JP2008520260A - 膜ユニット、圧力測定ユニットのハウジング、圧力測定ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、好適には体外血液回路内の圧力を測定する為の圧力測定ユニットのハウジング内で用いるように適合された膜ユニットに関する。膜ユニットは、可撓性の膜及び膜と一体の固定リングを備えており、膜及び固定リングは１ピースの部材を構成し、固定リングの可撓性は膜の可撓性よりも低く、固定リングは、固定リングを圧力測定ハウジングに固定する為の固定部材を有する。本発明は更に、ハウジング及び圧力測定ユニットに関する。

Description

本発明は、好適には体外血液回路内の圧力を測定するように適合された圧力測定ユニットのハウジングにおいて使用するように適合された膜ユニットに関する。その圧力測定ユニットは、通常、「ドーム」又は「圧力ドーム」と呼ばれる。これらのユニットは、圧力測定チャンバの１つの表面を構成する膜を備え、使用中の膜は、流体と流体の圧力及び圧力変化を電気信号に変換する圧力トランスデューサとに接触している。

膜及びハウジングを備えた圧力測定ユニットは、米国特許第5,614,677号から公知である。この文書に開示されている圧力測定ユニットはハウジングを備え、このハウジングは、ハウジングの入口及び出口と流体連通している圧力測定チャンバを有する。圧力測定チャンバの１つの表面は、ハウジング上面の溝に挿入されたテンションリングによってハウジングに固定された膜により構成されている。テンションリングは、ハウジングの上面に当接しているトランスデューサのガイドの助けによってその位置に固定されている。

従来技術文書WO99/37983もまた、１つの表面が膜によって構成された圧力測定チャンバを有するハウジングを備えた圧力測定ユニットを開示している。該膜は、測定チャンバに面している膜面側に配置された円周方向に延びたビードを備えている。同様の構成が米国特許出願US 2004/0050168 A1から公知である。

従来技術に記載された圧力測定ユニットは、膜のハウジングへの取り付けが煩雑である又は柔らかい材料で形成された膜自体で構成する必要があるという欠点がある。

したがって、本発明の目的は、圧力測定ハウジング内に容易に固定でき且つ良好な圧力伝達特性及びシーリング特性を示す膜を提供することである。

上記目的は、請求項１に記載の膜ユニットによって実現される。本発明によると、好適には体外血液回路内の圧力を測定する為に使用される圧力測定ユニットのハウジング内に挿入されるように適合された膜ユニットであって、膜ユニットは、可撓性の膜及び膜と一体の固定リングを備えており、膜及び固定リングは１ピースの部材を構成し、固定リングの可撓性は膜の可撓性よりも低く、固定リングは、固定リングをハウジングに固定する為の固定部材を有することを特徴とする膜ユニットが提供される。したがって、膜は、膜及び該膜よりも可撓性の低い固定リングからなる１ピースの部材の一部である。本発明は、膜がハウジング内に確実に固定され、したがって、流体とは逆側の膜に面したトランスデューサへの良好な圧力伝達特性を示すことを確実にする。更に、膜は良好なシーリング特性を有する。本発明による膜ユニットの更なる利点は、リングの固定部材をハウジングに係合させることによってハウジング内に容易に装着され得る点にある。

固定リング及び膜は、適切な接続技術、好適には接着剤又は溶接によって互いに結合される。

或いは、固定リング及び膜は、共通の製造プロセスにおいて製造されたジョイント部材を構成する。そのようなプロセスの一例として、２部材射出成形(two-component injection moulding)が挙げられる。したがって、膜ユニットは、１つのパーツとして製造され得るか、又は、２つの部材として製造されて、第２の工程において互いに連結され得る。

本発明の更なる実施形態において、固定リングの固定部材は、少なくとも１つの突起部、溝又はネジ山として形成されている。別の固定部材も想定され得る。

本発明の更なる実施形態において、固定リングの固定部材が固定リングの外側部分に配置されている。更に、固定リングがＵ字形部分を含み、固定部材がＵ字形部分の脚の一方又は両方の対向する側に配置されている。

固定リングは、膜上、好適には膜の円周部分上に立てて配置され得る。好適には、リングは、膜に対して垂直方向に突き出ている。

更に、膜の円周部分は膜の中央部分よりも厚くなっており、シーリング特性が向上される。

本発明の更なる実施形態において、膜は、膜とハウジングとの間の接触表面を封止する為の、円周方向に延びたシーリングリップを有する。シーリングリップは、それ自体がハウジングに固定される固定リングによって正確な位置に固定される。

