医療用チューブの製造装置、製造方法および医療用チューブ
【課題】 一端部の硬さを設定通りにしながら正確な長さの医療用チューブを得ることのできる医療用チューブの製造装置、製造方法および医療用チューブを提供すること。
【解決手段】 硬度が変化する医療用チューブＴＰを製造するための医療用チューブの製造装置１０を、成形機１１と、引取機１４と、エンコーダ１７と、分光器１８と、切断機１５と、切断用コントローラ１９とで構成した。成形機１１は、硬度と色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させて硬度および色が一定周期で変化するチューブ１６を成形する。エンコーダ１７は、引取機１４の駆動ローラ１４ｃの回転に応じたパルスを発生し、分光器１８は、チューブ１６の色の特性を検出して原点を決定する。切断用コントローラ１９は、分光器１８が色の特性を検出して決定した原点と、エンコーダ１７が発生するパルス数に基づいて切断機１５を作動させてチューブ１６を切断する。
【解決手段】 硬度が変化する医療用チューブＴＰを製造するための医療用チューブの製造装置１０を、成形機１１と、引取機１４と、エンコーダ１７と、分光器１８と、切断機１５と、切断用コントローラ１９とで構成した。成形機１１は、硬度と色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させて硬度および色が一定周期で変化するチューブ１６を成形する。エンコーダ１７は、引取機１４の駆動ローラ１４ｃの回転に応じたパルスを発生し、分光器１８は、チューブ１６の色の特性を検出して原点を決定する。切断用コントローラ１９は、分光器１８が色の特性を検出して決定した原点と、エンコーダ１７が発生するパルス数に基づいて切断機１５を作動させてチューブ１６を切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩やかに硬度が変化する医療用チューブの製造装置、製造方法および医療用チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療用チューブを成形するための材料として、種々の樹脂が用いられている。これらの樹脂からなる医療用チューブには、軟らかく柔軟性があるもの、硬いが挿入性に優れるとともに裂け難いものなどがあり、用途に応じていずれかの材料が選択される。しかしながら、どれもすべての点で優れたものではないため、異なる特性を備えた複数の材料で複数の層を形成することにより互いの欠点を補うようにした医療用チューブが用いられている。このような医療用チューブの中に、硬度が異なる複数の材料の配合比を変化させながら成形することにより得られる医療用チューブがある（例えば、特許文献１参照）。この医療用チューブ（カテーテル）を成形する際には、２以上の硬度の異なる材料の配合比を一定周期で変化させながら長いチューブを成形したのちに、最も軟らかい部分と最も硬い部分とを切断することが行われる。これにより、複数の医療用チューブが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３３９８号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、前述したチューブを切断する方法では、単に長いチューブの最も軟らかい部分と最も硬い部分とを切断するようにしているため、得られる複数の医療用チューブの長さにばらつきが生じやすくなる。また、硬度の変化に応じて色を変化させることにより目視で硬さを確認できる医療用チューブもあるが、この場合も色の変化が緩やかであるため、正確な位置で切断することは難しい。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものでその目的は、一端部の硬さを設定通りにしながら正確な長さの医療用チューブを得ることのできる医療用チューブの製造装置、製造方法および医療用チューブを提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る医療用チューブの製造装置の構成上の特徴は、材料供給部（１１ａ，１１ｂ）と成形金型（１１ｃ）とを備え、硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら二つの成形材料を材料供給部から成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブ（１６，２６）を成形する成形機（１１）と、成形機の下流に配置され成形機から送り出されるチューブを引き取って下流側に搬送する駆動ローラ（１４ｃ，１４ｄ）を有するコンベア（１４ａ，１４ｂ）からなる引取機（１４）と、駆動ローラの回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダ（１７）と、引取機から下流側に搬送されるチューブの色の特性を検出する検出部（１８ａ）と、チューブの原点として設定する位置の色特性を記憶する原点記憶部（１８ｄ）とを備え、検出部が色特性を検出したときに原点信号を発生する分光器（１８）と、引取機の下流に配置され引取機から搬送されるチューブを順次切断して予め設定された長さの医療用チューブ（ＴＰ）にする切断機（１５）と、分光器が原点信号を発生してからエンコーダが発生する任意のパルス数として設定された第１のパルス数と、さらにチューブが医療チューブの設定長さ分搬送されるまでにエンコーダが発生する第２のパルス数とを記憶する記憶部（１９ｂ）と、エンコーダが発生するパルス数が第１のパルス数になったときと、第２のパルス数になったときとに、切断機を作動させてチューブを切断する制御部（１９ａ）とを含む制御装置（１９）とを備えたことにある。
【０００７】
本発明に係る医療用チューブの製造装置は、成形機によって成形された硬度および色が一定周期で変化するチューブを引き取って下流に搬送する引取機の駆動ローラの回転速度を検出し、その回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダと、引取機から下流側に搬送されるチューブの色の特性を検出する分光器とを備えている。このため、まず、成形された長尺のチューブにおける一周期の中の所定位置の色を予め原点とする色として設定しておくことにより、成形されたチューブが分光器の検出部を通過するときに、分光器が原点となる色の特性を検出するとその位置をチューブの原点として認識できる。この場合の原点としては、色の変化が大きい部分を選択し、分光器の検出部が検出し易い位置に設定しておくことが好ましい。
【０００８】
そして、分光器が原点を検出してからエンコーダが発生する任意のパルス数を、第１のパルス数として予め設定しておき、その第１のパルス数に基づいて切断機を作動させることにより医療用チューブの一端を切断できる。この場合、チューブは、硬度と色とが異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら成形されているため、チューブを構成する各部分の硬度と色とが一致するようになる。これによって、医療用チューブの一端は、色を一致させることにより硬度も一定になる。
【０００９】
また、医療用チューブの長さは予め設定されているため、エンコーダによる駆動ローラの回転速度の検出により、分光器がチューブの原点を検出してから医療用チューブの他端が切断機の切断部に到達するまでにエンコーダが発生するパルス数も予め設定することができる。この場合、分光器が原点を検出してから医療用チューブの他端が切断機の切断部に到達するまでにエンコーダが発生するパルス数を第２のパルス数としている。すなわち、医療用チューブの長さに対応するパルス数は、第２のパルス数から第１のパルス数を差し引いた値になる。
【００１０】
このため、医療用チューブの一端が切断された後に、第２のパルス数の発生に基づいて切断機を作動させることにより医療用チューブの他端を正確に切断できる。これによって、一端の色と硬さおよび全体の長さが均一になった複数の医療用チューブを得ることができる。なお、ここでいう医療用チューブの一端は、医療用チューブの搬送方向から見れば先端で、他端は後端になるが、得られた医療用チューブでの先端や後端とは異なる場合がある。なお、第２のパルス数が発生してチューブが切断されたのちに、再度、原点が検出したときに、エンコーダが発生するパルスのカウントは、リセットされて「０」となり、カウント数は最初からカウントされる。
【００１１】
