JP2015156935A - 管継手装置及びポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】相互に接続された管及びチューブからなる流体の流路の内周にある段差の数を減らすと共に、管及びチューブを接続する管継手装置の構成部品点数の削減を図る。
【解決手段】管６と弾性変形可能なチューブ３とを接続する管継手装置４は、前記チューブの軸方向の第一端部３Ａに固定され、前記管が挿入される第一環状部材１１と、前記チューブが挿入される第二環状部材１２と、前記第二環状部材を前記管に固定する固定具１３と、を備え、前記第二環状部材が、前記第一環状部材よりも前記軸方向における前記チューブの第二端部側で前記第一環状部材と前記軸方向に対向して配置される環状本体部２１を備え、該環状本体部は、前記チューブに挿入される前記管の径方向外側に配置されることで、前記管との間に前記チューブの管壁を径方向から挟み込んで圧縮する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手装置及びポンプユニットに関する。

従来、管と、弾性変形可能なチューブとを接続する管継手装置には、例えば特許文献１に開示されたものがある。この管継手装置は、チューブ（人工血管）の端部の外周に縫合される外筒部材と、チューブの端部に挿入され、外筒部材との間にチューブの端部をその径方向から挟み込む内筒部材と、外筒部材及び内筒部材を管（差込筒部部材）に接続する接続部材と、を備える。また、この管継手装置では、内筒部材の軸方向の一方の端部が、チューブの端部から外部に突出し、この突出部分が管に差し込まれる。

このため、上記管継手装置によって管とチューブとを接続した構造では、管とチューブとの間で流体を流す流路（流体流路）の内周には、チューブと内筒部材との接続部分、及び、管と内筒部材との接続部分の二つが現れる。
また、従来では、上記した流体流路において流れる流体が、上記した二つの接続部分から外部に漏れないように、これら二つの接続部分を外部に対して密封（シール）している。すなわち、内筒部材と外筒部材との間でチューブの端部を弾性的に圧縮することで、チューブと内筒部材との接続部分を密封している。また、径方向に対向する内筒部材の外周と管の内周との間に、密封用の別部材（Ｏリング）を設けることで、管と内筒部材との接続部分を密封している。

特許第５３３７０８１号公報

しかしながら、上記従来の管継手装置では、二つの接続部分が流体流路の内周に現れるため、これら二つの接続部分において流体流路の内周に段差が生じる虞がある。この段差は、管とチューブとの間を流れる流体の流れを乱したり、滞らせたりするため、段差の数が多いことは好ましくない。
また、上記従来の管継手装置では、流体流路の内外を密封するために、Ｏリング等の別部材を設ける必要があるため、管継手装置の構成部品点数が多くなってしまう、という問題もある。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、流体流路の内周に現れる段差の数を減らせると共に、構成部品点数の削減を図ることが可能な管継手装置、及び、これを備えるポンプユニットを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明に係る一態様としての管継手装置は、管と弾性変形可能なチューブとを接続する管継手装置であって、前記チューブの軸方向の第一端部に固定され、前記管が挿入される第一環状部材と、前記チューブが挿入される第二環状部材と、前記第二環状部材を前記管に固定する固定具と、を備え、前記第二環状部材が、前記第一環状部材よりも前記軸方向における前記チューブの第二端部側で前記第一環状部材と前記軸方向に対向して配置される環状本体部を備え、該環状本体部は、前記チューブに挿入される前記管の径方向外側に配置されることで、前記管との間に前記チューブの管壁を径方向から挟むことを特徴とする。

上記構成の管継手装置により管とチューブとを接続する際には、はじめに、チューブの第一端部に第一環状部材を固定しておく。また、第二環状部材の環状本体部が第一環状部材よりもチューブの第二端部側に配置されるように、かつ、環状本体部が第一環状部材に対して軸方向に対向するように、チューブを第二環状部材に挿入して第二環状部材をチューブに取り付ける。その後、管が第一、第二環状部材に挿入されるように、管をチューブの第一端部からチューブに挿入し、固定具により第二環状部材を管に固定することで、管とチューブとが接続される。
ここで、第一環状部材はチューブの第一端部に固定されるため、チューブの第一端部の形状を環形状に保持することができる。このため、管をチューブの第一端部からチューブに容易に挿入することが可能となる。

そして、本発明の管継手装置によれば、チューブが第二環状部材に挿入された上で、管が第一環状部材及び第二環状部材に挿入されるようにチューブに挿入されるため、接続された管及びチューブによって構成される流体の流路の内周には、管とチューブとの接続部分のみとなる。したがって、流路の内周には、管とチューブとの接続部分に基づく段差だけとなる。すなわち、従来の構成と比較して、流路の内周にある段差の数を減らすことができる。

また、流路の内周には、管とチューブとの接続部分だけとなるため、管とチューブとの接続部分のみを流路の外部に対して密封（シール）すればよい。ここで、本発明の管継手装置では、第二環状部材内周と管の外周との間に弾性変形可能なチューブの管壁を挟み込んで圧縮するため、上記接続部分を密封することができる。したがって、従来のようにＯリング等の別部材が不要となり、管継手装置の構成部品点数の削減を図ることができる。

さらに、第二環状部材の環状本体部は、第一環状部材よりもチューブの第二端部側に配置されると共に、第一環状部材とチューブの軸方向に対向して配置されるため、第二環状部材を固定具によって管に固定するまでの間に、第二環状部材がチューブの第一端部から抜け落ちることも防止できる。したがって、管とチューブとの接続を簡便に行うことが可能となる。

そして、前記管継手装置では、前記チューブの管壁が、前記第一環状部材と前記環状本体部との間に介在し、前記固定具は、前記第二環状部材を前記管に固定することで、前記環状本体部を前記軸方向から前記第一環状部材に押し付けてもよい。

この構成では、軸方向に配列された第一環状部材と環状本体部との間に介在するチューブの管壁も圧縮されるため、管継手装置の構成部品点数を増やすことなく、流路の内外を密封する箇所を増やすことができる。したがって、より信頼性の高い管継手装置を安価に提供することが可能となる。

