JP4986805B2 - Endoscope cooling system and endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、例えば高温の雰囲気で使用される内視鏡を保護するための内視鏡用冷却装置及び冷却装置を備えた内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope cooling device for protecting an endoscope used in, for example, a high-temperature atmosphere, and an endoscope including the cooling device.
内視鏡の挿入部の先端側には、固体撮像素子(CCD)等の観察部材が配されているため、これらの耐熱温度の関係から最大使用許容温度が80℃〜100℃程度に制限されている。一方、工業用内視鏡でエンジン等の内部を観察しようとする場合、運転終了時のエンジン内の温度が観察部材の許容温度より高い200℃〜300℃程度またはそれ以上の高温状態となっている。
そのため、工業用内視鏡によってエンジン等の複雑な構造の内部を観察しようとしても、高温雰囲気であるため挿入部をエンジン内に挿入して観察することができない。そこで、このような高温環境下でも観察を行うことができるような内視鏡用冷却装置及び内視鏡が種々提案されている。
Since an observation member such as a solid-state imaging device (CCD) is arranged on the distal end side of the insertion portion of the endoscope, the maximum allowable allowable temperature is limited to about 80 ° C. to 100 ° C. due to the relationship between these heat resistance temperatures. ing. On the other hand, when the inside of an engine or the like is to be observed with an industrial endoscope, the temperature in the engine at the end of operation becomes a high temperature state of about 200 ° C. to 300 ° C. higher than the allowable temperature of the observation member or higher. Yes.
Therefore, even when trying to observe the inside of a complicated structure such as an engine with an industrial endoscope, the insertion portion cannot be inserted into the engine for observation because of the high temperature atmosphere. Therefore, various endoscope cooling apparatuses and endoscopes that can perform observation under such a high temperature environment have been proposed.
例えば、特許文献1に記載された内視鏡用冷却装置では、内視鏡の挿入部の先端領域に配設された固体撮像素子(CCD)等を冷却するためにコンプレッサから冷却源を介して冷却した空気を挿入部とその外側のチューブとの間の流通路を通って挿入部の先端領域に供給している。この状態で、内視鏡の挿入部をエンジン等の観察対象内に挿入すると、冷却した空気が挿入部とチューブとの間の流通路を通ってチューブ先端の開口から外部に放出される。
これにより、内視鏡挿入部の外周面を冷却空気が流れているために周囲が高温雰囲気でも、挿入部先端領域内に収容したCCD等の観察部材の温度上昇が抑制されるとしている。
また、特許文献1では挿入部の先端外周に配設したチューブが微小な多数の孔を有する多孔質部材で形成され、空気に代えて液体を多孔質部材の外表面に到達させて外表面の多数の孔から気化させることで気化熱で冷却するようにしてもよいとしている。
As a result, since the cooling air flows on the outer peripheral surface of the endoscope insertion portion, an increase in the temperature of the observation member such as a CCD housed in the distal end region of the insertion portion is suppressed even in a high-temperature atmosphere.
In
しかしながら、冷却用流体を空気等の気体で構成した場合、空気が挿入部とチューブとの間の流通路を流れて先端領域に留まることなく先端から外部に流出するために挿入部先端領域の冷却は必ずしも十分に行うことができず、冷却効率が悪かった。
また、冷却用流体として液体を用いた場合、コンプレッサ等の供給源から連続的に液体が供給されて多孔質部材内に強制的に押し込まれるために多孔質部材内で気化するだけでなく多孔を通して液体が外部に吐出してしまうことになる。この場合、観察対象物の中には水気を嫌うものもあるために、採用できないこともあった。
However, when the cooling fluid is composed of a gas such as air, the cooling of the distal end region of the insertion portion is performed because the air flows through the flow path between the insertion portion and the tube and flows out of the distal end without remaining in the distal end region. Was not always sufficient and the cooling efficiency was poor.
In addition, when a liquid is used as a cooling fluid, the liquid is continuously supplied from a supply source such as a compressor and is forced into the porous member. The liquid will be discharged to the outside. In this case, some of the observation objects dislike water, and thus may not be adopted.
本発明は、このような実情に鑑みて、外部に液体が漏出することを抑制して効率よく挿入部の温度上昇を抑制できるようにした内視鏡用冷却装置及び内視鏡を提供することを目的とする。 In view of such a situation, the present invention provides an endoscope cooling apparatus and an endoscope that are capable of suppressing the leakage of liquid to the outside and efficiently suppressing the temperature rise of the insertion portion. With the goal.
本発明に係る内視鏡用冷却装置は、内視鏡の挿入部の先端側外周に設けられ、前記挿入部の先端部の先端領域の外径より大きい径の筒状部材であり、基端側が先端側よりも拡径された拡径部を有する耐熱シースと、前記耐熱シースと前記挿入部先端領域との間の中空部から前記拡径部に配設され、冷却用液体を毛細管現象または浸漬等によって保有する液体保有部材と、前記耐熱シースの前記拡径部に設けられ、前記拡径部で厚みが拡幅した前記液体保有部材に冷却用液体を面接触するように貯蔵する液体貯蔵部と、前記耐熱シースに設けられていて前記液体保有部材が保有する冷却用液体が気化した気体を外部に放出する開口部と、を備えていることを特徴とする。
また、本発明による内視鏡は、内視鏡の挿入部の先端側外周に設けられ、前記挿入部の先端部の先端領域の外径より大きい径の筒状部材であり、基端側が先端側よりも拡径された拡径部を有する耐熱シースと、前記耐熱シースと前記挿入部先端領域との間の中空部から前記拡径部に配設され、冷却用液体を毛細管現象または浸漬等によって保有する液体保有部材と、前記耐熱シースの前記拡径部に設けられ、前記拡径部で厚みが拡幅した前記液体保有部材に冷却用液体を面接触するように貯蔵する液体貯蔵部と、前記耐熱シースに設けられていて前記液体保有部材が保有する冷却用液体が気化した気体を外部に放出する開口部と、を備えていることを特徴とする。
上述した本発明によれば、内視鏡の挿入部を観察対象物に挿入した際、観察対象物の内部が高温である場合、液体保有部材で保有されている冷却用液体が気化して耐熱シースの開口部から排出され、気化熱によって液体保有部材とその内側の挿入部先端側の温度上昇を抑制できる。 しかも、挿入部先端側に設けた液体保有部材では毛細管現象または浸漬等によって冷却用液体が内部に保有されており、この冷却用液体が蒸発して水分割合が減少すると液体貯蔵部から液体保有部材に冷却用液体が供給され補充されるために挿入部先端側の温度上昇を継続して抑制できる。
なお、液体保有部材は、多孔を備えた多孔質セラミック、紙、綿、スポンジ、グラスウール、セラミックファイバーの少なくともいずれかであることが好ましい。
Endoscope cooling device according to the present invention, set shading to the tip side outer periphery of the insertion portion of the endoscope is a tubular member of larger diameter than the outer diameter of the distal region of the distal end of the insertion portion, group and heat sheath end side has a diameter portion which is enlarged from the tip end, disposed in said radially enlarged portion of a hollow portion between said refractory sheath and the insertion tip region, the cooling liquid capillarity or a liquid held member thus held to dipping, the provided on the enlarged diameter portion of the heat sheath liquid storing cooling liquid to the liquid held member having a thickness and widening in the enlarged diameter portion so as to surface contact a storage unit, wherein the cooling liquid to the liquid held member provided in the heat sheath's and a, an opening for releasing the gas that is vaporized to the outside.
Further, the endoscope according to the present invention, set shading to the tip side outer periphery of the insertion portion of the endoscope is a tubular member of larger diameter than the outer diameter of the distal region of the distal end of the insertion portion, the base end side and heat sheath having an enlarged diameter portion having a larger diameter than the distal end side, the disposed from the hollow portion to the enlarged diameter portion between the heat sheath and the insertion tip region, the cooling liquid capillarity or dipping Thus the liquid held member held at equal, the provided on the enlarged diameter portion of the heat sheath liquid storage portion for storing the cooling liquid to surface contact with the liquid held member having a thickness and widening in the enlarged diameter portion When, characterized in that it comprises a, an opening for releasing the gas cooling liquid is vaporized to the liquid held member provided on said refractory sheath's outside.