また、本発明に係る医療用チューブの製造装置の他の構成上の特徴は、検出部が検出する色の特性が、光をチューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表したことにある。これによると、製造される各医療用チューブの一端の色と硬さとを正確に一致させることができる。この場合の反射率は、入射光に対する反射光の割合であり、透過率は、入射光の強度からチューブが吸収する光の強度を差し引いた強度を有する透過光の入射光に対する割合である。そして、色度は、明度を無視した色の特性であり、ＪＩＳ Ｚ８７２９で規格され「Ｃ＊ａｂ」の記号で表されるものである。また、反射率や透過率は、割合％で示される数値とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る医療用チューブの製造方法の構成上の特徴は、硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら二つの成形材料を成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブを成形する成形工程と、駆動ローラを有するコンベアでチューブを搬送する搬送工程と、駆動ローラの回転速度に応じたパルスをエンコーダに発生させるパルス発生工程と、搬送されるチューブの色の特性を分光器で検出することによりチューブの原点を決定する原点決定工程と、原点決定工程において原点が決定されてから、エンコーダが発生するパルス数が、任意のパルス数として設定された第１のパルス数になったときにチューブを切断する第１切断工程と、第１切断工程の後に、エンコーダが発生するパルス数が、チューブが医療チューブの設定長さ分搬送されるまでにエンコーダが発生する第２のパルス数になったときに、チューブを切断することにより設定長さの医療用チューブを得る第２切断工程とを備えたことにある。
【００１３】
本発明に係る医療用チューブの製造方法では、成形工程で成形されたチューブを搬送するコンベアの駆動ローラの回転速度を検出し、その回転速度に応じたパルスをエンコーダに発生させるパルス発生工程と、搬送されるチューブの色の特性を分光器で検出してチューブの原点を決定する原点決定工程とが備わっている。このため、分光器が原点を検出してからエンコーダが発生する任意のパルス数を、第１のパルス数として予め設定しておき、その第１のパルス数に基づいて切断機を作動させることにより医療用チューブの一端を切断できる。
【００１４】
また、医療用チューブの設定長さに、エンコーダが発生するパルスを対応させて、パルス数を求め、このパルス数に第１のパルス数を加算した値を、第２のパルス数として予め設定しておくことができる。そして、第１のパルス数の発生によりチューブが切断されたのちにエンコーダが第２のパルス数のパルスを発生したときに再度チューブを切断することにより医療用チューブの他端を正確に切断できる。これによって、一端の色と硬さおよび全体の長さが均一になった複数の医療用チューブを得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る医療用チューブの製造方法の他の構成上の特徴は、原点決定工程において、分光器が行う色の特性の検出が、光をチューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表すことにある。これによると、製造される各医療用チューブの一端の色と硬さとを正確に一致させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る医療用チューブの構成上の特徴は、前述した医療用チューブの製造方法によって製造されることにある。これによると、一端の色と硬さおよび全体の長さについて均一な品質の複数の医療用チューブを得ることができる。また、本発明に係る医療用チューブは、内層が硬い成形材料からなり、外層が内層よりも軟らかい成形材料からなっていることが好ましいが、外層が内層よりも硬い成形材料からなっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療用チューブの製造装置の概略を示した構成図である。
【図２】医療用チューブを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】医療用チューブの断面を示しており、（ａ）は図２（ｂ）のａ−ａ断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のｂ−ｂ断面図、（ｃ）は図２（ｂ）のｃ−ｃ断面図である。
【図４】分光器が検出するチューブの長さと色度との関係を示したグラフである。
【図５】医療用チューブの製造装置の要部を示した構成図である。
【図６】チューブの切断位置を示した説明図である。
【図７】他の実施形態に係る医療用チューブを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る医療用チューブの製造装置１０を示している。この医療用チューブの製造装置１０は、成形機１１と、冷却タンク１２と、外径測定器１３と、引取機１４と、切断機１５とを備えている。成形機１１は、一対の押出機１１ａ，１１ｂからなる材料供給部と、成形金型１１ｃとを備えている。図示は省略するが、成形金型１１ｃには、押出機１１ａ，１１ｂにそれぞれ連通する材料供給路と、押出機１１ａ，１１ｂから供給される成形材料を成形するために通過させる成形通路と、成形されたチューブを外部に送り出す押出口とが備わっている。
【００１９】
また、成形金型１１ｃには、一方の押出機１１ａからは軟質の樹脂材料、例えば、軟質のポリウレタンからなる樹脂材料が成形材料として供給され、他方の押出機１１ｂからは硬質の樹脂材料、例えば、硬質のポリウレタンからなる樹脂材料が成形材料として供給される。これらの成形材料は、１８０℃程度に加熱されて溶融した状態で成形金型１１ｃに供給される。成形金型１１ｃの成形通路は、内周側に形成された内周通路と外周側に形成された外周通路との二つの通路で構成されており、ともに後部（図１の右側）が大径で前部が小径になった円錐状に形成されている。そして、内周通路と外周通路とは、成形金型１１ｃの前部で合流している。
【００２０】
押出機１１ａに連通する材料供給路は、外周通路を介して押出口に連通しており、押出機１１ｂに連通する材料供給路は、内周通路を介して押出口に連通している。このため、押出機１１ａ，１１ｂからそれぞれ成形金型１１ｃに成形材料を供給して、押出加工を行うと、内層が硬質の成形材料からなり、外層が軟質の成形材料からなる２層のチューブが成形される。また、押出機１１ａ，１１ｂはそれぞれ成形材料の供給速度を変更することができ、これによって、硬質の成形材料と軟質の成形材料との配合比を変更できる。また、押出機１１ａから供給される軟質の成形材料には白色の着色が施され、押出機１１ｂから供給される硬質の成形材料には青色の着色が施されている。このため、硬質の成形材料と軟質の成形材料との配合比を変更することにより成形されたチューブの色は白色から青色の間で変化する。
【００２１】
図２（ａ），（ｂ）は、成形機１１によって成形されたチューブ１６を示している。このチューブ１６を成形する際には、最初は、押出機１１ａからだけ成形材料を成形金型１１ｃに供給し、徐々に押出機１１ａから供給される成形材料を減少させながら押出機１１ｂから供給される成形材料を増加させていく。そして、成形金型１１ｃに供給される成形材料が押出機１１ｂから供給される成形材料だけになると、徐々に押出機１１ｂから供給される成形材料を減少させながら押出機１１ａから供給される成形材料を増加させていくといったことが繰り返される。
【００２２】
このようにして成形されたチューブ１６は、一定周期で硬さが変化しており、１周期には、軟質の成形材料が多い白色部１６ａと、軟質の成形材料と硬質の成形材料とが半々程度である中間部１６ｂと、硬質の成形材料が多い青色部１６ｃと、中間部１６ｂとが順に並んで含まれており、この周期が繰り返し配置されるように形成されている。また、チューブ１６の各部分の長さは適宜設定できるが、例えば、外径を５．０ｍｍ、内径を３．０ｍｍ、白色部１６ａの長さを２００ｍｍ、中間部１６ｂの長さを５０ｍｍ、青色部１６ｃの長さを２００ｍｍとすることができる。
【００２３】
ただし、白色部１６ａと中間部１６ｂとの間や中間部１６ｂと青色部１６ｃとの間等の各部分間には目視で認識できる境界があるのではなく、チューブ１６は、全体として緩やかに色が変化している。そして、その色の変化にしたがって硬度も緩やかに変化している。また、図３（ａ）は、白色部１６ａのａ−ａ断面を示しており、この場合、内層Ｂが薄肉で外層Ｗが厚肉に形成されている。図３（ｂ）は、中間部１６ｂのｂ−ｂ断面、図３（ｃ）は、青色部１６ｃのｃ−ｃ断面をそれぞれ示しており、中間部１６ｂ側から青色部１６ｃ側に行くにしたがって内層Ｂが厚くなり外層Ｗが薄くなっている。
【００２４】
成形機１１によって成形されたチューブ１６は、引取機１４によって引き取られるが、引取機１４に到達する前に、まず、成形機１１の下流に配置された冷却タンク１２に送られる。冷却タンク１２の内部には冷却水が貯留されており、成形金型１１ｃの押出口から送り出されるチューブ１６は冷却タンク１２内を通過して冷却されたのちに下流側に送られる。チューブ１６は、成形金型１１ｃから送り出されるときには、２００℃程度の温度になっているが、冷却タンク１２を通過する際に、２０℃程度に冷却される。これによって、チューブ１６は、安定した変形し難い状態になる。
【００２５】
