JP6064102B1 - 駆動シャフト、挿入機器および挿入装置 - Google Patents

Abstract

駆動シャフトは、管状部の内部においてシャフト軸に沿って延設され、前記駆動シャフトは、駆動源で発生した駆動力を被駆動部に伝達している状態において、前記シャフト軸を中心として回転する。前記駆動シャフトは、複数の延設部と、硬質部と、を備える。前記延設部のそれぞれは、前記シャフト軸に沿って延設されている。前記硬質部は、前記シャフト軸に沿う方向について二つの前記延設部の間に挟まれた状態で設けられ、前記延設部に比べて硬質である。

Description

本発明は、駆動源から被駆動部に駆動力を伝達している状態において中心軸を中心として回転する駆動シャフトに関する。また、その駆動シャフトを備える挿入機器、および、その挿入機器を備える挿入装置に関する。

国際公開第２０１３／０３８７２０号公報には、長手軸に沿って延設される挿入部と、挿入部に取り付けられる補助具（スパイラルユニット）と、を備える内視鏡装置が開示されている。この内視鏡装置では、挿入部（管状部）の内部に駆動シャフトが延設されている。内視鏡の保持部（操作部）に設けられるモータ（駆動源）で駆動力が発生することにより、駆動力が駆動シャフトに伝達され、駆動シャフトがシャフト軸を中心として回転する。駆動シャフトが回転することにより、挿入部に設けられる回転体（被駆動部）に駆動力が伝達され、回転体が長手軸を中心として回転する。補助具が挿入部に取り付けられた状態で回転体が回転することにより、補助具が回転体と一緒に長手軸を中心として回転する。

国際公開第２０１３／０３８７２０号公報等の挿入装置では、それぞれがシャフト軸を中心とする螺旋状に形成される複数のコイル層を積層することにより、可撓性を有する駆動シャフトが形成されている。このため、駆動源側から被駆動部側に駆動力を伝達している状態において駆動シャフトに作用するトルクが大きくなると、駆動シャフトでの捻じり量が大きくなる。また、前述のように駆動シャフトが形成されるため、駆動シャフトがシャフト軸を中心として回転している状態では、シャフト軸に沿う方向について駆動シャフトが伸長するまたは収縮する。この際、駆動シャフトに作用するトルクが大きくなると、駆動シャフトの伸長量および収縮量が大きくなる。駆動シャフトが回転している状態において捻じり量、伸長量、収縮量が大きくなることにより、駆動シャフトでの駆動力の伝達効率が低下してしまう。

本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、駆動源側から被駆動部側への駆動力の伝達効率が確保される駆動シャフトを提供することにある。また、その駆動シャフトを備える挿入機器および挿入装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様は、中心軸に沿って延設され、駆動源によって前記中心軸の軸周りに回転されることにより、駆動力を被駆動部に伝達する駆動シャフトであって、前記中心軸に沿って延設されるとともに、前記中心軸に沿う方向について並設される複数の延設部と、前記中心軸に沿う前記方向について２つの前記延設部の端部同士の間を接続するとともに、前記延設部に比べて硬質に形成された硬質部と、を備える。

図１は、第１の実施形態に係る内視鏡装置が用いられる内視鏡システムを示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る駆動シャフトの構成を示す概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る駆動シャフトを中心軸に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 図４は、第１の実施形態の第１の変形例に係る駆動シャフトの構成を示す概略図である。 図５は、第１の実施形態の第２の変形例に係る駆動シャフトの構成を示す概略図である。 図６は、第２の実施形態に係る駆動シャフトの構成を示す概略図である。 図７は、第２の実施形態のある変形例に係る駆動シャフトの構成を示す概略図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の挿入装置である内視鏡装置２が用いられる内視鏡システム１を示す図である。

図１に示すように、内視鏡装置２は、挿入機器である内視鏡３と、補助具であるスパイラルユニット２０と、を備える。内視鏡３は、挿入部５を備え、挿入部５は長手軸Ｃを有する。ここで、長手軸Ｃに沿う方向を長手方向とする。長手方向の一方側が先端側（図１の矢印Ｃ１側）であり、先端側とは反対側が基端側（図１の矢印Ｃ２側）である。挿入部５は、長手軸Ｃに沿って基端側から先端側へ延設され、内視鏡３では、挿入部５の基端側に操作部６が設けられている。また、内視鏡３は、操作部６に一端が接続されるユニバーサルコード７を備える。ユニバーサルコード７の他端には、スコープコネクタ８が設けられている。

