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JP2014087474A - 人工透析装置用のバルブユニット - Google Patents

人工透析装置用のバルブユニット Download PDF

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Abstract

【課題】人工透析装置用のバルブユニットにおいて、2種類のバルブユニットを用いることなく、1種類のバルブユニットで対応することができるバルブユニットを提供すること。
【解決手段】一対の室を備える第1チャンバ16の一方の室に連通する第1バルブ12及び第2バルブ13と、一対の室を備える第2チャンバ17の一方の室に連通する第3バルブ14及び第4バルブ15とを有する人工透析装置用のバルブユニット1において、前記第1バルブ12、前記第2バルブ13、前記第3バルブ14、及び前記第4バルブ15が順次反時計周りに田の字状に配置されていること、前記第1バルブ12の出力側と前記第1チャンバ16の前記一方の室に連通するための第1継手23が揺動可能な可動継手であること、前記第4バルブ15の出力側と前記第2チャンバ17の前記一方の室に連通するための第2継手25が揺動可能な可動継手であること、を特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、一対の室を備える第1チャンバの一方の室に連通する第1バルブ及び第2バルブと、一対の室を備える第2チャンバの一方の室に連通する第3バルブ及び第4バルブとを有する人工透析装置用のバルブユニットに関する。
人工透析装置は、体外においてダイアライザ(透析膜)による濾過を利用し、腎臓の代わりに血液中の老廃物や過剰水分などを除去するためのものである。人工透析装置には、図9に示すように、ダイアライザ18、血液ポンプ19、第1バルブユニット(第1バルブ12A、第2バルブ13A、第3バルブ14A、第4バルブ15A)、第2バルブユニット(第1バルブ12B、第2バルブ13B、第3バルブ14B、第4バルブ15B)、第1チャンバ16、第2チャンバ17、及び透析液供給再生排出ユニット20が備えたものが知られている。
ダイアライザ18は、人工の膜でできた細い管が約8千〜2万本も束ねられて構成され、血液と透析液がその膜を挟み、拡散と濾過により血液中の老廃物を交換し、血液を浄化するためのものである。
血液ポンプ19は、動脈から血液をダイアライザ18に送り込むためのものである。
第1バルブユニット、及び第2バルブユニットは、ダイアライザ18に流れる透析液の量を制御するためのものである。ここで、血液は一定量流れ続けるため、透析液も常に一定量流す必要がある。
第1チャンバ16、及び第2チャンバ17は、上記バルブユニットを介して透析液を一時貯留するためのものである。第1チャンバ16は膜10で室16Cと室16Dに分けられ、第2チャンバ17は膜11で室17Cと室17Dに分けられている。
透析液供給再生排出ユニット20は、上記バルブユニットを介して新鮮な透析液をダイアライザ18に供給し、ダイアライザ18から排出された使用済み透析液を新鮮な透析液に再生し、使用済み透析液を排出するためのものである。
人工透析装置の第1工程を図9に示す。第1バルブ12A、第2バルブ13B、第3バルブ14A、第4バルブ15Bが開放し、第2バルブ13A、第1バルブ12B、第4バルブ15A、第3バルブ14Bが閉じた状態では、使用済み透析液がダイアライザ18から第1チャンバ16の室16Cに排出され、室16Dから新鮮な透析液がダイアライザ18に供給される。一方、第2チャンバ17内の室17Dでは、透析液供給再生排出ユニット20から新鮮な透析液が供給される。それと同時に、室17Cの使用済み透析液が透析液供給再生排出ユニット20に送られる。
次に、第2工程を図10に示す。第1バルブ12A、第2バルブ13B、第3バルブ14A、第4バルブ15Bが閉じ、第2バルブ13A、第1バルブ12B、第4バルブ15A、第3バルブ14Bが開放した状態では、使用済み透析液がダイアライザ18から第2チャンバ17の室17Cに排出され、室17Dから新鮮な透析液がダイアライザ18に供給される。一方、第1チャンバ16内の室16Dでは、透析液供給再生排出ユニット20から新鮮な透析液が供給される。それと同時に、室16Cの使用済み透析液が透析液供給再生排出ユニット20に送られる。
