(57)【要約】  医療器械用フローリストリクタが、入口を備えた入口ハウジング部材及び入口ハウジング部材と結合され、フローリストリクタの出口を備えた別個の出口ハウジング部材を含むハウジングを有する。入口と出口との間でハウジング部材を貫通して流体経路が形成されている。対向した流れ制限表面が、流体経路に沿う場所に設けられていて、入口に送られた流体が出口から流出する前に対向した流れ制限表面相互間を通るようになっている。対向した流れ制限表面は、フローリストリクタを通る流体の所望の流量の関数として定められる相対的な表面粗さ度及び対向した表面積を有する。
2007526086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療器械用フローリストリクタであって、
該フローリストリクタへの入口を構成する入口ハウジング部材と、該入口ハウジング部材と結合され、前記フローリストリクタからの出口を構成する、別個の出口ハウジング部材と、
前記入口と前記出口との間で、前記入口ハウジング部材、前記出口ハウジング部材に構成された流体経路と、
前記流体経路に沿った或る場所で、前記入口ハウジング部材と出口ハウジング部材との間に構成された、対向した流れ制限表面とを有し、前記入口に送られた流体が、前記出口から流出する前に、前記対向した流れ制限表面間を通り、
前記対向した流れ制限表面は、前記フローリストリクタを通る流体の所望の流量の関数として定められた相対的表面粗さ度及び対向表面積を有する、
フローリストリクタ。
【請求項２】
前記対向した流れ制限表面のうち第１の流れ制限表面は、前記入口ハウジング部材に設けられた一体表面として形成され、前記対向した流れ制限表面のうちの第２の流れ制限表面は、前記出口ハウジング部材の一体表面として形成されている、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項３】
前記第１又は前記第２の対向した流れ制限表面のうちの一方は、凹部内に形成され、前記対向した第２又は第１の流れ制限表面のうちの他方は、前記凹部内に延びる突起上に形成されている、請求項２記載のフローリストリクタ。
【請求項４】
前記入口ハウジング部材の前方部分は、前記突起を構成し、前記凹部は、前記出口ハウジング部材内に形成されている、請求項２記載のフローリストリクタ。
【請求項５】
前記入口ハウジング部材の前記前方部材は、テーパ付き円錐形のものであり、前記出口ハウジング部材の前記凹部は、これに対応したテーパ付き円錐形のものである、請求項４記載のフローリストリクタ。
【請求項６】
前記突起は、全体として半球形の形のものであり、前記凹部は、これに対応した半球形のものである、請求項３記載のフローリストリクタ。
【請求項７】
前記突起は、全体として平坦な平面状表面を有し、前記凹部は、これに対応した平坦な平面状表面を有する、請求項３記載のフローリストリクタ。
【請求項８】
前記入口ハウジング部材は、前記出口ハウジング部材と結合形態をなすよう押圧され、前記対向した流れ制限表面は、前記フローリストリクタを通る所望の流体流量をもたらすのに十分な所定の程度まで互いに押圧されるようになっている、請求項３記載のフローリストリクタ。
【請求項９】
前記対向した流れ制限表面のうちの少なくとも一方は、圧縮可能な材料で形成されていて、前記対向した流れ制限表面相互間の流体流量は、前記入口ハウジング部材及び前記出口ハウジング部材に加えられる圧縮力を変化させることにより変化するようになっている、請求項８記載のフローリストリクタ。
【請求項１０】
前記対向した流れ制限表面は各々、圧縮可能な材料で形成されていて、前記対向した流れ制限表面相互間の流体流量は、前記入口ハウジング部材及び前記出口ハウジング部材に加えられる圧縮力を変化させることにより変化するようになっている、請求項９記載のフローリストリクタ。
【請求項１１】
前記圧縮可能な材料は、医用ポリマー材料である、請求項１０記載のフローリストリクタ。
【請求項１２】
前記入口ハウジング部材及び出口ハウジング部材は、全体が前記ポリマー材料で作られている、請求項１１記載のフローリストリクタ。
【請求項１３】
前記入口ハウジング部材と前記出口ハウジング部材との間に設けられていて、前記フローリストリクタを通る流体の流れが前記対向した流れ制限表面相互間に差し向けられるようにするシールを更に有する、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項１４】
前記入口ハウジング部材と前記出口ハウジング部材は、永続的に且つ分離できないように互いに接合されている、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項１５】
前記対向した流れ制限表面相互間の平面は、前記入口及び前記出口の軸線に対して全体的に垂直である、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項１６】
前記対向した流れ制限表面相互間の平面は、前記入口及び前記出口の軸線に対して全体として円錐平面である、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項１７】
前記対向した流れ制限表面相互間の平面は、前記入口及び前記出口の軸線に対して全体として湾曲した平面である、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項１８】
前記入口及び前記出口は、流体送出しシステムのチューブに連結可能であり、前記フローリストリクタは、前記システム内にインラインで配置できるようになっている、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項１９】
前記対向した流れ制限表面のうちの少なくとも一方の前記表面粗さは、制御された研削、ラップ仕上げ、バレル磨き、サンドブラスチング又はエッチング法のうちの任意の１つ又は組合せで定められる、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項２０】
前記入口ハウジング部材及び前記出口ハウジング部材は、成形部品であり、前記対向した流れ制限表面の前記表面粗さは、成形表面である、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項２１】
前記対向した流れ制限表面のうちの一方は、前記他方の流れ制限表面と比較してより粗い表面を有する、請求項１記載のフローリストリクタ。
【請求項２２】
流体を調整された流量で源から患者に送給するように構成された医用流体送給システムであって、
送給チューブと、該チューブにインラインで配置されたフローリストリクタとを有し、該フローリストリクタは、
前記フローリストリクタへの入口を構成する入口ハウジング部材と、該入口ハウジング部材と結合され、前記フローリストリクタからの出口を構成する、別個の出口ハウジング部材と、
前記入口と前記出口との間で、前記入口ハウジング部材、前記出口ハウジング部材に構成された流体経路と、
前記流体経路にった或る場所で、前記入口ハウジング部材と出口ハウジング部材との間に構成された、対向した流れ制限表面とを有し、前記入口に送給された流体が、前記出口から流出する前に、前記対向した流れ制限表面間を通り、
前記対向した流れ制限表面は、前記フローリストリクタを通る流体の所望の流量の関数として定められた相対的表面粗さ度及び対向表面積を有する、
医用流体送給システム。
【請求項２３】
前記フローリストリクタは、前記チューブから切り離し可能である、請求項２２記載の流体送給システム。
【請求項２４】
前記対向した流れ制限表面のうち第１の流れ制限表面は、前記入口ハウジング部材に設けられた一体表面として形成され、前記対向した流れ制限表面のうちの第２の流れ制限表面は、前記出口ハウジング部材の一体表面として形成されている、請求項２２記載の流体送給システム。
