JP6916565B2 - フレキシブルチューブの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレード線の外面を樹脂で被覆してなるフレキシブルチューブを押出成形するためのフレキシブルチューブの製造装置に関する。

医療機関において患者の生体内の所定部位に薬液や造影剤等を注入したり、生体内の体液等を取り出したりするためにカテーテルと呼ばれるチューブ状の医療器具が用いられている。このカテーテルは、屈曲した血管等を通じて生体内に挿入されるため、先端側部分には、血管等を傷つけることなく、血管等の屈曲部分に沿って曲がりやすいように、柔軟性が求められる。一方、カテーテルのうち生体内に挿入されない部分には、カテーテルの操作がしやすくなるよう、適度な剛性が求められる。そこで、先端側が柔らかく、手元側が硬くなるように、長さ方向に沿って徐々に硬度を変化させたカテーテルの製造装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、硬度の異なる２種類の樹脂の混合比を変化させながらブレード線の外面に押し出すことにより、長さ方向に沿って硬度が連続的に変化するフレキシブルチューブを製造できる装置が記載されている。

特許第６１４４８６２号公報

血管の損傷を抑制して更に安全性を向上できるカテーテルとして、先端部にソフトチップと呼ばれる、長さ数ｍｍ〜数ｃｍ程度の柔軟な管状部分を設けたものがある。

本発明は、長さ方向に沿って徐々に硬度が変化する樹脂層と先端のソフトチップとを連続して押出成形できるフレキシブルチューブの製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係るフレキシブルチューブの製造装置は、ブレード線を挿通させる挿通孔と、挿通孔を通過するブレード線の表面に樹脂を押し出す押出口とを有するダイと、第１の樹脂を押し出す第１の押出機と、第１の樹脂より柔軟な第２の樹脂を押し出す第２の押出機と、第１の押出機から押し出された第１の樹脂と、第２の押出機から押し出された第２の樹脂とを混合した樹脂を押し出し可能であり、第１の樹脂及び第２の樹脂の混合比が可変である混合バルブ機構と、第２の樹脂より柔軟な第３の樹脂を押し出す第３の押出機と、混合バルブ機構から押し出された樹脂または第３の押出機から押し出された第３の樹脂を選択的にダイに供給可能な切替バルブ機構と、混合バルブ機構及び切替バルブ機構を制御する制御装置とを備える。制御装置は、フレキシブルチューブの押し出し成形時において、混合バルブ機構から押し出された樹脂がダイに供給されるように切替バルブ機構を制御した状態で、混合バルブ機構から押し出される樹脂中の第２の樹脂の比率が所定値となるまで増加するように混合バルブ機構を制御し、第２の樹脂の比率が所定値に達すると、第３の樹脂がダイに供給されるように切替バルブ機構を制御する。

本発明によれば、長さ方向に沿って徐々に硬度が変化する樹脂層と先端のソフトチップとを連続して押出成形できるフレキシブルチューブの製造装置を提供できる。

図１は、実施形態に係るフレキシブルチューブ製造装置の概略構成を示す正面図である。 図２は、図１に示したＩＩ−ＩＩラインから見た断面図である。 図３は、図１に示した切替バルブ機構の拡大図及び部分断面図である。 図４は、図３に示した切替バルブ機構の断面図である。 図５は、図３に示した切替バルブ機構の動作を説明するための模式図である。 図６は、制御装置による制御方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、樹脂層である内層チューブの外面にブレード（網管）を設け、更に、ブレードを樹脂層である外層チューブで覆った構成のフレキシブルチューブの製造装置に本発明を適用した例を説明する。このようなフレキシブルチューブの一例として、カテーテルシャフトを挙げることができる。しかしながら、カテーテルシャフトは、フレキシブルチューブの一例に過ぎず、本発明は、内視鏡に用いるフレキシブルチューブ等の他の用途のフレキシブルチューブの製造装置にも適用可能である。

図１は、実施形態に係るフレキシブルチューブ製造装置の概略構成を示す正面図であり、図２は、図１に示したＩＩ−ＩＩラインから見た断面図である。

フレキシブルチューブ製造装置１００は、樹脂を用いてフレキシブルチューブ７を押出成形するための装置であり、ダイ１と、第１の押出機２ａと、第２の押出機２ｂと、第３の押出機２ｃと、混合バルブ機構３と、切替バルブ機構４と、制御装置５とを備える。尚、フレキシブルチューブ製造装置１００は、台座を介して所定の架台等の上に固定される。また、図示は省略しているが、ダイ１の上流側及び下流側には、ブレード線６を供給するための供給装置や、押出成形されたフレキシブルチューブ７を引き取る引取装置等が適宜設けられる。ブレード線６は、フレキシブルチューブ製造装置１００の後方側から前方側へと搬送される。以下の説明では、ｘｙｚの３軸の直交座標系を用いて方向を特定する場合があり、切替バルブ機構４を構成する弁体３１の中心軸と平行な軸をｘ軸、ブレード線６の搬送方向と平行な軸をｙ軸、鉛直方向と平行な軸をｚ軸とする。尚、ブレード線６は、例えば、内層チューブ上にブレード（網管）を設け、内層中部の中空部に芯線（ガイドワイヤー）を挿通させた状態のものである。フレキシブルチューブ７は、ブレード線６の表面に外層チューブを設けたものであり、外層チューブの成形後にブレード線６の芯線を抜き取ることによって、カテーテルシャフトを得ることができる。

