JP3567602B2 - 内視鏡のアングル部構造体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用，工業用として用いられる内視鏡において、その挿入部の先端部本体を所望の方向に向けるためのアングル部を構成するアングル部構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡は、一般に図６に示したように構成される。同図において、１は本体操作部であって、この本体操作部１には、体腔等の内部に挿入される挿入部２が連設されており、また光源装置（図示せず）等に着脱可能に接続されるユニバーサルコード３が引き出されている。挿入部２は基端側から大半の部分が挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部２ａである。軟性部２ａにはアングル部２ｂが連設され、またアングル部２ｂには照明窓や観察窓等を設けた先端部本体２ｃが連設されており、アングル部２ｂは上下、または上下左右に湾曲操作可能なもので、これにより先端部本体２ｃを任意の方向に向けて、所望の方向の観察視野等が得られる。
【０００３】
挿入部２においては、先端部本体２ｃは硬質部材で構成され、アングル部２ｂは湾曲可能な節輪構造であり、軟性部２ａは湾曲管構造となっている。そこで、図７にアングル部２ｂの概略構成を示す。アングル部２ｂの内部には、図示は省略するが、ライトガイド，信号ケーブル（光学式内視鏡の場合にはイメージガイド）や、処置具挿通チャンネル等が挿通され、これらの挿通部材は圧迫力により断線やキンク等が生じるおそれがあることから、保形性が良好で、外力が働いても潰れない、耐潰性が良好な構造となっていなければならない。このために、アングル部２ｂの構造体としては、アングルリング４を用い、このアングルリング４を多数並べて、前後のアングルリング４を枢支ピン５を用いて相対回動可能に連結することによりアングル部構造体６を形成し、このアングル部構造体６には保護ネット７が被せられ、また保護ネット７には外皮層８が積層される。
【０００４】
アングル部構造体６を所望の方向に湾曲させるために、各アングルリング４（または枢支ピン５）には、操作ワイヤ９の挿通部４ａを設けて、操作ワイヤ９をアングルリング４の内面に沿って円周方向に位置決めした状態で挿通するようにしている。操作ワイヤ９の先端は最先端のアングルリング４または先端部本体２ｃの適宜の箇所に固定されており、基端部は軟性部２ａを通って本体操作部１内にまで延在され、この本体操作部１に設けたアングルノブ１ａに操作可能に連結される。そして、操作ワイヤ９は、図７のように、少なくとも上下に一対設け、好ましくは上下及び左右に各一対設けるようになし、対となる操作ワイヤ９の一方を引っ張り、他方を繰り出すことによって、操作ワイヤ９の引っ張り方向に湾曲する
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アングル部２ｂを構成するアングル部構造体６は、少なくとも多数のアングルリング４と、各アングルリング４を相互に枢着する枢支ピン５とを用いて形成されるが、アングルリング４はその断面円形の部材であるのに対して、枢支ピン５の装着部位は、この枢支ピン５の軸線と直交する方向の平坦面とする必要があり、しかもこの枢支ピン５の装着部は突出していなければならない。従って、アングルリング４の構成は著しく複雑な構成となっており、その製造及び加工が極めて複雑かつ困難なものとなる。従って、アングルリングを用いてアングル部構造体を構成するのは、製造及び加工の工数の点から、また製品としての歩留の点からも、さらにはコストの点等からも不利である。さらに、アングル部２ｂ内にはライトガイド等の挿通部材が挿通されており、その湾曲操作時に、これら挿通部材が前後のアングルリング４，４間に挟まれたり、また枢支ピン５と摺接する等により損傷が生じるおそれもある。
【０００６】
