JP5201288B1 - ワイヤーソー - Google Patents

Abstract

【課題】優れた切れ味を有し、さらに切り粉による目詰まりを生じ難いワイヤーソーを提供する。
【解決手段】コバルト基合金からなる第１の金属線材１と、コバルト基合金からなる２本の第２の金属線材２ａ、２ｂと、第１の金属線材１に巻き付けられたコバルト基合金からなる３本の第３の金属線材３ａ〜３ｃとを有する本体６を備える。第２の金属線材２ａ、２ｂは、互いに反対方向へ螺旋状に交差して、第３の金属線材３ａ〜３ｃにそれぞれ巻き付けられる。切断刃は２本の第２の金属線材２ａ、２ｂの交点により形成される凸部８から構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワイヤーソーに関する。

ワイヤーソーは、ワイヤーの表面に鋸の切断刃に相当する凹凸部を形成された撚り線により構成される。ワイヤーソーは、ワイヤー自体を鋸のように往復移動させることにより被切断物を切断する。ワイヤーソーは、医療用、酪農用さらには工業用等として広く用いられる。

医療用のワイヤーソーは、人体の四肢の切断に用いられる。例えば、地震災害による建物の倒壊や車両事故等による救急医療現場において、瓦礫や車両に挟まれた負傷者の四肢を迅速に切断することにより圧迫から救助する必要があるものの十分な医療機器を搬入できない場合に、医師が携行可能な四肢切断用ワイヤーソーを用いる。この四肢切断用ワイヤーソーは、ジョンソン・エンド・ジョンソン株式会社により商品名「ギグリ線鋸」として製造・販売されている。

図５は、ワイヤーソー２０であるギグリ線鋸を示す説明図であり、図５（ａ）は全体の構成を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）における端末部２２を拡大して示し、図５（ｃ）は図５（ａ）における端末部２３を拡大して示し、図５（ｄ）は図５（ａ）におけるワイヤー（鋸部）２１の部分拡大図である。

ワイヤーソー２０は、本体をなすワイヤー（鋸部）２１と、ワイヤー２１の両端側に形成される端末部２２、２３とを備える。ワイヤー２１は、互いに螺旋状に撚り合わされたステンレス鋼製の２本の芯線２１ａ、２１ｂと、芯線２１ａ、２１ｂそれぞれに撚り合わされたステンレス鋼製の細線２１ｃ、２１ｃとにより構成される。細線２１ｃにより形成される凸部と、隣接する凸部の間に形成される凹部とが、芯線２１ａ、２１ｂの周囲に連続して多数形成される。凸部は切断刃として機能する。切り粉は凹部を介して排出される。ワイヤーソー２０は、図５（ａ）に示すように可撓性を有し、丸めて小型化できる。

医師が保持するハンドル（図示せず）を引っ掛けるための環状の係止部２４が端末部２２、２３にそれぞれ設けられる。救急医療現場において、医師は、小さく丸められて携帯されたワイヤーソー２０をほどいて伸ばし、係止部２４、２４にそれぞれハンドルを引っ掛け、これらのハンドルを持ってワイヤーソー２０を切断部に引っ掛けてからワイヤーソー２０を長手方向へ往復移動させることにより、負傷者の四肢を切断する。

酪農用のワイヤーソーは、牛などの家畜の突進による事故を未然に防止するために家畜の角を切断する際に、用いられる。特に、牛角には神経が通っているため、牛角をワイヤーソーで切断すると、摩擦熱による止血効果も得られる。

工業用のワイヤーソーは、例えば、半導体のシリコンウエハの切断に用いられる。ワイヤーソーは、回転円形カッターに比べて切断刃が細いため、少ない切断代で切断できる。

ワイヤーの表面に砥粒やダイヤモンド等を固着させることにより切れ味を向上したワイヤーソーが公知である（特許文献１〜６参照）。

特許文献７には、炭素繊維からなる２本以上の素線からなり、これら素線が撚り合わされた（ｔｏ ｔｗｉｓｔ ｔｏｇｅｔｈｅｒ）状態にあって、素線の少なくとも１本の断面形状が多角形又は楕円形であるワイヤーソーが開示される。

