JP6141509B2 - パイプ締結体、処置具、及び締結方法 - Google Patents

パイプ締結体、処置具、及び締結方法 Download PDF

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Description

本発明は、線材とパイプとを締結したパイプ締結体、該パイプ締結体を備える処置具、及び締結方法に関する。
従来、金属の線材とパイプとを締結する技術として、パイプ内に線材を挿入し、パイプの外周からパイプ及び線材をかしめるカシメ加工が知られている。しかしながら、従来のカシメ加工においては、線材に対するパイプ部材の食い込み量が少なく、十分な締結力が得られない場合があった。
このような問題に対し、特許文献１においては、パイプ取付け部に予め形成された係止溝に対し、４つの歯部を有する金型を用いてパイプをかしめて密着させることにより、パイプ取付け部とパイプとの間の締結力を簡便な手法で向上させることとしている。
特開平８−１５６７４７号公報
しかしながら、上記特許文献１においては、係止溝に接する部分におけるパイプの肉厚が、他の部分におけるパイプの肉厚よりも薄くなってしまう。一般に、金属部材の曲げ強度は肉厚の２乗に比例するため、パイプのカシメ部、即ち、肉厚が薄い部分の曲げ強度が低下してしまう可能性がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カシメ部における強度低下が少なく、簡便な手法で締結可能なパイプ締結体、該パイプ締結体を備える処置具、及び締結方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るパイプ締結体は、線材と筒状部材とを締結したパイプ締結体において、前記線材は、外周部の一部を塑性変形させることにより形成された少なくとも１つの凹部を有し、前記筒状部材は、該筒状部材を前記線材に被せ、前記少なくとも１つの凹部を覆う部分を外周側から前記少なくとも１つの凹部に向けて押圧して塑性変形させることにより、前記少なくとも１つの凹部に入り込むように形成された少なくとも１つの変形部を有し、前記変形部を形成した際の前記筒状部材の最大変位量は、前記凹部を形成した際の塑性変形による前記線材の最大変位量以下であることを特徴とする。
上記パイプ締結体において、前記変形部は、前記少なくとも１つの凹部の形状に倣うように塑性変形していることを特徴とする。
上記パイプ締結体において、前記少なくとも１つの凹部は、凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の外周部の一部に当接させて押圧することにより形成され、前記少なくとも１つの変形部は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記筒状部材の外周部に当接させて押圧することにより形成された、ことを特徴とする。
上記パイプ締結体において、前記少なくとも１つの凹部は、前記凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧することにより形成され、前記少なくとも１つの変形部は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧することにより形成された、ことを特徴とする。
上記パイプ締結体において、前記筒状部材の硬度は前記線材の硬度よりも低いことを特徴とする。
本発明に係る処置具は、生体内に挿入して用いられる内視鏡用の処置具において、前記パイプ締結体を備えることを特徴とする。
本発明に係る締結方法は、線材と筒状部材との締結方法において、前記線材の外周部の一部を塑性変形させることにより、少なくとも１つの凹部を形成する凹部形成工程と、前記筒状部材を前記線材に被せ、前記少なくとも１つの凹部を覆う部分を外周側から前記少なくとも１つの凹部に向けて押圧して塑性変形させることにより、前記少なくとも１つの凹部に入り込むように少なくとも１つの変形部を形成する変形部形成工程と、を含み、前記変形部形成工程における前記筒状部材の最大変位量は、前記凹部形成工程における前記線材の最大変位量以下であることを特徴とする。
上記締結方法において、前記変形部形成工程は、前記少なくとも１つの凹部の形状に倣うように前記筒状部材の一部を塑性変形させることを特徴とする。
上記締結方法において、前記凹部形成工程は、凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の外周部の一部に当接させて押圧することにより、前記少なくとも１つの凹部を形成し、前記変形部形成工程は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記筒状部材の外周部に当接させて押圧することにより、前記少なくとも１つの変形部を形成する、ことを特徴とする。
上記締結方法において、前記凹部形成工程は、前記凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧し、前記変形部形成工程は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧する、ことを特徴とする。
