JP2007292852A - Endoscopic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管路内に挿入して内部の観察、作業等を行う内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus that is inserted into a pipeline and performs internal observation, work, and the like.
従来から、作業者が直接侵入することができない小径の管路、例えば下水管やガス管などの内部において、所定箇所の観察、作業は、内視鏡装置の内視鏡挿入部を管路内の所定箇所まで挿入することで行っていた。内視鏡挿入部を管路内に挿入する際は、自身の持つ可撓性により、管路の形状に応じて湾曲させながら、基端から内視鏡挿入部を押し込むことで挿入していく。また、挿入延長が長い場合、管路が複数箇所で湾曲、屈曲している場合には、内視鏡挿入部の先端側に自走可能な駆動ユニットを設けて、この駆動ユニットによって内視鏡挿入部を牽引することによって内視鏡挿入部を挿入させていく。このような駆動ユニットを有する装置としては、加圧流体の給排を受けて内視鏡挿入部の軸方向に伸縮し内視鏡挿入部が挿通される伸縮アクチュエータと、この伸縮アクチュエータの両端に設置されたバルーンとを備えた管内自走検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような管内自走検査装置においては、両端のバルーンが交互に膨張収縮を繰り返すともに、協働してその間の伸縮アクチュエータが伸縮することで管路内を走行することができるとされている。 Conventionally, in a small-diameter pipe that cannot be directly invaded by an operator, for example, in a sewer pipe or a gas pipe, a predetermined place is observed and operated by inserting an endoscope insertion portion of an endoscope apparatus into the pipe line. It was done by inserting up to a predetermined place. When inserting the endoscope insertion part into the duct, it is inserted by pushing the endoscope insertion part from the proximal end while bending according to the shape of the duct due to its flexibility. . In addition, when the insertion extension is long, or when the duct is curved or bent at a plurality of locations, a drive unit capable of self-running is provided on the distal end side of the endoscope insertion portion, and the endoscope is configured by this drive unit. The endoscope insertion part is inserted by pulling the insertion part. As an apparatus having such a drive unit, an expansion / contraction actuator that is expanded / contracted in the axial direction of the endoscope insertion portion upon receiving / supplying pressurized fluid and inserted through the endoscope insertion portion, both ends of the expansion / contraction actuator An in-pipe self-running inspection device including an installed balloon has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In such an in-pipe self-running inspection apparatus, the balloons at both ends are alternately expanded and contracted, and the telescopic actuator in between expands and contracts to cooperate and travel in the pipeline.
また、異なる駆動ユニットを有する装置としては、駆動力を伝達するモータ車と、モータ車からの動力伝達によって牽引力を発生させる複数の駆動車と、駆動車を誘導する誘導車とが連結して構成された管内自走検査装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このような管内自主検査装置では、駆動車による牽引力によって、連結されたモータ車、駆動車、誘導車がタイヤ走行して管路内を走行可能であるとともに、誘導車による誘導によって曲管などの通過も可能であるとされている。
しかしながら、特許文献1においては、その駆動ユニットが軸方向に伸縮可能な伸縮アクチュエータとその両端に設けられたバルーンであることで、その延長が長くなってしまう問題があった。このため、このような駆動ユニットが内視鏡挿入部に設けられた内視鏡装置において、曲率半径の小さいエルボ等を有する管路に内視鏡挿入部を挿入する場合には、駆動ユニットがエルボの部分を通過することができず、挿入できなくなってしまう問題があった。
However, in
また、特許文献2のようなタイヤ走行による場合、管路の直径が小さくなるに従って必然的に走行輪の直径も小さくなってしまう。特に、内視鏡挿入部にこのような駆動ユニットを設けて挿入する場合には、管路と内視鏡挿入部との僅かな隙間に走行輪及び走行輪を駆動させる機構を設ける必要がある。このため、小径の管路内においては、駆動ユニットの走行速度が極端に低下してしまうとともに、継手位置における段差や管路内面に付着した障害物などが存在すると、これらを乗り越えて、内視鏡挿入部をさせることができなくなってしまう問題があった。
Further, in the case of tire traveling as in
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小径の管路においても、段差や障害物、また、管路の湾曲、屈曲を問題とすることなく内視鏡挿入部を挿入、抜去することが可能な内視鏡装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. Even in a small-diameter pipe, an endoscope insertion portion is inserted without causing a step, an obstacle, or a curve or bending of the pipe. An endoscope apparatus that can be removed is provided.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、管路内に挿入される内視鏡挿入部と、該内視鏡挿入部に設けられ、前記管路に対して前記内視鏡挿入部の軸方向に推進力を与えて、該内視鏡挿入部を前記管路内に挿入、抜去させる駆動ユニットとを備える内視鏡装置であって、前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部の外周部に取り付けられたフレームと、前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部の外周に取り付けられたフレームと、該フレームに設けられ、該フレームから前記内視鏡挿入部の径方向外方である側方に当接部材を張り出して前記管路の前記壁面を押圧した状態で、前記当接部材を前記フレームに対して相対的に前記軸方向の前方から後方へまたは後方から前方へ移動させる推進運動、及び、前記当接部材が前記壁面と離間した状態で、前記当接部材を前記フレームに対して相対的に前記軸方向の後方から前方へまたは前方から後方へ移動させる復帰運動を繰り返す推進機構と、該推進機構を駆動する駆動機構とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention is provided in the endoscope insertion portion to be inserted into the duct and the endoscope insertion portion, and provides a propulsive force in the axial direction of the endoscope insertion portion with respect to the duct. An endoscope device comprising a drive unit for inserting and removing the endoscope insertion portion into and from the duct, wherein the drive unit includes a frame attached to an outer peripheral portion of the endoscope insertion portion; The drive unit includes a frame attached to an outer periphery of the endoscope insertion portion, and a contact member provided on the frame and protruding from the frame to a side that is radially outward of the endoscope insertion portion. And the abutting member for moving the abutting member from the front to the rear or the rear to the front in the axial direction relative to the frame in a state where the wall surface of the conduit is pressed. In a state of being separated from the wall surface, the contact member is moved to the frame. It is characterized by comprising a propulsion mechanism repeating the return movement to move to or from the front front to back, and a drive mechanism for driving the propulsion mechanism from the rear of relative the axial direction with respect.
この発明に係る内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部を管路内に挿入する場合には、駆動ユニットの駆動機構が駆動することによって、フレームに設けられた推進機構は、推進運動として、当接部材を、フレームから側方に張り出して管路の壁面を押圧するとともに、フレームに対して相対的に軸方向前方から後方へ移動させる。推進機構の当接部材と管路との間には摩擦力が生じて互いを拘束するため、結果として、フレームが取り付けられた内視鏡挿入部は、軸方向前方に推進力が与えられて、挿入されていく。次に、推進機構は、復帰運動として、当接部材を軸方向の後方から前方へ移動させて、推進運動を開始する直前の状態に復帰する。この際、推進機構の当接部材が管路の壁面と離間した状態を保つことで、フレームに外力が働かず、フレームが取り付けられた内視鏡挿入部は静止した状態を保つ。すなわち、駆動ユニットの推進機構が推進運動と復帰運動とのサイクルを繰り返すことで、1サイクルごとに、推進運動時における推進機構の軸方向前方から後方へのストローク量に応じて、内視鏡挿入部を軸方向前方に挿入させることができる。また、内視鏡挿入部を管路から抜去する場合には、推進運動と復帰運動との向きを逆転させる。すなわち、推進運動時には当接部材を後方から前方へ、復帰運動時には前方から後方へ移動させることで、同様にして、内視鏡挿入部に軸方向後方に推進力を与えて、抜去することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, when the endoscope insertion portion is inserted into the duct, the driving mechanism of the driving unit is driven, so that the propulsion mechanism provided in the frame is As described above, the abutting member protrudes laterally from the frame to press the wall surface of the conduit, and is moved relative to the frame from the front to the rear in the axial direction. A frictional force is generated between the abutting member of the propulsion mechanism and the pipe line to restrain each other. As a result, the endoscope insertion portion to which the frame is attached is given a propulsive force forward in the axial direction. , Will be inserted. Next, as a return motion, the propulsion mechanism moves the contact member from the rear to the front in the axial direction to return to the state immediately before the start of the propulsion motion. At this time, by keeping the abutting member of the propulsion mechanism away from the wall surface of the pipe line, no external force is applied to the frame, and the endoscope insertion portion to which the frame is attached remains stationary. That is, the drive unit propulsion mechanism repeats the cycle of the propulsion motion and the return motion, so that an endoscope is inserted in each cycle according to the stroke amount from the front to the rear of the propulsion mechanism in the axial direction during the propulsion motion. The portion can be inserted forward in the axial direction. Further, when the endoscope insertion portion is removed from the duct, the directions of the propulsion motion and the return motion are reversed. That is, the abutting member is moved from the rear to the front during the propulsion movement, and is moved from the front to the rear during the return movement. it can.
ここで、推進運動時における推進機構のストローク量を小さくすることで、駆動ユニット全体の長さを短くすることができる。このため、屈曲、湾曲した管路でも駆動ユニットを通過させることが可能であり、内視鏡挿入部が湾曲することで、湾曲、屈曲した管路にも自在に挿入、抜去することが可能である。また、この駆動ユニットにおいて、ストローク量を変化させずに、推進運動時に推進機構が側方に張り出す張り出し量を変化させることで、小径の管路にも対応することが可能であり、また、張り出し量に応じた段差や障害物などを乗り越えて走行することも可能である。この際、内視鏡挿入部を挿入、抜去させる速度は、推進運動及び復帰運動の周期と、推進運動のストローク量とに依存するので、挿入、抜去速度を変化させること無く、小径の管路においても効率良く内視鏡挿入部を挿入、抜去させることが可能である。 Here, the length of the entire drive unit can be shortened by reducing the stroke amount of the propulsion mechanism during the propulsion motion. For this reason, it is possible to allow the drive unit to pass through even a bent or curved pipe line, and the endoscope insertion part can be bent, so that it can be freely inserted into or removed from the curved or bent pipe line. is there. In addition, in this drive unit, it is possible to cope with a small diameter pipe line by changing the amount of protrusion that the propulsion mechanism protrudes to the side during propulsion without changing the stroke amount. It is also possible to travel over steps and obstacles according to the amount of overhang. At this time, the speed at which the endoscope insertion portion is inserted and removed depends on the period of the propulsion motion and the return motion and the stroke amount of the propulsion motion. It is possible to efficiently insert and remove the endoscope insertion portion.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記推進機構の前記当接部材は、前記推進運動時に、当接した前記壁面に応じて弾性変形可能であることがより好ましいとされている。 In the endoscope apparatus, it is more preferable that the abutting member of the propulsion mechanism of the drive unit is elastically deformable according to the abutted wall surface during the propulsion motion. .
