JPH0432081Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0432081Y2 JPH0432081Y2 JP2824987U JP2824987U JPH0432081Y2 JP H0432081 Y2 JPH0432081 Y2 JP H0432081Y2 JP 2824987 U JP2824987 U JP 2824987U JP 2824987 U JP2824987 U JP 2824987U JP H0432081 Y2 JPH0432081 Y2 JP H0432081Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sma
- memory alloy
- shape memory
- impulse
- energization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、挿入部等に形状記憶合金（SMA：
Shape Memory Alloy）を採用し、この合金へ
の加熱により形状回復力で挿入部を湾曲させる挿
入具に関するものである。
Shape Memory Alloy）を採用し、この合金へ
の加熱により形状回復力で挿入部を湾曲させる挿
入具に関するものである。
この種の挿入具の従来例としては、SMAに通
電加熱して湾曲機構を操作する内視鏡装置の挿入
部が知られている。
電加熱して湾曲機構を操作する内視鏡装置の挿入
部が知られている。
このような従来の内視鏡装置として、実開昭58
−101601号が存在している。
−101601号が存在している。
しかし乍ら、この装置でのSMAへの加熱方式
としては、このSMAに一定電圧又は一定電流の
印加、あるいはパルス幅変調方式（PWM方式）
のみによるため、応答性や湾曲力量の一時的増大
ができなかつた。従つて、挿入部の湾曲を速やか
におこないたい場合や、挿入部の湾曲部に体腔壁
が当たつた場合などに問題が生じてしまい、操作
性が悪いという欠点があつた。
としては、このSMAに一定電圧又は一定電流の
印加、あるいはパルス幅変調方式（PWM方式）
のみによるため、応答性や湾曲力量の一時的増大
ができなかつた。従つて、挿入部の湾曲を速やか
におこないたい場合や、挿入部の湾曲部に体腔壁
が当たつた場合などに問題が生じてしまい、操作
性が悪いという欠点があつた。
また、別の通電加熱方式として、例えば実開昭
59−2344号に開示されたものが存在し、ここでは
可変抵抗によりSMAへの電力を調整しているが、
通常の電力に比べて一時的に増大させる場合には
手動により一定の期間この可変抵抗を調節しなけ
ればならない不具合が生じていた。
59−2344号に開示されたものが存在し、ここでは
可変抵抗によりSMAへの電力を調整しているが、
通常の電力に比べて一時的に増大させる場合には
手動により一定の期間この可変抵抗を調節しなけ
ればならない不具合が生じていた。
即ち、前述したように、従来のSMAを用いた
挿入具における、SMAへの通常加熱方式には、
以下のような種々の問題点があつた。SMAの高
速応答特性や湾曲力量の瞬間的な増大が期待でき
ない欠点があると共に、繁雑な通電操作を必要と
する問題点があつた。
挿入具における、SMAへの通常加熱方式には、
以下のような種々の問題点があつた。SMAの高
速応答特性や湾曲力量の瞬間的な増大が期待でき
ない欠点があると共に、繁雑な通電操作を必要と
する問題点があつた。
従つて、本考案の目的は、従来のものに比べ
て、SMAの湾曲応答性および湾曲力量を簡単な
操作で一時的に向上できる形状記憶合金を用いた
挿入具を提供することである。
て、SMAの湾曲応答性および湾曲力量を簡単な
操作で一時的に向上できる形状記憶合金を用いた
挿入具を提供することである。
上述した従来の欠点を除去するために、本考案
では、形状記憶合金を用いて挿入部を湾曲させる
挿入具において、所定の形状に挿入部を湾曲させ
る温度に形状記憶合金を加熱する第１の加熱手段
を設けるとともに、第１の加熱手段より一時的に
通電量を高くする第２の加熱手段を設けたことを
特徴とするものである。
では、形状記憶合金を用いて挿入部を湾曲させる
挿入具において、所定の形状に挿入部を湾曲させ
