JP6496949B2 - 流体処理器着脱装置 - Google Patents

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Description

本発明は、流体処理器着脱装置に関する。
医療分野など、各種の分野において、ある種の機能を有する流体処理装置と所望の機能を有する流体処理器とを接続して、目標とする流体処理システムを構成することがある。この場合、流体処理装置の機能や流体処理システム全体としての機能を損なわずに維持するために、中空糸等の処理膜または吸着材などの機能材を含む流体処理器を交換可能に接続されることがある。
例えば、医療用流体処理システムの分野においては、流体処理器としての医療用モジュールを接続した流体処理装置により、医療用モジュールに流体を通液して流体処理を行うことがある。これは、処理する液体や処理の目的に応じた適切な医療用モジュールが接続されることにより、所望の処理を行う流体処理システムとするもので、特に、体液や血液、薬液、水など、広く液体を処理する医療用途に用いられている。
上記のような医療用モジュールの例としては、血液や血漿に代表される体液の体外循環治療に用いられる医療用具、例えば、人工腎臓、血液濾過透析器、血液濾過器、血漿成分分離器、血漿分離器、白血球除去器、血液成分吸着器などや、広く医療用途の液体を通液して処理するためのモジュール、例えば、透析液などの濾過フィルターなどが挙げられる。いずれの医療用モジュールも、本体ケースの内部に中空糸や吸着材などの機能材が充填され、同ケースには通液のための流体ポートを1個以上備えている。例えば、エンドトキシン捕捉フィルター(ETRF)モジュールは、透析用水および透析液内に含まれるエンドトキシンと呼ばれる毒素を濾過して除去するために使用されるもので、透析装置や透析用水製造装置などの透析関連装置に接続するための複数の円筒状流体ポートを円筒容器に備え、容器内部に中空糸や吸着材などの機能材を充填してなるものである。
なお、ETRFモジュール等の流体処理器は、透析装置などの流体処理装置に接続される場合と、透析装置などの流体処理装置に内蔵され、透析装置本体などの流体処理装置本体と接続される場合がある。
このエンドトキシンの除去処理においては、透析用水または透析液は、ETRFモジュールの内部を流通して、流体ポートを介して流出され、透析関連装置に送られる。透析関連装置側とETRFモジュールとの接続機構には、透析関連装置側の接続具とETRFモジュール側の流体ポートとが、接続される機構が用いられている。
このような、流体処理器としてのフィルターを流体処理装置側の接続具に接続するための装置として、例えば、特許文献1に開示のフィルター着脱装置が知られている。特許文献1に開示のフィルター着脱装置は、円筒形状のフィルター本体部(25:括弧内に特許文献1の符号を記す)の両端に設けられた第1被接続部(32)及び第2被接続部(33)と、本体部(25)の側面に設けられた第3被接続部及び第4被接続部のうち、第1被接続部(32)を除く、第2〜第4被接続部をフィルター着脱装置の第2〜第4接続部に仮接続し、第1被接続部に対して、第1接続部が円弧軌道を描きながら接続すると共に、第1接続部の移動に伴って、仮接続された第2〜第4被接続部に第2〜第4接続部を強く締め付けるものである。このとき、締付部材が回転してプレート(35)を押すことで、第2被接続部に第2接続部を、また、第3被接続部に第3接続部を締め付ける。
米国特許第6277277号明細書
フィルターの接続は、看護師が行うことも想定され、軽い操作かつ簡単な操作で確実にフィルターを設置することが要求される。また、強い力を要さずにフィルターを仮固定できることも要求される。
また、フィルターには相当の内圧がかかるため、フィルター着脱装置とフィルターとは、確実に接続される必要がある。
しかしながら、特許文献1に開示のフィルター着脱装置では、フィルターがフィルター着脱装置に強固に仮固定されていないと、確実な接続が行えないおそれがある。締付部材が回転して、第2被接続部に第2接続部を、また、第3被接続部に第3接続部を締め付けるときに、斜めの力が働く。このため、仮にフィルターが弱い力で仮固定されている場合、第2、第3接続部が第2、第3被接続部を締め付ける際に、斜めの力により、フィルターの位置ずれが生じることが考えられる。
