JP6986867B2

JP6986867B2 - 内視鏡の構成部品及び内視鏡

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Publication number: JP6986867B2
Application number: JP2017118445A
Authority: JP
Inventors: 圭小林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2037-06-16
Also published as: JP2019000430A

Description

本発明は、金型にインサート品が装填された後、金型に溶融された樹脂が注入されて固化されることにより、インサート品と樹脂とが一体化された内視鏡の構成部品及び内視鏡に関する。

近年、被検体内に挿入される内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。内視鏡は、細長い挿入部を被検体内に挿入することによって、被検体内を観察することができる。

また、内視鏡の挿入部の先端側に設けられた先端部内における内視鏡の構成部品である先端硬質部を構成する部品（以下、先端硬質部材と称す）の外周面及び先端面の一部は、先端カバーに覆われている。

さらに、先端硬質部材において挿入部の延在方向に略等しい第１方向に沿って貫通するよう形成された１つまたは複数の配置孔に、撮像ユニットや照明ユニット、流体供給管路等の内蔵物が固定されている。

尚、配置孔に対して、先端硬質部材の内蔵物は、第１方向と交わる第２方向に沿って、先端硬質部材の外周面から配置孔まで形成されたネジ孔に螺合されたネジにより固定されている。

ここで、先端硬質部材は、金属から削り出しによって形成された構成が周知であるが、先端硬質部材が小型化するとともに形状が複雑化するほど、削り出しでは形成が難しくなってしまうばかりか形成コストが高くなってしまうといった問題があった。

尚、先端硬質部材が、樹脂のみにより射出成形された構成も周知であるが、樹脂のみから形成すると先端硬質部材の強度を十分に確保することが出来ないといった問題があった。

このような問題に鑑み、特許文献１には、金型にインサート品となる金属部品が装填された後、金型に溶融された樹脂が注入されて固化されることにより、即ち、金型を用いて金属部品へ樹脂をインサート成形することにより、複雑な形状かつ小型化を図っても、容易かつ安価に形成することができる金属部品と樹脂とが一体化された先端硬質部材の構成が開示されている。

国際公開第ＷＯ２０１４／０１３７８７号公報

図６は、従来の先端硬質部材をインサート成形する際の、下側金型、金属部品、上側金型、射出成形ノズルを分解して示す斜視図、図７は、図６の下側金型及び上側金型に金属部分を装填し、射出成形ノズルから溶融された樹脂を注入する様子を示す斜視図である。

また、図８は、インサート成形後の先端硬質部材を示す斜視図、図９は、図８中のIX-IX線に沿う金属部品及び樹脂の断面図、図１０は、図７中のX-X線に沿う下側金型、金属部品、樹脂の断面図である。

特許文献１に開示されているような金属部品上に樹脂が一体化された先端硬質部材をインサート成形する際には、先ず、図６に示すように、下側金型１６２と、金属部品１８０と、上側金型１６１とを用意する。

下側金型１６２は、各金型１６２、１６１への樹脂が注入される方向と平行な第１方向Ｚに沿って下側金型１６２から起立する複数の柱状部位である金型ピン１６３と、該各金型ピン１６３の下側金型１６２側の根元にそれぞれ設けられた段部１６５とを具備して主要部が構成されている。

金属部品１８０に、第１方向Ｚに沿って金型ピン１６３が遊嵌状態で貫通される第１貫通孔１８１が複数形成されており、さらに、第１方向Ｚと交わる、例えば直交する第２方向Ｘ、Ｙに沿って、金属部品１８０の外周から各第１貫通孔１８１に連通する複数の第２貫通孔１８２が形成されている。尚、第２貫通孔１８２は、ネジ孔として機能する。

上側金型１６１は、下側金型１６２との間に図７に示すように、各第１貫通孔１８１に各金型ピン１６３が貫通された金属部品１８０を第１方向Ｚに沿って挟む込む樹脂成形空間１６１ｃを有しており、樹脂成形空間１６１ｃに、射出成形ノズル１７０から溶融された樹脂１９０が注入可能となっている。

