JPH042565A - 管内自走装置 - Google Patents

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］ 本発明は例えば工業用管路または生体管路等の管内を自
走する管内自走装置に関する。

［従来の技術］ この種の管内自走装置として例λば特開昭６１−９１５
５５号公報に示す構成のものが開発されている。この管
内自走装置の移動ユニットには加圧流体の供給により膨
径変形し、走行（軸線）方向に収縮力を発生する管状の
弾性アクチュエータを設け、さらに、この弾性アクチュ
エータの両端にはそれぞれ取付は部材を配設している。

これらの取付は部材間には弾性アクチュエータの軸線方
向の収縮変形方向と逆向きの付勢力を発生する弾性部材
を配設している。各取付は部材には加圧流体の供給によ
り膨満変形して移動ユニットを挿入する管路の内周面に
係止可能なバルーン部材がそれぞれ装着されている。

そして、この管内自走装置を使用する場合、その移動ユ
ニットを検査対象となる管路内に挿入させた状態で、各
バルーン部材への加圧流体の交互の給ａｈに合わせて弾
性アクチュエータへの加圧流体の給排により、移動ユニ
ットを前進または後退させる運動を行なう構成になって
いる。

内視鏡と組み合わせて管内を検査する場合には、移動ユ
ニットの一方の取付は部材に内視鏡を取着してこの移動
コニットと内視鏡とを管内に挿入し、まず、前方のバル
ーン部材を膨らませてこれを管路の内壁に押し付けて固
定する。この後、弾性アクチュエータに加圧流体を送り
込み、その軸方向に収縮させて後方の取付は部材を前進
させる。ついて、後方のバルーン部材を膨らませてこれ
を管路の内壁に押し付けて固定した後、前方のバルーン
部材、弾性アクチュエータの順で加圧流体を抜き去り、
前方の取付は部材を前進させる。この動作を繰り返すこ
とにより管内を自走させるのである。

［発明が解決しようとする課題］ 前記管内自走装置にあっては、管内で移動ユニットを移
動させる範囲は、その移動ユニットの大きさで決まって
しまう。このため、内視鏡を移動させる範囲も、それて
定まり、移動ユニットが通過てきない狭い管路の手前ま
でしか観察てきなか一つだ。

また、管路途中に狭窄部や小石等の障害物があって移動
ユニットか前進できない場合も同様でそれより奥の部位
まで観察できなくなる。

本発明は前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、移動ユニットか前進できない場合でも
、それより先の部位まで内視鏡等の被挿入部材を送り込
める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］ 本発明の管内自走装置は、加圧流体の供給を受けること
により径方向に弾性変形して軸線方向こ伸縮力を発生す
る弾性アクチュエータと、この弾性アクチュエータの両
端部分にそれぞれ設けられた取付は部材と、これらの取
付は部材間に介在され前記弾性アクチュエータの収縮す
る向きと逆向きの付勢力を前記取付は部材間に与える弾
性部＋４と、前記両取付は部斗４にそれぞれ装着され加
圧流体の供給を受けることにより膨脹して管路内面に係
ＩＩ−する係止一部材とを具備して移動ユニットを構成
し、加圧流体供給手段により前記弾性アクチュエータに
々・すする加圧流体の交互の給排に合わせて前記係止部
材に対する加圧流体の給排を行うことにより移動ユニッ
ト全体の移動を行う管内自走ｇ置において、前記移動ユ
ニットに被挿入物を走行前方へ貫通させる挿通路を形成
するとともに、前記取付は部材の少なくとも一方に設け
られ前記挿通路に通（５，た被挿入物を係止およびその
係止解除を行う保持手段を設けたものである。

［作用］ し、か（２て、前記移動ユニｙトの挿通路に被挿入物を
挿入し、この移動ユニットの伸縮動作に合わせて保持手
段による内視鏡の係止およびその解除を行うことにより
内視鏡を前進させることがてきる。