上記締結方法において、前記筒状部材の硬度は前記線材の硬度よりも低いことを特徴とする。
本発明によれば、線材の外周部の一部を塑性変形させることにより凹部を形成すると共に、該凹部に沿って筒状部材の一部を塑性変形させることにより変形部を形成し、この際の塑性変形による筒状部材の最大変位量を、凹部を形成した際の塑性変形による線材の最大変位量以下とするので、筒状部材に部分的な強度低下を生じさせることなく、線材と筒状部材とを強固に且つ簡便に締結することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態１に係るパイプ締結体の構造を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る締結方法において用いられるカシメ加工機の一例を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る締結方法において用いられる金型の一例を示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る締結方法を説明するための模式図である。 図５は、本発明の実施の形態１の変形例に係るパイプ締結体の構造を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係るパイプ締結体の構造を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る締結方法を説明するための模式図である。 図８は、本発明の実施の形態２の変形例に係るパイプ締結体の構造を示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係るパイプ締結体の構造を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態４に係るパイプ締結体を説明するための断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態５に係る締結方法を説明するための模式図である。 図１２は、本発明の実施の形態７に係るパイプ締結体の外観を示す斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態８に係る処置具の内部構造を示す模式図である。 図１４は、図１３に示す連結部を拡大して示す模式図である。 図１５は、図１４に示す締付具側連結部のＤ矢視図である。 図１６は、図１３に示す処置具の使用方法を説明するための模式図である。
以下に、本発明に係るパイプ締結体、処置具、及び締結方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るパイプ締結体の構造を示す図である。このうち、図１（ａ）は該パイプ締結体の外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１に示すように、実施の形態１に係るパイプ締結体１０は、金属又は合金からなる線材１１及び筒状部材１２を備える。線材１１の外周部の一部には、該線材１１を塑性変形させることにより形成された凹部１３が設けられている。また、筒状部材１２の外周部の一部には、該筒状部材１２を塑性変形させることにより凹部１３に入り込むように形成された変形部１４が設けられている。これらの凹部１３及び変形部１４が、線材１１と筒状部材１２とを締結する締結部１５を構成する。
変形部１４は、図１（ｂ）に示すように、凹部１３に対して隙間なく嵌っていても良いし、凹部１３に対して若干浮いた状態であっても良い。このように、凹部１３に変形部１４を嵌合又は緩く嵌合させることにより、線材１１と筒状部材１２とが締結される。なお、実施の形態１においては、凹部１３及び変形部１４からなる締結部１５を１箇所に設けているが、締結部１５の数は特に限定されない。
線材１１の径は特に限定されず、１ｍｍ以下の微細な径を有する線材から数ｃｍ以上の径を有する線材まで実施の形態１を適用することができる。また、筒状部材１２についても、線材１１を挿入可能な内径を有し、且つ、塑性変形により変形部１４を形成可能な厚みであれば、外径及び内径は特に限定されない。図１（ｂ）においては、線材１１の外周部と筒状部材１２の内周部との間に僅かな隙間を設けているが、両者が隙間なく嵌合されるように、線材１１の径と筒状部材１２の内径とを決定しても良い。反対に、凹部１３から変形部１４が抜けなければ、線材１１の外周部と筒状部材１２の内周部との隙間を図１（ｂ）より大きくしても良い。
凹部１３及び変形部１４の形状は、後述するカシメ加工機に取り付けられる金型の形状に応じて決定される。実施の形態１において、凹部１３は、締結前の線材１１を側面から見た場合に略長方形状をなし、線材１１の長手方向と直交する断面において略円弧状をなしている。また、変形部１４も凹部１３と同様に、筒状部材１２を側面から見た場合に略長方形状をなし、筒状部材１２の長手方向と直交する断面において略円弧状をなしている。
変形部１４を形成した際の塑性変形による筒状部材１２の最大変位量ｄ2は、凹部１３を形成した際の塑性変形による線材１１の最大変位量ｄ1と同じか、又は最大変位量ｄ1よりも小さい。それにより、筒状部材１２の変形部１４における厚みを、他の部分と同じ厚みに維持することができ、強度の部分的な低下を抑制することができる。実施の形態１においては、ｄ1＝ｄ2とし、凹部１３に対して変形部１４が隙間なく倣うように変形部１４を塑性変形させている。
