JPH05285089A - 可撓管の湾曲機構 - Google Patents

可撓管の湾曲機構

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JPH05285089A
JPH05285089A JP4091027A JP9102792A JPH05285089A JP H05285089 A JPH05285089 A JP H05285089A JP 4091027 A JP4091027 A JP 4091027A JP 9102792 A JP9102792 A JP 9102792A JP H05285089 A JPH05285089 A JP H05285089A
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JP
Japan
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bending
bending mechanism
sma
actuator
sma actuator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4091027A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Ueda
康弘 植田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】十分な湾曲力量が得られると共に可撓管の細径
化が可能な、SMAアクチュエ−タを用いた可撓管の湾
曲機構を提供すること。 【構成】SMAアクチュエ−タを用いた可撓管の湾曲機
構において、周壁を長手方向に貫通する複数の通孔10
を有する管状の関節体6,8を軸方向に並べて構成され
た湾曲管4と、通孔10に挿通されたSMAアクチュエ
−タ12と、このSMAアクチュエ−タ12に電気的に
接続された通電加熱手段とを備えたことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡やカテ−テルに
使用される可撓管の湾曲機構に関する。
【0002】
【従来の技術】形状記憶合金(以下SMAと称する)の
アクチュエ−タを用いた内視鏡やカテ−テル等の湾曲機
構は、例えば、特開平3−86144号公報に示されて
いる。この湾曲機構は、SMAワイヤをマルチル−メン
チュ−ブ内に配設したものである。
【0003】その他の従来例としては、多数の湾曲駒を
連結して構成された湾曲管の先端に牽引用のアングルワ
イヤを取付け、アングルワイヤの手元側端部を可撓管内
でSMAワイヤと接続したものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルチ
ル−メンチュ−ブを用いた湾曲機構では、チュ−ブ外径
の細径化に伴い、SMAワイヤ配設用のル−メンが小さ
くなり、湾曲駆動時にSMAワイヤとル−メン内壁の摩
擦が大きくなる。一方、チュ−ブ外径が大きい場合に
は、SMAワイヤ配設用ル−メンも比較的大きくできる
が、湾曲に要する力量が大きくなり、SMAワイヤのル
−メン内壁への押圧力や摩擦力が増大し、湾曲力が弱く
なるという問題がある。
【0005】また、湾曲駒を連結した湾曲管からなる湾
曲機構では、アングルワイヤとSMAワイヤの連結部及
び可撓管内でのSMAワイヤ自身の絶縁が必要となり、
構造が複雑化し、可撓管の外径が太径化してしまう。さ
らに、SMAアクチュエ−タが湾曲部と離れた位置に配
設されるため、十分な湾曲力量が得られないという問題
がある。
【0006】本発明は上記課題に着目してなされたもの
であり、その目的は十分な湾曲力量が得られると共に可
撓管の細径化が可能な、SMAアクチュエ−タを用いた
可撓管の湾曲機構を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、SM
Aアクチュエ−タを用いた可撓管の湾曲機構において、
周壁を長手方向に貫通する複数の通孔を有する管状の関
節体を軸方向に並べて構成された湾曲管と、前記通孔に
挿通されたSMAアクチュエ−タと、このSMAアクチ
ュエ−タに電気的に接続された通電加熱手段とを備えた
ことを特徴としている。本発明では、SMAアクチュエ
−タは低温相で伸張した状態にあり、湾曲管は真っ直ぐ
な状態で柔軟性を有している。通電加熱手段によりSM
Aアクチュエ−タに通電すると、SMAアクチュエ−タ
は加熱され高温相となり収縮する。この収縮力により各
関節体が回動して湾曲管が湾曲する。また、通電を停止
すれば元の状態に戻る。
【0008】上記SMAアクチュエ−タは、関節体の周
壁を長手方向に貫通する通孔に挿通されているので、湾
曲時の摺動抵抗が低減されて湾曲機構の湾曲力量が増大
すると共に可撓管の細径化が可能となる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図1乃至図5は、本発明に係わる可撓
