JP5139184B2 - Method for manufacturing medical device and medical device - Google Patents
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Description
本発明は、医療用器具の製造方法および医療用器具に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a medical device and a medical device.
従来、線状部を有する医療用器具、例えばバスケット鉗子やワイヤ型の高周波ナイフ等では、金属線材を塑性加工することによって種々の形状を有する線状の部材を形成し、線状の部材同士あるいは線状の部材と他の部品とを接合することで、線状部を形成していた。
例えば、特許文献1には、複数の屈曲部によって山形の折れ線状に屈曲された複数の弾性ワイヤを、結合部材であるチップによって、一端側では1つに結合し、他端側では操作ワイヤの端部と一体に結合することで、操作ワイヤの端部に籠状のバスケット部が形成された結石破砕装置(医療用器具)が記載されている。
また、特許文献2には、複数の弾性ワイヤを並べて前端と後端の両端それぞれを結束して形成した組を複数組有し、各組の弾性ワイヤには、先端から基端に至る途中部分の同じ位置に、複数の屈曲点を設けたバスケット部を有するバスケット型把持鉗子が記載されている。
特許文献2のバスケット部は、2本の弾性ワイヤを並べて構成されるワイヤ組を4組有し、各ワイヤ組の前端が前端チップによって結束され、各ワイヤ組の後端が後端チップによって操作ワイヤの先端と一緒にまとめられ、操作ワイヤの先端に固定されている。
これらのようにバスケット部を構成する場合、バスケット部の拡開時に弾性ワイヤの屈曲形状が復元され、バスケット部の収縮時に結石などを破砕する強度を確保するため、弾性ワイヤとしては、例えば、ステンレス等の金属線材を用いた撚り線ワイヤを用い、これを塑性加工することで、復元可能な屈曲形状を形成するのが一般的であった。
For example, in Patent Document 1, a plurality of elastic wires bent into a mountain-shaped polygonal line by a plurality of bent portions are coupled to one at one end side by a chip as a coupling member, and an operation wire is coupled at the other end side. A calculus crushing device (medical instrument) is described in which a basket-like basket portion is formed at the end portion of the operation wire by being integrally coupled with the end portion.
Further,
The basket portion of
When the basket portion is configured as described above, the elastic wire is restored in its bent shape when the basket portion is expanded, and the elastic wire is made of, for example, stainless steel in order to ensure the strength to crush stones and the like when the basket portion contracts. It has been common to form a bendable shape that can be restored by using a stranded wire using a metal wire such as a plastic wire and plastic processing the wire.
しかしながら、上記のような従来の医療用器具の製造方法および医療用器具には、以下のような問題があった。
金属線材を塑性加工すると、例えば、屈曲部などの塑性加工された部分では結晶粒界で滑りが発生しており、繰り返し応力がかかると疲労破壊を起こしやすくなっている。また加工硬化を起こして脆くなっている。そのため、塑性加工前の線材に比べて強度が低下し、耐久性が劣ってしまうという問題がある。
また、線材の屈曲部では塑性加工に伴って残留応力が発生しているので、この残留応力が解放されると形状保持が難しくなるという問題がある。特に複雑に屈曲させた部分では破壊に至る可能性もある。
また、特許文献1、2では、複数の弾性ワイヤの端部を、チップなどの結合部材を用いて機械的に結合しているため、経時的に結合の弛みなどが発生しやすいという問題がある。
弾性ワイヤ同士をハンダで接合することも考えられるが、線材との濡れ性や親和性により接合強度が左右されるために、線材の種類によっては、十分な接合強度が得られないという問題がある。また、ワイヤ型の高周波ナイフなどワイヤが高温になる場合にはハンダ付けを採用することはできないという問題がある。
However, the conventional methods for manufacturing medical devices and medical devices as described above have the following problems.
When plastic processing is performed on a metal wire, for example, slip occurs at a grain boundary in a plastic processed portion such as a bent portion, and fatigue failure is likely to occur when repeated stress is applied. In addition, it is brittle due to work hardening. Therefore, there exists a problem that intensity | strength falls compared with the wire before plastic processing, and durability will be inferior.
Further, since a residual stress is generated in the bent portion of the wire along with the plastic working, there is a problem that it is difficult to maintain the shape when the residual stress is released. In particular, there is a possibility of destruction at a complicatedly bent portion.
Further, in
It is conceivable to join elastic wires together with solder, but the bonding strength depends on the wettability and affinity with the wire, so there is a problem that sufficient bonding strength cannot be obtained depending on the type of wire. . In addition, there is a problem that soldering cannot be employed when the wire becomes hot, such as a wire-type high-frequency knife.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、線状部の耐久性や強度を向上することができる医療用器具の製造方法および医療用器具を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above problems, and it aims at providing the manufacturing method and medical device of a medical device which can improve durability and intensity | strength of a linear part. .
上記の課題を解決するために、本発明の医療用器具の製造方法は、線状部を有する医療用器具の製造方法であって、20℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる線材を、前記非晶質合金のガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態でプレス成形して、前記線状部の一部を構成する線状部品を形成する線状部品形成工程と、該線状部品形成工程によって形成された前記線状部品の一部分を、前記線状部の他部を構成する線状の被接合部品に対して隣接して配置する被接合部品配置工程と、該被接合部品配置工程によって前記被接合部品が配置された後、前記線状部品の一部分を前記非晶質合金のガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態で、前記被接合部品と前記線状部品の一部分とを接触させつつ、前記線状部品の一部分をプレス成形して、前記線状部品を前記被接合部品に接合する接合工程とを備える方法とする。
この発明によれば、線状部品形成工程、被接合部品配置工程、および接合工程をこの順に行うことによって、被接合部品に線状部品を接合して、医療用器具の線状部を形成することができる。
線状部品形成工程では、20℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる線材を、低圧でも容易にプレス成形できる非晶質合金のガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態でプレス成形するので、線状部品に金型の形状が良好に転写されるとともに、残留応力が緩和あるいは除去された状態で成形される。
また、非晶質合金は、結晶合金に比べると、ヤング率が小さく引張強度が大きいという特性を有するため、柔軟性と強度とが求められる医療用器具の線状部、例えば、バスケット鉗子のバスケット部などに特に好適である。
また、接合工程でも、同様に加熱してプレス成形するため、被接合部品に対する線状部品の密着性が良好となり、残留応力が緩和あるいは除去された状態で高い接合強度を得ることができる。特に、被接合部品が線材を撚ったワイヤの場合には、線状部品を構成する非晶質合金がワイヤ表面の凹凸に沿って密着するため、より高い接合強度を得ることができる。
なお、被接合部品配置工程において、隣接して配置されるとは、接触して配置される場合と近接して配置される場合とを含むものとする。
In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a medical device according to the present invention is a method for manufacturing a medical device having a linear portion, and is made of an amorphous alloy having a glass transition region of 20 ° C. or higher. A linear part forming step of forming a linear part constituting a part of the linear part by press-molding the wire in a state of being heated to a temperature range of the glass transition region of the amorphous alloy; and A part-to-be-joined part placement step for placing a part of the line-like part formed by the part-to-be-formed part adjacent to a part to be joined that forms the other part of the line part; After the parts to be joined are arranged by the joining part arrangement step, the parts to be joined and the linear parts are heated in a temperature range of a part of the linear parts to a temperature range of the glass transition region of the amorphous alloy. A part of the linear part while Molded to, a method and a bonding step of bonding the linear component on the object to be bonded part.
According to this invention, by performing the linear part forming step, the bonded component placement step, and the bonding step in this order, the linear component is bonded to the bonded component to form the linear portion of the medical device. be able to.
In the linear part forming process, a wire made of an amorphous alloy having a glass transition region of 20 ° C. or higher is pressed in a state where the temperature is raised to the temperature range of the amorphous alloy glass transition region that can be easily press-formed even at low pressure. Since the molding is performed, the shape of the mold is transferred to the linear part, and the residual stress is relaxed or removed.
In addition, the amorphous alloy has a characteristic that the Young's modulus is small and the tensile strength is large compared to the crystal alloy, and therefore, a linear part of a medical instrument that requires flexibility and strength, for example, a basket of basket forceps Particularly suitable for parts.
Further, in the joining process, the same heating and press molding are performed, so that the adhesion of the linear part to the parts to be joined becomes good, and a high joining strength can be obtained in a state where the residual stress is relaxed or removed. In particular, when the part to be joined is a wire in which a wire is twisted, an amorphous alloy constituting the linear part adheres along the irregularities on the surface of the wire, so that higher joint strength can be obtained.
In addition, in a to-be-joined component arrangement | positioning process, it arrange | positions adjacently shall include the case where it arrange | positions in contact and the case where it adjoins.
