WO2017061319A1

WO2017061319A1 - 接続構造、可撓管、及び接続方法

Info

Publication number: WO2017061319A1
Application number: PCT/JP2016/078680
Authority: WO
Inventors: 和広山形
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2017-04-13
Also published as: JP2017072657A; CN108139001A; US20180224037A1

Abstract

接続構造は、円筒状をなし、一端側の外周面にネジ部２ｃが設けられ、他端側に管状をなす収容部が接続され、ネジ部２ｃよりも他端側の領域が該収容部の外層部に被覆された第一パイプ部材２と、第一パイプ部材２の一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分７ａと、外層部により被覆された第一パイプ部材２の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分７ｂとを含む２段構造の円筒状をなし、第一の部分７ａの内周面にネジ部２ｃと固定可能なネジ部７ｄが設けられ、且つ第一パイプ部材２との位置を決める端面７ｅが設けられた第二パイプ部材７とを備え、第一パイプ部材２は第二パイプ部材７に挿入されて端面７ｅにより位置決めされ、ネジ部２ｃ、７ｄ同士が固定され、第二の部分７ｂによって外層部が第一パイプ部材２に押圧固定されている。

Description

接続構造、可撓管、及び接続方法

　本発明は、内視鏡の挿入部を構成する可撓管に適用される接続構造、可撓管、及び接続方法に関する。

　工業用内視鏡が備える挿入部は、撮像装置等が設けられた先端硬質部と、湾曲自在の湾曲部と、可撓管又は蛇管と呼ばれる可撓性を有する細長い管とを順次接続した構造を有する。このうち、可撓管には、湾曲部を操作するための操作ワイヤ等が収容されている。湾曲部は、この可撓管の先端に口金を介して接続されている（例えば特許文献１参照）。

　従来の可撓管の作製方法を、図９を参照しながら説明する。図９は、従来の可撓管の構造を示す一部断面図である。まず、帯状の金属板をスパイラル状に巻いたフレックス９１の外周に金属製のブレード（内層ブレード）９２を被せ、端部領域において、フレックス９１と内層ブレード９２とをはんだ付けにより接合することによって硬質部分Ｓを形成する。そして、内層ブレード９２の外周に押し出し成形によって樹脂層９３を形成することにより、可撓管内層部９４を形成する。続いて、この可撓管内層部９４の先端部の樹脂層９３を剥いて硬質部分Ｓの先端側から少なくとも一部を露出させ、露出した硬質部分Ｓを口金９６に挿入した後、接着とスウェージングにより口金９６を固定する。さらに、口金９６及び可撓管内層部９４に外層ブレード９５を被せた後、口金９６が取り付けられている部分を金属環９７に挿通して圧入し、接着剤を硬化させることにより、外層ブレード９５を固定する。最後に、外層ブレード９５の端部を口金９６に合わせて切断して口金９６を露出させる。

特開２００７－２９８８１５号公報

　上述した従来の可撓管の作製方法においては、以下のような問題があった。
　硬質部分Ｓをはんだ付けによって形成するため、硬質部分Ｓの長さにばらつきが生じやすい上、はんだ付け後に洗浄および乾燥の時間が必要となる。
　硬質部分Ｓの基端側の一部が樹脂層９３によって被覆されているため、硬質部分Ｓの全長を正確に把握することができない。
　口金９６を硬質部分Ｓに対して固定する際、接着剤を硬化させる時間が必要となる。
　口金９６及び可撓管内層部９４に外層ブレード９５を被せた後で金属環９７を挿入する際、外層ブレード９５の影響により金属環９７の軸方向の位置が安定しない。
　金属環９７を口金９６に固定する際、接着剤を硬化させる時間が必要となる。
　外層ブレード９５を切断する際、金属環９７の端部に合わせて外層ブレード９５を切断するため、金属環９７及び口金９６を傷つけやすく、品質に影響を及ぼすおそれがある。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、品質のばらつきの少ない可撓管を、簡単且つ少ない工程で短時間に作製することができる接続構造、可撓管、及び接続方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る接続構造は、円筒状をなし、回転中心軸方向の一端側の外周面に他の部材と固定可能な第一の固定手段が設けられ、前記回転中心軸方向の他端側に管状をなす収容部が接続され、前記第一の固定手段よりも前記他端側の領域が前記収容部の外層部に被覆された第一パイプ部材と、前記第一パイプ部材の前記一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分と、前記外層部により被覆された前記第一パイプ部材の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分とを含む２段構造の円筒状をなし、前記第一の部分の内周面に前記第一の固定手段と固定可能な第二の固定手段が設けられ、且つ、前記回転中心軸方向における前記第一パイプ部材との位置を決める位置決め手段が設けられた第二パイプ部材と、を備え、前記第一パイプ部材は前記第二パイプ部材に挿入されて前記位置決め手段により両者間の位置が決定され、前記第一及び第二の固定手段同士が固定されると共に、前記第二の部分により前記外層部が前記第一パイプ部材に押圧固定されていることを特徴とする。

