JP5244696B2 - ズーム内視鏡 - Google Patents

Description

この発明は、観察窓内にズーム光学系を内蔵したズーム内視鏡に関する。

対物光学系として焦点距離可変なズーム光学系が用いられたズーム内視鏡においては、可撓性を有する挿入部内の略全長にわたって配置された可撓性ガイド管内に、挿入部の基端に連結された操作部側から回転操作される可撓性の回転伝達線材が軸線周り方向に回転自在に挿通されている。

そして、挿入部の先端内に回転自在に配置されたズーム作動機構等に回転伝達線材の先端が連結され、回転伝達線材を操作部側からモータ駆動又は手動等で軸線周り方向に回転操作すると、回転伝達線材を介して先端のズーム作動機構が作動してズーム光学系の焦点距離が変化するようになっている（例えば、特許文献１、２）。

特開２００５−２８７５７６ 特開２００２−６５５７９

ズーミング操作に用いられる回転伝達線材は、内視鏡の挿入部が屈曲するのに合わせてその内部で屈曲しながら、基端側の回転を先端側にスムーズに伝達する特性を有することが必要である。

ただし、内視鏡の挿入部は、遠隔操作により小さな曲率半径で屈曲する湾曲部が、体腔内の空間形状等に沿って自由に屈曲する可撓管部の先端に連結された構成なので、湾曲部内と可撓管部内とで回転伝達線材の特性を相違させる必要がある。

即ち、回転伝達線材は、湾曲部内では小さな曲率半径で屈曲されても大きな抵抗なく回転伝達がなされる柔軟性が重要である。しかし、湾曲部よりはるかに長くて湾曲部ほど小さな曲率半径では屈曲されない可撓管部内では、回転伝達線材の腰が弱いと波打ち状のよたり等の発生により回転追従性が低下して操作レスポンスの遅れ等が発生するので、柔軟すぎないことが重要になる。

そこで、特許文献１、２等に記載されている従来の発明においては、柔軟で回転追従性のよい軟質トルクコイルを湾曲部内に用い、可撓管部内に位置する部分にはそれより硬質のトルクコイルを用いて、両トルクコイルを連結していた。その連結部では、棒状の連結部材が双方のトルクコイル内に差し込まれて各々固着されている。

しかし、そのような軟質と硬質のトルクコイルを直列に連結した構成では、二つのトルクコイルの径を相違させないと柔軟性を大きく相違させることができないので、軟質部と硬質部とで外径が一致し難く、そのために軟質部においてトルクコイルとガイド管との間のクリアランスが大きくなって回転追従性が低下したり（特許文献１）、径が相違するガイド管を連結する構造を採ることにより挿入部の外径が太くなって、そのために内視鏡の挿入性が低下したりしていた（特許文献２）。

また、二つのトルクコイルを直列に連結する連結部に、双方に差し込まれる棒状の連結部材が用いられていることにより、その部分の硬質部長が長くなってしまうので、屈曲時にその部分で大きな回転抵抗が発生して、作動不良が発生する場合があった。

本発明は、湾曲部内と可撓管部内において、各々に必要な柔軟性と優れた回転追従性とを、ガイド管をつなぎ合わせることなく（したがって、内視鏡の挿入部を太くすることなく）確保することができ、屈曲時等においてもスムーズな回転伝達作用により違和感のないズーミング動作を得ることができるズーム内視鏡を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡のズーム内視鏡は、可撓性を有する挿入部の先端に配置された観察窓内にズーム光学系が配置されると共に、挿入部内の略全長にわたって配置された可撓性ガイド管内に、挿入部の基端に連結された操作部側から回転操作される可撓性の回転伝達線材が軸線周り方向に回転自在に挿通されて、挿入部の先端内に配置されたズーム作動機構に回転伝達線材の先端が連結され、回転伝達線材が操作部側から軸線周り方向に回転操作されることにより、ズーム作動機構が動作してズーム光学系の焦点距離が変化するように構成されたズーム内視鏡において、回転伝達線材が、一本の芯線の周囲に複数の素線を撚り合わせて形成された基端側の硬質トルクワイヤと、素線を硬質トルクワイヤの外径と同じ外径サイズの一定の径に密着巻きして形成されて中心軸部が中空をなす先端側の軟質トルクコイルとを直列に連結して形成され、硬質トルクワイヤの芯線が、硬質トルクワイヤから引き出されて軟質トルクコイルの中空の中心軸部内に差し込まれ、その状態で軟質トルクコイルに接合固着されているものである。

