JP5246687B2 - 管内自走装置 - Google Patents
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Description
ところで、内視鏡の操作は、通常、左手で上記ケーブルの基端側に設けられた操作桿を操作して上記ケーブルの屈曲方向を操作しながら、右手で上記ケーブルを体腔内へ押し込むようにしている。しかしながら、腸内は屈曲や弛みなどが多いため、上記ケーブルを体腔の深部まで挿入する作業は熟練を要していた。
そこで、上記内視鏡の先端部に、上記ケーブルを推進させる推進補助手段を設けて、上記ケーブルを腸管等の体腔の深部までスムースに挿入する方法が提案されている。図14はその一例を示す図で、この管内自走装置50は、内視鏡の挿入用ケーブル51の先端側に、前部バルーン52と、弾性チューブ53aとこの弾性チューブ53aの外周を覆う規制用筒体53bとから成る進退駆動用弾性体53と、後部バルーン54と、上記進退駆動用弾性体53の外周側に設けられたスプリング55を備えた推進補助手段56を装着したものである。挿入用ケーブル51を、例えば、大腸1の腔内で前進させるときには、図15(a)に示すように、上記挿入用ケーブル51を、大腸1の腔内に押し込み、次に、進退駆動用弾性体53が伸長した状態で前部バルーン52に空気を送り込んでこの前部バルーン52のみを膨張させて上記挿入用ケーブル51を上記大腸1の腔内に固定する。その後、図15(b)に示すように、上記進退駆動用弾性体53の弾性チューブ53aの内部53n(図14参照)に空気を送り込んで、上記進退駆動用弾性体53を径膨張させるとともに軸方向に収縮させて、上記後部バルーン54を引き寄せる。次いで、図15(c)に示すように、上記後部バルーン54に空気を送り込んで後部バルーン54を膨張させるとともに、上記前部バルーン52と上記弾性チューブ53aとから空気を排出し、上記後部バルーン54で上記挿入用ケーブル51を大腸1の腔内に固定する。このとき、上記前部バルーン52と上記進退駆動用弾性体53とは、図示しないスプリングの弾性復元作用により大腸1の奥側に押し込まれるので、上記推進補助手段56の装着された挿入用ケーブル51を大腸1の奥側に挿入することができる(例えば、特許文献1参照)。
一方、図17に示すような、体腔の屈曲や弛みを取って内視鏡の挿入用ケーブル51を体腔内へ挿入し易くするための挿入補助手段70を備えた構成の内視鏡が提案されている(例えば、特許文献3参照)。この挿入補助手段70は、挿入用ケーブル51の外周部に、圧縮空気の給排により膨張・収縮する複数本の変動チューブ71〜74を取り付けるとともに、これらの変動チューブ71〜74を覆う外皮75を設け、上記変動チューブ71〜74のそれぞれに給排する圧縮空気の量を制御して、上記外皮75に挿入用ケーブル51の先端側から基端側に進行する進行波を発生させる。そして、この進行波によって、体腔内の襞を後方に送りながら、別途設けた図示しないケーブル挿入機構を用いて上記挿入用ケーブル51を体腔内に押し込むようにしたものである。これにより、大腸のS字結腸のような屈曲の大きな箇所を直線化できるので、上記挿入用ケーブル51を体腔内にスムースに押し込むことができる。
また、上記特許文献2に記載の推進補助手段60を用いる方法では、引っ掛かりとなる腸壁突部1bの形状や分布も一様ではないので、大腸1の蠕動運動のタイミングに合わせて膨張させるにはかなり精度の高い制御を行わない限り、挿入用ケーブル51を大腸1内にスムースに押し込むことは困難である。
一方、上記特許文献3に記載の挿入補助手段70は、体腔の屈曲や弛みを取ることは可能であるが、外皮75はその両端部が挿入用ケーブル51に固定されて変形する構成となっていることから、上記挿入用ケーブル51を進退させてはいない。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の管内自走装置であって、上記流体給排路が、一端が流体給排装置に連結され、他端が上記空間に開口する可撓性のチューブであることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の管内自走装置であって、第1の連結部材には上記空間に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に突設された複数の突起部とが設けられ、上記第2の連結部材には、複数の上記貫通孔に対応して形成され、上記空間に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に形成され、上記複数の突起部が挿入される複数の挿入孔とが設けられ、上記第1の連結部材に設けられた複数の貫通孔のうち、いずれかの貫通孔を封止し、上記封止された貫通孔以外の貫通孔と、当該貫通孔に対応する上記第2の連結部材の貫通孔とを上記チューブで連結し、上記封止された貫通孔に対応する上記第2の連結部材の貫通孔から上記空間に流体を供給することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、上記第1の連結部材には、複数設けられた上記空隙部の一端に