JP5909768B2 - 流体移動／加圧装置用の作動機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、バルーン付きカテーテル用の流体加圧装置に関する。より具体的には、本発明は、ねじ式プランジャを作動させ、その結果得られる流体加圧を測定するための改良された装置に関する。

閉空間内の流体に測定された圧力を選択的に加えたり、または軽減したりすることに適した流体加圧装置は、血管内での血管形成術用バルーン手術やその他のバルーンカテーテル手術において用いられるバルーン付きカテーテルを膨張させたり、または収縮させたりするために開発されている。例えば、特許文献１は、カテーテルに装着されたバルーンを膨張させたり収縮させたりするシリンジ装置を開示する。この装置は、手動操作されるねじ式プランジャを用いて所定のバルーン圧を得たり維持したりし、かかる圧力は、圧力計を用いて測定される。本出願の譲受人による特許文献２、３及び４は、改良されたシリンジ及び圧力調整手法を開示しており、これら３つの文献全ての内容を参照としてこの明細書に取り込む。これらの文献は、プランジャの急速な前進と、ねじ式プランジャとの螺合によってバルーン付きカテーテルを最終的に加圧する際における正確な制御と、を選択することができるクイック・リリース機構を開示する。

図１は、特許文献４に開示された装置の断面図である（図１は、特許文献４の図４と対応関係にある）。図示されているように、装置４０によれば、円筒形のシリンジ本体またはハウジング４２内に設けられた流体移動チャンバ４４内において、ピストン４８がプランジャ６８と係合している。圧力計アセンブリ５８は、螺合によってハウジング４２に取り付けられており、ハウジング４２の一端６４は、例えばバルーン付きカテーテルに接続されたホース５４を取り付け可能に構成されている。ピストン４８は、ハウジング４２の内壁７２と密着して気密性を保つシール部材５０を備える。プランジャ６８は、ホース５４を介して装置４０内に流体を引き込む込むために後退可能であり、また、装置４０からホース５４内に流体を押し出すために前進（または押込み）可能である。

プランジャ６８は、また、（プランジャ６８の大きな移動を防止するため）押込みや引張りができない所定の位置にロックすることができる。具体的に説明すると、装置４０は、プランジャ６８のスレッド部８６と係合する位置に進出又は後退可能なナット部材８０を備える。図２に示すように、ナット部材８０がプランジャ６８のスレッド部８６と係合していない場合、プランジャ６８は前進または後退（押込み及び引張り）可能であり、大きく移動することができる。一方、図３に示すように、ナット部材８０がプランジャ６８のスレッド部８６と係合している場合には、プランジャ６８は、大きな移動ができないように所定の位置にロックされ、（例えば、プランジャ６８のノブ７４を回すことにより）ほんのわずかに平行移動することができる。

ナット部材８０の移動を容易にするため、２つのリンケージ部材１０２、１０４が設けられており、これらはナット部材８０と係合し、かつ、ピボットピン１０６を介して装置４０に保持されている。リンケージ部材１０２、１０４は、タンデム動作可能に配置及び構成されている。図２及び３に示すように、ナット部材８０は、さらに、ナット部材８０を移動させるためのレバーまたはグリップ部９６を備え、これにより、ナット部８０をプランジャ６８のスレッド部８６と係合させたり、またはその係合を解除させたりできる。ナット部材８０を移動させてプランジャ６８のスレッド部８６と係合させたり、または係合を解除させたりするには、リンケージ部材１０２、１０４が、ハウジング４２から延伸するフランジ８３（図１参照）に設けられたリブ１２０（図２及び３参照）を乗り越えて通過する必要がある。リンケージ部材１０２、１０４がリブ１２０を通過する際に必要な力の大きさは、複数の部品の寸法及び公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）によって異なるので、各ユニット毎に、及び、各生産ライン毎に均一な戻り止め力を維持するのは困難である。

時々発生する別の問題は、ユーザの便宜の問題である。例えば、プランジャ６８を真空引きのために完全に前進させて所定の位置にロックするような、装置４０の特定の操作をする際において、動作に必要な操作の組み合わせやユーザの手の位置によっては、ナット部材８０のレバー９６に手をかけることが困難な場合がある。このような場合、ユーザの手は、結局はレバー９６から離れすぎていて、把持の仕方を変えない限りレバー９６を操作することができない。（手術の後に真空引きして挿入されたバルーンを圧力で引張り出す際によく行われる）プランジャの係合を解除して、後退させ、再度係合させる一連の操作においては、ユーザは、ねじ式のプランジャを係合させて後退位置に保持するため、ハウジング４２のリブ１２０を一方の方向に横移動させてから別の方向へ横移動させる操作をする必要がある。リブ１２０を２度横移動させる操作は、完全真空状態または圧力がゼロの状態からバルーンに再度圧力を加える操作を行う際にも必要である。

特許文献４に開示された装置４０の他の改善すべき点は、その組み立てである。特許文献４の図８から１１に示されるように、装置４０を組み立てるには、ナット部材８０に対して第二のリンケージ部材１０４を逆さまに挿入してから、ナット部材８０に対して第一のリンケージ部材１０２を位置合わせしてスライドさせる必要があり、そして第二のリンケージ部材１０４を１８０度回転させて第一のリンケージ１０２と位置合わせする必要がある。かかる作業は、多くの時間を必要とする。加えて、２つのリンケージ部材１０２、１０４を自由にかつ独立して回転させることが必要なので、組み立ての際に、これらのリンケージ部材１０２、１０４が常に互いに位置合わせされた状態にあるのか、あるいはピボットピン１０６を挿入できるようにナット部材８０に対して適切な位置に配置された状態を維持しているのかどうか疑義がある。

さらに、２つのリンケージ部材１０２、１０４及びナット部材８０を、ピボットピン１０６及びプランジャ６８のスレッド部８６に対して長手方向において正確に位置合わせすることは主として困難である。特に、係合及び解除操作において、各リンケージ部材１０２、１０４が自由に旋回することによって位置合わせされた状態でなくなり、これによってナット部材８０がほんのわずかにひねられたり歪んだりしてプランジャの軸に対して位置合わせされた状態でなくなってしまうことがある。かかるひねりは、プランジャ６８とピボットピン１０６とを互いに厳密に平行に位置合わせしようとするときにも生じる。このような望ましくない歪みは、噛み合っているスレッド部に悪影響を与え、従って最も圧力がかかった状態における解除動作において、不均等な負荷が加わり、最も負荷を受けたスレッド部が破損する場合がある。

