JP2024516684A - 球形キャニスタ - Google Patents

Abstract

第１の半球状コンポーネントおよび第２の半球状コンポーネントを有する球状容器を含む、真空下で流体を収集および貯蔵するキャニスタ。第１および第２のコンポーネントは、気密および液密シールを提供するために、複数のフランジからなるキャニスタベルトラインで接続される。

Description

（関連出願の参照）
本出願は、２０２０年７月２８日に出願された同時係属中の米国意匠特許出願第２９／７４４，２８８号の一部継続出願である。

（技術分野）
本発明は、真空技術に関し、より具体的には、真空下で流体を貯蔵するための装置に関する。より具体的には、本発明は、２つの半球形状のコンポーネント(構成要素)を有するが、シールジョイントまたはインターフェース(界面)は使用可能な収集容積内に位置する、キャニスタに関する。２つの側がしっかりと組み合わされるときに、キャニスタアセンブリは、真空下で流体を貯蔵するために使用される。

病院設定での真空技術の使用は、過去１００年間に非常に一般的になっている。この技術は、時間の経過とともに著しく進歩し、手術中および術後回復プロセスにおける患者ケアのためにならびに呼吸分泌物を管理するために利用されている。医療吸引は、気道を綺麗にするためや流体を除去するためだけでなく、重篤な患者を蘇生し、老廃物を回収し、手術野からの血液を再循環させ、新生児の困難な出産の支援し、創傷治癒を促進させ、手術室からの排ガスおよび煙を除去するためにも使用される。時間の経過とともに、そのような技術は、はるかにポータブルになってきており、病院を越えて、慢性ケア施設、外来クリニック、医師オフィス、救急搬送車両および患者宅のような、長期ケア場所へとその用途を拡大している。

真空技術の殆どの用途において、過剰な流体は、外科吸引キャニスタ内に堆積される。外科吸引キャニスタについての従来技術は、それらが再利用可能であること、半再利用可能であること、および使い捨て可能であることを提供する。再利用可能なキャニスタは、硬質プラスチックベースおよびプラスチック蓋で構成される。それらは、廃液管理に関連する処置当たりのコストを低減させるために開発された。半再利用可能なキャニスタは、廃液と接触することを意図しない再利用可能な外側キャニスタと組み合わされた使い捨て可能なライナおよび蓋を特徴とする。使い捨て可能な吸引キャニスタは、ベースキャニスタおよび蓋で構成される。これらは、廃液の収集および一時的な貯蔵のために今日使用される最も一般的な解決策である。

再利用可能な流体収集システムは、各使用後にキャニスタからの廃棄物を完全に処分することを要求する。キャニスタは、廃棄物の処分後に徹底的に洗浄および消毒されなければならない。この廃棄プロセスは、従業員が液滴またはエアロゾルに曝露するリスクを伴う。

半再利用可能な流体収集システムは、臨床医が硬質外側キャニスタから廃棄ライナおよび蓋アセンブリを取り外して廃棄することを要求するが、キャニスタは、次の処置への交差汚染のリスクを避けるため、再利用する前に徹底的に洗浄および消毒されなければならない。この廃棄プロセスは、従業員が液滴またはエアロゾルに曝露するリスクを伴う。

使い捨て可能なキャニスタは、曝露および交差汚染のリスクを低減させる利益を提供する。何故ならば、それらは、各使用後に廃棄されるからである。しかしながら、使い捨て可能なキャニスタは、コストおよびプラスチック材料廃棄物を減らすために使用されるプラスチックの量を最小限に抑えるために課題があるが、それらは、所要の圧力に耐えるよう十分に強力である必要がある。

吸引キャニスタは、ヘルスケア環境における成功裡の使用の長年の歴史を有する一方で、コストおよび安全性において改良の機会がある。

従来技術の使い捨て可能な吸引キャニスタシステムは、何十年に割って同じ基本的な形状および構造を有してきた。従来的な使い捨て可能なキャニスタは、蓋付きキャニスタを用いて作られる。キャニスタ形状は、殆ど円筒形であり、典型的には、結晶ポリスチレンまたはポリカーボネートのような高剛性を有するプラスチック樹脂から射出成形される。蓋は、一般に、平坦または僅かにドーム状であり、配管接続用のポートを含む。蓋は、典型的には、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリエチレンまたはポリプロピレンのような汎用プラスチックから作られる。収集された流体は、キャニスタ内に存在し、蓋は、吸引源からの真空レベルを維持し得るようにキャニスタの上部をシールする。

従来技術のキャニスタシステムでは、蓋がキャニスタ上に組み立てられるときに、シーリングリブが蓋上に配置され、キャニスタと接触する。蓋キャニスタ間シールインターフェースは、収集される流体容積の上方に常に配置され、故に、それは、液体シールであるように設計されておらず、液体シールである必要もない。シーリングリブは、典型的には、キャニスタの内径よりも寸法的に大きく、キャニスタと蓋上のシーリングリブとの間に干渉を生じさせる。この干渉は、シーリングリブとキャニスタとの間に局所的な表面圧を生じさせる。干渉の量は、任意ではない。過度の寸法的干渉は、キャニスタに蓋を装着することを困難にし得る。何故ならば、寸法的干渉の量が増加するにつれて、蓋を装着するのに必要とされる力が増加するからである。少なすぎる干渉は、液漏れを引き起こして、適切なシステム機能性を妨げ得る。さらに、蓋内のラッチ用の切欠きのような蓋またはキャニスタの構造における如何なる変化も、蓋の構造を局所的に変化させて、シーリング圧力の不連続部を作り出す。ラッチは、通常、蓋をキャニスタに固定するために使用され、蓋をベースにロックするように設計される。ラッチによって生成されたキャニスタの周りの圧力の不連続性は、キャニスタ空気漏れを引き起こす局所的な変形の原因である。加えて、従来技術のキャニスタにおける高レベルの蓋変形は、蓋が真空下で変形するにつれて圧力分布にも変化を生じさせる。