この発明に係る内視鏡装置によれば、推進運動時において、駆動ユニットの推進機構の当接部材は、壁面に応じて弾性変形可能である。このため、管路の壁面が変形している場合、段差が生じている場合、あるいは壁面に障害物などが付着している場合などでも、推進運動時における推進機構の張り出し量を変化させることなく、当接部材が対応する位置で弾性変形して吸収することで、容易に乗り越えて、内視鏡挿入部を挿入、抜去させることができる。また、推進運動時における推進機構の張り出し量を増大させることで、当接部材の弾性変形量を増大させて、壁面と推進機構の当接部材との間に生じる摩擦力を増大させることができる。このため、壁面が平滑に形成されている場合でも、壁面上で当接部材が滑動してしまうことなく、推進運動時における推進機構の推進力を効率良くフレーム介して内視鏡挿入部に伝達させて挿入、抜去させることができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, the abutting member of the propulsion mechanism of the drive unit can be elastically deformed according to the wall surface during the propulsion motion. For this reason, even when the wall surface of the pipeline is deformed, when a step is generated, or when an obstacle is attached to the wall surface, the amount of extension of the propulsion mechanism during propulsion is not changed. Since the contact member elastically deforms and absorbs at the corresponding position, it is possible to easily get over and insert and remove the endoscope insertion portion. Further, by increasing the amount of extension of the propulsion mechanism during the propulsion motion, the amount of elastic deformation of the contact member can be increased, and the frictional force generated between the wall surface and the contact member of the propulsion mechanism can be increased. . For this reason, even when the wall surface is smooth, the abutment member does not slide on the wall surface, and the propulsive force of the propulsion mechanism during the propulsion movement is efficiently transmitted to the endoscope insertion portion via the frame. Can be inserted and removed.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記推進機構は、基端が前記フレームの前端部に軸着され、先端が該フレームに対して前方へ配設された状態から側方へ配設された状態まで、所定角度だけ往復回転可能な前部アームと、基端が前記フレームの後端部に軸着され、先端が該フレームに対して後方へ配設された状態から側方へ配設された状態まで、所定角度だけ往復回転可能な後部アームとを備え、前記当接部材は、前端が前記前部アームの前記先端に取り付けられるとともに、後端が前記後部アームの前記先端に取り付けられており、前記前部アームの前記先端と前記後部アームの前記先端との距離に応じて、側方へ弾性的に湾曲可能であることがより好ましいとされている。 Further, in the above endoscope apparatus, the propulsion mechanism of the drive unit has a proximal end pivotally attached to a front end portion of the frame and a distal end disposed forward with respect to the frame. From the state where the front arm which can reciprocate by a predetermined angle and the base end are pivotally attached to the rear end portion of the frame and the front end is disposed rearward with respect to the frame until it is disposed A rear arm capable of reciprocating and rotating by a predetermined angle until the contact member is attached to the front end of the front arm, and a rear end of the rear arm is the front end of the rear arm. It is said that it is more preferable to be able to bend elastically to the side according to the distance between the tip of the front arm and the tip of the rear arm.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、推進機構の当接部材は、前部アームの先端と後部アームの先端との距離を狭めることで、弾性的に湾曲して側方に張り出すことが可能である。また、前部アームを、先端がフレームに対して前方へ配設された状態から側方へ配設された状態まで回転させるとともに、後部アームを、先端がフレームから側方へ配設された状態から後方へ配設された状態まで回転させることで、当接部材をフレームに対して相対的に前方から後方へ移動させることが可能である。すなわち、内視鏡挿入部を挿入する場合において、推進運動時には、前部アームの先端と後部アームの先端との距離を狭めた状態で、前部アームを先端が前方へ配設された状態から側方へ配設された状態へ、後部アームを先端が側方へ配設された状態から後方へ配設された状態へ回転させることで、当接部材は、壁面を押圧した状態で、フレーム対して相対的に前方から後方へ移動しようとする。このため、内視鏡挿入部は、フレームを介して軸方向前方に推進力を与えられて挿入されていく。また、復帰運動時には、前部アームの先端と後部アームの先端との距離を広げた状態で、当接部材を、壁面から離間させて後方から前方に移動させることで、内視鏡挿入部に逆方向に推進力を与えずに、推進運動の開始の状態に戻すことができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, the abutting member of the propulsion mechanism is elastically curved and narrowed laterally by reducing the distance between the front arm tip and the rear arm tip. It is possible to overhang. In addition, the front arm is rotated from a state where the tip is disposed forward with respect to the frame to a state where the tip is disposed laterally, and the rear arm is disposed where the tip is disposed laterally from the frame. It is possible to move the contact member from the front to the rear relative to the frame by rotating from the front to the rear. That is, when inserting the endoscope insertion portion, during the propulsion movement, the front arm is moved forward from the state where the front arm is disposed in a state where the distance between the front arm tip and the rear arm tip is reduced. By rotating the rear arm from the state in which the tip is disposed laterally to the state in which it is disposed rearward to the state in which the abutment member is disposed in the lateral direction, the contact member presses the wall surface, In contrast, it tries to move from front to back relatively. For this reason, the endoscope insertion portion is inserted with a driving force applied axially forward through the frame. Also, during the return movement, with the distance between the front arm tip and the rear arm tip widened, the contact member is moved away from the wall surface and moved from the rear to the front, so that the endoscope insertion portion It is possible to return to the start of the propulsion movement without applying the propulsive force in the reverse direction.
すなわち、前部アームと後部アームとが、当接部材が取り付けられた先端間の距離を変化させて協働して往復回転することで、推進運動と復帰運動とを繰り返して、内視鏡挿入部を挿入することができる。なお、内視鏡挿入部を抜去する場合には、推進運動時及び復帰運動時の前部アーム及び後部アームの回転方向を逆転させることで、内視鏡挿入部は、軸方向後方へ推進力を与えられて抜去されていく。また、当接部材は、湾曲して側方に張出していることで、前端及び後端から中間部にかけて徐々に壁面との距離が狭まった状態となる。このため、上述のように、復帰運動から推進運動に移行する際の当接部材の張出し量に応じて、管路内の段差や障害物に対応することが可能であるとともに、当接部材が段差や障害物に前端から徐々に当接することで、さらに容易に乗り越えて、内視鏡挿入部を挿入、抜去することができる。 That is, the front arm and the rear arm reciprocally rotate in cooperation by changing the distance between the tips to which the contact members are attached, thereby repeating the propulsion motion and the return motion to insert the endoscope. Part can be inserted. When the endoscope insertion part is removed, the endoscope insertion part is propelled backward in the axial direction by reversing the rotational directions of the front and rear arms during the propulsion and return movements. Will be removed. Further, since the contact member is curved and projects sideways, the distance from the wall surface gradually decreases from the front end and the rear end to the intermediate portion. For this reason, as described above, according to the amount of protrusion of the contact member when shifting from the return motion to the propulsion motion, it is possible to cope with steps and obstacles in the pipeline, and the contact member By gradually coming into contact with a step or an obstacle from the front end, it is possible to more easily get over and insert and remove the endoscope insertion portion.
さらに、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記推進機構の前記当接部材は、前記前部アーム及び前記後部アームのそれぞれの前記先端に回転可能に取り付けられていることがより好ましいとされている。 Furthermore, in the above endoscope apparatus, it is more preferable that the abutting member of the propulsion mechanism of the drive unit is rotatably attached to the distal ends of the front arm and the rear arm. Has been.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、推進機構の当接部材は、前部アーム及び後部アームのそれぞれの前記先端に回転可能に取り付けられていることで、前部アームの先端と後部アームの先端との距離を狭めた際に、より柔軟に、かつ、略円弧状に湾曲することができる。このため、より円滑に推進運動と復帰運動を繰り返すことができるとともに、略円弧状に湾曲することで、管路内の段差や障害物をより容易に乗り越えて、内視鏡挿入部を挿入、抜去することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, the abutting member of the propulsion mechanism is rotatably attached to the distal ends of the front arm and the rear arm, so that the front arm When the distance between the tip and the tip of the rear arm is narrowed, it can be more flexibly curved in a substantially arc shape. For this reason, the propulsion motion and the return motion can be repeated more smoothly, and by bending in a substantially arc shape, the steps and obstacles in the pipeline are more easily overcome, and the endoscope insertion portion is inserted. Can be extracted.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記駆動機構は、所定の回転範囲で往復回転駆動する回転駆動部と、前記前部アームの前記基端または前記後部アームの前記基端に取り付けられて、前記前部アームまたは前記後部アームとともに往復回転可能な揺動部材と、前記回転駆動部の往復回転運動に応じて進退可能で、前記揺動部材を押圧することで、該揺動部材を回転させることが可能な直動軸とを備えることがより好ましいとされている。 In the above endoscope apparatus, the drive mechanism of the drive unit includes a rotation drive unit that reciprocates in a predetermined rotation range, and a base end of the front arm or a base end of the rear arm. A swinging member that is attached and is capable of reciprocatingly rotating together with the front arm or the rear arm, and capable of advancing and retreating according to the reciprocating rotational motion of the rotational drive unit, and pressing the swinging member to It is more preferable to provide a linear motion shaft capable of rotating the member.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットの駆動機構は、回転駆動部によって直動軸を進出させて、揺動部材を押圧し回転させることで、揺動部材が取り付けられた前部アームあるいは後部アームの一方を他方との距離を縮めるように回転させることができる。また、直動軸を後退させることで、揺動部材を介して回転させられた前部アームあるいは後部アームは、先端に取り付けられた当接部材の弾性によってもとの状態に戻ろうとする。すなわち、駆動ユニットの駆動機構は、回転駆動部を回転駆動させて、直動軸を進退させることで、前部アームまたは後部アームを往復回転させることが可能であり、省スペースで、効率良く、推進機構に推進運動及び復帰運動させることが可能である。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, the drive mechanism of the drive unit advances the linear motion shaft by the rotation drive unit, presses and rotates the swing member, and before the swing member is attached. One of the part arm and the rear arm can be rotated to reduce the distance from the other. Further, by retracting the linear motion shaft, the front arm or the rear arm rotated through the swing member tries to return to the original state by the elasticity of the contact member attached to the tip. That is, the drive mechanism of the drive unit can reciprocate the front arm or the rear arm by rotating the rotational drive unit and moving the linear motion shaft forward and backward, saving space and efficiently, The propulsion mechanism can be propelled and returned.
