JP2014100304A

JP2014100304A - 内視鏡の湾曲機構

Info

Publication number: JP2014100304A
Application number: JP2012254200A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Matsubara; 晃義松原
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-06-05

Abstract

【課題】簡単な構成で、湾曲部を確実に湾曲状態から復帰させることが可能な内視鏡の湾曲機構を提供する
【解決手段】操作部材による牽引に応じて湾曲部を湾曲させるアングルワイヤを備えた湾曲機構であって、アングルワイヤを挿通させたコイルバネを備え、コイルバネの一端部が、湾曲部内の湾曲駒を保持する保持部材に固定した第１のバネ支持部材に接続し、コイルバネの他端部が、アングルワイヤに固定した第２のバネ支持部材に接続される。アングルワイヤの牽引によって第１の支持部材と第２の支持部材の間隔が変化し、コイルバネの長さが変化してアングルワイヤに対して牽引方向と逆方向への付勢力を付与する。アングルワイヤの牽引を解除すると、コイルバネの付勢力によって湾曲部が非湾曲状態に復帰する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡の挿入部を構成する湾曲部を湾曲操作する湾曲機構に関する。

内視鏡の湾曲機構として、相対回動可能に接続される複数の湾曲駒（節輪）を湾曲部内に配し、挿入部内に配設したアングルワイヤを牽引することで湾曲駒を操作するものが多用されている。例えば、湾曲部を正逆方向に湾曲させるために２本のアングルワイヤを備え、一方のアングルワイヤを牽引すると湾曲部が一方向に曲がり、他方のアングルワイヤを牽引すると湾曲部が逆方向に曲がる構成が知られている。しかし、尿管鏡のように挿入部が極細の内視鏡では挿入部の内径も狭くなるため、挿入部内に複数本のアングルワイヤの配設スペースを確保することが難しい。アングルワイヤを最小限の１本にすれば、湾曲部を一方向にのみ曲げる片側湾曲を行わせることは可能であるが、アングルワイヤが剛体ではないため、アングルワイヤの牽引を解除してもアングルワイヤ自体の力で湾曲部を非湾曲状態に戻す力を付与することは難しい。

特許文献１の内視鏡では、各湾曲駒の間にコイルバネを挿入し、アングルワイヤの牽引を解除すると、各コイルバネの付勢力で湾曲部が直線状に戻るという戻り機構を備えている。特許文献２の内視鏡では、内視鏡の操作部に設けた操作部材の駆動力をアングルワイヤに伝達する駆動力伝達機構に対して、湾曲操作方向と逆方向への付勢力を与える付勢機構を備えている。

実願昭６２-１５４３７３号（実開平１-５９１０３号）全文明細書及び図面特開２００８-９２９６８号公報

特許文献１のように各湾曲駒間にコイルバネを挿入する戻り機構は、湾曲駒の数だけコイルバネを取り付ける必要があり、部品点数が多く組立性が悪い。また、湾曲部の湾曲に応じてコイルバネ自体も曲げられるため、コイルバネの負荷変動をコントロールしにくいという問題もある。

アングルワイヤは経年使用によって伸びるが、特許文献２のように操作部側に付勢機構を備える構成は、挿入部内のアングルワイヤの伸びを吸収できず、湾曲部を湾曲状態から確実に復帰させられなくなる可能性がある。また、付勢機構がアングルワイヤと直接的に連係していないため、操作時のレスポンスが悪くなるおそれがある。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、湾曲部を確実に湾曲状態から復帰させることが可能な内視鏡の湾曲機構を提供することを目的とする。

本発明は、操作部に設けた操作部材の操作によって、操作部から延出された挿入部を構成する湾曲部を湾曲させる内視鏡の湾曲機構において、以下の構成を有することを特徴とする。湾曲部内には、互いの相対回動によって湾曲部を湾曲状態と非湾曲状態にさせる複数の湾曲駒が設けられる。挿入部から操作部の内部に進退可能にアングルワイヤが配設され、操作部材によるアングルワイヤの牽引操作によって複数の湾曲駒に力が伝えられて湾曲部が湾曲される。アングルワイヤを挿通させるコイルバネを備え、コイルバネの一端部が、湾曲駒を保持する保持部材に固定した第１のバネ支持部材に接続し、コイルバネの他端部が、アングルワイヤに固定した第２のバネ支持部材に接続される。アングルワイヤの牽引によって第１の支持部材と第２の支持部材の間隔が変化し、コイルバネの長さが変化してアングルワイヤに対して牽引方向と逆方向への付勢力を付与する。アングルワイヤの牽引を解除すると、コイルバネの付勢力によって湾曲部が非湾曲状態に復帰する。