従来技術では、吸引キャニスタは、高真空設定での使用中に一定の真空下にある。キャニスタの主要な構造的機能の１つは、変形、漏洩、または破壊することなく、高レベルの真空に耐えることである。構造的完全性に関しては、既存の円筒形キャニスタ上の蓋変形の問題がある。既存の円筒形キャニスタ上の蓋は、蓋剛性を高めるためにほぼ平坦または僅かにドーム状である。高真空下で、従来的な蓋は、しばしば著しく変形し、真空が適用される間に機械的エネルギを効果的に蓄える。キャニスタがほぼ満杯になったときに真空が急速に解放されるか、あるいは指定される手順に従わないで解放されるならば、蓋は、元の位置にリバウンドして、機械的エネルギの急速な解放を引き起こし得る。この急速な蓋移動は、しばしばキャニスタ逆流(canister reflux)と呼ばれる状態を引き起こす。逆流事象の間に、廃液がキャニスタまたはキャニスタポートから噴霧して、臨床医および機器を潜在的に危険な液体への曝露のリスクに置く可能性がある。

再利用可能なキャニスタおよび半再利用可能なキャニスタに関連する固有のリスクおよびコストは、使い捨て可能な剛性吸引キャニスタの必要性を提供する。何故ならば、再利用可能な解決策および半再利用可能な解決策と比較して、交差汚染の可能性が排除されるからである。使い捨て可能なキャニスタは、臨床医が廃液と接触する機会も最小限に抑える。しかしながら、生成されるプラスチック廃棄物の量において、使い捨て可能なキャニスタでは、コストの問題が生じる。

よって、従来技術の欠点を満たす使い捨て可能なキャニスタの必要性が存在する。

本発明は、流体の真空貯蔵および分配のためのキャニスタである。キャニスタは、封止可能な様式でベルトラインの周りで嵌まり合い、流体貯蔵のための流体保持容積を提供する、第１の半球状コンポーネントおよび第２の半球状コンポーネントを含む。

キャニスタ設計は、使用可能な流体収集容積内に液密シールを適用することによって従来的なの使い捨て可能なキャニスタが直面している課題に対処する。

第１の半球状コンポーネントおよび第２の半球状コンポーネントが、ベルトラインでシール可能に接続されて、液体を貯蔵するキャビティを持つキャニスタの球形状を形成する。ベルトラインは、キャニスタキャビティの収集容積内で、キャビティ内の最大流体収集高さより下方に位置する。収集容積は、流体を貯蔵し得るキャビティの容積である。その結果、キャニスタキャビティ内の流体は、ベルトラインと接触することがある。従って、液体がベルトラインまたはキャニスタのシーリング場所で接触する状態で、液密および気密シールが典型的な動作条件下で確率および維持される。本出願人は、本発明の目的のための「ベルトライン(beltline)」という用語を、キャニスタの半球状コンポーネントの極部(poles)間の半分に少なくとも実質的に近く位置付けられるキャニスタの周囲の周りの赤道面シール(equatorial seal)であると定義する。「収集容積(collection volume」、「流体保持容積1(fluid holding volume」、「収集高さ(collection height)」または「ベルトライン」のいずれかと、これらの用語の一般的な定義との間に疑義があるならば、両方の定義が適用されるものと理解される。

収集される容積範囲内で半球状コンポーネント間のシーリング場所を位置決めすることは必須である。何故ならば、それは可能な最も効率的な設計を作り出すための機会を特異に提供するからであり、それは、経済的に生産、輸送および貯蔵し得る設計において全て使用されるプラスチックの量を最小限にしながら、所要の強度要件を達成する。

本発明の球状キャニスタは、ベルトラインのシーリング位置で少なくとも１つの成形された研磨された表面を有する。

本発明のさらに別の態様において、キャニスタは、ポリマシール、例えば、キャニスタのためのシール可能な接触を提供するポリマシール、例えば、熱可塑性ポリマから構成されてよい。

球状キャニスタは、キャビティ内の流体の容積の測定のための指標(indicia)を含んでもよい。

本発明のさらなる態様において、キャニスタの第１の半球状コンポーネントは、真空貯蔵中の機械的応力に抵抗するためにドーム状形状を有する。

キャニスタは、本発明の半球状コンポーネント間のシール可能な配置に寄与するラッチまたは接着剤を含んでもよい。

代替的に、キャニスタは、半球状コンポーネントで作られた楕円形状を有してよい。この形状は、半球状コンポーネントを分離する第３の円筒状コンポーネントをさらに有してよい。

これらの構成および他の構成は、以下にさらに詳細に記載される。

キャニスタの半球状コンポーネントが分離された本発明のキャニスタの第１の実施形態の斜視図である。 キャニスタの半球状コンポーネントがキャニスタのベルトラインに沿って接続された図１の斜視図である。 キャニスタのベルトラインに沿って分離されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す図２の線３－３を通じて取られた断面図である。 図２の線Ａ～３Ａを通じて取られた拡大斜視断面図である。 キャニスタのベルトラインに沿って接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図２の線４－４を通じて取られた断面図である。 キャニスタのベルトラインに沿って接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図２の線５－５を通じて取られた拡大断面図である。 キャニスタの第１の半球状コンポーネントのベルトラインラッチを示す、キャニスタのベルトラインに沿う図１の半球状コンポーネントの拡大集束斜視図である。 ベルトラインラッチで分離されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す図６の線７－７を通じる断面図である。 ベルトラインラッチで接続部に非常に近接したキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図６の線８－８を通じて取られた断面図である。 ベルトラインラッチで接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図６の線９－９を通じて取られた拡大集束断面図である。 キャニスタのベルトラインに沿って分離されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、本発明のキャニスタの第２の実施形態の断面図である。 本発明のキャニスタの第２の実施形態の第１の半球状コンポーネントの拡大斜視断面図である。 キャニスタのベルトラインに沿って分離されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、本発明のキャニスタの第３の実施形態の断面図である。 ベルトラインラッチで接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図１１に示す実施形態の拡大断面図である。 キャニスタのベルトラインに沿って分離されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、本発明のキャニスタの第４の実施形態の断面図である。 ベルトラインラッチで接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図１２の実施形態の拡大断面図である。 図１２に示すキャニスタの半球状コンポーネントの拡大斜視図である。 接続位置におけるキャニスタの第１の半球状コンポーネントのベルトラインラッチの第２の実施形態を示す、図１３に示す実施形態の拡大斜視図である。 キャニスタの第５の実施形態の第１の半球状コンポーネントの底部斜視図である。 接続レッジを示す、図１４のキャニスタの拡大底部斜視図である。 ベルトラインラッチで接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図１４のキャニスタの拡大断面図である。 キャニスタのベルトラインに沿って分離されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、図１４のキャニスタのさらなる断面図である。 ベルトラインラッチで接続されたキャニスタの半球状コンポーネントを示す、本発明のキャニスタの別の実施形態の拡大断面図である。 ベルトラインの上方の第１の位置まで液体で満たされたキャニスタの内部容積を示す、図２の線１６－１６を通じて取られた断面図である。 キャニスタの頂部に近接近した第２の位置まで液体で満たされたキャニスタの内部容積を示す、図２の線１７－１７を通じて取られた断面図である。 指標の第２の実施形態を示す、キャニスタの第２の半球状コンポーネントの拡大斜視図である。 キャニスタの第７の実施形態の側面図である。 キャニスタの第８の実施形態の側面図である。 キャニスタの第９の実施形態の側面図である。 キャニスタの第１０実施形態の側面図である。

