JPH0116508B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は除菌、血液口過、薬液精製等に用いら
れる医療用過器に関するものである。

従来、この種形成のポアサイズのフアインな
過器は輸液等の除菌用、血液過用、薬液精製用
等に広く用いられている。このような過器は主
として２つのハウジング部分とフイルタエレメン
トより成り、フイルタエレメントを２つのハウジ
ング部分間に液密状態に装着することにより製造
しているが、代表的なものとして次の二つの方法
がある。

その第１の方法では、下部ハウジング内にフイ
ルタエレメントをセツトしてヒートシーラにより
両者を溶着し、次いで上部ハウジングと下部ハウ
ジングとをその外周縁において超音波シールして
いる。その第２の方法では、上部および下部ハウ
ジングの溶着する外周縁間にフイルタエレメント
を狭み、２台の超音波ウエルダーを用いて上下か
ら両ハウジング部分およびフイルタエレメントを
同時に溶着している。

第１の方法の欠点は、フイルタエレメントを下
部ハウジングにヒートシールし、次いで上下部ハ
ウジングを超音波シールするという２つの組立工
程が必要で、シール方法も異なり、繁雑な作業を
伴うことである。第２の方法の欠点は、上下ハウ
ジング間にフイルタエレメントをはさみ込み、一
度に超音波溶着するので組立工程は少なくなる
が、フイルタのハウジングに対する溶着条件とハ
ウジング同志の溶着条件とを同一にしなければな
らない。しかし、一般にフイルタエレメントは酢
酸セルロール等のセルロール系樹脂（溶融温度約
200℃）で構成され、ハウジングの方はこれより
溶融温度の相当低いMBS樹脂（溶融温度約80℃）
等を用いるために、その溶着に際してはフイルタ
エレメントまたはハウジングにかなりの不必要な
負荷をかける結果となり、フイルタエレメントの
シール部分が弱くなる傾向がある。また、いずれ
の方法にしても、フイルタエレメントはハウジン
グに溶着されることになり、フイルタエレメント
のシール部分は溶融しているためにフイルタの材
質が相当制限される上その耐圧性に劣るという重
大な問題がある。さらに、いずれの方法により製
造される過器も、安価で安全な過器のユーザ
ーへの提供を著しく妨げているという欠点を有し
ている。

従つて、本発明の目的はフイルタエレメントの
固定およびハウジングの組立を同時に行い、従来
のようにフイルタエレメントを溶融することな
く、またハウジング部分間に過すべき液体リー
クなく簡単な工程で装着することができる安全で
安価な医療用過器を提供しようとするにある。

本発明によれば、２つのハウジング部分間にフ
イルタエレメントを装着してなる医療用過器に
おいて、一方のハウジング部分の開口端周縁に全
周に亘つて、外側に溶着リブを、内側に該溶着リ
ブより長く幅広なフイルタ押圧用のカシメリブを
並行して形成し、他方のハウジング部分の開口端
周縁に全周に亘つて、前記溶着リブとカシメリブ
に対応する箇所に、それぞれ第１の段部と、該第
１の段部より深く幅広な第２の段部を形成すると
共に、前記溶着リブの先端を先細になるよう形成
し、先細の先端溶着部の基端の角度を40゜〜120゜、
基端の幅をカシメリブの幅の1/2〜1/5の範囲にな
るようにし、該溶着リブの先端溶着部の溶融によ
り、溶着リブの未溶融部が前記第１の段部に押圧
されるに伴い、カシメリブがフイルタエレメント
を介して前記第２の段部を液密にシールすると同
時に、該カシメリブがフイルタエレメントをその
厚さの3/4〜1/4の範囲内押圧固定するように構成
したことを特徴とする医療用過器が提供され
る。

