JPH0795996B2 - Endoscope - Google Patents
EndoscopeInfo
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- JPH0795996B2 JPH0795996B2 JP62195902A JP19590287A JPH0795996B2 JP H0795996 B2 JPH0795996 B2 JP H0795996B2 JP 62195902 A JP62195902 A JP 62195902A JP 19590287 A JP19590287 A JP 19590287A JP H0795996 B2 JPH0795996 B2 JP H0795996B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、挿入部に湾曲駆動手段を設けた内視鏡に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an endoscope in which a bending drive unit is provided in an insertion portion.
[従来の技術] 近年、体腔内に細長な挿入部を挿入することにより、体
腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処理具チャンネル
内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視
鏡が広く用いられている。[Prior Art] In recent years, by inserting a slender insertion portion into a body cavity, various treatments can be performed by observing organs in the body cavity or the like and using a treatment instrument inserted in a treatment instrument channel as necessary. Endoscopes are widely used.
ところで、前記内視鏡には、挿入部に先端側に湾曲可能
な湾曲部を設け、この湾曲部を湾曲操作できるようにし
たものがある。前記湾曲部を操作する手段としては、操
作部に湾曲操作ノブを設け、この湾曲操作ノブを回動操
作するものの他に、湾曲部近傍にモータ等の駆動手段を
設けるものがある。By the way, there is an endoscope in which an insertion portion is provided with a bendable portion on the distal end side so that the bendable portion can be operated to bend. As means for operating the bending portion, there is a means for providing a bending operation knob on the operation portion and rotating the bending operation knob, and a means for providing a driving means such as a motor near the bending portion.
例えば、特開昭61−106126号公報には、挿入部の湾曲部
近傍に、駆動手段として振動波モータを設け、小型で構
造の簡略化された内視鏡が示されている。このように、
湾曲部近傍に駆動手段を設けることには、湾曲操作の応
答性が良くなり、最小限の操作で検査ができ、患者の苦
痛を軽減できる等の利点がある。For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-106126 discloses a small-sized endoscope having a simplified structure in which a vibration wave motor is provided as a driving means in the vicinity of a curved portion of an insertion portion. in this way,
Providing the driving means in the vicinity of the bending portion has advantages that the response of the bending operation is improved, the inspection can be performed with a minimum of operations, and the pain of the patient can be reduced.
一方、湾曲部は、使用上頻繁に湾曲されるために、挿入
部の他の部分に比べて内蔵物にダメージを与え易い。そ
こで、湾曲部内では、内蔵物に保護チューブを被覆し
て、ダメージを防止することが行なわれている。On the other hand, since the bending portion is bent frequently in use, the built-in object is more likely to be damaged than the other portions of the insertion portion. Therefore, in the curved portion, the built-in object is covered with a protective tube to prevent damage.
[発明が解決しようとする問題点] ところで、湾曲部内に設けられた内蔵物の保護チューブ
は、湾曲時でも保護チューブ端面が最後端の関節駒の連
結片より操作部側にくるように長さが設定されている。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the length of the protective tube of the built-in object provided in the bending portion is such that the end surface of the protective tube is closer to the operating portion side than the connecting piece of the rearmost joint piece even when bending. It is set.
また、患者の苦痛軽減のため挿入部外径を極力細くする
ように、挿入部内の内蔵物は、極力詰込まれている。Further, the internal components of the insertion portion are packed as much as possible so that the outer diameter of the insertion portion is made as thin as possible in order to reduce the pain of the patient.
また、振動波モータの駆動部は、駆動力伝達部よりも外
径が大きく、より大きなスペースを必要とする。In addition, the driving portion of the vibration wave motor has a larger outer diameter than the driving force transmitting portion and requires a larger space.
従って、前記保護チューブで被覆された部分のように、
挿入部内の内蔵物の占有面積が最大である位置に、駆動
部を配置すると、駆動部の断面積と駆動力伝達部の断面
積の差だけ挿入部の外径を大きくしなければならず、患
者の苦痛を大きくしてしまう。Therefore, like the part covered with the protective tube,
When the drive section is arranged at a position where the internal area of the insertion section is the largest, the outer diameter of the insertion section must be increased by the difference between the cross-sectional areas of the drive section and the driving force transmission section. It will increase the patient's pain.
[発明の目的] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、挿入
部に湾曲駆動手段を設けても、挿入部の、挿入部の外径
が大きくなることを防止できるようにした内視鏡を提供
することを目的としている。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to prevent the outer diameter of the insertion portion of the insertion portion from increasing even if the bending driving means is provided in the insertion portion. The purpose is to provide an endoscope.
[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明による内視鏡は、操作部に連設された挿入部に、
湾曲可能な湾曲部が設けられ、前記挿入部内に、前記湾
曲部を湾曲させる湾曲駆動手段が設けられていると共
に、前記挿入部内に、前記湾曲部近傍にて操作部側が小
径になるように外径が変化する内蔵物が収納されたもの
において、前記湾曲駆動手段を、前記内蔵物の外径が変
化する位置よりも操作部側に配置したものである。[Means and Actions for Solving Problems] The endoscope according to the present invention is provided with an insertion portion connected to an operation portion,
A bendable bending portion is provided, a bending driving means for bending the bending portion is provided inside the insertion portion, and an outside portion is provided inside the insertion portion so that the operation portion side has a small diameter near the bending portion. In a housing in which a built-in object having a changed diameter is housed, the bending drive means is arranged closer to the operating portion than a position where the outer diameter of the built-in object changes.
