JP6316542B2 - Hollow needle recess forming method and hollow needle recess forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、中空針の外表面に予め設定された形状及び寸法でディンプル等の凹部を形成する中空針の凹部形成方法及び凹部形成装置に関し、特に注射針等の医療用中空針の表面に前記凹部を多数形成するのに適した中空針の凹部形成方法及び凹部形成装置に関する。 The present invention relates to a hollow needle concave portion forming method and a concave portion forming device for forming a concave portion such as a dimple in a shape and size set in advance on the outer surface of the hollow needle, and more particularly to the surface of a medical hollow needle such as an injection needle. The present invention relates to a hollow needle concave portion forming method and a concave portion forming apparatus suitable for forming a large number of concave portions.
中空針の一例である医療用の注射針は、刺すときに傷みを伴うことから、特に高齢者や乳幼児にとって負担が大きく、痛みの少ない注射針の開発が切望されている。
刺すときの痛みを和らげるには、細い注射針を用いればよいが、市販のステンレス製の注射針は一般に外径が0.3mm以上で、技術的には外径0.2mm程度が限界である。マイクロピペッターのように、ガラスを引き伸ばせば、外径40μmの針も作ることは可能であるが、熟練者が手作業により作るため非常に高価で、強度的に不十分である。
Since a medical injection needle which is an example of a hollow needle is damaged when pierced, development of an injection needle that is particularly burdensome for the elderly and infants and has little pain is desired.
A thin injection needle may be used to relieve pain when piercing, but commercially available stainless steel injection needles generally have an outer diameter of 0.3 mm or more, and technically the outer diameter is about 0.2 mm. . If the glass is stretched like a micropipette, it is possible to make a needle with an outer diameter of 40 μm, but it is very expensive and insufficient in strength because a skilled worker makes it by hand.
特許文献1には、このような問題に鑑みて、外径200μm以下で十分な強度を有するシリコン製の中空針が提案されている。その一方で、金属の表面にマイクロディンプル加工を行うことで摩擦抵抗が軽減し、滑り性が向上することが知られている。また、特許文献1にも、ライトエッチングにより外周面に凹部を形成し、中空針の外周面を鋸歯状とすることで中空針を刺しやすくできることが示唆されている。
In view of such problems,
しかし、マイクロディンプル加工は、微細粒子を金属表面に吹き付けることで行うことができるものの、所定形状で均一寸法のディンプルを所定位置に形成することはできない。特許文献1のライトエッチングは金属の中空針に適用することは難しいというという問題がある。さらに、レーザー加工では、所定形状のディンプルを形成するのは難しく、コスト高になるという問題がある。
However, although the micro dimple processing can be performed by spraying fine particles on the metal surface, dimples having a predetermined shape and a uniform dimension cannot be formed at a predetermined position. There exists a problem that the light etching of
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、所定形状の凹部(ディンプル様のものを含む)を中空針の表面の所定位置に正確に形成することができ、かつ、短時間・低コストで中空針に凹部を形成できる方法及びその装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can form a concave portion (including a dimple-like one) having a predetermined shape accurately at a predetermined position on the surface of the hollow needle, and can achieve a short time and a low cost. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for forming a recess in a hollow needle.
上記目的を達成するため、本発明の中空針の凹部形成方法は、予め設定された寸法を有する部分球状の複数の凹部を、軸線方向に予め設定された間隔で本体の外表面に形成した中空針の凹部形成方法において、
前記本体を載置するダイと、前記凹部の間隔と同じ間隔で前記本体の軸線と同方向に配列して設けられ、前記本体に形成しようとする凹部の寸法及び形状に応じた部分球状の先端を有する複数のパンチと、このパンチに押圧力を付与する押圧力付与手段とを準備し、前記本体をダイ上に載置して前記複数のパンチを前記本体に対峙させ、前記複数のパンチの先端を前記本体の外表面近傍でガイドしつつ、前記本体に当接させ、前記押圧力付与手段により予め設定された押圧力を前記複数のパンチに付与することで複数の前記凹部を同時に形成することで前記凹部を形成するものである。
In order to achieve the above object, the hollow needle recess forming method of the present invention is a hollow in which a plurality of partially spherical recesses having a preset dimension are formed on the outer surface of the main body at predetermined intervals in the axial direction. In the method of forming the concave portion of the needle,
A die that mounts the main body, and a tip of a partially spherical shape that is arranged in the same direction as the axis of the main body at the same interval as the interval of the concave portion, and that corresponds to the size and shape of the concave portion to be formed in the main body A plurality of punches having a pressing force applying means for applying a pressing force to the punches, and placing the main body on a die so that the plurality of punches face the main body, A plurality of recesses are simultaneously formed by guiding the tip in the vicinity of the outer surface of the main body, abutting against the main body, and applying a preset pressing force by the pressing force applying means to the plurality of punches. Thus, the concave portion is formed.