ダイ１は、ブレード線６の外面に樹脂を押し出すための金型であり、内型１１と外型１２とを備える。内型１１には、中心軸部分にブレード線６を挿通させる貫通孔１３が設けられている。外型１２は、中空部を有し、中空部に内型１１を収容している。内型１１の外周面と、外型１２の中空部の内周面との間には所定の隙間からなる樹脂の流路１５が形成されている。外型１２は、内型１１の中心軸と同軸の押出口１４を有する。この押出口１４は、流路１５の前端部を構成する。また、外型１２には、流路１５と連通する樹脂注入口１６が設けられている。樹脂注入口１６は、後述する切替バルブ機構４の樹脂供給口４４（流路６２の下流側端部）に接続されている。樹脂注入口１６に供給された樹脂は、流路１５を通じて押出口１４へと流れ、内型１１の貫通孔１３及び押出口１４を通過して前方に繰り出されるブレード線６の表面に押し出される。尚、内型１１は、外型１２に対して固定されている。

第１の押出機２ａ、第２の押出機２ｂ及び第３の押出機２ｃは、例えば、スクリュー押出機であり、樹脂のペレットを溶融させて、先端の吐出口から一定速度で押し出すことができる。第１の押出機２ａ、第２の押出機２ｂ及び第３の押出機２ｃには、硬度の異なる
第１の樹脂、第２の樹脂及び第３の樹脂がそれぞれ供給される。具体的には、第１の樹脂は硬度が最も高い樹脂であり、第２の樹脂は第１の樹脂より柔軟な樹脂であり、第３の樹脂は第２の樹脂より更に柔軟な樹脂である。第１の押出機２ａ及び第２の押出機２ｂから押し出された溶融樹脂は、後述する混合バルブ機構３に供給され、混合バルブ機構３により所定の混合比に調整される。一方、第３の押出機２ｃから押し出された溶融樹脂は、後述する切替バルブ機構４に供給される。

混合バルブ機構３は、第１の押出機２ａから押し出された第１の樹脂と、第２の押出機２ｂから押し出された第２の樹脂とを混合し、混合した樹脂を後述する切替バルブ機構４に供給可能であると共に、第１の樹脂及び第２の樹脂の混合比を連続的または段階的に変更することができる。本実施形態に係る混合バルブ機構３は、第１のバルブ１８ａと、第２のバルブ１８ｂと、モータ１９と、スクリュー２０と、ケース２１と、モータ２２とを含む。第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂは、それぞれ中心軸周りに回転可能な弁体２３と、ケース２１の一部とで構成されている。ケース２１には、弁体２３の円柱状部分と対応する形状の中空部が設けられており、この中空部に弁体２３が回転可能に収容される。弁体２３は、モータ１９に取り付けられており、モータ１９の回転力によって回転位置を変化させることができる。スクリュー２０は、ケース２１に設けられた中空部に収容されている。スクリュー２０の外周面とケース２１の中空部の内周面との間には所定の隙間からなる流路２４が形成されている。また、スクリュー２０は、モータ２２に接続されており、モータ２２の回転力によって中心軸周りに回転し、流路２４に供給された２種類の樹脂を均一に混合することができる。尚、モータ１９及び２２の回転は、後述する制御装置５によって制御されている。

第１のバルブ１８ａは、第１の押出機２ａから供給された第１の樹脂の一部または全部を流路２４に供給するための流路（図示せず）と、第１の押出機２ａから供給された第１の樹脂の一部または全部を外部に排出（廃棄）するための流路（図示せず）とを有する。第１のバルブ１８ａは、弁体２３の回転位置に応じて、流路２４に供給する樹脂の量の比と、廃棄する樹脂の量の比とを変更可能である。同様に、第２のバルブ１８ｂは、第２の押出機２ｂから供給された第２の樹脂の一部または全部を流路２４に供給するための流路（図示せず）と、第２の押出機２ｂから供給された第２の樹脂の一部または全部を外部に排出（廃棄）するための流路（図示せず）とを有する。第２のバルブ１８ｂは、弁体２３の回転位置に応じて、流路２４に供給する樹脂の量の比と、廃棄する樹脂の量の比とを変更可能である。

第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂのそれぞれの弁体２３の回転位置は、後述する制御装置５により制御される。制御装置５は、第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂを同期させて制御することにより、第１のバルブ１８ａから流路２４に供給される第１の樹脂の量と第２のバルブ１８ｂから流路２４に供給される第２の樹脂の量との合計を一定に維持したまま、第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂのそれぞれから流路２４に供給される樹脂の量を変化させることにより、流路２４を通じて切替バルブ機構４に供給される第１の樹脂及び第２の樹脂の混合比を変化させることができる。

尚、混合バルブ機構３は、２種類の樹脂の混合比を変化させることができ、かつ、２種類の樹脂を均一に混合して切替バルブ機構４に供給できるものであれば特に限定されないが、例えば、混合バルブ機構３として、特許第６１４４８６２号に記載の構成を採用することができる。

切替バルブ機構４は、混合バルブ機構３から吐出された樹脂または第３の押出機２ｃから押し出された第３の樹脂のいずれかを選択的にダイ１に供給する。切替バルブ機構４の詳細は後述する。

制御装置５は、混合バルブ機構３及び切替バルブ機構４を制御するコンピュータを含む。制御装置５は、混合バルブ機構３が備える第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂのそれぞれのモータ１９に接続され、弁体２３の回転角を変化させることにより、混合バルブ機構３における第１の樹脂及び第２の樹脂の混合比を制御する。また、制御装置５は、切替バルブ機構４の後述するモータ３５に接続され、切替バルブ機構４からダイ１へと供給する樹脂を切り替える。制御装置５による制御の詳細は後述する。

