JP6873075B2 - 金属部品の接合構造 - Google Patents
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Description
この発明は、医療現場等で使用することのできる形状回復性を備えた金属部品の接合構造に係り、種々の医療現場で治療用ワイヤ等として使用するのに有効な金属部品の接合構造に関する。
医療現場等で治療用ワイヤ等として使用する金属部品としては耐腐食性等の観点からステンレス鋼が用いられているが、例えばステンレス製からなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金製のワイヤを取り付けてその形状回復機能を利用できるようにした種々の治療用ワイヤのニーズが生じてきている。
しかし、金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端に形状記憶合金であるＮｉ−Ｔｉ（ニッケル−チタン）合金ワイヤを接合しようとすると両者の相性が非常に悪く、ロー付けや溶接するのが困難であった。
また、金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤを接合する際の接触面積が非常に小さいため、２つの金属部品の表面を接触させて接合する場合に接合強度が充分に得られないという問題があった。
また、金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤを接合する際の接触面積が非常に小さいため、２つの金属部品の表面を接触させて接合する場合に接合強度が充分に得られないという問題があった。
他方、特開２０１４−５１６８５号公報（特許文献１参照）において、ステンレス鋼の母材と、前記ステンレス鋼の上に設けた第１のＣｏメッキ層と、前記第１のＣｏメッキ層の上に設けた銀被膜と、前記銀被膜の上に第２のＣｏメッキ層とを設けた金属部品が提案されており、この金属備品は高温雰囲気下で使用することのできる高温電気伝導性を備え、特に燃料電池の電流取り出し端子や高温用の電気伝導ワイヤとして使用するのに有効であるとされている。
しかしながら上記特開２０１４−５１６８５号公報（特許文献１参照）の発明は、あくまで高温雰囲気下で使用することのできる高温電気伝導性を備えた金属部品に係り、特に燃料電池の電流取り出し端子や高温用の電気伝導ワイヤとして使用することを目的とするものであって、何ら金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤを接合するための技術を開示しているものではなかった。
本発明者らが金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤを接合するための技術について鋭意研究してきた結果、前記特開２０１４−５１６８５号公報（特許文献１参照）の発明を活用することにより、金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤを高い強度で接合することができることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
すなわちこの発明の金属部品の接合構造は、Ｎｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品との接合構造であって、接合部位の各金属部品上に設けた第１のＣｏメッキ層と、前記第１のＣｏメッキ層上に設けた銀、金、白金、ロジュウム、ニッケル、コバルト、銅のいずれかを含む金属被膜と、前記金属被膜上に設けた第２のＣｏメッキ層とを備え、該メッキ層を介してＮｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品の両者を溶接してなることを特徴とするものである。
またこの発明の金属部品の接合構造は、Ｎｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品との接合構造であって、接合部位の各金属部品上に設けた第１のＣｏメッキ層と、前記第１のＣｏメッキ層上に設けた銀、金、白金、ロジュウム、ニッケル、コバルト、銅のいずれかを含む金属被膜と、前記金属被膜上に設けた第２のＣｏメッキ層とを備え、該メッキ層を介してＮｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品の両者をロー付けしてなることをも特徴とするものである。
