JP2000210250A

JP2000210250A - ファイバスコ―プ

Info

Publication number: JP2000210250A
Application number: JP11013610A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Toko; 秀一都甲; Kouji Tsumanuma; 孝司妻沼
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤや通電用のケーブルを用いず、尚且つ
ファイバスコープの挿入部全体が良好な可撓性を有する
ファイバスコープを提供すること。【解決手段】ファイバスコープ本体の対物部の外周
に、温度変化により形状が変化するバイメタル等と、こ
れを加熱・冷却するペルチェ素子とからなる複数の屈曲
操作体を設け、更に複数条の導電体層をストライプ状に
形成した給電フィルムをファイバスコープ挿入部に巻き
付けて、前記屈曲操作体への給電に使用することを特徴
とするファイバスコープ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファイバスコープに
係り、特に湾曲部の操作時の安定性とファイバスコープ
挿入部全体の可撓性とが改善されたファイバスコープに
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバスコープや電子内視鏡等に代
表される、医療用または工業用のファイバスコープの挿
入部先端の湾曲部の操作方法については、従来よりいく
つかの方法が知られている。代表的なものの一つとして
は、ワイヤを用いて湾曲部を遠隔操作するものが挙げら
れる。この方法を利用するファイバスコープにおいて
は、ファイバスコープ挿入部の湾曲部に、ピアノ線等の
複数のワイヤが固定されている。そしてこれらのワイヤ
が湾曲部に連結した可撓管内のワイヤガイドを通ってフ
ァイバスコープの操作側につながれ、これらのワイヤを
可撓管の手元側で遠隔操作することにより、湾曲部の動
作が制御されるよう構成されている。ファイバスコープ
の湾曲部を操作する方法の別の例としては、湾曲部に形
状記憶合金をコイル（スプリング）状に設けたものが挙
げられる。このようなファイバスコープでは、可撓管内
に通電ケーブルを通して先端の湾曲部へ通電している。
そしてこの通電により、湾曲部内の形状記憶合金近傍に
設けられた温度制御体からの放熱等を行わせ、この温度
変化に応じた形状記憶合金の変形により、当該湾曲部を
所望の方向に曲げるよう構成されている。

【０００３】上記のような従来のファイバスコープにつ
いては、例えば特開平０５−２３２８９号公報、特開平
０５−３１０６６号公報、特開平０５−４２１５３号公
報、特開平０５−５６９１０号公報、特開平０５−１８
４５２５号公報、特開平０５−２６１０６２号公報、特
開平０５−３１７２３６号公報、特開平０６−１６５７
５０号公報、特開平０８−８０２７９号公報、特開平０
８−２５７９７４号公報、及び特開平１０−１４６３１
６号公報などに記載されている。特開平０５−２３２８
９号公報においては、形状記憶合金からなる複数本の湾
曲部操作用ワイヤを設け、これらのワイヤを軸方向に収
縮させて湾曲部を屈曲させる内視鏡が開示されている。
また、特開平０８−８０２７９号公報においては、形状
記憶合金からなるコイルをらせん状に巻き回すととも
に、この形状記憶合金の形状変化を起こさせるための温
度制御手段を設けた内視鏡の湾曲部が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のファイ
バスコープの湾曲部の操作方法のうち、ワイヤにより湾
曲部の操作を行うタイプのものは、その操作時に、ファ
イバスコープ途中のワイヤガイド内でワイヤの引っ掛か
りが生じ、操作に支障をきたすことがある。更に、前記
したワイヤの引っ掛かりのために、湾曲部が屈曲したま
まで元に戻りにくくなるという問題が生じる場合があ
る。また、先端の湾曲部に連結しているファイバスコー
プの挿入部自体も、湾曲部のワイヤによる操作につられ
て曲がってしまう傾向にある。これに対処すべくファイ
バスコープの挿入部自体の強度を上げると、ファイバー
スコープの挿入性を低下させるので、好ましくない。一
方、通電により湾曲部の屈曲を行うタイプのファイバス
コープにおいては、通電用のケーブルが挿入部全体に渡
って通っているため、挿入部全体の可撓性が悪いという
問題がある。また屈曲時に通電用ケーブルの逃げや弛み
を持たせるために当該ケーブルをスプリング構造にした
り、ファイバスコープの外径を太くしたりしているの
で、これらが原因となって挿入部の可撓性が損なわれる
ことにつながり好ましくない。

