(57)【要約】    【課題】簡易な機構を用いて、管路内面との間に確実に係合力を得ることができ、スムーズに前進・後進を行うことができる進行装置を提供する。    【解決手段】先頭のセグメントを含む３つ以上の直列的に配列されるセグメントと、隣接するセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段５と、移動させるセグメントの管路内の係合力を残りのセグメントの係合力より小さくなるように係合力を変化させる係合力変化手段６とからなり、前記先頭のセグメントが、頭部と、胴部と、前記頭部を前記胴部に対して回動自在に連結するジョイント部２５と、前記頭部を胴部に対し回動させる駆動ユニットとを備えており、その駆動ユニットが、頭部に設けられた磁石および胴部に設けられた電磁石により構成される管路内の進行装置Ａ。【選択図】図１
2008022952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先頭のセグメントを含む３つ以上の直列的に配列されるセグメントと、
隣接するセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、
移動させるセグメントの管路内の係合力を残りのセグメントの係合力より小さくなるように係合力を変化させる係合力変化手段とからなり、
前記先頭のセグメントが、頭部と、胴部と、前記頭部を前記胴部に対して回動自在に連結するジョイント部と、前記頭部を胴部に対し回動させる駆動ユニットとを備えており、
その駆動ユニットが、頭部に設けられた磁石および胴部に設けられた電磁石により構成される管路内の進行装置。
【請求項２】
前記頭部の磁石が進行方向の軸周りに等間隔に複数個配置されており、その頭部の磁石と同数の前記胴部の電磁石が、進行方向の軸周りに等間隔に配置されている請求項１記載の管路内の進行装置。
【請求項３】
前記セグメントが４個以上であり、
少なくとも２箇所以上の隣接するセグメント間に渡され、そのセグメント同士を連結している伸縮連結手段が縮むと、外向きに突出するように屈曲して管路内面と係合する係合部材を備えた請求項１または２記載の管路内の進行装置。
【請求項４】
前記セグメントが、先端、二番目、三番目および後端の４個のセグメントであり、
前記係合部材が、先端のセグメントと二番目のセグメントとの間、および三番目のセグメントと後端のセグメントとの間にそれぞれ渡されている請求項３記載の管路内の進行装置。
【請求項５】
前記先頭のセグメントの頭部が、略球状を呈しており、カメラ、洗浄ノズルあるいはタッチスイッチが搭載され、
前記ジョイント部がユニバーサルジョイントである請求項１、２、３または４記載の管路内の進行装置。
【請求項６】
先頭のセグメントを含む３つ以上の直列的に配列されるセグメントと、
隣接するセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、
移動させるセグメントの管路内の係合力を残りのセグメントの係合力より小さくなるように係合力を変化させる係合力変化手段とからなり、
前記先頭のセグメントが、頭部と、胴部と、前記頭部を前記胴部に対して回動自在に連結するジョイント部と、前記頭部を胴部に対し回動させる駆動ユニットとを備えており、
その駆動ユニットが、頭部と胴部を連結するインナーケーブルと、頭部に設けられたインナーケーブル係止部と、胴部に設けられたモータ部とからなり、前記モータ部により、インナーケーブルを引取り、あるいは、送り出すことにより、前記頭部を胴部に対し回動させる管路内の進行装置。
【請求項７】
前記インナーケーブル、頭部のインナーケーブル係止部および胴部のモータ部がそれぞれ、進行方向の軸周りに、等間隔に３つ以上配置されている請求項６記載の管路内の進行装置。
【請求項８】
前記セグメントが４個以上であり、
少なくとも２箇所以上の隣接するセグメント間に渡され、そのセグメント同士を連結している伸縮連結手段が縮むと、外向きに突出するように屈曲して管路内面と係合する係合部材を備えた請求項６または７記載の管路内の進行装置。
【請求項９】
前記セグメントが、先端、二番目、三番目および後端の４個のセグメントであり、
前記係合部材が、先端のセグメントと二番目のセグメントとの間、および三番目のセグメントと後端のセグメントとの間にそれぞれ渡されている請求項８記載の進行装置。
【請求項１０】
前記先頭のセグメントの頭部が、略球状を呈しており、カメラ、洗浄ノズルあるいはタッチスイッチが搭載され、
前記ジョイント部が、胴部から延び、頭部を保持すると共に、その外周を覆う摺動部材であり、その摺動部材の内側に頭部が摺動自在に配置されている請求項６、７、８または９記載の管路内の進行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管路内の進行装置に関する。さらに詳しくは、体腔内や配管内で遠隔操作により、あるいは自律的に進行／停止を行い、各種のセンサを患部や修理個所に搬送したり、治療薬などの薬剤や修理個所を補修する補修剤などを搬送して放出させたりするために用いる管路内の進行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２０００−２１９１３４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５９０６１号公報
【特許文献３】特開平７−２８９５０４号公報
【特許文献４】特開平５−３４４９５１号公報
【特許文献５】特開２００２−１５３４１９号公報
【０００３】
管路内の進行装置は、人の手が届かないところを進行することから、狭い管路内を上手に進行して目的地へ到達し、その目的地において予定されている作業あるいは仕事をしなければならない。
【０００４】
前記進行装置をどのように進行させるかについては、従来技術がいくつか存在する。そのような従来からの進行装置の個性は、管路内面との係合力をいかにして得るかにより特徴付けられる。従来の進行装置の進行方法として、進行装置に、部分的に管路内面との係合力が大きい支持部を作り、その支持部を足場として、係合力が小さい自由な部分を支持部に対して移動させる方法がある。
【０００５】
その方法の原理は、進行装置を管路内で往復運動させ、それにより生じる管路内面との係合力を、滑り止め部材により、前進方向より後進方向において大きくなるように調整することにある。その係合力の調整により、進行装置は所望の方向に滑りやすくなる。このように進行装置が滑りやすい方向に滑っている状態の連続が、あたかも管路内を進行しているように見えるのである。以下に、このような例を２つ挙げる。
【０００６】
特許文献１には、往復運動として、ベローズの圧縮伸張を用いた管内走行装置が記載されている。前記ベローズの前端と後端には、それぞれ前進方向を頂点とする円錐形状を呈する滑り止め部材が設けられている。その滑り止め部材は、前進方向では管内表面との係合力が低く、後進方向では高い。前記ベローズの内部に、空気あるいは水に正圧／負圧を交互に印加すると、ベローズが圧縮伸張する。その圧縮伸張による滑り止め部材の前進と後進における係合力の差が、進行装置を前進させる力となる。また、後進させる場合には前記円錐状の滑り止め部材の向きを頂点が後進方向に向くように反転させて行う。反転させる場合には、進行装置の停止中にベローズの空気を出し入れするチューブで進行装置を引張って滑り止め部材の向きを変える。
【０００７】
