JP6373732B2 - トランスデューサープロテクタ及び体外循環回路 - Google Patents
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第一ハウジング〈2〉と第二ハウジング〈22〉は、それぞれ略円筒状の第一支持部〈4〉と第二支持部〈24〉並びに管状の第一接続部〈3〉と第二接続部〈23〉とを有している。
第一支持部〈4〉は、中心Oから円周側部R方向に向けて、順次、第一挟持部〈5〉、第一溶着部〈9〉、凹部〈M〉を形成している。
第二支持部〈24〉は、中心Oから円周側部R方向に向けて、順次、第二挟持部〈25〉、第二溶着部〈29〉、凸部〈T〉を形成している。
すなわち、第一ハウジング〈2〉の第一支持部〈4〉と第二ハウジング〈22〉の第二支持部〈24〉を溶着する際に、フィルタ〈F〉は第一支持部〈4〉の第一挟持部〈5〉と、第二支持部〈24〉の第二挟持部〈25〉との間に配置する。
そして、第一支持部〈4〉の第一溶着部〈9〉(第一段部〈D1〉及び凹部〈M〉)と、第二支持部〈24〉の第二溶着部〈29〉(第二段部〈D2〉及び凸部〈T〉)とを溶着し、フィルタ〈F〉の外縁を、第一挟持部〈5〉と第二挟持部〈25〉との間に固定していた。
ところが第一ハウジング〈2〉の支持部〈4〉と第二ハウジング〈22〉の第二支持部〈24〉は、実質的に同じ外径に形成し、さらに溶着する箇所の面積が大きいため、第一ハウジング〈2〉の支持部〈4〉(または第二ハウジング〈22〉の第二支持部〈24〉)の溶着箇所に、超音波ホーンの振動を集中しきれず、このため溶着箇所の溶着強度にバラツキが生じ、溶着が均一にできず、液体リークの発生が報告されることがあった。
前記第一ハウジング(2)と前記第二ハウジング(22)は、それぞれ略円筒状の第一支持部(4)と第二支持部(24)及び管状の第一接続部(3)と第二接続部(23)とを有し、
前記第一支持部(4)と前記第二支持部(24)は、長手(L)方向と、当該長手方向と略垂直に交わる側部円周(R)方向とを有し、前記長手(L)方向は、天面(U)と底面(D)とを有し、
前記第一支持部(4)と前記第二支持部(24)の底面(D)に、それぞれ前記第一接続部(3)と前記第二接続部(23)を突設し、
前記第一支持部4の外径(4OD)は、前記第二支持部24の外径(24OD)よりも小さく形成し、前記第二支持部24の外径(24OD)の大きさを、100とすると、前記第一支持部(4)の外径:(4OD)は、65〜85に形成し、
前記第一ハウジング(2)の第一支持部(4)の天面(U)に、
中心(O)方向から側部円周(R)方向に向けて、順次、第一挟持部(5)、第一溶着部(9)を形成し、当該第一溶着部(9)は第一段部(D1)を有し、
前記第一挟持部(5)は第一階段部(K1)を有し、
前記第二ハウジング(22)の第二支持部(24)の天面(U)に、中心(O)方向から側部円周(R)方向に向けて、順次、環状の第二挟持部(25)、第二段部(D2)を形成し、
当該第二段部(D2)は、中心(O)から円周側部(R)方向に向けて、複数の段部(D21、D22、D23、D24)を有し、当該円周側部(R)方向の一部の段部(D23)が、第二溶着部(29)として機能し、
前記第二挟持部(25)は、第二階段部(K2)を有し、
フィルタ(F)を、前記第一支持部(4)と前記第二支持部(24)との間に配置し、
前記フィルタ(F)の外周縁部を、前記第一挟持部(5)の第一階段部(K1)と、前記第二挟持部(25)の第二階段部(K2)との間に配置し、超音波により、
前記第一溶着部(9)の第一段部(D1)の角部(D1C)と前記第二溶着部(29)を溶融することにより、当該第二溶着部(29)と前記角部(D1C)とを溶着し、
前記フィルター(F)の外周縁部を、前記第一階段部(K1)と前記第二階段部(K2)との間で挟持固定したトランスデューサープロテクタ(1)を提供する。
