JPH0515485A

JPH0515485A - 流体圧駆動型アクチユエータおよびこれを利用した内視鏡

Info

Publication number: JPH0515485A
Application number: JP3025542A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ueda; 康弘植田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、機器内に容易に組み込むことのでき
る流体圧駆動型アクチュエータおよびこのアクチュエー
タを利用した内視鏡を提供することを主要の目的とす
る。【構成】流体圧駆動型アクチュエータＡは、加圧室６を
内部に形成した偏平状の弾性体３と、この弾性体３に付
設されその弾性体３の膨脹方向を規制する繊維４と、前
記加圧室６に接続された流体供給用加圧チューブ５とか
らなる。しかして、内視鏡Ｂ等の機器内に容易に組み込
むことのできる流体圧駆動型アクチュエータＡとするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体圧駆動型アクチュ
エータおよびこれを利用して挿入部の湾曲部を湾曲する
内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６３−１９３１２１号公報
において、円管状の弾性チューブの外周に網状管を被覆
し、そのチューブの内部に空気圧を加えることで、軸方
向の変位を得る空気圧駆動型の弾性人工筋が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の弾性人工筋は、その弾性チューブと網状管とが
円筒状に形成されているため、これを内視鏡内に組み込
む際、スペースの制約を受けるという問題があった。

【０００４】また、一般に、狭く、他の内蔵物等によっ
ても、制限される内視鏡の挿入部内に、その弾性人工筋
を配設するにあたり、特に、制限されるという事情があ
った。

【０００５】本発明は、前述した課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、機器内に容易
に組み込むことのできる流体圧駆動型アクチュエータお
よびこのアクチュエータを利用した内視鏡を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決する手段および作用】本発明の流体圧駆動
型アクチュエータは、加圧室を内部に形成した偏平状の
弾性体と、この弾性体に付設されその弾性体の膨脹方向
を規制する繊維と、前記加圧室に接続された流体供給用
加圧チューブとからなる。しかして、機器内に容易に組
み込むことのできる流体圧駆動型アクチュエータとする
ことができる。

【０００７】また、他の発明は、前記流体圧駆動型アク
チュエータを組み込み、挿入部の湾曲部を湾曲する内視
鏡である。

【０００８】

【実施例】図１ないし図２は、本発明の第１の実施例に
係る流体圧アクチュエータＡを示すものである。

【０００９】この流体圧アクチュエータＡは、弾性材料
からなる平板状で同じ大きさの長方形の第１のシート１
と第２のシート２とを重ね合わせて、その周縁部分のみ
を接着した袋状の弾性体３を有し、この弾性体３の外周
に複数の非伸長性繊維４をその弾性体３の長手方向に沿
って平行に等間隔で巻付けて接着固定して構成されてい
る。なお、前記弾性体３は、例えば、シリコンゴム、ポ
リウレタンゴム、ラテックス等の弾性材料から形成され
ている。

【００１０】また、弾性体３の長手方向の一端の周縁に
おいて、両シート１，２の間には、加圧チューブ５の先
端部が気密的に挟み込まれ、加圧チューブ５の先端開口
は、弾性体３の非接着面内、つまり、内空部からなる加
圧室６に連通してある。

【００１１】そして、弾性体３の加圧室６にその加圧チ
ューブ５を通じて、空気、水等の流体を取り入れると、
図１の（Ｂ）および図２の（Ｃ）（Ｄ）で示すごとく膨
脹する。

【００１２】このとき、弾性体３の外周面には、複数の
非伸長性繊維４が貼り付けてあるため、流体圧アクチュ
エータＡはその長手方向には膨脹できず、両シート１，
２の面に垂直な方向と両側方向へのみ膨脹する。この動
作により、流体圧アクチュエータＡは、長手方向にその
長さが収縮する変位を得るとともに、引張り力を発生さ
せることができる。

【００１３】図３は第１の実施例での流体圧アクチュエ
ータＡの変形例であり、弾性体３の外周に取り付ける複
数の非伸長性繊維４を網状に編んで構成したものであ
る。この場合、繊維４の網み角を適宜変えることで、そ
の最大収縮変位量を変えることができる。また、流体圧
アクチュエータＡの長手方向に対して繊維４からなる縦
糸と横糸が長手軸方向へ直交せず、共に斜めに同じ角度
で傾斜している。

【００１４】なお、流体圧アクチュエータＡの長手方向
に直交する繊維４を設けるようにしてもよい。この場合
には、弾性体３の側面方向への膨脹を抑制することがで
きる。