さらに、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記推進機構は、複数、対をなして設けられており、対をなした該推進機構の前記前部アーム同士及び前記後部アーム同士は、前記フレームに同軸上で回転可能に軸着されるとともに、前記基端が回転中心よりも該基端側へ延出されており、前記揺動部材は、前記前部アーム及び前記後部アームのそれぞれに回転可能に取り付けられているとともに、対応する該揺動部材同士も回転可能に取り付けられて、対をなした前記推進機構の二つの前記前部アーム及び二つの前記後部アームのそれぞれと、対応する二つの前記揺動部材とで、パンタグラフが構成されていることがより好ましいとされている。 Furthermore, in the above endoscope apparatus, a plurality of the propulsion mechanisms of the drive unit are provided in pairs, and the front arms and the rear arms of the propulsion mechanisms that form a pair are: The frame is rotatably mounted on the same axis coaxially, and the base end extends to the base end side with respect to the center of rotation, and the swinging member includes each of the front arm and the rear arm. And the corresponding oscillating members are also rotatably mounted to correspond to each of the two front arms and the two rear arms of the propulsion mechanism in a pair. It is more preferable that a pantograph is constituted by the two rocking members.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、対をなした推進機構の二つの前部アーム及び後部アームのそれぞれと、対応する二つの揺動部材とで、パンタグラフが構成されている。このため、回転駆動部によって直動軸を進出させて、揺動部材を押圧することで、対応する二つの前部アームまたは後部アームの一方を回転させて、他方との距離を縮めるように回転させることができる。また、直動軸を後退させることで、当接部材の弾性によって前部アームまたは後部アームはもとの状態にも戻ろうとする。すなわち、回転駆動部を回転駆動させて、直動軸を進退させることで、対をなした推進機構の前部アーム及び後部アームを往復回転させることが可能であり、パンタグラフを構成することで対をなした推進機構を省スペースで、効率良く、駆動することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, the pantograph is configured by each of the two front arms and the rear arm of the pair of propulsion mechanisms and the corresponding two swing members. Yes. For this reason, the linear drive shaft is advanced by the rotation drive unit and the swinging member is pressed to rotate one of the corresponding two front arms or the rear arm so as to reduce the distance from the other. Can be made. Further, by retracting the linear motion shaft, the front arm or the rear arm tries to return to the original state by the elasticity of the contact member. In other words, the front and rear arms of the propulsion mechanism that make a pair can be reciprocally rotated by rotating the rotational drive unit and moving the linear motion shaft back and forth. The propulsion mechanism that achieves the above can be driven efficiently in a space-saving manner.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記駆動機構は、所定の回転方向に回転駆動、または、所定の回転範囲で往復回転駆動する回転駆動部と、前記フレームに軸着され、前記回転駆動部によって、所定の回転方向に回転、または、所定の回転範囲で往復回転可能な回転リンク部材と、前記前部アームの前記基端または前記後部アームの前記基端に取り付けられて、前記前部アームまたは前記後部アームとともに往復回転可能な揺動リンク部材と、一端が該揺動リンク部材に回転可能に取り付けられるとともに、他端が前記回転リンク部材に回転可能に取り付けられた連接リンク部材とを備え、前記フレーム、前記回転リンク部材、前記揺動リンク部材、及び前記連接リング部材で四リンク列が構成されているものとしても良い。 In the above endoscope apparatus, the drive mechanism of the drive unit is pivotally attached to the frame and a rotational drive unit that is rotationally driven in a predetermined rotational direction or reciprocally rotationally driven within a predetermined rotational range, The rotation drive unit is attached to the rotation link member that can be rotated in a predetermined rotation direction or reciprocally rotated within a predetermined rotation range, and the proximal end of the front arm or the proximal end of the rear arm, A swing link member that can reciprocally rotate together with the front arm or the rear arm, and an articulated link that has one end rotatably attached to the swing link member and the other end rotatably attached to the rotary link member. A four-link row may be configured by the frame, the rotating link member, the swinging link member, and the connecting ring member. There.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、フレームを固定リンクとし、フレームと、回転リンク部材と、揺動リンク部材と、連接リング部材とで四リンク列を構成していることで、回転駆動部の回転駆動を揺動リンク部材の往復回転運動に変換し、揺動リング部材が固定された前部アームまたは後部アームを往復回転させることができる。この際、駆動機構を四リンク列とすることで、省スペースで、効率良く前部アームまたは後部アームを往復回転させて、推進機構に推進運動及び復帰運動させることが可能であり、また、駆動ユニットの小型化、軽量化も図ることができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, the frame is a fixed link, and the frame, the rotation link member, the swing link member, and the connecting ring member form a four-link row. Thus, the rotational drive of the rotational drive unit can be converted into the reciprocating rotational motion of the swing link member, and the front arm or the rear arm to which the swing ring member is fixed can be rotated back and forth. At this time, the drive mechanism is a four-link array, and the propulsion mechanism can be propelled and returned by rotating the front arm or the rear arm in a space-saving and efficient manner. The unit can also be reduced in size and weight.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットの前記駆動機構の前記回転駆動部は、電動モータであることがより好ましいとされている。
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、回転駆動部を電動モータとして電力によって駆動可能とすることで、管路の延長が長くなってもエネルギーを損失させること無く、また、応答性能を悪化させること無く、推進機構を駆動することができる。
In the endoscope apparatus described above, it is more preferable that the rotation drive unit of the drive mechanism of the drive unit is an electric motor.
According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, by enabling the rotation drive unit to be driven by electric power as an electric motor, without losing energy even if the extension of the pipeline becomes long, The propulsion mechanism can be driven without deteriorating the response performance.
また、上記の内視鏡装置において、前記電動モータは、所定の回転速度、回転範囲で往復回転可能なサーボモータであることがより好ましいとされている。 In the above endoscope apparatus, the electric motor is more preferably a servo motor capable of reciprocating rotation within a predetermined rotation speed and rotation range.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、回転駆動部がサーボモータであることで、回転速度、回転範囲を自在に設定することができる。このため、回転速度を設定することで、内視鏡挿入部の挿入、抜去する速度を調整することができる。また、回転範囲を設定することで、駆動ユニットの推進機構の推進運動時におけるストローク量及び壁面への押圧力を調整することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, the rotation drive unit is a servo motor, so that the rotation speed and the rotation range can be freely set. For this reason, the speed at which the endoscope insertion portion is inserted and removed can be adjusted by setting the rotation speed. Further, by setting the rotation range, the stroke amount and the pressing force to the wall surface during the propulsion motion of the propulsion mechanism of the drive unit can be adjusted.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットは、前記フレームと前記駆動機構とを内部に格納するとともに、前記推進機構が張り出し可能な開口部が形成された本体カバーを備え、前記駆動ユニットの前記推進機構は、前記復帰運動時には前記本体カバーに格納されているとともに、前記推進運動時には前記本体カバーの前記開口部から前記当接部材を張り出し、前記壁面を押圧することが可能であることがより好ましいとされている。 In the above endoscope apparatus, the drive unit includes the main body cover in which the frame and the drive mechanism are housed and an opening through which the propulsion mechanism can project is formed. The propulsion mechanism is stored in the main body cover during the return movement, and can protrude the contact member from the opening of the main body cover and press the wall surface during the propulsion movement. Is more preferable.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットにおいて、本体カバーが、フレーム、駆動機構及び推進機構を内部に格納することで耐久性を向上させることができる。また、推進機構は、推進運動時には、本体カバーに形成された開口部から当接部材を側方に張り出すことで、壁面を押圧しフレームを介して内視鏡挿入部に推進力を与えることができる。また、復帰運動時には、推進機構は本体カバーに格納された状態となる。このため、内視鏡挿入部を管路から抜去する際には、推進機構を復帰運動時の状態で静止させることで、壁面と当接部材との間には拘束力が働かず、内視鏡挿入部の基端を牽引するだけで容易に抜去することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, in the drive unit, the main body cover can improve the durability by storing the frame, the drive mechanism, and the propulsion mechanism inside. Further, during the propulsion movement, the propulsion mechanism applies a propulsive force to the endoscope insertion portion through the frame by pressing the wall surface by projecting the contact member laterally from the opening formed in the main body cover. Can do. Further, during the return movement, the propulsion mechanism is stored in the main body cover. For this reason, when the endoscope insertion portion is removed from the duct, the propulsion mechanism is stationary in the state of the return movement, so that no restraining force is applied between the wall surface and the contact member, and the endoscope is It can be easily removed simply by pulling the base end of the mirror insertion section.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部に対して着脱自在に取り付けられていることがより好ましいとされている。
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットの取り付け位置を、内視鏡挿入部の軸方向に調整して、内視鏡挿入部に好適に推進力を与えることが可能な位置に設定することができる。
In the above endoscope apparatus, it is more preferable that the drive unit is detachably attached to the endoscope insertion portion.
According to the endoscope apparatus according to the present invention, the attachment position of the drive unit is adjusted in the axial direction of the endoscope insertion portion so that a propulsive force can be suitably applied to the endoscope insertion portion. Can be set.
また、上記の内視鏡装置において、前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部に複数取り付けられていることがより好ましいとされている。 In the endoscope apparatus described above, it is preferable that a plurality of the drive units are attached to the endoscope insertion portion.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットが内視鏡挿入部に複数取り付けられていることで、例えば、それぞれの推進機構に交互に推進運動と復帰運動をさせることで、内視鏡挿入部には常に推進力が与えられた状態となる。このため、より効率良く内視鏡挿入部を挿入、抜去させていくことが可能であるとともに、勾配を有する、あるいは鉛直の管路でも重力に対向して挿入していくことができる。また、湾曲部、屈曲部を有する管路においては、湾曲部、屈曲部の前後に駆動ユニットが配置した状態で、推進力を与えることができる。このため、湾曲部及び屈曲部においては、より円滑に内視鏡挿入部を挿入、抜去することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, since a plurality of drive units are attached to the endoscope insertion portion, for example, by causing each propulsion mechanism to alternately perform a propulsion motion and a return motion, The mirror insertion portion is always in a state where propulsive force is applied. For this reason, it is possible to insert and remove the endoscope insertion portion more efficiently, and it is possible to insert even an inclined or vertical pipeline facing the gravity. Further, in a pipeline having a curved portion and a bent portion, a propulsive force can be applied in a state where the drive unit is disposed before and after the bent portion and the bent portion. For this reason, the endoscope insertion portion can be inserted and removed more smoothly at the bending portion and the bending portion.
また、上記の内視鏡装置において、可撓性を有する略管状で、内部に前記内視鏡挿入部を進退可能に挿通させるとともに、基端部において該内視鏡挿入部に対して着脱可能なガイドチューブを備え、前記駆動ユニットは、該ガイドチューブの先端部に固定されて、該ガイドチューブを介して前記内視鏡挿入部に取り付けられていることがより好ましいとされている。 Further, in the above-described endoscope apparatus, the endoscope apparatus has a flexible and substantially tubular shape, and the endoscope insertion portion can be inserted into the endoscope so as to be able to advance and retreat, and the proximal end portion is detachable from the endoscope insertion portion. It is more preferable that the drive unit is fixed to a distal end portion of the guide tube and attached to the endoscope insertion portion via the guide tube.
この発明に係る内視鏡装置によれば、駆動ユニットがガイドチューブを介して内視鏡挿入部に取り付けられていることで、管路内に内視鏡挿入部を挿入している状態でも、管路外で内視鏡挿入部の基端とガイドチューブとの固定を解除することで、容易に駆動ユニットの取り付け位置を調整することができる。このため、内視鏡挿入部の挿入、抜去に伴って、管路の湾曲部、屈曲部など、管路の条件が変化した場合には、それに応じて駆動ユニットの位置を調整することができ、管路の湾曲部、屈曲部などでもより容易に内視鏡挿入部を挿入、抜去させることができる。また、内視鏡挿入部とガイドチューブの固定を解除して、内視鏡挿入部の基端を直接押し込む、あるいは引っ張ることで、ガイドチューブをガイドとして内視鏡挿入部を進退させて、内視鏡挿入部の先端の位置を微調整することも可能となる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, the drive unit is attached to the endoscope insertion portion via the guide tube, so that even when the endoscope insertion portion is inserted into the duct, The attachment position of the drive unit can be easily adjusted by releasing the fixation between the proximal end of the endoscope insertion portion and the guide tube outside the pipeline. For this reason, when the conditions of the pipeline, such as the curved portion and the bent portion of the pipeline, change as the endoscope insertion portion is inserted and removed, the position of the drive unit can be adjusted accordingly. In addition, the endoscope insertion portion can be more easily inserted and removed even at a curved portion or a bent portion of the duct. In addition, the endoscope insertion part and guide tube are unfixed, and the endoscope insertion part is moved forward and backward with the guide tube as a guide by directly pushing or pulling the proximal end of the endoscope insertion part. It is also possible to finely adjust the position of the tip of the endoscope insertion portion.
