JP2009172160A - Flexible tube for endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡内に配設される可撓性チューブに関する。 The present invention relates to a flexible tube disposed in an endoscope.
内視鏡内には処置具挿通用や流体流通用(吸引、送気、送水用)といった様々な用途で、各種の管路が配設されている。こうした管路として用いられるチューブは、内視鏡の挿入部に対応する可撓性を有すること、他の内視鏡内蔵物やチューブ内の挿入物との間での摺動抵抗が生じにくいように表面の摩擦抵抗が小さいことが要求され、好適な材質としてPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が知られている。 Various pipes are arranged in the endoscope for various uses such as treatment instrument insertion and fluid circulation (suction, air supply, water supply). The tube used as such a conduit has flexibility corresponding to the insertion portion of the endoscope, and it is difficult for sliding resistance to occur between other endoscope built-in items and the tube insertion material. Therefore, PTFE (polytetrafluoroethylene) is known as a suitable material.
ところで、PTFEなどで形成され可撓性を有するチューブであっても、所定以上の曲げ応力が作用した場合には座屈する可能性がある。図1は座屈の発生メカニズムを示したものであり、同図の上段はチューブ10の軸線方向に沿う断面、同図の下段はチューブ10の径方向の断面である。図1における(a)の直線状態から(b)の上段のようにチューブ10が曲げられていくと、曲げの内側には軸線方向への圧縮応力S1が作用し、曲げの外側には軸線方向への引張応力S2が作用する。これらの応力は同時に、図1(b)の下側のようにチューブ断面を扁平させる力S3、S4となる。そして、扁平させる力と圧縮応力の加算した力が一定値を超えたとき、図1(c)のようにチューブ10の強度バランスが失われ、曲げの内側部分が折れ曲がるようにして座屈してしまう。
By the way, even a flexible tube formed of PTFE or the like may be buckled when a bending stress of a predetermined level or more is applied. FIG. 1 shows a buckling mechanism. The upper part of FIG. 1 is a cross section along the axial direction of the
このようなチューブの座屈を防ぐ座屈防止構造として、図2のように、チューブ本体11の外周面に形成した螺旋溝12に対して金属製コイル13を巻き付けて、その外層に接着剤14を被覆させたものや、図3のように、接着剤に代えて金属製コイル13の外側に別のチューブ15を被覆させたものが知られている。前者のタイプとして特許文献1、後者のタイプとして特許文献2などがある。チューブ11の外面に螺旋溝12を形成するための手法としては、切削加工や、特許文献3のように線材をコイル状に巻き付けて加熱変形させる手法が知られている。
先に挙げたような従来の座屈防止構造では、金属製コイルを覆う接着剤などの被覆層がチューブ外面の摩擦抵抗を増大させ、PTFEのように摩擦抵抗の小さい材質でチューブを形成した効果を減じてしまうおそれがあった。また、こうした被覆層を設けることによってチューブ外径が太くなり、他の内視鏡内蔵物との干渉が生じやすくなる。 In the conventional buckling prevention structure as mentioned above, the coating layer such as an adhesive covering the metal coil increases the friction resistance of the outer surface of the tube, and the effect of forming the tube with a material having a low friction resistance such as PTFE. There was a risk of reducing. Also, by providing such a coating layer, the outer diameter of the tube becomes thick, and interference with other endoscope built-in objects tends to occur.
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、チューブ外面の摩擦抵抗やチューブの外径サイズを小さく抑えつつ、高い座屈防止性能が得られる内視鏡用可撓性チューブを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a flexible tube for an endoscope which can obtain high buckling prevention performance while suppressing the frictional resistance of the outer surface of the tube and the outer diameter size of the tube. The purpose is to do.
本発明は、内視鏡内部の管路を構成する可撓性を有するチューブにおいて、合成樹脂製で中空の全周管状の内側チューブ層と、この内側チューブ層の外側に支持され、内側チューブ層が曲げられるときその断面形状の変化を抑制する、合成樹脂製で螺旋管状の外囲チューブ層とを有することを特徴としている。 The present invention relates to a flexible tube that constitutes a conduit inside an endoscope, and is made of a synthetic resin and has a hollow all-around tubular inner tube layer, and is supported on the outer side of the inner tube layer. And an envelope tube layer made of a synthetic resin that suppresses a change in the cross-sectional shape when it is bent.
