JP2007050118A - 内視鏡用可撓管 - Google Patents

Abstract

【課題】 弾性度が調整されており、容易に製造可能な内視鏡用可撓管を提供する。
【解決手段】 可撓管２０には、第１、第２螺旋部材２５、２７を含む螺旋管２４が設けられている。第１、第２螺旋部材２５、２７においては、可撓管２０が湾曲できるように、螺旋管２４の軸方向に隙間が設けられている。第１螺旋部材２５の隙間にある第１バネ３６は、可撓管２０の内視鏡スコープ側にのみ選択的に設けられ、先端部側には設けられていない。このため、被観察体に挿入される可撓管２０の先端部側には、弾性の低い低弾性領域２０Ｓが形成され、先端部とは反対の内視鏡スコープ側には、弾性のより高い高弾性領域２０Ｈが形成される。このように、所望の位置にのみ第１バネ３６を配置し、可撓管２０の弾性度を調整する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内視鏡用の可撓管に関する。

内視鏡装置においては、撮像素子等が内蔵されたスコープを被写体である人体の内部に送り込むために、可撓管が用いられる。内視鏡用の可撓管は、一般に、帯状の金属片を巻いた螺旋管と、螺旋管の外側に配置された網状部材と、網状部材の表面を覆う樹脂等の外皮を含む。

内視鏡用の可撓管は、被写体観察、患部の処置等を容易にするため、先端部に近い領域ほど弾性が低くて軟らかく、湾曲し易いことが好ましい。その一方で、挿入、脱離操作を容易にするために、オペレータの手元側、すなわち基端部に近い領域では、弾性が高く、硬くて湾曲しにくいことが必要とされる。そこで、弾性度を調整するために、複数の樹脂を異なる比率で混合させて外皮を形成した内視鏡用可撓管、およびその製造方法が知られている（例えば特許文献１）。
特開平２−１３１７３８号公報（第４欄〜第７欄、第１図、第２図第４図、第９〜１２図等参照）

複数の樹脂の混合比率を変えて外皮を構成する場合、混合比率の調整や、樹脂を均等に混合させる工程等が必要となり、可撓管の製造工程が複雑化する。さらに、複数の樹脂の混合比率を変化させながら正確に混合して吐出する装置など、特別な製造装置が必要となる。

本発明は、弾性が調整されており、容易に製造可能な内視鏡用可撓管の提供を目的とする。

本発明の第１の内視鏡用可撓管は、帯状部材を、隙間が設けられるようにして螺旋状に巻いた螺旋管と、螺旋管の隙間において帯状部材に沿って伸縮する弾性部材とを備え、弾性部材が、隙間において選択的に配置されており、これにより弾性部材を含む高弾性領域と、弾性部材を含まない低弾性領域とが形成されたことを特徴とする。

低弾性領域は、内視鏡観察において被観察体に挿入される先端部に形成されることが好ましい。また弾性部材は、例えば、螺旋管の隙間内において帯状部材に繰り返し接するように蛇行する波状である。

帯状部材には、弾性部材が嵌合するための溝が設けられていることが好ましい。また、螺旋管の軸方向における帯状部材の隙間の長さは、０．５〜１．５（ｍｍ）であることが望ましい。

本発明の第２の内視鏡用可撓管は、帯状部材を、隙間が設けられるようにして螺旋状に巻いた螺旋管と、螺旋管の隙間において帯状部材に沿って伸縮する波状の弾性部材とを備え、弾性部材が第１の周波数を有する高弾性領域と、弾性部材が第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する低弾性領域とが形成されることを特徴とする。そして第２の内視鏡用可撓管は、周波数の異なる複数の弾性部材を有することが好ましい。

本発明の内視鏡用可撓管の製造方法は、帯状部材を、隙間を設けるように螺旋状に巻いて螺旋管を形成し、螺旋管の隙間に、帯状部材に沿って伸縮するように弾性部材を選択的に配置し、弾性部材を含む高弾性領域と、弾性部材を含まない低弾性領域とを形成することを特徴とする。

本発明の内視鏡用可撓管の製造方法においては、帯状部材に、弾性部材が嵌合するための溝を設けた後に、帯状部材を螺旋状に巻いて螺旋管を形成することが好ましく、また、螺旋管の外周側に網状部材を配置し、網状部材の表面を外皮で覆うことが好ましい。

本発明によれば、弾性が調整されており、容易に製造可能な内視鏡用可撓管を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態における内視鏡スコープを示す図である。

