WO2014162338A1

WO2014162338A1 - キャップの製造方法

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Publication number: WO2014162338A1
Application number: PCT/JP2013/002246
Authority: WO
Inventors: 泰央上田; 真樹松澤; 剛史外山; 敏教辻
Original assignee: テルモ株式会社
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2014-10-09
Also published as: US20160022977A1; JPWO2014162338A1; JP6189419B2

Abstract

　本発明のキャップの製造方法は、キャップ（１）が、中央に開口部（１ａ）を有する天面リング部（１ｂ）と、天面リング部（１ｂ）の外周縁部から垂設され、ハウジング（２）に直接又は間接的に装着される周壁部（１ｃ）とを備え、キャップ（１）を射出成形するに際し、天面リング部（１ｂ）の開口部（１ａ）に位置する円板（７）のキャビティの中心ゲート（Ｇ）から溶融樹脂を注入し、該溶融樹脂を放射状に流動させて天面リング部（１ｂ）のキャビティを充填し、さらに溶融樹脂を流動させて周壁部（１ｃ）のキャビティを充填することによって成形体とすることを特徴とするものである。

Description

キャップの製造方法

　本発明は、液体が通過する流路及びこの流路に連通する接続孔が形成されたハウジングに、接続孔を閉塞する弁体を装着するためのキャップの製造方法に関し、特に、キャップの天面リング部にウエルドラインが形成されることを回避し、もってキャップの強度を向上しようとするものである。

　従来、この種のキャップを備えるコネクタとして、例えば特許文献１に記載されるような、送液を行う医療器具に装着して送液路外部から液を混注したり、逆に送液路内部から液を採取するための医療用混注ポートが知られている。特許文献１に記載される医療用混注ポートは、図１に示すように、流路１０１と、この流路１０１に連通する接続孔１０２とを形成するハウジング１０３と、接続孔１０２を閉塞する弁体１０４と、弁体１０４をハウジング１０３に装着するためのキャップ１０５とを備える。ハウジング１０３には、接続孔１０２の周りに台座１０６が形成されており、この台座１０６に弁体１０４の外周縁部１０４ａを載置し、キャップ１０５を上方から被せ、キャップ１０５の周壁１０５ａから下方に延設された係止片１０５ｂの係止孔１０５ｃを、ハウジング１０３の外側面に形成された係合突起１０３ａに係合することによって、弁体１０４をハウジング１０３に装着することができる。

　そして、オスコネクタ（図示省略）を、キャップ１０５の天面リング部１０５ｄによって形成される嵌合孔１０７に挿入することにより、弁体１０４のスリット１０８がオスコネクタの先端に押されて開き、ハウジング１０３内の流路１０１とオスコネクタ内の流路とを連通させることができ、このときオスコネクタを嵌合孔１０７の内周縁部に嵌合させることにより、キャップ１０５に係止することができる。また、オスコネクタを引き抜けば、弁体１０４が元の形状に復元して接続孔１０２を閉塞することができる。

　従来、このような構造のキャップを樹脂の射出成形によって製造する場合には、キャップの側方に対応する位置にゲートを設け、溶融樹脂を、このゲートから注入して、キャップのキャビティのゲートと反対側の部分へ流動させ、当該部分で合流させて成形体とするという方法が一般的であった。

特許第３３８９９８３号明細書

　しかしながら、このように、側方にゲートを設けて成形体とする場合には、前述した溶融樹脂の合流に起因して、キャップの天面リング部に径方向に延びるウエルドラインが形成されることになる。したがって、コネクタに接続したオスコネクタに側方へ外力が加えられると、当該外力の大きさや方向、オスコネクタの材質、キャップの材質などによっては、キャップの天面リング部が、脆弱部となるウエルドラインを起点として破断し、コネクタの液密性が損なわれることが懸念された。

　本発明は、前記の現状に鑑み開発されたもので、キャップの天面リング部にウエルドラインが形成されることを回避し、もってキャップの強度を向上することのできるキャップの製造方法を提案することを目的とする。

　本発明のキャップの製造方法は、液体が通過する流路及び該流路に連通する接続孔が形成されたハウジングに、前記接続孔を閉塞する弁体を装着するためのキャップの製造方法において、前記キャップは、中央に開口部を有する天面リング部と、該天面リング部の外周縁部から垂設され、前記ハウジングに直接又は間接的に装着される周壁部とを備えるものとし、前記キャップを射出成形するに際し、前記天面リング部の前記開口部に位置する円板のキャビティの中心ゲートから溶融樹脂を注入し、該溶融樹脂を放射状に流動させて前記天面リング部のキャビティを充填し、さらに溶融樹脂を流動させて前記周壁部のキャビティを充填することによって成形体とすることを特徴とする。
　なお、「キャビティ」とは、射出成形に際して用いられる型によって形成され、溶融樹脂が充填される空隙を意味する。

