JP4399708B2

JP4399708B2 - 内視鏡の湾曲操作装置

Info

Publication number: JP4399708B2
Application number: JP2003270988A
Authority: JP
Inventors: 和彦樋野
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP2005021629A; DE102004032003A1; DE102004032003B4; CN100382742C; CN1575744A

Description

本発明は内視鏡の湾曲操作装置に係り、特にアングルノブの回転操作に伴って内視鏡挿入部の湾曲部を所望の方向に湾曲させるための湾曲操作装置に関する。

医療用内視鏡には、体腔内に挿入される挿入部が設けられ、この挿入部の先端付近には湾曲部が設けられる。湾曲部は、手元操作部に設けられるアングルノブを回動操作することによって上下、或いは左右に湾曲される。すなわち、内視鏡には、アングルノブの回動操作に伴って湾曲部を湾曲させるための湾曲操作装置が設けられている。

湾曲操作装置は、アングルノブによって回動操作されるプーリと、このプーリの溝に基端部が巻きかけられる一対の牽引ワイヤで構成される。牽引ワイヤの先端部は、挿入部に挿通されたアングルワイヤに接続されている。このように構成された湾曲操作装置は、アングルノブを回動操作することによって、プーリが回動され、牽引ワイヤが押し引き操作される。そして、牽引ワイヤに接続されたアングルワイヤが押し引きされることによって湾曲部が湾曲操作される。

特許文献１には、プーリの溝が螺旋状に形成された湾曲操作装置が記載されている。螺旋溝の両端部にはそれぞれ一対の牽引ワイヤの基端部が固定され、この一対の牽引ワイヤが共通の螺旋溝に巻きかけられる。そして、牽引ワイヤの先端部が螺旋溝から繰り出されて、湾曲部に接続される。この湾曲操作装置によれば、一対の牽引ワイヤを共通の螺旋溝に巻きかけるようにしたので、プーリを小型化することができる。
特開２００２−２９１６８６号公報

しかしながら、特許文献１には、牽引ワイヤについての詳細な記載がない。このため、牽引ワイヤを巻きかけたプーリを回動操作した際に、牽引ワイヤがひっかかり、操作不良を発生するおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、操作不良を発生するおそれのない内視鏡の湾曲操作装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は前記目的を達成するために、手元操作部に回動自在に設けられ、外周面に螺旋溝が形成されたプーリと、基端部分が前記螺旋溝の各端部から前記螺旋溝に巻きかけられるとともに先端部分が前記螺旋溝から延出される一対のワイヤと、を備え、前記プーリを回動し前記一対のワイヤを前記螺旋溝に対して巻き取りまたは繰り出す内視鏡の湾曲操作装置において、前記プーリを収納するケーシング手段を備え、前記ケーシング手段は、一方の前記ワイヤの前記プーリからの繰り出しにより生じる撓み部分を他方の前記ワイヤの延出側に移動・収容可能なスペース部を有し、前記ワイヤは、複数の線材を前記螺旋溝の巻き方向と同方向に撚って構成されることを特徴としている。すなわち、前記ワイヤは、前記螺旋溝が左巻きで形成しされている場合にＳ撚りのワイヤが使用され、前記螺旋溝が右巻きで形成しされている場合にＺ撚りのワイヤが使用されることを特徴としている。

本発明に係る内視鏡の湾曲操作装置によれば、弛んだ状態のワイヤをプーリに巻き取る際に、ワイヤの線材の撚り方向がプーリの径方向に対して略直交する方向になるため、螺旋溝の開口部分にワイヤの線材が引っ掛かることを防止できる。その結果、ワイヤが螺旋溝にスムーズに巻き取られるため、ワイヤが螺旋溝からはみ出して噛まれることを防止することができる。これにより、ワイヤの損傷を防止することができるとともに、湾曲部の湾曲操作性を向上させることができる。

