JP2018057512A - Operation wire and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手元から離れた部材の姿勢等を操作するためのワイヤに関し、特に、医療機器等の操作に用いられる極細の操作ワイヤに関する。 The present invention relates to a wire for operating a posture or the like of a member away from a hand, and particularly relates to an ultrafine operation wire used for operation of a medical device or the like.
体内に挿入される各種医療機器において、機器先端部を体外から操作するために操作ワイヤが用いられる。操作の内容は、内視鏡やカテーテルの湾曲操作、鉗子等処置具の回転・開閉操作、医療用ロボットに取り付けられた処置具の操作などである。操作ワイヤは、遠位端がカテーテル先端近傍の湾曲部や処置具に接合され、近位端が操作部に接合される。これにより、手元の操作部でワイヤを進退操作することで、体内にある湾曲部や処置具の操作が可能となる。 In various medical devices inserted into the body, an operation wire is used to operate the distal end portion of the device from outside the body. The contents of the operation include an operation of bending an endoscope and a catheter, a rotation / opening / closing operation of a treatment tool such as a forceps, and an operation of a treatment tool attached to a medical robot. The distal end of the operation wire is joined to a curved portion or a treatment tool near the catheter tip, and the proximal end is joined to the operation portion. Accordingly, the bending portion and the treatment instrument in the body can be operated by moving the wire forward and backward with the operation portion at hand.
操作ワイヤの遠位端を処置具等の相手方部材に接合する方法としては、ろう付けや溶接により固着する方法や、ワイヤ先端にパイプ等をかしめて相手方部材の凹部等に係止する方法などが従来より知られている。例えば、特許文献1には、湾曲部の最先端の湾曲駒にワイヤ受けを形成し、ワイヤ先端をワイヤ受けに真空環境下または不活性ガス環境下でろう付け固定する内視鏡が記載されている。特許文献2には、操作ワイヤの先端に止め部材をかしめて固定し、湾曲部の最先端の節輪に設けられた絞り孔に操作ワイヤを通して、止め部材によって操作ワイヤを当該節輪に係止する内視鏡が記載されている。特許文献3には、湾曲操作ワイヤの先端を管状の固定部材に挿通し、固定部材をかしめて湾曲操作ワイヤに圧着固定し、湾曲部の関節駒先端の内面に固定部材を半田等のろう剤により固定した内視鏡が記載されている。
As a method of joining the distal end of the operation wire to a counterpart member such as a treatment instrument, there are a method of fixing by brazing or welding, a method of caulking a pipe or the like to the tip of the wire and locking it to a recess or the like of the counterpart member, etc. Conventionally known. For example,
しかしながら、従来の操作ワイヤ接合方法では、より細いワイヤを用い、より小さな接合構造を実現したい場合に問題があった。 However, the conventional operation wire bonding method has a problem when it is desired to use a thinner wire and realize a smaller bonding structure.
ろう付けによるワイヤの接合には、残留したフラックスによってワイヤが腐食したり、ろう付け部近傍が必要以上に加熱されてワイヤの強度が低下するといった問題があった。ワイヤがより細くなると、腐食があった場合に破断しやすいし、熱容量が小さいために温度が過度に上昇しやすくなる。また、ワイヤに管状等の部材をかしめる場合、ワイヤが細すぎると十分な圧着強度が得られなかった。 The joining of wires by brazing has a problem that the wire is corroded by the residual flux, or the strength of the wire is lowered by heating the vicinity of the brazing portion more than necessary. As the wire becomes thinner, it tends to break when there is corrosion, and the temperature tends to rise excessively because the heat capacity is small. In addition, when crimping a tubular member or the like on the wire, if the wire is too thin, sufficient crimping strength could not be obtained.
本発明は、上記を考慮してなされたものであり、ワイヤが細くても、相手方部材との十分な接合強度が得られる操作ワイヤを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and an object of the present invention is to provide an operation wire capable of obtaining sufficient bonding strength with a counterpart member even when the wire is thin.
上記課題に対して、本発明の操作ワイヤは、ワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の一端の側面に形成され、めっき層からなる係止部とを有する。 In response to the above problem, the operation wire of the present invention has a wire body and a locking portion formed on a side surface of one end of the wire body and made of a plating layer.
