JP2009261568A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で、湾曲部牽引機構の耐久性を向上させることのできる内視鏡を提供する。
【解決手段】湾曲自在な湾曲部２７を先端側に有する可撓管２５と、可撓管２５の基端側に接続され湾曲部２７を湾曲操作する操作部２１と、湾曲部２７から操作部２１までを可撓管２５に沿って配設された牽引部材とを具備し、操作部２１により牽引部材の延出および牽引操作を行う内視鏡１００であって、牽引部材を全長にわたってチェーン５１により構成した。牽引部材は、ローラーチェーン５１とすることができる。また、操作部５１が、牽引部材に係合して延出および牽引する駆動力を伝達する駆動力伝達手段を備える構成において、牽引部材は、駆動力伝達手段に係合可能な範囲がローラーチェーン５１からなり、他の範囲がリンクチェーンからなってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、湾曲自在な湾曲部を先端側に有する内視鏡に関し、特に、湾曲部の牽引機構に関する。

内視鏡は、体腔内等に挿入される挿入部と、この挿入部の基端が連設される操作部とに大別して構成される。挿入部は、先端側から、観察窓等を具備する先端部と、湾曲自在な湾曲部と、挿入部の基端を構成して操作部に連結される長尺の可撓管とが順次連設される。挿入部に設けられた湾曲部を操作する操作機構は、一般に１組のワイヤの延出および牽引によって湾曲部を操作する。この１組のワイヤは途中で接続されており、通常、挿入部側の駆動ワイヤと、操作手段であるアングルつまみ側の操作ワイヤとが操作部内で接続される（特許文献１，２参照）。

湾曲部には、内部に挿通された各種の部材を保護するために、潰れ方向に強度の高い強度部材として節輪構造体が採用される。節輪構造体は、その単位構成要素として、所定の長さを有する節輪が用いられ、前後の節輪をピンにより順次枢着させて構成される。節輪は、隣接する前後の節輪同士を９０°毎に位相を反転して枢着することで、節輪同士が相対的に回動自在に連結され、節輪構造体、すなわち、湾曲部の全体が湾曲可能となる。

操作部の内部にはプーリが設けられ、プーリは操作部に回動自在に設けられるアングルつまみと同軸に固定される。プーリには操作ワイヤが巻回され、操作ワイヤは挿入部の方向に延出して、接続部材であるスリーブの一端に接続される。

スリーブの他端には駆動ワイヤが固定される。スリーブに固定された駆動ワイヤは、ワイヤ受け入れ部材に挿通されて可撓管を通って先端方向に延在し、湾曲部に接続される。これにより、アングルつまみを回動すると、プーリに操作ワイヤが牽引され、これに伴いスリーブを介して駆動ワイヤが牽引され、湾曲部が所定の方向に湾曲されるようになっている。

特開平７−２３８９２号公報 特開２００３−２９０１３８号公報 特開２０００−３００５１１号公報

しかしながら、従来、牽引部材として一般的に用いられていたワイヤは、湾曲部の度重なる屈伸によって、局所的な屈曲を起こす。すなわち、張り側のワイヤと弛み側のワイヤの間に生じる移動量の差で、屈曲が一定の箇所に集中して発生した。ワイヤは、ステンレス材等の鋼線（素線）をより合わせて子綱（ストランド）をつくり、その中に麻又はポリプロピレンなどの合成繊維でつくった心綱を入れて、より合わせてつくられるが、牽引部材用途のように引っ張り・圧縮により局所的な屈曲が繰り返されると、素線が金属疲労により切れ、この強度低下部分にさらに応力が集中して、破断に至る虞があった。
これに対し、例えば特許文献３には、湾曲部ワイヤの変位および変位方向を検出するロータリエンコーダ、湾曲部ワイヤの張力を検出するテンションセンサーを具備する内視鏡が開示されている。この内視鏡では、湾曲部ワイヤの弛みによる操作性の低下を回避すべく、湾曲部ワイヤの変位および変位方向に応じて、湾曲部ワイヤの変位・変位方向・張力を考慮した制御で湾曲部ワイヤを駆動する。しかし、ロータリエンコーダやテンションセンサー等、電力を必要とする部品が必要であるため装置構造が複雑化するし、またコストが嵩んでしまうという問題がある。これに加え、特に医療用機器では機構による上記不具合の改善が望ましく、体内に挿入される電気部品はできる限り少ない方が好ましい。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な構造で、湾曲部牽引機構の耐久性を向上させることのできる内視鏡を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 湾曲自在な湾曲部を先端側に有する可撓管と、前記可撓管の基端側に接続され前記湾曲部を湾曲操作する操作部と、前記湾曲部から前記操作部までを前記可撓管に沿って配設された牽引部材とを具備し、前記操作部により前記牽引部材の延出および牽引操作を行う内視鏡であって、
前記牽引部材が全長にわたってチェーンにより構成されていることを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、張力が弛むと同時にチェーン全体に力が伝わらなくなる。牽引部材がチェーンとなることで、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、鎖同士の相対的な変位によって吸収され、従来のワイヤを使用した場合の屈曲による座屈が生じない。すなわち、ワイヤを使用した場合の局所的な屈曲の繰り返しによる金属疲労が発生しなくなる。

