JP2011152223A - 内視鏡用可撓管のワイヤおよび内視鏡用可撓管 - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗や破損を確実に防止可能であって、耐屈曲疲労性に優れた内視鏡用可撓管のワイヤ等を実現する。
【解決手段】ワイヤ４８においては、ストランド５４中の外側素線５６Ｂの向きが、矢印Ａの示すワイヤ４８の長手方向（摺動方向）に対して傾いている。このため、挿入部可撓管の内部に設けられたガイド部材のガイド穴をワイヤ４８が通過すると、ガイド部材と接するワイヤ４８の表面形状が変化する。このため、ワイヤ４８との摺動により生じるガイド部材の摩耗は均一であり、偏摩耗により凹凸が生じることはない。この結果、ガイド部材におけるワイヤ４８との摺動面は常に滑らかな状態で保たれ、ワイヤ４８の側面４８Ｓにおける異常な摩耗も防止される。さらに、このように外側素線５６Ｂの向きが傾斜しているワイヤ４８においては、耐屈曲疲労性が向上される。
【選択図】図５

Description

本発明は、内視鏡用可撓管の湾曲動作のためのワイヤ、および内視鏡用可撓管に関する。

内視鏡の挿入部は、一般に可撓管で形成されている。この内視鏡用可撓管の先端寄りの部分においては、通常、複数のセグメント部材が互いに連結された湾曲部が形成されている。そして、連結されたセグメント部材のガイド穴を通るワイヤの先端をセグメント部材に固定し、ユーザの操作に応じてワイヤを引っ張り、あるいは延ばすことにより、内視鏡用可撓管の湾曲部を湾曲させることが知られている（特許文献１および２参照）。

また、複数の金属素線が撚り合わせられた中空の撚線コイル体を、芯材の周囲に配置した医療用ガイドワイヤが知られている（特許文献３参照）。このような医療用ガイドワイヤは、芯材とともに屈曲した血管等に挿入され、湾曲される。

特開２００５−２１６２９号公報 特開２００６−３４０９０９号公報 特開２００３−５２８３１号公報

内視鏡用可撓管の湾曲動作に伴って、ワイヤがセグメント部材のガイド穴を通過すると、摩擦によってセグメント部材におけるガイド穴の周囲が摩耗する可能性がある。そしてセグメント部材における摩耗が大きくなると、ワイヤが破損する恐れがある。特に、セグメント部材の摩耗が均一ではなく、ガイド穴の周囲に凸部が形成された場合等においては、摺動するワイヤが破損してしまう可能性が高い。ワイヤが破損すると、湾曲動作が不自由となって内視鏡観察に支障が生じる。

また、内視鏡用可撓管のワイヤや、医療用ガイドワイヤにおいては、耐屈曲疲労性も必要とされる。使用時に頻繁に湾曲されるからである。耐屈曲疲労性に劣るワイヤは、長期間の使用によって所定の方向に湾曲しにくくなり、あるいは外力の加えられていない状態でも湾曲したままとなり得る。このようなワイヤは、内視鏡用可撓管等の操作性を低下させる。

本発明は、摩耗や破損を確実に防止可能であって、耐屈曲疲労性に優れた内視鏡用可撓管のワイヤ等の実現を目的とする。

本発明のワイヤは、内視鏡用可撓管を湾曲させるためのワイヤである。本発明のワイヤにおいては、複数の素線を撚って形成されたストランドが複数撚り合わせられており、ワイヤの表面において、素線の向きがワイヤの長手方向に対して傾いている。

長手方向に対する素線の傾き角度は、例えば、２０°〜１６０°の範囲内である。所定の方向に沿って移動するワイヤが通過する平面であって、移動の前後において同じ位置にある平面により切断したストランドの断面形状は、移動の前後において異なることが好ましい。

ワイヤの撚り方は、例えばラング撚りである。ワイヤの表面においては、コート層が形成されていることが好ましい。また、ワイヤにおいては、焼入処理が施されていることが好ましい。

本発明の内視鏡用可撓管は、上述のワイヤを備えている。内視鏡用可撓管においては、例えば湾曲可能な最大角度が湾曲の方向に応じて異なっており、この場合、最大角度が他の方向よりも大きい方向に湾曲されたときの内側にワイヤが配置されていることが好ましい。

