JPH0459909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御された量の液体を注入または分配
するためのシステムに関するもので、このシステ
ムは非常に少量の流体を、医療用器具のような物
品に関する滅菌チヤンバ内に自動的に注入するの
に特に有用である。

米国特許第4643876号は滅菌システムを開示し
ており、ここにおいて過酸化水素のような薬剤が
減圧滅菌チヤンバ内に導入され、ここでその薬剤
が揮発され、滅菌すべき物品上に分散されるもの
である。所望時間の後、電気的エネルギーをチヤ
ンバ内に加えてガスをイオン化し、滅菌を達成す
るのに足るパワーレベルのプラズマを生成する。
これらの工程は異なつたチヤンバ内で行うことも
できる。

このシステムは非常に有効であることを示して
おり、また他の公知のシステムを超える多くの利
点を有している。従つて、このシステムは商業化
されており、そして装置に関して所望液体の適量
を安全、便利かつ実用的な方法において提供する
という要求が存在している。更に、注入システム
は望ましくない空気または他の物質の滅菌チヤン
バへの導入に関するリークを生じることなく、そ
の機能を精確かつ信頼性を伴つて果たさねばなら
ない。リークを阻止することの他に、その精度要
件は注入の間にシステム内に残留する液体の容量
を最小にするという要求をも包含している。

システムが医学的雰囲気、たとえば病院におい
て滅菌装置と共に使用される際、それは装置を使
用することについての理解に関しては広範囲に及
び職員により終日、反復操作される傾向がある。
従つて、システムが簡単に操作され、完全に自動
化され、そして医療用物品の滅菌に関する臨界的
な性質に鑑みて人間のエラーに関する適切な安全
装置を有することが重要である。したがつて、人
間のエラーの機会を最小にすることが重要とな
る。更に、この装置は長期間に亘る激しい取り扱
いに関して適切な信頼性を有さねばならない。

滅菌装置における従来の液体注入システムは所
望の特性を提供しない。或る公知のシステムにお
いては、酸化エチレンガスが容器内でそれ自体の
圧力下でシールされ、次いで必要により分配され
る。このアプローチは、液体の分配システムに関
しては、液体中に含まれるガス状プロペラント
（propellant）が滅菌プロセスにおいて受け入れ
不能であるという点で実用的ではない。更に、分
配圧力が分配工程中に低下し、これは送り出され
ない死蔵量（dead volume）をもたらす可能性
があり、そしてそれがチヤンバ内に入る際、液体
霧化の品質に劣化をもたらす可能性がある。

したがつて、改良されたシステムに関して要求
が存する。

以下に本発明のシステムの全体を説明するが、
本発明が対象としているのは注入バルブおよび流
体入口構造である。簡単に述べると、本発明は、
流体注入システムに使用される流体カツプリング
および注入バルブアツセンブリからなる。このバ
ルプは、下方ハウジング部分を含み、これは下方
ハウジング部分を貫通して出口通路に導く環状の
弁座と、下方ハウジング部分内で弁座の周囲に入
口通路を形成する凹所とを有する。この弁座上を
延びるように、平らなダイヤフラムのようなフレ
キシブルなバルブ要素が設けられ、弁座を通る流
量を制御するとともに、凹所内の流体圧がバルブ
要素を弁座から離すように作用して流体が入口通
路から出口通路に流れるのを許容するように入口
側の凹所を覆つている。下方ハウジング部分と対
をなす上方ハウジング部分は、下方ハウジング部
分と協働して、フレキシブルなバルブ要素を所定
の位置にクランプし、そしてスプリングが、この
バルブ要素を弁座に対して常時閉の位置に付勢し
ている。この構造において、バルブの入口通路が
真空室に連結された状態にあるときには、バルブ
はこの真空室内の圧力に保たれ、流体がバルブの
外に注入されるときに開くだけである。さらに、
パルブの出口側に作用する真空は、バルブを閉じ
る力を生じる。

下方ハウジング部分の凹所は、環状の形状を有
し、非常に浅いが、半径方向には所定の距離で延
びている。この構造では、きわめて少量の流体で
も顕著なバルブ開放力が発生する。このことは、
バルブ内にきわめて少量の１回分の流体が残つて
いるだけであるという点で、バルブの外で計測さ
れた流体の容積の正確さを保持するということに
おいて重要である。もちろん、この少量は最初の
注入に影響を与えるだけである。

また上方ハウジング部分にはさらに、小径の導
管によつて形成された入口通路がフローテイング
シールの形態で設けられている。この導管は、バ
ルブへの入口通路を形成するとともに、バルブ要
素の周縁部を貫通する小孔によつて、バルブ入口
を囲んでいる凹所に連通している。導管の上方部
分にスライド可能に設けられた筒状のシール部材
は、導管の鋭利な上端によつて突刺された流体セ
ルとともにシールを形成する。このシール部材
は、セルを突刺し、このセルの外に流体を押出す
間、セルとの間のシールを維持するようにスプリ
ング取付けされている。

さらに、シール部材の下方部分は導管の外面と
の間でシールを形成する内方環状部分を有する。
その下端面は筒状フオロワの上端と係合し、この
両係合面は、スプリングの付勢力以下では環状部
分上に内向力を発生してシールを保持するように
形成されている。

第１図を参照すると、一端にドア１２を備える
円筒形チヤンバ１０が概略的に示されている。チ
ヤンバは導管１４によつて適当な真空源に接続さ
れている。このチヤンバは、上に参照した特許中
で概略を述べた方法に従つて、滅菌すべき物品、
たとえば外科手術用器具を収容するようになつて
おり、ここに液体、たとえば過酸化水素をチヤン
バ内に導入する。本発明にしたがえば、この種の
液体を送り出すために、チヤンバ１０に隣接して
配置された液体注入システム１６が設けられてい
る。

