以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1〜6には、本発明の1実施形態としての医療用弁10が示されている。医療用弁10は、流体流路の開口部分を構成する開口部材12に対して、スリット14が形成された略ディスク状の弾性弁体16が装着された構造とされており、この弾性弁体16のスリット14に対して雄コネクタが繰り返し挿抜可能とされている。なお、以下の説明において、上下方向および軸方向の外内方向は、何れも図2中の上下方向をいう。
より詳細には、開口部材12は、全体として略筒形状とされており、何れも略筒形状とされた外側支持部18と内側支持部20と開口部材本体22とからなる3つの別部材の組合せ構造をもって構成されている。即ち、開口部材本体22の上方に内側支持部20が非接着で組み付けられると共に、内側支持部20の外周側に外側支持部18が重ね合わされて、開口部材本体22と外側支持部18が固着されることにより、開口部材12が構成されている。
開口部材本体22は、軸方向で上下に延びる中央筒状部24の外周側に周壁部26が設けられて、それぞれの上端部分が上底部28で連結されることにより構成されている。この中央筒状部24の軸方向寸法は周壁部26の軸方向寸法より大きくされており、周壁部26の内部において中央筒状部24が下方へ突出している。
さらに、開口部材本体22の開口側端面である上底部28の上面には、それぞれ軸方向外方に突出して周方向の全周に亘って延びる円筒状の外周側支持壁30および内周側支持壁32が一体形成されている。そして、これら外周側支持壁30と内周側支持壁32の径方向間には、軸方向外方に開口する環状の嵌合溝34が形成されている。なお、嵌合溝34の内外両壁面、即ち外周側支持壁30の内周面と内周側支持壁32の外周面には、所定の傾斜角度が付されており、嵌合溝34の断面形状が開口方向に向かって次第に拡開されている。また、内周側支持壁32の内径寸法は中央筒状部24の内径寸法より大きくされており、内周側支持壁32の内周面と中央筒状部24の内周面とはテーパ形状の傾斜面によって滑らかに接続されている。
更にまた、外周側支持壁30の上面には、上方に向かって突出する溶着用突部36が一体形成されている。そして、後述するように、外側支持部18が開口部材本体22における外周側支持壁30の上面に重ね合わされて、溶着用突部36を超音波溶着で溶融させて固着させることで、外側支持部18が開口部材本体22に固着されるようになっている。なお、開口部材本体22の溶着用突部36は、製品状態において実質的に溶融消失しているが、図6では、説明および理解を容易とするために、かかる溶着用突部36を二点鎖線で仮想的に図示しておく。また、かかる溶着用突部36は、開口部材本体22の外周側支持壁30に重ね合わされる外側支持部18に設けても良い。
また、周壁部26の上端近くの外周面には、軸直角方向に広がる円環形状の段差面38が形成されている一方、段差面38よりも下側には、軸方向に延びる凹部40が、周方向の全周に亘って複数(本実施形態では10個)形成されている。これら複数本の凹部40で外周面に凹凸が付されることにより、使用者が医療用弁10の開口部材本体22の外周面を容易に把持できるようにされている。一方、周壁部26の内周面には、ロック溝42が形成されており、ルアーロック式のコネクタ等を接続することができるようにされている。
かかる構造とされた開口部材本体22の上方には、外周側の外側支持部18と内周側の内側支持部20が別部品として組み付けられている。この外側支持部18の軸方向上端は内側支持部20の軸方向上端よりも軸方向上方に位置している一方、外側支持部18の軸方向下端は、開口部材本体22の段差面38に軸方向で重ね合わされている。
また、外側支持部18は、下方において軸方向に延びる大径筒部44と上方において軸方向に延びる小径筒部46が径方向に広がる段差状の環状肩部48で一体的に接続された構造とされている。換言すれば、外側支持部18の軸方向中間部分には環状肩部48が設けられており、この環状肩部48よりも上側が小径筒部46とされている一方、下側が大径筒部44とされている。そして、本実施形態では、かかる小径筒部46により外側支持部18の筒状周壁部が構成されている。また、環状肩部48の下面と外周側支持壁30の上面が軸方向で重ね合わされて溶着固定されており、本実施形態では、外側支持部18の軸方向基端部が、環状肩部48と大径筒部44とにより構成されている。