本発明では、内蔵物の太径部と湾曲駆動手段とが、挿入
部軸方向の任意の断面で重なって存在しないので、挿入
部の最大内蔵物面積は、内蔵物の太径部と湾曲駆動手段
とが重なる場合に比べて小さくなる。In the present invention, since the large-diameter portion of the built-in article and the bending driving means do not overlap each other in an arbitrary cross section in the axial direction of the insertion section, the maximum built-in object area of the insertion section is the large-diameter section of the built-in article and the bending driving means. It is smaller than the case where the means overlap.
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図ないし第7図は本発明の一実施例に係り、第1図
は湾曲部近傍を示す説明図、第2図は内視鏡の側面図、
第3図はワイヤ駆動部の縦断面図、第4図は第3図のA
−A線断面図、第5図はワイヤ駆動部の駆動制御回路を
示す回路図、第6図はワイヤ駆動部に用いられる振動波
モータの駆動原理を示す説明図、第7図は振動波モータ
における進行振動波と定在振動波の発生を示す説明図で
ある。1 to 7 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory view showing the vicinity of a curved portion, FIG. 2 is a side view of an endoscope,
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wire driving section, and FIG. 4 is A of FIG.
-A line sectional view, FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive control circuit of the wire driving unit, FIG. 6 is an explanatory view showing a driving principle of a vibration wave motor used in the wire driving unit, and FIG. 7 is a vibration wave motor. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the generation of a traveling vibration wave and a standing vibration wave in FIG.
第2図に示すように、内視鏡10は、細長で可撓性の挿入
部11を備え、この挿入部11の基端部に操作部12が連設さ
れている。前記操作部12からは、可撓性のユニバーサル
コード13が延設され、このユニバーサルコード13の先端
にコネクタ14が設けられている。前記挿入部11は、先端
側から先端部15、湾曲部16、可撓管部17とで構成されて
いる。また、前記操作部12には、後端部に接眼部18が連
設され、また、側部に、送気送水スイッチ19、吸引スイ
ッチ20、湾曲操作スイッチ21(DOWN),22(UP),23(LE
FT),24(RIGHT)、アングルロック/フリーを切換える
切換スイッチ25が設けられている。As shown in FIG. 2, the endoscope 10 includes an elongated and flexible insertion portion 11, and a proximal end portion of the insertion portion 11 is connected to an operation portion 12. A flexible universal cord 13 is extended from the operation portion 12, and a connector 14 is provided at the tip of the universal cord 13. The insertion portion 11 is composed of a tip portion 15, a bending portion 16, and a flexible tube portion 17 from the tip side. Further, the operation portion 12 is provided with an eyepiece portion 18 continuously at the rear end portion, and on the side portion, an air / water supply switch 19, a suction switch 20, a bending operation switch 21 (DOWN), 22 (UP). , 23 (LE
FT), 24 (RIGHT), and a changeover switch 25 for switching between angle lock / free.
前記先端部15には、図示しない対物レンズ系と、配光レ
ンズが設けられている。前記配光レンズの後端側には、
図示しないライトガイドが連設されている。このライト
ガイドは、前記挿入部11及びユニバーサルコード13内に
挿通されて、前記コネクタ14に接続されている。そし
て、このコネクタ14を図示しない光源装置に接続するこ
により、この光源装置からの照明光が前記ライトガイド
の入射端に入射されるようになっている。この照明光
は、前記ライトガイドによって先端部15に導かれ、この
ライトガイドの先端から出射され、配光レンズを通っ
て、被写体に照射されるようになっている。また、前記
対物レンズ系の結像位置には、イメージガイド74の先端
面が配置されている。このイメージガイド74は、第1図
に示すように、前記挿入部11内に挿通されて、前記接眼
部18側まで延設されている。そして、前記対物レンズ系
によって前記イメージガイド74の先端面に結像された被
写体像は、このイメージガイド74によって接眼部18側に
伝達され、この接眼部18から観察されるようになってい
る。The tip portion 15 is provided with an objective lens system (not shown) and a light distribution lens. On the rear end side of the light distribution lens,
Light guides (not shown) are arranged in series. The light guide is inserted into the insertion portion 11 and the universal cord 13 and connected to the connector 14. By connecting the connector 14 to a light source device (not shown), the illumination light from the light source device is made incident on the incident end of the light guide. The illumination light is guided to the tip portion 15 by the light guide, is emitted from the tip of the light guide, passes through the light distribution lens, and is irradiated onto the subject. Further, the front end surface of the image guide 74 is arranged at the image forming position of the objective lens system. As shown in FIG. 1, the image guide 74 is inserted into the insertion portion 11 and extends to the eyepiece portion 18 side. The object image formed on the tip surface of the image guide 74 by the objective lens system is transmitted to the eyepiece 18 side by the image guide 74 and is observed from the eyepiece 18. There is.
