(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部を先端側に設けた挿入部を巻回収納する回動部と、
前記回動部に接続される本体部と、
前記回動部を前記本体部に対して回動自在に支持する回動支持機構と、
前記回動支持機構の異なる軸上に流体の供給口と排出口が形成され、前記本体部からの前記流体を前記回動部へ供給する流体供給路と、
前記回動支持機構に設けられ、前記本体部と前記回動部を連通する挿通路と、
前記回動支持機構に設けられ、前記流体供給路が形成され、前記供給口を備え、前記本体部と固定された軸体と、
前記軸体の長手軸回りの外周部に形成され、前記流体供給路が連通する周溝と、
前記軸体回りに回動自在に連結され、前記周溝に連通する前記排出口を備えて、前記回動部と固定されたロータリブロック体と、
前記ロータリブロック体に固定されたスリップリングと、
を備え、
前記挿通路は、前記軸体の長手軸に沿った中央に配置され、前記挿通路の開口部を前記挿通路の同一軸上に設け、
前記流体供給路は、前記挿通路とは異なる軸上に設けられ、
前記撮像部は、前記スリップリングを介して前記本体部と電気的に接続され、
前記スリップリングと接続される前記本体部からの電気配線が前記挿通路に挿通配置される
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記供給口が前記本体部内に配設され、前記排出口が前記供給口に対して、前記異なる軸上の前記回動部内に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記供給口と前記排出口を直交する軸上に形成したことを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記直交する軸は、前記回動支持機構の長手軸と短手軸であって、
前記供給口を前記長手軸上に、前記排出口を前記短手軸上に形成したことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記挿入部に設けられた湾曲部を前記流体供給路に供給される前記流体により湾曲制御するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記流体供給路が複数あることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記周溝は、前記軸体の長手軸回りの外周部に複数形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野及び工業分野において、細長な内視鏡挿入部を有する内視鏡装置が広く使用されている。  
医療分野において用いられる内視鏡は、細長い挿入部を体腔内に挿入することによって、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じて処置具の挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種処置をしたりすることができる。
【０００３】
これに対して、工業用分野において用いられる内視鏡は、挿入部を各種工場内のボイラー、ガスタービンエンジン、自動車エンジンのボディ、各種プラントの配管などに挿入することによって、被検部位の傷及び腐蝕等の観察、並びに検査等を行うことができる。
【０００４】
このような内視鏡装置は、挿入部の先端部分に湾曲部を備えており、湾曲部を湾曲操作することで、被検体への挿入部の挿入性を高めている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されるように、挿入部の先端部分に流体圧アクチュエータを用いた湾曲機構を備えた内視鏡装置が提案されている。この特許文献１には、流体圧アクチュエータへの流体供給を制御する電磁弁ユニットを有し、湾曲部の湾曲操作を行なうジョイスティックの傾動操作の操作量と操作スピードに応じた電磁弁ユニットの制御性を向上させる内視鏡装置の技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献１には、挿入部を巻回収納するドラムを備えた内視鏡装置が開示されている。この従来の内視鏡装置は、ドラムが回転しても流体供給を可能にするロータリジョイント部を有して、流体供給チューブが絡まない構成となっている。さらに、回転するドラムへの電気的配線の接続は、スリップリングを設けることが開示されている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３１９３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の内視鏡装置では、ロータリジョイント部の詳細な内部構成を開示しておらず、ドラム外に設けられる電気機器との電気信号線の接続構成を如何にして、スリップリングを用いるのかが不明である。さらに、従来の内視鏡装置のロータリジョイント部では、湾曲部を湾曲制御するための流体以外の他の流体などに関して、ドラムが回転しても供給を可能にする構成となっていない。