なお、環状肩部48の内周縁部には段差部49が形成されており、後述する内側支持部20における環状突出部70の上端部分と係合するようにされている。
ここにおいて、小径筒部46の内周面50および外周面52は、軸方向内方に向かって次第に拡径するテーパ形状とされている。そして、小径筒部46の内径寸法が最大となる基端部分(最下部)では、その内径寸法が外周側支持壁30の内径寸法よりも小さく且つ内周側支持壁32の外径寸法よりも大きくされている。一方、小径筒部46の内径寸法が最小となる先端部分(最上部)では、その内径寸法が弾性弁体16の外径寸法と略等しくされている。
さらに、外側支持部18における小径筒部46の先端部分は内周側へ屈曲状に広がる円環状の先端壁部54とされていると共に、先端壁部54の内周縁部には、軸方向内方に折り返されるようにして下方へ延びる外側係合爪56が形成されている。なお、本実施形態では、外側係合爪56が周方向の全周に亘る円環形状で形成されており、外側係合爪56の外周側には、弾性弁体16を保持するための保持溝58が軸方向内方に開口する円環状溝として形成されている。
すなわち、かかる保持溝58内に後述する弾性弁体16の筒状支持部82が嵌め込まれて保持される。従って、本実施形態では、筒状支持部82の外周面に重ね合わされる外周支持面が、保持溝58の外側面である小径筒部46における内周面50の先端部分により構成されていると共に、筒状支持部82の軸方向外側面に重ね合わされる外側支持面60が、保持溝58の上底面である先端壁部54の下面により構成されている。
一方、小径筒部46の外周面52には、例えばルアーロックコネクタの雌ねじ部が螺合する雄ねじ部62が形成されている。雄ねじ部62は、例えばISO594で規定された、ルアーロックコネクタの雌ねじ部との接続が可能な二条ねじとされる。
また、外側支持部18の外径寸法は、本実施形態のような雄ねじ部62を形成しない場合には、小径筒部46の外径が6.0〜7.0mmの範囲内で設定されることが好ましく、本実施形態のように雄ねじ部62を形成する場合には、ねじ山を含んだ小径筒部46の外径が7.2〜8.0mmの範囲内で設定されることが好ましい。
さらに、内側支持部20は全体として軸方向内方に向かって拡径するテーパ筒形状とされており、軸方向中間部分が軸方向に延びる筒状周壁部64とされている。そして、この筒状周壁部64の内周面66および外周面68に対して、軸方向内方に向かって次第に拡径するテーパ状の傾斜が付されている。本実施形態の筒状周壁部64の外周面68には、小径筒部46における内周面50の軸方向中間部分から基端部分までが重ね合わされており、両面50,68の傾斜角度が略等しくされている。
一方、内側支持部20の軸方向基端部は略一定の厚さ寸法(図5中の上下方向)で外周側に延び出す環状突出部70とされている。この環状突出部70は、開口部材本体22の嵌合溝34に嵌まり込む大きさと形状を有しており、環状突出部70を含む内側支持部20の軸方向内方の端面が、嵌合溝34の底面に重ね合わされて支持されている。なお、環状突出部70の軸方向厚さ寸法は嵌合溝34の深さ寸法よりも大きくされており、環状突出部70の軸方向中間部分から下端部分にかけてが嵌合溝34に嵌まり込んでいる一方、環状突出部70の上端部分は嵌合溝34から軸方向外方に突出している。かかる環状突出部70の上端部分は、外側支持部18における環状肩部48の内周縁部に形成される段差部49と重ね合わされるようにされており、内側支持部20の環状突出部70が、開口部材本体22および外側支持部18により、径方向および軸方向で位置決めされるようにされている。
また、内側支持部20の軸方向上端部分には、雁首状の屈曲断面で内周側へ狭まった環状の受座部72が形成されている。更に、受座部72の内周縁部には、軸方向上方に向かって突出した環状の内側係合爪74が形成されている。なお、内側係合爪74の先端面は、その内周側の端縁部が角を落とした凸状の湾曲断面形状とされている。また、かかる湾曲断面形状は、例えば略一定の曲率半径を有するアール形状が好適に採用されるが、曲率半径が部分的に異なっていても良い。
