JPH05161596A - 内視鏡首振り構造 - Google Patents
内視鏡首振り構造Info
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- JPH05161596A JPH05161596A JP3353604A JP35360491A JPH05161596A JP H05161596 A JPH05161596 A JP H05161596A JP 3353604 A JP3353604 A JP 3353604A JP 35360491 A JP35360491 A JP 35360491A JP H05161596 A JPH05161596 A JP H05161596A
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- Japan
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- wire
- tip
- spring
- endoscope
- swinging
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
- A61B1/0055—Constructional details of insertion parts, e.g. vertebral elements
- A61B1/0056—Constructional details of insertion parts, e.g. vertebral elements the insertion parts being asymmetric, e.g. for unilateral bending mechanisms
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 破損が防止でき、安全操作可能な内視鏡首振
り構造を提供することを目的とする。 【構成】 先端首振用ワイヤ10の途中乃至端部に過負荷
防止バネ22を付設して、首振部操作時に、先端首振部の
拘束により、先端首振用ワイヤ10にかかる過大な引張力
を過負荷防止バネ22の伸びで吸収する。過負荷防止バネ
22は初張力が大きく、かつバネ定数の小さいものを用い
る。
り構造を提供することを目的とする。 【構成】 先端首振用ワイヤ10の途中乃至端部に過負荷
防止バネ22を付設して、首振部操作時に、先端首振部の
拘束により、先端首振用ワイヤ10にかかる過大な引張力
を過負荷防止バネ22の伸びで吸収する。過負荷防止バネ
22は初張力が大きく、かつバネ定数の小さいものを用い
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡の首振り構造に
関する。
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内視鏡のグリップ部に手動の首振
用操作ノブを設け、牽引ワイヤの基端を該首振用操作ノ
ブに連結し、該牽引ワイヤの先端に先端首振部をハンダ
付けにて固着し、該首振用操作ノブを指にて往復動さ
せ、上記先端首振部を首振りさせる構造が公知である。
用操作ノブを設け、牽引ワイヤの基端を該首振用操作ノ
ブに連結し、該牽引ワイヤの先端に先端首振部をハンダ
付けにて固着し、該首振用操作ノブを指にて往復動さ
せ、上記先端首振部を首振りさせる構造が公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、身体の血管等
へ内視鏡挿入部を挿入して使用する場合、首振操作時
に、上記先端首振部の拘束等により上記牽引ワイヤに過
負荷がかかることがあり、上記ハンダ付け部が壊れる問
題や、無理な力で首振操作しようとすると、上記先端首
振部が身体の血管等に傷を付ける等の危険性があった。
へ内視鏡挿入部を挿入して使用する場合、首振操作時
に、上記先端首振部の拘束等により上記牽引ワイヤに過
負荷がかかることがあり、上記ハンダ付け部が壊れる問