これにより第二支持部24は、固定治具KTに安定して固定でき、かつ第一ハウジング2、第二ハウジング22の支持部材4、24の前記溶着箇所に、超音波ホーンHの振動を、接合前の第二溶着部29に集中できる。このため従来のように、液体リークが発生することがなく、安定して溶着することができる。
以下、本発明を明確に説明するため、次の定義をおく。
(定義1)本発明のトランスデューサープロテクタ1において、「長手L方向」とは、長尺方向(長い方向)を意味する。
「天面U」とは、第一ハウジング2は、例えば図3、図6に示すように、第一支持部4の第一接続部3との反対側の端部を意味する。第二ハウジング22は、例えば図9、図12に示すように、第二支持部24の第二接続部23との反対側の端部を意味する。また「天面U」は、天面U側、天面U方向、上部U、上部U側、上部U方向という場合がある。
「底面D」とは、第一ハウジング2は、例えば図3、図6に示すように、第一接続部3の第一支持部4との反対側の端部を意味する。第二ハウジング22は、例えば図9、図12に示すように、第二接続部23の第二支持部24との反対側の端部を意味する。また「底面D」は、底面D側、底面D方向、下部D、下部D側、下部D方向という場合がある。
なお図1、図2、図15、図16(第一ハウジング2と第二ハウジング22の接合前後の断面図)では、図面の上方向を天面U、下方向を底面Dとして記載している。第一ハウジング2は、天面Uと底面Dが反転している。
「側部円周R方向」とは、例えば図3、図6(図9、図12)に示すように、長手L方向の中心Oから外周(外側)へ向かう方向を意味する。
第一ハウジング2は、略円筒状の第一支持部4と略管状の第一接続部3とを有する。
第二ハウジング22は、略円筒状の第二支持部24と略管状の第二接続部23とを有する。
第一支持部4と第二支持部24は、長手L方向と、当該長手L方向と略垂直に交わる側部円周R方向とを有し、前記長手L方向は、天面Uと底面Dとを有する。
第一接続部3と第二接続部23は、長手L方向と、当該長手L方向と略垂直に交わる側部円周R方向とを有し、前記長手L方向は、天面Uと底面Dとを有する。
すなわち第二支持部24の外径:24ODの大きさ(寸法、サイズ)を、例えば100とすると、第一支持部4の外径:4ODは、65〜85、好ましくは70〜80に形成している。外径:4ODがあまり大きい(85を超える)と溶着部を溶融しずらくなり、また超音波ホーンで挟み込む(挟持する)エネルギーが大となり、挟み込むのが困難となる。あまり小さい(65未満)と溶着部の溶融量(体積)が少ないので、下部D側に応力をかけすぎることになり、フィルターFの破損の原因となる。
当該第一挟持部5と第二挟持部25の外周(側部円周R方向)に、第一溶着部9と第二溶着部29を形成している。
さらに第一挟持部5は第一階段部K1を有し、第一階段部K1は複数の階段部K11、K12、K13を有する。
第二挟持部25は第二階段部K2を有し、第二階段部K2は複数の階段部K21、K22を有する。階段部K22の外周(側部円周R方向)に、溝部25Mを形成している。
これらの第一階段部K1と第二階段部K2により構成される複数の凹凸(階段部、溝部)によりフィルターFの外周縁部を挟持するものである。
本発明の説明では、便宜上、第一ハウジング2を透析装置側、第二ハウジング22を体外循環回路と記載したが、第一ハウジング2を体外循環回路側、第二ハウジング22を透析装置側のハウジングとしても使用することができる。
第一接続部3は、内周は天面U方向に先細りのテーパーを形成している。底面D側の外周に、透析装置との接続部3N(ネジ部)を形成している。
第二ハウジング2は、図9、図12に例示するように、略管状の第二接続部23を略円筒状の第一支持部4の底面Dの略中央に一体に突設している。
第二接続部23は、内周は天面U方向に先細りのテーパーを形成している。
