JPH0332632A - 内視鏡 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明Ｕ形状記憶合金によって湾曲を行う内視鏡にＩＱ
する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来、特
開昭５８−２５１４０号公報及び米国特許第４７５３２
２３号等で形状Ｆ！！憶合金合金ｈａＤｅ　　Ｍｅｍｏ
ｒｙ　　Ａｒｒｏｙ：以下ＳＭＡと略記する。）を内視
鏡の長袖方向に併設し、その収縮変形で内視鏡の湾曲を
行なわせようとする技術が知られている。これら従来技
術ではＳＭＡを配設づる場合にＳＭＡに一定の初期歪を
与えて配置するとされている。ところがＳＭＡの特性に
は第１５図に示すように変形−形状回復の動作を繰返し
ているとＳＭＡに疲労が蓄梢され形状回復率が低下する
という欠点があり、これは湾曲量の低下につながる。

これに対して周知の方法として以下の方法が知られてい
る。これはＳＭＡを配設する前に形状回復率が８点で示
す位置となるまで変形−形状回復の動作を繰返し、その
後初３９１　ｖを与えて配置する方法である（これをト
レーニング処理と呼ぶ。〉。

この方法を用いればその後の内視鏡の湾曲動作を繰返し
行っても急激に湾曲量が低ドすることを一応防止するこ
とができるが、第１５図から見ても分るように疲労曲線
が右下がりである為に長朋間使用しているうちに実用に
耐えられないほどの湾曲量の低下を示すことになる。

本発明の上記の事情に鑑みてなされたものであり、形状
記憶合金に疲労が生じた場合でも形状記憶合金の初期歪
量を簡単な操作で調整可能にして内視鏡の良好な湾曲性
能を常に維持することのできる内視鏡を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用１本発明の内視鏡
は、形状記憶合金の軸方向の張力を可変に設定する微調
整手段を形状記憶合金の少なくとＬ一端部に設けたもの
である。

本発明では内視鏡の軸方向に配設された形状記憶合金に
疲労が生じて、形状回復率が低下した場合微調整手段に
よって形状記憶合金に張力を加えて走出を調整する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明づ
る。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡挿入部に断面図、第２図は内視鏡装置の構成
図、第３図は形状記憶合金と中間フランジとの固定部の
説明図、第４図は微調整手段の説明図である。

第２図において、内視鏡装置１は内視鏡２と光源装置３
とから構成されている。

上記内視鏡２は挿入部４の後端部に操作部６が連設され
ており、この操作部６の側部からはライトガイド及び信
号線用コード７が延出されている。

このライトガイド及び信号線用コード７は前記光源装置
３に接続されている。

上記挿入部４は先端側から先端部８と湾曲部９と可撓管
部１１とが順に設けられており、可撓管部１１の後端部
には前記操作部６が設けられている。

第１図において、先端部８は先端面に１１察窓１８及び
照明窓１９を有する先端構成部本体２１を備えている。

観察窓１８には対物レンズ系２２が設けられており、こ
の対物レンズ系２２の結像位置に固体搬像素子２３の撤
像面が設けられている。

よた、照明窓１９には配光レンズ系２４が設けらＩＬ　
’（Ｊ、ｉす、この配光レンズ系２４の後方には照明光
を伝達するファイババンドルで形成されたライトガイド
２６の出射端面が設けられている。このライトガイド２
６及び固体ｔａ（！Ｉ素子２３に接続された信ｇ線２７
１よ挿入部４と操作部６とライＩ−）Ｊイド及び信号線
用コード７内を挿通されて光源装置３内に設けられた図
示しない信号処理部と光源部とに接続されるようになっ
ている。

上記先端構成部本体２１の後部に設けられた湾曲部９内
には挿入部４の軸方向にニッケルーチタン（Ｎ　ｉ　−
Ｔ　ｉ　）系合金、銅−亜鉛−アルミニューム（Ｃｕ−
Ｚｎ−１１）系合金等の形状記憶合金（以下、ＳＭＡと
略記す。）で初期記憶形状が例えば密巻きコイルである
ＳＭＡコイル１２ａ。

１２ｂｔｆｉＩけられている。尚、ＳＭＡコイル１２ａ
、１２ｂの変態温度（オーステナイト変ｇ温度Ａｒ＞は
体温より数十℃高めに設定されている。

このＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂの先端部は先端横取部
本体２１と機械的に接続されている。