内視鏡システム１は、周辺装置ユニット１０として、画像プロセッサ等の画像処理装置１１と、ランプ等の光源装置１２と、駆動制御装置１３と、フットスイッチ等の操作入力装置１４と、モニタ等の表示装置１５と、を備える。ユニバーサルコード７は、スコープコネクタ８を介して周辺装置ユニット１０に着脱可能に接続されている。また、内視鏡３では、挿入部５の内部、操作部６の内部、および、ユニバーサルコード７の内部を通って撮像ケーブル２１およびライトガイド２２が延設されている。挿入部５の先端部の内部には、ＣＣＤ等の撮像素子２３が設けられている。撮像素子２３は、挿入部５の先端部の外表面に設けられる観察窓２５を通して、被写体を撮像する。そして、撮像ケーブル２１を介して、撮像信号が画像処理装置１１に伝達され、画像処理装置１１で画像処理が行なわれる。これにより、画像処理装置１１で被写体の画像が生成され、生成された被写体の画像が、表示装置１５に表示される。また、光源装置１２から出射された光は、ライトガイド２２を通して、導光される。そして、導光された光が、挿入部５の先端部の外表面に設けられる照明窓２６から被写体に照射される。

内視鏡装置２では、挿入部５がスパイラルユニット（補助具）２０に挿通された状態で、挿入部５にスパイラルユニット２０が着脱可能に取り付けられる。スパイラルユニット２０が挿入部５に取り付けられた状態では、スパイラルユニット２０は挿入部５と略同軸になる。スパイラルユニット２０は、長手軸Ｃに沿って延設される筒状のチューブ本体２７と、チューブ本体２７の外周面において外周側に向かって突出する螺旋フィン２８と、を備える。螺旋フィン２８は、長手軸Ｃを中心とする螺旋状に延設されている。スパイラルユニット（補助具）２０は、長手軸Ｃを中心として、回転可能である。

内視鏡３では、操作部６にモータケーシング３１が取り付けられている。モータケーシング３１の内部には、駆動源である電動モータ３２が設けられている。電動モータ３２は、挿入部５に対して基端側に設けられている。電動モータ３２には、電気配線３３Ａ，３３Ｂの一端が接続されている。電気配線３３Ａ，３３Ｂは、操作部６の内部、および、ユニバーサルコード７の内部を通って駆動制御装置１３に接続されている。駆動制御装置１３は、操作入力装置１４での操作入力に基づいて、電動モータ３２への駆動電力の供給状態を制御し、電動モータ３２の駆動状態を制御している。なお、駆動制御装置１３には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等を備えるプロセッサまたは集積回路等、および、メモリ等の記憶媒体が、設けられている。電動モータ３２に駆動電力が供給されることにより、駆動力が発生する。また、電動モータ３２には、ギア列３５が取り付けられている。

管状部である挿入部５の内部には、駆動シャフト４０が基端側から先端側に向かって延設されている。駆動シャフト４０は、（長手軸Ｃに略平行な）中心軸Ｓに沿って延設されている。駆動シャフト４０の基端は、基端側接続部材（駆動源側接続部材）４１を介してギア列３５に接続されている。

挿入部５は、ベース部３７と、ベース部３７に対して長手軸Ｃを中心として回転可能にベース部３７に取り付けられる回転体（被駆動部）３８と、を備える。スパイラルユニット（補助具）２０は、ベース部３７および回転体３８の外周側を覆う状態で、挿入部５に取り付けられる。また、ベース部３７には、駆動ギア４３が取り付けられている。回転体３８の内周面は、駆動ギア４３に噛合い、駆動ギア４３は回転体３８に接続されている。駆動シャフト４０の先端は、先端側接続部材（被駆動部側接続部材）４５を介して駆動ギア４３に接続されている。

電動モータ（駆動源）３２で駆動力が発生することにより、発生した駆動力が、ギア列３５を介して駆動シャフト４０に伝達される。これにより、駆動シャフト４０が中心軸Ｓを中心として回転し、駆動シャフト４０において基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）に向かって駆動力が伝達される。そして、駆動シャフト４０から、駆動ギア４３を通して回転体３８に駆動力が伝達されることにより、回転体（被駆動部）３８が駆動され、回転体３８がベース部３７に対して長手軸Ｃ周りに回転する。スパイラルユニット２０が挿入部５に取り付けられた状態で回転体３８が駆動されることにより、回転体（被駆動部）３８からスパイラルユニット（補助具）２０に駆動力が伝達される。これにより、スパイラルユニット２０が回転体３８と一緒に、ベース部３７に対して長手軸Ｃを中心として回転する。本実施形態では、螺旋フィン２８に内周側に押圧力が作用する状態でスパイラルユニット２０が回転することにより、挿入部５およびスパイラルユニット２０に先端側または基端側への推進力が作用する。