尚、樹脂成形空間１６１ｃの第２方向Ｘ、Ｙにおける外形の大きさ、形状は、金属部品１８０の第２方向Ｘ、Ｙにおける外形の大きさ、形状に等しく形成されている。即ち、金属部品１８０は、樹脂成形空間１６１ｃに緊密に嵌入する。

よって、図８に示すような金属部品１８０上に樹脂１９０が一体化された先端硬質部材２００を形成する際には、図７に示すように、金属部品１８０の各第１貫通孔１８１に、各金型ピン１６３が第１方向Ｚに沿って貫通するようセットした後、下側金型１６２との間に金属部品１８０を第１方向Ｚに沿って挟み込むように、上側金型１６１をセットして型締めする。

この際、図１０に示すように、第２方向Ｘ、Ｙにおいてそれぞれ異なる方向を指向する各段部１６５は、各第１貫通孔１８１の内周１８１ｎに当接されるとともに、第２方向Ｘ、Ｙにおいてそれぞれ異なる方向を指向する各第２貫通孔１８２を塞ぐ。

その後、樹脂成形空間１６１ｃ内に、射出成形ノズル１７０から溶融された樹脂１９０が注入されると、金属部品１８０上及び第１貫通孔１８１の内周１８１ｎにおける各金型ピン１６３、段部１６５の周りに、樹脂１９０が位置し固化される。

この際、上述したように、各段部１６５が各第１貫通孔１８１の内周１８１ｎに当接して第２貫通孔１８２を塞いでいるため、樹脂１９０が第２貫通孔１８２に流れ込んでしまうことが防がれている。

その結果、図９に示すように、インサート成形後の各第１貫通孔１８１には、各段部１６５を除いたＣ字状の樹脂１９０がそれぞれ形成される。

最後に、上側金型１６１、下側金型１６２を取り外すと、図８に示すように、第１方向Ｚに沿って複数の内蔵物が配置される配置孔２１０が樹脂１９０に複数形成され、第２方向Ｘ、Ｙに沿って複数のネジ孔１８２を有する、金属部品１８０と樹脂１９０とが一体化された先端硬質部材２００がインサート成形される。尚、各配置孔２１０の径は、各金型ピン１６３の径に等しく形成される。

しかしながら、このインサート成形方法では、各第２貫通孔１８２が各第１貫通孔１８１に連通するよう金属部品１８０に複数形成された構成においては、上述した図１０に示したように、第２貫通孔１８２に樹脂１９０が流れて込んでしまうことがないよう、第２方向Ｘ、Ｙにおいてそれぞれ異なる方向を指向する各段部１６５の全てを各内周１８１ｎに位置精度良く当接させなければならない。

即ち、各段部１６５の第２方向Ｘ、Ｙにおける成形精度や各内周１８１ｎの成形精度が悪いと、各段部１６５と内周１８１ｎとの間に隙間が出来てしまい、第２貫通孔１８２に樹脂１９０が流れ込んでしまったり、第１貫通孔１８１の内周１８１ｎに段部１６５が引っ掛かってしまい金型ピン１６３が第１貫通孔１８１を貫通出来なくなってしまったりするといった問題があった。

尚、以上の問題は、各段部１６５、各第１貫通孔１８１、各第２貫通孔１８２が複数形成されているからこそ発生する問題である。さらに、第１貫通孔１８１や金型ピン１６３が１つであっても、段部１６５及び１つの第１貫通孔１８１に連通する第２貫通孔１８２が複数から構成されている場合には、同様の問題が生じる。