更なる実施形態において、シーリングリップは、特に膜の円周部分の考え得る厚肉部分と共に、膜の中央部分によって規定される平坦領域に対して垂直な第１の方向に突出しており、リングは、この領域に対して第１の方向の反対方向に突出している。この実施形態において、使用中、圧力を判定する流体は、第１の方向側から膜の中央部分に接触し、圧力トランスデューサは反対側から膜に接触する。

本発明の別の実施形態において、膜は、固定リングに面した面上に、固定リングの一部を受け取る溝を有している。

膜と固定リングとの間の接触表面は、膜又は固定リングの一方から突き出た１つ以上の突起部が設けられており、突起部は、膜及び固定リングの他方に設けられた溝に係合する。例えば、接触表面は、固定リングに面した膜の表面に設けた溝によって形成され得、固定リングは一部が膜に当接した状態でこの溝の中に収容される。

本発明の更なる実施形態において、膜のシーリングリップの形状は、膜と固定リングとの間の接触表面の形状に等しい。

本発明は更に、圧力測定ユニットのハウジングであって、ハウジングは膜ユニットを受け取るように適合されており、ハウジングは圧力を測定する流体の為の入口及び出口並びに入口及び出口と流体連通している圧力測定チャンバを備えており、圧力測定チャンバは、ハウジング内に挿入される膜によって閉鎖される開口部を有し、ハウジングは、膜ユニット、好適には請求項１乃至１３の１つに記載の膜ユニットをハウジングに固定する固定部材を更に備え、固定部材は、圧力測定チャンバの開口部の周囲を延びる１つ以上の突起部に配置されている、ことを特徴とするハウジングに関する。

突起部は、圧力測定チャンバの膜によって構成された表面に対して垂直方向に、つまり、膜によって閉鎖される圧力測定チャンバの開口部に対して垂直方向に突出していてもよい。

突起部は、圧力測定チャンバの開口部に対して垂直である圧力測定チャンバの長手軸の周りを円周方向に延びていてもよい。好適な実施形態において、突起部は、圧力測定チャンバの長手軸と同軸となるように配置されている。

ハウジングの突起部の固定部材は、溝、突起又はネジ山として形成されていてもよい。

本発明の更なる実施形態において、固定部材は、突起部の、圧力測定チャンバの開口部に向けられた側の部分に配置されている。固定部材は、突起部に対して垂直方向に突出していてもよい。

本発明は更に、請求項１乃至１３の１つに記載の膜ユニットと請求項１４乃至１７の１つに記載のハウジングとを備えた圧力測定ユニットであって、膜ユニットの固定部材は、ハウジングの固定部材と係合し、膜ユニットの膜は、ハウジングの圧力測定チャンバの１つの表面を形成する、ことを特徴とする圧力測定ユニットに関する。

本発明の更なる詳細及び利点は、図面を参照しつつ一例として説明する実施形態から理解される。

図１は、透析装置の体外血液回路に接続する入口１２及び出口１４を備えたハウジング１０を示す。入口１２と出口１４との間には、圧力測定チャンバ１６が配置されている。圧力測定チャンバ１６は、入口１２及び出口１４に流体連通している。本実施形態において、圧力チャンバ１６は、頂部側から見て円形の断面を有している。圧力測定チャンバ１６の頂部は、円形の膜２０の下側表面によって規定されており、圧力測定チャンバ１６の上部開口１７は、膜２０によって閉鎖されている。膜２０の縁部において、ハウジング１０に面している膜２０の下面にシーリングリップ２２が設けられ、固定リング３０に面している膜２０の上面に溝２４が設けられている。膜２０の下側に位置する圧力測定チャンバ１６の内壁は、要求される目的に適した任意の形状（例えば、詳細に図示しないが、血液適合性の為に縁部が丸くなっている）を有し得る。

膜２０及び固定リング３０は、両パーツを製造した後に連結されるか又は単一のプロセスで、例えば射出成形によって製造される１ピースの部材を構成する。

固定リング３０は、組立後のソフトシーリング膜２０の位置を保証するように、硬質の材料から形成される。膜２０は、シーリングを行う目的並びに圧力／圧力変化を膜２０の上面に当接しているトランスデューサ１００に伝達する目的で、弾性を有する柔軟材料（例えば、熱可塑性エラストマー、ゴム）から形成される。

膜２０と固定リング３０とは常時互いに接触しており、両部材間の接触表面４０は平坦ではなく、固定リング３０の硬質材料と膜２０の柔軟材料との間の接着のためにより広い表面が提供されている。本実施形態において、接触表面４０は、固定リング３０の突起部４２を含む。突起部４２は、固定リング３０に面している膜２０の上面の溝２４に係合する。

