JPH06296577A - 熱膨張型アクチュエータ及び医療用挿入具 - Google Patents
熱膨張型アクチュエータ及び医療用挿入具Info
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- JPH06296577A JPH06296577A JP5347196A JP34719693A JPH06296577A JP H06296577 A JPH06296577 A JP H06296577A JP 5347196 A JP5347196 A JP 5347196A JP 34719693 A JP34719693 A JP 34719693A JP H06296577 A JPH06296577 A JP H06296577A
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- expansion type
- actuator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な機構によって大きな駆動力を発生できる
熱膨張型アクチュエータを提供するとともに、挿入具本
体が長尺であっても前記熱膨張型アクチュエータの大き
な駆動力によって被駆動部を容易かつ確実に駆動させる
ことができる医療用挿入具の提供を目的としている。 【構成】可逆的に熱膨張収縮自在な圧力作動材料2と、
圧力作動材料2を収容し圧力作動材料2の膨張収縮によ
って変形可能な多層構造の容器4と、圧力作動材料2を
加熱・冷却する手段6と、圧力作動材料2を加熱または
冷却したときの容器4の断面積の変化をアクチュエータ
1の動作に変換する手段とによって熱膨張型アクチュエ
ータ1を構成したものである。また、医療用挿入具10
の挿入具本体12に熱膨張型アクチュエータ1を配置
し、熱膨張型アクチュエータ1の動作によって挿入具本
体12の被駆動部14を駆動させるようにしたものであ
る。
熱膨張型アクチュエータを提供するとともに、挿入具本
体が長尺であっても前記熱膨張型アクチュエータの大き
な駆動力によって被駆動部を容易かつ確実に駆動させる
ことができる医療用挿入具の提供を目的としている。 【構成】可逆的に熱膨張収縮自在な圧力作動材料2と、
圧力作動材料2を収容し圧力作動材料2の膨張収縮によ
って変形可能な多層構造の容器4と、圧力作動材料2を
加熱・冷却する手段6と、圧力作動材料2を加熱または
冷却したときの容器4の断面積の変化をアクチュエータ
1の動作に変換する手段とによって熱膨張型アクチュエ
ータ1を構成したものである。また、医療用挿入具10
の挿入具本体12に熱膨張型アクチュエータ1を配置
し、熱膨張型アクチュエータ1の動作によって挿入具本
体12の被駆動部14を駆動させるようにしたものであ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱膨張収縮自在な圧力
作動材料を用いて大きな駆動力を得る熱膨張型アクチュ
エータ、及びこのアクチュエータを用いて駆動する医療
用挿入具に関する。
作動材料を用いて大きな駆動力を得る熱膨張型アクチュ
エータ、及びこのアクチュエータを用いて駆動する医療
用挿入具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば生体内に挿入されて様々な
作業や処置を行なう内視鏡や処置具等の医療用挿入具が
知られている。これらの医療用挿入具は体内に挿入され
る挿入具本体を有し、挿入具本体に設けられた被駆動部
を駆動することにより所望の動作を行なうことができ
る。例えば、内視鏡にあっては、挿入部(挿入具本体)
に設けられた被駆動部である湾曲管部を湾曲させること
によってその挿入方向や観察方向を変えたりする。ま
た、処置具としての把持鉗子にあっては、挿入具本体の
先端に設けられた被駆動部である把持部を開閉駆動させ
ることによって組織等の把持回収を行なう。
作業や処置を行なう内視鏡や処置具等の医療用挿入具が
知られている。これらの医療用挿入具は体内に挿入され
る挿入具本体を有し、挿入具本体に設けられた被駆動部
を駆動することにより所望の動作を行なうことができ
る。例えば、内視鏡にあっては、挿入部(挿入具本体)
に設けられた被駆動部である湾曲管部を湾曲させること
によってその挿入方向や観察方向を変えたりする。ま
た、処置具としての把持鉗子にあっては、挿入具本体の
先端に設けられた被駆動部である把持部を開閉駆動させ
ることによって組織等の把持回収を行なう。
【0003】前記被駆動部を駆動させる駆動機構は従来
から様々なものがある。例えば、前記内視鏡の挿入部に
おける湾曲管部は、実開昭61-188701 号公報に示される
ように、挿入部の長手軸方向に沿って複数の湾曲駒を直
列に配設し、隣接する各湾曲駒同士を回動自在に連結し
てなる。この湾曲駒列の内側には、一端が前記挿入部の
先端構成部に固定され他端が挿入部内を通って手元側操
作部まで延設される湾曲操作ワイヤを挿通してある。ま
た、前記操作ワイヤは、一端が湾曲駒列の前端に固定さ
れ他端が操作部まで延設されたガイド用コイルの内部を
通じて案内される。そして、この操作ワイヤを内視鏡の
操作部において牽引することにより湾曲管部がその牽引
する側へ向けて湾曲する。なお、この湾曲操作時におい
て、前記ガイド用コイルは、挿入部に加わる圧縮力を抑
え、操作部で加えた力を直接に湾曲管部で働かせる役割
を果たしている。
から様々なものがある。例えば、前記内視鏡の挿入部に
おける湾曲管部は、実開昭61-188701 号公報に示される
ように、挿入部の長手軸方向に沿って複数の湾曲駒を直
列に配設し、隣接する各湾曲駒同士を回動自在に連結し
てなる。この湾曲駒列の内側には、一端が前記挿入部の
先端構成部に固定され他端が挿入部内を通って手元側操
作部まで延設される湾曲操作ワイヤを挿通してある。ま
た、前記操作ワイヤは、一端が湾曲駒列の前端に固定さ
れ他端が操作部まで延設されたガイド用コイルの内部を
通じて案内される。そして、この操作ワイヤを内視鏡の
操作部において牽引することにより湾曲管部がその牽引
する側へ向けて湾曲する。なお、この湾曲操作時におい
て、前記ガイド用コイルは、挿入部に加わる圧縮力を抑
え、操作部で加えた力を直接に湾曲管部で働かせる役割
を果たしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の内視鏡においては、挿入部が長尺になればな
るほど、操作ワイヤとこれを案内するガイド用コイル
も、その分、長尺化する。しかし、操作ワイヤとガイド
用コイルが長尺化すると、両者間の摩擦力が増大して操
作ワイヤを牽引する手元側の操作力が先端側の湾曲管部
に伝わりにくくなるため、湾曲駆動力が小さくなり、湾
曲操作を円滑に行なうことが困難となる。
うな従来の内視鏡においては、挿入部が長尺になればな
るほど、操作ワイヤとこれを案内するガイド用コイル
も、その分、長尺化する。しかし、操作ワイヤとガイド
用コイルが長尺化すると、両者間の摩擦力が増大して操
作ワイヤを牽引する手元側の操作力が先端側の湾曲管部
に伝わりにくくなるため、湾曲駆動力が小さくなり、湾
曲操作を円滑に行なうことが困難となる。
【0005】また、前記処置具においても、挿入具本体
の先端に設けられた把持部の開閉動作は操作ワイヤの牽
引操作などによって行なわれており、この場合も、挿入
具本体が長尺になればなるほど、前記内視鏡と同様の問
題が生じる。
の先端に設けられた把持部の開閉動作は操作ワイヤの牽
引操作などによって行なわれており、この場合も、挿入
具本体が長尺になればなるほど、前記内視鏡と同様の問
題が生じる。
【0006】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、簡単な機構によって
大きな駆動力を発生できる熱膨張型アクチュエータを提
供するとともに、挿入具本体が長尺であっても前記熱膨
張型アクチュエータの大きな駆動力によって被駆動部を
容易かつ確実に駆動させることができる医療用挿入具を
提供することにある。
であり、その目的とするところは、簡単な機構によって
大きな駆動力を発生できる熱膨張型アクチュエータを提
供するとともに、挿入具本体が長尺であっても前記熱膨
張型アクチュエータの大きな駆動力によって被駆動部を
