JP3645597B2

JP3645597B2 - 内視鏡湾曲管とその製造方法

Info

Publication number: JP3645597B2
Application number: JP28466794A
Authority: JP
Inventors: 義晃伊藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JPH08146306A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内視鏡の先端部に設けた湾曲部に内装される、複数の節輪を回動自在に連結してなる内視鏡湾曲管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡湾曲管を構成する節輪の内周面には、内視鏡の湾曲部を湾曲操作するための操作ワイヤを挿通するワイヤ受けが設けられており、従来、特開昭６０−１０２６０７号公報および特開平５−３８５２号公報に開示されている。
【０００３】
特開昭６０−１０２６０７号公報にあっては、図８の節輪の断面図に示すように、節輪２の内周面に、その内周方向におけるワイヤ受け１の規定位置に円筒形状のワイヤ受け１を固定した後、ワイヤ受け１と節輪２の内周面の接触部位にレーザ光を照射し、図９の節輪２の正面図に示すように、ワイヤ受け１を節輪２の内周面に一体的に固着してある。そして、内視鏡湾曲管は、ワイヤ受け１を接合した節輪２同士を、節輪２に設けた連結部３の穴３ａと他の節輪２の連結部４の穴４ｂとを位置合わせしつつ両穴３ａ，４ａに連結具を挿入して連結することにより、連結具を中心として相対的に回動可能なように構成されている。そして、ワイヤ受け１の穴部１ａに操作ワイヤを挿通して組立て、この操作ワイヤを内視鏡の操作部で操作して所望の湾曲操作を行うようになっている。
【０００４】
上記したように、ワイヤ受け１と節輪２の接触部位にレーザ光を照射すると、図１０に示すように、節輪２の外周面から入ったレーザ光がワイヤ受け１の節輪２内周面と接している部位を溶融した後、溶融部５が一体的に凝固して、ワイヤ受け１と節輪２とが一体的に固着される。
【０００５】
特開平５−３８５２号公報にあっては、図１１に示すように、節輪２の内周面に接合するワイヤ受け１５は、ほぼ半円筒状をした薄肉の操作ワイヤ挿通部１５ａと操作ワイヤ挿通部１５ａに一体形成した一対の足部１５ｂとからなり、足部１５ｂの厚さは操作ワイヤ挿通部１５ａの厚さよりも大きく形成されている。そして、一対の足部１５ｂの端面をそれぞれ節輪２の内周面の規定位置に接触させて、ワイヤ受け１５を配置した後、レーザ光を接触部位に照射して節輪２の内周面にワイヤ受け１５を接合している。
【０００６】
足部１５ｂと節輪２の接触部位に、節輪２の外周面から入ったレーザ光が足部１５ｂを溶融するようにレーザ出力を調整してレーザ光を照射すると、足部１５ｂが操作ワイヤ挿通部１５ａと比較して厚いため操作ワイヤ挿通部１５ａに熱影響を与えることなく、溶融部５によりワイヤ受け１５と節輪２とが一体的に固着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開昭６０−１０２６０７号公報にあっては、ワイヤ受け１と節輪２の接触部位が線であるため、溶接部５の強度が不十分であるという問題があった。また、溶接部５の強度を向上させるために接触部位に照射するレーザ光のスポット径を大きくする手段が考えられるが、スポット径を大きくすると、図１２に示すように、ワイヤ受け１取付側の節輪２の端面に切り欠き１６が発生し、湾曲管を覆うブレードを傷つける恐れがあった。
【０００８】
また、特開平５−３８５２号公報にあっては、ワイヤ受け１５と節輪２とを一体的にレーザ等により溶着する際に、ワイヤ受け１５に生じる溶融部５と溶融していない部分との境界が位置する断面積が、ワイヤ受け１５の操作ワイヤ挿通部１５ａの断面積より大きくなる形状をもつワイヤ受け１５を用いると、ワイヤ受け１５の形状が点対称でないため、ワイヤ受け１５を節輪２の内周面に固定する際の位置決めに高い精度が要求されたり、ワイヤ受け１５を製作する際の加工コストが割高であったりした。