JPH0890344A - マイクロ鉗子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 素材が微細な円柱状物であっても、安全性が
高く、目的物を好適につかみうる鰐口部を有するマイク
ロ鉗子を、容易に、かつ、高精度に製造する方法を提供
すること。 【構成】 棒状物に、下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の加
工を少なくとも施すことによって、作用点部１ａ、１
ｂ、支点部２ａ、２ｂ、力点部３ａ、３ｂ、を有する顎
部品Ａ、Ｂを形成し、この顎部品を用いてマイクロ鉗子
の鰐口部を構成することを特徴とするマイクロ鉗子の製
造方法。（Ａ）塑性加工によって、支点部・力点部の必
要箇所を所望の形状に形成する加工。（Ｂ）剪断加工に
よって、支点部・力点部の必要箇所を所望の形状に形成
する加工。（Ｃ）レーザー加工とワイヤー放電加工のう
ちいずれか一方または両方によって、作用点部の必要箇
所を所望の形状に形成する加工。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微細な管内等に挿入
し、目的物を的確に掴むことができる好ましい鰐口部を
先端部に有するマイクロ鉗子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ鉗子は、細径の管状物の先端部
に設けられた開閉可能な把持構造を、手元部となる反対
端において遠隔的に開閉操作しうるものである。本明細
書では、このマイクロ鉗子先端部の把持構造を「鰐口
部」という。図１は、その鰐口部の構造の一例を模式的
に示す図である。同図では、マイクロ鉗子全体としての
胴体や、開閉の力を伝達する部材等は省略している。同
図の鰐口部は、一対の把持用部材Ａ、Ｂが、支点部２の
回転軸を中心に互いに回転可能に結合されたものであ
る。本明細書では、この把持用部材を「顎部品」とい
う。顎部品Ａ、Ｂは各々、目的物につかむための力を与
える作用点部１ａ、１ｂと、鰐口部の支点部２を共に構
成する支点部２ａ、２ｂと、操作側よりつかむための力
が与えられる力点部３ａ、３ｂとを有する。また、作用
点部１ａ、１ｂのなかでも目的物に直接接触する対物面
４ａ、４ｂには、目的物を好適に保持するための溝５が
必要に応じて設けられる。このような構成において、手
元部となる反対端からワイヤー等を用いて力点部３ａ、
３ｂに開閉のための力Ｆａ、Ｆｂを伝えると、例えば支
点部２の回転軸を中心に作用点部１ａ、１ｂが回転して
閉じ、目的物をつかむことができる。ただし、一対の顎
部品のうちの一方がマイクロ鉗子全体としての胴体に対
して固定され、他方の顎部品だけが可動であるような構
成例もある。

【０００３】上記の様な鰐口部の構成によって、マイク
ロ鉗子は微細な間隙内の奥深くの目的物をつかむ必要の
ある種々の作業に用いられる。マイクロ鉗子は特に医療
の分野では有用であって、多くの場合、内視鏡やカテー
テルのワーキングチャンネルに挿入して体腔内に導か
れ、目的部位の粘膜・細胞・異物等の目的物を採取する
ために用いられている。このためマイクロ鉗子は、第一
に細径であることが求められ、その外形が１ｍｍ以下で
あることを要求される場合もある。特に、内視鏡やカテ
ーテルへの収納性と生体に対する安全性の点から、長手
方向に垂直な断面形状は円形であることが求められる。
従って、鰐口部を一対で構成する顎部品は、微細な円柱
状物から更に微細に加工されねばならない。第二に、目
的物を的確につかむこと、または、噛み切ること等がで
きるように、作用点部の対物面には、図１に示す例のよ
うに溝５を形成することによる適当なパターンの歯を形
成することが求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、このような顎部
品は主に、棒状物を素材とし、切削加工又は研削加工の
いずれか、もしくは両方を施すことにより形成してい
た。ところが、棒状物、特にこのような微小棒状物に切
削加工、研削加工を施すためには、加工抵抗によるワー
ク（棒状物）のたわみを防止するため、ワークの支持を
両端支持等にするなど特に配慮を要し、また加工におけ
る切り込み量を、極小（０．１μｍ〜１０μｍ）に制御
する必要があり、そのため生産性が著しく低く、また加
工そのものが熟練を必要とし非常に困難であった。さら
に、ワーク（棒状物）が微小化するにつれ、工具干渉、
工具の微小移動量の制御、スピンドル（ワーク軸、工具
軸）の高速回転化等の問題から、加工に用いる工作機械
は非常に高精度、高回転などが要求されるため、高価に
なるという問題が有った。また、切削加工においては、
バリの発生があり、バリを除去するための工程を必要と
していた。更に、マイクロ鉗子は人体内においても用い
られる器具となるものであるから、特にその作用点部
は、使用時の外力によって変形する事は許されず、その
一部が破断し本体と分離して体内に残るような事があっ
てはならない。しかし、微細な棒状物からの加工である
から形状面で強度の向上を計ることは困難である。この
ため棒状物の素材としては、高い弾性または靱性を有す
る事が必要であり、その加工（特に作用点部）において
は素材そのものの特性（弾性または靱性）を損なわない
事が必要である。しかし、微小棒状物の加工を、切削加
工もしくは研削加工によって行った場合、加工による
熱、歪等の影響が材料の内部までおよび、微小棒状物で
あるが故に、全体がその影響を受け、当初素材が持って
いた特性を損なうという欠点があった。

