JP3075306B2 - 湾曲可能な可撓管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先端側を湾曲操作でき
る湾曲可能な可撓管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内視鏡は操作部と、この操作部
に連結された挿入部とを備えている。この挿入部は可撓
管部と、この可撓菅部の先端に設けられた湾曲管部と、
この湾曲管部の先端に設けられた先端構成部とからな
る。前記湾曲管部は多数の管状体を上下左右方向に回動
自在に連結して形成されていて、前記操作部で湾曲操作
することができるようになっている。

【０００３】従来、前記湾曲管部湾曲操作する構造とし
て、形状記憶合金からなる形状記憶ワイヤの一端を前記
可撓菅部の先端側に固定し、他端を前記湾曲管部先端に
固定して設け、この形状記憶ワイヤに通電することで形
状記憶ワイヤを伸縮変形させることにより、前記湾曲管
部湾曲操作する構造が、特開昭６２−２６０４１号公報
により提案されている。

【０００４】以下、従来例を図面を参照して説明する。
図３４は従来例に係る可撓管先端の湾曲管部部の動作を
説明する説明図である。

【０００５】図３４（ａ）に示すように従来例の可撓管
２００は、湾曲管部２０１と軟性部２０２より構成され
ていて、可撓管２００内に湾曲操作機構が複数設けられ
ている。この湾曲操作機構は、軟性部２０２の先端部内
に設けられた固定部２０６に一端を固定し接続した形状
記憶合金よりなる形状記憶ワイヤ２０３が付設されてい
て、この形状記憶ワイヤ２０３の他端が、湾曲管部２０
１の先端に設けられた固定部２０５に一端を固定し接続
された湾曲ワイヤ２０４の他端に接続されることにより
構成されている。

【０００６】このように構成された従来例の可撓管２０
０は、図３４（ｂ）に示すように、形状記憶ワイヤ２０
３に通電することで形状記憶ワイヤ２０３を伸縮変形さ
せることにより湾曲ワイヤ２０４を介して湾曲管部２０
１を湾曲させることができるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例の可撓管２００は、図３４（ｃ）に示すよう
に、軟性部２０２が湾曲した状態になると、形状記憶ワ
イヤ２０３にたわみが生じ、図３４（ｄ）に示すように
形状記憶ワイヤ２０３に通電することで形状記憶ワイヤ
２０３を伸縮変形させるても、前記のたわみにより相殺
され、所望の湾曲操作ができない虞がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、湾曲可能な可撓管が如何なる湾曲状態でも於い
て、たわみの影響を受けずに、所望の湾曲操作を行うこ
とのできる湾曲可能な可撓管を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の湾曲可能な可撓
管は、湾曲可能な可撓管に於いて、一端を前記可撓管先
端側に固定し、他端を自由端とし、全長を変化させるこ
とのできる操作部材と、先端側を前記可撓管内面に固定
され、基端側を前記操作部材の自由端に固定された、径
方向は柔軟であるが長手方向は非圧縮性である連結部材
とを具備している。

【００１０】

【作 用】前記操作部材の全長を変化させることによ
り、湾曲可能な前記可撓管の先端部を湾曲操作する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。

【００１２】図１ないし図１４は本発明の第１実施例に
係わり、図１は工業用内視鏡装置の構成を示す構成図、
図２は可撓管の先端部の断面を示す断面図、図３は可撓
管の変形例の先端部の断面を示す断面図、図４はワイヤ
連結部材の構成を示す拡大図、図５はプラグの構成を示
す拡大図、図６は工業用内視鏡の湾曲機構を説明するブ
ロック図、図７はＳＭＡワイヤの構造を示す構造図、図
８はＳＭＡワイヤ素線の温度による伸縮状態を説明する
説明図、図９はＳＭＡワイヤのバネ特性を説明する説明
図、図１０はＳＭＡワイヤの変形例の構造を示す構造
図、図１１は可撓管の先端部の湾曲動作を説明する説明
図、図１２は形状記憶合金部材の変形例を示す断面図、
図１３は湾曲ワイヤの可撓管の先端側の固定部材の変形
例を示す構造図、図１４は非圧縮部材の変形例の構造を
示す構造図である。

【００１３】図１に示すように、工業用内視鏡１は、長
尺な可撓管２と、この可撓管２先端に設けられた湾曲部
４と、この湾曲部４の先端に設けられた図示しない光学
系を備えた硬性部６とより構成されていて、前記可撓管
２は回転自在なドラム８に巻かれ収納されている。

【００１４】前記ドラム８から前記可撓管２に接続され
たユニバーサルコード１０が延出されていて、このユニ
バーサルコード１０は、コネクタ１２を介してビデオプ
ロッセッサ１４及び光源装置１６、湾曲制御装置１８に
接続されている。前記ビデオプロッセッサ１４には表示
モニタ２０が接続されていて、工業用内視鏡１が撮像し
た像を表示できるようになっていて、前記湾曲制御装置
１８には湾曲動作を指示するジョイスティック２２ａと
湾曲表示スイッチ２２ｂを備えた湾曲操作装置２２が接
続されていて、前記湾曲部４を湾曲操作できるようにな
っている。

【００１５】図２に示すように、複数の湾曲管より構成
されている湾曲部４は、例えば、上下方向に湾曲させる
ことのできる湾曲機構部３９、４１により湾曲できるよ
うになっている。また、前記湾曲部４の内壁３０は、前
記可撓管２の先端部に設けられた可撓管口金３３にリン
グ状の連結部材４２を介して連結されている。

【００１６】前記湾曲機構部３９、４１は、前記湾曲部
４の先端に固定された固定部材３１に鑞付固定したワイ
ヤ３２がワイヤ連結部材３４を介して形状記憶合金ワイ
ヤ（以下、ＳＭＡワイヤと略記する）３６に連結されて
いる。さらに、このＳＭＡワイヤ３６とワイヤ３２の一
部は非圧縮性部材、例えば、コイルシース３８内に挿通
されていて、このコイルシース３８及び前記ＳＭＡワイ
ヤ３６の基端はプラグ４０に固定されていて、このプラ
グ４０は前記可撓管２の湾曲による長手方向の応力に対
して長手方向に関しての自由端になっている。また、前
記コイルシース３８の先端側は、前記連結部材４２に鑞
付されている。

