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技術 圧力測定器具

出願人 ニプロ株式会社
発明者 山口健志
出願日 2014年11月28日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2014-241693
公開日 2016年6月2日 (4年8ヶ月経過) 公開番号 2016-102731
状態 特許登録済
技術分野 流体圧力測定 体外人工臓器
主要キーワード 半ドーナツ形状 凸状空間 半楕円体形状 半楕円体状 角丸長方形状 角丸長方形 視中心 流れ空間
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

ハウジングの小型化を図ることができる圧力測定器具を提供する。

解決手段

圧力測定器具1は、血液回路3を流れる血液の圧力を測定するようになっており、ハウジング11と、隔膜13とを備えている。ハウジング11は、内部空間11fを有しており、内部空間11fが隔膜13によって血液室21と気体室22とに区画されている。また、隔膜13は、血液室21の内圧におじて位置を変化するようになっている。更に、隔膜13は、気体室22側に突出して血液室21の一部を成す第1凸状空間14と血液室21側に突出して気体室22の一部を成す第2凸状空間15とが形成されるように凸凹になっており、第1凸状空間14の容積は、第2凸状空間15の容積に比べて大きくなっている。

概要

背景

透析装置血液回路のような回路を流れる液体の圧力を測定するために圧力測定器具が用いられており、圧力測定器具としては、例えば特許文献1の圧力センサが知られている。特許文献1の圧力センサは、ハウジングと、隔膜とを有しており、ハウジングの内部空間が隔膜によって液体室空気室とに区画されている。圧力センサでは、空気室を介して液体室の内圧を測定するようになっている。

概要

ハウジングの小型化をることができる圧力測定器具を提供する。 圧力測定器具1は、血液回路3を流れる血液の圧力を測定するようになっており、ハウジング11と、隔膜13とを備えている。ハウジング11は、内部空間11fを有しており、内部空間11fが隔膜13によって血液室21と気体室22とに区画されている。また、隔膜13は、血液室21の内圧におじて位置を変化するようになっている。更に、隔膜13は、気体室22側に突出して血液室21の一部を成す第1凸状空間14と血液室21側に突出して気体室22の一部を成す第2凸状空間15とが形成されるように凸凹になっており、第1凸状空間14の容積は、第2凸状空間15の容積に比べて大きくなっている。

目的

本発明は、ハウジングの小型化を図ることができる圧力測定器具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

回路を流れる液体の圧力を測定するための圧力測定器具であって、内部空間と、前記回路の液体を前記内部空間に流入させる流入口と、前記内部空間の液体を前記回路に流出させる流出口とを有するハウジングと、前記回路を流れる液体が前記流入口から流入して前記流出口から前記回路に流出する液体室気体が満たされている気体室とに前記ハウジング内部空間を区画し且つ前記液体室の内圧に応じて位置が変化する隔膜とを備え、前記隔膜は、前記気体室側に突出して前記液体室の一部を成す第1凸状空間と前記液体室側に突出して前記気体室の一部を成す第2凸状空間とが形成されるように凸凹になっており、前記第1凸状空間の容積は、前記第2凸状空間の容積に比べて大きくなっている、圧力測定器具。

請求項2

前記第1凸状空間及び前記第2凸状空間は、隣接させて並べて配置されている、請求項1に記載の圧力測定器具。

請求項3

前記第2凸状空間は、環状に形成され、前記第1凸状空間は、前記第2凸状空間の内側に位置している、請求項1に記載の圧力測定器具。

請求項4

前記隔膜は、前記隔膜の中心軸線を含む切断面で切断すると、前記中心軸線に直交する方向における前記隔膜の外縁と前記隔膜の底点との距離に対して前記中心軸線に直交する方向における前記隔膜の底点と前記隔膜の頂点との距離が大きくなるように形成されている、請求項3に記載の圧力測定器具。

請求項5

前記隔膜は、予め定められた基準面に対して前記気体室側に突出し且つ前記第1凸状空間を形成する第1凸状部と、前記液体室側に突出し且つ前記第2凸状空間を形成する第2凸状部とを有し、前記第1凸状部と前記第2凸状部とによって凸凹になっており、前記第1凸状部及び前記第2凸状部は、前記基準面上の接続部で繋がっており、前記接続部は、前記基準面上において線状に形成され且つ湾曲している、請求項1乃至4の何れか1つに記載の圧力測定器具。

