JP2017169983A

JP2017169983A - 内視鏡

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Publication number: JP2017169983A
Application number: JP2016061596A
Authority: JP
Inventors: 尚彦加藤; Naohiko Kato
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: JP6736322B2

Abstract

【課題】検査者が把持する筐体の外表面が高温になることを防止する内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡１は、挿入部５と、挿入部５の基端が接続され、把持部２を有する筐体部４１と、筐体部４１の内部に設けられた発熱部（１１、１２、１３）と、筐体部４１に形成された開口（６ａ、６ｂ）を有する空間６の内部に設けられた、発熱部（１１、１２、１３）と熱連通した放熱部（１４）と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡に関し、特に、内視鏡内部で発生した熱を放熱するための放熱部を有する内視鏡に関する。

従来から内視鏡は、工業分野、医療分野などで広く利用されている。この種の内視鏡は、検査者が細長い挿入部を検査対象内に挿入して、表示部に表示される画像を見ながら、検査を行うものが多い。

内視鏡には、検査の目的、場所などから、種々のタイプが存在する。例えば、被検体の検査部位を照らすための光源が筐体の内部に設けられている内視鏡がある。その光源から照射される照明光は、ライトガイド等を介して挿入部の先端から被検体の検査部位を照らすためのものであるが、近年、検査部位を観察し易くするため、照明光の明るさを向上させることが求められている。しかしながら、照明光の明るさを向上させると、内視鏡の筐体内部で発生する熱が増大してしまうという問題が発生する。

したがって、筐体の内部に設けられた光源で発生した熱を効果的に放熱させる構成が望まれていた。

このような事情に鑑み、特許文献１においては、検査者が把持する筐体の内部に配置された光源と熱連通したヒートシンク部材が筐体の外側に設けられた構成が開示されている。

特表２０１１−５０２２７８号公報

しかし、上述した特許文献１に開示の内視鏡装置の場合、ヒートシンクが筐体の外側に設けられているので、検査者が把持する筐体の外表面が高温になってしまう。その結果、操作者の指が高温になった外表面に誤って触れてしまう恐れがある。

そこで、本発明は、検査者が把持する筐体の外表面が高温になることを防止する内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、挿入部と、前記挿入部の基端が接続され、把持部を有する筐体部と、前記筐体部の内部に設けられた発熱部と、前記筐体部に形成された開口を有する空間の内部に設けられた、前記発熱部と熱連通した放熱部と、を有する。

本発明によれば、検査者が把持する筐体の外表面が高温になることを防止できる内視鏡を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に関わる内視鏡の斜視図である。本発明の第１の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図である。本発明の第１の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図から挿入部５の一部を省略した図である。本発明の第１の実施の形態の変形例１に関わる内視鏡の後方斜視図である。本発明の第１の実施の形態の変形例２に関わる内視鏡の側方断面図である。本発明の第１の実施の形態の変形例３に関わる内視鏡の側方断面図である。本発明の第１の実施の形態の変形例３に関わる内視鏡の後方斜視図である。本発明の第１の実施の形態の変形例４に関わる内視鏡の側方断面図である。本発明の第１の実施の形態の変形例５に関わる内視鏡の側方断面図である。図９のＸ−Ｘ線に沿った内視鏡の断面図である。本発明の第２の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（全体構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に関わる内視鏡の斜視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図から挿入部５の一部を省略した図である。

内視鏡１は、操作部３と、内視鏡画像を表示可能な表示部４と、細長の挿入部５と、操作部３及び表示部４を収容する筐体部４１と、で構成されている。

筐体部４１は、検査者であるユーザが片手で把持する把持部２を有する。把持部２は、略直方体の胴体部２ｂを有する。
なお、以下、ユーザが胴体部２ｂを片手で把持して表示部４に表示された検査画像である内視鏡画像を見ている状態のときに、表示部４の表示面４ａ側を、把持部２の正面側といい、反対側を背面側という。

把持部２は、机などの台の上に内視鏡１を載置可能とするための平面を有する底部２ａを有する。それによって、内視鏡１の筐体部４１は、台などの上で把持部２の長手方向が台の垂直方向と一致するように自立可能となっている。

