JPH066100B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は内視鏡にかかり、特に彎曲部を彎曲させるた
めの彎曲系の改善した内視鏡に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

内視鏡にあっては、先端構成部、彎曲部、可撓管部を順
次連結してなる挿入部の後端部に操作部を連結して構成
されていることは知られている。

ところで、こうした内視鏡は、手元操作により、彎曲部
を彎曲操作することが行われている。こうした彎曲系と
しては、従来から、先端部とつながる操作ワイヤーを挿
入部内から操作部内に渡って挿通する他、操作部内に、
アングルノブとつながるドラムを回転自在に配し、この
ドラムに、先の操作ワイヤーの端部を固定する構造が用
いられ、アングルノブを回転操作することによりドラム
を回転させて操作ワイヤーを通じ彎曲部を彎曲させるよ
うにしている。

ところが、こうしたアングルノブを使って彎曲する内視
鏡は、ギヤ機構を用いてトルクを軽くしたりする他、フ
リーエンゲージなどを必要とするために、どうしても彎
曲系が複雑になったり、また操作部の重量が重くなるな
どの問題がある。

そこで、これに鑑み実願昭５９−２３４４号で示すよう
なものが提案されている。これは、彎曲部に形状記憶合
金を使って、この形状記憶合金に温度変化を加えて彎曲
部を彎曲させるようにしたものである。

こうした彎曲部に形状記憶合金を用いて彎曲させるもの
は、形状記憶効果によって確かに内視鏡における構成を
簡素化にすることができるものの、反面、体腔壁と接す
る関係にある彎曲部に形状記憶合金を用いているから、
形状記憶合金を作動させるために、温度を高くしなけれ
ばならない。そのために、体腔壁が火傷するおそれがあ
り、形状記憶合金に急激な温度変化を加えることができ
ない事情にある。このため、彎曲部の応答性は悪く、こ
うした構成の簡素を図ることができる利点をもつ形状記
憶合金を使って応答性に優れる彎曲操作を行なうことが
できるものが要望されている。

〔発明の目的〕

この考案は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、形状記憶合金を使って応答性に優れ
る彎曲操作を行なうことができる内視鏡を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、彎曲部内に一端が彎曲部に連結
部に連結された操作ワイヤーを挿通し、基端側において
上記操作ワイヤーの他端に操作ワイヤーを牽引及び弛緩
するように軸方向に往復運動する形状記憶合金からなる
駆動部を連結し、上記形状記憶合金への加熱を制御する
手段を設けたことで、急激な温度変化を使った彎曲を行
なうことができるようにしようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を第１図ないし第５図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第１図は内視鏡の全体を示
し、１は、先端構成部２，彎曲部３，可撓管部４を順次
直列に連結してなる挿入部、５は操作部、６はユニバー
サルコードである。そして、操作部５に上記挿入部１な
らびにユニバーサルコード６の後端部がそれぞれ連結さ
れ、内視鏡本体７を構成している。また、挿入部１内に
は、先端構成部２に設けた対物レンズ（図示しない）と
操作部５に設けた接眼部５ａとを結ぶイメージガイド
（図示しない）が設けられている他、先端構成部２に設
けた照明窓（図示しない）とユニバーサルコード６の先
端部に設けたコネクタ６ａとを結ぶライトガイド（図示
しない）がそれぞれ挿通され、接眼部５ａから先端構成
部２の前方を見ることができるようになっている。

一方、８ａ，８ｂは挿入部１内から操作部５内に渡って
挿通された２本の操作ワイヤー、９ａ，９ｂは操作部５
内に配された同一構造をもつ２つの形状記憶素子であ
る。そして、操作ワイヤー８ａ，８ａの各先端部は先端
構成部２に連結され、また後端部は上記形状記憶素子９
ａ，９ｂにそれぞれ連結され、操作ワイヤー８ａ，８ｂ
を通して、彎曲部３を形状記憶効果を使って彎曲できる
ようにしている。

