JPH02141657A

JPH02141657A - 管内自走装置

Info

Publication number: JPH02141657A
Application number: JP63296802A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Adachi; 英之安達; Sakae Takehata; 榮竹端; Shoichi Gotanda; 正一五反田; 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: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1990-05-31

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させる
。この後、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］上記特公昭５１−１５６７８号公報に記載されている自
走装置は前後の各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させることが必要であり、これが確
実になされないと、二重蛇腹を軸方向に伸縮させても、
確実に前進または後退することができない。

しかしながら、上記管路内壁係着用の各バルンは伸縮自
在なゴム製であるから、これを押し付けて係着させる管
路の内壁に汚物や粘液等が付着していると、そのバルー
ンが滑り易く、確実な固定ができなくなる。したがって
、このような場合、強力な自走作用が生じないことから
、挿入途中でスリップして止まったり、自走牽引力が小
さく、牽引すべきケーブルや内視鏡等を牽引できなかっ
たりする。このように管路の内壁に汚物１や粘液等が付
着していると、自走不能になったりすることが起き易い
という問題があった。

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の内壁に汚物や粘液等が付
着していて滑り易い場合でも、確実に自走できるように
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上記弾
性体の伸縮に追従するとともに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バルーンと、上
記進退駆動用弾性体および各バルーンに加圧流体を給排
する手段と、上記バルーンの少なくとも一方の外周面に
設けられた硬質の滑止め用突体を具備してなるものであ
る。

この管内自走装置のバルーンの外周面に設けた硬質の滑
止め用突体は、そのバルーンを膨張させてこれを管路の
内壁に押し当てれば、滑止め作用が生じる。したがって
、挿入する管路の内壁に汚物や粘液等が付着していて滑
り易い場合でも、その滑止め作用により確実かつ強力に
自走させることができる。

［実施例］第１図ないし第５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内視鏡１の先端に装着
される移動ユニット２を示す。

内視鏡１の挿入部４は可撓性で長尺なものであり、これ
の手元側部分は例えば図示しない外部の巻取ドラムに巻
き取られている。そして、必要に応じてその長さ分ずつ
繰り出されるようになっている。

さらに、外部には図示しないが、加圧流体を給排する手
段の流体供給装置、照明用光源装置、ビデオプロセッサ
、およびＴＶモニタ等が設置されている。

一方、第１図で示す移動ユニット２は前側本体１１と、
後側本体１２と、この両者を連結する硬質のチューブ１
３とからなり、チューブ１１３は各本体１１．１２が近
接と離反する動きを損わない構成になっている。例えば
チューブ１３を少なくともその本体１１．１２の一方に
対して気密的に摺動するスライド管１４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１３自体
にある程度の可撓性をもたせて本体１１．１２が近接と
離反する動きを損わない構成にしてもよい。

各本体１１．１２はそれぞれ筒状に構成され、上記チュ
ーブ１３とともに同軸的に円筒状に形成されている。そ
して、この移動ユニット２の内腔１５に対して上記内視
鏡１の挿入部４が挿入されている。

第１図で示すように挿入部４の先端部１６には対物レン
ズ１７と固体撮像素子１８からなる撮像部１９と、照明
光を出射する照明部（図示しない。

）が設けられている。撮像部１９には図示しない信号線
が接続され、また、照明部には図示しないライトガイド
が接続されている。そして、この信号線とライトガイド
は内視鏡１の挿入部４内を通じて外部に導びかれ、信号
線は上記ビデオプロセッサに接続されている。また、ラ
イトガイドは上記照明用光源装置に導かれている。

さらに、内視鏡１の挿入部４の外周は磁性体からなる部
材、たとえばブレードで覆われている。

また、移動ユニット２における前側本体１１の内腔１５
の内面には第１の電磁石２１が取着され、後側本体１２
における内腔１５の内面には第２の電磁石２２が取着さ
れている。各電磁石２１゜２２にはそれぞれ通電用リー
ド線（図示しない。）が接続されており、この各通電用
リード線は外部の図示しない通電装置に接続されている
。

一方、移動ユニット２においてはチューブ１３の外周を
覆うように前側本体１１と後側本体１２との間には筒状
の進退駆動用弾性体２５が架設されている。この進退駆
動用弾性体２５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円筒形に構成されている。