米国特許第４８３８８６４号 米国特許第５１６８７５７号 米国特許第５７１３２４２号 米国特許第６７９６９５９号

本発明は、改良された流体移動装置を提供することを目的とする。

本発明は、また、流体移動装置の、改良された組み立て方法を提供することを目的とする。

本発明は、さらに、組み立てが比較的容易な流体移動装置を提供することを目的とする。

以上の目的の少なくとも一つを達成するため、本発明によれば、流体移動装置が提供され、特に、カテーテルを加圧または減圧したり、流体を注入したり、あるいは、流体を吸引するための装置が提供される。かかる装置は、ハウジング内を移動可能なプランジャと、このプランジャと係合する作動機構とを備える。作動機構は、ナット部材と、一体的なスプリングを備える単一のリンケージ部材とを備える。この、単一のリンケージによるスプリングにより、ナット部材が、プランジャのスレッド部と係合するように付勢される。この場合、プランジャは、通常「ロック」位置にあり、そのため大きな移動（例えば、押込みまたは引張り）ができないが、小さな移動（例えば、回転）はすることができる。作動機構は、単一リンケージの一体的なスプリングによる復元スプリング力を超えてナット部材のトグルレバーを押し下げるだけで、プランジャの係合を即座に解除することができる押し解放（ｐｒｅｓｓ ｔｏ ｒｅｌｅａｓｅ）機能を備える。その結果、プランジャが、大きな移動によって（例えば、プランジャを押込んだり、引っ張ったりすることにより）平行移動することができるようになる。

本発明の別の観点によれば、流体移動装置の組み立て方法が提供される。かかる組み立て方法は、単一のリンケージをナット部材と係合させることにより、作動機構を組み立て、これにより、単一リンケージによるスプリング力によってナット部材に対して単一リンケージが所定の位置に保持される。次に、単一リンケージとナット部材とに対して、ピンを係合させ、これにより作動機構アセンブリを完成させる。この作動機構アセンブリを、ハウジングの開口に挿入し、別のピンを用いて装置にアセンブリを保持させる。

本発明の流体移動装置の構成及びその組み立て方法によれば、後述して説明するように、様々な利点がある。

本発明によれば、改良された流体移動装置が提供される。また、流体移動装置の、改良
された組み立て方法が提供される。さらに、組み立てが比較的容易な流体移動装置が提供される。

特に特許文献４に開示された従来の流体移動装置を示す断面図である。 図１の流体移動装置の作動機構の一のポジションを示す拡大図である。 図１の流体移動装置の作動機構の他のポジションを示す拡大図である。 本発明の一の実施形態に係る流体移動装置を示す斜視図である。 図４の流体移動装置を示す断面図である。 図４及び５の流体移動装置を示す分解斜視図である。 図４〜６の流体移動装置の一部、特に、作動機構を示す拡大分解斜視図である。 図４〜６の流体移動装置を示す部分断面図であり、装置のプランジャと係合するように付勢された作動機構を示す図である。 図４〜６の流体移動装置を示す部分断面図であり、プランジャとの係合状態が解除されるように作動させられた作動機構を示す図である。 図４〜６の流体移動装置のキャリア部材を示す正面図である。 キャリア部材を示す背面図である。 キャリア部材を示す平面図である。 キャリア部材の右側を示す側面図である。 キャリア部材の左側を示す側面図である。 キャリア部材の図１１の矢線１５−１５に沿った断面図である。 キャリア部材の図１１の矢線１６−１６に沿った断面図である。 キャリア部材の図１４の矢線１７−１７に沿った断面図である。 図４〜６の流体移動装置の作動機構を示す部分断面図であり、内部リブを示す図である。

本発明は、様々な態様において実施可能であり、以下に本発明の一実施形態について図面とともに詳細に説明するが、本実施形態は本発明の原理を例示するものであり、本発明の技術的範囲を図面の内容及び以下の実施形態に限定するものではない。

本発明の一の実施形態に係る流体移動装置２００は、特許文献４のナット部材８０及びリンケージ部材１０２、１０４の代わりに、単一のリンケージ２０２、ナット部材２０４及びピボットピン２０６を採用した以外、特許文献４と同一の構成要件から構成される。そこで、特許文献４の内容を参照としてこの明細書に取り込む。

図４〜６に示すように、本発明の一の実施形態に係る流体移動装置２００は、流体移動チャンバ２１０（特に図５参照）を備えた略円筒形のシリンジ本体またはハウジング２０８から構成される。ハウジング２０８は透明であることが好ましく、この場合、流体の吸引または排出の際に流体移動チャンバ２１０内の流体を容易に視認することができる。ハウジング２０８は、プラスチックから形成され、例えば、ポリカーボネートやその他の樹脂を用いてモールド成形される。ハウジング２０８は、例えば図４に示す位置２１２に、体積目盛りを有する。そのため、ユーザ（医師）はチャンバ２１０内の流体の体積を容易に判別することができる。図示するように、ハウジング２０８には、装置２００の把持及び操作を容易にするため、ハンドル２１４が設けられている。

ピストン２１６は、流体移動チャンバ２１０内（すなわち、ハウジング２０８内）に往復移動可能に配置される。クアッドリング（ｑｕａｄ ｒｉｎｇ）等からなるシール部材２１８が、ピストン２１６に設けられる。図５に示すように、シール部材２１８は、ピストン２１６の２つの壁２２０の間に配置されるのが好ましい。後述して詳細に説明するように、ピストン２１６にシール部材２１８を取り付ける際に、潤滑剤を用いてもよい。シール部材２１８は、圧力を保持し、流体移動チャンバ２１０内の流体がピストン２１６を通過して漏洩するのを防止する。ハウジング２０８は、流体移動チャンバ２１０と連通する流体管２２２を備える。流体管２２２は、また、例えばバルーン付きカテーテル（図示せず）、流体供給リザーバ（図示せず）、若しくは用途に応じた適切な構造体と接続されたホース２２４とも連通している。図６に示すように、ホース２２４は、流体管２２２とバルーン付きカテーテル等との間にコネクタ２２６を備えていてもよい。