According to the present invention described above, when the insertion portion of the endoscope is inserted into the observation object, the cooling liquid held in the liquid holding member is vaporized and heat-resistant when the inside of the observation object is hot. The temperature rise at the distal end side of the liquid holding member and the inner insertion portion can be suppressed by the heat of vaporization, which is discharged from the opening of the sheath. Moreover, in the liquid holding member provided at the distal end side of the insertion portion, the cooling liquid is held inside by capillarity or immersion, and when this cooling liquid evaporates and the water ratio decreases, the liquid holding member is removed from the liquid storage portion. Since the cooling liquid is supplied and replenished, the temperature rise at the distal end side of the insertion portion can be continuously suppressed.
Note that the liquid holding member is preferably at least one of porous ceramic, paper, cotton, sponge, glass wool, and ceramic fiber having porosity.
また、液体保有部材にはポンプが接続されていて、ポンプによって加圧した冷却用液体を液体貯蔵部から液体保有部材に供給するようにしてもよい。
上述した本発明によれば、液体保有部材の先端側に保有された冷却用液体が気化して開口部から放出されても、ポンプによって加圧した冷却用液体を後方から液体貯蔵部に補充することができる。
Further, a pump may be connected to the liquid holding member, and the cooling liquid pressurized by the pump may be supplied from the liquid storage unit to the liquid holding member.
According to the present invention described above, even if the cooling liquid held on the tip side of the liquid holding member is vaporized and discharged from the opening, the cooling liquid pressurized by the pump is replenished to the liquid storage part from the rear. be able to.
また、液体保有部材には温度センサが設けられており、温度センサで検出した温度に基づいてポンプの作動を制御する制御部を備えている。
液体保有部材から開口部を通して冷却用液体が気化することによって冷却用液体の保有割合が低減した場合には温度センサの温度が上昇するために、制御部を介してポンプを作動することで冷却用液体を供給して補充することで効率的に温度上昇を抑制できる。
The liquid holding member is provided with a temperature sensor, and includes a controller that controls the operation of the pump based on the temperature detected by the temperature sensor.
When the holding ratio of the cooling liquid is reduced by vaporizing the cooling liquid from the liquid holding member through the opening, the temperature of the temperature sensor rises. By supplying and replenishing the liquid, the temperature rise can be efficiently suppressed.
また、耐熱シースの外周面には、複数個穿孔された貫通孔のグループを1又は複数形成されている。
なお、貫通孔の孔径は、耐熱シースの先端側が基端側に比べて大きくなるように形成してもよい。
上述した本発明によれば、液体保有部材の全域における多孔の毛細管内に冷却用液体をしみ出させることができる。
In addition, one or a plurality of groups of through holes perforated are formed on the outer peripheral surface of the heat resistant sheath .
In addition, you may form the hole diameter of a through-hole so that the front end side of a heat resistant sheath may become large compared with the base end side.
According to the present invention described above, the cooling liquid can be oozed into the porous capillary tube in the entire area of the liquid holding member.
本発明による内視鏡用冷却装置及び内視鏡によれば、冷却用液体を液体保有部材に保有していることで、周辺雰囲気が高温であっても耐熱シースの開口部を通して冷却用液体が気化して蒸気として放出されるため、気化熱によって内視鏡の挿入部の温度上昇を抑制できる。しかも、液体保有部材は冷却用液体を毛細管現象や浸漬等によって保有・移動できるため液体が開口部から外部に流出するのを抑制でき、挿入部の冷却したい領域に液体保有部材によって液体を留めて、冷却用液体の流出によって観察対象物に悪影響を与えることを抑制できる。 According to the endoscope cooling device and the endoscope according to the present invention, since the cooling liquid is held in the liquid holding member, the cooling liquid can be passed through the opening of the heat-resistant sheath even if the ambient atmosphere is high temperature. Since it is vaporized and released as vapor, the temperature rise of the insertion portion of the endoscope can be suppressed by the heat of vaporization. Moreover, since the liquid holding member can hold and move the cooling liquid by capillary action, immersion, etc., the liquid can be prevented from flowing out from the opening, and the liquid holding member can be kept in the region to be cooled by the liquid holding member. Further, it is possible to suppress the observation object from being adversely affected by the outflow of the cooling liquid.
以下、本発明による内視鏡用冷却装置の実施形態について添付図面により説明する。
図1乃至図3は本発明の第1実施形態による内視鏡用冷却装置を示すものであり、図1は概略全体図、図2は内視鏡の挿入部先端領域の縦断面図、図3は挿入部先端領域の分解斜視図である。
本実施形態による内視鏡1は例えば側視型内視鏡である。この内視鏡1は、観察対象物に挿入される細長で例えば可撓性を有する挿入部2と、挿入部2の基部に取り付けられていて挿入部2を操作するための操作部3と、操作部3に接続された本体4と、本体4に取り付けられていて観察対象物の内部を観察するための表示体として例えば液晶ディスプレイ(LCD)5とが設けられている。内視鏡用冷却装置7は、例えば内視鏡1の挿入部2の先端領域2aに装着されている耐熱シース8内に設けられている。
Embodiments of an endoscope cooling apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 show an endoscope cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic overall view, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a distal end region of an insertion portion of the endoscope. 3 is an exploded perspective view of the distal end region of the insertion portion.
The
図2及び図3は内視鏡用冷却装置7の要部構成を示すものであり、耐熱シース8は挿入部2の先端領域2aの外径より若干径の大きい筒形状であり、先端部は蓋8aで閉鎖され、側面に観察用開口10と照明用開口11とが設けられている。耐熱シース8の基部は先端側よりも拡径された拡径部8bを有している。
内視鏡1は、図2に示す例では、挿入部2の先端領域2aに観察用開口10に対向する位置に対物レンズユニット12が設けられ、対物レンズユニット12の光軸上には撮影手段として固体撮像素子(CCD)13が配設されている。これら光学系素子に対し挿入部2の前方側には照明用開口11に対向して照明レンズ14と照明用ライトガイドファイバー15とが設けられている。照明用ライトガイドファイバー15は挿入部2内で湾曲して後方に延びている。
なお、図2に示す内視鏡1の内部構造は挿入部2の先端部以外は省略されている。
また、本実施形態では、固体撮像素子(CCD)13が側視の対物レンズユニット12に近接して同軸に配置されているが、これに限らず、例えば対物レンズユニット12の手元側(基端側)に配置して、対物レンズユニット12との間にプリズムを介して側方の観察や撮影を行うように構成してもよい。或いは、対物レンズユニット12を着脱可能なアダプタとして、固体撮像素子(CCD)13と切り離して挿入部側に設けた構造としても良い。
2 and 3 show the configuration of the main part of the endoscope cooling device 7. The heat-
In the example shown in FIG. 2, the
The internal structure of the
In the present embodiment, the solid-state imaging device (CCD) 13 is coaxially disposed adjacent to the side-view
そして、内視鏡用冷却装置7では、挿入部先端領域2aを冷却する冷却用液体として例えば冷却水wが用いられている。耐熱シース8と挿入部先端領域2aとの間の中空部において、耐熱シース8の拡径部8aには冷却水wの供給源として冷却水貯蔵部16が設けられ、冷却水wは拡径部2a内で耐熱シース8と挿入部2との間に保持されている。耐熱シース8の拡径部8bには冷却水貯蔵部16を形成し、冷却水貯蔵部16には、水を吸収しやすい吸収体、例えば高分子ポリマー等の高吸水性樹脂が配置され、この高吸水性樹脂に水を含ませた状態で、水を手元側から注入しやすいように、開口された構造となっている。
なお、水を保持・移送する液体保有部材(給水体)としては、水を吸収可能な物質であればよく、例えば、後述するセラミック、セラミックファイバ、脱脂綿等の綿、紙などでもよい。紙としては例えば吸水性のよい和紙、シルボン紙等でよい。
なお、冷却水貯蔵物16の後端にシール材を有する固定つまみ等の固定部材(図示せず)を嵌め込むことで液密に封止した構造としてもよい。この場合、高吸水性樹脂を設けず、単に水をためた構造としても良い。
また、図3に示すように冷却水貯蔵部16と蓋8aの間には液体保有部材として例えば多孔質のセラミック18が略筒状に形成され、拡径部8bではセラミック18の厚みが拡幅して冷却水貯蔵部16の冷却水wに面接触している。セラミック18内では無数に形成された多孔部が互いに連通して挿入部2の長手方向と径方向とに延びており、前後端面と内外周面にそれぞれ開口している。
In the endoscope cooling device 7, for example, cooling water w is used as a cooling liquid for cooling the insertion portion
The liquid holding member (water supply body) that holds and transfers water may be any substance that can absorb water, and may be, for example, ceramic, ceramic fiber, cotton such as absorbent cotton, paper, and the like described later. As the paper, for example, Japanese paper having good water absorption, sylbon paper or the like may be used.