【００１７】前記ワイヤ３２と前記ＳＭＡワイヤ３６を
合わせた全長は、前記湾曲部４が一方に湾曲したときに
他方の側のワイヤが突っ張らないように、前記湾曲機構
部３９、４１よりわずかに長くし、ゆるませている。ま
た、前記コイルシース３８の内側には、このコイルシー
ス３８とＳＭＡワイヤ３６との絶縁を保つために、耐熱
性を備えた絶縁チューブ４４が嵌められている。

【００１８】尚、上述したように、ＳＭＡワイヤ３６
は、わずかに長くしゆるませているとしたが、図３
（Ａ）に示すように、わずかに長くして生じたたるみと
同じ長さだけコイルシース３８を疎巻にしてもよい。こ
のようにすることにより、ＳＭＡワイヤ３６は、たるみ
なく張られた状態になる。ここで、図３（Ｂ）に示すよ
うに、一方のＳＭＡワイヤ３６を加熱収縮させると、加
熱収縮した側ではコイルシース３８を軸方向に引っ張
り、密巻バネの状態となる。さらに、加熱収縮させる
と、図３（Ｃ）に示すように、ＳＭＡワイヤ３６の収縮
長さ分ワイヤ３２を引っ張り湾曲部４を湾曲させる。こ
のとき、加熱していない側の湾曲機構部（図３（Ｃ）に
おいて上側）は、湾曲に必要なたるみを、コイルシース
３８と密着状態まで縮めることで得ている。したがっ
て、ＳＭＡワイヤ３６に一定のたるみを持たせる必要が
なく、コイルシース３８の疎巻によりたるみ長さをあら
かじめ設定しているので、組立が容易になる。

【００１９】図４に示すように、前記ワイヤ連結部材３
４は、絶縁部材４６を挟んで金属部材４８を両側に貼り
付けた構成になっていて、金属部材４６の一方には前記
ワイヤ３２が固定され、他方には前記ＳＭＡワイヤ３６
とリード線５０が固定され電気的に接続されている。
尚、このリード線５０は、前記金属部材４６との接続部
以外は絶縁性のチューブに覆われている。

【００２０】図５（ａ）に示すように、前記プラグ４０
は、絶縁部材からなる外層３７と金属部材からなる内層
３５により構成されていて、この内層３５の一端にはＳ
ＭＡワイヤ３６が固定され、他端にはリード線５２が固
定され電気的に接続されている。Ａ−Ａ’線断面である
図５（ｂ）に示すように、前記プラグ４０はリード線挿
通孔６０及び複数の通風孔６２が設けられていて、この
リード線挿通孔６０内を前記リード線５０が挿通されて
いる。前記プラグ４０の一端には前記コイルシース３８
が接続されていて、他端にはエアーチューブ５４の一端
が接続されている。このエアーチューブ５４の他端には
コネクタ５６が接続されていて、このコネクタ５６の設
けられた側孔５８より前記リード線５０、５２を前記エ
アーチューブ５４外に引き出せるようになっていて、さ
らにこのコネクタ５６を後述する電磁弁に接続できるよ
うになっている。尚、前記側孔５８は気密性を保つため
に図示しないシールが設けられている。

【００２１】図６に示すように、前記湾曲制御装置１８
は、前記ＳＭＡワイヤ３６に通電することにより加熱制
御を行うことのできる通電制御回路６４と、前記コネク
タ５６を接続した４個の電磁弁６８と、この電磁弁６８
の開閉を制御できる電磁弁制御回路６６とより構成され
ている。前記電磁弁６８は図示しない流体管路を介して
冷却空気を供給できるコンプッレサ７０に接続されてい
て、前記電磁弁制御回路６６は電磁弁６８の開閉を制御
することにより、前記ＳＭＡワイヤ３６の冷却制御を行
うことのできるようになっている。また、前記通電制御
回路６４は、例えば、ＳＭＡワイヤ３６に対してＰＷＭ
（パルス幅変調）方式の通電加熱制御を行っている。さ
らに、前記ＳＭＡワイヤ３６の抵抗値を常時検出し前記
通電制御回路６４へフィードバックすることにより、精
度の高い制御を行っている。また、さらに、前記通電制
御回路６４及び前記電磁弁制御回路６６は、湾曲制御装
置１８に接続された湾曲操作装置２２の前記ジョイステ
ィク２２ａにより容易に操作、制御できるようになって
いる。

【００２２】前記ジョイスティク２２ａによる制御につ
いて説明する。尚、図６において、たとえば、ＳＭＡワ
イヤ３６は、上からＵＰ，ＤＯＵＮ，ＬＥＦＴ，ＲＩＧ
ＨＴの湾曲方向に対応するものである。ここで、ＵＰと
ＤＯＵＮさらにＬＥＦＴとＲＩＧＨＴとはそれぞれ相対
する湾曲方向である。

【００２３】図６において、湾曲操作装置２２の前記ジ
ョイスティク２２ａをある方向に倒すと、該ジョイステ
ィク２２からの信号が通電制御回路６４に入力されるた
め、該信号の方向のＳＭＡワイヤ３６が通電加熱され
る。同時に電磁弁制御回路にも信号が入力されるため、
通常開放されている、該信号に対応する方向の電磁弁６
８が閉じるように制御される。つまり、湾曲操作装置２
２により、たとえば、ＵＰ方向のＳＭＡワイヤ３６（図
６において１番上）を加熱するように信号が送られると
同時に、ＵＰ方向の電磁弁６８を閉じるように制御され
る。したがって、加熱されているＳＭＡワイヤ３６は冷
却しないように制御され、ＳＭＡワイヤ３６への加熱効
率を高めて、湾曲操作性の向上を計ることができる。