このシステムは、注入すべき液体を含有するカ
セツトまたはカートリツジ１８、カセツト収容、
位置決めおよびクランプ機構２０、ならびにチヤ
ンバ上に装架され、相互連結された液体注入バル
ブアセンブリー２２を含んでいる。液体インジエ
クターシステム１６はポンプと考えることもで
き、ここにおいてカセツト１８はカセツト収容機
構２０内に挿入され、そしてカセツト内に収容さ
れた投与量のメデイアが、自動化された滅菌サイ
クル中にチヤンバ内に自動的に注入される。

カセツト カセツト１８は平らな長方形の硬質構造体の形
状を有しており、好ましくはプラスチツクまたは
その他の適切な材料から作られる。例示されたカ
セツトの形状は上部ハウジング部分またはセクシ
ヨン２４を含み、これは下部セクシヨン２６と対
をなし、セルストリツプアセンブリー２８または
セルパツクを保持もしくは収容する。これらのセ
クシヨンはフアスナーまたは他の適切な手段によ
り互いに保持される。パツクアセンブリーは長方
形であり、第７図から理解されるように、パツク
が外部セクシヨンの境界内に適合するように、セ
クシヨン２４および２６の寸法よりも僅かに小さ
い寸法を有している。

セルパツクは、２列の離間したセルの形態で整
列された複数個の液体セル３０を包含しており、
１列は縦方向において隣接列のセルからオフセツ
トしており、かつ隣接列のセル間に部分的に配置
されている。この種のアレンジメントはコンパク
トなスペースにおいて示されたこの例において10
個のセルを提供する。アセンブリーの長手方向に
おけるセルの連続性を考慮すれば、これが第一セ
ルを一列に、そして第二セルを他の列に配置す
る。

第５図および第６図から理解されるように、各
セルは、一対の可撓性壁であつて、分配壁または
側面３４および圧力壁または側面３２を含む一対
のフレキシブルな壁によつて形成される。第５図
から理解されるように、これらの壁は球形の外面
を有しており、かつそれらの周縁の周りで互いに
接合されてあり、ジヨイントまたはシーム３６を
形成する。これらの壁３２および３４は好ましく
は球形の半径上にプラスチツクシートをもつてそ
れぞれ形成もしくは成形される。形成されたフイ
ルム厚さに等しい量だけ、圧力側面３２の半径３
５は分配側面３４の半径３３よりも僅かに小さい
ので、セルが空になつたとき、圧力側面は分配側
面中に完全に重ね合わされる。このことが送り出
される液体量の精度に貢献し、かつ死蔵量が回避
される。これらのセルは精確に知られた容量の液
体３１をもつて充填される。リークの問題がある
ので、容量的な精度が簡潔化されるように、液体
がセル内で加圧されないことが有利である。好ま
しいのはセルの充填が、そのセルの層の周縁を接
合する作動に関連して行われることがある。上述
の特許中で参照された滅菌法の実施例において
は、セル内にシールされた液体は過酸化水素であ
るが、勿論他の物質も使用可能であり、またカセ
ツトおよばセル構造体は、滅菌装置に関連する以
外の操作に関連し液体を送り出すためにも有用な
ものである。

下部カセツトセクシヨン２６は複数の壁３８を
備えて形成されており、この壁はセル３０の分配
側面３４の形状にマツチする複数の内部的に対面
する球状凹所３９を形成している。カセツト上部
セクシヨン２４は複数の円形壁４０を備えて形成
され、それは壁３８と協働して複数の円形コンパ
ートメント４２を形成し、各コンパートメントは
セル３０を閉じ込める。下部セクシヨンは凹所３
９を取り囲む平らな環状壁面４４を有しており、
これは壁４０の下部円形端縁と共にセル接合ジヨ
イント３６を確りと保持してその領域内でコンパ
ートメント４２をシールする。凹所３９はこの方
法において同様にシールされる。ジヨイント３６
を形成するプラスチツク材料の可撓性はシールの
生成を補助する。セルパツクを形成する物質が適
切な可撓性または弾力性を示さなければ、適当な
ガスケツトを付加してもよい。

図から明らかなように、セルの圧力側面３２は
上部ハウジングセクシヨン２４の平らな壁から離
間しているので、スペースまたは圧力くぼみがそ
れによつて形成される。各コンパートメント４２
の圧力側面は、コンパートメント４２をカセツト
の外部と相互に連結する穴４６を備えて形成され
る。10個のこれらの穴４６を第２図中に見ること
ができる。各穴４６はコンパートメント４２の、
セルの他の列および他のコンパートメントに隣接
する側でそのコンパートメントの周縁近傍に配置
されている。この配置は一列の穴４６を形成す
る。

穴４６の列はインジケータストリツプ４７によ
りカバーされており、このストリツプは下層４７
ａを備えており、これはカセツト表面と係合し、
かつコンパートメント４２に片側で暴露される。
この下層４７ａは、もしそれが過酸化水素に暴露
されれば、それは変色することになり、その結果
そのコンパートメントにおけるセル３０がリーク
していることを示すように、化学的に処理されて
いるものとする。勿論、もし過酸化水素以外の物
質がセル内に閉じ込められていれば、層４７ａは
その液体の存在を指示する適当な物質により処理
されることになる。上層４７ｂはプラスチツクの
フイルムであつて、セル中の液体以外の物質から
インジケータ層４７ａを保護し、かつ漏れた液体
を捕捉する。

下部カセツトセクシヨン２６は孔４９を備えて
形成され、これは凹所３９内で、かつコンパート
メント４２中のセル３０の中心に配置されてい
る。これは２列の孔４９を形成する。これは第３
図から理解することができる。更に、各孔４９か
ら横方向に離間して下部ハウジングセクシヨン２
６中にソケツト５０が形成され、その結果このソ
ケツトは隣接列中の一対のコンパートメント間に
配置されることになる。第３図から理解し得るよ
うに、同様なソケツト５０が各ソケツトにおける
孔と横方向に整列しているので、これが２列のソ
ケツト５０を形成し、各ソケツトは孔４９の列と
整列する。これらのソケツトはカセツト内へその
略中程まで内方に延びており、ソケツトの上面
は、第７図に見られるように、各コンパートメン
トを取り囲む環状壁４４と略面一になる。