線材１１及び筒状部材１２の材料は、塑性変形が可能な金属又は合金であれば特に限定されない。また、線材１１と筒状部材１２とを同種の金属又は合金で形成しても良いし、異なる種類の金属又は合金の組み合わせで形成しても良い。
材料の組み合わせの例として、例えば、線材１１の硬度に対して筒状部材１２の硬度が低い材料を組み合わせても良い。具体的には、ステンレス鋼（ＳＵＳ）の線材１１と、同じＳＵＳの硬度を焼き鈍しにより低下させた筒状部材１２という組み合わせが挙げられる。或いは、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ等のチタン合金の線材１１と、同じチタン合金の硬度を焼き鈍しにより低下させた筒状部材１２という組み合わせも可能である。
線材１１と筒状部材１２とで異種の金属又は合金を用いる場合、線材１１の材料としては、バネ用ステンレス鋼等の高張力鋼や析出硬化系ステンレス鋼や高炭素系ステンレス鋼を含むＳＵＳ材、チタン合金、タングステン、モリブデン、コバルト合金等が挙げられる。一方、筒状部材１２としては、焼き鈍しにより硬度を低下させたＳＵＳ材、焼き鈍しにより硬度を低下させたチタン合金、金合金、銀合金、プラチナ等、線材１１よりも硬度が低い材料を用いることが好ましい。
次に、本発明の実施の形態１に係る締結方法について説明する。図２は、実施の形態１に係る締結方法において用いられるカシメ加工機の一例を示す模式図である。また、図３は、該締結方法において用いられる金型の一例を示す模式図である。
図２に示すカシメ加工機１００は、台座１０１と、加圧部１０２、１０３を支持して台座１０１上に固定する支持部１０４と、加工対象である線材１１や筒状部材１２が挿入される加工部１０５と、該加工部１０５に取り付けられた金型１０６とを備える。このカシメ加工機１００においては、加工部１０５に加工対象を挿入し、加圧部１０２、１０３を操作して金型１０６により加工対象を押圧することにより、加工対象を塑性変形させることができる。
図３に示すように、金型１０６は、短手方向の側面から見た場合に、加工対象に当接する先端の転写面１０６ａが円弧状に湾曲した形状をなす柱状の転写型である。この転写面１０６ａを線材１１や筒状部材１２に当接させて押圧することにより、外周部を部分的に塑性変形させて凹部１３や変形部１４を形成することができる。
図４は、実施の形態１に係る締結方法を説明するための模式図である。まず、図４（ａ）に示すように、カシメ加工機１００の加工部１０５に金型１０６を取り付け、この加工部１０５に線材１１をセットして線材１１の外周部を金型１０６により押圧する。この際、転写面１０６ａの中心線が線材１１の回転中心軸（長手方向の中心軸）Ｒを通るように、金型１０６の取り付け位置及び線材１１の配置を調節する。それにより、図４（ｂ）に示すように、線材１１の外周部のうち転写面１０６ａが当接した部分が塑性変形して、凹部１３が形成される。
続いて、図４（ｃ）に示すように、筒状部材１２を線材１１に被せて凹部１３を覆った状態で、線材１１及び筒状部材１２を加工部１０５にセットする。この際、凹部１３の向きが図４（ｂ）の状態（上向き）から変わらないように、線材１１をカシメ加工機１００に固定したままとし、筒状部材１２側を移動させて線材１１に被せるようすると良い。
続いて、図４（ｄ）に示すように、凹部１３を覆っている筒状部材１２の部分を金型１０６によって凹部１３の方向に押圧することにより、筒状部材１２を凹部１３に沿って塑性変形させる。それにより、図１に示すパイプ締結体１０が得られる。この際の金型１０６による押圧量は、凹部１３を形成した際の金型１０６による押圧量以下とする。それにより、変形部１４を形成した際の塑性変形による筒状部材１２の最大変位量が、凹部１３を形成した際の塑性変形による線材１１の最大変位量以下となり、変形部１４における厚みが他の部分の厚みよりも薄くなるのを防ぐことができる。また、この際、凹部１３を形成したときと同じ金型１０６を用いることにより、変形部１４を凹部１３に沿うように変形させることができる。
以上説明したように、実施の形態１によれば、塑性変形により線材１１に凹部１３を形成し、この凹部１３に沿って筒状部材１２を塑性変形させることにより、凹部１３に入り込むように変形部１４を形成するので、線材１１と筒状部材１２とを簡単に締結することができる。また、変形部１４における筒状部材１２の最大変位量を、凹部１３における線材１１の最大変位量以下とすることで、変形部１４における厚みを他の部分と同じ厚みに維持することができるので、変形部１４における強度の低下を抑制することができる。
また、実施の形態１によれば、予め線材１１に凹部１３を形成しておくので、線材１１の硬度に対して筒状部材１２の硬度が低い場合であっても、簡単且つ確実に両者を締結することができる。ここで、一般的なカシメ加工においては、線材に対して筒状部材の硬度が低い場合、筒状部材をかしめても、内部に挿入された線材が塑性変形するに至らず、締結することが困難な場合があるが、実施の形態１においては、線材１１と筒状部材１２とを確実に締結することができる。
