JP6205324B2

JP6205324B2 - 内視鏡および内視鏡の製造方法

Info

Publication number: JP6205324B2
Application number: JP2014153102A
Authority: JP
Inventors: 後藤　篤史; 篤史後藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2034-07-28
Also published as: JP2016030027A

Description

本発明は、挿入部の先端部に枠本体と撮像ユニットと照明ユニットとを具備する内視鏡および前記内視鏡の製造方法に関する。

細長い挿入部を被検体内に挿入して、観察および各種処置を施す内視鏡が広く用いられている。内視鏡の挿入部の先端部には金属からなる円柱状の枠本体が配設されている。枠本体には、長手方向に貫通する複数の貫通孔があり、それぞれの貫通孔に、撮像ユニット、照明ユニット、送気送水管、および鉗子チューブ等が挿通され固定されている。

挿入部の細径化により、枠本体に複数の貫通孔を配置することが容易ではなくなっている。このため、異なる機能の貫通孔が連通している、すなわち、貫通孔の壁面の開口が、隣り合う貫通孔の壁面の開口となっている枠本体が使用されはじめている。

しかし、連通した複数の貫通孔に、それぞれのユニットを接着剤で固定することは容易ではない。例えば、ユニットの外周部に接着剤を付着させて貫通孔に挿入すると、別の貫通孔に挿入済みの別のユニットが干渉して、接着剤がかき取られてしまうことがある。すると、ユニットの枠本体への固定が不十分となるおそれがある。ユニットの枠本体への固定が不十分だと、外部からの衝撃でユニットが破損したり、抜け落ちたりするおそれがあり、内視鏡の信頼性が低下する。

ここで、特開２００５−１９２６４２号公報には、枠本体の外周の透孔から撮像ユニット取り付けのための貫通孔に放熱用充填剤を充填した内視鏡が開示されている。しかし、この内視鏡では撮像ユニット貫通孔は他のユニットの貫通孔とは連通していないため、挿入済みのユニットの干渉により接着剤がかき取られてしまうという問題が生じることがない。また、撮像ユニットと貫通孔の壁面との間の狭い隙間の全周にわたって、透孔から樹脂を充填することは容易ではなかった。

特開２００５−１９２６４２号公報

本発明は、信頼性の高い細径の内視鏡および前記内視鏡の製造方法を提供することを目的としている

本発明の一態様の内視鏡は、枠本体と撮像ユニットと照明ユニットとを挿入部の先端部に具備し、円柱形の前記枠本体には、撮像ユニット取り付け孔と照明ユニット取り付け孔と透孔とがあり、前記撮像ユニット取り付け孔および照明ユニット取り付け孔は、前記枠本体の長手方向を貫通しており、前記撮像ユニット取り付け孔は、先端側の断面が円形で基端側の断面が矩形であり、前記照明ユニット取り付け孔は、断面が円形であり、前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔とは、基端側が連通し一体化しており、前記透孔は、前記枠本体の側面の開口から前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔との連通部まで挿通しており、円柱形の対物レンズユニットと直方体の撮像部とが連結された前記撮像ユニットが、前記撮像ユニット取り付け孔に接着されており、円柱形の前記照明ユニットが、前記照明ユニット取り付け孔に接着されており、前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔との連通部に、前記透孔を介して充填された接着剤を有する。

別の一態様の内視鏡の製造方法は、挿入部の先端部の枠本体に撮像ユニットと照明ユニットとが接着された内視鏡の製造方法であって、前記枠本体の照明ユニット取り付け孔に、第１の接着剤を塗布した前記照明ユニットを挿入する工程と、前記枠本体の前記照明ユニット取り付け孔と連通している撮像ユニット取り付け孔に、第２の接着剤を塗布した前記撮像ユニットを挿入する工程と、前記枠本体の側面の開口から前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔との連通部まで挿通している透孔を介して、挿入済みの前記照明ユニットにより前記第２の接着剤が、かき取られて生じた空洞部のある前記連通部に、前記第２の接着剤よりも粘度が低い第３の接着剤を注入する工程と、を具備する。

