JPH0740088B2

JPH0740088B2 - 内視鏡

Info

Publication number: JPH0740088B2
Application number: JP62025944A
Authority: JP
Inventors: 康弘植田
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPS63193121A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、例えば各種タンクや航空機のエンジン等に
挿入して使用される内視鏡に関する。

［従来の技術］例えばガス管内や水道管内等の欠陥部分の有無を検査す
るために一般的に柔軟な挿入部を有する工業用内視鏡が
用いられている。そして、工業用内視鏡は、所望の方向
を観察するための挿入部先端の向きを変更するための変
更機構を備えている。一般に、変更機構は、挿入部先端
から配設されている操作ワイヤを手元側操作にある操作
ノブを回動操作することにより、操作ワイヤを進退させ
て、挿入部先端の向きを変更するものからなっている。

そして、このような工業用内視鏡は、各種タンクや航空
機のエンジン室内等の中や、管腔内の検査をするのに使
用されている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、このような内視鏡は、挿入部が長尺なた
め、挿入部全長にわたって配設されている操作ワイヤ
は、途中で弛みが生じ、手元側の操作と挿入部先端との
応答性が悪いという不具合を生じていた。

この発明は、上記事情に着目してなされたもので、手元
側の操作と挿入部先端との応答性が良好で、挿入部先端
を容易に所望する部位へ向けることのできる内視鏡を提
供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］先端に観察部と照明部と複数の関節体を回動自在に連結
してなる湾曲機構部とを有する挿入部と、弾性袋部材お
よびこの弾性袋部材上に配され流体の供給により上記弾
性袋部材が膨張すると軸方向に収縮して上記弾性袋部材
の膨張を抑止する繊維部材とからなり、上記関節体のう
ちの最遠位端の関節体より基端側の上記挿入部の一部に
一端を固定して配置された弾性アクチュエータと、上記
弾性アクチュエータの他端に結合されて上記弾性アクチ
ュエータの伸縮動作に応じて上記最遠位端の関節体を牽
引して上記湾曲機構部を回動させる牽引部材と、上記弾
性アクチュエータへの流体の供給を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする内視鏡を提供することにあ
る。

［実施例］この発明における第１実施例を第１図乃至第５図を参照
して説明する。

第１図において１は例えば工業用内視鏡の挿入部であ
る。この挿入部１はその外側を略筒状に形成された複数
の関節体２…が後述する関節部３…を介して順次連結さ
れることで形成されている。ここで、上記関節部３…で
連結される各関節体２…の間は例えばゴム等の弾性を有
する材質からなる蛇腹3aで気密に覆われている。

そして、上記挿入部１の先端には先端関節体４が設けら
れている。この先端関節体４の先端部4aには照明レンズ
5aが設けられ、この照明レンズ5aの内側には照明光伝達
装置５としてのライトガイドファイバー６の先端が設け
られている。さらに、この先端部4aにはこのライトガイ
ドファイバー６から供給される光で照らされる観察部位
を撮影するTVカメラ７が設けられ、このTVカメラ７には
カメラケーブル８が接続されていて、被観察像の伝送装
置を構成している。

そして、このカメラケーブル８と上記ライトガイドファ
イバー６はともに、上記挿入部１内を基端部より上記先
端部4aまで挿通されている。

以下、上記挿入部１の湾曲構造について説明するが、上
記関節体２…のそれぞれの屈曲構造は略同一のため、先
端関節体４に設けられた関節部３を屈曲させる機構の構
造についてのみ説明する。

図中に示されるように先端関節体４の後端部内には支持
体９が設けられている。この支持体９の後端と前側支持
体10の前端が互いに対向して径方向の軸部を有するシャ
フト11によって回動自在に枢着されている。そして、支
持体９と前側支持体10の後端および前端の互いに対向す
る間には第１のプーリ12が上記シャフト11と同軸心上に
設けられている。この第１のプーリ12は上記支持体９に
固定されて、上記蛇腹3a内に位置している。

そして、前側支持体10は後端が上記関節体２の前部に結
合されている。さらに、この関節体２の後端部内には後
側支持体13が結合されている。

この後側支持体13の前側にはその中心を挟んで対称的に
２つの弾性アクチュエータとしてのゴムアクチュエータ
14、15のそれぞれの一端部が結合されている。

そして、このゴムアクチュエータ14、15はともに同一構
造であり、第４図に示されるように構成されている。つ
まり、内層には合成ゴム製のチューブ16があり、このチ
ューブ16に網状管17が被覆されて、その両端部には口金
18…が結合されている。

そして、このゴムアクチュエータ14、15のそれぞれの他
端部には同一ワイヤ19の端部がそれぞれ結合されてい
る。このワイヤ19はその中途部が上記前側支持体10に設
けられた第２のプーリ20、20および上記第１のプーリ12
に巻着されており、その一部が第１のプーリ12に結合さ
れている。

