JP4566393B2

JP4566393B2 - 内視鏡先端湾曲部の製造方法および内視鏡先端湾曲部

Info

Publication number: JP4566393B2
Application number: JP2000357761A
Authority: JP
Inventors: 茂小川; 喜久男岩坂; 一吉野; 英男難波
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002159441A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡の先端部に形成され、回動自在に連結された複数の節輪が内装され、内視鏡の操作部から進退操作される操作ワイヤーによって自在に湾曲可能な内視鏡先端湾曲部の製造方法および内視鏡先端湾曲部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡の多くは、先端湾曲部を手元側の操作部から進退操作される操作ワイヤーで駆動して湾曲させることができる。
【０００３】
一般には、外皮チューブの内側に連結ピンによって互いに回動自在に連結された複数の節輪から構成される節輪アセンブリーが嵌入されて内視鏡先端湾曲部が形成されている。また、それぞれの節輪の内壁の２箇所には、円筒部を有するワイヤーガイドが取り付けられている。ここで、前記ワイヤーガイドの円筒部の内径は前記操作ワイヤーを自在に挿通可能な寸法に取られている。また、それぞれの節輪に取り付けられた２つのワイヤーガイドの円筒部は共にその節輪の中心軸に対して平行であり、前記２つのワイヤーガイドはその節輪の中心軸に対して互いに略対称となる位置に取り付けられている。なお、内視鏡先端湾曲部が略直線状である時は、各節輪の一方のワイヤーガイドおよび他方のワイヤーガイドはそれぞれほぼ一直線状に整列する。
【０００４】
ここで、２本の操作ワイヤーの先端が前記一方のワイヤーガイドと前記他方のワイヤーガイドにそれぞれ挿通されている。また、前記２本の操作ワイヤーの基端と牽引ワイヤーの両端のそれぞれとが接続されている。さらに、前記牽引ワイヤーの中位は内視鏡の操作部に設置されたプーリーに係合されている。
【０００５】
ここで、前記２本の操作ワイヤーの一方を前記一方のワイヤーガイドに、また前記２本の操作ワイヤーの他方を前記他方のワイヤーガイドに挿通した後、前記２本の操作ワイヤーの先端末をワイヤーガイドの円筒部の内径より太くなるように加工することで、前記２本の操作ワイヤーの先端末はそれぞれ、前記節輪アセンブリーを構成する節輪のうち、もっとも内視鏡の先端側に位置する節輪の一方のワイヤーガイドと他方のワイヤーガイドの内視鏡先端側端面に係合する。
【０００６】
従って、前記プーリーを回転させることにより、前記牽引ワイヤーの一方の端部は内視鏡先端部に向かって押し出され、他方の端部は内視鏡操作部側へ引き込まれる。よって、前記２本の操作ワイヤーの一方の先端は押し出され、前記２本の操作ワイヤーの他方の先端は牽引されるので、牽引される操作ワイヤーの先端と係合しているワイヤーガイドが湾曲部の内側になるように前記内視鏡先端湾曲部は湾曲する。
【０００７】
なお、上記の例においては、一つの牽引ワイヤーおよびプーリーと、一対のワイヤーガイドおよび操作ワイヤーの組み合わせによって内視鏡先端湾曲部を２方向に屈曲させているが、前記内視鏡が一つの牽引ワイヤーおよびプーリーと、一対のワイヤーガイドおよび操作ワイヤーをもう一組備える構成とすれば、前記内視鏡先端湾曲部を４方向に屈曲させることができる。
【０００８】
ここで、従来の内視鏡先端湾曲部においては、抵抗溶接やはんだ付け、またはろう付けによって前記ワイヤーガイドは前記節輪に接合されていた。抵抗溶接は、図８に示すように、節輪１２１とワイヤーガイド１１１を挟むように第１の抵抗溶接電極４０１と第２の抵抗溶接電極４０２を配置し、前記第１の抵抗溶接電極４０１と前記第２の抵抗溶接電極４０２を加圧しながら両電極間に大電流を流して節輪１２１とワイヤーガイド１１１の接触部を溶融させて接合部１１５を形成するものである。
【０００９】
しかしながら、抵抗溶接を行うためには大電力を供給するための大がかりな設備が必要であり、また溶接機構も複雑で高価であるという問題があった。
【００１０】