図２は、駆動シャフト４０の構成を示す図であり、図３は、駆動シャフト４０を中心軸Ｓに垂直な断面で示している。図２および図３に示すように、駆動シャフト４０は、複数（本実施形態では４つ）のコイル層５１〜５４を備える。駆動シャフト４０では、内周側から外周側に向かって、コイル層５１、コイル層５２、コイル層５３、コイル層５４の順に設けられ、コイル層５４によって駆動シャフト４０の最外層が形成される。コイル層５１〜５４のそれぞれは、中心軸Ｓを中心とする螺旋状に形成されている。なお、コイル層５１〜５４のそれぞれは、駆動シャフト４０の径方向について隣設するコイル層（５１〜５４の対応する一つまたは二つ）とは、巻回方向が反対になることが好ましい。この場合、例えば、コイル層５２，５４は、基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）に向かうにつれて中心軸Ｓ周りの一方側（図２および図３において矢印Ｒ１側）に向かう螺旋状に形成され、コイル層５１，５３は、基端側から先端側に向かうにつれて中心軸Ｓ周りの他方側（図２および図３において矢印Ｒ２側）に向かう螺旋状に形成されている。

駆動シャフト４０では、複数の延設部Ｅｉ（ｉ＝１，２，…，ｋ，…，ｌ，…，ｎ，ｎ＋１）および（本実施形態では複数の）硬質部Ｈｉ（ｉ＝１，２，…，ｋ，…，ｌ，…，ｎ）が、中心軸Ｓに沿って延設されている。硬質部Ｈｉは、例えば、最外層のコイル層５４の外周面に全周に渡ってロウ付けを行なうことにより形成される。延設部Ｅｉでは、ロウ付け等は行なわれず、コイル層５１〜５４によってのみ形成されている。このため、硬質部Ｈｉは、延設部Ｅｉに比べ硬質で、延設部Ｅｉより剛性が高い剛体となる。また、延設部Ｅｉは、硬質部Ｈｉに比べて弾性（可撓性）が高い弾性体となる。

硬質部Ｈｉのそれぞれは、中心軸Ｓに沿う方向について対応する二つの延設部（Ｅｉの対応する二つ）の間に挟まれている。例えば、硬質部Ｈｋは、延設部Ｅｋと延設部Ｅｋ＋１との間に挟まれている。このため、駆動シャフト４０では、基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）に向かって延設部Ｅｉおよび硬質部Ｈｉが交互にかつ直列に配置されている。したがって、駆動シャフト４０では、基端（駆動源側の端）と先端（被駆動部側の端）との間に剛性が高い硬質部Ｈｉが形成される。中心軸Ｓに沿う方向について硬質部Ｈｉのそれぞれと隣設する硬質部（Ｈｉの対応する一つまたは二つ）との間には、対応する延設部（Ｅｉの対応する一つまたは二つ）が延設されている。このため、硬質部Ｈｉは、中心軸Ｓに沿う方向について、互いに対して離間して設けられている。

本実施形態では、駆動シャフト４０の基端から先端までの全長に渡って、硬質部Ｈｉは、中心軸Ｓに沿う方向について略等間隔で配置される。すなわち、硬質部Ｈｉのそれぞれと隣設する硬質部（Ｈｉの対応する一つまたは二つ）との間の中心軸Ｓに沿う方向についての離間距離ｄｉ（ｉ＝１，２，…，ｋ，…，ｌ，…ｎ）を規定すると、全ての離間距離ｄｉが略同一となる。例えば、硬質部Ｈｋ−１と硬質部Ｈｋとの間の離間距離ｄｋは、硬質部Ｈｌ−１と硬質部Ｈｌとの間の離間距離ｄｌと略同一になる。

次に、本実施形態の駆動シャフト４０および内視鏡装置２の作用および効果について説明する。内視鏡システム１（内視鏡装置２）を用いて管腔の観察を行なう際には、スパイラルユニット（補助具）２０を挿入部５に取り付け、挿入部５およびスパイラルユニット２０を腸管等の管腔に挿入する。そして、操作入力装置１４での操作入力に基づいて、電動モータ３２が駆動され、前述したようにスパイラルユニット２０に駆動力が伝達される。これにより、スパイラルユニット２０が長手軸（公転軸）Ｃを中心として回転する。管腔壁によって螺旋フィン２８が内周側に押圧された状態でスパイラルユニット２０が回転することにより、先端側または基端側（長手軸Ｃに沿う方向の一方側）への推進力が挿入部５およびスパイラルユニット２０に作用する。推進力によって、管腔における挿入部５の移動性が向上する。

