JP2010101286A - ポンプ及びその圧送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラーの駆動軸との間の滑りを抑えるとともに、不安定な動きを無くすことにより、正確な流量を安定して得ることができるようにする。
【解決手段】ポンプ１は、流体が流通する弾性チューブＡが装着されるケース２１と、ケース２１に対し、チューブＡに接触するように支持されるローラー２０、２０、２０とを備えている。ポンプ１は、ローラー２０を回転駆動する駆動軸１０を、ローラー２０の外周面に押し当てることによってローラー２０の外周面をチューブＡに押し当て、駆動軸１０の回転によりローラー２０を回転させながらチューブＡの上流側から下流側へ移動させてチューブＡをしごくように構成されている。ローラー２０を、駆動軸１０周りに設定された所定軌跡上を移動するように、押圧部材３０により案内する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体が流れる弾性チューブをしごくことによって流体を圧送するように構成されたポンプ及びポンプの圧送機構に関する。

従来より、弾性チューブをしごくことによって流体を圧送するように構成された、所謂、チューブポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のポンプは、例えば、医療現場において薬液を患者に注入する場合等に用いられており、モーター等を内蔵した駆動機構と、駆動機構に連結される圧送機構とを備えている。圧送機構は、チューブが装着される本体部と、本体部に収容される３つのローラーとを備えている。本体部には、チューブの流れ方向中間部も収容されており、このチューブにはローラーの外周面が接触するようになっている。また、圧送機構の本体部には、駆動機構が有する駆動軸がローラーの中心線と平行となるように挿入され、この駆動軸が３つのローラーの外周面に接触するようになっている。

そして、駆動軸を本体部に挿入してローラーの外周面に押し当てることにより、ローラーの外周面がチューブに押し付けられ、このときのチューブの弾性力が反力となり、ローラーが駆動軸に押し付けられることになる。この状態で駆動軸を回転させると、ローラーが回転しながらチューブの上流側から下流側へ移動していき、これにより、チューブがしごかれて内部の流体が圧送されていく。
特表平６−５０８６６９号公報

ところで、上記特許文献１のようなポンプでは、チューブの上流側及び下流側には容器等が接続されるので、チューブの上流側及び下流側は本体部の外方へ延びている。従って、本体部内には、ローラーの軌跡上においてチューブの存在しない部分ができる。

ローラーが本体部内のチューブの存在しない部分を移動するときには、ローラーにはチューブの弾性力が作用しないので、ローラーが駆動軸に押し付けられなくなり、そのローラーと駆動軸との間に滑りが生じることがある。また、チューブの弾性力が作用しないローラーは、不安定な動きをすることもある。さらに、チューブには製造上のバラツキがあり、このことによってもローラーと駆動軸との間に滑りが生じたり、ローラーが不安定な動きをすることが考えられる。上述したようなローラーの滑りや不安定な動きによって、ポンプから圧送される流体の量が不正確になる虞れがある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ローラーと駆動軸との間の滑りを抑えるとともに、ローラーの不安定な動きを無くすことにより、正確な流量を安定して得ることができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、ローラーを案内することにより、駆動軸との位置関係を略一定に保つようにするとともに、ローラーの不安定な動きを無くすようにした。

具体的には、第１の発明では、流体が流通する弾性チューブが装着される本体部と、上記本体部に対し、上記チューブに接触するように支持されるローラーとを備え、上記ローラーを回転駆動する駆動軸を、該ローラーの外周面に押し当てることによって該ローラーの外周面を上記チューブに押し当て、上記駆動軸の回転により上記ローラーを回転させながら上記チューブの上流側から下流側へ移動させて該チューブをしごくことにより、該チューブ内の流体を圧送するように構成されたポンプの圧送機構であって、上記ローラーを、上記駆動軸周りに設定された所定軌跡上を移動するように案内する案内部を備えている構成とする。