【００１５】図４ないし図６は、本発明の第２の実施例
に係る流体圧アクチュエータＡを示すものである。この
実施例では、１枚のシート７を用いて弾性体３を構成す
る。すなわち、図５および図６で示すように比較的肉厚
の長方形の１枚のシート７に長手方向に沿う両縁部分を
残してその長手方向に沿ったスリット８を入れた形状を
なす。

【００１６】また、この弾性体３の長手方向の両端縁に
は、それぞれ箱状の前側口金９、後側口金１０が被嵌
し、前述したように弾性体３の外周面に取り付けた規制
用の非伸長性繊維４と共にかしめ付けて固定をしてい
る。また、後側口金１０には、図６で示すように加圧パ
イプ１１が貫通して設けられ、この加圧パイプ１１の一
端は前記スリット８内に挟み込まれて前記弾性体３のス
リット８からその周縁を封止してなる加圧室６に開口し
ている。加圧パイプ１１の他端には加圧チューブ５が接
続してある。その他の構成およびその動作は前述した第
１の実施例のものと同様である。

【００１７】図７ないし図８は、本発明の第３の実施例
に係る流体圧アクチュエータＡを示すものである。この
実施例のものは、前述した第１の実施例のものと次の点
で異なり、その他は前述した第１の実施例のものと同様
に構成される。

【００１８】すなわち、弾性体３の第１のシート１にの
み、非伸長性繊維４が取り付けられている。また、第２
のシート２は、第１のシート１に比して硬度の高い材
質、または非伸展性の材料、例えばポリエチレンを用い
て形成している。

【００１９】しかして、加圧チューブ５により、流体を
供給・加圧すると、硬度が高く、または非伸展性の材料
からなる第２のシート２は、さほど膨脹することなく、
一方、第１のシート１の方が、その外面垂直方向へ膨脹
する。つまり、図７の（Ｂ）や図８の（Ｃ）で示すよう
に、第１のシート１が、その外面垂直方向へ膨脹すると
ともに、第２のシート２が同じ向きに湾曲する。この実
施例によれば、流体圧アクチュエータＡを湾曲させるこ
とができるのである。

【００２０】図９は、第３の実施例での流体圧アクチュ
エータＡの変形例であり、弾性体３の第１のシート１の
外周に取り付ける複数の非伸長性繊維４を網状に編んで
構成したものであり、流体圧アクチュエータＡの長手方
向に対して繊維４からなる縦糸と横糸が直交せず、共に
斜めに同じ角度で傾斜している。この場合、繊維４の網
み角を適宜変えることで、その最大膨脹湾曲量を変える
ことができる。

【００２１】図１０から図１３は、本発明の第４の実施
例に係る流体圧アクチュエータＡを示すものである。こ
の実施例では、第１の実施例の構成にある弾性体３をそ
の長手方向に沿う軸を中心として円筒状に丸めたもので
ある。なお、この円筒部の内径に任意に設定することが
できる。

【００２２】しかして、この構成において、加圧チュー
ブ５より弾性体３の加圧室６へ流体を供給すると、図１
１および図１３で示すごとく円筒状の弾性体３の内外両
面が対応する内外同面方向にそれぞれ膨脹し、軸方向へ
の収縮変位と引張り力を発生させることができる。

【００２３】なお、図１４で示すように、この実施例の
構成において、弾性体３の外周に取り付ける複数の非伸
長性繊維４を網状に編んで構成してもよい。この場合、
流体圧アクチュエータＡの長手方向に対して繊維４から
なる縦糸と横糸が前記長手軸方向へ直交せず、共に斜め
に同じ角度で傾斜している。また、繊維４の網み角を適
宜変えることで、その最大収縮変位量を変えることがで
きる。

【００２４】図１５ないし図１６は、本発明の流体圧ア
クチュエータＡを組み込んだ内視鏡Ｂに係る第５の実施
例を示すものである。この実施例は、前述した第１の実
施例での流体圧アクチュエータＡを内視鏡Ｂの湾曲機構
に使用する例である。

【００２５】すなわち、図１５で示すごとく、内視鏡Ｂ
の挿入部１６は、可撓管部１７、湾曲部１８、および先
端部１９とからなり、この挿入部１６の内部には、湾曲
部１８の先端側部分に一端を固定した２本のアングルワ
イヤ２０が上下に配設されている。