容易かつ確実に駆動させることができる医療用挿入具を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、可逆的に熱膨張収縮自在な圧力作動材料
と、この圧力作動材料を収容し圧力作動材料の膨張収縮
によって変形可能な多層構造の容器と、前記圧力作動材
料を加熱・冷却する手段と、前記圧力作動材料を加熱ま
たは冷却したときの容器の断面積の変化をアクチュエー
タの動作に変換する手段とによって熱膨張型アクチュエ
ータを構成したものである。
に、本発明は、可逆的に熱膨張収縮自在な圧力作動材料
と、この圧力作動材料を収容し圧力作動材料の膨張収縮
によって変形可能な多層構造の容器と、前記圧力作動材
料を加熱・冷却する手段と、前記圧力作動材料を加熱ま
たは冷却したときの容器の断面積の変化をアクチュエー
タの動作に変換する手段とによって熱膨張型アクチュエ
ータを構成したものである。
【0008】また、医療用挿入具の挿入具本体に前記熱
膨張型アクチュエータを配置し、熱膨張型アクチュエー
タの動作によって前記挿入具本体の被駆動部を駆動させ
るようにしたものである。
膨張型アクチュエータを配置し、熱膨張型アクチュエー
タの動作によって前記挿入具本体の被駆動部を駆動させ
るようにしたものである。
【0009】
【作用】上記構成の熱膨張型アクチュエータでは、圧力
作動材料を加熱または冷却したときの容器の断面積の変
化が、容器の多層構造によって、アクチュエータの動作
に有効に変換される。したがって、大きな変位量と駆動
力とを得ることができる。また、前記熱膨張型アクチュ
エータの大きな駆動力によって直接に駆動される医療用
挿入具の被駆動部には所望の駆動量が与えられる。
作動材料を加熱または冷却したときの容器の断面積の変
化が、容器の多層構造によって、アクチュエータの動作
に有効に変換される。したがって、大きな変位量と駆動
力とを得ることができる。また、前記熱膨張型アクチュ
エータの大きな駆動力によって直接に駆動される医療用
挿入具の被駆動部には所望の駆動量が与えられる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説
明する。図1の(a)(b)は本発明の第1の実施例に
係る熱膨張型アクチュエータ1を示している。図示のよ
うに、熱膨張型アクチュエータ1は、弾性体からなる中
空パイプ4aをコイル状に密着巻回して形成した多層構
造の容器4(以下、コイル体4という。)の内部に圧力
作動材料2を充填することにより構成されている。
明する。図1の(a)(b)は本発明の第1の実施例に
係る熱膨張型アクチュエータ1を示している。図示のよ
うに、熱膨張型アクチュエータ1は、弾性体からなる中
空パイプ4aをコイル状に密着巻回して形成した多層構
造の容器4(以下、コイル体4という。)の内部に圧力
作動材料2を充填することにより構成されている。
【0011】ここで、圧力作動材料2は加熱・冷却する
ことによって膨張収縮する可逆性のものであり、例え
ば、フッ化水素(フレオンガス)、炭化フッ素、アルコ
ール、パラフィン、ゴム等のように比較的低温度での熱
膨張係数の大きいものである。
ことによって膨張収縮する可逆性のものであり、例え
ば、フッ化水素(フレオンガス)、炭化フッ素、アルコ
ール、パラフィン、ゴム等のように比較的低温度での熱
膨張係数の大きいものである。
【0012】また、コイル体4は、コイル体4の内圧が
上昇した際にその径方向には膨らまず長さ方向(図1の
(b)において矢印で示す。)のみに伸展する伸展方向
性を有している。この伸展方向性を与えるには、例えば
コイル体4の径方向に位置する中空パイプ4aの内面に
繊維を配置すれば良い。また、コイル体4を形成する中
空パイプ4aの断面形状は図1の(a)に示すように楕
円形となっている。そして、コイル体4はその中空パイ
プ4aの楕円の短径を長さ方向に積み重ねることによっ
て形成されている。
上昇した際にその径方向には膨らまず長さ方向(図1の
(b)において矢印で示す。)のみに伸展する伸展方向
性を有している。この伸展方向性を与えるには、例えば
コイル体4の径方向に位置する中空パイプ4aの内面に
繊維を配置すれば良い。また、コイル体4を形成する中
空パイプ4aの断面形状は図1の(a)に示すように楕
円形となっている。そして、コイル体4はその中空パイ
プ4aの楕円の短径を長さ方向に積み重ねることによっ
て形成されている。
【0013】コイル体4の周囲には圧力作動材料2を加
熱するための熱交換器6がコイル体4に沿って設置され
ている。この熱交換器6としては、例えば、電源9から
リード線8を介して通電されることにより発熱するニク
ロム線が用いられる。あるいは、温熱源と冷熱源とに接
続されて任意に温度を調節できる熱伝導体であっても良
い。また、圧力作動材料2の冷却は、コイル体4の中央
の空間7(図1の(c)参照)に冷却水を流すことによ
り行なう。
熱するための熱交換器6がコイル体4に沿って設置され
ている。この熱交換器6としては、例えば、電源9から
リード線8を介して通電されることにより発熱するニク
ロム線が用いられる。あるいは、温熱源と冷熱源とに接
続されて任意に温度を調節できる熱伝導体であっても良
い。また、圧力作動材料2の冷却は、コイル体4の中央
の空間7(図1の(c)参照)に冷却水を流すことによ
り行なう。
【0014】次に上記構成の熱膨張型アクチュエータ1
の動作について説明する。まず、熱交換器6が発熱せ
ず、圧力作動材料2が冷えた低温状態にあるときには、
図1の(a)で示すように、圧力作動材料2は収縮した
状態にあり、コイル体4を形成する中空パイプ4aの断
面は楕円形に保持されている。したがって、コイル体4
はそれ自身の持つばね力によって収縮した自然の長さを
保持している。
の動作について説明する。まず、熱交換器6が発熱せ
ず、圧力作動材料2が冷えた低温状態にあるときには、
図1の(a)で示すように、圧力作動材料2は収縮した
状態にあり、コイル体4を形成する中空パイプ4aの断
面は楕円形に保持されている。したがって、コイル体4
はそれ自身の持つばね力によって収縮した自然の長さを
保持している。
【0015】この収縮状態から熱交換器6を発熱させる
と、圧力作動材料2は加熱されて膨脹する。この圧力作
動材料2の膨脹に伴って、コイル体4を形成する中空パ
イプ4aの断面形状は、中空パイプ4aが有する前述し
た伸展方向性によって、楕円から徐々に真円に変化す
る。これによって、中空パイプ4aの断面の楕円の短径
が伸び、互いに隣接する中空パイプ4a同志がコイル体
4の長さ方向に押し合う状態となる。その結果、図1の
(b)に示すように、コイル体4はその長さ方向に伸展
する。
と、圧力作動材料2は加熱されて膨脹する。この圧力作
動材料2の膨脹に伴って、コイル体4を形成する中空パ
イプ4aの断面形状は、中空パイプ4aが有する前述し
た伸展方向性によって、楕円から徐々に真円に変化す
る。これによって、中空パイプ4aの断面の楕円の短径
が伸び、互いに隣接する中空パイプ4a同志がコイル体
4の長さ方向に押し合う状態となる。その結果、図1の
(b)に示すように、コイル体4はその長さ方向に伸展
する。
【0016】次に、この状態から熱交換器6の発熱を止
めて圧力作動材料2を低温状態にすると、圧力作動材料
2が収縮し、中空パイプ4aはそれ自信が持つ弾性力に
よってその断面が元の楕円形状に復元する。そして、中
空パイプ4aの断面が楕円形状に戻ることによってコイ
ル体4は図1の(a)に示す元の自然長に収縮する。
めて圧力作動材料2を低温状態にすると、圧力作動材料
2が収縮し、中空パイプ4aはそれ自信が持つ弾性力に
よってその断面が元の楕円形状に復元する。そして、中
空パイプ4aの断面が楕円形状に戻ることによってコイ
ル体4は図1の(a)に示す元の自然長に収縮する。
【0017】以上説明したように、上記構成の熱膨張型
アクチュエータ1は、圧力作動材料2を収容するコイル
体4を多層構造にすることによって、圧力作動材料2を
加熱または冷却したときのコイル体4の断面積の変化を
アクチュエータ1の動作に有効に変換できるため、つま
り、圧力作動材料2の膨張に伴う圧力をコイル体4の伸
長方向に有効に作用させることができるため、大きな伸
長量と発生力とを得ることができる。なお、中空パイプ
4aの楕円の長径をコイル体4の長さ方向に積み重ねた
