JP3126792U - 流体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングを挿入溝に挿入したときもＯリングが外れにくく、かつ挿入溝は、Ｏリングの保持を確実に行うことができる流体処理装置を提供すること。
【解決手段】ハウジング（２）の端部に血液ポート（３）を装着した流体処理装置（１）であって、前記血液ポート（３）の内周壁面にＯリング（４）の挿入溝（５）を形成し、当該挿入溝（５）に隣接する外周壁（６）に挿入溝（５）と連通する複数の凹部（６ａ）を形成し、前記挿入溝（５）にＯリング（４）を挿入し、前記血液ポート（３）が前記ハウジング（２）の端部に超音波溶着されるときに、前記Ｏリング（４）は固定材（８）に押圧されて変形し、当該変形部分の一部が前記凹部（６ａ）に実質的に収納されている流体処理装置（１）。
【選択図】図２

Description

本考案は、流体処理装置等のキャップの構造に関するもので、特に、キャップに設けたＯリングを挿入する溝の形状に関するものである。流体処理装置とは、例えば人工腎臓、人工肺、吸着型流体浄化器、血液濾過装置、血液分離装置などである。

従来より使用されている中空糸膜型の体液処理装置の例を挙げて説明する。中空糸膜型の体液処理装置は、複数本の中空糸膜を直線状に束ねて円筒状のハウジングに充填している。円筒状のハウジングの両端部は、血液の流入口及び流出口を形成するキャップ状の血液ポートが取り付けられている。血液ポートは、環状の凹部（Ｏリング挿入溝）が形成され、このＯリング挿入溝にシリコンゴムなどで形成されたＯリングが装着されている。
図５（従来のＯリング挿入溝５５の形状とＯリング５４の挿入状態の断面図）に例示するように、一般的に、Ｏリング挿入溝５５に挿入するＯリング５４の幅ＯＷと比べて、挿入溝５５の幅Ｗ２は幅ＯＷと同じか、もしくは小さい方が、パッキン部の液密性（シール性）を保持できる。
ところが、Ｏリング５４と、Ｏリング挿入溝５５を同一の幅（径）で形成した場合、Ｏリング５４挿入の際に挿入溝５５の中の空気層が外に逃げず、挿入しにくい。また挿入溝５５の幅Ｗ２が小さい場合、流体処理装置の組立時にＯリング５４を挿入溝に挿入すると、Ｏリング５４の方が大きいため、やはり挿入しにくく、一旦挿入してもずれたり、または輸送中の振動等で外れたりすることがあった。また、ハウジングと血液ポートの超音波溶着の際、Ｏリング５４に圧力がかかりすぎると、逃げ場のなくなった圧力の負荷を受けて、血液ポート５４の内周凸部６６を破損することもあった。

特許文献１には、内周面の一部に、弾性体を素材とする環状シール部材を植設した一体成形品のキャップを、ケースの開口端に装着する際に、環状シール部材をケースの開口端に密着させるようにした、人工腎臓器の透析器におけるキャップ構造が記載されている。
環状シール部材（２４）に環状凹溝（３７、３８、３９、４０、４３、４４、４５、４６）あるいはフランジ部（４７、４８）を形成し、キャップ本体（２３）の射出成形時に環状シール部材（２４）の上部（２４ａ）が確実に抱持されることで、環状シール部材（２４）はキャップ本体（２３）に強固に固定される。これらにより、環状シール部材がキャップ本体より外れることがなく、不良品の発生がなくなるというものである。

特許文献２には、血液ポート形成部材５ａ、５ｂに形成したＯリングのはめ込み溝の両側に、凹部（検知溝１４）を形成し、はめ込み溝にＯリングが配置されているときには検知溝が遮断され、Ｏリングが配置されていないと、検知溝により、ハウジングの内部空間と外部空間が連通する流体処理装置が記載されている。
ハウジング内の通路に、エア等の流体を挿通するとＯリングを配置せずに組み立てられたものは、凹部から流体がハウジング内より外部へと漏れるので、この漏れた流体を検査工程で検知することにより、不良品である、Ｏリングのない流体処理装置の確認ができる。

