内窥镜的制作方法
【专利摘要】提供一种内窥镜。该内窥镜的插入部的软质部内置有刚度可变部。刚度可变部具有可动的缆线与螺旋弹簧，向螺旋弹簧施加压缩力来改变抗弯刚度。当螺旋弹簧曲折时，在轴向的相同位置，插入部的绕轴方向上的多个位置处的半径方向的抗弯刚度变化。此时的刚度可变部的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了刚度可变部之外的包括内置物在内的软质部的抗弯刚度的0.2倍以下。由此，消除了螺旋弹簧的曲折所导致的插入时的不协调感。
【专利说明】内窥镜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种内窥镜。
【背景技术】
[0002]内窥镜具有与手动操作部连接的插入部。插入部向包括消化道等身体内的管路在内的体腔插入，且从前端依次具有前端硬质部、弯曲自如的弯曲部以及长条状的软质部。前端硬质部在前端面具有观察窗、照明窗。弯曲部与利用设置于手动操作部的操作旋钮进行的操作相应地向上下左右方向自如地弯曲。软质部包括具有挠性的挠性管。
[0003]由于软质部具有弹性，因此前端硬质部的朝向、姿态不易确定，难以朝向作为目标的部位导入前端硬质部。因此，众所周知的内窥镜在挠性管内配置有能够改变软质部的针对弯曲方向的挠性的刚度调节机构。在刚度调节机构中，将缆线向长条的密接螺旋弹簧(以下，称作“螺旋弹簧”)内插入，将缆线的前端连结于螺旋弹簧，并且在允许牵拉缆线的状态下将螺旋弹簧的后端固定。软质部通过使设置于操作部的操纵轮转动而牵拉缆线，改变螺旋弹簧的压缩状态，由此改变刚度。
[0004]作为具有刚度调节机构的内窥镜，提出了如下技术:设定缆线的牵拉量，使得在拉动缆线而向螺旋弹簧施加压缩力并达到最大的抗弯刚度时，即便使挠性管以最小曲率弯曲180度，螺旋弹簧也不会压弯(例如，参照日本特开平10-305005号公报(与美国专利5885208号对应))。另外，作为其他例的内窥镜，提出了如下技术:在刚度可变部分与刚度不变的部分的交界附近设置接头部，该接头部即便是比其两端部更小的弯曲形状也不会发生塑性变形，从而提高弯曲向刚度差大的部位集中时的弯曲的耐久性(例如，参照日本特开 2003-275167 号公报)。
[0005]在具有刚度调节机构的内窥镜中，在将插入部向体腔插入的过程中，在插入路径的较浅部位，软质部形成容易在某种程度上弯曲的状态。并且，为了随着插入路径中的插入长度增长而有效地传递压入力，提高刚度，使软质部形成接近直线状的状态，从而提高插入操作性。
[0006]在刚度调节机构中使用的螺旋弹簧呈长条状，股线的圈接触。当长条状的螺旋弹簧承受压缩时，即便在不使软质部弯曲的状态下，也会连续发生股线的圈彼此的微小偏离，容易产生沿轴向呈凹凸状变化(大幅起伏)的曲折。
[0007]若产生曲折，则螺旋弹簧的凸侧比凹侧更被按压向外侧。抵抗该按压力的反作用力表现为比内侧更高的抗弯刚度。其结果是，在软质部上，在轴向的相同位置，产生在绕轴方向上的各不同位置处的、半径方向的抗弯刚度(以下，称作“刚度”)变化的性质(以下，称作“绕轴刚度变化性”)。若在软质部产生刚度根据弯曲方向相应地变化的特性，则存在对内窥镜的插入操作带来不协调感的顾虑。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供一种内窥镜，该内窥镜消除了因产生于螺旋弹簧的曲折而导致的插入操作时的不协调感。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型的内窥镜具有向体腔插入且拍摄对象部位的插入部，其特征在于，该内窥镜具备:挠性管，其构成插入部；螺旋弹簧，其收纳于挠性管，沿轴向延伸，构成刚度可变部；缆线，其沿轴向延伸，插入于螺旋弹簧，并且在该缆线上固定螺旋弹簧的前端部，从而构成刚度可变部；内置物，其内置于挠性管；以及刚度调节部，其可从外部操作，经由缆线使螺旋弹簧的绕紧程度变化，从而调节插入部的抗弯刚度，在因刚度调节部向螺旋弹簧施加的压缩力而导致螺旋弹簧产生曲折时，在轴向的相同位置处，在任意的半径方向上的抗弯刚度变化时，刚度可变部的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了刚度可变部之外的包括内置物在内的挠性管的抗弯刚度的0.2倍以下。
[0010]另外，优选构成为，内窥镜还具备形成于螺旋弹簧以及缆线的至少一方的硬弯部分。
[0011]另外，优选构成为，刚度调节部具备:卷扬绳轮，其供缆线的后端安装，在轴向上卷扬缆线；操纵轮，其可绕轴向旋转；第一圆锥齿轮，其通过操纵轮进行旋转；以及第二圆锥齿轮，其与第一圆锥齿轮啮合，将旋转传递至卷扬绳轮。
[0012]另外，优选构成为，刚度调节部具备:滑动部，其在轴向上可动，使螺旋弹簧的后端相对于缆线的后端相对滑动；操纵轮，其可绕轴向旋转；中间齿轮，其通过操纵轮进行旋转；以及齿条，其与中间齿轮啮合，由此沿轴向移动，将移动传递至滑动部。
