JP6201418B2 - Ｉｃタグ付き鋏状手動利器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋏状手動利器に係り、特には定常的に滅菌処理が必要な鋏、鉗子等の手術用器具にＩＣタグを取付ける方法に関するものである。

金属工具（ドライバ、レンチ、ペンチ、ハサミ等）あるいは金属製医療器具（メス、剪刀、鉗子、ピンセット、開創器等、以下、金属器具もしくは手動利器、あるいは単に鋏と記すことがある。）にＩＣタグを取付ける際は、使用環境に十分耐えうる信頼性の高い取付け方法が求められている。特に医療環境においては、物理的強度のほか滅菌時の高温高湿環境と薬液の浸漬に耐える必要があるため、機械的にＩＣタグを固定する方法や、器具・工具とＩＣタグを一体化させる構成などが考えられている。

機械的にＩＣタグを固定する方法として、鋏のスライド側の指穴に２箇所雌ネジを切って、ＩＣタグを保持する環状部品を指穴の外側にネジ止めする構造が特許文献１に開示されている。この構造は、部品数が多くメンテナンスも煩雑で部品等に脱落のおそれがある。また、取付け部品が多いため部品の一部が外れたことに気が付かない可能性もある。したがって部品数を極力少なくした耐久性の高いＩＣタグの取付け方法が望まれている。

特許４８７０９８９号

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、ＩＣタグを鋏状手動利器に取付ける際に必要なネジ等の部品を減らし、かつ脱落のリスクを低減したＩＣタグ付き鋏状手動利器を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明は、２本の先端部と該先端部に延設された把持部を有する一対の鋏半体要素を備え、該一対の鋏半体要素が回動可能に結合してなり、少なくとも一方の鋏半体要素に金属製保持部品に保持されたＩＣタグを備えた鋏状手動利器であって、金属製保持部品は、鋏半体要素に取付ける取付け部と、ＩＣタグを保持する保持部を備え、ＩＣタグは、少なくともＩＣチップとコイル状アンテナを備え、該ＩＣタグは、該金属製保持部品の保持部と該ＩＣタグのコイル状アンテナが、重ならないように金属製保持部品に保持されている、又は一部が重なるように金属製保持部品に保持されている、ことを特徴とするＩＣタグ付き鋏状手動利器としたものである。

また、前記鋏半体要素の把持部に指穴を備えてなることを特徴とする。

また、前記金属製保持部品の取付け部が溶接により前記鋏半体要素に取付けられていることを特徴とする。

また、前記金属製保持部品の保持部が、切り欠き溝を有する環状形状からなり、該環状形状の保持部の内側にＩＣタグが配置されるように保持されてなることを特徴とする。

また、前記金属製保持部品の環状形状からなる保持部は、内側から外側に向けて高くな
るように形成されていることを特徴とする。

また、前記金属製保持部品の環状形状からなる保持部は、階段状に形成されてなることを特徴とする。

また、前記環状部の上部に爪状ピンを備え、該爪状ピンを折り曲げてＩＣタグを固定することを特徴とする。

また、前記ＩＣタグの円柱状樹脂部外周に雄ネジが切られ、前記環状部段差の下側内周に雌ネジが切られ、ネジ締めにより固定されていることを特徴とする。

また、前記金属製保持部品の保持部が、棒状形状からなることを特徴とする。

また、前記ＩＣタグのＩＣチップ及びコイル状アンテナが樹脂で被覆されてなることを特徴とする。

また、前記鋏半体要素の把持部に金属製保持部品の取付け部が取付けられていることを特徴とする。

また、前記金属製保持部品の取付け部が鋏半体要素の把持部の指穴の付け根に取付けられていることを特徴とする。

また、前記鋏半体要素の把持部に指穴を備えてなり、一対の鋏半体要素の把持部の対向する側にストッパーを有し、かつ、把持部の指穴のうち指穴が対向する側において、少なくとも一方の指穴に金属製保持部品の取付け部が取付けられていることを特徴とする。

