JP2014113308A - 発熱を伴う電子部品を備えた内視鏡用装置及びこれを用いた内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱を伴う電子部品を使用しても、過熱の生じにくい内視鏡用装置及びこれを用いた内視鏡の提供。
【解決手段】 発熱を伴う電子部品（２）と、電子部品（２）を支持する筒状筐体（３）と、筒状筐体（３）の筒孔（３５）に内挿される放熱部材（８）と、を含む内視鏡用装置（１）である。筒状筐体（３）は、筒状筐体（３）から熱を回収する流体が流れるための第１流路（３６）を有し、放熱部材（８）は、第１流路（３６）と連通する連通部（８３）と、連通部（８３）と連通する第２流路（８２）と、第２流路（８２）の内壁面に突起する複数の放熱フィン（８１）とを有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は発熱を伴う電子部品を備えた内視鏡用装置及びこれを用いた内視鏡に関する。

略線状体の挿入部と、挿入部を接続した操作部とを有する内視鏡が利用されている。詳細には、挿入部の先端には、その内視鏡として求められる機能により例えば発光素子、撮像素子を含む電子部品が設置されていることがあり、その際発光素子、撮像素子を含む電子部品はケーブル等を介して内視鏡外部の所定の機器に接続されている。被検体の体内に挿入部を挿入し、撮像素子により撮像した映像を外部の表示装置に表示させることで、被検体の体内を直接観察することができる。なお、発光素子、撮像素子を含む電子部品とは、ここでは、一般に知られている能動素子・受動素子及び、排熱を目的とした部品を除いた機構部品全般を指し、以降の説明においては、「電子部品」と表現をする。

内視鏡では、先端部に設置される電子部品による熱が問題となることがある。そこで、電子部品による熱を排熱する内視鏡が提案されている。

例えば、特許文献１では、一端に発光素子を支持しつつ他端に放熱フィンを設けた位置決め部材を有する内視鏡が開示されている。発光素子は先端部の表面近傍に嵌め込まれ、位置決め材は先端部近傍の流路内に設置されている。この流路に空気などの気体を流すことにより、発光素子による熱は、位置決め材及び放熱フィンを介して空気に移動し、気体を順次排出して排熱することができる。

特開２０１２−０５５５１７号公報

ところで、近年、鮮明な画像を安定して得るために、高出力の発光素子を使用し、照明をさらに明るくすることが求められている。また、内視鏡先端部にてより多くの機能を付加していく際に、発熱する電子部品の設置を検討することも求められている。しかし、特許文献１で開示される内視鏡では、高出力の電子部品による熱を十分に排熱できずに過熱するおそれがあった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、発熱を伴う電子部品を使用しても、過熱の生じにくい内視鏡用装置及びこれを用いた内視鏡を提供することを目的とするものである。

本発明の内視鏡用装置は、
発熱を伴う電子部品と、
前記電子部品を支持する筒状筐体と、
前記筒状筐体の筒孔に内挿される放熱部材と、
を含む内視鏡用装置であって、
前記筒状筐体は、前記筒状筐体から熱を回収する流体が流れるための第１流路を有し、
前記放熱部材は、
前記第１流路と連通する連通部と、
前記連通部と連通する第２流路と、
前記第２流路の内壁面に突起する複数の放熱フィンとを有することを特徴とする。

このような構成により、第１流路を流れる流体に筒状筐体から熱を移動させることができる。また、第２流路を流れる流体に、前記放熱部材から熱を移動させることができる。すなわち、電子部品から発生する熱を、前記放熱部材を介して、第２流路を流れる流体に効率よく移動させることができる。つまり、高出力の電子部品を使用しても、過熱の生じにくい内視鏡用装置を提供することができる。なお、前記放熱部材とはここでは、熱を前記流体へ移動させることで温度を下げることを目的とした部材であり、内壁面に突起する複数の前記放熱フィンを有する部材であるが、その前記放熱フィンの高さは均一である必要は無く、不均一であってもよい。例えば、それぞれの前記放熱フィンは断続的な突起を有する形状であってもよく、若しくは、それぞれの前記放熱フィンは、針状体であり、放熱部材に備えられた前記複数の放熱フィンは、針山状に配設することを特徴としてもよい。

