JP3799203B2

JP3799203B2 - プローブカバーの製造方法およびプローブカバー

Info

Publication number: JP3799203B2
Application number: JP34104399A
Authority: JP
Inventors: 秀一大西; 靖夫中島
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: JP2001149325A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、薄肉部分を備える成形品、例えば放射体温計のプローブに被せるプローブカバーの製造方法およびかかる方法で製造されるプローブカバーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鼓膜およびその周辺からの赤外線を検知して体温を測定するいわゆる耳式体温計は、放射体温計の一種であって、測定時に外耳道に挿入される管状のプローブを備える。
このような耳式体温計を使用する際には、プローブの汚れを防止し、測定精度の維持および衛生面等から、プローブにプローブカバーが被せられる。
かかるプローブカバーは、プローブの外周面を覆う本体部分と、プローブの先端部を覆う先端部分とに分けることができる。
【０００３】
プローブの先端部分には、熱検出手段へ伝達すべき鼓膜およびその周辺からの熱放射を導入する開口部が形成されている。したがって、プローブカバーを被せて使用する場合、赤外線はプローブカバーの先端部を透過して熱検出手段へと伝達される。このため、赤外線の減衰や測定誤差を最小にするべく、プローブカバーの先端部はできるだけ薄く、かつ均一に形成されなければならない。
【０００４】
このようなプローブカバーの先端部の具備すべき条件を満足させるために、種々のプローブカバーの製造方法が開示されている。
例えば特許第２５３７０３３号には、プローブカバーの本体部分を射出成形し、そこに別個に形成された薄膜を熱接着させて先端部分とする方法が開示されている。かかる方法によれば、均一で好ましい厚さ（２５μｍ程度）の先端部をもつプローブカバーを得ることができる。
【０００５】
しかし、このように別個に作製された本体部分と先端部分とを一体化する製造方法では、工程数が多く作業が煩雑で製造効率に劣るものであった。
そこで、真空引き成形法によりプローブカバーを一体的に成形する方法が提案されているが、成形後、成形品の打ち抜きや、検品等の後処理が煩雑であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一体的に成形することができ、かつ均一で所望の厚さの薄肉部分を備えるプローブカバーを製造することができるプローブカバーの製造方法、およびかかる方法で製造されるプローブカバーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、先端部より基端側に筒状をなす本体部を有し、本体部は、その途中で外径が急激に変化する段差部を有するプローブカバーの製造方法であって、金型を型締め間隔よりも広くなるように開いた状態でキャビティー内に溶融した熱可塑性樹脂を射出しつつ型締めを行うに際し、キャビティー内への熱可塑性樹脂の充填開始から終了までの間に型締めを行なうことを特徴とするプローブカバーの製造方法によって達成される。
【０００８】
また、プローブカバーの先端部の厚さを４０μｍ以下とするプローブカバーの製造方法によって達成される。
【０００９】
また、金型は、固定型と可動型とを有し、固定型と可動型との間に、キャビテイーのプローブカバーの先端部となるべき部位に連通する射出ゲートが設けられており、射出ゲートより溶融した熱可塑性樹脂をプローブカバーの先端部となる部位へ射出するプローブカバーの製造方法によって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプローブカバーの製造方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明のプローブカバーの製造方法の一実施形態を示す部分断面図、図３は、図１に示すプローブカバーの製造方法において、樹脂の射出と型締めとのタイミングを示す図、図４は、本発明の方法で製造されたプローブカバーを示す縦断面図である。
【００１２】
本発明のプローブカバーの製造方法は、まず、図１に示すように、金型１００を型締め間隔よりも広くなるように開いた状態とする。これにより、広くなったキャビティ内に樹脂を無理なく高速で充填することができる。
図１に示す金型１００は、固定型１、可動型（第１の可動型）２、可動型（第２の可動型）３および可動型（第３の可動型）４を備え、固定型１は射出成形機の固定盤（図示せず）等に固定されている。可動型２、可動型３および可動型４は、樹脂材料の射出成形時には、固定されているが、成形が終了した後の型開きの際に、可動となる。また、可動型４の中空部を軸方向に摺動可能に嵌合する可動型（第４の可動型）５を備える。固定型１と可動型２には、可動型４および可動型５との間でキャビティ７を形成するための成形面１１ａ、１１ｂが設けられている。成形面１１ａはプローブカバーの先端部を形成し、成形面１１ｂはその本体部を形成する。さらに、固定型１と可動型２の間にはキャビティ７に連通する射出ゲート１２が設けられている。可動型５は、冷媒を循環させ金型温度を維持、調節するための冷却用パイプ９を内蔵している。
【００１３】
