JP2007050122A - 内視鏡用可撓管 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の寸法を確実に保持することができ、容易に製造可能な内視鏡用可撓管を提供する。
【解決手段】 可撓管２０には、第１、第２螺旋部材２５、２７を含む螺旋管２４が設けられている。第１、第２螺旋部材２５、２７においては、可撓管２０が湾曲できるように、螺旋管２４の軸方向に隙間が設けられている。バネ３６は、第１螺旋部材２５の隙間において、第１螺旋部材２５を形成する帯状部材に沿って伸縮するように配置されている。バネ３６は、第１螺旋部材２５の隙間内において、帯状部材に繰り返するように蛇行する波状であり、第１螺旋部材２５の全長に渡って設けられている。このバネ３６により、可撓管２０が収縮し、軸方向の長さが短くなることが防止できる。また、バネ３６は、可撓管２０の湾曲時には螺旋管２４とともに伸長、収縮が可能であり、可撓管２０の湾曲性は良好に保たれる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内視鏡用の可撓管に関する。

内視鏡装置においては、撮像素子等が内蔵されたスコープを被写体である人体の内部に送り込むために、可撓管が用いられる。内視鏡用の可撓管は、一般に、帯状の金属片を巻いた螺旋管と、螺旋管の外側に配置された網状部材と、網状部材の表面を覆う樹脂等の外皮を含み、その中心部分にはケーブル類等が通っている。

内視鏡用の可撓管は、体内に挿入されるため、消毒液への浸食、洗浄等により、清浄にされた状態で使用される。また、最近では、高温高圧の水蒸気を用いて内視鏡用可撓管の表面を減菌するオートグレーブ法が知られている。そして、内視鏡用可撓管がオートグレーブ法による減菌のために高温高圧下におかれると、可撓管の表面を被覆する樹脂の寸法が変化するおそれがある。このため、オートグレーブ減菌による可撓管の寸法の変化を抑制するために、所定の割合で混合した複数の樹脂を用いて外皮を構成することが知られている（例えば特許文献１）。
特開２００４−１８０７７６号公報（段落［００３３］〜［００３５］、［００４１］〜［００４３］等参照）

可撓管表面を減菌する条件は一律ではないことから、複数の樹脂を正確に混合させて外皮を形成した可撓管においても、使用状況によっては寸法の変化が生じる可能性がある。また、可撓管の寸法変化を抑えるために複数の樹脂を混合して外皮を構成する場合、各樹脂の混合比率の調整や、これらを均等に混合させる工程等が必要となり、可撓管の製造工程が複雑化する。

本発明は、所定の寸法を確実に保持することができ、容易に製造可能な内視鏡用可撓管の提供を目的とする。

本発明の内視鏡用可撓管は、帯状部材を、隙間が形成されるようにして螺旋状に巻いた螺旋管と、隙間において、螺旋状の帯状部材に沿って伸縮するように設けられた弾性部材とを備えることを特徴とする。

弾性部材は、隙間内において、帯状部材に繰り返し接するように蛇行する波状であることが好ましい。そして、帯状部材には、弾性部材が嵌合するための溝が設けられていることが好ましい。

内視鏡用可撓管は、複数の弾性部材を有することが望ましい。そしてこの場合、弾性部材の長さは、１０〜５００（ｍｍ）の範囲内にあることが望ましく、１００〜３００（ｍｍ）の範囲内にあることがより望ましい。

螺旋管の軸方向における帯状部材の隙間の長さは、０．５〜１．５（ｍｍ）であることが好ましい。

また、螺旋管は、例えば、互いに積層された複数の帯状部材を有する。そしてこの場合、弾性部材が、複数の帯状部材の少なくとも一つに設けられていることがより好ましい。また、複数の帯状部材が、異なる方向に沿って巻かれていることがより好ましい。

本発明の内視鏡用可撓管の製造方法は、帯状部材を、隙間を設けながら螺旋状に巻いて螺旋管を形成し、帯状部材の隙間に、帯状部材に沿って弾性部材を配置し、弾性部材が配置された螺旋管を用いることを特徴とする。

内視鏡用可撓管の製造方法においては、帯状部材に弾性部材が嵌合するための溝を設けた後に、帯状部材を螺旋状に巻いて螺旋管を形成することが好ましい。また、螺旋管の外周側に網状部材を配置し、網状部材の表面を外皮で覆うことが好ましい。