【００２６】アングルワイヤ２０の各他端には、それぞ
れ第１の流体圧アクチュエータＡ_１と、第２の流体圧ア
クチュエータＡ_２が連結されている。第１の流体圧アク
チュエータＡ_１と、第２の流体圧アクチュエータＡ
_２は、可撓管部１７内において前後にずれて重なり合わ
ないように配置されている。この流体圧アクチュエータ
Ａ_１，Ａ_２は、前述した第１の実施例でのように構成さ
れ、その先端部分にアングルワイヤ２０の後端を連結し
ている。流体圧アクチュエータＡ_１，Ａ_２の後端は、可
撓管部１７の部材に固定されている。それぞれの加圧チ
ューブ５は、挿入部１６内を通じて図示しない加圧流体
源に導かれている。そして、同じく図示しない供給操作
装置によって流体圧アクチュエータＡ_１，Ａ_２に対する
加圧流体の給排操作を行うようになっている。

【００２７】また、図１６で示すように、可撓管部１７
内には、ライトガイドファイバ２１、ＣＣＤ用ケーブル
２２を配置し、この残りの他の空間に前記流体圧アクチ
ュエータＡ_１，Ａ_２Ａを上下に配置している。

【００２８】いずれの流体圧アクチュエータＡ_１，Ａ_２
に対しても加圧流体を供給しない場合、図１５の（Ａ）
および図１６の（Ａ）で示すように、弾性体３は膨らま
ない状態にあるから、湾曲部１８はいずれの向きにも湾
曲しない中立な状態にある。

【００２９】そこで、例えば、下側に位置する第２の流
体圧アクチュエータＡ_２に流体を供給すると、図１５の
（Ｂ）および図１６の（Ｂ）で示すように、膨脹して下
側のアングルワイヤ２０を牽引する。これにより、湾曲
部１８は図１５の（Ｂ）で示すように下側への湾曲を行
う。

【００３０】この実施例の構成によれば、図１６からも
わかるように可撓管部１７の内部の空きスペースを有効
に活用することができる。ライトガイドファイバ２１と
ＣＣＤ用ケーブル２２とを避けた上下の細長い空間部分
にフィットさせることができる。

【００３１】図１７は、本発明の第６の実施例を示すも
のである。この実施例では、前述した第５の実施例の内
視鏡Ｂにおける湾曲部１８を、４方向に湾曲するため、
４つの流体圧アクチュエータＡをその各湾曲位置に対応
して設けたものである。その動作は第５の実施例と同じ
である。

【００３２】図１８は、本発明の第７の実施例を示すも
のである。この実施例では、第５の実施例と同様の湾曲
用流体圧アクチュエータＡ_１，Ａ_２を設けるとともに、
ライトガイドファイバ２１、ＣＣＤ用ケーブル２２を囲
むように、前述した第４の実施例の流体圧アクチュエー
タをＡ_３，Ａ_４を配置したものである。また、それらの
隙間にはチャンネルチューブ２５，２６を配置してあ
る。

【００３３】そして、この動作は、第５，第６の実施例
に同様に湾曲用流体圧アクチュエータＡ_１，Ａ_２，
Ａ_３，Ａ_４を選択的に加圧膨脹させることによりその向
きに湾曲部１８を湾曲させることができる。

【００３４】図１９および図２０は、本発明の第８の実
施例を示すものである。この実施例では、前述した第５
の実施例での挿入部１６の湾曲部１８内に、前述した第
３の実施例での構成の流体圧アクチュエータＡ_１，Ａ_２
を上下に配置したものである。そして、流体圧アクチュ
エータＡの先端と基端をその湾曲部１８の対応する前端
と基端に取着した。さらに、繊維４の配置側を湾曲部１
８の外周側に向けて位置させておく。その他は前記実施
例のものと同じである。

【００３５】そこで、例えば、上側の流体圧アクチュエ
ータＡ_１に流体を供給して加圧すると、その流体圧アク
チュエータＡ_１は、膨脹して内側へ湾曲し、その向きに
湾曲部１８を湾曲する。

【００３６】なお、本発明の流体圧アクチュエータは、
上述した第５ないしら第８の実施例で示した以外にも、
種々の応用例が考えられる。例えば、内視鏡の対物光学
系を駆動し、ズーム、焦点合わせを実現する他、処置具
起上台の駆動、対物光学系中に配置したアイリス（絞
り）機構の駆動、視野の直視・側視切換え機構等に応用
できる。また、流体圧アクチュエータで内視鏡の湾曲部
を湾曲する場合、その対称的に配置する１組の流体圧ア
クチュエータをあらかじめ中間膨脹状態に膨らませてお
いてこれを中立位置となるようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、偏平な流
体圧アクチュエータを構成するから、これを機器内のス
ペースに対応して容易に組込むことができる。したがっ
て、この流体圧アクチュエータを組み込む機器の小形化
が図れる。また、特に、内視鏡の挿入部に組み込んだ場
合には、他の内蔵物との干渉を極力防止できるととも
に、その挿入部の細径化が容易に達成できる。

