JP2007038021A - 金属製の注射針 - Google Patents

Abstract

【課題】小径であるにもかかわらず、内表面が滑らかな金属製の注射針およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】内表面の表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）が３μｍ以下で、内径が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする金属製の注射針。
【選択図】なし

Description

本発明は、金属製の注射針である管状体およびその製造方法に関する。より具体的には、ピン、注射針、コネクタ、テレビ用液晶電子銃などに使用することができる小径で内表面が滑らかな金属製の管状体およびその製造する方法に関する。

医療用のピン、注射針、コネクタ、テレビ用電子銃などに使用される小径、例えば外径が１．３ｍｍ以下、の金属製の管状体を製造する場合、厚さ０．２ｍｍ以下の金属製の薄板を丸めながら引抜き、引抜きダイスに入る手前で薄板の端面が合わさったところを溶接し、そのまま引抜きダイスにより引抜き加工して外径４〜６ｍｍ程度の管状体に成形した後、引抜き加工を繰り返すことにより所望の外径の管状体に成形する。図３に引抜き加工の一例を示す図を示す。図３において、外径４〜６ｍｍ程度に成形した金属製の管状体１は、これより断面積の小さいダイス孔を有するダイス２に通して引っ張ることで、外径が収縮されダイス孔と同一の断面形状を有する管状体、例えば外径１．３ｍｍ以下に成形される。引抜き加工の際に管状体１の内表面に収縮によるしわが発生するのを防止するため、引抜き加工時に管状体１内にはその内径を規定するプラグ３が挿入されている。
しかし、引抜き加工を繰り返すことにより、管状体１の径が小さくなると、管状体１内にプラグ３を挿入することができず、プラグ３なしで引抜き加工することが必要となる。管状体１の内部にプラグ３を入れずに引抜き加工を実施した場合、管状体１の内表面にしわが生じ、内表面が粗くなる。このような内表面の粗さは、管状体内を流動体が通過する際の抵抗を増加させる。また、管状体の内表面の粗さは、その表面積を増加させて汚れや異物が付着しやすくなる。これは、衛生面が重視される医療用途の管状体の場合に重要な問題となる。しかしながら、従来は小さい径でありながら、内表面が粗くない管状体は存在しなかった。
その一方で、より小径の管状体への需要は現実に存在しており、例えば、インシュリン注射を定期的に行うことが必要な糖尿病患者のように、注射針の刺通を日常的に行うことが必要な者にとって、針の刺通時の苦痛が可能な限り少ないことが望ましい。針の刺通によって生じる苦痛は、刺通時抵抗の大きさと関連しており、刺通時抵抗の小さい、すなわち、より小径の注射針の開発が求められていた。

以上から、本発明は、小径であるにもかかわらず、内表面が滑らかな金属製の管状体およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、内表面の表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）が３μｍ以下で、内径が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする金属製の注射針を提供する。
本発明はまた、金属製の表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）が３μｍ以下の薄板をプレス加工することにより製造される内径１．０ｍｍ以下の注射針を提供する。
本発明は、金属製の薄板から管状体の展開形状をした板状体を、前記金属製の薄板と前記板状体とが部分的に接合した状態で打ち抜き、前記板状体を管形状にプレス加工した後、前記金属製の薄板と前記板状体との接合部を切断して内径が１．０ｍｍ以下の金属製の管状体を製造する方法が好ましい。
本発明の金属製の管状体を製造する方法において、前記板状体を管形状にプレス加工した後、管の継ぎ目部分を溶接することが好ましい。

本発明の注射針は、小径であるにもかかわらず内表面が滑らかで、注射針として使用した場合に、刺通抵抗が少なく、注射の際の苦痛が緩和される。内表面が粗いと、注射針内を流動体が通過する際の抵抗を増加させる。また、注射針の内表面の粗さは、その表面積を増加させて汚れや異物が付着しやすくなる。これは、衛生面が重視される医療用途の注射針の場合に重要な問題となる。注射針の刺通を日常的に行うことが必要な者にとって、針の刺通時の苦痛が可能な限り少ないことが望ましい。針の刺通によって生じる苦痛は、刺通時抵抗の大きさと関連しており、刺通時抵抗の小さい、すなわち、より小径の注射針が刺通抵抗が少なく、注射の際の苦痛が緩和される。

