JPWO2012169630A1 - 医療用ワイヤ製造方法および医療用ワイヤ - Google Patents
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Abstract
この医療用ワイヤ製造方法は、ワイヤのワイヤ端を溶融、固化させることにより、ワイヤ端に塊状の溶融部を形成する溶融部形成工程と、溶融部と被接合部位とを当接させて溶融部及び前記被接合部位を溶融し、溶融部と被接合部位とが融合した融合部を形成して固化させることにより、融合部を介してワイヤ端同士を接合する接合工程と、を備える。
Description
本発明は、医療用ワイヤ製造方法および医療用ワイヤに関する。本願は、2011年6月10日に、日本に出願された特願2011−130124号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、医療用に用いられる医療用ワイヤ、例えば、カテーテル、処置具、内視鏡等に用いられる医療用ワイヤは、長尺部と先端部とで構成される。従来の医療用ワイヤの先端部には、処置等の機能を付加したり、ループ形状を形成したりするために、複数のワイヤを接合した構成を備える場合がある。医療用ワイヤには、柔軟な可撓性を得るために、多数の細い線を撚り合わせた、いわゆる、撚り線ワイヤや単線ワイヤが組み合わされて使用されている。
このような医療用ワイヤの製造方法としては、複数のワイヤの端部を、連結金具に対して、溶接や、ろう付け、圧着をして、接合する方法がある。
例えば、特許文献1には、内視鏡の操作ワイヤとして用いる撚り線ワイヤの端部を突き合わせた状態で、継手パイプ部材に挿通し、継手パイプ部材に各撚り線ワイヤの端部をレーザ溶接して、撚り線ワイヤの接合を行う方法が記載されている。
また、特許文献2には、血管内で使用するガイドワイヤの端部をテーパ状に形成して突き合わせ、さらにその外周部を金属等のチューブ状連結器で接合し、ガイドワイヤの外径に合わせてチューブ状連結器の外形を研削する方法が記載されている。
このような医療用ワイヤの製造方法としては、複数のワイヤの端部を、連結金具に対して、溶接や、ろう付け、圧着をして、接合する方法がある。
例えば、特許文献1には、内視鏡の操作ワイヤとして用いる撚り線ワイヤの端部を突き合わせた状態で、継手パイプ部材に挿通し、継手パイプ部材に各撚り線ワイヤの端部をレーザ溶接して、撚り線ワイヤの接合を行う方法が記載されている。
また、特許文献2には、血管内で使用するガイドワイヤの端部をテーパ状に形成して突き合わせ、さらにその外周部を金属等のチューブ状連結器で接合し、ガイドワイヤの外径に合わせてチューブ状連結器の外形を研削する方法が記載されている。
しかしながら上記のような従来の医療用ワイヤ製造方法および医療用ワイヤにおいては、以下のような問題がある。
特許文献1に記載の技術では、継手パイプ部材に挿通して突き合わせた操作ワイヤをレーザ溶接するため、接合部の外径が操作ワイヤの外径よりも大きくなる。
このため、操作ワイヤを挿通させる孔部の内径を大きくする必要があり、操作ワイヤを使用する製品の小型化が難しくなる。
また、特許文献2に記載の技術では、チューブ状連結器をガイドワイヤの外径に合わせて研削するため、接合部における外径はワイヤの外径と同等になるが、研削加工工程が増えて製造コストが増大する。また、撚り線ワイヤ等の柔軟性が高いワイヤを用い、且つ、外径が小さい医療用ワイヤでは、研削加工が困難になる。
また、ワイヤの端部同士を溶接するなど、直接接合する方法も考えられる。しかし、撚り線ワイヤは、線間に隙間がある疎な構造を有し、空間的に不均質な構造を有している。このため、ワイヤがいびつな形状に固化したり、溶融後に体積が縮小して細くなったりして、良好な接合強度を有する接合部を形成することができない。
特許文献1に記載の技術では、継手パイプ部材に挿通して突き合わせた操作ワイヤをレーザ溶接するため、接合部の外径が操作ワイヤの外径よりも大きくなる。
このため、操作ワイヤを挿通させる孔部の内径を大きくする必要があり、操作ワイヤを使用する製品の小型化が難しくなる。
また、特許文献2に記載の技術では、チューブ状連結器をガイドワイヤの外径に合わせて研削するため、接合部における外径はワイヤの外径と同等になるが、研削加工工程が増えて製造コストが増大する。また、撚り線ワイヤ等の柔軟性が高いワイヤを用い、且つ、外径が小さい医療用ワイヤでは、研削加工が困難になる。
また、ワイヤの端部同士を溶接するなど、直接接合する方法も考えられる。しかし、撚り線ワイヤは、線間に隙間がある疎な構造を有し、空間的に不均質な構造を有している。このため、ワイヤがいびつな形状に固化したり、溶融後に体積が縮小して細くなったりして、良好な接合強度を有する接合部を形成することができない。
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、ワイヤ端同士を滑らかな形状で容易に接合することができる医療用ワイヤ製造方法および医療用ワイヤを提供することを目的とする。
本発明の第一の態様に係る医療用ワイヤ製造方法は、ワイヤのワイヤ端を溶融、固化させることにより、前記ワイヤ端に塊状の溶融部を形成する溶融部形成工程と、前記溶融部と被接合部位と当接させて前記溶融部及び前記被接合部位を溶融し、固化させて融合部を形成させることにより、前記融合部を介して前記ワイヤ端と前記被接合部位とを接合する接合工程と、を備える。
本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記ワイヤは、撚り線ワイヤを含む。
本発明の第三の態様によれば、第一または第二の態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記溶融部は、前記ワイヤ端に略球状に形成される。
本発明の第四の態様によれば、第一から第三のいずれかの態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記溶融部は、前記ワイヤ端と前記被接合部位とにレーザ光を照射することにより形成される。
本発明の第五の態様によれば、第一から第四のいずれかの態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記溶融部は第1のワイヤに形成され、前記被接合部位は、前記第1のワイヤ又は前記第1のワイヤと異なる第2のワイヤに有する。
本発明の第六の態様によれば、第五の態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記被接合部位は前記第1のワイヤの他のワイヤ端又は前記第2のワイヤのワイヤ端である。
本発明の第七の態様によれば、第六の態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記融合部は、前記第1のワイヤ又は前記第2のワイヤの外径のうちの最大外径以下の棒状に形成される。
本発明の第八の態様によれば、第五の態様に係る医療用ワイヤ製造方法において、前記被接合部位は、前記第1のワイヤ又は前記第2のワイヤのいずれかの任意の位置の外周部である。
本発明の第九の態様によれば、医療用ワイヤにおいて、ワイヤのワイヤ端と前記ワイヤ端と接合させる被接合部位との間に、ワイヤ端及び前記被接合部位の材質が溶融して融合した融合部が形成されて接合される。
本発明の第十の態様によれば、第九の態様に係る医療用ワイヤにおいて、前記ワイヤは、撚り線ワイヤを含む。
本発明の第十一の態様によれば、第九の態様に係る医療用ワイヤにおいて、前記被接合部位は、前記ワイヤの他のワイヤ端である。
本発明の第十二の態様によれば、第十一の態様に係る医療用ワイヤにおいて、前記融合部は、前記ワイヤの外径のうちの最大外径以下の棒状に形成される。
本発明の第十三の態様によれば、第九または第十の態様に係る医療用ワイヤにおいて、前記被接合部位は、前記ワイヤの外周部である。
上記医療用ワイヤ製造方法および医療用ワイヤによれば、ワイヤ端に塊状の溶融部を形成して、溶融部と被接合部位とを当接させ、溶融部及び前記被接合部位を溶融して融合部を形成することにより融合部を介してワイヤ端を接合するため、ワイヤ端を滑らかな形状で容易に接合することができる。
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。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る医療用ワイヤについて説明する。
図1Aは、本発明の第1実施形態に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。図1Bは、図1AにおけるA−A断面図である。図1Cは図1AにおけるB−B断面図である。図1Dは図1AにおけるC−C断面図である。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る医療用ワイヤについて説明する。
