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JP6904033B2 - コネクタ組立体 - Google Patents

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Description

本発明は、硬質材料からなるコネクタに柔軟なチューブが接続されたコネクタ組立体に関する。
医療の分野において、柔軟なチューブを用いて、液状物(例えば血液、薬液など)を流すための流路(回路と呼ばれることもある)が形成される。2本のチューブを接続するために、オスコネクタとメスコネクタとからなる接続具が用いられる。このような接続具として、オスコネクタとメスコネクタとの間からの液漏れを防止するために、オステーパ面とメステーパ面とを嵌合(テーパ嵌合)させるスリップ接続方式の接続具が知られている(例えば特許文献1参照)。オステーパ面は、筒形状のオス部材の外周面に設けられており、その外径は、先端に近づくにしたがって小さくなる。メステーパ面は、筒形状のメス部材の内周面に設けられており、その内径は、先端に近づくにしたがって大きくなる。オステーパ面とメステーパ面とは、径及びテーパ角度が一致する。このため、オス部材をメス部材に挿入すると、オステーパ面とメステーパ面とは液密に面接触する。オスコネクタ及びメスコネクタは、いずれも実質的に変形しない硬質材料で構成される。オスコネクタは、オス部材に連通する筒形状の基体部を備え、当該基体部にチューブが接着剤を介して接続されている。メスコネクタも、メス部材に連通する筒形状の基体部を備え、当該基体部に別のチューブが接着剤を介して接続されている。かくして、2本のチューブを、オスコネクタとメスコネクタとからなる接続具を介して連通させることができる。
特開2012−075495号公報
上述した従来のスリップ接続方式の接続具では、オス部材をメス部材内に強く挿入すればするほど、オステーパ面とメステーパ面との間の液密性は向上する。しかしながら、オス部材をメス部材内に強く挿入し過ぎると、メス部材はオス部材から拡径されるような力を受け、また、オス部材はオス部材から縮径されるような力を受ける。このため、オス部材及びメス部材(これらを総称して「接続筒」という)のうちの一方又は両方にクラック等の損傷が生じることがある。接続筒の損傷を防止するためには、接続筒を含むコネクタ(即ち、メスコネクタ及びオスコネクタ)の全体を、高い靱性を有する(即ち、粘り強い)材料(例えばポリプロピレンやポリエチレン)で構成することが有効である。
ところが、このような高靱性の樹脂は一般に接着剤に対する接着性が低い。従って、コネクタを高靱性の樹脂で構成した場合、その基体部とチューブとの接続性が低下する。これは、チューブに引張り力が加えられたときに基体部とチューブとが分離したり、基体部とチューブとの接続部分から液状物が外界に漏れ出たりする可能性を高める。
本発明の目的は、接続筒の材料に関わらず、コネクタとチューブとの間の接続性を確保することにある。
本発明のコネクタ組立体は、コネクタと、前記コネクタに接続された柔軟な中空のチューブとを備える。前記コネクタは、一端に筒形状の接続筒を有し、他端に筒形状の基体部を有し、前記接続筒が前記チューブに連通している、硬質材料からなるコネクタ本体と、ジョイントとを備える。前記チューブが前記ジョイントを貫通し、前記チューブの先端部が前記ジョイントから突出した状態で、前記チューブの外周面と前記ジョイントの内周面とが接着されている。前記基体部は、前記ジョイントから突出した前記チューブの前記先端部が収納されたチューブ収納部と、前記ジョイントが収納されたジョイント収納部とを備える。前記チューブの前記先端部と前記コネクタ本体との間に液密な第1シール部が形成されている。前記ジョイントと前記ジョイント収納部との間に液密な第2シール部が形成されている。
本発明のコネクタは、接続筒を有するコネクタ本体と、チューブが接着されたジョイントとが別個の部材で構成されている。このため、例えば接続筒にクラック等の損傷が生じないようにコネクタ本体の材料を選択しながら、接着性を考慮してジョイントの材料を選択することができる。従って、接続筒の材料に関わらず、コネクタとチューブとの間の接続性を確保することができる。
図1Aは、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ組立体の斜視図である。 図1Bは、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ組立体の断面図である。 図2Aは、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ組立体を構成するメスコネクタ本体の斜視図である。図2Bは、メスコネクタ本体の側面図である。 図3は、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ本体の断面図である。 図4Aは、本発明の実施形態1にかかるジョイントの斜視図である。図4Bは、ジョイントの側面図である。図4Cは、ジョイントの断面図である。 図5は、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ組立体の一製造工程を示した断面図である。 図6Aは、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ組立体に接続することができるオスコネクタの一例の斜視図、図6Bはその断面斜視図である。 図7Aは、本発明の実施形態2にかかるメスコネクタ組立体の斜視図である。図7Bは、本発明の実施形態2にかかるメスコネクタ組立体の断面図である。 図8は、本発明の実施形態2にかかるメスコネクタ本体の断面図である。 図9Aは、本発明の実施形態2にかかるジョイントの斜視図である。図9Bは、ジョイントの側面図である。図9Cは、ジョイントの断面図である。 図10は、本発明の実施形態3にかかるメスコネクタ組立体の断面図である。 図11は、本発明の実施形態3にかかるメスコネクタ本体の断面図である。 図12Aは、本発明の実施形態1にかかる別のメスコネクタ組立体の断面図である。図12Bは、本発明の実施形態2にかかる別のメスコネクタ組立体の断面図である。
上記の本発明のコネクタ組立体において、前記第1シール部は、前記チューブの前記先端部の外周面と前記チューブ収納部の内周面との間に形成されていてもよい。これにより、第1シール部を簡単な構成で形成することができる。