内視鏡スコープ１０は、電子内視鏡装置（図示せず）の一部であって、吸引ボタン１２、送気・送水ボタン１４などの操作ボタンを有する操作部１６と、操作部１６から延出し、被写体である患者の体内に挿入される可撓管２０とを含む。可撓管２０の先端部２２には、被写体画像を生成するための撮像素子、対物レンズ等（図示せず）が設けられている。

可撓管２０は、人体内に挿入されるために湾曲可能であり、特に、被写体観察や患部の処置を容易にするために、先端部２２の付近は大きい角度で曲げることができる。また、内視鏡スコープ１０は、操作部１６が電子内視鏡装置のプロセッサ（図示せず）に取付けられて使用される。

図２は、本実施形態における可撓管２０の一部を示す断面図である。

可撓管２０には、螺旋管２４と、螺旋管２４の表面を覆うように、螺旋管２４の外周側に配置された網状部材２６とが設けられている。螺旋管２４は、第１螺旋部材２５と第２螺旋部材２７とを含む。そして網状部材２６の外側には、網状部材２６の表面を覆う、樹脂製の外皮層３０が設けられている。外皮層３０は、可撓管２０の表面にあって、被写体である患者の体液や消毒液等が可撓管２０の内部に侵入することを防止する。

第１および第２螺旋部材２５、２７は、第２螺旋部材２７が第１螺旋部材２５の外側の表面に接するように互いに積層されている。そして、第１および第２螺旋部材２５、２７においては、可撓管２０が湾曲できるように、螺旋管２４の軸方向に隙間が設けられている。第１および第２螺旋部材２５、２７は、互いに異なる方向に沿って帯状部材を螺旋状に巻くことにより形成されているため、一方の隙間に他方の螺旋部材が嵌合してしまうことが防止される。

第１螺旋部材２５の隙間には、第１螺旋部材２５を形成する帯状部材に沿って延びる第１バネ３６（弾性部材）が設けられている。第１バネ３６は、第１螺旋部材２５の隙間内において、帯状部材の側面に繰り返し接しながら、第１螺旋部材２５の軸方向に山を形成するように蛇行する波状である。

一般的に、内視鏡用可撓管においては、被写体観察、患部の処置等を容易にするため、被観察体である人体に挿入される先端部に近い領域ほど軟らかく、湾曲し易いことが好ましい。一方、オペレータが保持することの多い、先端部とは反対側の端部、すなわち内視鏡スコープに近い領域は、可撓管の挿入、および脱離の操作のために、硬くて湾曲しにくいことが必要とされる。

このため、第１バネ３６は、内視鏡スコープ１０側にのみ選択的に設けられており、可撓管２０の先端部２２（図１参照）側においては設けられていない。この結果、被観察体に挿入される先端部２２側には、弾性度が低く、軟らかい低弾性領域２０Ｓが形成され、先端部２２とは反対の内視鏡スコープ１０側には、弾性度がより高く、硬い高弾性領域２０Ｈが形成される。

なお、螺旋管２４の内側、すなわち第１螺旋部材２５の内側には、撮像素子により生成された画像信号をプロセッサに送信するためのケーブルや、プロセッサにある光源（図示せず）からの光を通過させるライトガイド、送気・送水管（いずれも図示せず）等が通っている。また、螺旋管２４の内径および外径はいずれも一定であり、網状部材２６、外皮層３０の厚さも一定であることから、可撓管２０の径もまた一定である。

螺旋管２４を構成する第１および第２螺旋部材２５、２７は、いずれも螺旋状のステンレス鋼により形成されているが、ステンレス鋼の他に銅合金等が用いられても良い。また、網状部材２６は、ステンレス鋼の細線が網状に配置されたものであり、細線の材料としては、ステンレス鋼の他に、銅合金、あるいは樹脂が使用されても良い。

第１バネ３６は、第１および第２螺旋部材２５、２７と同様に、例えばステンレス鋼により形成され、ここではＳＵＳ３０４の細線が使用される。そしてその直径は、可撓管２０の収縮を防止するために０．０５（ｍｍ）以上であることが好ましく、また可撓管２０の湾曲性を良好に保つために、０．５（ｍｍ）以下であることが好ましい。ここでは、第１バネ３６の直径は０．１（ｍｍ）である。

外皮層３０としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチテレフタレート等のポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系樹脂、ポリイミド等の可撓性を有する樹脂、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリスチレン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー等が使用される。そして、これらの樹脂等を複数組合せて、外皮層３０の材料としても良い。