　ここで、本発明のキャップの製造方法は、前記成形体を型によって保持した状態で、前記円板を打抜き除去することが好ましい。

　また、本発明のキャップの製造方法は、前記周壁部の外周面には、雄ねじ部が形成されていることが好ましい。

　本発明によれば、天面リング部の開口部に位置する円板のキャビティの中心ゲートから溶融樹脂を注入し、溶融樹脂を放射状に流動させて天面リング部のキャビティを充填するため、溶融樹脂が天面リング部のキャビティ内で合流することを回避できるので、天面リング部にウエルドラインが形成されることを確実に回避することができ、もってキャップの強度を大幅に向上することができる。

従来のコネクタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ一部断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。本発明の一実施形態に係るキャップの製造方法によって製造されたキャップをハウジングに装着した状態で示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係るキャップの製造方法によって製造されたキャップの平面図である。図３のＣ－Ｃ断面図である。本発明の一実施形態に係るキャップの製造方法において用いる金型を示す縦断面図である。図５に示した金型を用いてキャップの円板及び環状薄肉部を打抜き除去する要領を示す縦断面図である。

　以下、本発明の一実施形態に係るキャップの製造方法について、図面を参照して例示説明する。
　まず、本例に係るキャップの製造方法によって製造するキャップの構成及び使用形態について、図２を用いて説明する。キャップ１は、ハウジング２に弁体３を装着するためのものであり、キャップ１は、中央に開口部１ａを有する天面リング部１ｂと、天面リング部１ｂの外周縁部から垂設される周壁部１ｃと、周壁部１ｃの下端部に連設された外向きフランジ部１ｄと、外向きフランジ部１ｄの外周縁底面部においてキャップ１の軸線を挟んで対向する一対の位置決め片１ｅとを備えている。

　弁体３は、外周縁部３ａに囲まれる中央部にスリット３ｂを有し、外周縁部３ａの上面に天面側環状溝３ｃを有する。この天面側環状溝３ｃは、キャップ１の天面リング部１ｂの底面に設けられた環状突起１ｆに液密に嵌合可能である。また、弁体３の外周縁部３ａの底面には、底面側環状溝３ｄが設けられている。この底面側環状溝３ｄには、内挿体４の筒体部４ａの上端部に設けられた環状凸部４ｂが液密に嵌合可能である。内挿体４の筒体部４ａの下端部における外周縁部には、外側に延びる環状底面部４ｃが一体的に形成されている。

　ハウジング２には、液体が通過する流路２ａ、及びこの流路２ａに連通する接続孔２ｂが形成されている。また、接続孔２ｂの周囲には、台座２ｃが形成されている。台座２ｃの外周縁部には、接続孔２ｂの中心を挟んで対向する一対の位置決め凹部２ｄが設けられている。

　したがって、キャップ１の天面リング部１ｂの環状突起１ｆに弁体３の外周縁部３ａの天面側環状溝３ｃを嵌合し、弁体３の外周縁部３ａの底面側環状溝３ｄに内挿体４の環状凸部４ｂを嵌合し、キャップ１の一対の位置決め片１ｅをハウジング２の一対の位置決め凹部２ｄに挿入した後、キャップ１の外向きフランジ部１ｄの外周縁部をハウジング２の台座２ｃの外周縁部に融着することにより、弁体３の外周縁部３ａをハウジング２に装着することができ、このようにしてコネクタ５が形成される。この状態（図示省略）では、ハウジング２の接続孔２ｂは、弁体３によって閉塞されている。

　そして、図２に示したように、輸液セットにおいて一般的に用いられる先端外径が４．０ｍｍのオスコネクタ６を、キャップ１の天面リング部１ｂが有する開口部１ａに挿入し、この開口部１ａの内周縁部にオスコネクタ６の外周面を嵌合させることにより、弁体３のスリット３ｂがオスコネクタ６によって押し開かれ、ハウジング２の流路２ａとオスコネクタ６の流路６ａとが連通した、オスコネクタ６とコネクタ５の接続状態が保たれる。
　なお、キャップ１の周壁部１ｃの外周面には、雌ねじ部を有するルアーロックタイプのオスコネクタ（図示省略）を接続するために、雄ねじ部１ｇが形成されている。また、雄ねじ部１ｇは、本例では、標準的なルアーロックタイプのオスコネクタに対応する２条ねじになっている。