また、本発明の医療用器具の製造方法では、前記非晶質合金のガラス遷移温度が300℃以上であることが好ましい。
この場合、ガラス遷移温度が300℃以上の非晶質合金を用いて線状部品を形成するため、300℃より低温側では、線状部品が軟化したり、結晶化して脆くなったりしないため、300℃より低温側で、形状や強度が安定する。
医療用器具に一般的に用いられる樹脂材料の連続使用最高温度は300℃より低いため、このような樹脂材料とともに用いる線状部として汎用的に用いることができる。また、発熱部が300℃近くに達する(ただし、300℃を超えない)ワイヤ型の高周波ナイフなどにも用いることが可能となる。
Moreover, in the manufacturing method of the medical device of this invention, it is preferable that the glass transition temperature of the said amorphous alloy is 300 degreeC or more.
In this case, since a linear part is formed using an amorphous alloy having a glass transition temperature of 300 ° C. or higher, the linear part does not soften or crystallize and become brittle at a temperature lower than 300 ° C. The shape and strength are stable at a temperature lower than 300 ° C.
Since the continuous use maximum temperature of the resin material generally used for medical instruments is lower than 300 ° C., it can be used for general purposes as a linear portion used with such a resin material. Further, it can be used for a wire type high-frequency knife or the like in which the heat generating portion reaches nearly 300 ° C. (but does not exceed 300 ° C.).
また、本発明の医療用器具の製造方法では、前記接合工程では、10MPa以上の圧力でプレス成形することが好ましい。
この場合、10MPa以上の圧力でプレス成形するので、一般に、ガラス遷移領域では10MPaより低い温度でも容易に変形することで知られている20℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金では、10MPa未満の圧力でプレス成形する場合に比べて、ガラス遷移温度の温度範囲のうちでも、結晶化温度から離れた比較的低温側の温度でプレス成形を行うことができる。そのため、プレス成形時に非晶質合金が結晶化温度に到達する懸念が少ないので、温度制御を簡略化したり、迅速なプレス成形を行ったりすることができる。
Moreover, in the manufacturing method of the medical device of this invention, it is preferable to press-mold with the pressure of 10 Mpa or more in the said joining process.
In this case, since press molding is performed at a pressure of 10 MPa or more, generally, an amorphous alloy having a glass transition region of 20 ° C. or higher, which is known to easily deform even at a temperature lower than 10 MPa in the glass transition region, is 10 MPa. Compared with the case where press molding is performed at a pressure lower than that, press molding can be performed at a relatively low temperature side away from the crystallization temperature even within the temperature range of the glass transition temperature. For this reason, there is little concern that the amorphous alloy reaches the crystallization temperature during press forming, so that temperature control can be simplified or rapid press forming can be performed.
本発明の医療用器具は、請求項1〜3のいずれかに記載の医療用器具の製造方法によって製造された医療用器具とする。
この発明によれば、請求項1〜3のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を奏する。
The medical instrument of the present invention is a medical instrument manufactured by the method for manufacturing a medical instrument according to any one of claims 1 to 3.
According to this invention, there exists an effect similar to the invention in any one of Claims 1-3.
本発明の医療用器具の製造方法および医療用器具によれば、20℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる線材をガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態でプレス成形して線状部品を形成し、この線状部品を被接合部品に同様のプレス成形によって接合することで線状部を形成するので、線状部の耐久性や強度を向上することができるという効果を奏する。 According to the medical device manufacturing method and the medical device of the present invention, a wire made of an amorphous alloy having a glass transition region of 20 ° C. or higher is press-molded in a state where the temperature is raised to the temperature range of the glass transition region. Since a linear part is formed and a linear part is formed by joining this linear part to a part to be joined by the same press molding, the effect that the durability and strength of the linear part can be improved is achieved. Play.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る医療用器具について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の概略構成を示す模式的な断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の線状部を示す斜視図である。なお、各図面は模式図のため、寸法比や形状は誇張されている(以下の図面も同じ)。
[First Embodiment]
A medical instrument according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a medical instrument according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a linear portion of the medical instrument according to the first embodiment of the present invention. In addition, since each drawing is a schematic diagram, the dimension ratio and the shape are exaggerated (the following drawings are also the same).
本実施形態の医療用器具であるバスケット鉗子1は、例えば結石などを取り込んで把持したり回収したり破砕したりする処置具であり、体腔内に挿入された内視鏡の処置具チャンネルを通して、体腔内の処置部分に挿入できるようになっている。
バスケット鉗子1の概略構成は、図1に示すように、内視鏡の処置具チャンネルに挿通可能な可撓性シース4と、可撓性シース4内に進退可能に挿通される操作ワイヤ3(線状の被接合部品)と、操作ワイヤ3の先端に接合され、可撓性シース4の一端に設けられた硬質部5の内側で可撓性シース4の軸方向に進退可能に設けられたバスケット部2と、可撓性シース4の他端に接合され操作ワイヤ3の後端部に接合された棒状の結合部材7を進退可能に挿通させる口金部6とを備える。
The basket forceps 1 which is a medical instrument of the present embodiment is a treatment tool that captures, collects, and crushes, for example, a calculus or the like, and passes through a treatment tool channel of an endoscope inserted into a body cavity. It can be inserted into a treatment part in a body cavity.
As shown in FIG. 1, the basket forceps 1 has a schematic configuration in which a flexible sheath 4 that can be inserted into a treatment instrument channel of an endoscope, and an
可撓性シース4の構成は、例えば、内周面に液密チューブが設けられた金属製の密巻きコイルや可撓性を有する樹脂シースなどを採用することができる。
操作ワイヤ3の材質は、例えば、ステンレス線材などの金属線材を撚ってなる撚り線ワイヤを採用することができる。
As the configuration of the flexible sheath 4, for example, a metal close-wound coil having a liquid-tight tube provided on the inner peripheral surface, a flexible resin sheath, or the like can be employed.
As the material of the
口金部6は、結合部材7の進退をガイドするため中心部に貫通して設けられたガイド孔6cを有する口金本体6eの一方の端部に、可撓性シース4の他端部を挿通させて可撓性シース4の他端部を保護するカバー8と、カバー8内で可撓性シース4の他端を接合するシース接合部6dとが設けられている。
また、口金本体6eの他方の端部には、操作ワイヤ3を進退させてバスケット鉗子1を操作する不図示の操作部に連結するための連結部6aが設けられている。
また、口金本体6eの中間部には、側方から不図示のシリンジなどを接続して、例えば造影剤などの液体を送液する送液口部6bが設けられている。
The base part 6 is inserted through the other end part of the flexible sheath 4 into one end part of the
The other end of the
In addition, a liquid
バスケット部2は、例えば結石などの被処置物を把持したり破砕したりするもので、本実施形態では、図2に示すように、それぞれ屈曲部2i、2jによって山形の折れ線状に屈曲された同一形状を有するバスケットワイヤ2A、2B、2C、2Dが、山形の裾側の両端部の先端接合部2a、基端接合部2bにおいてそれぞれ一体に接合されてなる。(以下、誤解のおそれがない場合には、「バスケットワイヤ2A、2B、2C、2D」を総称して「バスケットワイヤ2A等」と呼ぶ場合がある)
先端接合部2aは、バスケットワイヤ2A等の一端部を円柱状にまとめて一体化したものである。また、基端接合部2bは、バスケットワイヤ2A等の他端部を、操作ワイヤ3の端部の外周側に配置して円柱状にまとめて一体化したものである。
バスケットワイヤ2A等は、先端接合部2a、基端接合部2bの各中心線を結ぶ中心軸Cに対して、回転対称となるように配置されている。このため、バスケットワイヤ2A、2Cは、同一平面上で中心軸Cを対称軸として線対称に配置され、バスケットワイヤ2B、2Dは、中心軸Cを含みバスケットワイヤ2A、2Cが配置された平面と直交する平面上で中心軸Cを対称軸として線対称に配置されている。
The
The tip
The
このように、バスケットワイヤ2A、2B、2C、2Dは、中心軸Cを中心とする籠状の線状部を構成しており、各ワイヤ間の隙間から被処置物を取り込んで、籠状の内部側に被処置物を収めることが可能となっている。
また、バスケット部2は、基端接合部2bにおいて線状の被接合部品である操作ワイヤ3と接合されることで、バスケット鉗子1の線状部の一部分を構成している。
In this way, the
In addition, the
バスケットワイヤ2A等の材質は、非晶質合金の中でも、金属ガラスに分類されるチタン(Ti)基合金(組成:Ti45Cu42.5Ni7.5Zr2.5Si2.5、結晶化温度:約480℃、ガラス遷移温度:約420℃、ガラス遷移領域:約60℃)を用いている。以下では、この組成のTi基合金の結晶化温度、ガラス遷移温度、ガラス遷移領域を、それぞれTx1、Tg1、ΔT1で表す。
ここで、非晶質合金とは、複数の金属元素が結晶構造を形成せずに凝固(アモルファス化)した合金のことである。非晶質合金は、複数の金属元素からなる金属原料の溶湯を、ガラス遷移温度以下になるまで急速冷却することにより形成される。非晶質合金は、通常の結晶金属に見受けられるような結晶粒界を有さず、結晶粒界を起因とした粒界腐食(結晶粒界に沿って腐食が進行する現象)を生じないことから、耐食性に優れている。
本明細書における金属ガラスとは、ガラス遷移領域(結晶化温度からガラス遷移温度を引いた値)が20℃以上である非晶質合金のことである。
金属ガラスは、結晶金属のような凝固収縮を生じないことから、成形金型に対する高精度な転写性を有し、さらにガラス遷移領域ではガラスのような熱間プレス加工も可能であることから、成形品の形状自由度、寸法精度、生産性に優れている。また、金属ガラスは、その物性として低ヤング率・高強度であり、さらに熱に対して低膨張である。
ガラス遷移領域が20℃未満の非晶質合金では、ガラス遷移領域が狭すぎるため、ガラス遷移領域でプレス成形を行う際の成形温度の制御が困難である。そのため、ガラス遷移領域の上限である結晶化温度を超えた部分では、金属ガラス特有の高強度、高耐食の特性が失われてしまう。また、ガラス遷移領域の下限であるガラス遷移温度未満の部分では、成形性が劣る。
そのため、良好なバスケットワイヤ2A等、あるいはバスケット部2を製造することができなくなる。
The material of the
Here, the amorphous alloy is an alloy obtained by solidifying (amorphizing) a plurality of metal elements without forming a crystal structure. The amorphous alloy is formed by rapidly cooling a molten metal raw material composed of a plurality of metal elements until the temperature is equal to or lower than the glass transition temperature. Amorphous alloys do not have the grain boundaries found in ordinary crystalline metals, and do not cause grain boundary corrosion (a phenomenon in which corrosion progresses along the grain boundaries) due to grain boundaries. Therefore, it has excellent corrosion resistance.
