(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
止コック弁であって、
第一の面を有し、この第一の面における第一の境界と共に第一の流路部分を形成する第一の剛性部材と、
第二の面を有し、この第二の面における第二の境界と共に第二の流路部分を形成する第二の剛性部材とを備え、
第一の境界は第一の面上に形成された溝を含み、この溝は大断面領域から小断面領域へテーパー状をなし、第一と第二の剛性部材は、（i）完全開放位置と（ii）部分的開放位置と（iii）閉止位置とを順番に与えるように、互いに関して回転自在に取り付けられ、且つ第一の面と第二の面はそれらの間に空間を形成しており、前記止コック弁は更に、
第一の面と第二の面との間に前記空間に配置された弾性封止部材を備え、この弾性封止部材の少なくとも一部は第二の面から第一の面へ延出し、且つこの弾性封止部材の少なくとも一部は第二の面から第一の面へ延出せず、
前記弾性封止部材は、前記完全開放位置において第一と第二との流路部分の間の流体連通を与えるように位置した封止部材孔を形成しており、
この弾性封止部材孔は第二の面から第一の面へ延出する広い領域を有し、
前記弾性封止部材は、前記閉止位置において第一と第二との流路部分の間の流れを阻止するシールを与えるように、第二の面へ封止するように装着されており、且つ前記溝に関して、前記部分的開放位置において、前記孔のみならず前記溝を通じても第一と第二の流路部分の間の流体連通を与えるように配置されており、前記止コック弁は更に、
第一と第二の面により形成された前記空間に配置され、前記空間からの流体の流出を第一の流路部分を除いて防止する封止手段を備える止コック弁。
【請求項２】
前記溝が、少なくとも一つの部分的開放位置において前記封止部材の両側を越えて延出している請求項１記載の止コック弁。
【請求項３】
第一と第二の面が円周円筒面であり、これらの面は互いに関して回動し得る請求項１記載の止コック弁。
【請求項４】
第一の剛性部材が円筒であり、第一の面がその円筒の外周面であり、第二の剛性部材が、第一の剛性部材を収容する円筒状中空領域を形成し、第二の面が、第二の剛性部材の内周面である請求項３記載の止コック弁。
【請求項５】
前記封止手段が、第二の剛性部材の周面の回りに配置された弾性材料からなるＯリングを含む請求項４記載の止コック弁。
【請求項６】
前記封止手段とＯリングとが、弾性材料の単独の一体的部品から形成されている請求項５記載の止コック弁。
【請求項７】
第一の剛性部材が、この第一の剛性部材を回動させる制御ノブに接続されている請求項６記載の止コック弁。
【請求項８】
前記溝が、少なくとも一つの部分的開放位置において前記封止部材の両側を越えて延出している請求項７記載の止コック弁。
【請求項９】
止コック弁を作成する方法であって、
第一の流路部分を形成する第一の剛性部材を設ける段階と、
第二の流路部分を形成する第二の剛性部材を設ける段階であり、第一と第二の剛性部材の各々は、互いに関して移動し得る補面を有し、第一と第二の流路部分の各々は、前記剛性部材の各々の前記補面におけるポートにおいて終端し、第一の流路部分は、第一の剛性部材の前記補面における溝内で終端する第二の剛性部材を設ける段階と、
第二の剛性部材の前記補面上の前記ポートの回りに孔を有する孔封止部材を形成するように、第二の剛性部材の回りに且つ第二の剛性部材へ弾性材料を成型する段階と、
第一と第二の剛性部材の前記補面が互いに近接するように第一と第二との剛性部材を組み立てることにより、前記孔の周囲で前記封止部材が第一の剛性部材の前記補面に抗し、且つ前記孔に隣接しない少なくとも一つの領域において第一の剛性部材と第二の剛性部材との間にギャップを形成させる段階とを含む方法。
【請求項１０】
第一と第二の剛性部材が概ね円筒であり、第二の剛性部材の回りに且つ第二の剛性部材へ弾性材料を成型する前記段階が、第二の剛性部材の回りに且つ第二の剛性部材へ弾性Ｏリングを形成することを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
止コック弁であって、
外周面を有し、この外周面における外側境界と共に内側流路部分を形成する内側剛性部材と、
前記内側剛性部材を収容するように中空であり、内周面を有し、この内周面における内側境界と共に外側流路部分を形成する外側剛性部材とを備え、
前記内側と外側の剛性部材は、（i）開放位置と（ii）閉止位置とを交互に与えるように、互いに関して回転自在に取り付けられ、前記内側境界と外側境界との少なくとも一方は、対応する周面の面上に形成された溝を含み、この溝は大断面領域から小断面領域へテーパー状をなしており、前記止コック弁は更に、
