内視鏡用微小部品

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【発明の名称】	内視鏡用微小部品
【発明者】	【氏名】花山雄吉【氏名】須田信行
【要約】	【課題】金属材料を使用しても、少ない加工工程で成形性、加工性に優れる内視鏡用微小部品を得る。【構成】内視鏡用アダプタは、成形金型内に射出充填された金属材料の溶湯が１０℃／秒以上の速度で冷却されることにより、２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなり、しかも、高温高圧蒸気滅菌処理、腐食性ガス滅菌処理、薬液浸漬処理のいずれかを施された後でも非晶質を保たれる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型内に射出充填された金属材料の溶湯が１０℃／秒以上の速度で冷却されることにより、２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる成形品を備え、
該成形品が高温高圧蒸気滅菌処理、腐食性ガス滅菌処理、薬液浸漬処理のいずれかを施された後でも非晶質を保たれていることを特徴とする内視鏡用微小部品。
【請求項２】
前記成形品が、
第一内径を有する第一筒部と、
該第一筒部の端部に連接されて、前記第一内径よりも小さい第二内径を有する第二筒部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用微小部品。
【請求項３】
前記成形品が、体内に挿入され、内視鏡とともに使用される剥離子の構成部品であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用微小部品。
【請求項４】
前記金属材料が、ジルコニウム基合金であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の内視鏡用微小部品。
【請求項５】
前記成形品に、該成形品の温度を前記非晶質合金の結晶化温度を越えない状態に保たれて加工された孔が形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の内視鏡用微小部品。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用微小部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来一般に、内視鏡用アダプタや剥離子等、微小でかつ複雑な凹凸形状を有する内視鏡用微小部品は、樹脂材料又は金属材料を用いて製造されている。樹脂材料を用いる場合には、樹脂が有する良好な成形性を活かして射出成形法により製造されている（例えば、特許文献１参照。）。一方、金属材料を用いる場合には、プレス成形法や、切削加工により製造されている。（例えば、特許文献２参照。）。さらに、非晶質合金粉末に樹脂を添加して流動性を与えてから射出成形を行う方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平７－１７８１７９号公報
【特許文献２】特開平７－６７８８０号公報
【特許文献３】特開平９－２７２９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来技術にあっては、次の問題があった。
特許文献１に記載の内視鏡用微小部品を製造する技術にあっては、成形性、加工性の高い樹脂を使用する場合、精密かつ安価に製造することができるが、材料の強度や耐久性が低いという問題があった。一方、材料の強度や耐久性の高い金属材料を使用した場合には、最終的な製品形状を作製するときに、プレス加工を複数工程行う必要があり、生産性が低く、加工コストが増大してしまうという問題があった。
【０００４】
また、特許文献２に記載の微小部品を製造する技術にあっては、材料強度や耐久性に優れる金属材料を使用するものの、溝加工等の切削加工やローレット加工等の押圧加工の工数がかさむため、生産性が悪く加工コストが高いという問題があった。一方、耐食性といった観点からみた場合、通常の金属材料には結晶粒界が存在するので、結晶粒界から侵食（粒界腐食）されてしまうという問題があった。
【０００５】
また、特許文献３に記載の微小部品を製造する技術にあっては、非晶質合金と樹脂とを使用する場合、金属材料によるニアネット成形が可能となるので、加工工数の削減が可能となる利点がある反面、材料混合、射出成形、脱脂、焼結等の複数工程を行う必要があるので、生産時間が大幅にかかるという問題があった。また、射出成形時の成形体が、脱脂、焼結工程において収縮するため、高精度の成形品を得ることが困難であるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、金属材料を使用しても、少ない加工工程で加工でき、しかも、耐食性、材料強度、耐久性、形状精度及び生産性の面においても優れる内視鏡用微小部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る内視鏡用微小部品は、成形金型内に射出充填された金属材料の溶湯が１０℃／秒以上の速度で冷却されることにより、２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる成形品を備え、該成形品が高温高圧蒸気滅菌処理、腐食性ガス滅菌処理、薬液浸漬処理のいずれかを施された後でも非晶質を保たれていることを特徴とする。
