【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光伝送管の破損を検出する装置及びその方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】現在、産業機器に限らず、多くの一般医療機器や歯科治療機器にレーザ光が利用されている。 これらの機器は、一般に、レーザ光の発生装置と、目的の部位にレーザ光を照射するための照射器具（例えば、ハンドピース）と、これら発生装置と照射器具とを接続し、発生装置から照射器具にレーザ光を導くための伝送路とを備えている。 この伝送路は一般にフレキシブルな中実ファイバが使用され、その周りが同様にフレキシブルな保護チューブで覆われており、任意の目的部位に又目的の角度からレーザ光を照射できるようにしてある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザ光伝送路をフレキシブルな中実ファイバで構成することは、伝送路に無理な力がかかる状態まで折り曲げられる可能性を含み、その場合には伝送管が破損することもあり得る。 そして、伝送路が破損すると、この破損部分からレーザ光が漏れて外側の保護チューブを焼損したり、レーザ光が正常に照射されなくなることもあり得る。 【０００４】そこで、今日までにレーザ光伝送路の破損を検出する方法が数々検討されてきた。 例えば、レーザ光伝送路に導線を巻き付けておき、レーザ光伝送路が破損したときに漏れ出るレーザ光で導線を溶断して伝送管の破損を検出するもの（実公昭６０−２１０４６号）、
レーザ光伝送路に隣接してプラスチックファイバを設け、レーザ光伝送路から漏れ出たレーザ光がプラスチックファイバを溶かしたことを検出器で検出して伝送路の破損を検出するもの（特開昭６０−６０５３１号）、レーザ光伝送路の出力端近傍にホトダイオードを設け、伝送路が破損した場合のレーザ光の出力強度変化をホトダイオードで検出することで伝送路の破損を検出するもの（実公昭５８−７３６５号）、レーザ光の出射端面に反射増加コーティングを施し、伝送路が破損した場合の出射端面からの戻り光の変化を検出することで伝送路の破損を検出するもの（特開昭５６−４０７３７号）がある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような従来の技術と異なる方法でレーザ光伝送路の破損を検出する装置及び方法を提供するものである。 特に本発明においては、中空導波路の中空部を流れる流体を用いてレーザ光を導光するレーザ光伝送路の破損を検出するものである。 具体的に、本発明のレーザ光伝送管破損検出装置は、レーザ光が通過するための第１の空間を内包した伝送管と、上記伝送管を囲む第２の空間を内包した外装管と、上記第１の空間と第２の空間が流体的に連通していない非連通状態と上記第１の空間と第２の空間が流体的に連通した連通状態とを認識する検出装置とを備えている。 【０００６】上記第１の空間と第２の空間との連通（非連通）状態は、上記第１の空間又は上記第２の空間における状態の変化から検出するのが好ましい。 【０００７】上記検出装置により検出される状態の変化は、上記第１の空間又は上記第２の空間の圧力、上記第１の空間又は上記第２の空間を流れる流体の流量、上記第１の空間又は上記第２の空間に含まれる流体の成分、
上記第１の空間又は上記第２の空間の温度、の少なくともいずれか一つに関するものである。 【０００８】上記検出装置は、上記第１の空間と上記第２の空間が連通状態にあることが検出されると、上記レーザ光発生装置によるレーザ光の発生を禁止する遮断装置を有するのが好ましい。 【０００９】本発明の検出方法は、レーザ光伝送管の上記内部空間又は外部空間の状態（例えば、上記内部空間又は外部空間の圧力、内部空間又は外部空間を流れる流体の流量、内部空間又は外部空間に含まれる流体の成分、内部空間又は外部空間の温度、の少なくともいずれか一つに関する。）に変化があったことが検出されると上記伝送管が破損状態にあると認識する工程を含む。 【００１０】 【発明の作用】このように構成したレーザ光伝送管破損検出装置及びその方法では、レーザ光を伝送するための伝送管が破損した場合、この伝送管に内包された第１の空間（内部空間）と、伝送管を囲む第２の空間（外部空間）とが流体的に連通する。 検出装置は、例えば、第１
の空間又は第２の空間の状態の変化（具体的には、第１
の空間又は第２の空間における圧力、流体流量、流体成分又は温度）から、第１の空間と第２の空間が連通状態になったことを認識する。 遮断装置を備えた態様では、