場合には、圧力作動材料2を加熱することによってコイ
ル体4が長さ方向に収縮する。
アクチュエータ1は、圧力作動材料2を収容するコイル
体4を多層構造にすることによって、圧力作動材料2を
加熱または冷却したときのコイル体4の断面積の変化を
アクチュエータ1の動作に有効に変換できるため、つま
り、圧力作動材料2の膨張に伴う圧力をコイル体4の伸
長方向に有効に作用させることができるため、大きな伸
長量と発生力とを得ることができる。なお、中空パイプ
4aの楕円の長径をコイル体4の長さ方向に積み重ねた
場合には、圧力作動材料2を加熱することによってコイ
ル体4が長さ方向に収縮する。
【0018】図1の(c)は、上記構成の熱膨張型アク
チュエータ1を医療用挿入具としての内視鏡10の挿入
部12に配置し、熱膨張型アクチュエータ1の前述した
動作によって挿入部12の被駆動部としての湾曲部14
を湾曲させるための構成を示すものである。
チュエータ1を医療用挿入具としての内視鏡10の挿入
部12に配置し、熱膨張型アクチュエータ1の前述した
動作によって挿入部12の被駆動部としての湾曲部14
を湾曲させるための構成を示すものである。
【0019】挿入部12における湾曲部14内には、複
数、ここでは3つの熱膨張型アクチュエータ1が挿入部
12の中心軸の回りに等角間隔で、ライトガイドファイ
バ11よりも外周辺に位置して配置されている。また、
各熱膨張型アクチュエータ1はその長手方向が挿入部1
2の中心軸に平行になるように配置されている。
数、ここでは3つの熱膨張型アクチュエータ1が挿入部
12の中心軸の回りに等角間隔で、ライトガイドファイ
バ11よりも外周辺に位置して配置されている。また、
各熱膨張型アクチュエータ1はその長手方向が挿入部1
2の中心軸に平行になるように配置されている。
【0020】図2に示すように、挿入部12の基端には
手元部16が設けられており、この手元部16に設けた
接眼部18にはTVカメラヘッド20が装着されてい
る。TVカメラヘッド20は、信号ケーブル22を介し
てカメラコントロールユニット24に接続されている。
カメラコントロールユニット24にはテレビモニタ25
が接続されている。
手元部16が設けられており、この手元部16に設けた
接眼部18にはTVカメラヘッド20が装着されてい
る。TVカメラヘッド20は、信号ケーブル22を介し
てカメラコントロールユニット24に接続されている。
カメラコントロールユニット24にはテレビモニタ25
が接続されている。
【0021】内視鏡10の手元部16からはユニバーサ
ルコード23が導出されており、このユニバーサルコー
ド23はその先端に設けたコネクタ26によって照明用
光源装置29に接続されている。コネクタ26からはケ
ーブル27が導出しており、このケーブル27を通じて
電源ユニット28と湾曲操作装置31が接続されてい
る。湾曲操作装置31には操作レバー30が設けられて
おり、この操作レバー30を操作することにより、挿入
部12における湾曲部14の湾曲方向を選択することが
できる。
ルコード23が導出されており、このユニバーサルコー
ド23はその先端に設けたコネクタ26によって照明用
光源装置29に接続されている。コネクタ26からはケ
ーブル27が導出しており、このケーブル27を通じて
電源ユニット28と湾曲操作装置31が接続されてい
る。湾曲操作装置31には操作レバー30が設けられて
おり、この操作レバー30を操作することにより、挿入
部12における湾曲部14の湾曲方向を選択することが
できる。
【0022】また、図1の(c)に示すように、挿入部
12の先端には対物レンズ13が設けられている。これ
は挿入部12から手元部16にわたり配設されたイメー
ジガイドファイバの先端に対して光学的に連結してい
る。対物レンズ13の周囲にはライトガイドファイバ1
1の先端がリング状に配置されている。ライトガイドフ
ァイバ11は前記イメージガイドファイバの周囲に同心
的に配置され、さらに挿入部12、手元部16及びユニ
バーサルコード23を通じてコネクタ26まで導かれて
おり、そのコネクタ26を介して照明用光源29に接続
される。
12の先端には対物レンズ13が設けられている。これ
は挿入部12から手元部16にわたり配設されたイメー
ジガイドファイバの先端に対して光学的に連結してい
る。対物レンズ13の周囲にはライトガイドファイバ1
1の先端がリング状に配置されている。ライトガイドフ
ァイバ11は前記イメージガイドファイバの周囲に同心
的に配置され、さらに挿入部12、手元部16及びユニ
バーサルコード23を通じてコネクタ26まで導かれて
おり、そのコネクタ26を介して照明用光源29に接続
される。
【0023】上記構成の内視鏡10では、湾曲部14を
湾曲させたい方向に湾曲操作装置31の操作レバー30
をシフトすると、そのシフト方向に応じて、ライトガイ
ドファイバ11の外周上に配置された熱膨張型アクチュ
エータ1のいずれか1つ、または2つが熱交換器6によ
り高温の状態になり、高温状態の熱膨張型アクチュエー
タ1が前述した原理にしたがって挿入部12の軸方向に
伸長する。その結果、熱膨張型アクチュエータ1が伸長
した側の湾曲部14の部位が応力を受け、伸長する熱膨
張型アクチュエータ1が位置する側と反対の側に向けて
湾曲部14全体が湾曲する。
湾曲させたい方向に湾曲操作装置31の操作レバー30
をシフトすると、そのシフト方向に応じて、ライトガイ
ドファイバ11の外周上に配置された熱膨張型アクチュ
エータ1のいずれか1つ、または2つが熱交換器6によ
り高温の状態になり、高温状態の熱膨張型アクチュエー
タ1が前述した原理にしたがって挿入部12の軸方向に
伸長する。その結果、熱膨張型アクチュエータ1が伸長
した側の湾曲部14の部位が応力を受け、伸長する熱膨
張型アクチュエータ1が位置する側と反対の側に向けて
湾曲部14全体が湾曲する。
【0024】このように、駆動力の大きい熱膨張型アク
チュエータ1を内視鏡10の湾曲部14に直接に配置し
たことによって、挿入部12が長尺であっても、湾曲部
14は熱膨張型アクチュエータ1の大きな駆動力によっ
て容易かつ確実に駆動される。
チュエータ1を内視鏡10の湾曲部14に直接に配置し
たことによって、挿入部12が長尺であっても、湾曲部
14は熱膨張型アクチュエータ1の大きな駆動力によっ
て容易かつ確実に駆動される。
【0025】図3の熱膨張型アクチュエータ40は、図
1に示す熱膨張型アクチュエータ1の変形例を示すもの
である。この熱膨張型アクチュエータ40も、弾性体か
らなるドーナツ状の中空パイプ42aを多数個積層した
多層構造の積層体42の内部に圧力作動材料2を充填す
ることにより構成されている。
1に示す熱膨張型アクチュエータ1の変形例を示すもの
である。この熱膨張型アクチュエータ40も、弾性体か
らなるドーナツ状の中空パイプ42aを多数個積層した
多層構造の積層体42の内部に圧力作動材料2を充填す
ることにより構成されている。
【0026】また、積層体42は、積層体42の内圧が
上昇した際にその径方向には膨らまず長さ方向(図1の
(b)において矢印で示す。)のみに伸展する伸展方向
性を有している。積層体42を形成する中空パイプ42
aの断面形状は積層体42の径方向に細長い六角形にな
っている。なお、それ以外の構成は図示しないが図1に
示す熱膨張型アクチュエータ1と同一である。
上昇した際にその径方向には膨らまず長さ方向(図1の
(b)において矢印で示す。)のみに伸展する伸展方向
性を有している。積層体42を形成する中空パイプ42
aの断面形状は積層体42の径方向に細長い六角形にな
っている。なお、それ以外の構成は図示しないが図1に
示す熱膨張型アクチュエータ1と同一である。
【0027】この構成では、熱交換器6を発熱させて圧
力作動材料2を膨脹させると、積層体42を形成する中
空パイプ42aの断面形状が正六角形に変化し、図3の
(b)に示すように、積層体42がその長さ方向に伸展
する。
力作動材料2を膨脹させると、積層体42を形成する中
空パイプ42aの断面形状が正六角形に変化し、図3の
(b)に示すように、積層体42がその長さ方向に伸展
する。
【0028】図4は、長手軸方向に沿って回動自在に連
結された複数の湾曲駒45によって湾曲部14が構成さ
れた内視鏡50を示しており、図1の熱膨張型アクチュ