特許文献２に示す進行装置は、複数のセグメント間の距離を順番に拡げたり、狭めたりして、一種の往復運動を行っている。前記セグメントの側面には、往復運動と平行するように前進用および後進用の２種類の棒状のアームが取付けられている。図１７ａに示す進行装置１００は前進（符号Ｆ）する際のアームの配置を示す概略図である。前進用のアーム１０１は前進側の端部をセグメントの側面に基端１０１ａとなるように係止され、反対側の端部は自由端１０１ｂとして、進行装置の前進時には、外側に広げられる。一方、図１７ｂには、進行装置１００が後進（符号Ｒ）する際のアームの配置を示す。前記後進用のアーム１０２は、前進用アームと反対向きに取付けられ、後進時に、前進側の自由端１０２ｂを外側に広げる。このように前記アームは進行方向に向かうにつれ外側から内側に狭まるようなハの字状に形成されている。そのため、進行方向では管路内面との係合が少なく、反対方向には、ハの字の広がった部分が管路内面との係合力となる。
【０００８】
特許文献３には、前後にバルーンを備え、それらを伸縮自在のベローズで連結した自走部を備えたカプセル内視鏡装置が開示されている。自走部は、たとえば前側のバルーンを膨張させて十二指腸などの内壁に固定し、後ろ側のバルーンを収縮させてベローズを縮めることにより、後ろ側のバルーンを前進させることができる。ついで後ろ側のバルーンを膨張させて内壁に固定し、前側のバルーンを収縮させてベローズを伸ばすことにより、前側のバルーンを前進させることができる。そしてそれらの一連の工程を順次繰り返すことにより、間欠的に前進させることができる。また、前記一連の工程を逆の順序で行うことにより、自走部を後退させることもできる。
【０００９】
前記進行装置が目的地に到達した後、例えば、任意の視野方向にカメラを回動させて撮影をするものとして、特許文献４の装置がある。その装置の本体には、超音波モータにより振動する複数の振動子が設けられており、前記カメラは球状体に収納され、その球状体の内部で、振動子の振動により回動する。
【００１０】
特許文献５には、体腔内でカメラを搭載した回転体を回転させ、体腔の内壁面の状態を観察することができる内視鏡について開示している。前記回転体は略卵形状であり、カップ状のカプセル基体に収納されている。そのカプセル基体の内周面には、電磁コイルが配置されている。一方、前記回転体の外周には、磁石がその磁性をＮ−Ｓ−Ｎ−Ｓ・・のように交互になるように貼設されている。そのため、前記カプセル基体の電磁石に所定のパルス幅の電流を通電すると、パルスモータのように回転体をカプセル基体に対し回転させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の進行装置では、前進から後進に移行する際に、チューブの手元側を引張ることにより進行装置自体を引張って、円錐状の滑り止め部材を反転させなければならない。そのような作業が手元操作により直接進行装置まで伝達できる環境ならば問題はないが、管路内の経路が複雑に入り組んでいるような場合には、手元からの操作力が進行装置まで伝達されにくい。
【００１２】
特許文献２の進行装置は、前進あるいは後進に応じて、対応するアームを開く。そのため、部品点数が増加し、構造が複雑化する。特許文献３のカプセル内視鏡装置の自走部は、バルーンやベローズの膨張／収縮の遠隔操作で前進も後退も行うことができる。しかしそれらのバルーンやベローズへの空気や液体の注入／排出に時間がかかる。
【００１３】
また、特許文献１、２の技術は、滑り止め部材の形状を、進行方向に沿うような流線形としている。そのような流線形とすることで、前進方向における係合力を低減させ、前進と後進における係合力の差を前進させる力として取り出している。進行装置と管路内表面との間に生じる係合力は、進行装置と管路内表面との間の「摩擦」あるいは進行装置と管路内面との形状による「引っ掛かり」によるものと考えられる。前記「摩擦」を高めるには、進行装置が管路内面を大きな力で押圧すればよい。また、「引っ掛かり」を大きくするには、進行装置から管路内面と係合する部分を大きく外側に突出させるとよい。これらを満たすことにより、係合力を大きくすることができ、前進と後進とで、係合力の差が大きくなる。
【００１４】
しかし、これでは特許文献３のように、管路内で、しっかりと「摩擦」および「引っ掛かり」を得ようとする分だけ、手間がかかる。そして、「摩擦および引っ掛かり、その後に伸縮させる」という１サイクルが長くなる。このように、確実に「摩擦」および「引っ掛かり」行うことと、進行の性能とは、相反する関係にある。
【００１５】
特許文献４では、カメラを回動させるのに、振動子を用いているが、構造が複雑である。また、特許文献５では、回転体の外周に電磁石を用いており、全体が大きくなってしまう。さらに、このものは、管路内で進行させたり後退させることができない。
【００１６】
そこで、本発明の進行装置は、簡易な機構を用いて、管路内面との間に確実に係合力を得ることができ、スムーズに前進・後進を行うことができる進行装置を提供すると共に、簡易な構造で管路内でも頭部の向きを変えることができる進行装置を提供することを技術課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の管路内の進行装置の第１の態様（請求項１）は、先頭のセグメントを含む３つ以上の直列的に配列されるセグメントと、隣接するセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、移動させるセグメントの管路内の係合力を残りのセグメントの係合力より小さくなるように係合力を変化させる係合力変化手段とからなり、前記先頭のセグメントが、頭部と、胴部と、前記頭部を前記胴部に対して回動自在に連結するジョイント部と、前記頭部を胴部に対し回動させる駆動ユニットとを備えており、その駆動ユニットが、頭部に設けられた磁石および胴部に設けられた電磁石により構成されることを特徴とする。
【００１８】
このような進行装置は、前記頭部の磁石が進行方向の軸周りに等間隔に複数個配置されており、その頭部の磁石と同数の前記胴部の電磁石が、進行方向の軸心周りに等間隔に配置されているもの（請求項２）が好ましい。
また、前記セグメントが４個以上であり、少なくとも２箇所以上の隣接するセグメント間に渡され、そのセグメント同士を連結している伸縮連結手段が縮むと、外向きに突出するように屈曲して管路内面と係合する係合部材を備えたもの（請求項３）が好ましい。
さらに、前記セグメントが、先端、二番目、三番目および後端の４個のセグメントであり、前記係合部材が、先端のセグメントと二番目のセグメントとの間、および三番目のセグメントと後端のセグメントとの間にそれぞれ渡されているもの（請求項４）が好ましい。
また、前記先頭のセグメントの頭部が、略球状を呈しており、カメラ、洗浄ノズルあるいはタッチスイッチが搭載され、前記ジョイント部がユニバーサルジョイントであるもの（請求項５）が好ましい。
【００１９】
本発明の管路内の進行装置の第２の態様（請求項６）は、先頭のセグメントを含む３つ以上の直列的に配列されるセグメントと、隣接するセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、移動させるセグメントの管路内の係合力を残りのセグメントの係合力より小さくなるように係合力を変化させる係合力変化手段とからなり、前記先頭のセグメントが、頭部と、胴部と、前記頭部を前記胴部に対して回動自在に連結するジョイント部と、前記頭部を胴部に対し回動させる駆動ユニットとを備えており、その駆動ユニットが、頭部と胴部を連結するインナーケーブルと、頭部に設けられたインナーケーブル係止部と、胴部に設けられたモータ部とからなり、前記モータ部により、インナーケーブルを引取り、あるいは、送り出すことにより、前記頭部を胴部に対し回動させることを特徴とする。
