DE10214174B4

DE10214174B4 - Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop

Info

Publication number: DE10214174B4
Application number: DE10214174A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Hino; Haruo Akiba; Hiroyuki Arai
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: DE10262282B4; US20020143238A1; DE10214174A1; US6702737B2

Abstract

Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop mit:
einer Scheibe (114), die in einem Bedienungsteil (104) des Endoskops angeordnet ist und der eine Drehbewegung durch das Bedienungsteil verliehen wird;
wenigstens einem Paar Betätigungsdrähten (116a, 116b), von denen sich jeder mit seinem einen Endabschnitt auf der Scheibe aufwindet und sich mit seinem anderen Endabschnitt von der Scheibe heraus erstreckt, derart, daß einer der sich erstreckenden Betätigungsdrähte von der Scheibe aufgenommen wird, während der andere entsprechend der Drehung der Scheibe von der Scheibe abgegeben wird, wodurch die Krümmungsbetätigung über die Abwinkelungskapazität durchführbar ist und wenigstens einer gemeinsamen Nut (128), die entlang des Umfangs der Scheibe ausgebildet ist, um gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe zu verlaufen und gemeinsam von dem Paar Betätigungsdrähten umwunden ist, wobei
der eine Endabschnitt des einen des Paares Betätigungsdrähte fest gehalten ist in der Nähe eines Endabschnitts (128a) der gemeinsamen Nut, während der andere Endabschnitt des anderen Drahtes des...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Krummungsbetätigungsvorrichtung ist aus der US 4273111 A und der US 5167221 A bekannt.
Im allgemeinen besteht das Endoskop aus einem Bedienungsteil und einem flexiblen Einführabschnitt, der mit obigem Bedienungsteil verbunden und in einen Zielkörper eingesetzt ist, wie beispielsweise einen menschlichen Körper und andere Dinge, deren es einer Beobachtung, Überprüfung usw. ihres Inneren bedarf. Der Einführabschnitt besteht aus einem flexiblen weichen Abschnitt, der mit dem Bedienungsteil verbunden ist, einer flexiblen Abwinkelungskapazität, die mit dem vorderen Ende des obigen flexiblen weichen Abschnitts verbunden ist und einem harten Distalende, das mit dem vorderen Abschnitt der obigen Abwinkelungskapazität verbunden und mit einer Bildleiterlinse oder ähnlichem versehen ist, das erforderlich ist für die Beobachtung, Überprüfung etc. des Inneren des Zielkörpers.
Um die obige Abwinkelungskapazität zu betätigen bzw. zu manipulieren, umfaßt das Endoskop eine Krümmungsbetätigungsvorrichtung in dem obigen Bedienungsteil. In Bezug auf die Krümmungsbetätigungsvorrichtung dieser Art, ist in der JP 8-827495 A schon etwas offenbart, daß einen Aufbau hat, wie er in 15 der dieser Beschreibung beigefügten Zeichnungen, gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf diese Figur wird eine (Riemen-)Scheibe 10 mit Hilfe des in dem Hauptbetätigungsabschnitt des Endoskops vorgesehenen Winkeleinstellknopfes gedreht. Die Scheibe 10 umfaßt zwei parallele Nuten, die unabhängig für jeden Betätigungsdraht vorbereitet bzw. vorgesehen sind.
Betätigungsdrähte 12, 14 werden von zwei Nuten jeweils aufgenommen. Die Krümmungsbetätigungsvorrichtung ist derart aufgebaut, daß bei Drehung der Scheibe 10 einer der Betätigungsdrähte 12, 14, der sich aus der Scheibe 10 erstreckt entsprechend der Drehung der Scheibe 10 durch die Scheibe 10 aufgenommen wird, während der andere von der Scheibe 10 abgegeben bzw. ausgegeben wird, wodurch die Durchführung der Krümmungsbetätigung bzw. -manipulation der Abwinkelungskapazität möglich wird.
Um die Beobachtungsmöglichkeiten des Endoskops zu verbessern, ist es wünschenswert, den Winkelbereich zu erhöhen oder zu verbreitern, um den die oben erwähnte Abwinkelungskapazität gekrümmt werden kann. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, die Drahtziehlänge des Betätigungsdrahtes zu vergrößern.
Es wurden bislang bestimmte Aufbauten zur Erhöhung der obigen Drahtziehlänge vorgeschlagen. Bei einem von diesen wird beispielsweise der Aufwinddurchmesser der Scheibe 10 vergrößert, von der Betätigungsdrähte 12, 14 aufgenommen werden. Eine Vergrößerung des Aufwinddurchmessers der Scheibe 10 führt jedoch zu einer Zunahme des Drehmoments der Scheibe 10, was insofern zu einem Problem führt, als der Winkeleinstellknopf (im folgenden einfach als "Abwinkelungsrad" bezeichnet) eine größere Kraft zu seinem Drehen erforderlich macht.
Auch wurden schon gewisse Aufbauten zur Minderung des Drehmoments der Scheibe 10 vorgeschlagen. Bei einem von ihnen wird beispielsweise der Aufwinddurchmesser der Scheibe 10 verkleinert. Bei einem Aufbau wie diesem, jedoch, muß, je kleiner der Aufwinddurchmesser der Scheibe 10 ausgestaltet ist, das Abwinkelungsrad um so mehr gedreht werden, bis die Abwinkelungskapazität den gleichen Winkel einnimmt, so daß die Einfachheit der Handhabung des Endoskops in nicht geringem Umfang gemindert wird. Falls versucht wird, die Drahtziehlänge weiter zu vergrößern, so müssen des weiteren Betätigungsdrähte 12, 14 mehr als einmal auf der gleichen Nut der Scheibe 10, wie in 15 gezeigt, aufgewunden werden. Als Folge dessen wird der Aufwinddurchmesser allmählich größer und größer, das Drehmoment größer und eine Betätigung bei konstantem Drehmoment unmöglich. Gleichzeitig stören sich die überlappenden Betätigungsdrähte gegenseitig und reiben aneinander, was zu dem Problem führt, daß die Lebensdauer von Betätigungsdrähten reduziert wird.
Des weiteren wurden gewisse Aufbauten vorgeschlagen, um zu verhindern, daß ein Betätigungsdraht um mehr als eine Umdrehung auf der gleichen Nut der Scheibe 10 aufgenommen wird; mit anderen Worten, der Aufbau zum Vermeiden eines sog. "Doppelaufwinden" des Betätigungsdrahtes auf einer Einzelnut. Bei einem von diesen beispielsweise werden zwei Spiralnuten ausgebildet, die in axialer Richtung der Scheibe 10 verlaufen, wobei jede Nut separat von jedem zweier Betätigungsdrähte genutzt wird. Bei diesem Aufbau jedoch ist es erforderlich, daß die Scheibe 10 eine Breite hat, so daß wenigstens zwei Stufennutabschnitte für einen Betätigungsdraht in axialer Richtung der Scheibe 10 vorsehbar sind. Werden zwei Betätigungsdrähte verwendet, um die Abwinkelungskapazität in Richtung nach oben/unten zu krümmen, so muß die Scheibe 10 eine Breite haben, bei der insgesamt vier Stufennutabschnitte möglich sind. Da des weiteren zwei Betätigungsdrähte hinzugefügt werden müssen, um die Abwinkelungskapazität in Richtung nach rechts/links zu krümmen, muß die Scheibe 10 eine Breite haben, die acht Stufennutabschnitte darin vorsehen kann. Falls der wie oben angegebene Aufbau aufgegriffen wird, muß daher die Scheibe 10 in axialen Richtung einen größeren Raum beanspruchen, wodurch das Gesamtgewicht des Endoskops erhöht wird, wodurch die Einfachheit der Handhabung des Endoskops in nicht geringer Weise reduziert ist.
In der US 3892228 A ist schließlich noch eine Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop offenbart, bei der ein Betätigungsdraht um eine rotierende Scheibe geführt ist.
Die Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Probleme getätigt und das Hauptziel der Erfindung besteht darin, eine neue und verbesserte Krummungsbetätigungsvorrichtung für das Endoskop vorzusehen, die verhindern kann, daß das Drehmoment zum Zeitpunkt des Durchführens der Krümmungsbetätigung größer wird, eine Störung bzw. Überlagerung zwischen/von Betätigungsdrähten verhindert, eine Miniaturisierung der Vorrichtung vereinfacht und die Ziehlänge des Betätigungsdrahtes wesentlich vergrößert.
