JP3610157B2 - 内視鏡 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はファイバ−バンドルが挿入部に挿通された内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平1−276110号公報に開示されているように、ファイバーバンドル(光学繊維束)からなるイメージガイドファイバー及びライトガイドファイバーが挿入部に挿通された内視鏡において、これらファイバーバンドルとその端部外周を覆う口金とは、接着剤により固定されていた。また、ファイバーバンドルの口金には真鍮(熱膨脹係数α=20×10−6/deg)、またはステンレス(熱膨脹係数α =16×10−6/deg)が使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
(従来技術の欠点)
しかしながら、ファイバーバンドルと口金を接着剤により固定していたため、接着剤の耐熱温度よりも高い耐熱温度を有する内視鏡が、接着剤の耐熱温度に制限されてしまうという問題点があった。
【0004】
また、ガラス(熱膨脹係数α= 6×10−6/deg)素材のファイバーバンドルと口金の熱膨張係数が大きく異なることにより生ずる熱応力のために、常温と高温で繰り返し使用される内視鏡では、ファイバーバンドルと口金を固定している接着剤が剥離したり、ファイバーバンドルと口金の摩擦によりファイバーが折れたりするなどの問題点があった。
【0005】
(発明の目的)
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、耐熱性があり、かつ、常温から高温または高温から常温への環境変化を繰り返しても、ファイバーバンドルが折れたりすることがない耐久性のある内視鏡を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、挿入部に挿通された光学繊維束と、この光学繊維束の端部外周に被覆される管状体とを具備してなり、この管状体の軸方向にスリットを設けることにより、該管状体の内径を拡張したときにその内径を収縮させる方向に復元力が生じ、この復元力により前記光学繊維束と前記管状体とを固定したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
図1乃至図4を参照して、本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係る内視鏡システムの全体図、図2は同じくその内視鏡の先端部の断面図、図3は同じくその内視鏡の操作部の断面図、図4はイメージガイドファイバーへの口金の固定方法を示す図である。
【0008】
図1に示すように、本発明の内視鏡システム1は、内視鏡2と、この内視鏡2とライトガイドケーブル8を介して接続される光源3から構成されている。内視鏡2は、その先端に先端構成部4を有し、先端構成部4の後端側には挿入部5を介して、接眼部7を有する操作部6が連設されている。
【0009】
図2に示すように、先端構成部4の本体11には貫通孔12,13が挿入部5の軸方向に穿設されている。貫通孔12,13の先端には観察窓14及び照明窓15が形成されている。
【0010】
貫通孔12の先端部内には対物レンズ16が間隔管17を介して保持されている。対物レンズ16は本体11の後端に開口した螺旋管取付部18側より落とし込まれることにより貫通孔12の先端側に設けられた段部19と当接した状態となっている。間隔管17も同様に螺旋管取付部18側より落し込まれている。対物レンズ16と間隔管17は、段部19と後述する口金24により圧接された状態となる。
【0011】
螺旋管取付部18には、帯状の金属が螺旋状に巻かれた螺旋管20の先端が挿入されており、この螺旋管20はネジ孔21よりねじ込まれたネジ22により固定される。この螺旋管20により挿入部5が形成される。
【0012】
貫通孔12の後端側からはファイバーバンドルからなるイメージガイドファイバー23が嵌挿されており、このイメージガイドファイバー23の先端部外周には、これと一体的に管状の金属よりなる口金24が被覆固定されている。イメージガイドファイバー23の先端部は、凹レンズ25の凹面と向かい合った状態で結合されている。
