JP2014136816A - Fixture for an anodic oxidation treatment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、陽極酸化処理用治具に関するものである。 The present invention relates to an anodizing jig.
従来、マグネシウム合金材製の製品の耐食性を改善するために、製品の表面に陽極酸化皮膜を形成する陽極酸化処理が行われている。
そして、この陽極酸化処理において、被処理材に直接接触する部位にマグネシウム材製の接触材を着脱可能にネジ止めした陽極酸化処理用治具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, in order to improve the corrosion resistance of a product made of a magnesium alloy material, an anodizing treatment for forming an anodized film on the surface of the product has been performed.
In this anodizing treatment, an anodizing jig is known in which a contact material made of magnesium is removably screwed to a portion that is in direct contact with the material to be treated (see, for example, Patent Document 1). .
この特許文献1の治具は、弾性を有する二股の梁状の支持子柱材の先端に接触材をネジ止めし、支持子柱材の弾性によって被処理材を支持するようになっている。支持子柱材は、弾発力を有するピアノ線材によって構成されている。 The jig disclosed in Patent Document 1 is configured such that a contact material is screwed to the tip of a bifurcated beam-like support column member having elasticity, and the material to be processed is supported by the elasticity of the support column material. The support pillar material is constituted by a piano wire material having elasticity.
しかしながら、被処理材として医療用インプラントに適用する場合には、特許文献1の陽極酸化処理用治具では問題がある。すなわち、ピアノ線からなる支持子柱材が電解液に浸漬されると、支持子柱材を構成している金属材料が電解液中に溶出し、被処理材の表面の陽極酸化皮膜の成分に含まれてしまうという問題がある。 However, when applied to a medical implant as a material to be treated, the anodizing jig of Patent Document 1 has a problem. In other words, when a support pillar made of piano wire is immersed in the electrolyte, the metal material constituting the support pillar is eluted into the electrolyte and becomes a component of the anodized film on the surface of the material to be treated. There is a problem of being included.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造することができる陽極酸化処理用治具を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can be used for anodizing treatment that can produce a medical implant in which the concentration of impurities contained in an anodized film for improving corrosion resistance is sufficiently reduced. The purpose is to provide a jig.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、マグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる被処理材を支持する支持部を備え、該支持部を含み少なくとも電解液に浸漬され実質的に導電に寄与する導電性を有する導電部分が、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる陽極酸化処理用治具を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One embodiment of the present invention includes a support portion that supports a material to be processed that is made of a magnesium material or a magnesium alloy material, and includes the support portion and has a conductivity that is substantially immersed in an electrolytic solution and contributes to conductivity. However, there is provided an anodizing jig made of a magnesium material or a magnesium alloy material substantially free of aluminum, copper and nickel except for inevitable impurities.
本態様によれば、支持部に支持させた被処理材を電解液内に浸漬し導電性を有する導電部分を介して被処理材を陽極として、電解液内に配置した陰極との間に電流を流すことにより、被処理材の表面に陽極酸化皮膜が形成される。アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる導電部分が、陽極酸化処理において電解液中に溶出しても、これらの物質が被処理材の表面に形成される陽極酸化皮膜中に含まれることを防止することができる。 According to this aspect, the material to be treated supported by the support portion is immersed in the electrolytic solution, and the current to be treated is made between the cathode disposed in the electrolytic solution with the treated material as the anode through the conductive portion having conductivity. As a result, an anodized film is formed on the surface of the material to be treated. Even if a conductive portion made of magnesium material or magnesium alloy material substantially free of aluminum, copper, and nickel is eluted into the electrolytic solution during anodization, these substances are formed on the surface of the material to be treated. It can be prevented from being contained in the anodized film.
上記態様においては、前記導電部分は、アルミニウム、銅およびニッケルの含有量が0.2%以下であるマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材からなっていてもよい。
また、上記態様においては、前記導電部分は、前記被処理材と同等以上に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材からなっていてもよい。
In the said aspect, the said electroconductive part may consist of a magnesium material or magnesium alloy material whose content of aluminum, copper, and nickel is 0.2% or less.
Moreover, in the said aspect, the said electroconductive part may consist of the magnesium material or magnesium alloy material which improved the purity more than the said to-be-processed material.
また、上記態様においては、前記支持部が、間に被処理材を挟んで把持するように、近接または離間可能な2以上の把持片を備え、前記導電部分が、前記支持部および該支持部の各把持片のうち少なくとも一以上の把持片に電気的および機械的に接続し、電解液の液面を貫通して延びるアーム部を備え、前記電解液の液面の上方において、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部に加える力を発生する把持力発生部を備えていてもよい。 Moreover, in the said aspect, the said support part is equipped with two or more holding pieces which can adjoin or space apart so that a to-be-processed material may be pinched | interposed, and the said electroconductive part is the said support part and this support part An arm portion electrically and mechanically connected to at least one of the grip pieces and extending through the electrolyte surface, and above the electrolyte surface, the grip piece There may be provided a gripping force generating part that generates a force applied to the arm part in a direction in which they are brought close to each other.
