WO2023162711A1 - 管体及びその製造方法 - Google Patents

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WO2023162711A1
WO2023162711A1 PCT/JP2023/004493 JP2023004493W WO2023162711A1 WO 2023162711 A1 WO2023162711 A1 WO 2023162711A1 JP 2023004493 W JP2023004493 W JP 2023004493W WO 2023162711 A1 WO2023162711 A1 WO 2023162711A1
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cylindrical member
tube
laser
pipe body
tubular body
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PCT/JP2023/004493
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English (en)
French (fr)
Inventor
俊輝 山▲崎▼
幸治 藤中
陽 鈴木
信晴 星
淳一 松村
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/26—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics for branching pipes; for joining pipes to walls; Adaptors therefor
    • F16L47/28—Joining pipes to walls or to other pipes, the axis of the joined pipe being perpendicular to the wall or to the axis of the other pipe
    • F16L47/30—Joining pipes to walls or to other pipes, the axis of the joined pipe being perpendicular to the wall or to the axis of the other pipe using attaching means embracing the pipe

Definitions

  • the present invention relates to a tubular body such as a catheter and a manufacturing method thereof.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose bendable medical devices having guide rings for guiding wires.
  • Laser welding is used to assemble a cylindrical member (for example, what is called a guide ring) on the outer circumference of the pipe body (for example, what is called an inner liner or backbone).
  • the clearance is biased to one side, resulting in defective welding in which the tube 110 and the cylindrical member 111 are welded only partially.
  • the heat of the tube 110 heated by the laser is not transmitted to the cylindrical member 111 due to the clearance, and the temperature of the tube 110 is excessively increased.
  • Catheter tubes in particular, often have a thin wall thickness (for example, about 0.25 mm), and are prone to this poor welding.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make welding unnecessary and to enable stable laser welding.
  • the tubular body of the present invention is a tubular body in which a cylindrical member is assembled to the outer periphery of the tubular body by laser welding, and the outer diameter of the tubular body at the portion where the cylindrical member is assembled and the cylindrical member are It is characterized in that the outer diameter of the portion of the pipe body to which the cylindrical member is not attached is different from the outer diameter of the portion of the pipe body that is not assembled, and that the outer diameter of the portion of the pipe body to which the cylindrical member is not attached is smaller than the inner diameter of the cylindrical member.
  • FIG. 1 shows a catheter according to a first embodiment
  • FIG. 1 shows a catheter according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a method for manufacturing a catheter according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a method for manufacturing a catheter according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a method for manufacturing a catheter according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 10 shows a catheter according to a second embodiment
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a method for manufacturing a catheter according to the second embodiment
  • FIG. In the characteristic diagram the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates tube temperature.
  • FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of a catheter;
  • FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of a catheter;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining poor welding between a tube and a cylindrical member;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining poor welding between a tube and a cylindrical member;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining poor welding between a tube and a cylindrical member;
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing the catheter according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a diagram showing the tube 10 and the cylindrical member 11 before assembly
  • FIG. 1B is a diagram showing the tube 10 and the cylindrical member after assembly.
  • 11 is a diagram showing 11.
  • a cylindrical member 11 is attached to the outside of the tube 10 by laser welding.
  • the catheter corresponds to the tubular body according to the invention
  • the tube 10 corresponds to the tubular body according to the invention.
  • the dimensions of the tube 10 alone are ⁇ 2.45 mm to 2.49 mm in outer diameter and ⁇ 2.20 mm to 2.24 mm in inner diameter.
  • the tube 10 contains approximately 0.5 to 1.5% carbon black, which is a laser absorber.
  • the material of the tube 10 is nylon-based synthetic resin.
  • the dimensions of the cylindrical member 11a alone are an outer diameter of ⁇ 3.67 mm to 3.75 mm and an inner diameter of ⁇ 2.50 mm to 2.55 mm.
  • the cylindrical member 11 is transparent so that the laser can pass through it.
  • the material of the cylindrical member 11 is nylon-based synthetic resin.
  • the outer diameter R of the tube 10 and the inner diameter r of the cylindrical member 11 have a relationship of R ⁇ r.
  • R ⁇ r the outer diameter of the tube 10 and the inner diameter r of the cylindrical member 11
  • FIGS. 2A, 2B and 3 are diagrams for explaining the method of manufacturing the catheter according to the first embodiment.