また、前記管継手装置では、前記第二環状部材が、前記環状本体部に一体に形成され、前記軸方向で前記環状本体部との間に前記第一環状部材を配置する環状係止部を備えてもよい。

この構成では、第二環状部材をチューブの第一端部に取り付けた状態において、第二環状部材がチューブの第一端部から第二端部側に離れてしまうことを防止できる。すなわち、第二環状部材をチューブの第一端部に保持することができる。したがって、管とチューブとの接続をより簡便に行うことが可能となる。

さらに、前記管継手装置では、前記第一環状部材の外径寸法が前記チューブの第一端部の内径寸法よりも大きく、前記第一環状部材が前記チューブの第一端部に挿入されることで、前記チューブの第一端部が弾性的に拡径してもよい。

この構成では、チューブに挿入された第一環状部材を、チューブの弾性力によってチューブの第一端部に保持して固定することが可能となる。

また、前記管継手装置では、前記第一環状部材の軸方向の第一端部に、前記第一環状部材の周方向に互いに間隔をあけて配列され、前記第一環状部材の第二端部に対して前記第一環状部材の径方向に弾性的に撓み変形可能とされた複数の可動片が設けられ、前記複数の可動片は、前記第一環状部材を前記チューブの第一端部に挿入する際に径方向内側に弾性的に撓み変形してもよい。

この構成では、第一環状部材の外径寸法がチューブの第一端部の内径寸法よりも大きくても、第一環状部材の第一端部をチューブの第一端部に対向させた状態で第一環状部材をチューブの第一端部に挿入する際に、複数の可動片が径方向内側に撓み変形することで、第一環状部材の第一端部が縮径するため、第一環状部材を容易にチューブの第一端部に挿入することが可能となる。
また、複数の可動片が径方向内側に撓み変形するように第一環状部材がチューブの第一端部に挿入された状態では、複数の可動片が自身の弾性力によってチューブの第一端部の内周に押し付けられることで、第一環状部材をチューブの第一端部に保持して固定することも可能となる。

さらに、前記管継手装置では、前記可動片に、前記第一環状部材の径方向外側に突出する係合突起が形成されていてもよい。

この構成では、第一環状部材をチューブの第一端部に挿入した状態で、可動片の弾性力によって係合突起がチューブの内周に押し付けられて係合するため、第一環状部材をより好適にチューブの第一端部に保持して固定できる。

また、前記管継手装置では、前記第一環状部材が、リング状に形成され、前記チューブの第一端部が、前記第一環状部材に挿入された上で、前記第一環状部材に巻き付けられてもよい。

この構成では、第一環状部材を簡単にチューブの第一端部に固定することができる。

また、本発明に係る一態様としてのポンプユニットは、人工心臓ポンプと、人工血管と、前記管継手装置と、を備え、前記管が、前記人工心臓ポンプの吸込口及び吐出口の少なくともいずれか一方をなし、前記チューブが、前記人工血管であることを特徴とする。

前述したように、本発明の管継手装置では、その構成部品点数を削減できるため、管継手装置の軸方向長さを短くすることが可能となる。このため、本発明のポンプユニットでは、人工心臓ポンプから延びる人工血管の長さをより短く設定することが可能となる。これにより、ポンプユニットを生体内に容易に埋め込むことが可能となる。

本発明によれば、管継手装置によって接続された管及びチューブによって構成される流体の流路の内周にある段差の数を減らすことができると共に、管継手装置の構成部品点数の削減を図ることができる。

本発明の第一実施形態に係るポンプユニットを示す断面図である。 図１のポンプユニットに備える管継手装置を分解した断面図である。 図１，２の管継手装置に備える第一環状部材を示す斜視図である。 図１〜３の管継手装置による管と人工血管との接続方法において、第一工程後の状態を示す断面図である。 図１〜３の管継手装置による管と人工血管との接続方法において、第二工程後の状態を示す断面図である。 図１〜３の管継手装置による管と人工血管との接続方法において、第三工程後の状態を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係るポンプユニットを示す断面図である。 図７のポンプユニットにおいて、人工血管に第一環状部材及び第二環状部材を取り付けた後（第二工程後）の状態を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係るポンプユニットを示す断面図である。 図９のポンプユニットにおいて、人工血管に第一環状部材及び第二環状部材を取り付けた後（第二工程後）の状態を示す断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、図１〜６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１，２に示すように、本実施形態に係るポンプユニット１は、人工心臓ポンプ２と、人工血管（チューブ）３と、これら人工心臓ポンプ２及び人工血管３を相互に接続する管継手装置４と、を備える。

人工心臓ポンプ２は、生体心臓の働きを補助し、血液循環機能を維持するものである。血液（流体）を内部に吸い込む吸込口２Ａ、及び、血液を外部に吐出する吐出口２Ｂを有する。
本実施形態の人工心臓ポンプ２は、その本体部５から延びて人工心臓ポンプ２の吸込口２Ａや吐出口２Ｂを構成する円筒状の管６を有する。
管６には、その延出方向（軸方向）の基端側において管６の外周から径方向外側に延出する外周フランジ７が形成されている。外周フランジ７は、後述する管継手装置４の第二環状部材１２を管６に固定するためのものである。本実施形態では、外周フランジ７の外周に、後述する管継手装置４の固定具１３を締結するための雄ねじ部８が形成されている。本実施形態では、この外周フランジ７よりも延出方向先端側に延びる管６の先端部６Ａが、人工血管３の軸方向の第一端部３Ａに挿入される。

人工血管３は、弾性変形可能に形成されている。また、人工血管３は可撓性を有する。本実施形態の人工血管３は、ほぼ全体が蛇腹状に形成されている。図示例では、人工血管３の第一端部３Ａが、蛇腹状ではなく、人工血管３の軸方向に沿って延びる形状に形成されているが、これに限ることはない。
この人工血管３は、例えば生体心臓の心室と人工心臓ポンプ２とを接続したり、人工心臓ポンプ２と動脈（生体血管）とを接続したりするものである。人工血管３としては、例えばポリエステル繊維やＰＴＦＥ繊維からなる布製人工血管などが挙げられる。