図1Aは、本発明の第1実施形態に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。図1Bは、図1AにおけるA−A断面図である。図1Cは図1AにおけるB−B断面図である。図1Dは図1AにおけるC−C断面図である。
本実施形態の接合ワイヤ1は、図1Aに示すように、撚り線ワイヤ部2,4が、それぞれのワイヤ端2E,4Eにおいて融合部3を介して接合された医療用ワイヤである。
撚り線ワイヤ部2(第1のワイヤ)は、複数の素線を撚り合わせて形成される線状部材である。撚り線ワイヤ部2は、適宜の撚り線ワイヤの構成を採用することができる。例えば、3本の素線を撚り合わせ1本とする”1×3”や、19本の素線を撚り合わせ1本とする”1×19”など様々なワイヤ構成を採用することができる。
本実施形態の接合ワイヤ1では、撚り線ワイヤ部2は、一例として、図1Bに示すように、前記1×3のワイヤ構成である。すなわち、撚り線ワイヤ部2は、素線径d0の素線2aを3本撚り合わせた構成になっている。このため、ワイヤ外径d1は、d1=2・d0である。撚り線ワイヤ2の撚り方向は特に限定されない。
本実施形態の接合ワイヤ1では、撚り線ワイヤ部2は、一例として、図1Bに示すように、前記1×3のワイヤ構成である。すなわち、撚り線ワイヤ部2は、素線径d0の素線2aを3本撚り合わせた構成になっている。このため、ワイヤ外径d1は、d1=2・d0である。撚り線ワイヤ2の撚り方向は特に限定されない。
素線2aの材質としては、用途に応じて適宜の金属素線材料を採用することができる。例えば、ステンレス、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、または、これらのうち複数の材質を組み合わせた構成を採用することができる。本実施形態では、撚り線ワイヤ部2が先端の処置を行うため、ステンレスの中でも耐食性と耐酸性を高めたSUS316を採用している。
撚り線ワイヤ部4(第2のワイヤ)は、撚り線ワイヤ部2と同様なワイヤ構成、素線径、素線材料を採用することができる。本実施形態では、撚り線ワイヤ部4は、撚り線ワイヤ部2とワイヤ構成、素線径が同一で、素線材料のみ異なる構成としている。
すなわち、撚り線ワイヤ部4は、図1Dに示すように、素線径d0の素線4aを3本撚り合わせたワイヤ外径d1の構成になっている。素線4aの材質は、一般的なSUS304を採用している。
このため、撚り線ワイヤ部2,4では、ワイヤ構成とワイヤ外径とが同じだが、線材の材質を変えることにより耐食性や耐酸化が異なる。
すなわち、撚り線ワイヤ部4は、図1Dに示すように、素線径d0の素線4aを3本撚り合わせたワイヤ外径d1の構成になっている。素線4aの材質は、一般的なSUS304を採用している。
このため、撚り線ワイヤ部2,4では、ワイヤ構成とワイヤ外径とが同じだが、線材の材質を変えることにより耐食性や耐酸化が異なる。
融合部3は、撚り線ワイヤ部2の端部(ワイヤ端)と撚り線ワイヤ部4の端部(ワイヤ端、被接合部位)とが溶融し、混じり合って固化した部位である。本実施形態では、融合部3は、図1Cに示すように、外径がd1以下の略円断面を有する中実な棒形状に形成されている。図1Aに示すように、融合部3の軸方向の長さはL1である。融合部3の軸方向の端部は、それぞれワイヤ端2E,4Eと接続されている。
すなわち、融合部3は、外径がdの円柱棒状、または軸方向の断面径が、端部でそれぞれd1であり、中間部に向かって漸次細くなる棒状(以下、「中細り棒状」と称する。)の形状を有する。中間部で細くなる場合、最小断面径は、引張強度や曲げ強度が使用上の許容範囲となる程度の大きさに設定される。
すなわち、融合部3は、外径がdの円柱棒状、または軸方向の断面径が、端部でそれぞれd1であり、中間部に向かって漸次細くなる棒状(以下、「中細り棒状」と称する。)の形状を有する。中間部で細くなる場合、最小断面径は、引張強度や曲げ強度が使用上の許容範囲となる程度の大きさに設定される。
このような構成の接合ワイヤ1は、例えば、処置具、内視鏡の操作ワイヤなどとして用いることができる。
また、接合ワイヤ1は、例えば、スネアや高周波ナイフ部等の処置具において、スネアループや刃部等の処置具部を構成するワイヤとして用いることができる。また、撚り線ワイヤ部2を処置具部として用い、撚り線ワイヤ部4を操作ワイヤとして用いることも可能である。
また、接合ワイヤ1は、例えば、スネアや高周波ナイフ部等の処置具において、スネアループや刃部等の処置具部を構成するワイヤとして用いることができる。また、撚り線ワイヤ部2を処置具部として用い、撚り線ワイヤ部4を操作ワイヤとして用いることも可能である。
次に、このような構成の接合ワイヤ1を製造する本実施形態の医療用ワイヤ製造方法について説明する。
図2A及び図2Bは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の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3は、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の溶融部形成工程で形成された溶融部の一例を示す写真画像である。図4は、レーザ出力と溶融部の外径との関係を示す実験結果の一例を示すグラフである。横軸はレーザ出力(W)、縦軸は溶融部の外径(mm)を表す。図5は、レーザ出力が小さすぎる場合のワイヤの端部の様子の一例を示す写真画像である。図6A及び図6Bは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程を説明する模式的な工程説明図である。図7Aは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合前のワイヤの一例を示す写真画像である。図7Bは本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。図8Aは、比較例の接合工程の接合前のワイヤの一例を示す写真画像である。図8Bは、比較例の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。
図2A及び図2Bは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の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3は、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の溶融部形成工程で形成された溶融部の一例を示す写真画像である。図4は、レーザ出力と溶融部の外径との関係を示す実験結果の一例を示すグラフである。横軸はレーザ出力(W)、縦軸は溶融部の外径(mm)を表す。図5は、レーザ出力が小さすぎる場合のワイヤの端部の様子の一例を示す写真画像である。図6A及び図6Bは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程を説明する模式的な工程説明図である。図7Aは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合前のワイヤの一例を示す写真画像である。図7Bは本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。図8Aは、比較例の接合工程の接合前のワイヤの一例を示す写真画像である。図8Bは、比較例の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。
本実施形態の医療用ワイヤ製造方法では、撚り線ワイヤ部2,4と同様のワイヤ構成を有する未接合の撚り線ワイヤ2W,4W(図2A参照)に対して、それぞれ溶融部形成工程を行った後、接合工程を行う。
まず、撚り線ワイヤ2Wに対する溶融部形成工程では、図2Aに示すように、ワイヤ固定治具6によって、撚り線ワイヤ2Wが保持される。このとき、撚り線ワイヤ2Wは、ワイヤの端部2Aが一定の長さh1だけ、ワイヤ固定治具6から突出するように保持される。本実施形態では、ワイヤ端部2Aが鉛直方向に沿って突出するように保持される。
ワイヤ端部2Aの長さh1は、長さh1のワイヤ端部2Aを溶融させて固化させたときに、撚り線ワイヤ2Wのワイヤ外径d1よりもわずかに大きい直径d2の球状の塊が形成される長さとする。直径d2としては、後述する接合工程において形成される融合部3の外径がワイヤ外径d1以下であって、適宜の強度が得られる大きさに設定すればよい。本実施形態の材質では、例えば、ワイヤ外径d1の100%〜130%の範囲が好ましい。
