WO2019106906A1

WO2019106906A1 - 挿入装置用チューブ

Info

Publication number: WO2019106906A1
Application number: PCT/JP2018/033264
Authority: WO
Inventors: 祐樹三田村
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2019-06-06
Also published as: JPWO2019106906A1; CN111655113A; JP6844030B2; US20200345213A1

Abstract

挿入装置用チューブは、被検体に挿入される挿入装置の挿入部の外周に配置され、前記挿入部の長手軸周りに回転可能な挿入装置用チューブであって、先端部に形成され、先端に向かって外径が小さくなるテーパ部と、前記テーパ部の先端に設けられ、前記テーパ部の先端よりも剛性が高い補剛部と、を具備する。

Description

挿入装置用チューブ

　本発明は、被検体に挿入される挿入装置の外周に配置されるチューブに関する。

　生体や構造物等の被検体内における観察や処置のために、被検体内に挿入される可撓性を有する挿入部を備える挿入装置が例えば医療分野や工業分野において利用されている。挿入装置は、例えば日本国特許第４５１３８２５号に開示されているような内視鏡を含む。日本国特許第４５１３８２５号に記載されているように、挿入装置の挿入部の外周には、挿入部を覆うチューブが配置される場合がある。チューブは、可撓性を有し、内側に挿通された挿入部と共に湾曲する。

　また、日本国特開２０１６－５４８４１号公報に開示されているように、挿入部を覆うチューブの外周面に螺旋形状のフィンを設け、当該チューブを挿入部に対して回転させることにより、被検体内において挿入部に推進力を与えることができる挿入装置が知られている。このような挿入装置およびチューブの使用時には、挿入部とチューブの間に潤滑剤が充填される。

　日本国特開２０１６－５４８４１号公報に開示されている挿入装置においても、チューブは挿入部と共に湾曲するが、挿入部の湾曲時にはチューブに対して開口を拡径する力が加えられる。チューブの開口が拡径した場合、内側に充填されている潤滑剤が漏出することにより、チューブと挿入部との間の摺動抵抗が大きくなる可能性がある。また一方で、チューブの開口の拡径を防止するためにチューブの剛性を高めれば、挿入部を湾曲させた場合における挿入部とチューブとの間の接触圧が増大するため、やはりチューブと挿入部との間の摺動抵抗が大きくなる可能性がある。

　本発明は、上述した点を解決するものであって、挿入装置の挿入部との間の摺動抵抗を小さく保つことのできる挿入装置用チューブを提供することを目的とする。

　本発明の一態様の挿入装置用チューブは、被検体に挿入される挿入装置の挿入部の外周に配置され、前記挿入部の長手軸周りに回転可能な挿入装置用チューブであって、先端部に形成され、先端に向かって外径が小さくなるテーパ部と、前記テーパ部の先端に設けられ、前記テーパ部の先端よりも剛性が高い補剛部と、を具備する。

内視鏡の構成を説明する図である。第１の実施形態の挿入装置用チューブを、長手軸に直交する方向から見た外観図である。第１の実施形態の挿入装置用チューブの先端部の長手軸を含む平面における断面図である。第２の実施形態の挿入装置用チューブの先端部の長手軸を含む平面における断面図である。第３の実施形態の挿入装置用チューブの先端部の長手軸を含む平面における断面図である。

　以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

（第１の実施形態）　
　図１に示す挿入装置である内視鏡１は、人体等の被検体内に導入可能な細長の挿入部２を有し、挿入部２に被検体内を観察するための構成を有する。なお、内視鏡１の挿入部２が導入される被検体は、人体に限らず、他の生体であってもよいし、機械や建造物等の人工物であってもよい。

　本実施形態の内視鏡１は、被検体の内部に導入される細長に形成された挿入部２と、挿入部２の基端に位置する操作部３と、操作部３から延出するユニバーサルコード４とで主に構成されている。

　挿入部２は、先端に配設される先端部２ａ、先端部２ａの基端側に配設される湾曲自在な湾曲部２ｂ、及び湾曲部２ｂの基端側と操作部３の先端側とを接続する可撓性を有する可撓管部２ｃが連設されて構成されている。

