JP2013255577A - 内視鏡用チューブおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内視鏡の内部に管路を形成するチャンネルチューブ1であって、管路の内面を構成する湾曲可能なチューブ本体2と、チューブ本体2の外周部に螺旋状に巻き付けられた金属製のコイル部材3と、コイル部材3の巻き線間において、コイル部材3の線径よりも小さい条間隙間部4aを有する螺旋状に巻き回された状態に形成され、チューブ本体2の外周面2bに固定されて外周面2bを被覆するとともに、外周面2bから突出されたコイル部材3の表面に沿って、巻きピッチ方向の端部が密着された弾性部材4と、を備える構成とする。
【選択図】図1
Description
内視鏡の挿入部は、例えば、人体の体腔内の管路形状に合わせて湾曲できるような柔軟性が必要とされるため、挿入部内に配置される内視鏡用チューブにも同様の柔軟性が要求される。
また、このような内視鏡用チューブは、挿入部が湾曲しても挿通物が挿通可能となるように一定以上の管路断面を維持しなければならず、湾曲による座屈が生じないことが求められている。
また、このような内視鏡用チューブは、挿通物との間での摺動抵抗が生じにくいように表面の摩擦抵抗が小さいことも要求され、加えて生体適合性や耐薬品性が必要となることから、フッ素樹脂であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が用いられることが多い。
このような内視鏡用チューブとして、特許文献1には、外周に断面が弧状の螺旋溝が形成され、この螺旋溝に鋼質線が巻回されたガイドチューブが記載されている。螺旋溝の断面形状は、深さが鋼質線の直径にほぼ等しく、弧の半径は鋼質線の半径よりも大きくなっている。
また、特許文献2には、フッ素樹脂製の内層管の外周に螺旋状溝が刻設され、この螺旋状溝の溝幅寸法および溝深さ寸法よりも小さい線径を有する鋼線が巻回され、これをシリコーンゴムの溶融液中に浸漬して硬化させることで、内層管および鋼線を被覆固定する外層管が形成された内視鏡用鉗子チャンネルチューブが記載されている。
また、特許文献3には、PTFE製のチューブの本体部の外周面上に、凸状断面の周回リブ状部と凹状断面の周回スリット部が軸線に沿う方向に交互に現れるように形成され、周回スリット部に完全に埋没されるように金属コイル体が巻き付けられた内視鏡用可撓性チューブが記載されている。
特許文献1に記載の技術では、螺旋溝の断面形状が、深さが鋼質線の直径にほぼ等しく、弧の半径は鋼質線の半径よりも大きくなっているため、ガイドチューブが変形すると、鋼質線が螺旋溝から容易に外れてしまう。このように鋼質線が螺旋溝から外れた部位では、鋼質線がガイドチューブの補強に役立たないため、座屈しやすくなってしまうという問題がある。
特許文献2に記載の技術では、鋼線の全体が外層管に被覆された状態で螺旋状溝の内部に固定されているため、補強効果は高いものの湾曲抵抗が大きくなる。このため、可撓性が低下してしまうという問題がある。
特許文献3に記載の技術では、金属コイル体は、チューブの本体部に固定されておらず、チューブの本体部が湾曲された際に周回スリット部が閉じることにより金属コイル体がチューブの本体部に保持される構成としている。
しかし、このような構成では、金属コイル体が保持されるのは湾曲の内側のみであり、湾曲の外側においてチューブの本体部の内側への撓みを抑制できないという問題がある。すなわち、湾曲量に応じて、金属コイル体の巻線間隔が広がるため、金属コイル体の表面が周回スリット部の内側面に付勢される。ただし、チューブの本体部の素材がフッ素系樹脂などの潤滑性に優れた素材の場合、摩擦力が小さいため、金属コイル体は周回スリット部の内側面に対して容易に相対移動できる。このため、チューブの本体部の変形を抑制する保持力を得ることは難しい。また、湾曲の内側でも同様に周回スリット部に対して金属コイル体が滑ってしまうおそれがある。