以下添付図面に従って本発明に係る内視鏡の湾曲操作装置の好ましい実施形態について説明する。

図１は本発明に係る湾曲操作装置が適用される内視鏡の概略構成図である。

同図に示すように内視鏡は主として、体腔内に挿入される挿入部１２と、この挿入部１２の基端部に連設される手元操作部１４と、この手元操作部１４から引き出され、不図示の光源およびプロセッサーに接続されるユニバーサルコード部１６で構成される。

挿入部１２は先端部１８、湾曲部２０、軟性部２２から成り、湾曲部２０は少なくとも上下、或いは左右に湾曲自在に構成される。湾曲部２０は、手元操作部１４に設けられたアングルノブ２４を回動操作することによって湾曲するようになっている。すなわち、内視鏡には、アングルノブ２４の回動操作に伴って湾曲部２０を湾曲させる湾曲操作装置が設けられる。

湾曲操作装置は主として、プーリ２６と一対の牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂによって構成される。プーリ２６は、手元操作部１４の内部に回動自在に支持され、プーリ軸３０を介してアングルノブ２４に連結される。したがって、アングルノブ２４を操作することによってプーリ２６が回転される。一対の牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂは、基端部がプーリ２６に巻きかけられるとともに、先端部がプーリ２６から繰り出されて連結部材３２ａ、３２ｂに連結される。連結部材３２ａ、３２ｂは、角棒状に形成されるとともに、手元操作部１４の内部に設けられたガイド（不図示）によって、図１の左右方向に往復運動自在に支持される。連結部材３２ａ、３２ｂには、アングルワイヤ３４ａ、３４ｂの基端部が接続され、このアングルワイヤ３４ａ、３４ｂの先端部は湾曲部２０の先端スリーブ３６に固定される。

上記の如く構成された湾曲操作装置は、アングルノブ２４を操作することによってプーリ２６が回転され、このプーリ２６の回転に応じて牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂの一方がプーリ２６に巻き取られ、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂの他方がプーリ２６から繰り出される。これにより、アングルワイヤ３４ａ、３４ｂが押し引き操作され、湾曲部２０が湾曲操作される。例えばアングルワイヤ３４ａが引っ張られ、アングルワイヤ３４ｂが押し出された際には、図１に示す如く湾曲部２０が下方に湾曲される。なお、図１の符号３８はアングルノブ２４のロックレバーである。

図２はプーリ２６の支持構造を示す分解斜視図である。図３はプーリ２６の側面図であり、図４はプーリ２６の側断面図である。

図３、図４に示すように、プーリ２６はプーリ軸３０の下端に取り付けられる。プーリ軸３０は円筒状に形成されており、このプーリ軸３０の上端に図２のアングルノブ２４が連結される。

また、プーリ２６は、上ケーシング４０と下ケーシング４２とから成るケーシングの内部に支持される。下ケーシング４２には、円柱状の軸受４４が立設されており、この軸受４４がプーリ軸３０に挿入される。これにより、プーリ軸３０及びプーリ２６が回動自在に支持される。

上ケーシング４０には一対の切欠き４０ａ、４０ｂが形成されており、上ケーシング４０と下ケーシング４２を組み立てた際に、ケーシングの側面に開口が形成されるようになっている。ケーシングの組み立て時には、この開口（切欠き４０ａ、４０ｂ）に牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂが挿通される。

プーリ２６の外周面には、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂを巻きかけるための溝４６が形成される。溝４６は、プーリ２６の周方向に連続する略螺旋状に形成されている。具体的には、溝４６は、プーリ２６の軸と直交する平面上に形成された第１段部４６ｃと、この第１段部４６ｃに対してプーリ２６の軸方向に下方に平行にずれた平面上に形成された第２段部４６ｄと、第１段部４６ｃと第２段部４６ｄとを連通する斜め方向に形成された中間部４６ｅで構成される。したがって、図６に示すように、溝４６を展開すると、第１段部４６ｃと第２段部４６ｄは、プーリ２６の軸方向（図６中、上下方向）に直交する方向に形成され、且つ軸方向にずれた直線状となり、これら第１段部４６ｃと第２段部４６ｄを連通する中間部４６ｅはプーリ２６の軸方向に斜線状となるように形成されている。