請求項6

前記第1凸状部の外形は、長手方向の長さが幅方向の長さより大きくなるように形成され、前記流入口及び前記流出口は、前記第1凸状部の長手方向一方側及び他方側に位置するようにハウジングに形成されている、請求項5に記載の圧力測定器具。

請求項7

前記ハウジングの内部空間は、長手方向の長さが幅方向の長さより大きくなるように形成され、前記流入口及び前記流出口は、前記内部空間の長手方向一方側及び他方側に位置するようにハウジングに形成されている、請求項5又は6に記載の圧力測定器具。

請求項8

前記流入口と前記流出口は、対向させて配置され、前記第2凸状部は、前記流入口と前記流出口とを直線的に結んだ流れ空間と交わるように配置されている、請求項5乃至7のいずれか1つに記載の圧力測定器具。

請求項9

前記第2凸状部は、前記第1凸状部より前記流出口側に位置している、請求項6乃至8のいずれか1つに記載の圧力測定器具。

請求項10

前記流入口は、前記第1凸状部の内部空間に向いて配置されている、請求項6乃至9のいずれか1つに記載の圧力測定器具。

技術分野

0001

本発明は、回路を流れる液体の圧力を測定するために用いられる圧力測定器具に関する。

背景技術

0002

透析装置血液回路のような回路を流れる液体の圧力を測定するために圧力測定器具が用いられており、圧力測定器具としては、例えば特許文献1の圧力センサが知られている。特許文献1の圧力センサは、ハウジングと、隔膜とを有しており、ハウジングの内部空間が隔膜によって液体室空気室とに区画されている。圧力センサでは、空気室を介して液体室の内圧を測定するようになっている。

先行技術

0003

特開2008−51663号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の圧力センサでは、平坦な隔膜が用いられており、その隔膜を変形させる際に弾性変形をさせる必要がある。即ち、隔膜は、元の位置に戻ろうとする弾性復帰力を発生する。それ故、液体室の圧力変動によって隔膜の位置が変わると、隔膜の復帰力が液体室の液体に作用するので液体室の内圧を正確に測定することができない。内圧を正確に測定するために、特許文献1の圧力センサの背景技術に記載されているように隔膜を波状形状にすることが考えられる。波状形状にすると、大きな復帰力を発生させることなく空気室側及び液体室側の各々に大きく突出させることができる。他方、空気室側又は液体室側のいずれの方向にも隔膜を大きく動かすことができるので、隔膜の膜位置の最大の変動幅に合わせてハウジングの内部空間の容積を大きくする必要がある。隔膜を単に波状形状にしてしまうと膜位置が空気室側又は液体室側のいずれの方向にも同じ変化量で動く。しかし、空気室の膨張圧縮とではその容積に対する圧力変動が異なるので、隔膜の膜位置の最大の変動幅に合わせてハウジングの内部空間の容積を大きくすると空気室側の容積が必要以上に大きくなり、圧力センサが大型化してしまう。

0005

そこで本発明は、ハウジングの小型化を図ることができる圧力測定器具を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明の圧力測定器具は、回路を流れる液体の圧力を測定するための圧力測定器具であって、内部空間と、前記回路の液体を前記内部空間に流入させる流入口と、前記内部空間の液体を前記回路に流出させる流出口とを有するハウジングと、前記回路を流れる液体が前記流入口から流入して前記流出口から前記回路に流出する液体室と気体が満たされている気体室とに前記ハウジング内部空間を区画し且つ前記液体室の内圧に応じて位置が変化する隔膜とを備え、前記隔膜は、前記気体室側に突出して前記液体室側の一部を成す第1凸状空間と前記液体室側に突出して前記気体室側の一部を成す第2凸状空間とが形成されるように凸凹になっており、前記第1凸状空間の容積は、前記第2凸状空間の容積に比べて大きくなっているものである。

0007

本発明に従えば、隔膜が凸凹になっているので液体室が陽圧及び陰圧のどちらであっても変形さやすくすることができ、液体室が陽圧及び陰圧のどちらでも液体の圧力を測定することができる。また、第1凸状空間の容積が第2凸状空間の容積に比べて大きくすることで、陰圧の測定可能範囲と陽圧の測定可能範囲との差を小さくしつつハウジングの小型化を図ることができる。

