JP4217471B2 - 内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
体腔内などに挿入される挿入部の先端を湾曲操作可能な内視鏡では、この先端（湾曲部）を操作するために湾曲操作ノブを用いるものが広く知られている。従来の湾曲操作ノブは例えば、組立状態では操作中心軸方向に離間して対向する一対の端面壁とこの端面壁を接続する外周壁とを有する中空状をなしているが、組立前ではこの外周壁の途中で上下に分割される２つの外皮パーツに分けられた、いわば最中のような構造になっていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このように湾曲操作ノブが複数の外皮パーツからなる従来の構成では、各外皮パーツを別々に作成する手間がかかったり、防水性を考慮して外皮パーツを貼り合わせる手間がかかるため、コスト高となっていた。また、各外皮パーツの貼り合わせ部分（分割ライン）が湾曲操作ノブの外周壁上に位置するため、内視鏡の使用後においてこの貼り合わせ部分の洗浄に手間がかかるという問題もあった。さらに、湾曲操作ノブの突起部分内に樹脂が充填されるため多くの樹脂が必要であり、さらにこの突起部分内の樹脂部分が湾曲操作ノブの自重を重くする要因の一つでもあった。
【０００４】
以上のような従来の問題点を解決するために、例えば湾曲操作ノブを中空状の一体成形部品として形成する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、この方法では金型が２セット必要なため初期投資が大きく、また成形に要する時間も多く必要となる等の問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３２７６１３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−６５５７６号公報
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、軽量で操作性が良く、製造にかかる初期投資が少なくて済み、材料費を節減でき、さらに成形時間を短縮できる内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明の概要】
本発明の内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法は、先端部に湾曲部を有し観察対象内に挿入される挿入部と、操作中心軸を中心として回動操作可能で該回動操作によって上記湾曲部を湾曲操作させる湾曲操作ノブを備えた内視鏡において、ガス注入部を有する第１の型と、この第１の型と組み合わされる第２の型とからなる、湾曲操作ノブ成形用の金型を準備する第１の工程と；上記第１の型及び上記第２の型を組み合わせた後、これら両型の間に形成された空隙内に上記ガス注入部を介して溶融樹脂を射出する第２の工程と；上記空隙内に上記ガス注入部を通して不活性ガスを注入する第３の工程と；を有し、上記第１のガス注入部は、上記金型により成形される樹脂成形品の切除すべき不要部分に対応する箇所に設けられていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図６は本発明を適用した湾曲操作ノブを備えた内視鏡の一実施形態の全体構造を示す外観図であり、図１は同内視鏡の湾曲操作装置付近の断面図である。まず、内視鏡の全体構造及び湾曲操作装置の概要を説明する。
【００１０】
図６に示す内視鏡１０は、操作部１１と挿入部１２を有し、挿入部１２の先端部は、操作部１１に設けた湾曲操作装置１３の操作に応じて上下及び左右方向に湾曲される湾曲部１２ａとなっている。
【００１１】
