(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する輸液チューブに上流側から下流側に向かって蠕動運動を付与することにより該輸液チューブ内の液体を強制的に流動させる蠕動式輸液ポンプであって、
前記輸液チューブの一側に当接する平坦面を有して該輸液チューブを押さえる押さえ板と、該押さえ板に前記輸液チューブを介して対向して該輸液チューブを圧接する方向に進退自在とされ且つ該輸液チューブに沿って隣接して配列された複数の圧接フィンガーと、各圧接フィンガーを順次進退させるべく所定角度ずつ変位して配列された複数のカムと、各カムを軸支して一体に回転させる回転軸と、該回転軸を回転駆動する駆動手段とを備えて成り、
前記カムのうち何れか１つが前記回転軸に固定されており、他のカムは前記回転軸に遊挿されており、
各カムは、互いに隣接するカム同士がその回転方向において互いに係止し合うことにより、各カムの回転を連鎖させる係止部を備え、
前記回転軸が正転したとき、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが回転方向に所定角度を存して変位する位置で互いに係止し、各カムは、各圧接フィンガーを順次進退させて輸液チューブに蠕動運動を付与し、
前記回転軸が逆転したとき、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが一致する位置で互いに係止し、各カムは、各圧接フィンガーの先端を平坦に配列させて一体に後退させることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項２】
前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに形成された長孔状の凹部と、他方のカムに形成されて前記回転軸の回転方向に応じて前記凹部の何れか一方端の内壁に係止する凸部とにより構成され、
前記回転軸が正転したとき、該凸部が前記凹部の一方端の内壁に当接して、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが回転方向に所定角度を存して変位し、前記回転軸が逆転したとき、該凸部が前記凹部の他方端の内壁に当接して、互いに隣接する一方のカムに他方のカムが一致することを特徴とする請求項１記載の蠕動式輸液ポンプ。
【請求項３】
前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに形成された一対の第１凸部と、他方のカムに形成されて前記回転軸の回転方向に応じて何れか一方の第１凸部に係止する第２凸部とにより構成され、
前記回転軸が正転したとき、該第２凸部が一方の第１凸部に当接して、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが回転方向に所定角度を存して変位し、前記回転軸が逆転したとき、該第２凸部が他方の第１凸部に当接して、互いに隣接する一方のカムに他方のカムが一致することを特徴とする請求項１記載の蠕動式輸液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有する輸液チューブに蠕動運動を付与して液体を送る蠕動式輸液ポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療分野において体液や血液成分或いは薬液等を強制的に送る輸液ポンプが知られており、この種の輸液ポンプとしては、蠕動式（ペリスタルティックフィンガー方式）を採用したものが挙げられる。
【０００３】
この種の蠕動式輸液ポンプは、可撓性を有する輸液チューブの一側に複数の圧接フィンガーを圧接して、各圧接フィンガーを順次進退させることにより輸液チューブの上流側から下流側に向かって蠕動運動を付与する。各圧接フィンガーは、輸液チューブの一側を押さえる押さえ板に向かって進出することにより輸液チューブの他側に圧接する。各圧接フィンガーは、輸液チューブに沿って隣接して配列され、複数のカムによって各別に進退される。各カムは、モータ等の回転駆動手段に接続された回転軸が挿通され、該回転軸の回転方向に向かって所定角度ずつ変位して回転軸に固定されている。回転軸の回転によって各カムが順次進角し、各カムの回転に伴って各圧接フィンガーがその上流側から下流側にかけて順次進退される。これにより、各圧接フィンガーに当接された輸液チューブに蠕動運動が付与される。