題や、無理な力で首振操作しようとすると、上記先端首
振部が身体の血管等に傷を付ける等の危険性があった。
【0004】本発明は、上記問題点を解決し、破損を防
止でき、安全に操作可能な内視鏡首振り構造を提供する
ことを目的とする。
止でき、安全に操作可能な内視鏡首振り構造を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内視鏡首振り構造は、先端首振用ワイヤの
途中乃至端部に、過負荷防止バネを付設したものであ
る。
に、本発明の内視鏡首振り構造は、先端首振用ワイヤの
途中乃至端部に、過負荷防止バネを付設したものであ
る。
【0006】
【作用】首振操作時に、先端首振部の拘束等によりワイ
ヤにかかる過大な引張力を、過負荷防止バネの伸びで吸
収して、内視鏡の破損と血管等の損傷を防止できる。
ヤにかかる過大な引張力を、過負荷防止バネの伸びで吸
収して、内視鏡の破損と血管等の損傷を防止できる。
【0007】
【実施例】以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説す
る。
る。
【0008】図1は、本発明に係る首振り構造を有する
医療用の内視鏡の全体を例示し、この内視鏡は、連結部
材1よりも先端へ、適度の可撓性と押圧力に対する剛性
を具備する細径胴体部2、及び、実線と仮想線のように
真直弯曲変形自在な可撓性を具備する先端首振部3が、
順次連設される。
医療用の内視鏡の全体を例示し、この内視鏡は、連結部
材1よりも先端へ、適度の可撓性と押圧力に対する剛性
を具備する細径胴体部2、及び、実線と仮想線のように
真直弯曲変形自在な可撓性を具備する先端首振部3が、
順次連設される。
【0009】そして、細径胴体部2と先端首振部3とで
もって挿入部4が形成される。この挿入部4の外径寸法
は3mm以下が望ましく、例えば 2.3mmに設定される。
もって挿入部4が形成される。この挿入部4の外径寸法
は3mm以下が望ましく、例えば 2.3mmに設定される。
【0010】図2は、挿入部4の先端近傍詳細図であ
り、ステンレス鋼等の平角線を密に螺旋状に巻いた螺旋
管にプラスチックコーティングしたものやプラスチック
等の外被チューブ5でもって、細径胴体部2の最外保護
管を構成し、又、ウレタン等のプラスチックチューブ6
で首振部3の最外保護管を構成する。
り、ステンレス鋼等の平角線を密に螺旋状に巻いた螺旋
管にプラスチックコーティングしたものやプラスチック
等の外被チューブ5でもって、細径胴体部2の最外保護
管を構成し、又、ウレタン等のプラスチックチューブ6
で首振部3の最外保護管を構成する。
【0011】7は、外被チューブ5とプラスチックチュ
ーブ6を接続するステンレス鋼等の短管状コネクタチュ
ーブである。
ーブ6を接続するステンレス鋼等の短管状コネクタチュ
ーブである。
【0012】図2と図3に示すように、外被チューブ5
及びプラスチックチューブ6にわたって、イメージガイ
ド8,ライトガイド9,先端首振用ワイヤ10及びワーキ
ングチャンネル11等が挿入されている。
及びプラスチックチューブ6にわたって、イメージガイ
ド8,ライトガイド9,先端首振用ワイヤ10及びワーキ
ングチャンネル11等が挿入されている。
【0013】レーザーファイバ12等の挿通用のワーキン
グチャンネル11は、ふっ素樹脂等から成り、例えば、内
径寸法が0.83mm,外径寸法が0.99mmとされる。レーザー
ファイバ12は、例えば、外径寸法が0.48mmとされる。
グチャンネル11は、ふっ素樹脂等から成り、例えば、内
径寸法が0.83mm,外径寸法が0.99mmとされる。レーザー
ファイバ12は、例えば、外径寸法が0.48mmとされる。
【0014】イメージガイド8の先端面には、ロッドレ
ンズ等の対物レンズ13が接着剤等で連結されている。イ
メージガイド8の先端と、ステンレス鋼等のワイヤ10の
先端とは先端連結金具14を介して連結一体化される。
ンズ等の対物レンズ13が接着剤等で連結されている。イ
メージガイド8の先端と、ステンレス鋼等のワイヤ10の