【０００９】
そこで、挿入部を巻回収納するドラム部を回動支持するジョイント部に、ドラム部が回転しても挿入部に供給可能とする流体の通路構成の他にも電気的配線などの通路構成を設けられる構造とした内視鏡装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る内視鏡装置は、撮像部を先端側に設けた挿入部を巻回収納する回動部と、前記回動部に接続される本体部と、前記回動部を前記本体部に対して回動自在に支持する回動支持機構と、前記回動支持機構の異なる軸上に流体の供給口と排出口が形成され、前記本体部からの前記流体を前記回動部へ供給する流体供給路と、前記回動支持機構に設けられ、前記本体部と前記回動部を連通する挿通路と、前記回動支持機構に設けられ、前記流体供給路が形成され、前記供給口を備え、前記本体部と固定された軸体と、前記軸体の長手軸回りの外周部に形成され、前記流体供給路が連通する周溝と、前記軸体回りに回動自在に連結され、前記周溝に連通する前記排出口を備えて、前記回動部と固定されたロータリブロック体と、前記ロータリブロック体に固定されたスリップリングと、を備え、前記挿通路は、前記軸体の長手軸に沿った中央に配置され、前記挿通路の開口部を前記挿通路の同一軸上に設け、前記流体供給路は、前記挿通路とは異なる軸上に設けられ、前記撮像部は、前記スリップリングを介して前記本体部と電気的に接続され、前記スリップリングと接続される前記本体部からの電気配線が前記挿通路に挿通配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、挿入部を巻回収納するドラム部を回動支持するジョイント部に、ドラム部が回動しても挿入部に供給可能とする流体の通路構成の他にも、電気的配線などの通路構成を設けられる構造とした内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】内視鏡装置の全体構成を示す斜視図
【図２】内視鏡装置の内部構成を示すブロック図
【図３】ロータリジョイント機構の構成を示す分解斜視図
【図４】ロータリジョイント機構の断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図
【図６】ドラムが回動したときの状態を説明するためのロータリジョイント機構の断面図
【図７】第１の変形例のロータリジョイント機構の断面図
【図８】第２の変形例のロータリジョイント機構の断面図
【図９】第３の変形例のロータリジョイント機構の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明である内視鏡装置について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１４】
先ず、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、例えば、工業用内視鏡装置を例示する。  
また、図１から図９は本発明の一実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示す斜視図、図２は内視鏡装置の内部構成を示すブロック図、図３はロータリジョイント機構の構成を示す分解斜視図、図４はロータリジョイント機構の断面図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図、図６はドラムが回動したときの状態を説明するためのロータリジョイント機構の断面図、図７は第１の変形例のロータリジョイント機構の断面図、図８は第２の変形例のロータリジョイント機構の断面図、図９は第３の変形例のロータリジョイント機構の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、先端から順に先端部３、湾曲部４、および可撓管部５が連設された長尺な挿入部２と、回動自在に配設され挿入部２を巻回収納する回動部であるドラム部６と、このドラム部６の外周部を所定の距離だけ離間して覆うように配設され、ドラム部６と一体的に回動する略円筒状のカバー体７と、ドラム部６、およびカバー体７が回動自在に接続される箱状の本体部８と、この本体部８の上部に配設され起伏自在なモニタ９と、複数のパイプが繋ぎ合わされたプロテクションフレーム１０と、を有して構成されている。
【００１６】