本発明によれば、所定の寸法を確実に保持することができ、容易に製造可能な内視鏡用可撓管を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態における内視鏡スコープを示す図である。

内視鏡スコープ１０は、電子内視鏡装置（図示せず）の一部であって、吸引ボタン１２、送気・送水ボタン１４などの操作ボタンを有する操作部１６と、操作部１６から延出し、被写体である患者の体内に挿入される可撓管２０とを含む。可撓管２０の先端部２２には、被写体画像を生成するための撮像素子、対物レンズ等（図示せず）が設けられている。

可撓管２０は、人体内に挿入されるために湾曲可能であり、特に、被写体観察や患部の処置を容易にするために、先端部２２の付近は大きい角度で曲げることができる。また、内視鏡スコープ１０は、操作部１６が電子内視鏡装置のプロセッサ（図示せず）に取付けられて使用される。

図２は、本実施形態における可撓管２０の一部を示す断面図である。

可撓管２０は、螺旋管２４と、螺旋管２４の表面を覆うように、螺旋管２４の外周側に配置された網状部材２６とを含む。螺旋管２４は、第１螺旋部材２５と第２螺旋部材２７とを含む。そして網状部材２６の外側には、網状部材２６の表面を覆う、樹脂製の外皮層３０が設けられている。外皮層３０は、可撓管２０の表面にあって、被写体である患者の体液や消毒液等が可撓管２０の内部に侵入することを防止する。

第１および第２螺旋部材２５、２７は、第２螺旋部材２７が第１螺旋部材２５の外側の表面に接するように互いに積層されている。そして、第１および第２螺旋部材２５、２７においては、可撓管２０が湾曲できるように、螺旋管２４の軸方向に隙間が設けられている。ここで、第１および第２螺旋部材２５、２７は、互いに異なる方向に沿って帯状部材を螺旋状に巻くことにより形成されているため、一方の隙間に他方の螺旋部材が嵌合してしまうことが防止される。

第１螺旋部材２５の隙間には、第１螺旋部材２５を形成する帯状部材に沿って伸縮するように、バネ３６（弾性部材）が設けられている。バネ３６は、第１螺旋部材２５の隙間内において、帯状部材の側面に繰り返し接しながら第１螺旋部材２５の軸方向に山を形成するように蛇行する波状であり、第１螺旋部材２５の全長に渡って設けられている。このように、第１螺旋部材２５の隙間に配置されたバネ３６により、長期間に渡る使用で可撓管２０が収縮し、軸方向の長さが短くなることが防止される。また、バネ３６は、可撓管２０の湾曲時には螺旋管２４とともに伸長、収縮が可能であることから、可撓管２０の湾曲性は良好に保たれる。

なお、螺旋管２４の内側、すなわち第１螺旋部材２５の内側には、撮像素子により生成された画像信号をプロセッサに送信するためのケーブルや、プロセッサにある光源（図示せず）からの光を通過させるライトガイド、送気・送水管（いずれも図示せず）等が通っている。また、螺旋管２４の内径および外径はいずれも一定であり、網状部材２６、外皮層３０の厚さも一定であることから、可撓管２０の径もまた一定である。

螺旋管２４を構成する第１および第２螺旋部材２５、２７は、いずれも螺旋状のステンレス鋼により形成されているが、ステンレス鋼の他に銅合金等が用いられても良い。また、網状部材２６は、ステンレス鋼の細線が網状に配置されたものであり、細線の材料としては、ステンレス鋼の他に、銅合金、あるいは樹脂が使用されても良い。

バネ３６は、第１および第２螺旋部材２５、２７と同様に、例えばステンレス鋼により形成され、ここではＳＵＳ３０４の細線が使用される。そしてその直径は、可撓管２０の収縮を防止するために０．０５（ｍｍ）以上であることが好ましく、また可撓管２０の湾曲性を良好に保つために、０．５（ｍｍ）以下であることが好ましい。ここでは、バネ３６の直径は０．１（ｍｍ）である。

外皮層３０としては、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レート（ＰＥＴ）、ポリブチテレフタレ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、ポリイミド等の可撓性を有する樹脂、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリスチレン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー等が使用される。そして、これらの樹脂等を複数組合せて、外皮層３０の材料としても良い。

そして外皮層３０は、可撓管２０の耐久性と湾曲性とのいずれもが良好であるように、０．１〜１．０（ｍｍ）程度の厚さであることが好ましく、ここでは０．５（ｍｍ）である。