本明細書の開示は、当業者が本発明を実施することを可能にするように詳細かつ正確であるが、他の特定の構造において具体化されることがある本明細書に開示の物理的な実施形態は、本発明を例示するにすぎない。好ましい実施形態が記載されているが、その詳細は、特許請求の範囲によって定義される本発明から逸脱することなく変更されることがある。

図１および図２に注目すると、本発明のキャニスタ２の第１の実施形態が示されている。キャニスタ２は、第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６を含む。以下に記載されるように、半球状コンポーネントは、本質的に互いに対称であり、互いに接合されるときに球形を形成する。代替的に、キャニスタは、半球状コンポーネント（４，６）で作られた楕円形状を有してよい。図１９Ａ～図１９Ｃを参照のこと。この形状は、さらに、半球状コンポーネント（４，６）を分離する第３の円筒状コンポーネントを有することもある。図１９Ｄを参照のこと。

第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６は、ベルトライン３６(beltline)で封止可能に接続されて、液体を貯蔵するためのキャビティ４０を有するキャニスタを形成する。このベルトライン３６は、キャビティ４０内の流体の高さ、すなわち、収集高さ１０６（図１６および１７を参照）よりも下方に、ならびにキャニスタキャビティ４０の収集容積１０８（図１６および１７を参照）、すなわち、流体保持容積内に配置されてよい。収集容積１０８（図１６および１７を参照）は、流体を貯蔵するために設けられるキャビティ４０の容積である。その結果、キャニスタキャビティ４０（図４を参照）内の流体は、ベルトライン３６と接触することがある。従って、負圧がキャビティ４０内に印加され、液体がキャニスタ２のシール場所と接触するとしても、液密および気密シールは、典型的な動作条件下に維持される。第１の半球状コンポーネント４は、第１の半球状コンポーネント外面１６によって画定される第１の半球状コンポーネントシェル８によって画定される。第１の半球状コンポーネント４は、第1の半球状コンポーネント外面１６によって画定される第1の半球状コンポーネントシェル８によって画定される。第1の半球状コンポーネント４は、第１の半球状コンポーネント極部２２を有し、シェル８は、極部２２から放物形状２４において第１の半球状コンポーネントベース２０まで延び、それによって、第１の半球状コンポーネント４を画定する。第１の半球状コンポーネントベース２０は、第１の半球状コンポーネントベース周囲１９(first hemispherical component base perimeter)を有する。ベース２０は、第１の半球状コンポーネント開口１２(first hemispherical component base opening)を有する。第１の半球状コンポーネント開口１２は、極部２２(pole)に向かって延びて、第１の半球状コンポーネントキャビティ２３を形成する。リム２５(rim)が、第１の半球状コンポーネントベース周囲１９の周りでベース２０に配置される。リム２５は、第１の半球状コンポーネントベルトライン２７を画定する。第１の半球状コンポーネントベルトライン２７に沿って位置付けられるのは、半球状コンポーネント４および６を互いにしっかりと取り付けるのを助けるために、複数の、例えば、６つのラッチ２９である。好ましくは、ラッチ２９は、互いから等距離に位置付けられる。

図１および図２を依然として参照すると、第２の半球状コンポーネント６は、第２の半球状コンポーネント外面１８をさらに含む、第２の半球状コンポーネントシェル１０によって画定される。第１の半球状コンポーネント４の形状と同様に、第２の半球状コンポーネント６は、第２の半球状コンポーネント極部２６を有し、シェル１０は、極部２６から放物形状２４において第２の半球状コンポーネントベース２８まで延び、それによって、第２の半球状コンポーネント６を画定する。第２の半球状コンポーネントベース２８は、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０を有する。ベース２８は、極部２６に向かって延びて、第２の半球状コンポーネントキャビティ１４を形成する、第２の半球状コンポーネント開口３２を有する。リム３３が、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の周りでベース２８に配置される。リム３３は、リップ３４(lip)をさらに有する。

第２の半球状コンポーネントベース２８は、第１の半球状コンポーネントベース２０と整列して且つ第1の半球状コンポーネント２０に対向して位置付けられる。ベース（２０、２８）の整列(アライメント)は、第１の半球状コンポーネントベース２０での第１の半球状コンポーネントシェル８と第２の半球状コンポーネントベース２８での第２の半球状コンポーネントシェル１０との整列によって提供される。

図１および図２を依然として参照すると、半球状コンポーネント４および６は、キャニスタベルトライン３６に沿って接続される。キャニスタベルトラインは、キャニスタ周囲３８(canister perimeter)の周りで互いに連通するリム２５およびリップ３４を含む。キャニスタ周囲３８は、第１の半球状コンポーネントベース周囲１９および第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の一方または両方に実質的に等しい。ラッチ２９は、キャニスタベルトライン３６の部分も含む。よって、第１の半球状コンポーネントキャビティ２３および第２の半球状コンポーネントキャビティ１４は、ベルトライン３６に沿って結合して、キャニスタシェル４２によって画定されるキャニスタキャビティ４０を提供する。

