JP5566555B2 - 導入装置システム - Google Patents

Description

本発明は、湾曲部を湾曲動作させる牽引部材を牽引する湾曲操作装置の操作力量を低減する導入装置システムに関する。

挿入部を被検体内に導入するための導入装置である、例えば内視鏡は、医療分野及び工業用分野等において用いられている。医療分野の内視鏡においては、挿入部を体内に挿入して観察等を行う。一方、工業分野の内視鏡においては、挿入部を配管内、或いはエンジン内部等の構造物内に挿入して観察等を行う。

内視鏡においては、一般に、挿入部の先端部に観察光学系が設けられている。また、挿入部の先端側には例えば上下左右方向に湾曲する湾曲部が設けられている。そして、挿入部の基端には湾曲部を湾曲動作させるための湾曲操作装置を備えた操作部が設けられている。

湾曲操作装置としては回動操作される湾曲ノブ、傾倒操作される操作子等が公知である。そして、湾曲操作装置と湾曲部を構成する例えば先端湾曲駒とは、牽引部材であるワイヤーによって連結されている。このように構成された内視鏡では、操作者が手の指で湾曲操作装置を回転操作、或いは傾倒操作してワイヤーを直接、牽引或いは弛緩させることによって、湾曲部が湾曲動作する。

日本国特開２００３−３２５４３７号公報には、電動アシスト機構を有する内視鏡が示されている。内視鏡は、湾曲操作装置として例えば、操作指示レバー（本発明の操作子７に対応）を備えている。内視鏡の湾曲部は、操作指示レバーを傾倒操作してアーム部材に固定されている傾倒操作に対応する操作ワイヤーをモーターで回転されているプーリーに接触させて、該ワイヤーを該プーリーの回転方向に移動させることによって湾曲動作する。

上述した特開２００３−３２５４３７号公報の内視鏡においては、操作ワイヤーがモーターによって回転されているプーリーに接触したとき、プーリーから操作ワイヤーに伝達される回転力を、操作ワイヤーを移動させるための力量にして、湾曲操作装置を操作する操作者の操作力量を低減している。

また、前記特開２００３−３２５４３７号公報の内視鏡においては、湾曲操作中に挿入部の先端部が例えば壁等に当接した場合、湾曲操作装置を操作する手応えが変化して当接したことを感知できる。

しかし、前記特開２００３−３２５４３７号公報の内視鏡においては、操作指示レバーを傾倒操作する際の傾倒操作速度の違いによって、操作力量の低減の度合いに相違が生じていた。具体的に、操作者の操作指示レバーを傾倒操作する際の速度が、プーリーの回転速度に比べて遅い場合、操作ワイヤーが巻回されているＣリングは、操作指示レバーの傾倒操作に伴って徐々に牽引される操作ワイヤーによって徐々に縮径される。したがって、Ｃリングとプーリーとの間の抗力は、徐々に増加していく。そして、抗力が所望の値に到達したときに操作ワイヤーがプーリーの回転力によって回転方向に移動されて、操作指示レバーの操作力量が低減される。

一方、傾倒操作速度がプーリーの回転速度に比べて早い場合、操作ワイヤーが巻回されているＣリングは、操作指示レバーの傾倒操作によって一気に牽引される操作ワイヤーによって急激に縮径される。すると、Ｃリングは、回転するプーリーに接触した後、プーリーに対して喰い付いた状態（静止摩擦状態）になる。この場合、喰い付き状態が解除されるまでの間、操作指示レバーの操作力量が増大する。

特開２０１１−０９８０７８号公報には、本体部における操作入力をスコープユニットに精度よく反映させることができる内視鏡装置が示されている。この内視鏡装置においては、前記特開２０１１−０９８０７８号公報の図８に示されているステップＳ１０１からステップＳ１０５までのループを繰り返すことで、ユーザがＪ／Ｓ４１を傾けた位置に連動して湾曲駆動部１６０のモーター６１が回転動作して湾曲部１１３が湾曲動作する、或いは、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までのループを繰り返すことで、ユーザがＪ／Ｓ４１を傾けた位置に連動して湾曲駆動部２６０のモーター６１Ａが回転動作して湾曲部２１３が湾曲動作する。