前述のように、駆動シャフト４０は、それぞれが中心軸Ｓを中心とする螺旋状に形成されるコイル層５１〜５４から構成されている。このため、駆動シャフト４０が中心軸Ｓ周りに回転し、基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）へ駆動力が伝達されている状態では、駆動シャフト４０において捻じりが発生する。本実施形態では、駆動シャフト４０において、基端（駆動源側の端）と先端（被駆動部側の端）との間に剛性が高い硬質部Ｈｉが設けられている。駆動シャフト４０が駆動力を伝達している状態において駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、硬質部Ｈｉで捻じりは発生しない。捻じりが発生しない硬質部Ｈｉが設けられることにより、駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、延設部Ｅｉのそれぞれにおいて、捻じり量が小さくなる。したがって、駆動シャフト４０が基端側から先端側へ駆動力を伝達している状態において、駆動シャフト４０での捻じり量が大きくなることが防止される。

また、駆動シャフト４０が中心軸Ｓを中心として回転している状態では、駆動シャフト４０に捻じりが発生することにより、駆動シャフト４０が中心軸Ｓに平行な方向について伸長するまたは収縮する。例えば、駆動シャフト４０が中心軸Ｓ周りの一方側（図２および図３において矢印Ｒ１側）へ向かって回転している状態では、駆動シャフト４０が収縮し、駆動シャフト４０が中心軸Ｓ周りの他方側（図２および図３において矢印Ｒ２側）へ向かって回転している状態では、駆動シャフト４０が伸長する。前述のように、本実施形態では、駆動シャフト４０に硬質部Ｈｉが設けられるため、駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、駆動シャフト４０（延設部Ｅｉのそれぞれ）での捻じり量は小さくなる。駆動シャフト４０での捻じり量が小さくなることにより、駆動シャフト４０が駆動力を伝達している状態において駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、駆動シャフト４０の伸長量および収縮量が小さくなる。したがって、駆動シャフト４０が駆動力を伝達している状態において、駆動シャフト４０が大きく伸長または収縮することが有効に防止される。

前述のように本実施形態では、駆動シャフト４０が回転している状態において、駆動シャフト４０の捻じり量、伸長量および収縮量が小さく抑えられる。これにより、駆動シャフト４０において駆動源側から被駆動部側への駆動力の伝達効率が確保される。

また、駆動シャフト４０には、弾性（可撓性）が高い延設部Ｅｉが設けられている。このため、硬質部Ｈｉを設けても、駆動シャフト４０の可撓性は確保される。したがって、挿入部５において内部に駆動シャフト４０が延設される部位（挿入部５においてベース部３７に対して基端側の部位）での挿入部５の可撓性が確保される。

また、硬質部Ｈｉは、中心軸Ｓに沿う方向について略等間隔で配置される。このため、駆動シャフト４０が回転している状態において、捻じりによって発生する捻じり応力が全ての延設部Ｅｉで略同一になる。したがって、駆動シャフト４０が基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）への駆動力を伝達している状態において、中心軸Ｓに沿う方向について全長に渡って略均一に、駆動シャフト４０に捻じり応力が作用する。

（第１の実施形態の変形例）
なお、図４に示す第１の実施形態の第１の変形例では、駆動シャフト４０において、硬質部Ｈｉの中心軸Ｓに沿う方向についての間隔が、基端側（駆動源側）の部位に比べて先端側（被駆動部側）の部位で小さくなる。すなわち、本変形例の駆動シャフト４０では、硬質部Ｈｉのそれぞれと隣設する硬質部（Ｈｉの対応する一つまたは二つ）との間の中心軸Ｓに沿う方向についての離間距離ｄｉが、基端側（駆動源側）の部位に比べて先端側（被駆動部側）の部位で小さくなる。例えば、硬質部Ｈｋ−１と硬質部Ｈｋとの間の離間距離ｄｋに比べ、硬質部Ｈｌ−１と硬質部Ｈｌとの間の離間距離ｄｌが、小さくなる。これにより、駆動シャフト４０において、先端側の部位では、基端側の部位に比べて硬質部Ｈｉが密に配置され、基端側の部位に比べて剛性が高くなる。

駆動シャフト４０が中心軸Ｓ周りに回転している状態では、被駆動部である回転体３８に近いほど、大きい負荷が作用する。本変形例では、前述のように硬質部Ｈｉが配置されることにより、駆動シャフト４０において、負荷が大きくなる部位の剛性が確保される。