【０００５】従って従来のファイバスコープにおいて
は、先端の湾曲部の操作時の安定性、及びファイバスコ
ープの挿入部自体の可撓性等についての難点があった。
よって本発明における課題は、ワイヤや通電用のケーブ
ルを用いず、ファイバスコープ自体の外径を太くするこ
となく、引っ掛かりなどが生じない、従来よりも安定し
た屈曲操作が行え、尚且つファイバスコープの挿入部全
体が良好な可撓性を有するファイバスコープを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、以下の様な構成をとっている。即ち、本発
明のファイバスコープは、イメージファイバと、このイ
メージファイバに添えられたライトガイドとからなるフ
ァイバスコープ本体の対物部の外周に、複数の屈曲操作
体を設けたファイバスコープであって、前記屈曲操作体
は、温度変化により形状が変化する駆動片と、これを加
熱する発熱片とからなり、前記屈曲操作体の各々は、フ
ァイバスコープ本体と同心円上で、平行して配置され、
前記屈曲操作体の駆動片の対物部側先端部は、屈曲操作
時に発熱片からの加熱・冷却に対応して、ファイバスコ
ープ本体の軸に近づくか又は離れる方向に形状を変化す
ることを特徴としている。また、本発明のファイバスコ
ープは、複数条の導電体層をストライプ状に形成した給
電フィルムをファイバスコープ本体の外周に巻き付け、
この給電フィルムの各導電体層と発熱片とを電気的に接
続して、発熱片への給電を行うようにしたことを特徴と
している。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について図を参照
しながら詳しく説明する。図１及び図２は、本発明のフ
ァイバスコープの一例を示すもので、図中符号１はファ
イバスコープの対物部側の先端部の湾曲部１を示すもの
である。この湾曲部１は、イメージファイバ８と、これ
に添設されたライトガイド７とからなるファイバスコー
プ本体３と、このファイバスコープ本体３の先端に取り
付けられた対物レンズ１０と、ファイバスコープ本体３
を包囲する給電シート５と、ファイバスコープ本体３の
外周に取り付けられた複数の屈曲操作体２と、上記屈曲
操作体２を固定するための固定環１１と、上記屈曲操作
体２を包囲する外チューブ６と、この外チューブ６内の
空隙を埋めるモールド９とから概略構成されている。

【０００８】上記屈曲操作体２は、バイメタルからなる
駆動片２ａと、この駆動片２ａを加熱・冷却するペルチ
ェ素子からなる発熱片２ｂとから構成されている。上記
駆動片２ａは、平面形状が矩形の平板状のもので、その
長辺部の長さが２〜１００ｍｍ、短辺部の長さが０.１
〜５ｍｍの範囲にあり、長辺部がファイバスコープ本体
３の軸方向に沿うようにして、その基端部で固定環１１
に固定されている。また、上記発熱片２ｂは、駆動片２
ａとほぼ同寸法の矩形の平板状のものであって、駆動片
２ａに隣接し、駆動片２ａとファイバスコープ本体との
間においてファイバスコープ本体３に接着されて固定さ
れている。そして、この駆動片２ａと発熱片２ｂとから
なる屈曲操作体２は、図２に示すようにファイバスコー
プ本体の周囲に複数個（図２では、１２個）、等間隔に
取り付けられている。

【０００９】また、上記給電シート５は、図３Ａ、Ｂに
示すように、絶縁性シート１６の一方の表面上に複数条
の導電体層がストライプ状に形成されたものである。上
記絶縁性シート１６には、厚み０.０５〜０.１ｍｍ程度
のポリエステル（ＰＥＴ）、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂等からなる可撓性の樹脂フィルムが用いられる。ま
た、導電体層１４は、銅箔などの金属箔や、ＩＴＯ、Ａ
ＴＯ、酸化亜鉛、及びこれらに金、銀、鉛、錫、ニッケ
ル、チタン等を添加したものなどの蒸着導電膜、導電性
インキなどの印刷導電膜などからなる幅０．０５〜５ｍ
ｍ、厚み１０〜５００μｍのストライプ状のものであっ
て、絶縁性シート１６に複数条、上記発熱片２ｂの個数
の二倍の条数で、それぞれが平行に形成されている。
尚、図３Ａ及びＢにおける導電体層の数は、図２の屈曲
操作体の個数とは無関係に、全部で８条としている。ま
た、図３Ｂ及びＣに示すように、各導電体層（１４、１
４、・・・）の始端及び終端には、上記発熱片２ｂへの
給電接続用の端子１７ａ及びコントロールボックス１２
との接続用の端子１７ｂとが形成されている。尚、絶縁
シート１６の導電体層１４が形成された面には、電気絶
縁のために薄い樹脂フィルムを被覆し、導電体層（１
４、１４、・・・）を絶縁シート１６との間で挟むよう
にしても良い。

