JP4866824B2 - 内視鏡可撓管の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の挿入部を構成する可撓管を製造するための内視鏡可撓管の製造方法に関する。

患者の体腔内を観察するための医療用の内視鏡が知られている。この内視鏡は，患者の体腔内に挿入される挿入部と，挿入部の基端に設けられた操作部を備えている。挿入部の内部には，処置具挿通チューブ，照明光を伝達するライトガイド，信号ケーブル，挿入部を湾曲させる湾曲ワイヤ等が，先端側から基端側まで通して設けられている。

内視鏡の挿入部を構成する主な部品である可撓管は、金属帯片を螺旋状に巻回することにより形成される螺旋管と、この螺旋管を覆う筒状網体と、筒状網体の表面に積層されたウレタン樹脂などの外皮層とからなることが一般的であるが、挿入部を体腔内に挿入しやすくするため，先端側の柔軟性を高く、且つ上述した可撓管の基端側は操作しやすくするため、柔軟性を低くすることが好ましい。そこで、可撓管を製造する際、特許文献１に記載されているように、硬質及び軟質の２種類の樹脂を用いて、先端側は軟質樹脂の割合を多く、基端側は硬質樹脂の割合を多くするように、軟質樹脂層と硬質樹脂層との２層構造からなる外皮層を形成することが提案されている。また、特許文献２には、軟質樹脂と硬質樹脂とを混合して成形し、その混合比率を変化させることで、可撓性を変える構成が記載されている。

また、このような可撓管の外皮層を成形する工程を効率良く行うため、特許文献３では、複数の可撓管を一本に連結した状態として搬送しながら、連続して外皮層の成形を行う内視鏡可撓管の構成が記載されている。
実開昭５５−１１２５０５号公報 特開平２−１３１７３８号公報 特許第３５８６９２８号公報

上記特許文献１、２記載のような可撓管の外皮層を、上記特許文献３記載の製造方法で成形する場合、連結部材を介して連結され、筒状網体で覆われた複数の螺旋管を搬送させながら、外皮層の成形を連続して行っているため、螺旋管の部分で外皮層を成形しているときは、先端側から基端側へ向かって徐々に硬質樹脂を多く、且つ軟質樹脂を徐々に少なくなるように成形した後、次の螺旋管の先端の位置までに、硬質樹脂と軟質樹脂の割合を戻さなくてはならない。よって、連結部材の部分で硬質樹脂を少なく、且つ軟質樹脂を多くするように割合を反転させなくてはならないが、上記特許文献３記載の製造方法では、成形する樹脂を成形型へ常時供給させながら成形を行っているため、連結部材の位置で成形をしている間に、軟質樹脂及び硬質樹脂の割合を急激に変更させることは困難である。そこで、連結部材の長さを螺旋管とほぼ同じ長さにすることによって、螺旋管の基端位置から次の螺旋管の先端位置までの搬送時間を十分に確保して硬質樹脂と軟質樹脂との割合を戻すことが考えられるが、連結部材を長くした分、成形工程で一度に成形できる可撓管の数が少なくなり、さらに連結部材の外皮層を成形する分の樹脂が不要となるため、製造効率が悪く、コスト増加の原因となる。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、可撓管の外皮層を効率良く成形し、且つローコストに製造することが可能な内視鏡可撓管の製造方法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、曲げ方向に可撓性を有する筒状構造体の外周面を筒状網体で覆い、且つ前記筒状構造体の両端部に設けられた結合部同士を連結部材によって複数連結した状態で搬送しながら、その表面に、硬質及び軟質樹脂からなる外皮層を均一な外径とするように連続して成形する内視鏡可撓管の製造方法において、前記筒状構造体の外周に前記外皮層を成形するとき、前記筒状構造体の一端側では、硬質樹脂よりも軟質樹脂の割合が多く、一端から他端側へ向かって徐々に硬質樹脂の割合が漸増して、他端側では、軟質樹脂よりも硬質樹脂の割合が多くなるように成形し、前記連結部材の外周に前記外皮層を成形するとき、前記筒状構造体の他端に隣接する位置では、軟質樹脂よりも硬質樹脂の割合が多く、前記筒状構造体の他端から次の前記筒状構造体の一端側へ向かって徐々に軟質樹脂の割合が漸増して、次の前記筒状構造体の一端に隣接する位置では、硬質樹脂よりも軟質樹脂の割合が多くなるように成形するとともに、前記筒状構造体の外周に前記外皮層を成形するときよりも前記連結部材の外周に前記外皮層を成形するときの搬送速度を遅くすることを特徴とする。