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に突設された複数の突起部とが設けられ、上記第2の連結部材には、上記複数の貫通孔に対応して形成され、上記空隙部の他端に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に形成されて上記複数の突起部が挿入される複数の挿入孔とが設けられ、上記第1の連結部材に設けられた複数の貫通孔のうち、いずれかの貫通孔を封止し、当該封止された貫通孔と対応する空隙部から上記空間に流体を供給することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の管内自走装置であって、上記弾性膨張体は、弾性体から成る筒状体と、この筒状体の内部に、上記筒状体の軸方向に沿って延長するように配置された複数の繊維とを備えていることを特徴とする。
このとき、上記流体給排路を、一端が流体給排装置に連結され、他端が上記空間に開口する可撓性のチューブとすれば、簡単な構成で上記空間内に流体を供給したり、上記空間から流体を排出することができる。
また、第1の連結部材には上記空間に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に突設された複数の突起部とが設けられ、上記第2の連結部材には、複数の上記貫通孔に対応して形成され、上記空間に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に形成され、上記複数の突起部が挿入される複数の挿入孔とが設けられ、上記第1の連結部材に設けられた複数の貫通孔のうち、いずれかの貫通孔を封止し、上記封止された貫通孔以外の貫通孔と、当該貫通孔に対応する上記第2の連結部材の貫通孔とを上記チューブで連結し、上記封止された貫通孔に対応する上記第2の連結部材の貫通孔から上記空間に流体を供給すれば、連結する筒状伸縮体として同一の筒状伸縮体を使用できるので、上記推進手段の生産効率を向上させることができる。
また、上記第1の連結部材には、複数設けられた上記空隙部の一端に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に突設された複数の突起部とが設けられ、上記第2の連結部材には、上記複数の貫通孔に対応して形成され、上記空隙部の他端に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に形成されて上記複数の突起部が挿入される複数の挿入孔とが設けられ、上記第1の連結部材に設けられた複数の貫通孔のうち、いずれかの貫通孔を封止し、当該封止された貫通孔と対応する空隙部から上記空間に流体を供給するようにしても、筒状伸縮体を共通化できるので、上記推進手段の生産効率を向上させることができる。
また、上記弾性膨張体として、弾性体から成る筒状体と、この筒状体の内部に、上記筒状体の軸方向に沿って延長するように配置された複数の繊維とを備えた弾性膨張体を用いれば、上記弾性膨張体の軸方向への伸びを確実に規制できるので、上記弾性膨張体を効率良く膨張させることができる。
図1は、本発明の最良の形態に係る内視鏡10の概要を示す図である。
内視鏡10は、先端11aに撮影装置11mと照明装置11nとが配設されて、大腸などの体腔内に挿入される可撓性の挿入用ケーブル11と、この挿入用ケーブル11内に取付けられて上記挿入用ケーブル11の先端11aを屈曲させたり上記挿入用ケーブル11を体腔内へ押し込んだりするための図示しない屈曲推進機構と、この屈曲推進機構を制御する推進・屈曲制御部12と、挿入用ケーブル11の先端11aの屈曲方向を入力するための操作桿13aと上記挿入用ケーブル11の前進・後退・停止の指示を入力するための推進ボタン13bとが設けられた操作部13と、上記挿入用ケーブル11の先端11aよりも所定距離だけ離れた位置に装着されたケーブル推進手段14と、コンプレッサ15と、レギュレータ16と、エアチューブ17a〜17dと、空気制御弁18と、推進制御手段19とを備えている。以下、上記コンプレッサ15側を上流側、上記挿入用ケーブル11の先端11a側を下流側とする。
本例のケーブル推進手段14は、軸方向に連結された、加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する4個の筒状の伸縮体(以下、伸縮ユニットという)20a〜20dと、最下流の伸縮ユニット20aの下流側に取り付けられる装着用部材26と、最上流の伸縮ユニット20dの上流側に取り付けられるエアチューブ差し込み部材27とを備えている。
上記4個の伸縮ユニット20a〜20dには、上記コンプレッサ15から、上記エアチューブ17a〜17d及び上記エアチューブ差し込み部材27を介して、圧縮空気がそれぞれ供給される。上記レギュレータ16は上記圧縮空気の圧力を規定する。上記空気制御弁18は、上記エアチューブ17a〜17dと上記レギュレータ16との間に設けられた供給弁18aと開放弁18bとを備え、上記各伸縮ユニット20a〜20dへの空気の給排を制御する。推進制御手段19は、上記内視鏡10の挿入用ケーブル11の推進・屈曲運動に連動して、上記空気制御弁18を制御して上記ケーブル推進手段14の蠕動運動を制御する。
