JP7018844B2

JP7018844B2 - 接合体の製造方法

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Publication number: JP7018844B2
Application number: JP2018136459A
Authority: JP
Inventors: 真吾堀井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2022-02-14
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: JP2020010917A

Description

本発明は、接合体の製造方法に関する。

従来、被検体の体内に内視鏡を経由して挿入され、胆石や腎結石等を回収するバスケット型の内視鏡用処置具が知られている。これらの内視鏡用処置具は、例えば特許文献１に示すように、複数の弾性ワイヤ（以下、「ワイヤ」という）が金属パイプによって束ねて固定された構造を有している。ワイヤは、従来ステンレス材料が主に用いられてきたが、近年では、バスケット形状の復元性等に有利な超弾性や形状記憶性を有するＮｉＴｉ等の機能性合金材料を用いるケースが増えている。

複数のワイヤを金属パイプによって結束固定する場合、従来のステンレス材料では半田、ロウ付け、接着、溶接等の方法が用いられていたが、ＮｉＴｉ等の機能性合金材料は熱影響によって超弾性や形状記憶の特性が変動しやすいため、ロウ付けや溶接による接合には不向きであった。また、半田や接着は、ロウ付けや溶接よりも接合強度が低い為、ワイヤを強固に固定したい場合には不向きであった。

一方、金属パイプを縮径することにより複数のワイヤを結束固定する機械的締結は、ワイヤの特性に影響を与えない有用なワイヤ接合方法である。その中でも、ロータリースウェージングは、金属パイプの外径を均等に縮径して複数のワイヤを結束固定するため、内視鏡用処置具のようなチューブ状のシース内に収納される構造体に対して適性が高い。

特開２００５－５２６６８公報

ロータリースウェージングを利用して複数のワイヤを金属パイプに結束固定する場合、ロータリースウェージング装置のダイスを回転させながら金属パイプの外周を打撃することにより金属パイプを縮径する。そのため、金属パイプがダイスの回転方向に連れ回り、それに伴い複数のワイヤが捩じれて変形してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のワイヤを変形させることなく結束固定することができる接合体の製造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、本発明に係る接合体の製造方法は、第一の円筒部材の内部に、複数のワイヤからなるワイヤ束の一部を、ロータリースウェージングにおけるダイスの回転方向に沿って回転自由に配置し、第二の円筒部材の一端側から、前記ワイヤ束の端部を前記第二の円筒部材に挿入し、前記第一の円筒部材を支持しながら、前記第二の円筒部材をロータリースウェージングによって縮径することにより、前記ワイヤ束を前記第二の円筒部材に結束固定する。

また、本発明に係る接合体の製造方法は、上記発明において、前記ワイヤ束の端部のうち、前記第二の円筒部材に挿入する側とは反対側の端部を結束した後に、前記ワイヤ束を前記第一の円筒部材の内部に配置し、前記ワイヤ束を前記第二の円筒部材に結束固定した後に、前記ワイヤ束を所定形状へと変形加工してもよい。

また、本発明に係る接合体の製造方法は、上記発明において、前記ワイヤ束を構成する複数のワイヤとは異なる他のワイヤの端部を、前記第二の円筒部材の他端側から前記第二の円筒部材に挿入し仮固定した後、前記第二の円筒部材の一端側から、前記ワイヤ束の端部を前記第二の円筒部材に挿入し仮固定し、前記他のワイヤおよび前記ワイヤ束に張力を付与して緊張状態とした後に、前記第一の円筒部材を支持しながら、かつ前記緊張状態を維持しながら、前記第二の円筒部材をロータリースウェージングによって縮径することにより、前記他のワイヤおよび前記ワイヤ束を前記第二の円筒部材に結束固定してもよい。

本発明によれば、ワイヤ束をロータリースウェージングにおける回転方向に対して固定していないため、ロータリースウェージングの際に第二の円筒部材が前記回転方向に連れ回った際に、ワイヤ束も同期して連れ回る。そのため、ワイヤ束を第二の円筒部材に結束固定する際に、当該ワイヤ束が捩じれて変形することがない。