る温度に形状記憶合金を加熱する第１の加熱手段
を設けるとともに、第１の加熱手段より一時的に
通電量を高くする第２の加熱手段を設けたことを
特徴とするものである。
以下、図面を参照し乍ら本考案を詳述する。
第１実施例の構成
先ず、本考案の第１実施例に係る形状記憶合金
を用いた挿入具が応用された内視鏡装置の全体の
構成を第１図に示す。
を用いた挿入具が応用された内視鏡装置の全体の
構成を第１図に示す。
第１図において、内視鏡装置１の挿入部２の先
端側には線材からなる形状記憶合金SMA３が設
けられている。このSMA３は、例えばNI−Ti合
金、Cu−Zn−Al合金等の熱弾性型マルテンサイ
ト変態を示す材料からなり、第１図の破線で示す
ごとく上側へ湾曲した形状を記憶させておく。
又、変態点を30−80℃、例えば60℃に設定してお
くものとする。このSMA３の両端にはリード線
Ａ４及びリード線Ｂ５が接続され、リード線Ａ４
の他端は操作部６の通電スイツチ７に接続されて
いる。ライトガイドケーブル８は、光源装置９に
接続されている。通電スイツチ７からのリード線
Ｃ１０及びリード線Ｂ５は、ライトガイドケーブ
ル８より分岐して通電制御装置１１に導かれ、図
示するごとく通電回路１２および抵抗値検出回路
１３に接続されている。この抵抗値検出回路１３
へは、PWM制御部１４及びインパルス制御部１
５が接続され、これらの制御信号が通電回路１２
に導かれる。
端側には線材からなる形状記憶合金SMA３が設
けられている。このSMA３は、例えばNI−Ti合
金、Cu−Zn−Al合金等の熱弾性型マルテンサイ
ト変態を示す材料からなり、第１図の破線で示す
ごとく上側へ湾曲した形状を記憶させておく。
又、変態点を30−80℃、例えば60℃に設定してお
くものとする。このSMA３の両端にはリード線
Ａ４及びリード線Ｂ５が接続され、リード線Ａ４
の他端は操作部６の通電スイツチ７に接続されて
いる。ライトガイドケーブル８は、光源装置９に
接続されている。通電スイツチ７からのリード線
Ｃ１０及びリード線Ｂ５は、ライトガイドケーブ
ル８より分岐して通電制御装置１１に導かれ、図
示するごとく通電回路１２および抵抗値検出回路
１３に接続されている。この抵抗値検出回路１３
へは、PWM制御部１４及びインパルス制御部１
５が接続され、これらの制御信号が通電回路１２
に導かれる。
第２図は、上記構成図の動作例を示したもので
ある。２Ａ図は通電スイツチ７のon−off波形図
を、２Ｂ図は通電パルスのｔ−Ｖ（時間−電圧）
の関係を示す図を、２Ｃ図は抵抗値検出パルス
を、２Ｄ図はSMAの温度変化を、２Ｅ図は湾曲
角度の変化を各時間変化に対応させて示したもの
をそれぞれ示してある。
ある。２Ａ図は通電スイツチ７のon−off波形図
を、２Ｂ図は通電パルスのｔ−Ｖ（時間−電圧）
の関係を示す図を、２Ｃ図は抵抗値検出パルス
を、２Ｄ図はSMAの温度変化を、２Ｅ図は湾曲
角度の変化を各時間変化に対応させて示したもの
をそれぞれ示してある。
第１実施例の動作
次に、第１図の内視鏡装置１の動作を第２図の
各種波形図を参照し乍ら説明する。
各種波形図を参照し乍ら説明する。
先ず、通電スイツチ７をonにすると、インパ
ルス制御部１５より第２Ｂ図のごとく常に一定期
間t1に所定の大電圧（インパルス）をSMA３に
供給するように、通電回路１２に制御信号が送ら
れる。このインパルス期間t1の後は、このインパ
ルス電圧よりも小さなパルス電圧がパルス幅変調
（PWM）方式にてSMA３に供給される。第２Ｃ
図に示すごとく通電パルスの空き時間には、抵抗
値検出用のパルスが出力される。これは、抵抗値
検出回路１３にて行われ、SMA３の抵抗値を検
出することで、その変位、すなわち湾曲角度を知
ることができると共にPWM制御部１４により湾
曲角度をコントロールすることができる。第２Ｄ
図の実線は、上記インパルス制御をおこなつた場
合のSMA３の温度変化を示す。又、同図の破線
はPWM制御のみをおこなつた場合である。つま
り、初期に大電圧のインパルスを加えることで、
SMA３の温度上昇を早期に完了できる。これに
より、第２Ｅ図のごとく対応して得られる湾曲角
度も、それの応答性が向上する特徴がある。
ルス制御部１５より第２Ｂ図のごとく常に一定期
間t1に所定の大電圧（インパルス）をSMA３に
