JP3418395B2 - 超音波溶接プラスチック・リボンならびにこれを形成する装置及び方法 - Google Patents

超音波溶接プラスチック・リボンならびにこれを形成する装置及び方法

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JP3418395B2 JP50843693A JP50843693A JP3418395B2 JP 3418395 B2 JP3418395 B2 JP 3418395B2 JP 50843693 A JP50843693 A JP 50843693A JP 50843693 A JP50843693 A JP 50843693A JP 3418395 B2 JP3418395 B2 JP 3418395B2
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Description

【発明の詳細な説明】 薬剤投与の分野において、マルチフロー注入ポンプの
開発は、２種類以上の薬剤の同時給送及び投与を改善し
た。このような複数薬品／溶液給送装置で通常生じる個
々のプラスチック医療チューブのもつれ、ならびにこれ
から生じる問題を防止するために、並置された２本以上
のプラスチック・チューブを備えた単体リボンが、患者
への注入の直前まで複数の薬品及び溶液を混合させるこ
となく、同時に給送するために開発された。このような
チューブ・リボンはマルチチューブ・リボンの押出し成
形、個々のチューブの相互ケミカル・ボンディング、個
々のチューブの接着、及び並置されたチューブを互いに
接着するための外部加熱空気の使用を含むいくつかの異
なる方法で製造されてきた。リボン押出し成形法は、特
別設計の金型及び取付け具が必要なためきわめて費用の
かさむものであり、またケミカル・ボンディング及び接
着は比較的汚れを生じやすく、「清掃」手順を必要とす
るものである。外部の熱を印加することによる接着は時
間がかかる手順であり、プラスチック・チューブに熱変
形をもたらすものである。
上述のすべての方法において、チューブが単体マルチ
チューブ・リボンの全長にわたってまとめて固定されて
おり、このことがリボンを構成している個々のチューブ
の端部を、たとえば、チューブ・リボンが接続されるマ
ニフォルド・コネクタの離隔した流入口に接続するため
に分離しなければならない場合に大きな問題をもたらす
ことが理解されよう。接着されているチューブの端部を
分離させる際に、端部の壁部が損傷を受けることがしば
しばあり、上記のマニフォルド流入口へのその接続部が
適切にシールされた接続部よりも多くの漏れを生じるよ
うになる。さらに、事実上不可能ではないにしても、Ｙ
コネクタなどのコネクタないしアダプタを、マルチチュ
ーブ・リボンの個々のチューブの１本だけに接続するこ
とが困難となる。
本発明は並置関係で固定された２本以上のプラスチッ
ク医療チューブで形成された新規な単体リボン、ならび
にこれを製造する装置及び方法を目的とする。
この新規な単体リボンは並置プラスチック・チューブ
をリボンの長さに沿って離隔した個所でのみ超音波溶接
する点で独自のものである。それ故、リボンを未溶接部
分で切断すれば、たとえば、マニフォルド・コネクタの
若干離隔した流入口との信頼性の高い密閉係合のため
に、無損傷のチューブ端部を得ることができる。さら
に、他の薬品を超音波溶接されたリボンのチューブの１
本だけに導入するためのＹコネクタなどのコネクタを接
続することを望む場合、リボンの未溶接部分でその１本
のチューブを簡単に切断することができる。
本明細書で開示するこの超音波溶接法は上述のリボン
形成方法のいずれよりもはるかに迅速で、清潔なもので
あり、しかも、薬品をまったく使用する必要がないもの
である。本発明の新規なチューブ・リボンを超音波で形
成するための装置は、溶接されるプラスチック・チュー
ブを受け入れるために複数個の並列な溝が上面に形成さ
れているベース部材と、溝の長さに沿って間隔をおいて
チューブを溝に締め付けるための手段と、下面に溶接ブ
レードを有する一連のソニック・ホーンであって、各ソ
ニック・ホーンの各溶接ブレードが並列のチューブと接
触係合するまで締め付け手段の間を下方に移動可能な一
連のソニック・ホーンとを含んでいる。ソニック・ホー
ンは40000サイクル程度の周波数すなわち振動数で作動
し、これによって並列なチューブの外面が溶融し、溶融
したプラスチック材料がチューブの間を下方へながれ、
互いに結合し、硬化し、チューブ間に超音波溶接部を形
成する。溶接部分の間のチューブ・リボンの部分は結合
されず、上述の目的のために広げることができ、かつ個
々にあるいはすべて同時に切断することができる。この
独自のチューブ・リボンはきわめて適合性が高く、現在
入手可能なチューブ・リボンに付随する問題を、全部と
はいわないものの、ほとんど解決できるものである。
本発明の目的は、現在入手可能なチューブ・リボンよ
りもはるかに適合性を高いものとするチューブの長さに
沿って離隔した未溶接部を特徴とする、並列チューブの
新規な超音波溶接リボンを提供することである。
本発明の他の目的は、このような新規なチューブ・リ
ボンを形成するための方法、ならびに溝付きのネスト状
のベース部材と、２本以上のプラスチック・チューブを
並列な関係で締め付けるための手段と、この独自の方法