【００２０】
このような進行装置は、前記インナーケーブル、頭部のインナーケーブル係止部および胴部のモータ部がそれぞれ、進行方向の軸周りに、等間隔に３つ以上配置されているもの（請求項７）が好ましい。
また、前記セグメントが４個以上であり、少なくとも２箇所以上の隣接するセグメント間に渡され、そのセグメント同士を連結している伸縮連結手段が縮むと、外向きに突出するように屈曲して管路内面と係合する係合部材を備えたもの（請求項８）が好ましい。
さらに、前記セグメントが、先端、二番目、三番目および後端の４個のセグメントであり、前記係合部材が、先端のセグメントと二番目のセグメントとの間、および三番目のセグメントと後端のセグメントとの間にそれぞれ渡されているもの（請求項９）が好ましい。
また、前記先頭のセグメントの頭部が、略球状を呈しており、カメラ、洗浄ノズルあるいはタッチスイッチが搭載され、前記ジョイント部が、胴部から延び、頭部を保持すると共に、その外周を覆う摺動部材であり、その摺動部材の内側に頭部が摺動自在に配置されているもの（請求項１０）が好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の管路内の進行装置（請求項１）は、セグメント同士の間隔を伸縮連結手段によって伸縮させる。その際、係合力調節手段により、いくつかのセグメントの管路内との係合力が残りのセグメントの係合力よりも小さくなるように調整されるので、前記いくつかのセグメントは前記残りのセグメントに対して、管路の進行方向に前進することができる。そして、目的地に着くと、先頭のセグメントの頭部を胴部の電磁石に通電することで、胴部に対して回動させることができる。そのため、目的の場所のさらに詳細な場所に頭部を誘導することができるので、目的地において正確な処置を施すことができる。
【００２２】
このような進行装置が、前記頭部の磁石が進行方向の軸周りに等間隔に複数個配置されており、その頭部の磁石と同数の前記胴部の電磁石が、進行方向の軸心周りに等間隔に配置されている場合（請求項２）は、頭部の回動動作が確実である。
【００２３】
また、前記セグメントが４個以上であり、少なくとも２箇所以上の隣接するセグメント間に渡され、そのセグメント同士を連結している伸縮連結手段が縮むと、外向きに突出するように屈曲して管路内面と係合する係合部材を備えた場合（請求項３、８）は、係合部材が連結されているセグメント間を伸縮連結手段により縮めると係合部材が外側に広がる。その広がった部分は、管路内面を押圧し、係合力が生じる。その係合力は係合部材が管路内面を押圧することにより得られる「摩擦」と、管路内面に広がることによる「引っ掛かり」である。少なくとも１つの係合部材が管路内面を押圧している状態であれば、他のセグメント間の伸縮連結手段を伸縮させて、係合により保持されているセグメントに対して、保持されていないセグメントを移動させることができる。次いで、他の係合部材に係合を任せると、今まで保持されていたセグメント間の伸縮連結手段を伸ばし、係合部材を伸ばして、新たに保持されているセグメントに対して移動させることができる。このような動作を繰り返すことにより、進行装置を前進あるいは後進させることができる。また、係合部材は管路内面との係合力の大きさに応じて、複数個とすることもできる。
【００２４】
さらに、前記セグメントが、先端、二番目、三番目および後端の４個のセグメントであり、前記係合部材が、先端のセグメントと二番目のセグメントとの間、および三番目のセグメントと後端のセグメントとの間にそれぞれ渡されている場合（請求項４、９）は、４つのセグメントと、２つの係合部材とからなる最小の構成であり、非常にコンパクトな進行装置である。
【００２５】
また、前記先頭のセグメントの頭部が、略球状を呈しており、カメラ、洗浄ノズルあるいはタッチスイッチが搭載され、前記ジョイント部がユニバーサルジョイントである場合（請求項５）は、頭部を容易にどの方向にも回動できるので、管路内の隅々まで確認し、処置を施すことができる。
【００２６】
本発明の第２の態様では（請求項６）、進行装置の進行方法に関して、前述の請求項１と同様な作用効果を有しており、インナーケーブルを用いて頭部を回動させることができるので、構造が簡単である。また、インナーケーブルを用いているので、頭部と胴部の距離が離れていても頭部を回動させることができる。
【００２７】
このような進行装置において、前記インナーケーブル、頭部のインナーケーブル係止部および胴部のモータ部がそれぞれ、進行方向の軸周りに、等間隔に３つ以上配置されている場合（請求項７）は、頭部の回動動作が確実である。
【００２８】
また、前記先頭のセグメントの頭部が、略球状を呈しており、カメラ、洗浄ノズルあるいはタッチスイッチが搭載され、前記ジョイント部が、胴部から延び、頭部を保持すると共に、その外周を覆う摺動部材であり、その摺動部材の内側に頭部が摺動自在に配置されている場合（請求項１０）は、頭部を容易にどの方向にも回動できるので、管路内の隅々まで確認し、処置を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
つぎに図面を参照しながら本発明の管路内の進行装置の実施形態を説明する。図１ａおよび図１ｂは本発明の進行装置の概略を示す模式図、図２ａは伸縮連結手段の一実施形態を示す側面断面図、図２ｂは図２ａの分解斜面図、図３は係合部材を示す外略斜面図、図４ａおよび図４ｂは係合部材が屈曲した様子を示す概略図、図５ａおよび図５ｂはそれぞれ図１の進行装置が前進あるいは後進する様子を示す模式図、図６は他の進行方法を示す模式図、図７はさらに他の進行方法を示す模式図、図８は進行装置の実施形態を示す概略図、図９は第１セグメントの他の実施形態を示す一部断面側面図、図１０ａは図９のフレキシブルジョイントを示す一部斜面図、図１０ｂは図１０ａのＡ矢視図、図１１は図９の円盤部およびエンド部を示す概略側面図、図１２は減速機の歯車の配置を示す図９の概略Ｉ−Ｉ線断図、図１３はさらに他の第１セグメントを示す斜視図、図１４ａは、図１３の部分断面側面図、図１４ｂは磁石の配置を進行方向から見た模式図、図１５ａは第１セグメントと第２セグメントの接続部を示す一部断面側面図、図１５ｂは第２セグメントと第３セグメントの接続部を示す一部断面側面図、図１６ａおよび図１６ｂは第２セグメントおよび第３セグメントのそれぞれの伸縮部材の作動状態に基づく磁石の位置と位置センサの検出状態を示す模式図である。
【００３０】
まず、図１ａに示す進行装置Ａは、本発明の進行装置の基本の実施形態を示している。その進行装置Ａは、４つのセグメントから形成されている。それぞれ左側から順に、第１セグメント（先端のセグメント）１、第２セグメント（二番目）２、第３セグメント（三番目）３および第４セグメント（後端）４である。これらセグメント間は直列に伸縮部材（伸縮連結手段）５、５、５によって伸縮自在に連結されている。また、第１セグメント１と第２セグメント２の間および第３セグメント３と第４セグメント４との間にはそれぞれ係合部材６、６が設けられている。さらに、前記第４セグメント４には前記伸縮部材５を伸縮させるための電力あるいは通信のための電線８が接続されている。また、前記第１セグメント１は、後述するカメラなどを回動自在に搭載する頭部２０と、その頭部２０あるいはその頭部に搭載されたカメラなどを首振り作動させるための駆動部を有する胴部２１を備えている。前記駆動部には、電磁石あるいはインナーケーブルなどが用いられる。その駆動部については、後述する。