　以上のような構成及び使用形態になるキャップを、本例に係るキャップの製造方法によって製造する要領について、図３～図６を用いて以下に説明する。
　図３は、キャップの中間製品（成形体）の平面図である。図４は、図３のＣ－Ｃ断面図である。この中間製品１’は、前述した天面リング部１ｂが有する開口部１ａに配置した円板７と、この円板７の周縁の環状薄肉部７ａとを設けたこと以外は、図２を用いて前述したキャップ１と同一の構成になっている。図３及び図４に示したように、円板７は下方にドーム状に湾曲する湾曲部７ｂを有している。また、円板７の周縁部は、環状薄肉部７ａを介して天面リング部１ｂの開口部１ａの内周面に一体的に接続されている。円板７の中心に位置する中心ゲートＧには、図４に示したように、スプルー８が接続されている。

　図５に、このようなキャップの中間製品を成形するための金型を示す。図中、９は第１の上型、１０は第２の上型、１１は第１の下型、１２は第２の下型である。第１の上型９は、中心ゲートＧを有する。また、第１の上型９には、前述した円板、環状薄肉部及び天面リング部の上面を形成する成形面９ａが設けられている。また、第２の上型１０には、前述した周壁部の外周面を形成する成形面１０ａが設けられている。また、第１の下型１１には、周壁部の内周面を形成する成形面１１ａが設けられている。さらに、第２の下型１２には、円板及び環状薄肉部の底面を形成する成形面１２ａが設けられている。

　上記金型を用いて溶融樹脂を射出成形すると、樹脂はスプルー８より流入し、円板のキャビティの中心ゲートＧから、キャビティを前掲図３の矢印の放射方向に流動し、円板７の周縁の環状薄肉部７ａのキャビティを経て、天面リング部１ｂのキャビティを充填する。そして、樹脂は、前掲図４の矢印の方向に流動し、周壁部１ｃのキャビティ、外向きフランジ部１ｄのキャビティ、位置決め片１ｅのキャビティを順次充填していく。したがって、天面リング部１ｂにおいて樹脂の合流は生じないため、天面リング部１ｂにウエルドラインが生じることを確実に回避することができるのである。また、本例によれば、周壁部１ｃ及び外向きフランジ部１ｄにおいても、樹脂の合流が生じることを最小限に抑え、周壁部１ｃ及び外向きフランジ部１ｄでのウエルドラインの発生を最小限に抑制することができる。

　なお、前記した溶融樹脂の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体等のポリオレフィン；エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）；ポリ塩化ビニル；ポリ塩化ビニリデン；ポリスチレン；ポリアミド；ポリイミド；ポリアミドイミド；ポリカーボネート；ポリ－（４－メチルペンテン－１）；アイオノマー；アクリル樹脂；ポリメチルメタクリレート；アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）；アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）；ブタジエン－スチレン共重合体；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル；ポリエーテル；ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；ポリエーテルイミド；ポリアセタール（ＰＯＭ）；ポリフェニレンオキシド；変性ポリフェニレンオキシド；ポリサルフォン；ポリエーテルサルフォン；ポリフェニレンサルファイド；ポリアリレート；芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂；などが挙げられる。また、これらのうちの１種以上を含むブレンド体やポリマーアロイなどでもよい。

　このようにして得た成形体を金型内で冷却固化した後、図６に示すように、円板７をこの円板７の周縁の環状薄肉部７ａと共に打抜き除去する。具体的には、成形体の冷却固化後に、固定型とされた第１の上型９に対し、第２の上型１０、第１の下型１１及び第２の下型１２を下方へ移動し、次いで、第２の下型１２を、第２の上型１０及び第１の下型１１に対して上方へ移動させることによって円板７及び環状薄肉部７ａを打抜き除去する。このように、成形体を型によって保持した状態で、円板７及び環状薄肉部７ａを打抜くことにより、成形体を型から取り出して刃物やレーザーでカットする場合に比べて、カット位置のずれに起因する品質のばらつきの発生を確実に減少することができる。

　前記した打抜き除去の後に、第２の上型１０をキャップ１の両側方に分割移動させてキャップ１を離型し、取り出すことができる。

　以上説明した本例に係るキャップの製造方法によれば、キャップの天面リング部にウエルドラインが形成されることを確実に回避することができ、もってキャップの強度を大幅に向上することができる。

