JP2014000209A - 接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤと、このワイヤに接合する引掛り部材との間の疲労耐性及び引張耐性を向上させる。
【解決手段】引掛り部材１７の母材である円筒状部材１７’に穿設されている接合孔１７ｃにワイヤ１６を挿通し、この円筒状部材１７’を型ダイス２１ａ，２１ｂに形成されている第１、第２Ｖ型溝２２ａ，２２ｂにて略ひし形断面の第１、第２引掛り部１７ａ，１７ｂを形成する。第１、第２Ｖ型溝２２ａ，２２ｂは略ひし形の鈍角側を形成するもので、その角度Ｋ０，Ｋ１は、Ｋ０＜Ｋ１に設定されている。第１Ｖ型溝２２ａで円筒状部材１７’を押圧すると、接合孔１７ｃがワイヤ１６の外周にほぼ倣った形状でかしめ接合され、一方第２Ｖ型溝２２ｂで円筒状部材１７’を押圧すると、接合孔１７ｃがワイヤ１６を略扁平状に押し潰して、かしめ接合される。
【選択図】図８

Description

本発明は、ワイヤに略ひし形断面の引掛り部材を接合した接合構造に関する。

従来、ワイヤと引掛り部材とを接合する技術として、ワイヤを引掛り部材に挿入し、この引掛り部材を外周面側から内側に塑性変形させてワイヤに圧着固定する技術が知られている。例えば、特許文献１（特開２００１−１５７６６１号公報）には、ワイヤを縮径させないように引掛り部材（止め部材）の硬度をワイヤの硬度よりも低いものを採用し、この引掛り部材を外周面から内側に塑性変形させて圧着固定する技術が開示されている。

この文献に開示されている技術によれば、ワイヤを縮径させることなく引掛り部材を固着させることができるため、ワイヤの強度が低下せず、低荷重が繰返し負荷された際の耐性（以下、「疲労限度回数」と称する）を向上させることができる。

特開２００１−１５７６６１号公報

上述した文献に開示されている技術では、ワイヤが縮径しないように、引掛り部材をワイヤの最外周に存在する素線に倣うように塑性変形させているので、ワイヤの最外周に存在する素線に対しては、引掛り部材による圧縮力は高く、高い引張り強度を得ることができる。しかし、ワイヤの内側に存在する素線には、引掛り部材の圧縮力が十分に伝わっていないため、引掛り部材とワイヤとの間の摩擦力が小さくなり、抜け力量（以下、「引張強度」と称する）が小さくなってしまうという課題がある。

当該文献に開示されている技術は、体内に挿入する内視鏡や処置具等の操作ワイヤを対象としており、このワイヤに固着した引掛り部材が使用中に破損等した場合、体内から取り出せなくなってしまうため、通常使用においても繰返し使用するうちに破壊しないように、高い疲労限度回数が要求される。更に、異常使用され、想定以上の力量が引掛り部材に負荷された際においても破壊しないように、引掛り部材とワイヤとの間には高い引張強度が要求される。

本発明は、上記事情に鑑み、ワイヤと、このワイヤに接合する引掛り部材との間の引張強度、及び疲労限度回数を共に高く設定することのできる接合構造を提供することを目的とする。

本発明は、ワイヤと、一対の型ダイスにより略ひし形断面に形成されて前記ワイヤに接合されると共に他部品に当て着く金属製の引掛り部材とを有する接合構造において、前記引掛り部材は、前記ワイヤが挿通される接合孔を有すると共に、軸方向に複数の引掛り部が形成され、該各引掛り部の鈍角側の稜部の角度をＫ０，Ｋ１とした場合、Ｋ０＜Ｋ１の関係を有し、鈍角側の角度がＫ０を有する前記引掛り部が前記他部品に当て着く側に設けられている。

本発明によれば、引掛り部材を、軸方向に配列される複数の引掛り部で形成し、各引掛り部の鈍角側の稜部の角度をＫ０＜Ｋ１の関係とし、鈍角側の角度がＫ０の引掛り部を他部品に当て着く側に設けたので、一対の型ダイスにより略ひし形断面に形成するに際し、鈍角側の稜部の角度をＫ０に形成される引掛り部は接合孔をワイヤに倣った形状に変形してかしめ接合されるため疲労限度回数が高くなり、一方、鈍角側の稜部の角度をＫ１に形成される引掛り部は接合孔がワイヤを押し潰す方向に変形して、かしめ接合されるため引張強度が高くなる。