前記湾曲部16は、第1図に示すように、短い円筒状の多
数の管状体からなる関節駒26を矢印aで示す上下方向
と、矢印bで示す左右方向とに回動できるように連結さ
れて構成されている。つまり、各関節駒26の両端面から
は、各々一対の連結片27が周方向に180度ずれ、かつ両
端面において各一対の連結片27が周方向に90度ずれて突
設されていて、隣り合う関節駒26の各一対の連結片27が
それぞれ支軸28によって枢着されている。なお、湾曲部
16の最先端と最後端の関節駒26a,26bは一方の端面にだ
け連結片27が突設されている。したがって、このように
関節駒26が連結された湾曲部16は、上述したように矢印
aで示す上下方向と、この上下方向に直交する矢印bで
示す左右方向とに屈曲自在となっている。As shown in FIG. 1, the bending portion 16 connects a joint piece 26 composed of a large number of short cylindrical tubular members so that the joint piece 26 can be rotated in a vertical direction indicated by an arrow a and a horizontal direction indicated by an arrow b. Is configured. That is, from each end face of each joint piece 26, a pair of connecting pieces 27 are circumferentially displaced by 180 degrees, and at each end surface, a pair of coupling pieces 27 are circumferentially displaced by 90 degrees, and are projected. Each pair of connecting pieces 27 of the adjacent joint pieces 26 is pivotally attached by a support shaft 28. The curved part
A connecting piece 27 is projectingly provided only on one end surface of the joint pieces 26a and 26b at the most distal end and the rearmost end of 16. Therefore, the bending portion 16 to which the joint piece 26 is connected is bendable in the vertical direction indicated by the arrow a and the horizontal direction indicated by the arrow b orthogonal to the vertical direction as described above.
最先端の関節駒26aの内周面には、湾曲部16の湾曲方向
と対応する周方向に90度ずれた4個所に各々円筒状のワ
イヤ固定部29が設けられている。ワイヤ固定部29の各々
の貫通穴29aには、湾曲ワイヤ30の一端が挿入され、は
んだ付け等により強固に固着されている。4本の湾曲ワ
イヤ30の他端は関節駒26bの内周面に90度づつずれて設
けられた湾曲駆動手段としての4つのワイヤ駆動部31a,
31b,31c,31d内に引き通されている(31bのみ不図示)。
そして、湾曲ワイヤ30とワイヤ駆動部31(31a,31b,31c,
31dを代表する)。とで関節駒26を湾曲駆動するように
なっている。On the inner peripheral surface of the most advanced joint piece 26a, cylindrical wire fixing portions 29 are provided at four positions which are displaced by 90 degrees in the circumferential direction corresponding to the bending direction of the bending portion 16. One end of the bending wire 30 is inserted into each through hole 29a of the wire fixing portion 29, and firmly fixed by soldering or the like. The other ends of the four bending wires 30 are provided on the inner peripheral surface of the joint piece 26b at 90 ° intervals, and are provided with four wire driving portions 31a as bending driving means.
It is pulled through into 31b, 31c, 31d (only 31b is not shown).
Then, the bending wire 30 and the wire driving unit 31 (31a, 31b, 31c,
On behalf of 31d). The joint piece 26 is curvedly driven by and.
挿入部11内には、前記イメージガイド74が収納されてお
り、湾曲部16内のイメージガイド74にはイメージガイド
74のダメージを防止するために保護チューブ75が被覆さ
れている。この保護チューブ75の全長は任意の湾曲状態
で保護チューブ75の後端が最後端の関節駒26bの連結片2
7より操作部12側にあるように設定している。また、4
つのワイヤ駆動部31は、任意の湾曲状態で保護チューブ
75の後端と軸方向に距離を確保して配置している。すな
わち、前記ワイヤ駆動部31は、イメージガイド74及び保
護チューブ75の外径が小さくなる位置よりも、操作部12
側に配置されている。The image guide 74 is housed in the insertion portion 11, and the image guide 74 in the bending portion 16 is an image guide.
A protective tube 75 is coated to prevent damage to 74. The entire length of the protective tube 75 is an arbitrary curved state, and the rear end of the protective tube 75 is the rear end of the joint piece 26b of the joint piece 2
It is set to be closer to the operation unit 12 than 7. Also, 4
The two wire drive parts 31 are
It is arranged with a certain distance in the axial direction from the rear end of 75. That is, the wire driving unit 31 is operated at a position closer to the operating unit 12 than the position where the outer diameters of the image guide 74 and the protection tube 75 are smaller.
It is located on the side.
尚、図示はしないが、前記挿入部11内には、前記イメー
ジガイドの他に、ライトガイド、送気送水チャンネルチ
ューブが挿通され、これらの内蔵物も、必要に応じて、
前記湾曲部16内において、保護チューブによって被覆さ
れている。Although not shown, a light guide and an air / water supply channel tube are inserted into the insertion portion 11 in addition to the image guide, and these built-in components may also be inserted as necessary.