The metal glass in this specification refers to an amorphous alloy having a glass transition region (a value obtained by subtracting the glass transition temperature from the crystallization temperature) of 20 ° C. or higher.
Since metallic glass does not cause solidification shrinkage like crystalline metal, it has high-accuracy transferability to a molding die, and furthermore, hot pressing like glass is possible in the glass transition region. Excellent shape flexibility, dimensional accuracy, and productivity of molded products. In addition, metallic glass has low Young's modulus and high strength as its physical properties, and further has low expansion against heat.
In an amorphous alloy having a glass transition region of less than 20 ° C., since the glass transition region is too narrow, it is difficult to control the molding temperature when performing press molding in the glass transition region. Therefore, in the part exceeding the crystallization temperature which is the upper limit of the glass transition region, the characteristics of high strength and high corrosion resistance unique to the metal glass are lost. Moreover, in a part below the glass transition temperature which is the lower limit of the glass transition region, formability is inferior.
Therefore, it becomes impossible to manufacture a
本実施形態のバスケットワイヤ2A等に好適に用いることができる金属ガラスとしては、Ti基合金の他にも、鉄(Fe)基合金、ジルコニウム(Zr)基合金、マグネシウム(Mg)基合金などを挙げることができる。
また、金属ガラスは、金属材料が以下の(I)〜(III)の3条件を満足している場合に得られやすいもので、上記非晶質合金のみに限定されるものではない。
(I)3種以上の金属元素を含むこと。
(II)前記3種以上の金属元素が、12%以上異なる原子径を有すること。例えば、大、中、小の3種類の大きさの金属元素が互いに12%以上異なる原子径を有すること。
(III)各金属元素が化合物化しやすいこと。すなわち、それぞれの金属元素が互いに引き合う性質を有すること。
Examples of the metal glass that can be suitably used for the
Further, the metallic glass is easily obtained when the metallic material satisfies the following three conditions (I) to (III), and is not limited to the amorphous alloy.
(I) It contains three or more metal elements.
(II) The three or more metal elements have atomic diameters different by 12% or more. For example, metal elements of three sizes, large, medium and small, have atomic diameters different from each other by 12% or more.
(III) Each metal element is easily compounded. That is, each metal element has a property of attracting each other.
次に、バスケット鉗子1の製造方法について、バスケット部2および操作ワイヤ3からなる線状部の製造方法を中心に説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の線状部品を示す正面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の製造方法の線状部品形成工程について説明するための斜視図である。図5は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の製造方法の被接合部品配置工程の工程説明図である。図6(a)、(b)、(c)は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の製造方法の接合工程の一例を示す工程説明図である。図7(a)、(b)、(c)は、本発明の第1の実施形態に係る医療用器具の製造方法の接合工程の他例を示す工程説明図である。
Next, a manufacturing method of the basket forceps 1 will be described focusing on a manufacturing method of a linear portion including the
FIG. 3 is a front view showing a linear part of the medical instrument according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view for explaining a linear part forming step of the method for manufacturing the medical device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a process explanatory diagram of a bonded part arrangement process in the method for manufacturing a medical device according to the first embodiment of the present invention. 6 (a), 6 (b), and 6 (c) are process explanatory views showing an example of a joining process of the method for manufacturing the medical device according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C are process explanatory views illustrating another example of the joining process of the method for manufacturing the medical device according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態に係る医療用器具の製造方法は、線状部品形成工程、被接合部品配置工程、および接合工程を備え、これらの工程をこの順に行う方法である。
線状部品形成工程は、金属ガラスからなる線材を、金属ガラスのガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態でプレス成形して、線状部の一部を構成する線状部品を形成する工程である。
本実施形態では、バスケットワイヤ2A、2B、2C、2Dに用いるため、図3に示す屈曲ワイヤ20(線状部品)を形成する。
屈曲ワイヤ20は、上記Ti基合金からなり、先端接合部2aを形成するための先端部2c、山形の折れ線形状を形成するための弾性ワイヤ部2d、2e、2f、基端接合部2bを形成するための基端部2gが、同一平面内において、これらの間の屈曲部2h、2i、2j、2kで屈曲されてなる。
屈曲ワイヤ20の屈曲形状は、図3に示すように、先端部2cを図示水平方向に配置したとき、その一端に形成された屈曲部2hから弾性ワイヤ部2dが図示斜め上方に延ばされ、弾性ワイヤ部2dの屈曲部2hと反対側の端部の屈曲部2iから図示水平方向に弾性ワイヤ部2eが延ばされ、弾性ワイヤ部2eの屈曲部2iと反対側の端部の屈曲部2jから図示斜め下方に弾性ワイヤ部2fが延ばされ、弾性ワイヤ部2fの屈曲部2jと反対側の端部の屈曲部2kから図示水平方向に基端部2gが延ばされた形状とされる。
基端部2gは、先端部2cに対して、距離dだけ、弾性ワイヤ部2e側にずれた位置に略平行に配置されている。距離dは0であってもよいが、操作ワイヤ3の半径程度の大きさに設定することが好ましい。
The manufacturing method of the medical instrument which concerns on this embodiment is a method which comprises a linear component formation process, a to-be-joined components arrangement | positioning process, and a joining process, and performs these processes in this order.
The linear part forming step is a step of forming a linear part that forms a part of the linear part by press-molding a wire made of metallic glass in a state where the temperature is raised to the temperature range of the glass transition region of the metallic glass. It is.
