JPH1161301A - TiNi系形状記憶合金管及びその製造方法 - Google Patents

TiNi系形状記憶合金管及びその製造方法

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JPH1161301A
JPH1161301A JP21519897A JP21519897A JPH1161301A JP H1161301 A JPH1161301 A JP H1161301A JP 21519897 A JP21519897 A JP 21519897A JP 21519897 A JP21519897 A JP 21519897A JP H1161301 A JPH1161301 A JP H1161301A
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JP
Japan
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tube
shape memory
memory alloy
alloy tube
tini
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JP21519897A
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Hiroshi Ishikawa
洋 石川
Kazuya Yoshida
一也 吉田
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Tokai University
Tokin Corp
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Tokai University
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも管外径が3mm以下のTiNi系
形状記憶合金管であって,その管の内壁の表面粗さが5
S以下であるTiNi系形状記憶合金管と,その形状記
憶合金管を容易に製造する方法とを提供すること。 【解決手段】 TiNi系形状記憶合金管は,少なくと
も管外径が3mm以下のTiNi系形状記憶合金管であ
って,内壁の表面粗さが5S以下である。このTiNi
系形状記憶合金管を製造するには,形状記憶合金管の管
素材3を伸線用ダイス2とフロートプラグ1とを用い,
1パス当たりの断面減少率が10%以上で,浮きプラグ
引き加工する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,医療用器具である
カテーテルやステント等に用いられるTiNi系形状記
憶合金管とその製造方法に関し,特にカテーテルとして
は人間の心臓や脳等の血管系内に治療用もしくは検査用
カテーテルに用いられる生体温度(=約37℃)で超弾
性特性を有するTiNi系形状記憶合金管とその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より,動脈硬化症等により狭窄した
血管の治療のために,先端部に拡張体を有するカテーテ
ルを狭窄部に挿入し,拡張体により狭窄部を拡張し,末
梢側の血流を改善する経皮的経管式冠動脈形成術(PT
CA)が行われている。また,動脈硬化症であって血管
が狭窄しているか否かを診断するために,診断したい目
的血管部位にカテーテルの中を通して,造影剤を注入し
放射線による血管造影を行うということは今や一般的に
行われている。
【0003】また,カテーテルは通常よく使われる寸法
は,太くとも8Fr(外径2.67mm)以下である。
そして,最近,超弾性金属管を用いた血管拡張器具,血
管拡張用カテーテルが提案されており(例えば,特開平
6−277296号参照),これらは,トルクの伝達性
という点においては十分な効果を有している。また,金
属管であることから,より細径な血管,より末梢の血管
部位まで導入できる血管造影用カテーテルとしては,こ
れまでの樹脂製(外周にステンレスなどのメッシュの入
った剛性付与体を設けて柔軟性が高い状態を維持し,か
つ,折れ曲がりや押しつぶされることを抑制し,さらに
はトルクの伝達性を改善したカテーテルが考えられるよ
うになってからその傾向が顕著になった。)のもので
は,内径が確保しきれない状況に至っているが,その樹
脂製のものと比べ金属管は内径が大きくとれることがも
う一つの大きな特徴として最近研究されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,これま
での検討されてきている金属を主たる本体とするカテー
テルの製造方法特に伸線加工の方法が空引きといわれる
管のままダイスを通して伸線加工する方法や心金引きと
いわれる心金を入れたまま伸線加工する方法で行ったも
のであるため,内外径の制御が容易でなく,極く初期の
金属管の肉厚を変えることや途中の段階や最終段階でセ
ンタレス研磨等の方法によってのみ最終寸法を変えるし
かなかった。
【0005】また,この方法だと加工後に心金材を抜き
取る必要も生じ,できあがったものの内外面,特に内面
が非常に汚れており,その表面粗さ(最大高さRmax )
が5Sよりも粗いものであったため,内壁の汚れを完全
に取り去ることができなかった。