さらに、内側支持部20の軸方向上端面における内側係合爪74よりも外周側は、後述する弾性弁体16における筒状支持部82の軸方向内側面が重ね合わされる内側支持面76とされている。本実施形態の内側支持面76は、外側支持面60と略同じ径方向幅寸法をもって、略軸直角方向に広がる円環形状とされている。
そして、内側支持部20の内側係合爪74と外側支持部18の外側係合爪56とが軸方向で隙間を隔てて対向配置されていると共に、内側支持部20の内側支持面76と外側支持部18の外側支持面60とが軸方向で隙間を隔てて対向配置されている。これら内側係合爪74と外側係合爪56は、軸方向の投影で互いに少なくとも一部が重なり合うことが望ましく、好適には、径方向の半分以上の領域において軸方向の投影で互いに重なり合うようにされる。特に、本実施形態では、外側係合爪56の内周端(径方向内側端部)の軸方向延長線上に、内側係合爪74の内周側角部に設けられたアール形状の湾曲面が位置するようにされている。これにより、後述する雄コネクタ94の医療用弁10への挿入時において、例えば雄コネクタ94が、外側係合爪56の径方向内周端から挿入されたり、軸方向に対して傾斜して挿入されたりする際にも、内側係合爪74に設けられたアール形状の湾曲面により押込力を巧く逃がすことができて、弾性弁体16が損傷するおそれを低減させることができる。
また、内側支持面76には、径方向中間部分において軸方向外方に突出する係止凸部78が形成されている。本実施形態では、この係止凸部78は、周方向の全周に亘って連続して形成されており、その突出寸法は対向する先端壁部54には至らない大きさとされていると共に、好適には、係止凸部78の突出先端面が外側係合爪56の突出先端面よりも上方に位置している。
なお、本実施形態の開口部材12を構成する外側支持部18、内側支持部20、開口部材本体22のそれぞれは、弾性弁体16を確実に保持し得る強度を有する材料から形成されることが好ましく、熱可塑性樹脂が好適に採用される。
ここにおいて、図7〜10には、弾性弁体16の単品状態が示されている。この弾性弁体16は略ディスク形状とされており、中央部分80にスリット14が形成されている。また、弾性弁体16の外周部分には軸方向内外に突出する筒状支持部82が設けられており、中央部分80と筒状支持部82とが周方向の全周に亘って延びる環状連結部84で接続されていることにより、弾性弁体16は一体成形品として形成されている。
なお、図5などに示される雄コネクタの未挿入状態では、弾性弁体16において中央部分80の上端面と開口部材12の上端面が同一平面状に位置するようにされている。また、本実施形態では、スリット14は、弾性弁体16の厚さ方向に貫通する三又形状とされているが、直線形状や十文字形状、中心から4方向以上に延びる放射形状とされてもよい。
この環状連結部84は、弾性弁体16の中央部分80よりも厚さ寸法を小さくすることにより形成されており、即ち弾性弁体16における軸方向外面側および内面側の外周部分には、それぞれ周方向の全周に亘って延びる溝状の外側環状溝86および内側環状溝88が形成されている。これら両環状溝86,88により弾性弁体16の外周部分には括れが形成されており、この括れ部分、即ち両環状溝86,88の底部の軸方向間が環状連結部84とされている。
なお、弾性弁体16の中央部分80の厚さ寸法は、好適には、1.0〜3.0mmの範囲内で設定される。中央部分80の厚さ寸法が1.0mmよりも小さいと、シリンジ先端部等の雄コネクタの挿入時におけるシール性が不十分となるおそれがある一方、厚さ寸法が3.0mmよりも大きいと、雄コネクタの挿入抵抗が大きくなって、挿入操作が難しくなるおそれがあるからである。
そして、本実施形態では、開口部材12と弾性弁体16との装着状態における弾性弁体16の中央部分80において、環状連結部84から軸方向外面までの厚さ寸法A(図6参照)に対して軸方向内面までの厚さ寸法B(図6参照)が小さくされている(B<A)。換言すれば、弾性弁体16における環状連結部84は、中央部分80における軸方向中央部分よりも軸方向内方側に偏倚して位置している。