図５に示すように、流体管２２２は、さらに、圧力計アセンブリ２２８とも連通している。圧力計アセンブリ２２８は、ねじ孔２３０（図５及び６参照）との螺合のように、ハウジング２０８と直接的に係合していることが好ましい。このため、圧力計アセンブリ２２８は、ハウジング２０８のねじ孔２３０と螺合するスレッド部２３２を有する。スレッド部２３２とねじ孔２３０とをロックして気密性を維持するため、スレッド部２３２とねじ孔２３０との間に接着剤を用いてもよい。図５及び６に示すように、ねじ孔２３０は、ハウジング２０８の一端２３４側に設けられ、圧力計アセンブリ２２８が取り付けられた際には、装置の先端側に配置される。圧力計アセンブリ２２８は、流体管２２２及びバルーン付きカテーテル内の圧力を示す。圧力計アセンブリ２２８は、血管形成または装置２００の他の目的のいずれかに適切な種類のものであれば、どのようなものであってもよい。装置２００は、ハウジング２０８に直接的に係合している圧力計アセンブリ２２８により、装置の先端においてユーザに対して向上した視認性を付与するように構成されている。かかる視認性は、ユーザが、流体を投与するため、装置２００を使用する前に流体移動チャンバ２１０から全ての気泡を取り除く際に特に重要となる。あるいは、装置２００は、圧力計アセンブリ２２８が特許文献３に開示されているクランプカバーと係合するように構成されていてもよい。この文献の内容を、参照として本明細書に取り込む。

図５において最もよく示されるように、ピストン２１６は、プランジャ２３８の、スレッドが形成されていないパイロットノーズ端２３６に取り付けられる。パイロットノーズ端２３６は、ピストン２１６の中央ジャーナル中空２４０内で自由に回転する。ピストン２１６は、プランジャ２３８のパイロットノーズ端２３６に、スナップ式の干渉結合（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）により取り付けられ、これにより、プランジャ２３８を後退させて流体を流体移動チャンバ２１０内に吸引する際に、パイロットノーズ端２３６がピストン２１６の中央ジャーナル中空２４０から脱着することを防止する。パイロットノーズ端２３６は、連結したピストン２１６に対して自由に回転できる。そのため、プランジャ２３８が回転すると（すなわち、小さな移動の際において）、ピストン２１６はプランジャ２３８とともには回転せず、直線的にハウジング２０８内を前進または後退する。ピストン２１６が回転しないことにより、ハウジング２０８の内壁２４２（図５参照）とシール部材２１８との間から、流体移動チャンバ２１０内で加圧された流体が漏洩するのを防止することができる。図４〜６に示すように、プランジャ２３８は、後述して詳細に説明するように、プランジャ２３８の移動を容易にするために一体的なノブ２４４を備えることが好ましい。

装置２００は、作動機構２４６を備えており、この作動機構２４６は、通常、プランジャ２３８と係合するように付勢されているが、係合を解除するように作動させることもできる。作動機構２４６（図７参照）がプランジャ２３８と係合するように付勢されている場合は、プランジャ２３８は大きな移動をすることができず、小さな移動のみすることができる。大きな移動ができない場合は、（例えば、多量の流体を瞬時に移動させるために）プランジャ２３８を押込んだり、ハウジング２０８から引張り出したりすることができない。しかし、ノブ２４４を回転させることにより、（例えば、流体をよりゆっくりと、正確に移動させるために）プランジャ２３８を平行移動させることはできる。一方、作動機構２４６が、プランジャ２３８との係合を解除された場合には、プランジャ２３８は大きく移動することができる。大きな移動が可能な場合は、プランジャ２３８を押込んだり、ハウジング２０８から引張り出したりすることができる。

例えば、図７に示すように、作動機構２４６は、単一リンケージ２０２と、ナット部材２０４と、ピボットピン２０６とから構成される。ピボットピン２０６は、ナット部材２０４の孔２４８と、リンケージ２０２の通路２５０とを貫通して延伸する。このため、リンケージ２０２をナット部材２０４に効率的に保持することができ、これによって一の作動機構アセンブリが形成される。図１８に示すように、ピボットピン２０６は、径が小さい中間部２５２を有することが好ましく、この中間部２５２には、単一リンケージ２０２の中央リブ２５４が挿入され、このリブ２５４により、単一リンケージ２０２に対してピボットピン２０６が所定の位置にロックされる。特に、ピボットピン２０６は、十字交差型の形状を有し、２つの中央円板部２５６の間に、下部十字部材２５５が配置されている。これらの下部十字部材２５５は、ピボットピン２０６に溝２５８を形成し、単一リンケージ２０２のリブ２５４がこのピボットピン２０６の溝２５８に収まり、これによってピボットピン２０６が所定の位置に保持される。

図４及び５に示すように、作動機構アセンブリ全体がハウジング２０８内に配置され、主にハウジング２０８の後端２６０の近傍に配置される。特に、図４〜６に示すように、作動機構２４６は、ハウジング２０８内の開口２６２内に配置されることが好ましく、この開口２６２は一組の離間したフランジ２６４の間に配置され、作動機構２４６は、好ましくは金属から形成されたピン２６６に対して装置２００に取り付けられる。

図５〜７に示すように、ナット部材２０４は、下部ベース部２７０に形成されたスレッド２６８を有し、縦方向に伸びて分岐した部分を備え、この部分により、それぞれが離間した一組の長アームまたはマウント部２７２が形成される（特に図７参照）。マウント部２７２は、キャリッジ（ｃａｒｒｉａｇｅ）構造を形成し、スレッド２６８と一体形成されている。マウント部２７２は、それぞれ、ピボットピン２０６を挿入する孔２４８に加え、プランジャ２３８を挿通する開口２７４を有する（特に図５、８及び９参照）。