さらに、前記放熱部材は筒体であって、前記第２流路は前記放熱部材の筒孔により形成されることを特徴としてもよい。
また、前記第２流路の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線とすると、
放熱部材に備えられた前記複数の放熱フィンは、前記放熱部材の筒孔の内周面に並列的に配設され、
放熱部材に備えられたそれぞれの前記放熱フィンは、前記流路中心線に沿って突起していることを特徴としてもよい。
また、前記第２流路の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線とすると、
放熱部材に備えられた前記複数の放熱フィンは、前記流路中心線に沿う方向に並列的に配設され、
放熱部材に備えられたそれぞれの前記放熱フィンは、前記流路中心線を軸線とする螺旋に沿って突起することを特徴としてもよい。
また、前記第２流路の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線とすると、
放熱部材に備えられた前記複数の放熱フィンは、前記流路中心線に沿う方向に並列的に配設され、
放熱部材に備えられたそれぞれの前記放熱フィンは、前記流路中心線に垂直な仮想面に沿って突起することを特徴としてもよい。

他方、本発明の内視鏡は、上記した内視鏡用装置を先端部に備えることを特徴とする。

本発明により、電子部品から発生する熱を、筒状筐体及び放熱部材を介して、第１流路及び第２流路を流れる流体にそれぞれ効率よく移動させることができる。つまり、発熱を伴う電子部品を使用しても、過熱の生じにくい内視鏡用装置を提供することができる。

本発明にかかる内視鏡用装置の上面図である。 本発明にかかる内視鏡用装置の側面図である。 本発明にかかる内視鏡用装置の分解斜視図である。 本発明にかかる内視鏡用装置の断面斜視図である。 本発明にかかる内視鏡用装置の要部の斜視図である。 本発明にかかる内視鏡用装置の要部の斜視図である。 本発明にかかる内視鏡用装置の要部の断面斜視図である。

（第１実施形態）
以下、図１乃至３を参照して本発明の第１実施形態にかかる内視鏡用装置について説明する。図１Ａは、内視鏡用装置の上面図を示す。図１Ｂは、内視鏡用装置の側面図を示す。図２は、内視鏡用装置の分解斜視図を示す。図３は、内視鏡に取り付けられた内視鏡用装置の断面斜視図を示す。

図１Ａ及び図１Ｂに示す形状例では、内視鏡用装置１は、内視鏡の先端部に取り付けて、上面から方向Ａに向かって発光して先端部近傍を照明する装置である。図２に示すように、内視鏡用装置１は、スリーブ２と、筒状筐体３と、発光素子を取り付けるための基板４と、発光素子５と、導光板６と、カバープレート７と、放熱部材８とを含む。本実施形態では、発光素子における説明に終始しているが、各種電子部品へ置き換えることに関して差支えがないことは自明である。

図１Ａ及び図１Ｂを図２に併せて参照すると、スリーブ２は、内視鏡用装置１の外壁を構成する略円筒体である。筒状筐体３は、スリーブ２の筒孔に挿し込まれる略円筒体状の筐体である。筒状筐体３は、基板４を支持する基板支持部３１と、導光板６を支持する導光板支持部３２とを上端面に有する。図３に示すように、筒状筐体３は、下端面から内周面３５まで延びる第１流路３６を有する。第１流路３６は、下端面の開口部において、内視鏡の操作部から延びる流体供給管（図示略）を接続されて、空気や水などの流体を供給される。

再び図２に参照すると、基板４は、発光素子５を搭載したまま、筒状筐体３の基板支持部３１に支持される。発光素子５は、ケーブル（図示略）に接続されて、電気の供給を受けて発光する。発光素子５は、例えば、比較的高出力のＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を使用することができる。

導光板６は、例えば、環状体を半分に割った半環状体を用いることができる。導光板６を介して発光素子５からの光を照射させることができる。

カバープレート７は、内視鏡の先端部の受ける外力に耐えるように所定の機械的強度を有するとともに、光を透過する材料からなる円板である。カバープレート７は、例えば、ガラス又はプラスチックからなる円板であってもよい。カバープレート７は、スリーブ２の開口部２１を塞いで、内視鏡の先端部の受ける外力から、導光板６などを防護する。また、カバープレート７は、発光素子５により発生する熱の伝導を抑制するために、熱伝導性の低い材料であると好ましい。

再び図１Ａ、図２を併せて参照すると、放熱部材８は、複数の放熱フィン８１を内壁面に有する略円筒体である。この略円筒体の筒孔により第２流路８２が形成される。また、図３に示すように、第２流路８２の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線Ｄとすると、複数の放熱フィン８１は、放熱部材８の筒孔の内周面３５に並列的に配設される。また、それぞれの放熱フィン８１は、流路中心線Ｄに沿って突起する。また、それぞれの放熱フィン８１は、曲面を有する曲面板であって、内壁面に対して垂直な仮想面上における曲線Ｃに沿うように曲がっている。ここで、曲線Ｃは、円弧状の曲線である。また、放熱部材８は、その壁体を貫通する連通部８３を有する。放熱部材８は第１流路３６と連通部８３とを連通するように筒状筐体３に内挿される。また、第２流路８２は排出管（図示略）に接続される。流体供給管（図示略）から流体を第１流路３６に流すと、連通部８３を経て、第２流路８２へ流れて排出管（図示略）から排出される。なお、内視鏡用装置１や内視鏡を機能させるために必要なケーブルを第２流路８２に沿って配線する場合を考慮して、放熱フィン８１の形状やサイズを適宜決定することが好ましい。また、放熱フィン８１は、円弧状の曲線Ｃに沿うように曲がる曲面板であるため、平面板と比較して、放熱の性能としては所定体積における効率が良い。なお、放熱フィン８１は、平面板であっても構わない。