本発明の実施形態によれば、信頼性の高い細径の内視鏡および前記内視鏡の製造方法を提供できる。

第１実施形態の内視鏡を含む内視鏡装置の構成図である。第１実施形態の内視鏡の先端部の平面図である。第１実施形態の内視鏡の枠本体の斜視図である。第１実施形態の内視鏡の枠本体の図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。第１実施形態の内視鏡の枠本体の図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。第１実施形態の内視鏡の撮像ユニットの断面図である。第１実施形態の内視鏡の照明ユニットの断面図である。第１実施形態の内視鏡の先端部の製造方法を説明するためのフローチャートである。第１実施形態の内視鏡の先端部の製造方法を説明するための断面図である。第１実施形態の内視鏡の先端部の製造方法を説明するための断面図である。第１実施形態の内視鏡の先端部の製造方法を説明するための断面図である。第１実施形態の変形例の内視鏡の先端部の部分断面図である。

＜第１実施形態＞
最初に、図１を用いて本発明の第１実施形態の内視鏡１０を含む内視鏡装置１の全体構成を説明する。なお、以下の説明において、実施形態に基づく図面は、模式的なものであり、構成要素の長さと幅との関係（寸法関係）、夫々の部分の長さの比率等は実際のものとは異なることに留意すべきであり、複数の図面の間においても、寸法関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また一部の構成要素の図示を省略する場合がある。

内視鏡装置１は、内視鏡１０と、照明光を出力する光源装置２と、送気、吸気および送水を行う送気吸気送水装置３と、撮像処理等を行うプロセッサー４と、内視鏡画像を表示するモニタ５とを含む。なお、光源装置２と送気吸気送水装置３とが１つの筐体に収容されていてもよいし、送気吸気装置と給水装置が別の筐体になっていてもよい。

光源装置２は、照明ランプと、照明ランプの光量等を調整する制御部と、照明光を集光する照明レンズ系等とを有する。送気吸気送水装置３は、送気ポンプと、送水タンクと、汚物や流体を吸引する吸引ポンプと、送気ポンプ等を制御する制御部等とを有する。プロセッサー４は、撮像部を制御するとともに撮像信号に所定の信号処理を施してモニタ５に表示される内視鏡映像信号を生成する。

内視鏡１０は、細長い挿入部１１と操作部１２とユニバーサルコード１３とスコープコネクタ１４とを含む。

被検体内に挿入される挿入部１１は、先端部１１Ａと、湾曲部１１Ｂと細長な可撓部１１Ｃとからなる。先端部１１Ａには枠本体２０が配設されている。複数の湾曲駒からなる湾曲部１１Ｂは、湾曲ワイヤにより操作部１２から湾曲操作されて、先端部１１Ａの向きを変える。可撓部１１Ｃは、可撓性部材により形成されている。挿入部１１の基端は、操作部１２に連設されている。

操作部１２は、術者が把持する把持部を構成すると共に、湾曲部１１Ｂを操作する湾曲操作ノブ１２Ａ等が配設されている。操作部１２の鉗子孔１２Ｂは、挿入部１１の鉗子チャンネルチューブ５０に治療処置用の各種鉗子を挿入するための開口である。

操作部１２にはユニバーサルコード１３が接続されている。ユニバーサルコード１３には、信号ケーブル３６、ライトガイドバンドル４２、鉗子チャンネルチューブ５０、および送気・送水チューブ等が内装されており、操作部１２の基端側には、スコープコネクタ１４が接続されている。

スコープコネクタ１４は、プロセッサー４と信号ケーブル３６を介して接続される電気コネクタ１４Ａと、光源装置２とライトガイドバンドル４２を介して接続される受光ロッド１４Ｂと、送気吸気送水装置３と接続される吸引口金１４Ｃ、送気口金１４Ｄおよび送水口金１４Ｅが設けられている。

次に、図２を用いて挿入部１１の先端部１１Ａの構成について説明する。先端部１１Ａは、枠本体２０と枠本体２０の先端面から外周面にかけて配置され、被検体と枠本体２０との電気的絶縁を行う電気的絶縁部材により形成された先端カバー２１とを有する。枠本体２０は、ＳＵＳ等の耐食性の金属からなる。先端カバー２１はポリサルフォン等の電気的絶縁樹脂からなる。

枠本体２０には、撮像ユニット３０と、照明ユニット４０Ａ〜４０Ｃとが接着剤により接着されている。なお、以下、複数の同じ機能の構成要素のそれぞれを示すときには、符号の末尾のアルファベット１文字を省略する。例えば、照明ユニット４０Ａ〜４０Ｃのそれぞれを照明ユニット４０という。