また、上記の内視鏡装置において、前記ガイドチューブより先端側には、さらに、少なくとも1つ以上の他の前記駆動ユニットが前記内視鏡挿入部に直接固定されていることがより好ましいとされている。 In the endoscope apparatus described above, it is more preferable that at least one or more other driving units are directly fixed to the endoscope insertion portion further on the distal end side than the guide tube. ing.
この発明に係る内視鏡装置によれば、ガイドチューブを介して固定された駆動ユニットと、直接固定された他の駆動ユニットとの複数の駆動ユニットによって、効率良く、内視鏡挿入部を挿入、抜去させていくことが可能であるとともに、勾配を有する、あるいは鉛直の管路でも重力に対向して挿入していくことができる。また、湾曲部、屈曲部を有する管路においては、湾曲部、屈曲部の前後に駆動ユニットが配置した状態で、推進力を与えることができる。また、ガイドチューブを介して固定された駆動ユニットを推進運動の状態で停止させれば、駆動ユニットの推進機構は側方に張り出して壁面を押圧した状態で停止し、ガイドチューブは管路内で固定された状態となる。この状態で、他の駆動ユニットのみを駆動させれば、管路の形状に従って湾曲したガイドチューブをガイドとして、内視鏡挿入部を挿入、抜去することができる。このため、壁面や屈曲部によって内視鏡挿入部が抵抗を受けること無く、他の駆動ユニットによって内視鏡挿入部を挿入、抜去することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, an endoscope insertion portion can be efficiently inserted by a plurality of drive units including a drive unit fixed via a guide tube and another drive unit directly fixed. In addition to being able to be removed, it can also be inserted against the gravity even with a gradient or vertical pipe line. Further, in a pipeline having a curved portion and a bent portion, a propulsive force can be applied in a state where the drive unit is disposed before and after the bent portion and the bent portion. If the drive unit fixed via the guide tube is stopped in the state of propulsion, the propulsion mechanism of the drive unit protrudes laterally and stops in a state of pressing the wall surface, and the guide tube is It becomes a fixed state. If only the other drive unit is driven in this state, the endoscope insertion portion can be inserted and removed with the guide tube curved according to the shape of the duct as a guide. For this reason, the endoscope insertion portion can be inserted and removed by another drive unit without the resistance of the endoscope insertion portion due to the wall surface or the bent portion.
本発明の内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部に推進運動及び復帰運動を繰り返すことが可能な推進機構を有する駆動ユニットが設けられていることで、小径の管路においても、段差や障害物、また、管路の湾曲、屈曲を問題とすることなく自在に挿入、抜去することが可能である。 According to the endoscope device of the present invention, the drive unit having the propulsion mechanism capable of repeating the propulsion motion and the return motion is provided in the endoscope insertion portion, so that a step is provided even in a small-diameter pipe. It is possible to freely insert and remove without obstructing the obstacles or bending or bending of the pipe.
(第1の実施形態)
図1から図14は、この発明に係る第1の実施形態を示している。図1は内視鏡装置の全体図を、また図2はそのブロック図を示している。さらに、図3から図5は駆動ユニットの拡大図を、図6はそのブロック図を示している。
(First embodiment)
1 to 14 show a first embodiment according to the present invention. FIG. 1 is an overall view of the endoscope apparatus, and FIG. 2 is a block diagram thereof. 3 to 5 are enlarged views of the drive unit, and FIG. 6 is a block diagram thereof.
図1に示すように、この内視鏡装置1は、光学アダプタ2と、この光学アダプタ2が着脱自在に接続される内視鏡挿入部3を有する内視鏡4と、内視鏡4が収納されるコントロールユニット(本体)6と、各種動作制御を実行させるための操作を行うリモートコントローラ7と、内視鏡画像や操作制御内容(例えば処理メニュー)が表示される表示装置である液晶モニタ(以下、LCDと称する)8と、通常の内視鏡画像、あるいはその内視鏡画像をステレオ画像として立体視可能なフェイスマウントディスプレイ(以下、FMDと称する)9と、このFMD9に画像データを供給するFMDアダプタ9aとを備えて概略構成されている。
As shown in FIG. 1, the
内視鏡挿入部3は、先端部3aと、先端部3aの基端側に設けられて能動的に湾曲可能な湾曲部3bと、湾曲部3bの基端側に設けられて可撓性を有する可撓管部3cとで構成された細長いケーブルであり、コントロールユニット6から引き出して被検査物(被観察物)内に挿入することが可能となっている。内視鏡挿入部3の先端部3aには、CCD(光学撮像素子。図示せず。)が内蔵されていて、立体視観察用であるステレオ測定用の光学アダプタ2の他に、通常観察用の比較計測用光学アダプタ10も着脱自在に接続できるようになっている。
The
また、内視鏡挿入部3の先端側には、管路内において、内視鏡挿入部3の軸方向に推進力を与えて挿入、抜去させる駆動ユニット40が設けられている。駆動ユニット40の詳細については後述する。なお、同図の符号11は、後述のCCU17を経由せずに映像を映像信号処理回路に入力するための外部映像入力端子を示している。また、符号12は、外部から電力を取り入れるためのコンセントケーブルを示している。
Further, on the distal end side of the
続いて、図2を参照しながら内視鏡装置1の内部構造の詳細説明を以下に行う。
図2に示すように、内視鏡挿入部3において、可撓管部3cの基端部は、コントロールユニット6内の内視鏡ユニット15に接続されている。この内視鏡ユニット15の内部には、撮影時に必要な照明光を内視鏡挿入部3に内蔵されたライトガイドに供給する光源16や、内視鏡挿入部3の湾曲部3bを、リモートコントローラ7の入力に基づいて、電気的に湾曲動作させる電動湾曲装置(図示せず)などが内蔵されている。さらに、コントロールユニット6内には、駆動ユニット制御部40aが内蔵されている。駆動ユニット制御部40aは、駆動ユニット40に内蔵されたモータ制御回路43と内視鏡挿入部3を経由して接続されており、駆動ユニット40の動作を制御する。
Next, a detailed description of the internal structure of the
As shown in FIG. 2, in the
また、内視鏡挿入部3の先端部3a内には、前述のCCDが内蔵されており、このCCDから出力される撮像信号が、画像処理部であるカメラコントロールユニット(以下、CCUと称する)17に入力されるようになっている。このCCU17は、入力された撮像信号を例えばNTSC信号等の映像信号に変換して、コントロールユニット6内の制御部CUに供給するように構成されている。
The
コントロールユニット6内に搭載される制御部CUは、CPU18、ROM19、RAM20、PCカードインターフェイス(以下、PCカード I/Fと称する。)21a、USBインターフェイス(以下、USB I/Fと記載する。)21b、RS−232Cインターフェイス(以下、RS−232C I/Fと記載する。)21c、音声信号処理回路22、映像信号処理回路23、そして記録部Mを備えて構成されている。
The control unit CU mounted in the
CPU18は、主要プログラムに基づいて各種機能を実行/動作させる制御と、計測処理とを行うマイクロプロセッサーである。そして、このCPU18は、ROM19に格納されているプログラムを実行し、目的に応じた処理を行うことでシステム全体の動作制御を行うようになっている。
The
RS−232C I/F21cは、リモートコントローラ7による操作に基づいてコントロールユニット6全体を動作制御するのに必要な通信を行うためのインターフェイスであり、CCU17、内視鏡ユニット15、駆動ユニット制御部40a、そしてリモートコントローラ7のそれぞれに接続されている。また、バスを介してCPU18に接続されている。これにより、リモートコントローラ7で、CCU17、駆動ユニット40、及び内視鏡ユニット15への動作指示及び制御を行うことが可能となっている。
The RS-232C I /
USB I/F21bは、コントロールユニット6とパーソナルコンピュータ25との間を電気的に接続するためのインターフェイスである。このUSB I/F21bを介してコントロールユニット6とパーソナルコンピュータ25を接続した場合に、パーソナルコンピュータ25側からも、リモートコントローラ7から動作指示した場合と同様に、内視鏡画像の表示指示や計測時における画像処理、駆動ユニット40の動作指示などの各種の制御指示をコントロールユニット6に対して行うことが可能となる。さらには、コントロールユニット6及びパーソナルコンピュータ25間での各種処理に必要な制御情報やデータ等の入出力も可能としている。
The USB I /
PCカード I/F21aには、PCMCIAメモリーカード26のみならず、PCMCIAカードアダプタを介してコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリーカード27等の外部記憶媒体が着脱自在に装着されるようになっている。そして、この外部記憶媒体を装着した場合には、CPU18の制御により、これら外部記憶媒体に記憶された制御処理情報や検査記録等のデータを、PCカード I/F21aを介してコントロールユニット6内に取り込んだり、または、PCカード I/F21aを介して制御処理情報や検査記録等のデータを前記外部記憶媒体に供給して記録させることができるようになっている。
In addition to the
映像信号処理回路23は、CCU17から供給された内視鏡画像とグラフィック表示された操作メニューとを合成した合成画像を表示する機能を有しており、CCU17からの映像信号と、CPU18により生成された操作メニューの表示信号とを合成処理し、さらに、LCD8の画面上に表示するのに必要な処理を施してからLCD8に供給する。
これにより、LCD8には、内視鏡画像と操作メニューとの合成画像が表示される。なお、映像信号処理回路23は、単に内視鏡画像、あるいは操作メニュー等の画像を単独で表示させるための処理を行うことも可能となっている。LCD8は、内視鏡挿入部3からの内視鏡画像(映像)や操作制御内容(例えば処理メニュー)等の表示を行う表示部であるタッチパネル式の液晶モニタである。
The video
As a result, a composite image of the endoscopic image and the operation menu is displayed on the
コントロールユニット6には、CCU17を経由せずに映像信号処理回路23に映像を入力する前述の外部映像入力端子11が別に設けられている。この外部映像入力端子11に映像信号が入力された場合、映像信号処理回路23は、CCU17からの内視鏡画像に優先して前記映像信号に基づく合成画像を出力する。
The
音声信号処理回路22には、マイク28により集音されて前記外部記憶媒体に記録される音声信号や、前記外部記憶媒体の再生により得られる音声信号や、CPU18により生成された音声信号が供給されるようになっている。そして、この音声信号処理回路22は、供給された音声信号を再生するために必要な処理(増幅処理等)を施した後、スピーカ22aに出力する。これにより、スピーカ22aから音声信号が再生される。また、リモートコントローラ7には、湾曲操作用のジョイスティック、駆動ユニット用ジョイスティック及びスイッチ、メニュー選択用のジョイスティック、フリーズスイッチ、画像記録スイッチ等が設けられており、各種のリモコン操作を行えるようになっている。駆動ユニット用ジョイスティック及びスイッチでは、これらを操作することによって、駆動ユニット40を前進(挿入)及び後退(抜去)させて、また、その速度設定することが可能である。
The audio