なお、挿入部の先端側の部分に、操作部からの遠隔操作により屈曲する湾曲部が設けられて、軟質トルクコイルが湾曲部内に位置する領域に配置され、硬質トルクワイヤが湾曲部外に位置する領域のみに配置されていてもよく、軟質トルクコイルが、径と巻き方向が相違する複数のコイルを径方向に重ね合わせて構成されていてもよい。

本発明によれば、回転伝達線材が、同じ外径サイズの基端側の硬質トルクワイヤと先端側の軟質トルクコイルとを直列に一体的に連結して形成され、撚り線材からなる硬質トルクワイヤの芯線が硬質トルクワイヤから引き出されて軟質トルクコイルの中空の中心軸部内に差し込まれ、その状態で軟質トルクコイルに接合固着されていることにより、湾曲部内と可撓管部内において、各々に必要な柔軟性と優れた回転追従性とを、ガイド管をつなぎ合わせることなく（したがって、内視鏡の挿入部を太くすることなく）確保することができ、屈曲時等においてもスムーズな回転伝達作用により違和感のないズーミング動作を得ることができる。

本発明の実施例のズーム内視鏡に用いられる回転伝達線材が可撓性ガイド管内に通された状態の側面断面図である。 本発明の実施例のズーム内視鏡の全体構成図である。 本発明の実施例のズーム内視鏡に用いられる回転伝達線材の軸線に垂直な断面における断面図である。 本発明の実施例のズーム内視鏡に用いられる回転伝達線材の連結部を分解して示す側面断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図２はズーム内視鏡の全体構成を示しており、可撓性の挿入部１の基端には各種操作を行うための操作部２が連結されている。

挿入部１は、細長い長尺の可撓管部１Ａの先端に、可撓管部１Ａより短くて遠隔操作により屈曲する湾曲部３が連結されて構成され、操作部２に配置された湾曲操作ノブ４を回転操作することにより、二点鎖線で示されるように、湾曲部３を任意の方向に任意の角度だけ屈曲させることができる。

挿入部１の最先端面に配置された観察窓５の奥には、対物光学系として焦点距離可変なズーム光学系６が内蔵されており、そこで撮像された観察像信号が、挿入部１内に挿通配置された可撓性の信号ケーブル７で伝送される。

８は、ズーム光学系６の焦点距離を変化させるためにズーム光学系６に付設された公知のズーム作動機構である。ズーム作動機構８には、挿入部１内に挿通配置された可撓性の回転伝達線材９の先端が連結されていて、ズーム作動機構８が回転伝達線材９で回転駆動される。

回転伝達性に優れた回転伝達線材９は、挿入部１内に略全長にわたって配置された可撓性ガイド管１０内に、軸線周り方向に回転自在に挿通配置されている。可撓性ガイド管１０の基端は操作部２内に固定され、先端はズーム作動機構８の固定枠等に連結されている。

操作部２内には、回転伝達線材９を基端側から回転操作するための駆動モータ１１が配置されていて、駆動モータ１１が回転するとその回転運動が回転伝達線材９を介してズーム作動機構８に伝達される。

そして、ズーム作動機構８が回転駆動されると、それによってズーム光学系６の焦点距離が変化して観察倍率が変化するいわゆるズーミングが行われる。１２は、駆動モータ１１を停止状態と任意方向への回転状態に切り換え操作するために操作部２に設けられたズーム操作部材である。

図１は、可撓性ガイド管１０内に回転伝達線材９が緩く挿通配置された状態を示している。回転伝達線材９は、複数の素線を撚り合わせて形成されて中心軸部に一本の芯線９ｘを備えた撚り線材からなる基端側の硬質トルクワイヤ９Ｗと、素線を硬質トルクワイヤ９Ｗの外径と同じ外径サイズの一定の径に密着巻きして形成されて中心軸部が中空をなす先端側の軟質トルクコイル９Ｃとを直列に一体的に連結して形成されている。硬質トルクワイヤ９Ｗ及び軟質トルクコイル９Ｃは共に、優れた回転伝達特性を備えている。

ステンレス鋼線材等からなる素線を撚って形成された硬質トルクワイヤ９Ｗは、この実施例においては、その軸線に垂直な断面における断面図である図３に図示されるように、一本の芯線９ｘの周りに６本の素線を撚ったいわゆる１×７本撚りの撚り線である。

一方、硬質トルクワイヤ９Ｗの素線より格段に細いステンレス鋼線材等からなる素線が用いられている軟質トルクコイル９Ｃは、径と巻き方向が相違する複数のコイルを径方向に重ね合わせて構成されたものであり、中心軸部は中空になっている。