本発明の目的は、流体処理器を強い力を要せずに仮固定し、且つ、流体処理器に設けられた複数の被接続部に確実に接続部を接続することができる流体処理器着脱装置を提供することである。
本発明の一態様に係る流体処理器着脱装置は、第1被接続部、および、前記第1被接続部と接続方向の向きが異なる第2被接続部とを含む複数の被接続部が設けられた流体処理器を保持する保持部と、複数の接続部をそれぞれ搬送する複数の搬送部と、操作部と、前記操作部の運動を前記複数の搬送部へ伝達する伝達部と、を備え、前記複数の搬送部は、前記第1被接続部へ向けて前記第1被接続部の接続方向に直進するように規制された第1搬送部と、前記第2被接続部へ向けて前記第2被接続部の接続方向に直進するように規制された第2搬送部と、を含み、前記操作部が操作されることで、前記複数の搬送部が移動して、前記複数の接続部が前記複数の被接続部に接続される構成を採る。
本発明によれば、流体処理器を強い力を要せずに仮固定し、且つ、流体処理器に設けられた複数の被接続部に確実に接続部を接続することができる。
本発明の一実施の形態に係るフィルター着脱装置の全体構成を示す斜視図 フィルター着脱装置の構成を示す側面図 フィルター着脱装置の構成を示す正面図 フィルター着脱装置の構成を示す上面図 図2の矢印B−B線断面図 第2垂直搬送部の保持ブロック周辺の構成を示す斜視図 操作レバーの操作前における第2垂直搬送部の保持ブロックの様子を示す図 操作レバーの操作後における第2垂直搬送部の保持ブロックの様子を示す図 第2水平搬送部の保持ブロック周辺の構成を示す斜視図 操作レバーの操作前における第2水平搬送部の保持ブロックの様子を示す図 操作レバーの操作後における第2水平搬送部の保持ブロックの様子を示す図 フィルター着脱装置の接続針がフィルターの被接続部へ接続する様子を概念的に示す模式図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態では、血液透析を行う透析装置におけるフィルター着脱装置を例に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るフィルター着脱装置10の全体構成を示す斜視図、図2は、フィルター着脱装置10の構成を示す側面図、図3は、フィルター着脱装置10の構成を示す正面図、図4は、フィルター着脱装置10の構成を示す上面図、図5は、図2のB−B線断面図である。なお、図2では、フレーム11の側面部を、図3では、フレームの上面部をそれぞれ除去した様子を示しており、図5では、プーリーおよびピニオンを除去した様子を示している。また、図3〜図5では、ワイヤーを除去した様子を示している。図1および図2では、フィルター着脱装置10に装着するフィルター70の外観も示している。
フィルター(流体処理器に相当)70は、円筒形状の本体部75と、本体部75の両端に垂直被接続部71および垂直被接続部72を備え、本体部75の側面に水平被接続部73および水平被接続部74を備えている。なお、垂直及び水平とは、例えば、図2の紙面の上下方向を垂直、紙面の左右方向を水平と定義する。
垂直被接続部71、72及び水平被接続部73、74には、流体を注入または排出する接続針(接続部に相当)が接続される。垂直被接続部71と垂直被接続部72とは、本体部75の両端に配置され、互いに逆向きであり、異なる接続方向を向いている。水平被接続部73および水平被接続部74とは、本体部75の側面に配置され、それぞれの接続方向は垂直被接続部71および垂直被接続部72の接続方向と交差する方向を向いている。なお、接続方向は、後述する接続針の刺さる方向である。本実施の形態においては、例えば、垂直被接続部71が、本発明に係る第1被接続部に相当し、垂直被接続部72が本発明に係る第2被接続部に相当する。また、垂直被接続部71と垂直被接続部72とが、本発明に係る第1の組合せの2つの被接続部に相当する。水平被接続部73と水平被接続部74とは、本体部75の同一側に配置されており、本発明に係る第2の組合せの2つの搬送部に相当する。
