JP2022001164A - コイル体 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル体の外径を維持しつつ、内腔が確保された（大きい内径を有する）コイル体を提供する。【解決手段】素線を巻回することにより、中空筒状に形成されたコイル体であって、素線は、金属製の芯材と、芯材の外側を被覆し、かつ、樹脂材料により構成された樹脂層とを備える。コイル体の長手方向に直交する特定断面において、素線の仮想中心点とコイル体中心点とを通る仮想直線と、素線の外縁と、が交わる２つの交点のうち、コイル体中心点との距離が小さい方の交点を内側交点とし、コイル体中心点との距離が大きい方の交点を外側交点としたとき、仮想直線上において、仮想中心点と内側交点との間の距離は、仮想中心点と外側交点との間の距離より小さい。【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、コイル体に関する。

従来、例えば、医療用途等の種々の用途に用いられる機器の一部にコイル体が使用されている。一般に、コイル体は、１または複数の素線を巻回することにより構成されている。このようなコイル体として、例えば、植え込み型医療デバイス用リードの内腔に配置された螺旋状のコイル体であって、絶縁コーティングされたコイル体が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１５−５１７３８３号公報

コイル体は、その内腔に他の部品を挿入して使用されることがある。このように、コイル体の内腔に他の部品を挿入して使用される場合、コイル体の内腔を確保することが要求されることがある。しかしながら、コイル体の内腔を確保するよう素線を巻回すれば、コイル体自体の外径が大きくなり、コイル体を狭いスペースで使用する場合や、上記従来技術のコイル体のように植え込み型医療デバイス用リードの内腔に配置する場合において、コイル体の使用性が低下しうる。このような状況下、コイル体の外径を維持しつつ、内腔が確保された（大きい内径を有する）コイル体が望まれている。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示されるコイル体は、素線を巻回することにより、中空筒状に形成されたコイル体であって、前記素線は、金属製の芯材と、前記芯材の外側を被覆する樹脂層と、を備え、前記コイル体の長手方向に直交する特定断面において、前記コイル体の中心点であるコイル体中心点を中心とした前記コイル体の外縁の相似形あって、前記素線に重なる円弧の長さが最も長い相似形を仮想円とし、前記仮想円のうち前記素線に重なる円弧を二等分する点を前記素線の仮想中心点として、前記仮想中心点と、前記コイル体中心点とを通る直線を仮想直線とし、前記仮想直線と前記素線の外縁とが交わる２つの交点のうち、前記コイル体中心点との距離が小さい方の交点を内側交点とし、前記コイル体中心点との距離が大きい方の交点を外側交点としたとき、前記仮想直線上において、前記仮想中心点と前記内側交点との間の距離は、前記仮想中心点と前記外側交点との間の距離より小さい。

本コイル体によれば、芯材が樹脂層に被覆されているため、芯材を保護し、ひいては、コイル体の耐久性を向上させることができる。また、本コイル体の素線では、上記特定断面において、仮想中心点と内側交点との間の距離（内側距離）は、仮想中心点と外側交点との間の距離（外側距離）より小さい。すなわち、本コイル体によれば、特定断面において、内側距離が外側距離と同等である素線から構成されたコイル体と比較して、コイル体の外径を維持しつつ、内腔を確保する（内径を大きくする）ことができる。このようなコイル体は、特に、コイル体の内腔に挿入する部品の大きさが大きい場合に、好適に使用されうる。なお、前記素線は、前記芯材の少なくとも前記内側交点を含む表面部分が樹脂層で被覆されていればよく、また前記芯材の前記内側交点及び外側交点を含む表面部分が樹脂層で被覆されていてもよく、更にまた前記芯材の外周面の全体が樹脂層で被覆されていてもよい。

（２）上記コイル体において、前記特定断面において、前記内側交点を含む部分の形状は、直線状、または、前記素線の外部に曲率中心を有する円弧状である構成としてもよい。換言すれば、特定断面において、内側交点を含む部分の素線形状は、コイル体の内腔に向かって突出した形状ではない。このため、本構成によれば、内腔がより効果的に確保されたコイル体を提供することができる。また、例えば、コイル体を構成する素線の形状が円形状である構成では、当該コイル体の内腔に他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される場合、コイル体の内側面（素線）と当該他の部品との接触面積が小さくなり（より具体的には、両者が点接触し）、当該接触部分における接触応力が大きくなる傾向がある。また、当該他の部品とコイル体の内側面の凹凸とが干渉することがある。一方、本コイル体では、コイル体の内側交点を含む部分が、直線状または上記円弧状であるため、素線の形状が円形状であるコイル体と比較して、コイル体の内側面（素線）と当該他の部品との接触面積が大きくなり、当該接触部分における接触応力を低減することができる。また、当該他の部品とコイル体の内側面の凹凸との干渉の発生を低減することができる。このため、本コイル体によれば、コイル体を構成する素線の樹脂層が、上記他の部品との接触に起因して剥がれることを抑制することができ、ひいては、コイル体の耐久性をより効果的に向上することができる。また、当該他の部品をコイル体の内部でより円滑に移動させることができる。

（３）上記コイル体において、前記コイル体は、複数の前記素線が隣り合うように巻回して形成された多条コイル体である構成としてもよい。このため、伸びにくく、かつ、良好な柔軟性を有するコイル体を提供することができる。また、複数の素線の外径や形成材料を異ならせることにより、多様な特性を有するコイル体を提供することができる。

（４）上記コイル体において、前記複数の素線は、前記コイル体の長手方向において、互いに移動可能な状態で接触配置されている構成としてもよい。換言すれば、コイル体を構成する素線は、コイル体に応力がかかっていない状態においては、隣接する素線は互いに接触している。一方、コイル体に応力がかかっている状態（例えば、コイル体がコイル体の軸線方向に伸長するよう引張応力がかかっている状態や、軸線以外の方向に曲げ応力がかかっている状態等）においては、応力の大きさにも依るが、隣接する素線は互いに離間することができる。従って、本コイル体によれば、応力がかかっている状態では、素線同士が離間して、当該応力に従ってコイル体の形状を変形可能とするとともに、応力がかかっていない状態では、素線同士が接触して、例えば、内腔に挿入された他の部品を保護することができる。

（５）上記コイル体において、前記樹脂層を構成する樹脂材料は、フッ素樹脂である構成としてもよい。これにより、隣接する素線同士の潤滑性（摺動性）が向上し、ひいては、良好な柔軟性を有するコイル体を提供することができる。また、樹脂層をフッ素樹脂で構成することにより、コイル体の表面（特には、内側面）における摩擦係数を小さくすることができる。これにより、潤滑性を有する（換言すれば、摺動性の高い）コイル体を提供することができる。従って、本構成によれば、良好な柔軟性および潤滑性を有するコイル体を提供することができる。内側面において潤滑性を有するコイル体は、特に、コイル体の内腔に他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される機器（例えば、医療用ロボット）に使用されうる。これにより、例えば、前記ワイヤロープの凹凸とコイル体の内側面の凹凸との干渉の発生を低減することができ、ワイヤロープを介した鉗子などの各種機械器具の円滑な移動を実現することができる。

（６）上記コイル体において、前記コイル体の長手方向視において、前記コイル体の内側面の形状は、前記コイル体中心点を中心とした円形状である構成としてもよい。換言すると、上記コイル体の素線の表面のうち、上記コイル体の中心に最も近い点を含む表面は、前記コイル体中心点を中心とする円の円周上に配置されている構成としてもよい。本構成のコイル体は、特に、コイル体の内腔に円柱状の他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される機器（例えば、医療用ロボット）に使用されうる。これにより、例えば、前記ワイヤロープの凹凸とコイル体の内側面の凹凸との干渉の発生を更に低減することができ、ワイヤロープを介した鉗子などの各種機械器具のより円滑な移動を実現することができる。また、本構成によれば、コイル体の回転トルク伝達性を向上させうる。

（７）上記コイル体において、前記中空筒状は、中空円筒状である構成としてもよい。本構成のコイル体では、特に、コイル体の内腔に円柱状の他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される機器（例えば、医療用ロボット）に使用されうる。これにより、例えば、前記ワイヤロープの凹凸とコイル体の内側面の凹凸との干渉の発生を更に低減することができ、ワイヤロープを介した鉗子などの各種機械器具のより円滑な移動を実現することができる。また、本構成によれば、コイル体の回転トルク伝達性をより効果的に向上させうる。

（８）上記コイル体において、前記特定断面における前記仮想直線上において、前記内側交点を含む前記樹脂層の厚みは、前記外側交点を含む前記樹脂層の厚みより小さい構成としてもよい。換言すれば、本構成が採用されたコイル体は、内側交点を含む樹脂層の厚みが、外側交点を含む樹脂層の厚みより小さい構成であるため、素線を構成する芯材の外径を小さくすることなく、コイル体の内径を大きくすることができる。コイル体の剛性が、主に、素線を構成する芯材に起因する構成においては、芯材の外径を維持することにより、コイル体の剛性も維持することができる。このため、本構成によれば、コイル体の外径を抑制し、かつ、剛性を維持しつつ、内腔が確保されたコイル体を提供することができる。

（９）上記コイル体において、前記コイル体の長手方向視において（換言すると、前記コイル体の横断面において）、前記芯材の形状は、楕円状である構成としてもよい。これにより、コイル体を構成する、芯材、ひいては、素線の製造が容易になる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、コイル体、コイル体の製造方法等の形態で実現することができる。

第１実施形態におけるコイル体１の外観構成を示す説明図 第１実施形態におけるコイル体１のＹＺ特定断面構成を示す説明図 コイル体１のＹＺ特定断面構成を部分的に示す説明図 第１実施形態におけるコイル体１のＸＺ特定断面構成を示す説明図 第１実施形態の変形例におけるコイル体１ａのＹＺ特定断面構成を部分的に示す説明図 第２実施形態におけるコイル体１ｂのＹＺ特定断面構成を部分的に示す説明図 第３実施形態におけるコイル体１ｃのＹＺ特定断面構成を部分的に示す説明図

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．コイル体１の構成：
図１は、第１実施形態におけるコイル体１の外観構成を概略的に示す説明図である。図１には、Ｘ軸方向に延びるコイル体１のＹ軸方向視における外観構成が概略的に示されている。図２は、第１実施形態におけるコイル体１のＹＺ断面構成を概略的に示す説明図（コイル体１の横断面図）であり、図３は、図２のＸ１部におけるコイル体１のＹＺ断面構成を拡大して示す説明図である。図４は、第１実施形態におけるコイル体１のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図（コイル体１の縦断面図）である。以降の説明において、図２に示すコイル体１のＹＺ断面をＹＺ特定断面といい、図４に示すコイル体１のＸＺ断面をＸＺ特定断面という。なお、各図には、方向を特定するための互いに直行するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、コイル体１の長手方向とＸ軸方向とが略一致しているが、コイル体１の長手方向がＸ軸方向とは異なる方向と一致していてもよい。なお、図２から図４において、各図には、各断面構成以外に、Ｘ軸方向視またはＹ軸方向視で視認可能なコイル体１の一部についても便宜上図示している。各断面においてＸ軸方向は、特許請求の範囲における長手方向の一例であり、ＹＺ特定断面は、特許請求の範囲における特定断面の一例である。図２以降の図についても同様である。第１実施形態のコイル体１は、種々の用途（各種の機械装置、例えば、医療用ロボットに代表される各種の産業用ロボット）に用いられ得る。

図１に示すように、コイル体１は、複数の（本実施形態においては１１本の）素線１０ｓが互いに隣り合うように螺旋状に巻回することにより、中空筒状に形成された多条コイル体であり、外周面Ｓｏと内周面とＳｉとを有する。本実施形態において、コイル体１は、軸線ＯＬを中心軸とする円柱状の外形を有し、かつ、その内部に中空部１Ｈを有する、中空円筒状に形成されている。中空部１Ｈは、コイル体１の内周面Ｓｉによって画定される空間である。本実施形態において、中空部１Ｈの外形（コイル体１の内周面Ｓｉ）は、コイル体１と同様に、軸線ＯＬを中心軸とする円柱状である。このため、ＹＺ特定断面を含む任意のＹＺ断面において、コイル体１の外周面Ｓｏおよび内周面Ｓｉ（中空部１Ｈ）の形状は、コイル体中心点Ｏを中心とした円形状である（図２参照）。なお、本明細書において、「円柱状」および「円筒状」とは、任意のＹＺ断面におけるコイル体１の外縁Ｅｏおよび中空部１Ｈの外縁が真円形状であることに限定されず、略円形状であることを含むことを意味する。コイル体１の内周面Ｓｉは、特許請求の範囲におけるコイル体の内側面の一例である。

また、本実施形態において、コイル体１を構成する複数の素線１０ｓは、コイル体１の長手方向（図１において、Ｘ軸方向）において、互いに移動可能な状態で接触配置されている。換言すれば、コイル体１を構成する各素線１０ｓは、コイル体１に応力がかかっていない状態においては、隣接する各素線１０ｓは互いに接触している。一方、コイル体１に応力がかかっている状態（例えば、コイル体１が軸線ＯＬの方向に伸長するよう引張応力がかかっている状態や、軸線ＯＬ以外の方向に曲げ応力がかかっている状態等）においては、応力の大きさにも依るが、隣接する各素線１０ｓは互いに離間することができる。

コイル体１の外径Ｄｏは、特に限定されないが、例えば、１．１６０ｍｍに設定される。コイル体１の内径Ｄｉは、特に限定されないが、例えば、０．８５０ｍｍに設定される。

コイル体１は、上述の通り、複数の（本実施形態においては１１本の）素線１０ｓが互いに隣り合うように螺旋状に巻回することにより形成されている。具体的には、コイル体１は、複数の素線１０ｓから構成される１組の素線束１０から構成されている。なお、本明細書では、素線束とは、後述の芯金に素線１０ｓを巻回する際における、同一のボビンから繰出される素線１０ｓの群を意味する。素線束１０を構成する素線１０ｓの数は、特に限定されないが、コイル体１の強度および柔軟性を向上させる観点から、例えば、６本以上、２０本以下であり、好ましくは８本以上、１２本以下である。

各素線１０ｓは、ＹＺ特定断面において、略楕円状の形状を有している（図２および図３参照）。ＹＺ特定断面における、素線１０ｓの詳細形状については、後に詳述する。各素線１０ｓの長径Ｄｓａは、特に限定されないが、例えば、０．２００ｍｍに設定される。各素線１０ｓの短径Ｄｓｉは、特に限定されないが、例えば、０．１５５ｍｍに設定される。本明細書において、素線１０ｓの長径Ｄｓａおよび短径Ｄｓｉは、ＹＺ特定断面における素線１０ｓの各径である。より詳しくは、素線１０ｓの長径Ｄｓａは、第１の仮想円ＶＣ１と素線１０ｓの外縁Ｅｓｏとが交わる２つの交点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分ＣＢの長さであり、素線１０ｓの短径Ｄｓｉは、仮想線ＶＬに沿った長さである。なお、第１の仮想円ＶＣ１は、コイル体中心点Ｏを中心としたコイル体１の外周面Ｓｏの相似形であって、素線１０ｓに重なる円弧ＣＡの長さが最も長い相似形である。仮想線ＶＬは、素線１０ｓの仮想中心点ＶＯとコイル体中心点Ｏとを通る直線である。ここで、仮想中心点ＶＯは、線分ＣＢを二等分する点である。第１の仮想円ＶＣ１は、特許請求の範囲における仮想円の一例であり、仮想線ＶＬは、特許請求の範囲における仮想直線の一例である。

各素線１０ｓは、素線１０ｓの延伸方向Ｌｓに直交する断面において、略真円形状の形状を有している。各素線１０ｓの延伸方向Ｌｓに直交する断面において、各素線１０ｓの直径Ｄｓ（図１参照）は、特に限定されないが、例えば、０．１５５ｍｍに設定される。

図２のＹＺ特定断面に示すように、本実施形態のコイル体１では、１１本の素線１０ｓは、コイル体１の全周にわたって等間隔に配置されている。また、本実施形態のコイル体１では、ＹＺ特定断面において、１１本の素線１０ｓは、互いに接するように配置されている。また、図４のＸＺ特定断面に示すように、本実施形態のコイル体１では、１１本の素線１０ｓは、Ｘ軸方向において、等間隔に配置されている。また、本実施形態のコイル体１では、ＸＺ特定断面において、１１本の素線１０ｓは、互いに接するように配置されている。

図２から図４に示すように、コイル体１を構成する各素線１０ｓは、芯材１１と、芯材１１の外周面Ｓｃｏを被覆する樹脂層１３とから構成されている。芯材１１の外周面Ｓｃｏは、特許請求の範囲における「芯材の外側」の一例である。

各芯材１１は、ＹＺ特定断面において、略楕円状の形状を有している。各芯材１１の長径Ｄｃａは、特に限定されないが、例えば、０．１８１ｍｍに設定される。各芯材１１の短径Ｄｃｉは、特に限定されないが、例えば、０．１４０ｍｍに設定される。本明細書において、芯材１１の長径Ｄｃａおよび短径Ｄｃｉは、ＹＺ特定断面における芯材１１の各径である。より詳しくは、芯材１１の長径Ｄｃａは、線分ＣＢに沿った長さであり、芯材１１の短径Ｄｃｉは、仮想線ＶＬに沿った長さである。

各芯材１１は、素線１０ｓの延伸方向Ｌｓに直交する断面において、略真円形状の形状を有している。素線１０ｓの延伸方向Ｌｓに直交する断面において、各芯材１１の直径は、特に限定されないが、例えば、０．１４０ｍｍに設定される。

芯材１１の形成材料としては、従来公知のいずれの金属材料も使用することができ、特に限定されない。芯材１１の形成材料として、例えば、ステンレス合金（ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等）、ニッケル−チタン系合金、ニッケル−クロム系合金、コバルト合金、タングステン等を使用することができる。なお、複数の芯材１１の形成材料は、互いに同じ種類であってもよく、また、異なる種類であってもよい。

各樹脂層１３は、ＹＺ特定断面において、略楕円環状の形状を有している。ＹＺ特定断面における、樹脂層１３の詳細形状については、後に詳述する。各樹脂層１３の被覆厚さは、例えば、１μｍ以上、１００μｍ以下である。当該被覆厚さが、１μｍ未満であると、樹脂層１３にクラックや被覆破れが発生し、芯材１１の表面が露出して、素線１０ｓ（ひいてはコイル体１）の耐熱性等が向上しにくい傾向がある。また、当該被覆厚さが、１００μｍを超えると、素線１０ｓ（ひいてはコイル体１）の柔軟性が損なわれる傾向がある。当該被覆厚さは、耐熱性等、柔軟性の観点から、１μｍ以上、８０μｍ以下に設定することができる。本明細書において、樹脂層１３の被覆厚さは、ＹＺ特定断面における樹脂層１３の被覆厚さである。より詳しくは、樹脂層１３の被覆厚さは、仮想中心点ＶＯを通る仮想直線（例えば、仮想線ＶＬ）に沿った長さである。

樹脂層１３の形成材料としては、従来公知のいずれの樹脂材料も使用することができ、特に限定されない。樹脂層１３の形成材料として、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂または種々のエラストマー系樹脂等の熱可塑性樹脂、フッ素樹脂等を使用することができる。樹脂材料は、素線１０ｓ（ひいてはコイル体１）に、耐熱性、非粘着性、耐摩耗性、低摩擦性、耐薬品性、絶縁性（以下、単に「耐熱性等」ということがある）を付与する観点から、好ましくは、フッ素樹脂を含んでいる。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン（ＥＴＦＥ）共重合体樹脂等を使用することができる。フッ素樹脂は、高温下における耐熱性に優れ、かつ、低温下における耐摩耗性および低摩擦性に優れる観点から、好ましくは、ＰＴＦＥ樹脂である。なお、樹脂層１３は、充填材や着色剤等の他の成分を含んでいてもよい。本実施形態において、樹脂層１３の形成材料は、フッ素樹脂である。

Ａ−２．素線１０ｓの詳細構成：
図２および図３を用いて、ＹＺ特定断面における素線１０ｓの形状を詳細に説明する。まず、各図において、素線１０ｓにおける内側交点Ｐｉは、仮想線ＶＬと素線１０ｓの外周面Ｓｓｏとが交わる交点のうち、コイル体中心点Ｏとの距離が小さい方の交点であり、外側交点Ｐｏは、コイル体中心点Ｏとの距離が大きい方の交点である。すなわち、外側交点Ｐｏとコイル体中心点Ｏとの間の距離ＬＶｏは、内側交点Ｐｉとコイル体中心点Ｏとの間の距離ＬＶｉより大きい。より具体的には、距離ＬＶｏは、距離ＬＶｉに素線１０ｓの短径Ｄｓｉを加えた距離である。

本実施形態におけるコイル体１では、素線１０ｓにおける樹脂層１３の内側被覆厚さＴｉは、外側被覆厚さＴｏより小さい。一方、本実施形態において、素線１０ｓの芯材１１における、仮想中心点ＶＯと点Ｐｃｉとの間の長さと、仮想中心点ＶＯと点Ｐｃｏとの間の長さとは、いずれも短径Ｄｃｉ×１／２であり、互いに同等である。このため、素線１０ｓにおける仮想中心点ＶＯと内側交点Ｐｉとの間の距離Ｌｉ（以下、「内側距離Ｌｉ」ともいう）は、仮想中心点ＶＯと外側交点Ｐｏとの間の距離Ｌｏ（以下、「外側距離Ｌｏ」ともいう）より小さい。本明細書において、内側被覆厚さＴｉは、仮想線ＶＬに沿った樹脂層１３の被覆厚さであって、内側交点Ｐｉを含む被覆厚さであり、外側被覆厚さＴｏは、仮想線ＶＬに沿った樹脂層１３の被覆厚さであって、外側交点Ｐｏを含む被覆厚さである。内側被覆厚さＴｉは、外側被覆厚さＴｏと比較して、例えば、１μｍ以上、５０μｍ以下小さい。内側被覆厚さＴｉの厚さは、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、５μｍに設定される。外側被覆厚さＴｏの厚さは、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、１０μｍに設定される。なお、本実施形態では、素線１０ｓにおける樹脂層１３の被覆厚さは、後述の内側部分ＡＳを除いて略均一である。

本実施形態におけるコイル体１では、素線１０ｓの外周面Ｓｓｏのうち、中空部１Ｈに面する部分（すなわち、コイル体１の内周面Ｓｉを画定する部分、以下、「内側部分ＡＳ」という）は、円弧状の形状を有している。より詳しくは、素線１０ｓの外周面Ｓｓｏは、内側部分ＡＳにおいて、コイル体中心点Ｏを中心とする第２の仮想円ＶＣ２に重なる。すなわち、内側部分ＡＳの形状は、素線１０ｓの外部（すなわち中空部１Ｈ）に曲率中心を有する円弧状である。なお、内側部分ＡＳは、内側交点Ｐｉを含む部分である。なお、内側部分ＡＳは、ＹＺ特定断面において、素線１０ｓの外周面Ｓｓｏのうち、内側交点Ｐｉを含む線であって、内側交点Ｐｉに最も近い２つの屈曲点を両端点とする線と規定することができる。

本実施形態のコイル体１では、コイル体１の長手方向（Ｘ軸方向）に直交する任意のＹＺ断面において、上述のＹＺ特定断面におけるコイル体１の構成が採用されている。

Ａ−３．コイル体１の製造方法：
次に、本実施形態のコイル体１の製造方法の一例を説明する。はじめに、芯材１１が樹脂層で被覆された素線を作製する。

例えば、加圧式押出し被覆方法により、芯材１１を樹脂層で被覆することができる。具体的には、まず、樹脂層を形成する樹脂（例えば、フッ素樹脂）を溶融して溶融樹脂を準備して加圧する。加圧した溶融樹脂内に芯材を通過させた後、冷却させることにより、芯材１１に樹脂層を形成する。樹脂層で被覆された芯材１１を、以下「未加工素線」という。

次いで、未加工コイル体を作製する。未加工コイル体は、例えば、複数の（本実施形態においては１１本の）未加工素線を、芯金に巻き付けてコイル状にし、その後、芯金を抜き出すことにより作製することができる。

最後に、コイル体１を作製する。より具体的には、未加工コイル体の内周面に加工を施して、軸線ＯＬを中心軸とする円柱状の中空部１Ｈの外形（内周面Ｓｉ）を有するコイル体１を作製する。未加工コイル体の内周面の加工方法は、特に限定されないが、例えば、内面研削盤等を用いて、未加工コイル体の内周面を研削する方法を採用することができる。以上の製造方法により、上述した構成のコイル体１が製造される。

Ａ−４．第１実施形態の効果：
以上説明したように、第１実施形態のコイル体１は、素線１０ｓを巻回することにより、中空筒状に形成されている。素線１０ｓは、金属製の芯材１１と、芯材１１の外側を被覆する樹脂層１３と、を備えている。素線１０ｓのＹＺ特定断面において、仮想線ＶＬ上における内側距離Ｌｉは外側距離Ｌｏより小さい。

本実施形態のコイル体１によれば、芯材１１が樹脂層１３に被覆されているため、芯材１１を保護し、ひいては、コイル体１の耐久性を向上させることができる。また、本実施形態のコイル体１の素線１０ｓでは、ＹＺ特定断面において、内側距離Ｌｉは外側距離Ｌｏより小さい。すなわち、本実施形態のコイル体１によれば、ＹＺ特定断面において、内側距離Ｌｉが外側距離Ｌｏと同等である素線から構成されたコイル体と比較して、コイル体１の外径Ｄｏを維持しつつ、内腔（中空部１Ｈ）を確保する（内径Ｄｉを大きくする）ことができる。このようなコイル体１は、特に、コイル体１の内腔（中空部１Ｈ）に挿入する部品の大きさが大きい場合に、好適に使用されうる。

本実施形態のコイル体１は、ＹＺ特定断面において、素線１０ｓにおける内側部分ＡＳの形状が、素線１０ｓの外部（中空部１Ｈ）に曲率中心を有する円弧状である。換言すれば、ＹＺ特定断面において、内側部分ＡＳの素線形状は、コイル体１の内腔（中空部１Ｈ）に向かって突出した形状ではない。このため、本実施形態のコイル体１によれば、内腔（中空部１Ｈ）がより効果的に確保されたコイル体１を提供することができる。また、例えば、コイル体を構成する素線の形状が円形状である構成では、当該コイル体の内腔に他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される場合、コイル体の内側面（素線）と当該他の部品との接触面積が小さくなり（より具体的には、両者が点接触し）、当該接触部分における接触応力が大きくなる傾向がある。また、当該他の部品とコイル体の内側面の凹凸とが干渉することがある。一方、本実施形態のコイル体１では、コイル体１の内側部分ＡＳが上記円弧状であるため、素線の形状が円形状であるコイル体と比較して、コイル体１の内周面Ｓｉ（素線１０ｓ）と当該他の部品との接触面積が大きくなり、当該接触部分における接触応力を低減することができる。また、当該他の部品とコイル体１の内側面の凹凸との干渉の発生を低減することができる。このため、本実施形態のコイル体１によれば、コイル体１を構成する素線１０ｓの樹脂層１３が、上記他の部品との接触に起因して剥がれることを抑制することができ、ひいては、コイル体１の耐久性をより効果的に向上することができる。また、当該他の部品をコイル体の内部でより円滑に移動させることができる。

本実施形態のコイル体１は、複数の素線１０ｓが隣り合うように巻回して形成された多条コイル体である。このため、伸びにくく、かつ、良好な柔軟性を有するコイル体１を提供することができる。また、複数の素線１０ｓの外径や形成材料を異ならせることにより、多様な特性を有するコイル体１を提供することができる。

本実施形態のコイル体１において、複数の素線１０ｓは、コイル体１の長手方向（Ｘ軸方向）において、互いに移動可能な状態で接触配置されている。換言すれば、コイル体１を構成する素線１０ｓは、コイル体１に応力がかかっていない状態においては、隣接する素線１０ｓは互いに接触している。一方、コイル体１に応力がかかっている状態（例えば、コイル体１がコイル体１の軸線ＯＬの方向に伸長するよう引張応力がかかっている状態や、軸線ＯＬ以外の方向に曲げ応力がかかっている状態等）においては、応力の大きさにも依るが、隣接する素線１０ｓは互いに離間することができる。従って、本実施形態のコイル体１によれば、応力がかかっている状態では、素線１０ｓ同士が離間して、当該応力に従ってコイル体１の形状を変形可能とするとともに、応力がかかっていない状態では、素線１０ｓ同士が接触して、例えば、内腔（中空部１Ｈ）に挿入された他の部品を保護することができる。

本実施形態のコイル体１において、樹脂層１３を構成する樹脂材料は、フッ素樹脂である。これにより、隣接する素線１０ｓ同士の潤滑性（摺動性）が向上し、ひいては、良好な柔軟性を有するコイル体１を提供することができる。また、樹脂層１３をフッ素樹脂で構成することにより、コイル体１の表面（特には、内周面Ｓｉ）における摩擦係数を小さくすることができる。これにより、潤滑性を有する（換言すれば、摺動性の高い）コイル体１を提供することができる。従って、本実施形態のコイル体１によれば、良好な柔軟性および潤滑性を有するコイル体１を提供することができる。内周面Ｓｉにおいて潤滑性を有するコイル体１は、特に、コイル体１の内腔（中空部１Ｈ）に他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される機器（例えば、医療用ロボット）に使用されうる。これにより、例えば、上記ワイヤロープの凹凸とコイル体１の内側面の凹凸との干渉の発生を低減することができ、ワイヤロープを介した鉗子などの各種機械器具の円滑な移動を実現することができる。

本実施形態のコイル体１において、コイル体１の長手方向視（Ｘ軸方向視）において、コイル体１の内周面Ｓｉの形状は、コイル体中心点Ｏを中心とした円形状である。換言すると、コイル体１の素線１０ｓの表面（外周面Ｓｓｏ）のうち、コイル体１の中心に最も近い点（内側交点Ｐｉ）を含む表面は、コイル体中心点Ｏを中心とする円（第２の仮想円ＶＣ２）の円周上に配置されている。このため、特に、コイル体１の内腔に円柱状の他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される機器（例えば、医療用ロボット）に使用されうる。これにより、例えば、上記ワイヤロープの凹凸とコイル体１の内側面の凹凸との干渉の発生を更に低減することができ、ワイヤロープを介した鉗子などの各種機械器具のより円滑な移動を実現することができる。また、本実施形態のコイル体１によれば、コイル体１の回転トルク伝達性を向上させうる。

本実施形態のコイル体１において、中空筒状は、中空円筒状である。このため、特に、コイル体１の内腔に円柱状の他の部品（例えば、鉗子などの各種機械器具を駆動するためのワイヤロープなど）を挿入して使用される機器（例えば、医療用ロボット）に使用されうる。これにより、例えば、上記ワイヤロープの凹凸とコイル体１の内側面の凹凸との干渉の発生を更に低減することができ、ワイヤロープを介した鉗子などの各種機械器具のより円滑な移動を実現することができる。また、本実施形態のコイル体１によれば、コイル体１の回転トルク伝達性をより効果的に向上させうる。

本実施形態のコイル体１において、ＹＺ特定断面における仮想線ＶＬ上において、素線１０ｓにおける内側被覆厚さＴｉは外側被覆厚さＴｏより小さい。換言すれば、本実施形態のコイル体１は、内側被覆厚さＴｉが外側被覆厚さＴｏより小さい構成であるため、素線１０ｓを構成する芯材１１の外径を小さくすることなく、コイル体１の内径Ｄｉを大きくすることができる。コイル体１の剛性が、主に、素線１０ｓを構成する芯材１１に起因する構成においては、芯材１１の外径を維持することにより、コイル体１の剛性も維持することができる。このため、本実施形態のコイル体１によれば、コイル体１の外径Ｄｏを抑制し、かつ、剛性を維持しつつ、内腔（中空部１Ｈ）が確保されたコイル体１を提供することができる。

本実施形態では、コイル体１の長手方向視（Ｘ軸方向視）において、芯材１１の形状は、楕円状である。これにより、コイル体１を構成する、芯材１１、ひいては、素線１０ｓの製造が容易になる。

Ａ−５．第１実施形態の変形例：
本発明のコイル体は、上述の方法とは異なる方法によっても規定することができる。すなわち、第１実施形態のコイル体１と同等の構成を有する本変形例のコイル体１ａの構成は、次に示す方法によっても規定されうる。図５を用いて、以下に詳細に説明する。図５は、コイル体１ａにおける図３に相当する部分のＹＺ特定断面構成である。以下では、上述した第１実施形態のコイル体１の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

本変形例において、コイル体１ａを構成する素線１０ｓは、素線１０ｓの仮想領域ＶＡにおいて、欠損部ＬＡが欠損している形状である。ここで、仮想領域ＶＡは、素線１０ｓの外側外縁部Ｅｐｏと仮想内側外縁部Ｅｐｉとから形成される領域である。外側外縁部Ｅｐｏは、素線１０ｓの外縁Ｅｓｏの一部であって、線分ＣＢで分割したときの、コイル体１ａにおける外側部分に位置する外縁である。仮想内側外縁部Ｅｐｉは、線分ＣＢを対称軸ＳＬとして、外側外縁部Ｅｐｏを反転させることにより形成される外縁である。欠損部ＬＡは、仮想領域ＶＡにおいて、特定点ＳＰを含む一部である。特定点ＳＰは、仮想内側外縁部Ｅｐｉの外縁上に位置し、かつ、コイル体中心点Ｏとの距離が最も小さい点である。本変形例のコイル体１ａにおいても、素線１０ｓにおける内側部分ＡＳａの形状は、第１実施形態のコイル体１における内側部分ＡＳと同様に、素線１０ｓの外部（すなわち中空部１Ｈ）に曲率中心を有する円弧状である。

上述したように、本変形例のコイル体１ａは、ＹＺ特定断面において、コイル体１ａの中心点であるコイル体中心点Ｏを中心としたコイル体１ａの外縁Ｅｏの相似形あって、素線１０ｓに重なる円弧の長さが最も長い相似形を第１の仮想円ＶＣ１とし、第１の仮想円ＶＣ１と素線１０ｓの外縁Ｅｓｏとが交わる２つの交点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分ＣＢを二等分する点を素線１０ｓの仮想中心点ＶＯとして、仮想中心点ＶＯと、コイル体中心点Ｏとを通る直線を仮想線ＶＬとし、素線１０ｓの外縁Ｅｓｏの一部であって、線分ＣＢで分割したときの、コイル体１ａにおける外側部分に位置する外縁を外側外縁部Ｅｐｏとし、外側外縁部Ｅｐｏと、線分ＣＢを対称軸ＳＬとして、外側外縁部Ｅｐｏを反転させることにより形成される仮想内側外縁部Ｅｐｉと、から形成される領域を仮想領域ＶＡとし、仮想内側外縁部Ｅｐｉの外縁上に位置し、かつ、コイル体中心点Ｏとの距離が最も小さい点を特定点ＳＰとしたとき、素線１０ｓの形状は、仮想領域ＶＡにおいて、特定点ＳＰを含む一部（欠損部ＬＡ）が欠損している形状である。このため、本変形例の１ａによっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、本変形例のコイル体１ａによれば、ＹＺ特定断面において、仮想領域ＶＡを占める素線から構成されたコイル体と比較して、コイル体１ａの外径Ｄｏを維持しつつ、内腔（中空部１Ｈ）を確保する（内径Ｄｉを大きくする）ことができる。

Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態のコイル体１ｂにおける図３に相当する部分のＹＺ特定断面構成である。以下では、第２実施形態のコイル体１ｂの構成のうち、上述した実施形態および変形例のコイル体１，１ａの構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。第２実施形態のコイル体１ｂは、少なくとも１のＹＺ断面において、以下の構成を有している。

図６に示すように、第２実施形態のコイル体１ｂを構成する素線１０ｓｂは、芯材１１と樹脂層１３ｂとから構成されている。第２実施形態のコイル体１ｂは、ＹＺ特定断面における内側部分ＡＳｂの形状が、第１実施形態のコイル体１と異なっている。具体的には、第２実施形態のコイル体１ｂにおいて、ＹＺ特定断面における内側部分ＡＳｂの形状は直線状である。本実施形態では、ＹＺ特定断面において、コイル体１ｂの中空部１Ｈの形状は、多角形状である。

本実施形態のコイル体１ｂにおいても、第１実施形態のコイル体１と同様に、素線１０ｓｂにおける樹脂層１３ｂの内側被覆厚さＴｉ（本実施形態において、内側交点Ｐｉｂを含む被覆厚さ）は、外側被覆厚さＴｏより小さい。また、本実施形態においても、第１実施形態のコイル体１と同様に、素線１０ｓｂの芯材１１における、仮想中心点ＶＯと点Ｐｃｉとの間の長さと、仮想中心点ＶＯと点Ｐｃｏとの間の長さとは、いずれも短径Ｄｃｉ×１／２であり、互いに同等である。このため、本実施形態のコイル体１においても、素線１０ｓｂにおける内側距離Ｌｉは、外側距離Ｌｏより小さい。従って、本実施形態のコイル体１ｂによっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、本実施形態では、素線１０ｓｂにおける樹脂層１３ｂの被覆厚さは、後述の内側部分ＡＳを除いて略均一である。

Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態のコイル体１ｃにおける図３に相当する部分のＹＺ特定断面構成である。以下では、第３実施形態のコイル体１ｃの構成のうち、上述した実施形態および変形例のコイル体１，１ａ，１ｂの構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図７に示すように、第３実施形態のコイル体１ｃを構成する素線１０ｓｃは、芯材１１ｃと樹脂層１３ｃとから構成されている。第３実施形態のコイル体１ｃは、ＹＺ特定断面における、素線１０ｓｃを構成する芯材１１ｃの形状が、第１実施形態のコイル体１と異なっている。具体的には、第３実施形態のコイル体１ｃでは、芯材１１ｃの外周面Ｓｃｏのうち、素線１０ｓｃの内側部分ＡＳｃに対向する部分（以下、「内側部分ＡＣｃ」ともいう）は、内側部分ＡＳｃと同様に、円弧状の形状を有している。より詳しくは、芯材１１ｃの外周面Ｓｃｏは、内側部分ＡＣｃにおいて、コイル体中心点Ｏを中心とする第３の仮想円ＶＣ３に重なる。

本実施形態におけるコイル体１ｃでは、素線１０ｓｃにおける樹脂層１３ｃの内側被覆厚さＴｉは、外側被覆厚さＴｏと同等である。本実施形態では、素線１０ｓｃにおける樹脂層１３ｃの被覆厚さは、略均一である。一方、本実施形態において、素線１０ｓｃの芯材１１ｃにおける、仮想中心点ＶＯと点Ｐｃｉとの間の長さは、仮想中心点ＶＯと点Ｐｃｏとの間の長さより小さい。このため、素線１０ｓｃにおける内側距離Ｌｉは、外側距離Ｌｏより小さい。従って、本実施形態のコイル体１ｂによっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

Ｄ．変形例：
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態のコイル体１は、複数の素線１０ｓから構成されているが、コイル体は１本の素線１０ｓから構成されていてもよい。また、上記実施形態のコイル体１を構成する素線１０ｓの数は１１本であるが、これに限定されず、２本〜１０本または１２本以上であってもよい。

上記実施形態のコイル体１は、コイル体１が円筒状の中空部１Ｈを有する、中空円筒状に形成されているが、これに限定されず、コイル体が楕円柱や多角柱等の形状の中空部を有するよう形成されていてもよい。

上記実施形態のコイル体１は、コイル体１を構成する複数の素線１０ｓが、コイル体１の長手方向（Ｘ軸方向）において、互いに移動可能な状態で接触配置されているが、これに限定されず、コイル体１に応力がかかっていない状態において、複数の素線１０ｓが互いに、または、少なくとも一方側に隣り合う素線１０ｓと接触していなくてもよい。

上記実施形態のコイル体１において、ＹＺ特定断面における素線１０ｓは、略楕円状の形状を有している構成としたが、これに限定されず、他の形状であってもよい。例えば、円形状、多角形状等であってもよい。

上記実施形態のコイル体１において、ＹＺ特定断面における芯材１１は、略楕円状の形状を有している構成としたが、これに限定されず、他の形状であってもよい。例えば、円形状、多角形状等であってもよい。

上記実施形態のコイル体１において、芯材１１および樹脂層１３の形成材料は、適宜選択することができる。

上記実施形態のコイル体１を構成する素線１０ｓでは、芯材１１の外周面Ｓｃｏの全体が樹脂層１３で被覆されている構成としたが、これに限定されない。例えば、コイル体１を構成する少なくとも１本の素線には、芯材１１の少なくとも内側交点Ｐｉを含む表面部分が樹脂層で被覆されている構成や、芯材１１の内側交点Ｐｉおよび外側交点Ｐｏを含む表面部分が樹脂層で被覆されている構成が採用されていてもよい。

上記実施形態のコイル体１の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。例えば、未加工コイル体を作製する際、すなわち、複数の素線を芯金に巻き付けてコイル状にする際に、当該コイル体を締め込む等により加圧変形させ及び/又は加熱により変形させて、円弧状等の内側部分ＡＳが形成されたコイル体１を製造することとしてもよい。

１：コイル体 １Ｈ：中空部 １ａ：コイル体 １ｂ：コイル体 １ｃ：コイル体 １０：素線束 １０ｓ：素線 １０ｓｂ：素線 １０ｓｃ：素線 １１：芯材 １１ｃ：芯材 １３：樹脂層 １３ｂ：樹脂層 １３ｃ：樹脂層 ＡＣｃ：内側部分 ＡＳ：内側部分 ＡＳａ：内側部分 ＡＳｂ：内側部分 ＡＳｃ：内側部分 ＬＡ：欠損部 Ｌｉ：内側距離 Ｌｏ：外側距離 Ｌｓ：延伸方向 Ｏ：コイル体中心点 ＯＬ：軸線 Ｐｉ：内側交点 Ｐｏ：外側交点 ＳＬ：対称軸 ＳＰ：特定点 Ｓｃｏ：外周面 Ｓｉ：内周面 Ｓｏ：外周面 Ｓｓｏ：外周面 Ｔｉ：内側被覆厚さ Ｔｏ：外側被覆厚さ ＶＣ１：第１の仮想円 ＶＣ２：第２の仮想円 ＶＣ３：第３の仮想円 ＶＬ：仮想線 ＶＯ：仮想中心点

Claims (9)

1. 素線を巻回することにより、中空筒状に形成されたコイル体であって、
   前記素線は、金属製の芯材と、前記芯材の外側を被覆し、かつ、樹脂材料により構成された樹脂層と、を備え、
   前記コイル体の長手方向に直交する特定断面において、
   前記コイル体の中心点であるコイル体中心点を中心とした前記コイル体の外縁の相似形あって、前記素線に重なる円弧の長さが最も長い相似形を仮想円とし、
   前記仮想円と前記素線の外縁とが交わる２つの交点を結ぶ線分を二等分する点を前記素線の仮想中心点として、前記仮想中心点と、前記コイル体中心点とを通る直線を仮想直線とし、
   前記仮想直線と前記素線の外縁とが交わる２つの交点のうち、前記コイル体中心点との距離が小さい方の交点を内側交点とし、前記コイル体中心点との距離が大きい方の交点を外側交点としたとき、
   前記仮想直線上において、前記仮想中心点と前記内側交点との間の距離は、前記仮想中心点と前記外側交点との間の距離より小さい、
   コイル体。
2. 請求項１に記載のコイル体であって、
   前記特定断面において、前記内側交点を含む部分の形状は、直線状、または、前記素線の外部に曲率中心を有する円弧状である、
   コイル体。
3. 請求項１または請求項２に記載のコイル体であって、
   前記コイル体は、複数の前記素線が隣り合うように巻回して形成された多条コイル体である、
   コイル体。
4. 請求項３に記載のコイル体であって、
   前記複数の素線は、前記コイル体の長手方向において、互いに移動可能な状態で接触配置されている、
   コイル体。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコイル体であって、
   前記樹脂材料は、フッ素樹脂を含む、
   コイル体。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のコイル体であって、
   前記コイル体の長手方向視において、前記コイル体の内側面の形状は、前記コイル体中心点を中心とした円形状である、
   コイル体。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のコイル体であって、
   前記中空筒状は、中空円筒状である、
   コイル体。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のコイル体であって、
   前記特定断面における前記仮想直線上において、前記内側交点を含む前記樹脂層の厚みは、前記外側交点を含む前記樹脂層の厚みより小さい、
   コイル体。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のコイル体であって、
   前記コイル体の長手方向視において、前記芯材の形状は、楕円状である、
   コイル体。

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