JP6694475B2 - 医療器具の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、第1ケース部で覆われた第1収容空間及び第2ケース部で覆われた第2収容空間を区画する弾性膜を具備した医療器具の製造方法及び製造装置に関するものである。
一般に、透析治療時においては、採取した患者の血液を体外循環させて再び体内に戻すための血液回路が用いられており、かかる血液回路は、例えば中空糸膜を具備したダイアライザ(血液浄化器)と接続し得る動脈側血液回路及び静脈側血液回路から主に構成されている。これら動脈側血液回路及び静脈側血液回路の各先端には、動脈側穿刺針及び静脈側穿刺針が取り付けられ、それぞれが患者に穿刺されて透析治療における血液の体外循環が行われることとなる。
血液回路を体外循環する血液の圧力を検出するため、例えば特許文献1にて開示されているように、血液回路に接続可能なケースと、ケース内に取り付けられ、血液回路の血液を充填し得る液相部と、空気を充填し得る気相部とを区画するとともに、液相部に充填された血液の圧力に応じて変位可能なダイヤフラム(膜部材)とを具備し、気相部の圧力を圧力検出センサにて検出することにより血液の圧力を検出し得る圧力検出器が提案されている。かかる従来の圧力検出器によれば、液相部と気相部とが膜部材にて区画されているため、血液が気相部内の空気に触れてしまうのを回避しつつ血液回路内の血液の圧力を精度よく検出することができる。
特表2017−504389号公報
しかしながら、上記従来の圧力検出器においては、半割りのケース(第1ケース部及び第2ケース部)を合致させつつそれら第1ケース部及び第2ケース部の周縁部を超音波溶着等にて固定させる際、第1ケース部又は第2ケース部に形成されたシール部によりダイヤフラムを全周縁に亘ってシールさせていたので、シール部と固定部(溶着部)との間に密閉空間が形成され、溶着の過程において密閉空間の圧力が過度に上昇してしまう虞があった。
しかして、密閉空間の圧力が過度に上昇してしまうと、例えば、製造後の高圧蒸気滅菌を施す場合、アニール処理を施す場合又は使用環境が高温となる場合、密閉空間の圧力が更に上昇してダイヤフラムが径方向にずれてしまい、シール性能が低下して不良品又は故障品となってしまう虞があった。特に、第1ケース部及び第2ケース部を固定させる際、超音波溶融等の圧入を伴う場合、密閉空間の圧力上昇は顕著であり、ダイヤフラムが径方向にずれる可能性は高くなってしまう。
なお、このような問題は、ダイヤフラムを具備した圧力検出器に限らず、第1ケース部及び第2ケース部内の収容空間を弾性膜にて区画して構成された他の医療器具においても同様に生じるものである。本出願人は、このような医療器具に対して、シール部と固定部との間に形成された空隙内の過度な圧力上昇を抑制し、品質向上及び信頼性向上を図ることを鋭意検討するに至った。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シール部と固定部との間に形成された空隙内の過度な圧力上昇を抑制することにより、品質向上及び信頼性向上を図ることができる医療器具の製造方法及び製造装置を提供することにある。
請求項1記載の発明は、第1ケース部及び第2ケース部を合致して形成され、内部に収容空間を有するケースと、前記ケースに取り付けられて前記第1ケース部で覆われた第1収容空間及び第2ケース部で覆われた第2収容空間を区画する弾性部材から成る弾性膜と、前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、当該第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定する固定部と、前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、前記弾性膜の周縁を挟持する挟持面と、前記第1ケース部又は第2ケース部の周縁部における前記固定部より内側に形成され、前記挟持面で挟持された前記弾性膜を全周縁に亘ってシールするシール部とを具備した医療器具の製造方法において、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記第1ケース部及び第2ケース部が近接する過程で前記固定部とシール部との間に形成される空間から成る空隙内を減圧又は加熱するものとされ、且つ、前記弾性膜を内在させつつ前記第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で治具に固定させ、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付けるとともに、少なくとも前記治具で固定された前記第1ケース部及び第2ケース部の周囲を密閉し、その密閉空間を減圧又は加熱した後、アニーリング工程又は高圧蒸気滅菌が行われることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の医療器具の製造方法において、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を減圧し、組み付け後に前記密閉空間を大気圧に対して減圧させた状態にする、又は前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を加熱し、組み付け後に前記密閉空間を冷却することにより前記密閉空間を大気圧に対して減圧された状態とすることを特徴とする
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の医療器具の製造方法において、前記第1ケース部及び第2ケース部を固定又は組み付け前の状態における前記弾性膜の周縁部の高さ方向寸法は、前記空隙の高さ方向寸法より小さいことを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1〜3の何れか1つに記載の医療器具の製造方法において、前記密閉空間を減圧又は加熱した後、当該密閉空間を加圧又は冷却することを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1〜の何れか1つに記載の医療器具の製造方法において、前記ケースは、液体の流路に接続可能とされ、前記第1収容空間が前記流路の液体を充填し得る液相部、前記第2収容空間が気体を充填し得る気相部とされるとともに、前記弾性膜は、前記液相部と気相部とを区画して前記液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材から成り、前記気相部の圧力を検出することにより前記流路における液体の圧力を検出する圧力検出器から成ることを特徴とする。