各図において、21はベローズ、22は弾性膨張体、23は連結チューブ、24,25は連結部材、28は空気室である。以下、挿入用ケーブル11の先端11a側(下流側)に設けられている連結部材24を第1の連結部材、挿入用ケーブル11の基端側(上流側)に設けられている連結部材25を第2の連結部材という。
ベローズ21は蛇腹構造を有する略円筒状の伸縮部材で、軸方向に伸縮する。このベローズ21の内側の空間21Sに上記内視鏡10の挿入用ケーブル11が挿入される。
弾性膨張体22は、上記ベローズ21の径方向外側に、上記ベローズ21と所定の距離離れて、上記ベローズ21を取り囲むように配置される筒状の膨張部材で、図3(a),(b)に示すように、弾性体から成る筒状体22aと、この筒状体22aの内部に上記筒状体22aの軸方向に沿って延長するように配置された複数の繊維22bとを備えている。上記繊維は繊維の延長方向である上記筒状体22aの軸方向には殆ど伸縮しないので、上記筒状体22aの内部に空気などの流体を充填して膨張させれば、上記弾性膨張体22は、径方向には膨張し軸方向には収縮する。本例では、上記弾性膨張体22と上記ベローズ21とを同軸に配置している。
上記筒状体22aを構成する材料としては、シリコーンゴムなどの合成ゴムあるいは天然ラテックスゴムなどの天然ゴムが挙げられる。また、上記繊維22bとしては、例えば、グラスロービング繊維やカーボンロービング繊維等が好適に用いられる。
上記第1の連結部材24の上記空気室28と反対側の周上には、複数の円筒状の突起部24aが互いに所定の角度を隔てて突設されている。一方、上記第2の連結部材25の上記空気室28と反対側の周上の上記各突起部24aに対向する位置には、上記複数の突起部24aのそれぞれが挿入される複数の挿入孔25aが互いに所定の角度を隔てて突設されている。
また、上記第1及び第2の連結部材24,25にはそれぞれ貫通孔24b,25bが設けられている。本例では、上記第1の連結部材24の貫通孔24bを、一端が上記突起部24aの先端に開口する、上記第1の連結部材24の厚み方向に貫通して、上記空気室28に連通する貫通孔とするとともに、上記第2の連結部材25の貫通孔25bを、一端が上記挿入孔25aの底部に開口する、上記第2の連結部材25の厚み方向に貫通して、上記空気室28に連通する貫通孔とした。
上記ケーブル推進手段14を構成する筒状の伸縮ユニット20の数が4つであるので、上記上流側に位置する第2の連結部材25に形成する貫通孔25bの数も4つでよいが、本例では、図2に示すように、伸縮ユニット20に汎用性を持たせるため、上記貫通孔24bを6個形成し、そのうちの4個を使用するようにしている。一方、上記下流側に位置する第1の連結部材24にも6個の貫通孔24bが形成されているが、そのうちの1個は封止しているので、実際に機能する貫通孔24bの数は、上記貫通孔24bの数よりも1個少ない5個である。なお、上記第1の連結部材24の貫通孔24bを、初めから5個としてもよい。
具体的には、図4に示すように、上記第2の連結部材25の6個の貫通孔25bのうち、同図の下側にある貫通孔を貫通孔250、以下、反時計回りに、貫通孔251,252,253,254,255とし、上記第1の連結部材24の6個の貫通孔24bのうち、同図の下側にある封止されている貫通孔を貫通孔240、以下、反時計回りに、貫通孔241,242,243,244,245とすると、貫通孔251と貫通孔241、貫通孔252と貫通孔242、貫通孔253と貫通孔243、貫通孔254と貫通孔244、貫通孔255と貫通孔245とがそれぞれ上記連結チューブ23で連結され、上記貫通孔250のみが図示しない空気室28内に開口する。なお、図4では、図を簡明にするため、ベローズ21、弾性膨張体22、及び、空気室28については省略した。
装着用部材26は、図5(a)に示すように、最下流に位置する伸縮ユニット20aの第1の連結部材24に取付けられる、上記挿入用ケーブル11の外形とほぼ同じ内径を有する円筒状の部材で、その内周面には、ゴム製のOリングRの外周側を挿入するためのOリング挿入溝26aが設けられている。また、上記装着用部材26の上記第1の連結部材24側の周上には、上記第1の連結部材24の突起部24aが挿入される挿入孔26bが設けられている。
エアチューブ差し込み部材27は、図5(b)に示すように、最上流に位置する伸縮ユニット20dの第2の連結部材25に取付けられる、上記挿入用ケーブル11の外径より大きな内径を有する円筒状の部材で、このエアチューブ差し込み部材27の上記第2の連結部材25とは反対側の周上には、上記挿入用ケーブル11の基端側に突出して、上記コンプレッサ15からの空気を供給するエアチューブ17a〜17dを取り付けるためのチューブ差し込み部27aが形成され、上記第2の連結部材25側の周上には、上記第2の連結部材25側に突出して、上記第2の連結部材25の挿入孔25aに挿入される複数の突起部27bが互いに所定の角度を隔てて突設されている。また、上記チューブ差し込み部27aには、上記エアチューブ17a〜17d側と上記突起部27bとにそれぞれ開口し、上記第2の連結部材25の各貫通孔25bに連通する貫通孔27cが形成されている。