【００３１】
図１ａに示す進行装置Ａは全ての伸縮部材５、５、５が伸びた状態である。このとき、係合部材６、６も伸びた状態である。この状態から図１ｂに示すように第１セグメント１と第２セグメント２の間の伸縮部材５および第３セグメント３と第４セグメント４の間の伸縮部材５を縮めると、管路内と進行装置Ａの係合力にほとんど左右されないで、両端のセグメント１、４を内側に引き付けることができる。なお、伸縮部材５および係合部材６により係合片変化手段が構成される。
【００３２】
それぞれのセグメント１、２、３および４の材質は、用いられる管路の内面に応じて選択されるが、特に管路が人間や動物などの体内である場合は、ステンレス、チタンあるいはセラミックなどの生体適合性のある材料で形成されるのが好ましく、とくにチタンを用いるのが好ましい。また、そのような生体適合性のある素材でコーティングしてセグメントの外被としてもよい。各々のセグメント間の間隔を伸縮させる伸縮部材５は、モータなどを用いることもできるし、磁石、ボイスコイルモータまたは水圧、油圧シリンダーなど同様な作用を奏するものであればよい。
【００３３】
前記第１セグメント１は、先端部分にタッチスイッチ、カメラ、洗浄ノズルあるいはエアを吹き出すノズルなどが設けられる。その第１セグメント１の内部には、治療薬などの薬剤や修理個所を補修する補修剤などが収納されており、タッチスイッチによりそれらを放出させたりする。そのタッチスイッチは、コントローラを有しており、管路内のデッドエンドを検出して、自動停止などを行う。
【００３４】
次に、図２ａおよび図２ｂを用いてセグメント２、３、４および伸縮部材５の実施形態を示す。図２ａおよび図２ｂでは、第２セグメント２、第３セグメント３およびそれらセグメント同士を連結している伸縮部材５を示している。それぞれのセグメントと伸縮部材は共通する箇所が多いので、第３セグメント３と、それに設けられている伸縮部材５を説明して、その他の部分の説明を省略する。前記第３セグメント３には、伸縮部材５と、その伸縮部材５を制御するドライバ１０とが配置される。前記伸縮部材５はコ字状に折り曲げられた板状部材であるケーシング１１の内側に配置されており、そのケーシング１１の上面に、ドライバ１０を備えた基板が取付けられている。また、その板状のドライバ１０の一端には位置センサ１２（磁気センサ）が取り付けられており、磁力を感知する部分がケーシング１１の外周面から開口端を越えて外側に突出している。
【００３５】
前記伸縮部材５は、モータ１３と、そのモータ１３の軸に取付けられるオネジ１４と、そのオネジ１４と螺合してオネジ１４の上を回転しながら軸方向（前進・後退方向）に移動するナット１５とからなる。前記モータ１３は、その後端部分でケーシング１１の底面とボルトおよびナットからなる締結具１６などを用いて固定される。その締結具１６のボルトにはボールジョイントのソケット１７が取付けられている。
【００３６】
また、前記ナット１５には、その外周に嵌合させることができる円筒状の磁石１８が被せられている。その円筒状の磁石１８の中央付近は帯状にＳ極に着磁されている。その帯状のＳ極の左右には帯状にＮ極が着磁されている。前記ナット１５の先端部分にはボールジョイントのソケット１７が設けられ、前方の第２セグメント２のケーシング１１の底面付近に取付けられたボール１９をその内部に収納して回動自在に連結している。そのボールジョイントのボール１９とソケット１７の間には、オネジ１４が回転した時にナット１５が回転しないように摩擦抵抗を付している。
【００３７】
次に、前記伸縮部材５が作動する様子を説明する。まず、前記モータ１３が作動する。すると、オネジ１４が回転し、そのオネジ１４に螺合しているナット１５が回転しながら軸方向に移動する。そうすると、ボール１９により前方の第２セグメント２が押される。また、前記円筒状の磁石１８は、ナット１５と共にオネジ１４上を軸方向に移動するため、位置センサ１２はその磁極の変化を捉え、伸縮部材５の作動の終了を検知する。
【００３８】
次に、係合部材６、６について説明する。それら係合部材６、６は共通するので、セグメント１、２間の係合部材６について説明して、セグメント３、４間の係合部材６の説明は省略する。図３に示す前記係合部材６は、平板状あるいは帯状の部材である。それら係合部材６は、第１セグメント１と第２セグメント２の間に、セグメントの外周端部に等間隔で４本設けられている。それら係合部材６の本数は、２〜８本であり、左右上下に均等に配置できるように４〜６本程度が好ましい。また、係合部材６の材質としては、例えば柔軟性と適度な剛性があり、人体への影響が少ないステンレス、好ましくはチタンあるいはチタン合金などの金属、ポリエチレン（ＰＥ）あるいはポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂が用いられる。
【００３９】
前記第１セグメント１と第２セグメント２の間の伸縮部材５が縮むと、係合部材６は、直線状態（図１ａ参照）から屈曲状態（図１ｂ参照）に移行する。その屈曲した係合部材６の頂点付近が管路内を押圧し、あるいは引っ掛かり、管路内面との係合力を生む。また、前記係合部材６と管路内面との接触部分に、凹凸形状が形成されると、管路内面との摩擦を大きくすることができる。
【００４０】
前記係合部材６はその材質あるいは弾性を変化させることにより、屈曲の状態が変化する。そのような屈曲状態を示す例を図４ａおよび図４ｂに示す。図４ａに示す係合部材６は屈曲時に鋭角に湾曲する。そのため、柔らかい管路内では、大きく外側に突出して、管路内に引っ掛かり、大きな係合力を得ることができる。また、図４ｂの係合部材６は、屈曲時に鈍角に湾曲する。そのため、大きな表面積で管路内に接触しているので、管路内面との摩擦力を高め、大きな係合力を得ることができる。なお、係合部材６として板状のものを用いたが、棒状の部材、ヒンジあるいは網あるいは鎖などを用いることもできる。
【００４１】
前記電線８は、それぞれのセグメントのモータ１３に電力を供給する電力線あるいはそれぞれのドライバ１０同士を通信可能に連結する通信線である。また、電線８の図示しない末端にはコントローラが接続されており、前進・後進の命令を行うことができる。前記ドライバ１０は他のセグメントおよび自身の位置センサ１２より送られる検出値を元に、次に自身の伸縮部材５をどのように作動させるかをコントロールしている。
【００４２】
また、ドライバ１０が伸縮部材５の伸縮量を変化させることができる機構を備えていると、係合力が足りないときは、大きく縮ませ、係合部材を外側に大きく突出させて、係合力を大きくすることができる。一方、係合力が充分に確保されている場合には、伸縮量を少なくして、素早く動作させることができる。
【００４３】
さらに、ドライバ１０に、セグメントを移動させるトルクが所定量より少ないことを検知できる機構が備わっている場合、押される側のセグメントと押す側のセグメントが互いに反対向きに管路内を滑っているだけで、進行していないことを確認することができる。その場合は伸縮量を増やして、係合部材６を大きく突出させて、進行装置Ａに大きな係合力を与えればよい。
【００４４】