また、上記後側支持体13には、ゴムアクチュエータ14、
15の結合部より後方へ貫通口21a、21aが第３図に示すよ
うにそれぞれ穿設されて、挿入部１の基端部より挿入さ
れた流体管路21、22がこの貫通口21a、22aを介して上記
ゴムアクチュエータ14、15の一端に気密性を有して結合
されている。

そして、この関節体２の後部に順次連結された他の関節
体２…は、上述と同様に接続されている。そして、それ
ぞれの関節体２…ごとに増加する上記流体管路21、22の
後端は、内視鏡１の基端部よりまとめて導出される。

このように構成された挿入部１の基端部から上記ライト
ガイドファイバー６とカメラケーブル８はともに第５図
に示されるようにライトガイドケーブル23としてまとめ
られて導出される。そして、このライトガイドケーブル
23の中途部より分岐することで上記ライトガイドファイ
バー６は光源装置24に接続され、また、カメラケーブル
８はカメラコントローラ25に接続される。また、このカ
メラコントローラ25はTVモニタ26に接続される。

さらに、上記流体管路21、22を含む複数の流体管路はと
もに流体供給チューブ27にまとめられて、挿入部１から
導出され、流体制御装置28に接続されている。そして、
この流体制御装置28には流体供給装置29と湾曲操作装置
30が接続されている。この、流体制御装置28、流体供給
装置29および湾曲操作装置30によって制御手段30aを構
成している。

さらに、被検査物としてのタンク31の検査用の孔32には
例えば複数のローラ33を有する台座34が設けられてい
る。そして、上記ローラ33の回転量をポテンショメータ
35を介して、挿入量検出部36により検出して、その検出
量を上記カメラコントローラ25を介して、TVモニタ26に
おける画像の一部に表示できるよう構成されている。

このように構成された内視鏡は、上記光源装置24からの
光をライトガイドファイバー６を介して上記挿入部１の
先端側を照明する。

そして、上記TVカメラ７にこの照明により映像が映り、
TVカメラ７、カメラケーブル８およびカメラコントロー
ラ25からなる被観察像伝送装置37を介してTVモニタ26に
映像として写しだされる。

また、上記挿入部１は以下に説明するようにして湾曲さ
れる。

まず、上記湾曲操作装置30より入力された湾曲状態は制
御信号に変換して上記流体制御装置28に供給される。そ
して、上記流体供給装置29から供給される例えば空気等
の流体の供給量を制御する。この制御された流体は上記
流体管路21、22を介してゴムアクチュエータ14、15に供
給される。

このとき、上記流体制御装置28は、第１図に示されるよ
うに一対に設けられたゴムアクチュエータ14、15のうち
いずれか一方に流体を供給する。そして、流体が供給さ
れた一方のゴムアクチュエータ14は第２図に示されるよ
うにその直径が拡大し、この直径の拡大に従いその長軸
長が短縮する。ここで、ゴムアクチュエータ14は上記網
状管17が被覆されているため外周方向へのみ膨張する。
そして、この短縮により上記ワイヤ19がゴムアクチュエ
ータ14側に引き寄せられ、同時に上記第１のプーリ12を
従動させる。このようにして上記先端関節体４は上記ゴ
ムアクチュエータ14側に屈曲される。

このとき、他方のゴムアクチュエータ15は流体制御装置
28に流体が供給されないように制御されており一方のゴ
ムアクチュエータ14に長軸方向へ引き伸ばされることで
排出圧力が加わり、上記流体を流体管路22を介してゴム
アクチュエータ15外へ排出する。対となるゴムアクチュ
エータ14、15は、互いに拮抗するように配置されている
ので、どのゴムアクチュエータに流体を供給しても、同
じ応答性で屈曲動作するので、その制御性は向上する。

また、上記先端関節体４を中立状態にする場合には、双
方のゴムアクチュエータ14、15に同圧の流体を供給する
ことにより、双方がある程度周方向へ膨張した状態と
し、最大屈曲時には一方が最短状態で他方が最長状態に
なるように構成されている。これにより、ワイヤ19の弛
みを除去することができ、中立状態から、一方を加圧、
他方を減圧することで即時に屈曲動作に入る。また、一
定角度で止めたり、微少量の角度だけ屈曲させる等の制
御性が優れる。

そして、他の各関節体２…も上記の構造と同様の機構に
よって屈曲される。

このように構成することにより、大空間を有する例えば
タンク等に挿入部１を挿入してもその自重を支える硬直
力を有するため望む部位の観察を確実に行なうことがで
きる。また、この挿入部１の硬直力は空気等の流体圧力
によるものであるため弾性を有し、挿入部１が他の物に
接触することがあっても損傷を与えることを防止でき
る。

また、構造が比較的簡単なため軽量であり、駆動源に流
体を用いているためガス中においても安全に作業を行な
うことができる。

なお、上記第１実施例では被観察像伝送装置37としてTV
カメラ７やカメラケーブル８等が設けられているがこれ
に限定されず、CCD固体撮像素子を使用したものや、イ
メージガイドファイバ等を使用するものも含まれる。ま
た、挿入部１の湾曲は２次元的なものであるが、同様の
構造の関節体２…を相互に周方向の接続角度を変えるこ
とで３次元的に湾曲できるように構成したものも含まれ
る。