第２図および第７図中に見られるように、両カ
セツトセクシヨンは一列になつた複数個の整列さ
れた開口部５２を有するように形成されており、
これは直角の端縁から内方へ短い距離をもつて離
間したカセツトの長手方向端縁に対して平行に延
びている。更に、この同じ列中に形成されている
のはスロツト５４であり、これは両セクシヨンを
通して延在している。このスロツトは、開口部５
２の列の端部におけるカセツトの入口端に存在し
ている。セルパツクの透明端縁部５６は開口部５
２およびスロツト５４と交差している。より具体
的には、上部カセツトセクシヨン２４は一連の突
出壁部５８を有するように形成され、これは上部
セクシヨンに存在するスロツト５４および開口部
５２の部分を形成するものである。これらの突出
部５８はストリツプ部５６と係合し、かつカセツ
ト下部セクシヨン２４の内表面に対してそれを保
持する。

フオイル６２の層はその場所においてプラスチ
ツクシート５６上に配置されており、そして透明
なプラスチツクを通して見ることができる。この
フオイルは以下に説明するように、関連するセル
３０が使用される際、インジケータとして穴が開
けられる。

カセツトは更に、カセツト上部セクシヨン２４
の上面の一端縁上に複数本の離間した溝６４を有
するように形成され、これらの溝は開口部５２と
横断方向に整列され、かつこの開口部の端縁から
カセツトの端縁まで延びている。溝間の間隔なら
びに開口部間の間隔は、カセツト内の穴４６と孔
４９との間の間隔に等しい。そこには各コンパー
トメント４２と横断方向に整列している溝６４が
存在している。しかしながら、それらは整列され
るべきことを要するものではなく、単に１本の溝
が各コンパートメントと関連すること、および
（もし、有るときは）オフセツトが一定であるこ
とを要するのである。更に、第一のコンパートメ
ントから前方に離間しているカセツトの入口端部
上に１本の溝が、そして最後のコンパートメント
４２を超えて延びるカセツトの終端上に３本の溝
が存在している。開示されている具体的なシステ
ムにおいて、最初の２本および最後の１本の溝は
審美的な理由によつてのみ包含されているもので
ある。

更に、セルストリツプ部５６の表面上に配置さ
れているのは、カセツトの入口端部に配置された
バーコード６６である。セルパツクを同定し、か
つ日付を確認するこのバーコードはスロツト５４
と整列されているので、バーコードをスロツトを
介して読み取ることができる。好ましいのは、こ
の日付が液体をセルに充填した日あるいは液体の
安全使用期間満了日であることである。

インジケータストリツプまたはラベル６７はカ
セツトの下面に取り付けられ、そして孔４９なら
びにソケツト５０、開口部５２およびスロツト５
４の一部を覆う。ラベル６７中の窓６９はバーコ
ード６６の部分的な検分を可能にする。ストリツ
プ層６７ａはセルリークの存在を示し、かつプラ
スチツク層６７ｂはその領域をシールし、かつイ
ンジケータ層を保護する。

第３図から理解されるように、カセツトの終端
近傍の端縁上に感知孔６８が設けられている。こ
の孔は、以下に説明されるように、分配機構中の
カセツトの位置決めに関連してストツプまたはイ
ンジケータとして利用される。

カセツト１８は、分配すべき液体の測定された
量を提供するための便利なパツケージを提供す
る。この構造体はユニークな多くの特徴を包含す
るけれども、大量生産においては安価であるの
で、実用的には使い棄て物品である。分配すべき
液体に関して便利な運搬手段を提供することの他
に、それは操作員がカセツト内の液体に暴露され
ることから保護されるものとなる。同様に、それ
は液体に関して安全かつ保護された貯蔵手段を提
供するので、汚染されることがない。

カセツト収容およびクランプ機構 カセツト１８を収容するための機構は、第１図
中で理解されるように、外部中空フレーム７０を
包含しており、これは好ましくは注入バルブアセ
ンブリー２２上に配置されることにより滅菌チヤ
ンバ１０上に装着されている。このフレーム内に
配置されているのはプラテン７２であつて、第１
図および第８図中で理解されるように、これはカ
セツト１８を収容するのに適合している。プラテ
ンは適当なばね７４により上方へ付勢されてい
る。クランププレート７６はフレーム７０の後部
に枢着され、かつカセツト１８を収容するために
プラテン７２と共にスペースを形成するように適
当なばね７８によつて上方へ付勢されている。ク
ランプサドル部材８０はカセツト１８を跨いでお
り、そしてこれはクランププレートから垂れ下が
るアーム７６ａ上に支持されたピン８１によつて
枢着されている。

クランププレート７６の頂部側に配置されてい
るのはローラ８２であり、これは細長いカム８４
の前方端部８４ａを支持している。このカムは更
に、下方かつ後方へ傾斜している中央セクシヨン
８４ｂ、前方セクシヨン８４ａよりも低いレベル
にあるおよび終端水平延長セクシヨン８４ｃを含
んでいる。カムはアクチユエータハウジング８６
から延びるアクチユエータロツド８５上に装着さ
れており、アクチユエータハウジングは順次固定
用構造体、たとえばフレーム７０上に適切な手段
（図示せず）により支持されている。第１図に示
すように、アクチユエータは順次導管８７により
加圧流体源に接続されるが、勿論その他の手段、
たとえば電気によつて付勢することもできる。