【請求項２５】
前記入口ハウジング部材の前方部分は、前記出口ハウジング部材に形成された凹部内に受け入れられ、前記第１の対向した流れ制限表面は、前記入口ハウジング部材の前記前方部分上に形成され、前記第２の対向した流れ制限表面は、前記出口ハウジング部材の前記凹部内に形成されている、請求項２４記載の流体送給システム。
【請求項２６】
前記入口ハウジング部材の前記前方部材は、テーパ付き円錐形のものであり、前記出口ハウジング部材の前記凹部は、これに対応したテーパ付き円錐形のものである、請求項２５記載の流体送給システム。
【請求項２７】
前記入口ハウジング部材は、前記出口ハウジング部材と結合形態をなすよう押圧され、前記対向した流れ制限表面は、前記フローリストリクタを通る所望の流体流量をもたらすのに十分な所定の程度まで互いに押圧されるようになっている、請求項２５記載の流体送給システム。
【請求項２８】
前記対向した流れ制限表面は各々、圧縮可能な材料で形成されていて、前記対向した流れ制限表面相互間の流体流量は、前記入口ハウジング部材及び前記出口ハウジング部材に加えられる圧縮力を変化させることにより変化するようになっている、請求項２５記載の流体送給システム。
【請求項２９】
前記圧縮可能な材料は、医用ポリマー材料である、請求項２８記載の流体送給システム。
【請求項３０】
前記入口ハウジング部材及び出口ハウジング部材は、全体が前記ポリマー材料で作られている、請求項２９記載の流体送給システム。
【請求項３１】
医療器械用フローリストリクタであって、
入口及び出口を備えたハウジングと、前記入口と前記出口との間で前記ハウジングに構成された流体経路と、
前記入口と前記出口との間で前記ハウジング内に着座された少なくとも１対の対向した制限器具とを有し、該制限器具は、互いに接触して配置された対向した表面を有し、前記制限器具は、前記入口に送給された流体が前記出口から流出する前に前記対向した表面間を通るように、前記流体経路に設けられ、
前記対向した流れ制限表面は、前記フローリストリクタを通る流体の所望の流量の関数として定められた相対的表面粗さ度及び対向表面積を有する、
医療器械用フローリストリクタ。
【請求項３２】
前記制限器具は、前記ハウジング内に設けられた平坦な平面状部材を有し、前記入口からの流体は、前記平坦な平面状部材の前記対向した表面相互間で半径方向に流れるようになっている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項３３】
流路が、前記ハウジング内に形成され、前記流体が前記平坦な平面状部材の周囲に沿って流れ、前記平坦な平面状部材の前記対向した表面相互間で半径方向内方に流れるようになっている、請求項３２記載のフローリストリクタ。
【請求項３４】
流路が、前記ハウジング内に形成されていて、前記流体が前記平坦な平面状部材のうちの上流側の平面状部材に設けられたオリフィスを通って流れ、次に、前記平坦な平面状部材の前記対向した表面相互間で半径方向外方に流れるようになっている、請求項３２記載のフローリストリクタ。
【請求項３５】
前記制限器具は、硬質の非圧縮性材料で作られていて、前記対向した表面相互間の流体の流れが、前記制限器具に加えられる圧縮力とは無関係に、実質的に一定であるようになっている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項３６】
前記制限器具は、圧縮性材料で作られていて、前記対向した表面相互間の流体の流れが、前記制限器具に加えられる圧縮力を変化させることにより変化するようになっている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項３７】
前記ハウジングは、別々の半部から成り、前記制限器具は、前記ハウジングを形成するよう前記半部を互いに接合する前に、前記半部内に配置される、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項３８】
前記半部は、前記制限器具に接近できるよう互いに接合された後に分離可能である、請求項３７記載のフローリストリクタ。
【請求項３９】
前記半部は、永続的且つ分離できないように互いに接合されている、請求項３７記載のフローリストリクタ。
【請求項４０】
前記制限器具に対して前記ハウジング内に設けられていて、前記フローリストリクタを通る流体の流れが前記対向した表面相互間で前記流体経路をバイパスしないようにするシールを更に有する、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項４１】
前記制限器具のうち少なくとも一方は、前記流体を前記制限器具の前記対向した表面に出し入れする流路を構成するオリフィスを有し、前記シールは、前記オリフィスを有する前記制限器具に隣接して設けられている、請求項４０記載のフローリストリクタ。
【請求項４２】
前記制限器具は、前記ハウジング内に設けられた対向した平らなディスクを有し、前記入口からの流体が前記ディスクの周囲に沿って流れて前記対向した表面相互間で半径方向内方に流れるようになっており、前記出口に最も近い前記ディスクは、オリフィスを有し、流体が前記対向した表面相互間から前記オリフィスを通って前記出口に流れる、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項４３】
前記ハウジング内で前記出口と前記出口に最も近い前記ディスクの外面との間で該外面に当てて設けられた密封リングを更に有する、請求項４２記載のフローリストリクタ。
【請求項４４】
前記ハウジングは、別々の半部から成り、前記ディスクは、前記ハウジングを形成するよう前記半部を互いに接合する前に、前記半部内に配置される、請求項４２記載のフローリストリクタ。
【請求項４５】
前記制限器具は、前記対向した表面相互間の平面が前記入口及び前記出口の軸線に対し全体として垂直であるように配置されている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項４６】
前記制限器具は、前記対向した表面相互間の平面が前記入口及び前記出口の軸線に対し全体として平行であるように設けられている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項４７】
前記入口及び前記出口は、流体送出しシステムのチューブに連結可能であり、前記フローリストリクタは、前記システム内にインラインで配置できるようになっている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項４８】
前記対向した表面は、前記入口及び前記出口の軸線に対し本質的に垂直な全体として平坦な平面内に設けられている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項４９】
前記対向した表面は、前記入口と前記出口との間で全体として円錐形平面内に設けられている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５０】
前記対向した表面は、前記入口と前記出口との間で全体として湾曲した平面内に設けられている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５１】
前記対向した流れ制限表面のうちの少なくとも一方の前記表面粗さは、制御された研削、ラップ仕上げ、バレル磨き、サンドブラスチング又はエッチング法のうちの任意の１つ又は組合せで定められる、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５２】
前記対向した表面は各々、粗くされている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５３】
