JP2009254798A - 内視鏡用配管 - Google Patents

Abstract

【課題】被覆層の耐摩耗性を向上させた、耐久性に優れた内視鏡用配管を提供することを目的とする。
【解決手段】管路を形成する管状部材と、前記管状部材の外側を被覆する、硬質線状部材で形成されるネット層と、前記ネット層の外側を被覆する被覆層とを具備し、前記被覆層は熱可塑性樹脂を含む材料で形成され、該被覆層の肉厚が0.02〜0.5 mmであることを特徴とする内視鏡用配管を提供する。
【選択図】 図３

Description

本発明は内視鏡において用いられる配管に関する。

内視鏡においては、処置具挿通チャンネル、送気チューブ及び送水チューブ等の配管が用いられる。これらの配管は、内視鏡の本体操作部から挿入部の先端に至るまでの間に内蔵される。内視鏡は使用時に繰り返し湾曲されるため、それらの配管には圧迫が加えられる。そのため、これらの配管は耐久性に優れていることが要求される。特許文献１には、チューブを硬質線材からなるネットで被装し、さらにその外側に被覆層を形成した処置具挿通チャンネルが開示されている。

特開平３−２０５０２２号公報

内視鏡に内蔵された配管は、挿入部の可撓管部分では固定されていない。そのため、配管は、他の配管やワイヤコイル等の他の内蔵物と接触して擦れ合う。他の内蔵物との接触や摩擦によって、配管の被覆層は摩耗する。最終的には被覆層の下のネット層が露出することもある。特に、ネット層が露出した状態で他の内蔵物と擦れ合うと、他の内蔵物を傷つけてしまう恐れがある。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、被覆層の耐摩耗性を向上させ、耐久性に優れた内視鏡用配管を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、管路を形成する管状部材と、前記管状部材の外側を被覆する、硬質線状部材で形成されたネット層と、前記ネット層の外側を被覆する被覆層とを具備し、前記被覆層は熱可塑性樹脂を含む材料で形成され、該被覆層の肉厚が0.02〜0.5 mmであることを特徴とする内視鏡用配管を提供する。

上記発明ではさらに、前記被覆層が熱可塑性樹脂と、無機粉末及び／又はシリコーンオイルを含む材料で形成されることができる。またさらに、前記ネット層と被覆層との間に接着剤層及び／又は表面処理層をさらに具備することができる。

また、本発明の他の側面から、前記ネット層が、前記管状部材の直径方向が短軸となるような楕円形状の断面を有する硬質線状部材で形成された内視鏡用配管が提供される。
またさらに、上記発明の内視鏡用配管を具備する内視鏡が提供される。

本発明によれば、被覆層の耐摩耗性を向上させることにより、耐久性に優れた内視鏡用配管を提供することができる。

内視鏡本体の一部外観を示す模式図である。 一部を破断にして示す内視鏡用配管の部分外観図である。 内視鏡用配管の側断面の拡大図である。 他の実施形態の内視鏡用配管の側断面の拡大図である。 他の実施形態の内視鏡用配管の側断面の拡大図である。 他の実施形態の内視鏡用配管の側断面の拡大図である。 他の実施形態の内視鏡用配管の側断面の拡大図である。 内視鏡用配管とコネクタとの接続を説明する断面模式図。 被覆層の肉厚と耐久性の調査結果を示すグラフ。 曲げ力量を測定する評価装置の模式図。 被覆層の肉厚と曲げ力量の調査結果を示すグラフ。

図１は内視鏡本体の一部を模式的に示した図である。この内視鏡本体１は、体内に挿入する挿入部２と操作部３と軟性コード４とから大略構成される。挿入部２は少なくとも一部が軟性な部分を含み、基端は操作部３の先端に連結される。軟性コード４は操作部３の手元側面部に連結されている。

上記挿入部２は、蛇管部（可撓管部）６と、該蛇管部６の先端に接続された湾曲部７と、該湾曲部７の先端に接続された先端部８から構成される。挿入部２から操作部３の内部には湾曲操作用ワイヤーが挿通される。この操作部３及び挿入部２の内部に処置具挿通チャンネル、送水チューブ、送気チューブ等の内視鏡用配管が内蔵されている。操作部３には処置具挿入口５が設けられている。この処置具挿入口５付近の内部には、内視鏡用配管の後端が接続される後端側コネクタ９が備えられる。