管継手装置４は、人工心臓ポンプ２の管６と人工血管３とを接続するものである。管継手装置４は、第一環状部材１１と、第二環状部材１２と、固定具１３と、を備える。

第一環状部材１１は、人工血管３の軸方向の第一端部３Ａに固定される。第一環状部材１１には、管６が挿入される。このため、第一環状部材１１の内径寸法は、管６の外径寸法と同等に設定される、あるいは、管６の外径寸法よりも若干大きく設定される。
本実施形態の第一環状部材１１は、人工血管３の第一端部３Ａに挿入される。また、第一環状部材１１の外径寸法は、人工血管３の第一端部３Ａの内径寸法よりも大きく設定されている。このため、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに挿入した状態では、人工血管３の第一端部３Ａが弾性的に拡径する。

また、本実施形態の第一環状部材１１は、その軸方向に延びる筒状に形成されている。この第一環状部材１１の軸方向の第一端部１４Ａには、図２，３に示すように、第一環状部材１１の周方向に互いに間隔をあけて配列された複数の可動片１５が設けられている。各可動片１５は、第一環状部材１１の第二端部１４Ｂに対して第一環状部材１１の径方向に弾性的に撓み変形可能とされている。可動片１５は、第一環状部材１１の第一端部１４Ａを人工血管３の第一端部３Ａ（図１参照）に対向させた状態で第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに挿入する際に、可動片１５が径方向内側に弾性的に撓み変形する。

さらに、可動片１５には、第一環状部材１１の外周から径方向外側に突出する係合突起１６が形成されている。係合突起１６は、第二端部１４Ｂから第一環状部材１１の軸方向に延びる可動片１５の延出方向先端に形成されている。また、係合突起１６は、第一環状部材１１の周方向に対応する可動片１５の幅方向全体に形成されている。

以上のように構成される第一環状部材１１を、図１に示すように、人工血管３の第一端部３Ａに挿入した状態では、人工血管３の第一端部３Ａが弾性的に拡径する。また、係合突起１６が人工血管３の内周に押し付けられて、人工血管３の第一端部３Ａのうち係合突起１６に対応する部分が径方向外側に弾性変形する。これにより、係合突起１６は人工血管３の他の部分の外周よりも径方向外側に突出して位置する。

図１，２に示すように、第二環状部材１２は、人工血管３が挿入されるものであり、筒状の環状本体部２１を備える。
環状本体部２１は、人工血管３を第二環状部材１２に挿入した状態で、人工血管３に固定された第一環状部材１１よりも人工血管３の軸方向における人工血管３の第二端部（不図示）側で、第一環状部材１１と軸方向に対向して配置される。
本実施形態では、環状本体部２１が、人工血管３に挿入された第一環状部材１１のうち人工血管３の他の部分の外周よりも径方向外側に突出して位置する部分（特に係合突起１６）と軸方向に対向して配置される。また、本実施形態では、上記環状本体部２１と軸方向に配列された第一環状部材１１（係合突起１６）との間に人工血管３の管壁が介在する。

また、環状本体部２１は、人工血管３を第二環状部材１２に挿入した状態で、人工血管３に挿入される管６の径方向外側に配置されることで、管６との間に人工血管３の管壁を径方向から挟み込んで圧縮する。
このため、環状本体部２１の内径寸法は、環状本体部２１に挿入される管６の外径寸法よりも大きく設定されている。また、環状本体部２１の内径寸法と管６の外径寸法との差分は、環状本体部２１の内周と環状本体部２１に挿入される管６の外周との隙間寸法が人工血管３の管壁の厚さ寸法よりも小さくなるように設定されている。

また、第二環状部材１２は、軸方向で環状本体部２１との間に第一環状部材１１を配置する環状係止部２２を備える。この環状係止部２２は、環状本体部２１に一体に形成されている。本実施形態では、環状本体部２１と環状係止部２２との間に第一環状部材１１の係合突起１６が配置される。
また、本実施形態の環状係止部２２には、係合突起１６の形成部分を除く第一環状部材１１の部分が挿入される。また、このように第一環状部材１１を環状係止部２２に挿入した状態では、環状係止部２２と第一環状部材１１の係合突起１６とが人工血管３の軸方向に対向する。このため、環状係止部２２の内径寸法は、係合突起１６の形成部分における第一環状部材１１の外径寸法よりも小さく設定され、かつ、係合突起１６の形成部分を除く第一環状部材１１の外径寸法よりも大きく設定されている。

また、環状係止部２２に挿入されて環状係止部２２の内周に対向する第一環状部材１１の外周には、人工血管３の第一端部３Ａの管壁が人工血管３の弾性力によって密着する。このため、人工血管３の第一端部３Ａに挿入された第一環状部材１１を環状係止部２２に挿入した状態では、環状係止部２２の内周とこれに対向する第一環状部材１１の外周との間に人工血管３の第一端部３Ａの管壁が介在する。
したがって、環状係止部２２の内径寸法と係合突起１６の形成部分を除く第一環状部材１１の外径寸法との差分は、人工血管３の管壁が環状係止部２２とこれに挿入される第一環状部材１１との間に介在し得る程度に設定されるとよい。なお、この差分は、環状係止部２２の内周と環状係止部２２に挿入される第一環状部材１１の部分の外周との隙間寸法が、人工血管３の管壁の厚さ寸法よりも小さくなるように設定されてもよいし、人工血管３の管壁の厚さ寸法以上となるように設定されてよい。

また、上記した環状係止部２２は、人工血管３が第二環状部材１２に挿入された状態で、環状係止部２２と第一環状部材１１との間に介在する人工血管３の管壁に対して、縫合糸、ワイヤ、紐などの可撓性を有する細長い固縛部材４１によって固縛されてもよい。

