JP2015065976A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルバネの蛇行に起因する挿入時の違和感を解消する内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡の軟性部は、曲げ硬さを変えるための硬度可変部材３５を内蔵する。硬度可変部材３５は、硬度調整ノブの操作に応じて相対的に移動するワイヤ３１とコイルバネ３３を有し、コイルバネ３３に圧縮力を加えて曲げ硬さを変える。圧縮力を高めるとコイルバネ３３に蛇行が生じる。コイルバネ３３が蛇行すると、軟性部は、軸方向の同じ位置において軸周り方向の複数位置での半径方向の曲げ硬さが変化する。この時の硬度可変部材３５の曲げ硬さの最大値及び最小値の差を、硬度可変部材３５を除いた内蔵物を含む軟性部の曲げ硬さの０．２倍以下になるように構成する。【選択図】図８

Description

本発明は、内視鏡に関する。

内視鏡は、手元操作部に接続される挿入部を有する。挿入部は、消化管等の体内の管路を含む体腔に挿入され、先端から順に、先端硬質部、湾曲自在な湾曲部、及び長尺状の軟性部を有する。先端硬質部は、先端面に観察窓や照明窓を有する。湾曲部は、手元操作部に設けた操作ノブでの操作に応じて上下左右方向に自在に湾曲する。軟性部は、可撓性を有する可撓管を含む。

軟性部は、弾力性を有するため、先端硬質部の向きや姿勢が定まりにくく、目標とする部位に向けて、先端硬質部を導入することが難しくなる。そこで、軟性部の曲げ方向に対する可撓性を変えることができる硬度調整手段を可撓管内に配置した内視鏡が知られている。硬度調整手段は、ワイヤを長尺の密着コイルバネ（以下、「コイルバネ」と称す）内に挿通し、ワイヤの先端をコイルバネに連結するとともに、ワイヤの牽引を許容した状態でコイルバネの後端を固定している。軟性部は、操作部に設けた硬度調整ノブを回すことでワイヤを牽引してコイルバネの圧縮状態を変えることで硬さが変化する。

硬度調整手段を有する内視鏡としては、ワイヤを引っ張ってコイルバネに圧縮力をかけて最大の曲げ硬さにしたときに、可撓管を最小曲率で１８０度に曲げても、コイルバネが座屈することがないように、ワイヤの牽引量を設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、他の例の内視鏡としては、硬度変更可能部分と、硬度の変わらない部分との境目近傍に、その両端部よりもより小さな曲げ形状でも塑性変形しないジョイント部を設け、硬度の差が大きな部位に曲げが集中したときの曲げの耐久性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

硬度調整手段を有する内視鏡では、挿入部を体腔に挿入していく過程で、挿入経路の浅い部位では軟性部はある程度曲り易い状態にする。そして、挿入経路における挿入長が長くなるに応じて、押し込み力を有効に伝達するために、硬さを高くして軟性部を直線状に近づく状態にして、挿入操作性を向上させている。

特開平１０−３０５００５号公報 特開２００３−２７５１６７号公報

硬度調整手段で使用されるコイルバネは、長尺状であり、素線が密着している。長尺状のコイルバネは、圧縮を受けると、軟性部を屈曲させていない状態でも素線同士の微妙なずれが連続的に起こり、軸方向に凹凸状に変化する（大きく波打つ）蛇行が生じ易い。

蛇行が生じると、コイルバネの凸側が凹側よりも外に向けて押圧されている。この押圧力に抗する反力は、内側よりも硬い曲げ硬さとなって表れる。その結果、軟性部には、軸方向の同じ位置において、軸周りの異なる各位置での半径方向の曲げ硬さ（以下、「硬さ」と称す）が変わる性質（以下、「軸周り硬度変化性」と称す）が生じる。曲げ方向に応じて硬さが変化する特性が軟性部に生じると、内視鏡の挿入操作に違和感を与えてしまうおそれがある。

本発明の内視鏡では、コイルバネに生じる蛇行に起因する挿入操作時の違和感を解消する内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡の一形態では、可撓管を含む軟性部を有する挿入部と、コイルバネ及びコイルバネの一端に固定されコイルバネに挿通されるワイヤを有し、可撓管内に配される硬度可変部材と、コイルバネに圧縮力を加えて軟性部の硬さを調整する硬度調整部と、を備え、硬度調整部が圧縮力をコイルバネに加えることに起因してコイルバネに蛇行が発生したとき、軟性部の軸方向の同じ位置において、軸周り方向の任意の位置の半径方向での硬さが変化する際に、硬度可変部材の硬さの最大値及び最小値の差が、可撓管に内蔵される硬度可変部材を除いた内蔵物を含む軟性部の硬さの０．２倍以下になるように構成したものである。

また、別の内視鏡の一形態によれば、可撓管を含む軟性部を有し、前記軟性部は軸方向で曲げ硬さが異なる挿入部と、コイルバネ及びコイルバネの一端に固定され前記コイルバネに挿通されるワイヤを有し、可撓管内に配される硬度可変部材と、コイルバネに圧縮力を加えて前記軟性部の曲げ硬さを調整する硬度調整部と、を備え、硬度調整部が圧縮力をコイルバネに加えることに起因してコイルバネに蛇行が発生したとき、軟性部の軸方向の同じ位置において、軸周り方向の任意の位置の半径方向での曲げ硬さが変化する際に、硬度可変部材の曲げ硬さの最大値及び最小値の差が、可撓管に内蔵される硬度可変部材を除いた内蔵物を含む軟性部の曲げ硬さの軸方向における最小の曲げ硬さに対し０．２倍以下になるように構成したものである。なお、コイルバネ及びワイヤの一方は、曲がり癖を有してもよい。