フィルター着脱装置10は、フレーム11、フィルター保持部12(保持部に相当)、第1垂直搬送部13、第1水平搬送部14、第2垂直搬送部15(第2搬送部に相当)、第2水平搬送部16、操作レバー17、および、伝達機構(38、39、21、41〜49、32、52〜56)を備えている。本実施の形態においては、例えば、第1垂直搬送部13が、本発明に係る第1搬送部に相当し、第2垂直搬送部15が本発明に係る第2搬送部に相当する。また、第1垂直搬送部13と第2垂直搬送部15とが、本発明に係る第1の組合せの2つの搬送部に相当する。第1水平搬送部14と第2水平搬送部16とが、本発明に係る第2の組合せの2つの搬送部に相当する。
フレーム11は、各部材を固定する。
フィルター保持部12は、フィルター70の本体部75の側面を支えて、フィルター70を保持する。フィルター保持部12は、フィルター70の円筒形状をした本体部75の側面の一部、すなわち、円周上に沿った形状を有し、また、弾性を有する金属部材又は樹脂部材からなる。これにより、フィルター70をフィルター保持部12に軽い力でセットすることができる。
第1垂直搬送部13は、保持ブロック19と、案内部20を有する。
保持ブロック19は、接続針(図示せず)およびチューブ18を保持する。保持ブロック19は、直方体状の樹脂材からなり、凹部が形成され、凹部内に接続針が固定して配置される。接続針の固定部には、保持ブロック19外部に連なるチューブ18が固定され、接続針とチューブ18とが接続されている。また、保持ブロック19は、外壁に突起状のスライドピン21およびスライド要素22が形成されている。
案内部20は、保持ブロック19を垂直被接続部71の接続方向へ直進して移動するように規制する。案内部20は、例えば、垂直被接続部71の接続方向に沿った直線状のレールであり、保持ブロック19のスライドピン21とスライド要素22とがレールに摺動可能に嵌合している。
第1水平搬送部14は、保持ブロック23と、案内部24を有する。
保持ブロック23は、接続針(図示せず)およびチューブ25を保持する。保持ブロック23は、直方体状の樹脂材からなり、凹部が形成され、凹部内に接続針が固定して配置される。接続針の固定部には、保持ブロック23外部に連なるチューブ25が固定され、接続針とチューブ25とが接続されている。また、保持ブロック23は、外壁に突起状のスライド要素26が形成されており、また、他の外壁には、ラックアンドピニオンを構成するラック45が形成されている。
案内部24は、保持ブロック23を水平被接続部73の接続方向へ直進して移動するように規制する。案内部24は、例えば、水平被接続部73の接続方向に沿った直線状のレールであり、保持ブロック23のスライド要素26がレールに摺動可能に嵌合している。なお、接続方向は、被接続部が延びる方向に限られず、接続部が被接続部と接続可能な方向であればよく、また、案内部は、接続部の接続時において流体処理器が位置ずれを生じない程度に移動方向を直進とする規制をするものであればよい。
第2垂直搬送部15は、保持ブロック28と、案内部29を有する。
保持ブロック28は、接続針30およびチューブ31を保持する。保持ブロック28は、直方体状の樹脂材からなり、凹部が形成され、凹部内に接続針30が固定して配置される。接続針30の固定部には、保持ブロック28外部に連なるチューブ31が固定され、接続針30とチューブ31とが接続されている。また、保持ブロック28は、外壁に突起状のスライドピン32およびスライド要素33が形成されている。
案内部29は、保持ブロック28を垂直被接続部72の接続方向へ直進して移動するように規制する。案内部29は、例えば、垂直被接続部72の接続方向に沿った直線状のレールであり、保持ブロック28のスライドピン32とスライド要素33とがレールに摺動可能に嵌合している。
第2水平搬送部16は、保持ブロック34と、案内部35を有する。
保持ブロック34は、接続針(図示せず)およびチューブ36を保持する。保持ブロック34は、直方体状の樹脂材からなり、凹部が形成され、凹部内に接続針が固定して配置される。接続針の固定部には、保持ブロック34外部に連なるチューブ36が固定され、接続針とチューブ36とが接続されている。また、保持ブロック34は、外壁に突起状のスライド要素37が形成されており、また、他の外壁には、ラックアンドピニオンを構成するラック56が形成されている。
案内部35は、保持ブロック34を水平被接続部74の接続方向へ直進して移動するように規制する。案内部35は、例えば、水平被接続部74の接続方向に沿った直線状のレールであり、保持ブロック34のスライド要素37がレールに摺動可能に嵌合している。