このように形成された進行装置Ａの進行する様子を図５を用いて説明する。図５には進行装置Ａの進行方法Ｍ１を示す。図中では、セグメント同士が接している部分は伸縮部材５が縮んだ状態を示し、伸びたときのみ伸縮部材５を図示している。まず、全ての伸縮部材５が縮んでおり、係合部材６、６は屈曲して、管路内面と係合している。この状態をスタート状態（Ｓ１）とする。そのスタート状態（Ｓ１）から第１セグメント１と第２セグメント２の間に配置された伸縮部材５を伸ばして、セグメント１、２間を広げる工程（Ｓ２）がある。このとき、セグメント１、２間の係合部材６は直線状態となるが、セグメント３、４間の係合部材６が鋭角に屈曲した部分で管路内面と係合力を保持しているので、その係合部材６に対して第１セグメント１が管路内を図中の矢印Ｆ側（左側）に進行する。
なお、スタート状態（Ｓ１）としたが、次に示す工程Ｓ３の状態からスタートして、前進・後進をはじめてもよい。
【００４５】
次いで、第１セグメント１と第２セグメント２の間の伸縮部材５を縮ませて、第２セグメント２と第３セグメント３との間に配置される伸縮部材５を伸ばす工程（Ｓ３）がある。この工程Ｓ３では第２セグメント２は、第１セグメント１との間隔を縮め、かつ第３セグメント３との間隔を広げる。結果として、セグメント３、４間の係合部材６と管路内との係合力により第２セグメント２は、第１セグメント１側に引き寄せられる。その際、再びセグメント１、２間の係合部材６は屈曲された状態となり管路内面との間に係合力を生じさせている。次いで、第２セグメント２と第３セグメント３との間の伸縮部材５を縮ませて、第３セグメント３と第４セグメント４との間の伸縮部材５を伸ばす（Ｓ４）。最後に第３セグメント３と第４セグメント４との間に配置される伸縮部材５の間隔を縮めて、第４セグメント４を矢印Ｆ側に移動させて、第３セグメント３に向かって引き寄せる（Ｓ５）。この場合には、セグメント１、２間の係合部材６の管路内面との係合力の反作用として、第３および第４セグメント３、４が移動する。工程がＳ５まで終了したら、再びＳ１に戻る。このような繰り返しにより、この進行装置Ａは、矢印Ｆ方向に管路内を進行する。
【００４６】
この進行装置Ａを後退させるときは、図５ｂに示すように後端の第４セグメント４から順番に矢印Ｒ側に順次第１セグメント１まで、先ほどとは逆の手順でＳ１´からＳ２´、Ｓ３´、Ｓ４´、Ｓ５´と動作される。そしてＳ５´の動作が終了した後は、再びＳ１´から始めるという具合に工程を重ねることで進行装置Ａは矢印Ｒ側に管路内を進行する。
【００４７】
図５に示す進行方法Ｍ１では、隣接するセグメント同士の伸縮する間隔は一定である。例えば、第１セグメント１と第２セグメント２との伸縮間隔Ｌ１（図５ａのＳ２参照）と、第２セグメント２と第３セグメント３との伸縮間隔Ｌ２（図５ａのＳ３参照）はほぼ同じである。すなわち、前記第２セグメント２が第１セグメント１をＬ１だけ前進させたら、その第１セグメント１に追従する第２セグメント２は、第３セグメント３との間隔をＬ２（≒Ｌ１）空けて、第１セグメント１に向けて前進する。その後に続く第３セグメント３および第４セグメント４も同様である。なお、伸縮間隔Ｌ１としては係合部材６が管路内面と所定の係合力を得るまで屈曲させるのに必要な伸縮間隔（ストローク）が必要である。
【００４８】
前記間隔Ｌ１の間に渡されている係合部材６の長さは、材質により弾性変形して多少の伸び縮みがあるが、ほぼ間隔Ｌ１と同じである。このように進行装置Ａを進行方法Ｍ１で作動させると、各セグメントあるいは係合部材などがほとんど同じ動作を行うので、共通する部品が多くなる。そのため、修理や交換が容易である。また、進行・後退の動作が単純であるので、制御も容易である。
【００４９】
次に図６を用いて他の進行方法Ｍ２を説明する。図中の進行装置Ａの上下には管路内の壁面Ｇを表している。また、係合部材６が直線の状態は図示せず、屈曲して管路内面と係合している様子のみを帯状部分で示している。例えば、図６の状態Ｓ２における第４セグメント４の上下から管路内面に向かって伸びる帯状部分は係合部材６が屈曲し、管路内面と係合している状態を表している。進行方法Ｍ２では、伸縮部材５、５の伸縮動作が、係合部材６の屈曲用と、進行装置の進行用（前進・後退）とに分けられる。すなわち、屈曲用の伸縮動作とは係合部材６が屈曲して管路内面との係合力を得る動作であり、作動用とは前記係合部材６による係合力が効いている管路内の部分を足場として装置を進行方向に進める動作である。例えば、係合部材６が渡されていない第２セグメント２と第３セグメント３の間の伸縮は、管路内の係合に寄与していない。そのため、この部分の伸縮動作を進行装置の進行のための動作に特化させる。すなわち、その部分の伸縮動作を大きくあるいは小さくすることで、装置が１サイクルで移動する距離を変化させることができる。このような伸縮を自在に大きくしたり、小さくしたりすることを、管路内と所定の係合力を得ることを目的としている屈曲用の伸縮動作で行うことは困難である。なお、管路内径が大きい場合には、係合部材６を管路内面で大きく外側に出っ張らせるために大きなストロークを必要とするが、その場合には係合力を得る屈曲用の伸縮動作においても進行装置の進行に寄与することになる。
【００５０】
図６に示す進行方法Ｍ２は、まず係合部材６、６を伸ばし、第１セグメント１および第４セグメント４をそれぞれ左右に広げている状態（スタート状態Ｓ１）から始まる。そのスタート状態Ｓ１から、まず第４セグメント４を第３セグメント３に引きつける（工程Ｓ２）。その工程Ｓ２により係合部材６は、屈曲して管路内面と接触し係合力を得る。次いで、第３セグメント３が前記係合力の効いた部分を足場として第１セグメント１および第２セグメント２をそれらセグメント間を伸ばしたままの状態で前進させる（工程Ｓ３）。その工程Ｓ３での第３セグメント３のストロークは、前記進行方法Ｍ１のように所定の伸縮間隔Ｌ１より長くあるいは短くすることができる。すなわち、１サイクルで大きな移動距離を稼ぎたいときにはストロークを長くすればよいし、確実に係合部材６を係合させた後に前進させたい場合には、ストロークを短くすればよい。このように、係合部材６の屈曲に必要なストロークＬ１と、装置の進行・後進動作に関わるストロークＬ２を装置の使用される条件に応じて設定することができる。
【００５１】
次いで、前記工程Ｓ３から第１セグメント１を第２セグメント２に引きつける（工程Ｓ４）。その工程Ｓ４では前後の２つの係合部材６、６により管路内面から係合力を得ている。その後、第３セグメント３と第４セグメント４との間の伸縮部材５を伸ばし、第４セグメント４を第３セグメント３から離す（工程Ｓ５）。次いで、第２セグメント２と第３セグメント３の間の伸縮部材５を縮ませ、第３セグメント３と第４セグメント４とを両方とも第２セグメント２に引きつける（工程Ｓ６）。この後、第１セグメント１を第２セグメント２から離し、再び初期状態Ｓ１に戻る。
【００５２】
図７には、進行装置Ａの他の進行方法Ｍ３を示す。図７に示す進行方法Ｍ３は、前記進行方法Ｍ２の状態Ｓ６までは、同じ動作である。その状態Ｓ６の後、第４セグメント４を第３セグメント３に引きつける（状態Ｓ７）。その後、状態Ｓ２〜Ｓ７の順の作動を繰り返す。このように、状態Ｓ２〜Ｓ７のサイクルを繰り返して進行する。進行方法Ｍ２、Ｍ３共に６つの動作を１サイクルとして進行する。
【００５３】