また、２本の先端部と該先端部に延設された把持部を有する一対の鋏半体要素を備え、該一対の鋏半体要素が回動可能に結合してなり、少なくとも一方の鋏半体要素に金属製保持部品に保持されたＩＣタグを備え、該金属製保持部品は、鋏半体要素に取付ける取付け部と、ＩＣタグを保持する保持部を備え、該ＩＣタグは、少なくともＩＣチップとコイル状アンテナを備え、該ＩＣタグは、該金属製保持部品の保持部と該ＩＣタグのコイル状アンテナが、重ならないように金属製保持部品に保持されている、又は一部が重なるように金属製保持部品に保持されている、ことを特徴とするＩＣタグ付き鋏状手動利器の製造方法であって、金属製保持部品の取付け部と鋏半体要素を溶接により取付ける工程、金属製保持部品の取付け部を鋏半体要素に取付けた後に金属製保持部品の保持部にＩＣタグを保持する工程、を有することを特徴とするＩＣタグ付き鋏状手動利器の製造方法としたものである。

本発明によれば、ＩＣタグを鋏状手動利器に取付ける際に必要なネジ等の部品を減らし、かつ脱落のリスクを低減したＩＣタグ付き鋏状手動利器とすることができる。

（ａ）鋏状手動利器の一例（鋏）と、（ｂ）好ましい取付け位置にＩＣタグを溶接した様子を説明する写真である。 ＩＣタグ保持部品の支持板上にＩＣタグを搭載して、樹脂で被覆した様子を説明する（ａ）上面視と（ｂ）断面視の図である。 内部にＩＣタグ支持用の段差を備える環状保持部品の外観（ｂ）とＩＣタグを収容した様子を説明する上面視と断面視の図（ａ）である。 内部にＩＣタグ支持用の段差と固定用の爪状ピンを備える環状保持部品の外観（ｂ）とＩＣタグを収容した様子を説明する上面視と断面視の図（ａ）である。 内部にＩＣタグ固定用の雌ネジ備える環状保持部品の外観（ｂ）と雄ネジを備えるＩＣタグ（ａ）の外観とそれら螺合した様子（ｃ）を説明する上面視と断面視の図である。 ＩＣタグ保持部品のＩＣタグ収容形態の別の一例を説明する断面視の図である。（ａ）固定前（ｂ）固定後。 鋏状手動利器の一例（鋏）を説明する説明図である。

以下図面を参照しながら説明する。
図１は、鋏状の手動利器の一例を示す写真である。図１（ａ）、（ｂ）では、先端部として刃体部分２０を用い、刃体部分２０と把持部２２（ハンドル）を両端に有する一対の鋏半体要素を、先端部と把持部の間に設けた回動部分２１で回動可能に固定したものである。鋏半体要素を回動部分２１を中心として刃体部２０と反対側にある部分を把持部分２２とする。把持部分（ハンドル）２２には指穴（持ち手）２３を備えることができ、指穴２３に指を指し入れて掴むことができる。把持部分２２の対向する側には、把持部２２（ハンドル）が所定の角度以内に近接しないようにするためのストッパー２４を取り付けることができる。また、発音防止のヒットポイントを取付けることができる。回動部分２１ではネジにより回動可能に固定することができる。

鋏状の手動利器の材質としては、金属を好適に用いることができる。中でも医療用途等ではステンレスが好適である。ステンレスの種類としてはＳＵＳ３０３、３０４，３０９，３１６などを用いることができる。

鋏状手動利器としては、先端部として刃体部を有するいわゆるハサミなどがあげられる。また、先端部としてクリップ部を有し、手術等で用いられる鉗子などがあげられる。さらに、指穴のないピンセットやペンチなどがあげられる。