好ましくは、前記ワイヤ本体が撚線である。 Preferably, the wire body is a stranded wire.
好ましくは、前記係止部が略円筒形状を有する。また、好ましくは、前記係止部の長さが8mm以下である。また、好ましくは、前記ワイヤ本体の径が1mm以下であり、前記係止部の厚さが0.01mm以上、0.1mm以下である。また、好ましくは、前記めっき層がニッケルを含む。 Preferably, the locking portion has a substantially cylindrical shape. Moreover, Preferably, the length of the said latching | locking part is 8 mm or less. Preferably, the diameter of the wire main body is 1 mm or less, and the thickness of the locking portion is 0.01 mm or more and 0.1 mm or less. Preferably, the plating layer contains nickel.
好ましくは、前記操作ワイヤは医療機器に組み込まれて使用される。 Preferably, the operation wire is used by being incorporated in a medical device.
本発明の操作ワイヤ製造方法は、ワイヤ本体を準備する工程と、前記ワイヤ本体の先端近傍の側面に第1マスク層を形成する工程と、前記第1マスクの両側の前記ワイヤ本体側面に第2マスク層を形成する工程と、前記第1マスク層を除去する工程と、前記第1マスク層が除去された部分にめっき層を形成する工程と、前記第2マスク層を除去する工程と、前記ワイヤ本体および前記めっき層の先端側を切断して所定の長さの係止部を形成する工程とを有する。 The operating wire manufacturing method of the present invention includes a step of preparing a wire body, a step of forming a first mask layer on a side surface near the tip of the wire body, and a second side of the wire body on both sides of the first mask. A step of forming a mask layer, a step of removing the first mask layer, a step of forming a plating layer in a portion where the first mask layer is removed, a step of removing the second mask layer, Cutting the wire body and the tip side of the plating layer to form a locking portion of a predetermined length.
本発明の操作ワイヤまたは操作ワイヤの製造方法によれば、ワイヤ本体とめっき層からなる係止部とが強固に一体化していることにより、ワイヤが細くても、ワイヤ本体と係止部との十分な接合強度が得られる。これにより、操作ワイヤに強い張力がかかっても、相手方部材との接合構造が破壊されにくい。また、係止部の形成時にワイヤに熱がかかることがなく、ワイヤ材質の選択の幅が広がり、耐久性が向上する。 According to the operating wire or the manufacturing method of the operating wire of the present invention, since the wire main body and the engaging portion made of the plating layer are firmly integrated, even if the wire is thin, the wire main body and the engaging portion are Sufficient bonding strength can be obtained. Thereby, even if strong tension is applied to the operation wire, the joint structure with the counterpart member is hardly broken. Further, heat is not applied to the wire at the time of forming the locking portion, the range of selection of the wire material is expanded, and the durability is improved.