また、両環状溝86,88の形状はそれぞれ、外側係合爪56および内側係合爪74に略対応するものとされて、それら外内の係合爪56,74が嵌め込まれ得るようになっている。また、内側環状溝88の内周側の壁部には凹溝部90が形成されており、凹溝部90の内面形状が内側係合爪74の先端内周面形状に略対応している。これにより、後述する雄コネクタ94の挿入時において、内側係合爪74の先端内周面と凹溝部90の内面が重なって当接して、医療用弁10内の流体流路96において隙間を形成するおそれが軽減されている。
そして、環状連結部84の外周側に接続される筒状支持部82は全体として略矩形の縦断面とされており、周方向の全周に亘って連続して形成されている。即ち、筒状支持部82は、全体として、外側支持面60と内側支持面76との軸方向における対向面間距離と略同じか僅かに大きい軸方向寸法を有していると共に、両支持面60,76と略同じか僅かに大きい径方向幅寸法を有している。要するに、筒状支持部82の外径寸法は、筒状周壁部64の先端部分における外径寸法と略等しくされており、筒状支持部82の外周面と筒状周壁部64の外周面68が滑らかに連続すると共に、これらの面が小径筒部46の内周面50と重なるようにされている。
さらに、筒状支持部82の軸方向内側の端面において、内側支持部20の係止凸部78と対応する位置には、軸方向内方に開口する係止凹部92が形成されている。本実施形態では、係止凹部92は周方向の全周に亘って連続して形成された環状の凹溝とされており、その深さ寸法は、係止凸部78の突出寸法と略同じか僅かに小さくされている。
なお、弾性弁体16は弾性を有する材料から形成されており、気密性や再封止性、耐液性などを考慮して、イソプレンゴムやシリコーンゴム等の合成ゴム、天然ゴム、熱可塑性エラストマー等が好適に採用される。また、弾性弁体16において、筒状支持部82の外径寸法は、好適には5.0〜6.5mmの範囲内で設定される。当該寸法が5.0mmよりも小さいと、外径が略4.0mmに統一された標準的なルアーロックコネクタのルアーチップの挿入が困難になるおそれがある一方、当該寸法が6.5mmよりも大きいと、医療用弁10の外径が大きくなって、標準的なルアーロックコネクタの雌ねじ部との接続が困難となるおそれがあるからである。
上記の如き形状とされた開口部材本体22と内側支持部20と外側支持部18とを相互に組み付けることにより、本実施形態の開口部材12が構成されていると共に、当該開口部材12に対して上記の如き形状とされた弾性弁体16を組み付けることにより、本実施形態の医療用弁10が構成されている。
本実施形態では、開口部材本体22に対して、内側支持部20が非接合で組み付けられている。即ち、外側支持部18を開口部材本体22に対して軸方向に重ね合わせて固着することにより、外側支持部18の軸方向内方に位置する内側支持部20が、開口部材本体22や外側支持部18等の何れに対しても接着等されない非固着な状態で位置決め固定されて支持されている。
すなわち、開口部材本体22の開口側端部に形成される嵌合溝34に内側支持部20の環状突出部70が嵌め入れられて、径方向で位置決めされる。そして、この内側支持部20の軸方向外方から弾性弁体16が組み付けられる。その際、弾性弁体16の内側環状溝88に対して内側支持部20の内側係合爪74が嵌め入れられて係合すると共に、筒状支持部82に形成された係止凹部92に対して内側支持部20に形成された係止凸部78が差し入れられて係止される。要するに、筒状支持部82は、係止凸部78よりも外周側と内周側とが係止凸部78の上方で接続された形状とされており、係止凸部78に対して上方から回り込むように設けられている。
かかる状態において、弾性弁体16の軸方向外方から外側支持部18が重ね合わされて、必要に応じて外側支持部18が開口部材本体22に対して軸方向で押し付けられる。これにより、開口部材本体22の外周側支持壁30に突設された溶着用突部36に対して、外側支持部18の環状肩部48が当接状態で重ね合わされる。そして、かかる溶着用突部36の当接部位を軸方向で押し付けながら超音波溶着装置のホーンを当てて溶着用突部36に超音波エネルギーを集中的に作用させることで溶着用突部36とその当接部位を溶融させ、実質的に溶着用突部36を溶融消失させて開口部材本体22の外周側支持壁30の上面に外側支持部18の環状肩部48の下面が重ね合わされた状態で固着を完了する。なお、かかる超音波溶着に際して、開口部材本体22と外側支持部18との軸方向の位置決めは、溶着用突部36の溶融消失に伴って、外周側支持壁30と環状肩部48との当接面積が急激に増大したり、開口部材本体22の段差面38に対して外側支持部18における大径筒部44の軸方向下端面が当接することなどによって規定され得る。