【０００４】
しかし、この構成によると、回転軸の回転を停止したときにも、何れかのカムは圧接フィンガーを進出させた状態で停止する。例えば輸液を開始する前に各圧接フィンガーと押さえ板との間に輸液チューブを取り付けることが行われるが、この状態では、進出状態の圧接フィンガーの先端と押さえ板との間隔が極めて小さく、その間隔内に輸液チューブを取り付けることが困難となる。また、輸液を終了した後に各圧接フィンガーと押さえ板との間から輸液チューブを取り外すことが行われるが、進出状態の圧接フィンガーの先端と押さえ板との間に輸液チューブが挟まれているため、その間から輸液チューブを取り外すことが困難となる。
【０００５】
そこで従来、押さえ板を、圧接フィンガーから離反するように扉状に開閉自在に設け、輸液チューブの付け外しの際に押さえ板を開閉するようにしていた。
【０００６】
しかし、押さえ板は、輸液チューブの付け外しの度に、頻繁に開閉されるため、押さえ板を開閉自在とするヒンジ等に高い耐久性が必要であると共に、閉状態のときに押さえ板による輸液チューブの確実な押さえ状態を維持するための精度の高い固定手段が必要となり、コスト高となる不都合がある。しかも、押さえ板の開閉作業が煩わしく、輸液チューブの迅速な付け外しに支障を来すおそれがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、押さえ板を圧接フィンガーから離反させる構造とすることなく輸液チューブの付け外しを容易且つ迅速に行うことができる蠕動式輸液ポンプを構造簡単に提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、可撓性を有する輸液チューブに上流側から下流側に向かって蠕動運動を付与することにより該輸液チューブ内の液体を強制的に流動させる蠕動式輸液ポンプであって、前記輸液チューブの一側に当接する平坦面を有して該輸液チューブを押さえる押さえ板と、該押さえ板に前記輸液チューブを介して対向して該輸液チューブを圧接する方向に進退自在とされ且つ該輸液チューブに沿って隣接して配列された複数の圧接フィンガーと、各圧接フィンガーを順次進退させるべく所定角度ずつ変位して配列された複数のカムと、各カムを軸支して一体に回転させる回転軸と、該回転軸を回転駆動する駆動手段とを備えて成り、前記カムのうち何れか１つが前記回転軸に固定されており、他のカムは前記回転軸に遊挿されており、各カムは、互いに隣接するカム同士がその回転方向において互いに係止し合うことにより、各カムの回転を連鎖させる係止部を備え、前記回転軸が正転したとき、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが回転方向に所定角度を存して変位する位置で互いに係止し、各カムは、各圧接フィンガーを順次進退させて輸液チューブに蠕動運動を付与し、前記回転軸が逆転したとき、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが一致する位置で互いに係止し、各カムは、各圧接フィンガーの先端を平坦に配列させて一体に後退させることを特徴とする。
【０００９】
回転軸を正転させると、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムと他方のカムとが所定角度に変位するように係止する。即ち、回転軸に固定されたカムの正転に伴って前記係止部が係止し合い、回転軸に遊挿された他のカムが連鎖して、各カムが所定角度毎に変位する。なお、このときの変位は、上流側に位置するカムから下流側に位置するカムかけて回転軸の回転方向に沿って一定の角度毎に進角するものとする。そして、各カムが所定角度毎に変位した状態で更に回転軸を回転（正転）させることにより、各カムの進角に従って、上流側の圧接フィンガーから下流側の圧接フィンガーにかけて順次進退され、各圧接フィンガーの先端側に蠕動波が形成される。これにより、各圧接フィンガーと押さえ板との間に位置する輸液チューブに蠕動運動が付与され、輸液チューブ内の液体を強制的に送ることができる。
【００１０】