　上記接続構造において、前記第一及び第二の固定手段は、互いに螺合可能なネジ部であることを特徴とする。

　上記接続構造において、前記位置決め手段は、前記第一パイプ部材の前記ネジ部の側面が当接可能な端面であることを特徴とする。

　上記接続構造において、前記位置決め手段は、前記第一の部分と前記第二の部分との間の領域に設けられ、前記外層部の端部が当接可能な内周面であることを特徴とする。

　本発明に係る可撓管は、内容物を収容する空間を形成するフレックスと、円筒状をなし、回転中心軸方向の一端側の外周面に他の部材と固定可能な第一の固定手段が設けられ、前記回転中心軸方向の他端側において前記フレックスの端部と一体化された第一パイプ部材と、前記フレックス及び前記第一パイプ部材の前記第一の固定手段よりも前記他端側を被覆する内層ブレードと、前記内層ブレード及び前記第一パイプ部材の前記第一の固定手段よりも前記他端側を被覆する樹脂層と、前記樹脂層を被覆する外層ブレードと、前記第一パイプ部材の前記一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分と、前記樹脂層及び前記外層ブレードにより被覆された前記第一パイプ部材の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分とを含む２段構造の円筒状をなし、前記第一の部分の内周面に前記第一の固定手段と固定可能な第二の固定手段が設けられ、且つ、前記回転中心軸方向における前記第一パイプ部材との位置を決める位置決め手段が設けられた第二パイプ部材と、を備え、前記第一パイプ部材は前記第二パイプ部材に挿入されて前記位置決め手段により両者間の位置が決定され、前記第一及び第二の固定手段同士が固定されると共に、前記第二の部分により前記外層ブレード及び前記樹脂層が前記第一パイプ部材に押圧固定されていることを特徴とする。

　本発明に係る接続方法は、円筒状をなし、回転中心軸方向の一端側の外周面に他の部材と固定可能な第一の固定手段が設けられ、前記回転中心軸方向の他端側に管状をなす収容部が接続され、前記第一の固定手段よりも前記他端側の領域が前記収容部の外層部に被覆された第一パイプ部材と、前記第一パイプ部材の前記一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分と、前記外層部により被覆された前記第一パイプ部材の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分とを含む２段構造の円筒状をなし、前記第一の部分の内周面に前記第一の固定手段と固定可能な第二の固定手段が設けられ、且つ、前記回転中心軸方向における前記第一パイプ部材との位置を決める位置決め手段が設けられた第二パイプ部材と、を備える接続構造において、前記第一パイプ部材を前記第二パイプ部材に挿入して前記位置決め手段により両者間の位置を決定し、前記第一及び第二の固定手段同士を固定すると共に、前記第二の部分を縮径することにより、前記第二の部分によって前記外層部を前記第一パイプ部材に押圧固定することを特徴とする。

　本発明によれば、第二パイプ部材の第二の部分を縮径することにより、収容部の外層部を第一パイプ部材に押圧固定するので、一旦形成した樹脂層の端部を剥く工程や、外層ブレードの端部を切断する工程や、接着剤を硬化させるための待ち時間が不要になるとともに、先端部における硬質部分の長さのばらつきや、金属環の軸方向の位置のばらつき等の品質のばらつきも発生しない。従って、品質のばらつきの少ない可撓管を、簡単且つ少ない工程で短時間に作製することが可能となる。

図１は、本実施の形態に係る接続構造が適用される内視鏡の構成を示す模式図である。図２は、図１に示す可撓管の先端付近を示す断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。図４は、本発明の実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。図５は、本発明の実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。図６は、本発明の実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。図７は、本発明の実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。図８は、本発明の実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。図９は、従来の可撓管の構造を示す一部断面図である。