また、実施の形態１によれば、線材１１の凹部１３を、カシメ加工機１００を用いた塑性変形により形成するので、線材１１が高硬度な材料により形成されている、或いは、線材１１が微細であるといった場合であっても、精度良く凹部１３を形成することができる。
また、実施の形態１によれば、線材１１の凹部１３の形成時と、筒状部材１２の変形部１４の形成時とで、同じ転写面１０６ａを有する金型１０６を用いるので、変形部１４を容易に且つ厚みを変化させることなく、凹部１３に沿うように変形させることができる。
なお、上記実施の形態１は、図２に示すカシメ加工機１００に限らず、線材１１や筒状部材１２の外周部を部分的に押圧可能な金型１０６を用いることにより、一般的なカシメ加工機においても実施することができる。
また、上記実施の形態１においては、線材１１に対する凹部１３の形成工程と筒状部材１２に対する変形部１４の形成工程とを１つのカシメ加工機１００において行った。この場合、変形部１４を形成する際に、凹部１３の位置（線材１１の向き）を金型１０６の方に合わせる位置合わせ工程が不要となる。しかしながら、それぞれの工程を異なるカシメ加工機において行っても良い。
（変形例１）
次に、本発明の実施の形態１の変形例１について説明する。
図５は、本変形例１に係るパイプ締結体の構造を示す断面図である。上記実施の形態１においては、凹部１３における線材１１の最大変位量ｄ1と、変形部１４における筒状部材１２の最大変位量ｄ2とをほぼ等しくしたが、凹部１３から変形部１４が脱落しない程度であれば、ｄ1＞ｄ2としても良い。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図６は、実施の形態２に係るパイプ締結体の構造を示す図である。このうち、図６（ａ）は該パイプ締結体の外観を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図６に示すように、実施の形態２に係るパイプ締結体２０は、金属又は合金からなる線材２１及び筒状部材２２を備える。なお、線材２１及び筒状部材２２の材料は、実施の形態１における線材１１及び筒状部材１２と同様である。
線材２１の外周部の４箇所には、塑性変形により形成された４つの凹部２３がそれぞれ設けられている。また、筒状部材２２の外周部の４箇所には、塑性変形により形成された４つの変形部２４が、４つの凹部２３にそれぞれ入り込むように設けられている。各凹部２３及び各変形部２４の形状や寸法、塑性変形による最大変位量については、実施の形態１と同様である。このように、線材２１と筒状部材２２とを締結する締結部２５を構成する凹部２３及び変形部２４を４箇所に設けることにより、両者をより強固に締結することが可能となる。
図７は、実施の形態２に係る締結方法を説明するための模式図である。締結部２５を４箇所に設ける場合、図２に例示するカシメ加工機１００の加工部１０５に４つの金型１０６（図３参照）を、転写面１０６ａを回転中心軸Ｒ方向に向け、９０°間隔の回転対称となるように取り付ける。そして、加工部１０５に線材２１をセットし、図７（ａ）に示すように、線材２１の外周部を４つの金型１０６により回転中心軸Ｒ方向に向けて押圧する。それにより、転写面１０６ａが当接した部分が塑性変形して、凹部２３が形成される。なお、図７（ａ）は、凹部２３を形成した後、凹部２３から金型１０６を離した状態を示している。
続いて、筒状部材２２を線材２１に被せて凹部２３を覆った状態で、線材２１及び筒状部材２２を加工部１０５にセットする。そして、図７（ｂ）に示すように、４つの凹部２３を覆っている筒状部材２２の部分を４つの金型１０６によってそれぞれ押圧することにより、筒状部材２２を凹部２３に沿って塑性変形させる。それにより、図６に示すパイプ締結体２０が得られる。
（変形例２）
次に、本発明の実施の形態２の変形例２について説明する。
図８は、本変形例２に係るパイプ締結体の構造を示す断面図である。上記実施の形態２においては、凹部２３及び変形部２４からなる締結部２５を４箇所に設けたが、図８に示すように、締結部２５を２箇所に設けても良い。この場合、図２に例示するカシメ加工機１００の加工部１０５に２つの金型１０６を、転写面１０６ａが対向するように取り付けて、実施の形態２と同様の加工を行う。
また、締結部２５を３箇所又は５箇所以上に設ける場合には、加工部１０５に所望の数の金型１０６を、転写面１０６ａを回転中心軸Ｒに向け、個数に応じた回転対称性を有するように均等に配置して、実施の形態２と同様に加工を行えば良い。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図９は、実施の形態３に係るパイプ締結体の構造を示す断面図である。図９に示すように、実施の形態３に係るパイプ締結体３０は、金属又は合金からなる線材３１及び筒状部材３２を備える。なお、線材３１及び筒状部材３２の材料は、実施の形態１における線材１１及び筒状部材１２と同様である。
線材３１の外周部には、塑性変形により形成された凹部３３が設けられている。凹部３３は、締結前の線材３１を側面から見た場合に略長方形状をなし、線材３１の長手方向と直交する断面において楔状をなしている。また、筒状部材３２の外周部には、塑性変形により形成された変形部３４が、凹部３３に沿って設けられている。変形部３４も凹部３３と同様に、筒状部材３２を側面から見た場合に略長方形状をなし、筒状部材３２の長手方向と直交する断面において楔状をなしている。