図８は、ナット部材２０４がプランジャ２３８と係合するように付勢された状態を示す。具体的には、単一リンケージ２０２のばね指部２７６がナット部材２０４の外面２７８と係合し、この接触と単一リンケージ２０２のばね指部２７６の剛性とによって、ナット部材２０４を図８に示す位置に保持しようとする復元スプリング力が生じる。この状態で、ナット部材２０４のスレッド２６８が、プランジャ２３８のスレッド２７９と係合する。この位置では、プランジャ２３８は大きく移動することができず、押込んだり引張り出したりすることができない。ただし、プランジャ２３８は、小さな動作、すなわち、ノブ２４４を回転させることのみにより、平行移動することができる。これにより、プランジャ２３８のスレッド２７９が、ナット部材２０４のスレッド２６８と噛み合いながら徐々に前進する。上述したとおり、プランジャ２３８のパイロットノーズ端２３６は、ピストン２１６の中央ジャーナル中空２４０内で自由に回転するように構成されている。そのため、ナット部材２０４のスレッド２６８がプランジャ２３８のスレッド２７９と係合した状態でプランジャ２３８を回転させても、ピストン２１６がハウジング２０８の流体移動チャンバ２１０内で回転することはないが、ハウジング２０８内をわずかに摺動する。

単一リンケージ２０２に一体的なスプリング機能（すなわち、ばね指部２７６）を持たせるために、単一リンケージ２０２は、塑性変形及び破損することなく歪むことが可能な、高い弾性を備えた優れた圧縮強度及び剛性を有する材料から形成される。例えば、デルリンまたはセルコンとして知られているアセタール樹脂がそれらの特性を有しているが、これよりも少し特性が低いナイロンやポリプロピレン素材であってもよい。アセタールは、その特有の潤滑性と、硬度と、応力、亀裂及び磨耗に対する耐性とにより、塑性変形や破損することのない高い歪み耐性を備えているので、ポリマースプリングとしての用途に好適である。上述した用途においては、当該部材は、アセタールと相性がよいとされるナイロンやその他の材料から形成された部材に対してピボット動作やスライド動作を許容するものでなければならない。

装置２００において、プランジャ２３８の係合を維持するのに充分な復元スプリング力により、初期設定位置、特許文献３及び４に開示されているリブ（図２及び３で参照番号１２０が付与されているもの）、及びそれらの課題を解決するための追加的に必要なユーザによる労力が不要となる。図８に示すように、ナット部材２０４がプランジャ２３８と係合するように付勢されている場合は、ナット部材２０４は、「オーバーセンター」ロック位置にあり、これにより、ピストン２１６による、流体移動チャンバ２１０内の流体圧によってナット部材２０４がほんのわずかに動いてしまうのを防止し、ゆるんだり係合が解除されたりすることなく、プランジャ２３８とナット部材２０４とが確実に係合する。

ナット部材２０４、特に、そのスレッド２６８は、プランジャ２３８との係合を選択的に解除することができ、ホース２２４と接続された、あるいは、コネクタ２２６が挿入された流体供給リザーバ（図示せず）から、例えば食塩水を流体移動チャンバ２１０内に吸引するためにプランジャ２３８及びピストン２１６が手動で急速に移動可能となる。ナット部材２０４とプランジャ２３８との係合を解除することにより、流体を、ホース２２４を介して排出して、カテーテルを用いて予め血管内や心臓弁に配置されたバルーン（図示せず）を膨張させるため、プランジャ２３８及びピストン２１６を急速に前進させることも可能となる。プランジャ２３８及びピストン２１６を急速に後退させることにより、バルーンを急速に収縮させるために流体を流体移動チャンバ２１０内に即座に吸引することも可能となる。カテーテルに接続する前に、プランジャ２３８を操作して、流体移動チャンバ２１０内の流体から全ての気泡が除去されたことを確認することもできる。

ナット部材２０４のスレッド２６８とプランジャ２３８のスレッド部２７９との係合の選択的な解除を容易にするため、図９に示すように、ナット部材２０４はレバー２８０（図４、８及び９参照）を備え、このレバー２８０を下方向（図９中、矢印２８２の方向）に押すことにより、ナット部材２０４の係合が解除される。レバー２８０を下方向に押すことにより、図９に示すように、作動機構アセンブリが横移動し、単一リンケージ２０２のばね指部２７６が、ナット部材２０４の外面２７８に乗り上げて移動し、外方向へと歪む。ナット部材２０４の移動は、図８と図９との位置の間での平行移動に沿って案内されると好ましい。ナット部材２０４の、図８と図９との位置の間での移動動作は、実際上は、曲線的な動作であり、完全に直線の動作ではない。ナット部材２０４のレバー２８０を下方向に押すと、単一リンケージ２０２のばね指部２７６が屈曲し、これにより、作動機構アセンブリを図８に示す位置に戻そうとする力が生じる。そのため、レバー２８０を放すと、作動機構アセンブリは図８に示す位置に戻る。図８は、ナット部材２０４の、通常の、非作動状態位置を示し、この位置ではナット部材２０４のスレッド２６８はプランジャ２３８のスレッド部２７９と係合するように付勢されており、これによってプランジャ２３８が大きく移動しないようにロックされる。しかしながら、ノブ２４４を回転することにより、プランジャ２３８は小さく移動することが可能であり、これにより、プランジャ２３８のスレッドがナット部材２０４のスレッド２６８と噛み合いながら徐々に前進する。

一方、図９はユーザがナット部材２０４のレバー２８０を下方向に押した場合の状態を示す。図示するように、レバー２８０を下方向に押すことにより、ナット部材２０４が横移動し、ナット部材２０４のスレッド２６８とプランジャ２３８のスレッド部２７９との係合が解除される。このような位置においては、プランジャ２３８をハウジング２０８内へ押込むことにより、あるいは、ハウジング２０８からプランジャ２３８を引張り出すことにより、プランジャ２３８は流体移動チャンバ２１０内を軸方向に平行移動することができる。換言すると、ナット部材２０４がプランジャ２３８と係合している場合は、プランジャ２３８を押込んだり引張り出したりすることができない。しかしながら、ナット部材２０４のレバー２８０を下方向に押すことにより、ナット部材２０４とプランジャ２３８との係合が解除され、これによってプランジャ２３８を押込んだり引張り出したりすることが可能となる。