この構成によれば、駆動軸が回転すると、ローラーが案内部により駆動軸周りの所定軌跡上を移動するように案内されるので、ローラーと駆動軸との位置関係を略一定にすることが可能になる。これにより、例えば、ローラーがチューブの存在しない部分を移動するときや、チューブに製造上のバラツキが生じている場合であっても、駆動軸との間の滑りを抑えることが可能になり、また、ローラーの不安定な動きを無くすことが可能になる。

第２の発明では、第１の発明において、本体部には、ローラーを収容するローラー収容部が形成され、上記ローラー収容部には、駆動軸が挿入され、チューブの流れ方向中間部は、上記ローラー収容部の内面に沿うように取り廻され、上記ローラー収容部の内面には、上記チューブの上流側及び下流側を該ローラー収容部の外方へそれぞれ導く第１及び第２導口部が間隔をあけて形成され、案内部は、上記第１及び第２導口部の間に配置され、上記ローラーを上記駆動軸へ向けて押圧する押圧部材で構成されているものとする。

この構成によれば、駆動軸の回転によりローラーがローラー収容部内で移動する。このとき、チューブの上流側及び下流側が第１及び第２導口部から外方へ導かれているので、第１及び第２導口部の間にはチューブが存在しておらず、この第１及び第２導口部の間に押圧部材が設けられていることで、ローラーがチューブの存在しない部分を移動するときに、ローラーを駆動軸に押し付けて駆動軸との位置関係を略一定にすることが可能になる。

第３の発明では、第１の発明において、案内部は、ローラーが係合するように形成された案内溝で構成されているものとする。

この構成によれば、駆動軸が回転すると、ローラーが案内溝に係合した状態で案内される。

第４の発明では、第３の発明において、案内溝は、本体部におけるローラーの端面に対向する部位に設けられ、上記ローラーには、上記案内溝に係合する係合部が上記ローラーの端面から突出するように設けられるとともに、上記係合部を上記ローラーの端面から突出する方向に付勢する付勢部が設けられている構成とする。

この構成によれば、ローラーの係合部を案内溝に確実に係合させることが可能になる。

第５の発明では、第４の発明において、案内溝は、ローラーの両端面に対向するようにそれぞれ設けられ、係合部は、上記ローラーの両端面からそれぞれ突出するように設けられ、上記両係合部は共通の付勢部により付勢されている構成とする。

この構成によれば、ローラーの中心線方向両側が本体部の案内溝によりそれぞれ案内される。

第６の発明では、第４または５の発明において、付勢部は、ローラーの内部に設けられた弾性体で構成され、上記ローラーの周壁部には、上記弾性体が有する弾性力によって変形するように形成された変形部が設けられ、該変形部がチューブに接触する構成とする。

この構成によれば、ローラーの係合部が弾性体により付勢され、この弾性体の弾性力により変形部が変形してチューブに接触するようになる。チューブに製造上のバラツキが生じている場合に、変形部がチューブの形状に沿うように変形する。

第７の発明では、第４から６のいずれか１つの発明において、係合部は、案内溝を転動する球状部材で構成されているものとする。

この構成によれば、球状部材が案内溝を転動することで、ローラーがスムーズに移動するようになる。

第８の発明では、第１から７のいずれか１つの発明において、ローラーの外周面には、駆動軸に接触する駆動軸接触部と、チューブに接触するチューブ接触部とが形成され、上記ローラーの駆動軸接触部の摩擦係数は、上記チューブ接触部の摩擦係数よりも高く設定されている構成とする。

この構成によれば、ローラーの駆動軸接触部がチューブ接触部の摩擦係数よりも高くなるように設定されているので、チューブ接触部をチューブに対し滑り易くする一方、駆動軸接触部を駆動軸に対し滑り難くすることが可能になる。ローラーのチューブ接触部をチューブに対し滑り易くすることで、ローラーをスムーズに安定して回転させることが可能になる。一方、ローラーの駆動軸接触部を駆動軸に対し滑り難くすることで、ローラーの駆動軸に対する滑りを抑制することが可能になる。

第９の発明は、第１から８のいずれか１つの圧送機構を備えているポンプである。

第１の発明によれば、ローラーを案内部で案内することにより、駆動軸周りに設定された所定軌跡上を移動させるようにしたので、ローラーと駆動軸との間の滑りを抑えることができるとともに、ローラーの不安定な動きを無くすことができ、よって、正確な流量を安定して得ることができる。

