(57)【要約】【課題】進行／停止の切り替えが容易で、電気配線だけで進行・停止の遠隔操作をすることができる進行装置を提供する。【解決手段】３つ以上のセグメントと、それらセグメントを直線状に伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、それぞれのセグメントを残りのセグメントに対して移動させるように、前記伸縮連結手段を伸縮駆動する手段１５とからなり、いずれのセグメントの管路内の係合力も前記残りのセグメンの係合力より小さい管路内の進行装置１。【選択図】  図１
2004359061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上のセグメントと、
それらのセグメントを直線状に伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、
それぞれのセグメントを残りのセグメントに対して相対的に移動させるように、前記伸縮連結手段を選択的に伸縮駆動する手段とからなり、
前記移動させるセグメントの管路内の係合力が前記残りのセグメンの係合力より小さい管路内の進行装置。
【請求項２】
各々の前記セグメントの管路内との係合力が等しい請求項１記載の管路内の進行装置。
【請求項３】
前記伸縮駆動する手段が、それぞれのセグメントを残りのセグメントに対して、前または後に選択して移動させるものである請求項１または２記載の管路内の進行装置。
【請求項４】
前記伸縮駆動する手段が、一端のセグメントから他端のセグメントまで、順に移動させるものである請求項１、２または３記載の管路内の進行装置。
【請求項５】
前記セグメントの少なくとも１つに前進方向での管路内面との係合力が後退方向での係合力よりも大きい前進用アームが設けられている請求項１、２、３または４記載の管路内の進行装置。
【請求項６】
前記セグメントの少なくとも１つに後退方向での管路内面との係合力が進行方向での係合力よりも大きい後退用アームが設けられており、
かつ、前記前進用アームと後退用アームを選択的に作動させる進行方向選択手段を備えている請求項５記載の管路内の進行装置。
【請求項７】
頭部側セグメントと、
尾部側のセグメントと、
それらのセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、
その伸縮連結手段を伸縮駆動する手段とを有し、
それぞれのセグメントに、進行方向での管路内との係合力が後退方向での係合力よりも大きい前進用アームが設けられている管路内の進行装置。
【請求項８】
それぞれの前記セグメントに、後退方向での管路内との係合力が進行方向での係合力よりも大きい後退用アームが設けられている請求項７記載の管路内の進行装置。
【請求項９】
前記尾部側のセグメントの後ろ側に、端部セグメントが首振り自在に、かつ、伸縮自在に連結されており、端部セグメントと尾部側のセグメントの間を伸縮駆動する手段を備えている請求項７記載の管路内の進行装置。
【請求項１０】
前記頭部側のセグメントの前側に、端部セグメントが首振り自在に、かつ、伸縮自在に連結されており、端部セグメントと頭部側のセグメントの間を伸縮駆動する手段を備えている請求項８記載の管路内の進行装置。
【請求項１１】
前記セグメントの動作パターンを記憶する記憶部と、
その記憶部の動作パターンに応じて、前記動作を制御する制御部と、からなる請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の管路内の進行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６−１１４０３７号公報
【特許文献２】特開平５−２１２０９３号公報
【特許文献３】特開平７−２８９５０４号公報
【０００３】
特許文献１には、体腔内に挿入した１本のガイドワイヤに沿って走行する複数個のカプセルからなる医療用のカプセル装置が開示されている。このものはカプセル内にガイドワイヤを挟み込む一つのローラと、それらのローラを駆動するマイクロモータとを備え、ローラを回転駆動することにより、ガイドワイヤから反力を得てカプセルを走行させることができる。さらに特許文献１には、それぞれのカプセルの対向する端部に複数対の電磁石を設け、いずれかの電磁石を磁着させることにより、カプセル同士の角度を遠隔操作することも開示されている。