湾曲の内周側に関しては、周回スリット部の深さを深くすることで金属コイル体がすり抜けにくくすることも考えられるが、チューブの本体部の曲げ剛性が大きくなってしまうため湾曲しにくくなるという問題がある。また、外径が大きくなるため、内視鏡の細径化が困難になるという問題がある。
まず、本発明の実施形態の内視鏡用チューブについて説明する。
図1(a)は、本発明の実施形態の内視鏡用チューブの構成を示す模式的な部分断面図である。図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面図である。図2(a)、(b)は、図1(a)におけるB部およびC部の拡大図である。
なお、チャンネルチューブ1は可撓性を有する部材であり、各構成要素も湾曲変形が可能である。そこで、以下の説明では、特に断らない限り、チャンネルチューブ1の非湾曲時の形状および相対位置関係を説明する。湾曲時の形状や相対位置関係は、必要に応じて説明する。
外周面2bには、図2(a)に示すように、半径r、深さd2(ただし、0<d2≦r)の円弧状断面を有する螺旋溝2cが形成されている。螺旋溝2cのピッチはpである。
このように、螺旋溝2cの深さd2はr以下であるため、螺旋溝2cの円弧形状は劣弧であり、チューブ本体2の側方に向かって開いた凹溝となっている。
チューブ本体2の材質は、内視鏡の挿入部の湾曲に追従して湾曲可能な可撓性を有し、かつ内周面2a内に挿通される部材、例えば、カテーテルや処置具などに対する摺動抵抗が少ない材質であれば、適宜の材質を採用することができる。
本実施形態では、フッ素樹脂であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を採用している。
本実施形態では、直径2・rの金属素線が、チューブ本体2の螺旋溝2cに嵌り込むように巻き付けられている。
これにより、コイル部材3の内周側の部位である嵌合領域3bが螺旋溝2cに嵌合されている。なお、嵌合領域3bと螺旋溝2cとは、当接されているのみで固定されてはいない。
また、コイル部材3は、チューブ本体2の外周面2bから、突出高さhだけ、突出されている。ここで、h=2・r−d2である。
このようなコイル部材3と螺旋溝2cとの相対位置関係は、チャンネルチューブ1の非湾曲時の状態であり、湾曲時には、それぞれの変形に応じて変化し、嵌合領域3bが、螺旋溝2cから離間して嵌合されなくなる場合もある。
ただし、以下では、このような非湾曲時に螺旋溝2cと嵌合するコイル部材3の表面の部分領域を嵌合領域3bと定義する。また、コイル部材3の表面において、この嵌合領域3bを除く部分領域を突出領域3aと称する。
後述するように、本実施形態では、コイル部材3は、チャンネルチューブ1の最外径を規定する部材になっている。このため、周囲に位置する他部材の大きさや形状に応じて、巻きピッチを適宜に設定することで、周囲の他部材とチャンネルチューブ1とが、先にコイル部材3の突出領域3aと接触するようにすることが可能である。これにより、巻線間に配置された後述の弾性部材4との接触を回避させ、弾性部材4の損傷を防止することができる。
例えば、チャンネルチューブ1を内視鏡内に配置して用いる場合、コイル部材3の巻きピッチは、0.5mm以上、1mm以下の範囲であることが好ましい。
巻きピッチが1mmよりも大きいと、特に湾曲時に、湾曲の凸部側でコイル部材3の巻きピッチが大きくなりすぎて、内視鏡内部の他部材が、弾性部材4に接触しやすくなり、弾性部材4が損傷してしまう可能性が出てくる。
巻きピッチが0.5mmよりも狭いと、巻線間が狭くなりすぎて、湾曲に要する力量が高くなりすぎたり、湾曲可能な湾曲半径が大きくなりすぎたりする。