請求項記載の発明は、第1ケース部及び第2ケース部を合致して形成され、内部に収容空間を有するケースと、前記ケースに取り付けられて前記第1ケース部で覆われた第1収容空間及び第2ケース部で覆われた第2収容空間を区画する弾性部材から成る弾性膜と、前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、当該第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定する固定部と、前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、前記弾性膜の周縁を挟持する挟持面と、前記第1ケース部又は第2ケース部の周縁部における前記固定部より内側に形成され、前記挟持面で挟持された前記弾性膜を全周縁に亘ってシールするシール部とを具備した医療器具の製造装置において、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記第1ケース部及び第2ケース部が近接する過程で前記固定部とシール部との間に形成される空間から成る空隙内を減圧する減圧部又は当該空隙部内を加熱する加熱部を備え、且つ、前記弾性膜を内在させつつ前記第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定させる治具と、少なくとも前記治具で固定された前記第1ケース部及び第2ケース部の周囲を密閉する密閉部とを具備するとともに、前記減圧部又は加熱部は、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉部の密閉空間を減圧又は加熱した後、アニーリング工程又は高圧蒸気滅菌が行われるよう構成されたことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の医療器具の製造装置において、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を減圧し、組み付け後に前記密閉空間を大気圧に対して減圧させた状態にする、又は前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を加熱し、組み付け後に前記密閉空間を冷却することにより前記密閉空間を大気圧に対して減圧された状態とすることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項6又は請求項7記載の医療器具の製造装置において、前記第1ケース部及び第2ケース部を固定又は組み付け前の状態における前記弾性膜の周縁部の高さ方向寸法は、前記空隙の高さ方向寸法より小さいことを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項6〜8の何れか1つに記載の医療器具の製造装置において、前記密閉空間を減圧又は加熱した後、当該密閉空間を加圧又は冷却することを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項6〜9の何れか1つに記載の医療器具の製造装置において、前記ケースは、液体の流路に接続可能とされ、前記第1収容空間が前記流路の液体を充填し得る液相部、前記第2収容空間が気体を充填し得る気相部とされるとともに、前記弾性膜は、前記液相部と気相部とを区画して前記液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材から成り、前記気相部の圧力を検出することにより前記流路における液体の圧力を検出する圧力検出器から成ることを特徴とする。
請求項1、の発明によれば、固定部による固定及びシール部によるシールを行って第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、固定部とシール部との間に形成される空隙内を減圧又は加熱するので、シール部と固定部との間に形成された空隙内の過度な圧力上昇を抑制することにより、品質向上及び信頼性向上を図ることができる。
さらに、弾性膜を内在させつつ第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で治具に固定させ、固定部による固定及びシール部によるシールを行って第1ケース部及び第2ケース部を組み付けるとともに、少なくとも治具で固定された第1ケース部及び第2ケース部の周囲を密閉し、その密閉空間を減圧又は加熱するので、効率よく空隙内の減圧又は加熱を行うことができる。
請求項4、9の発明によれば、密閉空間を減圧又は加熱した後、当該密閉空間を加圧又は冷却するので、安定した環境に戻してから製品を取り出すことができ、品質向上を図ることができる。
請求項5、10の発明によれば、ケースは、液体の流路に接続可能とされ、第1収容空間が流路の液体を充填し得る液相部、第2収容空間が気体を充填し得る気相部とされるとともに、弾性膜は、液相部と気相部とを区画して液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材から成り、気相部の圧力を検出することにより流路における液体の圧力を検出する圧力検出器から成るので、シール部と固定部との間に形成された空隙内の過度な圧力上昇を抑制することにより、圧力検出器の品質向上及び信頼性向上を図ることができる。
本発明の第1の実施形態に係る医療器具としての圧力検出器が適用される透析装置(血液浄化装置)を示す模式図 同圧力検出器を示す平面図 同圧力検出器を示す正面図 図2におけるIV−IV線断面図(膜部材が液相部側に変位した状態) 図2におけるIV−IV線断面図(膜部材が気相部側に変位した状態) 図2におけるVI−VI線断面図 同圧力検出器における第1ケース部を示す3面図 同圧力検出器における第2ケース部を示す3面図 同圧力検出器における膜部材を示す平面図及び正面図 同圧力検出器における固定部による固定及びシール部によるシールが行われる前の状態を示す拡大断面図 同圧力検出器における固定部による固定及びシール部によるシールが行われた状態を示す拡大断面図 同圧力検出器の製造装置を示す模式図 同圧力検出器の製造装置を示す模式図 同圧力検出器の製造方法(減圧の場合)を示すフローチャート 同圧力検出器の製造方法(加熱の場合)を示すフローチャート 本発明の他の実施形態に係る医療器具としてのダイアフラムポンプ(気相部ケースに単一のポートが形成されたもの)を示す平面図 図16におけるXc−Xc断面図 本発明の他の実施形態に係る医療器具としてのダイアフラムポンプ(気相部ケースに5つのポートが形成されたもの)を示す平面図 図18におけるXd−Xd断面図
