(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャの先端部とプランジャ受部との間に可撓性チューブを配置し、前記プランジャの後端部を所定変位往復動させる駆動手段の可動軸に結合することにより前記可撓性チューブの一部をクランプ又はアンクランプするチューブクランプ装置において、前記プランジャと可動軸との間に当該可動軸と相対的な移動時にその可動軸の移動を妨げる方向に力を生じさせ得る流体を密閉して保持したダンパを備え、前記駆動手段の駆動により前記可動軸とともに前記ダンパ及びプランジャを移動させて前記可撓性チューブをクランプした後、当該ダンパ内の流体の抵抗により前記可動軸の移動速度を低減しつつストロークエンドまで所定変位移動させることを特徴とするチューブクランプ装置。
【請求項２】
前記可動軸に前記ダンパを形成するとともに、当該ダンパを介して前記プランジャが可動軸に結合されたことを特徴とする請求項１記載のチューブクランプ装置。
【請求項３】
前記ダンパはオイルダンパであり、該オイルダンパが、
所定粘度を有する流体を密閉して保持するとともに前記可動軸の一部を包含したオイル室と、
該オイル室に包含された前記可動軸の一部に形成され、当該オイル室を二つに隔成可能な隔壁と、
該隔壁に形成された所定径のオリフィスと、
を有することを特徴とする請求項２記載のチューブクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性のチューブをクランプ及びアンクランプするためのチューブクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液浄化装置に適用され、可撓性の血液チューブ及び輸液チューブをクランプ及びアンクランプするチューブクランプ装置として、従来、特開平６−１５００１号公報で開示されたものが挙げられる。
【０００３】
かかる従来のチューブクランプ装置は、図７に示すように、プランジャ１０１の先端部１０１ａとプランジャ受部１０２との間に可撓性チューブ１０３を配置し、プランジャ１０１の後端部１０１ｂを所定変位往復動させるソレノイド１０５の可動軸１０４にピン等で結合させることにより、可撓性チューブ１０３の一部をクランプ又はアンクランプするものである。尚、符号１０６及び１０７はそれぞれ、可動軸１０４のフランジ及びプランジャ１０１を初期位置に戻すためのリターンスプリングである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチューブクランプ装置（図７）においては、ソレノイドに対してフランジが当接するように使用すれば比較的小型のソレノイドを使用可能であるが、使用チューブが限定されるとともに大きな衝突音が発生する。
【０００５】
また、チューブがプランジャのストッパとなりソレノイドとフランジ部が直接接触しない場合においても、クランプ時のプランジャの移動速度は速い状態から瞬時にゼロとなるため、その移動エネルギーは衝撃音や振動等となり、筐体等と共鳴した場合は更に大きな音となってしまう。
【０００６】
フランジを具備しないチューブクランプ装置であっても、フランジ以外のストッパー部での衝突や移動エネルギー等により同様な音が発生している。このような衝撃音は、透析時の患者に不快感を与えるとともに、特にシングルニードルのような数秒間隔でクランプ及びアンクランプを繰り返すものに適用した場合、連続した衝撃音が患者に対し過大な負担を及ぼしていた。（また、この方法では特開平６−１５００１号公報で述べているように、肉厚の異なるチューブへの対応が難しい。）
【０００７】
ソレノイドとフランジ間にゴム等をいれ、衝突を避けるとともにその弾性力により移動部の速度を除々に減速することにより、上記衝撃音を抑制する方法が用いられているが、このような構成とした場合、可撓性チューブ１０３をクランプするための力の他、ソレノイド１０５に配設された弾性部材を圧縮保持するための力が必要となり、大型のソレノイド１０５が必要とされる。従って、チューブクランプ装置の外形寸法が大きくなるとともに、製造コスト及びランニングコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
