JP3435227B2 - Endoscope bending section - Google Patents

Endoscope bending section

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JP3435227B2
JP3435227B2 JP25314094A JP25314094A JP3435227B2 JP 3435227 B2 JP3435227 B2 JP 3435227B2 JP 25314094 A JP25314094 A JP 25314094A JP 25314094 A JP25314094 A JP 25314094A JP 3435227 B2 JP3435227 B2 JP 3435227B2
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endoscope
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和弘 長沼
亨 千葉
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ペンタックス株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内視鏡の挿入部先端
に設けられて遠隔操作によって屈曲される内視鏡の湾曲
部に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bending portion of an endoscope which is provided at a distal end of an insertion portion of the endoscope and is bent by remote control.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に内視鏡の湾曲部は、多数の節輪を
リベットで回動自在に連結して、最先端の節輪に先端が
取り付けられた操作ワイヤを遠隔的に牽引することによ
って、任意に屈曲させることができるようになってい
る。
2. Description of the Related Art Generally, a bending portion of an endoscope is constructed by rotatably connecting a large number of joint rings with a rivet and remotely pulling an operation wire attached to the leading end joint ring. , Can be bent arbitrarily.

【0003】しかし、そのような構成では湾曲部を微細
径化するのが極めて困難である。そこで、湾曲部の微細
径化を図るために、例えば特開平3−173371号に
示されるように、形状記憶合金を薄い平板状に形成した
湾曲アクチュエータを湾曲部内に配置し、その形状記憶
合金製の湾曲アクチュエータを通電により加熱して湾曲
部を屈曲させていた。
However, with such a structure, it is extremely difficult to reduce the diameter of the curved portion. Therefore, in order to reduce the diameter of the curved portion, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-173371, a bending actuator in which a shape memory alloy is formed in a thin flat plate shape is arranged in the curved portion, and the shape actuator is made of the shape memory alloy. The bending actuator was heated by energization to bend the bending portion.

【0004】なお、特開平1−304416号及び特開
平1−315675号などにも、形状記憶合金を利用し
て湾曲部を屈曲するようにしたものが示されている。し
かし、いずれも形状記憶合金バネを何本か並列に配置し
ているので、大きなスペースを必要とし、湾曲部を微細
径化するのは難しい。
Incidentally, JP-A-1-304416, JP-A-1-315675, and the like also show that a curved portion is bent by using a shape memory alloy. However, since several shape memory alloy springs are arranged in parallel in each case, a large space is required, and it is difficult to reduce the diameter of the curved portion.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】特開平3−17337
1号に示されるものでは、金属又はゴムなどからなる弾
性を有する基材の表面に形状記憶合金層を蒸着すること
によって、薄い平板状の湾曲アクチュエータを形成して
いる。
[Problems to be Solved by the Invention]
In No. 1, a thin plate-shaped curved actuator is formed by depositing a shape memory alloy layer on the surface of an elastic base material made of metal or rubber.

【0006】しかし現在の技術レベルでは、形状記憶合
金は、線材に加工する場合には、例えば直径30μm程
度までさほど困難なく細くすることができるが、薄い平
板状に加工するのは非常に困難である。したがって現実
としては、平板状の形状記憶合金アクチュエータを用い
ることによる湾曲部の微細径化は困難であった。
At the current level of technology, however, the shape memory alloy can be thinned to a wire diameter of, for example, about 30 μm without difficulty, but it is very difficult to process it into a thin flat plate. is there. Therefore, in reality, it is difficult to reduce the diameter of the curved portion by using the flat shape memory alloy actuator.

【0007】そこで本発明は、形状記憶合金を利用した
微細径化が現実的に可能な内視鏡の湾曲部を提供するこ
とを目的とする。
[0007] Therefore, an object of the present invention is to provide a bending portion of an endoscope which can realistically be made finer using a shape memory alloy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の内視鏡の湾曲部は、内視鏡の挿入部の先端
部分に屈曲自在に設けられた湾曲部の外周に、所定の温
度変化によって形が変化する形状記憶合金からなるコイ
ルを螺旋状に巻回すると共に、上記湾曲部の屈曲状態を
変化させる形状変化を上記コイルに起こさせるために上
記コイルの温度を制御するコイル温度制御手段を設けた
ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the bending portion of the endoscope of the present invention is provided at the outer periphery of the bending portion provided flexibly at the distal end portion of the insertion portion of the endoscope. A coil made of a shape memory alloy whose shape changes according to a predetermined temperature change is spirally wound, and the temperature of the coil is controlled in order to cause the coil to undergo a shape change that changes the bending state of the bending portion. A coil temperature control means is provided.

【0009】なお、上記湾曲部が、内部に内蔵物が挿通
された弾力性のある管状部材によって形成されていると
よく、上記コイルが巻回された湾曲部の外表面全体が、
弾力性のある被覆部材によって被覆されていてもよい。
It is preferable that the curved portion is formed of an elastic tubular member having an internal component inserted therein, and the entire outer surface of the curved portion around which the coil is wound is
It may be covered with an elastic covering member.

