JP2010046440A - 内視鏡湾曲管の製造方法 - Google Patents

内視鏡湾曲管の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】強度の確保された内視鏡湾曲管を製造することが可能な内視鏡湾曲管の製造方法を提供する。
【解決手段】内視鏡湾曲管の製造方法は、筒状の本体部46,48及び本体部46,48から延出されている延出部50を備える複数の湾曲駒44,45を有する内視鏡湾曲管42を板状部材56aからプレス加工により製造する内視鏡湾曲管の製造方法であって、板状部材56aに局所的に厚みが増大された増厚部66をプレス加工により形成する増厚部形成工程と、増厚部66において延出部50をプレス加工により形成する延出部形成工程と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図17

Description

本発明は、内視鏡湾曲管の製造方法に関する。
内視鏡は体腔内に挿入される細長い挿入部を有し、挿入部の先端部には湾曲作動される湾曲部が配設されている。湾曲部は湾曲部の骨格をなす湾曲管を有し、湾曲管では略筒状の多数の湾曲駒が互いに回動可能に共軸に連結されている。特許文献1から3には、プレス加工を用いた湾曲管の製造方法が開示されている。例えば、特許文献3の湾曲管では、湾曲駒において、筒状部の両端面に、夫々、中心軸対称な一対の舌片部が軸方向に突設されている。隣り合う両湾曲駒の両一対の舌片部は互いに重ね合わされており、径方向外側の一方の一対の舌片部には径方向内向きに凸部が形成されており、径方向内側の他方の一対の舌片部には貫通孔が形成されており、凸部が貫通孔に回動可能に嵌挿されている。湾曲管を製造する際には、凸部が未形成の一方の湾曲駒と、貫通孔が形成されている他方の湾曲駒とについて、舌片部を重ね合わせた後、一方の湾曲駒の舌片部を径方向外側からプレスして、凸部を形成すると共に、凸部を他方の湾曲駒の舌片部の貫通孔に嵌挿する。
実開昭55−154001号公報 実開平3−13103号公報 特開2001−104239号公報
体腔内への挿入部の挿通性を向上するため、湾曲管は細径であることが好ましく、プレス加工により湾曲管を形成する場合には、板厚の薄い板金を用いることで、湾曲管を細径化することが可能となる。しかしながら、単に板厚の薄い板金を用いる場合には、特許文献3の湾曲管の製造方法のように凸部を形成すると、凸部において肉厚が薄くなりすぎ、強度が不足してしまうおそれがある。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、強度の確保された内視鏡湾曲管を製造することが可能な内視鏡湾曲管の製造方法を提供することである。
本発明の第1実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、筒状の本体部及び前記本体部から延出されている延出部を備える複数の湾曲駒を有する内視鏡湾曲管を板状部材からプレス加工により製造する内視鏡湾曲管の製造方法であって、前記板状部材に局所的に厚みが増大された増厚部をプレス加工により形成する増厚部形成工程と、前記増厚部において前記延出部をプレス加工により形成する延出部形成工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の第2実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、前記製造方法では、前記板状部材として前記本体部の板厚よりも大きな板厚を有する板状部材を用い、前記増厚部形成工程では、前記板状部材において前記板状部材を形成する材料の一部分を移動させることにより、前記板状部材の板厚よりも厚い前記増厚部を形成すると共に、前記板状部材において前記増厚部以外の少なくとも一部分に前記板状部材の板厚よりも厚みが減少され前記本体部の板厚と略等しい板厚を有する減厚部を形成する、ことを特徴とする。
本発明の第3実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、前記増厚部形成工程では、成形面に凹部を有する金型が用いられ、前記板状部材に前記金型を押圧することにより前記板状部材を形成する材料の一部分が前記凹部内へと移動されて前記増厚部及び前記減厚部が形成される、ことを特徴とする。