回転軸を逆転させると、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが一致する位置で互いに係止する。即ち、回転軸に固定されたカムの逆転に伴って前記係止部が係止し合い、回転軸に遊挿された他のカムが連鎖して、全てのカムが一致する。全てのカムが一致することにより、各カムによって進退される全ての圧接フィンガーの先端が平坦に揃う。そして、全てのカムが一致した状態で更に回転軸を回転（逆転）させることにより、全ての圧接フィンガーを同時に後退させることができる。
【００１１】
従って、回転軸の回転を停止させたときに、全ての圧接フィンガーの先端と押さえ板との間隔が最も広い状態とすることができ、従来のような押さえ板を扉状に開閉自在とすることなく、輸液チューブの付け外しを容易且つ迅速に行うことができる。
【００１２】
本発明の一態様として前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに形成された長孔状の凹部と、他方のカムに形成されて前記回転軸の回転方向に応じて前記凹部の何れか一方端の内壁に係止する凸部とにより構成され、前記回転軸が正転したとき、該凸部が前記凹部の一方端の内壁に当接して、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが回転方向に所定角度を存して変位し、前記回転軸が逆転したとき、該凸部が前記凹部の他方端の内壁に当接して、互いに隣接する一方のカムに他方のカムが一致することを特徴とする。
【００１３】
本態様によれば、該係止部は、互いに隣接する一方のカムに長孔状の凹部を設け、他方のカムに該凹部の何れか一方端の内壁に係止する凸部を設けることにより構成することができる。即ち、回転軸が正転して、一方のカムの凹部の一方端の内壁に他方のカムの凸部が係止されたとき、両カムは所定角度を存して変位する。そして、回転軸が逆転して、一方のカムの凹部の他方端の内壁に他方のカムの凸部が係止されたとき、両カムの変位が無くなって一致する。
【００１４】
このように、それぞれのカムに前記凹部及び凸部を設けるといった簡単な構成の係止部を設けるだけで、回転軸の回転方向に応じて各カムを変位或いは一致させることができ、各圧接フィンガーを順次進退させて輸液チューブに蠕動運動を付与し、または、各圧接フィンガーの先端を平坦に配列させて一体に後退させることを回転軸の正逆回転のみで容易に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様として、前記係止部は、互いに隣接する一方のカムに形成された一対の第１凸部と、他方のカムに形成されて前記回転軸の回転方向に応じて何れか一方の第１凸部に係止する第２凸部とにより構成され、前記回転軸が正転したとき、該第２凸部が一方の第１凸部に当接して、互いに隣接する一方のカムに対して他方のカムが回転方向に所定角度を存して変位し、前記回転軸が逆転したとき、該第２凸部が他方の第１凸部に当接して、互いに隣接する一方のカムに他方のカムが一致することを特徴とする。
【００１６】
本態様によれば、該係止部は、互いに隣接する一方のカムに一対の第１凸部を設け、他方のカムに何れか一方の第１凸部に係止する第２凸部を設けることにより構成することができる。即ち、回転軸が正転して、一方のカムの一方の第１凸部に他方のカムの第２凸部が係止されたとき、両カムは所定角度を存して変位する。そして、回転軸が逆転して、一方のカムの他方の第１凸部に他方のカムの第２凸部が係止されたとき、両カムの変位が無くなって一致する。
【００１７】
このように、それぞれのカムに一対の第１凸部及び第２凸部を設けるといった簡単な構成の係止部を設けるだけで、回転軸の回転方向に応じて各カムを変位或いは一致させることができ、本態様においても前述した態様と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の蠕動式輸液ポンプを示す説明的斜視図、図２は本実施形態の蠕動式輸液ポンプに備えるポンプ機構の説明的縦断面図、図３は図２に示すポンプ機構に備える圧接フィンガーとカムとの連結状態を示す平面説明図、図４はカムの形状を示す説明的斜視図、図５は回転軸が正転されたときのカムの状態を示す説明図、図６は回転軸が逆転されたときのカムの状態を示す説明図、図７はカムによる圧接フィンガーの作動を示す説明図、図８は他のカムの形状を示す説明的斜視図、図９は回転軸の回転によるカムの状態を示す説明図である。
【００１９】