以下、図１〜図４を合わせて参照しながら、切替バルブ機構４の構成を詳細に説明する。

図３は、図１に示した切替バルブ機構の拡大図及び部分断面図である。より詳細には、図３（Ａ）は、図１に示した切替バルブ機構の拡大図に相当し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す弁体以外の部分を、ｘｚ平面と平行かつ弁体の中心軸ＡＸを含む平面で切断した部分断面図に相当する。また、図４は、図３に示した切替バルブ機構の断面図であり、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）、図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）は、それぞれ、図３（Ａ）に示したＡ矢視図、Ｂ矢視図、Ｃ矢視図、Ｄ矢視図、Ｅ矢視図及びＦ矢視図に相当し、弁体を構成する分割体の端面またはケースの平面部を説明するための図である。

切替バルブ機構４は、中心軸ＡＸ周りに回転可能な弁体３１と、弁体３１を回転可能に収容するケース３２と、弁体３１をケース３２に取り付けるための取付部材３３と、取付部材３３と弁体３１との間に挟まれるスペーサー３４と、弁体３１を回転させるモータ３５とを備える。ケース３２には、混合バルブ機構３から吐出された樹脂が注入される第１の注入口４３ａと、第３の押出機２ｃから押し出された第３の樹脂が注入される第２の注入口４３ｂと、ダイ１に樹脂を供給するための樹脂供給口４４と、混合樹脂を外部に排出（廃棄）するための第１の排出口４５ａと、第３の樹脂を外部に排出（廃棄）するための第２の排出口４５ｂとを有する。尚、第１の排出口４５ａは、図２に示した流路６３ａの下流側の端部であり、第２の排出口４５ｂは、図２に示した流路６３ｂの下流側の端部である。

切替バルブ機構４は、弁体３１の回転位置に応じて、第１の注入口４３ａ及び第２の注入口４３ｂのいずれかを樹脂供給口４４に接続することができる。より詳細には、切替バルブ機構４は、第１の注入口４３ａと樹脂供給口４４とが連通した第１の状態と、第２の注入口４３ｂと樹脂供給口４４とが連通した第２の状態との間で状態を遷移させることができる。第１の状態においては、第２の注入口４３ｂと第２の排出口４５ｂとが連通する。また、第２の状態においては、第１の注入口４３ａと第１の排出口４５ａとが連通する。切替バルブ機構４は、第１の状態と第２の状態とを切り替えることにより、混合バルブ機構３から押し出された樹脂と、第３の押出機２ｃから押し出された第３の樹脂とのいずれかをダイ１に供給することができる。

本実施形態において、弁体３１は、図３に示すように、第１の分割体３７と、第２の分割体３８と、第３の分割体３９との３つの部材から構成されている。

第１の分割体３７は、弁体３１の中心軸ＡＸに直交する一対の端面４０ａ及び４０ｂを有する円柱形状の部材である。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、第１の分割体３７には、弁体３１の中心軸から偏心した位置に、円形の断面を有する４つの貫通孔４７ａ、４７ｂ、４９ａ及び４９ｂが中心軸と平行に延びるように設けられている。これにより、図４（Ｃ）に示す端面４０ａ上には、貫通孔４７ａの端部である開口部５４ａと、貫通孔４７ｂの端部である開口部５４ｂと、貫通孔４９ａの端部である開口部５５ａと、貫通孔４９ｂの端部である開口部５５ｂとが形成される。また、図４（Ｃ）に示すように、第１の分割体３７のｘ軸負方向側の端面４０ｂには、貫通孔４７ａ及び４７ｂを接続する溝４８が形成されている。

第２の分割体３８は、弁体３１の中心軸ＡＸに直交する一対の端面４１ａ及び４１ｂを有し、第１の分割体３７と直径が等しい円柱形状の部材である。図４（Ｄ）及び図４（Ｅ）に示すように、第２の分割体３８には、弁体３１の中心軸ＡＸから偏心した位置に、円形の断面を有する２つの貫通孔５０ａ及び５０ｂが中心軸と平行に延びるように設けられている。貫通孔５０ａ及び５０ｂの各々の直径は、貫通孔４９ａ及び４９ｂの各々の直径と等しい。また、貫通孔５０ａ及び５０ｂの各々は、第２の分割体３８の端面４１ａ（図４（Ｅ））と第１の分割体３７の端面４０ｂ（図４（Ｂ））とを中心軸を一致させて当接させた際に、貫通孔４９ａ及び４９ｂの各々と同軸となる位置に形成されている。

第３の分割体３９は、弁体３１の中心軸ＡＸに直交する端面４２を有し、第１の分割体３７及び第２の分割体３８と直径が等しい円柱形状の部分を有する部材である。図４（Ｆ）に示すように、第３の分割体３９には溝５１が形成されている。溝５１の端部５２ａ及び５２ｂの各々は、第３の分割体３９の端面４２（図４（Ｆ））と第２の分割体３８の端面４１ｂ（図４（Ｄ））とを中心軸を一致させて当接させた際に、貫通孔５０ａ及び５０ｂの各々と重なり合う位置に形成されている。