図２に、内視鏡用配管の一部を破断にした外観図を示す。
内視鏡用配管１０は、管路を形成する管状部材１２と、該管状部材１２の外側を被覆するネット層１３と、該ネット層１３の外側を被覆する被覆層１４とを具備する。管状部材１２は熱可塑性樹脂を含む材料により形成された菅路であり、例えばチューブであってよい。ネット層１３は網状に形成された硬質線状部材で構成される。硬質線状部材は、これに限定されないが、金属線が好適に用いられる。

被覆層１４は熱可塑性樹脂を含む材料により形成される。熱可塑性樹脂は、オレフィン系樹脂、ナイロンエラストマー、スチレンエラストマー、ポリエステルエラストマー、アクリルエラストマー、ポリウレタンフッ素樹脂エラストマー等の当該分野で周知の樹脂を任意に用いることができる。被覆層１４と管状部材１２は、同じ熱可塑性樹脂で形成されてもよく、異なる熱可塑性樹脂で形成されてもよい。被覆層１４と管状部材１２は、熱可塑性樹脂のみから形成してもよく、他の材料を熱可塑性樹脂と混合して形成してもよい。

本発明の第１実施形態において、内視鏡用配管１０は、被覆層１４の肉厚ｔが0.02〜0.5 mmである。図３に、内視鏡用配管１０の側断面の一部を拡大した図を示す。図３において、管路１５が管状部材１２によって形成される。その外側にネット層１３が形成され、その外側に被覆層１４が形成される。ここで被覆層１４の肉厚とは、図３に示したとおり、ネット層１３の上端からの厚みｔである。即ち、被覆層１４において最も厚さが薄い部分の厚みを指す。

被覆層の肉厚ｔを0.02〜0.5 mmとすることによって、被覆層の表面が平坦化して凹凸がなくなることから、点での接触から面での接触になるため、被覆層の耐摩耗性を向上させることができる。肉厚ｔが0.02 mm未満であると被覆層の表面が凹凸になり、凸部に応力が集中するため被覆層の耐摩耗性が低く、他の内蔵物と擦れ合うことにより容易にネット層が露出する。肉厚ｔが0.5 mm以上であると、配管の外径が大きくなる。さらに、肉厚ｔが0.5 mm以上であると、配管が硬くなり、湾曲性が低下する。そのため、湾曲菅を湾曲させる操作力量が大きくなり、内視鏡の操作性が低下する。よって、被覆層の肉厚ｔは、0.02〜0.5 mmであることが好ましい。

本発明の第２実施形態において、内視鏡用配管１０は、被覆層１４が熱可塑性樹脂及び無機粉末を含む材料で形成される。熱可塑性樹脂のみで形成された被覆層は柔らかく、湾曲した際などに表面が波打つ場合がある。表面が波打つと、他の配管等と擦れ合う際の摩擦力が増大し、被覆層の摩耗が促進される。しかしながら、熱可塑性樹脂に無機粉末を混合して被覆層を形成することにより、被覆層の表面を滑らかにすることができる。これにより、他の配管等と擦れ合う際の摩擦力が低下する。従って、被覆層の耐摩耗性を向上させることができる。

本発明で用いられる無機粉末は、これらに限定されないが、硫酸バリウム、カーボン系粉末、ボロンナイトレート（ＢＮ）、２硫化モリブデン、シリコンナイトライド、アルミナ、マイカ、及びそれらの混合物から選択することができ、特に硫酸バリウムが好適に用いられる。好ましくは５μｍ以下の粒子径を有する粉末が用いられる。

熱可塑性樹脂と無機粉末の混合割合は、滅可塑性樹脂を１００重量部としたとき、無機粉末が５〜７０重量部で混合されることが好ましく、さらには１５〜５０重量部で混合されることが好ましい。

なお、管状部材１２も無機粉末が混合された熱可塑性樹脂で形成されてもよい。

本発明の第３実施形態において、内視鏡用配管１０は、被覆層１４が熱可塑性樹脂及びシリコーンオイルを含む材料で形成される。熱可塑性樹脂にシリコーンオイルを混合して被覆層を形成すると、被覆層から徐々にシリコーンオイルが浸み出して、被覆層の表面に極薄いシリコーンオイルの潤滑層が形成される。この潤滑層により被覆層の表面を滑らかにする効果が得られる。この効果により、被覆層の表面の滑り性が向上する。これにより、他の配管等と擦れ合う際の摩擦力が低下する。従って、被覆層の耐摩耗性を向上させることができる。

