JPH0819276A - 誘導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手元側からの操作を容易かつ確実に先端部に
伝えて、先端部の誘導性能を向上させるとともに、小型
化、細径化が可能で、更には細管内を自由に移動できる
マイクロマシンとしても使用できるようにする。 【構成】 線状部材２の先端部に、例えばイオン交換樹
脂成形品４と電極５ａ，５ｂとを有し、この電極５ａ，
５ｂに電圧を印加することによって前記イオン交換樹脂
成形品４が変形するように構成した高分子アクチュエー
タ３を接合するとともに、前記高分子アクチュエータ３
と該アクチュエータの操作制御部７とを前記線状部材２
の長さ方向に沿って延びるリード線６ａ，６ｂで電気的
に接続したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば血管挿入用カテ
ーテルの内部に挿通させて、カテーテルを目的とする部
位に導くガイドワイヤ、或いは工業用設備や装置の検
査、補修またはビル内等に敷設された分岐管路での検
査、補修の際のガイド部材等に使用して最適な誘導体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、前記血管挿入用カテーテルにあ
っては、これを細い末梢血管に挿入する場合もあり、こ
のような場合に対応させるため、非常に細く形成すると
ともに、この内部に誘導体としてのガイドワイヤを挿通
させて、このガイドワイヤでカテーテル自体の腰の弱さ
をカバーするとともに、このガイドワイヤを案内とし
て、カテーテルを目的部位に導くことが広く行われてい
る。

【０００３】ここに、前記ガイドワイヤ（誘導体）を案
内としてカテーテルを血管内へ挿入する挿入作業は、手
元側の操作部で、ガイドワイヤを押し引いたり、回転ト
ルクを伝達することにより、ガイドワイヤの先端の位置
を手作業で操作しつつ、複雑に入り組んだり、或いは分
岐した細部にガイドワイヤを挿入し、このガイドワイヤ
を案内としてカテーテルを目的部位に導くことによって
行われていた。

【０００４】一方、発電設備等のプラント、或いは航空
機エンジン等の機械システムの高度化、複雑化に伴い、
信頼性の向上及びメンテナンスの低減が大きな課題とな
っており、プラント内の配管系統や航空機のエンジン内
部等のように、著しく制約された空間内において、分解
することなく検査、補修等を行うことができる技術の開
発が強く求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のガイドワイヤを使用してこれをカテーテルの誘導
体とした場合、この手元側での押し引きや、回転トルク
の伝達による操作では、押し込み伝達力の不足や、回転
トルクの伝達力の不足により、ガイドワイヤの先端部の
操作性が著しく劣ってしまい、複雑に入り組んだり、或
いは分岐した細部の目的部位への挿入がかなり困難とな
って時間を要し、また操作者の熟練を必要とするといっ
た問題点があった。

【０００６】なお、細管内を自由に移動できるマイクロ
マシンができれば、ビル内、屋内或いはマンホール内等
において、複雑に敷設された分岐管路での点検、補修作
業も容易になると考えられる。

【０００７】本発明は上記に鑑み、手元側からの操作を
容易かつ確実に先端部に伝えて、先端部の誘導性能を向
上させるとともに、小型化、細径化が可能で、更には細
管内を自由に移動できるマイクロマシンとしても使用で
きるようにしたものを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る誘電体は、線状部材の先端部に、例え
ばイオン交換樹脂成形品と電極とを有し、この電極に電
圧を印加することによって前記イオン交換樹脂成形品が
変形するように構成した高分子アクチュエータを接合す
るとともに、前記高分子アクチュエータと該アクチュエ
ータの操作制御部とを前記線状部材の長さ方向に沿って
延びるリード線で電気的に接続したことを特徴とするも
のである。

【０００９】ここに、前記線状部材及び高分子アクチュ
エータの外径は、例えば５ｍｍ以下であることが好まし
く、１ｍｍ以下であることが更に好ましい。

【００１０】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、高分子
アクチュエータを、例えばイオン交換樹脂成形品と電極
とで構成することによって、この小型化・細径化を図る
とともに、操作制御部を手元側に配置しておき、この操
作制御部の操作により、線状部材の先端部に接合した高
分子アクチュエータを任意かつ積極的に変形させて誘導
体としての誘導性能を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１及び図２は、カテーテルのガイドワイヤとし
て使用して最適な第１の実施例を示すもので、この実施
例において、誘導体としてのガイドワイヤ１は、細長
い、例えば合成樹脂やステンレス製のチューブからなる
線状部材２と、この線状部材２の先端に接合した高分子
アクチュエータ３とから主に構成されている。