内周面と外周面との間に配置され、閉止位置においては内側流路部分と外側流路部分との間の流れを阻止する弾性封止部材を備え、この弾性封止部材は、開放位置においては、内側流路部分と外側流路部分との間の流れを可能とする孔を形成すると共に、前記孔の周囲のＯリングと少なくとも一つの付加的なＯリングとを形成する止コック弁。
【請求項１２】
止コック弁であって、
外周面を有する内側剛性部材と、
前記内側剛性部材により形成された内側流路部分であり、前記外周面における第一の境界を有する内側流路部分と、
内周面を有する外側剛性部材とを備え、前記内側剛性部材と外側剛性部材とは、互いに関して回動自在に取り付けられ、且つ互いの間に空間を形成し、前記止コック弁は更に、
前記外側剛性部材により形成されて前記内周面における第二の境界を有する外側流路部分と、
前記内周面と外周面の第一の部位上に形成され、対応する境界から延出して大断面領域から小断面領域へテーパー状をなす溝と、
前記内側剛性部材と前記外側剛性部材との間の前記空間に配置された弾性封止部材であり、前記内周面と外周面との第二の部位に封止するように装着され、且つ閉止位置において内側流路部分と外側流路部分との間の流れを阻止する少なくとも第一と第二の封止手段を有する弾性封止部材と、
前記弾性封止部材により形成され、且つ第一の封止手段により封止された孔であり、この孔は、開放位置において内側流路部分と外側流路部分との間の流体連通を与えるように位置し、前記溝に関しては、部分的開放位置において前記溝を通る流れを与えるように位置している孔とを備え、
第二の封止手段は、内側剛性部材と外側剛性部材とにより形成された前記空間に関して配置され、前記空間からの流出を、前記内側流路部分および外側流路部分を通じる流出を除いて阻止する止コック弁。
【請求項１３】
前記封止手段が、内側剛性部材と外側剛性部材との間の前記空間に配置された弾性材料からなるＯリングを含む請求項２１記載の弁。
【請求項１４】
前記封止手段とＯリングとが、弾性材料の単独の一体的部品から形成されている請求項２２記載の弁。
【請求項１５】
止コック弁であって、
外周面を有する内側剛性部材と、
前記内側剛性部材を通じて前記外周面における第一の境界へ流れる流れを与える第一の手段と、
外側カラーと弁座部材とからなり、内周面を有する外側剛性部材とを備え、
前記内側剛性部材と外側剛性部材とは、互いに関して回動自在に取り付けられ、且つ互いの間に空間を形成しており、前記止コック弁は更に、
前記外側剛性部材を通じて前記内周面における第二の境界へ流れる流れを与える第二の手段と、
大断面積領域から小断面積領域へテーパー状をなし、且つ前記外周面上に形成されて第一の境界から延出し、抵抗が変化する流路を与える第三の手段としての溝と、
前記内周面上に配置されて、開放位置においては第一の手段と第二の手段との間の流れを可能とし、部分的開放位置においては第三の手段を通じる流れを可能とする第四の手段と、
前記内側剛性部材と外側剛性部材との間の前記空間に配置され、第四の手段の回りにシールを与え、且つ閉止位置においては第一の手段と第二の手段との間の流れを防止する第五の手段と、
前記内側剛性部材と外側剛性部材とにより形成された前記空間に関して配置され、前記空間からの流出を、第一の手段と第二の手段との一方を通じる流出を除いて阻止する第六の手段とを備える止コック弁。
【請求項１６】
第四の手段が、孔であり、第五の手段が、前記内側剛性部材と外側剛性部材との間の前記空間に前記孔の回りに配置された弾性封止部材である請求項１５記載の弁。
【請求項１７】
止コック弁であって、
外周面を有する内側剛性部材と、
前記内側剛性部材により形成された内側流路部分であり、前記外周面における第一の境界を有する内側流路部分と、
内周面を有する外側剛性部材とを備え、
前記内側剛性部材と外側剛性部材とは、互いに関して回動自在に取り付けられ、且つ互いの間に空間を形成すると共に、前記外側剛性部材は外側カラーと弁座部材とからなり、これら外側カラーと弁座部材とは互いの間に空間を形成しており、
前記止コック弁は更に、
前記外側剛性部材により形成されて前記内周面における第二の境界を有する外側流路部分と、
前記内側剛性部材と前記外側剛性部材との間の前記空間に配置された弾性封止部材とを備え、
この弾性封止部材は、前記内周面と前記外周面との第二の部位に装着され、前記内側剛性部材と前記外側剛性部材との間に延出して第一のＯリング、第二のＯリング、及び第三のＯリングをなす封止領域を形成し、第一のＯリングは前記内側剛性部材のシャフトを囲むことにより、前記弁座部材と前記内側剛性部材との接合部を封止し、第二のＯリングは外側カラーにおける孔を囲むことにより、閉止位置においては前記内側流路部分と前記外側流路部分との間の流れを防止し、第三のＯリングは前記外側剛性部材の前記弁座部材と前記外側カラーとの間の接合部を封止する止コック弁。