外囲チューブ層を構成する周回コイル部は、その軸線方向の断面形状が扁平な矩形状をなしていることが好ましい。 It is preferable that the circular coil part which comprises an envelope tube layer has comprised the rectangular shape where the cross-sectional shape of the axial direction is flat.
外囲チューブ層を内側チューブ層の外面に対して固定させると、より高い座屈防止効果が得られる。固定は接着や融着などの手法で行うとよい。 When the outer tube layer is fixed to the outer surface of the inner tube layer, a higher buckling prevention effect can be obtained. Fixing may be performed by a technique such as adhesion or fusion.
また、外囲チューブ層は、その軸線方向に隣り合う周回コイル状部が互いに離間した粗巻きの螺旋管形状をなし、内側チューブ層を曲げたとき、外囲チューブ層の湾曲内側部分が、軸線方向の圧縮応力によって隣接する周回コイル状部を当接させる密巻き状に変形され、曲げの中心部方向への分力を生じさせるようにすることで、さらに高い座屈防止効果が得られる。 Further, the surrounding tube layer has a shape of a coarsely wound spiral tube in which the coil portions adjacent to each other in the axial direction are separated from each other, and when the inner tube layer is bent, the curved inner portion of the surrounding tube layer becomes the axis line. A higher buckling prevention effect can be obtained by deforming into a closely wound shape that abuts adjacent coiled portions by the compressive stress in the direction and generating a component force in the direction of the central portion of the bending.
具体的には、内側チューブ層の肉厚を0.1mm〜0.35mmとし、外囲チューブ層の肉厚を0.1mm〜0.4mmとすることが好ましい。 Specifically, it is preferable that the inner tube layer has a thickness of 0.1 mm to 0.35 mm and the outer tube layer has a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm.
内側チューブ層を構成する材質は、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。また、外囲チューブ層を構成する材質は、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリエーテルエーテルケトンが好ましい。 The material constituting the inner tube layer is preferably polytetrafluoroethylene. The material constituting the outer tube layer is preferably polytetrafluoroethylene or polyether ether ketone.
以上の本発明の内視鏡用可撓性チューブによれば、内側チューブ層の外側にあって座屈を防止する外囲チューブ層が摩擦抵抗の小さい合成樹脂で形成されるので、チューブ外面の摩擦抵抗を小さく抑えることができる。また、内側チューブ層は、金属コイル体を保持するための螺旋溝などを外面に形成する必要がなく、薄肉に形成できるため、チューブの外径サイズも抑えることができる。よって、座屈が生じにくく、かつ他の内視鏡内蔵物に対する悪影響を及ぼしにくい内視鏡用可撓性チューブが得られる。 According to the endoscope flexible tube of the present invention described above, the outer tube layer that is outside the inner tube layer and prevents buckling is formed of a synthetic resin having a low frictional resistance. The frictional resistance can be kept small. In addition, the inner tube layer does not need to have a spiral groove or the like for holding the metal coil body on the outer surface and can be formed thin, so that the outer diameter of the tube can be suppressed. Therefore, it is possible to obtain an endoscope flexible tube that is unlikely to buckle and that does not adversely affect other built-in endoscopes.
