CN112312820B - 内窥镜 - Google Patents
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Abstract
利用从一端侧到另一端侧通过聚醚醚酮连续地形成的管构成线引导管(68)，设置在径向上贯通第2连结部件(67)的壁部的一部分的开口部(67a)，该第2连结部件(67)供线引导管(68)的端部插入，并且，在线引导管(68)的端部的外周面设置与开口部(67a)对应的凹部(68a)，针对这些开口部(67a)和凹部(68a)一体地填充粘接剂(62)，连接线引导管(68)和连结部(65)(第2连结部件(67))。
Description
技术领域
本发明涉及设置于前端部的观察光学系统的移动透镜通过操作线进行进退移动的内窥镜。
背景技术
近年来，内窥镜在医疗领域和工业领域中被广泛利用。内窥镜在细长的插入部的前端部具有观察光学系统单元，通过将该插入部插入到管路内，能够对管路内进行观察。
在这种内窥镜中，公知有如下的所谓变焦内窥镜：将构成物镜光学系统单元的透镜组中的至少一个透镜设为相对于光轴方向移动自如的移动透镜，由此，能够变更针对观察部位的焦点深度、成像倍率、视场角等光学特性。
例如，在WO2016/060081号中公开了一种内窥镜，该内窥镜具有：前端硬质部；物镜固定框，其被配置于前端硬质部的贯通孔；移动框(被驱动体)，其被配置于与物镜固定框连续设置的保持框，保持移动透镜；线单元(操作线)，其一端侧与被设置于移动框的线单元连结凸部连结，并且，另一端侧与被设置于操作部的操作杆连结；以及线引导部件(线引导管和不锈钢管)，其包覆线单元，线单元与操作杆联动地使移动框在光轴方向上进退移动，由此，能够变更物镜光学系统单元的光学特性。
这里，在上述WO2016/060081号中，线引导部件构成为具有线引导管和包覆该线引导管的外周的网管。该情况下，线引导管被要求与操作线之间的滑动阻力较小，进而，被要求能够追随于插入部的弯曲部而弯曲的柔软性。因此，一般而言，线引导管优选使用PTFE(聚四氟乙烯(四氟化))管等。此外，网管用于在线引导管由柔软的PTFE管等构成的情况下也抑制该线引导管的伸长，用于确保线单元对移动框的动作性，通过编织不锈钢细线等而形成。
但是，如上所述，主体由PTFE构成的线引导管在反复使用时，容易在长度方向上伸长，特别是在构成网管的细线的一部分由于金属疲劳而断线的情况下等，可能显著地伸长。而且，在由于这种伸长而很难将线引导管的长度相对于操作线维持适当长度的情况下，可能很难确保移动框的动作性。
与此相对，考虑线引导件中的主要与弯曲部对应的区域由PTFE管等构成，比弯曲部更靠基端侧的区域主要由不锈钢管(SUS管)构成，由此，确保弯曲部的弯曲性能，并且抑制线引导管整体的伸长。
但是，在这样使用2个不同部件的结构中，它们的连接部的构造复杂化，其结果，可能导致插入部的粗径化。进而，在这种结构中，在两个部件的连接部产生压弯，可能妨碍操作线的顺畅的进退移动。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供如下的内窥镜：结构简单，耐久性优异，能够通过线使被驱动体可靠地动作。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的内窥镜具有：线，其一端部被固定于被驱动体，向所述被驱动体传递来自驱动源的驱动力；管，其从一端侧到另一端侧通过聚醚醚酮连续地形成，并供所述线贯穿插入；固定部，其将所述管的端部固定成不能移动；连结部，其具有供所述管的所述端部插入的筒状部，并将所述管的端部与所述固定部连结；开口部，其在径向上贯通所述筒状部的壁部的一部分；凹部，其与所述开口部对应地被形成于所述管的外周面；以及粘接剂，其一体地被填充于所述筒状部的所述开口部和被插入到所述第2连结部的所述管的所述凹部。