第1工程と第2工程において、第1チャンバ16内へ供給される透析液と排出される透析液は等量であり、第2チャンバ17内へ供給される透析液と排出される透析液は等量である。第1工程と第2工程を交互に繰り返すことにより、常にダイアライザ18に一定量の透析液が供給される。
特開昭53−142382号公報
従来の人工透析装置用のバルブユニットは、図11、図12に示すように、4個のバルブを直列に並べた直列型バルブユニット101を2つ使用していた。しかし、直列型バルブユニット101を2つ並べると、人工透析装置全体が大きくなってしまう問題があった。
近年、高齢化に伴い、人工透析を必要とする患者数が増加し、人工透析装置がより多く使われるようになるにつれて、人工透析装置の小型化の要請が強まっている。そこで、出願人は図13に示すように、4個のバルブを直列ではなく田の字状に並べて設置するバルブユニットを考案した。
しかしながら、従来は、バルブユニットとチャンバとの距離に余裕があり、その距離を利用してバルブユニットの継手とチャンバに連通するチューブとを接続していたが、小型化の要請により、バルブユニットとチャンバを接近して配置するようになり、距離を利用して接続することができなくなった。ここで、第1チャンバ16及び第2チャンバ17は、図9に示すように、各々2つの出入力口16E、17Eを備え、その中心距離は、W3(例えば、48mm)に既定されている。バルブユニットとチャンバとの距離に余裕がないため、バルブユニットの継手の位置もチャンバの出入力口の中心距離W3と同じである必要が生じた。
そこで、出願人は図14に示すように、バルブユニットの中央より出力継手側に固定継手104があるバルブユニット102と、中央より入力継手側に固定継手105があるバルブユニット103の2種類のバルブユニットを考案した。バルブユニット102、103の固定継手104、105の中心距離はW2(例えば、48mm)で、チャンバの出入力口の中心距離W3と同じである。
しかしながら、2種類のバルブユニット102、103の在庫を置く必要があり、各々異なる部品を準備するのにコストアップする問題があった。また、装置のメンテナンスをするとき、2つのバルブユニットのうち、1つのバルブユニットのみを交換する場合であっても、2種類のバルブユニット102、103を持ち運ぶ必要があった。
本発明は、上記した従来の人工透析装置用のバルブユニットが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわち、その課題とするところは、2種類のバルブユニットを用いることなく、1種類のバルブユニットで対応することができるバルブユニットを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様におけるバルブユニットは、次の構成を有する。
(1)一対の室を備える第1チャンバの一方の室に連通する第1バルブ及び第2バルブと、一対の室を備える第2チャンバの一方の室に連通する第3バルブ及び第4バルブとを有する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、前記第1バルブ、前記第2バルブ、前記第3バルブ、及び前記第4バルブが順次反時計周りに田の字状に配置されていること、前記第1バルブの出力側と前記第1チャンバの前記一方の室に連通するための第1継手が揺動可能な可動継手であること、前記第4バルブの出力側と前記第2チャンバの前記一方の室に連通するための第2継手が揺動可能な可動継手であること、を特徴とする。
(2)(1)に記載する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、前記第1継手及び前記第2継手が、揺動を制限する第1揺動制限部位及び第2揺動制限部位を有すること、を特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、前記第1継手及び前記第2継手を第1揺動位置に位置決めする第1位置決め手段と、第2揺動位置に位置決めする第2位置決め手段とを有すること、を特徴とする。
本発明は、上記構成を有することにより、次のような作用、効果を奏する。