引き続き、可撓管２０の製造方法につき説明する。図３は、第１螺旋部材２５の形成に用いられる帯状部材を示す斜視図である。図４は、帯状部材を螺旋状に巻いて形成された第１螺旋部材２５を示す図である。

まず、幅が３．２（ｍｍ）で厚さが０．２（ｍｍ）のステンレス鋼の帯状部材６０を巻き回し、第１螺旋部材２５を形成する（図４参照）。ここで、螺旋管２４の軸方向における第１螺旋部材２５の隙間の長さ、すなわち第１螺旋部材２５のピッチＰは、可撓管２０が適度な湾曲性と強度とを有するように、０．５〜１．５（ｍｍ）の範囲内であることが好ましい。そして、本実施形態においては、第１螺旋部材２５のピッチＰは１．０（ｍｍ）である。

さらに、ステンレス鋼の細線に曲げ加工を施し、波状のバネ３６（ここでは図示せず）を形成する。このバネ３６を、公知の手法により第１螺旋部材２５の隙間に配置する。さらに、第１螺旋部材２５の外側の表面に積層するように、同じ帯状部材６０を巻き回して第２螺旋部材２７（ここでは図示せず）とし、二重構造の螺旋管２４を形成する。なお、螺旋管２４の内径、すなわち第１螺旋部材２５の内径はおよそ８．６（ｍｍ）であり、螺旋管２４の外径、すなわち第２螺旋部材２７の外径はおよそ９（ｍｍ）である。

さらに、螺旋管２４の外周に、ステンレス鋼の細線を網組して網状部材２６を設け、可撓管２０の中間体として、螺旋管２４、バネ３６、および網状部材２６から成る芯材（図示せず）を形成する。

図５は、外皮層３０を成形するために作動中の押出し成形機の一部を示す図である。図６は、図５に示す押出し成形機のヘッド部を示す断面図である。

押出し成形機４０は、押出し機４２と、ヘッド部４４とを含む。押出し機４２は、樹脂などの成形材料を加熱しつつヘッド部４４に送り出し、ヘッド部４４は、管状部材を押出すように移動させながら、押出し機４２から送り出された成形材料を管状部材の表面に向けて吐出する。この押出し成形機４０により、管状部材の表面を樹脂などの成形材料で覆う押出し成形が行なわれる。ここでは、以下に述べるように、押出し成形機４０を用いた押出し成形により、管状部材である芯材の表面に外皮層３０を形成する。

まず、外皮層３０の材料であるポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）の固形樹脂４６を、押出し機４２の材料投下口Ｍから、シリンダ４８内に適量ずつ投下する。シリンダ４８には、スクリュー５０が設けられており、スクリュー５０は、所定の速度で回転する。シリンダ４８内は、予め所定の温度となるように加熱されているため、投下された固形樹脂４６は、熱せられて徐々に溶けながらスクリュー５０の表面に付着する。

スクリュー５０の表面には、螺旋状に巻付けられた帯状の部材５２の間に溝が形成されている。そして、スクリュー５０が回転すると、加熱されたＴＰＯは、徐々に流動性を増しながらスクリュー５０表面の溝内を流れ、スクリュー５０の先端部５０Ｔに向けて運ばれる。さらに、ＴＰＯは、スクリュー先端部５０Ｔからヘッド部４４内に設けられた供給路５４に流れる。

ヘッド部４４には、芯材などの管状部材を、軸方向に所定の速度で移動させるための搬送路５６が設けられている。そして、供給路５４と搬送路５６とはつながっており、供給路５４を通過したＴＰＯは、搬送路５６を矢印Ａの示す軸方向に移動している芯材５８の表面に吐出され、冷却されて硬化する（図５参照）。このように、網状部材２６の表面を覆うＴＰＯの外皮層３０を形成する。

こうして形成される外皮層３０の厚さは、押出し成形における芯材５８の引き速度、加熱されるＴＰＯの温度、吐出量に基づいて調整され、ここでは約０．５（ｍｍ）である。なお、網状部材２６の少なくとも一部を樹脂で形成していた場合、網状部材２６の樹脂とＴＰＯとを溶融させることにより、網状部材２６と外皮層３０とは、より強固に結合される。

以上のように本実施形態によれば、螺旋管２４を構成する第１螺旋部材２５の軸方向の隙間にバネ３６を配置することにより、可撓管２０の収縮を防止し、可撓管２０の本来の寸法を確実に保つことができる。そしてバネ３６は、既存の手法により容易に配置できるため、可撓管２０の製造工程が複雑化することは防止される。さらに、湾曲時の可撓管２０には、バネ３６の弾性により、湾曲していない状態に復元させる力が作用することから、可撓管２０は弾発性に優れている。

