CN1428215A - 金属管状体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造出带有侧孔并且内径为2mm的金属管状体的方法，该方法包括以下步骤：从一块金属板中冲切出呈管状体的展开形状的板料并且以金属板和板料保持部分连接的方式在该板料中冲出孔和/或凹口，该孔与在管状体中的侧孔相对应，所述凹口在将该板料压制成管状形状时形成侧孔；将所述板料压制成管状形状；并且在金属板和板料保持连接的地方将它们切开。这样制成的金属管状体可以在其上具有一个或多个具有任意形状、位置或数量的侧孔，并且非常适用于用在医疗装置例如注射器针头中。
Description
技术领域
本发明涉及由金属制成的管状体及其制造方法。更具体地说，本发明涉及一种制造带有侧孔并且其内径较小的金属管状体的方法以及由此制造出的管状体，该管状体可以用在这些用途例如针、注射器针头和接管。
背景技术
用在各种医疗用途的直径较小例如孔径为2mm的金属管状体如针、注射器针头和接管根据具体的用途有时设有一个或多个侧孔。例如，JP2-65870A披露了一种留置针头，该针头具有形成在针尖之外的区域中的侧孔，从而增加药液进入血管的注入效果。在这种带有侧孔的留置针头中，如在该现有技术文献中所披露的工艺所述一样，侧孔通常是通过在已经将所要生产的针头形成为管状形状之后进行冲孔操作来形成的。但是，其中已经通过这种工艺形成有侧孔的留置针头尤其是那些孔径较小的针头当在侧孔形成位置处局部受到压力时其带有侧孔表面会出现变形。由此形成的变平区域增加在医疗用途期间针刺入的阻力并且增加了在穿刺时受到的疼痛程度。而且，在现有技术工艺中不可能在不使管状形状变形的情况下在针头的斜切部分上以外的任何地方形成侧孔。这就限制了可以形成在这些针上的侧孔的位置、形状和数目。还有，在通过传统工艺制造留置针头中，因为该管状体一旦形成就被安放在模具上并且在其中冲出侧孔，所以另一个缺点是增加了制造工序。
发明概述
因此，本发明的一个目的在于提供一种用于制造管状体的方法，在该管状体中以任意所要求的形状、位置或数目形成有一个或多个侧孔。本发明的另一个目的在于提供一种由该方法制成的金属管状体。
因此，本发明提供一种制造带有侧孔并且内径约为2mm的金属管状体的方法。该方法包括以下步骤：从一块金属板中冲切出呈管状体的展开形状的板料并且以金属板和板样保持部分连接的方式在该板料中冲出与在管状体中的侧孔相对应的孔和/或凹口，所述凹口在将该板料压制成管状形状时形成侧孔；将所述板料压制成管状形状；并且在金属板和板料保持连接的地方将它们切开。
在制造金属管状体的本发明方法中，板料在被压制成管状形状之后优选在其上的接缝处进行焊接。
另外本发明提供一种由本发明的上述方法制造出的金属管状体。
附图的简要说明
图1A和1B显示出在根据本发明方法的一个实施方案的管状体制造中的步骤。在图1A中，已经从金属板1中冲切出呈管状体的展开形状的板料2。在图1B中，已经将所述板料2压制成弯曲形状。
图2C和2D显示出在根据本发明方法的同一实施方案的管状体制造中的其它步骤。在图2C中，已经将所述板料2压制成U形。在图2D中，已经将所述板料2压制成管状形状。
图3A和3B显示出本发明方法的另一个实施方案。图3A显示出与在图1A中所示相对应的步骤。图3B显示出与在图2D中所示相对应的步骤；
图4A和4B显示出本发明方法的另一个实施方案。图4A显示出与在图1A中所示相对应的步骤。图4B显示出与在图2D中所示相对应的步骤。
优选实施方案的详细说明
从以下本发明所涉及的金属管状体及其制造方法的详细说明中并且结合上面附图将更加了解本发明的目的、特征和优点。
本发明的金属管状体是一种中空管状体，该管状体在其两个端部处是开口的并且设有一个或多个侧孔。
在本发明中，在形成在管状体中的侧孔形状上没有任何限制。可以根据所期望的用途来适当地选择任意所要求的形状，包括在广义上可以被认为是圆形的形状例如完全圆形和椭圆形形状；以及在广义可以被认为是四边形的形状例如方形和长方形形状。
可以形成侧孔的位置也没有受到任何特别的限制。可以按需要来适当地选择这些位置，并且侧孔甚至可以形成在位于留置针头顶端处的斜面后侧上，或者在这个针头上远离斜面的位置处。例如，通过在斜面的后面形成侧孔，从而当该管状体被用作留置针头并且长时间保持插入状态时，一些血会通过侧孔流出，因此确保了血向血管的下游侧流动并且使得能够减轻由于针头的存在而导致流经血管的正常血流倾斜的程度。如果侧孔形成在远离留置针头上的斜面的位置处，则在其中该针头与插管等连接并且用来将插管导入进身体的情况中，在穿刺时血液从侧孔泄漏出使得能够用肉眼确认已经接通了血管。