第１の分割体３７、第２の分割体３８及び第３の分割体３９は、中心軸と平行な方向に延びるボルト等の固定部材を用いて一体化されている。第１の分割体３７、第２の分割体３８及び第３の分割体３９を一体化した状態では、上述した通り、第１の分割体３７の貫通孔４９ａ及び４９ｂがそれぞれ第２の分割体３８の貫通孔５０ａ及び５０ｂと同軸となり、かつ、第２の分割体３８の貫通孔５０ａ及び５０ｂがそれぞれ第３の分割体３９の溝５１の端部５２ａ及び５２ｂと重なるように位置決めされている。尚、第１の分割体３７、第２の分割体３８及び第３の分割体３９をボルトで固定する場合は、ボルトは、貫通孔や溝が形成されていない部分に取り付けられる。上述した第１の分割体３７、第２の分割体３８及び第３の分割体３９を一体化して弁体３１を構成すると、弁体３１の内部に、端面４０ａ上の開口部５４ａ及び５４ｂを接続する第１の流路と、端面４０ａ上の開口部５５ａ及び５５ｂを接続する第２の流路とが形成される。第１の流路は、開口部５４ａ、貫通孔４７ａ、溝４８、貫通孔４７ｂ及び開口部５４ａを順に通る流路である。第１の流路は、ケース３２に設けられた第１の注入口４３ａから供給された樹脂を流動させるための流路である。開口部５４ａが第１の流路の上流側の端部に相当し、開口部５４ｂが第１の流路の下流側の端部に相当する。第２の流路は、開口部５５ａ、貫通孔４９ａ、貫通孔５０ａ、溝５１、貫通孔５０ｂ、貫通孔４９ｂ、開口部５５ｂを順に通る流路である。第２の流路は、ケース３２に設けられた第２の注入口４３ｂから供給された第３の樹脂を流動させるための流路である。開口部５５ａが第２の流路の上流側の端部に相当し、開口部５５ｂが第２の流路の下流側の端部に相当する。

ケース３２は、第１の分割体３７の外径と略等しい内径を有する円柱状の中空部を有し、この中空部に第１の分割体３７、第２の分割体３８及び、第３の分割体３９の一部からなる同径の円柱部分を収容する。また、ケース３２は、弁体３１の中心軸ＡＸに直交し、かつ、弁体３１の端面４０ａに当接する平面部５７を有する。弁体３１は、ケース３２の中空部に収容された状態において、弁体３１の外周面及び端面４０ａを、ケース３２の中空部の内周面及び平面部５７のそれぞれと摺動させながら回転可能である。

図３及び図４（Ａ）に示すように、ケース３２には、第１の注入口４３ａに連通する流路５８ａと、第２の注入口４３ｂに連通する流路５８ｂと、樹脂供給口４４に連通する流路６２と、第１の排出口４５ａに連通する流路６３ａと、第２の排出口４５ｂに連通する
６３ｂとが形成されている。ケース３２の平面部５７上には、図４（Ａ）に示すように、流路５８ａに接続される溝５９ａと、流路５８ｂに接続される溝５９ｂと、流路６２の上流側の端部である開口部６４と、流路６３ａの上流側の端部である開口部６５ａと、流路６３ｂの上流側の端部である開口部６５ｂとが形成されている。尚、溝５９ａは第１の注入口４３ａに連通する開口部に相当し、溝５９ｂは第２の注入口４３ｂに連通する開口部に相当する。第１の注入口４３ａから流路５８ａを経て溝５９ａに至る流路は、混合バルブ機構３から押し出された樹脂が供給される流路である。第２の注入口４３ｂから流路５８ｂを経て溝５９ｂに至る流路は、第３の押出機２ｃから押し出された第３の樹脂が供給される流路である。また、開口部６４から流路６２を経て樹脂供給口４４に至る流路は、混合バルブ機構３から押し出された樹脂または第３の押出機２ｃから押し出された第３の樹脂をダイ１に供給するための流路である。開口部６５ａから流路６３ａを経て第１の排出口４５ａに至る流路は、混合バルブ機構３から押し出された樹脂を廃棄するための流路である。開口部６５ｂから流路６３ｂを経て第２の排出口４５ｂに至る流路は、混合バルブ機構３から押し出された樹脂を廃棄するための流路である。

ケース３２の中空部部分に、弁体３１の円柱状部分を収容した状態で、取付部材３３でケース３２の開口部を封止することにより、弁体３１がケース３２に取り付けられる。取付部材３３は、例えば、図示しないボルトを用いてケース３２に締結することができる。弁体３１と取付部材３３との間には、例えば金属からなる円環状のスペーサー３４が挟み込まれる。スペーサー３４の厚みは、スペーサー３４の外面がケース３２の開放端の端面よりも外部に位置するように、弁体３１を挿入した状態で中空部内に形成される空間の深さより大きく設定されている。したがって、弁体３１との間でスペーサー３４を挟んで取付部材３３をケース３２に固定することにより、弁体３１の端面４０ａをケース３２の平面部５７に所定の接触圧力で押圧することができる。つまり、本実施形態においては、取付部材３３とスペーサー３４とが、弁体３１の端面４０ａをケース３２の平面部５７に押圧する押圧部材として機能する。弁体３１に対してケース３２の平面部５７側への押圧力を加えることにより、弁体３１の中心軸方向の移動を規制すると共に、弁体３１の端面４０ａをケース３２の平面部５７に密着力を向上させて接触面における樹脂の染み出し等を抑制できる。尚、弁体３１の端面４０ａの接触圧力は、例えば、取付部材３３をケース３２に固定するためのボルトの締め込みトルクによって管理することができる。弁体３１の端面４０ａまたはケース３２の平面部５７が摩耗した場合は、スペーサー３４をより厚みがあるものに交換したり、取付部材３３をケース３２に固定するためのボルトの締め込みトルクを調整したりすることによって、弁体３１の接触圧力を一定に維持することができる。すなわち、本実施形態に係る切替バルブ機構４は、弁体３１とケース３２との間での樹脂の出し入れを中心軸と直交する界面（端面４０ａ及び平面部５７）を介して行うように構成されているため、メンテナンス性に優れる向上する。

