JP2008104574A - 内視鏡のアングル操作装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ROCKでツマミを回転するとツマミについているピンが摩擦を解除し回転トルクは軽くなり従来のFREEの操作が出来る。ツマミから手を離すとピンが外れ摩擦状態となりツマミ回転が止まる機構です。しかしROCKの回転トルクがFREEの差が無いため操作は改善されたが安全性に課題が残った。
【解決手段】ROCK時にはツマミ回転すると摩擦面での凹凸でザラツキを持たせFREEとROCKの違いを明確にし安全性を高めた。ピンが摩擦を解除し回転トルクは軽くなり従来のFREEの操作が出来る。ツマミから手を離すとピンが外れ摩擦状態となりツマミ回転が止まる機構ですこの機構(LOCK)はツマミ回転時にはザラツキがあり、FREEには無いのでその違いが判断でき、間違えることは無く安全である。
【選択図】 図1

Description

本発明は、医療用等として用いられる内視鏡における挿入部の先端部分を所望の方向に向けるためのアングル部を遠隔操作により湾曲させるためのアングル操作装置に関するものである。
医療用等として使用されている内視鏡は、一般に、図10に示すように、操作部本体1、挿入部2、ユニバーサルコード3などからなっている。
挿入部2は、先端側から順に先端硬性部2aと、アングル部2bと、軟性部2cとからなっており、先端硬性部2aには、照明部、観察部、処置具等の導出部、その他などの重要な機構を備えている。また、アングル部2bには、先端硬性部2aを所望の位置に向けるために、上下および左右に湾曲操作可能な機構を備えており、操作部本体1に設けたアングル操作装置4とワイヤとにより遠隔操作が行えるようになっている。さらに、軟性部2cは、挿入部2が挿入経路の屈曲に応じて変形できるように軟性構造となされている。
アングル部2bは、図11に示すように、多数のアングルリング5を上下及び左右に順次枢着した節輪構造で形成されており、その内部には上下及び左右の位置にそれぞれ各一対のアングル操作用のワイヤ6aと6b,6cと6dが挿通されている。この上下一対のワイヤ6a,6bの一方を引っ張り、他方を繰り出すと、アングル部2bは上下に湾曲し、左右一対のワイヤ6c,6dの一方を引っ張り、他方を繰り出すと、アングル部2bは左右に湾曲する。これにより、先端硬性部2aを所望の方向に向けて、観察視野の方向を所望の方向に特定することができる。
このようなアングル操作は、操作者が操作部本体1を把持する方の手(通常、左手)の指で操作できるようになっており、アングル操作装置4は、操作部本体1を左手で把持したときには、左手の指で操作し易い位置に設けられている。また、アングル操作は、アングル部2bを上下及び左右に湾曲させて行うので、このアングル操作装置4には、上下一対のワイヤ6a,6bと左右一対のワイヤ6c,6dを押し引きするために、両アングル操作用の両プーリと駆動ノブ7a,7bが設けられている。
駆動ノブ7a,7bを回動操作すると、アングル部2bが上下、左右に湾曲して、先端硬性部2aを所望の方向に向けて観察視野を選択することができるが、特定の方向の観察視野を詳細に観察したり、手術したりするために観察視野を固定したい場合には、所望の湾曲状態で保持されるようになっている。このために、アングル操作装置4にはオートロック機構が設けられているが、アングル部2bはオートロック機能作動状態で彎曲状態に保たれ、誤ってアングル部が彎曲状態となっているまま、挿入部が引き抜かれるおそれがあり、患者にとっては大きな苦痛を与える危険性があった。
そこで、この欠点を回避するために、このオートロック機能の作動時に、前記アングル部に予め設定したロック荷重を越える外力が作用したときには、従動部と規制部材とが共回りしてアングル部の彎曲状態を解除する安全機構が開発されており、特許文献1に示されている。
特開2000−229061号公報 特開2004−160104号公報
しかしながら、この安全機構は、オートロック機構とは別個に付加して設けられているため、部品点数が多くなってしまい、全体の装置も大きくなり、価格が高く、重量が重く、組み立て調整工数がかかるという問題点があった。
