TWI832096B - 轉向關節以及內視鏡 - Google Patents

Abstract

一種轉向關節包含一第一管狀構件以及一第二管狀構件，且第一管狀構件以及第二管狀構件包含多個切口以利於彎曲。第一管狀構件之一端具有一容置部，以容置一內視鏡影像模組，其另一端具有一第一接合部。第二管狀構件之一端具有一第二接合部，其與第一管狀構件之第一接合部彼此接合。上述轉向關節之管狀構件易於射出成型且可降低累積公差。同時亦揭露一種包含上述轉向關節之內視鏡。

Description

轉向關節以及內視鏡

本發明是有關一種轉向關節，特別是一種應用於內視鏡之轉向關節。

內視鏡可伸入無法以肉眼直接觀測之腔體內擷取影像，因此，內視鏡已廣泛應用於工業或醫學領域，尤其是醫療上的應用，其影響甚鉅。內視鏡需經由人體之許多細小通道進入所欲觀測之腔體，例如經由支氣管進入肺部或經由尿道進入膀胱等，因此，內視鏡轉向關節之小型化為業界之重要課題之一。

一種習知之內視鏡轉向關節是由多個相同構造的環節以轉向控制線逐一連接在一起。依據此結構，小型化環節之組裝較為困難，且組裝後之累積公差較大，導致操作控制上較不順暢。另一種習知之內視鏡轉向關節則是一體成型之管狀結構，並在管壁上形成多個切槽，以利於轉向關節彎曲。然而，以射出成型的方式不易製造出符合小型化要求之較細長轉向關節，或者模具之損耗較高，因而增加製造成本。

有鑑於此，提供一種易於製造之小型化轉向關節便是目前極需努力的目標。

本發明提供一種轉向關節以及內視鏡，其包含多個長寬比相對較小之管狀構件連接而成，如此有利於射出成型，且簡化組裝程序並降低累積公差。

本發明一實施例之轉向關節包含一第一管狀構件以及一第二管狀構件。第一管狀構件包含一第一開口、一第二開口、多個第一切口以及多個第一線槽，其中第一開口端具有一容置部，以容置一內視鏡影像模組。多個第一切口彼此徑向相對，以定義出多個第一連接段以及以多個第一連接段連接之多個第一環形結構。多個第一線槽軸向通過多個第一環形結構。第二開口端具有一第一接合部且第一線槽通過第一接合部。第二管狀構件包含一第三開口、一第四開口、多個第二切口以及多個第二線槽，其中第三開口端具有一第二接合部，其與第一管狀構件之第一接合部彼此接合。多個第二切口彼此徑向相對，以定義出多個第二連接段以及以第二多個連接段連接之多個第二環形結構。多個第二線槽軸向通過多個第二環形結構且與第一線槽相對應，以使多個轉向控制線設置於多個第一線槽以及多個第二線槽，以控制第一管狀構件之第一開口端轉向。

本發明另一實施例之內視鏡包含一內視鏡影像模組、一轉向關節、多個轉向控制線、多個導線以及一電連接器。內視鏡影像模組用以伸入一腔體，以擷取腔體內之一影像並產生相對應之一電子訊號。轉向關節包含一第一管狀構件以及一第二管狀構件。第一管狀構件包含一第一開口、一第二開口、多個第一切口以及多個第一線槽，其中第一開口端具有一容置部，以容置內視鏡影像模組。多個第一切口彼此徑向相對，以定義出多個第一連接段以及以多個第一連接段連接之多個第一環形結構。多個第一線槽軸向通過多個第一環形結構。第二開口端具有一第一接合部且第一線槽通過第一接合部。第二管狀構件包含一第三開口、一第四開口、多個第二切口以及多個第二線槽，其中第三開口端具有一第二接合部，其與第一管狀構件之第一接合部彼此接合。多個第二切口彼此徑向 相對，以定義出多個第二連接段以及以第二多個連接段連接之多個第二環形結構。多個第二線槽軸向通過多個第二環形結構且與第一線槽相對應。多個轉向控制線設置於多個第一線槽以及多個第二線槽內，以控制第一管狀構件之第一開口端轉向。多個導線與內視鏡影像模組電性連接。電連接器與多個導線電性連接，以供內視鏡以可插拔的方式與一外部電子裝置電性連接。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10:第一管狀構件

