JPS6263297A

JPS6263297A - 管の気密保持装置

Info

Publication number: JPS6263297A
Application number: JP61216949A
Authority: JP
Inventors: ジャック　ボレリー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1987-03-19
Also published as: FR2587440A1; US4790313A; EP0216660A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、管の気密保持装置に関するもので、例えば栓
部材を管の内部で用いることによって気密性すなわち密
閉状態を得ることができる装置に関するものである。

多くの分野で、さまざまな理由により気密性を実現する
必要のあることがある。例えば管の開口部を塞いで気密
性を保つ。開口部が恣意的に作られたものであるかそう
でないかは問わない。ところが、場合によっては、管の
開口部に外側から近づいて、この開口部に栓部材をはめ
るのが栓部材の性質に関係なく必ずしも容易ではないこ
とがある。

従って、管の内部から気密性もしくは密閉状態を得る操
作を実施するための技術が問題とされてきた。そこで、
開口部を備える管の内部に栓部材を導入して、その栓部
材を開口部にはめ込む。栓部材を開口部にはめ込むこと
によって良好な密閉状態を得るためには、密閉の性質は
いくつかの基準に依拠することが考えられる。例えば、
開口部が設けられている管の材料及び栓部材の材料等、
使用されている材料の性質である。しかし、他の基準も
存在する≧それは栓部材に加えられる力の大きさで、特
に開口部の縁もしくは端部−Ｌに作用する力の大きさで
ある。

栓部材を管の外側からはめ込む時には、比較的近づくの
が容易な支点を見つけて、望みの力を栓部材に加えるこ
とは一般的に容易にできる。これに対して、管の内側か
ら密閉するために支点位置を決定するのはどちらかとい
えばより難しい。特に、例えばこの管内を、気体であれ
液体であれ、何らかの流体が流れていることが必要な時
には難しい。

この問題を解決するために、既に特殊な密閉構造の物が
考案されている。この構造物は、連続した導管部分を形
成する堅い円筒状のスリーブによって構成される中心部
材を備えており、この導管部分の外径は気密にすべき管
の内径よりも小さい。

柔軟で且つ弾力性のある膜は、このスリーブのまわりに
取り付けられており、しかもスリーブの周囲に変形可能
な気密性の環状の空間を形成するように、両端部がスリ
ーブの両端に気密性を保持できるように接合される。例
えばガス等の流体を圧ツノを加えて導入するだめの小さ
な管が、この環状の空間の内部に連結している。このた
めこの空間を随意にふくらませることができる。

管内の開口部を気密性にするために、小さな管の連結さ
れていないほうの端部に外部から近づくことができるよ
うにしたまま、管の内部に上記の構造物を導入する。膜
が開口部と対向する位置にある時、小さな管を介して、
所定の圧力を加えて流体を導入する。こうすると、環状
の空間はふくらみ、ふくらみながら、その外表面が管の
内周面全体、さらに開口部のまわりとその隣接部分の内
表面に接触する。

このように、開口部は、縁にはりつく膜の一部分によっ
て構成される栓部材を押しつけることによってふさがれ
る。押しつける力は、環状の空間の中の流体の圧力によ
って与えられ、押しつけ表面が抗力を生む。この押しつ
け表面は、環状の空間の外面壁を形成する膜が接触する
面の周辺の表面全体によって構成される。この点から、
堅い円筒状のスリーブは管のほぼ中央にあることがわか
る。従って、流体がこの管の中を連続的に流れることが
可能である。

この技術は、表面全体で圧力に耐えることのできる外表
面を有ずろあらゆる管に対して極めて良好な結果を与え
る。

しかしながら、その周辺部全体がそのような力に耐える
ことのできるわけではない管も存在する。

例えば医学分野における気管の場合である。

事実、気管は円筒状の形状を有するが、完全な回転体で
はなく、２つの部分を備える。第１の部分は、断面がほ
ぼＵ字形の小溝の形をし、骨を備えているため比較的堅
い。第２の部分は小溝の縦方向に伸びる２つの端部を結
合する。この第２の部分は繊維質であり、極めて柔軟で
もろくさえある。