本発明の第4実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、前記金型は、前記凹部の周囲に形成され前記凹部に向かって前記金型の押圧方向とは逆向きに傾斜する傾斜部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第5実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、前記金型は、前記増厚部を形成するために移動される材料の範囲を限定する仕切部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第6実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、前記延出部形成工程では、バーリング成形が行われる、ことを特徴とする。
本発明の第7実施態様では、内視鏡湾曲管の製造方法は、前記延出部は、前記複数の湾曲駒を互いに回動可能に連結するための連結用突起部である、ことを特徴とする。
本発明の第8実施態様では、内視鏡湾曲管は、筒状の本体部及び前記本体部から延出されている延出部を備える複数の湾曲駒を具備する内視鏡湾曲管であって、前記延出部は前記本体部の一部をバーリング加工することにより形成されている円筒状の突起部であり、前記突起部における径方向の厚さは前記本体部の厚さよりも厚い、ことを特徴とする。
本発明の第1実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、板状部材に増厚部を形成し、増厚部において延出部を形成しているため、延出部の肉厚が薄くなりすぎることがなく、延出部の強度を確保することが可能となっている。
本発明の第2実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、増厚部と共に減厚部を形成し、当該減厚部によって筒状の本体部を形成するようにしているため、強固な内視鏡湾曲管を製造することが可能となっている。
本発明の第3実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、成形面に凹部を有する金型を板状部材に押圧することにより、板状部材を形成する材料の一部分が凹部へと移動され、増厚部及び減厚部が形成される。
本発明の第4実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、材料の一部分が金型の傾斜部に沿って凹部へと移動されるため、材料を円滑かつ確実に移動させることが可能となっている。
本発明の第5実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、仕切部によって、増厚部を形成するために移動される材料の範囲が限定されるため、不必要な材料の移動が防止される。
本発明の第6実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、バーリング成形によって形成される筒状部分の肉厚が薄くなりすぎるようなことがなく、筒状部分の強度を確保することが可能となっている。
本発明の第7実施態様の内視鏡湾曲管の製造方法では、連結用突起部の肉厚が薄くなりすぎるようなことがなく、連結用突起部の強度を確保することが可能となっている。
本発明の第8実施態様の内視鏡湾曲管では、使用される湾曲駒の延出部となる突起部において肉厚が厚くなっており、突起部の強度を確保することが可能となっている。
以下、本発明の各実施形態を図面を参照して説明する。
図1から図21は、本発明の第1実施形態を示す。
図1を参照して、内視鏡の概略構成について説明する。
内視鏡は体腔内に挿入される細長い挿入部30を有する。挿入部30では、先端硬質部32、湾曲作動される湾曲部34、長尺で可撓性を有する可撓管部36が先端側から基端側へと連設されている。挿入部30の基端部には、操作者に保持、操作される操作部38が連結されている。操作部38には、湾曲部34を湾曲作動させるための湾曲操作レバー40が配設されている。
図2乃至図5Bを参照して、湾曲部34の骨格をなす湾曲管42について説明する。