此外，本发明另一个方式的内窥镜具有：线，其一端部被固定于被驱动体，向所述被驱动体传递来自驱动源的驱动力；管，其从一端侧到另一端侧通过聚醚醚酮连续地形成，并供所述线贯穿插入；固定部，其将所述管的端部固定成不能移动；连结部，其具有供所述管的所述端部插入的筒状部，并将所述管的端部与所述固定部连结；以及塑性变形部，其被设置于所述筒状部，被插入到所述筒状部的所述管的所述端部通过使所述塑性变形部向所述筒状部的径向内侧塑性变形的加紧固定而被固定。
附图说明
图1涉及第1实施方式，是示出内窥镜的整体结构的说明图。
图2涉及第1实施方式，是示出内窥镜的透镜驱动机构的示意图。
图3涉及第1实施方式，是前端部的主要部分剖视图。
图4涉及第1实施方式，是观察光学系统处于广角状态时的主要部分剖视图。
图5涉及第1实施方式，是观察光学系统处于望远状态时的主要部分剖视图。
图6涉及第1实施方式，是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图。
图7涉及第1实施方式，是图6的VII-VII剖视图。
图8涉及第1实施方式，是示出线引导管和连结部的分解立体图。
图9涉及第1实施方式，是示出连接有连结部的线引导管的立体图。
图10涉及第1实施方式，是示出各材质的拉伸力与相对于管全长的伸长率的关系的特性图。
图11涉及第1实施方式的第1变形例，是示出内窥镜的透镜驱动机构的示意图。
图12涉及第1实施方式的第2变形例，是示出线引导管和连结部的分解立体图。
图13涉及第1实施方式的第2变形例，是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图。
图14涉及第1实施方式的第3变形例，是示出线引导管和连结部的分解立体图。
图15涉及第1实施方式的第3变形例，是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图。
图16涉及第1实施方式的第4变形例，是示出线引导管和连结部的分解立体图。
图17涉及第1实施方式的第4变形例，是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图。
图18涉及第2实施方式，是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图。
图19涉及第2实施方式，是图18的XIX-XIX剖视图。
图20涉及第2实施方式，是示出线引导管和连结部的分解立体图。
图21涉及第2实施方式，是示出连接有连结部的线引导管的立体图。
图22涉及第2实施方式的第1变形例，是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图。
图23涉及第2实施方式的第1变形例，是图22的XXIII-XXIII剖视图。
图24涉及第2实施方式的第1变形例，是示出线引导管和连结部的分解立体图。
图25涉及第2实施方式的第1变形例，是示出连接有连结部的线引导管的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的方式进行说明。附图涉及本发明的第1实施方式，图1是示出内窥镜的整体结构的说明图，图2是示出内窥镜的透镜驱动机构的示意图，图3是前端部的主要部分剖视图，图4是观察光学系统处于广角状态时的主要部分剖视图，图5是观察光学系统处于望远状态时的主要部分剖视图，图6是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图，图7是图6的VII-VII剖视图，图8是示出线引导管和连结部的分解立体图，图9是示出连接有连结部的线引导管的立体图，图10是示出各材质的拉伸力与相对于管全长的伸长率的关系的特性图。
如图1所示，本实施方式的电子内窥镜系统(以下简称为内窥镜系统)1构成为使作为内窥镜的电子内窥镜装置(以下简称为内窥镜)2、光源装置3、视频处理器4和彩色监视器5电连接。
内窥镜2具有插入部9和延伸设置有该插入部9的操作部10，从操作部10延伸出的通用缆线17经由镜体连接器18而与光源装置3连接。
此外，从镜体连接器18延伸设置有线圈状的镜体缆线19。而且，在该镜体连接器18的另一端侧设置有电连接器部20，该电连接器部20与视频处理器4连接。