本発明の操作ワイヤの一実施形態として、カテーテル等の湾曲操作に用いられる操作ワイヤを説明する。 As one embodiment of the operation wire of the present invention, an operation wire used for a bending operation of a catheter or the like will be described.
図1において、本実施形態の操作ワイヤ10は、ワイヤ本体11と係止部12からなる。係止部12は、ワイヤ本体の一端の側面に形成され、めっき層13からなる。
In FIG. 1, the
ワイヤ本体11の材質は、用途に応じて所要の特性を備えたものを用いることができる。医療機器用の操作ワイヤでは、好ましくはオーステナイト系のステンレス鋼線、さらに好ましくは加工硬化により引張強度を高めたオーステナイト系のステンレス鋼線を用いる。細径でも引張強度が高く、耐食性に優れるからである。そのような鋼線としては、例えば、JISG4314に規定されたSUS304WPBや、SUS304WPBと同様の方法で製造されたさらに径の細いステンレス鋼線がある。本実施形態の操作ワイヤでは、係止部がめっき層からなり、係止部の形成時にワイヤ本体に熱がかからない。そのため、加工硬化により引張強度を高めたオーステナイト系のステンレス鋼線を用いる場合でも、係止部形成時に加工硬化による内部歪が焼き鈍まされることがなく、ワイヤ本体の引張強度が低下しない。
As the material of the
ワイヤ本体11は、略円形の断面を有する。ワイヤ本体11は、好ましくは、より細い素線を撚り合わせた撚線である。ワイヤ本体が柔軟性に富むことに加えて、表面の凹凸によりワイヤ本体とめっき層との接合部の剪断強度が高くなるからである。撚線の構造は特に限定されない。素線を撚り合わせたストランドであってもよいし、ストランドをさらに撚り合わせたものであってもよい。
The
ワイヤ本体11の長さは用途によって定められ、典型的には50〜150cmである。ワイヤ本体11の径Dは、好ましくは1mm以下であり、より好ましくは0.5mm以下である。操作ワイヤ10が組み込まれるカテーテル等を細くするためであり、また、本実施形態の操作ワイヤの構造は、ワイヤ径が小さいときに特にメリットがあるからである。一方、ワイヤ本体の径Dは、好ましくは0.04mm以上であり、より好ましくは0.08mm以上である。ワイヤ径が小さすぎると、必要な引張強さが得られないからである。
The length of the
係止部12は、ワイヤ本体11側面の周方向の一部に形成されていてもよいが、好ましくはワイヤ本体側面の周方向の全周に亘って形成されている。ワイヤ本体とめっき層との界面の面積が大きく、接合強度が高くなるからである。係止部の形状は、好ましくは、ワイヤ本体と同心の略円筒形であり、中心軸のまわりに回転対称である。相手方部材との接合作業時に操作ワイヤの向きを考慮しなくてよいため、医療機器の組み立てが容易になるからである。係止部の形状が略円筒状である場合、図2を参照して、ワイヤ本体の一端とは反対側の係止部端面14に接する平面Pと、ワイヤ本体の中心線Zとがなす角度θが、好ましくは90度±2度であり、より好ましくは90度±1度である。角度θが90度から大きくずれると、操作ワイヤ使用時にワイヤを捩じる向きに力が発生して、操作ワイヤが滑らかに進退しないからである。
Although the latching | locking
図1に戻り、係止部12を構成するめっき層13の材質は、好ましくはニッケルである。十分な硬度を有し、耐食性に優れるからである。また、ワイヤ本体としてオーステナイト系ステンレス鋼線を用いる場合は、めっき層をニッケルとすることが特に好ましい。高い接合強度が得られるからである。
Returning to FIG. 1, the material of the
係止部12の長さLは、好ましくは8mm以下、より好ましくは4mm以下、特に好ましくは2mm以下である。長さLが短いほど医療機器を小さくできるからである。一方、係止部が短すぎると所要の強度が得られないので、係止部の長さは、好ましくは0.2mm以上、より好ましくは0.5mm以上である。
The length L of the locking
係止部12の厚さtは、好ましくは0.1mm以下である。係止部が薄いほど医療機器を小さくできるからである。一方、係止部12の厚さtは、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.025mm以上である。係止部が薄すぎると、係止部や相手方部材に要求される加工精度が高くなるからである。なお、ワイヤ本体11が撚線であるときは、長さ方向に垂直な断面が撚り形状により真円ではなく、係止部外表面も撚り形状の影響を受ける。このとき、係止部の厚さtとは、ワイヤ本体断面の外接円に接する素線表面から係止部外表面までの径方向の距離をいう。特に、係止部がワイヤ本体と同心の略円筒形であるときは、係止部の厚さtは、ワイヤ本体断面の外接円の半径と係止部断面の外接円の半径との差となる。
The thickness t of the locking
次に、本実施形態の操作ワイヤの製造方法を図3に基づいて説明する。 Next, the manufacturing method of the operation wire of this embodiment is demonstrated based on FIG.