第１実施形態による内視鏡の概略構成図 同、引掛り部材をワイヤに接合した状態の側面図 同、引掛り部材の母材である円筒状部材をワイヤに挿入した状態の断面側面図 同、図３のIV-IV断面図 同、円筒状部材に形成する引掛り部の領域を示す断面側面図 同、円筒状部材をダイスで変形させる状態の断面側面図 同、（ａ）は図６のVII−VII断面図、（ｂ）は図６のVII'−VII'断面図 同、（ａ）は図２のVIII−VIII断面図、（ｂ）は図２のVIII'−VIII'断面図 第２実施形態による引掛り部材をワイヤに接合した状態の側面図 同、引掛り部材の母材である円筒状部材をダイスで変形させる状態の断面側面図 同、（ａ）は図９のXI-XI断面図、（ｂ）は図９のXI'-XI'断面図 第３実施形態による引掛り部材をワイヤに接合した状態の側面図 同、引掛り部材の母材である円筒状部材をダイスで変形させる状態の断面側面図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
［第１実施形態］

図１〜図８に本発明の第１実施形態を示す。尚、本実施形態では、内視鏡の操作ワイヤ固定部に、接合構造を適用した場合を例示して説明する。

図１には内視鏡１の全体構成が、操作部１１から挿入部可撓管１２を外した状態で示されている。内視鏡１は操作者が手で保持して操作する操作部１１を有し、この操作部１１に挿入部可撓管１２が連結されている。そして、操作部１１に設置された湾曲操作ノブ１３を操作することで、挿入部可撓管１２の先端の湾曲部１４を湾曲させることができる。すなわち、湾曲操作ノブ１３から湾曲部１４への力の伝達の手段である他部品としてチェーン１５及びワイヤ１６が用いられている。チェーン１５は、湾曲操作ノブ１３に連結されており、ワイヤ１６は湾曲部に連結されている。チェーン１５とワイヤ１６とは、ワイヤ１６の後端に接合された引掛り部材１７が、チェーン１５の先端に形成されている被当て部１５ａに当て着けられて連設される。

引掛り部材１７は、第１引掛り部１７ａと第２引掛り部１７ｂとを有しており、この各引掛り部１７ａ，１７ｂが略ひし形断面に形成されている。図８に示すように、各引掛り部１７ａ，１７ｂは、ひし形断面の形状が相違しており、鈍角側の稜部１７ａ’，１７ｂ’の角度をＫ０、Ｋ１とした場合、Ｋ０＜Ｋ１（従って、９０＜Ｋ０＜Ｋ１＜１８０）に設定されており、チェーン１５の被当て部１５ａに第１引掛り部１７ａの先端が当て着けられている。因みに、本実施形態では、Ｋ０＝１２０°、Ｋ１＝１５０°に設定されている。

引掛り部材１７を接合するワイヤ１６は、単線、撚り線、若しくは編み線であり、材質はステンレス若しくは鋼材である。一方、引掛り部材１７は母材である円筒状部材１７’を塑性変形させて形成したものであり、その材質はアルミ合金、若しくは銅合金等の金属製である。更に、ワイヤ１６の硬度Ｈ０が円筒状部材１７’（引掛り部材１７）の硬度Ｈ１よりも高く設定されている（Ｈ０＞Ｈ１）。

又、円筒状部材１７’の軸芯部分には、ワイヤ１６の外径よりもやや大きい内径を有する接合孔１７ｃが穿設されている。更に、図５に示すように円筒状部材１７’の長さＬは、本実施形態では２ｍｍに設定されており、その中央から一方が第１引掛り部領域Ｌ０、他方が第２引掛り部領域Ｌ１に設定されている。但し、この長さＬ、及び領域Ｌ０．Ｌ１の分割割合は、要求されるワイヤ１６との間の疲労限度回数、及び引張強度に応じて最適な値に調整される。

