CN113383259A - 刚性可变装置以及内窥镜 - Google Patents

刚性可变装置以及内窥镜 Download PDF

Info

Publication number
CN113383259A
CN113383259A CN201980091139.2A CN201980091139A CN113383259A CN 113383259 A CN113383259 A CN 113383259A CN 201980091139 A CN201980091139 A CN 201980091139A CN 113383259 A CN113383259 A CN 113383259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rigidity
coil
pitch
sma wire
sma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980091139.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113383259B (zh
Inventor
冲田龙彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of CN113383259A publication Critical patent/CN113383259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113383259B publication Critical patent/CN113383259B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
    • F03G7/06143—Wires
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0052—Constructional details of control elements, e.g. handles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0058—Flexible endoscopes using shape-memory elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
    • F03G7/06147—Magnetic shape memory alloys, e.g. ferro-magnetic alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0616—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element characterised by the material or the manufacturing process, e.g. the assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/064—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by its use
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

刚性可变装置包括：1个或多个线圈单元，其包括螺旋形状的线圈部，所述螺旋形状的线圈部是将形状记忆合金制的多个SMA线材以在规定的轴向上重叠的状态，以第一间距绕所述轴卷绕而成的，各个所述SMA线材记忆有比所述第一间距窄的间距的螺旋形状，在规定温度以上的情况下将变形为所述记忆的形状；以及对所述线圈部进行加热的加热部。