【００２４】尚、電磁弁３８は通常開放されているとし
たが、これに限らず、たとえば、電磁弁３８は通常閉じ
ているとしても良い。この場合のジョイスティク２２ａ
による制御は、ジョイスティク２２からの信号が通電制
御回路６４に入力されるため、該信号の方向のＳＭＡワ
イヤ３６が通電加熱される。同時に電磁弁制御回路にも
信号が入力されるため、通常閉じている、該信号に対応
する方向と相対する方向の電磁弁６８が閉じるように制
御される。つまり、湾曲操作装置２２により、たとえ
ば、ＵＰ方向のＳＭＡワイヤを加熱するように信号が送
られると同時に、ＵＰ方向と相対するＤＯＵＮ方向の電
磁弁６８を開放するように制御される。したがって、加
熱収縮されたＳＭＡワイヤ３６を強制的に冷却するとと
もに、冷却する必要のないＳＭＡワイヤ３６は冷却しな
いように制御する。すなわち、加熱収縮制御する方向の
ＳＭＡワイヤ３６を加熱するとともに、相対する方向の
ＳＭＡワイヤ３６を強制的に冷却するので、相対する方
向のＳＭＡワイヤ３６を確実に冷却でき、湾曲操作性の
向上を計ることができる。

【００２５】ここで、ＳＭＡワイヤ３６の形状は単線の
でも良く、また図７に示すように、単線の形状記憶合金
を編んだ編み紐状のもの、あるいはロープ状によったも
のでも良い。

【００２６】すなわち、ＳＭＡワイヤ３６は、図７
（Ａ）に示すように、例えば、ＳＭＡワイヤ素線３６ａ
を編み紐状にした構造で、ＳＭＡワイヤ素線３６ａは、
図８に示すように、例えば、Ｍt点以下に冷却したとき
の長さＬ0と、Ａt（Ｍt＜Ａt）点以上に加熱したときの
長さＬ1（Ｌ1＜Ｌ0）とを記憶していて、これらの変化
は可逆的である。

【００２７】従って、このＳＭＡワイヤ素線３６ａより
なる編み紐状のＳＭＡワイヤ３６も同様に、温度変化に
より可逆的に長さが変化する。内視鏡１には、湾曲機構
のほかに、照明用ライトガイドケーブル、ＴＶカメラ用
信号線等が内蔵されており、ワイヤ３２を牽引して湾曲
させるためには数Ｋｇの牽引力を必要とするが、このよ
うにＳＭＡワイヤ３６をＳＭＡワイヤ素線３６ａの編み
紐状とすることにより、ＳＭＡワイヤ素線３６ａの１本
あたりの牽引力が弱くても、ＳＭＡワイヤ３６全体で十
分な牽引力を得ることができるとともに、ＳＭＡワイヤ
素線３６ａに比べ柔軟性を有し、表面積が大きいので放
熱特性がよく、通電加熱を止めた後の冷却速度が早く、
湾曲応答速度を高めることができる。また、ＳＭＡワイ
ヤ素線３６ａの内１本が切れても残りのＳＭＡワイヤ素
線３６ａにより牽引力を得ることができる。さらに、Ｓ
ＭＡワイヤ３６をＳＭＡワイヤ素線３６ａよりなる編み
紐状にすることにより、図９に示すように、ＳＭＡワイ
ヤ３６自体がバネ性を有するため、非加熱時には外力に
より容易に伸び、加熱時には収縮する。したがって、編
み紐状にすることにより、非通電側に必要なＳＭＡワイ
ヤ３６にたるみは、バネの収縮特性により得ることがで
き、ＳＭＡワイヤ３６の形状が単線の場合に必要であっ
たＳＭＡワイヤ３６にたるみを持たしたり、、あるいは
図３で示したようにコイルシース３８を疎巻にしたりす
る必要がなく組立が容易になる。

【００２８】尚、図７（Ｂ）に示すように、ＳＭＡワイ
ヤ３６はＳＭＡワイヤ素線３６ａをロープ状にしたもの
でも同様である。

【００２９】また、図１０（Ａ）に示すように、ＳＭＡ
ワイヤ３６はＳＭＡワイヤ素線３６ａ３本のより線をさ
らに３本よりした構成でもよく、さらに、図１０（Ｂ）
に示すように、ＳＭＡワイヤ素線３６ａを複数本束ね、
適当間隔毎に拘束部材３６ｂ、たとえば、金属のカシメ
あるいは樹脂チューブ等により拘束して構成したもので
も良い。

【００３０】尚、上述のようなＳＭＡワイヤ素線３６ａ
を複数本用いて構成したＳＭＡワイヤ３６（図７、図１
０参照）の各ＳＭＡワイヤ素線３６ａは同一の変態温度
でなくても良い。すなわち、それぞれのＳＭＡワイヤ素
線３６ａの変態温度が異なっていても、湾曲動作をさせ
る高温側において、ほとんどのＳＭＡワイヤ素線３６ａ
がＡｔ点以上に達していればよく、また、湾曲動作を解
除する低温側においても、到達順序の差があっても最終
的にＭｔ点いかに達していればよい。言い換えれば、各
ＳＭＡワイヤ素線３６ａの変態温度が異なっていても、
これらＳＭＡワイヤ素線３６ａを複数本用いて構成した
ＳＭＡワイヤ３６を湾曲動作させるとき、設定された高
温側、低温側でＳＭＡワイヤ３６が予定の伸縮を行えれ
ば良い。

【００３１】このように構成された内視鏡１は、ＳＭＡ
ワイヤ３６を通電制御回路６４により通電加熱を行うこ
とによりＳＭＡワイヤ３６を収縮させると、湾曲機構部
３９、４１は長手方向に非圧縮性のコイルシース３８に
より構成されているので、非圧縮性のコイルシース３８
の部分では全長は変化せず、ＳＭＡワイヤ３６の収縮に
よる張力は湾曲部４にすべてかかり、湾曲部４を湾曲さ
せる。また、電磁弁制御回路６６により電磁弁６８を開
きコンプレッサ７０からの冷却空気をＳＭＡワイヤ３６
に供給することにより、ＳＭＡワイヤ３６を冷却するこ
とにより伸張させる。

