(57)【要約】【課題】耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造する。【解決手段】マグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる被処理材Ｂを支持する支持部１ａを備え、該支持部１ａを含み少なくとも電解液Ｃに浸漬され実質的に導電に寄与する導電性を有する導電部分が、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる陽極酸化処理用治具１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる被処理材を支持する支持部を備え、
該支持部を含み少なくとも電解液に浸漬され実質的に導電に寄与する導電性を有する導電部分が、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる陽極酸化処理用治具。
【請求項２】
前記導電部分は、アルミニウム、銅およびニッケルの含有量が０．２％以下であるマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材からなる請求項１に記載の陽極酸化処理用治具。
【請求項３】
前記導電部分は、前記被処理材と同等以上に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材からなる請求項１または請求項２に記載の陽極酸化処理用治具。
【請求項４】
前記支持部が、間に被処理材を挟んで把持するように、近接または離間可能な２以上の把持片を備え、
前記導電部分が、前記支持部および該支持部の各把持片のうち少なくとも一以上の把持片に電気的および機械的に接続し、電解液の液面を貫通して延びるアーム部を備え、
前記電解液の液面の上方において、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部に加える力を発生する把持力発生部を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の陽極酸化処理用治具。
【請求項５】
前記把持力発生部が、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部を弾性により付勢する付勢部材である請求項４に記載の陽極酸化処理用治具。
【請求項６】
前記アーム部と、前記把持片とが着脱可能に設けられている請求項４または請求項５に記載の陽極酸化処理用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極酸化処理用治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネシウム合金材製の製品の耐食性を改善するために、製品の表面に陽極酸化皮膜を形成する陽極酸化処理が行われている。
そして、この陽極酸化処理において、被処理材に直接接触する部位にマグネシウム材製の接触材を着脱可能にネジ止めした陽極酸化処理用治具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１の治具は、弾性を有する二股の梁状の支持子柱材の先端に接触材をネジ止めし、支持子柱材の弾性によって被処理材を支持するようになっている。支持子柱材は、弾発力を有するピアノ線材によって構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４０８８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被処理材として医療用インプラントに適用する場合には、特許文献１の陽極酸化処理用治具では問題がある。すなわち、ピアノ線からなる支持子柱材が電解液に浸漬されると、支持子柱材を構成している金属材料が電解液中に溶出し、被処理材の表面の陽極酸化皮膜の成分に含まれてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造することができる陽極酸化処理用治具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、マグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる被処理材を支持する支持部を備え、該支持部を含み少なくとも電解液に浸漬され実質的に導電に寄与する導電性を有する導電部分が、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる陽極酸化処理用治具を提供する。
【０００８】
本態様によれば、支持部に支持させた被処理材を電解液内に浸漬し導電性を有する導電部分を介して被処理材を陽極として、電解液内に配置した陰極との間に電流を流すことにより、被処理材の表面に陽極酸化皮膜が形成される。アルミニウム、銅、およびニッケルを実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材からなる導電部分が、陽極酸化処理において電解液中に溶出しても、これらの物質が被処理材の表面に形成される陽極酸化皮膜中に含まれることを防止することができる。
【０００９】
上記態様においては、前記導電部分は、アルミニウム、銅およびニッケルの含有量が０．２％以下であるマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材からなっていてもよい。
また、上記態様においては、前記導電部分は、前記被処理材と同等以上に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材からなっていてもよい。
【００１０】