よって、各段部１６５を有する下側金型１６２や、金属部品１８０を精度良く成形しなければならず、先端硬質部材２００を安価に成形することが出来ないといった問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、安価かつ容易に第２貫通孔に第１貫通孔から樹脂が流れ込むことが防止されたインサート品と樹脂とが一体化された構成を具備する内視鏡の構成部品及び内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の一態様における内視鏡の構成部品は、金型にインサート品が装填された後、前記金型に溶融された樹脂が注入されて固化されることにより、前記インサート品と前記樹脂とが一体化された内視鏡の構成部品において、前記インサート品に設けられるとともに前記金型に対して前記樹脂が注入される方向となる前記インサート品の第１方向に沿って延在された、内周に前記樹脂が注入された第１貫通孔と、前記インサート品に設けられるとともに、前記第１貫通孔に対して前記第１方向と交わる第２方向に沿って連結された第２貫通孔と、前記インサート品における前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との連結部に前記第１方向に沿って設けられ、前記第１貫通孔よりも大径に形成された柱状の穴と、前記柱状の穴の前記第１貫通孔側に設けられ、前記第１貫通孔の前記内周と前記柱状の穴の内周とを前記第２方向に沿って接続するフランジ面と、を具備し、
前記インサート品の前記柱状の穴側から前記第１貫通孔に挿通される前記金型の柱状部位に、前記第１貫通孔側の端面が前記第１貫通孔の全周に亘って前記フランジ面に当接する太径部が設けられていることにより、前記第１貫通孔の前記内周に注入された前記樹脂は、前記第１方向において前記フランジ面と同じ面上で堰き止められている。
また、本発明の一態様における内視鏡は、前記内視鏡の構成部品を備えている。

本発明によれば、安価かつ容易に第２貫通孔に第１貫通孔から樹脂が流れ込むことが防止されたインサート品と樹脂とが一体化された構成を具備する内視鏡の構成部品を提供することができる。

本実施の形態の先端硬質部材を挿入部の先端部に具備する内視鏡を示す図本実施の形態の先端硬質部材を示す斜視図図２の先端硬質部材をインサート成形する際の、下側金型、金属部品、上側金型、射出成形ノズルを分解して示す斜視図図３の下側金型及び上側金型に金属部分を装填し、射出成形ノズルから溶融された樹脂を注入する様子を示す斜視図図４中のV-V線に沿う下側金型、金属部品、樹脂の断面図従来の先端硬質部材をインサート成形する際の、下側金型、金属部品、上側金型、射出成形ノズルを分解して示す斜視図図６の下側金型及び上側金型に金属部分を装填し、射出成形ノズルから溶融された樹脂を注入する様子を示す斜視図インサート成形後の先端硬質部材を示す斜視図図８中のIX-IX線に沿う金属部品及び樹脂の断面図図７中のX-X線に沿う下側金型、金属部品、樹脂の断面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態において、内視鏡の構成部品は、先端硬質部材を例に挙げて説明する。

図１は、本実施の形態の先端硬質部材を挿入部の先端部に具備する内視鏡を示す図、図２は、本実施の形態の先端硬質部材を示す斜視図である。

図１に示すように、内視鏡１は、被検体内に挿入される挿入部２と、該挿入部２の基端側に連設された操作部３と、該操作部３から延出されたユニバーサルコード８と、該ユニバーサルコード８の延出端に設けられたコネクタ９とを具備して主要部が構成されている。尚、コネクタ９を介して、内視鏡１は、制御装置や照明装置等の外部装置と電気的に接続される。

挿入部２は、先端側から順に、先端部１１と湾曲部１２と可撓管部１３とを具備して構成されており細長に形成されている。

湾曲部１２は、湾曲操作に伴い、例えば上下左右の４方向に湾曲されることにより、先端部１１内に設けられた図示しない撮像ユニットの観察方向を可変したり、被検体内における先端部１１の挿入性を向上させたりするものである。さらに、可撓管部１３は、湾曲部１２の基端側に連設されている。

また、先端部１１内には、図２に示すように、先端硬質部材１００が設けられている。先端硬質部材１００は、インサート品である金属部品８０と、樹脂９０とから構成されている。