湾曲部１２ａ先端には、図示しない観察窓（対物窓）と照明窓が設けられている。観察窓を介して得られる画像は操作部１１近傍に設けた接眼部１５から観察することができる。湾曲部１２ａ先端の照明窓には、コネクタ１４に接続された光源装置１７からライトガイド可撓管を介して照明用光が送られる。また、操作部１１と挿入部１２の間には、処置具を挿入するための鉗子口１８が設けられていて、鉗子口１８から挿入された処置具は湾曲部１２ａの先端から突出する。
【００１２】
図１に示すように、湾曲操作装置１３は、湾曲部１２ａを左右方向に湾曲させるための左右湾曲機構１３ＬＲと、湾曲部１２ａを上下方向に湾曲させるための上下湾曲機構１３ＵＤを有している。まず、左右湾曲機構１３ＬＲについて説明する。
【００１３】
操作部１１のハウジング１１ａ内には基板１１ｂが固定されており、この基板１１ｂ上に回動基軸２０が固定されている。回動基軸２０は、ハウジング１１ａに形成した貫通孔１１ｃを通して上方に突出している。貫通孔１１ｃは、後述する固定台座６０とハウジング１１ａとの間に配した蓋体１１ｄによって塞がれている。
【００１４】
回動基軸２０の外側には、左右湾曲機構１３ＬＲを構成する操作軸体２１が回動可能に支持されている。操作軸体２１は、回転基軸２０に嵌まる、該回転基軸２０と同心をなす筒状部材であり、金属材料で形成されている。操作軸体２１の上端部外周面には、中心部に円形穴２２ａが穿設された環状の底板２２が固定されており、この底板２２は操作軸体２１と一体となって回動することができる。
【００１５】
底板２２には、プラスチックの成形品である湾曲操作ノブ（湾曲操作部材）２３の下面に穿設された大径開口２３ｂが嵌合固定されている。湾曲操作ノブ２３は、等角度間隔で４つの指掛部２３ａを外径方向に突出させ、内部は中空に形成されている。湾曲操作ノブ２３の上面には、大径開口２３ｂと対向する小径開口２３ｃが形成されている。
【００１６】
操作軸体２１の下端部にはプーリー２４が固定されている。プーリー２４には一対の操作ワイヤ２５、２６が固定されており、プーリー２４の正逆の回動によって、操作ワイヤ２５と操作ワイヤ２６の一方がプーリー２４に巻き取られ、他方がプーリー２４から繰り出される。操作ワイヤ２５と操作ワイヤ２６はそれぞれ挿入部１２の湾曲部１２ａを構成する節輪に接続しており、この操作ワイヤ２５と操作ワイヤ２６に対する牽引及び繰出動作によって、湾曲部１２ａが左右方向に湾曲される。本実施形態では、図６中のＬ方向に湾曲操作ノブ２３と操作軸体２１の結合体を回動させると湾曲部１２ａが左方に湾曲され、同結合体をＲ方向に回動させると湾曲部１２ａが右方に湾曲される。
【００１７】
次に、上下湾曲機構１３ＵＤについて説明する。操作軸体２１の外側には、上下湾曲機構１３ＵＤを構成する操作軸体３１が回動可能に支持されている。操作軸体３１は金属材料で形成されており、操作軸体２１に回動可能に嵌まる、回動基軸２０と同心の筒状部３１ａと、この筒状部３１ａの上端部に位置する円板状部３１ｂを有している。
【００１８】
操作軸体３１には、プラスチックの成形品である湾曲操作ノブ（湾曲操作部材）３３の上面に穿設された小径開口３３ｂが嵌合固定されている。湾曲操作ノブ３３は、等角度間隔で５つの指掛部３３ａを外径方向に突出させ、内部は中空に形成されている。湾曲操作ノブ３３の下面には、小径開口３３ｂと対向する大径開口３３ｃが形成されている。
【００１９】
操作軸体３１の下端部には、プーリー３４が固定されている。プーリー３４には一対の操作ワイヤ３５、３６が固定されており、プーリー３４の正逆の回動によって、操作ワイヤ３５と操作ワイヤ３６の一方がプーリー３４に巻き取られ、他方がプーリー３４から繰り出される。操作ワイヤ３５と操作ワイヤ３６はそれぞれ挿入部１２の湾曲部１２ａに接続されており、この操作ワイヤ３５と操作ワイヤ３６に対する牽引及び繰出動作によって、湾曲部１２ａが上下方向に湾曲される。本実施形態では、図６中のＵ方向に湾曲操作ノブ３３と操作軸体３１の結合体を回動させると湾曲部１２ａが上方に湾曲され、同結合体をＤ方向に回動させると湾曲部１２ａが下方に湾曲される。
