头58的小径部61之间保持成液密。因此，通过密封环76A防止阻力流体75向第I延伸设置方向侧流出。并且，密封环76B将硬性轴部56的突出部66与接头58的大径部62之间保持成液密。因此，通过密封环76B防止阻力流体75向第2延伸设置方向侧流出。
[0075]在轴部41产生扭曲的状态下，通过来自阻力流体75的流体阻力，相对于恢复扭曲的恢复力P的阻力R产生作用。另外，阻力流体75例如是抗磨膏，粘性和流体阻力较高。因此，由于在所述专利文献I中作为润滑剂而使用的油等粘性和流体阻力较低，因此不能作为本实施方式的阻力流体75来使用。另外，基于密封环76A、76B的摩擦较小，基于密封环76A、76B的摩擦对相对于恢复力P的阻力R的影响较小。
[0076]并且，作为第3变形例，如图9和图10所示，也可以设置阻力流体75并且在硬性轴部56上沿绕轴部轴线S的方向并排设置多个翼部77。在翼部77中，轴部41的外表面朝向外侧突出。翼部77位于比硬性轴部56的突出部66靠第I延伸设置方向侧的位置，在与轴部轴线S平行的方向上位于密封环76A与密封环76B之间。因此，翼部77位于填充有阻力流体75的区域，各个翼部77从阻力流体75接受流体阻力。通过设置从阻力流体75接受流体阻力的翼部77，在轴部41产生扭曲的状态下，相对于恢复扭曲的恢复力P的阻力R变大。另外，图10通过垂直于轴部轴线S且穿过翼部77的剖面示出轴部41。
[0077]并且，作为第4变形例，如图11所示，也可以设置滚珠81作为阻力部。在本变形例中，在接头58的小径部61形成有内表面朝向外侧凹陷的槽部82ο在槽部82中设置有弹簧83。弹簧83的一端在槽部82的底部与接头58连接。弹簧83的另一端与滚珠81连接。因此，滚珠81位于比突出部66靠第I延伸设置方向侧的位置。
[0078]通过弹簧83对滚珠81朝向硬性轴部56施力，硬性轴部56的外表面被滚珠81按压。即，由滚珠81和弹簧83形成定位珠塞。通过采用上述那样的结构，在轴部41旋转的状态下，通过滚珠81在轴部41产生摩擦。由此，在轴部41产生扭曲的状态下，相对于恢复扭曲的恢复力P的阻力R产生作用。
[0079]并且，在第I实施方式中，通过正齿轮47A、47B，借助动力的动作的动作速度减小，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩增加，但使驱动扭矩放大的结构并不限于此。例如，作为第5变形例，如图12所示，也可以在减速部45中设置有柱状体85A、85B来代替正齿轮47A、47B。柱状体(第I旋转体)85A与柱状体(第2旋转体)85B之间经由带86连结。电动马达35所产生的动力经由轴部41被传递到柱状体85A，柱状体85A进行旋转。而且，动力经由带86被从柱状体85A传递至柱状体85B，柱状体85B进行旋转。
[0080]柱状体(第2旋转体)85B比柱状体(第I旋转体)85A外径大。因此，通过从柱状体85A传递动力，柱状体85B以比柱状体85A小的旋转角速度旋转。由此，借助动力的动作的动作速度减小。而且，与第I实施方式同样，在从柱状体85A向柱状体85B的动力的传递中，在借助动力的动作中产生作用的驱动扭矩增加。
[0081 ]并且，作为第6变形例，如图13和图14所示，在轴部41的外表面与覆盖部43的内表面之间也可以填充硅油等润滑剂87。在本变形例中，硬性轴部(第I硬性轴部)91在软性轴部55的第I延伸设置方向侧连续，通过硬性轴部91形成轴部41的第I延伸设置方向侧的端。即使在本变形例中也与第I实施方式同样，硬性轴部(第2硬性轴部)56在软性轴部55的第2延伸设置方向侧连续，通过硬性轴部56形成轴部41的第2延伸设置方向侧的端。硬性轴部91比软性轴部55硬，并且硬性轴部91形成为与硬性轴部56大致相同的硬度。并且，硬性轴部91经由联轴器42与电动马达35的马达轴37连接。