そして、この形状記憶素子９ａ，９ｂの構造が第２図に
示されている。ここで、形状記憶素子９ａ，９ｂの構造
について説明すれば、１０は筒状に構成されたケース、
１１はそのケース１０内に軸方向に貫通して設けられた
スライド自在な作動軸、１２はその作動軸１１の中途部
にケース１０内を仕切るように設けられた仕切板であ
る。そして、仕切板１２で仕切られるケース１０の右側
空間に可逆性をもつコイル状に成形された形状記憶合金
１３駆動部が介装される一方、左側空間にバイアススプ
リング１４が介装され、形状記憶合金１３に熱を加える
ことにより、あらかじめ彎曲に要する長さが形状記憶さ
れた形状記憶合金１３が作動する他、これを冷却するこ
とにより元の状態に戻って、作動軸１１を進退動させる
ことができるようにしている。そして、こうした形状記
憶素子９ａ，９ｂの各作動軸１１の右側端がそれぞれ操
作ワイヤー８ａ，８ｂの端部に接続され、形状記憶合金
１３と各操作ワイヤー８ａ，８ｂとを連結している。つ
まり、形状記憶合金１３は操作ワイヤー８ａ，８ｂを牽
引及び弛緩するように軸方向に往復運動するようになっ
ている。

一方、ユニバーサルコード６を通じて内視鏡に照明光を
送る光源装置１５内には、上記各形状記憶素子９ａ，９
ｂの形状記憶合金１３を作動させるための加熱系１６，
ならびに冷却系１７が設けられている。加熱系１６とし
ては第２図で示すように、パルス通電部１８、制御部１
９、合金抵抗測定回路２０を直列につなぐと共に、合金
抵抗測定回路２０とパルス通電部１８とをつないだ回路
で構成される。そして、パルス通電部１８の出力側が、
挿入部１内に挿通された電線２１，２１を通じて各形状
記憶素子９ａ，９ｂの形状記憶合金１３の一端部に接続
され、各形状記憶合金１３，１３にパルス通電を行なう
ことができるようにしている。また合金抵抗測定回路２
０の入力側は、同様に挿入部１内に挿通された電線２
２，２２を通じて各形状記憶素子９ａ，９ｂの形状記憶
合金１３の他端部に接続され、各形状記憶合金１３，１
３の抵抗を検知できるようにしている。一方、制御部１
９としては各種の彎曲変位に応じて通電パルス数を制御
できるよう構成されていて、形状記憶合金１３に対する
入熱量の変化から任意の動作状態を得ることができるよ
うにしている他、形状記憶合金１３の抵抗の変化をとら
えて今、どれだけ形状記憶合金１３が変位しているかを
比較により検知してその状態に応じた通電パルス数に制
御できるようにしている。これにより、彎曲部３の彎曲
角度を制御できるようにしている。

他方、冷却系１７は、光源装置１５に内蔵された図示し
ない送気機構を使って構成される。そして、この送気機
構の送気出口は、挿入部１内に挿通した送気管２３…を
介して各形状記憶素子９ａ，９ｂのケース１０に連通接
続され、冷却風をケース１０内に供給することで、先の
パルス通電によって変位した形状記憶合金１３を元の形
状に戻すことができるようにしている。こうした冷却系
１７は彎曲部３を元の状態に戻すときに働くように制御
されている。そして、こうした冷却系１７および加熱系
１６は、図示はしないが操作部５のボタン操作によって
操作されるようになっていて、冷却系１７および加熱系
１６から制御手段２４を構成するようにしている。

しかして、このように構成された内視鏡を使って彎曲部
３を彎曲させるときには、操作部５をボタン操作する。
これにより、アングルをかける側の形状記憶素子９ａの
形状記憶合金１３にパルス通電が行われる。そして、そ
の通電された形状記憶合金１３は第３図で示すように、
隣接するバイアススプリング１４の弾性力に抗して次第
に伸び、仕切板１２を移動させて、アングルをかける側
の操作ワイヤー８ａを手元側へ引張り、彎曲部３を彎曲
させて、挿入部１の先端部にアングルをかけることにな
る。このとき、アングルの角度は制御部１９による通電
パルス数の変化によって第５図で示すように行われる。
すなわち、形状記憶合金１３の動作変位△Ｌはその形状
記憶合金１３の抵抗と反比例の関係にあることに留意し
て、制御部１９、合金抵抗測定回路２０を使って、必要
とする彎曲変位△Ｌに到達するまでは、パルス数の多い
パルス通電を行なって形状記憶合金１３に対する入熱量
を増大させていく。そして、所望とするアングルの角度
を、あらかじめ制御部１９に設定された抵抗と合金抵抗
測定回路２０とから出力される抵抗との比較から満た
し、その後、形状記憶合金１３へそのアングルをかけた
状態における放熱熱量分、熱を補償するようなパルス数
の少ないパルス通電を行なって、所望とするアングル角
度に保持する。なお、こうしたアングル角度は通電パル
ス数の変化でなく、デューティ比をかえて行なうように
してもよい。