【請求項１８】
前記内周面と前記外周面との第一の部位に形成されて、対応する境界から延出する溝を更に備え、この溝は前記対応する境界における大断面積領域から小断面積領域へテーパーをなす請求項１６記載の止コック弁。
【請求項１９】
前記溝が前記孔よりも長い請求項１７記載の止コック弁。
【請求項２０】
前記弾性封止部材が第一のＯリング、第二のＯリング、及び第三のＯリングを形成する突起を有する管であり、その第一のＯリングと第三のＯリングとは前記管の軸に対して直交し、且つ第二のＯリングは前記管に形成された孔の内側及び外側を取り囲む請求項１７記載の止コック弁。
【発明の詳細な説明】
説明
技術分野
本発明は静脈輸注ラインを通る流れを制御する装置および方法に関する。
発明の概要
本発明は、患者から供給源への静脈輸注（intravenous;IV）流体を制御するカセットを意図している。好ましくは、カセットは、このカセットを通る流路に沿って、圧力伝達チャンバの両側の第一と第二の膜付き弁と、止コック型の弁とを含む。この止コック弁は好ましくは第二の膜付き弁の下流側に位置し、第二の膜付き弁は好ましくは圧力伝達チャンバの下流側に位置している。
第一の面（好ましくは円筒の円周面）を有する第一の剛性部材（好ましくは前記円筒）と、第一の面の補面をなす第二の面を有する第二の剛性部材（好ましくは、これもまた円筒）とを有する形式の止コック弁を使用することが好ましい。第一の剛性部材は、第一の面における第一の境界と共に、第一の流路部分を形成し、第二の剛性部材は、第二の面における第二の境界と共に、第二の流路部分を形成する。第一の境界は、第一の面上に形成された溝を含むのが好ましく、この溝は大きな断面積領域から小さな断面積領域へ向かってテーパーをなしている。第一と第二の剛性部材は、互いに関して回動可能であり、この回動は、完全開放位置から部分的開放位置を通じて閉止位置へと連続的になされる。
本発明によるこの種の止コック弁の改良形式においては、第一と第二の面が、これら面の間に典型的な従来弁における干渉嵌合を有するに代えて、これら面の間に空間を形成する。更に、この改良された弁は、弾性的な封止部材を含み、この封止部材は、第一と第二の面の間の空間に配置されて、第二の面から第一の面へ延伸している。封止部材には、それを通る孔が形成され、この孔は、第一と第二の剛性部材が互いに関して開放位置にあるときに、第一と第二の流路部分に流体連通を与える。封止部材は第二の面を封止するように第二の面に取り付けられており、第一と第二の剛性部材が互いに関して閉止位置にあるときに、第一と第二の流路の間の流通を阻止する。溝に対する封止部材の位置は、第一と第二の剛性部材が互いに関して部分的に開放位置にあるときに、第一と第二との流路部分の間を流れる流体が封止部材の開放部のみならず溝も流れるような位置にある。改良された弁は更に、第一と第二の面により形成された空間に配置された封止手段を含み、この手段は、第一と第二の流路部分を通る通る流れを除いて、上記空間からの流れの流出を防ぐものである。好ましくは、この封止手段は、第二の剛性部材の周囲の回りに配置された弾性的な材料からなるＯリングを含む。封止部材とＯリングとが弾性的な材料の単独の一体的部品から形成されていることも好ましいことである。
好ましくは、溝は、第一と第二の部材の少なくとも一方が他方に関して部分的に開放位置にあるときに、封止部材の二つの側面を越えて延伸するようにすることにより、流体を封止部材の孔を通じて溝内の異なる二方向へ流すことができる。
弁は、第二の剛性部材の補面上のポートの回りに孔封止部材を形成するように、第二の剛性部材の回りに且つ第二の剛性部材に対して弾性的な材料の成型により製作することが好ましく、次いで、第一と第二の剛性部材が、互いに隣接する補面を作り、相互の補面を組合わせられる。これら剛性部材は剛性部材から成型されていることが好ましい。互いに隣接する補面がもたらされて、封止部材が第一の剛性部材の補面に対して押しやられることが好ましい。
カセットの好適な形式においては、カセットは主に剛性部材から形成され、第二の膜付き弁のための膜がハウジングに隣接して配置されており、剛性ハウジングと膜が弁チャンバを形成する。一つの流路は、弁チャンバへの剛性ハウジングの突出部の端部に位置した第一の口において弁チャンバへ入り、膜へ向かう。この弁は、膜が第一の口へ押しやられたときに、弁を通る流れを制御ユニットにより阻止し得る。制御弁は、弁チャンバから患者への静脈輸注流体の流れを制限するために、弁チャンバの下流側に位置している。第一の口が封止されて閉止して弁チャンバの下流側の制限があるときに、弁チャンバが患者への加圧された静脈輸注流体の供給源となり得るように、弁チャンバを形成する膜は、大きくて弾性的であることが好ましい。