[0082]并且，在本变形例中，在覆盖部43中，接头(第I硬性覆盖部)92连接于管部件(软性覆盖部)57的第I延伸设置方向侧，通过接头92形成覆盖部43的第I延伸设置方向侧的端。即使在本变形例中也与第I实施方式同样，接头(第2硬性覆盖部)58连接于管部件57的第2延伸设置方向侧，通过接头58形成覆盖部43的第2延伸设置方向侧的端。接头92比管部件57硬，并且接头92形成为与接头58大致相同的硬度。并且，接头92与收纳电动马达35的壳体(未图示)连接。
[0083]在本变形例中，密封环(第I密封部)93配置于硬性轴部(第I硬性轴部)91与接头(第I硬性覆盖部)92之间。通过密封环93将硬性轴部91的外表面与接头92的内表面之间保持成液密。润滑剂87被填充于比密封环93靠第2延伸设置方向侧的位置。因此，通过密封环93防止润滑剂87向第I延伸设置方向侧流出。
[0084]并且，即使在本变形例中也与第I实施方式同样，在硬性轴部56与接头58之间设置O型环72作为阻力部。而且，在轴部41产生扭曲的状态下，通过O型环72，相对于恢复扭曲的恢复力P的阻力R产生作用。
[0085]在本变形例中，通过O型环72将硬性轴部56的外表面与接头58的内表面之间保持成液密。密封环93位于比O型环72靠第I延伸设置方向侧的位置，润滑剂87被填充于比O型环72靠第I延伸设置方向侧的位置。因此，通过O型环72防止润滑剂87向第2延伸设置方向侧流出。即，在本变形例中，O型环72成为防止润滑剂87向第2延伸设置方向侧流出的密封部(第2密封部)。
[0086]在与轴部轴线S平行的方向上，润滑剂87被填充于密封环93与O型环72之间。因此，在与轴部轴线S平行的方向上，润滑剂87被遍及全长地填充于软性轴部55与管部件(软性覆盖部)57之间。
[0087]在轴部41借助动力旋转的状态下，通过润滑剂87减小轴部41(软性轴部55)与覆盖部43(管部件57)之间的摩擦。因此，即使在轴部41与覆盖部43抵接的情况下，也抑制了在轴部41与覆盖部的抵接部分旋转速度V下降。由此，在轴部41上产生扭曲的概率变低，并且即使在轴部41上产生了扭曲的情况下，扭曲量也变小。由此，轴部41的旋转速度的随时间经过的变化进一步变小。因此，弯曲部(动作部)22借助动力的动作速度(弯曲速度)的随时间经过的变化也进一步变小。由此，弯曲部22能够更稳定地进行弯曲动作。
[0088]另外，基于密封环93的摩擦较小，密封环93对相对于恢复力P的阻力R的影响较小。并且，润滑剂87也是油等粘性和流体阻力较低的物质，润滑剂87对相对于恢复力P的阻力R的影响较小。
[0089]并且，通过追加与电动马达35相同的马达和与动力传递单元40相同的动力传递单元，即使在使弯曲部22沿第I弯曲方向弯曲的情况下，也能够应用上述结构。
[0090]并且，在上述的实施方式等中，动作部是弯曲部22，但并不限于此。例如，如所述专利文献I那样，在动作部为超声波转换器的插入设备中，也可以使用与第I实施方式相同的结构，向超声波转换器传递动力。
[0091]并且，虽然在上述的实施方式等中，以将内窥镜(2)作为插入设备为例进行了说明，但插入设备不限于内窥镜(2)。例如，也可以在使用机械手作为插入设备的手术系统中应用上述的结构。
[0092]S卩，在上述的实施方式等中，插入设备(2)具有:插入部(3)，其沿长度轴(C)延伸设置；以及动作部(22)，其设置于插入部(3)或者安装于插入部(3)，通过被传递动力而进行动作。动力传递单元(40)的轴部(41)借助使动作部(22)进行动作的动力而以轴部轴线(S)为中心旋转，由此，从第I延伸设置方向(El)向作为第I延伸设置方向(El)的相反方向的第2延伸设置方向(E2)传递动力。轴部(41)贯穿插入于覆盖部(43)，轴部(41)的外表面被覆盖部