円筒状部材１７’はダイス２１により圧縮されることで略ひし形の引掛り部材１７に塑性変形される。図６、図７に示すように、ダイス２１は、一対の型ダイスである下型ダイス２１ａと上型ダイス２１ｂとを有し、この両型ダイス２１ａ，２１ｂの対向面に、上述した第１引掛り部１７ａと第２引掛り部１７ｂとを形成する第１Ｖ型溝２２ａと第２Ｖ型溝２２ｂとが形成されている。各Ｖ型溝２２ａ，２２ｂは、各引掛り部１７ａ，１７ｂの鈍角側の稜部１７ａ’，１７ｂ’を形成するものであり、従って、各Ｖ型溝２２ａ，２２ｂの開き角は、稜部１７ａ’，１７ｂ’の角度Ｋ０，Ｋ１と同じである。

次に、ワイヤ１６に引掛り部材１７を接合する手順について説明する。先ず、図３、図４に示すように引掛り部材１７の母材である円筒状部材１７’に穿設されている接合孔１７ｃにワイヤ１６を挿入する。

次いで、ダイス２１の下型ダイス２１ａと上型ダイス２１ｂとの対向面に形成されているＶ型溝２２ａ，２２ｂ間に、ワイヤ１６が挿通されている円筒状部材１７’を臨ませると共に、この円筒状部材１７’の第１引掛り部領域Ｌ０と第２引掛り部領域Ｌ１との境界を、第１Ｖ型溝２２ａと第２Ｖ型溝２２ｂとの境界に位置決め固定する。

その後、この両引掛り部１７ａ，１７ｂにて円筒状部材１７’の外周面に圧縮力Ｐ（図７参照）を印加する。すると、この円筒状部材１７’が塑性変形されて、第１引掛り部領域Ｌ０に第１引掛り部１７ａが形成され、第２引掛り部領域Ｌ１に第２引掛り部１７ｂが形成される。

ところで、図７に示すように、下型ダイス２１ａと上型ダイス２１ｂに形成されている第１Ｖ型溝２２ａの角度Ｋ０と第２Ｖ型溝２２ｂの角度Ｋ１とは、Ｋ０＜Ｋ１に設定されている。従って、この両型ダイス２１ａ，２１ｂで円筒状部材１７’を圧縮力Ｐで押圧した場合、図８（ａ）に示すように第１引掛り部領域Ｌ０（図５参照）の円筒状部材１７’は軸芯方向に向かって変形する傾向が強くなり、又、同図（ｂ）に示すように第２引掛り部領域Ｌ１（図５参照）の円筒状部材１７’は圧縮力Ｐの加圧方向に変形する傾向が強くなる。

その結果、第１引掛り部１７ａ側の接合孔１７ｃは、ワイヤ１６の円形断面を大きく変形させること無く、その外周にほぼ倣った状態で変形して、かしめ接合される。一方、第２引掛り部１７ｂ側の接合孔１７ｃは圧縮力Ｐの加圧方向に変形してワイヤ１６を略扁平状に潰すため、この圧縮力Ｐをワイヤ１６に印加した状態で、かしめ接合される。

第１引掛り部１７ａのように、接合孔１７ｃがワイヤ１６に対し、その円形断面を殆ど潰すことなく、周囲にほぼ倣った状態で、かめし接合されることで、軸方向に作用する繰返荷重に対する耐性（疲労耐性）を高くすることができる。一方、第２引掛り部１７ｂのように、接合孔１７ｃがワイヤ１６を扁平状に押し潰した状態で、かしめし接合されることで、軸方向に作用する引張荷重に対する耐性（引張耐性）を高く設定することができる。

この場合、第１引掛り部１７ａはワイヤ１６を大きく潰すことなく接合されているため引張耐性は低くなり、一方、第２引掛り部１７ｂはワイヤ１６を扁平状に押し潰して接合されているため疲労耐性が低くなる。又、チェーン１５の被当て部１５ａに当て着けられる引掛り部材１７（図２参照）を介してワイヤ１６を引く際に生じる繰返荷重Ｆ０は引張荷重Ｆ１ほど大きくない。尚、第１引掛り部１７ａの鈍角側の稜部１７ａ’は角度Ｋ０が９０°に近づくに従って疲労耐性が高くなり、一方、第２引掛り部１７ｂの鈍角側の稜部１７ｂ’は１８０°に近づくほど引張耐性が高くなる傾向がある。