  • the tube 10 is made of a material that stretches and contracts like rubber
  • air 12 is injected into the tube 10 while the tube 10 and the cylindrical member 11 are temporarily assembled.
  • the tube 10 is expanded radially outward, that is, toward the cylindrical member 11 , and the outer peripheral surface of the tube 10 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical member 11 .
  • the sealing member 13 the sealing member 13 or the like.
  • a mandrel 14 having a predetermined diameter may be inserted into the tube 10 with the tube 10 and the cylindrical member 11 temporarily assembled.
  • the tube 10 is expanded radially outward, that is, toward the cylindrical member 11 , and the outer peripheral surface of the tube 10 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical member 11 .
  • laser welding is performed while rotating the tube 10 and the cylindrical member 11 around the center 10a of the tube 10 as the center of rotation.
  • the laser 100 is transmitted through the surface (outer peripheral surface) of the cylindrical member 11 to melt the outer peripheral surface of the tube 10 and weld it at the contact portion with the cylindrical member 11 .
  • laser welding is performed while rotating the tube 10 and the cylindrical member 11 once.
  • the shaft may be passed through the tube 10 (the mandrel 14 may also serve as the shaft), or the outer diameter portion of the tube 10 may be held.
  • the laser welding may be performed while rotating the laser 100.
  • the tube 10, the cylindrical member 11, and the laser 100 may be relatively rotated.
  • the entire width of the cylindrical member 11 is welded, it may be partially welded or the spot diameter may be matched to the width of the cylindrical member 11 if the welding strength and application are suitable.
  • the air 12 and the mandrel 14 used to bring the tube 10 and the cylindrical member 11 into close contact are removed.
  • the portion not welded to the cylindrical member 11 returns to its original state, and the product catheter is completed as shown in FIG. 1B.
  • the outer diameter R1 of the tube 10 in the portion P1 to which the cylindrical member 11 is attached differs from the outer diameter R2 of the tube 10 in the portion P2 to which the cylindrical member 11 is not attached (R1>R2).
  • the outer diameter R ⁇ R2 of the tube 10 and the inner diameter r ⁇ R1 of the cylindrical member 11 the magnitude relationship between them is r(R1)>R(R2).
  • the rotation speed of the tube 10 and the cylindrical member 11 was 360 rpm as a condition for laser welding.
  • a semiconductor laser with a wavelength of 980 nm was used for laser welding, the spot diameter was ⁇ 1.0 mm, the laser output was 5 W, and the laser irradiation time was 20 s.
  • the conditions for laser welding are not limited to this.
  • the laser irradiation time may be shortened by increasing the laser output and rotating speed.
  • FIGS. 4-9B A second embodiment will be described with reference to FIGS. 4-9B.
  • the cylindrical member 21 is attached to the outside of the tube 20 by laser welding.
  • the dimensions of the tube 20 and the cylindrical member 21 are the same as those of the tube 10 and the cylindrical member 11 of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a catheter according to the second embodiment.
  • a reinforcing member 22 is incorporated inside the wall 20b of the tube 20 for increased strength.
  • stainless steel (SUS304) having a width of 0.07 mm and a thickness of 0.03 mm, for example, is woven.
  • the surface of the wall 20b is partially removed in order to explain the reinforcing member 22. As shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing a catheter according to the second embodiment.
  • the rotation speed of the tube 20 and the cylindrical member 21 is set to 1800 rpm from the viewpoint described later.
  • a semiconductor laser with a wavelength of 980 nm was used for laser welding, the spot diameter was ⁇ 1.0 mm, the laser output was 16 W, and the laser irradiation time was 0.25 s.
  • the clearance Cb is approximately 0.04 mm on one side when the tube 20 and the cylindrical member 21 are temporarily assembled.
  • the tube 10 and the cylindrical member 11 can be attached together. Laser welding can be performed while rotating.
  • the heat obtained by melting the outer peripheral surface of the tube 20 is difficult to transmit to the cylindrical member 21, and welding is not performed. difficult. Therefore, it is desirable to gradually melt the outer peripheral surface of the tube 20 so that the melted resin fills the clearance Cb.