湾曲管42では、略筒状の多数の湾曲駒44,45が互いに回動可能に共軸に順次連結されている。即ち、湾曲駒44,45では、筒状部46の両端面に、夫々、中心軸対称な一対の舌片部48が軸方向に突設されている。なお、筒状部46と舌片部48とによって、湾曲駒44,45の本体部が形成されている。隣り合う一方の湾曲駒44と他方の湾曲駒45との両一対の舌片部48は互いに重ね合わされており、一方の湾曲駒44の舌片部48が径方向内側に、他方の湾曲駒45の舌片部48が径方向外側に配置されている。一方の湾曲駒44の舌片部48では、径方向外側面から、延出部としての円筒状の突起部50が径方向外向きに延出されている。他方の湾曲駒45の舌片部48には貫通孔52が形成されている。一方の湾曲駒44の突起部50は他方の湾曲駒45の貫通孔52に突起部50の中心軸を中心として回転可能に嵌挿されており、一方の湾曲駒44と他方の湾曲駒45とが互いに回動可能となっている。以下、互いに回動可能に連結される両湾曲駒44,45の内、互いに重ね合わされる舌片部48,48に対して、径方向外向きに突起部50が形成されている湾曲駒44を突起型湾曲駒44、突起部50が嵌挿される貫通孔52が形成されている湾曲駒45を孔型湾曲駒45と称する。
また、各湾曲駒44,45には、ワイヤ受部54が配設されている。即ち、筒状部46では、周方向に延びている筒状部46の一部分が径方向内向きに軸方向にみてV字状に延出されており、当該V字状部分によってワイヤ受部54が形成されている。ワイヤ受部54には、湾曲部34を湾曲作動させるための操作ワイヤが挿通される。
図6から図21を参照し、プレス加工による湾曲管42の製造方法を説明する。
準備工程
板状部材としての板金を準備する。板金の板厚は湾曲駒44,45の筒状部46の板厚よりも厚く設定されており、例えば、板金の板厚は筒状部46の板厚の1.1〜1.5倍に設定される。
パイロット穴形成工程(図6参照)
板金56aに穴抜き加工によりパイロット穴58を形成する。本実施形態では、板金56aの幅方向の両縁部に互いに対向するように一対のパイロット穴58が配置され、板金56aの軸方向に沿って当該一対のパイロット穴58が複数配置される。パイロット穴58は、以下の各工程で、順送プレス加工を行う順送プレス金型に対して、板金56aを位置決めするためのものである。
偏肉厚工程(図6、並びに、図7A及び図7B参照)
図15及び図16も参照し、偏肉厚工程で用いられる金型69では、板金56aの上面側を押圧する押圧側成形面即ちプレス面に、増厚部形成部62と減厚部形成部64とが形成されている。増厚部形成部62は板金56aの板厚を元の板厚よりもさらに増大させることにより増厚部66を形成し、減厚部形成部64は板金56aの板厚を元の板厚よりも減少させることにより減厚部68を形成する。即ち、増厚部形成部62は、中心軸が押圧方向に略平行な円板状の凹形状をなし、減厚部形成部64は、増厚部形成部62の周囲に配置され、板金56aの上面即ち被成形面に略平行な平面状をなしている。当該金型69を用いてプレスを行う際には、板金56aにおいて、各縁部に互いに対向して配置されている一対のパイロット穴58間の中央寄りに、減厚部形成部64が押圧される。減厚部形成部64が押圧された部分は、図7Aの上面図では長方形部分として示されており、当該部分では、曲がり等が矯正されつつ板厚が減少され、当該部分の板厚は湾曲管42の筒状部46の板厚に略等しい均一な板厚となり、減厚部68が形成される。減厚部形成部64によって板金56aの板厚が減少されることにより、減厚部68では板金56aの材料が圧縮されて硬度が上昇すると共に、材料の一部は増厚部形成部62の凹形状内へと逃げることになり、増厚部形成部62内に材料が流動されて、増厚部形成部62の円板状の凹形状を転写した円板状の凸形状をなす増厚部66が形成される。増厚部66は、次工程以下で湾曲管42の突起部50となる突起部準備部50pが形成されることになる各部分に形成される。また、減厚部68は、基本的に、次工程以下で、筒状部46を形成する平板状の筒状部準備部46p、舌片部48となる平板状の舌片部準備部48pが形成される部分を含むように形成される。
なお、本実施形態では、円板状の増厚部66を形成するようにしているが、突起部50の形状等に応じて、円柱状、楕円柱状、多角柱状、円錐状、楕円錐状、並びに、多角錐状等のいずれかの形状の増厚部を形成するようにしてもよい。
突起部準備部形成工程(図7A及び図7B、並びに、図8A及び図8B参照)