第１と第２の空間が連通状態になると、この遮断装置がレーザ光発生装置によるレーザ光の発生を禁止する。 【００１１】 【発明の効果】本発明によれば、上述した従来のレーザ光伝送管破損検出装置と同様に、レーザ光伝送管の破損が検出できる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。 図１は、レーザ光を利用した医療装置（歯科治療装置を含む。）１０の外観を示す。 医療装置１０は、概略、レーザユニット１２と、
術者が手に持ってレーザ光を目的の位置に照射するためのハンドピース１４と、レーザユニット１２とハンドピース１４とを繋ぐフレキシブルチューブ１６を備えている。 レーザユニット１２は、レーザ光を発生するためのレーザ発生装置１８、フレキシブルチューブ１６を介してハンドピース１４に乾燥用空気と噴射用空気を供給するための空気ポンプ２０及び噴射用水を供給するためのポンプ２２を備えている。 【００１３】図２は、レーザユニット１２とフレキシブルチューブ１６との接合部３０の断面を示す。 接合部３
０は、４つの円筒状連結部材−第１の連結部材３２、第２の連結部材３４、第３の連結部材３６及び第４の連結部材３８−をこの順序で連結して構成されている。 これら連結部材３２、３４、３６及び３８の接続部分にはそれぞれＯ−リングが配置されており、気密性が確保されている。 【００１４】第１の連結部材３２の基端（レーザユニット１２側）はレーザユニット１２に接続されている。 また、第１の連結部材３２の内面と、この第１の連結部材３２の末端（ハンドピース１４側）から挿入して接続された第２の連結部材３４の外面にはそれぞれ複数の段部が形成され、これにより両者の接合面に、基端側から末端側に向かって、３つの環状通路−乾燥冷却用空気通路４０、噴射用空気通路４２及び破損検出用空気通路４４
−が形成されている。 【００１５】乾燥冷却用空気通路４０に対応して、第１
の連結部材３２には半径方向に伸びる通路４６が形成され、その内側端部が乾燥冷却用空気通路４０に接続し、
外側端部に接続金具４８が接続されている。 【００１６】加えて、乾燥冷却用空気通路４０に対応して、第２の連結部材３４には半径方向に伸びる複数の通路５０が形成され、この通路５０を介して第２連結部材３４の基端側内側通路５２が乾燥冷却用空気通路４０と連通している。 この内側通路５２の基端は、レーザ光の通過できる透光板５４で閉鎖してある。 この透光板５４
は、図示するように、押え部材５６によって好適に固定されている。 【００１７】噴射用空気通路４２に対応して、第１の連結部材３２にはまた半径方向に伸びる通路５６が形成され、その内側端部が噴射用空気通路４２に接続し、外側端部に接続金具５８が接続されている。 また、第２の連結部材３４にはその中心軸と平行に空気通路６０が形成され、この空気通路６０の基端が噴射用空気通路４２に接続し、末端が第３及び第４の連結通路３６，３８の内側に形成された別の空気通路６２に接続されている。 【００１８】破損検出用空気通路４４に対応して、第１
の連結部材３２にはさらに半径方向に伸びる通路６４が形成され、その内側端部が乾燥冷却用空気通路４４に接続し、外側端部に接続金具６６が接続されている。 【００１９】第２の連結部材３４の基端側内側通路５２
の末端側端部を形成している小径部６８には円筒状のフェルール７０が挿入されている。 このフェルール７０と小径部６８との接合面はＯ−リングにより密封してある。 小径部６８を挟んで基端側内側通路５２の反対側には末端側内側通路７２が形成されている。 この末端側内側通路７２は、第２の連結部材３４に形成した通路７４
を介して、その半径方向外側に位置する第３の環状通路４４と連通している。 【００２０】第２の連結部材３４の末端側には接続管７
６が接続されており、この接続管７６の末端側に保護チューブ７８が接続されている。 保護チューブ７８の内側には、例えば中空導波路からなるレーザ光伝送管８０が配置され、この伝送管８０の基端がフェルール７０の末端に接続されている。 これら保護チューブ７８と伝送管８０はフレキシブルチューブ１６を介してハンドピース１４の内部に伸びている。 保護チューブ７８の末端は、
図２（ｂ）に示すように、伝送管８０に外装したリング状パッキン８２で閉鎖されている。 また、パッキン８２