図１は、本発明の実施の形態１に係る接合体の製造方法を示すフローチャートである。図２は、本発明の実施の形態１に係る接合体の製造方法におけるスウェージング工程と、スウェージング工程で用いるロータリースウェージング装置の構成を説明するための断面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。図４は、図３の状態からスピンドルを回転させた状態を示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る接合体の製造方法を示すフローチャートである。図６は、本発明の実施の形態２に係る接合体の製造方法における結束工程、配置工程、第一の挿入工程および第二の挿入工程を説明するための断面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る接合体の製造方法における変形加工工程を説明するための断面図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る接合体の製造方法を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態３に係る接合体の製造方法における配置工程、第一の挿入工程、第二の挿入工程および仮固定工程を説明するための断面図である。図１０は、本発明の実施の形態３に係る接合体の製造方法におけるスウェージング工程を説明するための断面図である。図１１は、従来の接合体の製造方法におけるスウェージング工程と、スウェージング工程で用いるロータリースウェージング装置の構成を説明するための断面図である。図１２は、従来の接合体の一例を示す断面図である。図１３は、従来の接合体のその他の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る接合体の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。また、以下で参照する各図面において、同一部分には同一の符号を付して示している。また、以下で参照する一部の断面図では、ワイヤを除いた構成を断面で示している。

本発明の説明を行う前に、ロータリースウェージングを利用した従来の接合体の製造方法について、図１１～図１３を参照しながら説明する。まず、複数のワイヤ３１の端部を円筒部材３４内に配置し、ワイヤ３１と円筒部材３４とを位置決めして仮固定する。仮固定の方法は、ワイヤ３１の端部と円筒部材３４とが容易にずれなければ特に限定されないが、一般的にはカシメ加工が用いられている。

続いて、図１１に示すように、円筒部材３４をロータリースウェージング装置２の加工部２１に挿入する。このとき、ワイヤ３１の少なくとも一方は、ロータリースウェージング装置２の回転方向Ｒに固定した状態でスウェージング加工を行う。スウェージング加工によって、円筒部材３４がダイス２１２によって縮径され、ワイヤ３１が円筒部材３４に結束固定される。そして、接合体を加工部２１から引き抜いて加工完了となる。

複数のワイヤ３１と円筒部材３４とを接合してなる接合体は、図１２に示すように複数のワイヤ３１の端部のみを円筒部材３４に結束固定した構造でもよく、あるいは図１３に示すように複数のワイヤ３１の端部と別のワイヤ３２の端部とを突き合わせて連結し、円筒部材３４に固定した構造でもよい。

このような従来の接合体の製造方法では、前記したように、ロータリースウェージングの際に円筒部材３４が連れ回ることにより、複数のワイヤ３１が捩じれて変形してしまうという問題があった。なお、例えば複数のワイヤ３１が太径である場合は、回転方向の力に対する耐性が高いため連れ回りは生じない。しかしながら、内視鏡処置具では、複数のワイヤ３１や円筒部材３４がいずれも細径であるため、回転方向の力に対する耐性が低く、複数のワイヤ３１の捩れによる変形の問題が顕著となる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る接合体の製造方法について、図１～図４を参照しながら説明する。本実施の形態に係る接合体の製造方法は、複数のワイヤからなるワイヤ束を、ロータリースウェージングによって円筒部材に結束固定することにより、接合体を製造する方法であり、図１に示すように、配置工程Ｓ１と、第一の挿入工程Ｓ２と、第二の挿入工程Ｓ３と、スウェージング工程Ｓ４と、をこの順で行う。

本実施の形態に係る接合体の製造方法では、具体的には図２に示す複数のワイヤ１１（ワイヤ束）の端部と、ワイヤ１２の端部とを、円筒部材（第一の円筒部材）１３およびロータリースウェージング装置２を用いて、円筒部材（第二の円筒部材）１４に結束固定する。なお、本実施の形態に係る製造方法で製造した接合体は、例えばバスケットやスネア等の内視鏡用処置具として用いられる。

複数のワイヤ１１は、具体的にはＮｉＴｉからなる細径の弾性ワイヤである。ワイヤ１２は、複数のワイヤ１１と同様にＮｉＴｉからなる細径の弾性ワイヤであり、本実施の形態ではワイヤ１１よりも太い径で構成されている。

