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JP2017070519A - 接続構造および接続構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】はんだを用いることなく、高い耐久性を有する内視鏡操作用のワイヤと連結部材との接続を実現することができる接続構造および接続構造体を提供する。
【解決手段】内視鏡操作用のワイヤの一端部は、連結部材の長手方向の前端部から後端部に渡って形成された貫通孔に挿通されており、後端部の一部が塑性変形して、貫通孔に挿通されているワイヤの一端部と連結部材とが固定されており、前端部に非塑性変形部位が形成されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、内視鏡操作用のワイヤと連結部材とを接続するための接続構造および接続構造体に関する。
観察対象または処置対象に挿入されて用いられる内視鏡においては、挿入部の内部に配設された内視鏡操作用のワイヤ(操作ワイヤ、アングルワイヤとも呼ばれる)を操作することにより、挿入部先端に設けられる湾曲部の湾曲操作が行われる。このワイヤの先端は湾曲部に組み付けられる一方、ワイヤの基端は連結部材を介して内視鏡の操作部に組み付けられる。
連結部材とワイヤは、繰返しの耐久性を確保する必要がある。このため、従来、連結部材をワイヤにはんだ付けして接合する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第4928928号公報
しかしながら、連結部材とワイヤとをはんだ付けする作業は難易度が高く、品質が安定しないおそれがある。また、はんだ付けを行う際には補助剤としてフラックスを用いるのが一般的であるが、その場合にはフラックスによるワイヤの腐食を防止するために、はんだ付けを行った後にフラックスを洗浄して除去する必要があり、リードタイムが長くなる。このような状況の下、はんだを用いることなく、高い耐久性を有するワイヤと連結部材との接続を実現することができる技術が求められていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、はんだを用いることなく、高い耐久性を有する内視鏡操作用のワイヤと連結部材との接続を実現することができる接続構造および接続構造体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、本発明に係る接続構造は、内視鏡操作用のワイヤを、連結部材を介して、操作レバーを備える操作機構へ連結するにあたり、前記ワイヤと前記連結部材とを接続するための接続構造であって、前記ワイヤの一端部は、前記連結部材の長手方向の前端側から後端側に渡って形成された貫通孔に挿通されており、前記後端側の一部が塑性変形して、前記貫通孔に挿通されている前記ワイヤの一端部と前記連結部材とが固定されており、前記前端側に非塑性変形部位が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る接続構造は、上記発明において、前記塑性変形している部位は、前記非塑性変形部位と離間していることを特徴とする。
本発明に係る接続構造は、上記発明において、前記後端側の最後端部に非塑性変形部位が形成されており、前記塑性変形している部位は、前記最後端部の非塑性変形部位と離間していることを特徴とする。
本発明に係る接続構造体は、内視鏡操作用のワイヤと、前記ワイヤを挿通する貫通孔が形成された筒状をなし、操作レバーを備える内視鏡の操作機構へ連結するための連結部材と、を備えた接続構造体であって、前記連結部材は、当該連結部材の長手方向の後端側に設けられており、加圧によって一部が塑性変形して前記貫通孔の一部が変形することによって前記ワイヤが接合されている第1筒状部と、前記第1筒状部の前端側に設けられており、前記第1筒状部より外径が小さい第2筒状部と、を有し、前記第1筒状部の塑性変形した部位は、前記第2筒状部と離間していることを特徴とする。
本発明に係る接続構造体は、上記発明において、前記第1筒状部の後端側に設けられており、前記第1筒状部より外径が大きい第3筒状部をさらに備え、前記第1筒状部の塑性変形した部位は、前記第3筒状部と離間していることを特徴とする。