把持部２は、胴体部２ｂの上部に正面側に傾斜した平面である傾斜面２ｃを有している。挿入部５の先端に設けられた図示しない湾曲部の湾曲操作を行う操作器であるジョイスティック３ａは、傾斜面２ｃに直交する方向に突出するように設けられている。

把持部２は、ユーザが片手で胴体部２ｂを把持でき、かつ把持した状態でジョイスティック３ａを親指で操作できる位置に配置されており、親指操作に適したサイズを有している。

表示部４は、表示面４ａが把持部２の正面側のやや上方に向くように、把持部２の上部から斜め下方に傾いて配設されている。

把持部２の背面側には、可撓性を有し細長の挿入部５が、背面から斜め下方に向かって延出するように設けられている。図２に示すように、把持部２の背面から延出する挿入部５の軸Ｃ１は、ジョイスティック３ａの軸と一致している。言い換えれば、ジョイスティック３ａの軸と、挿入部５の延出方向軸は同軸である。すなわち、筐体部４１の把持部２は、ユーザの片手で把持可能な略直方体状の胴体部２ｂを有し、表示部４が固定され、挿入部５の基端が接続されて挿入部５が背面から延出している。

図２に示すように、筐体部４１の内部には、処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３が設けられている。

処理回路１１は、筐体部４１の内部であって、表示部４の表示面４ａ背面側に設けられている。処理回路１１は、例えば、挿入部５の先端に配置された図示しない撮像素子により取得された画像信号を処理する画像処理回路である。また、処理回路１１は、把持部２に設けられた図示しないスイッチによって与えられる信号に応じて内視鏡１へ制御信号を出力する制御信号処理回路であってもよい。処理回路１１は、各種信号を処理する際に発熱するので本内視鏡の発熱部となる。

バッテリ１２は、筐体部４１の内部であって、把持部２の胴体部２ｂ付近に設けられている。バッテリ１２は、照明部１３、表示部４、図示しない撮像素子等に電力を供給する。バッテリ１２は、各部品に電力を供給する際に発熱するので、本内視鏡の発熱部となる。

照明部１３は、筐体部４１の内部であって、把持部２の底部２ａ付近に設けられている。照明部１３は、照明光源１５と照明基板１６により構成されている。照明部１３から照射された照明光は、図示しないライトガイドを介して挿入部５の先端から被検体の検査部位を照らす。照明部１３は、照明光を照射する際に発熱するので、本内視鏡の発熱部となる。

処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３は、フレーム２０を介して接続されている。図３は、フレーム２０の形状を明確にするために、図２から挿入部５の一部を省略した状態を示している。

図３に示すように、フレーム２０は、処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３を接続している。フレーム２０は、金属製である。フレーム２０を介することによって、処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３は熱的に接続された状態、すなわち熱連通した状態となっている。

なお、図３では、フレーム２０は、隙間を有することなく繋がった状態となっているが、僅かに隙間を有していても処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３から発生した熱がフレーム２０に伝わる構成になっていれば、熱連通した状態であるものとする。また、熱伝導性を有する材料を介してフレーム２０を接続した場合も熱連通した状態であるものとする。

フレーム２０の下部基端側には、放熱部１４が設けられている。すなわち、放熱部１４は、筐体部４１の内部の把持部２側であり、挿入部５の基端より下側に設けられている。放熱部１４は、フレーム２０を介して照明部１３の反対側に設けられている。放熱部１４は、ヒートシンク１７とフィン１８により構成されている。フィン１８は、複数又は単数の突起物により構成されていている。フィン１８は、金属、樹脂等により構成されている。なお、フィン１８は、突起を有することなく、平坦な形状であってもよい。

筐体部４１の背面内部の長手方向には、空間６が形成されている。空間６のうち、筐体部４１の上部で、表示部４の背面側に開口６ａが形成されている。空間６のうち、筐体部４１の下部で底部２ａに開口６ｂが形成されている。開口６ｂの近傍には、放熱部１４のフィン１８が露出している。フィン１８と空間６との境界は、図示しない接着剤やゴムパッキン等で水密状態となっている。

