(57)【要約】【課題】チューブ外面の摩擦抵抗増大やチューブ外径の増大を防ぎつつ、高い座屈防止性能が得られる内視鏡用可撓性チューブを得る。【解決手段】管状をなすチューブ体の外周面に、凸状断面の周回リブ状部と凹状断面の周回スリット部を該チューブ体の軸線方向に交互に形成し、この周回スリット部の内部に嵌合する金属コイル体を設け、チューブ体を曲げたとき、湾曲内側部分に作用する軸線方向の圧縮応力によって、周回スリット部を挟んで隣り合う周回リブ状部が当接して曲げの中心部方向への分力を生じさせると共に、周回リブ状部の当接によって閉塞される周回スリット部の内方に金属コイル体が保持されることを特徴とした内視鏡用可撓性チューブ。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡内部の管路を構成する可撓性を有するチューブにおいて、
管状をなすチューブ体の外周面に、凸状断面の周回リブ状部と凹状断面の周回スリット部を該チューブ体の軸線方向に交互に形成し
上記周回スリット部の内部に嵌合する金属コイル体を設け、
上記チューブ体を曲げたとき、湾曲内側部分に作用する軸線方向の圧縮応力によって、上記周回スリット部を挟んで隣り合う周回リブ状部が当接して曲げの中心部方向への分力を生じさせ、かつ上記金属コイル体が、上記周回リブ状部の当接によって閉塞される周回スリット部の内方に保持されることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記周回リブ状部と周回スリット部はそれぞれ、上記チューブ体の外周面に該チューブ体の軸線を中心とする螺旋状に形成されており、上記金属コイル体は、螺旋状の周回リブ状部に沿う形状の螺旋管状体であることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項３】
請求項１記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記周回リブ状部と周回スリット部はそれぞれ、上記チューブ体の外周面に該チューブ体の軸線を中心とする環状に形成されており、上記金属コイル体は、環状の周回リブ状部に沿う複数の環状体からなることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記周回スリット部の底部は凹円弧状の断面形状であることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記周回スリット部の底部は矩形状の断面形状であることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記周回スリット部の底部はＶ字状の断面形状であることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記金属コイル体の線径は上記周回スリット部の幅と略等しいことを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記金属コイル体の線径は上記周回スリット部の幅より小さいことを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記金属コイル体の線径は上記周回スリット部の幅より大きく、金属コイル体が周回スリット部内に圧入されていることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項記載の内視鏡用可撓性チューブにおいて、上記金属コイル体の線径は０．０８ｍｍ〜０．２５ｍｍであることを特徴とする内視鏡用可撓性チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡内に配設される可撓性チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡内には処置具挿通用や流体流通用（吸引、送気、送水用）といった様々な用途で、各種の管路が配設されている。こうした管路として用いられるチューブは、内視鏡の挿入部に対応する可撓性を有すること、他の内視鏡内蔵物やチューブ内の挿入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が要求され、好適な材質としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が知られている。