（２） 前記牽引部材がローラーチェーンであることを特徴とする（１）の内視鏡。

この内視鏡によれば、延在方向に連結される一対の内リンクと一対の外リンク同士が、延在方向に直交するピンにて回動自在に連結され、屈曲がピンとリンクの相対回動にてなされ、ワイヤが屈曲される際の金属疲労が発生しない。また、リンクとピンの交互連結なので伸びがワイヤに比べ格段に小さい。これにより、耐久性を高めることができるとともに、操作部からの例えば引っ張り力が即座に湾曲部に伝達可能となり、操作時の応答性（レスポンス）を高め、操作感を格段に向上させることができる。

（３） 前記操作部が、前記牽引部材に係合して延出および牽引する駆動力を伝達する駆動力伝達手段を備え、
前記牽引部材は、前記駆動力伝達手段に係合可能な範囲がローラーチェーンからなり、他の範囲がリンクチェーンからなることを特徴とする（１）の内視鏡。

この内視鏡によれば、駆動力伝達手段にスプロケットを使用し、このスプロケットに係合可能な範囲にローラーチェーンを使用することで、スプロケットとローラーチェーンがころがり接触となり、伝動効率がよく、伸びやすべり損失が少ない伝動部を構成することができる。また、他の範囲、すなわち、可撓管部分がリンクチェーンとなることで、可撓管の任意な方向への可撓性を良好にすることができる。

（４） 前記牽引部材がリンクチェーンからなることを特徴とする（１）の内視鏡。

この内視鏡によれば、牽引部材の全てがリンクチェーンとなることで、可撓管の任意な方向への可撓性を良好にすることができる。また、鎖環同士が接近離反可能であることから、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、鎖環同士の相対的な接近離反変位によって吸収され、チェーンを弛ませるための空間を設ける必要が無くなる。つまり、牽引部材収容経路の全てを同一断面形状の管状とすることができる。

本発明に係る内視鏡によれば、湾曲部から操作部まで配設され操作部により延出および牽引操作を行うことで湾曲部を湾曲操作する牽引部材を、全長にわたってチェーンにより構成したので、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、鎖同士の相対的な変位によって吸収され、従来のワイヤを使用した場合の屈曲による座屈が生じない。これにより、ワイヤを使用した場合の屈曲の繰り返されることによる金属疲労が発生しない。この結果、簡素な構造で、耐久性を向上させることができる。

以下、本発明に係る内視鏡の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る内視鏡の全体構成を表す平面図である。
内視鏡１００は、操作部２１と、この操作部２１に連設され、体腔内に挿入される挿入部２３とを備える。挿入部２３は、可撓管２５、湾曲部２７、先端硬質部２９から構成される。操作部２１には、ユニバーサルケーブル３１が接続され、このユニバーサルケーブル３１の先端に不図示のＬＧコネクタが設けられる。ＬＧコネクタは光源装置に着脱自在に連結され、これによって先端硬質部２９の照明光学系に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタには、電気コネクタが接続され、この電気コネクタがプロセッサに着脱自在に連結される。

操作部２１には、送気・送水ボタン３３、吸引ボタン３５、シャッターボタン３７、及び機能切替ボタン３９が並設されるとともに、操作手段であるアングルつまみ４１が設けられる。アングルつまみ４１の表面にはロックつまみ４３が設けられ、ロックつまみ４３は湾曲部の湾曲状態を切替可能とする。操作部２１の下部には挿入部２３を連設する連設部４５が形成され、連設部４５は鉗子挿入部４７を有する。鉗子挿入部４７は、鉗子等の処置具を挿入することによって、この処置具を挿入部先端２９ａの不図示の鉗子口から導出する。

図２は操作部の内部における牽引部材駆動力伝達部の平面図である。
挿入部２３と操作部２１には、湾曲部２７から操作部２１までを可撓管２５に沿って配設された牽引部材であるチェーン５１が配設されている。本明細書で記載する「チェーン」とは、ローラーチェーン、リンクチェーン（ロングリンクチェーン（長鎖環）やショートリンクチェーン（短鎖環）等）の各種チェーンを意味する。ローラーチェーンは、内リンクと外リンクとを交互に組み合わせたもので、内リンクのローラ内に外リンクのピンが挿入されて、ローラが一定ピッチで連続配置されて各ローラの軸を中心に屈曲できるものである。また、リンクチェーンは、線材を環状に加工して相互に連結したものであり、緊張時の長さより弛緩時の長さが各環の重なり合いにより短くなるチェーンである。チェーン材質としては、鋼材をはじめ、チタン等の軽金属やプラスチック材料が利用可能である。