　可撓管部２ｃの中途部には、動力伝達部７が配設されている。可撓管部２ｃの動力伝達部７よりも先端側の外周面は円筒形状である。動力伝達部７は、可撓管部２ｃの外周に配置される後述する挿入装置用チューブ１０（以下では、単にチューブと称する）が結合される。動力伝達部７は、内視鏡１が備える電動モータ等のアクチュエータ８が発生する動力を、挿入装置用チューブ１０に伝える。チューブ１０は、アクチュエータ８が発生する動力により、可撓管部２ｃに対して、可撓管部２ｃの長手軸周りに回転する。アクチュエータ８は、図示しないスイッチの操作に応じて動力の発生の有無を切り替えることができる。

　動力伝達部７とチューブ１０との間における動力の伝達は、両者の機械的な噛み合いによる結合によって行われる形態であってもよいし、両者間の摩擦による結合によって行われる形態であってもよいし、また両者間の磁力による結合によって行われる形態であってもよい。

　先端部２ａには、被検体内を観察するための構成等が配設されている。例えば、先端部２ａには、対物レンズ及び撮像素子を含み光学的に被検体内を観察するための撮像ユニットが配設されている。また、先端部２ａには、撮像ユニットの被写体を照明する光を出射する照明光出射部も設けられている。なお、先端部２ａには、超音波を用いて音響的に被検体内を観察するための超音波振動子が配設されていてもよい。

　挿入部２の基端に配設された操作部３には、湾曲部２ｂの湾曲を操作するためのアングル操作ノブ６が設けられている。ユニバーサルコード４の基端部には図示しない外部装置に接続可能に構成された内視鏡コネクタ５が設けられている。コネクタ５が接続される外部装置は、先端部２ａに設けられた撮像ユニットを制御するカメラコントロールユニット等を備える。

　次に、チューブ１０の構成について説明する。図２は、チューブ１０を長手軸Ｌに直交する方向から見た外観図である。図３は、チューブ１０の先端部の長手軸Ｌを含む平面における断面図である。

　チューブ１０は、内側に内視鏡１の挿入部２を挿通することが可能な筒形状である。以下では、チューブ１０が有する、挿入部２を挿通することが可能な孔を、貫通孔１１と称する。また、チューブ１０の長手軸Ｌに沿う方向における一方の端を先端１０ａと称し、他方の端を基端１０ｂと称する。また、長手軸Ｌに沿う方向に関し、基端１０ｂから先端１０ａに向かう方向を先端方向と称し、その反対の方向と基端方向と称する。図２および図３においては、図面に正対して左が先端方向であり、右が基端方向である。

　本実施形態では、チューブ１０の長手軸Ｌとは、貫通孔１１の中心軸であり、貫通孔１１は、チューブ１０の先端１０ａおよび基端１０ｂにおいて、それぞれ先端方向および基端方向に向かって開口している。なお、図２では、長手軸Ｌを直線として描いているが、チューブ１０は少なくとも一部が可撓性を有しており、実際の長手軸Ｌは曲線状となる場合もある。

　チューブ１０は、長手軸Ｌに沿って基端１０ｂから先端１０ａに向かって、コネクタ部１２、中間筒部１３および先端部１４が連接されてなる。

　コネクタ部１２には、貫通孔１１の基端側開口１１ｂが形成されている。また、コネクタ部１２は、貫通孔１１内に内視鏡１の挿入部２が挿通された状態において、動力伝達部７と結合する。すなわち、コネクタ部１２は、アクチュエータ８が発生する動力が伝達される部位である。

　中間筒部１３は、可撓性を有する。したがって、中間筒部１３は、貫通孔１１内に挿通された内視鏡１の挿入部２と共に湾曲する。より具体的に、中間筒部１３は、円筒形状である円筒部１３ａと、円筒部１３ａの外周面から突出するフィン１３ｂと、を備える。円筒部１３ａおよびフィン１３ｂは、挿入部２と共に湾曲する弾性変形可能な樹脂材料からなる。円筒部１３ａは、長手方向全体にわたって外径が略同一である。

