JPS6094231A - アイレス縫合針の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焼入硬化不可能なステンレス鋼アイレス縫合針
の穴明は加工法に係り、更に詳しくは加工率を大きく取
った伸線加工によって針ｔｔｗ加工硬化すると共に該針
材の結晶粒乞針の長手方向に細長い伸線組織にし、次に
前記針材の穴明は部分を加熱して結晶粒が細長くない組
織にすると共に軟化し、この針材の前記穴明は部分を回
転チャックから突出させて把持し、且つ該針材を回転さ
せると共に針材の突出部とドリルとに切削剤Ｚ掛けなが
らドリルによって針材端面に穴明けを行うことを特徴と
した焼入硬化不可能なステンレス鋼アイレス縫合針の加
工方法に関するものである。

ステンレス鋼の縫合針材は金属学的に大きく分けて２種
類が使用されている。１種類は昭和４゜年代迄主流的に
使用され、且つ欧米では現在も主流となっている１３Ｃ
ｒステンレス鋼に代表される焼入硬化処理ｉｊＪ能なス
テンレス鋼であり、他の１種類は昭和４０年代から使い
始められた加工硬化と析出硬化によって硬化するオース
テナイト系ステンレス鋼で代表されろ焼入硬化不可能な
ステンレス鋼である３、前者は適当な軟らかさに処理し
て加工し、」ν終段階で焼入硬化させるのに対し、後者
は主に伸線加工によって加工硬化させ、更に析出によっ
て硬化させるものであって、伸勝加工後はその硬度を下
げずに加工して、最終的に析出処理又はテーパー処理に
よって多少硬化させΦものであ４）。

本発明の製造方法は後者の焼入硬化不可能なステンレス
鋼に対するものであって、鋼挿名の代表例としては５Ｕ
Ｓ３０４．５ＵＳ３０２、ＳＵＳ／）３１５１等である
。

またアイレス縫合針の端面に穴明は加工をするに当って
は従来からドリル加工、レーザー加工、電子ビーム加工
、更には放電加工等種々の方法で行われており、内でも
穴径が０．３　ｍｍ以上の比較的大きな穴明は加工に際
しては加工精度やコスト面からドリル加工が一般に行わ
れている。そしてこのドリル加工を行うには細径の針材
に径のおよそ１／２〜２／６の内径を有する比較的大き
い穴を明けろγこめに針材の穴明は部分を完全に保持し
、該部分に剛性をもたせろ心安があり、このため従来は
第１図囚に示す如く固定チャック１０穴乙に針材２を全
部埋込み、ドリル４を回転させると共に切削剤（切Ｆｉ
！Ｉ油又は切ＩＱＩＩ液）を掛しナながら穴明はするか
、又はこれを量、産する為に第１図Ｂ）に示す如く、二
つ割チャック１′に設けた針材保持穴６′に針４Ａ’２
’ｆ全部坤込み、この状態でドリル４を回転させ℃釘材
２にｌ１ｒ４次穴を明けていた。この方法によれば針月
２の穴明けｉＳｉ分乞チャック１，１′によって全面的
に把持−ｒｏので該部分の剛性を大きく出来、また銅材
２の端面とチャック１．１”ｊｆｉが同−曲であること
からドリル４を加工穴から抜いた時点では切削剤が加工
穴に入り易い利点があめ。

従ってドリル加」二にあっては上記方法により行うのが
常、識的になっていた。

また上記方法にあっては全１％組織的には第２図囚に示
す如く、硬く細長い結晶粒の伸線組織そのもの乞削って
いΦが、この理由は第１に針の穴明は都は剛性が大きい
程ドリル４が長もちすること一第２に前述の如く穴径は
針材径の１／２〜２／６　であるため例えば径０．６５
　ｍｍの針相２に０．４　ｍｍの穴を明けた場合、壁厚
は０．１２５＋＋＋ｍとなって非常に薄く、この薄い壁
でチャック力に抗する為には硬い方が良いこと、更には
第６に前記伸線組織は硬いと共に針材長さ方向に長い組
織となっている為に針材長さ方向には強いが直径方向に
はもろい状態であり、これ乞ドリル加工すると削り屑（
末長さ方向にもろい状態となり、短く切れて削り屑がド
リル４Ｖｃからみ付くことがない等の理由により硬い伸
線組織のまま削っていた。

