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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-20
(45)【発行日】2024-10-01
(54)【発明の名称】挿入体用の管部
(51)【国際特許分類】
   A61B 1/005 20060101AFI20240924BHJP
   G02B 23/24 20060101ALI20240924BHJP
【FI】
A61B1/005 511
A61B1/005 524
G02B23/24 A
【請求項の数】 1
(21)【出願番号】P 2023119486
(22)【出願日】2023-07-21
(62)【分割の表示】P 2020022820の分割
【原出願日】2020-02-13
(65)【公開番号】P2023133416
(43)【公開日】2023-09-22
【審査請求日】2023-08-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000004640
【氏名又は名称】日本発條株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110629
【弁理士】
【氏名又は名称】須藤 雄一
(74)【代理人】
【識別番号】100166615
【弁理士】
【氏名又は名称】須藤 大輔
(72)【発明者】
【氏名】平田 貴史
(72)【発明者】
【氏名】大塚 幹之
(72)【発明者】
【氏名】保戸田 裕樹
【審査官】増渕 俊仁
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第05405073(US,A)
【文献】特開2015-217237(JP,A)
【文献】特開平03-128025(JP,A)
【文献】特開平07-250808(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 1/00-1/32
G02B 23/24-23/26
A61B 13/00-18/28
A61F 2/82-2/97
A61M 25/00-29/04
A61M 35/00-36/08
A61M 37/00
A61M 99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体に挿入自在な挿入体用の管部であって、
軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなる外コイル部と、
前記軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなり前記外コイル部内に位置する内コイル部とを備え、
前記外コイル部は、前記軸方向で隣接する巻部間を離間させた複数の隙間を有し、
前記内コイル部は、前記巻部が前記外コイル部の前記隙間に対応して設けられ前記外コイル部の前記隣接する巻部に接触しつつ当該巻部間に嵌合し、
前記外コイル部の線材は、断面形状が前記コイル状の径方向の内側が円弧状である半円形であ
前記内コイル部の線材は、断面形状が半円形である、
管部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被検体に挿入される挿入体用の管部に関する。
【背景技術】
【0002】
内視鏡は、被検体としての患者の体内や工業用プラント内の検査等のために広く用いられている。このような内視鏡としては、例えば特許文献1のように、被検体内へ挿入される挿入部(挿入体)が可撓性を有するものがある。
【0003】
かかる挿入部は、複数の短筒体を相互に揺動自在に係合して構成され、各短筒体の揺動により全体として湾曲動作を行うようになっている。
【0004】
このため、挿入部は、軸方向の圧縮に対する剛性を確保でき、湾曲動作の安定化を図ることができるが、構造が煩雑であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2013-106905号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする問題点は、湾曲動作の安定化を図るために、構造が煩雑になっていた点である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、被検体に挿入自在な挿入体用の管部であって、軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなる外コイル部と、前記軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなり前記外コイル部内に位置する内コイル部とを備え、前記外コイル部は、前記軸方向で隣接する巻部間を離間させた複数の隙間を有し、前記内コイル部は、前記巻部が前記外コイル部の前記隙間に対応して設けられ前記外コイル部の前記隣接する巻部に接触しつつ当該巻部間に嵌合し、前記外コイル部の線材は、断面形状が前記コイル状の径方向の内側が円弧状である半円形であ前記内コイル部の線材は、断面形状が半円形である、管部を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、挿入体用の管部が内コイル部を外コイル部内に位置させることで構成されているため、構造を簡素化することができる。