【0013】
イメージガイドファイバー23の先端部外周に被覆固定された口金24は、ネジ孔26よりねじ込まれたネジ27により先端構成部4の本体11に固定されている。管状の口金24には、その軸方向に一直線状のスリット28が設けられており、これにより口金24の内径を拡張したときにこの内径を収縮させる方向へ生ずる復元力によって、口金24はイメージガイドファイバー23と一体となって被覆固定される。なお、イメージガイドファイバー23への口金24の固定方法については、後段で詳述することとする。
【0014】
貫通孔13の先端側にも段部29が設けられており、照明用レンズ30は螺旋管取付部18側より落とし込まれて、この段部29に当接される。また、イメージガイドファイバー23と同様に、貫通孔13の後端側からはファイバーバンドルからなるライトガイドファイバー31が嵌挿されており、このライトガイドファイバー31の先端部外周には、これと一体的に管状の口金32が被覆固定されている。
【0015】
ライトガイドファイバー31の先端部は、照明用レンズ30の凹面と向かい合った状態で結合されている。ライトガイドファイバー31の先端部外周に被覆固定された口金32は、ネジ孔33よりねじ込まれたネジ34により先端構成部4に固定されている。照明用レンズ30は、段部29と口金32により圧接された状態となっている。また、この口金32にも軸方向に一直線状のスリット35が設けられており、これにより口金32の内径を拡張したときにこの内径を収縮させる方向へ生ずる復元力により、口金32はライトガイドファイバー31と一体となって被覆固定される。
【0016】
操作部6は図3に示すように、挿入部5の後端側に設けられ、接眼部7を有している。前述したイメージガイドファイバー23は先端構成部4より挿入部5及び操作部6を挿通して接眼部7に導かれている。イメージガイドファイバー23の後端部に接着剤等により被覆固定された口金43は、ネジ孔41よりねじ込まれたネジ42により操作部6に固定される。また、ライトガイドファイバー31は先端構成部4より挿入部5及び操作部6を挿通してライトガイドケーブル8に導かれる。
【0017】
操作部6に設けられた接眼部7には、イメージガイドファイバー23の後端面を拡大視できるように接眼レンズ44が設けられている。光源3からの照明光はライトガイドファイバー31、照明用レンズ30を経由して図示しない物体面に照射される。また、物体からの戻り光は対物レンズ16によりイメージガイドファイバー23の先端面で結像され、イメージガイドファイバー23に伝達されたこの像は接眼部7の接眼レンズ44で観察することができる。
【0018】
次に、図4を参照して口金24のイメージガイドファイバー23への固定方法を説明する。
まず、管状の金属よりなる口金24の軸方向に一直線状のスリット28を設ける((a)参照)。次に、基端部51aと、一端がテーパー状となっているテーパー部51bとを有する拡張治具52を口金24に挿入する((b)参照)。
【0019】
基端部51aの外径は、イメージガイドファイバー23の外径よりも大きく、かつ、口金24の内径よりも大きいものとする。また、テーパー部51b先端の外径は口金24の内径よりも小さいものとする。このため、拡張治具52をテーパー部51bの先端側から口金24に挿入することにより、口金24の内径を弾性限界内で拡張することができる。この状態で、口金24にイメージガイドファイバー23の先端部を挿入する((c)参照)。
【0020】
その後、イメージガイドファイバー23から拡張治具52を抜去すると、口金24は自身の復元力によりその内径が収縮し、イメージガイドファイバー23と一体となって被覆固定される((d)参照)。なお、平常時((a)の状態)における口金24の内径は、イメージガイドファイバー23の外径よりも小さくしておく。また、口金32のライトガイドファイバー31への固定方法も、これと同様であるので、その説明は省略する。なお、イメージガイドファイバー23の後端部には、接着剤等による接着により口金53が被覆固定されている((e)参照)。
【0021】