第二ハウジング22は、第二支持部材24の長手L方向に、複数の間隔の狭い凹凸24Tを形成している。さらに円周側部R方向に、凹凸24Tを横断するように環状の溝部24Mを形成している。
これらの凹凸24T、溝部24Mにより、作業者は指を引っかけて、取扱いをスムーズに行うことができる。
第一支持部4は、天面U略中央に、第一凹部10を形成し、当該第一凹部10の空間内に空気圧緩衝部材8を配置(形成、突設)している。
同様に第二支持部24は、天面U略中央に、第二凹部30を形成し、当該第二凹部30の空間内に空気圧緩衝部材28を配置(形成、突設)している。
図3、図6から図8に示すように、第一ハウジング2の第一支持部4の天面Uに、中心O方向から側部円周R方向に向けて、順次、環状の第一挟持部5、第一溶着部9及び凹部Mを形成している。
さらに第一挟持部5は、第一階段部K1を有し、さらに詳述すれば、第一階段部K1は、図7、図8に例示するように中心O方向から側部円周R方向に向けて、
三つの階段部K11、K12、K13を有する。
第一溶着部9は、図7、図8に例示するように、第一段部D1である。第一段部D1は、外周(側部円周R方向)に、角部(コーナー部ともいう)D1Cを有する。角部D1Cが、実質的に溶着部として機能する。
第一段部D1の外周(側部円周R方向)に向けて、凹部Mを形成している。
天面U方向を高い位置としてみた場合、第一段部D1は、図7、図8に例示するように第一階段部K1の最も低い階段部K11よりも低い位置に形成している。
図9、図12から図14に示すように、第二ハウジング22の第二支持部24の天面U部に、中心O方向から側部円周R方向に向けて、順次、環状の第二挟持部25、第二段部D2(第二溶着部29を含む)、凸部T及びフランジFRを形成している。
第二挟持部25は、第二階段部K2を有し、第二階段部K2は、図13、図14に例示するように、中心O方向から側部円周R方向に向けて、二つの階段部K21、K22を有する。
天面U方向を高い位置としてみた場合、第二階段部K2は、図13、図14に例示するように、中心O方向(内側)の階段部K21は、側部円周R方向(外側)の階段部K22よりも高く形成している。
階段部K22の外周(側部円周R方向)に、溝部25Mを形成している。
天面U方向を高い位置としてみた場合、第二段部D2は、中心O方向から側部円周R方向に向けて、内側の段部D21から外側の段部D24に向けて、順次高くなるように形成している。
内側から数えて、三番目の段部D23は、中心O方向から側部円周R方向に向けて昇るテーパー(あえて符号は記載せず)を有する。
その他の段部D21、22、24は、中心O方向から側部円周R方向に向けて昇る小テーパー(あえて符号は記載せず)を有する。
内側から数えて、四番目(最も外側)の段部D24に連続して、図13、図14に例示するように側部円周R方向に向けて、凸部T及びフランジFRを形成している。
天面U方向を高い位置としてみた場合、第二段部D2の(最も内側)の段部D21は、図13、図14に例示するように第二階段部K2の最も高い階段部K21と実質的に同じないし高い位置に形成している。
第二ハウジング22の中心Oから第二支持部24の最外側部までの距離:24ODを100とすると、
中心Oから第二挟持部25(の側部円周R方向の略中央)までの距離:25ODは、概ね40〜60、好ましくは45〜55、
中心Oから第二溶着部29(の側部円周R方向の略中央)までの距離:29ODは、概ね60〜75、好ましくは65〜70に形成する。
25OD、29ODがあまり大きい(25ODが60を超え、D29ODが75を超える)とフィルターFの配置位置がずれて、第一支持部4との溶着が困難となり、フィルターFを固定しずらくなる。あまり小さい(25ODが40未満で、29ODが60未満)とフィルターFを平坦に配置することができず、めくれ、たわみが生じやすく、均一に固定できない。
