(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲させることによって視野方向を自在に変更できる湾曲部を有する内視鏡において、
前記湾曲部を湾曲可能な湾曲管の外周に、金属細線よりなる素線を複数並べた素線束を編組して形成した第一の金属網状管、弾性材料を含んでなる弾性チューブ、第二の金属網状管の順に被覆して構成し、前記第一の金属網状管の密度ρを０．４５以上、前記第一及び第二の金属網状管の密度ρを０．８５以下、
ただし、  ρ＝（ｄｍｎ）／（２πＤ cosθ）［mm／mm］
ｄ：金属網状管の素線外径
ｎ：素線打ち数（素線束数）
ｍ：素線持ち数（素線束中の素線本数）
Ｄ：金属網状管の内径
θ：金属網状管の編み角
としたことを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の観察方向に湾曲自在な湾曲部を有する内視鏡に関し、特に内視鏡の湾曲部における耐圧構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡は、近年医療分野や工業分野等で広く用いられている。例えば工業分野で用いられる工業用内視鏡の使用環境の中には加圧下及び減圧下で使用される環境もあり、内視鏡をそのような圧力の変化に耐えられるような構造にする必要がある。
【０００３】
一般に内視鏡は細長の挿入部に湾曲自在な湾曲部を備えており、この湾曲部は複数の湾曲駒が連結されてなる湾曲管の外周を弾性チューブ及び金属網状管で被覆した構造となっており、このような内視鏡において前述のような圧力の変化によって最も影響を受けるのは湾曲部の弾性チューブである。１０気圧を超えるような高圧下においては、内視鏡湾曲部の弾性チューブが湾曲管外周の金属網状管の隙間に落ち込み、弾性チューブが内側に向かって風船のように膨らんだ状態となってしまい、湾曲操作を行うと弾性チューブの膨らんだ部分が湾曲管に挟まれて切断され、内視鏡の水密が保てなくなるという不具合が生じるおそれがあった。また、加圧時と同様に減圧時には、弾性チューブが金属網状管の隙間から外部に向かって膨らんで破裂するようなおそれがあった。
【０００４】
このような不具合を解消するため、従来は弾性チューブの厚みを増して膨らみにくくする等の処置が採られてきたが、この場合湾曲が掛かりにくくなってしまい、湾曲操作に支障をきたすという問題点があった。
【０００５】
また、特開平５−１０３７５４号公報には耐圧性のある内視鏡湾曲部の被覆構造が示されているが、この構造では湾曲管を被覆する部材の点数が多いために、湾曲部の外径が太くなってしまうと共に、湾曲が掛かりにくくなってしまうという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように従来の湾曲部の構成では、十分な耐圧性を持たせようとすると部品点数の増加や湾曲部の外径の太径化を招いたり、湾曲性能が低下して操作性が悪くなるなどの問題点が生じていた。
【０００７】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、湾曲部の外径を太径化させたり湾曲性能を低下させることなく、簡単な構造で安価に耐圧性を向上させることが可能な湾曲部を有する内視鏡を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡は、湾曲させることによって視野方向を自在に変更できる湾曲部を有する内視鏡において、
前記湾曲部を湾曲可能な湾曲管の外周に、金属細線よりなる素線を複数並べた素線束を編組して形成した第一の金属網状管、弾性材料を含んでなる弾性チューブ、第二の金属網状管の順に被覆して構成し、前記第一の金属網状管の密度ρを０．４５以上、前記第一及び第二の金属網状管の密度ρを０．８５以下としたものである。
【０００９】
この構成により、被覆構造が複雑化することなく、金属網状管の隙間に弾性チューブが落ち込むことが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図５は本発明の第１の実施形態に係り、図１は内視鏡の全体構成を示す斜視図、図２は湾曲部の構成を示す断面図、図３は金属網状管の構成を示す横断面図、図４は金属網状管の構成を示す側面図、図５は本実施形態の湾曲部の加圧時の状態を示す断面図である。
【００１１】
本実施形態の内視鏡１は、操作部２の一端に挿入部３の一部を構成する可撓性蛇管が連結されており、この可撓性蛇管の先端側には湾曲部４が設けられ、さらにその先端には対物光学系，照明光学系等を備えた先端硬質部５が連結されて構成されている。操作部２に設けられた湾曲操作ノブ６を回動することにより、遠隔的に湾曲部４を屈曲させて先端硬質部５を所望の方向に向けることが可能になっている。