先端とは先端連結金具14を介して連結一体化される。
【0015】対物レンズ13は先端連結金具14内に挿入さ
れて接着剤等で固定され、又、先端連結金具14及びライ
トガイド9は、プラスチックチューブ6の先端部に接着
剤等で固着される。
れて接着剤等で固定され、又、先端連結金具14及びライ
トガイド9は、プラスチックチューブ6の先端部に接着
剤等で固着される。
【0016】首振用のワイヤ10は、ステンレス鋼等のワ
イヤガイドチューブ15に摺動自在に挿通され、該ワイヤ
ガイドチューブ15の先端部は、外被チューブ5の先端に
接着剤等で固着されている。
イヤガイドチューブ15に摺動自在に挿通され、該ワイヤ
ガイドチューブ15の先端部は、外被チューブ5の先端に
接着剤等で固着されている。
【0017】従って、ワイヤ10は、ワイヤガイドチュー
ブ15の先端から先端連結金具14までの間ではフリー状態
にあり、ワイヤ10の基端側から引張力が作用すれば、弓
の弦の如く直線状に張って、先端首振部3を図2に示す
ように、又は図1の仮想線のように、弯曲させることが
できる。引張力を解除するとイメージガイド8等の弾性
力によって先端首振部3は真直状に復元する。
ブ15の先端から先端連結金具14までの間ではフリー状態
にあり、ワイヤ10の基端側から引張力が作用すれば、弓
の弦の如く直線状に張って、先端首振部3を図2に示す
ように、又は図1の仮想線のように、弯曲させることが
できる。引張力を解除するとイメージガイド8等の弾性
力によって先端首振部3は真直状に復元する。
【0018】上記ワイヤ10は、例えば、外径寸法が 0.2
mm,長さ 760mmとされ、ワイヤガイドチューブ15は、例
えば、内径寸法が0.25mm,外径寸法0.35mm,長さ 620mm
とされる。なお、図2では、ワイヤガイドチューブ15を
使用しているが、外被チューブ5の剛性がある程度大き
い場合、省略するも可能である。
mm,長さ 760mmとされ、ワイヤガイドチューブ15は、例
えば、内径寸法が0.25mm,外径寸法0.35mm,長さ 620mm
とされる。なお、図2では、ワイヤガイドチューブ15を
使用しているが、外被チューブ5の剛性がある程度大き
い場合、省略するも可能である。
【0019】イメージガイド8は、コアとクラッドから
成る多数の画素が一体化したガラス部と、該ガラス部を
被覆する被覆層と、から構成される。ライトガイド9
は、コアとクラッドから成る光ファイバ素線を被覆層に
て被覆した多数の線から構成される。
成る多数の画素が一体化したガラス部と、該ガラス部を
被覆する被覆層と、から構成される。ライトガイド9
は、コアとクラッドから成る光ファイバ素線を被覆層に
て被覆した多数の線から構成される。
【0020】そして、図1に示すように、連結部材1の
先端側は、挿入部4とライトガイドプラグ16に、分岐し
ている。さらに、連結部材1の基端側は、イメージガイ
ドプラグ17とレーザーファイバ挿通用コネクタ18に分岐
している。19は生理食塩水を注入するための接続部であ
る。
先端側は、挿入部4とライトガイドプラグ16に、分岐し
ている。さらに、連結部材1の基端側は、イメージガイ
ドプラグ17とレーザーファイバ挿通用コネクタ18に分岐
している。19は生理食塩水を注入するための接続部であ
る。
【0021】イメージガイドプラグ17は、図外のカメラ
ヘッドに接続され、画像処理装置を介してモニタテレビ
等に身体内部等の画像を表示する。また、ライトガイド
プラグ16は図外のランプヘッドに接続され、光源からの
光を受けて、挿入部4の先端対物レンズ13(図2参照)
から被観察部位を照射する。
ヘッドに接続され、画像処理装置を介してモニタテレビ
等に身体内部等の画像を表示する。また、ライトガイド
プラグ16は図外のランプヘッドに接続され、光源からの
光を受けて、挿入部4の先端対物レンズ13(図2参照)
から被観察部位を照射する。
【0022】20は、ガイド部21に軸心方向に所定最大ス
トロークSでスライド自在に外嵌された首振操作環で、
人指し指と中指とで挟持し、軸心方向へ往復させれば、