管の湾曲機構の第1実施例を示している。この実施例
は、可撓管の湾曲機構をカテ−テルに適用したものであ
る。
【0010】図1に示すように、カテ−テル2は湾曲部
4を有し、この湾曲部4は、多数の関節体6,8を直列
に配列して構成されている。各関節体6,8の中央には
大径の中央孔9が形成され、周壁には細径の通孔10が
円周上の両側に2個づつ形成されている。通孔10内に
はSMAワイヤ12が挿通されている。
【0011】図2(a)に示すようにSMAワイヤ12
は、最先端に位置する関節体6の前面上で、隣接する通
孔10を渡って折り返えされている。また、SMAワイ
ヤ12の後端部は、ワイヤ固定部16の細孔を通して、
カシメ部18でカシメ固定され、このカシメ部18には
リ−ド線20が接続されている。
【0012】また、先端側の湾曲部4には、長さの比較
的短い関節体6が配設され、基端側の可撓管部14に
は、長さの比較的長い関節体8が配設されている。そし
て、湾曲部4の外周面は、柔軟な樹脂やゴム材で被覆さ
れ、可撓管部14の外周面は、湾曲部4よりも硬質の材
料で被覆されている。つまり、湾曲部4のほうが可撓管
部14よりも柔軟に形成されている。
【0013】図1及び図4に示すように、各関節体6,
8の後部にはV字状のテ−パ部22が形成され、円周上
の両側に位置する頂点23で後続の関節体6,8と回動
自在に接触している。
【0014】図2(b)は、SMAワイヤ12が挿通さ
れた一対の通孔10を上下左右に設けて4方向の湾曲を
可能にし、ファイバ−スコ−プの内視鏡24を構成した
例である。この内視鏡24では、イメ−ジガイドファイ
バ26、ライトガイドファイバ28、処置具挿通用チャ
ンネル30、送気チュ−ブ26、送水チュ−ブ34が関
節体6,8の中央孔9内に挿通されている。
【0015】図3は、SMAワイヤ12が挿通された一
対の通孔10を円周上の3箇所に等間隔で設けて3方向
の湾曲を可能にし、ビデオスコ−プの内視鏡36を構成
した例である。この内視鏡36では、一対のライトガイ
ドケ−ブル28とCCDケ−ブル38が関節体6,8の
中央孔9内に挿通されている。
【0016】本実施例のSMAワイヤ12は、例えば2
方向性のTi−Ni合金で形成されている。そして、加
熱により低温相から高温相へTi−Ni合金が変態する
ことによって、SMAワイヤが収縮し、逆に冷却により
低温相へ変態することで、ワイヤ長が伸びる。この場合
の変態温度は40℃〜45℃が好適である。
【0017】また、各関節体6,8及びワイヤ固定部1
6は、電気絶縁性のセラミックス材料で形成されてい
る。そのため、関節体6,8が比較的太径の場合は切削
加工することができ、細径の場合は押し出し成形や射出
成形により製造される。なお、関節体はセラミックスに
限らず、硬質プラスチックや金属で形成してもよい。
【0018】図5は、4方向に湾曲可能に構成された湾
曲機構を示している。この場合、上記関節体6と、周方
向に90°回転した関節体6aとが交互に組み合わせて
配列されている。そして、SMAワイヤ12が挿通され
た一対の通孔10は、上下左右の各湾曲方向に対応して
4箇所形成されている。次に、本実施例の湾曲機構の動
作について説明する。
【0019】常温において、各SMAワイヤ12は低温
相で伸張した状態にあり、湾曲部4は真っ直ぐな状態で
柔軟性を有している。そこで、リ−ド線20を介して図
示しない通電加熱装置(通電加熱手段)により、所望の
SMAワイヤ12へ通電すると、SMAワイヤ12が加
熱されて高温相に変態して収縮する。この収縮力により
各関節体6,8は、テ−パ部22の頂点23を中心とし
て回動し、湾曲部4が湾曲する。その後、通電を停止す
れば、SMAワイヤ12は自然に冷却されて低温相に変
態して伸長し、湾曲部4は元の状態に復帰する。
【0020】各SMAワイヤ12への通電には、直流ま
たは交流が使用されるが、PWM通電加熱を行い、デュ
−ティ−比を変えることで通電量を制御し、湾曲部4の
湾曲角度を任意の位置で保持することもできる。
【0021】本実施例では、各関節体6,8はセラミッ
クスで形成されているので、SMAワイヤ12から電流
が漏洩することはない。また、セラミックスは耐熱性を
有し、樹脂のように変成することがないので、安全性や
耐久性が高められる。さらに、SMAワイヤ12の収縮
力により関節体6,8が変形し、湾曲部4の長さが短く
なることもない。また、中央孔9の内蔵物等を外力から
保護する効果も高い。
【0022】本実施例では、SMAワイヤ12は関節体
6、8に形成された通孔10に挿通されているので、湾
曲時の摺動抵抗が低減されてSMAワイヤの収縮力を有
効に湾曲動作に利用できる。基本的に関節体6,8の回
動に要する力は微小なため、SMAワイヤの収縮力は主
に内臓物の湾曲に使用される。図6は、本発明の第2実
施例を示している。本実施例は、第1実施例のSMAワ