しかし、上記方法にあっては次の様な欠点があった、ま
ず第１の欠点は切１’ｊｌＪ屑が短くドリル４にからみ
付かない利点がある反面、削り進んである程度穴が深く
なると、ドリル溝内に切粉がｔ＠す、ドリル折れの原因
となΦ。また剛性７大きくてろ為に針４′Ａ２欠穴明は
部分まで全部チャック１，１′内に埋没していることか
ら切削剤は針材２の端面にのみしか掛からず、側面には
掛からない。従って耐相２及びドリル４の冷却、ドリル
刃先への切削剤の導入、史には切削屑のドリル溝からの
除去の為、ドリル４を引戻して又挿入切削を繰り返丁所
ｉ胃ステップ加工ケ行わなければならないが、ステップ
加工はそれだけ加工時間が長くなると共にドリル４もΔ
、）初のドリル先端が材料に接する時に最も損耗するこ
とからドリル刃先の摩耗が大きくなるものである。また
第２の欠点はドリル４７回転し℃切削する為に、削り進
むにつれて加工穴が中心からずれる傾向があり。即ちド
リル４と針材２の中心が合致していれば加工穴入口付近
では針材２の中心に穴明けを行うが、削り進む間に椙質
の部分的且つ微妙な削り易さの差異等によって中心にず
れが生じろと、その方向へ益々ずれて行く、するとアイ
レス針の穴明けにあっては壁厚が非常に薄い為に壁を欠
き抜けてドリル４がチャック１．１′に当たり、ドリル
折れの原因となる。史に第６の欠点は針材２の剛性を大
きくてる為に針材全部χチャック１，１′中に埋没させ
℃いるので加工穴にずれが生じた場合、壁厚の薄さと相
俟ってチャックの締め圧力により穴壁が内０１１１に変
形し、ドリル４が締伺けられてドリル折れ欠起こす原因
となる。

本発明は従来の上記欠点ｉｃ＆みて開発された技術であ
って、その目的とするところは硬い伸線組織に於ける針
材の穴明は部分を加熱軟化させて普通の組織にすること
によってＡｉＪ記穴明は部分を柔軟にして大明けをする
ものであって、従来の常識からし℃全く餌の発想馨もっ
た穴明は加工法を提供することにより、従来の加工法の
欠点を根本的に改善したものである。

図面乞参照して本発明の一実施例を説明すると、先ずア
イレス針どなる曽、入鋏化不可能なステンレス剣パ勺の
線携をリダクショ／（減面率、加工率）を犬ぎくし１伸
線加工する。例えば直径１．６朋の約４１’　６を１１
００“Ｃ前後に加熱して固溶化熱処理し、第２図（Ｌ（
＋に示す如き結晶粒が細長くない組織にして軟化させる
。次に第６図に示す如き何段かのダイス５１Ｃよって間
に熱処理を入れず一挙に直径０７問まで冷間伸線加工ケ
し、且つ加エマルテンサイドの誘発等により大きく加工
硬化させると共に第２要因に示す如き長さ方向に極端に
細長い結晶粒乞もった伸線組織（繊維状組織）にする。

このときの伸線前と伸線後の断面積のりダクションは（
πＤ２／４−πｄ２／４）／（πＤ２／４）より８１憾
となつ℃いる。この加工硬化した伸線組織の線材６′は
長さ方向に特に強靭で縫合針材として非常に適したもの
であり、この線材６′を適当な長さに切断し、且つ先端
を尖らせて針材７を構成する。次に前記耐相７の穴明は
部分８に第４図に示す如くバーナー９等によって火炎ケ
吹き付け、該部分８乞加熱し、第２図（Ｂ）の如き結晶
粒の細長くない一般組織に軟化させろ。即ち針材７は穴
明は部分８のみがＨＶ１８０〜２６０程度の軟らかさで
あって第２図（Ｌ３）に示−ｒ　ｕｏき長くない結晶粒
をもった一般組織にし、穴明は部分８以外の本体部はｌ
−１ｖ４５０〜５５０程度の硬さをもち、且つ強靭であ
ると共に第２１囚に示す如き針の長さ方向に極端に細長
い結晶粒暑もった伸線組織に構成する。

上記の如く構成された針材７に穴明は加工をするには例
えば第５図に示す如き装置１ｃ、Ｊ：つて行う。

これはスリーブ１０と一体となったチャック１１により
針材７を把持し得る如く構成され、且つ該チャック１１
は針材７を把持したままで高速回転し得ると同時に矢印
方向へ前進し得る如く構成されている。またＯ１Ｉ記チ
ャック１１の軸心延長線上には穴明は用のドリル１２が
固設されていると共に該ドリル１２の先端上部には切ら
（Ｉ剤噴射ノズル１６が設けられ、該ノズル１６から切
削剤が吹付けられる様に構成されている。次に前記装置
ｉｃよって針材７の端間に穴明け’Ｙ″ｆる場合につい
て説明すると、先ず針材７を第６図に示す如く穴明は部
分８ケ突出させ℃チャック１１に把持し、この状態でチ
ャック１１を高速回転させ℃針材７の端面にセンターも
み付けをし、史に第７図に示す如くノズル１６かも切削
剤ケ吹付けると共にチャック１１を前進させ℃針材端面
なドリル１６に押付けて穴明けを行うものである。