そして、この内視鏡装置においては、Ｊ／Ｓが傾けられた加速度の情報に基づいてスコープユニットの湾曲部の湾曲速度を制御するように湾曲駆動部を動作させる駆動信号を生成してモーター回転動作させて湾曲部を湾曲動作させている。
しかしながら、特開２０１１−０９８０７８号公報の内視鏡装置においても、操作指示レバーを傾倒操作する際の速度が回転運動しているプーリーの回転速度に比べて速かった場合、上述したようにＣリングがプーリーに喰い付いた状態になって、電動アシスト機構を有しているにもかかわらず操作指示レバーの操作力量が増大する不具合が発生するおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、湾曲操作装置を操作する速度にかかわらず、湾曲操作中において、電動アシスト機構による操作力量の低減を図る使い勝手に優れた導入装置を備えた導入装置システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様の導入装置システムは、細長な挿入部の先端側に設けられた湾曲部と、前記湾曲部を牽引動作により湾曲させる牽引部材と、前記湾曲部を湾曲駆動するための駆動力を回転駆動によって発生する駆動ユニットと、前記牽引部材を牽引操作するための入力操作を行う湾曲操作装置を備える操作入力ユニットと、前記操作入力ユニットが備える湾曲操作装置の入力操作に応じて、前記駆動ユニットの駆動力を該駆動ユニットから前記牽引部材に伝達する駆動力伝達ユニットと、前記湾曲操作装置の入力操作速度を検知する検知部と、前記検知部で取得した前記湾曲操作装置の入力操作速度が、予め定めた入力速度よりも速い場合には前記駆動ユニットの回転速度を上昇させて前記駆動力伝達ユニットに伝達される前記駆動力を上昇させる制御を行う駆動ユニット制御部を備える制御ユニットと、を具備している。

本発明の一態様の導入装置システムは、被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられ、湾曲可能な湾曲部と、前記湾曲部を湾曲させるために入力操作される操作部と、前記湾曲部に接続され、前記操作部の入力操作に応じて牽引される牽引部材と、前記入力操作に応じて移動する前記牽引部材の移動速度を検知するための検知部と、回転駆動する駆動ユニットと、前記駆動ユニットの外周面に対して接触可能な内周面を有し、外周に前記牽引部材が巻回され、前記牽引部材の牽引に伴い縮径される駆動力伝達ユニットと、前記検知部により検知された前記移動速度が、前記駆動ユニットの回転駆動する速度よりも早い場合には、前記駆動ユニットの回転速度を上昇させる制御を行う駆動ユニット制御部と、を具備している。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下に示す実施の形態において、導入装置は、内視鏡を例に挙げて説明する。

図１−図５参照して本発明の第１実施形態を説明する。
図１に示すように本実施形態の内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源装置３と、表示用プロセッサー４と、表示装置５と、制御装置６とを主に備えて構成されている。

光源装置３は、内視鏡用照明光を生成する。表示用プロセッサー４は、撮像部で撮像された画像データに対して種々の画像処理を行う画像処理装置である。表示装置５は、表示用プロセッサー４から出力された映像信号を受けて観察画像を表示する。

図１において光源装置３と、表示用プロセッサー４と、制御装置６とを別体として示している。しかし、光源装置３と、表示用プロセッサー４と、制御装置６とを、二点鎖線で示すように一体に構成するようにしてもよい。また、光源装置３、表示用プロセッサー４、表示装置５、及び制御装置６を破線に示すように一体で構成するようにしてもよい。

図１、図２に示すように本実施形態の内視鏡２は、細長な挿入部２１と、挿入部２１の基端に連設する操作部２２と、操作部２２の側部から延出するユニバーサルコード２３とを備えて主に構成されている。

挿入部２１は、先端側から順に、先端部２４と、例えば上下左右方向に湾曲可能に構成された湾曲部２５と、可撓性を有して長尺に形成された可撓管部２６とを連設して構成されている。先端部２４には撮像素子を有する撮像部（不図示）が内蔵されている。

図２、図３に示す操作部２２は、操作入力ユニットであって、挿入部２１に連設する把持部２７と、把持部２７に連設する操作部本体２８とを備えて構成されている。操作部本体２８の先端側の空き空間が最も存在する部分には、湾曲部２５を湾曲動作させる入力操作を行うための湾曲操作装置を構成する操作子７等が設けられている。

操作子７は、操作部本体２８の一面に設けた開口(不図示)から操作部２２の長手軸に略直交して設けられている。
湾曲部２５は、後述する牽引部材である操作ワイヤー(以下、ワイヤーと略記する)を牽引弛緩することによって上方向、右方向、下方向、左方向、上方向と右方向との間等の方向に湾曲する構成になっている。操作子７は、図２中の矢印Ｙｕ、矢印Ｙｄ、矢印Ｙl、矢印Ｙｒに示すように傾倒方向及び傾倒角度を含めた傾倒操作することによって、その傾倒操作に対応するワイヤーを牽引弛緩させる。

本実施形態において、湾曲部２５は、上下左右の四方向に湾曲する構成としている。しかし、湾曲部２５は、上下の二方向に湾曲する構成であってもよい。上記ｕ、ｄ、l、ｒは、湾曲部２５の湾曲方向である上方向、下方向、左方向、右方向を表している。
以下の説明において、例えば、符号８ｕは上ワイヤーを表し、符号９ｄは下Ｃリングを表す。そして、図面においては、小文字の「ｌ」を筆記体で表して数字の「１」と区別している。