上記ＳＭＡコイル１２ａの後端部にはり〜ド線１３が、
ＳＭＡコイル１２ｂの後端部にはリード線１５が、ＳＭ
Ａ：ｌイルの１２ａ、１２ｂの先端部は互いに接続され
（且つ、リード線１４に接続されている。このリード線
１３．１４．１５は攬ｆｉＣａＩ　６とライトガイド及
び信￥）用コード７内を軽て光源Ｖ４置３内に設けられ
た通電部１７に接続されている。

上記湾曲部９内には先端側から中間フランジ２９ａ、２
９ｂと端部フランジ３０が互いに離間して設けられてい
る。先端構成部本体２１２中間フランジ２９ａ１中間７
ランジ２９ａと中間フラン２９ｂ１中間フランジ２９ｂ
と端部フランジ３０゜の間には各々例えばコイル等の可
撓性軸３４が固定されており、先端部８を保持するよう
になっている。

上記中間７ランジ２９ａ、２９ｂの周縁部には１１３図
に示すようにＳ　Ｍ　Ａ−Ｔｌイル１２ａ、１２ｂが挿
通される切欠部３１，３１が設↓ノられている。

この切欠部３１の内周面には周方向に係合溝３２が設け
られており、この係合１１１３２に固定プレート３３を
係合して、ＳＭＡ：ｌイル１２ａ、１２ｂを外方向から
押圧して、中間７ランジ２９８．２９ｂに固定づるよう
になっている。

上記端部フランジ３０には軸方１＾Ｊに調瞥ねじ３６．
３６が螺入されている。この調整ねじ３６の先端部にＵ
第４図に示すように周方向に溝３７が形成されており、
この溝３７に回転ヤッ７２８のフランジ部３８が回動自
在に係合するようになっている。回転キャップ２８の先
端面には前記ＳＭＡＭイル１２ａ、１２ｂの後端部が機
械的に接続されており、調整ねじ３６を回動することに
よってＳＭＡＭイル１２ａ、１２ｂを伸展して、初期歪
を調整できるようになっている。尚、この調整ねじ３６
と回転キャップ２８は微調整手段を構成している。

一方、光源装置３には通電部１７と共にリード線１３，
１４．１５に接続された抵抗検出部３９と、この抵抗検
出部３９と接続され、検出される抵抗値を入力される通
電量制御部４１とから構成されており、通電屋１１制御
部４１は通電部１７に通・Ｍ　ｍ指令を行うようになっ
ている。尚、通電ａｔ　１．ＩＩ御部４１は外部からの
図示しない湾曲量入力手段を有しており、この入力手段
からの湾曲量に対応した通電量を通電部１７に指令し、
この結果湾曲されて変化した抵抗値を抵抗値検出部３９
より入力してこの抵抗値に対応した湾曲□□□と入力手
段より入力された湾曲量とが一致するまで通電を行うよ
うになっている。尚、通電方法としてはパルス幅変調方
式（ＰＷＭ）を用い通電パルスの休止時間にＳＭＡＭイ
ル１２ａ、１２ｂの抵抗値を検出するようになっている
。

上記のように構成された内視鏡の作用を次に説明する。

ＳＭＡＭイル１２ａ、１２ｂは前端部を先端構成部本体
２１に、後端部を同転Ｖ：ｔＦツブ２８に固定された後
に調整ねじ３６を回動してＳＭＡＭイル１２ａ、１２ｂ
を伸展して所定の初期歪を与えられた状態となっている
。

湾曲を行う場合には通電鯖制御部４１に図示しない湾曲
量入力手段より湾曲量を入力する。通電ｆｆ１ｔｌ＋御
部４１は通電部１７に通電指令を出力し、通電部１７は
これによって通電を開始する。第１図において図の上方
向に湾曲部９を湾曲する場合はリード線１３．１４に通
電される。リード線１３．１４が通電されることによっ
てＳＭＡＭイル１２ａが加熱し、この加熱によってＳＭ
ＡＭイル１２ａは相変態を起こし、初期記憶形状である
密巻きコイルに戻ろうとする。これによってＳＭ八ココ
イル１２ａは先端構成部本体２１と回転キャップ２８と
を引く力が発生して湾曲部９を上方］ｒ１１に湾曲させ
る。

一方、ＳＭＡＭイル１２ａは温度上昇によって抵抗値が
減少し、この減少した抵抗値が抵抗検出部３９で通電パ
ルスの休止時間に検出される。この検出された抵抗値は
通電系υ制御部４１に送られ、通電ｍｔｓｍ部４１では
この抵抗値に対応する湾曲量をｖ１弾し、この演０され
た湾曲量と図示しない湾曲量入力手段から入力された湾
曲量とを比較し、一致するまで通電部１７に通電指令を
出力する。

