JP5969765B2

JP5969765B2 - 内視鏡用部品の製造方法

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Inventors: 友紀今村; 和明内田
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Description

本発明は、内視鏡用部品の製造方法に関する。

従来、医療用や工業用の内視鏡では、例えば、管状、ブロック状などの種々形状を有する金属製の部材に、例えば、操作ワイヤー等の線状部材を固定、または接合した構成を有する内視鏡用部品が用いられている。
このような内視鏡用部品の製造方法として、例えば、特許文献１には、先端湾曲管の内面に設置されている先端ワイヤーガイドに内視鏡操作ワイヤーが挿入されており、内視鏡操作ワイヤーの先端は膨らんだ球状に形成されており、先端ワイヤーガイドから脱落を防止している構成が記載されている。この球状部を形成する方法としては、内視鏡操作ワイヤーを第１電極に接続し、対向する位置に第２電極を配置し、アルゴンガス雰囲気中にて、電極に所定の電力を供給することによって内視鏡操作ワイヤーの先端を溶融させて、その表面張力により球形状を形成して、固化させる方法が記載されている。
また、特許文献２には、湾曲操作ワイヤーの先端に膨大部を溶融成形し、挿入部の先端部に対してこの膨大部を接合した内視鏡が記載されている。
また、特許文献３には、内視鏡の先端部または後端部の節輪に切欠き孔を形成し、これに操作ワイヤーの先端部を嵌め込んでレーザ光により溶着して固定した内視鏡が記載されている。

特開２００１−２５８８３０号公報特許第４４３６５０３号公報特開昭６１−２９３４１９号公報

しかしながら上記のような従来の内視鏡用部品の製造方法および内視鏡用部品においては、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、先端ワイヤーガイドに球状を引っ掛けるための先端ワイヤーガイドが必須部品となり、先端湾曲管の内容積スペースが小さくなる。このため、処置具やライトガイドファイバーやイメージガイドファイバー等の機能部品を配置したり、挿通したりするスペースを確保しようとすると、内視鏡の外径が増大してしまうという問題がある。先端湾曲管の板厚を薄くすることも考えられるが、薄くしすぎると強度が低下するため、高強度の材料を用いる必要があり、部品コストが増大するという問題がある。
また、特許文献２に記載の技術では、湾曲操作ワイヤーの先端に膨大部を形成してこの膨大部を先端部に対して接合するため、接合部分には膨大部に起因する凸部が形成される。このため、接合部の高さが操作ワイヤーの外径よりも大きくなり、特許文献１と同様に湾曲管内の有効スペースが減少するため、内視鏡の外径が増大してしまうという問題がある。
また、特許文献３に記載の技術では、操作ワイヤーに直接レーザ光を照射して、溶着して固定しているため、接合部に要するスペースは低減しやすい。しかし、近年、内視鏡の小型化によって操作ワイヤーが小径化しているため、操作ワイヤーの熱容量が小さくなっており、接合の際に操作ワイヤーを溶断したり、操作ワイヤーがくびれたりしやすくなるという問題がある。また、細径の操作ワイヤー端部を節輪上に設けられたワイヤー外径と同等の大きさの溝に配置するため作業性がよくないという問題がある。
特許文献３には、切起し片によって操作ワイヤーの挿通孔を形成する実施形態も記載されているが、この実施形態では、切起し片のスペースが余計に必要となるという問題がある。

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、部品基材と線状部材との接合部を省スペース化することができるとともに効率的に製造することができる内視鏡用部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、部品基材と、該部品基材に接合された線状部材とを有する内視鏡用部品の製造方法であって、前記部品基材に貫通孔部を形成する貫通孔形成工程と、前記線状部材の一部を溶融、固化させることにより、該線状部材に塊状の溶融部を形成する溶融部形成工程と、前記部品基材を境として、前記貫通孔部の一方の開口に臨む側を表面側、前記貫通孔部の他方の開口に臨む側を裏面側と称するとき、前記溶融部が前記表面側から見える状態で前記溶融部の少なくとも一部を前記貫通孔部内に配置するとともに前記溶融部を前記貫通孔部に当接させ、かつ前記線状部材の線状部分を前記表面側に露出させることなく前記裏面側に配置する線状部材配置工程と、該線状部材配置工程で配置された前記溶融部に向けて、前記表面側からレーザ光を照射して、前記溶融部を溶融させて、前記貫通孔部内に溶融した材料を充填する溶融充填工程と、少なくとも前記貫通孔部における前記部品基材を溶融させて、前記貫通孔部内に充填された前記溶融部の材料と前記部品基材の材料とが融合した融合部を形成する融合工程と、前記溶融充填工程および前記融合工程で溶融された部位を固化させて溶融固化部を形成し、前記部品基材と前記線状部材とを接合する固化工程と、を備える方法とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の内視鏡用部品の製造方法において、前記線状部材配置工程では、前記線状部材の線状部分を前記表面側から前記裏面側に向かって、前記貫通孔部内に挿通させることにより、前記溶融部および前記線状部分を配置する方法とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の内視鏡用部品の製造方法においいて、前記溶融部形成工程では、前記溶融部の体積が、前記貫通孔部の容積と略等しくなるように前記溶融部を形成する方法とする。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡用部品の製造方法において、前記線状部材配置工程では、前記線状部分を、前記裏面側における前記部品基材の表面に沿わせて前記線状部材を配置する方法とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡用部品の製造方法において、前記部品基材は、管状部材であり、前記貫通孔形成工程では、前記貫通孔部が、前記管状部材の外周面と内周面との間に貫通して形成され、前記線状部材配置工程および前記溶融充填工程では、前記表面側が前記管状部材の外部側、前記裏面側が前記管状部材の内部側である方法とする。