本発明によれば、摩耗や破損を確実に防止可能であって、耐屈曲疲労性に優れた内視鏡用可撓管のワイヤ等を実現できる。

本実施形態の内視鏡装置のスコープを示す図である。 本実施形態の挿入部可撓管に含まれる節輪構造体を長手方向に沿って切断した断面図である。 ワイヤに含まれるストランドを示す図である。 ワイヤの先端面を示す図である。 本実施形態のワイヤを拡大して示す側面図である。 本実施形態のワイヤが使用されたガイド部材を拡大して示す斜視図である。 ガイド部材のガイド穴を通過するワイヤに含まれるいずれかのストランドを切断した断面図である。 比較例のワイヤを拡大して示す側面図である。 比較例のワイヤが使用されたガイド部材を拡大して示す斜視図である。 本実施形態の変形例におけるセグメント部材の断面図である。

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、本実施形態の内視鏡装置のスコープを示す図である。

内視鏡装置のスコープ１０は、操作部２０から延びる挿入部可撓管３０（内視鏡用可撓管）を含む。挿入部可撓管３０は、体内器官の画像を生成するために、体腔内に挿入される。内視鏡装置のプロセッサに設けられた光源（いずれも図示せず）から、照明光が挿入部可撓管３０に送られる。照明光は、挿入部可撓管３０の先端面３０Ｔから観察の対象である体内器官に出射される。

体内器官からの反射光により、挿入部可撓管３０の先端に設けられた撮像素子（図示せず）で生成された画像信号等は、プロセッサに送られる。画像信号は、プロセッサにおける所定の処理の後に、画像表示装置（図示せず）に送信される。この結果、体内器官が観察、撮影される。

このように、内視鏡観察のために体腔内に挿入される挿入部可撓管３０の先端には、湾曲領域３２が設けられている。湾曲領域３２は、所望の体内器官を容易に観察、撮影可能にするために、他の領域よりも湾曲し易い。これに対し、挿入部可撓管３０における基端部側、すなわち操作部２０側の領域は、挿入部可撓管３０の挿入動作を容易にすべく、より硬質で湾曲しにくい。

図２は、本実施形態の挿入部可撓管３０に含まれる節輪構造体を長手方向に沿って切断した断面図である。

挿入部可撓管３０の湾曲領域３２の中心には、複数のセグメント部材４０が互いに接続された節輪構造体５０が設けられている。節輪構造体５０は、湾曲領域３２の芯材として機能する。なお、節輪構造体５０の外側には、挿入部可撓管３０の表面を覆う外皮層（図示せず）が設けられている。

セグメント部材４０は、短筒状のセグメント本体４２を有する。隣接するセグメント部材４０同士は、セグメント本体４２の舌片４４同士がリベット４６で固定されることにより、互いに回動自在に接続されている。このようにセグメント部材４０は、リベット４６の軸を中心として、隣接するセグメント部材４０に対して相対回動自在である。なお節輪構造体５０においては、必要に応じて、セグメント部材４０とは形状の異なるセグメント４１も含まれている。

節輪構造体５０においては、ワイヤ４８が、矢印Ａの示す長手方向に沿って配置されている。そしてセグメント本体４２にはガイド部材６０が取り付けられており、ガイド部材６０には、ワイヤ４８が通るガイド穴が設けられている。ガイド穴を通るワイヤ４８の先端は、節輪構造体５０の先端のセグメント４１に固定されている。そして、ワイヤ４８の基端部側は、挿入部可撓管３０の操作部２０（図１参照）に連結されている。

セグメント部材４０等が接続されている方向に沿って、すなわち節輪構造体５０の中心軸５０Ａに沿って配置されたワイヤ４８が、操作部２０の操作により引っ張られ、あるいは引き延ばされる。この結果、ユーザの指示に応じて挿入部可撓管３０の湾曲領域３２が湾曲し、あるいは湾曲状態から直線状に引き延ばされる。このように、ワイヤ４８により、挿入部可撓管３０の湾曲領域３２および節輪構造体５０の湾曲動作が可能である。

ガイド部材６０は、単一のセグメント本体４２に対して４個ずつ、円周角９０°ごとに取り付けられている。そして、セグメント部材４０の４つのガイド部材６０をそれぞれ通るように、節輪構造体５０においては各４本のワイヤ４８が配置されている。ただし図２においては、説明の便宜上、１本のワイヤ４８のみが示されている。

次に、ワイヤ４８の構造について説明する。図３は、ワイヤ４８に含まれるストランドを示す図である。図４は、ワイヤ４８の先端面を示す図である。

ワイヤ４８は、芯ストランド５２と、複数のストランド５４を含む。芯ストランド５２は、ワイヤ４８の中心に配置されている。そして複数本、例えば８本のストランド５４は、芯ストランド５２の周囲で撚り合わせられている。なお、芯ストランド５２とストランド５４は、実際にはワイヤ４８の全域に渡って撚り合わせられているものの、図３においては、説明の便宜上、１本のストランド５４が芯ストランド５２から離れているとともに、ストランド５４の一部が省略されている。