最初に、可動型５を可動型４に嵌合させ、そして固定型１および可動型２との間にキャビティ７を形成する。このときの可動面５１と成形面１１ａとの間の初期型間距離が適宜設定される。なお、ここで「型間距離」とは、可動型５の可動面５１と固定型１の成形面１１ａとの間の距離を意味する。
【００１４】
次に、この状態で溶融した熱可塑性樹脂を射出する。
溶融樹脂は、成形に必要な量を射出ゲート１２からキャビティ７内に射出される。このときの射出速度は、速い方が好ましい。射出速度が遅すぎると、樹脂材料の充填時間が大きくなりキャビティ７内で樹脂材料からの熱の移動が増大し、流動中の冷却スキン層が大きくなる。流動中の冷却スキン層が大きくなると流路を縮小してしまい、流動抵抗を増大させてしまう。流動抵抗が増大するとキャビティ末端部（可動型２と可動型４の間）への未充填が生じたり、キャビティ先端部（可動面５１と成形面１１ａの間）で穴あきが生じたりする場合がある。
【００１５】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂としては、射出成形や押出し成形に用いられる一般的な樹脂が広く使用される。なかでも、ポリエチレン、ポリプロピレンは赤外線を良好に透過し、プローブに被せた場合でも体温の測定精度を損なわないため好ましい。射出時の熱可塑性樹脂の温度は、使用される材料により適宜設定される。
【００１６】
上記のように熱可塑性樹脂を射出しつつ型締めを行う。
型締めは、可動型５を図１の矢印方向に移動させることにより行う。なお、可動型５の移動距離は、可動型３に連結されたプレートの位置決め制御ピン（図示せず）により規制されている。
【００１７】
型締めのタイミングとしては、熱可塑性樹脂の充填開始から終了までの間に行われることが好ましい。このようにすることで、金型内の樹脂の流動を止めることなくキャビティ７の末端まで圧力を伝達することができる。
これに対し、樹脂の充填完了後型締めを行う方法では、樹脂から金型への温度の移動によりスキン層が大きくなり、流動抵抗が増大する。これにより薄肉部分を良好に成形することが困難になる。
【００１８】
しかし、本発明では熱可塑性樹脂を射出しつつ型締めを行うため、ゲートからキャビティ末端にかけてすみやかに圧力が伝わり十分な充填を行うことができる。
【００１９】
さらに、先端部を形成するキャビティ領域、すなわち成形面１１ａと可動面５１との間の空間が、型締め方向に対し実質的に垂直になるように設けられている。このため、最も型締め圧力が加わり易く、プローブカバーの先端部を薄肉で、かつより均一に成形することができる。よって、測定精度を損なわないプローブカバーの成形がより容易になる。
【００２０】
図３は、金型への樹脂の充填と型締めとのタイミングの一例を示すグラフである。
樹脂の充填が開始された後、樹脂の充填中に可動型５が移動して型締めの開始が行われ、型締めが完了した後、樹脂の充填が完了する。型締めに要する時間は、樹脂の充填開始から完了までの間に遂行可能であれば特に限定されない。
【００２１】
以下、充填開始から型締め開始までの時間を、「圧縮タイミング」という。
また、型締め時の圧力は、大きい方が好ましく、型締め時の圧力が小さいと、高速充填と併行して加えられる圧力によるキャビティ全体への樹脂の均等な展延、圧縮力の付加等が困難となり、歪みが少なく均一な薄肉成形品を得ることが困難となる場合がある。
金型温度は、成形上は、高い方が好ましいが、製造効率を考えると６０〜１２０℃の範囲とすることが好ましい。金型温度をこの範囲とすることにより、成形品の冷却、取出し等の操作性が向上し、製造効率の向上を図ることができる。
【００２２】
また、金型温度は冷却用パイプ９内に冷媒を循環させることにより調節・維持することができる。冷媒としては、例えば水等が一般的に挙げられる。
溶融樹脂の冷却固化後、固定型１と可動型２との間で型開きを行ない続いて、可動型２と可動型３の型開きを行い、その後、可動型４、５を後退させ、図４に示されるようなプローブカバー６０を取出す。可動型２と可動型３の型開きの後、まず、可動型５を後退させ、その後、可動型３と可動型４の型開きを行いプローブカバー６０を取り出すこともできる。尚、固定型１と可動型２の型開きに際して、プローブカバー６０の先端部６１近傍とつながるゲート付近に付着した樹脂は、固定型１に付着するように射出ゲート１２の形を作ることで、型開きと同時にゲートカット処理を行うことができ、ゲート跡が残らないプローブカバーを得ることができる。このことから、新たにゲートカット処理の過程が不要となることにより工程が簡略化される。
【００２３】
図４で示される本発明の方法により得られるプローブカバー６０は、耳孔の大きさに対応する直径６〜７mmの膜である先端部６１と本体部６３で構成される。本体部６３は、段差を備えるプローブ周辺構造をもつ体温計プローブへの取り付けに適するように段差部６３３をもち、先端部６１に続く直径６〜１１mmで先端部から段差部６３３まで１３〜１５mmの長さにわたり円筒状に形成される第１の部分６３１と第１の部分６３１より拡径した直径１５〜２１mmで段差部６３３より６〜７mmにわたり円筒状に形成される第２の部分６３２とから構成されている。また、第２の部分６３２の開口の外周には、幅約２mmの半径方向に広がるフランジ部６３４を備えている。
【００２４】
本発明の方法により得られるプローブカバー６０の最小厚さは、４０μｍ以下であることが好ましく３０μｍ以下がより好ましい。さらに、プローブカバー６０の先端部６１の厚さが最小厚さであることが好ましい。これにより、プローブカバー６０は、その先端部６１を透過する赤外線の減衰が抑制され、測定精度を維持可能なものとなる。一方、本体部６３では、体温計への安定した装着を維持するために、比較的厚く、第１の部分６３１では、３００〜４００μｍ、段差部６３３と第２の部分６３２およびフランジ部６３４では、４００〜５００μｍの厚さに形成されることが好ましい。