特開２０００−２７１８７２号公報 特開２００２−６６９０１号公報 特開２００３−３３４７６３号公報 特開２００４−２３７３７６号公報 特開２０１１−２３０２５８号公報 特開２００４−３３８０２３号公報 特開平９−２５４００６号公報

上述した各種ワイヤーソーは、満足できる程度の切れ味を有さない。特に、医師がワイヤーソーを手動で往復移動させる際の切れ味は満足できる程度でないため、救急医療現場での負傷者の四肢の切断に長時間を要する。

従来のワイヤーソーは、切断の開始直後には優れた切れ味を有するものの、切断により切り粉が早期に目詰まりし、優れた切れ味を長期間にわたって維持できない。このことが、負傷者の四肢の切断に長時間を要する一因にもなる。

切れ味の改善、及び切り粉排出性の向上が、医療用のみならず酪農用さらには工業用のワイヤーソーに望まれる。

本発明は、後述する図１〜３に例示されるように、第１の金属線材１と、この第１の金属線材１に撚り合わせた、少なくとも１本の第３の金属線材３a、３b、３cと、この第３の金属線材において、互いに反対方向に撚り合わせた少なくとも２本の第２の金属線材２ａ、２ｂとから構成される本体６を備えるワイヤーソー７である。２本の第２の金属線材２ａ、２ｂは、互いに反対方向へ螺旋状に、好ましくは等ピッチで、交差して撚り合わせた状態で第３の金属線材に巻き付けられ、この第３の金属線材が、今度は、第１の金属線材１の周囲に巻き付けられて撚り合わされている。

すなわち、本発明は、第１の金属線材と、少なくとも２本の第２の金属線材と、少なくとも１本の第３の金属線材とを有する本体を備えるワイヤーソーであって、前記２本の第２の金属線材は、互いに反対方向へ螺旋状に交差した状態でそれぞれの前記第３の金属線材の周囲に撚り合せて配置されるとともに、該第３の金属線材は、前記第１の金属線材の外周に巻き付けられていることを特徴とするワイヤーソーである。

これにより、ワイヤーソー７にあっては、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂの交点により形成された凸部８及び凹部９（図２参照）が、第３の金属線材の長手方向、したがって、第１金属線材の長手方向に交互に連続して形成され、配置されることになる。このような凹凸部の配列、特に凸部の並びが鋸の切断刃に相当するのである。

ワイヤーソー７の本体６は、好ましくは、第１の金属線材１に同じ方向に巻付けられて撚り合わされる３本の第３の金属線材３ａ、３ｂ、３ｃを備え、第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれには前述のように２本の第２の金属線材２ａ、２ｂを反対方向に撚り合せる。

別の観点からは、本発明は、下記第１の工程、第２の工程及び第３の工程を備えることを特徴とするワイヤーソーの製造方法である。

第１の工程；第３の金属線材３ａに、少なくとも２本の第２の金属線材２ａ、２ｂのうちの一方の第２の金属線材２ａとを、好ましくは、一定のピッチで巻き付けて撚り合わせることにより２本組み線４を製造する。

第２の工程；２本の第２の金属線材２ａ、２ｂのうちの他方の第２の金属線材２ｂを、２本組み線４の撚り方向と反対方向へ、前記第２の金属線材２ａと同じピッチまたは異なるピッチで第３の金属線材３ａ、３b、３cにそれぞれ撚り合せて、金属線材２a、２bとを交差させた３本組み線５を製造する。この３本組み線５を１本又は複数本（好ましくは３本）製造する。

第３の工程；１本又は複数本の前記３本組み線５を、第１の金属線材１に巻き付けることにより、ワイヤーソー本体６を製造する。

このようにして製造したワイヤーソー本体６を適宜長さに切断し、ワイヤーソー７とする。医師が携行可能な四肢切断用ワイヤーソーとするには、ワイヤーソー本体６の両端にワイヤーソー使用時に装着するハンドル用の係止部（図示せず）を形成して、ワイヤーソー７とする。本発明においてハンドル用の係止部の具体的な形状、製造方法は特に制限されない。従来法によればよい。

なお、本明細書においては、説明の便宜上、第１、第２、第３の線材をそれぞれ、第１の金属線材、第２の金属線材、そして第３の金属線材と称しているが、切削刃を構成できるものであれば、いずれの線材であっても使用可能であって、用途によっては、炭素繊維、セラミック繊維などのからなる無機線材を使用することも可能もである。