任意ではあるが、ナット部材２０４は、図６〜９に示すように、カム構造２８４を備えると好ましい。ナット部材２０４のレバー２８０が下方向に押された場合、図９に示すように、単一リンケージ２０２のばね指部２７６がカム２８４の上に乗り上げるようにして移動する。カム２８４は、閉じ力（ｃｌｏｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）（作動機構２４６全体を図８に示す位置に戻そうとする力）を増大させ、カム構造がない場合に特定が困難となる静止ポジション（図８参照。ナット部材２０４のレバー２８０は押されていない）にナット部材２０４が位置していることを確実にする明確な位置を提供する。カム構造２８４により、ユーザに対してナット部材２０４がプランジャ２３８と係合したか否かについて聴覚的及び触覚的の両方の手応え（ｆｅｅｄｂａｃｋ）を与えることができる。より明確な手応えを与えるためには、カム構造２８４は、ばね指部２７６が乗り上げることができ、かつ元の位置へ戻ることを許容する鋭利な段差を備えているとよい。これにより、ばね指部２７６が、カム２８４上でスナップし、スレッド２６８がプランジャ２３８と係合したかまたはその係合が解除されたかについてより明確な聴覚的及び触覚的な手応えをユーザに与えることができる。

図５、６、８及び９に示すように、装置２００は、特許文献４と同様に、ハウジング２０８内に配置されるキャリア部材２９０を備えていることが好ましい。図６及び１０〜１７に示すように、キャリア部材２９０は、主に中空で、円筒形状を有する。キャリア部材２９０は、ハウジング２０８と同様に、プラスチックから形成される。キャリア部材２９０とハウジング２０８とは、同一の樹脂から形成されていてもよい。

図５、６、１０、１１、１５及び１７に示すように、キャリア部材２９０は、離間した壁２９８、３００を備え、この壁２９８、３００は、作動機構２４６を装置２００に対して固定するピン２６６を保持する開口２９６と同様の、プランジャ２３８が貫通する開口２９４を有する。より具体的には、キャリア部材２９０は、ピン２６６を支持し、ピン２６６は単一リンケージ２０２の穴２７５を貫通し、これにより、ピン２６６が作動機構２４６を装置２００に保持する。

図６に示すように、壁２９８は、キャリア部材２９０の前面（キャリア部材２９０の前部分を示す図１０も同様に参照）を形成し、壁３００は、キャリア部材２９０の後面（キャリア部材２９０の後部分を示す図１１も同様に参照）を形成する。部分的な壁３０２がキャリア部材２９０の前壁２９８と後壁３００との間で延伸する。切り欠き部３０４が壁２９８と壁３００との間に形成されており、ナット部材２０４はこの切り欠き部３０４内に配置される（図５参照）。ピン２６６は、キャリア部材２９０の開口２９６を貫通し、キャリア部材２９０は、ピン２６６が軸方向に移動しないようにしてピン２６６を保持する。図６に示すように、ピン２６６は、刻み付き端部３０６を備えていてもよく、この刻み付き端部３０６により、ピン２６６が一度キャリア部材２９０に挿入されると軸方向に平行移動することが防止される。

図６及び１０〜１５に示すように、キャリア部材２９０の外面３１０、主にキャリア部材２９０の後端近傍に、突面３０８が形成されている。ハウジング２０８には、これに対応するように、後端２０６の内面にフランジ３１２が形成されており、キャリア部材２９０に設けられている突面３０８と干渉（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ）する。ハウジング２０８内のフランジ３１２と、キャリア部材２９０上の突面３０８との干渉とにより、ハウジング２０８の端部２６０の穴３１４にキャリア部材２９０を挿入して回転させて、キャリア部材２９０をハウジング２０８内に固定することが可能であると好ましい。具体的には、キャリア部材２９０及びハウジング２０８は、キャリア部材２９０をハウジング２０８の後部を介して軸方向に穴３１４内に４分の１回転のバヨネット式配置によって差し込み可能に構成されており、そしてさらに４分の１回転させることにより、キャリア部材２９０を所定の位置にロックすることができる。

キャリア部材２９０は、前壁２９８と後壁３００との間を延伸する壁３０２の一部として形成されるラッチフィンガー３１６を備える。ラッチフィンガー３１６は、好ましくは、ハウジング２０８の内壁に設けられた、内側に延伸するリブ３１８と係合する（図６参照）。具体的には、ラッチフィンガー３１６は、キャリア部材２９０をハウジング２０８の穴３１４内の所定の位置にロックするように、内側に延伸するリブ３１８を乗り越えて、該リブ３１８と係合する。好ましくは、ラッチフィンガー３１６とリブ３１８とは、ラッチフィンガー３１６がリブ３１８を乗り越えて、該リブ３１８と係合した際に音を発生させるように構成されている。この音は、装置２００を組み立てる者に対して、キャリア部材２９０が穴３１４内に完全に挿入されたことを知らせるのに充分な大きさを有する。

好ましくは、リブ３１８と正反対の位置（すなわち、ハウジング２０８の内壁に沿ってリブ３１８から１８０度の位置）において、ハウジング２０８の内壁にさらに別の内側に延伸するリブ３２０が形成されるとよい。キャリア部材２９０の外面３１０には、キャリア部材２９０の突起３０８から前端側へと延伸する突面３２２が形成されている。キャリア部材２９０を穴３１４内に挿入すると、この突面３０８がハウジング２０８のリブ３１８、３２０（図５及び８〜１０参照）の端部と当接し、キャリア部材２９０が穴３１４内において軸方向に挿入され過ぎないようにする。換言すると、突面３０８と、リブ３１８、３２０との係合により、挿入の際に、キャリア部材２９０の穴３１４内における軸方向の移動が制限される。突面３０８がリブ３１８、３２０と一度当接すると、キャリア部材２９０は、完全に挿入されるようになるために回転させられる。好ましくは、キャリア部材２９０のラッチフィンガー３１６がハウジング２０８のフランジ３１８を乗り越えて、該リブ３１８と係合するのみならず、キャリア部材２９０の突面３０８もまたハウジング２０８の内面にあるフランジ３１２の後部において係合するとよい。キャリア部材２９０が穴３１４内に完全に挿入されると、穴３１４から軸方向に取り出すことができず、また、ハウジング２０８に対していずれかの回転方向に回転させることもできなくなる。キャリア部材２９０は、ハウジング２０８に適切に挿入されると、キャリア部材２９０の切り欠き部３０４がハウジング２０８の開口２６２と位置合わせされる。