【００１２】前記高分子アクチュエータ３は、やや細長
い矩形平板状のイオン交換樹脂成形品４の両面に、一対
の電極５ａ，５ｂを接合して構成され、この一対の電極
５ａ，５ｂに電圧を印加することにより、イオン交換樹
脂成形品４が２方向に湾曲変形（屈曲）するようになっ
ている。

【００１３】そして、この各電極５ａ，５ｂには、一対
のリード線６ａ，６ｂの一端がそれぞれ電気的に接続さ
れているとともに、この各リード線６ａ，６ｂは、線状
部材２の内部に位置して該線状部材２の全長に亘って延
び、各リード線６ａ，６ｂの他端は、操作制御部７に接
続されている。

【００１４】この操作制御部７には、切換え操作可能な
操作レバー８が備えられ、この操作レバー８の操作に伴
って、前記操作制御部７の内部に内蔵された２極双投ス
イッチ９を介して、電源１０から前記一対のリード線６
ａ，６ｂに流れる電流の電極が切り替えられるようにな
っている。

【００１５】即ち、図２において、２極双投スイッチ９
が実線で示す位置にある時には、一方のリード線６ａが
＋の電極に、他方のリード線６ｂが−の電極にそれぞれ
接続され、２極双投スイッチ９が操作制御部７の操作レ
バー８の操作に伴って、中立位置から二点鎖線で示すよ
うに切り替えられると、今度は逆に、一方のリード線６
ａが−の電極に、他方のリード線６ｂに＋の電極にそれ
ぞれ接続されるようになっている。

【００１６】次に、前記高分子アクチュエータ３につい
て説明すると、このアクチュエータ３は、小型化が容易
で、応答性も速く、小電力で作動するアクチュエータ素
子として開発されたものである（特開平４−２７５０７
８号公報参照）。

【００１７】即ち、この高分子アクチュエータ３のイオ
ン交換樹脂成形品４としては、陽イオン交換樹脂膜、陰
イオン交換樹脂膜のいずれも使用することができ、例え
ば陽イオン交換樹脂膜としては、ポリスチレンスルホン
酸膜や、スルホン基やカルボキシル基を持つフッ素樹脂
系イオン交換樹脂膜を挙げることができる。

【００１８】また、イオン交換樹脂成形品４の両面に接
合する電極５ａ，５ｂとしては、白金、イリジウム、パ
ラジウム、ルテニウム等の貴金属が好ましいが、その他
導電性高分子や黒鉛等の導電性と耐蝕性とを併せ持つ物
質も利用できる。

【００１９】電極５ａ，５ｂのイオン交換樹脂成形品４
への接合には、化学メッキ、電気メッキ、真空蒸着、ス
パッタリング、塗布、圧着、溶着等の電極材料を高分子
膜に付着させる既知の方法を使用することができる。ま
た、リード線６ａ，６ｂの電極５ａ，５ｂへの接続は、
導電性接着剤、金属溶接、嵌め込み、カシメ、接着剤等
の一般的な方法によって行うことができる。

【００２０】リード線６ａ，６ｂの材質としては、銅、
鉄、アルミニウム等の一般的な導電性の材料が利用で
き、必要な場合には、メッキまたは絶縁被覆を施すこと
ができる。更に、前記リード線６ａ，６ｂを線状部材２
の外側に配置したり、線状部材２の内周面または外周面
に導電性インクを印刷して、これをリード線として使用
することもできる。

【００２１】ここに、この実施例においては、イオン交
換樹脂成形品４として、膜厚１００μｍ、幅３００μ
ｍ、長さ１４ｍｍのフッ素樹脂系イオン交換膜 Nafion
（登録商標，ディポン社製）を使用し、この両面に３ｍ
ｍ／ｃｍ²づつの白金を化学メッキして、この白金を電
極５ａ，５ｂとした高分子アクチュエータ３を構成する
とともに、電源１０として、３Ｖの直流電源を使用して
いる。