エータ1を湾曲部14の各湾曲駒45の間に配設し、熱
膨張型アクチュエータ1を伸縮させることによって湾曲
駒45の方向を変えて湾曲部14を湾曲させようとする
ものである。このような構成でも図1の(c)の内視鏡
10と同様な作用効果を得ることができる。
結された複数の湾曲駒45によって湾曲部14が構成さ
れた内視鏡50を示しており、図1の熱膨張型アクチュ
エータ1を湾曲部14の各湾曲駒45の間に配設し、熱
膨張型アクチュエータ1を伸縮させることによって湾曲
駒45の方向を変えて湾曲部14を湾曲させようとする
ものである。このような構成でも図1の(c)の内視鏡
10と同様な作用効果を得ることができる。
【0029】図5は、図1の熱膨張型アクチュエータ1
を把持鉗子55の把持部56の開閉駆動機構に利用した
ものである。把持鉗子55は、シース57の先端部に鉗
子本体60を配設した構成となっており、鉗子本体60
はその先端に一対の把持カップ59,59からなる把持
部56を有している。
を把持鉗子55の把持部56の開閉駆動機構に利用した
ものである。把持鉗子55は、シース57の先端部に鉗
子本体60を配設した構成となっており、鉗子本体60
はその先端に一対の把持カップ59,59からなる把持
部56を有している。
【0030】把持カップ59,59はこれを保持する基
端側のホルダー部61,61同志が支軸62を介して互
いに回動自在に連結されている。ホルダー部61,61
の基端にはそれぞれリンク63,63の先端が可動ピン
65,65を介して枢着されており、これらリンク6
3,63の基端は操作棒67の先端に別の可動ピン69
によって枢着されている。
端側のホルダー部61,61同志が支軸62を介して互
いに回動自在に連結されている。ホルダー部61,61
の基端にはそれぞれリンク63,63の先端が可動ピン
65,65を介して枢着されており、これらリンク6
3,63の基端は操作棒67の先端に別の可動ピン69
によって枢着されている。
【0031】また、シース57の先端部内には熱膨張型
アクチュエータ1がその先端をシース57に固定した状
態で配設されている。つまり、熱膨張型アクチュエータ
1は、シース57の基端側に向けて伸長可能な状態にあ
る。また、この熱膨張型アクチュエータ1の基端には操
作棒67の基端に設けられた接続板70が接続固定され
ている。
アクチュエータ1がその先端をシース57に固定した状
態で配設されている。つまり、熱膨張型アクチュエータ
1は、シース57の基端側に向けて伸長可能な状態にあ
る。また、この熱膨張型アクチュエータ1の基端には操
作棒67の基端に設けられた接続板70が接続固定され
ている。
【0032】つまり、この把持鉗子55は、各把持カッ
プ59,59のホルダー部61,61およびリンク6
3,63によってパンタグラフ機構を構成し、熱膨張型
アクチュエータ1の伸縮動作によって操作棒67を押し
引き操作することで、把持カップ59,59を支軸62
を中心に回動させて把持部56を開閉できる。なお、図
5の(a)は把持部56の開状態を、図5の(b)は把
持部56の閉状態をそれぞれ示している。
プ59,59のホルダー部61,61およびリンク6
3,63によってパンタグラフ機構を構成し、熱膨張型
アクチュエータ1の伸縮動作によって操作棒67を押し
引き操作することで、把持カップ59,59を支軸62
を中心に回動させて把持部56を開閉できる。なお、図
5の(a)は把持部56の開状態を、図5の(b)は把
持部56の閉状態をそれぞれ示している。
【0033】図6は、本発明の第2の実施例を示す熱膨
張型アクチュエータ80を示している。この熱膨張型ア
クチュエータ80は、中空パイプをS字状に折り重ねる
ように曲げて複数の湾曲部81aを設けることにより形
成された多層構造の容器81の内部に熱膨張収縮自在な
圧力作動材料2を充填して構成されている。また、容器
81の内部には圧力作動材料2を加熱する熱交換器24
が容器81の全長にわたって設置されている。
張型アクチュエータ80を示している。この熱膨張型ア
クチュエータ80は、中空パイプをS字状に折り重ねる
ように曲げて複数の湾曲部81aを設けることにより形
成された多層構造の容器81の内部に熱膨張収縮自在な
圧力作動材料2を充填して構成されている。また、容器
81の内部には圧力作動材料2を加熱する熱交換器24
が容器81の全長にわたって設置されている。
【0034】また、このS字状の容器81は、各湾曲部
81aの断面の内側が偏平になっている。図中、85は
矢印AーA方向から見た湾曲部81aの断面を示し、8
6は矢印BーB方向から見た湾曲部81aの断面を示し
ている。
81aの断面の内側が偏平になっている。図中、85は
矢印AーA方向から見た湾曲部81aの断面を示し、8
6は矢印BーB方向から見た湾曲部81aの断面を示し
ている。
【0035】ここで、熱交換器83が発熱せず、圧力作
動材料2が低温の状態にあるときには、図6の(a)に
示すように、圧力作動材料2は収縮した状態にあり、容
器81はそれ自身のばね力により収縮した自然の状態に
ある。また、熱交換器83を発熱させると、圧力作動材
料2が加熱されて膨張し、図6の(b)に示すように、
各湾曲部81aの断面に見られた偏平な形状が真円に近
付くように膨らむ。これによって、湾曲部81aの曲率
半径が増大し、容器81が図6の(b)に示すように伸
展する。なお、このときの湾曲部81aの断面が87,
88で示されている(図中、87は矢印CーC方向から
見た湾曲部81aの断面を示し、88は矢印DーD方向
から見た湾曲部81aの断面を示している。)。
動材料2が低温の状態にあるときには、図6の(a)に
示すように、圧力作動材料2は収縮した状態にあり、容
器81はそれ自身のばね力により収縮した自然の状態に
ある。また、熱交換器83を発熱させると、圧力作動材
料2が加熱されて膨張し、図6の(b)に示すように、
各湾曲部81aの断面に見られた偏平な形状が真円に近
付くように膨らむ。これによって、湾曲部81aの曲率
半径が増大し、容器81が図6の(b)に示すように伸
展する。なお、このときの湾曲部81aの断面が87,
88で示されている(図中、87は矢印CーC方向から
見た湾曲部81aの断面を示し、88は矢印DーD方向
から見た湾曲部81aの断面を示している。)。
【0036】また、再び熱交換器83の発熱を停止して
圧力作動材料2を低温の状態に戻すと、圧力作動材料2
が収縮し、容器81は図6の(a)に示すように元の収
縮状態に戻る。
圧力作動材料2を低温の状態に戻すと、圧力作動材料2
が収縮し、容器81は図6の(a)に示すように元の収
縮状態に戻る。
【0037】図7は、本発明の第3の実施例の熱膨張型
アクチュエータ90を示している。この熱膨張型アクチ
ュエータ90は、圧力作動材料を密閉充填するチューブ
92を螺旋状に成形したものを2つ組み合わせて構成さ
れており、アクチュエータ90の上部には錘91が設置
されている。また、チューブ92の内部には圧力作動材
料を加熱する図示しない熱交換器がチューブ92の全長
にわたって設置されている。
アクチュエータ90を示している。この熱膨張型アクチ
ュエータ90は、圧力作動材料を密閉充填するチューブ
92を螺旋状に成形したものを2つ組み合わせて構成さ
れており、アクチュエータ90の上部には錘91が設置
されている。また、チューブ92の内部には圧力作動材
料を加熱する図示しない熱交換器がチューブ92の全長
にわたって設置されている。
【0038】この構成では、前記熱交換器が発熱せず、
圧力作動材料が低温の状態にあるときには、図7の
(a)に示すように、圧力作動材料は収縮した状態にあ
り、チューブ92は重りの荷重により収縮した自然の状
態にある。また、熱交換器を発熱させると、圧力作動材
料が加熱されて膨張し、図7の(b)に示すように、チ
ューブ92は図6の熱膨張型アクチュエータ80と同様
の原理によってその湾曲部92aの曲率半径が増大して
伸長する。
圧力作動材料が低温の状態にあるときには、図7の
(a)に示すように、圧力作動材料は収縮した状態にあ
り、チューブ92は重りの荷重により収縮した自然の状
態にある。また、熱交換器を発熱させると、圧力作動材
料が加熱されて膨張し、図7の(b)に示すように、チ
ューブ92は図6の熱膨張型アクチュエータ80と同様