図１および図２を更に参照すると、キャニスタシェル４２は、本質的に極部２２から極部２６まで延在する指標４５(indicia)を持つ外面４４を有する。指標４５は、キャニスタ４０内の流体の量の容積測定値を提供し、図１７に関して以下でさらに議論される。

キャニスタ２は、第１の半球状コンポーネント極部２２に近接近して配置される１つ以上のポート４６(ports)、例えば、４つのポートも含む。ポート４６は、第１の半球状コンポーネントシェル８から上向きに延び、好ましくは、一体部品としてシェル８と共に成形される。

反対側のシェル１０には、第２の半球状コンポーネント極部２６の近くに配置された複数の支持部材４７がある。支持部材４７は、キャニスタ２を表面上に支持する手段を提供する。図示のように、３つの支持部材４７が示されているが、より多くのまたはより少ない支持部材を使用することができる。キャニスタ２が表面上に位置することを支持手段４７が可能にするのであれば、この配置は、本発明の範囲内に入ることが理解されよう。代替的に、支持部材４７は、除去されることができ、キャニスタは、別個の環形状または楕円形状のベース構造上に位置することができる。

観察されるように、キャニスタ２は、好ましくは、球形状４８を含む。よって、キャニスタは、従来技術とは異なる圧力容器を提供する。キャニスタ２上で応力計算を行うと、キャニスタ２のコンポーネントのシェル（８，１０）における応力は、従来技術の比較可能な円筒形圧力容器の１／２であることが観察されている。従って、本発明のキャニスタ２は、従来技術の円筒形キャニスタの少なくとも同じ真空圧力に耐える一方で、キャニスタシェル４２は、より薄いとまではいかなくても、従来技術の比較可能なサイズの円筒形キャニスタの厚さの少なくとも半分であることを要求する。よって、キャニスタ２の設計は、従来技術のキャニスタと比較して、減少された製造コストおよび材料コストを提供し、環境影響を低減する。

本発明のキャニスタ２の球形状４８、楕円形、またはほぼ球形状に対する別の利点は、形状の容積を形状の表面積と比較するときに、より効率的な形状である。例えば、２０００立方センチメートルの吸引キャニスタについて、本発明のキャニスタ２を先行技術の円筒形キャニスタと比較すると、本発明のキャニスタ２は、先行技術の円筒形キャニスタと比較して、使用中または貯蔵時に、１５％より少ない表面フロアまたは表面積を占める。加えて、キャニスタ２は、キャニスタ２の流体保持容積と実質的に均等な流体保持容積を有する従来技術の円筒形キャニスタと比較すると、動作中および貯蔵時に、低減された空間占有を有する。空間占有は、オブジェクトが占有する空間の容積として定義される。従前の定義と同様に、「空間占有」について本出願において提供される定義とこの用語の一般的な定義との間に疑問がある場合には、両方の定義が当て嵌まることが理解されよう。キャニスタ２の設計は、そのような使用のためにキャニスタが占有する面積を減少させる。

構造的完全性に関して、従来技術の円筒形キャニスタ上の逆流(reflux)を引き起こす蓋変形の問題は、本発明で対処される。先に述べたように、従来技術の円筒形キャニスタ上の蓋は、蓋剛性を高めるために、ほぼ平坦であるか、或いは非常に少量のドーム状区画を有する。高真空下で、従来の蓋は、しばしば著しく変形し、真空が印加される間に、機械的エネルギを効果的に蓄積する。キャニスタがほぼ満杯のときに、真空があまりにも急速に解放されるならば、蓋は、その元の位置にリバウンドして、機械的エネルギの急速な解放を引き起こし得る。この急速な蓋移動は、しばしばキャニスタ逆流と呼ばれる状態を引き起こし得る。対照的に、第１の半球状コンポーネント４の半球形状は、従来技術の円筒形キャニスタと比較して、実質的により剛性のある蓋を提供する。本発明の追加的な剛性は、本発明の設計をより還流しにくくする。何故ならば、キャニスタ２の変形は最小であり、よって、変形による蓄積エネルギは最小にされ、最終的には、真空下で流体を安全に貯蔵するキャニスタの能力を増大させるからである（図１７を参照）。

次に図３、図３Ａ、図４および図５を参照して、キャニスタベルトライン２６をより詳細に論じる。図３に示すように、半球状コンポーネント（４，６）は分離されている。リム２５は、２つの実質的に平行な環状リブ、第１の半球状コンポーネント外側リブ５０、第１の半球状コンポーネント内側リブ５２、および外側リブ５０と内側リブ５２とを接続するリブシェルフ１１０を含む。リブシェルフ１１０は、キャニスタ２のキャニスタベルトライン３６全体（図４を参照）の周りに正の表面圧の連続的なバンドを提供するのに寄与することが観察される。リブシェルフ１１０、外側リブ５０および内側リブ５２は、第１の半球状コンポーネントベース周囲１９の周りに設けられる。リム２５は、リブシェルフ１１０に対する外側リブ５０および内側リブ５２の位置決めによって画定される第１の半球状コンポーネントチャネル５４を有する。外側リブ５０は、好ましくは、長さＬ１（５８）だけ延在し、内側リブは、好ましくは、長さＬ２（６０）だけ延在する。好ましくは、長さＬ１（５８）は、長さＬ２（６０）よりも大きい。外側リブ５０および内側リブ５２は、第２の半球状コンポーネント６の方向においてチャネル開口５６を提供するように終端する。