【0006】現在,表面粗さ5S以下の3S程度はTi
Ni合金管でも現時点においても冷間圧延法により直径
φ3mmより太い径では存在する。しかしながら,それ
以下の細い径の管については,圧延法では不可能であ
り,実用的な金属材料である銅やステンレス等について
は固定心金引きや浮きプラグ引き等の伸線方法によって
5S以下を維持しながら,外径及び内径を細めていくと
いう方法で直径φ3mm以下の管を製造している。
【0007】しかしながら,TiNi系形状記憶合金に
関しては,これまでそのような表面粗さが5Sより小さ
なものが実現できるような伸線方法では加工が不可能で
あって,たとえ,1パス加工できたとしても割れ,ヒビ
が存在するのが常であった。そこで,やむを得ず,チュ
ーブのまま伸線する空引き伸線か,比較的柔らかい銅の
ようなものを芯金として伸線し,直径φ3mm以下の細
管にしていたため,内壁は全面黒皮の表面酸化スケール
に覆われたものしか得られなかったので,表面粗さとし
ては,せいぜい8S程度であった。
【0008】以上のような理由で実際に,医療現場で,
例えば,現在心臓の血管造影用に使用されているサイズ
の5Fr(1.6mm)のカテーテルでは,薬剤注入を
する際には,内部に残存する汚れも混入してしまうこと
になり,最終段階において非常に手間をかけて金属管内
部を洗浄している。
【0009】そこで,本発明の技術的課題は,少なくと
も管外径が3mm以下のTiNi系形状記憶合金管であ
って,その管の内壁の表面粗さが5S以下であるTiN
i系形状記憶合金管と,その形状記憶合金管を容易に製
造する方法とを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために,本発明のTiNi系形状記憶合金管では,少
なくとも管外径が3mm以下のTiNi系形状記憶合金
管であって,内壁の表面粗さ(最大高さRmax )が5S
以下であることを特徴としている。
【0011】また,本発明では,前記TiNi系形状記
憶合金管を製造する方法であって,形状記憶合金管素材
を1パス当たりの断面減少率が10%以上で浮きプラグ
引き加工することを特徴ととしている。
【0012】さらに,本発明では,前記TiNi系形状
記憶合金管の製造方法において,前記浮きプラグ引き加
工は,プラグ半角(β)とダイス半角(α)との関係が
β≧0.86×α−1.14であってかつβ≦α−0.
5である範囲での加工であることを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て,図面を参照して説明する。
【0014】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態によるTiNi系形状記憶合金管の製造方
法の説明に供せられる図である。第1の実施の形態の形
状記憶合金管の製造方法においては,主として超弾性金
属管の心金引き伸線加工方法について説明する。図1を
参照すると,心金引き伸線加工方法は,内周面3aと外
周面3bとを有するTiNi系形状記憶合金管の管素材
3に,小径部1a,テーパ部1b,大径部1c,及び中
径部1dとを備えたフローティングプラグ1を挿入し,
挿入側に次第に内径の狭くなる内周面2aと,取り出し
側に次第に内径の大きくなる内周面2bを備えた伸線用
ダイス2に挿入して,矢印5に示す方向に素材3を引き
出すことによって行われる。
【0015】次に,更に,具体的に製造方法について説
明する。
【0016】まず,高周波誘導溶解法によって得たTi
Ni合金(50.6at%Ni)残Ti)を中実ビレッ
トに加工後,熱間加工,穴あけし,冷間加工によって外
径φ4mmであって,内径φ3mmのチューブとした
後,700℃×30分間(アルゴン雰囲気中熱処理)急
熱・急冷し溶体化処理を行ったものを供試材とした。
【0017】図1に示すように,心金引き加工実験に使
用した伸線用ダイス2の材質は,SKD−1で,チップ
部分のHRC=56〜59であった。伸線用ダイス2の孔
部の内側面2aと孔部の中心軸とのなす角であるダイス
半角αは,13度で行った。また,心金は,同富士ダイ
ス製の小型硬質管用のフローティングプラグ1で,材質
はチップ部分である小径部1a,テーパ部1b,及び大
径部1cが超硬合金であるものを使用した。フローティ
ングプラグ1のテーパ部の外周面1bと中心軸とのなす
角であるプラグ半角βは,11度で行った。そして,断
面減少率を9,10,12,15,20%及び空引き伸
線の5条件にて繰り返し,同じ素材で3パス連続伸線加
工実験を行った。
【0018】1パス毎に700℃×30分間(窒素中熱
処理)急熱・急冷し溶体化処理を行った。管素材3表面
には樹脂系の表面処理剤を塗布し,潤滑剤はステアリン
酸ナトリウムを用いた。その結果を図2に示す。断面減
少率が10%未満では肉厚が上昇する傾向がみられ,管
内面の光沢も低下している。
【0019】しかしながら,断面減少率が10%以上で
は肉厚が同じか減少する傾向がみられ,実際3パス後の
管内面の光沢も向上している。得られた外径φ4mmか
ら減面率15%で3パス加工した外径φ3.11mm×
内径φ2.14mmの管の内壁を長さ方向に対して表面
粗さ(JIS B601−1982による最大高さR
max )を測定したところ,5S以下であることがわかっ
た。
【0020】さらに,内壁の汚れもほとんど確認できな