【０００８】
この発明は、金属材料の溶湯から直に非晶質合金からなる成形品が得られるので、金属材料を使用しても、少ない加工工程で加工でき、成形性、加工性に優れる。また、２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる成形品を備えるので、非晶質で結晶粒界が存在しないため、粒界腐食が発生せず耐食性に優れる。また、高強度であり、しかも、高温高圧蒸気滅菌処理やエチレンオキサイドガスや過酸化水素ガスなどの腐食性ガス滅菌処理、ポピドンヨード溶液やグルタルアルデヒド溶液などの薬液浸漬が施された後でも非晶質を保たれて高耐食性を有するから、医療用の内視鏡用微小部品に用いて好適である。加えて、結晶金属のような凝固収縮を起こさないから、射出成形時の転写性が良く形状精度の面でも優れ、加工工程の削減につながり生産性が向上する。
以上のことから、この発明は、耐食性、材料強度、耐久性、形状精度及び生産性の面においても優れる。
【０００９】
なお、ガラス転移領域が２０℃未満の金属材料を用いた場合、射出成形時の急速冷却過程における金属材料の冷却ムラによって金属材料が結晶化し易くなり、成形品のすべての部分を非晶質合金とするのは困難になる。
【００１０】
また、本発明に係る内視鏡用微小部品は、上記発明において、前記成形品が、第一内径を有する第一筒部と、該第一筒部の端部に連接されて、前記第一内径よりも小さい第二内径を有する第二筒部と、を備えていることを特徴とする。
この発明は、中空で互いに異なる内径の筒部が連接された状態の形状であっても、好適な成形性、加工性を得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る内視鏡用微小部品は、上記発明において、前記成形品が、体内に挿入され、内視鏡とともに使用される剥離子の構成部品であることを特徴とする。
この発明は、比較的複雑な構成部品からなる剥離子であっても作製可能であり、剥離子に要求される、耐食性、強度、耐久性、形状精度等の基本的な事項に十分応えることができる。
【００１２】
また、本発明に係る内視鏡用微小部品は、上記発明において、前記金属材料が、ジルコニウム基合金であることを特徴とする。
この発明は、成形品が射出成形性に優れるジルコニウム基非晶質合金となるので、形状精度、生産性、耐薬性に優れる内視鏡用微小部品を得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る内視鏡用微小部品は、上記発明において、前記成形品に、該成形品の温度を前記非晶質合金の結晶化温度以下の状態に保たれて加工された孔が形成されていることを特徴とする。
この発明は、成形品に対して孔開け加工する場合でも、成形品の再結晶化を好適に抑えて、耐食性、材料強度、耐久性、形状精度に優れる点を維持できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐食性、材料強度、耐久性、形状精度及び生産性の面においても優れる内視鏡用微小部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡用アダプタ（特許請求の範囲の内視鏡用微小部品に相当しかつ成形品にも相当する）１は、図１及び図２に示すように、略円筒状に形成されて第一内径Ｒ１を有する第一筒部２と、第一筒部２の端部に連接されて、略円筒状に形成されて第一内径Ｒ１よりも小さい第二内径Ｒ２を有する第二筒部３とを備えている。第二筒部３の端部には、図示しない挿入物を挿通させる際にガイドとなる挿入物ガイド５が周方向に略等間隔に４つ配されている。挿入物ガイド５は、所定の内径を有する筒状に形成され、第二筒部３の端面から第一筒部２に向かって所定の長さを有して設けられている。
【００１６】
内視鏡用アダプタ１は、６０℃以上のガラス遷移領域を有する射出成形能に優れたジルコニウム（Ｚｒ）基非晶質合金（組成：Ｚｒ_６０Ｃｕ_３０Ａｌ_１０）で構成されている。第一筒部２と第二筒部３とは互いに同軸状に配置され、かつ、漸次径が変化するテーパ状の接続部６を介して接続されている。大径側である第一筒部２は接続用メス部として用いられ、小径側である第二筒部３は接続用オス部として用いられる。
【００１７】
次に、本実施形態に係る内視鏡用アダプタ１の製造方法について説明する。