ワイヤ端部2Aの長さh1は、長さh1のワイヤ端部2Aを溶融させて固化させたときに、撚り線ワイヤ2Wのワイヤ外径d1よりもわずかに大きい直径d2の球状の塊が形成される長さとする。直径d2としては、後述する接合工程において形成される融合部3の外径がワイヤ外径d1以下であって、適宜の強度が得られる大きさに設定すればよい。本実施形態の材質では、例えば、ワイヤ外径d1の100%〜130%の範囲が好ましい。
次に、ワイヤの端部2Aの上方に、レーザ照射装置5を配置する。レーザ照射装置5には、ワイヤの端部2A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2Bに示すように、ワイヤの端部2Aの上方に配置したレーザ照射装置5から、レーザ光7をワイヤの端部2Aに照射する。これにより、ワイヤの端部2Aが加熱されて、素線2aが溶融して液体の塊が形成され、表面張力によって略球状(厳密な球形を含む)に変形する。
撚り線ワイヤ2Wを保持するワイヤ固定治具6は、レーザ光7が照射される間、固体状態を維持することができる。
撚り線ワイヤ2Wを保持するワイヤ固定治具6は、レーザ光7が照射される間、固体状態を維持することができる。
ワイヤの端部2Aがすべて溶融したら、レーザ光7を停止して、放冷する。
これにより、ワイヤ固定治具6で保持された撚り線ワイヤ2Wの上端部に形成されたワイヤ端2Eに、塊状の溶融部2Bが形成される。
すなわち、溶融部2Bは、液体状態において表面張力によって略球状に形成され、その形状を維持した状態で、放冷によって固化する。本実施形態では、溶融部2Bの形状は、直径d2の略球状に形成される。なお、溶融部2Bが厳密な球形でない場合の直径d2は、ワイヤの中心軸線に直交する方向の平均直径を意味する。
略球状の形状範囲は、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り発生する形状のバラツキの範囲を許容することができる。
これにより、ワイヤ固定治具6で保持された撚り線ワイヤ2Wの上端部に形成されたワイヤ端2Eに、塊状の溶融部2Bが形成される。
すなわち、溶融部2Bは、液体状態において表面張力によって略球状に形成され、その形状を維持した状態で、放冷によって固化する。本実施形態では、溶融部2Bの形状は、直径d2の略球状に形成される。なお、溶融部2Bが厳密な球形でない場合の直径d2は、ワイヤの中心軸線に直交する方向の平均直径を意味する。
略球状の形状範囲は、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り発生する形状のバラツキの範囲を許容することができる。
例えば、本実施形態の撚り線ワイヤ2Wの1×3構成の具体例では、d0=0.25(mm)、d1=0.52(mm)、h1=3(mm)のとき、レーザ出力80Wのレーザ光7をパルス幅100(ms)で、1パルス照射することで、ワイヤの端部2Aが溶融した。この場合、固化時の溶融部2Bの直径d2は、d2=0.55(mm)になる。
この時に形成された接合前の撚り線ワイヤ2Wの写真画像を図3に示す。端部に略球状の溶融部が形成されていることが分かる。
この時に形成された接合前の撚り線ワイヤ2Wの写真画像を図3に示す。端部に略球状の溶融部が形成されていることが分かる。
また、同様な条件で、レーザ光7のレーザ出力のみを変えると、溶融部2Bの外径d2を変化させることができる。上記具体例について、レーザ出力を40Wから180Wまで変化させた場合の溶融部2Bの外径d2の測定結果を図4のグラフに示す。
レーザ出力が60Wから180Wまでは、レーザ出力の増大とともに外径d2も増大することが分かる。このような実験を予め行うことにより、適宜の外径d2を得るためのレーザ出力を求めることができる。
なお、レーザ出力が40Wの場合には、図5の写真画像に示すように、略球状の溶融部2Bが形成されないため、外径のデータもプロットされない。
このようにレーザ出力が低すぎると、溶融量が少なすぎるため、略球状の溶融部2Bは形成されない。
レーザ出力が60Wから180Wまでは、レーザ出力の増大とともに外径d2も増大することが分かる。このような実験を予め行うことにより、適宜の外径d2を得るためのレーザ出力を求めることができる。
なお、レーザ出力が40Wの場合には、図5の写真画像に示すように、略球状の溶融部2Bが形成されないため、外径のデータもプロットされない。
このようにレーザ出力が低すぎると、溶融量が少なすぎるため、略球状の溶融部2Bは形成されない。
次に、溶融部2Bが形成された撚り線ワイヤ2Wをワイヤ固定治具6から取り外し、図2Aに示すように、上記と同様にして、撚り線ワイヤ2Wに代えて、撚り線ワイヤ4Wをワイヤ固定治具6に保持させる。このとき、上記と同様に、ワイヤ固定治具6の上方に長さh1のワイヤの端部4Aを突出させて撚り線ワイヤ4Wを保持する。
次に、図2Bに示すように、上記と同様にして、ワイヤの端部4Aにレーザ光7を照射して、溶融部4Bを形成する。
溶融部4Bが固化したら、ワイヤ端4Eに溶融部4Bが形成された撚り線ワイヤ4Wをワイヤ固定治具6から取り外す。
以上で、溶融部形成工程が終了する。
次に、図2Bに示すように、上記と同様にして、ワイヤの端部4Aにレーザ光7を照射して、溶融部4Bを形成する。
溶融部4Bが固化したら、ワイヤ端4Eに溶融部4Bが形成された撚り線ワイヤ4Wをワイヤ固定治具6から取り外す。
以上で、溶融部形成工程が終了する。
このように溶融部形成工程は、撚り線ワイヤ2W,4Wのワイヤの端部2A,4Aをそれぞれ溶融、固化させることにより、ワイヤ端2E,4Eのそれぞれに塊状の溶融部2B,4Bを形成する工程である。
次に、接合工程を行う。
本工程では、図6Aに示すように、クランプ治具8を用いて、溶融部2B,4Bのそれぞれの頂部2c,4cを互いに当接させた状態で、撚り線ワイヤ2W,4Wを水平方向の同軸位置にクランプする。
このとき、溶融部2B,4Bは、頂部2c,4cの近傍が凸曲面に形成されているため、互いに点接触し、頂部2c,4cの近傍には、溶融部2B,4Bの表面で挟まれた溝部M1が形成される。
また、溶融部2B,4Bの側部2d,4dは、ワイヤ外径d1より大きな直径d2の略球状に形成されているため、撚り線ワイヤ2W,4Wの端部を結ぶ直径d1の円筒領域R1から径方向外方に突出している。
本工程では、図6Aに示すように、クランプ治具8を用いて、溶融部2B,4Bのそれぞれの頂部2c,4cを互いに当接させた状態で、撚り線ワイヤ2W,4Wを水平方向の同軸位置にクランプする。
このとき、溶融部2B,4Bは、頂部2c,4cの近傍が凸曲面に形成されているため、互いに点接触し、頂部2c,4cの近傍には、溶融部2B,4Bの表面で挟まれた溝部M1が形成される。
また、溶融部2B,4Bの側部2d,4dは、ワイヤ外径d1より大きな直径d2の略球状に形成されているため、撚り線ワイヤ2W,4Wの端部を結ぶ直径d1の円筒領域R1から径方向外方に突出している。
次に、溶融部2B,4Bの当接位置の上方に、レーザ照射装置5を配置し、図6Bに示すように、当接位置に向けてレーザ光7を照射する。このときのレーザ光7は、溶融部2B,4Bの全体を溶融できる程度のエネルギーを有する。本実施形態の具体例では、例えば、120Wのレーザ光をパルス幅100msで1パルス照射するような照射条件とする。
レーザ光7の照射によって、溶融部2B,4Bが互いの当接部から溶融を開始すると、溶融した部分に表面張力が作用し、例えば、円筒領域R1の外方に位置する側部2d,4dが、溝部M1側に移動して、溶融部分が円柱状に凝集しようとする。
このため、溶融部2B,4Bの溶融部分が互いに融合して、撚り線ワイヤ2W,4Wの端部に接続する円柱棒状に変形する。
レーザ光7の照射を停止すると、溶融部2B,4Bの溶融部分が放熱によって固化し、融合部3が形成される。これにより、融合部3を介して、撚り線ワイヤ2W,4Wのワイヤ端2E、4Eが接合され、接合ワイヤ1が製造される。
次にクランプ治具8のクランプを解除することにより、接合ワイヤ1を取り外す。
以上で、本実施形態の接合工程が終了する。
このため、溶融部2B,4Bの溶融部分が互いに融合して、撚り線ワイヤ2W,4Wの端部に接続する円柱棒状に変形する。
レーザ光7の照射を停止すると、溶融部2B,4Bの溶融部分が放熱によって固化し、融合部3が形成される。これにより、融合部3を介して、撚り線ワイヤ2W,4Wのワイヤ端2E、4Eが接合され、接合ワイヤ1が製造される。
次にクランプ治具8のクランプを解除することにより、接合ワイヤ1を取り外す。
以上で、本実施形態の接合工程が終了する。
このように本実施形態の接合工程では、溶融部2B,4B同士を当接させて溶融部2B,4Bを再溶融し、溶融部2B,4B同士が融合した融合部3を形成して固化させることにより、融合部3を介してワイヤ端2E,4E同士を接合する。
融合部3は、溶融部2B,4Bがそれぞれ溶融し、融合することにより合金化した中実な棒形状に形成される。このため、融合部3の体積は、溶融前の溶融部2B,4Bの体積の和に略等しい。