Description

刚性可变装置以及内窥镜
技术领域
本发明涉及利用了形状记忆合金的刚性可变装置以及内窥镜。
背景技术
为了进行生物体、构造物等插入对象内的观察、处置，例如在医疗领域、工业领域中利用具备插入部的插入装置，所述插入部插入到上述插入对象内且具有挠性。插入装置包括内窥镜。
例如国际公开WO2017/094085号公报中公开了使插入装置的插入部的弯曲变形的难度(刚性)变化的刚性可变装置。国际公开WO2017/094085号公报所公开的刚性可变装置通过对配置于插入部内的形状记忆合金进行加热，能够提高插入部的刚性。
在国际公开WO2017/094085号公报所公开的刚性可变装置中，为了提高对细长的形状记忆部件进行了加热后的状态下的刚性，需要使形状记忆部件变粗。在使形状记忆部件变粗的情况下，使加热至刚性提高的温度的形状记忆部件冷却至刚性降低的温度的时间变长。即，在国际公开WO2017/094085号公报中公开的刚性可变装置中，难以兼顾在提高了刚性的状态下得到高的刚性、和在短时间内实现从提高了刚性的状态向降低了刚性的状态的切换两个方面。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种刚性可变装置以及插入装置，其能够兼顾提高刚性时得到高刚性、以及在短时间内降低刚性两个方面。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的刚性可变装置包括：1个或多个线圈单元，其包括螺旋形状的线圈部，所述螺旋形状的线圈部是将形状记忆合金制的多个SMA线材以在规定的轴向上重叠的状态，以第一间距绕所述轴卷绕而成的，各个所述SMA线材记忆有比所述第一间距窄的间距的螺旋形状，在规定温度以上的情况下将变形为所述记忆的形状；以及对所述线圈部进行加热的加热部。
另外，本发明的一个方式的插入装置包括：插入部，其插入到插入对象内，至少一部分具有挠性；权利要求1所述的刚性可变装置，其配置于所述插入部。
附图说明
图1是表示第一实施方式的插入装置的结构的图。
图2是表示第一实施方式的刚性可变装置的结构的图。
图3是表示第二实施方式的刚性可变装置的结构的图。
图4是表示第三实施方式的刚性可变装置的结构的图。
图5是表示第四实施方式的刚性可变装置的结构的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的优选方式。需要说明的是，在以下说明中使用的各图中，为了使各结构要素成为在附图上能够识别的程度的大小，使比例尺按照每个结构要素而不同，本发明不仅限于这些图中记载的结构要素的数量、结构要素的形状、结构要素的大小的比率、以及各结构要素的相对位置关系。
(第一实施方式)
以下，对本发明的实施方式的一例进行说明。图1所示的插入装置100具有能够插入到人体等插入对象内的细长的插入部102，在插入部102具有用于观察插入对象内的结构。即，在本实施方式中，作为一个例子，插入装置100是内窥镜。被作为内窥镜的插入装置100的插入部102所插入的插入对象并不限于人体，也可以是其他的生物体，也可以是机械或建筑物等人造物。另外，插入装置100不限于内窥镜的形态，也可以是在人体内进行医疗处置的处置器具等。
插入部102具有细长的形状。在以下的说明中，将沿着细长的插入部102的长度方向的轴称为长轴A。插入部102包括具有挠性的挠性管部102c。挠性管部102c也可以包括根据插入装置100的使用者的操作而能动地弯曲变形的所谓的弯曲部。需要说明的是，在图1中示出了直线状的长轴A，但长轴A根据插入部102的弯曲变形而变形。
另外，在以下的说明中，将插入部102的插入到插入对象内的一侧的端设为前端102a，将与前端102a相反的端设为基端102b。即，插入部102从前端102a插入到插入对象内。另外，将沿着长轴A的方向称为轴向。
插入装置100包括刚性可变装置1、操作部110以及控制部130。刚性可变装置1配置于插入部102的挠性管部102c的至少一部分中。操作部110和控制部130是用于控制刚性可变装置1的动作的结构。
操作部110例如是按钮开关，是用于插入装置100的使用者输入指示的结构，该指示用于控制刚性可变装置1的动作。操作部110与控制部130电连接。
控制部130根据使用者对操作部110输入的指示，控制后述的刚性可变装置1的动作。另外需要说明的是，从连接有插入装置100的外部装置供给用于使刚性可变装置1及控制部130工作的电力。外部装置例如是视频处理器或光源装置等。此外需要说明的是，插入装置100也可以具备供给用于使刚性可变装置1以及控制部130工作的电力的电池。
需要说明的是，在本实施方式中，作为一个例子，操作部110以及控制部130设置于插入装置100，但它们中的一部分或者全部也可以设置于和插入装置100连接的外部装置。
图2是表示刚性可变装置1的结构的图。刚性可变装置1包括1个或多个线圈单元2及加热部3。
线圈单元2是在与轴B平行的方向上细长的形状，所述轴B沿着插入部102的长轴A。刚性可变装置1能够使相对于使线圈单元2的轴B弯曲的方向的力的输入的刚性变化。在此，刚性是指细长的线圈单元2的弯曲变形的难度。刚性利用在沿着线圈单元2的轴B的方向上，以规定的曲率弯曲规定长度的区间所需的力来表示。因此，刚性越高，越难以引起线圈单元2的弯曲方向的变形。
线圈单元2包括1个或多个线圈部10。线圈部10具有将形状记忆合金制的多个SMA线材以在规定的轴B方向上重叠的状态，以第一间距P1绕上述轴B卷绕而成的螺旋形状。
形状记忆合金是公知的技术，因此省略详细说明，以规定温度T为界产生相变化，弹性模量变化。规定温度T比室温高。另外，形状记忆合金在规定温度T以上的情况下表现出超弹性。
线圈部10所包含的各个所述SMA线材记忆比第一间距P1窄的间距的螺旋形状，在为规定温度T以上的情况下，要变形为所述记忆的形状。另外需要说明的是，各个SMA线材所记忆的螺旋形状的间距可以相同也可以不同。