ストランド５４は、金属の素線が複数本、撚り合わせられて形成されている。すなわちストランド５４においては、内側素線５６Ａの周囲で、例えば９本の外側素線５６Ｂが撚り合わせられており、内側素線５６Ａと外側素線５６Ｂとの間には、内層素線５６Ｃが撚り合わせられている。

図５は、本実施形態のワイヤ４８を拡大して示す側面図である。図６は、本実施形態のワイヤ４８が使用されたガイド部材６０を拡大して示す斜視図である。図７は、ガイド部材６０のガイド穴を通過するワイヤ４８に含まれるいずれかのストランド５４を、ガイド穴に沿った所定の平面で切断した断面図である。

本実施形態のワイヤ４８の撚り方は、ラング撚りである。このようなワイヤ４８においては、ストランド５４中の外側素線５６Ｂの向きが、矢印Ａの示すワイヤ４８の長手方向に対して傾いている。従って、ワイヤ４８の側面４８Ｓ（表面）においては、図示されたように、外側素線５６Ｂが、ワイヤ４８の長手方向と平行ではなく、ある程度の傾き角度αだけ傾斜している。

このように、外側素線５６Ｂの向きがワイヤ４８の長手方向に対して傾いていることにより、ワイヤ４８の耐久性が向上される。これは以下の理由による。

まず、ガイド部材６０のガイド穴６０Ｈ（図６参照）をワイヤ４８が通過したときに、ガイド部材６０と接するワイヤ４８の表面形状が変化する。ワイヤ４８が通過するガイド穴６０Ｈに沿った仮想の平面であって、ワイヤ４８の移動の前後で同じ位置にある平面でワイヤ４８を切断したときに、ワイヤ４８に含まれる所定のストランド５４の断面形状が、図７（Ａ）と図７（Ｂ）との間で変化するためである。例えば、図７（Ａ）ではストランド５４の中心軸５４Ａの上側に１本の外側素線５６Ｂが配置されているのに対し、図７（Ｂ）では中心軸５４Ａの上側に２本の外側素線５６Ｂが配置されている。

このように、ワイヤ４８が、ストランド５４の幅に比べて十分に小さい距離だけ移動する場合においても、移動の前後でストランド５４の断面および表面形状は常に異なる。上述のように外側素線５６Ｂがワイヤ４８の長手方向に対して傾いているためである。このようなワイヤ４８との摺動により、ガイド穴６０Ｈの周囲で生じるガイド部材６０の摩耗は均一であり、例えば上述の図７（Ａ）と図７（Ｂ）のいずれか一方の断面形状のみを維持したストランド５４により、偏摩耗が生じることはない。

この結果、本実施形態ではガイド穴６０Ｈの形状は滑らかなままで保たれ、挿入部可撓管３０の長期間に渡る使用の後においても、ガイド穴６０Ｈは、図６に例示されたように略円形のままである。そしてガイド穴６０Ｈの周囲で凹凸が生じず、ガイド部材６０における摺動面６０Ｓが常に滑らかな状態で保たれることから、ワイヤ４８の側面４８Ｓにおいては、異常な摩耗が生じず、初期形状が維持される。

なお、ワイヤ４８の長手方向、すなわち摺動する方向に対する外側素線５６Ｂの傾き角度α（図５参照）は、概ね２０°〜１６０°の範囲内にあることが好ましい。この範囲外にあっては、摺動時にガイド穴６０Ｈに接するワイヤ４８の表面形状が概ね一定となってしまい、摺動面６０Ｓ（図６参照）に凹凸が生じ得るためである。

ストランド５４の撚り方は、図５（Ａ）に示されたＺ撚りであっても、図５（Ｂ）に示されたＳ撚りであっても良い。いずれの撚り方であっても上述の効果が認められるからである。また、芯ストランド５２の撚り方は、図３に例示された普通撚りであっても、ラング撚りであっても良い。ガイド部材６０の摩耗に大きな影響を及ぼすのは、上述のようにワイヤ４８の表面（側面４８Ｓ）の形状であって、芯ストランド５２ではないからである。

本実施形態のワイヤ４８の側面４８Ｓにおいては、ストランド５４がほどけてしまうことを確実に防止すべく、有機塗料の塗布、樹脂による処理等により、コート層（図示せず）が形成されている。また、同じ目的で、ストランド５４をマルテンサイト化、フェライト化させるべく、ワイヤ４８に焼入処理を施しても良い。

以上のように本実施形態によれば、挿入部可撓管３０の湾曲動作のために、外側素線５６Ｂの向きが長手方向（摺動方向）に対して傾斜しており、摺動時にガイド部材６０と接する表面の形状が変化するワイヤ４８を用いることにより、ワイヤ４８の摩耗や破損を確実に防止することができる。