第２の発明によれば、ローラーがチューブの存在しない部分を移動するときに、ローラーを押圧部材により駆動軸に押さえ付けるようにして、ローラーと駆動軸との位置関係を略一定にすることができ、ローラーと駆動軸との間の滑りを確実に防止できる。

第３の発明によれば、ローラーを案内溝に係合させるようにしたので、所定軌跡上から逸脱させることなく、確実に案内することができる。

第４の発明によれば、ローラーに、案内溝に係合する係合部を設け、この係合部をローラーの端面から突出する方向に付勢するようにしたので、係合部を案内溝に確実に係合させてローラーを案内できる。

第５の発明によれば、ローラーの中心線方向両側の係合部を案内溝にそれぞれ係合させることで、ローラーをより一層安定させることができる。

第６の発明によれば、付勢部をローラーの内部に設けた弾性体で構成し、ローラーの周壁部には弾性体の弾性力によって変形するように形成された変形部を設け、この変形部をチューブに接触させるようにしたので、チューブの製造上のバラツキを変形部の変形により吸収させることができ、ローラーとチューブとの接触状態を略一定にすることができる。

第７の発明によれば、ローラーの係合部を、案内溝を転動する球状部材で構成したので、ローラーをスムーズに移動させることができる。

第８の発明によれば、ローラーの外周面に駆動軸接触部とチューブ接触部とを形成し、駆動軸接触部の摩擦係数を摩擦係数よりも高く設定したので、ローラーをスムーズに安定させて狙い通りに回転させることができる。

第９の発明によれば、正確な流量を安定して得ることができるポンプを構成できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係るポンプ１を示すものである。このポンプ１は、薬液を患者に注入するための携帯型チューブポンプであり、駆動機構２と、駆動機構２に連結される圧送機構３とを備えている。このポンプ１で注入する薬液としては、例えば、鎮痛剤や栄養剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、本発明は、医療分野のみならず、他の分野で各種流体を圧送するのに用いることもできる。

ポンプ１の圧送機構３には、薬液が流通する弾性チューブＡが装着されるようになっており、この圧送機構３が駆動機構２により駆動されることにより、チューブＡがしごかれてチューブＡ内の薬剤が圧送されるようになっている。チューブＡの上流側は薬液が貯留された容器（図示せず）に接続され、チューブＡの下流側は、患者に穿刺される穿刺針（図示せず）に接続されている。

駆動機構２は、モーター（図示せず）と、モーターを制御する制御装置（図示せず）と、モーターの出力軸の回転力が伝達される駆動軸１０とを備えており、電池（図示せず）を電源として作動するようになっている。モーター、制御装置、駆動軸１０の一端側及び電池はケース１１に収容されている。駆動軸１０の他端側はケース１１から突出している。制御装置は、操作者が操作する操作スイッチ等を備えている。この操作スイッチ等によって薬液の注入速度や注入量が設定されるようになっている。制御装置は、設定された注入速度及び注入量となるようにモーターを回転させるように構成されている。このモーターの回転により駆動軸１０が回転して圧送機構３が駆動されるようになっている。

圧送機構３は、３つのローラー２０、２０、２０（図２にも示す）と、これらローラー２０、２０、２０を収容するケース（本体部）２１とを備えており、ケース２１にチューブＡが装着され、ローラー２０はケース２１に対し、チューブＡの上流側から下流側に向かうように設定された所定軌跡上を循環移動するように支持されている。

ケース２１は大略円筒形状をなしている。図３に示すように、ケース２１は、その中心線方向の一側に開放するローラー収容凹部Ｒを有する第１ケース部材２２と、ローラー収容凹部Ｒを閉塞する板状の第２ケース部材２３とで構成され、これらケース部材２２、２３は爪嵌合構造等によって一体化されている。また、圧送機構３のケース２１は、駆動機構２のケース１１（図１に示す）に対し着脱可能に固定されるようになっており、圧送機構３を定期的に交換することができるようになっている。