空間領域２６は、対向する一対の把持部分２２で挟まれる領域で、図１（ａ）の三角形状の破線で囲まれる領域である。ＩＣタグ６の大きさと鋏の形状から、ＩＣタグ６が置けできる位置と向きが決まるが、図1（ｂ）の写真は、ストッパー２４の外側で指穴２３の下にＩＣタグ６を取付けた場合である。このようにすることで、鋏本体からはみ出ることなく、また鋏自体の機能を邪魔することなく、さらに取付け時のＩＣタグのダメージもなく、かつＩＣタグの通信性能にも影響を与えることなく取付けることが可能となる。

手動利器に取付けるＩＣタグ６は、図２（ａ），（ｂ）に示すように耐熱性のフィルム基材（図示せず）上にＩＣチップ７ｂとアンテナ７ａを接続・配置し、耐久性向上のためＩＣチップ７ｂとアンテナ７ａ部分を樹脂７ｃで保護・成型したインレット７形態を用いることができる。ＩＣタグのアンテナ面とハンドルが回動する面は、互いに直交せず図１（ｂ）に示すように平行であるのが好ましい。アンテナ面を貫通する磁場がハンドル等手動利器の影響を受けないからである。

アンテナ７ａは、巻き線アンテナでも構わないが、一般的には耐熱フィルム上にエッチング、印刷、蒸着もしくはメッキ等により製造したコイル状の金属配線タイプを用いるのが好ましい。アンテナコイルの材料は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ等抵抗の低い金属が使えるが価格の点からＣｕが好ましい。ＩＣが通信に使用する電波の周波数は、ＨＦ帯、ＵＨＦ帯、ＬＦ帯が使用できるが、アンテナコイルの大きさが制限を受ける場合がある。

フィルム上のアンテナコイル７ａとＩＣチップ７ｂとの接続には接合信頼性とコストの
関係で様々な方法があるが、簡便で高い信頼性を得る方法としてベアチップのバンプとアンテナコイル端を直接抵抗溶接するものがある。ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）あるいはＡＣＦ(Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ)を用いて間接的に接続する技術もある。

接続後は、接続部を保護するために樹脂７ｃによる被覆成型を行うが、樹脂成型や樹脂ポッティングが可能である。インサート成型は、アンテナコイル７ａとＩＣチップ７ｂをアンテナコイル７ａとＩＣチップ７ｂを収容する皿状のケース等の基盤に収容した状態で成型金型に配置し、溶融樹脂を流し込んで一体化する。アンテナコイル７ａとＩＣチップ７ｂを収容する基盤は通常、接着性の観点から二次成型時（保持部にＩＣタグを収容するとき）に封止する樹脂材料と同一のものが好ましい。樹脂としてはＰＰ、ＡＢＳなどの汎用的な熱可塑性樹脂材料から、ＰＰＳ、ＰＳＵ、ＰＰＳＵ、ＰＥＥＫなどのスーパーエンジニアリングプラスチックを用いる。

インサート成形法は、プラスチックの加工法の一つで、熱可塑性樹脂が典型的な成型対象である。軟化温度以上に過熱したプラスチックを、１０〜３０００Ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の射出圧で金型中に押込み、型どうりに溶融プラスチックを充填してプラスチックを成形する。プラスチックを流し込む際に、一体化する各部を所定の位置に載置しておけばよい。

樹脂ポッティングによる製造方法としては、アンテナコイル７ａとＩＣチップ７ｂを基盤に収容した状態で樹脂や接着剤にてインレットを封止する。基盤と封止材料が異なっていてもよく、例えば基盤にＰＰＳ、ＰＳＵ、ＰＰＳＵ、ＰＥＥＫなどを用い、封止（ポッティング）材料としては無機系、有機系などが用いられる。無機系としては珪素系やカルシウム系など高温耐性のある材料が試用できる。有機系としてはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などがある。硬化方法としては常温硬化、加熱硬化、紫外線硬化、湿気硬化などが作業性もよく好ましい。

