(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）平坦な外表面を有している基板を含む本体と、
ｂ）前記基板の前記平坦な外表面上に取付けられ、且つほぼ円弧形状の型成形された流路であって流路断面積の変化領域を少なくとも１つ有する流路を少なくとも１つ含む、可撓性を有する材料からなるシートと、
を備え、前記基板は前記シートに対して固い材料からなる、ローラーヘッドを有する蠕動式ポンプと共に使用されるカセット。
【請求項２】
前記基板内には前記シートに含まれる流路と連通する流路が設けられている請求項１に記載のカセット。
【請求項３】
前記ローラーヘッドは、１つ以上の円弧形状に間隔を空けて配置されたローラーを含み、前記シートに含まれる流路の前記円弧形状は、前記ローラーの半径に近似する請求項１または２に記載のカセット。
【請求項４】
前記シートに含まれる流路は、型成形された吸引用流路と型成形された注入用流路とを含む請求項１または２に記載のカセット。
【請求項５】
前記シートは、シリコーンゴム又は熱可塑性エラストマーからなる請求項１または２に記載のカセット。
【請求項６】
前記シートに含まれる流路は、平面状である請求項１または２に記載のカセット。
【請求項７】
前記シートに含まれる流路は、少なくとも１つのピンチ弁部を有する請求項１または２に記載のカセット。
【請求項８】
前記シートは少なくとも１つの型成形された薄膜の圧力インターフェースを有する請求項１または２に記載のカセット。
【請求項９】
ａ）回転シャフトに取付けられ且つ該シャフトの軸線にほぼ垂直な長手軸線を備えた１つ以上のローラーを有するポンプローラーヘッドと、
ｂ）平坦な外表面を有している基板を含む本体と、前記基板の前記平坦な外表面上に取付けられ、且つ前記ローラーヘッドの前記ローラーと作用上接続した状態で保持される少なくとも１つの型成形された流路であって流路断面積の変化領域を少なくとも１つ有する流路を含む、可撓性を有する材料からなるシートとを有し、前記基板は前記シートに対して固い材料からなるカセットと、を備えた蠕動式ポンプ。
【請求項１０】
前記基板内には前記シートに含まれる流路と連通する流路が設けられている請求項９に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記シートに含まれる流路は、円弧形状であり、前記ローラーの前記長手軸線は、前記シートに含まれる流路に接するローラーが前記基板の前記平坦な外表面にほぼ平行となるように配列された請求項９または１０に記載のポンプ。
【請求項１２】
前記ローラーは、ほぼテーパ状にされた請求項９または１０に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に蠕動式ポンプ、特に、眼科の手術器具に使用される蠕動式ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最も多用されている従来技術のポンプでは、回転するローラーヘッドを使用する、固定の水路の間等にある可撓性ある一定長さのチューブを圧縮又は締付けることにより作動する。ローラーヘッドが回転すると、ローラーがチューブの一部を締めつぶし、回転方向にローラー間のチューブの中に閉じ込められた流体を押し出していく。蠕動式ポンプは、予測可能な定流量特性を有するので医療用に広く使用される。しかし、これらの従来技術の装置では、典型的には回転するローラーヘッド周りのポンプチューブの一部分を手動で連結させることが必要となる。
【０００３】
また、回転するローラーヘッドを使用する従来技術の蠕動式ポンプでは、典型的には、好ましくない圧力脈動が生じる。この問題を解決するために、デービス氏発明の米国特許番号４，９２１，４７７等の種々の振動減衰装置が開発されてきた。
従って、圧力脈動を減少させ、製造・使用を容易にさせ且つコストを下げる蠕動式ポンプが、引き続き必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固い基板に埋め込まれ又は機械的に取付けられるエラストマーシート上に含まれる型成形された流路を有する蠕動式ポンプを提供することにより従来の蠕動式ポンプを改良するものである。ポンプヘッドローラーは、ポンプモーターの回転軸から放射状に装着され、固い基板にエラストマーの流路を圧縮する。
【０００５】
本発明の目的の１つは、型成形されたエラストマーの流路を使用する蠕動式ポンプを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、放射状に位置決めされたポンプローラーを有する蠕動式ポンプを提供することにある。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、固い基板にエラストマーの流路を圧縮する蠕動式ポンプを提供することにある。