形成的侧孔数量不受到任何限制，只要存在至少一个侧孔就行。另外，可以形成多个侧孔，从而它们以这样的布置方式在管状体的相同圆周上彼此面对，即它们可以形成完全穿过管状体的侧壁的通孔。
在本发明中，在管状体的侧壁形状上没有任何限制。也就是说，管状体不只是局限于直径一致的笔直形状，相反它可以具有阶梯状或锥形形状，其中该管状体的直径沿着其长度是变化的。
在本发明的实际应用中，管状体的外径大体上最大为为5mm，优选最大为3mm，更优选最大为2mm，并且最优选为1mm或更小。如果该管状体将用作注射器针头的话，则其外径优选最大为2mm，更优选最大为1mm，并且最优选为0.4mm或更小。当用作注射器针头时，其外径在上述范围内的本发明的管状体对穿刺的阻力更小并且减轻了在注射期间所受到的疼痛。
本发明的管状体其内径最大为2mm，优选最大为1.5mm，更优选最大为0.8mm，并且最优选为0.3mm或更小。其内径在这个范围内的管状体即使在外径落入在上述范围内也将具有所需要的强度。
本发明的管状体应该具有光滑的内壁。具体地说，该管状体内壁其在最大和最小光滑度数值(Rf)(根据JIS B-0601(1994)所确定的)之间的最大差值最好为3μm，优选不大于2μm，并且最优选不大于1μm。其内壁Rf在上述范围内的管状体具有完全光滑并且没有大划痕的内壁，从而使得该管状体非常适用于用作医疗装置。本发明的管状体的独特特征在于以下事实，尽管具有侧孔，但是该管状体在内壁上的侧孔周边处没有变形。因此，整个内壁是光滑的。
该管状体可以由任意合适的金属制成。例如，它可以由钢材例如不锈钢；有色金属结构材料例如铝、铜或钛；耐热材料例如镍、钴或钼；低熔点金属材料例如铅或锡；贵金属材料例如金、银或铂或者上面任意金属的合金制成。
在该管状体的长度上没有任何特别限制。但是，因为打算用作注射器针头的管状体必须是薄壁的，所以必须根据该管状体所要求的强度来适当地选择其长度。例如，将用作注射器针头并且其直径与注射器针头规格25-33相对应的管状体其硬度必须至少为200维氏硬度。
本发明的管状体是由金属板通过根据下面所述的方法进行压制而制成的。
图1A、1B、2C和2D显示出根据本发明的制造金属管状体的方法的一个实施方案。在这些图面中所示的过程阐述了一个实施方案，该实施方案给出用来能够更加容易理解本发明并且不应该被认为是对本发明进行限制。
如在图1A中所示一样，在本发明的制造方法中，从厚度不大于0.25mm的金属板1中冲切出呈管状体的展开形状的板料2。代替以干净切下状态从金属板冲切下板料，而使金属板1和坯料2部分连接。因此，在图1A中，在坯料2的短边上的冲切线的中心部分3(优选在这里被称为“连接部分”)保持连接在金属板1上。在本发明的方法中，在该板料2中冲出与所制造的管状体的侧孔相对应的孔4。可以通过机械冲孔加工或者通过采用激光或其它合适的装置的热加工来进行冲孔。
参照图1B，使用一对模具5a和5b从上方和下放挤压每块板料2。在图1B中，通过使用凸形的上模具5a与凹形的下模具5b结合，从而将板料2压制成围绕着由与金属板1连接的连接部分3所限定的轴线弯曲的形状。在图2C中，该图显示出在附加压制之后的板料2，该板料2甚至进一步弯曲成U形。可以通过用在图1B中所示的模具5a和5b进行继续压制或者通过用其它形状的模具进行压制来实现将板料2压制成后面的这种形状。然后使用凹形上模具5c以在图2D中所示的方式将已经被压制成U形的板料2压制成管状形状。如对于本领域普通技术人员而言所容易理解的一样，可以使用不同形状的模具在许多附加的阶段中进行压制直到将该板料2压制成在图2D中所示的管状形状。
如上所述，在本发明的方法中，在板料2中形成孔4，之后通过压制使该板料2形成为管状形状。因此，与其中侧孔是在该板料已经形成为管状形状之后形成的情况不一样，侧孔附近没有受到局部压力。因此，管状体不会出现变形。
在形成孔4以及从金属板4中冲切出板料2的顺序上没有任何限制。孔4的成形和从金属板1中冲切出板料2可以同时或者按任意顺序进行。通过同时进行孔4的成形和从金属板1中冲切出板料2，从而侧孔在管状体中的成形不会导致操作数量的增加。