かった。これまで,実際に医療現場で薬剤注入をする際
には,従来の管内部に残存する汚れを最終段階におい
て,非常に手間をかけて金属管内部を洗浄し,可能な限
り清浄な状態に近づけるといった作業が必要なくなっ
た。また,新しい加工法で3パス後の管内面の光沢が既
に向上していることから,さらにパスを重ねるとよりい
っそう表面粗さが向上することは容易に類推できる。
【0021】尚,得られたTiNi系形状記憶合金管
に,予め定められた熱処理を施すことによって,所望す
る超弾性特性を付与することができる。
【0022】(第2の実施の形態)第1の実施の形態と
同様に,高周波誘導溶解法によって得たTiNi合金
(50.6at%Ni残部Ti)を中実ビレットに加工
後,熱間加工,穴あけし,冷間加工によって外径φ4m
mであって,内径φ3.25mmのチューブとした後,
700℃×30分間(窒素中熱処理)急熱急冷し溶体化
処理を行った。
【0023】心金引き加工実験に使用した伸線用ダイス
2は,材質SKD−1(チップ部分のHRC=56〜5
9),ダイス半角αは6〜20度の幅広い範囲で7種類
行った。
【0024】また,心金は同富士ダイス製の小型硬質管
用のフローティングプラグ1で材質は超硬合金を使用
し,そのフローティングプラグ1のプラグ半角βは,そ
れぞれ図2に示す点の条件で行った。なお,断面減少率
は,15%の条件にて加工実験を行った。また,管素材
3の表面には,樹脂系の表面処理剤を塗布し,潤滑剤は
ステアリン酸ナトリウムを用いた。その結果,加工可能
の範囲は,図3に示す通り一般に銅や銅合金等の実用金
属の加工条件(プラグとダイスの条件)よりややプラグ
半角βを高めにする事で加工可能となることがわかっ
た。
【0025】さらに詳細には,加工できる範囲は,ダイ
ス半角αが6〜20゜の範囲であれば,プラグ半角βと
ダイス半角αとの関係が,β≧0.86×α−1.14
であってかつβ≦α−0.5である範囲であることがわ
かった。
【0026】尚,得られたTiNi系形状記憶合金管
に,予め定められた熱処理を施すことによって,所望す
る超弾性特性を付与することができる。
【0027】
【発明の効果】以上の説明からわかるように,本発明に
よれば,少なくとも管外径が3mm以下のTiNi系形
状記憶合金管であって,その管の内壁の表面粗さが5S
以下である超弾性特性を有するTiNi系形状記憶合金
管とその製造方法とを提供することができる。
【0028】また,本発明によれば,前記TiNi系形
状記憶合金管を製造する方法であって,1パス当たりの
断面減少率が10%以上で浮きプラグ引き加工すること
によって容易に製造することができる超弾性特性を有す
るTiNi系形状記憶合金管の製造方法を提供すること
ができる。
【0029】さらに具体的に述べれば,本発明によれ
ば,前記形状記憶合金管の製造方法において,ダイス半
角が6〜20゜の範囲であって,プラグ半角βとダイス
半角αとの関係が,β≧0.86×α−1.14であっ
て,かつβ≦α−0.5である範囲で加工することによ
って,前記した超弾性特性を有するTiNi系形状記憶
合金管を容易に製造できる製造方法を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるTiNi系形
状記憶合金管の製造方法の説明に供せられる図である。
【図2】浮きプラグ引きにおける加工可能なダイス半角
とプラグ半角との関係を示す図である。
【図3】プラグ加工における断面減少率を変化させた際
の管肉厚変化に及ぼすパス数の影響を示す図である。
【符号の説明】
1 フローティングプラグ 2 伸線用ダイス 3 管素材 5 伸線方向を示す矢印 α ダイス半角 β プラグ半角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 630 C22F 1/00 630L 675 675 685 685Z 686 686Z 694 694A 694Z C22K 1:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも管外径が3mm以下のTiN
    i系形状記憶合金管であって,内壁の表面粗さが5S以
    下であることを特徴とするTiNi系形状記憶合金管。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のTiNi系形状記憶合金
    管を製造する方法であって,形状記憶合金管素材を1パ
    ス当たりの断面減少率が10%以上で浮きプラグ引き加
    工することを特徴とするTiNi系形状記憶合金管の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のTiNi系形状記憶合金
    管の製造方法において,前記浮きプラグ引き加工は,プ
    ラグ半角(β)とダイス半角(α)との関係が,β≧
    0.86×α−1.14であって,かつβ≦α−0.5
    である範囲での加工であることを特徴とするTiNi系
    形状記憶合金管の製造方法。
JP21519897A 1997-08-08 1997-08-08 TiNi系形状記憶合金管及びその製造方法 Withdrawn JPH1161301A (ja)

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