サドルクランプ８０上には、液体３１を加圧も
しくはセル３０から追い出すためのクランプアセ
ンブリー８３がある。このクランプアセンブリー
８３はほぼ円筒形状としたクランプ８８を包含
し、これはクランプサドル８０を貫通して延び、
かつカセツト１８の上面と係合させるようにした
フラツトな下面を含んでいる。クランプ８８の溝
内に捕捉される環状ばねエレメント８９は外方お
よび下方へ延びてクランプサドル８０の頂面に抗
して反発し、クランプ８８をサドル８０上の所定
の位置に保持する。クランプ８８の面の浅い凹所
内に配置されたＯリング９０はこの面よりもわず
かに下方に延びている。筒状突き刺し針９１は、
クランプの下面およびＯリング９０の下方へ僅か
に延びている針の突き刺し尖端と共にクランプ８
８の通路９２内に装架されている。ハウジング内
の通路９２は適当なフレキシブル導管９３によつ
て順次加圧空気源に連結されている。

カセツト１８を位置決めするために、フレーム
７０上に回転可能に装着された駆動ローラ９４が
設けられており、これはカセツトの上面と摩擦的
に係合しており、このローラは同じくフレーム７
０上に装着されたモータ９５により駆動される。
セル３０に関して、カセツトを適切な位置に停止
させるために、スプリングつきのつめ９６が設け
られており、これはカセツトの上面における溝６
４と協働するものである。このつめは、フレーム
７０上に装着されたソレノイド９７によつて可動
である。更に、センサーまたは検知器９８が設け
られ、これはカセツトが機構２０内に挿入された
とき、開口部５２およびスロツト５４と整列すべ
きプラテン７２中の孔（図示せず）の下方に配置
されたカセツト内のバーコード６６を読み取るた
めのものである。更にフレーム７０上に配置され
ているのは、カセツトがカセツト位置決め機構内
に移動する際、その端縁を監視するために配置さ
れた検知器９９（詳細は示されていない）であ
る。検知器に接続されている概略的に示されたマ
イクロプロセツサ２１が機構２０の作動を制御す
る。

注入バルブアセンブリー 第９図、第１０図、第１１図および第１２図に
注目すると、注入バルブアセンブリー２２が装架
用本体１００を含んでおり、これはチヤンバ１０
の壁１１に溶接されるか、そうでなければ適切に
固定されている。注入装置本体１００は円筒形内
部を有しており、この中にはバルブ本体またはハ
ウジングを形成する対をなす部分もしくはセクシ
ヨン１０２および１０４が配置されている。これ
らのセクシヨンは本体１００内にねじ込まれたス
パナーナツト１０６もしくはその他の適当な手段
によつて互いにクランプされている。上方バルブ
ハウジングセクシヨン１０２上のナツト１０６お
よび外方へ延びるフランジ間にワツシヤ１０８が
配置されている。

第一のハウジングセクシヨン１０４は、中央に
配置され、上方に延びる環状バルブシート１１０
を包含し、このバルブシートは第１のセクシヨン
の細長いバルブ出口通路の入口を囲んでいる。ま
た第一セクシヨンは大きく、フラツトな可撓性ダ
イアフラム１１２によりカバーもしくは閉じられ
ており、ダイアフラムはバルブを経由する流れを
制御するための可動圧力応答バルブ要素を形成す
る。ダイヤフラム１１２は、第一のハウジングセ
クシヨン１０４内に形成された円形で、フラツト
なくぼみ１１４内に定位する。くぼみ１１４はバ
ルブシート１１０と面一である。くぼみ１１４の
中央部に形成されているのは、より小さい直径を
有する浅い環状くぼみ１１６であつて、環状バル
ブシート１１０を取り囲み、かつバルブシート１
１０に対する入口通路の一部を形成している。く
ぼみ１１６の半径方向の寸法は、無視し得る程度
の量の液体によつて大きなバルブ開放力が発生さ
れるように、その深さに関連して非常に大きいも
のがある。たとえば、本発明の一形態において、
くぼみ１１６の深さは約0.007インチ、そしてく
ぼみの直径は約0.9インチであつて、容量約0.004
立方インチを有するものである。

更に、下方ハウジングセクシヨン１０４中に形
成されているのは、半径方向に延び、円周方向に
離間した浅い一対の通路１２０であつて、これは
入口くぼみ１１６に対し、それらの半径方向の内
方端部上で開放されている。これら通路の半径方
向の外方端部は、可撓性ダイアフラム１１２に形
成され、かつ小直径通路１２２と整列している開
口部１１３と整列することになり、この小直径通
路は中央スペース１３１から半径方向外方へ向か
う上方バルブハウジングセクシヨン１０２を経由
して軸方向に延びている。第９図に示した一対の
位置決めピン１２４（その１個のみが第１２図中
に示されている）は、バルブハウジングセクシヨ
ン１０２および１０４の半径方向外部、ダイアフ
ラム１１２の外周を経由し、そしてバルブアセン
ブリー本体１００中のソケツトに延びている。こ
れらのピン１２４は上部ハウジングセクシヨン１
０２内にダイアフラム１１２を定位するので、ダ
イアフラム中の孔および上部ハウジングセクシヨ
ン内の通路は通路１２０の半径方向外方端部と整
列される。それらはまた、カセツト収容機構に対
し、全ての注入装置本体アセンブリーを整列させ
る。

上方ハウジングセクシヨン１０２の溝内に配置
された外方Ｏリング１２６が、通路１２２から半
径方向外方へ向かうバルブ入口通路をシールす
る。対応的に、内方Ｏリング１２８は、ダイアフ
ラム１１２の上方側および上方ハウジングセクト
ヨン１０２間の液体の流れを阻止する。

ダイアフラム１１２の頂部に配置されているの
は可動ピストン１３０であり、これは周囲圧力に
開放されており、上方ハウジングセクシヨン１０
２に適切に形成され、中央に配置されたスペース
１３１内に配置されている。ピストン１３０の下
方ヘツド部１３0aは、バルブシート１１０から
逆のダイアフラム１１２の頂部側と係合する。圧
縮ばね１３２はピストン１３０の上方円筒形部分
を取り囲み、そしてシヨルダー１３０ｃに抗して
反発して、ピストン１３０をダイアフラム１１２
およびバルブシート１１０に抗するバルブ閉塞位
置に付勢する。ばね１３２の他端は保持プレート
１３６に対抗して反発する。この保持プレートは
適当なフアスナー１３８によつて上方バルブハウ
ジングセクシヨン１０２の上端部に取り付けられ
ている。