図２に示すように、挿入部２の先端部３には、対物光学系、およびＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサを有する撮像装置１１と、レーザ光が光ファイバによって伝送されて照明光を前方へ照射する照明光学系である照明部１２と、が内蔵されている。また、挿入部２の湾曲部４は、図示しない複数の湾曲駒が回動自在に連設され、これら複数の湾曲駒を牽引弛緩することで回動させる４本の湾曲操作ワイヤ１５が設けられている。これら４本の湾曲操作ワイヤ１５は、湾曲部４を湾曲可変するためのアクチュエータ１３における４つの人工筋肉部となる膨張収縮体１４にそれぞれ接続されている。
【００１７】
アクチュエータ１３は、湾曲部４の基端直近の可撓管部５の先端部分に配設されている。そして、アクチュエータ１３の４つの膨張収縮体１４は、流体（エア）の給排により前後方向に伸縮するように構成された柔軟な中空のシリコンチューブなどから構成されている。これら４つの膨張収縮体１４のそれぞれからは、可撓管部５に配設された４つのエアチューブのいずれかの一端が接続されている。
【００１８】
ドラム部６には、カメラコントロールユニット２１と、レーザ光源が設けられた照明制御回路２２と、４つの電磁弁が配設された湾曲制御電磁弁ユニット２３と、湾曲制御回路２４と、スリップリング２５と、が内蔵されている。
【００１９】
カメラコントロールユニット２１は、先端部３の撮像装置１１と電気的に接続され、スリップリング２５を介して、本体部８に設けられた制御部３２とも電気的に接続されている。
【００２０】
照明制御回路２２は、レーザ光源からのレーザ光を照明部１２に伝送する光ファイバと接続されている。この光ファイバは、湾曲部４、および可撓管部５に挿通配置され、先端部３の照明部１２まで延設されている。また、照明制御回路２２も、スリップリング２５を介して、本体部８内の制御部３２と電気的に接続されている。
【００２１】
湾曲制御電磁弁ユニット２３は、内部の４つの電磁弁によって、流体（エア）の給排気を制御し、これら４つの電磁弁の二次側のそれぞれがアクチュエータ１３まで延設された４つのエアチューブのいずれかの他端に接続されている。
【００２２】
湾曲制御電磁弁ユニット２３は、本体部８に設けられる空気圧調整器３３とエアチューブなどを介して連通している。つまり、湾曲制御電磁弁ユニット２３は、空気圧調整器３３からエアチューブなどを介して、４つの電磁弁の一次側に流体（エア）が供給される。
【００２３】
また、湾曲制御電磁弁ユニット２３は、湾曲制御回路２４と電気的に接続されている。なお、湾曲制御回路２４も、スリップリング２５を介して、本体部８内の制御部３２と電気的に接続されている。
【００２４】
本体部８には、電源回路３１と、この電源回路３１と電気的に接続されたメインＣＰＵとなる制御部３２と、エアフィルタを備えた空気圧調整器３３と、が内蔵されている。また、本体部８には、電源回路３１への外部電源用のプラグ３４、および２次電池である着脱自在なバッテリ３５と、空気圧調整器３３へ流体（エア）を供給する工場などのエア配管に接続するエアコネクタ３６、および２次流体供給源である着脱自在なガスカートリッジ３７と、が設けられている。
【００２５】
そして、本体部８には、制御部３２と電気的に有線接続され、湾曲部４の湾曲操作、各種設定などの操作指示を行なうための操作リモコン３８、および上述のモニタ９が設けられている。なお、操作リモコン３８は、無線により制御部３２へ指示信号を出力するようにしても良い。
【００２６】
以上のように構成された、本実施の形態の内視鏡装置１は、アクチュエータ１３の４つの膨張収縮体１４への流体（エア）の給排により前後に伸縮制御することで、各湾曲操作ワイヤ１５が牽引弛緩され、複数の湾曲駒が回動して、挿入部２の湾曲部４が湾曲可変する構成となっている。なお、内視鏡装置１は、ドラム部６が本体部８に回動支持機構であるロータリジョイント機構４０によって、回動自在に接続され、挿入部２を巻回収納できるようになっている。
【００２７】
ここで、ロータリジョイント機構４０について、図３から図６に基づいて、以下に詳しく説明する。  
図３から図５に示すように、ロータリジョイント機構４０は、チューブフィット（登録商標）付きの流体供給口である入口側チューブ継手（以下、一次側継手という）４１と、チューブフィット（登録商標）付きの流体排出口である出口側チューブ継手（以下、二次側継手という）４２と、ドラム部６の回動を軸支する軸体である固定軸４３と、固定軸４３に回動自在に外嵌するロータリブロック５１と、固定軸４３とロータリブロック５１との軸合わせ部材であってフランジ機能を有する円環状の固定リング５５と、ロータリブロック５１とビス固定されるカバーブロック５６と、スリップリング２５の軸合わせ部材である円筒ブロック５７と、スリップリング２５をカバーブロック５６に固定するための断面ハット状の固定板５８と、を備えて主に構成されている。
【００２８】
固定軸４３は、外向フランジ４３ａを備えた外形略円柱状の例えば、外周部に複数の周溝が形成された金属体であってドラム部６と共に回動しない部材である。この固定軸４３の２つの周溝には、ロータリブロック５１との気密保持のためのＯリング４７が配設される。そして、固定軸４３は、外周部の両端部分にベアリング４６が圧入固定され、ロータリブロック５１を回動自在に支持する。