上記加工中センターもみ付けについて説明すると穴明は
端面が第８要因の如く傾斜している場合に、センターも
み付けを行わず直接ドリルで加工するとドリルは細くて
撓み易い為、ドリル先端が流れて中心よりずれて位置１
４に切り込み、更に針材７が回転するためにドリル１２
は振られてドリル折れの原因となる。これに対し℃高い
剛性のセンターもみ付は用刃具を使用丁れば刃具が流れ
Φことなく中心１５に正しくもみ伺は夕行うことか出来
、その後でドリル加工をすればもみ付けに倣って正【−
い位置に穴明ｐｆ乞することが出来、またドリルも長持
ちする。

しかしセンターもみ付げ馨行つ℃いても従来の如く鋼材
が全部チャック中に埋没している場合、或はチャックか
ら突出していても穴明は部分８が硬い伸線組織のままの
高い剛性乞もっている場合にセンターもみ付は用刃団が
針材の回転心とずれていると第８図（１−１に示す如く
Ｗ型上／ター穴となって中心に山が残り、この状態で穴
明けをするとドリル先端が１１１にこすられて摩耗が早
まり、且つ心ずれによってドリル１２が１辰られてドリ
ル折れの原因となる。これに対して不発明の如く鋼材７
の穴明は部分８を軟化させてチャック１１から突出させ
てあれば、多少センターもみ付は位置がずれていても第
８図（（コに示す如くもみ付は用刃具の位置が回転の中
心となる様に針材７の穴明は部分８が撓んで回転し、Ｗ
型センター穴となることがない。またもみ付は穴にドリ
ルが挿入されると穴明は部分８が軟らかいため、該部分
８はドリルに合わせて撓って回転し、これによってドリ
ル折れが防止されろ。更にドリル１２が削り進むと、ド
リル１２の刃先は針材７の回転によって受けろ力が小さ
くなる針材回転の中心に向う。これはドリル１２を回転
させるのではなく針材７７回転させろ本発明故に得られ
ろ利点がある。

次にドリル加工中の冷却、潤滑状態について説明すると
、切削剤は従来の如くドリルが高速で回転していればド
リルに付着しても円心力で飛散してしまうと共にドリル
溝の構造からして加工穴内へ導入せず外へ排除されてし
まうが、本発明にあってはドリル１２が止まっている為
に切削剤が飛散することなく、且つドリル溝から加工穴
内へも導入される。尚、切削中は切削屑がドリル溝内を
走っているが、切削／ｌ？のｉ／Ｉｔ内での占有面積は
２０〜４０憾である為残りの隙間から加工穴内へ充分導
入されるものである。また本発明にあっては穴明は部分
８がチャック１１から突出して回転していると共にイ１
■い４材７にその直径の１／２〜２乙の直径の穴を明け
ることによって穴壁が薄くなっている為にノズル１５か
ら噴出された切削剤によって外６１＋からで６万遍無（
、且つ有効に冷却することが出来る。これはアイレス鉗
のドリル穴明けに於いてのみ特に有効な冷却方法である
。

次に切削屑の状態について説明すると、これもドリルの
寿命に大きく影＃するが、本発明にあっては穴明は部分
８が伸線組織でなく、一般的組織であると共に軟かいの
で延性に富み、且つねばり気のある材質となっている為
に切削屑は長（つながって出て来る。長い屑が出ても本
発明にあってはドリル１２が止まっているために屑がド
リル１２にからまる虞れはなく、かえって加工穴が深く
なった場合には短い屑の様に都まってしまうことがない
利点となつ℃いろ。

次に加工中の穴壁の状態について説明すると、通常アイ
レス縫合針にドリルで穴明は加工乞していくと、ドリル
の刃先及びドリルの刃先に被切削材が付着して出来る構
成刃先等によつ℃ドリル刃先付近の穴壁及び穴壁になろ
うとしている部分が外周方向へ拡がろうとする力を受け
ると同時に熱膨張によつ℃径が太きくｔＬす、実際問題
として５〜１０ミクロン程度外径が太きくな）ことが確
認されている。この場合、従来の如（穴明は部分がチャ
ックによって全＋ｊｎ的に押えられていると針材の外径
太りは制限され、結果的にドリルに無理が掛かる為にド
リルの寿命が短くなる。更に削り進んできた壁が内方へ
縮んでドリル７押え込む。この場合、ドリルは先端で削
る工具であって外周ではほとんど削ることが出来ない為
にドリル折れの原因ともなる。これに対して本発明にあ
っては穴明は部分がフリーである為に壁圧によってドリ
ル１２が押え込まれることがなく、穴明は部分は外方へ
拡がることが出来金高にドリル１２に負担が掛らないも
のである。