なお、上記貫通孔27cのうち、エアチューブ17a〜17dが連結されないチューブ差し込み部27aに設けられている貫通孔は封止されている。
図6に示すように、上流側に位置する伸縮ユニットを伸縮ユニット20Pとし、下流側に位置する伸縮ユニットを20Qとする。上記伸縮ユニット20P,20Qを連結する際には、下流側に位置する伸縮ユニット20Qを、上流側に位置する伸縮ユニット20Pに対して、当該ユニット20Qの軸方向に60°だけ回転させた状態で、上記上流側の伸縮ユニット20Pの第2の連結部材25に設けられた挿入孔25aに、下流側の伸縮ユニット20Qの第1の連結部材24に設けられた突起部24aを挿入して連結する。
このとき、上記挿入孔25aの径を上記突起部24aの径よりも若干小さめにして、上記第1の連結部材24と上記第2の連結部材25とを嵌合させてもよいが、上記第2の連結部材25の側面にピン穴を設け、このピン穴にピンを打ち込んで上記第1の連結部材24と上記第2の連結部材25とを連結するなどして、上記第1の連結部材24と上記第2の連結部材25とを着脱可能に連結してもよい。
なお、上記回転角θは、上記第2の連結部材25の互いに隣接する貫通孔25b,25bの成す角で、上記貫通孔25bがN個のときには、上記回転角θは、θ=360°/Nとなる。
上流側の伸縮ユニット20Pと下流側の伸縮ユニット20Qとを上記のように連結すると、上記伸縮ユニット20Pの貫通孔240は封止されているので、上記伸縮ユニット20Qの貫通孔255に連結されている連結チューブ23には圧縮空気が流れない。
一方、上記伸縮ユニット20Pの貫通孔241は、上記伸縮ユニット20Qの連結チューブ23が繋がっていない貫通孔250に連結されるので、上記貫通孔241に連結されている連結チューブ23がエアチューブ17a〜17dのいずれかに連通していれば、上記貫通孔250から上記伸縮ユニット20Qに圧縮空気が供給される。
また、上記伸縮ユニット20Pの貫通孔242は、上記伸縮ユニット20Qの連結チューブ23の繋がっている貫通孔251に連結されているので、上記貫通孔242に連結されている連結チューブ23がエアチューブ17a〜17dのいずれかに連通していれば、圧縮空気は上記連結チューブ23を介して、伸縮ユニット20Qの貫通孔241まで到達する。なお、上記貫通孔242に連結されている連結チューブ23がエアチューブ17a〜17dのいずれかに連通していない場合には、上記連結チューブ23は圧縮空気が供給されない連結チューブとなる。
上記伸縮ユニット20Pの他の貫通孔243〜貫通孔245の場合も、上記貫通孔242の場合と同様である。
最上流側の伸縮ユニット20dの第2の連結部材25に形成されている貫通孔250〜253には、エアチューブ差し込み部材27の貫通孔27cを介して、エアチューブ17d〜17aがそれぞれ連通している。一方、貫通孔254,255は封止されている。また、上記第2の連結部材25の貫通孔251〜255と当該伸縮ユニット20dの第1の連結部材24の貫通孔241〜245とは、それぞれ、連結チューブ23により連通している。
したがって、上記エアチューブ17dから供給される圧縮空気は、上記貫通孔250から当該伸縮ユニット20d内へ導入される。一方、上記エアチューブ17c,17b,17aから供給される圧縮空気は、上記貫通孔251〜253から、連結チューブ23を介して、上記貫通孔241〜243にそれぞれ到達する。
上記伸縮ユニット20dの下流側の伸縮ユニット20cは、上記伸縮ユニット20dに対して、当該伸縮ユニット20cの軸方向に60°だけ回転させた状態で、上記伸縮ユニット20dに連結されている。ここで、上記伸縮ユニット20dの貫通孔240は封止されており、貫通孔244,245に連結されている連結チューブ23には圧縮空気が導入されていないので封止されていると同じである。すなわち、下流側の伸縮ユニット20cの第2の連結部材25に形成されている貫通孔250〜255のうち、上記伸縮ユニット20dの封止されていない貫通孔241〜243に連通する貫通孔は、貫通孔250〜252である。上記エアチューブ17cから供給される圧縮空気は、上記貫通孔241に連通する貫通孔250から当該伸縮ユニット20c内へ導入される。一方、上記エアチューブ17b,17aから供給される圧縮空気は、上記貫通孔251,252から、連結チューブ23を介して、当該伸縮ユニット20cの貫通孔241,242にそれぞれ到達する。
上記伸縮ユニット20cの下流側の伸縮ユニット20bも、上記伸縮ユニット20cに対して、当該伸縮ユニット20bの軸方向に60°だけ回転させた状態で、上記伸縮ユニット20cに連結されている。したがって、上記伸縮ユニット20cの場合と同様に、上記伸縮ユニット20bの第2の連結部材25に形成されている貫通孔250〜255のうち、上記伸縮ユニット20cの封止されていない貫通孔241,242に連通する貫通孔は、貫通孔250,251であるので、上記エアチューブ17bから供給される圧縮空気は、上記貫通孔241に連通する貫通孔250から当該伸縮ユニット20b内へ導入される。一方、上記エアチューブ17aから供給される圧縮空気は、上記貫通孔251から、連結チューブ23を介して、当該伸縮ユニット20bの貫通孔241に到達する。