【０００４】
特許文献２には、前進走行脚と後進走行脚と、それらの走行脚を常時振動させるバイモルフ振動子と、前進または後退のいずれかの走行脚を覆うカバーとを備えた医療用カプセルが開示されている。このものは前進用と後退用の走行脚を同時に作動させながら、たとえば前進走行脚をカバーで覆うことにより、後進走行脚のみ有効に作動させて後進させることができる。同様に、後進走行脚をカバーで覆うことにより、前進させることができる。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のカプセル装置は、ガイドワイヤで走行の反力を得るので、体腔の内壁に力が加わらない。しかし進行させる経路に対し、あらかじめガイドワイヤを通しておく必要がある。そのため、ガイドワイヤの挿入が煩雑であり、また、途中で進行経路を変更する場合は、ガイドワイヤを再度通す必要がある。
【０００７】
特許文献２の医療用カプセルは、前進走行脚と後進走行脚を常時作動させておき、進行方向の変更は、いずれの走行脚をカバーで覆うかの選択だけでよい。しかし振動している走行脚をカバーで塞ぐ操作が煩雑で、とくにカバーの位置を変更する操作は一層煩雑である。
【０００８】
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／排出に時間がかかり、しかも管路を確保する必要があるので、操作が煩雑である。
【０００９】
本発明は進行／停止の切り替えが容易で、電気配線だけで進行・停止の遠隔操作をすることができる管路内の進行装置を提供することを技術課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の管路内の進行装置（請求項１）は、３つ以上のセグメントと、それらのセグメントを直線状に伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、それぞれのセグメントを残りのセグメントに対して相対的に移動させるように、前記伸縮連結手段を選択的に伸縮駆動する手段とからなり、前記移動させるセグメントの管路内の係合力が前記残りのセグメンの係合力より小さいことを特徴とする。また、このような装置は、各々の前記セグメントの管路内との係合力が等しいもの（請求項２）が好ましい。
【００１１】
さらに、前記伸縮駆動する手段が、それぞれのセグメントを残りのセグメントに対して、前または後に選択して移動させるもの（請求項３）が好ましい。また、前記伸縮駆動する手段が、一端のセグメントから他端のセグメントまで、順に移動させるものであってもよい（請求項４）。
【００１２】
さらに、前記セグメントの少なくとも１つに前進方向での管路内面との係合力が後退方向での係合力よりも大きい前進用アームが設けられているもの（請求項５）が好ましい。また、前記セグメントの少なくとも１つに後退方向での管路内面との係合力が進行方向での係合力よりも大きい後退用アームが設けられており、かつ、前記前進用アームと後退用アームを選択的に作動させる進行方向選択手段を備えているもの（請求項６）が好ましい。
【００１３】
また、本発明の管路内の進行装置の他の態様は、頭部側セグメントと、尾部側のセグメントと、それらのセグメント同士を伸縮自在に連結する伸縮連結手段と、その伸縮連結手段を伸縮駆動する手段とを有し、それぞれのセグメントに、進行方向での管路内との係合力が後退方向での係合力よりも大きい前進用アームが設けられていること（請求項７）を特徴とする。
【００１４】
このような装置は、それぞれの前記セグメントに、後退方向での管路内との係合力が進行方向での係合力よりも大きい後退用アームが設けられているもの（請求項８）が好ましい。
【００１５】
さらに前記尾部側のセグメントの後ろ側に、端部セグメントが首振り自在に、かつ、伸縮自在に連結されており、端部セグメントと尾部側のセグメントの間を伸縮駆動する手段を備えているもの（請求項９）が好ましい。また、前記頭部側のセグメントの前側に、端部セグメントが首振り自在に、かつ、伸縮自在に連結されており、端部セグメントと頭部側のセグメントの間を伸縮駆動する手段を備えているもの（請求項１０）が好ましい。
【００１６】
さらに、前記セグメントの動作パターンを記憶する記憶部と、その記憶部の動作パターンに応じて、前記動作を制御する制御部と、からなるものがより好ましい（請求項１１）。