本発明の内視鏡用部品の製造方法によれば、線状部材の材料を溶融させて部品基材に貫通する領域に少なくとも一部が部品基材と融合して形成された溶融固化部を介して部品基材と線状部材とを接合するため、部品基材と線状部材との接合部を省スペース化することができるとともに効率的に製造することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態の内視鏡用部品の概略構成を示す模式的な断面図、そのＡ視図、およびＡ視図におけるＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施形態の内視鏡用部品の溶融固化部の模式的な断面図である。本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。本発明の実施形態の内視鏡用部品の貫通孔形成工程で形成された部品基材の模式的な平面図、およびそのＣ−Ｃ断面図である。本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法における溶融部形成工程を説明する模式的な工程説明図である。本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法における線状部材配置工程を説明する模式的な工程説明図である。本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法の溶融充填工程を説明する模式的な工程説明図である。本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法で製造された内視鏡用部品の溶融固化部の一例を示す写真画像である。本発明の実施形態の第１〜第３変形例の内視鏡用部品の製造方法に用いる貫通孔部の模式的な断面図である。本発明の実施形態の第４変形例の内視鏡用部品の製造方法における線状部材配置工程を説明する模式的な工程説明図である。

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。
本発明の実施形態の内視鏡用部品について説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の概略構成を示す模式的な断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ視図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の溶融固化部の模式的な断面図である。

本実施形態の湾曲管１は、図１（ａ）に示すように、医療用または工業用の内視鏡において、先端部１０（２点鎖線参照）に接続して用いられる内視鏡用部品であり、内視鏡の操作部（図示略）から伝達される牽引力に応じて湾曲することで、先端部１０の位置や姿勢を変更するために用いられる。
湾曲管１は、全体として管状に形成されており、内周部には、例えば、処置具、ライトガイドファイバー、イメージガイドファイバー等の機能部品を配置するための空間が軸方向にわたって形成されている。
湾曲管１の概略構成は、先端節輪２（部品基材）、撚り線ワイヤー３（線状部材）、中間節輪４、および回動ピン５を備える。
なお、湾曲管１の湾曲方向は、１軸方向でも２軸方向でもよいが、以下では、一例として、１軸方向に湾曲する場合の例で説明する。２軸方向に湾曲する湾曲管に本実施形態の構成を適用するには、撚り線ワイヤー３の本数増やすとともに、中間節輪４を湾曲方向に応じて２種類のものを交互に連結する周知構成に置き換えればよい。

先端節輪２は、一端側（図１（ａ）の図示左側）に先端部１０と接合するための円状の開口を有する管状部２ａと、中間節輪４の１つと回動可能に連結するため管状部２ａの他端側の端部から軸方向に突設された一対の突片部２ｂとを備える管状部材である。
本実施形態では、管状部２ａは、一定の厚さｔを有する円筒状であり、外周面２ｅおよび内周面２ｄはいずれも円筒面からなる。
各突片部２ｂは、管状部２ａの中心軸線Ｏを挟んで互いに対向されており、後述する回動ピン５を挿通して回動支点を構成するための挿通孔がそれぞれ設けられている。この対向する挿通孔の中心同士を結ぶ軸線Ｒ（図１（ｂ）参照）は、中心軸線Ｏと直交する位置関係にある。
先端節輪２の材質は、金属材料、例えば、ステンレス鋼、超弾性合金、鉄系合金等を採用することができる。本実施形態では、ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を採用している。

撚り線ワイヤー３は、湾曲管１を湾曲させるため、先端節輪２に内視鏡の操作部による牽引力を伝達する線状部材である。
撚り線ワイヤー３の線径およびワイヤー構成は、強度、耐久性等を考慮して、適宜の設定することができるが、本実施形態では、図１（ｃ）に示すように、素線径ｄ_０の７本の金属素線３ａを、１本は芯線として中心に配置し、他の６本をこの芯線の回りに撚り合わせた１×７のワイヤー構成を採用している。なお、撚り方向は特に限定されない。

金属素線３ａの材質としては、湾曲管１に使用する際に、撚り線ワイヤー３単体として満たすべき強度、耐久性等の条件に加えて、先端節輪２の金属材料とともに溶融し固化させて接合した際の接合部（後述する溶融固化部２ｃ）が、同様な条件を満たす金属材料を採用する。
金属素線３ａとして好適となる材質としては、例えば、ステンレス鋼、鉄系合金、銅系合金、アルミ系合金、ニッケル・チタン系合金、チタン系合金、コバルト系合金等を挙げることができる。このため、これらのうちから、先端節輪２の材料と融合した場合の強度、耐久性等を考慮して選択すればよい。
金属素線３ａの材料が、先端節輪２と同じ材料であれば、融合体を形成しても、一般には、強度や耐久性は変化しないため、先端節輪２と同じ材料は好適に用いることができる。
本実施形態では、一例として、先端節輪２の材質と同じ材料であるＳＵＳ３０４を採用している。

このような構成の各撚り線ワイヤー３は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、先端節輪２の内周面２ｄおよび中心軸線Ｏに沿う方向に延ばして配置され、各一端部がそれぞれ溶融固化部２ｃを介して先端節輪２と接合されている。
溶融固化部２ｃは、撚り線ワイヤー３の金属材料が溶融、固化して、管状部２ａと一体化された部位である。本実施形態では、溶融固化部２ｃは、突片部２ｂの対向方向（軸線Ｒに沿う方向）と９０°ずれた方向において中心軸線Ｏを挟んで互いに対向する２箇所の位置に形成されている。
溶融固化部２ｃの側面視の形状は、撚り線ワイヤー３のワイヤー外径ｄ_１よりも大径の略円形状（円形の場合も含む）である。本実施形態では、溶融固化部２ｃは、管状部２ａの厚さ方向に貫通して形成されている。また、外周面２ｅにおける側面視の外形と、内周面２ｄにおける外形とは同一である。