【００１０】給電シート５は、図３Ｃに示すように、そ
の導電体層（１４、１４、・・・）が形成されている表
面が外側になるように筒状に丸められた状態で、ファイ
バスコープ本体３に包囲され、固定環１１によって固定
されている。上記固定環１１は、上述のように給電シー
ト５をファイバスコープ本体３に巻き付けて固定し、か
つ駆動片２ａを取り付けるためのもので、合成樹脂から
なる、幅が０．５〜３０ｍｍの範囲にあるリングであ
る。外チューブ６は、屈曲操作体２を包囲する可撓性の
チューブであって、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等から
なるものが用いられる。モールド９は、湾曲部１の外チ
ューブ６の内側部分の空隙を埋めるためのもので、可撓
性を有する樹脂材料、例えばシリコン樹脂を注入する等
の方法によって形成されたものである。更に給電シート
５上の端子１７ａは、発熱片２ｂとリード線４で接続さ
れ、他方の端子１７ｂは、操作用電源との接続に使用さ
れる。

【００１１】次に、湾曲部１を屈曲させる方法につい
て、図４により説明する。まず、何れかの屈曲操作体２
中の駆動片２ａがそれと対になっている発熱片２ｂによ
り加熱又は冷却されると、その駆動片２ａはその対物レ
ンズ１０側において、ファイバスコープ本体の軸から離
れるか又は軸に近づくかの何れか一方に形状を変化させ
る。この形状変化により、湾曲部１が屈曲して、対物レ
ンズ１０を所望の方向に向けることが可能となる。そし
てこの屈曲状態で、前記の発熱片２ｂへの通電極性を反
転させて、上記発熱片２ｂに冷却又は発熱を行わせる
と、その発熱片２ｂとペアとなっている前記駆動片２ａ
がその形状を元に戻し、これによって湾曲部１の屈曲状
態が解除されて、元の形状（図１）に戻る。従って、屈
曲操作体３中の駆動片２ａは全体として、加熱と冷却に
より湾曲部１を可逆的に屈曲させることになる。上記の
ごとく構成される屈曲操作体３を、固定環１１上に必要
な数だけ設け、それぞれの屈曲を個々に操作することに
より、本発明のフィバスコープの湾曲部の屈曲操作を行
うことが可能となっている。本発明のファイバスコープ
湾曲部の屈曲操作体に使用される駆動片２ａのバイメタ
ルは、熱膨張係数の異なる二種類以上の合金板をクラッ
ドし、温度によって変曲する特性を有するものであり、
インバー合金（Ｆｅ・Ｎｉ３６％）とＣｕ６０−Ｚｎ４
０合金との組合せや、インバー合金（Ｆｅ・Ｎｉ３６
％）とＦｅ７４−Ｎｉ２０−Ｍｎ６との組合せ等が含ま
れる。また、駆動片２ａに使用するものとしては、バイ
メタル以外にも形状記憶合金や形状記憶樹脂が挙げられ
る。

【００１２】形状記憶合金としては、Ｔｉ−Ｎｉ合金
や、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金等が含まれる。但し、これら
の形状記憶合金は、通常は一方向に非可逆的にしか形状
を変化しえないので、本発明のファイバスコープの湾曲
部に使用するにあたっては、予め合金を拘束したまま熱
処理することにより、合金に二方向性形状記憶効果を与
えておく必要がある。