(1)一対の室を備える第1チャンバの一方の室に連通する第1バルブ及び第2バルブと、一対の室を備える第2チャンバの一方の室に連通する第3バルブ及び第4バルブとを有する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、前記第1バルブ、前記第2バルブ、前記第3バルブ、及び前記第4バルブが順次反時計周りに田の字状に配置されていること、前記第1バルブの出力側と前記第1チャンバの前記一方の室に連通するための第1継手が揺動可能な可動継手であること、前記第4バルブの出力側と前記第2チャンバの前記一方の室に連通するための第2継手が揺動可能な可動継手であること、を特徴とするので、第1バルブユニットの第1継手を出力継手側に揺動し位置決めした後、第1チャンバの一方の室に連通するチューブに接続し、第2バルブユニットの第1継手を入力継手側に揺動し位置決めした後、第1チャンバの他方の室に連通するチューブに接続することにより、第1チャンバの出入力口に対して1種類のバルブユニットで対応することができる。
(2)(1)に記載する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、前記第1継手及び前記第2継手が、揺動を制限する第1揺動制限部位及び第2揺動制限部位を有すること、を特徴とするので、例えば、バルブユニットの第1継手を第1チャンバに連通するチューブに差し込むとき、一方の手で第1揺動制限部位を揺動し位置決めすることによって、第1継手が不安定になることを防止し、他方の手でチューブに差し込むことができる。
(3)(1)または(2)に記載する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、前記第1継手及び前記第2継手を第1揺動位置に位置決めする第1位置決め手段と、第2揺動位置に位置決めする第2位置決め手段とを有すること、を特徴とするので、例えば、バルブユニットの第1継手を第1チャンバに連通するチューブに差し込むとき、一方の手で第1揺動位置に位置決めする第1揺動位置決め手段で本体に第1継手を固定することによって、第1継手が不安定になることを防止し、他方の手でチューブに差し込むことができる。
バルブユニットの装置への取付け状態における正面図(第1実施形態)である。 図1のa−a断面図である。 バルブユニットの平面図である。 バルブユニットの側面図である。 図3のb−b断面図である。 図3のc−c断面図(d−d断面図)である。 図4のe−e断面図である。 バルブユニットの装置への取付け状態における正面図(第2実施形態)である。 人工透析装置の第1工程を示す図である。 人工透析装置の第2工程を示す図である。 従来の直列型バルブユニットの平面図である。 従来の直列型バルブユニットの側面図である。 従来の田の字状バルブユニットの平面図である。 従来の田の字状バルブユニットの装置への取付け状態における正面図である。
<バルブユニットの構成>
(第1実施形態)
以下、本発明における人工透析装置用のバルブユニット1を具体化した第1の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、バルブユニット1の外部構造を説明する。本実施形態のバルブユニット1の構成を図3に平面図で示し、図4に側面図で示す。
バルブユニット1は、図3に示すように、第1バルブ12、第2バルブ13、第3バルブ14、第4バルブ15が順次反時計周りに田の字状に配置されている。第1バルブ12と第2バルブ13の中間位置に、第1継手23が配設されている。また、第3バルブ14と第4バルブ15の中間位置に、第2継手25が配設されている。第1バルブ12の側面には、図4に示すように、上部に一対の配線50があり、下部に入力継手21が形成されている。第2バルブ13の側面には、上部に一対の配線50があり、下部に出力継手22が形成されている。第3バルブ14、及び第4バルブ15の側面には、各々一対の配線50が接続されている。
次に、バルブユニット1の内部構造を説明する。図3のb−b断面図を図5で示し、c−c断面図を図6で示す。このとき、c−c断面図とd−d断面図は構成が共通しているため、d−d断面図で表れる部品については、図6に括弧書きで示す。図4のe−e断面図を図7で示す。