さらに、他の内視鏡の一形態によれば、可撓管を含む軟性部を有する挿入部と、コイルバネ、コイルバネの一端に固定されコイルバネに挿通されるワイヤ、コイルバネ及びワイヤの少なくとも一方に形成される曲がり癖を有し、可撓管内に配される硬度可変部材と、コイルバネを圧縮して軟性部の曲げ硬さを調整する硬度調整部と、を有するものである。

曲がり癖としては、挿入部先端の観察窓からの観察画像における上方向または下方向に有してもよい。また、硬度可変部材は、曲がり癖の方向を示すマークを有し、マークを基準にして軟性部に硬度可変部材を取り付けてもよい。さらに、コイルバネは、曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線の断面がコイルバネ半径方向に偏平になっていてもよい。

コイルバネは、曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線同士が密着する側の一方又は両方に切欠き面を有してもよい。コイルバネは、素線の縦断面が曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線の断面が長方形にしてもよい。

本発明の内視鏡の一形態では、コイルバネに生じる蛇行に起因する挿入操作時の違和感を解消することができる。

内視鏡を含む内視鏡システムの一実施形態を示す斜視図である。 図１の内視鏡の先端面を示す正面図である。 図１の内視鏡挿入部の軟性部を示す横断面図である。 図１の内視鏡に内蔵される硬度調整部のワイヤ及びコイルバネの先端側の配置を示す縦断面図である。 図４のワイヤ及びコイルバネの後端側の配置を示す縦断面図である。 コイルバネ全体を示す縦断面図である。 硬度調整ノブの操作力をワイヤに伝達する伝達機構の一実施形態を示す手元操作部の断面図である。 コイルバネに蛇行が生じた状態を示す縦断面図である。 図８の位置ＰＡにおける軸周りの複数位置での半径方向の硬さが変化する特性を示す横断面図である。 硬度調整無しの状態のときの図８の位置ＰＡ、ＰＢにおける軸周りの硬さの分布を示す斜視図である。 蛇行が生じる直前のときの図８の位置ＰＡ、ＰＢにおける軸周りの硬さの分布を示す斜視図である。 蛇行が生じたときの図８の位置ＰＡ、ＰＢにおける軸周りの硬さの分布を示す斜視図である。 図１０〜図１２の各状態の硬さを示す表である。 軟性部の軸周りでの硬さとコイルバネに作用する圧縮力との関係を示すグラフである。 コイルバネが蛇行を開始する軟性部の硬さの直前の硬さを求めるための実験を示す側面図である。 押し込み方向に対する反力とコイルバネに作用する圧縮力との関係を示すグラフである。 硬度可変部材に曲がり癖を付ける癖付け機構を示す平面図である。 曲がり癖の方向が分かるマークを付けた硬度可変部材を示す平面図である。 切欠き部を有する素線で作ったコイルバネを示す縦断面図である。 図１９の切欠き部の範囲を示すコイルバネの横断面図である。 図１９のコイルバネが湾曲した状態を示す縦断面図である。 コイルバネのその他の実施形態を示す縦断面図である。 断面長方形の素線によるコイルバネを示す縦断面図である。 ワイヤに対してコイルバネを移動させる伝達機構の他の例を示す手元操作部の断面図である。 コイルバネとワイヤの隙間と、素線の径との関係を示す縦断面図である。

［第１実施形態］
図１は、内視鏡を含む内視鏡システムの一実施形態を示す斜視図である。図１に示すように、内視鏡１２を含む内視鏡システム１１は、内視鏡１２から得られる撮像信号を処理するプロセッサ装置１３、内視鏡１２に照明光を供給する光源装置１４、及びモニタ１５を含む。内視鏡１２は、体腔に挿入される挿入部１０、挿入部１０の基端側に接続される手元操作部１７、及びプロセッサ装置１３と光源装置１４とに接続されるコネクタ１８ａ付きのユニバーサルコード１８を含む。

挿入部１０は、先端から順に、撮像部２６等を内蔵する先端硬質部２０、上下左右に湾曲する湾曲部２１、及び手元操作部１７と湾曲部２１との間を長尺状に繋ぐ軟性部２２を含む。

湾曲部２１は、複数の節輪２３をピンにより回転自在に連結して構成されている。各節輪２３には、内周の４分割位置にそれぞれ操作ワイヤ２４が通されている。湾曲部２１は、４本の操作ワイヤ２４が、手元操作部１７に設けられた２つのアングルノブ２５での回転操作により押し引きされることにより、任意の方向に任意の角度で湾曲する。先端硬質部２０の先端面２０ａは、湾曲部２１の湾曲により所望する方向に向くことができ、撮像部２６は、所望する観察部位を撮像することができる。