さらに、第二環状部材１２は、環状本体部２１及び環状係止部２２を一体に接続する環状接続部２３を備える。環状接続部２３は、人工血管３の軸方向で環状本体部２１と環状係止部２２との間に位置する。環状接続部２３には、第一環状部材１１の係合突起１６、及び、係合突起１６のうち第一環状部材１１の外周側に密着する人工血管３の管壁が挿入される。このため、環状接続部２３の内径寸法は、係合突起１６の形成部分における第一環状部材１１の外径寸法よりも大きく設定されている。

また、第二環状部材１２は、その外周から径方向外側に突出する外周フランジ２４を備える。外周フランジ２４は、第二環状部材１２を後述する固定具１３により管６に固定するためのものである。外周フランジ２４は、第二環状部材１２の軸方向のうち人工血管３の第一端部３Ａ側の端部に形成されている。本実施形態では、外周フランジ２４が環状係止部２２の外周に形成されている。
第二環状部材１２の外周フランジ２４は、人工血管３が第二環状部材１２に挿入されると共に、管６の先端部６Ａが人工血管３の第一端部３Ａに挿入された状態で、管６の外周フランジ７と軸方向に対向して配置される。第二環状部材１２の外周フランジ２４の外径寸法は、管６の外周フランジ７の外径寸法と同等に設定される、あるいは、管６の外周フランジ７の外径寸法よりも若干小さく設定される。

以上のように構成される第二環状部材１２の軸方向長さは、管６の先端部６Ａの軸方向長さ以上に設定されるとよい。これにより、管６の延出方向先端において、人工血管３の管壁を管６の先端部６Ａと第二環状部材１２との間に確実に挟み込んで圧縮できる。すなわち、管６の延出方向先端において、人工血管３の管壁が管６の外周から剥離することを確実に防止できる。

固定具１３は、第二環状部材１２を管６に固定するものである。本実施形態の固定具１３は、ナットの一種であり、内周に雌ねじ部３３を形成した筒状の固定具本体３１と、固定具本体３１の軸方向の第一端部において固定具本体３１から径方向内側に突出する内周フランジ３２と、を備える。
固定具本体３１は、その雌ねじ部３３が管６の雄ねじ部８に締結されるように構成されている。このため、固定具本体３１の内径寸法は、管６の外周フランジ７の外径寸法に対応するように設定されている。

内周フランジ３２は、雌ねじ部３３を管６の雄ねじ部８に締結する際に、第二環状部材１２の外周フランジ２４を管６の外周フランジ７に近づけるように押すものである。すなわち、内周フランジ３２は、雌ねじ部３３を管６の雄ねじ部８に締結することで、第二環状部材１２の外周フランジ２４を管６の外周フランジ７との間に挟み込み、第二環状部材１２を管６に固定する役割を果たす。このため、内周フランジ３２の内径寸法は、第二環状部材１２の環状本体部２１、環状係止部２２、環状接続部２３の外径寸法よりも大きく、かつ、管６及び第二環状部材１２の外周フランジ７，２４の外径寸法よりも小さく設定されている。
また、固定具１３は、上記のように雌ねじ部３３を管６の雄ねじ部８に締結して第二環状部材１２を管６に固定することで、環状本体部２１を軸方向から第一環状部材１１に押し付ける役割も果たす。

次に、本実施形態の管継手装置４により人工心臓ポンプ２の管６と人工血管３とを接続する管接続方法について説明する。
管６と人工血管３とを接続する際には、はじめに、図４に示すように、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに固定する（第一工程）。
第一工程では、第一環状部材１１の第一端部１４Ａを人工血管３の第一端部３Ａに対向させた状態で、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに挿入する。ここで、第一環状部材１１の第一端部１４Ａには複数の可動片１５が設けられているため、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに挿入する際には、可動片１５が径方向内側に弾性的に撓み変形する。これにより、第一環状部材１１の第一端部１４Ａの外径寸法が縮径するため、第一環状部材１１を容易に人工血管３の第一端部３Ａに挿入することができる。

第一環状部材１１が人工血管３の第一端部３Ａに挿入された状態では、人工血管３の第一端部３Ａが、弾性的に拡径して第一環状部材１１の外周に密着する。
また、第一環状部材１１の可動片１５に設けられた係合突起１６が、径方向内側に撓み変形した可動片１５の弾性力によって、人工血管３の内周に押し付けられる。これにより、人工血管３の第一端部３Ａのうち係合突起１６に対応する部分が径方向外側に弾性変形し、係合突起１６が人工血管３の他の部分の外周よりも径方向外側に突出して位置する。

次いで、図５に示すように、人工血管３が第二環状部材１２に挿入されるように、第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに取り付ける（第二工程）。
第二工程では、第一環状部材１１の係合突起１６が軸方向で第二環状部材１２の環状本体部２１と環状係止部２２との間に位置するように、第二環状部材１２を圧入・焼き嵌め・冷やし嵌め等により人工血管３の外周に嵌めればよい。

第二環状部材１２が人工血管３の第一端部３Ａに取り付けられた状態では、環状本体部２１が、第一環状部材１１よりも軸方向における人工血管３の第二端部側で、人工血管３に固定された第一環状部材１１（特に係合突起１６）と軸方向に対向して配置される。また、環状本体部２１と第一環状部材１１（係合突起１６）との間に、人工血管３の管壁が介在している。さらに、軸方向に配列された環状本体部２１と環状係止部２２との間に、第一環状部材１１の係合突起１６が介在している。
また、第二工程では、上記のように第二環状部材１２を人工血管３に取り付けた後に、環状係止部２２を、固縛部材４１によって環状係止部２２の内周と第一環状部材１１の外周との間に介在する人工血管３の管壁に固縛してもよい。