発明の効果

0008

本発明によれば、ハウジングの小型化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0009

本件発明の第1乃至第3実施形態の圧力測定器具を備える血液浄化システムを示す回路図である。
図1の圧力測定器具を切断してみた断面図である。
図2の圧力区底器具の隔膜を上方から見た斜視図である。
図3の隔膜を上方から見た平面図である。
図4の隔膜を切断線V−Vで切断して見た断面図である。
図4の隔膜を切断線VI−VIで切断して見た断面図である。
隔膜を図5の切断線VII−VIIで切断して見た断面図である。
本発明の第2実施形態の圧力測定器具を切断してみた断面図である。
図8の隔膜を上方から見た斜視図である。
本発明の第3実施形態の圧力測定器具を切断してみた断面図である。

実施例

0010

以下、本発明に係る第1乃至第3実施形態の圧力測定器具1,1A,1Bについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する圧力測定器具1,1A,1Bは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

0011

[第1実施形態]
本件発明の第1実施形態の圧力測定器具1は、回路を流れる液体の圧力を測定するために用いられ、例えば図1に示すような血液浄化システム2に備わっている。血液浄化システム2は、患者の血液を浄化するためのシステムであり、血液回路3、血液ポンプ4、血液浄化機5と、2つのドリップチャンバー6,7を備えている。血液回路3は、可撓性を有するチューブであり、チューブ内の流路を液体(主に血液)が流れるようになっている。また、血液回路3は、両端部を患者の動脈静脈に夫々繋げることができるようになっており、血液回路3には、血液ポンプ4が設けられている。血液回路3は、血液ポンプ4を動かすことで動脈を流れる血液を一端部から取り込み、他端部から静脈に返すようになっている。また、血液回路3には、血液ポンプ4の下流側に血液浄化機5が介在しており、血液浄化機5は、血液回路3を流れる血液を浄化するようになっている。更に、血液回路3には、血液浄化機5の上流側及び下流側の各々にドリップチャンバー6,7が設けられており、ドリップチャンバー6,7は、血液回路3を流れる血液に含まれる空気を除去するようになっている。このように構成されている血液回路3には、3つの圧力測定器具1が設けられている。

0012

3つの圧力測定器具1は、血液回路3を流れる血液の圧力を測定するべく血液の圧力を気体(本実施形態では、空気)の圧力に変換するようになっている。圧力測定器具1は、圧力センサ8に繋がっており、圧力センサ8は、変換された空気圧を測定することによって血液回路3を流れる血液の圧力を検出するようになっている。以下では、圧力測定器具1の構成について、図2を参照しながら詳しく説明する。なお、3つの圧力測定器具1の構成は、全く同じであり、1つの圧力測定器具1の構成についてだけ説明する。

0013

圧力測定器具1は、ハウジング11と、エアチューブ12と、隔膜13とを備えている。ハウジング11は、平面視で所定方向(本実施形態では、血液が流れる流れ方向であり、図2紙面右方向)に長尺大略角丸長方形楕円体状に形成されている。即ち、ハウジング11の流れ方向の長さは、平面視において、流れ方向に直交する幅方向の長さより長尺に形成されている。また、ハウジング11は、下側ハウジング部11aと上側ハウジング部11bとを有しており、下側ハウジング部11aは、流れ方向に長尺な大略半楕円体形状になっている。この下側ハウジング部11aは、薄肉に形成されており、下側ハウジング部11a内に流れ方向に長尺で且つ下方に突出する大略半楕円体形状の内部空間が形成されている。また、下側ハウジング部11aは、流れ方向両側の側面に流入孔11c及び流出孔11dを有している。流入口である流入孔11c及び流出口である流出孔11dは、流れ方向に延在し且つ流れ方向において対向するように配置されている、即ちハウジング11の長手方向一方側及び他方側に配置されるようにハウジング11に形成されている。また、流入孔11c及び流出孔11dの各々は、下側ハウジング部11aの内部空間に繋がっており、それらには血液回路3の上流側部分3a及び下流側部分3bの各々が挿入されて接続されている。血液回路3の血液は、流入孔11cから下側ハウジング部11aの内部空間に流入し、前記内部空間を流れ方向に流れて流出孔11dから流出するようになっている。また、下側ハウジング部11aの内部空間は、上方に開口しており、下側ハウジング部11aの上端部には、その開口を塞ぐように上側ハウジング部11bが被せられている。

0014

上側ハウジング部11bは、長尺な大略半楕円体ドーム形状に形成されている。この上側ハウジング部11bは、薄肉になっており、上側ハウジング部11b内に流れ方向に長尺で且つ上方に突出する大略半楕円体形状の内部空間が形成されている。また、上側ハウジング部11bの天井には、流れ方向の流出孔11d側に接続口11eが形成されており、接続口11eには、エアチューブ12が挿入されて接続されている。エアチューブ12は、上側ハウジング部11bの内部空間と圧力センサ8(図1参照)とを接続している。