供給するように、通電回路１２に制御信号が送ら
れる。このインパルス期間t1の後は、このインパ
ルス電圧よりも小さなパルス電圧がパルス幅変調
（PWM）方式にてSMA３に供給される。第２Ｃ
図に示すごとく通電パルスの空き時間には、抵抗
値検出用のパルスが出力される。これは、抵抗値
検出回路１３にて行われ、SMA３の抵抗値を検
出することで、その変位、すなわち湾曲角度を知
ることができると共にPWM制御部１４により湾
曲角度をコントロールすることができる。第２Ｄ
図の実線は、上記インパルス制御をおこなつた場
合のSMA３の温度変化を示す。又、同図の破線
はPWM制御のみをおこなつた場合である。つま
り、初期に大電圧のインパルスを加えることで、
SMA３の温度上昇を早期に完了できる。これに
より、第２Ｅ図のごとく対応して得られる湾曲角
度も、それの応答性が向上する特徴がある。
また常時、大電圧又は大電流をSMA３に供給
することも考えられるが、この方法ではSMA３
に大きな熱が加えられ、記憶形状のボケにつなが
る恐れがあり好ましくないことが明らかである。
することも考えられるが、この方法ではSMA３
に大きな熱が加えられ、記憶形状のボケにつなが
る恐れがあり好ましくないことが明らかである。
第２実施例
次に、第３図〜第５図を参照し乍ら、本考案の
第２実施例を説明する。
第２実施例を説明する。
本例では、第１図に示した通電スイツチ７とは
別個に、インパルススイツチ（図示せず）を設け
任意の瞬時に大電圧をSMA３に一定時間t2だけ
供給することができるようにしたものである。第
３Ｄ図に示すように、SMA３の加熱速度は上述
のインパルス電圧供給により一時的に増大する。
これにより第３Ｅ図に示すように湾曲力量がイン
パルススイツチのonにより一時的に増加させる
ことができる。このSMA３は、第４図に示すご
とく、加熱速度が大きいほど発生力量が大きくな
る特性をもつており、本例ではこの性質を応用し
たものである。第５図は、インパルス制御部１５
及びPWM制御部１４の制御回路図例である。
別個に、インパルススイツチ（図示せず）を設け
任意の瞬時に大電圧をSMA３に一定時間t2だけ
供給することができるようにしたものである。第
３Ｄ図に示すように、SMA３の加熱速度は上述
のインパルス電圧供給により一時的に増大する。
これにより第３Ｅ図に示すように湾曲力量がイン
パルススイツチのonにより一時的に増加させる
ことができる。このSMA３は、第４図に示すご
とく、加熱速度が大きいほど発生力量が大きくな
る特性をもつており、本例ではこの性質を応用し
たものである。第５図は、インパルス制御部１５
及びPWM制御部１４の制御回路図例である。
上記のごとくに構成したので、例えば湾曲部が
体腔壁に接触し、この壁に負荷を与えたい場合、
例えばCFの左結腸曲への湾曲部のひつかけ、JF
のPULL法時等の場合に、特に効果がある。
体腔壁に接触し、この壁に負荷を与えたい場合、
例えばCFの左結腸曲への湾曲部のひつかけ、JF
のPULL法時等の場合に、特に効果がある。
第３実施例
更に、第６図〜８図を参照し乍ら、本考案の第
３実施例について説明する。
３実施例について説明する。
本例では、インパルススイツチをonすること
により、一時的にパルスの通電幅を長くすること
を特徴とする。即ち、一時的にデユーテイ比を変
えパルス通電時間を長くするように構成する。
により、一時的にパルスの通電幅を長くすること
を特徴とする。即ち、一時的にデユーテイ比を変
えパルス通電時間を長くするように構成する。
第６Ｃ図で示したように、通電パルスのON持
続時間t3を、前述の２つの実施例のものより長く
設定する。これは第７図および第８図に示したよ
うな回路構成、例えばタイマ２０、同期信号発生
器２４および切換えスイツチ２８によつて実現で
きる。
続時間t3を、前述の２つの実施例のものより長く
設定する。これは第７図および第８図に示したよ
うな回路構成、例えばタイマ２０、同期信号発生
器２４および切換えスイツチ２８によつて実現で
きる。
変形例
尚、本考案は上記実施例のみに限定されるもの
ではない。例えば、 (1) 医療用の内視鏡以外にも、工業用検査用の内
視鏡・各種カテーテル・各種処置具にも適用さ
れる。
ではない。例えば、 (1) 医療用の内視鏡以外にも、工業用検査用の内