ここで、ハウジング部分の溶着リブにより溶着
される他方のハウジング部分の第１の段部外周バ
リが過器外部にはみ出すのを防止する手段を設
けるのが好ましい。

以下本発明の医療用過器を添付図面に示す好
適実施例につき詳細に説明する。

第１図に示されるように、本発明の過器１は
好ましくは円形の第１ハウジング部分２および同
様に円形の第２ハウジング部分３の間に点線で示
すようにフイルタエレメント４を介挿固定してな
るものである。特に、両ハウジング部分２および
３をシールする際フイルタエレメント４をハウジ
ング部分に設けた以下詳述する特殊な構造により
押圧して固定することができる過器に関するも
ので、第１ハウジング部分２に形成した入口５を
輸液、血液、薬液等の過すべき液体に適当なチ
ユーブを経て接続し、フイルタエレメント４によ
り細菌等の所定の大きさ以上の異物を除去し、第
２ハウジング部分３に設けた出口６より排出する
ものとして除菌フイルタ、血液フイルタ、薬液精
製フイルタ等広い用途に使用されるものである。
従つて、フイルタエレメント４はポアサイズが微
細な特殊なものであり、透明であるのが好ましい
ハウジング部分２および３間に過すべき液体の
リークがないようにかつ十分な耐圧性を有するよ
うに装着することが重要な課題である。ところ
が、従来はポアサイズエレメント４をハウジング
部分２および３に溶着により固定的に装着してい
たために種々の問題が生じていたのは前述の通り
である。そこで、本発明の過器では以下に説明
するようにして上記問題点を解決せんとするもの
である。なお、ハウジング部分間を液密状態にシ
ールする方法は、フイルタエレメントを押圧固定
することができさえすれば接着、圧着、溶着等任
意であるが、ここでは特に超音波を用いるシール
方法につき説明する。

第２図は第１図の−線での断面を示し、両
ハウジング部分が溶着される以前の状態を示す。
第２図では上側の第１ハウジング部分２には周縁
部に外側の溶着用円周リブ７およびそのやや内側
のフイルタエレメント押圧用円周リブ８をハウジ
ング部分２から下方に後に詳述するような適当な
長さで突出して設ける。これらのリブ７および８
はハウジング部分２に対してほぼ90゜の角度で直
立して設けるのが好適であるが、リブ７は相当な
角度、リブ８は僅かな角度ハウジング部分２に対
して傾斜させて設けても良い。第２図では下側に
位置する第２ハウジング３には溶着時のバリ発生
防止用の第３の段部９、第１ハウジング部分２の
溶着リブ７と当接して溶着される第１の段部１０
およびフイルタエレメント４を載置して第１ハウ
ジング部分２のカシメリブ８との間に押圧支持す
るための第２の段部１１を周縁部に円周状に順次
に設け、さらに底面にはフイルタエレメント４の
下面に当接して過する液体等の圧力に耐えるよ
うにするための補強リブ１２を多数設けるのが好
適である。この際、補強リブ１２間の各空間は、
過された液体等の通路を形成し、出口６に連通
する。

両ハウジング部分２および３の溶着ならびにフ
イルタエレメント４の固定は、第２図に示すよう
に、受治具１３上に第２ハウジング部分３をの
せ、第２ハウジング部分内にフイルタエレメント
４をセツトし、第１ハウジング部分２をこれらの
上に整列させて位置決めし、超音波ホーン１４を
あてて矢印で示すように適当な圧力を加えつつ適
当な周波数の超音波を適当な時間あてて同時に行
う。

このようにして超音波ウエルダーにより超音波
エネルギを加えた際、第１ハウジング部分２の溶
着リブ７が溶融して両ハウジング部分を溶着する
と同時に溶融したリブ７が押圧力によりその長さ
を失つて第１ハウジング部分２が第２ハウジング
部分３に向けて押し下げられ、第１ハウジング部
分２のカシメリブ８が第２ハウジング部分３の第
３段部１１との間にフイルタエレメント４を押圧
して過すべき液体がリークしないようカシメる
ことができる。このような溶着とカシメを超音波
シールにより同時に行うためには、第２図に示す
過器の構成要素の寸法形状にいくつかの条件が
あることが判明した。これらの条件を第３図につ
き詳細に説明する。