0015

このような形状を有する上側ハウジング部11bの内部空間は、下方に開口しており、上側ハウジング部11bの開口端部は、下側ハウジング部11aの上端部と略同一形状に形成されている。上側ハウジング部11bは、その開口を下方に向け且つ下側ハウジング部11aの上端部に対向させるように下側ハウジング部11aに上下方向に重ね合わされ、重ね合わせて固定することによってハウジング11が構成されるようになっている。このように構成されているハウジング11内には、流れ方向に長尺な大略楕円体形状の内部空間11fが形成され、内部空間11fには隔膜13が配置されている。

0016

図3及び図4に示す隔膜13は、可撓性を有する膜状部材であり、上側ハウジング部11bと同様に平面視で流れ方向に長尺の大略角丸長方形状に形成されている。即ち、平面視で隔膜13の流れ方向の長さは、流れ方向に直交する幅方向の長さより長尺に形成されている。また、隔膜13は、その外周縁に全周にわたってフランジ部13aを有しており、フランジ部13aが予め定められ且つ平坦な基準面H1上に配置されている。また、隔膜13は、大略ドーム状の第1凸状部13bと、大略ボール状の第2凸状部13cとを有しており、2つの凸状部13b、13cによって凸凹になっている。第1凸状部13b及び第2凸状部13cは、流れ方向に並ぶようにして配置されており、本実施形態において、第1凸状部13bが隔膜13の流れ方向一方側の部分を形成し、第2凸状部13cが隔膜13の流れ方向他方側の部分を形成している。また、第1凸状部13bは、基準面H1に対して高さ方向一方側に突出し、第2凸状部13cは、基準面H1に対して高さ方向他方側に突出するように形成されている。即ち、隔膜13の稜線は、流れ方向に平行な中心面M上に位置しており、図5に示すように隔膜13を中心面Mで切断した際、前記稜線がサインカーブを描くように第1凸状部13b及び第2凸状部13cが形成されている。なお、中心面Mは、基準面H1に直交し且つ隔膜13の幅方向の中央を通る面であり、図2の圧力測定器具1が切断されている面である。

0017

また、図5及び図6に示すように、第1凸状部13b及び第2凸状部13cは、基準面H1上で繋がっており、その繋がる部分である接続部13dが図4に示すように線状に形成され且つ第1凸状部13bに向かって突出するように湾曲している。それ故、中心面Mから幅方向一方側にオフセットしたオフセット面P1で隔膜13を切断すると、図6に示すように第1凸状部13bが中心面Mで切断した場合より流れ方向に長尺に形成され、逆に第2凸状部13cが中心面で切断した場合より流れ方向に短尺に形成されている。また、基準面H1及び中心面Mに垂直で且つ隔膜13の流れ方向中心付近に位置する切断面P2で隔膜13を切断すると、図7に示すように隔膜13の断面がM字状になっている。このような形状を有する隔膜13では、第1凸状部13b内に第1凸状空間14が形成され、第2凸状部13c内に第2凸状空間15が形成されている。第1凸状空間14は、高さ方向一方に突出する大略ドーム状の空間であり、第2凸状空間15は、高さ方向他方に突出する大略ボール状の空間である。第1凸状空間14の容積は、大気圧に曝されている等の無負荷状態(即ち、初期状態)において、第2凸状空間15の容積より大きくなっている。

0018

このような形状を有する隔膜13は、フランジ部13aが下側ハウジング部11aの上端部と上側ハウジング部11bの開口端部とによって挟持されて固定されており、挟持されることによってハウジング11の内部空間11fに配置されている。また、上側ハウジング部11bは、その開口端部の外周部分に周方向全周にわたってカバー部11gが形成されており、カバー部11gは、隔膜13のフランジ部13a及び下側ハウジング部11aの上端部の外周面を外方から覆っている。これにより、隔膜13のフランジ部13aが外側に露出することを防いでいる。このように配置されている隔膜13は、図2に示すようにハウジング11の内部空間11fを上下2つの部屋、即ち血液室21と気体室22とに区画している。