アングルワイヤの牽引時における第１の支持部材と第２の支持部材の相対移動の方向は任意に設定することが可能である。例えば、第１の支持部材を第２の支持部材よりも挿入部の先端側に位置させると、アングルワイヤが操作部材によって牽引されたときに、第１の支持部材と第２の支持部材の間隔が増大してコイルバネが伸びる。この態様では、コイルバネとして、引っ張り方向に荷重を受ける引きバネを用いるとよい。

挿入部は一般に、可撓性を有する可撓管部の先端側に湾曲部を接続した構成であり、可撓管部と湾曲部を接続させる接続環を、第１のバネ支持部材が固定される保持部材として用いるとよい。接続環を硬性環で構成し、この接続環の内側にコイルバネを位置させることで、湾曲部の湾曲や可撓管部の変形によってコイルバネが曲がることを防ぎ、コイルバネを直線的に伸縮させて負荷変動を安定させることができる。

本発明の内視鏡の湾曲機構は、アングルワイヤを挿通させたコイルバネを、湾曲駒の保持部材に固定される第１の支持部材とアングルワイヤに固定される第２の支持部材の間に保持させるため、複数の湾曲駒の間にコイルバネを挿入する構成に比して、部品点数が少なく簡単な構成で湾曲部の湾曲状態からの復元を行うことができる。また、湾曲部の至近にコイルバネが設けられているので、アングルワイヤの伸びによる影響を受けずに、湾曲部を確実に湾曲状態から復帰させることができる。

本発明を適用した湾曲機構を備えた内視鏡の全体図である。図１の内視鏡の湾曲部の非湾曲状態における湾曲部と可撓管部の接続部分付近の側断面図である。図１の内視鏡の湾曲部の湾曲状態における湾曲部と可撓管部の接続部分付近の側断面図である。

図１に示す内視鏡１０は、操作者によって把持される操作部１１と、該操作部１１から延出される挿入部１２を有する。挿入部１２は長尺の管状をなしており、柔軟な可撓管部１３と、湾曲操作が可能な湾曲部１４を有している。操作部１１には湾曲部１４の湾曲を行わせる操作部材として湾曲操作レバー１５が設けられている。図示を省略するが、挿入部１２の先端には、観察光学系を構成する対物レンズ群と、照明光学系を構成する配光レンズが設けられている。挿入部１２先端の対物レンズ群から操作部１１の末端に設けた接眼部１６に亘って、図示を省略するイメージガイドファイバが配設されており、対物レンズ群により形成される像を接眼部１６を介して観察することができる。操作部１１から側方へ光源接続ケーブル１７が延出されており、光源接続ケーブル１７の端部に光源差込部１８が設けられている。光源差込部１８は図示を省略する光源装置に差し込まれる。挿入部１２先端の配光レンズから光源差込部１８に亘って、図示を省略するライトガイドファイバが配設されており、光源装置で発した光が配光レンズまで導かれる。

図２と図３は、内視鏡１０の挿入部１２における可撓管部１３と湾曲部１４の接続部分付近の内部構造を示している。可撓管部１３の外面は絶縁性の外皮部２０で覆われており、外皮部２０の内側に保護管部２２が配されている。保護管部２２は複数の管状体を同心状に積層して構成されていて、保護管部２２の内側にイメージガイドファイバやライトガイドファイバなどの内蔵物が挿通されている。