本発明によれば、はんだを用いることなく、高い耐久性を有する内視鏡操作用のワイヤと連結部材との接続を実現することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る連結部材の外観を示す斜視図である。 図2は、図1のA−A線断面図である。 図3は、内視鏡操作用ワイヤを挿通した連結部材をカシメ装置に設置した状態を示す断面図である。 図4は、図3のB−B線を通り、連結部材の長手方向と直交する平面を切断面とする断面図である。 図5は、本発明の実施の形態1に係る接続構造を有する接続構造体の構成を示す側面図である。 図6は、図5のC−C線断面図である。 図7は、接続構造体を内視鏡の操作部に組み付けた状態を示す模式図である。 図8は、図7のD−D線断面図である。 図9は、本発明の実施の形態2に係る連結部材の側面図である。 図10は、本発明の実施の形態2に係る接続構造を有する接続構造体の構成を示す側面図である。 図11は、組み付け部材の構成および接続構造体の組み付け部材への組み付け態様を示す図である。
以下に、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する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。また、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に係る接続構造に適用される連結部材の外観構成を示す斜視図である。図2は、図1のA−A線断面図である。図1および図2に示す連結部材11は、内視鏡操作用のワイヤの一端部を内部に形成される貫通孔に挿通し、内視鏡の操作部に組み付けるために用いられる部材である。
連結部材11は、円筒状をなす小径部11aと、小径部11aの高さ方向の一方の端面に設けられ、小径部11aよりも外径が大きくかつ小径部11aと軸線が一致する円筒状をなす中径部11bと、中径部11bの高さ方向の端面のうち小径部11aに連なる端面と異なる端面に設けられ、中径部11bよりも外径が大きくかつ中径部11bと軸線が一致する円筒状をなす大径部11cとを有する。小径部11a、中径部11bおよび大径部11cの中空部は、互いに連通して連結部材11の軸線方向に貫通する貫通孔11dを形成している。貫通孔11dの内径は、連結対象であるワイヤを挿通可能な大きさを有する。
連結部材11は、内視鏡の操作部に設けられる組み付け部材(後述)に組み付けられる。小径部11aは、外周に後述する接続用部材が取り付けられた状態で組み付け部材に組み付けられる。中径部11bは、貫通孔11dに挿通されたワイヤを固定するためにカシメ加工が施されて塑性変形した状態で組み付け部材に組み付けられる。
連結部材11は、例えば真鍮等の金属によって形成されている。以下、連結部材11の長手方向に沿って小径部11aが位置する側(図1で連結部材11の右側)を前端側といい、連結部材11の長手方向に沿って大径部11cが位置する側(図1で連結部材11の左側)を後端側という。
次に、上述した構成を有する連結部材11とワイヤとの接続方法を説明する。まず、連結部材11の貫通孔11dにワイヤを挿通する。ワイヤを貫通孔11dに挿通する際には、連結部材11の前端側からワイヤを挿入し、ワイヤの端部が連結部材11の後端側から出るまで挿通する。ワイヤは、例えばステンレス製の撚り線である。
続いて、ワイヤを挿通した状態の連結部材11をカシメ装置に設置してカシメ加工を行う。図3は、ワイヤ12を挿通した連結部材11をカシメ装置に設置した状態を示す縦断面図である。図4は、図3のB−B線を通り、連結部材11の長手方向と直交する面の断面図である。カシメ加工を行う際には、カシメ装置が有する一対の金型13a、13bの間に連結部材11の中径部11bを配置する。中径部11bの軸線方向の長さは金型13a、13bの軸線方向の長さより若干長く設定されている。中径部11bを一対の金型13a、13bの間に配置するときには、軸線方向の両側に金型13a、13bが当接しない非当接部11ba、11bbがそれぞれ生じるように配置する。2つの非当接部11ba、11bbは、長手方向の長さが等しければより好ましい。