具体的には、先端硬質部材１００は、後述する下側金型６２、上側金型６１（図３参照）に金属部品８０が装填された後、後述する樹脂成形空間６１ｃ（図３参照）に溶融された樹脂９０が注入されて固化されることにより、金属部品８０上に樹脂９０が一体化されてインサート成形されている。

樹脂９０に、樹脂成形空間６１ｃ（図３参照）に樹脂９０が注入される方向に平行な第１方向Ｚに沿って、撮像ユニットや照明ユニット、流体供給管路等の複数の内蔵物が配置される配置孔１１０が複数、例えば３つ形成されている。

また、金属部品８０に、第１方向Ｚと交わる、例えば直交する第２方向Ｘ、Ｙに沿って、金属部品８０の外周８０ｇから各第１貫通孔８１に連通する複数の第２貫通孔８２が、第２方向Ｘ、Ｙにおけるそれぞれ異なる方向に沿って、例えば３つ形成されている（図２では、第２貫通孔８２は１つのみ図示）。尚、第２貫通孔８２は、ネジ孔として機能する。また、第２貫通孔８２は、複数であれば、３つに限定されない。

次に、先端硬質部材１００のインサート成形方法について、上述した図２とともに、図３〜図５を用いて説明する。

図３は、図２の先端硬質部材をインサート成形する際の、下側金型、金属部品、上側金型、射出成形ノズルを分解して示す斜視図、図４は、図３の下側金型及び上側金型に金属部分を装填し、射出成形ノズルから溶融された樹脂を注入する様子を示す斜視図、図５は、図４中のV-V線に沿う下側金型、金属部品、樹脂の断面図である。

図２に示すような先端硬質部材１００をインサート成形する際には、先ず、図３に示すように、上側金型６１及び下側金型６２と、上述した金属部品８０とを用意する。

金属部品８０に、第１方向Ｚに沿って下側金型６２の各金型ピン６３が遊嵌状態で貫通される第１貫通孔８１が複数、例えば３つ形成されており、さらに、第２方向Ｘ、Ｙに沿って、各第１貫通孔８１に連結される複数、例えば３つの上述した第２貫通孔８２が形成されている。

また、図５に示すように、金属部品８０における各第１貫通孔８１と各第２貫通孔８２との連結部に、第１方向Ｚに沿って第１貫通孔８１よりも大径な柱状の穴８５がそれぞれ形成されている。

さらに、金属部品８０における各柱状の穴８５の第１方向Ｚにおける第１貫通孔８１側に、第１貫通孔８１の内周８１ｎと柱状の穴８５の内周８５ｎとを第２方向Ｘ、Ｙに沿って接続するフランジ面８０ｆがそれぞれ形成されている。

即ち、フランジ面８０ｆは、第２貫通孔８２よりも第１方向Ｚにおける樹脂９０の注入方向の上流側、即ち、第１貫通孔８１側に形成されている。

上側金型６１は、下側金型６２との間に図４に示すように、各第１貫通孔８１に各金型ピン６３が貫通された金属部品８０を第１方向Ｚに沿って挟む込む樹脂成形空間６１ｃを有しており、樹脂成形空間６１ｃに、射出成形ノズル７０から溶融された樹脂９０が注入可能となっている。

尚、樹脂成形空間６１ｃの第２方向Ｘ、Ｙにおける外形の大きさ、形状は、金属部品８０の第２方向Ｘ、Ｙにおける外形の大きさ、形状に等しく形成されている。即ち、金属部品８０は、樹脂成形空間６１ｃに緊密に嵌入する。

下側金型６２は、第１方向Ｚに沿って下側金型１６２から起立する複数、例えば３本の柱状部位である金型ピン６３と、該各金型ピン６３の下側金型６２側の根元にそれぞれ設けられた太径部６４とを具備して主要部が構成されている。

尚、金型ピン６３、太径部６４の本数は、３本に限定されない。また、金型ピン６３、太径部６４は、円柱状に形成されており、太径部６４は、金型ピン６３よりも大径に形成されているとともに、柱状の穴８５より小径に形成されている。さらに、各金型ピン１６３は、形成される各配置孔１１０の径に等しく形成されている。