[0013]另外，本实用新型的内窥镜具有向体腔插入且拍摄对象部位的插入部，其特征在于，内窥镜具备:挠性管，其构成插入部，且抗弯刚度在轴向上不同；螺旋弹簧，其收纳于挠性管，沿轴向延伸，构成刚度可变部；缆线，其沿轴向延伸，插入于螺旋弹簧，并且在该缆线上固定螺旋弹簧的前端部，从而构成刚度可变部；内置物，其内置于挠性管；以及刚度调节部，其可从外部操作，经由缆线使螺旋弹簧的绕紧程度变化，从而调节插入部的抗弯刚度，在因刚度调节部向螺旋弹簧施加的压缩力而导致螺旋弹簧产生曲折时，在轴向的相同位置处，在任意的半径方向上的抗弯刚度变化时，刚度可变部的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了刚度可变部之外的包括内置物在内的挠性管的抗弯刚度中的轴向上最小的抗弯刚度的0.2倍以下。
[0014]另外，本实用新型的内窥镜具有向体腔插入且拍摄对象部位的插入部，其特征在于，该内窥镜具备:挠性管，其构成插入部；螺旋弹簧，其收纳于挠性管，沿轴向延伸，构成刚度可变部；缆线，其沿轴向延伸，插入于螺旋弹簧，并且在该缆线上固定螺旋弹簧的前端部，从而构成刚度可变部；硬弯部分，其形成于螺旋弹簧以及缆线的至少一方；以及刚度调节部，其可从外部操作，经由缆线改变螺旋弹簧的绕紧程度，从而调节插入部的抗弯刚度。
[0015]另外，优选构成为，内窥镜还具备经由插入部的前端拍摄对象部位的图像的影像传感器，硬弯部分与图像的上侧或者下侧对应地位于螺旋弹簧或者缆线。
[0016]另外，优选构成为，内窥镜还具备表示硬弯部分的弯曲方向的标记，该标记形成于刚度可变部。
[0017]另外，优选构成为，螺旋弹簧具备股线，股线绕轴向卷绕成多个圈，硬弯部分通过局部减小股线的厚度而形成。
[0018]另外，优选构成为，硬弯部分形成为多个圈，相对于轴向沿指定的半径方向配置，具有在半径方向呈扁平形状的股线剖面。
[0019]另外，优选构成为，硬弯部分具备倒角部，倒角部在多个圈中形成在轴向的单侧或者两侧，相对于轴向沿指定的半径方向配置，局部减小股线的厚度。
[0020]另外，优选构成为，硬弯部分形成为多个圈，相对于轴向沿指定的半径方向配置，具有长方形形状的股线剖面。
[0021 ]另外，优选构成为，在绕轴向的绕轴方向上，螺旋弹簧中的硬弯部分的角度范围在180度以下。
[0022]另外，优选构成为，插入部具备弯曲部，弯曲部安装于挠性管的前端且可弯曲，缆线沿轴向延伸至挠性管的前端。
[0023]另外，优选构成为，插入部具备弯曲部，弯曲部安装于挠性管的前端且可弯曲，硬弯部分从挠性管的前端沿轴向朝向挠性管的后端侧延伸。
[0024]技术效果
[0025]在本实用新型的内窥镜的一方式中，能够消除因产生于螺旋弹簧的曲折而导致的插入操作时的不协调感。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示出包括内窥镜的内窥镜系统的一实施方式的立体图。
[0027]图2是示出图1的内窥镜的前端面的主视图。
[0028]图3是示出图1的内窥镜插入部的软质部的横剖视图。
[0029]图4是示出内置于图1的内窥镜的刚度调节部的缆线以及螺旋弹簧的前端侧的配置的纵剖视图。
[0030]图5是示出图4的缆线以及螺旋弹簧的后端侧的配置的纵剖视图。
[0031]图6是示出螺旋弹簧整体的纵剖视图。
[0032]图7是手动操作部的示出将操纵轮的操作力传递至缆线的传递机构的一实施方式的剖视图。
[0033]图8是示出螺旋弹簧上产生曲折后的状态的纵剖视图。
[0034]图9是示出图8的位置PA在绕轴方向上的多个位置处的半径方向的刚度变化的特性的横剖视图。
[0035]图10是示出无刚度调节的状态时的图8的位置PA、PB处的绕轴方向上的刚度分布的立体图。
[0036]图11是示出即将产生曲折之前时的图8的位置PA、PB处的绕轴方向上的刚度分布的立体图。
[0037]图12是示出产生曲折时的图8的位置PA、PB处的绕轴方向上的刚度分布的立体图。
[0038]图13是示出图10?图12的各状态的刚度的表。
[0039]图14是示出软质部的在绕轴方向上的刚度与作用于螺旋弹簧的压缩力之间的关系的图。
[0040]图15是示出用于求出比螺旋弹簧开始曲折时的软质部的刚度略小的刚度的实验的侧视图。
[0041]图16是示出相对压入方向的反作用力与作用于螺旋弹簧的压缩力之间的关系的图。
[0042]图17是示出向刚度可变部施加硬弯的硬弯施加机构的俯视图。
[0043]图18是示出标注有表示硬弯的方向的标记的刚度可变部的俯视图。
[0044]图19是示出利用具有倒角部的股线制作的螺旋弹簧的纵剖视图。
[0045]图20是螺旋弹簧的示出图19的倒角部的范围的横剖视图。
[0046]图21是示出图19的螺旋弹簧弯曲后的状态的纵剖视图。
[0047]图22是示出螺旋弹簧的其他实施方式的纵剖视图。
[0048]图23是示出基于长方形剖面的股线的螺旋弹簧的纵剖视图。
[0049]图24是示出使螺旋弹簧相对于缆线移动的传递机构的其他例的手动操作部的剖视图。