図4と図5はそれぞれ、本発明を適用した内視鏡用可撓性チューブ20(以下、チューブ20と呼ぶ)の一部の外観と軸方向断面を示している。このチューブ20は、内部が中空で周面に開口部や貫通孔を有さない全周管状の内側チューブ層21と、内側チューブ層21の外側に支持された、螺旋管状のスパイラルチューブ(外囲チューブ層)22とによって構成されている。内側チューブ層21とスパイラルチューブ22はそれぞれ、摩擦抵抗が小さく可撓性を有する合成樹脂で形成されており、具体的には、内側チューブ層21の材質はPTFE、スパイラルチューブ22の材質はPTFEやPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)が好適である。
FIGS. 4 and 5 respectively show a partial appearance and an axial cross section of an endoscope
スパイラルチューブ22は、扁平な矩形断面の平線状の合成樹脂素材を螺旋管状に巻回して形成されており、チューブ20の軸線Xに沿う方向に、平線状の周回コイル状部22aと隙間部22bが交互に表れる粗巻きの螺旋管形状に形成されている。スパイラルチューブ22の外面は、隙間部22bの形成領域を除いて平滑な円筒面となっている。内側チューブ層21の内周部分と外周部分はいずれも、凹凸のない一様な円筒内面23及び円筒外面24となっており、スパイラルチューブ22の周回コイル状部22aが、内側チューブ層21の円筒外面24上に巻回されている。なお、図5の態様では、スパイラルチューブ22は内側チューブ層21に対して接着剤などによる固定はされていない。
The
図6は、チューブ20を曲げたときのスパイラルチューブ22の作用を示している。チューブ20を曲げた際には、その曲げの外側部分と内側部分を結ぶ径方向においては、前述のように、内側チューブ層21を縮径させようとする方向の力S3が作用する。同時に、内側チューブ層21に対しては、曲げ部分の両側部を離間させようとする拡径方向の力S4も作用する。ここで、内側チューブ層21の外側に位置する粗巻きの螺旋管形状のスパイラルチューブ22は、内側チューブ層21と一体的には扁平にならず、内側チューブ層21の両側部に対して拡径方向(扁平方向、横方向)の力S4が作用すると、この両側部がスパイラルチューブ22の周回コイル状部22aに当て付くことで反対方向の反力S5を受けて、扁平になろうとする内側チューブ層21の変形が規制される。すなわち、内側チューブ層21の断面形状の変化がスパイラルチューブ22によって抑制され、チューブ20の耐座屈性を高めることができる。
FIG. 6 shows the action of the
スパイラルチューブ22は、内側チューブ層21の円筒外面24に固定させてもよい。図7は、接着剤層25によってスパイラルチューブ22を内側チューブ層21に固定した形態を示し、図8は、融着層26によってスパイラルチューブ22を内側チューブ層21に固定した形態を示している。接着タイプでは任意の接着剤を用いることができるが、例えばチューブ20の可撓性を損なわない柔軟なシリコン系接着剤を用いることが好ましい。また、融着としては、熱可塑性樹脂を加熱する手法や、化学的処理で融着させる手法などが適用可能である。接着剤層25や融着層26は、チューブ20の外面には表れないので、チューブ20外面の摩擦抵抗を増大させることはない。
The
図9及び図10は、スパイラルチューブ22を内側チューブ層21に固定させたタイプのチューブ20を湾曲させた状態を示している。チューブ20の湾曲時には、図1でチューブ10を参照して説明したように、曲げの内側では軸線方向への圧縮応力S1が作用し、曲げの外側では軸線方向への引張応力S2が作用する。また、前述の通り、チューブ20の径方向には、チューブ20を扁平にさせようとする力、すなわち曲げの外側部分と内側部分を接近させる縮径方向の力S3と、曲げの両側部を離間させる拡径方向の力S4が作用する。
9 and 10 show a state where the
図9に示すように、曲げの外側部分では、引張応力S2によってスパイラルチューブ22の隙間部22bがV字状に広がり、隣接する周回コイル状部22aが互いに離れる状態になる。これにより引張応力が緩和される。一方、曲げの内側では、図9に一部を拡大して示すように、圧縮応力S1によって、スパイラルチューブ22の隣接する周回コイル状部22aが互いに接触して摩擦を発生し、その結果、曲げの中心方向(内側)に向かう分力S6が作用する。この分力S6は、曲げの内側部分を座屈させようとする力S3に対して反対方向へ働くものであるため、内側チューブ層21の座屈が生じにくくなる。すなわち、本実施形態のスパイラルチューブ22は、隙間部22bを挟んで隣り合う周回コイル状部22aを当接させて座屈を防止させる機能を有する点において、従来技術として図2や図3に挙げたチューブ11における螺旋溝12とは相違する。
As shown in FIG. 9, in the outer portion of the bend, the
また、図10に示すように、スパイラルチューブ22の周回コイル状部22aは、前述のように、内側チューブ層21に対して、曲げ部分の両側部を離間させようとする拡径方向の力S4に抗する方向の反力S5を与える。さらに、内側チューブ層21と固定された関係にあるスパイラルチューブ22の周回コイル状部22aは、曲げ部分の外側と内側を接近させようとする縮径方向の力S3に抗する方向の反力S7も付与する。これによって、スパイラルチューブ22は、曲げの内側部分において隣接する周回コイル状部22aを当接させることとの相乗効果で、高い座屈防止効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 10, the rotating coil-shaped