各溶融固化部２ｃの断面構成は、例えば、図２（ａ）に示すように、撚り線ワイヤー３の金属材料が溶融、固化して形成された線状部材溶融固化部Ｍ_０と、撚り線ワイヤー３の金属材料と中間節輪４の金属材料とが溶融して融合した状態で固化した融合部Ｍ_１とを備える。本実施形態では、後述する製造方法により、融合部Ｍ_１が溶融固化部２ｃの外周部、すなわち管状部２ａとの境界領域に形成され、線状部材溶融固化部Ｍ_０が溶融固化部２ｃの中心部に形成されている。そして、本実施形態では、溶融固化部２ｃは、管状部２ａとは融合部Ｍ_１を介して接合されており、撚り線ワイヤー３とは、撚り線ワイヤー３の構成材料からなる線状部材溶融固化部Ｍ_０を介して接続されている。
ただし、図２（ａ）は模式的に描いており、実際の断面では、溶融時の流動状態や溶融固化部２ｃの大きさによっては、それぞれの占める体積や分布状態は変化する。例えば、溶融固化部２ｃの径が小さいほど、溶融時に融合が進行する領域が相対的に大きくなるため、融合部Ｍ_１の占める体積が増大する。溶融固化部２ｃの径が充分小さい場合には、線状部材溶融固化部Ｍ_０が消失し、溶融固化部２ｃが融合部Ｍ_１のみで形成されることになる。このように溶融固化部２ｃは、融合部Ｍ_１のみで構成されていてもよい。

溶融固化部２ｃの厚さ方向の断面形状は、例えば、図２（ａ）に示すように、管状部２ａと同一厚さに形成され、溶融固化部２ｃの表面が外周面２ｅ、内周面２ｄと整列することが好ましい。
さらに充分な接合強度が確保されていれば、例えば、図２（ｂ）に示すように、管状部２ａの厚さよりも薄くてもよく、表面が外周面２ｅや内周面２ｄから凹んだ形状でもよい。
これらの場合、溶融固化部２ｃが管状部２ａの外部に突出しないため、湾曲管１の最大外径を抑制することができる。また溶融固化部２ｃが管状部２ａの内部にも突出しないため、管状部２ａの内部の有効スペースを広くとることができるため好ましい。

ただし、突出量が許容範囲となる場合には、図２（ｃ）に示すように、外周面２ｅ、内周面２ｄよりも突出した形状を有していてもよい。
特に管状部２ａの内部側には、内周面２ｄに沿って撚り線ワイヤー３が配されているため、溶融固化部２ｃが撚り線ワイヤー３の外径以下の範囲で突出していても、管状部２ａ内の有効スペースは実質的に変化しないため充分に許容できる。
したがって、溶融固化部２ｃは、図２（ｄ）に示すように、外周面２ｅから突出することなく、内周面２ｄからの撚り線ワイヤー３の配置高さ以下の範囲で突出する断面形状も、溶融固化部２ｃの好ましい断面形状の一つである。
このような場合には、溶融固化部２ｃは、例えば、固化部Ｍ_２のように、内周面２ｄに沿って配置された撚り線ワイヤー３と内周面２ｄの間の隙間に表面張力で浸透して固化した形態も可能である。また、特に図示しないが、例えば、固化部Ｍ_２の厚さがさらに厚くなって、溶融固化部２ｃの近傍の撚り線ワイヤー３を埋めるような固化部が形成されていてもよい。
これら場合、固化部Ｍ_２等は、撚り線ワイヤー３を内周面２ｄに接合する作用があるため、撚り線ワイヤー３の接合強度をより向上することができる。

また、図１（ｂ）では、溶融固化部２ｃの外周部全体が管状部２ａと接合されている場合の例を図示したが、充分な接合強度が得られる場合には、溶融固化部２ｃの一部が管状部２ａから離間していてもよい。すなわち、管状部２ａと溶融固化部２ｃとの間に厚さ方向に貫通する孔部が形成されていてもよい。

中間節輪４は、図１（ａ）に示すように、管状部２ａと同程度の内径および外径を有する略円環状の部材であり、軸方向の一端側（図１（ａ）の左側）に、先端節輪２または他の中間節輪４と回動可能に連結するための一対の突片部４ａを有し、軸方向の他端側（図１（ａ）の右側）に、他の中間節輪４の突片部４ａと回動可能に連結するための一対の突片部４ｂを有している。また、特に図示しないが、中間節輪４の内周部には、撚り線ワイヤー３を軸方向に進退可能に案内するガイド部が設けられている。
本実施形態の湾曲管１は、１軸方向に湾曲するため、一対の突片部４ａの対向方向と、一対の突片部４ｂの対向方向とは、互いに平行である。
湾曲管１においては、複数の中間節輪４が、隣接して配置され、隣接する中間節輪４の間で、突片部４ａ、４ｂが回動ピン５によって回動可能に連結されている。
また、このような中間節輪４の連結体の一端側の中間節輪４は、突片部４ａと先端節輪２の突片部２ｂとが回動ピン５によって回動可能に連結されている。

このような構成により、湾曲管１は１軸方向に湾曲可能とされ、その湾曲量が１対の撚り線ワイヤー３の牽引量および繰り出し量に応じて制御できるようになっている。

次に、本実施形態の内視鏡用部品の製造方法について、先端節輪２と撚り線ワイヤー３との接合を行う工程を中心に説明する。
図３は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図４（ａ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の貫通孔形成工程で形成された部品基材の模式的な平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法における溶融部形成工程を説明する模式的な工程説明図である。図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法における線状部材配置工程を説明する模式的な工程説明図である。図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法の溶融充填工程を説明する模式的な工程説明図である。図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の内視鏡用部品の製造方法で製造された内視鏡用部品の溶融固化部の一例を示す写真画像である。

湾曲管１を製造するにあたって、先端節輪２に撚り線ワイヤー３を接合するには、図３に示すように、貫通孔形成工程Ｓ１、溶融部形成工程Ｓ２、線状部材配置工程Ｓ３、溶融充填工程Ｓ４、融合工程Ｓ５、および固化工程Ｓ６を行う。
以下では、具体例に基づいて説明する場合、特に断らない限りは一例として、先端節輪２の厚さｔが、ｔ＝０．１３（ｍｍ）、１×７構成の撚り線ワイヤー３の金属素線３ａの素線径ｄ_０が、ｄ_０＝０．０９（ｍｍ）、撚り線ワイヤー３のワイヤー外径ｄ_１が、ｄ_１＝０．２７（ｍｍ）の場合の例で説明する。