前記対向した表面のうち一方だけが、前記他方の対向した表面と比較して粗くされている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５４】
前記制限器具は、ボール受座内に嵌め込まれたボール要素を有し、前記対向した表面は、前記ボール要素の円周方向部分と前記ボール受座により形成されている、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５５】
前記制限器具を互いに付勢するよう前記ハウジング内に設けられた付勢要素を更に有する、請求項３１記載のフローリストリクタ。
【請求項５６】
流体を調整された流量で源から患者に送出するように構成された医用流体送給システムであって、
送給チューブと、該チューブにインラインで配置されたフローリストリクタとを有し、該フローリストリクタは、
入口及び出口を備えたハウジングと、前記入口と前記出口との間で前記ハウジングに構成された流体経路と、
前記入口と前記出口との間で前記ハウジング内に着座された少なくとも１対の対向した制限器具とを有し、該制限器具は、互いに接触して配置された対向した表面を有し、前記制限器具は、前記入口に送給された流体が前記出口から流出する前に前記対向した表面間を通るように、前記流体経路に設けられ、
前記対向した流れ制限表面は、前記フローリストリクタを通る流体の所望の流量の関数として定められた相対的表面粗さ度及び対向表面積を有する、
流体送給システム。
【請求項５７】
前記フローリストリクタは、前記チューブから切り離し可能である、請求項５６記載の流体送給システム。
【請求項５８】
前記制限器具は、前記ハウジング内に設けられた対向した平坦な平面状部材を有し、前記入口からの流体が前記平坦な平面状部材の周囲に沿って流れて前記対向した表面相互間で半径方向内方に流れるようになっている、請求項５６記載の流体送給システム。
【請求項５９】
前記ハウジングは、別々の半部から成り、前記制限器具は、前記ハウジングを形成するよう前記半部を互いに接合する前に、前記半部内に配置される、請求項５６記載の流体送給システム。
【請求項６０】
前記制限器具に対して前記ハウジング内に設けられていて、前記フローリストリクタを通る流体の流れが前記対向した表面相互間で前記流体経路をバイパスしないようにするシールを更に有する、請求項５６記載の流体送給システム。
【請求項６１】
前記制限器具は、前記ハウジング内に設けられた対向した平らなディスクを有し、前記入口からの流体が前記ディスクの周囲に沿って流れて前記対向した表面相互間で半径方向内方に流れるようになっており、前記出口に最も近い前記ディスクは、オリフィスを有し、流体が前記対向した表面相互間から前記オリフィスを通って前記出口に流れ、前記流体送給システムは、前記ハウジング内で前記出口と前記出口に最も近い前記ディスクの外面との間で該外面に当てて設けられた密封リングを更に有する、請求項５６記載の流体送給システム。
【請求項６２】
前記制限器具は、前記対向した表面相互間の平面が前記入口及び前記出口の軸線に対し全体として垂直であるように配置されている、請求項５６記載の流体送給システム。
【請求項６３】
前記制限器具は、前記対向した表面相互間の平面が前記入口及び前記出口の軸線に対し全体として平行であるように設けられている、請求項５６記載の流体送給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、流れ制限器具の分野に関し、特に、種々の医療器械及びシステムにおける流体の流れを調整するのに特に好適なフローリストリクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、流体の流れを厳密に調整する流れ制限器具の種々の分野が存在する。かかる器具の一般的な一用途は、輸液（注入）ポンプシステムへの使用であり、この場合、流体薬剤又は他の流体が輸液ポンプから患者の注入部位まで送り出される。フローリストリクタがポンプ本体内に収納されている実施形態が知られている。例えば、米国特許第４，３８６，９２９号明細書は、ポンプハウジング内に収納されていて、小出しされた薬剤の流れを調整する短い毛管を記載している。また、例えば米国特許第４，７４１，７３３号明細書に記載されている送出し管システムの場合のように、輸液ポンプの下流側にフローリストリクタを設けることが知られている。
【０００３】
米国特許第６，５６９，１２８号明細書は、毛管様の制限管がカテーテル管内に収納されたカテーテル流れ制限システムを記載している。システムを通る流量は、制限管を切って丁度よい長さにすることにより調整される。次に、カテーテルを適当なコネクタ、例えばトーイ・ボースト（Touhy-Borst）コネクタにより輸液装置に取り付けるのがよい。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３８６，９２９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７４１，７３３号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５６９，１２８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来型流れ制限器具は、具体的には、毛管型リストリクタであり、或る特定の欠点が無いわけではない。例えば、かかる毛管型器具は、製造するのが比較的困難であり且つ高価である。また、医療分野における要件が流量の減少に向かう傾向にあるので、単に機械加工上の公差及び材料の制約に起因して指定された流量を達成するよう管を製造するのがますます困難になっている。例えば、管が細くなれば細くなるほど（その直径が小さくなれば小さくなるほど）、粒子による詰まりが生じやすくなる度合が一層強くなる。
【０００６】
かくして、医療分野において、種々のシステム、例えば輸液システム及びこれと同様な器械に用いることができる信頼性が高くて、且つ安価なフローリストリクタが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的及び利点は、以下の説明において部分的に記載され、又は、この説明から明らかであり、或いは本発明の実施を通じて知ることができる。
【０００８】
本発明によれば、製造及び組立てが比較的安価であり、しかも正確に調整された流量を高信頼度で維持するフローリストリクタ器具が提供される。この器具は、詰まりやすい傾向が無く、しかも任意の従来型医療輸液又は他形式の流体送出しシステムに容易に組み込まれる。この点に関し、本発明のフローリストリクタは輸液送り出しステムに特に有用であるが、本発明は、この特定の用途には限定されないことは理解されるべきである。本発明のフローリストリクタは、流体の流量を制限し又は調整することが望ましい任意のシステムに使用でき、かかる用途の全ては、本発明の範囲及び精神に属する。
【０００９】
本明細書で用いる「流体」という用語は、気体、液体又は気体と液体の組合せを意味している。
【００１０】
本発明のフローリストリクタは、入口及び出口を備えたハウジングと、入口と出口との間でハウジングを貫通して形成した流体経路とを有する。入口及び出口は、例えば医療器械、例えば輸液システムのチューブ等とインライン接続されるよう構成されている。入口及び出口は、例えば単純な圧力嵌め、クランプ又は継手により医療器械のチューブに解除自在に連結でき、或いは、例えば接着剤、超音波接合、溶接等により永続的に取り付けてもよい。
【００１１】