【００１２】
操作部２の他端には接眼部７が設けられ、この接眼部７より肉眼観察したりＴＶカメラを装着して観察部位を撮像できるようになっている。また、操作部２には可撓性のライトガイドケーブル８が連結されており、このライトガイドケーブル８の端部には図示しない光源装置に接続されるコネクタ９が設けられている。
【００１３】
湾曲部４は、図２に示すように、複数の湾曲駒１１をリベット１２によって回動自在に連結してなる湾曲管１３が設けられ、湾曲管１３の内部には湾曲駒１１に固定されたワイヤ受け１４を通るように湾曲ワイヤ１５が配設されており、湾曲ワイヤ１５を牽引、弛緩することによって湾曲部４を屈曲させて内視鏡の視野方向を自在に変更できるようになっている。
【００１４】
湾曲管１３の外周には、第一の金属網状管１６，弾性チューブ１７，第二の金属網状管１８が順に重なって被覆され、三層の被覆チューブが形成されている。本実施形態では、上記構成の湾曲部４において、第一の金属網状管１６の密度ρが０．４５以上となっている。ただし、密度ρは図３及び図４に示す各値より次式で表される。
【００１５】
ρ＝（ｄｍｎ）／（２πＤ cosθ）［mm／mm］
ｄ：金属網状管の素線の外径
ｎ：素線打ち数（素線束数）
ｍ：素線持ち数（素線束中の素線本数）
Ｄ：金属網状管の内径
θ：金属網状管の編み角
【００１６】
図３及び図４は第一の金属網状管１６の構成例を示したものであり、図３は横断面図である。この図の例では、素線持ち数ｍ＝５［本］、素線打ち数ｎ＝２４とした場合が示されている。すなわち、第一の金属網状管１６は、金属細線よりなる素線１９を複数並べた素線束２０を網状に編組したもので形成されており、この素線束２０は外径がｄの素線１９を５本束ねたものからなり、金属網状管の１周当たりの素線束数は２４で内径がＤとなっている。また、図４の側面図に示されるように、第一の金属網状管１６の編み角（素線束２０と金属網状管の中心軸とのなす角）はθとなっている。
【００１７】
この構成において、上式より密度ρ≧０．４５となるように素線の外径ｄ，金属網状管の内径Ｄ，及び編み角θを決定すればよい。このような条件を満たす密度に設定すれば、弾性チューブ１７が第一の金属網状管１６の内側に落ち込まないように、第一の金属網状管１６の隙間２１及び素線束同士の間隔Ｇが十分小さいものとなる。
【００１８】
上記のように密度ρが０．４５より大きい第一の金属網状管１６を用いて湾曲部４を構成した場合、高加圧下の使用環境においても図５に示すように弾性チューブ１７が第一の金属網状管１６の隙間２１から内側に落ち込んでしまうことはない。
【００１９】
ここで、弾性チューブの金属網状管への落ち込みを防止するのに十分な密度ρは、以下にようにして求めることができる。
【００２０】
高加圧下の使用環境において内視鏡の湾曲部４を湾曲させ、弾性チューブ１７が第一の金属網状管１６内へ落ち込むかどうかを確認し、また落ち込んでいる場合は弾性チューブ１７が湾曲管１３によって挟まれて破れるかどうか異常の発生を確認する。
【００２１】
例えば第一の金属網状管１６の密度ρ＝０．４３とした場合、実験結果によれば、湾曲部４において弾性チューブ１７は第一の金属網状管１６の隙間に落ち込み、湾曲管１３によって挟まれて破れてしまい、水密が保てなくなる。
【００２２】
また、第一の金属網状管１６の密度ρ＝０．４５とした場合では、実験結果によれば、湾曲部４において弾性チューブ１７は第一の金属網状管１６の隙間に落ち込むこともなく、弾性チューブ１７の破れも発生せずに水密が保持される。
【００２３】
以上の結果から、第一の金属網状管１６の密度ρを０．４５以上とすれば、高加圧下においても弾性チューブ１７が膨らんで第一の金属網状管１６の内部に落ち込んで破損したりすることなく、内視鏡の湾曲部４の水密は常に保たれる。この場合、湾曲部４の被覆チューブの構造が複雑になって外径が太径化することもなく、湾曲性能の低下を招くこともない。
【００２４】
比較のため、金属網状管の密度ρ＜０．４５とした場合の例を図６及び図７に示す。図６の側面図からわかるように、密度ρが０．４５より小さい金属網状管５１では、隙間５２が大きくなるため、弾性チューブ１７が金属網状管５１の内側に落ち込み易くなっている。このような金属網状管５１を用いて湾曲部４を構成した場合、高加圧下の使用環境において図７に示すように弾性チューブ１７が金属網状管５１の隙間５２から内側に落ち込んでしまう。
【００２５】