The inside of the curved portion 16 is covered with a protective tube.
第3図に示すように、ワイヤ駆動部31aの外装部32は円
筒状のパイプ部材で構成され、その内周面には周方向に
略90度づつ離れて、軸方向全長にわたって4個の固定部
材33が設けられている。この固定部材33は、弾性振動体
からなる嵌合部材34を4方向から支持固定している。嵌
合部材34は、外装部32の軸方向長さと略同一長さを有
し、その周方向断面は略コの字状をなす。つまり、軸方
向に嵌合溝34aが設けられている。嵌合部材34の2本の
腕34bは内側つまり、お互いの方向に若干傾けられてい
て、湾曲ワイヤ30に例えばはんだ付けにて連結された連
結棒73を両側からはさみ込むようになっており、嵌合溝
34aの内径は自然状態では連結棒73の外径よりわずかに
小さく嵌合状態では嵌合溝34aの内周面と連結棒73が密
に接し固定されている。嵌合部材34の外周に設けられた
2つの対向した平面にはそれぞれ、軸方向に多数の電歪
素子35a,35bが後述する定在振動波を発生させるのに最
も適した間隔で交互に接着されている。電歪素子35a,35
bは、それぞれ電線36aと37aに接続されている。また、
嵌合部材34には、電線38aが接続されている。その他の
ワイヤ駆動部31b,31c,31dも同様な構成をしているので
説明は省略する。As shown in FIG. 3, the exterior part 32 of the wire drive part 31a is composed of a cylindrical pipe member, and the inner peripheral surface of the exterior part 32 is separated by approximately 90 degrees in the circumferential direction, and is fixed to four pieces along the entire axial length. A member 33 is provided. The fixing member 33 supports and fixes the fitting member 34 made of an elastic vibrating body from four directions. The fitting member 34 has a length that is substantially the same as the axial length of the exterior portion 32, and its circumferential cross section is substantially U-shaped. That is, the fitting groove 34a is provided in the axial direction. The two arms 34b of the fitting member 34 are inwardly slanted to each other, that is, slightly inclined toward each other, and sandwich the connecting rod 73, which is connected to the bending wire 30 by, for example, soldering, from both sides. Mating groove
The inner diameter of 34a is slightly smaller than the outer diameter of the connecting rod 73 in the natural state, and in the fitted state, the inner peripheral surface of the fitting groove 34a and the connecting rod 73 are fixed in close contact with each other. A large number of electrostrictive elements 35a and 35b are alternately bonded to the two opposing flat surfaces provided on the outer periphery of the fitting member 34 at intervals most suitable for generating a standing vibration wave described later. Has been done. Electrostrictive element 35a, 35
b is connected to the electric wires 36a and 37a, respectively. Also,
An electric wire 38a is connected to the fitting member 34. The other wire driving units 31b, 31c, 31d have the same configuration, and thus the description thereof will be omitted.
各ワイヤ駆動部31を制御する制御手段としての制御回路
を第5図を参照して説明する。湾曲操作スイッチ21ない
し24に対応して設けられたスイッチ制御回路39ないし42
は、それぞれスイッチのON/OFFに連動して、ハイレベル
(H)/ローレベル(L)の電圧を出力する。各スイッ
チ制御回路39ないし42の各出力端は、スイッチボックス
43ないし46の制御入力端に接続されると共にOR回路47の
入力端に接続されている。A control circuit as a control means for controlling each wire drive unit 31 will be described with reference to FIG. Switch control circuits 39 to 42 provided corresponding to the bending operation switches 21 to 24
Outputs a high level (H) / low level (L) voltage in conjunction with ON / OFF of each switch. Each output end of each switch control circuit 39 to 42 is a switch box.
It is connected to the control inputs of 43 to 46 and to the input of the OR circuit 47.
切換スイッチ25に対応して設けられたスイッチ制御回路
48は、アングルフリー操作によりHレベルを、アングル
ロック操作によりLレベルを出力するようになってお
り、その出力端はOR回路47の入力端に入力するようにな
っている。OR回路47の出力端はスイッチボックス49の制
御入力端に接続される。Switch control circuit provided for the changeover switch 25
48 outputs H level by the angle free operation and L level by the angle lock operation, and its output end is input to the input end of the OR circuit 47. The output terminal of the OR circuit 47 is connected to the control input terminal of the switch box 49.
駆動用電源50は、V=Vosinωtという電圧を供給し、
その一端は前記電線38aないし38dに接続され、他端は90
度移相器51の入力端に接続されると共にスイッチボック
ス43ないし46の各入力端に接続される。スイッチボック
ス43,46,44,45の出力端はそれぞれ前記電線36c,36d,36
a,36bに接続される。90度移相器51は、入力電圧の位相
を90度進ませるものであり、その出力端はスイッチボッ
クス49の入力端に接続される。スイッチボックス49の出
力端は上記電線37aないし37dに接続される。スイッチボ
ックス43ないし46及び49は、その制御入力端の電圧がH
レベルのときは入力端と出力端を導通し、Lレベルのと
きは切離すようになっている。The driving power source 50 supplies a voltage V = Vosinωt,
One end is connected to the electric wires 38a to 38d, and the other end is 90
Is connected to the input terminals of the phase shifter 51 and the input terminals of the switch boxes 43 to 46. The output ends of the switch boxes 43, 46, 44, 45 are the electric wires 36c, 36d, 36, respectively.