少なくとも１対の対向した制限器具が、入口と出口との間でハウジング内に嵌め込まれている。制限装置は、互いに接触状態に配置された対向した表面を有し、これら制限器具は、入口に送り出された流体が出口から流出する前に、対向した表面相互間を通らなければならないように流路内に配置されている。シール、例えばＯリング、ガスケット等のうちの任意の１つ又はこれらの組合せをハウジング内に用いて器具を通る所望の流路を確立するようにするのがよい。弾性部材、例えばばね、波形ばね又はこれらに類似した器具を用いて制限器具を互いに付勢するのがよい。変形例として、シールは、弾性であってもよく、また制限器具を互いに付勢するよう機能するものであってよい。
【００１２】
制限器具の対向した表面は、フローリストリクタを通る流体の所望の流量の関数としてあらかじめ定められた相対的表面粗さ度及び対向表面積を有する。かくして、制限器具の対向した表面相互間の制限流路は、以下に詳細に説明するように、器具を通る流体の流量に対する計量及び制限効果を有する。
【００１３】
制限器具は、種々の形態を取ることができ、かかる制限器具を多数の適当な材料、例えばガラス、セラミック、鋼等から作ることができる。例えば、特定の一実施形態では、制限器具は、ハウジング内に設けられた対向した平坦な平面状部材であり、入口からの流れが対向した表面相互間で半径方向に流れるようになっている。特定の一実施形態では、入口からの流体は、制限器具の外周部に差し向けられ、そして対向した表面相互間で半径方向内方に流れる。底部（下流側）の部材を貫通してオリフィスが形成され、このオリフィスは、平面状部材相互間からの流体の出口経路を構成する。オリフィスは、ハウジングの出口と整列状態にあり又は流体連通状態にある。
【００１４】
変形実施形態では、上流側の制限器具（例えば、上流側の平坦な平面状部材）は、開口部又はオリフィスを有するのがよく、ハウジング内の流路は、流体がこのオリフィスを通って流れ、次に出口に流れる前に、対向した表面相互間で半径方向外方に流れるように形成される。
【００１５】
平坦な平面状部材から成る制限器具は、種々の形状、寸法及び厚さ等を取ることができる。特定の一実施形態では、平面状部材は、所望の材料から打ち抜き加工され又は成形された円形のディスクである。かかる器具は、製造及び組立ての容易さの観点から望ましい場合がある。
【００１６】
対向した表面の各々が他方と比較して故意に粗くされることが必要ではないということは理解されるべきである。制限流路に沿う所望の相対的表面粗さ度は、表面のうち一方だけを加工することにより達成できる。他方の表面は、未処理であって、比較的滑らかであるのがよい。変形例として、これら表面は、加工する必要のある表面が無いように固有の表面粗さ度を有していてもよい。
【００１７】
変形実施形態では、制限器具は、円錐形雄型部材により構成されてもよく、この円錐形雄型部材は、相補形状の凹部内に嵌って対向した表面が雄型部材の円錐形壁及び凹部の壁により構成されるようになっている。円錐形部材は、まっすぐな側部（即ち、一定の勾配）又は湾曲した側部を有するのがよい。この実施形態は、制限器具の対向した表面相互間の広い表面積を達成でき、かくしてより高い計量度又は流体制限度を得ることができるので望ましい場合がある。
【００１８】
さらに別の実施形態では、制限器具は、ボール受座内に嵌め込まれるボール部材により形成でき、対向した表面は、ボール部材の円周方向部分及びボール受座により構成されるようになっている。これら表面のうち一方又は両方を粗くするのがよい。
【００１９】
制限器具は、硬質の非圧縮性材料、例えば医用ステンレス鋼で作られるのがよく、対向した表面相互間の流体の流れは、ハウジング部品の流体圧力又は組立てに起因して制限器具に加えられる圧縮力とは無関係に実質的に一定であるようになっている。変形実施形態では、制限器具を圧縮性材料、例えば医用ポリマー材料で作ってもよく、対向した表面相互間の流体の流れを例えばねじ係合できるハウジング部品により制限器具に加えられる圧縮力を変化させることにより変更又は調整できるようになっている。
【００２０】
特定の実施形態では、ハウジングは、別々の半部から成り、制限器具は、完全なハウジングを形成するよう半部を互いに接合する前に、半部内に配置される。これら半部は、制限器具に接近できるよう接合後分離可能である。例えば、これら半部は、互いに螺合でき又は解除自在に係合させるのがよい。変形例として、半部を例えば接着剤、溶接等により永続的に接合してもよい。
【００２１】
制限器具は、入口及び出口に対してハウジング内で種々の向きに配置できる。例えば、一実施形態では、制限器具は、対向した表面相互間の平面が入口及び出口の軸線に対して全体として垂直であるように設けられる。変形実施形態では、制限器具は、対向した表面相互間の平面が入口及び出口の軸線に対して全体として平行であるように設けられる。
【００２２】
本発明のフローリストリクタ器具の別の好ましい形態では、対向した流れ制限表面を、ハウジング部材の対向した表面上に直接形成してもよい。例えば、第１の流れ制限表面を入口ハウジング部材上に一体表面として形成でき、第２の流れ制限表面を出口ハウジング部材の一体表面として形成できる。入口ハウジング部材と出口ハウジング部材を互いに結合すると、それぞれの流れ制限表面は、対向し、フローリストリクタを通る流路は、対向した流れ制限表面相互間を通り、流体の流れは、ハウジング部材相互間の圧縮力の関数である。
【００２３】
特定の実施形態では、入口ハウジング部材の前方部分は、出口ハウジング部材内に設けられた凹部内に受け入れられる。第１の対向した流れ制限表面は、入口ハウジング部材の前方部分上に直接形成され、第２の対向した流れ制限表面は、出口ハウジング部材の凹部内に直接形成される。変形例として、凹部を入口ハウジング部材内に形成し、凹部内に受け入れられた部分を出口ハウジング部材上に形成してもよい。
【００２４】
凹部及びこれと嵌合する部分は、種々の形状及び形態を有してよい。例えば、特定の一実施形態では、入口ハウジング部材の前方部分は、テーパ付き円錐形のものであり、出口ハウジング部材の凹部は、これに対応したテーパ付き円錐形のものである。変形実施形態では、凹部は、一様な平坦な流れ制限表面を備えた半球形又は円筒形の形のものであってよく、凹部内に受け入れられる部分は、これに対応した形状を有する。
【００２５】
入口ハウジング部材及び出口ハウジング部材を種々の適当な材料で作ることができる。特に望ましい実施形態では、これら部材は、ポリマー材料、例えば医用プラスチックから成形される。流れ制限表面のうちの少なくとも一方は、対向した流れ制限表面相互間の流体の流れが、入口及び出口ハウジング部材に加えられる圧縮力を変化させることにより変化するような程度まで圧縮可能である。この点に関し、流れ制限表面を構成するハウジング部材の部分を圧縮可能なプラスチックで作るのがよい。変形例として、ハウジング部材全体を同一な材料で作ってもよく、例えばプラスチック材料から成形してもよい。変形例として、一方又は両方のハウジング部材を比較的硬質の非圧縮性材料で作ってもよく、流れ制限表面だけが、より硬質の材料に追加される圧縮性材料で層、キャップ等として作られる。
【００２６】
フローリストリクタを通る流体の流れが対向した流れ制限表面相互間に差し向けられるようにするために、シール、例えばＯリング、ガスケット等を入口ハウジング部材と出口ハウジング部材との間の適当な場所に設けるのがよい。入口ハウジング部材と出口ハウジング部材を種々の従来方法により互いに結合するのがよい。例えば、これら部材を膠着、結合、溶接等するのがよい。これら部材を互いに永続的に固定してもよく、或いは解除自在に取り付けてもよい。
【００２７】
対向した流れ制限表面のそれぞれの表面粗さは、ハウジング部材を製造するために用いられる方法、例えば、成形方法の固有の結果であるのがよく、或いは次のステップにおいて、制御された研削、ラップ仕上げ、バレル磨き、サンドブラスチング又はエッチング法のうちいずれか１つ又は組合せにより形成してもよい。特に望ましい実施形態では、入口ハウジング及び出口ハウジングは、成形部品であり、対向した流れ制限表面の表面粗さは、成形表面である。対向した流れ制限表面は、同一の相対粗さ又は互いに異なる粗さ度を有してもよい。