を実行する、チューブの長さに沿って離隔した個所でチ
ューブを互いに超音波溶接するために隣接したチューブ
と係合可能なシーリング・ブレードを有する手段とを含
んでいる装置を提供することである。
本発明を特徴づけると考えられる特徴を添付の請求の
範囲に記載する。本発明自体、ならびにその特徴、目的
及び付随的な利点は、添付図面に関連して行う現時点で
好ましい実施例の以下の詳細な説明からもっともよく理
解されよう。
第１図は、本発明の単体プラスチック・リボンの好ま
しい実施例を利用した、患者用の複数注入ポンプ装置の
図面である。
第２図は、第１図に示した単体プラスチック・リボン
の好ましい形態を製造するための本発明の方法を実行す
る本発明の装置の斜視図である。
第３図は、第２図のほぼ３−３線に沿って取った垂直
断面図である。
第４図は、第２図のほぼ４−４線に沿って取った垂直
断面図である。
第５図は、ソニック・ホーンの作動後、ベース部材か
ら超音波溶接プラスチック・リボンを除去する前の第４
図と同様な図面である。
第６図はマニフォルド・コネクタに接続され、かつＹ
コネクタが個々のチューブに接続されている、本発明の
プラスチック・リボンの端部セグメントの拡大断面図で
ある。
図面において、請求の範囲記載の発明の一部の好まし
い実施例が第１図に示されている。同図には、患者に２
種類以上の薬剤を同時に、あるいは規定の順序で給送
し、投与することが必要な状況で複数注入ポンプ装置10
に接続される単体超音波溶接複数プラスチック・リボン
８が示されている。ポンプ装置10は輸液用のぜん動タイ
プ・ポンプである１次ポンプ12、ならびに特定の患者用
に規定されたとおりに３種類の薬品／溶液薬剤をガラス
瓶16a、16b及び16cから給送する３台のカセット・プロ
グラマブル・タイプのポンプ14a、14b及び14cを含んで
いる。ポンプ12、14a、14b及び14cの各々は、チューブ
・リボン８の個々のチューブ18a、18b、18c及び18dの１
本に接続されたそれぞれの出口を有している。
第１図に示すように、超音波溶接チューブ・リボン８
は、リボン８の長さに沿って離隔して配置された少なく
とも２つの未溶接部20及び22を特徴としている。全部で
はないにしても、ほとんどの当分野で周知の複数チュー
ブ・リボンは、リボンの全長にわたってまとめて固定さ
れた並列のチューブを特徴としている。未溶接部20は４
本の個々のチューブ18a、18b、18c及び18dの端部の、患
者との単一の流出接続部28を有するマニフォルド状の複
数ポート装置26の流入口24a、24b、24c及び24dとの液密
接続を容易とする。流入口24a、24b、24c及び24dが、単
体チューブ・リボン８の溶接部30における４本の個々の
チューブ18a、18b、18c及び18dの間隔よりも離隔してい
ることに留意されたい。従来の技術で周知の完全に接着
されたチューブ・テープと、このタイプの接続が必要な
場合、接着された端部を分離させることで、チューブ、
特に薄壁のチューブの壁構造及び流入口の接続部に損傷
が生じ、流入口は適切に密閉されなくなる。したがっ
て、並列のチューブ18a、18b、18c及び18dが離隔した個
所で超音波溶接され、20及び22などの未溶接部を規定す
るようになっているチューブ・リボン８の場合、個々の
チューブ18a、18b、18c及び18dを損傷を与えることなく
グループとして、あるいは個別に切断し、他の薬剤を第
６図のチューブ18dから患者に投与できるようにチュー
ブ18dに接続されているＹコネクタ32などの雄または雌
コネクタとの密閉接続を行うことができる。
このチューブ・リボン８を形成する方法、ならびにこ
の方法を遂行する装置34は新規なものであり、かつ独自
のものであると考えられる。第２図、第３図、第４図及
び第５図に示すように、装置34は細長い部材36を特徴と
しており、該部材はその上面に並列して密着した隣接関
係で形成された２本以上の半円柱形の溝38を有してい
る。溝38は第３図、第４図、及び第５図に示すように、
細長いプラスチック医療チューブ40を受け入れるように
なされている。締め付け装置42はベース部材36の長さに
沿って長手方向に離隔しているヒンジ46によって、ベー
ス部材36の側壁44にヒンジ止めされ、溝38を横切って横
方向へピボット運動し、第３図に示すように、本方法の
超音波溶接段階中にチューブ40を溝38内に保持するよう
になっている。締め付け装置42をピボット運動させるた
めに、ハンドル48が締め付け装置42のヒンジ止めされて
いない端部に設けられている。第２図及び第３図に示す
ように、締め付け装置42の下面には凹み50が設けられ、
チューブ40が締め付け装置42によって平らにされないよ
うにしている。
装置34の超音波溶接部は１つまたは複数のソニック・
ホーン52を特徴としており、該ホーンの各々の下面に
は、１列または複数列の平行で並列なシーリングないし
溶接ブレード54が設けられている。第２図の実施例に示
すように、シーリング・ホーン52は各々の２つの隣接し
た締め付け装置42の間の空間に設けられている。シーリ
ング・ホーン52の長手方向の寸法が２つの隣接した締め
付け装置42の間の距離よりも小さくなければならないこ
とは明かである。
図面には示していないが、各ホーン52にはホーン52及
び溶接ブレード54を40kHz程度の周波数で超音波作動さ