まず図3Aを参照して、ワイヤ本体11を準備する。図3Bを参照して、ワイヤの先端近傍の側面に、形成しようとする係止部より長い範囲に、第1マスク層21を形成する。第1マスク層は、例えば、耐熱性のレジストインクを、ワイヤ本体に対して複数の方向からパッド印刷することによって形成できる。パッド印刷によれば、ワイヤ本体として撚線を用いる場合でも、表面の凹部内にインクが侵入し、第1マスク層のエッジQ形状がギザギザになりにくい。図3Cを参照して、ワイヤの先端部に第2マスク層22を形成する。第2マスク層の形成方法は特に限定されないが、好ましくは電着塗装によって形成する。電着塗装による場合は、第1マスク層の両側のワイヤ本体が露出した部分に第2マスク層が形成される。電着塗装によれば、ワイヤ本体との密着性に優れた第2マスク層が得られる。図3Dを参照して、第2マスク層を加熱、UV照射等により硬化させた後、第1マスク層を除去する。図3Eを参照して、ワイヤの先端側をめっき浴に漬けてめっき層13を形成する。めっき層は、電解めっきによって形成するのが好ましい。均一なめっき厚さが得られるからである。めっき層は、スルファミン酸浴を用いた電解めっきによって形成するのがさらに好ましい。めっき層の内部応力を小さくできるからである。図3Fを参照して、第2マスク層を除去する。第2マスク層は剥離剤を用いて除去することができる。図3Gを参照して、所望の長さLの係止部12が得られるように、ワイヤ本体およびめっき層の先端を切断する。
First, referring to FIG. 3A, a
次に、本実施形態の操作ワイヤの使用方法を説明する。 Next, the usage method of the operation wire of this embodiment is demonstrated.
図4において、カテーテル等の先端側部材23の外周面には、対向する2か所に凹部(係止受け部)24が形成されている。操作ワイヤ10の遠位端にある係止部12をこの係止受け部に嵌めこむ。先端側部材の外側に円筒状の押さえ環25を嵌合して、係止部12が係止受け部24から外れないように押さえる。先端側部材、操作ワイヤ、押さえ環の全体は、さらに可撓性のチューブ等の内部に収容される。2本の操作ワイヤを近位端から進退操作することで、先端側部材の向きが変わり、これによりカテーテル等の湾曲を制御することができる。
In FIG. 4, concave portions (locking receiving portions) 24 are formed at two opposing positions on the outer peripheral surface of the distal
なお、操作ワイヤの係止部を先端側部材と接合する方法は、図4の構造には限られない。例えば、先端側部材の内部に空洞がある場合、先端側部材の内周面に係止受け部を設け、操作ワイヤの係止部を内側から嵌めこみ、押さえ部材を前記空洞に挿入して、係止部を内側から押さえるようにしてもよい。また、係止受け部として、ワイヤ本体は通るが係止部は通らない大きさの貫通穴を先端側部材に形成し、この貫通穴に遠位側からワイヤを挿通して、係止部を貫通穴の縁に係止してもよい。 In addition, the method of joining the latching | locking part of an operation wire with a front end side member is not restricted to the structure of FIG. For example, when there is a cavity inside the tip side member, a latch receiving portion is provided on the inner peripheral surface of the tip side member, the latching portion of the operation wire is fitted from the inside, and the pressing member is inserted into the cavity, The locking portion may be pressed from the inside. Also, as the latch receiving portion, a through hole having a size that passes through the wire body but not through the latch portion is formed in the tip side member, and a wire is inserted into the through hole from the distal side to It may be locked to the edge of the through hole.
ワイヤ本体として、オーステナイト系のステンレス鋼線を7本撚り合わせた、径0.21mmの撚線を用いた。素線は、JISG4314に規定されたSUS304WPBと同様に加工硬化によって引張強度を向上させた、線径が0.07mmのものである。ワイヤ本体の引張強さは約50Nであった。前述の方法で、ワイヤ本体の一端の側面にニッケルめっき層からなる円筒状の係止部を形成した。係止部の大きさは、長さLを1.5mm、厚さtを0.05mmとした。 As the wire body, a stranded wire having a diameter of 0.21 mm in which seven austenitic stainless steel wires were twisted together was used. The wire has a wire diameter of 0.07 mm and has a tensile strength improved by work hardening in the same manner as SUS304WPB defined in JIS G4314. The tensile strength of the wire body was about 50N. By the above-described method, a cylindrical locking portion made of a nickel plating layer was formed on the side surface of one end of the wire body. As for the size of the locking portion, the length L was 1.5 mm, and the thickness t was 0.05 mm.
ワイヤ本体は通るが係止部は通らない貫通穴を有する治具を用い、貫通穴にワイヤを挿通して、治具とワイヤ本体を把持して引張試験を行った。ワイヤ本体の引張強さは低下しておらず、かつ、ワイヤが破断する前に係止部が破損することはなかった。この結果から、係止部が十分な強度を有することが確認できた。 Using a jig having a through hole through which the wire main body passes but not through the locking portion, a wire was inserted into the through hole, and the jig and the wire main body were gripped to perform a tensile test. The tensile strength of the wire body was not reduced, and the locking portion was not damaged before the wire broke. From this result, it was confirmed that the locking portion had sufficient strength.
