JP3142928B2 - 可撓管用硬度可変装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば内視鏡挿入部や
カテーテル等の可撓管に組み込んでその可撓管の硬さを
可変する可撓管用硬度可変装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６０−１５６４３１号公報におい
て、例えば大腸等の体腔内へ内視鏡挿入部を挿入する際
の挿入性を向上させるため、その可撓管の硬度を可変に
する機構が提案されている。これは、芯材としてのコイ
ル状部材のピッチ間に、形状記憶合金製のコイル体を配
設してなり、そのコイル体に通電することにより加熱
し、記憶形状である密巻きコイル形状、またはピッチ間
隔を決める形状に回復変形させ、その結果として挿入部
の硬度を上げるものである。

【０００３】また、直線形状を記憶させた形状記憶合金
製の線材を内視鏡挿入部内に配設し、これに通電加熱す
ることで、その挿入部を直線化するとともに、挿入部の
硬度を上げる方式のものも考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記構成ではその形状
記憶合金製部材を太くしなければならないから、非加熱
時においてそれの硬度が高くなり、可撓性を低下して患
者の苦痛を与えるなどの欠点があった。しかも、その形
状記憶合金部材の低温時における弾性が低く塑性変形し
易いことから低温時に不必要な曲がり癖が付いてしまう
というような事情があった。

【０００５】本発明は前記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、特に、形状記憶合金を用
いた可撓管用硬度可変装置において、低温時の可撓性を
向上できるとともにその挿入性等の使用性を向上するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、可撓管内に配設されるコイルと、このコイ
ルの内側に配設される電気的絶縁性チューブと、この電
気的絶縁性チューブ内にその軸方向に沿って配置される
とともにそのコイルに対して両端が固定され、軸方向伸
縮型２方向性の形状記憶合金製ワイヤと、この形状記憶
合金製ワイヤを通電する通電加熱手段とを具備した可撓
管用硬度可変装置である。

【０００７】

【作用】前記通電加熱手段により加熱した高温側で形状
記憶合金製ワイヤは収縮して可撓管を硬くし、低温では
形状記憶合金製ワイヤが伸長してその可撓管を柔らかく
する。

【０００８】

【実施例】図１ないし図３は本発明の第１の実施例を示
すものである。この実施例は、大腸用内視鏡１に適用し
たものである。図２はその内視鏡システムの構成を示し
ている。内視鏡１は長尺な挿入部２を有しており、この
挿入部２の手元側端には操作部３が連結されている。操
作部３にはユニバーサルケーブル４が連結されており、
このユニバーサルケーブル４はこの延出先端にあるコネ
クタ５を光源装置６に対して着脱自在に連結される。

【０００９】前記挿入部２は、先端側から先端チップ部
７、湾曲部８、長尺な可撓管９を順次連結してなり、可
撓管９の内部にはその略全長にわたって硬度可変部１０
が配設されている。

【００１０】また、操作部３には前記硬度可変部１０へ
通電するためのリード線３３ａ，３３ｂに通じる硬度可
変スイッチ１２が設けられている。この硬度可変スイッ
チ１２は前記リード線３３ａ，３３ｂを通じて硬度可変
部１０への通電をオン／オフ操作する。光源装置６内に
は、ユニバーサルケーブル４を介して電気的に接続され
る通電制御部１３が設けられている。

【００１１】図３は前記可撓管９の内部に硬度可変部１
０を配設した状態を示している。湾曲部８の最後端の湾
曲駒１５と可撓管９の螺旋管１６の先端とは繋ぎ管（口
金）１７を介して固定的に接続される。湾曲部８におけ
る湾曲駒１５の外周にはブレードと外皮からなる外装部
材１８が設けられ、可撓管９における螺旋管１６の外周
には同じくブレードと外皮からなる外装部材１９が設け
られている。前記硬度可変部１０は可撓管９の内面上壁
部に沿って近接配置されている。さらに、前記挿入部２
内には観察用ＣＣＤ信号ケーブル２１、照明用ライトガ
イドファイバ２２、及び処置具挿通用チャンネルチュー
ブ（図示せず）を配設してある。