更に図１に示すように、固定リング３０は、その外側表面に放射突起部３２を備えている。放射突起部３２は、ハウジング１０の円筒突起部１８の内側の対応する溝１９に挿入される。突起部１８は、膜２０に対して垂直で且つ膜２０の円周方向に突出している。その内側表面において、突起部１８は、円周方向に延びている溝１９を有する。上述の通り、この溝１９内に、固定リング３０の円周方向に突出した突起部３２が挿入される。突起部１８及び固定リング３０は、垂直方向、つまり膜２０に対して垂直な方向に配置されている。

膜２０及び固定リング３０からなる膜ユニットは、ハウジング１０内に容易に挿入され得る。固定リング３０として硬質材料を設けたために、固定リング３０及び膜２０の所望の位置が安定的に確定されるので、膜２０の良好なシーリング特性及び良好な圧力伝達特性が得られる。膜ユニットは、突起部３２が溝１９内にパチッと嵌るまで膜ユニットを頂部から押し下げることによって、ハウジング１０に容易に連結される。固定リング３０及び突起部１８の両方が十分に硬い材料で形成されているので、強固な接続が実現する。同時に、膜２０は、膜２０によって閉鎖されるハウジング１０の開口１７の周縁部２５に接触する。適切なサイズを用いた場合、この接触を利用して、リング３０をハウジング１０に固定した際に所定量の張力を膜２０に与えることができる。この張力は、大気圧よりも高い流体圧及び大気圧よりも低い流体圧の両方について、圧力伝達特性の点で有利であり得る。

膜２０の円周部分はハウジング１０の周縁部２５を取り囲む溝２７内に配置される厚肉部分２６を含むので、膜２０は、ハウジング１０に対してこの円周部分によって十分に封止される。このシーリングは、固定リング３０によって溝２７内の相補構造体内へと押し込まれるシーリングリップ２２によって更に補助される。図１に示すように、固定リング３０は、膜２０の円周部分に垂直方向に接続される。

図示した実施形態において、膜２０の中央部によって規定された平坦領域に対して厚肉部分２６が延びる方向とは反対の方向に２つのパーツが接続される。

図２及び図３は、本発明の２つの異なる実施形態を示す。これら２つの実施形態の差異は、膜２０と固定リング３０との間の接触面４０が異なる点である。図２によると、接触表面４０の形状はシーリングリップ２２の形状と異なり、図２の実施形態では、接触表面４０とシーリングリップ２２とが同様又は同一の形状を有する。

別の実施形態として、固定リング３０は逆Ｕ字形の上側部分を有し得、これにより、固定リング３０はハウジング１０の突起部１８上に押し付けられ得る。この場合、固定リング３０のＵ字形部分の一方又は両方の脚に固定部材が設けられ得る。

更に別の実施形態において、固定リング３０及び突起部１８は、ネジ山又は他の適した固定部材を有し得る。

図４は、膜２０及び固定リング３０からなる膜ユニットの異なる状態を示す。図４の実施形態は、図３の実施形態に対応している。図４から察し得るように、膜ユニットは、それぞれの形成後に例えば接着剤又は溶接によって互いに連結された２つのパーツから構成される。組立後、膜２０及び固定リング３０からなる完成したユニットが、図１に示すハウジング１０内に挿入される。

圧力トランスデューサが挿入された、本発明による圧力測定ユニットを示す図である。 ある実施形態の固定リング及び膜を詳細に示す図である。 別の実施形態の固定リング及び膜を詳細に示す図である。 図３による固定リング及び膜の組立後及び組立前の状態を示す図である。

Claims (18)