特許文献３には、血液ポート９（１０）の内面周縁部に設けられた環状凹部２６に、二色またはインサート成形によって血液ポート９（１０）に一体成形することで環状弾性体１７（１８）を固定し、血液ポート９（１０）の環状凹部２６の内側側面を形成する環状リブ２２と環状弾性体１７（１８）との間には、環状空間３２を有する。
環状弾性体１７（１８）は、Ｏリングの代わりに血液ポート９（１０）と隔壁５（６）との間を液密状態に維持できる上、血液ポート９（１０）に一体成形しているので、従来のような環状凹部への挿着時のＯリングのずれなどを回避でき、さらに、血液ポート９（１０）または環状弾性体１７（１８）の成形時に発生したバリを環状空間３２へ密閉できる。

特許文献１は、キャップ２３が完成したときの環状シール部材２４は外れなくなるものの、下型３１の環状段面３３に形成された環状凹溝３４と環状シール部材２４を同寸法で形成することから、下型３１に環状シール部材２４をはめ込む際に環状凹溝３４の空気層の空気が逃げにくく、環状シール部材２４がはめ込みにくくなる。
特許文献２は、不良品の検査のための溝に過ぎず、Ｏリングが外れたりずれたりすることへの解決策にはならない。
特許文献３では、血液ポートと環状弾性体を一体成形（二色射出成形、インサート成形）によるバリ発生防止のための環状空間３２であり、Ｏリングを用いる場合には必要のないものである。
また、特許文献１及び特許文献３では、全体的な設計変更も必要となる。

特開昭６１−１８７８６８（［請求項１］、［実施例］、第５図〜第１１図） 特開平０２−１８２２６３（［特許請求の範囲］、［作用］） 特許第２５１７７７７号（［請求項１］、［発明の効果］、第３図、第４図、第７図、第８図）

流体処理装置の組立時において、血液ポートのＯリング挿入溝にＯリングを挿入するとき、（１）挿入溝から空気が抜けにくい（２）Ｏリングが挿入しにくいと同時に、挿入したＯリングが外れたりずれたりする（３）超音波溶着などの際、Ｏリングに圧力がかかりすぎると、内周凸部が破損する、といった不良品が発生する点である。

［１］本考案は、ハウジング（２）の端部に血液ポート（３）を装着した流体処理装置（１）であって、
前記血液ポート（３）の内周壁面にＯリング（４）の挿入溝（５）を形成し、当該挿入溝（５）に隣接する外周壁（６）に挿入溝（５）と連通する複数の凹部（６ａ）を形成し、
前記挿入溝（５）にＯリング（４）を挿入し、前記血液ポート（３）が前記ハウジング（２）の端部に超音波溶着されるときに、
前記Ｏリング（４）は固定材（８）に押圧されて変形し、当該変形部分の一部が前記凹部（６ａ）に実質的に収納されている流体処理装置（１）を提供する。
［２］本考案は、圧力で変形される前の前記Ｏリング（４）の幅（ＯＷ）と、前記挿入溝（５）の幅（Ｗ２）を実質的に同一に形成した［１］に記載の流体処理装置（１）を提供する。
［３］本考案は、前記凹部（６ａ）の幅（Ｗ１）は、前記Ｏリング（４）の幅（ＯＷ）の１／５から１／２である［１］または［２］に記載の流体処理装置（１）を提供する。

本考案は、Ｏリング４の挿入溝５の外周壁６に凹部６ａを形成することにより、
（１）挿入溝６内の空気が凹部６ａから外部へと逃げるので、血液ポート３へＯリング４を挿入する際、容易に挿入できるようになる。
また、（２）挿入溝５とＯリング４の径を同一に形成できるので、Ｏリング４を挿入溝５に挿入したときも、Ｏリング４が外れにくく、かつ血液ポート３の挿入溝５は、Ｏリング４の保持を確実に行うことができる。（３）超音波溶着でＯリング４に圧力がかかりすぎた場合にも、凹部６ａで圧力を吸収・緩和されるので、内周凸部１６が破損したりすることがない。