以上説明の如く冷却状態、旧〆斤状態、切削屑の状態の
いずれの点からみても本発明にあっては従来の如くステ
ップ加工乞する必要がなくなるものである。

尚、前記実施例にあってはバーナー９によって穴明は部
分８乞加熱したが、その他に高周波誘導加熱法或は通電
加熱法によって加熱してもよく、またチャック１１を前
進させることなく、ドリル１２を移動させて穴明けをし
てもよい。また前記実施例では穴り１けに先立ってセン
ターもみ付は火行ったが、針材の穴明は端面が軸心に対
して直角であればセンターもみ付けは不要である。更に
針材７の先端は穴明は加工前に先尖り加工乞したがこれ
は穴明は加工後に行つ°〔も良く更にはこれに伴って線
材６′乞所定長さに切断するのも穴ＩＪＪＪけ加■後で
も良い。

ここで１ｒ丁イト０．７５　ｍｍの針材に直径０．４６
關のドリルを、使用し、そのときの針材とドリルとの相
対的回転数４００　Ｏｒｐｍ、切削剤は防錆剤添加の白
灯油χ使用し、切込みスピード０．５　ｍｙ／　Ｓで深
さ１．７間の穴明は加工したときに１本のドリルが折れ
る迄に何本のダ１材に穴明は出来るかについて従来の方
法と本発明に１糸る方法とで行っ定実（條結呆を示１〜
。

実験１（従来の方法） 条件Ａ　穴明り一部刊　硬い伸廠組織 Ｉ３　アーＹツク法　チャック中に全部埋没Ｃ１呻１１
べ及びステップ　ドリル回転、１旧固定、０．３關毎の
ステップ 結果１回ＦＪ　４２９本 ２回目　１１６本 ６回目　２６５本 ４回目　４２本 ５回目　２８１本 所見　２回目拳４回目のドリルは穴開りによつ℃折れた
。

実験２（従来の方法で針材軟化） 条件へ　穴明は部質　軟らかい一般組織Ｂ　チャック法
　チャック中に全部埋没Ｃ回転及びステップ　ドリル回
転・針材固定・０．６朋毎のステップ 結果１回目　２本 ２回目　０本 ６回目　０本 ４回目　１２本 ５回目　０本 所見　５回共１ｃｉ朋以上切Ａｌｌ後折れた。壁の内側
えの変形がほとんどと思われるが切削屑のからまりもあ
った。

実験６（従来の方法でチャックから突出）条件Ａ　穴明
は部質　硬い伸線組織 Ｂ　チャック法　２．０闘チヤツクから突出Ｃ回転及び
ステップ　ドリル回転ｅ針材固定−〇、ろ關毎のステッ
プ 結果４回「１　６２本 ２回目　Ｏ木 ６回１　４１木 ４回目　８本 ５回目　１６不 所見　ドリル折れは穴が曲つニトリル刃先が１７４べ突
き出た状態のものが多かった。

実験４（従来方法でドリル固定） 条件Ａ　穴明は部質　硬い伸線組織 Ｂ　チャック法　チャック中に全部埋没Ｃ回転及びステ
ップ針材回転・ドリル固定争ステップなし 結果１回目　１２本 ２回目　２９本 ６回目　６本 ４回目　１８本 ５回目　２６本 所見　切削屑がれっているものとドリル刃先が変色して
いるものがあった。

実験５（本発明の方法） 条件Ａ　穴明は部質　軟らかい一般組織ｌ３　チャック
法　２．ＣＪｎｍチャックから突出Ｃ回転及びステップ
針材回転・ドリル固定・ステップなし 結果１回目　１８６６本 ２回目　５０００本 ５回目　２６７７本 ４回目　９８１本 ５回目　１５６７本 所見　２回目はドリルによる穴部外径が２０ミクロン太
くなったので折れる＠に新しいドリルＶｃｙえて６回目
乞行った。

実験６（本発明の方法で硬い組織） 条件Ａ　穴明は部ｙＬ　硬い伸線組織 Ｉ３　チャック法　２．０　ｍｍチャックから突出（２
回転及びステップ針材回転・ドリル固定・ステップなし 結果１回目　６８本 ２回目　１０５本 ３回目　１８本 ４回目　７本 ５回目　２１ｉ′ 所見　切削屑ｔ６まりが見られ、切削中にドリルが振ら
れているものが多かった。