後述するように、撮像ユニット３０はシリコーン樹脂またはウレタン樹脂等の第１の樹脂からなる第１の接着剤により撮像ユニット取り付け孔３０Ｈに固定されており、照明ユニット４０はシリコーン樹脂、ウレタン樹脂の第２の樹脂からなる第２の接着剤により照明ユニット取り付け孔４０Ｈに固定されている。

枠本体２０の先端面には、送気吸気送水装置３からの送気・送水を撮像ユニット３０の方向に行うノズル開口６９と、鉗子チャンネルチューブ５０の開口５９がある。操作部１２の鉗子孔１２Ｂから挿入された鉗子は、鉗子チャンネルチューブ５０を挿通して先端部１１Ａの開口５９から観察部位方向に導出される。また、鉗子チャンネルチューブ５０を介して、被検体内の汚物や流体が吸引される。

図３に示すように、略円柱状の枠本体２０には、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈと、照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ〜４０ＨＣと、鉗子チャンネル取り付け孔５０Ｈと、送気・送水孔６０Ｈとが長手方向に貫通している。

図４および図５に示すように、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈは、先端側の断面が円形で基端側の断面が先端側よりも大きく略矩形である。これは図６に示す撮像ユニット３０の形状と対応している。すなわち、撮像ユニット３０は、先端側の対物レンズユニット３１が略円柱形で、基端側の撮像部３２が対物レンズユニット３１よりも径が大きく略直方体である。対物レンズユニット３１は被写体像を結像させる複数のレンズ３３を有する。撮像部３２は、ＣＣＤ等の撮像素子３４と配線板３５と、配線板３５と接続された、信号ケーブル３６とを有する。

一方、照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ〜４０ＨＣは断面が円形である。図７に示すように、円柱形の照明ユニット４０は、照明レンズユニット４１と、ライトガイドバンドル４２とを有する。光源装置２からライトガイドバンドル４２を介して導光された照明光は照明レンズユニット４１を介して被写体を照射する。

内視鏡１０では、照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ、４０ＨＢは、基端側（後方）において、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈと連通し一体化している。言い替えれば、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈの撮像部３２収容部は、照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ、４０ＨＢと連通している。撮像ユニット取り付け孔３０Ｈの長軸方向に沿った細長い開口が、照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ、４０ＨＢの長軸方向に沿った細長い開口でもある。

すなわち、図５に示すように、３個ある照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ〜４０ＨＣのうち、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈの近傍にある照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ、４０ＨＢは、先端側（前方）は独立した貫通孔であるが、基端側は撮像ユニット取り付け孔３０Ｈと側面の一部が撮像ユニット取り付け孔３０Ｈと連通した連通部７０ＸＡ、７０ＸＢとなっている。

連通部７０ＸＡ、７０ＸＢのある枠本体２０、すなわち高密度に配置された複数の貫通孔がある枠本体２０を有する内視鏡１０は、複数の貫通孔がゆとりをもって配置され複数の貫通孔が独立している枠本体を有する内視鏡よりも先端部１１Ａが細径であるため低侵襲である。

そして、内視鏡１０の枠本体２０には、側面の開口から撮像ユニット取り付け孔３０Ｈと照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ、４０ＨＢとの連通部７０ＸＡ、７０ＸＢまで挿通している透孔７０ＨＡ、７０ＨＢがある。透孔７０ＨＡ、７０ＨＢにより撮像ユニット取り付け孔３０Ｈと照明ユニット取り付け孔４０ＨＡ、４０ＨＢとは、枠本体２０の外側と通じている。

内視鏡１０は、照明ユニット取り付け孔４０Ｈと撮像ユニット取り付け孔３０Ｈとが連通しているため細径である。そして、後述するように、透孔７０Ｈの開口からシリコーン樹脂またはポリイミド樹脂等の第３の接着剤７９（図１１参照）が注入され連通部７０Ｘに充填されている。撮像ユニット３０が撮像ユニット取り付け孔３０Ｈに確実に固定されているため、外部からの衝撃でユニットが破損したり、抜け落ちたりするおそれがなく、内視鏡１０は信頼性が高い。