【００１２】前記硬度可変部１０は、図１で示すように
構成される。すなわち、外側に密巻きのコイル２３と内
側に電気的絶縁性チューブ２４を配設してなる長尺な二
重管部材２５を有し、この二重管部材２５の先端と後端
には、半田などのろう付け、接着、ねじ止め等の固定手
段で、前側固定部２６と後側固定部２７が固着されてい
る。この前側固定部２６は前記繋ぎ管１７に前述したよ
うな固定手段で固着されている。なお、前記コイル２３
の素材断面は角形となっており、これが好ましいが、通
常の丸形であってもよいものである。また、コイル２３
は密巻きとして圧縮力で極力硬くなるようにしたが、粗
巻きのものでもよく、この場合、そのコイルが収縮する
と、密巻き状態になるようにしてもよい。

【００１３】さらに、二重管部材２５の内部には、２方
向性形状記憶合金からなる１本のワイヤ３０が挿通さ
れ、そのワイヤ３０の先端は前側固定部２６の貫通孔に
貫通し、この貫通端には管状のかしめ部材３１を固着し
ている。また、ワイヤ３０の後端は後側固定部２７の貫
通孔を貫通し、この貫通端には管状のかしめ部材３２を
固着している。

【００１４】そして、ワイヤ３０の両端に取着したかし
め部材３１，３２は前側固定部２６と後側固定部２７に
対し、ワイヤ３０に張力が生じた際に係止されるように
なっている。また、形状記憶合金製ワイヤ３０の先端に
は、チューブ２４の内部に挿通したリード線３３ａが電
気的に接続され、ワイヤ３０の後端には、別のリード線
３３ｂが電気的に接続されている。管状のかしめ部材３
１，３２はそのワイヤ３０とリード線３３ａ，３３ｂを
かしめて固着している。なお、リード線３３ａは後方の
かしめ部材３２を貫通して後方へ導出している。

【００１５】前記形状記憶合金製ワイヤ３０は、例えば
ＴｉＮｉ合金からなり、低温時には、その長さが伸長
し、高温時には、収縮する２方向性形状記憶合金からな
る。変態点（Ａｆ）は、４５〜５５℃が好適である。そ
して、この形状記憶合金製ワイヤ３０には、低温のとき
において、可撓管９の通常の屈曲作用に伴って二重管部
材２５が湾曲したときでも、突っ張ることがない程度の
弛みがある。二重管部材２５内に挿通するリード線３３
ａにはそれ以上の弛みを持たしている。

【００１６】次に、この内視鏡１の作用を説明する。硬
度可変部１０における形状記憶合金製ワイヤ３０に通電
しない低温時においては、そのワイヤ３０は図１の
（ａ）、（ｂ）で示す如くその長さが伸びて弛んだ状態
にある。したがって、可撓管９を屈曲させたとき、それ
に伴って二重管部材２５が湾曲したときでも、そのワイ
ヤ３０は突っ張ることがない。このため、可撓管９の硬
さは柔軟な状態にある。

【００１７】一方、使用中において、可撓管９を硬くし
たい場合には、操作部３にある硬度可変スイッチ１２を
オンし、リード線３３ａ，３３ｂを通じて硬度可変部１
０の形状記憶合金製ワイヤ３０に通電することにより、
そのワイヤ３０を加熱する。この通電加熱により、形状
記憶合金製ワイヤ３０は高温側に変態し、図１の（ｃ）
で示すごとくその長さ方向へ収縮し、力Ｆを生じさせ
る。この力Ｆは、両かしめ部材３１，３２にかかり、前
側固定部２６と後側固定部２７を介して密巻きコイル２
３に圧縮力ｆをかける。すると、コイル２３には突張り
力が加わり、見かけ上、硬度が高まる。そして、挿入部
２の可撓管９を硬くするのである。

【００１８】しかして、形状記憶合金製ワイヤ３０に対
する通電の有無によって挿入部２の可撓管９を硬くした
り柔らかくしたりすることができる。このため、例え
ば、大腸等の体腔内へ挿入部２を挿入するときには、そ
の挿入部２の可撓管９を硬くして押込み力を先端側へ伝
達しやすくする。また、挿入し終わったときには、挿入
部２の可撓管９を柔らかくしてその管腔の形に自然に沿
わせることができる。また、挿入部２の可撓管９を柔ら
かくしておけば、挿入部２を回転させる際に生体に無理
をかけないで済む。