まず貫通孔形成工程Ｓ１を行う。本工程は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、部品基材である先端節輪２の管状部２ａに２つの貫通孔部１２を形成する工程である。
貫通孔部１２は、溶融固化部２ｃを形成する位置に設けられた直径Ｄ_０の円形の貫通孔であり、円筒面状の孔内周面１２ａと、孔内周面１２ａが外周面２ｅに交差して形成される円形の稜線からなる外周側開口１２ｂ（一方の開口）と、孔内周面１２ａが内周面２ｄに交差して形成される円形の稜線からなる内周側開口１２ｃ（他方の開口）とから構成される。
貫通孔部１２の内径Ｄ_０は、少なくとも撚り線ワイヤー３のワイヤー外径ｄ_１よりも大径であって、後述する溶融部３Ｂの外径ｄ_２（図５（ｂ）参照）よりも小径とする。
貫通孔部１２の形成位置は、貫通孔部１２の中心が、先端節輪２に形成すべき溶融固化部２ｃの中心位置に合う位置とする。

本工程は、後述の線状部材配置工程Ｓ３を開始する前までに完了していれば、いつ実施してもよい。
例えば、貫通孔部１２以外の形状を形成した後に、先端節輪２の側面に後加工して形成してもよいし、先端節輪２の成形と同時に形成してもよい。
貫通孔部１２を後加工によって形成する場合には、例えば、プレス加工、切削加工、レーザ加工などの適宜の孔加工方法を採用することができる。
貫通孔部１２がすべて形成されたら貫通孔形成工程Ｓ１が終了する。

次に、溶融部形成工程Ｓ２を行う。本工程は、図５（ｂ）に示すように、線状部材である撚り線ワイヤー３の一部を溶融、固化させることにより、撚り線ワイヤー３の端部に接続する塊状の溶融部３Ｂを形成する工程である。
本工程で形成される溶融部３Ｂは、後述する溶融充填工程Ｓ４によって、再溶融された後、管状部２ａに形成された貫通孔部１２に充填され、貫通孔部１２の近傍から溶融する管状部２ａの一部の金属材料とともに、溶融固化部２ｃを形成するものである。

本実施形態では、溶融部３Ｂは、直径ｄ_２の略球状（球状を含む）に形成される。なお、溶融部３Ｂが厳密な球形でない場合の直径ｄ_２は、撚り線ワイヤー３の中心軸線に直交する方向の平均直径を意味するものとする。
直径ｄ_２は、貫通孔部１２の内径Ｄ_０より大きく、かつ、溶融部３Ｂの体積が、所望の溶融固化部２ｃの形状を形成するために必要な体積となるように決める。
溶融固化部２ｃが形成される場合に、材料の融合によって体積がほとんど変化しないと仮定すれば、所望の溶融固化部２ｃの形状の体積から、欠損部である貫通孔部１２の容積を引いた量が、溶融部３Ｂに必要な体積となる。
ここで、所望の溶融固化部２ｃとは、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）などを参照して上述した種々形状から必要に応じて選択した形状であり、例えば数値シミュレーションや実験などによって求めることができる。

例えば、図２（ａ）に示すように、溶融固化部２ｃが、外周面２ｅおよび内周面２ｄ整列する形状を形成するには、欠損部である貫通孔部１２の容積と等しい体積とすればよいことになる。ただし、融合時の体積変化や、表面張力によって発生する表面の湾曲などにより、厳密な平面を形成することは困難であるため、これらの製作誤差を考慮して、貫通孔部１２の容積と略等しい（等しい場合を含む）体積となるように寸法に設定することになる。
また、加熱条件によっては、溶融固化部２ｃと重なる範囲に配置された撚り線ワイヤー３の一部も溶融するおそれがあり、この分が無視できない場合には、このような増量分も考慮する必要がある。
また、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す形状を形成する場合も同様にして、溶融固化部２ｃの形状と貫通孔部１２の容積とに基づいて、溶融部３Ｂの体積を設定することができる。

上記具体例の場合、例えば、Ｄ_０＝０．３５（ｍｍ）とすると、例えば、図２（ｄ）の場合のように、固化部Ｍ_２のように内周面２ｄに回り込む分を考慮した結果、ｄ_２＝０．４５（ｍｍ）が好適であった。

溶融部３Ｂを形成するには、図５（ａ）に示すように、ワイヤー固定治具７によって、撚り線ワイヤー３のワイヤー端部３Ａが一定の長さｈ_１だけ、ワイヤー固定治具７から突出するように撚り線ワイヤー３を保持する。本実施形態では、ワイヤー端部３Ａが鉛直方向に沿って突出するように保持する。
ワイヤー端部３Ａの長さｈ_１は、長さｈ_１のワイヤー端部３Ａを溶融させて固化させたときに、直径ｄ_２の球状の塊が形成される長さとする。
次に、ワイヤー端部３Ａの上方に、レーザ照射装置６を配置する。レーザ照射装置６は、ワイヤー端部３Ａを加熱溶融できる出力を有する適宜のレーザ光源を採用することができる。本実施形態では、波長１０７０ｎｍ、最大出力６０Ｗ〜１１０Ｗ、スポット径２０μｍ〜４０μｍのレーザ光源を採用することができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、ワイヤー端部３Ａの上方に配置したレーザ照射装置６から、レーザ光８をワイヤー端部３Ａに照射する。これにより、ワイヤー端部３Ａが加熱されて、金属素線３ａが溶融して液体の塊となり、表面張力によって略球状（厳密な球形を含む）に変形する。
ワイヤー固定治具７は、撚り線ワイヤー３に比べて熱容量が大きいため、撚り線ワイヤー３から伝導した熱は迅速に放熱され、これによりワイヤー固定治具７に保持された撚り線ワイヤー３は、レーザ光８の照射される間、固体状態を維持することができる。