伝達機構は、操作レバー17の運動を第1垂直搬送部13に伝達する第1伝達部、この運動を第1水平搬送部14に伝達する第2伝達部、上記運動を第2垂直搬送部15に伝達する第3伝達部、および、上記運動を第2水平搬送部16に伝達する第4伝達部を有する。
操作レバー(操作部に相当)17は、人が操作するレバーである。操作レバー17は、回転アーム38に連結されている。
第1伝達部は、回転アーム38と、長穴39と、上述のスライドピン21とを有する。回転アーム38は、操作レバー17に連結され、支点40を中心に回転可能に固定されている。長穴39は、回転アーム38に設けられている。スライドピン21は、保持ブロック19に設けられている。スライドピン21は、長穴39の長手方向に摺動可能、且つ、ピンの中心軸を中心に回転可能な状態で、長穴39に嵌合されている。
このような構造により、操作レバー17が操作されて、回転アーム38が回転したとき、スライドピン21と長穴39を介して、保持ブロック19に運動が伝達される。スライドピン21が長穴39の長手方向に摺動することで、操作レバー17の運動のうち、案内部20に沿った直線成分の運動が伝達されて、保持ブロック19が案内部20に沿って直線的に移動する。
なお、第1伝達部の構造は、様々に変更可能である。第1伝達部は、操作レバー17の運動(例えば回転運動又は直進運動)を保持ブロック19の直線運動に変換する運動方向変換部と、操作レバー17の運動を保持ブロック19に伝達する手段を有していればよい。
第2伝達部は、2本のワイヤー41、42と、方向転換部材であるプーリー43と、方向転換部材であるラックアンドピニオン44、45とを有する。2本のワイヤーのうち1つのワイヤー41は、一端が回転アーム38に係止され、他端がプーリー43に係止されている。2本のワイヤーのうちもう1つのワイヤー42は、一端が回転アーム38に係止され、他端が、ワイヤー41とは逆巻きにプーリー43に係止されている。第2伝達部は、操作レバーの運動を力として伝達して相手側の搬送部を運動させる、伝達部として機能することができれば、剛体の長尺部材(例えば棒体)によるリンク機構でも良い。ただし、ケーブルを用いれば、ケーブル長にゆとりをもたせることで円滑なリンク作動をさせることができるので好ましい。
プーリー43には、プーリー43と同一の回転軸を有するピニオン44を結合している。また、保持ブロック23にはラック45が形成されている。プーリー43と保持ブロック23とがラックアンドピニオン44、45によって連結されている。
このような構造により、操作レバー17が運動したとき、ワイヤー41、プーリー43、ラックアンドピニオン44、45を介して、保持ブロック23に運動が伝達される。プーリー43の回転がピニオン44の回転に伝達され、ピニオン44の回転がラック45の直進運動に変換されて、保持ブロック23が案内部24に沿って直線的に移動する。
なお、第2伝達部の構造は、様々に変更可能である。第2伝達部は、操作レバー17の運動(例えば回転運動又は直進運動)を保持ブロック23の直線運動に変換する運動方向変換部と、操作レバー17の運動を保持ブロック23に伝達する手段を有していればよい。第2伝達部は、第1伝達部と比較して長い距離に渡って運動を伝達するため、ワイヤー41とワイヤー42の運動方向を変更する方向転換部材とを有するとよい。方向転換部材としては、プーリー43およびラックアンドピニオン44、45が適用されてもよい。
第3伝達部は、操作レバー17の運動を第2垂直搬送部15に伝達する。第3伝達部は、2本のワイヤー46、47、回転アーム48、長穴49、スライドピン32を有する。2本のワイヤーのうち1つのワイヤー46は、一端が回転アーム38に係止され、他端が回転アーム48に係止されている。2本のワイヤーのうちもう1つのワイヤー47は、一端が回転アーム38に係止され、他端が、回転アーム48の支点50に対してワイヤー46の他端と反対側の回転アーム48に係止されている。回転アーム48は、支点50を中心に回転可能に固定されている。長穴49は、回転アーム48に設けられている。スライドピン32は、保持ブロック28に設けられている。スライドピン32は、長穴49の長手方向に摺動可能、且つ、ピンの中心軸を中心に回転可能な状態で、長穴49に嵌合されている。