また、前記外皮層を成形するとき、前記硬質樹脂を下層に成形し、前記軟質樹脂を上層に成形する２層構造で成形することが好ましい。あるいは、前記連結部材は、少なくともその一部の外径が、前記筒状網体で覆われた前記筒状構造体よりも小さいことが好ましい。

本発明の内視鏡可撓管の製造方法において、筒状構造体の外周に前記外皮層を成形するとき、筒状構造体の一端側では、一端から他端側へ向かって徐々に硬質樹脂の割合が漸増して、他端側では、軟質樹脂よりも硬質樹脂の割合が多くなるように成形し、連結部材の外周に前記外皮層を成形するとき、前記筒状構造体の他端から次の前記筒状構造体の一端側へ向かって徐々に軟質樹脂の割合が漸増して、次の前記筒状構造体の一端に隣接する位置では、硬質樹脂よりも軟質樹脂の割合が多くなるように成形するとともに、前記筒状構造体の外周に前記外皮層を成形するときよりも前記連結部材の外周に前記外皮層を成形するときの搬送速度を遅くしているので、連結部材を短くして一度に成形できる可撓管の個数を増やすことができるので、可撓管の外皮層を効率良く成形し、ローコストに製造することが可能となる。

図１は、本発明に係る可撓管が組み込まれた内視鏡である。図１に示すように、医療用として広く用いられる電子内視鏡２は、体腔内に挿入される挿入部３の基端部に本体操作部５を連設し、またこの本体操作部５には、外部機器である光源装置（図示せず）、信号処理装置（図示せず）に着脱可能に接続される可撓性を備えたユニバーサルコード６を連設することによって構成される。挿入部３は、本体操作部５への連設部から大半の長さをしめる可撓管部３ａと、可撓管部３ａに連設されるアングル部３ｂと、その先端に連設され、体腔内撮影用の撮像装置（図示せず）が内蔵された先端部３ｃとから構成される。電子内視鏡２の挿入部３の大半の長さをしめる可撓管部３ａは、そのほぼ全長にわたって可撓性を有し、特に体腔等の内部に挿入される部位はより可撓性に富む構造となっている。

この可撓管部３ａを構成する可撓管１０は、詳しくは、図２に示すように、最内側に金属帯片１１ａを螺旋状に巻回することにより形成される螺旋管１１に、金属線を編組してなる筒状網体１２を被覆して両端に口金１３を嵌合した可撓管組立体１４とし、さらに、その外周面にウレタン樹脂等からなる外皮層１５が積層された構成となっている。また外皮層１５の外面に、耐薬品性のある例えばシリコン等を含有したコート膜１６をコーティングしている。なお、以下では、可撓管組立体１４の先端を符号１４ａ，基端を符号１４ｂとして説明するが、先端１４ａは、上述したアングル部３ｂが接続される側の端部であり、基端１４ｂは、本体操作部５が接続される側の端部である。

外皮層１５は、詳しくは図２に示すように、軟質樹脂層１９と、硬質樹脂層１８とから構成される。下層に成形される硬質樹脂層１８は、可撓管組立体１４の先端１４ａ側では薄く成形され、先端１４ａ側から基端１４ｂ側に向かって徐々に厚くなるように成形される。これに対して、硬質樹脂層１８の上層に成形される軟質樹脂層１９は、先端１４ａ側が最も厚く、先端１４ａ側から後端側へ向かって徐々に薄くなるように成形されており、且つ外皮層１５の外径が均一となるように成形されている。これにより、可撓管１０は、先端１４ａ側の柔軟性が高く、且つ基端１４ｂ側は柔軟性が低い構造となるので、この可撓管１０から構成される挿入部３に必要な可撓性を持つことが可能となる。