0019

液体室である血液室21は、隔膜13より下側ハウジング部11aの底側に位置しており、流入孔11c及び流出孔11dに繋がっている。それ故、血液室21には、血液回路3を流れる血液が流入孔11cから流入するようになっており、血液室21が血液で満たされている。また、血液室21内の血液は、流出孔11dから血液回路3に流出するようになっている。他方、気体室22は、隔膜13より上側ハウジング部11bの天井側に位置しており、気体(本実施形態では、前述の通り空気)で満たされている。気体室22は、接続口11eに繋がっており、接続口11eに設けられているエアチューブ12を介して圧力センサ8に接続されている。気体室22は、エアチューブ12と共に密閉空間を形成しており、圧力センサ8は、エアチューブ12を介して気体室22の気体の圧力、本実施形態では空気圧を測定するようになっている。

0020

また、隔膜13は、第1凸状空間14を気体室22側に突出させ且つ第2凸状空間15を血液室21側に突出させるようにハウジング11の内部空間11fに配置されている。そのため、第1凸状空間14が血液室21の一部を成し、第2凸状空間15が気体室22の一部を成している。また、隔膜13は、第1凸状部13bが流入孔11c側に位置し、第2凸状部13cが流出孔11d側に位置するようにハウジング11の内部空間11fに配置されている。更に、第2凸状部13cは、流入孔11cと流出孔11dとを直線的に結んだ流れ空間23と交わるようになっている。

0021

このように構成されている3つの圧力測定器具1は、血液ポンプ4の上流側、血液ポンプ4と血液浄化機5との間、及び血液浄化機5の下流側に位置するように血液回路3に夫々設けられている。各圧力測定器具1が測定する血液の圧力は、血液回路3の位置に応じて陰圧(即ち、大気圧より低い圧)及び陽圧(即ち、大気圧より高い圧)のいずれかになる。具体的には、血液ポンプ4の上流側に位置する圧力測定器具1では、血液室21の血液が流出孔11dから吸引されるので血液室21の内圧が陰圧になる。他方、血液ポンプ4の下流側に位置する2つの圧力測定器具1では、血液室21の血液が流入孔11cに供給されるので血液室21の内圧が陽圧になる。圧力測定器具1では、血液室21が陰圧になると、隔膜13が血液室21の血液によって引っ張られる。この際、主に第1凸状部13bが引っ張られて気体室22の空気が膨張し、それに伴って気体室22の空気圧が下降する。他方、血液室21が陽圧になると、隔膜13が血液室21の血液によって上側ハウジング部11bの天井側に押される。この際、主に第2凸状部13cが押されて気体室22の空気が圧縮され、それに伴って気体室22の空気圧が上昇する。このように、圧力測定器具1では、血液室21の血液の圧力に応じて隔膜13の位置が変わって気体室22の空気圧が変動するようになっている。即ち、圧力測定器具1は、血液室21の内圧を隔膜13によって気体室22の空気圧に変換されるようになっており、圧力センサ8で気体室22の空気圧を測定することで血液室21の陽圧及び陰圧の両方を測定することができるようになっている。

0022

また、隔膜13では、接続部13dが湾曲しているので、血液室21の内圧が上昇すると第1凸状部13bの頂部13eより第2凸状部13c側の部分及び第2凸状部13cが上側ハウジング部11bの天井側に膨らむように変形し、やがて第2凸状部13cが上側ハウジング部11bの天井側に折り返される。血液室21の内圧が更に上昇することで、隔膜13は、図2二点鎖線で示すように大略半楕円体のドーム形状になり、その頂部分が上側ハウジング部11bの天井付近に位置するまで隔膜13が膨らむように変形する。他方、血液室21の内圧が低下すると第2凸状部13cの底部13fより第1凸状部13b側の部分及び第1凸状部13bが下側ハウジング部11aの底部側に膨らむように変形し、やがて第1凸状部13bが下側ハウジング部11aの底部側に折り返される。血液室21の内圧が更に低下することで、第1凸状部13bは、図2の三点鎖線で示すように大略半楕円体のドーム形状になり、その底部分が下側ハウジング部11aの底部付近に位置するまで隔膜13が膨らむように変形する。