最下流の伸縮ユニット20aも、上記伸縮ユニット20bに対して、当該伸縮ユニット20aの軸方向に60°だけ回転させた状態で、上記伸縮ユニット20bに連結されている。したがって、上記伸縮ユニット20bの場合と同様に、上記伸縮ユニット20bの第2の連結部材25に形成されている貫通孔250〜255のうち、上記伸縮ユニット20bの封止されていない貫通孔241に連通する貫通孔は、貫通孔250のみである。したがって、上記エアチューブ17aから供給される圧縮空気は、上記貫通孔241に連通する貫通孔250から当該伸縮ユニット20b内へ導入される。
このように、伸縮ユニット20a〜20dとして同一構成の伸縮ユニット20を用いるとともに、下流側の伸縮ユニット20Qを上流側の伸縮ユニット20Pに対して、当該伸縮ユニット20Qの軸方向に60°だけ回転させた状態で、上記伸縮ユニット20Pに連結するようにすれば、上記伸縮ユニット20a〜20dの各空気室28に、それぞれ独立に圧縮空気を送ることができる。
はじめに、図1に示す、圧縮空気を供給するコンプレッサ15を稼働させるとともに、レギュレータ16を操作して、上記コンプレッサ15の供給する圧縮空気の圧力を所定の圧力に設定する。ここで、伸縮させる伸縮ユニットを最下流の伸縮ユニット20aとする。推進制御手段19は空気制御弁18を制御して、上記伸縮ユニット20aの空気室28に圧縮空気を送り込むためのエアチューブ17aに連結されている開放弁18bを閉じるとともに、供給弁18aを開放する。これにより、上記エアチューブ17aが連結された最上流の伸縮ユニット20dの上流側に取り付けられたエアチューブ差し込み部材27に設けられた貫通孔27cから、上流側の伸縮ユニット20b〜20d内の連結チューブ23及び当該伸縮ユニット20aの第2の連結部材25の貫通孔25b(詳細には、貫通孔250)を介して、上記伸縮ユニット20aの空気室28に圧縮空気が送り込まれる。
上記伸縮ユニット20aの弾性膨張体22は、弾性体から成る筒状体22aの内部に上記筒状体22aの軸方向の伸縮を規制する繊維22bが内包されているので、空気室28に圧縮空気が送り込まれると、図8の左側の図にあるように円筒状であった弾性膨張体22は、同図の右側の図に示すように、当該伸縮ユニット20aの径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する。この弾性膨張体22の軸方向の収縮に伴って、蛇腹構造を有するベローズ21も上記軸方向に収縮する。上記伸縮ユニット20aは、当該伸縮ユニット20aの下流側に取付けられた装着用部材26を介して、内視鏡10の挿入用ケーブル11に固定されているので、上記弾性膨張体22と上記ベローズ21の軸方向の収縮に伴って、上記伸縮ユニット20aは上記装着用部材26側に引き寄せられる。なお、上記ベローズ21は蛇腹構造を有しているので、肉厚が極端に薄い場合を除いて、上記圧縮空気の導入によって、径方向に変形させられることはない。
上記伸縮ユニット20aを元の状態に戻すには、上記空気制御弁18を制御して、上記供給弁18aを閉じるとともに、上記開放弁18bを開放すればよい。これにより、上記伸縮ユニット20aの空気室28内は大気圧に戻るので、上記伸縮ユニット20aは、図8の左側の図に示すように、元の状態に戻る。
他の伸縮ユニット20b〜20dについても、圧縮空気の通路の違いはあるが、上記伸縮ユニット20aと同様の動作を行う。なお、他の伸縮ユニット20b〜20dは、直接には、内視鏡10の挿入用ケーブル11には固定されてはいないが、上記伸縮ユニット20aが、上記装着用部材26を介して、上記挿入用ケーブル11には固定されているので、弾性膨張体22の膨張時には、それぞれの第2の連結部材25が第1の連結部材24の方向に引き寄せられるようにして収縮する。
図9(a)は初期状態(静止状態)で、同図の矢印の方向が進行方向で、進行方向側を下流、その反対側を上流側とする。この状態では、ケーブル推進手段14の最下流の伸縮ユニット20aと最上流の伸縮ユニット20dとが膨張している。
上記空気制御弁18を制御し、図9(b)に示すように、上記伸縮ユニット20dを元の状態に戻すとともに、最下流の伸縮ユニット20aに隣接する伸縮ユニット20bを膨張させる。この状態では、上記伸縮ユニット20dが軸方向に伸長し、上記伸縮ユニット20bが軸方向に収縮しただけなので、挿入用ケーブル11はまだ静止状態にある。
この状態から、図9(c)に示すように、上記伸縮ユニット20aを元の状態に戻すとともに、上記伸縮ユニット20bに隣接する伸縮ユニット20cを膨張させる。上記最下流の伸縮ユニット20aの下流側は挿入用ケーブル11に固定されており、他の伸縮ユニット20b〜20dは上記挿入用ケーブル11に対してフリーな状態になっているので、上記伸縮ユニット20aが軸方へ伸長しようとする動作は、上記挿入用ケーブル11を前進させる動作に変換され、上記挿入用ケーブル11は前進する。
次に、図9(d)に示すように、上記伸縮ユニット20bを元の状態に戻すとともに、上記伸縮ユニット20cに隣接する最下流の伸縮ユニット20dを膨張させると、上記伸縮ユニット20bが元の状態に戻って軸方向に伸長する。これにより、上記挿入用ケーブル11が進行方向に更に前進する。その理由は、上記図9(c)の場合と同様である。