先端首振部3が首振りするようになっている。
トロークSでスライド自在に外嵌された首振操作環で、
人指し指と中指とで挟持し、軸心方向へ往復させれば、
先端首振部3が首振りするようになっている。
【0023】図1と図4に示す如く、先端首振用ワイヤ
10の途中乃至端部には、過負荷防止バネ22が付設され、
連結部材1に内装される。この過負荷防止バネ22を介し
てワイヤ10と首振操作環20が連結される。
10の途中乃至端部には、過負荷防止バネ22が付設され、
連結部材1に内装される。この過負荷防止バネ22を介し
てワイヤ10と首振操作環20が連結される。
【0024】具体的には、ワイヤ10の基端23は、一方の
細径管24内に挿入されハンダ付け等にて固着される。
又、接続ワイヤ25の先端は、他方の細径管26に挿入され
ハンダ付け等にて固着され、該接続ワイヤ25の(図外
の)基端は首振操作環20に連結される。
細径管24内に挿入されハンダ付け等にて固着される。
又、接続ワイヤ25の先端は、他方の細径管26に挿入され
ハンダ付け等にて固着され、該接続ワイヤ25の(図外
の)基端は首振操作環20に連結される。
【0025】さらに、細径管24,26に外嵌させた過負荷
防止バネ22の両端部は、ハンダ付け等にて固着される。
過負荷防止バネ22は、自由状態において互いに隣り合う
コイル27…が密着する。
防止バネ22の両端部は、ハンダ付け等にて固着される。
過負荷防止バネ22は、自由状態において互いに隣り合う
コイル27…が密着する。
【0026】なお、図例は、先端首振用ワイヤ10の途中
に過負荷防止バネ22を介装した場合を示しているが、接
続ワイヤ25を省略して細径管26又は過負荷防止バネ22端
部を直接、首振操作環20に連結するも自由である。
に過負荷防止バネ22を介装した場合を示しているが、接
続ワイヤ25を省略して細径管26又は過負荷防止バネ22端
部を直接、首振操作環20に連結するも自由である。
【0027】しかして、先端首振部3を首振させた時
に、該先端首振部3の拘束等により、最大引張力Tmax
(kg)を越える過負荷(引張力T)が該ワイヤ10にかかれ
ば、該過負荷分を過負荷防止バネ22の伸びで吸収させる
ことができ、これにより、ワイヤ10の接続部が破損等を
起こしたり、血管等を傷付けてしまうことがない。
に、該先端首振部3の拘束等により、最大引張力Tmax
(kg)を越える過負荷(引張力T)が該ワイヤ10にかかれ
ば、該過負荷分を過負荷防止バネ22の伸びで吸収させる
ことができ、これにより、ワイヤ10の接続部が破損等を
起こしたり、血管等を傷付けてしまうことがない。
【0028】この最大引張力Tmax は、各種条件におけ
る首振操作環20のストローク、ワイヤ10にかかる引張力
T及び首振角度θの相関を示す図6のテストデータグラ
フから求めることができる。
る首振操作環20のストローク、ワイヤ10にかかる引張力
T及び首振角度θの相関を示す図6のテストデータグラ
フから求めることができる。
【0029】図6に示すBは、φ50の円(曲率半径25m
m)で挿入部4を 1/2周させ、ワーキングチャンネル11
にレーザーファイバ12を挿通して首振りさせた時の関係
を示し、又、Cは挿入部4を真直にした状態で、ワーキ
ングチャンネル11にレーザーファイバ12を挿通して首振
りさせた時の関係を示している。
m)で挿入部4を 1/2周させ、ワーキングチャンネル11
にレーザーファイバ12を挿通して首振りさせた時の関係
を示し、又、Cは挿入部4を真直にした状態で、ワーキ
ングチャンネル11にレーザーファイバ12を挿通して首振
りさせた時の関係を示している。
【0030】従って、最大引張力Tmax を求めるには、
例えば、Cの最大ストロークSを6mmとすると、1.4(k
g) がTmax となり、Bの最大ストロークSを6mmとす
ると、1.8(kg) がTmax となる。
例えば、Cの最大ストロークSを6mmとすると、1.4(k
g) がTmax となり、Bの最大ストロークSを6mmとす
ると、1.8(kg) がTmax となる。