視鏡・各種カテーテル・各種処置具にも適用さ
れる。
(2) インパルス電圧又は電流を印加する時期は、
SMAへの通電時の任意の時期（タイミングで）
に、任意の期間（ON期間）印加してよい。
SMAへの通電時の任意の時期（タイミングで）
に、任意の期間（ON期間）印加してよい。
(3) SMAは、第１図では１本のみ示しているが、
複数本設けて多方向の湾曲を得るようにしてよ
い。
複数本設けて多方向の湾曲を得るようにしてよ
い。
(4) SMAの形状は、線材の他、板状、コイルス
プリング形状等でもよく、その形状で限定され
るものではない。
プリング形状等でもよく、その形状で限定され
るものではない。
以上詳述したように、本考案によれば、挿入部
の湾曲の応答性や力量を少なくとも一時的に向上
でき、操作性を向上できる効果がある。
の湾曲の応答性や力量を少なくとも一時的に向上
でき、操作性を向上できる効果がある。
第１図は、本考案による形状記憶合金を用いた
挿入具の第１実施例の構成を示す線図、第２図は
同じくその動作を説明するための図、第３図〜第
５図は、第２実施例の動作を説明するための図、
およびインパルスおよびPWM制御部の回路図、
第６図は、第３実施例の動作を説明するための
図、第７図および第８図は、この実施例を実現す
るための回路構成のブロツク線図である。 １……内視鏡装置、２……挿入部、３……
SMA、７……通電スイツチ、１１……通電制御
装置、１４……PWM制御部、１５……インパル
ス制御部、２０……タイマ、２４……同期信号発
生器。
挿入具の第１実施例の構成を示す線図、第２図は
同じくその動作を説明するための図、第３図〜第
５図は、第２実施例の動作を説明するための図、
およびインパルスおよびPWM制御部の回路図、
第６図は、第３実施例の動作を説明するための
図、第７図および第８図は、この実施例を実現す
るための回路構成のブロツク線図である。 １……内視鏡装置、２……挿入部、３……
SMA、７……通電スイツチ、１１……通電制御
装置、１４……PWM制御部、１５……インパル
ス制御部、２０……タイマ、２４……同期信号発
生器。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 形状記憶合金を用いて挿入部を湾曲させる挿
入具において、所定の形状に上記挿入部を湾曲
させる温度に上記形状記憶合金を加熱する第１
の加熱手段と、上記第１の加熱手段より一時的
に通電量を高くする第２の加熱手段を具備する
ことを特徴とする形状記憶合金を用いた挿入
具。 (2) 上記第１の加熱手段は、パルス幅変調方式の
制御部からなることを特徴とする実用新案登録
請求の範囲第１項記載の形状記憶合金を用いた
挿入具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2824987U JPH0432081Y2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2824987U JPH0432081Y2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63135603U JPS63135603U (ja) | 1988-09-06 |
| JPH0432081Y2 true JPH0432081Y2 (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=30831037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2824987U Expired JPH0432081Y2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0432081Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP2824987U patent/JPH0432081Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63135603U (ja) | 1988-09-06 |
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