In this embodiment, the bending wire 20 (linear part) shown in FIG. 3 is formed for use in the
The
As shown in FIG. 3, the bending shape of the
The
このような屈曲ワイヤ20を形成するために、本工程では、まず、屈曲ワイヤ20と同じ径、例えば、直径0.5mmを有する上記Ti基合金製の線材を、屈曲ワイヤ20の全長の長さに切断する。そして、切断された線材に対してガラス遷移温度Tg1以下の低温でプレス加工を施し、屈曲ワイヤ20と略同様の形状に屈曲されたブランクワイヤ11(非晶質合金からなる線材、図4参照)を形成する。
このとき、プレス加工されたブランクワイヤ11の屈曲部には、残留応力が発生している。
In order to form such a
At this time, residual stress is generated in the bent portion of the pressed
次に、ブランクワイヤ11を、ガラス遷移領域ΔT1の温度範囲、すなわちガラス遷移温度Tg1以上で、結晶化温度Tx1より低い温度範囲に昇温した状態でプレス成形する。
本実施形態では、図4に示すように、平面部10bに平面視で屈曲ワイヤ20の屈曲形状に対応し延設方向に直交する断面が半円状とされた溝部10aが形成されてなる金型面10cを、それぞれ有する金型10A、10Bを用いてプレス成形を行う。
Next, the
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the gold formed by forming a
特に図示しないが、金型10A、10Bは、金型面10cの温度をガラス遷移領域ΔT1の温度範囲、すなわちTg1=約420℃からTx1=約480℃の温度範囲に温度制御するためのヒータ部を備える。また、金型10A、10Bは、金型10A、10Bを各溝部10aが対向するように位置決めして対向方向に進退させ、金型10A、10Bの被成形物に対する押圧および押圧解除を行う加圧機構によって支持されている。
本実施形態では、被成形物であるブランクワイヤ11のガラス遷移領域ΔT1が約60℃であるため、ヒータ部は、特に高精度な温度制御を行うことなしに、金型面10cの温度をガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に保つことができる。例えば、ヒータ部のオンオフを一定のデューティで制御するなどして、450℃±2℃程度に制御することができる。
ただし、ガラス遷移領域ΔT1に比べて、温度変化幅を十分狭くすることができる場合には、金型面10cの温度が結晶化温度Tx1に到達しないように、金型面10cの温度制御中心値は、結晶化温度Tx1よりもガラス遷移温度Tg1に、より近い温度とすることが好ましい。
Although not particularly illustrated, the
In the present embodiment, since the glass transition region ΔT 1 of the
However, when the temperature change width can be sufficiently narrow compared with the glass transition region ΔT 1 , the temperature control of the
本工程では、まず、ヒータ部(不図示)で金型10A、10Bの型温がガラス遷移温度Tg1より低温の状態で、金型10Aの溝部10a内にブランクワイヤ11を配置する。このときの型温は、ブランクワイヤ11を支障なく溝部10aに配置できれば、常温より高い温度であってもよい。
次に、ヒータ部によって金型10A、10Bを昇温し、各金型面10cの温度がガラス遷移温度Tg1を超え、金型10Aの溝部10aに配置されたブランクワイヤ11が、ガラス遷移領域ΔT1の温度範囲になってから、金型10Bを下降させ、ブランクワイヤ11を押圧していく。
ブランクワイヤ11の熱容量は、金型10Aに比べて格段に小さいため、金型10Aの温度上昇にほぼ同期して昇温される。したがって、本実施形態では金型10Aの金型面10cが450℃に到達した時点で、ブランクワイヤ11はガラス遷移温度Tg1を超えているため、金型10Aの温度を検知してプレス成形を開始するタイミングを決めることができる。
In this step, first, the
The
Since the heat capacity of the
ガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に昇温されたブランクワイヤ11は、10MPaより低い圧力で容易に変形することができる。このため、適宜の圧力がブランクワイヤ11に作用されるように、金型10A、10Bを加圧していくことで、ブランクワイヤ11が金型10A、10Bの各溝部10aの形状に沿って変形される。そして、この加圧状態で一定の成形時間だけ保持されると、ブランクワイヤ11に溝部10aの形状が転写される。また、屈曲部の残留応力も緩和されていく。
この成形圧力、成形時間は、金属ガラスの材質、屈曲ワイヤ20の形状、ブランクワイヤ11の残留応力の程度などに応じて、適宜設定すればよい。
The
The molding pressure and molding time may be appropriately set according to the material of the metal glass, the shape of the
一定の成形時間の経過後、金型10A、10Bの加熱を停止し、ブランクワイヤ11がガラス遷移温度Tg1よりも低温となるまで冷却する。
この冷却後、金型10A、10Bを開いて、被成形物を脱型することで、溝部10aの形状が転写されるとともに残留応力が緩和あるいは除去された状態の屈曲ワイヤ20が得られる。
本実施形態では、このような屈曲ワイヤ20を、バスケットワイヤ2A、2B、2C、2Dに対応して合計4個、上記と同様にして、プレス成形する。
以上で、線状部品形成工程が終了する。
After a certain molding time elapses, the heating of the
After this cooling, the
In this embodiment, a total of four
Thus, the linear part forming process is completed.
次に、被接合部品配置工程を行う。本工程は、線状部品形成工程によって形成された線状部品の一部分を、線状部の他部を構成する線状の被接合部品に対して隣接して配置する工程である。
本実施形態では、線状部品形成工程で形成された4個の屈曲ワイヤ20および操作ワイヤ3を、それぞれ、バスケット部2のバスケットワイヤ2A等および操作ワイヤ3と同様の位置関係となるように立体的に配置し、保持治具30によって位置関係を保持する。この位置関係について、対向する一対の屈曲ワイヤ20の配置位置を図5に示す。
すなわち、例えば、バスケット部2のバスケットワイヤ2A、2Cの位置関係に対応して、屈曲ワイヤ20の各先端部2cが平行に隣接して配置され、各基端部2gが、操作ワイヤ3の先端の外周部にそれぞれ平行に隣接して配置される。図5の紙面垂直方向では、バスケット部2のバスケットワイヤ2B、2Dの位置関係に対応して、他の2個の屈曲ワイヤ20が、同様の位置関係に配置される。
したがって、図5のA視では、図6(a)に示すように、4つの先端部2cが格子状に隣接して配置され、図5のB視では、図7(a)に示すように、操作ワイヤ3の外周部において周方向に等分の配列ピッチで、4つの基端部2gが配置されている。
Next, a bonded component placement step is performed. This process is a process of arranging a part of the linear part formed by the linear part forming process adjacent to the linear part to be joined constituting the other part of the linear part.
In this embodiment, the four
That is, for example, corresponding to the positional relationship between the
Accordingly, as shown in FIG. 6A, the four
保持治具30は、各屈曲ワイヤ20を保持する保持部30aと、操作ワイヤ3を保持する保持部30bとからなる。
保持部30aは、各屈曲ワイヤ20の弾性ワイヤ部2d、2e、2fの少なくともいずれかを機械的にクランプして保持する適宜の機構を採用することができる。
保持部30bは、例えば、操作ワイヤ3を基端部2gが配置される近傍で操作ワイヤ3の径方向にクランプする機構を採用することができる。
The holding
The holding
For example, a mechanism that clamps the
このように、屈曲ワイヤ20の一部分である基端部2gは、屈曲ワイヤ20に対して線状部の他部を構成する操作ワイヤ3に隣接して配置されている。したがって、操作ワイヤ3は、各屈曲ワイヤ20に対して線状部の他部を構成する線状の被接合部品となっている。
また、1つの屈曲ワイヤ20の一部分である先端部2cは、バスケット部2内で、線状部の他部を構成する他の屈曲ワイヤ20の先端部2cに隣接して配置されている。したがって、これら他の屈曲ワイヤ20は、1つの屈曲ワイヤ20に対して線状部の他部を構成する線状の被接合部品となっている。
As described above, the
Further, the
このような配置状態において、先端部2c同士、および基端部2gと操作ワイヤ3とは、それぞれ接触していることが好ましいが、この配置位置で後述する接合工程の過程で、互いに接触できる程度に近接している隣接状態にあればよい。
In such an arrangement state, it is preferable that the
次に接合工程を行う。本工程は、被接合部品配置工程によって被接合部品が配置された後、線状部品の一部分を非晶質合金のガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態で、被接合部品と線状部品の一部分とを接触させつつ、線状部品の一部分をプレス成形して、線状部品を前記被接合部品に接合する工程である。
本実施形態では、線状部品の一部分が、先端部2cと基端部2gとからなるため、それぞれを別々の金型を用いてプレス成形する。
Next, a joining process is performed. In this process, after the parts to be joined are arranged by the part to be joined arrangement step, the parts to be joined and the linear parts are heated in a state where a part of the linear parts is heated to the temperature range of the amorphous alloy glass transition region. A part of the linear part is press-molded while contacting a part of the linear part, and the linear part is joined to the part to be joined.