図９に示すように、このようなパイプ締結体３０は、図２に例示するカシメ加工機１００の加工部１０５に、楔状をなす加工面１０７ａを有する金型１０７を取り付け、実施の形態２と同様に加工を行うことにより作製することができる。なお、凹部３３及び変形部３４からなる締結部３５は２箇所に限定されず、実施の形態１と同様に１箇所のみに設けても良いし、３箇所又はそれ以上設けても良い。
このように、線材に形成される凹部及び筒状部材に形成される変形部の断面形状（即ち、金型の転写面の形状）は、実施の形態１及び２において説明した円弧状に限定されず、線材及び円筒部材に凹部及び変形部をそれぞれ形成することができれば、楔状や、それ以外の種々の形状を適用することができる。
また、凹部及び変形部の側面形状（即ち、金型の上面形状）についても、長方形状に限定されず、正方形、台形、多角形等、種々の形状を適用することができる。
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
図１０は、実施の形態４に係るパイプ締結体を説明するための断面図である。上記実施の形態１〜３においては、円柱状をなす線材１１、２１、３１に対して円筒状をなす筒状部材１２、２２、３２を締結した。しかしながら、筒状部材の形状は円筒状に限定されない。例えば、図１０（ａ）に示すように、円柱状をなす線材４１に対し、内周面が円柱状をなし、外周面が多角柱状（例えば六角柱状）をなす筒状部材４２を締結しても良い。
この場合、図２に例示するカシメ加工機１００において、図３に例示する金型１０６を用いて線材４１に凹部４３を形成した後、筒状部材４２を線材４１に被せ、同じ金型１０６を用いて変形部４４を形成する。この際、金型１０６による押圧方向はいずれも、回転中心軸Ｒ方向とする。それにより、図１０（ｂ）に示すパイプ締結体４０が作製される。
なお、実施の形態４においては、筒状部材４２の内周面を円柱状としたが、線材４１の外周面が多角柱状である場合には、筒状部材４２の内周面も同じ多角柱状としても良い。
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。
図１１は、実施の形態５に係る締結方法を説明するための模式図である。上記実施の形態１〜４においては、凹部１３、２３、３３、４３や変形部１４、２４、３４、４４を形成する際に、金型１０６（図３参照）や金型１０７（図９参照）によって線材１１、２１、３１、４１や筒状部材１２、２２、３２、４２を回転中心軸Ｒの方向に押圧した。しかしながら、線材に対して凹部を形成すると共に、該凹部に入り込むように筒状部材に変形部を形成することができれば、押圧方向は回転中心軸Ｒ方向に限定されない。
例えば、図１１に示すように、４つの金型１０６の押圧方向を互いに平行にしても良い。詳細には、図１１（ａ）に示すように、金型１０６を２つずつ、中心線Ｃ１、Ｃ２が一致するように対向させて配置し、これらの金型１０６によって線材５１を中心線Ｃ１、Ｃ２に沿って押圧することにより、凹部５３を形成する。なお、図１１（ａ）は、凹部５３を形成した後、凹部５３から金型１０６を離した状態を示している。
続いて図１１（ｂ）に示すように、線材５１を筒状部材５２に挿入し、図１１（ａ）と同様に配置された金型１０６により筒状部材５２を中心線Ｃ１’、Ｃ２’に沿って押圧することより、変形部５４を形成する。それにより、図１１（ｃ）に示すパイプ締結体５０が得られる。
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。
上記実施の形態１〜５においては、線材の凹部（例えば図１に示す凹部１３）と筒状部材の変形部（同変形部１４）とを、形状が同一の金型（例えば図３に示す金型１０６）を用いて形成したが、凹部と変形部とを形状や曲率が異なる金型を用いて形成しても良い。
例えば図３に示す金型１０６を用いて線材の凹部を形成し、例えば図９に示す金型１０７を用いて筒状部材の変形部を形成しても良い。この場合、線材及び筒状部材の長手方向と直交する断面において、凹部は円弧状となり、変形部は楔状となる。
或いは、金型１０６と同様に転写面の断面が円弧状をなす金型を用いる場合であっても、線材の凹部を形成する際に用いた金型に対し、曲率が大きい（曲率半径が小さい）金型を用いて、筒状部材の変形部を形成しても良い。
いずれにしても、凹部を形成した際の塑性変形による線材の最大変位量に対し、変形部を形成した際の塑性変形による筒状部材の最大変位量が同じか又は線材の最大変位量よりも小さければ、凹部及び変形部の形状、即ち、凹部及び変形部をそれぞれ形成する際に用いた金型の形状やその組み合わせは限定されない。
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。
図１２は、実施の形態７に係るパイプ締結体の外観を示す斜視図である。上記実施の形態１及び２においては、線材１１、２１と筒状部材１２、２２とを締結する締結部１５、２５を、筒状部材１２、２２の長手方向に沿って１列だけ設けたが、締結部を長手方向に沿って複数列設けても良い。