In addition, it is good also as a structure sealed liquid-tightly by inserting fixing members (not shown), such as a fixing knob which has a sealing material, in the rear end of the cooling
Further, as shown in FIG. 3, for example, a porous ceramic 18 is formed in a substantially cylindrical shape as a liquid holding member between the cooling
そして、多孔部内には毛細管現象によって冷却水貯蔵部16の冷却水が浸入しており、セラミック18全体で互いに連通する多数の毛細管からなる多孔内に冷却水wを保有し貯留している状態にある。挿入部2の先端領域2aがセラミック18の含水保有状態の多孔で囲われていることで温度の上昇を抑制できる。
多孔質のセラミック18は耐熱性が高く熱伝導性がよいので多孔内に保有する冷却水を気化させる上で好ましい。しかし液体保有部材は多孔質のセラミックに限定されることなく、吸水性と保水性を有する他の適宜の部材であってもよい。
また、セラミック18の冷却水貯蔵部16から蓋8aまでの長手方向の長さLは例えば100mm以下に設定されている。これにより、セラミック18の先端側で多孔に保有されている冷却水wが周囲の熱で蒸発して水分が減少したとしても毛細管現象によって冷却水貯蔵部16から順次供給することができ、セラミック18の保水力を低減させない。
And the cooling water of the cooling
Since the porous ceramic 18 has high heat resistance and good thermal conductivity, it is preferable for vaporizing the cooling water held in the porous. However, the liquid holding member is not limited to the porous ceramic, and may be another appropriate member having water absorption and water retention.
The length L in the longitudinal direction from the cooling
また、図2では内視鏡1の対物レンズユニット12と照明レンズユニット14の表面は透明ガラス等で封止されている。セラミック18には、耐熱シース8の観察用開口10と照明用開口11にほぼ一致する形状の開口部18a、18bがそれぞれ穿孔されている。これら開口部18a、18bの端面の多孔から冷却水の蒸発が可能である。
内視鏡1を観察対象物内に挿入した際に内部が例えば200〜300℃程度またはそれ以上に高温である場合、セラミック18の多孔に保持されている冷却水wが蒸発して開口部18a,18bを通して外部に放出される。このときの気化熱によって挿入部2の先端領域2a先端側におけるCCD13や関連装置を冷却することができる。
開口部18a,18bには多孔内から冷却水がセラミック18の外表面まで毛細管現象で滲み出てくることがあるが、多孔の開口における冷却水wの表面張力によって水滴が開口部18a,18bから滴下するのを防止できる。
なお、開口部18a,18bとは別に耐熱シース8の先端領域に内外周面を貫通する開口部20を穿孔してもよい。
In FIG. 2, the surfaces of the
When the
In the
In addition, you may perforate the
本実施形態に係る内視鏡用冷却装置7は上述の構成を備えており、次にその作用について説明する。
まず、内視鏡冷却装置7の組立にあたっては、図3に示すように耐熱シース8の後端開口から略筒状のセラミック18と内視鏡の挿入部2の先端領域2aを順次または予め嵌合した状態で挿入する。そして、耐熱シース8の拡径部8b後端側からセラミック18の後端面とで仕切るリング状凹部に冷却水wを充填して、その後端にシール材を有する固定部材(図示せず)を嵌め込むことで液密に封止する。
この状態で、内視鏡1の挿入部2先端に設けた内視鏡用冷却装置7では、冷却水貯蔵部16内の冷却水wは挿入部2の先端領域2aを囲うセラミック18の多孔内を毛細管現象によって順次吸引され、耐熱シース8の先端の蓋8aまで浸入すると共にセラミック18の内外周面にまで浸入する。そのため、多孔質のセラミック18は冷却水wを全体に含む保有状態になる。
The endoscope cooling device 7 according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
First, when assembling the endoscope cooling device 7, as shown in FIG. 3, the substantially cylindrical ceramic 18 and the
In this state, in the endoscope cooling device 7 provided at the distal end of the
このような内視鏡1の挿入部2を観察対象物、例えば運転終了時のエンジン内に挿入する。エンジン内は例えば200℃以上の高温雰囲気である。この雰囲気内に挿入された内視鏡1の挿入部2は高温に曝され、耐熱シース8の観察用開口10,照明用開口11の内側に位置するセラミック18の開口部18a、18bの端面から冷却水wが気化して蒸気が外部に放出される。
すると、開口部18a,18bの内側に設けられた挿入部2の先端領域2aに配設されたCCD13やその近傍の装置が気化熱を奪われることで温度上昇が抑えられる。そのため、CCD13はその撮影画像等に悪影響を与えない。
セラミック18の多孔から蒸気が放出されると、その領域の多孔での保有冷却水wが減少するが、セラミック18の先端から冷却水貯蔵部16までの距離が100mm以下に設定されているため、冷却水wは多孔内を毛細管現象によって前方へ移動して気化分を補うことができる。そのため、開口部18a,18bを通して冷却水wが連続して気化しても冷却水貯蔵部16から順次吸引されるので、継続して挿入部2のCCD13やその近傍の関連装置の温度上昇を抑制できる。
Such an
Then, the temperature rise is suppressed by removing the heat of vaporization from the
When steam is released from the pores of the ceramic 18, the retained cooling water w in the pores of the region decreases, but the distance from the tip of the ceramic 18 to the cooling
上述のように本実施形態による内視鏡用冷却装置7によれば、セラミック18の多孔内を冷却水wが毛細管現象によって浸入して全体に行き渡った状態で貯留でき、耐熱シース8の開口部20等から冷却水が気化する際の気化熱によって挿入部2内のCCD13等の温度上昇を抑えることができると共に冷却水wの観察対象となる周囲環境に冷却水が滴下したり漏出するのを防止できる。
しかも、冷却水wが気化してもセラミック18に接触する冷却水貯蔵部16から毛細管現象によって冷却水wを吸引して補うことができるので、効率よく挿入部2内を冷却できる。また、気化による冷却水wの吸引と貯留は多孔内の毛細管現象によって行われるからポンプ等の動力を必要とせず、構造が簡単である。
As described above, according to the endoscope cooling device 7 according to the present embodiment, the cooling water w can enter the porous portion of the ceramic 18 by the capillary phenomenon, and can be stored in a state where it is spread over the whole. The temperature rise of the
In addition, even if the cooling water w is vaporized, the cooling water w can be sucked and supplemented by the capillary phenomenon from the cooling
次に、本発明による内視鏡用冷却装置7の他の実施形態や変形例について添付図面に基づいて説明するが、上述の実施形態による内視鏡用冷却装置7と同一または同様な部材、部品等には同一符号を用いて説明を省略する。また、以下の実施形態等の図では、対物レンズユニット12、照明レンズユニット14、CCD13等の光学系は省略されていることがある。
図4は第2実施形態による内視鏡用冷却装置22を示す縦断面図であり、本実施形態ではシース管21が単純な円筒状であり、多孔質のセラミック18は内視鏡1の挿入部2と共にシース管21から突出して延びている。そして、セラミック18は筒状であって段差を介して先端側が基部側大径部23aよりも小径の小径部23bをなす段付き形状とされ、小径部23bの外周面には先端に開口部27を有する筒状のガラス管24が嵌合されている。ガラス管24の基部はシース管21内に嵌入されている。シース管21とガラス管24とによって耐熱シース8を構成する。
ガラス管24の基部はシース管21とセラミック18の境界に嵌入され固定されている。セラミック18の小径部23bとガラス管24の先端は面一とされ、セラミック小径部23bの先端面は外部に開放されている。そのため、セラミック18に貯留される冷却水wは先端の開口部27から外部に気化放出される。
なお、図4では側視型内視鏡の対物レンズユニット12と照明レンズユニット14に対面するセラミック18の開口部18a、18bが設けられている。開口部18bは切欠が先端側に形成されているため、開口部18bは先端面に開放されている。
Next, other embodiments and modifications of the endoscope cooling device 7 according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the same or similar members as the endoscope cooling device 7 according to the above-described embodiment, Components and the like are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the drawings of the following embodiments and the like, optical systems such as the
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the
The base of the
In FIG. 4,
本実施形態による内視鏡用冷却装置22は上述の構成を有しており、内視鏡1の挿入部2を高温雰囲気のエンジン等に挿入すると、セラミック18内の多孔内を冷却水wが毛細管現象によって吸水されて全体に満たされて貯留され、開口部27の小径部23bから気化した蒸気が外部に放出される。セラミック18の先端側の冷却水wが希薄になると冷却水貯蔵部16内の冷却水が大径部23aの基端面から多孔の毛細管を通って吸引されて先端まで移動する。
そのため、第1実施形態と同様にCCD13(図では省略されている)とその近傍の関連装置は温度上昇が抑制されると共に、セラミック18の先端側に効率よく冷却水wを吸引及び保有できる。
The
Therefore, as in the first embodiment, the CCD 13 (not shown in the figure) and related devices in the vicinity thereof can suppress the temperature rise and can efficiently suck and hold the cooling water w on the tip side of the ceramic 18.