金型13a、13bは、図4に示すように、V字型の断面を有している。カシメ装置に加工開始の信号を送って作動させると、金型13a、13bのいずれか一方(図3および図4では金型13a)が、他方の金型(図3および図4では金型13b)へ近づく方向に移動していき、中径部11bを加圧して塑性変形させる。この塑性変形に伴って貫通孔11dのうち中径部11bの内側に位置する部分が変形するとともに、貫通孔11d内部のワイヤの断面形状が扁平に変形してその外周部のワイヤ素線が貫通孔11dの内壁に食い込む。これにより、連結部材11とワイヤ12とが接合される。
この後、一方の金型(図4では金型13a)を加圧前の位置へ戻した後、中径部11bを離型することによって一連の処理が終了し、連結部材11およびワイヤ12からなる接続構造体の作製が完了する。
図5は、以上説明した接続方法によって作製された接続構造体の構成を示す側面図である。図6は、図5のC−C線断面図である。図5および図6に示す接続構造体100において、連結部材11の中径部11b(第1筒状部)は、カシメ加工によって断面が略菱形に塑性変形したカシメ部111bと、カシメ部111bの軸線方向の両端側に位置し、少なくともカシメ部111bと接していない端面がそれぞれ塑性変形していない端部112b、113bとを有する。カシメ部111bの内部に位置するワイヤ12は、カシメ部111bの塑性変形に伴い、図6に示すように外形が扁平に変形している。端部112b、113bは、カシメ部111bの変形に伴ってカシメ部111bと接する側の一部が塑性変形しているものの、カシメ部111bと接していない側の端面付近は塑性変形しておらず、カシメ加工前の形状(図4を参照)を維持している。換言すれば、中径部11bの塑性変形した部位は、非塑性変形部位である小径部11a(第2筒状部)と離間している。また、小径部11aおよび大径部11c(第3筒状部)ならびにそれらの内部を貫通する部分のワイヤ12も、カシメ加工後に塑性変形することなく、元の形状を維持している。
図7は、接続構造体100を内視鏡の操作部に組み付けた状態を示す模式図である。図7に示すように、内視鏡の操作部1は、支持部材14と、支持部材14に対して当接しながら移動可能に設けられ、接続構造体100が組み付けられる組み付け部材15と、組み付け部材15の後端側(図7の左側)に接続しているチェーン16とを有する。これらの部位は、操作部1の外装ケース1aの内部に収容されている。接続構造体100のワイヤ12は、外装ケース1aの内部において、組み付け部材15の長手方向(軸線方向)に対して斜め方向に延び、内視鏡挿入部内の所定の部位に配設される。チェーン16の他端は操作部1の内部機構に接続しており、操作部1の操作に応じて組み付け部材15と接続するチェーン16の先端部がその延在方向に沿って移動する。このチェーン16の移動に伴って組み付け部材15に組み付けられたワイヤ12も移動することにより、内視鏡先端の湾曲部における湾曲操作が実現される。
図8は、図7のD−D線断面図であり、組み付け部材15の構成および接続構造体100の組み付け部材15への組み付け態様を示す図である。組み付け部材15は、略直方体状をなして接続構造体100を保持する保持部15aと、保持部15aの長手方向の端部から延び、チェーン16が連結される連結部15bとを有する。
保持部15aには、長手方向に延びる中空部151aが形成されている。中空部151aは、長手方向の端部のうち連結部15bが設けられる端部と反対側の端部が開口するとともに、一つの側面が開口している。図8に示す断面は、保持部15aの側面のうち中空部151aが開口している1つの側面と同じ形状をなしている。中空部151aは、図8の紙面と垂直な方向に沿ってすべて同じ断面形状を有している。なお、図7において、保持部15aの1つの側面に形成される開口は支持部材14と対向しているため、図面には現れていない。
図8に示す断面において、中空部151aの長手方向と直交する方向の最大幅は、連結部材11の大径部11cの外径よりも若干大きい。中空部151aには、図8に示す断面において、長手方向と直交する幅が最も狭い狭幅部152aが、長手方向に沿って所定の間隔で形成されている。中空部151aは、図8に示す断面において、隣接する狭幅部152aの間で略円形の断面を有しており、その円の直径が上述した最大幅に対応している。狭幅部152aの幅は、連結部材11の中径部11bに形成されるカシメ部111bの外径よりも若干大きい。また、隣接する狭幅部152aの長手方向の間隔は、カシメ部111bの長さよりも若干短い。このように中空部151aの大きさを設定することにより、中空部151aに接続構造体100を収容することが可能となる。