本実施の形態では、チェーン５１にローラーチェーンが用いられている。以下、チェーン５１をローラーチェーン５１と言う。内視鏡１００では、牽引部材が全長にわたってローラーチェーン５１により構成される。ローラーチェーン５１は、延在方向の一対の内リンク５３と一対の外リンク５５同士が、延在方向に直交するピン５７にて回動自在に連結され、屈曲がピン５７とリンク５３，５５の相対回動にてなされる。これにより、ワイヤが屈曲される際の金属疲労、座屈が発生しない。

操作部２１の内部には駆動力伝達手段であるスプロケット５９が設けられ、スプロケット５９はアングルつまみ４１と回動軸６１で同軸に固定されている。スプロケット５９にはローラーチェーン５１が巻回され、ローラーチェーン５１は挿入部２３の方向に延出して、湾曲部２７に接続されている。スプロケット５９は、凸部がピン５７同士の空隙に噛合する。

挿入部２３には隔壁６３を挟んでローラーチェーン５１を弛ませるための空間である一対の弛み収容部６５，６５が形成され、弛み収容部６５，６５はローラーチェーン５１を可撓管２５側へ導出する繰り出し・受け入れ部６７より拡幅されている。ローラーチェーン５１は、アングルつまみ４１が正逆回転されることにより、隔壁６３を挟む上側と下側が張り側と弛み側とに入れ替わる。ローラーチェーン５１は、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、弛み側にて弛み６９となり、この弛み６９が弛み収容部６５にて収容される。

図３は可撓管先端側の内部における牽引部材ガイド部の平面図である。
湾曲部２７には、内部に挿通された各種の部材を保護するために、潰れ方向に強度の高い強度部材として節輪構造体７１が採用される。節輪構造体７１は、その単位構成要素として、所定の長さを有する節輪７３，７５が用いられ、前後の節輪７３，７５をピン７７により順次枢着させて構成される。節輪７３，７５は、隣接する前後の節輪７３，７５同士を枢着することで、節輪７３，７５同士が相対的に回動自在に連結され、節輪構造体７１、すなわち、湾曲部２７の全体が湾曲可能となる。

ローラーチェーン５１は、リンク５３，５５とピン５７の交互連結なので伸びがワイヤに比べ格段に小さい。これにより、耐久性を高めることができるとともに、挿入部２３からの例えば引っ張り力が即座に湾曲部２７に伝達可能となり、操作時の応答性（レスポンス）を高め、操作感を格段に向上させることができる。

図４は図３に示したガイド部の拡大斜視図である。
節輪構造体７１では、内部に、節輪７３，７５を連結するピン７７の加締め部が突起となって表出する。ローラーチェーン５１がこの突起に引っ掛かるのを防止するために、突起接触部分にカバー（不図示）を被せても良い。また、接触の虞のあるピン７７を、図４に示す貫通穴８１を備えた特殊ピン７７Ａとして形成し、貫通穴８１に挿通した低摩擦チューブ８３を介してローラーチェーン５１をガイドするようにしてもよい。このような特殊ピン７７Ａを用いることで、湾曲時においても湾曲面に沿ってローラーチェーン５１を支持でき、他部品との接触を容易に回避することができる。なお、図中８５は節輪７３，７５に密接する加締め用頭部を示す。

上記構成において、アングルつまみ４１が操作されてスプロケット５９が図２の時計回りに回転されると、上側のローラーチェーン５１が図３の右方へ引っ張られ、図３に示す湾曲部２７が上向きに湾曲する。下側のローラーチェーン５１は、移動量差が弛み側で弛み６９となり、弛み収容部６５にて収容される。このように動作する内視鏡１００では、張力が弛むと同時にチェーン全体に力が伝わらなくなる。これにより、良好な応答性が得られる。また、牽引部材がローラーチェーン５１となることで、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、鎖同士の相対的な変位によって吸収され、従来のワイヤを使用した場合の屈曲による座屈が生じない。すなわち、ワイヤを使用した場合の局所的な屈曲の繰り返しによる金属疲労が発生しなくなる。

したがって、上記の内視鏡１００によれば、湾曲部２７から操作部２１まで配設され操作部２１により延出および牽引操作を行うことで湾曲部２７を湾曲操作する牽引部材を、全長にわたってローラーチェーン５１により構成したので、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、鎖同士の相対的な変位によって吸収され、従来のワイヤを使用した場合の屈曲による座屈が生じない。これにより、ワイヤを使用した場合の屈曲の繰り返されることによる金属疲労が発生しない。この結果、簡素な構造で、耐久性を向上させることができる。