圧力伝達チャンバのためには、膜は、圧力伝達チャンバを形成するように剛性ハウジングに隣接して配置されることが好ましく、ここで圧力伝達チャンバを形成する剛性ハウジングの部分は、概ねドーム形状をなしている。この膜は、充填チャンバ状態と空チャンバ状態とを有し、その充填されたチャンバ状態においては、圧力伝達チャンバは実質的にその最大容積にあり、一方、空チャンバ状態においては、圧力伝達チャンバは実質的にその最小容積にあり、この位置における第二の膜は、剛性ハウジングに接して置かれているので、剛性ハウジングのドーム形状を呈する。第二の膜は、好ましくは、膜を空チャンバ状態においては安定させるが、填チャンバ状態においては比較的に不安定にさせる構造を有することが好ましい。好ましくは、剛性ハウジングと第二の膜は、空チャンバ状態において、第一の圧力伝達チャンバ口から第二の圧力伝達チャンバ口へと圧力伝達チャンバを通る非閉塞流路を形成する。好ましくは、膜は、その充填チャンバ状態において、第二の膜が圧力伝達チャンバ入口近傍で陥没する前に、第二の膜を圧力伝達チャンバ出口の領域で陥没させる構造を有する。この構造は、泡排出サイクル期間中に、流体内の泡を入口およびＩＶ流体源へ向かわせることを援助する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の好適実施例に係るカセットの上面図である。
図２および図３はそれぞれ図１のカセットの前面図および底面図である。
図４は図１乃至３に示したようなカセットを収容して制御する制御ユニットを示す図である。
図５は図１乃至３のカセットの断面図である。
図６はカセットの後面図と、このカセットを通る流路を示す図である。
図７は図１乃至３のカセットの中間剛パネルの前面図を示す。
図８および図９はそれぞれ図７の中間パネルの側面図および後面図である。
図１０は図７の中間パネルの部分的断面図である。
図１１は本発明の好適実施例に係るカセットの制御弁の詳細断面図である。
図１２は、制御弁に使用し得る剛性弾性要素を有する外側シリンダ（弁座部材）の側面図である。
図１３は図１２のシリンダの断面図である。
図１４は図１２のシリンダの孔と制御弁に使用される溝との間の関係を示す図である。
図１５は本発明の圧力伝達チャンバに使用される膜の断面図である。
図１６および図１７はそれぞれ図１５の膜の前面図および後面図である。
図１８は、圧力伝達チャンバの下流側であって、且つ制御弁の上流側に位置する弁に使用される膜の前面図である。
である。
図１９は図１８の膜の断面図である。
図２０は図１８の追従膜を患者への流体の圧力の調整に如何にして使用し得るかを模式的に示す図である。
図２１は図１８に示されるような追従膜の使用の利点を表示した図である。
図２２および図２３は圧力伝達チャンバへの入口弁の好適形状を示す図である。
図２４は圧力伝達チャンバへの入口弁の断面図を示す。
図２５は制御輪の周面まわりの歯の好適配置を示す図である。
特定実施例の詳細な説明
本発明は、米国特許第５，０８８，５１５号および第５，１９５，９８６号に開示されたカセットのラインに沿って患者へのIV流体の流れを制御するシステムに使用するカセットを含む。このカセットの好適実施例は図１乃至３に示されており、これらの図はそれぞれカセットの上面図、前面図、後面図を示す。このカセットは制御ユニットに使用され、その制御ユニットは圧力（好ましくは空気圧）を用いて弁の起動と、圧力伝達チャンバへ出入りする流体の推進とを制御するためのものである。更に、IVラインを通じた流体のポンプ圧送の機能を果たすために、圧力伝達チャンバは、このチャンバにおけるIV流体内の泡の存在を検出するのみならず、患者へ投与されるIV流体の量を計測できる。図４は制御ユニット１０の好適な形式を示す。制御ユニット１０は、キーパッド及びディスプレィを包含するユザーインターフェースパネル１０３を有しているので、投与されるIV流体の状態を医療要員によって監視且つ変更し得る。カセットをドア１０２の後ろに滑り込ませ、ハンドル１０１を回すことによりドア１０２をカセットに押し付け、次いでドア１０２を制御ユニット１０の主ハウジングに押しつける。この主ハウジング１０４は、弁を覆う膜を起動すると共に、圧力伝達チャンバの膜に圧力を加えるための機械的手段を含むことが好ましい。主ハウジング１０４はカセットの制御輪を回動させるための手段をも含む。