【００２８】
フローリストリクタの他の実施形態の場合と同様、ハウジング部材の入口及び出口は、流体送出しシステムのチューブに連結可能であるのがよく、フローリストリクタは、かかるシステム内にインライン配置できるようになっている。
【００２９】
ハウジング部材を例えば、ハウジング部材を製造するために用いられる材料の特定の種類に応じて、接着剤、溶接又は任意他の従来型取付け方法を用いて互いに永続的に固定するのがよい。特定の実施形態では、ハウジング部材は、成形プラスチック部品であり、接着剤、例えばＵＶ硬化接着剤を用いてこれらハウジング部材を互いに固定して所望の流量がフローリストリクタの永続的な特性であるようにするのがよい。
【００３０】
変形例として、ハウジング部材は、分離可能であってよい。例えば、フローリストリクタをシステムから取り外すことなく流量を調節又は変化させることが必要な場合のあるシステムにフローリストリクタが用いられる場合がある。導かれる流体に応じて、システムの中には、部品を比較的高価な耐腐食性材料で作る必要のあるものがあり、この場合、フローリストリクタを破棄すること又は種々の流量を得るために多くのリストリクタの在庫品を抱えることは経済的に実行可能ではない。かくして、ハウジング部材相互間の圧縮力を変化させることによりフローリストリクタを通る流量を変化させることが望ましい場合がある。ハウジング部材相互間のねじ連結部又は他の適当な調節可能な連結方式をこの目的に用いることができる。
【００３１】
所望の流量を達成するために用いられる所定の圧縮力を種々の方法で求めることができる。例えば、流量をハウジング部材に関連した既知の変数及び幾何学的形状、例えば、対向した流れ制限表面の表面積及び粗さ、ハウジング部材材料の圧縮性、システムを通る流体の圧力等から計算することができる。次に、この圧縮力の計算値を用いて部品を互いに組み立てるのがよい。
【００３２】
変形実施形態では、圧縮力を注意深く制御されたシミュレーションで実験的に求めることができる。例えば、部品を試験装置内で組み立てるのがよく、この試験装置は、圧縮力を加えているときに圧縮力を測定すると共にフローリストリクタを通る流量を測定する。かくして、圧縮力の関数としての流量を所与の幾何学的形状、材料等のハウジング部材について容易に求めることができる。試験装置は、圧縮力を正確に加え、変化させそして圧縮力及びフローリストリクタを通る流量を測定するコンピュータ制御装置及び分析方式を備えるのがよい。
【００３３】
かかる試験装置は、多くの仕方で構成でき、種々の市販の機器又は器械を特に所望の目的に合わせて構成できることは当業者には容易に明らかであるはずである。
【００３４】
本発明は又、本明細書において説明する特徴的な流体制限器具のうち１つ又は２つ以上を有する医用流体送出しシステムの方式を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明を言及された図に示された特定の実施形態を参照して以下に詳細に説明する。
【００３６】
いま、本発明の例を詳細に参照し、本発明の１つ以上の実施形態が図に示されている。各例は、本発明の限定としてではなく、本発明の説明のために提供されている。例えば、実施形態の一部として図示し又は説明する特徴を別の実施形態に用いて更に別の実施形態を構成してもよい。これら改造及び変形並びに他の改造及び変形は、本発明の範囲及び精神に含まれるものである。
【００３７】
図１Ａは、本発明のフローリストリクタ１０を用いることができる全体を符号１２で示した医療システムの実施形態を示している。医療システム１２は、従来型輸液システムとして示されており、かかるシステムでは、輸液ポンプ１４に溶液容器６により流体、例えば薬剤が供給され、この溶液容器は、ポンプ１４の上方の所与の高さ位置で支持されている。チューブ２０が、ポンプ１４からの流体を患者１８上の静脈（ＩＶ）部位２２に供給する。かかる輸液システム及びポンプ１４は、医療分野における当業者には周知である。かかるシステムは、例えば、ペンシルベニア州ベスレヘム所在のブラウン・メディカル・インコーポレイテッド（Braun Medical, Inc）及びイリノイ州ラウンドレイク所在のバクスター・ヘルスケア・コーポレイション（Baxter Healthcare Corporation ）により供給される。フローリストリクタ１０は、ポンプ１４と患者１８との間でチューブ２０内にインライン接続された状態で示されている。また、フローリストリクタ１０をポンプ１４のハウジング内に組み込んでもよいことは理解されるべきである。
【００３８】
図１Ｂ及び図１Ｃは、一般に患者により着用され又は支持される携帯型輸液システムを示している。かかる装置は、例えばバクスター・ヘルスケア・コーポレイションから市販されている。図１Ｂは、ハウジング２４が内部リザーバ２８を画定している小容量システムを示している。軟質メンブレン、例えばエラストマーバルーン等が、リザーバ２８内に収納されていて、流体圧力をもたらす。充填ポート及び関連のキャップ２６が、リザーバ２８を充填するために設けられている。送出しチューブ３０が、ハウジング２４を送り出し側コネクタ３４、例えば従来型ルアーコネクタに連結している。キャップ３６が、コネクタ３４のために設けられている。本発明のフローリストリクタ１０は、コネクタ３４とハウジング２４との間でチューブ３０内にインラインで設けられている。コネクタ３４は、以下に詳細に説明するように、チューブ３０内に取り外し可能に連結され又はチューブ３０内に永続的に取り付けられるのがよい。
【００３９】
図１Ｃの輸液装置は、図１Ｂの輸液装置に類似しているが、より大きなハウジング２４及び内部リザーバ２８を有している。リザーバ２８は、患者への送り出しに十分な圧力下で流体薬剤を保持するエラストマー「バルーン」型の部材を更に有している。
【００４０】
輸液型システムと関連して説明するが、本発明のフローリストリクタ１０を、加圧源から計量された量の流体を患者に送り出すことが望ましい医療システムに利用できることは容易に理解されるべきである。例えば、本発明のフローリストリクタ１０を、臨床上許容可能な投与ルート、例えば、静脈（ＩＶ）用途、動脈内（ＩＡ）用途、皮下用途、硬膜外用途又は流体空間灌注用途を介して流体を連続して又は間欠的に送り出すよう利用できる。
【００４１】
図２は、本発明のフローリストリクタ１０の実施形態を示している。リストリクタ１０は、全体として任意所望の形状又は設計を取ることができるハウジング４０を有する。ハウジング４０は、特定の一実施形態では、以下に詳細に説明するように、別々の半部又は要素５０，５２により構成される。フローリストリクタ２０は、流体を装置１０内に導入する入口４２及び流体を装置１０の流通後導き出す出口４６を有する。
【００４２】
図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、図２のフローリストリクタ１０が詳細に示されている。ハウジング４０は、第１の半部５０及び第２の半部５２を含む。第１の半部５０は、入口４２及び入口通路４４を備えている。これと同様に、第２の半部５２は、出口通路４８及び出口４６を備えている。半部５０，５２は、例えばクランプ又はそれぞれの半部５０，５２の細長い端部上でのチューブの単純な摩擦嵌め又は圧力嵌めにより医用チューブに開示自在に取り付けられるよう構成されたものであるのがよい。変形例として、チューブを接着剤、溶接又は任意他の適当な永続的取付け手段によりそれぞれの半部５０，５２に永続的に取り付けてもよい。
【００４３】
