JP2001190663A - チューブクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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クランプ装置を提供す
る。 【解決手段】プランジャ１の先端部１ａとプランジャ受
部２との間に可撓性チューブ３を配置し、プランジャ１
の後端部１ｂを所定変位往復動させるソレノイド５の可
動軸４に結合したチューブクランプ装置において、プラ
ンジャ１と可動軸４との間にオイルダンパ８を備えたも
のである。

Description

【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６−１
５００１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６−１５００
１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
軸との間にダンパを備えたことを特徴とする。

【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８
ｅ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
アダンパや磁気ダンパ等のように、他の公知のダンパと
してもよい。一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】本発明に係るチューブクランプ装置のダンパに
エアダンパを用いた場合の実施形態を示す縦断面図

【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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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ダンパを備えたことを特徴とす
   るチューブクランプ装置。
2. 【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。
3. 【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。