具体而言，本实施方式的线圈部10具备作为形状记忆合金制的线状部件的第一SMA线材11及作为形状记忆合金制的线状部件的第二SMA线材12。需要说明的是，在图2中，为了容易判别第一SMA线材11和第二SMA线材12，对第一线材SMA11施加了阴影线。即，图2中的阴影线不是表示剖面。
另外需要说明的是，第一SMA线材11和第二SMA线材12也可以由不同的形状记忆合金构成。另外，第一SMA线材11和第二SMA线材12的截面形状也可以不同。另外，第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一者或两者的表面也可以被具有电绝缘性的覆膜所覆盖。
第一SMA线材11和第二SMA线材12以在沿着规定的轴B的方向上重叠的状态，以第一间距P1绕轴线B卷绕成螺旋状。在此，间距是指螺旋状的第一SMA线材11(或第二SMA线材12)的与轴B平行的方向上的中心之间的间隔。
更详细而言，第一SMA线材11和第二SMA线材12在与轴B平行的方向上紧密接触。另外，第一间距P1是使在与轴B平行的方向上紧密接触的第一SMA线材11及第二SMA线材12紧密卷绕的值。即，第一间距P1与将第一SMA线材11及第二SMA线材12各自的与轴B平行的方向上的外尺寸合计而得到的值相同。
第一SMA线材11记忆比第一间距P1窄的第二间距P2的螺旋形状。即，第一SMA线材11在规定温度T以上的情况下将以使间距变窄的方式变形。同样地，第二SMA线材12记忆比第一间距P1窄的第三间距P3的螺旋形状。即，第二SMA线材12在规定温度T以上的情况下将以使间距变窄的方式变形。第一SMA线材11记忆的螺旋形状的第二间距P2与第二SMA线材12记忆的螺旋形状的第三间距P3可以相同也可以不同。
在本实施方式中，作为一例，第一SMA线材11所记忆的螺旋形状是仅使第一线材11紧密卷绕的形状。另外，第二SMA线材12所记忆的螺旋形状是仅使第二线材12紧密卷绕的形状。即，线圈部10是将为紧密卷绕的螺旋形状的第一SMA线材11和第二SMA线材12在伸展至第一间距P1的状态下组合而成的部件。
另外需要说明的是，线圈部10也可以是以使3个以上的形状记忆合金制的SMA线材在与轴B平行的方向上紧密接触的状态下紧密卷绕的形态。
加热部3对线圈部10进行加热。加热部3的结构没有特别限定，但在本实施方式中作为一个例子，加热部3是电加热器。在本实施方式中，作为一个例子，加热器3在沿着轴B的方向上具有细长的形状，并贯穿插入于线圈部10内。加热部3随着线圈单元2的弯曲方向的变形而变形。另外需要说明的是，刚性可变装置1所具备的加热部3既可以是1个，也可以是多个。另外，加热部3也可以配置于线圈部10的周围。
加热部3通过工作，能够将线圈部10加热至规定温度T以上。加热部3与控制部130电连接，由控制部130控制加热部3的动作。控制部130根据使用者对操作部110的操作使加热部3工作。
具有以上说明的结构的刚性可变装置1在加热部3不工作而线圈部10的温度小于规定温度T的第一状态下，成为构成线圈部10的第一SMA线材11及第二SMA线材12的弹性模量低的状态。因此，在第一状态下，刚性可变装置1的线圈单元2的刚性成为比较低的状态。
另外，本实施方式的刚性可变装置1在加热部3工作且线圈部10的温度为规定温度T以上的第二状态下，成为构成线圈部10的第一SMA线材11及第二SMA线材12的弹性模量高的状态。
另外，在第二状态下，第一SMA线材11及第二SMA线材12将变形为比第一间距P1窄的第二间距P2及第三间距P3的螺旋形状。在此，第一SMA线材11和第二SMA线材12在紧密卷绕的状态下在与轴B平行的方向上紧密接触。因此，在第二状态下，第一SMA线材11及第二SMA线材12将变形为第二间距P2及第三间距P3的螺旋形状，由此，在与线圈部10的轴B平行的方向上的全长不变的状态下，产生将线圈部10向与轴B平行的方向压缩的压缩力。
在第二状态下，通过该压缩力的产生和上述的第一SMA线材11和第二SMA线材12的弹性模量的提高，线圈单元2的刚性成为比第一状态高的状态。
这样，本实施方式的刚性可变装置1通过切换加热部3有无工作，能够使线圈单元2的刚性变化。特别是与对1个形状记忆合金制的线状部件进行加热的情况相比，本实施方式的刚性可变装置1能够进一步提高第二状态下的线圈单元2的刚性。
另外，本实施方式的线圈部10由线状的第一SMA线材11和第二SMA线材12构成，因此热容量小。因此，将线圈部10从规定温度T以上的状态冷却至低于规定温度所需的时间是微少的。因此，刚性可变装置1能够在短时间内进行从提高了线圈单元2的刚性的状态向降低了刚性的状态的切换。
而且，在插入部102的挠性管部102c内具备以上说明的刚性可变装置1的插入装置100能够根据使用者对操作部110的操作，使插入部102的挠性管部102c的刚性变化。
如上所述，本实施方式的刚性可变装置1能够兼顾提高线圈单元2的刚性时得到高的刚性和在短时间内降低刚性两个方面，因此插入装置100能够兼顾增大插入部102的挠性管部102c的刚性的变更幅度和缩短刚性的变更所需的时间两个方面。
(第二实施方式)
以下，对本发明的第二实施方式进行说明。以下，仅说明与第一实施方式的不同点，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号并适当地省略说明。
本实施方式的插入装置100的刚性可变装置1的结构与第一实施方式不同。图3是表示本实施方式的刚性可变装置1的结构的图。
本实施方式的刚性可变装置1的线圈单元2包括多个线圈部10、1个或多个高刚性部13、加热部3。
多个线圈部10与第一实施方式同样地，通过将形状记忆合金制的多个SMA线材以在规定的轴B方向上重叠的状态，以第一间距P1绕上述轴B卷绕而构成。即，各个线圈部10具有将第一SMA线材11和第二SMA线材12以在与轴B平行的方向上紧密接触的状态绕轴B紧密卷绕的结构。需要说明的是，各个线圈部10也可以具有将3个以上的SMA线材以在与轴B平行的方向上紧密接触的状态绕轴B紧密卷绕的结构。