なお、操作部本体２８の外装には、操作子７の他に、例えば先端部２４内に設けられた撮像装置(不図示)の各種撮像動作を指示するスイッチ３１、送気送水ボタン３２、吸引ボタン３３が予め定めた位置に設けられている。また、把持部２７の外装には処置具チャンネル(不図示)に連通するチャンネル挿入口３４が設けられている。符号３５はカバー部材であり、操作子突出口を水密に塞ぎ且つ軸部７ａに密着し、操作子７の傾倒操作を可能に保持する。

ユニバーサルコード２３内には図示は省略するが、撮像装置に接続されている信号ケーブル、後述するモーター(図１、図３の符号４２参照)に電力を供給する電線、光源装置３の照明光を伝送するライトガイドファイバー束、送気用チューブ、送水用チューブ、吸引用チューブ等が挿通している。

図１、図３に示すように操作部２２内にはプーリー４１と、モーター４２と、吊り枠４３と、ガイドローラー組４４と、検知部を構成する回転検出センサー４５Ａ、４５Ｂと、４本のワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒと、４つのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒと、が主に設けられている。

４本のワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、牽引部材である。ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの先端部分は、湾曲部２５を構成する先端駒２５ｆにそれぞれ固設されている。ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの中途部分は、４つのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒの巻回部である外周面にそれぞれ巻回されている。ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの基端部分は、吊り枠４３に４つ設けられているワイヤー取付部にそれぞれ連結されている。 ４本のワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、上下湾曲用である一対の上ワイヤー８ｕ及び下ワイヤー８ｄと、左右湾曲用である一対の左ワイヤー８ｌ及び右ワイヤー８ｒとである。

４つのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒは、樹脂製の駆動力伝達ユニットである。４つのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒは、それぞれスリット９ｓを備えて略Ｃ字形状に形成されて、縮径および拡径自在に構成されている。４つのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒは、細長なプーリー４１の外周面に対して遊嵌状態で配置されている。

つまり、４つのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒの内周面とプーリー４１の外周面との間には予め定めた隙間が形成されている。なお、スリット９ｓは、径変更部である。

モーター４２は、プーリー４１を回転させる。プーリー４１及びモーター４２は、駆動ユニットである。駆動ユニットは、湾曲部２５を湾曲駆動させる駆動力を回転駆動によって発生する。

吊り枠４３は、略十字形状で、それぞれの端部にはワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの基端部を連結するワイヤー取付部が設けられている。吊り枠４３の中央部には該枠４３の中心軸部である枠凸部４３ａが設けられている。操作子７の軸部７ａと枠凸部４３ａとはユニバーサルジョイント４０を介して同軸に取付け固定されている。操作子７及び吊り枠４３は、湾曲操作装置である。湾曲操作装置は、ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの中から所望するワイヤーを牽引操作する際に入力操作される。符号７ｂは、指当て部であり、軸部７ａの先端に一体に固定されている。

図３に示すようにガイドローラー組４４は、ワイヤー走行経路変更部材である。ガイドローラー組４４は、ローラー軸４４ｐに複数のガイドローラー４４ｕ、４４ｄ、４４ｌ、４４ｒを回動自在に配置して構成されている。ガイドローラー組４４は、操作部２２内における４本のワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの走行経路を変更する。
符号８Ｐはコイルパイプである。コイルパイプ８Ｐは、例えば金属製で、１つのワイヤーが進退自在に挿通可能な貫通孔を有している。コイルパイプ８Ｐは、各ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒに対応して設けられている。

図１に示すように回転検出センサー４５Ａ、４５Ｂは、操作子７が傾倒操作された際、軸部７ａの湾曲操作量である傾倒動作を検出し、その検出値を制御装置６に出力する。回転検出センサー４５Ａ、４５Ｂは、上下湾曲操作時の移動量、時間を検出する例えば一対の上下回転検出センサー４５Ａと、左右湾曲操作時の移動量、時間を検出する例えば一対の左右回転検出センサー４５Ｂとを備える。

なお、符号４６は信号ケーブル、符号４７は制御ケーブル、符号４８は照明用ケーブル、符号４９は撮像用ケーブルである。

制御装置６は、制御ユニットであって、操作速度算出部６１、速度判定部６２、記憶部６３、及びモーター制御部６４を備えて構成されている。
操作速度算出部６１は、検知部であって、回転検出センサー４５Ａ、４５Ｂから出力された検出値である傾動量である移動距離と経過時間とから操作子７の傾倒操作速度（ｖ））を算出して、速度判定部６２に出力する。

速度判定部６２は、操作速度算出部６１から速度判定部６２に出力された操作子７の傾倒操作速度（ｖ）と、記憶部６３に登録されているプーリー４１の回転速度（Ｖ）とを比較する。また、速度判定部６２は、傾倒操作速度（ｖ）が回転速度（Ｖ）より速かったとき、告知信号をモーター制御部６４に出力する。