また、弾性部材4は、外周面2bから突出されたコイル部材3の突出領域3aの表面に沿って、巻きピッチ方向の端部4bが密着されている。
このため、コイル部材3の突出領域3aは、弾性部材4の互いに隣接する端部4bによって、条間隙間部4aを除く範囲が被覆されている。
また、コイル部材3は、これら端部4bと螺旋溝2cとで形成される優弧からなる円弧状断面からなる凹所内に嵌め込まれた状態になっており、端部4bにより、チャンネルチューブ1の径方向に抜け止めされた状態になっている。
このため、弾性部材4は、コイル部材3と螺旋溝2cとが径方向に相対移動する場合に、コイル部材3の螺旋溝2cに対する径方向外側への相対移動を抑制する部材になっている。
以下では、一例として、密着状態が固定されている場合の例で説明する。
このため、本実施形態では、条間隙間部4aの幅w0(ただし、0≦w0<2・r)は、非湾曲時と湾曲時とで変化することはない。
ただし、外表面4dの高さは、図2(a)、(b)に示すように、巻きピッチ方向に沿って変化していてもよいし、一定でもよい。
条間隙間部4aの幅w0は、各端部4bの高さh4bが決まると、コイル部材3および螺旋溝2cの形状に応じて決まる。
このため、弾性部材4の外表面4dの高さは、図2(a)、(b)に示すような端部4bの近傍で高くなり、端部4b間の中間部で小さくなるようにすると、チャンネルチューブ1の湾曲が容易でありながら、コイル部材3の相対移動を抑制することができるため好ましい。
したがって、高さh4bは、できるだけ高くすることが好ましく、例えば、コイル部材3の外周面2bからの突出高さhに対して、次式(1)の関係を満足することが好ましく、次式(2)の関係を満足することがより好ましい。
3/4≦h4b/h≦1 ・・・(2)
弾性部材4に好適な材料の例としては、例えば、ゴム硬度がA20以上A70以下の弾性材料を挙げることができる。ここで、ゴム硬度は、JIS6235における「デュロメータ タイプA」のゴム硬度である。
弾性部材4のゴム硬度がA70よりも大きい場合は、後述する湾曲変形に要する力量が大きくなって、チャンネルチューブ1が硬くなる一因となる。
弾性部材4のゴム硬度がA20よりも低い場合、柔らかすぎて、湾曲時に湾曲の凸部側で、コイル部材3を保持できなくなるおそれがある。
弾性部材4の材質の種類としては、例えば、ポリウレタン樹脂、シリコーンゴム、可撓性エポキシ樹脂、ポリオレフィンエラストマー等が好ましい。
このうち、ポリウレタン樹脂は、曲げの繰り返しに対する耐久性が良好であり、耐薬品性も良好である。このため、繰り返しの湾曲動作や内視鏡が曝される消毒などの環境においても、弾性力が劣化しにくいため、特に好ましい。
図3は、本発明の実施形態の内視鏡用チューブの製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図4は、本発明の実施形態の内視鏡用チューブの製造方法におけるコイル部材巻き付け工程を説明するための工程説明図である。図5(a)、(b)、(c)は、それぞれ、本発明の実施形態の内視鏡用チューブの製造方法における硬化性樹脂剤塗布工程、整形工程、および硬化工程を説明するための工程説明図である。
本実施形態では、チューブ本体2を形成した後、外周面2bに弾性部材4を接着固定するための表面活性化処理も行う(表面活性化処理工程)。
本工程は、外周面2bに表面活性化処理剤を塗布することにより行う。以上で表面活性化処理工程が終了する。
表面活性化処理剤は、チューブ本体2の材質に応じて適宜のものを採用することができるが、フッ素樹脂の場合の例としては、例えば、活性ナトリウムを含有することでフッ素樹脂の表面活性化するテトラエッチ(登録商標)((株)潤工社製)を挙げることができる。
なお、このような表面活性化処理工程は、コイル部材巻き付け工程S1の前に行うことが好ましいが、後述する硬化性樹脂剤塗布工程S2において、硬化性樹脂剤を塗布する前であれば、いつ行ってもよい。例えば、コイル部材3を巻き付けた後に表面活性化処理工程を行うようにしてもよい。