0023

このように、隔膜13は、血液室21が陽圧である場合にハウジング11の内部空間の略全体が血液室21となるように隔膜13の位置を変えることができ、血液室21が陰圧である場合にハウジング11の内部空間の略全体が気体室22となるように隔膜13の位置を変えることができる。これにより、血液室21の内圧に応じて変化する気体室22の容積を大きくとることができ、血液の圧力が測定可能な許容範囲を広くとることができる。従って、圧力測定器具1は、血液が陰圧及び陽圧のいずれであっても測定可能であって、且つ測定可能な陰圧及び陽圧の許容範囲を広くとることができる。また、圧力測定器具1は、接続部13dを湾曲させて隔膜13を変形しやすくすることで、隔膜13によって血液の圧力を空気圧に変換する際、即ち圧力変換時の隔膜13の弾性変形に起因する損失を低減することができ、より正確に血液の圧力を検出することができるようになっている。

0024

また、圧力測定器具1では、前述の通り圧力センサ8を用いて気体室22の空気圧を測定することによって血液室21の血液の圧力を検出している。気体室22は、エアチューブ12と共に密閉空間を構成しており、気体室22の空気は、ボイルの法則に基づいて圧力と体積とが変化している。即ち、初期状態の空気圧を空気圧P0とし、初期状態の空気の体積を体積V0とし、圧力変動後における空気圧を空気圧Pxとし、体積変化量をΔVとすると気体室22の空気圧と空気の体積との関係は、下記の式(1)のように表される。

0025

0026

初期状態の空気圧P0及び体積V0が所定値であるので、式(1)から変化後の空気圧Pxは、体積変化量ΔVに反比例することになる。従って、空気圧Pxは、体積変化量の絶対値が同じであっても陰圧の場合と陽圧の場合とでは、体積変化量の絶対値の単位変化量に対する空気圧Pxが異なっている。すなわち、空気室の膨張と圧縮とではその容積に対する圧力変動が異なる。より具体的には、体積変化量の絶対値の単位変化量に対する空気圧Pxの変化量は、陰圧時に対して陽圧時の方が大きい。圧力測定器具1では、初期状態において、第1凸状空間14の容積を第2凸状空間15より大きくし、陰圧時における気体室22の必要な容積変化量を確保している。他方、第2凸状空間15が小さくなる、即ち第2凸状部13cを小さくすることができるので、隔膜13の高さを抑えることができる。これにより、ハウジング11の内部空間の高さを抑えることができ、ハウジング11の大きさ(具体的には、高さ)を抑えることができる。即ち、圧力測定器具1の小型化を図ることができる。

0027

このように構成されている圧力測定器具1では、流入孔11cと流出孔11dとが流れ方向において対向させて配置されており、第2凸状部13cが流入孔11cと流出孔11dとを直線的に結んだ流れ空間23と交わっている。それ故、流入孔11cから血液室21に流入する血液が第2凸状部13cに当たりやすく、また流出孔11dに吸引される血液と共に引っ張られやすくなっている。即ち、血液の圧力を第2凸状部13cが直接受圧するようになっており、直線と交わらない場合に比べて血液の圧力をより正確に測定することができる。また、前記直線と第2凸状部13cとが交わることで、流入孔11cから血液室21に流入した血液を第2凸状部13cに当てて幅方向に拡散することができる。それ故、圧力測定器具1では、流入した血液が真直ぐ流れて流出孔11dから出ていく場合に比べて血液室21の血液の滞留を抑制することができる。また、本実施形態では、第2凸状部13cが大略半楕円体状に形成されているので、血液が第2凸状部13cの側面を沿って流出孔11dの方へ流れ、第2凸状部13cの流出孔11d側の面の滞留も抑制することができる。

0028

また、圧力測定器具1では、隔膜13が流れ方向に長尺に形成され、第1凸状部13bも流れ方向に長尺に形成されている。それ故、第1凸状部13bの第1凸状空間14、及び陽圧時に上側ハウジング部11bの天井側に膨らむように変形したときの隔膜13の内部空間において、流入した血液を幅方向に拡散させすぎて幅方向両側で滞留してしまうことを抑制することができる。また、圧力測定器具1では、ハウジング11も流れ方向に長尺に形成されており、血液室21を流れる血液を幅方向に拡散させすぎて血液室21の幅方向両側の膨らんだ場所で滞留してしまうことを抑制することができる。

0029

更に、圧力測定器具1では、第2凸状部13cが第1凸状部13bより出口側に配置されている。血液室21に流入した血液は、流入した後に幅方向及び高さ方向に拡散し且つ速度を落としながら流れ方向に進んでおり、十分に拡散し且つ速度を落とした血液が第2凸状部13cに当たるようになっている。それ故、第2凸状部13cが入口側に配置されている場合に比べて血液の圧力を正確に測定することができる。