【００１３】屈曲操作体２中の駆動片２ａに用いられる
バイメタル、形状記憶合金は、何れも本発明のファイバ
スコープ湾曲部１を屈曲させるのに十分な大きさ、及び
反り返しに対しての十分な剛性を有している必要がある
が、これらの条件は必要に応じて当業者が設定又は選択
できるものである。尚、駆動片２ａとしては、バイメタ
ル、または形状記憶合金に限定する必要はなく、これら
を適宜組み合わせて用いても良い。屈曲操作体２のもう
一方の構成要素である発熱片２ｂに使用されるペルチェ
素子は、特に限定されるものではないが、上記のバイメ
タル等の形状を変化させるのに十分な量の熱を発生また
は吸収可能であることが必要である。

【００１４】本発明のファイバスコープを使用するにあ
たっては、図５に示される何れかの形態で、湾曲部１を
操作するためのコントロールボックス１２をファイバス
コープと接続する。ファイバスコープと一体となるコン
トロールボックス１２を使用する場合には、ファイバス
コープの手元操作側にコントロールボックス接続部を備
えていることが必要であり、一方、ファイバスコープと
は別体でコントロールボックス１２を接続する場合に
は、ファイバスコープとコントロールボックス１２とを
接続コード１３により接続する。何れの場合において
も、コントロールボックス１２を使用して屈曲操作体２
中の発熱片２ｂへ通電し、発熱及び冷却の調節を行うこ
とにより、ファイバスコープ挿入部先端の湾曲部１を遠
隔より屈曲操作できる。上記した本発明のファイバスコ
ープに使用される屈曲操作体２及び給電シート５は、そ
の他のものにも応用することが可能である。例えば、給
電シート５の内側を、電子内視鏡、超音波内視鏡、カテ
ーテル、及び筒状処置具などに適宜置換することによ
り、本発明のファイバスコープと同様に自在に屈曲操作
することが可能な、上記電子内視鏡等を作成することが
可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のファイバ
スコープにおいては、ケーブルを用いずに湾曲部の屈曲
操作を行うため、ケーブルの引っ掛かりによる操作時の
問題が無くなり、安定して屈曲操作が行えるようにな
る。更に本発明のファイバスコープにおいては、通電用
のケーブルを使用せず、複数条の導電体層をストライプ
状に形成した給電フィルムを用いて屈曲操作体への給電
を行うため、ファイバスコープ自体の径を太くすること
なく、またファイバスコープ自体の可撓性が良好とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のファイバスコープの挿入部の対物部
側における縦断面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】本発明のファイバスコープに使用する給電シ
ートの諸態様を示す図である。

【図４】図１に示されるファイバスコープの湾曲部が
屈曲した状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明のファイバスコープと、それを制御す
るためのコントロールボックスとの接続を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・・・ファイバスコープ（湾曲部）、２・・・屈曲
操作体、２ａ・・・駆動片、２ｂ・・・発熱片、３
・・・ファイバスコープ本体、４・・・通電線、５・
・・給電シート、６・・・外チューブ、７・・・ライ
トガイド、８・・・イメージファイバ、９・・・モ
ールド、１０・・・対物レンズ、１１・・・固定環、
１２・・・コントロールボックス、１３・・・接続コ
ード、１４・・・導電体層、１５・・・絶縁体層、１
６・・・絶縁シート（給電シートの一部）、１７ａ、１
７ｂ・・・端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H040 BA21 DA03 DA14 DA16 DA17 DA42 4C061 AA00 AA29 BB00 CC00 DD03 FF32 FF34 HH42 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イメージファイバと、このイメージファ
イバに添えられたライトガイドとからなるファイバスコ
ープ本体の対物部の外周に、複数の屈曲操作体を設けた
ファイバスコープであって、前記屈曲操作体は、温度変化により形状が変化する駆動
片と、これを加熱する発熱片とからなり、前記屈曲操作体の各々は、ファイバスコープ本体と同心
円上で、平行して配置され、前記屈曲操作体の駆動片の対物部側先端部は、屈曲操作
時に発熱片からの加熱・冷却に対応して、ファイバスコ
ープ本体の軸に近づくか又は離れる方向に形状を変化す
ることを特徴とするファイバスコープ。
【請求項２】複数条の導電体層をストライプ状に形成
した給電フィルムをファイバスコープ本体の外周に巻き
付け、この給電フィルムの各導電体層と発熱片とを電気
的に接続して、発熱片への給電を行うようにしたことを
特徴とする請求項１記載のファイバスコープ。