ワイヤー端部３Ａがすべて溶融したら、レーザ光８を停止して、放冷する。
これにより、ワイヤー固定治具７で保持された撚り線ワイヤー３の上端部に塊状の溶融部３Ｂが形成される。
すなわち、溶融部３Ｂは、液体状態において表面張力によって略球状となり、その形状のまま、放冷によって固化する。ここで、略球状の範囲は、表面張力および重力のつりあいや固化時の収縮などによる形状誤差を含む近似球面を意味する。
このようにして形成される溶融部３Ｂは、ワイヤー端部３Ａの長さを調整することで、体積管理が容易であるため、溶融固化部２ｃの形状の再現性が良好となる。

例えば、上記具体例では、レーザ出力４０Ｗのレーザ光８をパルス幅１００ｍｓで、１パルス照射することで、ワイヤー端部３Ａが溶融した。この場合、固化時の溶融部３Ｂの直径ｄ_２は、ｄ_２＝０．４５（ｍｍ）になった。
以上で、溶融部形成工程Ｓ２が終了する。
上記、貫通孔形成工程Ｓ１および溶融部形成工程Ｓ２の実行順序はどちらを先に行ってもよく、それぞれを並行して行ってもよい。

貫通孔形成工程Ｓ１および溶融部形成工程Ｓ２が終了したら、線状部材配置工程Ｓ３を行う。本工程は、溶融部３Ｂが先端節輪２の外部側から見える状態で溶融部３Ｂの少なくとも一部を貫通孔部１２内に配置するとともに溶融部３Ｂを貫通孔部１２に当接させ、かつ撚り線ワイヤー３の線状部分を外部側に露出させることなく先端節輪２の内部側に配置する工程である。
ここで、先端節輪２の外部側は、貫通孔部１２の一方の開口である外周側開口１２ｂに臨む側になっており、先端節輪２の内部側は、貫通孔部１２の他方の開口である内周側開口１２ｃに臨む側になっている。

まず、撚り線ワイヤー３の溶融部３Ｂが形成されていない方の端部を、先端節輪２の外部側から、貫通孔部１２に挿入し、先端節輪２の内部に通して、突片部２ｂ側に引き出す。さらに、撚り線ワイヤー３を外周面２ｅに沿って引っ張って、溶融部３Ｂを、貫通孔部１２に引っ掛けて、先端節輪２に対して位置決めする。
これにより、図６（ａ）に示すように、溶融部３Ｂが貫通孔部１２に外部側から当接する。本実施形態では、溶融部３Ｂが略球状であり、貫通孔部１２が円筒孔であるため、溶融部３Ｂは、貫通孔部１２の外周側開口１２ｂに当接する。
また、本実施形態では、図示略の保持手段によって、撚り線ワイヤー３の線状部分が、先端節輪２の内周面２ｄに沿うとともに中心軸線Ｏに平行となるように位置決めして、撚り線ワイヤー３の線状部分を保持している。

このとき、撚り線ワイヤー３のワイヤー外径ｄ_１は貫通孔部１２の内径Ｄ_０より小径であって、溶融部３Ｂが略球状であるため、貫通孔部１２の内部では、内周面１２ａと、溶融部３Ｂの表面および撚り線ワイヤー３の側面との間に隙間が生じている。
このようにして、溶融部３Ｂは、先端節輪２の外部から見えるとともに貫通孔部１２の内部に、一部が配置された状態になっている。また、撚り線ワイヤー３の線状部分は、外部側に露出することなく、先端節輪２の内部に配置されている。
特に図示しないが、同様にして、他方の貫通孔部１２にも他の撚り線ワイヤー３を配置する。
以上で、線状部材配置工程Ｓ３が終了する。

次に、溶融充填工程Ｓ４、融合工程Ｓ５、および固化工程Ｓ６を行う。
これらの工程は、本実施形態では、貫通孔部１２に配置された溶融部３Ｂに向けて、レーザ光を照射することにより、全体としてこの順序に沿って進行する工程であるが、微視的に見ると、部位によっては異なる工程が進行している場合がある。
また、線状部材配置工程Ｓ３、溶融充填工程Ｓ４は、レーザ光照射による加熱温度が、溶融部３Ｂ、管状部２ａの融点を超えている間、続くが、固化工程Ｓ６は、本実施形態では、放熱冷却によって行うため、レーザ光の照射が終了した時点から実質的に開始されている。

溶融充填工程Ｓ４は、線状部材配置工程Ｓ３で配置された溶融部３Ｂに向けて、先端節輪２の外部側からレーザ光を照射して、溶融部３Ｂを溶融させて、貫通孔部１２内に溶融した材料を充填する工程である。
ここで、充填とは、溶融された溶融部３Ｂが貫通孔部１２に完全に充填される場合も含むが、部分的に充填される場合も含まれる。貫通孔部１２の容積に対する充填率は、接合強度が得られれば、特に限定されないが、少なくとも貫通孔部１２の中心を通って横断するように孔内周面１２ａ内に充填されることが好ましく、厚さ方向に貫通する孔部が形成されないように充填されることがより好ましい。また、一部が充填され、一部が、貫通孔部１２の外部に移動する状態に充填されてもよい。

本工程では、例えば、図７に示すように、溶融部３Ｂの上方に配置したレーザ照射装置６から、レーザ光８を溶融部３Ｂに照射する。
なお、図７（ａ）におけるレーザ光８は模式化して記載しているが、レーザ光８の照射範囲は、外周面２ｅの高さでは、貫通孔部１２を覆うことができる程度の照射範囲とすることが好ましい。これにより、溶融部３Ｂが溶融する過程で、溶融部３Ｂとともに、貫通孔部１２の外周における管状部２ａ上にもレーザ光８照射されるようになる。
レーザ光８のレーザ出力およびパルス幅は、溶融部３Ｂの熱容量を考慮して、溶融部３Ｂと貫通孔部１２の近傍の管状部２ａを溶融できる程度に設定する。
例えば、上記具体例の溶融部３Ｂの場合、レーザ光８のスポット径が０．４ｍｍ程度、となるようにして溶融部３Ｂの頂部近傍に照射する。このとき、レーザ出力は、１００Ｗ、パルス幅は、１００ｍｓ、パルス数は１が好適であった。

