JPS5997115A

JPS5997115A - 索状能動体

Info

Publication number: JPS5997115A
Application number: JP57207827A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Hirose; 茂男廣瀬; Yoji Umetani; 梅谷　陽二
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-11-27
Filing date: 1982-11-27
Publication date: 1984-06-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、例えば内視鏡のフレキシブルシャフト、あ
るいは細い屈曲した通路に対して挿入可能とされる索状
体等として効果的に使用可能な小型化した素状能動体に
関する。

例えば、胃カメラ、大腸鏡等の内視鏡にあっては、胃内
あるいは腸内にファイ・々スコープ等を挿入するために
索状のフレキシブルワイヤが用いられる。このフレキシ
ブルワイヤは、そのフレキシブルな特性を利用して胃内
、腸内等に挿入するもので、その先端部のみにおいて能
動的な屈曲運動が行なえるように構成している。

す々わち、この内視鏡用のフレキシブルワイヤにあって
は、先端部における１運動自由度と、体外からのワイヤ
回転に対応する先端部回転の１運動自由度との合計２つ
の運動自由度を有するものである。

実際に、食道、腸内等の細い屈曲した通路に索状体を挿
入する場合、そのフレキシブルな特性にたよらず、全体
的に能動的に屈曲運動可能であることが望まれる。特に
、内視鏡のように人体内に挿入する場合には、積極的に
腸、胃壁に沿って体形を変形し、体内深部までの検査を
可能とするばかりか、検査時の苦痛を軽減するために、
全体的に能動的屈曲可能とすることが２− 効果的である。

しかしながら、このような内視鏡に使用されるフレキシ
ブルワイヤは、胃カメラの場合には直径ＩＱｍｍ程度、
また大腸鏡の場合でも直径２゜鰭程度であって、さらに
これらは細くすることが望壕れている。したがって、こ
のような細い素状体に対してモータ等を内蔵させ、能動
的に屈曲運動する多数の節を形成するように構成するこ
とは不可能である。また細いワイヤを用いて体外から駆
動することも考えられるが、これでは屈曲自由度を充分
にとることが困難であ広自由度を大きくするためにはワ
イヤの本数を増大しなければならず、小型化かやはシ困
難なものとなる。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、充分
に小型化する状態であシながら、細い屈曲した通路に沿
って抵抗無く円滑に挿入可能とすると共に、屈曲する壁
面等に対しても、これに沿うように設定可能とする葉状
能動体を提供しようとするものである。

すなわち、この発明に係る素状能動体は、−側部を連結
した１対のフランジ相互間に、伸長状態を記憶して圧縮
成形された形状記憶合金からなる伸縮性駆動部材を介在
させると共に、上記フランジ外部部相互間に引張力を常
時作用させるようにした単位節を複数個組み合わせて構
成するもので、この各単位節部には冷却媒体を設定する
と共に、上記駆動体は選択的に加熱制御はれるようにし
たものである。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図および第２図は素状体を構成する１つの単位節１０
を取シ出して示すもので、この単位節は軸方向両端部を
規制する１対の環状フランジ１１ｍ、１１ｂを備える。

この７ランジ１１ｇ、１１ｂそれぞれには、その環状部
両面に対応して、環状の係止溝が形成されるもので、と
の係止溝部に両端部が嵌め込み設定されるようにして、
フランジ１１ａ、１１ｂの相互間に、コイルばね状にし
た・能動駆動部材１２を介在設定する。この駆動部材１
２は、例えばＮｉ−Ｔｉ合金のような形状記憶合金によ
って構成される。これ（づ、形状回復性能が大きく、且
つ疲れ寿命が長く劣化しない性質を有する。そして、能
動駆動部材１２は、伸長した形状を記憶しているもので
、この形状記憶はコイルばね状態を引き延ばして５００
℃に保ち、オーステナイト相において行なわれる。その
後その伸長形状のまま常温（マルチインサイド相）にも
どしてその伸長形状の記憶されたものとする。

このように伸長状態の形状を記憶したコイルはね状の能
動駆動体は、常温で圧縮成形して１対のフランジ１１ａ
、１１ｂ相互間に介在させるようにするものである。こ
の形状記憶合金からなる駆動部材１２は、６０℃以上の
温度にすれば、上記圧縮成形された状態から記憶された
伸長状態にもどろうとするものであり、低温のマルチイ
ンサイド相では剛性は低く、高温のオーステナイト相で
は剛性が高い性質を有する。そしてこの剛性の差は、Ｎ
ｉ−Ｔｉ合金による線材の場合には３８Ｋｆｆ／關２程
度である。