前記第1シール部において、前記チューブ収納部の前記内周面は、前記チューブの前記先端部が縮径するように前記チューブの前記先端部を径方向に圧縮していてもよい。これにより、コネクタ本体の材料が接着性に優れていなくても、チューブとコネクタ本体との間に液密な第1シール部を形成することができる。
前記第1シール部において、前記チューブの前記先端部と前記チューブ収納部の内周面とが接着されていてもよい。これは、第1シール部のシール性を更に向上させるのに有利である。
前記ジョイント収納部と前記チューブ収納部との間に、前記ジョイント収納部から前記チューブ収納部に向かって内径が小さくなるように内径が変化する内径遷移域が設けられていてもよい。これは、コネクタ組立体の製造において、チューブをチューブ収納部に挿入するのを容易にする。
前記第2シール部は、前記ジョイントの外周面及び前記ジョイント収納部の内周面のうちの一方に設けられた周方向に連続する環状の突起と、前記ジョイントの外周面及び前記ジョイント収納部の内周面のうちの他方との間に形成されていてもよい。これは、簡単な構成で、第2シール部のシール性を向上するのに有利である。
前記ジョイントの前記外周面及び前記ジョイント収納部の前記内周面のうちの前記他方は、中心軸方向において径が一定である円筒面であってもよい。これにより、ジョイントがジョイント収納部内で中心軸方向に位置ずれしたとしても、第2シール部のシール性を確保することができる。
前記第2シール部は、前記ジョイントの外周面に設けられた、先端に近づくにしたがって外径が小さくなるオステーパ面と、前記ジョイント収納部の内周面に設けられた、前記接続筒に近づくにしたがって内径が小さくなるメステーパ面との間に形成されていてもよい。これは、オステーパ面とメステーパ面とが面接触することにより、第2シール部のシール性を向上させるのに有利である。
互いに接着された前記チューブの前記外周面と前記ジョイントの前記内周面との間に液密な第3シール部が形成されていてもよい。これは、液状物の外界への流出を長期間にわたって防止するのに有利である。
前記ジョイントが前記基体部から抜け出ることがないように、前記ジョイントは前記コネクタ本体に強固に結合されていてもよい。これは、コネクタとチューブとの間の接続性を更に向上するのに有利である。
前記ジョイント収納部及び前記ジョイントには、互いに係合する係合構造が設けられていてもよい。これにより、簡単な構成で、コネクタ本体とジョイントとを強固に結合させることができる。
前記係合構造は、凹部と、前記凹部に嵌入する凸部とを含んでいてもよい。これは、係合構造の構成を簡単化するのに有利である。
前記凹部は、周方向に連続した環状の溝であってもよい。これにより、ジョイントの中心軸回りの回転方向位置に関わらず、凹部と凸部とを係合させることができる。
前記ジョイント収納部に設けられた前記係合構造と、前記ジョイントに設けられた前記係合構造とは、不可逆的に係合していてもよい。これにより、チューブに張力が加えられても、チューブがジョイントとともにコネクタ本体から抜け出るのを防止することができる。
前記コネクタ本体は、前記チューブ収納部内に内筒を更に備えてもよい。この場合、前記内筒は前記チューブの前記先端部に挿入されていてもよい。内筒の外周面はチューブの内周面に密着し、内筒とチューブとの間に液密なシール部(第1シール部)が形成されてもよい。あるいは、チューブの外周面とチューブ収納部の内周面との間に液密なシール部(第1シール部)が確実に形成されるように、内筒は、チューブが過大に変形するのを防止してもよい。
前記接続筒は、その内周面に、先端に近づくにしたがって内径が大きくなるテーパ面が設けられたメス部材であってもよい。メス部材は、オス部材に比べてクラックが発生し易い。本発明のコネクタが、メス部材を備えたメスコネクタである場合、メスコネクタとチューブとの間の接続性を確保しながら、メス部材の耐久性を向上させるのに有利である。
前記コネクタ本体の材料は前記ジョイントの材料と異なっていてもよい。これは、コネクタとチューブとの間の接続性を確保しながら、接続筒にクラック等の損傷が生じるのを防止するのに有利である。
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明の範囲内において、図面に示されていない任意の部材を追加したり、あるいは、図面に示された任意の部材を変更もしくは省略したりしてもよい。各実施形態の説明において引用する図面において、先行する実施形態で引用した図面に示された部材に対応する部材には、当該先行する実施形態の図面で付された符号と同じ符号が付してある。そのような部材については、重複する説明が省略されており、先行する実施形態の説明を適宜参酌すべきである。
(実施形態1)
本発明をメスコネクタ組立体に適用した実施形態を示す。図1Aは、本発明の実施形態1にかかるメスコネクタ組立体1の斜視図である。図1Bは、中心軸1aを含む一平面に沿ったメスコネクタ組立体1の断面図である。図1Bに示されているように、メスコネクタ組立体1は、メスコネクタ100とチューブ180とを備える。メスコネクタ100は、メスコネクタ本体101とジョイント130とを備える。メスコネクタ組立体1の中心軸1aは、これを構成するメスコネクタ本体101、ジョイント130、及びチューブ180の各中心軸と共通する。以下の説明の便宜のために、中心軸1aに平行な方向を「上下方向」という。「上」及び「下」は、図1A〜図1Bに基づいて定義する。但し、「上」及び「下」は、メスコネクタ組立体1の実際の使用時の向きを意味するものではない。中心軸1aに垂直な平面に平行な方向を「水平方向」という。中心軸1aに直交する方向を「半径方向」又は「径方向」といい、中心軸1aの周りを回転する方向を「周方向」という。
図2Aはメスコネクタ本体101の斜視図、図2Bはメスコネクタ本体101の側面図、図3はメスコネクタ本体101の断面図である。メスコネクタ本体101は、一端にメス部材(接続筒)110を備え、他端に基体部120を備える。メス部材110と基体部120とは同軸に配置されている。
図3に示されているように、メス部材110は、全体として中空の略円筒形状を有する。メス部材110の内周面は、先端に近づくにしたがって内径が大きくなるテーパ面(いわゆるメステーパ面)112を含む。テーパ面112より奥に、テーパ面112より小さな内径を有する小径部117が設けられている。好ましくは、小径部117の内径は、チューブ180(図1B参照)の内径とほぼ同じである。メス部材110の外周面は、外径が中心軸方向に一定である円筒面113を含む。円筒面113には螺状突起(雄ネジ)115が設けられている(図2A参照)。螺状突起115は、螺旋(即ち、弦巻線)に沿って延びている。本発明では、螺状突起115を省略してもよい。
