JPH0425007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の技術分野］ 本発明は外装部品を耐滅菌処理性、外観性等に
優れた状態で接合可能とする内視鏡の外装ユニツ
トとその製造方法に関する。 ［発明の技術的背景］ 近年、医療分野及び工業分野で内視鏡が広く用
いられている。 特に医療分野で用いられる内視鏡は、体腔内に
挿入されるため、滅菌処理できることが不可欠の
条件になり、内視鏡の外装部分は滅菌処理に耐え
るものでなければならない。又、内視鏡を介し
て、体腔内に注水処理等を行う必要があるため、
外装部分における各接合部は十分の気密性が要求
される。さらに、医療器具としての外観品位が備
わつてなければならない。この外装部分を形成す
る外装ユニツトの主要なものは、注水装置部、着
脱装置部等が取付けられる本体部ブロツク形状ユ
ニツト及び体腔内に挿入される管状ユニツトが挙
げられる。 従来、これらのユニツトを構成する部品は、上
記ブロツク形状ユニツトにおいては銅−亜鉛合金
を、上記管状ユニツトにおいては銅−ニツケル合
金又は銅−ニツケル−亜鉛合金を各々必要形状に
切削又は成形加工され、その後上記両ユニツトは
ニツケル係硬ろう又はスズ・鉛系軟ろうもしくは
スズ−アンチモン系軟ろう等のろう剤を用いてろ
う付により接合されていた。されに上記方法によ
り接合された外装ユニツトは、ニツケル−クロム
の２層メツキ又は銅−ニツケル−クロムの３層メ
ツキにより被覆され上記滅菌処理により、上記外
装ユニツト及びその接合部が腐蝕することがない
ように耐滅菌処理性が付与されていた。 しかるに近年国内外の各メーカ共、上記メツキ
処理を避ける為、上記外装ユニツトの耐蝕合金鋼
化が進みつつある。ところが上記外装ユニツトの
接合方法については各メーカ共、従来通りの上述
のろう付による方法のままである。この場合には
接合部からの腐蝕の発生を避ける為、接合部のろ
う剤が外面にのこらぬようろう付作業の向上を図
つているが、極めて作業性が悪く、その上熟練を
要する作業でありその成果は十分とはいえない。
この為、上記外装ユニツトの接合部については、
上記耐滅菌処理性が未解決となつている。 例えば、スズ−鉛系軟ろう及びスズ−アンチモ
ン系軟ろうでは、ろう剤自体の耐蝕性が劣る為、
わずかでもろう剤が外表面に残つた場合、滅菌処
理によつてこの部分から腐蝕が進行してしまう。
又、ニツケル系硬ろうについてはろう剤自体の滅
菌処理条件に対する耐蝕性はかなりあるが、ろう
剤融点が650〜850℃と高温である為、真空ろう法
により接合しても、被接合ユニツトの接合部近辺
に著しい熱影響が生じ、強度、外観性、耐滅菌処
理性が損われてしてしまうのである。 更に、ろう付作業では前工程としてのフラツク
ス塗布や、後工程としてのバリ取り、洗浄工程が
必要である為、多大な工数を要し、しかもその出
来ばえは作業者の熟練に大きく左右され、又自動
化も困難である。 以上の様に、耐蝕合金化された内視鏡の外装ユ
ニツトにおいてはその接合方法については多くの
問題が残されており、その問題解決の方法が等し
く望まれる状況にあつた。 ［発明の目的］ 本発明は上述した点にかんがみてなされたもの
で、低コスト化を可能とし、耐滅菌処理の良好な
接合を可能とする内視鏡の外装ユニツトとその製
造方法を提供することを目的とする。 ［発明の概要］ 本発明の内視鏡の外装ユニツトの製造方法は、
ブロツク状ユニツトと管状ユニツトとをそのクリ
アランスを略50μｍ以下にした嵌合部の縁部にエ
ネルギービームの照射による溶着で接合すること
によつて、簡単に接合可能な外装ユニツトを実現
できるようにしてある。 又、上記製造方法で接合して製造される外装ユ
ニツトは、少ない工数で低コスト化されたものと
なり、且つ外観性、耐滅菌処理性も良好なものと
なつている。 ［発明の実施例］ 以下図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。 第１図ないし第５図は本発明の製造方法に係
り、第１図は接合している様子を示し、第２図及
び第３図は本発明の製造方法が適用される光学視
管と、アンドリンが装着されたシースとを示し、
第４図は第３図の接続部周辺を拡大して示し、第
５図は本発明の製造方法で接合した部分を示す。 本発明の製造方法が適用可能となる外装ユニツ
トを有する光学視管（テレスコープ）１は第２図
に示すように細長の挿入部２と、この挿入部２の