【００１７】
【作用および発明の効果】
本発明の管路内の進行装置（請求項１）では、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。いくつかのセグメントの進行方向側の間隔が縮んで、または／および後退方向側の間隔が伸びるときに、その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いと、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。また、各々の前記セグメントの管路内との係合力が等しい場合（請求項２）は、セグメントのメンテナンスや修理のためにセグメントを交換したときでも、係合力が同じなので、前回と同じように動作することができる。
【００１８】
前進だけができて後退ができない進行装置でも、管路内を通り抜けさせるなど、使用用途に応じては有効であるが、前進／後退が可能な進行装置の方が使い勝手がよい。前記伸縮駆動する手段が、それぞれのセグメントを残りのセグメントに対して、前または後に選択して移動させるもの（請求項３）は、そのような後退機能を有する。このものの後退動作の作用は、前述の前進動作の場合と同様である。そして前進と後退を組み合わせることにより、管路内を行きすぎても戻ることができる。それにより位置あわせが容易である。また、通り抜けることができない管路、たとえば先端が塞がっている管路にも進行させることができる。さらに後端に動力用あるいは通信用のケーブル、あるいはガイドワイヤなどを備えている場合も、一方向に通り抜けることはできないが、後退が可能な進行装置では、侵入させた入り口側に戻すことができるので、そのようなケーブルなどを設けることができる。
【００１９】
前記伸縮駆動する手段が、一端のセグメントから他端のセグメントまで、順に移動させるものである場合（請求項４）は、まず伸縮駆動する手段によって、先端のセグメントとそれに連結された２番目のセグメントの間隔を伸ばす。そうすると係合力の差によって先頭のセグメントのみが進行方向に滑って移動する。次いで、先端のセグメントと２番目のセグメントの間隔を縮め、かつ２番目のセグメントとそれに連結されている３番目のセグメントの間隔を伸ばす。そうすると、２番目のセグメントは先端のセグメント側に引き寄せられるように滑って移動する。さらに３番目のセグメントに対しても前述の２番目と同様な操作を行うことにより、３番目のセグメントは、２番目のセグメント側に引き寄せられる。このような操作を後端のセグメントまで順次行った後、再び先端のセグメントと２番目のセグメントの間隔を伸ばして、先端のセグメントを進行方向に移動させる。このような操作を断続的に行うことにより、管路内を前進することができる。
【００２０】
また、前記セグメントの少なくとも１つに前進方向での管路内面との係合力が後退方向での係合力よりも大きい前進用アームが設けられている場合（請求項５）、は前記頭部、胴部および尾部の管路内の係合力を補助することができ、少ないセグメントで大きな管路内との係合力を得ることができる。さらに、前記セグメントの少なくとも１つに後退方向での管路内面との係合力が進行方向での係合力よりも大きい後退用アームが設けられており、かつ、前記前進用アームと後退用アームを選択的に作動させる進行方向選択手段を備えている場合（請求項６）も同様に前記頭部、胴部および尾部の管路内の係合力を補助することができ、少ないセグメントで大きな管路内との係合力を得ることができる。そのため前進や後退の動作が容易となる。
【００２１】
本発明の管路内の進行装置の他の態様（請求項７）では、係合力の相違に基づき、前進用アーム自体が前進方向ですべり、後退方向で引っかかる性質がある。そのため、係合／解除の動作が不要で、単に伸縮駆動手段で頭部側のセグメントと尾部側のセグメントの間隔を伸縮させるだけで前進していく。すなわち伸縮駆動手段により頭部側のセグメントと尾部側のセグメントの間隔が拡がるときは、尾部側のセグメントのアームが管路の内壁と引っかかり、頭部側のセグメントのアームが管路の内壁に対して滑る。逆に両セグメント同士の間隔が縮まるときは、頭部側のアームが引っかかり、尾部側のアームが滑る。それにより、伸縮動作だけで、間欠的に前進動作を継続することができる。