本実施形態では、レーザ光８を、先端節輪２の外部側から、照射対象の溶融部３Ｂが見える状態で照射するため、先端節輪２のように内径が小さい部品基材であっても、正確かつ容易にレーザ照射を行うことができる。
このとき、撚り線ワイヤー３の線状部分は、先端節輪２の内部側にあって、外部側に露出していないため、レーザ光８が照射されても溶融部３Ｂや管状部２ａに遮られる。このように、溶融部３Ｂの溶融時に、レーザ光８が直接照射されないため、熱容量の小さい細径の撚り線ワイヤー３であっても、レーザ光８が照射されて溶断される不具合を防止できる。
特に、撚り線ワイヤー３と溶融部３Ｂとの接続部は、レーザ光８の照射方向に対して、熱容量が格段に大きい溶融部３Ｂの裏面側に位置している。また、溶融部３Ｂが貫通孔部１２に当接していることにより、溶融部３Ｂの熱が貫通孔部１２を通して管状部２ａに熱伝導する。これらが相俟って、溶融部３Ｂとの接続部における撚り線ワイヤー３の熱的な負荷が軽減されており、溶融部３Ｂとの接続部でも撚り線ワイヤー３の溶断を防止することができる。

レーザ光８が照射されると、溶融部３Ｂが溶融し貫通孔部１２内の隙間に回り込んで充填され、図７（ｂ）に示すように貫通孔部１２が液体状の溶融体３Ｃが充填される。溶融部３Ｂが溶融している間は、表面張力が作用するため、溶融された溶融部３Ｂの金属材料は、貫通孔部１２を埋めて、管状部２ａの厚さ内にとどまろうとする。あるいは、撚り線ワイヤー３が、内周面２ｄに充分近接している場合には、その隙間に浸透しようとする。
溶融部３Ｂが、貫通孔部１２内に充填されると溶融充填工程Ｓ４が終了する。

融合工程Ｓ５は、少なくとも貫通孔部１２における管状部２ａを溶融させて、貫通孔部１２内に充填された溶融部３Ｂの材料（溶融体３Ｃ）と管状部２ａの材料とが融合した融合部Ｍ_１を形成する工程である。
本工程は、溶融充填工程Ｓ４において形成された溶融体３Ｃと、溶融体３Ｃからの熱伝導やレーザ光８の加熱によって溶融した管状部２ａの一部の材料が接触して、液体状態で融合することで行われる。このため、本工程は、溶融体３Ｃが管状部２ａと接触した部位では、他の部位で溶融充填工程Ｓ４が進行中であっても開始されることになる。
本実施形態では、溶融体３Ｃは、貫通孔部１２内に充填され、まず、貫通孔部１２と貫通孔部１２の近傍の部位から管状部２ａに接触していくため、融合部Ｍ_１は、貫通孔部１２と貫通孔部１２の近傍の部位から形成されていく。
上記の具体例の場合、融合部Ｍ_１は、貫通孔部１２の外周側に同心円状に広がって、貫通孔部１２よりも大径の直径０．７ｍｍ程度となった。このように広がる融合部Ｍ_１は、最外周では、溶融していない管状部２ａと接続しているため、表面張力によって、溶融前の板状の形状が保たれている。
融合工程Ｓ５は、レーザ光８によるエネルギー供給が終了することで、温度が低下し、融合部Ｍ_１の流動性が失われると終了する。

固化工程Ｓ６は、溶融充填工程Ｓ４および融合工程Ｓ５で溶融された部位を固化させて溶融固化部２ｃを形成し、先端節輪２の管状部２ａと撚り線ワイヤー３とを接合する工程である。
レーザ光８の照射が終了すると、溶融体３Ｃおよび液体状の融合部Ｍ_１の放熱冷却が開始される。このため、溶融体３Ｃおよび液体状の融合部Ｍ_１は、徐々に流動性が減少し、固化が始まる。溶融体３Ｃおよび液体状の融合部Ｍ_１がすべて固化すると、溶融固化部２ｃが形成され、固化工程Ｓ６が終了する。

撚り線ワイヤー３の接合を行った場合の接合部の写真画像の一例を図８（ａ）、（ｂ）に示す。図８（ａ）は、先端節輪２の外部側から撮影した溶融固化部２ｃの様子を示し、図８（ｂ）は、先端節輪２の内部側から撮影した溶融固化部２ｃおよび撚り線ワイヤー３の様子を示している。
図８（ａ）によれば、溶融固化部２ｃは、外周面２ｅの表面に比べても滑らかな湾曲面となっており、外周面２ｅと略整列していることが分かる。
また、図８（ｂ）によれば、溶融固化部２ｃは、内部泡にわずかに突出しているものの、撚り線ワイヤー３のワイヤー外径を越えない程度の突出量であることが分かる。また、撚り線ワイヤー３は、溶断されておらず、略同じワイヤー外径を維持した状態で、溶融固化部２ｃと接続していることが分かる。

同様にして、他の貫通孔部１２において、他の撚り線ワイヤー３を用いて、上記と同様の工程を行うことにより、先端節輪２に１対の撚り線ワイヤー３を接合できる。
なお、湾曲管１の製造においては、各中間節輪４を先端節輪２から順次連結したのち、撚り線ワイヤー３を中間節輪４の内部に挿通した状態で、上述のようにして撚り線ワイヤー３を先端節輪２に接合する。

本実施形態の内視鏡用部品の製造方法および内視鏡用部品によれば、撚り線ワイヤー３の材料を溶融させて先端節輪２に貫通する領域に少なくとも一部が先端節輪２と融合して形成された溶融固化部２ｃを介して先端節輪２と撚り線ワイヤー３とを接合するため、先端節輪２と撚り線ワイヤー３との接合部を省スペース化することができるとともに効率的に製造することができる。

また、本実施形態の内視鏡用部品の製造方法によれば、撚り線ワイヤー３の端部に溶融部３Ｂを形成するとともに、撚り線ワイヤー３を先端節輪２の内部側に配置することで、撚り線ワイヤー３に伝熱しにくい状態で、溶融部３Ｂを加熱溶融して接合するため、小径の撚り線ワイヤー３が溶断することを防止できる。