また、アングル部構造体には、耐潰性が良好であることが要求されるが、アングルリングは略円筒形の部材であるから、軸線方向の押圧力に対しては極めて強いが、半径方向における圧迫に対する強度はあまり高くない。従って、耐潰性を良好にするには、アングルリングにかなりの厚みを持たせる必要があり、このためアングル部構造体が重量化してしまうという問題点があり、これに加えて、アングル部の湾曲時には枢支ピンに過大な力が作用するために、枢支ピンの強度向上を図らなければならない。
【０００７】
さらに、アングル部を湾曲操作した時には、滑らかな曲線形状に曲がる方が好ましく、またアングル部の基端側より先端側の方がより大きく曲がるようにするのが、先端部本体の方向制御を行う上で望ましい。アングル部を滑らかな曲線形状に曲げるには、アングルリングの幅を狭くする必要があり、このために所定の長さのアングル部を構成する際に用いられるアングルリング及び枢支ピンの数が多くなり、かつ基端側と先端側との間で湾曲度合いを異ならせるには、幅の異なる複数種類のアングルリングを用いる必要がある等、アングル部構造体の製造はさらに困難になる等といった問題点がある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耐潰性等の強度が良好で、製造及び加工が容易なアングル部構造体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、アングル部を湾曲させた時に、滑らかな曲線形状となるように曲がるようになし、さらにはアングル部の先端側と基端側とで湾曲する角度を容易に変えられるようにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、凸状部と凹状部とからなる波形の凹凸部を長手方向に形成した金属板片を、凸状部の立ち下がり面と凹状部の立ち上がり面とを係合させるようにして密巻き螺旋状に巻回することによって、略軸線方向に向く軸方向面と、この軸方向面に対して所定の角度を持った凹凸形成面とを有する中空の湾曲管を形成し、この湾曲管の凹凸形成面に、少なくとも１８０°の位相を変えた位置に一対の挿通孔をそれぞれ軸線方向に一直線に並ぶように穿設して、これらの挿通孔にそれぞれ操作ワイヤを挿通させ、この操作ワイヤの先端を固定すると共に、基端側を押し引操作可能な構成としたことをその特徴とするものである。
【００１０】
ここで、操作ワイヤの操作に対する追従性、特に湾曲形状とした状態から湾曲操作を解除した時に、アングル部が確実に真直ぐな状態に復帰させるためには、各操作ワイヤに湾曲管の外面側における各谷状の部分にコイルばねを弾装する構成とする。さらに、このコイルばねを基端側のばね力が先端側のコイルばねより強くする構成とすると、アングル部の先端側と基端側とで湾曲形状を異ならせることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
内視鏡のアングル部における構造体としては、アングルリングを相互に枢着することにより構成するのではなく、図１乃至図３に示したように構成する。
【００１２】
即ち、図１及び図２から明らかなように、弾性のある金属からなり、長手方向に向けて、凸部と凹部とを形成した金属板片からなる凹凸板１０を用い、これを螺旋状に巻回することによって、内部に挿通路を有する中空の湾曲管１１を形成する。ここで、凹凸板１０は凸状部１０Ｐと凹状部１０Ｒとが連設された波形に成形されており、アングル部構造体１１を形成するには、凸状部１０Ｐの立ち上がり面部１０ａと凹状部１０Ｒの立ち下がり面部１０ｂとを係合させるようにして密着螺旋状に巻回される。なお、凸状部１０Ｐ及び凹状部１０Ｒは直角に曲成することにより形成したものだけでなく、所定の角度を持たせたり、また曲面形状としたものであっても良い。
【００１３】
