(57)【要約】その長さの主要な部分にわたって円形の断面を有し、その両端の中間が扁平なオーバル形状の断面を有するチューブを製造するための装置である。この装置は、チューブが押出される押出ダイを有する押出ヘッドを含む。対向するピンチング要素を含むピンチング装置が押出ヘッドに配置され、共に選択的に移動可能でチューブを押しこれを挟んでチューブのオーバル形状の断面を製作する。またローラは離れるように選択的に移動可能で、チューブを挟まずにチューブが円形に押出されるようにでき、それによって扁平なオーバル形状の中間部分を有する円形のチューブが製造される。
2006516209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その長さの主要な部分にわたって円形の断面を有し、その全長にわたって中空の断面と平滑な外面を有し、その両端の中間に扁平なオーバル形状の断面を有するチューブを製造するための装置であって、
前記チューブが押し出される押出ダイを有する押出ヘッドと、
互いに対向する非駆動のピンチング要素を含むピンチング装置と
を備え、前記チューブを押圧しこれを挟み、もって前記チューブのオーバル形状の断面を作るよう、前記ピンチング要素が共に選択的に移動可能となるように、且つ、前記チューブを挟まずに円形で押し出されることができるよう、前記ピッチング要素が互いに離れるように選択的に移動可能となるように、該ピッチング要素は前記押出ヘッドに配置されており、
これにより、分離プレート、その他の障害がなく、扁平なオーバル形状の中間部分を有する円形のチューブが製造されるようになっている、装置。
【請求項２】
前記ピンチング要素が一対の互いに対向するローラであり、前記ローラは、前記押出ヘッドで押し出されるチューブに係合して、該ローラが前記チューブを伴って回転する際に、該ローラ間にある前記チューブを挟むように選択的に移動可能であり、且つ、前記チューブから離れるように移動可能である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ローラがウレタンローラである、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ローラを移動させるよう前記ローラに機能的に接続されているアクチュエータをさらに備える、請求項２記載の装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを制御するように機能するプログラマブルロジックコントローラをさらに備える、請求項４記載の装置。
【請求項６】
製造後に前記チューブを巻取り可能な巻取りホイールと、
前記巻取りホイールの軸に装着され、且つ、前記プログラマブルロジックコントローラにデータを伝送するよう該プログラマブルロジックコントローラに接続されているロータリーエンコーダと
をさらに備える、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記オーバル形状に形成されるチューブの長さに対応する巻取りホイールの回転角度を計算するように作動可能である、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記アクチュエータの各々が前記押出ヘッドに取り付けられている、請求項４記載の装置。
【請求項９】
前記アクチュエータを３本の軸線に調節可能に位置合わせするように構成された３本のスロットの付いた支柱によって、前記アクチュエータが前記押出ヘッドに取り付けられている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記押出ヘッドの下流にあり前記チューブを熱硬化させる加熱装置をさらに備え、前記ピンチング装置は前記押出ヘッドと前記加熱装置との間に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
通常の円形の内側と外側の断面を有し、オーバル形状の断面へと扁平にされた中間領域を有し、中空の断面とその全長にわたって平滑な外面とを有するチューブの形成方法であって、
押出可能なチューブ材料を押出ダイを通して押し出し、円形の断面を有するチューブを作るステップと、
前記チューブが前記押出ダイを出た後に、互いに対向する非駆動のピンチング要素の間で前記チューブを周期的に挟み、分離プレート、その他の障害のないチューブを作るステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記チュービングの速度の関数である、前記ピンチング要素が前記チューブを挟む時間を選択するステップをさらに備える、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記押し出されたチューブを巻取りホイールに巻き取るステップと、
挟まれる前記チューブの長さに応じて、前記ホイールの円周に依存する前記ホイールの回転角度を決定するステップと
をさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ピンチングステップに続いて前記押し出されたチューブを熱硬化させるステップをさらに備える、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記ピンチングステップは、前記チューブの円形部分と扁平部分がほぼ同じ壁の厚さと内側の断面積とを有するように実行される、請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記押出可能なチューブ材料がシリコーンである、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
