JPH0646989A - 形状記憶合金アクチュエータおよび挿入具 - Google Patents

形状記憶合金アクチュエータおよび挿入具

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JPH0646989A
JPH0646989A JP5162649A JP16264993A JPH0646989A JP H0646989 A JPH0646989 A JP H0646989A JP 5162649 A JP5162649 A JP 5162649A JP 16264993 A JP16264993 A JP 16264993A JP H0646989 A JPH0646989 A JP H0646989A
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友尚 櫻井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は通電線の発熱による電気抵抗値変化の
影響を受けずに、形状記憶合金の形状回復動作が正確に
制御できる形状記憶合金アクチュエータおよび挿入具を
提供することを目的とする。 【構成】本発明は、加熱されることにより形状回復動作
がなされる複数の形状記憶合金部材10と、前記複数の
形状記憶合金部材10にそれぞれ電流を通電して加熱す
る通電手段とを有する形状記憶合金アクチュエータにお
いて、前記複数の形状記憶合金部材10のそれぞれと対
応して設けられるとともに該形状記憶合金部材10の電
気抵抗値を検出する複数の抵抗値検出部12と、前記複
数の抵抗値検出部12で検出されたそれぞれの電気抵抗
値が入力されるとともに該電気抵抗値を1つの信号伝送
出力端より出力させる電気抵抗値信号線16とを具備
し、前記電気抵抗値信号線16から出力された電気抵抗
値に基づき、前記複数の形状記憶合金10の通電加熱を
制御する形状記憶合金アクチュエータである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金の形状回
復動作を利用した形状記憶合金アクチュエータ、および
これを利用した、例えば、体腔内,管腔,機械装置の内
部等を観察する場合に用いられる内視鏡等の挿入具に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、内視鏡の湾曲方式には、従来よ
り挿入部内に挿通された湾曲用ワイヤを操作部で手動に
より押引きするものが用いられてきた。最近、このワイ
ヤによる湾曲方式の問題点を解消するため挿入部内に形
状記憶合金部材を設け、この形状記憶合金部材の通電加
熱による形状回復動作を利用して挿入部を湾曲させる方
式の内視鏡が開発され、これは本件出願の出願人に係わ
る特願昭61−276089号の先願発明として特許出
願されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記先願発明の内視鏡
は挿入部内に設けられた形状記憶合金部材の通電加熱に
よる形状回復動作を利用して挿入部を湾曲させるもの
で、前記形状記憶合金部材を通電加熱する手段と、挿入
部の湾曲量を電気抵抗値の変化として検出する手段と、
この検出手段で検出した電気抵抗値の変化により通電加
熱手段を制御する手段とを具備する。
【0004】しかし、前記検出手段を光源装置内に設け
るとともに通電加熱手段の通電線に接続し、この通電線
を用いて電気抵抗値の変化を検出しているので、次のよ
うな問題を生じることが判明した。すなわち、形状記憶
合金部材を通電加熱した場合、その通電線も同時に発熱
して電気抵抗値が変化するため、この通電線の電気抵抗
値の温度変化による影響を受けて形状記憶合金部材の正
確な電気抵抗値を測定することができず、このため内視
鏡挿入部の湾曲量を正確に制御することが難しくなると
いう問題が発生する。
【0005】また、複数の形状記憶合金部材を設ける場
合、それらの通電線が増加し、繁雑になるいう問題も発
生する。
【0006】本発明は、通電線の発熱による電気抵抗値
変化の影響を受けずに、複数の形状記憶合金の形状回復
動作が正確に制御できるとともに、極力簡素化した構成
の形状記憶合金アクチュエータおよび挿入具を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決する手段および作用】本発明は、加熱され
ることにより形状回復動作がなされる複数の形状記憶合
金部材と、前記複数の形状記憶合金部材にそれぞれ電流
を通電して加熱する通電手段とを有する形状記憶合金ア
クチュエータにおいて、前記複数の形状記憶合金部材の
それぞれと対応して設けられるとともに該形状記憶合金
部材の電気抵抗値を検出する複数の抵抗値検出手段と、
前記複数の抵抗値検出手段で検出されたそれぞれの電気
抵抗値が入力されるとともに該電気抵抗値を1つの信号
伝送出力端より出力させる信号伝送手段とを具備し、前
記信号伝送手段から出力された電気抵抗値に基づき、前
記複数の形状記憶合金の通電加熱を制御する形状記憶合
