JP2021090535A - Method of manufacturing medical needle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用針の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a medical needle.
従来、患者に薬剤を投与するために、注射器等の先端に設けられる医療用針が広く用いられている(特許文献1参照)。 Conventionally, a medical needle provided at the tip of a syringe or the like has been widely used to administer a drug to a patient (see Patent Document 1).
従来の医療用針の製造方法では、一般的に、円筒状の金属製基材を針状に加工し、その後に、先端部分に加工して得られた加工面を備える針状の金属製基材を電解研磨によって表面処理する。この電解研磨による表面処理により、前記加工によって医療用針の先端部分に生じたバリが除去される。 In the conventional method for manufacturing a medical needle, generally, a cylindrical metal base material is processed into a needle shape, and then a needle-shaped metal base having a processed surface obtained by processing the tip portion thereof. The material is surface treated by electrolytic polishing. By the surface treatment by this electrolytic polishing, burrs generated at the tip portion of the medical needle by the processing are removed.
上述した従来の医療用針の製造方法によれば、電解研磨による表面処理を行うことにより、バリだけでなく医療用針自体も電解液の影響を大きく受けうる。このため、医療用針の先端部分に加工して得た加工面と円筒状面との間のエッジ部及び先鋭部等が丸くなってしまうおそれがあり、改善の余地がある。 According to the above-mentioned conventional method for manufacturing a medical needle, not only the burr but also the medical needle itself can be greatly affected by the electrolytic solution by performing the surface treatment by electrolytic polishing. Therefore, there is a possibility that the edge portion and the sharpened portion between the processed surface obtained by processing the tip portion of the medical needle and the cylindrical surface may be rounded, and there is room for improvement.
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、医療用針の先端部分に加工して得た加工面を損なうことなく表面処理を行うことができる医療用針の製造方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and is a method for manufacturing a medical needle capable of performing surface treatment without damaging the processed surface obtained by processing the tip portion of the medical needle. For the purpose of providing.
本発明の一態様に係る医療用針の製造方法は、金属製基材を針状に加工する加工工程と、先端部分に加工して得られた加工面を備える針状の前記金属製基材をウルトラファストレーザビームの照射によって表面処理する表面処理工程と、を含む。 The method for manufacturing a medical needle according to one aspect of the present invention is a needle-shaped metal base material having a processing step of processing a metal base material into a needle shape and a processed surface obtained by processing the tip portion. Includes a surface treatment step of surface treatment by irradiation with an ultrafast laser beam.
本発明の一態様に係る医療用針の製造方法によれば、電解研磨による表面処理の工程を不要とすることにより、医療用針の先端部分に加工して得た加工面を損なうことなく表面処理を行うことができる。 According to the method for manufacturing a medical needle according to one aspect of the present invention, the surface treatment step by electrolytic polishing is not required, so that the surface obtained by processing the tip portion of the medical needle is not damaged. Processing can be performed.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The same functions and configurations are designated by the same or similar reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