以下、中空糸膜型の流体処理装置を用いて説明する。
図１は、本考案の一実施例である流体処理装置１の断面図（長さ方向の一部切欠断面図）、図２（Ａ）は、本考案の一実施例である流体処理装置１の血液ポート３の底面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部拡大図、図３（Ａ）は本考案の一実施例である流体処理装置１の血液ポート３の一部切欠断面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部拡大図、図４は本考案のＯリング挿入溝５の形状とＯリング４の挿入状態の断面図である。
［流体処理装置１］
流体処理装置１は、例えば図１のように、ハウジング２とハウジング２両端に装着した血液ポート３からなり、ハウジング２の長さ方向に沿って配置した中空糸膜７束の端部を、固定材８によりハウジング２の端部内面に固定している。

［血液ポート３（挿入溝５、外周壁６、凹部６ａ）］
血液ポート３は、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示すように、内周壁面にＯリング４を挿入するＯリング挿入溝５が形成され、挿入溝５に隣接する外周壁６に挿入溝５と連通する複数の凹部６ａが形成されている。
この複数の凹部６ａは、設計や成形等の合理性上から具体的には２箇所以上の偶数が好ましく、２〜８箇所にほぼ均等位置に形成するのがより好ましい。
挿入溝５にＯリング４を挿入し、血液ポート３がハウジング２の端部に超音波溶着されるときに、Ｏリング４は固定材８に押圧されて変形し、この変形部分の一部が凹部６ａに実質的に収納される。すなわち、凹部６ａは、後に詳述する作用の他にも、超音波溶着等の際のＯリングが受ける圧力を吸収・緩和する役割も果たしている。
なお、「実質的に収納される」とは、凹部６ａ内に、Ｏリング４の変形部分の一部が少しでも収納されることを意味する。

凹部６ａの幅Ｗ１（血液ポート３を半径方向に見たときの溝の深さともいう）は、Ｏリング４の幅ＯＷの約１／５から１／２に形成する。
例えば、Ｏリングの幅ＯＷが２．０ｍｍの場合、凹部６ａの幅Ｗ１は０．２〜１．０ｍｍに形成する。凹部６ａの幅Ｗ１があまり大きくなると、血液ポート３をハウジング２の端部に超音波溶着したとき、Ｏリング４が固定材８に押圧されても、Ｏリングの押圧の力が弱くなって、完全に液密とならない可能性があり、液漏れ等が発生するおそれがあるので好ましくない。逆に、凹部６ａの幅Ｗ１があまり小さすぎると、前述の凹部６ａを形成する効果が十分に得られなくなる。すなわち、図５の従来例と同様に、挿入溝５の空気が逃げられないのでＯリングを挿入しにくくなり、また、Ｏリングに圧力がかかりすぎて逃げ場のなくなった圧力が、内周凸部１６を破損したりする危険性もあり、凹部６ａの効果が期待できない。
また、凹部６ａの長さＬ１と凹部６ａを形成していない外周壁６の長さＬ２は、例えば図２（Ａ）のように凹部６ａを８箇所に形成する場合、長さを決める手段の一例として、凹部６ａを形成している扇形の中心角の角度であるθ１を２０°、凹部６ａを形成していない扇形の中心角の角度であるθ２を２５°に設定する等により決めることができる。この設定手段は、あくまでも一例である。凹部６ａの長さＬ１があまりに長いと、長さＬ２が短くなるので、Ｏリング４が挿入溝５にしっかりと固定されなくなるため、組立時に支障をきたすことになるが、凹部６ａの長さＬ１があまり短すぎると凹部６ａの空気を逃がす効果が得られなくなる。したがって、長さＬ１：長さＬ２は、１：１〜１：１．５程度が好ましい。
なお、凹部６ａの幅Ｗ１、長さＬ１ともに、前述した数値は一例であって、流体処理装置１の大小や形状等に伴う凹部６ａの個数の増減及び幅Ｗ１の違いにより、適宜変更されうるものである。

挿入溝５の深さ、内周凸部１６及び外周壁６の高さＨは、図３（Ｂ）及び図４に示すように、従来と同様、挿入したＯリング４の高さＯＨよりも低くなるように設定されている。固定材８に押圧する際、Ｏリング４を圧力で変形させることで体液処理液側の液密性を保持するためである。