例えば図１２に示すパイプ締結体６０においては、線材６１と筒状部材６２とを締結する締結部６３を、長手方向に沿って２列に設けている。各締結部６３は、実施の形態１、２と同様に、線材６１の一部を塑性変形させることにより形成された凹部と、筒状部材６２の一部が該凹部に入り込むように筒状部材６２を塑性変形させることにより形成された変形部とからなる（いずれも図示せず）。
このように、締結部６３を長手方向に沿って複数列設けることにより、線材６１と筒状部材６２との間における締結力をより強固にすることができる。
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８について説明する。
図１３は、実施の形態８に係る処置具の内部構造を示す模式図である。実施の形態８に係る処置具は、内視鏡の処置具チャンネルを通じて生体内に挿入され、該生体内において処置を行うための器具である。
図１３に示すように、実施の形態８に係る処置具７０は、生体内において組織を固定する組織締付具７１と、該組織締付具７１を生体内の所望の位置に留置するためのアプリケータ７２とを備える。このうち、アプリケータ７２は、生体内の組織に刺し入れられる挿入用針管７３と、組織締付具７１をアプリケータ７２から押し出すプッシャ７４と、該プッシャ７４と組織締付具７１とを連結する連結部７５とを備える。なお、図１３においては、挿入用針管７３のみを断面で示し、その他の構成部については側面を示している。
組織締付具７１は、コイル状に巻かれた１本の高弾性金属線材であり、生体内に留置されるまでは、引き延ばされた状態で挿入用針管７３に挿入されている。組織締付具７１は、ニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ）等の形状記憶特性や超弾性特性を有する合金材料により形成されている。
形状記憶特性とは、任意の形に変形しても、Ａｆ点（加熱時のマルテンサイト相がオーステナイト相に変態する変態終了温度）に加熱すると、変形前の形に形状回復する特性である。Ａｆ点が常温以下の合金は、特に加熱しなくても元の形状に回復することから、超弾性合金とも呼ばれる。ニッケルチタン合金は、ニッケルとチタンとの組成比や熱処理の条件等によりＡｆ点を制御することにより、形状記憶や超弾性といった特性を付与することができる。
ここで、組織締付具等の生体内で使用される処置具としては、従来、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属又は合金材料が用いられることが多かった。一方、内視鏡の処置具チャネルは直径が２〜４ｍｍ程度と非常に細いため、そこを通じて生体内に挿入される処置具をさらに細径化する必要があった。そのような状況下で、組織締付具をＳＵＳによって形成した場合、この組織締付具を引き延ばして細径の針管等に収納した後、生体内において設計通りの形状に回復させることが非常に難しく、組織締付具としての機能を十分に発揮させることが困難であった。
それに対し、ニッケルチタン合金は、コイル状に形状を記憶させた後で引き延ばし、細径の挿入用針管７３に収納しても、形状記憶特性や超弾性特性により、生体内において設計通りの形状に復元させることができるので、組織締付具７１としての機能を十分に発揮させることができる。
なお、組織締付具７１を生体内に留置した際の作用については、例えば特開２００９−６６４０８号公報及び特開２０１０−１７５４２号公報を参照されたい。
挿入用針管７３は、生体内の組織に対して刺し入れ可能な針管であり、その先端部（図示せず）は鋭利に形成されている。挿入用針管７３は、引き延ばされた状態の組織締付具７１を収納して、当該処置具７０に対する操作により生体内の患部まで組織締付具７１を運搬する。
プッシャ７４は、軸状をなし、挿入用針管７３の内側に移動可能に挿入されている。プッシャ７４は、当該処置具７０に対する操作により、挿入用針管７３内に収容された組織締付具７１を、連結部７５を介して挿入用針管７３の先端から押し出す。
図１４は、図１３に示す連結部７５を拡大して示す模式図である。なお、図１４においても、挿入用針管７３のみを断面で示し、その他の構成部については側面を示している。図１４に示すように、連結部７５は、組織締付具７１と締結された締付具側連結部７６と、プッシャ７４と締結されたプッシャ側連結部７７とを含む。締付具側連結部７６及びプッシャ側連結部７７はいずれも、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の生体適合性に優れた金属又は合金により形成されている。
図１５は、図１４に示す締付具側連結部７６のＤ矢視図である。図１４及び図１５に示すように、締付具側連結部７６は、全体として円柱の一部を切り欠いた形状をなしている。締付具側連結部７６の円柱部７６ａは有底の筒状をなしており、この円柱部７６ａに組織締付具７１の端部が挿入される。組織締付具７１と円柱部７６ａとは、複数の締結部７６ｂにおいて締結されている。各締結部７６ｂの構造は、図１に示す締結部１５と同様である。本実施の形態８においては、締結部７６ｂを長手方向に沿って２列、各列に４箇所ずつ設けているが、締結部７６ｂの数はこれに限定されない。また、締付具側連結部７６の半円柱部７６ｃには空孔７６ｄが形成されている。