Um die obigen Probleme zu beseitigen, sieht die Erfindung eine bekannte Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop vor, mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.
Gemäß dem Aufbau der wie oben beschriebenen Krümmungsbetätigungsvorrichtung, können verschiedene vorteilhafte Effekte wie folgt erzielt werden: das heißt, die Nut der Scheibe zur Aufnahme eines Paares von Betätigungsdrähten ist als Einzelnut ausgebildet, die sich gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe erstreckt, so daß das doppelte Aufwinden jedes Betätigungsdrahtes vermieden werden kann. Aufgrund dessen wird es möglich, eine Zunahme des Drehmoments zu verhindern, die bewirkt wird zum Zeitpunkt des Durchführens der Krümmungsbetätigung und auch zu vermeiden, daß eine Überlagerung bzw. Störung zwischen den gleichen Betätigungsdrähten auftritt.
Des weiteren wird jeder der Betätigungsdrähte entsprechend der Drehrichtung der Scheibe wechselweise auf der Nut der Scheibe aufgenommen. Wird einer der Betätigungsdrähte auf der Nut aufgenommen, so nutzt dieser Betätigungsdraht allmählich bzw. stufenweise die Nut der Scheibe. Zu diesem Zeitpunkt wird der andere Betätigungsdraht von der Scheibe abgegeben, so daß die Nut der Scheibe allmählich in den ungenützten Zustand gelangt. Folglich besteht weder die Möglichkeit, daß die Nut der Scheibe gleichzeitig von zwei Betätigungsdrähten verwendet wird, noch die Möglichkeit, daß die Betätigungsdrähte einander überlagern bzw. einander stören.
Da die Nut der Scheibe als Einzelnut ausgebildet ist, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe verläuft, kann überdies jeder Betätigungsdraht gemeinsam diese Nut nutzen, so daß es möglich wird, die Länge der Nut kürzer zu gestalten als diejenige im Falle nach dem Stand der Technik, wo die Nut für jeden der Betätigungsdrähte vorgesehen ist. Gleichzeitig wird es auch möglich, die Stufenanzahl der Nut zu reduzieren, wodurch der Raum in axialer Richtung der Scheibe eingespart und die Miniaturisierung der Vorrichtung ebenfalls vereinfacht wird.
Des weiteren ist zu erwähnen, daß bei der erfindungsgemäßen Krümmungsbetätigungsvorrichtung die Nut derart ausgestaltet ist, daß ein Teil des einen Endes der Nut und der andere Teil des anderen Endes dieser zueinander parallel ausgebildet sind, während jeder der Betätigungsdrähte wechselweise auf der Nut aufgenommen ist, so daß die Drahtziehlänge jedes Betätigungsdrahtes um den aus diesem Aufbau resultierenden Betrag, länger werden kann.
Obige und andere Merkmale der Erfindung und die auftretenden Vorteile werden besser verständlich und durch den Durchschnittsfachmann im Bereich, auf den sich die Erfindung bezieht, offensichtlich, angesichts der folgenden Beschreibung, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, die bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen.
In den beigefügten Zeichnungen ist:
1 eine schematische Darstellung eines Abrisses des Aufbaus eines Endoskops, bei dem die Erfindung anwendbar ist;
2 ein Diagramm in Darstellung des Aufbaus der äußeren Erscheinung einer (Riemen-)Scheibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine Seitenschnittansicht in Darstellung des Aufbaus einer Scheibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der 2 in Darstellung des Aufbaus einer Scheibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine vergrößerte Ansicht, die erhältlich ist durch Ausbreiten lediglich der Nut auf einer Ebene, wie sie entlang des Umfangs der Scheibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ausgebildet ist;
6(a) bis 6(c) Darstellungen zur Beschreibung des Betriebs der Schreibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7(a) bis 7(c) Darstellungen zum Beschreiben des Betriebs der Scheibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 eine vergrößerte Draufsicht, die einen anderen Aufbau der Nut zeigt, die entlang des Umfangs der Scheibe des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist;
9 eine Außenansicht in Darstellung des Aufbaus einer Scheibe des Endoskops gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
10 eine Seitenschnittansicht in Darstellung des Aufbaus einer Scheibe des Endoskops gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der 9 zur Darstellung des Aufbaus einer Scheibe des Endoskops gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
12 eine vergrößerte Draufsicht der Nut der Scheibe, die erhältlich ist, wenn die Scheibe des Endoskops gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus der in 11 gezeigten Position P geschnitten und ihre Umfangsoberfläche ausgebreitet wird;
13(a) bis 13(c) Darstellungen zur Beschreibung des Betriebs der Scheibe des Endoskops gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
14(a) bis 14(c) Darstellungen zur Beschreibung des Betriebs der Scheibe des Endoskops gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
15 eine Seitenschnittansicht der Scheibe, die in der Krümmungsbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist, wie sie in dem Endoskop nach dem Stand der Technik verwendet wurde.
Die Erfindung wird nun im Detail beschrieben unter Bezugnahme auf gewisse Beispiele einer Krümmungsbetätigungsvorrichtung des Endoskops gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Zunächst erfolgt die Beschreibung des Gesamtaufbaus des Endoskops, bei dem die Erfindung anwendbar ist, und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. 1 ist eine schematische Darstellung, die einen Abriß des Aufbaus des Endoskops liefert, wie es für die ärztliche Betreuung oder bei Ähnlichem verwendet wird. Im allgemeinen kann der Aufbau des Endoskops grob in die folgenden Abschnitte unterteilt werden, d. h.: einen Einführabschnitt 102, der direkt in den Körperhohlraum eingeführt wird; einen Bedienungsteil 104, der an einem Basisendabschnitt des Einführabschnitts 102 vorgesehen und mit diesem verbunden ist und einen Abschnitt 106 einer universalen elektrischen Schnur, der von dem Bedienungsteil 104 herausgezogen ist und zudem mit einer Lichtquelle und einem Prozessor verbunden ist.
Der obige Einführabschnitt 102 ist hauptsächlich aus einem flexiblen weichen Abschnitt 106 erstellt, der mit dem Bedienungsteil 104 verbunden ist. Eine Abwinkelungskapazität 108 ist flexibel ausgebildet und mit dem flexiblen weichen Abschnitt 106 an dessen vorderen Endseite verbunden. Ein hartes Distalende 110 ist mit dem vorderen Ende der Abwinkelungskapazität 108 verbunden und mit einer Bildleiterlinse, einem Lichtfenster, Auslässen für eine Luft/Wasserversorgung, einem Zangenkanal usw., versehen.
Dieses Endoskop ist mit einer Krümmungsbetätigungsvorrichtung versehen, welche die obige Abwinkelungskapazität 108 in wenigstens zwei Richtungen (beispielsweise in Richtung nach oben und unten) unter einem vorbestimmten Winkel krümmen kann. Diese Krümmungsbetätigungsvorrichtung ist beispielsweise wie folgt aufgebaut: ein Abwinkelungsrad 112, das die Krümmungsbetätigung über die Krümmung der Abwinkelungskapazität 108 durchführt, ist drehbar an dem Gehäuse des Bedienungsteils 104 angebracht. Im Inneren des Bedienungsteils 104 ist eine (Riemen-)Scheibe 114 drehbar vorgesehen, die durch das Abwinkelungsrad 112 angetrieben wird. Jeder Endabschnitt eines Paares an Betätigungsdrähten 116a und 116b ist auf der Nut der Scheibe 114 aufgenommen. Der andere Endabschnitt dieser Betätigungsdrähte 116a, 116b erstreckt sich von der Scheibe 114 in tangentialer Richtung der Scheibe 114 nach außen. Der Aufbau der Scheibe 114 wird später im Detail beschrieben.