このとき、図８に示すように、金属網状管５１の素線束同士の間隔は例えば２mmと大きく、金属網状管５１の隙間５２に弾性チューブ１７が落ち込んで内側へ風船状に膨らみ、湾曲駒１１の間に挟まったり湾曲ワイヤ１５によって破損するおそれがある。
【００２６】
本実施形態の湾曲部の構成によれば、高加圧下の使用環境においても弾性チューブが膨らんで第一の金属網状管の内部に落ち込んで破損したりすることなく、簡単な構造で安価に内視鏡の湾曲部の耐圧性を向上できる。またこのとき、湾曲部の構成部品点数が増加したり被覆チューブの構造が複雑になって外径が太径化することもなく、湾曲性能が低下することを防止できる。
【００２７】
第２の実施形態は、第１の実施形態の湾曲部４において、第二の金属網状管１８の密度ρを０．４５以上に設定して構成したものである。この構成では、第１の実施形態とは逆に、減圧時において弾性チューブ１７が第二の金属網状管１８の隙間から外部に向かって膨らんで破裂することはなく、高減圧下でも内視鏡の水密は保たれる。
【００２８】
従って第２の実施形態によれば、高減圧下の使用環境においても弾性チューブが膨らんで第二の金属網状管の外部に落ち込んで破損したりすることなく、第１の実施形態と同様に簡単な構造で安価に内視鏡の湾曲部の耐圧性を向上でき、またこのとき、湾曲部の構成部品点数が増加したり被覆チューブの構造が複雑になって外径が太径化することもなく、湾曲性能が低下することを防止できる。
【００２９】
第３の実施形態は、第１の実施形態の湾曲部４において、第一の金属網状管１６及び第二の金属網状管１８の密度ρを０．４５以上に設定して構成したものである。この構成では、第１の実施形態と第２の実施形態の双方の作用効果を有し、高加圧下及び高減圧下においても内視鏡の水密は保たれる。
【００３０】
従って第３の実施形態によれば、高加圧下及び高減圧下の使用環境においても弾性チューブが膨らんで第一及び第二の金属網状管に落ち込んで破損したりすることなく、第１の実施形態と同様に簡単な構造で安価に内視鏡の湾曲部の耐圧性を向上でき、またこのとき、湾曲部の構成部品点数が増加したり被覆チューブの構造が複雑になって外径が太径化することもなく、湾曲性能が低下することを防止できる。
【００３１】
第４の実施形態は、第１ないし第３の実施形態の構成において、第一の金属網状管１６，第二の金属網状管１８の少なくとも一方の密度ρを０．８５以下に設定して構成したものである。このように金属網状管１６，１８の密度ρが０．８５以下であれば、密度が大きすぎて金属網状管が硬くなってしまうことはないため、第１ないし第３の実施形態の作用効果に加えて、内視鏡の湾曲部４の柔軟性を損なうことなく所望の湾曲角度が得られる。金属網状管の密度ρが０．８５より大きいと、内視鏡の湾曲が掛かりにくくなってしまい、湾曲操作に支障をきたすおそれがある。
【００３２】
従って第４の実施形態によれば、金属網状管の密度の上限を設定することで湾曲部が硬化することを防止できるため、簡単な構造で高圧下の使用環境における内視鏡の湾曲部の耐圧性を向上できると共に、所望の湾曲状態が得られるよう湾曲性能及び操作性の悪化を防止できる。
【００３３】
第５の実施形態は、第１の実施形態の湾曲部４において、第一の金属網状管１６，第二の金属網状管１８の少なくとも一方の金属網状管の編組された複数の素線束２０同士の間隔Ｇを０．８mm以下に設定して構成したものである。この構成では、第１〜第３の実施形態と同様に、通常使用されている弾性チューブの厚みでも弾性チューブ１７が金属網状管１６，１８の隙間に落ち込むことはない。
【００３４】
従って第５の実施形態によれば、弾性チューブが金属網状管の隙間に落ち込むことを確実に防ぐことができるため、高圧下の使用環境においても弾性チューブが膨らんで金属網状管に落ち込んで破損したりすることなく、第１の実施形態と同様に簡単な構造で安価に内視鏡の湾曲部の耐圧性を向上でき、またこのとき、湾曲部の構成部品点数が増加したり被覆チューブの構造が複雑になって外径が太径化することもなく、湾曲性能が低下することを防止できる。
【００３５】
次に、内視鏡１の挿入部３内に配設されるイメージガイドファイバ，ライトガイドファイバの構成例を示す。
【００３６】
イメージガイドファイバ，ライトガイドファイバ等の外周を被覆する弾性チューブは、通気性のある素材を使用することが可能であったが、従来の構成では急な圧力の変化には対応できず、弾性チューブがパンクしたり、弾性チューブの膨張・収縮によってイメージガイドファイバ，ライトガイドファイバが折れる等の不具合が生じるおそれがあった。上記事情を鑑み、使用時の急な圧力の変化に対しても内視鏡の内蔵物を痛めることのない弾性チューブを有する内視鏡の構成例を以下に説明する。