1. 好適には体外血液回路内の血圧を測定する為の圧力測定ユニットのハウジング（１０）内で用いるように適合された膜ユニットであって、
   前記膜ユニットは、可撓性の膜（２０）及び前記膜（２０）と一体の固定リング（３０）を備えており、
   前記膜（２０）及び前記固定リング（３０）は１ピースの部材を構成し、
   前記固定リング（３０）の可撓性は前記膜（２０）の可撓性よりも低く、
   前記固定リング（３０）は、前記固定リング（３０）を前記ハウジング（１０）に固定する為の１つ以上の固定部材を有する
   ことを特徴とする膜ユニット。
2. 請求項１に記載の膜ユニットにおいて、
   前記固定リング（３０）及び前記膜（２０）は、適切な接続技術、好適には接着剤又は溶接によって互いに連結される
   ことを特徴とする膜ユニット。
3. 請求項１に記載の膜ユニットにおいて、
   前記固定リング（３０）及び前記膜（２０）は、共通の製造プロセスにおいて一緒に製造される
   ことを特徴とする膜ユニット。
4. 請求項３に記載の膜ユニットにおいて、
   前記固定リング（３０）及び前記膜（２０）は、２部材射出成形(two-component injection moulding)によって製造される
   ことを特徴とする膜ユニット。
5. 前記請求項のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
   前記固定リング（３０）の前記固定部材は、少なくとも１つの突起部（３２）、溝又はネジ山として形成される
   ことを特徴とする膜ユニット。
6. 請求項５に記載の膜ユニットにおいて、
   前記固定リング（３０）の前記固定部材が前記固定リング（３０）の外側領域に配置されること、且つ／又は、前記固定リングがＵ字形部分を含み、前記固定部材が前記Ｕ字形部分の脚の一方又は両方の対向する側に配置されている
   ことを特徴とする膜ユニット。
7. 前記請求項のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
   前記固定リング（３０）は、前記膜（２０）に垂直方向に接続される
   ことを特徴とする膜ユニット。
8. 前記請求項のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
   前記膜（２０）は円周部分と中央部分とを有し、前記円周部分は前記中央部分よりも厚くなっている
   ことを特徴とする膜ユニット。
9. 前記請求項のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
   前記膜（２０）は、前記膜（２０）と前記ハウジング（１０）との間の接触表面を封止する為の、円周方向に延びたシーリングリップ（２２）を有する
   ことを特徴とする膜ユニット。
10. 請求項８及び９に記載の膜ユニットにおいて、
    前記シーリングリップ（２２）、好適にはシーリングリップ（２２）及び前記膜（２０）の前記円周部分の厚肉部分は、前記膜（２０）の前記中央部分によって規定される平坦領域に対して垂直な第１の方向に突出しており、
    固定リング（３０）は、この領域に対して前記第１の方向の反対方向に突出している
    ことを特徴とする膜ユニット。
11. 前記請求項のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
    前記膜（２０）は、前記固定リング（３０）に面した面上に溝（２４）を有する
    ことを特徴とする膜ユニット。
12. 前記請求項のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
    前記膜（２０）と前記固定リング（３０）との間の接触表面（４０）は平坦ではなく、好適には、前記膜又は前記固定リング（３０）の一方から突き出た１つ以上の突起部（４２）が設けられており、
    前記突起部（４２）は、前記膜（２０）及び前記固定リングの他方に設けられた１つ以上の溝（２４）に係合する
    ことを特徴とする膜ユニット。
13. 請求項９乃至１２のいずれか１つに記載の膜ユニットにおいて、
    前記膜（２０）の前記シーリングリップ（２２）の形状は、前記膜（２０）と前記固定リング（３０）との間の接触表面（４０）の形状に等しい
    ことを特徴とする膜ユニット。
14. 好適には体外血液回路内の血圧を測定する為の圧力測定ユニットのハウジング（１０）であって、
    圧力を測定する流体の為の入口（１２）及び出口（１４）並びに前記入口（１２）及び前記出口（１４）と流体連通するように配置された圧力測定チャンバ（１６）を備え、
    前記圧力測定チャンバ（１６）は、前記ハウジング（１０）内に挿入される膜（２０）によって閉鎖される開口部（１７）を有し、
    前記ハウジング（１０）は、膜ユニット、好適には請求項１乃至１３の１つに記載の膜ユニットを前記ハウジング（１０）に固定する固定部材を更に備え、
    前記固定部材は、前記圧力測定チャンバ（１６）の前記開口部（１７）の周囲を延びる１つ以上の突起部（１８）に配置されている
    ことを特徴とするハウジング。
15. 請求項１４に記載のハウジング（１０）において、
    前記突起部（１８）は、前記圧力測定チャンバ（１６）の前記開口部（１７）に対して垂直方向に突出している
    ことを特徴とするハウジング。
16. 請求項１２又は１３に記載のハウジング（１０）において、
    前記突起部（１８）の固定部材は、溝（１９）、突起又はネジ山として形成されている
    ことを特徴とするハウジング。
17. 請求項１４乃至１６のいずれか１つに記載のハウジングにおいて、
    固定部材は、前記突起部（１８）の、前記圧力測定チャンバ（１６）の前記開口部（１７）に向けられた側の部分に配置されている
    ことを特徴とするハウジング。
18. 請求項１乃至１３の１つに記載の膜ユニットと請求項１４乃至１７の１つに記載のハウジング（１０）とを備えた圧力測定ユニットであって、
    前記膜ユニットの前記固定部材は、前記ハウジング（１０）の固定部材と係合し、前記膜ユニットの前記膜（２０）は、前記ハウジング（１０）の前記圧力測定チャンバ（１６）の１つの表面を形成する
    ことを特徴とする圧力測定ユニット。

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