　フィン１３ｂは、長手軸Ｌを中心軸とした螺旋形状である。すなわち、フィン１３ｂは、雄ネジの山の部分に相当する形状を有している。なお、図示する本実施形態では、フィン１３ｂは単一の連続した螺旋であるが、フィン１３ｂは、複数に分割されていてもよい。また、フィン１３ｂは、二重、三重の螺旋であってもよい。

　チューブ１０が外周に配置された状態の挿入部２を被検体内に挿入し、アクチュエータ８によってチューブ１０を長手軸Ｌ周りに回転させることにより、螺旋形状であるフィン１３ｂが被検体内において長手軸Ｌ周りに回転する。被検体の内壁に当接した状態でフィン１３ｂが回転することによって、チューブ１０は、挿入部２に先端方向または基端方向への推進力を付与する。この推進力の付与により、挿入部２の被検体内における長手軸方向の移動性が向上する。

　先端部１４は、貫通孔１１の先端側開口１１ａが形成されている。すなわち、先端部１４は、チューブ１０の先端１０ａに配設された部位である。先端部１４は、円筒形状であり、先端方向に向かって外径が小さくなるテーパ部１４ａと、テーパ部１４ａの先端１４ａ１に設けられた補剛部１４ｂと、を備える。

　テーパ部１４ａは、挿入部２と共に湾曲する弾性変形可能な樹脂材料からなる。テーパ部１４ａの基端１４ａ２は、中間筒部１３の円筒部１３ａの先端に接続されており、テーパ部１４ａの基端１４ａ２における外径は、円筒部１３ａの先端における外径と略同一である。テーパ部１４ａの先端１４ａ１における外径は、テーパ部１４ａの基端１４ａ２における外径よりも小さい。

　テーパ部１４ａの内径、すなわちテーパ部１４ａにおける貫通孔１１の内径は、長手軸Ｌに沿う方向に一定であってもよいし、先端方向に向かって小さくなってもよいし、先端方向に向かって大きくなってもよい。

　テーパ部１４ａは、長手軸Ｌに直交する方向の厚さ、すなわち径方向の厚さが、先端方向に向かって小さくなる形状であることが好ましい。本実施形態では、テーパ部１４ａにおける貫通孔１１の内径を長手軸Ｌに沿う方向に略一定とすることにより、テーパ部１４ａの厚さを先端方向に向かって小さくなるように変化させている。

　本実施形態のように、テーパ部１４ａの厚さを先端方向に向かって小さくすることにより、先端部１４を、貫通孔１１内に挿通された挿入部２の湾曲形状に合わせて変形しやすくすることができる。

　テーパ部１４ａの先端１４ａ１には貫通孔１１が形成されていることから、テーパ部１４の先端１４ａ１は、長手軸Ｌを中心とした円環形状である。

　補剛部１４ｂは、テーパ部１４ａの先端１４ａ１から先端方向に突出する、長手軸Ｌを中心とした円環形状の部位である。補剛部１４ｂは、チューブ１０の先端１０ａを構成する部位であり、貫通孔１１の先端側開口１１ａを囲む。

　補剛部１４ｂは、テーパ部１４ａの先端１４ａ１よりも高い剛性を有する。ここで、補剛部１４ｂの剛性およびテーパ部１４ａの先端１４ａ１の剛性とは、それぞれの長手軸Ｌに直交する平面による断面形状の変形のしにくさのことである。前述のように、補剛部１４ｂおよびテーパ部１４ａの先端１４ａ１は、長手軸Ｌに直交する平面による断面形状が円環形状である。本実施形態では、剛性が高いほど、応力が加えられていない状態において円環形状である補剛部１４ｂまたは先端１４ａ１の断面形状の、真円からの変形量および内径の変化量が小さくなる。

　また、補剛部１４ｂの剛性と、テーパ部１４ａの先端１４ａ１の剛性の比較は、両者が切り離された状態におけるものである。すなわち、テーパ部１４ａの先端１４ａ１の剛性とは、補剛部１４ｂが設けられていない場合におけるテーパ部１４ａの先端１４ａ１の剛性である。