また、管状部２ａに貫通孔部１２を設けて、溶融された溶融部３Ｂが、貫通孔部１２内に充填されてから固化させるため、溶融固化部２ｃを管状部２ａの厚さと略同程度の範囲に形成できる。これにより、外周面２ｅや内周面２ｄから溶融固化部２ｃが盛り上がって固化されることを防止または低減することができる。このため、先端節輪２の外部や内部の有効スペースを増大させることができ、従来のワイヤーの接合方法を採用する場合に比べて、内視鏡のさらなる小型化が可能となる。

また、例えばロウづけなどの接合方法と異なり、撚り線ワイヤー３の溶融部３Ｂを溶融させることで接合を行うため、例えば、フラックスなどが不要となり、接合後に余分なフラックスを除去する洗浄作業などを省略することができるため、効率的に製造することができる。

また、本実施形態では、貫通孔部１２の中心部に撚り線ワイヤー３のワイヤー外径よりも大径の線状部材溶融固化部Ｍ_０を形成することができるため、撚り線ワイヤー３の端部が撚り線ワイヤー３と同材質の状態で接合することができる。このため、撚り線ワイヤー３の端部で、異材質と融合することによる接合強度の低下のおそれがないため、耐久性を向上することができる。
また、管状部２ａに対しては、線状部材溶融固化部Ｍ_０の外周に形成された融合部Ｍ_１を介して接合することができるため、管状部２ａと撚り線ワイヤー３との材料組成が異なる場合でも、双方の組成が融合した中間層が形成され、材質の異なる明確な界面が生じないため、接合強度を向上することができる。

［第１〜３変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の内視鏡用部品の製造方法について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態の第１〜第３変形例の内視鏡用部品の製造方法に用いる貫通孔部の模式的な断面図である。

第１〜第３変形例は、上記実施形態と略同様な構成を有する湾曲管１を製造するため、貫通孔形成工程Ｓ１で形成する貫通孔部１２の断面形状を変更した方法である。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
第１〜第３変形例は、いずれも、外周面２ｅに形成される開口が内周面２ｄに形成される開口よりも大径である点は共通しており、外周面２ｅの肉厚が厚い場合に特に好適となる変形例である。

第１変形例は、図９（ａ）に示すように、上記実施形態の貫通孔部１２に代えて、貫通孔部１３を用いる。
貫通孔部１３は、外周面２ｅ側の開口が、溶融部３Ｂの外径ｄ_２より大径の円形の開口１３ｃであり、内周面２ｄ側の開口が、溶融部３Ｂの外径ｄ _２より小径の円形の開口１３ｄである。
貫通孔部１３の内周部は、開口１３ｃから開口１３ｄに向かって開口１３ｄと同径となるまで漸次縮径するテーパ面１３ａと、テーパ面１３ａの端部と開口１３ｄと接続する円筒面１３ｂとからなる。

このような貫通孔部１３によれば、溶融部３Ｂを配置すると、開口１３ｃ、１３ｄの大きさにより、溶融部３Ｂが、テーパ面１３ａと円筒面１３ｂとの境界部で当接した状態（図９（ａ）参照）、または、テーパ面１３ａの中間部で接して当接する状態（図示略）で、溶融部３Ｂを貫通孔部１３内に配置することができる。
小径の円筒面１３ｂで溶融部３Ｂの抜け防止を行うことができるため、開口１３ｃの径およびテーパ面１３ａの深さの変更自由度が大きい。このため、貫通孔部１３の容積を適宜の容積に調整しやすくなる。

第２変形例は、図９（ｂ）に示すように、上記実施形態の貫通孔部１２に代えて、貫通孔部１４を用いる。
貫通孔部１４は、外周面２ｅ側の開口が、溶融部３Ｂの外径ｄ_２より大径の円形の開口１４ｄであり、内周面２ｄ側の開口が、溶融部３Ｂの外径ｄ _２より小径の円形の開口１４ｅである。
貫通孔部１４の内周部は、開口１４ｄと同径の円筒面１４ａと、開口１４ｅと同径の円筒面１４ｂと、円筒面１４ａ、１４ｂの境界に形成されて外周面２ｅ、２ｄと平行な段部１４ｃとからなる。

このような貫通孔部１４によれば、溶融部３Ｂを配置すると、段部１４ｃと円筒面１４ｂとが交差して形成される円形の稜線に、溶融部３Ｂが当接した状態で、溶融部３Ｂを貫通孔部１４内に配置することができる。
小径の円筒面１４ｂで溶融部３Ｂの抜け防止を行うことができるため、円筒面１４ａの内径およびその深さの変更自由度が大きい。このため、貫通孔部１４の容積を適宜の容積に調整しやすくなる。

第３変形例は、図９（ｃ）に示すように、上記実施形態の貫通孔部１２に代えて、貫通孔部１５を用いる。
貫通孔部１５は、外周面２ｅ側の開口が、溶融部３Ｂの外径ｄ_２より大径の円形の開口１５ｂであり、内周面２ｄ側の開口が、溶融部３Ｂの外径ｄ _２より小径の円形の開口１５ｃである。
貫通孔部１３の内周部は、開口１５ｂから開口１５ｃに向かって漸次縮径するテーパ面１５ａからなる。

このような貫通孔部１５によれば、溶融部３Ｂを配置すると、溶融部３Ｂが、テーパ面１５ａの中間部で接して当接する状態で、溶融部３Ｂを貫通孔部１３内に配置することができる。
本変形例によれば、小径の開口１５ｃで溶融部３Ｂの抜け防止を行うことができるため、開口１５ｂの径を変えてテーパ角を変化させることにより、貫通孔部１３の容積を適宜の容積に調整しやすくなる。また、内周面がテーパ面１５ａのみからなるため、管状部２ａの肉厚が薄い場合でも容易に加工することが可能である。

［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例の内視鏡用部品の製造方法について説明する。
図１０は、本発明の実施形態の第４変形例の内視鏡用部品の製造方法における線状部材配置工程を説明する模式的な工程説明図である。