一方、上記した公報（特開平６−１５００１号公報）には、図８に示すチューブクランプ装置も開示されている。かかるチューブクランプ装置は、圧縮コイルスプリング１０９の作用により、肉厚の異なる可撓性チューブ１０３に対し常にクランプ力を一定とすることができるが、衝撃音を解消するものではなく、上記問題は解決されない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、可撓性チューブのクランプ時の衝撃音を抑制するとともに、プランジャの駆動手段を小型化しつつクランプ力を維持することができるチューブクランプ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、プランジャの先端部とプランジャ受部との間に可撓性チューブを配置し、前記プランジャの後端部を所定変位往復動させる駆動手段の可動軸に結合することにより前記可撓性チューブの一部をクランプ又はアンクランプするチューブクランプ装置において、前記プランジャと可動軸との間に当該可動軸と相対的な移動時にその可動軸の移動を妨げる方向に力を生じさせ得る流体を密閉して保持したダンパを備え、前記駆動手段の駆動により前記可動軸とともに前記ダンパ及びプランジャを移動させて前記可撓性チューブをクランプした後、当該ダンパ内の流体の抵抗により前記可動軸の移動速度を低減しつつストロークエンドまで所定変位移動させることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、駆動手段を駆動させてプランジャを移動させ、プランジャ受部との間で可撓性チューブをクランプした後、ダンパにより可動軸の移動速度を低減しつつストロークエンドまで所定変位移動させる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記可動軸に前記ダンパを形成するとともに、当該ダンパを介して前記プランジャが可動軸に結合されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記オイルダンパがオイルダンパであり、該オイルダンパが、所定粘度を有する流体を密閉して保持するとともに前記可動軸の一部を包含したオイル室と、該オイル室に包含された前記可動軸の一部に形成され、当該オイル室を二つに隔成可能な隔壁と、該隔壁に形成された所定径のオリフィスと、を有することを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、駆動手段を駆動させてプランジャを移動させ、プランジャ受部との間で可撓性チューブのクランプが完了した後、プランジャが停止する一方駆動軸のみが引き続き移動し、これらの相対移動により、オイル室内の流体が隔壁のオリフィスを通過する。この時に生じる抵抗により可動軸の移動方向と逆向きの力が作用し、可動軸を減速しつつストロークエンドまで移動させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るチューブクランプ装置は、例えばシングルニードルに適用され、血液回路を構成する可撓性チューブをクランプ及びアンクランプ可能なチューブクランプ装置に適用されるものであり、図１に示すように、プランジャ１と、プランジャ受部２と、可動軸４を有する駆動手段としてのソレノイド５と、ダンパとしてのオイルダンパ８と、圧縮コイルスプリング９と、を主な構成要素とする。
【００１６】
プランジャ１は、例えばシングルニードル装置内に配設されるケーシング１０のガイド孔１０ａにて案内されつつ図中左右方向に往復動自在なもので、後述するソレノイド５により駆動される。また、プランジャ１は、その先端部１ａがケーシング１０内に挟持等により固定された可撓性チューブ３に対し押圧し得る図示の如き形状とされるとともに、後端部１ｂがリターンスプリング７の一端を固定し得る図示の如き形状とされている。
【００１７】
尚、リターンスプリング７の他端は、ケーシング１０からプランジャ１を包含して配設されたブラケット１１に固定され、ソレノイド５の駆動力が停止された後にプランジャ１を初期位置に戻し得る構成とされている。このリターンスプリング７はコイルスプリングから成るものであるが、板バネや他の弾性部材によるものとしてもよい。
【００１８】
プランジャ受部２は、ケーシング１０に凸状に一体成形され、プランジャ１と対向して配置されたものであり、このプランジャ受部２に対し前記プランジャ１が可撓性チューブ３を介して近接することにより、可撓性チューブ３をクランプし得る構成とされている。尚、該プランジャ受部２をケーシング１０と別体としネジ等でケーシング１０の図示の位置に固定するものとしてもよい。
【００１９】
ソレノイド５は、ケーシング１０端に固定され、可動軸４を往復動させ得る電磁石であり、電圧の印可で生じる磁力により可動軸４を図中左方向に移動させるものである。そして、可動軸４の先端（左端）はオイルダンパ８を介してプランジャ１の後端部１ｂにピン等で固定されおり、可動軸４の移動に伴いプランジャ１が移動するよう構成されている。
【００２０】
また、可動軸４の右端にはフランジ６が形成されており、該フランジ６はソレノイド５の端部と当接することにより可動軸４の更なる移動を規制するストッパーの役割をしている。このフランジ６は薄い金属板から成るものであるが、軽量かつ薄型のものであれば、他の材質から成るものとしてもよい。
【００２１】
可動軸４の一部に形成された小径部には圧縮コイルスプリング９の一端を固定する固定部材１２が固定されており、この圧縮コイルスプリング９の他端はオイルダンパ８のケーシング８ｄ（後述）に固定されている。