その後、図５，６に示すように、管６が第一、第二環状部材１１，１２に挿入されるように、管６を人工血管３の第一端部３Ａに挿入する（第三工程）。
第三工程では、管６の先端部６Ａを、人工血管３の第一端部３Ａに挿入する。ここで、第一環状部材１１は、前述した第一工程において人工血管３の第一端部３Ａに固定されるため、人工血管３の第一端部３Ａを環形状に保持することができる。これにより、第三工程では、管６を人工血管３の第一端部３Ａから人工血管３に容易に挿入することが可能となる。
図６に示すように、管６を挿入した状態では、管６の外周フランジ７が第二環状部材１２の外周フランジ２４と軸方向に隣り合う。図６では、管６の外周フランジ７が第二環状部材１２の外周フランジ２４に接触しているが、例えば管６の外周フランジ７と第二環状部材１２の外周フランジ２４との間に隙間があってもよい。また、図６では、管６の先端部６Ａが、第二環状部材１２の環状本体部２１の径方向内側に位置しているが、例えば、環状本体部２１の径方向内側まで到達していなくてもよい。

最後に、図６及び図１に示すように、固定具１３により第二環状部材１２を人工心臓ポンプ２の管６に固定する（第四工程）ことで、管６と人工血管３との接続が完了する。
第四工程では、図６に示すように、予め、固定具１３が人工血管３に取り付けられた第一、第二環状部材１１，１２よりも人工血管３の第二端部側に位置するように、かつ、内周フランジ３２を設けた固定具１３の軸方向の第一端部が雌ねじ部３３を形成した固定具１３の第二端部よりも人工血管３の第二端部側に位置するように、人工血管３を固定具１３に挿入しておく。この状態においては、管６の外周フランジ７と固定具１３の内周フランジ３２との間に、第二環状部材１２の外周フランジ２４が位置する。
そして、図１に示すように、固定具１３の雌ねじ部３３を管６の雄ねじ部８に締結することにより、第二環状部材１２の外周フランジ２４が、固定具１３の内周フランジ３２によって管６の外周フランジ７に押し付けられる。すなわち、管６の外周フランジ７と固定具１３の内周フランジ３２との間に第二環状部材１２の外周フランジ２４が挟み込まれ、第二環状部材１２が管６に固定される。

この状態においては、第二環状部材１２の環状本体部２１と管６との間に介在する人工血管３の管壁が、これら環状本体部２１及び管６によって挟み込まれて圧縮される。また、前述した固定具１３による第二環状部材１２の軸方向への押し付けによって、第二環状部材１２の環状本体部２１が第一環状部材１１（係合突起１６）に押し付けられる。これにより、第一環状部材１１（係合突起１６）と第二環状部材１２の環状本体部２１との間に介在する人工血管３の管壁が、これら第一環状部材１１（係合突起１６）と環状本体部２１とによって挟み込まれて圧縮される。

以上説明したように、本実施形態の管継手装置４及びこれを備えるポンプユニット１によれば、人工血管３が第二環状部材１２に挿入された上で、管６が第一、第二環状部材１１，１２に挿入されるように人工血管３に挿入されるため、接続された管６及び人工血管３によって構成される血液（流体）の流路の内周には、管６と人工血管３との接続部分のみとなる。したがって、流路の内周には、管６と人工血管３との接続部分に基づく段差だけとなる。すなわち、従来の構成と比較して、流路の内周にある段差の数を減らすことができる。
流路の内周にある段差は、流路における血液の流れを滞らせてしまい、血液が凝固して血栓が生成されやすいが、本実施形態の管継手装置４では、流路の内周にある段差の数を減らせるため、血栓が生成されることを好適に抑制できる。

また、流路の内周には、管６と人工血管３との接続部分だけとなるため、管６と人工血管３との接続部分のみを流路の外部に対して密封（シール）すればよい。ここで、本実施形態の管継手装置４では、第二環状部材１２内周と管６外周との間に弾性変形可能な人工血管３の管壁を挟み込んで圧縮するため、上記接続部分を密封することができる。したがって、従来のようにＯリング等の別部材が不要となり、管継手装置４の構成部品点数の削減を図ることができる。

また、管継手装置４の構成部品点数を削減できることで、管継手装置４の軸方向長さを短くすることが可能となる。このため、人工心臓ポンプ２から延びる人工血管３の長さをより短く設定することが可能となる。これにより、ポンプユニット１を生体内に容易に埋め込むことが可能となる。
例えば、心臓の心室と、動脈等の生体血管との間に人工心臓ポンプ２を設け、人工心臓ポンプ２及び心室、人工心臓ポンプ２及び生体血管をそれぞれ人工血管３で接続する場合に、心室から生体血管までの距離が短くても、人工血管３を過度に湾曲させることなくポンプユニット１と心室や生体血管とを容易に接続することができる。

さらに、第二環状部材１２の環状本体部２１は、第一環状部材１１よりも人工血管３の第二端部側に配置されると共に、第一環状部材１１と人工血管３の軸方向に対向して配置されるため、第二環状部材１２を固定具１３によって管６に固定するまでの間に、第二環状部材１２が人工血管３の第一端部３Ａから抜け落ちることも防止できる。したがって、管６と人工血管３との接続を簡便に行うことが可能となる。

また、本実施形態の管継手装置４によれば、軸方向に配列された第一環状部材１１と環状本体部２１との間に介在する人工血管３の管壁も圧縮するため、管継手装置４の構成部品点数を増やすことなく、流路の内外を密封する箇所を増やすことができる。したがって、より信頼性の高い管継手装置を安価に提供することが可能となる。

さらに、本実施形態の管継手装置４によれば、第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに取り付けた状態において、第一環状部材１１の係合突起１６が、軸方向に配列された第二環状部材１２の環状本体部２１と環状係止部２２との間に配置される。このため、第二環状部材１２が人工血管３の第一端部３Ａから第二端部側に離れてしまうことを防止できる。すなわち、第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに保持することができる。したがって、管６と人工血管３との接続をより簡便に行うことが可能となる。
なお、本実施形態の管継手装置４では、第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに取り付けた状態で、固縛部材４１によって第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに固縛することでも、第二環状部材１２が人工血管３の第一端部３Ａから第二端部側に離れてしまうことを防止できる。

また、本実施形態の管継手装置４によれば、第一環状部材１１が人工血管３の第一端部３Ａに挿入されることで、人工血管３の第一端部３Ａが弾性的に拡径するため、人工血管３に挿入された第一環状部材１１を、人工血管３の弾性力によって人工血管３の第一端部３Ａに保持して固定することが可能となる。