下方バルブハウジングセクシヨン１０４の下端
に配置されているのは、スリーブナツト１４６に
よりフイルター１４２およびＯリング１４４に抗
してクランプされた噴霧ノズル１４０である。ノ
ズル１４０に固定されている噴霧フインガー１４
８は、ノズルを経由する開口部およびバルブ出口
通路１１１と整列して、出口からの放出液体の霧
化を容易にする。

セル突き刺し／フローテイングシールアセンブリ
ー 依然として第９図−第１２図を参照すると、イ
ンジエクターバルブアセンブリーは更に、セル開
封アセンブリーすなわちセル突き刺しおよびフロ
ーテイングシールアセンブリー１５０を含んでい
る。液体カプラーを形成するアセンブリー１５
０、チユーブ状針１５２の形状の導管を含んでい
る。この針は、上方バルブハウジングセクシヨン
１０２の上面中に形成されたソケツト１５６内に
配置された針支持部材１５４に固着されている。
ソケツトは中央スペース１３１に隣接している
が、これから半径方向外方へ離間している。針の
下部は入口通路１２２内に緊密に適合し、一方、
針のシャープな上端部は適所で上方に延びて液体
セル３０を突き刺す。

軸方向の穴を有する弾性チユーブ状シール要素
１５８は針１５２の上部を取り囲んでいる。シー
ル１５８よりも硬質の材料から調整されたチユー
ブ状フオロア１６０はシール１５８の下部と係合
する。チユーブ状スリーブまたは案内１６２はシ
ール１５８を取り囲み、かつ保持プレート１３６
中の開口部１６１を経由して延びる。案内１６２
は外方へ延びるフランジを備えており、これはプ
レート１３６の下面と係合し、そしてこのフラン
ジの下面はシール１５８の下方端部上の外方へ延
びるフランジ１５８ａと係合する。

圧縮ばね１６４は、フオロア１６０上のフラン
ジ１６０ａおよび針支持体１５４の下端部上の外
方へ延びるフランジ間に延びている。このばねは
保持プレート１３６に抗してフオロア１６０，シ
ール１５８および案内１６２を上方へ付勢する。
このばねはまた、小さなＯリング１６６をハウジ
ングセクシヨン１０２内の針を囲んでいる溝中に
付勢して、通路１２２およびソケツト１５６間の
液体の流れを阻止している。

シール１５８の上端は上方へ延びる環状面部１
５８ｂを含んでおり、これはカセツト１８の下面
と係合してそれと共にシールを形成する。シール
１５８内の穴はその下方端部上の内方へ延びるシ
ール部１５８ｃを備えており、この下方端部は針
１５２の外部と弾力的に係合してその場所におい
てシールを形成する。部分１５８ｃを囲むシール
１５８の下方端部上の中央突出部は円錐形状を有
しており、これはフオロア１６０の上面の円錐形
くぼみ中に定位する。ばね１６４の力と共にこれ
らの対をなす面は、シール部１５８ｃを針と係合
するように付勢して、良好なスライドシールを形
成する。

第９図および第１１図から理解されるように、
一対のセル突き刺しアセンブリー１５０が設けら
れており、これはハウジングセクシヨン１０２上
で円周方向に互いに離間している。

作 動 本発明のシステムが使用される場合には、ドア
１２でカバーされた開口部を介して滅菌すべき物
品をチヤンバ１０内に配置し、その後、ドアを確
りと閉じる。新鮮なセルパツク２８を収容するカ
セツト１８を選択して、インジエクター機構２０
内に手で挿入する。カセツトを挿入する前に、イ
ンジケータストリツプ４７および６７を観察し
て、いずれかのセルが過酸化水素をリークしてい
ることを示しているか否かを見る。もしリークが
存在すれば、リーク側のインジケータストリツプ
はそのような状態を示す色調を有することにな
り、従つてそのカセツトは使用するべきではな
い。もしカセツトが適切な状態にあれば、ストリ
ツプ６７は適当なプルタブ６７ｃにより除去し、
そしてそのカセツトが挿入される。

カセツトが挿入されると、数多くの事象が生ず
る。カセツトの端縁と整列するセンサー９９がカ
セツトの存在を検知する。コントロール２１から
の信号がモータ９５をスタートさせて駆動ローラ
９４を、カセツトが機構内へ移動する方向に回転
させる。カセツトが駆動状態に入ると、バーコー
ド６６がスロツト５４を経由してセンサー９８に
より読み取られ、そして情報がコントロール２１
に伝達される。もしカセツトが後向きまたは転倒
して挿入されると、バーコード情報の不存在によ
り機構はカセツトを受け入れない。カセツトは適
切に定位されているが、ストリツプ６７が除去さ
れていなければ、コードの一部分のみがストリツ
プ６７内の窓６９を介して見られ、これによつて
ソレノイド９７によつてつめ９６を解除させ、そ
してモータ９５の方向を逆転させてカセツトをイ
ジエクトする。

バーコードはカセツト内の液体の性状を示す
が、これは必要なことである。それは、異なつた
容量の異なつた滅菌剤を収容するカセツトを本発
明の装置と共に使用する可能性があるからであ
る。更に、バーコードは滅菌剤パツク２８が充填
された日付を示す。もし悪い物質が使用される
か、日付がその物質に関する受容可能な保存期限
を超えていれば、分配機構は上述のようにカセツ
トをエジエクトし、そしてコントロール２１は適
切な警告を提供して、オペレータに対して新しい
カセツトを使用すべきことを指示することにな
る。