[0050]图25是示出螺旋弹簧与缆线之间的缝隙和股线的厚度之间的关系的纵剖视图。
【具体实施方式】
[0051][第一实施方式]
[0052]图1是示出包括内窥镜的内窥镜系统的一实施方式的立体图。包括内窥镜12的内窥镜系统11包括:对从内窥镜12获得的拍摄信号进行处理的处理器装置13、向内窥镜12供给照明光的光源装置14、以及监视器15。内窥镜12包括:向体腔插入的插入部10 (管路总成)、与插入部10的基端侧连接的手动操作部17、以及与处理器装置13和光源装置14连接的带连接器18a的通用电缆18。
[0053]插入部10从前端依次包括:内置拍摄部26 (影像传感器)等的前端硬质部20、向上下左右弯曲的弯曲部21、以及呈长条状地将手动操作部17与弯曲部21之间连接起来的软质部22。
[0054]弯曲部21通过利用销将多个节圈23以旋转自如的方式连结而构成。操作缆线24分别通过各节圈23的内周的四个分离的位置。通过利用设置于手动操作部17的两个弯曲轮25进行的旋转操作推拉四根操作缆线24，由此，弯曲部21向任意方向以任意角度弯曲。前端硬质部20的前端面20a能够通过弯曲部21的弯曲而朝向所希望的方向，拍摄部26能够拍摄所希望的观察部位。
[0055]内窥镜12具有改变软质部22的刚度的刚度调节部34。刚度调节部34包括刚度可变部35、传递机构32以及操纵轮30。刚度可变部35具有螺旋弹簧33 (螺旋线圈)与插入到该螺旋弹簧33中的缆线31。传递机构32利用操纵轮30的旋转动作来牵拉缆线31，向螺旋弹簧33施加压缩力。传递机构32将从操纵轮30获得的旋转运动转换为直线运动并传递至缆线31。操纵轮30以能够旋转的方式安装于手动操作部17。需要说明的是，刚度调节用的操作部不局限于旋转操作用的操纵轮30，也可以使用操纵杆式、刻度盘式等的操作部。
[0056]图2是示出图1的内窥镜12的前端面20a的主视图。前端面20a具有拍摄部26的观察窗36、放出照明光的照明窗37、朝向观察窗36喷射液体的喷嘴38、以及供处理器具进出的处理器具出口 39。在照明窗37内设置照明部40。
[0057]图3是示出图1的内窥镜插入部的软质部22的横剖视图。软质部22包括具有挠性的挠性管41、以及挠性管41中的多个内置物。内置物包括光导部42、信号电缆43、操作缆线24、处理器具插入用的管44、送气管45、送水管46、刚度调节用的缆线31以及刚度调节用的螺旋弹簧33。光导部42向照明部40供给照明光。信号电缆43与拍摄部26之间收发信号。挠性管41包括螺旋管47、配设在螺旋管47的外侧的网状管48、以及配设在网状管48的外侧并进行密封的外皮49。外皮49利用橡胶等具有弹性和挠性的树脂制作。
[0058]图4是示出内置于图1的内窥镜12的刚度调节部34的缆线31以及螺旋弹簧33的前端侧的配置的纵剖视图。在弯曲部21与软质部22之间的内部具有连接环50。连接环50将多个节圈23中的位于最后端的节圈23a与挠性管41连接起来。该连接环50具有供连接筒51的一端嵌入的插入部52。刚度调节用的缆线31的一端31a侧向连接筒51插入，并将该一端31a固定于连接筒51。在缆线31的从连接筒51伸出的范围内，例如通过钎焊的固定用粘合剂53将螺旋弹簧33的前端33a固定于缆线31。螺旋弹簧33以使圆形剖面的股线33c的圈密接的状态形成为螺旋状。需要说明的是，也可以不使用连接环50，将挠性管41与弯曲部21的节圈23a直接连接。另外，缆线31的固定方法也可以不使用连接筒51，而是利用其他方法进行安装。
[0059]图5是示出图4的缆线31的另一端31b以及螺旋弹簧33的后端33b的配置的纵剖视图。缆线31的另一端31b与在操纵轮30的内部具有的传递机构32连结。传递机构32具有成为螺旋弹簧33的后端33b的防脱件的端部挡块55。端部挡块55允许缆线31的牵拉操作并且按压螺旋弹簧33的后端33b。刚度可变部35与操纵轮30的旋转操作相应地使缆线31相对于螺旋弹簧33移动，由此缆线31向螺旋弹簧33作用压缩力，改变刚度可变部35的刚度。
[0060]图6是示出螺旋弹簧33的整体的纵剖视图。螺旋弹簧33利用安装于缆线31上的固定用粘合剂53对前端33a进行固定，后端33b以被端部挡块55阻挡脱落的状态内置于挠性管41。
[0061]图7是手动操作部17的示出将操纵轮30的操作力传递至缆线31的传递机构32的一实施方式的剖视图。传递机构32具有内齿齿轮72、直齿轮73、第一圆锥齿轮74、第二圆锥齿轮75、以及缆线用的卷扬绳轮76。内齿齿轮72形成在操纵轮30的内壁77，并与直齿轮73啮合。直齿轮73被安装于齿轮轴80的一端，齿轮轴80借助轴承78被支承于手动操作部17的壳体79。在齿轮轴80的另一端安装有第一圆锥齿轮74。第二圆锥齿轮75啮合于第一圆锥齿轮74。第二圆锥齿轮75安装于齿轮轴83的一端，齿轮轴83借助轴承81被支承于壳体79。在齿轮轴83的另一端安装有卷扬绳轮76。在卷扬绳轮76上卷绕有缆线31，将缆线31的另一端31b固定于卷扬绳轮76。在卷扬绳轮76的附近配置有对螺旋弹簧33的后端33b进行定位的端部挡块55。