【００２０】
左右湾曲機構１３ＬＲと上下湾曲機構１３ＵＤはそれぞれ、ロック機構によって湾曲操作ノブ２３、３３の回動操作を規制することができ、これらのロック機構によって、挿入部１２の湾曲部１２ａを所望の湾曲状態に保持することができる。まず左右湾曲機構１３ＬＲのロック機構を説明する。
【００２１】
回動基軸２０の上端部には、回動基軸２０と同心の筒状部４１ａと円板状部４１ｂを備えたロック軸体４１が設けられている。筒状部４１ａは回動基軸２０に回動可能に嵌まっており、円板状部４１ｂ上には固定ナット４３を介してロック操作ノブ（ロック操作部材）４２が固定されていて、外部からロック操作ノブ４２を回動操作するとロック軸体４１も一体に回転する。回動基軸２０の上端部には、このロック軸体４１とロック操作ノブ４２の結合体の回動基軸２０からの脱落を防止する抜止部材４４が取り付けられており、さらに、抜止部材４４は、固定ねじ２０ａによって回動基軸２０の軸線方向に脱落しないように固定されている。
【００２２】
ロック軸体４１とロック操作ノブ４２の結合体は、円板状部４１ｂ上に突設した回動規制突起（不図示）が、周方向に位置を異ならせて抜止部材４４に設けた一対の回動規制面（不図示）に当接する範囲内で回動させることができる。抜止部材４４にはさらに、各回動規制面との径方向の対向位置に、一対のクリック凹部（不図示）が形成されており、回動規制突起が各回動規制面に当接する、ロック軸体４１とロック操作ノブ４２の回動規制位置では、該ロック操作ノブ４２に固定されたクリックばね（不図示）が、径方向の対向位置にあるクリック凹部（不図示）と係合して、ロック操作ノブ４２にクリック感を与える。
【００２３】
ロック軸体４１の筒状部４１ａの下端部には、環状の取付部材４５の内径穴が嵌合固定されている。取付部材４５の外周面２箇所には、周方向の位相を１８０度ずらして雌ねじ穴４５ａが穿設されており、両雌ねじ穴４５ａには、カムピン４６の雄ねじ４６ａが螺合している。
【００２４】
回動基軸２０の上端部近傍には、回動基軸２０に対して相対回転及び軸線方向（上下方向）の相対移動が不能な環状の固定部材４７が固着されている。さらに、固定部材４７の外周面には、略筒状のブレーキ部材４８が、固定部材４７に対して相対回転不能かつ軸線方向（上下方向）の相対移動が自在として装着されている。このブレーキ部材４８の外周面には２つのカム溝４９が位相を１８０度ずらして穿設され、各カム溝４９には、前述したカムピン４６がそれぞれ係合している。
【００２５】
ブレーキ部材４８の外周側には、有底筒状の雄ねじ環（直線移動部材）５０が位置しており、そのフランジ５０ａが、ブレーキ部材４８の底面に、止めねじ５１によって固定されている。雄ねじ環５０の外周面には雄ねじ５０ｂが形成されており、この雄ねじ５０ｂには、環状の調整環５２の雌ねじ５２ａが螺合している。調整環５２には周方向を向くスリット５２ｂが穿設されており、このスリット５２ｂの底面の２箇所には雌ねじ穴が穿設され、スリット５２ｂ上面の該雌ねじ穴と対向位置には、スリットと調整環５２の上面とを連通する連通穴が穿設されている。そして、図１に示すようにこの連通穴を貫通する止めねじ５３が、該雌ねじ穴に螺合している。
【００２６】
上述した底板２２の上面の調整環５２との対向部には、環状の摩擦部材５５が固着されている。この摩擦部材５５は、コルクやシリコンゴムなどの摩擦係数の大きな材料のものによって成形されている。
【００２７】
