(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の中空プラスチック管を溶接する方法であって、各管を一対のホルダーのクランプあごに取り付けそれぞれを自分自身のほうへ折り曲げてＵ字形曲り部を形成する工程と、構造要素を前記曲り部のあたりに配置して前記Ｕ字形曲り部の中間部で前記クランプあごの外部に開放空間を形成する工程と、前記ホルダーをそれらの曲管が対向配置されるように位置決めする工程と、管セクション分離部材を移動させて前記曲管と接触させそして前記Ｕ字形曲り部の中間部の前記開放空間を通過させてそれぞれの曲管から１組の２つの管セクションを前記管セクション分離部材による溶融によって形成する工程と、一方の組の管セクションと他方の組の管セクションとを同軸上に整合する工程と、前記管セクションが互に溶接される前に前記管セクション分離部材に設けた清掃要素により前記管セクションの溶融部分がぬぐい取りにより取り去られる工程と、これら整合された管セクションどうしを溶接する工程とを有する前記方法。
【請求項２】
前記管セクション分離部材は前記プラスチック管を溶融する加熱ウェファーであり、前記一対のホルダーは前記管の溶融中同軸上に整合されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加熱ウェファーは前記プラスチック管を溶融ぬぐい取り作業で溶融し、また前記加熱ウェファーは前記管の前記Ｕ字形曲り部を通過する１対の足を備えたＵ字形上流溶融部分を有し、前記それぞれの足は屑を前記溶融管から取り除く清掃要素を有する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記加熱ウェファーは前記プラスチック管を溶融ぬぐい取り作業で溶融し、また前記ウェファーは前記管の前記Ｕ字形曲り部を溶通する１組の同一平面上に整合された翼を有する請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記加熱ウェファーは前記プラスチック管を溶融ぬぐい取り作業で溶融し、前記構造要素は前記各プラスチック管を形成すべく２つの管セグメントを接合した結果生じる溶接シームであり、さらに、各管をその溶接シームが前記ホルダーの外側に来るようにして前記ホルダーに取り付け前記溶接シームが前記ホルダーのスペーサバーと接触するまで前記管を後方へ引っぱる工程と、前記管を前記スペーサバーにおおいかかるように折り曲げて前記Ｕ字形曲り部を形成する工程とを有する請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記加熱ウェファーは前記プラスチック管を溶融ぬぐい取り作業で溶融し、前記構造要素は前記各プラスチック管を形成すべく２つの管セグメントを接合した結果生じる溶接シームであり、また前記ウェファーは前記溶接シームを溶融するのに十分な時間前記管セクションと接触している請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記構造要素は前記各ホルダーに取り付けられ前記管を曲げてそれを後方に引っぱる際に前記管を規制する少なくとも１つのくいである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記構造要素は前記管をクランプ前に曲げるための棒であり、その後前記棒を取り去って前記開放空間を形成する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
１対の中空プラスチック管を溶接する際に使用するウェファーであって、前端と後端を持つ加熱部材を有し、当該加熱部材は平坦な主部と前記前端において前記平坦主部から外側に伸長するＵ字形分離部分とを有し、当該Ｕ字形分離部分は前記主部から外側に伸長する１対の平行な足を有し、当該各足は外側に伸長する清掃要素を有する前記ウェファー。
【請求項１０】
前記清掃要素は各足の外側に突き出たふくらみからなる清掃部材であり、前記各足の中央部に横断的に位置している請求項９に記載のウェファー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラスチック管の全封じ込め溶接に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からプラスチック管の溶接方法はいろいろある。従来とられてきた一般的方法は、２つの管を１対のホルダーに置いて切断して２組の同軸上に整合された管セクションを形成する。それから一方の組を移動させて再度一方の組の管セクションと他方の組の管セクションとを同軸上に整合した後、これら再整合した管どうしを溶接する。