【0009】
また、内コイル部の巻部が外コイル部の隣接する巻部に接触しつつそれら隣接する巻部間に嵌合しているので、軸方向の剛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】内視鏡を示す一部を省略した概略正面図である(実施例1)。
図2図1の内視鏡の挿入部であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である(実施例1)。
図3図2のIII-III線に係る断面図である(実施例1)。
図4図2の挿入体の本体管部を示す断面図である(実施例1)。
図5図4の要部を拡大した断面図である(実施例1)。
図6図4の挿入体の本体管部の湾曲時の状態を示す断面図である(実施例1)。
図7】内視鏡の挿入部であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である(実施例2)。
図8図7のVIII-VIII線に係る断面図である(実施例2)。
図9】内視鏡の挿入部の本体管部の要部を示す断面図である(実施例3)。
【発明を実施するための形態】
【0011】
湾曲動作の安定化を図りつつ構造を簡素化するという目的を、挿入体用の管部を外コイル部内に内コイル部を位置させた二重コイル形状とすることにより実現した。
【0012】
すなわち、内視鏡(1)の挿入体(3)は、本体管部(9)の外側を被覆部(11)によって被覆し被検体に挿入自在なものである。本体管部(9)は、外コイル部(13)と内コイル部(15)とを備える。外コイル部(13)は、軸方向に複数の巻部(13b)を有するコイル状の線材(13a)からなりコイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有する。内コイル部(15)は、軸方向に複数の巻部(15b)を有するコイル状の線材(15a)からなり外コイル部(13)内に位置して外コイル部(13)と共に湾曲及び復元が可能な弾性を有する。また、外コイル部(13)は、軸方向で隣接する巻部(13b)間を離間させた複数の隙間(13c)を有し、内コイル部(15)は、巻部(15b)が外コイル部13の隙間(13c)に対応して設けられ外コイル部(13)の隣接する巻部(13b)に接触しつつ当該巻部(13b)間に嵌合する。
【0013】
内外コイル部(13,15)の線材(13a,15a)の断面形状は、円形、矩形、楕円形、三角形等の適宜の形状を採用することが可能である。ただし、外コイル部(13)は、円形や半円形のように、少なくともコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であるのが好ましい。
【0014】
また、内コイル部(15)は、外コイル部(13)と同一断面形状だけでなく、異なる断面形状とすることも可能である。ただし、内コイル部(15)は、断面形状が円形であるのが好ましい。
【0015】
被覆部(11)は、本体管部(9)よりも捩じれ剛性が高い管体であるのが好ましい。この場合、被覆部(11)は、編組チューブとしてもよい。
【0016】
また、被覆部(11)は、外側にコーティング(17)を備えてもよい。
【0017】
かかる挿入体(3)を備えた内視鏡1は、挿入体(3)が結合され、ユーザーが操作する操作部(5)を備える。
【実施例1】
【0018】
[内視鏡]
図1は、内視鏡を示す一部を省略した概略正面図である。
【0019】
内視鏡1は、挿入部3と、操作部5とを備え、被検体としての患者の体内や工業用プラント内の検査や処置等を行うものである。
【0020】
挿入部3は、被検体に挿入される本実施例の挿入体であり、可撓性を有する筒状体からなっている。なお、挿入部3の詳細については後述する。
【0021】
挿入部3の軸方向の先端部3aには、照明や観察のための光学系のレンズ(図示せず)、吸引や器具挿通用のチャンネルの先端開口部(図示せず)、送水・送気用のノズル(図示せず)等が設けられている。挿入部3の軸方向の基端部3bは、操作部5に結合されている。
【0022】
なお、軸方向とは、挿入部3の軸心Oに沿った方向である。また、軸方向は、挿入部3の軸心Oに厳密に沿っている必要はなく、挿入部3の軸心Oに対して若干傾斜しているものも含まれる。
【0023】
操作部5は、操作者であるユーザーが把持して内視鏡1を操作する部分である。操作部5からは、ケーブル7が伸び、ケーブル7の先端(図示せず)は、光源(図示せず)、コンピューター(図示せず)等に接続されるコネクタ(図示せず)を有している。
【0024】
操作部5には、挿入部3を操作するためのノブ5aの他、吸引ボタン5b、送気・送水ボタン5c、チャンネルの基端開口部5d、その他各種スイッチ(図示せず)等が設けられている。ノブ5aは、挿入部3内を通る操作用ワイヤー(図示せず)に接続されており、回転によりワイヤーを牽引して挿入部3を湾曲させることを可能とする。
【0025】
かかる構成の内視鏡1は、使用時に挿入部3を被検体内に挿入させる。この挿入部3の挿入時には、必要に応じて、操作部5のノブ5aにより挿入部3を湾曲させ、操作部5と共に挿入部3を軸周りに回転させる等して、挿入部3の先端部3aを所望の方向に指向させることができる。