  • the tube 10 and the cylindrical member 11 are laser-welded while being rotated a plurality of times, so that instantaneous heat is dividedly applied a plurality of times.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram in which the horizontal axis represents time S and the vertical axis represents temperature T at an arbitrary position of the tube 20. Graphs L1 and L2 are shown when the rotation speed is varied. The preconditions are that the temperature rise in one laser irradiation is constant (constant amount of heat), and that the gradient is constant assuming the heat transfer of the tube 20 for cooling.
  • the temperature Tm at which the tube 20 melts is reached while repeating temperature rise and temperature drop in the tube 20 .
  • the time (t in FIG. 6) during which the temperature rises due to one laser irradiation is defined as the welding time.
  • the time to reach the temperature Tm at which the tube 20 melts is S1.
  • the time to reach the temperature Tm at which the tube 20 melts is S2 (>S1). If it takes longer to reach the temperature Tm at which the tube melts, it is necessary to take into consideration the effects of other factors (convection and heat dissipation into the air).
  • the rotation speed was set to 1800 rpm, and the laser irradiation time was set to 0.25 s.
  • the cooling time for temperature drop (the time from laser irradiation to the next laser irradiation) becomes longer as the rotation speed is slower. Therefore, the slower the rotation speed, the higher the required amount of heat, in other words, the faster the rotation speed, the lower the required amount of heat.
  • the cooling time is reduced, so the total heat quantity is set to be ⁇ 4. In this manner, the rotation speeds of the tube 20 and the cylindrical member 21 are set in such a relationship that the higher the rotation speed, the lower the total amount of heat.
  • FIG. 7 is a diagram showing the result of verifying whether the laser welding is good or bad by changing the rotation speed and the laser output while keeping the multiplication value of the rotation speed and the laser irradiation time constant (rotation speed ⁇ laser irradiation time). be.
  • rotation speed ⁇ laser irradiation time constant does not mean that the values are completely the same, but means that a certain amount of difference in values is allowed, and may be substantially constant.
  • FIG. 7 it was found that when laser welding is performed by varying the rotation speed and the laser output while the rotation speed and the laser irradiation time are constant, welding defects occur unless the rotation speed is increased to some extent.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the influence of rotation speed. As shown in FIG. 8, the outer peripheral surface of the tube 20 melts, the molten resin moves outward due to centrifugal force, and the heat of the resin melts the inner peripheral surface of the cylindrical member 21, resulting in welding. It is speculated that At a rotational speed of 360 rpm, as shown in the upper right diagram of FIG.
  • the moving amount a1 of the resin gradually melted by the laser 100 is insufficient to fill the clearance Cb, so that the entire circumference is not welded. was partial.
  • a rotational speed of 720 rpm or more as shown in the lower right diagram of FIG. 8, it can be said that the movement amount a2 of the resin gradually melted by the laser 100 is sufficient to fill the clearance Cb.
  • the weldable region Z1 can be predicted by verifying whether the laser welding is good or bad by changing the rotation speed and the laser output while keeping the rotation speed x laser irradiation time constant.
  • the laser output of 14 W or more and 20 W or less is the weldable region Z1.
  • the non-weldable regions are roughly classified into a non-weldable region Y1 on the low laser output side and a non-weldable region Y2 on the high laser output side.
  • the tube 20 and the cylindrical member 21 are not welded due to insufficient heat (resin is not sufficiently melted).
  • the non-weldable region Y2 there is a possibility that the amount of heat will be excessive (the resin will be excessively melted), resulting in defects as shown in FIG. 10B.
  • the cylindrical member 21 has a wire guide hole, there is a possibility that a defect as shown in FIG. 10C may occur.
  • the rotational speeds of the tube 20 and the cylindrical member 21 are set in advance by selecting the conditions within the weldable region Z1 based on the verification results shown in FIG.
  • the weldable region Z1 and the non-weldable regions Y1 and Y2 change (shift).
  • the clearance Cb is small, it can be inferred that welding possible conditions appear even under the conditions of the low rotational speed region X1.