従って、例えば気管を通して患者の人工呼吸を行う場合
、前述した構造物を用いて周辺部を気密にするのは、気
管の第２の部分がもろいため、極めて危険である。

そこで本発明は、上述の不備な点を排除し、特に管に作
られた開口部の密閉ができる、さらに気管の場合に周囲
部の気密性保持を実現することができるといった応用の
可能な管の気密保持装置を提供することを目的とする。

さらに詳しく言えば、本発明は、断面がほぼＵ字型の円
筒状であり、この円筒を決定する母線の方向に対して垂
直な平面内で形が元の形から変形することに対する弾性
を示すように作成された中心部材と、中心部材の周囲に
柔軟で弾力性のある材料で作成され、上記中心部材をは
るかに上回る弾性係数を有し、且つほぼ三日月型の断面
を有する変形可能な閉空間を形成するように中心部材の
側面壁に気密性に接合された膜と、圧力を加えてその空
間の内部に流体を導入する手段とを備えることを特徴と
する管の気密保持装置を提供する。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照し
て行われる以下の説明によってより明らかとなろう。但
し、以下の説明は例であって、本発明を何ら限定するも
のではない。

第１図及び第２図は、本発明による気密保持装置の一実
施態様の２つの垂直断面図である。このうちの第１図は
、第２図上の切断面Ｉ−Ｔによる断面図であり、第２図
は第１図上の切断面■−■による断面図である。

本発明の装置は、中心部材１を備えており、その中心部
材は、中空の円筒状で、断面が円の一部の形をしている
ことが好ましい。この中心部材は、第２図に参照番号２
で示す母線の方向に対して垂直な平面内で弾性変形を示
す材料で作成される。

この平面は従って切断面１−Ｉの平面、すなわち第１図
の平面に平行である。この材料は中空の円筒状にあらか
じめ成形された半硬性の物質とすることが可能である。

従って、縦方向に伸びる２つの端部３及び４を互いに遠
ざけるように引張ると中心部材は開いて変形するが、引
張を緩めると第１図に示すような最初の形に戻る。

この中心部材１上に、柔軟で弾性のある膜５が固定され
る。この膜５は、中心部材の端部、縦方向に伸びる２つ
の端部３．４及び中心部材１の両端部の曲がった端部６
．７に固定されて、一般的にはほぼ三日月型の断面を有
する変形可能な閉空間８を形成する。この空間を気密性
にして閉じるために、膜の端部を中心部材の端部に糊付
けするか、もしくははんだ付けする。

応用するにあたっての好ましい態様では、中心部材１の
縦方向に伸びる２つの端部３及び４は、引張器の役割を
果たす弾性手段１１によって連結される。

弾性手段は、縦方向に伸びる２つの端部３及び４に連結
された引張ばねによって構成されている。

このばねは、何らかの作用によってこれら縦方向に伸び
る２つの端部が離れようとするときその動きを妨げよう
とする。

この弾性手段１１は、また連結膜１２であることも可能
であり、この連結膜は中心部材１とで空間８を形成する
膜５と同一の膜でも良い。この場合、膜５は、完全に中
心部材を囲む閉じた円筒形のスリーブである。しかしな
がら、この膜は、中心部材の縦方向に伸びる２つの端部
３及び４に気密性を保つように固定されて、一部分が気
密性の空間を形成し、比較的ぴんと張った残りの部分が
弾性手段１１を形成する。

別の好ましい態様では、この連結膜１２は、膜の２つの
部分を重ねることによって構成されるが、実際は１つの
膜の両端部を重ねたものにすぎない。

実際、この装置を製作するためには、中心部材１の断面
の周囲の長さより長い膜を使用する。この膜の一端部１
３を縦方向に伸びる端部４に固定し、縦方向に伸びる２
つの端部４及び３の間にこの膜を直線的に引張る。続い
てこの膜の第１の部分１４を縦方向に伸びる端部３に固
定する。次に中心部材１の曲がった外部表面１５を囲ん
で、この膜を縦方向に伸びろ端部４の位置に戻し、さら
に、引張った膜の第１の部分１４を覆うようにして膜の
第２の端部１６を、膜の第１の部分１４が縦方向に伸び
る端部３に固定されるまでにその位置でこの膜の第１の
部分１４に重ねて固定する。

このようなわけで縦方向に伸びる２つの端部３．４の間
に設けられた連結膜１２は、膜が一枚の場合の弾性係数
よりも高い弾性係数を有し、さらに、応用によっては重
要となる堅牢さを備える。