と伝送管８０との接触面はＯ−リングで密封されている。 なお、このような封止構造は、フレキシブルチューブ１６を曲げたときでも、伝送管８０に対する保護チューブ７８の軸方向の相対的移動を許容するので、これら伝送管８０や保護チューブ７８に無理な力がかからないという利点がある。 【００２１】第３の連結部材３６には、その内側と外側を連通する噴射用水通路８４が形成され、この噴射用水通路８４の外側端部と内側端部にそれぞれ接続金具８
６、８８が接続されている。 内側の接続金具８８には噴射用水供給管９０が接続され、この噴射用水供給管９０
は、伝送管８０等と同様に、フレキシブルチューブ１６
を介してハンドピース１４の内部に伸びている。 【００２２】第４の連結部材３８の内側には、その内径とほぼ同一の外径を有する接続リング９２が内装されており、この接続リング９２の外面と第４の連結部材３８
の外面との間が、Ｏ−リングによって密封されている。
接続リング９２はまた、末端側に小径のチューブ接続部９４を備えており、このチューブ接続部９４にフレキシブルチューブ１６の基端が接続され、これにより接合部３０の空気通路６２とフレキシブルチューブ１６の内部通路９６が連通している。 【００２３】図３は乾燥冷却用空気、噴射用空気及び噴射用水の配管系統図で、接続金具４８は配管１００を介して空気ポンプ２０に接続されており、この配管１００
にはポンプ２０から送り出された空気を除湿して乾燥するためのメンブレンドライヤ１０２と流量調整弁１０４
が設けてある。 接続金具５８は配管１０６を介して空気ポンプ２０に接続されており、この配管１０６にはオン・オフ制御弁１０８と流量調整弁１１０が設けてある。
接続金具６６には配管１１２が接続され、この配管１１
２には流量検出器１１４が設けてある。 流量検出器１１
４はまた、レーザ発生装置１８を遮断するためのインターロック１１６が接続されている。 接続金具８６には配管１１８を介して水ポンプ２２に接続されており、この配管１１８には逆止弁１２０が設けてある。 なお、この逆止弁１２０は、ハンドピース１４の先端にある水の噴射口と噴射用空気噴射口が管路途中で空気圧に押されてブロックされた場合でも、噴射用空気圧により水が逆流するのを防止するものである。 【００２４】このように構成された医療装置１０では、
図１、２に示すように、レーザ発生装置１８から送り出されたレーザ光は、透光板５４、通路５２を介して伝送管８０に入り、この伝送管８０を通じてハンドピース１
４に伝送され、必要に応じてハンドピース１４の先端から出射されて目的の部位に照射される。 【００２５】図３に示すように、乾燥冷却用空気は空気ポンプ２０から配管１００に送り出され、メンブレンドライヤ１０２で除湿乾燥され、流量調整弁１０４で所定流量に調整された後、接続金具４８に供給される。 図２
に示すように、接続金具４８を通過した乾燥冷却用空気は、通路４６、４０、５０及び５２を介して伝送管８０
に入り、この伝送管を通じてハンドピース１４の所定部位に供給され、これによりレーザ光の透過による損失で温度上昇した部位を冷却し乾燥する。 【００２６】再び図３に戻り、噴射用空気は、オン・オフ制御弁１０８の開放時、空気ポンプ２０から配管１０
０に送り出され、流量調整弁１１０で所定流量に調整されて、接続金具５８に供給される。 図２に示すように、
接続金具５８を通過した噴射用空気は、通路５７、４
２、６０、６２、またフレキシブルチューブ１６の内部通路９６を通り、さらにハンドピース１４内に形成されている通路（図示せず）を介してその先端から噴射される。 【００２７】再び図３に戻り、噴射用水は、水ポンプ２
２から配管１１８に送り出され、逆止弁１２０を介して接続金具８６に供給される。 図２に示すように、接続金具８６を通過した噴射用水は、通路８４、接続金具８
８、さらに噴射用水供給管９０を通り、ハンドピース１
４内に形成されている通路（図示せず）を介してその先端から噴射用空気と共にミストとなって噴射される。 【００２８】フレキシブルチューブ１６が局部的に急角度で曲げられたり、ハンドピース１４に無理に引っ張ったりすることにより、図２（ｃ）に示すように、伝送管８０が損傷してそこに亀裂を生じた場合、伝送管８０の内側の空間（第１の空間）１２２と、伝送管８０の外側で保護チューブ７８の内側の空間（第２の空間）１２４
とが連通する。 これにより、図２（ａ）に示すように、
伝送管８０内の空間１２２を流れている乾燥冷却用空気が外側の空間１２４に流出する。 流出した乾燥冷却用空気はさらに通路７２、７４、４４、接続金具６６を介して、図３に示す配管１１２と流量センサ１１４を通り、