【０００３】
米国特許第  ４，７５３，６９７号には上記した従来の一般的方法の一変更例が開示されている。前記米国特許において図１７〜図２０には１対の管のそれぞれを自分自身に向かって折り返してＵ字形を形成する技術が示されている。これら曲管の間の空間には加熱ウェファーを配置する。それから曲管を相互に接近させて固定の加熱ウェファーと接触させる。加熱ウェファーは管を十分に溶通して４つの管セクションを形成する。それから加熱ウェファーを前記４つの管セクションの間から取り去り、同軸上に整合された管セクションどうしを溶接する。
【０００４】
この出願は、１９９１年  ９月２３日出願の米国特許出願第  ７６４，２４９号、１９９１年  ４月１０日出願の米国特許出願第  ６８２，９７７号および１９９０年１０月２９日出願の米国特許出願第６０４，９７９号を親出願とするものであるが、これらの親出願は上記した米国特許第４，７５３，６９７号の図１７〜図２０に示された技術の改良を示している。この改良は管どうしを相互に接近させながらこれと同時に加熱ウェファーを管の間の間隙を通過させる溶融ぬぐい取り法に関連している。よって、ウェファーは移動しながら管を溶融し同時に管をぬぐい取る。
【０００５】
前記親出願のうち米国特許出願第  ６０４，９７９号および米国特許出願第  ６８２，９７７号はそれぞれの管を自分自身のほうへ折り曲げてＵ字形を形成する技術に関し、米国特許出願第  ７６４，２４９号は管の曲げがない技術の一変更例を開示している。管の曲げを避ける理由は、管が曲がった湾曲部の内部には溶融ぬぐい取りの間に死なない細菌が存在しうるからである。管の曲げをなくすことによって細菌が生き残りうる内部湾曲部がなくなる。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の目的は、プラスチック管の滅菌または全封じ込め溶接の技術を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、特に溶融ぬぐい取りシステムでの使用に好適な技術を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、曲管を使用しつつその内部湾曲部に生存しうるどんな細菌をも有効に死滅させうるプラスチック管の全封じ込め溶接を提供することである。
【０００９】
本発明によれば、各管をホルダーのクランプあごに取り付け自分自身のほうへ折り曲げてＵ字形を形成する。構造要素を用いて前記Ｕ字形の湾曲部と前記ホルダーとの間に空間を形成する。好ましくは加熱ウェファーである管セクション分離部材を移動させて前記曲管と接触させそして各湾曲部とホルダーとの間の前記空間を通過させてそれぞれの曲管から１組の２つの管セクションを形成する。それから一方の組の管セクションと他方の組の管セクションとを同軸上に整合し、これら整合された管セクションどうしを溶接する。
【００１０】
前記構造要素は前もって２つの管セグメントを溶接して管を形成した結果として生じた前記管の溶接シームである。前記構造要素は前記湾曲部のあたりに前記ホルダーと接触して配置され、前記湾曲部を前記ホルダーから離れて旋回させるてことして機能する。溶接シームのない管の場合には前記構造要素は棒であり、前記管をその棒のまわりに曲げてからこの棒を取り去る。
【００１１】
本発明の好ましい実施例において、前記加熱ウェファーは１対のオフセット平行溶融部材を有し、この１対のオフセット平行溶融部材は前記ホルダーと前記湾曲部の間の前記空間にそれぞれの溶融部材を配置しうる距離だけ中央部から片寄っている。各溶融部材は溶融作業中に屑を取り除くための外側に伸長した突起または清掃部を有している。
【００１２】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記ウェファーは前記湾曲部を横切って前記ホルダー付近の前記空間の中に伸長するだけの寸法をもつ１対の翼部を有している。
【００１３】
【実施例】
前述した本出願の親出願には有効にプラスチック管を溶接する技術が開示されている。それら親出願の詳細は本明細書に引例として組み込まれている。米国特許出願第  ６０４，９７９号および米国特許出願第  ６８２，９７７号は、２つの曲管に対して溶融とぬぐい取りを行うことによって４つの管セクションを形成する溶融ぬぐい取り法を用いた技術に関する。米国特許出願第  ７６４，２４９号は、管の曲げを避けてむしろ管がまっすぐで曲りのない姿勢のときに作業する溶融ぬぐい取り法の一変更例を開示している。