一方、プッシャ側連結部７７は、上述した締付具側連結部７６と径が同程度の円柱の一部を切り欠いた形状をなしている。プッシャ側連結部７７は、円柱部７７ａにおいてプッシャ７４の先端に締結されている。プッシャ側連結部７７とプッシャ７４とは、実施の形態１の締結部１５と同様の方法により締結しても良いし、その他の公知の方法により締結しても良い。また、プッシャ側連結部７７の半円柱部７７ｂには、締付具側連結部７６の空孔７６ｄに挿入可能な引掛ピン７７ｃが設けられている。
締付具側連結部７６及びプッシャ側連結部７７は、半円柱部７６ｃ、７７ｂの平面部分同士を対向させ、引掛ピン７７ｃを空孔７６ｄに挿入した状態で、挿入用針管７３内に収納されている。
次に、図１３及び図１６を参照しながら、処置具７０の使用方法について説明する。図１６は、処置具７０の使用方法を説明するための模式図である。処置具７０を使用する際には、内視鏡の処置具チャンネルを通じて処置具７０を生体内に挿入し、挿入用針管７３の先端を患部に刺し入れる。その状態で、挿入用針管７３の先端からプッシャ７４により組織締付具７１を押し出す。このとき、プッシャ７４は、連結部７５を介して組織締付具７１と連結されているので、組織締付具７１を確実に押し出すことができると共に、押し出し量の制御も容易に行うことができる。挿入用針管７３から生体内に押し出された組織締付具７１は、形状記憶特性又は超弾性特性によってもとのコイル状に復元し、患部の組織を締め付ける。
図１６に示すように、組織締付具７１の端部に締結された締付具側連結部７６が挿入用針管７３から押し出されると、空孔７６ｄから引掛ピン７７ｃが外れ、締付具側連結部７６とプッシャ側連結部７７との連結が解かれる。それにより、組織締付具７１及びこれに締結された締付具側連結部７６が生体内に留置される。一方、プッシャ側連結部７７は、挿入用針管７３の内部に引き戻され、該挿入用針管７３と共に生体外に引き抜かれる。
ここで、組織締付具７１と締付具側連結部７６とを締結部７６ｂにより、実施の形態１と同様の締結方法により締結した理由を説明する。まず、組織締付具７１及び締付具側連結部７６は生体内に留置されるので、生体適合性や耐腐食性に問題がある半田（例えばＳｎ-Ａｇ-Ｃｕ半田）や接着剤を使用することはできない。
また、一般に、溶接を行うと、溶接組織に金属間化合物が形成される。例えば、ニッケルチタン合金とステンレス鋼とを溶接すると、金属間化合物としてＦｅＴｉ系合金が形成される。このような金属間化合物は脆性を示すため、溶接組織は衝撃荷重に弱くなってしまう。このため、組織締付具７１と締付具側連結部７６とを溶接により締結することもできない。
このような事情から、組織締付具７１と締付具側連結部７６との締結には、両者以外の部材を使用しないカシメ加工が適しているといえる。しかしながら、上述したように、組織締付具７１に適した特性を有するニッケルチタン合金は硬度が非常に高いため、一般的なカシメ加工が困難である。
また、組織締付具７１に対し、締付具側連結部７６をかしめるための係止溝を切削等により予め形成しておくことも考えられるが、上述したようにニッケルチタン合金は非常に高硬度であるため、一般的なハイス鋼の刃物による切削が困難である。加えて、組織締付具７１のように小径の線材に対して微細且つ高精度な切削加工を施すのは非常に困難である。特に、組織締付具７１と締付具側連結部７６とを締結する場合、高い締結強度が要求されるため、係止溝の位置精度が得られない切削を適用することはできない。
それに対し、実施の形態８においては、上記実施の形態１において説明したように、カシメ加工機及び金型を用いて線材の一部を塑性変形させることにより凹部を形成し、同様の金型を用いて該凹部に入り込むように筒状部材の一部を塑性変形させるので、線材（組織締付具７１）と筒状部材（締付具側連結部７６）とを簡便且つ確実に締結することができる。また、この際、塑性変形による筒状部材の最大変位量を、塑性変形による線材の最大変位量以下とするので、締結部（締結部７６ｂ）における部分的な強度低下を生じさせることなく、両者を強固に締結することが可能となる。
なお、実施の形態８においては、締結部７６ｂを円周上の４箇所に２列にわたって設けているが、締結部７６ｂの数や配置はこれに限定されない。例えば、円周上の１箇所以上に１列にわたって設けても良いし、３列以上にわたって設けても良い。また、実施の形態３と同様に、楔状をなす金型１０７を用いて締結部７６ｂを形成しても良いし、実施の形態５と同様に、凹部や変形部を形成する際の押圧方向を回転中心軸以外の方向としても良い。
以上説明した本発明は、実施の形態１〜８及びそれらの変形例に限定されるものではなく、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。例えば、各実施の形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成しても良いし、異なる実施の形態や変形例に示した構成要素を適宜組み合わせて形成しても良い。
１０、２０、３０、４０、５０、６０ パイプ締結体
１１、２１、３１、４１、５１、６１ 線材
１２、２２、３２、４２、５２、６２ 筒状部材
１３、２３、３３、４３、５３ 凹部
１４、２４、３４、４４、５４ 変形部
１５、２５、３５、６３、７６ｂ 締結部
１００ カシメ加工機
１０１ 台座
１０２、１０３ 加圧部