このようにすることで、電解液外に配置される把持力発生部において発生した力がアーム部を介して電解液内の把持片に伝達され、把持片が相互に近接させられることで、把持片間に被処理材が挟まれた状態に支持される。把持力発生部を電解液外に配置することで、把持力発生部としてマグネシウム材およびマグネシウム合金材以外の材料を使用しても、陽極酸化処理時にその成分が電解液内に溶出することがない。これにより、アーム部および支持部を弾性の低いマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材により構成しても、被処理材を把持するのに十分な力を把持力発生部により発生して、被処理材を安定して支持することができる。 By doing so, the force generated in the gripping force generator disposed outside the electrolyte is transmitted to the gripping pieces in the electrolyte via the arm, and the gripping pieces are brought close to each other, thereby The material to be processed is supported between the pieces. By arranging the gripping force generation part outside the electrolyte, even if a material other than magnesium and magnesium alloy material is used as the gripping force generation part, the component does not elute into the electrolyte during anodizing treatment. . As a result, even if the arm part and the support part are made of a low-elasticity magnesium material or magnesium alloy material, a force sufficient to grip the workpiece is generated by the gripping force generator to stabilize the workpiece. Can be supported.
また、上記態様においては、前記把持力発生部が、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部を弾性により付勢する付勢部材であってもよい。
このようにすることで、把持力発生部が、弾性によって把持片を相互に近接させる方向にアーム部を付勢しているので、この付勢力に抗して外力を加えてアーム部を移動させ、把持片を離間させて間に被処理材を配置し、外力を解放することで、被処理材を把持片の間に挟むことができる。
Moreover, in the said aspect, the biasing member which biases the said arm part elastically in the direction which makes the said holding piece mutually approach may be sufficient as the said gripping force generation | occurrence | production part.
By doing so, the gripping force generating part urges the arm part in a direction to bring the gripping pieces close to each other by elasticity, so that an external force is applied against the urging force to move the arm part. By separating the gripping pieces and placing the material to be processed between them and releasing the external force, the material to be processed can be sandwiched between the gripping pieces.
また、上記態様においては、前記アーム部と、前記把持片とが着脱可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、陽極酸化処理によって被処理材とともに陽極酸化皮膜が形成されてしまった把持片を交換することができる。
Moreover, in the said aspect, the said arm part and the said holding piece may be provided so that attachment or detachment is possible.
By doing in this way, the grip piece in which the anodized film was formed with the to-be-processed material by the anodizing process can be replaced | exchanged.
本発明によれば、耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that the medical implant which fully reduced the impurity concentration contained in the anodic oxide film for improving corrosion resistance can be manufactured.
本発明の一実施形態に係る陽極酸化処理用治具1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1は、図1に示されるように、陽極酸化処理を行うための電解液Cを貯留する処理槽2を備える陽極酸化処理装置3において使用される治具である。
An anodizing jig 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the anodizing jig 1 according to this embodiment is a jig used in an
この陽極酸化処理装置3は、処理槽2と、該処理槽2内に配置される陰極4と、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1と、これら陰極4と陽極酸化処理用治具1との間に電圧を供給する電源5とを備えている。
The
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1は、図1に示す例では、処理槽2内の電解液C内に少なくとも部分的に浸漬されるとともに、電解液C内に浸漬される端部に被処理材(例えば、マグネシウム合金材からなるスクリュ)Bを支持する支持部1aを備えている。支持部1aは、例えば、スクリュBの頭部B1より狭く、胴部B2より広い開口を有する略C字状に形成され、開口端縁にスクリュBの頭部B1を載せるようにして、スクリュBを吊り下げ式に支持するようになっている。
In the example shown in FIG. 1, the anodizing jig 1 according to the present embodiment is at least partially immersed in the electrolytic solution C in the
また、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1は、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅またはニッケル等の元素を実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材によって構成されている。ここで、実質的に含まないとは、含有量が0.2質量%以下であることを意味している。 The anodizing jig 1 according to the present embodiment is made of a magnesium material or a magnesium alloy material that does not substantially contain elements such as aluminum, copper, or nickel, except for inevitable impurities. Here, “substantially free” means that the content is 0.2% by mass or less.
また、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1は、被処理材Bと同等以上に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材によって構成されている。ここで、被処理材Bと同等以上の純度とは、マグネシウム以外の元素の含有比率が、被処理材B以下であることを示している。 Further, the anodizing jig 1 according to the present embodiment is made of a magnesium material or a magnesium alloy material having a purity equal to or higher than that of the material B to be processed. Here, the purity equal to or higher than that of the material to be processed B indicates that the content ratio of elements other than magnesium is equal to or lower than the material to be processed B.