また、前記パンチと前記本体とを前記中空針の軸線を中心とする回転方向に相対的に割り出し回転させることで、前記本体の外表面の周方向に前記凹部を形成するようにしてもよい。
さらに、前記パンチ又は前記本体を前記中空針の軸線と平行方向に移動させるようにしてもよい。このようにすることで、単一のパンチを用いた場合は、予め設定された間隔で前記凹部を前記軸線に沿って形成することができ、複数のパンチを用いた場合は、より多数個の前記凹部を予め設定された間隔で前記軸線に沿って形成することができる。
なお、押圧力を付与して凹部を形成する際に、前記本体の貫通孔に芯材を挿入するようにしてもよい。このようにすることで、凹部形成加工の際の本体の潰れや変形を防止することができる。
In addition, the concave portion may be formed in the circumferential direction of the outer surface of the main body by relatively indexing and rotating the punch and the main body in the rotation direction around the axis of the hollow needle.
Furthermore, the punch or the main body may be moved in a direction parallel to the axis of the hollow needle. In this way, when a single punch is used, the concave portions can be formed along the axis at predetermined intervals. When a plurality of punches are used, a larger number of the concave portions can be formed. The recesses can be formed along the axis at predetermined intervals.
In addition, when applying a pressing force and forming a recessed part, you may make it insert a core material in the through-hole of the said main body. By doing in this way, the crushing and a deformation | transformation of the main body in the case of a recessed part formation process can be prevented.
本発明の中空針の凹部形成装置は、中空針の本体の外表面に予め設定された寸法の凹部を形成する凹部形成装置であって、前記本体を載置するダイと、前記本体に形成しようとする凹部の寸法及び形状に応じた先端を有するピン状のパンチと、このパンチを保持するパンチ保持部と、前記パンチの先端を前記本体の外表面まで案内するガイドと、前記パンチに押圧力を付与する押圧力付与手段とを有する構成としてある。この構成によれば、中空針の本体をダイに載置して保持させ、ピン状のパンチをガイドによって前記本体の表面まで案内し、押圧力を付与することで、ピンの先端形状に応じた凹部が前記本体の表面に形成される。本体に予め芯材を通しておくことで、押圧力を付与しても本体が潰れたり変形したりしないようにすることができる。 The hollow needle concave portion forming apparatus of the present invention is a concave portion forming device for forming a concave portion having a preset size on the outer surface of the hollow needle main body. The hollow needle concave portion forming device is formed on the die and the main body. A pin-shaped punch having a tip corresponding to the size and shape of the recess, a punch holding portion for holding the punch, a guide for guiding the tip of the punch to the outer surface of the main body, and a pressing force to the punch And a pressing force applying means for applying the pressure. According to this configuration, the hollow needle body is placed and held on the die, the pin-shaped punch is guided to the surface of the body by the guide, and the pressing force is applied, so that the tip shape of the pin is met. A recess is formed on the surface of the body. By passing the core material through the main body in advance, the main body can be prevented from being crushed or deformed even if a pressing force is applied.
前記パンチ保持部に保持させるピンの数は一つでもよいが、凹部の間隔に応じた間隔で複数のピンを保持させることで、凹部加工の効率を高めることができる。また、前記本体を保持する本体保持部を備え、前記本体を前記本体保持部とともに軸線の回りに相対的に割り出し回転させる回転駆動手段を設けてもよく、前記本体を保持する本体保持部を備え、この本体保持部と前記パンチ保持部とを、前記本体の軸線と平行方向に相対的に移動させる移動手段を設けてもよい。このようにすることで、本体の周方向及び軸線方向に予め設定された間隔で前記凹部を形成することができる。 Although the number of pins held by the punch holding portion may be one, the efficiency of the recess processing can be improved by holding a plurality of pins at intervals corresponding to the interval between the recesses. In addition, a main body holding portion that holds the main body may be provided, and a rotation drive unit that relatively indexes and rotates the main body together with the main body holding portion around an axis line may be provided. Further, a moving means for moving the main body holding portion and the punch holding portion relative to each other in a direction parallel to the axis of the main body may be provided. By doing in this way, the said recessed part can be formed in the space | interval previously set to the circumferential direction and axial direction of the main body.