【００１４】
管の曲げが望ましい環境がある。たとえば、管の曲げによって生きた細胞が溶接位置から徐々に放たれる。これが特に重要なのは、（ａ）  血液と血液成分プロトコル、（ｂ）  液体放熱子に会わずに溶接を行うためにすべての液体を溶接位置から取り除かなければならない場合、（ｃ）  出入りが何もない点で完全に閉じたプロセス、（ｄ）  溶融ぬぐい取り法のさまざまな実施例、（ｅ）  曲り部の領域で管をクランプすることによって漏れやこぼれを回避するプロセス、（ｆ）  すべての熱プラスチック管構成での使用、（ｇ）  廃棄されたスタブエンドを溶融流体のサンプル記録のために保持しておくのが望ましい場合、（ｈ）  前記スタブエンドが患者の療法やプロセスの定量分析を提供するために望ましい場合、にとってである。
【００１５】
一般に本発明は、ホルダーの外側に伸長するＵ字形曲り部の湾曲部に開放空間を形成する技術に関連する。管は前記開放空間を通過する管セクション分離部材によってセクションに分断される。本発明の好ましい実施例では、管セクション分離部材としての加熱ウェファーを組み入れた溶融ぬぐい取りシステムが用いられている。本発明の好ましい実施例では、２組の曲管はそれぞれの管が分離前にそれら曲管を同軸上に整合させることにより２つの管セクションに分離されるときに自動的に相互に同軸上に整合される。よって、それぞれの管セクションは他方の管の対応する管セクションと同軸上に整合される。しかし、本発明は加熱ウェファー以外に管セクション分離部材としてカッターの使用を含む他の方法で実施可能である。さらに、曲管は最初から同軸上に整合されている必要はなく、むしろ接合すべき２つのセクションの整合を従来行われていたように分離前に一方または両方のセクションを変位させることによって行ってもよい。
【００１６】
図１〜図３および図５〜図８は本発明の一実施例を示している。同図に示すように本実施例で使用する管Ｔはもともと２つの管セグメントだったものを溶接して管Ｔの直径に対して拡大直径フランジを持つ溶接シームＷを形成した管の形態をしている。溶接シームまたはフランジＷはクランプ面に小さなポケットを作ることによって後の溶接のためのフランジ量を調節しうるように成形することができる。
【００１７】
図２に示すようにアセンブリ１０が２つのプラスチック管Ｔ１とＴ２の全封じ込め溶接を成し遂げるために設けられている。同図に示すようにアセンブリ１０は１対のホルダー１２、１４を有し、それぞれのホルダー１２、１４には１対のクランプあご１６、１８が設けられている。中間スペーサバー２０はクランプあご１６、１８の間に位置している。実際には、管Ｔ１、Ｔ２はホルダー１２、１４の溝に置いてスペーサ２０のまわりに折り曲げる。それから管Ｔ１、Ｔ２を後方にひいてフランジまたは溶接シームＷをスペーサ２０の外面と接触させる。このように管Ｔ１、Ｔ２を溝に載置して溶接シームＷがスペーサ２０と接触するまで管Ｔ１、Ｔ２を引くことによって溶接シームＷが適正に位置決めされるが、この技術は図１に概略的に示されている。それから、図２の断面図に示すように管Ｔ１、Ｔ２をスペーサ２０の上方で曲げてからクランプあご１６、１８を相互に接近させて管Ｔ１、Ｔ２の曲り部に偏平部を形成してこの偏平部から液体Ｌを絞り出す。これにより確実に細菌や細胞が捕捉されその細胞がクランプあご１６、１８で偏平にされた管Ｔ１、Ｔ２の曲り部から追い出される。溶接シームＷはレバーまたはピボット部材として機能し、これにより管Ｔ１、Ｔ２の湾曲部にホルダー１２、１４の外側に伸長する空間Ｓが形成される。それから、図５に示すようにホルダー１２、１４を相互に接近させて管Ｔ１、Ｔ２をわずかに接触させる方向へと近付ける。
【００１８】