図３は、外皮層１５を成形する前に、ジョイント部材２０と可撓管組立体１４とを接続するときの状態を示すものである。ジョイント部材２０は、本体部２０ａと、この本体部２０ａの両側に、それぞれ口金１３の内周面１３ａに挿入される連結部２０ｂを備えており、このジョイント部材２０を介し、複数の可撓管組立体１４を一本に連結した状態の連結可撓管組立体２１として、後述する連続成形設備３０で外皮層１５の成形が行われる。ジョイント部材２０の本体部２０ａの外径ｒは、可撓管組立体１４の外径Ｒよりも小さくなっている。なお、これに限らず、ジョイント部材２０の少なくとも一部が、可撓管組立体１４の直径より小さくなっていればよい。また、ジョイント部材２０の表面は、テフロン（登録商標）などの剥離材によってコーティングされており、連結可撓管組立体２１として外皮層１５が成形された後、このジョイント部材２０の外周面に成形された外皮層１５を剥離しやすいようになっている。また、ジョイント部材２０の本体部２０ａは、可撓性を有するものであり、この本体部２０ａにおける外皮層１５の成形中に樹脂の厚み比率を元に戻すため、連続成形の搬送速度と、樹脂の押し出し圧力の変化量との兼ね合いを考慮した長さに形成されている。

図４には、本実施形態を適用した連続成形設備の構成を示す。連続成形設備３０は、ホッパ、スクリューなどからなる周知の押し出し部３１，３２と、連結可撓管組立体２１の外周面に外皮層１５を樹脂成形するためのヘッド部３３と、冷却部３４と、連結可撓管組立体２１をヘッド部３３へ搬送する搬送部３６と、これらを制御する制御部３７とからなる。

搬送部３６は、供給ドラム４０と、巻取ドラム４２とからなり、上述した連結可撓管組立体２１は、供給ドラム４０に巻き付けられた後、順次引き出されて、外皮層１５が成形されるヘッド部３３と、成形後の外皮層１５が冷却される冷却部３４とを通して巻取ドラム４２に巻き取られる。これら供給ドラム４０及び巻取ドラム４２は、制御部３７によって回転が制御され、連結可撓管組立体２１を搬送する搬送速度が切り替えられる。

押し出し部３１，３２は、吐出口３１ａ，３２ａがヘッド部３３のゲート４６，４７にそれぞれ結合されており、溶融状態の軟質及び硬質樹脂５１をヘッド部３３内へそれぞれ押し出して供給する。これら押し出し部３１，３２は、制御部３７によって樹脂の押し出し圧力が制御されている。押し出し部３１，３２の押し出し圧力が制御されることによって、硬質樹脂層１８及び軟質樹脂層１９の成形厚みを調整することができる。

ヘッド部３３は、前述した押し出し部３１，３２から押し出される溶融状態の硬質樹脂５１及び軟質樹脂５２を連結可撓管組立体２１へ供給するための通路となるゲート４６，４７を備えている。このヘッド部３３は、連結可撓管組立体２１の外周に成形される外皮層１５の外周形状を決定する円形孔４８が形成されており、円形孔４８には、ゲート４６，４７の供給口４６ａ，４７ａが連続している。また、ヘッド部３３には、円形孔４８に連続し、連結可撓管組立体２１の挿入をガイドするための円錐状凹部４９が設けられている。

ゲート４６，４７の供給口４６ａ，４７ａは、円形孔４８の出口４８ａ近傍位置にあり、且つ供給口４６ａが上流側、供給口４７ａが下流側に位置する。これによって、ゲート４６から供給される溶融状態の硬質樹脂５１のほうが、ゲート４７から供給される溶融状態の軟質樹脂５２よりも先に連結可撓管組立体２１に積層されるため、硬質樹脂層１８が下層に、軟質樹脂層１９が上層に形成される。

さらにヘッド部３３における円形孔４８の出口４８ａは、その内径が、可撓管組立体１４の外周に形成される外皮層１５の外径に合わせて形成されている。ゲート４６，４７から硬質樹脂５１及び軟質樹脂５２をそれぞれ積層された直後の連結可撓管組立体２１が出口４８ａを通過することにより、外皮層１５の外径が均一となるように成形される。外皮層１５が成形された連結可撓管組立体２１は、ヘッド部３３を通過した後、冷却部３４を通過する。冷却部３４は水などの冷却液が貯留されており、冷却液の中を通過することにより外皮層１５を冷却して硬化させる。なおこれに限らず、冷却液や空気などを外皮層１５に吹き付けて冷却してもよい。