モーター制御部６４は、駆動ユニット制御部であって、モーター４２の回転速度を制御してプーリー４１の回転速度を制御する。モーター制御部６４は、速度判定部６２から告知信号を受けたとき、モーター４２に制御信号を出力して、プーリー４１の回転速度を傾倒操作速度よりも予め定めた速度高速に設定する。

本実施形態のモーター４２の回転駆動力は、モーター軸４２ａに設けられた第１笠歯車１１と、プーリー４１の軸部４１ａに設けられた第２笠歯車１２とを介してプーリー４１に伝達される。

本実施形態の内視鏡２において、操作者が操作子７を例えば、図２の矢印Ｙｕ方向に傾倒操作する入力操作を行うと、上ワイヤー８ｕが牽引されて湾曲部２５が上方向に湾曲していく。また、上ワイヤー８ｕは、上Ｃリング９ｕに巻回されているため、上ワイヤー８ｕの牽引に伴って、上Ｃリング９ｕが徐々に縮径されていく。この結果、上Ｃリング９ｕとプーリー４１の外周面との間の隙間が徐々に少なくなっていく。

操作子７の傾倒操作によって上ワイヤー８ｕがさらに牽引されることによって、上Ｃリング９ｕの内周面がプーリー４１の外周面に接触し、その後、上Ｃリング９ｕの内周面がプーリー４１の外周面を押圧する。この結果、上Ｃリング９ｕ内周面とプーリー４１の外周面との間の抗力は、徐々に増大していく。

傾倒操作中において、抗力が所望の値に到達すると、伝達部である上Ｃリング９ｕの内周面とプーリー４１の外周面とがいわゆる係合状態になって、プーリー４１の回転力が上Ｃリング９ｕに伝達される。すると、上Ｃリング９ｕは、プーリー４１の回転に伴って独立して回転して、上Ｃリング９ｕに巻回されている上ワイヤー８ｕが上Ｃリング９ｕの回転方向、即ち、牽引方向に移動される。このとき、上ワイヤー８ｕは、操作者の操作子７を傾倒操作する力量と、プーリー４１の回転力が伝達された上Ｃリング９ｕの回転力とによって牽引されるので、操作者の操作子７を傾倒操作する力量が低減される。

なお、本実施形態において、操作子７を、矢印Ｙｄ方向に傾倒操作した場合、矢印ｌ方向に傾倒操作した場合、矢印ｒ方向に傾倒操作した場合、矢印ｕ方向と矢印ｒ方向との間等に傾倒操作した場合、上述と同様に操作者の操作子７を傾倒操作する力量が低減される。

また、Ｃリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒに巻回されているワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの中途部が弛緩状態になると、Ｃリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒは、プーリー４１の外周面に対して遊嵌状態になって、上述した係合状態が解除される。

ここで、図４Ａ−図５を参照して上述した内視鏡システム１の作用を説明する。
上述した内視鏡システム１において、内視鏡２が備えるモーター４２は、検査開始と共に、図４Ａ、図４Ｂの破線に示すように予め定めた電圧Ｖ１で駆動される。この初期状態において、プーリー４１は、ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒを牽引する方向に、回転速度（ｖＰ１）で回転状態になる。

内視鏡２において、操作子７の軸部７ａが直立状態のとき、プーリー４１に配置されたＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒに巻回されているワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒは、全て所定の弛緩状態になる。つまり、全てのＣリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒは、プーリー４１に対して滑り状態であって、湾曲部２５は直線状態に保持される。

操作者が、湾曲部２５を例えば上方向に湾曲動作させるために、操作子７を図１の矢印Ｙｕ方向に傾倒操作すると、図４Ａ、図４Ｂに示す傾倒操作が開始される。制御装置６は、傾倒操作開始に伴って、図５のフローチャートに示す制御を開始する。

つまり、操作子７が傾倒操作されると同時に、ステップＳ１に示す傾倒操作速度の取得を開始し、ステップＳ２に示す速度の比較を開始する。
なお、操作子７が傾倒操作されると、吊り枠４３が傾き、上ワイヤー８ｕが牽引される。

ステップＳ１においては、操作子７が上方向に傾倒されたため、上下回転検出センサー４５Ａが操作子７の軸部７ａの傾倒動作を検出する。上下回転検出センサー４５Ａは、検出した検出値を制御装置６の操作速度算出部６１に出力する。操作速度算出部６１は、入力された検出値から軸部７ａの傾倒操作速度（ｖＡ）を算出する。操作速度算出部６１は、算出結果を速度判定部６２に出力する。

ステップＳ２において、速度判定部６２は、操作子７の軸部７ａの傾倒操作速度（ｖＡ）と、モーター４２によって回転されているプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）とを比較する。
傾倒操作速度（ｖＡ）は、操作速度算出部６１で算出する値である。これに対して、回転速度（ｖＰ１）は、モーター４２を駆動する電圧値毎に決定する回転速度であり、記憶部６３に予め登録された値である。