以上のように、本発明を適用したチューブ20では、内側チューブ層21の外面にスパイラルチューブ22を支持させた構造としたことにより、高い座屈防止効果が得られる。スパイラルチューブ22は、PTFEやPEEKといった低摩擦性の樹脂で形成され、かつ円滑な外面の平線コイル状に形成されているため、金属製コイル13の外側を接着剤14やチューブ15で被覆した図2や図3の従来の座屈防止構造に比べて、チューブ20外面の摩擦抵抗を小さく抑えることができる。
As described above, the
また、図2や図3に示す従来の座屈防止構造では、螺旋溝12を外周面に形成する関係上チューブ本体11の薄肉化が難しく、かつ金属製コイル13の外側に接着剤14やチューブ15の厚みも追加されるため、チューブ10の外径サイズが大きくなりがちであった。これに対し、本発明を適用したチューブ20では、内側チューブ層21は、その外面に金属コイル体などを支持するための溝を形成する必要がなく薄肉に構成することができ、かつスパイラルチューブ22の外側を接着剤層や別のチューブで被覆せずとも十分な座屈防止効果が得られる。よって、チューブ20の外径サイズを従来に比して細径にすることが可能となっている。
Further, in the conventional buckling prevention structure shown in FIGS. 2 and 3, it is difficult to reduce the thickness of the
以上の作用効果を実現する具体的な数値として、例えば、内側チューブ層21の肉厚を0.1mm〜0.35mm、スパイラルチューブ22の肉厚を0.1mm〜0.4mmに設定することが好ましい。
As specific numerical values for realizing the above effects, for example, the thickness of the
以上のように、本発明によれば、摩擦抵抗や径サイズの点で内視鏡の他の内蔵物との干渉が起こりにくいという基本性能を備えつつ、座屈防止性能にもすぐれた内視鏡用可撓性チューブが得られる。 As described above, according to the present invention, the endoscope has the basic performance that the interference with the other built-in endoscope hardly occurs in terms of the frictional resistance and the diameter size, and also has an excellent buckling prevention performance. A flexible tube for the mirror is obtained.
20 内視鏡用可撓性チューブ
21 内側チューブ層
22 スパイラルチューブ(外囲チューブ層)
22a 周回コイル状部
22b 隙間部
23 円筒内面
24 円筒外面
25 接着剤層
26 融着層
20 Endoscope
22a Circumferential coil-shaped
Claims (8)
合成樹脂製で中空の全周管状の内側チューブ層と;
この内側チューブ層の外側に支持され、内側チューブ層が曲げられるときその断面形状の変化を抑制する、合成樹脂製で螺旋管状の外囲チューブ層と;
を有することを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。 In a flexible tube that constitutes a conduit inside an endoscope,
An inner tube layer made of a synthetic resin and having a hollow all-around tubular shape;
An outer tube layer made of a synthetic resin and spiral tubular, which is supported on the outer side of the inner tube layer and suppresses a change in cross-sectional shape when the inner tube layer is bent;
A flexible tube for an endoscope, comprising:
上記内側チューブ層を曲げたとき、上記外囲チューブ層の湾曲内側部分が、軸線方向の圧縮応力によって隣接する周回コイル状部を当接させる密巻き状に変形され、曲げの中心部方向への分力を生じさせることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。 The flexible tube for an endoscope according to claim 3, wherein the outer tube layer has a shape of a coarsely wound spiral tube in which circumferential coil-shaped portions adjacent in the axial direction are separated from each other,
When the inner tube layer is bent, the curved inner portion of the outer tube layer is deformed into a close winding shape that abuts the adjacent coiled portion by the axial compressive stress, and moves toward the center of the bend. A flexible tube for an endoscope, which generates a component force.
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