【００３２】さらに、図１１に示すように、可撓管２が
湾曲した状態であっても、湾曲機構部３９、４１の長手
方向に非圧縮性のコイルシース３８の基端側は、湾曲に
よる長手方向の応力に対して長手方向に関しての自由端
である前記プラグ４０に固定されているので、湾曲機構
部３９及び湾曲機構部４１は全長ｌを変えることなくプ
ラグ４０が長手方向に移動させ、ＳＭＡワイヤ３６の通
電或いは冷却による伸張の張力は湾曲部４にすべてかか
る。

【００３３】このように本発明の第１実施例によれば、
可撓管２が如何なる湾曲状態であっても、通電制御回路
６４及び電磁弁制御回路により湾曲操作装置２２を用い
て容易に正確にかつ短時間で所望の向きに湾曲部４を湾
曲させることができる。また可撓管２と湾曲部４は、連
結部材４２により連結されていて、ワイヤ３２とＳＭＡ
ワイヤ３６はワイヤ連結部材３４により連結されている
ので、連結部材４２及びワイヤ連結部材３４を着脱可能
な構造にすることにより、内視鏡１の組立及び保守等の
作業性を向上させることができる。

【００３４】尚、ＳＭＡワイヤ３６を用いたが、本第１
実施例はこれに限らず、例えば、図１２に示すように、
高温時に密になり低温時で疎となりＳＭＡワイヤ３６に
比べ伸縮量を大きくでき湾曲機構部を短く或いは湾曲量
を大きくできるＳＭＡバネ７２を用いても良い。

【００３５】さらに、ワイヤ３２の一端は湾曲部４の先
端に固定された固定部材３１に鑞付固定されているとし
たが、図１３（ａ）に示すように、湾曲部４の先端側に
内蔵物７６がある場合、ワイヤ３２をつなぎ部材７８を
用いてＵ字状のワイヤ７４に接続する（Ｂ−Ｂ’線断面
を示す図１３（ｂ）参照）ことにより、内蔵物７６を避
ける構造とすれば良い。

【００３６】さらにまた、非圧縮部材としてコイルシー
ス３８を用いたが、本第１実施例はこれに限らず、図１
４に示すようなコの字に成形され、長手方向の非圧縮力
に対しては変形せず、曲げモーメントに対しては容易に
曲がる性質を有した弾性板８０を用いても良く、このよ
うな弾性板８０を用いることにより、コイルシース３８
を用いた場合に比べ肉厚がを細くなるので可撓管を細径
にすることができる。

【００３７】尚、さらに、上下方向の湾曲機構について
述べたが、左右方向についても同様な湾曲機構がなされ
ているのは言うまでもなく、各方向の湾曲機構は互いに
独立して操作できるようになっている。

【００３８】また、湾曲させるための機構部材として形
状記憶合金部材を用いたが、これに限らず、形状記憶樹
脂からなる部材でも良く、また、他のアクチュエータで
も良い。

【００３９】さらに、内視鏡は、湾曲動作を行う内視鏡
ならば、直視型でも側視型でも良く、また、イメージフ
ァイバー式内視鏡でも電子内視鏡でも良い。さらに、工
業用内視鏡に限らず、医療用内視鏡でも良い。

【００４０】図１５及び図１６は第２実施例に係わり、
図１５は可撓管の先端部の断面を示す断面図、図１６は
プラグの構成を示す拡大図である。

【００４１】第２実施例は第１実施例とほとんど同じで
あり、すなわち、第１実施例において、リング上の連結
部材４２とコイルシース３８の先端側での固定は鑞付さ
れてなされるとしたが、第２実施例では、図１５に示す
ように、連結部材４２にパイプ４２ａを鑞付し、このパ
イプ４２ａにコイルシース３８の先端を圧入して固定す
る。

【００４２】さらに、第２実施例のプラグ４０ａは、図
１６（Ｂ）に示すように、外層３００と外層３００の内
側に３本パイプ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃとを備え
た構造となっていて、ＳＭＡワイヤ３６の基端部の固定
は、図１６（Ａ）に示すように、ＳＭＡワイヤ３６に絶
縁ワイヤ３０２を結合して端部を端部カシメ部材３０３
により固定する。この端部カシメ部材３０３は、たとえ
ば、先端がテーパ状になっていて、パイプ３０１ａに対
してほぼ中央になるように設けられている。また、コイ
ルシース３８の基端部は前記の３本パイプ３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃに鑞付により固定されている。さらに
ＳＭＡワイヤ３６に通電するリード線５０、５２は、残
り２本のパイプ、たとえば、パイプ３０１ｂ、３０１ｃ
内を挿通して設けられている。

【００４３】その他の構成は第１実施例と同じであるの
で説明は省略する。

【００４４】第２実施例は、第１実施例で連結部材４２
に直接鑞付されたコイルシース３８の固定方法の改良で
あり、連結部材４２に鑞付されたパイプ４２ａに圧入し
てコイルシース３８を固定しているので、ＳＭＡワイヤ
３６が破断する等により、ＳＭＡワイヤ３６をコイルシ
ース３８から取り出して行うＳＭＡワイヤの交換修理等
が、圧入されたコイルシース３８を後方に引き、パイプ
４２ａから引き抜くだけで容易に行うことができ、修理
性向上できる。また、ＳＭＡワイヤ３６に通電するリー
ド線５０、５２は、パイプ３０１ｂ、３０１ｃ内に挿通
されているので、基端部でリード線が折れたり、ショー
トしたりするのを防止できる。

【００４５】その他の作用、効果は第１実施例と同じで
ある。

【００４６】図１７は本発明の第３実施例に係る可撓管
の先端部の断面を示す断面図である。

【００４７】図１７に示すように、可撓管２ｂの先端部
は、長さの異なるワイヤ８１及び８３がワイヤ連結部材
３４によりコイルシース８２、８４で覆われたＳＭＡワ
イヤ３６に連結されている。プラグ８５及び８７は前記
ワイヤ８１と８３の長さの量だけ長手方向に移動されて
いて、前記ＳＭＡワイヤ３６の長さが変わらないように
なっている。ワイヤ連結部材３４の部分の膨径状の継ぎ
手８６及び８８はＳＭＡワイヤ３６の伸張に対して十分
摺動できるスペースを有していて、互いにワイヤ８１と
８３の長さの量だけ長手方向にずらして設けられてい
る。その他の構成及び作用は第１実施例と同じである。