図２を参照すると、カセットの好適実施例の主要部品は、第一の膜付き弁６、圧力伝達チャンバ５０、第二の膜付き弁７、および止コック型制御弁２０である。弁６はカセットへの入口３１から圧力伝達チャンバ５０への流れを制御し、この弁６はIVラインへ接続され、次いでIV流体の供給源へ接続されている。第二の膜付き弁７と制御弁２０は共に、圧力伝達チャンバ５０からカセット３３への出口への流体の流れの制御に使用され、カセット３３は患者へ導かれるIVラインへ接続されている。
カセットの剛性ハウジング１５は主として三つの剛性パネルからなる。即ち、前方パネル１７、中間パネル１８、後方パネル１６であり、これら計三つのパネルは図１および図３に示されている。前方パネルは好ましくは制御弁２の外側カラー２１と一体成形されている。制御弁２の輪２０は、好ましくはノブ２９の周面２９に沿って取り付けられたリブ２８１および／または歯を含む（図２５は制御ノブ２０の周面２９の回りの歯の好適配置を示す）。歯および／またはリブ２８１は制御ユニット１０の主ハウジング１０４に係合し得るので、制御ユニット１０は、制御弁２がこの弁を通過するIV流体に及ぼす抵抗を変化させ得る。
カセットは制御ユニット１０が無くても使用し得る。その場合、制御輪２０は手で回動させ得る。制御ユニット１０から係合解除されると、圧力伝達チャンバ５０の膜は好ましくは圧力伝達チャンバ５０の剛性後方壁５９に載置されるように陥没する。膜が、この陥没状態にあっても、IV流体は後方壁５９の隆起部分３５を通じて圧力伝達チャンバ５０を依然として容易に流通し得る。この隆起部分３５は、図４に明らかなように、圧力伝達チャンバ５０の入口から圧力伝達チャンバ５０の出口へ導かれる配管３６を形成する。図６はカセットを通じて導かれる流路を示す。上述したように、流体は入口３１を通じてカセットへ入り、そこから流路を通じて弁６へ流れる。流体は次いでポート６２を通じて弁６の弁チャンバへ入る。出口ポート６１を好ましくは突起上に取り付けると、圧力伝達チャンバ５０からの圧力は膜を出口弁６１から上昇させるほどではなくなる。弁６から流体は圧力伝達チャンバ５０の入口５６へ流通する。圧力伝達チャンバ５０は図５の断面図に示されている。膜４１は、流体が制御ユニット１０へ接触するように到来することなく、制御ユニット１０からの圧力が圧力伝達チャンバ５０内の流体へ加えられることを可能とする。膜４１が、図５に示すように、剛性壁５９に載置される陥没位置にあるときにも、流体は依然として入り口弁５６から配管３６を通じて出口弁５７へ通過できる。圧力伝達チャンバ５０を通過した後、流体は第二の膜付き弁７へ流れ、この弁は入口７３を含み、この入口は第一の膜付き弁６の出口と同様に突起上に取り付けられている。第二の膜付き弁７の入口７３と、この入口が上に取り付けられた突起７２は図５の断面図に示されている。第一の膜付き弁６の出口と同様に、入口７３は、膜上への制御ユニット１０による圧力の適用により閉止し得る。入口弁７３を閉止する膜７１の部分は図５に示されている。流体は第二の膜付き弁の出口７６を通過した後、止コック型制御弁の入口７７を通る。この入口は図５および図６の双方に示されている。流体は、制御弁およびそれから延出する流路７８を通過した後、カセットの出口３３へ流れ、且つ患者へ導かれるIVラインへ流れる。
図７はカセットの剛性中間パネル１８の前面図を示し、図８は剛性中間パネル１８の側面図を示す。この剛性中間パネル１８はカセットの入口３１および出口３３、圧力伝達チャンバ５０の周囲部分、二つの膜付き弁６および７の入口および出口ポート６２，７３，６１および７６を形成する。ポート６１および７３の突起６３および７２も図７に示されている。図９は、図７および図８に示した中間剛性部分の後面図を示す。ポート６１，６２，７３，７６も図９に示されている。図１０は中間剛性部分の部分的な断面図を示す。この断面図は制御弁の外側カラー２１を示し、このカラーは中間剛性部分の台と一体成形されている。外側カラー２１は、中空領域２２と、この中空領域から導かれる流路２３とを形成する。
図１１は、本発明に係るカセットに使用し得る組み立てられた制御弁２の断面図を示す。外側カラー２１の内側は弁座部材２２であり、この弁座部材は、カセットの台に関して回動しないように、外側カラーへ固着されている。この弁座部材２２は図１２に詳細に示されており、図１３に断面図で示されている。弁座部材２２はまた、制御輪２０のシャフト２２０を受け入れる中空領域を形成しているので、制御輪のシャフト２２０は制御輪２０と共に回動する。弁座部材２２はその大部分が剛性材料から成るが、封止Ｏリングの形成に使用される弾性材料上で被服されていることも重要である。この弾性材料は弁座部材２２の基部の回りにＯリング２６を形成し、基部の剛性部分は、弁入口７７を流路２４へ接続する流路２２２を形成する。