の原理によってその湾曲部92aの曲率半径が増大して
伸長する。
【0039】また、再び熱交換器の発熱を停止して圧力
作動材料を低温の状態に戻すと、圧力作動材料が収縮
し、チューブ92は図7の(a)に示すように元の収縮
状態に戻る。
作動材料を低温の状態に戻すと、圧力作動材料が収縮
し、チューブ92は図7の(a)に示すように元の収縮
状態に戻る。
【0040】図8は、内視鏡10の挿入部12の硬度を
熱膨張型アクチュエータ100によって制御する実施例
を示している。熱膨張型アクチュエータ100は中空パ
イプ101aをコイル状に密着巻回して形成した多層構
造のコイル体100の内部に圧力作動材料2を充填する
ことにより構成されており、中空パイプ101aの内部
には圧力作動材料を加熱する熱交換器103が中空パイ
プ101aの全長にわたって設置されている。なお、そ
の他、断面形状(楕円)や伸展方向性等の諸構成は図1
の熱膨張型アクチュエータ1と同一である。また、内視
鏡10の挿入部12の内部には、イメージガイドファイ
バ104、ライトガイドファイバ105、チャンネル1
06が設けられている。
熱膨張型アクチュエータ100によって制御する実施例
を示している。熱膨張型アクチュエータ100は中空パ
イプ101aをコイル状に密着巻回して形成した多層構
造のコイル体100の内部に圧力作動材料2を充填する
ことにより構成されており、中空パイプ101aの内部
には圧力作動材料を加熱する熱交換器103が中空パイ
プ101aの全長にわたって設置されている。なお、そ
の他、断面形状(楕円)や伸展方向性等の諸構成は図1
の熱膨張型アクチュエータ1と同一である。また、内視
鏡10の挿入部12の内部には、イメージガイドファイ
バ104、ライトガイドファイバ105、チャンネル1
06が設けられている。
【0041】この構成では、熱交換器103によって圧
力作動材料2が加熱されて膨張すると、中空パイプの1
01aの断面は真円に近付くように膨らみ、その結果、
内視鏡10の挿入部12は硬くなる。また、熱交換器1
03により圧力作動材料2が冷却されて収縮すると中空
パイプ101aはそれ自身の持つ弾性力により元の楕円
状になる。その結果、内視鏡10の挿入部12は軟らか
くなる。このように、内視鏡10の挿入部12の硬度を
制御することにより、内視鏡10の挿入を容易にするこ
とが可能となる。
力作動材料2が加熱されて膨張すると、中空パイプの1
01aの断面は真円に近付くように膨らみ、その結果、
内視鏡10の挿入部12は硬くなる。また、熱交換器1
03により圧力作動材料2が冷却されて収縮すると中空
パイプ101aはそれ自身の持つ弾性力により元の楕円
状になる。その結果、内視鏡10の挿入部12は軟らか
くなる。このように、内視鏡10の挿入部12の硬度を
制御することにより、内視鏡10の挿入を容易にするこ
とが可能となる。
【0042】図9の熱膨張型アクチュエータ110は、
図6で示した熱膨張型アクチュエータ80と同様の構造
をなすS字形状のアクチュエータであり、熱交換器83
を発熱させて圧力作動材料2を加熱・膨張させると、ア
クチュエータ80と同様の原理によって図9の(b)に
示すように直線状に伸長する。なお、図9の(a)中、
112は矢印EーE方向から見た湾曲部81aの断面を
示し、113は矢印FーF方向から見た湾曲部81aの
断面を示している。
図6で示した熱膨張型アクチュエータ80と同様の構造
をなすS字形状のアクチュエータであり、熱交換器83
を発熱させて圧力作動材料2を加熱・膨張させると、ア
クチュエータ80と同様の原理によって図9の(b)に
示すように直線状に伸長する。なお、図9の(a)中、
112は矢印EーE方向から見た湾曲部81aの断面を
示し、113は矢印FーF方向から見た湾曲部81aの
断面を示している。
【0043】図10は、図9の熱膨張型アクチュエータ
110によって管路120内を前後に移動できるアクチ
ュエータ130を示している。このアクチュエータ13
0は、支持体131と、支持体131の周囲に一定の取
り付け角度で設置された多数の熱膨張型アクチュエータ
110…とによって構成されている。多数の熱膨張型ア
クチュエータ110…は、支持体131の略中央部を堺
にして2つの駆動群125,126に分けられている。
また、第1の駆動群125における熱膨張型アクチュエ
ータ110…と第2の駆動群126における熱膨張型ア
クチュエータ110…は、図10の(a)に示すよう
に、互いに面対称に配置されている。
110によって管路120内を前後に移動できるアクチ
ュエータ130を示している。このアクチュエータ13
0は、支持体131と、支持体131の周囲に一定の取
り付け角度で設置された多数の熱膨張型アクチュエータ
110…とによって構成されている。多数の熱膨張型ア
クチュエータ110…は、支持体131の略中央部を堺
にして2つの駆動群125,126に分けられている。
また、第1の駆動群125における熱膨張型アクチュエ
ータ110…と第2の駆動群126における熱膨張型ア
クチュエータ110…は、図10の(a)に示すよう
に、互いに面対称に配置されている。
【0044】このような構成のアクチュエータ130
は、例えば図10の(b)に示すように第1の駆動群1
25の熱膨張型アクチュエータ110…を伸長させる
と、伸長した熱膨張型アクチュエータ110が管路12
0の内面120aを斜め方向に蹴るようにして支持体1
31を第2の駆動群126側(図中右方向)へ移動させ
る。同様に、第2の駆動群126の熱膨張型アクチュエ
ータ110…を伸長させれば支持体131を第1の駆動
群125側(図中左方向)へ移動させることができる。
なお、支持体131の両端に一時的な固定機構を設ける
ことで、インチワーム動作を行なわせることもできる。
は、例えば図10の(b)に示すように第1の駆動群1
25の熱膨張型アクチュエータ110…を伸長させる
と、伸長した熱膨張型アクチュエータ110が管路12
0の内面120aを斜め方向に蹴るようにして支持体1
31を第2の駆動群126側(図中右方向)へ移動させ
る。同様に、第2の駆動群126の熱膨張型アクチュエ
ータ110…を伸長させれば支持体131を第1の駆動
群125側(図中左方向)へ移動させることができる。
なお、支持体131の両端に一時的な固定機構を設ける
ことで、インチワーム動作を行なわせることもできる。
【0045】図11は、ヘッド部150とシリンダ部1
45とからなる往復運動機構を備えた熱膨張型アクチュ
エータ140を示している。シリンダ部145は中空パ
イプ146からなり、中空パイプ146は先端の第1の
閉塞部材157と基端の第2の閉塞部材158とによっ
てその内部が密閉されている。第1の閉塞部材157は
ヘッド部150のシャフト148を進退自在に挿通する
ための内孔157aを有している。また、第1の閉塞部
材157の基端には蛇腹状に形成された略円筒状のベロ
ーズ147が接着固定されている。ベローズ147の基
端部には第1の閉塞部材157の内孔157aとベロー
ズ147の内孔とを挿通されたシャフト148の基端部
を接続固定するための接続部材159が設けられてい
る。そして、中空パイプ146と閉塞部材157,15
8とベローズ147とによって形成されたシリンダ部1
45の内部には圧力作動材料2が充填されている。ま
た、シリンダ部145は温度調整された水に囲まれてお
り、周囲の水を加熱・冷却することにより、間接的に内
部に充填された圧力作動材料2を加熱・冷却することが
可能である。
45とからなる往復運動機構を備えた熱膨張型アクチュ
エータ140を示している。シリンダ部145は中空パ
イプ146からなり、中空パイプ146は先端の第1の
閉塞部材157と基端の第2の閉塞部材158とによっ
てその内部が密閉されている。第1の閉塞部材157は
ヘッド部150のシャフト148を進退自在に挿通する
ための内孔157aを有している。また、第1の閉塞部
材157の基端には蛇腹状に形成された略円筒状のベロ
ーズ147が接着固定されている。ベローズ147の基
端部には第1の閉塞部材157の内孔157aとベロー
ズ147の内孔とを挿通されたシャフト148の基端部
を接続固定するための接続部材159が設けられてい
る。そして、中空パイプ146と閉塞部材157,15
8とベローズ147とによって形成されたシリンダ部1