上記構成の連続成形設備３０で連結可撓管組立体２１に外皮層１５を成形するときのプロセスについて、図５及び図６を用いて説明する。なお、図５は、成形工程を行うときの硬質樹脂層１８及び軟質樹脂層１９の厚み変化量を模式的に示しており、視覚的に分かり易くするため、外皮層１５の厚みを大きく図示している。また、この図５では、図中左側から右側へ向かって外皮層１５が成形される場合を示している。図６は、連結可撓管組立体２１の搬送速度変化を示す。

連続成形設備３０が成形工程を行うときは、押し出し部３１，３２から溶融状態の硬質樹脂５１及び軟質樹脂５２がヘッド部３３へと押し出されるとともに、搬送部３６が動作して連結可撓管組立体２１がヘッド部３３へと搬送される。このとき、押し出し部３１，３２は、硬質樹脂５１及び軟質樹脂５２を常時押し出してヘッド部３３へ供給する状態である。そして、可撓管組立体１４の先端１４ａから基端１４ｂまで外皮層１５を成形するときは、図５に示すように、可撓管組立体１４の先端１４ａでは硬質樹脂層１８よりも軟質樹脂層１９の厚みが大きく、可撓管組立体１４の先端１４ａ側から基端１４ｂ側へ向かって徐々に硬質樹脂層１８の割合が漸増して、可撓管組立体１４の基端１４ｂ側では軟質樹脂層１９よりも硬質樹脂層１８の厚みが大きくなるように、制御部３７は押し出し部３１，３２による樹脂の押し出し圧力を制御する。さらに、制御部３７は、この可撓管組立体１４の先端１４ａから基端１４ｂまで成形しているとき、すなわち図６の符号Ｔ１で示す時間では、所定の搬送速度ＶＨで連結可撓管組立体２１を搬送するように搬送部３６を制御している。

一方、ジョイント部材２０の外周面に外皮層を成形するときは、図５に示すように、可撓管組立体１４の基端１４ｂに隣接する位置では、軟質樹脂層１９よりも硬質樹脂層１８の厚みが大きく、可撓管組立体１４の基端１４ｂ側から次の可撓管組立体１４の先端１４ａ側へ向かって徐々に軟質樹脂層１９の割合が漸増して、次の可撓管組立体１４の先端１４ａに隣接する位置では、硬質樹脂層１８よりも軟質樹脂層１９の厚みが大きくなるように、制御部３７は押し出し部３１，３２の押し出し量を制御する。さらに、制御部３７は、このジョイント部材２０の外周面に外皮層１５を成形するとき、すなわち図６の符号Ｔ２で示す時間では、連結可撓管組立体２１を搬送速度ＶＨよりも遅い搬送速度ＶＬで搬送するように、搬送部３６を制御する。このように搬送速度を切り替えることで、本実施形態では、全長の長い可撓管組立体１４を成形する時間Ｔ１と、全長の短いジョイント部分を成形する時間Ｔ２とがほぼ同じになっている。なお、この搬送速度を切り替えるタイミングとしては、例えば可撓管組立体１４の基端１４ｂがヘッド部３３の出口４８ａを通過したときに合わせる。

そして、また可撓管組立体１４の先端１４ａから基端１４ｂまで外皮層１５を成形するときは、同様に先端１４ａから基端１４ｂへ向かって徐々に硬質樹脂層１８の厚みが大きくなるように、押し出し部３１，３２を制御するとともに、搬送速度を切り替えて、連結可撓管組立体２１を搬送速度ＶＨで搬送するように搬送部３６を制御する。以降は同様にして押し出し部３１，３２の押し出し圧力と、搬送部３６による搬送速度の切り替えを行って連結可撓管組立体２１に外皮層１５を成形する。そして最後端まで外皮層１５が成形された連結可撓管組立体２１は、連続成形設備３０から取り外され、コート膜１６を塗布した後、ジョイント部材２０を取り外して可撓管１０の成形工程が終了する。なお、このジョイント部材２０を取り外すとき、上述したように剥離材がコーティングされているため、ジョイント部材２０から外皮層１５を容易に剥離させることが可能であり、外皮層１５が剥離されたジョイント部材２０は洗浄され、可撓管組立体１４の接続に繰り返し使用される。