その結果、超音波溶着が完了した製品状態では、段差面38と大径筒部44の下端面とが実質的に当接すると共に、環状肩部48と外周側支持壁30とが略当接した状態とされる。なお、環状肩部48の下面と外周側支持壁30の上面との固着は、上述の如き溶着用突部36を利用した超音波溶着が好適に採用されるが、例えば溶着用突部を用いない接着等であってもよい。
かかる組付状態においては、内側支持部20における環状突出部70の先端部分が、外側支持部18の環状肩部48に設けられた段差部49に係合すると共に、内側支持部20における筒状周壁部64の外周面68および筒状支持部82の外周面に対して、小径筒部46の内周面50が重ね合わされる。更に、外側支持部18の保持溝58に筒状支持部82の軸方向中間部分から軸方向上端部分までが嵌め入れられると共に、弾性弁体16の外側環状溝86に対して外側支持部18の外側係合爪56が嵌め入れられて係合することにより、外内の支持部18,20に対して弾性弁体16の筒状支持部82が支持されている。
その際、外側支持部18を開口部材本体22に対して軸方向で押し付けて固着することにより、弾性弁体16の内側環状溝88に対して内側支持部20の内側係合爪74が食い込むように押し入れられると共に、外側環状溝86に対して外側支持部18の外側係合爪56が食い込むように押し入れられる。これにより、環状連結部84が軸方向で圧縮された状態で弾性弁体16が開口部材12に対して組み付けられることから、弾性弁体16に対して外内の支持部18,20による常時有効な支持力が発揮されるようになっている。
また、筒状支持部82の軸方向寸法を外側支持面60と内側支持面76との軸方向対向面間距離より大きくしたり、係止凸部78の突出寸法を係止凹部92の深さ寸法より大きくすることにより、筒状支持部82が軸方向で圧縮された状態で、弾性弁体16が開口部材12に対して組み付けられる。これにより、弾性弁体16の筒状支持部82には外内の支持部18,20による圧縮力が及ぼされることから、弾性弁体16に対して常時有効な支持力が発揮されるようになっている。
さらに、図11には、上記の如き構造とされた医療用弁10に対して、雄コネクタとしてのシリンジ94の先端部分が挿入された状態が示されている。即ち、弾性弁体16に対してシリンジ94の先端部分を挿入することにより、スリット14が開放されると共に、弾性弁体16の中央部分80が軸方向内方へ押し込まれて弾性変形させられる。これにより、シリンジ94の内部から医療用弁10の内部を経て、図示しないカテーテル等から人体内部へ至る流体流路96が連通状態とされる。換言すれば、流体流路96の開口部分を構成する開口部材12に装着された弾性弁体16にシリンジ94が挿入されることにより、スリット14が開放されて、流体流路96が連通状態とされる。
ここにおいて、本実施形態の医療用弁10では、弾性弁体16における外内の環状溝86,88に対して外内の係合爪56,74を嵌め込むことで支持するだけでなく、弾性弁体16に設けられた係止凹部92に対して、開口部材12に設けられた係止凸部78が差し入れられて係止されていることから、開口部材12による弾性弁体16の支持力の向上が図られ得る。より好適には、係止凹部92に対して係止凸部78が圧入状態で押し込まれることにより、筒状支持部82に圧縮力を及ぼした状態で組み付けられる。
特に本実施形態の医療用弁10では、係止凸部78が内側支持面76から軸方向外方に向かって突出して形成されており、弾性弁体16の筒状支持部82が係止凸部78に対して軸方向外方から回り込むように形成されている。これにより、図11に示されるシリンジ94の挿入状態では、弾性弁体16に対して軸方向内方への押込力が発生することとなるが、筒状支持部82に及ぼされる軸方向内方への引張力に対して、内側係合爪74だけでなく、係止凸部78においても引っ掛かり作用が発揮されることから、開口部材12からの弾性弁体16の抜け落ちが一層効果的に防止され得る。