接続構造体100を組み付け部材15へ組み付ける際には、まず連結部材11の小径部11aの外周に、保持部15aの中空部151aに嵌合可能な形状をなす接続用部材17を取り付ける。接続用部材17は柱状をなしており、中空部151aの奥行方向(図8と断面と直交する方向)の深さと略等しい高さを有する。接続用部材17の高さ方向と平行な断面は、図8において隣接する狭幅部152aの間の断面がなす略円形から狭幅部152a近傍を幅方向(図8の上下方向)に沿って切り落とした形状をなしている。また、接続用部材17の高さ方向の中心部には、連結部材11の小径部11aを挿通可能な貫通孔が形成されている。
続いて、接続構造体100を保持部15aの開口した1つの側面から中空部151aの所定の位置へ嵌め入れる。具体的には、保持部15aの長手方向の端面側の開口とワイヤ12が先端部へ向けて延びる方向とが一致するように接続構造体100と組み付け部材15の向きを合わせ、接続用部材17を中空部151aの嵌合可能な位置(隣接する狭幅部152aの間の位置)の中で所定の位置に来るよう位置合わせを行った後、連結部材11を保持部15aの中空部151a内に嵌め入れていく。これにより、図8に示すように保持部15aが接続構造体100を保持した状態となる。この状態で、接続構造体100は、連結部材11の軸線回りに回動可能である。
接続構造体100の組み付け位置は、接続用部材17の中空部151aへの嵌合位置を変えることによって変更可能である。したがって、接続用部材17は、連結部材11の長手方向の位置を調整する機能を有する。また、接続用部材17は、図8に示す断面において、端部112bの外径よりも大きい幅を有するため、連結部材11の軸線方向への抜け止め機能も有する。
上述したように、組み付け部材15は、接続構造体100が組み付けられた後、操作部1の内部において、側面の開口が支持部材14と対向するように配置される。これにより、接続構造体100が組み付け部材15の側面の開口側から抜けるのを防止することができる。
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、ワイヤ12の一端部は、連結部材11の長手方向の前端部から後端部に渡って形成された貫通孔11dに挿通されており、後端部の一部が塑性変形して、貫通孔11dに挿通されているワイヤ12の一端部と連結部材11とが固定されており、前端部に非塑性変形部位が形成されているため、はんだを用いることなく、高い耐久性を有する内視鏡操作用のワイヤと連結部材との接続を実現することができる。
また、本実施の形態1では、カシメ加工後の連結部材11において、カシメ部111bのワイヤ12のみが扁平に変形し、小径部11aおよび大径部11cならびにそれらの内部に位置するワイヤ12は変形していないため、図7に示すように、ワイヤ12が、連結部材11の長手方向と交差する方向に延びる態様で組み付けられた場合であっても、カシメ部111b内の扁平に変形したワイヤ12に対して径方向の力が加わることがない。したがって、カシメ部111b内のワイヤ12を端緒として劣化が始まるのを防止し、ワイヤ12の耐久性を確保することができる。
また、本実施の形態1においては、連結部材11の中径部11bの軸線方向の両端にカシメ加工による変形を緩和するための端部112b、113bを設けることによって、小径部11aおよび大径部11cがカシメ加工によって変形するのを防止することができ、組み付け部材15や接続用部材17に連結部材11を確実に組み付けることができる。
また、本実施の形態1においては、高度な技能が必要なはんだ付けではなく、カシメ加工により連結部材11とワイヤ12とを接続するので、作業者の技能によらず効率的に品質の安定した接続構造体100を作製することができる。これに伴い、本実施の形態1においては、フラックスの洗浄工程も不要となり、リードタイムを短縮することができる。
(実施の形態2)