図5は、図3のb−b断面図である。第1継手23は、装入部23a、つば部23b、第1揺動制限部位23c、及び挿入部23dを備える。装入部23aは、ボディ49に装入され、第1継手23を回転可能に保持するためのものである。つば部23bは、装入部23aの図中上側に設けられ、第1継手23がボディ49から外れることを防止する。装入部23aの図中下側にはつば部は設けられていない。第1揺動制限部位23cは、第1継手23の回転を制限するためのものである。挿入部23dは、第1チャンバ16に接続するためのチューブを挿入するためのものである。
第2継手25は、装入部25a、つば部25b、第2揺動制限部位25c、及び挿入部25dを備える。挿入部25dは、第2チャンバ17に接続するためのチューブを挿入するためのものである。第2継手25の他の部位は、第1継手23の各部位と同じ役割を有するため、詳細な説明を省略する。
ボディ49は、孔49aと、一段大きな孔49bを備える。孔49aに、装入部23aが装着され、孔49bの図中上側の部位には、つば部23bが装着される。つば部23bの外面には、カバー26が当接して取り付けられており、つば部23bがボディ49とカバー26に挟まれることにより、第1継手23がボディ49から外れることを防止する。これにより、第1継手23は、揺動可能な可動継手となる。
装入部23aの溝には、Oリング53が取り付けられ、流体が外部に流出することを防いでいる。
第2継手25は、第1継手23と同じ方法で揺動を可能とするため、説明を省略する。
図6は、図3のc−c断面図である。出力継手22の流路29は、流路30により第2バルブ13の弁部42を介して流路38に接続している。また、流路29は、流路31により第3バルブ14の弁部47を介して流路37に接続している。
弁部42は、弁座39、弁体40、及び弁室41を備えている。コイル54に通電すると磁界が発生し、プランジャ43が固定鉄心55に吸着される。これにより、弁体40が弁座39と離間し、流路30は弁室41を介して流路38に連通する。コイル54の通電を止めると復帰バネ56によるバネ力により弁体40が弁座39と当接し、流路30と流路38は遮断される。
また、弁部47は、弁座44、弁体45、及び弁室46を備えている。コイル57に通電すると磁界が発生し、プランジャ48が固定鉄心58に吸着される。これにより、弁体45が弁座44と離間し、流路31は弁室46を介して流路37に連通する。コイル58の通電を止めると復帰バネ59によるバネ力により弁体45が弁座44と当接し、流路31と流路37は遮断される。
図3の出力継手22位置の断面図であるc−c断面図と、入力継手21位置の断面図であるd−d断面図は、構成及び作用が共通であるため、説明を省略する。
図7は、図4のe−e断面図である。第1バルブ12の出力側と第2バルブ13の入力側は流路38によって接続されている。流路38の中間位置には、第1チャンバ16の一方の室に連通する第1継手23内の流路35が接続されている。また、第4バルブ15の出力側と第3バルブ14の入力側は流路37によって接続されている。流路37の中間位置には、第2チャンバ17の一方の室に連通する第2継手25内の流路36が接続されている。
<作用効果>
バルブユニット1の人工透析装置への取付け状態は、図1に示すように、第1バルブユニット1A、第2バルブユニット1Bを並列したものである。2点鎖線は、第1チャンバ16の出入力口16Eに連通するチューブ24を示す。
医療機器としての安全性を重視するために、2〜3年おきにバルブユニット1は交換される。交換時のバルブユニット1の取付け方法について説明する。
作業者は、第1バルブユニット1Aの第1揺動制限部位23cAを一方の手で図中X方向へ力を加え、挿入部23dAを出力継手22A側へ揺動し、図2に示す溝で形成される第2揺動位置決め手段28Aにより第2揺動位置に位置決めする。次に、他方の手で挿入部23dAに第1チャンバ16の一方の室16C(図9)に連通するチューブ24Aを差し込む。
続いて、作業者は、第2バルブユニット1Bの第1揺動制限部位23cBを一方の手で図中Y方向へ力を加え、挿入部23dBを入力継手21B側へ揺動し、図2に示す溝で形成される第1揺動位置決め手段27Bにより第1揺動位置に位置決めする。次に、他方の手で挿入部23dBに第1チャンバ16の他方の室16D(図9)に連通するチューブ24Bを差し込む。