後端との嵌合部分を溶着等して連設される太〓の
接眼部３とよりなり、挿入部２先端側の対物光学
系の前方にある患部等の対象物光学像を挿入部２
内に挿通された像伝達手段を介し、手元側の接眼
部３にて観察できるように構成されている。 又、本発明の製造方法が適用されるシース４は
第３図に示すように中空管状のシース挿入部５
と、このシース挿入部５の後端が嵌入される嵌合
部６で溶着等で一体化接続されるシース本体部７
とからなる。このシース本体部７の側部には注水
装置部８が形成され、シース本体部７の後端には
接続部９が設けられて、該接続部９を介してマン
ドリン（杵状機器）１０あるいは第２図を示す光
学視管１を装着し、その挿入部２をシース挿入部
５内に挿通できるようになつている。 上記注水装置部８はシース本体部７の外周に送
水コツク１１を介装して送水管１２，１２（図示
では一方のみ示す。）が２個上下あるいは左右に
対称をなして設けられており、送水管１２，１２
の端部から液体をシース挿入部５内を経て体腔内
に注入することができるようになつている。又、
一方の送水管１２にチユーブを介して排水装置に
接続することによつて排水できるようになつてい
る。 一方、上記マンドリン１０は、シース挿入部５
内を挿通可能とする軸部１３の先端に、シース挿
入部５の先端部の開口部５ａを閉塞する閉塞子１
４を設けてある。このマンドリン１０の後端側
は、第４図に示すように段部状に太径にされてマ
ンドリン本体部１５と連設され、マンドリン本体
部１５はシース本体部７内周面に嵌合するテーパ
状外周面が形成されている。このマンドリン本体
部１５の後端側にはシース本体部７に装着された
際、後方に突出するつまみ部１６が設けてある。 ところで、上記マンドリン１０あるいは光学視
管１が装着可能とされるシース４に設けた接続部
９は、シース本体部７の拡径にされた後端外周を
同心状に切欠いてリング状の嵌装用凹部１８が形
成され、この凹部１８には接続リング１９が回動
自在に嵌装されている。しかして、マンドリン１
０の本体部１５両側に突設した各ピン２０を収納
する溝２１がシース挿入部５の軸方向（着脱する
際の方向）に沿つて凹部１８壁面に設けられてお
り、接続リング１９を回動することによつて、例
えば接続リング１９の内周部分がピン２０が収納
された溝２１の後部側に係入して、該ピン２０が
可動できるのを規制することによつて各溝２１内
に各ピン２０を拘束してマンドリン１０を固定す
ることができるようになつている。尚、逆方向に
回動すれば、拘束を解き、マンドリン１０を取り
外せるようになつている。 又、上記接続リング１９の外周には、着脱操作
レバー２２が突設され、このレバー２２の基部側
は凹部１８外周面に、その周方向に適官長さとな
る周溝２３に摺動自在に収納され、この周溝２３
内で回動される範囲で、着脱が機能するようにな
つている。 尚、接続部９後端には、マンドリン１０等に突
設した位置決め用ピン２４を収納する溝２５が設
けてある。又、接続リング１９前端は凹部１８に
環装されたＯリング２６と当接させてある。 本発明の製造方法は、例えば第４図に示すシー
ス挿入部５と、シース本体部７との嵌合部６を、
レーザビームシーム溶接で接合するものであり、
第１図はそのレーザビームシーム溶接の原理図を
示す。 同図において、符号３２は、上記シース本体部
７と略等価で外径18mm、内径10mm、長さ30mmのブ
ロツク状テストピースであり、符号３３は上記シ
ース挿入部５の略等価で、外径10mm、内径9.3mm、
長さ150mmの管状テストピースである。 上記ブロツク状テストピース３２は、管状テス
トピース３３に外嵌され、この外嵌されたブロツ
ク状テストピース３２は、回転及び上下傾斜角度
調整可能な（図示しない）テストピース固定治具
にチヤツキングされている。しかして、ブロツク
状テストピース３２とこれに内嵌された管状テス
トピース３３とは、上記テストピース固定治具に
よつて、適宜速度で回転されるようになつてい
る。 一方、レーザ発振ユニツト３４から出射される
レーザ光は、レーザ発振ユニツト３４の前方に配
設さレたスリツト３５を通り、該スリツト３５の
前方に配設されたコリメータレンズ３６で平行光
束にされる。このコリメータレンズ３６の前方に
は反射ミラー３７が配設され、レーザ光は反射ミ
ラー３７により回転されている管状テストピース
３３及びフロツク状テストピース３２の嵌合部上
縁３８ａ方向に変えられ、、この方向に変えられ