図７は、第２の実施形態における可撓管２０の一部を示す断面図である。図８は、本実施形態において用いられる複数のバネを示す図である。

第１の実施形態においては、第１螺旋部材２５の全長に渡って伸縮する単一のバネ３６のみが使用されていたのに対し、本実施形態の可撓管２０においては、複数のバネが用いられる。すなわち、本実施形態においては、長さがいずれも２００（ｍｍ）である第１バネ３７と第２バネ３８とが、それぞれ複数ずつ第１螺旋部材２５の隙間に、第１螺旋部材２５の全長に渡って配置されている。

このように、第１の実施形態のバネ３６よりも短い、複数の第１、第２バネ３７、３８を用いることにより、第１螺旋部材２５の隙間にバネを配置する作業がより容易になる。そして、このバネ配置作業の効率化の観点から、第１、第２バネ３７、３８の長さは、いずれも１０〜５００（ｍｍ）の範囲内にあることが好ましく、さらに１００〜３００（ｍｍ）の範囲内にあることがより好ましい。

本実施形態では、可撓管２０の製造をより容易にするために複数の短いバネを用いるので、複数の異なる種類のバネを選択できる。そしてここでは、バネ３６と同様に、帯状部材６０の側面に繰り返し接するように蛇行する波状であるものの、その頂点の間隔、すなわち周波数が異なる第１バネ３７と第２バネ３８とを用いている。第１バネ３７は、頂点の間隔が第２バネ３８よりも短く、周波数が第２バネ３８よりも高い（図８参照）。

このように、周波数が異なる第１および第２バネ３７、３８を用いることにより、可撓管２０の硬度を調整することができる。すなわち、頂点の間隔が短く、周波数が高い第１バネ３７が配置されると、可撓管２０の硬度は高くなり、第２バネ３８が配置されると、可撓管２０の硬度は低下する。

一般的に、内視鏡用可撓管においては、被写体観察、患部の処置等を容易にするため、先端に近い領域ほど柔らかくて湾曲し易いことが好ましく、その一方、容易に挿入できるように、操作部１６に近い領域は硬くて湾曲しにくく、弾発性が高いことが好ましい。このためここでは、可撓管２０の先端部２２（図１参照）に近い領域における第１螺旋部材２５の隙間においては、頂点の間隔が長く、周波数が低い第２バネ３８を配置し、内視鏡スコープ１０の操作部１６に近い領域における隙間には、頂点の間隔が短く周波数が高い第１バネ３７を配置している。

以上のように本実施形態によれば、短い複数の第１、第２バネ３７、３８を用いることにより、第１螺旋部材２５の全長に渡ってバネを配置する作業がより簡易になる。さらに、周波数の異なる第１、第２バネ３７、３８の配置を調整することにより、可撓管２０の硬度を調整できる。

図９は、第３の実施形態における帯状部材である、第１の加工部材を示す斜視図であり、図１０は、本実施形態における第２の加工部材を示す斜視図である。図１１は、長さ方向に垂直な平面で帯状部材を切断した断面図である。

第３の実施形態においては、第１螺旋部材２５を形成するために用いられる帯状部材が、これまでの実施形態とは異なる。すなわち、第１および第２の実施形態においては、未加工の帯状部材６０（図３参照）を巻き回して第１螺旋部材２５を形成したのに対し、本実施形態においては、帯状部材６０の側面に加工が施された第１加工部材６２、もしくは第２加工部材６４が使用される。

第１および第２加工部材６２、６４には、バネ３６が嵌合するための第１および第２溝６２Ｌ、６４Ｌがそれぞれ設けられている。このため、第１、第２加工部材６２、６４のいずれかを用いて第１螺旋部材２５を形成すると、波状のバネ３６の頂点部分が第１もしくは第２溝６２Ｌ、６４Ｌに嵌合し、バネ３６が第１螺旋部材２５から離脱することが防止される。

第１もしくは第２加工部材６２、６４を用いて第１螺旋部材２５を形成する場合、帯状部材６０の側面６０Ｓを公知の手法によって削り、第１、第２溝６２Ｌ、６４Ｌを設けた後に、第１もしくは第２加工部材６２、６４を螺旋状に巻き回す（図１１参照）。