図17から図19も参照し、突起部準備部形成工程では、バーリング成形により、湾曲管42の突起部50となる突起部準備部50pを形成する。金型70u,70dとして、棒状部72を有する下型70dと、棒状部72が挿抜可能な凹部74を有する上型70uとが用いられる。詳細に説明すると、下型70dの棒状部72及び上型70uの凹部74は夫々中心軸が押圧方向に一致する円柱状をなし、棒状部72の外径は突起部50の内径に略等しく、凹部74の内径は突起部50の外径に略等しい。当該金型70u,70dによりプレス加工を行う際には、上型70uが板金56aの減厚部68の上面に当接されて凹部74により増厚部66が覆われ、下型70dの棒状部72が増厚部66の下方から板金56aに押圧されて上方に移動され、棒状部72が上型70uの凹部74に挿入されていくことにより、板金56aの一部分が棒状部72と凹部74との間で上方へと円筒状をなすように延出されて、円筒状の突起部準備部50pが形成されていき、棒状部72が板金56aを貫通することで突起部準備部50pの上端開口が形成される。このようにして、増厚部66が形成されていた各部分に突起部準備部50pが形成される。このように形成された突起部準備部50pについては、円筒状の突起部準備部50pにおける径方向の肉厚のほうが減厚部68の板厚よりも大きくなっており、突起部準備部50pにおいて充分な肉厚が確保され、充分な強度が確保される。図20及び図21を参照し、板金として、筒状部46の板厚と略等しい板厚の板金56cを用い、増厚部66を形成することなく、バーリング成形によって突起部準備部50qを形成する場合には、突起部準備部50qにおいて肉厚が薄くなり、充分な強度の確保が難しい。
ワイヤ受部準備部形成工程(図8A及び図8B、並びに、図9参照)
板金56aにおいて、板金56aの幅方向の各縁部と減厚部68との間の部分は初期の板厚を有しており、このような一方の縁部と減厚部68との間の部分において、金型(不図示)により、上方から下方へとV字状に切曲げ加工を行い、ワイヤ受部54となるワイヤ受部準備部54pを成形する。
筒状部準備部形成工程(図9、並びに、図10参照)
板金56aを穴抜き加工して、筒状部46を形成するための平板状の筒状部準備部46p、及び、湾曲管42の舌片部48となる平板状の舌片部準備部48pを形成する。筒状部準備部46p、舌片部準備部48pは基本的に減厚部68から形成されるが、筒状部準備部46pの内、ワイヤ受部準備部54pの形成されている部分は、初期の板厚を有する部分から形成される。
なお、図10から図14では、減厚部68の領域の図示を省略している。
第1の縁除去工程(図10、並びに、図11参照)
板金56aの縁部76q,76r,76s,76tの内、一側方の縁部76q以外の縁部76r,76s,76tを金型(不図示)により切断、除去する。一側方の縁部76qは、支持片部78qにより筒状部準備部46pを支持している。
連結工程(図11、並びに、図12参照)
準備工程から第1の縁除去工程までの工程により、板金56aに、湾曲管42の突起型湾曲駒44を形成するための各突起型湾曲駒準備部44pが形成される。一方、別の板金56bに、湾曲管42の孔型湾曲駒45を形成するための孔型湾曲駒準備部45pが形成される。別の板金56bでは、縁部として、両端の孔型湾曲駒準備部45m,45nを支持片部78m,78nにより支持する両端部の縁部76m,76n、並びに、両端の孔型湾曲駒準備部45m,45nを除く各孔型湾曲駒準備部45pを支持片部78lにより支持する他側方の縁部76lが切除されずに残されている。本連結工程では、両板金56a、56bを重ね合わせ、突起型湾曲駒準備部44pの突起部準備部50pを孔型湾曲駒準備部45pの貫通孔52に嵌挿して、各突起型湾曲駒準備部44pと各孔型湾曲駒準備部45pとを互いに連結させる。
第2の縁除去工程(図12、並びに、図13参照)
突起型湾曲駒準備部44pを支持する縁部76q全体、両端部の孔型湾曲駒準備部45m,45nを除く各孔型湾曲駒準備部45pを支持する縁部76lの支持片部78lを金型(不図示)により切断除去する。
筒状部形成工程(図13、並びに、図14参照)
互いに連結された各突起型湾曲駒準備部44p及び各孔型湾曲駒準備部45pの各筒状部準備部46pを、連結方向を軸中心として、U曲げ加工及びO曲げ加工により筒状に成形し、筒状部46を形成する。
第3の縁除去工程
両端部の孔型湾曲駒準備部45m、45nから夫々形成された孔型湾曲駒45について、孔型湾曲駒45を支持する縁部76m,76n(図12参照)を両端部の孔型湾曲駒45から切断除去する。
上述した準備工程から第3の縁除去工程までの工程により、湾曲管42が製造される。図2には、当該湾曲管42の一部分が示されている。この湾曲管42では、順送プレス加工の各工程で形成された突起部準備部50p、ワイヤ受部準備部54p、舌片部準備部48pが、夫々、突起部50、ワイヤ受部54、舌片部48となる。