【００４８】このように構成された可撓管２ｂでは、径
を太くするワイヤ連結部材３４を包む膨径状の継ぎ手８
６及び８８を互いにずらして設けているので、可撓管２
ｂ断面に対するコイルシース８２、８４の断面の占有率
を小さくでき、可撓管２ｂを細径化できる。その他の効
果は第１実施例と同じである。

【００４９】図１８及び図１９は本発明の第４実施例に
係わり、図１８は可撓管の先端部の断面を示す断面図、
図１９はＣ−Ｃ’線断面を示す断面図である。

【００５０】図１８に示すように、例えば、湾曲機能の
ない図示しない長尺内視鏡或いは図示しない検査用プロ
ーブを挿通できるガイドチューブ１０２は、可撓管１０
４とこの可撓管１０４の先端に設けられた耐熱性を有す
る樹脂、例えば、シリコン或いはテフロン等からなるマ
ルチルーメンチューブ９８より構成されていて、前記可
撓管１０４と前記マルチルーメンチューブ９８は、この
可撓管１０４先端で、例えば、接着固定されている。ま
たこのマルチルーメンチューブ９８は長手方向には圧縮
しにくく、径方向には柔軟であるという特性を有してい
る。

【００５１】前記マルチルーメンチューブ９８の先端に
は固定部材９２が設けられていて、このマルチルーメン
チューブ９８及び前記可撓管１０４先端部内を挿通する
ＳＭＡワイヤ９４及びこのＳＭＡワイヤ９４に通電する
ための図示しないリード線の一端が前記固定部材９２に
固定接続されている。このＳＭＡワイヤ９４の一部は非
圧縮性部材、例えば、コイルシース１００内に挿通され
て、ＳＭＡワイヤ９４の他端及びコイルシース１００の
基端は、長手方向の応力に対して長手方向に関しての自
由端であるプラグ１０６に固定接続されている。このプ
ラグ１００には図示しない複数のリード線挿通孔及び複
数の通風孔が設けられていて、このリード線挿通孔内を
前記の図示しないリード線が挿通されているとともに通
風孔を介してマルチルーメンチューブ９８内に冷却空気
を供給できるようになっている。また、マルチルーメン
チューブ９８な先端は被覆部材９０で覆われていて先端
を保護している。

【００５２】図１９に示すように、マルチルーメンチュ
ーブ９８のＣ−Ｃ’線断面は、周方向に８個の小径ルー
メン１０８と、中心に１個の大ルーメン１１２より構成
されている。この８個の小径ルーメン１０８は、２個１
組で９０°間隔で配置されていて、２個の内一方はＳＭ
Ａワイヤ９４が挿通されていて、他方には前述のＳＭＡ
ワイヤ９４に通電するためのリード線１１０が挿通され
ている。その他の構成及び作用は第１実施例と同じであ
る。

【００５３】このように構成されたガイドチューブ１０
２の中心孔に湾曲機能のない図示しない長尺内視鏡或い
は図示しない検査用プローブを挿通することにより、ガ
イドチューブ１０２の湾曲機構を用いて観察或いは検査
を行うことできる。さらに、湾曲部が樹脂製のマルチル
ーメンチューブ９８により構成されているので、ＳＭＡ
ワイヤ９４の絶縁が容易になり、第１実施例で示したよ
うな絶縁を保つためのワイヤ及びワイヤ連結部材が不要
となる。その他の効果は第１実施例と同じである。

【００５４】図２０は本発明の第５実施例に係る可撓管
の先端部の斜視図である。

【００５５】図２０に示すように、可撓管の先端部は、
耐熱性を有する樹脂、例えば、シリコン或いはテフロン
等からなるマルチルーメンチューブ１２０より構成され
ていて、このマルチルーメンチューブ１２０の先端部断
面は前述の第３実施例で示した構造になっている。この
マルチルーメンチューブ１２０の基端側では、図示しな
い２個１組の４組の小径ルーメンが残るように４カ所に
切り欠き１２８を設けている。このような構造によりマ
ルチルーメンチューブ１２０は、切り欠き１２８を有す
るマルチルーメン棒部１２４と、それ以外の湾曲部１２
２の２つの構成要素から構成されたことになる。また、
図示しない２個１組である小径ルーメンには、ＳＭＡワ
イヤ１２６をマルチルーメンチューブ１２０先端で折り
返して挿通してあり、マルチルーメンチューブ１２０他
端で固定している。その他の構成は第１実施例と同じで
ある。

【００５６】このように構成に於いては、ＳＭＡワイヤ
１２６を通電加熱するとＳＭＡワイヤ１２６は記憶長さ
まで収縮する。このときマルチルーメン棒部１２４で
は、ＳＭＡワイヤ１２６はほぼマルチルーメン棒部１２
４の中心軸上に配置されているので、この中心軸方向の
みの応力が発生し曲げモーメントは発生しない。また、
湾曲部１２２では、ＳＭＡワイヤ１２６は湾曲部１２２
中心軸から偏心した位置に配置されているのでＳＭＡワ
イヤ１２６の収縮力を湾曲動作に変換しやすくなってい
る。従って、ＳＭＡワイヤ１２６の縮量はすべて湾曲部
１２２の湾曲動作に変換されることになる。その他の作
用は第１実施例と同じである。

【００５７】このようにすると、湾曲部と湾曲機構部を
一体的に製作することができるので、接続絶縁等の構造
が簡単になり、細径化をはかることができる。その他の
効果は第１実施例と同じである。

【００５８】図２１ないし図２５は第６実施例に係わ
り、図２１は可撓管の断面を示す断面図、図２２は段差
付き湾曲部の断面を示す断面図、図２３は従来例の段差
付き湾曲部の断面を示す断面図、図２４は湾曲部と可撓
管との接続を説明する説明図、図２５は可撓管内でのコ
イルシースの状態を説明する説明図である。