【０００３】
ところで、ＰＴＦＥなどで形成され可撓性を有するチューブであっても、所定以上の曲げ応力が作用した場合には座屈する可能性がある。図１は座屈の発生メカニズムを示したものであり、同図の上段はチューブ１０の軸線方向に沿う断面、同図の下段はチューブ１０の径方向の断面である。図１における（ａ）の直線状態から（ｂ）の上段のようにチューブ１０が曲げられていくと、曲げの内側には軸線方向への圧縮応力Ｓ１が作用し、曲げの外側には軸線方向への引張応力Ｓ２が作用する。これらの応力は同時に、図１（ｂ）の下側のようにチューブ断面を扁平させる力Ｓ３、Ｓ４となる。そして、扁平させる力と圧縮応力の加算した力が一定値を超えたとき、図１（ｃ）のようにチューブ１０の強度バランスが失われ、曲げの内側部分が折れ曲がるようにして座屈してしまう。
【０００４】
このようなチューブの座屈を防ぐ座屈防止構造として、図２のように、チューブ本体１１の外周面に形成した螺旋溝１２に対して金属製コイル１３を巻き付けて、その外層に接着剤１４を被覆させたものや、図３のように、接着剤に代えて金属製コイル１３の外側に別のチューブ１５を被覆させたものが知られている。前者のタイプとして特許文献１、後者のタイプとして特許文献２などがある。チューブ１１の外面に螺旋溝１２を形成するための手法としては、切削加工や、特許文献３のように線材をコイル状に巻き付けて加熱変形させる手法が知られている。
【特許文献１】実開平４−４７４０２号公報
【特許文献２】特開平６−１８９８９８号公報
【特許文献３】特許第２９６６５５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先に挙げたような従来の座屈防止構造では、金属製コイルのずれを防止するための接着剤や別体のチューブといった被覆層がチューブ外面の摩擦抵抗を増大させ、ＰＴＦＥのように摩擦抵抗の小さい材質でチューブを形成した効果を減じてしまうおそれがある。また、こうした被覆層を設けることによってチューブ外径が太くなり、他の内視鏡内蔵物との干渉が生じやすくなる。また、ＰＴＦＥは接着性が低いため、特許文献１では外側の別体チューブとの接着性を高めるために表面に化学的処理を行い、特許文献２では被覆層を構成する接着剤の接着性を高めるために機械的加工で表面を粗面にしており、手間やコストがかかっていた。しかも、この接着力は、内視鏡使用後に滅菌のため行われるオートクレーブ処理によって低下する可能性があり、長期間に亘って高い座屈防止能力を維持させることが難しかった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、チューブ外面の摩擦抵抗の増加やチューブ大径化を防ぎつつ、高い座屈防止性能が得られる内視鏡用可撓性チューブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内視鏡の内部に配設される可撓性を有するチューブにおいて、管状をなすチューブ体の外周面に、凸状断面の周回リブ状部と凹状断面の周回スリット部を該チューブ体の軸線方向に交互に形成し、この周回スリット部の内部に嵌合する金属コイル体を設け、チューブ体を曲げたとき、湾曲内側部分に作用する軸線方向の圧縮応力によって、周回スリット部を挟んで隣り合う周回リブ状部が当接して曲げの中心部方向への分力を生じさせると共に、周回リブ状部の当接によって閉塞される周回スリット部の内方に金属コイル体が保持されることを特徴としている。
【０００８】
周回リブ状部と周回スリット部をそれぞれ、チューブ体の外周面に該チューブ体の軸線を中心とする螺旋状に形成し、金属コイル体は、螺旋状の周回リブ状部に沿う形状の螺旋管状体とすることができる。あるいは、周回リブ状部と周回スリット部をそれぞれ、チューブ体の軸線を中心とする環状に形成し、金属コイル体を、環状の周回リブ状部に沿う複数の環状体として構成することも可能である。
【０００９】
周回スリット部の底部は、凹円弧状、矩形状、あるいはＶ字状などの断面形状に形成することができる。
【００１０】