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第1の実施形態に適用される血液浄化装置は、透析治療を行うための透析装置から成り、図1に示すように、動脈側血液回路1及び静脈側血液回路2から成る血液回路と、動脈側血液回路1及び静脈側血液回路2の間に介装されて血液回路を流れる血液を浄化するダイアライザ3(血液浄化器)と、血液ポンプ4と、静脈側血液回路2に配設されたエアトラップチャンバ5と、ダイアライザ3に透析液を供給及びダイアライザ3からの排液を排出させる透析装置本体6と、置換液としての生理食塩液を血液回路に供給し得る生理食塩液供給ラインL3(置換液供給ライン)と、置換液としての生理食塩液を収容した収容手段7とから主に構成されている。
動脈側血液回路1には、その先端に動脈側穿刺針aがコネクタを介して接続可能とされるとともに、途中にしごき型の血液ポンプ4が配設されている一方、静脈側血液回路2には、その先端に静脈側穿刺針bがコネクタを介して接続可能とされるとともに、途中にエアトラップチャンバ5が接続されている。エアトラップチャンバ5は、液体内の気泡を捕捉し得るとともに、濾過網(不図示)が配設されており、例えば返血時の血栓等を捕捉し得るようになっている。なお、本明細書においては、血液を脱血(採血)する穿刺針の側を「動脈側」と称し、血液を返血する穿刺針の側を「静脈側」と称しており、「動脈側」及び「静脈側」とは、穿刺の対象となる血管が動脈及び静脈の何れかによって定義されるものではない。
血液ポンプ4は、動脈側血液回路1に配設されたしごき型ポンプから成り、正転駆動及び逆転駆動可能とされるとともに、血液回路内の液体を駆動方向に流動させ得るものである。すなわち、動脈側血液回路1には、当該動脈側血液回路1を構成する他の可撓性チューブより軟質かつ大径の被しごきチューブが接続されており、血液ポンプ4には、この被しごきチューブを送液方向にしごくためのローラが配設されているのである。このように血液ポンプ4が駆動すると、そのローラが回動して被しごきチューブ(血液回路の一部)をしごき、内部の液体を駆動方向(ローラの回転方向)に流動させることができるのである。
しかして、動脈側穿刺針a及び静脈側穿刺針bを患者に穿刺した状態で、血液ポンプ4を正転駆動(図中左回転)させると、患者の血液は、動脈側血液回路1を通ってダイアライザ3に至った後、該ダイアライザ3によって血液浄化が施され、エアトラップチャンバ5で除泡がなされつつ静脈側血液回路2を通って患者の体内に戻る。すなわち、患者の血液を血液回路の動脈側血液回路1の先端から静脈側血液回路2の先端まで体外循環させつつダイアライザ3にて浄化するのである。また、血液ポンプ4を逆転駆動(図中右回転)させると、血液回路(動脈側血液回路1における先端と血液ポンプ4の配設位置との間)の血液を患者に返血することができる。
ダイアライザ3は、その筐体部に、血液導入ポート3a、血液導出ポート3b、透析液導入ポート3c及び透析液導出ポート3dが形成されており、このうち血液導入ポート3aには動脈側血液回路1が、血液導出ポート3bには静脈側血液回路2がそれぞれ接続されている。また、透析液導入ポート3c及び透析液導出ポート3dは、透析装置本体6から延設された透析液導入ラインL1及び透析液排出ラインL2とそれぞれ接続されている。
ダイアライザ3内には、複数の中空糸が収容されており、該中空糸内部が血液の流路とされるとともに、中空糸外周面と筐体部の内周面との間が透析液の流路とされている。中空糸には、その外周面と内周面とを貫通した微少な孔(ポア)が多数形成されて中空糸膜を形成しており、当該中空糸膜を介して血液中の不純物等が透析液内に透過し得るよう構成されている。
一方、透析装置本体6には、透析液導入ラインL1及び透析液排出ラインL2に跨って複式ポンプ等の送液手段が配設されているとともに、当該送液手段をバイパスするバイパスラインにはダイアライザ3中を流れる患者の血液から水分を除去するための除水ポンプが配設されている。さらに、透析液導入ラインL1の一端がダイアライザ3(透析液導入ポート3c)に接続されるとともに、他端が所定濃度の透析液を調製する透析液供給装置(不図示)に接続されている。また、透析液排出ラインL2の一端は、ダイアライザ3(透析液導出ポート3d)に接続されるとともに、他端が図示しない排液手段と接続されており、透析液供給装置から供給された透析液が透析液導入ラインL1を通ってダイアライザ3に至った後、透析液排出ラインL2を通って排液手段に送られるようになっている。
なお、エアトラップチャンバ5の上部からは、オーバーフローラインが延設されており、その途中に電磁弁等のクランプ手段が配設されている。そして、電磁弁等のクランプ手段を開状態とすることにより、オーバーフローラインを介して、血液回路中を流れる液体(プライミング液等)をオーバーフローし得るようになっている。
生理食塩液供給ラインL3(置換液供給ライン)は、動脈側血液回路1における血液ポンプ4の配設位置と当該動脈側血液回路1の先端との間においてT字管等にて一端が接続され、血液回路内の血液と置換させるための生理食塩液(置換液)を当該動脈側血液回路1に供給可能な流路(例えば可撓性チューブ等)から成るものである。かかる生理食塩液供給ラインL3の他端には、所定量の生理食塩液を収容した収容手段7(所謂「生食バッグ」)が接続されているとともに、途中には、エアトラップチャンバ8が接続されている。
また、本実施形態に係る生理食塩液供給ラインL3には、クランプ手段9(例えば電磁弁等)が配設されている。かかるクランプ手段9は、生理食塩液供給ラインL3を開閉可能として設けられ、流路の閉塞及び開放を行わせ得るもので、当該クランプ手段9を開閉させることにより、生理食塩液供給ラインL3の流路を閉塞させる閉塞状態と生理食塩液(置換液)を流通させ得る流通状態とを任意に切り替え可能とされている。なお、このようなクランプ手段9に代えて、手動操作により生理食塩液供給ラインL3の流路を閉塞及び開放し得る鉗子等の汎用手段としてもよい。