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、レーザ光を照射してワイヤ受けを節輪の内周面に固着する際に、安価でかつ節輪に対して位置決めが容易にできるワイヤ受けを使用し、節輪の端面に切り欠きを発生させない強固な溶接部を有する内視鏡湾曲管を製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、内視鏡の湾曲部に内装される節輪の内周面にワイヤ受けを一体的に固着してなる内視鏡湾曲管の製造方法において、節輪の外周側から、節輪とワイヤ受けの接触部位及びその周辺の非接触部位に対して、節輪の円周方向溶接幅を大きくし軸方向溶接幅を小さくする状態でレーザ光を照射し、前記ワイヤ受けと前記節輪とを、接触部位の溶融凝固と、非接触部位に形成される余盛部の溶融凝固との双方からなる溶接部により一体的に固着することを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
請求項１記載の発明にあっては、節輪の外周側からワイヤ受けと節輪の内周面の接触部位だけでなく、接触部位周辺の非接触部位にもレーザ光を照射することにより、溶けた節輪の一部がワイヤ受けの外周面と節輪の内周面との隙間にできるノッチに入り込んで固まることでノッチを無くし、余盛部が形成されて、節輪とワイヤ受けとを強固に接合した内視鏡湾曲管を製造することができる。この場合、節輪の円周方向溶接幅を大きくし軸方向溶接幅を小さくする状態でレーザ光を照射することで、溶接部の強度が向上され、かつ節輪の端面における切り欠きの発生を無くすことができる。
【００１６】
請求項４記載の発明にあっては、内視鏡の湾曲部に内装される節輪の内周面にワイヤ受けを一体的に固着してなる内視鏡湾曲管において、前記節輪の内周面の一部と前記ワイヤ受けの外周面の一部とを溶かすことで接合される溶接部に余盛部を形成したものであるから、請求項１記載の発明と同様、接触部位が溶接されていることに加え、余盛部の溶融凝固により節輪の内周面とワイヤ受けの外周面との隙間にできるノッチを無くすことができ、節輪とワイヤ受けとを強固に接合した内視鏡湾曲管を提供できる。
請求項５記載の発明にあっては、前記節輪の内周面の一部と前記ワイヤ受けの外周面の一部とを固着する際、節輪にレーザ光を照射することにより、前記節輪の内周面の一部と前記ワイヤ受けの外周面の一部とを溶かすことで接合される溶接部に余盛部を形成させてワイヤ受けを節輪に固着するものであるから、請求項２記載の発明と同様、溶けた節輪の一部がワイヤ受けの外周面と節輪の内周面との隙間にできるノッチに入り込んで固まることでノッチを無くし、余盛部が形成されて、節輪とワイヤ受けとを強固に接合した内視鏡湾曲管を製造することができる。
請求項６記載の発明にあっては、請求項２記載の内視鏡湾曲管の製造方法において、前記レーザ光は、前記節輪と前記ワイヤ受けとの接触部位だけでなく、接触部位の周囲にも照射するものであることから、接触部位が溶接されていることに加え、余盛部の溶融凝固により節輪の内周面とワイヤ受けの外周面との隙間にできるノッチを無くすことができ、節輪とワイヤ受けとを強固に接合することができる。
【００１７】
【実施例１】
図１〜図４に本発明の実施例１を示す。図１はワイヤ受けを２つ取り付けた節輪を示す正面図、図２（ａ）はワイヤ受けと節輪の溶接後の溶接部を示す部分拡大正面図、図２（ｂ）はワイヤ受けと節輪の溶接前の溶接部を示す部分拡大正面図、図３はワイヤ受けを２つ取り付けた節輪を示す中央縦断面図、図４は節輪とワイヤ受けにレーザ光を照射する際のレーザ光照射位置を示す概略図であり、以下、図１〜図４を用いて実施例１を説明する。
【００１８】
節輪２は、円筒形状からなる短管部の両端面に各節輪２同士を接続する一対の連結部３，４が短管の軸方向に沿ってそれぞれ突設されて構成されている。節輪２の１端面に設けた一対の連結部３は周方向に１８０°の間隔をおいて配置されるとともに、節輪２の外周径よりも外側に形成されている。一方、他端面の一対の連結部４は周方向に１８０°の間隔でかつ上記一対の連結部３に対し９０°ずれた位置に配置されるとともに、節輪２の外周径よりも内側に形成されている。各連結部３，４にはリベット等の連結具を挿入するための穴３ａ，４ａが形成されており、連結部３の穴３ａと連結部４の穴４ａを合わせ、各穴３ａ，４ａに連結具を挿入して節輪２同士を連結することで、内視鏡湾曲管を構成する複数の節輪２同士が回動可能に連結される。
【００１９】