大気に放出される。 そして、流量センサ１１４により空気の流れが検出されると、インターロック１１６はレーザ発生装置１８に禁止信号を送り、以後のレーザ光の出射を禁止する。 【００２９】このように、本発明の医療装置１０は、伝送管８０が破損した場合にレーザ光の出射を禁止するので、伝送管８０の破損後も継続してレーザ光が出射され、そのために保護チューブ７８、フレキシブルチューブ１６等を焼損するということが無いし、焼損した個所からレーザ光が漏れて人体に危険が及ぶこともない。 【００３０】なお、上記実施形態では、第２の連結部材３４の内部にフェルール７０と接続管７６とを通路７２
を介して分離して配置したが、これらフェルール７０と接続管７６を一つの部材で一体的に構成し、この部材の中に空間１２４と通路７４とを連結する通路を形成してもよい。 【００３１】また、上記実施形態では、伝送管８０の周りを保護チューブ７８と接続管７６で囲うことにより、
保護チューブ７８内の空間を第３及び第４の連結部材３
６，３８の内側に形成されている空間６２を分離したが、この空間６２を本発明における第２の空間として利用してもよい。 【００３２】この場合、図４に示すように、噴射用空気の通路６０の末端側に接続管１３０を接続すると共に、
この接続管１３０の末端側に噴射用空気供給管１３２を接続する。 また、空間６２の末端側を閉鎖するために、
例えば、ハンドピース１４には、空間６２に連通した空間１４０の末端側を封止するために、伝送管８０、噴射用水供給管９０及び噴射用空気供給管１３２がそれぞれ挿入できる通路１４２、１４４及び１４６を備えた封止部１４８を設け、これら通路１４２、１４４及び１４６
に伝送管８０、噴射用水供給管９０及び噴射用空気供給管１３２をそれぞれ挿入すると共に、それらの隙間を接着剤やＯリング等で封止する。 【００３３】これにより、伝送管８０が破損して亀裂を生じた場合、この伝送管８０から流出した乾燥冷却用空気は通路６２、７２、７４、４４、接続金具６６を介して、図３に示す配管１１２と流量センサ１１４を通り、
大気に放出される。 そして、流量センサ１１４により空気の流れが検出されると、インターロック１１６がレーザ発生装置１８によるレーザ光の出射を禁止する。 【００３４】なお、本実施形態と第１の実施形態を比較した場合に、第１の実施形態ではフレキシブルチューブ１６の内部に噴射用空気の供給管を配置する必要がないので、その分構成が簡単になるという利点がある。 【００３５】これまでに説明した実施形態では、伝送管８０の内部に空気を流し、この伝送管８０が破損した場合に外部空間に流出する空気の流れを検出することで破損を検出したが、本発明はこれに限るものでなく、伝送管８０が破損した場合にその内部空間又は外部空間における状態の変化を検知するものはすべて本発明の範囲に含まれる。 【００３６】例えば、伝送管の内部空間又は外部空間のいずれか一方を加圧又は減圧しておき、伝送管が破損したときに内部空間又は外部空間に生じる圧力変化を検出することで伝送管の破損を検出してもよい。 また、伝送管の内部空間に噴射用空気を流すことにより伝送管内部や出光端、入光端の冷却が行える他、噴射用空気を暖める効果も合わせもたせることができる。 【００３７】また、伝送管の内部空間又は外部空間に特定の化学成分（人体に悪影響を及ぼさない成分であることが必要である。）を含む気体を流すか又は封じ込めておき、伝送管が破損した場合に他方の空間に流れ込む当該化学成分を適当な検出器で検出することで伝送管の破損を検出してもよい。 【００３８】さらに、伝送管の内部空間と外部空間に異なる温度の雰囲気を流すか又は封じ込めておき、伝送管が破損した場合に生じる内部空間又は外部空間の温度変化を温度検出器で検出することで伝送管の破損を検出してもよい。 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に係るレーザ光伝送管の破損検出装置を備えた医療装置の全体斜視図。 【図２】 （ａ）本発明に係るレーザ光伝送管破損検出装置の構成を示す拡大断面図、（ｂ）保護チューブの末端封止構造を示す拡大断面図及び（ｃ）伝送管が破損した状態を示す拡大断面図。 【図３】 乾燥冷却用空気、噴射用空気、噴射用水などを供給する配管の系統図。 【図４】 第２の実施形態に係るレーザ光伝送管破損検出装置の構成を示す拡大断面図。 【図５】 図４に示す第２の実施形態において、伝送管を囲む空間の末端側の封止構造を示すハンドピースの部分拡大断面図。 【符号の説明】 １０…医療装置、１４…ハンドピース、１６…フレキシブルチューブ、１８…レーザ発生装置、２０…空気ポンプ、２２…水ポンプ、７８…保護チューブ、８０…レーザ光伝送管、１２２…第１の空間、１１４…流量センサ、１２４…第２の空間。 |