【０００５】本発明の目的は、棒状物を素材として、特
にそれが微細な円柱状物であっても、安全性が高く、目
的物を好適につかみうる鰐口部を有するマイクロ鉗子
を、容易に、かつ、高精度に製造する方法を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の切断方法は、以
下の特徴を有するものである。 (1) 棒状物に、下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の加工を少
なくとも施すことによって、作用点部・支点部・力点部
を有する顎部品を複数形成し、この顎部品を用いてマイ
クロ鉗子の鰐口部を構成することを特徴とするマイクロ
鉗子の製造方法。 （Ａ）塑性加工によって、支点部・力点部の必要箇所を
所望の形状に形成する加工。 （Ｂ）剪断加工によって、支点部・力点部の必要箇所を
所望の形状に形成する加工。 （Ｃ）レーザー加工とワイヤー放電加工のうちいずれか
一方または両方によって、作用点部の必要箇所を所望の
形状に形成する加工。 (2) 上記（Ｃ）の加工が、マイクロ鉗子の作用点部で目
的物をつかむために好ましい歯を対物面に形成するもの
である上記 (1)記載のマイクロ鉗子の製造方法。 (3) 歯が、一定ピッチで複数条配列されたものであり、
歯のその長手軸に垂直な断面形状が台形または三角形で
ある上記(2) 記載のマイクロ鉗子の製造方法。 (4) 上記（Ａ）の塑性加工によって支点部・力点部の必
要箇所に形成される所望の形状が、平面、曲面、凸部、
凹部のうちの少なくともいずれかの形状、および／また
は、上記（Ｂ）剪断加工によって支点部・力点部の必要
箇所に形成される所望の形状が、孔、所望の形状の切欠
き、他の加工によって生じた変形部分を除去してなる形
状のうちの少なくともいずれかの形状である上記 (1)記
載のマイクロ鉗子の製造方法。 (5) 棒状物が、外形φ２ｍｍ以下の丸棒材である上記
(1)記載のマイクロ鉗子の製造方法。

【０００７】

【作用】鰐口部を構成する顎部品は、上記のように微細
な棒状物を素材とし、作用点部・支点部・力点部を有す
るものである。鰐口部が精密で平滑な動作を示し、目的
物を確実に処理しうるためには、顎部品には、動作機構
を構成するための要素、即ち、基準面やその面に対する
直角・平行等の種々の面、孔穴、軸等や、対物面に形成
される歯が必要である。特に、素材が円柱状物である場
合、これら要素は全て後加工によって形成しなければな
らない。

【０００８】本発明のマイクロ鉗子の製造方法では、素
材の棒状物を加工するに際し、支点部・力点部に平面・
曲面、突き出した軸（ダボ）等の凸部、凹部、曲げ等が
必要であれば、これを塑性加工によって形成する。同様
に、支点部・力点部に、貫通孔、所望の形状の切欠き、
他の加工によって外形部に生じた材料の変形部分・はみ
出し部分の切り落としが必要であれば、これを剪断加工
によって形成する。これらの加工方法は、製品であるマ
イクロ鉗子に対して、品質とコストとのバランスにおい
て優れた加工方法である。

