WO2016043032A1 - 湾曲管及び湾曲管を備える内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

　内視鏡の挿入部に用いられる湾曲部の連結部は、湾曲の回動軸に平行な摺動面と回動軸に直交する方向の摺動面により、それぞれの湾曲駒を連結する。摺動面は、回動軸方向に作用した外力を面と直交する方向で受けるため、外れや捩れに対する耐性を有する。

Description

湾曲管及び湾曲管を備える内視鏡装置

　本発明は、挿入部の先端側に設けられる湾曲自在な湾曲管を有する内視鏡装置に関する。

　一般に、体腔内又は管路内に挿入して、内部を観察するための内視鏡装置が知られている。内視鏡装置における体腔内等に挿入される挿入部は、その体腔内の曲がりに沿って前後進できるように、また観察したい箇所を撮影するために、先端部分が自在に湾曲できる構成となっている。この湾曲部は、複数の短い湾曲駒が連結された構成となっている。これらの湾曲駒は、個々にワイヤーが接続されており、基端側に設けられた操作部のアングルノブを操作することにより、ワイヤーの牽引弛緩が加減されて、自在に屈曲させることができる。

　湾曲部の作製については、加工技術の向上により、レーザー光を用いて、１本の直管に切り込みを入れることで、連結部の回動軸となるリンク部や係合部を同時に作製している。例えば、特許文献１には、湾曲部が直管の周囲から略中心軸の方向に向かって、レーザー光による切り込みが入れられて、連結した状態の湾曲駒に形成される技術が提案されている。

特許番号２９４４５３３号公報

　前述した特許文献１による湾曲管は、レーザー光をパイプの略中心軸に向けて照射されて、切り込みが径方向の斜めに入れられている。例えば、図８Ａ，８Ｂに示すように、湾曲駒２１と湾曲駒２２の連結機構において、凹部のリンク部２２ａと凸部の係合部２１ａが嵌合して連結し、リンク部２２ａの中心を回動軸Ｏとして、揺動可能となっている。

　この連結機構は、湾曲時における湾曲駒に加わる力を受け持っている。この連結に関わる摺動面２１ｃ，２２ｃと、摺動面２１ｄ，２２ｄは、それぞれ回動軸Ｏに対して、傾斜する角度を有して当接している。この傾斜を持つ摺動面は、例えば、湾曲動作により湾曲駒の回動軸方向に外力が働いた場合、即ち、リンク部２２ａが係合部２１ａから抜け出される方向に外力が加わると、これを摺動面同士で受けることとなる。特に、摺動面の面方向又は直交する方向に作用する外力については、比較的耐性が高くなるが、摺動面に対して交差する方向に外力が加わった場合には、構造物自体に捩れの負荷が掛かった状態となる。使用時以外に、例えば、保管時又は洗浄時等に、各湾曲駒の連結機構に対して、引っ張り、曲げ及び捻りが混在する外力が加わり、湾曲管の強度を超えた外力が加わると、湾曲駒の連結機構に対する抜けや食い込み等の不具合を発生させる原因となり得る。

　そこで本発明は、レーザー描画により連なるように形成された複数の湾曲駒に加わる引っ張り、曲げ及び捻りを含む外力に対する耐性が増強された湾曲管を備える内視鏡装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態の湾曲管は、湾曲可能な湾曲管を構成するための第１の湾曲駒と、前記第１の湾曲駒に対して回動するための第２の湾曲駒と、前記第１の湾曲駒に形成され、前記第２の湾曲駒を回動させる回動軸を有するリンク部と、前記第２の湾曲駒に形成され、前記回動軸と略平行であって前記リンク部に対して摺動する摺動面を有し、前記リンク部に対して回転可能に係合される係合部と、前記第１の湾曲駒において前記リンク部の近傍に形成され、前記リンク部に係合された前記係合部が回動時に当接可能であって、前記回動軸に対して略垂直方向に形成された垂直面を有する受け部と、を備える。

　さらに、本発明に従う実施形態の内視鏡装置は、挿入部に配置され、湾曲可能な湾曲管を構成するための第１の湾曲駒と、前記第１の湾曲駒に対して回動するための第２の湾曲駒と、前記第１の湾曲駒に形成され、前記第２の湾曲駒を回動させる回動軸を有するリンク部と、前記第２の湾曲駒に形成され、前記回動軸に対して傾斜して前記リンク部に対して摺動する摺動面を有し、前記リンク部に対して回転可能に係合される係合部と、前記第１の湾曲駒において前記リンク部の近傍に形成され、前記リンク部に係合された前記係合部が回動時に当接可能であって、前記回動軸に対して略垂直方向に形成された垂直面を有する受け部と、を備える。