図３Ａに示すように、内側リブ５２は、外側リブ５２に面し、第１の半球状コンポーネントキャビティ２３および最終的なキャニスタキャビティ４０に対向する、内側リブ外面７２をさらに提供する（図４に示す）。成形プロセスの間に、外面７２は、研磨された仕上げ部７０と共に成形され、それによって、製造上の傷および欠陥を除去または最小化する。研磨された表面７２は、図４および図５に示すように、キャニスタ２の増大されたシーリング特性を提供するために、第２の半球状コンポーネント６の外側リブ５２の内面６９と接触する。第１の半球状コンポーネント内側リブ５２は、研磨された外面７２によって画定される外径（Ｄ１）９８を有する（図３および図５を参照）。

図３をさらに参照すると、リム３３は、外側の第２の半球状コンポーネントの環状リブ６２、および第２のリブベース周囲３０の周りに延在する内側の第２の半球状コンポーネント環状リブ６４を含む。リブ６２および６４は、互いに実質的に平行であり、それによって、長さＬ３（６５）によって分離され、よって、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の周りに延在する環状の第２の半球状コンポーネントチャネル６７を画定する。

外側リブ３３は、内側リブ６４および第２の半球状コンポーネントキャビティ１４に面し、最終的なキャニスタキャビティ４０（図４に示す）に面する、内面６９をさらに提供する。上述のように、内面６９は、製造上の傷および欠陥を最小限に抑えるか或いは除去するために、研磨された表面７０も含む。研磨された表面（６９，７０）は、キャニスタ２の改良された封止特性を提供するために、第１の半球状コンポーネントの内側リブの外面７２と接触する。図３および図５に示すように、第２の半球状コンポーネント外側リブ３３は、研磨された外面（６９，７０）によって画定される内径（Ｄ２）９９を有する。

図４および図５を更に参照すると、これは、第２の半球状コンポーネントキャビティ１４および最終的なキャニスタキャビティ４０とは反対の方向において、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の周りに延在する、環状リップ延長面６８を提供する。

図４および図５に示すように、第１の半球状コンポーネント４が第２の半球状コンポーネント６と組み合わされるときに、外側の第２の半球状コンポーネント環状リブ６２は、第１の半球状コンポーネントチャネル５４内に位置付けられる。さらに、第１の半球状コンポーネント内部リブ５２は、第２の半球状コンポーネントチャネル６７内に或いは第２の半球状コンポーネントチャネル６７に実質的に近接して位置付けられる。第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６の連通は、キャニスタ周囲３８の周りのキャニスタベルトライン３６に沿う。その際に、リブ（５０，５２，６２，６４）は、キャニスタキャビティ４０から以下の向き、すなわち、第２の半球状コンポーネント内側リブ６４、第１の半球状コンポーネント内側リブ５２、第２の半球状コンポーネント外側リブ６２および第１の半球状コンポーネントの外側リブ５０という向きにおいて層状化される。この層状の向きにおいて、外側の第２の半球状コンポーネント環状リブ６２の研磨された内面（６９，７０）は、第１の半球状コンポーネントの内側リブ５２の研磨された外面（７０，７２）と実質的に接触して、キャニスタ２の液密および気密シーリングを提供する。液密および気密シールが提供されるのは、第１の半球状コンポーネント内側リブ５２の外径（Ｄ１）９８が、第２の半球状コンポーネント外側リブ６２の内径（Ｄ２）９９よりも大きいからである。この関係は、内側リブ５２に外側リブ６２に押圧させ、キャニスタ２のキャニスタベルトライン３６全体の周りに正の表面圧の連続的なバンドを提供し、外側の第２半球状コンポーネント環状リブ６２の研磨された内面（６９，７０）と第１の半球状コンポーネント内側リブ５２の研磨された外面（７０，７２）との間に達成される。さらに、この形状は、最小の歪みをもたらし、よって、正の表面圧の連続的なバンドがベルトライン３６の周りで達成され且つ維持されることを可能にする。前述のように、ベルトライン３６、接続場所９５（１６および１７を参照）は、キャニスタ容積４０の収集高さ１０６（図１６および１７を参照）内に配置されてよい。その結果、キャニスタ内の流体がベルトライン３６と接触する一方で、液密および気密シールが維持される。

次に図６、図７、図８および図９を参照して、ベルトラインラッチ２９での半球状コンポーネント（４、６）の連通および接続を記載する。図６に示すように、キャニスタベルトライン３６に沿うラッチ開口７３が、ベルトラインラッチ２９のために設けられる。リブシェルフ１１０はベルトライン３６の領域を通じて続いて、ラッチ開口７３の上方寸法を画定することが観察される。具体的には、各開口７３は、キャニスタベルトライン３６の第１の半球状コンポーネント外側リブ５０を通じる貫通穴を含む。ラッチ２９は、開口７３の第１の場所７４で、ラッチ第１の端７５で、外側フランジに接続される。ラッチ２９は、第１の位置７４の反対側に延び、第１の半球状コンポーネント極部２２に向かい、開口７３内のハンドル７６で終端する。ハンドル７６は、第１の半球状コンポーネントチャネル５４およびキャニスタキャビティ４０とは反対側に位置付けられた外側リップ７９を有する。キャニスタ２の半球状コンポーネント（４，６）が組み合わされて接続されると、リップ３４は、ハンドル７６上に載り、ハンドル７６と連通する。

図７、図８および図９に示すように、ラッチ２９および外側リブ５０の外面７７の相互関係は、第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６が、気密および液密構成を有するキャニスタを作るように正しく且つ完全に組み合わされているかどうかの視覚的表示(visual indication)を与える。外側リブ５０の外面７７は、チャネル５４の反対側にあり、キャニスタシェル外面４４のコンポーネントである（図１を参照）。半球状コンポーネント（４，６）が分離されると、ハンドル外面または表面８０は、外面７７に対して実質的に平面的である。図８に示すように、第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６は、互いに接触させられる。しかしながら、外面７７に対するハンドルの外面または表面８０の位置によって示されるように、気密および液密シールは達成されていない。第２の半球状コンポーネント外側リブ６２のリップ３４は、ハンドル７６と接触するが、それらは平面的な関係にはなく、ユーザは、気密関係が達成されていないことを見ることができる。