【０００９】本発明のマイクロ鉗子の製造方法における
重要な加工は、顎部品の作用点部の形状加工、および、
その対物面に必要に応じて施される歯の加工である。ワ
イヤー放電による切断加工、又はレーザー加工は、加工
力がワークに対してほとんど作用しないこと、さらに、
バリもほとんど発生しないことから、この方法のいずれ
か、もしくは両方を、上記顎部品の作用点部の形状加
工、及びその対物面に必要に応じて施される歯加工に適
用することによって、ワークの支持方法を片端支持等簡
単なものにすることができ、加工精度を高く保ちなが
ら、生産性を飛躍的に上げることが可能になった。又、
本加工方法であれば、加工時、ワークに対する熱、歪等
の影響を与えることが皆無か、あるいは有ったとしても
ごく表面にのみに限られるため、作用点部全体としては
素材が当初持っていた強度上の特性を損なうことなく加
工を行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の製造方法によるマイクロ鉗子
の具体的な製造例を示し、本発明をより詳細に説明す
る。図２は、本発明の製造方法によって製造されたマイ
クロ鉗子の鰐口部を構成する顎部品の一態様例を模式的
に示す図である。顎部品は、上述のように、作用点部１
ａ、支点部２ａ、力点部３ａを有する。また、目的物に
直接接触する対物面４ａには、目的物を好適に保持する
ための溝５が必要に応じて設けられる。さらに、顎部品
の先端部９ｗ、作用点部の根元部９ｘ、力点部の端部９
ｙ等は、必要に応じて種々の形状に設計変更される。例
えば、先端部９ｗの形状は、一対の顎部品を一体に合わ
せたときに、半球状となるよう各々を加工することが好
ましく、作用点部の根元部９ｘは、鰐口部の開閉動作に
支障なきように、また、強度面からも半月状等に切り欠
くことが好ましい。本実施例のような顎部品は、本発明
による次のような加工を施すことによって得られる。た
だし、加工の順番は限定されない。

【００１１】〔塑性加工〕支点部、力点部、その他の箇
所に、平面、曲面、凸部、凹部のうちの少なくともいず
れかを形成する必要がある場合、これを塑性加工によっ
て形成する。図２の態様例では、顎部品を一対合わせた
ときに外側となる部分では、支点部２ａにおける回転中
心２ａ1 の周囲の平面６、力点部３ａにおけるダボ３ａ
1 の周囲の平面７、また、内側となる部分として、支点
部と力点部に渡って形成される平面８が挙げられる。こ
れらは、鰐口部の開閉機構を精密かつ平滑に形成するた
めに重要な部品同士のすり合わせ面である。また、凸部
の例として操作部から鰐口部開閉のための力を、力点部
３ａで受けるためのダボ３ａ1 が挙げられる。これらの
態様は、あくまで種々の設計・製作例の一つに過ぎな
い。例えば、支点部２ａにおける平面６は、本体側の保
持具が球面を呈する凸面を有するならば、これに好適に
合致すべく、球面を呈する凹面であってもよい。また、
力点部３ａのダボ３ａ1 は、凹部であってもよい。塑性
加工を施すための手段としては、金型を用いたプレス加
工等、公知の手段を用いてよい。

【００１２】〔剪断加工〕支点部、力点部、その他の箇
所に、孔、および／または、所望の形状の切欠き（他の
加工によって生じた変形部分の除去を含む）を形成する
必要がある場合、これを剪断加工によって形成する。図
２の態様例では、支点部の回転中心２ａ1である貫通孔
が挙げられる。また、上記塑性加工で述べた力点部３ａ
におけるダボ３ａ1 は貫通孔であってもよく、その場合
は剪断加工によって形成される。貫通孔の形状は丸穴に
限定されず、任意の形状の孔であってもよい。また、図
２における作用点部の根元部９ｘ、力点部の端部９ｙ等
を所望の形状に切欠く場合や、上記塑性加工などで外形
にはみ出た材料をカットし、整形する場合も剪断加工が
よい。剪断加工を施すための手段としては、上記塑性加
工と同様、金型を用いたプレス加工等、公知の手段を用
いてよい。

【００１３】〔ワイヤー放電加工、レーザー加工〕作用
点部の形成には、ワイヤー放電加工、又はレーザー加工
による切断方法が好ましい。その切断の概略は、作用点
部と反対側の片端をチャックもしくはバイスで把持し、
ＮＣ制御されたワイヤー放電加工機、もしくはレーザー
加工機により所定の形状に切断する。制御方法は、ＮＣ
に限定されるものではない。

【００１４】棒状物の形状は限定されないが、内視鏡や
カテーテルのワーキングチャンネルへの収納性と生体に
対する安全性の点から、円柱状物であることが好まし
い。また、多角柱状物であっても角部に充分なアール加
工が施されたものであれば、好ましいものとなる。円柱
状物を素材とする場合、その外径が５ｍｍ以下、特に２
ｍｍ以下のものは、本発明の切断方法の有用性が顕著と
なり、かつ、マイクロ鉗子の微細化の要求に対して好適
な材料である。

【００１５】棒状物の材料は、特に限定されないが、生
体適合性、強度、靱性等の点から、ステンレスが好まし
いものとして挙げられる。

【００１６】本発明の製造方法では、上記、塑性加工、
剪断加工、本発明の切断加工に加えて、必要に応じて種
々の切削・研磨加工等の機械加工、または化学加工等、
種々の加工工程を加えてもよい。