内視鏡１２は、軟性部２２の硬さを変える硬度調整部３４を有する。硬度調整部３４は、硬度可変部材３５と、伝達機構３２と、硬度調整ノブ３０とからなる。硬度可変部材３５は、コイルバネ３３とこれを挿通するワイヤ３１とを有する。伝達機構３２は、硬度調整ノブ３０の回転動作により、ワイヤ３１を牽引して、コイルバネ３３に圧縮力を加える。伝達機構３２は、硬度調整ノブ３０から得られる回転運動を直線運動に変換してワイヤ３１に伝達する。硬度調整ノブ３０は、手元操作部１７に回転操作が可能に取り付けられている。なお、硬度調整用の操作部としては、回転操作用の硬度調整ノブ３０に限らず、レバー式やダイヤル式等の操作部を使用してもよい。

図２は、図１の内視鏡１２の先端面２０ａを示す正面図である。図２に示すように、先端面２０ａは、撮像部２６の観察窓３６、照明光を放つ照明窓３７、観察窓３６に向けて液体を噴射するノズル３８、及び処置具が出入りする処置具出口３９を有する。照明窓３７は、照明部４０を内蔵する。

図３は、図１の内視鏡挿入部の軟性部２２を示す横断面図である。図３に示すように、軟性部２２は、可撓性を有する可撓管４１と、可撓管４１の中の複数の内蔵物とを含む。内蔵物は、ライトガイド４２、信号ケーブル４３、操作ワイヤ２４、処置具挿通用のチューブ４４、送気チューブ４５、送水チューブ４６、硬度調整用のワイヤ３１、及び硬度調整用のコイルバネ３３を含む。ライトガイド４２は、照明部４０に照明光を供給する。信号ケーブル４３は、撮像部２６との間で信号を送受する。可撓管４１は、螺旋管４７、螺旋管４７の外側に配設される網状管４８、及び網状管４８の外側に配設される外皮４９を含む。外皮４９は、ゴム等の可撓性を有する樹脂により作られている。

図４は、図１の内視鏡１２に内蔵される硬度調整部３４のワイヤ３１及びコイルバネ３３の先端側の配置を示す縦断面図である。図４に示すように、湾曲部２１と軟性部２２との間の内部には、接続管５０を有する。接続管５０は、複数の節輪２３のうちの最後端に位置する節輪２３ａと、可撓管４１とを接続する。この接続管５０は、接続用パイプ５１の一端が嵌入される接続部材５２を有する。接続用パイプ５１には、硬度調整用のワイヤ３１が一端３１ａ側から挿通されて、その一端３１ａが固定されている。ワイヤ３１には、接続用パイプ５１から延出している範囲で、コイルバネ３３の先端３３ａが、例えばロウ付けの固定手段５３により固定される。コイルバネ３３は、断面円形の素線３３ｃを密着した状態でコイル状に形成されている。なお、接続管５０は、用いることなく、可撓管４１を湾曲部２１の節輪２３ａに直接に接続してもよい。また、ワイヤ３１の固定方法は、接続用パイプ５１を使用することなく、他の方法で取り付けてもよい。

図５は、図４のワイヤ３１の他端３１ｂ及びコイルバネ３３の後端３３ｂの配置を示す縦断面図である。図５に示すように、ワイヤ３１の他端３１ｂは、硬度調整ノブ３０の内部に有する伝達機構３２に連結されている。伝達機構３２は、コイルバネ３３の後端３３ｂの抜け止めとなるコイルストッパ５５を有する。コイルストッパ５５は、ワイヤ３１の牽引操作を許容しながらコイルバネ３３の後端３３ｂを押えている。硬度可変部材３５は、硬度調整ノブ３０の回転操作に応じてコイルバネ３３に対してワイヤ３１を移動させることで、コイルバネ３３に圧縮力を作用させて、硬度可変部材３５の硬度を変化させる。

図６は、コイルバネ３３の全体を示す縦断面図である。図６に示すように、コイルバネ３３は、ワイヤ３１に取り付けられた固定手段５３により先端３３ａが固定され、後端３３ｂがコイルストッパ５５により抜け止めされた状態で可撓管４１に内蔵されている。

図７は、硬度調整ノブ３０の操作力をワイヤ３１に伝達する伝達機構３２の一実施形態を示す手元操作部１７の断面図である。図７に示すように、伝達機構３２は、内歯歯車７２、平歯車７３、第１傘歯車７４、第２傘歯車７５、及びワイヤ巻き上げ用のプーリー７６を有する。内歯歯車７２は、硬度調整ノブ３０の内壁７７に取り付けられており、平歯車７３に歯合している。平歯車７３は、軸受７８を介して手元操作部１７のハウジング７９に支持されている軸８０の一端に取り付けられている。軸８０の他端には、第１傘歯車７４が取り付けられている。第１傘歯車７４には、第２傘歯車７５が歯合している。第２傘歯車７５は、軸受８１を介してハウジング７９に支持されている軸８３の一端に取り付けられている。軸８３の他端には、プーリー７６が取り付けられている。プーリー７６には、ワイヤ３１が巻き掛けられており、ワイヤ３１の他端３１ｂが固定されている。プーリー７６の近傍には、コイルバネ３３の後端３３ｂを固定するコイルストッパ５５が配置されている。

硬度調整ノブ３０が回転操作されると、内歯歯車７２と歯合した平歯車７３が駆動し、平歯車７３と同軸８０で結合された第１傘歯車７４、及び第１傘歯車７４に歯合する第２傘歯車７５が駆動される。その結果、第２傘歯車７５と同軸８３で結合されたプーリー７６が回動して、ワイヤ３１が牽引される。なお、第１傘歯車７４及び第２傘歯車７５の代わりに、ウォームギヤ及びウォームホイールを使用してもよい。