本発明は上記のように構成されているので、予め設定された形状及び寸法の多数の凹部を、所定の間隔で簡単に中空針の表面に形成することができる。 Since the present invention is configured as described above, a large number of recesses having a preset shape and size can be easily formed on the surface of the hollow needle at predetermined intervals.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、医療用の注射針等に使用される中空針の一例で、(a)はその全体構成を説明する側面図、(b)は(a)のI−I断面及び II-II 断面図、(c)は凹部の寸法及び形状を示す拡大図である。
図1(a)に示すように、中空針1は、貫通孔10aが形成された中空針の本体10と、この本体10の表面に形成された多数の凹部11とを有している。この中空針1は、このまま所定の用途に用いるようにしてもよいし、先端を尖らせる工程等を経て、例えば医療用の注射針として用いることもできる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of a hollow needle used for a medical injection needle or the like, in which (a) is a side view for explaining the entire configuration, and (b) is a cross section taken along lines II and II-II of (a). FIG. 4C is an enlarged view showing the size and shape of the recess.
As shown in FIG. 1A, the
凹部11は、本体10の軸線Cと平行方向に、予め設定されたピッチpで複数形成されている。また、凹部11は、図1(b)に示すように、周方向にも予め設定された均等な角度間隔αで複数形成されている。さらに、図1(b)のI-I断面及び II-II 断面に示すように、周方向と軸線C方向には、周方向に角度α/2の角度、軸線C方向に間隔p/2だけずらして、同じピッチp及び同じ角度間隔αで同数の凹部11が形成されている。
A plurality of recesses 11 are formed in a direction parallel to the axis C of the
この実施形態における凹部11の形状は、図1(c)に示すように、直径Dの球体の一部をなし、幅H(H<D)、深さS(S<D/2)で本体10の表面に形成される。本発明を好適に適用できる中空針1の寸法の一例としては、本体10の外径として0.5mm〜1.1mm程度、貫通孔10aの内径として0.3mm〜0.9mm程度、肉厚0.1mm程度、長さ100mm程度、凹部11の形成長さ33mm程度のものを挙げることができる。また、本体10に形成する凹部の各寸法の一例としては、球体の直径Dとして0.2mm程度、凹部の幅Hとして0.17mm程度、凹部の深さとして0.05mm程度、ピッチpとして0.6mm程度、周方向の角度αとして30°〜60°程度のものを挙げることができる。
As shown in FIG. 1C, the shape of the recess 11 in this embodiment is a part of a sphere having a diameter D, and has a width H (H <D) and a depth S (S <D / 2). 10 surfaces. As an example of the dimensions of the
次に、中空針1の凹部形成装置の実施形態について、図2及び図3を参照しつつ説明する。
図2(a)は、凹部形成装置の一実施形態にかかり、その構成を説明する概略正面図、図2(b)は、図2(a)の凹部形成装置の概略側面図、図2(c)は、本体の自動供給装置を備えた凹部形成装置の他の実施形態にかかり、その概略側面図、図3は、ピンの先端部の種々の例を示す部分拡大図である。
凹部形成装置2は、スライダ21aを軸線Cと同方向に位置決め自在に移動させるリニアサーボモータ21と、このスライダ21aに載置して取り付けられ、回転軸22aの回転角を高精度で制御できるサーボモータ22と、このサーボモータ22の回転軸22aの先端に取り付けられ、中空軸1の本体10の一端を把持する把持部23と、本体10の貫通孔10a内に芯材20を挿通させた状態で本体10を載置するダイ24と、本体10を載置するダイ24の載置面から離間して配置されたピン26と、このピン26を保持し、前記載置面に対して進退移動自在な保持部材27とを有している。
Next, an embodiment of a recess forming apparatus for the
2A is a schematic front view illustrating the configuration of the recess forming apparatus according to an embodiment, FIG. 2B is a schematic side view of the recess forming apparatus in FIG. 2A, and FIG. c) is a schematic side view of another embodiment of the recess forming apparatus provided with the automatic supply device of the main body, and FIG. 3 is a partially enlarged view showing various examples of the tip of the pin.