基体部120も、全体として中空の略円筒形状を有する。基体部120は、小径部117を介してメス部材110と連通する。基体部120は、その内腔内に、チューブ180の先端部が収納されるチューブ収納部121と、ジョイント130が収納されるジョイント収納部122とを備える(図1B参照)。チューブ収納部121は、ジョイント収納部122に対して小径部117側に位置している。
チューブ収納部121の内周面は、第1内周面121aを含む。第1内周面121aは、内径が中心軸方向において一定である円筒面である。第1内周面121aの内径は、小径部117の内径より大きく、且つ、チューブ180(図1B参照)の外径よりわずかに小さい。
小径部117と第1内周面121aとの境界には、両者の内径差に起因して段差面126が設けられている。段差面126は、中心軸に対して略垂直な環状の平面である。
ジョイント収納部122の内周面は、第2内周面122aを含む。第2内周面122aは、内径が中心軸方向において一定である円筒面である。第2内周面122aの内径は、第1内周面121aの内径より大きい。
チューブ収納部121とジョイント収納部122との間に、第1内周面121aと第2内周面122aとの内径差に起因して内径遷移域127が設けられている。内径遷移域127では、ジョイント収納部122(第2内周面122a)からチューブ収納部121(第1内周面121a)に向かって内径が小さくなるように、内径が変化している。本実施形態の内径遷移域127は、基体部120の内腔に向かって突出した、略円弧状の断面を有する凸曲面で構成されている。但し、本発明の内径遷移域127は、これに限定されず、例えば、ジョイント収納部122(第2内周面122a)からチューブ収納部121(第1内周面121a)に向かって内径が小さくなるように傾斜したテーパ面であってもよい。チューブ収納部121とジョイント収納部122との間に、段差面126と同様の、中心軸に対して略垂直な環状の平面である段差面が設けられてもよい。当該段差面の内側端縁(即ち、チューブ収納部121のジョイント収納部122側の開口の端縁)に、上述した内径遷移域127と同様の凸曲面またはテーパ面が設けられていてもよい。
ジョイント収納部122の内周面には、第2内周面122aに対して基体部120の下方に向いた開口側(即ち、チューブ収納部121とは反対側)に隣接して、周方向に連続した環状の溝123が設けられている。溝123は、略三角形の断面形状を有するように、テーパの向きが逆である2つのテーパ面が組み合わされて構成されている。溝123の最深部(溝123の内径が最大である部分)より下側のテーパ面123aのテーパ角度は、最深部より上側(第2内周面122a側)のテーパ面のテーパ角度より格段に大きい。テーパ面123aは、中心軸に垂直な水平面に沿っていてもよい。
図2Aに示されているように、基体部120の外周面は、略円筒面である。基体部120の外周面に、一対のグリップ部128が半径方向に突出するように設けられている。一対のグリップ部128は、作業者がメスコネクタ本体101(更には、メスコネクタ100)を把持して回転力を加えるのを容易にする。本実施形態では、各グリップ部128の水平方向に沿った断面形状は、中空の略「U」字形状である。但し、グリップ部128の形状はこれに限定されず任意である。例えば、グリップ部が半径方向に沿って延びた薄い板状物であってもよい。グリップ部が、基体部120から半径方向に離間していてもよい。例えば後述するオスコネクタ900(図6A及び図6Bを参照)に設けられたグリップ部928と同様に、グリップ部が略長方形の水平方向断面形状を有し、基体部120を取り囲んでいてもよい。あるいは、グリップ部128を省略してもよい。基体部120の外周面を例えば多角柱面(四角柱面、六角柱面等)に形成して、メスコネクタ本体101(更には、メスコネクタ100)の把持性を向上させてもよい。
メスコネクタ本体101の材料は、制限はないが、外力によって実質的に変形しない機械的強度(剛性)を有する硬質材料が好ましい。例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール(POM)、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレン、硬質ポリ塩化ビニル、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)等の樹脂材料を用いることができる。メス部材110にオス部材(例えば図6A及び図6Bに示したオス部材910)が挿入されたときにメス部材110が受ける、メス部材110を拡径させる向き(即ち、半径方向の外向き)の力によって、メスコネクタ本体101の材料によってはメス部材110にクラック等の損傷が生じる可能性がある。この可能性を低減するためには、メスコネクタ本体101の材料は高い靱性(即ち、粘り強さ)を有することが好ましく、この観点から、上記のうち、ポリプロピレン、ポリエチレンが好ましく、特にポリプロピレンが好ましい。メスコネクタ本体101は、上記の樹脂材料を用いて、射出成形法等により全体を一部品として一体的に製造することができる。
図4Aはジョイント130の斜視図、図4Bはジョイント130の側面図、図4Cはジョイント130の断面図である。ジョイント130は、中心軸に沿った貫通孔138が設けられた、全体として中空の略円筒形状を有する。貫通孔138の内周面は、内径が中心軸方向に一定である円筒面である。このような円筒面は、貫通孔138の内周面のうち、中心軸方向の一部の領域のみに設けられていてもよい。貫通孔138の円筒面の内径は、チューブ138の外径とほぼ同じであることが好ましく、特にチューブ138の外径と同じかこれよりわずかに小さいことが好ましい。
ジョイント130の外周面には、円筒面131と、円筒面131に対して下側に隣接する突起(第1突起)133とが設けられている。
円筒面131の外径は、中心軸方向に一定であり、メスコネクタ本体101の第2内周面122a(図3参照)の内径よりわずかに小さい。円筒面131に、半径方向の外向きに突出した突起(第2突起)132が設けられている。突起132は、周方向に連続した環状のリブである。突起132の断面形状は、制限されないが、本実施形態では略三角形である。突起132の頂部(突起132の、外径が最大である部分)での突起132の外径は、メスコネクタ本体101の第2内周面122aの内径よりわずかに大きい。