図８は、コイルバネ３３に蛇行が生じた状態を示す縦断面図である。図８に示すように、コイルバネ３３には、軟性部を屈曲させていない状態でも、所定以上の圧縮力を作用させた時に素線３３ｃ同士の微妙なずれが連続的に起こり、蛇行が生じる。

蛇行を発生させないためには、コイルバネ３３の内径とワイヤ３１の外径とを限りなく近づけて、両者の隙間を無くすことができればよい。しかし、細径で長いコイルバネ３３に対して、両者の間にある程度の隙間を設けないと、コイルバネ３３内にワイヤ３１を挿入することができない。また、仮に挿入が可能になっても、両者の間の摩擦力でコイルバネ３３及びワイヤ３１の相対移動が不可能になる。したがって、両者の間に隙間を設ける必要があり、この隙間によって、コイルバネ３３には、蛇行が発生する。蛇行がコイルバネ３３に生じると、軟性部２２は、軸方向のうちの可撓管４１に向けて凸となる位置ＰＡでは硬さが硬くなり、凹となる位置ＰＢでは柔らかくなる。

図９は、図８の位置ＰＡにおける軸周りの複数位置での半径方向の硬さが変化する特性を示す横断面図である。図９に示すように、コイルバネ３３に蛇行が発生すると、位置ＰＡでは、軸周りの複数位置Ａ１，Ａ２で硬さが異なる特性（軸周り硬度変化性）が生じる。図９では、例えば、可撓管４１に向けて凸となる外側の位置Ａ１では硬さが硬くなり、凹となる内側の位置Ａ２では柔らかくなる状態を示している。

図１０〜図１２は、湾曲部を一方向に曲げたときの位置ＰＡ，ＰＢにおける軸周りに異なる複数位置でのコイルバネ３３の硬さをベクトルで表示している。図１０は、硬度調整をしていない初期状態を示している。図１１は硬度調整を行っている状態で蛇行する直前のコイルバネ３３の状態を示している。図１２は、更に硬度を上げるようにコイルバネ３３に圧縮力を作用させ、コイルバネ３３に蛇行が発生した状態を示している。図１３は、図１０〜図１２の各状態における軸周り硬さの一例を示す。

図１０及び図１３に示すように、コイルバネ３３が初期状態（コイルバネ３３に蛇行が発生していない状態）では、任意の例えば位置ＰＡ、この位置ＰＡから少し離れた位置ＰＢにおける任意の半径方向、例えば上向きと左向きとの硬さはＡＵ１，ＡＬ１，ＢＵ１、ＢＬ１で表される。また、図１１及び図１３に示すように、コイルバネ３３に圧縮力が作用した状態で且つ蛇行が発生する直前の状態では、任意の例えば位置ＰＡ、この位置ＰＡから少し離れた位置ＰＢにおける任意の半径方向、例えば上向きと左向きとの硬さはＡＵ２，ＡＬ２，ＢＵ２、ＢＬ２で表される。図１０に比べて図１１では、ベクトルが長くなっており、硬さが増していることが判る。

図１２及び図１３に示すように、コイルバネ３３に蛇行が発生した状態では、任意の例えば位置ＰＡ、この位置ＰＡから少し離れた位置ＰＢにおける任意の半径方向、例えば上向きと左向きとの硬さはＡＵ５，ＡＬ３，ＢＵ４、ＢＬ６で表される。コイルバネ３３に蛇行が発生すると、軸周り硬度変化性が現れて、それぞれの位置における例えば上向きと左向きの硬さがそれぞれ、レベル５、レベル３、レベル４、レベル６のように変わり、各ベクトルの長さが変わって軸周り硬度変化性が発生していることが判る。このような状態では、挿入操作時の曲げ操作時に操作者に違和感を与えてしまう。

図１４は、コイルバネ３３の圧縮力と軟性部２２の軸周りの硬さとの関係を示すグラフである。コイルバネ３３は、圧縮力が大きくなっても直線５７及び点線５９で示すように、比例関係となることが理想である。しかし、実際には、例えば圧縮力がＦ１を超えると、直線５７Ａのように、軸周りの硬さがそれまでよりも増加する傾向を示したり、逆に直線５７Ｂのように軸周りの硬さがそれまでよりも減少する傾向を示したりする。このグラフの例では、コイルバネ３３に蛇行が発生すると、図８で説明した位置ＰＡ，ＰＢ、すなわち蛇行の凹凸の変化が異なる位置ＰＡと位置ＰＢとでは、軸周りの所定位置での硬さが圧縮力Ｆ１を境にして直線５７Ａや直線５７Ｂのように変わる。

コイルバネ３３の蛇行を防止するためには、コイルバネ３３の圧縮力を、軟性部２２の軸周り硬度変化性が生じない範囲に設定するのが望ましい。例えば、コイルバネ３３の圧縮力を、軟性部２２の軸周りでの硬さが変化する圧縮力Ｆ１未満に設定する。これにより、軟性部２２の軸周り硬度変化性は生じない。具体的には、コイルバネ３３の蛇行を防止するためには、硬度調整部３４が軟性部２２の硬さを変えることが可能な範囲（以下、「硬度調整範囲」と称す）を、コイルバネ３３が蛇行を開始する軟性部２２の硬さＥ１の直前の硬さに設定する。硬さＥ１は、素線径や素線材質などによって異なるため、予め実験等で求めることが望ましい。