(43)覆盖。在动力传递单元(40)中，在轴部(41)与动作部(22)之间设置有减速部(45)。在减速部(45)中，使借助经由轴部(41)传递的动力而进行动作的动作速度减小，由此，使在借助动力而进行的动作中产生作用的驱动扭矩增加，朝向动作部(22)传递增加了驱动扭矩的动力。而且，在轴部(41)的外表面与覆盖部(43)的内表面之间设置有阻力部(72; 73 ;75;81)。在对旋转的轴部(41)产生的扭曲进行恢复的恢复力(P)作用于轴部(41)的状态下，通过阻力部(72;73;75;81)，朝向恢复力(？)的相反方向的阻力(10作用于轴部(41)。
[0093]以上，对本实用新型的实施方式等进行了说明，但本实用新型不限于所述的实施方式等，当然能够在不脱离本实用新型的主旨的范围内进行各种变形。
【主权项】
1.一种插入设备，其特征在于，该插入设备具有: 插入部，其沿长度轴延伸设置； 动作部，其设置于所述插入部或者安装于所述插入部，通过被传递动力而进行动作；轴部，其具有轴部轴线，借助使所述动作部进行动作的所述动力而以所述轴部轴线为中心进行旋转，由此，从第I延伸设置方向朝向作为所述第I延伸设置方向的相反方向的第2延伸设置方向传递所述动力； 覆盖部，其从所述第I延伸设置方向朝向所述第2延伸设置方向延伸设置，被所述轴部贯穿插入，覆盖所述轴部的外表面； 减速部，其设置于所述轴部与所述动作部之间，使借助经由所述轴部传递的所述动力进行动作的动作速度减小，由此，使在借助所述动力进行的动作中产生作用的驱动扭矩增加，朝向所述动作部传递增加了所述驱动扭矩的所述动力；以及 阻力部，其设置于所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的内表面之间，对旋转的所述轴部施加一定的阻力， 所述轴部具有软性轴部和比所述软性轴部硬的硬性轴部， 所述阻力部与所述硬性轴部的外表面抵接，并位于所述硬性轴部的所述外表面与所述覆盖部的所述内表面之间。2.根据权利要求1所述的插入设备，其特征在于， 所述硬性轴部在所述软性轴部的第2延伸设置方向侧连续，形成所述轴部的第2延伸设置方向侧的端。3.根据权利要求1所述的插入设备，其特征在于， 在对旋转的所述轴部产生的扭曲进行恢复的恢复力作用于所述轴部的状态下，所述阻力部对所述轴部施加所述一定的阻力，由此，使朝向所述恢复力的相反方向的阻力作用于所述轴部。4.根据权利要求3所述的插入设备，其特征在于， 在所述轴部中，在借助所述动力进行的旋转中，所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的所述内表面抵接，所述轴部与所述覆盖部的抵接部分相比于比所述抵接部分靠第I延伸设置方向侧的部位，旋转速度变小或者所述旋转速度变为零，由此，产生所述扭曲， 对所述扭曲进行恢复的所述恢复力的作用方向与所述轴部的旋转方向一致。5.根据权利要求1所述的插入设备，其特征在于， 所述减速部具有: 第I旋转体，其经由所述轴部被传递所述动力而进行旋转； 第2旋转体，其具有比所述第I旋转体大的外径，通过从所述第I旋转体被传递所述动力，以比所述第I旋转体小的旋转角速度进行旋转，使在借助所述动力进行的所述动作中产生作用的所述驱动扭矩增加。6.根据权利要求1所述的插入设备，其特征在于， 所述插入设备还具有收纳壳体，该收纳壳体在内部收纳有所述减速部， 所述轴部的第2延伸设置方向侧的端在所述收纳壳体的内部与所述减速部连结， 所述覆盖部的第2延伸设置方向侧的端与所述收纳壳体连结。7.根据权利要求6所述的插入设备，其特征在于， 所述插入设备还具有: 操作部，其设置于所述插入部的基端方向侧，具有操作部壳体作为所述收纳壳体； 通用线缆，其一端与所述操作部连接，在内部延伸设置有所述轴部和所述覆盖部；旋转动作部件，其设置于所述操作部壳体的内部，通过被传递在所述减速部中增加了所述驱动扭矩的所述动力而进行旋转；以及 弯曲线，其穿过所述插入部的内部而延伸设置，基端与所述旋转动作部件连接，通过所述旋转动作部件旋转而沿长度方向移动， 所述动作部是设置于所述插入部的弯曲部， 所述弯曲部与所述弯曲线的前端连接，所述弯曲部通过所述弯曲线沿所述长度方向的移动而被传递所述动力，从而进行弯曲。