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Abstract

チューブ１０の外周に円筒部材１１がレーザ溶着により組付けられるカテーテルにおいて、円筒部材１１が組付けられている部分Ｐ１のチューブ１０の外径Ｒ１と、円筒部材１１が組付けられていない部分Ｐ２のチューブ１０の外径Ｒ２とが異なり（Ｒ１＞Ｒ２）、且つ、円筒部材１１が組付けられていない部分Ｐ２のチューブ１０の外径Ｒ２が円筒部材１１の内径ｒ≒Ｒ１よりも小さい。このカテーテルを製造するときは、チューブ１０の外周に円筒部材１１を仮組付けし、チューブ１０内にエアを注入することにより、チューブ１０を円筒部材１１に密着させて、レーザ溶着する。

Description

管体及びその製造方法
　本発明は、カテーテル等の管体及びその製造方法に関する。
　内視鏡手術器具やカテーテルのような屈曲可能な医療器具が知られている。特許文献１、２には、ワイヤをガイドするためのガイドリングを有する屈曲可能な医療装置が開示されている。
　管本体（例えばインナライナやバックボーンと呼ばれるもの）の外周に円筒部材（例えばガイドリングと呼ばれるもの）を組付けるのに、レーザ溶着が利用される。
米国特許第９１４４３７０号明細書 国際公開第２０１８／２０４２０２号
　管本体の外周に円筒部材をレーザ溶着により組付けるとき、管本体と円筒部材とにクリアランスがあると、そのクリアランスの影響で溶着不良が生じるおそれがある。
　図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃを参照して、管本体であるチューブ１１０と円筒部材１１１との溶着不良を説明する。
　例えば図１０Ａに示すように、クリアランスが片側に偏って、チューブ１１０と円筒部材１１１とが一部分でしか溶着しない溶着不良が生じる。
　また、図１０Ｂに示すように、レーザで昇温されたチューブ１１０の熱がクリアランスの影響で円筒部材１１１に伝達されず、チューブ１１０を過昇温し、穴１１２が開いてしまう溶着不良が生じる。特にカテーテル用のチューブでは、その肉厚が薄い場合が多く（例えば０．２５ｍｍ程度）、この溶着不良が生じやすい。
　また、図１０Ｃに示すように、円筒部材１１１にワイヤガイド穴１１３を有する構成では、円筒部材１１１の内周面とワイヤガイド穴１１３とが近接している場合、レーザ出力を高くしてしまう（熱量過多）と、レーザで昇温されたチューブ１１０の熱が円筒部材１１１に過剰に伝達されることがある。この場合、ワイヤガイド穴１１３とチューブ１１０との間の壁が溶融してしまい、チューブ１１０の溶融した樹脂１１４がワイヤガイド穴１１３内に侵入して、ワイヤガイド穴１１３の一部又は全部を塞いでしまう溶着不良が生じる。
　本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、溶着不要が生じにくく、安定したレーザ溶着が可能になるようにすることを目的とする。
　本発明の管体は、管本体の外周に円筒部材がレーザ溶着により組付けられる管体であって、前記円筒部材が組付けられている部分の前記管本体の外径と、前記円筒部材が組付けられていない部分の前記管本体の外径とが異なり、且つ、前記円筒部材が取り付けられていない部分の前記管本体の外径が前記円筒部材の内径よりも小さいことを特徴とする。
　本発明によれば、溶着不要が生じにくく、安定したレーザ溶着が可能になる。
第１の実施形態に係るカテーテルを示す図である。 第１の実施形態に係るカテーテルを示す図である。 第１の実施形態に係るカテーテルの製造方法を説明するための図である。 第１の実施形態に係るカテーテルの製造方法を説明するための図である。 第１の実施形態に係るカテーテルの製造方法を説明するための図である。 第２の実施形態に係るカテーテルを示す図である。 第２の実施形態に係るカテーテルの製造方法を説明するための図である。 横軸が時間、縦軸がチューブの温度を示す特性図である。 回転速度×レーザ照射時間を一定として、回転速度とレーザ出力とを変化させたときの検証結果を示す図である。 回転速度の影響を説明するための図である。 カテーテルの他の構成例を示す図である。 カテーテルの他の構成例を示す図である。 チューブと円筒部材との溶着不良を説明するための図である。 チューブと円筒部材との溶着不良を説明するための図である。 チューブと円筒部材との溶着不良を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