本発明に係るワイヤーソーは、軽量、小型であるとともに可撓性を有することから携帯性に優れるという特徴を有する。本発明に係るワイヤーソーは、従来のワイヤーソーよりも優れた切れ味を有する。さらに、本発明に係るワイヤーソーは、切り粉による目詰まりを生じ難いために優れた切れ味を長期間にわたって維持できる。

図１は、第３の金属線材と１本の第２の金属線材を組み合わせることによって、鋸の切断刃に相当する２本組み線を製造する状況を示す説明図である。 図２は、２本組み線に、もう１本の第２の金属線材２を、既に撚り合せた、つまり巻き付けた第２の金属線材２aと反対方向へ相互に、好ましくは等ピッチで、交差するように撚り合せる、３本組み線を製造する状況を示す説明図である。 図３は、本発明に係るワイヤーソーの概略構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は、第３の金属線材を１本だけを示し、図３（ｂ）は第３の金属線材を全て（３本）示す。 図４は、実施例で用いた切断試験機の構成を模式的に示す説明図である。 図５は、従来のワイヤーソーであるギグリ線鋸を示す説明図であり、図５（ａ）は全体の構成を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）における端末部を拡大して示し、図５（ｃ）は図５（ａ）における端末部を拡大して示し、図５（ｄ）は図５（ａ）におけるワイヤー（鋸部）を示す。

１．本発明の完成の基になる知見Ａ〜Ｅ
図５（ａ）〜図５（ｄ）を参照しながら説明したように、ワイヤーソー２０に形成される凸部が鋸の切断刃として機能し、凹部が切り粉の排出を担う。本発明者らは、ワイヤーソーの切れ味及び切り粉排出性を向上するために鋭意検討を重ねた結果、以下に列記する新規な知見Ａ〜Ｅを得て、本発明を完成した。

（Ａ）ワイヤーソーが、第３の金属線材と、少なくとも２本の第２の金属線材と、２本の第２の金属線材が互いに反対方向へ螺旋状に、好ましくは等ピッチで、交差して前記第３の金属線材に撚り合わせることにより、２本の第２の金属線材の交点により形成される多数の凸部が切断刃として機能する。このため、このワイヤーソーは従来のワイヤーソーよりも切れ味が向上する。

（Ｂ）これら２本の第２の金属線材を撚り合せた少なくとも１本の第３の金属線材を、第１の金属線材に巻き付けることにより、前述の２本の第２の金属線材の交点により形成される多数の凸部の高さ、及びこれら交点の間に形成される凹部の深さが増加する。これにより、切り粉の排出空間が十分に確保されるため、優れた切り粉排出性が確保される。

（Ｃ）２本の第２の金属線材が巻き付け撚り合わされた第３の金属線材の本数を、複数本例えば３本とすることにより、凸部及び凹部の単位長さ当りの存在密度をさらに高めることができる。これにより、切れ味及び切り粉排出性がいっそう高まる。

図１は、第３の金属線材３ａに１本の第２の金属線材２ａを巻き付ける、つまり撚り合せることによって、２本組み線４を製造する状況を示す説明図である。

図２は、２本組み線４に、もう１本の第２の金属線材２ｂを、既に撚り合わせた第２の金属線材２ａと反対方向へ、好ましくは等ピッチで、交差するように巻き合わせて、撚り合せることにより、３本組み線５を製造する状況を示す説明図である。

さらに、図３は、本発明に係るワイヤーソー７の概略構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は、第３の金属線材３ａを１本だけ示し、図３（ｂ）は第３の金属線材３ａ〜３ｃを全て（３本）示す。