図１５は、コイルバネ３３が蛇行を開始する軟性部２２の硬さＥ１の直前の硬さを求めるための実験を示す。点線で表された軟性部２２ａは、コイルバネ３３に蛇行が生じていない状態、実線で表された軟性部２２ｂは、コイルバネ３３に蛇行が生じている状態を示す。実験では、所定間隔離して配置された一対の支持部６３，６４で軟性部２２ａ，２２ｂを支持し、一対の支持部６３，６４の間にある軟性部２２ａ，２２ｂに一定の力を半径方向（押し込み方向）Ｃ１に与え、押し込み方向Ｃ１に与えた力に対する反力Ｒ１を測定する。反力Ｒ１の測定は、圧縮力を変えながら（軟性部２２の硬さを変えながら）行う。圧縮力を強くすることで、蛇行が生じる。

図１６は、実験結果を示すグラフである。グラフは、押し込みに対する反力（硬さ）Ｒ１（Ｎ（ニュートン））と圧縮力との関係を示す。押し込みに対する反力Ｒ１は、圧縮力が０〜Ｆ３の範囲においては線形に上昇するが、圧縮力が略Ｆ３を超えてから一定に上昇せず、上下する（ふらつく）ようになる。反力Ｒ１がふらつく理由としては、コイルバネ３３の蛇行によって軟性部２２に軸周り硬度変化性が生じ、押し込む方向によって硬さが変化してしまうことによる。この実験結果から分かるとおり、コイルバネ３３に蛇行が生じる直前の軟性部２２の反力Ｒ１は、例えば５Ｎとなる。しかし、本実施形態でいう蛇行する直前の反力Ｒ１を、前述したように反力Ｒ１がふらつく直前の値に設定すると、測定誤差や材料強度のばらつき等の不確定な要因の影響を受けやすい。このため、不確定な要因を考慮して安全率を設定することが望ましい。そこで、本実施形態での安全率を、例えば０．８倍とする。安全率を考慮した直前の反力Ｒ１としては、蛇行する直前の軟性部２２の硬さであると実験結果から認められる反力Ｒ１の例えば、０．８倍程度の反力Ｒ１（例えば、反力Ｒ１＝５Ｎ×０．８＝４Ｎ）に設定するのが望ましい。

硬度調整部３４の硬度調整範囲には、軟性部２２が有する最大の硬さを含めるのが望ましい。しかし、前述したように硬度調整部３４の硬度調整範囲を、蛇行する直前の軟性部２２の硬さの０，８倍に設定すると、軟性部２２の軸周りの硬さのうちの最大の硬さとなる前に、コイルバネ３３に作用させる圧縮力がストップされるおそれがある。硬度調整部３４の硬度調整範囲の変化幅は、コイルバネ３３の径に応じて決まる。硬度調整部３４の硬度調整範囲を、コイルバネ３３が蛇行を開始する軟性部２２の硬さＥ１の直前の硬さに設定すると、コイルバネ３３の径に対して決まる硬度調整範囲のうちの一部が使えない、という問題が生じるおそれがある。そこで、軽微な蛇行が発生しても操作者が軟性部２２の軸周り硬度変化性を認識する圧縮力Ｆ２に到達する前で、硬度調整ノブ３０での操作を停止するように制御する。具体的には、圧縮力Ｆ２に到達するまで、コイルバネ３３の圧縮力を増加させる手段を有する。

圧縮力Ｆ２は、可撓管４１の内部にある硬度可変部材３５以外の他の内蔵物の軸周りの硬さ、及び可撓管４１の軸周りの硬さの和に応じて設定される。他の内蔵物、及び可撓管４１との軸周りの硬さが硬度可変部材３５に対して相対的に大きい場合には、軟性部２２に多少の軸周り硬度変化性が発生しても問題はない。硬度調整部３４によるコイルバネ３３の圧縮に起因してコイルバネ３３に蛇行が発生したとき、軟性部２２の軸方向の同じ位置において、軸周り方向の任意の位置の半径方向での硬さが変化する。この時の硬度可変部材３５の硬さの最大値及び最小値の差が、硬度可変部材３５を除いた内蔵物を含む軟性部２２の硬さの０．２倍以下になるように構成している。これによれば、操作者は、挿入操作時に、軟性部２２の軸周り硬度変化性に起因する違和感に気付かないと考えられる。なお、所望する硬さを実現するために、硬度可変部材３５の硬さの最大値及び最小値の差が、硬度可変部材３５を除いた内蔵物を含む軟性部２２の硬さの０．１倍以上になるように構成してもよい。

［第２実施形態］
可撓管４１の外皮４９が硬さの異なる樹脂で多層に成形されている場合には、硬さの異なる樹脂層の厚みにより、可撓管４１の硬さが軸方向で異なる。また、硬さの異なる複数の樹脂を混合して成形されている場合には、硬さの異なる樹脂の混合比により、可撓管４１の硬さが軸方向で異なる。可撓管４１の硬さが軸方向で異なる場合は、硬度調整部３４によるコイルバネ３３の圧縮に起因してコイルバネ３３に蛇行が発生したときに、軟性部２２の軸方向の同じ位置において、軸周り方向の任意の位置の半径方向での硬さが変化する。この時の硬度可変部材３５の硬さの最大値及び最小値の差が、硬度可変部材３５を除いた内蔵物を含む軟性部２２の硬さの軸方向における最小の硬さに対し０．２倍以下になるように構成されている。最少の硬さを基準とする理由は、軟性部２２の特性として、しなやかさが重要であるためである。なお、所望する硬さを実現するために、硬度可変部材３５の硬さの最大値及び最小値の差が、硬度可変部材３５を除いた内蔵物を含む軟性部２２の硬さの軸方向における最小の硬さに対し０．１倍以上になるように構成してもよい。