本発明は、かかる問題点を解決するものであって、安全機構をオートロック機構とは別個でなく、オートロック機構自体に組み込んで部品点数を増加することなくすることにより、全体の装置を大きくすることなく、安価で、軽量で、しかも組み立て調整が簡易にできる内視鏡のアングル操作装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、前述の目的を達成するものであって、請求項1記載の発明は、操作部本体のプーリにアングル操作用ワイヤを巻回させ、回動操作部材の作動によって前記プーリに巻回したワイヤを押し引きすることにより、挿入部のアングル部を湾曲させるものであって、前記回動操作部材は、駆動ノブ、駆動アーム部を含む駆動部と従動回動体を含む従動部とからなっており、駆動部と従動部を連動機構にて連動させるようになし、従動部には、移動リングと従動回動体とロック部材と摩擦部材を設けてオートロック機能の作動を可能となし、このオートロック機能の作動時に、前記アングル部に予め設定したロック荷重を越える外力が作用したときには、従動回動体とロック部材またはロック部材と摩擦部材との接触部で滑りながら従動回動体が回動するようにしたことを特徴とする内視鏡のアングル操作装置である。
請求項2の発明は、前記連動機構は、駆動アーム部と従動回動体のそれぞれにオートロック機能作動位置とオートロック機能停止位置との2種の位置をとり得るものであって、駆動部と従動部を2種のいずれかの状態で連動させるようになしたことを特徴とする請求項1記載の内視鏡のアングル操作装置である。
請求項3の発明は、ロック部材の主体と摩擦部材の少なくとも一方をプラスチック製とし、ロック部材と摩擦部材との接触部で滑りながら従動回動体が回動するようにしたことを特徴とする請求項1記載の内視鏡のアングル操作装置である。
請求項4の発明は、ロック部材の主体をプラスチック製とし、摩擦部材を金属製とし、ロック部材と摩擦部材との接触部で滑りながら従動回動体が回動するようにしたことを特徴とする請求項1記載の内視鏡のアングル操作装置である。
本発明によれば、オートロック機構を備えたアングル操作装置を採用するとともに、オートロック機構に安全機構を付加することにより、アングル部に予め設定したロック荷重を越える外力が作用したときには、従動回動体とロック部材とまたはロック部材と摩擦部材との間で滑りながら従動回動体が回動するので、アングル部が外力に容易に追従して曲がるようになり、挿入部を体腔内等から引き抜く操作を円滑かつ容易に行えるなどの実用上の優れた効果を奏することが可能である。
内視鏡アングル操作装置の安全性と同時に摩擦機構の改善でプラスチック化による軽量化が可能となった。
以下、本発明をその実施の一形態である図面に基づいて説明する。
まず、図1において、10は操作部本体のケーシング、11はケーシング10内に設けた支持板である。12はアングル操作装置であって、このアングル操作装置12は、ケーシング10内の支持板11に装着されており、ケーシング10に形成した開口10aを通して外部に導出されている。支持板11には中心軸固定兼プーリカバー用部材13と中心軸15が立設、固定されていると共に、この中心軸固定兼プーリカバー用部材13には支持筒体14が固定されている。また、支持筒体14とケーシング10の開口10aの端部との間には、開口閉鎖用の固定リング16が嵌挿されており、これは支持筒体14の先端側の縮径部14aに螺合されている。
そして、中心軸15の外周には順に第2軸19と第1軸18とが同軸で回動可能に立設されており、中心軸15と中心軸固定兼プーリカバー用部材13や支持筒体14との間には、第2軸19と連設されている第2プーリ19aと第1軸18と連設されている第1プーリ18aとが回動可能に配置されている。さらに具体的には、第2プーリ19aは中心軸15の外周と中心軸固定兼プーリカバー用部材13との間に回動自在に配置されており、第1プーリ18aは第2軸19と支持筒体14との間に回動自在に配置されている。
