JPH02135414A

JPH02135414A - 管内自走装置

Info

Publication number: JPH02135414A
Application number: JP63290670A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Gotanda; 正一五反田; Hideyuki Adachi; 英之安達; Sakae Takehata; 榮竹端; Yasuhiro Ueda; 康弘植田; Hirobumi Miyanaga; 宮永　博文; Eiichi Fuse; 栄一布施; Mitsugi Nagayoshi; 永吉　貢; Noriyasu Aoki; 義安青木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1990-05-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は工業用管路または生体管路等の管腔内部を自走
できるようにした管内自走装置に関する。

［従来の技術］特公昭５１−１５６７８号公報には内視鏡挿入部の先端
部外周部分に弾性体からなる二重蛇腹を設け、この二重
蛇腹の両端にはそれぞれバルーンを設けてなる自走装置
が示されている。この自走装置はまず後方のバルーンを
脹らませてこれを管路の内壁に押し付けて保持した後、
二重蛇腹内に加圧流体を送り込み、その長手軸方向に伸
長させて先端側を前進させる。この後で前方のバルーン
を脹らませてこれを管路の内壁に押し付けて保持する。

この後に、後方のバルーンを収縮させるとともに、二重
蛇腹内から加圧流体を抜き収縮させることにより後方側
部分を牽引して先端側へ前進させる。これを繰り返すこ
とにより自走させるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記特公昭５１−１５６７８号公報に記
載されている自走装置は二重蛇腹の軸方向の伸縮を利用
して自走させるから、その自走方向は長軸方向へ向かう
直線的な方向である。そして、伸縮する二重蛇腹、およ
びこの両端に取着される各バルーンは直線的に移動する
ようにユ二ット化されているから、この移動ユニットを
例えば途中に小さなアールで急激に湾曲する曲管部があ
る管路内を自走させると、その曲管部分を通過しにくい
。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは挿入する管路的途中に曲った管腔部分が
あっても、この部分を容易かつ確実に走行できるように
した管内自走装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］上記課題を解
決するために本発明の管内自走装置は流体管路を通じて
流体の給排を受けて軸方向に伸縮する進退駆動用弾性体
と、この弾性体の前後両端側にそれぞれ設けられ拡開収
縮自在で拡開することにより挿入した管腔内壁に係止す
る保持体とから移動ユニットを構成し、上記進退駆動用
弾性体とこれの前後両端側にそれぞれ設けられる上記管
腔内壁係止用保持体の少なくとも一方のものとの間を揺
動自在に連結する手段で連結したものである。

この管内自走装置においてはその移動ユニットにおける
上記進退駆動用弾性体とこれの前後両端側にそれぞれ設
けられる上記管腔内壁係止用保持体の少なくとも一方の
ものとの間を揺動自在に連結したから、その進退駆動用
弾性体と管腔内壁係止用保持体との間はその走行管路の
向きに応じて揺動できる。したがって、曲った管腔でも
その管路に沿って容易に進ませることができる。

［実施例］第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示すもの
である。第１図は管内に挿入する可撓性の挿入用ケーブ
ル１の先端に装着される移動ユニット２を示す。挿入用
ケーブル１は例えば図示しない外部の巻取ドラムに巻き
取られていて、必要に応じてその長さ分ずつ繰り出され
るるようになっている。さらに、外部には第２図で示す
ように加圧流体を供給する加圧ポンプ３、制御部４によ
って制御される電磁バルブ５、照明用光源６、ビデオプ
ロセッサ７、およびＴＶモニタ８等が設置されている。

一方、第１図で示すように挿入用ケーブルｌの先端に装
着される移動ユニット２は前側本体１１と、後側本体１
２とを有し、この両者間には後述するように進退駆動部
１３が設けられている。この進退駆動部１３は図示しな
い硬質のチューブの両端それぞれに前ブロック１４と後
ブロック１５を設けてなり、上記硬質のチューブは各ブ
ロック１４．１５の接離する動きを損わない構成になっ
ている。例えばチューブを少なくともそのブロック１４
．１５の一方に対して気密的に摺動するスライド管等を
用いてスライド自在に係合させている。なお、上記チュ
ーブ自体にある程度の可撓性をもたせてブロック１４．
１５が近接離反する動きを損わない構成にしてもよい。