　上述したところは、本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、キャップの射出成形に際して用いる金型として、第１の上型、第２の上型、第１の下型及び第２の下型から構成されるものを示したが、必ずしもこのような構成とする必要はなく、キャップの形状や製造効率などを考慮して適宜変更することができる。また、本例によって製造するキャップとして、周壁部の下端部に外向きフランジ部を連設し、この外向きフランジ部を介して周壁部をハウジングに装着する形式のものを示したが、キャップの形態はこれに限定されるものではない。また、キャップの周壁部の外周面には、ルアーロックタイプのオスコネクタを接続するために雄ねじ部を形成するものとして説明したが、このような雄ねじ部は必ずしも設ける必要はなく、省略することも可能である。さらに、キャップは内挿体と共に使用される形式のものを用いて説明したが、このような形式のものに限定されるものではなく、例えば、図１に示した従来例のキャップに対しても、本発明によるキャップの製造方法を適用できることは言うまでもない。

　実施例として、メルトフローレートが６．５ｇ／１０分のポリプロピレンを射出成形機（日精樹脂工業株式会社製ＮＰＸ７－１Ｆ型）に供給し、図５に示した金型を用いて、シリンダ温度２３０℃、金型温度６０℃、成形圧力７００ｋｇ／ｃｍ^２の成形条件で射出成形を行った。成形された中間製品から、図６に示した要領で円板７及び環状薄肉部７ａを打抜き除去し、キャップ１を製造した。このキャップ１を用いて図２に示したコネクタ５のサンプルを１００個製作した。これらサンプルにそれぞれ、オスコネクタ６（テルモ株式会社製ポリカーボネイトオスコネクタ）を挿入し、５０Ｎ、２秒間の外力をオスコネクタ６の後端部（図２において上側の端部）に９０秒間隔で繰り返し１５０回加えることで、コネクタ５の天面リング部にひび割れが発生するか否かを調べた。その結果、サンプル１００個中全てにひび割れの発生は認められなかった。

　これに対し、比較例として、円板及び環状薄肉部は設けず、キャップの一対の位置決め片の一方から溶融樹脂を注入したこと以外は前述した成形条件と同一の条件で、キャップを射出成形によって製造した。そして、前述した実施例と同様に、このキャップを用いて図２に示したコネクタ５のサンプルを１００個製作し、ひび割れの発生の有無を調べた。その結果、サンプル１００個中、６個についてひび割れの発生が認められた。

　以上の結果から、本発明に係るキャップの製造方法によれば、キャップの強度を大幅に向上できることが確認された。

　１　キャップ
　１’　中間製品（成形体）
　１ａ　開口部
　１ｂ　天面リング部
　１ｃ　周壁部
　１ｄ　外向きフランジ部
　１ｅ　位置決め片
　１ｆ　環状突起
　１ｇ　雄ねじ部
　２　ハウジング
　２ａ　流路
　２ｂ　接続孔
　２ｃ　台座
　２ｄ　位置決め凹部
　３　弁体
　３ａ　外周縁部
　３ｂ　スリット
　３ｃ　天面側環状溝
　３ｄ　底面側環状溝
　４　内挿体
　４ａ　筒体部
　４ｂ　環状凸部
　４ｃ　環状底面部
　５　コネクタ
　６　オスコネクタ
　６ａ　オスコネクタの流路
　７　円板
　７ａ　環状薄肉部
　７ｂ　湾曲部
　８　スプルー
　９　第１の上型
　９ａ　成形面
　１０　第２の上型
　１０ａ　成形面
　１１　第１の下型
　１１ａ　成形面
　１２　第２の下型
　１２ａ　成形面
　Ｇ　中心ゲート

Claims

　液体が通過する流路及び該流路に連通する接続孔が形成されたハウジングに、前記接続孔を閉塞する弁体を装着するためのキャップの製造方法において、
　前記キャップは、中央に開口部を有する天面リング部と、該天面リング部の外周縁部から垂設され、前記ハウジングに直接又は間接的に装着される周壁部とを備えるものとし、
　前記キャップを射出成形するに際し、前記天面リング部の前記開口部に位置する円板のキャビティの中心ゲートから溶融樹脂を注入し、該溶融樹脂を放射状に流動させて前記天面リング部のキャビティを充填し、さらに溶融樹脂を流動させて前記周壁部のキャビティを充填することによって成形体とすることを特徴とする、キャップの製造方法。
　前記成形体を型によって保持した状態で、前記円板を打抜き除去する、請求項１に記載のキャップの製造方法。
　前記周壁部の外周面には、雄ねじ部が形成されている、請求項１に記載のキャップの製造方法。