以下に、本発明の金属製の管状体およびその製造方法について図面を参照して説明する。
本発明の金属製の管状体は、内表面の表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）が３μｍ以下で、内径が１．０ｍｍ以下であれば特に限定されない。
管状体の側面形状は、通常直管であるが、これ以外の他の形状、例えば曲管であってもよい。

表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）はＪＩＳ−Ｂ−０６０１−１９９４により、Ｒy （最大高さ）とも呼ばれ、基準長さについての、平均線に対する最大山頂から最低谷底までの高さをいう。本発明において、管状体の内表面の表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）は、３μｍ以下であり、好ましくは２μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以下である。管状体の内表面のＲｆが上記の範囲であれば、内表面全体が滑らかであり、しかも大きな傷がないので管状体を医療器械として用いるのに好適である。

管状体の外径は、通常１．３ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．４ｍｍ以下である。管状体の外径が上記の範囲であると、注射針として使用した場合に、刺通抵抗が少なく、注射の際の苦痛が緩和される。

管状体の内径は、１．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．８ｍｍ以下であり、より好ましくは０．３ｍｍ以下である。管状体の内径が上記の範囲であれば、上記の範囲の外径の管状体であっても、管状体に要求される強度が損なわれない。

管状体は金属製であれば、いずれであってもよく、例えばステンレス鋼を含む鉄鋼材料、アルミニウム、銅、チタンのような非鉄金属の構造材料、ニッケル、コバルト、モリブデンのような耐熱材料、鉛、錫のような低融点金属材料、金、銀、白金のような貴金属材料およびこれらの合金であってもよい。

管状体の長さは、特に限定されない。ただし、本発明の管状体は、外径が１．３ｍｍ以下で、内径が１．０ｍｍ以下であるため必然的に薄肉である。したがって、その長さは管状体に要求される強度に応じて適宜選択することが必要とされる。例えば、注射針として使用する場合、２５〜３３ゲージの注射針に相当する径の管状体は２００ビッカース硬度を有することが必要とされる。

このような管状体は、上記規定を満足することができればいずれの方法によって製造してもよい。本発明の管状体は、好ましくは、金属製の薄板からプレス加工により製造される。本発明の金属製の管状体は、金属製の薄板からプレス加工により製造される内径１．０ｍｍ以下の管状体をも含み、この場合Ｒｆは上記定義した範囲に限定されなくてもよい。

図１および図２は、本発明の方法による金属製の管状体を製造手順の一例を示す図である。但し、図示した手順は、本発明の方法に関する理解を容易にするため、製造手順の一例を例示したものであり、本発明の方法はこれに限定されない。
本発明の方法では、図１ａに示すように、厚さ０．２５ｍｍ以下の金属製の薄板４から管状体の展開形状をした板状体５を打ち抜く。ここで重要な点として、金属製の薄板４から板状体５を完全に切断された状態で打ち抜くのではなく、薄板４と板状体５とを部分的に接合させたままにしておく。図１ａにおいて、板状体５の短手側の切断線の中央部６が薄板と接合したままの状態になっている。次に、図１ｂに示すように、板状体５を上下方向から型７を用いてプレス加工する。図１ｂでは、上方の型７に凸状の型を使用し、下方の型７に凹状の型を使用することで板状体５は、薄板との接合部６を軸とした湾曲形状にプレス加工される。図２ｃに、さらにプレス加工が進んだ板状体を示す。図２ｃにおいて、板状体５はより湾曲が進んでＵ字形状になっている。このような形状に板状体をプレス加工するには、図１ｂに示す型７でそのままプレスしてもよく、または別の形状を型を使用してプレス加工してもよい。Ｕ字形状にプレス加工された板状体は、図２ｄに示すように上方の型７に凹状の型を使用して管形状にプレス加工する。当業者ならば容易に理解されるように、図２ｄに示すような管形状にプレス加工するまでには、異なる形状の型を使用したプレス加工をさらに数段階にわたって実施してもよい。

プレス加工により製造された管状体は、その用途にもよるが、例えば、注射針として使用する場合のように、管内部に流動体の流通させる場合には、管状体の継ぎ目部分を接合させる必要がある。管状体の接合方法としては、接着剤等を用いることもできるが、金属製であること、外径が１．３ｍｍ以下と非常に小さいことから溶接によるのが好ましい。溶接は、母材を含めた接合部を溶融して接合する溶接であることが好ましく、炭酸ガスレーザ溶接、ＹＡＧレーザ溶接、エキシマレーザ溶接といったレーザ溶接が好ましく、中でも広く使用されており、かつ安価であり、微細加工に適した炭酸ガスレーザ溶接とＹＡＧレーザ溶接が特に好ましい。