［実施例コ 第１図ないし第３図を用いて本発明の第１の実施例につ
いて説明する。

第１図はこの実施例に係る管内自走装置の移動ユニット
１とこれによって案内される被挿入部たる内視鏡２を示
す。移動ユニット１は後述する加圧流体供給手段により
空気なとの加圧流体の供給を受けることにより径方向外
側へ弾性変形し２て膨脹しその長手方向に伸縮力を発生
する複数の弾性アクチュエータ３を有してなり、これは
移動ユニット１の軸線方向に平行でその軸線の周囲の上
下左右の各位置に配置される。弾性アクチュエータ３の
前端部分は前方の取付は部材４に取着固定され、弾性ア
クチユエータ３の後端部分は後方の取付は部’ｒＡ５に
取着固定されている。これらの取付は部材４．５の間に
は前記弾性アクチュエータ３の収縮する向きと逆向きの
付勢力を発生させる圧縮コイルばねからなる弾性部材９
か介挿されている。弾性部材９は弾性アクチユエータ３
よりも外側に同心的に配置されている。さらに名取（；
ｊけ部材４．５の外周にはそれぞれ後述するように加圧
流体の供給を受けることにより膨脹１２て検査対象の管
路の内面に係止する係止部材としての）１ルン１１１２
か取り付けられている。

また、このように構成された移動ユニット１における弾
性アクチュエータ３および各バルーン１１１２にはそれ
ぞれ別々のチューブ１４を通して加圧流体の供給を受け
、またはその加圧流体の排出が行われるようになってい
る。

さらに、移動ユニット１における各取付は部材４５には
被挿入物と［７ての内視鏡２の挿入部１３を挿入できる
貫通孔１５．１６かそれぞれ同心的に貫通して設けられ
ている。そして、この前後の貫通孔１５．１６を両端と
して移動ユニット〕内を突き抜け、被挿入物たる内視鏡
２の挿入部１３を走行前方へ貫通させる挿通路１８を形
成している。

また、前記各貫通孔１５，１．６の内径は内視鏡の挿入
部１３より大きいが、後方の貫通孔］６はｎｉｊ力の貫
通孔１５よりも大きく形成されている。

そ１７て、比較的大きい後方の貫通孔１６の内面部分に
はこれに挿入した被挿入物たる内視鏡２の挿入部１３の
外周を係止するための係止部材１７か設けられている。

この係止部材１７は第１図で示すようにゴムなどの弾性
を有する膜を貫通孔１６の内面に袋状に固定していわゆ
るバルーンを構成してなり、この内部に加圧流体を取り
込むことにより貫通孔１６の内方へ膨出して内視鏡２の
挿入部１３の外周を締め付けて係止するようになってい
る。この係止部材１７にはその内部に通しる別のチュー
ブ１４が接続され、これを通して加圧流体の供給を受け
るとともに、その加圧流体の排出を行うようになってい
る。つまり、後方の取付は部材５に設けられた係止部材
１７は被挿入物の係止およびその係止解除を行う保持手
段を構成している。

ところで、第２図で示すように前記移動ユニット１にお
ける弾性アクチュエータ３およびバルン１１，１２に通
しる各チューブ１４は管外操作部２０に設けた進退制御
部２コの電磁切換弁を介してコンプレッサ２２に接続さ
れている。進退制御部２１の電磁切換弁は進退操作スイ
ッチ２３によ−）てその動作モードか選択される。

また、係止部Ｉ、ｔ　１７に通しる別のチューブ１４は
電磁弁２４を介してコンプレッサ２２に接続されている
。この電磁弁２４は内視鏡固定・解除スイッチ２５によ
って操作される。

次に、前記移動ユニット１の自走動作を説明する。最初
、各バルーン１］、、１２を収縮させた状態の移動ユニ
ット１を検査対象の管路２６の入り口に入れる。そして
、前方のバルーン１１に加圧流体を供給してこれを膨脹
させることによりその管路２６の内壁に押し当て固定す
る。次に、この状態のまま弾性アクチエータ３に加圧流
体を供給］、てこれを径方向へ膨脹させることにより軸
線方向に収縮させる。この収縮力によって後方の取付は
部材５を前方へ移動する。この移動が終了した後、後方
のバルーン１２を膨満させて管路の内周面に係止し、後
方の取付は部材５を固定する。その後、前方のバルーン
１１、弾性アクチュエータ３の順にそれらから加圧流体
を抜去すると、前方の取付は部材４が弾性部材９の付勢
力によって前方へ移動する。この移動終了後、再び前方
のバルン１１を膨満し、そして、後方のバルーン１２の
加圧流体を抜去するとともに、弾性アクチュエータ３に
加圧流体を注入して後方の取付は部材５を前方へ移動さ
せる。