小さな管９は、一端部１０が気密性を保って空間８の内
部に連通している。この小さな管９からは、後述するよ
うに、所定の圧力で流体を導入し、空間８をふくらませ
ることが可能であるようになっている。

以上では、例えば割れ目のような開口部を備える管の内
部から気密を保持する装置の一実施態様を記述した。

第３図及び第４図は、割れ目３１のある管３０の気密性
保持に応用した際の本発明の装置を示す。この管は、仕
切り壁に、力を加えない方が良い部分３５を備える。

この２つの図、第３図及び第４図は、気密保持装置の２
つの異なる状況での横断面を示す。第３図は、気密保持
装置が管内に導入されている時であり、第４図は気密保
持装置が割れ目を塞いでいる時である。

第３図及び第４図には、管３０の割れ目３１を塞ぐ過程
における２つの段階が示されている。気密保持装置は、
膜５が割れ目３１の断面積を明らかに上回るに十分な大
きさを有する。導入された気密保持装置は、膜５がこの
割れ目３１、少なくとも管３０の内周壁３４に設置され
た開口部３３に近接する位置に保持される。縦方向に伸
びる２つの端部３．４の間の連結膜１２は、弱点を有し
ている管の力を加えてはいけない部分に対向している。

小さな管９の端部は、外部で自由になっている。

別の手段によって、中心部材１と膜５は、この割れ目３
１の近接部に保持される。気密保持装置が第３図に示す
ような位置にあるとき、管９を通して例えば圧縮ガスを
吹き込むと、変形可能な空間８がふくらむ。最初に、膜
５はぴんと張り、次に空間８の内部で増大する圧力の作
用で中心部材１は、その縦方向に伸びる２つの端部３．
４を連結している弾力性のある連結膜１２を引っ張って
、縦方向に伸びる２つの端部３．４が互いに遠ざかるよ
うに変形する。次第にこの圧力を増大させると、これら
縦方向に伸びる２つの端部３．４は、管３０の内周壁３
４と接触し、連結膜１２はぴんと張って、管の比較的弱
い部分３５から遠ざかる。次に、これら縦方向に伸びる
２つの端部３及び４が管３０の内周壁３４と接触すると
、膜はさらにこの圧縮ガスの吹き込みによる変形を受け
、管３０の内周壁３４及び内周壁３４上にある割れ目３
１の開口部３３を囲む側面端部３６全体に完全に重なる
。

圧力は、気密保持装置が特に抗力及び摩擦力によって内
周壁３４にしっかりと張りつくように、しかも、管３０
の最も弱い部分３５に力を加えるように変形することが
決してないように、調整される。

空間８がふくらんだ時、中心部材１が開こうとする変形
は、周知の物理的現象であり、その空間の膨張の効果に
よって膜は割れ目の端部と接触するように完全に管の内
周壁３４に張りつき、このとき割れ目を完全にふさぐ。

従って、この状態では、膜５は完全に割れ目３１をふさ
ぐ栓部材を構成し、一方連結膜１２は決して管３０の部
分３５に力を加えることはない。この部分３５は、例え
ば割れ目３１に対して栓部材を保持する抗力を生むこと
のできる支持表面を構成するほどには十分な堅牢さを持
たない弱い部分である。管３０の内壁の一部分である内
周壁３４だけが、この内周壁と割れ目３１に対して膜５
を保持するこの抗力を発生させる。従って、本発明の気
密保持装置を用いると、管３０に設置された割れ目３１
をその内部から完全にふさぐことができる。

本発明による気密保持装置を割れ目を有する管の気密性
保持に使用及び応用した前述の様態は、一般的な応用の
範囲での単なる例にすぎない。しかしながら、本装置に
は、患者に人工呼吸させる目的で気管の周囲の気密性を
実現するという好ましい応用がある。