シリコーンオイルは、粘度が8500〜1500000 CSであるものを用いることが好ましい。粘度が低すぎるシリコーンオイルを用いた場合、オイルが滲出しやすく、被覆層がべたついてしまう。また、粘度が高すぎるシリコーンオイルは硬質でもろく、熱可塑性樹脂と混合することが困難である。よって、8500〜1500000 CSの粘度を有するシリコーンオイルが好適に用いられる。

熱可塑性樹脂とシリコーンオイルの混合割合は、熱可塑性樹脂を１００重量部としたとき、シリコーンオイルが１０〜５０重量部で混合されることが好ましく、さらには１５〜３５重量部で混合されることがより好ましい。

なお、管状部材１２もシリコーンオイルが混合された熱可塑性樹脂で形成されてもよい。

さらに、本発明の第４実施形態において、内視鏡用配管１０は、被覆層１４が熱可塑性樹脂、無機粉末、及びシリコーンオイルを含む材料で形成される。熱可塑性樹脂に無機粉末とシリコーンオイルを共に混合して被覆層を形成することにより、被覆層の表面を滑らかにすると共に滑り性を向上させることができる。これにより、被覆層の耐摩耗性をさらに向上させることができる。

本発明の第５実施形態を図４に示す。本実施形態において、内視鏡用配管１０は、ネット層１３と被覆層１４との間に接着剤層１６をさらに具備する。被覆層１４を形成する熱可塑性樹脂は、外圧が加わることにより、ネット層１３から剥離する場合がある。被覆層１４がネット層１３から剥離した場合、被覆層１４は外側が他の配管と擦れ合う外に、内側でもネット層１３と擦れ合うことになる。この場合、被覆層１４の摩耗がさらに促進される。被覆層１４の剥離は、管状部材１２がフッ素樹脂やオレフィン系樹脂から形成された場合に特に生じやすい。

そこで、本実施形態では、ネット層１３の外側に接着剤層１６を形成する。被覆層１４はこの接着剤層１６の外側に形成される。接着剤層１６により、ネット層１３と被覆層１４との接着強度が増強される。これにより、被覆層１４はネット層１３から剥離し難くなる。従って、接着剤層１６を具備することにより、被覆層１４の剥離を防ぎ、結果として被覆層の耐摩耗性を向上させることができる。

接着剤層１６を形成する接着剤は、これらに限定されないが、エポキシ系、ポリイミド系、フェノール系、シリコーン系、及びアクリル系の接着剤等の適切な接着剤を任意に用いることができる。

なお、上記したように、管状部材１２がフッ素樹脂やオレフィン系樹脂から形成された場合に被覆層が剥離しやすくなるため、このような場合に接着剤層を利用することが特に有効である。

本発明の第６実施形態を図５に示す。本実施形態において、内視鏡用配管１０は、ネット層１３と被覆層１４との間に表面処理層１８をさらに具備する。表面処理層１８は、ネット層１３の上から表面処理を加えることによって形成される。表面処理には、例えば、芳香族アルカリ金属化合物（例えば、ナトリウムナフタレン）を含む薬液による処理、所謂テトラエッチ法、プラズマ処理、コロナ放電、レーザー処理、ＵＶ処理、イトロ処理などが含まれるが、これらに限定されない。表面処理層１８により、上記接着剤層と同様に、被覆層１４がネット層１３から剥離することを防ぐことができる。結果として被覆層１４の耐摩耗性を向上させることができる。

本発明の第７実施形態を図６に示す。内視鏡用配管１０は、上記実施形態における接着剤層１６と表面処理層１８の両方の層を具備する。ネット層１３上に表面処理層１８を形成し、さらにその上から接着剤層１６を形成する。これにより、ネット層１３と被覆層１４の剥離をさらに防ぐことができる。結果として被覆層１４の耐摩耗性を向上させることができる。