45の内部には圧力作動材料2が充填されている。ま
た、シリンダ部145は温度調整された水に囲まれてお
り、周囲の水を加熱・冷却することにより、間接的に内
部に充填された圧力作動材料2を加熱・冷却することが
可能である。
【0046】この構成では、圧力作動材料2を加熱する
ことにより膨張させると、べローズ147が収縮するた
め、べローズ147の端部に結合されたシャフト148
をシリンダ145の前方に押し出して、ヘッド部150
を前方に駆動させることができる(図11の(a)参
照)。また、圧力作動材料2を冷却することにより収縮
させると、べローズ147は、自らのばね力と圧力作動
材料2が収縮する際の負圧とによって伸展する。これに
よって、シャフト148がシリンダ145内に引き込ま
れてヘッド部150が後方に退避される。
ことにより膨張させると、べローズ147が収縮するた
め、べローズ147の端部に結合されたシャフト148
をシリンダ145の前方に押し出して、ヘッド部150
を前方に駆動させることができる(図11の(a)参
照)。また、圧力作動材料2を冷却することにより収縮
させると、べローズ147は、自らのばね力と圧力作動
材料2が収縮する際の負圧とによって伸展する。これに
よって、シャフト148がシリンダ145内に引き込ま
れてヘッド部150が後方に退避される。
【0047】図12に示す熱膨脹型アクチュエータ16
0も、ヘッド部150とシリンダ部145とからなる往
復運動機構を備えている。シリンダ部145は中空パイ
プ146からなり、中空パイプ146は先端に固定され
た第1の閉塞部材157と基端に固定された第2の閉塞
部材158とによってその内部が密閉されている。第1
の閉塞部材157はヘッド部150のシャフト148を
進退自在に挿通するための内孔157aを有している。
また、シャフト148の基端部148aには中空パイプ
146内に進退自在に配設された第3の閉塞部材163
が接続固定されている。
0も、ヘッド部150とシリンダ部145とからなる往
復運動機構を備えている。シリンダ部145は中空パイ
プ146からなり、中空パイプ146は先端に固定され
た第1の閉塞部材157と基端に固定された第2の閉塞
部材158とによってその内部が密閉されている。第1
の閉塞部材157はヘッド部150のシャフト148を
進退自在に挿通するための内孔157aを有している。
また、シャフト148の基端部148aには中空パイプ
146内に進退自在に配設された第3の閉塞部材163
が接続固定されている。
【0048】また、中空パイプ146の内部には、第3
の閉塞部材163と第2の閉塞部材158との間に、密
閉構造の弾性チューブ162が配設されている。この弾
性チューブ162は、中空パイプ146の内面と、第3
の閉塞部材163および第2の閉塞部材158の端面と
に密着した状態で設けられ、その密閉された内部には圧
力作動材料2が封入されている。また、第1の閉塞部材
157と第3の閉塞部材163との間にはこれらに当接
した状態で圧縮ばね166が介装されており、第3の閉
塞部材163はこの圧縮ばね166によって弾性チュー
ブ162に対して付勢された状態にある。
の閉塞部材163と第2の閉塞部材158との間に、密
閉構造の弾性チューブ162が配設されている。この弾
性チューブ162は、中空パイプ146の内面と、第3
の閉塞部材163および第2の閉塞部材158の端面と
に密着した状態で設けられ、その密閉された内部には圧
力作動材料2が封入されている。また、第1の閉塞部材
157と第3の閉塞部材163との間にはこれらに当接
した状態で圧縮ばね166が介装されており、第3の閉
塞部材163はこの圧縮ばね166によって弾性チュー
ブ162に対して付勢された状態にある。
【0049】なお、シリンダ部145は温度調整された
水に囲まれており、周囲の水を加熱・冷却することによ
り、間接的に内部に充填された圧力作動材料2を加熱・
冷却することが可能である。
水に囲まれており、周囲の水を加熱・冷却することによ
り、間接的に内部に充填された圧力作動材料2を加熱・
冷却することが可能である。
【0050】この構成では、圧力作動材料2を加熱する
ことにより膨張させると、これに伴って弾性チューブ1
62が膨脹する。膨脹した弾性チューブ162は、シャ
フト148が接続固定された第3の閉塞部材163を圧
縮ばね166の付勢力に抗してシリンダ部145の前方
に押し出して、ヘッド部150を前方に駆動させる。ま
た、圧力作動材料2を冷却することにより収縮させる
と、これに伴って弾性チューブ162も収縮し、圧縮ば
ね166の弾性力により第3の閉塞部材163が後方に
押し戻されてシャフト148がシリンダ145内に引き
込まれ、ヘッド部150が後方に退避される。
ことにより膨張させると、これに伴って弾性チューブ1
62が膨脹する。膨脹した弾性チューブ162は、シャ
フト148が接続固定された第3の閉塞部材163を圧
縮ばね166の付勢力に抗してシリンダ部145の前方
に押し出して、ヘッド部150を前方に駆動させる。ま
た、圧力作動材料2を冷却することにより収縮させる
と、これに伴って弾性チューブ162も収縮し、圧縮ば
ね166の弾性力により第3の閉塞部材163が後方に
押し戻されてシャフト148がシリンダ145内に引き
込まれ、ヘッド部150が後方に退避される。
【0051】図11の構成において、パラフィンのよう
に加熱時に液体となり冷却時に固体となるような材料を
圧力作動材料2として使用した場合、加熱膨脹時におけ
る固体化した圧力作動材料2と中空パイプ146の内面
との間に直接的な摺動による動作阻害が生じるが、図1
2に示す構成の熱膨脹型アクチュエータ160は、圧力
作動材料2を弾性チューブ162内に封入しているた
め、このような動作阻害を回避することができる。
に加熱時に液体となり冷却時に固体となるような材料を
圧力作動材料2として使用した場合、加熱膨脹時におけ
る固体化した圧力作動材料2と中空パイプ146の内面
との間に直接的な摺動による動作阻害が生じるが、図1
2に示す構成の熱膨脹型アクチュエータ160は、圧力
作動材料2を弾性チューブ162内に封入しているた
め、このような動作阻害を回避することができる。
【0052】図13に示す熱膨張型アクチュエータ14
0は、弾性チューブ162と第3の閉塞部材163との
間に一定の空間を設け、この空間内に圧力伝達液体17
2が封入してある。また、第3の閉塞部材163の外面
と中空パイプの内面との間にはOリング等の液体シール
手段175が介装されている。なお、それ以外の構成は
図12の構成と同一である。
0は、弾性チューブ162と第3の閉塞部材163との
間に一定の空間を設け、この空間内に圧力伝達液体17
2が封入してある。また、第3の閉塞部材163の外面
と中空パイプの内面との間にはOリング等の液体シール
手段175が介装されている。なお、それ以外の構成は
図12の構成と同一である。
【0053】この構成では、圧力作動材料2を加熱する
ことにより膨張させると、これに伴って弾性チューブ1
62が膨脹する。弾性チューブ162の膨脹力は、圧力
伝達液体172を通じて第2の閉塞部材163に伝達さ
れ、シャフト148が接続固定された第3の閉塞部材1
63を圧縮ばね166の付勢力に抗してシリンダ部14
5の前方に押し出す。これによって、ヘッド部150が
前方に駆動される。また、圧力作動材料2を冷却するこ
とにより収縮させると、これに伴って弾性チューブ16
2も収縮し、圧縮ばね166の弾性力により第3の閉塞
部材163が後方に押し戻されてシャフト148がシリ
ンダ145内に引き込まれ、ヘッド部150が後方に退
避される。
ことにより膨張させると、これに伴って弾性チューブ1
62が膨脹する。弾性チューブ162の膨脹力は、圧力
伝達液体172を通じて第2の閉塞部材163に伝達さ
れ、シャフト148が接続固定された第3の閉塞部材1
63を圧縮ばね166の付勢力に抗してシリンダ部14
5の前方に押し出す。これによって、ヘッド部150が
前方に駆動される。また、圧力作動材料2を冷却するこ
とにより収縮させると、これに伴って弾性チューブ16
2も収縮し、圧縮ばね166の弾性力により第3の閉塞
部材163が後方に押し戻されてシャフト148がシリ
ンダ145内に引き込まれ、ヘッド部150が後方に退
避される。
【0054】以上説明した熱膨張型アクチュエータ14