円筒部材１３は、複数のワイヤ１１を合わせた外径よりも大きな内径を有するパイプである。円筒部材１３の内径は、縮径加工後の円筒部材１４の外径よりも大きいことが望ましいが、例えば分割可能な構造であれば、縮径加工後の円筒部材１４よりも小さくてもよい。また、円筒部材１３の材質は特に限定されない。

円筒部材１４は、ワイヤ１２の外径よりも大きな内径を有する金属製のパイプであり、例えばステンレス等で構成されている。なお、本実施の形態および後記する実施の形態２，３で参照する図面では、説明の便宜上、円筒部材１３，１４内のワイヤ１１，１２を透過させて示している。

ロータリースウェージング装置２は、主に加工部２１とモータ２２とから構成されている。加工部２１は、図２および図３に示すように、スピンドル２１１と、一対のダイス２１２と、一対のバッカー２１３と、ローラ２１４と、を備えている。モータ２２は、加工部２１のスピンドル２１１と連結されている。そのため、モータ２２の回転は、スピンドル２１１に伝達される。

一対のダイス２１２は、スピンドル２１１の回転軸を中心として対称の位置に配置されている。一対のダイス２１２は、図３に示すように、スピンドル２１１の回転に伴う遠心力によって開くが、図４に示すように、ダイス２１２の外側に配置されたバッカー２１３がローラ２１４を通過する際に、当該バッカー２１３によってスピンドル２１１の回転軸中心方向に押されて閉じる。

ロータリースウェージング装置２では、これらの動作が連続的に行われることにより、一対のダイス２１２がスピンドル２１１の回転軸周りに回転しながら開閉を繰り返す。そして、スピンドル２１１の回転軸に合わせて複数のワイヤ１１および円筒部材１４を挿入することにより、一対のダイス２１２によって円筒部材１４が端部から徐々に縮径し、複数のワイヤ１１が円筒部材１４に結束固定される。

＜配置工程＞
配置工程では、複数のワイヤ１１の一部を、ロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して回転自由に、すなわち回転方向Ｒに対して固定することなく、非固定状態で円筒部材１３の内部に配置する。なお、複数のワイヤ１１がロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して回転自由であればよいため、回転方向Ｒに対して固定されていない円筒部材１３の内部に複数のワイヤ１１を固定してもよい。

＜第一の挿入工程＞
第一の挿入工程では、円筒部材１４の一端側から、複数のワイヤ１１の端部を円筒部材１４に挿入する。なお、本工程では、複数のワイヤ１１を、ロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して回転自由に、すなわち回転方向Ｒに対して固定することなく、非固定状態で円筒部材１４に挿入する。また、本工程では、複数のワイヤ１１に交差等の異常がない状態で、円筒部材１４に挿入する。

＜第二の挿入工程＞
第二の挿入工程では、円筒部材１４の他端側から、ワイヤ１２の端部を円筒部材１４に挿入する。なお、本工程では、ワイヤ１２を、ロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して回転自由に、すなわち回転方向Ｒに対して固定することなく、非固定状態で円筒部材１４に挿入する。

＜スウェージング工程＞
スウェージング工程では、ロータリースウェージング装置２を稼働し、複数のワイヤ１１とワイヤ１２とが挿入された円筒部材１４を、加工部２１内に挿入する。そして、円筒部材１３を支持しながら、円筒部材１４をロータリースウェージングによって縮径することにより、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を円筒部材１４に結束固定する。そして、接合体を加工部２１から引き抜き、かつ円筒部材１３から接合体を取り外して、加工完了となる。

なお、スウェージング工程では、円筒部材１４の軸を、スピンドル２１１の回転軸と一致させた状態で、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２が挿入された円筒部材１４を加工部２１内に挿入する。また、本工程では、例えば一軸ロボット等を用いて、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２が挿入された円筒部材１４を定速で加工部２１内に挿入してもよい。