The
ダイ24の前記載置面には、本体10を受け取り、本体10をダイ24の前記載置面に芯出しして位置決めするための溝24aが形成されている。この溝24aの断面形状は、円筒状の本体10が嵌まり込むことで本体10の芯出しを行うとともに、本体10が軸線Cに対して左右方向にずれないよう位置決めできるものであればよく、図示するような部分円弧状のものの他、V字状のものを選択することができる。もちろん、本体10をダイ24の前記載置面に芯出しして位置決めすることができるのであれば、溝24aの代わりに磁石を用いたり、エアの吸引によって本体10を吸着させるようにしてもよい。
A groove 24 a for receiving the
図2(a)に示すように、ダイ24の溝24aに保持された本体10の他端側に、本体10の他端に当接してダイ24における本体10の前後方向(軸線C方向)の位置決めを行うストッパ28を設けてもよい。また、ストッパ28には、貫通孔10aの他端から突出する芯材20が挿通できるように貫通孔28aを形成してもよい。ストッパ28は所定位置に固定して設けてもよいが、シリンダやソレノイド等の駆動体によって、軸線C方向又は軸線Cと交叉する方向に進退移動自在とすることができる。そして、凹部形成加工の際に本体10を軸線C方向に移動させる必要があるときは、本体10の軸線C方向の移動を妨げないように、位置決め終了後は本体10と干渉しない位置まで退避させるとよい。
As shown in FIG. 2A, the other end of the
保持部材27には、ピン26の軸線C′が本体10の軸線Cと交叉するように、ピン26を保持させる。ピン26の材質は、本体10の材質より硬質のものを選択するのがよい。ピン26の先端部分のみを硬質の材料で形成してもよい。本体10の材質がステンレスやチタンの場合は、ピン26の好適な材料は超硬合金等であり、先端部分のみを硬質の材料にする場合は、超硬合金のほかダイヤモンドを用いるのが好ましい。
The holding
ピン26の先端形状は、形成しようとする凹部11の形状に合わせる。図1(c)に示したような凹部11を形成する場合は、図3(a)に示すように、基本となる直径Dの球体に合わせた形状とする。なお、求められる凹部11の形状に合わせて、ピン26の先端を図3(b)(c)(d)のように形成することも可能である。ピン26の数は一つであってもよいが、一度に複数の凹部11を本体10に形成できるように複数保持させるのがよい。この場合は、図4に示すように、軸線Cと同方向に複数のピン26を配列するとともに、凹部11の軸線C方向のピッチpと同じ間隔で配置する。本体10の軸線C方向に形成する凹部11の数に合わせてピン26を保持部材に保持させるのが好ましい。
The tip shape of the
保持部材27は、図示しない油圧シリンダ等の押圧力付与手段によって押圧力が付与されるようになっていて、前記押圧力付与手段によって付与された押圧力を複数のピン26の各々に均等に伝達するようにしている。ピン26の先端部分は、本体10の近傍に配置されたガイド25によって進退移動自在に案内されていて、押圧力付与手段によってピン26に軸線C′方向から押圧力が付与されたときに、ピン26が座屈したり、ピン26の先端が本体10の表面から外れたりしないようになっている。なお、ガイド25と保持部材27とは図示するような別体のものであってもよいが、一体のものであってもよい。
The holding
本体10に挿通させる芯材20は、前記押圧力付与手段によってピン26を介して本体10に押圧力が付与されたときに、本体10が潰れたり変形したりしないようにするためのもので、本体10の貫通孔10aの内径とほぼ同じ寸法の外径を有するものを選択するのが好ましい。もちろん、芯材20が無くても本体10が潰れたり変形したりしないのであれば、芯材20は特に必要ない。
The
図2(c)は、本体10の供給装置を設けた凹部形成装置2の他の実施形態である。この実施形態では、ダイ24の溝24aに向けて、複数の本体10を貯蔵するマガジン3を配置し、このマガジン3から溝24aに向けて本体10を一本ずつ供給できるようにしている。ダイ24のマガジン3の反対側の載置面を、例えば図示するような傾斜面24bとすることで、マガジン3から放出された本体10を自重によって溝24a内に落下させることができる。このような自動供給装置に加えて、ロボットハンドのような本体10の自動搬出装置を設けることで、本体10への凹部11の形成を自動化することが可能になる。
FIG. 2C shows another embodiment of the
次に、上記構成の凹部形成装置2で中空針1の本体10に凹部11を形成する手順を説明する。
まず、本体10をダイ24の溝24a内にセットする。このとき、必要に応じて芯材20を本体10の貫通孔10aに挿通させておく。次いで、本体10の一端を把持部23に把持させ、リニアサーボモータ21を駆動して本体10の軸線C方向の位置決めを行う。この位置決めは、ストッパ28に本体10を当接させることで行うようにしてもよく、位置決め終了後にストッパ28を本体10と干渉しない位置まで退避させる。
Next, a procedure for forming the concave portion 11 in the
First, the
初期状態においては、図4(a)に示すように、保持部材27が上昇していて、ピン26の先端を本体10の表面から離間させている。本体10の位置決めと保持が終了すれば、図示しない押圧力付与手段を駆動させて保持部材27とともにピン26を下降させる。ピン26の先端部分は、ガイド25に案内されながら下降し、本体10の表面に当接する。この状態で、保持部材27を介して各ピン26に均等な押圧力を付与すれば、図4(b)に示すように、本体10の表面がピン26に押されて窪み、ピン26の先端形状に一致した形状の凹部11が形成される。