本変形例は、上記実施形態と同様の湾曲管１を製造するため、線状部材配置工程Ｓ３における撚り線ワイヤー３の配置の仕方を変えた変形例である。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例では、線状部材配置工程Ｓ３において、図１０に示すように、撚り線ワイヤー３を貫通孔部１２に挿通させることなく、内周面２ｄに沿って配置し、溶融部３Ｂを内周面２ｄ側から貫通孔部１２の内部に挿入して配置する。これにより、溶融部３Ｂは、開口１２ｃにおいて、貫通孔部１２と当接されている。
このような配置によれば、上記実施形態と同様に、先端節輪２の外部側から溶融部３Ｂが見えるとともに、撚り線ワイヤー３の線状部分が露出しない配置が実現される。

この場合、上記実施形態と同様にして溶融充填工程Ｓ４を行うことができるが、本変形例では、溶融部３Ｂの多くが、先端節輪２の内部側に位置しているため、図１０に示すように、溶融部３Ｂが貫通孔部１２よりも上方となる姿勢で溶融充填工程Ｓ４を行うことがより好ましい。

本変形例によれば、撚り線ワイヤー３を小径の貫通孔部１２に挿通することなく、より大径の先端節輪２の軸方向の端部の開口から挿入すればよいため、作業性がよくなる。

なお、上記実施形態の説明では、撚り線ワイヤー３の金属素線３ａの材料が１種類の場合の例で説明したが、撚り線ワイヤー３の強度や可撓性を調整するため、異なる材料の２種類以上の金属素線を混合して撚り合わせた構成としてもよい。

また、上記実施形態の説明では、溶融部の形状が略球状の場合の例で説明したが、溶融部が貫通孔部をすり抜けないように、貫通孔部と係止できる形状であって、溶融部の体積が、必要な溶融固化部の形状を形成できる大きさであれば、溶融部の形状は、略球状に限定されるものではない。
例えば、線状部材の軸方向に偏平な板状に形成されてもよい。

また、上記実施形態の説明では、線状部材が、少なくとも特定方向で部品基材に囲まれる位置関係に配置された場合の例で説明したが、部品基材は、単に板状であってもよい。

また、上記実施形態、および各変形例の説明では、貫通孔部の開口の形状が円形の場合の例で説明したが、貫通孔部は、線状部材の線状部分を挿通して、溶融部の挿通を阻止できる形状であれば、開口形状は特に限定されない。例えば、角形、適宜の多角形形状を有する開口や、星形や、スリット状の開口形状であってもよい。

また、上記実施形態、および各変形例の説明では、線状部材が撚り線ワイヤーからなる場合の例で説明したが、線状部材は撚り線ワイヤーには限定されない。例えば、単線ワイヤーなどでもよい。

また、上記実施形態、各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を変えたり、削除したりして実施することができる。

１湾曲管（内視鏡用部品）
２先端節輪（部品基材）
２ａ管状部
２ｃ溶融固化部
２ｄ内周面
２ｅ外周面
３撚り線ワイヤー（線状部材）
３Ｂ溶融部
３Ｃ溶融体
３ａ金属素線
４中間節輪
８レーザ光
１２、１３、１４、１５貫通孔部
１２ｂ外周側開口（一方の開口）
１２ｃ内周側開口（他方の開口）
１３ｃ、１４ｄ、１５ｂ開口（一方の開口）
１３ｄ、１４ｅ、１５ｃ開口（他方の開口）
Ｍ_０線状部材溶融固化部
Ｍ_１融合部
Ｓ１貫通孔形成工程
Ｓ２溶融部形成工程
Ｓ３線状部材配置工程
Ｓ４溶融充填工程
Ｓ５融合工程
Ｓ６固化工程

Claims

部品基材と、該部品基材に接合された線状部材とを有する内視鏡用部品の製造方法であって、
前記部品基材に貫通孔部を形成する貫通孔形成工程と、
前記線状部材の一部を溶融、固化させることにより、該線状部材に塊状の溶融部を形成する溶融部形成工程と、
前記部品基材を境として、前記貫通孔部の一方の開口に臨む側を表面側、前記貫通孔部の他方の開口に臨む側を裏面側と称するとき、前記溶融部が前記表面側から見える状態で前記溶融部の少なくとも一部を前記貫通孔部内に配置するとともに前記溶融部を前記貫通孔部に当接させ、かつ前記線状部材の線状部分を前記表面側に露出させることなく前記裏面側に配置する線状部材配置工程と、
該線状部材配置工程で配置された前記溶融部に向けて、前記表面側からレーザ光を照射して、前記溶融部を溶融させて、前記貫通孔部内に溶融した材料を充填する溶融充填工程と、
少なくとも前記貫通孔部における前記部品基材を溶融させて、前記貫通孔部内に充填された前記溶融部の材料と前記部品基材の材料とが融合した融合部を形成する融合工程と、
前記溶融充填工程および前記融合工程で溶融された部位を固化させて溶融固化部を形成し、前記部品基材と前記線状部材とを接合する固化工程と、
を備えることを特徴とする内視鏡用部品の製造方法。
前記線状部材配置工程では、
前記線状部材の線状部分を前記表面側から前記裏面側に向かって、前記貫通孔部内に挿通させることにより、前記溶融部および前記線状部分を配置する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用部品の製造方法。
前記溶融部形成工程では、
前記溶融部の体積が、前記貫通孔部の容積と略等しくなるように前記溶融部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡用部品の製造方法。
前記線状部材配置工程では、
前記線状部分を、前記裏面側における前記部品基材の表面に沿わせて前記線状部材を配置する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡用部品の製造方法。
前記部品基材は、管状部材であり、
前記貫通孔形成工程では、
前記貫通孔部が、前記管状部材の外周面と内周面との間に貫通して形成され、
前記線状部材配置工程および前記溶融充填工程では、
前記表面側が前記管状部材の外部側、前記裏面側が前記管状部材の内部側である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡用部品の製造方法。