In the present embodiment, since a part of the linear part is composed of the
各先端部2cを接合するには、図6(a)に示すように、4つの先端部2cを隣接して配置した状態で円柱状に成形するための溝部12aが平面部12bに形成された金型面12cをそれぞれ有する金型12A、12Bを用いてプレス成形を行う。
特に図示しないが、金型12A、12Bは、金型面12cの温度をガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に温度制御するため、金型10A、10Bと同様のヒータ部を備える。また、金型12A、12Bは、金型12A、12Bを各溝部12aが対向するように位置決めして対向方向に進退させ、金型12A、12Bの被成形物に対する押圧および押圧解除を行う加圧機構によって支持されている。
この加圧機構は、金型12A、12Bを10MPa以上の圧力で押圧できるようになっている。
In order to join the
Although not shown, the
This pressurizing mechanism can press the
金型12A、12Bによる先端部2cの接合工程では、図6(a)に示すように、まず、隣接配置された4つの先端部2cを挟んで溝部12aが対向するとともに、各溝部12aが4つの先端部2cから離間した位置に金型12A、12Bを配置する。そして、ヒータ部(不図示)で金型12A、12Bをガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に昇温させる。本実施形態では、線状部品形成工程と同様に450℃まで昇温させる。
次に、加圧機構(不図示)によって、金型12A、12Bを各溝部12aが先端部2cに接触するまで近づけて停止し、各先端部2cの温度がガラス遷移温度Tg1を超えるまで待機させる。
In the joining process of the
Next, the
ガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に昇温された各先端部2cは、10MPaより低い圧力で容易に変形することができるが、本実施形態では、10MPa以上、例えば、20MPaで押圧し、各先端部2cに各溝部12aの形状を転写する。
このとき、本実施形態では、10MPa以上の圧力で、金型12A、12Bを加圧するので、各先端部2c間の界面の密着、融合が促進され、10MPaより小さい圧力で押圧する場合に比べて、より短時間で成形され、より高い接合強度を得ることができる。
このようにして、各溝部12a内で、各先端部2cが一体化され、円柱状の先端接合部2aの形状が形成される(図6(b)参照)。
Each
At this time, in this embodiment, since the
In this way, each
一定の成形時間の経過後、金型12A、12Bの加熱を停止し、先端接合部2aがガラス遷移温度Tg1よりも低温となるまで冷却する。
この冷却後、金型12A、12Bを開いて先端接合部2aを脱型する(図6(c)参照)。
After a certain molding time elapses, heating of the
After this cooling, the
また、各基端部2gと操作ワイヤ3とを接合するには、図7(a)に示すように、4つの基端部2gを操作ワイヤ3の外周部に配置した状態で円柱状に成形するための溝部13aが平面部13bに形成された金型面13cをそれぞれ有する金型13A、13Bを用いてプレス成形を行う。
金型13A、13Bは、特に図示しないが、金型12A、12Bと同様のヒータ部および加圧機構を備える。
Further, in order to join each
Although not particularly illustrated, the
金型13A、13Bによる基端部2gと操作ワイヤ3との接合工程では、図7(a)に示すように、まず、隣接配置された4つの基端部2gを挟んで溝部13aが対向するとともに、各溝部13aが4つの基端部2gから離間した位置に、金型13A、13Bを配置する。そして、ヒータ部(不図示)で金型13A、13Bをガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に昇温させる。本実施形態では、線状部品形成工程と同様に450℃まで昇温させる。
次に、加圧機構(不図示)によって、金型13A、13Bを各溝部13aが基端部2gに接触するまで近づけて停止し、各基端部2gの温度がガラス遷移温度Tg1を超えるまで待機させる。
In the joining step of the
Next, the pressurization mechanism (not shown) closes the
ガラス遷移領域ΔT1の温度範囲に昇温された各基端部2gは、10MPaより低い圧力で容易に変形することができるが、本実施形態では、10MPa以上、例えば、20MPaで押圧し、各基端部2gに各溝部13aの形状を転写する。
このとき、本実施形態では、10MPa以上の圧力で、金型13A、13Bを加圧するので、隣接する基端部2g同士の界面の密着、融合が促進され、10MPaより小さい圧力で押圧する場合に比べて、より短時間で成形され、より高い接合強度を得ることができる。
また、各基端部2gは、外周側で溝部13aの形状に倣うとともに、内周側で操作ワイヤ3の外周面に押圧され、操作ワイヤ3の外周のワイヤの凹凸形状に倣って密着する。そして、10MPa以上の圧力で金型13A、13Bが加圧されているため、基端部2gと操作ワイヤ3の外周面との密着性も良好となる。
このようにして、各溝部13a内で、各基端部2gが一体化されて、操作ワイヤ3の外周を円筒状に取り巻いて外形が円柱状とされた基端接合部2bの形状が形成される(図7(b)参照)。
Each
At this time, in this embodiment, since the
Each
Thus, in each
一定の成形時間の経過後、金型13A、13Bの加熱を停止し、基端接合部2bがガラス遷移温度Tg1よりも低温となるまで冷却する。
この冷却後、金型13A、13Bを開いて基端接合部2bを脱型する(図7(c)参照)。
以上で、接合工程が終了し、図2に示すような、操作ワイヤ3の先端にバスケット部2が接合されたバスケット鉗子1の線状部が形成される。
After a certain molding time elapses, the heating of the
After this cooling, the
With the above, the joining step is completed, and a linear portion of the basket forceps 1 in which the
この線状部を用いてバスケット鉗子1を組み立てるには、まず、操作ワイヤ3において、バスケット部2が接合されたのと反対側の端部に結合部材7を接合する。そして、可撓性シース4の管内に結合部材7および操作ワイヤ3を挿通する。次に、口金部6のガイド孔6c内に結合部材7を挿通した状態で、可撓性シース4と口金部6とをシース接合部6dで接合し、カバー8を取り付ける。
このようにして、線状部を有する医療用器具であるバスケット鉗子1が製造される。
In order to assemble the basket forceps 1 using this linear portion, first, the coupling member 7 is joined to the end of the
Thus, the basket forceps 1 which is a medical instrument having a linear portion is manufactured.
次に、バスケット鉗子1の作用について、バスケット部2の作用を中心に説明する。
バスケット鉗子1は、口金部6の連結部6aが不図示の操作部に連結され、操作部によって、口金部6から突出された結合部材7の突出方向の先端位置が、連結部6aに近い退避位置と連結部6aから遠ざかる進出位置との間で進退される。
結合部材7が退避位置にあるとき、図1に示すように、バスケット部2は、基端接合部2b側で硬質部5に当接しており、バスケット部2は籠状に拡開されている。このため、バスケットワイヤ2A等の間の隙間から、例えば結石などを取り込むことが可能となる。
また、結合部材7が進出位置にあるときは、可撓性シース4内の操作ワイヤ3が口金部6側に牽引され、基端接合部2bがより可撓性シース4側に引き込まれる。これにより、バスケット部2の各弾性ワイヤ部2fが硬質部5の内径に沿って可撓性シース4内に引き込まれ、バスケット部2が収縮される。このため、収縮量に応じて、取り込まれた結石を保持したり、破砕したりすることができる。
Next, the operation of the basket forceps 1 will be described focusing on the operation of the
In the basket forceps 1, the connecting
When the coupling member 7 is in the retracted position, as shown in FIG. 1, the
Further, when the coupling member 7 is in the advanced position, the
このようなバスケット部2の収縮時には、バスケット部2のバスケットワイヤ2A等には、引張応力が発生して伸長され、各屈曲部2h、2i、2j、2kも屈曲角がより開くように変形されつつ、引き延ばされることになる。
本実施形態では、バスケット部2を、低ヤング率、高強度の金属ガラスで形成しているため、結石の形状に倣って円滑に保持し、強度に応じた高負荷の破砕を行うことができる。
また、バスケット部2は、金属ガラスをそのガラス遷移領域の温度範囲に加熱した状態でプレス加工して形成されているため、屈曲部の残留応力が緩和あるいは除去されている。このため、バスケット部2は、塑性加工によって屈曲部に高い残留応力が発生した状態で成形される結晶金属、結晶合金からなるワイヤに比べて残留応力の影響が格段に少なくなるので、高強度が得られ、耐久性が向上される。
When the
In the present embodiment, since the
Further, since the
またバスケット部2は、金属ガラスにおけるガラス遷移領域の温度範囲で、プレス成形を行うことで、接合チップなど他の接合部材を用いることなく、先端接合部2a、基端接合部2bを形成して、屈曲ワイヤ20同士、および屈曲ワイヤ20と操作ワイヤ3との接合を行っている。
このため、他の接合部材を用いて接合する場合に比べて部品点数が低減されている。
また、先端接合部2aは、同材質同士の接合部になっており、例えば、ハンダや溶接などによる材料の不均質部を含む接合に比べて、強度、および耐腐食性などに優れた接合部を形成することができる。
また、基端接合部2bは、操作ワイヤ3の外周を同材質同士が周方向に接合されて一体化されるとともに、操作ワイヤ3の表面の凹凸に良好に倣った状態で、金属ガラスの層が形成されるため、操作ワイヤ3を強固に接合することができる。
また、先端接合部2a、基端接合部2bは、いずれもガラス遷移領域の温度範囲に昇温された状態でプレス成形してから冷却されているため、残留応力が緩和あるいは除去された状態であり、残留応力の影響による強度低下を低減あるいは防止することができる。
Moreover, the
For this reason, compared with the case where it joins using another joining member, the number of parts is reduced.