第５図は、気管の周辺の気密性保持に適用される気密保
持装置の実施様態を示す。この場合、本気密保持装置は
、点線７０で示すような形で気管６０中に導入される。

本気密保持装置がこのような位置にある時、外部にある
導管６９の端部を介して流体を圧力を制御して導入し、
前述のように中心部材６１が変形している間三日月型の
空間６８がふくらみ、且つ膜６５が気管６０の内壁７４
に張りつくようにする。中心部材６１のこの変形は、そ
の縦方向に伸びる２つの端部６３及び６４が、軟骨の補
強材を構成する半円の輪８０を備える半円の壁部８１と
ほぼ平らな繊維質の壁部８２との交差によって形成され
る気管の内部の隅部８３及び８４に可能な限り近接して
位置するように行われる。従って、ほぼ直線で縦方向に
伸びる２つの端部６３及び６４を連結する膜６２は、こ
の繊維質の壁部８２に平行であり、しかも接触している
。ただし、極めて弱いことが周知のこの繊維質の壁部が
変形するのを回避するために摩擦によって側面の気密性
保持を実現するよう、まさしく軽くふれるだけの接触で
ある。

従って、気密保持装置を囲む縦方向に伸びる側面の壁部
と気管の内表面との間で空気漏れを起こさす膜６２及び
中心部材６１の間に空気を吹き込んで機械型の補助呼吸
を患者に実施することができる。

空気漏れは、三日月型の膜６５の外表面と半円形の壁部
８１の内表面７４との間の接触表面８８の位置でも、ほ
ぼ直線で中心部材６１の縦方向に伸びる２つの端部６３
及び６４を連結する膜６２の外表面と繊維質の壁部８２
の内表面との間の接触表面８９の位置でも起こらない。

従って、この気密保持装置を用いると空気漏れを起こさ
ず、しかも繊維質の弱い壁部８２を変形させずに中心部
材６１及び膜６２の間に空気を吹き込むことができるの
で、気管特に補助呼吸に応用する際に利点のある装置で
あることがわかる。

第６図は、第１図乃至第４図に示したような気密保持装
置の別の実施態様を示す。しかし、この場合、中心部材
４０の長さは、膜４１の長さより極めて長い。つまり、
この中心部材４０は、変形可能な空間４２の両端部から
はみ出している。

空間４２の端部４３は、比較的僅かな量だが空間４２か
らはみ出している。このため、この端部を気密にずべき
管の内部にある部品に対して定位置をとる止め具４４と
することができる。気管の場合、この端部には切り込み
４５をつけて２つの気管支路の分岐点に、より簡単に位
置させることができるようにしであることがある。この
場合、この止め具は、気密保持手段であると同時に危険
のない止め具となるように柔軟な材料で作製されている
ことが好ましい。

これに対して、空間のもう１方の端部にある部分４６は
長くてもよく、場合に応じである程度回転させることの
できる関節手段４７を備えることさえある。これらの関
節手段４７は、中心部材の仕切り壁内に作成される複数
のうねり部によって構成される蛇腹の形態にすることも
可能である。この形状にしたために、気密にすべき管が
曲線部を有する場合でも、その管内に気密保持装置を挿
入することができる。この実施例は、さらに、気管切開
による患者の人工呼吸の分野にもうまく適用できる。こ
の場合、蛇腹は気密保持装置の気管内に導入された部分
とこの気密保持装置の外の部分の接合部に位置すること
が好ましい。

前述のように、気密保持装置は、変形可能な空間４２が
圧力下に置かれたときの変形による力を打ち消すために
溝の形をした中心部材４０の両端５０．５１間に引張膜
４９を備えることが好ましい。この引張膜４９は、ある
条件のときには完全に溝を閉じ、長さ全体が導管となる
ように引き伸ばすことができる。この導管は、このとき
、本発明による気密保持装置と同一の目的で、理由が何
であれ、他の流体をこの管に導入する手段を構成する。

この事実から導管は例えば患者に空気を送ることのでき
る気管切開のカニユーレを構成することができる。

また、変形可能な空間には吹き込み管５２が連結されて
おり、この吹き込み管を用いて第１図及び第２図に関し
て前述したように［１字形の空■旧２をふくらませるこ
とができる。この吹き込み管は、例えば長く伸びた部分
４６に沿っている。

別の特殊な実施態様では、気密保持すべき管の内部の寸
法が十分正確に知られている時、引張膜４９は所定の最
大炎の非弾性連結手段で構成されるが、この連結手段は
、中心部材１の縦方向に伸びる２つの端部３及び４の位
置での管の変形を防ぐために例えばたたむことができる
。このとき、引張膜の最大炎は２つの点３及び４（第４
図）もしくは８３及び８４（第５図）の間で管３０の内
部を連結する弦の長さに等しい。