なお、第3の縁除去工程の後には、図2に示されるように、筒状部46において各支持片部78l,78qの切断跡が互いに当接されて当接部80を形成しているが、当該当接部80をレーザ溶接等による接合や接着等によって固着するようにしてもよい。
以上述べたように、本実施形態の内視鏡湾曲管42の製造方法では、板金56aに増厚部66を形成し、増厚部66においてバーリング成形によって突起部準備部50pを形成し、突起部50を製造しているため、突起部50の肉厚が薄くなりすぎるようなことがなく、突起部50の強度を確保することが可能となっている。また、増厚部66と共に減厚部68を形成し、当該減厚部68によって硬度が高い筒状部46及び舌片部48を形成するようにしているため、強固な内視鏡湾曲管42を製造することが可能となっている。
図22乃至図24は、本発明の第2実施形態並びにその第1及び第2変形例を示す。
図22を参照し、本実施形態では、金型69の押圧側成形面において、減厚部形成部として、増厚部形成部62の周囲に、増厚部66に向かって、金型69の押圧方向とは逆方向に傾斜する傾斜部82が形成されている。傾斜部82は、1〜5°の傾斜角をなす傾斜面84を有する。当該金型69を用いてプレス加工を行う際には、傾斜部82に沿って板金56aの材料が増厚部形成部62に向かって流動されるため、材料を増厚部形成部62に円滑かつ確実に流動させることが可能となっている。
図23を参照し、本変形例では、減厚部形成部としての傾斜部82において、傾斜面84にかわって、板金側に向かって凸状となる、充分に大きな曲率半径を有する緩やかな傾斜曲面86が形成されている。
図24を参照し、本変形例では、傾斜部82において、増厚部形成部62に連続してその近傍に傾斜角が3〜5°の内側傾斜面84iが形成されており、内側傾斜面84iの周囲に傾斜角が2〜3°の外側傾斜面84oが形成されている。
図25は、本発明の第3実施形態を示す。
本実施形態では、金型69の押圧側成形面において、減厚部形成部64として、増厚部形成部62に連続してその周囲に傾斜角が3〜5°の傾斜面が形成されている。減厚部形成部64の外縁の全周にわたって、仕切部としての楔部88が形成されている。楔部88の厚さについては、楔部88の内周側となる減厚部形成部64側が薄く、楔部88の外周側となる減厚部形成部64に対向する側が厚くなっており、当該対向する側の厚さDは板金56aの板厚の1/10以下となっている。当該金型69を用いてプレス加工を行う際には、板金56aを形成する材料の内、楔部88の内側の材料のみが増厚部形成部62に向かって流動され、楔部88の外側の材料は流動されない。このため、不必要な材料の流動が防止される。
上述した各実施形態では、湾曲駒の突起部50を形成するために増厚部を形成しているが、湾曲駒の本体部から延出されている様々な延出部を形成するために増厚部を形成することが可能であり、例えば、ワイヤ受部を形成するために増厚部を形成するようにしてもよい。
本発明の第1実施形態の内視鏡を示す斜視図。 本発明の第1実施形態の突起型湾曲駒及び孔型湾曲駒を示す斜視図。 本発明の第1実施形態の湾曲管を示す縦断面図。 本発明の第1実施形態の突起型湾曲駒を示す側面図。 本発明の第1実施形態の突起型湾曲駒を図3のIVB−IVB線に沿って示す横断面図。 本発明の第1実施形態の孔型湾曲駒を示す側面図。 本発明の第1実施形態の孔型湾曲駒を図3のVB−VB線に沿って示す横断面図。 本発明の第1実施形態のパイロット穴形成工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の偏肉厚工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の偏肉厚工程を図7AのVIIB−VIIB線に沿って示す横断面図。 本発明の第1実施形態の突起部形成工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の突起部形成工程を図8AのVIIIB−VIIIB線に沿って示す横断面図。 