図１に示すように、第３の金属線材３ａと１本の第２の金属線材２ａを撚り合せることによって２本組み線４を製造する。

図２に示すように、この２本組み線４に、もう１本の第２の金属線材２ｂを、既に撚り合せて巻かれた第２の金属線材２ａと反対方向へ、好ましくは等ピッチで、交差するように巻いて撚り合せることにより、３本組み線５を製造する。第３の金属線材３aの外周面で第２の金属線材２a、２bが交差し、その交差部、つまり凸部が切断刃を構成する。それぞれ反対方向に撚り合せる第２の金属線材２a、２ｂの巻きピッチは任意に選ぶことができるが、両金属線材２a、２ｂを同じピッチで巻けば、その交差部である凸部、つまり切断刃が第３の金属線材３aの長手方向に規則的に直線状に整列することになる。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂをそれぞれ撚り合せた１本又は複数本（この説明では３本の場合を例にとる）の金属線材３a、３b、３cから構成される３本組み線５を、第１の金属線材１の円周上に、巻き付けることによって、ワイヤーソー７（より正確にはワイヤーソー本体６であるが、便宜上、ワイヤーソー７と云う）とする。

３本の第３の金属線材３a、３b、３cそれぞれの円周上で交差する２本の第２の金属線材２ａ、２ｂが多数の凸部８及び凹部９を有する切断刃となるため、ワイヤーソー７は従来のワイヤーソーよりも極めて優れた切れ味及び切り粉排出性を兼ね備える。

しかも、前述のように多数の凸部がワイヤーの長手方向に直線状に規則的に整列する場合には、その切れ味はさらに改善される。

（Ｄ）２本の第２の金属線材２ａ、２ｂ、少なくとも１本の第３の金属線材３ａ、第１の金属線材１の順に各金属線材の径や破断荷重が大きくなる構造を有することにより、Ａ〜Ｃ項に記載の効果をいっそう安定して得ることができる。

ワイヤーソー７に、使用時の塑性変形による伸び（以降、単に「伸び」という）が生じると、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂの交点により形成される多数の凸部８の高さや凹部９の深さ、すなわち切粉排出空間の大きさや位置が変化し、切れ味や切り粉排出性が低下する可能性がある。しかし、ワイヤーソー７は、３本組み線５をさらに第１の金属線材１に螺旋状に巻き付けられているため第２の金属線材２ａ、２ｂの交点、つまり切断刃がさらに確実に第３の金属線材３aに固定される。このため、第１の金属線材１がワイヤーソー７の往復移動によっても伸びの発生を完全に防止でき、切断刃の位置変化がなく、これにより、良好な切れ味及び切り粉排出性を、長期間にわたって維持できる。

（Ｅ）ワイヤーソー７の本体６を使用時に手で保持するためハンドル(図示せず)への係止部、例えばリング、フックを、ワイヤーソー７の本体６をなす第１の金属線材１の両端に設けておくことにより、医師は従来のワイヤーソーと同様に操作することができる。

２．実施の形態の説明
本発明に係るワイヤーソー７は、医療用、酪農用又は工業用として用いることが可能である。以降の説明では、ワイヤーソー７が、切れ味の改善、及び切り粉排出性の向上が強く要請されている医療用として用いられるものである場合を例にとる。

（１）ワイヤーソー７
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ワイヤーソー７は、少なくとも２本の第２の金属線材２ａ、２ｂを反対方向に巻き付けた少なくとも１の第３の金属線材３a、３ｂ及び３ｃと、該第３の金属線材を巻き付けた第１の金属線材１を有する本体６とから構成される。手動用とするには、この本体６の両端に設けられた係止部（図示しない）を備える。もちろん、工業用として自動用としてもよい。

これらを順次説明する。
［第１の金属線材１］
第１の金属線材１は、ワイヤーソー７自体の機械的強度を担う。第１の金属線材１は、金属製の線材であって、例えばコバルト基合金（例えば、Ｃｒ：１９〜２１質量％、Ｗ：１４〜１６質量％、Ｎｉ：９〜１１質量％、残部Ｃｏ及び不純物）、ステンレス鋼（例えばオーステナイト系のＳＵＳ３１６Ｌ）又はピアノ線からなることが好ましい。コバルト基合金は、機械的強度が高く、優れた耐摩耗性を有する。

［第２の金属線材２ａ、２ｂ］
第２の金属線材２ａ、２ｂは、切断刃の役割を担う。第２の金属線材２ａ、２ｂは、少なくとも２本、例えば２本又は３本用いられる。第２の金属線材２ａ、２ｂは、金属製であって、上述したコバルト基合金、ステンレス鋼又はピアノ線からなることが好ましい。