[0062]当对操纵轮30进行旋转操作时，与内齿齿轮72啮合的直齿轮73进行驱动，对利用齿轮轴80与直齿轮73结合的第一圆锥齿轮74以及与第一圆锥齿轮74啮合的第二圆锥齿轮75进行驱动。其结果是，利用齿轮轴83与第二圆锥齿轮75结合的卷扬绳轮76转动，牵拉缆线31。需要说明的是，也可以代替第一圆锥齿轮74以及第二圆锥齿轮75而使用蜗杆以及蜗轮。
[0063]图8是示出在螺旋弹簧33上产生曲折后的状态的纵剖视图。即便在不使软质部弯曲的状态下，在作用规定以上的压缩力时，螺旋弹簧33也会连续地发生股线33c的圈彼此的微小偏离，产生曲折。
[0064]为了不产生曲折，只要能够使螺旋弹簧33的内径与缆线31的外径尽可能接近，消除两者的缝隙即可。但是，对于细径的长螺旋弹簧33，若两者之间没有设置某种程度的缝隙，则无法向螺旋弹簧33内插入缆线31。另外，即使假如能够进行插入，也会因两者之间的摩擦力而导致螺旋弹簧33以及缆线31无法相对移动。因此，需要在两者之间设置适当的缝隙，螺旋弹簧33因该缝隙而产生曲折。当螺旋弹簧33产生曲折时，软质部22的刚度在轴向AD上的朝向挠性管41突出的位置PA (伸长侧)增大，在凹陷的位置PB (收缩侧)减小。
[0065]图9是示出图8的位置PA处的绕轴向AD方向上的多个半径方向RD的刚度变化的特性的横剖视图。当螺旋弹簧33产生曲折时，在位置PA处，在绕轴方向上的多个半径方向A1、A2产生刚度不同的特性(绕轴刚度变化性)。在图9中，例如，示出刚度在朝向挠性管41突出的外侧的半径方向Al上增大，在凹陷的内侧的半径方向A2上减小的状态。
[0066]图10?图12利用矢量表示使弯曲部向一个方向弯曲时的位置PA、PB处的、绕轴方向上不同的多个半径方向上的螺旋弹簧33的刚度。图10示出不进行刚度调节的初始状态。图11示出在进行刚度调节的状态下，即将产生曲折之前的螺旋弹簧33的状态。图12示出为进一步提高刚度而使压缩力作用于螺旋弹簧33而在螺旋弹簧33中产生曲折的状态。图13示出图10?图12的各状态下的绕轴刚度的一例。
[0067]如图10以及图13所示，在螺旋弹簧33处于初始状态(在螺旋弹簧33没有产生曲折的状态)时，任意的例如位置PA、与该位置PA略微分离的位置PB处的任意的半径方向RD、例如向上与向左的刚度利用AU1、AL1、BU1、BL1表示。另外，如图11以及图13所示，在压缩力作用于螺旋弹簧33的状态且是即将产生曲折之前的状态下，任意的例如位置PA、与该位置PA略微分离的位置PB处的任意的半径方向RD、例如向上与向左的刚度利用AU2、AL2、BU2、BL2表示。与图10相比可知，在图11中，矢量增长,刚度增加。
[0068]如图12以及图13所示，在螺旋弹簧33产生曲折的状态下，任意的例如位置PA、与该位置PA略微分离的位置PB处的任意的半径方向RD、例如向上与向左的刚度利用AU5、AL3、BU4、BL6表示。可知当螺旋弹簧33产生曲折时，绕轴刚度变化性显现，各个位置处的例如向上与向左的刚度分别如等级5、等级3、等级4、等级6那样改变，各矢量的长度改变，产生绕轴刚度变化性。在这样的状态下，在插入操作过程中的弯曲操作时，给操作者带来不协调感。
[0069]图14是示出螺旋弹簧33的压缩力与软质部22的绕轴方向上的刚度之间的关系的图。理想的是，即便压缩力增大，螺旋弹簧33也如直线57 (实线)以及虚线59所示那样形成比例关系。但是，实际上，例如当压缩力超过Fl时，如直线57A那样显示出绕轴方向上的刚度比基于所述比例关系的刚度增加的趋势，或者相反地，如直线57B那样显示出绕轴方向上的刚度比基于所述比例关系的刚度减少的趋势。在该图的例子中，当螺旋弹簧33产生曲折时，在利用图8说明的位置PA、PB、即曲折的凹凸的变化不同的位置PA与位置PB，绕轴方向上的在规定位置处的刚度以压缩力Fl为界如直线57A、直线57B那样变化。
[0070]为了防止螺旋弹簧33的曲折，优选将螺旋弹簧33的压缩力设定在不产生软质部22的绕轴刚度变化性的范围。例如，将螺旋弹簧33的压缩力设定为低于软质部22的绕轴方向上的刚度发生变化的压缩力F1。由此，不产生软质部22的绕轴刚度变化性。具体而言，为了防止螺旋弹簧33的曲折，将刚度调节部34能够改变软质部22的刚度的刚度范围设定为比螺旋弹簧33开始曲折时的软质部22的抗弯刚度El略小的刚度。由于抗弯刚度El因股线直径、股线材质等而不同，因此优选预先通过实验等求出。
[0071]图15示出用于求出比螺旋弹簧33开始曲折时的软质部22的抗弯刚度El略小的刚度的实验。利用虚线表示的软质部22a表示螺旋弹簧33没有产生曲折的状态，利用实线表示的软质部22b表示螺旋弹簧33产生曲折的状态。在实验中，利用以隔开规定间隔的方式配置的一对测试用支承部63、64来支承软质部22a、22b，沿半径方向(压入方向)Cl对位于一对测试用支承部63、64之间的软质部22a、22b施加恒定的力，测定相对于沿压入方向Cl施加的力的反作用力Rl。一边改变压缩力(一边改变软质部22的刚度)一边进行反作用力Rl的测定。通过增强压缩力而产生曲折。