上記及び他の長所及び目的とは、本明細書における発明の詳細な説明及び特許請求の範囲と、添付図面との記載から明白になるであろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１と２と３とで最も良く表すように、本発明の第一の実施形態では、本発明のポンプ１０は、典型的には、ポンプモーター１２と、ローラーヘッド１４とを含み、一つ以上のローラー１６と比較的固い本体又は基板２２の外表面に使用されるエラストマーシート２０を有するカセット１８とを含んでいる。ポンプモーター１２は、ステッパー電動機又は直流サーボモーターであることが好ましい。ローラーヘッド１４は、シャフト２４の軸にほぼ垂直な平面上を回転するようにモーター１２のシャフト２４に取付けられ、ローラー１６の長手方向の軸はシャフト２４の軸に対してほぼ放射状に配置される。
【０００８】
シート２０は、ほぼ平面状であり、且つその平面に円弧形状を描いて型成形された、シャフト２４周りのローラー１６の半径に近似する流路２６を含む。流路２６は、孔２８、３０に流体が流出入可能な状態で連結する。シート２０は、シリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等の任意の適当に可撓性を有する型成形容易な材料から製造可能である。シート２０は、接着剤、熱融合又は機械的なクリンプ加工等の任意の適当な方法で基板２２に取付けられ又は埋め込まれる。基板２２は、固定の熱可塑性物質等のシート２０に対して固い材料から製造され、且つ機械加工又は射出成形法等の任意の適当な方法で製造可能であることが好ましい。
【０００９】
使用時には、カセット１８は、ローラーヘッド１４が回転すると基板２２に流路２６を押圧するようにローラーヘッド１４に密着した状態に保持される。ローラーの長手方向の軸は、流路２６に接するローラー１６が流路２６の平面とほぼ平行に位置するように配列される。このような配列により、ポンプのローラーヘッドの上方に所定長さの可撓性を有するチューブを環状に巻きつける必要性が無くなり、従って、ポンプのローラーヘッド１４へのポンプの流路２６の装着が容易になる。ローラー１６は、ローラーヘッド１４が回転する際のローラー１６の内側及び外側部分が移動する軌道路の長さの違いを許容するように軸線方向にテーパが付けられている。ゼロから流路２６の最大の断面積まで内側流路断面積が徐々に変化する流路の変化領域４６、４７を設けることにより好ましくない圧力の脈動を最小にすることができる。これらの変化領域は、ローラー１６と流路２６との接触と離間とに伴う吐出量の急激な変化を最小にする。
【００１０】
図４〜６で最も良く理解できるように、本発明の第二の実施形態では、カセット１８’は、吸引流体と同様に注入流体も制御可能な追加の流路を含む。例えば、カセット１８’は、吸引用流入孔３２と流路２６’を通って連結された吸引用排出孔３４とを含むことができる。孔３２の上流において、カセット１８’は、圧力センサー３６を含んでも良く、このセンサーは、バスタブル氏発明の米国特許番号５，９１０，１１０やザンガー氏その他発明の米国特許番号５，４７０，３１２で開示されたような任意の種類の侵入式圧力センサー（invasive pressure sensor）で良い。また、カセット１８’は、流路２６’から減圧用に排出させるための排出用ピンチ弁部３８も含まれる。注入流体は、孔４０を通過してカセット１８’に注入され、孔４２を通過してカセット１８’から排出され、弁すなわち注入用ピンチ弁部４４により制御され、この弁は、図示していないプランジャーにより作動されても良い。排出用ピンチ弁部３８は、同様の方法で作動されても良い。さらに、孔４０と注入用ピンチ弁部４４との間で、カセット１８’は、注入圧力インターフェース５０を含んでも良い。圧力インターフェース５０は、基板２２’の内部に含まれる図示していない流体チャンバー（流体室）の上方でエラストマーシート２０’の内部に含まれる薄型の型成形された膜から製造されても良い。このようなインターフェースは、表面接触式圧力変換機又は較正されたロードセルを使用した非侵入的な方法で注入圧力を検出させる。
【００１１】
以上の記載は、本発明を図解し説明する目的で与えられている。また、本発明の範囲又は精神から外れないで本明細書に記載されたものとする変形例が存在することは当業者に明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】明瞭にするためにモーターとローラーヘッドと除いた本発明の第一の実施形態の略平面図である。
【図２】明瞭にするためにモーターとローラーヘッドとを除いた本発明の第一の実施形態の略側面図である。
【図３】図１のライン３−３に沿った本発明の第一の実施形態の断面図である。
【図４】明瞭にするためにモーターとローラーヘッドとを除いた本発明の第二の実施形態の略平面図である。
【図５】明瞭にするためにモーターとローラーヘッドとを除いた本発明の第二の実施形態の略側面図である。
【図６】明瞭にするためにモーターとローラーとを除いた本発明の第二の実施形態の正面図である。
【符号の説明】
１０…ポンプ
１２…ポンプモーター
１４…ローラーヘッド
１６…ローラー
１８…カセット
２０…シート
２２…基板
２４…シャフト
２６…流路
２８，３０…孔
４６，４７…流路面積変化領域
３２…注入孔
３４…排出孔
３８…排出孔
４４…排出用ピンチ弁部
５０…インターフェース
【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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