　［第１の実施形態］
　図１Ａ～図３を参照して、第１の実施形態を説明する。
　図１Ａ、図１Ｂは、第１の実施形態に係るカテーテルを示す図であり、図１Ａが組付け前のチューブ１０及び円筒部材１１を示す図、図１Ｂが組付け後のチューブ１０及び円筒部材１１を示す図である。カテーテルでは、チューブ１０の外側に円筒部材１１がレーザ溶着により組付けられる。本実施形態では、カテーテルが本発明でいう管体に相当し、チューブ１０が本発明でいう管本体に相当する。
　チューブ１０単品での寸法は、外径Φ２．４５ｍｍ～２．４９ｍｍ、内径Φ２．２０ｍｍ～２．２４ｍｍである。チューブ１０には、レーザ吸収体であるカーボンブラックが０．５～１．５％程度含有されている。チューブ１０の材質は、ナイロン系の合成樹脂である。
　円筒部材１１ａ単品での寸法は、外径Φ３．６７ｍｍ～３．７５ｍｍ、内径Φ２．５０ｍｍ～２．５５ｍｍである。円筒部材１１は、レーザが透過できるように透明である。円筒部材１１の材質は、ナイロン系の合成樹脂である。
　このような寸法の関係にあるチューブ１０と円筒部材１１とを仮組付けした状態で、クリアランスは片側０．００５ｍｍ～０．０５ｍｍ程度発生する。
　図１Ａに示すように、チューブ１０の端部方向から円筒部材１１を組付ける関係上、チューブ１０の外径Ｒと円筒部材１１の内径ｒとは、Ｒ＜ｒの関係となる。レーザ溶着するためにはチューブ１０と円筒部材１１とを密着させることが好ましいが、ｒ＝Ｒとしてしまうと、円筒部材１１をチューブ１０に組付けることが難しく、組付けられたとしても、チューブ１０を変形させてしまう等、製品に不具合が生じるおそれがある。そのため、チューブ１０と円筒部材１１とを仮組付けした後に、チューブ１０と円筒部材１１とを密着させる必要がある。
　以下、図２Ａ、図２Ｂ及び図３を参照して、カテーテルの製造方法を説明する。図２Ａ、図２Ｂ及び図３は、第１の実施形態に係るカテーテルの製造方法を説明するための図である。
　図２Ａに示すように、チューブ１０がゴムのように伸び縮みする特徴を持った材質の場合は、チューブ１０と円筒部材１１とを仮組付けした状態で、チューブ１０内にエア１２を注入する。エア１２を注入することにより、チューブ１０を径方向外側、すなわち円筒部材１１の方向に膨らませて、チューブ１０の外周面を円筒部材１１の内周面に密着させる。このとき、チューブ１０において、エア１２の流入口と逆側では、封止部材１３等でエア１２の漏れ出しを抑えるようにする。
　また、図２Ｂに示すように、チューブ１０と円筒部材１１とを仮組付けした状態で、チューブ１０内に所定の径のマンドレル１４を挿入するようにしてもよい。マンドレル１４を挿入することにより、チューブ１０を径方向外側、すなわち円筒部材１１の方向に膨らませて、チューブ１０の外周面を円筒部材１１の内周面に密着させる。
　次に、図３に示すように、チューブ１０の中心１０ａを回転中心として、チューブ１０及び円筒部材１１を回転させながら、レーザ溶着する。円筒部材１１の表面（外周面）からレーザ１００を透過させて、チューブ１０の外周面を溶融させ、円筒部材１１との接触部で溶着させる。本実施形態では、チューブ１０及び円筒部材１１を一回転させながら、レーザ溶着を実施する。チューブ１０及び円筒部材１１を回転させるとき、チューブ１０内に軸を通してもよいし（マンドレル１４が軸を兼ねるようにしてもよい）、チューブ１０の外径部分を保持してもよい。なお、チューブ１０及び円筒部材１１を回転させるのではなく、レーザ１００を回転させながら、レーザ溶着するようにしてもよい。すなわち、チューブ１０及び円筒部材１１とレーザ１００とを相対回転させればよい。なお、円筒部材１１の幅全域を溶着するが、溶着強度や用途が見合えば、部分的な溶着でもよいし、スポット径を円筒部材１１の幅に合わせて溶着してもよい。