[0072]图16是示出实验结果的图表。图表示出针对压入的反作用力(刚度)R1 (N(牛顿))与压缩力之间的关系。在压缩力处于O?F3的范围时，针对压入的反作用力Rl呈线形上升，但在压缩力大致超过F3后不再恒定地上升，而是上下升降(波动)。反作用力Rl波动的理由是，软质部22因螺旋弹簧33的曲折而产生绕轴刚度变化性，刚度因压入方向的不同而变化。根据该实验结果可知，螺旋弹簧33即将产生曲折之前的软质部22的反作用力Rl例如是5N。但是，若如前所述那样将本实施方式中所称的即将曲折之前的反作用力Rl设定为反作用力Rl即将波动之前的值，则容易受到测定误差、材料强度的偏差等不确定的重要因素的影响。因此，优选考虑到不确定的重要因素来设定力的安全系数。因此，将本实施方式中的安全系数设为例如0.8倍。作为考虑到安全系数的反作用力R1，若是即将曲折之前的软质部22的刚度，则优选设定为根据实验结果得出的反作用力Rl的例如约0.8倍的反作用力Rl (例如，反作用力Rl = 5NX0.8 = 4N)。
[0073]优选刚度调节部34的刚度范围包括软质部22所具有的最大的刚度。但是，如前所述，若将刚度调节部34的刚度范围设定为即将曲折之前的软质部22的刚度的0.8倍，则担心在达到软质部22的绕轴方向上的刚度中的最大刚度之前，作用于螺旋弹簧33的压缩力停止。刚度调节部34的刚度范围的变化幅度根据螺旋弹簧33的直径而确定。若将刚度调节部34的刚度范围设定为比螺旋弹簧33开始曲折时的软质部22的抗弯刚度El略小的刚度，则担心发生相对于螺旋弹簧33的直径而确定的刚度范围中的一部分无法使用的问题。因此，在达到即便发生轻微的曲折，操作者也识别到软质部22的绕轴刚度变化性的压缩力F2之前，以使操纵轮30的操作停止的方式进行控制。具体而言，具有在达到压缩力F2之前使螺旋弹簧33的压缩力增加的机构。
[0074]根据位于挠性管41的内部的刚度可变部35以外的其他内置物的绕轴方向上的抗弯刚度与挠性管41的绕轴方向上的抗弯刚度之和而相应地设定压缩力F2。在其他内置物以及挠性管41的绕轴方向上的抗弯刚度相对于刚度可变部35大的情况下，即使软质部22稍微产生绕轴刚度变化性也没问题。在因刚度调节部34引起的螺旋弹簧33的压缩而导致螺旋弹簧33产生曲折时，在软质部22的轴向AD的相同位置，绕轴向AD的任意的半径方向RD上的抗弯刚度发生变化。此时的刚度可变部35的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了刚度可变部35之外的包括内置物在内的软质部22的抗弯刚度的0.2倍以下。由此，可认为操作者在进行插入操作时不会注意到因软质部22的绕轴刚度变化性而引发的不协调感。需要说明的是，为了实现所希望的抗弯刚度，也可以构成为刚度可变部35的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了刚度可变部35之外的包括内置物在内的软质部22的抗弯刚度的0.1倍以上。
[0075][第二实施方式]
[0076]在挠性管41的外皮49由抗弯刚度不同的树脂成形为多层的情况下，因抗弯刚度不同的树脂层的厚度而使得挠性管41的抗弯刚度在轴向AD上不同。另外，在将抗弯刚度不同的多种树脂混合成形的情况下，因抗弯刚度不同的树脂的混合比而使得挠性管41的抗弯刚度在轴向AD上不同。在挠性管41的抗弯刚度在轴向AD上不同的情况下，在因基于刚度调节部34的压缩而导致螺旋弹簧33产生曲折时，在软质部22的轴向AD的相同位置，绕轴向AD的任意的半径方向RD上的抗弯刚度变化。此时的刚度可变部35的抗弯刚度的最大值以及最小值之差相对于除了刚度可变部35之外的包括内置物在内的软质部22的抗弯刚度的轴向AD上的最小抗弯刚度而言在0.2倍以下。以最少的抗弯刚度作为基准的理由在于，作为软质部22的特性，柔软程度是重要的。需要说明的是，为了实现所希望的抗弯刚度，也可以构成为，刚度可变部35的抗弯刚度的最大值以及最小值之差相对于除了刚度可变部35之外的包括内置物在内的软质部22的抗弯刚度的轴向AD上的最小抗弯刚度而目是0.1倍以上。
[0077][第三实施方式]
[0078]在第三实施方式中，积极利用螺旋弹簧33曲折时产生的软质部22的绕轴刚度变化性。对于内窥镜12，例如，在进行将插入部10向大肠插入的操作时，大多以利用观察窗36观察的观察图像的上方朝向弯曲部21弯曲时承受压缩而收缩的收缩侧的方式操作弯曲部21的弯曲。此时，要求软质部22的前端侧具有容易追随于弯曲部21的弯曲而变形的特性。例如，预先向刚度可变部35施加硬弯，以使得相对于以前端面20a朝向上方的方式使弯曲部21弯曲时的软质部22的刚度(没有产生曲折时的软质部22的轴向AD的规定位置处的刚度)而言，螺旋弹簧33产生曲折时的绕轴方向上的刚度(将所述规定位置的绕轴方向分布的刚度平均化而得到的刚度)更小。