誤差要因としては、溶融部分が隣接する撚り線ワイヤ2W,4Wのワイヤ端2E,4Eのワイヤ隙間に溶融された金属が吸収され、ワイヤ端2E,4Eから溶融が進行したりすることによる体積の減少を挙げることができる。これらの誤差要因は予め実験を行うなどして評価することができるため、溶融部2B,4Bの体積、すなわち溶融部形成工程におけるワイヤの端部2A,4Aの長さh1を適宜値に設定することで、融合部3の体積を制御することが可能である。
誤差要因としては、溶融部分が隣接する撚り線ワイヤ2W,4Wのワイヤ端2E,4Eのワイヤ隙間に溶融された金属が吸収され、ワイヤ端2E,4Eから溶融が進行したりすることによる体積の減少を挙げることができる。これらの誤差要因は予め実験を行うなどして評価することができるため、溶融部2B,4Bの体積、すなわち溶融部形成工程におけるワイヤの端部2A,4Aの長さh1を適宜値に設定することで、融合部3の体積を制御することが可能である。
本実施形態では、上記のようなh1の数値例により、融合部3の形状を、直径d=0.5(mm)、長さL1=1(mm)の略円柱状に形成することができる。
図7Aに、この具体例における撚り線ワイヤ2W,4Wの接合前の様子を示す写真画像を示す。また、図7Bには、この具体例における撚り線ワイヤ2W,4Wの接合後の様子を示す写真画像を示す。
接合後に略円柱状の融合部が形成されていることが分かる。
図7Aに、この具体例における撚り線ワイヤ2W,4Wの接合前の様子を示す写真画像を示す。また、図7Bには、この具体例における撚り線ワイヤ2W,4Wの接合後の様子を示す写真画像を示す。
接合後に略円柱状の融合部が形成されていることが分かる。
このように、本実施形態の医療用ワイヤ製造方法では、溶融部形成工程、接合工程をこの順に行うことにより、融合部3の形状制御を容易に行うことができる。
例えば、撚り線ワイヤ2W,4Wは撚り線で形成されるため、単線ワイヤに比べて、空間的な均質性に乏しい。このため、溶融部2B,4Bを形成することなく、撚り線ワイヤ2W,4Wの端部を当接させて、レーザ光7を照射すると、溶融の仕方が不均一になり、いびつな形状で接合されてしまうおそれがある。
また、撚り線ワイヤ2W,4Wは、ワイヤ外径が同じである単線ワイヤと比べると見かけ上の密度が小さい。このため、ワイヤ端の間を接合するのに充分な溶融量が得られず、細径化しすぎたり、表面張力によって溶融部が離間する可能性がある。
例えば、撚り線ワイヤ2W,4Wは撚り線で形成されるため、単線ワイヤに比べて、空間的な均質性に乏しい。このため、溶融部2B,4Bを形成することなく、撚り線ワイヤ2W,4Wの端部を当接させて、レーザ光7を照射すると、溶融の仕方が不均一になり、いびつな形状で接合されてしまうおそれがある。
また、撚り線ワイヤ2W,4Wは、ワイヤ外径が同じである単線ワイヤと比べると見かけ上の密度が小さい。このため、ワイヤ端の間を接合するのに充分な溶融量が得られず、細径化しすぎたり、表面張力によって溶融部が離間する可能性がある。
本実施形態によれば、中実金属による略球状の溶融部2B,4Bに対し、当接位置から溶融を開始させるため、当接位置から溶融部2B,4Bのそれぞれに向かってバランスよく溶融が進む。このため、融合部3の形状が、表面張力にしたがって、円柱棒状または中間部が細くなる滑らかな棒状の形状に形成される。また、融合部3の外径の誤差も抑制することができる。
特に、上記に説明したように、誤差要因は、融合部3の外径が細くなる方に作用するため、外径が太くなりにくい。
特に、上記に説明したように、誤差要因は、融合部3の外径が細くなる方に作用するため、外径が太くなりにくい。
ただし、溶融部2B,4Bの外径d2が大きすぎると、固化後の体積が円筒領域R1の体積よりも大きくなるため、融合部3の外径dがワイヤ外径d1よりも大きくなる。
例えば、図8A及び図8Bに、比較例としてレーザ出力120Wのレーザ光をパルス幅100msで1パルス照射で溶融部を形成して、接合を行った場合の例の写真画像を示す。図8Bに示すように、固化した融合部の外径は、ワイヤ径d1よりも大きくなる。
上記に説明した具体例では、融合部3の外径dがワイヤ外径d1以下であって、良好な強度が得られる大きさとなるレーザ出力は、60W〜110Wの範囲であった。
例えば、図8A及び図8Bに、比較例としてレーザ出力120Wのレーザ光をパルス幅100msで1パルス照射で溶融部を形成して、接合を行った場合の例の写真画像を示す。図8Bに示すように、固化した融合部の外径は、ワイヤ径d1よりも大きくなる。
上記に説明した具体例では、融合部3の外径dがワイヤ外径d1以下であって、良好な強度が得られる大きさとなるレーザ出力は、60W〜110Wの範囲であった。
このように、本実施形態では、溶融部2B,4Bの外径d2と、融合部3の外径dとの関係を予め調べておき、例えばレーザ出力などの加工条件を適切に設定する。これにより、ワイヤ外径から外側に突出する余剰部分を二次加工によって修正する必要がなくなるため、安価に製造することができる。
また、融合部3は、一度溶融した状態の溶融部2B,4Bを再溶融して、融合されているため、溶融部分での成分が均一に溶けて合金化される。この結果、接合部の欠陥が発生しにくくなり、接合ワイヤ1の信頼性を向上させることができる。
また、融合部3は、接合するための継手部材等の別部材を用いることなく形成できるため、製造が容易であり、部品点数を削減し、低コストで製造することができる。
また、融合部3は、接合するための継手部材等の別部材を用いることなく形成できるため、製造が容易であり、部品点数を削減し、低コストで製造することができる。
[第1変形例]
次に、本発明の第1実施形態の第1変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図9Aは、本変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。図9Bは、図9AにおけるD−D断面図、図9Cは、図9AにおけるE−E断面図、および図9Dは、図9AにおけるF−F断面図である。
次に、本発明の第1実施形態の第1変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図9Aは、本変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。図9Bは、図9AにおけるD−D断面図、図9Cは、図9AにおけるE−E断面図、および図9Dは、図9AにおけるF−F断面図である。
本変形例の接合ワイヤ10(医療用ワイヤ)は、図9Aに示すように、上記第1実施形態の接合ワイヤ1の撚り線ワイヤ部2、融合部3に代えて、単線ワイヤ部12、融合部13を備える。
単線ワイヤ部12は、直径d1のステンレス製の単線ワイヤである。
融合部13は、単線ワイヤ部12の端部と撚り線ワイヤ部4の端部とが溶融し、溶け合って固化した部位である。本変形例では、図9Cに示すように、外径がdの円断面を有する中実な棒形状に形成されている。融合部3の軸方向の長さはL2である(図9A参照)。融合部1の軸方向の端部は、それぞれワイヤ端12E,4Eと接続されている。
単線ワイヤ部12は、直径d1のステンレス製の単線ワイヤである。
融合部13は、単線ワイヤ部12の端部と撚り線ワイヤ部4の端部とが溶融し、溶け合って固化した部位である。本変形例では、図9Cに示すように、外径がdの円断面を有する中実な棒形状に形成されている。融合部3の軸方向の長さはL2である(図9A参照)。融合部1の軸方向の端部は、それぞれワイヤ端12E,4Eと接続されている。
このような構成の接合ワイヤ10は、上記実施形態の接合ワイヤ1と同様の用途の他、単線ワイヤ部12を備えることにより、カテーテルや処置具等を進退動作させる操作ロッドなどとして用いることができる。
次に、接合ワイヤ10の製造方法について説明する。
図10Aおよび図10Bは、本変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の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11Aは、本変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合前、接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。図11Bは、本実施形態の第1変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。
図10Aおよび図10Bは、本変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の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11Aは、本変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合前、接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。図11Bは、本実施形態の第1変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す写真画像である。