本発明では、チューブ体を曲げたときに、金属コイル体がチューブ体から離れないように周回スリット部の内方に保持させることができるため、金属コイル体を構成する金属線の線径は、周回スリット部内に埋入させることが可能な範囲内で任意に設定することができる。すなわち、金属コイル体の線径は、周回スリット部の幅と略等しくしてもよいし、周回スリット部の幅より小さくてもよい。さらに、金属コイル体の線径を周回スリット部の幅より大きくして、金属コイル体が周回スリット部内に圧入される態様にすることも可能である。具体的には、金属コイル体の線径は０．０８ｍｍ〜０．２５ｍｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上の本発明の内視鏡用可撓性チューブによれば、チューブ体の外側を覆う被覆層を不要としてチューブ外面の摩擦抵抗やチューブの外径サイズを小さく抑えつつ、チューブ体に備えた周回リブ状部及び周回スリット部と金属コイル体との相乗効果によって高い座屈防止性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図４は、本発明を適用した内視鏡用可撓性チューブ２０（以下、チューブ２０と呼ぶ）の軸方向断面を示している。このチューブ２０の本体部２０ａの材質はＰＴＦＥであり、その外周面上に、凸状断面の周回リブ状部２１と凹状断面の周回スリット部２２が軸線Ｘに沿う方向に交互に表れるように形成されている。チューブ２０の内周部分は、凹凸のない一様な円筒内面２３となっている。チューブ２０の本体部２０ａの外面の形成方法は任意であるが、例えば、周回スリット部２２相当の肉厚を全域に有する加工前チューブに対して、切削加工によって周回リブ状部２１を形成していくことで製作することができる。チューブ２０にはさらに、周回リブ状部２１の間に位置させて金属コイル体２４が設けられている。金属コイル体２４は、周回スリット部２２の内径方向の底部の径サイズとほぼ同じ内径サイズを有しており、その全体が周回スリット部２２の内部に嵌合する（埋入される）態様でチューブ２０の本体部２０ａに巻き付けられている。図４のようにチューブ２０が曲げられていない状態では、周回スリット部２２の底部に当接している。金属コイル体２４は、チューブ２０の本体部２０ａに対して接着剤などによる固定はされていない。
【００１３】
周回リブ状部２１と周回スリット部２２は、チューブ２０の軸線Ｘを囲む周回形状を有するものであり、図５や図６のように形成される。図５は、周回リブ状部２１と周回スリット部２２を、チューブ２０の軸線Ｘを中心として螺旋状に形成した形態を示している。この形態では、周回スリット部２２は途切れのない連続した螺旋溝として形成され、周回リブ状部２１も途切れのない連続した螺旋状の凸部として形成される。これに応じて、金属コイル体２４も連続した螺旋管として形成されている。図６は、周回リブ状部２１と周回スリット部２２を、チューブ２０の軸線Ｘを中心とした環状に形成した形態を示している。この形態では、チューブ２０の外周面には、軸線Ｘに沿う方向に位置を異ならせて、それぞれ複数の周回リブ状部２１と複数の周回スリット部２２が交互に形成される。そして、金属コイル体２４も軸線Ｘを中心とする複数の環体として構成されている。図５の形態は、金属コイル体２４を一部材として構成することができるので、製造の容易さなどの面で優れているが、図５と図６のいずれの形態でも、以下に述べる作用が得られる。
【００１４】
図７はチューブ２０を湾曲させた状態を示している。チューブ２０の湾曲時には、図１でチューブ１０を参照して説明したように、曲げの内側では軸線方向への圧縮応力Ｓ１が作用し、曲げの外側では軸線方向への引張応力Ｓ２が作用する。また、チューブ２０の径方向には、曲げの外側部分と内側部分を接近させる縮径方向（扁平方向）の力Ｓ３も作用する。そして、曲げの外側部分では、引張応力Ｓ２によって周回スリット部２２がＶ字状に広がり、隣接する周回リブ状部２１が互いに離れる状態になる。これにより引張応力が緩和される。一方、曲げの内側では、図７に一部を拡大して示すように、圧縮応力Ｓ１によって、隣接する周回リブ状部２１が互いに接触して摩擦を発生し、その結果、曲げの中心方向（内側）に向かう分力Ｓ５が作用する。この分力Ｓ５は、曲げの内側部分を座屈させようとする力（Ｓ３）に対して反対方向へ働くものであるため、チューブ２０の座屈が生じにくくなる。すなわち、本実施形態のチューブ２０の周回スリット部２２は、隣り合う周回リブ状部２１を当接させて座屈を防止させる機能を有する点において、従来技術として図２や図３に挙げたチューブ１１における螺旋溝１２とは相違する。
【００１５】