例えば、被処理材BがZK61の場合に陽極酸化処理用治具1をZK51、被処理材BがWE54の場合に陽極酸化処理用治具1をWE43、被処理材BがWE43の場合に陽極酸化処理用治具1をWE43あるいは純マグネシウムとすること等を例に挙げることができる。 For example, when the workpiece B is ZK61, the anodizing jig 1 is ZK51, when the workpiece B is WE54, the anodizing jig 1 is WE43, and when the workpiece B is WE43, the anode For example, the oxidation treatment jig 1 may be WE43 or pure magnesium.
そして、このように構成することで、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1は、導電性を有し、処理槽2内の電解液C内に浸漬され、電源5に接続されることにより、支持部1aによって接触支持しているスクリュBを陽極として機能させ、スクリュBの表面に酸化被膜を形成する表面処理を行うことができるようになっている。
And by comprising in this way, the jig | tool 1 for anodizing process which concerns on this embodiment has electroconductivity, is immersed in the electrolyte solution C in the
このように構成された本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1を用いて被処理材Bの陽極酸化処理を行うには、陽極酸化処理用治具1の支持部1aの開口を下向きにして、開口縁に被処理材Bであるスクリュの頭部B1を引っ掛けて吊り下げる。
The operation of the anodizing jig 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
In order to perform the anodizing treatment of the material B to be processed using the anodizing jig 1 according to the present embodiment, the opening of the
そして、吊り下げられたスクリュBおよび該スクリュBを支持している陽極酸化処理用治具1の支持部1aを含む下側部分を処理槽2内に貯留されている電解液C内に浸漬し、処理槽2に配置されている陰極4と陽極酸化処理用治具1との間に電源5を接続する。
これにより、スクリュBと陰極4との間に電圧が印加され、スクリュBを陽極として陽極酸化処理が行われ、スクリュBの表面に酸化被膜が形成される。
Then, the lower part including the suspended screw B and the supporting
As a result, a voltage is applied between the screw B and the
この場合に、スクリュBを支持して通電する陽極酸化処理用治具1の支持部1aを含む部分もスクリュBとともに陽極として機能し、陽極酸化処理中に消耗する。そして、電解液C中に溶出した支持部1aの成分が酸化被膜内に混入することとなる。
In this case, the portion including the
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1によれば、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅またはニッケル等の元素を実質的に含まないので、これらの元素が酸化被膜内に含有されてしまう濃度を十分に低く抑えることができる。さらに、被処理材Bと同等以下に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材によって構成されているので、酸化被膜に含有される他の元素の濃度が被処理材B以上に高められることを防止することができる。 According to the anodizing jig 1 according to the present embodiment, elements such as aluminum, copper, and nickel are substantially not included except for inevitable impurities, and therefore these elements are contained in the oxide film. The concentration can be kept sufficiently low. Furthermore, since it is composed of a magnesium material or magnesium alloy material having a purity equal to or lower than that of the material to be processed B, the concentration of other elements contained in the oxide film is prevented from being increased to be higher than that of the material to be processed B. can do.
その結果、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具1によれば、耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造することができるという利点がある。 As a result, according to the anodizing jig 1 according to the present embodiment, it is possible to manufacture a medical implant in which the concentration of impurities contained in the anodized film for improving the corrosion resistance is sufficiently reduced. There is.
なお、本実施形態においては、医療用インプラントとしてスクリュBを例示したが、これに代えて骨接合用プレートやピンを被処理材Bとしてもよい。
また、本実施形態においては、陽極酸化処理用治具1全体を同一の材質により構成したが、これに代えて、少なくとも電解液Cに浸漬される部分のみを被処理材Bと同等以上の純度に高めてもよい。
In addition, in this embodiment, although the screw B was illustrated as a medical implant, it replaces with this and may use the plate and pin for osteosynthesis as the to-be-processed material B.
In the present embodiment, the entire anodizing jig 1 is made of the same material. Instead, at least a portion immersed in the electrolytic solution C has a purity equal to or higher than that of the workpiece B. It may be increased.