冷却タンク１２で冷却されたチューブ１６は、冷却タンク１２の下流に配置された外径測定器１３によって、外径を測定される。この外径測定器１３としては、例えば、レーザースキャンによってチューブ１６の外径を測定する装置を用いることができる。この装置は、レーザー光を発信する発信器と受光器とを備えており、発信器が発信するレーザー光で受光器をスキャンすると受光器が受光して受光器に備わっている受光素子が電圧を発生する。このため、発信器と受光器との間にチューブ１６が位置すると、レーザー光がチューブ１６に妨げられている間、受光素子が発生する電圧が下がるため、電圧が下がった時間からチューブ１６の外径を算出することができる。これによって、チューブ１６の太さに異常が生じているか否かの検査をすることができる。
【００２６】
引取機１４は、前述したように、成形機１１によって成形されたチューブ１６を下流側に引き取る装置で、外径測定器１３の下流に配置されている。この引取機１４は、上下に対向して配置された一対のコンベア１４ａ，１４ｂで構成されており、コンベア１４ａ，１４ｂのそれぞれ下流側には駆動ローラ１４ｃ，１４ｄが配置され、コンベア１４ａ，１４ｂのそれぞれ上流側には従動ローラ１４ｅ，１４ｆが配置されている。コンベア１４ａは、駆動ローラ１４ｃが、図１の状態で時計回り方向に回転することにより下部が上流側から下流側に移動するように作動し、コンベア１４ｂは、駆動ローラ１４ｄが、図１の状態で反時計回り方向に回転することにより上部が上流側から下流側に移動するように作動する。また、コンベア１４ａ，１４ｂは互いの間隔を調節可能に設置されており、チューブ１６を上下から挟んで作動することによりチューブ１６を引き取ることができる。
【００２７】
切断機１５は、引取機１４の下流に配置されて引取機１４から送られるチューブ１６を切断する。切断機１５は、移動可能な回転切断刃（図示せず）を備えており、チューブ１６が切断位置に到達したときに、切断刃を回転させるとともに、チューブ１６に対して進退させることによりチューブ１６を切断する。また、医療用チューブの製造装置１０には、前述した各装置の他、エンコーダ１７、分光器１８、本発明に係る制御装置としての切断用コントローラ１９および引取用コントローラ２１を備えている。
【００２８】
エンコーダ１７は、駆動ローラ１４ｃの近傍に設置されており、駆動ローラ１４ｃの回転を検出しその回転速度に応じたパルスを発生する。このエンコーダ１７は、発光部と、受光部とを対向させて配置し、その間に、駆動ローラ１４ｃの軸に取り付けられ発光部が発生する光を断続させるスリットが形成された円盤を配置して構成されている。そして、受光部が検知する円盤によって生じる光の断続に応じた数のパルスをエンコーダは出力する。このため、このパルス数を時間で割れば駆動ローラ１４ｃの回転速度が求められ、回転速度と、駆動ローラ１４ｃの直径とで搬送速度が求められる。これによって、引取機１４が搬送するチューブ１６の搬送距離をパルス数に置き換えて表すことができる。
【００２９】
分光器１８は、引取機１４と切断機１５との間に設置されており、光源と、光源から発生する光がチューブ１６を照射したときのその反射光を受光する受光部とを備えた検出部１８ａと、分光器本体１８ｂとで構成されている。受光部は、チューブ１６からの反射光をスペクトル（波長成分）に分ける機能を備えている。スペクトルは、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の順に並んでいるが、これらはそれぞれ波長の長さが異なり、波長の長い方から短い方に前述した順になっている。このため、波長から色を特定することができる。分光器本体１８ｂは、検出部１８ａの測定結果を処理する処理部１８ｃと、チューブ１６の原点として設定する位置の色特性を記憶する原点記憶部１８ｄとを備えている。処理部１８ｃは、検出部１８ａが測定した各波長の光の強度から図４に示した関係を導き出す。
【００３０】
図４の曲線は、チューブ１６、すなわち青色を帯びた色の被検査物を測定した場合の波形を示しており、図４の横軸はチューブ１６の長さを示し、図４の縦軸は、チューブ１６の各部分における照射光に対する反射光から算出された色度を数値として示している。この色度は、ＪＩＳ Ｚ８７２９の規格に基づいて求められたもので、「Ｃ＊ａｂ」の記号で表されるものである。この値は、チューブ１６の各部分によって異なり、チューブ１６に形成された白色部１６ａ、中間部１６ｂ、青色部１６ｃおよび中間部１６ｂの周期にしたがって、一定周期で変化する。この場合、曲線の下部側部分が白色で上部側部分が青色になる。
【００３１】
また、処理部１８ｃは、図４に「０」で示した位置の色の特性を、チューブ１６の一定周期の原点として設定し、これを設定値として原点記憶部１８ｄに記憶させる。この場合の原点は、色度が「８」になる位置で、チューブ１６における色の変化が大きな位置である。この場合の原点は、チューブ１６における色の変化が最も大きな位置に設定することが好ましい。なお、チューブに他の色を施した場合には、その波形は、図４に示した曲線とは異なる曲線になる。また、図示は省略するが、検出部１８ａの近傍には、チューブ１６が振動することを防止する振動防止機構が設けられている。この振動防止機構としては、例えば、チューブ１６における検出部１８ａの光源によって光を照射される部分を挟んで搬送方向の上流側と下流側とに、それぞれ一対のローラを配置した機構を用いることができる。
【００３２】
この場合の各一対のローラはそれぞれ軸方向を水平にして上下に配置されて、一対のローラのそれぞれのローラ間にチューブ１６が通るように構成されている。これによって、チューブ１６の上下方向の移動が制限される。光源によるチューブ１６への光の照射は、水平方向から行われる。なお、ローラの向きと光の照射方向とは逆にしてもよく、各一対のローラをそれぞれ軸方向を縦にして左右に配置し、光源によるチューブ１６への光の照射を、垂直方向から行うようにしてもよい。また、検出部１８ａと、切断機１５の切断刃との間の距離は、チューブ１６から取り出される製品としての医療用チューブＴＰ（図６参照）の長さよりも短く設定しておく。これによって、検出部１８ａと、切断機１５との間の距離が長すぎてチューブ１６の切断位置に誤差が生じることを防止できる。さらに、検出部１８ａと切断機１５との間には、チューブ１６を内部に通して直線状に維持させるための円筒状のガイド部を設けておく。これによって、チューブ１６の搬送に直進性がでる。
【００３３】
切断用コントローラ１９は、図５に示したように、ＣＰＵ１９ａ、記憶部１９ｂおよびタイマ１９ｃを備えている。この切断用コントローラ１９は、接続配線を介して、エンコーダ１７、分光器１８の分光器本体１８ｂおよび切断機１５の駆動部（図示せず）に接続され、エンコーダ１７および分光器本体１８ｂから送られる信号に基づいて切断機１５の作動を制御する。記憶部１９ｂには、ＣＰＵ１９ａが実行するためのプログラムが記憶されるとともに、ＣＰＵ１９ａによるプログラムの実行時に一時的に各種のデータが記憶される。
【００３４】
記憶部１９ｂが記憶するデータには、分光器１８が原点を検出してからエンコーダ１７が発生する任意のパルス数として予め設定した第１のパルス数、医療用チューブＴＰの設定長さに対応するパルス数と第１のパルス数とを加算した第２のパルス数、エンコーダ１７が検出する回転速度の検出値および経過時間等が含まれる。第１のパルス数は、任意に設定されるが、検出部１８ａと切断機１５の切断刃との間の距離に対応するパルス数として設定してもよい。なお、ＣＰＵ１９ａは、記憶部１９ｂに記憶されたプログラムにしたがって切断機１５の作動を制御する。このＣＰＵ１９ａで本発明に係る制御部が構成され、記憶部１９ｂで本発明に係る記憶部が構成される。また、引取用コントローラ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマを備えており、適宜、引取機１４の搬送速度を制御したり、コンベア１４ａ，１４ｂの間隔を調節する制御をしたりする。
【００３５】
このように構成された医療用チューブの製造装置１０を用いて、医療用チューブＴＰを成形する場合には、まず、押出機１１ａに軟質のポリウレタン樹脂からなる成形材料を投入するとともに、押出機１１ｂに硬質のポリウレタン樹脂からなる成形材料を投入する。つぎに、成形金型１１ｃを２００℃程度に加熱したのちに、押出機１１ａ，１１ｂに投入した成形用材料をそれぞれ２００℃程度に加熱しながらスクリューで送り出して、成形金型１１ｃに供給する。この場合、押出機１１ａから供給する成形材料と、押出機１１ｂから供給する成形材料との配合比を一定周期で変更しながら２種類の成形材料を成形金型１１ｃに供給する。これによって、２層からなり、硬度が一定周期で滑らかに変化するチューブ１６が成形金型１１ｃの押出口から外部に押し出される。
【００３６】
外部に押し出されたチューブ１６の先端部は、引取機１４のコンベア１４ａ，１４ｂ間に配置され、チューブ１６は、引取機１４によって引き取り可能な状態になる。そして、押出機１１ａ，１１ｂと引取機１４とを同期して作動させ、一定速度で成形され成形金型１１ｃから出て行くチューブ１６を引取機１４が引き取っていく。その間、チューブ１６は、冷却タンク１２内を通過して冷却されたのちに、外径測定器１３によって、外径を測定される。そして、チューブ１６は、引取機１４を通過して、切断機１５の切断位置に到達したときに、切断機１５の作動により切断される。
【００３７】