このような構成からなる左右湾曲ノブ２３側のロック機構は、ロック操作ノブ４２を、図６の反時計方向に回動させていくと、これと一体の取付部材４５も同方向に同角度だけ回転し、カムピン４６も同様に回転する。２つのカム溝４９が形成されたブレーキ部材４８は、回転基軸２０に対して相対回転不能かつ軸線方向の相対移動が可能となっているので、各カム溝４９に係合するカムピン４６が該カム溝４９内を所定の一方向に移動すると、ブレーキ部材４８はカムピン４６に対して相対的に押下げられ、調整環５２の下面が摩擦部材５５の上面に圧接し、両部材５２、５５の間にブレーキ力が発生する。従って、湾曲部１２ａを所望の湾曲形状に湾曲させた状態で、ロック操作ノブ４２を反時計方向に回動させると、上記のブレーキ力により、湾曲操作ノブ２３の回転が阻止されるので、湾曲部１２ａは左右方向に湾曲不能となる。そのため、誤って術者の手等が湾曲操作ノブ２３に接触しても、湾曲部１２ａの湾曲状態をそのままの状態に保持することができる。
【００２８】
続いて上下湾曲機構１３ＵＤのロック機構を説明する。操作軸体３１の外側に、回動基軸２０と同心の筒状に形成された固定台座６０が設けられている。固定台座６０は、その下端部が回動基軸２０と共に基板１１ｂに固定されており、固定台座６０と回動基軸２０との間の空間には、操作軸体２１、３１、プーリー２４、３４が支持されている。一方、固定台座６０の外周面にはロック軸体６１が支持されている。ロック軸体６１は、回動基軸２０と同心の筒状部６１ａと円板状部６１ｂを備え、筒状部６１ａは固定台座６０の外周面に対して回動可能に、かつ軸方向（上下方向）には移動しないように嵌まっている。円板状部６１ｂには、ロック操作レバー（ロック操作部材）６２が固定されており、ロック操作レバー６２はロック軸体６１と共に、固定台座６０（回動基軸２０）を中心として回動可能となっている。上述した中空状のロック操作ノブ４２とは異なり、ロック操作レバー６２は、回動操作を行いやすくするために、回動基軸２０の軸線に対して径方向に長く延出されたレバー形状に形成されている。
【００２９】
ロック軸体６１の上面には、環状の取付部材６３の下面が固着されている。取付部材６３の外周面２箇所には、周方向の位相を１８０度ずらして雌ねじ穴が穿設されており、各雌ねじ穴には、カムピン６４の雄ねじ６４ａが螺合されている。
【００３０】
固定台座６０の外周面の上端部には、略筒状のブレーキ部材６５が、固定台座６０に対して回転不能かつ軸線方向（上下方向）の相対移動が自在として装着されている。このブレーキ部材６５には、ブレーキ部材４８の外周面に形成したカム溝４９と同形状のカム溝６６が、位相を１８０度ずらして２つ穿設され、各カム溝６６には、前述したカムピン６４がそれぞれ係合している。
【００３１】
ブレーキ部材６５の下端部には、外向きの環状フランジ６５ａが突設されており、この環状フランジ６５ａの上面には、有底筒状の雄ねじ環（直線移動部材）６７が固定されている。雄ねじ環６７の外周面には雄ねじ６７ａが設けられており、この雄ねじ６７ａには、調整環５２より若干径が大きい調整環６８の雌ねじ６８ａが螺合している。この調整環６８は調整環５２と同じ材料から成形されており、かつ、調整環５２と同様のスリット６８ｂ、雌ねじ穴６８ｃ、及び連通穴６８ｄが設けられている。そして、連通穴６８ｄを貫通する止めねじ（保持部材）６９が、雌ねじ穴６８ｃに螺合している。
【００３２】
湾曲操作ノブ３３の大径開口３３ｃには、環状の底板７０が嵌合固定されており、底板７０の内径穴５４はロック軸体６１に回転自在に支持されている。さらに、この底板７０の上面の調整環６８との対向部には、コルクやシリコンゴムなどの摩擦係数の大きな材料からなる環状の摩擦部材７１が固着されている。
【００３３】