ここで、本実施形態に適用される血液回路には、医療器具である圧力検出器10が接続されている。かかる圧力検出器10は、静脈側血液回路2におけるダイアライザ3とエアトラップチャンバ5との間の位置に接続され、静脈側血液回路2(血液回路)を流れる血液の圧力を検出し得るよう構成されている。具体的には、圧力検出器10は、図2〜6に示すように、液体の流路(本実施形態においては、静脈側血液回路2(血液回路))に接続可能なケースCと、ケースC内に取り付けられ、流路の液体(本実施形態においては、静脈側血液回路2(血液回路)の血液)を充填し得る液相部S1と、空気を充填し得る気相部S2とを区画するとともに、液相部S1に充填された液体(血液)の圧力に応じて変位可能な膜部材Mとを具備し、気相部S2の圧力を圧力検出センサPで検出することにより流路(静脈側血液回路2)における液体の圧力を検出し得るようになっている。
ケースCは、所定の樹脂材等を成形して得られた中空状成形部品から成り、液相部S1を構成する液相部ケースCaと、気相部S2を構成する気相部ケースCbとを組み合わせて構成されている。具体的には、ケースCは、液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を合致して形成され、内部に収容空間を有するものである。液相部ケースCaは、液体の流路と接続可能とされて液相部S1と連通させ得る流入ポートC1及び流出ポートC2が一体形成されるとともに、気相部ケースCbは、後述する配管部Kの一端と接続可能とされて気相部S2と連通させ得る接続ポートC3が一体形成されている。なお、流入ポートC1及び流出ポートC2は、液体の流入と流出が逆(すなわち、流入ポートC1により液体が流出し、流出ポートC2により液体が流入する構成)になってもよい。
また、液相部ケースCaの外周縁部には、円環状の挟持面m1(図7参照)が形成されるとともに、気相部ケースCbの外周縁部には円環状の挟持面m2(図8参照)が形成されており、液相部ケースCa及び気相部ケースCbを合致して組み付ける際、挟持面m1と挟持面m2との間に膜部材Mの周縁部Maを挟持させることにより、膜部材Mをシールしつつ取付可能とされている。しかして、ケースCの内部形成された空間は、膜部材Mによって液相部S1及び気相部S2に区画(画成)されている。
膜部材Mは、ケースC内に取り付けられたダイヤフラムから成り、液相部S1又は気相部S2の圧力変化に追従して変位又は変形可能な柔軟な材料にて形成されている。本実施形態に係る膜部材Mは、ケースCに取り付けられて液相部ケースCa(第1ケース部)で覆われた液相部S1(第1収容空間)及び気相部ケースCb(第2ケース部)で覆われた気相部S2(第2収容空間)を区画する弾性部材から成り、図9に示すように、周縁部Maが側方に突出して形成されており、挟持面m1、m2にて挟持されるよう構成されている。そして、液相部S1内の液体の圧力(液圧)が小さい場合、図4に示すように、膜部材Mが液相部S1側に変位して気相部S2の容量が増大するとともに、液相部S1内の液体の圧力(液圧)が大きい場合、図5に示すように、膜部材Mが気相部S2側に変位して気相部S2の容量が減少するようになっている。
さらに、気相部ケースCbには、その底面の略中央に開口Cb1(図8参照)が形成されている。かかる開口Cb1は、気相部ケースCbの内周面(底面)に形成されて接続ポートC3の流路と気相部S2とを連通させ、膜部材Mの変位に応じて気相部S2の空気(気体)を流入又は流出させ得るようになっている。しかして、配管Kの一端を接続ポートC3に接続し、他端を圧力検出センサP(圧力検出部)に接続することにより、膜部材Mの変位に応じて開口Cb1から空気(気体)を流入又は流出させ、気相部S2の圧力を圧力検出センサPにて検出することができるのである。なお、接続ポートC3は、配管Kに接続されるものに限らず、気相部S2の圧力を圧力センサPに伝えることができる他の手段に接続されるものとしてもよい。さらに、気相部S2の凹部Cb4における開口Cb1の周りには、図8に示すように、開口Cb1を中心として放射状に突出した複数のリブCb2が形成されている。
本実施形態に係る流入ポートC1は、液体の流路(血液回路)に接続可能な部位(突出部)から成るとともに、図4及び図5に示すように、液相部S1の流入口Ca1(図7参照)から液体(血液)を流入させる流路部C1aと、流路(血液回路)と接続し得る接続部C1bとを有して構成されている。すなわち、流路部C1a及び接続部C1bは、流入ポートC1を構成する突出部内において軸方向に連通して形成されており、接続部C1bに流路を構成するチューブを接続することにより、流路の液体を流路部C1aにて流通させ、流入口Ca1から液相部S1に流入させることができるのである。なお、流入ポートC1は、流路を構成するチューブを接続する凹形状であってもよい。
本実施形態に係る流出ポートC2は、液体の流路(血液回路)に接続可能な部位(突出部)から成るとともに、同図に示すように、液相部S1に流入した液体(血液)を流出口Ca2(図7参照)から流出させる流路部C2aと、流路(血液回路)と接続し得る接続部C2bとを有して構成されている。すなわち、流路部C2a及び接続部C2bは、流出ポートC2を構成する突出部内において軸方向に連通して形成されており、接続部C2bに流路を構成するチューブを接続することにより、液相部S1に流入した液体を流路部C2aにて流通させ、下流側の流路(血液回路)に流出させることができるのである。なお、流出ポートC2は、流路を構成するチューブを接続する凹形状であってもよい。
一方、液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)の各周縁部には、図10、11に示すように、固定部Q2、Q3が形成されるとともに、液相部ケースCaの周縁部における固定部Q2、Q3より内側(液相部ケースCa及び気相部ケースCbに対して内側)には、シール部Q1が形成されている。なお、本実施形態においては、シール部Q1が液相部ケースCaの周縁部のみに形成されているが、気相部ケースCbの周縁部であって固定部Q2、Q3の内側のみに形成されたもの、又は液相部ケースCa及び気相部ケースCbの各周縁部であって固定部Q2、Q3の内側にそれぞれ形成されたものであってもよい。