[0079]在制造工序中，为了预先对刚度可变部35施加硬弯，例如使用硬弯施加机构来进行。螺旋弹簧33在组装到内窥镜12之前，以插入有缆线31的状态并且使恒定的压缩力作用于螺旋弹簧33的状态向硬弯施加机构供给螺旋弹簧33。
[0080]图17是示出向刚度可变部35施加硬弯的硬弯施加机构65的俯视图。硬弯施加机构65具有在台66上以隔开恒定间隔的方式配置的一对带轮67、68、以及按压螺旋弹簧33的按压用辊69或者带轮。在各带轮67、68上形成有用于使插入有缆线31的螺旋弹簧33通过的槽67a、68a。在台66上，在相对于连结各带轮67、68的轴心67b、68b的直线正交的线上形成有长孔66a。长孔66a将按压用辊69的旋转轴69a支承为移动自如。硬弯施加机构65使按压用棍69沿着长孔66a移动,从与利用各带轮67、68支承的一侧相反的一侧按压螺旋弹簧33，由此对刚度可变部35施加硬弯，以使其容易向一个方向弯曲。刚度可变部35变成预先施加了因长年使用而产生的螺旋弹簧33、缆线31的塑性变形的状态。由此，能够避免软质部22因长年使用而导致绕轴方向上的刚度的特性变化。
[0081]优选预先施加于刚度可变部35的硬弯以前端面20a容易朝向一个方向、例如观察图像的上或者下的方式施加。但是，在组装内窥镜12时，存在无法知晓施加硬弯的方向的问题。因此，如图18所示，在刚度可变部35上预先添加标记图案71，以便在通过图17所说明的带轮67、68时知晓硬弯的方向。由于螺旋弹簧33的前端固定于缆线31且彼此的旋转位置大体不会偏离，因此标记图案71添加在螺旋弹簧33的外周。标记图案71采用在施加硬弯的范围内将圆圈71a或者点沿轴向AD排列的形态。需要说明的是，也可以代替圆圈而采用沿着轴向AD的线。
[0082]插入部10的前端部需要有容易随着弯曲部21的弯曲而变形的特性。因此，优选预先施加硬弯的范围是距离刚度可变部35的前端有恒定长度、例如50cm的范围。在这种情况下，插入部10的长度例如是160cm。需要说明的是，也可以对插入部10的基端侧的刚度可变部35的部分预先施加硬弯。此时，由于能够抑制在软质部22的基端侧产生绕轴刚度变化性，因此，能够在施加扭转等时避免不希望的动作。需要说明的是，硬弯施加于螺旋弹簧33或者缆线31中的任一方或者两方。
[0083][第四实施方式]
[0084]在第三实施方式中，虽然利用硬弯施加机构对刚度可变部35施加硬弯，但代替该情况，或者在此基础上，对于螺旋弹簧，也可以将位于向具有硬弯的方向弯曲时承受压缩而收缩的收缩侧(指定的半径方向)的股线的剖面沿螺旋弹簧的径向形成为扁平，并施加硬弯。作为形成为扁平的结构，有如图19所示那样在股线61形成有倒角部61b、61c的结构，如图22所示那样将螺旋弹簧62(螺旋线圈)的一部分的剖面形成为大致椭圆状的扁平形状的结构，如图23所示那样将由剖面为长方形的股线构成的螺旋弹簧58 (螺旋线圈)的一部分的剖面相对于另一方的剖面形成为扁平的结构等。
[0085]图19是示出利用减小了股线厚度且具有倒角部61b、61c的股线61制成的螺旋弹簧60(螺旋线圈)的纵剖视图。在螺旋弹簧60的一实施方式中，使用形成有一对倒角部61b,61c的螺旋弹簧60，以使得插入部10的前端面20a容易预先向一个方向弯曲，其中一对倒角部61b、61c形成在“位于弯曲时承受压缩而收缩的收缩侧G(指定的半径方向)”的股线61的剖面轮廓的两侧。预先在圆形剖面的股线61形成倒角部61b、61c之后，将螺旋弹簧60卷绕成螺旋状而制作。
[0086]图20是示出图19的倒角部61b的角度范围的纵剖视图。倒角部61b的角度范围形成为:将位于收缩侧G的股线部61a(相当于厚度小的硬弯部分)的最近位置H3夹在中间的、绕轴方向CD的两侧的角度H1、H2(例如，角度H1、H2 ( 90度，因此H1+H2彡180度)的角度范围。与施加于公知的圆形剖面的股线61d的压缩力相比，硬弯的效果更强地作用于具有倒角部61b的股线61。需要说明的是，倒角部61c的角度范围与利用图20说明的倒角部61b的角度范围相同。
[0087]图21是示出图19的螺旋弹簧60弯曲后的状态的纵剖视图。由于刚度可变部35具有倒角部61b、61c，因此当压缩力沿轴向AD作用时，容易以具有倒角部61b、61c的股线部61a作为内侧而弯曲。另外，对于刚度可变部35，由于具有倒角部61b、61c的股线部61a的圈6彼此的密接长度比圆形剖面的股线61d的圈6彼此的密接长度短，因此，能够减小位于收缩侧G的股线部61a的曲率半径。需要说明的是，也可以在股线61的单侧具有倒角部。
[0088]图22是示出螺旋弹簧的其他实施方式的纵剖视图。在螺旋弹簧62中，使用的是位于弯曲时收缩的收缩侧G的股线部62a(相当于厚度小的硬弯部分)的剖面(例如椭圆形)的扁平率比位于弯曲时伸长的伸长侧的股线62b (例如圆形)的圈7的扁平率大的螺旋弹簧。对于螺旋弹簧62，位于收缩侧G的股线部62a的圈7的密接长度比位于伸长侧的股线部62a的圈7的密接长度短。另外，作为螺旋弹簧62，也可以是随着从位于伸长侧的圆形剖面的股线62b朝向位于收缩侧G的股线部62a而使剖面轮廓逐渐变扁平的结构。