ワイヤ受け１は薄肉円筒形状に形成され、その内径は内視鏡の湾曲部を湾曲動作させるための操作ワイヤが挿通可能な大きさに形成されている。このワイヤ受け１は、その外周面が節輪２の内周面に接合されて節輪２に固着される。図１および図３では、１個の節輪２に固着するワイヤ受け１の数が２個の場合を示しているが、１個の節輪２に１個または３個以上のワイヤ受け１を固着してもよい。
【００２０】
ワイヤ受け１と節輪２を接合する場合は、ワイヤ受け１の外周面と節輪２の内周面を当接させ、例えば節輪２に対してワイヤ受け１を図１に示す位置関係で動かないように、図示を省略した治具を用いて固定した後、ワイヤ受け１と節輪２内周面の接触部位および該接触部位周辺の接触していない部位にレーザ光を節輪２の外周側から照射して、ワイヤ受け１と節輪２を固着する。このとき、レーザ光の照射は３点とし、１点は接触部位の中央、他の２点は中央から左右に０．３〜０．６ｍｍずつずらした位置に行う。
【００２１】
本実施例によれば、図２（ａ）に示すように、節輪２の外周側からワイヤ受け１と節輪２の接触部位および該接触部位周辺の接触していない部位にレーザ光を照射すると、溶接部５の溶接に加えて、溶けた節輪２の一部がワイヤ受け１の外周面と節輪２の内周面の隙間にできるノッチ６（図２（ｂ）参照）に入り込んでノッチ６を無くし、余盛部７を形成した状態で再び溶融部分が凝固する。ワイヤ受け１と節輪２の接合部に余盛部７が形成されると、ワイヤ受け１と節輪２の溶接部５が大きくなり、ワイヤ受け１が軸方向または接線方向に力を受けた際に、溶接部５に生じる応力が分散されて溶接部強度が向上される。
【００２２】
例えば、肉厚０．４ｍｍ、外周径１１．６ｍｍの節輪２と、外径１．９ｍｍ、内径１．０ｍｍ、幅１．０ｍｍのワイヤ受け１との接合を、ＹＡＧレーザ光を用いて行った場合、レーザ条件を出力１０〜１２Ｊ、パルス幅６〜１２ｍｓｅｃとし、図４に示すように、溶接点数を３点とし、１点は節輪２とワイヤ受け１との接触部位中央、他の２点は接触部位中央から左右に０．５ｍｍずつずらしてレーザ光を照射して溶接すると、ワイヤ受け１に対する軸方向の引張強度は１６〜２０ｋｇｆ程度が得られた。
【００２３】
したがって、本実施例によれば、節輪２とワイヤ受け１の接合部に余盛部７を形成して節輪２とワイヤ受け１を固着すると、従来技術と比較して溶接強度を確実に向上させることができる。
【００２４】
【実施例２】
図５〜図７に本発明の実施例２を示す。図５は節輪の外周面に照射するレーザ光の形状を成形する方法を示す概念図、図６は節輪に照射するレーザ光の形状を示す説明図、図７は節輪に取り付けるワイヤ受けの取付位置を示す断面説明図で以下、図５〜図７を用いて実施例２を説明する。
【００２５】
本実施例は、節輪２の外周面に照射するレーザ光の形状を成形して節輪２とワイヤ受け１を溶接するもので、アウトプットハウジング８と節輪２の外周面の間に長方形の孔９ａを有するマスク９を配置し、アウトプットハウジング８から節輪２の外周面に照射されるレーザ光１０がマスク９の孔９ａを通過することで、レーザ光が所望する形状に成形されるようになっている。アウトプットハウジング８はレーザ光１０を照射するための装置で、図示を省略したレーザ装置本体とファイバ１１によってつながれている。
【００２６】
実施例１と同様に、ワイヤ受け１と節輪２とを図示を省略した治具を用いて規定の位置に固定し、アウトプットハウジング８からレーザ光１０を照射すると、マスク９の孔９ａを通過したレーザ光１０は孔９ａの形状に成形され、ワイヤ受け１を固定した節輪２の外周面に照射される。このとき、出力を高くし、節輪２の円周方向溶接幅１２をワイヤ受け１の長さより大きくなるようにマスク９の孔９ａにより成形したレーザ光１０を節輪２の外周面に照射すると、溶接部５の溶接に加えて、ワイヤ受け１と節輪２の接触部位の周辺にレーザ光による熱が伝わり、溶けた節輪２の一部がノッチ６（図２（ｂ）参照）に入り込んでノッチ６を無くし、溶接部５に余盛部７（図２（ａ）参照）を形成した状態で溶融部分が凝固する。このように、本実施例では、実施例１と異なり、レーザ光１０の照射点数を１点で済ますことができる。
【００２７】