【0031】このとき使用する過負荷防止バネ22は、初
張力F0 (kg)が高く、バネ定数K(kg/mm)が小さい方
がよく、次に示す範囲のものが望ましい。
張力F0 (kg)が高く、バネ定数K(kg/mm)が小さい方
がよく、次に示す範囲のものが望ましい。
【0032】1/3・Tmax ≦F0 ≦ 1.5・Tmax 1/20・Tmax ≦K ≦ 1/2・Tmax
【0033】なお、ワイヤ10は、最大引張力Tmax の約
4倍に耐えられるものを使用する。
4倍に耐えられるものを使用する。
【0034】さらに、過負荷防止バネ22としては、図5
のバネ特性グラフに示すものを使用する。図5のDは初
張力F0 が1.55(kg)で、バネ定数Kが0.17(kg/mm)で
あり、又、Gは初張力F0 が1.05(kg)で、バネ定数Kが
0.23(kg/mm)である。
のバネ特性グラフに示すものを使用する。図5のDは初
張力F0 が1.55(kg)で、バネ定数Kが0.17(kg/mm)で
あり、又、Gは初張力F0 が1.05(kg)で、バネ定数Kが
0.23(kg/mm)である。
【0035】また、身体の血管等のモデル管内に挿入部
4を挿入せず、ワーキングチャンネル11にもレーザーフ
ァイバ12を挿通させず、挿入部4を真直にした状態で、
首振角度が 150°以上となって、先端首振部3がダメー
ジを受けないように首振操作環20の最大ストロークSを
5〜6mmに設定するのが望ましい。
4を挿入せず、ワーキングチャンネル11にもレーザーフ
ァイバ12を挿通させず、挿入部4を真直にした状態で、
首振角度が 150°以上となって、先端首振部3がダメー
ジを受けないように首振操作環20の最大ストロークSを
5〜6mmに設定するのが望ましい。
【0036】過負荷防止バネ22として、例えば、図5の
Dを使用すれば、初張力1.55(kg)を越える引張力T(kg)
が加わるまで、過負荷防止バネ22全体は伸びず、初張力
1.55(kg)を越える引張力Tが加わると、(T−F0 )/
Kの割合でバネ22が伸びる。
Dを使用すれば、初張力1.55(kg)を越える引張力T(kg)
が加わるまで、過負荷防止バネ22全体は伸びず、初張力
1.55(kg)を越える引張力Tが加わると、(T−F0 )/
Kの割合でバネ22が伸びる。
【0037】図5に示す過負荷防止バネ22は、従来の引
張バネに比べて高い初張力と小さいバネ定数を有し、こ
の特性を得るには、過負荷防止バネ22を螺旋状に巻設
し、かつ、隣り合うコイル27が互いに圧接する方向に力
が生じるように、線素材自体に捩じりを加える。これに
より、過負荷防止バネ22の初張力を増加させる。なお、
線材はピアノ線を用い、熱処理は 180℃〜 250℃の低温
焼鈍を施す。
張バネに比べて高い初張力と小さいバネ定数を有し、こ
の特性を得るには、過負荷防止バネ22を螺旋状に巻設
し、かつ、隣り合うコイル27が互いに圧接する方向に力
が生じるように、線素材自体に捩じりを加える。これに
より、過負荷防止バネ22の初張力を増加させる。なお、
線材はピアノ線を用い、熱処理は 180℃〜 250℃の低温
焼鈍を施す。
【0038】従って、過負荷防止バネ22に引張力Tを作
用させると、該過負荷防止バネ22の初張力F0 を越える
までは、コイル27の上記捩じりを元に戻すのに引張力T
が消費され、初張力F0 以上になると、互いに密着して
いたコイル27を離間させて過負荷防止バネ22全体が伸び
るのに引張力Tが消費される。
用させると、該過負荷防止バネ22の初張力F0 を越える
までは、コイル27の上記捩じりを元に戻すのに引張力T
が消費され、初張力F0 以上になると、互いに密着して
いたコイル27を離間させて過負荷防止バネ22全体が伸び
るのに引張力Tが消費される。
【0039】図5に示すバネ特性により、初張力F0 よ
りも小さな引張力で使用する限りは、ほとんどこの過負
荷防止バネ22が無い状態と同じ条件で、首振の操作と先
端首振部3の首振作動が行われる。
りも小さな引張力で使用する限りは、ほとんどこの過負