高刚性部13是将多个线圈部10在沿着轴B的方向上连结的部件。高刚性部13具有比规定温度T以上的线圈部10高的刚性。加热部3能够将多个线圈部10加热至规定温度T以上。
本实施方式的刚性可变装置1通过利用具有比线圈部10高的刚性的高刚性部13连结多个线圈部10，从而在将多个线圈部10加热至规定温度T以上的第二状态下，能够使线圈单元2的刚性比第一实施方式高。
(第三实施方式)
以下，对本发明的第三实施方式进行说明。以下，仅说明与第一实施方式的不同点，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号并适当地省略说明。
本实施方式的插入装置100的刚性可变装置1的结构与第一实施方式不同。图4是表示本实施方式的刚性可变装置1的结构的图。
本实施方式的刚性可变装置1的线圈单元2包括将1个或多个金属制的金属线材14与多个SMA线材一起绕轴B卷绕而成的线圈部10。构成金属线材14的材料没有特别限定，构成金属线材14的材料优选为热传导率高的金属。在本实施方式中，作为一例，金属线材14由铜合金或铝合金构成。
需要说明的是，在图4中，为了容易判别第一SMA线材11、第二SMA线材12以及金属线材14，对金属线材14施加了阴影线。即，图4中的阴影线不是表示剖面。
具体而言，本实施方式的线圈部10通过将第一SMA线材11、第二SMA线材12以及金属线材14以在与轴B平行的方向上重叠的状态绕轴线B紧密卷绕而构成。在本实施方式中，第一间距P1与将第一SMA线材11、第二SMA线材12以及金属线材14各自的与轴B平行的方向上的外尺寸合计而得到的值相同。
本实施方式的刚性可变装置1与第一实施方式同样，通过切换加热部3有无工作，能够使线圈单元2的刚性变化。并且，在本实施方式中，由于金属线材14与SMA线材11、12接触，因此能够提高从规定温度T以上的SMA线材11、12的散热量。因此，在本实施方式中，能够将为了将线圈部10从规定温度T以上的状态冷却至小于规定温度所需的时间缩短为比第一实施方式短。即，本实施方式的刚性可变装置1能够在比第一实施方式更短的时间内进行从提高了线圈单元2的刚性的状态向降低了刚性的状态的切换。
需要说明的是，本实施方式的刚性可变装置1与第二实施方式同样，也可以包含多个线圈部10和连结该多个线圈部10的1个或多个高刚性部13。
(第四实施方式)
以下，对本发明的第四实施方式进行说明。以下，仅说明与第一实施方式的不同点，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号并适当地省略说明。
本实施方式的插入装置100的刚性可变装置1的结构与第一实施方式不同。图5是表示本实施方式的刚性可变装置1的结构的图。
本实施方式的刚性可变装置1的线圈单元2包括线圈部10，所述线圈部10是将1个或多个由电绝缘性的材料构成的绝缘线材15与多个SMA线材一起绕轴B卷绕而成的。构成绝缘线材15的材料没有特别限定，在本实施方式中，作为一例，绝缘线材15由合成树脂或陶瓷构成。
需要说明的是，在图5中，为了容易判别第一SMA线材11、第二SMA线材12以及绝缘线材15，对绝缘线材15施加了阴影线。即，图5中的阴影线不是表示剖面。
具体而言，本实施方式的线圈部10通过将第一SMA线材11、第二SMA线材12以及绝缘线材15以在与轴B平行的方向上重叠的状态绕轴线B紧密卷绕而构成。在本实施方式中，作为一个例子，线圈部10具备2个绝缘线材15。两个绝缘线材15以在与轴B平行的方向上将第一SMA线材11夹在中间的方式配置。因此，在本实施方式的线圈部10中，第一SMA线材11与第二SMA线材12电绝缘。在本实施方式中，第一间距P1与将第一SMA线材11、第二SMA线材12以及2个绝缘线材15各自的与轴B平行的方向上的外尺寸合计而得到的值相同。
另外，本实施方式的加热部3通过对第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一部分或全部通电来加热线圈部10。在本实施方式中，由于在以紧密卷绕方式卷绕的第一SMA线材11和第二SMA线材12之间安装有绝缘线材15，因此通过对作为线状部件的第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一部分或全部通电，能够使它们发热。
加热部3包括通电控制装置3b。通电控制部3b在工作时对第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一部分或全部通电。从与插入装置100连接的外部装置供给向第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一部分或全部供给的电力。此外需要说明的是，插入装置100也可以具备向第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一部分或全部供给电力的电池。
本实施方式的刚性可变装置1中，第一SMA线材11和第二SMA线材12中的一部分或全部作为加热器进行动作。因此，本实施方式的刚性可变装置1无需如第一实施方式那样具备与线圈部10不同的另外的加热器，因此能够实现小型化。另外，在本实施方式中，通过使刚性可变装置1小型化，能够使插入装置100的插入部102小型化。
需要说明的是，本实施方式的刚性可变装置1与第二实施方式同样，也可以包含多个线圈部10和连结该多个线圈部10的1个或多个高刚性部13。另外，本实施方式的刚性可变装置1与第三实施方式同样，线圈部10也可以包含金属线材14。
本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不违反从权利要求书以及说明书整体读取的发明的主旨或者思想的范围内适当变更，伴随着这样的变更的刚性可变装置以及插入装置也包含在本发明的技术范围内。