ナット部材２０４と、単一リンケージ２０２と、ピン２０６とは（すなわち、作動機構２４６）、キャリア部材２９０の切り欠き部３０４とハウジング２０８の開口２６２との中に収容され、図４、８、及び９に示すように、ナット部材２０４のレバー２８０が、アクセスが容易となるように、ハウジング２０８の開口２６２の外へと延伸する。キャリア部材２９０は、ハウジング２０８に対して堅固に係合され、作動機構２４６を固定するピン２６６が、キャリア部材２９０によって保持される。

キャリア部材２９０は、プランジャ２３８が流体移動チャンバ２１０内を平行移動する際に生じる力に耐えうるように構成されている。装置２００の組み立ての説明とともに後述して詳細に説明するように、キャリア部材２９０によって装置２００をハウジング２０８の後部から組み立てることができるようになる（すなわち、後部に取付けられる）。また、図５に示すように、キャリア部材２９０により、プランジャ２３８の中心線からハウジング２０８の内壁２４２までの距離を、プランジャ２３８の中心線からピン２６６までの距離よりも大きくすることができるようになる。

さらに、キャリア部材２９０を含む装置２００のデザインによれば、異なるサイズの装置に対応できるように多くのパーツが汎用性を有する。特に、ナット部材２０４とプランジャ２３８とは、異なるサイズの装置、特に異なるサイズの流体移動チャンバを有する装置に使用可能である。図示するキャリア部材２９０は、図示する流体移動チャンバと同じくらいの大きさか、図示するものよりも小さいチャンバに使用できるように設計されている。図示するものよりも大きなまたは小さな装置を記載することもできるが、それらは図示の問題上縮尺が正確ではない。

キャリア部材２９０を備えることにより、装置２００は様々な利点を有するが、特許文献３のように、装置２００はキャリア部材２９０を備えていなくてもよく、この文献の内容を、参照として本明細書に取り込む。

装置２００は、ユーザが、使用中に装置２００の握り方を変えなくてもよいように構成されている。ナット部材２０４のレバー２８０を押すだけで、プランジャ２３８の係合が解除され、リブ（図２及び３中の参照番号１２０）を、プランジャが係合している位置と係合が解除される位置との間で前後に移動させる必要がない。さらに、レバー２８０を解放することにより、プランジャ２３８が即座に係合状態に戻ることができる。単一リンケージ２０２のばね指部２７６による復元スプリング力が、装置２００を、プランジャが係合している初期状態（図８に示す）に維持するのに十分な大きさを有していることにより、ハウジング２０８に戻り止めまたはリブを設けたりすること、及び、ユーザのさらなる労力が不要となる。

装置２００の組み立て方について、説明する。ここで、特許文献４と同様に、装置がキャリア部材２９０を備える場合について説明する。装置２００を組み立てる際に、ホース２２４がハウジング２０８に予め取り付けられていてもよい。次に、圧力計アセンブリ２２８を、ハウジング２０８に螺合させる。その後、ピストン２１６にシール部材２１８を取り付ける。かかる取り付けを容易にするため、図６中で塗布器３３２を示しているように、潤滑剤を用いてもよい。そして、ピストン２１６を、ハウジング２０８の穴３１４に（図５中、右から左へ）挿入する。換言すると、ピストン２１６を、装置２００の後部から挿入する。そして、キャリア部材２９０を、ハウジング２０８の後部から、ハウジング２０８に差し込む。上述したように、かかる差し込みは、４分の１回転のバヨネット式差し込みであり、キャリア部材２９０を、軸方向に穴３１４に挿入し、４分の１回転し、ハウジング２０８に対してキャリア部材２９０を所定の位置にロックする。上述したように、キャリア部材２９０が完全にかつ適切に差し込まれた場合に、キャリア部材２９０のロッキングフィンガー３１６がスナップ音やクリック音を立てると好ましい。キャリア部材２９０がハウジング２０８に適切に差し込まれると、キャリア部材２９０の切り欠き部３０４がハウジング２０８の開口２６２と位置合わせされる。続いて、作動機構２４６を開口２６２に挿入する。ここで、作動機構２４６を挿入する前に、作動機構２４６が予め組み立てられている必要がある。

作動機構２４６を組み立てるには、単一リンケージ２０２を、ナット部材２０４にクリップ留め（ｃｌｉｐ ｏｎ）し、ピボットピン２０６を用いて単一リンケージ２０２をナット部材２０４に固定する。ピボットピン２０６を用いて単一リンケージ２０２をナット部材２０４に固定する前においても、単一リンケージ２０２は、その一体的なばね指部２７６によるスプリング力により、ナット部材２０４に対して所定の位置に留まりやすい。単一リンケージ２０２をナット部材２０４に固定するため、ピボットピン２０６を、ナット部材２０４の一の孔２４８を通過するように押込み、単一リンケージ２０２の通路２５０を通過させ、ナット部材２０４の他の孔２４８に挿入し、これによって作動機構アセンブリが効率よく完成する。図１８に示すように、ピボットピン２０６が所定の位置に配置されていると、単一リンケージ２０２の中央リブ２５４がピボットピン２０６の径が小さい中間部２５２と係合し、これにより、単一リンケージ２０２に対してピボットピン２０６が所定の位置にロックされる。作動機構２４６が一度組み立てられると、作動機構２４６と、作動機構２４６を固定するためのピン２６６とを開口２６２に挿入することができるようになる。

装置２００に作動機構２４６を取り付けた後、作動機構２４６のレバー２８０を下方向に押し、プランジャ２３８をハウジング２０８９の後端２６０から軸方向に挿入してピストン２１６と係合させる。具体的には、プランジャ２３８のノーズ端２３６を、ナット部材２０４の開口２７４を介して穴３１４に挿入し、流体移動チャンバ２１０内でピストン２１６とスナップフィット（ｓｎａｐ−ｆｉｔ）により係合させる。その後、作動機構２４６のレバー２８０を解放し、これによって装置２００が操作可能になる。