　本発明によれば、レーザー描画により、連なるように形成された複数の湾曲駒に加わる引っ張り、曲げ及び捻りを含む外力に対する耐性が増強された湾曲管を備える内視鏡装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の挿入部の湾曲管における連結する２つの湾曲駒の外観構成を示す図である。 図２は、２つの湾曲駒の連結機構を拡大して示す図である。 図３は、図２に示す湾曲駒におけるＡ－Ａ断面の構成を示す図である。 図４は、回動状態にある湾曲駒における連結機構を拡大して示す図である。 図５は、連結された複数の湾曲駒からなる湾曲管が上下（ＵＤ）方向に湾曲された状態を示す図である。 図６は、連結された複数の湾曲駒からなる湾曲管が右　左（ＲＬ）方向に湾曲された状態を示す図である。 図７は、第２の実施形態の内視鏡の挿入部における２つの湾曲駒の連結機構の断面を拡大して示す図である。 図８Ａは、一般的な２つの湾曲駒の連結機構を拡大して示す図である。 図８Ｂは、図８Ａに示す湾曲駒における断面構成を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。　
　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部の湾曲管における連結する２つの湾曲駒の外観構成を示す図である。図２は、２つの湾曲駒の連結機構を拡大して示す図である。図３は、図２に示す湾曲駒におけるＡ－Ａ断面の構成を示す図である。図４は、回動状態にある湾曲駒の連結機構を拡大して示す図である。図５は、連結された複数の湾曲駒からなる湾曲管が上下（ＵＤ）方向に湾曲された状態を示す図である。図６は、連結された複数の湾曲駒からなる湾曲管が右左（ＲＬ）方向に湾曲された状態を示す図である。

　本実施形態に係る挿入部の湾曲管は、１本の円筒形状直管の硬質パイプ（例えば、SUS、NiTi等）に対して外側からレーザー光を照射し、切り込みを描画して形成するレーザー加工技術を用いて形成される。他には、ワイヤーカット加工技術を用いることも可能である。

　図５に示す例では、湾曲管１は、先端湾曲駒１０から例えば、１８個の同形状の湾曲駒２，３，１１－２６（中間湾曲駒）が連なり、最後に基端湾曲駒２７が連結されて構成されている。実際に使用される場合には、これらの湾曲駒は、伸縮性を有するゴム材料又は樹脂材料のシート部材により被覆されている。

　湾曲管における各湾曲駒の連結は、後述するリンク部（第１凸部）と係合部による連結機構が、円筒形状の湾曲駒の中心軸Ｑを挟んで対向する位置に一対で、交互に９０度ずれながら順次、形成される。この交互に９０度の位置ずれを有する連結により、各湾曲駒は、交互に上下方向と左右方向に湾曲可能な構成となる。　
　図１に示すように、リンク部３ａは、円形状の突起（端部）からなり、円筒形状の湾曲駒の中心軸Ｑを挟んで、先端側の対向する位置に一対で形成される。さらに反対の基端側で、リンク部３ａとは９０度ずれた位置に、対向するように一対の凸形状の係合部２ｂ（第２凸部）が形成されている。この形状で複数の湾曲駒が連結することにより、湾曲管１は、図示しないワイヤーの牽引弛緩により、図５に示す上下方向の湾曲と図６に示す右左方向の湾曲を行うことができ、勿論、実際には、上下及び右左を組み合わせた屈曲となる。

　図２に示すように、リンク部３ａは、湾曲駒３の支持部分から両側に延びる平坦面３ｂが、湾曲駒２，３の回動角度に基づき１８０度以下の片さがりに形成される。さらに平坦面３ｂの両外側には、係合部２ｂを支持する摺動面３ｃが形成された突起する受け部３ｅが設けられている。本実施形態における湾曲駒２，３の回動の中心となる回動軸Ｐは、リンク部３ａの中心と一致するように構成されている。尚、本実施形態の構成においては、肩口部６が対向する湾曲駒に当接した際に、最大回動状態（最大回動角度）となる。

　また、図２に示すように、係合部２ｂにおいても同様に、係合部２ｂの両方の先端面も外側に向かい、片さがリに形成される。これらの平坦面３ｂとそれぞれの先端面の間の三角形のスペースは、図４に示すように、回動時に係合部２ｂの逃げの回動スペース４として利用される。同様に、係合部２ｂの両側は、窪むように凹型に形成され、回動時の受け部３ｅの逃げの回動スペース５として使用される。また、摺動面３ｃと接する係合部２ｂの凸形状となる箇所（第２凸部）は、後述する摺動面２ｃが形成されている。

　本実施形態のジョイント機構におけるリンク部３ａと切り欠き２ａは、互いに当接する摺動面３ｄと摺動面２ｄ（第１の摺動部）が回動可能となるように、僅かな隙間を空けて嵌合されている。これらの摺動面２ｄ，３ｄは、図３に示すように、互いに回動軸Ｐと平行で略平行方向ｍに形成されている平行面である。また同様に、受け部３ｅと係合部２ｂで互いに当接する摺動面３ｃと摺動面２ｃ（案内部）の面方向は、回動軸Ｐに対して直交する方向、図３においては、略水平方向ｎに形成されている水平面である。そして、各湾曲駒が直線状に連結された状態から、リンク部３ａに対して係合部２ｂが回動する、つまり、摺動面３ｄに対して摺動面２ｄが摺動すると、受け部３ｅに対して係合部２ｂが当接する。つまり、摺動面３ｃに対して摺動面２ｃが摺動することとなる。