イヤの代わりにSMAコイルを設けたものである。
【0023】本実施例では図6に示すように、湾曲部4
に線状部44とコイル部45とが交互に形成されたSM
Aアクチュエ−タ43が配設されている。そして、第1
実施例と同様に形成された関節体40の通孔40aに線
状部44が位置し、各関節体間にコイル部45が位置す
るように配設されている。また、関節体40の後部に形
成されたテ−パ部46の頂点は、前部にもテ−パ部47
が形成された後続の関節体41の凹部48に係合されて
いる。
【0024】この第2実施例では、SMAアクチュエ−
タ43に通電すると、コイル部45が収縮して関節体4
0,41を回動させ、湾曲部4が湾曲する。その他の動
作は第1実施例と同様である。
【0025】本実施例でも、SMAアクチュエ−タ43
が関節体40,41に形成された通孔40a,41aに
挿通されているので、SMAアクチュエ−タ43の収縮
力を有効に湾曲動作に利用できる。また、凹部48によ
りテ−パ部46,47のズレを防止することができる。
【0026】なお、SMAアクチュエ−タ43のコイル
部45は、高温相で収縮状態を記憶させ、低温相では伸
長状態となる2方向性のものに限らず、高温相で収縮す
る1方向性のものでもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明の可撓管の湾
曲機構では、SMAアクチュエ−タが関節体の周壁を長
手方向に貫通する通孔に挿通されているので、湾曲時の
SMAアクチュエ−タの摺動抵抗が低減されて湾曲機構
の湾曲力が増大する。また、可撓管をより細径化するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わる可撓管の湾曲機構
を示す縦断面図である。
【図2】(a)は上記湾曲機構を構成する2方向湾曲用
の関節体を示す正面図、(b)は4方向湾曲用の関節体
を示す正面図である。
【図3】上記湾曲機構を構成する3方向湾曲用の関節体
を示す正面図である。
【図4】上記湾曲機構を構成する2方向湾曲用の関節体
を示す斜視図である。
【図5】(a)は4方向湾曲用の関節体で構成された可
撓管の湾曲機構を示す平面図、(b)は同側面図であ
る。
【図6】本発明の第2実施例に係わる可撓管の湾曲機構
を示す縦断面図である。
【符号の説明】
4…湾曲部、6,6a,8,40,41…関節体、1
0,40a,41a…通孔、12…SMAワイヤ(SM
Aアクチュエ−タ)、14…可撓管部、43…SMAア
クチュエ−タ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SMAアクチュエ−タを用いた可撓管の
    湾曲機構において、周壁を長手方向に貫通する複数の通
    孔を有する管状の関節体を軸方向に並べて構成された湾
    曲管と、前記通孔に挿通されたSMAアクチュエ−タ
    と、このSMAアクチュエ−タに電気的に接続された通
    電加熱手段とを備えたことを特徴とする可撓管の湾曲機
    構。
JP4091027A 1992-04-10 1992-04-10 可撓管の湾曲機構 Withdrawn JPH05285089A (ja)

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JP4091027A JPH05285089A (ja) 1992-04-10 1992-04-10 可撓管の湾曲機構

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JP4091027A JPH05285089A (ja) 1992-04-10 1992-04-10 可撓管の湾曲機構

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JPH05285089A true JPH05285089A (ja) 1993-11-02

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ID=14015046

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018029908A1 (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 オリンパス株式会社 湾曲操作ワイヤ固定構造および内視鏡
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JP2019535456A (ja) * 2016-10-18 2019-12-12 アクラレント インコーポレイテッドAcclarent, Inc. 拡張システム

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Effective date: 19990706