チューブ本体2を真直な状態で保持し、巻装装置を用いて、螺旋溝2cに沿って金属素線を巻き付ける。このとき、金属素線は、螺旋溝2c内に嵌り込むように巻き付けていく。このため、金属素線は、螺旋溝2cと密着して嵌合されている。
これにより、図4に示すように、チューブ本体2にコイル部材3が巻き付けられたチューブ組立体1Aが形成される。
以上で、コイル部材巻き付け工程S1が終了する。
すなわち、チューブ組立体1Aの硬化性樹脂剤5を外周面2bから高さH(ただし、H>h)の範囲に塗布する。このとき、螺旋溝2cとコイル部材3とは、密着されているため、硬化性樹脂剤5が螺旋溝2cとコイル部材3との間に侵入することはない。
以上で、硬化性樹脂剤塗布工程S2が終了する。
ここで、硬化性樹脂剤5は、弾性部材4を形成する樹脂を含む液状体であり、例えば、弾性部材4をポリウレタン樹脂で形成する場合には、例えば、2液混合型の熱硬化性ポリウレタン樹脂の液状体、溶剤希釈型熱可塑性ポリウレタン樹脂の液状体などの例を挙げることができる。
本実施形態では、コイル部材3に摺動可能に外嵌され、内周部にコイル部材3の最外部と当接する掻き取り部6aを有する整形治具6を用意し、この整形治具6にチューブ組立体1Aを挿通させる。
整形治具6は、図5(b)に示すように、板状とし、円孔からなる掻き取り部6aを形成した部材を採用することができる。また、整形治具6は、円筒面からなる掻き取り部6aを内周面に備える管状部材としてもよい。
掻き取り部6aの内径は、コイル部材3の巻き付け誤差等を考慮して、コイル部材3と確実に当接する大きさとする。チューブ組立体1Aは弾性変形可能であるため、掻き取り部6aが自然状態の外径よりも多少小径であっても、挿通させることは可能である。
なお、掻き取り部6aは、例えば、ゴムなどの柔軟性を有する材料によって形成すれば、挿通時の抵抗が少なくなるためより好ましい。
これにより、内周面2aから高さh以上に盛り上がって塗布された硬化性樹脂剤5がコイル部材3の外径に合わせて掻き取られ、硬化性樹脂剤5の表面5aがコイル部材3の外径に略揃えられる。
以上で、整形工程S3が終了する。
本工程では、図5(c)に示すように、必要に応じてエネルギーEを供給して、硬化性樹脂剤5を硬化させる。例えば、硬化性樹脂剤5が熱硬化性であれば、加熱を行うことで、エネルギーEとして熱エネルギーを供給する。また、UV硬化性であれば、UV光を照射することで、エネルギーEとして光エネルギーを供給する。
これにより、硬化性樹脂剤5の硬化が開始し、弾性部材4が形成されていく。
このような硬化に際して、硬化性樹脂剤5は体積変化してもよい。例えば、図5(c)には、体積収縮を起こして、弾性部材4の層厚が低減され、端部4bの先端部の位置において、コイル部材3の突出高さhよりも低い高さh4bになっている。弾性部材4の外表面4dは、外周面2bから高さh4b以下の範囲に分布している。
このため、弾性部材4の互いに隣接する端部4bは、頂部Pを挟んで離間され、条間隙間部4aが形成されている。
また、螺旋溝2cはコイル部材3の嵌合領域3bが密着して嵌合されているため、硬化性樹脂剤5が進入せず、また、進入したとしても螺旋溝2cと接着して固定されることはない。このため、チューブ本体2の嵌合領域3bは、螺旋溝2cと固定されておらず、離接可能な状態になっている。
このようにして、硬化性樹脂剤5の硬化が終了すると、チューブ組立体1A上に弾性部材4が形成されて、チャンネルチューブ1が製造される。
図6は、本発明の実施形態の内視鏡用チューブの湾曲時の様子を示す模式的な断面図である。図7(a)、(b)は、本発明の実施形態の内視鏡用チューブの湾曲時の凸部および凹部の状態を示す模式的な断面図である。