また、はんだ付けははんだがワイヤーガイドの円筒部の中に進入し、ワイヤーガイドに操作ワイヤーを挿通できなくなるおそれがあった。また、はんだ付けは固着強度が５．５ｋｇｆ／ｍｍ^２（隙間０．０５ｍｍ時）程度であり、接合部が解離するおそれがあった。さらに、はんだ付け前のフラックスによる母材洗浄およびはんだ付け後のフラックス除去を行わなければならなかった。また、はんだ付けではフラックスによる洗浄が不十分な場合、腐食が起こりやすいという問題があった。さらにはんだ付けの場合、フラックスがはんだ内に閉じ込められ、前記フラックスがはんだの腐食の原因となるという問題があった。また、はんだ付けははんだごてをワイヤーガイドに接触することによって行われるので、位置ずれを起こしやすいという問題があった。
【００１１】
また、ろう付けの場合は固着強度が８５ｋｇｆ／ｍｍ^２（隙間０．０５ｍｍ時）程度であり、固着強度は保たれる。しかしながら、ろう付けは７００℃〜９００℃の高温雰囲気で作業が行われるため、ろう付けする周囲が必要以上に加熱されて焼きなましされ、材料の強度が落ちるという問題があった。さらに、ろうが接合部以外に流れる場合があり、均一な仕上がりになりにくいという問題があった。
【００１２】
そこで、特開平５−３８５２号記載の内視鏡先端湾曲部においては、ワイヤーガイドと節輪とを、節輪の外壁部にレーザーを照射してワイヤーガイドと節輪とを加熱溶融させて接合している。
【００１３】
しかしながら上記の内視鏡先端湾曲部においては、レーザー照射領域とその隣接領域との温度勾配が大きいため、レーザー照射領域の縁の部分では溶融した金属３１５が表面張力で盛り上がった状態でそのまま硬化し、図９のように節輪３２１の外壁部に切り返り部３１５ａが発生し、節輪３２１を内視鏡先端湾曲部に嵌入できなくなるという問題があった。また、節輪の内側から節輪とワイヤーガイドとをレーザー溶接しようとすると、レーザーを斜めに照射しなければならず、作業性が悪いという問題があった。
【００１４】
さらに、レーザー溶接装置は他の加工装置と比較して高価であるので、コストの増大につながるという問題があった。また、レーザーはレーザー照射領域の温度を急激に上昇させ、前記レーザー照射領域とその隣接領域との温度勾配が大きくなるので、熱ひずみ等による溶接領域の破損のおそれがあった。
【００１５】
また、レーザー溶接の場合は、レーザーを接合箇所に確実に照射する必要があり、高精度な位置決めが要求されるという問題があった。また、レーザーがワイヤー上で反射し、高エネルギーのレーザーが作業者に照射されるおそれがあり、作業を危険なものとしていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決し、節輪とワイヤーガイドが低コストかつ不具合なく接合される内視鏡先端湾曲部の製造方法および、この製造方法によって製造された内視鏡先端湾曲部を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の内視鏡先端湾曲部の製造方法は、ワイヤーガイドと前記節輪とをアーク柱に曝して加熱溶融して接合している。従って、接合箇所をアーク柱に曝して加熱溶融して接合することによって、微小領域を選択的かつ瞬間的に加熱できるので、接合箇所の周囲が必要以上に加熱されて焼きなましされ、強度が落ちるおそれが無く、また、フラックスによる母材洗浄の必要がない。
【００１８】
また、前記アーク柱は電磁波ではないため、レーザー溶接におけるレーザー光のように、アーク柱が溶接領域で反射して作業者に照射されることはない。
【００１９】
さらに、アーク溶接装置はレーザー溶接装置に比べて安価であり、設備投資のコストを低く押さえることが出来る。
【００２０】
また、アーク柱はレーザー光とは異なり、溶接領域の周辺に輻射熱が伝えられるため、溶接領域と隣接領域との温度勾配を小さく押さえることが可能であるので、熱ひずみ等による溶接領域の周辺の破損やエッジのおそれがない。
【００２１】
また、前記節輪が貫通孔を有し、前記ワイヤーガイドが前記筒状部の側面に突出部を有し、前記節輪の貫通孔と前記ワイヤーガイドの突出部とをアーク柱に曝して加熱溶融して接合する構成とすることによって、接合作業をより平易なものとすることができる（請求項２）。
【００２２】