【0010】[0010]

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図1の左
半部は、可撓管により形成された内視鏡の挿入部の先端
部分に設けられた湾曲部1の側面断面を示し、右半部
は、挿入部の基端側外部に設けられたコイル温度制御回
路部20をブロックで示している。また、図2は湾曲部
1の正面断面図である。
Embodiments will be described with reference to the drawings. The left half of FIG. 1 shows a side cross-section of the bending portion 1 provided at the distal end portion of the insertion portion of the endoscope formed by the flexible tube, and the right half is the outside of the proximal end side of the insertion portion. The coil temperature control circuit unit 20 provided is shown by a block. FIG. 2 is a front sectional view of the bending portion 1.

【0011】湾曲部1は、例えばシリコンゴム又はポリ
ウレタンゴム等のような弾力性に富む管状部材2によっ
て形成されており、例えばその外径は2mm、長さは3
0mmである。
The curved portion 1 is formed of a highly elastic tubular member 2 made of, for example, silicone rubber or polyurethane rubber, and has an outer diameter of 2 mm and a length of 3, for example.
It is 0 mm.

【0012】その管状部材2には、図2に示されるよう
に、内蔵物等を挿通するための複数の孔が、管軸と平行
に形成されている。即ち、観察像を伝達するためのイメ
ージガイドファイババンドル3と、観察範囲を照明する
ためのライトガイドファイババンドル4と、後述する湾
曲操作のための電線5を挿通する、例えば直径0.35
mm程度の三つの細い孔6,7,8が上半部に形成さ
れ、鉗子など処置具を挿通するための鉗子チャンネル9
として用いられる例えば直径1.2mmの太い孔が、下
半部に形成されている。
As shown in FIG. 2, the tubular member 2 is formed with a plurality of holes for inserting internal components and the like in parallel with the tube axis. That is, an image guide fiber bundle 3 for transmitting an observation image, a light guide fiber bundle 4 for illuminating an observation range, and an electric wire 5 for bending operation described later are inserted, for example, a diameter of 0.35.
A forceps channel 9 for inserting a treatment tool such as forceps is formed in the upper half portion with three thin holes 6, 7 and 8 of about mm.
A thick hole having a diameter of 1.2 mm, for example, is formed in the lower half part.

【0013】なお、イメージガイドファイババンドル3
の先端部分には、被写体の像をイメージガイドファイバ
バンドル3の像入射端面に結像するための対物光学系が
配置されているが、その図示は省略されている。
The image guide fiber bundle 3
An objective optical system for forming an image of a subject on the image entrance end face of the image guide fiber bundle 3 is arranged at the tip end of the, but its illustration is omitted.

【0014】管状部材2の外周には、形状記憶合金から
なるコイル10が巻回されている。コイル10は、素線
の断面が円形で線径が例えば0.1mmであり、湾曲部
1の外周にちょうど密着するように、巻き直径2mmで
30mmの長さを例えばピッチ0.3mmで螺旋状に巻
かれている。
A coil 10 made of a shape memory alloy is wound around the outer circumference of the tubular member 2. The coil 10 has a circular cross-section with a wire diameter of, for example, 0.1 mm, and has a winding diameter of 2 mm and a length of 30 mm, for example, a spiral shape with a pitch of 0.3 mm, so that the coil 10 is in close contact with the outer circumference of the curved portion 1. Is wrapped around.

【0015】形状記憶合金としては、Ti−Ni系又は
Cu系等の形状記憶合金を用いることができ、熱処理に
よって予め湾曲部1の所定の屈曲形状を記憶させてあ
る。そして、例えば摂氏40〜50度以上になると、図
3に示されるように、湾曲部1が例えば曲率半径25m
mの屈曲状態になり、温度が下がると管状部材2の復元
力によって図1に示されるような直線状態になるように
設定されている。
As the shape memory alloy, a shape memory alloy such as Ti-Ni type or Cu type can be used, and a predetermined bending shape of the bending portion 1 is stored in advance by heat treatment. Then, for example, when the temperature becomes 40 to 50 degrees Celsius or more, as shown in FIG. 3, the bending portion 1 has a radius of curvature of 25 m, for example.
It is set such that when the temperature is lowered by bending m, the restoring force of the tubular member 2 causes a linear state as shown in FIG.

【0016】コイル10の両端部は電線5が通された孔
8内に引き込まれていて、その孔8内で電線5に接続さ
れている。そして、その孔8の先端開口部は、接着剤な
どを用いた封止剤11によって封止されている。
Both ends of the coil 10 are drawn into a hole 8 through which the electric wire 5 is passed and are connected to the electric wire 5 in the hole 8. The tip opening of the hole 8 is sealed with a sealant 11 using an adhesive or the like.

【0017】また、コイル10が巻回された湾曲部1の
外表面全体が、例えばシリコンゴムのような弾力性のあ
る電気絶縁性の被覆部材12によって、例えばディピン
グ法を用いて、0.1ないし0.2mmの厚さで被覆さ
れている。この被覆部材12は、電気絶縁及び断熱の役
割を果たす。
Further, the entire outer surface of the curved portion 1 around which the coil 10 is wound is covered with an elastic and electrically insulating covering member 12 such as silicon rubber, for example, by a dipping method. To a thickness of 0.2 mm. The covering member 12 plays a role of electrical insulation and heat insulation.