[0089]图23是示出螺旋弹簧58的纵剖视图。在螺旋弹簧58中，使用将具有圆形以外的异形剖面、例如长方形的股线卷绕为螺旋状而制成的异形剖面的螺旋弹簧。螺旋弹簧58通过将具有长方形剖面的股线58a卷绕为螺旋状而制成，在位于弯曲时承受压缩而收缩的收缩侧G的股线58a的剖面轮廓的两侧，形成有减小了股线厚度的一对倒角部58b、58c。若使用螺旋弹簧58，由于股线58a的剖面是在径向上较长的长方形，因此，能够防止股线越过相邻的股线而脱落的现象即压弯。其原因在于，如利用图6说明那样，与股线33c为圆形剖面的螺旋弹簧33相比，邻接的股线的圈5彼此的接触面积增加，摩擦力增高。此外，难以产生股线58a的圈5的微小偏离，由此能够抑制曲折的产生。需要说明的是，作为股线58a的剖面形状，除了矩形以外，也可以采用例如梯形、或者在线圈径向上较长的长圆形、椭圆形。
[0090]需要说明的是，在利用图19?图23说明的例子中，将位于向具有硬弯的方向弯曲时承受压缩而收缩的收缩侧(指定的半径方向)的股线的圈5、6、7的剖面沿径向形成为扁平，但也可以将位于伸长侧的股线的圈沿轴向AD形成为扁平。
[0091]S卩，本实用新型的硬弯部分只要通过在某一方向上减小螺旋弹簧58、60、62或者缆线31的规定部分的厚度而形成即可。
[0092]本实用新型通过所述实施方式的适当组合而可获得各种变形例。例如，也可以在第一实施方式以及第二实施方式中添加第三、第四实施方式的硬弯的结构。
[0093]在利用图7说明的传递机构32的实施方式中，相对于螺旋弹簧33牵拉缆线31，从而使压缩力作用于螺旋弹簧33，但在本实用新型中不局限于此，也可以使缆线31与螺旋弹簧33相对移动。图24是示出使螺旋弹簧33相对于缆线31移动的传递机构85的其他例的手动操作部的剖视图。传递机构85具有内齿齿轮86、直齿轮87、蜗杆88、蜗轮89、中间齿轮90以及齿条91。内齿齿轮86形成于操纵轮30的内壁92，并与直齿轮87啮合。在直齿轮87中，在齿轮轴99上安装有蜗杆88。蜗轮89与蜗杆88啮合。在蜗轮89中，在轮轴97上安装有中间齿轮90。齿条91与中间齿轮90啮合。齿条91安装于滑动部98或者齿杆。滑动部98具有按压螺旋弹簧33的后端33b的端部挡块93。端部挡块93以滑动自如的方式安装在滑动导轨94上。缆线31的另一端31b固定于安装在手动操作部17的壳体95上的固定板96。
[0094]在传递机构85中，当对操纵轮30进行旋转操作时，与内齿齿轮86啮合的直齿轮87进行驱动，对与直齿轮87同轴地结合的蜗杆88以及蜗轮89进行驱动。之后，利用轮轴97与蜗轮89结合的中间齿轮90进行驱动，与中间齿轮90啮合的齿条91进行直线移动。其结果是，传递机构85与操纵轮30的旋转操作相应地使安装于滑动部98的端部挡块93沿轴向AD移动，从而改变作用于螺旋弹簧33的压缩力。
[0095]根据以上详述的本实用新型的所述实施方式，能够获得以下说明的结构。图25是示出螺旋弹簧33与缆线31之间的缝隙S、以及股线33c的径向的股线厚度D之间的关系的纵剖视图。使缆线31与螺旋弹簧33之间的缝隙S比螺旋弹簧33的股线33c的径向的股线厚度(在股线33c为圆形剖面的情况下是剖面直径)D小。并且，如利用图14说明那样，刚度调节部34在比螺旋弹簧33开始曲折时的软质部的抗弯刚度El略小的刚度的范围内调节刚度。由此，在螺旋弹簧33不产生曲折的范围内进行刚度调节，因此，不会产生曲折所带来的绕轴刚度变化性，不会在进行弯曲操作时给操作者带来不协调感。
[0096]需要说明的是，螺旋弹簧33、58、60、62的前端33a的位置、即螺旋弹簧33、58、60、62的轴向AD上的长度不限定于所述实施方式。螺旋弹簧33、58、60、62的前端33a也可以位于软质部22的前端部分。但是，优选螺旋弹簧33、58、60、62具有适合作为刚度可变部35而发挥效果的适合的长度。
[0097]综合所述结构，内窥镜的特征在于，具备:插入部，其具有挠性管；刚度可变部，其具有螺旋弹簧以及缆线，该缆线固定在所述螺旋弹簧的一端且向所述螺旋弹簧插入，且该刚度可变部配置在所述挠性管内；刚度调节部，其通过压缩所述螺旋弹簧而调节所述挠性管的抗弯刚度，所述螺旋弹簧与所述缆线之间的缝隙比所述螺旋弹簧的股线的线圈径向的长度小，所述刚度调节部在所述螺旋弹簧即将开始曲折之前的所述挠性管的刚度范围内调节抗弯刚度。