[医療用針の概略構成]
先ず、本実施形態における医療用針1の概略構成を説明する。
[Outline structure of medical needle]
First, a schematic configuration of the
図1に示す医療用針1は、金属製(例えば、ステンレス製)の注射針であり、医療用針1の先端部分1aには、ランセットカット等の製造工程を経て、先鋭部2、エッジ部3、一次傾斜面部(一次加工面)4及び二次傾斜面部(二次加工面)5等が形成されている。
The
図1に示す医療用針1は、先端部分1aにランセットカットが施されたものである。しかしながら、これに限定はされず、医療用針1は、先端部分1aにバックカット及びセミランセットカット等の他のカットが施されたものであってもよい。
The
また、医療用針1は、図1に示すような注射針には限定はされず、穿刺針、極細針、薄肉針等の他の種類の医療用針であってもよい。
Further, the
[医療用針の製造工程]
次に、本実施形態の医療用針1の製造工程(製造方法)を説明する。
[Manufacturing process of medical needles]
Next, the manufacturing process (manufacturing method) of the
図2に示すように、この医療用針1の製造工程は、成形工程S1と、加工工程S2と、エアブロイング工程S3と、表面処理工程(バリ除去工程)S4とから主に構成される。
As shown in FIG. 2, the manufacturing process of the
(1)成形工程
先ず、図3に示すように、成形工程S1において、金属製(例えば、ステンレス製)の薄板を円筒状に成形して、細長い円筒状の金属製基材10を成形する。
(1) Molding Step First, as shown in FIG. 3, in the molding step S1, a thin metal plate (for example, made of stainless steel) is molded into a cylindrical shape to form an elongated cylindrical
(2)加工工程
次に、図4に示すように、加工工程S2において、金属製基材10の先端部分1aを軸心CLに対して所定角度斜めに傾斜させて切断する。この加工工程S2の第一工程により、金属製基材10の先端部分1aにループ状の一次傾斜面部4が形成される。
(2) Processing Step Next, as shown in FIG. 4, in the processing step S2, the
さらに、その後に、図5に示すように、金属製基材10を軸心CLを回転中心として所定角度正逆に回転させてから一次傾斜面部4の最先端側の左右両側をさらに斜めに切削する。この加工工程S2の第二工程により、先鋭部2となる最先端部分が形成されると共に、その後方部分の左右に二次加工面である二次傾斜面部5が形成され、さらに、その隣接後方部分に残留一次加工面である一次傾斜面部4が形成される。この加工工程S2の第二工程は、砥石(例えば、ダイアモンド砥石)を用いる機械研磨により行われるようになっている。
Further, after that, as shown in FIG. 5, the
(3)エアブロイング工程
次に、図6に示すように、エアブロイング工程S3において、エアARを金属製基材10に吹き付けることにより、加工工程S2における機械研磨時に金属製基材10の先端部分1aに生じた微小なバリをある程度吹き飛ばして除去する。
(3) Air Blowing Step Next, as shown in FIG. 6, in the air blowing step S3, the air AR is sprayed onto the
このエアARの金属製基材10への吹き付けは、例えば、エアブロア11及びエア供給源12等を備えるエアブロア装置を用いて行う。図6に示すエアブロア装置の場合、図示しない治具に配置された金属製基材10の先端部分1aに対して、エアブロア11からエアARが吹き付けられるようになっている。
The spraying of the air AR onto the
(4)表面処理工程(バリ除去工程)
そして、図7に示すように、表面処理工程S4において、ウルトラファストレーザビームLBを、先端部分1aに加工して得られた加工面(一次加工面、二次加工面)を備える針状の金属製基材10に照射する。これにより、加工工程S2における機械研磨時に生じた微小なバリが金属製基材10の先端部分1a(特に、二次加工面)から除去され、金属製基材10の先端部分1aの表面処理がなされる。
(4) Surface treatment process (deburring process)
Then, as shown in FIG. 7, in the surface treatment step S4, a needle-shaped metal having a machined surface (primary machined surface, secondary machined surface) obtained by processing the ultrafast laser beam LB into the
このウルトラファストレーザビームLBの金属製基材10への照射は、例えば、ビーム照射部13及びレーザ光源14等を備えるレーザ照射装置を用いて行う。図7に示すレーザ照射装置の場合、図示しない治具に配置された金属製基材10の先端部分1aに対して、ビーム照射部13からウルトラファストレーザビームLBが照射されるようになっている。
The irradiation of the ultrafast laser beam LB to the
以下に、レーザ環境(レーザ仕様)の一例を示す。
レーザ環境:
1.超高速レーザ(ウルトラファストレーザ;Ultrafast Laser)
2.比熱的加工(アブレーション加工;ablation processing)
3.光学スキャナ(オプティカルスキャナ;Optical Scanner)、ガルバノスキャナタイプ
「ウルトラファストレーザ」とは、約10ピコ秒(ps)よりも短い、フェムト秒(fs)近傍の持続時間を有するパルスからなるレーザのことを指す。
An example of the laser environment (laser specifications) is shown below.