可撓管部１３と同様に湾曲部１４は、絶縁性の外皮部２４とその内側の保護管部２６を有する。保護管部２６の内側に複数の湾曲駒（節輪）３０が配されている。湾曲駒３０は外皮部２４や保護管部２６と同軸の円筒状をなしており、各湾曲駒３０は互いの端部付近が結合軸３０ａを介して相対回動可能に結合されている。各湾曲駒３０における結合軸３０ａの両側には切欠き３０ｂが形成されている。隣接する２つの湾曲駒３０の間には、結合軸３０ａを挟んだ両側に、切欠き３０ｂによる２箇所の隙間が形成される。この結合軸３０ａの両側の隙間の幅が図２のように同じであるときには、隣接する２つの湾曲駒３０が同軸上に並んでおり、湾曲部１４が直線形状に保たれる。一方、図３に示すように、結合軸３０ａの両側の隙間の幅が互いに異なる状態では、幅狭となった隙間の方向へ湾曲部１４が湾曲される。

可撓管部１３と湾曲部１４は第１接続環４０と第２接続環（湾曲駒の保持部材）４２を介して接続される。第１接続環４０と第２接続環４２はいずれも、可撓管部１３の変形や湾曲部１４の湾曲に応じて折れ曲がることがない硬性環である。第１接続環４０は、厚肉の中央環部４０ａと、中央環部４０ａから挿入部１２の先端側に突出された第１フランジ部４０ｂと、中央環部４０ａから第１フランジ部４０ｂと反対方向（操作部１１側）に突出された第２フランジ部４０ｃを有する。中央環部４０ａ、第１フランジ部４０ｂ及び第２フランジ部４０ｃは同心の環状体である。第２接続環４２は、厚肉の中央環部４２ａと、中央環部４２ａから操作部１１側に突出された第１フランジ部４２ｂと、中央環部４２ａから第１フランジ部４２ｂと反対方向（挿入部１２の先端側）に突出された第２フランジ部４２ｃを有する。中央環部４２ａ、第１フランジ部４２ｂ及び第２フランジ部４２ｃは同心の環状体である。可撓管部１３の保護管部２２の端部は、中央環部４０ａに当接するまで第２フランジ部４０ｃの内側に挿入されて第１接続環４０と結合される。湾曲部１４の保護管部２６の端部は、中央環部４２ａに当接するまで第２フランジ部４２ｃの内側に挿入されて第２接続環４２と結合される。また、複数の湾曲駒３０のうち、最も可撓管部１３側に位置する湾曲駒３０の端部も保護管部２６と共に第２フランジ部４２ｃ内に挿入されて保持される。第１接続環４０と第２接続環４２は、第１フランジ部４０ｂの内側に第１フランジ部４２ｂを挿入し、第１フランジ部４０ｂの先端が中央環部４２ａに当接し、第１フランジ部４２ｂの先端が中央環部４０ａに当接することで相対位置が決まり、この状態で接着などにより結合される。第１接続環４０における中央環部４０ａと第２フランジ部４０ｃの外側は、可撓管部１３側の外皮部２０で覆われる。第１接続環４０における第１フランジ部４０ｂ（第１フランジ部４２ｂとの重畳部分）の外側と、第２接続環４２における中央環部４２ａと第２フランジ部４２ｃの外側は、湾曲部１４側の外皮部２４で覆われる。外皮部２４の端部付近が外側から巻回される結合糸４４によって保持され、さらに結合糸４４の外側が接着剤４６で固定される。このようにして可撓管部１３と湾曲部１４が接続される。

操作部１１から挿入部１２に亘って、湾曲操作用のアングルワイヤ３２（図２、図３）が配設される。アングルワイヤ３２の一端部は、操作部１１内の牽引機構に接続している。牽引機構は周知の構成であるため詳細な説明を省略するが、湾曲操作レバー１５を操作することでアングルワイヤ３２の牽引と弛緩が行われる。アングルワイヤ３２の牽引操作が行われると、図２及び図３における図中右側にアングルワイヤ３２が引っ張られる。アングルワイヤ３２の他端部は、複数の湾曲駒３０のうち最も挿入部１２の先端側に位置する湾曲駒３０（図には表れていない）に対して固定されている。アングルワイヤ３２は、各結合軸３０ａの軸位置から偏心した位置に挿通されている。図２に示す湾曲部１４の非湾曲状態でアングルワイヤ３２を牽引すると、各湾曲駒３０は、アングルワイヤ３２が挿通されている側に近い切欠き３０ｂの間隔を小さくする（隙間を狭くする）ように結合軸３０ａを中心として相対回動され、図３のように湾曲部１４が湾曲される。