次に、図８のフローチャートに沿って内視鏡１０の先端部１１Ａの製造方法について説明する。なお、図９〜図１１においては、それぞれの工程で用いた接着剤を黒色で塗りつぶしている。

＜ステップＳ１１、Ｓ１２＞照明ユニット接着、硬化
図９に示すように枠本体２０の照明ユニット取り付け孔４０Ｈに第１の接着剤４９を外周に塗布した照明ユニット４０が挿入され、硬化処理が行われる。

照明ユニット４０は光を照射するのでほかの部品よりも温度が高くなるために、第１の接着剤４９としては、比較的、耐熱性の高いシリコーン系を用いることが望ましい。

＜ステップＳ１３＞撮像ユニット接着
図１０に示すように枠本体２０の撮像ユニット取り付け孔３０Ｈに第２の接着剤３９を外周に塗布した撮像ユニット３０が挿入される。

撮像ユニット３０は熱による損傷を受けやすいため、第２の接着剤３９としては、比較的、硬化温度が低い、例えば硬化温度が１２０℃未満のウレタン樹脂、または、シリコーン樹脂等を用いる。また、撮像ユニット３０はその構造上照明ユニット４０よりも外部からの衝撃で揺れやすく破損しやすいため、第２の接着剤３９は、第１の接着剤４９よりも硬化後のヤング率が大きくかつできるだけ衝撃吸収性の高い樹脂であることが好ましい。

ここで、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈの内壁と撮像ユニット３０との間の隙間は、例えば、間隔が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下で、長さは６ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

そして、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈの基端部は、すでに照明ユニット４０が固定されている照明ユニット取り付け孔４０Ｈと連通し一体化している。このため、撮像ユニット３０を撮像ユニット取り付け孔３０Ｈに挿入するときに照明ユニット４０により、連通部７０Ｘの近傍の第２の接着剤３９がかき取られてしまうことがある。すると、撮像ユニット３０の枠本体２０への固定が不十分になるおそれがある。

＜ステップＳ１４＞樹脂注入
図１１に示すように、透孔７０Ｈから第３の接着剤７９が注入され、照明ユニット４０により第２の接着剤３９がかき取られて生じた空洞部のある連通部７０Ｘに充填される。なお、透孔７０の外径は０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下が好ましい。前記範囲未満では第３の接着剤７９の注入が容易ではなく、前記範囲超では他の部材と干渉するおそれがある。

第３の接着剤７９は、第２の接着剤３９と同じでもよい。しかし、小径の透孔７０Ｈから注入するため、第３の接着剤７９は、粘度が低いことが好ましい。第３の接着剤７９の粘度は、例えば、５０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。なお、粘度はＢ型粘度計を用いて角周波数ωが１００ｒａｄ/秒、測定温度が２３℃の値である。これに対して第２の接着剤３９の粘度は作業性の観点から２００Ｐａ・ｓ超が好ましい。

また、第３の接着剤７９は第２の接着剤３９よりも透湿性が低く耐薬品性に優れていることが好ましい。第２、第３の接着剤は特に組み合わせを限定するものではなく、隙間に十分に充填できればどんな組み合わせでもよい。

＜ステップＳ１５＞硬化
第２の接着剤３９と第３の接着剤７９とが硬化処理されることで、撮像ユニット３０が枠本体２０へ固定される。なお、第２の接着剤３９を硬化処理後に第３の接着剤７９を注入し、第３の接着剤７９を硬化処理してもよい。

上記製造方法により製造された内視鏡１０は、撮像ユニット３０が撮像ユニット取り付け孔３０Ｈに確実に固定されているため、外部からの衝撃でユニットが破損したり、抜け落ちたりするおそれがなく、信頼性が高い。

なお、説明を省略したが、撮像ユニット３０の対物レンズユニット３１の枠本体２０への取り付けは、撮像ユニット３０の撮像部３２の取り付けの精度よりも高くするために、ビスにより固定してもよい。

＜変形例＞
変形例の内視鏡１０Ａは、内視鏡１０と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図１２の部分断面図に示すように、内視鏡１０Ａの枠本体２０Ａには、長手方向に２つの透孔７０ＨＡ１、７０ＨＡ２がある。すなわち、枠本体２０Ａには４つの透孔がある。