各金型ピン６３は、下側金型６２に対して金属部品８０がセットされた際、図４、図５に示すように、各第１貫通孔８１に対して、各柱状の穴８５側から第１方向Ｚに沿って遊嵌状態で貫通される。

また、各太径部６４は、下側金型６２に対して金属部品８０がセットされた際、図５に示すように、柱状の穴８５に対して嵌入される。

さらに、各太径部６４は、下側金型６２に対して金属部品８０がセットされた際、図５に示すように、第１貫通孔８１側の端面６４ｔが第１貫通孔８１の全周に亘ってフランジ面８０ｆに当接される。

よって、図２に示すような金属部品８０上に樹脂９０が一体化された先端硬質部材１００を形成する際には、図４に示すように、金属部品８０の各第１貫通孔８１に、各金型ピン６３を第１方向Ｚに沿って貫通させるとともに各柱状の穴８５に、各太径部６４を嵌入させるようセットした後、下側金型６２との間に金属部品８０を第１方向Ｚに沿って挟み込むように、上側金型６１をセットして型締めする。

この際、図５に示すように各太径部６４の端面６４ｔは、各フランジ面８０ｆに当接する。

その後、樹脂成形空間６１ｃ内に、射出成形ノズル７０から溶融された樹脂９０が注入されると、金属部品８０上及び第１貫通孔８１の内周８１ｎにおける各金型ピン６３の周りに、樹脂９０が位置し固化される。

この際、上述したように、各端面６４ｔが各フランジ面８０ｆに周状に当接しているため、第１貫通孔８１の内周８１ｎ内に注入された樹脂９０は、第１方向Ｚにおいてフランジ面８０ｆと同じ面上で堰き止められている。即ち、樹脂９０は、第１方向Ｚにおいて第２貫通孔８２よりも上流側で堰き止められている。

このことにより、樹脂９０が第２貫通孔８２に流れ込んで進入してしまうことが防がれている。

最後に、上側金型６１、下側金型６２を取り外すと、図２に示すように、第１方向Ｚに沿って複数の内蔵物が配置される配置孔１１０が樹脂９０に複数形成され、第２方向Ｘ、Ｙに沿って複数の第２貫通孔８２を有する、金属部品８０上に樹脂９０が一体化された先端硬質部材１００がインサート成形される。

このように、本実施の形態においては、下側金型１６２の各金型ピン６３の根元に、金型ピン６３よりも大径であり、柱状の穴８５よりも小径な太径部６４がそれぞれ形成されていると示した。

また、各太径部６４は、各柱状の穴８５に嵌入された際、金属部品８０において第２貫通孔８２よりも上流側に位置する内周８１ｎと内周８５ｎとを第２方向Ｘ、Ｙに沿って接続するフランジ面８０ｆに周状に当接することにより、樹脂成形空間６１ｃ内に溶融された樹脂９０が注入された際、フランジ面８０ｆと同じ面上で樹脂９０を堰き止めると示した。

このことによれば、金属部品８０に形成された各第１貫通孔８１に連通する該第１貫通孔よりも大径な各柱状の穴８５に各太径部６４を嵌入させ、各端面６４ｔをフランジ面８０ｆに周状に当接させることにより、樹脂成形空間６１ｃ内に注入された樹脂９０は、各端面６４ｔによりフランジ面８０ｆと同じ面上で堰き止められることから、第２貫通孔８２に進入してしまうことを容易に防止することができる。

また、各太径部６４も各柱状の穴８５よりも小径に形成されているため、各柱状の穴８５に各太径部６４を嵌入させる際、各太径部６４が引っ掛かってしまうことがない。

さらに、各太径部６４の径は、各第１貫通孔８１よりも大径で、各柱状の穴８５よりも小径に形成すれば良いことから、高精度に形成する必要がない。即ち、下側金型６２を高精度に形成する必要がない。よって、下側金型６２を安価に形成することができる。