図5は第3実施形態による内視鏡用冷却装置25を示す縦断面図であり、本実施形態による内視鏡26は直視型である。本実施形態による内視鏡用冷却装置25は直視型である点を除いて第1実施形態とほぼ同様な構成を有している。即ち、内視鏡26の挿入部2の先端領域2aの外周面に段付きの耐熱シース8が配設され、挿入部2と耐熱シース8との間の中空部に多孔質のセラミック18が配設されている。耐熱シース8の拡径部8bには冷却水貯蔵部16がセラミック18の基端面に接触して後端を液密に封止されている。
そして、これら挿入部2とセラミック18と耐熱シース8はほぼ同軸に配設されている。しかも、内視鏡用冷却装置25の先端は挿入部2とセラミック18と耐熱シース8がほぼ同一面に配設され、耐熱シース8で開口部27を形成している。
そのため、高温のエンジン内に内視鏡26を挿入した際に、セラミック18の多孔の毛細管内に貯留されている冷却水wは周囲の高温によって先端面の開口部27から気化して放出され、気化熱を奪われることで挿入部2の先端領域2aに収容されたCCD13等の温度上昇を効率よく抑制できる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the
And these
Therefore, when the
図6は第4実施形態による内視鏡用冷却装置28を示す縦断面図であり、本実施形態による内視鏡26は直視型である。内視鏡26内には、例えば上述の側視型内視鏡1と同様に、挿入部2内の先端側から基端側に向けて対物レンズユニット12とCCD13等が配設され、これら観察光学系とほぼ並行して照明レンズユニット14と照明用ライトガイドファイバー15等の照明光学系が配設されている。
本実施形態による内視鏡用冷却装置28は次の点を除いて第3実施形態による内視鏡冷却装置26とほぼ同一構成を有している。
この内視鏡冷却装置28では、液体保有部材である多孔質のセラミック18Aは挿入部2の先端面を含む一部分にのみ配設され、冷却水貯蔵部16と離間している。セラミック18Aと冷却水貯蔵部16との間には冷却水wを冷却水貯蔵部16からセラミック18Aまで移送する移送部材29が設けられている。移送部材29として例えばスポンジや綿や紙や繊維等、吸水性と保水性を有する部材であれば、適宜の部材を使用できる。例えば和紙などの紙を採用した場合、挿入部2aの周囲に多層に巻き付けた構成とすればよい。
セラミック18Aは熱伝導性が良好であるため、挿入部2内におけるCCD13やその近辺の装置等の温度上昇を抑制する必要のある機器を全体に覆う位置、或いは少なくともこれら機器の一部を覆う位置まで延びていることが好ましい。CCD13等の機器が部分的にセラミック18Aを外れていても周辺の温度傾斜によって温度低減効果を及ぼすことができる。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the
The
In this
Since the ceramic 18A has good thermal conductivity, a position covering the entire device such as the
本実施形態においても、高温雰囲気において開口部27のセラミック18Aの先端面から蒸気を放出して気化熱を奪ってCCD13等の温度上昇を抑制できると共に、冷却水貯蔵部16内の冷却水wを移送部材29に含浸、浸漬または浸透させて或いは毛細管現象によって前方へ吸水・移送してセラミック18Aへ供給し、多孔内には毛細管現象で吸水できる。
特に本実施形態によれば、上述の各実施形態によるものと同様の効果を奏する上に、硬度の高いセラミック18Aを先端にのみ配設したことで挿入部2の可撓性のある湾曲可能領域を長く設定できる。しかも、挿入部先端領域2aのセラミック18Aより後方の部分は比較的小径に形成することが可能である。
Also in the present embodiment, in the high temperature atmosphere, steam is discharged from the tip end surface of the ceramic 18A of the
In particular, according to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described embodiments, a flexible bendable region of the
図7は第4実施形態による内視鏡用冷却装置28の変形例を示すものである。この内視鏡用冷却装置28においては、冷却水貯蔵部16からセラミック18Aへ冷却水wを移送する移送部材として中空のパイプ31を連結してある。図に示す例ではパイプ31は周方向に所定間隔で複数本配列されている。なお、パイプ31は1本だけ配設する構成でもよい。
FIG. 7 shows a modification of the
次に本発明の第5実施形態による内視鏡用冷却装置33について図8及び図9により説明する。
本実施形態においては、セラミック18は基端側の冷却水供給部(冷却水貯蔵部)から先端の蒸気放出用の開口部18a、18bまでの距離Lが100mmを越える長さとなっている。このような構成では、セラミック18の多孔内を毛細管現象によって冷却水供給部から先端まで継続的に冷却水を吸引移送することが困難である。先端での冷却水の蒸発速度に対し冷却水供給部からの冷却水の供給が不十分となるため先端付近の温度が周囲の温度の影響を受けて上昇し易く、CCD13等による撮影に悪影響を及ぼすおそれが生じる。
本実施形態による内視鏡用冷却装置33はこのような不具合にも対応できるものである。
図8及び図9に示す内視鏡用冷却装置33において、側視型内視鏡1の挿入部2の先端領域2aの外周にはセラミック18と耐熱シース8がほぼ同軸に装着されている。耐熱シース8の基端側の拡径部8bの後部には内周面から挿入部2方向に突出するリング状の仕切り壁34が形成され、その基部側には挿入部2に圧接されるリング状のシール材35が装着されている。
シール材35はワッシャ36を介して固定つまみ37(固定部材)によって押圧された状態で固定されている。固定つまみ37は略筒状に形成され、例えば外周面に形成された雄ねじ部37aが耐熱シース8の内周面に形成された雌ねじ部8cに螺合されて固定されている。シール材35によってセラミック18の基端側の液密性が確保される。
Next, an endoscope cooling apparatus 33 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the distance L from the cooling water supply section (cooling water storage section) on the base end side to the
The endoscope cooling device 33 according to the present embodiment can cope with such a problem.