前記図５の進行方法Ｍ１によれば、状態Ｓ１〜Ｓ５までの４つの動作で１サイクルが完了するので、動作が機敏である。しかし、全ての伸縮部材５、５、５のストロークが同じなので、管路内面の係合力の大きさ、あるいは１サイクルあたりの進行距離などを同時に設定しばければならない。また、進行方法Ｍ２によれば、状態Ｓ１、Ｓ６において係合部材６が管路内面と係合しない状態がある。そのため、垂直な壁面を登ることができない。さらに、進行方法Ｍ３によれば、状態Ｓ７において全部の伸縮手段５、５、５が縮んで４つのセグメントが１つに集まる状態がある。管路によってはこのように１つにまとまることができない場合もある。このようにそれぞれに一長一短があるので、使用される状況に応じて最適な進行方法を選択するのがよい。
【００５４】
上述した前進・後進は、腸内のような狭くて、弾力のある管路を進行する場合にも同じである。腸内では、進行装置は腸内の壁面により圧縮するように包み込まれる。そのように圧縮されている中でも、進行装置に局所的に腸内で突っ張って支える部分を設けることで、係合力の高い部分を生じさせ、前記支える部分に対して相対的に係合力の弱い部分が前進できる。
【００５５】
なお、この実施例では４つの駆動セグメントとからなるが、セグメントの個数を例えば５または１０個直列に接続しても前述したような進行動作を行うことができる。この場合は、各工程毎に移動させるセグメント数を変化させることにより管路内との係合力を変化させることができるため、管路内部での係合力の変化に対応することができる。また、１つの進行装置内で、１工程で同時に複数のセグメントを移動させることもでき、さらに１工程で複数の進行箇所を設けることもできる。また各々のセグメントに管路内との係合力を大きくするための係合部材６を取り付けることもでき、その場合は、セグメントの係合力が増し、セグメントの個数や重量などを減少することができるため、より小さくて使い勝手のよい装置となる。
【００５６】
さらに、セグメントの動作が複雑になってくると、数種類のセグメントの動作パターンをあらかじめ記憶媒体などに記憶させて、管路内の状況や、進行速度などの必要に応じて、前記パターンを実行できる制御装置が備わっていると、さらに様々な管路内に対応することができる。このようにすると、前述したように各々のセグメントの管路内との係合力がほぼ等しくなくとも、各々のセグメントの係合力を前記記憶媒体などに記憶させておくことにより、制御部でこの進行装置が確実に作動ができるように制御することもできる。また、この記憶媒体には、前回の進行データなども記憶させてそれを再現することもできる。
【００５７】
次に、図８に示す進行装置Ｂを説明する。その進行装置Ｂは前述した進行装置Ａと共通する分が多いので共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。前記進行装置Ｂは、先端から頭部（カメラ部）２０および胴部（スベイル部）２１を有する第１セグメント１と、その第１セグメント１に続く第２セグメント２２と、その第２セグメント２２に続く第３セグメント２３と、後端の第４セグメント２４とからなる。また、頭部２０と胴部２１の間にはジョイント部２５が配置され、それにより頭部２０に搭載されたカメラあるいは頭部自体が傾動し、視野を変えることができる。
【００５８】
前記カメラ部２０は、先端部分にカメラが収納されている。なお、前述した進行装置Ａの場合と同様に、カメラの他にタッチスイッチ、洗浄ノズルあるいはエアノズルを収納することもできる。そのカメラ部２０は、胴部２１の前方に配置されている。その胴部２１は頭部２０と３本の伸縮自在なネジ軸２１ａにより連結されている。それらネジ軸２１ａは略筒状の胴部２１の中心軸まわりに等間隔で配置されている。それらネジ軸２１ａはネジの回転により軸方向に移動自在である。そして、それらネジ軸２１ａ、２１ａ、２１ａの先端は、カメラ部２０の後端とそれぞれボールジョイント２５、２５、２５（ジョイント部）を介して連結されている（図中では２つ）。一方、３本のネジ軸２１ａの後端部分は、それぞれ３つのモータ２１ｂに連結されている。そのモータ２１ｂはネジ軸２１ａと噛み合うナット部材２１ｃ（メネジ）を回転させ、ネジ軸２１ａを胴部２１から突出させたり、収納したりすることができる。前記３つのモータ２１ｂにより３本のネジ軸２１ａの突出長さをそれぞれ変化させることにより、管路内の所望の方向に頭部２０を傾動させることができる。なお、本進行装置Ｂの前記ネジ軸２１ａ、メネジ２１ｃおよびモータ２１ｂは駆動部２６（駆動ユニット）である。
【００５９】
図９に第１セグメント１のさらに他の実施例を示す。図９に示す第１セグメント１ａは前述した第１セグメント１と共通する分が多いので、共通する部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。第１セグメント１の先端には、半球状で透明な合成樹脂などで成形されたドーム部２５ｄ（ジョイント部）が設けられている。そのドーム部２５ｄの内周面に摺動自在に球状のカメラ支持部２０が収納されている。
【００６０】
そのカメラ支持部２０は、例えば、ステンレス、チタンあるいは生体適合性のある金属で形成されている。本実施例では、前記球状のカメラ支持部２０は、中央付近で２つの半球状の部材２０ａ（前方のもの）、２０ｂ（後方のもの）に別れている。前方の球状部２０ａは、前面の球形の面でドーム部２５ｄの内面と摺動自在に配置されている。また、背面の垂直な面の側には、内側に向けて窪んだ部分があり、その窪んだ部分にカメラ本体２７が収納されている。そして、前記カメラ本体２７の後方から円盤板２８（図１１参照）が取付られ前記窪みが塞がれる。その円盤板２８には、その外周付近に等間隔に３つの孔２８ａ、２８ａ、２８ａが形成されており、それら３つの孔２８ａから、外向きにスリット２８ｂ、２８ｂ、２８ｂが形成され、孔２８ａの内部と外部とを連通している。その円盤板２８は前方の半球状の部材２０ａと後方の半球状の部材２０ｂのそれぞれの垂直な面に挟まれるように配置される。
【００６１】
後方の半球状の部分２０ｂの球形状の表面は、後述する胴部２１と接している。そのため、球状のカメラ部２０はドーム部２５ａの内面と、胴部２１側とで挟まれるように、かつ、摺動するように配置されている。
【００６２】
前記駆動部２６に設けられるモータ２１ｂからの回転運動は、減速機２１ｄ（図１２参照）を介してメネジ２１ｃに伝達される。そして、そのメネジ２１ｃの回転によりネジ軸２１ａが前後に移動する。そのネジ軸２１ａの先端には、インナーケーブル２１ｅが係止されており、１つあるいは２つのインナーケーブル２１ｅが押し出されると、残りのインナーケーブル２１ｅが引き込まれる。なお、インナーケーブル２１ｅは、プルケーブルを用いても、プッシュプルケーブルを用いてもよい。
【００６３】
図１２に示すように、前記胴部２１の３つのモータ２１ｂの軸は減速機２１ｄ、２１ｄ、２１ｄにより所定の回転数が得られるように配置されている。その減速機２１ｄは、モータ２１ｂに直結された歯車Ｚ１からそのＺ１より少し大径の歯車Ｚ２、その歯車Ｚ２より小径の歯車Ｚ３、その歯車Ｚ３より大径の歯車Ｚ４、その歯車Ｚ４より小径の歯車Ｚ５そして、その歯車Ｚ５より大径の歯車Ｚ６（メネジ２１ｃ）まで伝達され、順次、減速される。さらに、減速機２１ｄの歯車Ｚ１と同軸で反対側の端部には円盤状の磁石２１ｉが取り付けられている。その磁石２１ｉは円盤状で、直径で区切った片側をＮ極とし、もう片方をＳ極としている。そして、その磁石２１ｉのＮ極あるいはＳ極のどちらかに偏った位置に対向するようにホールＩＣ２１ｇが配置されている。そのホールＩＣ２１ｇには、前記磁石２１ｉが回転するたびに、磁石２１ｉのＮ極とＳ極が交互に通過する。前記ホールＩＣ２１ｇは、その磁性の変化を検出し、歯車Ｚ１の回転量を計測している。これにより、後述するインナーケーブル２１ｅの押し引きされる量がわかる。