また、第１図において図の下方向に湾曲させる場合は、
リード線１４．１５に通電するほかは上記と同様である
。

上記のように湾曲部９の湾曲を繰返すと、次第に第１５
図に示すように形状回復率が低下して行き、湾曲量も同
時に低下する。このような場合には、湾曲部９を挿入部
４から外し、調整ねじ３６を操作部方向に螺入する。こ
れによって回転キル１２８も操作部方向に移動し、ＳＭ
ＡＭイル１２ａ、１２ｂは伸展されて初期歪を増加され
る。

上記のように本実施例では、ＳＭＡＭイル１２ａ、１２
ｂを繰返し使用することによって形状回復率の低下が発
生した場合でも調整ねじ３６を回動することによって初
期歪を増加させることができ、低下した湾曲量を再び元
に戻すことができる。

また、形状回復率が低下しても初期の状態に戻すことが
できる為に内視鏡の使用寿命を伸ばすことができる。

更に、内視鏡組立て時に微調整手段によってＳＭＡＸＩ
Ｍル１２ａ、１２ｂのａｍを行うことができる為に組立
て作業化がｒａ素化することができる。

第５図は本発明の第２実施例に係り、微調整手段の説明
図である。

本実施例の端部フランジ３０では軸方向に貫通孔４３．
４３が設けられており、この貫通孔４３゜４３内にはビ
ン４４．４４がその軸部４６，４６を挿入するようにし
て設けられている。この軸部４６の先端部には第１実施
例で述べたＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂが接続され、後
端部には軸部４６より太径の頭部４７が連設されている
。この頭部４７と端部フランジ３０の端面との間にはＳ
ＭＡコイル１２ａ、１２ｂの初期歪を調整する為のＥ形
化め輪４８が設けられている。

その他の構成は第１実施例と同様である。

本実施例ではＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂの初期歪Ｇ；
ｉＥ形止め形化８の枚数を調整することによって行なわ
れ、初期歪を増加させることができる。

その他の作用及び効果は第１実施例と同様である。

第６図は本発明の第３実施例に係り、微調整手段の説明
図である。

本実施例の端部フランジ３０には軸方向に貫通づる貫通
孔４３．４３が設けられており、この貫通孔４３．４３
にはねじ５１．５１が挿通されている。このねじ５１の
両端部にはナツト５２，５２が螺入されており、このナ
ツト５２．５２が端部７ランジ３０を両端面より挟み込
むようにしてねじ５１を端部フランジ３０に固定してい
る。このねじ５１の先端部には第１実施例で述べたＳＭ
Ａコイル１２ａ、１２ｂが接続されている。

その他の構成は第１実施例と同様である。

本実施例ではナツト５２．５２を回動づることによって
ＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂの初期歪を調整するように
なっている。

その他の作用及び効果は第１実施例と同様である。

第７図は本発明の第４実施例に係り、微調整手段の説明
図である。

本実施例の端部フランジ３０には軸方向に貫通孔４３．
４３が設けられており、この貫通孔４３゜４３には第１
実施例で述べたＳＭＡコイル１２ａ。

１２ｂに接続されたリード線５３．５４が挿辿されてい
る。このリード線５３．５４は比較的太い単線からなっ
ており、絶縁被覆に覆われている。

リード線５３．５４の端部フランジ３０を操作部側に通
過した部分は互いに撚合されており、この撚合されるこ
とによってリード線５３．５４がＳＭＡコイル１２ａ、
１２ｂに初期歪をかけた状態を保つようになっている。

本実施例では形状回復率が低下した場合はリード線５３
．５４を所望の位置まで試合することによって初期歪を
増加させることができる。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である
。

尚、本実施例において、リード線５３．５４を太い単線
の代りに塑性変形で形を変化、保持する樹脂等で絶縁被
覆するようにしても良い。更に、撚合部をクリップ等で
挟むことで、よりいっそう確実に固定するようにしても
良い。

第８図及び第９図は本発明の第５実施例に係り、第８図
は挿入部先端部の断面図、第９図は長孔の説明図である
。

尚、第１実施例と同様の構成部材には同様の符））を付
けて説明を省略づる。

本実施例の先端部８の後端部には湾曲部９が連設されて
おり、この湾曲ｉ！ｇｉ９の後端部には微調整部５６が
固定されている。史にこの微調整部５６の後端部には可
撓管部１１が接続されている。

上記湾曲部９ｕＴｉいに日勤自在に接続された複数の湾
曲１１４５７．５７−・・からなっており、先端側の湾
曲駒５７は先端部８を構成する先端構成部本体２１の後
端部に外嵌固定されるようになっている。この複数の湾
曲駒５７，５７．・・・の外周面番よ外皮５８によって
被覆されている。