更に、図9(e)に示すように、上記伸縮ユニット20cを元の状態に戻すとともに、最下流の伸縮ユニット20aを膨張させる。この状態では、上記伸縮ユニット30cが軸方向に伸長しても、上記伸縮ユニット20aが軸方向に収縮するので、上記挿入用ケーブル11は前進しない。すなわち、図9(e)の状態は、上記図9(a)の状態、すなわち、初期状態と同じである。
したがって、推進制御手段19により、各伸縮ユニット20a〜20dが、上記図9(a)〜上記図9(d)の状態を繰り返すように、上記空気制御弁18を制御すれば、上記挿入用ケーブル11をスムースに前進させることができる。
なお、上記挿入用ケーブル11を後退させるには、上記図9(e)の状態を初期状態として、上記図9(e)〜上記図9(b)の状態を繰り返せばよい。
このような運動を、以下、蠕動運動という。
図10(a)は大腸1の概略を示す図である。同図において、2は肛門3に直結する直腸、4はS字結腸、5は下行結腸、6は横行結腸、7は上行結腸で、内視鏡10は肛門3から大腸内に挿入される。直腸2は比較的直線に近い形状であるので、医師もしくは検査員が、図1に示した、操作部13の推進ボタン13bを操作して内視鏡10の挿入用ケーブル11を推進させれば、上記挿入用ケーブル11はS字結腸4の直腸2側まではスムースに挿入できる。
上記挿入用ケーブル11の先端11aがS字結腸4まで到達すると、上記S字結腸4は大きく屈曲しているので、医師もしくは検査員は、操作部13の操作桿13aを操作して、上記挿入用ケーブル11の推進方向を変えながら、推進ボタン13bを操作して内視鏡10の挿入用ケーブル11を推進させる必要があるが、本発明の内視鏡10は、挿入用ケーブル11にケーブル推進手段14が装着されているので、上記S字結腸4内では、上記ケーブル推進手段14を稼働させて上記挿入用ケーブル11を推進させることができる。すなわち、上記ケーブル推進手段14は、蠕動運動しながら上記挿入用ケーブル11を前進させることができるので、医師もしくは検査員は、推進ボタン13bの操作を必要としない。したがって、挿入用ケーブル11を上記ケーブル推進手段14により前進させるようすれば、医師もしくは検査員は、操作桿13aのみを操作して挿入用ケーブル11の曲げの操作に集中することができる。
本例では、図10(a)に示すように、挿入用ケーブル11の先端11aがS字結腸4まで到達した時点で、上記挿入用ケーブル11の上記ケーブル推進手段14の後方に予め固定しておいた係止用膨張体8を膨張させて、上記挿入用ケーブル11を肛門3の近傍で係止し、この状態でケーブル推進手段14を稼働させる。上記ケーブル推進手段14は、単に、上記挿入用ケーブル11を前進させるだけでなく、上記図9(a)〜(d)図に示すように、膨張する伸縮ユニット20が下流側の伸縮ユニット20aから順に上流側に移動する。このとき、膨張した伸縮ユニット20がそれぞれS字結腸4の内壁に接触しているので、上記ケーブル推進手段14の外周面には、上記挿入用ケーブル11の先端側から基端側に進行する進行波が発生する。これにより、S字結腸4を、その屈曲や弛みとりながら直腸2側に引き寄せることができる。その後、図10(b)に示すように、上記係止用膨張体8を収縮させると、上記ケーブル推進手段14は、上記挿入用ケーブル11を蠕動運動させて、上記屈曲や弛みがとり除かれたS字結腸4の奥方向に推進させるようにすれば、上記挿入用ケーブル11をS字結腸4の奥までスムースに押し込むことができる。
上記挿入用ケーブル11を上記下行結腸5と上行結腸7との間に位置する、屈曲や弛みの大きい横行結腸6内に押し込むときにも、上記ケーブル推進手段14を稼働させれば、上記挿入用ケーブル11を横行結腸6の下行結腸5側から上行結腸7側にスムースに押し込むことができる。
なお、上記挿入用ケーブル11を上記下行結腸5や上行結腸7内に押し込む場合にも、上記ケーブル推進手段14を用いて上記挿入用ケーブル11を推進してもよいが、上記下行結腸5や上行結腸7は比較的直線に近い形状なので、操作桿13aはそれほど動かす必要がない。したがって、操作部13の推進ボタン13bを操作して内視鏡10の挿入用ケーブル11を推進させる方が効率がよい。
このとき、上記弾性膨張体22を、弾性体から成る筒状体22aと、この筒状体22aの内部に、上記筒状体22aの軸方向に沿って延長するように配置された複数の繊維22bとを備えた弾性膨張体22としたので、上記弾性膨張体22を効率良く径方向に膨張させることができるとともに軸方向に収縮させることができる。
また、上記例では、ケーブル推進手段14を備えた内視鏡10について説明したが、既成の内視鏡の挿入用ケーブルに本発明のケーブル推進手段14を装着することも可能である。この場合には、上記ケーブル推進手段14を制御する推進制御手段19を既成の内視鏡の挿入用ケーブル推進・屈曲を制御する操作部とは別体に設ければよい。
また、上記例では、ケーブル推進手段14を径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する4個の筒状の伸縮ユニット20(20a〜20d)を軸方向に連結して構成したが、筒状の伸縮ユニット20の個数については、5個以上であってもよいし、3個でもよく、挿入する管の性状や装着するケーブルにより、適宜設定すればよい。