次に、駆動ユニット40の詳細について説明する。図3に示すように、駆動ユニット40は、内視鏡挿入部3において、可撓管部3cの先端部に取り付けられており、駆動ユニット40の先端側で、湾曲部3bが湾曲可能である。図3及び図5に示すように、駆動ユニット40の各内部機構は、上部カバー41a及び下部カバー41bで構成される本体カバー41によって覆われている。上部カバー41aと下部カバー41bとが組みつけられた状態において、本体カバー41の前部及び後部には、内視鏡挿入部3を挿通可能な開口部41cが形成されていて、また、側部にも軸方向Aに沿って開口部41dが形成されており、後述する推進機構が軸方向Aと直交する内視鏡挿入部3の径方向である側方Sに張り出すことを可能としている。
Next, details of the
図4及び図5に示すように、本体カバー41を取り外した状態において、駆動ユニット40は、断面矩形の略管状で内視鏡挿入部3が挿通されてその外周に接着固定されたフレーム42と、フレーム42に設けられ、フレーム42の軸方向Aに推進力を与える推進機構50、60と、推進機構50、60のそれぞれを駆動する駆動機構70、80とを備える。なお、上述の本体カバー41は、図示しない冶具によってフレーム42に固定されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in a state where the
推進機構50は、フレーム42の前端部42aに設けられた前部アーム51と、後端部42bに設けられた後部アーム52とを備えている。また、同様に、推進機構60は、フレーム42の前端部42aに設けられた前部アーム61と、後端部42bに設けられた後部アーム62とを備えている。
The
推進機構50、60の前部アーム51、61は、フレーム42の一面42cにおいて、共通する回転中心O1で回転可能に軸着されている。前部アーム51、61の先端51a、61aは、フレーム42から突出し、一面42cと対向する他面42d側へ延びている。また、前部アーム51、61は、回転中心O1よりも基端側へ略等しい長さでだけ延出されたリンク部51b、61bを有している。同様に、推進機構50、60の後部アーム52、62は、フレーム42の他面42dにおいて、共通する回転中心O2で回転可能に軸着されている。後部アーム52、62の先端52a、62aは、フレーム42から突出し、一面42c側へ延びている。また、後部アーム52、62は、回転中心O2よりも基端側へ略等しい長さでだけ延出されたリンク部52b、62bを有している。
The
また、推進機構50、60は、それぞれ、当接部材である弾性的に湾曲可能な板バネ53、63を備えている。板バネ53、63は、前端53a、63aがそれぞれ前部アーム51、61の先端51a、61aにピン51c、61cによって回転可能に取り付けられている。また、後端53b、63bが、それぞれ後部アーム52、62の先端52a、62aにピン52c、62cによって回転可能に取り付けられている。すなわち、推進機構50において、板バネ53は、対応する前部アーム51と後部アーム52とが、先端51a、52aの間の距離を狭めるように互いに側方Sへ回転することで、弾性的に略円弧状に湾曲して側方Sに張り出される。また、前部アーム51が、先端51aがフレーム42に対して前方Fへ配設された状態から側方Sへ配設された状態へ回転するとともに、後部アーム52が前部アーム51と協働して、先端52aがフレーム42に対して側方Sへ配設された状態から後方Bへ配設された状態へ回転することで、板バネ53を全体的にフレーム42に対して前方Fから後方Bへ移動させることが可能である。
The
推進機構60においても同様に、板バネ63を、前部アーム61と後部アーム62の互いの回転方向によって、弾性的に略円弧状に湾曲して側方Sに張り出させる、あるいは、全体的にフレーム42に対して前方Fから後方Bへ移動させることが可能である。なお、図5に示すように、推進機構50、60は、各構成要素が中心軸Lに対して正面視略対称となるように設けられており、各板バネ53、63が側方Sへ張り出す方向も中心軸Lに対して正面視略対称となるように設定されている。また、板バネ53、63の後述する管路の壁面と相対して当接する面には、ゴムで形成された当接部53c、63cが設けられている。なお、本体カバー41の開口部41dは、各推進機構50、60の板バネ53、63と対応して、軸方向Aに沿って形成されており、各板バネ53、63は、対応する前部アーム51、63及び後部アーム52、62の回転によって上述するように弾性的に湾曲することで側方Sへの張り出し量を変化させて、本体カバー41から突没可能に設定されている。
Similarly, in the
また、駆動機構70は、回転駆動部であり、往復回転可能な駆動ギア71aを有するサーボモータ71と、中心軸Lと略平行に延設された直動軸72とを備える。直動軸72には、送りネジ72aが形成されており、サーボモータ71の駆動ギア71aと噛合されている。また、駆動機構70は、一端73a、74aが推進機構50、60の各前部アーム51、61の基端51d、61dにそれぞれ回転可能に取り付けられた二つの揺動部材73、74を備える。揺動部材73、74は、他端73b、74bにおいて、互いに回転可能に取り付けられている。揺動部材73、74の部材長は、前部アーム51、61のリンク部51b、61bと略等しく設定されており、揺動部材73、74と、リンク部51b、61bとで、パンタグラフが構成されている。すなわち、サーボモータ71を駆動することによって、駆動ギア71aが往復回転するのに伴って、直動軸72は軸方向Aに進退することが可能であり、直動軸72が進出することによって、揺動部材73、74の他端73b、74bを押圧し、前部アーム51、61をそれぞれ側方Sへ回転させることが可能である。また、直動軸72を後退させることによって、前部アーム51、61は、対応する板バネ53、63の復元力が作用して、先端51a、61aがフレーム42に対して前方Fへ配設された状態まで回転することが可能である。
The
同様に駆動機構80も、駆動ギアを有するサーボモータ81と、中心軸L上に延設され、送りネジが形成されるとともに、サーボモータ81の駆動ギアに噛合された直動軸82とを備える。また、後部アーム52、62の基端52d、62dには、略等しい部材長を有する揺動部材83、84の一端83a、84aがそれぞれ回転可能に取り付けられており、揺動部材83、84同士も他端83b、84bで回転可能に取り付けられている。すなわち、サーボモータ81を駆動することによって、直動軸82は軸方向Aに進退することが可能であり、これによって後部アーム52、62を先端がフレーム42に対して後方Bへ配設された状態から側方Sへ配設された状態まで往復回転させることが可能である。このため、駆動機構70、80のサーボモータ71、81を駆動させることにより、各推進機構50、60の前部アーム51、61及び後部アーム52、62を協働して往復回転させることができる。
Similarly, the
なお、本実施形態においては、サーボモータ71、81を駆動して直動軸72、82を前進させることによって、前部アーム51、61及び後部アーム52、62は、中心軸Lを基準として回転角度θF、θBが最大で60度となるまで側方Sへ回転可能であり、直動軸72、82を後退させることによって、板バネ53、63の復元力によって内視鏡挿入部3と近接する位置まで回転可能に設定されている。なお、これらの回転角度及び回転範囲は、適時変更可能なものである。また、図示しないが、各駆動機構70、80のサーボモータ71、81には、電磁クラッチが設けられており、サーボモータ71、81に電力が供給されている場合には、電磁クラッチが作動して動力を駆動ギア71a、81aに伝達させて、直動軸72、82を進退させることができる。また、サーボモータ71、81に電力が供給されていない場合には、電磁クラッチは解除されて、直動軸72、82は板バネ53、63の復元力によって後退してしまう。
In the present embodiment, the
また、図4及び図6に示すように、各駆動機構70、80のサーボモータ71、81には、それぞれ回転角度を検出可能なエンコーダ71b、81bが設けられており、これによって前部アーム51、61及び後部アーム52、62の回転角度θF、θBを適時検出可能である。また、フレーム42にはモータ制御回路43が設けられており、サーボモータ71、81及びエンコーダ71b、81bと接続されている。さらに、モータ制御回路43は、モータ制御回路43に内蔵された図示しない通信回路(図6に示す符号44)を介して、コネクタ40bと接続され、内視鏡挿入部3の内部に配設された信号ケーブル3dを経由してコントロールユニット6に内蔵された駆動ユニット制御部40aへと接続されている。すなわち、駆動ユニット40は、リモートコントローラ7の操作による駆動ユニット制御部40aからの入力信号に基づいて、モータ制御回路43によってサーボモータ71、81を駆動させて前進あるいは後退すること可能である。なお、駆動ユニット40のサーボモータ71、81を駆動するための電力も同様に、内視鏡挿入部3の内部に配設された電源ケーブル3eからコネクタ40bを介して供給されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
次に、内視鏡装置1の作用について説明する。図7から図10は、管路Pの内部に挿入した内視鏡装置1の内視鏡挿入部3及び駆動ユニット40について、経時的変化を模式的に表わしたものである。図7に示すように、管路Pの内部に配置された駆動ユニット40は、各推進機構50、60の前部アーム51、61及び後部アーム52、62のそれぞれで、回転角θF、θBが最小、すなわち、内視鏡挿入部3と最も近接した位置となっている。この状態において、リモートコントローラ7のジョイスティックを前進するように入力すれば、この入力信号が駆動ユニット制御部40aからモータ制御回路43に伝送されて、モータ制御回路43は、サーボモータ71、81を駆動させる。まず、推進運動として、後部アーム52、62と対応したサーボモータ81のみを所定の回転角度だけ回転させることで、図8に示すように、後部アーム52、62を側方Sへ、回転角度θBが最大値60度となる位置まで回転させる。
Next, the operation of the
この状態においては、推進機構50の前部アーム51の先端51aと後部アーム52の先端52aとの間が狭まって、板バネ53は、弾性的に湾曲して、側方Sに張り出して壁面P1を押圧する。この際、板バネ53は、前部アーム51及び後部アーム52に、それぞれ回転可能に取り付けられていることで、柔軟に、かつ、略円弧状に湾曲することが可能であり、壁面P1の形状に応じて弾性的に変形して壁面P1を押圧する。また、推進機構60においても同様に、前部アーム61の先端61aと後部アーム62の先端62aとの間が狭まって、板バネ63は、弾性的に略円弧状に湾曲して、側方Sに張り出すとともに、壁面P1の形状に応じて弾性的に変形して壁面P1を押圧する。このように、推進機構50、60の板バネ53、63が壁面P1を押圧することで、壁面P1と板バネ53、63との間には、摩擦による拘束力が発生する。この際、板バネ53、63の当接している面には、ゴムで形成された当接部53c、63cが設けられているので、摩擦による拘束力をさらに効果的に発生させることができる。なお、当接部としては、ゴムで形成されたものに限らず、例えば、表面が粗面処理されているなど、少なくとも摩擦係数を増大させるような処理が施されていれば、同様の効果を期待することができる。
In this state, the space between the
次に、図9及び図10に示すように、サーボモータ71、81の両方を駆動して、直動軸72を前進させる一方、直動軸82を後退させることで、前部アーム51、61を先端51a、61aが側方Sへ回転角度θFが最大(60度)となる位置まで、後部アーム52、62を後方Bへ回転角度θBが最小となる位置(内視鏡挿入部3と最も近接した位置)まで、略等しい回転速度で回転させる。このようにすることで、板バネ53、63は、壁面P1を押圧した状態で、フレーム42に対して相対的に前方Fから後方Bへ移動しようとする。この際、推進機構50、60の板バネ53、63は、壁面P1に摩擦によって拘束を受けているので、結果として、反力によってフレーム42は、前方Fへ推進力を受け、フレーム42が固定された内視鏡挿入部3を軸方向Aの前方Fへ挿入することができる。次に、復帰運動として、サーボモータ71のみを駆動して、前部アーム51、61を前方Fへ回転角度θFが最小となる位置(内視鏡挿入部3と最も近接する位置)まで回転させることで、図7に示す初期状態に戻って、再度推進運動を行って、内視鏡挿入部3を挿入させることができる。
Next, as shown in FIGS. 9 and 10, both the
以上のように、内視鏡装置1において、内視鏡挿入部3に取り付けられた駆動ユニット40は、推進運動の際には、推進機構50の前部アーム51と後部アーム52とが、先端51a、52a間の距離を狭めた状態で、前部アーム51が前方Fから側方Sへ、後部アーム52が側方Sから後方Bへ略等しい回転速度で回転する。このため、板バネ53を側方Sに張出し壁面P1を押圧した状態で、フレーム42に対して相対的に前方Fから後方Bへ移動させることで、推進力を、フレーム42を介して内視鏡挿入部3に与えることができる。また、復帰運動の際には、前部アーム51と後部アーム52とが、先端51a、52a間の距離を広げた状態で、前部アーム51が側方Sから前方Fへ、後部アーム52が後方Bから側方Sへ略等しい回転速度で回転する。このため、板バネ53の側方Sへの張出しを減少させて板バネ53が壁面P1から離間した状態で、フレーム42に対して相対的に後方Bから前方Fへ移動させることで、軸方向Aの後方Bへ推進力を与えることなく推進機構50の各部材前部アーム51、後部アーム52、及び板バネ53を推進運動の開始位置まで復帰させることができる。また、推進機構60においても同様であり、推進機構50、60が推進運動と復帰運動とのサイクルを繰り返すことで、1サイクルごとに、推進運動時における板バネ53、63の前方Fから後方Bへのストローク量に応じて、フレーム42を介して内視鏡挿入部3を軸方向Aに挿入していくことができる。
As described above, in the
また、駆動ユニット40においては、推進機構50、60の推進運動時における側方Sへ張り出す量を小さくすることで小径の管路でも内視鏡挿入部3に推進力を与えて挿入、抜去することができる。推進機構50、60の側方Sへ張り出す量を小さくして内視鏡挿入部3に推進力を与えるには、前部アーム51の先端51aと後部アーム52の先端52aとの距離、及び、前部アーム61の先端61aと後部アーム62の先端62aとの距離を、それぞれ上記の通常の状態よりも広げて推進運動させれば良い。このため、小径の管路においても内視鏡挿入部3を挿入することができる。また、推進機構50、60の側方Sへ張り出す量を増大させることで、板バネ53、63の弾性変形量を増大させて、壁面P1と推進機構50、60の板バネ53、63との間に生じる摩擦力を増大させることもできる。このため、壁面P1が平滑に形成されている場合でも、壁面P1上で板バネ53、63が滑動してしまうことなく、推進運動時における推進機構50、60の推進力を効率良くフレーム42介して内視鏡挿入部3に伝達させて挿入させることができる。さらに、駆動ユニット40においては、推進機構50の板バネ53を張り出す方向と、推進機構60の板バネ63を張り出す方向とが中心軸Lに対して正面視略対称であるので、より効率良く推進力を内視鏡挿入部3に与えて挿入していくことができる。