It is connected to a and 36b. The 90-degree phase shifter 51 advances the phase of the input voltage by 90 degrees, and its output end is connected to the input end of the switch box 49. The output end of the switch box 49 is connected to the electric wires 37a to 37d. The switch boxes 43 to 46 and 49 have a high voltage at the control input terminal.
When the level is L, the input terminal and the output terminal are electrically connected, and when the L level, the terminals are disconnected.
ここで、上記ワイヤ駆動部の嵌合部材34、湾曲ワイヤ30
に接続された連結棒73、電歪素子35a,35bが構成する振
動波モータ(圧電モータ、超音波モータ等とも称す
る。)の動作原理を前記ワイヤ駆動部31aを例にあげて
説明する。Here, the fitting member 34 of the wire driving unit, the bending wire 30
The operation principle of a vibration wave motor (also referred to as a piezoelectric motor, an ultrasonic motor, etc.) configured by the connecting rod 73 and the electrostrictive elements 35a, 35b connected to the above will be described by taking the wire drive unit 31a as an example.
第6図において、73は力Fで加圧されている移動体とし
ての連結棒、34は電気−機械エネルギ変換手段としての
電歪素子(例えばPZT等)により弾性振動を行う固定体
としての嵌合部材を模式的に示した図であり、X軸を固
定体34の表面上の方向、Z軸をその法線方向とする。電
歪素子により固定体34の表面に屈曲振動を与えると、進
行振動波が発生し、固定体34の表面上を伝搬していく。
この進行振動波は縦波と横波を伴った表面波で、その質
点の運動は楕円軌道を描く。質点Aに着目すると、縦深
動u、横振幅wの楕円運動を行っており、表面波の進行
方向をX軸方向とすると、楕円運動は時計方向の向きで
ある。この表面波は一波長毎に頂点A,A′……を有し、
その頂点速度はX成分のみであって、ν=2πfu(fは
振動数)である。そこで、移動体73の表面を固定体34の
表面に摩擦接触させると、移動体73の表面は頂点A,A′
……のみに接触するから、移動体73は摩擦力により矢印
Nの方向に駆動される。In FIG. 6, 73 is a connecting rod as a moving body which is pressed by a force F, 34 is a fitting as a fixed body which elastically vibrates by an electrostrictive element (such as PZT) as an electric-mechanical energy converting means. It is the figure which showed the compound member typically, the X-axis is made into the direction on the surface of the fixed body 34, and the Z-axis is made into the normal line direction. When a bending vibration is applied to the surface of the fixed body 34 by the electrostrictive element, a traveling vibration wave is generated and propagates on the surface of the fixed body 34.
This traveling oscillatory wave is a surface wave accompanied by a longitudinal wave and a transverse wave, and the motion of its mass point draws an elliptical orbit. Focusing on the mass point A, an elliptic motion with a vertical deep movement u and a lateral amplitude w is performed, and when the traveling direction of the surface wave is the X-axis direction, the elliptic motion is a clockwise direction. This surface wave has vertices A, A '... for each wavelength,
The apex velocity is only the X component and is ν = 2πfu (f is the frequency). Therefore, when the surface of the moving body 73 is brought into frictional contact with the surface of the fixed body 34, the surface of the moving body 73 is apex A, A ′.
.., so that the moving body 73 is driven in the direction of arrow N by the frictional force.
移動体73の速度は振動数fに比例する。また、加圧接触
による摩擦駆動のために、縦振動uばかりでなく、横振
動wにも依存する。即ち、移動体73の速度は楕円運動の
大きさに比例する。したがって、移動体73の速度は電歪
素子に加える電圧に比例する。The speed of the moving body 73 is proportional to the frequency f. Further, because of frictional drive by pressure contact, it depends not only on the longitudinal vibration u but also on the lateral vibration w. That is, the speed of the moving body 73 is proportional to the size of the elliptical movement. Therefore, the speed of the moving body 73 is proportional to the voltage applied to the electrostrictive element.