【００２２】
オイルダンパ８は、ケーシング８ｄ及び８ｅを筐体とし、内部に所定粘度を有する流体を密閉して保持するオイル室８ａを具備したものである。また、ケーシング８ｄ、８ｅを貫通して可動軸４が摺動自在に配設され、オイル室８ａ内に可動軸４の一部を包含しており、この可動軸４の一部に隔壁８ｂが形成されて、オイル室８ａを二つに隔成可能としている。
【００２３】
尚、ケーシング８ｄにおける可動軸４が摺動する箇所近傍には、シール材としてのＯリング１３が配設されるとともに、ケーシング８ｄと８ｅとの間にもシール材としてのＯリング１４が配設されており、オイル室８ａ内の流体が外部に漏れないように構成されている。
【００２４】
また、図４に示すように、隔壁８ｂにはオリフィス８ｃが形成されており、可動軸４の移動に伴い隔壁８ｂがオイルダンパ８に対して相対的に移動すると、オイル室８ａ内の流体を一方の室から他方の室へ通過させるよう構成されている。このように流体がオリフィス８ｃを通過する際、流体の粘性により所定値の抵抗力が生じ、隔壁８ｂを介して可動軸４に対しその移動方向と逆向きに力を及ぼして可動軸４の移動速度を低減させる。
【００２５】
次に、上記構成のチューブクランプ装置における作用について、図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
同図（ａ）で示すように、まずケーシング１０に可撓性チューブ３の一部を固定した後、ソレノイド５に対し所定値の電圧を印加する（電源及び配線については不図示）。すると、ソレノイド５で生じる磁力により可動軸４が図中左方向に移動されるとともに、これと結合されたプランジャ１もリターンスプリング７の付勢力に抗して移動し、同図（ｂ）で示すように、プランジャ１の先端部１ａとプランジャ受部２との間で可撓性チューブ３をクランプする。
【００２６】
一方、クランプ直後までは、圧縮コイルスプリング９の付勢力によりオイルダンパ８と可動軸４との間に相対的な移動が生じず（即ち、オイルダンパ８は可動軸４とともに左方へ移動する）、オイルダンパ８による可動軸４に対する減速作用は生じない。
【００２７】
プランジャ１がプランジャ受部２との間で可撓性チューブ３をクランプして停止した後もソレノイド５に対して電圧を印加しつづけると、可動軸４は圧縮コイルスプリング９の付勢力に抗して左方に移動する（同図（ｃ）参照）。この時、オイルダンパ８はプランジャ１側に固定されているため、オイルダンパ８と可動軸４との間で相対的な移動があり、可動軸４側に固定形成された隔壁８ｂがオイル室８ａ左端から右端に移動する。
【００２８】
このような隔壁８ｂの移動時には、図３で示すように、オリフィス８ｃを通過する流体の抵抗で図中右方向（矢印ｂ方向）に力が生じ、可動軸４の移動（矢印ａ方向）を妨げる力が及ぼされる。以下、クランプ時の時間−可動軸の移動量について、図９のグラフに基づいて説明する。
【００２９】
本実施形態に係るチューブクランプ装置においては、同図のグラフ中実線で示すように、プランジャ１が可撓性チューブ３のクランプを開始（同図中Ａ時点）した後、可撓性チューブ３がクランプされて閉塞する（同図中Ｂ時点）までの時間は、従来のオイルダンパ８を具備しないチューブクランプ装置（図８で示したもの）と略変わらない（該従来のチューブクランプ装置による時間−可動軸の移動量を破線で示す）。従って、本実施形態に係るチューブクランプ装置は、上記した従来のものと比べ、クランプに要する時間は変わらず、確実なクランプを維持することができる。
【００３０】
また、可動軸がストロークエンドに達するまでの時間は、上記従来のチューブクランプ装置はＣ時点であるのに対して、本実施形態に係るチューブクランプ装置はＤ時点である。これは、従来のチューブクランプ装置のストロークエンドにおける可動軸１０４の速度（同グラフの傾き）に比べ、本実施形態のチューブクランプ装置のストロークエンドにおける可動軸４の速度の方が遅いことを示しており、ストロークエンド時のフランジ６とソレノイド５との衝撃音が抑制されていることが分かる。
【００３１】
その後、ソレノイド５に対する電圧の印可を停止すると、プランジャ１がリターンスプリング７の付勢力により右方へ移動されるとともに、可動軸４が圧縮コイルスプリング９の付勢力によりオイルダンパ８に対して右方へ移動され、初期状態（図２（ａ）の状態）となる。以上のような電圧の印可を所定周期で行うことにより、プランジャ１を往復動させ、可撓性チューブ３の一部を連続してクランプ及びアンクランプすることができる。
【００３２】
上記実施形態に係るチューブクランプ装置によれば、オイルダンパ８を可動軸４とプランジャ１との間に配設し、可動軸４がオイルダンパ８のピストンロッド（隔壁８ｂは一般のオイルダンパ８のピストンに相当する）を兼ねているため、例えばフランジ６等に別途オイルダンパを配設したものに比べ、装置全体を小型化することができる。
【００３３】