【0026】
[挿入部]
図2は、図1の内視鏡1の挿入部3であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である。図3は、図2のIII-III線に係る断面図である。図4は、図2の挿入部3の本体管部9を示す断面図である。図5は、図4の要部を拡大した断面図である。
【0027】
挿入部3は、本体管部9の外側を被覆部11によって被覆した被検体に挿入自在な構成となっている。
【0028】
本体管部9は、二重コイル形状であり、外コイル部13と、内コイル部15とを備えている。
【0029】
外コイル部13は、コイルばねであり、軸方向に複数の巻部13bを有するコイル状の線材13aからなる。なお、巻部13bは、コイル形状を構成する一巻きを意味する。本実施例の外コイル部13は、コイルばねであることにより、コイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有している。
【0030】
線材13aの材質は、金属や樹脂等とすることが可能である。本実施例において、線材13aの断面形状は、円形となっている。
【0031】
外コイル部13の径D1は、軸方向の一端から他端に至るまで一定となっている。ただし、外コイル部13の径D1は、軸方向で変化させることも可能である。
【0032】
外コイル部13は、軸方向で隣接する巻部13b間を軸方向で離間させた複数の隙間(ピッチ)13cを有している。本実施例の隙間13cは、軸方向で隣接する巻部13bの各間に形成され、全ての隙間13cは、同一の軸方向の寸法を有している。ただし、隙間13cは、軸方向で一部の巻部13b間にのみ設けることも可能である。また、隙間13cの軸方向の寸法を変化させることも可能である。
【0033】
内コイル部15は、外コイル部13と同様に、軸方向に複数の巻部15bを有するコイル状の線材15aからなるコイルばねである。従って、内コイル部15は、外コイル部13と共にコイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有している。
【0034】
内コイル部15は、線材15aの材質を金属や樹脂とすることが可能であり、線材15aの断面形状が円形である。
【0035】
この内コイル部15は、外コイル部13の内側に同心状に位置し、外コイル部13内に螺合されている。この螺合により、内コイル部15の巻部15bが外コイル部13の隣接する巻部13bの各間に位置している。従って、内コイル部15は、巻部15bが外コイル部13の隙間13cに対応して設けられた構成となっている。
【0036】
また、内コイル部15の巻部15bは、径D2及び線材15aの線径d2の設定により、外コイル部13の隣接する巻部13bに接触しつつ当該巻部13b間に嵌合している。
【0037】
なお、内コイル部15の径D2は、軸方向の一端から他端に至るまで一定となっている。ただし、内コイル部15の径D2は、外コイル部13の径D1に応じて、軸方向で変化させること等も可能である。
【0038】
また、線材15aの線径d2は、外コイル部13の線材13aの線径d1と同一になっている。ただし、線材15aの線径d2は、外コイル部13の線材13aの線径d1よりも大きく又は小さく形成してもよい。
【0039】
内コイル部15は、隣接する巻部15b間を軸方向で離間させた複数の隙間(ピッチ)15cを有している。隙間15cは、外コイル部13との螺合に応じ、隣接する巻部15bの各間に形成され、全ての隙間15cは、同一の軸方向の寸法を有している。ただし、隙間15cは、外コイル部13の場合と同様、軸方向で一部の巻部15b間にのみ設けたり、軸方向の寸法を異ならせることも可能である。
【0040】
なお、外コイル部13及び内コイル部15は、外コイル部13内に内コイル部15が位置していない自由状態で、隣接する巻部13b,15bの各間に隙間13c,15cを有する構成の他、自由状態で隣接する巻部13b,15bが密着した構成(密着ばね)とすることも可能である。さらに、外コイル部13及び内コイル部15の一方のみを密着ばねとすることも可能である。
【0041】
外コイル部13及び内コイル部15の一方又は双方が自由状態で密着ばねである場合は、内コイル部15と外コイル部13とを螺合することにより相互に密着する巻部13b相互間及び巻部15b相互間の一方又は双方を離間させ、外コイル部13の隙間13c及び内コイル部15の隙間15cの一方又は双方が形成される。この場合、二重コイル形状の本体管部9に初張力を付与することが可能である。
【0042】
かかる構成の本体管部9の外周には、被覆部11が設けられている。
【0043】
被覆部11は、本体管部9よりも捩じれ剛性が高い管体である。これにより、被覆部11は、本体管部9の捩じれを抑制する。本実施例の被覆部11は、編組チューブであり、金属製の繊維を交差して格子状に編み込んで形成されている。
【0044】
なお、被覆部11は、図2において本体管部9を説明のために部分的に覆った状態となっているが、本体管部9の全域を覆っている。
【0045】
被覆部11と本体管部9とは、図示しない端部間が固着されている。この固着は、溶着、はんだ付け、接着等の適宜の手段によって行えばよい。