なお、記憶部６３には、例えばアシスト情報テーブルが設けられており、アシスト情報テーブルには電圧Ｖ１のときの回転速度（ｖＰ１）、電圧Ｖ２のときの回転速度（ｖＰ２）、電圧ＶＮ（Ｎ＝１，２，…）のときの回転速度（ｖＰｎ（ｎ＝１，２，…）が格納されている。

ステップＳ２において、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）より遅いと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ１に移行する。一方、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）より速いと速度判定部６２によって判定された場合にはステップＳ３に移行する。

傾倒操作速度（ｖＡ）が回転速度（ｖＰ１）より遅いとき、ステップＳ２から再びステップＳ１に移行する。そして、ステップＳ１で示した操作子７の傾倒操作速度の取得及びステップＳ２で示した２つの速度の比較を繰り返し行う。このとき、モーター制御部６４は、予め定めた電圧Ｖ１によるモーター４２の駆動を継続する。この結果、プーリー４１は、回転速度（ｖＰ１）で回転し続ける。

したがって、ステップＳ１及びステップＳ２の継続中、上ワイヤー８ｕは、操作子７の傾倒操作に伴って、弛んだ状態から徐々に引っ張られていく。このため、上ワイヤー８ｕの牽引に伴って、上Ｃリング９ｕが弾性力に抗して徐々に縮径されていく。そして、上Ｃリング９ｕは、プーリー４１に対して当接し、押圧状態になる。このとき、図４Ａの実線に示す傾倒操作力量は、徐々に増加し、上Ｃリング９ｕとプーリー４１との間の抗力も徐々に増大していく。

そして、抗力が所定の値に到達すると、上Ｃリング９ｕは、プーリー４１と同じ方向に、プーリー４１に対して滑りながら回転して、上Ｃリング９ｕより挿入部２１側に配置されている上ワイヤー８ｕを牽引移動させる、アシスト力が発生する。

図４Ａに示すようにプーリー４１から上Ｃリング９ｕを介して上ワイヤー８ｕを牽引するアシスト力が発生すると、この後、抗力の増大に伴ってアシスト力が二点鎖線に示すように増加していく。そして、実線に示す傾倒操作力量は、アシスト力の増加に伴って減少されていく。
この結果、操作者は、操作子７を傾倒操作する操作力量の低減を実感しつつ、湾曲部２５の湾曲操作を行える。

これに対して、ステップＳ２において、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）より速いと判定された場合、速度判定部６２は、モーター制御部６４に告知信号を出力する。ステップＳ３において、告知信号を受けたモーター制御部６４は、傾倒操作速度が早いことによってＣリング８ｕがプーリー４１に喰い付く不具合を防止するために、プーリー４１の回転速度を操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）よりも高速に切り替える制御を行う。言い換えれば、告知信号を受けたモーター制御部６４は、操作子７の傾倒操作速度に対応させてアシスト力を発生させるために、プーリー４１の回転速度を操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）よりも高速に切り替える制御を行う。

具体的に、モーター制御部６４は、モーター４２を駆動する駆動電圧を当初の電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２（図４Ｂの破線参照）に設定する。なお、電圧Ｖ２は、モーター制御部６４に格納されているアシスト情報テーブルから選択した値である。

モーター制御部６４によってモーター４２の駆動電圧が電圧Ｖ２に設定されると、モーター４２の回転速度が上昇するとともに、プーリー４１も回転速度（ｖＰ１）より高速な回転速度（ｖＰ２）で回転する。

駆動電圧変更後、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、ステップＳ１と同様であり、上下回転検出センサー４５Ａは、軸部７ａの傾倒動作を検出し、その検出値を操作速度算出部６１に出力する。操作速度算出部６１は、入力された検出値から傾倒操作速度（ｖＡ）を算出し、その算出結果を速度判定部６２に出力する。

ステップＳ５において、速度判定部６２は、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）と、駆動するモーター４２によって回転されるプーリー４１の回転速度（ｖＰ２）とを比較する。本ステップにおいて、傾倒操作速度（ｖＡ）は、操作速度算出部６１で算出した値であり、回転速度（ｖＰ２）は、電圧Ｖ２で駆動するモーター４２によって回転するプーリー４１の回転速度である。

ここで、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ２）より速いと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ３に移行する。一方、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ２）より遅いと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ５において、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ２）より遅いと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ５から再びステップＳ４に移行する。そして、ステップＳ４で示した操作子７の傾倒操作速度の取得及びステップＳ５で示した２つの速度の比較とを繰り返し行う。このとき、プーリー４１は、回転速度（ｖＰ２）で回転している。

したがって、ステップＳ４及びステップＳ５の継続中、上ワイヤー８ｕは、操作子７の傾倒操作に伴って、弛んだ状態から徐々に引っ張られていく。このため、上ワイヤー８ｕの牽引に伴って、上Ｃリング９ｕが弾性力に抗して徐々に縮径されていく。したがって、上Ｃリング９ｕは、プーリー４１に対して喰い付くことなく、当接し、その後、押圧状態になる。