突起133も、周方向に連続した環状のリブである。突起133は、略三角形の断面形状を有するように、テーパの向きが逆である2つのテーパ面が組み合わされて構成されている。突起133の頂部(突起133の、外径が最大である部分)より下側のテーパ面133aのテーパ角度は、頂部より上側(円筒面131側)のテーパ面のテーパ角度より格段に大きい。テーパ面133aは、中心軸に垂直な水平面に沿っていてもよい。テーパ面133aのテーパ角度は、メスコネクタ本体101の溝123を構成するテーパ面123a(図3参照)のテーパ角度とほぼ同じである。
ジョイント130の材料は、制限はないが、樹脂材料が好ましい。例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール(POM)、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレン、硬質ポリ塩化ビニル、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)等の、外力によって実質的に変形しない機械的強度(剛性)を有する硬質の樹脂材料や、ウレタン、軟質ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン等の、比較的容易に変形可能な軟質の樹脂材料を用いることができる。ジョイント130と基体部120との間に高い結合強度を得るためには、ジョイント130は硬質材料からなることが好ましい。また、後述するようにジョイント130は、貫通孔138に挿入されたチューブ180と接着される。接着強度を高めるために、ジョイント130の材料は良好な接着性を有することが好ましく、この観点から、上記のうち、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ABSが好ましく、特に硬質ポリ塩化ビニルが好ましい。ジョイント130は、上記の樹脂材料を用いて、射出成形法等により全体を一部品として一体的に製造することができる。
次に、メスコネクタ組立体1の製造方法を説明する。
最初に、メスコネクタ本体101の基体部120の下方を向いた開口(図3参照)に、ジョイント130(図4A〜図4C参照)を挿入する。図5は、基体部120のジョイント収納部122にジョイント130が挿入された状態を示した断面図である。
ジョイント130の突起133が基体部120の溝123に嵌入している。溝123は、周方向に連続した環状溝であるので、基体部120に対するジョイント130の中心軸回りの回転方向位置にかかわらず、突起133を溝123に嵌入させることができる。突起133のテーパ面133aが溝123のテーパ面123aに中心軸方向に対向(好ましくは当接)している。上述したように、テーパ面123a,133aは非常に大きなテーパ角度を有しているので、一旦、突起133が溝123に嵌入してしまうと、その後、ジョイント130をメスコネクタ本体101から下方に引っ張っても、突起133と溝123との係合を解除することは困難である。即ち、突起133と溝123とは不可逆的に係合する。
ジョイント130の突起132が基体部120の第2内周面122aに当接している。上述したように、突起132の頂部での外径は第2内周面122aの内径よりわずかに大きい。このため、第2内周面122aは、突起132を縮径するように半径方向にわずかに圧縮変形させる。かつ/または、突起132は、第2内周面122aを拡径するように半径方向にわずかに圧縮変形させる。これらによって発生する突起132及び/又は第2内周面122aの弾性復元力によって、突起132は第2内周面122aの内周面に密着し、突起132と第2内周面122aとの間に液密なシール部S2が形成される。
ジョイント130の先端は、チューブ収納部121とジョイント収納部122との間の内径遷移域127に中心軸方向に対向(好ましくは当接)している。
次に、ジョイント130の貫通孔138に、チューブ180を挿入する。チューブ180の少なくともメスコネクタ100に挿入される部分の外周面は、外径が長手方向に一定である円筒面である。チューブ180は、曲げ変形や径方向の圧縮変形が容易に可能な程度の柔軟性を有する。チューブ180の材料は、制限はないが、軟質材料が好ましく、例えば、軟質ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリブタジエン等の樹脂材料を用いることができ、特に軟質ポリ塩化ビニルが好ましい。
チューブ180をジョイント130の貫通孔138に挿入するのに先立って、チューブ180の先端及びその近傍部分の外周面に接着剤185を塗布する。接着剤185としては、チューブ180及びジョイント130の材料に応じて適宜選択することができる。例えば、溶剤系接着剤を用いることができる。
接着剤185を塗布したチューブ180をジョイント130の貫通孔138に挿入する。チューブ180は、ジョイント130を貫通し、更に基体部120のチューブ収納部121に進入する。チューブ180の先端が、小径部117とチューブ収納部121との境界の段差面126に衝突するまで、チューブ180をメスコネクタ100に挿入する。内径遷移域127が、チューブ180をチューブ収納部121へ案内する。
しばらくすると、接着剤185が、チューブ180の外周面と、ジョイント130の貫通孔138の内周面とを接着させ、両者間に液密なシール部S3(図1B参照)が形成される。更に、接着剤185は、ジョイント130から突出したチューブ180の先端部の外周面と、チューブ収納部121の第1内周面121aとを接着させてもよい。但し、メスコネクタ本体101の材料によっては、チューブ180と第1内周面121aとの間の接着強度は相対的に低くてもよい。
上述したように、第1内周面121aの内径はチューブ180の外径よりわずかに小さい。このため、第1内周面121aが、チューブ180の先端部を縮径するように径方向にわずかに圧縮変形させる。チューブ180の弾性復元力によってチューブ180の外周面は第1内周面121aに密着し、チューブ180と第1内周面121aとの間に液密なシール部S1(図1B参照)が形成される。
かくして、本実施形態1のメスコネクタ組立体1が得られる(図1A及び図1B参照)。