一般に超音波ウエルダーによる溶着は接触部位
の面積が小さい方が発熱溶着に有利である。従つ
て、溶着リブ７の先端は第２および３図に示すよ
うに先細になるようにするのが良い。また、同時
接触部位が２ケ所ある場合、すなわち、本例では
第１ハウジング部分２の溶着リブ７と第２ハウジ
ング部分３の第１の段部１０、第１ハウジング部
分２のカシメリブ８とフイルタエレメント４があ
り、このような場合には７と１０、８と４の両接
触部位において溶着の可能性がある。しかし、両
接触部位を均一に同時に溶着することは材質の相
違、成型品のゆがみ等から不可能であり、またハ
ウジング部分間にフイルタエレメントをはさんで
溶着することも両者の材質が異なる場合が多く、
かりに溶着したとしてもフイルタエレメントを弱
くすること、ハウジングの溶着が不完全になり易
いことなどから好ましくないのは前述の通りであ
る。

そこで、本発明においては、溶着リブ７のみが
発熱溶融し、カシメリブの方は多少発熱はしても
溶融しないようにする。このためには、溶着リブ
７の幅Ｚをカシメリブ８の幅Ｙより小さくするこ
とが必要である。また、溶着リブ７の先端の溶着
部１５は前述のように先細にするのが好適であ
り、その基底部の幅Ｘは溶着リブの幅Ｚに等しい
かまたはそれより小さくするのが良いことが確認
された。特に、好適な範囲としては、Ｙ／２≧Ｘ≧ Ｙ／５にするのが良いことが確認された。ＸがＹ／２よ り大であるとカシメリブ８の発熱も相当なものと
なり、ＸがＹ／５より小であると溶融部１５の溶融 による溶着力が十分にはならないからである。ま
た、溶融部１５の先端の角度Ｒは40゜〜120゜の範
囲が好ましく、90゜が最適であることが確認され
た。Ｒが120゜より大きいと溶融に時間を要し、溶
着制御がむずかしく、Ｒが40゜より小さいと十分
な溶着力が得られず、逆に十分な溶着力を得よう
とすると溶融すべき長さが後述するフイルタエレ
メントのカシメ距離より大きくなりすぎるからで
ある。

もう一つの重要な条件は、超音波ウエルダーに
より溶着リブ７の先端の溶着部１５が溶融して両
ハウジング部分の外周縁部をシールする際、溶着
リブ７は溶着部１５の長さＬだけ短かくなつて第
１ハウジング部分２はＬだけ押し下げられるが、
その際、第１ハウジング部分２に形成されている
カシメリブ８もＬだけ押し下げられ、これにより
フイルタエレメント４の押圧固定力を与えること
ができるようにすることである。このカシメリブ
８によるフイルタエレメント４のカシメ距離（強
さ）は、カシメられたときの厚さが、もとのフイ
ルタエレメント４の厚さＵの3/4〜1/4の範囲にす
るのが好ましい。フイルタエレメント４の押圧距
離（強さ）がこの範囲をはずれた場合には過す
べき液体がこのカシメ部からリークしてしまい、
所期の目的を達成することができないことが確認
された。

このようにカシメリブ８によるフイルタエレメ
ント４のカシメ強さを一定範囲内に収めるように
するためには、第４図に示すように、溶着リブ７
の先端の溶着部１５の形状を、垂直部１６を経て
水平段部１７を有するようにするのが好適である
ことも確認された。そして、溶融長さＬが溶融リ
ブ７の先端から水平段部１７の近傍までの距離に
なるようにするのが好適である。この時、カシメ
リブ８がフイルタエレメント４を上記範囲内でカ
シメるように第１および第２ハウジング部分のリ
ブ７および８ならびに段部１０および１１そして
フイルタエレメント４の厚さを設計すべきであ
る。