本実施形態の蠕動式輸液ポンプ１は、可撓性を有する輸液チューブ２に蠕動運動を付与することによって、輸液チューブ２内の液体を下流方向に強制的に送るものであり、特に、医療分野において体液や血液成分或いは薬液等を輸液チューブ２により人体に送る際に使用されるものである。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の蠕動式輸液ポンプ１は、操作パネル部３を前面に備え、前記輸液チューブ２を挿着保持するチューブ保持部４を一側に備えている。該チューブ保持部４は、上下方向に貫通し且つ前面側が開放された大略コ字形の深溝状に形成されており、輸液チューブ２を垂直方向に挿着保持する。
【００２１】
該チューブ保持部４の内部には、図２に示すように、輸液チューブ２の一側に当接する押さえ板５と、該押さえ板５に対向して輸液チューブ２の他側に当接するポンプ機構６とが設けられている。更に、該チューブ保持部４（図１示）の内部には、図示しないが、該チューブ保持部４内に保持された輸液チューブ２の内圧を検出する圧力センサや輸液チューブ２内の気泡を検出する気泡センサ等が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、前記押さえ板５は金属や合成樹脂等によって形成された硬質の厚板であり、一側の平坦面７が輸液チューブ２に当接される。
【００２３】
また、ポンプ機構６は、チューブ保持部４内において前記押さえ板５の平坦面７に対向する複数の圧接フィンガー８と、該圧接フィンガー８を水平方向に進退させる複数のカム９と、各カム９を軸支する回転自在の回転軸１０と、該回転軸１０を回転駆動する駆動モータ１１とを備えている。
【００２４】
各圧接フィンガー８は、図２に示すように、板状に形成されており、上下方向に互いに隣接して配列されている。該圧接フィンガー８は、図３に示すように、輸液チューブ２に圧接する圧接部１２を先端に備え、後述のカム９に係合する略Ｕ字状のカム係合部１３を後端側に備えている。なお、該カム係合部１３は略Ｕ字状とする他に、図示しないが、カム９が係合可能となるような略楕円形の穴状に形成されていてもよい。
【００２５】
各カム９は、図４に示すように、略円盤状に形成されており、図２に示すように、各圧接フィンガー８の配列に従って上下方向に互いに隣接して配列されている。該カム９には、図３に示すように、回転軸１０が遊挿される軸挿孔１４が偏心して形成されている。また、該カム９には、図４に示すように、上面側に湾曲する長孔状の凹部１５が形成されており、下面側に他のカム９の凹部１５に挿入して該凹部１５の長手方向に案内される凸部１６が形成されている。該凸部１６は、前記凹部１５の両端内壁の何れかに係止され、互いに隣接するカム９同士をその回転方向に係止した状態で各カム９の回転動を連鎖させる。そして、詳しくは後述するが、図５（ａ）に示すように、互いに隣接する一方のカム９の凸部１６が他方のカム９の凹部１５の一端の内壁に係止された状態では、両カム９は互いに所定角度変位する。また、図６（ａ）に示すように、凸部１６が凹部１５の他端の内壁に係止された状態では、両カム９はその姿勢が一致する。
【００２６】
前記回転軸１０は、図２に示すように、その上端部と下端部とがポンプ機構６のフレーム１７に回転自在に支持されており、前記複数のカム９を回転自在に支持している。該回転軸１０は、その上端側に従動プーリ１８が設けられており、前記駆動モータ１１から延出する駆動軸１９の上端側に設けられた駆動プーリ２０からベルト２１を介して回転が伝達される。
【００２７】
また、図２に示すように、前記カム９のうち、最上端に位置するカム９ａは、該回転軸１０に固定された連結部材２２により一体に連結されており、該回転軸１０と一体に回転する。なお、該連結部材２２は、回転軸１０の回転数を検出するための検出部材として設けられているものであり、図示しないが、回転検出用センサによって、連結部材２２の回転を監視することにより回転軸１０の回転数を検出し、後述するような圧接フィンガー８の蠕動速度、即ち輸液チューブ２内の液体の流量を制御できるようになっている。
【００２８】
一方、該カム９ａの下方に連なる他のカム９は回転軸１０に対して回転自在とされており、前記凸部１６が凹部１５に係止されることにより、回転軸１０と一体に回転するカム９ａから他の各カムへ連鎖して回転動が伝達されるようになっている。
【００２９】
そして、図３に示すように、前記回転軸１０が回転し、各カム９が前記圧接フィンガー８のカム係合部１３内で回転することにより、前記圧接フィンガー８が進退し、押さえ板５との間で前記輸液チューブ２の押し潰しと開放とが行われる。