【００２２】
頭部側のセグメントと尾部側のセグメントにそれぞれ後退用アームを備えている進行装置（請求項８）は、前進だけができて後退ができない進行装置でも、管路内を通り抜けさせるなど、使用用途に応じては有効であるが、前進／後退が可能な進行装置の方が使い勝手がよい。
【００２３】
前記尾部側のセグメントの後ろ側に、端部セグメントが首振り自在に、かつ、伸縮自在に連結されており、端部セグメントと尾部側のセグメントの間を伸縮駆動する手段を備えている進行装置（請求項９）の場合は、前進させるときに端部セグメントを尾部側のセグメントから離して進行させることにより、湾曲部を進行させるときに安定して前進さえることができる。
【００２４】
同様に前記頭部側のセグメントの前側に、端部セグメントが首振り自在に、かつ、伸縮自在に連結されており、端部セグメントと頭部側のセグメントとの間を伸縮駆動する手段を備えている進行装置（請求項１０）の場合は、後退させるときに端部セグメントを頭部側のセグメントから離して進行させることにより、湾曲部を進行させるときに安定して後退させることができる。
【００２５】
前記セグメントの動作パターンを記憶する記憶部と、その記憶部の動作パターンに応じて、前記動作を制御する制御部と、からなる場合（請求項１１）は、管路内の係合力に応じて、セグメントを動作させることができるので、様々な管路でも容易に動作することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
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はそれぞれ本発明の進行装置の一実施形態を示す前進状態および後退状態の模式図、図２ａおよび図２ｂはそれぞれ本発明の進行装置の他の実施形態を示す前進状態および後退状態の模式図、図３ａはその進行装置のアームセグメントの縦断面図、図３ｂは図３ａのＩ−Ｉ線断面図、図４ａおよび図４ｂはそれぞれそのアームセグメントの動作を示す概略工程図、図５は図２の進行装置のリセット動作を示す概略工程図、図６はその進行装置の前進動作を示す概略工程図である。
【００２７】
図１ａに示す進行装置１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、セグメントＡ、セグメントＢ、セグメントＣおよびセグメントＤである。これらセグメントは直線状に伸縮部１５によって伸縮自在に連結されている。この図中で、セグメント同士が接している部分は伸縮部１５が縮んだ状態を示し、伸びた様子のみを図示している。また、後端のセグメントＤからは前記伸縮部１５を伸縮させるための電力を供給する電線５などが接続されている。またこの実施例ではこれら４つのセグメントの管路内との係合力はほぼ等しい。
【００２８】
セグメントの材質は、用いられる管路内の内面の材質に応じて適時に決定されるが、特に管路が人間や動物などの体内である場合は、ステンレスやチタンなどの金属材料で形成されるのが好ましく、とくにチタンなどを用いるとより好ましい。また各々のセグメント間の間隔を伸縮させる伸縮部１５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呈するものであればよい。
【００２９】
このように形成された進行装置１の進行する様子を図１ａを用いて説明する。まず、全ての伸縮部１５が縮んでいるスタート状態（Ｓ１）から先端のセグメントＡとそれに接続されたセグメントＢの間に配置された伸縮部１５ａｂを伸ばして、セグメントＡおよびＢの間隔を広げる工程（Ｓ２）がある。この実施例では各々のセグメントの管路内での係合力はほぼ同じなので、セグメントの管路内との係合力は、セグメントの数によって決定される。つまりこの工程Ｓ２では、セグメントＡの管路内での係合力が、残りの３つのセグメントの係合力より小さいので、セグメントＡは管路内を図中の矢印Ｆ側に進行する。
【００３０】
次いで、セグメントＡとセグメントＢの間の伸縮部１５ａｂを縮ませて、セグメントＢとセグメントＣとの間に配置される伸縮部１５ｂｃを伸ばす工程（Ｓ３）がある。この工程Ｓ３ではセグメントＢは、セグメントＡとの間隔が縮まり、かつセグメントＣとの間隔が広がる。結果として、管路内との係合力の差によりセグメントＡ側に引き寄せられる。セグメントＢの場合と同様な工程Ｓ４を経て、セグメントＣも管路内の矢印Ｆ側に移動する（工程Ｓ４）。最後にセグメントＤとセグメントＣとの間に配置される伸縮部１５ｃｄの間隔を縮めて、セグメントＤを矢印Ｆ側に移動させて、セグメントＣに向かって引き寄せる（Ｓ５）。工程がＳ５まで終了したら、再びＳ１に戻って、繰り返すことにより、この進行装置１は、矢印Ｆ方向に管路内を進行する。