【００２２】この高分子アクチュエータ３の作動原理
は、必ずしも明確ではないが、イオン交換樹脂成形品４
の表裏に電位差がかかることで、イオン交換樹脂成形品
４中の正イオンが陰極側に移動し、このイオンに伴われ
て水分子がイオン交換樹脂成形品４で移動するため、陽
極側と陰極側で水分量に差ができ、含水率が高まれば膨
潤し、含水率が低下すれば収縮することによって、イオ
ン交換樹脂成形品４が湾曲すると考えられる。

【００２３】即ち、操作制御部７の操作レバー８の操作
により、２極双投スイッチ９を介して、図２に実線で示
すように、一方のリード線６ａを電源１０の＋側に、他
方のリード線６ｂを同じく−側に同時に接続すれば、こ
のリード線６ａに接続された電極５ａは陽極に、他方の
リード線６ｂに接続された電極５ｂは陰極になり、この
結果、イオン交換樹脂成形品４は、図面に実線で示す直
線状の中立位置から、同図点線で示すように上方に湾曲
する。

【００２４】そして、操作制御部７における操作レバー
８を操作して、同図二点鎖線で示すように、一方のリー
ド線６ａを電源１０の−側に、他方のリード線６ｂを同
じく＋側に同時に接続すれば、このリード線６ａに接続
された電極５ａは陰極に、他方のリード線６ｂに接続さ
れた電極５ｂは陽極になり、この結果、イオン交換樹脂
成形品４は、図面二点鎖線に示すように下方に湾曲する
ことになる。

【００２５】このようにして、操作制御部７を手元側に
置いておき、この操作制御部７の操作レバー８の操作に
より、線状部材２の先端部に接合した高分子アクチュエ
ータ３を任意かつ積極的に変形させて、ガイドワイヤ１
としての誘導性能を向上させることができる。

【００２６】なお、上記実施例において、線状部材２の
外径は、カテーテルの内径との関係で、５ｍｍ以下が好
ましく、１ｍｍ以下が更に好ましい。また、電極５ａ，
５ｂに印加する電圧は、例えば１０Ｖ以下であり、電極
の材質の種類によりガスが発生する場合には、２Ｖ程度
が好ましい。

【００２７】上記実施例において、カテーテル（図示せ
ず）の血管内への挿入作業は、先端の高分子アクチュエ
ータ３を露出させた状態で、カテーテルの内部に誘導体
としてのガイドワイヤ１を挿通させておき、高分子アク
チュエータ３を操作制御部７の操作により任意に変形さ
せつつ、複雑に入り組んだり、或いは分岐した細部にガ
イドワイヤ１を挿入し、このガイドワイヤ１を案内とし
てカテーテルを目的部位に導くことによって行われる。

【００２８】図３は、第２の実施例を示すもので、この
実施例の前記第１の実施例と異なる点は、以下の通りで
ある。即ち、このガイドワイヤ（誘導体）１１におい
て、線状部材１２として、ステンレスコイル１２ａとス
テンレスチューブ１２ｂとからなる複合チューブを使用
するとともに、このステンレスコイル１２ａとステンレ
スチューブ１２ｂとを一方のリード線１６ａとして使用
し、更に他方のリード線１６ｂを、例えば絶縁被覆され
た３０μｍの鉄製の撚り線により構成し、このリード線
１６ｂを線状部材１２の内部に挿通させている。

【００２９】そして、前記ステンレスコイル１２ａとス
テンレスチューブ１２ｂ（リード線１６ａ）とを、その
先端において、イオン交換樹脂成形品４の基部に圧着し
て、このイオン交換樹脂成形品４の一方の面に形成した
電極５ａと電気的に接続させ、一方、前記リード線１６
ｂとイオン交換樹脂成形品４の他方の面に形成した電極
５ｂとを錫半田４０等により電気的に接続させる。

【００３０】更に、エポキシ系接着剤４１によって、前
記線状部材１２をイオン交換樹脂成形品４に接合させる
とともに、このエポキシ系接着剤５１を介して、前記リ
ード線１６ｂと電極５ｂとの錫半田部を絶縁被覆して、
リード線１６ａ，１６ｂとが互いに短絡してしまうこと
を防止する。

【００３１】そして、前記ステンレスコイル１２ａをそ
の基端部側でステンレスチューブ１２ｂの内側に押し込
んで、エポキシ系接着剤で接着固定するとともに、ステ
ンレスチューブ１２ｂ（リード線１６ａ）の基端部に電
気的に接続されたリード線１６ｃを延ばして、このリー
ド線１６ｃと前記リード線１６ｂとを２極双投スイッチ
内蔵し操作レバー１８を備えた制御操作部１７に接続
し、更にこの制御操作部１７を電源部２０に接続したも
のである。