このような構成からなる上下湾曲ノブ３３側のロック機構は、ロック操作レバー６２を、図６の反時計方向に回動させていくと、カムピン６４が同方向に同角度だけ回転し、この動きに伴い、ブレーキ部材６５はカムピン６４に対して相対的に押下げられ、調整環６８の下面が摩擦部材７１の上面に圧接し、両部材６８、７１の間にブレーキ力が発生する。従って、湾曲部１２ａを所望の湾曲形状に湾曲させた状態で、ロック操作ノブ４２を反時計方向に回動させると、上記のブレーキ力により、湾曲操作ノブ３３の回転が阻止されるので、湾曲部１２ａは上下方向に湾曲不能となる。そのため、誤って術者の手等が湾曲操作ノブ３３に接触しても、湾曲部１２ａの湾曲状態をそのままの状態に保持することができる。
【００３４】
以上のようなロック機構を有する左右湾曲機構１３ＬＲと上下湾曲機構１３ＵＤの構成部材は、最終的には回動基軸２０を介して操作部１１に組み付けられている。上下湾曲機構１３ＵＤは、左右湾曲機構１３ＬＲを構成する操作軸体２１（円板状部２１ｂ）とプーリー２４に挟まれて上下方向位置が定められており、回動基軸２０の軸方向の途中位置には、操作軸体２１の上端部と係合する中間抜止部材７２が設けられている。この中間抜止部材７２によって、上下湾曲機構１３ＵＤ全体と、左右湾曲機構１３ＬＲにおける操作軸体２１及び湾曲操作ノブ２３の結合体とが、回動基軸２０から脱落しないように保持されている。
【００３５】
以上のような構造を有する内視鏡１０は、上下一対の湾曲操作ノブ２３、３３を各々ガスアシスト成形法（中空射出成形法）により中空構造の湾曲操作ノブとして一体成形したことに特徴を有している。ガスアシスト成形法の基本原理は特公昭４８−４１２６４に開示されている。
【００３６】
図３乃至図５は、ガスアシスト成形法による湾曲操作ノブ３３の成形工程を示している。本実施形態で湾曲操作ノブ３３を成形するための金型８０は、２つの型即ち下型８１及び上型８２で構成される。下型８１は、湾曲操作ノブ３３の略上半分の外面を成形するための成形面８１ａを有している。この下型８１と組み合わされる上型８２は、湾曲操作ノブ３３の略下半分の外面を成形するための成形面８２ａを有している。下型８１と上型８２には、互いの組み合わせ位置を決める位置決め面８１ｂ、８２ｂが形成されている。
【００３７】
上型８２の中央には、成形面８２ａと上型８２の上面の間を連通させる貫通孔８２ｃが穿設されている。この貫通孔８２ｃは、外部から金型８０内に不活性ガスを注入するためのガス注入部として用いられる。また下型８２の中央には、貫通孔８２ｃと対向する箇所に凹部８１ｃが形成されている。
【００３８】
以上のような一対の型からなる金型８０を図３に示すように位置決め面８１ｂ、８２ｂを合致させて組んだ状態で、まず湾曲操作ノブ３３の原料である溶融した状態のプラスチック（合成樹脂）ＳＲ（図中斜線で示す）を、第１のノズル９１の先端から貫通孔８２ｃを介して射出空間Ｗ内に射出する（図３参照）。
【００３９】
続いて不活性ガスを第２のノズル９２の先端から貫通孔８２ｃを介して射出空間Ｗ内に注入する。このガス注入により金型８０の上下成形面８１ａ、８２ａに沿って溶融プラスチックが満遍なく行き渡り、その後保圧及び冷却を経てプラスチックＳＲからなる中空構造の成形品が得られる（図４参照）。
【００４０】
続いて、型開きして成形品を取り出した後、該成形品の上下の不要部分９３、９４を各々切除する（図５参照）。図５に示すように、上型８２によって形成された不要部分９３は貫通孔８２ｃの内面に沿って成形された円筒状の樹脂部分９３ａを含むものであり、不要部分９３を切除することで大径開口３３ｃが開口される。また、下型８１により形成された不要部分９４は凹部８１ｃの内面に沿って成形された樹脂部分９４ａを含むものであり、不要部分９４を切除することで小径開口３３ｂが開口される。
【００４１】
不要部分９３を切除するとき、該不要部分に形成された樹脂部分９３ａを把持した状態で切除することができるので成形品本体から不要部分９３を切除し易い。また、不要部分９４を切除するとき、該不要部分に形成された樹脂部分９４ａを把持した状態で切除することができるので成形品本体から不要部分９４を切除し易い。なお不要部分９３、９４を切除する順序は任意である。