而且，因为与侧孔对应的孔4是在板料2的阶段中形成的，所以在管状体中形成的侧孔4的形状、位置和数量没有任何限制。
应该注意的是，形成在板料2中的孔4并不局限于在图1A-2D中所示的位置和形状。
图3A和3B显示出本发明的方法的另一个实施方案。这里，与在图1A-2D中所示的实施方案不同的是，代替孔，板料2在其中形成凹口4a和4b，它们一起在板料2被压制成管状形状时形成侧孔4。在图3A中，该图显示出与在图1A中所示相对应的步骤，在板料2的两个侧面上已经形成有半圆形开口或凹口4a和4b。当其中已经形成有这些半圆形凹口4a和4b的板料2被压制成管状体时，如在图3B中所示一样，这些凹4a和4b会合以形成侧孔4。
图4A和4B显示出本发明的还有一个实施方案。在图4A中，一块梯形板料2具有一圆孔4，该圆孔形成在与金属板1连接的连接部分3所位于的轴线上，并且还具有形成在板料2的每条侧边上的半圆形凹口4a和4b。
如在图4B中所示一样，当将这种板料2压制成管状形状时，形成一种从侧面看为锥形形状的管状体，其一个端部的直径小于另一个端部，并且该管状体在其上带有两个圆形侧孔4，它们以这样一种布置方式在相同的圆周上彼此直接相对，即它们可以形成完全穿过管状体的侧壁的通孔。
在流体将流过由压制制成的管状体的管腔的情况中，例如在该管状体用作注射器针头时，可以采用流体密封的方式将管状体的接缝连接在一起。虽然可以采用粘合剂或其它类似的方法将管状体的接缝连接在一起，但是因为该管状体是由金属制成的并且可以具有非常小的1mm或更小的外径，所以优选为此采用焊接方法。该焊接工艺优选是这样一种焊接工艺，该工艺涉及将包含基底金属的接合处熔融以进行连接。优选的实施例包括激光焊接技术例如二氧化碳激光焊接、YAG激光焊接和准分子激光焊接。其中二氧化碳激光焊接和YAG激光焊接是尤其优选的，因为它们应用广泛、廉价并且适用于进行微型机加工。
在已经焊接好接缝之后，切开在金属板和板料之间的连接部分，从而形成本发明的管状体。在因为该管状体打算用在不需要接缝以特别流体密封的方式连接的用途中所以没有金属焊接的情况中，可以通过在板料已经被压制成管状形状之后切开在金属板和板料之间的连接部分来获得所述管状体。
这样制成的管状体还可以在根据所期望的用途进行进一步加工之后使用。例如，在该管状体将要用作注射器针头的情况中，它将必须经过额外的加工例如采用现有技术工艺在其上形成针尖。
实施例
以下实施例提供用来阐述本发明而不是打算对其范围进行限制。
按在图1A-2D中所示的顺序对0.05mm厚的不锈钢(SUS304)进行压制操作，由此形成外径为1mm、内径为0.9mm、长为20mm并且两端开口的中空管。这样就可以制造出其中在离管状体远端3mm的位置处形成有完全圆形形状的半径为0.2mm的侧孔的管状体。
本发明的方法使得能够制造出其上已经形成有一个或多个所要求的侧孔的金属管状体，且不用考虑其形状、位置或数量。本发明的方法还能够用其宽度沿着管状体的纵向方向的单块长金属板中一次低成本地制造出多个带有侧孔的管状体。可以通过在使坯料形成为管状形状之前在板料中冲出与侧孔相对应的孔来获得由本发明方法制造出的管状体。因此，与现有技术的工艺不同，在将板料形成为管状形状之后在侧孔形成位置上不会施加局部压力，因此在管状体上的侧孔附近不会变平。因此，可以制造出这样的带有侧孔的金属管状体，该管状体在用作注射器针头时不会增加对穿刺的阻力，因此有助于减小在穿刺期间的疼痛。
虽然已经对一些优选实施方案进行了说明，但是在上述教导的启示下可以对其作出许多改动和变化。因此，要理解的是，本发明在不脱离附属权利要求的范围的情况下可以以所述以外的其它方式实施。
Claims (3)
1.一种带有侧孔的金属管状体的制造方法，所述管状体内径最大为2mm，该方法包括以下步骤：
从一块金属板中冲切出呈管状体的展开形状的板料并且以金属板和板料保持部分连接的方式在该板料中冲出孔和/或凹口，该孔与在管状体中的侧孔相对应，所述凹口在将该板料压制成管状形状时形成侧孔；
将所述板料压制成管状形状；
并且在金属板和板料保持连接的地方将它们切开。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中所述板料在被压制成管状形状之后在其上的接缝处进行焊接。
3.一种由权利要求1或2的方法制造出的金属管状体。
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