本変形例の接合ワイヤ10は、単線ワイヤ部12、撚り線ワイヤ部4と同様のワイヤ構成を有する未接合の単線ワイヤ12W、撚り線ワイヤ4W(図10A参照)に対して、それぞれ上記第1実施形態と略同様の溶融部形成工程を行った後、接合工程を行って製造される。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例の単線ワイヤ12Wに対する溶融部形成工程では、単線ワイヤ12Wが中実部材であるため、図10Aに示すように、ワイヤ固定治具6によって、単線ワイヤ12Wは、ワイヤの端部12Aが一定の長さh2だけ、ワイヤ固定治具6から突出するように、保持される。例えば、本変形例では、h2=3(mm)とする。単線ワイヤ12Wの先端に溶融部12Bを形成することによって、単線ワイヤ12Wの切断時の先端形状を略球状の溶融部12Bに形成できるため、後の融合部の接合工程の条件を安定して行うことが出来る。
この状態でワイヤの端部12Aにレーザ光7を照射すると、図10Bに示すように、ワイヤ端12Eに直径d2の溶融部12Bが形成される。
この状態でワイヤの端部12Aにレーザ光7を照射すると、図10Bに示すように、ワイヤ端12Eに直径d2の溶融部12Bが形成される。
本変形例の接合工程は、上記実施形態の溶融部2Bが形成された撚り線ワイヤ2Wに代えて、溶融部12Bが形成された単線ワイヤ12Wを用いる点以外は、上記実施形態と同様の工程である。
このようにして、接合ワイヤ10が製造される。
本変形例は、撚り線ワイヤと単線ワイヤとを接合して医療用ワイヤを製造する場合の例である。
図11Aに、この具体例における単線ワイヤ12W、撚り線ワイヤ4Wの接合前の様子を示す写真画像を示す。また、図11Bには、接合後の様子を示す写真画像を示す。
接合後に略円柱状の融合部が形成されていることが分かる。
このようにして、接合ワイヤ10が製造される。
本変形例は、撚り線ワイヤと単線ワイヤとを接合して医療用ワイヤを製造する場合の例である。
図11Aに、この具体例における単線ワイヤ12W、撚り線ワイヤ4Wの接合前の様子を示す写真画像を示す。また、図11Bには、接合後の様子を示す写真画像を示す。
接合後に略円柱状の融合部が形成されていることが分かる。
[第2変形例]
次に、本発明の第1実施形態の第2変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図12は、本変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。
次に、本発明の第1実施形態の第2変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図12は、本変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。
本変形例の接合ワイヤ11(医療用ワイヤ)は、図12に示すように、上記第1変形例の接合ワイヤ10の撚り線ワイヤ部4、融合部13に代えて、単線ワイヤ部14、融合部15を備える。以下、上記第1変形例と異なる点を中心に説明する。
単線ワイヤ部14は、直径d1の単線ワイヤである。
融合部15は、単線ワイヤ部12、14の各端部が互いに溶融し、溶け合って固化した部位で、融合部13と同様に、外径がdの円断面を有する中実な棒形状に形成されている。融合部15の軸方向の端部は、それぞれワイヤ端12E,14Eと接続されている。
このような構成の接合ワイヤ11は、上記第1変形例と同様の用途に用いることができる。
融合部15は、単線ワイヤ部12、14の各端部が互いに溶融し、溶け合って固化した部位で、融合部13と同様に、外径がdの円断面を有する中実な棒形状に形成されている。融合部15の軸方向の端部は、それぞれワイヤ端12E,14Eと接続されている。
このような構成の接合ワイヤ11は、上記第1変形例と同様の用途に用いることができる。
接合ワイヤ11は、単線ワイヤ部14と同様な断面形状を有する不図示の単線ワイヤを用いて、上記第1変形例の単線ワイヤ12Wと略同様にして、ワイヤ端14Eに溶融部を形成し、上記実施形態と同様の接合工程を行うことにより製造することができる。
ただし、単線ワイヤ同士を接合させる場合には、単線ワイヤ部14を形成するための単線ワイヤ(図示略)の先端に形成する溶融部(図示略)の外径を、例えば上記第1変形例の撚り線ワイヤ4Wの溶融部4Bの外径d2よりも小さく、単線ワイヤ部14の外径d1に近い外径に設定する。これにより、撚り線特有のワイヤ隙間に溶融された金属が吸収されることによる体積の減少が発生しない分を補正でき、融合部15の外径を制御することができる。
本変形例は、単線ワイヤ同士を接合して医療用ワイヤを製造する場合の例である。
ただし、単線ワイヤ同士を接合させる場合には、単線ワイヤ部14を形成するための単線ワイヤ(図示略)の先端に形成する溶融部(図示略)の外径を、例えば上記第1変形例の撚り線ワイヤ4Wの溶融部4Bの外径d2よりも小さく、単線ワイヤ部14の外径d1に近い外径に設定する。これにより、撚り線特有のワイヤ隙間に溶融された金属が吸収されることによる体積の減少が発生しない分を補正でき、融合部15の外径を制御することができる。
本変形例は、単線ワイヤ同士を接合して医療用ワイヤを製造する場合の例である。
[第3変形例]
次に、本発明の第1実施形態の第3変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図13Aは、本変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。図13Bは、図13AにおけるG−G断面図、図13Cは、図13AにおけるH−H断面図、および図13Dは、図13AにおけるJ−J断面図である。
次に、本発明の第1実施形態の第3変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図13Aは、本変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。図13Bは、図13AにおけるG−G断面図、図13Cは、図13AにおけるH−H断面図、および図13Dは、図13AにおけるJ−J断面図である。
本変形例の接合ワイヤ20(医療用ワイヤ)は、図13Aに示すように、上記実施形態の接合ワイヤ1の撚り線ワイヤ部2、撚り線ワイヤ部4、融合部3に代えて、撚り線ワイヤ部22,24(撚り線ワイヤ)、融合部23を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
撚り線ワイヤ部22は、図13Bに示すように、中心から外周に向かって、1本の芯線22a、6本の素線22b、12本の素線22cが撚り合わされた1×19のワイヤ構成を有する。
撚り線ワイヤ部22を構成する芯線22a、素線22b,22cの線径は、一例として、いずれもd6=0.06(mm)とされ、これにより、撚り線ワイヤ部22のワイヤ外径d3は、d3=0.30(mm)である。
撚り線ワイヤ部22の芯線22a、素線22b,22cの材質は、一例として、ステンレスを採用している。
撚り線ワイヤ部22を構成する芯線22a、素線22b,22cの線径は、一例として、いずれもd6=0.06(mm)とされ、これにより、撚り線ワイヤ部22のワイヤ外径d3は、d3=0.30(mm)である。
撚り線ワイヤ部22の芯線22a、素線22b,22cの材質は、一例として、ステンレスを採用している。
撚り線ワイヤ部24は、図13Dに示すように、1×3のワイヤ構成を有する。
撚り線ワイヤ部24を構成する各素線24aの線径は、一例として、d7=0.25(mm)とされ、これにより、撚り線ワイヤ部24のワイヤ外径d4は、d4=0.52(mm)である。
撚り線ワイヤ部24の各素線の材質は、一例として、ステンレスを採用している。
撚り線ワイヤ部24を構成する各素線24aの線径は、一例として、d7=0.25(mm)とされ、これにより、撚り線ワイヤ部24のワイヤ外径d4は、d4=0.52(mm)である。
撚り線ワイヤ部24の各素線の材質は、一例として、ステンレスを採用している。
このように、撚り線ワイヤ部22は、撚り線ワイヤ部24に比べて、多数の小径素線を撚り合わせることにより柔軟性を高めかつワイヤ外径を小さくした撚り線ワイヤである。
また、撚り線ワイヤ部24は、撚り線ワイヤ部22に比べて、少数の大径素線を撚り合わせることにより柔軟性を低減しかつワイヤ外径を大きくした撚り線ワイヤである。
また、撚り線ワイヤ部24は、撚り線ワイヤ部22に比べて、少数の大径素線を撚り合わせることにより柔軟性を低減しかつワイヤ外径を大きくした撚り線ワイヤである。