Further, in the
なお、内視鏡挿入部3を抜去する際には、駆動ユニット40を推進機構50、60に上述と逆の動作を行わせて、後方Bに推進力を与えれば良い。さらに、内視鏡挿入部3を抜去する際には、駆動ユニット40を駆動させずに、内視鏡挿入部3を牽引するものとしても良い。この場合、推進機構50、60を復帰運動時の状態で静止させて、本体カバー41の内部に格納された状態とすれば良い。あるいは、駆動ユニット40への電力の供給を停止して、電磁クラッチを解除することでも、推進機構50、60は板バネ53、63の復元力によって復帰運動時の状態となり、本体カバー41に格納された状態となる。このようにすることで、推進機構50、60と壁面P1との拘束を解除することができるので容易に抜去することができる。
It should be noted that when the
また、本実施形態においては、駆動ユニット40の推進機構50、60を駆動する手段が電動モータであるサーボモータ71、81である。駆動する手段としては、例えば、空気圧や液圧を動力源として選択することも可能であるが、内視鏡挿入部3の挿入延長が長くなってしまうと、管路Pの外部に設けられた圧力供給源との距離が長くなり、エネルギー損失が生じてしまい、また、駆動ユニット40の応答性が悪化してしまう。しかしながら、本実施形態のように電動モータを駆動する手段として選択することによって、内視鏡挿入部3の挿入延長が長くなってしまっても、圧力損失、応答性の悪化が生じてしまうこと無く駆動させることができる。さらに、本実施形態のように電動モータが特にサーボモータ71、81であることで、自在に回転速度、回転角度、回転範囲を設定することが可能である。このため、前部アーム51、61及び後部アーム52、62の回転速度、回転角度、回転範囲を調整して、推進運動時におけるストローク量や、板バネ53、63の側方Sへ張り出す量を自在に設定することができる。
In the present embodiment, the means for driving the
さらに、駆動機構70、80がパンタグラフによって構成されており、サーボモータ71、81によって直動軸72、82を進退させることで推進機構50、60を駆動することができる。このため、省スペースで、効率良く前部アーム51、61及び後部アーム52、62を往復回転させて、推進機構50、60に推進運動及び復帰運動させることが可能である。すなわち、駆動ユニット40全体の小型化をさらに図って、より小径の管路にも対応することが可能であり、また、駆動ユニット40全体の軽量化も図ることができる。
Furthermore, the
また、駆動ユニット40において、フレーム42に推進力を与える各推進機構50、60の板バネ53、63は、フレーム42、前部アーム51、61、及び後部アーム52、62で決定される駆動ユニット40の軸方向Aの全長の範囲において、推進運動と復帰運動を繰り返すのみである。すなわち、推進機構50、60の運動によって、駆動ユニット40の全長を必要以上に大きくしてしまうことが無い。このため、図11に示すような屈曲部においても、内視鏡挿入部3の内、駆動ユニット40よりも先端側に位置する先端部3a及び湾曲部3bをガイドとするとともに、推進機構50、60によって発生する推進力によって自己の向きを転回させながら走行し、内視鏡挿入部3を挿入させていくことができる。なお、前部アーム51、61、及び後部アーム52、62の部材長を短く設定して推進運動のストローク量をさらに小さくすることで、より曲率半径を小さくして湾曲、屈曲した管路にも対応することが可能である。
In the
また、管路Pに段差が生じている、あるいは壁面P1に障害物が付着していたとしても、少なくとも、復帰運動から推進運動に移行する際の板バネ53、63の張出し量の変化量と対応する大きさの段差や障害物を乗り越えて内視鏡挿入部3を挿入させることが可能である。図12は、管路Pの壁面P1に障害物Qが付着している場合を示している。本実施形態の内視鏡装置1の駆動ユニット40において、推進機構50、60の板バネ53、63は、自己の弾性によって略円弧状に湾曲していて、フレーム42に対して相対的に軸方向Aに移動する。すなわち、板バネ53、63は、フレーム42の全長よりも大きい曲率半径を有する車輪の一部とみなすことができ、推進運動及び復帰運動を繰り返すことで間欠的に車輪走行を行っているといえる。通常の車輪走行の場合、その車輪は、構造上、本体よりも小さい曲率半径となってしまうので、本体の大きさに対して、乗り越えることが可能な障害物や段差などの大きさは制限されてしまう。しかしながら、内視鏡装置1の駆動ユニット40の場合、上述のようにフレーム42よりも大きい曲率半径を有する車輪走行を擬似的に行うことが可能であることで、駆動ユニット40の大きさに対してより大きな段差や障害物なども乗り越えて走行することが可能である。このため、図12に示すように、板バネ53、63は、壁面P1と離れている前端53a、63aから徐々に当接して、壁面P1との距離が狭まっていく中間部にかけて徐々に障害物Qを乗り越えていき、抵抗を抑えて障害物Qを通過することが可能である。さらに、図13に示すように、板バネ53、63が障害物Qの形状に対応して弾性的に変形することで、障害物Qをさらに容易に乗り越えて走行し、内視鏡挿入部3を挿入、抜去することができる。
Even if there is a step in the pipe P or an obstacle is attached to the wall surface P1, at least the amount of change in the amount of extension of the
また、上記のように、板バネ53、63が間欠的に車輪走行を行っていることで、管路Pが拡径している場合、あるいは、図11に示すような屈曲部に位置している場合で、壁面P1間の距離が大きくなり、板バネ53、63のいずれか一方しか壁面P1に当接することができなくても、壁面P1に当接している板バネ53、63のいずれか一方のストロークに応じて内視鏡挿入部3に推進力を与えて挿入、抜去することができる。
Further, as described above, the
図14から図16は、この実施形態の変形例の駆動ユニット90を示している。図14に示すように、駆動ユニット90は略管状のフレーム91を備えている。フレーム91には、内視鏡挿入部3が挿通されており、内視鏡挿入部3と接着固定されずに進退可能となっている。また、図16に示すように、フレーム91、推進機構50、60及び駆動機構を格納する本体カバー92は、上部カバー93と下部カバー94とで構成されており、組み付けた状態で内視鏡挿入部3が挿通される開口部92a及び推進機構50、60が張り出される開口部92bが形成されている。上部カバー93及び下部カバー94には、それぞれ、外部から内部まで貫通する貫通孔93a、94aが形成されている。また、フレーム91の対応する位置には、固定板91aが設けられており、ネジ穴91bが形成されている。このため、上部カバー93の貫通孔93a及び下部カバー94の貫通孔94aにオネジ95を挿入し、対応する固定板91aのネジ穴91bに螺合することで、上部カバー93及び下部カバー94はフレーム91と組み付けられる。そして、オネジ95をさらに締め込むことによって、上部カバー93と下部カバー94との間に形成された開口部92a、92bの幅は狭まり、内視鏡挿入部3は上部カバー93及び下部カバー94によって締付けられる。
14 to 16 show a
すなわち、駆動ユニット90は、オネジ95を締め込むことによって内視鏡挿入部3の所定位置で固定され、また、緩めるとともに、コネクタ40bを取り外すことで、内視鏡挿入部3から取り外すことが可能である。このように、駆動ユニット90を内視鏡挿入部3に対して着脱自在とすることで、駆動ユニット40の取り付け位置を、内視鏡挿入部3の軸方向Aに調整して、内視鏡挿入部3に好適に推進力を与えることが可能な位置に設定することができる。また、駆動ユニット90を装着して内視鏡装置1を使用するだけでなく、必要に応じて取り外した状態での使用も可能となる。なお、駆動ユニット90の取り付け位置を内視鏡挿入部3の軸方向Aに調整する際には、内視鏡挿入部3の軸方向Aにコネクタ40bを複数設けるものとしても良い。そして、複数のコネクタ40bのいずれかを選択することによって、駆動ユニット90の軸方向Aの位置をさらに自在に調整することができる。
That is, the
(第2の実施形態)
図17は、この発明に係る第2の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 17 shows a second embodiment according to the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図17に示すように、この実施形態の内視鏡装置の駆動ユニット100は、内視鏡挿入部3に固定されたフレーム42と、推進機構110、120と、推進機構110、120を駆動する駆動機構130、140とを備える。なお、第一の実施形態同様に、駆動ユニット100は、本体カバー41を備えるが、省略している。推進機構110の前部アーム51は、フレーム42の前端部42aにおいて、一面42cで回転可能に軸着されている。また、後部アーム52は、フレーム42の後端部42bにおいて、一面42cと対向する他面で回転可能に軸着されている。推進機構120の前部アーム61は、フレーム42の前端部42aにおいて、一面42cで推進機構110の前部アーム51と並列した位置で回転可能に軸着されている。また、後部アーム62は、フレーム42の後端部42bにおいて、他面で推進機構110の後部アーム52と並列した位置で回転可能に軸着されている。そして、推進機構110、120の前部アーム51、61の基端51e、61eには、互いに噛合するアームギア51f、61fが設けられていて、協働して回転可能である。同様に後部アーム52、52の基端52e、62eにも、互いに噛合するアームギア52f、62fが設けられていて、協働して回転可能である。
As shown in FIG. 17, the
また、駆動機構130は、フレーム42の一面42cに設けられたサーボモータ131と、サーボモータ131によって回転可能な回転リンク部材132とを備える。サーボモータ131は、モータ制御回路43に接続されている。また、駆動機構130は、前部アーム61の基端61eにおいて前部アーム61とともに回転可能に同軸に固定された揺動リンク部材133と、一端134aが揺動リンク部材133の先端133aに回転可能に取り付けられているとともに、他端134bが回転リンク部材132の先端132aに回転可能に取り付けられた連接リンク部材134とを備える。すなわち、駆動機構130は、フレーム42と、回転リンク部材132と、連接リンク部材134と、揺動リンク部材133とで四リンク列を構成し、サーボモータ131の往復回転によって推進機構110、120の前部アーム51、61を所定の回転速度、回転角度、回転範囲で往復回転させることが可能である。
The
同様に、駆動機構140は、フレーム42に設けられ、モータ制御回路43に接続されたサーボモータ141と、サーボモータ141によって回転可能な回転リンク部材142とを備える。そして、駆動機構140は、フレーム42と、回転リンク部材142と、後部アーム52の基端52eとともに回転可能に固定された揺動リンク部材143と、一端144a及び他端144bのそれぞれで回転リンク部材142及び揺動リンク部材143の先端142a、143aに回転可能に取り付けられた連接リンク部材144とで四リンク列を構成している。すなわち、サーボモータ141の往復回転によって推進機構110、120の後部アーム52、62を所定の回転速度、回転角度、回転範囲で往復回転させることが可能である。
Similarly, the
このような駆動ユニット100を備えた内視鏡装置においても同様に、コントロールユニット6の駆動ユニット制御部40aから駆動ユニット100のモータ制御回路43に伝送された入力信号に基づいて、駆動機構130、140の各サーボモータ131、141を駆動させることで、推進機構110、120に推進運動と復帰運動を繰り返させて、内視鏡挿入部3を挿入、抜去することができる。また、駆動機構130、140が四リンク列を構成していることで、第1の実施形態同様に、省スペースで、効率良く前部アーム51、61及び後部アーム52、62を往復回転させて、推進機構110、120に推進運動及び復帰運動させることが可能である。このため、駆動ユニット100全体の小型化をさらに図って、より小径の管路にも対応することが可能であり、また、駆動ユニット100全体の軽量化を図ることもできる。
Similarly, in an endoscope apparatus provided with such a
なお、推進機構110、120において、前部アーム51、61は、駆動機構130のサーボモータ131によって、後部アーム52、62は、駆動機構140のサーボモータ141によって各々独立して往復回転して、推進運動及び復帰運動を繰り返すものとしたが、これに限るものでは無い。単一の駆動源によって前部アーム51、61及び後部アーム52、62を回転させるものとしても良い。この場合には、前部アーム51、61の往復回転と、対応する後部アーム52、62の往復回転との間に位相差を設けることによって、前部アーム51、61の各先端51a、61aと、後部アーム52、62の各先端52a、62aとの間の距離が狭まる時と、広がる時とを設定することができ、これにより推進運動及び復帰運動を繰り返すことができる。
In the
(第3の実施形態)
図18は、この発明に係る第3の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 18 shows a third embodiment according to the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図18に示すように、この実施形態の内視鏡装置150は、内視鏡挿入部3を有する内視鏡4と、内視鏡4を収納するコントロールユニット6と、駆動ユニット151と、可撓性を有する略管状のガイドチューブ152とを備えている。駆動ユニット151のフレーム42には、ガイドチューブ152が挿通されており、ガイドチューブ152の先端部152aにおいてその外周にフレーム42が固定されており、ガイドチューブ152と駆動ユニット151とは一体となっている。