最後に、さらに別の実施態様では、中心部材は、第７図
に簡略に示すように、少なくとも２つの円筒部分９０及
び９１から構成され、これらの円筒部分の母線９２の１
本に従って、２つの円筒部分がちょうつがい型の連結手
段９３によって気密性となるように組合わされることが
好ましい。この連結手段によって、中心部材を弾性変形
と同じように変形させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明による気密保持装置の一実
施様態の２つの垂直断面を示す図であり、第３図及び第
４図は、例えば、円筒状の管につくられた開口部に本発
明の気密保持装置を適用した例を示す図であり、第５図は、気管内で本発明の気密保持装置を適用した例
を示す図であり、第６図は、本発明による気密保持装置の別の実施様態の
例で、気管切開におけるカニユーレの機能を果たすこと
を示す図であり、第７図は、本発明による気密保持装置の重要な部品の実
施態様の断面略図である。（主な参照番号）１．４０．６１・・中心部材、５　、４１．６２．６５・・膜、８．４２．６８・・空間、　９・・小さな管、１１・・
弾性手段、　　１２・・連結膜、４９・・引張膜、　　
　５２・・吹き込み管、６９・・導管

Claims

【特許請求の範囲】

（１）断面がほぼＵ字型の円筒状であり、該円筒を決定
する母線の方向（２）に垂直な平面内で弾性的に変形可
能な中心部材（１、４０、６１）と、柔軟且つ弾力性の
ある材料で作成され、該中心部材をはるかに上回る弾性
係数を有し、ほぼ三日月型の断面を有する変形可能な閉
空間（８、４２、６８）を形成するように上記中心部材
の側面の仕切り切壁（１５）の外周に気密に接合された
膜（５、４１、６５）と、該空間（８、４２、６８）の内部に圧力流体等を導入す
る手段（９、１０、６９、５２）とを備えることを特徴とする管の気密保持装置。
（２）上記のＵ字型の中心部材（１、４０、６１）の縦
方向に伸びる２つの端部（３−４、５０−５１、６３−
６４）を連結する引張弾性手段（１１）を備えることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
（３）上記弾性手段（１１）は、弾性のある仕切り壁（
１２、６２、４９）によって構成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項に記載の装置。
（４）上記の弾性のある仕切り壁（１２）は、上記中心
部材を囲む上記膜（５、４１）の一部によって構成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の装置
。
（５）上記の弾性のある仕切り壁（１２）は、上記膜（
５）の２つの端部（１４、１７）の重なりによって構成
されることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
装置。
（６）上記中心部材（４０）の長さは、上記空間（４２
）の長さを上回ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の装置。
（７）上記空間（４２）を側面に備える上記中心部材（
４０）の一部分（４３）は、止め手段（４４）を備える
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装置。
（８）上記空間（４２）の側部に位置する上記中心部材
（４０）の部分（４６）は、関節手段（４７）を備える
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装置。
（９）上記関節手段（４７）は、蛇腹を形成するうねり
部（４８）を備える上記中心部材（４０）の仕切り壁の
一部によって構成されることを特徴とする特許請求の範
囲第８項に記載の装置。
（１０）上記の縦方向に伸びる２つの端部（３−４、５
０−５１、６３−６４）は、ほぼその長さ全体にわたっ
て気密性の膜によって連結されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１項に記載
の装置。
（１１）気管の周囲部の気密保持用であって、上記中心
部材（６１）の長さは、該中心部材の縦方向に伸びる２
つの端部（６３、６４）が、該縦方向に伸びる２つの端
部を連結する膜が気管の繊維質の平らな壁部（８２）の
内表面に接するよう、半円形の壁部（８１）と該繊維質
の平らな壁部（８２）との交差によって形成される２つ
の隅部（８４、８３）に各々接触するように決定される
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第１０項の
いずれか１項に記載の装置。
（１２）上記のＵ字形の中心部材（１、４０、６１）の
縦方向に伸びる２つの端部（３−４、５０−５１、６３
−６４）を連結する連結手段を備え、該連結手段は最大
長を決定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の装置。
（１３）上記中心部材は、ほぼ回転体である円筒状の少
なくとも２つの部分（９０、９１）および該２つの円筒
部分の気密性連結手段（９３）とを備えることを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第１２項のいずれか１項
に記載の装置。