さらに、前記ワイヤーガイドの突出部の突出方向の長さが前記節輪の板厚よりも小さくする構成として接合部を節輪の外壁から凹ませることにより、確実に節輪を内視鏡の先端湾曲部に嵌入できる（請求項３）。
【００２３】
また、前記ワイヤーガイドの突出部の先端部が錘体状に形成されている構成としても良い。アーク柱は２電極間の最短距離に発生するので、節輪を一方の電極とし、他方の電極をワイヤーガイド近辺に配置して両電極間に電流を加えると、アーク柱は前記他方の電極と前記ワイヤーガイドの突出部の先端部の間に発生する。すなわち、前記他方の電極を設置する位置は、前記一方の電極と接続されている部分のうち、前記他方の電極と最も近い部分が前記ワイヤーガイドの突出部の先端部となるような位置であれば良いので、細かい位置決め作業が不要である（請求項４）。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図２に本発明の実施の形態の先端湾曲部を有する内視鏡および内視鏡用処置具を示す。内視鏡１の挿入部可撓管３の先端に形成された先端湾曲部２は体内に挿置され、先端湾曲部２の最先端に配置された対物光学系より撮像された映像を接眼部６より観察することができる。さらに操作部４上に設置された操作操作ノブ５を回転させることにより、先端湾曲部２を湾曲させることが可能である。
【００２５】
ここで、図３に先端湾曲部２の断面図を示す。先端湾曲部２は外皮ゴムチューブ１４で被覆された構造となっている。また、先端部本体には互いに連結リベット係合孔２１ａにて連結リベット２２により連結された複数個の節輪２１から構成された節輪アセンブリー２５が嵌入結合されており、各々の節輪２１の内胴部には第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂが設置されている。なお、節輪２１は端部を楔状に切断した金属製の円筒である。また、それぞれの節輪２１に接合された第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂは節輪２１の中心軸１５に垂直な一面上に設置されており、また第１のワイヤーガイド１１ａと第２のワイヤーガイド１１ｂは、略対称な位置に配置されている。さらに、全ての節輪を略一直線状に並べたときに第１のワイヤーガイド１１ａと第２のワイヤーガイド１１ｂはそれぞれ略一直線状に並ぶように配置されている。ここで、各節輪の第１のワイヤーガイド１１ａには第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａが順次挿通され、また各節輪の第２のワイヤーガイド１１ｂには第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂが順次挿通されている。さらに、第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａの第１の内視鏡操作ワイヤー先端２０ａおよび第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂの第２の内視鏡操作ワイヤー先端２０ｂはともに先端が膨らんだ球状に形成されている。従って、第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａが内視鏡先端側の節輪２１の第１のワイヤーガイド１１ａから、また第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂが第２の先端ワイヤーガイド１１ｂから脱離しないようになっている。
【００２６】
なお、第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａおよび第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂは単線であってもより線であっても構わない。
【００２７】