溶融ぬぐい取り法を用いる本発明の本実施例において、加熱ウェファーは管セクション分離部材として用いられる。ウェファーは親出願で示したさまざまな形態を含めていろいろな形態をとっている。図３は一形態のウェファー２２を示しており、このウェファー２２はほぼ平らな平坦部２４と、溶融部を形成すべくウェファー２２の上流または前端にＵ字形の足２６を形成する１対の平行なオフセット部とを有している。足２６には清掃要素として機能する外側に突き出た曲りまたはふくらみ２８がある。実際には、管Ｔ１、Ｔ２が相互に接近している時にウェファー２２を管Ｔ１、Ｔ２のほうへ移動させる。足２６、２６の間隔は足２６、２６が管Ｔ１、Ｔ２と接触した時に開放空間Ｓ、Ｓの距離だけあく程度のものである。ウェファー２２は加熱要素なので親出願に記載された溶融ぬぐい取り法により足２６は管Ｔ１、Ｔ２を溶通しつつ溶融プラスチックをぬぐい取る。ウェファー２２は足２６と管端との適切な接触関係を維持すべくホルダー１２、１４が相互に接近するのに連動して管セクション分離方向に移動し続ける。たとえば、図５は管セクション分離の初期段階を示している。図６は図５の立面図であって、足２６が管Ｔ１、Ｔ２を溶通している時に夫々の管Ｔ１、Ｔ２に部分的に通った足２６を示している。
【００１９】
図７は次の作業段階を示し、足２６、２６が管Ｔ１、Ｔ２を通過してその結果生じた管セクションがウェファー２２の平坦部２４と接触するようになった後の段階を示している。同図に示すようにそれぞれの管Ｔ１、Ｔ２から１組の２つの管セクションが形成され、各組の管セクションは他の組の対応する管セクションと同熟上に整合されている。４つの管セクションと加熱要素であるウェファー２２の平坦部との接触関係を保つことによってそれらの管セクションの端部は溶接可能な溶融状態に維持される。
【００２０】
図８はウェファー２２の後端が完全に管Ｔ１  、Ｔ２  を通過した後で、ホルダー１２、１４によりそれぞれの管セクションの溶融端を対応する同軸上の管セクションと接触させて各対の管セクションを接合する溶接シームを形成したときの管セクションを示している。たとえば、管セクションの接合対のうち一方は管の主部をつなぐのに使用され、他方の対は前述のように他の目的に処置しまたは使用しうるスタブエンドを形成する。
【００２１】
ウェファー２２による管セクション分離の間、屑が各管セクションの露出内部に生じる。清掃部材であるふくらみ２８は内部に侵入してさもなくば管の間に存在するであろう屑を取り除く働きをする。
【００２２】
ウェファー２２のＵ字形部分の寸法は任意の値でよい。たとえば、それぞれの足２６は高さが６ｍｍで、清掃部材であるふくらみ２８は中央部に各端から３ｍｍ離れて位置し外側に１ｍｍ突き出ている。好ましくはふくらみ２８の厚さは０．５ｍｍである。足２６、２６は例えば５ｍｍ間隔で離れている。ウェファー２２それ自体は長さが２８ｍｍで高さが２０ｍｍである。
【００２３】
ウェファー２２の他の利点は、Ｕ字形分離部分がそれぞれの曲管Ｔ１  、Ｔ２  の湾曲部に溶融物の収集流路を形成することである。
【００２４】
ひとたび各対の管セクションが接合されると単にシールを指で押してポンとあけるだけで結果として生じた管との間の連絡をとることができる。
【００２５】
図４は別の形態のウェファー３０を示している。同図に示すようにウェファー３０は主平坦部３２と１対の翼３４とを有している。図９と図１０は管セクションを分離するための溶融ぬぐい取り法においてウェファー３０を使用した場合を示している。同図に示すように加熱ウェファー３０が管端を溶融し翼３４が各管の湾曲部に設けられた開放空間Ｓ、Ｓに侵入する。ウェファー３０は親出願である米国特許出願第  ７６４，２４９号に示されたウェファーと同様の仕方で作業する。
【００２６】
４つの異なる管セクションが形成された後に各対の管セクションは図８に示したのと同じようにして接合される。
【００２７】
図１１は本発明のさらに他の変更例を示している。同図に示すように湾曲部が溶融してなくなり管セクションがウェファー２２、３０の平坦部２４、３２と接触した後に、結果として生じた４つの管セクションの管端はウェファー２２、３０の平坦部２４、３２に対してほぼ直角になっている。移動速度と寸法の選定は、生じる融解に溶接シームＷの融解が含まれるように露出管端が十分な時間ウェファーと接触し続けうるようになされる。よって、後で各対の管セクションを接合する際には従来の溶接作業で生じる溶接シームはもはや存在しない。
【００２８】
図１２〜図１４は管Ｔの曲り部に開放空間Ｓを形成する本発明の他の実施例を示している。同図に示すように管Ｔはホルダー３６の溝に置かれている。図１２に示されるようにホルダー３６には管Ｔの両側に配置された１対のくい３８がある。それから、図１３に示すように管Ｔを自分自身の上に折り曲げて管Ｔの下部がくい３８と接触し且つＵ字形曲り部の中間部がホルダー３６の外側に露出するようにする。それから、各管を図１２中の矢印４０で示す内向き方向に引っぱる。内側に引っぱられると同時にくい３８は管Ｔを規制し厚さをくい３８、３８の間の総面積によって減らす間、曲り部をホルダー３６の外側に指示する作用をする。このように厚さを減らすことによって開放空間Ｓが作られる。よって、くい３８は曲り部に位置し開放空間Ｓを作るための構造要素として機能する。それから、上ホルダー部材３６Ａをその下側にあるホルダー３６に取り付け１組の薄いクランプあご４０、４２で管Ｔがホルダー３６から現れた部分を偏平にする。それから、図１４に示すようにウェファー２２のような加熱要素を用いて足２６を各管Ｔの開放空間Ｓを通過させることにより曲り部を溶融する。