以上から、安価かつ容易に第２貫通孔８２に第１貫通孔８１から樹脂９０が流れ込むことが防止された金属部品８０上に樹脂９０が一体化された構成を具備する先端硬質部材１００を提供することができる。

尚、上述した本実施の形態においては、金属部品８０に、複数の第１貫通孔８１、複数の柱状の穴８５が形成されている場合を例に挙げて示したが、これに限らず、それぞれ１つから構成され、１つの柱状の穴８５に複数の第２貫通孔８２が連通している構成においても適用可能である。

この場合、下側金型６２から起立する金型ピン６３や、該金型ピン６３の根元に設けられた太径部６４は１つで良い。

さらに、上述した本実施の形態においては、内視鏡の構成部品は、先端硬質部材１００を例に挙げて示したが、これに限らず、金属部品と樹脂とを一体的にインサート成形することにより形成されるとともに、第１貫通孔８１に対して複数の第２貫通孔８２が連通する金属部品の構成であれば、内視鏡に用いる他の部品においても適用可能であるということは勿論である。

６１…上側金型
６２…下側金型
６３…金型ピン（柱状部位）
６４…太径部
６４ｔ…太径部の端面
８０…金属部品（インサート品）
８０ｆ…フランジ面
８１…第１貫通孔
８１ｎ…第１貫通孔内周
８２…第２貫通孔
８５…柱状の穴
８５ｎ…柱状の穴の内周
９０…樹脂
１００…先端硬質部材（内視鏡の構成部品）（先端硬質部を構成する部品）
Ｘ、Ｙ…第２方向
Ｚ…第１方向

Claims

金型にインサート品が装填された後、前記金型に溶融された樹脂が注入されて固化されることにより、前記インサート品と前記樹脂とが一体化された内視鏡の構成部品において、
前記インサート品に設けられるとともに前記金型に対して前記樹脂が注入される方向となる前記インサート品の第１方向に沿って延在された、内周に前記樹脂が注入された第１貫通孔と、
前記インサート品に設けられるとともに、前記第１貫通孔に対して前記第１方向と交わる第２方向に沿って連結された第２貫通孔と、
前記インサート品における前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との連結部に前記第１方向に沿って設けられ、前記第１貫通孔よりも大径に形成された柱状の穴と、
前記柱状の穴の前記第１貫通孔側に設けられ、前記第１貫通孔の前記内周と前記柱状の穴の内周とを前記第２方向に沿って接続するフランジ面と、
を具備し、
前記インサート品の前記柱状の穴側から前記第１貫通孔に挿通される前記金型の柱状部位に、前記第１貫通孔側の端面が前記第１貫通孔の全周に亘って前記フランジ面に当接する太径部が設けられていることにより、前記第１貫通孔の前記内周に注入された前記樹脂は、前記第１方向において前記フランジ面と同じ面上で堰き止められていることを特徴とする内視鏡の構成部品。
前記第１貫通孔の前記内周に注入された前記樹脂は、前記第１貫通孔の内周面に沿って存在している状態であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の構成部品。
内視鏡の挿入部の先端に設けられる先端硬質部を構成する部品であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の構成部品。
前記太径部の前記第１貫通孔側の前記端面が前記フランジ面に当接していることにより、前記柱状の穴及び前記第２貫通孔への前記樹脂の進入が防がれていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡の構成部品。
前記第１貫通孔及び前記柱状の穴は複数から構成されており、
前記第２貫通孔は、各前記第１貫通孔に対して各前記柱状の穴を介してそれぞれ連結されるよう複数から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の構成部品。
前記第１貫通孔及び前記柱状の穴は１つから構成されており、
前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔に対して前記柱状の穴を介してそれぞれ連結されるよう複数から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の構成部品。
請求項１に記載の内視鏡の構成部品を備えたことを特徴とする内視鏡。