（作用）
次に筐体部４１の内部で発生した熱が放熱される作用について説明する。発熱部である、処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３で発生した熱は、フレーム２０を介して放熱部１４と熱連通している。その結果、処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３のうち少なくとも１つで発生した熱は、放熱部１４のフィン１８を介して空間６に放熱される。

ユーザが把持部２の胴体部２ｂを把持した状態で検査している場合、空間６の下側の開口６ｂから空気が流入する。下側の開口６ｂから空間６に流入した空気は、フィン１８から放熱された熱によって温められる。フィン１８から放熱された熱によって温められた空気は、煙突効果による上昇気流となって空間６の上側の開口６ａから排出される。

その結果、フィン１８から放熱された筐体部４１の内部の熱は、空間６の上側の開口６ａから排出される。

なお、図２又は図３に示すように把持部２の底部２ａの側面には、切り欠き部２ａ１が形成されている。把持部２の底部２ａが台などの上に載置された状態であっても、切り欠き部２ａ１から空気が流入し、上記と同様の作用効果を得ることができる。

なお、図３では、空間６のうち上側の部分、すなわち表示部４の背面側にあたる部分の表示面４ａと垂直な方向の開口寸法Ｄ１部分の開口面積は、空間６のうち下側の部分、すなわち把持部２の胴体部２ｂの背面側にあたる部分の開口寸法Ｄ２部分の開口面積と同じ面積となっている。しかし、空間６のうち表示部４の背面側にあたる部分の開口寸法Ｄ１部分の開口面積は、把持部２の胴体部２ｂの背面側にあたる部分の開口寸法Ｄ２の開口面積より小さくてもよい。開口寸法Ｄ１部分の開口面積が開口寸法Ｄ２部分の開口面積より小さいと、上昇気流によって運ばれた空気の流速が開口面積の小さい部分を通ることで、流速がさらに増加する(ベルヌーイの定理)。その結果、放熱効果がさらに向上する。

なお、図３に示すように、挿入部５の基端側は、空間６の内部に設けられている。空間６の下側の開口６ｂから上昇する空気によって運ばれた熱の一部は、挿入部５に熱連通する。挿入部５に伝わった熱は、挿入部５の先端側に向かって放熱される。その結果、空間６の下側の開口６ｂから上昇する空気によって運ばれた熱は、空間６の上側の開口６ａから放熱されるのに加えて、挿入部５からも放熱されるので、放熱効果がさらに向上する。

以上のように、上述した実施の形態によれば、内視鏡１の筐体部４１の内部の発熱部である処理回路１１、バッテリ１２、及び照明部１３の少なくとも１つで発生した熱は、フレーム２０を介して放熱部１４と熱連通し、フィン１８から空間６に放熱される。放熱された熱は、空間６の下側の開口６ｂから流入した空気を温める。温められた空気は煙突効果によって上昇気流を形成し、上側の開口６ａから排出される。

その結果、ユーザが把持する筐体部４１の外表面は高温になることなく、筐体部４１の内部で発生した熱を効率的に放熱することができる。

また、ユーザが把持する筐体部４１の外表面が高温になることがないため、ユーザが高温部に誤って触れることを防止できる。

さらに、煙突効果によって上昇気流を形成することで、ファン等を別途設けなくても効率的に空冷することが可能になる。

なお、本実施の形態では、内視鏡１の筐体部４１の内部の発熱部である処理基板１１、バッテリ１２、及び照明部１３の少なくとも１つで発生した熱は、フレーム２０を介してヒートシンク１５と熱連通し、フィン１８から空間６に放熱する構成について説明したが、ヒートシンク１５及びフィン１８を用いない構成であってもよい。すなわち、フレーム２０が放熱部１４として働き、直接空間６の内部に設け、内視鏡１の筐体部４１の内部で発生した熱を放熱する構成としてもよい。この場合、フレーム２０は、平板状でもよいし、複数の凹凸を有する形状であってもよい。フレーム２０を放熱部１４として構成することで、フレーム２０が直接空間６の内部に露出し、効率的に放熱できる効果が生じる。