0030

[第2実施形態]
第2実施形態の圧力測定器具1Aは、第1実施形態の圧力測定器具1と構成が類似している。以下では、第2実施形態の圧力測定器具1Aの構成について第1実施形態の圧力測定器具1と異なる点について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付して図示及び説明を省略する。第3実施形態の圧力測定器具1Bについても同様である。

0031

第2実施形態の圧力測定器具1Aは、図8及び図9に示すように隔膜33を備えている。隔膜33は、可撓性を有する膜状部材であり、ハウジング11と同様に平面視で流れ方向に長尺の大略角丸長方形状に形成されている。即ち、平面視で隔膜33の流れ方向の長さは、流れ方向に直交する幅方向の長さより長尺に形成されている。隔膜33は、その外周縁に全周にわたってフランジ部33aが形成されており、フランジ部33aが予め定められるフランジ面F上に配置されている。隔膜33は、大略ボール状に形成されており、初期状態において隔膜33の外周縁部分がフランジ面Fに対して高さ方向一方側に突出し且つ隔膜33の平面視中心付近がフランジ面Fより高さ方向他方側に突出している。なお、高さ方向とは、フランジ面Fに垂直な方向である。これにより、隔膜33は、基準面H2に対して高さ方向一方側に突出する第1凸状部33bを隔膜33の中心軸L付近に有し、基準面H2に対して高さ方向他方側に突出する第2凸状部33cを第1凸状部33bの外側に有するように凸凹に形成されている。なお、基準面H2は、隔膜33の頂点33dと底面33eとの中間に位置する仮想平面である。なお、膜33の平面視中心付近は、必ずしもフランジ面Fより流れ方向他方側に突出している必要はない。

0032

このような形状を有する隔膜33は、幅方向に直交する中心面Mで切断して見ると大略W字状に形成され、隔膜33の中心付近に第1凸状空間34が形成され、第1凸状空間34の周りに第2凸状空間35が形成されている。第1凸状空間34及び第2凸状空間35は、互いに同心状に形成され、平面視で大略角丸長方形状に形成されている。また、第1凸状空間34は、高さ方向一方側(即ち、気体室22側)に突出するドーム形状の空間であり、第2凸状空間35は、高さ方向他方側(即ち、血液室21側)に突出する環状(より詳細には、半ドーナツ形状)の空間である。また、隔膜33では、中心軸線Lを含む切断面である中心面Mで切断すると、中心軸線Lに直交する方向である流れ方向において頂点33dと底面33eとの距離r1が底面33eと隔膜33の外縁との距離r2より大きくなっている。これにより、第1凸状空間34の容積は、初期状態において第2凸状空間35の容積より大きくなっている。

0033

このように構成されている隔膜33は、フランジ部33aが下側ハウジング部11aの上端部と上側ハウジング部11bの開口端部とによって挟持されて固定されており、挟持されることによってハウジング11の内部空間11fに配置されている。このように配置されている隔膜33は、ハウジング11の内部空間11fを上下2つの部屋、即ち血液室21と気体室22とに区画する。また、隔膜33は、第1凸状空間34が気体室22側に突出し且つ第2凸状空間35が血液室21側に突出するように配置され、第1凸状空間34が血液室21の一部を成し、第2凸状空間35が気体室22の一部を成している。また、隔膜33は、第2凸状部33cが流入孔11cと流出孔11dとを結んだ流れ空間23Aと交わらないように形成されている。

0034

このように構成されている圧力測定器具1Aでは、血液室21が陰圧になると第1凸状部33bが血液室21側に引っ張られて下がり、気体室22の空気が膨張する。それに伴って、気体室22の空気圧が下降する。他方、血液室21が陽圧になると、第2凸状部33cが気体室22側に押し上げられ、気体室22の空気が圧縮される。それに伴って、気体室22の空気圧が上昇する。このように圧力測定器具1Aでは、血液室21の血液の圧力に応じて隔膜33の位置が変わり、血液の圧力が気体室22の空気圧に変換されるようになっている。気体室22の空気圧を圧力センサ8によって測定することで血液室21の陽圧及び陰圧の両方を測定することができるようになっている。