固定部Q2、Q3は、液相部ケースCa及び気相部ケースCbのそれぞれの周縁部に形成され、当該液相部ケースCa及び気相部ケースCbを合致した状態で固定するための部位であり、本実施形態においては、図10に示すように、液相部ケースCa及び気相部ケースCbを合致させた状態において対峙するとともに、図11に示すように、液相部ケースCa及び気相部ケースCbが互いに近接する方向に押圧されつつ超音波が付与されることにより溶融し、液相部ケースCa及び気相部ケースCbを溶着させる部位とされている。すなわち、本実施形態に係る液相部ケースCa及び気相部ケースCbは、超音波溶着にて互いに圧着されつつ固定(溶着)され、内部に収容空間(液相部S1及び気相部S2)を形成するよう構成されているのである。
シール部Q1は、液相部ケースCa又は気相部ケースCbの周縁部における固定部Q2、Q3より内側に形成され、挟持面m1、m2で挟持された膜部材Mを全周縁に亘ってシールする部位であり、本実施形態においては、図10に示すように、液相部ケースCaの挟持面m1から気相部ケースCbの挟持面m2に向かって突出形成された凸部から成り、図11に示すように、液相部ケースCa及び気相部ケースCbが互いに近接する方向に押圧されつつ超音波が付与され、固定部Q1、Q2が溶融して固定が行われる過程において、膜部材Mの周縁部Maを厚み方向に圧縮してシールする部位とされている。
ここで、固定部Q2、Q3が溶融して液相部ケースCa及び気相部ケースCbが固定されるとともに、シール部Q1によるシールが行われると、固定部Q2、Q3とシール部Q1との間に空隙部αが形成されることとなる。この空隙部αは、液相部ケースCa及び気相部ケースCbが溶着される際、これら液相部ケースCa及び気相部ケースCbが近接する過程で形成される空間から成り、シール部Q1によって密閉されるため、本実施形態に係る減圧又は加熱を行わない場合、圧力が過度に上昇してしまう虞がある。
次に、本実施形態に係る医療器具としての圧力検出器の製造装置について説明する。
本製造装置は、図12、13に示すように、超音波溶着装置11と、治具12と、密閉部Rと、減圧部13とを有して構成され、固定部(Q2、Q3)による溶着(固定)及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付ける際、密閉部Rの密閉空間を減圧するものとされている。
治具12は、膜部材Mを内在させつつ合致した状態の液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を位置決めしつつ載置する載置部12aを有して構成されており、超音波溶着装置11の下方の位置に設置されている。超音波溶着装置11は、超音波を付与し得るホーン11aを有して構成されており、治具12の載置部12aに固定された液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)にホーン11aを当接させつつ押圧して超音波を付与し得るよう構成されている。
そして、超音波溶着装置11によりホーン11aを押圧された液相部ケースCa及び気相部ケースCbは、図10、11に示すように、固定部Q2、Q3が超音波の作用により互いに圧着されつつ固定(溶着)され、且つ、シール部Q1がホーン11aの押圧により圧縮されてシールが施されるとともに、内部に収容空間(液相部S1及び気相部S2)を形成するよう構成されている。
密閉部Rは、内部に密閉空間を形成し得る容器等から成り、図13に示すように、少なくとも治具12で固定された液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を密閉可能とされたものである。かかる密閉部Rは、開閉扉等を具備しており、当該開閉扉を開状態として液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を密閉部Rに搬入及び搬入可能とされ、当該開閉扉を閉状態として密閉空間を形成可能とされている。
減圧部13は、例えば密閉部R内の空気を外部に排出して減圧し得るブロア等から成り、固定部Q2、Q3による固定及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付ける際、密閉部Rの密閉空間を減圧するよう構成されている。これにより、固定部Q2、Q3による固定及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付ける際、固定部Q2、Q3とシール部Q1との間に形成される空隙α内を減圧することができる。
また、減圧部13に代えて、加熱部13としてもよい。加熱部13は、例えば密閉部R内の空気を加熱し得るヒータ等から成り、固定部Q2、Q3による固定及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付ける際、密閉部Rの密閉空間を加熱するよう構成されている。これにより、固定部Q2、Q3による固定及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付ける際、固定部Q2、Q3とシール部Q1との間に形成される空隙α内を加熱することができる。
次に、本実施形態に係る医療器具としての圧力検出器の製造方法について、図14、15のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、減圧部13により減圧する場合について、図14のフローチャートに基づいて説明する。液相ケース部Caを治具12に対して位置決めしつつ固定(S1)した後、その固定した液相ケース部Caに膜部材Mを設置する(S2)。そして、膜部材Mの上に気相部ケースCbを設置する(S3)ことにより、膜部材Mを内在させつつ液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を合致した状態とする。
その後、密閉部Rの内部を密閉空間として減圧部13を作動させることにより、密閉空間を減圧する(S4)。かかる減圧状態において、超音波溶着装置11を作動させてホーン11aを液相部ケースCa(第1ケース部)に押圧させることにより、固定部Q2、Q3が超音波の作用により互いに圧着されつつ固定(溶着)され、且つ、シール部Q1がホーン11aの押圧により圧縮されてシールが施される。これにより、液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を接合して組み付ける(S5)ことができる。