さらに、本実施形態の管継手装置４によれば、第一環状部材１１の第一端部１４Ａに弾性的に撓み変形可能な複数の可動片１５が設けられるため、第一環状部材１１の外径寸法が人工血管３の第一端部３Ａの内径寸法よりも大きくても、第一環状部材１１を容易に人工血管３の第一端部３Ａに挿入することが可能となる。
また、複数の可動片１５が径方向内側に撓み変形するように第一環状部材１１が人工血管３の第一端部３Ａに挿入された状態では、複数の可動片１５が自身の弾性力によって人工血管３の第一端部３Ａの内周に押し付けられることで、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに保持して固定することも可能となる。

さらに、本実施形態の管継手装置４によれば、可動片１５に第一環状部材１１の径方向外側に突出する係合突起１６が形成されている。これにより、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに挿入した状態では、可動片１５の弾性力によって係合突起１６が人工血管の内周に押し付けられて係合するため、第一環状部材１１をより好適に人工血管３の第一端部３Ａに保持して固定できる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図７，８を参照して第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図７，８に示すように、本実施形態に係るポンプユニット１Ａに備える管継手装置４Ａは、第一実施形態と同様に、第一環状部材１１Ａと、第二環状部材１２と、固定具１３と、を備える。

本実施形態の第一環状部材１１Ａは、第一実施形態と同様に、人工血管３の軸方向の第一端部３Ａに固定される。また、第一環状部材１１Ａには管６が挿入される。このため、第一環状部材１１Ａの内径寸法は、管６の外径寸法に対して同等以上に設定される。
そして、本実施形態の第一環状部材１１Ａには、人工血管３の第一端部３Ａが挿入される。また、第一環状部材１１Ａは、これに人工血管３の第一端部３Ａを挿入させた上で、縫合糸、ワイヤ、紐などの可撓性を有する細長い固縛部材４２Ａによって人工血管３に固縛される。このため、第一環状部材１１Ａの内径寸法は、管６の外周と第一環状部材１１Ａの内周との隙間に人工血管３の管壁が介在し得るように設定される。
また、本実施形態の第一環状部材１１Ａは、軸方向長さが短いリング状（円環状）に形成されている。第一環状部材１１Ａの周方向に直交する断面は、図示例のように正方形に形成されてもよいが、例えばその他の多角形や円形など、任意の断面形状に形成されてよい。

本実施形態の第二環状部材１２は、第一実施形態と同様の環状本体部２１、環状係止部２２、環状接続部２３及び外周フランジ２４を備えて構成される。ただし、本実施形態の第二環状部材１２の環状係止部２２には、第一環状部材１１Ａが挿入されない。このため、環状係止部２２の内径寸法は、第一環状部材１１Ａの外径寸法よりも小さく設定され、かつ、環状本体部２１の内径寸法以上に設定されていればよい。
本実施形態の固定具１３は、第一実施形態と同様である。

次に、本実施形態の管継手装置４Ａにより人工心臓ポンプ２の管６と人工血管３とを接続する管接続方法について説明する。
管６と人工血管３とを接続する際には、第一実施形態と同様の第一工程から第四工程を順番に実施すればよい。ただし、第一環状部材１１Ａを人工血管３の第一端部３Ａに固定する第一工程では、第一環状部材１１Ａに人工血管３の第一端部３Ａを挿入した上で、固縛部材４２Ａにより第一環状部材１１Ａを人工血管３の第一端部３Ａの外周に固定する。

上記第一工程の後には、第一実施形態と同様に、人工血管３が第二環状部材１２に挿入されるように、第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに取り付ける第二工程、管６が第一、第二環状部材１１，１２に挿入されるように、管６を人工血管３の第一端部３Ａに挿入する第三工程、固定具１３により第二環状部材１２を人工心臓ポンプ２の管６に固定する第四工程を順番に実施することで、管６と人工血管３との接続が完了する。

本実施形態の管継手装置４Ａ及びこれを備えるポンプユニット１Ａによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、接続された管６及び人工血管３によって構成される血液（流体）の流路の内周にある段差の数を減らすことができると共に、管継手装置４Ａの構成部品点数の削減を図ることができる。また、軸方向に配列された第二環状部材１２の環状本体部２１と環状係止部２２との間に、第一環状部材１１Ａが配置されるため、第二環状部材１２を人工血管３の第一端部３Ａに保持することができる。
さらに、本実施形態の管継手装置４Ａによれば、第一環状部材１１Ａがリング状に形成されるため、管継手装置４Ａの軸方向長さを第一実施形態と比較してより短く設定することが可能となる。

〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について、図９，１０を参照して第一、第二実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一、第二実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図９，１０に示すように、本実施形態に係るポンプユニット１Ｂに備える管継手装置４Ｂは、第一、第二実施形態と同様に、第一環状部材１１Ｂと、第二環状部材１２Ｂと、固定具１３Ｂと、を備える。

本実施形態の第一環状部材１１Ｂは、第一、第二実施形態と同様に、人工血管３の軸方向の第一端部３Ａに固定される。また、第一環状部材１１Ｂには管６が挿入される。このため、第一環状部材１１Ｂの内径寸法は、管６の外径寸法に対して同等以上に設定される。
また、本実施形態の第一環状部材１１Ｂは、第二実施形態と同様に、軸方向長さが短いリング状（円環状）に形成されている。第一環状部材１１Ｂの周方向に直交する断面は、図示例のように正方形に形成されてもよいし、例えばその他の多角形や円形など任意の断面形状に形成されてもよい。ただし、第一環状部材１１Ｂの表面のうち第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１に対向する領域は、図示例のように平坦面に形成されるとよい。