図２及び図５に示すように、溝４６の端部４６ａ、４６ｂの近傍にはそれぞれ、円筒状の係止孔４８ａ、４８ｂがプーリ２６の軸方向に貫通した状態に形成される。また、溝４６の端部４６ａ、４６ｂには、係止孔４８ａ、４８ｂに連通するように切欠き５０ａ、５０ｂが形成されている。切欠き５０ａは、プーリ２６の上面から形成され、切欠き５０ｂはプーリ２６の下面から形成される。

一方、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂの基端にはそれぞれ、係止孔４８ａ、４８ｂに挿入される球状の係止部材５２ａ、５２ｂが取り付けられる。牽引ワイヤ２８ａは、係止部材５２ａをプーリ２６の上面から係止孔４８ａに挿入した後、切欠き５０ａを通すようにして溝４６の端部４６ａから溝４６の第１段部４６ｃに巻きかけられる。牽引ワイヤ２８ｂは、係止部材５２ｂをプーリ２６の下面から係止孔４８ｂに挿入した後、切欠き５０ｂを通すようにして溝４６の端部４６ｂから溝４６の第２段部４６ｄに巻きかけられる。このようにして溝４６に両端部４６ａ、４６ｂから巻きかけられた牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂは、重なる前にプーリ２６から繰り出される。

上記の如く溝４６に巻きかけられた牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂは、巻きかけ方向が反対であるため、プーリ２６を図５の点線方向に回転させると、牽引ワイヤ２８ａがプーリ２６に巻き取られるとともに、牽引ワイヤ２８ｂがプーリ２６から繰り出される。反対に、プーリ２６を図５の実線方向に回転させると、牽引ワイヤ２８ｂがプーリ２６に巻き取られるとともに牽引ワイヤ２８ａがプーリ２６から繰り出される。こうして、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂに連結された図１のアングルワイヤ３４ａ、３４ｂが押し引き操作され、湾曲部２０が湾曲される。

このときの作用を図７及び図８を参照しながら説明する。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）はそれぞれ、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）の状況における溝４６の展開図であり、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂが巻きかけられた部分がハッチングで示されている。以下、牽引ワイヤ２８ａの巻きかけ部分をａｘ、牽引ワイヤ２８ｂの巻きかけ部分をｂｘとする。

図７（Ｂ）に示す状態は、図１の湾曲部２０が湾曲していない状態であり、両方の牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂはともに同じ長さだけプーリ２６から延出している。すなわち、図８（Ｂ）に示すように、牽引ワイヤ２８ａの巻きかけ部分ａｘと、牽引ワイヤ２８ｂの巻きかけ部分ｂｘとが等しくなっている。

この状態からプーリ２６を実線方向に回転させると、図７（Ａ）に示すように、牽引ワイヤ２８ｂがプーリ２６に巻き込まれ、牽引ワイヤ２８ａがプーリ２６から繰り出される。すなわち、図８（Ａ）に示すように、牽引ワイヤ２８ｂの巻きかけ部分ｂｘが多くなり、牽引ワイヤ２８ａの巻きかけ部分ａｘが少なくなる。これにより、牽引ワイヤ２８ａに連結された図１のアングルワイヤ３４ａが繰り出されるとともに、牽引ワイヤ２８ｂに連結されたアングルワイヤ３４ｂが引っ張られ、湾曲部２０が上方に湾曲操作される。