ここで、ケース３２に対する弁体３１の回転位置の変化について説明する。

図５は、図３に示した切替バルブ機構の動作を説明するための模式図であり、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、弁体３１及びケース３２を図３（Ａ）に示したＶ方向に見たときの第１の流路と、ケース３２の平面部５７との位置関係を示す。図５（Ｄ）〜図５（Ｆ）は、弁体３１及びケース３２を図３（Ａ）に示したＶ方向に見たときの第２流路と、ケース３２の平面部５７との位置関係を示す。図５においては、図示の簡略化のため、弁体３１に関する部分を太い実線で示し、ケース３２に関する部分を通常の実線で示す。ケース３２に関する部分は、紙面における奥側に位置している。また、図示の簡略化のため、図５では、弁体３１の端面４０ａ及びケース３２の平面部５７に形成された開口部（小さな円で表す）と、弁体３１に設けられた４８及び５１と、ケース３２に設けられた溝５９ａ及び５９ｂとを中心に図示する。図４で説明した貫通孔は、弁体３１の端面４０ａに形成された開口部のいずれかに重なるので、図示を省略し、対応する開口部の符号に対応させて括
弧書きで符号のみ示す。

図５（Ａ）及び図５（Ｄ）は、弁体３１が第１の回転位置にある状態（上述した第１の状態に相当する）を表す。弁体３１が第１の回転位置にある場合、図５（Ａ）に示すように、第１の流路の上流側の端部である開口部５４ａが、ケース３２に設けられた溝５９ａ（流路５８ａ）と重なり、第１の流路の下流側の端部である開口部５４ｂが、樹脂供給口４４に繋がる流路６２の端部である開口部６４に重なる。これにより、第１の注入口４３ａに繋がる流路５８ａと、樹脂供給口４４に繋がる流路６２とが、弁体３１内の第１の流路（貫通孔４７ａ、溝４８及び貫通孔４７ｂ）により接続される。このとき、第１の流路の下流側の端部である開口部５４ｂは、第１の排出口４５ａに繋がる流路６３ａの端部である開口部６５ａと、第２の排出口４５ｂに繋がる流路６３ｂの端部である開口部６５ｂとのいずれとも重ならない。

また、弁体３１が第１の回転位置にある場合、図５（Ｄ）に示すように、第２の流路の上流側の端部である開口部５５ａが、ケース３２に設けられた溝５９ｂと重なり、第２の流路の下流側の端部である開口部５５ｂが、第２の排出口４５ｂに繋がる流路６３ｂの端部である開口部６５ｂに重なる。これにより、第２の注入口４３ｂに繋がる流路５８ｂと、第２の排出口４５ｂに繋がる流路６３ｂとが、弁体３１内の第２の流路（貫通孔４９ａ、貫通孔５０ａ、溝５１、貫通孔５０ａ、貫通孔４９ｂ）により接続される。このとき、第２の流路の下流側の端部である開口部５５ｂは、樹脂供給口４４に繋がる流路６２の端部である開口部６４には重ならない。

したがって、弁体３１が第１の回転位置にある第１の状態では、第１の注入口４３ａから供給された樹脂は全て、弁体３１内の第１の流路を流れて、樹脂供給口４４を通じてダイ１に供給される。また、第２の注入口４３ｂから供給された第３の樹脂は全て、弁体３１内の第２の流路を流れて、第２の排出口４５ｂを通じて外部に廃棄される。

図５（Ｂ）及び図５（Ｅ）は、弁体３１が第１の回転位置と第２の回転位置の中間位置にある状態（上述した第１の状態から第２の状態への遷移途中の状態）を表す。弁体３１が、上述した第１の回転位置から第２の回転位置まで回転すると、第１の流路及び第２の流路は、それぞれ、図５（Ａ）及び図５（Ｃ）に示す位置から、図５（Ｂ）及び図５（Ｅ）に示す中間位置を経て、図５（Ｃ）及び図５（Ｆ）に示す位置まで移動する。尚、第１の流路の上流側の端部である開口部５４ａは、弁体３１が第１の回転位置もしくは第２の回転位置または第１の回転位置及び第２の回転位置の間の位置にある間、ケース３２の溝５９ａと重なっており、第１の流路は第１の注入口４３ａに接続されている。同様に、第２の流路の上流側の端部である開口部５５ａは、弁体３１が第１の回転位置もしくは第２の回転位置または第１の回転位置及び第２の回転位置の間の位置にある間、ケース３２の溝５９ｂと重なっており、第２の流路は第２の注入口４３ｂに接続されている。

図５（Ｃ）及び図５（Ｆ）は、弁体３１が第２の回転位置にある状態（上述した第２の状態に相当する）を表す。弁体３１が第２の回転位置にある場合、図５（Ｃ）に示すように、第１の流路の上流側の端部である開口部５４ａが、ケース３２に設けられた溝５９ａと重なり、第１の流路の下流側の端部である開口部５４ｂが、第１の排出口４５ａに繋がる流路６３ａの端部である開口部６５ａに重なる。これにより、第１の注入口４３ａに繋がる流路５８ａと、第１の排出口４５ａに繋がる流路６３ａとが、弁体３１内の第１の流路（貫通孔４７ａ、溝４８及び貫通孔４７ｂ）により接続される。このとき、第１の流路の下流側の端部である開口部５４ｂは、樹脂供給口４４に繋がる流路６２の端部である開口部６４には重ならない。