弾性材料２５は、弁座部材２２の周面における孔２５１の回りのシールをも与える。入口流路２２２に対向する弁座部材２２の端部は内側Ｏリング２７であり、このＯリングは、制御輪のシャフト２２０と弁座部材２２との間のシールを形成する。基部の外周面の回りのＯリング２６は、弁座部材２２の外周壁と外側カラー２１の内周壁との間のシールを与える。同様に、周面ポート２５１の回りのＯリング２５は、弁座部材２２の外周壁と外側カラー２１の内周壁との間のシールを与え得る。Ｏリング２５，２６は共に、弁座部材２２と外側カラー２１との間の流体の漏洩を防止する。重要なことに、ポート２５１のＯリング２５は弁座部材２２とシャフト２２０との間のシールをも与えるので、弁が完全閉止位置にあるときは、シャフト２２０の流路２４と弁座部材２２のポートとの間の流れはない。
従来の止コック型弁を越える本設計の利点は、内側部品と外側部品との間の干渉嵌合を要求する従来の止コック型弁とは対照的に、シャフト２２０の外径が、弁座部材２２の内径よりも僅かに細いことである。本発明の止コック弁は、円筒状部材に代えて、円錐台形状部材を使用し得ることが明らかである。従来装置の干渉嵌合は止コック弁が切り替わるときに相当な抵抗を発生する。本発明の止コック弁におけるＯリングの使用は、干渉嵌合の必要性と、この干渉嵌合の結果として弁の切り替えに必要な大きなトルクとを回避する。Ｏリング２７は弁座部材２２と制御輪のシャフト２２０との間の空間からの漏洩を防止する。
弁座部材２２は二工程の成形工程で形成されるのが好ましく、ここでは剛性部分が最初に成形され、次いで柔軟な弾性材料が剛性部分上に成型される。弾性部材が全ての所望の位置へ流れ得るように、初期成型剛性部材に通路を設けてもよく、その結果、弾性材料２８の柱がこれら通路を通じて弾性材料の領域を接続する。弁座部材２２は好ましくはカセットの台とは別個に成型されており、カセットが組み立てられたときには、弁座部材２２は中間パネル１８の外側カラー２１により形成された中空空間に位置しており、孔２５１が流路２３に整列するように整合されている（弁座部材２２の外径と外側カラー２１の内径との形状は、弁座部材２２が孔２５１と完全に整合して、流路２３に整列するように、相補って形成し得る）。次いで、前方剛性パネル１７が（後方剛性パネル１６に沿って）中間剛性パネル１８へ超音波溶着されて、次に弁座部材２２が、外側カラー２１により形成された中空領域内の所定位置に支持される。弁座部材２２の外周面は、外側カラー２１の内径よりも僅かに小さくし得るので、Ｏリング２５は、流路７７または２３から点１９への流体の流れを防ぐ。この弁座部材２２の設計は、弁２の様々な部品における厳格な公差の必要性を回避する。制御輪シャフト２２０は、弁の台が組み立てられた後、弁座部材２２により限定された中空領域へ挿入し得る。このシャフト２２０は、後方剛性パネル１６により形成された中空領域の内周面の回りのリップ１６１により所定位置に保持されている。
弁２が完全に開放すると、周面孔２５１はシャフト２２０内の流路２４と整列する。弁２が完全に閉止すると、孔２５１と流路２４との間の流体連通はない。好ましくはシャフト２２０の外周面は、シャフト２２０の外周面壁における流路２４の末端から、この外周面壁の周囲に延出する溝を含み、この溝は断面テーパー状であり、シャフト２２０の外周面の全周には延出していない。この溝は流量についての優れた制御を与える。図１４は溝２３１の個々の位置を示し、これはシャフト２２０の外周面および弁座部材２２の周面孔２５１上に位置する。孔２５１が図１４で見て右側へ回動すると、溝２３１が終端し、および孔２５１が溝２３１と流体連通しなくなる（この点で制御弁２を通じて流れが完全に遮断される）まで、流れに対する抵抗が増大する。孔２５１が図１４で見て左側へ回動すると、流れに対する抵抗が低下する。流量率をより完全に制御し得るように、溝２３１は孔２５１の径よりも長いことが好ましい。
上述したように、カセットは制御ユニット１０から独立して使用し得る。カセットがこの方式で使用されるとき、膜４１を圧力伝達チャンバ５０の剛性背面５９へ載置させることにより、圧力伝達チャンバ５０を通過する流体のための配管３６の容積を最小化することが好ましい。膜４１があまり柔軟であって、圧力伝達チャンバ５０の容積が広く変化するならば、IVラインを通じる安定した所望の流量率を知るために、医療要員は、点滴チャンバにおける点滴の率の迅速な目視検査に頼ることはできない。従って、膜４１は、ダイアフラム４１を横断して充分な圧力差が生じるまで膜４１が壁５９にくっついているような構造であることが望ましい。その圧力差は、好ましくは制御ユニット１０により生じた負のガス圧によって引き起こされる。ダイアフラム４１は、これを壁５９にくっつこうとする若干の傾向を有するように製作することが望まれるが、圧力伝達チャンバ５０が完全に充填チャンバ状態にあるときに、ダイアフラム４１をその位置から移動させるのに必要な圧力を少なくするように、ダイアフラム４１が他方向へ容易に移動するように製作することが望ましい。制御ユニット１０により与えられた測定ガスは、膜４１の外面に対して、圧力伝達チャンバ５０における膜４１の内側における液体と実質的に同圧となることが望ましい。