In the endoscope cooling apparatus 33 shown in FIGS. 8 and 9, the ceramic 18 and the heat-
The sealing
耐熱シース8の拡径部8bには、セラミック18に連通する冷却水の導入管39が連結され、導入管39は加圧用のポンプ40と供給源である冷却水を供給するための冷却水貯蔵部としてのタンク41とが接続されている。そのため、タンク41内の冷却水はポンプ40を介してセラミック18の基端側に供給され、セラミック18では多孔内をポンプ40による加圧と毛細管現象によって吸水可能とされている。
本実施形態においては、セラミック18はポンプ40による冷却水供給部から先端側における開口部18a、18bまでの距離Lが100mmを越える長さとなっている。
A cooling
In the present embodiment, the ceramic 18 has a length in which the distance L from the cooling water supply part by the
また、セラミック18のCCD13近傍の位置には、温度センサ43が内蔵されている。温度センサ43は配線を介して導入管39の外部に設けた温度検出部44に接続され、その検出温度は制御部45に入力されていて制御部45によってポンプ40の作動を制御するようになっている。なお、温度センサ43はセラミック18の内面の挿入部2に接触する位置に配設されていてもよい。
例えば、セラミック18の先端側で冷却水が減少して先端側に水が送られないと、水の蒸発による気化熱による冷却効果が無くなり、温度上昇が発生する。セラミック18の先端側で充分水を含む場合には温度が略一定となるので、温度センサ43によって冷却水の吸水状態を判別して必要に応じて水の給水を行うことが可能である。
制御部45では、温度センサ43の測定温度がCCD13等を正常に作動させるための設定温度を越えた時にポンプ40を作動させて冷却水をセラミック18の基端部に加圧供給するようになっている。これによって冷却水は毛細管現象だけでなくポンプ40による圧力によってセラミック18の多孔の毛細管内を進行して先端側の多孔の毛細管内に強制的に供給されることになる。そして、開口部18a、18bからの冷却水の蒸発によって気化熱を奪い、CCD13やその近辺の関連機器等、挿入部2内の温度上昇を抑制することができる。
Further, a
For example, if the cooling water is reduced on the tip side of the ceramic 18 and water is not sent to the tip side, the cooling effect due to the heat of vaporization due to the evaporation of water is lost, and the temperature rises. When the front end side of the ceramic 18 contains sufficient water, the temperature becomes substantially constant. Therefore, the
In the
上述のように本実施形態によれば、セラミック18の冷却水供給部である導入部39から先端側の開口部18a,18bまでの距離Lが100mmを越えるような長尺のものであっても、ポンプ40によって加圧冷却水を供給することでCCD13等の温度上昇を抑制でき、しかも冷却水の供給時期を温度センサ43によってタイムリーに設定できるという効果をも奏する。
なお、上述の実施形態では、温度センサ43で温度上昇を検知することでセラミック18のCCD13近傍の水分の減少や保水量の減少を認定し、ポンプ40でその都度加圧した冷却水wをセラミック18の基端側に供給するようにしたが、これに代えて、一定時間間隔で一定量の冷却水wをポンプ40からセラミック18の基端側に送りだすようにしてもよい。或いは、少量の冷却水wをポンプ40によって連続してセラミック18の基端側に供給するようにしてもよい。この場合、温度センサ43は設けなくてもよい。
いずれの手段を採用しても、これらの処理によって開口部18a、18bからの水の蒸発量と同程度の冷却水wを供給することができる。
また、セラミック18の冷却水供給部である導入部39または冷却水貯蔵部16から先端側の開口部18a,18bまでの距離Lが100mm以下の長さであってもポンプ40によって冷却水をセラミック18の先端側に供給するようにしてもよい。
As described above, according to the present embodiment, even if the distance L from the
In the above-described embodiment, the
Whichever means is adopted, it is possible to supply the cooling water w having the same amount as the evaporation amount of water from the
Moreover, even if the distance L from the
次に図10及び図11は第6実施形態による内視鏡用冷却装置47を示すものであり、第5実施形態による内視鏡用冷却装置33とほぼ同一構成を備えている。
図10に示す内視鏡用冷却装置47においては、図9に示す温度センサ43に代えて、或いは温度センサ43とは別に冷却水の注入管50をセラミック18内部に配設している。この注入管50は先端50aがセラミック18の先端面近傍に開口し、基端側はセラミック18内を基端側に延びて湾曲してセラミック18の外部に突出して導入管39内に延びて形成されている。そのため、ポンプ40から導入管39に供給される加圧冷却水wの一部または全部を注入管50内に導入できる。
注入管50は図11に示すように、先端開口50aがセラミック18内の先端面付近でCCD13やその近傍の機器付近に位置し、その後続部分付近から湾曲部近傍までの間に所定間隔で1または複数の貫通孔51(図では複数個穿孔されている)のグループからなる孔部52がそれぞれ穿孔されている。孔部52は、図11に示す例では、第一孔部52a〜第五孔部52eまで形成されている。先端側の第一孔部52aにおける各貫通孔51が最も内径が大きく、第二孔部52b、第三孔部52c、第四孔部52d、第五孔部52eと順次各貫通孔51の内径が小さくなるように形成されている。
Next, FIGS. 10 and 11 show an
In the
As shown in FIG. 11, the
そして、ポンプ40によって加圧された冷却水wを導入管39から注入管50内に供給した際、先端開口50aと各孔部52の貫通孔51から冷却水wがしみ出すようになっている。また、導入管39に接触しているセラミック18の基端側外周面から多孔を通して冷却水wの一部を浸入させることができる。そして、毛細管現象とポンプ40による加圧によってセラミック18内の全域における多孔の毛細管内に冷却水を浸透させ、保有状態にすることができる。
この状態で、内視鏡1の挿入部2を高温雰囲気のエンジン内に挿入した場合、セラミック18の蒸気が放出される開口部18a、18b近傍領域で最も含有水分が減少して温度上昇を引き起こし易いため、注入管50の先端開口50aから吐出する冷却水量が最も多い。そして、注入管50の基端側にゆくに従って各孔部52a〜52eの冷却水wのしみ出る量が順次減少するようになる。
これによって、挿入部2のCCD13とその近傍の機器を収容した領域の温度上昇を抑制できる。
When the cooling water w pressurized by the
In this state, when the
Thereby, the temperature rise of the area | region which accommodated CCD13 of the
なお、ポンプ40から注入管50への冷却水の供給は一定時間間隔で供給と中断を繰り返してもよいし、少量の水を常時ポンプ40から注入管50に連続して供給するようにしてもよい。いずれの場合も、冷却水wの蒸発量と注入管50からの供給量とが同程度となるように調整するものとする。
また、上述の実施形態では、注入管50の各孔部52の内径を第一孔部52a〜第五孔部52eに向けて漸次小さくしてセラミック18内に冷却水wがしみ出る量を設定したが、貫通孔51を同一径にして各孔部52a〜52eに向けて貫通孔51の数を減少させてもよい。或いは上述の孔部52に代えて、貫通孔51を注入管50の先端側から基端側に向けて所定間隔で穿孔形成してもよい。この場合も、各貫通孔51の内径を基端側に向けて次第に小さくしたり、貫通孔51の間隔を次第に大きくしたりしてセラミック18内にしみ出る冷却水量を調整できる。
The cooling water from the
Further, in the above-described embodiment, the inner diameter of each
次に図12は第7実施形態による内視鏡用冷却装置54を示すものである。
図12に示す内視鏡用冷却装置54においては直視型内視鏡26を用いており、図5に示す第3実施形態による内視鏡用冷却装置25と同様な基本構成を備えている。
本実施形態による内視鏡用冷却装置54において、耐熱シース8の拡径部8bにはセラミック18の基端面に接触して冷却水貯蔵部16が設けられ、その後端は液密に封止されている。また、冷却水貯蔵部16にはタンク41の冷却水をポンプ40で加圧してセラミック18の基端側に供給する導入管39が接続されている。
更に、セラミック18内部には注入管50が配設され、その先端開口50aはCCD13が挿入部2の先端側に配設された領域に位置しており、基端側はセラミック18の基端面及び冷却水貯蔵部16を介してその後端側で湾曲して耐熱シース8から外れてポンプ40に接続された構成とされている。
ポンプ40は、導入管39を介して冷却水貯蔵部16に冷却水を注入することと、注入管50を介して先端側に冷却水を注入することを行う。冷却水貯蔵部16および先端への注水は、冷却水の減少を考慮して一定時間置きに行う。
なお、図12では注入管50の一側面はセラミック18から内周面に露出しているため、セラミック18内に孔部52(図示省略)を設けてセラミック18内に冷却水wを供給して保有状態にしてもよい。或いは注入管50のセラミック18内に収容される部分全体を内部に埋め込むように構成してもよい。
Next, FIG. 12 shows an
The
In the
Further, an
The
In FIG. 12, since one side surface of the
上述の構成によって、セラミック18に関し、先端と中間部については注入管50の先端開口50aと孔部52から吐出またはしみ出る冷却水wによって多孔内に吸水させ、基端については冷却水貯蔵部16から毛細管現象によって多孔内に冷却水を吸引させてセラミック18全体に冷却水wが保有されるようにできる。
冷却水貯蔵部16とセラミック18の先端側への注水を行うことで、冷却水を効果的に全体に浸透させて安定した冷却性能を示すことができる。