実験７（本発明の方法で針材ンチャックに埋没）条件Ａ
　穴明は部質　軟らかい一般組織Ｂ　チャック法　チャ
ックに全部埋没 Ｃ回転及びステップ針相回転・ドリル固定・ステップな
し 結果１回目　６本 ２回目　１本 ６回目　７木 ４回目　０本 ５回目　１本 所見　ドリル］１１れの原因はチャックにょる穴壁押圧
と茫、わノしな。

実験８（本発明の方法でドリル回転） 条件Ａ　穴明は部質　軟らかい一般組織Ｉ３　チャック
法　２．０頭突出 Ｃ回転及びステップ　ドリル回転・１相固定・ステップ
なし 結果１回目　１８本 ２１１Ｊｌ目　３２本 ６回目　２１本 ４回目　６７本 ５回目　ろ８Ａ 所見　ドリルの刃先変色が見られた。また切削屑のから
み付が誼著であった。

実験９　本発明の方法で針相乞３５００　ｒｐｒｎ回転
させると共にドリルも５００　ｒｐｍ回転させた場合、
平均１８００不程度穴明けが出来た。

実験１０　本発明の方法で切削剤を掛けないで穴明は加
工乞したところ、５回共１０本以下の加工でドリルが折
れた。

以上の実験結果から明らかな如く本発明の方法によって
穴明は加工すればドリルの寿命７著しく延ばすことが出
来ろか、この為には本発明の如く（１）穴明は部分８を
加熱軟化させて一般組織とする。

＋２）穴明げ部分８乞チヤツク１１から突出して把持て
る。■針材７乞回転させる。■切削剤を掛けなからドリ
ル穴明は加工ｊ６゜ことが心安であってこの条件の１つ
でも欠けると所定の効果が得られないことが判明した。

本発明に係る加工法は上述の如き構成であるために穴明
は部分に切削剤を溝肩無く掛けろことが出来ると共にこ
れによって冷却効果が得られ、ドリルの寿命を著しく延
ばすことが出来、更に加工穴内へもドリル溝によつ℃切
削剤乞侵入させることが出来る。また針材径に近い大き
な穴を明ける場合であっても穴明けＨｆ３分の外径は多
少外方へ膨れることが可能でｋ）る為にドリルが壁圧に
よって、１帝伺けられろこともなくドリルに負担がかか
らないことからこの点でもドリルの寿命を延ばすことか
出来、更に切Ｍｌｌ屑はドリルにからまることもなくこ
れ乞長くつなげたまま出すことが出来るので切削剤の侵
入と相俟って従来の如くステップ工法７行う必要が全く
なくなり、この為加工時間を著しく短縮することが出来
る。また穴明は部分が軟化していると共にフリーである
為にセンターもみ肘用刃具及びドリルが多少軸心から外
れていたとしても針材が撓って回転し、ドリル折れが起
こることもなく、針材回転によって削り進むにつれて加
工穴も中心に寄ってくるものである。更に出来上ったア
イレス縫合針は本体部か強靭な伸組織で２″あ３ あり、且つ穴部が軟らかい一般組ｉ、硬く℃強い針であ
りながら糸カシメ性能が良（、史には従来度々あった人
傑端部かＧ茨けも発生せず、品質も著しく向上する等の
特徴２有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の穴明は加工法の説明図、第２要因は伸線
組織図（１３）は一般組絨図、第６図は伸線の説明図、
第４図乃至７図は本発明に係り加工法の説明図、第８図
はセンターもみ付けの説明図である。 １　、１’、　１１はチャック、２，７は針材、４．１
２はドリル、５はダイス、６．６′は線材、　８は穴明
は部分、　９はバーナー、　１６けノズルである。 特許出願人　付、式会社　松谷製作所 代η１・人　弁理土中川周吉″：

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工率χ大きく取った伸線加工によって針材を加工硬化
   すると共に該針材の結晶粒を針の長手方向に細長い伸線
   組織にし、次に前記針材の穴明は部分乞加熱して結晶粒
   が細長（ない組織ＶＣ′１″′あと共に軟化し、この針
   材の前記穴明は部分乞回転チャックから突出させて把持
   し、且つ該針相ヲ回転させろと共に針材の突出部とドリ
   ルとに切削剤を掛けながらドリルによって銅材端面に穴
   明けを行うこと乞特徴とした焼入硬化不可能なステンレ
   ス鋼製アイレス縫合針の加工方法。