湾曲管１１を以上のように構成することによって、凸状部１０Ｐ及び凹状部１０Ｒには、半径方向の位置が異なるが、軸線方向に向く軸線方向面と、立ち上がり面部１０ａ，立ち下がり面部１０ｂ及び凸状部１０Ｐと凹状部１０Ｒとの間の連設面部１０ｃからなり、軸線方向面と直交する凹凸形成面とを備えた中空管形状となっている。湾曲管１１における凸状部１０Ｐと凹状部１０Ｒとの部位には、所定の空間部分が存在しているから、曲げる方向に力が加わると、この力が加わった方向に湾曲する。また、湾曲管１１は立ち上がり面部１０ａと立ち下がり面部１０ｂ及び連設面部１０ｃからなる凹凸形成面は湾曲管１１の軸線と直交する（または直交方向に対して所定の角度を持つ）面が存在することから、圧迫方向に対する強度は著しく向上して、凹凸板１０の肉厚を薄くしても、保形性即ち耐潰性が極めて良好になる。
【００１４】
図３に示したように、湾曲管１１には、９０°毎に４箇所の挿通孔１２Ｕ，１２Ｄ，１２Ｒ，１２Ｌ（以下の説明において、これら挿通孔を総称する場合には、符号１２を用いる）がその軸線方向の全長にわたって穿設されている。挿通孔１２は、湾曲管１１の軸線と直交する面（乃至所定の角度を持った面）に穿設されている。即ち、図２の形状に成形した場合には、立ち上がり面部１０ａ，立ち下がり面部１０ｂ及び連設面部１０ｃが鉛直面となっているから、これらの面に挿通孔１２が穿設される。
【００１５】
各挿通孔１２Ｕ，１２Ｄ，１２Ｒ，１２Ｌには、それぞれ操作ワイヤ１３Ｕ，１３Ｄ，１３Ｒ，１３Ｌ（以下の説明において、操作ワイヤを総称する場合には、符号１３を用いる）が挿通されている。操作ワイヤ１３の外径と挿通孔１２の内径との径差はできるだけ小さくなし、これにより各操作ワイヤ１３を押し引きした時に、軸線方向にのみ移動することになり、みだりに振れたり、捩れたりしないように保持される。
【００１６】
そして、操作ワイヤ１３の先端部は、湾曲管１１における先端部本体１４への連結部における凹状部１１Ｒに固定する。この操作ワイヤ１３の固定は種々の方法により行えるが、例えば図４に示した固定方法を採用できる。操作ワイヤ１３を１本の単線で形成されるのではなく、多数の金属細線を撚るようにして形成し、この操作ワイヤ１３を最先端に位置する挿通孔１２に挿通させて、最先端側の凹状の部分の内部に挿入する。そして、操作ワイヤ１３の先端部分における金属細線をばらばらにした上で、凹状の部分の内部に半田Ｓを流し込む。これによって、各操作ワイヤ１３の先端部分が強固に固定される。また、各操作ワイヤ１３は湾曲管１１から軟性部を経て本体操作部内に延在されて、アングルノブにより押し引き操作可能となっている。ただし、この点については、従来から周知の構成であるので、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００１７】
湾曲管１１は、凸状部１０Ｐ及び凹状部１０Ｒの幅をピッチ間隔とした螺旋状の凹凸形状となっている。従って、操作ワイヤ１３は凸状の部位では、湾曲管１１の内側に位置し、また凹状の部位では、操作ワイヤ１３は湾曲管１１の外部に露出している。そして、この操作ワイヤ１３の外部に露出している部位には、図５に示したように、それぞれコイルばねからなる復帰ばね１５が設けられている。この復帰ばね１５は、湾曲管１１における凹状の部位を構成する相対向面、即ち凹凸板１０の立ち上がり面部１０ａと連設面部１０ｃとの間に弾装されており、これによって、凹状部分の幅が適正な状態、即ち立ち上がり面部１０ａと、これに係合している立ち下がり面部１０ｂとが当接する状態に付勢される。
【００１８】
ここで、図５に仮想線で示したように、立ち上がり面部１０ａと立ち下がり面部１０ｂとが当接して、湾曲管１１はその軸線が真直ぐな状態に保持されている際に、操作ワイヤ１３を引っ張ると、実線で示したように、立ち上がり面部１０ａと立ち下がり面部１０ｂとが離間する方向に角度を生じさせると、湾曲管１１が湾曲することになる。そして、立ち上がり面部１０ａ，１０ｂ間の角度が大きくなればなる程、湾曲度合いも大きくなる。従って、復帰ばね１５は湾曲管１１を真直ぐな状態に付勢するものであり、操作ワイヤ１３はこの復帰ばね１５の付勢力に抗して湾曲管１１を湾曲させるものである。
【００１９】