しかしながら、鋏状手動利器もしくはこれに関わる部材を被覆する樹脂６として好適に用いることができる樹脂素材としては、熱可塑性のポリサルフォン類（ＰＰＳＵ）が最も好適である。ポリサルフォンとしては、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、変性ポリフェニルサルフォン等の非晶性樹脂である。特に、レーデル（製品名、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社（登録商標））は、ガラス転移温度が１８０℃以上の高耐熱性と優れた耐薬品性を示し、繰り返し蒸気滅菌処理を行っても物性的に変化しないという卓越したオートクレーブ耐性を有している。また、ＰＰＳＵは、ＩＳＯ１０９９３、ＦＤＡ、食品衛生関連、ＵＬ規格適合等の医療・食品に関する世界中の多くの規格に適合しており、医療現場で安心して使用することができる。

ＩＣタグ６を保持して鋏状手動利器の鋏半体要素に取付けるために金属製の保持部品３を用いる。金属製の保持部品３を用いることで、鋏半体要素に溶接取り付け可能なため、脱落などのリスクを低減することができる。溶接取り付けすることで、取付けネジ等の部品を無くすことができ、またネジ締め等定期的なメンテナンスの必要がなくなる。さらに手術用の手動利器については、術中の体内への部品落下の危険性も低下する。
鋏状手動利器と金属製の保持部品３は溶接により取付けることが好ましいが、接着剤などにより固定することも可能である。

鋏状手動利器に金属製の保持部品３を溶接で取り付ける場合、ＩＣタグを保持する前の金属製の保持部品を溶接により鋏状手動利器に取り付け、その後金属製の保持部品にＩＣタグを保持することが好ましい。このようにすることで、溶接時の熱でＩＣチップに悪影響を与えることがなくなる。

保持部品３は、一般に鋏状手動利器の把持部分２２に取付けされる取付部３ａ、ＩＣタグを保持する保持部３ｂ、及び取付部３ａと保持部３ｂを繋ぐ連結部３ｃとからなっている。鋏状手動利器が金属からなり保持部品３と鋏状手動利器を溶接により取付ける場合、保持部品３は保鋏状手動利器と同一材料を用いることが好ましい。
保鋏状手動利器がステンレスからなる場合、保持部品３はステンレスを用いることが好ましい。ステンレスの種類としてはＳＵＳ３０３、３０４，３０９，３１６などを用い、加工方法や使用環境により選択する。製造方法としては、プレス機による打ち抜き加工、切削加工、鋳造加工、粉末冶金加工等を用いることができる。

このように、取付け部をＩＣタグを保持する保持部から独立に設けた結果、ＩＣタグ取付け対象利器の形状によらずＩＣタグを溶接などにより取付けできるため、利器ごとに取付け部品や金型を準備する必要がなくなり、大幅なコストダウンが期待できる。

金属器具の把持部分２２と金属製保持部品３の溶接としては、アーク溶接、スポット溶接、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接などを用いる。
以下、実施態様ごとに説明する。

＜第一の実施態様＞
金属器具の把持部分２２に溶接される金属製保持部品３の基本構造を図２（ａ）、（ｂ）に示した。保持部品３は、取付け部３ａとＩＣタグを搭載するＩＣタグの外形形状に類似する支持板（図では３ｂ）と取付け部３ａと保持部３ｂをつなぐ連結部３ｃから構成されている。この態様は、ＩＣタグを支持板３ｂに搭載する形態で、保持部３ｂの形状はここではＩＣタグの通信への影響から棒形状のものを用いている。すなわち、コイル形状と金属製の棒形状の保持部３ｂの重なりを最小限にした上でＩＣタグを保持することができる。なお、ＩＣタグの通信に影響を与えなければ、ＩＣタグの外形にマッチするように長方形状、円盤状などの形状としてもよい。

保持部品３は、厚みが０．５〜３ｍｍ程度のステンレス板のプレス加工で容易に得られる。ＩＣタグ６は、インレット７をインサート成型により円盤状に成型しておくのが好ましい。ＩＣタグ６に角や凹凸があると手術用の器具としては問題があるからである。
ＩＣタグ６は円盤状に成型されるので、耐熱フィルム上のアンテナ７ａも環状にパターン加工され、その中心にＩＣチップ７ｂが搭載されて電気的に接続される。