また、上記態様においては、前記支持部が、間に被処理材を挟んで把持するように、近接または離間可能な２以上の把持片を備え、前記導電部分が、前記支持部および該支持部の各把持片のうち少なくとも一以上の把持片に電気的および機械的に接続し、電解液の液面を貫通して延びるアーム部を備え、前記電解液の液面の上方において、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部に加える力を発生する把持力発生部を備えていてもよい。
【００１１】
このようにすることで、電解液外に配置される把持力発生部において発生した力がアーム部を介して電解液内の把持片に伝達され、把持片が相互に近接させられることで、把持片間に被処理材が挟まれた状態に支持される。把持力発生部を電解液外に配置することで、把持力発生部としてマグネシウム材およびマグネシウム合金材以外の材料を使用しても、陽極酸化処理時にその成分が電解液内に溶出することがない。これにより、アーム部および支持部を弾性の低いマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材により構成しても、被処理材を把持するのに十分な力を把持力発生部により発生して、被処理材を安定して支持することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記把持力発生部が、前記把持片を相互に近接させる方向に、前記アーム部を弾性により付勢する付勢部材であってもよい。
このようにすることで、把持力発生部が、弾性によって把持片を相互に近接させる方向にアーム部を付勢しているので、この付勢力に抗して外力を加えてアーム部を移動させ、把持片を離間させて間に被処理材を配置し、外力を解放することで、被処理材を把持片の間に挟むことができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記アーム部と、前記把持片とが着脱可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、陽極酸化処理によって被処理材とともに陽極酸化皮膜が形成されてしまった把持片を交換することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る陽極酸化処理用治具を備えた陽極酸化処理装置を示す模式図である。
【図２】図１の第１の変形例に係る陽極酸化処理用治具を備えた陽極酸化処理装置を示す模式図である。
【図３】図１の陽極酸化処理用治具の第２の変形例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）把持力発生部の平面図である。
【図４】図１の陽極酸化処理用治具の第３の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１の陽極酸化処理用治具の第４の変形例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）Ａ部の詳細を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る陽極酸化処理用治具１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１は、図１に示されるように、陽極酸化処理を行うための電解液Ｃを貯留する処理槽２を備える陽極酸化処理装置３において使用される治具である。
【００１７】
この陽極酸化処理装置３は、処理槽２と、該処理槽２内に配置される陰極４と、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１と、これら陰極４と陽極酸化処理用治具１との間に電圧を供給する電源５とを備えている。
【００１８】
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１は、図１に示す例では、処理槽２内の電解液Ｃ内に少なくとも部分的に浸漬されるとともに、電解液Ｃ内に浸漬される端部に被処理材（例えば、マグネシウム合金材からなるスクリュ）Ｂを支持する支持部１ａを備えている。支持部１ａは、例えば、スクリュＢの頭部Ｂ１より狭く、胴部Ｂ２より広い開口を有する略Ｃ字状に形成され、開口端縁にスクリュＢの頭部Ｂ１を載せるようにして、スクリュＢを吊り下げ式に支持するようになっている。
【００１９】
また、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１は、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅またはニッケル等の元素を実質的に含まないマグネシウム材またはマグネシウム合金材によって構成されている。ここで、実質的に含まないとは、含有量が０．２質量％以下であることを意味している。
【００２０】
また、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１は、被処理材Ｂと同等以上に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材によって構成されている。ここで、被処理材Ｂと同等以上の純度とは、マグネシウム以外の元素の含有比率が、被処理材Ｂ以下であることを示している。
【００２１】
例えば、被処理材ＢがＺＫ６１の場合に陽極酸化処理用治具１をＺＫ５１、被処理材ＢがＷＥ５４の場合に陽極酸化処理用治具１をＷＥ４３、被処理材ＢがＷＥ４３の場合に陽極酸化処理用治具１をＷＥ４３あるいは純マグネシウムとすること等を例に挙げることができる。
【００２２】
そして、このように構成することで、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１は、導電性を有し、処理槽２内の電解液Ｃ内に浸漬され、電源５に接続されることにより、支持部１ａによって接触支持しているスクリュＢを陽極として機能させ、スクリュＢの表面に酸化被膜を形成する表面処理を行うことができるようになっている。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１を用いて被処理材Ｂの陽極酸化処理を行うには、陽極酸化処理用治具１の支持部１ａの開口を下向きにして、開口縁に被処理材Ｂであるスクリュの頭部Ｂ１を引っ掛けて吊り下げる。