【0046】
[挿入部の動作]
図6は、図4の挿入部3の本体管部9の湾曲時の状態を示す断面図である。
【0047】
本実施例の内視鏡1では、上記のように挿入部3を被検体内に挿入させる際、図1のように、軸心Oが湾曲していない直状状態から、必要に応じて操作部5のノブ5aにより挿入部3を湾曲させる。併せて、操作部5と共に挿入部3を軸周りに回転させることもある。
【0048】
挿入部3が直状状態である場合は、図4及び図5のように、本体管部9の内コイル部15の巻部15bが外コイル部13の隣接する巻部13bに接触しつつ、それら隣接する巻部13b間に嵌合している。
【0049】
このため、挿入部3は、軸方向での圧縮力が作用しても、外コイル部13の隙間13c及び内コイル部15の隙間15cが圧縮により小さくなることを内コイル部15の巻部15b及び外コイル部13の巻部13bがそれぞれ規制し、全体としての圧縮が抑制される。
【0050】
一方、挿入部3の軸心Oが湾曲するときには、図6のように、湾曲の内側で本体管部9の外コイル部13の隙間13cが小さくなり、湾曲の外側で外コイル部13の隙間13cが大きくなる。
【0051】
このとき、本体管部9内では、内コイル部15が径方向に変位することにより湾曲を円滑に行うことができる。
【0052】
すなわち、内コイル部15は、湾曲の内側で、外コイル部13の隙間13cが小さくなることにより、各巻部15bが径方向に押し出される。この押し出しは、外コイル部13のコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であることにより、内外コイル部13,15の巻部13b及び15b間の接触角αが大きく、容易に行うことができる。
【0053】
なお、接触角αは、外コイル部13の巻部13bと軸方向の両側で接触する内コイル部15の巻部15bとの接触部分の接線間の角度をいう。
【0054】
かかる内コイル部15の巻部15bの湾曲内側での押し出しに応じ、内コイル部15は、全体として径方向の外側に変位するが、この変位は、内コイル部15の各巻部15bが外コイル部13の大きくなった隙間13cに入り込むようにして許容される。
【0055】
こうして、挿入部3は、円滑に湾曲して、可撓性が阻害されることはない。また、かかる湾曲状態でも、直状状態と同様に、軸方向での圧縮力が作用しても全体としての圧縮が抑制される。
【0056】
このように、挿入部3は、軸方向の圧縮を規制することができる構成でありながら、可撓性が阻害されることはない。結果として、挿入部3は、被検体への挿入や湾曲動作の安定化が図られる。
【0057】
また、内コイル部15が変位するときは、少なくとも外コイル部13のコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であることにより、外コイル部13の巻部13bを軸方向で大型にすることなく、内コイル部15が外コイル部13から脱落することを抑制できる。
【0058】
また、挿入部3が湾曲する際は、上記のように、湾曲の内側で本体管部9の外コイル部13の隙間13cが小さくなり、湾曲の外側で外コイル部13の隙間が大きくなるので、軸心O上で隙間13cの大きさが直状時と比較して変化しないことになる。
【0059】
従って、挿入部3は、直状時だけでなく湾曲時にも、軸心O上の長さを一定に保つことができ、内部を挿通する部材への干渉が抑制される。
【0060】
また、本実施例では、挿入部3の湾曲状態から直状状態に戻す場合、本体管部9の外コイル部13及び内コイル部15の復元力によって円滑に動作させることができる。
【0061】
さらに、本体管部9の外コイル部13及び内コイル部15の径方向の復元力により、挿入部3は、径方向に作用する外力による潰れや変形が抑制され、内部を挿通する部材を保護することができる。また、挿入部3は、潰れや変形の抑制により、チャンネルに器具を挿通するときに器具を円滑に滑らせることができる。
【0062】
操作部5と共に挿入部3を軸周りに回転させる際には、本体管部9の外側を覆う被覆部11の捩じれ剛性により、挿入部3の捩じれを抑制して、挿入部3の先端部3aに至るまで軸周りに確実に回転させることができる。
【0063】
[実施例1の効果]
以上説明したように、本実施例の内視鏡1の挿入部3は、かかる径方向での本体管部9の外側を被覆部11によって被覆し、被検体に挿入自在に構成されている。本体管部9は、軸方向に複数の巻部13bを有するコイル状の線材13aからなり、コイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有する外コイル部13と、軸方向に複数の巻部15bを有するコイル状の線材15aからなり、外コイル部13内に位置して外コイル部13と共に湾曲及び復元が可能な弾性を有する内コイル部15とを備える。
【0064】
外コイル部13は、軸方向で隣接する巻部13b間を離間させた複数の隙間13cを有し、内コイル部15は、巻部15bが外コイル部13の隙間15bに対応して設けられ、外コイル部13の隣接する巻部13bに接触しつつ当該巻部13b間に嵌合する。
【0065】
従って、挿入部3は、本体管部9が内コイル部15を外コイル部13内に位置させることで構成されているため、構造を簡素化することができる。