１０４ 支持部
１０５ 加工部
１０６、１０７ 金型
７０ 処置具
７１ 組織締付具
７２ アプリケータ
７３ 挿入用針管
７４ プッシャ
７５ 連結部
７６ 締付具側連結部
７６ａ、７７ａ 円柱部
７６ｃ、７７ｂ 半円柱部
７６ｄ 空孔
７７ プッシャ側連結部
７７ｃ 引掛ピン

Claims (7)

  1. 線材と筒状部材とを締結したパイプ締結体において、
    前記線材は、外周部の一部を塑性変形させることにより形成された少なくとも１つの凹部を有し、
    前記筒状部材は、該筒状部材を前記線材に被せ、前記少なくとも１つの凹部を覆う部分を外周側から前記少なくとも１つの凹部に向けて押圧して塑性変形させることにより、前記少なくとも１つの凹部に入り込むように形成された少なくとも１つの変形部を有し、
    前記変形部を形成した際の前記筒状部材の最大変位量は、前記凹部を形成した際の塑性変形による前記線材の最大変位量以下であり、
    前記少なくとも１つの凹部は、凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の外周部の一部に当接させて押圧することにより形成され、
    前記少なくとも１つの変形部は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記筒状部材の外周部に当接させて押圧することにより形成された、
    ことを特徴とするパイプ締結体。
  2. 前記少なくとも１つの凹部は、前記凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧することにより形成され、
    前記少なくとも１つの変形部は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧することにより形成された、
    ことを特徴とする請求項３に記載のパイプ締結体。
  3. 線材と筒状部材とを締結したパイプ締結体において、
    前記線材は、外周部の一部を塑性変形させることにより形成された少なくとも１つの凹部を有し、
    前記筒状部材は、該筒状部材を前記線材に被せ、前記少なくとも１つの凹部を覆う部分を外周側から前記少なくとも１つの凹部に向けて押圧して塑性変形させることにより、前記少なくとも１つの凹部に入り込むように形成された少なくとも１つの変形部を有し、
    前記変形部を形成した際の前記筒状部材の最大変位量は、前記凹部を形成した際の塑性変形による前記線材の最大変位量以下であり、
    前記筒状部材の硬度は前記線材の硬度よりも低い、
    ことを特徴とするパイプ締結体。
  4. 生体内に挿入して用いられる内視鏡用の処置具において、
    請求項３〜５のいずれか１項に記載のパイプ締結体を備えることを特徴とする処置具。
  5. 線材と筒状部材との締結方法において、
    前記線材の外周部の一部を塑性変形させることにより、少なくとも１つの凹部を形成する凹部形成工程と、
    前記筒状部材を前記線材に被せ、前記少なくとも１つの凹部を覆う部分を外周側から前記少なくとも１つの凹部に向けて押圧して塑性変形させることにより、前記少なくとも１つの凹部に入り込むように少なくとも１つの変形部を形成する変形部形成工程と、
    を含み、
    前記変形部形成工程における前記筒状部材の最大変位量は、前記凹部形成工程における前記線材の最大変位量以下であり、
    前記凹部形成工程は、凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の外周部の一部に当接させて押圧することにより、前記少なくとも１つの凹部を形成し、
    前記変形部形成工程は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記筒状部材の外周部に当接させて押圧することにより、前記少なくとも１つの変形部を形成する、
    ことを特徴とする締結方法。
  6. 前記凹部形成工程は、前記凸状をなす転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧し、
    前記変形部形成工程は、前記転写面と同一形状の転写面を有する転写型を前記線材の長手方向の中心軸に向けて押圧する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の締結方法。
  7. 線材と筒状部材との締結方法において、
    前記線材の外周部の一部を塑性変形させることにより、少なくとも１つの凹部を形成する凹部形成工程と、
    前記筒状部材を前記線材に被せ、前記少なくとも１つの凹部を覆う部分を外周側から前記少なくとも１つの凹部に向けて押圧して塑性変形させることにより、前記少なくとも１つの凹部に入り込むように少なくとも１つの変形部を形成する変形部形成工程と、
    を含み、
    前記変形部形成工程における前記筒状部材の最大変位量は、前記凹部形成工程における前記線材の最大変位量以下であり、
    前記筒状部材の硬度は前記線材の硬度よりも低い、
    ことを特徴とする締結方法。
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