つまり、この進退駆動用弾性体２５は弾性チューブ２６
とこの外周を覆う規制用筒状部材２７からなり、この弾
性チューブ２６と規制用筒状部材２７の・先端縁と後端
縁はそれぞれ対応する前側本体１１と後側本体１２に対
して気密的に取着されている。規制用筒状部材２７は第
４図で示すように複数の繊維を束ねてこれを１単位とす
る繊維素子２８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２８同士が
交差する点Ｐ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Ｐは進退駆動用弾性体２５
の軸方向に１直線上に配置される。そして、各繊維素子
２８はその進退駆動用弾性体２５の軸方向に対して鋭角
な角度θ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２６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２５の弾性チューブ２６はその
内側の上記チューブ１３との間で気密的な気腔２９を形
成し、この気腔２９には流体管路としての送気チューブ
３０が接続されている。

この送気チューブ３０は外部の、加圧流体を給排する手
段の流体供給装置に接続される。また、この送気チュー
ブ３０に対する加圧流体の給排は電磁式給排弁等によっ
て行なわれるようになっている。

また、上記進退駆動用弾性体２５の外側にはその外周面
と距離をおいて圧縮スプリング３１が巻装され、この圧
縮スプリング３１の前端と後端はこれに対応する前側本
体１１と後側本体１２に係着している。そして、この圧
縮スプリング３１はそれ自身の弾性復元力で前側本体１
１と後側本体１２を押し広げるように付勢している。

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３５と後部バルーン
３６が設けられている。第１図で示すようにこの両バル
ーン３５．３６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、これは固定リング３７．３８により前
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。バルーン３５．３６の内部には対
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３９．４０がそれぞれ独立して形成されている。

各密閉空間３９．４０にはそれぞれ流体管路としての送
気チューブ４１．４２が独立して連通接続されていて、
各バルーン３５゜３６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４１．４２も外
部に導びかれたあと、加圧流体を給排する手段の流体供
給装置に接続される。また、この各送気チューブ４１．
４２に対する加圧流体の給排は電磁式給排弁等によって
行なわれるようになっている。

上記各バルーン３５．３６の外周には第１図で示すよう
に比較的硬質の材料からなる多数の滑止め用突体４５が
突設されている。滑止め用突体４５は第３図で示すよう
に円錐形の頭部４６と埋込み部４７からなり、その頭部
４６をバルーン３５．３６の外表面から突き出し、埋込
み部４７をバルーン３５．３６の膜４８に埋め込むとと
もに接着剤で接着して取着している。

次に、上記構成の管内自走装置の動作を説明する。管路
５０内に挿入した移動ユニット２はその管路５０に遊嵌
される。そして、送気チューブ４１を通じて前部バルー
ン３５に加圧空気を供給し、第４図（Ａ）で示すように
その前部バルーン３５のみを脹らませる。すると、この
前部バルーン３５のみが管路５０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３６は収
縮した状態にあり、管路５０の内壁から離れている。ま
た、進退駆動用弾性体２５は加圧されていないので、例
えば第４図（Ｃ）で実線で示すように伸びた状態にある
。

ついで、この状態でさらに送気チューブ３０を通じて加
圧空気を進退駆動用弾性体２５の気腔２９内に送り込む
と、その弾性チューブ２６は膨張しようとする。しかし
、規制用筒状部材２７によって単なる膨張は規制され、
第４図（Ａ）で示すように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２７の繊維素子２８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２６の気腔２９の圧力を上げ
ると、その繊維素子２８の力変換作用によって長袖方向
に大きな力を出しながら、第４図（Ａ）で示すように軸
方向に収縮する。そして、前側本体１１は前部バルーン
３５により保持されて停止されているから、後側本体１
２が前方に引き寄せられる。

さらに、次の段階として送気チューブ４２を通じて送気
することにより後部バルーン３６も膨張させることによ
りこれを管路５０の内壁に押し当てて係止し、その位置
に保持させる。つまり、第４図（Ｂ）で示すように前後
のバルーン３５゜３６がそれぞれ保持状態となる。

ついで、前部バルーン３５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２５の気腔２９か
らも排気し、その進退駆動用弾性体２５を軸方向へ直線
状態に伸ばす。このとき、圧縮スプリング３１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は第４図（Ｃ）で示すように１ストロ一ク分（Δ
Ｘ）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（ΔＸ）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。