【００１７】〔製作実験〕本発明の製造方法によって、
医療用マイクロ鉗子を製作した。顎部品の素材として、
呼び外径φ１．０ｍｍ、長さ３０．０ｍｍ、ＳＵＳ３０
４の丸棒材を用いた。先ず、丸棒材に金型内で圧縮を施
し、図２に示すような平面部６、７、８を形成し、力点
部にダボ３ａ1 を形成した。次に、他の金型によって支
点部の貫通孔２ａ1 、および作用点部の根元部９ｘに対
する逃がし部の加工を施した。次に、ワイヤー放電加工
により、作用点部４の加工を実施した。作用点部は丸棒
材の長手軸を含む平面を対物面とし、さらにこの対物面
に図２に示すような直角三角形の歯５がピッチ０．３５
ｍｍをもって等間隔に形成した。その他、外形のシェー
ビング、細部の形状等の切断を施し、一対の顎部品を得
た。得られた一対の顎部品を用いて、図１に示すような
鰐口部を構成し、支点部をマイクロ鉗子本体チューブに
回転可能に固定すると共に、力点部に開閉力を好適に伝
達しうるリンクを介してワイヤーを接続し、マイクロ鉗
子を完成させた。得られたマイクロ鉗子は好適な動作を
示し、対物面の鋸歯状の凹凸も好ましい仕上がりであっ
た。

【００１８】

【発明の効果】本発明によるマイクロ鉗子の製造方法
は、鰐口部の構成部品である顎部品を形成するに際し、
素材が微細な円柱状物であっても、その主要部分の形状
加工を全て、塑性加工、剪断加工、およびワイヤー放電
加工又はレーザー加工によって行なうことに成功してい
る。換言すると、支点部、力点部の主要な加工工程は全
て金型を用いて行なうことができるということであり、
これに作用点部に対するワイヤー放電加工又はレーザー
加工を組み合わすことで、線材から、外形の完成した顎
部品を得ることが可能である。従って、安全性が高く、
目的物を好適につかみうる鰐口部を有するマイクロ鉗子
を、容易に、即ち、安価に、かつ高精度に所要の強度を
保持して製造することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法によって得られるマイクロ鉗
子の鰐口部の構造の一例を模式的に示す図である。

【図２】本発明の製造方法によって製造されたマイクロ
鉗子の鰐口部を構成する顎部品の一態様例を模式的に示
す図である。

【符号の説明】

Ａ、 Ｂ 顎部品 １ａ、１ｂ 作用点部 ２、 ２ａ、２ｂ 支点部 ３ａ、３ｂ 力点部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 慎一郎 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 津田 誠輔 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 内海 厚 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 青木 勇 神奈川県横浜市瀬谷区本郷２丁目37番地の 12 (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市港北区茅ヶ崎南４丁目14番 １号109

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状物に、下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
   の加工を少なくとも施すことによって、作用点部・支点
   部・力点部を有する顎部品を複数形成し、この顎部品を
   用いてマイクロ鉗子の鰐口部を構成することを特徴とす
   るマイクロ鉗子の製造方法。 （Ａ）塑性加工によって、支点部・力点部の必要箇所を
   所望の形状に形成する加工。 （Ｂ）剪断加工によって、支点部・力点部の必要箇所を
   所望の形状に形成する加工。 （Ｃ）レーザー加工とワイヤー放電加工のうちいずれか
   一方または両方によって、作用点部の必要箇所を所望の
   形状に形成する加工。
2. 【請求項２】 上記（Ｃ）の加工が、マイクロ鉗子の作
   用点部で目的物をつかむために好ましい歯を対物面に形
   成するものである請求項１記載のマイクロ鉗子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 歯が、一定ピッチで複数条配列されたも
   のであり、歯のその長手軸に垂直な断面形状が台形また
   は三角形である請求項２記載のマイクロ鉗子の製造方
   法。
4. 【請求項４】 上記（Ａ）の塑性加工によって支点部・
   力点部の必要箇所に形成される所望の形状が、平面、曲
   面、凸部、凹部のうちの少なくともいずれかの形状、お
   よび／または、上記（Ｂ）剪断加工によって支点部・力
   点部の必要箇所に形成される所望の形状が、孔、所望の
   形状の切欠き、他の加工によって生じた変形部分を除去
   してなる形状のうちの少なくともいずれかの形状である
   請求項１記載のマイクロ鉗子の製造方法。
5. 【請求項５】 棒状物が、外形φ２ｍｍ以下の丸棒材で
   ある請求項１記載のマイクロ鉗子の製造方法。