−ζ− 上記１対のフランジ１１ａ、１１ｂは、その外周部の一
側部分で、板ばね材料からなる結合体１３で相互に一体
に結合され、その間隔の固定設定されるものである。し
たがって、圧縮成形された能動駆動部材１２が加熱され
、その記憶された伸長状態にもどろうとすると、結合体
１３部を内側にして１対の７ランジ１１ａ、ｌｌｂが扇
状に開くようになシフランジ１１ｍ、１１ｂによる単位
節１０が屈曲するように変形するようになる。

そして、この１対の７ランジ１１ｍ、１１ｂの外側には
、円筒状のカバー１４を設定し、固定バンド１５ｍ、１
５ｂによってフランジ１１ａ、１１ｂの外周部に締め付
は固定する。このカバー１４は、内視鏡のフレキシブル
ワイヤの場合に、体腔内に挿入する保護カバーとなるも
のである。

そして、このカバー１４は例えはシリコンゴム、フッ素
ゴム等の耐熱性ゴムを用いて成形し、弾性を有して復元
力発生機能を有するもので、１対の７ランジ１１　ａ　
ｒ　１　ｌ　ｂの外周部相互間に常時引張力を作用させ
、能動駆動部材１２が例えば６一６０℃以下の低温状態で剛性の低い状態にある時は、１
対のフランジｌｌｈ、１１ｂが図のような平行状態に保
たれ、この単位節１０が直線状態とされるように保持す
る機能を有するようにする。

尚、コイルばね状に成形した能動駆動部材１２に対して
は、スイッチ１６を介して電源１７を！続し、スイッチ
１６によって選択的に通電加熱し得るようにする。Ｎｉ
−Ｔ１合金の場合には、その比抵抗は５０〜１００Ω・
σ程度であシ、スイッチ１６の投入によって、駆動部材
１２を６０℃以上に充分加熱することができる。

上記のような単位節１０において、カーｉ　−１４で囲
１れる環状のフランジ１１８．１１ｂの内部は中空状に
形成されるもので、内視鏡用フレキシブルワイヤの場合
には、その中空部にファイバスコープ、先端部における
照明用の電源ライン等が挿通され、さらに空気を送り込
む通気路等が形成される。この場合、この空気は能動駆
動部材１２に対する冷却媒体としても作用するもので、
その冷却効果を充分なものとするために駆動部側１２に
近接するような状態で空気通路、あるいは冷却水路等を
形成するようにしてもよい。す々わち、駆動部材１２に
対しては、常時冷却効果が作用するように設定するもの
で、この駆動部材１２に対して通電がされない状態にあ
っては、カバー１４による引張力によって能動駆動部材
１２が図のように圧縮成形され、単位節１０が直線状に
保たれるようにする。

このような状態でスイッチ１６を閉じ駆動部材１２に通
電すると、この駆動部材１２は加熱され、伸長する記憶
状態に復元しようと作用する。この場合、フランジ１１
＆、ｌｌｂの相互間の一側は、結合体１３によ多結合さ
れているため、上記後元力は図に矢印１８で示すように
作用し、この単位節１０は屈曲されるようになる。そし
て、通電を停止すれば、能動駆動部材１２は冷却媒体に
よって冷却され、カバー１４の引張力によって圧縮成形
されて、単位節１０は図の直線状態に復元する。

このような１つの単位節１０では一方向性の能動屈曲運
動であるが、第３図に示すように２個の単位節１０ａ、
１０ｂを直列状に設定し、且つこの単位節１０ａ、１０
ｂそれぞれの結合体１３ａ。

１３ｂの位置を１８０°異なる位置に設定すれば、左右
の振子屈曲動作をするようになる。この場合は、２個の
単位節１０ａ、１０ｂの能動駆動部材１２ｔＬ、１２ｂ
に対して、選択的に通電制御するもので、図のように右
方向に屈曲させるには、単位節１０ａの駆動部材１２ａ
のみに通電するものである。