【００３１】
この進行装置１を後退させるときは、図１ｂに示すように後端のセグメントＤから順番に矢印Ｒ側に順次セグメントＡ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１は矢印Ｒ側に管路内を進行する。
【００３２】
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用のアームなど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。
【００３３】
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、この記憶部には、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。
【００３４】
図２ａに示す進行装置１３は、ヘッドユニットＨと、そのヘッドユニットにジョイントＪで首振り自在に連結されるテールユニットＴとからなる。ヘッドユニットＨは、図２ａの左側から順に、ヘッド側の端部セグメント２ａと、その端部セグメント２ａと伸縮自在に連結されたヘッド側のアームセグメント３ａと、そのアームセグメント３ａと伸縮自在に連結されたヘッド側の駆動セグメント４ａとからなる。
【００３５】
前記テールユニットＴは、ヘッド側の駆動セグメント４ａとジョイントＪで首振り自在に連結されたテール側の駆動セグメント４ｂと、その駆動セグメント４ｂと伸縮自在に連結されたテール側のアームセグメント３ｂと、そのアームセグメント３ｂと伸縮自在に連結されたテール側の端部セグメント２ｂとからなる。テール側の端部セグメント２ｂの端部からは、前述した駆動セグメントの駆動部へ電源供給するための電線５が延びている。進行装置１３が前進するときは、アームセグメント３ａ、３ｂからは後述する前進用の第１アーム７ａが突出し（図２ａ参照）、後退するときは同じアームセグメント３ａ、３ｂから後退用の第２アーム７ｂが突出する（図２ｂ参照）。
【００３６】
図３ａに示す前記端部セグメント２ａは、その先端部分に設けられたタッチスイッチ２ｃと、そのタッチスイッチのコントローラ２ｄとからなり、管路内のデッドエンドを検出して、自動停止などを行う。さらにコントローラ２ｄの基端には、ボール・ソケットジョイント２７のソケット２７ａが設けられており、後述するアームセグメント３から延びる第１駆動ネジ２２の先端に取りつけたボール２７ｂと首振り自在に連結されている。
【００３７】
前記アームセグメント３ａは、筒状のハウジング６と、そのハウジング６の外周に取りつけられるアーム７と、右側で前記駆動セグメント４と連結するためのボールジョイント２７とからなる。前記アーム７はたとえば図３ａの左側に回動の支点（ヒンジ）を有し、先端が右側に伸びる第１アーム７ａと、右側に回動の支点（ヒンジ）を有し、左側に伸びる第２アーム７ｂと、それらのアームを開閉駆動する機構とからなる。
【００３８】
それぞれのアームは共通の構造をしており、例えばその材質には柔軟性と適度な剛性があり、人体への影響が少ない金属、たとえばステンレスなどが用いられ、とくにチタンが好ましい。この実施形態では、アームを合成樹脂で成形し、アームの基部に樹脂ヒンジ８ａ介して取りつけ部８ｂを屈曲自在に連結し、その取りつけ部をネジ８ｃでハウジング６に固定している。
【００３９】
図３ａでは第１アーム７ａと第２アーム７ｂをそれぞれ１本ずつ示しているが、図３ｂに示すように、第１アーム７ａを円周周りに等間隔で３本設け、それらの間に第２アーム７ｂを３本設けている。なお、アームの本数はそれに限らず、１本ずつ、２本ずつ、あるいは４本以上ずつ設けてもよく、第１アーム７ａと第２アーム７ｂの本数が異なってもよい。
【００４０】
前記アーム７の基部には、内面側がテーパ面にされたカム９が内向きに突設されている。そしてそのカム９は、ハウジング６の内面に軸方向摺動自在に設けられる筒状のアーム押さえ１１に形成した長孔１２と嵌合している。
