JPS63305869A - 流体注入システムのカップリングおよび注入バルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３一 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ャン
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４，６４３，８７６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
滅菌チャンバ内に導入され、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ャンバ内に加えてガスにイ
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ったチャ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
。従って、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
チャ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っ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ぶ職員により終日、反
復操作される傾向がある。

従って、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。したがって、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。成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
おいて受は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、そしてそれがチャンバ内に入る際、液体霧
化の品質に劣化をもたらす可能性がある。

したがって、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
用される流体カップリングおよび注入バルブアッセンブ
リからなる。このバルブは、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っている。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。この構成
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、バ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
構成では、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
回分の流体が残っ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、ｔＪｓ径の導管に
よって形成された入口通路がフローティングシールの形
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
孔によって、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って突刺された流
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ォロワの上端と係合し、この面係合
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
ャンバ１０が概略的に示されている。チャンバは導管１
４によって適当な真空源に接続されている。このチャン
バは、上に参照した特許中で概略を述べた方法に従って
、滅菌すべき物品、たとえば外科手術用器具を収容する
ようになっており、ここに液体、たとえば過酸化水素を
チャンバ内に導入する。本発明にしたがえは、この種の
液体を送り出すために、チャンバ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ットま
たはカートリッジ１８、カセット収容、位置決めおよび
クランプ機構２０、ならびにチャンバ上に装架され、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。液体インジェクターシステム１６はポンプと考え
ることもでき、ここにおいてカセット１８はカセット収
容機構２０内に挿入され、そしてカセット内に収容され
た投与量のメディアが、自動化された滅菌サイクル中に
チャンバ内に自動的に注入される。

カセット カセット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ックまたはその他の適切な
材料から作られる。例示されたカセットの形状は上部ハ
ウジング部分またはセクション２４を含み、これは下部
セクション２６と対をなし、セルストリップアセンブリ
ー２８またはセルバックを保持もしくは収容する。これ
らのセクションはファスナーまたは他の適切な手段によ
り互いに保持される。パッ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、パックが外部セクシ
ョンの境界内に適合するように、セクション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。

セルバックは、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３ｏ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ットしており、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は、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って、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
よって形成される。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ックシートをもってそれぞれ
形成もしくは成形される。形成されたフィルム厚さに等
しい量だけ、圧力側面３２の半径３５は分配側面３４の
半径３３よりも僅かに小さいので、セルが空になったと
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をもって充填される。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
セッ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
。

−下部カセットセクション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。カセット上部セクション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。下部セクションは凹所
３９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ック材料の
可撓性はシールの生成を補助する。セルバックを形成す
る物質が適切な可撓性または弾力性を示さなけれは、適
当なガスケッ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
ジングセクション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って形成される
。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をカセッ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ップ４７によりカバー
されており、このストリップは下層４７ａを備えており
、これはカセット表面と係合し、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
は、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は
、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はプラスチックの
フィルムであって、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。

下部カセットセクション２６は孔４９を備えて形成され
、これは凹所３９内で、がっコンパートメント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ョン２６中にソケット５０が形
成され、その結果このソケッ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、同様なソケット５０が各ソケットにお
ける孔と横方向に整列しているので、これが２列のソケ
ット５０を形成し、各ソケットは孔４９の列と整列する
。これらのソケットはカセット内へその略中程まで内方
に砥−びており、ソケットの上面は、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と路
面−になる。

第２図および第７図中に見られるように、両力セットセ
クションは一列になっ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って離間したカセットの長手方向端
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ット５４であり、これは両セクシ
ョンを通して延在している。このスロットは、開口部５
２の列の端部におけるカセットの入口端に存在している
。セルパックの透明端縁部５６は開口部５２およびスロ
ット５４と交差している。より具体的には、上部カセッ
トセクション２４は一連の突出壁部５８を有するように
形成され、これは上部セクションに存在するスロット５
４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はストリップ部５６と係合し、かつカセ
ット下部セクション２４の内表面に対してそれを保持す
る。

フォイル６２の層はその場所においてプラスチックシー
ト５６上に配置されており、そして透明なプラスチック
を通して見ることができる。このフォイルは以下に説明
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。

カセットは更に、カセット上部セクション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ッ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、カセット内
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。しかしなから、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）
オフセッ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ッ
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ットの終端上に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
によってのみ包含されているものである。

更に、セルストリップ部５６の表面上に配置されている
のは、カセットの入口端部に配置されたバーコード６６
である。セルバックを同定し、かつ日付を確認するこの
バーコードはスロット５４と整列されているので、バー
コードをスロッ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ップまたはラベル６７はカセットの
下面に取り付けら九、そして孔４９ならびにソケット５
０、開口部５２およびスロット５４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。ストリップ層６７ａはセルリークの存在を示
し、かつプラスチック層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、カセットの終端近傍の端
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、分配機構中のカセットの位置決めに
関連してストップまたはインジケータとして利用される
。

カセット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ッケージを提供する。

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ット内の
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。