コバルト基合金は、人体の脂肪分や血液中のタンパク質の付着量が、ステンレス鋼に比べて極端に少なく、かつ硬いという特徴を有する。このため、コバルト基合金からなる金属線材を有するワイヤーソーは、良好な切れ味を長期間維持できる。

少なくとも２本の第２の金属線材２ａ、２ｂは、互いに反対方向へ螺旋状に、好ましくは等ピッチで交差して、後述する第３の金属線材に巻き付けて撚り合わされる。第２の金属線材２ａ、２ｂの螺旋状の撚り周期（ピッチ）は、第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれの長手方向へ４．０〜８．０ｍｍ程度であることが、良好な切れ味を有するためには好ましい。第３の金属線材はさらに第１の金属線材の周囲に横方向に巻き付けられるから、第１の金属線材１の長手方向に対する第２の金属線材の撚り周期（ピッチ）は、０．８〜１．２ｍｍ程度となる。

このときの、第２の線材２a、２bの撚り周期は、それらの金属線材の交差点、つまり切断刃の設けられている長手方向ピッチと対応する。一見すると、これらの切断刃は、第１の金属線材の外表面上にランダムに設けられているようであるが、第２の金属線材の巻きピッチと、第３の巻きピッチとを一定することによって、第１の金属線材１の外表面において切断刃は、ある規則性をもって、第1の金属線材の長手方向に直線状に幾列かに整列されて配置される。切断刃のこのような直線状の整列によって、切れ味および切り粉排出性はさらに改善される。

第２の金属線材２ａ、２ｂが互いに反対方向へ螺旋状に交差して組み合わされることにより、切断刃をなす第２の金属線材２ａ、２ｂが確実に第３金属線材表面に固定される。このため、第１の金属線材１がワイヤーソー７の往復移動によっても伸びの発生を完全に防止でき、これにより、良好な切れ味及び切り粉排出性を、長期間にわたって維持できる。

上述のように、第２の金属線材２ａ、２ｂが好ましくは等ピッチで撚り合わされることにより、第２の金属線材２ａ、２ｂの交点として形成される凸部８及び凹部９が一定のピッチで形成される。これにより、ワイヤーソー７の切れ味及び切り粉排出性を、ワイヤーソー７の長手方向の位置によらずに、一定に保つことができることは、従来全く知られていない本発明の優れた効果である。

第２の金属線材２ａ、２ｂは、第３の金属線材３ａ〜３ｃの周囲に密着させて撚り合わせることが好ましい。

２本の第２の金属線材２ａ、２ｂそれぞれの延設方向へ向けて凸部８及び凹部９が２本の第２の金属線材２ａ、２ｂの交点８により形成される。

凸部８は、第２の金属線材２ａ、２ｂの交点であってワイヤーソー７の外径が最大となる位置であり、ワイヤソー７の切断刃を構成する。一方、凸部８に隣接して存在する凹部９は、第１の金属線材の外周面とともに、ワイヤーソー７の切り粉排出部を構成し、そのため、第３の金属線材３ａ〜３ｃを密に巻いても十分な空間を確保できる。

［第３の金属線材３ａ〜３ｃ］
第３の金属線材３ａ〜３ｃは、切断刃を構成する第２の金属線材２ａ、２ｂを保持するとともに、第１の金属線材１の周囲にそのような切断刃を配置・固定する役割を担う。

第３の金属線材３ａ〜３ｃは、上述のように、切り粉の排出空間を十分に確保する機能も有する。第３の金属線材３ａ〜３ｃを設けることによって、本発明にかかるワイヤーソーは、切り粉の目詰まりを抑制して良好な切れ味を長期間維持することができる。

第３の金属線材３ａ〜３ｃは、金属製であって、上述したコバルト基合金、ステンレス鋼又はピアノ線からなることが好ましい。

第３の金属線材３ａ〜３ｃは、第１の金属線材１に外周面に巻き付けられ螺旋状に撚り合わされて装着される。

第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれの螺旋状の周期（ピッチ）は、第１の金属線材１の長手方向へ４．０〜７．０ｍｍ程度であることが、良好な切れ味を有するためには好ましい。これら３本の第３の金属線材３ａ〜３ｃは、第１の金属線材１の長手方向へ１．５〜３．５ｍｍ程度ずれて配置されることが好ましい。