Die anderen sich von obiger Scheibe 114 nach außen erstreckenden Endabschnitte der Betätigungsdrähte 116a, 116b sind jeweils mit rechteckigen, stangenförmigen Verbindungselementen 120a, 120b zum Verbinden obiger Betätigungsdrähte 116a, 116b mit Betätigungsdrähten 118a, 118b, verbunden. Diese Verbindungselemente 120a, 120b sind derart im Inneren des Bedienungsteil 104 getragen, daß sie die Hin- und Herbewegung entlang einer Führung (nicht gezeigt) durchführen können. Auf der einen Seite sind die Verbindungsdrähte 118a, 118b an einer Buchse 122 befestigt, die im Inneren des Distalendes der Abwinkelungskapazität 108 vorgesehen ist. Diese Betätigungsdrähte 116a, 116b und Verbindungsdrähte 118a, 118b sind Drahtlitzen, die beispielsweise ausgebadet werden durch Verseilen vieler dünner, rostfreier Stahldrähte. Diese Betätigungsdrähte 116a, 116b und Verbindungsdrähte 118a, 118b können mit Kunstharz beschichtet oder mit einem geeigneten Material bedeckt sein, um deren Lebensdauer zu erhöhen. Des weiteren kann der Bedienungsteil 104 mit einem wie in 1 gezeigten Sperrknopf 124 versehen sein, um kurzzeitig das Abwinkelungsrad 112 zu sperren und dabei den Winkel der Abwinkelungskapazität 108 über eine gewisse Zeitperiode zu fixieren.
Wird, wie oben beschrieben, bei der Krümmungsbetätigungsvorrichtung die Scheibe 114 durch Drehung des Abwinkelungsrades 112 gedreht, so wird einer der sich aus der Scheibe 114 erstreckenden Betätigungsdrähte 116a, 116b von der Scheibe aufgenommen, während entsprechend der Drehung der Scheibe 114 der andere von der Scheibe abgegeben wird, wodurch die Abwinkelungskapazität 108 gekrümmt und auf einem vorbestimmten Winkel beibehalten wird.
Als nächstes wird der Aufbau der Scheibe 114 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 2–8 beschrieben. 2 ist ein Diagramm in Darstellung des äußeren Erscheinungsbilds des Aufbaus der Scheibe 114, 3 ist eine Seitenschnittansicht der Scheibe 114, 4 ist eine Schnittansicht der Scheibe 114 entlang der Linie A-A der 2 und 5 ist eine vergrößerte bzw. aufgeweitete Draufsicht in Darstellung der Nut 128 der Scheibe 114 in dem in 4 gezeigten Zustand.
Wie aus den 2 und 3 erkennbar ist, ist obige Scheibe 114 an einem Endabschnitt der Scheibenachse 126 befestigt. Diese Scheibenachse 126 ist in Form eines nahezu kreisförmigen Rohes ausgebildet und ihr anderer Endabschnitt ist, wie in 1 gezeigt, an dem Abwinkelungsrad 112 befestigt. Um es genauer auszudrücken, hat das Abwinkelungsrad 112 ein Paßloch (nicht gezeigt), das an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet ist und die Scheibenachse 126 wird durch dieses Paßloch an dem Abwinkelungsrad 112 befestigt. Dadurch wird die Drehung des Abwinkelungsrades 112 auf die Scheibenachse 126 zum Zwecke deren Drehung übertragen, wobei die Scheibe 114 um einen Winkel gedreht wird, welcher dem Drehwinkel des Abwinkelungsrades 112 entspricht.
Bezugnehmend auf 4 hat obige Scheibe 114 eine Nut 128, die an ihrem Außenumfang ausgebildet ist und Betätigungsdrähte 116a, 116b werden auf der Nut 128 aufgenommen. Wie in den 2 bis 5 erkennbar ist, ist diese Nut 128 in Form einer Spirale ausgebildet, die gleichmäßig in Umfangsrichtung obiger Scheibe 114 verläuft. Die Nut 128 besteht aus einem Nutabschnitt (erster Stufennutabschnitt) 128c, der an einem Ende 128a der Nut 128 beginnt, einem anderen Nutabschnitt (zweiter Stufennutabschnitt) 128d, der an dem anderen Ende 128b der Nut 128 beginnt und einem anderen Nutabschnitt (Versatz-Stufennutabschnitt) 128e, der den ersten und den zweiten Nutabschnitt 128c und 128d miteinander verbindet.
Um es genauer auszudrucken ist, wie in 2 gezeigt, der erste Stufennutabschnitt 128c auf der ersten Ebene ausgebildet, die erhältlich ist durch Schneiden der Scheibe 114 in Richtung senkrecht zu der Achse der Scheibe 114. Der zweite Stufennutabschnitt 128d ist parallel zu dem ersten Stufennutabschnitt 128c auf der zweiten Ebene ausgebildet, die erhältlich ist durch Versetzen der obigen ersten Ebene nahezu parallel zu der Axialrichtung der Scheibe 114, wie dies durch einen Pfeil 130 (gepunktete und gestrichelte Linie) angegeben ist. Als Folge dessen sind der erste und der zweite Stufennutabschnitt 128c, 128d Seite an Seite, parallel zueinander angeordnet. Zudem ist der Versatz-Stufennutabschnitt 128e, über den der erste und der zweite Stufennutabschnitt 128c, 128d miteinander in Verbindung stehen, derart ausgebildet, daß er allmählich bzw. stufenweise von der ersten Ebene zu der zweiten in axialer Richtung 130 der Scheibe 114 versetzt ist.
Falls lediglich die Nut 128 auf einer Ebene ausgebreitet wird, heißt dies, daß sie in einer Form gezeichnet ist, wie dies in 5 angegeben ist. Wie aus dieser Figur ersichtlich, werden der erste und der zweite Stufennutabschnitt 128c und 128d nahezu linear, obgleich sie in axialer Richtung 130 der Scheibe 114 aufgrund einer leichten Neigung dazwischen leicht versetzt sind. Der Versatz-Stufennutabschnitt 128e, über den die Nutabschnitte 128c und 128d miteinander in Verbindung stehen, ist derart ausgebildet, daß er zu einer angeschrägten Linie wird, wobei die Schrägung in axialer Richtung 130 der Scheibe 114 erfolgt.
Wie in 4 gezeigt, sind in der Nähe eines Endes 128a der Nut 128 in obiger Scheibe 114 kreisförmige, rohrartige Kopplungslocher 134a, 134b ausgebildet, welche kugelförmige Kopplungselemente 132a, 132b jeweils von der Seite der Scheibe 114 aufnehmen können. Diese kugelförmigen Kopplungselemente 132a, 132b sind jeweils an einem Ende der Betätigungsdrähte 116a, 116b befestigt. Um es genauer auszudrücken, ist, wie beispielsweise in den 4 und 5 gezeigt, das Kopplungsloch 134a in einem Bereich über einem Ende 128a der Nut 128 in der Umfangsrichtung der Scheibe 114 vorgesehen, wie dies durch einen Pfeil (durchgezogene Linie) angegeben ist. Auf der anderen Seite ist das Kopplungsloch 134b in einem Bereich über dem anderen Ende 128b der Nut 128 in der Umfangsrichtung der Scheibe 114 vorgesehen ist, wie dies durch einen Pfeil (gepunktete Linie) angegeben ist. Jedes Zentrum der Kopplungslöcher 134a, 134b ist derart positioniert, daß es nach außen wegführt von der Scheibenachse 126, und zwar in Radiusrichtung der Scheibe 114 und eher bei der zentralen Seite der Nut 128 liegt, als beim Boden der Nut 128.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist in einem Ende 128a der Nut 128 ein Verbindungsloch 136a vorgesehen, das mit dem obigen Kopplungsloch 134a in Verbindung steht, während in dem anderen Ende 128b der Nut 128 ein Verbindungsloch 136b vorgesehen ist, das mit dem obigen Kopplungsloch 134b in Verbindung steht. Das obige Verbindungsloch 136a öffnet sich zu einer Seitenoberfläche (linke Seitenoberfläche in der Figur) der Scheibe 114, wie dies in 2 gezeigt ist, während das obige Verbindungsloch 136b sich zur anderen Seitenoberfläche (rechte Seitenoberfläche in der Figur) der Scheibe 114 öffnet, wie dies in 2 gezeigt ist.
Wie in 4 gezeigt, führt der Betätigungsdraht 116a das Kopplungselement 132a in das Kopplungsloch 134a der Scheibe 114 von einer Seitenoberfläche der Scheibe 114 ein und gleichzeitig gelangt er selbst durch das Verbindungsloch 136a und windet sich dann entlang der Nut 128 der Scheibe 114 auf, um selbst auf der Nut 128 zu liegen. Damit ist der obige Betätigungsdraht 116a in der Nut 128 der Scheibe 114 gehalten, um in, der Aufnahmerichtung wie auch in der Abgaberichtung betätigbar zu sein. Auf diese Weise wird der Betätigungsdraht 116a entlang der Nut 128 aufgenommen, wenn die Scheibe 114 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch einen durchgezogenen Pfeil (eine Richtung) angegeben ist, während er entlang der Nut 128 abgegeben wird, wenn die Scheibe 114 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie (umgekehrte Richtung) angegeben ist. Der Betätigungsdraht 116a in dem in 4 gezeigten Zustand existiert in dem wie in 5 gezeigten, schraffierten Abschnitt 132ax.