このときのチューブ１６の切断位置は、例えば、図６に示したように設定することができる。図６において、線が施されていない部分は白色部１６ａ、縦線が施された部分は中間部１６ｂ、横線が施された部分は青色部１６ｃをそれぞれ示しており、「切断１」はそれぞれ医療用チューブＴＰの一端となる位置を示し、「切断２」は、医療用チューブＴＰの他端となる位置を示している。
【００３８】
図４に示したように、例えば、曲線が下り傾斜になるときに、値「８」になる位置を原点「０」として選んだ。これによると、原点「０」と次の原点「０」との間を１周期として、この周期が略同じ長さで繰り返されていく。そして、この１周期の中に、１つの医療用チューブＴＰと１つの廃棄チューブＴＮ（図６参照）とが位置するようになる。ここで、エンコーダ１７が発生する第１のパルス数に対応する点が「切断１」となる。
【００３９】
そして、「切断２」は、「切断１」から医療用チューブＴＰの設定長さ分離れた位置であり、予め決定されている。このようにして求められた「切断１」および「切断２」の位置が図６に示されている。この「切断１」と「切断２」との間の距離は、前述した第２のパルス数から第１のパルス数を引いた値に対応する。また、第１のパルス数および第２のパルス数は、記憶部１９ｂに記憶されている。
【００４０】
分光器１８は、順次送られてくるチューブ１６の色の特性を検出する。そして、分光器１８は、値「８」に対応する色の特性を検出すると、最初の原点「０」の位置に対応する原点信号を切断用コントローラ１９に発信する。これによって、ＣＰＵ１９ａは、エンコーダ１７が発生するパルスのカウントを開始し、カウントしたパルスの数が第１のパルス数になったときに切断機１５を作動させる。これによって、チューブ１６は「切断１」の位置で切断される。つぎに、ＣＰＵ１９ａは、チューブ１６が「切断１」の位置で切断された後に、カウントしたパルスの数が第２のパルス数になったときに切断機１５を作動させる。これによって、チューブ１６は「切断２」の位置で切断され、医療用チューブＴＰが得られる。
【００４１】
そして、再度、分光器１８が値「８」に対応する色の特性を検出すると、次の原点「０」の位置に対応する原点信号を切断用コントローラ１９に発信する。そして、切断用コントローラ１９がこの原点信号を受信すると、カウントしたパルス数をリセットして前述した処理が行われ、次の医療用チューブＴＰが得られる。医療用チューブＴＰの他端とつぎの医療用チューブＴＰの一端との間に位置する部分は廃棄チューブＴＮとして廃棄される。この場合、チューブ１６に含まれる各１周期の長さにばらつきが生じていれば、廃棄チューブＴＮの長さがそのばらつきに応じた長さになり、医療用チューブＴＰの長さは一定のままになる。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る医療用チューブの製造装置１０は、引取機１４の駆動ローラ１４ｃの回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダ１７と、引取機１４の下流側に搬送されるチューブ１６の色の特性を検出する分光器１８とを備えている。このため、チューブ１６における原点とする色に対応する値を予め設定しておくことにより、分光器１８がその原点となる色の特性を検出したときにその位置をチューブ１６の１周期の原点になる位置として認識できる。
【００４３】
そして、任意の第１のパルス数と、医療用チューブＴＰの設定長に対応する第２のパルス数を予め設定しておき、エンコーダ１７が発生するパルス数がそれらの設定値になったときに、切断機１５を作動させることにより医療用チューブＴＰの一端と他端とを正確に切断することができる。これによって、一端の色と硬さおよび全体の長さが均一になった複数の医療用チューブＴＰを得ることができる。また、分光器１８が検出する色の特性が、光をチューブ１６に照射したときの反射光を測定して数値として表したものであるため、各医療用チューブＴＰの一端の色および硬さを正確に一致させることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、チューブ１６の原点が、硬度の小さな白色部１６ａの中に設定されている。このため、硬い部分から軟らかい部分に移行する成形の際に細くなり易い部分は廃棄チューブＴＮとして廃棄することができる。さらに、分光器１８の検出部１８ａの近傍には、チューブ１６が振動することを防止する振動防止機構が設けられているため、チューブ１６が振動することを防止でき、分光器１８による測定をより正確に行える。また、また、検出部１８ａと、切断機１５の切断刃との間の距離は、医療用チューブＴＰの長さよりも短く設定されているため、切断機１５が「切断１」および「切断２」でチューブ１６を切断する際の位置誤差が生じ難くなる。
【００４５】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限るものでなく適宜変更実施が可能である。例えば、前述した実施形態では、チューブ１６として単純な管状の形状のものを成形しているが、図７に示した、外層２６ａ、内層２６ｂおよび隔壁部２６ｃからなるチューブ２６を、図３に示したチューブ１６と同様に配合比を変えながら成形することもできる。また、軟質の成形材料と、硬質の成形材料とにそれぞれ硬度の異なるポリウレタン樹脂を用いているが、これらの成形材料としては、他の樹脂材料を用いることができる。
【００４６】
例えば、軟質の成形材料としては、ＳＥＢＳブレンド材料（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料）、ナイロン、ポリ塩化ビニル等を用いることができる。要は、成形材料としては、硬度が異なり、かつ相溶性を有する２つの樹脂材料を用いていればよい。また、チューブ１６に施す色も青に限らず、どのような色を施してもよい。さらに、チューブ１６の各部分のサイズも適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…医療用チューブの製造装置、１１…成形機、１１ａ，１１ｂ…押出機、１１ｃ…成形金型、１４…引取機、１４ｃ…駆動ローラ、１５…切断機、１６，２６…チューブ、１７…エンコーダ、１８…分光器、１８ａ…検出部、１８ｄ…原点記憶部、１９…切断用コントローラ、１９ａ…ＣＰＵ、１９ｂ…記憶部、ＴＰ…医療用チューブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩やかに硬度が変化する医療用チューブの製造装置、製造方法および医療用チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療用チューブを成形するための材料として、種々の樹脂が用いられている。これらの樹脂からなる医療用チューブには、軟らかく柔軟性があるもの、硬いが挿入性に優れるとともに裂け難いものなどがあり、用途に応じていずれかの材料が選択される。しかしながら、どれもすべての点で優れたものではないため、異なる特性を備えた複数の材料で複数の層を形成することにより互いの欠点を補うようにした医療用チューブが用いられている。このような医療用チューブの中に、硬度が異なる複数の材料の配合比を変化させながら成形することにより得られる医療用チューブがある（例えば、特許文献１参照）。この医療用チューブ（カテーテル）を成形する際には、２以上の硬度の異なる材料の配合比を一定周期で変化させながら長いチューブを成形したのちに、最も軟らかい部分と最も硬い部分とを切断することが行われる。これにより、複数の医療用チューブが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３３９８号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、前述したチューブを切断する方法では、単に長いチューブの最も軟らかい部分と最も硬い部分とを切断するようにしているため、得られる複数の医療用チューブの長さにばらつきが生じやすくなる。また、硬度の変化に応じて色を変化させることにより目視で硬さを確認できる医療用チューブもあるが、この場合も色の変化が緩やかであるため、正確な位置で切断することは難しい。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものでその目的は、一端部の硬さを設定通りにしながら正確な長さの医療用チューブを得ることのできる医療用チューブの製造装置、製造方法および医療用チューブを提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る医療用チューブの製造装置の構成上の特徴は、材料供給部（１１ａ，１１ｂ）と成形金型（１１ｃ）とを備え、硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら二つの成形材料を材料供給部から成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブ（１６，２６）を成形する成形機（１１）と、成形機の下流に配置され成形機から送り出されるチューブを引き取って下流側に搬送する駆動ローラ（１４ｃ，１４ｄ）を有するコンベア（１４ａ，１４ｂ）からなる引取機（１４）と、駆動ローラの回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダ（１７）と、引取機から下流側に搬送されるチューブの色の特性を検出する検出部（１８ａ）と、チューブの原点として設定する位置の色特性を記憶する原点記憶部（１８ｄ）とを備え、検出部が色特性を検出したときに原点信号を発生する分光器（１８）と、引取機の下流に配置され引取機から搬送されるチューブを順次切断して予め設定された長さの医療用チューブ（ＴＰ）にする切断機（１５）と、分光器が原点信号を発生してからエンコーダが発生する任意のパルス数として設定された第１のパルス数と、さらにチューブが医療チューブの設定長さ分搬送されるまでにエンコーダが発生する第２のパルス数とを記憶する記憶部（１９ｂ）と、エンコーダが発生するパルス数が第１のパルス数になったときと、第２のパルス数になったときとに、切断機を作動させてチューブを切断する制御部（１９ａ）とを含む制御装置（１９）とを備えたことにある。