このとき、湾曲時の凸部となる図示D部では引張応力が発生し、湾曲時の凹部となる図示E部では圧縮応力が発生する。このため、D部、E部には、それぞれ、矢印a、b方向に変形させる外力が作用している。このため、チャンネルチューブ1の剛性が低くすぎると折れ曲がって座屈することになる。
従来、剛性の高い金属素線で形成されたコイル部材をチューブ本体の外周部に固定することで、チューブ本体の座屈を回避する補強部材として用いることが知られている。このような従来技術によれば、コイル部材とチューブ本体とが一体化されている。このため、剛性が高くなり座屈を防止できるものの、チューブが湾曲しにくくなり湾曲の曲率をあまり小さくできないという問題があった。
チャンネルチューブ1では、チューブ本体2がチューブ本体2の内周面2aに弾性部材4が固定され、弾性部材4の端部4bがコイル部材3の突出領域3aと接着されているため、コイル部材3とチューブ本体2とは、弾性部材4を介して間接的に接続されている。
また、隙間gの大きさは、弾性部材4の弾性復元力と釣り合う一定の限度内に収まるため、隙間gが大きくなりすぎて座屈することはない。
一方、湾曲の凹部側では、図7(b)に示すように、コイル部材3の突出領域3aに対する端部4bから圧縮力が増大し、コイル部材3に対する保持力が高まる結果、チューブ本体2は、コイル部材3と略一体化される。このため、座屈を確実に防止することができる。ただし、図7(b)の図示には表されていないが、湾曲の凹部側でも、螺旋溝2cと嵌合領域3bとは、互いにある程度は、すべり移動することができるため、接合されて完全に一体になっている場合に比べると変形は容易である。すなわち、コイル部材3の巻きピッチ間のチューブ本体2は、湾曲に際して軸方向からコイル部材3に挟まれても内部側にすべり移動して逃げることができる。
また、本実施形態では、非湾曲時に弾性部材4の外表面4dが凹状であるため、湾曲により圧縮されても外表面4dの盛り上がりを抑制することができる。
また、チャンネルチューブ1の外径は、座屈防止に必要なコイル部材3の外径を超えないため、細径化が可能である。このため、チャンネルチューブ1を用いる内視鏡の細径化も可能である。
したがって、チャンネルチューブ1は、細径であっても座屈しにくく、かつ柔軟性が良好になっている。
また、このようにチャンネルチューブ1の柔軟性が良好であると、内視鏡の挿入部の湾曲やねじれに対応して、チャンネルチューブ1が容易に追従して変形できるため、内視鏡内部の他部材との当たりも弱くなるため、他部材を傷めることを抑制できる。
次に、上記実施形態の第1変形例のチャンネルチューブについて説明する。
図8は、本発明の実施形態の第1変形例の内視鏡用チューブの湾曲時の凸部状態を示す模式的な断面図である。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
また、コイル部材3の表面に、例えば、フッ素化シランカップリング処理やフッ素樹脂コート、オレフィン樹脂コート等の表面処理を行って、接着を防止してもよい。
これにより、螺旋溝2cと突出領域3aとの間の隙間gが、上記実施形態の場合に比べて大きくなる。
本変形例では、弾性部材4の弾性係数や摩擦係数に応じて、端部4bの高さh4bを適宜設定することにより、コイル部材3を抜け止めすることが可能となる。
このように、本変形例のチャンネルチューブ11によれば、上記実施形態と同様に、細径であっても座屈しにくい。上記実施形態に比べて、柔軟性がより良好になっている。
次に、上記実施形態の第2変形例のチャンネルチューブについて説明する。
図9(a)、(b)は、本発明の実施形態の第2変形例の内視鏡用チューブの主要部の構成を示す模式的な断面図、およびその製造方法における整形工程を説明するための工程説明図である。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記実施形態で説明した整形工程S3では、硬化性樹脂剤5を、整形治具6によって、コイル部材3の頂部Pですり切ることにより硬化前の硬化性樹脂剤5の層厚をhとしている。このため、硬化後の端部4bの高さh4b、および条間隙間部4aの幅w0は、硬化性樹脂剤5の表面張力や硬化時の収縮率によって決まっていた。