Claims (7)

1.一种刚性可变装置，其特征在于，所述刚性可变装置包括：
1个或多个线圈单元，其包括螺旋形状的线圈部，所述螺旋形状的线圈部是将形状记忆合金制的多个SMA线材以在规定的轴向上重叠的状态，以第一间距绕所述轴卷绕而成的，各个所述SMA线材记忆比所述第一间距窄的间距的螺旋形状，在规定温度以上的情况下将变形为所述记忆的形状；以及
对所述线圈部进行加热的加热部。
2.根据权利要求1所述的刚性可变装置，其特征在于，
所述线圈单元包括多个所述线圈部，
所述刚性可变装置还包括在所述轴向上将多个所述线圈部连结的1个或多个高刚性部。
3.根据权利要求1或2所述的刚性可变装置，其特征在于，
所述线圈单元包括如下的螺旋形状的线圈部：所述螺旋形状的线圈部是将1个或多个金属制的金属线材与多个所述SMA线材一起，以在所述轴向上重叠的状态，以所述第一间距绕所述轴卷绕而成的。
4.根据权利要求1或2所述的刚性可变装置，其特征在于，
所述线圈单元包括如下的螺旋形状的线圈部：所述螺旋形状的线圈部是将1个或多个由电绝缘性的材料构成的绝缘线材与多个所述SMA线材一起，以在所述轴向上重叠的状态，以所述第一间距绕所述轴卷绕而成的。
5.根据权利要求3所述的刚性可变装置，其特征在于，
所述线圈单元包括如下的螺旋形状的线圈部：所述螺旋形状的线圈部是将1个或多个由电绝缘性的材料构成的绝缘线材与多个所述SMA线材及一个或多个所述金属线材一起，以在所述轴向上重叠的状态，以所述第一间距绕所述轴卷绕而成的。
6.根据权利要求4或5所述的刚性可变装置，其特征在于，
所述加热部通过对多个所述SMA线材中的一部分或全部通电，来加热所述线圈部。
7.一种插入装置，其特征在于，所述插入装置包括：
插入部，其插入到插入对象内，且至少一部分具有挠性；以及
权利要求1所述的刚性可变装置，其配置于所述插入部。
CN201980091139.2A 2019-02-06 2019-02-06 刚性可变装置以及刚性可变装置的制造方法 Active CN113383259B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/004184 WO2020161815A1 (ja) 2019-02-06 2019-02-06 剛性可変装置および内視鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113383259A true CN113383259A (zh) 2021-09-10
CN113383259B CN113383259B (zh) 2023-06-09