【００５９】第６実施例の可撓管は、第１実施例とほと
んど同じなので、異なる部分のみ説明し、同等の構成に
は同じ符号をつけ、説明は省略する。

【００６０】図２１（Ａ）に示すように、第６実施例の
可撓管２の先端部の湾曲部４は、複数の湾曲駒４ａより
構成され、湾曲部４先端に設けられた固定部材３１に固
定されたワイヤ３２が、ワイヤ連結部材４１により後述
するＳＭＡワイヤ１３０の先端に連結されている。この
ＳＭＡワイヤ１３０の基端は、連結部材１３１によりワ
イヤ１３２の先端に連結されている。このワイヤ１３２
に基端は、可撓管２の基端側に固定された中空部に雌ネ
ジを切った中空部材１３４に螺合された雄ネジ１３３の
先端に接続されて、雄ネジ１３３を基端側で回転させる
ことにより、ワイヤ３２、ＳＭＡワイヤ１３０及びワイ
ヤ１３２で構成される湾曲伝達系の張り具合を調整でき
るようになっている。これらの湾曲伝達系は、前記湾曲
部４を上下左右に湾曲するように４組設けられていて、
図２１（Ａ）のＤ−Ｄ’線断面である図２１（Ｂ）に示
すように、中空部材１３４は９０°間隔で設けられてい
る。

【００６１】前記湾曲部４の湾曲駒４ａは、例えば、図
２２（Ａ）に示すように、段差付き湾曲駒４ａである。
図２２（Ａ）のＥ−Ｅ’線断面である図２２（Ｂ）に示
すように、内視鏡１の内蔵物の収納の関係上、ワイヤ３
２を鑞付固定した固定部材３１の位置が対称になってい
ない場合、図２３に示すような従来の湾曲部の段差付き
湾曲駒４ａ’では、湾曲駆動する際にワイヤ３２がａ部
で湾曲駒４ａ’に接触してしまうという問題があった
が、本実施例では、図２２（Ａ）に示すようにａ部に切
り欠きを入れることによりワイヤ３２と湾曲駒４ａとの
干渉が生じないようにしている。

【００６２】図２４に示すように、湾曲部４と、フレッ
クス１４１とブレード１４２とを具備した可撓管２との
連結は、口金部材１４０によりなされている。この口金
部材１４０は可撓管２側で、スエージング加工を行って
いるため、従来、スエージング加工部と非スエージング
部との境界部にバリ及び内径部への膨らみが生じるとい
う問題があったので、境界部であるＡ部を面取りし、加
工による変形を吸収するようにしている。

【００６３】図２５（Ａ）に示すように、コイルシース
３８は、可撓管２がまっすぐな状態の場合には、ゆるみ
を持たして設けている。このようにすることにより、内
視鏡１を蛇行した管路に挿入した場合、図２５（Ｂ）に
示すように、可撓管２は曲がり、それにともなってコイ
ルシース３８も内側のものはよりゆるみ、外側のものは
ゆるみがなくなった状態となる。このような場合でも非
圧縮部材であるコイルシース３８内に設けられたＳＭＡ
ワイヤ１３０は応力を受けず全長を維持している。ま
た、ＳＭＡワイヤ１３０は柔軟性を有しているので、コ
イルシース３８の形状に沿って、その曲がり状態のまま
伸縮動作を行うことができるようになっている。

【００６４】その他の構成、作用、効果は第１実施例と
同じである。

【００６５】図２６ないし図２８は第７実施例に係わ
り、図２６は工業用内視鏡装置の構成を示す構成図、図
２７はドラムに設けられた排気栓の作用を説明する説明
図、図２８は保管時のドラムに設けられた排気栓の保管
状態を説明する説明図である。

【００６６】第７実施例の工業用内視鏡装置は、第１実
施例の工業用内視鏡装置とほとんど同じであり、第１実
施例の工業用内視鏡装置において、制御装置１８を取り
除いて、制御装置１８内に設けられた機能の一部をドラ
ム８ａ内に設けて構成したものである。

【００６７】すなわち、図２６に示すように、第７実施
例の工業用内視鏡装置は、第１実施例の制御装置１８内
に設けられた図６に示した電磁弁６８、通電制御回路６
４、電磁弁制御回路６６の機能を内部に備えたドラム８
ａと、冷却流体である冷却空気を外チューブ３１２を介
して前記ドラム８ａに供給するコンプレッサ３１０と、
このコンプレッサ３１０と前記ドラム８ａ内にもうけら
れた図示しない電磁弁、通電制御回路、電磁弁制御回路
と湾曲操作装置２２とに電源を供給する中継装置３１１
とを備えている。この中継装置３１１は、湾曲操作装置
２２からの信号を前記コンプレッサ３１０と前記ドラム
８ａ内にもうけられた図示しない電磁弁、通電制御回
路、電磁弁制御回路に伝達できるようになっている。ま
た、前記ドラム８ａの側面に排気栓３１３が設けられ、
工業用内視鏡１内及びドラム８ａ内に供給された冷却空
気を排気できるようになっている。

【００６８】図２７（Ａ）に示すように、排気栓３１３
として、軸方向に溝を設けたボルトを用い、これをドラ
ム８ａ側面の排気口に螺合させて取り付け、保管時には
排気栓３１３を締め付けてＯリング３１４によって密閉
し、図２７（Ｂ）に示すように、使用時には排気栓３１
３をゆるめＯリング３１４をドラム８ａ側面から離すこ
とにより矢印に示すように冷却空気を排気させるように
なっている。

【００６９】その他の構成は第１実施例と同じである。

【００７０】このように構成された第７実施例の工業用
内視鏡装置は、第１実施例に比べ各装置の小型化が可能
となるとともに、たとえば、第１実施例において供給さ
れた冷却空気を排気する図示しない開口部が工業用内視
鏡１の挿入部の基端部に設けられている場合、工業用内
視鏡１の使用環境により開口部が汚泥等により塞がれ
て、冷却空気を排気することができない虞があるが、ド
ラム８ａの側面に作業中に触れることのない排気栓３１
３を設けることにより、確実に冷却空気を排気すること
ができ、工業用内視鏡１内及びドラム８ａ内を高圧にす
ることなくＳＭＡワイヤ３６を冷却することができる。