駆動ユニット151のモータ制御回路43は、コネクタ152bを介して、ガイドチューブ152の内部に配設されたケーブル152cと接続されている。また、ケーブル152cの基端はガイドチューブ152の基端152dから突出して、外部コネクタ6aによって、コントロールユニット6に内蔵された駆動ユニット制御部40aと接続されている。なお、駆動ユニット151の内部機構については、第1の実施形態と同様なので省略する。また、ガイドチューブ152は、その長さが内視鏡挿入部3の可撓管部3cの長さと略等しい若しくは可撓管部3cよりも短く設定されており、内視鏡挿入部3の可撓管部3cが進退可能に挿通されている。ガイドチューブ152の基端152dには、固定金具153が設けられており、固定金具153によってガイドチューブ152と内視鏡挿入部3とを固定することが可能である。また、固定金具153を取り外すことによって、ガイドチューブ152と内視鏡挿入部3との固定を解除することができる。なお、ガイドチューブ152と内視鏡挿入部3との固定は固定金具153に限らず、両者を直接作業者が把持することによって固定するものとしても良い。
As shown in FIG. 18, an
The
このような内視鏡装置150においては、管路内に内視鏡挿入部3を挿入している状態でも、管路外で固定金具153を取り外して内視鏡挿入部3とガイドチューブ152との固定を解除することで、容易に駆動ユニット151の取り付け位置を調整することができる。このため、内視鏡挿入部3の挿入、抜去に伴って、管路の湾曲部、屈曲部など、管路の条件が変化した場合には、それに応じて駆動ユニット151の軸方向Aの位置を調整することができ、管路の湾曲部、屈曲部などでもより容易に内視鏡挿入部3を挿入、抜去させることができる。また、内視鏡挿入部3とガイドチューブ152の固定を解除することで、内視鏡挿入部3の基端を把持して直接押し込むあるいは引っ張ることで進退させて、内視鏡挿入部3の先端の位置を微調整することもできる。また、駆動ユニット151とコントロールユニット6の接続をケーブル152cによって行い、内視鏡挿入部3に駆動ユニット151用のコネクタ及び内蔵ケーブルを設ける必要が無い。このため、内視鏡挿入部3の構造をより単純なものとし、汎用性、コストの向上も図ることもできる。
In such an
(第4の実施形態)
図19から図21は、この発明に係る第4の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Fourth embodiment)
19 to 21 show a fourth embodiment according to the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図19に示すように、この実施形態の内視鏡装置160は、内視鏡挿入部3を有する内視鏡4と、内視鏡4を収納するコントロールユニット6と、ガイドチューブ152を介して内視鏡挿入部3に固定された駆動ユニット151と、ガイドチューブ152の先端側において、内視鏡挿入部3に直接、着脱自在に固定された駆動ユニット90とを備える。駆動ユニット90の詳細については、第1の実施形態の変形例と同様であり、また、駆動ユニット151及びガイドチューブ152の詳細については、第3の実施形態と同様なので、その説明を省略する。なお、駆動ユニット151は、ガイドチューブ152に挿通されたケーブル152cから外部コネクタ6aを介してコントロールユニット6に内蔵された駆動ユニット制御部40aと接続されている。また、駆動ユニット90は、内視鏡挿入部3に設けられた図示しないコネクタを介して内視鏡挿入部3に内蔵されたケーブル3dと接続されており、ケーブル3dによってコントロールユニット6に内蔵された駆動ユニット制御部40aと接続されている。
As shown in FIG. 19, the
次に、この実施形態の内視鏡装置160の作用について、複数の屈曲部R1を有する管路Rに内視鏡挿入部3を挿入し、観察を行う場合を例として、説明する。まず、図19に示すように、内視鏡挿入部3を駆動ユニット151が固定されたガイドチューブ152に挿通させるとともに、可撓管部3cの先端側に駆動ユニット90を固定する。
そして、ケーブル152cと駆動ユニット151と接続し、また、ケーブル152cとコントロールユニット6の外部コネクタ6aとを接続する。さらに、駆動ユニット90と内視鏡挿入部3に内蔵されたケーブル3dとを図示しないコネクタを介して接続する。また、駆動ユニット90の後方の近接した位置に駆動ユニット151を配置した状態で、固定金具153によってガイドチューブ152と内視鏡挿入部3を固定する。そして、駆動ユニット90、151を駆動させて、内視鏡挿入部3の軸方向Aの前方Fに推進力を与えることで、内視鏡挿入部3を管路Rに内部に挿入していく。
Next, the operation of the
Then, the
この際、推進力を発生させる駆動ユニットを2基有しているので、効果的に内視鏡挿入部3に推進力を与えて挿入することができる。特に、屈曲部R1を挿入する場合においては、屈曲部R1の前後に駆動ユニット90、151を配置して推進力を与えることができるので、より容易に屈曲部R1での挿入を行うことができる。なお、コントロールユニット6の駆動ユニット制御部40aによって、駆動ユニット90の推進運動及び復帰運動、並びに、駆動ユニット151の推進運動及び復帰運動とのタイミングをずらして、駆動ユニット90、151が交互に推進運動及び復帰運動を行うように設定すれば、常に内視鏡挿入部3に推進力を与えることができる。このため、より効率的に内視鏡挿入部3を挿入させることができるとともに、勾配を有するあるいは鉛直に配設された管路においても重力に対向して推進力を連続的に与えて挿入することができる。
At this time, since there are two drive units for generating a propulsive force, the
なお、挿入開始直後で入口R2付近に位置する場合には、挿入抵抗が小さいので、内視鏡挿入部3及びガイドチューブ152を把持して、直接作業者が押し込むことでも容易に挿入することができる。より詳しくは、駆動ユニット90、151の各推進機構を復帰運動の状態で静止、すなわち、本体カバー内に格納された状態として内視鏡挿入部3及びガイドチューブ152を押し込むことで挿入抵抗を最小限に抑えて挿入していく。そして、壁面R3との周面摩擦や屈曲部R1により押し込むことが不可能になった段階で、動ユニット90、151を駆動させるものとしても良い。
In addition, since the insertion resistance is small when it is located in the vicinity of the entrance R2 immediately after the start of insertion, it can be easily inserted by holding the
そして、図20に示すように、内視鏡挿入部3の先端部3aが観察部位R4近傍まで達した段階で、駆動ユニット151の駆動を停止させる。この際、駆動ユニット151の推進機構151aを、推進運動の状態で停止、すなわち、本体カバー41から側方に張り出して壁面R3を押圧した状態で停止させる。このため、ガイドチューブ152は駆動ユニット151によって管路R内で軸方向Aに固定された状態となる。この状態で、固定金具153を取り外してガイドチューブ152と内視鏡挿入部3との固定を解除するとともに、駆動ユニット90のみを駆動すれば、内視鏡挿入部3は、さらに管路Rの前方Fへ挿入されていく。この際、内視鏡挿入部3は、管路Rの経路に従って湾曲したガイドチューブ152の内部を通過して挿入されていく。このため、内視鏡挿入部3の可撓管部3cが途中の屈曲部R1や壁面R3によって抵抗を受けることなく円滑に挿入させることができ、駆動ユニット90によって内視鏡挿入部3の先端部3aの位置を観察部位R4の位置に微調整することができる。そして、図21に示すように、観察部位R4に近接したところで先端部3aの図示しないCCDによって観察を行う。
Then, as shown in FIG. 20, when the
次に、目的とする観察が完了したら、内視鏡挿入部3及びガイドチューブ152を抜去する。まず、駆動ユニット90がガイドチューブ152の先端部152a付近に達するまで、駆動ユニット90のみを挿入する時と逆方向に駆動させて、内視鏡挿入部3を後退させていく。次に、固定金具153を固定した上で駆動ユニット90、151の両方を、挿入する時と逆方向に駆動することで、内視鏡挿入部3及びガイドチューブ152を抜去することができる。なお、駆動ユニット90、151を復帰運動の状態で静止させて各推進機構が本体カバーに格納された状態で、内視鏡挿入部3及びガイドチューブ152を基端で牽引することによって抜去しても構わない。
Next, when the target observation is completed, the
以上のように、内視鏡挿入部3に直接固定される駆動ユニット90と、ガイドチューブ152を介して固定される駆動ユニット151とを組み合わせることによって、複数の屈曲部R1を有する管路Rにおいても効率良く内視鏡挿入部3を挿入、抜去して、管路R内の観察や作業を行うことができる。なお、本実施形態においては、駆動ユニット90、151の組み合わせについて説明したが、例えば、内視鏡挿入部3に直接固定される駆動ユニット90を複数設けるものとしても良い。この場合でも、内視鏡挿入部3に与えられる推進力を増大させて、同様の効果を期待することができる。
As described above, by combining the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1、150、160 内視鏡装置
3 内視鏡挿入部
40、90、100、151 駆動ユニット
41、92 本体カバー
41d 開口部
42、91 フレーム
5、101 フレーム
50、60、110、120、151a 推進機構
51、61 前部アーム
52、62 後部アーム
53、63 板バネ(当接部材)
70、80、130、140 駆動機構
71、81、131、141 サーボモータ(回転駆動部)
72、82 直動軸
73、74、83、84 揺動部材
132、142 回転リンク部材
133、143 揺動リンク部材
134、144 連接リンク部材
152 ガイドチューブ
A 軸方向
B 後方
F 前方
L 中心軸
P、R 管路
P1R3 壁面
S 側方
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,150,160
70, 80, 130, 140
72, 82
Claims (14)
前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部の外周に取り付けられたフレームと、
該フレームに設けられ、該フレームから前記内視鏡挿入部の径方向外方である側方に当接部材を張り出して前記管路の壁面を押圧した状態で、前記当接部材を前記フレームに対して相対的に前記軸方向の前方から後方へまたは後方から前方へ移動させる推進運動、及び、前記当接部材が前記壁面と離間した状態で、前記当接部材を前記フレームに対して相対的に前記軸方向の後方から前方へまたは前方から後方へ移動させる復帰運動を繰り返す推進機構と、
該推進機構を駆動する駆動機構とを備えることを特徴とする内視鏡装置。 An endoscope insertion portion that is inserted into the duct, and the endoscope is provided in the endoscope insertion portion, and applies a propulsive force in the axial direction of the endoscope insertion portion to the duct; An endoscope apparatus comprising a drive unit that inserts and removes an insertion portion into the duct,
The drive unit includes a frame attached to an outer periphery of the endoscope insertion portion;
The abutting member is provided on the frame and protrudes from the frame to a side that is radially outward of the endoscope insertion portion and presses the wall surface of the conduit, and the abutting member is attached to the frame. A propulsion motion that moves relative to the axial direction from the front to the rear or from the rear to the front, and the contact member is relative to the frame in a state in which the contact member is separated from the wall surface. A propulsion mechanism that repeats a return movement to move from the rear to the front or from the front to the rear in the axial direction;
An endoscope apparatus comprising: a drive mechanism that drives the propulsion mechanism.
前記駆動ユニットの前記推進機構の前記当接部材は、前記推進運動時に、当接した前記壁面に応じて弾性変形可能であることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 1, wherein
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the abutting member of the propulsion mechanism of the drive unit can be elastically deformed according to the abutted wall surface during the propulsion motion.
前記駆動ユニットの前記推進機構は、基端が前記フレームの前端部に軸着され、先端が該フレームに対して前方へ配設された状態から側方へ配設された状態まで、所定角度だけ往復回転可能な前部アームと、
基端が前記フレームの後端部に軸着され、先端が該フレームに対して後方へ配設された状態から側方へ配設された状態まで、所定角度だけ往復回転可能な後部アームとを備え、
前記当接部材は、前端が前記前部アームの前記先端に取り付けられるとともに、後端が前記後部アームの前記先端に取り付けられており、前記前部アームの前記先端と前記後部アームの前記先端との距離に応じて、側方へ弾性的に湾曲可能であることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 2, wherein