また、こうした彎曲した状態を戻すときには、先の動作
した形状記憶素子９ａとは反対側の形状記憶素子９ｂの
形状記憶合金１３を先の形状記憶素子９ａの時と同様に
作動させると同時に、光源装置１５から送気管２３を通
して形状記憶素子９ａ側の形状記憶合金１３に冷却風を
吹付けることにより、作動した形状記憶合金１３が第４
図示すように元の形状に戻り、バイアススプリング１４
によって操作ワイヤー８ａをゆるむ方向に送り、彎曲し
た彎曲部３を戻す。

かくして形状記憶合金１３にて、操作ワイヤー８ａ，８
ｂを操作するようにしたことで、形状記憶合金１３に対
して急激な温度変化を加えることができるようになり、
構成を簡素化することができる利点をもつ形状記憶合金
１３を使って彎曲部３の応答性を飛躍的に向上させるこ
とができる。

なお、上述した第１の実施例では形状記憶合金の変位を
合金抵抗測定回路を使って検知したが、これに限らず、
光学的な手段でもって検知するようにしてもよく、また
バイアススプリングに形状記憶合金を使用してもよい。
但し、バイアススプリングに形状記憶合金を使用する場
合、先の第１の実施例では、高温になるとき収縮する性
能をもつ形状記憶合金を使用する。

また、第６図はこの発明の第２の実施例を示し、これは
先に述べた通電のみによって形状記憶合金１３を動作さ
せるものに対し、通電の他、気体又は流体を媒体に使用
して形状記憶合金１３の作動を制御できるようにしたも
のを示し、具体的には筒状のケース３０内にその軸方向
に沿って一端が固定、他端がスライドできるようにして
棒状に成形された形状記憶合金１３を設け、この形状記
憶合金１３のケース２０から露出した他端部に操作ワイ
ヤー８ａ，８ｂをスウェージングで連結する一方、ケー
ス３０に２つの送気管部３１，３１を設けるようにし
て、通電する他、送気管部３１から温水又は温風をケー
ス３０内に流通させることで、操作ワイヤー８ａあるい
は操作ワイヤー８ｂをたるませ、冷水または冷風を流通
させることにより操作ワイヤー８ａあるいは操作ワイヤ
ー８ｂを引張るようにしたものである。なお、３２は形
状記憶合金１３へ通電させるための電線を示す。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、基端側におい
て、操作ワイヤーの他端に形状記憶合金からなる駆動部
を連結し、上記形状記憶合金を軸方向に往復運動するよ
う、上記形状記憶合金への加熱を制御したことで、形状
記憶記憶合金に対して急激な温度変化を加えることがで
きるようになる。

したがって、構成を簡素化することができる利点をもつ
形状記憶合金を使って応答性に優れる彎曲操作を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図は形状記憶合金を操作部に装着した内視鏡を示す
概略構成図、第２図はその形状記憶合金廻りの構造なら
びにその制御系の構成を示す断面図、第３図は高温時の
形状記憶合金の状態を示す断面図、第４図は低温時の形
状記憶合金の状態を示す断面図、第５図は形状記憶合金
の作動推移を通電パルス、抵抗などから示した線図、第
６図はこの発明の第２の実施例の要部を示す断面図であ
る。 １…挿入部、３…彎曲部、５…操作部、７…内視鏡本
体、８ａ，８ｂ…操作ワイヤー、１３…形状記憶合金駆
動部、２４…制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に彎曲部を設けた挿入部と、上記彎
   曲部内に挿通され一端が彎曲部に連結された操作ワイヤ
   ーと、基端側に設けられ上記操作ワイヤーの他端に連結
   し、操作ワイヤーを牽引及び弛緩するように軸方向に往
   復運動する形状記憶合金からなる駆動部と、上記形状記
   憶合金への加熱を制御する手段とを設けたことを特徴と
   する内視鏡。