図５に示す第１の実施形態の第２の変形例では、駆動シャフト４０において、硬質部Ｈｉの中心軸Ｓに沿う方向についての間隔が、先端側（被駆動部側）の部位に比べて基端側（駆動源側）の部位で小さくなる。すなわち、本変形例の駆動シャフト４０では、硬質部Ｈｉのそれぞれと隣設する硬質部（Ｈｉの対応する一つまたは二つ）との間の中心軸Ｓに沿う方向についての離間距離ｄｉが、先端側（被駆動部側）の部位に比べて基端側（駆動源側）の部位で小さくなる。例えば、硬質部Ｈｌ−１と硬質部Ｈｌとの間の離間距離ｄｌに比べ、硬質部Ｈｋ−１と硬質部Ｈｋとの間の離間距離ｄｋが、小さくなる。これにより、駆動シャフト４０において、基端側の部位では、先端側の部位に比べて硬質部Ｈｉが密に配置され、先端側の部位に比べて剛性が高くなる。

挿入部５においてベース部３７に対して基端側の部位では、管腔への挿入性等の観点から、先端側から基端側に向かうにつれて可撓性が低くなることが好ましい。本変形例では、前述のように硬質部Ｈｉが配置されることにより、挿入部５においてベース部３７に対して基端側の部位で、先端側から基端側に向かうにつれて可撓性が低くなる構成を実現し易くなる。

また、硬質部Ｈｉの数は定まったものではなく、ある変形例では、駆動シャフト４０に硬質部Ｈｉ（Ｈ１）が一つのみ設けられてもよい。すなわち、駆動シャフト４０の基端（駆動源側の端）と先端（被駆動部側の端）との間に少なくとも一つの硬質部（Ｈｉ）が設けられ、中心軸Ｓに沿う方向について硬質部Ｈｉのそれぞれが対応する二つの延設部（Ｅｉの対応する二つ）に挟まれていればよい。

また、駆動シャフト４０を形成するコイル層（５１〜５４）の数も定まったものではない。ある変形例では、一つのコイル層（５４）のみから駆動シャフト４０が形成されてもよい。この場合も、駆動シャフト４０において、例えば、そのコイル層（５４）の外周面に全周に渡ってロウ付けを行なうことにより、少なくとも一つの硬質部Ｈｉが形成される。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図６を参照にして説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図６は、駆動シャフト４０の構成を示す図である。図６に示すように、本実施形態の駆動シャフト４０は、第１のシャフト部４６Ａと、第１のシャフト部４６Ａに対して先端側（被駆動部側）に設けられる第２のシャフト部４６Ｂと、を備える。第１のシャフト部４６Ａによって、中心軸Ｓに沿って延設される延設部（第１の延設部）ＥＡが形成され、第２のシャフト部４６Ｂによって中心軸Ｓに沿って延設される延設部（第２の延設部）ＥＢが形成されている。第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）は、複数（本実施形態では４つ）のコイル層５１Ａ〜５４Ａから形成され、第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）は、複数（本実施形態では４つ）のコイル層５１Ｂ〜５４Ｂから形成されている（図３参照）。コイル層（第１のコイル層）５４Ａによって、第１のシャフト部４６Ａの最外層が形成され、第１のシャフト部４６Ａでは、内周側から外周側に向かってコイル層５１Ａ、コイル層５２Ａ、コイル層５３Ａ、コイル層５４Ａの順に設けられている。そして、コイル層（第２のコイル層）５４Ｂによって、第２のシャフト部４６Ｂの最外層が形成され、第２のシャフト部４６Ｂでは、内周側から外周側に向かってコイル層５１Ｂ、コイル層５２Ｂ、コイル層５３Ｂ、コイル層５４Ｂの順に設けられている。

コイル層５１Ａ〜５４Ａ，５１Ｂ〜５４Ｂのそれぞれは、中心軸Ｓを中心とする螺旋状に形成されている。第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）の最外層を形成するコイル層（第１のコイル層）５４Ａは、第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）の最外層を形成するコイル層（第２のコイル層）５４Ｂとは、巻回方向が反対になる。例えば、コイル層５４Ａは、基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）に向かうにつれて中心軸Ｓ周りの一方側（図６において矢印Ｒ１側）に向かう螺旋状に形成され、コイル層５４Ｂは、基端側から先端側に向かうにつれて中心軸Ｓ周りの他方側（図６において矢印Ｒ２側）に向かう螺旋状に形成されている。

なお、第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）においてコイル層５１Ａ〜５４Ａのそれぞれが、駆動シャフト４０の径方向について隣設するコイル層（５１Ａ〜５４Ａの対応する一つまたは二つ）とは巻回方向が反対になり、かつ、第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）においてコイル層５１Ｂ〜５４Ｂのそれぞれが、駆動シャフト４０の径方向について隣設するコイル層（５１Ｂ〜５４Ｂの対応する一つまたは二つ）とは巻回方向が反対になることが好ましい。この場合、第１のシャフト部４６Ａのコイル層５１Ａは、第２のシャフト部４６Ｂのコイル層５１Ｂとは巻回方向が反対になり、第１のシャフト部４６Ａのコイル層５２Ａは、第２のシャフト部４６Ｂのコイル層５２Ｂとは巻回方向が反対になる。そして、第１のシャフト部４６Ａのコイル層５３Ａは、第２のシャフト部４６Ｂのコイル層５３Ｂとは巻回方向が反対になる。