そして外皮層３０は、可撓管２０の耐久性と湾曲性とのいずれもが良好であるように、０．１〜１．０（ｍｍ）程度の厚さであることが好ましく、ここでは０．５（ｍｍ）である。

引き続き、可撓管２０の製造方法につき説明する。図３は、第１螺旋部材２５の形成に用いられる帯状部材を示す斜視図である。図４は、帯状部材を螺旋状に巻いて形成された第１螺旋部材２５を示す図である。

まず、幅が３．２（ｍｍ）で厚さが０．２（ｍｍ）のステンレス鋼の帯状部材３９を巻き回し、第１螺旋部材２５を形成する（図４参照）。ここで、螺旋管２４の軸方向における第１螺旋部材２５の隙間の長さ、すなわち第１螺旋部材２５のピッチＰは、可撓管２０が適度な湾曲性と強度とを有するように、０．５〜１．５（ｍｍ）の範囲内であることが好ましい。そして、本実施形態においては、第１螺旋部材２５のピッチＰは１．０（ｍｍ）で一定である。

さらに、ステンレス鋼の細線に曲げ加工を施し、波状の第１バネ３６（ここでは図示せず）を形成する。この第１バネ３６を、第１螺旋部材２５の所定の領域、すなわち可撓管２０における高弾性領域２０Ｈに対応する領域にある隙間に、公知の手法により選択的に配置する。さらに、第１螺旋部材２５の外側の表面に積層するように、同じ帯状部材３９を巻き回して第２螺旋部材２７（ここでは図示せず）とし、二重構造の螺旋管２４を形成する。なお、螺旋管２４の内径、すなわち第１螺旋部材２５の内径はおよそ８．６（ｍｍ）であり、螺旋管２４の外径、すなわち第２螺旋部材２７の外径はおよそ９（ｍｍ）である。

さらに、螺旋管２４の外周に、ステンレス鋼の細線を網組して網状部材２６を設け、可撓管２０の中間体として、螺旋管２４、第１バネ３６、および網状部材２６から成る芯材（図示せず）を形成する。

図５は、外皮層３０を成形するために作動中の押出し成形機の一部を示す図である。図６は、図５に示す押出し成形機のヘッド部を示す断面図である。

押出し成形機４０は、押出し機４２と、ヘッド部４４とを含む。押出し機４２は、樹脂などの成形材料を加熱しつつヘッド部４４に送り出し、ヘッド部４４は、管状部材を押出すように移動させながら、押出し機４２から送り出された成形材料を管状部材の表面に向けて吐出する。この押出し成形機４０により、管状部材の表面を樹脂などの成形材料で覆う押出し成形が行なわれる。ここでは、以下に述べるように、押出し成形機４０を用いた押出し成形により、管状部材である芯材の表面に外皮層３０を形成する。

まず、外皮層３０の材料であるポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）の固形樹脂４６を、押出し機４２の材料投下口Ｍから、シリンダ４８内に適量ずつ投下する。シリンダ４８には、スクリュー５０が設けられており、スクリュー５０は、所定の速度で回転する。シリンダ４８内は、予め所定の温度となるように加熱されているため、投下された固形樹脂４６は、熱せられて徐々に溶けながらスクリュー５０の表面に付着する。

スクリュー５０の表面には、螺旋状に巻付けられた帯状の部材５２の間に溝が形成されている。そして、スクリュー５０が回転すると、加熱されたＴＰＯは、徐々に流動性を増しながらスクリュー５０表面の溝内を流れ、スクリュー５０の先端部５０Ｔに向けて運ばれる。さらに、ＴＰＯは、スクリュー先端部５０Ｔからヘッド部４４内に設けられた供給路５４に流れる。

ヘッド部４４には、芯材などの管状部材を、軸方向に所定の速度で移動させるための搬送路５６が設けられている。そして、供給路５４と搬送路５６とはつながっており、供給路５４を通過したＴＰＯは、搬送路５６を矢印Ａの示す軸方向に移動している芯材５８の表面に吐出され、冷却されて硬化する（図６参照）。このように、網状部材２６の表面を覆うＴＰＯの外皮層３０を形成する。

こうして形成される外皮層３０の厚さは、押出し成形における芯材５８の引き速度、加熱されるＴＰＯの温度、吐出量に基づいて調整され、ここでは約０．５（ｍｍ）である。なお、網状部材２６の少なくとも一部を樹脂で形成していた場合、網状部材２６の樹脂とＴＰＯとを溶融させることにより、網状部材２６と外皮層３０とは、より強固に結合される。