0は、弾性チューブ162と第3の閉塞部材163とが
直接に接触していないため、弾性チューブ162が第3
の閉塞部材163と中空パイプ146との隙間に入り込
んで破損してしまうことを防止できる。
0は、弾性チューブ162と第3の閉塞部材163とが
直接に接触していないため、弾性チューブ162が第3
の閉塞部材163と中空パイプ146との隙間に入り込
んで破損してしまうことを防止できる。
【0055】また、熱膨張型アクチュエータ140は、
第3の閉塞部材163の外面と中空パイプの内面との間
にOリング等の液体シール手段175を設けた上で、弾
性チューブ162と第3の閉塞部材163との間の空間
内に圧力伝達液体172を封入したため、熱膨脹による
圧力作動材料2の体積増加が確実に第3の閉塞部材16
3の移動量に変換される。
第3の閉塞部材163の外面と中空パイプの内面との間
にOリング等の液体シール手段175を設けた上で、弾
性チューブ162と第3の閉塞部材163との間の空間
内に圧力伝達液体172を封入したため、熱膨脹による
圧力作動材料2の体積増加が確実に第3の閉塞部材16
3の移動量に変換される。
【0056】図14は、弾性チューブ184とコイルば
ね183とを用いた熱膨脹型アクチュエータ180を示
している。コイルばね183の両端には第1の閉塞部材
181と第2の閉塞部材182とが接続固定されてい
る。コイルばね183の内部には、圧力作動材料2を封
入密閉した弾性チューブ184が設けられ、弾性チュー
ブ184の両端が第1の閉塞部材181及び第2の閉塞
部材182のそれぞれに当接している。本構成では、第
2の閉塞部材182が固定され、第1の閉塞部材181
がコイルばね183の全長方向に進退自在になってい
る。
ね183とを用いた熱膨脹型アクチュエータ180を示
している。コイルばね183の両端には第1の閉塞部材
181と第2の閉塞部材182とが接続固定されてい
る。コイルばね183の内部には、圧力作動材料2を封
入密閉した弾性チューブ184が設けられ、弾性チュー
ブ184の両端が第1の閉塞部材181及び第2の閉塞
部材182のそれぞれに当接している。本構成では、第
2の閉塞部材182が固定され、第1の閉塞部材181
がコイルばね183の全長方向に進退自在になってい
る。
【0057】この構成では、圧力作動材料2を加熱する
と、圧力作動材料2を封入した弾性チューブ184が膨
脹する。しかし、弾性チューブ184の径方向の膨脹は
コイルばね183によって規制されているため、弾性チ
ューブ184は、コイルばね183をその全長方向に伸
長させながら、第1の閉塞部材181を前方に駆動させ
ることができる。また、圧力作動材料2を冷却すること
により収縮させると、コイルばね183の弾性力によっ
て、第1の閉塞部材181が後方に退避される。このよ
うに、本構成では、弾性チューブ184の支持手段がコ
イルばね183であるため、アクチュエータ180の変
位を取り出す方向をコイルばね183の外径を規制する
構造を用いることで、変化させることができる。
と、圧力作動材料2を封入した弾性チューブ184が膨
脹する。しかし、弾性チューブ184の径方向の膨脹は
コイルばね183によって規制されているため、弾性チ
ューブ184は、コイルばね183をその全長方向に伸
長させながら、第1の閉塞部材181を前方に駆動させ
ることができる。また、圧力作動材料2を冷却すること
により収縮させると、コイルばね183の弾性力によっ
て、第1の閉塞部材181が後方に退避される。このよ
うに、本構成では、弾性チューブ184の支持手段がコ
イルばね183であるため、アクチュエータ180の変
位を取り出す方向をコイルばね183の外径を規制する
構造を用いることで、変化させることができる。
【0058】なお、本発明は、前述した各実施例のもの
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。すな
わち、本発明は、上記構成のもの以外にも、縫合器等の
医療用処置具、手術用マニピュレータやカテーテル等に
広く応用することができる。
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。すな
わち、本発明は、上記構成のもの以外にも、縫合器等の
医療用処置具、手術用マニピュレータやカテーテル等に
広く応用することができる。
【0059】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱膨張型
アクチュエータは、圧力作動材料を収容する容器を多層
構造にすることによって、圧力作動材料を加熱または冷
却したときの容器の断面積の変化をアクチュエータの動
作に有効に変換することができるため、大きな変位量と
駆動力とを得ることができる。
アクチュエータは、圧力作動材料を収容する容器を多層
構造にすることによって、圧力作動材料を加熱または冷
却したときの容器の断面積の変化をアクチュエータの動
作に有効に変換することができるため、大きな変位量と
駆動力とを得ることができる。
【0060】また、医療用挿入具の挿入具本体に前記熱
膨張型アクチュエータを配置し、前記熱膨張型アクチュ
エータの動作によって前記挿入具本体の被駆動部を駆動
するようにしたので、挿入具本体が長尺であっても前記
熱膨張型アクチュエータの大きな駆動力によって被駆動
部を容易かつ確実に駆動させることができる。
膨張型アクチュエータを配置し、前記熱膨張型アクチュ
エータの動作によって前記挿入具本体の被駆動部を駆動
するようにしたので、挿入具本体が長尺であっても前記
熱膨張型アクチュエータの大きな駆動力によって被駆動
部を容易かつ確実に駆動させることができる。
【図1】(a)は本発明の第1の実施例に係る熱膨張型
アクチュエータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱
膨張型アクチュエータの伸長時の断面図、(c)は
(a)の熱膨張型アクチュエータを備えた内視鏡の要部
構成を示す斜視図である。
アクチュエータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱
膨張型アクチュエータの伸長時の断面図、(c)は
(a)の熱膨張型アクチュエータを備えた内視鏡の要部
構成を示す斜視図である。
【図2】図1の(c)の内視鏡とその周辺機器を示した
概略図である。
概略図である。
【図3】図1の熱膨張型アクチュエータの変形例を示し
ており、(a)はその変形例に係る熱膨張型アクチュエ
ータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱膨張型アク
チュエータの伸長時の断面図である。
ており、(a)はその変形例に係る熱膨張型アクチュエ
ータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱膨張型アク
チュエータの伸長時の断面図である。
【図4】図1の熱膨張型アクチュエータによって湾曲駒
からなる湾曲部を駆動させるようにした構成を示す斜視
図である。
からなる湾曲部を駆動させるようにした構成を示す斜視
図である。
【図5】図1の熱膨張型アクチュエータによって把持部
が駆動する把持鉗子の要部構成を示しており、(a)は
把持部が開いた状態を示す状態図、(b)は把持部が閉
じた状態を示す状態図である。
が駆動する把持鉗子の要部構成を示しており、(a)は
把持部が開いた状態を示す状態図、(b)は把持部が閉
じた状態を示す状態図である。
【図6】(a)は本発明の第2の実施例に係る熱膨張型
アクチュエータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱
膨張型アクチュエータの伸長時の断面図である。
アクチュエータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱
膨張型アクチュエータの伸長時の断面図である。
【図7】(a)は本発明の第3の実施例に係る熱膨張型
アクチュエータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱
膨張型アクチュエータの伸長時の断面図である。
アクチュエータの収縮時の断面図、(b)は(a)の熱