【００３７】
第１の構成例は、図９に示すように内視鏡の観察光学系を構成するイメージガイドファイバ３１の構成例であり、イメージガイドファイバ３１の外周には弾性チューブ３２が被覆されて設けられ、この弾性チューブ３２には全長に渡って複数の通気孔３３がほぼ均一に設けられている。
【００３８】
このように通気孔３３を設けた弾性チューブ３２を用いることにより、イメージガイドファイバ３１の外周に被覆される弾性チューブ３２が急な圧力の変化によりパンクしたり、弾性チューブ３２の膨張・収縮によってイメージガイドファイバが折れてしまうのを防ぐことができる。従って本構成例によれば、弾性チューブで被覆したイメージガイドファイバにおいて、使用時の急な圧力の変化に対する破損を防止することができる。
【００３９】
第２の構成例は、内視鏡の照明光学系を構成するライトガイドファイバの構成例であり、第１の構成例のイメージガイドファイバと同様に、ライトガイドファイバの外周に被覆する弾性チューブの全長に渡って複数の通気孔を設けたものである。
【００４０】
この第２の構成例によれば、ライトガイドファイバの外周に被覆される弾性チューブが急な圧力の変化によりパンクしたり、弾性チューブの膨張・収縮によってライトガイドファイバが折れてしまうのを防ぐことができ、弾性チューブで被覆したライトガイドファイバにおいて、使用時の急な圧力の変化に対する破損を防止することができる。
【００４１】
［付記］
（１）  湾曲させることによって視野方向を自在に変更できる湾曲部を有する内視鏡において、
前記湾曲部を、湾曲可能な湾曲管の外周に、金属細線よりなる素線を複数並べた素線束を編組して形成した第一の金属網状管、弾性材料を含んでなる弾性チューブ、第二の金属網状管の順に被覆して構成し、前記金属網状管の少なくとも一方の密度ρを０．４５以上、
ただし、  ρ＝（ｄｍｎ）／（２πＤ cosθ）［mm／mm］
ｄ：金属網状管の素線外径
ｎ：素線打ち数（素線束数）
ｍ：素線持ち数（素線束中の素線本数）
Ｄ：金属網状管の内径
θ：金属網状管の編み角
としたことを特徴とする内視鏡。
【００４２】
（２）  前記金属網状管の少なくとも一方の密度ρを０．８５以下としたことを特徴とする付記１に記載の内視鏡。
【００４３】
（３）  前記金属網状管の少なくとも一方の編組された複数の素線束同士の隙間を０．８mm以下としたことを特徴とする付記１に記載の内視鏡。
【００４４】
（４）  内視鏡挿入部の内部に配設された内蔵物の外周を被覆する弾性チューブを備え、この弾性チューブの全長に渡り通気孔を設けたことを特徴とする内視鏡。
【００４５】
（５）  前記弾性チューブは、内視鏡の観察光学系を構成するイメージガイドファイバと照明光学系を構成するライトガイドファイバの少なくとも一方の外周を被覆するものであることを特徴とする付記４に記載の内視鏡。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、湾曲部の外径を太径化させたり湾曲性能を低下させることなく、簡単な構造で安価に耐圧性を向上させることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る内視鏡の全体構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施形態に係る湾曲部の構成を示す断面図
【図３】本実施形態の金属網状管の構成を示す横断面図
【図４】本実施形態の金属網状管の構成を示す側面図
【図５】本実施形態の湾曲部の加圧時の状態を示す断面図
【図６】金属網状管の密度ρを０．４５より小さくした場合の金属網状管の構成例を示す側面図
【図７】金属網状管の密度ρを０．４５より小さくした場合の湾曲部の加圧時の状態を示す断面図
【図８】金属網状管の密度ρを０．４５より小さくした場合の湾曲部内において弾性チューブが膨らんだ状態を示す説明図
【図９】内視鏡の観察光学系を構成するイメージガイドファイバにおいて外周を被覆する弾性チューブの全長に渡って複数の通気孔を設けた構成例を示す説明図
【符号の説明】
３…挿入部
４…湾曲部
１３…湾曲管
１５…湾曲ワイヤ
１６…第一の金属網状管
１７…弾性チューブ
１８…第二の金属網状管
１９…素線
２０…素線束
２１…隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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