本変形例の弾性部材24では、上記実施形態の整形工程S3のみに変形を施した製造方法によって製造しているため、上記実施形態と同様の硬化性樹脂剤5を用いても、端部24bの高さh24bは自由に設定することができる。
次に、本変形例の整形工程S3では、整形治具6に代えて、図9(b)に示す整形治具26を用いる。
整形治具26は、チューブ組立体1Aにおいて互いに隣接するコイル部材3の突出領域3aに密着して当接する円弧状のコイル密着部26aと、コイル密着部26aをコイル部材3の突出領域3aに密着させたときに、互いに隣接するコイル部材3の内側および外側において、外周面2bと一定の間隔h26bをあけて対向する直線状の掻き取り部26bとを備える。ここで、間隔h26bは、硬化性樹脂剤5の硬化時に弾性部材24の端部24bの外周面2bからの高さがh24bとなるように、硬化性樹脂剤5の収縮率等を考慮して決めた寸法である。
本工程では、整形治具26の各コイル密着部26aをコイル部材3の側方(図示上側)から互いに隣接するコイル部材3の突出領域3aに密着させ、コイル部材3をガイドとして、チューブ組立体1Aの中心軸線回りに旋回させる。これにより、硬化性樹脂剤5が掻き取り部26bによって均される。これにより、硬化性樹脂剤5は、互いに隣接するコイル部材3の突出領域3aの間において外周面2bからの高さがh26bの表面5aを有する層状に整形される。
チューブ組立体1A上のすべての硬化性樹脂剤5がこのように整形されたら、本変形例の整形工程S3が終了する。
次に、上記実施形態の第3変形例のチャンネルチューブについて説明する。
図10は、本発明の実施形態の第3変形例の内視鏡用チューブの主要部の構成を示す模式的な断面図である。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
このため、本変形例では、コイル部材3は、チューブ本体32の外周面2b上に巻き付けられており、コイル部材3は、コイル部材3と外周面2bとの当接部32cを除く表面が、外周面2b上に突出されている。
当接部32cは、チューブ本体32の外周面2bが弾性変形することによりコイル部材3の表面に密着する微小円弧がコイル部材3の旋回方向に沿って螺旋状に延ばされた、略線状の領域である。このため、コイル部材3の外周面は略全体が突出領域3aであり、突出高さhは、略2・rである。
また、コイル部材3と外周面2bとの間には、このような当接部32cが形成されているため、硬化性樹脂剤5が塗布された場合に、硬化性樹脂剤5が、当接部32cにおけるコイル部材3と外周面2bとの間に侵入することはない。
弾性部材4の端部34bは、上記実施形態と同様に、コイル部材3と接着されていてもよいが、上記第1変形例のように、コイル部材3と接着されていなくてもよい。
本変形例の端部34bは、コイル部材3が螺旋溝2cに嵌合される場合に比べて、コイル部材3との接触面積が大きくなるため、コイル部材3と接着しない場合にも、良好な保持力を保ちやすい。
また、本変形例によれば、チューブ本体32が螺旋溝2cを有さず、このためコイル部材3を螺旋溝2cに合わせて巻き付ける必要もないため、製造工程が簡略化され、より安価に製造することが可能である。
また、チャンネルチューブ31の用途に応じて、コイル部材3の巻きピッチ変えたり、チャンネルチューブ31の軸方向にわたってコイル部材3の巻きピッチを変えることで、軸方向の柔軟性を場所によって変えることが容易である。
このような構成の内視鏡用チューブは、例えば、上記第2変形例の整形治具26において、コイル密着部26aが、コイル部材の頂部近傍のみに当接する形状として、整形工程を行うことにより製造することができる。