　次に、チューブ１０と円筒部材１１とを密着させるために使用したエア１２やマンドレル１４を取り除く。これにより、円筒部材１１と溶着されていない部分は元の状態に戻り、図１Ｂに示すように、製品であるカテーテルが完成する。このカテーテルにおいて、円筒部材１１が組付けられている部分Ｐ１のチューブ１０の外径Ｒ１と、円筒部材１１が組付けられていない部分Ｐ２のチューブ１０の外径Ｒ２とが異なる（Ｒ１＞Ｒ２）。また、チューブ１０の外径Ｒ≒Ｒ２であり、且つ、円筒部材１１の内径ｒ≒Ｒ１であるので、これらの大小関係はｒ（Ｒ１）＞Ｒ（Ｒ２）となる。
　第１の実施形態においては、レーザ溶着の条件として、チューブ１０及び円筒部材１１の回転速度を３６０ｒｐｍとした。また、レーザ溶着には波長９８０ｎｍの半導体レーザを用い、スポット径をΦ１．０ｍｍ、レーザ出力５Ｗ、レーザ照射時間２０ｓとした。なお、レーザ溶着の条件はこれに限らず、例えばレーザ出力を上げ、且つ、回転速度を上げることで、レーザ照射時間を短縮させるようにしてもよい。
　以上のようにした第１の実施形態では、チューブ１０を円筒部材１１に密着させて、レーザ溶着するので、溶着不要が生じにくく、安定したレーザ溶着が可能になる。
　［第２の実施形態］
　図４～図９Ｂを参照して、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態に係るカテーテルも、第１の実施形態と同様に、チューブ２０の外側に円筒部材２１がレーザ溶着により組付けられる。なお、チューブ２０及び円筒部材２１の寸法は、第１の実施形態のチューブ１０及び円筒部材１１と同様である。
　図４は、第２の実施形態に係るカテーテルを示す斜視図である。第２の実施形態では、強度を高くするために、チューブ２０の壁２０ｂの内部に補強部材２２が組み込まれている。補強部材２２として、例えば幅０．０７ｍｍ、厚み０．０３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）が編み込まれる。なお、図４では、補強部材２２を説明するために壁２０ｂの表面を部分的に除去して図示する。
　このようにチューブ２０の強度を高くしているため、第１の実施形態のようにエア１２やマンドレル１４を使用してチューブ２０を膨らませるように変形させることが困難である。
　以下、図５及び図９Ａ、図９Ｂを参照して、カテーテルの製造方法を説明する。図５は、第２の実施形態に係るカテーテルの製造方法を説明するための図である。
　第２の実施形態では、図５に示すように、チューブ２０と円筒部材２１とを仮組付けした状態で、チューブ２０の中心２０ａを回転中心として、チューブ２０及び円筒部材２１を回転させながら、レーザ溶着する。円筒部材２１の表面（外周面）からレーザ１００を透過させて、チューブ２０の外周面を溶融させ、円筒部材２１との接触部で溶着させる。本実施形態では、チューブ２０及び円筒部材２１を複数回転させながら、レーザ溶着を実施する。チューブ２０及び円筒部材２１を回転させるとき、各々の位置関係は、不図示の治具によってズレないように固定されるようにする。なお、チューブ２０及び円筒部材２１とレーザ１００とを相対回転させればよいこと、及び溶着の範囲については第１の実施形態と同様である。
　第２の実施形態においては、レーザ溶着の条件として、後述する観点から、チューブ２０及び円筒部材２１の回転速度を１８００ｒｐｍとした。また、レーザ溶着には波長９８０ｎｍの半導体レーザを用い、スポット径をΦ１．０ｍｍ、レーザ出力１６Ｗ、レーザ照射時間０．２５ｓとした。
　なお、図５に示すように、チューブ２０と円筒部材２１とを仮組付けした状態で、クリアランスＣｂは片側０．０４ｍｍ程度発生している。
　第２の実施形態では、以下に説明する２つの現象によって、チューブ２０と円筒部材２１とが溶着されたといえる。
　１．瞬間的な熱を複数回に分けて与える
　第１の実施形態のように、チューブ１０の外周面を円筒部材１１の内周面に密着させた状態であれば、チューブ１０及び円筒部材１１を一回転させながら、レーザ溶着することができる。
　しかしながら、第２の実施形態のように、チューブ２０と円筒部材２１とにクリアランスＣｂがある状態では、チューブ２０の外周面が溶融して得られる熱が、円筒部材２１まで伝達しにくく、溶着が難しい。よって、チューブ２０の外周面を徐々に溶融させて、その溶融した樹脂がクリアランスＣｂを埋めるような状態になることが望ましい。これを実現するために、チューブ１０及び円筒部材１１を複数回転させながら、レーザ溶着することにより、瞬間的な熱を複数回に分けて与えるようにする。