插入部9构成为从前端侧起依次连续设置有前端部6、弯曲部7和挠性管部8。
这里，例如如图3所示，在前端部6的前端面配设有观察窗6a、照明窗6b和兼用作处置器具导出口的抽吸开口部6c。进而，在前端部6的前端面配设有未图示的观察窗清洗喷嘴和前方送水口。另外，在本实施方式中，内窥镜2的上下左右方向例如是与通过观察窗6a观察的内窥镜图像的上下左右方向对应地定义的。
如图1所示，在操作部10设置有构成把持部的操作部主体11、被配设于操作部主体11的前端侧的钳子口12、由被设置于操作部主体11的基端侧的2个弯曲操作旋钮14、15构成的弯曲操作部16、送气送水控制部21、抽吸控制部22、主要用于进行摄像功能的操作的多个开关部23、用于对被设置于后述摄像单元内的移动透镜进行进退操作、例如用于对对焦功能或进行广角/望远等倍率调整的变焦功能进行操作的操作杆24。
接着，主要对内窥镜2的前端部6的详细结构进行说明。如图3所示，前端部6在内部具有呈大致圆柱形状的前端硬质部件25。在该前端硬质部件25的前端侧粘接固定有形成前端部6的前端面的前端罩26。
此外，在前端硬质部件25的基端侧，经由前端框27连续设置有构成弯曲部7的多个弯曲块28。这些前端硬质部件25、前端框27和弯曲块28的外周被外皮29一体地包覆。进而，外皮29的前端外周部通过绕线粘接部29a被固定于前端硬质部件25。
在前端硬质部件25的与观察窗6a对应的位置设置有摄像单元保持孔25a。在该摄像单元保持孔25a嵌插配置有摄像单元30，被未图示的定位螺钉固定。而且，该摄像单元30的前端露出到前端罩26的外部，由此，在前端部6形成有观察窗6a。
此外，在前端硬质部件25的与照明窗6b对应的位置设置有照明单元保持孔25b。在该照明单元保持孔25b嵌插配置有照明单元31。而且，被设置于该照明单元31的照明光学系统31a的前端露出到前端罩26的外部，由此，在前端部6形成有照明窗6b。
这里，本实施方式的照明单元31将从光源装置3经由光导束32供给的光作为光源对被检体进行照射。因此，在照明单元31的基端侧，在照明单元保持孔25b保持着光导束32的前端侧。该光导束32的基端侧从插入部9经由操作部10被贯穿插入到通用缆线17的内部，在镜体连接器18与光源装置3连接时，能够将来自该光源装置3的照明光传输到照明窗6b。
此外，在前端硬质部件25设置有贯通孔25c，该贯通孔25c用于在前端部6形成抽吸开口部6c。操作部10的钳子口12经由主要被贯穿插入配置于插入部9内的处置器具通道12a而与该贯通孔25c连通。
接着，根据图3～图5等对摄像单元30的详细结构进行说明。
如图3所示，本实施方式的摄像单元30构成为具有固体摄像单元35、以及与该固体摄像单元35的前端侧连续设置的观察光学系统单元36。
固体摄像单元35具有固体摄像元件保持框40，作为由CCD、CMOS等构成的摄像元件的固体摄像元件41的前面侧经由罩玻璃等光学部件42被保持于该固体摄像元件保持框40。此外，从缆线43分支的多个通信线经由未图示的FPC等而与固体摄像元件41电连接。该缆线43被贯穿插入配置于内窥镜2的内部，经由电连接器部20而与视频处理器4电连接。
此外，在固体摄像元件保持框40的基端侧外周部连续设置有加强框44，在该加强框44的外周设置有包覆到缆线43的前端部分的热收缩管45。
本实施方式的观察光学系统单元36构成为具有焦点切换方式的观察光学系统50，该观察光学系统50使内部的透镜进退移动，对光学特性(焦距)进行变更，由此实现对焦功能或变焦功能。
更具体地说明时，观察光学系统单元36构成为具有位于前端侧的前组透镜单元51、与该前组透镜单元51的基端侧连续设置的连结框52、经由该连结框52而与前组透镜单元51连结的后组透镜单元53、以及能够在连结框52的内部在摄影光轴O方向上进退移动的移动透镜单元54。
前组透镜单元51构成为具有作为固定框的前组透镜框60、以及由被保持于该前组透镜框60的多个固定透镜构成的前组透镜61。