また、弁体３１が第２の回転位置にある場合、図５（Ｆ）に示すように、第２の流路の上流側の端部である開口部５５ａが、ケース３２に設けられた溝５９ｂ（流路５８ｂ）と重なり、第２の流路の下流側の端部である開口部５５ｂが、樹脂供給口４４に繋がる流路６２の端部である開口部６４に重なる。これにより、第２の注入口４３ｂに繋がる流路５８ｂと、樹脂供給口４４に繋がる流路６２とが、弁体３１内の第２の流路（貫通孔４９ａ、貫通孔５０ａ、溝５１、貫通孔５０ａ、貫通孔４９ｂ）により接続される。このとき、第２の流路の下流側の端部である開口部５５ｂは、第１の排出口４５ａに繋がる流路６３ａの端部である開口部６５ａと、第２の排出口４５ｂに繋がる流路６３ｂの端部である開口部６５ｂとのいずれとも重ならない。

したがって、弁体３１が第２の回転位置にある第１の状態では、第１の注入口４３ａから供給された樹脂は全て、弁体３１内の第１の流路を流れて、第１の排出口４５ａを通じて外部に廃棄される。また、第２の注入口４３ｂから供給された第３の樹脂は全て、弁体３１内の第２の流路を流れて、樹脂供給口４４を通じてダイ１に供給される。

図６は、制御装置による制御方法を説明するための図である。より詳細には、図６（Ａ）は、本実施形態に係るフレキシブルチューブ製造装置１００で製造可能なフレキシブルチューブの一例を示す模式図である。また、図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）は、図６（Ａ）に示すフレキシブルチューブを製造するために制御装置が行う制御を示すタイムチャートであって、切替バルブ機構４からダイ１に供給される樹脂に含まれる、第１の樹脂、第２の樹脂及び第３の樹脂のそれぞれの比率の変化を示すタイムチャートである。

図６（Ａ）に示すフレキシブルチューブ７０は、内層チューブの外面にブレード（網管）を設けたブレード線６を樹脂層からなる外層チューブで被覆したものであり、外層チューブの樹脂の硬度が徐々に柔軟になる硬度遷移部７１と、硬度遷移部７１の先端部に接続され、硬度遷移部７１の先端を覆う樹脂よりも更に柔軟な樹脂からなるソフトチップ７２とを備える。ソフトチップ７２の長さは、例えば、数ｍｍ〜数ｃｍであり、ソフトチップ７２を構成する樹脂層（外層チューブ）の硬度は一定である。

フレキシブルチューブ７０を製造する場合、まず、第１の樹脂と第１の樹脂より柔軟な第２の樹脂とを用い、混合バルブ機構３において第２の樹脂の混合比率を増加させながらブレード線６上に硬度遷移部７１を押出成型する。次に、切替バルブ機構４においてダイ１に供給する樹脂を、第２の樹脂より柔軟な第３の樹脂に切り替えることにより、ブレード線６上に、硬度遷移部７１と連続してソフトチップ７２を押出成型する。

図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）を参照しながら具体例を説明する。押し出し成形時には、混合バルブ機構３を構成する第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂの樹脂供給点からダイ１の押出口１４までの流路の体積と、切替バルブ機構４を構成するケース３２の平面部５７からダイ１の押出口１４までの流路の体積に応じて、混合バルブ機構３または切替バルブ機構４を制御してから、押出口１４から押し出される樹脂の構成が変化するまでには時間差が生じる。そこで、実際には、流路の体積に起因するタイムラグを考慮し、所望のタイミングで押出口１４から押し出される樹脂の構成が変化するよう、混合バルブ機構３及び切替バルブ機構４の制御タイミングが調整される。しかしながら、以下の説明では、説明を簡略化するために、混合バルブ機構３において混合比を変化させる時刻と、切替バルブ機構４においてダイ１に供給する樹脂を切り替える時刻と、ダイ１から押し出される樹脂の構成が変化する時刻とを同じ時間軸で表す。

成型開始時である時刻ｔ０において、制御装置５は、弁体３１が第１の回転位置に配置されるように切替バルブ機構４を制御する。この状態で、制御装置５は、切替バルブ機構４に供給される樹脂中の第１の樹脂の比率が１００％、第２の樹脂の比率が０％となるように、混合バルブ機構３を構成する第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂの弁体２
３の回転位置を制御する。このように混合バルブ機構３及び切替バルブ機構４を制御した状態でブレード線６に樹脂を押し出すことによって、時刻ｔ０からｔ１にかけて、第１の樹脂比率が１００％の外層チューブが成型される。

時刻ｔ１〜ｔ２の間、制御装置５は、混合部に供給される第１の樹脂の比率が徐々に減少し、混合部に供給される第２の樹脂の比率を所定値（本実施形態では１００％）まで徐々に増加するように、混合バルブ機構３を構成する第１のバルブ１８ａ及び第２のバルブ１８ｂの弁体２３の回転位置を制御する。この際、制御装置５は、混合部に供給される第１の樹脂と第２の樹脂との総量は一定に制御する。尚、時刻ｔ２に達するまで、制御装置５は、切替バルブ機構４の弁体３１を第１の回転位置に維持する。このように混合バルブ機構３及び切替バルブ機構４を制御した状態でブレード線６に樹脂を押し出すことによって、時刻ｔ１からｔ２にかけて、第２の樹脂比率が０％から１００％まで徐々に増加する外層チューブが成型される。