Moreover, the front-end |
In addition, the proximal end
In addition, since the tip
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る医療用器具について説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る医療用器具の概略構成を示す模式的な部分断面図である。図9は、本発明の第2の実施形態に係る医療用器具の線状部品を示す部分正面図である。
[Second Embodiment]
A medical instrument according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a medical instrument according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial front view showing a linear part of a medical instrument according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態の医療用器具である高周波ナイフ16は、いわゆるワイヤ型の高周波ナイフの一例であり、金属線材に高周波電流を通電して生体組織などの抵抗体をジュール発熱させ、生体組織の切除などを行う処置具である。
高周波ナイフ16の概略構成は、図8に示すように、中空部17aを有し先端部がV字状に屈曲されたルーメン17と、ルーメン17の屈曲部を挟んで先端側および基端側に設けられた孔部17b、17cにそれぞれ挿通されて一部がルーメン17の外側に張架されたワイヤナイフ部21(線状の被接合部品)と、孔部17bを挿通されたワイヤナイフ部21の一端をルーメン17の中空部17a内の一定位置に固定する接合ワイヤ19(線状部品)と、孔部17cに挿通されたワイヤナイフ部21の他端をルーメン17の外周側で覆って保持する樹脂カバー18とを備える。
ルーメン17の先端には、接合ワイヤ19とワイヤナイフ部21とが接合された接合部19Aを覆う位置にキャップ部17dが嵌め込まれている。
また、ワイヤナイフ部21の他端は、ルーメン17の内部を挿通される接合ワイヤ19と電気的絶縁状態を保つ不図示の管路に挿通され、ルーメン17の基端側まで延設されている。
高周波ナイフ16において、ワイヤナイフ部21と接合ワイヤ19とは、線状部を構成している。
The high-
As shown in FIG. 8, the schematic configuration of the high-
A
The other end of the
In the high-
ルーメン17および樹脂カバー18の材質は、耐熱性および耐薬品性に優れる合成樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)などの材質を採用することができる。これらのフッ素樹脂は、300℃を超える融点と、約260℃程度の連続最高使用温度を有しているため、瞬時的に300℃近く(ただし、300℃を超えない)まで温度上昇する場合もあり得る高周波ナイフ16の用途に好適である。
The material of the
ワイヤナイフ部21は、高周波電流を流し、生体組織に当接する導電材であり、例えば、SUS304などのステンレス線材を用いた撚り線ワイヤを採用することができる。ワイヤナイフ部21の他端は、ルーメン17の基端側で、不図示の高周波電源に接続されている。
The
接合ワイヤ19の形状は、図9に示すように、ワイヤナイフ部21の一端を接合する先端部19aと、ルーメン17の先端部の内側に係止するためルーメン17の内径よりわずか大きな幅hの間でジグザグ状に屈曲された屈曲部19bと、屈曲部19bから他端側に延伸された可撓部19cとからなる。
接合ワイヤ19の材質は、非晶質合金の中でも、金属ガラスに分類されるZr基合金(組成:Zr55Cu30Al10Ni5、結晶化温度:約490℃、ガラス遷移温度:約400℃、ガラス遷移領域:約90℃、比電気抵抗240μΩ・cm)を用いている。以下では、この組成のZr基合金の結晶化温度、ガラス遷移温度、ガラス遷移領域を、それぞれTx2、Tg2、ΔT2で表す。
As shown in FIG. 9, the shape of the joining
The
なお、接合ワイヤ19は、Zr基合金の他にも、上記第1の実施形態と同様に、Ti基合金、Fe基合金、Mg基合金等を採用することができる。ただし、接合ワイヤ19は、高周波電流が通電されるため、比電気抵抗が小さい材質を採用することが好ましい。
このような良導電性を示す他の金属ガラスの例として、構成元素がCo−Fe−Cr−Si−BであるFe基合金製の線材、ボルファ(登録商標)DE−10(商品名;ユニチカ株式会社製)を挙げることができる。ボルファ(登録商標)DE−10の比電気抵抗は、140μΩ・cmである。
In addition to the Zr-based alloy, the
As an example of such another metallic glass exhibiting good conductivity, a wire material made of Fe-based alloy whose constituent element is Co—Fe—Cr—Si—B, Volfa (registered trademark) DE-10 (trade name; Unitika) Can be mentioned). The specific electrical resistance of Volfa (registered trademark) DE-10 is 140 μΩ · cm.
次に、高周波ナイフ16の製造方法について、線状部の製造方法を中心として説明する。
図10(a)は、本発明の第2の実施形態に係る医療用器具の製造方法の被接合部品配置工程の正面視の工程説明図である。図10(b)は、図10(a)におけるD視側面図である。図11(a)は、図8におけるC部の部分拡大図である。図11(b)は、図11(a)におけるE視側面図である。
Next, the manufacturing method of the
Fig.10 (a) is process explanatory drawing of the front view of the to-be-joined components arrangement | positioning process of the manufacturing method of the medical device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. FIG. 10B is a side view as viewed from the side D in FIG. FIG. 11A is a partially enlarged view of a portion C in FIG. FIG. 11B is a side view as viewed from E in FIG.
本実施形態に係る医療用器具の製造方法は、線状部品形成工程、被接合部品配置工程、および接合工程を備え、これらの工程をこの順に行う方法である。これらの各工程は本質的に上記第1の実施形態と同様の工程であるので、以下では、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。 The manufacturing method of the medical instrument which concerns on this embodiment is a method which comprises a linear component formation process, a to-be-joined components arrangement | positioning process, and a joining process, and performs these processes in this order. Since these steps are essentially the same as those in the first embodiment, the following description will focus on differences from the first embodiment.
まず、接合ワイヤ19を形成するため、線状部品形成工程を行う。すなわち、上記Zr基合金の真直な線材をブランクワイヤとして、このブランクワイヤの先端を、不図示の金型に配置できるように、屈曲部19bと略同様のジグザグ状の屈曲形状を形成するため、ガラス遷移温度Tg2よりも低温でプレス加工する。
そして、不図示の金型に配置し、ブランクワイヤの端部をガラス遷移領域からΔT2の温度範囲、すなわち、Tg2以上、Tx2未満の温度範囲に昇温した状態でプレス成形を行う。本実施形態では、450℃に昇温している。
この線状部品形成工程は、上記第1の実施形態の線状部品形成工程とは、用いる金型の金型面の形状が異なるだけで略同様にして行うことができる。
本工程により、ブランクワイヤを低温でプレス加工した際に屈曲部分に発生する残留応力が、昇温時のプレス成形により緩和あるいは除去されるため、高強度の接合ワイヤ19が得られる。
First, in order to form the
Then, placed in a mold (not shown), the temperature range of [Delta] T 2 the ends of the blank wire from the glass transition region, i.e., T g2 above, perform press molding while heating to a temperature range below T x2. In this embodiment, the temperature is raised to 450 ° C.
This linear component forming step can be performed in substantially the same manner as the linear component forming step of the first embodiment, except that the shape of the mold surface of the mold used is different.
By this step, since the residual stress generated in the bent portion when the blank wire is pressed at a low temperature is relieved or removed by press molding at the time of temperature rise, a high-
次に、被接合部品配置工程では、図10(a)、(b)に示すように、不図示の保持治具を用いて、接合ワイヤ19の先端部19aとワイヤナイフ部21の一端とを、径方向に並列に隣接させて配置する。
Next, in the joined component arranging step, as shown in FIGS. 10A and 10B, the
次に、接合工程では、上記第1の実施形態において、基端接合部2bを形成したとの同様にして、接合部19Aを形成する。
本実施形態の接合部19Aは、図11(a)、(b)に示すように、隣接して配置されたワイヤナイフ部21を、先端部19aを構成する上記Zr基合金が周方向に取り巻いて密着され、外形が円柱状とされたものである。
このため、本実施形態では、上記第1の実施形態の金型13A、13Bに代えて、図10(a)、(b)に示す金型31A、31Bを用いる。金型31A、31Bは、それぞれ、接合部19Aの形状に合わせた溝部31aが平面部31bに形成された金型面31cをそれぞれ有し、金型13A、13Bと同様のヒータ部、加圧機構を備える。
Next, in the bonding step, the
As shown in FIGS. 11A and 11B, the joining
For this reason, in this embodiment, it replaces with metal mold | die 13A, 13B of the said 1st Embodiment, and uses metal mold | die 31A, 31B shown to Fig.10 (a), (b). Each of the
本工程では、図10(a)、(b)に示すように、まず、隣接配置された先端部19aとワイヤナイフ部21の端部とをその隣接方向に挟んで溝部31aが対向するとともに、各溝部31aが先端部19a、ワイヤナイフ部21の端部から離間した位置に、金型31A、31Bを配置する。そして、ヒータ部(不図示)で金型31A、31Bをガラス遷移領域ΔT2の温度範囲に昇温する。本実施形態では、線状部品形成工程と同様に450℃まで昇温する。
次に、加圧機構(不図示)によって、金型31A、31Bを各溝部31aが先端部19a、ワイヤナイフ部21の端部に接触するまで近づけて停止し、先端部19aの温度がガラス遷移温度Tg2を超えるまで待機させる。
そして、例えば、20MPaで押圧し、先端部19aを変形させて、各溝部31aの形状を転写する。