図1Bに示されているように、メスコネクタ組立体1では、チューブ180はジョイント130に接着され、ジョイント130はメスコネクタ本体101に係合構造(溝123及び突起133)によって係合されている。メスコネクタ本体101及びジョイント130の材料は、それぞれの機能を考慮して自由に選択することができる。例えば、メス部材110にクラック等の損傷が生じるのを防止するために、メス部材110を含むメスコネクタ本体101の材料として高い靱性を有する材料(例えばポリプロピレン)を選択することができる。また、チューブ180とジョイント130との間に高い接着強度を確保するために、ジョイント130の材料として接着性が良好な材料(例えば硬質ポリ塩化ビニル)を選択することができる。これにより、メス部材110の損傷の低減と、メスコネクタ100とチューブ180との接続性の確保とを、両立することができる。
異なる材料からなる2部品を一体化させる方法として、二色成形法が知られている。しかしながら、二色成形法は、使用できる材料の組み合わせに制限がある、金型構造が複雑になるためコスト高である、等の課題を有する。本実施形態1のメスコネクタ組立体1では、二色成形法を用いずに、係合構造(溝123及び突起133)の係合によりメスコネクタ本体101とジョイント130とが一体化されている。本実施形態1のメスコネクタ組立体1は、二色成形法の上記の課題を解消し、メスコネクタ本体101及びジョイント130にそれぞれ最適な材料を選択して低コストで製造することができる。
メスコネクタ組立体1のメス部材110は、テーパ面112に適合するオステーパ面を有するオス部材を備えたオスコネクタに接続される。オスコネクタの一例を図6A及び図6Bに示す。図6Aはオスコネクタ900の斜視図、図6Bはその断面斜視図である。図6Bに示されているように、オスコネクタ900は、一端にオス部材(接続筒)910を備え、他端に基体部920を備える。オス部材910は、全体として中空の略円筒形状を有する。流路911が、オス部材910を、その長手方向に沿って貫通している。オス部材910の外周面は、先端に近づくにしたがって外径が小さくなるテーパ面(いわゆるオステーパ面)912を含む。円筒形状の外筒913がオス部材910を取り囲んでいる。外筒913のオス部材910に対向する内周面には雌ネジ915が設けられている。基体部920も、全体として中空の略円筒形状を有する。基体部920は、オス部材910と同軸に配置され、流路911と連通している。基体部920内に、柔軟なチューブ980が挿入されている。チューブ980の外周面は基体部920の内周面に、接着剤を介して固定されている。基体部920をグリップ部928が取り囲んでいる。グリップ部928の水平方向に平行な面に沿った断面形状は長方形である。グリップ部928は、メスコネクタ本体101の一対のグリップ部128と同様に、作業者がオスコネクタ900を把持して回転力を加えるのを容易にする。グリップ部928の形状は、これに限定されず、任意である。グリップ部928を省略してもよい。メスコネクタ組立体1とオスコネクタ900とは、オス部材910をメス部材110に挿入し、且つ、螺状突起115と雌ネジ915とを螺合させることにより接続される。メス部材110のメステーパ面112とオス部材910のオステーパ面912とは、径及びテーパ角度が一致するから、両者は液密に面接触する。液状物は、チューブ980、オス部材910、メス部材110、小径部117、チューブ180をこの順に、またはこれとは逆に、流れる。
図1Bにもどり、液状物の一部は、段差面126とチューブ180の先端との間に浸入する可能性がある。この液状物が、メスコネクタ組立体1の外界へ流れ出るのを防止する必要がある。
上述したように、メスコネクタ組立体1では、チューブ180の外周面とチューブ収納部121の第1内周面121aとの間に液密なシール部(第1シール部)S1が形成され、ジョイント130の突起132とジョイント収納部122の第2内周面122aとの間に液密なシール部(第2シール部)S2が形成され、更に、チューブ180の外周面とジョイント130の貫通孔138の内周面との間に液密なシール部(第3シール部)S3が形成される。
チューブ180と第1内周面121aとの間の第1シール部S1は、主として第1内周面121aがチューブ180を径方向に圧縮することによって形成される。このため、第1シール部S1のシール性は、メスコネクタ組立体1の長期間わたる使用によって低下する可能性がある。仮に液状物が第1シール部S1を通過したとしても、第2及び第3シール部S2,S3が液状物がメスコネクタ組立体1外に漏れ出るのを阻止する。このように、メスコネクタ組立体1は、多段のシール部S1,S2,S3を備えるので、液状物の外界への流出を長期間にわたって防止することができる。
図5で説明したように、第2シール部S2は、ジョイント130の突起132とジョイント収納部122の第2内周面122aとの間に形成される。第2内周面122aは、その内径が中心軸方向において一定である円筒面である。これは、基体部120に対するジョイント130の中心軸方向の位置に関わらず、第2シール部S2のシール性を確保するのに有利である。このため、例えばジョイント130及びメスコネクタ本体101の係合構造(突起133及び溝123)間に遊びがあるために、ジョイント130がジョイント収納部122内で中心軸方向に位置ずれしたとしても、第2シール部S2のシール性は変化しない。これは、係合構造(溝123及び突起133)の寸法精度を緩和することを可能にする。
また、第2シール部S2は、環状の突起132の頂部が第2内周面122aを押圧するすることによって形成される。この構成は、突起132の頂部と第2内周面122aとが接触する極めて狭い領域に押圧力が集中するので、第2シール部S2のシール性を向上させるのに有利である。
なお、上記の実施形態とは異なり、ジョイント130の円筒面131に突起132を設けず、この代わりに、ジョイント収納部122の第2内周面122aに、半径方向の内向きに突出した環状突起を設けてもよい。この場合、当該環状突起と円筒面131との間に、第2シール部S2が形成される。