上記先端構成部本体２１に固定された湾曲駒５７の内周
面には互いに対向する位置にワイヤ固定部５９．５９が
突設されており、この固定部５９゜５９に湾曲部９内を
挿通されたワイヤ６１．６１の先端部が固定されている
。

上記微諷整部５６は後端側の湾曲駒５７と外嵌固定され
る接続管６２を有しており、この接続管６２０周壁には
第９図に示すような軸方向であって、互いに対向する位
置に長孔６３，６３が設けられている。この接続管６２
０周壁であって長孔６３．６３より先端部側にｔよ雄ね
じ部６４が螺設されており、この雄ねじ部６４に調整環
６６の内周面に設けられた雌ねじ部６７が螺合するよう
になっている。

また、接続管６２の後部外周には移ｖＪＩｊ１６８が軸
方向に移動自在に設けられている。この移動環６８には
互いに対向する位置にビン６９．６１内径方向に向かっ
て突設されており、このビン６９．６９が前記長孔６３
．６３を貫通するようになっている。この移動環６８の
先端側端面には前記調整環６６の後端側端面が当接する
ようになっており、調整環６６が回動されて後方に移動
する場合に移動環６８を後方に押圧するようになってい
る。

上記ビン６９．６９の内径側端部には各々軸方向に加締
め部材７１．７１が貫通しており、この加締め部材７１
．７１の先端部には第１実施例で述べたＳＭＡコイル１
２ａ、１２ｂの後端部が接続されている。このＳＭＡコ
イル１２ａ、１２ｂの先端ＮＳＧよ上記ワイヤ６１の後
端部に接続されている。

上記ＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂの先端部には各々リー
ド線７２．７３が、後端部には加締め部材を介してリー
ド￥ｊＡ７４．７５が各々接続されており、このリード
線７２，７３．７４．７５によってＳＭＡコイル１２ａ
、１２ｂを通電加熱できるようになっている。尚、微調
整部５６の外周は前記外皮５８によって被覆されている
。

上記のように構成された内視鏡の作用を説明する。

第８図上において上方向に湾曲を行う場合はリード？２
７２．７３を介してＳＭ／Ｍｌイル１２ａに通電を行い
、ＳＭＡコイル１２ａを加熱する。ＳＭＡコイル１２ａ
は加熱によって相変態を起こし、初期形状の密巻きコイ
ルに戻ろうとする。これによってＳＭＡコイル１２ａは
ライｌｌ−６１を介して先端構成部本体２１を牽引し、
湾曲部９が湾曲される。

湾曲部９を繰返し湾曲させることによってＳＭＡコイル
１２ａ、１２ｂの形状回復率が低下した場合には微調整
部５６に当たる外皮５８を取外し、調整環６６を同動し
て、操作部方１ムＪに移動させる。

調整環６６の後端部端面Ｇ、を移動環６８の先端部端面
と当接している為に、これによって移動環６８を操作部
側に移動させる。移動環６８にはビン６９が設けられ、
このビン６９にはＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂが固定さ
れている為にＳＭＡコイル１２ａ、１２ｂは伸展されて
初期歪を増加される。

本実施例では調整環６６が微調整部５６の外周に設けら
れている為に外皮５８を取外すだけでＳＭＡコイル１２
ａ、１２ｂの初期歪の調整を行うことができ、第１ない
し第４実施例に比べて挿入部４を分解することなく容易
に初期歪の調整を行うことができる。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第１０図ないし第１４図は本発明の第６実施例に係り、
第１０図ｉよ微調整部の斜′６４図、第１１詞は微調整
部と湾曲部との接続状態の説明図、第１２図は可撓性軸
の説明図、第１３図【よ他の可１尭性軸の説明図、第１
４図は第１３図のＡ−Ａ一方向断面図である。

本実施例は湾西方向が４方向であること、及び微調整部
の構成が異なるほかは第５実施例と同様である。従って
、第５実施例と同様の構成部材には同じ符月を付（Ｊて
説明を省略する。

本実施例の微調整部７６は仲人部４とほぼ同一の外径を
有する外筒７７を有している。この外筒７７内には挿入
部４の軸方向中心と一致づる回転中心を有する内筒７８
が設けられている。この内筒７８の外周壁には軸方向に
４箇所、互いに９０度の角度を有するようにして羽根７
９，７９．・・・が突設されている。各々の羽根７９の
後部には長孔８１が軸方向に穿設されており、この長孔
８１には１字形の止め具８２の一方のフランジ面を貫通
するねじ８３が挿通されている。このねじ８３にはナツ
ト８４が螺合されてＪ３す、このナツト８４を締付ける
ことによって羽Ｗ１７９に止め具８２を固定できるよう
になっている。