カセット収容およびクランプ機構 カセット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ャンバ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
あって、第１図および第８図中で理解されるように、こ
れはカセット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
、かつカセット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によって上
方Δ付勢されている。クランプサドル部材８０はカセッ
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７
６ａ上に支持されたピン８１によって枢着されている。

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８４
ａ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ョン８４、　ｂ、前方セクション
８４ａよりも低いレベルにあるおよび終端水平延長セク
ション８４ｃを含んでいる。カムはアクチュエータハウ
ジング８６から延びるアクチュエータロッド８５上に装
着されており、アクチュ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（＠示せ
ず）により支持されている。第１図に示すように、アク
チュエータは順次導管８７により加圧流体源に接続され
るが、勿論その他の手段、たとえば電気によって付勢す
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、これはクランブザドル８０
を貫通して延び、かつカセット１８の上面と係合させる
ようにしたフラッ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８ｏ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○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０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８８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によって順次
加圧空気源に連結されている。

カセット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
、これはカセッ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７０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、カセッ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、
これはカセットの上面における溝６４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によって可動である。更に、センサーまたは検
知器９８が設けられ、これはカセットが機構２ｏ内に挿
入されたとき、開口部５２およびスロット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
たカセット内のバーコード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
ットがカセッ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
セッサ２１が機構２０の作動を制御する。

ゞ、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、これはチャンバ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Ｊ、００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
はセクション１０２および１０４が配置されている。こ
れらのセクションは本体１００内にねじ込まれたスパナ
−ナツト１０６もしくはその他の適当な手段によって互
いにクランプされている。上方バルブハウジングセクシ
ョン１０２上のナツト１０６および外方へ延びるフラン
ジ間にワッシャ１０８が配置されている。

第一のハウジングセクション１０４は、中央シこ配置さ
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のセクションの細長いバルブ出口
通路の入口を囲んでいる９また第一セクションは大きく
、フラットな可撓性ダ−２３＝ 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。ダイアフラム１
１２は、第一のハウジングセクション１０４内に形成さ
れた円形で、フラットなくぼみ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であって、環状バルブシ
ート１１０を取り囲み、かつバルブシート１１０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って大き
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１本発明の一形態
において、くぼみ１１６の深さは約０．００フインチ、
そしてくぼみの直径は約０．９インチであって、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ョン１０４中に形成されて
いるのは、半径方向に延び、円周方向に一部 離間した浅い一対の通路１２０であって、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１
２２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ョン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ョン１０２および１
０４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一本体１００中のソケット
に延びている。こ九らのピン１２４は上部ハウジングセ
クション１ｏ２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ョン
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、カセット収容機構に対し、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ョン１０２の溝内に配置された外
方０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０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旦ン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ョン１０２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の下方ヘッド部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、そしてショルダー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ァスナー１３８によって
上方バルブハウジングセクション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ョン１０４の下端に配置さ
れているのは、スリーブナツト１４６によりフィルター
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
噴震フィンガー１４８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／フローティングシールアセンブリ二 依然として第９図−第１２図を参照すると、インジェク
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ィングシールアセ
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１５０は、チューブ状針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
ション１０２の上面中に形成されたソケット１５６内に
配置された針支持部材１５４に固着されている。

ソケットは中央スペース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６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ューブ状シール要素１５８は
針１５２の上部を取り囲んでいる。シール１５８よりも
硬質の材料から調製されたチューブ状フォロア１６０は
シール１５８の下部と係合する。チューブ状スリーブま
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、フォロア１６０上のフランジ１６０
ａおよび針支持体１５４の下端部上の外２８一 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に抗してフォロア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
クション１０２内の針を囲んでいる溝中に付勢して、通
路１２２およびソケット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１５８ｂを
含んでおり、これはカセット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、これはフォロア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ョン１０２上で円周方向に
互いに離間している。

」 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ャンバ１
０内に配置し、その後、ドアを確りと閉じる。新鮮なセ
ルパック２８を収容するカセット１８を選択して、イン
ジェクター機構２０内に手で挿入する。カセットを挿入
する前に、インジケータストリップ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
は、リーク側のインジケータストリップはそのような状
態を示す色調を有することになり、従ってそのカセット
は使用するべきではない。もしカセットが適切な状態に
あれは、ストリップ６７は適当なプルタブ６７ｃにより
除去し、そしてそのカセットが挿入される。

カセットが挿入されると、数多くの事象が生ずる。カセ
ットの端縁と整列するセンサー９９がカセットの存在を
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、カセットが機構内へ
移動する方向に回転させる。カセットが駆動状態に入る
と、バーコード６６がスロット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。もしカセッ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
ットを受は入れない。カセットは適切に定位されている
が、ストリップ６７が除去されていなけれは、コードの
一部分のみがストリップ６７内の窓６９を介して見られ
、これによってソレノイド９７によってつめ９６を解除
させ、そしてモータ９５の方向を逆転させてカセットを
イジェクトする。

バーコードはカセッ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、異なった容量の異なった滅
菌剤を収容するカセッ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
ック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
を超えていれは、分配機構は上述のようにカセットをエ
ジェクトし、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ットを使用すべ
きことを指示することになる。