Laser environment:
1. 1. Ultrafast Laser (Ultrafast Laser)
2. Specific heat processing (ablation processing)
3. 3. Optical Scanner (Optical Scanner), Galvano Scanner Type "Ultrafast Laser" is a laser consisting of pulses with a duration near femtoseconds (fs), which is shorter than about 10 picoseconds (ps). Point to.
以下に、レーザ条件(レーザ照射条件)の一例を示す。
レーザ条件[1]:
1.レーザ照射(1回目) 出力:0.2W、照射時間:10秒
2.レーザ照射(2回目) 出力:0.6W、照射時間:10秒
3.レーザ照射(3回目) 出力:2W、照射時間:10秒
このレーザ条件[1]では、ウルトラファストレーザビームLBの照射を複数段階で行い、ウルトラファストレーザビームLBの出力を複数段階ごとに変化させる。
An example of laser conditions (laser irradiation conditions) is shown below.
Laser condition [1]:
1. 1. Laser irradiation (1st time) Output: 0.2W, irradiation time: 10
レーザ条件[2]:
1.レーザ照射(1回目) 出力:1W、照射時間:10秒
2.レーザ照射(2回目) 出力:1W、照射時間:10秒
3.レーザ照射(3回目) 出力:1W、照射時間:10秒
このレーザ条件[2]では、ウルトラファストレーザビームLBの照射を複数段階で行い、ウルトラファストレーザビームLBの出力は複数段階で同じである。
Laser condition [2]:
1. 1. Laser irradiation (1st time) Output: 1W, irradiation time: 10
レーザ条件[3]:
1.レーザ照射 出力:2W、照射時間:1秒
このレーザ条件[3]では、ウルトラファストレーザビームLBの照射を1回のみ行う。
Laser condition [3]:
1. 1. Laser irradiation output: 2W, irradiation time: 1 second Under this laser condition [3], the ultrafast laser beam LB is irradiated only once.
また、図7に示すように、表面処理工程S4において、N2ガス(窒素ガス)、アルゴンガス及びヘリウムガス等の不活性ガスGSを金属製基材10に供給しながら、ウルトラファストレーザビームLBを金属製基材10に照射するようにしてもよい。不活性ガス雰囲気下でウルトラファストレーザビームLBの金属製基材10への照射を行うことにより、金属製基材10の先端部分1aの酸化反応が抑制される。
Further, as shown in FIG. 7, in the surface treatment step S4, the Ultrafast Laser Beam LB is applied while supplying the
この不活性ガスGSの金属製基材10への供給は、例えば、ガスノズル15及びガス供給源16等を備えるガス供給装置を用いて行う。図7に示すガス供給装置の場合、図示しない治具に配置された金属製基材10の先端部分1aに対して、ガスノズル15から不活性ガスGSが供給されるようになっている。
The supply of the inert gas GS to the
なお、不活性ガス雰囲気下でウルトラファストレーザビームLBの金属製基材10への照射を行うことができればよく、不活性ガスGSの供給を常時行うのではなく、表面処理工程S4の前に事前に不活性ガス雰囲気に置換しておくようにしてもよい。
It suffices if the
また、図示はしないが、不活性ガスGSの金属製基材10への供給に代えて、エアARを金属製基材10に吹き付けながら、ウルトラファストレーザビームLBを金属製基材10に照射するようにしてもよい。金属製基材10に対するバリの単純付着及び大きなバリ等に対しては、エアARを金属製基材10に吹き付けている状態で、ウルトラファストレーザビームLBの照射をすることが効果的である。
Further, although not shown, instead of supplying the inert gas GS to the
このエアARの金属製基材10への吹き付けは、例えば、エアブロア11及びエア供給源12等を備えるエアブロア装置(図6参照)を用いて行う。このようなエアブロア装置の場合、図示しない治具に配置された金属製基材10の先端部分1aに対して、エアブロア11からエアARを吹き付ける。
The spraying of the air AR onto the
また、製造効率向上の観点からは、図8〜図11に示すように、表面処理工程S4において、複数本の金属製基材10を並列に並べて、これら複数本の金属製基材10へのウルトラファストレーザビームLBの照射を同時に行うことが望ましい。