［第３実施形態］
第３実施形態では、コイルバネ３３が蛇行するときに生じる軟性部２２の軸周り硬度変化性を積極的に利用する。内視鏡１２は、例えば大腸に挿入部１０を挿入する操作時に、観察窓３６で観察される観察画像の上方向が、湾曲部２１が湾曲した時に圧縮を受けて縮む側に向くように、湾曲部２１の湾曲を操作することが多い。このとき、軟性部２２の先端側は、湾曲部２１の湾曲に対して追従して変形し易い特性が求められる。例えば、先端面２０ａを上方向に向くように湾曲部２１を湾曲させたときの軟性部２２の硬さ（蛇行が生じていないときの軟性部２２の軸方向の所定位置での硬さ）に対して、コイルバネ３３に蛇行が生じたときの軸周りの硬さ（前記所定位置の軸周りに分布する硬さを平均した硬さ）の方が柔らかくなるように、予め硬度可変部材３５に曲がり癖を付けておく。

予め硬度可変部材３５に曲がり癖を付けるには、例えば癖付け機構を使用して行う。コイルバネ３３は、内視鏡１２に組み込む前に、ワイヤ３１を挿通した状態で、かつ一定の圧縮力をコイルバネ３３に作用させた状態で癖付け機構に供給される。

図１７は、硬度可変部材３５に曲がり癖を付ける癖付け機構６５を示す平面図である。図１７に示すように、癖付け機構６５は、台６６に一定間隔離して配置される一対のプーリー６７，６８と、コイルバネ３３を押圧する押圧用プーリー６９とを有する。各プーリー６７，６８には、ワイヤ３１が挿通されたコイルバネ３３を通すための溝６７ａ，６８ａが形成されている。台６６には、各プーリー６７，６８の軸心６７ｂ，６８ｂを結ぶ直線に対して直交する線上に長穴６６ａが形成されている。長穴６６ａは、押圧用プーリー６９の回転軸６９ａを移動自在に支持する。癖付け機構６５は、押圧用プーリー６９を長穴６６ａに沿って移動して各プーリー６７，６８で支持する側とは逆側からコイルバネ３３を押圧することで、一方向に曲がり易いように硬度可変部材３５に曲がり癖を付ける。硬度可変部材３５は、経年使用によって発生するコイルバネ３３やワイヤ３１の塑性変形が予め加えられた状態になる。これにより、軟性部２２は、経年使用により軸周りの硬さの特性が変化することを回避することができる。

硬度可変部材３５に予め付ける曲がり癖は、先端面２０ａが一方向、例えば観察画像での上又は下に向き易くなるように付けるのが望ましい。しかし、内視鏡１２の組み立て時には、曲がり癖を付ける方向が分からなくなってしまうという問題がある。このため、硬度可変部材３５には、図１７で説明したプーリー６７，６８に通したときに、曲がり癖の方向が分かるように、図１８に示すようにマーク７１を予め付けておく。マーク７１は、コイルバネ３３の先端がワイヤ３１に固着されて互いの回転位置が略ズレないため、コイルバネ３３の外周に付けられている。マーク７１は、曲がり癖を付ける範囲に丸印７１ａを軸方向に並べた形態である。なお、丸印の代わりに、軸方向に沿ったラインでもよい。

湾曲部２１の湾曲に追従して変形し易い特性は、挿入部１０の先端部に必要である。このため、曲がり癖を付けておく範囲は、硬度可変部材３５の先端から一定長さ、例えば５０ｃｍの範囲が望ましい。この場合、挿入部１０の長さは、例えば１６０ｃｍである。なお、挿入部１０の基端側の硬度可変部材３５にも予め曲がり癖を付けてもよい。この場合には、軟性部２２の基端側に軸周り硬度変化性が生じることを抑えることができるため、ひねり等を加える時に意図しない動きを回避することができる。なお、曲がり癖は、コイルバネ３３、又はワイヤ３１のいずれか一方、又は両方に付ける。

［変形例］
第３実施形態では、癖付け機構によって硬度可変部材３５に曲げ癖を付与したが、これに代えて、または加えて、コイルバネに対して、曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線の断面を、コイルバネの径方向に偏平にして、曲げ癖を付与してもよい。偏平にする構成としては、図１９に示すように、素線６１に切欠き部６１ｂ，６１ｃを形成したもの、図２２に示すように、コイルバネ６２の一部の断面を略楕円状の偏平形状にしたもの、図２３に示すように、断面が長方形の素線からなるコイルバネ５８の一部の断面を他方の断面に対して偏平にしたものなどがある。