底面Dの溝MDは、中心O方向から側部円周R方向に向けて、(側部円周R方向に見て)第二段部D2に対応する箇所から凸部Tに対応する箇所を経て、フランジFRの最も内側に対応する箇所に至るまで形成している。凸部Tに対応する箇所が最も深くなっている。
溝MDの存在により、第一ハウジング2の天面Uを、第二ハウジング22の天面Uと溶着する際に、図1、図15、図16に例示するように、天面U方向から底面B方向に、第一段部D1から第二段部D2の段部D23(溶着部29)にかかる負荷、底面B方向から天面U方向に、段部D23(溶着部29)から第一段部D1にかかる負荷を吸収緩和することができる。
第一支持部4の第一挟持部25(第一階段部K1(K11、K12、K13))、第一溶着部9(第1段部D1)と、
第二支持部24の第二挟持部25(第二階段部K2(K21、K22)、溝部25M)、第2段部D2(D21、D22、D23、D24)を前記の位置に配置することにより、
第二支持部24を冶具に安定して固定でき、第一支持部4を天面U方向から底面B方向に、抑えながら超音波、熱等を均一に印加することができる。
また以上の第一溶着部9と第二溶着部29の説明は、あくまでも例示であり、 第一階段部K1、第二階段部K2とともに、フィルターFを強固に第一ハウジング2(第一支持部4)と第二ハウジング22(第二支持部24)との間に固定して、溶着できる形態であれば何でも採用することができる。
フィルターFは、第一支持部4と第二支持部24との間に配置し、超音波により、第一溶着部9と第二溶着部29を溶着することにより、第一挟持部5の第一階段部K1と、第二挟持部25の第二階段部K2、溝部25Mとの間に強固に押さえ込まれて挟持される。
例えば図15に例示するように、第二ハウジング24を固定冶具KTに固定し、第一ハウジング2の第一支持部4の第一挟持部5(第一階段部K1(K11、K12、K13)と第二ハウジング22の第二挟持部25(第二階段部K2(K21、K22)、溝部25M)との間に、フィルターFを配置する。
第1段部D1の角部D1Cと第二溶着部29(段部D23)とを接触するように配置している。
第一支持部4の第1段部D1の角部D1Cに対応する箇所に、天面U側から超音波ホーンUを接触させ、第一支持部4を底面D方向に押しながら超音波を発振させる。
第1段部D1の角部D1Cと第二溶着部29(段部D23)とを、摩擦熱により溶融し、これらが溶着する。
フィルターFは、第一ハウジング2の第一支持部4の第一挟持部5(第一階段部K1)と第二ハウジング22の第二支持部24の第二挟持部25(第二階段部K2)との間の少ない面積で、外周縁部を挟持固定するものであるから、フィルターFにかかる負荷を軽減することができ、フィルターFの品質(性能)を安定化することができる。
本発明では、第一ハウジング2の第一支持部材4の天面Uに、第一空気圧緩衝部材8を形成し、第二ハウジング22の第一支持部材24の天面Uに、第二空気圧緩衝部材28を形成している。
図4、図10に示すように、第一空気圧緩衝部材8及び第二空気圧緩衝部材28は、それぞれ第一ハウジング2、第二ハウジング22の中心Oの外側に、複数個(4個)、配置している。
第一空気圧緩衝部材8の中心O方向から側部円周R方向には、前記したようにフィルターFの第一挟持部5、第一溶着部9、凹部Mを形成している。
第二空気圧緩衝部材28の中心O方向から円周側部R方向には、前記したようにフィルターFの第二挟持部25、第二溶着部29、凸部T及びフランジFRを形成している。
また仮に血液等の液体が、体外循環回路側から第二流路26を経て流入しても、空気圧と同様に第二空気圧緩衝部材28の表面に直接衝突して分散され、フィルターFに印加される流体圧は弱められるので、フィルターFの負荷を軽くしてダメージを抑えることができる。
フィルター10は、図1ではシート状形成されているが、少なくとも0.2μm以上の液体(体液、血液)、微生物、浮遊塵などは通過せず、気体は通過する構造、材質のものであれば何でも良い。