以上説明したように、本実施形態によれば、口金24,32の軸方向に一直線状のスリット28,35を設けたので、口金24,32の内径を拡張したときにその内径を収縮させる方向へ復元力が生ずる。この復元力により、口金24,32をイメージガイドファイバー23及びライトガイドファイバー31に対して接着剤等を使用せずに確実に被覆固定することができる。従って、従来のように内視鏡先端部の耐熱温度が接着剤の耐熱温度に依存することがなくなり、内視鏡の耐熱性を向上することができる。
【0022】
ところで、従来はモアレ縞(格子や網点のように、規則的な強度分布をもつ2つのパターンを重ねたとき生ずる粗い縞模様)の発生を防ぐために、対物レンズとイメージガイドファイバーとの接合面に接着層を設けたりしていた。しかしながら、接着層を設けた場合には、上述したように内視鏡の耐熱温度が接着剤の耐熱温度に依存してしまうという問題点があった。
【0023】
本実施形態によれば、イメージガイドファイバー23の先端部は凹レンズ25の凹面と向かい合っているために、モアレ縞が生ずるべき合焦位置をずらすことができ、接着層を設けることなくモアレ縞の発生を防ぐことができる。また、接着層を設ける必要がないので、耐熱性のある内視鏡とすることができる。
【0024】
<第2実施形態>
次に、図5を参照して本発明の第2実施形態を説明する。図5は本発明の第2実施形態に係る内視鏡の先端部の断面図である。この実施形態は、スリットの形状が鋸歯状である点、ファイバーバンドルを保護管で覆った点及び口金の材質以外の構成は第1実施形態と全く同様であるので、同一構成部分には同一番号を付してその説明を省略する。
【0025】
図5に示すように、イメージガイドファイバー23の先端部外周に被覆された口金61には鋸歯状のスリット62が、また、ライトガイドファイバー31の先端部外周に被覆固定された口金63には鋸歯状のスリット64が設けられている。また、イメージガイドファイバー23及びライトガイドファイバー31の外周は保護管65,66に覆われている。この保護管65,66はガラス繊維、セラミック繊維等の耐熱性の高い繊維よりなる編管を用いるのが好ましい。
【0026】
また、本実施形態では口金61,63の材質として熱膨脹係数αが10×10−6/deg以下の合金を用いている。合金の成分比は、C0.1 ,Cr19,Mo3 ,Si1 ,Mn0.5 ,Cu4 ,Ni(α= 8.6×10−6/deg)又は、Ti(α= 8.9×10−6/deg)又は、C0.05,Fe31,Cr21,Mo3 ,Si0.4 ,Mn0.6 ,Cu1.75,Ni(α= 6.9×10−6/deg)等であるのが好ましい。
【0027】
以上説明したように、本実施形態によれば、スリット62,64が鋸歯状であるため、ファイバーの繊維と平行に一直線状に設けられたスリットの場合のように、組み立て工程の際にファイバーの繊維一本一本がスリットからこぼれ落ちることがなく、生産性が向上する。なお、スリットの形状は鋸歯状に限らず、口金からファイバーの繊維がこぼれ落ちないような形状であれば、如何なる形状でも構わない。
【0028】
また、口金61,63の材質として、従来よりもガラスの熱膨脹係数(α= 6×10−6/deg)に近い値の熱膨脹係数(熱膨脹係数α=10×10−6/deg以下)を有する合金を用いたので、口金61,63とファイバーバンドルとの間の熱膨張係数の差により温度変化時に生じる熱応力を軽減することができる。また、口金61,63とファイバーバンドルとの軸方向への伸縮の度合いが概ね等しくなり、両者の間に生ずる摩擦を軽減することができ、耐久性が向上する。さらに、各ファイバーバンドルをガラス繊維等の編管で覆ったことにより耐熱性及び耐久性をより向上させることができる。
【0029】
よって、先端構成部4及び挿入部5を接着剤を使用することなく構成したので、高温下での連続使用にも耐え得る耐熱性が向上した内視鏡を提供することができる。
【0030】
ところで、本実施形態では、先端構成部4及び挿入部5に接着剤を使用しなかったが、例えば口金とファイバーバンドルを耐熱性のある接着剤で固定したときにも、本実施形態のように口金の膨脹係数αを10×10−6/deg以下とすることにより、従来より口金に用いられていた真鍮(熱膨脹係数α=20×10−6/deg)やステンレス(熱膨脹係数α=16×10−6/deg)よりもガラスの熱膨脹係数に近くなり、熱膨脹係数の差により温度変化時に生ずる接着剤への熱応力を小さくすることができる。従って、接着剤の剥離等を防ぐことができ、耐久性が向上する。