　そこで、チューブ２０及び円筒部材２１の回転速度を変化させてレーザ溶着したときの、チューブ２０の任意の位置での温度上昇を推測した。図６は、横軸が時間Ｓ、縦軸がチューブ２０の任意の位置での温度Ｔを示す特性図であり、回転速度を異ならせたときのグラフＬ１、Ｌ２を示す。前提条件は、１回のレーザ照射での上昇温度を一定（熱量一定）とし、また、冷却はチューブ２０の熱伝達を想定して傾きを一定とした。
　図６に示すように、チューブ２０において温度上昇と温度下降とを繰り返しながら、チューブ２０が溶融する温度Ｔｍに至る。１回のレーザ照射により温度上昇する時間（図６中のｔ）を、溶着時間とする。回転速度が速いグラフＬ１では、チューブ２０が溶融する温度Ｔｍに至る時間がＳ１である。一方、回転速度が遅いグラフＬ２では、チューブ２０が溶融する温度Ｔｍに至る時間がＳ２（＞Ｓ１）である。チューブが溶融する温度Ｔｍに至る時間が長くなる場合は、その他の要因（対流や空気中への放熱）等の影響も考慮に入れる必要があるため、本実施形態では、回転速度が速いグラフＬ１を想定して、回転速度を１８００ｒｐｍ、レーザ照射時間を０．２５ｓとした。
　ここで、図６に示すように、温度下降となる冷却時間（ある点にレーザ照射した後、次にレーザ照射されるまでの時間）は、回転速度が遅い方が長くなる。したがって、回転速度が遅いほど、必要熱量が高くなる、換言すれば、回転速度が速いほど、必要熱量が低くなる。回転速度を１８００ｒｐｍ、レーザ出力１６Ｗの場合の総熱量を「レーザ照射時間０．２５ｓ×レーザ出力１６Ｗ＝総熱量４」とし、これを中心と考えたとき、回転速度＜１８００ｒｐｍのときは冷却時間が増えるため、総熱量＞４とするのに対して、回転速度＞１８００ｒｐｍのときは冷却時間が減るため、総熱量＜４にする。このように、チューブ２０及び円筒部材２１の回転速度は、回転速度が速いほど、総熱量が低くなる関係の中で設定されたものとする。
　２．回転速度の影響
　チューブ２０及び円筒部材２１の回転速度の影響を検討した。
　図７は、回転速度とレーザ照射時間との乗算値（回転速度×レーザ照射時間）を一定として、回転速度とレーザ出力とを変化させてレーザ溶着の良及び不良を検証した結果を示す図である。なお、回転速度×レーザ照射時間が一定とは、完全に同値にするという意味ではなく、ある程度の値の差は許容する意味であって、略一定であればよい。図７に示すように、回転速度×レーザ照射時間を一定として、回転速度とレーザ出力を振ってレーザ溶着を実施すると、回転速度をある程度大きくしないと、溶接不良が生じることが分かった。
　回転速度３６０ｒｐｍでは、レーザ出力を上げても、図１０Ａに示すような溶着不良が生じた。そして、回転速度７２０ｒｐｍ以上で、溶着不良が生じない条件が現れた。図８は、回転速度の影響を説明するための図である。図８に示すように、チューブ２０の外周面が溶融し、その溶融した樹脂が遠心力によって外側へと移動して、その樹脂の熱で円筒部材２１の内周面を溶融し、溶着に至ると推測される。回転速度３６０ｒｐｍでは、図８の右上図に示すように、レーザ１００によって徐々に溶融された樹脂の移動量ａ１がクリアランスＣｂを埋めるのに足りないため、全周溶着されず、溶着されたとしても部分的であった。一方、回転速度７２０ｒｐｍ以上では、図８の右下図に示すように、レーザ１００によって徐々に溶融された樹脂の移動量ａ２がクリアランスＣｂを埋めるのに足りているといえる。
　図７に示すように、回転速度×レーザ照射時間を一定として、回転速度とレーザ出力とを変化させてレーザ溶着の良及び不良を検証することにより、溶着可能領域Ｚ１を予測することができる。上述したように回転速度が速いグラフＬ１を想定して設定した回転速度１８００ｒｐｍにおいては、レーザ出力１４Ｗ以上、２０Ｗ以下が溶着可能領域Ｚ１となる。