ＩＣタグ６は、保持部品３が把持部分２２の所定の部位に溶接された後に支持板３ａ上に搭載される。取付けする位置は、把持部分の直線部分に取付面を当接させて行う。取付面の形状は、把持部分の形状に対応させるのが好ましいが、平面的であっても取付面積が湾曲曲率より狭ければ湾曲部に取付できるし、取付自体に形状対応性がある。

ＩＣタグ６が搭載された保持部品３を鋏状手動利器２の把持部分２２に溶接した後、ＩＣタグ６部分を樹脂で覆う二次樹脂成型は、手動利器全体を図示しない金型内に配置し、射出成型機によるインサート成型によって行う。使用する樹脂はＩＣタグを覆う樹脂と同一のものが好ましく、例えばＰＰ、ＡＢＳなどの汎用的な熱可塑性樹脂材料から、ＰＰＳ、ＰＳＵ、ＰＰＳＵ、ＰＥＥＫなどのスーパーエンジニアリングプラスチックを用いる。二次の樹脂成型を行うことは、以下の実施態様についても同様である。

＜第二の実施態様＞
第二の実施態様が第一と異なる点は、図３（ａ），（ｂ）に示すように支持板が環状に換わって、環３ｂ内部に環状のＩＣタグ６を収容するようにする点である。環３ｂでＩＣタグを締め付けてもよいが、本実施態様では、環状保持部品３ｂの内周にタグ支持用の段
差１２と切り欠き溝１１を設けてある。段差１２までの深さは、概ねＩＣタグ６の厚み程度である。図３の断面視図から分かるように、タグ外周が段差に乗り掛かるので脱落が防止されて樹脂成型時の作業性が向上する。このように切り欠き溝があることで保持部品がループ形状にならず、保持部品の磁界変化によってＩＣタグの通信距離低下などの通信障害が生じなくなる。

以下の実施態様は全て、ＩＣタグの保持・固定方法に係る。

＜第三の実施態様＞
第三の実施態様は、図４に示すように第二の実態態様の環状保持部３ｂの上部外周部に爪状ピン１３を複数設けて（図４（ａ））、ＩＣタグ６を収容後ピン１３を内側に折り曲げてＩＣタグを固定できるようにしたものである(図４（ｂ）)。図４以下では、溶接部と連結部が省略されている。

＜第四の実施態様>
本実施態様は、環状保持部の内周に雌ネジ１５、ＩＣタグ６側に雄ネジ１４を切って螺合するようにした構成である。図５（ａ）に示すように、ＩＣタグ６は、インレットを樹脂で被覆してインサート成型するときに、ネジが切れるように樹脂でＩＣタグ下面に垂直な円柱部分１６を設けて同時に雄ネジ１４を切ればよい。保持部品側では段差１２下の径が狭い内周に雌ネジ１５を切ればよい。両者をネジ締めすればＩＣタグが抜けることがない（図５（ｂ））。

＜第五の実施態様＞
第五の実施態様は、円柱部分１６にネジを切らず、図６（ａ）に示すように環状保持部３ｂの底部から円柱部分１６が突出するように長さを調整し、円柱部１６底面の面積を広くしてＩＣタグ６が抜け落ちないようにした構成である（図６（ｂ））。広げる加工にはウェルダー装置などを用いることができる。
第三から第五の実施態様も、最終的にはＩＣタグ全体を樹脂で被覆成型する点は、図中には明示していないが同じである。

ＩＣタグを保持した金属製保持部品３は、鋏状手動利器の任意の部分に取付けることができる。鋏状手動利器がストッパーを有する形状である場合は、上述のように、対向する把持部分の内側で、指穴の位置に取り付けることが好ましい。
また、ストッパーを有さない形状である場合は、図７に示すように指穴の付け根に取り付けることができる。