チューブ24を挿入部23dに差し込むとき、チューブ24は屈曲せざるを得ないが、従来の継手に比べて差し込みやすくなっている。作業者が、一方の手で第1継手23を押さえることにより、第1、及び第2揺動位置で固定され、他方の手でチューブ24を差し込むことを容易にする。メンテナンス作業性、取付け組立性の向上を可能とする。
第2継手25A、25Bについては、図示しないが、第1継手23A、23Bと同じ状態で、第2チャンバ17の一対の室17C、17Dに連通するチューブを差し込む。
以上で、交換時のバルブユニット1の取付け方法は完了する。
第1バルブユニット1Aの第1継手23Aと第2バルブユニット1Bの第1継手23Bの中心距離は、W1(例えば、48mm)である。これは、図9に示す第1チャンバ16、及び第2チャンバ17の出入力口16E、17Eの中心距離W3と同じである。従来、バルブユニットの中央より出力継手側に固定継手104があるバルブユニット102と、中央より入力継手側に固定継手105があるバルブユニット103の2種類のバルブユニット102、103を必要としていたが、本発明により1種類のバルブユニット1で対応することを可能とした。これにより、部品を共通化し、コストダウンを図ることができる。また、図13に示すように、下側から直接継手を差し込むためのスペース106が必要だったが、揺動可能な継手にすることにより、本体サイズをさらに小型化することを可能とし、軽量化を可能とする。また、本発明により1種類のバルブユニット1で対応できるため、2種類のバルブユニット102、103の在庫を置く必要がなく、また、装置のメンテナンスをするとき、2種類のバルブユニット102、103を持ち運ぶ必要がない。
上記取り付けが完了したバルブユニット1は、人工透析装置の第1工程、及び第2工程(図9、及び図10)を交互に繰り返すことにより、常にダイアライザ18に一定量の透析液が供給される。
以上、詳細に説明したように、本発明の人工透析装置用のバルブユニット1は、
(1)一対の室を備える第1チャンバ16の一方の室に連通する第1バルブ12及び第2バルブ13と、一対の室を備える第2チャンバ17の一方の室に連通する第3バルブ14及び第4バルブ15とを有する人工透析装置用のバルブユニット1において、前記第1バルブ12、前記第2バルブ13、前記第3バルブ14、及び前記第4バルブ15が順次反時計周りに田の字状に配置されていること、前記第1バルブ12の出力側と前記第1チャンバ16の前記一方の室に連通するための第1継手23が揺動可能な可動継手であること、前記第4バルブ15の出力側と前記第2チャンバ17の前記一方の室に連通するための第2継手25が揺動可能な可動継手であること、を特徴とするので、第1バルブユニット1Aの第1継手23Aを出力継手21A側に揺動し位置決めした後、第1チャンバ16の一方の室16Cに連通するチューブ24Aに接続し、第2バルブユニット1Bの第1継手23Bを入力継手22B側に揺動し位置決めした後、第1チャンバ16の他方の室16Dに連通するチューブ24Bに接続することにより、第1チャンバ16の出入力口16Eに対して1種類のバルブユニット1で対応することができる。
すなわち、従来、2種類のバルブユニット102、103を準備する必要があったが、本発明により、1種類のバルブユニット1に共通化することができ、コストダウンを図ることができる。また、1種類のバルブユニット1のみで人工透析装置に対応できるため、2種類のバルブユニット102、103の在庫を置く必要がなく、また、装置のメンテナンスをするとき、2種類のバルブユニット102、103を持ち運ぶ必要がない。
(2)(1)に記載する人工透析装置用のバルブユニット1において、前記第1継手23及び前記第2継手25が、揺動を制限する第1揺動制限部位23c及び第2揺動制限部位25cを有すること、を特徴とするので、例えば、第1バルブユニット1Aの第1継手23Aを第1チャンバに連通するチューブ24Aに差し込むとき、一方の手で第1揺動制限部位23cAを揺動し位置決めすることによって、第1継手23Aが不安定になることを防止し、他方の手でチューブ24Aに差し込むことができる。これにより、作業を容易にし、メンテナンス作業性の向上をもたらす。