液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)の組み付けが完了すると、密閉部R内の密閉空間を加圧した後(S6)、密閉部Rの開閉扉等を開状態とすることにより、組み付け後の製品を密閉部Rから取り出す(S7)。なお、S6は、例えば大気圧まで加圧するのが好ましいが、密閉部Rの開閉扉を開状態とすることができる圧力まで加圧すれば足りる。以上により、一連の溶着工程が終了するとともに、組み付け後の製品において、固定部Q2、Q3とシール部Q1との間に形成される空隙α内が大気圧に対して減圧された状態とされている。なお、S1とS2について、S1で気相部ケースCbを設置し、S3で膜部材Mの上に液相部ケースCaを設置するようにしてもよい。また、S6については、省略することができる。
次に、加熱部13により加熱する場合について、図15のフローチャートに基づいて説明する。液相ケース部Caを治具12に対して位置決めしつつ固定(S1)した後、その固定した液相ケース部Caに膜部材Mを設置する(S2)。そして、膜部材Mの上に気相部ケースCbを設置する(S3)ことにより、膜部材Mを内在させつつ液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を合致した状態とする。
その後、密閉部Rの内部を密閉空間として加熱部13を作動させることにより、密閉空間を加熱する(S4)。かかる加熱により密閉空間が減圧状態となるので、減圧状態において、超音波溶着装置11を作動させてホーン11aを液相部ケースCa(第1ケース部)に押圧させることにより、固定部Q2、Q3が超音波の作用により互いに圧着されつつ固定(溶着)され、且つ、シール部Q1がホーン11aの押圧により圧縮されてシールが施される。これにより、液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を接合して組み付ける(S5)ことができる。
液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)の組み付けが完了すると、密閉部R内の密閉空間を冷却した後(S6)、密閉部Rの開閉扉等を開状態とすることにより、組み付け後の製品を密閉部Rから取り出す(S7)。なお、S6は、例えば室温(密閉部Rの外部の温度)まで冷却するのが好ましいが、密閉部Rから製品を取り出す際に手で掴むことができる温度まで冷却すれば足りる。以上により、一連の溶着工程が終了するとともに、組み付け後の製品において、固定部Q2、Q3とシール部Q1との間に形成される空隙α内が大気圧に対して減圧された状態とされている。なお、S1とS2について、S1で気相部ケースCbを設置し、S3で膜部材Mの上に液相部ケースCaを設置するようにしてもよい。また、S6については、省略することができる。
しかして、上記の如く製造された医療器具である圧力検出器10は、ガラス転移点若しくは軟化点以下で加熱した後、冷却することによって、樹脂内の内部(残留)応力を取り除くアニーリング工程が行われる。そして、アニーリング工程の後、飽和蒸気中で加熱することによって滅菌する高圧蒸気滅菌が行われる。かかる高圧蒸気滅菌は、高圧な環境として沸点を上昇させ、高温でも水分を保つことができる環境下にて行われる。その後、乾燥工程を経ることにより、高圧蒸気滅菌で湿潤状態となった医療器具である圧力検出器10を乾燥させる。
本実施形態によれば、固定部Q2、Q3による固定(溶着)及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付ける際、固定部Q2、Q3とシール部Q1との間に形成される空隙α内を減圧又は加熱するので、液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)の組み付け後におけるアニーリング工程や高圧蒸気滅菌時、さらには高温の環境下での使用時において、シール部Q1と固定部Q2、Q3との間に形成された空隙α内の過度な圧力上昇を抑制することにより、品質向上及び信頼性向上を図ることができる。
また、膜部材M(弾性膜)を内在させつつ液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を合致した状態で治具12に固定させ、固定部Q2、Q3による固定(溶着)及びシール部Q1によるシールを行って液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を組み付けるとともに、少なくとも治具12で固定された液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)の周囲を密閉し、その密閉空間を減圧又は加熱するので、効率よく空隙α内の減圧又は加熱を行うことができる。特に、本実施形態によれば、密閉空間を減圧又は加熱した後、当該密閉空間を加圧又は冷却するので、安定した環境に戻してから製品を取り出すことができ、品質向上を図ることができる。
さらに、本実施形態に係るケースCは、液体の流路に接続可能とされ、第1収容空間が流路の液体を充填し得る液相部S1、第2収容空間が気体を充填し得る気相部S2とされるとともに、弾性膜は、液相部と気相部とを区画して液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材Mから成り、気相部S2の圧力を検出することにより流路における液体の圧力を検出する圧力検出器10から成るので、シール部Q1と固定部Q2、Q3との間に形成された空隙α内の過度な圧力上昇を抑制することにより、圧力検出器10の品質向上及び信頼性向上を図ることができる。
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば密閉部Rは、超音波溶着装置11及び治具12全体を含む範囲を密閉空間とするようにしてもよく、液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)の組み付け加工が行われる部屋全体の雰囲気を減圧及び加熱するようにしてもよい。また、本実施形態においては、固定部Q2、Q3を超音波にて溶融させることにより液相部ケースCa(第1ケース部)及び気相部ケースCb(第2ケース部)を溶着させているが、超音波溶着に限らず他の固定方法(レーザ溶着、又は専ら圧入若しくはやネジ止めによる組み付け等)であってもよい。