第7図は進行振動波と定在振動波の発生を説明する図で
ある。電歪素子35a,35bは単独で動作すると、固定体34
が共振するような状態、即ち、定在振動波が存在するよ
うな位置に配置され、且つ電歪素子35aによる定在振動
波長と電歪素子35bによる定在振動波長とが等しくな
り、90度位相がずれる(4分の1波長だけ物理的位置が
ずれる)ように配置される。駆動用電源50はV=Vosin
ωtという電圧を供給する。電歪素子35aにはライン36a
により駆動用電源50から直接、電圧Vosinωtが印加さ
れ、電歪素子35bには90度移相器51を経てライン37aによ
り電圧Vosin(ωt±π/2)が印加される。電圧Vosin
(ωt±π/2)の±は移動体73を動かす方向によって切
り換えられる。第7図の(イ)〜(ヘ)は電圧Vosin
(ωt+π/2)が印加されている場合の振動波の状態を
示す。(イ)は電歪素子35aのみにより定在振動波を発
生させている状態、(ロ)は電歪素子35bのみにより90
度位相進みのある定在振動波を発生させている状態、を
それぞれ示す。(ハ)〜(ニ)は二つの電歪素子35a,35
bを同時に動作させて、進行振動波を発生させている状
態を示す。(ハ)は時刻t=0+2nπ/ω、(ニ)は時
刻t=π/2ω+2nπ/ω、(ホ)は時刻t=π/ω+2n
π/ω、(ヘ)は3π/2ω+2nπ/ω、の進行振動波の
位相をそれぞれ示す。進行振動波は第7図の左方向に進
むが、固定体34の摩擦接触面の任意の質点は時計方向の
楕円運動を行う。したがって、移動体73は右方向に移動
する。FIG. 7 is a diagram for explaining the generation of a traveling vibration wave and a standing vibration wave. When the electrostrictive elements 35a and 35b operate independently, the fixed body 34a
Are resonated, that is, they are arranged in a position where a standing vibration wave exists, and the standing vibration wavelength by the electrostrictive element 35a and the standing vibration wavelength by the electrostrictive element 35b become equal to each other, 90 degrees. They are arranged so that they are out of phase (the physical position is displaced by a quarter wavelength). The driving power supply 50 is V = Vosin
A voltage of ωt is supplied. Line 36a for electrostrictive element 35a
Thus, the voltage Vosinωt is directly applied from the driving power source 50, and the voltage Vosin (ωt ± π / 2) is applied to the electrostrictive element 35b through the 90-degree phase shifter 51 and the line 37a. Voltage Vosin
± of (ωt ± π / 2) is switched depending on the direction in which the moving body 73 is moved. (A) to (f) in FIG. 7 indicate the voltage Vosin.
The state of the vibration wave when (ωt + π / 2) is applied is shown. (A) is a state where a standing vibration wave is generated only by the electrostrictive element 35a, and (b) is 90 by only the electrostrictive element 35b.
3 shows a state in which a standing vibration wave with a phase advance is generated. (C) to (d) are two electrostrictive elements 35a, 35
It shows a state where the traveling vibration wave is generated by operating b simultaneously. (C) is time t = 0 + 2nπ / ω, (d) is time t = π / 2ω + 2nπ / ω, and (e) is time t = π / ω + 2n.
π / ω and (f) indicate the phases of the traveling vibration waves of 3π / 2ω + 2nπ / ω, respectively. Although the traveling oscillating wave travels to the left in FIG. 7, any mass point on the frictional contact surface of the fixed body 34 makes an elliptic motion in the clockwise direction. Therefore, the moving body 73 moves to the right.
(イ)、(ロ)の定在振動波の発生状態において、固定
体34の摩擦接触面上の節以外の質点では横振動、即ち、
第7図で上下運動だけである。したがって、移動体73と
固定体34との摩擦接触は、静止摩擦状態ではなく、動摩
擦状態であり、摩擦係数が小さくなり、接触面積も小さ
くなる。そのため、移動体73は外力により容易に動かす
ことができる。In the generation state of the standing vibration waves of (a) and (b), lateral vibration occurs at the mass points other than the nodes on the frictional contact surface of the fixed body 34, that is,
It is only vertical movement in FIG. Therefore, the frictional contact between the moving body 73 and the fixed body 34 is not the static friction state but the dynamic friction state, the friction coefficient is small, and the contact area is also small. Therefore, the moving body 73 can be easily moved by an external force.
次に、本実施例の作用について説明する。まず切換スイ
ッチ25をアングルロック操作した場合について湾曲部を
UP操作する場合を例にあげて説明する。湾曲操作スイッ
チ22(UP)をONすると、スイッチ制御回路40はHレベル
を出力するので、スイッチボックス44,49の各入出力端
が導通する。その結果電線36aにはV=Vosinωtという
電圧が、電線37aないし37dにはV=Vosin(ωt+π/
2)という電圧が供給される。このとき電線36bないし36
dには電圧が供給されない。よって、ワイヤ駆動部31bな
いし31dの弾性振動子からなく嵌合部材34には定在振動
波が発生し、外力に対して容易に移動可能な状態とな
る。一方、ワイヤ駆動部31aの嵌合部材34には、連結棒7
3に接続されたワイヤ30を引張る方向の進行振動数が発
生する。従って、UP方向のワイヤ30が引かれることによ
り湾曲部16はUP方向にスムーズに湾曲する。そして、湾
曲操作スイッチ22をOFFにすると、各ワイヤ駆動部31の
嵌合部材には電圧が加わらなくなるので、その湾曲状態
で停止し、外力が湾曲部に加わっても容易に動かない。
また、同様に、湾曲操作スイッチ21,23,24をONすればDO
WN,LEFT,RIGHT方向にそれぞれ湾曲するが説明は省略す
る。Next, the operation of this embodiment will be described. First of all, when the changeover switch 25 is angle-locked,
The case of UP operation will be described as an example. When the bending operation switch 22 (UP) is turned on, the switch control circuit 40 outputs the H level, so that the input / output terminals of the switch boxes 44, 49 are brought into conduction. As a result, a voltage V = Vosin ωt is applied to the electric wire 36a, and V = Vosin (ωt + π / is applied to the electric wires 37a to 37d.