金アクチュエータである。
【0008】また、他の本発明は、長尺な挿入部に設け
られるとともに、加熱による形状回復動作により前記挿
入部を湾曲駆動する複数の形状記憶合金部材と、前記複
数の形状記憶合金部材にそれぞれ電流を通電して加熱す
る通電手段とを有する挿入具において、前記複数の形状
記憶合金部材のそれぞれと対応して設けられるとともに
該形状記憶合金の電気抵抗値を検出することにより、前
記挿入部の湾曲量を検出する複数の湾曲量検出手段と、
前記複数の湾曲量検出手段で検出されたそれぞれの湾曲
量検出値が入力されるとともに該湾曲量検出値を1つの
信号伝送出力端より出力させる信号伝送手段とを具備
し、前記信号伝送手段から出力された湾曲量検出値に基
づき、前記挿入部の湾曲量を制御する挿入具である。
【0009】いずれの場合にも、複数設けられている形
状記憶合金部材の抵抗値をそれぞれ検出した信号を1つ
の信号線で伝送する。また、形状記憶合金部材を通電加
熱したとき、その形状記憶合金部材の近くで電気抵抗値
を検出するので、正確な電気抵抗値を測定でき、形状記
憶合金の形状回復動作を精度よく制御することが可能で
ある。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示すものである。
図1中において、1は例えば管路内に挿入してその内部
を検査するような場合に使用される工業用内視鏡を示し
ている。この内視鏡1は操作部3に挿入部4(可撓管部
5の先端に湾曲部6および先端構成部7を連結してなる
もの)と、図示省略のライトガイドを内挿したユニバー
サルコード8を連結して構成される。
【0011】前記湾曲部6は3つの関節部19、20、
21で構成されている。この各関節部19、20、21
内にはそれぞれ別々に湾曲機構部(形状記憶合金アクチ
ュエータ)を構成するため、形状記憶合金部材10−
1、10−2、10−3をそれぞれ設けている。各形状
記憶合金部材10−1、10−2、10−3は、例えば
Ti−Ni合金やCu−Zn−A■系合金等の形状記憶
合金(SMA)から帯状に形成されたものである。
【0012】そして、この各形状記憶合金部材10−
1、10−2、10−3はそれぞれ湾曲部6の軸方向に
沿って設けられ、かつ予め必要な湾曲形状を記憶させて
おく。この形状記憶合金部材10−1、10−2、10
−3の各両端と、内視鏡用光源装置2に内蔵された、そ
の形状記憶合金部材10−1、10−2、10−3に対
応する通電回路13−1、13−2、13−3とは、挿
入部4内およびユニバーサルコード8内に渡って挿通さ
れた1つの通電線14を用いて電気的に個別化されて接
続される。
【0013】この1つの通電線14を通じて通電回路1
3−1、13−2、13−3からこれに対応する形状記
憶合金部材10−1、10−2、10−3に対して個別
的に通電してそれを加熱し、形状回復動作を利用して湾
曲させることにより上記湾曲部6の各関節部19、2
0、21ごとに個別的に湾曲させることができるように
している。
【0014】上記各形状記憶合金部材10−1、10−
2、10−3の両端にはそれらにそれぞれに近接して同
じく挿入部4の湾曲部6内に設けられた電気抵抗値検出
部12−1、12−2、12−3が接続されている。各
電気抵抗値検出部12−1、12−2、12−3の電気
抵抗値検出信号は、同じく挿入部4内、たとえば可撓管
部5内に設けたスイッチ部23によって切換えて、1つ
のA/D変換部15に送る。A/D変換部15は同じく
挿入部4内、たとえば可撓管部5内に設けられている。
そして、A/D変換部15は、電気抵抗値検出部12−
1、12−2、12−3で検出した電気抵抗値の検出信
号(アナログ信号)をデジタル信号に変換する。
【0015】また、このA/D変換部15には上記通電
線14とは別な抵抗値検出用リード線16が接続され、
この抵抗値検出用リード線16は挿入部4およびユニバ
ーサルコード8内に渡って挿通され、上述したユニバー
サルコード8が着脱自在に接続される光源装置2内に設
けた通電制御部18に対して電気的に接続される。
【0016】各関節ごとに対応した3つの通電回路13
−1、13−2、13−3は、切換え回路24によって
個別的に通電線14を通じて対応する形状記憶合金部材
10−1、10−2、10−3に通電する。
【0017】そこで、切換え回路24によって、上記通
電回路13−1、13−2、13−3に接続される通電
線14を通して3つの形状記憶合金部材10−1、10
−2、10−3に対して選択的にパルス通電することに
より、その選択した形状記憶合金部材10−1、10−
2、10−3を加熱する。
【0018】スイッチ部23によって切り換えて、電気
抵抗値検出部12−1、12−2、12−3の電気抵抗
値検出信号をA/D変換部15に送り、一方、光源装置
2側においても、前記スイッチ部23に連動させて切換
え回路24により各関節に対応した通電回路13−1、
13−2、13−3を選択して通電制御部18による通
電制御を行なう。切換え回路24によるスイッチ部23
の切換えは挿入部4、操作部3およびユニバーサルコー