さらに、本実施形態に係る圧力検出器10は、静脈側血液回路2におけるダイアライザ3とエアトラップチャンバ5との間の位置に接続されているが、血液回路における他の位置(例えば、動脈側血液回路1における先端と血液ポンプ4との間の位置、動脈側血液回路1における血液ポンプ4とダイアライザ3との間の位置)に接続するようにしてもよい。本圧力検出器10が接続される血液回路は、他の形態のものであってもよく、例えばエアトラップチャンバ5が接続されず、代わりに本圧力検出器10が接続されるものであってもよい。
またさらに、液相部ケースCaに形成される流入ポートC1及び流出ポートC2は、上記実施形態の如く2つのものに限定されず、例えば図16、17に示すように、単一のポートC4が形成されたもの、又は図18、19に示すように、5つのポート(C5〜C9)が形成されたものであってもよい。なお、図18、19に示すものの場合、液相部ケースCaに形成されるポートの数は、5つに限らず、4つ、5つ若しくは7つ以上有するものであってもよい。
なお、本実施形態においては、透析治療における血液回路の圧力検出器10として適用されているが、第1ケース部及び第2ケース部を合致して形成され、内部に収容空間を有するケースと、ケースに取り付けられて第1ケース部で覆われた第1収容空間及び第2ケース部で覆われた第2収容空間を区画する弾性部材から成る弾性膜と、第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、当該第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定する固定部と、第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、弾性膜の周縁を挟持する挟持面と、第1ケース部又は第2ケース部の周縁部における固定部より内側に形成され、挟持面で挟持された弾性膜を全周縁に亘ってシールするシール部とを具備した他の医療器具(例えば、ダイヤフラムポンプ等)に適用することができる。
例えば、図16、17で示すものをダイアフラムポンプとして適用する場合、接続ポートC3にエアポンプ20及び圧力センサ21を接続するとともに、液体の流路にポートC4を接続し、流路の上流側にバルブVa、下流側にバルブVbを取り付けて制御するようにしてもよい。この場合、バルブVaを開状態且つバルブVbを閉状態としつつエアポンプ20を駆動させ、膜部材Mを気相部ケースCb(第2ケース部)の壁面に張り付かせる方向に移動させることにより、液体を液相部ケースCa内に導くとともに、バルブVaを閉状態且つバルブVbを開状態としつつエアポンプ20を反対側に駆動させ、膜部材Mを液相部ケースCa(第1ケース部)の壁面に張り付かせる方向に移動させることにより、液相部ケースCa内の液体を吐出させることができる。このようなエアポンプ20の駆動及びバルブVa、Vbの作動を繰り返し行わせることにより、ダイアフラムポンプとして機能させることができる。また、同図においては、圧力センサ21にて膜部材Mが液相部ケースCa(第1ケース部)又は気相部ケースCb(第2ケース部)の壁面に張り付いたことを検知させることができるものとされているが、このような圧力センサ21を具備しないものとしてもよい。
さらに、例えば、図18、19で示すものをダイアフラムポンプとして適用する場合、接続ポートC3にエアポンプ20及び圧力センサ21を接続するとともに、液体の流路にポートC5〜C9をそれぞれ接続し、各流路にバルブV1〜V5を取り付けて制御するようにしてもよい。この場合、バルブV1を開状態且つ他のバルブV2〜V5を閉状態としつつエアポンプ20を駆動させ、膜部材Mを気相部ケースCb(第2ケース部)の壁面に張り付かせる方向に移動させることにより、液体を液相部ケースCa内に導くとともに、バルブV1を閉状態且つ他のバルブV2〜V5を開状態としつつエアポンプ20を反対側に駆動させ、膜部材Mを液相部ケースCa(第1ケース部)の壁面に張り付かせる方向に移動させることにより、液相部ケースCa内の液体を吐出させることができる。このようなエアポンプ20の駆動及びバルブV1〜V5の作動を繰り返し行わせることにより、ダイアフラムポンプとして機能させることができる。また、同図においては、圧力センサ21にて膜部材Mが液相部ケースCa(第1ケース部)又は気相部ケースCb(第2ケース部)の壁面に張り付いたことを検知させることができるものとされているが、このような圧力センサ21を具備しないものとしてもよい。
固定部による固定及びシール部によるシールを行って第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、固定部とシール部との間に形成される空隙内を減圧又は加熱する医療器具の製造方法及び製造装置であれば、他の形態及び用途のものにも適用することができる。
1 動脈側血液回路
2 静脈側血液回路
3 ダイアライザ(血液浄化器)
4 血液ポンプ
5 エアトラップチャンバ
6 透析装置本体
7 収容手段
8 エアトラップチャンバ
9 クランプ手段
10 圧力検出器
11 超音波溶着装置
12 治具
13 減圧部(加熱部)
L1 透析液導入ライン
L2 透析液排出ライン
L3 生理食塩液供給ライン
C ケース
Ca 液相部ケース(第1ケース部)
Ca1 流入口
Ca2 流出口
Cb 気相部ケース(第2ケース部)
Cb1 開口
Cb2 リブ
Cb3 凸部
Cb4 凹部
C1 流入ポート
C1a 流路部
C1b 接続部
C2 流出ポート
C2a 流路部
C2b 接続部
C3 接続ポート
M 膜部材(弾性膜)
Ma 周縁部
P 圧力センサ(圧力検出部)
S1 液相部(第1収容空間)
S2 気相部(第2収容空間)
K 配管部
Q1 シール部
Q2、Q3 固定部
m1、m2 挟持面
α 空隙
R 密閉部

Claims (10)

  1. 第1ケース部及び第2ケース部を合致して形成され、内部に収容空間を有するケースと、
    前記ケースに取り付けられて前記第1ケース部で覆われた第1収容空間及び第2ケース部で覆われた第2収容空間を区画する弾性部材から成る弾性膜と、