従って、引掛り部材１７の第１引掛り部１７ａを、チェーン１５の被当て部１５ａに当て着けられる側とすることで、ワイヤ１６からの繰返荷重を第１引掛り部１７ａで受け、この第１引掛り部１７ａと一体の第２引掛り部１７ｂで引張荷重を受けることで、１つの引掛り部材１７で疲労耐性と引張耐性との双方を確保することができる。尚、両引掛り部１７ａ，１７ｂの稜部１７ａ’，１７ｂ’の角度Ｋ０，Ｋ１は、求められる疲労限度耐性と引張強度に応じて調整する。

このように、本実施形態では、１つの引掛り部材１７に疲労耐性の高い第１引掛り部１７ａと引張耐性の高い第２引掛り部１７ｂとを一体形成すると共に、第１引掛り部１７ａをワイヤ１６からの荷重の入力側に設定したので、ワイヤ１６と、このワイヤ１６に接合する引掛り部材１７との間の疲労限度回数、及び引張強度を共に高く設定することができる。

尚、本実施形態では、一対の型ダイス２１ａ，２１ｂに第１Ｖ型溝２２ａと第２Ｖ型溝２２ｂとを一体に形成したが、ダイス２１を２つに分割し、分割した各ダイスの下型ダイスと上型ダイスとに各Ｖ型溝２２ａ，２２ｂを形成するようにしても良い。更に、この場合、一方の型ダイス（下型ダイスと上型ダイス）で１つの引掛り部を形成した後、他方の型ダイスで残りの１つの引掛り部を形成するようにしても良い。

更に、本実施形態では、引掛り部材１７の第１引掛り部１７ａと第２引掛り部１７ｂとが境界を開けることなく形成されているが、この境界部分に両引掛り部１７ａ，１７ｂの変形を許容する非成形部分が設けられていても良い。
［第２実施形態］

図９〜図１１に本発明の第２実施形態を示す。尚、第１実施形態と同一の構成部品については、同一の符号を付して説明を簡略化する。

上述した第１実施携帯では、１つの引掛り部材１７に第１引掛り部１７ａと第２引掛り部１７ｂとを一体に形成したが、本実施形態の引掛り部材２６は、第１引掛り部２７と第２引掛り部２８を分割して別体とし、この両引掛り部２７，２８を第１、第２ダイス２９，３０で個別に塑性変形させるようにしたものである。

図９において、引掛り部材２６を構成する各引掛り部２７，２８は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、第１引掛り部１７ａ、第２引掛り部１７ｂと同一の略ひし形断面に形成されており、鈍角側の稜部２７ａ，２８ａの角度Ｋ０，Ｋ１は、第１実施の形態と同様、Ｋ０＜Ｋ１に設定されている。

又、図１０に示すように、この第１、第２引掛り部２７，２８は第１、第２円筒状部材２７’，２８’を塑性変形させて形成されたもので、材質はアルミ合金若しくは銅合金等の金属製であり、軸中心に接合孔２７ｂ，２８ｂが穿設されている。この接合孔２７ｂ，２８ｂに、ワイヤ１６が挿通されるため、その内径はワイヤ１６の外径よりもやや大きく形成されている。尚、第１、第２円筒状部材２７’，２８’は同一の材質である必要はなく、金属製であれば、一方をアルミ合金、他方を銅合金とする等、異なる材質とすることも可能である。

更に、両円筒状部材２７’，２８’の長さＬ０，Ｌ１（便宜的に、領域Ｌ０，Ｌ１と同じ符号を用いる）は、本実施形態では、それぞれ１[mm]に設定しているが、第１円筒状部材２７’の長さＬ０は、要求される繰返荷重（疲労限度回数）に応じて適宜設定し、第２円筒状部材２８’の長さＬ１は、要求される引張強度に応じて適宜設定することができる。

又、各円筒状部材２７’，２８’を塑性変形させる各ダイス２９，３０は、下型ダイス２９ａ，３０ａと上型ダイス２９ｂ，３０ｂとをそれぞれ対向一対有しており、各型ダイス２９ａ，２９ｂと３０ａ，３０ｂとの対向面に、鈍角側の稜部２７ａ，２８ａを形成する第１、第２Ｖ型溝２９ｃ，３０ｃが形成されている。