Im Gegensatz dazu führt der obige Betätigungsdraht 116b das Kopplungselement 132b in das Kopplungsloch 134b der Scheibe 114 von der anderen Seitenoberfläche der Scheibe 114 ein und gleichzeitig gelangt er selbst durch das Verbindungsloch 136b und windet sich dann selbst entlang der Nut 128 der Scheibe 114 auf, um selbst entlang der Nut 128 zu liegen. Dabei ist der obige Betätigungsdraht 116b in der Nut 128 der Scheibe 114 gehalten, um in Aufnahmerichtung wie auch in Abgaberichtung betreibbar zu sein. Auf diese Weise wird der Betätigungsdraht 116b entlang der Nut 128 aufgenommen, wenn die Scheibe 114 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie (umgekehrte Richtung) angegeben ist, während er entlang der Nut 128 abgegeben wird, wenn die Scheibe 114 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch den Pfeil mit durchgezogener Linie (eine Richtung) angegeben ist. Der Betätigungsdraht 116b in dem in 4 gezeigten Zustand ist in der Darstellung der 5 durch den gestrichelten Abschnitt 132bx dargestellt.
Bei der Krümmungsbetätigungsvorrichtung, die wie oben gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, kann die Scheibe 114 mit Hilfe des Abwinkelungsrades 112 in eine von zwei Richtungen gedreht werden, wodurch ein Betätigungsdraht 116a (oder 116b) von der Scheibe 114 aufgenommen wird, während der andere Betätigungsdraht 116b (oder 116a) von der Scheibe 114 abgegeben wird, so daß die wie in 1 gezeigte Abwinkelungskapazität 108 um einen gewünschten Winkel gekrümmt wird.
Der diesbezügliche Betrieb wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. 6(a) bis 6(c) zeigen die Beziehung zwischen der Drehrichtung der Scheibe 114 und den Zuständen der von der Scheibe 114 aufgenommenen und abgegebenen Betätigungsdrähte 116a, 116b. 7(a) bis 7(c) sind erweiterte bzw. ausgebreitete Ansichten der Nut 128, die erhältlich sind durch Ausbreiten lediglich der Nut 128, wenn Betätigungsdrähte 116a, 116b in entsprechenden Positionen sind, wie dies in den 6(a) bis 6(c) gezeigt ist. In dem in 6(b) gezeigten Zustand erstrecken sich beide Betätigungsdrähte 116a, 116b um dieselbe Länge aus der Scheibe 114 heraus, so daß die Abwinkelungskapazität 108 sich in dem Zustand befindet, in dem er noch keine Krümmung um irgendeinen Winkel erfährt.
Wird das Abwinkelungsrad 112 zunächst in den wie in 6(b) gezeigten Zustand geführt und die Scheibe 114 in eine Pfeilrichtung (gepunktete Linie) gedreht, so wird der andere Betätigungsdraht 116b, wie in 6(c) gezeigt, auf der Scheibe 114 aufgenommen und gleichzeitig ein Betätigungsdraht 116a von der Scheibe 114 abgegeben. Über diesen Vorgang wird beispielsweise die Abwinkelungskapazität 108 in Richtung nach oben (oder unten) gekrümmt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Nut 128 der Scheibe 114 von dem Zustand der 7(b) in den Zustand der 7(c) bewegt. Da der andere Betätigungsdraht 116b von der Scheibe 114 aufgenommen wird, wird mit anderen Worten die Länge der Nut 128 der Scheibe 114, die von diesem Betätigungsdraht 116b verwendet wird, allmählich größer und in dem in 6(c) gezeigten Zustand entspricht der Betätigungsdraht 116b dem gestrichelten Abschnitt 132bx, wie dies in 7(c) gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird ein Betätigungsdraht 116a allmählich abgegeben, so daß der Teil der Nut 128 der Scheibe 114, der von diesem Betätigungsdraht 116a benutzt wird, allmählich kleiner wird und in dem Zustand der 6(c) entspricht die Nut 128, von welcher der Betätigungsdraht 116a Gebrauch gemacht, dem in 7(c) gezeigten gestrichelte Abschnitt 132ax.
Wird das Abwinkelungsrad 112 in den in 6(b) gezeigten Zustand geführt und die Scheibe 114 in die Richtung gedreht, wie sie durch einen Pfeil (durchgezogene Linie) angegeben ist, so wird als nächstes ein Betätigungsdraht 116a von der Scheibe 114, wie in 6(a) gezeigt, aufgenommen und gleichzeitig der andere Betätigungsdraht 116b von der Scheibe 114 abgegeben. Auf diese Weise wird beispielsweise die Abwinkelungskapazität 108 in Richtung nach unten (oder oben) gekrümmt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Nut 128 der Scheibe 114 von dem Zustand der 7(b) zum Zustand der 7(a) bewegt. Da ein Betätigungsdraht 116a aufgenommen wird, wird mit anderen Worten die Länge der Nut 128 der Scheibe 114, die von diesem einen Betätigungsdraht 116a verwendet wird, allmählich länger und in dem Zustand der 6(a) macht der Betätigungsdraht 116a Gebrauch von dem gestrichelten Abschnitt 132ax, wie dies in 7(a) gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird der andere Betätigungsdraht 116b allmählich abgegeben, so daß der Teil der Nut 128 der Scheibe 114, der von diesem Betätigungsdraht 116a benutzt wird, allmählich kleiner wird, und in dem Zustand der 6(a) entspricht die Nut 128, von der der Betätigungsdraht 116b Gebrauch macht, dem gestrichelten Abschnitt 132bx, wie dies in 7(a) gezeigt ist.
Wie oben beschrieben, ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Nut der Scheibe 114 zur Aufnahme eines Paares von Betätigungsdrähten 116a, 116b darauf als Einzelnut ausgebildet, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe 114 verläuft, so daß keine Notwendigkeit für einen der Betätigungsdrähte 116x, 116b besteht, doppelt aufgewunden zu werden, um Drahtziehlänge einzusparen oder zu vergrößern. Dies macht es möglich zu verhindern, daß der Drehmoment erhöht wird zum Zeitpunkt des Durchführens der Krümungsbetätigung in Bezug auf die Abwinkelungskapazität 108 und vermeidet auch eine Eigenüberlagerung bzw. -störung durch den selben Betätigungsdraht. Hierdurch kann eine Krümmungsbetätigungsvorrichtung vorgesehen werden, die einfach handhabbar ist und bei der die Lebensdauer des Betätigungsdrahtes erhöht ist.
Des weiteren wird jeder der Betätigungsdrähte 116a, 116b abwechselnd auf der Nut 128 der Scheibe 114 aufgenommen. Wenn der eine der Betätigungsdrähte durch die Scheibe 114 aufgenommen wird, verwendet er mit anderen Worten allmählich bzw. stufenweise die Nut 128 der Scheibe 114 und der andere der Betätigungsdrähte wird allmählich aus der Nut 128 der Scheibe 114 abgegeben, wodurch die Nut 128 der Scheibe 114 allmählich in den ungebrauchten Zustand überführt wird. Daher besteht weder die Möglichkeit, daß die Nut 128 der Scheibe 114 gleichzeitig verwendet wird, noch die Möglichkeit, daß beide Betätigungsdrähte 116a, 116b einander überlagern.
Da die Nut der Scheibe in Form einer Spirale ausgebildet ist, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe verläuft, erstreckt sich des weiteren jeder Betätigungsdraht, unter Versatz zu der Scheibe, so daß mit Sicherheit eine Überlagerung bzw. Störung zwischen einem Paar von Betätigungsdrähten vermieden werden kann, wobei die Überlagerung bewirkt wird bei der Abgabe des Betätigungsdrahtes von der Scheibe.