また、本実施形態では、開口部材12を構成する内側支持部18と外側支持部20と開口部材本体22とがそれぞれ別部材とされていることから、製造誤差を小さくすることができて、高精度な組付けが可能となる。特に、内側支持部18が、外側支持部20および開口部材本体22に対して溶着や接着が施されず、非接合な状態で組み付けられていることから、溶着や接着により発生する凹凸を回避することができて、医療用弁10が一層高精度に製造され得る。
さらに、本実施形態では、外内支持部18,20における筒状周壁部46,64の内外周面50,52,66,68には、それぞれ軸方向内方に向かって次第に拡径するテーパ状の傾斜が付されていることから、医療用弁10内における流体流路96が十分な大きさをもって確保され得る。それに加えて、両筒状周壁部46,64の肉厚寸法も効率よく確保されることから、両支持部18,20が十分な強度をもって製造され得る。
更にまた、本実施形態では、組付状態の医療用弁10における弾性弁体16の中央部分80において、環状連結部84から軸方向外面までの厚さ寸法(A)に比して、軸方向内面までの厚さ寸法(B)が小さくされていることから、シリンジ94の挿入時において弾性弁体16が軸方向内方に向かって弾性変形させられた際に、環状連結部84に及ぼされる引張力を小さく抑えることができる。これにより、弾性弁体16が損傷するおそれを低減させることができて、医療用弁10の耐久性の向上が図られ得る。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されることなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更,修正,改良などを加えた態様で実施され得るものであり、また、そのような実施態様も、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも本発明の範囲内に含まれる。
例えば、前記実施形態では、係止凸部78が内側支持部20に設けられて軸方向外方に突出していたが、係止凸部を例えば外側支持部に設けること等により、軸方向内方に突出する係止凸部を設けて、弾性弁体の筒状支持部において軸方向外方に向かって開口して形成された係止凹部に対してかかる係止凸部を差し入れて係止することも可能である。
尤も、本発明に係る医療用弁を構成する開口部材は、前記実施形態に記載の如き形状や構造に限定されるものではなく、例えば特許第5372490号に記載の医療用弁(混注ポート36)のように、筒状口体(40)の開口部側に環状リング(42)が組み付けられて固着された構造とされてもよい。
また、前記実施形態では、内側支持部20と開口部材本体22が別部品とされていたが、一体として形成されてもよい。
なお、前記実施形態では、外内の係合爪56,74および外内の環状溝86,88は、周方向の全周に亘って環状に形成されていたが、例えば外内の係合爪は周方向で断続的に形成されていてもよい。また、外内の環状溝も、外内の係合爪の位置と大きさに対応する等して断続的に形成されてもよい。
さらに、前記実施形態では、係止凸部78および係止凹部92は周方向の全周に亘って環状に形成されていたが、例えば係止凸部は周方向で断続的に形成されていてもよいし、係止凹部も、係止凸部の位置と大きさに対応する等して断続的に形成されてもよい。
なお、本発明では、以下に記載の各態様も好適に採用可能である。すなわち、本発明は、前述の第4の態様に係る医療用弁であって、前記開口部材本体の開口側端面に形成された嵌合溝に対して、前記内側支持部の軸方向基端部が嵌め入れられて支持されていると共に、該開口部材本体の開口側端面の該嵌合溝より外周側に対して、前記外側支持部の軸方向基端部が重ね合わされて溶着固定されており、該外側支持部で該内側支持部が該開口部材本体に対して位置決め固定されることによって該内側支持部が非接合で組み付けられている態様も、好適に採用され得る。
また、本発明は、前述の第1〜第6の態様に係る医療用弁であって、前記弾性弁体における前記環状連結部と前記筒状支持部が圧縮力を及ぼされた状態で前記開口部材に組み付けられている態様も、好適に採用され得る。