以上のように本実施形態によれば、第１螺旋部材２５の隙間において、所望の位置にのみ第１バネ３６を配置することにより、可撓管２０の弾性度を調整することができる。そして第１バネ３６は、既存の手法によって所定の位置に容易に配置できるため、第１バネ３６の配置によっては可撓管２０の製造工程は複雑化しない。

本実施形態においては、複数の第１バネ３６の配置間隔を調整することにより、可撓管２０の弾性度を調整しても良い。この場合、可撓管２０の先端部２２側においては、内視鏡スコープ１０側におけるよりも長い間隔で、より少ない第１バネ３６が設けられる。

また、本実施形態においては、第１バネ３６の形状は波状に限定されず、例えば螺旋状であっても良い。

図７は、第２の実施形態における可撓管２０の一部を示す断面図である。図８は、本実施形態において用いられる複数のバネを示す図である。

第１の実施形態においては、第１バネ３６のみが使用されていたのに対し、本実施形態の可撓管２０においては、複数のバネが用いられる。すなわちここでは、周波数のみが互いに異なり、直径などの大きさや材質が同じ第２バネ３７と第３バネ３８（いずれも弾性部材）とが、それぞれ第１螺旋部材２５の隙間に選択的に配置されている。

図示するように、第２バネ３７は第３バネ３８よりも高い周波数を有しており、第１螺旋部材２５に接する頂点の間隔が短い。従って、可撓管２０の第２バネ３７を含む領域においては、軸方向における単位長さ当たりのバネ量が、第３バネ３８を含む領域よりも多く（図８参照）、このため、第３バネ３８を含む領域よりも弾性度が高い。そこで、本実施形態においては、第２バネ３７を可撓管２０の内視鏡スコープ１０側に配置して高弾性領域２０Ｈを形成し、第３バネ３８を先端部２０側に配置して低弾性領域２０Ｓを形成している。

以上のように本実施形態では、周波数が異なる第２および第３バネ３７、３８を用いることにより、可撓管２０の弾性度を調整することができる。

なお、本実施形態では、可撓管２０を容易に製造するため、周波数の異なる複数の第２、第３バネ３７、３８を用いることが好ましいが、周波数の異なる領域を持つ一本のバネを使用しても良い。また、第２、第３バネ３７、３８のいずれとも異なる周波数を有するバネをさらに用いて、より細かく可撓管２０の弾性度を調整しても良い。

第１螺旋部材２５のみならず、第２螺旋部材２７においてもバネを配置することにより高弾性領域２０Ｈを設けても良い。また、先端部２２において、第２バネ３７を始めとするいかなるバネをも配置しないことにより、本実施形態よりも湾曲し易い低弾性領域２０Ｓを設けても良い。

図９は、第３の実施形態における帯状部材である、第１加工部材を示す斜視図であり、図１０は、本実施形態における第２加工部材を示す斜視図である。図１１は、長さ方向に垂直な平面で帯状部材を切断した断面図である。

第３の実施形態においては、第１螺旋部材２５を形成するために用いられる帯状部材が、これまでの実施形態とは異なる。すなわち、第１および第２の実施形態においては、未加工の帯状部材３９（図３参照）を巻き回して第１螺旋部材２５を形成したのに対し、本実施形態においては、帯状部材３９の側面に加工が施された第１加工部材４１、もしくは第２加工部材４３が使用される。

第１および第２加工部材４１、４３には、第１バネ３６が嵌合するための第１および第２溝４１Ｌ、４３Ｌがそれぞれ設けられている（図９〜１１参照）。このため、第１、第２加工部材４１、４３のいずれかを用いて第１螺旋部材２５を形成すると、波状の第１バネ３６の頂点部分が第１もしくは第２溝４１Ｌ、４３Ｌに嵌合し、第１バネ３６が第１螺旋部材２５から離脱することが防止される。

第１もしくは第２加工部材４１、４３を用いて第１螺旋部材２５を形成する場合、帯状部材３９の側面３９Ｓを公知の手法によって削り、第１、第２溝４１Ｌ、４３Ｌを設けた後に、第１もしくは第２加工部材４１、４３を螺旋状に巻き回して螺旋管２４を形成する（図１１参照）。

以上のように本実施形態によれば、第１、第２溝４１Ｌ、４３Ｌを設けた第１、第２加工部材４１、４３を用いることにより、可撓管２０は、湾曲時等においても第１バネ３６が所定の位置から外れることのない、安定した構造を有する。