たレーザ光は反射ミーラ３７の下方に配設された
集光レンズ３９を通り、嵌合部上縁３８ａ上に集
束される。尚、反射ミラー３７、集光レンズ３
９、嵌合部上縁３８ａは同一直線上に位置する様
に配設されている。 又、上記固定治具にチヤツキングされたブロツ
ク状テストピース３２とこれに内嵌する管状テス
トピース３３は、固定治具の上下傾斜角度調整に
より、テストピース３２，３３の軸心と照射され
るレーザ光のなす角度が45゜になる様に固定され
ている。 一方図示しないガスボンベからガス管でガス噴
出口４０からアセチレンガスが嵌合部上縁３８ａ
に向けて噴出され、溶接部及びその近辺の酸化を
防止するようにしている。 上記レーザ発振ユニツト３４は平均出力50W、
パルス幅2.5ｍsecのYAGレーザを用いた。 しかしてテストピースの使用材料として、オー
ステナイト系ステンレンス鋼SUS304及び
SUS316の２種類の耐蝕合金鋼を用いて、溶接後
の気密性、耐蝕性、接合強度、外観性等の各機能
の試験を行い、被溶接材料による優劣差の判定を
行つた。 上記２種類の材種を用いて、ブロツク状テスト
ピース３２と管状テストピース３３の組合せとし
て、各々SUS304−SUS304、SUS304−SUS316、
SUS316−SUS304、SUS316−SUS316の４種類
の各組合せで行つた。なお、ブロツク状テストピ
ース３２とこれに内嵌する管状テストピース３３
の嵌合クリアランスは全て0.03mmとした。 以上の様な条件でブロツク状テストピース３２
と管状テストピース３３の嵌合部上縁３８ａのレ
ーザビームシーム溶接を行ない、試料Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，を得た。第５図ａに上記試料Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの溶接部断面の概略を示し、同図ｂは前記
溶接部を管状テストピース３３側の正面から見た
様子を示す。 図中符号４１が溶着部である。上記試料Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに対して、各機能について各々試験を
行なつた。その結果、上記各機能のうち、気密
性、接合部近辺の耐蝕性、接合溶着部４１の外観
性については何れの試料も略同レベルで、かつ極
めて良好な結果を示した。なお、気密性評価につ
いては接合溶着部４１に６Kgｗ／cm²の圧力を加え
接合溶着部４１からの空気のリークの有無で判定
し、接合部近辺の耐蝕性については、溶接後オー
トクレーブを用いて高温高圧試験を行ない、試験
後の接合部近辺の変色状況で評価した。また、接
合強度についてはSUS304−SUS304の組合せが
最も大きく、SUS316−SUS316の組合せが最も
低かつたが、何れの組合せにおいても上記硬性内
視鏡に用いられるシース４のシース本体部７とシ
ース挿入部５の接合強度としては十分なものであ
つた。 以下の結果をまとめたものが第１表である。 （尚「〃」は「同上」を表わす。）

【表】 次に溶着部４１は極小域であるので、その強度
及び気密性がブロツク状部品の穴の内周面とこれ
に内嵌する管状部品の外周面とのクリアランスの
大小に影響を受けることが考えられる。そこで上
記ブロツク状テストピース３２及び管状テストピ
ース３３と同形状のテストピースを用い、相互の
上記嵌合クリアランスを0.01mm、0.03mm、0.05mm、
0.1mmの４段階に設定し前述の照射条件と同様の
条件つまり平均出力50W、パルス幅2.5ｍSec、照
射角度45゜でレーザビームシーム溶接を行ない試
料Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを得た。なおテストピースの材
種はブロツク状テストピース３２、管状テストピ
ース３３共に全てSUS304を使用した。得られた
試料Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに対し前述と同様に、接合強
度、気密性、接合部近辺の対蝕性、接合溶着部の
外観性について各々評価を行なつた。その結果、
試料Ｅ、Ｆ、Ｇについては、上記評価項目の何れ
についても同レベルでかつ良好であることが分つ
た。しかるに、試料Ｈについては、気密性、接合
強度の点で他の３試料と比して著しく劣り、硬性
内視鏡のシース４に対するシース本体部７とシー
ス挿入部５への適用は不可能であることが判つ