【００４１】
前記ハウジング６の内部には、モータＭと、減速機１４と、回転を伸縮に変換するネジ式の伸縮部１５とが収容されている。モータＭの駆動軸１７には、ピニオン（サンギヤ）１８が固定されており、その周囲に、ピニオン１８と噛み合う３個の遊星歯車１９が配置され、その外側にそれらの遊星歯車１９と噛み合う内歯車（リングギヤ）２０が配置されている。内歯車２０はハウジング６に対して固定されている。遊星歯車１９は、キャリア２１に回転自在に支持されている。したがってこの減速機１４は、ピニオン１８を入力部、キャリア２１を出力部とする遊星歯車減速機となっている。
【００４２】
前記伸縮部１５は、前記キャリア２１の延長部分であるナット部材２２と、そのナット部材２２と螺合する駆動ネジ２３とからなる。駆動ネジ２３の左側の先端には、前述のボール・ソケットジョイント２７のボール２７ｂが固定されている。そしてそのボール２７ｂと前記端部セグメント２ａには、直径方向にピン１０が連結されている。そのピンの両端は前記アーム押さえ１１に回動自在に連結されている。前記内歯車２０の延長部は円筒状に形成され、その延長部とナット部材２２との間には、スラストクッション２５が介在されている。そのスラストクッション２５の軸方向の一方の端部とキャリア２１の間、および他方の端部とスラストクッション２５との間には、それぞれスラストベアリング２６が介在され、ナット部材２２の軸方向の荷重を受けている。
【００４３】
前記駆動セグメント４は、前記アームセグメント３の右側端部に設けられたボールジョイント２７に接続された第２駆動軸２８により、アームセグメント３ａと連結されている。この駆動セグメント４ａは、アーム７およびそのアーム７を開閉駆動する機構、すなわちアーム押さえ１１などを設けていないだけで、他の部分は前述のアームセグメントと同一である。すなわち、駆動軸を伸縮させる機構、としての駆動部１３、減速部１４および伸縮部１５はアームセグメントと同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００４４】
ヘッドユニットＨ側の駆動セグメント４ａの反対側の端部は、テールユニットＴ側の駆動セグメント４ｂとボールジョイントＪによって直接に、すなわち駆動軸を介しないで連結されている。そしてその駆動セグメント４ｂの後部側に前述と同様にアームセグメント３ｂおよび端部セグメント２ｂがその順に連結されている。
【００４５】
このように形成されるアームセグメント３の作動状態を図３ａおよび図４を参照して説明する。まず図３ａの状態からモータＭが回転すると、図４ａに示すように、モータの駆動軸１７が駆動してピニオン１８が回転する。そのピニオン１８の回転は、内歯車２０と噛み合う遊星歯車１９に伝達され、その遊星歯車１９を回転（自転）自在に保持するキャリア２１を回転（公転）させる。キャリア２１が回転するとナット部材２２が回転し、そのナット部材２２と螺合している第１駆動軸（ネジ軸）２３が左側に押出される。このとき、第１駆動軸２３を押出すときの反力としてキャリア２１が押し戻される力を、前記スラストベアリング２６が受け止めてキャリア２１の回転をスムーズにしている。
【００４６】
第１駆動軸２３が左側に押出されるとそれに連結されたアーム押え１１も左側に作動する。それにより長孔１２の端部が第１アーム７ａおよび第２アーム７ｂのカム９をそれぞれ左側に押す。第１アーム７ａでは、カムが右側から押さえつけられるので、ヒンジを中心として図４ａの矢印Ｒ１方向に作動しようとする。逆に、下側に設けられたアーム７ｂのカム９ｂのテーパ面は長孔１２の右側の側壁により左側に押され、ヒンジを中心として矢印Ｌ１方向に作動し、先端側が開く。駆動部２３が右側に引き戻されるときは、図４ｂに示すように、前述したのと逆の手順で作動し、このとき第１アーム７ａが開き、第２アーム７ｂが閉じる。
【００４７】
前記駆動セグメント４ａは、アームセグメント３ａからアーム７とアーム押え１１を有しない点を除けばアームセグメント３ａと実質的に同じである。すなわち、図３ａにおけるモータＭ、遊星歯車減速機１４およびネジ式の伸縮部１５、ボール・ソケットジョイントＪを備えており、モータの回転によってネジ軸を伸縮させるものである。そのため詳細な説明を省略する。ヘッド側の駆動ユニット４ａと、尾部側の駆動ユニット４ｂは、前後のアームセグメント３ａ、３ｂ同士の間隔を伸縮駆動するものであり、かつ、ヘッドユニットＨとテールユニットＴとを首振り自在に連結して、湾曲する管路内の進行をスムーズにする役割を果たす。