各ブロック１４゜１５はそれぞれ筒状の部材から構成さ
れ、上記チューブとともに全体として同軸的に円筒状に
形成されている。

この進退駆動部１３において、上記硬質のチューブの外
周を覆うように前後のブロック１４゜１５間には筒状の
進退駆動用弾性体２０が架設されている。この進退駆動
用弾性体２０は通常に伸びた状態では第１図で示すよう
にその全長にわたり等径な１円筒形に構成されている。

つまり、この進退駆動用弾性体２０は弾性チューブ２１
とこの外周を覆う規制用筒状部材２２からなり、この弾
性チューブ２１と規制用筒状部材２２の先端縁と後端縁
はそれぞれ対応する各ブロック１４．１５に対して気密
的に取着されている。規制用筒状部材２２は複数の繊維
を束ねてこれを１Ｍ１位とする繊維素子を例えば平織に
編成して筒状に構成してなり、また、編成するとき、そ
の各繊維素子同士が交差する点を結ぶ形が平行四辺形を
構成し、いわゆるリンク機構のパンタグラフを構成する
。また、その平行四辺形における対向する交点は進退駆
動用弾性体２０の軸方向に１直線上に配置される。そし
て、各繊維素子はその進退駆動用弾性体２０の軸方向に
対して鋭角な角度をなす。このため、パンタグラフが軸
方向に縮むとき、径方向には逆に縮み、弾性チューブ２
１の、特に伸びを規制することができる。

また、進退駆動用弾性体２０の弾性チューブ２１とその
内側の上記チューブ１３との間には図示しない気密的な
気腔が形成されており、この気腔には流体管路としての
送気チューブ２５が接続されている。この送気チューブ
２５はこの移動ユニット２と挿入用ケーブル１を通じて
外部の加圧ポンプ３に接続される。また、この送気チュ
ーブ２５に対する加圧流体の給排は電磁バルブ５によっ
て行なわれる。

また、上記進退駆動用弾性体２ｏの外側には距離をおい
て圧縮スプリング２８が巻装され、この圧縮スプリング
２８の前端と後端はこれに対応する各ブロック１４．１
５に対して係着している。

そして、この圧縮スプリング２８はそれ自身の弾性復元
力でその前ブロック１４と後ブロック１５を押し広げる
ように付勢している。

一方、移動ユニット２における前側本体１１と後側本体
１２の外周部分にはそれぞれ挿入する管腔の内壁に係止
させるための保持体としての前部バルーン３１と後部バ
ルーン３２が設けられている。第１図で示すようにこの
両バルーン３１゜３２はそれぞれゴムなどの弾性材料に
よって膜状に形成され、これを取り付ける前側本体１１
と後側本体１２の外周部分に対して気密的に取着固定さ
れている。そして、この各バルーン３１．３２の内部に
はこれに対応する前側本体１１と後側本体１２の外周面
との間で密閉空間がそれぞれ独立して形成されている。

各密閉空間にはそれぞれ流体管路としての送気チューブ
３７．３８が独立して連通接続されていて、各バルーン
３１．３２内に対して独立的に気体を給排するようにな
っている。この送気チューブ３７．３８は移動ユニット
２と挿入用ケーブル１を通じて外部に導びかれたあと、
上記同様に加圧ポンプ３に接続されるとともに、この各
送気チューブ３７．３８に対する加圧流体の給排も電磁
バルブ５によって制御されるようになっている。

さらに、上記移動ユニット２の前側本体１１の先端には
内視鏡を構成するに必要な対物レンズと固体撮像素子か
らなる撮像部（ＴＶ右カメラ４１と、照明光を出射する
照明部４２を有したカメラユニット４３が設けられてい
る。そして、撮像部４１には信号線４４が接続され、ま
た、照明部４２にはライトガイド４５が接続されている
。この信号線４４とライトガイド４５は移動ユニット２
と挿入用ケーブル１を通じて外部に導びがれている。そ
して、信号線４４はビデオプロセッサ７に接続され、ラ
イトガイド４５は照明用光源６に接続されている。なお
、送気コントロール系の制御はビデオ信号に同期させて
行なうことによりその送気制御系の電源ノイズによる画
像の劣化を防ぐようになっている。

また、上記移動ユニット２の進退駆動用弾性体２０と、
これの前後両端側にそれぞれ位置して設けられる前側本
体１１および後側本体１２との各間はその連結する両者
を揺動自在に連結する連結手段としてのフレシキブルチ
ューブ４６．４７で接続されている。しかして、進退駆
動用弾性体２０に対して前側本体１１および後側本体１
２は上下左右を含む任意な向きに揺動できる。