第１ケース部材２２のローラー収容凹部Ｒは、中心線に直交する方向の断面が円形となるように形成されている。図１や図２に示すように、チューブＡは、その長手方向中間部がローラー収容凹部Ｒの内周面に密着するように取り廻されてローラー収容凹部Ｒに収容されており、この状態でケース２０に装着されている。図３に示すように、チューブＡの長手方向中間部は、ローラー収容凹部Ｒの内周面の中心線方向中央部近傍に位置している。

図１に示すように、第１ケース部材２２の周壁には、２つのチューブ挿通孔（第１及び第２導口部）２２ａ、２２ａが周方向に間隔をあけて貫通形成されている。これらチューブ挿通孔２２ａ、２２ａには、チューブＡの上流側及び下流側がそれぞれ挿通されて、ローラー収容凹部Ｒから外方へ導かれている。従って、ローラー収容凹部Ｒ内におけるチューブ挿通孔２２ａ、２２ａの間の部分にはチューブＡが存在しない状態となっている。また、第１ケース部材２２には、チューブ挿通孔２２ａ、２２ａから外部へ延びているチューブＡを収容するための空間を区画形成するチューブ収容部２４が一体に形成されている。尚、チューブＡの上流端及び下流端には、図示しないが、コネクタがそれぞれ設けられている。

図１や図６に示すように、第１ケース部材２２の周壁には、チューブ挿通孔２２ａ、２２ａの間のチューブＡが存在しない部分に、チューブ収容凹部Ｒに臨むように開口部２２ｂが形成されている。この開口部２２ｂは、チューブ収容部２４の内部に連通している。チューブ収容部２４には、ローラー２０をケース２１の中心部へ向けて押すための押圧部材３０が設けられている。この押圧部材３０は、開口部２２ｂからローラー収容凹部Ｒ内に臨む押圧面部３１と、押圧面部３１からチューブ収容部２４内へ向けて延び、該チューブ収容部２４の内面によって支持される支持部３２とを備えている。そして、押圧部材３０は、ローラー収容凹部Ｒの径方向に移動するようになっている。

図６に示すように、押圧面部３１は、開口部２２ｂと略同じ形状とされている。押圧面部３１には、ケース２１の中心線方向中央部に、ローラー収容凹部Ｒへ向けて膨出して周方向に延びる膨出部３１ａが形成されている。この膨出部３１ａがローラー２０のチューブ接触面２０ｂ（後述する）に接触するようになっている。

チューブ収容部２４内には、押圧部材３０の押圧面部３１と反対側に接するように複数のコイルバネ３３、３３が設けられている。これらコイルバネ３３、３３により、押圧部材３０がローラー収容凹部Ｒ内へ向けて付勢されるようになっている。

第１ケース部材２２の底壁面には、駆動機構２の駆動軸１０が挿通する駆動軸挿通孔２２ｃがケース２１の中心線上に貫通形成されている。

図２に示すように、３つのローラー２０、２０、２０は、同じものであり、それらの中心線Ｘ（図３にのみ示す）がケース２１の中心線と平行となるように向いた状態でローラー収容部２４に収容されており、図４に示すように、ケース２１の中心線方向から見て、ローラー２０、２０、２０の中心部を結ぶ３本の線分が正三角形を形作るようになっている。図３及び図６に示すように、各ローラー２０は、第１ケース部材２２の底壁面及び第２ケース部材２３の内面に、該ローラー２０の中心線Ｘ方向両端面がそれぞれ接触した状態で支持されるようになっている。

図７及び図８に示すように、各ローラー２０は、大略円筒形状をなしており、その内部には、中心線Ｘ方向両端に開放する中空部Ｓが形成されている。図９に示すように、ローラー２０は、円筒部材４０と、２つの同形状の円環部材４１、４１とを例えば接着剤等を用いて一体化してなる。