そして、両プーリ18a,19aには、それぞれ第1軸18と第2軸19とを介して回動操作部材20,21が連設されている。第1軸18と第2軸19と回動操作部材20,21との連設は、軸部に形成した角形状部と回動操作部材20,21に形成した角形孔とによってなされている。
アングル操作用ワイヤとしては、上下方向の湾曲操作用の一対のワイヤ6a,6bと、左右方向の湾曲操作用の一対のワイヤ6c,6dとの合計4本が設けられており、各ワイヤはアングル部から本体操作用のケーシング10内にまで延在されている。そして、二対のワイヤは、両プーリ18a,19aとの外周面に設けた溝にそれぞれ巻回されている。両プーリ18a,19aには、上述のように、それぞれ回動操作部材20,21が連設されており、回動操作部材20は固定リング16内から仕切り板22までの部位に配置され、回動操作部材21は仕切り板22の上方に配置されている。回動操作部材20、21は実質的に同一の構成となっているので、回動操作部材20について説明し、回動操作部材21については、対応部材に「′」の符号を付けるなどにより、その説明を省略する。
回動操作部材20は、駆動部と従動部とに大別することができ、第1プーリ18aに連設された従動部から順に説明する。
先ず、従動部は、駆動部の駆動力を第1軸18を介して第1プーリ18aに伝達するものであって、外装リング17、移動リング33、従動回動体31などからなるものである。
外装リング17は、固定リング16の上に配置されていて、主体が倒椀状をなしており、外方には回動用に供するレバー17aを備えており、内方には、駆動ノブ32の内方延設部と褶動可能に接する下方延設部分を備えている。倒椀状部の下端外側は固定リング16の内側に嵌挿され、固定リング16に沿って回動自在となされている。移動リング33は、椀状をなしており、外装リング17の倒椀状部の内部に第1軸18の長さ方向に移動可能に設けられ、上方に設けたクリック用ばね30によって下方へと付勢されて下端部では固定リング16に当接している。移動リング33の内周面の凹部には、摩擦部材としての摩擦リング37がしっかりと固定されている。移動リング33と摩擦リング37との間には、従動回動体31の薄肉の平坦な鍔状の張り出し部31cが狭持されているので、従動回動体31は移動リング33の移動と連動して第1軸18の長さ方向に移動する。なお、図2に示すように、従動回動体31は角形孔を備えており、これを回動させると、第1軸18に形成した角形状部との係合により第1軸18が回動して、プーリ18aに伝達され、それに巻回した一対のワイヤが押し引きされる。
次に、駆動部は、駆動ノブ32、駆動アーム部34などからなるものであって、従動部に駆動力を伝達するものである。
駆動ノブ32は、外装リング17の上に配置されたアングル操作用のものであって、駆動ノブ32の内方の延設部は第1軸18に内接するとともに、外装部材17の延設部と外接しており、下端において駆動アーム部34と連結されている。従って、駆動ノブ32を回動操作すると、駆動アーム部34は駆動ノブ32と一体的に回動する。
駆動アーム部34は、従動回動体31の上部に設けられており、両者にはそれぞれ両者を連結する連動機構が設けられている。すなわち、駆動アーム部34には、連動キー35がロック解除機構部43の内側に2段階の幅(上方が広幅で、下方が細幅)で形成され、従動回動体31には、連動キーの2段階の幅のうちの広幅と同幅の連動溝36が形成されている。これにより、連動キー35が連動溝36に遊嵌または嵌挿されるようになされており、図1においては、従動回動体31が上下動可能な下方の位置にあるので、遊嵌状態にある。従動回動体31は、上下に移動可能となっており、図1に示した位置に移動させても、連動キー35は従動回動体31の連動溝36に遊嵌された状態に保持される。なお、駆動アーム部34と従動回動体31との連動キーと連動溝とは相互に交換可能である。連動キーと連動溝とは駆動アーム部34と従動回動体31とにそれぞれに設けるので、従動部の小型化を計ると同時に連動キーをその回転中心からの距離を遠くすることにより、連動キーの回転トルクを少なくすることができる。