この湾曲状態から湾曲部１４を非湾曲状態へ復帰させる手段として、戻しバネ３４が設けられている。戻しバネ３４はコイルバネであり、戻しバネ３４の内側にアングルワイヤ３２が挿通される。戻しバネ３４の一端部は第１バネ支持部材３６に接続固定され、戻しバネ３４の他端部は第２バネ支持部材３８に接続固定されている。第１バネ支持部材３６と第２バネ支持部材３８はそれぞれ、アングルワイヤ３２を挿通させる貫通穴３６ａ、３８ａを有している。第１バネ支持部材３６は、第２接続環４２の中央環部４２ａの内側に固定されており、アングルワイヤ３２とは非固定の関係にある。つまり、貫通穴３６ａ内をアングルワイヤ３２が自在に摺動（進退）することができる。これに対して第２バネ支持部材３８は、保護管部２２の内側に位置しているが、保護管部２２を含めて可撓管部１３や湾曲部１４の構成要素には固定されておらず、アングルワイヤ３２に対してのみ固定されている。つまり、貫通穴３８ａ内にアングルワイヤ３２が固定的に挿通されており、アングルワイヤ３２が進退すると、アングルワイヤ３２に伴って第２バネ支持部材３８が移動する。

図２の非湾曲状態から湾曲操作レバー１５の操作によってアングルワイヤ３２を操作部１１側に牽引すると、第２接続環４２に固定されている第１バネ支持部材３６に対して、アングルワイヤ３２に固定されている第２バネ支持部材３８が離れる方向に移動するため、戻しバネ３４の両端間隔が大きくなって戻しバネ３４が伸びる。戻しバネ３４は引っ張り方向に荷重を受ける引きバネであり、伸ばされた戻しバネ３４が縮もうとする復元力によって、アングルワイヤ３２が湾曲操作レバー１５による牽引方向と反対方向に付勢される。よって、湾曲操作レバー１５から手を離してアングルワイヤ３２の牽引状態を解除すると、戻しバネ３４が縮んで第２バネ支持部材３８が第１バネ支持部材３６の接近方向に移動される。この第２バネ支持部材３８の移動に伴ってアングルワイヤ３２が湾曲部１４側に繰り出され、湾曲状態が解除された図２の状態に戻る。つまり、湾曲操作レバー１５によるアングルワイヤ３２の牽引時以外は、戻しバネ３４によって湾曲部１４が図２に示す非湾曲状態に維持される

以上のように内視鏡１０の湾曲機構は、アングルワイヤ３２を挿通させた戻しバネ３４の一端と他端を、第２接続環４２に固定される第１バネ支持部材３６とアングルワイヤ３２に固定される第２バネ支持部材３８に接続させ、この戻しバネ３４によって、湾曲部１４を湾曲状態から復元させる方向の付勢力をアングルワイヤ３２に付与している。１本のアングルワイヤ３２に対して単独の戻しバネ３４で付勢手段が構成されているため、複数の湾曲駒３０の間にそれぞれコイルバネを挿入する構成に比して部品点数が少なく、低コストに得られ製造も容易である。

戻しバネ３４は、可撓管部１３と湾曲部１４を接続する第１接続環４０と第２接続環４２の内側に配置され、湾曲部１４の至近に位置しているため、操作部１１内に付勢手段を設ける構成に比して、使用を繰り返してアングルワイヤ３２が伸びても湾曲状態からの復元に対する影響が少なく、湾曲部１４を確実に非湾曲状態に戻すことができる。硬性環からなる第１接続環４０と第２接続環４２の内側に配した戻しバネ３４は、可撓管部１３の変形や湾曲部１４の湾曲に応じて折れ曲がらず、アングルワイヤ３２の進退移動に応じて直線的に伸縮するため、負荷変動が安定するという利点もある。