そして、抗力が所定の値に到達すると、上Ｃリング９ｕは、上述したように上ワイヤー８ｕを牽引移動させるアシスト力を発生する。
この結果、操作者は、操作子７を高速で傾倒操作したにも関わらず、操作子７を傾倒操作する操作力量の減少を実感しつつ、湾曲部２５の湾曲操作を行える。

つまり、操作者の操作子７の傾倒操作速度が速く、図４Ｂの実線に示すように傾倒操作力量を短時間に増大させて、弛んだ状態の上ワイヤー８ｕを引っ張って上Ｃリング９ｕを縮径させたにも関わらず、上Ｃリング９ｕとプーリー４１との間に抗力が発生し、その抗力の増大に伴ってアシスト力が増加して、実線に示すように傾倒操作力量が減少される。 これに対して、ステップＳ５において、操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）がプーリー４１の回転速度（ｖＰ２）より速いと判定された場合、速度判定部６２は、モーター制御部６４に告知信号を出力する。

そして、モーター制御部６４は、ステップＳ３において再度、モーター４２の回転速度を高速に切り替える制御を行う。即ち、モーター制御部６４は、記憶部６３に予め登録されている、傾倒操作速度（ｖＡ）より速い回転数に対応する電圧値Ｖｎを選択し、その選択した電圧値でモーター４２を再駆動制御する。

この結果、モーター４２の回転速度が上昇してプーリー４１は、回転速度（ｖＰ２）より高速な回転速度（ＶＰｎ）で回転する。この後、ステップＳ４およびステップＳ５を繰り返す。

なお、湾曲部２５が操作子７の傾倒操作に対応する湾曲状態になると、傾倒速度（ｖＡ）が「０」になり、ステップＳ６に移行する。ここで、モーター制御部６４は、プーリー４１の回転速度を初期状態に戻すため、モーター４２の駆動電圧を予め定めた電圧Ｖ１に変更する。この結果、プーリー４１は、初期状態である回転速度（ｖＰ１）で回転する。

このように、操作子７の軸部７ａの傾倒操作を回転検出センサー４５で検出し、その検出値から操作子７の傾倒操作速度（ｖＡ）を算出し、その算出した傾倒操作速度（ｖＡ）とプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）との比較を行い、その比較結果に従って、モーター制御部６４によってモーター４２の電圧を変更し、プーリー４１の回転速度を維持或いは高速に変更するようにしている。

この結果、操作者が操作する操作子７の傾倒操作速度にかかわらず、Ｃリング９ｕ、９ｄ、９ｌ、９ｒがプーリー４１に喰い付いて、操作子７を傾倒操作する際の操作力量が増大することを確実に防止することができる。

なお、上述した実施形態においては、操作子７の軸部７ａの傾倒動作を回転検出センサーで検出して傾倒操作速度を求め、傾倒操作速度（ｖＡ）と、プーリー４１の回転速度（ｖＰ１）とを比較するとしている。しかし、操作子７の軸部７ａの傾倒動作を、加速度センサーを設けて検出し、傾倒操作速度（ｖＡ）とプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）とを比較するようにしてもよい。また、軸部７ａの傾倒動作を検出する代わりに、湾曲操作装置側のワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒの移動速度を例えばリニアセンサーを設けて検出し、傾倒操作速度（ｖＡ）とプーリー４１の回転速度（ｖＰ１）とを比較する構成であってもよい。

また、上述した実施形態においては、湾曲操作装置を傾倒操作可能な操作子７としている。しかし、湾曲操作装置は、操作子７に限定されるものではなく、湾曲ノブであってもよい。湾曲操作装置が湾曲ノブの場合、検知部は回転検出センサーと、操作速度検出部６１との組合せが好適である。回転検出センサーは、湾曲操作である湾曲ノブの回動に伴って回動する軸部の湾曲操作量である回転動作を検出する。

図６−図８参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図６に示すように本実施形態の内視鏡システム１Ａは、内視鏡２の代わりに内視鏡２Ａを備え、制御装置６の代わりに制御装置６Ａを備えて構成されている。その他の構成は、上述した内視鏡システム１と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

本実施形態の内視鏡２Ａにおいては、上述した内視鏡２の操作部２２内に設けられていた検知部を構成する回転検出センサー４５Ａ、４５Ｂを不要としている。内視鏡２Ａのその他の構成は、内視鏡２と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

制御装置６Ａは、検知部として、上述した制御装置６の操作速度算出部６１の代わりに、モーター電流増加速度検出部６５を備えている。つまり、制御装置６Ａは、モーター電流増加速度検出部６５、速度判定部６２、記憶部６３、及びモーター制御部６４を備えて構成されている。

そして、モーター電流増加速度検出部６５は、モーター４２の駆動中、常時、電流値を監視する一方、モーター電流値の単位時間当たりの増加速度を算出する。

本実施形態の速度判定部６２は、モーター電流増加速度検出部６５で算出したモーター電流の単位時間増加速度と、記憶部６３に予め登録されているモーター電流増加速度閾値とを比較する。