また、図４に操作部４の断面図を示す。操作ノブ５はプーリー軸を介してプーリー１６と接続されている。すなわち第１のプーリー１６は操作ノブ５の回転に従って回転する。さらにプーリー１６には牽引ワイヤー３３が係合している。また、牽引ワイヤーの両端には箱型の第１の弛緩除去器３５ａおよび第２の弛緩除去器３５ｂが取り付けられている。さらに、第１の弛緩除去器３５ａおよび第２の弛緩除去器３５ｂは第１の操作ワイヤー基端係合孔３６ａおよび第２の操作ワイヤー基端係合孔３６ｂを有している。ここで第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａおよび第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂはそれぞれ第１の操作ワイヤー基端係合孔３６ａおよび第２の操作ワイヤー基端係合孔３６ｂに挿置されている。なお、第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａの第１の内視鏡操作ワイヤー基端３０ａおよび第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂの第２の内視鏡操作ワイヤー基端３０ｂはともに先端が膨らんだ球状に形成されており、第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａの第１の弛緩除去器３５ａからの、また第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂの第２の弛緩除去器３５ｂからの脱離を防止している。第１のプーリー１６の回転に応じて牽引ワイヤー３３は進退し、さらに牽引ワイヤー３３の進退に従って第１の内視鏡操作ワイヤー１２ａおよび第２の内視鏡操作ワイヤー１２ｂは進退する。
【００２８】
ここで、操作ノブ５を回転させると、先端湾曲部２は湾曲する。
【００２９】
本発明の実施の形態においては、節輪２１と第１のワイヤーガイド１１ａ、および節輪２１と第２のワイヤーガイド１１ｂはそれぞれアーク溶接によって接合されている。第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂは図５に示すように貫通孔Ｈ１が穿孔された円筒部Ｃと円柱形状の突出部Ｐから構成されている。一方、節輪２１には突出部Ｐを嵌着可能な貫通孔Ｈ２が穿孔されている。また突出部Ｐの高さは節輪２１の板厚よりやや小さい。
【００３０】
本発明の実施の形態においては、第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂの突出部Ｐを節輪２１の貫通孔Ｈ２に嵌着したうえで、節輪２１と第１のワイヤーガイド１１ａ、および節輪２１と第２のワイヤーガイド１１ｂとがアーク柱に曝して加熱溶融して接合される。
【００３１】
すなわち、図１に示すように、第１のワイヤーガイド１１ａの円筒部Ｃと第１の電極２０１を当接させ、また第２の電極２０２を第１のワイヤーガイド１１ａの突出部Ｐの付近に設置する。さらに、接合部の酸化を防止するため、第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２の電極２０２の周囲はアルゴンガスで満たされている。
【００３２】
ここで、第１の電極２０１と第２の電極２０２の間に所定の電力を供給することにより、第２の電極２０２と第１のワイヤーガイド１１ａの突出部Ｐが嵌着されている節輪２１の貫通孔Ｈ２の間にアーク柱２０３が発生する。アーク柱の温度は５０００Ｋ以上と非常に高温であるため、第１のワイヤーガイド１１ａの突出部Ｐおよびこの突出部Ｐが嵌着されている節輪２１の貫通孔Ｈ２の縁は溶融する。このとき溶融した金属は貫通孔Ｈ２に流入する。次いで、第１の電極２０１と第２の電極２０２の間の電力の供給を停止して、アーク柱２０３を消滅させることにより、溶融した金属はその凝固点まで冷却され、結果として図のように第１のワイヤーガイド１１ａの突出部Ｐとこの突出部Ｐが嵌着されている節輪２１の貫通孔Ｈ２は強固に接合される。なお、第２のワイヤーガイド１１ｂの突出部Ｐとこの突出部Ｐが嵌着されている節輪２１の貫通孔Ｈ２を接合する場合も同様である。
【００３３】
本発明の実施の形態においては、第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂの突出部Ｐの高さは節輪２１の板厚よりやや小さいので、図６に示す通り、突出部Ｐと節輪２１の接合部１５は節輪２１からくぼんだ状態に形成される。従って節輪アセンブリー２５をスムーズに外皮ゴムチューブ１４に嵌入することができる。
【００３４】