カセツトが受容可能であれば、モータ９５はカ
セツトを機構中へ駆動し続ける。カセツトが完全
に挿入位置に達すると、センサー９９はカセツト
の端縁の孔６８の位置でカセツトの停止を検知す
る。センサー９９は信号を発してモータ９５を停
止させ、そしてその方向を逆転させて駆動ローラ
９４がカセツトを機構の外に短い距離だけ移動さ
せるように回転するようにし、これによつてカセ
ツトの後端の第一のセル３０が突き刺されるのに
適切な位置におかれる。スプリングつめ９６はこ
の運動を、それが溝６４に遭遇するまで許容す
る。カセツトはつめによつて第一のセルの前の一
つのステーシヨンで停止される。検知器９８は、
使用すべき第一のセルに関連する開口部５２内の
フオイル６２が依然として損なわれていないか否
かを検知する。もしフオイルが破損していれば、
カセツトは次のセルに進むことになる。フオイル
は再び検査され、そしてこのプロセスは必要に応
じ、無傷のセルが配置されるか、カセツト全体が
退けられるまで反復される。フオイルが無損であ
ると認定されると、次にカセツトは第一のセルの
位置に進む。

過酸化水素が注入される前に、導管１４により
チヤンバ１０に真空が与えられる。流体注入工程
を開始させるために、加圧流体が導管８７を介し
て加えられ、アクチユエータロツド８５を伸長
し、それによつてカム８４を、その表面８４ａが
傾斜カムセクシヨン８４ｂ上、次いでセクシヨン
８４ｃでローラ８２と係合する位置に移動させ
る。

カム運動がスタートする前に、第１３図に概略
的に示すように、カセツト１８および隣接コンポ
ーネントが配置される。若干のクリアランスがカ
セツト１８と隣接のシーリング部材との間にあ
り、その結果針９１および１５がカセツトに貫入
することはない。第１４図に示すように、カム傾
斜部８４ｂの最下部がローラ８２と係合している
位置へのカムの運動は、クランププレート７６を
下方へ強制し、これは順次サドル８０を押圧し、
クランプ８８を下方へ移動させてカセツト１８の
上面と係合状態に入る。この下方運動は、ばね７
４および７８の上方への力に抗して生ずるもので
ある。更に、カセツトの下面がシール１５８の上
部シールリング１５８ｂと係合すると、このシー
ルはばね１６４の力に抗して下方へ移動される。

この下方運動の結果、数種類の作用が生ずる。
カセツト頂部側のＯリング９０はカセツトに抗し
て圧縮されて、その位置にシールを形成する。こ
のＯリングは、勿論穴４６を囲んでいる。更に、
針９１はインジケータストリツプ４７を突き刺
し、そして部分的に穴４６に進入する。このよう
にして針９１は、セルの圧力側３２上方のスペー
スを含むコンパートメント４２と連通状態とな
る。シールリング１５８ｂはカセツトの下面にお
いてセル３０に至る孔４９を囲み、リング１５８
ｂの圧縮によつてその位置にシールを形成する。
更にシール部材は、針１５２が孔４９内に延び、
かつセル３０のデリベリー側３４を突き刺すこと
から十分に離れて下方へ移動されている。シール
部材の下方端部上の内部シール１５８ｃは針１５
２上をスライドするが、シールをその位置に保持
する。

一対のセル突き刺しアセンブリーが設けられて
いるので、カセツトはまた、他方の突き刺しアセ
ンブリー上へ移動される。これはその領域内にシ
ールを生成し、そして針１５２ｂは害を及ぼすこ
となくソケツト５０内に延びる。更に、フレーム
７０上に配置され、一端縁に沿うカセツトの下方
側に隣接するブレード１６８が整列されて、孔５
２に入り、そしてフオイル６２を破って、その孔
に関連するセルが突き刺されたという指示を提供
する。

アクチユエータロツド８５の連続的な伸長は、
カム８４をセクシヨン８４ｂから離し、セクシヨ
ン８４ｃ上へ移動させるが、これは第１５図に概
略的に示されるように、セクシヨン８４ｂまで依
存するものではない。これによつてばね７４は、
プラテン７２を押圧し、そしてカセツト１８を上
方へ少量だけ復帰させることができるようにな
り、この量はセツトを針１５２から離れて移動さ
せるのに十分なので、最早セル３０内に延びるこ
とはない。カセツト内の孔４９および穴４６の周
囲に形成されたシールは無傷のままであるが、そ
れ以来カセツトは依然として下方圧力下にある。

完全に延びた位置へのカムの運動は、適切なセ
ンサー（図示せず）を始動させて、可撓性導管９
３を経由し、針９１を介してコンパートメント４
２内へ流れる加圧空気の流れを開始させ、セルの
圧力側３２に抗して圧力を生成し、セル内の液体
３１に抗してそれを下方へ強制する。このように
して、液体は孔４９を介してセルの外部へ押出さ
れ、そして針１５２内に押し入れられる。セルの
圧力側３２は、その分配側３４の内面に対して完
全に逆になつているので、セル内の液体の全量が
外部へ押出される。セルからの出口はその最下方
地点において形成されているので、たとえ、空気
がセル中に存在するにしても、セル内に収容され
た全液体は押出される。セル３０を出た液体は下
方へ強制されて、針１５２を介し、ダイアフラム
１１２中の開口部１１３を経由し、半径方向の通
路１２０を介してバルブシート１１０を囲むバル
ブ入口くぼみ１１６に流入する。

セルの圧力側３２に抗して空気圧により加えら
れた圧力は、ダイアフラム１１２上のバルブ閉止
力に打勝つのに十分であり、この閉止力はインジ
エクターバルブばね１３２の下方への強制力、周
囲空気圧、そして更にダイアフラムの中央下流側
に加えられた真空の小さな効果をも包含してい
る。入口圧力を受けるダイアフラムの面積は比較
的大きいものであることに留意されるべきであ
る。ダイアフラム１１２はバルブシート１１０か
ら離れるように移動するので、液体は出口通路１
１１およびノズル１４０を介してチヤンバ１０内
へ流入することが可能である。この液体の注入は
非常に迅速に起こり、そして液体が注入されるや
否や、ばね１３２はピストン１３０に抗して直ち
に反発し、バルブ要素をその通常のバルブ閉塞位
置に再び移動させる。バルブシートの上流側の通
路は適切にシールされるけれども、チヤンバ内の
真空が影響を受ける可能性を最小とするように、
出来るだけ迅速にバルブを確実に閉じることが望
ましい。