また、上記例では、挿入用ケーブル11を肛門近傍で係止させるため、別途、係止用膨張体8を設けたが、ケーブル推進手段14を構成する伸縮ユニット20の数を増やし、最上流側の肛門近傍に位置する伸縮ユニットを上記伸縮ユニット20a〜20dの膨張収縮とは別に膨張させ、上記挿入用ケーブル11を肛門近傍で係止させるようにしてもよい。
また、上記例では、第1の連結部材24の突起部24aに貫通孔24bを設け、第2の連結部材25の挿入孔25aに貫通孔25bを設けたが、上記貫通孔24b,25bを上記突起部24a及び挿入孔25aとは、別に設けてもよい。また、突起部24a及び挿入孔25aの個数と貫通孔24b,25bの個数とは異なっていてもよい。このとき、上記貫通孔24b,25bの個数は上記ケーブル推進手段14を構成する筒状の伸縮ユニット20の数と等しいかそれよりも多くする必要があることはいうまでもない。
具体的には、第2の連結部材25Zは上記第2の連結部材25と同一構成で、同図の下側にある貫通孔を貫通孔250、以下、反時計回りに、貫通孔251,252,253,254,255が形成されている。一方、第1の連結部材24Zの6個の貫通孔24bのうち、下側にある貫通孔240は封止されておらず、この貫通孔240から反時計回りに、貫通孔251,252,253,254,255としたときに、上記貫通孔240の手前の貫通孔255が封止されている。そして、連結チューブ23は、貫通孔251と貫通孔240、貫通孔252と貫通孔241、貫通孔253と貫通孔242、貫通孔254と貫通孔243、貫通孔255と貫通孔244とがそれぞれ上記連結チューブ23で連結され、上記貫通孔250のみが図示しない空気室28内に開口する。
これにより、上記貫通孔250からは、当該伸縮ユニット20Zの図示しない空気室28に圧縮空気が導入され、他の貫通孔251〜255に圧縮空気が導入された場合には、上記圧縮空気は、連結チューブ23および貫通孔240〜244を介して、貫通孔251〜255から下流側の伸縮ユニット20(図示せず)に導入される。すなわち、上記伸縮ユニット20Zでは、1個の貫通孔250のみが図示しない空気室28に開口し、他の貫通孔251〜255は下流側の伸縮ユニット20の図示しない空気室28に連通する。
図12(a),(b)は、上記構成の伸縮ユニット20Zから成る伸縮ユニット20a〜20dを連結したときの、圧縮空気の流れを模式的に示した疑似展開図で、エアチューブ17d〜17aの接続状態は、上記図7の場合と同じである。
エアチューブ17dから供給される圧縮空気は、上記貫通孔250から当該伸縮ユニット20d内へ導入される。一方、上記エアチューブ17c,17b,17aから供給される圧縮空気は、上記貫通孔251〜253から、連結チューブ23を介して、上記貫通孔240〜242にそれぞれ到達する。
上記貫通孔240〜242と、上記伸縮ユニット20dの下流側の伸縮ユニット20cの貫通孔250〜252とは連通しているので、エアチューブ17cから供給される圧縮空気は、上記貫通孔240に連通する貫通孔250から当該伸縮ユニット20c内へ導入される。一方、エアチューブ17b,17aから供給される圧縮空気は、貫通孔251,252からそれぞれ連結チューブ23を介して、当該伸縮ユニット20cの貫通孔240,241にそれぞれ到達する。
上記貫通孔240,241と、上記伸縮ユニット20cの下流側の伸縮ユニット20bの貫通孔250,251とは連通しているので、エアチューブ17bから供給される圧縮空気は、上記貫通孔240に連通する貫通孔250から当該伸縮ユニット20b内へ導入される。一方、エアチューブ17aから供給される圧縮空気は、貫通孔251から連結チューブ23を介して、当該伸縮ユニット20bの貫通孔240に到達する。
上記伸縮ユニット20bの貫通孔240と、最下流側の伸縮ユニット20aの貫通孔250とは連通しているので、エアチューブ17aから供給される圧縮空気は、上記貫通孔240に連通する貫通孔250から当該伸縮ユニット20a内へ導入される。
このように、伸縮ユニット20a〜20dとして同一構成の伸縮ユニット20Zを用いれば、隣接する伸縮ユニット20同士を回転させることなく、上記伸縮ユニット20a〜20dの各空気室28に、それぞれ独立に圧縮空気を送ることができる。
なお、伸縮ユニット20の貫通孔24b,25b及び連結チューブ23のうち、使用していないものを省略してもよい。この場合には、部品点数は少なくて済むが、伸縮ユニット20の汎用性は低下するので、図2に示した伸縮ユニット20、もしくは、図11に示した伸縮ユニット20Zを用いることが好ましい。
図13(a),(b)はその一例を示す図である。本例では、上記弾性膨張体22内に、一端が第1の連結部材24の貫通孔24bに連通し、他端が第2の連結部材25の貫通孔25bに連通する、軸方向に延びる空隙部22mを設けて、この空隙部22mを圧縮空気の流路とする。なお、この場合には、第1及び第2の連結部材24,25の貫通孔240〜245及び貫通孔250〜255は全て開放状態とする。その代わり、下側にある貫通孔250,240に連通する空隙部22mに、当該伸縮ユニット20の空気室28に連通して当該伸縮ユニット20の軸方向に延長する連通溝22nを設けて、この連通溝22nから当該伸縮ユニット20の空気室28に圧縮空気を供給するようにすればよい。なお、この場合には、伸縮ユニット20同士の連結は、上記図6に示したような、隣接する伸縮ユニット20同士を、所定角だけ回転させて連結する形態となる。