また、図７（Ｂ）の状態からプーリ２６を点線方向に回転させると、図７（Ｃ）に示すように、牽引ワイヤ２８ａがプーリ２６に巻き込まれるとともに、牽引ワイヤ２８ｂがプーリ２６から繰り出される。すなわち、図８（Ｃ）に示すように、牽引ワイヤ２８ａの巻きかけ部分ａｘが多くなり、牽引ワイヤ２８ｂの巻きかけ部分ｂｘが少なくなる。これにより、牽引ワイヤ２８ａに連結された図１のアングルワイヤ３４ａが引っ張られるとともに、牽引ワイヤ２８ｂに連結されたアングルワイヤ３４ｂが繰り出され、湾曲部２０が下方に湾曲される。

このように牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂを、共通の溝４６に巻きかけるように構成すると、プーリ２６を回転させることによって、一方の牽引ワイヤ２８ａ又は２８ｂが巻取られていくにつれてその牽引ワイヤ２８ａ又は２８ｂがプーリ２６の溝４６を徐々に使用していくとともに、他方の牽引ワイヤ２８ｂ又は２８ａは徐々に繰り出され、溝４６を徐々に使用しなくなっていく。したがって、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂが重なることがなく、且つ、溝４６の大部分を常に有効に使用することができる。その結果、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂのストロークを十分に確保しつつ、プーリ２６を小型化することができる。

次に本発明の特徴部分であるワイヤ構造について説明する。

図９に示すように、牽引ワイヤ２８ａは、一本の心線５４のまわりに複数本（例えば六本）の線材５６、５６…を撚り合わせることによって構成される。線材５６の撚り方向は、プーリ２６の螺旋状の溝４６の巻き方向と同方向になっている。本実施の形態では、図３に示す如く、溝４６が左巻きで形成されているので、線材５６、５６…は左巻きで撚られる。すなわち、Ｓ撚りの牽引ワイヤ２８ａが使用される。

なお、線材５６は、素線であっても、或いは複数本の素線を撚った撚り線であってもよい。また、牽引ワイヤ２８ａの構造は上述した実施の形態に限定されず、線材５６、５６が溝４６と同方向で撚られている構造であればよい。したがって、例えば心線５４がない構造の牽引ワイヤ２８ａであってもよい。また、牽引ワイヤ２８ａの耐久性を高めるために、牽引ワイヤ２８ａに樹脂コーティングを施すようにしてもよい。

上記は牽引ワイヤ２８ａの構成について説明したが、牽引ワイヤ２８ｂについても同様に構成される。すなわち、牽引ワイヤ２８ｂも、一本の心線５４のまわりに複数本の線材５６、５６…を左巻きで撚ることによって構成される。

次に上記の如く構成された湾曲操作装置の作用について図１０、図１１を用いて説明する。図１０、図１１はそれぞれ、図７（Ａ）の矢印１０方向、図７（Ｃ）の矢印１１方向から見た図である。また、図１０（Ａ）、図１１（Ａ）はＳ撚りの牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂを使用した本実施例であり、図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）は、Ｚ撚り（すなわち右巻き）の牽引ワイヤ５８ａ、５８ｂを使用した比較例である。

図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、牽引ワイヤ２８ａが繰り出された状態である。これらの図に示すように、牽引ワイヤ２８ａは第１段部４６ｃから繰り出されている。したがって、牽引ワイヤ２８ａの繰り出し位置（すなわち、牽引ワイヤ２８ａがプーリ２６から繰り出される際の位置）よりも下側には、大きなスペースが形成されている。

同様に図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、牽引ワイヤ２８ｂが繰り出された状態である。これらの図に示すように、牽引ワイヤ２８ｂは第２段部４６ｄから繰り出されている。したがって、牽引ワイヤ２８ｂの繰り出し位置よりも上側には大きなスペースが形成されている。

このように牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂの繰り出し位置に対して上方、或いは下方に大きなスペースが存在する場合、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂはそのスペースに張り出して大きく撓むことがある。特に本実施の形態では、溝４６が螺旋状に形成されているため、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂの繰り出し位置が上下に移動するようになっており、大きなスペースが形成されている。このため、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂが大きく撓みやすいという問題がある。