(3)(1)または(2)に記載する人工透析装置用のバルブユニット1において、前記第1継手23及び前記第2継手25を第1揺動位置に位置決めする第1位置決め手段27と、第2揺動位置に位置決めする第2位置決め手段28とを有すること、を特徴とするので、例えば、第1バルブユニット1Aの第1継手23Aをチューブ24Aに差し込むとき、一方の手で第1位置に位置決めする第1位置決め手段28Aで本体に第1継手23Aを固定することによって、第1継手23Aが不安定になることを防止し、他方の手でチューブ24Aに差し込むことができる。これにより、作業を容易にし、メンテナンス作業性の向上をもたらす。
(第2実施形態)
続いて、本発明の第2実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図8は第2実施形態のバルブユニット2の正面図である。本実施形態のバルブユニット2は、第1揺動制限部位51A、及び51Bをボルト52A、52Bで固定する点で、第1実施形態のバルブユニット1と相違する。他の共通する構成は、第1実施形態と同一符号を示し、詳細な説明を適宜省略する。
本実施形態のバルブユニット2の第1継手23には、第1揺動制限部位51が備えられる。第1揺動制限部位51とは、第1継手23の回転を制限するためのものである。第1バルブユニット2Aの第1継手23Aの第1揺動制限部位51Aをボルト52Aで第2揺動位置に位置決めをして固定すると、チューブ24Aを第1継手23Aに差し込むとき、第1継手23Aは完全に固定されているため、片手のみで作業をすることができる。第2バルブユニット2Bの第1継手23Bについては、同様に第1揺動位置に位置決めをして固定することによりバルブユニット2の取り付け方法を完了する。このとき、第1継手23A、23Bの中心距離はW1であり、第1チャンバの出入力口16Eの中心距離W3と同じである。
なお、本形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、本形態では、継手の揺動制限部位を継手の軸心の延長線上で備える必要はなく、揺動制限部位を他の装置との関係で作業性を考慮して継手の直角方向等に設けることもできる。
また、位置決め手段として、第1実施例では、溝である第1位置決め手段27、及び第2位置決め手段28がベストモードとして示してある。しかし、それ以外にも、例えば、継手の半分以上の高さの凸部で第1継手の揺動を止める第1位置決め手段、及び第2位置決め手段としてもよい。
1 バルブユニット
12 第1バルブ
13 第2バルブ
14 第3バルブ
15 第4バルブ
16 第1チャンバ
17 第2チャンバ
23 第1継手
23c 第1揺動制限部位
25 第2継手
25c 第2揺動制限部位
27 第1揺動位置決め手段
28 第2揺動位置決め手段

Claims (3)

  1. 一対の室を備える第1チャンバの一方の室に連通する第1バルブ及び第2バルブと、一対の室を備える第2チャンバの一方の室に連通する第3バルブ及び第4バルブとを有する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、
    前記第1バルブ、前記第2バルブ、前記第3バルブ、及び前記第4バルブが順次反時計周りに田の字状に配置されていること、
    前記第1バルブの出力側と前記第1チャンバの前記一方の室に連通するための第1継手が揺動可能な可動継手であること、
    前記第4バルブの出力側と前記第2チャンバの前記一方の室に連通するための第2継手が揺動可能な可動継手であること、
    を特徴とする人工透析装置用のバルブユニット。
  2. 請求項1に記載する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、
    前記第1継手及び前記第2継手が、揺動を制限する第1揺動制限部位及び第2揺動制限部位を有すること、
    を特徴とする人工透析装置用のバルブユニット。
  3. 請求項1又は請求項2に記載する人工透析装置用のバルブユニットにおいて、
    前記第1継手及び前記第2継手を第1揺動位置に位置決めする第1位置決め手段と、第2揺動位置に位置決めする第2位置決め手段とを有すること、
    を特徴とする人工透析装置用のバルブユニット。
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