以上、これらの動作を繰り返すと、移動ユニット１は管
路２６内を前進することができる。

なお、弾性アクチュエータ３および前後のバルーン１１
，１２に対する加圧を逆の順序で行なえば、移動ユニソ
トコを後進させることができる。

次に、第３図を用いて前記係止部材１７を使用しなから
行う移動ユニット１の動作を説明する。

なお、後方の取付は部材５に配設された係止部材１７の
加圧およびその加圧解除は前述した移動操作とは独立し
て行なえる。

ます、内視鏡２の挿入部１３の先端部分を、加圧してい
ない状態の係止部材１７のある後方の取イ・ｊけ部材５
における貫通孔］６から前方の取付は部材４の貫通孔１
５にわたりその移動ユニット１に挿入する。そして、係
止部材１７に加圧流体を供給し、加圧してその係止部材
１７を膨脹させることにより、内視鏡２の挿入部１３の
外周を締めイ；ｊけて固定する。

このように内視鏡２を装着した移動ユニット１をその前
方の取付は部材４側から管路２６内に挿入する。移動ユ
ニット１よりわずかに大きい内径の管路２６であれば、
前記同様の動作に従って移動ユニット１を前進し、内視
鏡２を管路２６内へ引き込むことができる。そして、内
視鏡２を利用した管路２６内の検査を行うことができる
。

しかし、管路２６の奥にその移動ユニット１の前進が不
可能であるような障害、例えば移動ユニット１が通れな
い細い管路部分２６ａかあった場合には、次のように操
作する。すなわち、移動ユニット１の係止部材１７に対
する加圧を解除し、それまで係止していた内視鏡２の挿
入部１３を解放する。つまり、移動ユニット１は内視鏡
２の挿べ部］３とは別に自由に動（ｊるようになる。

そこで、係止部材１７に対する加圧を解除したまま、上
述した説明でわかるように移動ユニツ１−１を後退させ
る動作を行なう（第３図（ｂ）（Ｃ））。つまり、内視
鏡２はその位置に留まり、移動ユニフトまたけか管路２
６内を後退する。移動ユニット１かある程度の距離を後
退１．た後、再び内視鏡２の挿入部１３を係止する係止
部材１７を加圧し、内視鏡２の挿入部１３を保持する。

この後、前述したと同様にして移動ユニット１の前進動
作を行うと、内視鏡２の挿入部コ３は、その移動ユニッ
ト１の後退距離だけ前方へ前進させることかできる。（
第２図（ｄ）（ｅ））。以上の動作を繰り返すことによ
り、管路２６内の障害のある地点から前方へ移動ユニッ
トコを移動させることなく、内視鏡２の挿入部１３のみ
を前方の細い管路部２６ａへ挿入することができる。

次に、第４図ないし第６図を用いて本発明の第２の実施
例を説明する。

第４図はその第２の実施例に係る移動ユニット１と内視
鏡２を示している。移動ユニット１は弾性アクチュエー
タ３の両端に配設された前後一対の取付は部材４．５に
は内視鏡２の挿入部１３の周面を押え付けてその挿入部
１３を固定する保持手段か設けられている。すなわち、
取付は部材４゜５の貫通孔１５．１６の内面部分にそれ
ぞれ複数の係止部材３１を配設してなり、この３つの係
止部材３１は第５図で示すようにシリンダ３２に装着さ
れたピストン３３に取り付けられている。シリンダ３２
とピストン３３の操作ユニット３４は第５図で示すよう
に貫通孔１５．１６の中心軸上の点を中心とする放射状
に配置されている。そして、貫通孔１５．１６の中心軸
上の点に向かって進退移動するピストン３３の軸に対し
て前記各係止部材３１が取り付けられている。係止部材
３１は内視１！２の挿入部１３の周面に沿う曲率て湾曲
する板材からなり、３つの係止部材３１が同時に突き出
すことにより内視鏡２の挿入部１３の周面を押え込んで
固定するようになっている。シリンダ３２内にはそのシ
リンダ３２の一端壁とピストン３３との間に介挿される
コイルばね３５か設けられている。このコイルばね３５
はピストン３３を付勢し、係止部材３１を内視鏡２の挿
入部１３の周面から退避する向きに付勢している。