次に、ワイヤ１６に引掛り部材２６を接合する手順について説明する。先ず、図１０に示すように引掛り部材２６を構成する第１、第２引掛り部２７，２８の母材である第１、第２円筒状部材２７’，２８’に各々穿設されている接合孔２７ｂ，２８ｂをワイヤ１６に挿入すると共に、各円筒状部材２７‘，２８’を互いに密接させる。その際、疲労耐性の高い側を第１円筒状部材２７’とし、引張耐性の高い側を第２円筒状部材２８’として配置する。

そして、両円筒状部材２７’，２８’を密接させた状態で、第１、第２円筒状部材２７’，２８’に対し、第１、第２ダイス２９，３０の下型ダイス２９ａ，３０ａと上型ダイス２９ｂ，３０ｂとを対峙させ、この下型ダイス２９ａ，３０ａと上型ダイス２９ｂ，３０ｂとで、第１、第２円筒状部材２７’，２８’の外周面に、上述した第１実施形態と同様、圧縮力Ｐを印加する。すると、図１１（ａ）に示すように、第１円筒状部材２７’は鈍角側の稜部２７ａが角度Ｋ０となる第１引掛り部２７に塑性変形され、一方、同図（ｂ）に示すように、第２円筒状部材２８’は鈍角側の稜部２８ａが角度Ｋ１となる第２引掛り部２８に塑性変形される。

第１引掛り部２７の稜部２７ａの角度Ｋ０は、第２引掛り部２８の稜部２８ａの角度Ｋ１に対し、挟角（Ｋ０＜Ｋ１）に設定されているため、第１ダイス２９により押圧される際に、軸芯方向に向かって変形して接合孔２７ｂがワイヤ１６の円形断面を大きく変形させることなく、その外周にほぼ倣った状態でかしめ接合される。

一方、第２引掛り部２８の稜部２８ａの角度Ｋ１は、第１引掛り部２７の稜部２７ａの角度Ｋ０に対し、広角（Ｋ０＜Ｋ１）に設定されているため、第２ダイス３０により押圧される際に、圧縮力Ｐの加圧方向に変形するため、接合孔２８ｂはワイヤ１６を略扁平状に押し潰した状態でかしめ接合される。

その結果、第１引掛り部２７は、接合孔２７ｂがワイヤ１６に倣った形状に変形して、かしめ接合しているため、このワイヤ１６の軸方向に作用する繰返荷重に対する耐性（疲労耐性）を高めることができる。一方、第２引掛り部２８は、接合孔２８ｂがワイヤ１６を略扁平状に押し潰した状態でかしめ接合しているため、このワイヤ１６の軸方向作用する引張荷重に対する耐性（引張耐性）を高めることができる。

このように、本実施形態では、引掛り部材２６を構成する第１引掛り部２７及び第２引掛り部２８を分割して別部材としたので、各引掛り部２７，２８を異なる材質で形成することができる。そのため、上述した第１実施形態の効果に加え、各各引掛り部２７，２８の耐性特性に対応した適正な材質を選択することができる。更に、各引掛り部２７，２８が分割されているため、両引掛り部２７，２８の鈍角側の稜部２７ａ，２８ａの角度Ｋ０，Ｋ１を、例えばＫ１＝１００°、Ｋ１＝１６０°というように、両者を大きな開きのある角度で設定することが可能となり、設計の自由度を増すことができる。

尚、本実施形態では、第１引掛り部２７と第２引掛り部２８とを、第１ダイス２９と第２ダイス３０とで同時に加圧して塑性変形させる態様を示したが、第１引掛り部２７と第２引掛り部２８とを別の工程で塑性変形させるようにしても良い。
［第３実施形態］

図１２、図１３に本発明の第３実施形態を示す。本実施形態は第２実施形態の変形例である。尚、第２実施形態と同一の構成部品には同一の符号を付して説明を簡略化する。

上述した第２実施形態では、ワイヤ１６の軸方向に対して繰返荷重Ｆ０、及び引張荷重Ｆ１が一方向から入力される場合は有効であるが、双方向から入力される場合は、疲労耐性の低い第２引掛り部２８に繰返荷重Ｆ０が入力されてしまう。本実施形態は、ワイヤ１６に対して繰返荷重Ｆ０が双方向から入力された場合であっても、高い疲労耐性を確保できるようにしたものである。