少なくとも１対の対向した制限装置６０が、入口４２と出口４６との間でハウジング４０内に収納され又は嵌め込まれている。制限装置６０は、これらが互いに接触状態に配置された対向した表面を備える限り、種々の形態を取ることができ、したがって、制限流れ場８４が、対向した表面相互間に形成されるようになっている。例えば、図示の実施形態では、制限装置６０は、互いに当接状態に配置された全体として平坦な平面状部材６６ａ，６６ｂにより構成されている。平面状部材は、任意の形状を取ることができ、図示のように、ディスク受座５８によりハウジング４０内に収納された円形ディスクとして示されている。特に図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、ディスク６６ａ，６６ｂのうち少なくとも一方は、全体として「粗い」表面を有し、したがって、対向した表面６２，６４が互いに当接状態に置かれると、制限流体流れ場８４がこれら表面相互間に形成されるようになっている。図示の実施形態では、ディスクは各々、特に図３Ｂで理解できるように、粗くされた表面を有する。このように、完全にランダムな制限流れ場８４を構成するボイドスペース（空所）又は谷部７２及び突起７０が存在する。対向した表面６２，６４相互間の表面粗さ度は、図において説明の目的のためにのみ全体として誇張されていることは理解されるべきである。多くの実施形態に関し、表面粗さは、肉眼によっては識別できないことはしごく当然である。
【００４４】
対向した表面６２，６４の表面粗さ度を注意深く制御することにより、場８４に沿う谷部７２と突起７０のマトリックス相互間における流体流量を制御することができ、比較的制度の高い計量機構が形成される。流体の圧力の強さに関し、表面６２，６４の各々の表面粗さ、表面６２，６４相互間の接触表面積及び表面６２，６４に加えられる圧力の特定のパラメータを注意深く定めることにより所望の流体流量を達成できる。これらの要因を考慮に入れて、制限装置６６ａ，６６ｂを予測アルゴリズムに基づいて特定の流量に合わせて設計するのがよい。変形例として、装置６６ａ，６６ｂの寸法形状及び表面粗さを日常の実験により経験的に定めてもよい。
【００４５】
円筒形ディスク型の制限装置６６ａ，６６ｂは、これらが比較的安価であり且つ製作しやすいので望ましい場合がある。例えば、部品の穴開け、打ち抜き加工、旋削等を行うことができる。また、ディスク６６ａ，６６ｂの所望の表面粗さ度を従来方法、例えばエッチング、サンドブラスチング、ラップ仕上げ、研削、バレル磨き等で達成できる。
【００４６】
図３Ａ及び図３Ｂに示す実施形態では、制限装置６６ａ，６６ｂは、比較的非圧縮性の硬質材料、例えばステンレス鋼、ガラス、セラミック等で作られる。このように、制限流路８４は、主として、装置を互いに圧縮する度合によっては変化せず又は変更されない。変形例として、装置６６ａ，６６ｂを圧縮性材料、例えば比較的軟質のポリマー材料で作ることが望ましい場合がある。このように、制限場８４を図３Ｃに概略的に示すように、部品６６ａ，６６ｂを互いに圧縮する度合に応じて、多少制限的に作ることができる。「軟質」ディスク６６ａ，６６ｂをハウジング半部５０，５２が例えば２つの半部相互間に螺合関係があるように比較的互いに対して調節可能である実施形態に用いることができる。この形態では、単一のリストリクタ１０で互いに異なる流量を達成することができ、又は、リストリクタを非常に正確な流量を達成するために調節し又は微調整することができる。
【００４７】
図３Ａ及び図４Ａは、リストリクタ１０の一実施形態による流体の流路７４を示している。この特定の実施形態では、流体は圧力下で入口４２及び入口通路４４を通って流れ、ハウジング半部５０に形成された逃げチャネル５４又は他の適当な構造体を経由して制限装置６６ａ，６６ｂの周辺又は周囲６８に差し向けられる。密封装置８６、例えば従来型Ｏリング、ガスケット又は任意他の適当なエラストマー密封装置が、特に図３Ａで分かるように、ハウジングの第２の半部５２内に設けられた受座５６内に配置されている。このシール８６は、流体が制限場８４をバイパスするのを阻止する。特に図３Ａを参照して理解できることとして、流体は、上述したように、制限装置の対向した表面６２，６４の表面粗さ及び表面積の関数として定められる流量で、制限装置６６ａ，６６ｂの周囲から半径方向内方に流れる。流体は、下流側の制限装置６６ｂに設けられたオリフィス８０に向かって流れる。オリフィス８０は、例えばオリフィス通路８２により出口通路４８と流体連通状態にある。
【００４８】
流体が対向した制限装置６６ａ，６６ｂの制限場８４を通って差し向けられて流体を所望の流量で出口４６から流出させるようにするために、ハウジング４０内に内部構造体、密封装置等について任意の数の形態を利用できることは理解されるべきである。密封要素を例えば二個取り射出成形法によりハウジング内に組み込むことが望ましい場合があり、この場合、２回目のショットは、エラストマーである。変形例として、密封要素をディスク６６ａ，６６ｂ（又は他形式の制限装置）のうち一方又は両方に設けてもよい。例えば、ディスク６６ａ，６６ｂを複合金属／ゴムシートから打ち抜き加工してもよく、この場合、金属部品は、制限装置の対向した表面を構成し、ゴム部品は、シールを構成する。さらに別の変形実施形態では、シールは、エラストマーである必要はない。例えば、シールをエポキシ、グルー又はディスクとハウジング部材との間の超音波接合により形成してもよい。
【００４９】
現在までのところ、本発明のリストリクタ１０を、対向した粗い表面６２，６４を備えたものとして説明した。しかしながら、本発明は又、表面６２，６４のうち一方だけが粗くされている形態を含むことは理解されるべきである。換言すると、制限流れ場８４を対向した表面のうち一方が他方の表面に対して比較的滑らかであり又は研磨された対向した表面により達成してもよい。変形例として、製造、組立て等を行いやすくするため、部品が全て本質的に同一であって軸対称であることが望ましい場合がある。例えば、制限ディスク６６ａ，６６ｂの両面が加工されている（粗い）場合、特定の表面と表面の向きを無くすことにより、組立てが容易になる。この設計は、ピックアンドプレス式自動組立てに最適である。
【００５０】
また、様々な流量に関し、幾つかの制限装置を共通のハウジング内に積み重ねてもよいことは理解されるべきである。
【００５１】
ハウジング４０の半部を、密封装置８６及び制限装置６６ａ，６６ｂの挿入後に互いに解除自在に取り付けてもよく、又は、互いに永続的に取り付けてもよい。例えば、半部５０，５２を螺合させて装置１０を次に制限装置６６ａ，６６ｂの交換を可能にするよう互いに離すことができるようにするのがよい。変形実施形態では、半部５０，５２を接着剤、超音波接合、溶接又は任意他の従来取付け手段により互いに永続的に結合してもよい。
【００５２】
また、制限装置６６ａ，６６ｂを様々に方向付けできることは理解されるべきである。例えば、図３Ａ、図４Ａ及び図４Ｂに示す実施形態では、装置６６ａ，６６ｂは、対向した表面６２，６４相互間の平面がハウジング４０の入口及び出口の軸線に対して全体的に垂直になるように差し向けられている。図５及び図６は、変形実施形態を示しており、この変形実施形態では、制限装置６６ａ，６６ｂ及びシール（ガスケット）８６は、制限装置相互間の平面がハウジング４０の入口及び出口の軸線に対し全体として平行であるようにハウジング４０内で差し向けられている。制限装置６６ａ，６６ｂの向きとは無関係に、装置の動作は、本質的には図３Ａ、図３Ｂ及び図４Ｂの実施形態を参照して上述した動作と同一である。
【００５３】
また、制限装置６０は、種々の形状及び形態を取ることができることは理解されるべきである。例えば図７及び図８の実施形態では、円錐形制限装置８８が設けられる。粗い外面を備えた円錐形又は切頭雄型部材９０が、対向した部材９２の対応して形作られた凹部内に収納される。かくして、制限流路が、部材９０，９２の円錐形壁相互間に形成され、この場合、これら対向した表面のうち少なくとも一方は、粗くされた表面を構成する。図７の実施形態では、円錐形の対向した表面は、これらが一定の勾配を有している点において比較的まっすぐである。図８の実施形態では、対向した円錐形表面は、湾曲しており、又は、少なくともその一部に沿って半径方向部品を有する。図７及び図８の実施形態は、先に述べた実施形態の平坦なディスク装置６６ａ，６６ｂと比較して、制限流れ場８４を形成する対向した表面相互間の表面積を増大させている。