【００２９】
固定軸４３に配設された２つのＯリング４７の間の外周部には、流体が供給される周溝４４が形成されており、この周溝４４の底面部に開口部４５が形成されている。なお、周溝４４は、固定軸４３の長手軸回りに形成されている。
【００３０】
この開口部４５は、固定軸４３の外向フランジ４３ａ側の側面で一方が開口する流体供給路４９の他方の開口を構成している。つまり、流体供給路４９は、固定軸４３の一側面、および外周部のそれぞれで開口する、固定軸４３の長手軸に平行、かつ直交する方向に連通する略Ｌ字形状に形成された孔部である。
【００３１】
また、流体供給路４９の外向フランジ４３ａ側の側面の開口部には、一次側継手４１が螺着される。なお、この一次側継手４１は、本体部８内において、空気圧調整器３３（図２参照）と流体チューブを介して連通するように接続されている。
【００３２】
さらに、固定軸４３は、長手軸に沿った中央に、スリップリング２５と電気的に接続するハーネスケーブルなどの電気的配線が挿通配置される挿通路である貫通孔４８が形成されている。なお、固定軸４３は、外向フランジ４３ａが本体部８の筐体８ａに固定されたブロック体２７とビス固定されている。
【００３３】
ロータリブロック５１は、一端部に外向フランジ５１ａを有し、固定軸４３の外径と略同等の孔径の孔部が長手軸方向の中央に形成された矩形状の金属ブロック体であって、ドラム部６と共に回動する部材である。このロータリブロック５１は、外向フランジ５１ａがドラム部６の本体部８に近接する円板部６ａにビス固定されている。
【００３４】
ロータリブロック５１の一側面には、円形面状の凹部５２が形成され、この凹部５２の中央に内部に形成された孔部と連通する流路である流出口５３が形成されている。また、凹部５２には、二次側継手４２が配設され、この二次側継手４２が流出口５３と螺着される。なお、この二次側継手４２は、ドラム部６内において、湾曲制御電磁弁ユニット２３（図２参照）と流体チューブを介して連通するように接続されている。
【００３５】
固定リング５５は、ドラム部６と共に回動しない部材であって、ベアリング４６を介してロータリブロック５１を押圧するように固定軸４３と螺着される。そして、カバーブロック５６は、ドラム部６と共に回動する部材であって、固定リング５５を覆うようにロータリブロック５１とビス固定される。
【００３６】
円筒ブロック５７は、ドラム部６と共に回動しない部材であって、スリップリング２５の回動電気端子部を保持するように、固定軸４３の端面にビス固定される。スリップリング２５は、ドラム部６と共に回動する部材であって、フランジ部がカバーブロック５６に固定された固定板５８にビス固定されている。
【００３７】
以上のように構成されたロータリジョイント機構４０は、固定軸４３とロータリブロック５１が組み付けられた状態において、固定軸４３の周溝４４、およびロータリブロック５１の流出口５３の互いが連通する位置に形成されている。つまり、図６に示すように、固定軸４３回りに回動するロータリブロック５１の全ての回動位置において、周溝４４と流出口５３とが連通する状態となっている。
【００３８】
すなわち、ロータリブロック５１が固定軸４３回りに回動しているとき、二次側継手４２が設けられた流出口５３は、固定軸４３の周溝４４に沿って移動して、流出口５３と一次側継手４１が設けられた流体供給路４９とが、常に、周溝４４を介して連通する状態となる。また、ロータリブロック５１が固定軸４３回りに非回動状態においても、二次側継手４２が設けられた流出口５３は、常に、周溝４４を介して、流体供給路４９と連通する状態となる。
【００３９】
したがって、ロータリブロック５１が固定軸４３回りに回動、非回動に関係なく、全ての位置において、二次側継手４２が設けられた流出口５３は、常に、周溝４４を介して、流体供給路４９と連通する状態となる。
【００４０】
これにより、ドラム部６が回動時、および非回動時に関わらず、空気圧調整器３３から供給される流体（エアー）は、流体チューブ、およびこの流体チューブが接続された一次側継手４１を介して、固定軸４３の流体供給路４９に送気され、開口部４５から周溝４４内に充填される。そして、周溝４４内に送られた流体（エアー）は、ロータリブロック５１の流出口５３に流れる。この流出口５３に送られた流体（エアー）は、ロータリブロック５１の長手軸に沿って流体（エアー）が供給される方向がロータリブロック５１の長手軸に直交する軸方向に流体（エアー）の排出方向が変更されて、流出口５３に設けられた二次側継手４２と接続される流体チューブを介して、湾曲制御電磁弁ユニット２３に送られる。
【００４１】