本実施形態において、速度判定部６２は、モーター電流の単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より大きな場合、告知信号をモーター制御部６４に出力する。そして、本実施形態においては、モーター電流の単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値以上であった場合、操作子７の傾倒操作速度がプーリー４１の回転速度よりも速いと判断するようにしている。

また、本実施形態において、モーター電流増加速度閾値は、記憶部６３に予め登録された値である。記憶部６３に設けられたアシスト情報テーブルには、電圧Ｖ１に対応するモーター電流増加速度閾値、電圧Ｖ１に対応するモーター電流増加速度閾値、電圧ＶＮ（Ｎ＝１，２，…）に対応するモーター電流増加速度閾値が格納されている。

制御装置６Ａのその他の構成は、上述した制御装置６と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

ここで、図７Ａ−図８を参照して上述した内視鏡システム１Ａの作用を説明する。
上述した内視鏡システム１Ａにおいても、内視鏡２Ａが備えるモーター４２は、図７Ａ、図７Ｂの破線に示すように予め定めた電圧Ｖ１で駆動される。このため、初期状態において、プーリー４１は、ワイヤー８ｕ、８ｄ、８ｌ、８ｒを牽引する方向に回転速度（ｖＰ１）で回転状態である。

第１実施形態と同様に操作者が、湾曲部２５を例えば上方向に湾曲動作させる傾倒操作を行うと、図７Ａ、図７Ｂに示すよう傾倒操作が開始される。制御装置６Ａは、傾倒操作開始に伴って、図８のフローチャートに示す制御を開始する。

具体的に、本実施形態においては、ステップＳ１１において、モーター電流の単位時間増加速度の取得を開始するとともに、ステップＳ１２に示す閾値との比較を開始する。
ステップＳ１１において、モーター電流増加速度検出部６５は、モーター電流の単位時間当たりの増加速度を求め、取得した単位時間増加速度を速度判定部６２に出力する。そして、ステップＳ１２において、速度判定部６２は、単位時間増加速度とモーター電流増加速度閾値とを比較する。

ステップＳ１２において、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より小さいと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ１１に移行する。一方、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より大きいと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ１３に移行する。

単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より小さいとき、ステップＳ１２から再びステップＳ１１に移行する。そして、ステップＳ１１で示したようにモーター電流の単位時間増加速度の取得、および、ステップＳ１２の示す閾値との比較を繰り返し行う。このとき、モーター制御部６４は、予め定めた電圧Ｖ１によるモーター４２の駆動を継続する。この結果、プーリー４１は、回転速度（ｖＰ１）で回転し続ける。

したがって、ステップＳ１１及びステップＳ１２の継続中、上ワイヤー８ｕは、操作子７の傾倒操作に伴って、弛んだ状態から徐々に引っ張られていく。この結果、上述した実施形態と同様に、傾倒操作力量は、図７Ａの実線に示すように徐々に増加し、上Ｃリング９ｕとプーリー４１との間の抗力も徐々に増大していく。

そして、抗力が所定の値に到達すると、上述の実施形態と同様に、上Ｃリング９ｕより挿入部２１側に配置されている上ワイヤー８ｕを牽引移動させる、アシスト力が発生する。図７Ａに示すようにプーリー４１から上Ｃリング９ｕを介して上ワイヤー８ｕを牽引するアシスト力が発生すると、この後、抗力の増大に伴ってアシスト力が二点鎖線に示すように増加していく。そして、実線に示す傾倒操作力量は、アシスト力の増加に伴って減少されていく。

この結果、操作者は、上述した実施形態と同様に操作子７を傾倒操作する操作力量の減少を実感しつつ、湾曲部２５の湾曲操作を行える。

これに対して、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より大きいとき、ステップＳ１２において、速度判定部６２は、モーター制御部６４に告知信号を出力する。

ステップＳ１３において、告知信号を受けたモーター制御部６４は、操作子７の傾倒操作速度に対応させてアシスト力を発生させるため、モーター４２の回転速度を高速に切り替える制御を行う。

具体的に、モーター制御部６４は、モーター４２を駆動する駆動電圧を当初の電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２（図７Ｂの破線参照）に設定する。なお、電圧Ｖ２は、モーター制御部６４に格納されているアシスト情報テーブルから選択した値である。

モーター制御部６４によってモーター４２の駆動電圧が電圧Ｖ２に設定されると、モーター４２の回転速度が上昇するとともに、プーリー４１の回転速度も高速に変化する。即ち、プーリー４１は、回転速度（ｖＰ１）より高速な回転速度（ｖＰ２）で回転する。

駆動電圧変更後、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４においてモーター電流増加速度検出部６５は、単位時間増加速度を検出し、速度判定部６２に出力する。ステップＳ１５において、速度判定部６２は、単位時間増加速度とモーター電流増加速度閾値とを比較する。