本発明の第1実施形態のワイヤ受部形成工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の筒状部準備部形成工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の第1の縁除去工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の連結工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の第2の縁除去工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の筒状部形成工程を示す上面図。 本発明の第1実施形態の偏肉厚工程を開始時において示す模式図。 本発明の第1実施形態の偏肉厚工程を終了時において示す模式図。 本発明の第1実施形態の突起部形成工程を開始時において示す模式図。 本発明の第1実施形態の突起部形成工程を終了時において示す模式図。 本発明の第1実施形態の板金における突起部を示す模式図。 比較形態の突起部形成工程を開始時において示す模式図。 比較形態の突起部形成工程を終了時において示す模式図。 本発明の第2実施形態の偏肉厚工程を示す模式図。 本発明の第2実施形態の第1変形例の偏肉厚工程を示す模式図。 本発明の第2実施形態の第2変形例の金型を示す模式図。 本発明の第3実施形態の金型を示す模式図。
符号の説明
42…内視鏡湾曲管、44,45…湾曲駒、44…突起型湾曲駒、45…孔型湾曲駒、46,48…本体部、46…筒状部、48…舌片部、50…延出部(突起部)、56a…板状部材(板金)、66…増厚部、68…減厚部、69…金型、74…凹部、82…傾斜部、88…仕切部(楔部)。

Claims (8)

  1. 筒状の本体部及び前記本体部から延出されている延出部を備える複数の湾曲駒を有する内視鏡湾曲管を板状部材からプレス加工により製造する内視鏡湾曲管の製造方法であって、
    前記板状部材に局所的に厚みが増大された増厚部をプレス加工により形成する増厚部形成工程と、
    前記増厚部において前記延出部をプレス加工により形成する延出部形成工程と、
    を具備することを特徴とする内視鏡湾曲管の製造方法。
  2. 前記製造方法では、前記板状部材として前記本体部の板厚よりも大きな板厚を有する板状部材を用い、
    前記増厚部形成工程では、前記板状部材において前記板状部材を形成する材料の一部分を移動させることにより、前記板状部材の板厚よりも厚い前記増厚部を形成すると共に、前記板状部材において前記増厚部以外の少なくとも一部分に前記板状部材の板厚よりも厚みが減少され前記本体部の板厚と略等しい板厚を有する減厚部を形成する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡湾曲管の製造方法。
  3. 前記増厚部形成工程では、成形面に凹部を有する金型が用いられ、前記板状部材に前記金型を押圧することにより前記板状部材を形成する材料の一部分が前記凹部内へと移動されて前記増厚部及び前記減厚部が形成される、
    ことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡湾曲管の製造方法。
  4. 前記金型は、前記凹部の周囲に形成され前記凹部に向かって前記金型の押圧方向とは逆向きに傾斜する傾斜部を有する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡湾曲管の製造方法。
  5. 前記金型は、前記増厚部を形成するために移動される材料の範囲を限定する仕切部を有する、
    ことを特徴とする請求項4に記載の内視鏡湾曲管の製造方法。
  6. 前記延出部形成工程では、バーリング成形が行われる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡湾曲管の製造方法。
  7. 前記延出部は、前記複数の湾曲駒を互いに回動可能に連結するための連結用突起部である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡湾曲管の製造方法。
  8. 筒状の本体部及び前記本体部から延出されている延出部を備える複数の湾曲駒を具備する内視鏡湾曲管であって、
    前記延出部は前記本体部の一部をバーリング加工することにより形成されている円筒状の突起部であり、
    前記突起部における径方向の厚さは前記本体部の厚さよりも厚い、
    ことを特徴とする内視鏡湾曲管。
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