た。即ち嵌合クリアランスは略50μｍ（0.05mm）
以下でなければならない。 以上の結果をまとめたものが第２表である。

【表】 尚、本発明の製造方法は、硬性内視鏡のシース
４におけるシース本体部７と、シース挿入部５と
の接合に適用されるのみならず、第４図に示す接
続リング１９と着脱操作レバー２２との接合と
か、第２図に示す光学視管１における挿入部２と
接眼部３との嵌合部の縁部における溶着による接
合にも用いることができる。さらに、この他嵌合
部の縁部が外部に露呈する状態で接続可能とされ
る部分の全ての外装ユニツトに対し、その縁部で
上述のレーザビームシーム溶接を適用できる。こ
れらに付随して使用されるシース４、鉗子類等も
含むものである。上記製造方法によつて、少い工
数で、且つ低コストで製品としての硬性内視鏡の
外装部品ユニツトを実現できる。 又、上述の実施例においては、溶着部形成の為
のエネルギー源としてYAGレーザが用いたが、
この他に炭酸ガスレーザ等他のレーザビームを用
いることができることはいうまでもなく、更に電
子ビーム等の粒子ビームを、溶着部形成の為のエ
ネルギー源として用いることができる。 尚、本発明は他の耐蝕合金鋼材を用いることも
できる。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明の製造方法によれば、
嵌合部で嵌合する両部材における外部に臨む嵌合
部縁部にエネルギービームを照射するのみで溶着
して両部材を接合できるので、強度、気密性につ
いては従来の軟ろう付により接合されたものと同
様に極めて優れており、接合部近辺の耐蝕性はメ
ツキ等の表面被覆を全き行なわなくとも良好であ
る。又、接合部溶着部の外観性についても軟ろう
付作業において必要となるバリ取り作業を行なわ
なくとも医療器に要求される外観性を十分満足す
ることができる。 更に、軟ろう付作業では、前工程としてのフラ
ツクス塗布や、後工程としてのバリ取り、洗浄工
程が必要である為、全工程では通常15分以上かか
る工数が必要となり、しかもその出来ばえは作業
者の熟練に大きく左右され自動化も困難であるの
に対して、本発明の製造方法によれば、前述の様
な前後工程は全く不要で６秒〜10秒で接合を行な
うことが出来る。又、自動化することも容易であ
る。又、低コストで品質が一定した信頼性の高い
製品を供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の製造方法に係
り、第１図は本発明の製造方法に従つて溶着して
いる様子を示す原理的説明図、第２図は本発明の
製造方法が適用される光学視管を示す説明図、第
３図は本発明の製造方法が適用されるシースを１
部切欠いて示す側面図、第４図は第３図のシース
の接続部周辺を拡大して示す断面図、第５図は本
発明の製造方法で溶着されたテストピースを示
し、同図ａは縦断面図、同図ｂは拡大正面図を示
す。 １……光学視管、２……挿入部、３……接眼
部、４……シース、５……シース挿入部、６……
嵌合部、７……シース本体部、９……接続部、１
０……マンドリン、１９……接続リング、２２…
…着脱操作レバー、３２……ブロツク状テストピ
ース、３３……管状テストピース、３４……レー
ザ発振ユニツト、３６……コリメータレンズ、３
８ａ……嵌合部上縁、３９……集光レンズ、４１
……溶着部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内視鏡の外装部分を形成する外装ユニツトに
   おいて、それぞれ耐蝕合金鋼よりなるブロツク状
   部材及び管状部材とを、これら両部材が嵌合する
   嵌合部のクリアランスが略50μｍ以下で、嵌合部
   の縁部の溶着で接合されたことを特徴とする内視
   鏡の外装ユニツト。 ２ 内視鏡の外装部分を形成する外装ユニツトの
   製造方法において、それぞれ耐蝕合金鋼よりなる
   ブロツク状部材と、管状部材とを、そのクリアラ
   ンスが略50μｍ以下の状態で嵌合部に嵌合させる
   工程と、外部に露呈する前記嵌合部の縁部にエネ
   ルギービームを照射して、前記嵌合部の縁部で溶
   着部を形成する工程とを有することを特徴とする
   内視鏡の外装ユニツトの製造方法。 ３ 前記エネルギービームは、レーザビームであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   内視鏡の外装ユニツトの製造方法。