以上のように本実施形態によれば、第１、第２溝６２Ｌ、６４Ｌを設けた第１、第２加工部材６２、６４を用いることにより、可撓管２０は、湾曲時においてもバネ３６が所定の位置から外れることのない、安定した構造を有する。

なお、第１、第２溝６２Ｌ、６４Ｌの形状は、バネ３６を保持できる限り、本実施形態には限定されない。また、バネ３６は、第１螺旋部材２５のみならず第２螺旋部材２７に配置されても良く、その場合においては、第１、第２加工部材６２、６４は、第１螺旋部材２５とともに第２螺旋部材２７の形成にも使用されることが好ましい。

いずれの実施形態においても、バネ３６の材質は、ステンレス鋼に限定されず、他の金属、例えば銅合金等であっても良い。さらにバネ３６の直径についても同様であり、先述の実施形態における値には限られない。そしてバネ３６は、第１螺旋部材２５のみならず、第２螺旋部材２７において設けられても良く、また、第２螺旋部材２７のみに設けられても良い。

さらに、いずれの実施形態においても、螺旋管２４、帯状部材６０、網状部材２６、外皮層３０等の材質、形状、サイズ等は本実施形態に限定されず、内視鏡観察の対象部位等に応じて調整することができる。例えば螺旋管２４は、第１および第２螺旋部材２５、２７を積層させた二重構造ではなく、単一の螺旋管２４から成る一重構造であっても良い。

第１の実施形態における内視鏡スコープを示す図である。 本実施形態における可撓管の一部を示す断面図である。 第１螺旋部材の形成に用いられる帯状部材を示す斜視図である。 帯状部材を螺旋状に巻いて形成された第１螺旋部材を示す図である。 外皮層を成形するために作動中の押出し成形機の一部を示す図である。 図５に示す押出し成形機のヘッド部を示す断面図である。 第２の実施形態における可撓管の一部を示す断面図である。 本実施形態において用いられる複数のバネを示す図である。 第３の実施形態における帯状部材である、第１の加工部材を示す斜視図である。 本実施形態における帯状部材である、第２の加工部材を示す斜視図である。 長さ方向に垂直な平面で帯状部材を切断した断面図である。

符号の説明

２０ 可撓管（内視鏡用可撓管）
２４ 螺旋管
２６ 網状部材
３０ 外皮層（外皮）
３６ バネ（弾性部材）
３７ 第１バネ（バネ）
３８ 第２バネ（バネ）
６０ 帯状部材
６２ 第１加工部材（帯状部材）
６２Ｌ 第１溝（溝）
６４ 第２加工部材（帯状部材）
６４Ｌ 第２溝（溝）
Ｐ ピッチ（隙間）

Claims (13)

1. 帯状部材を、隙間が形成されるようにして螺旋状に巻いた螺旋管と、
   前記隙間において、螺旋状の前記帯状部材に沿って伸縮するように設けられた弾性部材とを備えることを特徴とする内視鏡用可撓管。
2. 前記弾性部材が、前記隙間内において、前記帯状部材に繰り返し接するように蛇行する波状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。
3. 前記帯状部材に、前記弾性部材が嵌合するための溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用可撓管。
4. 複数の前記弾性部材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。
5. 前記弾性部材の長さが、１０〜５００（ｍｍ）の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用可撓管。
6. 前記弾性部材の長さが、１００〜３００（ｍｍ）の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡用可撓管。
7. 前記螺旋管の軸方向における前記帯状部材の隙間の長さが、０．５〜１．５（ｍｍ）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。
8. 前記螺旋管が、互いに積層された複数の前記帯状部材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。
9. 前記弾性部材が、複数の前記帯状部材の少なくとも一つに設けられていることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用可撓管。
10. 複数の前記帯状部材が、異なる方向に沿って巻かれていることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用可撓管。
11. 帯状部材を、隙間を設けながら螺旋状に巻いて螺旋管を形成し、
    前記帯状部材の隙間に、前記帯状部材に沿って弾性部材を配置し、
    前記弾性部材が配置された前記螺旋管を用いることを特徴とする内視鏡用可撓管の製造方法。
12. 前記帯状部材に前記弾性部材が嵌合するための溝を設けた後に、前記帯状部材を螺旋状に巻いて前記螺旋管を形成することを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡用可撓管の製造方法。
13. 前記螺旋管の外周側に網状部材を配置し、
    前記網状部材の表面を外皮で覆うことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡用可撓管の製造方法。
    
    

Images