上記止め具８２の他方のフランジ面には加締め部材７１
が軸方向に貫通しており、この加締め部材７１の先端部
にはＳＭＡコイル１２が接続されている。尚、内筒７８
内には固体ｉｓ素子２３に接続される信号線２７やライ
トガイド２６や処置具用チューブ等が挿通されるように
なっている。

上記羽根７９の先端部にＵ第１１図に示すように切欠部
８０が設けられており、この切欠部８０に外筒７７の先
端部に西嵌される接続管８５の先端部が係合されるよう
になっている。この接続管８５に【よ湾曲部９を構成づ
る複数の湾曲部５７゜５７、・・・のうら、後端部の湾
曲部５７が内嵌されるようになっている。

その他の構成は第５実施例と同様である。

木丈施例において初期歪を増加づる場合はナツト８４を
緩めて、止め具８２を操作部側に引き、ＳＭＡコイル１
２の初期歪を増加さ吐る。その後再びナツト８４を締付
けて止め具８２を羽根７９に固定ツる。

その他の作用及び効果は第５実施例と同様である。

尚、第１２図及び第１３図のように可撓性軸を配設して
も良い。

第１２図は一木の可撓性軸８６の一方の端部に先端構成
部本体２１を固定し、他方の端部に端部フランジ３０を
固定したものである。先端構成部本体２１と端部フラン
ジ３０との間にはリング状の中間フランジ８７．８７が
離間して設けられており、この中間フランジ８７．８７
の中央部を可撓性軸８６がＭｉ通されるようになってい
る。この中間フランジ８７，８７．・・・には周方向に
ＳＭＡコイル１２が挿通される貫通孔８８．８８．・・
・がＶＱ４ノられている。

上記中間フランジ８７の中央部両端面には中心に貫通孔
８９が設けられた補助フランジ９１，９１が固定されて
いる。この貫通孔８９には前記可撓性軸８６が貫通し、
この貫通孔８９を接合剤で塞ぐことによって可撓性軸８
６と中間フランジ８７とを固定するようになっている。

第１３図は第１２図と同様の中間７ランジ８７の両端面
に４本の可撓性軸９３が固定されてものである。また、
中間フランジ８７の中央部には固体撮像素子２３に接続
される信号線２７やライトガイド２６が挿通されるよう
になっている。

尚、上記各実施例ではコイル状の形状記憶合金を使用し
ているが、これに限定されることなくライ１フ等でも良
い。

また、形状記憶合金の両端にｙ！ｉ調整手段を設けても
良い。

更に、第１ないし第５実施例では湾曲方向を２方向とし
ているが、４方向としてもよい。

さらにまた、光学式内視鏡に本発明を適用してｂ長い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、湾曲部に使用され
−（いる形状記憶合金に疲労が生じた場合でも形状記憶
合金の初期歪量を簡単な操作で調整可能にして内視鏡の
湾曲性能を７：ｉに良好に維持り′ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡挿入部に断面図、第２図は内視鏡Ｓｎの構成
国、第３図は形状記憶合金と中間７ランジとの固定部の
説明図、第４図は微ｍ整手段の説明図、第５図は本発明
の第２実施例に係り、微調整手段の説明図、第６図は本
発明の第３実施例に係り、微調整手段の説明図、第７図
【よ本発明の第４実施例に係り、微調整手段の説明図、
第８図及び第９図番よ本発明の第５実施例に係り、第８
図は挿入部先端部の断面図、第９図は長孔の説明図、第
１０図ないし第１４図は本発明の第６実施例に係り、第
１０図は微調整部の斜視図、第１１図は微調整部と湾曲
部との接続状態の説明図、第１２図は可撓性軸の説明図
、第１３図は他の可撓性軸の説明図、第１４図は第１３
図のＡ−Ａ　＝方向断面図、第１５図は変形繰返し回数
と形状回復率の関係を示したグラフである。 ９・・・湾曲部 １２ａ、１２ｂ・・・形状記憶合金コイル２８・・・回
転キ１？ツブ ２９ａ、２９ｂ・・・中間７ランジ ３０・・・端部フランジ　　３４・・・可撓性・油３６
・・・調整ねじ 第３図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　形状記憶合金を内視鏡の軸方向に配設し、その収縮変
   形によつて湾曲を行う内視鏡において、上記形状記憶合
   金の軸方向の張力を可変に設定する微調整手段を該形状
   記憶合金の少なくとも一端部に設けたことを特徴とする
   内視鏡。