第2シール部S2を構成する環状突起が、Oリング等のシール部材で構成されていてもよい。シール部材は、ジョイント130の円筒面131及びジョイント収納部122の第2内周面122aのうちの一方に設けた環状の溝に装着することができる。この場合、当該シール部材と、ジョイント130の円筒面131及びジョイント収納部122の第2内周面122aのうちの他方との間に、第2シール部S2が形成される。メスコネクタ本体101及びジョイント130とは別部品であるシール部材を用いることは、メスコネクタ組立体1を構成する部品数を増加させるが、第2シール部S2のシール性の向上に有利である場合がある。
(実施形態2)
図7Aは、本発明の実施形態2にかかるメスコネクタ組立体2の斜視図である。図7Bは、中心軸1aを含む一平面に沿ったメスコネクタ組立体2の断面図である。実施形態1と同様に、メスコネクタ組立体2は、メスコネクタ200とチューブ180とを備える。メスコネクタ200は、メスコネクタ本体201とジョイント230とを備える。図8はメスコネクタ本体201の断面図である。図9Aはジョイント230の斜視図、図9Bはジョイント230の側面図、図9Cはジョイント230の断面図である。以下に、実施形態1との相違点を中心に、本実施形態2のメスコネクタ組立体2を説明する。
実施形態1のメスコネクタ本体101では、ジョイント収納部122の内周面は第2内周面122aを含み、第2内周面122aは、内径が中心軸方向において一定である円筒面であった(図3参照)。これに対して、本実施形態のメスコネクタ本体201では、図8に示されているように、ジョイント収納部122の内周面は第2内周面222aを含み、第2内周面222aは、チューブ収納部121(または、メス部材110)に近づくにしたがって内径が小さくなるメステーパ面である。第2内周面222aは、内径遷移域127を介して第1内周面121aに隣接する。第2内周面222aに対して下側(即ち、チューブ収納部121とは反対側)に、周方向に連続した環状の溝123が隣接している。
また、実施形態1のジョイント130では、突起(第1突起)133に対して先端側に隣接して円筒面131が設けられ、円筒面131に環状の突起(第2突起)132が設けられていた(図4A〜図4C参照)。これに対して、本実施形態2のジョイント230では、図9A〜図9Cに示されているように、突起(第1突起)133に対して先端側に隣接してオステーパ面231が設けられている。オステーパ面231は、ジョイント230の先端(図9Cにおいて上側)に近づくにしたがって外径が小さくなるテーパ面である。オステーパ面231には、実施形態1の突起(第2突起)132は設けられていない。
メスコネクタ組立体2は、実施形態1のオスコネクタ組立体1と同様に製造される。
ジョイント収納部122の第2内周面(メステーパ面)222aとジョイント230のオステーパ面231とは、径及びテーパ角度が一致する。このため、図7Bに示されているように、突起133が溝123に嵌入するようにジョイント230をジョイント収納部122に収納したとき、オステーパ面231と第2内周面222aとが面接触し、両者間に液密なシール部(第2シール部)S2が形成される。オステーパ面231と第2内周面222aとの間の第2シール部S2は、実施形態1の突起132と第2内周面122aとの間の第2シール部S2(図1B参照)と同様に、チューブ180と第1内周面121aとの間の第1シール部S1を補完する。このため、メスコネクタ組立体2も、多段のシール部S1,S2,S3を備えるので、液状物の外界への流出を長期間にわたって防止することができる。
本実施形態2は、上記を除いて実施形態1と同様である。実施形態1の説明が本実施形態2にも適用される。
(実施形態3)
図10は、本発明の実施形態3にかかるメスコネクタ組立体3の断面図である。実施形態1と同様に、メスコネクタ組立体3は、メスコネクタ300とチューブ180とを備える。メスコネクタ300は、メスコネクタ本体301とジョイント130とを備える。図11はメスコネクタ本体301の断面図である。以下に、実施形態1との相違点を中心に、本実施形態3のメスコネクタ組立体3を説明する。
図11に示されているように、内管321が、段差面126からチューブ収納部121内に突出している。内管321は、中空の円筒形状を有し、第1内周面121aと同軸である。内管321と第1内周面121aとは、半径方向に離間している。内管321の外径は、チューブ180の内径と略同一である。小径部317の内径は、内管321の内径と略同一であり、実施形態1の小径部117(図3参照)の内径より小さい。
図10に示されているように、内管321と第1内周面121aとの間に、チューブ180の先端部が挿入される。内管321はチューブ180内に挿入される。
本実施形態3では、チューブ180の内周面と内管321の外周面とが密着し、両者間に液密なシール部S1’が形成されてもよい。シール部S1’は第1シール部を構成する。この場合、チューブ180の外周面と第1内周面121aとの間に、液密なシール部S1は形成されてもされなくてもよい。チューブ180の先端部とメスコネクタ本体301との間に液密なシール部S1,S1’が形成される場合、シール部S1,S1’が第1シール部を構成し、当該第1シール部のシール性が向上される。
あるいは、チューブ180の内周面と内管321の外周面との間に液密なシール部S1’が形成されなくてもよい。この場合、第1シール部は、チューブ180の外周面と第1内周面121aとの間のシール部S1で構成される。液密なシール部S1を形成するためには、実施形態1で説明したように、第1内周面121aは、チューブ180の先端部を縮径するように径方向にわずかに圧縮変形させることが好ましい。ところが、チューブ180の外周面が凹状に窪むほどにチューブ180が大きく変形すると、チューブ180と第1内周面121aとが離間し、液密なシール部S1が形成されない場合がある。内管321は、チューブ180のこのような過大な変形を防止し、チューブ180の外周面と第1内周面121aとの間に液密なシール部S1を確実に形成させることができる。
本実施形態3では、第1内周面121aの内径及び内筒321の外径は、シール部S1及びシール部S1’の一方又は両方が適切に形成されるように設定される。
本実施形態3は、上記を除いて実施形態1と同様である。実施形態1の説明が本実施形態3にも適用される。本実施形態3の内筒321を、実施形態2のメスコネクタ組立体2に適用することができる。
上記の実施形態1〜3は例示に過ぎない。本発明は、実施形態1〜3に限定されず、適宜変更することができる。