11:第一開口

12:第二開口

13:第一切口

14:第一線槽

15:第一連接段

16:第一環形結構

17:第一接合部

18:固定槽

20:第二管狀構件

21:第三開口

22:第四開口

23:第二切口

24:第二線槽

25:第二接合部

26:第二連接段

27:第二環形結構

30:第三管狀構件

31:第五開口

32:第六開口

33:第三切口

34:第三線槽

35:第三接合部

36:第四接合部

37:第三連接段

38:第三環形結構

40:內視鏡影像模組

41:導線

50:轉向控制線

60:電連接器

70:電子元件

D1:第一間距

D2:第二間距

D3:第三間距

Da、Db、Dc:間距

圖1為一示意圖，顯示本發明第一實施例之轉向關節之分解結構。

圖2為一示意圖，顯示本發明第一實施例之轉向關節之組裝結構。

圖3為一示意圖，顯示本發明第一實施例之轉向關節之側視結構。

圖4a為一示意圖，顯示本發明第一實施例之轉向關節之局部放大結構。

圖4b為一示意圖，顯示本發明第二實施例之轉向關節之局部放大結構。

圖4c為一示意圖，顯示本發明第三實施例之轉向關節之局部放大結構。

圖5為一示意圖，顯示本發明第四實施例之轉向關節。

圖6為一示意圖，顯示本發明第五實施例之轉向關節。

圖7為一示意圖，顯示本發明一實施例之內視鏡。

以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕 易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參照圖1以及圖2，本發明之一實施例之轉向關節是應用於一內視鏡，其包含一第一管狀構件10以及一第二管狀構件20。第一管狀構件10包含一第一開口11、一第二開口12、多個第一切口13以及多個第一線槽14。第一開口11端具有一容置部，以容置一內視鏡影像模組40。第二開口12端具有一第一接合部17。多個第一切口13彼此徑向相對，以定義出多個第一連接段15以及多個第一環形結構16，其中，多個第一環形結構16以多個第一連接段15連接。多個第一線槽14軸向通過多個第一環形結構16。於一實施例中，第一切口13可為一U型或V型切口，亦即第一切口13之內側相對表面近乎平行或為向外張開之夾角。

第二管狀構件20包含一第三開口21、一第四開口22、多個第二切口23以及多個第二線槽24。多個第二切口23彼此徑向相對，以定義出多個第二連接段26以及多個第二環形結構27，其中，多個第二環形結構27以多個第二連接段26連接。於一實施例中，第二切口23可為一U型或V型切口，亦即第二切口23之內側相對表面近乎平行或為向外張開之夾角。多個第二線槽24軸向通過多個第二環形結構27且與第一線槽14相對應。多個轉向控制線50可設置於多個第一線槽14以及多個第二線槽24，以控制第一管狀構件10之第一開口11端轉向。於一實施例中，第一管狀構件10之容置部之一近端可包含多個固定槽18，多個轉向控制線50之一端固定於固定槽18。依據此結構，拉動其中之一轉向控制線50可壓縮同 側之多個第一切口13以及多個第二切口23之開口間距，以驅使第一管狀構件10之第一開口11端轉向。

接續上述說明，第三開口21端具有一第二接合部25。第一管狀構件10以及第二管狀構件20可透過第一接合部17以及第二接合部25彼此接合而形成適當長度之轉向關節。舉例而言，圖1所示之實施例中，第一接合部17為一凹槽，而第二接合部25為一突出部，第一接合部17以及第二接合部25即可彼此卡合。可以理解的是，第一接合部17為一突出部，且第二接合部25為一凹槽亦可彼此卡合。

可以理解的是，為了達到應用需求的彎曲角度以及彎曲半徑，轉向關節須有足夠數量之第一環形結構16以及第二環形結構27。依據上述結構，本發明之轉向關節藉由連接第一管狀構件10以及第二管狀構件20即可達到足夠數量之第一環形結構16以及第二環形結構27，如此可減少組裝時產生的累積公差。此外，單一第一環形結構16或第二環形結構27之長寬比較相對小，因此較易射出成型且可降低模具損耗。簡言之，本發明之轉向關節不僅大幅降低生產成本，且組裝精度較高，操作時較為順暢。

請再參照圖1以及圖2，於一實施例中，多個第一線槽14之設置位置相對於多個第一連接段13旋轉90度。依據此結構，拉動轉向控制線50之力量可有效地使第一環形結構16相對於第一連接段15轉動，進而壓縮第一切口13之開口間距，並使第一管狀構件10之第一開口11端轉向。可以理解的是，多個第二線槽24之設置位置與多個第一線槽14相對應，因此，多個第二線槽24之設置位置亦相對於多個第二連接段26旋轉90度。於一實施例中，多個第一線槽14通過第一接合部17，以增加第一接合部17以及第二接合部25間之連接可靠度以及緊密度。