図１９は、切欠き部６１ｂ，６１ｃを有する素線６１で作ったコイルバネ６０を示す縦断面図である。図１９に示すように、コイルバネ６０の一実施形態では、挿入部１０の先端面２０ａが予め一方向に曲がり易いように、曲がる時に圧縮を受けて縮む側Ｇにある素線６１の断面輪郭の両側に一対の切欠き部６１ｂ，６１ｃを形成したコイルバネ６０を使用している。コイルバネ６０は、断面円形の素線６１に予め切欠き部６１ｂ，６１ｃを形成した後に、コイル状に巻いて作られる。

図２０は、図１９の切欠き部６１ｂの範囲を示す縦断面図である。図２０に示すように、切欠き部６１ｂの範囲は、縮む側Ｇにある素線６１ａの最至近位置Ｈ３を挟んだ周方向の両側の角度Ｈ１，Ｈ２（例えば、角度Ｈ１，Ｈ２≦９０度）の範囲に形成されている。切欠き部６１ｂを有する素線６１には、断面円形の素線６１ｄに加わる圧縮力よりも曲がり癖の効果の方が大きく作用する。なお、切欠き部６１ｃの範囲は、図２０で説明した切欠き部６１ｂの範囲と同じである。

図２１は、図１９のコイルバネ６０が湾曲した状態を示す縦断面図である。図２１に示すように、硬度可変部材３５は、切欠き部６１ｂ，６１ｃを有しているため、軸方向に圧縮力が作用すると、切欠き部６１ｂ，６１ｃを有する素線６１ａを内にして曲がり易くなる。また、硬度可変部材３５は、切欠き部６１ｂ，６１ｃを有する素線６１ａ同士の密着長さが、断面円形の素線６１ｄ同士よりも短くなるため、縮む側Ｇにある素線６１ａの曲率半径を小さくすることができる。なお、切欠き部は、素線６１の片側に有してもよい。

図２２は、コイルバネのその他の実施形態を示す縦断面図である。図２２に示すように、コイルバネ６２では、曲がるときに縮む側Ｇにある素線６２ａの断面の変扁率を、曲がるときに伸びる側にある素線６２ｂよりも大きくしたものを使用している。コイルバネ６２は、縮む側Ｇにある素線６２ａの密着長が、伸びる側にある素線６２ａの密着長よりも短くなっている。また、コイルバネ６２としては、伸びる側にある断面円形の素線６２ｂから、縮む側Ｇにある素線６２ａに向けて断面輪郭を徐々に扁平させたものでもよい。

図２３は、断面長方形の素線によるコイルバネ５８を示す縦断面図である。図２３に示すように、コイルバネ５８では、円形以外の異形断面、例えば長方形を有する素線をコイル状に巻いて作った異形断面のものを使用している。コイルバネ５８は、長方形断面を有する素線５８ａをコイル状に巻いて作られており、曲がる時に圧縮を受けて縮む側Ｇにある素線５８ａの断面輪郭の両側に一対の切欠き部５８ｂ，５８ｃが形成されている。コイルバネ５８を使用すると、素線５８ａの断面が径方向に長い長方形であるため、素線が隣の素線を乗り越えて脱落する現象である座屈を防ぐことができる。というのは、図６で説明したように素線３３ｃが断面円形であるコイルバネ３３と比べて、隣接する素線同士の接触面積が増加し、摩擦力が上がるためである。さらに、素線５８ａの微小なズレが発生し難く、よって蛇行の発生を抑制することができる。なお、素線５８ａの断面形状としては、矩形以外に、例えば台形、あるいはコイル径方向に長い長円形や楕円形としてもよい。

なお、図１９〜図２３で説明した例では、曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線の断面を径方向に偏平しているが、伸びる側にある素線の方を軸方向に扁平してもよい。

本発明は、上記実施形態及び変形例の適宜な組み合せにより種々の発明が得られる。例えば、第１実施形態及び第２実施形態において、第３実施形態の曲がり癖の構成を付加してもよい。

図７で説明した伝達機構３２の実施形態では、コイルバネ３３に対してワイヤ３１を牽引してコイルバネ３３に圧縮力を作用させているが、本発明ではこれに限らず、ワイヤ３１とコイルバネ３３とを相対的に移動してもよい。図２４は、ワイヤ３１に対してコイルバネ３３を移動させる伝達機構８５の他の例を示す手元操作部の断面図である。図２４に示すように、伝達機構８５は、内歯歯車８６、第１平歯車８７、ウォームギヤ８８、ウォームホイール８９、第２平歯車９０、及びラックギヤ９１を有する。内歯歯車８６は、硬度調整ノブ３０の内壁９２に取り付けられており、第１平歯車８７に歯合している。第１平歯車８７には、同軸９９にウォームギヤ８８が取り付けられている。ウォームギヤ８８には、ウォームホイール８９が歯合している。ウォームホイール８９には、同軸９７に第２平歯車９０が取り付けられている。第２平歯車９０には、ラックギヤ９１が歯合している。ラックギヤ９１は、ラック９８に取り付けられている。ラック９８は、コイルバネ３３の後端３３ｂを押えるコイルストッパ９３を有する。コイルストッパ９３は、スライドレール９４にスライド自在に取り付けられている。ワイヤ３１の他端３１ｂは、手元操作部１７のハウジング９５に取り付けられている固定板９６に固定されている。