また、アングルワイヤ３２の進退移動が、第２バネ支持部材３８を介して戻しバネ３４の伸縮と直接的に連動する構成であるため、湾曲操作時や湾曲状態からの復元時のレスポンスにも優れている。

以上、図示実施形態に基いて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲における改変が可能である。例えば、図示実施形態では、戻しバネ３４の一端と他端が接続される２つの支持部材のうち、第１バネ支持部材３６を第２接続環４２に固定させ、第２バネ支持部材３８をアングルワイヤ３２に固定させている。この固定関係を逆にして、第１バネ支持部材３６をアングルワイヤ３２に固定させ、第２バネ支持部材３８を第１接続環４０などに固定させる構成にすることも可能である。この構成では、湾曲操作レバー１５によってアングルワイヤ３２を牽引すると、挿入部１２内に固定的に支持される第２バネ支持部材３８に対して、挿入部１２の先端側に位置する第１バネ支持部材３６が接近していく。この接近により戻しバネ３４の軸長が短くなる（圧縮される）。そして、戻しバネ３４を圧縮方向に荷重を受ける押しバネにすることで、アングルワイヤ３２に対して牽引方向と逆方向への付勢力を与えることができる。つまり、本発明の湾曲機構は、コイルバネの両端が接続する２つの支持部材の一方が挿入部内に固定的に設けられ、他方がアングルワイヤと共に進退するという関係を満たしていれば、コイルバネが引きバネと押しバネのいずれであっても適用が可能である。

本発明は、図示実施形態のように挿入部内に１本のアングルワイヤを配設した内視鏡に好適であるが、２本以上のアングルワイヤを備えた内視鏡に適用してもよい。

１０内視鏡
１１操作部
１２挿入部
１３可撓管部
１４湾曲部
１５湾曲操作レバー
１６接眼部
１７光源接続ケーブル
１８光源差込部
２０２４外皮部
２２２６保護管部
３０湾曲駒
３０ａ結合軸
３２アングルワイヤ
３４戻しバネ（コイルバネ）
３６第１バネ支持部材
３８第２バネ支持部材
４０第１接続環
４２第２接続環（湾曲駒の保持部材）

Claims

操作部に設けた操作部材の操作によって、上記操作部から延出された挿入部を構成する湾曲部を湾曲させる内視鏡の湾曲機構において、
上記湾曲部内で相対回動可能に接続され、相対回動によって上記湾曲部を湾曲状態と非湾曲状態にさせる複数の湾曲駒；
上記挿入部から上記操作部の内部に進退可能に配設され、上記操作部材による牽引操作に応じて上記複数の湾曲駒に力を伝えて上記湾曲部を上記湾曲状態にさせるアングルワイヤ；
上記アングルワイヤが挿通されるコイルバネ；
上記湾曲駒を保持する保持部材に固定され、上記コイルバネの一端部が接続される第１のバネ支持部材；及び
上記アングルワイヤに固定され、上記コイルバネの他端部が接続される第２のバネ支持部材；
を備え、
上記アングルワイヤの牽引によって上記第１の支持部材と上記第２の支持部材の間隔が変化し、上記コイルバネの長さが変化して上記アングルワイヤに対して牽引方向と逆方向への付勢力を付与し、上記アングルワイヤの牽引を解除すると、上記コイルバネの付勢力によって上記湾曲部が上記非湾曲状態に復帰することを特徴とする内視鏡の湾曲機構。
請求項１記載の内視鏡の湾曲機構において、上記第１の支持部材が上記第２の支持部材よりも挿入部の先端側に位置しており、上記アングルワイヤが上記操作部材によって牽引されると、上記第１の支持部材と上記第２の支持部材の間隔が増大して上記コイルバネが伸びる内視鏡の湾曲機構。
請求項１または２記載の内視鏡の湾曲機構において、上記挿入部は、可撓性を有する可撓管部と、該可撓管部の先端側に接続される上記湾曲部を有し、上記保持部材は上記可撓管部と上記湾曲部を接続させる接続環である内視鏡の湾曲機構。
請求項３記載の内視鏡の湾曲機構において、上記接続環は硬性環からなり、上記コイルバネは上記接続環の内側に位置している内視鏡の湾曲機構。