In the initial state, as shown in FIG. 4A, the holding
次いで、保持部材27を上昇させてピン26を本体10の表面から離間させ、サーボモータ22を駆動させて角度αだけ本体10を回転させ、上記した図4(a),(b)の動作を繰り返す。この動作を、本体10が一回転するまで繰り返す。一回転分の凹部11の形成が終わったら、リニアサーボモータ21を駆動させてp/2ピッチ分だけ本体10を軸線C方向にずらし、さらにサーボモータ22を駆動させてα/2だけ本体10を回転させ、当該位置に凹部11を形成する。この後、上記の同様の動作を本体10が一回転するまで繰り返す。なお、p/2ピッチ及び角度α/2のずらしは交互に行うようにしてもよい。以上の手順で、図1に示す中空針1が完成する。
Next, the holding
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ピン26の数は一本であってもよく、形成しようとする凹部11の数より少なくてもよい。この場合は、リニアサーボモータ21を駆動させて、本体10を1ピッチ分または複数ピッチ分移動させて、凹部形成の動作を繰り返せばよい。また、上記の説明では、リニアサーボモータ21により本体10を移動させることとしているが、保持部材27及びガイド25を進退移動自在にして、ピン26を本体10に対して移動させるように構成してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this. For example, the number of
本発明は、医療用の注射器等に用いられる中空針に広範に適用が可能である。 The present invention can be widely applied to hollow needles used in medical syringes and the like.
1 中空針
10 本体
10a 貫通孔
11 凹部
2 凹部形成装置
20 芯材
21 リニアサーボモータ
22 サーボモータ
23 把持部
24 ダイ
24a 溝
25 ガイド
26 ピン
27 保持部材
28 ストッパ
3 マガジン
1
10a Through hole 11
Claims (4)
前記本体を載置するダイと、前記凹部の間隔と同じ間隔で前記本体の軸線と同方向に配列して設けられ、前記本体に形成しようとする凹部の寸法及び形状に応じた部分球状の先端を有する複数のパンチと、このパンチに押圧力を付与する押圧力付与手段とを準備し、
前記本体をダイ上に載置して前記複数のパンチを前記本体に対峙させ、
前記複数のパンチの先端を前記本体の外表面近傍でガイドしつつ、前記本体に当接させ、
前記押圧力付与手段により予め設定された押圧力を前記複数のパンチに付与することで複数の前記凹部を同時に形成すること、
を特徴とする中空針の凹部形成方法。 In the hollow needle concave portion forming method in which a plurality of partial spherical concave portions having a predetermined dimension are formed on the outer surface of the main body at predetermined intervals in the axial direction,
A die that mounts the main body, and a tip of a partially spherical shape that is arranged in the same direction as the axis of the main body at the same interval as the interval of the concave portion, and that corresponds to the size and shape of the concave portion to be formed in the main body A plurality of punches having a pressing force applying means for applying a pressing force to the punches,
Placing the body on a die and causing the plurality of punches to face the body;
While guiding the tips of the plurality of punches in the vicinity of the outer surface of the main body, contact the main body,
Forming a plurality of recesses simultaneously by applying a pressing force preset by the pressing force applying means to the plurality of punches;
A method for forming a hollow needle recess, characterized by comprising:
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