【0066】
また、挿入部3は、軸方向での圧縮力が作用しても、外コイル部13の隙間13c及び内コイル部15の隙間15cの圧縮が規制され、全体として圧縮が抑制される。
【0067】
結果として、挿入部3は、軸方向の剛性を確保することができ、内視鏡1の先端を観察対象に正確に位置決めすることができる。
【0068】
また、湾曲時には、湾曲の内側で外コイル部13の隙間13cを小さくしつつ湾曲の外側に内コイル部15を変位させ、湾曲の外側で外コイル部13の隙間13cを大きくして内コイル部15の変位を許容することで、軸方向の剛性を確保しても十分な可撓性を確保することができる。
【0069】
さらに、本実施例では、挿入部3の湾曲状態と直状状態との間で、本体管部9の外コイル部13及び内コイル部15の繰り返し円滑に動作させることができる。
【0070】
しかも、本実施例の挿入部3は、本体管部9の外コイル部13及び内コイル部15の径方向の復元力により、径方向に作用する外力による潰れや変形が抑制され、内部を挿通する部材を保護することができると共に、器具を挿通する際に円滑に滑らせることができる。
【0071】
本実施例の外コイル部13は、少なくともコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であるので、内外コイル部13,15の巻部13b及び15b間の接触角αを大きくして、湾曲時における内コイル部15の変位を容易に行うことができる。
【0072】
しかも、内コイル部15が変位するときは、少なくとも外コイル部13のコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であることにより、外コイル部13の巻部13bを軸方向で大型にすることなく、内コイル部15が外コイル部13から脱落することを抑制できる。
【0073】
本実施例では、内コイル部15の断面形状が円形であるため、確実に内外コイル部13,15の巻部13b及び15b間の接触角αを大きくできる。
【0074】
また、本実施例では、被覆部11が本体管部9よりも捩じれ剛性が高い管体である。このため、挿入部3を軸周りに回転させる際には、挿入部3の捩じれを抑制して、挿入部3の基端部3bから先端部3aに至るまで回転させることができる。
【0075】
本実施例の被覆部11は、編組チューブであるため、より確実に本体管部9の捩じれを抑制することができる。
【実施例2】
【0076】
図7は、実施例2に係る内視鏡の挿入部であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である。図8は、図7のVIII-VIII線に係る断面図である。なお、実施例2では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
【0077】
実施例2の挿入部3は、被覆部11の外側にコーティング17を備えている。その他は、実施例1と同一である。
【0078】
コーティング17は、被覆部11の外周全域を覆っている。なお、図7では、理解容易のために、図2と同様に被覆部11が本体管部9を部分的に覆った状態となっていると共に、コーティング17が被覆部11を部分的に覆った状態となっている。
【0079】
本実施例のコーティング17は、樹脂製である。ただし、コーティング17の材質は、限定されるものではない。本実施例のコーティング17の表面粗さは、被覆部11よりも小さい。このコーティング17は、被覆部11(挿入部3)の剛性を向上させるため、仕様に応じて適宜の厚みを有する。
【0080】
例えば、コーティング17を挿入部3の先端部3aに隣接する領域で薄くして挿入部3に湾曲可能な湾曲部を形成し、挿入部3の他の部分でコーティング17を厚くして挿入部3に湾曲しない部分を形成してもよい。
【0081】
従って、本実施例では、コーティング17の厚みを調整することによって、挿入部3の剛性を仕様に応じて適宜調整することができる。また、コーティング17により、挿入部3を被検体へ挿入する際の抵抗を低減でき、挿入部3の保護や挿入作業の円滑化を図ることができる。
【0082】
その他、本実施例でも、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例3】
【0083】
図9は、実施例3に係る内視鏡の挿入部の本体管部の要部を示す断面図である。なお、実施例3では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
【0084】
実施例3は、外コイル部13の巻部13bの断面形状を半円形としたものである。その他は、実施例1と同一である。なお、実施例3の外コイル部13の構造は、実施例2に適用してもよい。
【0085】
本実施例では、実施例1と同様の作用効果を奏することができながら、径方向のサイズを小さくすることができる。
【符号の説明】
【0086】
1 内視鏡
3 挿入部(挿入体)
5 操作部
9 本体管部
11 被覆部
13 外コイル部
13a 線材
13b 巻部
13c 隙間
15 内コイル部
15a 線材
15b 巻部
15c 隙間
17 コーティング



図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9