【０００７】
本発明に係る医療用チューブの製造装置は、成形機によって成形された硬度および色が一定周期で変化するチューブを引き取って下流に搬送する引取機の駆動ローラの回転速度を検出し、その回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダと、引取機から下流側に搬送されるチューブの色の特性を検出する分光器とを備えている。このため、まず、成形された長尺のチューブにおける一周期の中の所定位置の色を予め原点とする色として設定しておくことにより、成形されたチューブが分光器の検出部を通過するときに、分光器が原点となる色の特性を検出するとその位置をチューブの原点として認識できる。この場合の原点としては、色の変化が大きい部分を選択し、分光器の検出部が検出し易い位置に設定しておくことが好ましい。
【０００８】
そして、分光器が原点を検出してからエンコーダが発生する任意のパルス数を、第１のパルス数として予め設定しておき、その第１のパルス数に基づいて切断機を作動させることにより医療用チューブの一端を切断できる。この場合、チューブは、硬度と色とが異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら成形されているため、チューブを構成する各部分の硬度と色とが一致するようになる。これによって、医療用チューブの一端は、色を一致させることにより硬度も一定になる。
【０００９】
また、医療用チューブの長さは予め設定されているため、エンコーダによる駆動ローラの回転速度の検出により、分光器がチューブの原点を検出してから医療用チューブの他端が切断機の切断部に到達するまでにエンコーダが発生するパルス数も予め設定することができる。この場合、分光器が原点を検出してから医療用チューブの他端が切断機の切断部に到達するまでにエンコーダが発生するパルス数を第２のパルス数としている。すなわち、医療用チューブの長さに対応するパルス数は、第２のパルス数から第１のパルス数を差し引いた値になる。
【００１０】
このため、医療用チューブの一端が切断された後に、第２のパルス数の発生に基づいて切断機を作動させることにより医療用チューブの他端を正確に切断できる。これによって、一端の色と硬さおよび全体の長さが均一になった複数の医療用チューブを得ることができる。なお、ここでいう医療用チューブの一端は、医療用チューブの搬送方向から見れば先端で、他端は後端になるが、得られた医療用チューブでの先端や後端とは異なる場合がある。なお、第２のパルス数が発生してチューブが切断されたのちに、再度、原点が検出したときに、エンコーダが発生するパルスのカウントは、リセットされて「０」となり、カウント数は最初からカウントされる。
【００１１】
また、本発明に係る医療用チューブの製造装置の他の構成上の特徴は、検出部が検出する色の特性が、光をチューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表したことにある。これによると、製造される各医療用チューブの一端の色と硬さとを正確に一致させることができる。この場合の反射率は、入射光に対する反射光の割合であり、透過率は、入射光の強度からチューブが吸収する光の強度を差し引いた強度を有する透過光の入射光に対する割合である。そして、色度は、明度を無視した色の特性であり、ＪＩＳ Ｚ８７２９で規格され「Ｃ＊ａｂ」の記号で表されるものである。また、反射率や透過率は、割合％で示される数値とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る医療用チューブの製造方法の構成上の特徴は、硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら二つの成形材料を成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブを成形する成形工程と、駆動ローラを有するコンベアでチューブを搬送する搬送工程と、駆動ローラの回転速度に応じたパルスをエンコーダに発生させるパルス発生工程と、搬送されるチューブの色の特性を分光器で検出することによりチューブの原点を決定する原点決定工程と、原点決定工程において原点が決定されてから、エンコーダが発生するパルス数が、任意のパルス数として設定された第１のパルス数になったときにチューブを切断する第１切断工程と、第１切断工程の後に、エンコーダが発生するパルス数が、チューブが医療チューブの設定長さ分搬送されるまでにエンコーダが発生する第２のパルス数になったときに、チューブを切断することにより設定長さの医療用チューブを得る第２切断工程とを備えたことにある。
【００１３】
本発明に係る医療用チューブの製造方法では、成形工程で成形されたチューブを搬送するコンベアの駆動ローラの回転速度を検出し、その回転速度に応じたパルスをエンコーダに発生させるパルス発生工程と、搬送されるチューブの色の特性を分光器で検出してチューブの原点を決定する原点決定工程とが備わっている。このため、分光器が原点を検出してからエンコーダが発生する任意のパルス数を、第１のパルス数として予め設定しておき、その第１のパルス数に基づいて切断機を作動させることにより医療用チューブの一端を切断できる。
【００１４】
また、医療用チューブの設定長さに、エンコーダが発生するパルスを対応させて、パルス数を求め、このパルス数に第１のパルス数を加算した値を、第２のパルス数として予め設定しておくことができる。そして、第１のパルス数の発生によりチューブが切断されたのちにエンコーダが第２のパルス数のパルスを発生したときに再度チューブを切断することにより医療用チューブの他端を正確に切断できる。これによって、一端の色と硬さおよび全体の長さが均一になった複数の医療用チューブを得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る医療用チューブの製造方法の他の構成上の特徴は、原点決定工程において、分光器が行う色の特性の検出が、光をチューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表すことにある。これによると、製造される各医療用チューブの一端の色と硬さとを正確に一致させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る医療用チューブの構成上の特徴は、前述した医療用チューブの製造方法によって製造されることにある。これによると、一端の色と硬さおよび全体の長さについて均一な品質の複数の医療用チューブを得ることができる。また、本発明に係る医療用チューブは、内層が硬い成形材料からなり、外層が内層よりも軟らかい成形材料からなっていることが好ましいが、外層が内層よりも硬い成形材料からなっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療用チューブの製造装置の概略を示した構成図である。
【図２】医療用チューブを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】医療用チューブの断面を示しており、（ａ）は図２（ｂ）のａ−ａ断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のｂ−ｂ断面図、（ｃ）は図２（ｂ）のｃ−ｃ断面図である。
【図４】分光器が検出するチューブの長さと色度との関係を示したグラフである。
【図５】医療用チューブの製造装置の要部を示した構成図である。
【図６】チューブの切断位置を示した説明図である。
【図７】他の実施形態に係る医療用チューブを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る医療用チューブの製造装置１０を示している。この医療用チューブの製造装置１０は、成形機１１と、冷却タンク１２と、外径測定器１３と、引取機１４と、切断機１５とを備えている。成形機１１は、一対の押出機１１ａ，１１ｂからなる材料供給部と、成形金型１１ｃとを備えている。図示は省略するが、成形金型１１ｃには、押出機１１ａ，１１ｂにそれぞれ連通する材料供給路と、押出機１１ａ，１１ｂから供給される成形材料を成形するために通過させる成形通路と、成形されたチューブを外部に送り出す押出口とが備わっている。