（変形例１）
図４は、本発明の第１の実施の形態の変形例１に関わる内視鏡の後方斜視図である。なお、本変形例１は、筐体部４１の構成が、上述の第１の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、本変形例の筐体部４１は、筐体正面部４２と筐体背面部３が分離可能な構成となっており、筐体正面部４２と筐体背面部４３とを結合させることで、空間６が形成される。

この構成を用いることによって、筐体部４１を筐体正面部４２側と筐体背面部４３側とを分離して製造することが可能になる。その結果、第１の実施の形態に比べて内視鏡１の製造及び組み立てが容易になるといった効果が発生する。

（変形例２）
図５は、本発明の第１の実施の形態の変形例２に関わる内視鏡の側方断面図である。なお、本変形例１は、筐体部４１の構成が、上述の第１の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、本変形例の筐体部４１は、筐体上部４４と筐体下部４５が分離可能な構成となっている。図５に示すように、筐体部４１は、表示部４が把持部２から分離可能な構成となっている。筐体上部４４には上下に貫通している空間６ｘが設けられ、筐体下部４５には上下に貫通している空間６ｙが設けられている。筐体上部４４と筐体下部４５を結合させることで、空間６が形成される。

この構成を用いることによって、筐体部４１を筐体上部４４と筐体下部４５とに分離させた状態で内視鏡検査した場合でも、筐体下部４５の内部で発生した熱を筐体下部の上部に形成した空間６ｃから放熱することが可能になる。

筐体下部４５の内部に配置された発熱部である、バッテリ１２、照明部１３のうち少なくとも１つ発生した熱は、フレーム２０ａを介して放熱部１４と熱連通している。放熱部１４のフィン１８から熱が放熱される。放熱された熱が空間６の下側の開口６ｂから流入した空気を温め、煙突効果によって発生した上昇気流によって、温められた空気は、筐体下部４５の上側に形成された開口６ｃから放出される。

この構成により、表示部４を有する筐体上部４４と把持部２を有する筐体下部４５を分離して検査する場合であっても、筐体下部で発生した熱を効率的に放熱できる効果がある。

（変形例３）
図６は、本発明の第１の実施の形態の変形例３に関わる内視鏡の側方断面図である。図７は、本発明の第１の実施の形態の変形例３に関わる内視鏡の後方斜視図である。なお、本変形例３は、空間６の構成が、上述の第１の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

図６及び図７に示すように空間６のうち上側の部分、すなわち、表示部４の背面側にあたる部分が、リブ５１によって複数に分割されていて、開口６ａａ、６ａｂ、６ａｃを形成している。

その結果、図１で示した開口６ａの開口面積よりも、分割されたそれぞれの空間６の開口６ａａ、６ａｂ、６ａｃによって形成される開口面積の方が小さくなっている。空間６の下側の開口６ｂから流入し、熱せられて上昇気流となった空気は、リブ５１によって細くなった径を通ることで流速をさらに増す（ベルヌーイの定理）。

この構成により、筐体部４１の内部で発生した熱をさらに効率的に放熱することができる効果を生じる。

（変形例４）
図８は、本発明の第１の実施の形態の変形例４に関わる内視鏡の側方断面図である。なお、本変形例４は、空間６の構成が、上述の第１の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、空間６の下側の開口６ｄは、筐体部４１の把持部２の底部２a上側であって、胴体部２ｂ背面側に設けられている。

筐体部４１の内部で発生した熱は、フィン１８を介して空間６の下側の開口６ｄから流入した空気を温める。温められた空気は煙突効果によって上昇気流を形成し、上側の開口６ａから排出される。

この構成により、筐体部４１を台などの上に自立させた状態であっても、効率的に放熱できる効果を生じる。また、胴体部２ｂの背面側であれば、開口６ｄの開口面積を大きくすることが可能になり、放熱効率を向上させることが可能になる。

なお、本変形４では、空間６の下側の開口６ｄが胴体部２ｂの背面側に設けられていると説明したが、背面側に限らず、胴体部２ｂの正面側、側方、及びその他周方向のどの方向に設けられていてもよい。また、空間６の上側の開口についても同様に、表示部４の背面側のうち筐体部４１の上部に限らず、筐体部４１の背面側、正面側、側方、及びその他周方向のどの方向に設けられてもよい。