以上の説明により、本実施の形態の内視鏡装置１は、本体部８に対して、挿入部２を巻回収納するドラム部６を回動支持するロータリジョイント機構４０に、ドラム部６が本体部８に対して回動してもしなくとも、湾曲部４を湾曲制御する流体（エアー）を供給する方向と排気する方向を異なる軸上に設けて供給可能とすることで、この流体（エアー）の流体供給路４９の他にも、ここではスリップリング２５に接続される電気配線であるハーネスケーブルなどが挿通する流体供給路４９とは他の挿通路となる貫通孔４８を設けることができる構造としている。
【００４２】
特に、本実施の形態の内視鏡装置１のように、スリップリング２５を用いた構成では、電気配線などを挿通配置する挿通路である貫通孔４８をロータリジョイント機構４０の長手軸に沿った中央に配置して、各開口部を同一軸上に設けなければならない。そのため、内視鏡装置１は、湾曲部４を湾曲制御する流体（エアー）が通過するロータリジョイント機構４０の流体供給路４９の供給口と排気口を異なる軸上、つまり直交する軸（長手軸と短手軸）上にそれぞれ設けて、電気配線などを挿通配置する貫通孔４８を有効にして、流体を本体部８からドラム部６へ供給可能としている。これにより、流体（エアー）を供給する方向（供給口）と排気する方向（排出口）を同一方向（同一軸上、または、平行な軸上）とするよりは、ロータリジョイント機構４０の大型化も抑制することができる。
【００４３】
また、内視鏡装置１は、ドラム部６をロータリジョイント機構４０によって、本体部８に対して片持ちで回動自在に支持した構成とすることができる。このドラム部６を片持ちで回動保持した構成とすることで、内視鏡装置１は、コンパクトな構成にすることができ、軽量化が図れると共に、挿入部２をドラム部６から引き出したり、ドラム部６へ巻回収納したりし易くなる。
【００４４】
（第１の変形例）
なお、図７に示すように、ロータリジョイント機構４０は、固定軸４３の周溝４４の溝幅を長くして、周溝４４に連通する複数、ここでは３つの流出口５３をロータリブロック５１に設けても良い。このような構成とすることで、上述の効果に加え、湾曲部４を湾曲制御する流体（エアー）の他に、他のアクチュエータ、送気機能などの流体（エアー）を利用した内視鏡機能を設けることができる。また、ロータリブロック５１の流出口５３を４つ設ければ、ドラム部６に設けていた湾曲制御電磁弁ユニット２３を本体部８に設けた構成とすることもできる。
【００４５】
（第２の変形例）
また、図８に示すように、ロータリジョイント機構４０は、周溝４４に連通する流出口５３をロータリブロック５１の各側面部に設けても良い。このような構成とすることで、第１の変形例の効果に加え、第１の変形例の構成に比して、ロータリブロック５１の長手軸方向の長さを短縮することができ、ロータリジョイント機構４０を小型化することができる。
【００４６】
（第３の変形例）
さらに、図９に示すように、ロータリジョイント機構４０は、固定軸４３の周溝４４を複数、ここでは２つ設けて、それぞれの周溝４４に連通する流体供給路４９を複数、ここでは２つ設けた構成とし、それぞれの周溝４４に連通する流出口５３をロータリブロック５１の側面部に設けても良い。このような構成とすることで、上述の基本構成、および各変形例の効果を奏することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態に記載したロータリジョイント機構４０の基本構成、および各種変形例は、それぞれを組み合わせた構成としても良い。
【００４８】
以上の各実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
【００４９】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００５０】
１…内視鏡装置
２…挿入部
３…先端部
４…湾曲部
５…可撓管部
６…ドラム部
６ａ…円板部
７…カバー体
８…本体部
８ａ…筐体
９…モニタ
１０…プロテクトフレーム
１１…撮像装置
１２…照明部
１３…アクチュエータ
１４…膨張収縮体
１５…湾曲操作ワイヤ
２１…カメラコントロールユニット
２２…照明制御回路
２３…湾曲制御電磁弁ユニット
２４…湾曲制御回路
２５…スリップリング
２７…ブロック体
３１…電源回路
３２…制御部
３３…空気圧調整器
３４…プラグ
３５…バッテリ
３６…エアコネクタ
３７…ガスカートリッジ
３８…操作リモコン
４０…ロータリジョイント機構
４１…一次側継手
４２…二次側継手
４３…固定軸
４３ａ…外向フランジ
４４…周溝
４５…開口部
４６…ベアリング
４７…Ｏリング
４８…貫通孔
４９…流体供給路
５１…ロータリブロック
５１ａ…外向フランジ
５２…凹部
５３…流出口
５５…固定リング
５６…カバーブロック
５７…円筒ブロック
５８…固定板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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