【００２９】
図１５〜図１７は各組の管におけるＵ字形曲り部の中間部に開放空間を作るための構造要素としてキャリジ上にピンを使用したものを示している。同図に示すようにキャリジ４４が水平に置かれた曲管Ｔに対して水平方向に移動するよう軌道４６に取り付けられている。キャリジ４４は１対の直立取付部材４８を有し、それぞれの直立取付部材４８は水平面内で外側に伸長するピンまたは棒５０を有している。ピンまたは棒５０は管Ｔ、Ｔの曲り部に開放空間が出来るだけの距離を置いて離れている。実際には、各管Ｔをそれぞれのホルダー５２の溝に置いた後に図１６に最も良く示されているように各管Ｔをピンまたは棒５０のまわりに折り曲げて自分自身と接触させる。そして各管Ｔをピンまたは棒５０のまわりに折り曲げた後、上クランプあご５４を操作して湾曲部がホルダー５２の外側に伸長したまま各管Ｔを偏平にする。棒５０の物理的存在によって各曲管Ｔの湾曲部に開放空間が作られる。それから、キャリジ４４を引っ込めて棒５０を取り去り、いままで棒５０のあった開放空間を残す。そしてキャリジ４４を引っ込めた後、キャリジ４４を取り外し前述のようにしてウェファー２２のようなウェファーを用いて４つの異なる管セクションを形成する。
【００３０】
本発明のさまざま実施例の利点は、少なくとも１対の菅セクションをつなげる全封じ込め溶接を得るために曲管の有効利用ができることである。本発明は溶接装置を特定の管径を収容できる大きさに調節して１ｍｍから１００ｍｍまでのすべての実用サイズの菅に好適である。また、本発明は気体、液体またはゲルのような内部流体をたとえば１０秒以上止めなければならない医療用プロトコルに好適である。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、少なくとも１対の菅セクションをつなげる全封じ込め溶接を得るために曲管の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例において使用されるプラスチック管を示す図
【図２】図１に示すような管を溶接するための本発明による全封じ込め溶接システムの部分断面立面図
【図３】同実施例において使用可能な加熱ウェファーの形をとった管セクション分離部材の斜視図
【図４】別の管セクション分離部材の斜視図
【図５】図３のウェファーと図２の管およびホルダーとを使用して本発明を実施する方法における初期段階を示す平面図
【図６】図５の部分断面立面図で本発明の実施系列の初期段階を示す図
【図７】本発明の実施系列の他の段階を示す部分断面立面図
【図８】本発明の実施系列のさらに他の段階を示す部分断面立面図
【図９】同実施例において図４のウェファーを使用した場合を示す図５と同様の平面図
【図１０】図９の１０−１０線に沿う断面図
【図１１】同実施例における他の段階を示す図１０と同様の断面図
【図１２】本発明のさらに他の実施例を示す平面図
【図１３】図１２の１３−１３線に沿う断面図
【図１４】図１２と図１３に示す実施例におけるさらに他の段階を示す部分断面立面図
【図１５】本発明のさらに他の実施例による全封じ込め溶接システムの平面図
【図１６】図１５の１６−１６線に沿う断面図
【図１７】図１５の１７−１７線に沿う断面図
【符号の説明】
１２、１４、３６、３６Ａ、５２…ホルダー
１６、１８、４０、４２、５４…クランプあご
２０…スペーサバー
２２、３０…ウェファー
２４、３２…平坦主部
２６…足                          ２８…清掃要素
３４…翼                          ３８…くい
４４…キャリジ                    ５０…棒
Ｔ、Ｔ１  、Ｔ２  …プラスチック管
Ｗ…溶接シーム
Ｓ…開放空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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