2) is supplied. At this time, the electric wires 36b to 36
No voltage is supplied to d. Therefore, a standing vibration wave is generated in the fitting member 34 without the elastic vibrators of the wire driving units 31b to 31d, and the movable member can be easily moved by an external force. On the other hand, the fitting member 34 of the wire driving unit 31a has a connecting rod 7
A traveling frequency in the pulling direction of the wire 30 connected to 3 is generated. Therefore, the bending portion 16 bends smoothly in the UP direction by pulling the wire 30 in the UP direction. Then, when the bending operation switch 22 is turned off, no voltage is applied to the fitting members of the wire driving units 31, so that the wire driving unit 31 stops in the bending state and does not move easily even if an external force is applied to the bending unit.
Similarly, if the bending operation switches 21, 23, 24 are turned on, DO
Although curved in the WN, LEFT, and RIGHT directions respectively, description thereof will be omitted.
切換スイッチ25をアングルフリー操作した場合には、ス
イッチ制御回路48はHレベル信号を出力するので、スイ
ッチボックス49の入出力端は導通状態となる。従って、
各ワイヤ駆動部31の嵌合部材34には、V=Vosin(ωt
+π/2)なる電圧が常にかかっているので、定在振動波
が常に発生している。この状態で例えば湾曲操作スイッ
チ22をONすると、上述のアングルロック操作のときと同
様にUP方向に湾曲する。When the change-over switch 25 is operated in an angle-free manner, the switch control circuit 48 outputs an H level signal, so that the input / output terminals of the switch box 49 become conductive. Therefore,
V = Vosin (ωt
Since a voltage of + π / 2) is always applied, a standing vibration wave is always generated. In this state, for example, when the bending operation switch 22 is turned on, the bending operation is performed in the UP direction as in the angle lock operation described above.
尚、湾曲したときには、イメージガイド74の保護チュー
ブ75は、先端側に引き込まれるがその後端面は最後端の
関節駒26bの連結片27より先端側に移動することはな
い。また、湾曲部16,可撓管部17を任意の形状にしたと
き、イメージガイド74の保護チューブ75の軸方向の移動
により保護チューブ75とワイヤ駆動部31が干渉すること
はない。When curved, the protective tube 75 of the image guide 74 is pulled toward the tip side, but its rear end surface does not move to the tip side from the connecting piece 27 of the joint piece 26b at the rear end. In addition, when the bending portion 16 and the flexible tube portion 17 are formed into arbitrary shapes, the protection tube 75 and the wire drive portion 31 do not interfere with each other due to the axial movement of the protection tube 75 of the image guide 74.
このように、本実施例では、湾曲部16の後端側に、振動
波モータからなるワイヤ駆動部31を設け、このワイヤ駆
動部31によって、湾曲部16を湾曲駆動している。また、
挿入部11内には、イメージカイド74等が収納されてお
り、前記湾曲部16内のイメージガイド74にはイメージガ
イド74のダメージを防止するために保護チューブ75か被
覆されている。そのため、前記イメージガイド74(及び
保護チューブ75)の外径が、湾曲部16内において太くな
っている。As described above, in the present embodiment, the wire driving unit 31 including the vibration wave motor is provided on the rear end side of the bending unit 16, and the bending unit 16 is driven to bend by the wire driving unit 31. Also,
An image guide 74 and the like are stored in the insertion portion 11, and the image guide 74 in the bending portion 16 is covered with a protective tube 75 in order to prevent damage to the image guide 74. Therefore, the outer diameter of the image guide 74 (and the protection tube 75) is thick inside the curved portion 16.
本実施例では、前記ワイヤ駆動部31を、任意の湾曲状態
で保護チューブ75の後端と軸方向に距離を確保して配置
している。すなわち、前記ワイヤ駆動部31は、イメージ
ガイド74及び保護チューブ75の外径が小さくなる位置よ
りも、操作部12側に配置されている。In the present embodiment, the wire driving section 31 is arranged with a certain distance in the axial direction from the rear end of the protective tube 75 in an arbitrary curved state. That is, the wire driving unit 31 is arranged closer to the operation unit 12 than the position where the outer diameters of the image guide 74 and the protection tube 75 are small.