【００１９】
また、成形金型１１ｃには、一方の押出機１１ａからは軟質の樹脂材料、例えば、軟質のポリウレタンからなる樹脂材料が成形材料として供給され、他方の押出機１１ｂからは硬質の樹脂材料、例えば、硬質のポリウレタンからなる樹脂材料が成形材料として供給される。これらの成形材料は、１８０℃程度に加熱されて溶融した状態で成形金型１１ｃに供給される。成形金型１１ｃの成形通路は、内周側に形成された内周通路と外周側に形成された外周通路との二つの通路で構成されており、ともに後部（図１の右側）が大径で前部が小径になった円錐状に形成されている。そして、内周通路と外周通路とは、成形金型１１ｃの前部で合流している。
【００２０】
押出機１１ａに連通する材料供給路は、外周通路を介して押出口に連通しており、押出機１１ｂに連通する材料供給路は、内周通路を介して押出口に連通している。このため、押出機１１ａ，１１ｂからそれぞれ成形金型１１ｃに成形材料を供給して、押出加工を行うと、内層が硬質の成形材料からなり、外層が軟質の成形材料からなる２層のチューブが成形される。また、押出機１１ａ，１１ｂはそれぞれ成形材料の供給速度を変更することができ、これによって、硬質の成形材料と軟質の成形材料との配合比を変更できる。また、押出機１１ａから供給される軟質の成形材料には白色の着色が施され、押出機１１ｂから供給される硬質の成形材料には青色の着色が施されている。このため、硬質の成形材料と軟質の成形材料との配合比を変更することにより成形されたチューブの色は白色から青色の間で変化する。
【００２１】
図２（ａ），（ｂ）は、成形機１１によって成形されたチューブ１６を示している。このチューブ１６を成形する際には、最初は、押出機１１ａからだけ成形材料を成形金型１１ｃに供給し、徐々に押出機１１ａから供給される成形材料を減少させながら押出機１１ｂから供給される成形材料を増加させていく。そして、成形金型１１ｃに供給される成形材料が押出機１１ｂから供給される成形材料だけになると、徐々に押出機１１ｂから供給される成形材料を減少させながら押出機１１ａから供給される成形材料を増加させていくといったことが繰り返される。
【００２２】
このようにして成形されたチューブ１６は、一定周期で硬さが変化しており、１周期には、軟質の成形材料が多い白色部１６ａと、軟質の成形材料と硬質の成形材料とが半々程度である中間部１６ｂと、硬質の成形材料が多い青色部１６ｃと、中間部１６ｂとが順に並んで含まれており、この周期が繰り返し配置されるように形成されている。また、チューブ１６の各部分の長さは適宜設定できるが、例えば、外径を５．０ｍｍ、内径を３．０ｍｍ、白色部１６ａの長さを２００ｍｍ、中間部１６ｂの長さを５０ｍｍ、青色部１６ｃの長さを２００ｍｍとすることができる。
【００２３】
ただし、白色部１６ａと中間部１６ｂとの間や中間部１６ｂと青色部１６ｃとの間等の各部分間には目視で認識できる境界があるのではなく、チューブ１６は、全体として緩やかに色が変化している。そして、その色の変化にしたがって硬度も緩やかに変化している。また、図３（ａ）は、白色部１６ａのａ−ａ断面を示しており、この場合、内層Ｂが薄肉で外層Ｗが厚肉に形成されている。図３（ｂ）は、中間部１６ｂのｂ−ｂ断面、図３（ｃ）は、青色部１６ｃのｃ−ｃ断面をそれぞれ示しており、中間部１６ｂ側から青色部１６ｃ側に行くにしたがって内層Ｂが厚くなり外層Ｗが薄くなっている。
【００２４】
成形機１１によって成形されたチューブ１６は、引取機１４によって引き取られるが、引取機１４に到達する前に、まず、成形機１１の下流に配置された冷却タンク１２に送られる。冷却タンク１２の内部には冷却水が貯留されており、成形金型１１ｃの押出口から送り出されるチューブ１６は冷却タンク１２内を通過して冷却されたのちに下流側に送られる。チューブ１６は、成形金型１１ｃから送り出されるときには、２００℃程度の温度になっているが、冷却タンク１２を通過する際に、２０℃程度に冷却される。これによって、チューブ１６は、安定した変形し難い状態になる。
【００２５】
冷却タンク１２で冷却されたチューブ１６は、冷却タンク１２の下流に配置された外径測定器１３によって、外径を測定される。この外径測定器１３としては、例えば、レーザースキャンによってチューブ１６の外径を測定する装置を用いることができる。この装置は、レーザー光を発信する発信器と受光器とを備えており、発信器が発信するレーザー光で受光器をスキャンすると受光器が受光して受光器に備わっている受光素子が電圧を発生する。このため、発信器と受光器との間にチューブ１６が位置すると、レーザー光がチューブ１６に妨げられている間、受光素子が発生する電圧が下がるため、電圧が下がった時間からチューブ１６の外径を算出することができる。これによって、チューブ１６の太さに異常が生じているか否かの検査をすることができる。
【００２６】
引取機１４は、前述したように、成形機１１によって成形されたチューブ１６を下流側に引き取る装置で、外径測定器１３の下流に配置されている。この引取機１４は、上下に対向して配置された一対のコンベア１４ａ，１４ｂで構成されており、コンベア１４ａ，１４ｂのそれぞれ下流側には駆動ローラ１４ｃ，１４ｄが配置され、コンベア１４ａ，１４ｂのそれぞれ上流側には従動ローラ１４ｅ，１４ｆが配置されている。コンベア１４ａは、駆動ローラ１４ｃが、図１の状態で時計回り方向に回転することにより下部が上流側から下流側に移動するように作動し、コンベア１４ｂは、駆動ローラ１４ｄが、図１の状態で反時計回り方向に回転することにより上部が上流側から下流側に移動するように作動する。また、コンベア１４ａ，１４ｂは互いの間隔を調節可能に設置されており、チューブ１６を上下から挟んで作動することによりチューブ１６を引き取ることができる。
【００２７】
切断機１５は、引取機１４の下流に配置されて引取機１４から送られるチューブ１６を切断する。切断機１５は、移動可能な回転切断刃（図示せず）を備えており、チューブ１６が切断位置に到達したときに、切断刃を回転させるとともに、チューブ１６に対して進退させることによりチューブ１６を切断する。また、医療用チューブの製造装置１０には、前述した各装置の他、エンコーダ１７、分光器１８、本発明に係る制御装置としての切断用コントローラ１９および引取用コントローラ２１を備えている。
【００２８】
エンコーダ１７は、駆動ローラ１４ｃの近傍に設置されており、駆動ローラ１４ｃの回転を検出しその回転速度に応じたパルスを発生する。このエンコーダ１７は、発光部と、受光部とを対向させて配置し、その間に、駆動ローラ１４ｃの軸に取り付けられ発光部が発生する光を断続させるスリットが形成された円盤を配置して構成されている。そして、受光部が検知する円盤によって生じる光の断続に応じた数のパルスをエンコーダは出力する。このため、このパルス数を時間で割れば駆動ローラ１４ｃの回転速度が求められ、回転速度と、駆動ローラ１４ｃの直径とで搬送速度が求められる。これによって、引取機１４が搬送するチューブ１６の搬送距離をパルス数に置き換えて表すことができる。
【００２９】
分光器１８は、引取機１４と切断機１５との間に設置されており、光源と、光源から発生する光がチューブ１６を照射したときのその反射光を受光する受光部とを備えた検出部１８ａと、分光器本体１８ｂとで構成されている。受光部は、チューブ１６からの反射光をスペクトル（波長成分）に分ける機能を備えている。スペクトルは、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の順に並んでいるが、これらはそれぞれ波長の長さが異なり、波長の長い方から短い方に前述した順になっている。このため、波長から色を特定することができる。分光器本体１８ｂは、検出部１８ａの測定結果を処理する処理部１８ｃと、チューブ１６の原点として設定する位置の色特性を記憶する原点記憶部１８ｄとを備えている。処理部１８ｃは、検出部１８ａが測定した各波長の光の強度から図４に示した関係を導き出す。
【００３０】
図４の曲線は、チューブ１６、すなわち青色を帯びた色の被検査物を測定した場合の波形を示しており、図４の横軸はチューブ１６の長さを示し、図４の縦軸は、チューブ１６の各部分における照射光に対する反射光から算出された色度を数値として示している。この色度は、ＪＩＳ Ｚ８７２９の規格に基づいて求められたもので、「Ｃ＊ａｂ」の記号で表されるものである。この値は、チューブ１６の各部分によって異なり、チューブ１６に形成された白色部１６ａ、中間部１６ｂ、青色部１６ｃおよび中間部１６ｂの周期にしたがって、一定周期で変化する。この場合、曲線の下部側部分が白色で上部側部分が青色になる。
【００３１】
また、処理部１８ｃは、図４に「０」で示した位置の色の特性を、チューブ１６の一定周期の原点として設定し、これを設定値として原点記憶部１８ｄに記憶させる。この場合の原点は、色度が「８」になる位置で、チューブ１６における色の変化が大きな位置である。この場合の原点は、チューブ１６における色の変化が最も大きな位置に設定することが好ましい。なお、チューブに他の色を施した場合には、その波形は、図４に示した曲線とは異なる曲線になる。また、図示は省略するが、検出部１８ａの近傍には、チューブ１６が振動することを防止する振動防止機構が設けられている。この振動防止機構としては、例えば、チューブ１６における検出部１８ａの光源によって光を照射される部分を挟んで搬送方向の上流側と下流側とに、それぞれ一対のローラを配置した機構を用いることができる。