また、表面活性化処理以外の手段によって接着強度を向上させるようにしてもよい。
実施例1のチャンネルチューブ1は、チューブ本体2として、外径4mm、肉厚0.3mのPTFE製の円管状のチューブを用いた。螺旋溝2cは、溝半径が0.125mm、溝深さd2が0.125mm、溝ピッチが0.7mmである。
コイル部材3は、線径0.25mmのステンレス鋼からなる金属素線を螺旋溝2cに嵌合するように巻き付けて形成した。このため、コイル部材3のコイルピッチは、螺旋溝2cの溝ピッチと等しい。
硬化性樹脂剤5としては、熱硬化性ポリウレタン樹脂であるサンユレック(株)製2液混合型液状ポリウレタン樹脂UE−947(商品名)を採用し、硬化工程S4では、80℃で2時間の加熱を行った。これにより、形成された弾性部材4は、ゴム硬度がA50、端部4bの高さh4b(表1では被覆高さ)は、コイル部材3の突出高さの3/4(=0.75)倍であった。
また、コイル部材3となる金属素線を巻装する前にテトラエッチ(登録商標)を用いた表面活性化処理を行ったため、弾性部材4とチューブ本体2の内周面2aとは接着固定されている。
実施例2は、螺旋溝2cの溝ピッチを0.5mmに変えた点のみが実施例1と異なる。
実施例3は、硬化性樹脂剤5として、熱硬化性ポリウレタン樹脂であるサンユレック(株)製2液混合型ポリウレタン樹脂UE−392(商品名)を採用することにより、弾性部材4のゴム硬度をA70にした点のみが実施例1と異なる。
実施例4は、螺旋溝2cの溝ピッチを0.4mmに変えた点のみが実施例1と異なる。
実施例5は、硬化性樹脂剤5として、溶剤希釈型熱可塑性ポリウレタンを用いることにより、ゴム硬度A89とした点のみが実施例1と異なる。
実施例6は、硬化性樹脂剤5として、熱硬化性ポリウレタン樹脂であるサンユレック(株)製2液混合型ポリウレタン樹脂UE−921(商品名)を採用することにより、弾性部材4のゴム硬度をA20にした点のみが実施例1と異なる。
実施例7は、第2変形例の製造方法を用いて、端部4bの高さh4bを、80μmとして、コイル部材3の突出高さの約2/3(=0.66)倍にした点のみが実施例1と異なる。
比較例1は、実施例1の弾性部材4を除去した場合の例である。このため、比較例1は、チューブ組立体1Aと同じものである。
比較例2は、実施例1において、表面活性化処理を省略することにより、弾性部材4とチューブ本体2の外周面2bとが接着されていない場合の例である。
これら実施例、比較例について、押下力評価、繰り返し曲げ評価、湾曲形状の観察を行った。
図11は、実施例におけるゴム硬度と押下力との関係を示すグラフである。横軸はゴム硬度、縦軸は押下力(N)を示す。図12は、実施例におけるコイルピッチと押下力との関係を示すグラフである。横軸はコイルピッチ(mm)、縦軸は押下力(N)を示す。
この結果は、表1に示すように、実施例1〜7が、それぞれ0.8N、0.88N、0.98N、1.27N、1.96N、0.78N、0.80N、比較例1、2が、0.78N、0.78Nであった。
各実施例の押下力は、弾性部材4を有しない比較例1、弾性部材4が接着されていない比較例2の押下力以上になっているが、2N以下の範囲に収まっているため、実用上問題ない柔軟性を有している。
すなわち、実施例1のサンプルでは、1万回の繰り返し曲げ後でも、サンプルの外観上での変化は全く見られなかった。このため、実施例1のサンプルは繰り返し湾曲されても弾性部材からなる外周の被覆層が損傷する可能性を抑制できていることが分かる。
これに対して、比較例1のサンプルでは、繰返し曲げをした湾曲部で、コイルが溝から外れ、コイル線が寄っている箇所が発生していた。この部分は、コイルによるチューブの座屈抑制がされない恐れがあった。