【００２４】
そして、吊り下げられたスクリュＢおよび該スクリュＢを支持している陽極酸化処理用治具１の支持部１ａを含む下側部分を処理槽２内に貯留されている電解液Ｃ内に浸漬し、処理槽２に配置されている陰極４と陽極酸化処理用治具１との間に電源５を接続する。
これにより、スクリュＢと陰極４との間に電圧が印加され、スクリュＢを陽極として陽極酸化処理が行われ、スクリュＢの表面に酸化被膜が形成される。
【００２５】
この場合に、スクリュＢを支持して通電する陽極酸化処理用治具１の支持部１ａを含む部分もスクリュＢとともに陽極として機能し、陽極酸化処理中に消耗する。そして、電解液Ｃ中に溶出した支持部１ａの成分が酸化被膜内に混入することとなる。
【００２６】
本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１によれば、不可避的不純物を除き、アルミニウム、銅またはニッケル等の元素を実質的に含まないので、これらの元素が酸化被膜内に含有されてしまう濃度を十分に低く抑えることができる。さらに、被処理材Ｂと同等以下に純度を高めたマグネシウム材もしくはマグネシウム合金材によって構成されているので、酸化被膜に含有される他の元素の濃度が被処理材Ｂ以上に高められることを防止することができる。
【００２７】
その結果、本実施形態に係る陽極酸化処理用治具１によれば、耐食性を向上するための陽極酸化皮膜に含まれる不純物濃度を十分に低下させた医療用インプラントを製造することができるという利点がある。
【００２８】
なお、本実施形態においては、医療用インプラントとしてスクリュＢを例示したが、これに代えて骨接合用プレートやピンを被処理材Ｂとしてもよい。
また、本実施形態においては、陽極酸化処理用治具１全体を同一の材質により構成したが、これに代えて、少なくとも電解液Ｃに浸漬される部分のみを被処理材Ｂと同等以上の純度に高めてもよい。
【００２９】
例えば、図２に示されるように、陽極酸化処理用治具１の内、電解液Ｃ中に浸漬されない部分１ｂについては、導電性材料であれば、マグネシウム材またはマグネシウム合金材以外の材質からなっていてもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、Ｃ字状に形成された支持部１ａに被処理材Ｂを引っ掛ける構成のものを例示したが、図３に示されるように、相対的に揺動可能に連結され、被処理材Ｂを挟む把持部６ａを有する２つの把持片６と、該把持片６の把持部６ａどうしを近接させる方向に付勢するための把持力発生部７とを備えるものを採用してもよい。
【００３１】
図３に示す例では、各把持片６は、２つのアーム６ｂと、該アーム６ｂの揺動端間を接続するように掛け渡される棒状の把持部６ａとを備えている。把持片６のアーム６ｂどうしを共通の軸線D回りに揺動可能に連結すると、２つの把持部６ａが平行に配置され、アーム６ｂを揺動させると、把持部６ａの間隔を近接させたり離間させたりすることができるようになっている。これにより、図３に鎖線で示されるような被処理材ＢとしてのスクリュＢの頭部Ｂ２を２つの把持部６ａによって半径方向に挟むことができ、被処理材Ｂを把持した状態に支持するようになっている。
【００３２】
把持力発生部７は、図３に示される例では、図３（ｂ）に示されるように、揺動可能な２対のアーム６ｂにそれぞれ嵌められる断面略Ｃ字状の部材であって、アーム６ｂの揺動端に向かってスライドさせるように、矢印Ｆで示される力を加えることにより、アーム６ｂの相対角度を減少させ、弾性復元力によって、把持部６ａ間の距離を小さくする方向に付勢するようになっている。
【００３３】
このようにすることで、把持部６ａを被処理材Ｂの外面に安定した押圧力で密着させ、安定した電気的な接触を図ることができる。
なお、把持力発生部７は、比較的高い剛性を要するので、バネ鋼で構成されていることが望ましく、陽極酸化処理時には電解液Ｃの液面より上方に配置されることが好ましい。
把持片６は２つともマグネシウム材またはマグネシウム合金材等の導電性材料からなっていてもよいし、一方は電解液Cへの溶出が無い石英ガラス等の非導電性材料からなっていてもよい。
【００３４】
また、リング状の把持力発生部７に代えて、図４に示されるように、２つのアーム６ｂを相対角度が小さくなる方向に付勢力を作用させるトーションばね８を把持力発生部として採用してもよい。この場合においても、トーションばね８は、バネ鋼で構成され、陽極酸化処理時には電解液Ｃの液面より上方に配置されることが好ましい。
【００３５】
また、図５（ｂ）に示されるようにアーム６ｂと把持部６ａとを凸部６ｃと凹部６ｄとの嵌合によって、着脱可能に取り付けることにしてもよい。図５（ａ）に示す例では、アーム６ｂ間を連結する連結軸６ｅの剛性によってアーム６ｂの揺動端どうしの間隔を維持することで、アーム６ｂ間に把持部６ａを挟んだ状態に維持することができる。
【００３６】
これに代えて、あるいはこれに加えて、アーム６ｂ間に引っ張りバネ（図示略）を配置して、引っ張りバネの付勢力によってアーム６ｂ間に把持部６ａを挟んだ状態に維持することにしてもよい。
また、アーム６ｂに凸部６ｃ、把持部６ａに凹部６ｄを設けたが、逆でもよい。また、凸部６ｃと凹部６ｄの形状は相互に嵌合される形状であれば任意でよい。
【符号の説明】
【００３７】
Ｂ  スクリュ（被処理材）
Ｃ  電解液
１  陽極酸化処理用治具
１ａ  支持部
６  把持片
６ｂ  アーム（アーム部）
７  把持力発生部
８  トーションばね（付勢部材：把持力発生部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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