以上説明したような本実施の形態１に係る接合体の製造方法によれば、複数のワイヤ１１をロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して固定していないため、ロータリースウェージングの際に円筒部材１４が回転方向Ｒに連れ回った際に、複数のワイヤ１１も同期して連れ回る。そのため、複数のワイヤ１１を円筒部材１４に結束固定する際に、当該複数のワイヤ１１が捩じれて変形することがない。従って、本実施の形態１に係る接合体の製造方法によれば、設計通りの製品形状を実現し接合部の信頼性が高い内視鏡用処置具を提供することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る接合体の製造方法について、図５～図７を参照しながら説明する。本実施の形態に係る接合体の製造方法は、図５に示すように、結束工程Ｓ１１と、配置工程Ｓ１２と、第一の挿入工程Ｓ１３と、第二の挿入工程Ｓ１４と、スウェージング工程Ｓ１５と、変形加工工程Ｓ１６と、をこの順で行う。なお、本実施の形態における配置工程、第一の挿入工程および第二の挿入工程の内容は、前記した実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

＜結束工程＞
結束工程では、複数のワイヤ１１の端部のうち、円筒部材１４に挿入する側とは反対側の端部を結束する。本工程では、具体的には図６に示すようなキャップ１５を用いて、複数のワイヤ１１の端部を結束する。なお、ワイヤ１１の先端は必ずしも結束されてなくてもよく、例えば一本のワイヤ１１の先端を折り返した構造であってもよい。

＜スウェージング工程＞
スウェージング工程では、ロータリースウェージング装置２を稼働し、予めキャップ１５によって先端が結束された複数のワイヤ１１とワイヤ１２とが挿入された円筒部材１４を、加工部２１内に挿入する。なお、加工部２１内に挿入する前に、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を円筒部材１４に仮固定してもよい。そして、円筒部材１３を支持しながら、円筒部材１４をロータリースウェージングによって縮径することにより、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を円筒部材１４に結束固定する。そして、接合体を加工部２１から引き抜き、かつ円筒部材１３から接合体を取り外して、加工完了となる。

なお、本実施の形態で用いる円筒部材１３の内径は、キャップ１５および縮径加工後の円筒部材１４よりも大きいことが望ましいが、例えば分割可能な構造であれば、キャップ１５および縮径加工後の円筒部材１４よりも小さくてもよい。

＜変形加工工程＞
変形加工工程では、図７に示すように、スウェージング工程において円筒部材１４に結束固定された複数のワイヤ１１を所定形状へと変形加工する。ワイヤ１１の変形加工部１１１の形状は、同図に示すような屈曲形状であってもよく、あるいは曲線形状（円弧状）であってもよい。また、本工程における変形加工の方法は特に限定されず、複数のワイヤ１１が円筒部材１４に結束固定された結束固定部の固定力量が著しく低下しなければ、冷間加工と熱間加工のいずれであってもよい。

以上説明したような本実施の形態２に係る接合体の製造方法によれば、前記した実施の形態１と同様に、複数のワイヤ１１をロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して固定していないため、ロータリースウェージングの際に複数のワイヤ１１が捩じれて変形することがない。

また、例えばスウェージング工程の前に変形加工工程を行おうとすると、変形加工部１１１に対するダイス２１２の干渉を防ぐために、図７のＢ部で示した変形加工部１１１と円筒部材１４との間に、所定長さの直線部を設ける必要がある。従って、スウェージング工程の前に変形加工工程を行う場合は、接合体の形状設計に制約が生じることになる。

一方、本実施の形態２に係る接合体の製造方法では、スウェージング工程の後に変形加工工程を行うため、複数のワイヤ１１に前記したような直線部を設ける必要がなく、設計自由度の高い高性能の接合体を製造することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る接合体の製造方法について、図８～図１０を参照しながら説明する。本実施の形態に係る接合体の製造方法は、図８に示すように、配置工程Ｓ２１と、第一の挿入工程Ｓ２２と、第二の挿入工程Ｓ２３と、仮固定工程Ｓ２４と、スウェージング工程Ｓ２５と、をこの順で行う。なお、本実施の形態における配置工程、第一の挿入工程および第二の挿入工程の内容は、前記した実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