内視鏡の湾曲部を構成する内視鏡湾曲管には様々な種類があるが、これらは一つ一つ湾曲部の湾曲動作の可動域が異なっている。この湾曲部の可動域はワイヤ取付位置、すなわち節輪２の回動中心となる連結部４の穴４ａ中心とワイヤ受け１の端面との距離（以下、ワイヤ取付距離という）１４によって決定されるので、品種が異なるとワイヤ受け取付距離１４がそれぞれ異なる。そのため、ワイヤ受け１を節輪２の端面に近付いた位置に固着する必要があるときには、図１２に示すように、節輪２の端面に切り欠き１６が発生する場合があるが、本実施例では、ワイヤ受け１が節輪２の端面に近付いた場合でも、マスク９の孔９ａによって節輪２の外周面に照射するレーザ光１０を成形し、節輪２の軸方向溶接幅１３を小さくし、円周方向溶接幅１２を大きくすれば、ワイヤ受け１に対するレーザ光１０の溶け込み深さが深くなって溶接部５の強度が向上され、かつレーザ光１０によって節輪２の端面に切り欠き１６を発生させることがなくなる。
【００２８】
上記マスク９の孔９ａの形状は、任意に設定することができ、製品によって最適な形状を選択することができる。すなわち、本実施例では、マスク９によりレーザ光１０を成形して、節輪２の円周方向溶接幅１２を大きくし軸方向溶接幅１３を小さくした場合を例示したが、円周方向溶接幅１２と軸方向溶接幅１３の両方を小さくし、レーザ光１０のエネルギ密度を一定にしてワイヤ受け１と節輪２を固着してもよい。この場合、実施例１と同様に、レーザ照射点数を複数点にして余盛部７を形成することができる。
以上説明したように、各実施の形態によれば、ワイヤ受けの形状が点対称であるので、加工コストが安く原価低減を図ることができる。また、節輪に対するワイヤ受けの高精度な組付精度が必要でないため、組立工程におけるタクトタイムを短縮することができる。さらに、溶接部に余盛部を形成して節輪とワイヤ受けを固着したので、溶接部強度が向上され、内視鏡を操作中に溶接部が破壊する危険性を減少させることができる。そして、余盛部を形成してワイヤ受けと節輪を固着することにより、レーザ光のスポット径を大きくして節輪とワイヤ受けとの溶接部の強度を向上させる必要がなくなる、このため、レーザ光のスポット径を大きくした際に節輪の端面に生じ易い切り欠きの発生がなくなるので、切り欠きによって湾曲管を覆うブレードを破損させることが無くなる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、節輪の外周側からのレーザ光照射により、ノッチが無く、余盛部が形成され、節輪とワイヤ受けとを強固に接合でき、また、節輪の端面における切り欠きの発生を無くすことができる内視鏡湾曲管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のワイヤ受けを２個取付けた節輪を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例１におけるワイヤ受けと節輪の溶接部を示し、図２（ａ）は溶接後の溶接部を示す部分拡大正面図、図２（ｂ）は溶接前の溶接部を示す部分拡大図である。
【図３】本発明の実施例１のワイヤ受けを２個取付けた節輪を示す中央縦断面図である。
【図４】本発明の実施例１の節輪とワイヤ受けを固着する際のレーザ光を照射する位置を示す概略図である。
【図５】本発明の実施例２の節輪の外周面に照射するレーザ光の形状を成形する方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例２の節輪の外周面に照射するレーザ光の形状を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例２のワイヤ取付位置を示す断面説明図である。
【図８】従来技術の節輪を示す中央縦断面図である。
【図９】従来技術の節輪を示す正面図である。
【図１０】従来技術のワイヤ受けと節輪の溶接部を示す部分拡大図である。
【図１１】従来技術のワイヤ受けと節輪の溶接部を示す部分拡大図である。
【図１２】ワイヤ受けと節輪の溶接時に発生する切り欠きを示す説明図である。
【符号の説明】
１ワイヤ受け
１ａワイヤ受けの穴部
２節輪
５溶接部
７余盛部
８アウトプットハウジング
９マスク
９ａ孔
１０レーザ光

Claims

内視鏡の湾曲部に内装される節輪の内周面にワイヤ受けを一体的に固着してなる内視鏡湾曲管の製造方法において、
節輪の外周側から、節輪とワイヤ受けの接触部位及びその周辺の非接触部位に対して、節輪の円周方向溶接幅を大きくし軸方向溶接幅を小さくする状態でレーザ光を照射し、前記ワイヤ受けと前記節輪とを、接触部位の溶融凝固と、非接触部位に形成される余盛部の溶融凝固との双方からなる溶接部により一体的に固着することを特徴とする内視鏡湾曲管の製造方法。