Da die Nut 128 der Scheibe 114 als Einzelnut 128 ausgebildet ist, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe verläuft, kann des weiteren jeder der Betätigungsdrähte 116a, 116b diese Nut 128 gemeinsam nutzen. Folglich kann die Länge der Nut 128 im Vergleich mit dem Fall im Stand der Technik verkürzt werden, bei dem die Nut für jeden Betätigungsdraht separat vorbereitet ist. Insbesondere im Falle des ersten Ausführungsbeispiels ist die Nut 128 der Scheibe 114 derart ausgebildet, daß der erste Stufennutabschnitt 128c, der von dem einen Ende 128a der Nut 128 beginnt und der zweite Stufennutabschnitt 128d, der von dem anderen Ende 128b der Nut 128 beginnt, Seite an Seite, parallel zueinander in axialer Richtung der Scheibe 114 angeordnet sind. Mit dieser Nutenstruktur kann in axialer Richtung der Scheibe 114 eine ausreichend gute Breite erzielt werden oder ein Raum für zwei Stufennutabschnitte. Demgemäß wird es möglich, den größeren Raum in axialer Richtung der Scheibe gegenüber dem Fall nach dem Stand der Technik einzusparen, bei dem Raum für vier Stufennutabschnitte erforderlich ist und es besteht dadurch die Möglichkeit der Vereinfachung der Miniaturisierung der Vorrichtung. In Bezug auf die Länge der Nut 128 der Scheibe 114 ist, falls sie beispielsweise länger als eine Umfangslänge der Scheibe 114, jedoch kürzer als zweimal die Länge der Umfangslänge der Scheibe 14 gestaltet ist, die durch diese lange Nut eingenommene Breite ausreichend um zwei Stufennutabschnitte vorsehen zu können.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist des weiteren die Nut 128 der Scheibe 114 derart ausgebildet, daß der erste Stufennutabschnitt 128c, der von dem einen Ende 128a der Nut 128 beginnt und der zweite Stufennutabschnitt 128d, der von dem anderen Ende 128b beginnt, Seite an Seite und parallel zueinander in axialer Richtung der Scheibe 114 angeordnet und derart ausgestaltet sind, daß jeder der Betätigungsdrähte 116a, 116b abwechselnd auf der Nut 128 der Scheibe 114 entsprechend der Drehrichtung der Scheibe 114, aufgenommen ist, Hierzu kann die Nut 128 der Scheibe 114 von jedem der Betätigungsdrähte 116a, 116b gemeinsam verwendet werden, so daß die Drahtziehlänge für jeden Betätigungsdraht 116a, 116b durch den Betrag länger gestaltet werden kann, der aus obiger Nutenstruktur resultiert.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hält des weiteren ein Betätigungsdraht sein eines Ende in der Nähe des einen Endes 128a der Nut 128 befestigt, während der andere Betätigungsdraht sein eines Ende in der Nähe des anderen Endes 128b der Nut 128 befestigt hält. Mit diesem Aufbau wird es möglich, einen noch längeren Teil der Nut 128 zur Aufnahme und Abgabe des Betätigungsdrahtes zu nutzen. Hierdurch wird es möglich, die Drahtziehlänge des Betätigungsdrahtes so lang wie möglich zu machen.
Die auf dem Umfang der obigen Scheibe 114 ausgebildete Nut kann in Form der Spirale ausgebildet werden, die in axialer Richtung der Scheibe 114 verläuft. Dadurch ist es möglich, eine derartige Nut auszubilden, die graduell und gleichmäßig in axialer Richtung 130 der Scheibe 114 abgeschrägt bzw. geneigt ist, wie dies in 8 gezeigt ist. Wenn die Nut den oben beschriebenen Aufbau annimmt, so ist die aufgeweitete Ansicht der Nut 150 als eine schräge, gerade Linie gezeichnet, wie dies in 8 gezeigt ist, wenn sie auf einer Ebene ausgebreitet ist.
Der Nutabschnitt 150a in 8 entspricht dem Nutabschnitt 128a in 6, der Nutabschnitt 150b in 8 dem Nutabschnitt 128b in 6, der Nutabschnitt 150c in 8 dem Nutabschnitt 128c in 6, der Hutabschnitt 150d in 8 dem Hutabschnitt 128d in 6 und der Hutabschnitt 150e in 8 dem Hutabschnitt 128e in 6. Ähnlich dem oben beschriebenen Beispiel kann die Nut 150 durch ihren Versatz in axialer Richtung 130 der Scheibe 114 ausgebildet werden, so daß ihre aufgeweitete Ansicht eine gerade Linie darstellt.
Bislang wurde das erste Ausführungsbeispiel mit Hilfe des Beispiels beschrieben, bei dem die Krümmungsbetätigung bzw. -manipulation durchgeführt wird, um die Abwinkelungskapazität 108 mit Hilfe zweier Betätigungsdrähte 116a, 116b in Richtung nach oben und unten zu richten. Selbstverständlich sollte die Erfindung jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt sein. Die Krümmungsbetätigung kann auch beispielsweise so durchgeführt werden, daß die Abwinkelungskapazität 108 mit Hilfe zweier Betätigungsdrähte 116a, 116b in Richtung nach rechts und links gerichtet werden kann.
Falls zusätzlich des weiteren die folgenden Gegenstände vorgesehen werden, d. h. ein anderes Abwinkelungsrad, eine andere (Riemen-)/Scheibe, die unabhängig von obigem anderen Abwinkelungsrad gedreht und mit der gleichen Nut versehen ist wie die Nut 128 der wie zuvor beschriebenen, bestehenden Scheibe 114 und die gleichen beiden Betätigungsdrähte an einer anderen Scheibe befestigt werden als diejenigen, die an der bestehenden Scheibe 114 befestigt sind, so kann die Krümmungsbetätigung durchgeführt werden, um die Abwinkelungskapazität 108 in die zwei Arten von Richtungen zu richten, d. h., die Richtungen oben/unten und rechts/links. In diesem Falle sind die zwei Stufennutabschnitte auf jeder Scheibe in ihrer axialen Richtung ausgebildet, wodurch sich die Stufenanzahl der Nuten auf insgesamt vier beläuft. Wie zuvor beschrieben, hat demgemäß jede Scheibe genug Raum, um jeweils zwei Stufennutabschnitte vorzusehen. Daher ist die Raumeinsparung in axialer Richtung der Scheibe durch den im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels vorgegebenen Aufbau weiter verbessert, verglichen mit dem Fall nach dem Stand der Technik, bei dem acht Stufennutabschnitte unbedingt erforderlich sind und eine Miniaturisierung der Vorrichtung ist weiter vereinfacht.
Im folgenden wird eine (Riemen-)Scheibe 214 gemäß dem zweiten Ausfürungsbeispiel der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die 9 bis 14 beschrieben. 9 ist ein Diagramm, das die äußere Erscheinung des Aufbaus der Scheibe 214 zeigt, 10 ist eine Seitenschnittansicht der Scheibe 214, 11 ist eine Schnittansicht der Scheibe 214 entlang der Linie A-A der 9 und 12 ist eine aufgeweitete Draufsicht der Nut 228 der Scheibe 214, die erzielt wird durch Schneiden der Scheibe des Endoskops von der Position P aus im in 11 gezeigten Zustand und unter Ausbreitung der Umfangsoberfläche.
Wie aus den 9 und 10 erkennbar ist, ist die obige Scheibe 214 an einem Endabschnitt der Scheibenachse 226 befestigt. Diese Scheibenachse 226 ist in Form eines nahezu kreisförmigen Rohres ausgebildet und deren anderer Endabschnitt ist, wie in 1 gezeigt, an dem Abwinkelungsrad 112 befestigt. Um es genauer auszudrücken, hat das Abwinkelungsrad 112 ein Paßloch (nicht gezeigt), das an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet ist und die Scheibenachse 226 ist durch dieses Paßloch an dem Abwinkelungsrad 112 befestigt. Dadurch wird die Drehung des Abwinkelungsrades 112 auf die Scheibenachse 226 übertragen, um diese zu drehen, wobei die Scheibe 214 um einen Winkel gedreht wird, welcher dem Drehwinkel des Abwinkelungsrades 112 entspricht.