中心軸Ｓに沿う方向について第１のシャフト部４６Ａの延設部（第１の延設部）ＥＡと第２のシャフト部４６Ｂの延設部（第２の延設部）ＥＢとの間には、硬質部５５が挟まれている。したがって、延設部ＥＡは、硬質部５５の基端側（駆動源側）に隣設され、延設部ＥＢは、硬質部５５の先端側（被駆動部側）に隣設されている。第１のシャフト部４６Ａのコイル層５１Ａ〜５４Ａは、硬質部５５を介して、第２のシャフト部４６Ｂのコイル層５１Ｂ〜５４Ｂに接続されている。

硬質部５５は、例えば金属等から形成されるパイプ部材である。このため、硬質部５５は、第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）および第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）に比べ硬質で、第１のシャフト部４６Ａおよび第２のシャフト部４６Ｂより剛性が高い剛体となる。また、第１のシャフト部４６Ａおよび第２のシャフト部４６Ｂは、硬質部５５に比べて弾性（可撓性）が高い弾性体となる。

本実施形態でも、駆動シャフト４０において、基端（駆動源側の端）と先端（被駆動部側の端）との間に剛性が高い硬質部５５が設けられ、駆動シャフト４０が駆動力を伝達している状態において駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、硬質部５５で捻じりは発生しない。このため、第１の実施形態と同様に、駆動シャフト４０が基端側から先端側へ駆動力を伝達している状態において、駆動シャフト４０での捻じり量が大きくなることが防止される。また、駆動シャフト４０での捻じり量が小さくなることにより、駆動シャフト４０が駆動力を伝達している状態において駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、駆動シャフト４０の伸長量および収縮量が小さくなる。

また、本実施形態では、第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）の最外層であるコイル層５４Ａは、第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）の最外層であるコイル層５４Ｂとは、巻回方向が反対になる。このため、駆動シャフト４０が中心軸Ｓを中心として回転している状態において、第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）および第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）の一方は伸長し、第１のシャフト部４６Ａおよび第２のシャフト部４６Ｂの他方は収縮する。例えば、駆動シャフト４０が中心軸Ｓ周りの一方側（図６の矢印Ｒ１側）に向かって回転している状態では、第１のシャフト部４６Ａが収縮し、第２のシャフト部４６Ｂが伸長する。一方、駆動シャフト４０が中心軸Ｓ周りの他方側（図６の矢印Ｒ２側）に向かって回転している状態では、第１のシャフト部４６Ａが伸長し、第２のシャフト部４６Ｂが収縮する。すなわち、第１のシャフト部４６Ａの伸縮が第２のシャフト部４６Ｂの伸縮によって打消される。したがって、駆動シャフト４０が中心軸Ｓを中心として回転している状態において、駆動シャフト４０の全体での中心軸Ｓに沿う方向についての伸長量および収縮量がさらに小さくなる。これにより、駆動シャフト４０において駆動源側から被駆動部側への駆動力の伝達効率がさらに向上する。

（第２の実施形態の変形例）
なお、第１のシャフト部４６Ａを形成するコイル層（５１Ａ〜５４Ａ）の数、および、第２のシャフト部４６Ｂを形成するコイル層（５１Ｂ〜５４Ｂ）の数は、定まったものではない。ある変形例では、一つのコイル層（５４Ａ）のみから第１のシャフト部４６Ａが形成されてもよく、一つのコイル層（５４Ｂ）のみから第２のシャフト部４６Ｂが形成されてもよい。

また、中心軸Ｓに沿う方向について第１のシャフト部４６Ａ（延設部ＥＡ）と第２のシャフト部４６Ｂ（延設部ＥＢ）との間で硬質部５５が挟まれる構成であれば、第１のシャフト部４６Ａのコイル層（５１Ａ〜５４Ａ）での巻回ピッチが、第２のシャフト部４６Ｂのコイル層（５１Ｂ〜５４Ｂ）での巻回ピッチとは、異なってもよい。また、第１のシャフト部４６Ａの最外層以外のコイル層（５１Ａ〜５３Ａ）での巻回ピッチが、第２のシャフト部４６Ｂの最外層以外のコイル層（５１Ｂ〜５３Ｂ）での巻回ピッチと同一で、第１のシャフト部４６Ａの最外層のコイル層（５４Ａ）での巻回ピッチが、第２のシャフト部４６Ｂの最外層のコイル層（５４Ｂ）での巻回ピッチとは異なる構成であってもよい。