第３の金属線材３ａ〜３ｃは、少なくとも１本設けられることが好ましく、例えば２本又は３本設けられることが最も好ましい。この説明では、３本の第３の金属線材３ａ〜３ｃを用いる場合を例にとる。

第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれに、第２の金属線材２ａ、２ｂが、上述のように互いに反対方向へ螺旋状に好ましくは等間隔で交差して撚り合わせられている。

第１の金属線材１の径は、第２の金属線材２ａ、２ｂの径よりも大きいこと、及び第３の金属線材３ａ〜３ｃの径は、第１の金属線材１の径よりも小さく、かつ第２の金属線材２ａ、２ｂの径よりも大きいことが好ましい。ワイヤーソー７は医療用であるので、具体的には、第１の金属線材１は０．３６〜０．５６ｍｍの直径を有し、第３の金属線材３ａ〜３ｃは０．２０〜０．４０ｍｍの直径を有するとともに第２の金属線材２ａ、２ｂは０．０８〜０．１６ｍｍの直径を有することが好ましい。

第１の金属線材１の破断荷重は、第３の金属線材３ａ〜３ｃの破断荷重よりも高く、かつ第３の金属線材３ａ〜３ｃの破断荷重は、第２の金属線材２ａ、２ｂの破断荷重よりも高いことにより、ワイヤーソーによる切断時にも、第１の金属線材１、第２の金属線材２ａ、２ｂ及び第３の金属線材３ａ〜３ｃを確実に固定することができる。

第１の金属線材１、第２の金属線材２ａ、２ｂ及び第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれの径及び破断荷重をこのように設定することにより、第２の金属線材２ａ、２ｂを、第３の金属線材３ａ〜３ｃにより第１の金属線材１の周囲に確実に固定して配置することができる。

ワイヤーソー７が酪農用である場合には、第１の金属線材１は０．４０〜０．６０ｍｍの直径を有し、第３の金属線材３ａ〜３ｃは０．３０〜０．５０ｍｍの直径を有するとともに第２の金属線材２ａ、２ｂは０．１２〜０．２０ｍｍの直径を有することが好ましい。

ワイヤーソー７が工業用である場合には、第１の金属線材１は０．１３〜０．３３ｍｍの直径を有し、第３の金属線材３ａ〜３ｃは０．１０〜０．２０ｍｍの直径を有するとともに第２の金属線材２ａ、２ｂは０．０４〜０．０８ｍｍの直径を有することが好ましい。

［係止部］
ワイヤーソー７の本体６をなす中心線である第１の金属線材１の両端に、ワイヤーソー７の本体６を使用時に保持するための係止部、例えばハンドルを引っ掛ける係止部を設けておくことにより、従来のワイヤーソーと同様に操作することができる。

係止部は、如何なるものでもよい。例えば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）により示す係止部２４と同様の係止部が例示される。係止部は、第１の金属線材１と同径及び同材質の金属線材によりループ状に構成し、第１の金属線材１の両端部に溶接等の適当な接合手段により接合すればよい。

救急医療現場において医師は、丸められて携帯されたワイヤーソー７をほどいて伸ばし、２つの係止部にそれぞれハンドル（図示しない）を引っ掛け、これらのハンドルを持ってワイヤーソー７を切断部に引っ掛けてからワイヤーソー７を長手方向へ往復移動させることにより、負傷者の四肢を迅速に切断することができる。

ワイヤーソー７は、第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれの外周面上で交差させた２本の第２の金属線材２ａ、２ｂを備えており、これらの第３の金属線材３ａ〜３ｃを第１の金属線材１の外周面に巻き付けた、複合撚り線構造を有する。このため、第２の金属線材２ａ、２ｂの交点８により形成される凸部８の高さ、及び凹部９の深さが大きく確保され、切断刃の密度が極めて高い。

しかも、切断刃を構成する第２の金属線材２ａ、２ｂは、第１の金属線材１および第３の金属線材３ａ〜３ｃによって、さらにしっかりと固定されることにより、切断時のワイヤーソー７の本体６の往復移動によっても位置ずれすることなく、ワイヤーソー７は良好な切れ味及び切り粉排出性を維持する。