また、図７のように、第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂの突出部が円錘状部Ｐｃを有する構成としてもよい。この場合、錘体状突出部Ｐｃの高さは節輪２１の板厚よりもやや大きくなるが、錘体状部Ｐｃの体積は節輪２１の貫通孔Ｈ２の体積よりも小さくなるように形成されている。
【００３５】
第１のワイヤーガイド１１ａおよび第２のワイヤーガイド１１ｂの突出部をこのような形状にしてワイヤーガイドと節輪をアーク溶接する場合、アーク柱は第２の電極２０２と錘体状部Ｐｃの先端の間に発生する。すなわち、第２の電極２０２は、錘体状部Ｐｃの先端が節輪２１よりも第２の電極２０２に対して近付くように設置するだけで良いので、細かい位置決め作業が不要である。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態のファイバー内視鏡のみに限定されるものではなく、たとえば内視鏡先端部に撮像素子を備えた電子内視鏡にも適用される。
【発明の効果】
以上のように、本発明の内視鏡用先端湾曲部の製造方法および内視鏡用先端湾曲部によれば、節輪とワイヤーガイドが低コストかつ不具合なく接合された内視鏡用先端湾曲部が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部の節輪にワイヤーガイドをアーク溶接している状態を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部を備えた内視鏡の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部を備えた内視鏡の操作部の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部のワイヤーガイドの外観図である。
【図６】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部の、ワイヤーガイドが溶接された節輪の部分断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の内視鏡用先端湾曲部のワイヤーガイドの別例の外観図である。
【図８】従来の内視鏡用先端湾曲部において、ワイヤーガイドを節輪に抵抗溶接している状態を示したものである。
【図９】従来の内視鏡用先端湾曲部における、ワイヤーガイドがレーザー溶接された節輪の部分断面図である。
【符号の説明】
１内視鏡
２先端湾曲部
３挿入部可撓管
４操作部
５操作ノブ
６接眼部
１１ａ第１のワイヤーガイド
１１ｂ第２のワイヤーガイド
１２ａ第１の内視鏡操作ワイヤー
１２ｂ第２の内視鏡操作ワイヤー
１４外皮ゴムチューブ
１５接合部
１６プーリー
２０ａ第１の内視鏡操作ワイヤー先端
２０ｂ第２の内視鏡操作ワイヤー先端
２１節輪
２１ａ連結リベット係合孔
２２連結リベット
２５節輪アセンブリー
３０ａ第１の内視鏡操作ワイヤー基端
３０ｂ第２の内視鏡操作ワイヤー基端
３３牽引ワイヤー
３５ａ第１の弛緩除去器
３５ｂ第２の弛緩除去器
３６ａ第１の操作ワイヤー基端係合孔
３６ｂ第２の操作ワイヤー基端係合孔
２０１第１の電極
２０２第２の電極
２０３アーク柱

Claims

内視鏡の先端部に形成され、回動自在に連結された複数の節輪が内装され、前記節輪に取りつけられた筒状部を有するワイヤーガイドと係合する操作ワイヤーによって湾曲自在の内視鏡先端湾曲部の製造方法であって、
前記節輪が貫通孔を有し、
前記ワイヤーガイドが前記筒状部の側面に突出部を有し、
前記突出部の突出方向の長さは前記節輪の板厚よりも大きく、
前記突出部の先端部が錘体状に形成されており、
前記節輪の貫通孔に前記ワイヤーガイドの突出部を挿置したうえで前記節輪の貫通孔と前記ワイヤーガイドの突出部とをアーク柱に曝して加熱溶融して接合する
ことを特徴とする内視鏡先端湾曲部の製造方法。
前記突出部の体積が、前記貫通孔の体積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡先端湾曲部の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の内視鏡先端湾曲部の製造方法を用いて製造された、内視鏡先端湾曲部。