このような２方向性の屈曲部を設定するために２個の単
位節１０ａ、１０ｂ舎１セツトとする場合には、引張力
を作用させるカバー１４は、この２個の単位節１０ｍ、
１０ｂに共通に設定し、その両端で固定バンド１５ａ、
１．５ｂにより７ランジ１１ａ、１１ｃに固定するよう
にすればよい。この場合、２つの単位部１０ｈ、１０ｂ
に対して、フランジＩｌｂは共通にして構成される。

また、このような２単位節１０ａ、１０ｂの場合、−〇
　− これを直線状に復元するには、駆動部材１２ａに対する
通電を停止すればよいものであるが、この通電停止と共
に他方の駆動部材１２ｂに対して通電加熱すれば、カバ
ー１４に対して駆動部材１２ｈ、１２ｂが結抗的に作用
し、復元応答性が良好になる。

また、第４図に示すように４個のフランジ１１ａ〜１１
ｄによって３個の単位節１０ａ〜１０Ｃを直列状に構成
し、その各結合体１３１〜１３ｄをそれぞれ軸回多方向
に１２０°づつ異ならせて設定すれは、３６０°の範囲
で屈曲可能に構成することができる。この場合も、カバ
ー１４は３個の直列にした単位節の両端部で固定するよ
うにすると効果的である。

すなわち、多数個の単位節を直列的に組み合せ、その各
単位節の能動駆動部材に対して、スイッチ素子制御によ
シ選択的に加熱電流を供給するようにすれば、自由に屈
曲制御し得る素状体とすることのできるものである。

また、第５図に示すように各単位節に対応し１０− て、スペーサ２０で小間隙の設定された導電性の内筒２
１および外筒２２による触覚スイッチを設り、この触覚
スイッチによって対応する能動駆動部材に加熱電流を供
給するようにしてもよい。このようにすれば、例えば第
６図に矢印で示すように外力が作用し、あるいは通路形
状によって曲げ外力が作用した時に内筒２１と外筒２２
とが接触して対応する駆動部材に加熱電流を流すように
なシ、その外力に対応して第６図（Ｂ）に示すように折
曲するようになる。

し、たがって、このように構成すれば、素状体は細く且
つ屈曲した通路吟に沿って、非常に円滑に挿入される状
態となり、内祝競内のシャフトの他に、せまい空間内の
検査機器等としても非常に効果的に使用し得るようにな
る。

以上のようにこの発明によれば、屈曲させたい部位で、
積極的に折曲動作される素状体の得られるものであり、
特にこの素状体にあってはモータのような駆動部材、ワ
イヤ等を使用することがないので、充分に小型で細く構
成し得るものである。したがって、内視鏡その他の検査
機−蝉等に応用してその効果は著るしいものである。

尚、実施例では能動駆動部材としてコイル状体を示した
が、これは平板スプリング状等の１対のフランジ相互間
に力を作用させ得る構造のものであればよいものである
。また結合体も１対のフランジ相互間の一側外周面部に
おける間隔を特定するものであれば、特に板ばね状とす
る必要はない。同様に、１対のフランジ相互間に引張力
を作用させる部材も、特にカバー状に特定されるもので
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る素状能動体を構成す
る単位節を取シ出し分解して示した図、第２図は同じく
断面構成図、第３図および第４図はそれぞれ上記単位節
の組み合せ状態を説明する図、第５図は上記単位節に対
する加熱電流制御手段の例を示す図、第６図は第５図で
示した手段による素状能動体の屈曲状態を説明する図で
ある。１０・・・単位節、１１ｈ、１１ｂ・・・フランジ、１
２・・・能動駆動体、１３・・・結合体、１４・・・力
・クー、１５ａ、１５ｂ・・・固定ノ々ンド。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１３− 第１図

Claims

【特許請求の範囲】

外周部の一側部分が折曲可能な結合体で結合された対向
設定される１対の７ランジ相互間に、伸長状態を記憶し
て圧縮形成された形状配憶合金からなる伸縮性駆動部材
を介在されると共に、このフランジ相互間には常時引張
力を作用させるようにした屈曲可能な単位節を備え、こ
の単位節はその結合体位置が周方向で順次具なるように
して複数個直列的に結合し、この複数個の各単位節の駆
動部材を選択的に加熱制御すると共に、各単位節部には
冷却媒体が設定されるようにしたことを特徴とする素状
能動体。