Family

ID=71947683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980091139.2A Active CN113383259B (zh) 2019-02-06 2019-02-06 刚性可变装置以及刚性可变装置的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210363977A1 (zh)
JP (1) JP7150892B2 (zh)
CN (1) CN113383259B (zh)
WO (1) WO2020161815A1 (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332632A (ja) * 1989-06-30 1991-02-13 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
JPH0556910A (ja) * 1991-08-29 1993-03-09 Olympus Optical Co Ltd 管状挿入具
JPH05168586A (ja) * 1991-12-25 1993-07-02 Olympus Optical Co Ltd 可撓管用硬度可変装置
JPH08296682A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd マイクロバネ
JP2001123937A (ja) * 1999-10-21 2001-05-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 形状記憶マイクロコイルバネ
JP2004121755A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Pentax Corp 内視鏡関連品
JP2005185526A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujinon Corp 内視鏡
US20070239138A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 The Reagents Of The University Of Colorado Endoscope apparatus, actuators, and methods therefor
JP2012200355A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Fujifilm Corp 内視鏡用可撓管及び内視鏡可撓管の組立方法
WO2016174741A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 オリンパス株式会社 硬度可変アクチュエータ
EP3137766A1 (en) * 2014-04-29 2017-03-08 University Of Dundee Compliant actuator
CN108135437A (zh) * 2015-11-20 2018-06-08 奥林巴斯株式会社 硬度可变致动器
WO2018189855A1 (ja) * 2017-04-13 2018-10-18 オリンパス株式会社 剛性可変装置と内視鏡