连结框52由呈大致圆筒形状的部件构成。在该连结框52设置有在与摄影光轴O方向相同的方向上延伸的缝52a。该缝52a的基端侧在连结框52的基端被开放。另一方面，在连结框52的前端侧设置有向该连结框52的外径方向突出的广角状态定位(位置出し)部52b，缝52a的前端侧被该广角状态定位部52b封闭。
后组透镜单元53构成为具有前端侧经由连结框52而与前组透镜框60连结的作为固定框的后组透镜框63、以及由被保持于该后组透镜框63的多个固定透镜构成的后组透镜64。
在后组透镜框63设置有向该后组透镜框63的外径方向突出的线支承部63a。该线支承部63a被定位成，在后组透镜框63经由连结框52而与前组透镜框60连结时，该线支承部63a正对着广角状态定位部52b。此外，在线支承部63a设置有在光轴O方向上贯通的螺纹孔63b。
在螺纹孔63b中螺合有呈中空的外螺纹形状的第1连结部件66。而且，在该第1连结部件66的螺纹部螺合有望远状态定位部100，通过调整轴向的突出量，进行望远状态的定位。
此外，第1连结部件66的基端侧外径部和第2连结部件67的前端内径部被嵌合，线引导管68的前端被插入到第2连结部件67的基端内径部并被连接。
例如，作为由不锈钢线构成的线的操作线69以能够进退移动的方式被贯穿插入到线引导管68，该操作线69的前端侧从望远状态定位部件100突出。
此外，如图2所示，线引导管68的基端侧的端部被插入到第3连结部件75的前端内径部并被连接。此外，不锈钢管76被插入到第3连结部件75的基端内径部并被连接。第3连结部件75被固定于设置在操作部10内的固定部77。此外，操作线69的基端侧从不锈钢管76突出，与作为驱动源的操作杆24连结。由此，操作线69根据操作杆24的摆动状态在线引导管68的内部进退移动。
移动透镜单元54构成为具有能够在连结框52内移动的作为移动框(被驱动体)的移动透镜框70、以及被保持于该移动透镜框70的移动透镜71。
在移动透镜框70设置有向该移动透镜框70的外径方向突出的操作杆70a。该操作杆70a经由缝52a突出到连结框52的外部，与广角状态定位部52b和望远状态定位部件100对置。此外，在操作杆70a设置有在摄影光轴O方向上贯通的螺纹孔70b，在该螺纹孔70b螺合并连接有操作线连结部件101，该操作线连结部件101在前端设置有螺纹部101b，在基端设置有供操作线69插入并连接的连接孔101a。
由此，移动透镜单元54能够与针对操作杆24的操作联动地，例如，在操作杆70a与广角状态定位部52b抵接的广角位置(参照图4)与操作杆70a与望远状态定位部件100抵接的望远位置(参照图5)之间沿着摄影光轴O进退移动。
在上述结构的内窥镜2中，线引导管68在从前端到基端的整个区域内通过由聚醚醚酮(PEEK)构成的单一的管构成。
这里，PEEK是疲劳特性、冲击特性等优异且具有耐化学性的材料。并且，PEEK还是拉伸特性优异的材料。例如，如图10所示，PEEK管(图10中利用实线显示)与呈同等形状的PTFE管(图10中利用双点划线显示)相比，针对拉伸力(N)，相对于管全长的伸长率(％)格外小。另外，该伸长率例如能够得到与在PTFE管的外周包覆了由不锈钢细线构成的网管的情况下的伸长率(图10中利用单点划线显示)相同的特性。
另一方面，PEEK与粘接剂的相容性较低，因此，在仅使用粘接剂在筒状部67粘接由PEEK管构成的线引导管68时，很难确保充分的粘接强度。
因此，为了补偿这种粘接强度，例如如图6～图9所示，在本实施方式的线引导管68的前端部形成有凹部68a。该凹部68a例如是通过在与该线引导管68的中心轴Oc方向成直角的方向上将线引导管68的外周部的一部分切割成具有规定的宽度的平面状而形成的。
此外，在第2连结部件67的与凹部68a对应的位置形成有贯通该第2连结部件67的壁部的开口部67a。
而且，在线引导管68被插入到第2连结部件67后，树脂等粘接剂62被一体地填充于开口部67a和凹部68a，由此，线引导管68通过粘接而牢固地与第2连结部件67连接。
另外，省略详细说明，但是，关于操作部10侧，也通过与连结部65相同的结构而与线引导管68的端部(基端侧的端部)连接。