時刻ｔ２において、制御装置５は、弁体３１が第２の回転位置に配置されるように切替バルブ機構４を制御する。この切替バルブ機構４の制御により、ダイ１に供給される樹脂は、混合バルブ機構３から押し出される樹脂から、第３の押出機２ｃから押し出される第３の樹脂へと切り替わり、時刻ｔ２以降は、第３の樹脂比率が１００％である外層チューブ（ソフトチップ７２）が成型される。

尚、図６の説明では、硬度遷移部７１に第１の樹脂のみで被覆される部分を設ける例を説明したが、押出成形開始時における第１の樹脂の比率は任意である。また、図６の説明では、硬度遷移部７１の押出成形時に第２の樹脂の比率を０％から１００％まで変化させる例を説明したが、第２の樹脂の比率の上限値は任意である。

以上説明したように、本実施形態に係るフレキシブルチューブ製造装置１００は、第１の樹脂及び第２の樹脂を混合比を変えながら押出可能な混合バルブ機構３と、混合バルブ機構３から押し出された樹脂と、第３の押出機２ｃから押し出された最も柔軟な第３の樹脂とを選択的にダイ１に供給可能な切替バルブ機構４とを備える。切替バルブ機構４が第１に供給する樹脂として混合バルブ機構３から押し出された樹脂を選択している状態で、混合バルブ機構３を制御して、第１の樹脂より柔軟な第２の樹脂の比率を増加させることにより、長手方向に沿って硬度が減少する硬度遷移部７１を押出成形することができる。また、所定のタイミングで切替バルブ機構４がダイ１に供給する樹脂を第３の樹脂に切り替えることによって、硬度遷移部７１と連続して柔軟なソフトチップ７２を押出成形することができる。したがって、本実施形態に係るフレキシブルチューブ製造装置１００によれば、長さ方向に沿って徐々に硬度が変化する硬度遷移部７１と先端のソフトチップ７２とを連続して押出成形することが可能となる。

また、本実施形態に係る切替バルブ機構４においては、混合バルブ機構３から押し出された樹脂がダイ１に供給されている状態では第３の樹脂が外部に廃棄され、第３の樹脂がダイ１に供給されている状態では混合バルブ機構３から押し出された樹脂が外部に廃棄される。このように、ダイ１に供給する樹脂として選択されていない樹脂の流路を遮断したり、当該選択されていない樹脂を押し出す押出機を停止させたりせずに、選択されていない樹脂を外部に排出することによって、流路内に滞留する樹脂の圧力変動を抑制できる。この構成によれば、切替バルブ機構４による樹脂の切替直後における樹脂の押出量の変動を抑制し、フレキシブルチューブの外径の寸法安定性を向上することができる。

また、本実施形態に係る切替バルブ機構４においては、弁体３１に混合バルブ機構３から押し出された樹脂が供給される第１の流路と、第３の押出機２ｃから押し出された樹脂が供給される第２の流路とを設け、弁体３１の回転位置に応じて、第１の流路及び第２の
流路の一方をダイ１に接続し、他方を排出口に接続している。この構成によれば、弁体３１内の流路を２種類の樹脂で共用しないため、弁体３１の回転位置を切り替えてからダイ１の押出口１４における樹脂の構成が変化するまでの時間差を短くでき、樹脂の構成を応答性良く変化させることができる。また、弁体３１内の流路を２種類の樹脂で共用しないため、弁体３１内で２種類の樹脂が混ざり合うことも抑制できる。

また、本実施形態に係る切替バルブ機構４においては、弁体３１の中心軸ＡＸに直交する端面４０ａに設けられた開口部５４ｂ及び５５ｂと、端面４０ａに接するケース３２の平面部５７に設けられた開口部６４、６５ａ及び６５ｂのいずれかとの重ね合わせにより、弁体３１に設けられた流路とケース３２に設けられた流路との接続及び接続の切り替えが行われる。更に、弁体の端面４０ａに設けられた開口部５４ａ及び５５ｂと、ケース３２の平面部５７に設けられた溝５９ａ及び５９ｂとのそれぞれの重ね合わせにより、ケース３２に設けられた樹脂供給路と、弁体３１に設けられた流路とを接続している。このような構成において、スペーサー３４と取付部材３３とを用いて、弁体３１の端面４０ａに所定の接触圧力を加えることにより、弁体３１の端面４０ａとケース３２の平面部５７との密着性を向上でき、樹脂の染み出し等を抑制できる。

ただし、切替バルブ機構４は、混合バルブ機構３から押し出された樹脂及び第３の押出機２ｃから押し出された樹脂のいずれかを選択的にダイ１に供給できれば、実施形態の構成には限定されない。

本発明は、医療用のカテーテルの作製に用いるカテーテルシャフトや内視鏡に用いるチューブ等のフレキシブルチューブの製造装置として利用できる。

１ ダイ
２ａ 第１の押出機
２ｂ 第２の押出機
２ｃ 第３の押出機
３ 混合バルブ機構
４ 切替バルブ機構
５ 制御装置
６ ブレード線
７ フレキシブルチューブ
１３ 貫通孔
１４ 押出口
１８ａ 第１のバルブ
１８ｂ 第２のバルブ
３１ 弁体
３２ ケース
３３ 取付部材
３４ スペーサー
４０ａ 端面
４３ａ 第１の注入口
４３ｂ 第２の注入口
４４ 樹脂供給口
４５ａ 第１の排出口
４５ｂ 第２の排出口
５４ａ、５４ｂ、５５ａ、５５ｂ、６４、６５ａ、６５ｂ 開口部
５９ａ、５９ｂ 溝
１００ フレキシブルチューブ製造装置