　補剛部１４ｂの剛性をテーパ部１４ａの先端１４ａ１の剛性よりも高くするための構成は特に限定されるものではない。本実施形態では一例として、図３に示すように、補剛部１４ｂの最大厚さは、テーパ部１４ａの先端１４ａ１の厚さよりも大きい。ここで、補剛部１４ｂの剛性およびテーパ部１４ａの先端１４ａ１の厚さとは、それぞれの長手軸Ｌに直交する方向、すなわち径方向の厚さのことである。また、本実施形態では、補剛部１４ｂは、テーパ部１４ａと同一の材料からなり、テーパ部１４ａと一体に成形されている。

　本実施形態の補剛部１４ｂは、図３に示すように、テーパ部１４ａの先端１４ａ１に対して、径方向内側に突出する凸部１４ｂ１を有することにより、テーパ部１４ａの先端１４ａ１よりも大きい厚さを得ている。すなわち、補剛部１４ｂの内径は、テーパ部１４ａの先端１４ａ１における内径よりも小さく、補剛部１４ｂの外径は、テーパ部１４ａの先端１４ａ１における外径と略同一であるか大きい。

　本実施形態のように、チューブ１０の先端１０ａに配置された補剛部１４ｂの内径を、補剛部１４ｂよりも基端方向に配置された部材の内径よりも小さくすることにより、チューブ１０と挿入部２との間に充填される潤滑剤の先端側開口１１ａからの漏出を抑制することができる。

　また、本実施形態では、補剛部１４ｂの凸部１４ｂ１は、径方向内側に向かう頂点を有する尾根形状である。本実施形態では、凸部１４ｂ１の長手軸Ｌを含む平面における断面形状は、略円形または略三角形である。したがって、補剛部１４ｂは、内側に挿通されている挿入部２の外周面に対して線接触する。

　補剛部１４ｂは、貫通孔１１の端である先端側開口１１ａが形成された部位であることから、貫通孔１１内に挿通された挿入部２と接触しやすい部位である。本実施形態では、この補剛部１４ｂを、挿入部２に対して線接触する形状とすることにより、補剛部１４ｂと挿入部２との接触面積を減らし、チューブ１０の挿入部２に対する摺動抵抗を抑制することができる。

　以上に説明した構成を有するチューブ１０では、先端部１４のテーパ部１４ａの先端１４ａ１に補剛部１４ｂを設けることにより、貫通孔１１の先端側開口１１ａの変形しにくさを、補剛部１４ｂを設けていない従来のチューブに比して向上させることができる。

　内視鏡１の挿入部２の貫通孔１１内に挿通された部分が湾曲する場合、チューブ１０には、貫通孔１１の先端側開口１１ａの内径を広げる方向の力が加えられる。ここで、本実施形態では、補剛部１４ｂが設けられていることにより先端側開口１１ａが変形しにくいため、挿入部２が湾曲した場合における先端側開口１１ａの拡径を従来よりも抑制することができる。よって、本実施形態のチューブ１０によれば、先端側開口１１ａの拡径を従来よりも抑制することにより、チューブ１０と挿入部２との間に充填されている潤滑剤の漏出を抑制することができる。

　また、本実施形態では、先端部１４のテーパ部１４ａの先端１４ａ１に補剛部１４ｂを設けることにより、テーパ部１４ａ自体の剛性を高めず、テーパ部１４ａの挿入部２の湾曲に応じた変形のしやすさを維持することができる。

　以上に説明したように、本実施形態のチューブ１０は、従来に比してテーパ部１４ａの変形のしやすさを維持しつつ先端側開口１１ａの拡径を抑制することにより、チューブ１０と挿入部２との間の接触圧の増大を防止しながら潤滑剤の漏出を抑制することができるため、チューブ１０と挿入部２との間の摺動抵抗を小さく保つことができる。