上述したように、装置２００が、特許文献４と同様に、後部に取り付けられるキャリア部材２９０を備えている場合は、装置は後部から組み立てられる。具体的には、ピストン２１６とキャリア部材２９０とは、ハウジング２０８の後部から挿入される。装置２００は後部から組み立てられるので、ハウジング２０８を、単一の、一体的な部品とすることができる。ハウジング２０８の前部分は、ハウジング２０８の一部としてモールド成形することができ、ハウジング２０８に圧力計アセンブリ２２８を取り付けるのに追加的なフィッティングやクランプ等は不要である。圧力計アセンブリ２２８は、ハウジング２０８と直接的に係合する。そのため、かかるデザインによれば、特許文献３に開示されている装置と比較して、部品点数が少なく、必要とする作業も少ない。また、装置２００の前部は、ハウジング２０８と一体に形成されているので、装置２００の前部の気密性について問題が生じない。さらに、装置２００の前部における視認性が向上しており、この点、ユーザにとって、流体移動チャンバ２１０内から全ての気泡を除去して使用の準備をする際に特に有用である。ハウジング２０８がモールド成形により単一部品として形成されていることにより、一のモールド成形工程で作成することができ、ひいては、部品及び金型のコストを低減させることができ、また、無駄を防止し、さらには、生産及び組み立て工程を合理化することができる。

さらに、キャリア部材２９０を含む装置２００のデザインによれば、多くの部品が、異なるサイズの装置に適用できるといった、汎用性を有することとなる。例えば、図示するキャリア部材２９０は、図示するよりも大きい、または、図示するよりも小さい流体移動チャンバ２１０ｓに使用できるように設計されている。

キャリア部材２９０を用いると様々な利点があるが、キャリア部材２９０は、本発明の必須の構成要件ではない。上述したように、本発明は、キャリア部材を備えていない、例えば特許文献３の装置にも適用することができる。

本発明の作動機構２４６を採用することにより、特許文献３及び４に開示されているような一組のリンケージを使用する必要がなくなり、その代わりに単一のリンケージ２０２を使用し、その一体的なスプリングとして機能する形状による自己固定力により、ナット部材２０４に対して所定の位置に正確に取り付けることができるように設計されている。従って、装置２００に作動機構２４６を固定するピン２６６とともに、ピボットピン２０６を挿入することにより、所定の位置に完璧に保持される。特許文献３及び４のデザインでは、組み立てには、第二のリンケージを上下動してその受け穴に差し込んだ後、第一のリンケージを位置合わせして摺動させてその受け穴に差し込み、次に略１８０度第二のリンケージを回転させて第一のリンケージと位置合わせする必要がある。そのため、多くの作業と組み立て時間が必要である。一方、本発明に係る作動機構２４６の組み立てでは、単一リンケージ２０２をナット部材２０４にクリップ留めによって取り付け、その際、単一リンケージ２０２は一体的なスプリング部２７６によって保持され、そして、ナット部材２０４と単一リンケージ２０２を貫通するようにピボットピン２０６を挿入し、作動機構アセンブリ全体を保持するだけである。上述したように、ピボットピン２０６は、好ましくは、径が小さくなった中間部２５２を備えるように形成され、この中間部２５２は、単一リンケージ２０２に設けられた中央リブ２５４を受け、このリブ２５４により、ピン２０６が所定の位置にロックされる。この、安定した、かつ互いにロックされたサブアセンブリは、膨張装置のこの後の組み立てを不要にする。これは、装置２００に作動機構２４６を取り付けるためにピン２６６を挿入する前に、ゆるく結合された部材をさらに位置合わせする必要がないからである。また、単一リンケージ２０２は、自動的に、ピン２０６、２６６を受ける位置に位置決めされる。一方、特許文献３及び４の装置では、その受け穴において一組のリンケージをそれぞれ自由に回転させる必要があるので、それらのリンケージが、常に互いに位置合わせされた状態にあるか、あるいは、膨張装置をその後に組み立てる際に、それらのリンケージがナット部材においてピンを挿入できる位置に適切に配置されているかどうか疑義がある。さらに、本発明の装置の製造者は、戻り止め機構（すなわち、リブ）が不要なことによる利点に気がつく。これは、戻り止め干渉の程度（ｄｅｔｅｎｔ ｉｎｔｅｆｅｒｅｎｃｅ ｌｅｖｅｌｓ）が、組み合わされたときに独自の部品となる３つの部品によって異なっている、コントロールが困難な耐性の生成結果なので、一定の戻り止め抵抗を得ることが困難だからである。

一組のリンケージの代わりに、単一リンケージ２０２を所定の位置に配置することによる更なる優れた利点は、ナット部材２０４を、ピボットピン２０６と、プランジャ２３８のスレッド２７９との両方に対して長手方向において正確に位置合わせできることである。長手方向における正確な位置合わせは、従来の２つの異なるリンケージでは困難であり、これは、係合または解除操作の際に、各リンケージが自由に旋回してほんの少し位置がずれ、その結果、ナット部材がほんのわずかにねじられたり、あるいは、歪んだりして、プランジャの軸に対して位置がずれることとなるからである。かかるねじれは、プランジャとピンとが、互いに厳密に平行に位置合わせされている際にも生じ得る。このような好ましくない歪みにより、係合を解除して最も大きな圧力を加えている状態において、噛み合っているスレッド部分が、負荷がかかっている部分に損傷を生じるおそれがあるといった好ましくない効果が生じる。しかしながら、単一リンケージ２０２は、２つの独立したリンケージと比較してねじれや歪みのおそれが少なく、従ってより堅固な機構である。

本発明による作動機構２４６のさらなる利点は、そのデザインの自己充足性、独立性にあり、ナット部材２０４を常時プランジャ２３８と係合させるために必要な押込み（ｔｈｒｕｓｔ）を得るために、さらなる追加的な外部機構が不要な点である。係る係合は、ピン２０６に向かって常時ナット部材２０４を引っ張っている単一リンケージのスプリング部２７６を押して応力が加わらない状態にすることで得られる。この自己充足性のある動作により、装置全体の設計を簡略化することができ、単一リンケージ２０２が、従来技術の一組のリンケージ機構とともに組み立てラインにおいて共存でき、従来のリンケージ機構が製造され続けている間に新たなリンケージ機構の段階的な導入が可能となる。医療用装置は、非常に制限的であり、小さな変更ですら適用される前に顧客毎に適切に評価されて実証される必要がある。全ての顧客毎による大規模な実証作業及びすでに発行されたマニュアルの変更が必要なため、新たな機構への大規模な変更は困難であり、顧客が一つ一つ切り換えてゆくのと同時に、両方の機構を製造してゆく必要がある期間がある。この機構を取り付ける装置の構成を大掛かりに変更する必要がないので、全体的な工具費用を低減することができ、工程の変更が不要で、装置のハウジング２０８の構造に不要な製造工程及び部品の再バリデーションする必要がなく、これによってあらたなデザインを簡潔にかつ迅速に市場に投入することができる。