【００３２】
この場合の各一対のローラはそれぞれ軸方向を水平にして上下に配置されて、一対のローラのそれぞれのローラ間にチューブ１６が通るように構成されている。これによって、チューブ１６の上下方向の移動が制限される。光源によるチューブ１６への光の照射は、水平方向から行われる。なお、ローラの向きと光の照射方向とは逆にしてもよく、各一対のローラをそれぞれ軸方向を縦にして左右に配置し、光源によるチューブ１６への光の照射を、垂直方向から行うようにしてもよい。また、検出部１８ａと、切断機１５の切断刃との間の距離は、チューブ１６から取り出される製品としての医療用チューブＴＰ（図６参照）の長さよりも短く設定しておく。これによって、検出部１８ａと、切断機１５との間の距離が長すぎてチューブ１６の切断位置に誤差が生じることを防止できる。さらに、検出部１８ａと切断機１５との間には、チューブ１６を内部に通して直線状に維持させるための円筒状のガイド部を設けておく。これによって、チューブ１６の搬送に直進性がでる。
【００３３】
切断用コントローラ１９は、図５に示したように、ＣＰＵ１９ａ、記憶部１９ｂおよびタイマ１９ｃを備えている。この切断用コントローラ１９は、接続配線を介して、エンコーダ１７、分光器１８の分光器本体１８ｂおよび切断機１５の駆動部（図示せず）に接続され、エンコーダ１７および分光器本体１８ｂから送られる信号に基づいて切断機１５の作動を制御する。記憶部１９ｂには、ＣＰＵ１９ａが実行するためのプログラムが記憶されるとともに、ＣＰＵ１９ａによるプログラムの実行時に一時的に各種のデータが記憶される。
【００３４】
記憶部１９ｂが記憶するデータには、分光器１８が原点を検出してからエンコーダ１７が発生する任意のパルス数として予め設定した第１のパルス数、医療用チューブＴＰの設定長さに対応するパルス数と第１のパルス数とを加算した第２のパルス数、エンコーダ１７が検出する回転速度の検出値および経過時間等が含まれる。第１のパルス数は、任意に設定されるが、検出部１８ａと切断機１５の切断刃との間の距離に対応するパルス数として設定してもよい。なお、ＣＰＵ１９ａは、記憶部１９ｂに記憶されたプログラムにしたがって切断機１５の作動を制御する。このＣＰＵ１９ａで本発明に係る制御部が構成され、記憶部１９ｂで本発明に係る記憶部が構成される。また、引取用コントローラ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマを備えており、適宜、引取機１４の搬送速度を制御したり、コンベア１４ａ，１４ｂの間隔を調節する制御をしたりする。
【００３５】
このように構成された医療用チューブの製造装置１０を用いて、医療用チューブＴＰを成形する場合には、まず、押出機１１ａに軟質のポリウレタン樹脂からなる成形材料を投入するとともに、押出機１１ｂに硬質のポリウレタン樹脂からなる成形材料を投入する。つぎに、成形金型１１ｃを２００℃程度に加熱したのちに、押出機１１ａ，１１ｂに投入した成形用材料をそれぞれ２００℃程度に加熱しながらスクリューで送り出して、成形金型１１ｃに供給する。この場合、押出機１１ａから供給する成形材料と、押出機１１ｂから供給する成形材料との配合比を一定周期で変更しながら２種類の成形材料を成形金型１１ｃに供給する。これによって、２層からなり、硬度が一定周期で滑らかに変化するチューブ１６が成形金型１１ｃの押出口から外部に押し出される。
【００３６】
外部に押し出されたチューブ１６の先端部は、引取機１４のコンベア１４ａ，１４ｂ間に配置され、チューブ１６は、引取機１４によって引き取り可能な状態になる。そして、押出機１１ａ，１１ｂと引取機１４とを同期して作動させ、一定速度で成形され成形金型１１ｃから出て行くチューブ１６を引取機１４が引き取っていく。その間、チューブ１６は、冷却タンク１２内を通過して冷却されたのちに、外径測定器１３によって、外径を測定される。そして、チューブ１６は、引取機１４を通過して、切断機１５の切断位置に到達したときに、切断機１５の作動により切断される。
【００３７】
このときのチューブ１６の切断位置は、例えば、図６に示したように設定することができる。図６において、線が施されていない部分は白色部１６ａ、縦線が施された部分は中間部１６ｂ、横線が施された部分は青色部１６ｃをそれぞれ示しており、「切断１」はそれぞれ医療用チューブＴＰの一端となる位置を示し、「切断２」は、医療用チューブＴＰの他端となる位置を示している。
【００３８】
図４に示したように、例えば、曲線が下り傾斜になるときに、値「８」になる位置を原点「０」として選んだ。これによると、原点「０」と次の原点「０」との間を１周期として、この周期が略同じ長さで繰り返されていく。そして、この１周期の中に、１つの医療用チューブＴＰと１つの廃棄チューブＴＮ（図６参照）とが位置するようになる。ここで、エンコーダ１７が発生する第１のパルス数に対応する点が「切断１」となる。
【００３９】
そして、「切断２」は、「切断１」から医療用チューブＴＰの設定長さ分離れた位置であり、予め決定されている。このようにして求められた「切断１」および「切断２」の位置が図６に示されている。この「切断１」と「切断２」との間の距離は、前述した第２のパルス数から第１のパルス数を引いた値に対応する。また、第１のパルス数および第２のパルス数は、記憶部１９ｂに記憶されている。
【００４０】
分光器１８は、順次送られてくるチューブ１６の色の特性を検出する。そして、分光器１８は、値「８」に対応する色の特性を検出すると、最初の原点「０」の位置に対応する原点信号を切断用コントローラ１９に発信する。これによって、ＣＰＵ１９ａは、エンコーダ１７が発生するパルスのカウントを開始し、カウントしたパルスの数が第１のパルス数になったときに切断機１５を作動させる。これによって、チューブ１６は「切断１」の位置で切断される。つぎに、ＣＰＵ１９ａは、チューブ１６が「切断１」の位置で切断された後に、カウントしたパルスの数が第２のパルス数になったときに切断機１５を作動させる。これによって、チューブ１６は「切断２」の位置で切断され、医療用チューブＴＰが得られる。
【００４１】
そして、再度、分光器１８が値「８」に対応する色の特性を検出すると、次の原点「０」の位置に対応する原点信号を切断用コントローラ１９に発信する。そして、切断用コントローラ１９がこの原点信号を受信すると、カウントしたパルス数をリセットして前述した処理が行われ、次の医療用チューブＴＰが得られる。医療用チューブＴＰの他端とつぎの医療用チューブＴＰの一端との間に位置する部分は廃棄チューブＴＮとして廃棄される。この場合、チューブ１６に含まれる各１周期の長さにばらつきが生じていれば、廃棄チューブＴＮの長さがそのばらつきに応じた長さになり、医療用チューブＴＰの長さは一定のままになる。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る医療用チューブの製造装置１０は、引取機１４の駆動ローラ１４ｃの回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダ１７と、引取機１４の下流側に搬送されるチューブ１６の色の特性を検出する分光器１８とを備えている。このため、チューブ１６における原点とする色に対応する値を予め設定しておくことにより、分光器１８がその原点となる色の特性を検出したときにその位置をチューブ１６の１周期の原点になる位置として認識できる。
【００４３】
そして、任意の第１のパルス数と、医療用チューブＴＰの設定長に対応する第２のパルス数を予め設定しておき、エンコーダ１７が発生するパルス数がそれらの設定値になったときに、切断機１５を作動させることにより医療用チューブＴＰの一端と他端とを正確に切断することができる。これによって、一端の色と硬さおよび全体の長さが均一になった複数の医療用チューブＴＰを得ることができる。また、分光器１８が検出する色の特性が、光をチューブ１６に照射したときの反射光を測定して数値として表したものであるため、各医療用チューブＴＰの一端の色および硬さを正確に一致させることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、チューブ１６の原点が、硬度の小さな白色部１６ａの中に設定されている。このため、硬い部分から軟らかい部分に移行する成形の際に細くなり易い部分は廃棄チューブＴＮとして廃棄することができる。さらに、分光器１８の検出部１８ａの近傍には、チューブ１６が振動することを防止する振動防止機構が設けられているため、チューブ１６が振動することを防止でき、分光器１８による測定をより正確に行える。また、また、検出部１８ａと、切断機１５の切断刃との間の距離は、医療用チューブＴＰの長さよりも短く設定されているため、切断機１５が「切断１」および「切断２」でチューブ１６を切断する際の位置誤差が生じ難くなる。