ダイアフラム４１を剛性壁５９の形状に対応してドーム状に成型することにより、ダイアフラム４１はその状態に留まる傾向を有し、図５に示すように、チャンバ５０が最小容積、即ち空チャンバ状態にあるときには壁５９にくっつく。しかしながら、ダイアフラム４１がこの方式で成型されると、充填チャンバ状態（換言すればダイアフラム４１がカセットから外側へ凸状に膨らんだ状態）に留まる傾向も生じる。この凸状の充填チャンバ状態は、外面（通常はダイアフラム４１の凹面）における追加材料の追加により、動き易い状態に形成できる。この追加材料４３は、図１５に示されるダイアフラムの好適実施例の断面図に明らかである。図１５に示されるダイアフラム４１は、図示の姿勢に成型されており、この姿勢に留まる傾向を有する。チャンバが液体で充填されると、ダイアフラムの通常は凹状である側が、凸状となり、追加材料４３は、この凸状の充填チャンバ状態の外径に位置しているので、付加的な変形量が加えられる。図１５に示されるダイアフラム４１は、その周面の回りに一体的に成型されたＯリング４４をも含み、このＯリングは、カセットにダイアフラム４１を装着し、このダイアフラムを封止するためのものである。図１６は図１５のダイアフラム４１の外側面を示す。ダイアフラム４１のこの面は、ダイアフラムが空チャンバ状態にあるときは通常は凹状である。追加材料４３は図１６に示されている。図１７は図１５のダイアフラム４１の内側面を示す。ダイアフラム４１のこの面は、ダイアフラムが空チャンバ状態にあるときは通常は凸状である。従って、ダイアフラムの内面が平滑な一定径を有し、且つ外面が追加材料を有するようなダイアフラムの成型の結果として、ダイアフラムの外面の平滑さと一定径が妨げられ、ダイアフラム４１は、充填チャンバ状態においては不安定になりながら、空チャンバ状態に留まろうとする望ましい傾向を有する。
圧力伝達チャンバ５０の出口５７の近傍に追加材料４３を配置することにより、充填チャンバ状態からのダイアフラム４１の陥没は、ダイアフラム４１が、入口５６近傍の圧力伝達チャンバ５０の上部領域における更なる陥没の前に、出口５７近傍の圧力伝達チャンバ５０の下部部分で先ず陥没する傾向を有するので、多少は制御できる。カセットは、流路３６が垂直であり、入口５６がチャンバ５０の真上に位置し、出口５７がチャンバ５０の真下に位置するように、制御ユニットへ僅かに傾斜させて取り付けられることが好ましい。この向きは、チャンバ５０内に存在し得る泡を重力によりチャンバ頂部の入口５６へ向かわせ得る。IV流体から泡を排出する好適な方法においては、時には何回かの排出および充填サイクルの後に、圧力伝達において制御ユニットにより検出された泡が、制御ユニットから膜４１の外面に加わる圧力により、入口５６へ、更にカセット入口３１へIVラインを通じて流体源へ押し上げられる。泡をチャンバ５０から入口５６と通じて排出するときは、チャンバ５０を通じて上方へ移動する泡を膜が妨げないように、チャンバが先ずその底部で陥没するのは好ましいことである。
図１８および図１９は第二の膜付き弁７のための好適な膜設計を示す。この膜は、カセット上に装着して封止するためのＯリング７８を有し（圧力伝達チャンバのための膜４１上のリップ４４と同様であり、また第一の膜付き弁６のための図示しない環状膜と同様である）。この膜は、突起７２（図５参照）上に位置する口７３を密封する第一部分７１を有する。制御ユニット１０は、弁を閉止するために、膜７１のこの部分に機械的に圧力を加える。膜の第二の部分（従部分）７４は、制御弁２が、第二の膜付き弁７の出口７６からの流れを充分に制限するときに、膜の従部分７４が外方へ膨らんで圧力下でIV流体の体積を支持するように、充分に弾力的である。この設計は、圧力伝達チャンバを再充填する必要があると、入口７３が閉止され、弁部材（図５における符号７５）内に貯留された流体が制御弁２を通じて投与可能となるので望ましい。