【００７１】尚、図２８に示すように、排気栓３１３の
代わりにゴム状の栓３１６または３１７を取り付けて保
管するようにしても良い。

【００７２】その他の作用、効果は第１実施例と同じで
ある。

【００７３】図２９は第８実施例に係る工業用内視鏡装
置の構成を示す構成図である。

【００７４】第８実施例の工業用内視鏡装置は第７実施
例の工業用内視鏡装置とほとんど同じであり、第７実施
例の工業用内視鏡装置におけるコンプレッサ３１０と中
継装置３１１の機能をドラム８ｂ内に設けたものであ
り、すなわち、第１実施例における制御装置１８の機能
をドラム８ｂ内に設けたものである。

【００７５】その他構成は第７実施例と同じである。

【００７６】このような第８実施例に係る工業用内視鏡
装置では、第１実施例における制御装置１８の機能とド
ラム８の機能とが一体となったドラム８ｂを用いている
ので、第１実施例及び第７実施例に比べて、少ない構成
でシステムを構築することができる。

【００７７】図３０は第９実施例に係るカテーテル先端
部の斜視図である。

【００７８】図３０に示すように、可撓管であるカテー
テル１５０は、シリコン製のマルチルーメンチューブ１
５０ａよりなり、中央のルーメン１５５は図示しない細
径スコープ、処置具等を挿入したり、薬液を注入したり
するために設けられている。周囲のルーメン１５２は、
２つで１対になっていて、１つのルーメン１５２を挿通
するＳＭＡワイヤ１５１をカテーテル１５０先端で折り
返して、対となっているルーメン１５２に挿通してい
る。ＳＭＡワイヤ１５１の両端部はかしめ部材１５３を
介して、リード線１５４に接続されていて、このかしめ
部材１５３はルーメン１５２内に固定されている。

【００７９】リード線１５４に通電することによりＳＭ
Ａワイヤ１５１は加熱され、収縮する。かしめ部材１５
３はルーメン１５３内に固定されているので、かしめ部
材１５３の位置は動かず、その結果、カテーテル１５０
が湾曲するようになっている。

【００８０】ここで、ＳＭＡワイヤ１５１はルーメン１
５２に挿通されているので、伸縮の際に摩擦が生じ、伸
縮動作をさせるためには大きな伸縮力を有する必要があ
る。そのため、図７に示したように、ＳＭＡワイヤ１５
１はＳＭＡワイヤ素線を編んだ編み紐上の構造になって
いて、第１実施例の内視鏡に比べ、本第７実施例のカテ
ーテル１５０はより径が細い構造となっているため、こ
のＳＭＡワイヤ１５１は、より柔軟性が求められるの
で、きわめて細いＳＭＡワイヤ素線で構成されている。

【００８１】ところで、図３１に示すような長手方向の
断面を有する側視型内視鏡を用いて、図７に示したＳＭ
Ａワイヤの第１の応用例を説明する。ここで、側視型内
視鏡は、カニョレーションの操作性向上のため、先端硬
性部１６０の長さＡを２７ｍｍから３１ｍｍとし、湾曲
部１６１の長さＢを３８ｍｍから４２ｍｍとしている。

【００８２】この側視型内視鏡の異なる長手方向の断面
である図３２に示すように、側視型内視鏡は内部に鉗子
チャンネル１６７を有している。この鉗子チャンネル１
６７内を破線で示す鉗子１６３が挿通している。鉗子チ
ャンネル１６７先端部には側視方向に鉗子１６３を起上
させるためのカム１６４よりなる鉗子起上台１６２が設
けられている。このカム１６４の１部に図７に示すよう
なＳＭＡワイヤ１６５の一端が接続され、このＳＭＡワ
イヤ１６５の他端は側視型内視鏡内に固定された固定部
材１６６に接続されている。図示しないリード線より固
定部材１６６を介してＳＭＡワイヤ１６５を通電加熱す
ることにより、このＳＭＡワイヤ１６５を収縮させ鉗子
起上台１６２を駆動するようになっている。

【００８３】従来は、このＳＭＡワイヤ１６０の代わり
に、操作ワイヤを用いているが、側視型内視鏡の可撓部
の曲がり状態によっては、十分ストロークが取れないと
いう問題があるが、ＳＭＡワイヤ１６０を用いることに
より、側視型内視鏡の可撓部がいかなる曲がり状態にな
っても鉗子起上操作を行うことができる。ＳＭＡワイヤ
１６５は編み紐上の構造となっているので、柔軟性を有
するとともに鉗子起上操作を行うのに十分な伸縮力を有
している。

【００８４】次に、図７に示したＳＭＡワイヤの第２の
応用例を説明する。

【００８５】図３３はＳＭＡワイヤの第２の応用例に係
る内視鏡先端部の断面図である。

【００８６】図３３に示すように、内視鏡１７０は、図
示しない光源からの照明光を伝送するライトガイド１７
１と、観察像を撮像する固体撮像素子１７６を備えてい
る。ライトガイド１７６を伝送する照明光は、内視鏡１
７０先端の照明窓１７２より図示しない被写体を照明す
る。被写体からの反射光は、内視鏡１７０先端の観察窓
１７３を介して、対物レンズ１７４を備えた光学系に入
射し固体撮像素子１７６の端面に結像するようになって
いる。対物レンズ１７４には固体撮像素子１７６の端面
に結像する像のフォーカス動作を行うフォーカス機構部
１７５が設けられている。このフォーカス機構部１７５
には、図７に示すような構造のＳＭＡワイヤ１７７が接
続され、また、フォーカス機構部１７５にはＳＭＡワイ
ヤ１７７と対向してバイアススプリング１７８が設けら
れている。