ワイヤを相手方部材にろう付けや溶接で固着すると、加工硬化によるワイヤの内部歪が焼き鈍され、ワイヤの引張強さが低下する。実施例と同じワイヤを、レーザー溶接で他の部材に固着させたところ、固着部近傍のワイヤの引張強さは約20Nまで低下した。これに対して、本実施例の操作ワイヤでは、係止部形成時にワイヤ本体に熱がかからないため、ワイヤ本体の引張強さは低下しなかった。また、ワイヤ本体の径が0.21mmまで小さくなると、管状等の部材をかしめるのみでは十分な圧着強度は得られない。 When the wire is fixed to the counterpart member by brazing or welding, the internal strain of the wire due to work hardening is annealed, and the tensile strength of the wire is reduced. When the same wire as in the example was fixed to another member by laser welding, the tensile strength of the wire in the vicinity of the fixed portion was reduced to about 20N. On the other hand, in the operation wire of the present example, since the wire body was not heated when the locking portion was formed, the tensile strength of the wire body did not decrease. Further, when the diameter of the wire main body is reduced to 0.21 mm, sufficient crimping strength cannot be obtained only by caulking a tubular member or the like.
以上のとおり、本実施形態の操作ワイヤによれば、ワイヤが細くても、相手方部材との十分な接合強度が得られる。また、操作ワイヤと相手方部材を接合するのに、係止部を相手方部材に係止するだけで足りるので、他の部品を必要とせず、小さな接合構造を実現できるし、接合作業も容易である。 As described above, according to the operation wire of the present embodiment, sufficient bonding strength with the counterpart member can be obtained even if the wire is thin. Moreover, since it is only necessary to lock the locking portion to the mating member in order to join the operation wire and the mating member, other parts are not required, a small joining structure can be realized, and the joining work is also easy. .
本発明は上記の実施形態や実施例に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications are possible within the scope of the technical idea.
10 操作ワイヤ
11 ワイヤ本体
12 係止部
13 めっき層
14 係止部の端面
21 第1マスク層
22 第2マスク層
23 先端側部材
24 係止受け部
25 押さえ環
D ワイヤ本体の径
L 係止部の長さ
t 係止部の厚さ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ワイヤ本体の一端の側面に形成され、めっき層からなる係止部と、
を有する操作ワイヤ。 A wire body;
A locking portion formed on a side surface of one end of the wire body and made of a plating layer,
Having operation wire.
請求項1に記載の操作ワイヤ。 The wire body is a stranded wire,
The operation wire according to claim 1.
請求項1または2に記載の操作ワイヤ。 The locking portion has a substantially cylindrical shape;
The operation wire according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の操作ワイヤ。 The length of the locking portion is 8 mm or less,
The operation wire according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の操作ワイヤ。 The diameter of the wire body is 1 mm or less, and the thickness of the locking portion is 0.01 mm or more and 0.1 mm or less.
The operation wire according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の操作ワイヤ。 The plating layer includes nickel;
The operation wire according to any one of claims 1 to 5.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の操作ワイヤ。 The operation wire is used by being incorporated in a medical device,
The operation wire according to any one of claims 1 to 6.
前記ワイヤ本体の先端近傍の側面に第1マスク層を形成する工程と、
前記第1マスクの両側の前記ワイヤ本体側面に第2マスク層を形成する工程と、
前記第1マスク層を除去する工程と、
前記第1マスク層が除去された部分にめっき層を形成する工程と、
前記第2マスク層を除去する工程と、
前記ワイヤ本体および前記めっき層の先端側を切断して所定の長さの係止部を形成する工程と、
を有する操作ワイヤの製造方法。 Preparing the wire body;
Forming a first mask layer on a side surface near the tip of the wire body;
Forming a second mask layer on side surfaces of the wire body on both sides of the first mask;
Removing the first mask layer;
Forming a plating layer on the portion where the first mask layer is removed;
Removing the second mask layer;
Cutting the wire main body and the tip side of the plating layer to form a locking portion of a predetermined length;
The manufacturing method of the operation wire which has.
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