次に、上記構成の管内自走装置の動作を説明する。まず
、最初、管路（管腔）６５に挿入した挿入用ケーブル１
の先端にある移動ユニット２はその管路６５に遊嵌され
る。図示しない送信コントローラを操作して電磁バルブ
５を開き、送気チューブ３７を通じて前部バルーン３１
に加圧空気を供給し、この前部バルーン３１のみを脹ら
ませる。

そして、この前部バルーン３１のみが管路６５の内壁に
押し当り、その位置に保持される。このとき、後部バル
ーン３２は収縮した状態にあり、管路６５の内壁から離
れている。また、進退駆動用弾性体２０は加圧されてい
ないので、伸びた状態にある。

ついで、この状態で別の送気チューブ２５を通じてポン
プ５から加圧空気を進退駆動用弾性体２０の気腔内に送
り込むと、その弾性チューブ２１は膨張しようとする。

しかし、規制用筒状部材２２によって単なる膨張は規制
され、軸方向には収縮されながら膨張する。つまり、規
制用筒状部材２２の繊維素子はリンク機構のパンタグラ
フを構成するから、このパンタグラフが径方向に伸びる
とき、軸方向には逆に収縮する。このため、弾性チュー
ブ２１の気腔の圧力を上げると、その繊維素子の力変換
作用によって長軸方向に大きな力を出しながら軸方向に
収縮する。そして、前側本体１１は前部バルーン３１に
より保持されて停止されているから、後側本体１２が前
方に引き寄せられる。

次の段階として後部バルーン３２も膨張させることによ
りこれを管路６５の内壁に押し当てて係止し、その位置
に保持させる。ついで、前部バルーン３１から排気を行
なってこれを収縮させるとともに、進退駆動用弾性体２
０の気腔からも排気し、その進退駆動用弾性体２０を軸
方向へ直線状態に伸ばす。このとき、圧縮スプリング２
８の弾性復元作用で前側本体１１を前進させる。これに
より前側本体１１は１ストロ一ク分だけ前進する。

これにより１移動サイクルの動作を完了する。

したがって、以上のサイクルを繰り返すことにより１ス
トロ一ク分ずつ前進させることができる。

なお、そのタイミングを逆にすることにより後退させる
こともできる。

ところで、第４図で示すように従来形式のものではその
前側本体１１と後側本体１２はそれぞれ対応する前ブロ
ック１４と前ブロック１５に固定されたと同じものであ
ったから、その前進動作では直線的な走行性を示す。し
かして、直線的な管路６５内を走行させる場合にはよい
。しかし、第３図で示すように管路６５の途中が曲がっ
ているようなときには支障を来たす。

しかしながら、上記構成の移動ユニット２ではその前側
本体１１または後側本体１２とこれに対応する前ブロッ
ク１４または前ブロック１５とは固定されておらず、フ
レシキブルチューブ４６゜４７を介して連結されている
から、その移動ユニット２の進退駆動用弾性体２０に対
してその前後に位置する前側本体１１および後側本体１
２は揺動自在である。したがって、第３図で示すように
その管路６５の曲り具合に応じて振れ、その管路６５に
沿って進むことができる。

また、このように進行するときその前側本体１１、つま
り、カメラユニット４３の向きを変えることができるか
ら、その観察視野方向は常に管路６５の中心方向に沿う
。したがって、観察視野が偏ることなく検査することが
できる。

なお、ＴＶカメラではなく対物光学系とイメージガイド
ファイバを用いた観察光学系を組み込んだ形式のもので
もよい。

第５図は本発明の第２の実施例を示すものである。この
実施例では連結手段としてのフレシキブルチューブ４６
．４７をいずれかの送気チューブ２５．３７．３８とし
て用いたものである。その他は上記第１の実施例のもの
と同じである。

第６図は本発明の第３の実施例を示すものである。この
実施例では連結手段としてのフレシキブルチューブ４６
．４７の外周にコイルスプリン７１．７２を巻装し、こ
のコイルスプリング７１゜７２で上記本体１１１本体１
２とブロック１４゜１５とを離反するように付勢し、直
線的に復元する力を高めたものである。