The propulsion mechanism of the drive unit has a base end pivotally attached to a front end portion of the frame, and a distal end is disposed at a predetermined angle from a state where the distal end is disposed forward with respect to the frame. A front arm capable of reciprocating rotation;
A rear arm that is pivotally supported by a predetermined angle from a state in which a base end is pivotally attached to a rear end portion of the frame and a front end is disposed rearward with respect to the frame. Prepared,
The contact member has a front end attached to the front end of the front arm and a rear end attached to the front end of the rear arm. The front end of the front arm and the front end of the rear arm An endoscope apparatus characterized in that it can be bent elastically to the side according to the distance.
前記駆動ユニットの前記推進機構の前記当接部材は、前記前部アーム及び前記後部アームのそれぞれの前記先端に回転可能に取り付けられていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 3, wherein
The endoscope apparatus, wherein the contact member of the propulsion mechanism of the drive unit is rotatably attached to the tip of each of the front arm and the rear arm.
前記駆動ユニットの前記駆動機構は、所定の回転範囲で往復回転駆動する回転駆動部と、
前記前部アームの前記基端または前記後部アームの前記基端に取り付けられて、前記前部アームまたは前記後部アームとともに往復回転可能な揺動部材と、
前記回転駆動部の往復回転運動に応じて進退可能で、前記揺動部材を押圧することで、該揺動部材を回転させることが可能な直動軸とを備えることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 3 or 4,
The drive mechanism of the drive unit includes a rotation drive unit that reciprocally rotates in a predetermined rotation range;
An oscillating member attached to the base end of the front arm or the base end of the rear arm and capable of reciprocating rotation with the front arm or the rear arm;
An endoscope comprising: a linear motion shaft that is capable of advancing and retreating in accordance with a reciprocating rotational movement of the rotational drive unit and capable of rotating the rocking member by pressing the rocking member. apparatus.
前記駆動ユニットの前記推進機構は、複数、対をなして設けられており、
対をなした該推進機構の前記前部アーム同士及び前記後部アーム同士は、前記フレームに同軸上で回転可能に軸着されるとともに、前記基端が回転中心よりも該基端側へ延出されており、
前記揺動部材は、前記前部アーム及び前記後部アームのそれぞれに回転可能に取り付けられているとともに、対応する該揺動部材同士も回転可能に取り付けられて、
対をなした前記推進機構の二つの前記前部アーム及び二つの前記後部アームのそれぞれと、対応する二つの前記揺動部材とで、パンタグラフが構成されていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 5, wherein
The propulsion mechanism of the drive unit is provided in a plurality of pairs,
The front arms and the rear arms of the propulsion mechanism that make a pair are pivotally mounted on the frame so as to be coaxially rotatable, and the base end extends to the base end side from the center of rotation. Has been
The swing member is rotatably attached to each of the front arm and the rear arm, and the corresponding swing members are also rotatably attached to each other,
An endoscope apparatus, wherein each of the two front arms and the two rear arms of the propulsion mechanism paired with each other and the corresponding two swing members constitute a pantograph. .
前記駆動ユニットの前記駆動機構は、所定の回転方向に回転駆動、または、所定の回転範囲で往復回転駆動する回転駆動部と、
前記フレームに軸着され、前記回転駆動部によって、所定の回転方向に回転、または、所定の回転範囲で往復回転可能な回転リンク部材と、
前記前部アームの前記基端または前記後部アームの前記基端に取り付けられて、前記前部アームまたは前記後部アームとともに往復回転可能な揺動リンク部材と、
一端が該揺動リンク部材に回転可能に取り付けられるとともに、他端が前記回転リンク部材に回転可能に取り付けられた連接リンク部材とを備え、
前記フレーム、前記回転リンク部材、前記揺動リンク部材、及び前記連接リング部材で四リンク列が構成されていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 3 or 4,
The drive mechanism of the drive unit is rotationally driven in a predetermined rotational direction, or rotationally driven in a reciprocating rotational manner within a predetermined rotational range;
A rotation link member pivotally attached to the frame and capable of rotating in a predetermined rotation direction or reciprocatingly rotated within a predetermined rotation range by the rotation drive unit;
A swing link member attached to the base end of the front arm or the base end of the rear arm and reciprocally rotatable with the front arm or the rear arm;
One end is rotatably attached to the swing link member, and the other end is provided with a connecting link member rotatably attached to the rotary link member,
An endoscope apparatus, wherein the frame, the rotation link member, the swing link member, and the connecting ring member form a four-link row.
前記駆動ユニットの前記駆動機構の前記回転駆動部は、電動モータであることを特徴とする内視鏡装置。 In the endoscope apparatus according to claim 5-7,
The endoscope apparatus, wherein the rotation driving unit of the driving mechanism of the driving unit is an electric motor.
前記電動モータは、回転速度、回転範囲を自在に設定して往復回転可能なサーボモータであることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 8, wherein
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the electric motor is a servo motor capable of reciprocating rotation by freely setting a rotation speed and a rotation range.
前記駆動ユニットは、前記フレームと前記駆動機構とを内部に格納するとともに、前記推進機構が張り出し可能な開口部が形成された本体カバーを備え、
前記駆動ユニットの前記推進機構は、前記復帰運動時には前記本体カバーに格納されているとともに、前記推進運動時には前記本体カバーの前記開口部から前記当接部材を張り出し、前記壁面を押圧することが可能であることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The drive unit includes a main body cover in which the frame and the drive mechanism are housed, and an opening through which the propulsion mechanism can project is formed.
The propulsion mechanism of the drive unit is stored in the main body cover during the return movement, and can protrude the contact member from the opening of the main body cover and press the wall surface during the propulsion movement. An endoscopic device characterized by the above.
前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The endoscope apparatus, wherein the drive unit is detachably attached to the endoscope insertion portion.
前記駆動ユニットは、前記内視鏡挿入部に複数取り付けられていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 11,
An endoscope apparatus, wherein a plurality of the drive units are attached to the endoscope insertion portion.
可撓性を有する略管状で、内部に前記内視鏡挿入部を進退可能に挿通させるとともに、基端部において該内視鏡挿入部に対して着脱可能なガイドチューブを備え、
前記駆動ユニットは、該ガイドチューブの先端部に固定されて、該ガイドチューブを介して前記内視鏡挿入部に取り付けられていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 11,
It is a substantially tubular tube having flexibility, and has a guide tube that is detachably inserted into the endoscope insertion portion at the proximal end portion, and is inserted into the endoscope insertion portion so as to advance and retreat.
An endoscope apparatus, wherein the drive unit is fixed to a distal end portion of the guide tube and attached to the endoscope insertion portion via the guide tube.
前記ガイドチューブより先端側には、さらに、少なくとも1つ以上の他の前記駆動ユニットが前記内視鏡挿入部に直接固定されていることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 13,
An endoscope apparatus characterized in that at least one or more other drive units are directly fixed to the endoscope insertion portion at the distal end side of the guide tube.
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