With the above-described configuration, with respect to the ceramic 18, the distal end and the intermediate portion are absorbed into the pores by the cooling water w discharged or oozed from the distal end opening 50 a and the
By performing the water injection to the cooling
次に本発明の第8実施形態による内視鏡用冷却装置56について図13に基づいて説明する。本実施形態による内視鏡用冷却装置56は直視型内視鏡26を備えている。
本実施形態による内視鏡用冷却装置56では、耐熱シース8の先端部が段差部8dによって縮径して挿入部2の先端外周面に当接して同一面状に形成され、基端側には拡径部8bが形成されている。耐熱シース8の縮径した先端部は固定部材57によって挿入部2に液密に固定されている。セラミック18は挿入部2と耐熱シース8の間に嵌合され、先端は耐熱シース8の先端より若干後退した段差部8d内に配設され、基端側は拡径部8b内で冷却水貯蔵部16に面接触している。
冷却水貯蔵部16は導入管39を介してポンプ40に連結され、タンク41内の冷却水wを冷却水貯蔵部16に供給し、多孔質のセラミック18の多孔の毛細管内に冷却水wを加圧して供給する。そのため、セラミック18の多孔を通して毛細管現象と冷却水wの加圧によって冷却水wを先端まで移動させるようにしている。
Next, an
In the
The cooling
また、耐熱シース8には先端側の段差部8dから拡径部8bまでの間に長手方向に所定間隔で貫通孔からなる開口部58が穿孔されている。この場合、先端側の開口部58aが比較的大径に形成され、基端側にいくに従って開口部58b、58c、…の内径が順次小径に形成されている。各開口部58は周方向にも所定間隔で穿孔されている。
そのため、高温雰囲気のエンジン内に挿入した際、セラミック18の多孔内に保有されている冷却水wが気化され、各孔58を通して蒸発して外部に放出される。開口部58a、58b、…は先端側ほど内径を大きくして形成しており、基端側のポンプ40により冷却水を注入すると全体にわたって均一に冷却水が届くことになる。また、特に挿入部2の先端側でCCD13等を配設した領域における開口部58aが最大径であるため、冷却水の蒸発をより促して気化熱をよく奪うことでCCD13等の温度上昇を抑制できる。
The heat-
Therefore, when inserted into the engine in a high temperature atmosphere, the cooling water w held in the pores of the ceramic 18 is vaporized, evaporated through the
図14に示す第9実施形態による直視型内視鏡用冷却装置60では、内視鏡の挿入部2の先端領域2aの外周に耐熱シース8として内シース61と外シース62を二重管構造で形成し、その内部に筒状の多孔質セラミック18が配設されて、挿入部2の先端面に開口している。
そして、耐熱シース8の基端側には冷却水貯蔵部16が形成され、冷却水貯蔵部16の基端側には内外シース61,62に係合する断面階段形状で筒状の口金63が内シース61と外シース62の周囲に嵌め込まれ、その前後をシール材64a,64bで液密にシールしている。各シール材64a,64bはそれぞれ固定リング65a、65bによって、内シース61と外シース62に押圧されてシールされている。冷却水貯蔵部16にはポンプが接続されて外部タンクから水を供給できるようにしている。
ここで、内シース61はフッ素樹脂(例えばテフロン(登録商標))等の熱伝導性の低い樹脂製等の材質を採用し、外シート62は銅やアルミ等の熱伝導性の比較的高い材質を採用している。そのため、外シース62は熱伝導性がよいため、外部雰囲気の高温を多孔質セラミック18に伝達し易く多孔で保有する水の気化を促進できる。一方、内シース61は熱伝導性が比較的小さいため、挿入部2や内部のCCD13等の温度上昇を抑制できる。
In the direct-view type
A cooling
Here, the
次に図15に示す第10実施形態による直視型内視鏡用冷却装置60Aでは、挿入部2の外周側に注入孔66をなす若干の筒状間隙を介して耐熱シース8を配設させ、その基端側にはシール部材64a,64bが固定リング65a,65bで液密シールされた冷却水貯蔵部16を挿入部2の全周に形成し、ポンプで水を随時供給できるようにしている。耐熱シース8の先端は挿入部2の先端領域2aの先端面より若干後退した位置に先端面が配設され、先端領域2aの先端面から耐熱シース8の先端を覆う位置まで多孔質のセラミック18Bが全周に形成された略筒状とされている。セラミック18Bの多孔には注入孔66を通して冷却水貯蔵部16の冷却水が供給される。
また、挿入部2の先端領域2aの先端に対物レンズユニット12(更には照明レンズユニット14)を備えたアダプタ67が着脱可能に装着されている。その後方側にはCCD13が配設されている。図に示すようにCCD13は周囲を多孔質のセラミック18Bで覆われている。
そのため、CCD13の周囲をセラミック18Bによる気化熱で確実に冷却できる。
Next, in the direct-view
An
Therefore, the periphery of the
次に図16に示す直視型の内視鏡用冷却装置60Bは、図15に示す内視鏡冷却装置60Aの先端部の変形例である。挿入部2の先端領域2aにおける内視鏡の光学系はアダプタ67でもよいし、光学系がCCD13と共に一体に内蔵された構成でもよい。
本変形例では多孔質のセラミック18Bの外周面を筒状のガラス管69またはガラスコートで覆う構成とされている。ガラス管69の先端は多孔セラミック18Bの先端面を覆うと共に挿入部2の先端近傍に若干の隙間を形成したリング状の蓋部69aとし、蓋部69aと挿入部2の先端との間隙を開口部18cとしている。ガラス管69の基端部は耐熱シース8の先端部と接着剤で液密に接着された接着層70を構成する。ガラス管69は耐熱シース8に含まれるものとする。
そのため、セラミック18Bは先端の開口部18c以外は封止された構成であり、注入孔66を通して冷却水貯蔵部16から冷却水が供給され、開口部18cから多孔で保持された冷却水が気化してCCD13の周囲の気化熱を奪うことになり、温度上昇抑制効果を発揮する。
Next, a direct-view-type
In this modification, the outer peripheral surface of the porous ceramic 18B is covered with a
For this reason, the ceramic 18B is sealed except for the
次に図17、18に示す内視鏡用冷却装置33Aは、図8及び図9に示す第5実施形態によるものと概略同一構成である。この内視鏡用冷却装置33Aは直視型内視鏡であって挿入部2の先端面に開口部18dがあること、ポンプ40から冷却水を供給する流路と温度センサ43のコードが別ルートであって、多孔質のセラミック18から外部に延びるコードがシール材でシールされていることが挙げられるが、実質的には差異はない。
この変形例による内視鏡冷却装置33Aは、制御部45によるポンプ制御に特徴がある。即ち、セラミック18に充分冷却水を含んでいて気化熱を奪ってCCD13の温度上昇を抑制する状態にあっては、図18に示すように先端領域2aのセラミック18内に設けた温度センサ43の温度が一定温度θoに保持され、CCD13が正常に作動可能である。そして、多孔内の気化が進み、冷却水が失われて挿入部2の先端領域2aの温度上昇が始まり、境界温度θ1(>θo)を越えると温度センサ43でこれを検知して制御部45からポンプ40にON指令を出力する。これにより予め設定した所定時間ポンプ40から多孔セラミック18内に冷却水を供給して加圧することで、セラミック18の先端側に冷却水が補給される。これにより先端領域2aの温度を一定温度θoに制御できる。
Next, the endoscope cooling device 33A shown in FIGS. 17 and 18 has substantially the same configuration as that of the fifth embodiment shown in FIGS. The endoscope cooling device 33A is a direct-view endoscope, and has an
The endoscope cooling device 33A according to this modification is characterized by pump control by the
次に図19に示す第11実施形態による内視鏡用冷却装置72は、内視鏡1の挿入部2を例えばフッ素樹脂等の樹脂製からなるフレキシブルなものとし、少なくとも先端領域2aの外表面に螺旋状の溝73を形成する。螺旋状の溝73には液体保有部材として紙、脱脂綿等の吸水部材74や、或いはセラミックファイバ等の可撓性があって貫通孔を多数有する多孔の供給管等を帯状に連続するように巻回し、その基端側から冷却水を供給するように配設する。
このような挿入部2を挿入する耐熱シース8の筒部には開口部75が長手方向に沿って所定間隔で穿孔されている。耐熱シース8に設けた開口部75の間隔は長手方向及び周方向に等間隔に形成してもよいし、CCD13を内蔵した先端領域2における間隔を密にして基端側に向けて次第に疎に形成するようにしてもよい。あるいは開口部75も吸水部材74または溝73に沿って螺旋状に穿孔配列してもよい。
Next, in the
Openings 75 are perforated at predetermined intervals along the longitudinal direction in the cylindrical portion of the heat-
次に図20乃至図22に示す第12実施形態による内視鏡用冷却装置76は、図14に示す第9実施形態による直視型内視鏡用冷却装置60と概略で同一構成を有している。相違点は、耐熱シース8としての内シース61と外シース62とを有する二重管構造の内部に配設された略筒状の多孔質セラミック77の構成である。
この多孔質のセラミック77は、図21及び図22に示すように略円筒形状の外周面から内側に向けて例えば断面視略台形状の凹部77aが長手方向に沿って溝状に形成されている。この凹部77aは略円筒形状の周方向に所定間隔で複数条(図では等間隔で3条)形成されている。各凹部77aは基端側でポンプに連結された冷却水貯留部16に接触しており、冷却水貯留部16内の冷却水がセラミック77の多孔と各凹部77aに沿って前方へ供給可能とされている。
Next, the
As shown in FIGS. 21 and 22, this porous ceramic 77 has a substantially trapezoidal
しかも、各凹部77aにはその長手方向に所定間隔で防水性のガラスコーティング部78が被覆形成され、隣接する2つのガラスコーティング部78、78の間は冷却水を吸収可能な多孔が開口する供給面77bとされている(図22参照)。セラミック77の先端部は全面がセラミックで挿入部2の先端面と同一面をなす開口部18eとしてのリング状の面を形成している。