対照的に、図９は、気密構成を示す。ハンドル外面８０は、外面７７に対して実質的に平面的である。リップ延長面６８は、ハンドル７６と接触し、ハンドル７６上に載っている。第２の半球状コンポーネント外側リブ６２の研磨された内面（６９，７０）および第１の半球状コンポーネント内側リブ５２の研磨された外面（７０，７２）は、互いに直接接触している。従来技術とは異なり、各ラッチ２９は、高真空荷重下での過度の変形に抵抗する剛性を提供するように、記載されるように設計される。さらに、ラッチ２９は、キャニスタ２のシーリングキャニスタベルトライン３６全体の周りの正の表面圧の連続的なバンドの維持をさらに支持する。何故ならば、リブシェルフ１１０は、ラッチ２９の場所で正の表面圧の連続的なバンドを提供することに寄与するからである。よって、ラッチ２９は、第１の半球状コンポーネント４を第２の半球状コンポーネント６とのシールされた接続状態に維持することを支持する。

図１０および図１０Ａに注目すると、本発明のキャニスタ１０２の第２の実施形態が示されている。キャニスタ１０２は、プラスチックシール層がキャニスタ１０２に含まれていることを除いて、キャニスタ２と同様である。第２の半球状コンポーネント６は、第２の半球状コンポーネント外側リブ１６２を含む。第２の半球状コンポーネントポリマ区画シール８２が、リブ１６２と連通して位置付けられて、内面１６９を提供する。ポリマ区画８２は、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の全体に沿って外側リブ１６２と接触する環状リングである。内面１６９は、研磨された表面７０を有することが理解されよう。

キャニスタ１０２の第１の半球状コンポーネント４は、内側リブ１５２を含む。第１の半球状コンポーネントポリマ区画シール８３が、内側リブ１５２と連通して位置付けられて、内側リブ外面１７２を提供する。第１の半球状コンポーネントポリマ区画８３は、第１の半球状コンポーネントベース周囲１９、キャニスタ周囲３８の全体に沿って内側リブ１５２と接触する環状リングである。外面１７２は、研磨された表面７０を提供する。研磨された内面（１６９、７０）と研磨された外面（７０、１７２）との間の接触は、内面（６９、７０）と外面（７０、７２）との間の接触について記載したのと同じシーリングおよび構造的特性を提供する。

ポリマ区画（８２、８３）は、好ましくは、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）からなる。ポリマ区画８２は、第２の半球状コンポーネント６と共成形され、ポリマ８３は、第１の半球状コンポーネント４と共成形される。

図１１および図１１Ａに注目して、キャニスタ２０２の第３の実施形態が記載される。キャニスタ２０２は、キャニスタ２および１０２と同様であるが、第２の半球状コンポーネント６のチャネル６７内に位置付けられた第２の半球状コンポーネントチャネルポリマ区画シール８４を有する。ポリマ区画８４は、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の全体に沿ってチャネル６７の表面と接触する環状リングである。ポリマ区画（８２、８３）は、好ましくは、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）からなる。ポリマ区画８２は、第２の半球状コンポーネント６と共成形される。図１１Ａに示すように、第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６が前述のように接触しているときに、リブ５２は、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の全体に沿ってポリマ区画８４を圧縮して、前述のモードに加えて、キャニスタ２０２をシーリングする追加のモードを提供する。

図１２および図１２Ａは、キャニスタ３０２の第４の実施形態を記載する。キャニスタ３０２は、上述のキャニスタ１０２に関して記載したポリマ区画８３を有する第１の半球状コンポーネント４を組み込む。さらに、キャニスタ３０２は、キャニスタ１０２の研磨された外側リブ内面（１６９、７０）およびキャニスタ２０２の第２の半球状コンポーネントチャネルポリマ区画８４を組み合わせて、第２の半球状コンポーネントポリマ区画８５を提供する。ポリマ区画８５は、好ましくは、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）からなる。ポリマ区画８５は、第２の半球状コンポーネント６と共成形される。図１２Ａに示すように、キャニスタ３０２は、前の実施形態で記載したのと同じシーリングおよび構造的支持特性を提供することが理解されよう。

図１３および図１３Ａに注目して、上述の実施形態のいずれかに組み込まれることができる、さらなるベルトラインラッチ１２９を示す。キャニスタ２の半球状コンポーネント４および６は、前述のように、シールを達成するために組み合わされる。キャニスタベルトライン３６に沿って、ラッチ開口１７３が、ベルトラインラッチ１２９のために設けられる。具体的には、各開口１７３は、キャニスタベルトライン３６の第１の半球状コンポーネント外側リブ５０を通じる貫通穴を提供する。ラッチ１２９は、開口１７３の第１の場所７４で、ラッチの第１の端７５で、外側フランジに接続される。ラッチ１２９は、ラッチ第１の端７５から延びる手動タブ８６と、手動タブ８６に対して実質的に直角に延びる実質的に垂直な区画８７とを提供する。垂直区画８７は、着色された垂直区画上面８８で終端する。キャニスタ半球状コンポーネント（４，６）が組み合わされるプロセスにあるときに、リップ３４は、垂直区画８７をラッチの第１の端７５の周りを枢動可能に前進させる。その際に、垂直区画上面８８は露出されて、着色された陰影(シェーディング)を露わにする。着色された陰影は、キャニスタ２がシールされていないことを示す。図１３Ａに示すように、キャニスタ２の半球状コンポーネント（４，６）が組み合わされ且つ接続されて、シールされたキャニスタ２を提供するときに、リップ３４は、垂直区画上面８８上に載り、垂直区画上面８８と連通する。従って、垂直区画上面８８上のカラー陰影は可視でなく、それによって、半球状コンポーネント（４，６）が組み合わされ且つ接続されて、ベルトライン全体の周りに適切にシールされたキャニスタ２を提供する。各ラッチは、高真空荷重下での過度の変形に抵抗する剛性を提供するように設計される。