後方の取付は部材５に取り付けられる操作ユニット３４
におけるシリンダ３２と前方の取付は部材４に装着され
たバルーン１１には、同しエアチューブ１４が連通して
接続されている。前方の取イ］け部材４に取り付けられ
る操作ユニット３４におけるシリンダ３２と後方の取付
は部材５に装着されたバルーン１２には、同じエアチュ
ーブ］４か連通して接続されている。

また、各弾性アクチュエータ３も、別々のエアチューブ
１４が接続されていて、個別的に加圧流体を給排できる
ようになっている。つまり、前方のバルーン１１と後方
の操作ユニット３４にオケるシリンダ３２とは同しエア
チューブ１４に接続され、後方のバルーン】２と前方の
操作ユニット３４におけるシリンダ３２とは前記エアチ
ューブ１４とは別の同しエアチューブ１４に接続されて
いる。

これら各エアチューブ１４は、図示しない電磁弁、コン
プレッサ等からなる加圧流体供給手段に接続されていて
、その給排動作が制御されるようになっている。

そして、両バルーン１１．１２は膨脹ｌ、て管路２６の
内壁に係止するが、この係止固定するに必要でかつ十分
な加圧流体の圧力は、ｐ、（ｐ、＞Ｏ）である。また、
この圧力では、鋤取付は部材４５に設けられているシリ
ンダ３２内のピストン３３を移動して係止部材３１を押
し出すには至らない。つまり、コイルばね３５の付勢力
が勝っている。この圧力Ｐ、は操作ユニット３４を作動
して係止部材３１により内視鏡２の挿入部１３を保持で
きない圧力である。

また、コンプレッサからの加圧流体の圧力を上げ、Ｐ２
　（Ｐ２＞ｐ、＞０）とした場合には、シリンダ３２内
のピストン３３はその圧力によってコイルばね３５の付
勢力に抗して押し進め、係止部材３１を押し出す。この
ため、内視鏡２の挿入部］３を押え付けて係廿固定する
ことかできる。

次に、移動ユニソｌ−１に内視鏡２を組み込み管路２６
内にて作用させる場合について第６図を参照して説明す
る。

ます、第６図（ａ）で示すように、前後の取付す部材４
に設けられた各バルーン１１．１２に加える加圧流体の
圧力をＰｌとすれば、各バルーン１１．１２は膨脹して
管路２６の内壁に押］、当たり係止することにより前後
の取付は部材４．５を管路２６に固定することかできる
。このとき、弾性アクチュエータ３は加圧しない状態と
している。

また、操作ユニット３４も作動せず、係止部材３１は突
出しない。このため、内視鏡２の挿入部１３は保持され
ない。

ついて、前方のバルーン１１に送り込む加圧流体の圧力
をＰ２に上げるとともに、後側のバルーン１２に加える
流体の圧力を消勢すると、第６図（ｂ）で示すような状
態になる。すなわち、前方のバルーン１１は膨脹したま
まで管路２６の内壁に押し当たって固定された状態を継
続するが、後方の取付は部材５に取り付けられる操作ユ
ニット３４におけるシリンダ３２にもその圧力Ｐ２で加
圧流体か加わる。このため、ピストン３３か移動して係
１１部＋４３１が突き出し、内視鏡２の挿入部１３を押
して係止し、後方の取付は部材５を内視鏡２の挿入部１
３に固定する。また、後方のバルン１２は収縮する。