上記の実施形態1〜3では、第1シール部S1は、円筒面である第1内周面121aがチューブ180の外周面に密着することによって形成されたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1内周面121aに、周方向に連続する環状の突起(リブ)を設け、当該突起とチューブ180の外周面との間に液密な第1シール部S1を形成してもよい。突起の頂部での突起の内径は、チューブ180の外径よりわずかに小さい。この構成は、突起がチューブ180を局所的に押圧するので、第1シール部S1のシール性を向上させるのに有利である。この構成では、第1内周面121aの内径は、チューブ180の外径よりわずかに大きいことが好ましい。第1内周面121aは、中心軸方向に内径が一定である円筒面である必要はない。
あるいは、チューブ180の先端を小径部117,317の下面(即ち、段差面126)に中心軸方向に押圧させることによって、段差面126とチューブ180との間に第1シール部S1を形成してもよい。
本発明のメス部材は上記の実施形態1〜3に限定されない。メス部材110は、その内周面に、先端に近づくにしたがって内径が大きくなるテーパ面(メステーパ面)112を有していればよい。メステーパ面の寸法(内径、テーパ角度、中心軸方向の長さ等)は任意である。メス部材110の外周面113は円筒面である必要はなく、また、円筒面113に螺状突起115が設けられていなくてもよい。メス部材110がメステーパ面112を有していれば、メス部材110は、挿入されたオス部材から半径方向の外向きの力を受け、メス部材110にクラック等の損傷が生じる可能性がある。本発明は、メス部材110のこのような損傷を防止するのに有利である。従って、本発明のメスコネクタ組立体は、螺状突起115を用いた螺合結合をともなうことなく、単にメステーパ面112にオスコネクタのオステーパ面を嵌合させるだけでオスコネクタと接続される(このような接続は、「スリップ接続」と呼ばれることがある)ように構成されていてもよい。
ジョイントをメスコネクタ本体に不可逆的に係合させるための係合構造は、溝123及び突起133に限定されず、互いに係合し合う凸部と凹部、または、互いに係合し合う凸部と凸部等であってもよい。凸部は、突起133のように周方向に連続した環状凸部であってもよく、あるいは周方向に不連続の1または2以上の凸部であってもよい。同様に、凹部は、溝123のように周方向に連続した環状凹部であってもよく、あるいは周方向に不連続の1または2以上の凹部であってもよい。凸部及び凹部の中心軸を含む面に沿った断面形状は、略三角形である必要はなく、半円形、四角形など任意である。係合構造が凸部と凹部とで構成される場合、凸部がジョイント収納部122に設けられ、凹部がジョイントに設けられていてもよい。
上記の実施形態では、メスコネクタ本体及びジョイントに設けられた、互いに係合し合う係合構造とは異なる位置に、第2シール部S2が形成されたが、本発明はこれに限定されない。即ち、メスコネクタ本体に設けられた係合構造とジョイントに設けられた係合構造との間に第2シール部S2が形成されてもよい。この場合、係合構造とは別に、第2シール部S2を形成するための構造をメスコネクタ本体及びジョイントに設ける必要がなくなるので、メスコネクタ本体及びジョイントの構成を簡単化することができる。
上記の実施形態では、メスコネクタ本体及びジョイントに、互いに係合する係合構造が設けられた。しかしながら、本発明では、ジョイントがメスコネクタ本体から抜け出ることがないように、ジョイントをメスコネクタ本体に強固に結合するための構造は、係合構造に限定されない。例えば、ジョイントをメスコネクタ本体のジョイント収納部に圧入することにより、ジョイントをメスコネクタ本体に一体化させることができる嵌合構造をジョイント及びメスコネクタ本体に設けてもよい。具体的には、ジョイントの外周面にオステーパ面を設け、メスコネクタ本体のジョイント収納部の内周面にメステーパ面を設け、オステーパ面とメステーパ面とを強固に面接触させることにより、ジョイントをメスコネクタ本体に強固に結合するすることができる。あるいは、ジョイントの外周面に第1円筒面を設け、メスコネクタ本体のジョイント収納部の内周面に、第1円筒面よりわずかに小さな内径を有する第2円筒面を設け、第1円筒面を第2円筒面に圧入して両者を嵌合させることにより、ジョイントをメスコネクタ本体に強固に結合するすることができる。これらの場合、第2シール部S2は嵌合構造に形成されるので、第2シール部S2を形成するための構造を、嵌合構造とは別にジョイント及びメスコネクタ本体に設ける必要はない。
メスコネクタ本体、ジョイント、及び、チューブの材料は、上記のものに限定されない。メス部材の損傷を防止することができ且つチューブの接続性を向上させることができる様々な材料の組み合わせが存在し、本発明はそれらの全ての組み合わせを包含する。但し、メスコネクタ本体の材料は、ジョイントの材料と異なることが好ましい。ジョイントとチューブとを接着するための接着剤は、ジョイント及びチューブの材料に応じて適宜変更してよい。
メスコネクタ組立体の製造方法は、上記の実施形態1〜3に限定されない。例えば、チューブを、その先端がジョイントから突出するようにジョイントに挿入し、チューブとジョイントとを接着した後、ジョイントをメスコネクタ本体の基体部に挿入してもよい。
上記の実施形態1,2では、第1内周面121aに隣接して、第1内周面121aより小さな内径を有する小径部117が設けられていた。しかしながら、本発明では、小径部117を省略することができる。例えば、図12Aに示すように、実施形態1のメスコネクタ組立体1において小径部117(図1B参照)を省略してもよく、図12Bに示すように、実施形態2のメスコネクタ組立体2において小径部117(図7B参照)を省略してもよい。いずれにおいても、小径部117が省略されることにともなって、段差面126(図1B、図7B参照)も省略される。
上記の実施形態1〜3では、本発明をメスコネクタ組立体に適用した場合を例に説明したが、本発明をオスコネクタ組立体に適用することができる。オスコネクタ組立体は、オスコネクタとチューブとを備える。好ましくは、オスコネクタは、接続筒として、先端に近づくにしたがって外径が小さくなるテーパ面(いわゆるオステーパ面)を有するオス部材を備える。オスコネクタは、例えば、図6A及び図6Bに示したオスコネクタ900において、チューブ980が接続される基体部920を、本発明の、チューブ収納部及びジョイント収納部を備えた基端部とジョイントとに置き換えたものであってもよい。但し、オスコネクタは、外筒913及び雌ネジ915を備えていなくてもよい。上述したメスコネクタ組立体に関する説明は、そのまま、もしくは、当業者に自明な変更がされて、本発明のオスコネクタ組立体に適用される。