【００３２】これによって、前記制御操作部１７の操作
レバー１８を操作することにより、前記第１の実施例と
同様に、イオン交換樹脂成形品４を２方向に任意かつ積
極的に湾曲させることができるように構成されている。

【００３３】この実施例の場合、線状部材１２を構成す
るステンレスコイル１２ａとステンレスチューブ１２ｂ
とを一方のリード線として使用することにより、線状部
材に沿って延びるリード線を１本で済ますことができ
る。

【００３４】なお、この第２の実施例では、電源部２０
を操作制御部１７と別体に構成しているが、前記第１の
実施例のように、電源部を制御操作部内に内蔵させても
良いことは勿論である。

【００３５】図４は、第３の実施例を示すもので、この
実施例におけるガイドワイヤ（誘導体）２１は、前記第
２の実施例における複合チューブからなる線状部材１２
の先端に、角柱状の高分子アクチュエータ２３を接合し
たものである。

【００３６】即ち、前記高分子アクチュエータ２３は、
例えば３００μｍ角で長さ１４ｍｍの正四角柱状のイオ
ン交換樹脂成形品２４と、このイオン交換樹脂成形品２
４の４側面に互いに電気的に絶縁されて形成された２対
（４個）の電極２５ａ，２５ｂ、３５ａ，３５ｂとから
主に構成され、この各電極２５ａ，２５ｂ、３５ａ、３
５ｂに、例えば絶縁被覆された３０μｍの鉄線からなる
リード線２６ａ，２６ｂ、３６ａ，３６ｂの一端をそれ
ぞれ錫半田等を介して電気的に接続し、イオン交換樹脂
成形品２４を挟んで互いに対向する電極２５ａ，２５
ｂ、３５ａ，３５ｂに電圧を印加することにより、４方
向に湾曲するようにしたものである。

【００３７】この実施例において、前記各電極２５ａ，
２５ｂ、３５ａ，３５ｂは、イオン交換樹脂成形品２４
の両端面を除く４側面に白金メッキ等を一様に施した
後、この長さ方向に沿った４隅部に位置する白金メッキ
を除去することによって形成されている。

【００３８】この実施例は、イオン交換樹脂成形品２４
を挟んで互いに対向した２対の電極２５ａ，２５ｂ、３
５ａ，３５ｂを備え、前記各実施例と同様に、これらの
電極２５ａ，２５ｂ、３５ａ，３５ｂに電圧を印加する
ことによって、４方向に任意に湾曲させることができ、
しかもこの湾曲の方向を組み合わせることにより、回転
できるようになっている。

【００３９】なお、３個の電極を備えることによっても
回転するように構成することができるが、４個（２対）
の電極を設けた方が、この回転をよりスムーズに行わせ
ることができる。

【００４０】この実施例の場合、前記各リード線２６
ａ，２６ｂ、３６ａ，３６ｂは、線状部材１２の内部に
位置してこの長さ方法に沿って延び、例えば図３に示す
操作制御部１７に達しているのであるが、この各リード
線２６ａ，２６ｂ、３６ａ，３６ｂを、線状部材１２の
外側に配置したり、下記の第４の実施例のように、線状
部材を二重チューブで構成して、この接合界面に配置し
ても良い。

【００４１】図５乃至図７は、第４の実施例を示すもの
で、この実施例におけるガイドワイヤ（誘導体）３１
は、内管３２ａと外管３２ｂとからなる二重チューブを
線状部材３２として使用し、この線状部材３２の先端に
円筒状の高分子アクチュエータ３３を接合したものであ
る。

【００４２】即ち、前記高分子アクチュエータ３３は、
例えば内径６００μｍ、外径８００μｍで長さ１５ｍｍ
の円筒状のイオン交換樹脂成形品３４と、このイオン交
換樹脂成形品３４の内周面及び外周面の互いに対向する
位置に形成した４対（８個）の電極４５ａ，４５ｂ、５
５ａ，５５ｂ、６５ａ，６５ｂ及び７５ａ，７５ｂとか
ら主に構成され、この各電極４５ａ，４５ｂ、５５ａ，
５５ｂ、６５ａ，６５ｂ及び７５ａ，７５ｂに、例えば
絶縁被覆された３０μｍの鉄線からなるリード線４６
ａ，４６ｂ、５６ａ，５６ｂ、６６ａ，６６ｂ及び７６
ａ，７６ｂの一端をそれぞれ錫半田等を介して電気的に
接続し、イオン交換樹脂成形品３４を挟んで互いに対向
する電極４５ａ，４５ｂ、５５ａ，５５ｂ、６５ａ，６
５ｂ及び７５ａ，７５ｂに電圧を印加することにより、
４方向に湾曲するようにしたものである。