荷防止バネ22が無い状態と同じ条件で、首振の操作と先
端首振部3の首振作動が行われる。
【0040】他方、初張力F0 を越えると、首振操作環
20を往復動(操作)しても、先端首振部3が弯曲作動し
ないように、急に動きが緩和される。
20を往復動(操作)しても、先端首振部3が弯曲作動し
ないように、急に動きが緩和される。
【0041】表1は、図5のDを使用した本発明の内視
鏡で、首振操作環20を最大ストロークSさせて、繰返し
首振試験を、順次使用する条件を変えて行った結果を示
す。表1中の条件は、1000回毎に条件を厳しくしてあ
り、挿入部状態の欄は、挿入部4が、真直か或いはφ50
の円(曲率半径25mm)で 1/4〜1周させてあるかを示
し、レーザーファイバの挿入の有無の欄は、ワーキング
チャンネル11にレーザーファイバ12を挿通してあるか否
かを示し、モデル管内への挿入の有無の欄は、身体の血
管等のモデル管内に挿入部4を挿通してあるか否かを示
している。
鏡で、首振操作環20を最大ストロークSさせて、繰返し
首振試験を、順次使用する条件を変えて行った結果を示
す。表1中の条件は、1000回毎に条件を厳しくしてあ
り、挿入部状態の欄は、挿入部4が、真直か或いはφ50
の円(曲率半径25mm)で 1/4〜1周させてあるかを示
し、レーザーファイバの挿入の有無の欄は、ワーキング
チャンネル11にレーザーファイバ12を挿通してあるか否
かを示し、モデル管内への挿入の有無の欄は、身体の血
管等のモデル管内に挿入部4を挿通してあるか否かを示
している。
【0042】
【表1】
【0043】表1から明らかなように、首振累積回数50
00回後に、初期(首振累積回数1回〜1000回の条件)と
同一条件で首振りさせても首振角度が小さくなっておら
ず、首振り性能が全く劣化していないことがわかる。し
かも、従来の内視鏡では、首振累積回数1000回で50%数
量が破損し、3000回で90%数量が破損していた。ところ
が、本発明の内視鏡では、該内視鏡を実際に使用する条
件よりも厳しい条件(首振累積回数4000回〜5000回の条
件)でも全く破損せず、異常破壊の防止と寿命向上が実
現できた。
00回後に、初期(首振累積回数1回〜1000回の条件)と
同一条件で首振りさせても首振角度が小さくなっておら
ず、首振り性能が全く劣化していないことがわかる。し
かも、従来の内視鏡では、首振累積回数1000回で50%数
量が破損し、3000回で90%数量が破損していた。ところ
が、本発明の内視鏡では、該内視鏡を実際に使用する条
件よりも厳しい条件(首振累積回数4000回〜5000回の条
件)でも全く破損せず、異常破壊の防止と寿命向上が実
現できた。
【0044】
【発明の効果】本発明は、上述の構成により次のような
著大な効果を奏する。
著大な効果を奏する。
【0045】先端首振部3の拘束等によりワイヤ10にか
かる過負荷分を、過負荷防止バネ22にて吸収することが
でき、内視鏡の破損防止と身体内部の保護(傷付け防
止)に絶大な効果を得る。しかも、耐久性が向上し、繰
返し使用しても安定した首振り性能を発揮する。
かる過負荷分を、過負荷防止バネ22にて吸収することが
でき、内視鏡の破損防止と身体内部の保護(傷付け防
止)に絶大な効果を得る。しかも、耐久性が向上し、繰
返し使用しても安定した首振り性能を発揮する。
【図1】本発明の一実施例を示す全体正面図である。
【図2】挿入部先端の拡大断面図である。
【図3】図2のA─A線拡大断面図である。
【図4】過負荷防止バネの接続状態を示す拡大断面図で
ある。
ある。
【図5】過負荷防止バネの特性を示すグラフである。
【図6】首振操作環のストローク、ワイヤにかかる引張
力及び首振角度の相関を示すグラフである。
力及び首振角度の相関を示すグラフである。
10 ワイヤ 22 過負荷防止バネ
Claims (1)
- 【請求項1】 先端首振用ワイヤの途中乃至端部に、過
負荷防止バネを付設したことを特徴とする内視鏡首振り
構造。
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