カセットが受容可能であれは、モータ９５はカセットを
機構中へ駆動し続ける。カセットが完全に挿入位置に達
すると、センサー９９はカセットの端縁の孔６８の位置
でカセッ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がカセッ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、これによってカセ
ッ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。

カセットはつめによって第一のセルの前の一つのステー
ションで停止される。検知器９８は、使用すべき第一の
セルに関連する開口部５２内のフォイル６２が依然とし
て損なわれていないか否かを検知する。もしフォイルが
破損していれは、カセットは次のセルに進むことになる
。フォ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、カセット全体が退
けられるまで反復される。フォイルが焦損であると認定
されると、次にカセッ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によりチャンバ
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、アクチュ
エータロッド８５を伸長し、それによってカム８４を、
その表面８４ａが傾斜カムセクション８４ｂ上、次いで
セクション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、カセット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ット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
がカセットに貫入することはない。第１−４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ット１８の上面と係合状
態に入る。この下方運動は、ばね７４および７８の上方
への力に抗して生ずるものである。

更に、カセットの下面がシール１５８の上部シールリン
グ］５８ｂ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。

カセット頂部側のＯリング９０はカセットに抗して圧縮
されて、その位置にシールを形成する。この０リングは
、勿論穴４６を囲んでいる。更に、針９１はインジケー
タストリップ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はカセットの下面におい
てセル３０に至る孔４９を囲み、リング１５８ｂの圧縮
によっ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−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１５
８ｃは針１５２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
、カセットはまた、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ット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
セットの下方側に隣接するブレード１６８が整列されて
、孔５２に入り、そしてフォイル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。

アクチュエータロッド８５の連続的な伸長は、カム８４
をセクション８４ｂから離し、セクション８４ｃ上へと
移動させるが、これは第１５図に概略的に示されるよう
に、セクション８４ｂまで依存するものではない。これ
によってばね７４は。

プラテン７２を押圧し、そしてカセット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
ットを針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。カセット内の孔４
９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、それ以来カセッ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９３を経由し、針
９１を介してコンパートメント４２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
になっているので、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ェクターバルブばね
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ヤ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１
１２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１１１およびノズル１４０を介して
チャンバ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、チャ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５
２を介して、−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をしてカセッ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
のカセッ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ャンバ内に確実か
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
量がホ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後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
ている。カセットおよび液体分配機構は適所にあって、
カムを移動させるアクチュ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。カセット
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
ロセッサ−２１はセルの数をカラントし、そして全てが
使用されたとき、費消されたカセットは自動的にエジェ
クトされる。或いは孔６８にフォイルが存在しないこと
を、カセット内の全てのセルが使用されてしまったこと
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ャンバ内への注入液体
に関連して説明されたが、このシステムはチャンバ内へ
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ャン
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ャンバと関連させて特に有
用なものである。

カセッ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。

たとえは、セル突き刺しエレメントはチューブ状針であ
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４０一 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図を参照すれは、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
ション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
カセット位置決め工程を簡略化することができる。壁セ
クション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
セクショ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、代替的にセクション３４ｂはカセット壁３
９に接合された別の層であってもよい。

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
力によっ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ォロワとを含み
、このフォロワは、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＝４３− 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
図のカセットまたはカートリッジを示す頂部斜視図、第
３図は第２図のカセットを示す底部斜視図、第４図は第
２図および第３図のカセット内に収容される流体セルの
パックを示す頂部斜視図、第５図は第４図のセルバック
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線上のカセット
を示す横断面図、第７ａ図はセルバックの一部について
別の構造を示す一部省略斜視図、第８図は第１図のカセ
ッ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１０図はセルの突き刺しおよびフローティ
ングシール機構であって、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ー羽
− リーを示す拡大斜視図、第１２図は第１１図の１２−１
２線上の注入バルブアセンブリーを示す横断面図ならび
にカセッ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・・・円筒形チャンバ、１１．３８・・・壁、１４
゜８７・・・導管、１６・・・液体注入システム、１８
・・・カセット、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・・・チューブ状突き刺し針、９３・・・可撓性導
管。１１３，１６１・・・開口部、１５２・・・チュー
ブ状針。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体注入システムに使用される流体カップリング
   および注入バルブ装置であって、 出口通路を囲む環状の弁座、およびこの弁座の周りに入
   口を形成する凹所を有する下方ハウジング部分と、 前記弁座と協働して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って前記弁座
   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って
   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協働して両者間で前記バルブ
   要素を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. （２）液体注入システムに使用される流体カップリング
   および注入バルブ装置であって、 出口通路を囲む環状の弁座、およびこの弁座の周りに入
   口を形成する凹所を有する下方ハウジング部分と、 前記弁座と協働して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って前記弁座
   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って
   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協働して両者間で前記バルブ
   要素を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前記流体入口の圧力が前記バ
   ルブ要素に作用している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れる方向に移
   動させて、流体が前記バルブ装置を通過できるように、
   加圧された流体を前記入口内に導くために前記上方ハウ
   ジング部分に設けられた入口通路手段と、 前記入口通路手段と協働して、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ともにシールを形成する
   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. （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、 からなる流体カップリングおよび注入バルブ装置。