[0098]本实用新型能够在不脱离实用新型的主旨的范围内进行各种变形/变更，在这样的情况下，也应当解释为包含于本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种内窥镜，其具有向体腔插入且拍摄对象部位的插入部，其特征在于， 该内窥镜具备: 挠性管，其构成所述插入部； 螺旋弹簧，其收纳于所述挠性管，沿轴向延伸，构成刚度可变部； 缆线，其沿所述轴向延伸，插入于所述螺旋弹簧，并且在该缆线上固定所述螺旋弹簧的前端部从而构成所述刚度可变部； 内置物，其内置于所述挠性管；以及 刚度调节部，其可从外部操作，经由所述缆线使所述螺旋弹簧的绕紧程度变化从而调节所述插入部的抗弯刚度， 在因所述刚度调节部向所述螺旋弹簧施加的压缩力而导致所述螺旋弹簧产生曲折时，在所述轴向的相同位置处，在任意的半径方向上的抗弯刚度变化时所述刚度可变部的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了所述刚度可变部之外的包括所述内置物在内的所述挠性管的抗弯刚度的0.2倍以下。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其中， 所述内窥镜还具备形成于所述螺旋弹簧以及所述缆线的至少一方的硬弯部分。
3.根据权利要求1或2所述的内窥镜，其中， 所述刚度调节部具备: 卷扬绳轮，其供所述缆线的后端安装并在所述轴向上卷扬所述缆线； 操纵轮，其可绕所述轴向旋转； 第一圆锥齿轮，其通过所述操纵轮进行旋转；以及 第二圆锥齿轮，其与所述第一圆锥齿轮啮合而将旋转传递至所述卷扬绳轮。
4.根据权利要求1或2所述的内窥镜，其中， 所述刚度调节部具备: 滑动部，其在所述轴向上可动，并使所述螺旋弹簧的后端相对于所述缆线的后端相对滑动； 操纵轮，其可绕所述轴向旋转； 中间齿轮，其通过所述操纵轮进行旋转；以及 齿条，其与所述中间齿轮啮合，由此沿所述轴向移动而将移动传递至所述滑动部。
5.一种内窥镜，其具有向体腔插入且拍摄对象部位的插入部，其特征在于， 所述内窥镜具备: 挠性管，其构成所述插入部，且抗弯刚度在轴向上不同； 螺旋弹簧，其收纳于所述挠性管，沿所述轴向延伸，构成刚度可变部； 缆线，其沿所述轴向延伸，插入于所述螺旋弹簧，并且在该缆线上固定所述螺旋弹簧的前端部从而构成所述刚度可变部； 内置物，其内置于所述挠性管；以及 刚度调节部，其可从外部操作，经由所述缆线使所述螺旋弹簧的绕紧程度变化从而调节所述插入部的抗弯刚度， 在因所述刚度调节部向所述螺旋弹簧施加的压缩力而导致所述螺旋弹簧产生曲折时，在所述轴向的相同位置处，在任意的半径方向上的抗弯刚度变化时所述刚度可变部的抗弯刚度的最大值以及最小值之差是除了所述刚度可变部之外的包括所述内置物在内的所述挠性管的抗弯刚度中的在所述轴向上最小的抗弯刚度的0.2倍以下。
6.一种内窥镜，其具有向体腔插入且拍摄对象部位的插入部，其特征在于， 该内窥镜具备: 挠性管，其构成所述插入部； 螺旋弹簧，其收纳于所述挠性管，沿轴向延伸，构成刚度可变部； 缆线，其沿所述轴向延伸，插入于所述螺旋弹簧，并且在该缆线上固定所述螺旋弹簧的前端部从而构成所述刚度可变部； 硬弯部分，其形成于所述螺旋弹簧以及所述缆线的至少一方；以及刚度调节部，其可从外部操作，经由所述缆线使所述螺旋弹簧的绕紧程度变化从而调节所述插入部的抗弯刚度。
7.根据权利要求6所述的内窥镜，其中， 所述内窥镜还具备经由所述插入部的前端拍摄所述对象部位的图像的影像传感器， 所述硬弯部分与所述图像的上侧或者下侧对应地位于所述螺旋弹簧或者所述缆线。
8.根据权利要求6所述的内窥镜，其中， 所述内窥镜还具备表示所述硬弯部分的弯曲方向的标记，该标记形成于所述刚度可变部。
9.根据权利要求6所述的内窥镜，其中， 所述螺旋弹簧具备股线，所述股线绕所述轴向卷绕成多个圈， 所述硬弯部分通过局部减小所述股线的厚度而形成。
10.根据权利要求9所述的内窥镜，其中， 所述硬弯部分形成为所述多个圈，相对于所述轴向沿指定的半径方向配置，并具有在所述半径方向呈扁平形状的股线剖面。
11.根据权利要求9所述的内窥镜，其中， 所述硬弯部分具备倒角部，所述倒角部在所述多个圈中形成在所述轴向的单侧或者两侦牝并相对于所述轴向沿指定的半径方向配置从而使所述股线的所述厚度局部减小。
12.根据权利要求9所述的内窥镜，其中， 所述硬弯部分形成为所述多个圈，相对于所述轴向沿指定的半径方向配置，并具有长方形形状的股线剖面。
13.根据权利要求6?12中任一项所述的内窥镜,其中， 在绕所述轴向的绕轴方向上，所述螺旋弹簧中的所述硬弯部分的角度范围在180度以下。
14.根据权利要求6?12中任一项所述的内窥镜,其中， 所述插入部具备弯曲部，所述弯曲部安装于所述挠性管的前端且可弯曲， 所述缆线沿所述轴向延伸至所述挠性管的所述前端。
15.根据权利要求6?12中任一项所述的内窥镜,其中， 所述插入部具备弯曲部，所述弯曲部安装于所述挠性管的前端且可弯曲， 所述硬弯部分从所述挠性管的所述前端沿所述轴向朝向所述挠性管的后端侧延伸。
【文档编号】A61B1/00GK204233094SQ201420559926
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】上田佳弘 申请人:富士胶片株式会社