【００４２】
以上のようにして形成された湾曲操作ノブ３３は、中空状の一体成形部材として構成されているため、同様の形状の操作ノブを複数の外皮パーツから構成する場合に比して成形に手間がかからない。また、防水性などを考慮しながら複数の外皮パーツを貼り合わせる必要もない。よって、湾曲操作ノブ３３は、安価かつ容易に作成することができる。また、一体部材として形成された湾曲操作ノブ３３は、外観良好で全体に滑らかな形状であるため、容易に洗浄を行うことができる。
【００４３】
湾曲操作ノブ２３も湾曲操作ノブ３３と同様に、以上のガスアシスト成形法による湾曲操作ノブ３３の成形工程と同様の成形工程に従って中空状の一体成形部材として成形されている。この成形工程は図３乃至図５に示す成形工程と同様であるためその説明は省略する。
【００４４】
以上のようなガスアシスト成形法を用いた湾曲操作ノブ成形方法によれば、多くの型を必要としないので金型の製造コストが削減され、成形時間も短縮される。また少ない樹脂材料で湾曲操作ノブを成形できるので湾曲操作ノブの軽量化及び材料費の節減が可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明の内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法によれば、軽量で操作性が良い湾曲操作ノブが実現され、製造にかかる初期投資が少なくて済み、材料費が節減でき、さらに成形時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した湾曲操作ノブを備えた内視鏡の一実施形態の湾曲操作装置付近の断面図である。
【図２】同図に示す湾曲操作ノブの上面図である。
【図３】同湾曲操作ノブの成形工程を説明する説面図である。
【図４】同湾曲操作ノブの成形工程を説明する説面図である。
【図５】同湾曲操作ノブの成形工程を説明する説面図である。
【図６】内視鏡の全体構造を示す外観図である。
【符号の説明】
１０ 内視鏡
１１ 操作部
１２ 挿入部
１２ａ 湾曲部
１３ 湾曲操作装置
１３ＬＲ 左右湾曲機構
１３ＵＤ 上下湾曲機構
１４ コネクタ
１５ 接眼部
１７ 光源装置
１８ 鉗子口
２０ 回動基軸
２１ 操作軸体
２３ 湾曲操作ノブ
２３ａ 指掛部
２３ｂ 大径開口
２３ｃ 小径開口
３１ 操作軸体
３３ 湾曲操作ノブ
３３ａ 指掛部
３３ｂ 小径開口
３３ｃ 大径開口
８０ 金型
８１ 下型
８１ｃ 凹部
８２ 上型
８２ｃ 貫通孔
９１ 第１のノズル
９２ 第２のノズル
ＳＲ 樹脂材料
Ｗ 射出空間

Claims (2)

1. 先端部に湾曲部を有し観察対象内に挿入される挿入部と、操作中心軸を中心として回動操作可能で該回動操作によって上記湾曲部を湾曲操作させる湾曲操作ノブを備えた内視鏡において、
   ガス注入部を有する第１の型と、この第１の型と組み合わされる第２の型とからなる、湾曲操作ノブ成形用の金型を準備する第１の工程と；
   上記第１の型及び上記第２の型を組み合わせた後、これら両型の間に形成された空隙内に上記ガス注入部を介して溶融樹脂を射出する第２の工程と；
   上記空隙内に上記ガス注入部を通して不活性ガスを注入する第３の工程と；を有し、
   上記第１の型のガス注入部は、上記金型により成形される樹脂成形品の切除すべき不要部分に対応する箇所に設けられている、内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法。
2. 請求項１記載の内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法において、第２の型は、第１の型のガス注入部と略対向する箇所に、該ガス注入部から離れる側に凹んだ凹部を有する、内視鏡の湾曲操作ノブ成形方法。

Images