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03139326A (ja) * 1989-10-24 1991-06-13 Olympus Optical Co Ltd 湾曲操作装置
JPH05207967A (ja) * 1992-01-31 1993-08-20 Olympus Optical Co Ltd 光加熱型マニピュレータ
JPH0667096A (ja) * 1992-08-14 1994-03-11 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
JP3139326B2 (ja) 1995-04-24 2001-02-26 日本鋼管株式会社 固定管の片面突合せ溶接方法
JP2000262464A (ja) * 1999-03-17 2000-09-26 Mitsubishi Cable Ind Ltd 多方向屈曲機構及び首振り構造体
JP2001124122A (ja) 1999-10-26 2001-05-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd コイルアクチュエータ及び首振構造体
CA2616339A1 (en) 2005-07-26 2007-02-01 Ertecee B.V. Method for manufacturing a fire retardant composite and composite thus obtained
JP2014167775A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Nikon Corp 触覚呈示装置および電子機器
JP6234332B2 (ja) * 2014-06-25 2017-11-22 オリンパス株式会社 内視鏡装置、作動方法、及び作動プログラム
JP2019001197A (ja) * 2017-06-12 2019-01-10 株式会社ブリヂストン 補強部材およびそれを用いたタイヤ

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332632A (ja) * 1989-06-30 1991-02-13 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
JPH0556910A (ja) * 1991-08-29 1993-03-09 Olympus Optical Co Ltd 管状挿入具
JPH05168586A (ja) * 1991-12-25 1993-07-02 Olympus Optical Co Ltd 可撓管用硬度可変装置
JPH08296682A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd マイクロバネ
JP2001123937A (ja) * 1999-10-21 2001-05-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 形状記憶マイクロコイルバネ
JP2004121755A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Pentax Corp 内視鏡関連品
JP2005185526A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujinon Corp 内視鏡
US20070239138A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 The Reagents Of The University Of Colorado Endoscope apparatus, actuators, and methods therefor
JP2012200355A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Fujifilm Corp 内視鏡用可撓管及び内視鏡可撓管の組立方法
EP3137766A1 (en) * 2014-04-29 2017-03-08 University Of Dundee Compliant actuator
WO2016174741A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 オリンパス株式会社 硬度可変アクチュエータ
CN108135437A (zh) * 2015-11-20 2018-06-08 奥林巴斯株式会社 硬度可变致动器
WO2018189855A1 (ja) * 2017-04-13 2018-10-18 オリンパス株式会社 剛性可変装置と内視鏡

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020161815A1 (ja) 2021-12-23
WO2020161815A1 (ja) 2020-08-13
CN113383259B (zh) 2023-06-09
JP7150892B2 (ja) 2022-10-11
US20210363977A1 (en) 2021-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6866499B2 (ja) 剛性可変装置と剛性可変システムと内視鏡
US11117272B2 (en) Variable-stiffness actuator
US11098701B2 (en) Variable-stiffness actuator
US11399704B2 (en) Variable stiffness device, endoscope, and method of varying stiffness of variable stiffness device
JP6568951B2 (ja) 硬度可変アクチュエータ
JPS63136014A (ja) 可撓管の能動屈曲装置
CN109996482B (zh) 刚度可变装置
JP2007289389A (ja) 湾曲機構
JP3142928B2 (ja) 可撓管用硬度可変装置
JP3288116B2 (ja) 内視鏡
JPH08110480A (ja) 可撓管
CN113383259A (zh) 刚性可变装置以及内窥镜
US11839358B2 (en) Rigidity variable device and endoscope
US20210085156A1 (en) Rigidity variable device and endoscope
JPH04319365A (ja) 可撓管の湾曲装置
JP2531923B2 (ja) カテ―テル
JPH0461840A (ja) 挿入具の湾曲装置
WO2020152855A1 (ja) 挿入装置
JP2000210250A (ja) ファイバスコ―プ
JPH0386142A (ja) 管状挿入具の湾曲操作装置
JPH03139326A (ja) 湾曲操作装置
JP2024002579A (ja) 内視鏡システム
JPH0744922B2 (ja) 医療用チユ−ブ
JPH05309067A (ja) 可撓管の湾曲装置
JPH05168715A (ja) 可撓管の湾曲操作装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant