JP4801434B2

JP4801434B2 - 内視鏡用可撓管

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Publication number: JP4801434B2
Application number: JP2005359030A
Authority: JP
Inventors: 由久四條
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-12-13
Also published as: JP2007159775A

Description

本発明は、内視鏡に用いられる可撓管に関し、より詳しくは、可撓管を構成する被覆層に関する。

内視鏡は、例えば、人体の内臓を観察、検査、あるいは治療するために用いられ、主に電子内視鏡とファイバースコープとに大別される。電子内視鏡は電荷結合素子を用い、ファイバースコープは光ファイバーを用いることにより、観察等を行う。

内視鏡は主に操作部、挿入部、湾曲部および先端部から成る。操作部には挿入部が接続され、挿入部には湾曲部が、湾曲部には先端部がそれぞれ接続される。

先端部には観察用の対物レンズ、観察対象物へ投光するライトガイド等が設けられる。先端部に接続される湾曲部は施術者の操作により一定の動作範囲で自由に湾曲させることが可能な棒状である。湾曲部に接続される挿入部は一般に挿入部可撓管と呼ばれ、先端部が内臓へ容易に挿入されるために必要な一定の硬度と柔軟性とが要求される。挿入部に接続される操作部には、観察用の接眼部や検査あるいは治療を行うための各種スイッチ等が設けられる。

一般に、内視鏡は、挿入部可撓管に対して操作部側から先端部方向に力を加えることにより挿入される。挿入部可撓管には、先端部を観察部位まで挿入する程度の長さと、消化器官等に沿って挿入されうる程度の柔軟性とが要求される。しかし、あまりに柔軟であると、挿入時に加えられる力と消化器官等からの反力により挿入部が座屈してしまい、挿入することができなくなる。また、観察部位を的確に観察するためには挿入部可撓管に軸周りの回転力を加えて先端部を操作する必要があるが、挿入部可撓管が柔軟すぎると回転力を吸収してしまい、使用者の望む動作を得ることができない。これらから、挿入部可撓管には操作に好適な硬度が要求される。

従来、挿入部可撓管の好適な硬度を確保するためには、外皮全体を異なる材質の多層構造としたもの（特許文献１）、予定する屈曲方向における外皮の材質を変更したもの（特許文献２）が提案されている。
特開２００１−３２１３２４号公報特開２００２−０８５３３５号公報

しかし、挿入部可撓管の軸方向の部位ごとに硬度を変更しようとするとき、従来、外皮には複数の材質が挿入部可撓管の全長に渡って配設されていたため、挿入部可撓管の末端部では必要とされる硬度を得ることができなかった。また、予定する屈曲方向における外皮の材質を変更しても、予定した屈曲方向以外の方向へ屈曲することには従来どおりの困難を伴っており、内視鏡用可撓管の操作性向上を阻害する要因となっていた。

本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、必要な硬度を必要な部位に形成することにより操作性のよい内視鏡用可撓管を得ることを目的とする。

本発明による内視鏡用可撓管は、管状の芯材と芯材の外周を被覆する外皮とを有し、外皮は芯材側に位置する内層と内層の外周に位置する外層とを備え、内視鏡用可撓管の先端部における外皮は内層のみにより構成され、内視鏡用可撓管の後端部における外皮は外層のみによって構成され、内視鏡用可撓管の径方向における外層の厚さは後端部から先端部に向けて単調に減少し、内層の厚さは後端部から先端部に向けて単調に増加することを特徴とする。そして、内層と外層には厚さが一定である部分が設けられてもよい。

外皮はさらに単数又は複数の中間層を備え、外皮を構成する層の数は内視鏡用可撓管の後端部から先端部に渡り変化することが望ましい。中間層は先端部および後端部には設けられないことが好ましい。中間層は、厚さが一定である部分を有してもよく、先端部に向けて厚さが単調に減少する先端尖状部と後端部に向けて厚さが単調に減少する後端尖状部とを有してもよい。

外層は高硬度の樹脂により構成され、中間層は中硬度の樹脂により構成され、内層は低硬度の樹脂から構成されることが望ましく、内視鏡用可撓管の直径は全長に渡って変化しなければなおよい。

外皮の外周には一定の厚さを有する保護層が設けられれば好ましく、さらには、保護層はオートクレーブに対応する樹脂から形成されていることが望ましい。

本発明による内視鏡用可撓管は、管状の芯材と芯材の外周を被覆する外皮とを有し、外皮は芯材側に位置する内層と内層の外周に位置する外層とを備え、内視鏡用可撓管の先端部における外皮は外層のみにより構成され、内視鏡用可撓管の後端部における外皮は内層のみによって構成され、内視鏡用可撓管の径方向における外層の厚さは後端部から先端部に向けて単調に増加し、内層の厚さは後端部から先端部に向けて単調に減少することを特徴とする。

本発明によれば、軸方向に硬度が連続的に変化する操作性のよい内視鏡用可撓管を得ることができる。

以下、本発明における内視鏡用可撓管の実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施形態である内視鏡用可撓管を備えた電子内視鏡の正面図である。

電子内視鏡１０は操作部２０と挿入部可撓管３０と湾曲部４０と先端部５０と接続部可撓管６０と光源接続部７０とから成る。

操作部２０には電子内視鏡１０を操作するためのスイッチ等が設けられる。操作部２０には接続部可撓管６０が接続される。接続部可撓管６０において、操作部２０との接続端と反対側には光源接続部７０が接続される。光源接続部７０に接続された図示しない光源からは消化器官等を照明するための光が供給される。

操作部２０には挿入部可撓管３０が接続される。挿入部可撓管３０において、後端部の反対側には湾曲部４０が接続され、さらに湾曲部の先端には先端部５０が接続される。先端部５０には図示しない対物レンズやライトガイド等が設けられる。湾曲部４０は所定の範囲で観測者の操作により自由に湾曲可能である。挿入部可撓管３０は先端部５０を観察部位に挿入するために必要な硬度と柔軟性を併せ持つ。

挿入部可撓管３０は外皮と芯材とを押出成形することにより形成される。押出成形機に設けられたスクリューは外皮を構成する樹脂を押出し、芯材の外周に外皮を形成する。

挿入部可撓管３０の構成を図２を用いて説明する。図２は２層から成る外皮を有する挿入部可撓管３０の一部断面図であり、挿入部可撓管の径方向に拡大している。

挿入部可撓管３０は外皮と芯材とから成る。芯材は、網状管３３０と螺旋管３４０とから成る。外皮は低硬度の樹脂から成る内層３２０ｂと高硬度の樹脂から成る外層３２０ａとの２つの層から構成される。

外層３２０ａは外皮の外周側に位置し、内層３２０ｂは、芯材側に位置する。後端部３５０は外層３２０ａのみにより構成され、先端部３６０は内層３２０ｂのみにより構成される。後端部３５０での内層３２０ｂの厚さおよび先端部３６０での外層３２０ａの厚さは０である。

外層３２０ａと内層３２０ｂとの境界である変化部３７０は挿入部可撓管３０の両端から一定の距離をおいて設けられる。外層と内層との境界は、外皮の軸方向断面において直線である。変化部３７０において外層３２０ａが占める割合は先端部３６０に向けて単調に減少するが、内層３２０ｂが占める割合は単調に増加する。

後端部３５０から先端部３６０まで外皮の厚さおよび挿入部可撓管の直径は一定である。これにより、内視鏡用可撓管３０軸方向の任意の位置で外皮を構成する層の数を変化させることができ、希望する部位で希望する硬度を有する内視鏡用可撓管３０を得ることができる。

図３は第１の実施形態により外皮を押出成形する場合の外層および内層を構成する樹脂を押出す量を示したグラフである。

図において左側が先端部における各材料の押出量、右側が後端部における各材料の押出量である。押出成形は後端部を形成することから開始される。開始時には外層の材料の押出量が外皮の押出量の全てを占める。一定の長さで外層を押出した後、外層の材料の量は単調に減少するとともに、外層の材料の減少量を補うだけの内層の材料が押出される。内層の材料の押出量が増加して押出量の全てを占めると、先端部まで内層の材料のみが押出されることになる。このように樹脂を押出すことにより第１の実施形態における外皮が成形される。

第２の実施形態を図４を用いて説明する。図４は３層から成る外皮を有する挿入部可撓管３０の一部断面図であり、挿入部可撓管の径方向に拡大している。

挿入部可撓管３０は外皮と芯材とから成る。芯材は、螺旋管３４０と網状管３３０とから成る。外皮は低硬度の樹脂から成る内層３２０ｂと中硬度の樹脂から成る中間層３２０ｃと高硬度の樹脂から成る外層３２０ａとから構成される。

外層３２０ａは外皮の外周側に位置し、内層３２０ｂは、芯材側に位置する。中間層３２０ｃは外層３２０ａよりも内周側、もしくは内層３２０ｂよりも外周側であって、後端部３５０および先端部３６０以外の位置に設けられる。後端部３５０は実質的に外層３２０ａのみにより構成され、内層３２０ｂの厚さは実質的に０である。先端部３６０は実質的に内層３２０ｂのみにより構成され、外層３２０ａの厚さは実質的に０である。

中間層は先端部側端部に向けて厚さが単調に減少する先端尖状部と操作部側端部に向けて厚さが単調に減少する後端尖状部とを有する。先端尖状部の内周側には内層が位置し、外周側には外層が位置する。後端尖状部の内周側は芯材が設けられ、外周側は外層が設けられる。先端尖状部の外周側と後端尖状部の外周側とにより第１の変化部３８０が形成され、先端尖状部の内周側と内層の外周側により第２の変化部３９０が形成される。

外層３２０ａと中間層３２０ｃとの境界である第１の変化部３８０は、後端部３５０から一定の長さで設けられる。第１の変化部３８０において外層３２０ａが外皮の厚さに占める割合は先端部３６０に向けて単調に減少するが、外層３２０ａの占める割合が一定である区間が部分的に設けられる。

外層３２０ａまたは内層３２０ｂと中間層３２０ｃとの境界である第２の変化部３９０は、後端部３５０から一定の距離をおいた位置から一定の長さで設けられる。第２の変化部３９０は外皮の軸方向断面において直線であり、内層３２０ｂが外皮の厚さに占める割合は単調に増加し、中間層３２０ｃが占める割合は先端部３６０に向けて単調に減少する。

後端部３５０から先端部３６０までの外皮の厚さおよび挿入部可撓管の直径は一定である。これにより、内視鏡用可撓管３０軸方向の任意の位置で外皮を構成する層の数を変化させることができ、希望する硬度を有する内視鏡用可撓管３０を得ることができる。

図５は第２の実施形態により外皮を押出成形する場合の外層および内層を構成する樹脂を押出す量を示したグラフである。

図において左側が先端部における各材料の押出量、右側が後端部における各材料の押出量である。押出成形は後端部を成形することから開始される。開始時には外層の材料の押出量が外皮の押出量の全てを占める。一定の長さで外層を押出した後、外層の材料の量は単調に減少するとともに、外層の材料の減少量を補うだけの中間層の材料が押出される。外層の材料の押出量が一定になるとともに、中間層の材料の押出量は減少に転じ、減少を補う分の内層の材料が押出される。その後、外層および中間層の材料の押出量は単調に減少して０となり、先端部を押出すときには内層の材料が押出量の全てを占めることになる。このように樹脂を押出すことにより第２の実施形態における外皮が成形される。

第３の実施形態を図６を用いて説明する。図６は３層から成る外皮を有する挿入部可撓管の一部断面図であり、挿入部可撓管の径方向に拡大している。

挿入部可撓管３０は外皮と芯材とから成る。芯材は、螺旋管３４０と網状管３３０とから成る。外皮は、低硬度の樹脂から成る内層３２０ｂと中硬度の樹脂から成る中間層３２０ｃと高硬度の樹脂から成る外層３２０ａとから構成される。

外層３２０ａは主に外皮の外周側に位置し、内層３２０ｂは主に芯材側に位置する。中間層３２０ｃは外層３２０ａよりも芯材側、もしくは内層３２０ｂよりも外周側に位置し、後端部３５０および先端部３６０以外に設けられる。後端部３５０は外層３２０ａのみにより構成され、先端部３６０は内層３２０ｂのみにより構成される。後端部３５０での内層３２０ｂの厚さおよび先端部３６０での外層３２０ａの厚さは０である。

中間層は先端部側端部に向けて厚さが単調に減少する先端尖状部と操作部側端部に向けて厚さが単調に減少する後端尖状部とを有する。先端尖状部の内周側には内層が位置し、外周側には外層が位置する。後端尖状部の内周側は芯材が設けられ、外周側は外層が設けられる。先端尖状部の外周側と後端尖状部の外周側とにより第１の変化部３８０が形成され、先端尖状部の内周側により第２の変化部３９０が形成される。

外層３２０ａと中間層３２０ｃとの境界である第１の変化部３８０は、後端部３５０から一定の距離をおいた位置から先端部３６０に向けて一定の長さで設けられる。第１の変化部３８０において外層３２０ａが占める割合は先端部３６０に向けて単調に減少する。

中間層３２０ｃと内層３２０ｂとの境界である第２の変化部３９０は、第１の変化部３８０の先端部側に形成される端部から後端部３５０に向けて一定の長さで設けられる。外皮は先端部３６０から第２の変化部３９０まで内層３２０ｂのみにより構成される。第２の変化部３９０は外皮の軸方向断面において直線であり、中間層３２０ｃの厚さは先端部３６０に向けて単調に減少し、内層３２０ｂの厚さは単調に増加する。

図７は第３の実施形態により外皮を押出成形する場合の外層、中間層および内層を構成する樹脂を押出す量を示したグラフである。

図において左側が先端部における各材料の押出量、右側が後端部における各材料の押出量である。押出成形は後端部を成形することから開始される。開始時には外層の材料の押出量が外皮の押出量の全てを占める。一定の長さで外層を押出した後、外層の材料の量は単調に減少するとともに、外層の材料の減少量を補うだけの中間層の材料が押出される。外層の材料の減少量が多くなるとともに中間層の材料の押出量が減少に転じると、減少を補う分の内層の材料が押出される。その後、外層および中間層の材料の押出量は単調に減少して０となり、先端部を押出すときには内層の材料が押出量の全てを占めることになる。このように樹脂を押出すことにより第３の実施形態における外皮が成形される。

第４の実施形態を図８を用いて説明する。図８は３層から成る外皮を有する挿入部可撓管の一部断面図であり、挿入部可撓管の径方向に拡大している。

挿入部可撓管３０は外皮と芯材とから成る。芯材は、螺旋管３４０と網状管３３０とから成る。外皮は低硬度の樹脂から成る内層３２０ｂと高硬度の樹脂から成る外層３２０ａと保護層３２０ｄとから構成される。

保護層３２０ｄは外皮の外周側全体に一定の厚さを持って設けられる。外層３２０ａは主に保護層の内周側に位置し、内層３２０ｂは主に外皮の芯材側に位置する。後端部３５０は外層３２０ａと保護層３２０ｄとから構成され、先端部３６０は内層３２０ｂと保護層３２０ｄとから構成される。後端部３５０での内層３２０ｂの厚さおよび先端部３６０での外層３２０ａの厚さは０である。

外層３２０ａと内層３２０ｂとの境界である変化部３７０は、先端部３６０から一定の距離をおいて設けられる。変化部３７０は外皮の軸方向断面において直線であり、外層３２０ａの厚さは先端部３６０に向けて単調に減少し、内層３２０ｂの厚さは単調に増加する。

本実施形態では、保護層３２０ｄはオートクレーブに対応した樹脂により形成される。保護層３２０ｄがオートクレーブにより加えられる高温および高圧から内側に設けられた樹脂層を保護することにより、内側に設けられた樹脂層の劣化を防止することができる。

図９は第４の実施形態により外皮を押出成形する場合の保護層、外層および内層を構成する樹脂を押出す量を示したグラフである。

図において左側が先端部における各材料の押出量、右側が後端部における各材料の押出量である。押出成形は後端部を成形することから開始される。開始時には保護層および外層の材料により押出される。一定の長さで保護層および外層を押出した後、外層の材料の量は単調に減少するとともに、外層の材料の減少量を補うだけの内層の材料が押出される。内層の材料の押出量が増加して外層の材料の押出量が０になると、先端部まで内層のおよび保護層の材料のみが押出されることになる。保護層の押出量は開始時から押出終了まで一定である。このように樹脂を押出すことにより第４の実施形態における外皮が成形される。

第５の実施形態を図１０を用いて説明する。図１０は２層から成る外皮を有する挿入部可撓管３０の一部断面図であり、挿入部可撓管の径方向に拡大している。

挿入部可撓管３０は外皮と芯材とから成る。芯材は、網状管３３０と螺旋管３４０とから成る。外皮は高硬度の樹脂から成る内層３２０ｂと低硬度の樹脂から成る外層３２０ａとの２つの層から構成される。

外層３２０ａは外皮の外周側に位置し、内層３２０ｂは、芯材側に位置する。後端部３５０は内層３２０ｂのみにより構成され、先端部３６０は外層３２０ａのみにより構成される。後端部３５０での外層３２０ａの厚さおよび先端部３６０での内層３２０ｂの厚さは０である。

外層３２０ａと内層３２０ｂとの境界である変化部３７０は挿入部可撓管３０の両端から一定の距離をおいて設けられる。外層と内層との境界は、外皮の軸方向断面において直線である。変化部３７０において外層３２０ａが占める割合は先端部３６０に向けて単調に増加するが、内層３２０ｂが占める割合は単調に減少する。

図１１は第５の実施形態により外皮を押出成形する場合の外層および内層を構成する樹脂を押出す量を示したグラフである。

図において左側が先端部における各材料の押出量、右側が後端部における各材料の押出量である。押出成形は後端部を形成することから開始され、開始時には内層の材料の押出量が外皮の押出量の全てを占める。一定の長さで内層を押出した後、内層の材料の量は単調に減少するとともに、内層の材料の減少量を補うだけの外層の材料が押出される。外層の材料の押出量が増加して押出量の全てを占めると、先端部まで外層の材料のみが押出されることになる。このように第５の実施形態における外皮が成形される。

なお、いずれの実施形態においても、変化部には、外層、中間層、内層の占める割合が一定である区間が部分的に設けられてもよく、中間層は複数であってもよい。

いずれの実施形態においても、外層は保護層により被覆されてもよい。この場合、保護層をオートクレーブに対応した樹脂により構成すれば、オートクレーブにより加えられる高温および高圧から保護層の内側に設けられた層が保護され、劣化を防止することができる。

いずれの実施形態においても外皮の構成材料は特に限定されないが、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ラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラ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、ポリイミド等の各種可撓性を有する樹脂や、ポリウレタン系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、ポリスチレン系エラストマ、フッ素系エラストマ、シリコンゴム、フッ素ゴム、ラテックスゴム等の各種エラストマのうちの、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

この中でも、特にフッ素系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、またはポリスチレン系エラストマは耐熱性を有するため、オートクレーブに対応した挿入部可撓管３０を構成するに好ましい。

なお、いずれの実施形態においても、螺旋管は関節部材によるものでもよく、内視鏡はファイバースコ−プであってもよい。

第１の実施形態である内視鏡用可撓管を備えた電子内視鏡の正面図である。第１の実施形態における挿入部可撓管の断面図である。第１の実施形態における樹脂の押出量を示したグラフである。第２の実施形態における挿入部可撓管の断面図である。第２の実施形態における樹脂の押出量を示したグラフである。第３の実施形態における挿入部可撓管の断面図である。第３の実施形態における樹脂の押出量を示したグラフである。第４の実施形態における挿入部可撓管の断面図である。第４の実施形態における樹脂の押出量を示したグラフである。第５の実施形態における挿入部可撓管の断面図である。第５の実施形態における樹脂の押出量を示したグラフである。

符号の説明

１０電子内視鏡
３０挿入部可撓管
３２０ａ外層
３２０ｂ内層
３２０ｃ中間層
３２０ｄ保護層
３３０網状管
３４０螺旋管

Claims

管状の芯材と、前記芯材の外周を被覆する外皮とを有する内視鏡用可撓管であって、
前記外皮は、前記芯材側に位置する内層と、前記内層の外周に位置する外層と、前記内層と前記外層との間に設けられる中間層とを備え、
前記外皮の層数は前記内視鏡用可撓管の後端部から先端部にかけて変化し、
前記内視鏡用可撓管の先端部における前記外皮は前記内層のみにより構成され、前記内視鏡用可撓管の後端部における前記外皮は前記外層のみによって構成され、
前記内視鏡用可撓管の径方向における前記外層の厚さは前記後端部から前記先端部まで単調に減少し、前記内層の厚さは前記後端部から前記先端部に向けて単調に増加し、
前記中間層は、前記先端部に向けて前記内視鏡用可撓管の径方向における厚さが単調に減少する先端尖状部と前記後端部に向けて厚さが単調に減少する後端尖状部とを有し、前記先端尖状部の内周側には前記内層が設けられ、前記先端尖状部の外周側には前記外層が設けられ、前記後端尖状部の内周側には前記芯材が設けられ、前記後端尖状部の外周側には前記外層が設けられることを特徴とする内視鏡用可撓管。
前記内層と前記外層は、前記内視鏡用可撓管の径方向における厚さが一定である部分を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
前記中間層は前記先端部および前記後端部以外に設けら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。
前記内層と前記中間層と前記外層は、前記内視鏡用可撓管の径方向における厚さが一定である部分を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
前記中間層は複数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。
前記外層は高硬度の樹脂により構成され、前記内層は低硬度の樹脂から構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。
前記外層は高硬度の樹脂により構成され、前記中間層は中硬度の樹脂により構成され、前記内層は低硬度の樹脂から構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。
前記内視鏡用可撓管の直径は前記内視鏡用可撓管の全長に渡って一定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。
前記外皮の外周に一定の厚さを有する保護層が設けら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。
前記保護層がオートクレーブに対応する樹脂から成ることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡用可撓管。