また、第１のシャフト部４６Ａと第２のシャフト部４６Ｂとの間で硬質部５５が挟まれる構成であれば、第１のシャフト部４６Ａの径（第１のシャフト部４６Ａの最外層のコイル層（５４Ａ）の巻回径）が、第２のシャフト部４６Ｂの径（第２のシャフト部４６Ｂの最外層のコイル層（５４Ｂ）の巻回径）と異なってもよい。また、第１のシャフト部４６Ａでのコイル層（５１Ａ〜５４Ａ）の数が第２のシャフト部４６Ｂでのコイル層（５１Ｂ〜５４Ｂ）の数と異なってもよい。

また、図７に示す第２の実施形態のある変形例では、第１のシャフト部４６Ａおよび第２のシャフト部４６Ｂが、第１の実施形態の駆動シャフト４０と同様の構成に形成されている。すなわち、第１のシャフト部４６Ａでは、基端側（駆動源側）から先端側（被駆動部側）に向かって延設部ＥＡｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）および硬質部ＨＡｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が交互にかつ直列に配置されている。そして、第２のシャフト部４６Ｂでは、基端側から先端側に向かって延設部ＥＢｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）および硬質部ＨＢｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が交互にかつ直列に配置されている。硬質部５５は、中心軸Ｓに沿う方向について、延設部ＥＡｉの中で最も先端側（被駆動部側）の延設部（第１の延設部）ＥＡｎ＋１と延設部ＥＢｉの中で最も基端側（駆動源側）の延設部（第２の延設部）ＥＢ１との間に挟まれている。

硬質部ＨＡｉは、例えば、第１のシャフト部４６Ａの最外層であるコイル層５４Ａの外周面に全周に渡ってロウ付けを行なうことにより形成され、硬質部ＨＢｉは、第２のシャフト部４６Ｂの最外層であるコイル層５４Ｂの外周面に全周に渡ってロウ付けを行なうことにより形成される。したがって、本実施形態では、硬質部ＨＡｉ，ＨＢｉ，５５は、延設部ＥＡｉ，ＥＢｉに比べ硬質で、延設部ＥＡｉ，ＥＢｉより剛性が高い剛体となる。また、延設部ＥＡｉ，ＥＢｉは、硬質部ＨＡｉに比べて弾性（可撓性）が高い弾性体となる。

本変形例では、硬質部５５に加えて、第１のシャフト部４６Ａに硬質部ＨＡｉが設けられ、第２のシャフト部４６Ｂに硬質部ＨＢｉが設けられている。硬質部５５と同様に、駆動シャフト４０が駆動力を伝達している状態において駆動シャフト４０に作用するトルクが大きくなっても、硬質部ＨＡｉ，ＨＢｉで捻じりは発生しない。これにより、駆動シャフト４０が基端側から先端側へ駆動力を伝達している状態において、第１のシャフト部４６Ａおよび第２のシャフト部４６Ｂのそれぞれでの捻じり量がさらに小さくなる。したがって、駆動シャフト４０が基端側から先端側へ駆動力を伝達している状態において、駆動シャフト４０での捻じり量が大きくなることがさらに有効に防止される。

なお、硬質部ＨＡｉは、等間隔に配置されてもよく、等間隔に配置されなくてもよい。同様に、硬質部ＨＢｉも、等間隔に配置されてもよく、等間隔に配置されなくてもよい。また、硬質部ＨＡｉの数および硬質部ＨＢｉの数は定まったものではなく、第１のシャフト部４６Ａに硬質部ＨＡｉ（ＨＡ１）が一つのみ設けられてもよく、第２のシャフト部４６Ｂに硬質部ＨＢｉ（ＨＢ１）が一つのみ設けられてもよい。また、第１のシャフト部４６Ａにのみ硬質部ＨＡｉが設けられ、第２のシャフト部４６Ｂに硬質部（ＨＢｉ）が設けられなくてもよい。逆に、第２のシャフト部４６Ｂにのみ硬質部ＨＢｉが設けられ、第１のシャフト部４６Ａに硬質部（ＨＡｉ）が設けられなくてもよい。

（その他の変形例）
また、前述の実施形態等では、挿入部（５）に取り付けられる補助具としてスパイラルユニット（２０）を例として説明したが、補助具は、スパイラルユニット（２０）に限るものではない。また、前述の実施形態等では、挿入機器として内視鏡（３）を例として説明したが、挿入機器は内視鏡（３）に限るものではない。例えば、挿入機器としてマニピュレータが用いられる挿入手術システムに、前述の構成が適用されてもよい。