　以下に、本発明の実施の形態に係る接続構造について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

（実施の形態）
　図１は、本実施の形態に係る接続構造が適用される内視鏡の構成を示す模式図である。図１に示す内視鏡１００は、検査対象に挿入される挿入部１０１と、挿入部１０１の基端側に設けられ、内視鏡機能を操作するための操作部１０２とを備え、主に工業用として用いられる。

　挿入部１０１は、撮像部が設けられる先端部１０３と、先端部１０３の基端側に連設され、複数方向に湾曲自在な湾曲部１０４と、湾曲部１０４の基端側に連設された可撓管１０５とによって構成される。湾曲部１０４は、操作部１０２に設けられた湾曲操作用ノブ（不図示）の操作によって湾曲し、挿入部１０１内に挿通された操作ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下左右の４方向に湾曲自在となっている。

　図２は、図１に示す可撓管１０５の先端付近を示す断面図である。図２に示すように、可撓管１０５は、フレックス１と、該フレックス１の端部と一体化された第一パイプ部材２と、内層ブレード３と、該内層ブレード３を第一パイプ部材２に固定する固定リング４と、樹脂層５と、外層ブレード６と、第一パイプ部材２に対して外層ブレード６を固定する第二パイプ部材７とを備える。このうち、第一パイプ部材２は、可撓管１０５を湾曲部１０４（図１参照）に組み付けるための口金として用いられる。また、フレックス１、内層ブレード３、樹脂層５、及び外層ブレード６が、操作ワイヤ等の内容物を収容する管状収容部を構成する。本実施の形態に係る接続構造は、この管状収容部を第一パイプ部材２に接続するための構造である。なお、図２においては、左側が挿入部１０１（図１参照）の先端側に相当し、右側が基端側に相当する。

　フレックス１は、帯状の金属板をスパイラル状に巻いた部材であり、操作ワイヤ等の収容物を収容する空間を形成する。

　第一パイプ部材２は、全体として円筒状をなす金属部材であり、回転中心軸方向（図２の左右方向）の一端側（先端側）において湾曲部１０４（図１参照）に組み付けられる口金である。また、第一パイプ部材２は、他端側（基端側）において、フレックス１及び内層ブレード３～外層ブレード６からなる管状収容部の端部と接続されている。

　第一パイプ部材２の基端側の領域２ａは、内径が他の領域よりも拡径するように掘削されている。この領域２ａは、フレックス１を嵌合させることにより、フレックス１と第一パイプ部材２とを一体化すると共に、両者の位置決めのために設けられている。また、第一パイプ部材２の基端側寄りの外周面には、固定リング４を嵌め込むための溝２ｂが形成されている。さらに、第一パイプ部材２の先端側寄りの外周面には、後述する第二パイプ部材７を固定する固定手段としてのネジ部２ｃが設けられている。

　内層ブレード３は、ステンレスやタングステン等の金属繊維、又はこれらの金属繊維にポリエステル等の合成樹脂やカーボン等の非金属繊維を混紡した繊維を筒状に編んだ部材である。内層ブレード３は、フレックス１及び第一パイプ部材２の基端側の端部を被覆し、固定リング４によって第一パイプ部材２に固定されている。

　樹脂層５は、ウレタン系、ポリエステル系、ニトリル系、ポリアミド系、ポリイミド系、スチレン系、オレフィン系等の熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の合成樹脂により形成され、内層ブレード３及び第一パイプ部材２の一部、具体的にはネジ部２ｃよりも基端側の領域を被覆している。樹脂層５の一部は内層ブレード３に含浸し、内層ブレード３と一体化している。

　外層ブレード６は、内層ブレード３と同様の金属繊維又は混紡繊維を筒状に編んだ部材であり、樹脂層５を被覆している。

　第二パイプ部材７は、全体として円筒状をなす金属部材であり、第一パイプ部材２の先端部が挿入可能な内径を有する第一の部分７ａと、外層ブレード６で被覆された第一パイプ部材２の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分７ｂとを有する２段構造のパイプ部材である。

　第一の部分７ａのうちの基端側の領域７ｃは、他の領域よりも内径が拡径するように掘削されている。この領域７ｃに、第一パイプ部材２のネジ部２ｃと螺合可能なネジ部７ｄが固定手段として設けられている。また、領域７ｃの先端側の端面７ｅは、第一パイプ部材２のネジ部２ｃの側面２ｄが当て付けられる当て付け面であり、第一パイプ部材２との回転中心軸方向における位置を決めるための位置決め手段である。