継ぎ目部分の溶接後、薄板と板状体の接合部を切断することにより、本発明の管状体を得ることができる。溶接を行わない場合は、板状体をプレス加工により管形状にした後、薄板と板状体の接合部を切断することにより管状体を得ることができる。
このようにして製造された管状体は、その用途に応じてさらに加工して使用することもできる。例えば、注射針として使用する場合には、従来の方法で刃先を付ける等の加工を施すことが必要となる。

本発明の方法によれば、引抜き加工を行わないので、管状体の内表面のＲｆが３μｍ以下の管状体を収率よく製造することができ、また、長尺の引抜き装置が不要である。
また、管状体の長手方向の幅を持ち、長尺の薄板を用いれば、１枚の薄板から複数の管状体を一度に製造することができ、小径で内表面が滑らかな管状体を低コストで製造することができる。

以下実施例を用いて本発明をさらに説明する。
（実施例）
厚さ０．０５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の薄板を、図１および図２に示す手順でプレス加工することにより、外径０．３５ｍｍ、内径０．２５ｍｍ、長さ１８ｍｍの管状体を製造した。管状体は、軸方向に平行するように切断して、内表面の表面粗さをＪＩＳ Ｂ０６０１号に従って、走査型レーザ顕微鏡１ＬＭ２１（レーザテック（株）製）を用いて測定し、最大高低差Ｒｆを求めた。Ｒｆの測定値を表１に示した。また、切断した管状体の内表面の様子を確認するために、１ＬＭ２１を用いて顕微鏡写真を撮影した。図４ｂは、実施例の管状体の内表面の顕微鏡写真である。

（比較例）
実施例と同じ材質および同じ寸法（外径０．３５ｍｍ、内径０．２５ｍｍ、長さ１８ｍｍ）の管状体を、厚さ０．１７ｍｍの薄板（ＳＵＳ３０４）から、従来の引抜き加工を用いた方法で製造した。得られた管状体について、実施例と同様に内表面のＲｆを測定した。Ｒｆの測定値を表１に示した。比較例の管状体についても、内表面の顕微鏡写真を撮影した。図４ａは、比較例の管状体の内表面の顕微鏡写真である。

表から明らかなように、本発明の方法で製造した管状体は、従来の方法で製造した比較例の管状体に比べて、内表面のＲｆが小さく、内表面が滑らかな状態に保たれていることが確認できる。

本発明の金属製の管状体は、小径であるにもかかわらず内表面が滑らかな状態に保たれており、管内を流動体が通過する際の抵抗が小さく、また、汚れや異物が付着しにくい。このため、小径の管状体を必要とする種々の用途、例えば、注射針に加工して好ましく使用することができる。
本発明の金属製の管状体の製造方法は、プレス加工のみで所望の寸法の管状体を得ることができるので、引抜きを用いた従来の製造方法のように管状体の内表面にしわが生じることがなく、内表面が滑らかな状態に保たれた管状体を製造することができる。また、本発明の金属製の管状体の製造方法は、このような管状体を低コストで製造することができる。

本発明の方法による管状体の製造手順を示す図であり、ａは金属製の薄板から管状体の展開形状をした板状体を打ち抜いた状態を示しており、ｂは板状体を湾曲形状にプレス加工した状態を示している。 本発明の方法による管状体の製造手順を示す図であり、ｃは板状体をＵ字形状にプレス加工した状態を示しており、ｄは板状体を管形状にプレス加工した状態を示している。 従来の管状体の製造方法における引抜き加工を示す図である。 ａは比較例の管状体の内表面を倍率１１００倍で撮影した顕微鏡写真であり、ｂは実施例の管状体の内表面を倍率１１００倍で撮影した顕微鏡写真である。

符号の説明

１：管状体
２：ダイス
３：プラグ
４：薄板
５：板状体
６：接合部
７：型

Claims (2)

1. 内表面の表面粗さの最大高低差（Ｒｆ）が３μｍ以下で、内径が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする金属製の注射針。
2. 金属製の薄板をプレス加工することにより製造される内径が１ｍｍ以下の金属製の注射針。