膨張型アクチュエータの伸長時の断面図である。
【図8】内視鏡の挿入部の硬度を熱膨張型アクチュエー
タによって制御する実施例を示しており、(a)は内視
鏡の要部構成図、(b)は内視鏡に設けられた熱膨張型
アクチュエータの断面図である。
タによって制御する実施例を示しており、(a)は内視
鏡の要部構成図、(b)は内視鏡に設けられた熱膨張型
アクチュエータの断面図である。
【図9】(a)は熱膨張型アクチュエータの他の構成例
を示す収縮時の状態図、(b)は(a)の熱膨張型アク
チュエータの伸長時の状態図である。
を示す収縮時の状態図、(b)は(a)の熱膨張型アク
チュエータの伸長時の状態図である。
【図10】図9の熱膨張型アクチュエータによって進退
駆動するアクチュエータの構成図である。
駆動するアクチュエータの構成図である。
【図11】ピストン部とシリンダ部とからなる進退機構
を備えた熱膨張型アクチュエータを示しており、(a)
はアクチュエータの先端部の側面図、(b)はアクチュ
エータ全体の側面図、(c)はアクチュエータの断面図
である。
を備えた熱膨張型アクチュエータを示しており、(a)
はアクチュエータの先端部の側面図、(b)はアクチュ
エータ全体の側面図、(c)はアクチュエータの断面図
である。
【図12】図11の熱膨張型アクチュエータの変形例を
示しており、(a)はアクチュエータの側面図、(b)
は(a)のG部の拡大断面図である。
示しており、(a)はアクチュエータの側面図、(b)
は(a)のG部の拡大断面図である。
【図13】図11の熱膨張型アクチュエータの他の変形
例を示しており、(a)はアクチュエータの側面図、
(b)は(a)のH部の拡大断面図である。
例を示しており、(a)はアクチュエータの側面図、
(b)は(a)のH部の拡大断面図である。
【図14】熱膨張型アクチュエータの他の構成を示す断
面図である。
面図である。
1,40,80,90,100…熱膨張型アクチュエー
タ内視鏡、2…圧力作動材料、4,42…コイル体(容
器)、6,83,103…熱交換器、12…挿入部(挿
入具本体)14…湾曲部(被駆動部),81…容器。
タ内視鏡、2…圧力作動材料、4,42…コイル体(容
器)、6,83,103…熱交換器、12…挿入部(挿
入具本体)14…湾曲部(被駆動部),81…容器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀井 章弘 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 可逆的に熱膨張収縮自在な圧力作動材料
と、この圧力作動材料を収容し圧力作動材料の膨張収縮
によって変形可能な多層構造の容器と、前記圧力作動材
料を加熱・冷却する手段と、前記圧力作動材料を加熱ま
たは冷却したときの容器の断面積の変化をアクチュエー
タの動作に変換する手段を具備したことを特徴とする熱
膨張型アクチュエータ。 - 【請求項2】 被駆動部を有する挿入具本体を有し、こ
の挿入具本体に前記熱膨張型アクチュエータを配置し、
熱膨張型アクチュエータの動作によって前記挿入具本体
の被駆動部を駆動することを特徴とする医療用挿入具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5347196A JPH06296577A (ja) | 1993-02-19 | 1993-12-27 | 熱膨張型アクチュエータ及び医療用挿入具 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3073093 | 1993-02-19 | ||
JP5-30730 | 1993-02-19 | ||
JP5347196A JPH06296577A (ja) | 1993-02-19 | 1993-12-27 | 熱膨張型アクチュエータ及び医療用挿入具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06296577A true JPH06296577A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=26369134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5347196A Pending JPH06296577A (ja) | 1993-02-19 | 1993-12-27 | 熱膨張型アクチュエータ及び医療用挿入具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06296577A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001292957A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-10-23 | Stm Medizintechnik Starnberg Gmbh | 運動自在の遠位端を備えた内視鏡のシャフト |
JP2002089893A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Daikin Ind Ltd | 空気調和機 |
JP2009005769A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Olympus Medical Systems Corp | 超音波プローブ |
JP2010142548A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Olympus Corp | 牽引機構、湾曲駆動機構及び内視鏡 |
WO2016076100A1 (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | オリンパス株式会社 | 処置具及び処置システム |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5347196A patent/JPH06296577A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001292957A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-10-23 | Stm Medizintechnik Starnberg Gmbh | 運動自在の遠位端を備えた内視鏡のシャフト |
JP4553501B2 (ja) * | 2000-03-06 | 2010-09-29 | インベンド メディカル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク | 運動自在の遠位端を備えた内視鏡のシャフト |
JP2002089893A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Daikin Ind Ltd | 空気調和機 |
JP2009005769A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Olympus Medical Systems Corp | 超音波プローブ |
JP2010142548A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Olympus Corp | 牽引機構、湾曲駆動機構及び内視鏡 |
WO2016076100A1 (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | オリンパス株式会社 | 処置具及び処置システム |
JP6010269B1 (ja) * | 2014-11-11 | 2016-10-19 | オリンパス株式会社 | 処置具及び処置システム |
US10058373B2 (en) | 2014-11-11 | 2018-08-28 | Olympus Corporation | Treatment instrument and treatment system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011030 |