【００５４】
図１１は、フローリストリクタ１０の実施形態を示しており、この実施形態では、制限装置は、ボール部材６７及びボール受座６７ｂが形成された平面状部材６５により構成されている。制限流体流露８４は、ボール部材６７ａの円周方向部分とボール受座６７ｂの表面との間に形成されている。ボール表面又はボール受座のうちいずれか一方又は両方を粗くするのがよい。フローディストリビュータ６３を一体形成部品又は別体の部品としてハウジング内に組み込むのがよい。ディストリビュータ６３は、入口通路４４からの流体を制限流体流路８４に差し向ける形状であればどのような形状を取っていてもよく、このディストリビュータは又、ボール６７ａに正確に係合してこれをボール受座６７ｂ内に収納するのに役立つ場合がある。この実施形態は、製造費及び製造のしやすさの観点から望ましい場合がある。
【００５５】
制限装置の種々の形態を当業者であれば実験的に又は他のやり方で導き出して本発明の原理に従って対向した表面相互間に制限流れ場を形成できることは理解されるべきである。
【００５６】
図９は、弾性付勢要素をハウジング４０内に組み込んだリストリクタ１０の実施形態を示している。付勢要素は、図９に示すように波形ばねの形態をしていてもよく、或いは、任意他の従来型付勢要素、例えばばね等であってもよい。付勢要素は、制限装置６６ａ，６６ｂが互いに付勢されて対向して表面が所望の制限流路を正しく形成するようにするのに役立つ。また、例えば図３ａ及び図１１の実施形態の密封要素８６をエラストマー材料で形成してもよく、かかる密封要素は又、制限装置を互いに付勢する機能を実行できることは理解されるべきである。
【００５７】
図１０は、リストリクタ１０の実施形態を示しており、この実施形態では、流体は、制限装置６６ａ，６６ｂ相互間で制限流路に沿って半径方向外方の方向に流れる。オリフィス８０が、全体として上流側の制限装置６６ａの中央に形成されている。密封装置（リング）８６は、オリフィス８０の周りに同心状に設けられていて、入口通路４４から流入した流体がオリフィス８０を通って、制限装置６６ａ，６６ｂの対向した表面により形成される制限流路に流れるようになっている。次に、流体は、図１０の矢印で指示するように、流路に沿って半径方向外方に流れ、そして下流側の制限装置６６ｂの周囲に沿って流れ、ここで出口通路４８に差し向けられる。隆起条９８又は任意他の適当な支持構造体が、ハウジング内に設けられて、制限装置６６ｂを支持し、そして出口通路４８までの流体の流路を形成するようになっている。
【００５８】
図１２〜図１５は、本発明のリストリクタの種々の他の実施形態を示しており、これら実施形態では、対向した流れ制限表面が、結合状態のハウジング部材上に直接形成されている。例えば、第１の流れ制限表面を入口ハウジング部材上に一体表面として形成するのがよく、第２の流れ制限表面を出口ハウジング部材の一体表面として形成するのがよい。入口ハウジング部材と出口ハウジング部材を結合すると、それぞれの流れ制限表面は、対向状態になり、リストリクタを通る流体経路が、対向した流れ制限表面相互間を通り、流体の流量は、ハウジング部材相互間における圧縮力の関数である。理解されるべきこととして、図１〜図１１を参照して上述した説明の大部分は、図１２〜図１５の実施形態にそのまま当てはまり、かかる説明を繰り返す必要はないことが理解されるべきである。
【００５９】
特に図１２及び図１３を参照すると、フローリストリクタ１００は、結合形態で示された入口ハウジング部材１０２と出口ハウジング部材１１０を有している。ハウジング部材１０２，１１０は、流体流路がリストリクタ１００の入口と出口との間に形成されている限り、任意所望の形状及び外観を取っていてよい。図示の実施形態では、入口ハウジング部材１０２は、入口開口部１０４、通路１０６及び前方部分１０５を備えた全体として細長い部材である。これと同様に、出口ハウジング部材１１０は、出口１１２、通路１１４及び入口ハウジング部材１０２の前方部分１０５と結合する受け入れ部分１０７を備えた細長い部材である。
【００６０】
対向した流れ制限表面が、入口ハウジング部材１０２及び出口ハウジング部材１１０のそれぞれの表面上に形成されていて、リストリクタを通る流体流路の一部が流れ制限表面相互間に形成されるようになっている。例えば、図１２及び図１３の実施形態では、第１の流れ制限表面１１６は、入口ハウジング部材１０２の突起１２２の表面として設けられ、対向した第２の流れ制限表面１１８が、出口ハウジング部材１１０に形成された凹部１２０の表面上に設けられている。凹部１２０は、突起１２２の形状と一致した形状を有する。突起１２２を出口ハウジング部材１１０上に形成し、凹部１２０を入口ハウジング部材１０２に形成してもよいことは理解されるべきである。
【００６１】
図１３を参照すると、リストリクタ１００を通って流れた流体は、入口１０４に入り、通路１０６に沿って内部を流れ、そして半径方向通路１０８に沿って半径方向外方に進む。流体は次に、円周方向に延びる逃げチャネル１０９に流入する。チャネル１０９から、流体は、対向した流れ制限表面１１６，１１８相互間に形成された蛇行した流路に沿って流れなければならず、その後出口通路１１４に流入し、出口１１２を通ってリストリクタ１００から出る。対向した流れ制限表面１１６，１１８の圧縮は、リストリクタ１００を通る所望の流量を設定する際の制御要因である。
【００６２】
流れ制限表面１１６，１１８をこれらのそれぞれのハウジング部材の一体表面として形成してもよい。例えば、表面１１６，１１８を所定の表面粗さを備えた状態でハウジング部材に直接成形してもよい。所定の表面粗さは単に、ハウジング部材１０２，１１０を形成するために用いられる材料及び方法の固有の性質であってもよい。変形例として、所望の表面粗さを次の製作ステップで例えば制御された研削、ラップ仕上げ、バレル磨き、サンドブラスチング又はエッチング方法のうちいずれか１つ又はこれらの組合せとして提供してもよい。対向した流れ制限表面１１６，１１８は、同一の相対粗さ又は互いに異なる粗さ度を有してもよい。
【００６３】
また、ハウジング部材１０２，１１０を互いに異なる材料で形成することも本発明の範囲に含まれ、この場合、流れ制限表面１１６，１１８は、ハウジング部材の残りの部分とは異なる材料で作られる。例えば、ハウジング部材１０２，１１０を複合材料で作ることができ、この場合、流れ制限表面を形成する部分は、プラスチック材料であり、ハウジング部分の残部は、金属である。変形例として、流れ制限表面１１６，１１８を、完成状態のハウジング部材を形成するよう別個に形成された部品に後で取り付けられる材料に形成してもよい。材料の多くの形態及び組合せが可能である。
【００６４】
凹部１２０及びこれと嵌合する突起１２２は、種々の形状及び形態を有してよい。例えば、図１２及び図１３の実施形態では、突起１２２は、テーパ付き円錐形部材１２２であり、凹部１２０は、これと対応して形作られたテーパ付き凹部である。テーパ付きの形態は、テーパ角が正確に選択された場合、ハウジング部材１０２，１１０が本質的に自動ロック方式になり、それにより後で実施される接合ステップへの依存性が減少するので望ましい場合がある。テーパ角は、本質的に、ハウジング部材１０２，１１０を形成するために用いられる所与の材料について、自動クリンチ（self-clinching）角度又はこれよりも僅かに小さい角度であるべきである。例えば、ポリカーボネート材料の場合、自動クリンチ角度は、約１５°（３０°の夾角）である。加うるに、テーパは、加えられた応力の大部分を「フープ」応力に変換し、これは、構造及び安定性の観点から有利である。