次いで、可撓性導管９３を経由する空気圧は取
り去られ、そしてカム８４は引っ込められる。検
知器９８は孔５２を介して、一列を成す次のセル
が使用されていないことを観察する。このように
して、ソレノイド９７が始動されて、つめ９６を
解放し、そしてモータ９５は付勢されて、ローラ
９４をしてカセツトを外方の一位置に移動させ、
そのときつめ９６はもう一度溝６４と係合してそ
のカセツトを次のサイクルのために適当な位置に
保持する。

セル３０内の液体が容量的に正確にチヤンバ内
に確実かつ迅速に注入されたことを評価すべきで
ある。注入されない液体はセル壁３２およびバル
ブシート１１０間の液体通路内に残留するものの
みである。たとえ、セルの容量が小さいものであ
るとしても、この分量はセル３０の容量に対して
非常に小さいものである。更に、この死蔵量は第
一のセルに関して生じるのみであり、この点に関
して第二セル内の液体の注入がこの少ない残留量
の大部分を注入することになり、そして同様な残
留量を残すことになるので、容量上の精度が得ら
れる。

滅菌サイリスタの次の工程は、注入された過酸
化水素を滅菌される物品の全表面上に浸透させ、
そしてプラズマを生成する電気エネルギーを最終
に印加する工程である。この工程に関する詳細は
上に参照した特許中に述べられている。カセツト
および液体分配機構は適所にあつて、カムを移動
させるアクチユエータに加えられる適当な信号を
受信することによりサイクルを反復する。カセツ
ト内の全てのセルはこの方法により順次使用する
ことができる。セルが使用される際、作動を制御
するマイクロプロセツサー２１はセルの数をカウ
ントし、そして全てが使用されたとき、費消され
たカセツトは自動的にエジエクトされる。或いは
孔６８にフオイルが存在しないことを、カセツト
内の全てのセルが使用されてしまつたことを示す
ために利用することができる。

本発明は滅菌サイクルに関するチヤンバ内への
注入液体に関連して説明されたが、このシステム
はチヤンバ内へ如何なるタイプの液体を注入させ
ることに関しても有用であることが理解されるべ
きである。更に、この注入は滅菌サイクルに関連
しなければならないというものではない。またこ
の注入システムは液体を真空化したチヤンバ以外
の容器中に注入するためにも有効に利用できる。
ただし、注入バルブは真空チヤンバと関連させて
特に有用なものである。

カセツトおよびセルからの分配の好ましい形態
について説明されたが、勿論その他の代案もあ
る。たとえば、セル突き刺しエレメントはチユー
ブ状針であることを要しない。その代わりとし
て、液体は開封エレメントの周囲を流れる。更
に、この種エレメントに関する必要性は、セルを
破裂させることにより不要となる。第７ａ図を参
照すれば、セルの分配壁３４ａは、所定の圧力に
おいて押し破られるか、破裂されることになる、
弱い、あるいは薄くされた中央セクシヨン３４ｂ
を有するように形成される。突き刺し尖端を排除
することの他に、対応するシールを要し、そして
カセツト位置決め工程を簡略化することができ
る。壁セクシヨン３４ｂは普通の壁に凹凸を付け
るか、あるいは壁を薄く形成することにより形成
してもよい。先に述べたことに関連して壁３４
は、セルの底部壁として壁３９を用いるセルを形
成かつ充填すること、ならびに突き刺されるか、
押し破られる出口位置において薄いセクシヨンを
形成することにより排除することが可能である。
更に、代替的にセクシヨン３４ｂはカセツト壁３
９に接合された別の層であつてもよい。

本発明の具体的な実施態様はつぎのとおりであ
る。

(1) 前記シールは、前記導管にスライド可能に設
けられた弾性筒状部材であり、前記流体供給機
構に向けて押しつけられているときに後退して
いる間、前記導管の端部を越えて上方に前記筒
状部材を付勢するスプリングを含む請求項１記
載の装置。

(2) 前記導管は前記上方ハウジング部分に固定さ
れており、前記シールは前記上方ハウジング部
分の上端を越えて延びている請求項１記載の装
置。

(3) 前記導管は、前記弁座に達する通路の容積を
最小とするように小さい直径を有しており、前
記シールの上端は前記流体供給要素の流体出口
を囲むだけの大きい直径を有している請求項１
記載の装置。

(4) 前記シール手段は、前記針の突き刺し先端を
囲む筒状のシール部材を含み、このシール部材
は、前記流体供給要素とともにシールを形成す
るために設けられた軸方向の端面を有し、さら
に前記シール部材は、前記流体供給要素に向け
て押圧されたときに引込んで前記針が前記シー
ル部材から突出して前記流体供給要素内の流体
収容セルを突き刺すことができるようになされ
ている請求項２記載の装置。

(5) 前記シール部材は、前記スプリングを圧縮状
態で収容するように前記ハウジングに設けられ
た収容部と係合する、外側に延びるフランジを
含む請求項３記載の装置。

(6) 前記導管は、前記流体供給要素内に薄い壁で
区画されたセルを突き刺すために設けられた上
端を有し、この上端は、前記スプリングが前記
シール部材上の引込圧力によつて充分に圧縮さ
れているときに、前記シール部材の端面を越え
て延びるようになされている請求項３記載の装
置。