前記ピンチング装置は、前記チューブの円形部分と扁平部分がほぼ同じ壁の厚さと内側の断面積とを有するように動作可能である、請求項１記載の装置。
【請求項１８】
前記押出ヘッドによって押し出される押出可能なシリコーン材料と組み合わせられる、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、参照により援用される２００３年１月９日に出願された米国仮出願番号第60/439,316号及び第60/439,006号に基づくものであり、これらの優先権を主張する。
【発明の分野】
【０００２】
[0002]本発明は、例えばチェストドレーン（ｃｈｅｓｔ  ｄｒａｉｎ）として使用するためのチューブの製造方法及び装置に関する。
【０００３】
[0003]チェストドレーンは、最も一般的には２本の肋骨の間を通って胸腔へとアクセスするチェストチューブである。チェストチューブは常にではないが、大抵、円形の断面を有する。
【０００４】
[0004]従来の円形のドレーンチューブはプラスチック、ゴム又はシリコーン製であり、通常、押出加工される。チューブが押出機のヘッドから垂直に押し出されると、帯電防止バーを通って上へと移動し、ヒータを通過する。そして、チューブは１つ以上の巻取りホイールを通過してコイル状に巻かれ且つ／又はカットされる。シリコーンの押出物が押出機のヘッドを出て移動する速度を変化させることができるが、チューブの収容に必要な速度に適合するようにオペレータが巻取りホイール（単数又は複数）の速度を手作業で調節する。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明の目的は、オーバル形状（ｏｖａｌ  ｓｈａｐｅ：楕円形、卵形、小判形等）へと扁平にされたセクションを有するチューブを提供することである。この扁平なセクションは、例えばチェストチューブにおいて、ドレーンが定位置にあるときに肋骨の間にあるチューブの部分となるように配置される。扁平なセクションの厚みが薄くなることによって、患者の肋骨の骨膜に対してあまり圧力がかからなくなり、定位置にあるときの不快感が少なくなる。扁平なセクションの長さは約４インチ（１０．２ｃｍ）である。
【０００６】
[0006]この目的と以下で明らかになるであろう他の目的にしたがうと、本発明の一態様は、その長さの大部分にわたって円形の断面を有し一部扁平なオーバル形状の断面を有するチューブを製造するための装置にある。このチューブはシリコーンか他の押出可能な材料からなる。この装置は、チューブが押し出される押出ダイを有する押出ヘッドを含む。ピンチング装置は、押出ヘッドに配置された互いに対向するピンチング要素を有する。これらのピンチング要素は、共に移動可能でチューブを押圧しこれを挟むことによってチューブのオーバル形状の断面を作り、また互いに離れるように選択的に移動可能でチューブを挟まずに円形の断面で押し出されるようにする。したがって、扁平なオーバル形状の中間部分を有する円形チューブが製造される。
【０００７】
[0007]このチューブは硬化する前に挟まれるので、オーバル形状の断面を有することとなる。この後、このチューブは、その形状を保つために熱硬化される。
【０００８】
[0008]本発明の別の実施形態では、ピンチング要素はチューブに係合するように選択的に移動可能な一対の互いに対向するローラである。本発明のまた別の実施形態では、アクチュエータがローラに機能的に接続され、ローラを移動させてチューブに接触させたりチューブとの接触から外したりする。アクチュエータは、チューブの巻取りホイールに装着されたロータリーエンコーダに接続されるプログラマブルロジックコントローラによって制御されることができる。ロータリーエンコーダは巻取りホイールの回転を測定し、巻き取られたチューブの長さに対応するデータをロジックコントローラに伝送し、アクチュエータの動作を制御する。
【０００９】
[0009]適切な場合において、もし必要があれば、アクチュエータを手作業で動作させることもできる。
【００１０】
[0010]ドレーンチューブの扁平部分は、チュービングが押出機から出てきたときにこれを２つの対向するローラで挟むことによって作られる。これらのローラは自動化されたシステムによって制御され、このシステムは押出機の巻取りホイールの回転に基づいてローラが挟む時間の長さを自動的に調節する。巻取りホイールとチューブとの間に滑りがないと仮定して、チューブに所望の挟まれる長さを形成するのに相当する回転角度はどの程度かを計算する。
【００１１】
[0011]最初に巻取りホイールの円周を計算する。
Ｃ＝２πｒ
ここで、Ｃ＝円周、ｒ＝巻取りホイールの半径。
【００１２】
[0012]そして、比例の原則を使用して、チューブの任意の所望の長さに対して回転角度を計算することができる。もし扁平部分が４インチならば、方程式は次のようになる。
Ｃ／４インチ＝３６０°／ｘ°
ここで、Ｃ＝巻取りホイールの円周、ｘは４インチのチューブに必要な回転角度である。上の方程式を解くと、ｘは下のように与えられる。
ｘ＝３６０°・［（４インチ）／Ｃ）］
【００１３】
[0013]例えば、巻取りホイールの半径が１．７５インチ（４．４５ｃｍ）の場合、４インチのチューブに必要なホイールの回転角度は約１２９°である。これが、ローラが作動してチューブを押している間の回転角度である。同様の計算を実行してローラが退避するまでに必要な回転角度を決定し、そしてチューブを円形に回復させる。