    前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、当該第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定する固定部と、
    前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、前記弾性膜の周縁を挟持する挟持面と、
    前記第1ケース部又は第2ケース部の周縁部における前記固定部より内側に形成され、前記挟持面で挟持された前記弾性膜を全周縁に亘ってシールするシール部と、
    を具備した医療器具の製造方法において、
    前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記第1ケース部及び第2ケース部が近接する過程で前記固定部とシール部との間に形成される空間から成る空隙内を減圧又は加熱するものとされ、且つ、
    前記弾性膜を内在させつつ前記第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で治具に固定させ、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付けるとともに、少なくとも前記治具で固定された前記第1ケース部及び第2ケース部の周囲を密閉し、その密閉空間を減圧又は加熱した後、アニーリング工程又は高圧蒸気滅菌が行われることを特徴とする医療器具の製造方法。
  2. 前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を減圧し、組み付け後に前記密閉空間を大気圧に対して減圧させた状態にする、又は前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を加熱し、組み付け後に前記密閉空間を冷却することにより前記密閉空間を大気圧に対して減圧された状態とすることを特徴とする請求項1記載の医療器具の製造方法。
  3. 前記第1ケース部及び第2ケース部を固定又は組み付け前の状態における前記弾性膜の周縁部の高さ方向寸法は、前記空隙の高さ方向寸法より小さいことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の医療器具の製造方法。
  4. 前記密閉空間を減圧又は加熱した後、当該密閉空間を加圧又は冷却することを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の医療器具の製造方法。
  5. 前記ケースは、液体の流路に接続可能とされ、前記第1収容空間が前記流路の液体を充填し得る液相部、前記第2収容空間が気体を充填し得る気相部とされるとともに、前記弾性膜は、前記液相部と気相部とを区画して前記液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材から成り、前記気相部の圧力を検出することにより前記流路における液体の圧力を検出する圧力検出器から成ることを特徴とする請求項1〜の何れか1つに記載の医療器具の製造方法。
  6. 第1ケース部及び第2ケース部を合致して形成され、内部に収容空間を有するケースと、
    前記ケースに取り付けられて前記第1ケース部で覆われた第1収容空間及び第2ケース部で覆われた第2収容空間を区画する弾性部材から成る弾性膜と、
    前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、当該第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定する固定部と、
    前記第1ケース部及び第2ケース部のそれぞれの周縁部に形成され、前記弾性膜の周縁を挟持する挟持面と、
    前記第1ケース部又は第2ケース部の周縁部における前記固定部より内側に形成され、前記挟持面で挟持された前記弾性膜を全周縁に亘ってシールするシール部と、
    を具備した医療器具の製造装置において、
    前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記第1ケース部及び第2ケース部が近接する過程で前記固定部とシール部との間に形成される空間から成る空隙内を減圧する減圧部又は当該空隙部内を加熱する加熱部を備え、且つ、
    前記弾性膜を内在させつつ前記第1ケース部及び第2ケース部を合致した状態で固定させる治具と、
    少なくとも前記治具で固定された前記第1ケース部及び第2ケース部の周囲を密閉する密閉部と、
    を具備するとともに、前記減圧部又は加熱部は、前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉部の密閉空間を減圧又は加熱した後、アニーリング工程又は高圧蒸気滅菌が行われるよう構成されたことを特徴とする医療器具の製造装置。
  7. 前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を減圧し、組み付け後に前記密閉空間を大気圧に対して減圧させた状態にする、又は前記固定部による固定及び前記シール部によるシールを行って前記第1ケース部及び第2ケース部を組み付ける際、前記密閉空間を加熱し、組み付け後に前記密閉空間を冷却することにより前記密閉空間を大気圧に対して減圧された状態とすることを特徴とする請求項6記載の医療器具の製造装置。
  8. 前記第1ケース部及び第2ケース部を固定又は組み付け前の状態における前記弾性膜の周縁部の高さ方向寸法は、前記空隙の高さ方向寸法より小さいことを特徴とする請求項6又は請求項7記載の医療器具の製造装置。
  9. 前記密閉空間を減圧又は加熱した後、当該密閉空間を加圧又は冷却することを特徴とする請求項6〜8の何れか1つに記載の医療器具の製造装置。
  10. 前記ケースは、液体の流路に接続可能とされ、前記第1収容空間が前記流路の液体を充填し得る液相部、前記第2収容空間が気体を充填し得る気相部とされるとともに、前記弾性膜は、前記液相部と気相部とを区画して前記液相部に充填された液体の圧力に応じて変位可能な膜部材から成り、前記気相部の圧力を検出することにより前記流路における液体の圧力を検出する圧力検出器から成ることを特徴とする請求項6〜9の何れか1つに記載の医療器具の製造装置。
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