この実施例の軟質トルクコイル９Ｃは、図１に示されるように３重コイルによって形成され、その内径サイズ（即ち、中空部の内径）は硬質トルクワイヤ９Ｗの芯線９ｘがほぼピッタリ（又は、僅かに緩く）嵌挿される寸法に設定されている。

このように、回転伝達線材９の硬質側と軟質側を、撚り線材からなる硬質トルクワイヤ９Ｗと多層コイルからなる軟質トルクコイル９Ｃとを組み合わせて構成することにより、双方において大きく相違する所望の柔軟性を同じ外径寸法で実現することができる。

硬質トルクワイヤ９Ｗと軟質トルクコイル９Ｃとの連結部においては、その部分を分解して図示する図４に示されるように、硬質トルクワイヤ９Ｗの先端からその芯線９ｘが真っ直ぐに引き出されている。

そして芯線９ｘが、図１に示されるように、軟質トルクコイル９Ｃの中空の中心軸部内に真っ直ぐに差し込まれて、その状態で軟質トルクコイル９Ｃに半田付け、銀ロー付け又はその他の接合手段により接合固着され、それによって硬質トルクワイヤ９Ｗと軟質トルクコイル９Ｃとが一体的に連結された状態になっている。

したがって、回転伝達線材９の硬質部と軟質部との連結部の硬質部長を従来に比べて非常に短く形成することができ、その結果、回転運動に対し屈曲時に連結部で余分な抵抗が発生せず、良好な回転伝達性が得られる。

そのようにして硬質トルクワイヤ９Ｗと軟質トルクコイル９Ｃとが連結された構成の回転伝達線材９のうち、湾曲部３内に位置する領域は全て軟質トルクコイル９Ｃになっており、硬質トルクワイヤ９Ｗは、湾曲部３外（即ち、可撓管部１Ａ内）に位置する領域のみに配置されている。

したがって、本発明の回転伝達線材９は、湾曲部３内と可撓管部１Ａ内において各々に必要な柔軟性と優れた回転追従性とを得ることができ、硬質トルクワイヤ９Ｗと軟質トルクコイル９Ｃが同じ外径サイズなので、一本の可撓性ガイド管１０内に最適のクリアランスで挿通させることができる。

そのようにして、本発明においては、可撓性ガイド管１０をつなぎ合わせることなく（したがって挿入部１を太くすることなく）優れた回転伝達性を得ることができ、屈曲時等であっても、スムーズな回転伝達作用により、ズーム光学系６において違和感のないズーミング動作を行わせることができる。

１ 挿入部
１Ａ 可撓管部
２ 操作部
３ 湾曲部
５ 観察窓
６ ズーム光学系
８ ズーム作動機構
９ 回転伝達線材
９Ｃ 軟質トルクコイル
９Ｗ 硬質トルクワイヤ
９ｘ 芯線
１０ 可撓性ガイド管

Claims (3)

1. 可撓性を有する挿入部の先端に配置された観察窓内にズーム光学系が配置されると共に、上記挿入部内の略全長にわたって配置された可撓性ガイド管内に、上記挿入部の基端に連結された操作部側から回転操作される可撓性の回転伝達線材が軸線周り方向に回転自在に挿通されて、上記挿入部の先端内に配置されたズーム作動機構に上記回転伝達線材の先端が連結され、上記回転伝達線材が上記操作部側から軸線周り方向に回転操作されることにより、上記ズーム作動機構が動作して上記ズーム光学系の焦点距離が変化するように構成されたズーム内視鏡において、
   上記回転伝達線材が、一本の芯線の周囲に複数の素線を撚り合わせて形成された基端側の硬質トルクワイヤと、素線を上記硬質トルクワイヤの外径と同じ外径サイズの一定の径に密着巻きして形成されて中心軸部が中空をなす先端側の軟質トルクコイルとを直列に連結して形成され、上記硬質トルクワイヤの芯線が、上記硬質トルクワイヤから引き出されて上記軟質トルクコイルの中空の中心軸部内に差し込まれ、その状態で上記軟質トルクコイルに接合固着されていることを特徴とするズーム内視鏡。
2. 上記挿入部の先端側の部分に、上記操作部からの遠隔操作により屈曲する湾曲部が設けられて、上記軟質トルクコイルが上記湾曲部内に位置する領域に配置され、上記硬質トルクワイヤが上記湾曲部外に位置する領域のみに配置されている請求項１記載のズーム内視鏡。
3. 上記軟質トルクコイルが、径と巻き方向が相違する複数のコイルを径方向に重ね合わせて構成されている請求項１又は２記載のズーム内視鏡。

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