図１４、図１４Ａおよび図１４Ｂに注目すると、キャニスタ４０２の第５の実施形態が示されている。キャニスタ５０２は、前述のように第２の半球状コンポーネント６を組み込むが、第１の半球状コンポーネント１０４を組み込む。第１の半球状コンポーネント１０４は、内部ラッチ機構８９が、前述したような第１の半球状コンポーネント４上のラッチ（２９，１２９）と置換されるという点において、前述の第１の半球状コンポーネント４とは異なる。ラッチ機構８９は、第１の半球状コンポーネントの外側リブ５０の内壁９０上に成形され且つ位置付けられる。内部ラッチ機構８９は、楔(ウェッジ)構成を含み、楔の角度付き表面９３が、第１の半球状コンポーネントベース２０および実質的に水平な表面９２に近接近したテーパ状区画９１を提供し、テーパ状区画９１および実質的に水平な表面９２は、角度付き表面９３によって分離される。キャニスタ４０２は、少なくとも１つの内部ラッチ機構８９を有するが、好ましくは、複数のラッチ機構８９、例えば、６つのラッチ機構８９を有する。図１４Ｂに示すように、シーリング特性および構造的特性は、キャニスタ２の第１の実施形態に記載されている通りである。キャニスタ４０２の半球状コンポーネント（１０４、６）を組み合わせて、前述のようなシールされた構造的に健全なキャニスタを提供するときに、第２の半球状コンポーネント外側リブ６２のリップ３４のリップ延長面６８は、水平面９２上に位置する。内部ラッチ８９は、半球状コンポーネントを所定の位置に保持する機構(メカニズム)を提供する。各ラッチは、高真空荷重下での過度の変形に抵抗する剛性を提供するように設計される。

図１５および図１５Ａに注目すると、キャニスタ５０２の第６の実施形態が示されている。第２の半球状コンポーネント６では、第２の半球状コンポーネントチャネル接着シール９４が、第２の半球状コンポーネント６のチャネル６７内に位置付けられる。接着剤９４は、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の全体に沿ってチャネル６７の表面と接触する環状リングである。図１５Ａに示すように、第１の半球状コンポーネント４および第２の半球状コンポーネント６が前述のように接触するときに、リブ５２は、第２の半球状コンポーネントベース周囲３０の全体に沿って接着剤９４を圧縮して、一体的な一体成形品構造を形成する半球状コンポーネントをもたらす。これはキャニスタ５０２のための追加的な構造およびシーリングを提供する。

議論したように、リブ（５０，５２，６２，６４，１５２，１６２）の層状向きは、第１の半球状コンポーネント内側リブ（５２，１５２）を構造的に提供して、第２の半球状コンポーネント外側環状リブ（６２，１６２）ならびにチャネル６７内のポリマ区画８４または接着剤９４とシール可能に接触させる。さらに、ラッチ（２９，１２９，８９）構造は、高真空荷重下での過度の変形に抵抗する剛性を提供する。リブ向きとラッチ構造との組み合わせは、ベルトライン３６の周りに連続的な正のシーリング圧力を提供する（図１６を参照）。ラッチ（２９，１２９，８９）に関して、キャニスタ間のシールされた接触は、ラッチ（２９，１２９）の可聴クリック、ラッチ１２９に見られるようなカラー表示（図１３を参照）、およびラッチ上の表面７７および８０の比較で見られるような触覚表示（図９を参照）によって確保される。触覚表示において、キャニスタベルトライン３６は、滑らかな輪郭を有する。

上述のように、図１６および図１７は、本発明のシーリング特性を示す。半球状コンポーネント（４，１０４，６）の接続場所、線、９５が示されている。キャニスタの蓋と液体ウェルとの間の接続場所が液体の流体レベルラインの上方に位置する、従来技術のキャニスタとは異なり、接続場所９５は、半球状コンポーネント（４，１０４，６）のための接続場所であるキャニスタベルトライン３６に沿って位置付けられる。キャニスタベルトライン３６は、第１の半球状コンポーネント極部２２と第２の半球状コンポーネント極部２６との間のほぼ等距離に位置付けられる。よって、従来技術とは異なり、キャニスタベルトライン３６は、第１の半球状コンポーネント極部２２に近接近して位置付けられない。その結果、流体９７は、流体レベルライン９６がベルトライン３６および接続場所９５より上方にあるように、キャビティ４０を満たすことができる。ベルトライン３６がキャニスタ容積４０の収集容積１０８の収集高さ１０６内に位置することが観察される。半球状コンポーネント（４，１０４，６）間のキャニスタのシーリング特性は、気密および液密シールを提供して、流体レベルライン９６が第１の半球状コンポーネント（４，１０４）と第２の半球状コンポーネント６との間の接続場所９５より上方にあることを可能にする。本発明の球形、楕円形、またはほぼ球形の設計は、可視的な気泡がシールで入ることを許さないで漏れのないまたは気密シールを維持するために、廃液の高さに起因する静圧と組み合わされて、真空に起因する圧力差を超えるほぼ均一な圧力分布を維持する。

図１７に示すように、圧力がキャニスタから解放されたときに、蓋付近に達する流体レベルが逆流事象のリスクを提示する、従来技術とは異なり、キャニスタ２の設計を用いて、流体９７の流体レベルライン９６は、逆流事象のリスクを伴わずに、キャニスタ２の頂部の非常に近くなることができる。前述のように、キャニスタ２は、真空プロセス中の変形に構造的に抵抗する。従って、真空がキャニスタ２に印加されると、キャニスタ２は、キャニスタの変形からの十分な機械的エネルギを蓄積せず、それによって、真空が解放されるときの逆流事象を防止する。

図１８に注目すると、指標１４５の第２の実施形態が、第２の半球状コンポーネント６上に示されている。この指標は、より低い容積でより小さい増分を提供する。よって、指標１４５の第２の実施形態は、流体レベルライン（９６、図１６および図１７を参照）が第２の半球状コンポーネント極部２６に近接近するように、少量の流体（９７、図１６および図１７を参照）の正確な測定値を提供する。指標１４５のこの第２の実施形態は、低容積、例えば、３００ミリリットル以下の容積で、そのような精度が必要とされる、低い減少された容積の正確な測定値を提供する。球体のドーム形状、代替的に、楕円形状は、キャニスタ２の流体保持容積と同じまたは同様の流体保持容積を有する円筒形の従来技術のキャニスタの低容積指標と比較して、低容積指標１４５間の増加した距離を提供する。この増加した距離は、従来技術の流体収集読取値と比較して、キャニスタ２内の低流体容積のより正確な測定値、より正確な流体収集読取値を提供し、ここで、先行技術は、キャニスタ２と比較して実質的に同様の流体保持容積を有する。代替的に、半球状コンポーネントの向きに依存して、指標は、ベルトラインに平行に延在してよい。