請參照圖3，於一實施例中，軸向相鄰之多個第一切口13之一第一間距D1彼此相等，但不限於此，多個第一間距D1亦可不相等。同樣的，軸向相 鄰之多個第二切口23之一第二間距D2亦彼此相等或不相等。於一實施例中，第一切口13與軸向相鄰之第二切口23之一間距Da等於多個第一切口13間之第一間距D1或多個第二切口間之第二間距D2。可以理解的是，為了增加第一管狀構件10之第一接合部17以及第二管狀構件20之第二接合部25之結構強度，間距Da可大於第一間距D1或第二間距D2。於一實施例中，多個第一切口13間之第一間距D1亦可小於多個第二切口23間之第二間距D2，以增加遠端(靠近第一管狀構件10之第一開口11端)之彎曲半徑。

請參照圖4a至圖4c，以說明不同結構之第一管狀構件10之第一接合部17以及第二管狀構件20之第二接合部25，其中第一接合部17為一凹槽，且第二接合部25為一突出部。於圖4a所示之實施例中，第二接合部25為大於180度之圓弧突出部，因此，突出部之最大寬度會大於突出部之連接端之寬度，而第一接合部17為與第二接合部25相對應之凹槽，因此，第一接合部17以及第二接合部25卡合後，第一接合部17以及第二接合部25彼此於軸向形成干涉，亦即第一管狀構件10以及第二管狀構件20較不易軸向分離。

於圖4b所示之實施例中，第二接合部25為倒梯形之突出部，亦即突出部之最大寬度會大於突出部之連接端之寬度，因此，第二接合部25與相對應形狀之第一接合部17卡合後，彼此於軸向形成干涉而不易軸向分離。同樣的，於圖4c所示之實施例中，第二接合部25為包含一凸勾之突出部，使突出部之最大寬度會大於突出部之連接端之寬度，因此，第二接合部25與相對應形狀之第一接合部17卡合後，彼此於軸向形成干涉而不易軸向分離。

請參照圖5，於一實施例中，本發明之轉向關節更包含一第三管狀構件30，其設置於第一管狀構件10以及第二管狀構件20之間。第三管狀構件30包含一第五開口31、一第六開口32、多個第三切口33以及多個第三線槽34。第五開口31端具有一第三接合部35，其與第一管狀構件10之第一接合部17彼此接合，而 第六開口32端具有一第四接合部36，其與第二管狀構件20之第二接合部25彼此接合。多個第三切口33彼此徑向相對，以定義出多個第三連接段37以及多個第三環形結構38，其以多個第三連接段37連接。於一實施例中，第三切口33可為一U型或V型切口，亦即第三切口33之內側相對表面近乎平行或為向外張開之夾角。多個第三線槽34軸向通過多個第三環形結構38且與多個第一線槽14以及多個第二線槽24相對應。可以理解的是，第一管狀構件10以及第二管狀構件20之間可設置多個第三管狀構件30以組成所需長度之轉向關節。

請參照圖6，於一實施例中，軸向相鄰之多個第三切口33之一第三間距D3彼此相等或不相等。於一實施例中，多個第一切口13間之第一間距D1可小於或等於多個第三切口33間之第三間距D3。於一實施例中，多個第三切口33間之第三間距D3可小於或等於多個第二切口23間之第二間距D2。於一實施例中，第一間距D1小於第三間距D3以及第三間距D3小於第二間距D2之結構可達到轉向關節之遠端具有較小的彎曲半徑，且能維持轉向關節具有適當之剛性。於一實施例中，為了增加第一管狀構件10之第一接合部17以及第三管狀構件30之第三接合部35之結構強度，第一切口13與軸向相鄰之第三切口33間之間距Db可大於第一間距D1或第三間距D3。同樣的，為了增加第三管狀構件30之第四接合部36以及第二管狀構件20之第二接合部25之結構強度，第三切口33與軸向相鄰之第二切口23間之間距Dc可大於第三間距D3或第二間距D2。