Further, from the viewpoint of improving the manufacturing efficiency, as shown in FIGS. 8 to 11, in the surface treatment step S4, a plurality of
また、図8〜図11には、金属製基材10へのレーザ照射タイプ(レーザ照射パターン)の一例がそれぞれ示される。なお、図8〜図11において、符号20はレーザ照射が行われるレーザ照射フィールドを示し、符号21は設定されたレーザ照射フィールド20内においてレーザ焦点が移動した軌跡を示す。
Further, FIGS. 8 to 11 show an example of a laser irradiation type (laser irradiation pattern) on the
図8に示すレーザ照射タイプにおいては、レーザ照射フィールド20Aが平面視で長方形状に設定され、レーザ焦点の軌跡21Aが平面視において金属製基材10の軸心CLと平行な方向に沿って形成される(縦方向パターン)。
In the laser irradiation type shown in FIG. 8, the
また、図9に示すレーザ照射タイプにおいては、レーザ照射フィールド20Bが平面視で長方形状に設定され、レーザ焦点の軌跡21Bが平面視において金属製基材10の軸心CLに対して直交する方向に沿って形成される(横方向パターン)。
Further, in the laser irradiation type shown in FIG. 9, the
また、図10に示すレーザ照射タイプにおいては、レーザ照射フィールド20Cが平面視で長方形状に設定され、レーザ焦点の軌跡21Cが平面視において丸く円弧状に形成される。
Further, in the laser irradiation type shown in FIG. 10, the laser irradiation field 20C is set in a rectangular shape in a plan view, and the
また、図11に示すレーザ照射タイプにおいては、レーザ照射フィールド20Dが平面視で長方形状に設定され、レーザ焦点の軌跡21Dが平面視において前記縦方向パターンと前記横方向パターンとを組み合わせたメッシュ状に形成される。
Further, in the laser irradiation type shown in FIG. 11, the
なお、図8〜図11に示したレーザ照射タイプは、あくまでも一例であり、図8〜図11に示したレーザ照射タイプ以外の照射パターンも適宜に採用することが可能である。 The laser irradiation types shown in FIGS. 8 to 11 are merely examples, and irradiation patterns other than the laser irradiation types shown in FIGS. 8 to 11 can be appropriately adopted.
以上、上述した成形工程S1、加工工程S2、エアブロイング工程S3、表面処理工程S4を経ることにより、図1に示すような医療用針1を得ることができる。
As described above, the
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。 The effects of this embodiment will be described below.
(1)医療用針1の製造方法は、金属製基材10を針状に加工する加工工程S2と、先端部分1aに加工して得られた加工面を備える針状の金属製基材10をウルトラファストレーザビームLBの照射によって表面処理する表面処理工程S4と、を含む。
(1) The method for manufacturing the
ウルトラファストレーザビームLBの適用により、医療用針1の先端部分1aに加工して得た加工面と円筒状面との間のエッジ部3及び先鋭部2を残しながら、加工工程S2において医療用針1の先端部分1aに生じたバリを除去することができる。
By applying the ultrafast laser beam LB, medical use is performed in the processing step S2 while leaving the
したがって、本実施形態の医療用針1の製造方法によれば、電解研磨による表面処理の工程を不要とすることにより、医療用針1の先端部分1aに加工して得た加工面を損なうことなく表面処理を行うことができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the
また、本実施形態の医療用針1の製造方法によれば、電解研磨による表面処理の工程を不要とすることにより、クリーンな環境下において医療用針1を製造することができ、医療用針1の品質性向上の可能性が見込まれる。
Further, according to the method for manufacturing the
(2)表面処理工程S4において、ウルトラファストレーザビームLBの出力が0.2W〜2Wである。 (2) In the surface treatment step S4, the output of the ultrafast laser beam LB is 0.2 W to 2 W.