　次に、図２に示す接続構造１０における接続方法を、図３～図８を参照しながら説明する。図３～図８は、本実施の形態に係る接続方法を説明するための模式図である。

　まず、図３に示すように、第一パイプ部材２の基端側の領域２ａにフレックス１の端部を嵌合させる。この際、フレックス１の端面を領域２ａの端面２ｅに当て付けることにより、第一パイプ部材２に対するフレックス１の回転中心軸方向の位置決めがなされる。さらに、はんだ付け、溶接、圧入等の公知の接合技術により、フレックス１を第一パイプ部材２に接合する。

　続いて、図４に示すように、フレックス１を内層ブレード３で被覆する。この際、第一パイプ部材２の溝２ｂを覆う位置まで内層ブレード３を引き寄せる。

　続いて、図５に示すように、固定リング４に第一パイプ部材２及び内層ブレード３を挿通させ、溝２ｂの位置において内層ブレード３の外周側から固定リング４をスウェージング等の公知技術を用いて固定することにより、内層ブレード３を第一パイプ部材２に固定する。

　続いて、図６に示すように、内層ブレード３及び第一パイプ部材２の一部を樹脂層５によって被覆する。樹脂層５は、例えば押し出し成形等の公知の技術により形成する。この際、ネジ部２ｃから先端側の領域に樹脂が付着しないように、当該領域にマスクするなどした上で樹脂層５を形成すると良い。

　続いて、図７に示すように、樹脂層５を外層ブレード６によって被覆する。

　続いて、図８に示すように、第一パイプ部材２を第二パイプ部材７に挿通し、第一パイプ部材２のネジ部２ｃを第二パイプ部材７のネジ部７ｄに螺合させる。この際、第一パイプ部材２のネジ部２ｃの側面２ｄが第二パイプ部材７の領域７ｃの端面７ｅに当接するまで第一パイプ部材２をねじ込むことにより、第一パイプ部材２と第二パイプ部材７との回転中心軸方向の位置決めがなされる。

　本実施の形態では、第一の部分７ａと第二の部分７ｂとの間の領域の内周面７ｆは、縦断面がテーパー状をなすように連続的に拡径しており、外層ブレード６の端部をこの内周面７ｆに当接させても、第一パイプ部材２と第二パイプ部材７との回転中心軸方向の位置決めを行うことができるように設計されている。

　この状態においては、第二パイプ部材７の第二の部分７ｂの内周面と外層ブレード６の外周面との間に若干のクリアランスがあっても良い。言い換えると、第一パイプ部材２を被覆する樹脂層５及び外層ブレード６を含む管状収容部の外層部トータルの厚みとクリアランスとを考慮して、第二の部分７ｂの内径を決定する。

　そして、第二パイプ部材７の第二の部分７ｂに対してスウェージング加工を行うことにより第二の部分７ｂを縮径させ、第二の部分７ｂにより外層ブレード６及び樹脂層５を第一パイプ部材２に押圧固定する。それにより、図１に示す接続構造１０が得られる。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、第一パイプ部材２と第二パイプ部材７とを螺合することにより接続し、第二パイプ部材７をスウェージングすることにより外層ブレード６を第一パイプ部材２に対して固定するので、フレックス１及び内層ブレード３～外層ブレード６からなる管状収容部を第一パイプ部材２に確実に接続することができ、品質のばらつきの少ない可撓管１０５を、従来よりも少ない工程で簡単且つ短時間に作製することが可能となる。

（変形例１）
　上記実施の形態においては、第一パイプ部材２と第二パイプ部材７とを螺合させることにより両者を接続したが、両者間の接続方法は螺合に限定されない。例えば、第一パイプ部材２の外周面及び第二パイプ部材７の内周面に互いに嵌合可能な溝を形成し、この溝において両者を嵌め合わせた後、相対的に回転させることによりロックさせる機構としても良い。

（変形例２）
　上記実施の形態においては、第一パイプ部材２の先端部を第二パイプ部材７の先端部よりも突出させることにより、第一パイプ部材２を、可撓管１０５を湾曲部１０４（図１参照）に組み付けるための口金として用いることとした。しかしながら、反対に、第二パイプ部材７の先端部を第一パイプ部材２の先端部よりも突出させることにより、第二パイプ部材７を口金として用いても良い。

　本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することが可能である。例えば上記実施の形態及び変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成しても良い。本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。