また、図11に示したような、隣接する伸縮ユニット20同士を回転させずに連結する形態とするには、上記空隙部22mの延長方向を軸方向からずらして形成すればよい。具体的には、弾性膨張体22内に、貫通孔251と貫通孔240、貫通孔252と貫通孔241、貫通孔253と貫通孔242、貫通孔254と貫通孔243、貫通孔255と貫通孔244とをそれぞれ連通溝22nを有しない空隙部22mで連通し、貫通孔250と貫通孔245とを連通溝22nを有する空隙部22mにて連通させるように、上記空隙部22m及び連通溝22nを形成すればよい。
このように、弾性膨張体22内に空隙部22mを設けてこれを圧縮空気の流路とする場合には、連結チューブ23を用いた場合よりも、流路の数がそれぞれ1本ずつ多くなるが、空気室28内には連結チューブ23がないので、伸縮ユニット20の膨張をスムースに行うことができる。なお、上記連通溝22nに代えて、上記空隙部22mと上記空気室28とを連通する連通孔を設けてもよい。
11n 照明装置、12 推進・屈曲制御部、13 操作部、13a 操作桿、
13b 推進ボタン、14 ケーブル推進手段、15 コンプレッサ、
16 レギュレータ、17a〜17d エアチューブ、18 空気制御弁、
18a 供給弁、18b 開放弁、19 推進制御手段、
20,20a〜20d 伸縮ユニット、21 ベローズ、22 弾性膨張体、
22a 筒状体、22b 繊維、23 連結チューブ、24 第1の連結部材、
24a 突起部、24b 貫通孔、25 第2の連結部材、25a 挿入孔、
25b 貫通孔、26 装着用部材、26a Oリング挿入溝、26b 挿入孔、
27 エアチューブ差し込み部材、27a チューブ差し込み部、27b 突起部、
27c 貫通孔、28 空気室、R Oリング。
Claims (6)
- 管路内に挿入される挿入用ケーブルと、この挿入用ケーブルに装着されて上記挿入用ケーブルを推進する推進手段とを備えた管内自走装置であって、
上記推進手段は、上記挿入用ケーブルの軸方向に連結された3個以上の筒状伸縮体を備え、上記筒状伸縮体は、加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する弾性膨張体から成る筒状の膨張部材と、この筒状の膨張部材の内側に設けられて軸方向に伸縮する筒状の伸縮部材と、上記膨張部材と上記伸縮部材の両端に取付けられた第1及び第2の連結部材と、上記膨張部材と上記伸縮部材と上記第1及び第2の連結部材とで作られる空間に流体を給排するための流体給排路とを備えていることを特徴とする管内自走装置。 - 上記流体給排路が、一端が流体給排装置に連結され、他端が上記空間に開口する可撓性のチューブであることを特徴とする請求項1に記載の管内自走装置。
- 上記第1の連結部材には上記空間に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に突設された複数の突起部とが設けられ、
上記第2の連結部材には、複数の上記貫通孔に対応して形成され、上記空間に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に形成され、上記複数の突起部が挿入される複数の挿入孔とが設けられ、
上記第1の連結部材に設けられた複数の貫通孔のうち、いずれかの貫通孔を封止し、
上記封止された貫通孔以外の貫通孔と、当該貫通孔に対応する上記第2の連結部材の貫通孔とを上記チューブで連結し、
上記封止された貫通孔に対応する上記第2の連結部材の貫通孔から上記空間に流体を供給することを特徴とする請求項2に記載の管内自走装置。 - 上記流体給排路が、上記弾性膨張体内部に設けられ、流体給排装置、及び上記空間に連通する空隙部であることを特徴とする請求項1に記載の管内自走装置。
- 上記第1の連結部材には、複数設けられた上記空隙部の一端に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に突設された複数の突起部とが設けられ、
上記第2の連結部材には、上記複数の貫通孔に対応して形成され、上記空隙部の他端に連通する複数の貫通孔と、上記空間と反対側の周上に形成されて上記複数の突起部が挿入される複数の挿入孔とが設けられ、
上記第1の連結部材に設けられた複数の貫通孔のうち、いずれかの貫通孔を封止し、当該封止された貫通孔と対応する空隙部から上記空間に流体を供給することを特徴とする請求項4に記載の管内自走装置。 - 上記弾性膨張体は、弾性体から成る筒状体と、この筒状体の内部に、上記筒状体の軸方向に沿って延長するように配置された複数の繊維とを備えていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の管内自走装置。
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