このような構造により、操作レバー17が操作されて、回転アーム38及びワイヤー47を介して、回転アーム48が回転したとき、スライドピン32と長穴49を介して、保持ブロック28に運動が伝達される。スライドピン32が長穴49の長手方向に摺動することで、回転アーム48の運動のうち、案内部29に沿った直線成分の運動が伝達されて、保持ブロック28が案内部29に沿って直線的に移動する。
なお、第3伝達部の構造は、様々に変更可能である。第3伝達部は、操作レバー17の運動(例えば回転運動又は直進運動)を回転アーム48に伝達する手段と、回転アーム48の運動を保持ブロック28の直線運動に変換する運動方向変換部とを有していればよい。第3伝達部は、第1伝達部と比較して長い距離に渡って運動を伝達するため、ワイヤー46とワイヤー46の運動方向を変更する方向転換部材とを有するとよい。方向転換部材としては、ワイヤー46が摺動して移動するガイド51が適用されてもよい。
第2垂直搬送部15の保持ブロック28周辺の構成を図6に示し、保持ブロック28の動きの様子を図7および図8に示す。図7は、操作レバー17の操作前の側面図を示し、図8(a)および図8(b)は、操作レバー17の操作後の側面図、正面図をそれぞれ示している。なお、図8(b)は、操作レバー17の操作前の正面図にも相当する。
第4伝達部は、操作レバー17の運動を第2水平搬送部16に伝達する。第4伝達部は2本のワイヤー52、53と、方向転換部材であるプーリー54と、方向転換部材であるラックアンドピニオ55、56とを有する。2本のワイヤーのうち1つのワイヤー52は、一端が回転アーム48に係止され、他端がプーリー54に係止されている。2本のワイヤーのうちもう1つのワイヤー53は、一端が回転アーム48に係止され、他端が、ワイヤー52とは逆巻きにプーリー54に係止されている。
プーリー54には、プーリー54と同一の回転軸を有するピニオン55を結合している。また、保持ブロック34にはラック56が形成されている。プーリー54と保持ブロック34とがラックアンドピニオン55、56によって連結されている。
このような構造により、操作レバー17が運動したとき、第2伝達部と同様に、ワイヤー47、回転アーム48、ワイヤー52、プーリー54、ラックアンドピニオン55、56を介して、保持ブロック34に運動が伝達され、保持ブロック34が案内部35に沿って直線的に移動する。
ラックアンドピニオン55、56周辺の構成を図9に示し、ラックアンドピニオン55、56の動きの様子を図10および図11に示す。図10は、操作レバー17の操作前の側面図を示し、図11(a)および図11(b)は、操作レバー17の操作後の側面図、正面図をそれぞれ示している。なお、図11(b)は、操作レバー17の操作前の正面図にも相当する。
このように、フィルター着脱装置10では、操作レバー17が運動したとき、その運動が第1〜第4伝達部を介して第1垂直搬送部13、第1水平搬送部14、第2垂直搬送部15、および、第2水平搬送部16に伝達され、各搬送部における保持ブロックが直進運動を行い、保持ブロックが保持する接続針がフィルター70の被接続部にほぼ同時に接続する。
図12は、フィルター着脱装置10の接続針がフィルター70の被接続部へ接続する様子を概念的に示す模式図である。図12(a)〜図12(c)は、接続する様子を時系列順に示している。これらの図から分かるように、垂直被接続部71および垂直被接続部72へ接続針がほぼ同時に接続した後に、水平被接続部73および水平被接続部74へ接続針が接続している。
水平被接続部73、74へ接続針が接続されてもフィルター70が位置ずれしない程度に、図12(a)の時点では、垂直被接続部71、72へ接続針が接続される必要がある。
これにより、フィルター70の両端に設けられた垂直被接続部71と垂直被接続部72に逆方向から接続針を接続した時点で、本体部75の側面から押されてもフィルター70が位置ずれしないため、その後にフィルター側面に設けられた水平被接続部73と水平被接続部74に接続針を接続しても、被接続部へ接続針をずれなく確実に接続することができる。
このように、本実施の形態によれば、複数の被接続部のうち接続方向の向きが少なくとも一部異なるフィルターの被接続部であって、この複数の被接続部全てに対して、操作レバーの運動に伴って、接続針を保持する保持ブロックを接続方向に直進して接続することにより、簡単な操作で確実に接続することができる。