【００１９】なお、形状記憶合金製ワイヤ３０に対する
通電は、直流でも交流でもよいが、パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）通電を行ない、デューティ比を変えることで、形状
記憶合金製ワイヤ３０の収縮量をコントロールし、コイ
ル２３の突張り量を変えることも可能である。可撓管９
内に硬度可変部１０を１本配置してあるが、必要に応じ
て複数本を設けてもよい。また、形状記憶合金ワイヤ３
０は単線でなく、複数本を並べて配設したり、より線状
に束ねたものでもよい。

【００２０】図４は、本発明の第２の実施例を示すもの
である。この実施例での硬度可変部４０はその硬度の可
変を部分的に行うものである。すなわち、硬度可変部４
０はその中間に中間固定部４１を設け、ここに設けたか
しめ部材４２に形状記憶合金製ワイヤ３０の中間部をか
しめ付けて固定する。このかしめ部材４２には、コイル
２３およびチューブ２４を固定している。さらに、この
中間のかしめ部材４２の位置において、その形状記憶合
金製ワイヤ３０の中間部分には、第３のリード線３３ｃ
が電気的に接続している。また、形状記憶合金製ワイヤ
３０の先端と後端には前述した第１の実施例の場合と同
様にリード線３３ａ，３３ｂが接続している。各リード
線３３ａ，３３ｂ，３３ｃの基端には選択スイッチ４３
の各接点ａ，ｂ，ｃを介して通電制御部１３に接続され
ている。

【００２１】しかして、選択スイッチ４３の接点ａ，
ｂ，ｃを適宜選択してそれをオンにすることにより硬度
可変部４０の硬度の可変を部分的に行うことができる。
例えば、接点ａ，ｂをオンすれば、前述した第１の実施
例の場合と同様、リード線３３ａ，３３ｂを通じて形状
記憶合金製ワイヤ３０の全長を加熱することができる。
したがって、この場合には硬度可変部４０の全長を硬く
することができる。

【００２２】一方、接点ａ，ｃのみをオンすることによ
り、リード線３３ａとリード線３３ｃを通じて前側固定
部２６と中間固定部４１の間の形状記憶合金製ワイヤ３
０の部分にのみ通電する。このため、前側固定部２６と
中間固定部４１の間の部分のみ加熱されてその部分が収
縮し、前側固定部２６と中間固定部４１の間の形状記憶
合金製ワイヤ３０に収縮力が働き、そのコイル２３の前
方半分の部分に突張り力が与えられ、その部分に対応し
た可撓管９の硬度を上げる。

【００２３】また、接点ｂ，ｃのみをオンすることによ
りリード線３３ｂとリード線３３ｃを通じてリード線３
３ｂとリード線３３ｃの間に通電することで、後側固定
部２７と中間固定部４１の間の部分のみ加熱されてその
部分の形状記憶合金ワイヤ３０に収縮力が働き、そのコ
イル２３の後方半分の部分に突張り力を与えてその部分
に対応した可撓管９の硬度を上げる。しかして、硬度可
変部４０の全長ではなく硬くする部分を選択してそれに
対応した可撓管９の部分の硬さを可変することができ
る。

【００２４】なお、この場合の選択スイッチ４３は、第
１の実施例と同様に操作部３に設けてもよいし、光源装
置６に配設してもよいものである。また、中間固定部４
１を適宜、複数個所に設けて、可撓管９の複数個所の硬
度を選択的に変化させるようにしてもよい。

【００２５】図５は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。この第３の実施例では、内視鏡の挿入部における
可撓管５１の内部に設けた処置具挿通用チャンネルチュ
ーブ５２の内部に挿通して使用するようにした硬度可変
装置を示す。すなわち、内視鏡挿入部における可撓管５
１の内部には、処置具挿通用チャンネルチューブ５２や
イメージガイドファイバ５３等が配設されている。そし
て、処置具挿通用チャンネルチューブ５２内に前述した
ような構成の硬度可変部５４を差し込んで配置するよう
になっている。