这里，如上所述，在利用PEEK管构成线引导管68的本实施方式中，为了减小操作线69的滑动阻力，优选在操作线69的表面形成基于PTFE(聚四氟乙烯)等的层69a。
此外，为了防止由于与被贯穿插入到插入部9的内部的其他内置物(处置器具通道12a、光导束32和缆线43等)发生干扰而引起的损伤，优选线引导管68的硬度被设定在其他内置物中硬度最高的内置物与硬度最低的内置物之间。例如通过对线引导管68的壁厚等进行优化，能够进行该硬度的调整。
根据这种实施方式，利用从一端侧(前端侧)到另一端侧(基端侧)通过聚醚醚酮连续地形成的管构成线引导管68，设置在径向上贯通第2连结部件67的壁部的一部分的开口部67a，该第2连结部件67供线引导管68的端部插入，并且，在线引导管68的端部的外周面设置与开口部67a对应的凹部68a，将粘接剂62一体地填充于这些开口部67a和凹部68a，连接线引导管68和连结部65(筒状部67)，由此，能够实现结构简单、耐久性优异、且能够通过操作线69使移动透镜框70可靠地动作的内窥镜2。
即，从一端侧(前端侧)到另一端侧(基端侧)通过聚醚醚酮将线引导管68连续地形成，由此，在弯曲部7或挠性管部8反复弯曲等的情况下，也能够使线引导管的长度维持适当的长度，能够通过操作线69使移动透镜框70可靠地动作。
此时，设置在径向上贯通第2连结部件67的壁部的一部分的开口部67a，该第2连结部件67供线引导管68的端部插入，并且，在线引导管68的端部的外周面设置与开口部67a对应的凹部68a，将粘接剂62一体地填充于这些开口部67a和凹部68a，连接线引导管68和连结部65(筒状部67)，由此，在与粘接剂的相容性较低而将极细径的线引导管68与连结部65连接时，也能够通过简单的结构实现优异的耐久性。
这里，在上述实施方式中，说明了在操作线69的表面形成有基于PTFE(聚四氟乙烯)等的层69a的结构的一例，但是，例如如图11所示，也可以代替操作线69的表面，而在线引导管68的内表面形成基于PTFE(聚四氟乙烯)等的层68a。另外，该情况下，需要以形成层68a的量较薄地形成线引导管68的壁厚，但是，这种情况下，例如如图10中虚线所示，针对拉伸力，也能够将相对于管全长的伸长率维持足够小。
此外，例如如图12、13所示，还可以代替将线引导管68的外周部的一部分切割成平面状而成的凹部68a，而绕中心轴Oc将线引导管68的外周部的一部分切割成环状，由此形成凹部68b。
如果这样构成，则凹部68b的加工容易，此外，凹部68b相对于第2连结部件67的开口部67a的定位也容易。
此外，例如如图14、15所示，也可以代替将线引导管68的外周部的一部分切割成平面状而成的凹部68a，而绕中心轴Oc将线引导管68的外周部的一部分切割成螺旋状，由此形成螺纹状的凹部68c。
如果这样构成，则凹部68c的加工容易，此外，凹部68c相对于第2连结部件67的开口部67a的定位也容易。
该情况下，例如如图14、15所示，通过在第2连结部件67的内周设置内螺纹部67b，还能够通过筒状部67进行呈螺旋状的凹部68c的加工。即，如果在第2连结部件67的内周设置直径比线引导管68的外径小的内螺纹部67b，则通过在第2连结部件67拧入并插入线引导管68，能够在线引导管68的外周形成凹部68c。
接着，图18～图21涉及本发明的第2实施方式，图18是示出线引导管的前端侧和连结部的连接构造的主要部分剖视图，图19是图18的XIX-XIX剖视图，图20是示出线引导管和连结部的分解立体图，图21是示出连接有连结部的线引导管的立体图。另外，上述实施方式构成为通过使用粘接剂62的粘接来连接第2连结部件67和线引导管68，与此相对，本实施方式的不同之处主要在于，通过加紧来连接第2连结部件67和线引导管68。除此之外，针对与上述第1实施方式相同的结构，适当标注相同标号并省略说明。
如图18～图21所示，在连结部65的第2连结部件67一体形成有一对塑性变形部67c。这些塑性变形部67c由从第2连结部件67的端部向中心轴Oc方向突出的舌片状的突出片构成，被配置于相对于中心轴Oc旋转对称的位置。