このようにウルトラファストレーザビームLBの出力を比較的低出力に設定することにより、医療用針1の先端部分1aに加工して得た加工面を損なうことなく表面処理を行うことができる。
By setting the output of the ultrafast laser beam LB to a relatively low output in this way, the surface treatment can be performed without damaging the processed surface obtained by processing the
(3)表面処理工程S4において、ウルトラファストレーザビームLBによる金属製基材10への1本当たりの照射時間が1秒〜30秒である。
(3) In the surface treatment step S4, the irradiation time per
このようにウルトラファストレーザビームLBの照射時間を比較的短時間に設定することにより、医療用針1の先端部分1aに加工して得た加工面を損なうことなく表面処理を行うことができる。
By setting the irradiation time of the ultrafast laser beam LB to a relatively short time in this way, the surface treatment can be performed without damaging the processed surface obtained by processing the
(4)表面処理工程S4において、ウルトラファストレーザビームLBの照射を複数段階で行い、ウルトラファストレーザビームLBの出力を複数段階ごとに変化させる。 (4) In the surface treatment step S4, the ultrafast laser beam LB is irradiated in a plurality of steps, and the output of the ultrafast laser beam LB is changed in each of the plurality of steps.
このようにウルトラファストレーザビームLBの照射を複数段階で行うことにより、医療用針1の先端部分1aに加工して得た加工面を損なうことなく表面処理を行うことができる。
By irradiating the ultrafast laser beam LB in a plurality of stages in this way, the surface treatment can be performed without damaging the processed surface obtained by processing the
(5)表面処理工程S4において、不活性ガスGSを金属製基材10に供給しながら、ウルトラファストレーザビームLBを金属製基材10に照射する。
(5) In the surface treatment step S4, the ultrafast laser beam LB is irradiated to the
このように不活性ガス雰囲気下でウルトラファストレーザビームLBの金属製基材10への照射を行うことにより、金属製基材10の先端部分1aの酸化反応を抑制することができる。
By irradiating the
(6)表面処理工程S4において、エアARを金属製基材10に吹き付けながら、ウルトラファストレーザビームLBを金属製基材10に照射する。
(6) In the surface treatment step S4, the ultrafast laser beam LB is irradiated to the
金属製基材10に対するバリの単純付着及び大きなバリ等に対しては、エアARを金属製基材10に吹き付けている状態で、ウルトラファストレーザビームLBの照射をすることが効果的である。
For simple adhesion of burrs to the
(7)加工工程S2と表面処理工程S4との間に、エアARを金属製基材10に吹き付けるエアブロイング工程S3を行う。
(7) Between the processing step S2 and the surface treatment step S4, an air blowing step S3 for blowing air AR onto the
このように加工工程S2と表面処理工程S4との間にエアブロイング工程S3を行うことにより、加工工程S2における機械研磨時に金属製基材10の先端部分1aに生じた微小なバリをある程度吹き飛ばして除去することができる。
By performing the air blowing step S3 between the processing step S2 and the surface treatment step S4 in this way, minute burrs generated on the
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 Although embodiments of the invention have been described above, the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood to limit the invention. Various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.
1 医療用針
1a 先端部分
10 金属製基材
AR エア
GS 不活性ガス
LB ウルトラファストレーザビーム
S2 加工工程
S3 エアブロイング工程
S4 表面処理工程(バリ除去工程)
1
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