（２）製造方法
ワイヤーソー７の製造方法は特定の方法に制限されるものではないが、好ましい製造方法を説明する。

図１に示すように、第３の金属線材３ａの外周に、少なくとも２本の第２の金属線材２ａ、２ｂのうちの一方の第２の金属線材２ａを、好ましくは、一定のピッチで螺旋状に撚り合せて、第３と第２の金属線材の２本を組み合わせた２本組み線４を製造する。

この際、第２の金属線材２ａの螺旋状の周期（ピッチ）は、第３の金属線材３ａの長手方向へ０．８〜１．２ｍｍ程度であることが、所望の切れ味を有するためには好ましい。

次に、図２に示すように、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂのうちの他方の第２の金属線材２ｂを、第３の金属線材の外周に同様にして撚り合せる。このとき、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂの撚り方向はそれぞれ反対方向となるように第３の金属線材に撚り合せる。一方の第２の金属線材２ａと他方の第２の金属線材２bとは、好ましくは、一定ピッチで交差するように２本組み合わせ３本組み線５を製造する。この３本組み線５を３本製造する。

第３の金属線材３ａ〜３ｃそれぞれの外周面に、少なくとも２本の第２の金属線材２ａ、２ｂが撚り合わされており、互いに反対方向へ螺旋状に、好ましくは、等間隔で撚り合せて組み合される。第２の金属線材の交差する箇所、つまり交点が凸部８を構成する。図示例では、凸部８は、第３の金属線材の長手方向に一定間隔で直線状に整列している。このような凸部８の直線状の配列は第３の金属線材の背面側にも見られる。

第３の金属線材３a(３b，３c)の延設方向へ向けて凸部８及び凹部９が、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂの交点８により形成される。このときの凹部９から凸部８までの高さは、第２の金属線材の直径の２倍である。

そして、図３に示すように、第１の金属線材１に、２本の第２の金属線材２ａ、２ｂを組み合された３本組み線５を、少なくとも１本、好ましくは３本同じ方向に巻き付けることによって、ワイヤーソー本体６が製造される。このときの上記凸部８の高さは、少なくとも第３の金属線材の直径分が加算され、第１の金属線材１の外周面からは、一層高くなる。一方、凹部９には、さらにそれよりも下側に第１の金属線材の外周面に相当する凹部(ボトム)が形成されるから、切り粉排空間はさらに拡大する。このような状況は、第３の金属線材の巻数を２本、３本と増やしていっても、同じである。

このようにして製造されたワイヤーソー本体６は、適宜長さに切断してから、ワイアーソー７として使用できる。必要により、切断したワイヤーソー本体６の両端にループ状の係止部を設け、携帯用のワイヤーソーを構成してもよい。工業用に用いる場合にも、適宜取付具をワイヤーソー本体６の両端に設けることができる。

本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
図４は、本実施例で用いた切断試験機１０の構成を模式的に示す説明図である。

図４に示すように、切断試験機１０は、支持台１１、リニアヘッド１２、プーリー１３、ワイヤーソー１４及び３ｋｇの錘１５を備える。リニアヘッド１２は、支持台１１上を往復運動（ストローク）する。プーリー１３は、支持台１１の先端に配置される。ワイヤーソー１４は、リニアヘッド１２の先端のフック１２ａに引掛けられるとともにプーリー１３にかけ渡されて下方にぶら下がる。錘１５は、ワイヤーソー１４の下端に固定される。このように、ワイヤーソー１４の一端はリニアヘッド１２に接続され、もう一端は錘１５をぶら下げる。

図３に示す本発明例のワイヤーソー７と、従来例のワイヤーソー（商品名：ギグリ線鋸、商品番号ＣＯＤ−７５−１０１８−０４、３０５ｍｍ、製造販売：ジョンソン・エンド・ジョンソン株式会社）とを、ワイヤーソー１４として用いる。