融合部23は、撚り線ワイヤ部22の端部と撚り線ワイヤ部24の端部とが溶融し、溶け合って固化した部位である。本変形例では、融合部23は、図13Aに示すように、外径が撚り線ワイヤ部22の端部から撚り線ワイヤ部24の端部に向かうにつれて、直径がd3からd4に漸次増大するテーパ形状を有する中実な棒形状である。このため、融合部23の断面は、図13Cに示すように、直径d5(ただし、d3≦d5≦d4)の円形状に形成される。図13Aに示すように、融合部23の軸方向の長さはL3である。融合部23の軸方向の端部は、それぞれワイヤ端22E、24Eと接続されている。
このため、融合部23は、撚り線ワイヤ部22,24のうちの最大外径を有する撚り線ワイヤ部24のワイヤ外径以下の棒状に形成されている。
なお、融合部23のテーパ形状は、傾きが一様な円錐台形状でもよいし、円錐台形状の外径が軸方向の中間部が細るように変化してもよい。また断面形状も厳密な円形状には限定されず、楕円形状でもよい。
このため、融合部23は、撚り線ワイヤ部22,24のうちの最大外径を有する撚り線ワイヤ部24のワイヤ外径以下の棒状に形成されている。
なお、融合部23のテーパ形状は、傾きが一様な円錐台形状でもよいし、円錐台形状の外径が軸方向の中間部が細るように変化してもよい。また断面形状も厳密な円形状には限定されず、楕円形状でもよい。
このような構成の接合ワイヤ20は、上記実施形態の接合ワイヤ1と同様の用途に用いることができる。特に、接合ワイヤ20は、柔軟性及びワイヤ外径が異なる撚り線ワイヤ部22,24を有する。このため、長尺部の撚り線ワイヤのワイヤ外径に対して、先端部の撚り線ワイヤのワイヤ外径を細くすることにより、内視鏡処置具を用いてより繊細な処置をする用途に特に好適である。
次に、接合ワイヤ20の製造方法について説明する。
図14A,図14Bは、本発明の第1実施形態の第3変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程を説明する模式的な工程説明図である。
図14A,図14Bは、本発明の第1実施形態の第3変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程を説明する模式的な工程説明図である。
本変形例の接合ワイヤ20は、撚り線ワイヤ部22,24と同様のワイヤ構成を有する未接合の撚り線ワイヤ22W,24W(図14A参照)に対して、それぞれ上記第1実施形態と略同様の溶融部形成工程を行った後、接合工程を行って製造される。以下、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例の撚り線ワイヤ22W,24Wに対する溶融部形成工程では、上記第1実施形態の撚り線ワイヤ2W,4Wとワイヤ外径が異なるため、撚り線ワイヤ22W,24Wのワイヤ端22E,24Eに形成する溶融部22B,24Bの外径が異なる。このとき、撚り線ワイヤ22Wの略球形状の溶融部22Bの外径d8は、撚り線ワイヤ22Wのワイヤ外径d3より大きくなっている。これに対して、撚り線ワイヤ24Wの略球形状の溶融部24Bの外径d9は、撚り線ワイヤ24Wのワイヤ外径d4と同等の大きさになっている。すなわち、溶融部24Bの外径d9は、ワイヤ外径d4と一致しており、溶融部24Bは半球状に形成されている。
これは、溶融部24Bの最大外径が、撚り線ワイヤ24Wの外径d4を超えないようにするための条件の一例である。撚り線ワイヤ22Wの外径d3がより細い場合には、溶融部24Bの体積をさらに減らす必要がある。
この場合、溶融部24Bは、直径がd4の円を超えない範囲で、ワイヤ端24Eから突出する部分球体の形状に形成されればよい。すなわち、溶融部24Bは、溶融部24Bの曲率半径はd4より大きく、ワイヤ端24Eにおいて撚り線ワイヤ24Wの径方向の外方にはみ出さない部分球体状の形状に形成されればよい。
これは、溶融部24Bの最大外径が、撚り線ワイヤ24Wの外径d4を超えないようにするための条件の一例である。撚り線ワイヤ22Wの外径d3がより細い場合には、溶融部24Bの体積をさらに減らす必要がある。
この場合、溶融部24Bは、直径がd4の円を超えない範囲で、ワイヤ端24Eから突出する部分球体の形状に形成されればよい。すなわち、溶融部24Bは、溶融部24Bの曲率半径はd4より大きく、ワイヤ端24Eにおいて撚り線ワイヤ24Wの径方向の外方にはみ出さない部分球体状の形状に形成されればよい。
本変形例では、それぞれの外径d8,d9を、対応するワイヤ外径d3,d4の120%、100%に相等するd8=0.3(mm)、d9=0.6(mm)に設定している。
このような形状の溶融部22B,24Bを形成するには、ワイヤ固定治具6からの突出長さを適宜調整し、溶融体積に合わせて、レーザ光7の照射条件を設定すればよい。
このような形状の溶融部22B,24Bを形成するには、ワイヤ固定治具6からの突出長さを適宜調整し、溶融体積に合わせて、レーザ光7の照射条件を設定すればよい。
溶融部22B,24Bの直径d8,d9としては、後述する接合工程において形成される融合部23が、長さL3の間で、外径がd3からd4に変化する円錐台領域R2(図14A参照)の内側に入る形状に形成されるとともに、適宜の強度が得られる大きさに設定されればよい。
本変形例の接合工程は、上記第1実施形態の溶融部2Bが形成された撚り線ワイヤ2Wに代えて溶融部22Bが形成された撚り線ワイヤ22Wを用い、溶融部4Bが形成された撚り線ワイヤ4Wに代えて溶融部24Bが形成された撚り線ワイヤ24Wを用いる。この点以外は、上記第1実施形態と略同様の工程である。
本工程では、図14Aに示すように、クランプ治具8を用いて、溶融部22B,24Bのそれぞれの頂部22c,24cを互いに当接させた状態で、撚り線ワイヤ22W,24Wを水平方向の同軸位置にクランプする。
このとき、溶融部22B,24Bは、頂部22c,24cの近傍が凸曲面に形成されているため、互いに点接触し、頂部22c,24cの近傍には、溶融部22B,24Bの表面で挟まれた溝部M2が形成される。
ここで、溶融部22Bの側部22dは、ワイヤ外径d3より大きな直径d8の略球状に形成されるため、撚り線ワイヤ22W,24Wの端部を結ぶ円錐台領域R2から径方向外方に突出している。一方、溶融部24Bの側部24dは、円錐台領域R2の内側に位置している。
本工程では、図14Aに示すように、クランプ治具8を用いて、溶融部22B,24Bのそれぞれの頂部22c,24cを互いに当接させた状態で、撚り線ワイヤ22W,24Wを水平方向の同軸位置にクランプする。
このとき、溶融部22B,24Bは、頂部22c,24cの近傍が凸曲面に形成されているため、互いに点接触し、頂部22c,24cの近傍には、溶融部22B,24Bの表面で挟まれた溝部M2が形成される。
ここで、溶融部22Bの側部22dは、ワイヤ外径d3より大きな直径d8の略球状に形成されるため、撚り線ワイヤ22W,24Wの端部を結ぶ円錐台領域R2から径方向外方に突出している。一方、溶融部24Bの側部24dは、円錐台領域R2の内側に位置している。
次に、溶融部22B,24Bの当接位置の上方に、レーザ照射装置5を配置し、図14Bに示すように、当接位置に向けてレーザ光7を照射する。このときのレーザ光7は、溶融部22B、24Bの全体を溶融できる程度のエネルギーを有する。
レーザ光7の照射によって、溶融部22B、24Bが互いの当接部から溶融を開始すると、溶融した部分に表面張力が作用し、例えば、円錐台領域R2の外方に位置する側部22dが、溝部M2側に移動して、溶融部分が円錐台状に凝集しようとする。一方、溶融部24Bの側部24dは、溶融前から円錐台領域R2の内側に位置しており、かつ溶融が始まると表面張力によって溝部M2に向かって引っ張られるため、円錐台領域R2の外方には拡がらない。
このため、溶融部22B、24Bの溶融部分が互いに融合して、撚り線ワイヤ22W,24Wの端部に接続する円錐台形状の棒状に変形する。
このため、溶融部22B、24Bの溶融部分が互いに融合して、撚り線ワイヤ22W,24Wの端部に接続する円錐台形状の棒状に変形する。
レーザ光7の照射を停止すると、溶融部22B,24Bの溶融部分が放冷によって固化し、融合部23が形成される。これにより、融合部23を介して、撚り線ワイヤ22W,24Wのワイヤ端22E,24Eが接合され、接合ワイヤ20が製造される。
次にクランプ治具8のクランプを解除することにより、接合ワイヤ1を取り外す。
以上で、本変形例の接合工程が終了する。
次にクランプ治具8のクランプを解除することにより、接合ワイヤ1を取り外す。
以上で、本変形例の接合工程が終了する。
本変形例は、ワイヤ外径の異なる撚り線ワイヤ同士を接合して医療用ワイヤを製造する場合の例である。
ワイヤ外径が異なるワイヤ同士を継手部材等で接合すると、大きい方のワイヤ外径よりもさらに大きな外径を有する接合部ができる。しかし、本変形例によれば、このような継手部材が不要となるため、余剰部分を研削などすることなく断面形状の変化が滑らかな融合部23によって接合することができる。