ここで、第６図（Ｃ）で示すように、さらに弾性アクチ
ュエータ３に加圧流体を供給し、その弾性アクチュエー
タ３を軸線方向へ収縮させると、後方の取付は部ｔＡ５
が内視鏡２の挿入部１３とともに前進し、挿入部１３の
先端を前方の取付は部材４の先にｌだけ進める。

ついで、この前進位置の状態で加えて後方のバルーン１
２にも加圧流体を供給する。これにより第６図（ｄ）で
示すように、後方のバルーン１２は膨脹し、これは管路
２６の内壁に押し当たり固定する。なお、この場合、前
方のバルーン１１に加える圧力はｐ、、ｐ２のどちらで
もよい。

ついて、第６図（ｅ）で示すように、前方のバルーン１
１に加えていた加圧流体の圧力を消勢する。これによっ
てバルーン１１は収縮する。また、これと同時に後方の
取付は部材４にある操作ユニット３４におけるシリンダ
３２に加わっていた圧力も抜けるため、ピストン３３と
ともに係止部材３１が退避し、内視鏡２の挿入部１３を
解放する。

この後、弾性アクチュエータ３に加えていた圧力抜き、
伸長復帰させる。すると、前方の取付は部ヰ１４は内視
鏡２とは別に弾性部材９の付勢力で前進する。

これ以降、前記動作を繰り返すことにより移動ユニット
１を内視鏡２とともにΩずつ進めることかできる。

一方、前方の取付は部材４に設けられたバルン１１、お
よび後方の取付は部材５に設けられた操作ユニット３４
のシリンダ３２内を加圧する駆動圧力をＰ２とし、後方
の取付は部材５に設けられたバルーン１２、および前方
の取付は部材４に設けられたシリンダ３２内の加圧をＰ
ｌとして前記第１の実施例における前進動作と同しく加
圧と圧力抜去との順番で駆動しても、移動ユニット１と
内視ｒＡ２は管路２６内を同【７速度て前進挿入するこ
とができる。

また、前後の両取付は部材４．５に設けられた盾壁６に
係止するバルーン１１，１２．およびシリンダ３２内を
Ｐ、て加圧駆動することて内視鏡２を管路２６内でその
ままの位置とし、移動ユニット１のみの移動を可能とて
きる。以上の駆動を選択的に繰り返し操作することで移
動ユニット１を管内のある地点から先、前進させること
なく内視鏡２のみを管路２６内へ挿入することができる
。

また、前後の取付は部材４，５に設けられたバルーン１
１．１２、およびシリンダ３２内をＰ２て加圧駆動する
ことで、内視鏡２を移動ユニット１より速い速度で管内
へ挿入することも可能である。つまり、前方のバルーン
１１が膨脹するときには後方の係止部材３１が内視鏡２
の挿入部］３を保持する。また、後方のバルーン１２が
膨脹するときには前方の係止部材３１か内視鏡２の挿入
部１３を保持する。バルーン１１．１２と係止部材３１
か前後逆に作用して前進動作を行う。

第７図は前記操作ユニット３４の変形例を示すものであ
る。すなわち、内視鏡２の挿入部１３に押し当たって係
止する係止部材１３１を電磁ソレノイド１９により駆動
されるようにし、管路外に設ｙた操作スイッチからの電
気信号により選択的作動させるようにしたものである。

第８図ないし第１２図は本発明のｙＮ３の実施例を示す
ものである。

この実施例の移動ユニットユはその取付は部材４．５の
少なくともその一方にプーリ４１を設け、二のプーリ４
１に対して内視鏡牽引用のワイヤ４２を掛けるようにし
たものである。この実施例では前方の取付は部材４にプ
ーリ４］を設けたものである。

このワイヤ４２の両端側は移動ユニット１の中心に形成
されている挿通路１８を通り後方へ導かれている。そし
て、ワイヤ４２の一端は内視鏡２の挿入部１３の先端に
取着され、ワイヤ４２の他端は第１１図で示すようにそ
の挿入部１３の側方を通り、管路２６の外に導かれて図
示しない牽引１段に接続されている。なお、ワイヤ４２
は管路２６の外の操作部から管路２６内の目的地点まで
の距離の少なくとも２倍以上の長さか用意されている。