（変形例５）
図９は、本発明の第１の実施の形態の変形例５に関わる内視鏡の側方断面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿った内視鏡の断面図である。なお、本変形例４は、放熱部１４の構成が、上述の第１の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、本変形例５では放熱部としてヒートパイプ１９が構成されている。ヒートパイプ１９は、フレーム２０と熱連通しており、空間６の内部に露出している。さらに、ヒートパイプ１９は、空間６の内部において、側方、背面側に接するように構成されている。なお、ヒートパイプ１９と空間６との境界は、図示しない接着剤やゴムパッキン等で水密状態となっている。

その結果、内視鏡１の筐体部４１の内部の発熱部である処理基板１１、バッテリ１２、及び照明部１３の少なくとも１つで発生した熱は、フレーム２０を介してヒートパイプ１９と熱連通し、空間６に放熱される。ヒートパイプ１９は、空間６の内部において、側方から背面側に渡って広く露出させることが可能である。すなわち、空間６の開口面積に対してヒートパイプ１９を効率的に配置することができる。

この構成により、放熱効率をさらに向上させることが可能になるといった効果を生じる。

（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施の形態に関わる内視鏡の側方断面図であるなお、本第２の実施の形態は、空間６の構成が、上述の第１の実施の形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、本発明の第２の実施の形態は、空間６１のうち上側の開口６１ａ及び下側の開口６１ｂの位置が第１の実施の形態と異なる。

空間６１の上側の開口６１ａは、把持部２の胴体部２ｂの上部に正面側に傾斜した平面である傾斜面２ｃに形成されている。空間６１の下側の開口６１ｂは、把持部２の底部２ａの正面側に形成されている。

金属製のフレーム２０ｂは、筐体部４１の内部の下部において、折り曲げて形成されている。照明部１３と放熱部１４の位置関係は、実施の形態１とは、逆の関係になっている。

筐体部４１の内部で発生した熱は、放熱部１４のフィン１８を介して空間６１に放熱され、空間６１のうち下側の開口６１ｂから上側の開口６１ａに向かって排出される。フィン１８と空間６１との境界は、図示しない接着剤やゴムパッキン等で水密状態となっている。

なお、空間６１の上側の開口は、胴体部２ｂに形成されていてもよい。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１内視鏡
２把持部
２ａ底部
２ａ１切り欠き部
２ｂ胴体部
２ｃ傾斜面
３操作部
３ａジョイスティック
４表示部
４ａ表示面
５挿入部
６空間
１１処理回路
１２バッテリ
１３照明部
１４放熱部
１５照明光源
１６照明基板
１７ヒートシンク
１８フィン
１９ヒートパイプ
２０、２０ａ、２０ｂフレーム
４１筐体部
４２筐体正面部
４３筐体背面部
４４筐体上部
４５筐体下部
５１リブ。

Claims

挿入部と、
前記挿入部の基端が接続され、把持部を有する筐体部と、
前記筐体部の内部に設けられた発熱部と、
前記筐体部に形成された開口を有する空間の内部に設けられた、前記発熱部と熱連通した放熱部と、
を有することを特徴とする内視鏡。
前記空間は、前記筐体部の長手方向に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記筐体部は、前記挿入部に設けられた撮像部が撮像した画像を表示可能な表示部を有し、
前記表示部の背面側と、前記把持部の下側に前記開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記筐体部は、前記把持部の下部に設置面を有する底部を有し、
前記下側の開口が前記底部に形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
前記下側の開口が前記把持部の胴体部に形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
前記放熱部は、前記空間内部の前記挿入部の基端より下側に設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
前記空間は、前記把持部側の開口面積よりも前記表示部の背面側の開口面積の方が小さい
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
前記挿入部の基端は、前記空間の内部に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記底部は、側面部に切り欠き部を有する
ことを特徴とする請求４項に記載の内視鏡。
前記発熱部は、被検体に照明光を照射する照明部、各種信号を処理する処理基板、電力を供給するバッテリ、のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記放熱部は、ヒートシンクとフィンにより構成され、
前記フィンは、前記空間内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記放熱部は、ヒートパイプにより構成され、
前記ヒートパイプは、前記空間内部に設けられ、前記空間内部の背面側に接していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。