上述のようになされているので、駆動ノブ32を回動操作すると、その回動力は、駆動アーム部34、連動キー35、連動溝36、従動回動体31、第1軸18を介して第1プーリ18aに伝達されるが、駆動ノブ32への回動操作力を止めると、瞬時にプーリ18aがその位置でロックされるオートロック機構を備えている。
オートロック機構は、摩擦リング37と鋼球(ロック部材の主体)38a,38b、ばね39などのロック部材とからなっている。このロック部材は、他の形状のものであってよい。摩擦リング37は、移動リング33の内周面の凹部に固定された円環状の摩擦部材であって、従動回動体31の外面と摩擦リング37の内面との間に鋼球38a,38bを係脱させるようになされている。鋼球38a,38bは、駆動ノブ32が正逆両方向に回動するので、一方向への回動をロックするものと、他方向への回動をロックするものとが一対で使用される。
図3に示すように、鋼球38a,38bは、圧縮ばね39の端面39a,39bにそれぞれに当接して相互に離間する方向に付勢されている。ロック部材は、従動回動体31と摩擦リング37との間に1乃至複数箇所、図においては3箇所に配装されている。
ここで、図3の(a)はオートロック機能作動状態を、また図3の(b)はオートロック機能作動解除状態を、図3の(c)はオートロック機能停止状態をそれぞれ示す。
従動回動体31は、厚肉の概略円板状に形成した本体部31aと、この本体部31aから外向きに、例えば3箇所に張り出すように連設されている支承部31bとからなっている。支承部31bには貫通孔42が形成されており、その両開口部近傍には鋼球38a,38bが当接する当接面41a,41bが設けられており、この当接面41a,41bは摩擦リング37の内面とで両端近傍では狭くなる空間を形成している。鋼球38a,38bは、貫通孔42に嵌挿されたばね39の付勢力によって、当接面41a,41bと摩擦リング37との近接箇所で両者と圧接されている。このため、従動回動体31と摩擦リング37との間に鋼球38a,38bが密着され、鋼球38aにより図3の(a)の矢印P方向、鋼球38bにより矢印Q方向にそれぞれ回動できないロックされた状態となる。この場合、摩擦リング37と当接面41a,41bと鋼球38a,38bとの間にロック荷重が作用しているので、鋼球の接触面の耐久性を向上するために接触面を鋼球の半径に合った曲面にして線接触で受けていることが望ましい。なお、上述のように、ばね39は貫通孔42に嵌挿されているので、安定に保持され、摩擦リング37との不測の接触による損傷を未然に回避することができる。
ロック解除機構も、駆動部を構成する駆動アーム部34に一体に設けられている。ロック解除機構部43は、駆動アーム部34から下方に延在されていて、二段階の幅のうちの細幅部であって、その円周方向の両端部には、図4に示すように、鋼球38a,38bが接離可能な受け面44a,44bを備えている。ロック解除機構部43は、従動回動体31の本体部31aから張り出した支承部31b間に形成された3箇所のスペース間に、駆動アーム部34の連動キー35の中心が従動回動体31の連動溝36の中心とほぼ一致した位置関係にあるように挿入されているので、駆動ノブ32に何等の外力も加わっていないときには、ばね39の付勢力によっても、鋼球38aが受け面44aに、また鋼球38bが受け面44bに、それぞれに対して僅かな隙間を置いた状態に保持される。従って、駆動ノブ32を例えば矢印P方向へ回動させると、この隙間に相当する角度だけは駆動部のみが回動し、従動部には回動力が伝達されない。ロック解除機構部43は駆動部の駆動アーム部34に設けられているので、駆動ノブ32を回動操作すると、その操作に応じてロック解除機構部43は予め定めた角度だけ回動すると、鋼球38aがばね39の付勢力に抗して押されて、図3の(b)に示すように、当接面41aと摩擦リング37との広い空間に移動するから、当接面41aと摩擦リング37との間の規制力が瞬時に解除され、従動部が駆動部の回動に応じて軽く回動し得ることになる。