【００３０】
各カム９の作動を更に詳しく説明すれば、図５（ａ）に示すように、回転軸１０が正転（本実施形態においては平面視して時計回り）されると、回転軸１０と一体に回転するカム９ａの凸部１６が、その下方に隣接するカム９の凹部１５の一側端の内壁に係止される。凸部１６が凹部１５の一側端の内壁に係止されることは、他の隣接する全てのカム９同士で連鎖して行われ、これによって、各カム９は図５（ｂ）に示すように、所定角度ずつ変位したかたちで、回転軸１０と共に回転する。このときの各カム９の変位は、所定角度ずつ進角するものであり、これによって、図７（ａ）に示すように、各圧接フィンガー８がその上流側から順次進退する。各圧接フィンガー８の進退が各カム９により順次行われることにより、全ての圧接フィンガー８の先端位置は蠕動波状に移動し、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態へと移行する。このとき、各圧接フィンガー８と前記押さえ板５との間に介在する前記輸液チューブ２に蠕動運動が付与され、該輸液チューブ２内の液体は上流から下流へと送られる。
【００３１】
そしてまた、図６（ａ）に示すように、回転軸１０が逆転（本実施形態においては平面視して反時計回り）されると、回転軸１０と一体に回転するカム９ａの凸部１６が、その下方に隣接するカム９の凹部１５の他側端の内壁に係止される。他の隣接する全てのカム９同士においても同様に連鎖して、各カム９に備える凸部１６が凹部１５の他側端の内壁に係止される。これによって、各カム９は図６（ｂ）に示すように、回転軸１０の軸線に沿って凹凸なく一致した状態に整列される。このように各カム９が一致して整列されることにより、図７（ｃ）に示すように、全ての圧接フィンガー８の先端位置が平坦に揃い、この状態で全ての圧接フィンガー８を後退させることができる。
【００３２】
このように、輸液チューブ２を前記チューブ保持部４に付け外しする際には、回転軸１０を逆転させることによって全ての圧接フィンガー８を後退させることができ、輸液チューブ２の付け外し作業を容易に且つ迅速に行うことができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、前記カム９に備える本発明の係止部として、図４に示すように、前記凸部１６と凹部１５とによる係止構造を示したが、他の係止構造を有するカム２３を挙げれば、図８に示すように、上面側に突出する一対の第１凸部２４が形成されており、下面側に他のカム２３の両第１凸部２４間に移動自在に対応する一対の第２凸部２５が形成されていてもよい。第１凸部２４と第２凸部２５とは、図９（ａ）に示すように、回転軸１０が正転したとき両者の一側壁同士が係止し合い、互いに隣接するカム２３は所定角度変位する。これにより、各カム２３は図５（ｂ）に示すカム９の状態と同様の作動を得ることができる。また、図９（ｂ）に示すように、回転軸１０が逆転したとき第１凸部２４と第２凸部２５とは、両者の他側壁同士が係止し合って、カム２３同士の姿勢が一致する。これにより、各カム２３は図６（ｂ）に示すカム９の状態と同様に作動し、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の蠕動式輸液ポンプを示す説明的斜視図。
【図２】本実施形態の蠕動式輸液ポンプに備えるポンプ機構の説明的縦断面図。
【図３】圧接フィンガーとカムとの連結状態を示す平面説明図。
【図４】カムの形状を示す説明的斜視図。
【図５】回転軸が正転されたときのカムの状態を示す説明図。
【図６】回転軸が逆転されたときのカムの状態を示す説明図。
【図７】カムによる圧接フィンガーの作動を示す説明図。
【図８】他のカムの形状を示す説明的斜視図。
【図９】回転軸の回転によるカムの状態を示す説明図。
【符号の説明】
１…蠕動式輸液ポンプ、２…輸液チューブ、５…押さえ板、７…平坦面、８…圧接フィンガー、９，９ａ，２３…カム、１０…回転軸、１１…駆動モータ（駆動手段）、１５…凹部（係止部）、１６…凸部（係止部）、２４…第１凸部（係止部）、２５…第２凸部（係止部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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