なお、第１、第２溝４１Ｌ、４３Ｌの形状は、第１バネ３６を保持できる限り、本実施形態には限定されない。また、第１、第２加工部材４１、４３が用いられるバネは、第１バネ３６に限定されず、第２、第３バネ３７、３８であっても良い。そして、これらの第１〜第３バネ３６〜３８は、第１螺旋部材２５のみならず第２螺旋部材２７に配置されても良く、その場合においては、第１、第２加工部材４１、４３は、第１螺旋部材２５とともに第２螺旋部材２７の形成にも使用されることが好ましい。

いずれの実施形態においても、第１〜第３バネ３６〜３８の材質は、ステンレス鋼に限定されず、他の金属、例えば銅合金等であっても良い。さらに第１〜第３バネ３６〜３８の直径についても同様であり、先述の実施形態における値には限られない。そして第１〜第３バネ３６〜３８は、第１螺旋部材２５に代わり、あるいは第１螺旋部材２５とともに第２螺旋部材２７に設けられても良い。

さらに、いずれの実施形態においても、螺旋管２４、網状部材２６、外皮層３０、帯状部材３９等の材質、形状、サイズ等は本実施形態に限定されず、内視鏡観察の対象部位等に応じて調整することができる。例えば螺旋管２４は、第１および第２螺旋部材２５、２７を積層させた二重構造ではなく、単一の螺旋管２４から成る一重構造であっても良い。

第１の実施形態における内視鏡スコープを示す図である。 第１の実施形態における可撓管の一部を示す断面図である。 第１螺旋部材の形成に用いられる帯状部材を示す斜視図である。 帯状部材を螺旋状に巻いて形成された第１螺旋部材を示す図である。 外皮層を成形するために作動中の押出し成形機の一部を示す図である。 図５に示す押出し成形機のヘッド部を示す断面図である。 第２の実施形態における可撓管の一部を示す断面図である。 第２の実施形態において用いられる複数のバネを示す図である。 第３の実施形態における帯状部材である、第１加工部材を示す斜視図である。 第３の実施形態における帯状部材である、第２加工部材を示す斜視図である。 長さ方向に垂直な平面で帯状部材を切断した断面図である。

符号の説明

２０ 可撓管（内視鏡用可撓管）
２４ 螺旋管
２６ 網状部材
３０ 外皮層（外皮）
３６ 第１バネ（弾性部材）
３７ 第２バネ（弾性部材）
３８ 第３バネ（弾性部材）
３９ 帯状部材
４１ 第１加工部材（帯状部材）
４１Ｌ 第１溝（溝）
４３ 第２加工部材（帯状部材）
４３Ｌ 第２溝（溝）
Ｐ ピッチ（隙間）

Claims (10)

1. 帯状部材を、隙間が設けられるようにして螺旋状に巻いた螺旋管と、
   前記隙間において前記帯状部材に沿って伸縮する弾性部材とを備え、
   前記弾性部材が、前記隙間において選択的に配置されており、前記弾性部材を含む高弾性領域と、前記弾性部材を含まない低弾性領域とが形成されることを特徴とする内視鏡用可撓管。
2. 前記低弾性領域が、内視鏡観察において被観察体に挿入される先端部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
3. 前記弾性部材が、前記隙間内において、前記帯状部材に繰り返し接するように蛇行する波状であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
4. 前記帯状部材に、前記弾性部材が嵌合するための溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
5. 前記螺旋管の軸方向における前記帯状部材の隙間の長さが、０．５〜１．５（ｍｍ）であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
6. 帯状部材を、隙間が設けられるようにして螺旋状に巻いた螺旋管と、
   前記隙間において前記帯状部材に沿って伸縮する波状の弾性部材とを備え、前記弾性部材が第１の周波数を有する高弾性領域と、前記弾性部材が前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する低弾性領域とが形成されることを特徴とする内視鏡用可撓管。
7. 周波数の異なる複数の前記弾性部材を有することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用可撓管。
8. 帯状部材を、隙間を設けるように螺旋状に巻いて螺旋管を形成し、
   前記隙間に、前記帯状部材に沿って伸縮するように弾性部材を選択的に配置し、
   前記弾性部材を含む高弾性領域と、前記弾性部材を含まない低弾性領域とを形成することを特徴とする内視鏡用可撓管の製造方法。
9. 前記帯状部材に、前記弾性部材が嵌合するための溝を設けた後に、前記帯状部材を螺旋状に巻いて前記螺旋管を形成することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用可撓管の製造方法。
10. 前記螺旋管の外周側に網状部材を配置し、
    前記網状部材の表面を外皮で覆うことを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用可撓管の製造方法。
    
    

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