また、ゴム等の弾性部材をソレノイド５のフランジ６との当接部分に配設したものに比べ、クランプ時に弾性部材の弾力に抗する必要がないので、クランプ力を小さくすることができ、小さな駆動源で確実にクランプすることができるとともに、チューブクランプ装置の作動による衝撃音を抑制することができる。
【００３４】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図５に示すように、駆動手段としてのソレノイド５の代わりに回転カム５’としてもよい。この場合、回転カム５’のプロフィル面の公差や変形により生じるプランジャ１の戻り動作時の衝撃音（例えば、プランジャ１等の戻り方向に対するストッパー部材との当接による衝撃音等）を抑制することができる。
【００３５】
また、オイルダンパ８に代えて、例えばエアダンパ等のように、他の公知のダンパとしてもよい。参考例としてエアダンパを具備したチューブクランプ装置を図６に示す。かかるチューブクランプ装置は、可動軸４とプランジャ１との間にエアダンパ８’を介在させたものであり、当該エアダンパ８’は、可動軸４の先端（同図中右端）に結合されたピストン８’ａと、該ピストン８’ａの左端面から右端面までを貫通して形成されたオリフィス８’ｂと、ハウジング８’ｅと蓋体８’ｄとによって構成されるエア室８’ｃと、から主に構成される。
【００３６】
同図の状態からソレノイド５に電圧が印加されると、可動軸４は左方に移動し、これに伴いプランジャ１もリターンスプリング７の付勢力に抗して左方に移動し、プランジャ１先端とプランジャ受部（図示せず）との間に位置する可撓性チューブ（図示せず）をクランプする。
【００３７】
クランプが終了した後も引き続きソレノイド５に電圧が印加され、可動軸４が更に左方に移動する際、ピストン８’ａがハウジング８’ｅに対して相対的に左方へ移動する。この時、エア室８’ｃ内のエアがオリフィス８’ｂを通過する流動抵抗により可動軸４は減速され、フランジ６とソレノイド５との衝撃力が弱まることにより衝撃音が抑制される。
【００３８】
可撓性チューブのクランプが終了し、ソレノイド５への電圧の印可が停止されると、プランジャ１がリターンスプリング７の付勢力により初期位置に戻されるとともに、ピストン８’ａが圧縮コイルスプリング９により初期位置に戻されて、可撓性チューブをアンクランプ状態とする。
【００３９】
更に、本実施形態のチューブクランプ装置を、シングルニードル以外における可撓性チューブのクランプ手段に用いてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、可撓性チューブのクランプ時の衝撃音を抑制するとともに、プランジャの駆動手段を小型化しつつクランプ力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るチューブクランプ装置を示す縦断面図
【図２】  本発明に係るチューブクランプ装置の作用を示す縦断面図であって、（ａ）初期状態を示す縦断面図、（ｂ）プランジャとプランジャ受部とが可撓性チューブをクランプした直後を示す縦断面図、（ｃ）可動軸がストロークエンドに達した状態を示す縦断面図
【図３】  図１におけるIII部を拡大図であって、可動軸がオイルダンパに対して相対的に移動している最中を示す断面図
【図４】  図３におけるIV−IV線断面図
【図５】  本発明に係るチューブクランプ装置の駆動源に回転カムを用いた場合の実施形態を示す縦断面図
【図６】  エアダンパを用いた場合の参考例を示す縦断面図
【図７】  従来のチューブクランプ装置を示す縦断面図
【図８】  従来の他のチューブクランプ装置を示す縦断面図
【図９】  本発明に係るチューブクランプ装置と図８に示す従来のチューブクランプ装置とを比較するための時間−可動軸の移動量を示すグラフ
【符号の説明】
１、１０１…プランジャ
１ａ、１０１ａ…先端部
１ｂ、１０１ｂ…後端部
２、１０２…プランジャ受部
３、１０３…可撓性チューブ
４、１０４…可動軸
５、１０５…ソレノイド（駆動手段）
５’…回転カム（駆動手段）
６、１０６…フランジ
７、１０７…リターンスプリング
８…オイルダンパ
８’…エアダンパ
８ａ…オイル室
８ｂ…隔壁
８ｃ…オリフィス
８ｄ、８ｅ…ハウジング
９、１０９…圧縮コイルスプリング
１０…ケーシング
１０ａ…ガイド孔
１１…ブラケット
１２…固定部材
１３、１４…Ｏリング
【図１】
0004754043.tif 000002
【図２】
0004754043.tif 000003
【図３】
0004754043.tif 000004
【図４】
0004754043.tif 000005
【図５】
0004754043.tif 000006
【図６】
0004754043.tif 000007
【図７】
0004754043.tif 000008
【図８】
0004754043.tif 000009
【図９】
0004754043.tif 000010