【００３８】また、駆動対象の近くにコンパクトに組み
込むことができるから、遠隔的な駆動手段が簡単な構造
で実現できる。例えば内視鏡の長尺な挿入部の湾曲も可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る流体圧アクチュエ
ータを示し、（Ａ）は通常状態時の斜視図、（Ｂ）は膨
脹時の斜視図。

【図２】同じく本発明の第１の実施例に係る流体圧アク
チュエータを示し、（Ａ）は通常状態時の縦断面図、
（Ｂ）は通常状態時の平面図、（Ｃ）は膨脹状態時の縦
断面図、（Ｄ）は膨脹状態時の平面図。

【図３】本発明の第１の実施例の変形例に係る流体圧ア
クチュエータの通常状態時の斜視図。

【図４】本発明の第２の実施例に係る流体圧アクチュエ
ータの通常状態時の斜視図。

【図５】同じく本発明の第２の実施例に係る流体圧アク
チュエータの分解した状態の斜視図。

【図６】同じく本発明の第２の実施例に係る流体圧アク
チュエータの縦断面図。

【図７】本発明の第３の実施例に係る流体圧アクチュエ
ータを示し、（Ａ）は通常状態時の斜視図、（Ｂ）は膨
脹時の斜視図。

【図８】同じく本発明の第３の実施例に係る流体圧アク
チュエータを示し、（Ａ）は通常状態時の縦断面図、
（Ｂ）は通常状態時の平面図、（Ｃ）は膨脹状態時の縦
断面図。

【図９】本発明の第３の実施例の変形例に係る流体圧ア
クチュエータの通常状態時の斜視図。

【図１０】本発明の第４の実施例に係る流体圧アクチュ
エータの通常状態時の斜視図。

【図１１】同じく本発明の第４の実施例に係る流体圧ア
クチュエータの膨脹状態時の斜視図。

【図１２】同じく本発明の第４の実施例に係る流体圧ア
クチュエータの通常状態時の縦断面図。

【図１３】同じく本発明の第４の実施例に係る流体圧ア
クチュエータの膨脹状態時の縦断面図。

【図１４】本発明の第４の実施例に係る流体圧アクチュ
エータの変形例の通常状態時の縦断面図。

【図１５】本発明の第５の実施例にかかる流体圧アクチ
ュエータを使用した内視鏡を示し、（Ａ）は通常時の説
明図、（Ｂ）は湾曲時の説明図。

【図１６】（Ａ）は図１５のＡ−Ａ線に沿う断面図、
（Ｂ）は図１５のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図１７】本発明の第６の実施例を示す内視鏡の挿入部
における湾曲部の縦断面図。

【図１８】本発明の第７の実施例を示す内視鏡の挿入部
における湾曲部の縦断面図。

【図１９】本発明の第８の実施例を示す内視鏡の挿入部
の通常時の説明図。

【図２０】本発明の第８の実施例を示す内視鏡の挿入部
の湾曲時の説明図。

【符号の説明】

Ａ…流体圧アクチュエータ、１，２…シート、３…弾性
体、４…繊維、５…加圧チューブ、６…加圧室、Ｂ…内
視鏡、１６…挿入部、１８…湾曲部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧室を内部に形成した偏平状の弾性体
と、この弾性体に付設されその弾性体の膨脹方向を規制
する繊維と、前記加圧室に接続された流体供給用チュー
ブとを備えたことを特徴とする流体圧駆動型アクチュエ
ータ。
【請求項２】挿入部に湾曲部を設けた内視鏡におい
て、湾曲部に連結した流体圧駆動型アクチュエータを有
し、この流体圧駆動型アクチュエータは、加圧室を内部
に形成した偏平状の弾性体と、この弾性体に付設されそ
の弾性体の膨脹方向を規制する繊維と、前記加圧室に接
続された流体供給用チューブとからなり、この流体圧駆
動型アクチュエータの膨脹収縮による長さの変位を前記
湾曲部に伝達することにより前記挿入部の湾曲部を湾曲
するようにしたことを特徴とする内視鏡。