２つの円環部材４１、４１の内径は、円筒部材４０の外径と略一致するように設定されており、これら円環部材４１、４１は、円筒部材４０の外側に嵌められている。一方の円環部材４１（図７及び図８の上側の円環部材）は、円筒部材４０の中心線Ｘ（図３参照）方向一端部（図７及び図８の上端部）近傍に位置付けられており、一端部から他端部（図７及び図８の下端部）側へ僅かに離れている。他方の円環部材４１（図７及び図８の下側の円環部材）は、円筒部材４０の中心線Ｘ方向他端部近傍に位置付けられており、他端部から一端部側へ僅かに離れている。

円筒部材４０の中心線Ｘ方向長さは、一端面が第２ケース部材２３の内面に接触し、他端面が第１ケース部材２２の底壁面に接触するように設定されている。円筒部材４０の内面の中心線Ｘ方向両端側には、外方へ向けて次第に拡径するテーパー面４０ａ、４０ａがそれぞれ形成されている。これにより、ローラー２０のケース２１への接触面積は、ローラー２０の中心線Ｘ方向中間部の断面積よりも小さくなり、ローラー２０とケース２１との間に発生する摩擦力が小さくなる。

図２及び図３に示すように、ローラー２０における円環部材４１の外周面には、駆動軸１０が接触するようになっており、この円環部材４１の外周面が駆動軸接触面２０ａとされている。また、ローラー２０の円筒部材４０の外周面のうち、円環部材４１、４１の間の部位には、チューブＡが接触するようになっており、この部位がチューブ接触面２０ｂとされている。

ローラー２０の駆動軸接触面２０ａの摩擦係数は、チューブ接触面２０ｂの摩擦係数よりも高く設定されている。具体的には、円環部材４１の材料を円筒部材４０の材料よりも摩擦係数の高い材料で構成しており、例えば、円筒部材４０を滑り易い樹脂材で構成し、円環部材４１、４１を円筒部材４０よりも高い摩擦係数を有する金属材で構成している。このように駆動軸接触面２０ａとチューブ接触面２０ｂとを異なる材料で構成することで、駆動軸接触面２０ａとチューブ接触面２０ｂとの摩擦係数を容易に変えることが可能になる。尚、円筒部材４０と円環部材４１とを共に樹脂材で構成してもよいし、共に金属材で構成してもよい。

また、円環部材４１、４１は円筒部材４０よりも高剛性な材料で構成されている。これにより、駆動軸１０が駆動軸接触面２０ａに押し付けられた際に駆動軸接触面２０ａが変形し難くなっている。一方、円筒部材４０の剛性は、チューブＡがチューブ接触面２０ｂに押し付けられた際にチューブ接触面２０ｂがチューブＡの形状に沿うように僅かに変形するように設定されている。

図４に示すように、３つのローラー２０、２０、２０がローラー収容凹部Ｒに収容された状態で、各ローラー２０のチューブ接触面２０ｂにチューブＡが接触するようになっている。各ローラー２０は、チューブＡの弾性によりケース２１の中心線に接近する方向に付勢されることになる。これにより、圧送機構３が駆動機構２に取り付けられていない状態、即ち、駆動軸１０がローラー収容凹部Ｒに挿入されていない状態では、同図に示すように、３つのローラー２０、２０、２０の駆動軸接触面２０ａ、２０ａ、２０ａが互いに接触している。

一方、圧送機構３を駆動機構２に取り付けると、図１に示すように、駆動軸１０が第１ケース部材２２の駆動軸挿通孔２２ｃからローラー収容凹部Ｒに収容される。この駆動軸１０は、３つのローラー２０、２０、２０の間に差し込まれることとなり、各ローラー２０の駆動軸接触面２０ａに接触する。この駆動軸１０の挿入動作により、ローラー２０、２０、２０がケース２１の径方向外方へ向けて押されて、各ローラー２０のチューブ接触面２０ｂがチューブＡに押し付けられ、チューブＡが押し潰された状態となる。このチューブＡが有する弾性により、ローラー２０、２０、２０はケース２１の中心部へ向けて付勢される。ローラー２０は駆動軸１０が回転すると、自転しながら駆動軸１０周りを公転運動するようになっている。このときのローラー２０の中心部の移動軌跡は、駆動軸１０を中心とする円形である。