せる発振変換器と、ベース部材36に関してホーン52を上
昇下降させる手段が設けられている。
第４図に示すように、内部の３個の溶接ブレード54の
各々が２本の隣接した並列なプラスチック・チューブ40
の外面に接触係合し、溝38間に規定されたアンビル面56
上方にくるまで、各ホーン52は下降させられる。３個の
内部溶接ブレード54の、各ホーン52の下面に形成された
溝58によって規定される幅は、各アンビル面56の幅とほ
ぼ同じ距離である隣接した並列なチューブ40の各対の間
のもっとも近接した距離よりも若干大きくなっている。
各ソニック・ホーン52が活動化されると、超音波振動
の発熱効果によって、溶接ブレード54の対向縁部に接触
している２本の隣接したプラスチック・チューブ40の顔
面が溶融し、溶融したプラスチックはブレード間のアン
ビル面56に向かって下方へ流れ、ソニック・ホーン52の
非活動化後に、アンビル面上で硬化し、２本の隣接した
並列なチューブ40の間に溶着部60（第５図）を形成す
る。この超音波溶接はプラスチック・チューブの各隣接
対間で同時に行われ、その結果、任意の長さのマルチチ
ューブ・リボン８がもたらされる。図示の単体リボン８
には、チューブ40が４本しか示されていないが、目的と
する用途に応じて、チューブの本数はもっと少なくて
も、もっと多くてもかまわないことを理解すべきであ
る。溝付きベース部材及びソニック・ホーンが改変でき
ることはもちろんである。
第２図にもっともよく示されているように、各ソニッ
ク・ホーン52の溶接ブレード54は、溶接ブレード54を規
定する長手方向に配設された溝を横切って延びている溝
62によって長手方向で中断されている。溶接ブレード54
のこれらの長手方向の中断、ならびに締め付け装置42の
下方に配設された部分を含む、各２個の隣接したソニッ
ク・ホーン52の間に配設されたチューブ40の部分によっ
て、本装置34は任意所望の間隔で間欠的に離隔した溶接
部分と未溶接部分を特徴とするチューブ・リボン８を提
供し、これらの特徴はリボンの全長にわたって並列のチ
ューブが互いに接着されている現在周知のチューブ・リ
ボンよりもチューブ・リボン８をはるかに適合性の高い
ものとするものである。装置34を改変し、チューブ40が
リボンの全長にわたって超音波溶接されているチューブ
・リボンを提供するようにできることはもちろんであ
る。この場合、複数ポート・コネクタとの接続のために
チューブの端部を分離することが必要となった場合に、
この超音波溶接されたリボンでは、他の周知の方法で形
成されたチューブ・リボンよりも、個々のチューブを簡
単に引き剥せることが判明した。
本発明の範囲は製品、装置及び方法の好ましい形態に
関する上記の説明にではなく、以下の請求の範囲に記載
されたところにあり、当分野の技術者には、変更及び改
変を本発明から逸脱することなく行えることは明かであ
ろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−13890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−75578（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−117012（ＪＰ，Ａ) 特公 昭39−8008（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許4389267（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/82 B23K 20/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】並列関係で配設された２本以上のチューブ
    の形態のプラスチック・チューブの単体リボンを形成す
    る方法において、細長いベース部材の上面に形成された
    並列のほぼ半円柱状の溝内に２本以上のプラスチック・
    チューブを配置し、前記溝の長さに沿った離隔個所で前
    記溝内にチューブを締め付け装置で締め付け、前記締め
    付け装置の各対の間に一連のソニック溶接ホーンの各１
    個を前記の並列のチューブと溶接係合して配置し、前記
    ソニック溶接ホーンは下面に長手方向に配設された溶接
    ブレードを備えており、前記の並列のチューブをその長
    さに沿った隔離個所にまとめて溶接するために超音波周
    波数で前記ソニック溶接ホーンを活動化して、プラスチ
    ック・チューブの単体リボンを形成することからなるこ
    とを特徴とするプラスチック・チューブの単体リボンの
    形成方法。
  2. 【請求項２】４本の溝が前記の細長いベース部材に設け
    られており、４本のプラスチック・チューブがその内部
    に設けられ、各ソニック・ホーンに３個の溶接ブレード
    が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】各ソニック溶接ブレードの横方向厚さがそ
    の並列のチューブの間のもっとも近い距離よりも若干大
    きいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
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