図9は、本発明の実施の形態2に係る連結部材の構成を示す側面図である。図9に示す連結部材21は、円筒状をなす小径部21aと、小径部21aよりも外径が大きくかつ小径部21aと軸線が一致する円筒状をなす大径部21bとを有する。小径部21aおよび大径部21bの中空部は連通して連結部材21の軸線方向に貫通する貫通孔21cを形成している。貫通孔21cの内径は、連結対象であるワイヤを挿通可能な大きさを有する。連結部材21は、連結部材11と同様に真鍮等の金属によって形成されている。以下、連結部材21の長手方向に沿って小径部21aが位置する側(図9で連結部材21の右側)を前端側といい、連結部材21の長手方向に沿って大径部21bが位置する側(図9で連結部材21の左側)を後端側という。
小径部21aは、外周に接続用部材17が取り付けられた状態で、後述する組み付け部材に組み付けられる。大径部21bは、貫通孔21cに挿通されたワイヤを固定するためにカシメ加工が施されて塑性変形した状態で組み付け部材に組み付けられる。
次に、上述した構成を有する連結部材21とワイヤとの接続方法を説明する。まず、連結部材21の貫通孔21cにワイヤを挿通する。ワイヤを貫通孔21cに挿通する際には、連結部材21の前端側からワイヤを挿入し、ワイヤの端部が連結部材11の後端側から出るまで挿通する。ワイヤは、例えばステンレス製の撚り線である。
続いて、ワイヤを挿通した状態の連結部材21をカシメ装置に設置してカシメ加工を行う。本実施の形態2では、カシメ装置が有する一対の金型の間に大径部21bを配置する。大径部21bの軸線方向の長さは各金型の軸線方向の長さより若干長く設定されている。大径部21bを一対の金型の間に配置するときには、小径部21a側に、一対の金型が当接しない非当接部が生じるように配置する。一対の金型として、例えば実施の形態1で説明した金型13a、13bを使用することができる。カシメ加工を実施の形態1と同様に行うことにより、大径部21bが塑性変形し、貫通孔21cのうち大径部21bの内側に位置する部分が変形するとともに、貫通孔21c内部のワイヤ外形が扁平に変形してその外周部のワイヤ素線が貫通孔21cの内壁に食い込む。これにより、連結部材21とワイヤとが接続される。
図10は、以上説明した接続方法によって形成された接続構造体の構成を示す断面図である。図10では、実施の形態1で説明した一対の金型13a、13bを用いてカシメ加工を行った場合の構成を示している。
図10に示すように、連結部材21の大径部21b(第1筒状部)は、カシメ加工によって断面が略菱形に変形したカシメ部211bと、カシメ部211bの軸線方向の前端側に位置し、少なくともカシメ部211bと接していない端面が変形していない端部212bとを有する。カシメ部211bの内部に位置するワイヤ12は、カシメ部211bの塑性変形に伴い、扁平に変形している。なお、図10のE−E線断面は、図6に示す断面と同様の形状をなしている。端部212bは、カシメ部211bの変形に伴ってカシメ部211bと接する側が一部変形しているものの、カシメ部211bと接していない端面付近は変形しておらず、カシメ加工前の形状(図9を参照)を維持している。換言すれば、大径部21bの塑性変形した部位は、非塑性変形部位である小径部11a(第2筒状部)と離間している。また、小径部21aおよびその内部を貫通する部分のワイヤ12も塑性変形することなく、元の形状を維持している。
図11は、組み付け部材の構成および接続構造体200の組み付け部材への組み付け態様を示す図であり、図8と同様の切断面でみた断面図である。なお、接続構造体200が組み付けられた組み付け部材の内視鏡操作部内における設置態様は、図8と同様である。
図11に示す組み付け部材22は、略直方体状をなして接続構造体200を保持する保持部22aと、保持部22aの長手方向の端部から延び、チェーン16が連結される連結部22bとを有する。
保持部22aには、長手方向に延びる中空部221aが形成されている。中空部221aは、長手方向の端部のうち連結部22bが設けられる端部と反対側の端部が開口するとともに、一つの側面が開口している。図11に示す断面は、保持部22aの側面のうち中空部221aが開口している1つの側面と同じ形状をなしている。中空部221aは、図11の紙面と垂直な方向に沿ってすべて同じ断面形状を有している。
図11に示す断面において、中空部211aには、長手方向と直交する幅が最も狭い狭幅部222aが形成されている。中空部211aは、図11に示す断面において、狭幅部222aの開口部側で接続用部材17を嵌め入れることのできる略円形の断面を有している。狭幅部222aの幅は、連結部材21の大径部21bに形成されるカシメ部211bの外径よりも若干大きい。このように中空部211aの大きさを設定することにより、中空部211aに接続構造体200を収容することが可能となる。