【0018】電線5は、コイル温度制御回路部20にお
いてドライバ21に接続されていて、例えば1.5アン
ペアの電流が供給される。ただし、ドライバ21にはパ
ルス発生器22が接続されていて、パルス発生器22か
ら入力されるパルス信号と同じパルス波形の電流を、ド
ライバ21が出力する。
The electric wire 5 is connected to the driver 21 in the coil temperature control circuit section 20 and is supplied with a current of, for example, 1.5 amperes. However, the pulse generator 22 is connected to the driver 21, and the driver 21 outputs a current having the same pulse waveform as the pulse signal input from the pulse generator 22.

【0019】そして、パルス発生器22には、パルス幅
を任意に設定することができるパルス幅設定器23が接
続されており、パルス発生器22からドライバ21に与
えられるパルス幅を設定することにより、ドライバ21
から電線5に出力される電流のデューティ比を自由に変
えることができる。
The pulse generator 22 is connected to a pulse width setting device 23 capable of arbitrarily setting the pulse width, and by setting the pulse width given from the pulse generator 22 to the driver 21. , Driver 21
The duty ratio of the current output from the electric wire to the electric wire 5 can be freely changed.

【0020】ドライバ21からの出力電流は電線5を介
してコイル10に与えられ、形状記憶合金からなるコイ
ル10がジュール熱によって発熱する。すると、それに
よって上昇するコイル10の温度によって、コイル10
が、記憶されている屈曲形状に近づく方向に屈曲し、駆
動電流のデューティ比を変えることによって、湾曲部1
の屈曲角度を自由に変えることができる。
The output current from the driver 21 is applied to the coil 10 via the electric wire 5, and the coil 10 made of a shape memory alloy generates heat by Joule heat. Then, due to the temperature of the coil 10 rising due to this, the coil 10
Bends in a direction approaching the stored bending shape, and the duty ratio of the drive current is changed.
The bending angle of can be changed freely.

【0021】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えばコイル10の温度制御は、通電によ
るジュール熱の利用に代えて、流体を介してコイル10
に熱を与えたり、自然放冷などを利用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the temperature control of the coil 10 is performed by using fluid instead of using Joule heat by energizing the coil 10.
Heat may be applied to the air, or natural cooling may be used.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、形状記憶合金からなる
一本のコイルを湾曲部の外周に螺旋状に巻回して、温度
変化に対応して変化するコイルの変形によって湾曲部を
屈曲させるようにしたので、形状記憶合金部品の微小加
工が容易であって、湾曲部の微細径化が現実的に可能で
ある。
According to the present invention, one coil made of a shape memory alloy is spirally wound around the outer circumference of the bending portion, and the bending portion is bent by the deformation of the coil which changes in response to the temperature change. As a result, the microfabrication of the shape memory alloy component is easy, and it is practically possible to reduce the diameter of the curved portion.

【0023】そして、コイルの内側の湾曲部を弾力性の
ある管状部材によって形成することにより、湾曲部の構
造が非常に簡単になり、湾曲部の微細径化が容易とな
る。
Further, by forming the inner curved portion of the coil by the tubular member having elasticity, the structure of the curved portion becomes very simple, and it becomes easy to reduce the diameter of the curved portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of an embodiment.

【図2】実施例の正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view of an example.

【図3】実施例の屈曲状態の側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the example in a bent state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 湾曲部 2 管状部材 10 コイル 20 コイル温度制御回路部 1 curved part 2 tubular members 10 coils 20 Coil temperature control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 1/00-1/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内視鏡の挿入部の先端部分に屈曲自在に設
けられた湾曲部の外周に、所定の温度変化によって形が
変化する形状記憶合金からなるコイルを螺旋状に巻回す
ると共に、上記湾曲部の屈曲状態を変化させる形状変化
を上記コイルに起こさせるために上記コイルの温度を制
御するコイル温度制御手段を設けたことを特徴とする内
視鏡の湾曲部。
1. A coil made of a shape memory alloy, the shape of which is changed by a predetermined temperature change, is spirally wound around the outer periphery of a bending portion provided at a distal end portion of an insertion portion of an endoscope so as to be bendable. The bending portion of the endoscope, further comprising coil temperature control means for controlling the temperature of the coil in order to cause the coil to undergo a shape change that changes a bending state of the bending portion.
【請求項2】上記湾曲部が、内部に内蔵物が挿通された
弾力性のある管状部材によって形成されている請求項1
記載の内視鏡の湾曲部。
2. The curved portion is formed by a flexible tubular member having an internal component inserted therein.
Curved part of the described endoscope.
【請求項3】上記コイルが巻回された湾曲部の外表面全
体が、弾力性のある被覆部材によって被覆されている請
求項1又は2記載の内視鏡の湾曲部。
3. The bending portion for an endoscope according to claim 1, wherein the entire outer surface of the bending portion around which the coil is wound is covered with an elastic covering member.
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