次に、本発明に係る内視鏡の第二の実施の形態を説明する。
図５は可撓管の牽引部材にリンクチェーンが用いられた第二実施の要部平面図、図６は図５に示したリンクチェーンの可撓管先端側の内部におけるガイド部の平面図である。なお、以下の各実施の形態において、図１〜図４に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し重複する説明は省略するものとする。
この実施の形態による内視鏡は、操作部２１に、牽引部材に係合して延出および牽引する駆動力を伝達するスプロケット５９を備え、牽引部材は、スプロケット５９に係合可能な範囲がローラーチェーン５１からなり、他の範囲がリンクチェーン８７からなる。ローラーチェーン５１とリンクチェーン８７は、端部同士が連結部材８９によって接続される。また、湾曲部２７においては、上記構成と同様に、特殊ピン７７Ａの貫通穴８１に低摩擦チューブ８３を介してリンクチェーン８７が挿通支持される。

この実施の形態による内視鏡によれば、駆動力伝達手段にスプロケット５９を使用し、このスプロケット５９に係合可能な範囲にローラーチェーン５１を使用することで、スプロケット５９とローラーチェーン５１がころがり接触となり、伝動効率がよく、伸びやすべり損失が少ない伝動部を構成することができる。また、他の範囲、すなわち、可撓管２５の部分がリンクチェーン８７となることで、可撓管２５の任意な方向への可撓性を良好にすることができる。

次に、本発明に係る内視鏡の第三の実施の形態を説明する。
図７は牽引部材の全てがリンクチェーンとなった第三実施形態の要部平面図である。
この実施の形態による内視鏡は、牽引部材が全長にわたってリンクチェーン８７からなる。回動軸６１には駆動力伝達手段であるプーリ９１が同軸固設され、プーリ９１は周溝９１ａにてリンクチェーン８７を挟持して回転力をリンクチェーン８７に伝動する。プーリ９１の周溝９１ａにはリンクチェーン８７との滑りを防止する弾性材（ゴム、シリコンゴム等）を貼着することが望ましい。

この内視鏡では、アングルつまみ４１が操作されてプーリ９１が例えば図７の時計回りに回転されると、上側のリンクチェーン８７が右方へ引っ張られる。リンクチェーン８７は、移動量差が弛み側となる下側で弛み６９となる。

この実施の形態による内視鏡によれば、牽引部材の全てがリンクチェーン８７となることで、可撓管２５の任意な方向への可撓性を良好にすることができる。また、鎖環８７ａ，８７ａ同士が接近離反可能であることから、張り側のチェーンと弛み側のチェーンの移動量差が、鎖環８７ａ，８７ａ同士の相対的な接近離反変位によって吸収され、リンクチェーン８７を弛ませるための空間（図２に示した弛み収容部６５，６５）を設ける必要が無くなる。つまり、牽引部材収容経路の全てを同一断面形状の管状として、省スペース化を図ることができる。

本発明に係る内視鏡の全体構成を表す平面図である。 操作部の内部における牽引部材駆動力伝達部の平面図である。 可撓管先端側の内部における牽引部材ガイド部の平面図である。 図３に示したガイド部の拡大斜視図である。 可撓管の牽引部材にリンクチェーンが用いられた第二実施の要部平面図である。 図５に示したリンクチェーンの可撓管先端側の内部におけるガイド部の平面図である。 牽引部材の全てがリンクチェーンとなった第三実施形態の要部平面図である。

符号の説明

２１ 操作部
２５ 可撓管
２７ 湾曲部
５１ ローラーチェーン（チェーン、牽引部材）
５９ スプロケット（駆動力伝達手段）
８７ リンクチェーン
９１ プーリ（駆動力伝達手段）
１００ 内視鏡

Claims (4)

1. 湾曲自在な湾曲部を先端側に有する可撓管と、前記可撓管の基端側に接続され前記湾曲部を湾曲操作する操作部と、前記湾曲部から前記操作部までを前記可撓管に沿って配設された牽引部材とを具備し、前記操作部により前記牽引部材の延出および牽引操作を行う内視鏡であって、
   前記牽引部材が全長にわたってチェーンにより構成されていることを特徴とする内視鏡。
2. 前記牽引部材がローラーチェーンであることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
3. 前記操作部が、前記牽引部材に係合して延出および牽引する駆動力を伝達する駆動力伝達手段を備え、
   前記牽引部材は、前記駆動力伝達手段に係合可能な範囲がローラーチェーンからなり、他の範囲がリンクチェーンからなることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
4. 前記牽引部材がリンクチェーンからなることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。

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