（第２の実施形態）　
　以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略する。

　図４に示す本実施形態のチューブ１０は、補剛部１４ｂの構成のみが第１の実施形態と異なる。

　本実施形態の補剛部１４ｂは、テーパ部１４ａと同一の材料からなり、テーパ部１４ａと一体に成形されている点は第１の実施形態と同一であるが、本実施形態の補剛部１４ｂは、表面処理１４ｃ（図４に網掛けで示す部分）によりテーパ部１４ａの先端１４ａ１よりも剛性が高められている。

　補剛部１４ｂの剛性を高める表面処理１４ｃは、特に限定されるものではなく、樹脂材料からなる補剛部１４ｂの硬度を高めるものであればよい。表面処理１４ｃは、例えばメッキやコーティングである。また、表面処理１４ｃは、補剛部１４ｂの硬度を高める改質処理であってもよい。樹脂材料の改質処理は、例えば薬液によるものやプラズマによるものが知られている。

　本実施形態のチューブ１０も、第１の実施形態と同様に、先端部１４のテーパ部１４ａの先端１４ａ１に補剛部１４ｂを設けることにより、従来に比してテーパ部１４ａの変形のしやすさを維持しつつ先端側開口１１ａの拡径を抑制し、チューブ１０と挿入部２との間の接触圧の増大を防止しながら潤滑剤の漏出を抑制することができるため、チューブ１０と挿入部２との間の摺動抵抗を小さく保つことができる。

　なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、補剛部１４ｂに径方向内側に突出する凸部が設けられていてもよい。

（第３の実施形態）　
　以下に、本発明の第３の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略する。

　図５に示す本実施形態のチューブ１０は、補剛部１４ｂの構成のみが第１の実施形態と異なる。

　本実施形態の補剛部１４ｂは、テーパ部１４ａを構成する第１の樹脂材料と異なる第２の樹脂材料からなる。補剛部１４ｂを構成する第２の樹脂材料は、テーパ部１４ａを構成する第１の樹脂材料よりも高い硬度を有する。本実施形態の補剛部１４ｂは、テーパ部１４ａよりも高い硬度を有する材料からなることから、テーパ部１４ａの先端１４ａ１よりも高い剛性を有する。

　補剛部１４ｂとテーパ部１４ａとを結合する方法は特に限定されるものではない。補剛部１４ｂとテーパ部１４ａとは、接着によって結合される形態であってもよいし、２色成型やインサート成型等によって成型時に結合される形態であってもよい。

　なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、補剛部１４ｂに径方向内側に突出する凸部が設けられていてもよい。また、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、補剛部１４ｂに硬度を高める表面処理が施されていてもよい。

　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う挿入装置用チューブもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

　本出願は、２０１７年１１月３０日に日本国に出願された特願２０１７－２３０６４６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

　被検体に挿入される挿入装置の挿入部の外周に配置され、前記挿入部の長手軸周りに回転可能な挿入装置用チューブであって、
　先端部に形成され、先端に向かって外径が小さくなるテーパ部と、
　前記テーパ部の先端に設けられ、前記テーパ部の先端よりも剛性が高い補剛部と、
を具備することを特徴とする挿入装置用チューブ。
　前記テーパ部は、先端に向かって厚さが小さくなることを特徴とする請求項１に記載の挿入装置用チューブ。
　前記補剛部の最大厚さは、前記テーパ部の先端の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の挿入装置用チューブ。
　前記補剛部は、前記テーパ部の先端よりも径方向内側に突出する凸部を有することを特徴とする請求項３に記載の挿入装置用チューブ。
　前記凸部は、前記長手軸を含む平面における断面形状が、径方向内側に向かう頂点を有する円形または三角形であることを特徴とする請求項４に記載の挿入装置用チューブ。
　前記補剛部は、前記テーパ部と同一の樹脂材料からなり、表面処理によって前記テーパ部よりも硬度が高められていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の挿入装置用チューブ。
　前記テーパ部は第１の樹脂材料からなり、
　前記補剛部は、前記第１の樹脂材料よりも高い硬度を有する第２の樹脂材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の挿入装置用チューブ。