【００６４】
前記胴部２１のネジ軸２１ａの先端から延びるインナーケーブル２１ｅの先端には、先端に球状の部分を有するエンド部２１ｆ（図１１参照）が固着されている。そのエンド部材２１ｆは、先端の球状の部分と、その球状の部分から少しくびれて後方に延びる部分とからなり、その後方の部分でインナーケーブル２１ｅの端部をカシメて係止する。前記インナーケーブル２１ｅは円盤板２８のスリット２８ｂから通され、前記エンド部２１ｆの球状の部分を円盤板２８の孔２８ａに引っ掛けて固着される。図９に戻って、前記頭部２０は、インナーケーブル２１ｅが押し引きされることにより、ドーム部２５ｄ内で摺動し、回動する。
【００６５】
図９に戻って、前記胴部２１の後方には、フレキシブルジョイント２９が連結されている。そのフレキシブルジョイント２９の後方には、尾部３０が連結されている。前記フレキシブルジョイント２９は、複数の環状の部材２９ａ、２９ａ・・から構成されている（図１０ａ参照）。それら環状の部材２９ａ同士は、一対の支点２９ｂにより回動自在に連結されている。それら管状の部材２９ａは、一対の支点２９ｂ、２９ｂを約６０度づつずらしながら直列に連結されている（図１０ｂ参照）。そのため、フレキシブルジョイント２９の全体を所望の方向に滑らかな湾曲させることができる。前記複数の環状の部材２９ａは断面六角形状などの多角形状でも良い。
【００６６】
図９に示す前記尾部３０には、胴部２１に設けられているのとほぼ同様な駆動部２６が設けられている。そのため、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。前記尾部３０から前方に向かって３本のインナーケーブル３０ａ、３０ａ、３０ａが軸周りに等間隔で配置されている。そのインナーケーブル３０ａはフレキシブルジョイント２９の内側を通り、胴部２１の後端に係止される。尾部３０のインナーケーブル３０ａの先端にはニップルエンド３０ｂが形成されており、胴部２１の後端に形成されたケーブル係止部２１ｈに係止される。また、フレキシブルジョイント２９の管状の部材２９ａにはインナーケーブル３０ａを挿通するケーブルガイド２９ｃが設けられている（図１０ｂ参照）。このように構成されているため、インナーケーブル３０ａを押し引きすると、フレキシブルジョイント２９を所望の方向に湾曲させることができる。
【００６７】
前記フレキシブルジョイント２９は環状の部材２９ａの個数を変えることで、長さを変化させることができる。また、インナーケーブル３０ａを用いているので、湾曲した形状でも力を伝達することができる。
【００６８】
また、図１３に、第１セグメント１のさらに他の実施例を示す。図１３に示す第１セグメント１ｂも前述した第１セグメント１、１ａとほぼ同様であるので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。前記第１セグメント１ｂは、球状の頭部２０が胴部２１とユニバーサルジョイント２５（ジョイント部）により回動自在に連結されている。また、前記頭部２０には、後述するように３つの磁石２０ｃ、２０ｃ、２０ｃが設けられており、前記胴部２１には、頭部２０の磁石２０ｃと対応するように３つの電磁石２１ｋ、２１ｋ、２１ｋを備えている。それら磁石２０ｃと電磁石２１ｋとで駆動部２６を構成しており、その駆動部２６により頭部２０が胴部２１に対して回動する。なお、磁石２０ｃの個数は３個以上が好ましく、個数が多いと頭部２０の微調整をすることができる。そして、電磁石２１ｋの個数も３個以上が好ましい。なお、前記磁石２１ｋの個数と、電磁石２１ｋの個数は同数が好ましい。
【００６９】
前記ユニバーサルジョイント２５は、前記胴部２１の前方から突出している一対のボス部２５ａ、２５ａと、そのボス部２５ａ、２５ａにより枢支されるリング状の部材２５ｂとからなる。そして、前記一対のボス部２５ａ、２５ａを結ぶ軸線上に、リング状の部材２５ｂの中心が配置されている。そのリング状の部材２５ｂには、一対の枢支部２５ｃが形成されており、その枢支部２５ｃ、２５ｃを結ぶ軸線は、頭部２０の中心を通り、ボス部２５ａ、２５ａを結ぶ軸線と直行して、頭部２０を回動自在に枢支している。
【００７０】
図１４に示すように前記頭部２０の磁石２０ｃは、球状の頭部２０の軸心周りに、カメラ本体２７を囲むように、放射状に等間隔で（図１４ｂ参照）配置されている。本実施例では、磁石２０ｃが３個であるので、正面から見て（図１４ｂ）１２０度の間隔で配置されている。前記頭部２０の先端にはカメラ本体２７が挿入され、そのまま固定される。また、頭部２０の磁石２０ｃおよびカメラ本体２７との反対側には、ウェイト２０ｄが配置されており、球状の頭部２０の前後のバランスを取っている。さらに、頭部２０の後方の球状の表面には、複数の凹部２０ｅ、２０ｅ、２０ｅ（図中では３つ）が、形成されている。
【００７１】
また、胴部２１に設けられた電磁石２１ｋは前述したモータ２１ｂと同じように３つの電磁石２１ｋ、２１ｋ、２１ｋが進行方向の軸周りに等間隔で配置されている。また、胴部２１の前方には頭部２０に向かって付勢されているディテントボール３１が設けられており、前述した頭部２０の凹部２０ｅと係合する。それにより頭部２０の位置決めが容易になる。前記ディテントボール３１は胴部２１の軸方向に挿入されるディテント軸３１ａと、そのディテント軸３１ａの周囲に配置されるコイルバネ３１ｂとからなる。そのコイルバネ３１ｂの前端はディテント軸３１ａの前方の段部に係止される。一方、後端は胴部２１に係止され、ディテント軸３１ａを前方に付勢している。
【００７２】
前記頭部２０は胴部２１の電磁石２１ｋの磁力により、頭部２０の磁石２０cと引き合ったり、反発したりすることにより、カメラ本体２７を引き合う電磁石２１ｋの方向に傾けることができる。このとき、２個の電磁石２１ｋ、２１ｋを同時に励起することにより、それらの電磁石２１ｋの間の方向に傾けることもできる。
【００７３】
次に、図１５ａを用いて第２セグメント２２を説明する。なお、第４セグメント２４については、第２セグメント２２と同様であるので、その説明を省略する。また、前記第２セグメント２２の伸縮部材５の構造については図２で説明したのと同様であり、その伸縮部材５の伸縮に応じて係合部材６が作動する様子は図３で説明したとおりである。また、第２セグメント２２の伸縮部材５に配置されている磁石１８は、進行装置Ａ（図２参照）のような筒状に形成されておらず、板状の磁石部材がボール１９に連結されており、オネジ１４の移動によりドライバ１０とケーシング１１の間をスライドするように配置されている。また、図２では１つのモータ１３によりオネジ１４を回転させているが、図１５の実施形態では、３つのモータ１３、１３、１３をオネジ１４の回りに配置し、３つのモータ１３のモータ軸のそれぞれに設けられたギア１３ａにより、中心のギア１４ａを回転させている。その中心のギア１４ａの中央の開口には、オネジ１４と螺合するナット部が形成されており、中心のギア１４ａの回転によりオネジ１４がケーシング１１から押し出されたり、引き込まれたりする。このように３つのギア１３ａにより、オネジ１４を軸方向に移動自在にしているので、オネジ１４の回転が安定する。
【００７４】