このようにして移動ユニット２を移動するときに内視鏡
１の挿入部４は磁性体からなるその外周面部が、励磁さ
れた第１の電磁石２１によって磁気的に吸着されて保持
される。そして、移動ユニット２が動く方向に追従して
移動する。なお、このときには第２の電磁石２２には通
電しないから、その第２の電磁石２２に挿入部４が吸着
することがない。したがって、進退駆動用弾性体２５の
伸縮動作を妨げない。

ところで、移動ユニット２を自走させる管路５０の内面
に汚物や液体が付着している場合、上記各バルーン３５
．３６の外周面を形成する膜４８の表面だけでは滑り易
い。したがって、これだけではその保持力は小さい。し
かし、この構成において、第１図で示すように各バルー
ン３５゜３６の外周面には比較的硬質の材料からなる多
数の滑止め用突体４５を設けであるから、この各滑止め
用突体４５の係止作用によって滑り止めがなされる。し
たがって、膨張させたときの各バルーン３５．３６を管
路５０の内面に確実に係着できる。つまり、バルーン３
５．３６の保持力を高めることができる。

また、内視鏡１の挿入部４を牽引して移動ユニット２を
所定の観察位置まで達したところで、その内視鏡１によ
りその管路５０内を観察する。この場合、前部バルーン
３５を膨張させてこれを管路５０の内壁に係止固定させ
るとともに、後部バルーン３６は収縮させてフリーな状
態にさせる。

さらに、移動ユニット２における第１の電磁石２１と第
２の電磁石２２のうち、第２の電磁石２２のみを励磁し
て挿入部４の後部本体１２側部分を保持するとともに挿
入部４の先端側部分をフリーにしておく。この状態で進
退駆動用弾性体２５をその軸方向に収縮または伸ばすと
、後側本体１２が内視鏡１の挿入部４とともに前進また
は後退し、その挿入部４の先端にある撮像部１９の前後
位置を変えることができる。この操作で挿入部４の位置
の微調整を行なうことができる。これにより詳細な観察
が可能である。

これとは逆に後部バルーン３６を膨張させてこれを管路
５０の内壁に係止固定させるとともに、前部バルーン３
５を収縮させてフリーな状態にさせる。さらに、移動ユ
ニット２における第１の電磁石２１と第２の電磁石２２
のうち、第１の電磁石２２のみを励磁して挿入部４の後
端側部分をフリーにしておく。この状態で進退駆動用弾
性体２５をその軸方向に収縮または伸ばすと、前側本体
１１が内視鏡１の挿入部４とともに前進または後退し、
その挿入部４の先端の位置の微調整ができ、その挿入部
４の先端にある撮像部１９の位置を変えることができる
。

これらの操作で挿入部４の位置の微調整を行なうことが
できるから、詳細な観察が可能である。

なお、第２図で示すように挿入部４の、外周に部分的に
磁性体５５ａ、５５ｂを設けるようにしてもよい。すな
わち、上記各電磁石２１．２２に対応した間隔して設け
た一対のリング状の磁性体５５ａ、５５ｂを何組か設け
る。このようにした場合でもその磁性体５５ａ、５５ｂ
を各電磁石２１．２２に対応位置させれば、上記同様に
使用できる。さらに、この構成によれば、その移動ユニ
ット２の進退駆動用弾性体２５を伸ばすとともに電磁石
２１．２２を励磁させた状態において、挿入部４を押し
込んでいくと、その組の先端側の磁性体５５ａが第２の
電磁石２２に近づくことによりその磁性体５５ａが第２
の電磁石２２の磁気吸引作用を受ける。この作用は挿入
部４を挿入操作する術者が受ける手の感触でわかる。さ
らに、挿入部４を押し込んで行けば、各磁性体５５ａ。

５５ｂはそれぞれこれに対応した電磁石２１゜２２の磁
気吸引作用を受け、強（吸着される。したがって、挿入
部４はその挿入位置に保持されるとともに術者は明確に
これを知ることができる。

また、一方の電磁石２１．２２を励磁させておいた場合
でも、挿入する過程で挿入部４が受ける吸着作用の感触
でその挿入長さが判断できる。このように術者は挿入部
４を挿入する過程でその吸着作用の大きさや回数等によ
り挿入長さが判断できる。