本実施形態に係る内視鏡用アダプタ１は、図３に示すように、Ｚｒ基合金材料（金属材料）の溶湯を図示しない成形金型内に射出充填する工程（Ｓ０１）と、溶湯を成形金型内で１０℃／秒以上の速度で冷却して、前記金属材料を２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金とする工程（Ｓ０２）と、殺菌・滅菌工程（Ｓ０３）とを備えた製造方法によって製造される。
【００１８】
まず、工程（Ｓ０１）にて、Ｚｒ基合金材料を溶融して、図示しない射出成形機によって、成形金型内へ射出して、金型内をＺｒ基合金材料の溶湯で充填する。
次に、工程（Ｓ０２）にて、溶湯とともに成形金型を１０℃／秒以上の速度で冷却する。これにより、Ｚｒ基合金材料が非晶質化して上述した２０℃以上のガラス遷移領域を有するＺｒ基非晶質合金となり、内視鏡用アダプタ１の成形品が得られる。なお、成形品の構成材料が非晶質であるか否かは、Ｘ線回折測定法を用いた分析により判断する。
この後、通常行われる殺菌・滅菌工程（Ｓ０３）を実施して、内視鏡用アダプタ１を得る。
【００１９】
この内視鏡用アダプタ１に対して、殺菌・滅菌工程前後における重量増減比率を測定した。結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１に示すように、内視鏡の殺菌・滅菌処理において恒常的に行われる処理である、ポピドンヨード溶液浸漬処理、高温高圧蒸気滅菌処理、グルタルアルデヒド溶液浸漬処理、エチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）滅菌処理、及び過酸化水素ガス滅菌処理をそれぞれ行い、耐薬性の確認を行った。その結果、殺菌・滅菌工程における重量の増減がほとんどなく、腐食劣化が見られないことがわかった。なお、Ｘ線回折測定を実施しても腐食劣化が見られなかった。
さらに、上記処理を１５００回繰り返した場合でも非晶質は保たれており、重量増域も見られず優れた耐食性を有していた。
【００２２】
この内視鏡用アダプタ１によれば、２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる内視鏡用アダプタ１が得られるので、非晶質で結晶粒界が存在しないため耐食性に優れ、しかも高強度でありかつ高耐食性も有する。加えて、結晶金属のような凝固収縮を起こさないから、射出成形時の転写性が良く形状精度の面でも優れ、さらにこの点から加工工程の削減につながり、生産性が向上する利点も得られる。
以上のように、内視鏡用アダプタ１は、耐食性、材料強度、耐久性、形状精度及び生産性の面において優れる。さらに、Ｚｒ基非晶質合金からなるので、耐薬性にも優れる。
【００２３】
次に、第２の実施形態について図４から図６を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る内視鏡用アダプタ１０に孔部１１が設けられているとした点である。
【００２４】
孔部１１は、第二筒部１２の側面に設けられている。なお、本実施形態では、組成がＺｒ_５５Ｃｕ_３０Ａｌ_１０Ｎｉ_５となる非晶質合金からなる。
【００２５】
この内視鏡用アダプタ１０の製造方法について説明する。
本実施形態に係る内視鏡用アダプタ１０は、図６に示すように、Ｚｒ基合金材料（金属材料）の溶湯を図示しない成形金型内に射出充填する工程（Ｓ１１）と、溶湯を成形金型内で１０℃／秒以上の速度で冷却して、前記金属材料を少なくとも２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金とする工程（Ｓ１２）と、殺菌・滅菌工程（Ｓ１４）とを備えている。そして、工程（Ｓ１２）と工程（Ｓ１４）との間に、さらに、成形品の温度が上記組成の非晶質合金の結晶化温度（約４５０℃）を超えないように成形品に孔開けする工程（Ｓ１３）を実施する。
【００２６】
まず、Ｚｒ基合金材料を溶融して、図示しない射出成形機によって、成形金型内へ射出して、金型内をＺｒ基合金材料の溶湯で充填する。
次に、溶湯を第１の実施形態と同様に冷却する。これにより、Ｚｒ基合金材料が、上述したＺｒ基非晶質合金となり、内視鏡用アダプタ１０の成形品が得られる。
【００２７】
この成形品に対して、図示しないボール盤のドリル（孔開け部材）の回転数を２０００回／分、送り速度を１．０ｍｍ／分と設定して、孔部１１の孔開け加工を実施する。フライス盤を使用する場合には、ドリルの回転数を３７０回／分、送り速度を０．２ｍｍ／分とする。このように設定することにより、成形品の温度をＺｒ基非晶質合金の結晶化温度以下に抑えて、成形品が再結晶化するのを防止する。なお、温度上昇を抑えるために、さらに水冷をすることが好ましい。また、本実施形態では、ドリル（孔開け部材）の方を移動させているが、成形品の方を送り速度１．０ｍｍ／分以下で移動させても構わない。
【００２８】
その後、殺菌・滅菌工程を実施して、内視鏡用アダプタ１０を得る。