＜仮固定工程＞
仮固定工程では、図９に示すように、円筒部材１４の一端側から挿入した複数のワイヤ１１の端部と、円筒部材１４の他端側から挿入したワイヤ１２の端部とを、円筒部材１４に仮固定する。なお、仮固定の順序は限定されず、複数のワイヤ１１の端部側もしくはワイヤ１２の端部側のいずれからでもよい。また、仮固定の方法は特に限定されないが、例えばカシメ加工を用いることができる。また、カシメ加工には、例えば４インデント圧着ペンチ等を用いることができる。なお、同図に示した仮固定部１４１の仮固定力は、後の工程でワイヤ１２に付与する張力に耐えられる程度とする。

＜スウェージング工程＞
スウェージング工程では、ロータリースウェージング装置２を稼働し、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２が挿入された円筒部材１４を加工部２１内に挿入する。そして、図１０に示すように、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２に張力を付与することにより、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を緊張状態とする。なお、張力を付与する手段は特に限定されないが、例えば一定張力を付与するエアシリンダや重り等を用いることができる。また、本工程では、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２のうち、少なくともワイヤ１２に張力を付与すればよい。

次に、円筒部材１３を支持しながら、かつ前記した緊張状態を維持しながら、円筒部材１４をロータリースウェージングによって縮径することにより、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を円筒部材１４に結束固定する。そして、接合体を加工部２１から引き抜き、かつ円筒部材１３から接合体を取り外して、加工完了となる。

以上説明したような本実施の形態３に係る接合体の製造方法によれば、前記した実施の形態１と同様に、複数のワイヤ１１をロータリースウェージングにおける回転方向Ｒに対して固定していないため、ロータリースウェージングの際に複数のワイヤ１１が捩じれて変形することがない。

また、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を円筒部材１４に仮固定してロータリースウェージングを行うと、円筒部材１４に伸びが生じる。これにより、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２も伸びて弛み、ロータリースウェージング時に一対のダイス２１２に複数のワイヤ１１またはワイヤ１２が噛み込まれる不具合が発生しやすくなる。

一方、本実施の形態３に係る接合体の製造方法では、複数のワイヤ１１およびワイヤ１２を緊張状態とすることにより、複数のワイヤ１１またはワイヤ１２が弛むことがないため、ダイス２１２への噛み込みを抑制することができる。

以上、本発明に係る接合体の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

１１，１２，３１，３２ワイヤ
１１１変形加工部
１３，１４，３４円筒部材
１４１仮固定部
１５キャップ
２ロータリースウェージング装置
２１加工部
２１１スピンドル
２１２ダイス
２１３バッカー
２１４ローラ
２２モータ

Claims

第一の円筒部材の内部に、複数のワイヤからなるワイヤ束の一部を、ロータリースウェージングにおけるダイスの回転方向に沿って回転自由に配置し、
第二の円筒部材の一端側から、前記ワイヤ束の端部を前記第二の円筒部材に挿入し、
前記第一の円筒部材を支持しながら、前記第二の円筒部材をロータリースウェージングによって縮径することにより、前記ワイヤ束を前記第二の円筒部材に結束固定する、
接合体の製造方法。
前記ワイヤ束の端部のうち、前記第二の円筒部材に挿入する側とは反対側の端部を結束した後に、前記ワイヤ束を前記第一の円筒部材の内部に配置し、
前記ワイヤ束を前記第二の円筒部材に結束固定した後に、前記ワイヤ束を所定形状へと変形加工する請求項１に記載の接合体の製造方法。
前記ワイヤ束を構成する複数のワイヤとは異なる他のワイヤの端部を、前記第二の円筒部材の他端側から前記第二の円筒部材に挿入し仮固定した後、
前記第二の円筒部材の一端側から、前記ワイヤ束の端部を前記第二の円筒部材に挿入し仮固定し、
前記他のワイヤおよび前記ワイヤ束に張力を付与して緊張状態とした後に、前記第一の円筒部材を支持しながら、かつ前記緊張状態を維持しながら、前記第二の円筒部材をロータリースウェージングによって縮径することにより、前記他のワイヤおよび前記ワイヤ束を前記第二の円筒部材に結束固定する請求項１に記載の接合体の製造方法。