Bezugnehmend auf die 11 hat obige Scheibe 214 eine Nut 228, die auf seinem Außenumfang ausgebildet ist, und Betätigungsdrähte 216a, 216b sind auf der Nut 228 aufgenommen. Wie aus den 9 bis 12 ersichtlich, ist diese Nut 228 in Form einer Spirale ausgebildet, die gleichmäßig in Umfangsrichtung obiger Scheibe 214 verläuft. Die Nut 228 ist hergestellt aus einem Nutabschnitt (der erste Stufennutabschnitt) 228c, der von einem Ende 228a der Nut 228 aus beginnt, einem anderen Nutabschnitt (dem zweiten Stufennutabschnitt) 228d, der von dem anderen Ende 228b der Nut 228 aus beginnt und noch einem anderen Nutabschnitt (mittlerer Stufennutabschnitt) 228f, der in der Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Stufennutabschnitt 228c und 228d angeordnet ist. Diese erste, zweite und dritte Stufennutabschnitte 228c, 228d und 228f sind parallel zueinander in axialer Richtung der Scheibe 214 angeordnet, wie dies durch einen Pfeil 130 (Strichpunktlinie) angegeben ist. Die Nut 228 ist des weiteren mit einem Versatz-Stufennutabschnitt versehen, der aneinander angrenzende Nutabschnitte miteinander verbindet. In dem gezeigten Beispiel besteht der Versatz-Stufennutabschnitt aus einem Nutabschnitt (erster Übergangs-Stufennutabschnitt) 228g, welcher den ersten Stufennutabschnitt 228c mit dem mittleren Stufennutabschnitt 228f verbindet und dem anderen Nutabschnitt (zweiter Übergangsstufennutabschnitt) 228h, welcher den mittleren Stufennutabschnitt 228f mit dem zweiten Stufennutabschnitt 228d verbindet.
Um detaillierter zu werden, wird, wie in 12 gezeigt, der erste Stufennutabschnitt 228c auf der ersten Ebene ausgebildet, die erhältlich ist durch Schneiden der Scheibe 214 in Richtung senkrecht zu ihrer Achse. Der mittlere Stufennutabschnitt 228f ist derart auf der mittleren Ebene ausgebildet, daß er parallel zu dem obigen ersten Stufennutabschnitt 228c wird, wobei die mittlere Ebene eine Ebene ist, die erhältlich ist durch nahezu paralleles Versetzen der ersten Ebene in axialer Richtung 130 der Scheibe 214. Des weiteren ist der zweite Stufennutabschnitt 228d auf der zweiten Ebene ausgebildet, die erhältlich ist durch weiteres Versetzen der mittleren Ebene in der axialen Richtung 130 der Scheibe 214.
Das heißt, daß der erste Stufennutabschnitt 228c, der mittlere Stufennutabschnitt 228f und der zweite Stufennutabschnitt 228d in der Umfangsrichtung linear aufgeweitet sind. Der erste Übergangsstufennutabschnitt 228g ist derart ausgebildet, daß er allmählich bzw. stufenweise von der ersten Ebene zu der zweiten Ebene in axialer Richtung 130 der Scheibe 214, versetzt ist. In gleicher Weise ist der zweite Übergangsstufennutabschnitt 228h derart ausgebildet, daß er allmählich bzw. stufenweise von der zweiten Ebene zu der dritten Ebene in axialer Richtung 130 der Scheibe 214, versetzt ist. Das heißt, daß der erste Übergangsstufennutabschnitt 228g und der zweite Stufennutabschnitt 228h als abgeschrägte Linien aufgeweitet sind, die sich jeweils in axialer Richtung 130 der Scheibe 214 abschrägen.
Wie in 11 gezeigt, sind in der Nähe eines Endes 228a der auf der obigen Scheibe 214 ausgebildeten Nut 228, kreisförmige, rohrartige Kopplungslöcher 234a, 234b ausgebildet, welche kugelförmige Kopplungselemente 232a, 232b jeweils von der Seite der Scheibe 214 aufnehmen können. Diese kugelförmigen Kopplungselemente 232a, 232b sind an jedem einen Ende der Betätigungsdrähte 216a, 216b jeweils befestigt. Um es genauer auszudrücken, ist, wie beispielsweise in 11 gezeigt, das Kopplungsloch 234a in einem Bereich über einem Ende 228a der Nut 228 in Umfangsrichtung der Scheibe 214 vorgesehen, wie dies durch einen Pfeil (durchgezogene Linie) angegeben ist. Auf der anderen Seite ist das Kopplungsloch 234b in einem Bereich über dem anderen Ende 228b der Nut 228 in der Umfangsrichtung der Scheibe 214 vorgesehen, wie dies durch einen Pfeil (gepunktete Linie) angegeben ist. Jedes Zentrum der Kopplungslöcher 234a, 234b ist derart positioniert, daß es nach außen wegführt von der Scheibenachse 226, und zwar in Richtung des Radius der Scheibe 214 und eher an der Seite des Zentrums der Nut 228 der Scheibe 214 als dem Boden dieser, positioniert.
Des weiteren ist, wie in 11 und 12 gezeigt, in einem Teil eines Ende 228a der Nut 228 ein Verbindungsloch 236a vorgesehen, das in Verbindung steht mit obigem Kopplungsloch 234a, während in einem Teil des anderen Endes 228b der Nut 228 ein anderes Verbindungsloch 236b vorgesehen ist, das mit dem obigen Kopplungsloch 234b in Verbindung steht. Weiter öffnet sich obiges Verbindungsloch 236a zu einer Seitenoberfläche (die gezeigte linksseitige Oberfläche) der Scheibe 214, wie dies in 9 gezeigt ist, während das obige Verbindungsloch 236b sich zur anderen Seitenoberfläche (wie gezeigt, die rechtsseitige Oberfläche) der Scheibe 214 öffnet, wie dies in 9 gezeigt ist.
Wie in 11 gezeigt, führt der obige Betätigungsdraht 216a sein Kopplungselement 232a in das Kopplungsloch 234a der Scheibe 214 von einer ihrer Seitenoberflächen ein und gleichzeitig gelangt er selbst durch das Verbindungsloch 236a und windet sich dann auf der Nut 228 der Scheibe 214 selbst auf, um selbst darauf zu liegen. Hiermit wird der obige Betätigungsdraht 216a in der Nut 228 der Scheibe 214 gehalten, um in Aufnahmerichtung, wie auch in Abgaberichtung betätigbar zu sein. Auf diese Weise wird der Betätigungsdraht 216a auf der Nut 228 aufgenommen, wenn die Scheibe 214 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie (eine Richtung) angegeben ist, während er von der Nut 228 abgegeben wird, wenn die Scheibe 214 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch einen Pfeil mit gepunkteten Linien (umgekehrte Richtung) angegeben ist. Der sich in dem in 11 gezeigten Zustand befindliche Betätigungsdraht 218 wird wie in 12(14) gezeigt, durch den gestrichelten Abschnitt 232ax (225ax) repräsentiert.
Des weiteren führt der obige Betätigungsdraht 216b das Kopplungselement 232b in das Kopplungsloch 234b der Scheibe 214 von ihrer anderen Seitenoberfläche ein und gleichzeitig gelangt er selbst durch das Verbindungsloch 236b und windet sich dann selbst auf der Nut 228 der Scheibe 214 auf, um darauf aufzuliegen. Hiermit wird der obige Betätigungsdraht 216b in der Nut 228 der Scheibe 214 gehalten, um in Aufnahmerichtung wie auch in Abgaberichtung betreibbar zu sein. Auf diese Weise wird der Betätigungsdraht 216b auf der Nut 218 aufgenommen, wenn die Scheibe 214 in die Richtung gedreht wird, die durch den Pfeil mit gepunkteter Linie (umgekehrte Richtung) angegeben ist, während er von der Nut 228 abgegeben wird, wenn die Scheibe 214 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch den Pfeil mit durchgezogener Linie (eine Richtung) angegeben ist. Der Betätigungsdraht 216a in dem in 11 gezeigten Zustand wird, wie in 12 gezeigt, durch den gestrichelten Abschnitt 232bx [...], repräsentiert.
Bei der, wie oben gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel aufgebauten Krümmungsbetätigungsvorrichtung, kann die Scheibe 214 mit Hilfe des Abwinkelungsrades 112 in eine von zwei Richtungen gedreht werden, wobei ein Betätigungsdraht 216a (oder 216b) von der Scheibe 214 aufgenommen wird, während der andere Betätigungsdraht 216b (oder 216a) von der Scheibe 214 abgegeben wird. Damit wird die Abwinkelungskapazität 108, wie er in 1 gezeigt ist, unter einem gewünschten Winkel gekrümmt.