大きく撓んだ牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂをプーリ２６に巻き取る際、線材５６の撚り方向によっては、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂが引っ掛かって操作性が悪化するという問題が発生する。以下に、その不具合の発生要因について説明する。

図１０（Ｂ）に示すように、大きく撓んだＺ撚りの牽引ワイヤ５８ａをプーリ２６に巻き取る際、牽引ワイヤ５８ａがプーリ２６に接触する位置において、線材５６の撚り方向は、プーリ２６の径方向に対して略平行になっている。同様に、図１１（Ｂ）に示す状態では、牽引ワイヤ５８ｂがプーリ２６に接触する位置において、線材５６の撚り方向が、プーリ２６の径方向に対して略平行になっている。このような状態でプーリ２６を回転させて牽引ワイヤ５８ａ、５８ｂを巻き取ると、溝４６の開口部分４６ｆが線材５６と線材５６との隙間に引っ掛かるという問題が発生する。特に、操作ワイヤ５８ａ、５８ｂは、プーリ２６から繰り出した際に線材５６、５６同士の隙間が拡がる方向に力を受けているため、溝４６の開口部分４６ｆが線材５６、５６同士の隙間に引っ掛かりやすいという問題がある。このため、牽引ワイヤ５８ａ、５８ｂがスムーズに溝４６に入らず、牽引ワイヤ５８ａ、５８ｂの一部がプーリ２６の外周面と外ケーシング４２の内側面４２ａ、４２ｂとの間に挟まり、操作不良を起こすという問題があった。

これに対して、本実施の形態では、Ｓ撚りの牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂを使用している。したがって、図１０（Ａ）に示すように、プーリ２６に接触する位置において線材５６の撚り方向は、プーリ２６の径方向に対して大きな角度を保っており、略直交するようになっている。同様に、図１１（Ａ）に示すように、牽引ワイヤ２８ｂの線材５６の撚り方向は、プーリ２６の径方向に対して大きな角度を保ち、略直交するようになっている。このため、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂをプーリ２６に巻き取る際に、線材５６と線材５６との隙間に溝４６の開口部分４６ｆが引っ掛かるおそれがない。したがって、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂはスムーズに溝４６に入り込むので、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂがプーリ２６の外周面と外ケーシング４２の内側面との間に挟まることを防止できる。

このように本実施の形態の湾曲操作装置によれば、プーリ２６の溝４６の巻き方向と同方向に線材５６を撚った牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂを用いることによって、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂがプーリ２６とケーシングとの間に挟まることを防止できるので、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂが損傷することを防止できるとともに、湾曲操作性を向上させることができる。

なお、溝４６の形状は上述した実施の形態に限定されるものではなく、プーリ２６の周方向に連続する略螺旋状であればよい。したがって、例えば、プーリ２６の軸方向に徐々にずらして形成してもよい。すなわち、溝４６だけを展開したときに斜めの直線になるように形成してもよい。

また、上述した実施の形態では、プーリ２６の溝４６が左巻きに形成された例であるが、溝４６が右巻きの場合には、線材５６、５６…を右巻きに撚ったＺ撚りの牽引ワイヤ５８ａ、５８ｂを使用すればよい。