図１９Ａ～図１９Ｃに注目すると、キャニスタ（６０２，７０２，８０２）は、前述のようにベルトライン３６で接続される半球状コンポーネント（４，１０４，６）からなる楕円形状を有してもよい。図１９Ｄに示すように、キャニスタ９０２は、半球状コンポーネント（４，１０４，６）を分離する円筒形コンポーネント１１２を持つ半球状コンポーネント（４，１０４，６）からなる細長い楕円形状を有してよい。第１半球状コンポーネント（４，１０４）は、第１ベルトライン（３６，１１４）に沿ってシリンダ区画に接続される。第１のベルトラインとは反対に、区画シリンダ(section cylinder)は、第２のベルトライン（３６，１１６）に沿って第２の半球状コンポーネント６に接続される。第１のベルトラインおよび第２のベルトラインは、前述のようなベルトライン３６の特性を含む。

上述のように、本発明は、流体を貯蔵するための改良されたデバイスを提供する。本発明は、流体漏出の可能性を費用効果的かつ効率的な方法で最小化する、耐久性のある流体密容器を提供する。その結果、真空がないか、低真空下にあるか、或いは高真空下にあるかにかかわらず、キャニスタ２は、キャニスタベルトライン３６の周りに連続的なシールを提供して、流体の安全かつ効率的な貯蔵および処分を確実にする。様々な実施形態の様々な構成が組み合わされることができ、本発明の範囲内に入ることが留意されるべきである。

上記は、本発明の原理の単なる例示と考えられる。さらに、様々な修正および変更が容易に当業者の心に思い浮かぶので、本発明を図示および記載した正確な構造および動作に限定することは望まされない。好ましい実施形態が記載されたが、特許請求の範囲によって定義される本発明から逸脱することなく、詳細は変更されることがある。

Claims (17)

1. 流体の真空収集および貯蔵のための球状キャニスタであって、
   第１の半球および第２の半球を含み、
   前記第１の半球は、少なくとも第１の環状リブによって画定される第１のベース周囲を持つ第１のベースを有し、
   前記第２の半球は、少なくとも第２の環状リブによって画定される第２のベース周囲を持つ第２のベースを有し、
   前記第１の環状リブは、キャニスタベルトラインの周りで前記第２の環状リブとシール可能に接触し、それによって、流体保持容積を形成し、前記シール可能な接触は、前記流体保持容積の周りに位置する、
   球状キャニスタ。
2. 前記第１の環状リブは、前記第２の環状リブの内径よりも大きい外径を有する、請求項１に記載の球状キャニスタ。
3. 前記第１の環状リブの外面が前記第２の環状リブの内面と加圧連通して、前記シール可能な接触をもたらす、請求項１に記載の球状キャニスタ。
4. 前記外面及び前記内面の少なくとも一方は、研磨された表面である、請求項３に記載の球状キャニスタ。
5. 前記研磨された表面は、成形された研磨された表面である、請求項４に記載の球状キャニスタ。
6. 前記キャニスタ半球の外面上の指標をさらに含み、前記指標は、前記流体保持容積内の前記流体の容積の測定値を提供する、請求項１に記載の球状キャニスタ。
7. 減少された容積の前記測定値のために互いに近接近する少なくとも２つの指標をさらに含み、実質的に均等な流体保持容積を持つ円筒形キャニスタにおける流体収集読取値と比較して、当該球状キャニスタ内のより正確な流体収集読取値が、提供される、請求項６に記載の球状キャニスタ。
8. 当該球状キャニスタの流体保持容積と比較して実質的に均等な前記流体保持容積を持つ前記円筒形キャニスタと比較して減少された空間占有を有する、請求項７に記載の球状キャニスタ。
9. 当該球状キャニスタは、動作モードおよび貯蔵モードのうちの少なくとも１つにあるときに前記減少された空間占有を有する、請求項８に記載の球状キャニスタ。
10. 前記第１の環状リブと前記第２の環状リブとの間の前記シール可能な接触は、前記キャニスタベルトラインの周りで連続的である、請求項１に記載の球状キャニスタ。
11. 前記第１の半球は、前記第１の半球ベースに近接近する少なくとも１つのラッチを有し、前記ラッチは、前記第２の半球と相補的に配置されて、前記シール可能な接触を提供する、請求項１に記載の球状キャニスタ。
12. 前記キャニスタベルトラインの周りの前記第１の半球および第２の半球間のシール可能な接触の検証のために前記ラッチ上の指標をさらに含む、請求項１１に記載の球状キャニスタ。
13. 前記ラッチは、前記第１の半球の内面に位置付けられ、前記内面は、前記流体保持容積を画定する、請求項１１に記載の球状キャニスタ。
14. 前記第２の半球は、前記第１の半球および第２の半球間のシール可能な接触を提供する接着剤を有する、請求項１に記載の球状キャニスタ。
15. 流体の真空貯蔵及び分配のための球状キャニスタであって、
    第１の半球および第２の半球を含み、
    前記第１の半球は、第１のベース周囲を持つ第１のベースを有し、
    前記第２の半球は、第２のベース周囲を持つ第２のベースを有し、
    前記第１のベースは、前記第２のベースとシール可能に接触し、それによって、流体保持容積を画定し、前記シール可能な接触は、前記流体保持容積の周りに位置する、
    キャニスタ。
16. 前記第１の半球および前記第２の半球のうちの少なくとも一方は、前記シール可能な接触を画定するシールを有する、請求項１５に記載のキャニスタ。
17. 前記シールは、熱可塑性エラストマおよび接着剤のうちの少なくとも１つである、請求項１６に記載のキャニスタ。
    

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