伝達機構８５は、硬度調整ノブ３０が回転操作されると、内歯歯車８６と歯合した第１平歯車８７が駆動し、第１平歯車８７と同軸で結合されたウォームギヤ８８、及びウォームホイール８９が駆動される。その後、ウォームホイール８９と同軸９７で結合された第２平歯車９０が駆動して、第２平歯車９０に歯合しているラックギヤ９１が駆動する。この結果、伝達機構８５は、硬度調整ノブ３０が回転操作に応じてラック９８に取り付けたコイルストッパ９３を軸方向に移動させて、コイルバネ３３に作用する圧縮力を変化させる。

［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下で説明する構成を得ることができる。図２５は、コイルバネ３３とワイヤ３１の隙間Ｓと、素線３３ｃの径方向の長さＤとの関係を示す縦断面図である。図２５に示すように、ワイヤ３１とコイルバネ３３との隙間Ｓを、コイルバネ３３の素線３３ｃの径方向の長さ（素線３３ｃが断面円形の場合には線径）Ｄよりも小さくする。そして、硬度調整部３４は、図１４で説明したように、コイルバネ３３が蛇行を開始する軟性部の硬さＥ１の直前の硬さの範囲内で硬さを調整する。これにより、コイルバネ３３に蛇行を発生させることのない範囲で硬度調整が行われるため、蛇行による軸周り硬度変化性が発生することがなく、曲げ操作時に操作者に違和感を与えることがなくなる。

上記構成をまとめると、内視鏡は、可撓管を含む軟性部を有する挿入部と、コイルバネ及び前記コイルバネの一端に固定され前記コイルバネに挿通されるワイヤを有し、前記可撓管内に配される硬度可変部材と、前記コイルバネを圧縮して前記軟性部の曲げ硬さを調整する硬度調整部と、を備え、前記コイルバネと前記ワイヤとの隙間は、前記コイルバネの素線のコイル径方向の長さよりも小さく、前記硬度調整部は、前記コイルバネが蛇行を開始する直前の前記軟性部の硬さ範囲内で曲げ硬さを調整することを特徴とする。

１０ 挿入部
１２ 内視鏡
２１ 湾曲部
２２ 軟性部
３０ 硬度調整ノブ
３１ ワイヤ
３３，５８，６０，６２ コイルバネ
３４ 硬度調整部
３５ 硬度可変部材
４１ 可撓管

Claims (9)

1. 可撓管を含む軟性部を有する挿入部と、
   コイルバネ及び前記コイルバネの一端に固定され前記コイルバネに挿通されるワイヤを有し、前記可撓管内に配される硬度可変部材と、
   前記コイルバネに圧縮力を加えて前記軟性部の曲げ硬さを調整する硬度調整部と、
   を備え、
   前記硬度調整部が圧縮力を前記コイルバネに加えることに起因して前記コイルバネに蛇行が発生したとき、前記軟性部の軸方向の同じ位置において、軸周り方向の任意の位置の半径方向での曲げ硬さが変化する際に、前記硬度可変部材の曲げ硬さの最大値及び最小値の差が、前記可撓管に内蔵される前記硬度可変部材を除いた内蔵物を含む前記軟性部の曲げ硬さの０．２倍以下である内視鏡。
2. 可撓管を含む軟性部を有し、前記軟性部は軸方向で曲げ硬さが異なる挿入部と、
   コイルバネ及び前記コイルバネの一端に固定され前記コイルバネに挿通されるワイヤを有し、前記可撓管内に配される硬度可変部材と、
   前記コイルバネに圧縮力を加えて前記軟性部の曲げ硬さを調整する硬度調整部と、
   を備え、
   前記硬度調整部が圧縮力を前記コイルバネに加えることに起因して前記コイルバネに蛇行が発生したとき、前記軟性部の軸方向の同じ位置において、軸周り方向の任意の位置の半径方向での曲げ硬さが変化する際に、前記硬度可変部材の曲げ硬さの最大値及び最小値の差が、前記可撓管に内蔵される前記硬度可変部材を除いた内蔵物を含む前記軟性部の曲げ硬さの前記軸方向における最小の曲げ硬さに対し０．２倍以下である内視鏡。
3. 前記コイルバネ及びワイヤの一方は、曲がり癖を有する請求項１または２記載の内視鏡。
4. 可撓管を含む軟性部を有する挿入部と、
   コイルバネ、前記コイルバネの一端に固定され前記コイルバネに挿通されるワイヤ、前記コイルバネ及び前記ワイヤの少なくとも一方に形成される曲がり癖を有し、前記可撓管内に配される硬度可変部材と、
   前記コイルバネに圧縮力を加えて前記軟性部の曲げ硬さを調整する硬度調整部と、
   を有する内視鏡。
5. 前記挿入部先端の観察窓からの観察画像における上方向または下方向に曲がり癖を有する請求項４記載の内視鏡。
6. 前記硬度可変部材は前記曲がり癖の方向を示すマークを有し、前記マークを基準にして前記軟性部に前記硬度可変部材が取り付けられている請求項５記載の内視鏡。
7. 前記コイルバネは、前記曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線の断面がコイルバネ径方向に偏平である請求項４から６のいずれか１項に記載の内視鏡。
8. 前記コイルバネは、前記曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線同士が密着する側の一方又は両方に切欠き面を有する請求項７記載の内視鏡。
9. 前記コイルバネは、素線の縦断面が前記曲がり癖を有する方向に曲がる時に圧縮を受けて縮む側にある素線の断面が長方形である請求項７または８記載の内視鏡。

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