前記体外循環回路を組立てる際に前記トランスデューサープロテクタ1を装着し、高圧蒸気滅菌することにより、新たに前記トランスデューサープロテクタ1を装着する必要がなくなる。
ハウジング2、22の構成材料は、ポリカーボネート(PC)樹脂である。
ポリカーボネート(PC)樹脂は、熱可塑性の非結晶質のエンジニアリングプラスチックであり、強度、靭性、耐放射線滅菌、耐薬品性、寸法精度・寸法安定性、透明性に優れる。
ポリカーボネート(PC)樹脂には、例えば、原料の造粒過程における熱安定性の確保や原料を用いた成形品の強度、剛性、靱性、耐クリープ性、耐疲労性等の種々の物理的特性(機械的特性)を改善するため、製造時の材料特性、例えば流動性、寸法安定性を調整するため、または化学的性質、例えば耐熱性、耐薬品性、生体適合性を改善するために、一般的に、各種添加剤が添加される。
2 第一ハウジング(透析装置側)
22 第二ハウジング(体外循環回路側)
3 第一接続部
3N 接続部
23 第二接続部
4 第一支持部
24 第二支持部
5 第一挟持部
25 第二挟持部
25M 溝
6 第一流路
26 第二流路
8 第一空気圧緩衝部材
28 第二空気圧緩衝部材
9 第一溶着部
29 第二溶着部
10 第一凹部
30 第二凹部
K1、K11、K12、K13 第一階段部
K2、K21、K22 第二階段部
D1 第一段部
D1C 角部
D2 第二段部
F (疎水性)フィルター
O 中心
FR フランジ
M 凹部
T 凸部
MD 溝部
H 超音波ホーン
KT 固定冶具
Claims (1)
- 第一ハウジング(2)と、第二ハウジング(22)とを有し、
前記第一ハウジング(2)と前記第二ハウジング(22)は、それぞれ略円筒状の第一支持部(4)と第二支持部(24)及び管状の第一接続部(3)と第二接続部(23)とを有し、
前記第一支持部(4)と前記第二支持部(24)は、長手(L)方向と、当該長手方向と略垂直に交わる側部円周(R)方向とを有し、前記長手(L)方向は、天面(U)と底面(D)とを有し、
前記第一支持部(4)と前記第二支持部(24)の底面(D)に、それぞれ前記第一接続部(3)と前記第二接続部(23)を突設し、
前記第一支持部4の外径(4OD)は、前記第二支持部24の外径(24OD)よりも小さく形成し、前記第二支持部24の外径(24OD)の大きさを、100とすると、前記第一支持部(4)の外径:(4OD)は、65〜85に形成し、
前記第一ハウジング(2)の第一支持部(4)の天面(U)に、中心(O)方向から側部円周(R)方向に向けて、順次、第一挟持部(5)、第一溶着部(9)を形成し、当該第一溶着部(9)は第一段部(D1)を有し、
前記第一挟持部(5)は第一階段部(K1)を有し、
前記第二ハウジング(22)の第二支持部(24)の天面(U)に、中心(O)方向から側部円周(R)方向に向けて、順次、環状の第二挟持部(25)、第二段部(D2)を形成し、
当該第二段部(D2)は、中心(O)から円周側部(R)方向に向けて、複数の段部(D21、D22、D23、D24)を有し、当該円周側部(R)方向の一部の段部(D23)が、第二溶着部(29)として機能し、
前記第二挟持部(25)は、第二階段部(K2)を有し、
フィルタ(F)を、前記第一支持部(4)と前記第二支持部(24)との間に配置し、
前記フィルタ(F)の外周縁部を、前記第一挟持部(5)の第一階段部(K1)と、前記第二挟持部(25)の第二階段部(K2)との間に配置し、超音波により、
前記第一溶着部(9)の第一段部(D1)の角部(D1C)と前記第二溶着部(29)を溶融することにより、当該第二溶着部(29)と前記角部(D1C)とを溶着し、
前記フィルター(F)の外周縁部を、前記第一階段部(K1)と前記第二階段部(K2)との間で挟持固定した、ことを特徴とするトランスデューサープロテクタ(1)。
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