【００８７】このような構成により、図示しないリード
線を介して、このＳＭＡワイヤ１７７を通電加熱し任意
に収縮させることにより、対物レンズ１７４を所定の方
向に移動させ所望のフォーカス動作を行うことができる
ようになっている。

【００８８】従って、図７に示すような編み紐構造のＳ
ＭＡワイヤ１７７を用いることにより、コンパクトなフ
ォーカス機構部が実現できる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明の湾曲可能な可撓管は、湾曲可能な可撓管に於い
て、一端を前記可撓管先端側に固定し、他端を自由端と
し、全長を変化させることのできる操作部材と、先端側
を前記可撓管内面に固定され、基端側を前記操作部材の
自由端に固定された、径方向は柔軟であるが長手方向は
非圧縮性である連結部材とを具備しているので、前記操
作部材の全長を変化させることにより、湾曲可能な前記
可撓管の先端部を湾曲操作でき、湾曲可能な可撓管が如
何なる湾曲状態でも於いて、たわみの影響を受けずに、
所望の湾曲操作を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る工業用内視鏡装置
の構成を示す構成図である。

【図２】 本発明の第１実施例に係る可撓管の先端部の
断面を示す断面図である。

【図３】 本発明の第１実施例に係る可撓管の変形例の
先端部の断面を示す断面図である。

【図４】 本発明の第１実施例に係るワイヤ連結部材の
構成を示す拡大図である。

【図５】 本発明の第１実施例に係るプラグの構成を示
す拡大図である。

【図６】 本発明の第１実施例に係る工業用内視鏡の湾
曲機構を説明するブロック図である。

【図７】 本発明の第１実施例に係るＳＭＡワイヤの構
造を示す構造図である。

【図８】 本発明の第１実施例に係るＳＭＡワイヤ素線
の温度による伸縮状態を説明する説明図である。

【図９】 本発明の第１実施例に係るＳＭＡワイヤのバ
ネ特性を説明する説明図である。

【図１０】本発明の第１実施例に係るＳＭＡワイヤの変
形例の構造を示す構造図である。

【図１１】本発明の第１実施例に係る可撓管の先端部の
湾曲動作を説明する説明図である。

【図１２】本発明の第１実施例に係る形状記憶合金部材
の変形例を示す断面図である。

【図１３】本発明の第１実施例に係る湾曲ワイヤの可撓
管の先端側の固定部材の変形例を示す構造図である。

【図１４】本発明の第１実施例に係る非圧縮部材の変形
例の構造をを示す構造図である。

【図１５】本発明の第２実施例に係る可撓管の先端部の
断面を示す断面図である。

【図１６】本発明の第２実施例に係るプラグの構成を示
す拡大図である。

【図１７】本発明の第３実施例に係る可撓管の先端部の
断面を示す断面図である。

【図１８】本発明の第４実施例に係る可撓管の先端部の
断面を示す断面図である。

【図１９】本発明の第４実施例に係るＣ−Ｃ’線断面を
示す断面図である。

【図２０】本発明の第５実施例に係る可撓管の先端部の
斜視図である。

【図２１】本発明の第６実施例に係る可撓管の断面を示
す断面図である。

【図２２】本発明の第６実施例に係る段差付き湾曲部の
断面を示す断面図である。

【図２３】本発明の第６実施例に係る従来例の段差付き
湾曲部の断面を示す断面図である。

【図２４】本発明の第６実施例に係る湾曲部と可撓管と
の接続を説明する説明図である。

【図２５】本発明の第６実施例に係る可撓管内でのコイ
ルシースの状態を説明する説明図である。

【図２６】本発明の第７実施例に係る工業用内視鏡装置
の構成を示す構成図である。

【図２７】本発明の第７実施例に係るドラムに設けられ
た排気栓の作用を説明する説明図である。

【図２８】本発明の第７実施例に係る保管時のドラムに
設けられた排気栓の保管状態を説明する説明図である。

【図２９】本発明の第８実施例に係る工業用内視鏡装置
の構成を示す構成図である。

【図３０】本発明の第９実施例に係るカテーテル先端部
の斜視図である。

【図３１】ＳＭＡワイヤの第１の応用例に係る側視型内
視鏡先端部の断面図である。

【図３２】ＳＭＡワイヤの第１の応用例に係る側視型内
視鏡の先端部の鉗子チャンネルの断面図である。

【図３３】ＳＭＡワイヤの第２の応用例に係る内視鏡先
端部の断面図である。

【図３４】本発明の従来例に係る可撓管先端の湾曲管部
部の動作を説明する説明図である。

【符号の説明】

２…可撓管 ４…湾曲部 ３２…ワイヤ ３４…ワイヤ連結部材 ３６…ＳＭＡワイヤ ３８…コイルシース ４０…プラグ ４２…連結部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−164349（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−21065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211039（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−304416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−26041（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湾曲可能な可撓管に於いて、一端を前記
   可撓管先端側に固定し、他端を自由端とし、少なくとも
   一部分を加熱することで全長が変化する形状記憶部材か
   らなる操作部材と、 先端側を前記可撓管内面に固定され、基端側を前記操作
   部材の自由端に固定された、径方向は柔軟であるが長手
   方向は非圧縮性である連結部材と、を具備したことを特
   徴とする湾曲可能な可撓管。
2. 【請求項２】 前記連結部材が、前記操作部材を挿通す
   る管状部材であり、前記管状部材の基端側に冷却流体を
   供給する管路が接続され、前記操作部材に前記冷却流体
   を送ることを特徴とする請求項１記載の湾曲可能な可撓
   管。
3. 【請求項３】 湾曲部と軟性部とからなる湾曲可能な可
   撓管に於いて、前記湾曲部と前記軟性部とを接続する接
   続口金と、 一端を前記湾曲部先端側に固定し、他端を自由端とし、
   進退し前記湾曲部を湾曲させる駆動部材と、 先端側を前記接続口金に固定され、基端側で前記駆動部
   材の自由端に固定され、径方向は柔軟であるが長手方向
   は非圧縮性である連結部材と、を具備したことを特徴と
   する湾曲可能な可撓管。