さらに、挿入部を構成するアングル部として構成する場合には、この湾曲管１１には、金属線材からなる保護ネット１６が被着され、さらにこの保護ネット１６上には外皮層１７が積層される。なお、保護ネット１６と外皮層１７とを単に積層状態にしても良いが、保護ネット１６に接着剤を含浸させて、外皮層１７と密着すると共に、湾曲管１１に固着させるようにしても良い。
【００２０】
以上のようにしてアングル部が構成されるが、湾曲管１１に挿通させた４本の操作ワイヤ１３のうち、上下に位置する操作ワイヤ１３Ｕ，１３Ｄと、操作ワイヤ１３Ｒ，１３Ｌとは、それぞれ対をなすものである。一方の対の操作ワイヤ１３Ｕ，１３Ｄは、上下に位置しており、そのうちの一方を引っ張り、他方を繰り出すように操作すると、アングル部は上下方向に湾曲する。また、他方の対を構成する操作ワイヤ１３Ｒ，１３Ｌは、左右に位置しており、一方を引っ張り、他方を繰り出すと、左右に湾曲することになる。しかも、操作ワイヤ１３Ｕ，１３Ｄ及び１３Ｒ，１３Ｌの押し引き量に応じて、アングル部の湾曲度合いが変化する。また、操作ワイヤ１３に対する引っ張り力を解除すると、４箇所に設けられている復帰ばね１５の付勢力によって、アングル部は真直ぐな状態に復帰する。なお、例えばアングル部に軟性部ではなく、硬性部が連設されている場合等においては、湾曲管１１が真直ぐな状態に保持されている時に、４本の操作ワイヤ１３がそれぞれ均等な張力が働くように設定することが可能となる。従って、このような場合には、復帰ばねを設けなくとも、４本（乃至２本）の操作ワイヤに働く張力でアングル部を真直ぐな状態に保持できる。
【００２１】
ここで、湾曲管１１は螺旋構造となっているから、軸線方向に力が加わると、通常は捩れることになる。しかしながら、操作ワイヤ１３が、この操作ワイヤ１３の外径より僅かに大きな内径を有する挿通孔１２内に挿通されており、この操作ワイヤ１３は湾曲管１１の軸線方向に延在されて、各挿通孔１２内に順次挿通されているから、この操作ワイヤ１３により湾曲管１１の捩れ方向の動きが規制されることになる。従って、湾曲時に湾曲管１１は殆ど捩れることがなくなり、先端部本体をほぼ確実に意図した方向に向けることができる。
【００２２】
湾曲管１１を形成するには、金属板体１０に予め所定のピッチ間隔で挿通孔を穿設しておき、この状態でプレス等の手段で、凸状部１０Ｐ，凹状部１０Ｒを形成して、螺旋状に巻回すれば良いことから、製造及び加工は極めて容易に行える。また、操作ワイヤ１３の組み付け時には、この操作ワイヤ１３を挿通孔１２に挿通させると共に、復帰ばね１５を挿入しなければならないが、挿通孔１２内に挿通する毎に復帰ばね１５を１個ずつ挿通させれば良く、従ってその組み付けも極めて容易に行える。
【００２３】
また、湾曲管１１には、その軸線方向に向く面だけでなく、それと直交する方向の面も存在するから、この湾曲管１１に軸線と直交する方向に圧迫力が加わっても、潰れる等のおそれがなく、極めて高い耐潰性を発揮する。また、アングルリングを用いた場合における枢支ピンのように、局部的に過大な力が作用する部位はなく、荷重の分散が図られるので、湾曲管１１の構成部の一部が荷重により損傷する等のおそれはない。なお、操作ワイヤ１３は、挿通孔１２の内壁と摺動するおそれがあるが、例えばこの挿通孔１２に摺動性の良好な部材を塗布したり、エッジのない状態に加工したりすることにより、操作ワイヤ１３が断線するおそれがなくなる。しかも、湾曲管１１はその全長にわたってほぼ完全な管状となっており、また枢支ピンのような部材が設けられていないので、内部に挿通させたライトガイドや信号ケーブル、さらには処置具挿通チャンネル，送気管，送水管等といった挿通部材を損傷させる等のおそれはない。
【００２４】