この発明の金属部品の接合構造において、前記第１のＣｏメッキ層、または前記第２のＣｏメッキ層は、スピネル構造の四酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）を含むことをも特徴とするものである。
この発明の金属部品の接合方法は、前記金属部品の接合構造におけるメッキ層が、８００℃〜９６０℃の高温処理を施して、前記第１のＣｏメッキ層、または前記第２のＣｏメッキ層の一部を、スピネル構造の四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）に変えることを特徴とするものである。
この発明の金属部品の接合構造は、金属製ワイヤからなる医療用ワイヤの先端にＮｉ−Ｔｉ合金ワイヤを高い強度で接合することができる。したがって、接合部位のワイヤをあまり太くすることなく前記両者を接合することができ、非常に付加価値の高いカテーテル等の治療用ワイヤを提供することができる。
また、メッキ層の形成工程と、溶接やロー付けという接合工程という非常に簡易な工程で高い強度の金属部品の接合構造を提供することが可能となり、低コストで付加価値の高いカテーテル等の治療用ワイヤを提供することができる。
以下、この発明の実施形態を図面に基いて説明する。
図１に示すように、本実施形態の金属部品の接合構造１１は、まず図１（ａ）のようにＦｅ（鉄）基合金、Ｎｉ（ニッケル）基合金、Ｃｏ（コバルト）基合金等の高融点の第１の金属部品（例えばステンレス鋼等）１２と、Ｎｉ−Ｔｉ製の形状記憶合金からなる第２の金属部品１３を用意する。
そして前記金属部品１２，１３どうしを先端で突き合わせ、その表面に図１（ｂ）のように銀メッキにより銀被膜１５を形成してなるものである。この場合、銀メッキを施す前に予めＣｏメッキを施してＣｏメッキ層１４を下地層として形成しておき、その上で銀メッキを施すことにより銀被膜１５が形成されている。
その上で、図１（ｃ）のように銀被膜１５を形成した状態で前記金属部品１２，１３をロー付けするのである。図において１６はロー付け層である。
図１に示すように、本実施形態の金属部品の接合構造１１は、まず図１（ａ）のようにＦｅ（鉄）基合金、Ｎｉ（ニッケル）基合金、Ｃｏ（コバルト）基合金等の高融点の第１の金属部品（例えばステンレス鋼等）１２と、Ｎｉ−Ｔｉ製の形状記憶合金からなる第２の金属部品１３を用意する。
そして前記金属部品１２，１３どうしを先端で突き合わせ、その表面に図１（ｂ）のように銀メッキにより銀被膜１５を形成してなるものである。この場合、銀メッキを施す前に予めＣｏメッキを施してＣｏメッキ層１４を下地層として形成しておき、その上で銀メッキを施すことにより銀被膜１５が形成されている。
その上で、図１（ｃ）のように銀被膜１５を形成した状態で前記金属部品１２，１３をロー付けするのである。図において１６はロー付け層である。
このように本実施形態の金属部品１２，１３は、その表面が銀被膜１５で覆われているため、両者をロー付けしても接合部位が非常に高い強度を備えており、使用中に各金属部品１２，１３間が剥がれてしまうことがない。
図２は、この金属部品の接合構造の他の実施例を示している。
図２に示すように、本実施形態の金属部品の接合構造２１は、まず図２（ａ）のようにＦｅ（鉄）基合金、Ｎｉ（ニッケル）基合金、Ｃｏ（コバルト）基合金等の高融点の第１の金属部品（例えばステンレス鋼等）２２と、Ｎｉ−Ｔｉ製の形状記憶合金からなる第２の金属部品２３を用意する。
各金属部品２２，２３の表面には予めＣｏメッキを施してＣｏメッキ層２４を下地層として形成しておき、その上で銀メッキを施すことにより図２（ｂ）のように銀被膜２５を形成した上、さらにＣｏメッキを施して第２のＣｏメッキ層２６が施してある。この銀被膜２５上の第２のＣｏメッキ層２６は、高温酸化雰囲気中で四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）を形成し、スピネル型構造となる。
したがって、金属部品２２の下地母材からのクロム汚染の拡散防止バリヤー層として機能する。
その上で、図２（ｂ）のように前記金属部品２２，２３先端を側面で重ね合わせ、図２（ｃ）のように銀被膜２５を形成した状態で前記金属部品２２，２３をロー付けするのである。図において２７はロー付け層である。
図２に示すように、本実施形態の金属部品の接合構造２１は、まず図２（ａ）のようにＦｅ（鉄）基合金、Ｎｉ（ニッケル）基合金、Ｃｏ（コバルト）基合金等の高融点の第１の金属部品（例えばステンレス鋼等）２２と、Ｎｉ−Ｔｉ製の形状記憶合金からなる第２の金属部品２３を用意する。