このような構成において、両ハウジング部分２
および３がシールされる際、溶融部１５は水部分
は両ハウジング部分間の空間１８に、一部はフイ
ルタエレメント４との間の空間１９に入つて外部
にバリを生ぜしめないことも判明した。しかし、
第５図に示すように、バリの発生を防ぐよう第２
ハウジング部分に溶融リブに対応する円周条溝２
０を形成するなどの構成により第２ハウジング部
分３の第３の段部９は必ずしも形成しなくてもよ
いし、発生したバリは後に仕上処理することもで
きるから図示のような構成にする必要は必ずしも
あるわけではない。要するに、両ハウジング部分
が溶着リブの溶融により確実に溶着され、この際
フイルタエレメント４がリークなくカシメられる
ように構成されればよいのである。

第３図に示すような構成のMBS樹脂製のハウ
ジング部分間に厚さ150μのアセチルセルロール
製のフイルタメンプランをセツトし、超音波ウエ
ルダー（ブロンソン製Mode18600）により20KHz
の周波数の超音波を用い、押付圧力70psi、溶着
時間0.2秒で超音波シール加工を行つた。このよ
うにして得られた過器は、試験の結果、フイル
タメンブラン、ハウジングとも１Kg／cm²の圧力で
リークはなく、ハウジングの耐圧も４Kg／cm²以上
であつた。

以上説明した処から明らかなように、本発明の
医療用過器には次のような多くの利点がもたら
される。

(1) ハウジングのシールおよびフイルタエレメン
トの固定を一台の超音波ウエルダーで一組立工
程で行うことができ、そのシールおよび固定は
高い信頼性を有し、しかも安価に過器を製造
可能とする。

(2) 従来のように、フイルタエレメントを溶着に
より固定せずにカシメにより固定するために、
多種のフイルタエレメントを選択でき、フイル
タエレメントを損傷することがなく、耐圧性に
バラツキがなく、正圧逆圧に対して強い。

上述した処は本発明の好適例を示すにすぎず、
本発明の範囲内で種々の変更を加えることがで
き、例えば、ハウジング部分２および３を溶着す
る代りに、両ハウジング部分をスナツプばめする
ような構成とし、スナツプばめの際両ハウジング
部分間が液密状態にシールされると同時にカシメ
リブがフイルタエレメントを所要厚さ押圧するよ
うな構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過器の側面図、第２図は第
１図の−線に沿つた過器の断面であり、溶
着以前の状態を示す断面図、第３図はハウジング
部分の溶着およびフイルタエレメントの固定部分
を示す拡大部分断面図、第４図は第１ハウジング
部分の溶着リブの形状を示す断面図、第５図は溶
着部の他の構成例の断面図である。 符号の説明 １……過器、２，３……ハウジ
ング部分、４……フイルタエレメント、７……溶
着リブ、８……カシメリブ、９，１０，１１……
段部、１３……受治具、１４……超音波ホーン、
１５……溶着部、２０……条溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２つのハウジング部分間にフイルタエレメン
   トを装着してなる医療用過器において、 一方のハウジング部分の開口端周縁に全周に亘
   つて、外側に溶着リブを、内側に該溶着リブより
   長く幅広なフイルタ押圧用のカシメリブを並行し
   て形成し、 他方のハウジング部分の開口端周縁に全周に亘
   つて、前記溶着リブとカシメリブに対応する箇所
   に、それぞれ第１の段部と、該第１の段部より深
   く幅広な第２の段部を形成すると共に、 前記溶着リブの先端を先細になるよう形成し、
   先細の先端溶着部の基端の角度を40゜〜120゜、基
   端の幅をカシメリブの幅の1/2〜1/5の範囲になる
   ようにし、該溶着リブの先端溶着部の溶融によ
   り、溶着リブの未溶融部が前記第１の段部に押圧
   されるに伴い、カシメリブがフイルタエレメント
   を介して前記第２の段部を液密にシールすると同
   時に、該カシメリブがフイルタエレメントをその
   厚さの3/4〜1/4の範囲内押圧固定するように構成
   したことを特徴とする医療用過器。 ２ 前記一方のハウジング部分の溶着リブにより
   溶着される他方のハウジング部分の第１の段部外
   周バリが過器外部にはみ出すのを防止する手段
   を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１に
   記載の医療用過器。