請一併參照圖1以及圖7，本發明一實施例之內視鏡包含一內視鏡影像模組40、一轉向關節、多個轉向控制線50、多個導線41以及一電連接器60。轉向關節之詳細結構如前所述，在此不再贅述。內視鏡影像模組40設置於第一管狀構件10之第一開口11端之容置部。內視鏡影像模組40可伸入一腔體，例如人體之腔體或其它工業檢測時之細小空間，以擷取腔體內之一影像並產生相對應之一電子訊號。內視鏡影像模組40包含影像感測器以及照明元件等必要元件。本發 明技術領域之技術人員可依據現有技術實現內視鏡影像模組40，故在此不再贅述。

接續上述說明，多個轉向控制線50設置於第一管狀構件10之多個第一線槽14以及第二管狀構件20之多個第二線槽24內，以控制第一管狀構件10之第一開口11端轉向。多個導線41與內視鏡影像模組40電性連接，且電連接器60與多個導線40電性連接。電連接器60可使本發明之內視鏡以可插拔的方式與一外部電子裝置電性連接，舉例而言，外部電子裝置可為一電腦、行動上網裝置或內視鏡專用之電子裝置。依據此結構，本發明之內視鏡易於清潔並滅菌，或於一次使用後拋棄。於一實施例中，電連接器60可為USB介面、行動上網裝置之連接介面或其它適當形式之電連接器。於一實施例中，本發明之內視鏡更包含一電子元件70，其與內視鏡影像模組40以及電連接器60電性連接。電子元件70可處理內視鏡影像模組40所產生之電子訊號，以利於外部電子裝置進一步處理。可以理解的是，本發明一實施例之內視鏡包含與多個轉向控制線50連接之操作部，以利操作者手持操作本發明之內視鏡。本發明技術領域之技術人員可依據現有技術實現操作部，故在此不再贅述。

綜合上述，本發明之轉向關節以及內視鏡包含多個長寬比相對較小之管狀構件連接而成，而長寬比相對較小之管狀構件有利於射出成型且可降低模具的損耗。此外，組裝數量較少之管狀構件可簡化組裝程序並降低累積公差，使操作時更為順暢。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10:第一管狀構件

11:第一開口

12:第二開口

13:第一切口

14:第一線槽

15:第一連接段

16:第一環形結構

17:第一接合部

18:固定槽

20:第二管狀構件

21:第三開口

22:第四開口

23:第二切口

24:第二線槽

25:第二接合部

26:第二連接段

27:第二環形結構

40:內視鏡影像模組

50:轉向控制線

Claims (25)