本発明の第８実施形態を図７に示す。本実施形態において、内視鏡用配管１０は、ネット層１７を具備する。このネット層１７は、管状部材１２の直径方向が短軸となるような楕円形状の断面を有する硬質線状部材から形成される。扁平形状の硬質線状部材を用いることにより、ネット層１７の厚みを薄くすることができる。ネット層１７が薄くなった分、被覆層１４の肉厚を厚くすることが可能である。即ち、配管の外径を維持したまま被覆層１４の肉厚を厚くすることができる。そのため、被覆層の耐摩耗性をより増強することができる。結果として、より耐久性の高い配管を提供することができる。

以上に各実施形態を記載したが、本発明による内視鏡配管は、各実施形態を単独で実施するだけでなく、それぞれの実施形態を任意に組合せることもできる。例えば、被覆層が無機粉末とシリコーンオイルを混合した熱可塑性樹脂から形成され、且つ、接着剤層及び表面処理層を具備する配管を提供することもできる。

さらに、本発明の他の側面から、上記内視鏡用配管を具備する内視鏡が提供される。

本発明の内視鏡において、上記の内視鏡用配管は、その両端がコネクタに接続される。図８（ａ）は、内視鏡先端部品２１の正面図であり、図８（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。内視鏡先端部品２１の中央には、内視鏡用配管からつながる鉗子口２２、撮像部用開口２３及び照明部用開口２４が設けられている。

図８（ｃ）に、内視鏡用配管１０とコネクタ９、２０、及び内視鏡先端部品２１の接続を説明する断面図を示す。内視鏡用配管１０の先端部は、先端側コネクタ２０に接続される。先端側コネクタ２０は内視鏡先端部品２１の鉗子口２２に接続される。また、内視鏡用配管１０の後端部は、後端側コネクタ９に接続される。

ここで、内視鏡用配管１０は、その両端の切断面においてネット層１３を形成する硬質線材が突出している。この突出した硬質線材は、接着剤２５によって封着されることが好ましく、コネクタ２０、９に固定されることがさらに好ましい。このとき、接着剤２５は、突出した硬質線材を覆うように塗布されることが好ましい。このような構成とすることにより、配管とコネクタとの接続をより強固にすることができる。

なお、硬質線材を封着する接着剤２５は、上記接着剤層１６と同じ接着剤を用いてもよく、或いは異なる接着剤を用いてもよい。

１．被覆層の肉厚と耐久性の調査
被覆層の肉厚と耐久性の関係を調査した。管状部材（内径2.6 mm）に金属素線（外径0.05 mm）から成るネットを被せた。この上からナイロンエラストマーによる被覆層を形成し、被覆層の厚みを含めて外径3.0 mmのチューブとした。外径を一定とするため、被覆層が厚い場合は管状部材の外径は小さいものを使用し、被覆層が薄い場合は管状部材の外径は大きいものを使用した。

このチューブを金属パイプ（外径2.6 mm）に被せて、これに500ｇのおもりをつけたワイヤーを掛けた。ワイヤーは、外径0.5 mmであり、外径0.25mmの素線の寄り線である。ワイヤーを10 mmの幅で上下させ、金属素線表面が露出するまで被覆層を擦った。擦った回数を耐久性として表す。被覆層と耐久性との関係を表１及び図９に示した。

図９から明らかなように、被覆層の肉厚が0.02 mm以上において高い耐久性が得られることが示された。

２．被覆層の肉厚と曲げ力量の調査
被覆層の肉厚と曲げ力量の関係を調査した。試験には実施例１と同様のチューブを使用した。被覆層の肉厚を0.01 mmから0.75 mmまで変更した。図１０（ａ）に示すように、評価装置にチューブを取り付けた。図１０（ａ）において、符号３１はチューブを取り付ける部材であり、チューブを湾曲させた時の反力を計測するセンサー３２と連結されている。次いで、図１０（ｂ）に示すように、チューブを半径２５ｍｍ（Ｒ２５）の円弧の形状となるまで曲げ、この時の曲げ力量（ｇ）を測定した。

その結果を表２及び図１１に示す。被覆層の肉厚が0.5 mmを超えると、急激に曲げ力量が増大することが示された。これは、チューブを湾曲させるために大きな力が必要であることを示している。従って、被覆層の厚みが0.5 mmを超えると、内視鏡の湾曲菅が曲がりにくくなり、操作性が低下することが明らかとなった。