これにより、先端部19aは、外周側で溝部31aの形状に倣うとともに、内周側でワイヤナイフ部21の外周面に押圧され、ワイヤナイフ部21の外周のワイヤの凹凸形状に倣って密着する。10MPa以上の圧力で金型31A、31Bが加圧されているため、変形された先端部19aとワイヤナイフ部21の外周面との密着性も良好となる。
このようにして、各溝部31a内で、先端部19aが変形して、ワイヤナイフ部21の端部の外周を円筒状に取り巻いて外形が円柱状とされた接合部19Aの形状が形成される(図11(b)参照)。
In this step, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), first, the
Next, the
Then, for example, pressing is performed at 20 MPa, the
As a result, the
Thus, in each
一定の成形時間の経過後、金型31A、31Bの加熱を停止し、接合部19Aがガラス遷移温度Tg2よりも低温となるまで冷却する。
この冷却後、金型31A、31Bを開いて接合部19Aを脱型する。
以上で、接合工程が終了し、高周波ナイフ16の線状部が形成される。
After the elapse of a certain molding time, the heating of the
After this cooling, the
Thus, the joining process is completed, and the linear portion of the high-
この線状部を用いて高周波ナイフ16を組み立てるには、ルーメン17のキャップ部17dを外した状態で、孔部17bを通して中空部17aからワイヤナイフ部21を外側に挿通させるとともに、接合ワイヤ19の可撓部19cをルーメン17の中空部17aに挿通させていく。そして、屈曲部19bをルーメン17に圧入し、接合部19Aを孔部17bの近傍の予め決められた位置に位置させる。
そして、キャップ部17dを端部から嵌め込み、ルーメン17本体に接合する。
この後、または上記と並行して、ワイヤナイフ部21の他端を、孔部17cに挿通し、樹脂カバー18によって、ルーメン17の外周部に固定する。
このようにして、線状部を有する医療用器具である高周波ナイフ16が製造される。
In order to assemble the high-
Then, the
Thereafter, or in parallel with the above, the other end of the
Thus, the
このような構成の高周波ナイフ16によれば、線状部が、導電線材である接合ワイヤ19とワイヤナイフ部21とが接合されてなるため、それぞれの端部を高周波電源に接続して高周波電流を通電することで、ワイヤナイフ部21を、接地された金属板が当接された患者の処置部の生体組織に押し当てることで発生するジュール熱によって、処置部を切断することができる。
この際、発生するジュール熱では、ワイヤナイフ部21は、瞬時的であっても300℃を超えないのが一般的であるから、接合部19Aの温度は、高周波電流を通電中もガラス遷移温度Tg2を超えない。そのため、安定した接合状態を維持することができる。
また、接合部19Aは、先端部19aをガラス遷移領域の温度範囲にされた状態でプレス成形してから冷却されているため、残留応力が緩和もしくは除去された状態であり、残留応力の影響による強度低下を低減または防止することができる。
According to the high-
At this time, with the generated Joule heat, the
Further, since the
また、接合部19Aでは、他の接合部材を用いることなく、ワイヤナイフ部21と接合ワイヤ19とを接合しているので、他の接合部品を用いる場合に比べて、部品点数が低減される
また、高周波ナイフ16のルーメン17は、管内径が、例えば、1.5mm程度とされることが多いが、他の接合部材を用いないため、接合部19Aは小型化が容易であり、ルーメン17の内部のような狭い空間に配置するのに好適となる。
Moreover, in the joining
また、ルーメン17の管内径がこのような小径であると、接合ワイヤ19の屈曲部19bの曲率半径も小さくなるが、本実施形態の屈曲部19bは、ガラス遷移領域の温度範囲にされた状態でプレス成形してから冷却されているため、残留応力が緩和もしくは除去された状態である。そのため、同様な曲率半径に結晶性金属をプレス加工した場合に比べて、残留応力の影響が低減あるいは除去されているため、ワイヤナイフ部21による処置部の切断の際、接合部19Aを介して、屈曲部19bに繰り返し負荷がかかっても、また、ワイヤナイフ部21の撓みによって可撓部19cが曲げられた場合でも、優れた耐久性を備えるものである。
In addition, when the lumen inner diameter of the
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図12は、本発明の第2の実施形態の変形例に係る医療用器具の概略構成を示す模式的な部分断面図である。図13(a)は、本発明の第2の実施形態の変形例に係る医療用器具の線状部品を示す平面図である。図13(b)は、図13(a)におけるF視図である
Next, a modification of this embodiment will be described.
FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a medical instrument according to a modification of the second embodiment of the present invention. Fig.13 (a) is a top view which shows the linear component of the medical device which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. FIG.13 (b) is F view in FIG.13 (a).
本変形例の高周波ナイフ22(医療用器具)は、図12に示すように、上記第2の実施形態の高周波ナイフ16のワイヤナイフ部21を、接合ワイヤ19と形状が異なる接合ワイヤ23と接合したものである。そのため、上記第2の実施形態のルーメン17、接合ワイヤ19に代えてルーメン24、接合ワイヤ23を備える。以下、上記と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 12, the high-frequency knife 22 (medical instrument) of the present modified example joins the
ルーメン24は、互いに並列に延ばされた第1の管部24aおよび第2の管部24bを内部に備える可撓性の筒体であり、第1の管部24aの側方に、ワイヤナイフ部21を外部から第1の管部24a内に挿通させるための孔部24c、24dが設けられている。
The
接合ワイヤ23は、ワイヤナイフ部21の端部を周方向に取り巻いて、第1の管部24aの内径よりわずかに大径とされることで、第1の管部24aの内部に係止された接合部23aによって、ワイヤナイフ部21と接合され、第1の管部24a内を基端側に延ばして配置されている。したがって、接合ワイヤ23は、ルーメン24に内部で係止するために、上記第2の実施形態の接合ワイヤ19のような屈曲部19bを有しておらず、接合部23aが屈曲部19bの機能を兼ね備えている。
接合ワイヤ23の材質は、接合ワイヤ19と同様の材質を採用することができる。
The joining
The material of the
孔部24cから外部に出されたワイヤナイフ部21は、孔部24dを通して、第1の管部24aに挿入され、接合ワイヤ23に並行する状態で第1の管部24a内を基端側に延ばして配置されている。本変形例のワイヤナイフ部21は、孔部24dの近傍の外側および孔部24dから挿入された部分では耐熱性の樹脂からなる絶縁被覆25によって被覆されている。
接合ワイヤ23とワイヤナイフ部21とは、高周波ナイフ22の線状部を構成している。
The
The
次に、本変形例の高周波ナイフ22の製造方法について、線状部の製造方法を中心に説明する。
図14は、本発明の第2の実施形態の変形例に係る被接合部品配置工程を説明する平面視の工程説明図である。図15(a)、(b)は、本発明の第2の実施形態の変形例に係る接合工程を示す工程説明図である。
Next, the manufacturing method of the
FIG. 14 is a process explanatory diagram in plan view for explaining a bonded part arranging process according to a modification of the second embodiment of the present invention. FIGS. 15A and 15B are process explanatory views showing a joining process according to a modification of the second embodiment of the present invention.
まず、線状部品形成工程によって、線状部品として、図13(a)、(b)に示すように、先端にワイヤ受け部23bを有する接合前のワイヤ23Aを形成する。
本工程で形成するワイヤ23Aは、上記Zr基合金の真直な線材であるブランクワイヤ23dの先端をガラス遷移領域からΔT2の温度範囲に昇温した状態でプレス成形することで、ワイヤ受け部23bを形成したものである。
ワイヤ受け部23bの形状は、ブランクワイヤ23dの先端を、不図示の金型によって、径方向の一方側から押圧することで径方向の一方側にへこんだ円筒面からなる凹面23cが形成され、この凹面23cの裏面側がブランクワイヤ23dの外周面から径方向外側に向かって突出された略半円筒状の形状を有する。このため、ワイヤ受け部23bは、ブランクワイヤ23dの中心軸から径方向にずれた位置で、先端側に突出した段状部を形成している。
First, as shown in FIGS. 13A and 13B, a
The
The shape of the
ワイヤ受け部23bを形成するためのプレス成形は、ワイヤ受け部23bに対応した金型を用いて、上記第2の実施形態の線状部品形成工程と同様にして行う。
本工程により、ワイヤ受け部23bは、ガラス遷移領域ΔT2の温度範囲に昇温した状態でプレス成形されてから冷却されるため、このような段状部をガラス遷移温度よりも低温でプレス加工して形成する場合に比べて、残留応力は、格段に緩和または除去されている。
Press forming for forming the
By this step, the
次に、被接合部品配置工程では、図14に示すように、ワイヤナイフ部21の先端を凹面23c上に載置することで、凹面23cにワイヤナイフ部21の先端を隣接して配置する。ワイヤ23Aの端部に、ワイヤナイフ部21の端部を安定して受けることができるワイヤ受け部23bが形成されているため、ワイヤナイフ部21とワイヤ23Aとを隣接配置することが容易となり、簡素な保持治具を用いて隣接配置することが可能となる。
Next, in the to-be-joined part arrangement | positioning process, as shown in FIG. 14, the front-end | tip of the
次に、接合工程では、上記第2実施形態の金型31A、31Bに代えて、図15(a)、(b)に示す金型25A、25Bを用いる。金型25A、25Bは、それぞれ、接合部23aの円柱状形状に合わせた溝部25aが平面部25bに形成された金型面25cをそれぞれ有し、金型31A、31Bと同様のヒータ部、加圧機構を備える。
Next, in a joining process, it replaces with metal mold | dies 31A and 31B of the said 2nd Embodiment, and uses metal mold | dies 25A and 25B shown to Fig.15 (a), (b). The
本工程では、図15(a)に示すように、まず、ワイヤ受け部23bと、凹面23c上に載置されたワイヤナイフ部21の端部とをその隣接方向に挟んで溝部25aが対向するとともに、各溝部25aがワイヤ受け部23b、ワイヤナイフ部21の端部から離間した位置に、金型25A、25Bを配置する。そして、ヒータ部(不図示)で金型25A、25Bをガラス遷移領域ΔT2の温度範囲に昇温する。本実施形態では、線状部品形成工程と同様に450℃まで昇温する。
次に、加圧機構(不図示)によって、金型25A、25Bを各溝部25aがワイヤ受け部23b、ワイヤナイフ部21の端部に接触するまで近づけて停止し、先ワイヤ受け部23bの温度がガラス遷移温度Tg2を超えるまで待機させる。
そして、例えば、20MPaで押圧し、ワイヤ受け部23bを変形させて、各溝部25aの形状を転写する。
これにより、ワイヤ受け部23bは、外周側で溝部25aの形状に倣うとともに、内周側でワイヤナイフ部21の外周面に押圧され、ワイヤナイフ部21の外周のワイヤの凹凸形状に倣って密着する。10MPa以上の圧力で金型25A、25Bが加圧されているため、変形されたワイヤ受け部23bとワイヤナイフ部21の外周面との密着性も良好となる。