Der diesbezügliche Betrieb wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben:
13(a) bis 13(c) zeigen die Beziehung zwischen der Drehrichtung der Scheibe 214 und den Zuständen der von der Scheibe 214 aufgenommenen und abgegebenen Betätigungsdrähte 216a, 216b. 14(a) bis 14(c) sind aufgeweitete Ansichten der Nut 228 der Scheibe 214, die erhältlich sind durch Schneiden der Scheibe 214 von der Position P aus in den entsprechenden Drehungszuständen der Scheibe 214 und dann durch das Ausbreiten lediglich der Nut 228, wenn Betätigungsdrähte 216a, 216b sich in jeweiligen Positionen befinden, wie dies in den 13(a) bis 13(c) gezeigt ist. In dem in 13(b) gezeigten Zustand, erstrecken sich beide Betätigungsdrähte 216a, 216b mit gleicher Länge aus der Scheibe 214, so daß die Abwinkelungskapazität 108 sich in dem Zustand befindet, in dem er noch unter keinem Winkel gekrümmt ist.
Wenn das Abwinkelungsrad 112 als erstes in den in 13(b) gezeigten Zustand bewegt und die Scheibe 214 in die Richtung gedreht wird, wie sie durch einen Pfeil (gepunktete Linie) angegeben ist, so wird der andere Betätigungsdraht 216b, wie in 13(c) gezeigt, durch die Scheibe 214 aufgenommen und gleichzeitig wird ein Betätigungsdraht 216a von der Scheibe 214 abgegeben. Hierdurch wird beispielsweise die Abwinkelungskapazität 108 in Richtung nach oben (oder unten) gekrümmt.
Bei dieser Gelegenheit wird die Nut 228 der Scheibe 214 von dem Zustand der 14(b) in den Zustand der 14(c) bewegt. Wenn der andere Betätigungsdraht 216b aufgenommen wird, so wird mit anderen Worten die Länge der Nut 228 der Scheibe 214, die von diesem anderen Betätigungsdraht 216b verwendet wird, allmählich länger und in dem Zustand der 13(c) verwendet der Betätigungsdraht 216b den gestrichelten Abschnitt 232bx, wie in 14(c) gezeigt. Im Gegensatz dazu wird der eine Betätigungsdraht 216a allmählich abgegeben, so daß der Teil der Nut 228 der Scheibe 214, der von diesem einen Betätigungsdraht 216a benutzt wird, allmählich kleiner wird und in dem Zustand der 13(c) repräsentiert der in 14(c) gezeigte gestrichelte Abschnitt 232ax die Nut 228, die der Betätigungsdraht 216a verwendet. In diesem Fall ist es selbstverständlich, daß der Betätigungsdraht 216a den gesamten mittleren Stufennutabschnitt 228f verwendet, der in der Mitte der Nut 228 angeordnet ist.
Wird das Abwinkelungsrad 112 in dem in 13(b) gezeigten Zustand betätigt und die Scheibe 214 in die Richtung gedreht, wie sie durch einen Pfeil (durchgezogene Linie) angegeben ist, so wird als nächstes ein Betätigungsdraht 216a durch die Scheibe 214 aufgenommen, wie dies in 13(a) gezeigt ist und gleichzeitig wird der andere Betätigungsdraht 216b von der Scheibe 214 abgegeben. Hiermit wird beispielsweise die Abwinkelungskapazität 108 in Richtung nach unten (oder oben) gekrümmt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Nut 228 der Scheibe 214 von dem Zustand der 14(b) zu dem Zustand der 14(a) bewegt. Wenn ein Betätigungsdraht 216a von der Scheibe 214 aufgenommen wird, so wird mit anderen Worten die Länge der Nut 228 der Scheibe 214, wie sie von diesem einen Betätigungsdraht 216a verwendet wird, allmählich länger und in dem Zustand der 13(a) macht der Betätigungsdraht 216a Verwendung von dem gestrichelten Abschnitt 232ax, wie er in 14(a) gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird der andere Betätigungsdraht 216b allmählich abgegeben, so daß der Teil der Nut 228 der Scheibe 214, der von diesem anderen Betätigungsdraht 216b verwendet wird, allmählich kleiner wird und in dem Zustand der 13(a) repräsentiert der in 14(a) gezeigte, gestrichelte Abschnitt 232bx die Nut 228, von welcher der Betätigungsdraht 216b Gebrauch macht. In diesem Fall ist es selbstverständlich, daß der Betätigungsdraht 216a Gebrauch macht von dem gesamten mittleren Stufennutabschnitt 228f, der in dem mittleren Teil der Nut 228 angeordnet ist.
Wie oben gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, besteht die Nut der Scheibe 214 zur Aufnahme eines Paares von Betätigungsdrähten 216a, 216b darauf, aus einer Einzelnut, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe 214 verläuft, so daß keine Notwendigkeit besteht, daß einer der Betätigungsdrähte 216a, 216b doppelt gewunden wird, um an Drahtziehlänge zu gewinnen oder diese zu erhöhen. Dies ermöglicht zu verhindern, daß das Drehmoment zum Zeitpunkt der Durchführung der Krümmungsbetätigung in Bezug auf die Abwinkelungskapazität 108 erhöht wird und auch zu vermeiden, daß eine eigene Überlagerung bzw. Störung durch den gleichen Betätigungsdraht erfolgt. Hiermit kann eine Krümmungsbetätigungsvorrichtung vorgesehen werden, die einfach handhabbar sein kann und bei der die Lebensdauer des Betätigungsdrahtes erhöht ist.
Des weiteren wird jeder der Betätigungsdrähte 216a, 216b abwechselnd auf der Nut 228 der Scheibe 214 aufgenommen. Wenn der eine der Betätigungsdrähte aufgenommen wird, so verwendet er mit anderen Worten allmählich die Nut 228 der Scheibe 214 und der andere der Betätigungsdrähte wird allmählich abgegeben von der Nut 228 der Scheibe 214, wodurch die Nut 228 der Scheibe 214 allmählich in den ungenutzten Zustand gelangt. Daher besteht weder die Möglichkeit, daß die Nut 228 der Scheibe 214 von beiden Betätigungsdrähten 216a, 216b gleichzeitig verwendet wird, noch die Möglichkeit, daß sich beide miteinander überlagern bzw. stören.
Da die Nut der Scheibe in Form einer Spirale ausgebildet ist, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe verläuft, erstreckt sich des weiteren jeder Betätigungsdraht von der Scheibe versetzt, so daß dadurch mit Sicherheit die Überlagerung bzw. Störung zwischen einem Paar von Betätigungsdrähten vermieden ist, wobei die Überlagerung bzw. Störung bewirkt wird, wenn eine Abgabe des Betätigungsdrahtes von der Nut der Scheibe erfolgt.
Da des weiteren die Nut 228 der Scheibe 214 als Einzelnut 228 ausgebildet ist, die sich gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe erstreckt, kann jeder der Betätigungsdrähte 216a, 216b diese Nut 228 gemeinsam verwenden. Folglich kann die Länge der Nut 228 verglichen mit dem Fall im Stand der Technik verkürzt werden, bei dem die Nut für jeden Betätigungsdraht getrennt vorbereitet ist. Insbesondere im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels ist die Nut 228 der Scheiben 214 derart ausgebildet, daß der erste Stufennutabschnitt 228c, der von dem einen Ende 228a der Nut 228 beginnt, der zweite Stufennutabschnitt 228d, der von dem anderen Ende 228b der Nut 228 beginnt und ein mittlerer Stufennutabschnitt 228f zwischen dem obigen ersten und zweiten Stufennutabschnitt 228c, 228d parallel zueinander in axialer Richtung 130 der Scheibe 214 angeordnet sind. Mit diesem Nutenaufbau kann in axialer Richtung 130 der Scheibe 214 eine ausreichend gute Breite oder ein Raum erzielt werden, der das Vorsehen von drei Stufennutabschnitten erlaubt. Demgemäß wird es möglich, mehr Raum in axialer Richtung der Scheibe einzusparen, verglichen mit dem Fall des Standes der Technik mit dem Raum für vier Stufennutabschnitte, und die Miniaturisierung der Vorrichtung zu vereinfachen.
Des weiteren wird gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels jeder der Betätigungsdrähte 216a, 216b wechselweise entsprechend der Drehrichtung der Scheibe 214 auf der Nut 228 der Scheibe 214 aufgenommen, so daß die Nut 228 der Scheibe 214 von jedem der Betätigungsdrähte 216a, 216b gemeinsam verwendet werden kann. Damit kann die Drahtziehlänge der entsprechenden Betätigungsdrähte 216a, 216b um eine Länge länger gestaltet werden, die resultiert aus dem Effekt der gemeinsamen Nutzung der Nut 228.