1. 一種轉向關節，包含：一第一管狀構件，其包含一第一開口、一第二開口、多個第一切口以及多個第一線槽，其中該第一開口端具有一容置部，以容置一內視鏡影像模組；該多個第一切口彼此徑向相對，以定義出多個第一連接段以及以該多個第一連接段連接之多個第一環形結構；以及該第二開口端具有一第一接合部且該第一線槽通過該第一接合部；以及一第二管狀構件，其包含一第三開口、一第四開口、多個第二切口以及多個第二線槽，其中該第三開口端具有一第二接合部，其與該第一管狀構件之該第一接合部彼此接合；該多個第二切口彼此徑向相對，以定義出多個第二連接段以及以該第二多個連接段連接之多個第二環形結構；以及該多個第二線槽與該第一線槽相對應，以使多個轉向控制線設置於該多個第一線槽以及該多個第二線槽，以控制該第一管狀構件之該第一開口端轉向；其中該多個第一線槽相對於該多個第一連接段旋轉90度；其中該多個第一線槽軸向貫穿該多個第一環形結構，該多個第二線槽軸向貫穿該多個第二環形結構，每一該第一連接段隔離位於其相對兩側之兩個該第一切口，每一該第二連接段隔離位於其相對兩側之兩個該第二切口。
2. 如請求項1所述之轉向關節，其中軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距相等。
3. 如請求項1所述之轉向關節，其中軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距相等。
4. 如請求項1所述之轉向關節，其中該第一切口與軸向相鄰之該第二切口間之一間距等於或大於軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距或軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距。
5. 如請求項1所述之轉向關節，其中軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距小於或等於軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距。
6. 如請求項1所述之轉向關節，其中該第一切口或該第二切口為一U型或V型切口。
7. 如請求項1所述之轉向關節，其中該容置部之一近端包含多個固定槽，以固定該多個轉向控制線之一端。
8. 如請求項1所述之轉向關節，其中該第一接合部以及該第二接合部以一突出部以及一凹槽彼此卡合。
9. 如請求項8所述之轉向關節，其中該突出部之一最大寬度大於該突出部之一連接端之寬度。
10. 如請求項1所述之轉向關節，更包含：至少一第三管狀構件，其包含一第五開口、一第六開口、多個第三切口以及多個第三線槽，其中該第五開口端具有一第三接合部，其與該第一管狀構件之該第一接合部彼此接合；該第六開口端具有一第四接合部，其與該第二管狀構件之該第二接合部彼此接合；該多個第三切口彼此徑向相對，以定義出多個第三連接段以及以該多個第三連接段連接之多個第三環形結構；以及該多個第三 線槽軸向通過該多個第三環形結構且與多個該第一線槽以及該多個第二線槽相對應。
11. 如請求項10所述之轉向關節，其中軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距小於或等於軸向相鄰之該多個第三切口間之一第三間距。
12. 如請求項10所述之轉向關節，其中軸向相鄰之該多個第三切口間之一第三間距小於或等於軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距。
13. 一種內視鏡，包含：一內視鏡影像模組，其用以伸入一腔體，以擷取該腔體內之一影像並產生相對應之一電子訊號；一轉向關節，其包含：一第一管狀構件，其包含一第一開口、一第二開口、多個第一切口以及多個第一線槽，其中該第一開口端具有一容置部，以容置該內視鏡影像模組；該多個第一切口彼此徑向相對，以定義出多個第一連接段以及以該多個第一連接段連接之多個第一環形結構；以及該第二開口端具有一第一接合部且該第一線槽通過該第一接合部；以及一第二管狀構件，其包含一第三開口、一第四開口、多個第二切口以及多個第二線槽，其中該第三開口端具有一第二接合部，其與該第一管狀構件之該第一接合部彼此接合；該多個第二切口彼此徑向相對，以定義出多個第二連接段以及以該第二多個連接段連接之多個第二環形結構；以及該多個第二線槽與該第一線槽相對應； 多個轉向控制線，其設置於該多個第一線槽以及該多個第二線槽內，以控制該第一管狀構件之該第一開口端轉向；多個導線，其與該內視鏡影像模組電性連接；以及一電連接器，其與該多個導線電性連接，以供該內視鏡以可插拔的方式與一外部電子裝置電性連接；其中該多個第一線槽相對於該多個第一連接段旋轉90度；其中該多個第一線槽軸向貫穿該多個第一環形結構，該多個第二線槽軸向貫穿該多個第二環形結構，每一該第一連接段隔離位於其相對兩側之兩個該第一切口，每一該第二連接段隔離位於其相對兩側之兩個該第二切口。
14. 如請求項13所述之內視鏡，更包含：一電子元件，其與該內視鏡影像模組以及該電連接器電性連接，以處理該內視鏡影像模組所產生之該電子訊號。
15. 如請求項13所述之內視鏡，其中軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距相等。
16. 如請求項13所述之內視鏡，其中軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距相等。
17. 如請求項13所述之內視鏡，其中該第一切口與軸向相鄰之該第二切口間之一間距等於或大於軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距或軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距。
18. 如請求項13所述之內視鏡，其中軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距小於或等於軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距。
19. 如請求項13所述之內視鏡，其中該第一切口或該第二切口為一U型或V型切口。
20. 如請求項13所述之內視鏡，其中該容置部之一近端包含多個固定槽，以固定該多個轉向控制線之一端。
21. 如請求項13所述之內視鏡，其中該第一接合部以及該第二接合部以一突出部以及一凹槽彼此卡合。
22. 如請求項21所述之內視鏡，其中該突出部之一最大寬度大於該突出部之一連接端之寬度。
23. 如請求項13所述之內視鏡，其中該轉向關節更包含：至少一第三管狀構件，其包含一第五開口、一第六開口、多個第三切口以及多個第三線槽，其中該第五開口端具有一第三接合部，其與該第一管狀構件之該第一接合部彼此接合；該第六開口端具有一第四接合部，其與該第二管狀構件之該第二接合部彼此接合；該多個第三切口彼此徑向相對，以定義出多個第三連接段以及以該多個第三連接段連接之多個第三環形結構；以及該多個第三線槽軸向通過該多個第三環形結構且與多個該第一線槽以及該多個第二線槽相對應。
24. 如請求項23所述之內視鏡，其中軸向相鄰之該多個第一切口間之一第一間距小於或等於軸向相鄰之該多個第三切口間之一第三間距。
25. 如請求項23所述之內視鏡，其中軸向相鄰之該多個第三切口間之一第三間距小於或等於軸向相鄰之該多個第二切口間之一第二間距。

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