第６図は本発明の第２の実施例を示すものである。この
実施例は移動ユニット２の先端部、つまり、この場合で
は前側本体１１の前端に対して撮像部（ＴＶ左カメラ６
１を一体的に組み込んだものである。つまり、この場合
、移動ユニット２は自走機能とともに内視鏡としての機
能を有する。

この実施例において移動ユニット２のその他の構成や作
用は上記第１の実施例のものと同じである。

第７図は本発明の第３の実施例を示すものである。この
実施例は上記第２の実施例のものと同様に移動ユニット
２の先端側部分に撮像部６１を組み込んで、移動機能と
ともに内ｙ１．ｙｔとしての機能を有するようにしたも
のである。

さらに、この第３の実施例ではその撮像部（ＴＶ左カメ
ラ６１と照明ランプ６５をスライダ６６に組み込み、こ
のスライダ６６は前側本体１１の内腔６７に対して軸方
向に移動自在に嵌挿した。また、スライダ６６はバー６
８を介して駆動手段としてのエヤーシリンダ６９のピス
トン７０に連結されている。エヤーシリンダ６９には加
圧チューブ７１が接続され、また、加圧チューブ７１の
接続口とは反対側にはそのピストン７０を後退側に付勢
する圧縮スプリング７２が設けられている。なお、スラ
イダ６６とピストン７０の各外周にはそれぞれバッキン
グ７３．７４が装着されている。

この実施例において、加圧チューブ７１を通じて加圧空
気をエヤーシリンダ６９内に供給すると、圧縮スプリン
グ７２の付勢力に抗してピストン７０が前進してスライ
ダ６６を前進させる。また、エヤーシリンダ６９から排
気すれば、圧縮スプリング７２の付勢力によってピスト
ン７０が後退し、スライダ６６を後退させることができ
る。しかして、エヤーシリンダ６９に対する給排量を調
節すれば、その撮像部（ＴＶ左カメラ６１と照明ランプ
６５を組み込んだスライダ６６の前後位置を微調整でき
る。したがって、撮像部９を前後に移動させて管路５０
内を詳細に観察することができる。

第８図は本発明の第４の実施例を示すものである。この
第４の実施例ではバルーン３５．３６の外周面に設ける
滑止め用突体の変形例で、比較的硬質の素材８１からな
るチェーン８２とし、これをバルーン３５．３６の外周
面に巻装したものである。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではない
。発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能なも
のである。

［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
弾性体の前後両端側にそれぞれ設けられ上記弾性体の伸
縮に追従するとともに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バルーンを設け、このパ
ル１−ンの外周面に硬質の滑止め用突体を設けたもので
あるから、そのバルーンの外周面に設けた硬質の滑止め
用突体により、挿入する管路の内壁に汚物や粘液等が付
着していて滑り易い場合でも、そのバルーンを膨張させ
てこれを管路の内壁に押し当てたときに滑止め作用が生
じる。したがって、挿入する管路の内壁に汚物や粘液等
が付着していて滑り易い場合でも、その滑止め作用によ
り確実かつ強力にバルーンの保持作用が期待できるとと
もに安定した自走を行なわせることができる。また、バ
ルーンの外周面部に比較的硬質な滑止め用突体を配設す
るものであるから、使用するときにその突体でバルーン
の損傷が防止されることもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における移動ユニットの
側断面図、第２図は内視鏡の挿入部の側面図、第３図は
同じく第１の実施例における滑止め用突起の取付は状態
を示す断面図、第４図は同じくその第１の実施例におけ
る移動ユニットの規制用筒状部材の編成状態を示す説明
図、第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）図は同じく第１の実施例
における移動ユ↓ットの自走する工程を示す説明図、第
６図は本発明の第２の実施例の移動ユニットの側面図、
第７図は本発明の第３の実施例の移動ユニットの側断面
図、第８図は本発明の第４の実施例の移動ユニットにお
けるバルーンの側面図である。１・・・内視鏡、２・・・移動ユニット、１１・・・前
側本体、１２・・・後側本体、２５・・・弾性体、３５
．３６・・・バルーン、４５・・・滑止め用突体、８２
・・・チェーン。

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
れ設けられ上記弾性体の伸縮に追従するとともに拡開収
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
るバルーンと、上記進退駆動用弾性体および各バルーン
に加圧流体を給排する手段と、上記バルーンの少なくと
も一方の外周面に設けられた比較的硬質の滑止め用突体
とを具備したことを特徴とする管内自走装置。