本発明の利用分野は特に制限はないが、医療分野、中でも、液状物を流すための流路を形成するために使用されるコネクタ組立体として好ましく利用することができる。液状物は、その種類に制限はなく、例えば血液、薬液、生理食塩水であってもよく、粘性を有していてもよい。更に、本発明は、医療分野に限られず、液状物が流れる流路を構成する必要がある任意の分野(例えば食品、化学等の分野)に広範囲に利用することができる。
1,2,3 メスコネクタ組立体(コネクタ組立体)
100,200,300 メスコネクタ(コネクタ)
101,201,301 メスコネクタ本体(コネクタ本体)
110 メス部材(接続筒)
112 テーパ面(メス部材の内周面)
115 螺状突起
120 基体部
121 チューブ収納部
121a 第1内周面(チューブ収納部の内周面)
122 ジョイント収納部
122a 第2内周面(ジョイント収納部の内周面、円筒面)
222a 第2内周面(ジョイント収納部の内周面、メステーパ面)
123 溝(係合構造、凹部)
127 内径遷移域
130,230 ジョイント
131 円筒面(ジョイントの外周面)
231 ジョイントのオステーパ面
132 環状の突起
133 突起(係合構造、凸部)
180 チューブ
321 内筒
S1,S1’ 第1シール部
S2 第2シール部
S3 第3シール部

Claims (17)

  1. コネクタと、前記コネクタに接続された柔軟な中空のチューブとを備えたコネクタ組立体であって、
    前記コネクタは、
    一端に筒形状の接続筒を有し、他端に筒形状の基体部を有し、前記接続筒が前記チューブに連通している、硬質材料からなるコネクタ本体と、
    ジョイントとを備え、
    前記チューブが前記ジョイントを貫通し、前記チューブの先端部が前記ジョイントから突出した状態で、前記チューブの外周面と前記ジョイントの内周面とが接着されており、
    前記基体部は、前記ジョイントから突出した前記チューブの前記先端部が収納されたチューブ収納部と、前記ジョイントが収納されたジョイント収納部とを備え、
    前記チューブの前記先端部と前記コネクタ本体との間に液密な第1シール部が形成されており、
    前記ジョイントと前記ジョイント収納部との間に液密な第2シール部が形成されていることを特徴とするコネクタ組立体。
  2. 前記第1シール部は、前記チューブの前記先端部の外周面と前記チューブ収納部の内周面との間に形成されている請求項1に記載のコネクタ組立体。
  3. 前記第1シール部において、前記チューブ収納部の前記内周面は、前記チューブの前記先端部が縮径するように前記チューブの前記先端部を径方向に圧縮している請求項2に記載のコネクタ組立体。
  4. 前記第1シール部において、前記チューブの前記先端部と前記チューブ収納部の内周面とが接着されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  5. 前記ジョイント収納部と前記チューブ収納部との間に、前記ジョイント収納部から前記チューブ収納部に向かって内径が小さくなるように内径が変化する内径遷移域が設けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  6. 前記第2シール部は、前記ジョイントの外周面及び前記ジョイント収納部の内周面のうちの一方に設けられた周方向に連続する環状の突起と、前記ジョイントの外周面及び前記ジョイント収納部の内周面のうちの他方との間に形成されている請求項1〜5のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  7. 前記ジョイントの前記外周面及び前記ジョイント収納部の前記内周面のうちの前記他方は、中心軸方向において径が一定である円筒面である請求項6に記載のコネクタ組立体。
  8. 前記第2シール部は、前記ジョイントの外周面に設けられた、先端に近づくにしたがって外径が小さくなるオステーパ面と、前記ジョイント収納部の内周面に設けられた、前記接続筒に近づくにしたがって内径が小さくなるメステーパ面との間に形成されている請求項1〜5のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  9. 互いに接着された前記チューブの前記外周面と前記ジョイントの前記内周面との間に液密な第3シール部が形成されている請求項1〜8のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  10. 前記ジョイントが前記基体部から抜け出ることがないように、前記ジョイントは前記コネクタ本体に強固に結合されている請求項1〜9のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  11. 前記ジョイント収納部及び前記ジョイントには、互いに係合する係合構造が設けられている請求項1〜10のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  12. 前記係合構造は、凹部と、前記凹部に嵌入する凸部とを含む請求項11に記載のコネクタ組立体。
  13. 前記凹部は、周方向に連続した環状の溝である請求項12に記載のコネクタ組立体。
  14. 前記ジョイント収納部に設けられた前記係合構造と、前記ジョイントに設けられた前記係合構造とは、不可逆的に係合している請求項11〜13のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  15. 前記コネクタ本体は、前記チューブ収納部内に内筒を更に備え、前記内筒は前記チューブの前記先端部に挿入されている請求項1〜14のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  16. 前記接続筒は、その内周面に、先端に近づくにしたがって内径が大きくなるテーパ面が設けられたメス部材である請求項1〜15のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
  17. 前記コネクタ本体の材料は前記ジョイントの材料と異なる請求項1〜16のいずれか一項に記載のコネクタ組立体。
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