このように連続成形設備３０の制御を行うことによって、ジョイント部材２０の外周を成形しているときの搬送時間を長くすることができるため、可撓管組立体１４の外周に外皮層１５を成形しているときに変化した押し出し部３１，３２の押し出し圧力が、次の可撓管組立体１４の先端１４ａの位置までに、もとの押し出し圧力に戻すことが十分に可能となっている。よって、ジョイント部材２０の全長を短くしても、軟質樹脂層１９と硬質樹脂層１８とを所定の割合で積層しながら、外皮層１５の成形を連続して確実に行うことが可能となり、また、ジョイント部材２０を短くした分だけ、一度の成形工程でより多くの可撓管１０を製造することができるので、製造効率が向上し、且つコストを削減することができる。なお、ジョイント部材２０の外皮層１５を成形するときは、搬送速度が遅くなった分、樹脂層が厚く成形される可能性があるが、この厚みが増加した分、ジョイント部材２０の直径ｒを可撓管組立体１４の直径Ｒよりも細くすることで外径を補正し、外皮層１５を均一な外径に成形することが可能となる。

なお、上記実施形態においては、外皮層を成形するとき、硬質樹脂を下層に成形し、軟質樹脂を上層に成形する２層構造で成形し、これらの樹脂層の厚みを変化させることで、可撓管の一端側は高い柔軟性を持ち、他端側はより柔軟性を低くするように可撓管の柔軟性に変化を付ける構成としているが、本発明はこれに限らず、上記特許文献２に記載されているように、軟質樹脂と硬質樹脂を混合して外皮層を成形し、その混合比を変化させることで可撓管の柔軟性に変化を付ける構成としてもよい。

なお、上記実施形態においては、撮像装置を用いて被検体の状態を撮像した画像を観察する電子内視鏡を例に上げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、光学的イメージガイドを採用して被検体の状態を観察する内視鏡にも適用することができる。

内視鏡の構成を示す概略図である。 内視鏡可撓管の構成を示す要部断面図である。 可撓管組立体を連結するジョイント部材の構成を示す平面図である。 連続成形設備の概略的構成を示すブロック図である。 連結可撓管組立体を成形するときの外皮層の硬質樹脂層及び軟質樹脂層の厚み変化量を模式的に示す説明図である。 連結可撓管組立体を成形するときの搬送速度変化を示すグラフである。

符号の説明

２ 内視鏡
３ 挿入部
１０ 可撓管
２０ ジョイント部材（連結部材）
２１ 連結可撓管組立体
３０ 連続成形設備
３１，３２ 押し出し部
３３ ヘッド部
３６ 搬送部
３７ 制御部
５１ 硬質樹脂
５２ 軟質樹脂

Claims (3)

1. 曲げ方向に可撓性を有する筒状構造体の外周面を筒状網体で覆い、且つ前記筒状構造体の両端部に設けられた結合部同士を連結部材によって複数連結した状態で搬送しながら、その表面に、硬質及び軟質樹脂からなる外皮層を均一な外径とするように連続して成形する内視鏡可撓管の製造方法において、
   前記筒状構造体の外周に前記外皮層を成形するとき、前記筒状構造体の一端側では、硬質樹脂よりも軟質樹脂の割合が多く、一端から他端側へ向かって徐々に硬質樹脂の割合が漸増して、他端側では、軟質樹脂よりも硬質樹脂の割合が多くなるように成形し、
   前記連結部材の外周に前記外皮層を成形するとき、前記筒状構造体の他端に隣接する位置では、軟質樹脂よりも硬質樹脂の割合が多く、前記筒状構造体の他端から次の前記筒状構造体の一端側へ向かって徐々に軟質樹脂の割合が漸増して、次の前記筒状構造体の一端に隣接する位置では、硬質樹脂よりも軟質樹脂の割合が多くなるように成形するとともに、
   前記筒状構造体の外周に前記外皮層を成形するときよりも前記連結部材の外周に前記外皮層を成形するときの搬送速度を遅くすることを特徴とする内視鏡可撓管の製造方法。
2. 前記外皮層を成形するとき、前記硬質樹脂を下層に成形し、前記軟質樹脂を上層に成形する２層構造で成形することを特徴とする請求項１記載の内視鏡可撓管の製造方法。
3. 前記連結部材は、少なくともその一部の外径が、前記筒状網体で覆われた前記筒状構造体よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の内視鏡可撓管の製造方法。

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