また、上記ワイヤ19はこれに限定されずチェーン等を使
用するものも含まれる。また、上記第１実施例では弾性
アクチュエータ14、15に供給される流体が空気であるが
これに限定されるものではなく挿入部１の湾曲操作に適
する流体であればよい。さらに、マイコン制御により、
一定の湾曲パターンを記憶させ、挿入量を検出しながら
一定の挿入量ごとに同様の動作を繰返して均一な検査を
行なうよう構成された内視鏡等も含まれる。

以下、この発明における第２実施例を第６図を参照して
説明するが、その基本的構造は第１実施例と略同様のた
め同一構成部分に関しては説明を避け改良された部分の
構造のみを説明する。

図中において38は関節体２…に設けられた弾性アクチュ
エータとしてのゴムアクチュエータであり、このゴムア
クチュエータ38はそのチューブ本体39の壁面内の長軸方
向に例えばステンレス線やポリエステル繊維等の複数の
線材40…が平行にかつ交差することなく離間して埋設さ
れている。そして、その両端が第１の口金41と第２の口
金42によって外側および内側から締付けれることで流体
管路43と気密に連結されている。

このように構成することで、弾性アクチュエータとして
のゴムアクチュエータ38がその長軸方向の最長寸法を一
定の寸法に規定できるとともに、周方向の膨張が容易に
できる。

なお、この発明は上記各実施例にのみ限定されるもので
はない。例えば上記各実施例において、弾性アクチュエ
ータは１つの関節部３を折曲するために例えばゴムアク
チュエータ14、15が一対で設けられているが、これに限
定されず、１つのみもしくは３つ以上等複数設けられる
もの等も含まれる。また、挿入部１の略全体に亘って屈
曲可能に形成されているが、これに限定されず、用途に
応じて挿入部の先端側のみを屈曲できるよう構成された
内視鏡等も含まれる。

［発明の効果］この発明によれば、挿入部内に配され流体の供給と排出
とによりその長軸長が伸縮する弾性アクチュエータと、
この弾性アクチュエータの伸縮動作に応じて挿入部先端
の向きを変更する湾曲機構部と、弾性アクチュエータへ
の流体の供給を制御する制御手段とを具備する。

したがって、手元側の操作と挿入部先端との応答性が良
好で、挿入部先端を容易に所望する部位へ向けることの
できる内視鏡を提供できる。

また、上記弾性アクチュエータは弾性袋部材およびこの
弾性袋部材上に配され流体の供給により上記弾性袋部材
が膨張すると軸方向に収縮して上記弾性袋部材の膨張を
抑止する繊維部材とからなる。

そのため、柔軟な表面と構造を有するから、挿入部の内
臓物との接触によってそれら内臓物を損傷させることが
ない。さらに、弾性アクチュエータは加圧時に弾性袋部
材が収縮する構造であるから、伸長させる構造に比べて
加圧時に座屈が生じずらい。そのため、大きな湾曲力量
が得られるということがあるばかりか、上記弾性袋部材
は繊維部材によって膨張が抑止されるから、加圧によっ
て破損することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明における第１実施例であ
り、第１図は挿入部の側断面図、第２図は第１図におけ
るII−II線部分の断面図、第３図は第１図におけるIII
−III線部分の断面図、第４図は弾性アクチュエータの
構造を示す側面図、第５図は内視鏡の各操作装置を示す
ブロック図、第６図は第２実施例における弾性アクチュ
エータの構造を示す側断面図である。１……挿入部、２……関節体、３……関節部、５……照
明光伝達装置、14、15……ゴムアクチュエータ（弾性ア
クチュエータ）、28……流体制御装置、37……被観察像
伝送装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端に観察部と照明部と複数の関節体を回
動自在に連結してなる湾曲機構部とを有する挿入部と、弾性袋部材およびこの弾性袋部材上に配され流体の供給
により上記弾性袋部材が膨張すると軸方向に収縮して上
記弾性袋部材の膨張を抑止する繊維部材とからなり、上
記関節体のうちの最遠位端の関節体より基端側の上記挿
入部の一部に一端を固定して配置された弾性アクチュエ
ータと、上記弾性アクチュエータの他端に結合されて上記弾性ア
クチュエータの伸縮動作に応じて上記最遠位端の関節体
を牽引して上記湾曲機構部を回動させる牽引部材と、上記弾性アクチュエータへの流体の供給を制御する制御
手段とを具備したことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の内視鏡におい
て、上記弾性アクチュエータは拮抗するよう配置されて
いることを特徴とする内視鏡。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の内視鏡におい
て、上記弾性アクチュエータは一対に配置されており、
上記制御手段は、一対のアクチュエータに同圧の流体を
供給し中立状態に制御することを特徴とする内視鏡。