(7) 前記シール部材の環状部分はこの部材の下端
に近い位置におかれ、この下端部は、前記孔の
下端のまわりで下方に延びる円錐形の突起と、
前記導管を囲み、前記シール部材の下端と係合
するとともに前記シール部材と前記スプリング
との間を延びる筒状のフオロワとを含み、この
フオロワは、前記シール部材の環状部分に内向
きの力を与えて前記導管とともに良好なスライ
ドシールを維持するように、前記円錐形突起に
適合する上向きの円錐形凹所を有している請求
項３記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステムを例示する滅菌装置
を概略的に示す斜視図、第２図は分配すべき液体
を含有する第１図のカセツトまたはカートリツジ
を示す頂部斜視図、第３図は第２図のカセツトを
示す底部斜視図、第４図は第２図および第３図の
カセツト内に収容される流体セルのパツクを示す
頂部斜視図、第５図は第４図のセルパツクの前方
端を示す頂部平面図、第６図は第５図の６−６線
上の横断面図、第７図は第２図の７−７線上のカ
セツトを示す横断面図、第７ａ図はセルパツクの
一部について別の構造を示す一部省略斜視図、第
８図は第１図のカセツト位置決めおよび圧縮機構
を示す頂部の部分破断斜視図、第９図は本発明の
注入バルブアセンブリーを示す分解斜視図、第１
０図はセルの突き刺しおよびフローテイングシー
ル機構であつて、第９図のアセンブリーの一部を
示す分解斜視図、第１１図は注入バルブアセンブ
リーを示す拡大斜視図、第１２図は第１１図の１
２−１２線上の注入バルブアセンブリーを示す横
断面図ならびにカセツト内の液体セルを圧縮する
ための空気分配システムを示す横断面図、第１３
図、第１４図および第１５図は作動中の流体注入
システムを示す概略図である。 １０……円筒形チヤンバ、１１，３８……壁、
１４，８７……導管、１６……液体注入システ
ム、１８……カセツト、２２……流体注入バルブ
アセンブリー、３０……流体セル、３１……流
体、４２……円形コンパートメント、４６……
穴、４９……孔、９１……チユーブ状突き刺し
針、９３……可撓性導管。１１３，１６１……開
口部、１５２……チユーブ状針。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体注入システムに使用される流体カツプリ
   ングおよびバルブ装置であつて、 中央部に位置した垂直に貫通する出口通路を囲
   む環状の弁座、およびこの弁座の周りに入口通路
   を形成する環状の凹所を有する下方ハウジング部
   分と、 前記弁座と協働しこの弁座を通る流体の流量を
   制御するためのもので、前記凹所内の流体圧によ
   つて前記弁座の端面から離れる方向に付勢され
   て、前記凹所から前記出口通路に流体が流れるの
   を許容するように前記凹所を覆つている、フレキ
   シブルなバルブ要素と、 前記下方ハウジング部分と係合し、協働して両
   者間で前記バルブ要素を所定の位置に支持してい
   る上方ハウジング部分と、 前記弁座に対して前記バルブ要素を常時は閉じ
   た位置に付勢するスプリングと、 前記バルブ要素に作用する入口流体圧がこの要
   素に作用している弁閉止力に打勝つのに充分であ
   るときに、前記バルブ要素を前記弁座から離す方
   向に動かして前記バルブを通して流体が流れるの
   を許容するように、前記入口に加圧された流体を
   向けるために前記上方ハウジング部分に設けられ
   た筒状の導管を含む入口通路手段と、 流体が前記入口に向けられているときに流体供
   給要素と気密に結合させるように前記導管の上端
   に設けられたシールを有し、前記入口通路手段と
   協働するシール手段と、 を備えた装置。 ２ 流体注入システムに使用される流体カツプリ
   ングおよび注入バルブ装置であつて、 中央部に位置した垂直に貫通する出口通路を囲
   む環状の弁座、およびこの弁座の周りに入口通路
   を形成する環状の凹所を有する下方ハウジング部
   分と、 前記弁座と協働しこの弁座を通る流体の流量を
   制御するためのもので、前記凹所内の流体圧によ
   つて前記弁座の端面から離れる方向に付勢され
   て、前記凹所から前記出口通路に流体が流れるの
   を許容するように前記凹所を覆つている、フレキ
   シブルなバルブ要素と、 前記下方ハウジング部分と係合し、協働して両
   者間で前記バルブ要素を所定の位置に支持してい
   る上方ハウジング部分と、 前記弁座に対して前記バルブ要素を常時は閉じ
   た位置に付勢するスプリングと、 前記バルブ要素に作用する入口流体圧がこの要
   素に作用している弁閉止力に打勝つのに充分であ
   るときに、前記バルブ要素を前記弁座から離す方
   向に動かして前記バルブを通して流体が流れるの
   を許容するように、前記入口に加圧された流体を
   向けるために前記上方ハウジング部分に設けられ
   た筒状の導管を含む入口通路手段と、 流体が前記入口に向けられているときに流体供
   給要素と気密に結合させるように前記導管の上端
   に設けられたシールを有し、前記入口通路手段と
   協働するシール手段と、 前記流体供給要素を突き刺すために上方に延び
   るセル突き刺し針と、 を備えた装置。 ３ バルブに至る入口通路を形成する小径の導管
   と、 前記導管を支持するためのバルブハウジング
   と、 内部に前記導管が延びる軸方向の孔を有する弾
   性材料で作られた筒状のシール部材とを備え、前
   記シール部材は、前記導管と緊密に係合して、前
   記導管および前記シール部材間の相対的な軸方向
   運動を許容するようなシールを前記導管と前記孔
   との間に生じさせる環状部分を含み、 さらに前記導管の先端が突出する方向に前記シ
   ール部材を付勢するスプリングを備え、前記シー
   ル部材は、前記流体供給要素が前記シール部材の
   端面に向けて押されているときに前記スプリング
   の力に抗して引込む方向に移動可能であり、前記
   端面は、前記流体供給要素と協働してシールを形
   成するようになされていること、 からなる流体カツプリングおよび注入バルブ装
   置。