各金属部品２２，２３の表面には予めＣｏメッキを施してＣｏメッキ層２４を下地層として形成しておき、その上で銀メッキを施すことにより図２（ｂ）のように銀被膜２５を形成した上、さらにＣｏメッキを施して第２のＣｏメッキ層２６が施してある。この銀被膜２５上の第２のＣｏメッキ層２６は、高温酸化雰囲気中で四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）を形成し、スピネル型構造となる。
したがって、金属部品２２の下地母材からのクロム汚染の拡散防止バリヤー層として機能する。
その上で、図２（ｂ）のように前記金属部品２２，２３先端を側面で重ね合わせ、図２（ｃ）のように銀被膜２５を形成した状態で前記金属部品２２，２３をロー付けするのである。図において２７はロー付け層である。
もちろん、前記実施形態の金属部品１２，１３ないし金属部品２２，２３の接合に際しては、前述したようなロー付けのみならず、溶接棒による溶接やレーザ溶接等の溶接手段を用いてもよい。
また前記銀被膜１５，２５に代えて、金、白金、ロジュウム、ニッケル、コバルト、銅を含む金属被膜を採用することもできる。
また前記銀被膜１５，２５に代えて、金、白金、ロジュウム、ニッケル、コバルト、銅を含む金属被膜を採用することもできる。
次に、この発明の実施例を説明する。表１は、この発明の図１の実施例と、比較例について強度等の実験を行った結果を示している。
実施例としてステンレス鋼（例としてＳＵＳ３０４）と、Ｎｉ−Ｔｉ製の形状記憶合金とからなる金属部品の接合部位を突き合わせた場合において、接合部位にＣｏメッキ層を下地層として形成しておき、その上で銀メッキ（第２Ｃｏメッキ層の有無）を施したとき、およびＣｏメッキ層を下地層として形成しない比較例の接合強度について実験を行った。その結果を表１に示す。
この発明の金属部品の接合構造は以上のように構成したので、種々の医療用ワイヤの用途、例えばカテーテルやステント、検査用ガイドワイヤのみならず、板状やブロック状の金属部品の接合構造としても適用することができる。
１１ 金属部品の接合構造
１２ 第１の金属部品
１３ 第２の金属部品
１４ Ｃｏメッキ層
１５ 銀被膜
１６ ロー付け層
２１ 金属部品の接合構造
２２ 第１の金属部品
２３ 第２の金属部品
２４ Ｃｏメッキ層
２５ 銀被膜
２６ 第２のＣｏメッキ層
２７ ロー付け層
１２ 第１の金属部品
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２６ 第２のＣｏメッキ層
２７ ロー付け層
Claims (4)
- Ｎｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品との接合構造であって、接合部位の各金属部品上に設けた第１のＣｏメッキ層と、前記第１のＣｏメッキ層上に設けた銀、金、白金、ロジュウム、ニッケル、コバルト、銅のいずれかを含む金属被膜と、前記金属被膜上に設けた第２のＣｏメッキ層とを備え、該メッキ層を介してＮｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品の両者を溶接してなることを特徴とする金属部品の接合構造。
- Ｎｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品との接合構造であって、接合部位の各金属部品上に設けた第１のＣｏメッキ層と、前記第１のＣｏメッキ層上に設けた銀、金、白金、ロジュウム、ニッケル、コバルト、銅のいずれかを含む金属被膜と、前記金属被膜上に設けた第２のＣｏメッキ層とを備え、該メッキ層を介してＮｉ−Ｔｉ製金属部品とステンレス製金属部品の両者をロー付けしてなることを特徴とする金属部品の接合構造。
- 前記第１のＣｏメッキ層、または前記第２のＣｏメッキ層は、スピネル構造の四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の金属部品の接合構造。
- 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の金属部品の接合構造におけるメッキ層が、８００℃〜９６０℃の高温処理を施して、前記第１のＣｏメッキ層、または前記第２のＣｏメッキ層の一部を、スピネル構造の四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）に変えることを特徴とする金属部品の接合方法。
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