ロック停止機構も、駆動部を構成する駆動アーム部34に一体に設けられている。ロック停止機構部は、駆動アーム部34から下方に延在されていて、二段階の幅のうちの広幅部であって、その円周方向の両端部には、図4に示すように、鋼球38a,38bが当接可能な受け面45a,44bを備えている。受け面45a,45b間は受け面44a,44b間より間隔が広くなっているので、図5に示すように、この受け面45a,45bを鋼球38a,38bに対面させた状態にすると、鋼球38a,38bはばね39の付勢力に抗して接近する方向に移動する。この結果、図3の(c)に示すように、鋼球38a,38bは摩擦リング37と従動回動体31の当接面41a,41bにおいて、鋼球38a,38bの直径より広い空間に位置することになり、ロック機能が停止される。従って、この状態では、オートロック機能は作動しないので、連続してアングル操作しながら観察する場合には有用であり、さらに挿入部を体腔内から引き出す際には、アングル部への負荷に応じてワイヤ、プーリ、従動部が自由に移動可能であり、アングル部は挿入箇所の形状に応じた形状をとることができるので、スムースに引き出すことができる。なお、受け面44a,44bや受け面45a,45bとばね39の中心線とのなす角度を鋭角とすることにより、鋼球38a,38bを摩擦リング37から離間させることができ、異音の発生や損傷を防止することが可能である。
このように、鋼球38a,38bを含むロック部材は、そのロック解除機構部43の第1受け面44a,44bが対面したオートロック機能作動位置と、第2受け面45a,45bが対面したオートロック機能停止位置とに切り換えることができるようになっている。この作動モードの切り換えは、例えば図6ないし図9に示すように、レバー17a、クリックピン17b、カム面33c(またはピン)、ばね30などからなっているが、これに限らず各種の切換手段の採用が可能である。
上記の摩擦リング37と当接面41a,41bの角度や摩擦係数、またロック部材の摩擦係数を調整することにより、予め設定したロック荷重を越える外力が負荷したときに、従動回動体と鋼球または鋼球と摩擦リングとの接触部で滑りながら従動回動体31は回動することが可能である。
摩擦リング37と当接面41a,41bの角度は、8〜30°であることが望ましい。なお、前記角度は、オートロック機能作動状態において鋼球と接触して状態における角度である。前記角度はオートロック機能が十分に作動するとともに、予め設定したロック荷重を越える外力が作用したときには、従動回動体とロック部材またはロック部材と摩擦リングとの間で滑りながら従動回動体が回動するようにするためには望ましいことであるが、これに限らない。
鋼球の硬度は、摩擦リング37と当接面41a,41bとの硬度とは異なることが望ましく、特に、小さくすることが望ましい。摩擦リング37と当接面41a,41bとを金属製とする場合には、鋼球はプラスチック、特にナイロン製であることが望ましい。金属の表面粗さは1.6〜6.4aであることが望ましく、金属等を研磨する研磨用粒子が表面に塗粒されていることが望ましく、その粒度は#80〜800であることが望ましい。上記の条件はアングル部に予め設定したロック荷重の範囲内ではオートロック機能が十分に作動するとともに、予め設定したロック荷重を越える外力が作用したときには、従動回動体とロック部材またはロック部材と摩擦リングとの間で滑りながら従動回動体が回動するようにするためには望ましいことであるが、これに限らない。なお、上記の説明では、摩擦リング37と当接面41a,41bとを金属製とし、鋼球はプラスチック製とする場合について述べたが、反対に鋼球の硬度を摩擦リング37と当接面41a,41bの硬度より大きくすることも可能である。また、摩擦係数の高いナイロンを鋼球と摩擦リング両方に用いることにより、滑りながら回動することもできる。すなわち、ロック部材の主体と摩擦部材の少なくとも一方をプラスチック製とすることによって、上記の効果を奏することができる。