Claims (6)

1. フレキシブルチューブを押出成形するためのフレキシブルチューブの製造装置であって、
   ブレード線を挿通させる挿通孔と、前記挿通孔を通過する前記ブレード線の表面に樹脂を押し出す押出口とを有するダイと、
   第１の樹脂を押し出す第１の押出機と、
   前記第１の樹脂より柔軟な第２の樹脂を押し出す第２の押出機と、
   前記第１の押出機から押し出された前記第１の樹脂と、前記第２の押出機から押し出された前記第２の樹脂とを混合した樹脂を押し出し可能であり、前記第１の樹脂及び前記第２の樹脂の混合比が可変である混合バルブ機構と、
   前記第２の樹脂より柔軟な第３の樹脂を押し出す第３の押出機と、
   前記混合バルブ機構から押し出された樹脂または前記第３の押出機から押し出された前記第３の樹脂を選択的に前記ダイに供給可能な切替バルブ機構と、
   前記混合バルブ機構及び前記切替バルブ機構を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記フレキシブルチューブの押し出し成形時において、前記混合バルブ機構から押し出された樹脂が前記ダイに供給されるように前記切替バルブ機構を制御した状態で、前記混合バルブ機構から押し出された樹脂中の前記第２の樹脂の比率が所定値となるまで増加するように前記混合バルブ機構を制御し、前記第２の樹脂の比率が前記所定値に達すると、前記第３の樹脂が前記ダイに供給されるように前記切替バルブ機構を制御する、フレキシブルチューブの製造装置。
2. 前記切替バルブ機構には、
   前記混合バルブ機構から押し出された樹脂が注入される第１の注入口と、
   前記第３の押出機から押し出された前記第３の樹脂が注入される第２の注入口と、
   前記ダイに接続され、前記ダイに樹脂を供給するための樹脂供給口と、
   前記混合バルブ機構から押し出された樹脂を外部に排出するための第１の排出口と、
   前記第３の樹脂を外部に排出するための第２の排出口とが設けられ、
   前記切替バルブ機構は、前記第１の注入口と前記樹脂供給口とが連通し、かつ、前記第２の注入口と前記第２の排出口とが連通する第１の状態と、前記第２の注入口と前記樹脂供給口とが連通し、かつ、前記第１の注入口と前記第１の排出口とが連通する第２の状態とを切り替え可能である、請求項１に記載のフレキシブルチューブの製造装置。
3. 前記切替バルブ機構は、
   柱形状を有し、第１の回転位置及び第２の回転位置の間で中心軸周りに回転可能な弁体と、
   前記弁体を回転可能に収容するケースとを含み、
   前記弁体には、
   前記弁体が前記第１の回転位置にあるとき、及び、前記弁体が前記第２の回転位置にあるときに、前記第１の注入口に接続される第１の流路と、
   前記弁体が前記第１の回転位置にあるとき、及び、前記弁体が前記第２の回転位置にあるときに、前記第２の注入口に接続される第２の流路とが設けられ、
   前記弁体が第１の回転位置にあるとき、前記第１の流路が前記第１の注入口と前記樹脂供給口とを接続すると共に、前記第２の流路が前記第２の注入口と前記第２の排出口とを接続し、
   前記弁体が第２の回転位置にあるとき、前記第１の流路が前記第１の注入口と前記第１の排出口とを接続すると共に、前記第２の流路が前記第２の注入口と前記樹脂供給口とを接続する、請求項２に記載のフレキシブルチューブの製造装置。
4. 前記弁体は、前記中心軸と直交する端面を有し、前記端面には、前記第１の流路の下流側の端部である第１の開口部と、前記第２の流路の下流側の端部である第２の開口部とが前記弁体の中心軸から偏心して設けられ、
   前記ケースは、前記弁体の前記端面と接触する平面部を有し、前記平面部には、前記樹脂供給口に連通する第３の開口部と、前記第１の排出口に連通する第４の開口部と、前記第２の排出口に連通する第５の開口部とが設けられ、
   前記弁体が前記第１の回転位置にあるとき、前記第１の開口部は、前記第３の開口部と重なり合い、前記第４の開口部及び前記第５の開口部とは重ならず、前記第２の開口部は
   、前記第５の開口部と重なり、前記第３の開口部とは重ならず、
   前記弁体が前記第２の回転位置にあるとき、前記第２の開口部は、前記第３の開口部と重なり合い、前記第４の開口部及び前記第５の開口部とは重ならず、前記第１の開口部は、前記第４の開口部と重なり、前記第３の開口部とは重ならない、請求項３に記載のフレキシブルチューブの製造装置。
5. 前記弁体の前記端面には、前記第１の流路の上流側の端部である第６の開口部と、前記第２の流路の上流側の端部である第７の開口部とが前記弁体の中心軸から偏心して設けられ、
   前記ケースの前記平面部には、前記第１の注入口に連通する溝状の第８の開口部と、前記第２の注入口に連通する溝状の第９の開口部とが設けられ、
   前記弁体が前記第１の回転位置にあるとき、及び、前記弁体が前記第２の回転位置にあるときに、前記第６の開口部が前記第８の開口部に重なり、前記第７の開口部が前記第９の開口部に重なる、請求項４に記載のフレキシブルチューブの製造装置。
6. 前記切替バルブ機構は、前記弁体の前記端面を前記ケースの前記平面部に押圧する押圧部材を更に含む、請求項４または５に記載のフレキシブルチューブの製造装置。

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