（使用方法）
図３に示すように、内視鏡用装置１は、内視鏡の先端部に取り付けて使用される。発光素子５は、電気の供給を受けて発光し、導光板６により、方向Ａに向かって光をその全面から均一に照射させることができる。また、流体供給管（図示略）から流体の供給を受けて、流体が第１流路３６、連通部８３を経て、第２流路８２に流れる。ここで、第１流路３６に流れる流体は、筒状筐体３から熱を回収することができる。また、第２流路８２に流れる流体は、放熱部材８、特に放熱フィン８１から熱を回収することができる。上記した放熱フィン８１の設置により、放熱部材８と流体との接触面積を高めて、放熱部材８から熱を流体に効率よく移動させることができる。その後、流体は排出管（図示略）から排出される。すなわち、発光素子５から発生する熱を、筒状筐体３及び放熱部材８を介して、第１流路３６及び第２流路８２をそれぞれ流れる流体に効率良く移動させて排出される。つまり、内視鏡用装置１は、高出力の発光素子による多量の熱を受けても、過熱が生じにくい設計である。

以上、第１実施形態にかかる内視鏡用装置は、高出力の発光素子を用いても、過熱を生じさせることなく、被検体の体内の測定部を照射することができる。また、第１実施形態にかかる内視鏡用装置を先端部に備える内視鏡は、過熱を生じさせることなく、高出力の発光素子により先端部近傍を明るく照射して鮮明な画像を撮像することができる。

なお、流体を第１流路３６から第２流路８２へ流したが、逆の経路でもよい。つまり、第２流路８２に流体供給管（図示略）を接続し、第１流路３６に排出管（図示略）を接続して、流体を第２流路８２から第１流路３６へ流してもよい。

（第２実施形態）
以下、図４を参照して本発明の第２実施形態にかかる内視鏡用装置について説明する。図４は、第２実施形態にかかる内視鏡用装置に用いられる放熱部材１８を示す。第２実施形態にかかる内視鏡用装置は、上記した第１実施形態と比較して、放熱部材のみを異にしており、他の部材については共通するため、説明を省略する。また、第１実施形態の放熱部材である放熱部材８と共通する箇所には相当する符号を付けることにより説明を簡略化する。なお、図４では連通部を図示することを省略している。

図４に示すように、第２実施形態にかかる内視鏡用装置に用いられる放熱部材１８は、複数の放熱フィン１８１を内壁面に有する略円筒体である。この略円筒体の筒孔により第２流路１８２が形成される。また、図３に示すように、第２流路１８２の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線Ｄ１とすると、それぞれの放熱フィン１８１は、流路中心線Ｄ１を軸線とする螺旋に沿って突起する。また、それぞれの放熱フィン１８１は、曲面を有する曲面板であって、内壁面に対して垂直な仮想面上における曲線Ｃ１に沿うように突起している。ここで、曲線Ｃ１は、円弧状の曲線である。

すなわち、第２実施形態にかかる内視鏡用装置の放熱フィン１８１の設置は、第２流路１８２に流れる流体を螺旋状に流れるように偏向させることで放熱フィン内の滞留を防止し、流体との接触を効率良く促すことができる。すなわち、発光素子５から発生する熱を、放熱部材１８に配設されている放熱フィン１８１を介して、第２流路１８２を流れる流体に効率良く移動させる。また、実施例１にかかる内視鏡用装置と同様に、第１流路１３６に流れる流体に筒状筐体３から熱を移動させることができる。つまり、内視鏡用装置は、高出力の発光素子を用いても、過熱が生じにくい設計である。