さらに、湾曲管１１が湾曲する際には、凹凸板１０の幅を単位として曲がるようになるから、この凹凸板１０の幅をある程度狭くしておけば、滑らかな曲線形状に湾曲することになる。また、操作ワイヤ１３に挿通される多数の復帰ばね１５のうち、挿入部の基端側を最もばね力の強いものを用い、先端側に向かうに応じて、ばね力を連続的または段階的にばね力を弱くすることによって、湾曲時においては、先端側の方が基端側より大きな角度で曲げることができるようになる。さらに、上下の操作ワイヤ１３Ｕ，１３Ｄに装着される復帰ばねと左右の操作ワイヤ１３Ｒ，１３Ｌに装着される復帰ばねとのばね力に差を持たせるようにすると、上下方向と左右方向とにおける湾曲度合いに差を持たせることができるようになる。また、湾曲度合いは、復帰ばね１５のピッチ間隔によっても調整できる。即ち、復帰ばねのピッチ間隔によりばねの撓み量が変化し、復帰ばねのピッチ間隔を広くすると、湾曲時により復帰ばねが撓める量が大きくなり、そのピッチ間隔を狭くすると、湾曲時の復帰ばねが撓める量も小さくなる。図５から明らかなように、復帰ばねの撓み量を大きくすれば、立ち上がり面部１０ａと立ち下がり面部１０ｂとの間の相対的な動き量が大きくなるから、湾曲度合いが大きくなる。復帰ばねの撓み量が小さいと、湾曲度合いが小さくなる。従って、湾曲管１１の形状自体を変えなくても、操作ワイヤ１３に装着される復帰ばね１５のピッチ間隔を変えるだけで、この湾曲管１１における湾曲角度を変えることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、凹凸形状の金属板片を、凸状部の立ち下がり面と凹状部の立ち上がり面とを係合させて密巻き螺旋状に巻回して、略軸線方向に向く軸方向面と、この軸方向面に対して所定の角度を持った凹凸形成面とを有する中空の湾曲管に、少なくとも１８０°の位相を変えた位置に一対の挿通孔を設けて、これらの挿通孔にそれぞれ操作ワイヤを挿通させて、この操作ワイヤを押し引き操作することにより湾曲管を湾曲操作できる構成としたので、アングル部構造体の耐潰性等の強度を著しく向上させることができ、またこのアングル部構造体の製造及び加工を極めて容易に行える等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すアングル部の要部を破断にして示す図である。
【図２】湾曲管を構成する凹凸板の外観図である。
【図３】図１の横断面図である。
【図４】操作ワイヤの先端固定機構の構成説明図である。
【図５】湾曲管の湾曲動作を示す説明図である。
【図６】内視鏡の概略構成図である。
【図７】従来技術によるアングル部の要部を破断にして示す図である。
【符号の説明】
１ 本体操作部
２ 挿入部
２ａ 軟性部
２ｂ アングル部
２ｃ 先端部本体
１０ 凹凸板
１０ａ 立ち下がり面部
１０ｂ 立ち下がり面部
１０ｃ 連設面部
１０Ｐ 凸状部
１０Ｒ 凹状部
１１ 可撓管
１２，１２Ｕ，１２Ｄ，１２Ｒ，１２Ｌ 挿通孔
１３，１３Ｕ，１３Ｄ，１３Ｒ，１３Ｌ 操作ワイヤ
１５ 復帰ばね

Claims (4)

1. 凸状部と凹状部とからなる波形の凹凸部を長手方向に形成した金属板片を、凸状部の立ち下がり面と凹状部の立ち上がり面とを係合させるようにして密巻き螺旋状に巻回することによって、略軸線方向に向く軸方向面と、この軸方向面に対して所定の角度を持った凹凸形成面とを有する中空の湾曲管を形成し、この湾曲管の凹凸形成面に、少なくとも１８０°の位相を変えた位置に一対の挿通孔をそれぞれ軸線方向に一直線に並ぶように穿設して、これらの挿通孔にそれぞれ操作ワイヤを挿通させ、この操作ワイヤの先端を固定すると共に、基端側を押し引操作可能な構成としたことを特徴とする内視鏡のアングル部構造体。
2. 前記挿通孔及び操作ワイヤは、湾曲管の円周方向にそれぞれ９０°の間隔をもって４箇所設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のアングル部構造体。
3. 前記各操作ワイヤには、前記湾曲管の外面側における各凹状となった部分にコイルばねを弾装する構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のアングル部構造体。
4. 前記コイルばねは、基端側のばね力が先端側のコイルばねより強くする構成としたことを特徴とする請求項３記載の内視鏡のアングル部構造体。

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