【００４５】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限るものでなく適宜変更実施が可能である。例えば、前述した実施形態では、チューブ１６として単純な管状の形状のものを成形しているが、図７に示した、外層２６ａ、内層２６ｂおよび隔壁部２６ｃからなるチューブ２６を、図３に示したチューブ１６と同様に配合比を変えながら成形することもできる。また、軟質の成形材料と、硬質の成形材料とにそれぞれ硬度の異なるポリウレタン樹脂を用いているが、これらの成形材料としては、他の樹脂材料を用いることができる。
【００４６】
例えば、軟質の成形材料としては、ＳＥＢＳブレンド材料（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタンおよび鉱物油を混合した成形材料）、ナイロン、ポリ塩化ビニル等を用いることができる。要は、成形材料としては、硬度が異なり、かつ相溶性を有する２つの樹脂材料を用いていればよい。また、チューブ１６に施す色も青に限らず、どのような色を施してもよい。さらに、チューブ１６の各部分のサイズも適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…医療用チューブの製造装置、１１…成形機、１１ａ，１１ｂ…押出機、１１ｃ…成形金型、１４…引取機、１４ｃ…駆動ローラ、１５…切断機、１６，２６…チューブ、１７…エンコーダ、１８…分光器、１８ａ…検出部、１８ｄ…原点記憶部、１９…切断用コントローラ、１９ａ…ＣＰＵ、１９ｂ…記憶部、ＴＰ…医療用チューブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料供給部と成形金型とを備え、硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら前記二つの成形材料を前記材料供給部から前記成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブを成形する成形機と、
前記成形機の下流に配置され前記成形機から送り出される前記チューブを引き取って下流側に搬送する駆動ローラを有するコンベアからなる引取機と、
前記駆動ローラの回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダと、
前記引取機から下流側に搬送されるチューブの色の特性を検出する検出部と、前記チューブの原点として設定する位置の色特性を記憶する原点記憶部とを備え、前記検出部が前記色特性を検出したときに、原点信号を発生する分光器と、
前記引取機の下流に配置され前記引取機から搬送される前記チューブを順次切断して予め設定された長さの医療用チューブにする切断機と、
前記分光器が原点信号を発生してから前記エンコーダが発生する任意のパルス数として設定された第１のパルス数と、さらに前記チューブが前記医療チューブの設定長さ分搬送されるまでに前記エンコーダが発生する第２のパルス数とを記憶する記憶部と、前記エンコーダが発生するパルス数が前記第１のパルス数になったときと、前記第２のパルス数になったときとに、前記切断機を作動させて前記チューブを切断する制御部とを含む制御装置とを備えたことを特徴とする医療用チューブの製造装置。
【請求項２】
前記検出部が検出する色の特性が、光を前記チューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表したものである請求項１に記載の医療用チューブの製造装置。
【請求項３】
硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら前記二つの成形材料を成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブを成形する成形工程と、
駆動ローラを有するコンベアで前記チューブを搬送する搬送工程と、
前記駆動ローラの回転速度に応じたパルスをエンコーダに発生させるパルス発生工程と、
搬送されるチューブの色の特性を分光器で検出することにより前記チューブの原点を決定する原点決定工程と、
前記原点決定工程において前記原点が決定されてから、前記エンコーダが発生するパルス数が、任意のパルス数として設定された第１のパルス数になったときに前記チューブを切断する第１切断工程と、
前記第１切断工程の後に、前記エンコーダが発生するパルス数が、前記チューブが前記医療チューブの設定長さ分搬送されるまでに前記エンコーダが発生する第２のパルス数になったときに、前記チューブを切断することにより設定長さの医療用チューブを得る第２切断工程と
を備えたことを特徴とする医療用チューブの製造方法。
【請求項４】
前記原点決定工程において、前記分光器が行う色の特性の検出が、光を前記チューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表すものである請求項３に記載の医療用チューブの製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の医療用チューブの製造方法によって製造される医療用チューブ。
【請求項１】
材料供給部と成形金型とを備え、硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら前記二つの成形材料を前記材料供給部から前記成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブを成形する成形機と、
前記成形機の下流に配置され前記成形機から送り出される前記チューブを引き取って下流側に搬送する駆動ローラを有するコンベアからなる引取機と、
前記駆動ローラの回転速度に応じたパルスを発生するエンコーダと、
前記引取機から下流側に搬送されるチューブの色の特性を検出する検出部と、前記チューブの原点として設定する位置の色特性を記憶する原点記憶部とを備え、前記検出部が前記色特性を検出したときに、原点信号を発生する分光器と、
前記引取機の下流に配置され前記引取機から搬送される前記チューブを順次切断して予め設定された長さの医療用チューブにする切断機と、
前記分光器が原点信号を発生してから前記エンコーダが発生する任意のパルス数として設定された第１のパルス数と、さらに前記チューブが前記医療チューブの設定長さ分搬送されるまでに前記エンコーダが発生する第２のパルス数とを記憶する記憶部と、前記エンコーダが発生するパルス数が前記第１のパルス数になったときと、前記第２のパルス数になったときとに、前記切断機を作動させて前記チューブを切断する制御部とを含む制御装置とを備えたことを特徴とする医療用チューブの製造装置。
【請求項２】
前記検出部が検出する色の特性が、光を前記チューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表したものである請求項１に記載の医療用チューブの製造装置。
【請求項３】
硬度および色が異なる二つの成形材料の配合比を一定周期で変化させながら前記二つの成形材料を成形金型に供給して硬度および色が一定周期で変化するチューブを成形する成形工程と、
駆動ローラを有するコンベアで前記チューブを搬送する搬送工程と、
前記駆動ローラの回転速度に応じたパルスをエンコーダに発生させるパルス発生工程と、
搬送されるチューブの色の特性を分光器で検出することにより前記チューブの原点を決定する原点決定工程と、
前記原点決定工程において前記原点が決定されてから、前記エンコーダが発生するパルス数が、任意のパルス数として設定された第１のパルス数になったときに前記チューブを切断する第１切断工程と、
前記第１切断工程の後に、前記エンコーダが発生するパルス数が、前記チューブが前記医療チューブの設定長さ分搬送されるまでに前記エンコーダが発生する第２のパルス数になったときに、前記チューブを切断することにより設定長さの医療用チューブを得る第２切断工程と
を備えたことを特徴とする医療用チューブの製造方法。
【請求項４】
前記原点決定工程において、前記分光器が行う色の特性の検出が、光を前記チューブに照射したときの反射光または透過光の強度を測定して、色度、反射率または透過率を数値として表すものである請求項３に記載の医療用チューブの製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の医療用チューブの製造方法によって製造される医療用チューブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７５５２４（Ｐ２０１２−７５５２４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１５２１（Ｐ２０１０−２２１５２１）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２２８８８８）日本コヴィディエン株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２２８８８８）日本コヴィディエン株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
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