そして、本実施形態の第一環状部材１１Ｂには、人工血管３の第一端部３Ａが挿入された上で巻き付けられる。このため、第一環状部材１１Ｂの内径寸法は、管６の外周と第一環状部材１１Ｂの内周との隙間に人工血管３の管壁が介在し得るように設定される。第一環状部材１１Ｂは、これに巻き付けられた人工血管３の第一端部３Ａの巻付部分によって覆われる。
また、人工血管３の第一端部３Ａの巻付部分は、第一環状部材１１Ｂに巻き付けた状態が解けないように、縫合糸、ワイヤ、紐などの可撓性を有する細長い固縛部材４２Ｂによって人工血管３の第一端部３Ａの他の部分などに固縛される。これにより、第一環状部材１１Ｂが人工血管３の第一端部３Ａに固定され、第一環状部材１１Ｂに巻き付けられた人工血管３の第一端部３Ａが第一環状部材１１Ｂから外れることを防いでいる。

本実施形態の第二環状部材１２Ｂは、第一、第二実施形態の環状係止部２２、環状接続部２３、外周フランジ２４（図１，７参照）を備えず、第一、第二実施形態と同様の環状本体部２１を備える。すなわち、本実施形態の環状本体部２１は、第一、第二実施形態と同様に、人工血管３を第二環状部材１２Ｂに挿入した状態で、人工血管３に固定された第一環状部材１１Ｂよりも人工血管３の第二端部側で、第一環状部材１１Ｂと軸方向に対向して配置される。また、本実施形態の環状本体部２１は、人工血管３を第二環状部材１２Ｂに挿入した状態で、人工血管３に挿入される管６の径方向外側に配置されることで、管６との間に人工血管３の管壁を径方向から挟み込んで圧縮する。
また、本実施形態では、軸方向に配列された上記環状本体部２１と第一環状部材１１Ｂとの間に、人工血管３の管壁のうち第一環状部材１１Ｂに巻き付けられた巻付部分が介在する。

本実施形態の固定具１３Ｂは、第一、第二実施形態と同様に、第二環状部材１２Ｂを管６に固定するものであり、筒状に形成されると共に内周に雌ねじ部３３Ｂを形成して構成される。雌ねじ部３３Ｂは管６の雄ねじ部８に締結される部分である。
そして、本実施形態の固定具１３Ｂは、第二環状部材１２Ｂに一体に形成されている。固定具１３Ｂは、第二環状部材１２Ｂよりも人工血管３の軸方向における第一端部３Ａ側に設けられる。図示例では、固定具１３Ｂの内径寸法が第二環状部材１２Ｂの外径寸法よりも大きい。このため、固定具１３Ｂは、第二環状部材１２Ｂの外周から固定具１３Ｂの内周まで径方向外側に延びる接続フランジ２５Ｂによって第二環状部材１２Ｂに一体に接続される。

この固定具１３Ｂは、雌ねじ部３３Ｂを管６の雄ねじ部８に締結することで、第二環状部材１２Ｂを管６に固定する。また、固定具１３Ｂは、雌ねじ部３３Ｂを管６の雄ねじ部８に締結して第二環状部材１２Ｂを管６に固定することで、第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１を軸方向から第一環状部材１１Ｂに押し付ける。

次に、本実施形態の管継手装置４Ｂにより人工心臓ポンプ２の管６と人工血管３とを接続する管接続方法について説明する。
管６と人工血管３とを接続する際には、第一実施形態と同様の第一工程から第四工程を順番に実施すればよい。ただし、第一環状部材１１Ｂを人工血管３の第一端部３Ａに固定する第一工程では、人工血管３の第一端部３Ａを第一環状部材１１Ｂに挿入した上で、第一環状部材１１Ｂに巻き付ける。その後、固縛部材４２Ｂにより人工血管３の第一端部３Ａの巻付部分を人工血管３の第一端部３Ａの他の部分などに固縛する。

また、第二環状部材１２Ｂを人工血管３の第一端部３Ａに取り付ける第二工程では、第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１が第一環状部材１１Ｂよりも人工血管３の第二端部（不図示）側で第一環状部材１１Ｂと軸方向に対向するように、人工血管３を第二環状部材１２Ｂに挿入すればよい。この挿入の際には、第二環状部材１２Ｂが、第一、第二実施形態と同様に圧入・焼き嵌め・冷やし嵌め等により人工血管３の外周に嵌められてもよいが、例えば、人工血管３をその第二端部側から第二環状部材１２Ｂに挿入してもよい。
この第二工程後の状態では、人工血管３が第二環状部材１２Ｂに一体に形成された固定具１３Ｂにも挿入されている。また、第二工程後の状態では、軸方向に配列された第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１と第一環状部材１１Ｂとの間に、第一環状部材１１Ｂに巻き付けられた人工血管３の管壁が介在している。

上記第二工程後には、第一実施形態と同様に、管６が第一、第二環状部材１１Ｂ，１２Ｂに挿入されるように、管６を人工血管３の第一端部３Ａに挿入する第三工程を実施すればよい。
そして、上記第三工程後に、固定具１３Ｂにより第二環状部材１２Ｂを人工心臓ポンプ２の管６に固定する第四工程では、既に人工血管３に取り付けられた固定具１３Ｂの雌ねじ部３３Ｂを管６の雄ねじ部８に締結することで、固定具１３Ｂに一体に形成された第二環状部材１２Ｂが管６に固定される。

この状態においては、第一、第二実施形態と同様に、第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１と管６との間に介在する人工血管３の管壁が、これら環状本体部２１及び管６によって径方向に挟み込まれて圧縮される。また、第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１が軸方向から第一環状部材１１Ｂに押し付けられる。これにより、第一環状部材１１Ｂと第二環状部材１２Ｂの環状本体部２１との間に介在する人工血管３の管壁が、これら第一環状部材１１Ｂと環状本体部２１とによって軸方向に挟み込まれて圧縮される。

本実施形態の管継手装置４Ｂ及びこれを備えるポンプユニット１Ｂによれば、第二実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の管継手装置４Ｂによれば、第一実施形態と同様に、第一環状部材１１Ｂと環状本体部２１との間に介在する人工血管３の管壁を軸方向から圧縮するため、管継手装置４Ｂの構成部品点数を増やすことなく、管６及び人工血管３からなる流路の内外を密封する箇所を増やすことができる。したがって、より信頼性の高い管継手装置を安価に提供することが可能となる。