また、前述の実施形態等では、駆動シャフト（４０）が挿入部（５）の内部に延設され、駆動シャフト（４０）が中心軸（Ｓ）周りに回転することにより、被駆動部である回転体３８が回転するが、これに限るものではない。例えば、操作部の内部にプーリが被駆動部として設けられる電動湾曲内視鏡において、中心軸（Ｓ）周りに回転することにより、プーリを駆動させる駆動力を伝達する駆動シャフト（４０）に、前述した実施形態等の構成が適用されてもよい。この場合、駆動シャフト（４０）は、可撓性を有するユニバーサルコード（管状部）の内部を通って延設されている。そして、駆動シャフト（４０）を通して伝達された駆動力によってプーリ（被駆動部）が駆動されることにより、湾曲ワイヤが牽引され、湾曲部が湾曲する。

前述の実施形態等では、駆動シャフト（４０）は、管状部（５）の内部において中心軸（Ｓ）に沿って延設され、駆動シャフト（４０）は、駆動源（３２）で発生した駆動力を被駆動部（３８）に伝達している状態において、中心軸（Ｓ）を中心として回転する。駆動シャフト（４０）は、複数の延設部（Ｅｉ；ＥＡ，ＥＢ；ＥＡｉ，ＥＢｉ）と、中心軸（Ｓ）に沿う方向について二つの延設部（Ｅｉの対応する二つ；ＥＡ，ＥＢ；ＥＡｉおよびＥＢｉの対応する二つ）の間に挟まれた状態で設けられ、延設部（Ｅｉ；ＥＡ，ＥＢ；ＥＡｉ，ＥＢｉ）に比べて硬質な硬質部（Ｈｉ；５５；ＨＡｉ，ＨＢｉ，５５）と、を備える。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

Claims (11)

1. 中心軸に沿って延設され、駆動源によって前記中心軸の軸周りに回転されることにより、駆動力を被駆動部に伝達する駆動シャフトであって、
   前記中心軸に沿って延設されるとともに、前記中心軸に沿う方向について並設される複数の延設部と、
   前記中心軸に沿う前記方向について２つの前記延設部の端部同士の間を接続するとともに、前記延設部に比べて硬質に形成された硬質部と、
   を具備する駆動シャフト。
2. 前記延設部の中で前記硬質部の駆動源側に隣設される第１の延設部は、前記中心軸を中心とする螺旋状に形成される第１のコイル層を備え、
   前記延設部の中で前記硬質部の被駆動部側に隣設される第２の延設部は、前記中心軸を中心とする螺旋状に形成され、前記第１のコイル層とは巻回方向が反対になる第２のコイル層を備える、
   請求項１の駆動シャフト。
3. 前記第１の延設部および前記第２の延設部のそれぞれは、それぞれが前記中心軸を中心とする螺旋状に形成される複数のコイル層を備え、
   前記第１のコイル層は、前記第１の延設部の最外層を形成し、
   前記第２のコイル層は、前記第２の延設部の最外層を形成する、
   請求項２の駆動シャフト。
4. 前記第１のコイル層は、前記硬質部を介して前記第２のコイル層に接続される、請求項２の駆動シャフト。
5. 前記硬質部は、前記中心軸に沿う方向について互いに対して離間して設けられる複数の硬質部であり、
   前記複数の硬質部は、前記中心軸に沿う方向について等間隔に配置される、
   請求項１の駆動シャフト。
6. 前記硬質部は、前記中心軸に沿う方向について互いに対して離間して設けられる複数の硬質部であり、
   前記複数の硬質部は、前記中心軸に沿う方向についての間隔が駆動源側の部位に比べ被駆動部側の部位で小さくなる、
   請求項１の駆動シャフト。
7. 前記硬質部は、前記中心軸に沿う方向について互いに対して離間して設けられる複数の硬質部であり、
   前記複数の硬質部は、前記中心軸に沿う方向についての間隔が被駆動部側の部位に比べ駆動源側の部位で小さくなる、
   請求項１の駆動シャフト。
8. 請求項１の駆動シャフトと、
   長手軸に沿って延設されるとともに、前記駆動シャフトが内部に延設される管状部を形成する挿入部と、
   を具備する挿入機器。
9. 前記挿入部に対して基端側に設けられ、前記駆動シャフトを通して伝達される前記駆動力を発生する前記駆動源をさらに具備する、請求項８の挿入機器。
10. 前記挿入部は、前記駆動シャフトを通して前記駆動力が伝達されることにより、駆動される被駆動部を備える、請求項８の挿入機器。
11. 請求項１０の挿入機器と、
    前記挿入部に取り付けられ、前記挿入部に取り付けられた状態で前記被駆動部が駆動されることにより、前記被駆動部から前記駆動力が伝達される補助具と、
    を具備する挿入装置。

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