１・・・ＩＣタグ付き鋏状手動利器（の一部）
２・・・鋏状手動利器
３・・・ＩＣタグ保持用金属部品
３ａ・・・溶接面
３ｂ・・・保持部
３ｃ・・・連結部
６・・・ＩＣタグ
７・・・インレット
７ａ・・アンテナ
７ｂ・・ＩＣチップ
７ｃ・・保護用樹脂
８・・・封止用樹脂
１０・・・
１１・・・切り欠き用溝
１２・・・タグ固定用段差
１３・・・爪状ピン
１４・・・雄ネジ
１５・・・雌ネジ
１６・・・円柱部
２０・・・刃体または把持部
２１・・・ネジ（要）
２２・・・ハンドル
２３・・・指穴（リング）
２４・・・ストッパー
２５・・・ヒットポイント
２６・・・空間領域
２７・・・クリップ部

Claims (7)

1. ２本の先端部と該先端部に延設された把持部を有する一対の鋏半体要素を備え、該一対の鋏半体要素が回動可能に結合してなり、少なくとも一方の鋏半体要素に金属製保持部品に保持されたＩＣタグを備えた鋏状手動利器であって、
   金属製保持部品は、鋏半体要素に取付ける取付け部と、ＩＣタグを保持する環状形状からなる保持部を備え、
   ＩＣタグは、少なくともＩＣチップとコイル状アンテナを備え、
   該ＩＣタグは、該金属製保持部品の環状形状の保持部の内側に保持されており、
   金属製保持部品の取付け部が、鋏半体要素の把持部の形状に対応した形状からなり、溶接により前記鋏半体要素の把持部に取付けられている、ことを特徴とするＩＣタグ付き鋏状手動利器。
2. 前記金属製保持部品の保持部が、切り欠き溝を有する環状形状からなることを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ付き鋏状手動利器。
3. 前記金属製保持部品の環状形状からなる保持部は、階段状に形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣタグ付き鋏状手動利器。
4. 前記金属製保持部品の環状形状からなる保持部の上部に爪状ピンを備え、該爪状ピンを折り曲げてＩＣタグを固定することを特徴とする請求項１または３に記載のＩＣタグ付き鋏状手動利器。
5. 前記ＩＣタグは、樹脂により被覆された円柱状樹脂部を備え、該円柱状樹脂部の外周に雄ネジが切られ、前記環状形状からなる保持部の内周に雌ネジが切られ、ネジ締めにより固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれ１項に記載のＩＣタグ付き鋏状手動利器。
6. 前記鋏半体要素の把持部に指穴を備えてなり、
   一対の鋏半体要素の把持部の対向する側にストッパーを有し、
   かつ、把持部の指穴のうち指穴が対向する側において、少なくとも一方の指穴に金属製保持部品の取付け部が取付けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＩＣタグ付き鋏状手動利器。
7. ２本の先端部と該先端部に延設された把持部を有する一対の鋏半体要素を備え、該一対の鋏半体要素が回動可能に結合してなり、少なくとも一方の鋏半体要素に金属製保持部品に保持されたＩＣタグを備え、該金属製保持部品は、鋏半体要素の把持部の形状に対応した形状からなり鋏半体要素の把持部に取付ける取付け部と、
   ＩＣタグを保持する環状形状からなる保持部を備え、該ＩＣタグは、少なくともＩＣチップとコイル状アンテナを備え、該ＩＣタグは、該金属製保持部品の環状形状の保持部の内側に保持されていることを特徴とするＩＣタグ付き鋏状手動利器の製造方法であって、
   金属製保持部品の取付け部と鋏半体要素の把持部を溶接により取付ける工程、
   金属製保持部品の取付け部を鋏半体要素の把持部に取付けた後に金属製保持部品の保持部にＩＣタグを保持する工程、を有することを特徴とするＩＣタグ付き鋏状手動利器の製造方法。