在线引导管68被插入到第2连结部件67后，这些塑性变形部67c向第2连结部件67的内径方向塑性变形。由此，线引导管68的外周的一部分被塑性变形部67c加紧固定。
在这种实施方式中，能够发挥与上述第1实施方式大致相同的作用效果。
这里，例如如图22～图25所示，还能够通过激光加工等在第2连结部件67的壁部设置多对(例如2对)沿着周向成对的缝67d，在各成对的缝67d之间形成塑性变形部67e。
另外，本发明不限于以上说明的各实施方式，能够进行各种变形和变更，它们也在本发明的技术范围内。例如，在上述实施方式中，作为被操作线驱动的被驱动体，说明了将移动透镜框作为对象的一例，但是，本发明不限于此，例如，作为被驱动体，还能够将抬起台作为对象。此外，当然可以适当组合上述各实施方式的结构和各变形例的结构。
本申请以2018年7月6日在日本申请的日本特愿2018-129399号为优先权主张的基础进行申请，上述公开内容被引用到本申请说明书和权利要求书中。
Claims (10)
1.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜具有：
线，其一端部被固定于被驱动体，向所述被驱动体传递来自驱动源的驱动力；
管，其从一端侧到另一端侧通过聚醚醚酮连续地形成，并供所述线贯穿插入；
第1连结部，其被固定于嵌入有所述被驱动体的物镜单元；
第2连结部，其被固定于所述第1连结部，具有供所述管的端部插入的筒状部，并连结所述管；
开口部，其在径向上贯通所述第2连结部的壁部的一部分；
凹部，其被形成于所述管的外周面，所述凹部与所述开口部在径向上对置；以及
粘接剂，其一体地被填充于所述开口部和所述凹部。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，
所述凹部是通过在与所述管的中心轴方向成直角的方向上将所述管的外周部的一部分切割成具有规定的宽度的平面状而形成的。
3.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，
所述凹部是通过绕所述管的中心轴切割所述管的外周部的一部分而形成的。
4.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，
在所述线的表面具有由聚四氟乙烯构成的层。
5.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，
在所述管的内表面具有由聚四氟乙烯构成的层。
6.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜具有：
线，其一端部被固定于被驱动体，向所述被驱动体传递来自驱动源的驱动力；
管，其从一端侧到另一端侧通过聚醚醚酮连续地形成，并供所述线贯穿插入；
第1连结部，其被固定于嵌入有所述被驱动体的物镜单元；
第2连结部，其被固定于所述第1连结部，具有供所述管的端部插入的筒状部，并连结所述管；以及
塑性变形部，其被设置于所述第2连结部，
所述管的所述端部通过使所述塑性变形部向所述第2连结部的径向内侧塑性变形的加紧固定而被固定。
7.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征在于，
所述塑性变形部是从所述第2连结部向中心轴方向突出的突出片。
8.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征在于，
所述塑性变形部被形成于成对的缝之间，该成对的缝沿着周向被设置于所述第2连结部的壁部。
9.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征在于，
在所述线的表面具有由聚四氟乙烯构成的层。
10.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征在于，
在所述管的内表面具有由聚四氟乙烯构成的层。
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