【００４８】
このように形成された進行装置１を実際に用いる時は、まず図５に示すリセット動作を必要とする。図５の第１工程Ｓ１では、ヘッド側では第１駆動軸２３および第２駆動軸２８とも伸びきった状態を示す。一方、テール側では第１駆動軸２３は引き戻された状態であり、第２駆動軸２８は伸びている状態である。この状態から第２工程Ｓ２にあるように、ヘッド側のアームセグメント３ａが第１駆動部２３を駆動させてヘッド側の端部セグメント２ａを引き寄せる。このとき、アーム７ａが開く。次いで第３工程Ｓ３に示すように、テール側のアームセグメント３ｂから第１駆動軸２３を押出すと、テール側の端部セグメント２ｂが押出され、アーム７ａが開く。
【００４９】
このように操作することにより、前進方向の動きを担う第１アーム７ａが開く。ついで、ヘッド側とテール側の駆動セグメント４ａ、４ｂは、第２駆動軸２８をその内部に取り込むように回転駆動させ、第４工程Ｓ４のようにそれぞれのアームセグメント３ａ、３ｂを引き寄せる。この状態が本実施形態におけるヘッド側へ進行する場合のリセット動作である。
【００５０】
またテール側に進行（後退）させたい場合は、上述したリセット動作をヘッドＨとテールＴで反対になるように行えば、後退用の第２アーム７ｂが開いて後退するためのリセット動作となる。
【００５１】
このようにリセットされた進行装置１３が進行する動作を図６を用いて説明する。図６に示す概略工程図は前進する場合を示す。まず、図５に示した前進のリセット動作がすでに行われた状態から第１工程Ｓ１に示すように、ヘッド駆動セグメント４ａがヘッドアームセグメント３ａを押出す。このときテールアームセグメント３ｂから伸びるアーム７ａが管路の内壁に踏ん張ることにより、その反力でヘッド側のアームセグメント３ａが押し出される。
【００５２】
次に、ヘッド側の駆動セグメント４ａがヘッド側のアームセグメント３ａを引き寄せると同時に、テール側の駆動セグメント４ｂがテール側のアームセグメント３ｂを押出す。このときもテール側のアームセグメント３ｂから伸びるアーム７ａが踏ん張ることにより、その反力で二つの駆動セグメント４ａ、４ｂはヘッド側に移動する。そして第３工程Ｓ３に示すように、テール側の駆動セグメント４ｂがテール側のアームセグメント３ｂを引き戻して、再び第１工程Ｓ１の状態に戻る。このときは逆にヘッド側のアームセグメント３ａのアーム７ａの先端で踏ん張ることにより、テール側のアームセグメント４ｂの引き戻しの反力を支える。
【００５３】
このような工程を繰り返すことにより、進行装置１全体が前進する。後退するときは、前述した後退のためのリセット動作を行った後に、上述した工程をヘッドユニットＨとテールユニットＴ側とで反対にして行う。前記操作における各セグメントのモータＭの正転／逆転／停止の操作は、図２の電線５を介して管路の外部から行うことができる。なお、無線通信を利用する場合は、電線が不要になる。
【００５４】
前記実施の形態では、ヘッド側の駆動セグメント４ａの前に端部セグメント２ａを設け、テール側の駆動セグメント４ｂの後ろに端部セグメント２ｂを設けているが、これらの端部セグメント２ａ、２ｂを設けなくても前進／後退の動作を行わせることができる。また、ヘッド側の駆動セグメント４ａとテール側の駆動セグメント４ｂは、一方を省略しても前進および後退させることができる。ただし２個の駆動セグメント４ａ、４ｂ同士をボールジョイントＪで連結することにより、湾曲部の進行がスムーズになる。
【００５５】
また、駆動セグメント４ａ、４ｂを省略して１個のセグメントに前進用および後退用のアームを設けることもできる。その場合はセグメントの長さが長くなるため、分離すると共に、互いにジョイントで連結する方が湾曲部の進行がスムーズになるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａおよび図１ｂはそれぞれ本発明の進行装置の一実施形態を示す前進状態および後退状態の模式図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂはそれぞれ本発明の進行装置の他の実施形態を示す前進状態および後退状態の模式図である。