さらに、本実施形態の管継手装置４Ｂによれば、人工血管３の第一端部３Ａをリング状に形成された第一環状部材１１Ｂに巻き付けるだけで、第一環状部材１１Ｂを簡単に人工血管３の第一端部３Ａに固定することができる。
また、本実施形態の管継手装置４Ｂによれば、固定具１３Ｂが第二環状部材１２Ｂに一体に形成されているため、管継手装置４Ｂの構成部品点数をさらに減らすことができる。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、第一実施形態では、第一環状部材１１全体の外径寸法が人工血管３の第一端部３Ａの内径寸法よりも大きく設定されているが、少なくとも第一環状部材１１の軸方向の一部の外径寸法が人工血管３の第一端部３Ａの内径寸法よりも大きく設定されていればよい。例えば、第一環状部材１１のうち係合突起１６の形成部分の外径寸法だけが、人工血管３の第一端部３Ａの内径寸法よりも大きく設定され、第一環状部材１１の他の部分の外径寸法は、人工血管３の第一端部３Ａの内径寸法に対して同等以下に設定されてもよい。

また、第一実施形態の第一環状部材１１は、軸方向に延びる筒状に形成されることに限らず、例えば第二、第三実施形態と同様にリング状に形成されてもよい。この場合、第一環状部材１１の外径寸法は、人工血管３の内径寸法よりも大きく設定されればよい。これにより、第一環状部材１１を人工血管３の第一端部３Ａに挿入した状態では、第一実施形態と同様に、人工血管３の第一端部３Ａのうち第一環状部材に対応する部分が径方向外側に弾性変形して、第一環状部材１１の外縁部分を人工血管３の他の部分の外周よりも径方向外側に突出して位置させることができる。

さらに、第二環状部材１２を管６に固定する第一、第二実施形態の固定具１３は、管６の雄ねじ部８に締結される雌ねじ部３３を利用した構成に限らず、例えば管６及び第二環状部材１２の外周フランジ７，２４を軸方向から挟み込む構成であってもよい。

また、第二、第三実施形態の構成は相互に適用可能である。例えば、第三実施形態における人工血管３への第一環状部材１１Ｂの固定方法は、第二実施形態の構成にも適用可能である。また、第二実施形態における人工血管３への第一環状部材１１Ａの固定方法は、第三実施形態の構成にも適用可能である。

そして、本発明の管継手装置及びこれを備えるポンプユニットは、上記実施形態のように医療用のポンプ（人工心臓ポンプ２）と人工血管３との接続構造に適用されることに限らず、例えば工業用など各種用途のポンプとチューブとの接続構造に適用することが可能である。
また、本発明の管継手装置は、チューブをポンプに接続する構成に適用されることに限らず、少なくとも弾性変形可能なチューブと、チューブよりも剛性の高い管とを接続する構成に適用することが可能である。

１，１Ａ，１Ｂ…ポンプユニット、２…人工心臓ポンプ、２Ａ…吸込口、２Ｂ…吐出口、３…人工血管（チューブ）、３Ａ…第一端部、４，４Ａ，４Ｂ…管継手装置、６…管、１１，１１Ａ，１１Ｂ…第一環状部材、１２，１２Ｂ…第二環状部材、１３，１３Ｂ…固定具、１４Ａ…第一端部、１４Ｂ…第二端部、１５…可動片、１６…係合突起、２１，２１Ｂ…環状本体部、２２…環状係止部

Claims (9)

1. 管と弾性変形可能なチューブとを接続する管継手装置であって、
   前記チューブの軸方向の第一端部に固定され、前記管が挿入される第一環状部材と、
   前記チューブが挿入される第二環状部材と、
   前記第二環状部材を前記管に固定する固定具と、を備え、
   前記第二環状部材が、前記第一環状部材よりも前記軸方向における前記チューブの第二端部側で前記第一環状部材と前記軸方向に対向して配置される環状本体部を備え、
   該環状本体部は、前記チューブに挿入される前記管の径方向外側に配置されることで、前記管との間に前記チューブの管壁を径方向から挟むことを特徴とする管継手装置。
2. 前記チューブの管壁が、前記第一環状部材と前記環状本体部との間に介在し、
   前記固定具は、前記第二環状部材を前記管に固定することで、前記環状本体部を前記軸方向から前記第一環状部材に押し付けることを特徴とする請求項１に記載の管継手装置。
3. 前記第二環状部材が、前記環状本体部に一体に形成され、前記軸方向で前記環状本体部との間に前記第一環状部材を配置する環状係止部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管継手装置。
4. 前記第一環状部材の外径寸法が前記チューブの第一端部の内径寸法よりも大きく、
   前記第一環状部材が前記チューブの第一端部に挿入されることで、前記チューブの第一端部が弾性的に拡径することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の管継手装置。
5. 前記第一環状部材の軸方向の第一端部に、前記第一環状部材の周方向に互いに間隔をあけて配列され、前記第一環状部材の第二端部に対して前記第一環状部材の径方向に弾性的に撓み変形可能とされた複数の可動片が設けられ、
   前記複数の可動片は、前記第一環状部材を前記チューブの第一端部に挿入する際に径方向内側に弾性的に撓み変形することを特徴とする請求項４に記載の管継手装置。
6. 前記可動片に、前記第一環状部材の径方向外側に突出する係合突起が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の管継手装置。
7. 前記第一環状部材が、リング状に形成され、
   前記チューブの第一端部が、前記第一環状部材に挿入された上で、前記第一環状部材に巻き付けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の管継手装置。
8. 人工心臓ポンプと、人工血管と、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の管継手装置と、を備え、
   前記管が、前記人工心臓ポンプの吸込口及び吐出口の少なくともいずれか一方をなし、
   前記チューブが、前記人工血管であることを特徴とするポンプユニット。
9. 前記人工血管が、抗血栓性材料からなることを特徴とする請求項８に記載のポンプユニット。

Images