なお、本実施の形態では、フィルターを円筒形状として説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、三角柱形状または四角柱形状等であってもよい。
また、本実施の形態では、フィルター着脱装置を透析装置に適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限らず、海水淡水化装置等に適用してもよく、要は、フィルターを用いる濾過装置全般に適用できる。
さらに、本実施の形態では、フィルターを例に説明したが、本発明はこれに限らず、液体などの流体を注入排出して、様々な処理を行う流体処理器であってもよい。
また、本実施の形態では、保持ブロックが接続針を保持する場合を例に説明したが、接続針を保持しなくてもよい。例えば、保持ブロックが圧接部を保持していてもよく、この圧接部がフィルターの被接続部に圧接する。この場合の接続方向は、圧接する面に垂直な方向である。
本発明にかかる流体処理器着脱装置は、透析装置、海水淡水化装置等、フィルターを用いる濾過装置等の流体を処理する処理器を用いる装置に適用できる。
10 フィルター着脱装置
11 フレーム
12 フィルター保持部
13 第1垂直搬送部
14 第1水平搬送部
15 第2垂直搬送部
16 第2水平搬送部
17 操作レバー
18、25、31、36 チューブ
19、23、28、34 保持ブロック
20、24、29、35 案内部
21、32 スライドピン
22、26、33、37 スライド要素
45、56 ラック
30 接続針
38、48 回転アーム
39、49 長穴
40、50 支点
41、42、46、47、52、53 ワイヤー
43、54 プーリー
44、55 ピニオン
51 ガイド

Claims (4)

  1. 第1の組合せの2つの被接続部が互いに流体処理器の逆側に配置され、互いの接続方向が逆向きであり、第2の組合せの2つの被接続部が前記流体処理器の同一側に配置され、互いの接続方向が前記第1の組合せの2つの被接続部の接続方向と交差する方向を向いた前記流体処理器を着脱するための流体処理器着脱装置であって、
    複数の接続部と、
    前記第1の組合せの2つの被接続部および前記第2の組合せの2つの被接続部が前記複数の接続部にそれぞれ対峙するように、前記流体処理器を保持する保持部と、
    操作部と、
    前記第1の組合せの2つの被接続部の各々に向かって、当該2つの被接続部の各々の接続方向に直進するように規制され、2つの前記接続部を当該接続方向へそれぞれ搬送する第1の組合せの2つの搬送部と、
    前記第2の組合せの2つの被接続部の各々に向かって、当該2つの被接続部の各々の接続方向に直進するように規制され、2つの前記接続部を当該接続方向へそれぞれ搬送する第2の組合せの2つの搬送部と、
    前記第1の組合せの2つの搬送部が互いに並行して移動するように、かつ、前記第2の組合せの2つの搬送部が互いに並行して移動するように、前記操作部の運動を前記第1の組合せの2つの搬送部および前記第2の組合せの2つの搬送部へ伝達する伝達部と、
    を備え、
    前記流体処理器が前記保持部により保持された状態で、前記操作部が操作されることで、前記伝達部により前記複数の搬送部が前記並行して移動して、前記複数の接続部が前記複数の被接続部に接続される、
    流体処理器着脱装置。
  2. 前記伝達部は、
    前記第1の組合せの前記搬送部の前記接続部と前記第2の組合せの前記搬送部の前記接続部とを、前記第1の組合せの前記被接続部と前記第2の組合せの前記被接続部とへ、ほぼ同時に接続させる、
    請求項1記載の流体処理器着脱装置。
  3. 前記伝達部は、
    方向転換部材およびワイヤーを介して、前記操作部の運動を前記複数の搬送部へ伝達する、
    請求項1記載の流体処理器着脱装置。
  4. 前記伝達部は、
    前記第1の組合せの2つの搬送部により搬送される2つの前記接続部を、前記第1の組合せの2つの被接続部へほぼ同時に接続させた後、前記第2の組合せの2つの搬送部により搬送される2つの前記接続部を、前記第2の組合せの2つの被接続部へ接続させる、
    請求項1記載の流体処理器着脱装置。
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