以上のような座屈防止効果を得るために、図４に示す周回スリット部２２の軸線方向の幅Ｗ１は、０＜Ｗ１≦０．４ｍｍ、周回リブ状部２１の軸線方向の幅Ｗ２は、０．１ｍｍ≦Ｗ２≦１．５ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。また、周回リブ状部２１の高さ（周回スリット部２２の深さ）Ｈは、チューブ２０の本体部２０ａの肉厚の３０〜９０パーセントに設定することが好ましい。
【００１６】
チューブ２０ではさらに、金属コイル体２４を設けたことによって、より優れた座屈防止効果が得られる。チューブ２０を曲げた際には、その曲げの外側部分と内側部分を結ぶ径方向においては、前述のように、チューブ２０の本体部２０ａを縮径させようとする方向の力Ｓ３が作用する（図７）。同時に、チューブ２０の本体部２０ａに対して、曲げ部分の両側部を離間させようとする拡径方向の力Ｓ４も作用する（図８）。ここで、金属コイル体２４はチューブ２０の本体部２０ａよりも硬く、図８のように、チューブ２０の本体部２０ａの両側部に対して拡径方向（扁平方向、横方向）の力Ｓ４が作用すると、周回スリット部２２の底部が金属コイル体２４に当て付くことで反対方向（Ｓ６）の反力を受けて、チューブ２０の本体部２０ａの変形が規制される。
【００１７】
さらに本実施形態では、図７に示すように、チューブ２０の曲げの外側部分では、Ｖ字状に広がった周回スリット部２２の底部に金属コイル体２４が押し付けられる一方、チューブ２０の曲げの内側部分では、金属コイル体２４が周回スリット部２２の底部から離れるが、当接した周回リブ状部２１によって周回スリット部２２の開口部が閉塞されることにより、周回スリット部２２内に金属コイル体２４が保持された状態が維持される。このように周回スリット部２２内に金属コイル体２４を保持した状態で隣接する周回リブ状部２１を当接させることにより、前述した曲げの中心方向（内側）への分力Ｓ５をより強固にすることができる。言い換えれば、チューブ２０において、座屈の要因となる力Ｓ３へのより強い耐性を持たせることができる。
【００１８】
なお、周回スリット部２２から抜けにくくするために、化学的処理や機械的処理によって金属コイル体２４の表面を粗面として加工してもよい。金属コイル体２４は常に周回スリット部２２の内部に位置されるので、このような粗面加工を施してもチューブ２０の外面の摩擦抵抗を増大させるおそれがない。
【００１９】
以上のように、周回スリット部２２の内部に嵌合（埋入）されるようにして金属コイル体２４を設けたことにより、扁平にさせようとする力（Ｓ３、Ｓ４）に抗してチューブ２０の本体部２０ａを円形に近い断面形状に維持させることができ、周回リブ状部２１及び周回スリット部２２との相乗効果で、高い座屈防止効果を得ることができる。
【００２０】
なお、周回スリット部２２の底部（谷部）の形状を異ならせることにより、チューブ２０の曲げ易さなどを変化させることができる。例えば、周回スリット部２２の底部の形状として、図９のような凹円弧状の断面形状や、図１０のような矩形状の断面形状や、図１１のようなＶ字状の断面形状などを選択することができる。図９に示す円弧状の底部形状にすると、チューブ２０を曲がりやすくすることができる。また、切削加工ではなく線状体を圧接加熱することで周回スリット部２２を形成できるので、加工しやすいという特徴がある。図１０に示す矩形状の底部形状は、チューブ２０が曲がる際に応力が集中しないので切れにくく、耐久性が高いという特徴がある。また、図１１に示すＶ字状の底部形状は、チューブ２０が曲がりやすくなると共に、切削加工による形成を行いやすいという特徴がある。
【００２１】
図９、図１０及び図１１の各形態では、金属コイル体２４を構成する金属線の線径が、周回スリット部２２の溝幅と略等しくなっているが、図１２のように、金属コイル体１２４の線径を周回スリット部１２２の溝幅より小さくさせた形態や、逆に図１３のように、金属コイル体２２４の線径を周回スリット部２２２の溝幅よりも大きくさせた形態にすることも可能である。図１２のように細径とした金属コイル体１２４は、周回スリット部１２２内へ挿入しやすく、組立時の作業性が向上する。前述の通り、チューブ２０を曲げたときに曲げの内側では周回リブ状部２１によって周回スリット部１２２の開口部が塞がれるので、細い線径の金属コイル体１２４であっても周回スリット部１２２から離脱することがない。また、図１３の太径の金属コイル体２２４は、周回スリット部２２２に対して圧入されており、抜けにくくなっている。また、太径であることにより、前述した座屈防止作用も高めることができる。具体的には、金属コイル体２４の線径は、０．０８ｍｍ〜０．２５ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