0035

また、隔膜13では、血液室21が陰圧になって第1凸状部33bが血液室21側に引っ張られると、やがて第1凸状部33bが血液室21側に折り返されてボール状になる(図8の三点鎖線参照)。他方、血液室21が陽圧になって第2凸状部33cが気体室22側に押し上げられると、第1凸状部33bが流れ方向及び幅方向に押し広げられて持ち上げられるように隔膜13が変形する(図8の二点鎖線参照)。それ故、陽圧時における隔膜13の変動量よりも陰圧時における隔膜13の変動量を大きくとることができ、陰圧の測定可能範囲を広くすることができる。また、圧力測定器具1Aでは、初期状態において、第1凸状空間34が第2凸状空間35より大きくなっているので、陰圧時における気体室22の必要な容積変化量を確保している。他方、第2凸状空間35を小さくする、即ち第2凸状部33cを小さくすることができるので、隔膜33の高さを抑えることができる。これにより、ハウジング11の内部空間11fの高さを抑えることができ、ハウジング11の大きさ(具体的には、高さ)を抑えることができる。即ち、圧力測定器具1の小型化を図ることができる。

0036

また、圧力測定器具1Aでは、流入孔11cと流出孔11dとを結んだ流れ空間23Aと交わらないように形成されているので、流入孔11cから血液室21に流入した血液が第1凸状空間14にも拡散される。これにより、第1凸状空間14の血液の滞留を抑えることができる。

0037

その他、第2実施形態の圧力測定器具1Aは、第1実施形態の圧力測定器具1と同様の作用効果を奏する。

0038

[第3実施形態]
第3実施形態の圧力測定器具1Bでは、図10に示すように流入孔11cが隔膜13の第1凸状空間14内に向いており、流入孔11cから血液室21に流入する血液が第1凸状空間14内に向かって流れるようになっている。これにより、第1凸状空間14内に血液が滞留することを抑制することができる。更に詳細に説明すると、流入孔11cは、第1凸状部13bの頂部13eより流入孔側の内面に沿うように傾斜させて形成されている。これにより、第1凸状部13bの内面に沿って血液を流すことができ、第1凸状空間14における血液の滞留を抑制することができる。また、圧力測定器具1Bでは、流出孔11dが第2凸状部13cの底部13fより流出孔11d側の斜面に沿うように傾斜させて形成されている。これにより、第2凸状部13cに沿って流れる血液を流出孔11dに導くことができ、血液が滞留することを抑制することができる。

0039

その他、第3実施形態の圧力測定器具1Bは、第1実施形態の圧力測定器具1と同様の作用効果を奏する。

0040

[その他の実施形態]
第1乃至第3実施形態の圧力測定器具1,1A,1Bにおいて隔膜13,33の凹凸は、サインカーブ状又はW字形状に形成されるが、必ずしもそのような形状である必要はない。隔膜13,33の凹凸は、血液室21側及び気体室22側の各々に突出するような形状であればよく、例えばM字形状であってもよい。また、隔膜13において第1凸状空間14は流入孔11c側に位置し、第2凸状空間15は流出孔11d側に位置しているが、それらの位置が流れ方向において逆であってもよい。また、隔膜33において、第1凸状空間34が第2凸状空間35の内側に位置しているが、第1凸状空間34を環状にしてその内側に第2凸状空間35を配置してもよい。また、隔膜13,33は、平面視で流れ方向に長尺の大略角丸長方形状になっているが、幅方向に長尺な大略角丸長方形状であってもよく、大略円形状であってもよい。同様に、ハウジング11もまた平面視で流れ方向に長尺の大略角丸長方形状になっているが、幅方向に長尺な大略角丸長方形状であってもよく、大略円形状であってもよい。また、第1実施形態の圧力測定器具1における接続部13dの形状は、第1凸状空間14と第2凸状空間15との容積比率が好適な容積比率となるように適宜変更してもよい。適宜変更することによって、測定する圧力範囲を変更することができる。また、接続部13dは、線状且つ湾曲するように形成されているが、直線的であってもよくまた平面であってもよい。なお、接続部13dは、図4に示すように第1凸状部13bに向かって突出するように湾曲しているが、その先端部分を第1凸状部13b側に更に突出させてシャープにする、即ちより鋭角に形成することができる。そうすると、血液室21を流れる血流流れ性をより良くすることができる。

0041

H1 基準面
H2 基準面
1,1A,1B圧力測定器具
3血液回路
11ハウジング
11c流入孔
11d流出孔
11f 内部空間
12エアチューブ
13隔膜
13b 第1凸状部
13c 第2凸状部
13d 接続部
14 第1凸状空間
15 第2凸状空間
21血液室
22気体室
33 隔膜
33b 第1凸状部
33c 第2凸状部
33d頂点
33e 底面
34 第1凸状空間
35 第2凸状空間

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