オートロック機能作動状態となっている場合に、駆動ノブ32を回動操作すると、駆動部と従動部とが簡易に連動して実質的に一体的に作動し、円滑に操作することができるが、駆動ノブ32への操作力を止めれば、瞬時に、その状態でロックされるので、比較的長い観察や手術には便利であるが、従動回動体31が完全に固定されて、プーリもワイヤも移動不能となり、アングル部が変形不能となってしまうため、誤操作により、この状態で挿入部を体腔内から引き抜こうとすると、体腔内の狭窄な部位等に引っかかるなどにより患者の苦痛が増大すると共に、挿入部の引き抜き操作にも支障を来すことになる。これに対して、予め設定したロック荷重を越える外力が負荷したときに、従動回動体と鋼球または鋼球と摩擦リングとの間で滑りながら従動回動体31は回動することが可能であるので、万一の誤操作によっても患者に苦痛を与えることなく、挿入部の引き抜き操作を支障なく行うことが可能である。
リールの釣り糸の送り出し機構の用途にも適用できる。
本発明の実施の一形態を示すアングル操作装置の断面図である。 図1の要部斜面図である。 オートロック機構の作動説明図であって、(a)はオートロック機能作動状態を、(b)はオートロック機能解除状態を、(c)はオートロック機能停止状態をそれぞれ示している。 図3の(a)に示したオートロック機能作動状態の側面図である。 図3の(c)に示したオートロック機能停止状態の側面図である。 オートロック機能停止状態を示す説明図である。 図6の要部側面図である。 図6の状態からオートロック機能作動状態に換えた状態を示す説明図である。 図8の要部側面図である。 内視鏡の全体構成図である。 図10のアングル部の内部構造である。
符号の説明
1 操作部本体
2 挿入部 2b アングル部
10 操作部本体のケーシング 10a 開口
11 支持板
12 アングル操作装置
13 中心軸固定兼プーリカバー用部材
14 支持筒体
15 中心軸
16 固定リング
17 外装部材 17a レバー
17b クリックピン
18 第1軸 18a 第1プーリ
19 第2軸 19b 第2プーリ
20 第1回動操作部材
21 第2回動操作部材
22 仕切り板
30 クリック用ばね
31 従動回動体 31a 本体部
31b 支承部
31c 張り出し部
32 駆動ノブ
33 移動リング 33a クリック用凹部
33b クリック用凹部
33c カム面
34 駆動アーム部
35 連動キー 35a 第1のキー面
35b 第2のキー面
35c キー面切換テーパ面
36 連動溝
37 摩擦リング
38a,38b 鋼球
39 鋼球付勢用ばね 39a,39b ばね39の端面
41a,41b 当接面
42 貫通孔
43 ロック解除機構部
44a,44b 第1の受け面
45a,45b 第2の受け面

Claims (4)

  1. 操作部本体のプーリにアングル操作用ワイヤを巻回させ、回動操作部材の作動によって前記プーリに巻回したワイヤを押し引きすることにより、挿入部のアングル部を湾曲させるものであって、前記回動操作部材は、駆動ノブ、駆動アーム部を含む駆動部と従動回動体を含む従動部とからなっており、駆動部と従動部を連動機構にて連動させるようになし、従動部には、移動リングと従動回動体とロック部材と摩擦部材を設けてオートロック機能の作動を可能となし、このオートロック機能の作動時に、前記アングル部に予め設定したロック荷重を越える外力が作用したときには、従動回動体とロック部材またはロック部材と摩擦部材との接触部で滑りながら従動回動体が回動するようにしたことを特徴とする内視鏡のアングル操作装置。
  2. 前記連動機構は、駆動アーム部と従動回動体のそれぞれにオートロック機能作動位置とオートロック機能停止位置との2種の位置をとり得るものであって、駆動部と従動部を2種のいずれかの状態で連動させるようになしたことを特徴とする請求項1記載の内視鏡のアングル操作装置。
  3. ロック部材の主体と摩擦部材の少なくとも一方をプラスチック製とし、ロック部材と摩擦部材との接触部で滑りながら従動回動体が回動するようにしたことを特徴とする請求項1記載の内視鏡のアングル操作装置。
  4. ロック部材の主体をプラスチック製とし、摩擦部材を金属製とし、ロック部材と摩擦部材との接触部で滑りながら従動回動体が回動するようにしたことを特徴とする請求項1記載の内視鏡のアングル操作装置。
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