以上のように、本実施形態のチューブ２０では、チューブ本体部２０ａの外面に周回リブ状部２１と周回スリット部２２を形成し、曲げたときに湾曲内側部分の隣り合う周回リブ状部２１を当接させ、さらに周回リブ状部２１の間に位置させて周回スリット部２２の内部に嵌合する態様で金属コイル体２４を設けたことで、高い座屈防止効果が得られる。金属コイル体２４は周回スリット部２２内に埋設された状態にあって、チューブ２０の外面には露出しないので、摩擦抵抗の小さいＰＴＦＥからなる本体部２０ａのみによってチューブ２０の外周面を構成することができる。また、金属コイル体２４の保持にあたって別体のチューブや接着剤による被覆層を設けていないため、チューブ２０の外径サイズの増大を防ぐことができる。また、接着を要する被覆層を有さないため、オートクレーブ処理による被覆層の接着力低下や、これを起因とした座屈防止性能の低下を考慮する必要もない。よって、摩擦抵抗や径サイズの点で内視鏡の他の内蔵物との干渉が起こりにくいという基本性能を備えつつ、座屈防止性能にもすぐれた内視鏡用可撓性チューブが得られる。
【００２３】
なお、本発明は図示実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態の周回スリット部２２、１２２及び２２２は、チューブ２０の非湾曲状態においてその内部の対向面が略平行をなす一様な幅の溝部として形成されているが、初期状態でＶ字状、あるいは逆Ｖ字状の断面形状をなすなど、非平行な対向面を有する溝部として形成することも可能である。要は、チューブ２０が所定以上に曲げられたときに、隣り合う周回リブ状部２１を当接させるようになっており、かつその内部に金属コイル体が保持される形状の周回スリット部であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】内視鏡用可撓性チューブにおける座屈の発生メカニズムを説明する図である。
【図２】座屈防止構造を備えた従来の内視鏡用可撓性チューブの一例を示す断面図である。
【図３】座屈防止構造を備えた従来の内視鏡用可撓性チューブの別の例を示す断面図である。
【図４】本発明を適用した内視鏡用可撓性チューブの軸方向断面図である。
【図５】本発明を適用した内視鏡用可撓性チューブで、チューブ本体部の周回リブ状部と周回スリット部、及び周回スリット部内に嵌合される金属コイル体を螺旋状に形成した形態の外観を示した図である。
【図６】本発明を適用した内視鏡用可撓性チューブで、チューブ本体部の周回リブ状部と周回スリット部、及び周回スリット部内に嵌合される金属コイル体を環状に形成した形態の外観を示した図である。
【図７】本発明を適用した内視鏡用可撓性チューブを湾曲させた状態を示す断面図である。
【図８】金属コイル体による座屈防止作用を説明する径方向の断面図である。
【図９】周回スリット部の底部を凹円弧状に形成した態様の内視鏡用可撓性チューブを示す断面図である。
【図１０】周回スリット部の底部を矩形状に形成した態様の内視鏡用可撓性チューブを示す断面図である。
【図１１】周回スリット部の底部をＶ字状に形成した態様の内視鏡用可撓性チューブを示す断面図である。
【図１２】周回スリット部の幅よりも金属コイル体の線径が小さい態様の内視鏡用可撓性チューブを示す断面図である。
【図１３】周回スリット部の幅よりも金属コイル体の線径が大きい態様の内視鏡用可撓性チューブを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
２０  内視鏡用可撓性チューブ
２０ａ  チューブの本体部（チューブ体）
２１  周回リブ状部
２２  １２２  ２２２  周回スリット部
２３  円筒内面
２４  １２４  ２２４  金属コイル体
【図１】
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【図２】
2009165719.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009165719.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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