Insbesondere wird die Nut 228 der Scheibe 214 erstellt aus dem ersten Stufennutabschnitt 228c, der von dem einen Ende 228a der Nut 228 beginnt, dem zweiten Stufennutabschnitt 228d, der von dem anderen Ende 228b der Nut 228 beginnt und einem mittleren Stufennutabschnitt 228f, der zwischen dem obigen ersten und dem zweiten Stufennutabschnitt 228c, 228d ausgebildet ist, so daß jeder der Betätigungsdrähte 216a, 216b auf der Scheibe 228 mit einem größeren Betrag aufgenommen werden kann. Daher kann die Drahtziehlänge jeweiliger Betätigungsdrähte 216a, 216b größer gemacht werden.
Wenn die Länge jeweiliger von der Scheibe 214 abgegebener Betätigungsdrähte 216a, 216b einander gleich ist, könnte berücksichtigt werden, daß je größer der Betrag an Betätigungsdraht ist, der von der Scheibe 214 aufgenommen wird, desto länger Betätigungsdrähte 216a, 216b von der Scheibe 214 durch deren Drehung abgegeben werden können. Aufgrund der Existenz des mittleren Stufennutabschnitts 228f wird es jedoch gemäß der Erfindung möglich, daß man, wie in 11 und 12 gezeigt, jeden der Betätigungsdrähte 216a, 216b aus der einen Seite (P Position) und der anderen Seite (Q Position), wie auch aus dem mittleren Stufennutabschnitt 228f, heraus erstrecken läßt. Aufgrund dessen wird es möglich, ohne Überlagerung zwischen Betätigungsdrähten 216a, 216b den Betrag an jeweiligen Betätigungsdrähten 216a und 216b zu erhöhen, der von der Scheibe 214 in seiner Startposition, fest an der Scheibe 214 gehalten, aufgenommen wird. Demgemäß können Betätigungsdrähte 216a, 216b über eine größere Länge von der Scheibe 214 bei deren Drehung abgegeben werden. Dadurch kann die Drahtziehlänge des Betätigungsdrahtes 216a, 216b noch größer gemacht werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Betätigungsdraht an seinem einen Ende fest in der Nähe des einen Endes 228a der Nut 228 gehalten, während der andere Betätigungsdraht mit seinem einen Ende fest in der Nähe des anderen Endes 228b der Nut 228 gehalten ist. Mit diesem Aufbau wird es möglich, einen noch längeren Teil der Nut 228 zum Zeitpunkt der Aufnahme und der Abgabe des Betätigungsdrahtes zu nutzen, und es wird auch möglich, die Drahtziehlänge des Betätigungsdrahtes so lang wie möglich zu gestalten.
Die auf der obigen Scheibe 214 ausgebildete Nut 228 kann in Form einer gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe 214 verlaufenden Spirale ausgebildet sein. In Analogie zur 8 kann demgemäß die Nut 228 so ausgebildet sein, daß sie stufenweise und durchgehend in axialer Richtung 130 der Scheibe 214 abgeschrägt ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel wurde bislang beispielhaft so beschrieben, daß die Krümmungsbetätigung ausgeführt wird, um die Abwinkelungskapazität 108 mittels zweier Betätigungsdrähte 216a, 216b in Richtung nach oben und unten zu richten. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, daß die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. Die Krümmungsbetätigung kann ausgeführt werden, um die Abwinkelungskapazität 108 mittels zweier Betätigungsdrähte 216a, 216b in Richtung nach rechts und nach links zu richten.
Falls zusätzlich die folgenden Gegenstände vorgesehen werden, das heißt, ein anderes Abwinkelungsrad, eine andere Scheibe, die unabhängig durch das obige andere Abwinkelungsrad gedreht und mit derselben Nut wie die Nut 228 der zuvor beschriebenen, existierenden Scheibe 214, versehen ist und die gleichen zwei Betätigungsdrähte an einer anderen Scheibe angebracht werden, als diejenigen, die an der existierenden Scheibe 214 angebracht sind, so kann die Krümmungsbetätigung durchgeführt werden, um die Abwinkelungskapazität 108 in die zwei Arten von Richtungen zu richten, das heißt die Richtungen oben/unten und rechts/links. In diesem Falle sind die drei Nutabschnitte auf jeder Scheibe in deren Axialrichtung ausgebildet, wobei die Stufenanzahl der Nutabschnitte insgesamt sechs wird. Demgemäß hat wie zuvor beschrieben jede Scheibe ausreichend Raum zur Aufnahme von jeweils drei Stufennutabschnitten. Daher ist die Raumeinsparung in axialer Richtung der Scheibe durch den durch das zweite Ausführungsbeispiel vorgegebenen Aufbau wesentlich verbessert gegenüber dem Fall des Standes der Technik, bei dem acht Stufennutabschnitte unverzichtbar erforderlich sind und eine Miniaturisierung der Vorrichtung ist weiter vereinfacht.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der mittlere Stufennutabschnitt 228f als Einzelstufennutabschnitt ausgebildet. Er kann jedoch aus mehreren mittleren Stufennutabschnitten aufgebaut sein, die nahezu parallel in axialer Richtung der Scheibe angeordnet sind und dabei die Ziehlänge des Betätigungsdrahtes erhöhen.

Claims

Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop mit: einer Scheibe (114), die in einem Bedienungsteil (104) des Endoskops angeordnet ist und der eine Drehbewegung durch das Bedienungsteil verliehen wird; wenigstens einem Paar Betätigungsdrähten (116a, 116b), von denen sich jeder mit seinem einen Endabschnitt auf der Scheibe aufwindet und sich mit seinem anderen Endabschnitt von der Scheibe heraus erstreckt, derart, daß einer der sich erstreckenden Betätigungsdrähte von der Scheibe aufgenommen wird, während der andere entsprechend der Drehung der Scheibe von der Scheibe abgegeben wird, wodurch die Krümmungsbetätigung über die Abwinkelungskapazität durchführbar ist und wenigstens einer gemeinsamen Nut (128), die entlang des Umfangs der Scheibe ausgebildet ist, um gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe zu verlaufen und gemeinsam von dem Paar Betätigungsdrähten umwunden ist, wobei der eine Endabschnitt des einen des Paares Betätigungsdrähte fest gehalten ist in der Nähe eines Endabschnitts (128a) der gemeinsamen Nut, während der andere Endabschnitt des anderen Drahtes des Paares Betätigungsdrähte fest gehalten ist in der Nähe des anderen Endabschnitts (128b) der gemeinsamen Nut, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Nut mehrstufig ausgebildet ist.
Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Nut (128) aus einem ersten Stufennutabschnitt (128c), der, ausgebreitet auf einer ersten Ebene, von einem Ende (128a) der gemeinsamen Nut beginnt und senkrecht zur Achse (126) der Scheibe (114) ist, aus einem zweiten Stufennutabschnitt (128d), der ausgebreitet auf einer zweiten Ebene, von dem anderen Ende der gemeinsamen Nut beginnt und erhältlich ist durch Versetzen der ersten Ebene in axialer Richtung (130) der Scheibe, und aus einem Versatz-Stufennutabschnitt (128e) besteht, der den ersten Stufennutabschnitt und den zweiten Stufennutabschnitt miteinander verbindet.
Krümmungsbetätigungsvorrichtung für ein Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Nut (228) aus einem ersten Stufennutabschnitt (228c), der, ausgebreitet auf einer ersten Ebene, von einem Ende (228a) der gemeinsamen Nut beginnt und senkrecht zu der Achse (226) der Scheibe (214) ist, aus einem zweiten Stufennutabschnitt, der, ausgebreitet auf einer zweiten Ebene, von dem anderen Ende (228b) der gemeinsamen Nut beginnt und erhältlich ist durch Versetzen der ersten Ebene in axialer Richtung (130) der Scheibe, aus wenigstens einem mittleren Stufennutabschnitt, der auf einer mittleren Ebene in der Mitte zwischen der ersten und der zweiten Ebene ausgebreitet ist, um parallel damit zu sein, und aus wenigstens zwei Versatzstufennutabschnitten (228g, 228h) gebildet ist, welche die aneinander angrenzenden Stufennutabschnitte miteinander verbinden.