このようにして、各溝部25a内で、ワイヤ受け部23bが変形して、ワイヤナイフ部21の端部の外周を円筒状またはC字状に取り巻いて外形が円柱状とされた接合部23aの形状が形成される(図15(b)参照)。
In this step, as shown in FIG. 15A, first, the
Next, the
Then, for example, pressing is performed at 20 MPa, the
Thereby, the
In this way, the
一定の成形時間の経過後、金型25A、25Bの加熱を停止し、接合部23aがガラス遷移温度Tg2よりも低温となるまで冷却する。
この冷却後、金型25A、25Bを開いて接合部23aを脱型する。
以上で、接合工程が終了し、高周波ナイフ22の線状部が形成される。
After the elapse of a certain molding time, the heating of the
After this cooling, the
Thus, the joining process is completed, and the linear portion of the high-
この線状部を用いて高周波ナイフ22を組み立てるには、ルーメン24の孔部24cから、接合された接合ワイヤ23の他端を挿入し、第1の管部24a内を挿通させる。そして、孔部24cを通して、接合部23aが挿入された状態で、さらに接合ワイヤ23の他端を牽引して、接合部23aを第1の管部24a内部に圧入していく。そして、予め決められた位置に接合部23aが到達した状態で、牽引を停止する。これにより、接合部23aと第1の管部24aとが摩擦力によって係止される。
次に、ワイヤナイフ部21の他端側を孔部24dから第1の管部24a内に挿入して、ルーメン24の基端側まで挿通させる。
このようにして、線状部を有する医療用器具である高周波ナイフ22が製造される。
In order to assemble the high-
Next, the other end side of the
Thus, the
本変形例は、線状部品形成工程において、ワイヤ23Aの端部に、ワイヤナイフ部21を載置するワイヤ受け部23bを形成するので、被接合部品配置工程は、円柱状のワイヤ同士を隣接して配置する場合に比べて配置が容易となる。また、接合工程では、ワイヤ受け部23bがすでに半円筒状に成形されているため、ワイヤナイフ部21を取り巻くように変形させる時間を短縮できるため、迅速な接合を行うことができる。
In this modification, the
なお、上記の説明では、いずれも金属ガラスのガラス遷移温度が300℃以上の場合の例で説明したが、ガラス遷移温度は、医療用器具の使用温度より高温であればよく、例えば、バスケット鉗子のように、体温程度の温度で使用される場合には、より低いガラス遷移温度を有する金属ガラスを用いてもよい。 In the above description, the example in which the glass transition temperature of the metal glass is 300 ° C. or higher has been described. However, the glass transition temperature may be higher than the use temperature of the medical instrument, for example, basket forceps Thus, when used at a temperature of about body temperature, a metallic glass having a lower glass transition temperature may be used.
また、上記の説明では、接合工程のプレス成形時に圧力がいずれも10MPa以上の場合の例で説明したが、線状部品形成工程のプレス成形時の圧力も10MPa以上としてもよい。この場合、ガラス遷移領域の温度範囲の低温側でプレス成形を行うことができるので、成形温度制御が容易となる。
また、線状部品形成工程、接合工程のいずれでも、成形温度制御や成形時間に余裕がある場合には、金属ガラスを変形させることができる限りは、10MPa未満の成形圧力を採用してもよい。
In the above description, an example in which the pressure is 10 MPa or more at the time of press molding in the joining process has been described, but the pressure at the time of press molding in the linear part forming process may be 10 MPa or more. In this case, since the press molding can be performed on the low temperature side of the temperature range of the glass transition region, the molding temperature control becomes easy.
Also, in any of the linear part forming process and the joining process, if there is a margin in the molding temperature control or the molding time, a molding pressure of less than 10 MPa may be adopted as long as the metal glass can be deformed. .
また、上記の説明では、被接合部品配置工程において、線状部品の一部分と被接合部品とを並列して、接触した状態に隣接して配置した例で説明したが、隣接して配置されていれば、交差する位置関係に配置されていてもよい。 Further, in the above description, in the bonded component arranging step, the example in which a part of the linear component and the bonded component are arranged in parallel and adjacent to each other in contact with each other is described. If it is, it may be arranged in an intersecting positional relationship.
また、上記の説明では、線状の被接合部品が、撚り線ワイヤからなる場合の例で説明したが、必要な接合強度が得られる場合には、単線ワイヤを採用してもよい。 Further, in the above description, the example in which the linear joined component is made of a stranded wire has been described, but a single wire may be adopted when a necessary joining strength is obtained.
また、上記の第2実施形態の変形例では、被接合部品配置工程および接合工程を容易に行うために、ワイヤ23Aの先端にワイヤ受け部23bを設けた例で説明したが、被接合部品の先端が容易に加工できる場合には、被接合部品配置工程を行う前に、例えば、先端を細径化するなどの加工を被接合部品に施しておいてもよい。
Further, in the modification of the second embodiment described above, in order to easily perform the part-to-be-joined placement step and the joining step, the example has been described in which the
また、上記の各実施形態、変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。 In addition, all the constituent elements described in the above embodiments and modifications can be implemented in appropriate combination within the scope of the technical idea of the present invention.
1 バスケット鉗子(医療用器具)
2 バスケット部
2A、2B、2C、2D バスケットワイヤ
2a 先端接合部
2b 基端接合部
2c 先端部
2g 基端部
2h、2i、2j、2k 屈曲部
3 操作ワイヤ(線状の被接合部品)
10A、10B、12A、12B、13A、13B、25A、25B、31A、31B 金型
11 ブランクワイヤ(非晶質合金からなる線材)
16、22 高周波ナイフ(医療用器具)
17、24 ルーメン
18 樹脂カバー
19 接合ワイヤ(線状部品)
20 屈曲ワイヤ(線状部品、線状の被接合部品)
21 ワイヤナイフ部(線状の被接合部品)
23 接合ワイヤ
23A ワイヤ(線状部品)
23d ブランクワイヤ
30 保持治具
Tg1、Tg2 ガラス遷移温度
Tx1、Tx2 結晶化温度
ΔT1、ΔT2 ガラス遷移領域
1 Basket forceps (medical instruments)
2
10A, 10B, 12A, 12B, 13A, 13B, 25A, 25B, 31A,
16, 22 High-frequency knife (medical device)
17, 24
20 Bending wire (Linear parts, linear parts to be joined)
21 Wire knife part (Linear parts to be joined)
23
Claims (4)
20℃以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる線材を、前記非晶質合金のガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態でプレス成形して、前記線状部の一部を構成する線状部品を形成する線状部品形成工程と、
該線状部品形成工程によって形成された前記線状部品の一部分を、前記線状部の他部を構成する線状の被接合部品に対して隣接して配置する被接合部品配置工程と、
該被接合部品配置工程によって前記被接合部品が配置された後、前記線状部品の一部分を前記非晶質合金のガラス遷移領域の温度範囲に昇温した状態で、前記被接合部品と前記線状部品の一部分とを接触させつつ、前記線状部品の一部分をプレス成形して、前記線状部品を前記被接合部品に接合する接合工程とを備える医療用器具の製造方法。 A method of manufacturing a medical device having a linear portion,
A wire made of an amorphous alloy having a glass transition region of 20 ° C. or higher is press-molded in a state where the temperature is raised to the temperature range of the glass transition region of the amorphous alloy, and a part of the linear portion is configured. A linear part forming process for forming a linear part to be performed;
A part to be joined arrangement step for arranging a part of the linear part formed by the linear part forming step adjacent to a linear part to be joined constituting the other part of the linear part;
After the parts to be joined are arranged in the joining part arrangement step, the parts to be joined and the wires are heated in a state where a part of the linear parts is heated to the temperature range of the glass transition region of the amorphous alloy. A method for manufacturing a medical device comprising: a step of press-molding a part of the linear part while contacting a part of the linear part and joining the linear part to the part to be joined.
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