以上、本発明の一の実施形態について図示して説明したが、本発明は、特許請求の範囲から逸脱しない範囲で様々な変更が可能であることは、当業者にとっては明らかである。

本出願は、２００８年１１月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／１１４１９２を基礎として優先権を主張し、その内容を参照として本明細書に取り込む。

２００ 流体移動／加圧装置
２０２ 単一リンケージ
２０８ ハウジング
２３８ プランジャ
２４６ 作動機構

Claims (19)

1. ハウジングと、前記ハウジング内を延伸するプランジャとを備えた流体移動装置用のトグル式ロック機構であって、
   ロッキング部材と、
   一体的なスプリングを備える単一リンケージと、
   前記単一リンケージを前記ロッキング部材に固定する第１のピンと、
   前記トグル式ロック機構を前記流体移動装置に固定する第２のピンと
   を備え、
   前記単一リンケージは、前記スプリングによって前記ロッキング部材を前記プランジャと係合するように引き寄せる付勢力を与えるよう構成される
   ことを特徴とするトグル式ロック機構。
2. 前記ロッキング部材は、スレッドを有するナット部材を備え、
   前記ナット部材のスレッドは、前記プランジャのスレッドと係合するように付勢されているが、当該プランジャのスレッドとの係合が選択的に解除可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載のトグル式ロック機構。
3. 前記ナット部材は、レバーを備え、
   前記レバーは、押すことが可能でこれによって前記ナット部材と前記プランジャとの係合を解除する
   ことを特徴とする請求項２に記載のトグル式ロック機構。
4. 前記第１のピンは、ピボットピンである
   ことを特徴とする請求項１に記載のトグル式ロック機構。
5. 前記リンケージは、リブを備え、
   前記リブは、前記ピボットピンと係合して当該ピボットピンを前記リンケージに対して固定する
   ことを特徴とする請求項４に記載のトグル式ロック機構。
6. 前記ロッキング部材は、レバーとカム面とを備え、
   前記リンケージの前記スプリングは、前記ロッキング部材のレバーが押されると当該ロッキング部材のカム面上に乗り上げるばね指部である
   ことを特徴とする請求項１に記載のトグル式ロック機構。
7. 前記カム面は、前記ロッキング部材が前記プランジャと係合したときに、少なくとも聴覚的または触覚的のいずれか一方の手応えを生じさせる
   ことを特徴とする請求項６に記載のトグル式ロック機構。
8. ハウジングと、前記ハウジング内を延伸するプランジャとを備えた流体移動装置用の作動機構であって、
   ナット部材を備え、
   前記ナット部材は、前記プランジャと係合するように付勢されているが、当該プランジャとの係合が選択的に解除可能であり、
   前記作動機構は、一体的なスプリングを備える単一リンケージと、前記単一リンケージを前記ナット部材に固定する第１のピンと、前記作動機構を前記流体移動装置に固定する第２のピンとを備え、
   前記単一リンケージは、前記スプリングによって前記ナット部材を前記プランジャと係合するように引き寄せる付勢力を与えるよう構成される
   ことを特徴とする作動機構。
9. 前記ナット部材は、レバーを備え、
   前記レバーは、押すことが可能でこれによって前記ナット部材と前記プランジャとの係合を解除する
   ことを特徴とする請求項８に記載の作動機構。
10. 前記ナット部材は、スレッドを備え、
    前記スレッドは、前記プランジャの対応するスレッドと係合する
    ことを特徴とする請求項８に記載の作動機構。
11. 前記第１のピンは、ピボットピンである
    ことを特徴とする請求項８に記載の作動機構。
12. 前記リンケージの前記スプリングは、前記ナット部材の外面と接触するばね指部である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の作動機構。
13. 前記ばね指部は、前記ナット部材を前記プランジャと係合するように付勢する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の作動機構。
14. 前記ばね指部は、前記ナット部材のカム面に接触し、当該ナット部材が前記プランジャと係合したときに、少なくとも聴覚的または触覚的のいずれか一方の手応えを生じさせる
    ことを特徴とする請求項１２に記載の作動機構。
15. プランジャを有する流体移動装置の組み立て方法であって、
    単一リンケージをナット部材に固定することによって作動機構を組み立てるステップと、
    前記流体移動装置に前記作動機構を固定するステップと、
    前記作動機構を作動させるステップと、
    前記作動機構に前記プランジャを挿通するステップと、
    前記作動機構を非作動にし、前記ナット部材を前記プランジャに係合させるステップと
    を備え、
    前記作動機構を組み立てるステップは、前記単一リンケージを前記ナット部材に係合させるステップであって、当該単一リンケージが、前記ナット部材の外面と接触するばね指部を備えており、当該ばね指部によって前記単一リンケージが前記ナット部材と係合した状態を維持するステップと、
    ピボットピンを用いて前記単一リンケージを前記ナット部材に固定するステップと
    を備えることを特徴とする組み立て方法。
16. 前記単一リンケージを前記ナット部材に固定するステップは、
    前記単一リンケージを前記ナット部材に固定するためにピボットピンを用いるステップと、
    前記単一リンケージがリブを備え、前記リブが、前記ピボットピンと係合して当該ピボットピンを前記単一リンケージに対して固定するステップと
    を備えることを特徴とする請求項１５に記載の組み立て方法。
17. 前記作動機構を前記流体移動装置に固定するステップは、ピンを用いて当該作動機構を固定するステップを備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の組み立て方法。
18. 前記作動機構を作動させるステップは、前記ナット部材のレバーを押して、当該ナット部材を前記単一リンケージに対して横方向に移動させるステップを備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. 前記作動機構を非作動にするステップは、前記ナット部材のレバーを解放して、当該ナット部材を前記プランジャと係合する位置に移動させるステップを備える
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

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