例えば、図2に示されるように、陽極酸化処理用治具1の内、電解液C中に浸漬されない部分1bについては、導電性材料であれば、マグネシウム材またはマグネシウム合金材以外の材質からなっていてもよい。
For example, as shown in FIG. 2, the
また、本実施形態においては、C字状に形成された支持部1aに被処理材Bを引っ掛ける構成のものを例示したが、図3に示されるように、相対的に揺動可能に連結され、被処理材Bを挟む把持部6aを有する2つの把持片6と、該把持片6の把持部6aどうしを近接させる方向に付勢するための把持力発生部7とを備えるものを採用してもよい。
Further, in the present embodiment, an example in which the material to be processed B is hooked on the
図3に示す例では、各把持片6は、2つのアーム6bと、該アーム6bの揺動端間を接続するように掛け渡される棒状の把持部6aとを備えている。把持片6のアーム6bどうしを共通の軸線D回りに揺動可能に連結すると、2つの把持部6aが平行に配置され、アーム6bを揺動させると、把持部6aの間隔を近接させたり離間させたりすることができるようになっている。これにより、図3に鎖線で示されるような被処理材BとしてのスクリュBの頭部B2を2つの把持部6aによって半径方向に挟むことができ、被処理材Bを把持した状態に支持するようになっている。
In the example illustrated in FIG. 3, each
把持力発生部7は、図3に示される例では、図3(b)に示されるように、揺動可能な2対のアーム6bにそれぞれ嵌められる断面略C字状の部材であって、アーム6bの揺動端に向かってスライドさせるように、矢印Fで示される力を加えることにより、アーム6bの相対角度を減少させ、弾性復元力によって、把持部6a間の距離を小さくする方向に付勢するようになっている。
In the example shown in FIG. 3, the gripping
このようにすることで、把持部6aを被処理材Bの外面に安定した押圧力で密着させ、安定した電気的な接触を図ることができる。
なお、把持力発生部7は、比較的高い剛性を要するので、バネ鋼で構成されていることが望ましく、陽極酸化処理時には電解液Cの液面より上方に配置されることが好ましい。
把持片6は2つともマグネシウム材またはマグネシウム合金材等の導電性材料からなっていてもよいし、一方は電解液Cへの溶出が無い石英ガラス等の非導電性材料からなっていてもよい。
By doing in this way, the holding | grip
In addition, since the gripping
Both of the
また、リング状の把持力発生部7に代えて、図4に示されるように、2つのアーム6bを相対角度が小さくなる方向に付勢力を作用させるトーションばね8を把持力発生部として採用してもよい。この場合においても、トーションばね8は、バネ鋼で構成され、陽極酸化処理時には電解液Cの液面より上方に配置されることが好ましい。
Further, instead of the ring-shaped gripping
また、図5(b)に示されるようにアーム6bと把持部6aとを凸部6cと凹部6dとの嵌合によって、着脱可能に取り付けることにしてもよい。図5(a)に示す例では、アーム6b間を連結する連結軸6eの剛性によってアーム6bの揺動端どうしの間隔を維持することで、アーム6b間に把持部6aを挟んだ状態に維持することができる。
Further, as shown in FIG. 5B, the
これに代えて、あるいはこれに加えて、アーム6b間に引っ張りバネ(図示略)を配置して、引っ張りバネの付勢力によってアーム6b間に把持部6aを挟んだ状態に維持することにしてもよい。
また、アーム6bに凸部6c、把持部6aに凹部6dを設けたが、逆でもよい。また、凸部6cと凹部6dの形状は相互に嵌合される形状であれば任意でよい。
Instead of this, or in addition to this, a tension spring (not shown) is arranged between the
Moreover, although the
B スクリュ(被処理材)
C 電解液
1 陽極酸化処理用治具
1a 支持部
6 把持片
6b アーム(アーム部)
7 把持力発生部
8 トーションばね(付勢部材:把持力発生部)
B screw (treated material)
C Electrolyte 1 Jig for anodizing
7 Gripping
Claims (6)
該支持部を含み少なくとも電解液に浸漬され実質的に導電に寄与する導電性を有する導電部分が、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる陽極酸化処理用治具。 Provided with a support portion for supporting a material to be processed made of magnesium material or magnesium alloy material,
Magnesium material or magnesium alloy material that includes the support part and has at least a conductive part that is immersed in an electrolytic solution and substantially contributes to conduction, except for inevitable impurities, and substantially does not contain aluminum, copper, and nickel Anodizing jig made of
前記導電部分が、前記支持部および該支持部の各把持片のうち少なくとも一以上の把持片に電気的および機械的に接続し、電解液の液面を貫通して延びるアーム部を備え、
前記電解液の液面の上方において、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部に加える力を発生する把持力発生部を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の陽極酸化処理用治具。 The support portion includes two or more gripping pieces that can be close to or separated from each other so as to grip the material to be processed therebetween,
The conductive portion is electrically and mechanically connected to at least one grip piece of the support portion and each grip piece of the support portion, and includes an arm portion extending through the liquid surface of the electrolytic solution,
4. The anode according to claim 1, further comprising a gripping force generation unit that generates a force applied to the arm unit in a direction in which the gripping pieces are brought close to each other above the liquid surface of the electrolytic solution. Oxidation jig.
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