【００１４】
[0014]この方法は、周知の技術に対して幾つかの利点を有する。狭い部分を有するチューブを製造するために、１つの周知の方法はチューブが押出機から出てきて所定の時間だけチューブを大きな張力で延伸し、チューブの一部を小さくする。別の周知の方法は、押し出されたチューブの外径を変化させるように調節可能な調節可能ノズルを有する押出機を使用する。これらの方法は両方とも、寸法を縮小するためにチューブの壁の厚み及び／又は断面積が変わってしまうという欠点を有する。しかしながら、本発明のピンチング技術は、チューブの外径を縮小するために、チューブを弱めてしまうようなチューブの壁の厚みや断面積のいずれかの縮小が実質的にない。このピンチング技術は、チューブの完全性や機能を比較的変化させない。
【００１５】
[0015]したがって、押出プロセスを連続して定速で実行することができる。ピンチローラは押出生成物に対する抵抗を一切生じさせないため、ピンチングプロセス中に巻取りローラによって加えられる張力を変える必要がなく、一定量のシリコーン又は他の押出可能な材料が連続して送られる。
【００１６】
[0016]この方法はまた、異なる径の部分の間のチューブの内面や外面に滑らかな移行ゾーンを形成するので、導かれる材料の乱れが少なくなる。
【００１７】
[0017]本発明による断面が変化するチューブの製造装置及び方法をより完全に理解するために、本発明の現在好適とされる実施形態が例によって示されている以下の詳細な説明と添付図面を参照する。本発明はその趣旨又は実質的な特徴から逸脱することなく、幾つかの形態で具体化されることができるが、図面は例示と説明のためだけのもので、本発明の範囲の定義として意図されていないことは明白に理解されよう。以下の説明と図面を通して、同一参照番号は幾つかの図を通して同じ構成要素について言及している。
【発明の実施形態の詳細な説明】
【００１８】
[0026]本発明の方法を実行するための装置は、電気アクチュエータ４に装着される、例えばウレタン製の２つのローラ２を含む。アクチュエータ４は、タッチスクリーンオペレータインタフェースを有するＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）２０によって制御される。ＰＬＣは、巻取りホイール８の軸に装着されたロータリーエンコーダ６からデータを受け取る。正確な角度の回転が生じた後、アクチュエータ４はローラ２をシリコーン押出物１に対して内側に押圧し、チューブの形状を図２に示すような円形から図３に示すようなオーバル形状に変える。さらに選択された角度の回転の後、アクチュエータ４がローラ２を再び外側へと移動させることによって、チューブ１が円形に戻る。オペレータがタッチスクリーンインタフェースを使用して、アクチュエータのパラメータを調節することができる。ローラ２が離れた後、チューブ１は炉２２を通過し、そこで硬化される。
【００１９】
[0027]アクチュエータは、３本のスロットの付いたアルミニウム支柱１０を使用して押出機のヘッドに取り付けられている。これらの支柱１０によって、必要が生じれば、３本全ての軸線で約１．５インチ（３．８１ｃｍ）の調節が可能である。
【００２０】
[0028]各アクチュエータ４は、取付プレート１２によって支柱１０に取り付けられている。支柱はベースプレート１５に取り付けられており、このベースプレートは、押出機のヘッド１４がローラ２の中心にくるように押出機２４に取り付けられている（図６〜８参照）。アセンブリ全体は２つのボルトを使用して押出機２４に取り付けるので、セットアップの時間が短縮される。他の迅速取り付けの構造ももちろん利用可能であり、これらも本発明の範囲内であると考えられる。
【００２１】
[0029]説明した装置で製造した図１に示す押出チューブ１は、図２に示すように通常円形の断面を有するが、必要があればチューブの断面は所定の長さだけ扁平にされ、図３に示すようにオーバル形状へと変形される。チューブが定位置にある場合、チューブのその部分は肋骨や他の狭窄空間の間にある。上述のように扁平なオーバル形状領域の製作方法は通常、その他の部分では普通円形のチューブの所定の長さにだけ適用される。図１に示すようにチューブの端は、面取りされた先端１８となっており、使用時に体内にあるチューブの部分にはドレーンホール１９が設けられている。
【００２２】
[0030]本発明をその特定の実施形態に関連させて説明してきたが、多くの他の改変や変更、他の使用が当業者には明らかであろう。したがって本発明は本明細書中の特定の開示に制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にしたがって製造されたドレーンチューブの図である。
【図２】図１の直線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】図１の直線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】図１の拡大図Ｃである。
【図５】本発明の装置の上面図である。
【図６】図５の装置の正面図である。
【図７】図６の装置の側面図である。
【図８】アクチュエータの取り付けブラケットの拡大図である。
【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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【国際調査報告】
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