【００６５】
対向した流れ制限表面１１６，１１８の相対的圧縮度により所望の流量が定められるので、流れ制限表面１１６，１１８は、ハウジング部材１０２，１１０を互いに押したときに少なくとも幾分かの相対圧縮度を有する材料で作られる。表面１１６，１１８を同一材料で形成してもよく、これら表面はかくして、同一の圧縮性の度合を有し、或いは、これら表面を互いに異なる材料で形成してもよく、これら表面は、互いに異なる圧縮性の度合を有する。好ましい実施形態では、ハウジング部材１０２，１１０及びこれらのそれぞれの流れ制限表面１１６，１１８は、同一のポリマー材料、例えば医用ポリカーボネートで作られる。選択された特定の材料はリストリクタ１００が意図された環境の関数であることは容易に理解されるべきである。例えば、医学的化学療法用途では、化学療法薬剤に対して耐性のあるプラスチック材料が望ましい。
【００６６】
再び図１２及び図１３を参照すると、入口ハウジング部材１０２と出口ハウジング部材１１０との間にはシール１３４が設けられている。このシール１３４は、任意の従来型密封装置、例えばＯリング、ガスケット、機械的シール等であるのがよい。シール１３４は望ましくは、リストリクタ１００を通って流れる流体と反応しない不活性材料である。図示の実施形態では、シール１３４は、出口ハウジング部材１１０の受け入れ部分１０７内に嵌まる入口ハウジング部材１０２の一部の周りに形成された凹部１３６内に設けられる。この位置では、シール１３６は、流体が嵌合状態のハウジング部材相互間から流出するのを阻止する。シール１３６は又、入れ子式組立てプロセス中、ハウジング部材１０２，１１０を密封するのを助け、この場合、流量は、ハウジング部品１０２，１１０の圧縮度を調節することにより微調整される。
【００６７】
また、ハウジング部材１０２，１１０を互いに永続的に固定して対向した流れ制限表面１１６，１１８の圧縮度を「固定」することが望ましい場合がある。これは、種々の従来方式で達成でき、かかる従来方式としては、接着剤、溶接等が挙げられる。特定の実施形態では、ＵＶ硬化接着剤を例えば入口ハウジング部材１０２の前方部分１０５と出口ハウジング部材１１０の受け入れ部分１０７との間の長手方向に延びる領域１３８に沿ってハウジング部材の嵌合又は結合部分に塗布するのがよい。ＵＶ接着剤は、嵌合又は結合部材がＵＶ光に当てられて接着剤を硬化する時点まで、ハウジング部材相互間の相対的調整を可能にする。
【００６８】
変形実施形態では、ハウジング部材１０２，１１０の相対位置を非永続的に設定してこれら部材を後で調節でき又は分離すらできるようにすることが望ましい場合がある。例えば、ねじ連結、圧力嵌め又は圧縮連結を用いてハウジング部材相互間のその後における相対運動を可能にするのがよい。
【００６９】
図１４に示すフローリストリクタ１００は、対向した流れ制限表面１１６，１１８の形状を除き、図１２及び図１３のフローリストリクタとほぼ同じである。入口ハウジング部材１０２の前方端部のところに設けられた半球形突起１２６が、第１の流れ制限表面１１６を備え、出口ハウジング部材１１０に形成されたこれに対応して形作られた半球形凹部１２８が、第２の流れ制限表面１１８を備える。
【００７０】
図１５に示すフローリストリクタ１００の実施形態では、対向した流れ制限表面１１６，１１８は、リストリクタ１００の長手方向軸線に全体として垂直な平面内に差し向けられた平らな表面として形成されている。第１の流れ制限表面１１６は、入口ハウジング部材１０２の平らな前方端部１３０上に形成され、第２の流れ制限表面１１８は、円筒形凹部１３２の平らな表面上に形成される。
【００７１】
部品の多くの種々の形状及び形態を用いて対向した流れ制限表面１１６，１１８を構成できることは理解されるべきである。
【００７２】
上述したフローリストリクタの他の実施形態の場合と同様、ハウジング部材の入口１０４及び出口１１２は、流体送出しシステム、特に医療システムのチューブに連結可能であるのがよく、したがって、リストリクタは、かかるシステム内でインラインで配置可能であるようになっている。
【００７３】
所望の流量を達成するために用いられる所定の圧縮力を種々の仕方で求めることができる。例えば、流量をハウジング部材１０２，１１０と関連した既知の変数及び幾何学的形状、例えば、対向した流れ制限表面の表面積及び粗さ、ハウジング部材の材料の圧縮性、システムを通る流体の圧力等から計算できる。次に、この計算した圧縮力を用いて部品を互いに組み立てるのがよい。
【００７４】
変形例として、圧縮力を注意深く制御されたシミュレーションで実験的に求めることができる。例えば、部品を試験装置内で組み立てるのがよく、この試験装置は、圧縮力を加えているときに圧縮力を測定すると共にフローリストリクタを通る流量を測定する。かくして、圧縮力の関数としての流量を所与の幾何学的形状、材料等のハウジング部材について容易に求めることができる。ハウジング部材相互間の所望の圧縮力を求めるために使用できる種々の適当な器械を構成することは、当業者の通常の知識の範囲内に十分に入る。
【００７５】
当業者であれば、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、上述の実施形態の改造及び変形を想到できることは理解されるべきである。本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及び精神並びにこれらの均等範囲に属するこれらの変形例及び他の変形例を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１Ａ】本発明のフローリストリクタを有する従来型輸液ポンプシステムの斜視図である。
【図１Ｂ】本発明のフローリストリクタを有する従来型携帯型医用輸液システムの斜視図である。
【図１Ｃ】本発明のフローリストリクタを有する更に別の従来型医用輸液システムの斜視図である。
【図２】本発明のフローリストリクタの実施形態の斜視図である。
【図３Ａ】図２のフローリストリクタの断面図であり特にこの器具を通る流体についての流路を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す流れ制限器具の周囲の一部の拡大図である。
【図３Ｃ】圧縮性流れ制限器具の実施形態の側面図である。
【図４Ａ】フローリストリクタの実施形態のインライン部品図であり、特に、入口から出口までの流体流路を示す図である。
【図４Ｂ】逆方向から見た図４Ａの実施形態のインライン部品図である。
【図５】本発明のフローリストリクタの変形実施形態の斜視図である。
【図６】図５の実施形態の部品図である。
【図７】円錐形制限器具を利用した本発明のフローリストリクタの変形実施形態の部分切除斜視図である。
【図８】半径方向に湾曲した側壁を有する円錐形制限器具を利用した本発明のフローリストリクタの変形実施形態の部分切除斜視図である。
【図９】ハウジング内に付勢要素が設けられたフローリストリクタの変形実施形態の概略断面図である。
【図１０】流体が制限器具の対向した表面相互間で半径方向外方に流れるようにする流路を備えたフローリストリクタの実施形態の概略断面図である。
【図１１】制限器具がボール受座内に嵌り込んでいるボールを有するフローリストリクタの実施形態の概略断面図である。
【図１２】本発明のフローリストリクタの好ましい別の実施形態の断面図である。
【図１３】図１２のフローリストリクタの実施形態の詳細断面図である。
【図１４】本発明のフローリストリクタの追加の実施形態の断面図である。
【図１５】本発明のフローリストリクタの更に別の実施形態の断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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