　この構成により、図１及び図４に示すように、回動軸Ｐの方向から外力を受けた場合には、係合部２ｂに加わった外力が摺動面２ｃを通じて、受け部３ｅの摺動面３ｃに加わる。摺動面３ｃは、外力を面方向と直交する方向に受けるため、十分な耐性を有している。同様に、回動軸Ｐと直交する方向から外力を受けた場合においても、リンク部３ａと切り欠き２ａの摺動面３ｄと摺動面２ｄの面方向に対して、直交する方向に外力が加わるため、十分な耐性を有している。

　前述した図８Ｂに示したように、これまでの係合部２１ａと受け部２２ｂの摺動面２１ｃ，２２ｃが回動軸方向に対して傾斜して当接しているため、回動軸方向又は回動軸と直交する方向から外力が加わった場合、摺動面２１ｃ，２２ｃ同士が斜めにずれ合う方向で外力を受け止めることとなる。つまり、摺動面に対して垂直方向に外力を受ける本実施形態に比べて、耐性が劣っている。以上説明したように、本実施形態によれば、挿入部の湾曲管は、外力に対して、より摺動面同士における抜けや食い込みを避けることができる。

　［第２の実施形態］
　図７は、第２の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部の湾曲管における連結する２つの湾曲駒の連結機構を拡大して示す図である。本実施形態に構成部位において、前述した第１の実施形態に示した構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

　前述した第１の実施形態では、連結機構におけるリンク部３ａ及び係合部２ｂの切り欠き２ａの摺動面３ｄと摺動面２ｄが回動軸Ｐ（図３に示す）と平行で垂直方向ｍに形成されていた。本実施形態では、摺動面３ｆと摺動面２ｅ （第２の摺動部）が、その回動軸Ｐに対して、傾斜を持った角度に形成される。ここでは、外面の径よりも内面の径の方が大きくなる傾斜方向ｒに設定される。前記傾斜方向は、内面の径よりも外面の径の方が大きくなる方向でも良い。勿論、受け部３ｅと係合部２ｂで互いに当接する摺動面３ｃと摺動面２ｃの面方向は、回動軸Ｐに対して直交する方向、図７においては、水平方向ｎに形成されている。

　本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同等の外力に対する耐性を有し、さらに、リンク部３ａ及び係合部２ｂの切り欠き２ａにおける摺動面２ｅ，３ｆ（第２の摺動部）を傾斜面に形成することにより、切り欠き２ａからリンク部３ａがより外れ難くなる効果を奏している。

　１…湾曲管、２，３…湾曲駒、２ｂ…係合部、２ｃ，２ｄ，２ｅ，３ｃ，３ｄ，３ｆ…摺動面、３ａ…リンク部、３ｂ…平坦面、４，５…スペース、１０…先端湾曲駒、２７…基端湾曲駒。

Claims (5)

1. 　湾曲可能な湾曲管を構成するための第１の湾曲駒と、
   　前記第１の湾曲駒に対して回動するための第２の湾曲駒と、
   　前記第１の湾曲駒に形成され、前記第２の湾曲駒を回動させる回動軸を有するリンク部と、
   　前記第２の湾曲駒に形成され、前記回動軸と略平行であって前記リンク部に対して摺動する摺動面を有し、前記リンク部に対して回転可能に係合される係合部と、
   　前記第１の湾曲駒において前記リンク部の近傍に形成され、前記リンク部に係合された前記係合部が回動時に当接可能であって、前記回動軸に対して略垂直方向に形成された垂直面を有する受け部と、
   を具備することを特徴とする湾曲管。
2. 　湾曲可能な湾曲管を構成するための第１の湾曲駒と、
   　前記第１の湾曲駒に対して回動するための第２の湾曲駒と、
   　前記第１の湾曲駒に形成され、前記第２の湾曲駒を回動させる回動軸を有するリンク部と、
   　前記第２の湾曲駒に形成され、前記回動軸に対して傾斜して前記リンク部に対して摺動する摺動面を有し、前記リンク部に対して回転可能に係合される係合部と、
   　前記第１の湾曲駒において前記リンク部の近傍に形成され、前記リンク部に係合された前記係合部が回動時に当接可能であって、前記回動軸に対して略垂直方向に形成された垂直面を有する受け部と、
   を具備することを特徴とする湾曲管。
3. 　前記受け部は、前記第１の湾曲駒の中心軸に対して略平行に配置され前記垂直面を形成する端部を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の湾曲管。
4. 　前記湾曲管は、複数の湾曲駒が連なった状態でレーザー加工により描画されて形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湾曲管。
5. 　内視鏡装置の挿入部に配置され、複数の湾曲駒が連結機構により連結して構成される湾曲可能な湾曲管であって、
   　前記請求項１又は前記請求項２に記載の前記湾曲管を具備することを特徴とする内視鏡装置。

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