本実施形態で採用する引掛り部材３１は、ワイヤ１６に対して中央に配置する第２引掛り部２８と、この第２引掛り部２８の両側に配置する２つの第１引掛り部２７との３個で構成したものである。尚、ワイヤ１６、各引掛り部２７，２８の材質、形状は、第２実施形態と同一である。

ワイヤ１６に引掛り部材３１を接合するに際しては、図１３に示すように、ワイヤ１６に対し、中央に第２引掛り部２８の母材である第２円筒状部材２８’を挿通し、その両側に第１引掛り部２７の母材である第１円筒状部材２７’を挿通し、この両第１円筒状部材２７’で第２円筒状部材２８’を挟み込むように配置して互いを密接させる。

そして、ワイヤ１６に対し、各円筒状部材２７’，２８’，２７’を、第２実施形態と同様、対応する第１、第２ダイス２９，３０を用いて外周面側から内側に圧縮力Ｐを印加して塑性変形させて、第１、第２引掛り部２７，２８をそれぞれ形成する。すると、第２実施形態の図１１（ａ）に示すように、第１引掛り部２７の接合孔２７ｂはワイヤ１６に、その形状にほぼ倣った状態でかしめ接合されるため高い疲労耐性を得ることができる。一方、第１引掛り部２７間に挟まれている第２引掛かり部２８は、図１１（ｂ）に示すように、その接合孔２７ｂがワイヤ１６を略扁平状に押し潰した状態でかしめ接合されるため、高い引張耐性を得ることができる。

その結果、本実施形態によれば、上述した第２実施形態の効果に加え、ワイヤ１６の軸方向に、双方向から繰返荷重Ｆ０が印加されても高い疲労耐性を得ることができる。尚、この場合、第２引掛り部２８の母材である第２円筒状部材２８’と、この第２円筒状部材２８’の両側に密接されている第１引掛り部２７の母材である第１円筒状部材２７’とを一体に形成するようにしても良い。

尚、上述した各実施形態では、本発明の適用分野として内視鏡１を例示したが、これに限らず、ワイヤと、このワイヤに接合する引掛り部材との間に疲労耐性、及び引張耐性が要求される部位に、本発明を適用できることは云うまでもない。

１５…チェーン、
１６…ワイヤ、
１７，２６，３１…引掛り部材、
１７’，２７’，２８’…円筒状部材、
１７ａ，２７…第１引掛り部、
１７ａ’，１７ｂ’２７ａ，２８ａ…稜部、
１７ｂ，２８…第２引掛り部、
１７ｃ，２７ｂ，２８ｂ…接合孔、
２１，２９，３０…ダイス、
２１ａ，２９ａ，３０ａ…下型ダイス、
２１ｂ，２９ｂ，３０ｂ…上型ダイス、
２２ａ，２９ｃ…第１Ｖ型溝、
２２ｂ，３０ｃ…第２Ｖ型溝、
Ｈ０，Ｈ１…硬度、
Ｋ０，Ｋ１…角度、

Claims (5)

1. ワイヤと、一対の型ダイスにより略ひし形断面に形成されて前記ワイヤに接合されると共に他部品に当て着く金属製の引掛り部材とを有する接合構造において、
   前記引掛り部材は、前記ワイヤが挿通される接合孔を有すると共に、軸方向に複数の引掛り部が形成され、該各引掛り部の鈍角側の稜部の角度をＫ０，Ｋ１とした場合、Ｋ０＜Ｋ１の関係を有し、
   鈍角側の角度がＫ０を有する前記引掛り部が前記他部品に当て着く側に設けられていることを特徴とする接合構造。
2. 前記各引掛り部は一体形成されていることを特徴とする請求項１記載の接合構造。
3. 前記各引掛り部は分割されていることを特徴とする請求項１記載の接合構造。
4. 前記引掛り部材が３個の前記引掛り部で形成されており、
   前記各引掛り部は、鈍角側の稜部の角度がＫ０、Ｋ１、Ｋ０の順で軸方向に配列されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の接合構造。
5. 前記ワイヤの硬度が前記引掛り部材の硬度よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接合構造。

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