また、内視鏡２の挿入部１３の基端側は管路２６外に設
置された巻取りドラム４３に巻かれている。なお、同し
く第１１図で示す４４は内視鏡用光源装置、４５はコン
トローラ、４６はコンプレッサである。なお、移動ユニ
ット１自体についての他の構成は前記実施例のものと同
様のものでよい。

そして、この装置を使用する場合には、第１２図（ａ）
で示すように、内視鏡２の挿入部１３の先端部分を差し
込んだ移動ユニット１をまず手で管路２６内に押し込む
。

しかし、手で押し込めなくなったら、移動ユニット１を
前述したように操作して自走させる。移動ユニット１は
内視鏡２とワイヤ４２を牽引しながら進む。

内視鏡２とワイヤ４２を牽引しながら進むことかできな
くなったら、第１２図（ｃ）で示すように内視鏡２の保
持を解除し、ワイヤ４２のみを牽引してさらに前進させ
る。

そして、所望の位置まで移動ユニット１を進めたら、こ
の移動ユニット１のバルーン１１．１２を使用して管路
２６の壁面に係止して固定する。

ワイヤ４２の他端を手元側に引き、プーリ４１を介して
反対側の内視鏡２の挿入部１３を目的位置まで引き込む
。

しかして、このものでは移動ユニット１は走行時、内１
ｍ２を牽引する負荷がないので小型軽量にすることがで
き、かつ、その全長を短かくすることて、例えば第１３
図で示すような小さい曲率の屈曲部２６ｂのある管路２
６内への走行も可能となる。

［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、前記移動
ユニットの挿通路に被挿入物を挿入し、この移動ユニッ
トの伸縮動作に合わせて保持手段による内視鏡の係廿お
よびその解除を行うことにより内視鏡を前進させること
ができる。したがって、移動ユニットが前進できない場
合でも、それより先の部位まで内視鏡等の被挿入部材を
送り込める。

【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上側半分を断面した縦断面図
、第２図はその装置のシステムの構成図、第３図はその
移動ユニットの自走動作手順の説明図である。第４図な
いし第６図は本発明の第２の実施例を示し、第４図はそ
の移動ユニットの縦断面図、第５図はその保持手段部分
の斜視図、第６図はその移動ユニットの自走動作手順の
説明図である。第７図はその移動ユニットにおける保持
手段部の変形例の説明図である。第８図ないし第１３図
は本発明の第３の実施例を示し、第８図はその移動ユニ
ットの上側半分を断面した縦断面図、第９図はその移動
ユニットの正面図、第１０図はブーり部の斜視図、第１
１図は装置全体の概略的な構成説明図、第１２図はその
移動ユニットの動作手順の説明図、第１１３図は屈曲管
路中の走行例の説明図である。 １・・移動ユニット、２・・・内視鏡、３・・弾性アク
チュエータ、４５・・取付部材、１１．１２・・・バル
ーン、１４・・・チューブ、１８・挿通路、１７・係止
部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加圧流体の供給を受けることにより径方向に弾性変形し
   て軸線方向に伸縮力を発生する弾性アクチュエータと、
   この弾性アクチュエータの両端部分にそれぞれ設けられ
   た取付け部材と、これらの取付け部材間に介在され前記
   弾性アクチュエータの収縮する向きと逆向きの付勢力を
   前記取付け部材間に与える弾性部材と、前記両取付け部
   材にそれぞれ装着され加圧流体の供給を受けることによ
   り膨脹して管路内面に係止する係止部材とを具備して移
   動ユニットを構成し、加圧流体供給手段により前記弾性
   アクチュエータに対する加圧流体の交互の給排に合わせ
   て前記係止部材に対する加圧流体の給排を行うことによ
   り移動ユニット全体の移動を行う管内自走装置において
   、 前記移動ユニットに被挿入物を走行前方へ貫通させる挿
   通路を形成するとともに、前記取付け部材の少なくとも
   一方に設けられ前記挿通路に通した被挿入物を係止およ
   びその係止解除を行う保持手段を設けたことを特徴とす
   る管内自走装置。