図２０は、止コック型弁２０に関連して作動する第二の膜付き弁７の動作の電気的モデルの模式図である。圧力伝達チャンバ５０の出口５７から導かれる弁が開放すると、弁７を通じて圧力伝達チャンバからの流れが可能となり、仮に止コック型弁２０が、弁７から患者への流れに相当な抵抗を与えるように設定されているならば、弁チャンバ７５とその対応する膜部分７４は、図２０に示すように、殆どコンデンサ同様に、流体の一回分の投与量を蓄積できる。膜７１が次いで口７３に抗して圧力伝達チャンバからの流れを遮断すると、弁チャンバ７５内の流体の投与量は、従膜７４により止コック弁２０を通じて連続的に流される。流体が弁チャンバ７５から排出されるにつれて、流体の圧力は、膜の従部分７４がその非伸長状態へ復帰するにつれて低下する。図２１は、出口弁７１，７３が閉止した時刻ｔ１と再び開放した時刻ｔ２とに亘る時間に患者へ投与される流体の圧力を示すグラフである。実線は従膜７４設計を伴わない患者への圧力を示す。従膜７４によれば、ｔ１における圧力の急峻な降下が排除または改善される。止コック弁２０が、それに少量のみの流体を流させるように殆ど閉止しているならば、従膜７４の設計は、ｔ１とｔ２との間の時間がそれほど長くない限りは、流体の投与を非常に円滑に実行する。止コック弁２０が完全に開放すると、圧力の急峻な降下は、予想されるように時刻ｔ１において、やはり生じ得る。
上述したように、空気泡が圧力伝達チャンバ５０から排出されるとき、チャンバの入口弁５６を通じて押し上げられるのは好ましいことである（この空気排出モードにおいては入口弁５６は出口として働く）。好ましくは、入口ポート５６は、ポートの縁で流体を通過させながらも、小さな泡がポートの縁に付着しないように形付けられている。このような小さな泡の付着を防止するために、ポート５６は、このポート５６が圧力伝達チャンバの内壁に接する隅部を９０度より大きくして、泡が付着し易い場所がない隅部を作るように、外方へ広がっていることが好ましい。しかしながら、ポート５６の口は、流体がポート５６を通じて圧力伝達チャンバを出るときに、液体が泡のそばを容易に流れてしまうほど大きくすることはできない。このため、ポートは、圧力伝達チャンバ５０から押し上げられたIV流体の表面張力が、ポート５６に位置する泡を入口弁６を通じて押し上げるように寸法付けられ、且つ形付けられねばならない。また、ポート５６は、液体が圧力伝達チャンバ５０へ引き戻された際に、ポート５６の近傍において、液体が泡の周辺を通過しつつも、泡がポート５６の近傍に留まれるように寸法付け、且つ形付けることも好ましい。好ましい入口ポート５６の形状は図２２および図２３に示されている。ポート５６の寸法は、IVラインの上部部分３１へ接続される端部５７から、圧力伝達チャンバ５０へ導かれる端部５８へ向かって増大する。図２４は入口弁５６の断面を示す。この形状で入口ポートを圧力伝達チャンバ５０へ設けることは、チャンバから空気を排出する空気排出システムの能力を改善することが見い出された。図２２乃至２４に示されるようなポートを図１５乃至１７の膜と共に使用することは、泡をカセットの入口３１を通じてIV源へ戻して排出しようと試みる際に、圧力伝達チャンバ５０から泡を一層迅速に追い出すための助けとなる。
図２５は制御輪２０の周面２９回りの歯の好ましい配置を示す。この歯は、制御ユニット１０内のギア（特に、カセットが制御ユニット１０から外された際にカセットを通る流体の自由流を防ぐために使用されるギア）を制御輪２０の周面に確実に係合させる手段を与える。制御ユニット１０の扉１０２が開くと、ギアが止コック型弁２を閉止するように制御輪２を回動させることにより、カセットを通じる全ての流れが停止され、自由流が防止される。一旦に弁２が完全に閉止したら、ギアが制御輪２０を連続的に回動させてしまわないことを確実にするためには、制御輪２０の周面に沿う区域９２を歯の無い区域とする。制御輪２０ギアがこの歯無し区域９２に隣接するように、制御輪２０が充分に回動すると、弁２は完全に閉止する。歯が無いことは、ギアが制御輪を連続的に回動させることを防止する。即ち、制御輪は必要以上に回動できない。
幾つかの好適実施例を参照して本発明について説明したが、当業者には、添付の請求項に記載された本発明の要旨と目的から逸脱することなく様々な変更をなし得ることが明白である。
【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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【図１０】
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【図９】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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