さらに、外側素線５６Ｂの向きが長手方向に対して傾斜しているワイヤ４８は、外側素線が長手方向と平行であるワイヤに比べて、屈曲疲労性に優れている。このため、湾曲領域３２（図１参照）の湾曲動作が繰り返されても、ワイヤ４８においては、安定した形状、湾曲特性が維持される。

次に、比較例について上述の実施形態との相違点を中心に説明する。図８は、比較例のワイヤ６８を拡大して示す側面図である。図９は、比較例のワイヤ６８が使用されたガイド部材６０を拡大して示す斜視図である。

比較例のワイヤ６８の撚り方は、普通撚りである。このため、ストランド７４に含まれる外側素線７６Ｂの向きは、ワイヤ６８の長手方向と略平行である。このようなワイヤ６８が、ストランド７４の幅を超えない程度に矢印Ａの示す長手方向に沿って移動した場合、移動の前後で同じ位置にある仮想平面でワイヤ６８を切断すると、ストランド７４の断面形状は略一定となる。例えば、図７（Ａ）あるいは図７（Ｂ）に示したいずれか一方のみの形状と同じ断面形状である。

このような比較例のワイヤ６８との摺動によっては、ガイド部材６０に偏摩耗が生じ得る。すなわち摺動面６０Ｓにおいて、ワイヤ４８の一定の表面形状を反映した凹凸が形成され得る（図９参照）。こうして形成されたガイド部材６０の凸部に側面６８Ｓが接触しながらワイヤ６８が摺動した場合、ワイヤ６８の破損、破断が生じる可能性がある。

以上のことから明らかであるように、節輪構造体５０においては、本実施形態のワイヤ４８のみを用いることが好ましい。しかしながら、汎用的なワイヤ、例えばワイヤ６８を本実施形態のワイヤ４８と混在させ、挿入部可撓管３０の製造コストを低減させても良い。この場合、以下のように、ワイヤ４８は最も有効な位置に配置される。

本実施形態の変形例では、内視鏡用可撓管３０（図１参照）の所定の領域において、湾曲可能な最大角度が湾曲の方向に応じて異なっている。例えば、図１０のセグメント部材４０を含む領域において、セグメント部材４０の中心軸４０Ａ（節輪構造体５０の中心軸５０Ａ）から矢印Ｂ_１の方向に内視鏡用可撓管３０を湾曲させた場合には、矢印Ｂ_２〜Ｂ_４の方向に湾曲させるよりも大きな角度まで湾曲可能である。

この場合においては、湾曲可能な最大角度が大きい矢印Ｂ_１の方向に内視鏡用可撓管３０を湾曲させたときに内側となる位置、すなわち第１のガイド部材６０１を通るワイヤとして、本実施形態のワイヤ４８が優先的に用いられる。第１のガイド部材６０１を通るワイヤ４８には、第２〜第４のガイド部材６０２〜６０４を通るワイヤよりも大きな負荷が与えられるためであり、ガイド部材６０１におけるガイド穴６０１Ｈ周辺の偏摩耗を優先的に防止する必要があるためである。

ワイヤ４８を始めとする輪構造体５０を構成する部材の形状等は、上述の実施形態に限定されない。例えば、ラング撚り以外の撚り方により、外側素線５６Ｂの向きを長手方向に対して傾斜させても良い。

３０ 挿入部可撓管（内視鏡用可撓管）
４８ ワイヤ
５４ ストランド
５６Ａ 内側素線
５６Ｂ 外側素線
４８ ワイヤ
α 傾き角度

Claims (8)

1. 内視鏡用可撓管を湾曲させるためのワイヤであって、
   複数の素線を撚って形成されたストランドが複数撚り合わせられており、前記ワイヤの表面において、前記素線の向きが前記ワイヤの長手方向に対して傾いていることを特徴とするワイヤ。
2. 前記長手方向に対する前記素線の傾き角度が、２０°〜１６０°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ。
3. 所定の方向に沿って移動する前記ワイヤが通過する平面であって、移動の前後において同じ位置にある平面により切断した前記ストランドの断面形状が、移動の前後において異なることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ。
4. 前記ワイヤの撚り方がラング撚りであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ。
5. 前記ワイヤの表面においてコート層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ。
6. 前記ワイヤに焼入処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ。
7. 請求項１に記載のワイヤを備えたことを特徴とする内視鏡用可撓管。
8. 前記内視鏡用可撓管の湾曲可能な最大角度が湾曲の方向に応じて異なっており、前記最大角度が他の方向よりも大きい方向に湾曲されたときの内側に前記ワイヤが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用可撓管。

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