【００２６】硬度可変部５４のチューブ２４とコイル２
３の先端は、先端固定部５５に対して共に固定され、先
端固定部５５の中央には形状記憶合金製ワイヤ５６の先
端が突き抜け、この貫通先端はかしめ部材５７に機械的
に固定されている。かしめ部材５７にはリード線３３ａ
の先端を接続している。先端固定部５５の先端側は充填
部５８とし、接着剤等を充填している。後方側において
は前述した実施例と同様に形状記憶合金製ワイヤ５６の
後端が固定されている。

【００２７】しかして、内視鏡挿入部の処置具挿通チャ
ンネルチューブ５２に、硬度可変部５４を挿入して内視
鏡挿入部の可撓管５１の硬度を可変させる。それの基本
動作は前述した実施例のものと同じである。硬度可変部
５４が内視鏡挿入部の可撓管５１の長さより短ければ、
その可撓管５１に位置する部分を変えることにより硬度
を可変させる部分を任意に変更することができる。

【００２８】図６は本発明の第４の実施例を示すもので
ある。この実施例のものでは内視鏡挿入部における可撓
管６１の内周にコイル６２を配置し、このコイル６２の
先端側に前側固定部６３、後方側に後側固定部６４を設
け、この両固定部６３，６４間に複数本の形状記憶合金
製ワイヤ６５を架設して固定する。前側固定部６３には
リード線６５ａを電気的に接続し、後側固定部６４には
リード線６５ｂを電気的に接続してある。また、可撓管
６１の中央には、イメージガイドファイバ６６と、この
外周に被嵌した状態でライトガイドフアィバ６７を配設
してある。これによる作用は前述した第１の実施例のも
のと同じである。

【００２９】本発明は前述した実施例のものに限定され
るものではない。血管用内視鏡などの細径内視鏡や内視
鏡以外のカテーテル等の可撓管の硬度を変化させる場合
に用いてもよい。また、低温側にあるときの形状記憶合
金製ワイヤのたるみ量は可撓管が湾曲しても硬度に影響
を与えない量が望ましい。さらに、可撓管内に配設する
硬度可変部は可撓管内の中央に配設したり（マルチルー
メンチューブではその中央のルーメンに設けるとよ
い。）、内周面上に配設する。周面上の場合は１個所で
もよいが、収縮で可撓管が湾曲する影響を考慮して均
等、例えば上下、上下左右１２０°間隔で設けた方が望
ましい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記通電加熱手段により加熱した高温側で形状記憶合金製
ワイヤは収縮して可撓管を硬くし、低温では形状記憶合
金製ワイヤが伸長してその可撓管を柔らかくする。した
がって、低温時においても充分な可撓性を有し、挿入性
等の性能を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例の硬度可変部の
断面図、（ｂ）はその一部の低温時の拡大断面図、
（ｃ）はその一部の高温時の拡大断面図。

【図２】本発明の第１の実施例を適用した内視鏡の全体
的システムの構成図。

【図３】本発明の第１の実施例の硬度可変部を組み込ん
だ内視鏡の挿入部の断面図。

【図４】本発明の第２の実施例の硬度可変部の断面図。

【図５】本発明の第３の実施例の硬度可変部を組み込ん
だ内視鏡の挿入部の断面図。

【図６】本発明の第４の実施例の硬度可変部を組み込ん
だ内視鏡の挿入部の断面図。

【符号の説明】

１…内視鏡、２…挿入部、９…可撓管、１０…硬度可変
部、１２…硬度可変スイッチ、１３…通電制御部、２３
…コイル、２４…チューブ、２６…前側固定部、２７…
後側固定部、３０…ワイヤ、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…
リード線、４０…硬度可変部、４３…選択スイッチ、５
４…硬度可変部、５６…形状記憶合金製ワイヤ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イ）可撓管内に配設されるコイルと、 ロ）このコイルの内側に配設される電気的絶縁性チュー
   ブと、 ハ）この電気的絶縁性チューブ内にその軸方向に沿って
   配置されるとともにそのコイルに対して両端が固定さ
   れ、軸方向伸縮型２方向性の形状記憶合金製ワイヤと、 ニ）この形状記憶合金製ワイヤを通電する通電加熱手段
   とを具備したことを特徴とする可撓管用硬度可変装置。