【００４３】この場合、湾曲する方向が互いに打ち消し
合わないようにするため、互いに対面する側に位置する
電極、即ち電極４５ａ，４５ｂと電極６５ａ，６５ｂ、
電極５５ａ，５５ｂと電極７５ａ，７５ｂとに動く方向
が同じであるように電圧を印可する必要がある。

【００４４】また、電極４５ａ，４５ｂ、５５ａ，５５
ｂ、６５ａ，６５ｂ及び７５ａ，７５ｂは、イオン交換
樹脂成形品３４の外周面及び内周面に白金メッキを一様
に施した後、この外周面及び内周面の長さ方向に沿った
互いに対向する４箇所に、白金メッキ除去部を設けるこ
とによって形成されている。

【００４５】そして、この実施例の場合、合計８本のリ
ード線４６ａ，４６ｂ、５６ａ，５６ｂ、６６ａ，６６
ｂ及び７６ａ，７６ｂが線状部材３２に沿って走るよう
になるため、図７に示すように、このリード線４６ａ，
４６ｂ、５６ａ，５６ｂ、６６ａ，６６ｂ及び７６ａ，
７６ｂを内管３２ａと外管３２ｂの接合界面に配置し、
これによって、これらのリード線４６ａ，４６ｂ、５６
ａ，５６ｂ、６６ａ，６６ｂ及び７６ａ，７６ｂが邪魔
とならないようになっている。

【００４６】この場合、例えば外管３２ｂを熱収縮性樹
脂として二重チューブを構成することにより、内管３２
ａと外管３２ｂとの間に配置したリード線４６ａ，４６
ｂ、５６ａ，５６ｂ、６６ａ，６６ｂ及び７６ａ，７６
ｂを移動不能に挟持保持することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
線状部材の先端部に接合した高分子アクチュエータを、
この操作制御部による操作によって、任意かつ積極的に
湾曲させてこの誘導性能を向上させ、これによって、例
えばカテーテルのガイドワイヤとして使用した場合に、
カテーテルの目的部位への挿入を熟練を要することな
く、迅速かつ容易に行うことができる。

【００４８】しかも、高分子アクチュエータを、例えば
イオン交換樹脂成形品と電極とで構成することによっ
て、この小型化・細径化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概要図。

【図２】同じく、図１の要部を拡大して示す模式図。

【図３】第２の実施例を示す概要図。

【図４】第３の実施例を示す要部拡大斜視図。

【図５】第４の実施例を示す要部拡大斜視図。

【図６】同じく、図５のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図７】同じく、図５のＢ−Ｂ線拡大断面図。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１ ガイドワイヤ（誘導体） ２，１２，３２ 線状部材 ３，２３，３３ 高分子アクチュエータ ４，２４，３４ イオン交換樹脂成形品 ５ａ，５ｂ，２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，４５
ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ，６５ａ，６５ｂ，７５
ａ，７５ｂ 電極 ６ａ，６ｂ，２６ａ，２６ｂ，３６ａ，３６ｂ，４６
ａ，４６ｂ，５６ａ，５６ｂ，６６ａ，６６ｂ，７６
ａ，７６ｂ リード線 ７，１７ 制御操作部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安 積 欣 志 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 瀬 和 信 吾 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口2806−４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線状部材の先端部に、電位差で変形する高
   分子アクチュエータを接合するとともに、前記高分子ア
   クチュエータと該アクチュエータの操作制御部とを前記
   線状部材の長さ方向に沿って延びるリード線で電気的に
   接続したことを特徴とする誘導体。
2. 【請求項２】前記高分子アクチュエータを、イオン交換
   樹脂成形品と電極とを有し、この電極に電圧を印加する
   ことによって前記イオン交換樹脂成形品が変形するよう
   に構成したことを特徴とする請求項１記載の誘導体。
3. 【請求項３】前記線状部材及び高分子アクチュエータの
   外径を、５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下にしたこと
   を特徴とする請求項１記載の誘電体。