【図３】図３ａはその進行装置のアームセグメントの縦断面図、図３ｂは図３ａのＩ−Ｉ方向から見たアームの概略配置図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂはそれぞれそのアームセグメントの動作を示す概略工程図である。
【図５】図２の進行装置のリセット動作を示す概略工程図である。
【図６】図２の進行装置の前進動作を示す概略工程図である。
【符号の説明】
１  進行装置
２ａ  ヘッド側の端部セグメント
２ｂ  テール側の端部セグメント
２ｃ  タッチセンサ
２ｄ  コントローラ
３ａ  ヘッド側のアームセグメント
３ｂ  テール側のアームセグメント
４ａ  ヘッド側の駆動セグメント
４ｂ  テール側の駆動セグメント
５  電線
６  ハウジング
７  アーム
７ａ  第１アーム
７ｂ  第２アーム
８ａ  樹脂ヒンジ
８ｂ  取りつけ部
８ｃ  ネジ
９  カム
１０  ピン
１１  アーム押え
１２  長孔
１３  進行装置
１４  減速機
１５  伸縮部
１７  駆動軸
１８  ピニオン
１９  遊星歯車
２０  内歯車
２１  キャリア
２２  ナット部材
２３  第１駆動ネジ
２４  鍔部
２５  スラストクッション
２６  スラストベアリング
２７  ボールジョイント
２７ａ  ソケット
２７ｂ  ボール
２８  第２駆動軸
Ａ  セグメント
Ｂ  セグメント
Ｃ  セグメント
Ｄ  セグメント
Ｈ  ヘッドユニット
Ｔ  テールユニット
Ｍ  モータ
【図１】
2004359061.tif 000003
【図２】
2004359061.tif 000004
【図３】
2004359061.tif 000005
【図４】
2004359061.tif 000006
【図５】
2004359061.tif 000007
【図６】
2004359061.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月4日(2003.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
前記伸縮部１５は、前記キャリア２１の延長部分であるナット部材２２と、そのナット部材２２と螺合する駆動ネジ２３とからなる。駆動ネジ２３の左側の先端には、前述のボール・ソケットジョイント２７のボール２７ｂが固定されている。そしてそのボール２７ｂと前記端部セグメント２ａには、直径方向にピン１０が連結されている。そのピンの両端は前記アーム押さえ１１に回動自在に連結されている。前記内歯車２０の延長部は円筒状に形成され、その延長部とナット部材２２との間には、スラストクッション２５が介在されている。そのスラストクッション２５の軸方向の一方の端部とキャリア２１の間、および他方の端部とスラストクッション２５との間には、それぞれスラストベアリング２６が介在され、ナット部材２２の軸方向の荷重を受けている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
このように形成された進行装置１３を実際に用いる時は、まず図５に示すリセット動作を必要とする。図５の第１工程Ｓ１では、ヘッド側では第１駆動軸２３および第２駆動軸２８とも伸びきった状態を示す。一方、テール側では第１駆動軸２３は引き戻された状態であり、第２駆動軸２８は伸びている状態である。この状態から第２工程Ｓ２にあるように、ヘッド側のアームセグメント３ａが第１駆動部２３を駆動させてヘッド側の端部セグメント２ａを引き寄せる。このとき、アーム７ａが開く。次いで第３工程Ｓ３に示すように、テール側のアームセグメント３ｂから第１駆動軸２３を押出すと、テール側の端部セグメント２ｂが押出され、アーム７ａが開く。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
このような工程を繰り返すことにより、進行装置１３全体が前進する。後退するときは、前述した後退のためのリセット動作を行った後に、上述した工程をヘッドユニットＨとテールユニットＴ側とで反対にして行う。前記操作における各セグメントのモータＭの正転／逆転／停止の操作は、図２の電線５を介して管路の外部から行うことができる。なお、無線通信を利用する場合は、電線が不要になる。