図８の進行装置Ｂでは、第２セグメント２２および第４セグメント２４は、進行装置Ｂが管路内で係合力を得るのに用いられる部分である。そのため、十分な係合力が得られれば、前進あるいは後退のための過度のストロークは必要ない。すなわち、進行装置Ｂは進行方法Ｍ２（図６参照）、Ｍ３（図７参照）により進行するので、進行する管路内の内径あるいは進行に必要とされる摩擦力を得るのに十分な係合部材６の屈曲が得られればよく、前方の第１セグメント１との間の伸縮部材５の伸縮する間隔は、管路の内径が小さい場合には小さくするとよい。
【００７５】
次に図１５ｂを用いて前記第３セグメント２３を説明する。第３セグメント２３は図２の第３セグメント３とほぼ同様であるので、同じ部分の説明は省略する。図１５ｂの第３セグメント２３は、主に進行装置Ｂを前進させるための部分である。そのため、図１で説明した第３セグメント３の伸縮部材５が一度に伸縮する距離より大きなストローク幅を得るように構成することができる。また、磁石１８の部分は前述した第２セグメント２２と同様である。
【００７６】
次に図１６を用いて前記第２セグメント２２と第３セグメント２３の位置センサ１２の磁性の検出について説明する。前述したように、前記２つのセグメント２２、２３では、それぞれの伸縮部材５のストロークが異なる。そのため、ストロークが小さい場合には、位置センサ１２が確実に磁石１８の磁性を検出するようにしなけえればならない。一方、ストロークが長い場合には、位置センサ１２のホール素子の配置される間隔よりストロークの間隔の方が長い場合があるので、ストロークの終わりを検出しやすいように磁石１８上の磁性の配置に工夫が必要である。図１５に示すように、前記位置センサ１２はの二つの素子１２ａおよび１２ｂとからなる。それら素子１２ａ、１２ｂは磁性の変化を検出してＯＮ、ＯＦＦし、その検出パターンにより伸縮部材５の作動状態が確認される。前記素子１２ａ、１２ｂが例えば磁性ＳからＮあるいはＮからＳの変化を検出すると、その変化の毎にドライバ１０に送信する信号をＯＮからＯＦＦあるいはＯＦＦからＯＮへと切り替える。なお、素子１２ａが進行方向の前方に配置され、素子１２ｂが後方に配置されている。また、図１６の左方の図は位置センサ１２と磁石１８とが作動する様子を示し、矢印が指す右方の図は、それぞれの作動状態における素子１２ａ、１２ｂのＯＮ・ＯＦＦの検出結果をまとめたものである。
【００７７】
図１６ａは第３セグメント２３の磁石１８および位置センサ１２を示している。前記第３セグメント２３の磁石１８は中央部に幅広に磁性Ｎに着磁され、その磁性Ｎの両端部分が磁性Ｓに着磁されている。前記磁性Ｎに着磁された部分は素子１２ａと素子１２ｂが配置されている間隔より大きくなるように着磁されている。まず、第３セグメント２３の伸縮部材５が縮んでいる状態（図１６ａのＰ１）では、素子１２ａがＯＦＦで、素子１２ｂがＯＮを検出している。伸縮部材５が伸びると素子１２ａが磁性ＳからＮに着磁された部分に配置されるので、その磁性の変化により素子１２ａはＯＮとなる（図１６ａのＰ２）。次いで、さらに伸縮部材５が伸びると、後方の素子１２ｂが磁性ＳからＮへの変化を検出することによりＯＦＦに切り替わる（図１６ａのＰ３）。伸縮部材５が縮む場合は前述したのと逆の手順により素子１２ａはＯＦＦ、素子１２ｂはＯＦＦとなる。
【００７８】
図１６ｂには第２セグメント２２および第４セグメント２４の磁石１８および位置センサ１２を示している。それら第２セグメント２２および第４セグメント２４はストロークの幅が狭いので、磁石に着磁されている磁性は左右でＮとＳに隔てられている。まず、伸縮部材５が縮んでいる場合では、両方の素子１２ａ、１２ｂ共にＯＦＦの状態である（図１６ｂのＰ´１）。そこから伸縮部材５が伸びると、最初に後の素子１２ｂが磁性の変化を検出してＯＦＦからＯＮに切り替わる（図１６ｂのＰ´２）。次いで、さらい伸縮部材５が伸びて末端まで到達すると、前方の素子１２ａの磁性が変化し、信号がＯＮとなる（図１６ｂのＰ´３）。このように、ストロークの距離が短いので、２つの素子１２ａ、１２ｂの磁性の変化によりストロークの末端を検出している。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１ａおよび図１ｂは本発明の進行装置の概略を示す模式図である。
【図２】図２ａは伸縮連結手段の一実施形態を示す側面断面図、図２ｂは図２ａの分解斜面図である。
【図３】図３は係合部材を示す外略斜面図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂは係合部材が屈曲した様子を示す概略図である。
【図５】図５ａおよび図５ｂはそれぞれ図１の進行装置が前進あるいは後進する様子を示す模式図である。
【図６】図６は他の進行方法を示す模式図である。
【図７】図７はさらに他の進行方法を示す模式図である。
【図８】図８は進行装置の実施形態を示す概略図である。
【図９】図９は第１セグメントの他の実施例を示す一部断面側面図である。
【図１０】図１０ａは図９のフレキシブジョイントを示す一部斜面図、図１０ｂは図１０ａのＡ矢視図である。
【図１１】図１１は図９の円盤部およびエンド部を示す概略側面図である。
【図１２】図１２は減速機の歯車の配置を示す図１０の概略Ｉ−Ｉ線断図である。
【図１３】図１３はさらに他の第１セグメントを示す斜視図である。
【図１４】図１４ａは、図１３の部分断面側面図、図１４ｂは磁石の配置を進行方向から見た模式図である。
【図１５】図１５ａは第１セグメントと第２セグメントの接続部を示す一部側面断面図、および図１５ｂは第２セグメントと第３セグメントの接続部を示す一部断面側面図である。
【図１６】図１６ａおよび図１６ｂは第２セグメントおよび第３セグメントのそれぞれの伸縮部材の作動状態に基づく磁石の位置と位置センサの検出状態を示す模式図である。
【図１７】図１７ａおよび図１７ｂは従来技術を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  第１セグメント
２  第２セグメント
３  第３セグメント
４  第４セグメント
５  伸縮部材
６  係合部材
８  電線
１０  ドライバ
１１  ケーシング
１２  位置センサ
１２ａ  素子
１２ｂ  素子
１３  モータ
１４  オネジ
１５  ナット
１６  締結具
１７  ソケット
１８  磁石
１９  ボール
２０  頭部（カメラ支持部）
２０ａ  半球状の部材
２０ｂ  半球状の部材
２０ｃ  磁石
２０ｄ  ウェイト
２０ｅ  凹部
２１  胴部（スベイル部）
２１ａ  ネジ軸
２１ｂ  モータ
２１ｃ  メネジ
２１ｄ  減速機
２１ｅ  インナーケーブル
２１ｆ  エンド部
２１ｇ  ホールＩＣ
２１ｈ  ケーブル係止部
２１ｉ  磁石（ホールＩＣ）
２１ｋ  電磁石
２２  第２セグメント
２３  第３セグメント
２４  第４セグメント
２５  ジョイント部
２５ａ  ボス部
２５ｂ  環状の部材
２５ｃ  枢支部
２５ｄ  ドーム部
２６  駆動部
２７  カメラ本体
２８  円盤板
２８ａ  孔
２８ｂ  スリット
２９  フレキシブルジョイント
２９ａ  環状の部材
２９ｂ  支点
２９ｃ  ケーブルガイド
３０  尾部
３１  ディテントボール
３０ａ  インナーケーブル
３０ｂ  ニップルエンド
３１ａ  ディテント軸
３１ｂ  コイルバネ
Ａ  進行装置
Ｂ  進行装置
Ｆ  前進
Ｒ  後進
Ｍ１  進行方法
Ｍ２  進行方法
Ｍ３  進行方法
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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