【0031】
<その他>
ここでは、第1実施形態におけるファイバーバンドルへの口金の固定方法の変形例を説明する。
【0032】
この変形例では、管状の口金をあらかじめ数百度に熱して膨脹させておき、この状態で常温のファイバーバンドルを口金に挿入したのち口金を常温まで冷却する。すると、口金の内径は収縮し、ファイバーバンドルと一体となって被覆固定される。
【0033】
なお、口金の内径は、高温時はファイバーバンドルの外径よりも大きく、常温時はファイバーバンドルの外径よりも小さいものとし、被検査体の温度環境下でファイバーバンドルを握持できる寸法とする。
【0034】
この変形例によれば、ファイバーバンドルに口金を固定する際、口金にスリット等を設けることがないので、容易かつ安価に製造することができる。
【0035】
なお、以上説明してきた態様により、以下の項で示す各種の構成が得られる。[付記項1]
挿入部に挿通された光学繊維束と、
この光学繊維束の端部外周に被覆される管状体とを具備してなり、
この管状体の軸方向にスリットを設けることにより、該管状体の内径を拡張したときにその内径を収縮させる方向に復元力が生じ、この復元力により前記光学繊維束と前記管状体とを固定したことを特徴とする内視鏡。
【0036】
[付記項2]
前記スリットは、一直線状であることを特徴とする付記項1に記載の内視鏡。
【0037】
[付記項3]
前記スリットは、鋸歯状であることを特徴とする付記項1に記載の内視鏡。
【0038】
[付記項4]
前記管状体は、熱膨脹係数が10×10−6/deg以下の金属であることを特徴とする付記項1に記載の内視鏡。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ファイバーバンドルと口金は接着剤を用いることなく固定されるので内視鏡の耐熱温度が接着剤の耐熱温度に制限されることがなく、耐熱性が向上した内視鏡とすることができる。また、口金の材質として、従来よりもガラスの熱膨脹係数(α= 6×10−6/deg)に近い値の熱膨脹係数(熱膨脹係数α=10×10−6/deg以下)を有する合金を用いたので、口金とファイバーバンドルとの間の熱膨張係数の差により温度変化時に生じる熱応力を軽減することができ、常温と高温で繰り返し使用しても、ファイバーバンドルと口金を固定している接着剤が剥離したり、ファイバーバンドルと口金の摩擦によりファイバーが折れたりすることがない耐久性のある内視鏡とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る内視鏡システムの全体図
【図2】同じくその内視鏡の先端部の断面図
【図3】同じくその内視鏡の操作部の断面図
【図4】イメージガイドファイバーへの口金の固定方法を示す図
【図5】本発明の第2実施形態に係る内視鏡の先端部の断面図
【符号の説明】
1 内視鏡システム
2 内視鏡
3 光源
4 先端構成部
5 挿入部
6 操作部
7 接眼部
8 ライトガイドケーブル
23 イメージガイドファイバー
24,32 口金
31 ライトガイドファイバー
28,35 スリット
52 拡張治具
61 口金
62 スリット
Claims (1)
- 挿入部に挿通された光学繊維束と、
この光学繊維束の端部外周に被覆される管状体とを具備してなり、
この管状体の軸方向にスリットを設けることにより、該管状体の内径を拡張したときにその内径を収縮させる方向に復元力が生じ、この復元力により前記光学繊維束と前記管状体とを固定したことを特徴とする内視鏡。
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JP08117496A JP3610157B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 内視鏡 |
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JP08117496A Expired - Fee Related JP3610157B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 内視鏡 |
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