この内視鏡用アダプタ１０によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。特に、非晶質合金からなる成形品に対して孔開け加工をする場合、成形品の再結晶化が始まる温度以下に成形品を維持することができ、再結晶化を好適に抑えて、好適な加工性を維持することができる。
【００２９】
次に、第３の実施形態について図７を参照しながら説明する。
第３の実施形態は、本発明を内視鏡用部品の一例である剥離子（特許請求の範囲の内視鏡用微小部品に相当する）２０に適用した例である。
【００３０】
剥離子２０は、左右の剥離子片２０ａ、２０ｂと、それら剥離子片をピン２１を介して回転可能に支持する基台２２と、基台２２の基端側をピン２４を介して回転可能に支持する支持筒２３とを備える。
これら剥離子２０を構成する各構成部品（特許請求の範囲の成形品に相当し、構成部品にも相当する）は、それぞれジルコニウム（Ｚｒ）基非晶質合金（組成：Ｚｒ_６０Ｃｕ_３_０Ａｌ_１０）で構成されている。また、剥離子２０を構成する各部品は、前記第１の実施形態の内視鏡用アダプタと同様な製造方法、すなわち、Ｚｒ基合金材料（金属材料）の溶湯を成形金型内に射出充填する工程と、溶湯を成形金型内で１０℃／秒以上の速度で冷却して、金属材料を２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金とする工程と、殺菌・滅菌工程とを経て製造され、その後、組立工程を経て、図７に示すような剥離子２０に組み立てられる。
【００３１】
この剥離子においても、２０℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる部品により構成されるので、第１の実施形態と同様な効果、すなわち、非晶質で結晶粒界が存在しないため耐食性に優れ、しかも高強度であり、かつ耐食性・形状精度及び生産性に優れる効果を奏する。
また、この剥離子部品についても、高温高圧蒸気滅菌処理、エチレンオキサイドガスや過酸化水素ガスなどの腐食性ガス滅菌処理、ポピドンヨード溶液やグルタルアルデヒド溶液などの薬液浸漬を施された後でも、非晶質を保たれていて高耐食性を有する。
なお、剥離子部品に追加工で孔を明ける場合には、前記第２の実施形態と同様に、成形品の温度が組成の非晶質合金の結晶化温度（約４５０℃）を超えないように保ちながら孔開け加工を施す。
【００３２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、金属材料をＺｒ基合金としているが、非晶質化した際に劣化しづらく、耐薬性を有するものであれば、他の金属材料、例えば、Ｔｉ基合金やＦｅ基合金でも構わない。
また、内視鏡用微小部品としては、内視鏡用アダプタ、剥離子に限らず他の微小部品でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用アダプタを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用アダプタを示す半断面平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用アダプタの製造方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡用アダプタを示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡用アダプタを示す半断面平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡用アダプタの製造方法を示すフロー図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る剥離子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１０内視鏡用アダプタ（内視鏡用微小部品・成形品）、２第一筒部、３，１２第二筒部、２０剥離子（内視鏡用微小部品）、２０ａ、２０ｂ剥離子片（成形品、構成部品）、２２基台（成形品、構成部品）、２３支持筒（成形品、構成部品）。

【出願人】	【識別番号】００００００３７６【氏名又は名称】オリンパス株式会社
【出願日】	平成１９年６月２２日（２００７．６．２２）
【代理人】	【識別番号】１００１０６９０９【弁理士】【氏名又は名称】棚井澄雄【識別番号】１０００６４９０８【弁理士】【氏名又は名称】志賀正武【識別番号】１００１０１４６５【弁理士】【氏名又は名称】青山正和【識別番号】１０００９４４００【弁理士】【氏名又は名称】鈴木三義【識別番号】１０００８６３７９【弁理士】【氏名又は名称】高柴忠夫【識別番号】１００１２９４０３【弁理士】【氏名又は名称】増井裕士
【公開番号】	特開２００８－４９１３４（Ｐ２００８－４９１３４Ａ）
【公開日】	平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願番号】	特願２００７－１６４９８６（Ｐ２００７－１６４９８６）