なお、本発明は、プーリ２６の溝４６が螺旋状に形成されている場合に適用すると効果的であるが、牽引ワイヤ２８ａ、２８ｂを巻きかける各溝が独立して一周するように形成された場合にも適用することができる。その場合、牽引ワイヤの種類は、スペースが形成された方向と、牽引ワイヤの巻き取り方向に応じて選択され、スペースに撓んだ牽引ワイヤを巻き取る際に溝の開口部分に引っ掛かりにくいワイヤが使用される。すなわち、アングルノブ側から見て牽引ワイヤが時計回りの方向に巻き取られるとともにその牽引ワイヤの下側にスペースが形成されている場合、或いは、牽引ワイヤが反時計回りの方向に巻き取られるとともにその牽引ワイヤの上側にスペースが形成されている場合は、Ｓ撚りのワイヤを使用するとよい。また、牽引ワイヤが時計回りの方向に巻き取られるとともにその牽引ワイヤの上側にスペースが形成されている場合、或いは、牽引ワイヤが反時計回りの方向に巻き取られるとともにその牽引ワイヤの下側にスペースが形成されている場合は、Ｚ撚りのワイヤを使用するとよい。このような場合も、スペースに入り込んで撓んだ牽引ワイヤを巻き取る際に、牽引ワイヤの線材が溝の開口部分に引っ掛かることを防止することができる。

また、上述した実施の形態は、上下の二方向に湾曲操作を行う内視鏡の例であるが、これに限定するものではなく、例えば上下左右の四方向に湾曲操作を行う内視鏡や、上下方向或いは左右方向に湾曲する湾曲部を二段に備えた内視鏡にも適用することができる。

本発明に係る内視鏡の湾曲操作装置が適用された内視鏡の側面図プーリの支持構造を示す分解斜視図プーリを示す側面図プーリを示す側断面図図３のＡ−Ａ線に沿う断面図プーリの溝の展開図溝形状に伴う作用の説明図溝形状に伴う作用の説明図牽引ワイヤの構造を示す側面図本発明の作用を示す説明図本発明の作用を示す説明図

符号の説明

１２…挿入部、１４…手元操作部、１６…ユニバーサルコード部、１８…先端部、２０…湾曲部、２２…軟性部、２４…アングルノブ、２６…プーリ、２８ａ、２８ｂ…牽引ワイヤ、３０…プーリ軸、３２ａ、３２ｂ…連結部材、３４ａ、３４ｂ…アングルワイヤ、３６…先端スリーブ、３８…ロックレバー、４０…上ケーシング、４２…下ケーシング、４４…軸受、４６…溝、４６ａ、４６ｂ…端部、４６ｃ…第１段部、４６ｄ…第２段部、４６ｅ…中間部、４８ａ、４８ｂ…係止孔、５０ａ、５０ｂ…切欠き、５２ａ、５２ｂ…係止部材、５４…心線、５６…線材、ａｘ…牽引ワイヤ２８ａの巻きかけ部、ｂｘ…牽引ワイヤ２８ｂの巻きかけ部

Claims

手元操作部に回動自在に設けられ、外周面に螺旋溝が形成されたプーリと、基端部分が前記螺旋溝の各端部から前記螺旋溝に巻きかけられるとともに先端部分が前記螺旋溝から延出される一対のワイヤと、を備え、前記プーリを回動し前記一対のワイヤを前記螺旋溝に対して巻き取りまたは繰り出す内視鏡の湾曲操作装置において、
前記プーリを収納するケーシング手段を備え、
前記ケーシング手段は、一方の前記ワイヤの前記プーリからの繰り出しにより生じる撓み部分を他方の前記ワイヤの延出側に移動・収容可能なスペース部を有し、
前記ワイヤは、複数の線材を前記螺旋溝の巻き方向と同方向に撚って構成される
ことを特徴とする内視鏡の湾曲操作装置。
前記ワイヤは、前記螺旋溝が左巻きで形成されている場合にＳ撚りのワイヤが使用され、前記螺旋溝が右巻きで形成されている場合にＺ撚りのワイヤが使用されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の湾曲操作装置。
前記一対のワイヤは、１本の心線と、前記心線の外周周りに撚り合わせた前記複数の線材とから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡の湾曲操作装置。
前記一対のワイヤの前記先端部分は、先端が内視鏡湾曲部に接続されたアングルワイヤの基端に連結されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内視鏡の湾曲操作装置。