ワイヤ外径が異なるワイヤ同士を継手部材等で接合すると、大きい方のワイヤ外径よりもさらに大きな外径を有する接合部ができる。しかし、本変形例によれば、このような継手部材が不要となるため、余剰部分を研削などすることなく断面形状の変化が滑らかな融合部23によって接合することができる。
[第4〜第6変形例]
次に、本発明の第1実施形態の第4〜6変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図15A、図15B、図15Cは、それぞれ本発明の第1実施形態の第4、第5、および第6変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。
次に、本発明の第1実施形態の第4〜6変形例の医療用ワイヤについて説明する。
図15A、図15B、図15Cは、それぞれ本発明の第1実施形態の第4、第5、および第6変形例に係る医療用ワイヤの概略構成を示す模式的な正面図である。
第4〜第6変形例は、上記第3変形例のようなワイヤ外径が異なるワイヤを接合した医療用ワイヤにおいて、ワイヤの組合せを変更した変形例である。これらの医療用ワイヤが上記第3変形例と略同様にして製造できることは明らかであるため、それぞれの構成のみを簡単に説明する。
第4変形例の接合ワイヤ21A(医療用ワイヤ)は、図15Aに示すように、小径の単線ワイヤ部25(第1のワイヤ)のワイヤ端25Eと、大径の撚り線ワイヤ部27(第2のワイヤ)のワイヤ端27Eとを、テーパ状の融合部26Aで接合した例である。
第5変形例の接合ワイヤ21B(医療用ワイヤ)は、図15Bに示すように、小径の撚り線ワイヤ部22(第1のワイヤ)のワイヤ端22Eと、大径の単線ワイヤ部28(第2のワイヤ)のワイヤ端28Eとを、テーパ状の融合部26Bで接合した例である。
第6変形例の接合ワイヤ21C(医療用ワイヤ)は、図15Cに示すように、小径の単線ワイヤ部25(第1のワイヤ)のワイヤ端25Eと、大径の単線ワイヤ部28(第2のワイヤ)のワイヤ端28Eとを、テーパ状の融合部26Cで接合した例である。
第5変形例の接合ワイヤ21B(医療用ワイヤ)は、図15Bに示すように、小径の撚り線ワイヤ部22(第1のワイヤ)のワイヤ端22Eと、大径の単線ワイヤ部28(第2のワイヤ)のワイヤ端28Eとを、テーパ状の融合部26Bで接合した例である。
第6変形例の接合ワイヤ21C(医療用ワイヤ)は、図15Cに示すように、小径の単線ワイヤ部25(第1のワイヤ)のワイヤ端25Eと、大径の単線ワイヤ部28(第2のワイヤ)のワイヤ端28Eとを、テーパ状の融合部26Cで接合した例である。
[第7変形例]
第7変形例の接合ワイヤ21D(医療用ワイヤ)は、図16A及び図16Bに示すように、撚り線ワイヤ部22,24と同様のワイヤ構成を有する撚り線ワイヤ22W,24W(図14A参照)のうち、一つのワイヤ端2Eに対して第1実施形態と略同様の溶融部形成工程を行い、溶融部2Bを形成した後、接合工程を行って製造する。すなわち、溶融部2Bを形成した一つのワイヤ端2Eを、溶融部を有しない他方のワイヤ端4E(被接合部位)と接合した例である。以下、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
第7変形例の接合ワイヤ21D(医療用ワイヤ)は、図16A及び図16Bに示すように、撚り線ワイヤ部22,24と同様のワイヤ構成を有する撚り線ワイヤ22W,24W(図14A参照)のうち、一つのワイヤ端2Eに対して第1実施形態と略同様の溶融部形成工程を行い、溶融部2Bを形成した後、接合工程を行って製造する。すなわち、溶融部2Bを形成した一つのワイヤ端2Eを、溶融部を有しない他方のワイヤ端4E(被接合部位)と接合した例である。以下、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図16A,図16Bは、第1実施形態の第7変形例に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程を説明する模式的な工程説明図である。
本変形例の接合工程では、上記第1実施形態の溶融部2Bが形成された撚り線ワイヤ2Wに代えて溶融部22Bが形成された撚り線ワイヤ22W(第1のワイヤ)を用いる。また、溶融部4Bが形成された撚り線ワイヤ4Wに代えて、溶融部が形成されない撚り線ワイヤ29(第2のワイヤ)を用いる。
本工程では、図16Aに示すように、クランプ治具8を用いて、溶融部22Bの頂部22cと被接合部位である撚り線ワイヤ29のワイヤ端29Eとを互いに当接させた状態で、撚り線ワイヤ22W,29を水平方向の同軸位置にクランプする。
このとき、溶融部22Bは、頂部22cの近傍が凸曲面に形成されているため、撚り線ワイヤ29のワイヤ端29Eと点接触し、頂部22cの近傍には、溝部M3が形成されている。
本変形例の接合工程では、上記第1実施形態の溶融部2Bが形成された撚り線ワイヤ2Wに代えて溶融部22Bが形成された撚り線ワイヤ22W(第1のワイヤ)を用いる。また、溶融部4Bが形成された撚り線ワイヤ4Wに代えて、溶融部が形成されない撚り線ワイヤ29(第2のワイヤ)を用いる。
本工程では、図16Aに示すように、クランプ治具8を用いて、溶融部22Bの頂部22cと被接合部位である撚り線ワイヤ29のワイヤ端29Eとを互いに当接させた状態で、撚り線ワイヤ22W,29を水平方向の同軸位置にクランプする。
このとき、溶融部22Bは、頂部22cの近傍が凸曲面に形成されているため、撚り線ワイヤ29のワイヤ端29Eと点接触し、頂部22cの近傍には、溝部M3が形成されている。
次に、溶融部22Bとワイヤ端29Eとの当接位置の上方に、レーザ照射装置5を配置し、図16Bに示すように、当接位置に向けてレーザ光7を照射する。このときのレーザ光7は、溶融部22Bの全体を溶融できる程度のエネルギーを有する。
レーザ光7の照射によって、溶融部22Bとワイヤ端29Eとが互いの当接部から溶融を開始すると、溶融した部分に表面張力が作用し、溶融部分が円柱状に凝集しようとする。このため、溶融部22Bとワイヤ端29Eとの溶融部分が互いに融合して、撚り線ワイヤ22W,29の端部に接続する円柱棒形状に変形する。
レーザ光7の照射を停止すると、溶融部22Bとワイヤ端29Eとの溶融部分が放熱によって固化し、融合部33が形成される。これにより、融合部33を介して、撚り線ワイヤ22W,29のワイヤ端22E、29Eが接合され、接合ワイヤ21Dが製造される。
次にクランプ治具8のクランプを解除することにより、接合ワイヤ21Dを取り外す。以上で、本実施形態の接合工程が終了する。
レーザ光7の照射を停止すると、溶融部22Bとワイヤ端29Eとの溶融部分が放熱によって固化し、融合部33が形成される。これにより、融合部33を介して、撚り線ワイヤ22W,29のワイヤ端22E、29Eが接合され、接合ワイヤ21Dが製造される。
次にクランプ治具8のクランプを解除することにより、接合ワイヤ21Dを取り外す。以上で、本実施形態の接合工程が終了する。
なお、上記の説明では、対向する2つのワイヤ(第1のワイヤ、第2のワイヤ)が融合部によって接合された場合の例で説明したが、1本のワイヤ(第1のワイヤ)の両端部に溶融部を形成し、各溶融部によって融合部を形成してループ状の医療用ワイヤを形成してもよい。
また、上記の説明では、融合部の外径がワイヤ外径以下の場合の例で説明した。しかし、融合部の形状は表面張力の作用に基づいて形成されるため、ワイヤ外径よりも外径が大きな融合部が形成されても、融合部の表面は滑らかであり、かつワイヤ端とも滑らかに接続する形状となる。このため、融合部の外径は、使用上許容できる外径であれば、ワイヤ外径より大きな外径を有していてもよい。
また、上記の説明では、融合部を形成する2つの溶融部の少なくとも一方の外径が、溶融部の形成されたワイヤ外径より大きい場合の例で説明した。しかし、融合部の外径を所望の大きさにできる場合には、溶融部は、2つの溶融部の両方の側部がワイヤ外径の範囲から外方に飛び出さない形状としてもよい。
したがって、溶融部はワイヤ端に略球状の表面を有する凸状に形成されていれば、溶融部表面の曲率半径は、適宜の大きさにすることができる。
したがって、溶融部はワイヤ端に略球状の表面を有する凸状に形成されていれば、溶融部表面の曲率半径は、適宜の大きさにすることができる。
また、上記第2変形例の説明では、単線ワイヤ同士を接合する際、単線ワイヤ12Wの溶融部12Bの外径d2がワイヤ外径d1よりも大きく、単線ワイヤ部14を形成する単線ワイヤ(図示略)の溶融部の外径が、外径d2より小さくワイヤ外径d1より大きい場合の例で説明した。しかし、溶融部の大小関係はこの逆でもよい。いずれの場合も溶融部の外径を外径d2より小さくしてもよい。