　また、溶着不可領域を大別すると、レーザ出力の低い側の溶着不可領域Ｙ１と、レーザ出力の高い側の溶着不可領域Ｙ２とがある。溶着不可領域Ｙ１は、熱量不足（樹脂が十分溶融しない）により、チューブ２０と円筒部材２１とが溶着されない。一方、溶着不可領域Ｙ２では、熱量過剰状態（樹脂が過剰に溶融される）となり、図１０Ｂに示すような不良を生じてしまうおそれがある。また、円筒部材２１にワイヤガイド穴がある場合は、図１０Ｃに示すような不良が生じるおそれもある。
　以上より、チューブ２０及び円筒部材２１の回転速度は、図７に示すような検証結果に基づいて、溶着可能領域Ｚ１内の条件を選択するようして予め設定される。レーザ照射時間やクリアランスＣｂが変化した場合は、溶着可能領域Ｚ１や溶着不可領域Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ変化（シフト）するものと考えられる。特にクリアランスＣｂが小さい場合は、低回転速度領域Ｘ１の条件でも溶着可能条件が現れると推察できる。
　以上のようにした第２の実施形態では、チューブ２０と円筒部材２１とにクリアランスがある状態でも、回転速度やレーザ出力を適宜設定することにより、溶着不要が生じにくく、安定したレーザ溶着が可能になる。
　本実施例を適用することにより、図９Ａ、図９Ｂに示すように、チューブ３０の外側に複数の円筒部材３１ａ～３１ｅ（様々なクリアランス関係）がレーザ溶着により組付けられる場合でも、溶着不要が生じにくく、安定したレーザ溶着が可能になる。
　なお、第２の実施形態では、補強部材が組み込まれているカテーテルを対象とする例を説明したが、第２の実施形態で説明したカテーテルの製造方法は、補強部材が組み込まれていない場合にも適用可能である。
　以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
　本願は、２０２２年２月２８日提出の日本国特許出願特願２０２２－０２９３７４を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
　１０、２０、３０　チューブ
　１１、２１、３１ａ～３１ｅ　円筒部材
　１２　エア
　１４　マンドレル
　１００　レーザ

Claims (7)

  1. 　管本体の外周に円筒部材がレーザ溶着により組付けられる管体であって、
    　前記円筒部材が組付けられている部分の前記管本体の外径と、前記円筒部材が組付けられていない部分の前記管本体の外径とが異なり、且つ、前記円筒部材が取り付けられていない部分の前記管本体の外径が前記円筒部材の内径よりも小さいことを特徴とする管体。
  2. 　前記管本体の壁の内部に補強部材が組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の管体。
  3. 　請求項１に記載の管体の製造方法であって、
    　前記管本体の外周に前記円筒部材を仮組付けし、前記管本体内にエアを注入することにより、前記管本体を前記円筒部材に密着させて、レーザ溶着することを特徴とする管体の製造方法。
  4. 　請求項１に記載の管体の製造方法であって、
    　前記管本体の外周に前記円筒部材を仮組付けし、前記管本体内にマンドレルを挿入することにより、前記管本体を前記円筒部材に密着させて、レーザ溶着することを特徴とする管体の製造方法。
  5. 　請求項１又は２に記載の管体の製造方法であって、
    　前記管本体の外周に前記円筒部材を仮組付けし、前記管本体の中心を回転中心として、
    　前記管本体及び前記円筒部材とレーザとを、所定の回転速度で、複数回転するように相対回転させながら、レーザ溶着することを特徴とする管体の製造方法。
  6. 　前記所定の回転速度は、回転速度とレーザ照射時間との乗算値を一定として、前記回転速度とレーザ出力とを変化させてレーザ溶着の良及び不良を検証した結果に基づいて予め設定されたものであることを特徴とする請求項５に記載の管体の製造方法。
  7. 　レーザ照射時間とレーザ出力との乗算値を総熱量とし、
    　前記所定の回転速度は、回転速度が速いほど、総熱量が低くなる関係の中で設定されたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の管体の製造方法。
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