【００２５】
以上、本発明のプローブカバーの製造方法およびプローブカバーを図示の各実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば射出ゲートの位置や数および射出方向については、任意に選択することが可能である。
また、射出速度等の成形条件は、上述の範囲内で連続的または段階的に変化させてもよい。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００２７】
１．プローブカバーの作製
（実施例１）
熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用いて図１に示す金型１００（型締め間隔：０μｍ）で成形した。射出ゲート１２は、固定型１と可動型２の間に、キャビティの先端（成形面１１ａ）から放射状に１８０°の間隔で３箇所設けられておりゲート（樹脂注入入り口）は０．１５mm×０．５mmの矩形とした。また、冷却用パイプ９に５０℃の水を循環させることにより、金型１００を５０℃に保った。
【００２８】
まず、型開き状態（初期型間距離：２．２mm）で、所定量の２５０℃の溶融樹脂を３箇所の射出ゲート１２から、射出速度６００mm/sで射出した。
射出開始後８０ms後（圧縮タイミング８０ms）に可動型５を移動させ型締めを行った。型締め時の圧縮圧力は２．７t/cm²であった。
【００２９】
溶融樹脂が冷却され固化した後、固定型１と可動型２との間で型開きを行ない、続いて、可動型２と可動型３の型開きを行いその後、可動型５を後退させ、図４に示されるようなプローブカバー６０を得た。
射出および型締め条件等を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
（実施例２）
樹脂温度を２８０℃とした以外は実施例１と同様にしてプローブカバーを作製した。
【００３２】
（実施例３）
射出速度を３００mm/s、圧縮タイミングを９０ms、金型温度を８０℃、樹脂温度を３００℃とした以外は実施例１と同様にしてプローブカバーを作製した。
【００３３】
（実施例４）
射出速度を３００mm/s、圧縮タイミングを９０ms、型締め圧縮圧力を１．３５t/cm²、金型温度を８０℃、樹脂温度を３００℃とした以外は実施例１と同様にしてプローブカバーを作製した。
【００３４】
２．プローブカバーの成形状態
実施例１〜４で作製されたプローブカバー６０の成形状態の評価を行った。
プローブカバー６０の先端部６１の膜厚を４０μｍ以下とすることができた。
これらの評価結果を表１に示す。
【００３５】
以上の結果から、各実施例で作製されたプローブカバーは、いずれも先端部の厚さを４０μｍ以下とすることができた。また、表には記されていないがいずれの実施例も本体部６３の第１の部分６３１では３００〜４００μｍ、印差部６３３と第２の部分６３２およびフランジ部６３４では、４００〜５００μｍの厚さに形成され、全体的に均一性に優れ、良好な成形品であることがわかった。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のプローブカバーの製造方法によれば、先端部の厚さを極めて薄くすることができる。したがって、鼓膜およびその周辺から放射される赤外線の減衰を低減し、測定精度を劣化させないプローブカバーを得ることができる。
また、全体的にみても使用感に優れたプローブカバーを得ることができる。
しかも、一体成形であるため製造工程が簡略化でき、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブカバーの製造方法の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】本発明のプローブカバーの製造方法の一実施形態を示す部分断面図である。
【図３】図１に示すプローブカバーの製造方法において、樹脂の射出と型締めとのタイミングを示す図である。
【図４】本発明の方法で製造されたプローブカバーを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１固定型
１１ａ成形面
１１ｂ成形面
１２射出ゲート
２可動型
３可動型
４可動型
５可動型
５１可動面
７キャビティ
９冷却用パイプ
６０プローブカバー
６１先端部
６３本体部
６３１第１の部分
６３２第２の部分
６３３段差部
６３４フランジ部
１００金型

Claims

先端部より基端側に筒状をなす本体部を有し、前記本体部は、その途中で外径が急激に変化する段差部を有するプローブカバーの製造方法であって、金型を型締め間隔よりも広くなるように開いた状態でキャビティー内に溶融した熱可塑性樹脂を射出しつつ型締めを行うに際し、
前記キャビティー内への熱可塑性樹脂の充填開始から終了までの間に前記型締めを行なうことを特徴とするプローブカバーの製造方法。
前記プローブカバーの先端部の厚さを４０μｍ以下とする請求項１に記載のプローブカバーの製造方法。
前記金型は、固定型と可動型とを有し、前記固定型と前記可動型との間に、前記キャビテイーの前記プローブカバーの先端部となるべき部位に連通する射出ゲートが設けられており、該射出ゲートより溶融した熱可塑性樹脂を前記プローブカバーの先端部となる部位へ射出する請求項１ないし２のいずれかに記載のプローブカバーの製造方法。