従って、保護チューブ75によって被覆されたイメージガ
イド74の太径部とワイヤ駆動部31とが、挿入部11の軸方
向の任意の断面において、重なって存在しないので、挿
入部11の最大内蔵物面積は、前記ワイヤ駆動部31を、湾
曲部16後端部に前記保護チューブ75と重なるように設け
た場合に比べて小さくなり、挿入部11の外径を細くでき
る。Therefore, since the large-diameter portion of the image guide 74 covered by the protection tube 75 and the wire driving portion 31 do not overlap in any axial cross section of the insertion portion 11, the maximum internal component area of the insertion portion 11 does not exist. Is smaller than that in the case where the wire driving section 31 is provided at the rear end of the bending section 16 so as to overlap the protection tube 75, and the outer diameter of the insertion section 11 can be reduced.
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、湾曲
部16内において、挿入部11の内蔵物を保護する保護チュ
ーブは、イメージガイド74やライトガイド等を個々に被
覆したものに限らず、全ての内蔵物をまとめて被覆した
ものであっても良い。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, in the bending portion 16, the protective tube that protects the internal components of the insertion portion 11 is not limited to those that individually cover the image guide 74, the light guide, and the like. Instead, all the built-in components may be collectively covered.
また、取付スイッチ25は、上記実施例では、上・下・左
・右のワイヤ駆動部を同時にロックするようにしている
が、上・下用と左・右用を別々のスイッチとしても良
い。Further, although the mounting switch 25 locks the upper / lower / left / right wire driving portions at the same time in the above-described embodiment, the upper / lower and left / right switches may be separate switches.
また、ワイヤ駆動部を先端構成部側と手許操作部側両方
に設け、湾曲ワイヤを互いに引張るようにして湾曲させ
るようにすれば、素早い湾曲が可能である。また、電歪
素子を嵌合部材(固定体)に設ける替わりに連結棒(移
動体)側に設けてもよい。電歪素子の替わりに磁歪素子
でもよい。さらに、上記実施例の湾曲部を内視鏡挿入部
の適宜箇所に適宜数設けてそれぞれ別々に操作するよう
にすれば複雑な湾曲が可能である。In addition, if the wire driving section is provided on both the tip forming section side and the hand operation section side and the bending wires are bent by pulling each other, quick bending is possible. Further, the electrostrictive element may be provided on the connecting rod (moving body) side instead of being provided on the fitting member (fixed body). A magnetostrictive element may be used instead of the electrostrictive element. Further, complicated bending can be performed by providing an appropriate number of bending portions of the above-described embodiment at appropriate portions of the endoscope insertion portion and operating them separately.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、湾曲駆動手段を、
挿入部の内蔵物の外径が操作部側が小径になるように変
化する位置よりも操作部側に配置したので、挿入部に湾
曲駆動手段を設けても、挿入部の外径が大きくなること
を防止できるという効果がある。As described above, according to the present invention, the bending drive means is
Since the internal diameter of the insertion part is arranged closer to the operating part than the position where the operating part changes so that the operating part side has a smaller diameter, the external diameter of the inserting part is large even if the bending drive means is provided in the inserting part. There is an effect that can prevent.
第1図ないし第7図は本発明の一実施例に係り、第1図
は湾曲部近傍を示す説明図、第2図は内視鏡の側面図、
第3図はワイヤ駆動部の縦断面図、第4図は第3図のA
−A線断面図、第5図はワイヤ駆動部の駆動制御回路を
示す回路図、第6図はワイヤ駆動部に用いられる振動波
モータの駆動原理を示す説明図、第7図は振動波モータ
における進行振動波と定在振動波の発生を示す説明図で
ある。 10…内視鏡、11…挿入部 12…操作部、16…湾曲部 26…関節駒、30…湾曲ワイヤ 31(31a,31b,31c,31D)…ワイヤ駆動部 74…イメージガイド 75…保護チューブ1 to 7 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory view showing the vicinity of a curved portion, FIG. 2 is a side view of an endoscope,
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wire driving section, and FIG. 4 is A of FIG.
-A line sectional view, FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive control circuit of the wire driving unit, FIG. 6 is an explanatory view showing a driving principle of a vibration wave motor used in the wire driving unit, and FIG. 7 is a vibration wave motor. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the generation of a traveling vibration wave and a standing vibration wave in FIG. 10 ... Endoscope, 11 ... Inserting part 12 ... Operating part, 16 ... Bending part 26 ... Joint piece, 30 ... Bending wire 31 (31a, 31b, 31c, 31D) ... Wire driving part 74 ... Image guide 75 ... Protective tube
Claims (1)
湾曲部が設けられ、前記挿入部内に、前記湾曲部を湾曲
させる湾曲駆動手段が設けらていると共に、前記挿入部
内に、前記湾曲部近傍にて操作部側が小径になるように
外径が変化する内蔵物が収納された内視鏡において、前
記湾曲駆動手段は、前記内蔵物の外径が変化する位置よ
りも操作部側に配置されていることを特徴とする内視
鏡。1. An insert section connected to an operation section is provided with a bendable bend section, and a bend drive means for bending the bend section is provided in the insert section, and at the same time, in the insert section. In an endoscope in which a built-in object whose outer diameter changes so that the operating portion side has a small diameter in the vicinity of the bending portion is housed, the bending driving means operates more than a position where the outer diameter of the built-in object changes. An endoscope characterized in that it is arranged on the side of the body.
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|---|---|---|---|
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