ワイヤーソー７のスペックは、以下に列記の通りである。
第１の金属線材１の直径、破断荷重 ：０．４６ｍｍ、４０５．２Ｎ
第２の金属線材２ａ、２ｂの直径、破断荷重：０．１２ｍｍ、１８．９Ｎ
第３の金属線材３ａ〜３ｃの直径、破断荷重：０．３０ｍｍ、１４４．２Ｎ
ワイヤーソー７の全長 ：従来例のワイヤーソーと同じ５００ｍｍ
第２の金属線材２ａ、２ｂの螺旋状の周期 ：第３の金属線材３の長手方向へ１．０ｍｍ
第３の金属線材３ａ〜３ｃの間隔 ：第１の金属線材１の長手方向へ２．５ｍｍ
第３の金属線材３ａ〜３ｃの螺旋状の周期 ：第１の金属線材１の長手方向へ7．０ｍｍ
また、ワイヤーソー７の材質は、コバルト基合金（Ｃｒ：２０質量％、Ｗ：１５質量％Ｎｉ：１０質量％、残部Ｃｏ及び不純物、本発明例１）とステンレス鋼（オーステナイト系のＳＵＳ３１６Ｌ、本発明例２）の２種類とする。

切断試験片であるＰＶＣ製板１６（厚さ１０ｍｍ）を、ワイヤーソー１４に接触するように支持台１１の上に配置する。次に、リニアヘッド１２を、支持台１１上を図中の矢印の方向へ往復移動させ、規定回数（１００、３００、５００、７００回）往復した時点におけるＰＶＣ製板１６の切断深さを測定する。

リニアヘッド１２の往復移動の条件は、ストローク長さ２００ｍｍ、ストローク速度４５ｍｍ／秒（１往復４．４秒）、ストローク回数１００回とし、２５回毎にＰＶＣ製板１６の切断深さを測定する。この往復移動の条件は、救急医療現場において医師がワイヤーソーにより負傷者の四肢を切断する際における往復移動の条件に相当する。

試験結果を表１にまとめて示す。

表１に示すように、本発明例１及び本発明例２ともに、１００〜７００往復の全域で、従来例よりも１．２〜２．６倍の切れ味を得られる。具体的には、本発明例１は従来品よりも１．９〜２．６倍の切れ味を得られ、本発明例２は従来品よりも１．２〜１．３倍の切れ味を得られる。

１００往復後のワイヤーソーの表面を目視で観察する。本発明例１、２は、ワイヤーソーの表面を目視でき、残存する切り粉が少ない。従来例は、残存する切り粉によりワイヤーソーの表面を僅かしか目視できず、残存する切り粉が多い。このことから、本発明例１、２は従来例よりも良好な切り粉排出性を有することが確認される。

１ 第１の金属線材
２ａ、２ｂ 第２の金属線材
３ａ、３b、３ｃ 第３の金属線材
６ 本体
７ ワイヤーソー
８ 凸部

Claims (6)

1. 第１の金属線材と、少なくとも２本の第２の金属線材と、少なくとも１本の第３の金属線材とを有する本体を備えるワイヤーソーであって、
   前記２本の第２の金属線材は、互いに反対方向へ螺旋状に交差した状態でそれぞれの前記第３の金属線材の周囲に撚り合せて配置されるとともに、該第３の金属線材は、前記第１の金属線材の外周に巻き付けられていること
   を特徴とするワイヤーソー。
2. 前記第１の金属線材の径は、前記第２の金属線材の径よりも大きいこと、及び、前記第３の金属線材の径は、前記第１の金属線材の径よりも小さく、かつ前記第２の金属線材の径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載されたワイヤーソー。
3. 前記第１の金属線材の破断荷重は前記第３の金属線材の破断荷重よりも大きいこと、及び、前記第３の金属線材の破断荷重は前記第２の金属線材の破断荷重よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたワイヤーソー。
4. 前記第１の金属線材、前記第２の金属線材及び前記第３の金属線材は、ピアノ線、コバルト基合金又はステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたワイヤーソー。
5. 前記本体の両端に設けられた、当該本体の使用時に保持するための係止部を備える請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたワイヤーソー。
6. 下記第１の工程、第２の工程及び第３の工程を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたワイヤーソーの製造方法。
   第１の工程；第３の金属線材に、少なくとも２本の第２の金属線材のうちの一方の第２の金属線材とを一定のピッチで撚り合せることにより２本組み線を製造する。
   第２の工程；前記２本の第２の金属線材のうちの他方の第２の金属線材を、前記２本組み線の前記一方の第２金属線材の撚り方向と反対方向へ前記一方の第２の金属線材と交差するように撚り合わせることにより１本又は複数本の３本組み線を製造する。
   第３の工程；１本又は複数本の該３本組み線を、第１の金属線材に巻き付ける。

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