ド8の各内部に配設された切換え信号線25を通じて信
号を伝送することにより行う。
【0019】このようにすることで、挿入部4の湾曲部
6が多関節となる場合でも、A/D変換部15は、1つ
で正確な電気抵抗値信号を送ることができ、さらに、多
数の電気抵抗値検出部12−1、12−2、12−3が
あっても抵抗値信号線16が1本で済む。
【0020】また、電気抵抗値信号線16とは無関係に
形状記憶合金部材10−1、10−2、10−3を通電
加熱できる。つまり、電気抵抗値信号線16には通電に
より抵抗値の変化が生ぜず、形状記憶合金部材10−
1、10−2、10−3の電気抵抗値変化量を正確に計
測できるため、挿入部4(湾曲部6)の湾曲量の制御を
正確に行うことが可能となる。
【0021】この様な構成にすると、形状記憶合金部材
10−1、10−2、10−3の電気抵抗値は通電線1
4を介することなく、形状記憶合金部材10−1、10
−2、10−3の近くで測定できるので、正確に変化量
が検出できる。さらに、この抵抗値信号はA/D変換部
15によりデジタル化して光源装置2内の通電制御部1
8まで送るので、内視鏡1の挿入部4やユニバーサルコ
ード8が長くなるような用途において電気抵抗値信号線
16が長くなっても、電気抵抗値信号線16の電気抵抗
値の影響を受けることが少なくなり、同時に外来ノイズ
(ハム等)の影響を受けにくくなる。よって、湾曲部6
内の形状記憶合金部材10の電気抵抗値の変化量を正確
に、光源装置2内の通電制御部18までフィードバック
できることにより、湾曲部6の湾曲量の制御を精度よく
行なうことが可能となる。
【0022】なお、上述した実施例における形状記憶合
金部材を用いた湾曲部は、その湾曲方向が一方向である
が、例えば形状記憶合金部材を1つの関節内に複数個設
けることにより多方向の湾曲を制御する様にしてもよ
い。また、内蔵する抵抗値検出部は湾曲部に設けるよう
にしてもよい。さらに、抵抗値検出部からの信号をA/
D変換しているが、その信号が影響を受けない場合は、
アナログ信号のまま通電制御部へ送ってもかまわない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の形状記憶合金部材を設け、これらに対応してそれぞ
れに電気抵抗値検出部を設けても、その検出信号を受け
て形状記憶合金部材を通電駆動する通電制御部が離れて
いても、信号線が1つで済み、単純化が図れるととも
に、扱え易くなる。
【0024】また、形状記憶合金部材を通電加熱したと
き、形状記憶合金部材の近くで電気抵抗値を検出するの
で、正確な電気抵抗値を測定でき、形状記憶合金の形状
回復動作を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる内視鏡を光源装置と
共に示した構成説明図。
【符号の説明】
1…内視鏡、2…光源装置、3…操作部、4…挿入部、
6…湾曲部、10−1,10−2,10−3…形状記憶
合金部材、12…抵抗値検出部、13−1,13−2,
13−3…通電回路、14…通電線、16…電気抵抗値
信号線、18…通電制御部、25…切換え信号線。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱されることにより形状回復動作がなさ
    れる複数の形状記憶合金部材と、前記複数の形状記憶合
    金部材にそれぞれ電流を通電して加熱する通電手段とを
    有する形状記憶合金アクチュエータにおいて、 前記複数の形状記憶合金部材のそれぞれと対応して設け
    られるとともに該形状記憶合金部材の電気抵抗値を検出
    する複数の抵抗値検出手段と、前記複数の抵抗値検出手
    段で検出されたそれぞれの電気抵抗値が入力されるとと
    もに該電気抵抗値を1つの信号伝送出力端より出力させ
    る信号伝送手段とを具備し、前記信号伝送手段から出力
    された電気抵抗値に基づき、前記複数の形状記憶合金の
    通電加熱を制御することを特徴とする形状記憶合金アク
    チュエータ。
  2. 【請求項2】長尺な挿入部に設けられるとともに、加熱
    による形状回復動作により前記挿入部を湾曲駆動する複
    数の形状記憶合金部材と、前記複数の形状記憶合金部材
    にそれぞれ電流を通電して加熱する通電手段とを有する
    挿入具において、 前記複数の形状記憶合金部材のそれぞれと対応して設け
    られるとともに該形状記憶合金の電気抵抗値を検出する
    ことにより、前記挿入部の湾曲量を検出する複数の湾曲
    量検出手段と、前記複数の湾曲量検出手段で検出された
    それぞれの湾曲量検出値が入力されるとともに該湾曲量
    検出値を1つの信号伝送出力端より出力させる信号伝送
    手段とを具備し、前記信号伝送手段から出力された湾曲
    量検出値に基づき、前記挿入部の湾曲量を制御すること
    を特徴とする挿入具。
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