　１、９１　フレックス
　２　第一パイプ部材
　２ａ、７ｃ　領域
　２ｂ　溝
　２ｃ、７ｄ　ネジ部
　２ｄ　側面
　２ｅ、７ｅ　端面
　３、９２　内層ブレード
　４　固定リング
　５、９３　樹脂層
　６、９５　外層ブレード
　７　第二パイプ部材
　７ａ　第一の部分
　７ｂ　第二の部分
　１０　接続構造
　９４　可撓管内層部
　９６　口金
　９７　金属環
　１００　内視鏡
　１０１　挿入部
　１０２　操作部
　１０３　先端部
　１０４　湾曲部
　１０５　可撓管
　Ｓ　硬質部分

Claims

　円筒状をなし、回転中心軸方向の一端側の外周面に他の部材と固定可能な第一の固定手段が設けられ、前記回転中心軸方向の他端側に管状をなす収容部が接続され、前記第一の固定手段よりも前記他端側の領域が前記収容部の外層部に被覆された第一パイプ部材と、
　前記第一パイプ部材の前記一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分と、前記外層部により被覆された前記第一パイプ部材の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分とを含む２段構造の円筒状をなし、前記第一の部分の内周面に前記第一の固定手段と固定可能な第二の固定手段が設けられ、且つ、前記回転中心軸方向における前記第一パイプ部材との位置を決める位置決め手段が設けられた第二パイプ部材と、
を備え、
　前記第一パイプ部材は前記第二パイプ部材に挿入されて前記位置決め手段により両者間の位置が決定され、前記第一及び第二の固定手段同士が固定されると共に、前記第二の部分により前記外層部が前記第一パイプ部材に押圧固定されていることを特徴とする接続構造。
　前記第一及び第二の固定手段は、互いに螺合可能なネジ部であることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
　前記位置決め手段は、前記第一パイプ部材の前記ネジ部の側面が当接可能な端面であることを特徴とする請求項２に記載の接続構造。
　前記位置決め手段は、前記第一の部分と前記第二の部分との間の領域に設けられ、前記外層部の端部が当接可能な内周面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の接続構造。
　内容物を収容する空間を形成するフレックスと、
　円筒状をなし、回転中心軸方向の一端側の外周面に他の部材と固定可能な第一の固定手段が設けられ、前記回転中心軸方向の他端側において前記フレックスの端部と一体化された第一パイプ部材と、
　前記フレックス及び前記第一パイプ部材の前記第一の固定手段よりも前記他端側を被覆する内層ブレードと、
　前記内層ブレード及び前記第一パイプ部材の前記第一の固定手段よりも前記他端側を被覆する樹脂層と、
　前記樹脂層を被覆する外層ブレードと、
　前記第一パイプ部材の前記一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分と、前記樹脂層及び前記外層ブレードにより被覆された前記第一パイプ部材の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分とを含む２段構造の円筒状をなし、前記第一の部分の内周面に前記第一の固定手段と固定可能な第二の固定手段が設けられ、且つ、前記回転中心軸方向における前記第一パイプ部材との位置を決める位置決め手段が設けられた第二パイプ部材と、
を備え、
　前記第一パイプ部材は前記第二パイプ部材に挿入されて前記位置決め手段により両者間の位置が決定され、前記第一及び第二の固定手段同士が固定されると共に、前記第二の部分により前記外層ブレード及び前記樹脂層が前記第一パイプ部材に押圧固定されていることを特徴とする可撓管。
　円筒状をなし、回転中心軸方向の一端側の外周面に他の部材と固定可能な第一の固定手段が設けられ、前記回転中心軸方向の他端側に管状をなす収容部が接続され、前記第一の固定手段よりも前記他端側の領域が前記収容部の外層部に被覆された第一パイプ部材と、
　前記第一パイプ部材の前記一端側の部分が挿入可能な内径を有する第一の部分と、前記外層部により被覆された前記第一パイプ部材の部分が挿入可能な内径を有する第二の部分とを含む２段構造の円筒状をなし、前記第一の部分の内周面に前記第一の固定手段と固定可能な第二の固定手段が設けられ、且つ、前記回転中心軸方向における前記第一パイプ部材との位置を決める位置決め手段が設けられた第二パイプ部材と、
を備える接続構造において、
　前記第一パイプ部材を前記第二パイプ部材に挿入して前記位置決め手段により両者間の位置を決定し、前記第一及び第二の固定手段同士を固定すると共に、前記第二の部分を縮径することにより、前記第二の部分によって前記外層部を前記第一パイプ部材に押圧固定することを特徴とする接続方法。