ここで、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より大きいと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ１３に移行する。一方、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より小さいと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１５において、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より小さいと速度判定部６２によって判定された場合、ステップＳ１４、ステップＳ１５を繰り返すことで、上Ｃリング９ｕは、プーリー４１に対して喰い付くことなく、プーリー４１に対して当接し、その後、押圧状態になる。

そして、抗力が所定の値に到達すると、上Ｃリング９ｕは、上述したように上ワイヤー８ｕを牽引移動させるアシスト力を発生する。

この結果、操作者は、操作子７を高速で傾倒操作したにも関わらず、操作子７を傾倒操作する操作力量の減少を実感しつつ、湾曲部２５の湾曲操作を行える。

つまり、操作者の操作子７の傾倒操作速度が速く、図７Ｂの実線に示すように傾倒操作力量を短時間に増大させて、弛んだ状態の上ワイヤー８ｕを引っ張って上Ｃリング９ｕを縮径させたにも関わらず、上Ｃリング９ｕとプーリー４１との間に抗力が発生し、その抗力の増大に伴ってアシスト力が増加して、実線に示すように傾倒操作力量が減少される。 これに対して、ステップＳ１５において、単位時間増加速度がモーター電流増加速度閾値より大きいと判定された場合、速度判定部６２は、モーター制御部６４に告知信号を出力する。

そして、モーター制御部６４は、ステップＳ１３において再度、モーター４２の回転速度を高速に切り替える制御を行う。即ち、モーター制御部６４は、記憶部６３に予め登録されているモーター電流増加速度閾値から電圧値Ｖｎを選択し、その選択した電圧値でモーター４２を再駆動制御する。

この結果、モーター４２の回転速度が上昇してプーリー４１は、回転速度（ｖＰ２）より高速な回転速度（ＶＰｎ）で回転する。この後、ステップＳ１４およびステップＳ１５を繰り返す。

なお、湾曲部２５が操作子７の傾倒操作に対応する湾曲状態になると、単位時間増加速度が「０」になり、ステップＳ１６に移行する。ここで、モーター制御部６４は、モーター４２の回転速度を初期状態に戻すため、モーター４２の駆動電圧を予め定めた電圧Ｖ１に変更する。この結果、プーリー４１は、初期状態である回転速度（ｖＰ１）で回転する。

このように、本実施形態においては、内視鏡にセンサーを設けることなく、モーター電流を常時監視しつつ、モーター電流値の単位時間増加速度を取得し、該単位時間増加速度とモーター電流増加速度閾値との比較を行い、その比較結果に従って、モーター制御部６４によってモーター４２の電圧を変更し、プーリー４１の回転速度を維持或いは高速に変更するようにしている。
この結果、内視鏡の構成を単純化して、上述した実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
なお、導入装置は、内視鏡に限定されるものではなく、鉗子、縫合機、吻合機等の医療機器であってもよい。

尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本出願は、２０１２年７月９日に日本国に出願された特願２０１２−１５３８６５号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (4)

1. 被検体に挿入される挿入部と、
   前記挿入部に設けられ、湾曲可能な湾曲部と、
   前記湾曲部を湾曲させるために入力操作される操作部と、
   前記湾曲部に接続され、前記操作部の入力操作に応じて牽引される牽引部材と、
   前記入力操作に応じて移動する前記牽引部材の移動速度を検知するための検知部と、
   回転駆動する駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットの外周面に対して接触可能な内周面を有し、外周に前記牽引部材が巻回され、前記牽引部材の牽引に伴い縮径される駆動力伝達ユニットと、
   前記検知部により検知された前記移動速度が、前記駆動ユニットの回転駆動する速度よりも早い場合には、前記駆動ユニットの回転速度を上昇させる制御を行う駆動ユニット制御部と、
   を具備することを特徴とする導入装置システム。
2. 前記検知部は、前記牽引部材の前記移動速度を検出することで、前記操作部の入力操作速度を算出する操作速度算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の導入装置システム。
3. 被検体に挿入される挿入部と、
   前記挿入部に設けられ、湾曲可能な湾曲部と、
   前記湾曲部を湾曲させるために傾倒操作される操作部と、
   前記湾曲部に接続され、前記操作部の傾倒操作に応じて牽引される牽引部材と、
   前記操作部の傾倒動作を検知するための検知部と、
   回転駆動する駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットの外周面に対して接触可能な内周面を有し、外周に前記牽引部材が巻回され、前記牽引部材の牽引に伴い縮径される駆動力伝達ユニットと、
   前記検知部により検知された前記操作部の傾倒動作速度が、前記駆動ユニットの回転駆動する速度よりも早い場合には、前記駆動ユニットの回転速度を上昇させる制御を行う駆動ユニット制御部と、
   を具備することを特徴とする導入装置システム。
4. 前記駆動力伝達ユニットは、スリットを有し、Ｃ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の導入装置システム。

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