すでに説明したように、小径の透孔７０Ｈから注入するため、第３の接着剤は粘度が低いことが好ましい。しかし、粘度が低い接着剤は注入後に重力により流れ出して偏在しやすい。

本実施形態の内視鏡１０Ａでは、第３の接着剤７９Ａは、チキソトロピー（thixotropy）流体であり、ペースト状である。すなわち、第３の接着剤７９Ａは、せん断応力を受け続けると粘度が低下し、静止すると粘度が徐々に上昇する。例えば、粘度測定時の角周波数ωが１００rad/秒のときは、粘度ηは５０Ｐａ・ｓであるが、角周波数ωが０．１rad/秒のときは、粘度ηは１５０００Ｐａ・ｓと、角周波数ωが１／１００になると、粘度ηが３００倍になる。

このため、第３の接着剤７９Ａは、細い透孔７０Ｈに注入された直後は粘度が低く、狭い隙間にも入りやすいが、注入完了後は粘度が上昇するため重力により流れ出すことがない。

しかし、チキソトロピー性の接着剤では、撮像ユニット取り付け孔３０Ｈの内壁と撮像ユニット３０との間の長さ６ｍｍ以上の隙間に充填することは容易ではない場合がある。

枠本体２０Ａの長手方向に２つの透孔７０ＨＡ１、７０ＨＡ２がある枠本体２０Ａを有する内視鏡１０Ａでは、チキソトロピー性の第３の接着剤を用いても、長さ６ｍｍ以上の隙間に容易に充填できる。

なお、枠本体２０の透孔の数は複数個であればよく、撮像ユニット３０の形状や接着剤の種類等に応じて選択される。また、図１２では、対物レンズユニット３１がビス２２により枠本体２０に固定されている例を示している。

本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。

１・・・内視鏡装置
２・・・光源装置
３・・・送気吸気送水装置
４・・・プロセッサー
５・・・モニタ
１０、１０Ａ・・・内視鏡
１１・・・挿入部
２０、２０Ａ・・・枠本体
２０Ｘ・・・連通部
３０・・・撮像ユニット
３０Ｈ・・・撮像ユニット取り付け孔
３９・・・第２の接着剤
４０・・・照明ユニット
４０Ｈ・・・照明ユニット取り付け孔
４９・・・第１の接着剤
７０・・・透孔
７９・・・第３の接着剤

Claims

枠本体と撮像ユニットと照明ユニットとを挿入部の先端部に具備する内視鏡であって、
円柱形の前記枠本体には、撮像ユニット取り付け孔と照明ユニット取り付け孔と透孔とがあり、
前記撮像ユニット取り付け孔および照明ユニット取り付け孔は、前記枠本体の長手方向を貫通しており、
前記撮像ユニット取り付け孔は、先端側よりも基端側の断面が大きく、
前記照明ユニット取り付け孔は、断面が円形であり、
前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔とは、基端側が連通し一体化しており、
前記透孔は、前記枠本体の側面の開口から前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔との連通部まで挿通しており、
先端側よりも基端側の断面が大きい前記撮像ユニットが、前記撮像ユニット取り付け孔に接着されており、
円柱形の前記照明ユニットが、前記照明ユニット取り付け孔に接着されており、
前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔との連通部に、前記透孔を介して充填された接着剤を有することを特徴とする内視鏡。
前記枠本体に複数の透孔があることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記照明ユニットを接着している第１の樹脂と、前記撮像ユニットを接着している第２の樹脂とが、異なることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
挿入部の先端部の枠本体に撮像ユニットと照明ユニットとが接着された内視鏡の製造方法であって、
前記枠本体の照明ユニット取り付け孔に、第１の接着剤を塗布した前記照明ユニットを挿入する工程と、
前記枠本体の前記照明ユニット取り付け孔と連通している撮像ユニット取り付け孔に、第２の接着剤を塗布した前記撮像ユニットを挿入する工程と、
前記枠本体の側面の開口から前記撮像ユニット取り付け孔と前記照明ユニット取り付け孔との連通部まで挿通している透孔を介して、挿入済みの前記照明ユニットにより前記第２の接着剤が、かき取られて生じた空洞部のある前記連通部に、前記第２の接着剤よりも粘度が低い第３の接着剤を注入する工程と、を具備することを特徴とする内視鏡の製造方法。