また、上記の説明では、対向する2つのワイヤ端が融合部によって接合された場合の例で説明したが、融合部によって接合されるワイヤ端の数は、2以上であれば、特に限定されない。例えば、溶融部を有するワイヤを複数平行に整列させ、これらの複数の溶融に対向して、溶融部が形成された1以上のワイヤを対向させて、複数対1、複数対複数のワイヤを接続してもよい。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の医療用ワイヤについて説明する。なお、以下の説明及びその説明に用いる図面において、既に説明を終えた構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
第1実施形態の医療用ワイヤは、図1Aに示すように、二つのワイヤ端2E,4E同士を互いに接合し、融合部3を介して二つのワイヤ端2E,4Eが接合される。これに対し、第2実施形態の医療用ワイヤは、図18A及び図18Bに示すように、一つのワイヤ端2Eに溶融部2Bを形成し、ワイヤの任意の位置である被接合部位16に溶融部2Bを当接させて融合部36を形成する。そして、融合部36を介してワイヤ端2Eと被接合部位16とを接合する。この点で、第1実施形態と異なる。
次に、第2実施形態の医療用ワイヤについて説明する。なお、以下の説明及びその説明に用いる図面において、既に説明を終えた構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
第1実施形態の医療用ワイヤは、図1Aに示すように、二つのワイヤ端2E,4E同士を互いに接合し、融合部3を介して二つのワイヤ端2E,4Eが接合される。これに対し、第2実施形態の医療用ワイヤは、図18A及び図18Bに示すように、一つのワイヤ端2Eに溶融部2Bを形成し、ワイヤの任意の位置である被接合部位16に溶融部2Bを当接させて融合部36を形成する。そして、融合部36を介してワイヤ端2Eと被接合部位16とを接合する。この点で、第1実施形態と異なる。
図17Aは、本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合前のワイヤの一例を示す正面図である。図17Bは本実施形態に係る医療用ワイヤ製造方法の接合工程の接合後のワイヤの一例を示す正面図である。本実施形態の医療用ワイヤ製造方法では、撚り線ワイヤ部2と同様のワイヤ構成を有する未接合の撚り線ワイヤ2W(第1のワイヤ)に対して、図2A及び図2Bで示した工程と同様に、溶融部形成工程を行う。
次に接合工程を行う。溶融部2Bと撚り線ワイヤ部4の外周部である被接合部位16とを互いに当接させる。その後、第1実施形態と同様に、溶融部2Bと被接合部位16との当接位置の上方に、レーザ照射装置5を配置し、当接位置に向けてレーザ光7を照射して、接合工程を行う。
レーザ光7の照射を停止すると、溶融部2Bと被接合部位16との溶融部分が放熱によって固化し、融合部36が形成される。これにより、融合部36を介して、撚り線ワイヤ2Wのワイヤ端2Eと被接合部位16とが接合され、接合ワイヤ30が製造される。
[第8変形例]
次に、本発明の第2実施形態の変形例(第8変形例)の医療用ワイヤについて説明する。
本変形例は、被接合部位16を有するワイヤ4に対して、溶融部2Bを形成したワイヤ2Eを略垂直に接合させた例である。第1のワイヤ2のワイヤ端2Eに第1実施形態と同様の方法により溶融部23Bを形成する。第1のワイヤ2のワイヤ端2Eを、第2のワイヤ4の任意の位置の外周面である被接合部位16に当接させる。このとき、第1のワイヤ2の長手方向が、第2のワイヤ4の長手方向に対して略垂直となるように第1のワイヤ2をワイヤ4に当接させる。そして、第1実施形態と同様の方法により、融合部36を形成して、第1のワイヤ2と第2のワイヤ4とが垂直方向に接合された医療用ワイヤとする。
次に、本発明の第2実施形態の変形例(第8変形例)の医療用ワイヤについて説明する。
本変形例は、被接合部位16を有するワイヤ4に対して、溶融部2Bを形成したワイヤ2Eを略垂直に接合させた例である。第1のワイヤ2のワイヤ端2Eに第1実施形態と同様の方法により溶融部23Bを形成する。第1のワイヤ2のワイヤ端2Eを、第2のワイヤ4の任意の位置の外周面である被接合部位16に当接させる。このとき、第1のワイヤ2の長手方向が、第2のワイヤ4の長手方向に対して略垂直となるように第1のワイヤ2をワイヤ4に当接させる。そして、第1実施形態と同様の方法により、融合部36を形成して、第1のワイヤ2と第2のワイヤ4とが垂直方向に接合された医療用ワイヤとする。
なお、上記の説明では、2つのワイヤ2,4(第1のワイヤ,第2のワイヤ)が融合部36によって接合された場合の例で説明したが、第1のワイヤ2のワイヤ端2Eに溶融部36を形成し、第1のワイヤ2と同一のワイヤの任意の位置の外周部を被接合部位16とし、溶融部2Bと被接合部位16とによって融合部36を形成してループ状の医療用ワイヤを形成してもよい。
また、溶融部36を有するワイヤ2と、被接合部位16を有するワイヤ4との接続角度は、第2実施形態及び第8変形例に示した例に限定されず、適宜設定可能である。
また、上記の実施形態、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。
上記医療用ワイヤ製造方法によれば、ワイヤ端同士を滑らかな形状で容易に接合させた医療用ワイヤを提供することができる。
1、10、11、20、21A、21B、21C、21D、30、30A 接合ワイヤ(医療用ワイヤ)
2、4、22、24、27 撚り線ワイヤ部(撚り線ワイヤ)2A、4A、12A ワイヤの端部2B、4B、12B、22B、24B 溶融部
2E、4E、12E、14E、22E、24E、25E、27E、28E ワイヤ端
2W、4W、22W、24W 撚り線ワイヤ
2c、4c、22c、24c 頂部
2d、4d、22d、24d 側部
3、13、23、26A、26B、26C 融合部
6 ワイヤ固定治具
7 レーザ光
8 クランプ治具
12、14、25、28 単線ワイヤ部
12W 単線ワイヤ
13 融合部
16 被接合部
M1、M2 溝部
R1 円筒領域
R2 円錐台領域
2、4、22、24、27 撚り線ワイヤ部(撚り線ワイヤ)2A、4A、12A ワイヤの端部2B、4B、12B、22B、24B 溶融部
2E、4E、12E、14E、22E、24E、25E、27E、28E ワイヤ端
2W、4W、22W、24W 撚り線ワイヤ
2c、4c、22c、24c 頂部
2d、4d、22d、24d 側部
3、13、23、26A、26B、26C 融合部
6 ワイヤ固定治具
7 レーザ光
8 クランプ治具
12、14、25、28 単線ワイヤ部
12W 単線ワイヤ
13 融合部
16 被接合部
M1、M2 溝部
R1 円筒領域
R2 円錐台領域
Claims (13)
- ワイヤのワイヤ端を溶融、固化させることにより、前記ワイヤ端に塊状の溶融部を形成する溶融部形成工程と、
前記溶融部と被接合部位とを当接させて前記溶融部及び前記被接合部位を溶融し、固化させて融合部を形成させることにより、前記融合部を介して前記ワイヤ端と前記被接合部位とを接合する接合工程と、
を備える医療用ワイヤ製造方法。 - 前記ワイヤは、撚り線ワイヤを含む
請求項1に記載の医療用ワイヤ製造方法。 - 前記溶融部は、前記ワイヤ端に略球状に形成される
請求項1または2に記載の医療用ワイヤ製造方法。 - 前記溶融部は、前記ワイヤ端と前記被接合部位とにレーザ光を照射することにより形成される
請求項1〜3のいずれか1項に記載の医療用ワイヤ製造方法。 - 前記溶融部は第1のワイヤに形成され、
前記被接合部位は、前記第1のワイヤ又は前記第1のワイヤと異なる第2のワイヤに有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の医療用ワイヤ製造方法。 - 前記被接合部位は前記第1のワイヤの他のワイヤ端又は前記第2のワイヤのワイヤ端である請求項5に記載の医療用ワイヤ製造方法。
- 前記融合部は、前記第1のワイヤ又は第2のワイヤの外径のうちの最大外径以下の棒状に形成される
ことを特徴とする請求項6に記載の医療用ワイヤ製造方法。 - 前記被接合部位は、前記第1のワイヤ又は前記第2のワイヤのいずれかの任意の位置の外周部である請求項5に記載の医療用ワイヤ製造方法。
- 医療用ワイヤであって、
ワイヤのワイヤ端と前記ワイヤ端と接合させる被接合部位との間に、ワイヤ端及び前記被接合部位の材質が溶融して融合した融合部が形成されて接合された
医療用ワイヤ。 - 前記ワイヤは、撚り線ワイヤを含む
請求項9に記載の医療用ワイヤ。 - 前記被接合部位は、前記ワイヤの他のワイヤ端である請求項9または10に記載の医療用ワイヤ。
- 前記融合部は、前記ワイヤの外径のうちの最大外径以下の棒状に形成される請求項11に記載の医療用ワイヤ。
- 前記被接合部位は、前記ワイヤの外周部である請求項9または10に記載の医療用ワイヤ。
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