そして、挿入部2の先端面におけるリング状の開口部18eの多孔から蒸気が外部に放出されて気化熱を奪うことになる。
In addition, each
Then, steam is released to the outside from the perforation of the ring-shaped
次に図23に示す第13実施形態による内視鏡用冷却装置80は、図15に示す第10実施形態と同様に、挿入部2の外周側に注入孔66をなす若干の筒状間隙を介してシース管81を配設させ、その基端側には液密シールされた冷却水貯蔵部16を挿入部2の全周に形成して液密に接合している。冷却水貯蔵部16はポンプから水を随時供給できるようにしている。
シース管81の先端は先端面より若干後退した位置に先端が配設され、その先端側には多孔質チューブ82が接着剤70によって液密に連結され、シース管81と多孔質チューブ82との接合部の内面には内パイプ83が接合されている。多孔質チューブ82の先端は挿入部2の先端と同一面まで延びており、接着層70によって注入孔66を液密に封止している。これにより、注入孔66は冷却水貯蔵部16から多孔質チューブ82の先端側の接着層70まで連通している。
多孔質チューブ82の外周側には筒状の多孔質のセラミック18Cが密着されている。多孔質チューブ82とセラミック18CはCCD13を覆う領域に配設されていることが好ましい。なお、シース管81,多孔質チューブ82,セラミック18Cは耐熱シースを構成し、注入管66が液体保有部材を構成する。
従って、基端側の冷却水貯蔵部16から注入孔66内を加圧された冷却水が前方へ供給されており、ポンプによる加圧によってある程度以上の水圧が多孔質チューブ82に印加されると、注入孔66内の冷却水が多孔質チューブ82から外側にしみ出てセラミック18C内に含ませられる。そして、セラミック18Cの多孔から冷却水が気化して放出されることで気化熱を奪い、CCD13等の温度上昇を抑制する。
Next, the
The distal end of the
A cylindrical porous ceramic 18 </ b> C is in close contact with the outer peripheral side of the
Therefore, when the cooling water pressurized in the
次に図24に示す第14実施形態による内視鏡用冷却装置85は、内視鏡の挿入部2の先端領域2aの外周に内シース61と外シース62を二重管構造で形成してなる耐熱シース8が設けられ、耐熱シース8の内側に多孔質のセラミック18が配設されている。多孔質セラミック18の径方向中間領域には、管状の中空孔部84が長手方向に穿孔して形成され、その内部に液体供給管86が進退可能に配設されている。孔部84の先端はセラミック18の先端面より基端側に位置しており、その先端はセラミック18の先端面で封止されている。液体供給管86の先端は孔部84の先端より若干後退した位置まで延びている。
液体供給管86の基端縁には図示しないポンプに接続された供給側配管87が対向して同軸に配設され、液体供給管86の基端部にはポンプの供給側配管87と液密状態を保持して摺動可能な作動管部88が取り付けられている。作動管部88を液体供給管86と一体に前後にスライドさせることでポンプから供給側配管87へ供給される冷却水を前方へ給送することができる。
そして、液体供給管86の先端から孔部84内に流出する冷却水はセラミック18先端側の多孔内に吸収されて保持される。セラミック18の先端面は挿入部2の先端と同一面状の開口部18aを形成しているため、多孔内の冷却水は開口部18aから蒸発して気化熱を奪うことができる。
Next, the
A supply-
Then, the cooling water flowing out from the tip of the
次に図25に示す第15実施形態による内視鏡用冷却装置90は、内視鏡の挿入部2の先端領域2aの外周に内シース61と外シース62からなる耐熱シース8が設けられ、耐熱シース8の内側に多孔質セラミック18が配設されている。多孔質セラミック18の径方向中間領域には、複数本、例えば4本の中空孔部84が所定間隔(図では90度間隔)で挿入部2の周囲に穿孔されているが、いずれもセラミック18の先端面には貫通していない。
各中空孔部84には液体供給管91が配設されており、これら液体供給管91を液体供給管91a、91b、91c、91dとする。図26(a)から(d)の各断面図で示すように、最も長い第一液体供給管91aはセラミック18の中空孔部84の先端面近傍まで延びており、次いで第二液体供給管91b、第三液体供給管91c、第四液体供給管91dと順次基端部からの長さが短く設定されている。各液体供給管91の基端部は図示しないポンプまたはポンプに接続された冷却水貯蔵部16に連通しており、冷却水を供給されることになる。
なお、液体供給管91a、91b、91c、91dによる冷却水の供給とは別に、セラミック18は基端側端面が冷却水貯蔵部16に面接触しており、これに接触する多孔から毛細管現象によって前方側に冷却水が供給されることになる。
本実施形態によれば、セラミック18の多孔による冷却水の供給とは別個に、複数の液体供給管91a〜91dによってセラミック18の長手方向の各領域に万遍なく冷却水を供給することができる。
Next, an
Each
In addition to the cooling water supply by the
According to the present embodiment, the cooling water can be uniformly supplied to each region in the longitudinal direction of the ceramic 18 by the plurality of
次に図27に示す内視鏡用冷却装置94は、図13に基づく第8実施形態の変形例によるものである。
本変形例による内視鏡用冷却装置94は内視鏡1の挿入部2の先端領域2aの外側にセラミック18が配設され、その外側の基端側には段付きのシース管95が配設され、拡径部95bの基端側にはポンプに接続された冷却水貯蔵部16の冷却水が面接触して設けられている。シース管95の先端側には段付きで多数の微細な開口96aを有する多孔シース管96が配設され、基端側の拡径部96bにはシース管95の先端部95aが液密に嵌合されている。多孔シース管96の先端は挿入部2及びセラミック18の先端面と同一面状とされており、開口部18fを構成する。シース管95と多孔シース管96は耐熱シースを構成する。
そのため、高温雰囲気の環境に挿入された状態で先端領域2aを囲うセラミック18の多孔内に保持された冷却水は蒸発して多孔シース管96の多数の微細な開口部96aを通して外部に蒸気が放出され、気化熱を奪う。また、セラミック18の先端開口部18fの多孔からも冷却水が気化して気化熱を奪い、先端領域2aの温度上昇を抑制する。
Next, the
In the
For this reason, the cooling water held in the pores of the ceramic 18 surrounding the
次に図28に示す第16実施形態による内視鏡用冷却装置98は、内視鏡1の挿入部2の先端領域2aの外側に内シース61と外シース62からなる二重管状の耐熱シース8Bが設けられ、耐熱シース8Bの内側に多孔質セラミック18が配設されている。
ここで、多孔質セラミック18は挿入部2の長手方向に沿ってリング状のセラミックブロック99が複数に分割されて順次配列されて構成されている。これら各セラミックブロック99は先端側から基端側に向けて第一セラミックブロック99a、第二セラミックブロック99b、第三セラミックブロック99c、第四セラミックブロック99d、第五セラミックブロック99e、第六セラミックブロック99fと例えば6個配設され、互いに接触またはわずかな隙間を介して配列されている。
そして、最も先端側の第一セラミックブロック99aの先端面は挿入部2の先端面と同一面状とされ、最も後端側の第六セラミックブロック99fは冷却水貯蔵部16の冷却水に接触している。また、第六セラミックブロック99から第一セラミックブロック99aに向けて多孔の各孔径が順次増大するように構成されており、先端側に向かうに従って冷却水の供給が容易になり全体に亘って水分が均等に含有保持される。先端の第一セラミックブロック99aで含有される水分が最も蒸発し易い。
Next, the
Here, the porous ceramic 18 is configured by a ring-shaped
The distal end surface of the first
耐熱シース8Bの外シース62には、図13に示す第7実施形態と同様に、長手方向と周方向に沿って適宜間隔で複数の開口部58が穿孔されており、セラミック18の多孔内に保持される水分が蒸発して気化熱を奪うことになる。開口部58a、58b、…は例えば先端側ほど内径を大きくして形成しており、特に挿入部2の先端側でCCD13等を配設した先端領域2aにおける開口部58a、58b、…の内径が大きく、対応する第一セラミックブロック99aの多孔も内径が大きく含有される水分が多いため、冷却水の蒸発をより促して気化熱をよく奪う。そのため、挿入部2の先端領域2a内に配設されるCCD13等の温度上昇を効果的に抑制できる。
また、先端の第一セラミックブロック99aの先端面は開口部18fに面しているために、先端面からも蒸気が放出される。或いは、耐熱シース8Bの先端に蓋8aを設けて封止してもよい。
セラミック18を上述のように分割配列することで、挿入部2の柔軟性を向上できてスムーズに湾曲させることができる。
As in the seventh embodiment shown in FIG. 13, a plurality of
Moreover, since the front end surface of the first
By dividing and arranging the
次に図29(a)に示す第17実施形態による内視鏡用冷却装置101は、第16実施形態と同様に、挿入部2の先端領域2aの外側に内シース61と外シース62からなる二重管状の耐熱シース8Bが設けられ、耐熱シース8Bの内側に多孔質セラミック18が配設されている。外シース62には複数の開口部58が長手方向と周方向に沿って所定間隔で穿孔されている。これらの開口部58は挿入部2の先端側から基端側に向けて次第に内径が小さく設定されている。
そして、多孔質セラミック18の外シース62に当接する外周面には所定間隔で凹部102が形成されている(図29(b)参照)。各凹部102は開口部58に連通していることが好ましいが、凹部102に連通しない開口部58も設けられている。
本実施形態によれば、セラミック18内の凹部102に多孔内に保有されている水が溜まりやすく、これによって外部の高温雰囲気において多くの水分が気化し易く開口部58から外部に放出され易くなり先端領域2aの温度上昇を一層抑制することができる。
Next, the
And the recessed