また、比較例2のサンプルでは、同様にして1000回曲げたところで、コイル部材3から弾性部材4が部分的に剥がれ、さらに弾性部材4が部分的に剥落していることが確認されたため、試験を中断した。
このように、比較例1、2では、実施例1と比べると、繰り返しの曲げ試験による耐性が格段に劣っていた。
実施例7では、端部4bの高さは相対的に低いため、湾曲半径が12mm以下になったとき、湾曲の凸部において、コイル部材3の一部が端部4bから外れて弾性部材4の外方に突出した。ただし、この場合でも、コイル部材3が飛び出したのは一部のみであるため、チューブ本体2が座屈することなくさらに湾曲半径10mmまで湾曲させることが可能であった。また、真直状態に戻していくと、コイル部材3は端部4bの間に戻って初期状態に復帰した。
1A チューブ組立体
2、32 チューブ本体
2a 内周面(管路の内面)
2b 外周面
2c 螺旋溝
3 コイル部材
3a 突出領域
3b 嵌合領域
4、24、34 弾性部材
4a、24a、34a 条間隙間部(条間隙間)
4b、24b、34b 端部
4c 接合面
5 硬化性樹脂剤
g 隙間
h 突出高さ
S1 コイル部材巻き付け工程
S2 硬化性樹脂剤塗布工程
S3 整形工程
S4 硬化工程
Claims (6)
- 内視鏡の内部に管路を形成する内視鏡用チューブであって、
前記管路の内面を構成する湾曲可能なチューブ本体と、
該チューブ本体の外周部に螺旋状に巻き付けられた金属製のコイル部材と、
該コイル部材の巻き線間において、前記コイル部材の線径よりも小さい条間隙間を有する螺旋状に巻き回された状態に形成され、前記チューブ本体の外周面に固定されて該外周面を被覆するとともに、前記外周面から突出された前記コイル部材の表面に沿って、巻きピッチ方向の端部が密着された弾性部材と、
を備えることを特徴とする内視鏡用チューブ。 - 前記チューブ本体は、前記弾性部材が固定された外周面よりも内部側に、前記コイル部材の内周側の部位に嵌合する螺旋溝を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用チューブ。 - 前記弾性部材は、ゴム硬度がA20以上A70以下の弾性材料からなる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の内視鏡用チューブ。 - 前記コイル部材は、前記チューブ本体の非湾曲時に、前記弾性部材が固定された外周面からの突出高さをhとして、(2/3)・h以上、h以下の高さまで、前記弾性部材に覆われている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡用チューブ。 - 前記弾性部材は、ポリウレタン樹脂からなる
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内視鏡用チューブ。 - 内視鏡の内部に管路を形成する内視鏡用チューブの製造方法であって、
前記管路の内面を構成する湾曲可能なチューブ本体の外周部に、金属製のコイル部材を螺旋状に巻き付けるコイル部材巻き付け工程と、
硬化時に弾性を発現する液状の硬化性樹脂剤を、前記チューブ本体の外周面および前記コイル部材を被覆する範囲に塗布する硬化性樹脂剤塗布工程と、
塗布された前記液状の硬化性樹脂剤を均して、該液状の硬化性樹脂剤の層厚を調整することにより、前記コイル部材の巻き線間において、前記チューブ本体の外周面に固定されて該外周面を被覆するとともに、コイル部材の線径よりも小さい条間隙間を有して螺旋状に巻き回された状態に硬化性樹脂剤を整形する整形工程と、
層厚が調整された前記液状の硬化性樹脂剤を、硬化させて前記チューブ本体の外周面に固定する硬化工程と、
を備えることを特徴とする内視鏡用チューブの製造方法。
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