［Ｏリング４］
Ｏリング４は、シリコンゴム等の弾性を有する材質で形成される。
Ｏリング４の幅ＯＷは、血液ポート３挿入溝５の幅Ｗ２（凹部６ａの幅Ｗ１を含まない幅）と実質的に同一に形成されるのが好ましい。Ｏリング４の幅ＯＷと挿入溝５の幅Ｗ２を同寸法で形成することで、流体処理装置１の組立時に、挿入溝４にＯリング４を容易かつ確実に挿入できる。
従来の図５のように、凹部６ａを形成しない場合に、Ｏリング５４の幅とＯリングの挿入溝５５の幅を同寸法で形成すると、Ｏリング５４の挿入時に挿入溝５５内の空気層Ｓが外部に抜けにくいので、空気層Ｓの圧力でＯリング５４が挿入しにくくなる。そのため、挿入溝５５の幅Ｗ２よりも、Ｏリング５４の幅ＯＷを若干大きくし、挿入溝５５の空気層Ｓを追い出すようにＯリング５４を挿入していたが、Ｏリング５４の幅ＯＷの方が大きいと挿入溝５５に挿入しにくく、正しく挿入されないことも多々あった。
そこで、前述したように挿入溝５の外周壁６に凹部６ａを形成することで、挿入溝５にＯリング４を挿入するとき、挿入溝５内の空気が凹部６ａから外部に逃げる（押し出される）ので、Ｏリング４の幅ＯＷと挿入溝５の幅Ｗ２を実質上同一に形成しても、容易に挿入することができると同時に、挿入溝５のＯリング４の保持を確実に行なうことができるのである。

本考案の一実施例である流体処理装置１の断面図（長さ方向の一部切欠断面図） （Ａ）本考案の一実施例である流体処理装置１の血液ポート３の底面図、（Ｂ）（Ａ）の一部拡大図 （Ａ）本考案の一実施例である流体処理装置１の血液ポート３の一部切欠断面図、（Ｂ）（Ａ）の一部拡大図 本考案のＯリング挿入溝５の形状とＯリング４の挿入状態の断面図 従来のＯリング挿入溝５５の形状とＯリング５４の挿入状態の断面図

符号の説明

１ 流体処理装置
２ ハウジング
３、５３ 血液ポート
４、５４ Ｏリング
５、５５ （Ｏリング）挿入溝
６ 外周壁
６ａ （外周壁の）凹部
７ 中空糸膜
８、５８ 固定材
９ （血液の）流入口（流出口）
１６、６６ 内周凸部
Ｗ１ （凹部６ａの）幅
Ｗ２ （挿入溝５、５５の）幅
Ｈ 挿入溝５、５５の深さ、内周凸部１６、６６、外周壁６、５６の高さ
ＯＷ Ｏリング４、５４の幅
ＯＨ Ｏリング４、５４の高さ
Ｌ１ （凹部６ａの）長さ
Ｌ２ （外周壁６の凹部６ａを形成していない部分の）長さ
Ｓ 空気層

Claims (3)

1. ハウジング（２）の端部に血液ポート（３）を装着した流体処理装置（１）であって、
   前記血液ポート（３）の内周壁面にＯリング（４）の挿入溝（５）を形成し、当該挿入溝（５）に隣接する外周壁（６）に挿入溝（５）と連通する複数の凹部（６ａ）を形成し、
   前記挿入溝（５）にＯリング（４）を挿入し、前記血液ポート（３）が前記ハウジング（２）の端部に超音波溶着されるときに、
   前記Ｏリング（４）は固定材（８）に押圧されて変形し、当該変形部分の一部が前記凹部（６ａ）に実質的に収納されていることを特徴とする流体処理装置（１）。
2. 圧力で変形される前の前記Ｏリング（４）の幅（ＯＷ）と、前記挿入溝（５）の幅（Ｗ２）を実質的に同一に形成したことを特徴とする請求項１に記載の流体処理装置（１）。
3. 前記凹部（６ａ）の幅（Ｗ１）は、前記Ｏリング（４）の幅（ＯＷ）の１／５から１／２であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体処理装置（１）。

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