According to this embodiment, the water retained in the pores easily accumulates in the
次に図30(a)、(b)は耐熱シース8の内部に挿入される多孔質セラミックの変形例を示す部分斜視図と断面図である。図30(a)において、多孔質のセラミック18Dは略円筒形状をなしており、その内部には挿入部2が挿入され、外部には耐熱シース8が装着されるものである。本変形例によるセラミック18Dは外周面104に長手方向に沿って線状の溝部104aと凸部104bが交互に形成された凹凸形状とされている(同図(b)参照)。
このような構成を備えていればセラミック18Dの外周面104の表面積が大きくなり、外周面104に開口する多孔からの水の蒸発を促進することができる。
このセラミック18Dを被覆する耐熱シース8は複数の開口部58を形成しているものが好ましいが、先端面に開口しているだけでもよい。
Next, FIGS. 30A and 30B are a partial perspective view and a cross-sectional view showing a modification of the porous ceramic inserted into the heat-
If such a configuration is provided, the surface area of the outer
The heat-
なお、本発明による内視鏡用冷却装置7やこれを備えた内視鏡は上述した各実施形態等や変形例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、液体保有部材として多孔質のセラミック18やセラミック18A、18B、18C,18Dに限定されることなく、毛細管現象や浸漬等によって冷却水を保有し、冷却水が開口部から滴下しないように蒸発可能に保有できる部材であれば、例えばスポンジ、グラスウール、綿、紙、セラミックファイバー等、他の適宜の部材を採用できる。
また冷却用液体として冷却水等の水が低廉で好適であるが、沸点がCCD等を正常に作動可能な上限温度以下であれば他の気化可能な液体でもよい。
The endoscope cooling device 7 according to the present invention and the endoscope including the endoscope are not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is possible.
For example, the liquid holding member is not limited to the porous ceramic 18 or the
Water such as cooling water is suitable as the cooling liquid because it is inexpensive and may be other vaporizable liquid as long as the boiling point is equal to or lower than the upper limit temperature at which the CCD or the like can normally operate.
1、26 内視鏡
2 挿入部
2a 先端領域
7、22、25、28、33、33A、47、54、56、60、60A、60B、72、76、80、85、90、94、98、101 内視鏡用冷却装置
8、8A、8B 耐熱シース
13 CCD
16 冷却水貯蔵部(供給源)
18、18A、18B,18C,18D、23、77 セラミック
18a、18b、18c、18d、18e、18f、20、27、58、75、96a 開口部
29 移送部材
40 ポンプ
41 タンク(供給源)
43 温度センサ
44 温度検出部
45 制御部
50 注入管
51 孔部
52 貫通孔
w 冷却水
1, 26
16 Cooling water storage (supply source)
18, 18A, 18B, 18C, 18D, 23, 77 Ceramic 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 20, 27, 58, 75,
43
Claims (6)
前記耐熱シースと前記挿入部先端領域との間の中空部から前記拡径部に配設され、冷却用液体を毛細管現象または浸漬等によって保有する液体保有部材と、
前記耐熱シースの前記拡径部に設けられ、前記拡径部で厚みが拡幅した前記液体保有部材に冷却用液体を面接触するように貯蔵する液体貯蔵部と、
前記耐熱シースに設けられていて前記液体保有部材が保有する冷却用液体が気化した気体を外部に放出する開口部と、を備えていることを特徴とする内視鏡用冷却装置。
Setting the tip end side outer periphery of the insertion portion of the endoscope vignetting, a tubular member of larger diameter than the outer diameter of the distal region of the distal end of the insertion portion, the base end side is enlarged from the tip end diameter A heat-resistant sheath having a portion ;
Wherein disposed in said radially enlarged portion of a hollow portion between the heat sheath and the insertion tip region, the cooling liquid and the liquid held member thus held in capillary or dipping,
A liquid storage section that is provided in the expanded diameter portion of the heat-resistant sheath and stores the cooling liquid in surface contact with the liquid holding member whose thickness is expanded at the expanded diameter section;
An endoscope cooling apparatus , comprising: an opening provided in the heat-resistant sheath and for discharging a gas vaporized by a cooling liquid held by the liquid holding member to the outside.
The endoscope cooling apparatus according to claim 1 , wherein a pump is connected to the liquid holding member, and the cooling liquid pressurized by the pump is supplied from the liquid storage unit to the liquid holding member.
The endoscope cooling apparatus according to claim 2 , wherein the liquid holding member is provided with a temperature sensor, and includes a control unit that controls the operation of the pump based on the temperature detected by the temperature sensor.
The endoscope cooling device according to any one of claims 1 to 3 , wherein one or a plurality of groups of through holes perforated are formed on an outer peripheral surface of the heat resistant sheath .
前記耐熱シースと前記挿入部先端領域との間の中空部から前記拡径部に配設され、冷却用液体を毛細管現象または浸漬等によって保有する液体保有部材と、
前記耐熱シースの前記拡径部に設けられ、前記拡径部で厚みが拡幅した前記液体保有部材に冷却用液体を面接触するように貯蔵する液体貯蔵部と、
前記耐熱シースに設けられていて前記液体保有部材が保有する冷却用液体が気化した気体を外部に放出する開口部と、を備えていることを特徴とする内視鏡。
Setting the tip end side outer periphery of the insertion portion of the endoscope vignetting, a tubular member of larger diameter than the outer diameter of the distal region of the distal end of the insertion portion, the base end side is enlarged from the tip end diameter A heat-resistant sheath having a portion ;
Wherein disposed in said radially enlarged portion of a hollow portion between the heat sheath and the insertion tip region, the cooling liquid and the liquid held member thus held in capillary or dipping,
A liquid storage section that is provided in the expanded diameter portion of the heat-resistant sheath and stores the cooling liquid in surface contact with the liquid holding member whose thickness is expanded at the expanded diameter section;
An endoscope characterized by comprising a an opening for releasing the gas cooling liquid is vaporized to the liquid held member provided on said refractory sheath's outside.
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