第７図は本発明の第４の実施例を示すものである。この
実施例では連結手段として上記本体１１゜本体１２とブ
ロック１４．１５と間を蝶番７３゜７４で枢着して上下
に揺動できるように連結したものであり、その他は上記
第１の実施例のものと同様である。

第８図および第９図は本発明の第５の実施例を示すもの
である。この実施例は前後各バルーン３１．３２の外周
を蛇腹状に形成して前後軸方向に収縮できるように構成
したものである。

このように構成すれば、第９図で示すように管路６５の
屈曲する部分を通るときにおいて屈曲内側では収縮する
一方、屈曲外側では伸びる。したがって、その管路６５
の屈曲する部分に沿い、無理なく通ることができる。な
お、その他の構成や作用は上記実施例と同様である。

第１０図ないし第１２図は前部バルーン３１や後部バル
ーン３２の外周面部を複数に分割した硬質のラバー７５
で覆うとともにそのラバー７５を外方に収縮する蛇腹７
６でそれぞれ保持したちのである。なお、ラバー７５は
第１１図および第１２図で示すように例えば上下左右に
配設し、その大きさは第１２図で示すように前部バルー
ン３１や後部バルーン３２が充分に収縮するまで互いに
当らない大きさに形成されている。

このように移動ユニット２の前部バルーン３１や後部バ
ルーン３２を硬質のラバー７５で覆うことにより管路６
５内を自走させるときに比較的弱い前部バルーン３１や
後部バルーン３２を保護することができる。そして、こ
の保護手段は上記各実施例に適用できる。

第１３図ないし第１５図はバルーン３１．３２の正面側
から見た形状が円形ではない異形状に形成した例を示す
。第１３図は三角形、第１４図は四角形、第１５図は星
形に形成している。このようにバルーン３１．３２を多
角形に形成することにより管路６５内に異物や突起８０
があっても、それを避けて進めることができる。その他
の構成や作用は上記各実施例のものと同様である。

なお、本発明は上記各実施例のものに限定されるもので
はない。例えば進退駆動用弾性体と管腔内壁係止用保持
体を揺動自在に連結する連結手段は前後両方に設けるこ
となく、進退駆動用弾性体とこれの前後両端側にそれぞ
れ設けられる管腔内壁係止用保持体の少なくとも一方の
ものとの間に設ければよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明の管内自走装置はその移動ユ
ニットにおける上記進退駆動用弾性体とこれの前後両端
側にそれぞれ設けられる上記管腔内壁係止用保持体の少
なくとも一方のものとの間を揺動自在な連結手段で連結
したから、その進退駆動用弾性体と管腔内壁係止用保持
体との間はその走行管路の向きに応じて揺動できる。し
たがって、曲った管腔でもその管路に沿って容易かつ確
実に進ませることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はその移動ユニットの側面図、第２図はそのシステ
ムの構成図、第３図は使用説明図、第４図は従来の移動
ユニットの側面図、ｔＪ５図は本発明の第２の実施例の
移動ユニットの側面図、第６図は本発明の第３の実施例
の移動ユニットの側面図、第７図は本発明、の第４の実
施例の移動ユニットの側面図、第８図および第９図は本
発明の第５の実施例を示し、第８図はその移動ユニット
の側面図、第９図はその使用状態の説明図、第１０図は
他の例の移動ユニットの側断面図、第１１図は第１０図
中Ａ−Ａ線に沿う断面図、第１２図は第１０図中Ｂ−Ｂ
線に沿う断面図、第１３図ないし第１５図はそれぞれバ
ルーン部の正面図である。ｌ・・・挿入用ケーブル、２・・・移動ユニット、１１
．１２・・・本体、１４．１５・・・ブロック、２０・
・・進退駆動用弾性体、３１・・・前部バルーン、３２
・・・後部バルーン、４６．４７・・・フレシキブルチ
ューブ、７３．７４・・・蝶番。第１図第２図出願人代理人　弁理士　坪井　　淳第図第図第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

　流体管路を通じて流体の給排を受けて軸方向に伸縮す
る進退駆動用弾性体と、この弾性体の前後両端側にそれ
ぞれ設けられ拡開収縮自在で拡開することにより挿入し
た管腔内壁に係止する保持体とから移動ユニットを構成
し、上記進退駆動用弾性体とこれの前後両端側にそれぞ
れ設けられる上記管腔内壁係止用保持体の少なくとも一
方のものとの間を揺動自在に連結する手段で連結したこ
とを特徴とする管内自走装置。