（第３実施形態）
以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照して本発明の第３実施形態にかかる内視鏡用装置について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、第３実施形態にかかる内視鏡用装置に用いられる放熱部材である放熱部材２８を示す。第２実施形態にかかる内視鏡用装置は、上記した第１実施形態と比較して、放熱部材のみを異にしており、他の部材については共通するため、説明を省略する。また、第１実施形態の放熱部材である放熱部材８と共通する箇所には相当する符号を付けることにより説明を簡略化する。なお、図５Ａ及び図５Ｂでは連通部を図示することを省略している。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第３実施形態にかかる内視鏡用装置に用いられる放熱部材２８は、複数の放熱フィン２８１を内壁面に有する略円筒体である。この略円筒体の筒孔により第２流路２８２が形成される。また、第２流路２８２の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線Ｄ２とすると、複数の放熱フィン２８１は、流路中心線Ｄ２に沿う方向に並列的に配設される。それぞれの放熱フィン２８１は、流路中心線Ｄ２に垂直な仮想面に沿って突起する。また、それぞれの放熱フィン２８１は、曲面を有する曲面板であって、内壁面に対して垂直な仮想面上における曲線Ｃ２に沿うように曲がっている。ここで、曲線Ｃ２は、円弧状の曲線である。

すなわち、第３実施形態にかかる内視鏡用装置の放熱フィン２８１の設置は、第２流路２８２に流れる流体を周方向に偏向させて、流体との接触面積を増大させることができる。すなわち、発光素子５から発生する熱を、放熱部材２８に配設されている放熱フィン２８１を介して、第２流路２８２を流れる流体に効率良く移動させる。また、実施例１にかかる内視鏡用装置と同様に、第１流路１３６に流れる流体に筒状筐体から熱を移動させることができる。つまり、内視鏡用装置は、高出力の発光素子を用いても、過熱が生じにくい設計である。

なお、本発明は上記した実施形態に限られず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。例えば、放熱フィンは、円弧状以外の曲線に沿うように曲がる曲面板であってもよい。また、それぞれの放熱フィンの高さは均一である必要は無く、不均一であってもよい。また、それぞれの放熱フィンは断続的に突起してもよい。また、それぞれの放熱フィンは針状体であって、複数の放熱フィンは、針山状に配設してもよい。これにより、放熱フィンの単位体積当たりの表面積を高めて、発光素子から発生する熱を第２流路に流れる流体にさらに効率良く移動させ得る。

また、本実施形態では、内視鏡用装置１は、スリーブ２と、基板４と、導光板６と、カバープレート７とを含むとしたが、これらを特に備えなくても良い。また、内視鏡用装置１は発光素子５を含むとしたが、発光素子５の代わりに発熱を伴う電子部品を含むとしてもよい。このような内視鏡用装置は、発熱を伴う電子部品による多量の熱を受けても、やはり、過熱が生じにくい設計なのである。

１ 内視鏡用装置、２ スリーブ、３ 筒状筐体、４ 基板、
５ 発光素子、６ 導光板、７ カバープレート、８、１８、２８ 放熱部材、２１ 開口部、３１ 基板支持部、３２ 導光板支持部、３５ 内周面、３６ 第１流路、８１、１８１、２８１ 放熱フィン、
８２、１８２、２８２ 第２流路、８３ 連通部、Ａ 方向、Ｃ 曲線、
Ｄ 流路中心線

Claims (8)

1. 発熱を伴う電子部品と、
   前記電子部品を支持する筒状筐体と、
   前記筒状筐体の筒孔に内挿される放熱部材と、
   を含む内視鏡用装置であって、
   前記筒状筐体は、前記筒状筐体から熱を回収する流体が流れるための第１流路を有し、
   前記放熱部材は、
   前記第１流路と連通する連通部と、
   前記連通部と連通する第２流路と、
   前記第２流路の内壁面に突起する複数の放熱フィンとを有することを特徴とする内視鏡用装置。
2. 前記放熱部材は筒体であって、前記第２流路は前記放熱部材の筒孔により形成されることを特徴とする内視鏡用装置。
3. 前記第２流路の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線とすると、
   前記複数の放熱フィンは、前記放熱部材の筒孔の内周面に並列的に配設され、
   それぞれの前記放熱フィンは、前記流路中心線に沿って突起していることを特徴とする請求項２に記載される内視鏡用装置。
4. 前記第２流路の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線とすると、
   前記複数の放熱フィンは、前記流路中心線に沿う方向に並列的に配設され、
   それぞれの前記放熱フィンは、前記流路中心線を軸線とする螺旋に沿って突起することを特徴とする請求項２に記載される内視鏡用装置。
5. 前記第２流路の断面の中心を通過する仮想線を流路中心線とすると、
   前記複数の放熱フィンは、前記流路中心線に沿う方向に並列的に配設され、
   それぞれの前記放熱フィンは、前記流路中心線に垂直な仮想面に沿って突起することを特徴とする請求項２に記載される内視鏡用装置。
6. それぞれの前記放熱フィンの高さは不均一である、又は、それぞれの前記放熱フィンは断続的に突起することを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１項に記載される内視鏡装置。
7. それぞれの前記放熱フィンは、針状体であり、
   前記複数の放熱フィンは、針山状に配設することを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１項に記載される内視鏡装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載される内視鏡用装置を先端部に備える内視鏡。

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