接続構造体200の組み付け部材22への組み付け方法は、実施の形態1で説明した接続構造体100の組み付け部材15への組み付け方法と同様である。接続構造体200は、連結部材21の軸線回りに回動可能な態様で組み付け部材22へ組み付けられる。
本実施の形態2においても、接続用部材17が、連結部材21の軸線方向への抜け止め機能を有する。
以上説明した本発明の実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、はんだを用いることなく、高い耐久性を有する内視鏡操作用のワイヤと連結部材との接続を実現することができる。
また、本実施の形態2では、カシメ加工後の連結部材21において、カシメ部211bのワイヤ12のみが扁平に変形し、小径部21aとその内部に位置するワイヤ12は変形していないため、実施の形態1と同様に、カシメ部211b内のワイヤ12を端緒として劣化が始まるのを防止し、ワイヤ12の耐久性を確保することができる。
また、本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、カシメ加工による連結部材21とワイヤ12との接続が可能であるとともに、端部212bを設けることによって、小径部21aがカシメ加工によって変形するのを防止することができ、組み付け部材22や接続用部材17に連結部材21を確実に組み付けることができる。
なお、本発明は、上述した実施の形態1,2によってのみ限定されるものではなく、各実施の形態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、種々の発明に想到することができる。
1 操作部
1a 外装ケース
11,21 連結部材
11a,21a 小径部
11b 中径部
11ba,11bb 非当接部
11c,21b 大径部
11d,21c 貫通孔
12 ワイヤ
13a,13b 金型
14 支持部材
15,22 組み付け部材
15a,22a 保持部
15b,22b 連結部
16 チェーン
17 接続用部材
100,200 接続構造体
111b,211b カシメ部
112b,113b,212b 端部
151a,211a 中空部
152a,222a 狭幅部

Claims (5)

  1. 内視鏡操作用のワイヤを、連結部材を介して、操作レバーを備える操作機構へ連結するにあたり、前記ワイヤと前記連結部材とを接続するための接続構造であって、
    前記ワイヤの一端部は、前記連結部材の長手方向の前端側から後端側に渡って形成された貫通孔に挿通されており、
    前記後端側の一部が塑性変形して、前記貫通孔に挿通されている前記ワイヤの一端部と前記連結部材とが固定されており、
    前記前端側に非塑性変形部位が形成されていることを特徴とする接続構造。
  2. 前記塑性変形している部位は、前記非塑性変形部位と離間していることを特徴とする請求項1に記載の接続構造。
  3. 前記後端側の最後端部に非塑性変形部位が形成されており、前記塑性変形している部位は、前記最後端部の非塑性変形部位と離間していることを特徴とする請求項1または2に記載の接続構造。
  4. 内視鏡操作用のワイヤと、
    前記ワイヤを挿通する貫通孔が形成された筒状をなし、操作レバーを備える内視鏡の操作機構へ連結するための連結部材と、
    を備えた接続構造体であって、
    前記連結部材は、
    当該連結部材の長手方向の後端側に設けられており、加圧によって一部が塑性変形して前記貫通孔の一部が変形することによって前記ワイヤが接合されている第1筒状部と、
    前記第1筒状部の前端側に設けられており、前記第1筒状部より外径が小さい第2筒状部と、
    を有し、
    前記第1筒状部の塑性変形した部位は、前記第2筒状部と離間していることを特徴とする接続構造体。
  5. 前記第1筒状部の後端側に設けられており、前記第1筒状部より外径が大きい第3筒状部をさらに備え、
    前記第1筒状部の塑性変形した部位は、前記第3筒状部と離間していることを特徴とする請求項4に記載の接続構造体。
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