8.根据权利要求7所述的插入设备，其特征在于， 该插入设备还具有驱动源，该驱动源产生使所述动作部进行动作的所述动力，并将所产生的所述动力向所述轴部传递， 操作部具有弯曲操作输入部，该弯曲操作输入部输入使所述弯曲部进行弯曲的弯曲操作。9.一种手术系统，其特征在于，该手术系统具有: 权利要求8所述的插入设备；以及 驱动控制单元，其根据所述弯曲操作的输入来控制所述驱动源的驱动状态。10.根据权利要求1所述的插入设备，其特征在于， 该插入设备还具有: 润滑剂，其被填充于所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的所述内表面之间，减小当所述轴部旋转时所述轴部与所述覆盖部之间的摩擦;以及 第I密封部，其设置在比所述阻力部靠第I延伸设置方向侧的位置，将所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的所述内表面之间保持成液密，防止所述润滑剂向所述第I延伸设置方向侧流出， 所述阻力部具有第2密封部，该第2密封部将所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的所述内表面之间保持成液密，防止所述润滑剂向第2延伸设置方向侧流出。11.一种插入设备，其特征在于，该插入设备具有: 插入部，其沿长度轴延伸设置； 动作部，其设置于所述插入部或者安装于所述插入部，通过被传递动力而进行动作；轴部，其具有轴部轴线，借助使所述动作部进行动作的所述动力而以所述轴部轴线为中心进行旋转，由此，从第I延伸设置方向朝向作为所述第I延伸设置方向的相反方向的第2延伸设置方向传递所述动力； 覆盖部，其从所述第I延伸设置方向朝向所述第2延伸设置方向延伸设置，被所述轴部贯穿插入，覆盖所述轴部的外表面； 减速部，其设置于所述轴部与所述动作部之间，使借助经由所述轴部传递的所述动力进行动作的动作速度减小，由此，使在借助所述动力进行的动作中产生作用的驱动扭矩增加，朝向所述动作部传递增加了所述驱动扭矩的所述动力；以及 阻力部，其设置于所述轴部的所述外表面与所述覆盖部的内表面之间，对旋转的所述轴部施加一定的阻力， 所述覆盖部具有软性覆盖部和比所述软性覆盖部硬的硬性覆盖部， 所述阻力部与所述硬性覆盖部的内表面抵接，并位于所述轴部的所述外表面与所述硬性覆盖部的所述内表面之间。12.根据权利要求11所述的插入设备，其特征在于， 所述硬性覆盖部在所述软性覆盖部的第2延伸设置方向侧连续，形成所述覆盖部的第2延伸设置方向侧的端。
【文档编号】A61B1/00GK205649480SQ201590000101
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年5月1日 公开号201590000101.7, CN 201590000101, CN 205649480 U, CN 205649480U, CN-U-205649480, CN201590000101, CN201590000101.7, CN205649480 U, CN205649480U, PCT/2015/63135, PCT/JP/15/063135, PCT/JP/15/63135, PCT/JP/2015/063135, PCT/JP/2015/63135, PCT/JP15/063135, PCT/JP15/63135, PCT/JP15063135, PCT/JP1563135, PCT/JP2015/063135, PCT/JP2015/63135, PCT/JP2015063135, PCT/JP201563135
【发明人】冈本康弘
【申请人】奥林巴斯株式会社