３．無機粉末を混合した被覆層の肉厚と耐久性の調査
実施例１と同様に、被覆層の肉厚と耐久性との関係を調査した。本実施例においては、ナイロンエラストマー１００重量部に対して粒径１μｍの硫酸バリウムを３０重量部混合し、被覆層を形成した。その結果を表３に示す。表３から明らかなように、被覆層の肉厚が0.02 mm以上のときに高い耐久性が得られることが示された。さらに、実施例１と比較して、同じ肉厚でも耐久性が高いことが示された。

４．シリコーンオイルを混合した被覆層の肉厚と耐久性の調査
実施例１と同様に、被覆層の肉厚と耐久性との関係を調査した。本実施例においては、ナイロンエラストマー１００重量部に対して80000 CSの粘度を有するシリコーンオイルを１０重量部混合し、被覆層を形成した。その結果を表４に示す。表４から明らかなように、被覆層の肉厚が0.02 mm以上のときに高い耐久性が得られることが示された。さらに、実施例１と比較して、同じ肉厚でも耐久性が高いことが示された。

５．接着剤層上に形成された被覆層の肉厚と耐久性の調査
実施例１と同様に、被覆層の肉厚と耐久性との関係を調査した。但し、本実施例においてはエポキシ系接着剤による接着剤層を形成した後に被覆層を形成した。その結果を表５に示す。表５から明らかなように、被覆層の肉厚が0.02 mm以上のときに高い耐久性が得られることが示された。さらに、実施例１と比較して、同じ肉厚でも耐久性が高いことが示された。

６．ネット層の厚みと被覆層の耐久性の調査
断面が円形状の金属素線（外径0.05 mm）と、楕円形状の金属素線（短部外径0.025 mm）のそれぞれを用いて配管を作製した。被覆層と管状部材は共にナイロンエラストマーで形成した。上記実施例と同様にワイヤーで被覆層を擦り、被覆層の肉厚と耐久性との関係を調査した。その結果を表６に示す。

配管の外径と内径は全て同じである。よって、内層（管状部材）の肉厚が薄いほど外層（被覆層）の肉厚が厚くなる。それぞれの内層肉厚に対して、楕円形状の金属素線を用いた場合の方が、円形状の金属素線を用いた場合よりも肉厚が大きい。その結果として、楕円形状の金属素線を用いた配管は、円形状の金属素線を用いた配管よりも耐久性が高いことが示された。

本発明は上記各実施形態のものに限定されるものではなく、以下の付記に挙げる各項及びそれらの項を任意に組合せたものが得られる。

１…内視鏡本体、２…挿入部、３…操作部、５…処置具挿入口、６…蛇管部（可撓管部）、７…湾曲部、８…先端部、９…後端側コネクタ、１０…内視鏡用配管、１２…管状部材、１３、１７…ネット層、１４…被覆層、１６…接着剤層、２０…先端側コネクタ、２１…内視鏡先端部品、２２…鉗子口、２３…撮像部用開口、２４…照明部用開口。

Claims (10)

1. 管路を形成する管状部材と、
   前記管状部材の外側を被覆する、硬質線状部材で形成されたネット層と、
   前記ネット層の外側を被覆する被覆層とを具備し、
   前記被覆層は熱可塑性樹脂を含む材料で形成され、該被覆層の肉厚が0.02〜0.5 mmであることを特徴とする内視鏡用配管。
2. 前記被覆層がさらに無機粉末を含む材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用配管。
3. 前記被覆層がさらにシリコーンオイルを含む材料で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡用配管。
4. 前記無機粉末が、硫酸バリウム、カーボン粉末、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、窒化ケイ素、アルミナ、マイカ、及びそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の内視鏡用配管。
5. 前記シリコーンオイルが8500〜1500000ＣＳの粘度を有することを特徴とする、請求項３又は４に記載の内視鏡用配管。
6. 前記ネット層と被覆層との間に接着剤層をさらに具備することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内視鏡用配管。
7. 前記ネット層と被覆層との間に表面処理層をさらに具備することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の内視鏡用配管。
8. 前記管状部材が、フッ素樹脂又はオレフィン系樹脂から形成されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の内視鏡用配管。
9. 前記ネット層が、前記管状部材の直径方向が短軸となるような楕円形状の断面を有する硬質線状部材で形成されることを特徴とする、請求項に１〜８の何れか一項に記載の内視鏡用配管。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の内視鏡用配管を備える内視鏡。

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