図５に示すように、３つのローラー２０、２０、２０のうち、１つのローラー２０がチューブＡの存在しない位置、即ち、押圧部材３０に対応する位置にある場合、そのローラー２０のチューブ接触面２０ｂには、押圧部材３０の膨出部３１ａが接触することとなる（図６にも示す）。押圧部材３０によりローラー２０はケース２１の中心部へ向けて付勢され、駆動軸１０を中心をする軌跡上を移動するように案内される。この付勢力は、コイルバネ３３のバネ定数で容易に設定することができるようになっており、この実施形態では、チューブＡの潰れ方向の弾性力と略同じとなるように設定されている。従って、ローラー２０は、ケース２１の周方向のどの位置にあっても、略同じ力でケース２１の中心部へ向けて付勢されるようになっている。

次に、上記のように構成されたポンプ１の動作について説明する。まず、はじめに、圧送機構３を駆動機構２に取り付けて、駆動軸１０を各ローラー２０の駆動軸接触面２０ａに押し当てるとともに、各ローラー２０のチューブ接触面２０ｂをチューブＡに押し当てる。その後、駆動機構２の操作スイッチを操作して駆動機構２を作動させる。

駆動機構２の駆動軸１０が回転すると、ローラー２０の駆動軸接触面２０ａの摩擦係数がチューブ接触面２０ｂよりも高く設定されているので、駆動軸１０との間で滑りが生じ難く、ローラー２０は、該ローラー２０の中心線Ｘ周りに自転しながら、ケース２１の中心線周りをチューブＡの上流側から下流側へ向けて公転運動していく。これにより、チューブＡが上流側から下流側に順にしごかれて薬液が圧送される。このとき、チューブ接触面２０ｂの摩擦係数が低く設定されているので、ローラー２０がチューブＡに食い付くようになることはなく、長期間に亘ってチューブＡの損傷を抑制できるとともに、各ローラー２０の回転を安定させることが可能になる。

ローラー２０、２０、２０が移動する際、図５に示すように、押圧部材３０に対応する部位に差し掛かると、該押圧部材３０により、ケース２１の中心部へ向けて付勢される。これにより、チューブＡが存在しない箇所においても、ローラー２０の駆動軸接触面２０ａを駆動軸１０に押し付けておくことが可能になるので、ローラー２０を安定させて回転させることが可能になる。

また、各ローラー２０の中心線Ｘ方向両端側にテーパー面４０ａ、４０ａを形成してローラー２０のケース２１への接触面積を小さくしているので、ローラー２０とケース２１との間に発生する摩擦力が小さくなり、ローラー２０をより一層スムーズに移動させることができる。

以上説明したように、この実施形態１によれば、ローラー２０を押圧部材３０で押圧することによって案内するようにしたので、ローラー２０と駆動軸１０との位置関係を略一定にすることができる。よって、ローラー２０がチューブＡの存在しない部分を移動するときや、チューブＡに製造上のバラツキが生じている場合であっても、駆動軸１０との間の滑りを抑えることができるとともに、ローラー２０の不安定な動きを無くすことができる。これにより、正確な流量を安定して得ることができる。

尚、ローラー２０の駆動軸接触面２０ａには、チューブ接触面２０ｂよりも摩擦係数を高くするための滑り止め処理を施すようにしてもよい。滑り止め処理としては、例えば、表面を粗くすることや、ローレット加工、ゴム等の高摩擦材によるコーティング等を挙げることができる。また、ローラー２０のチューブ接触部２０ｂには、駆動軸接触部２０ａよりも低い摩擦係数を有する低摩擦材によるコーティングを施すようにしてもよい。

また、図１０〜１２に示す変形例のように、ローラー２０を円筒部材４５と２つの円環部材４６、４６とで構成する場合に、各円環部材４６に、円筒部材４５に挿入される複数の突起４６ａ、４６ａ、…を形成してもよい。突起４６ａ、４６ａ、…は、周方向に間隔をあけて配置されており、円筒部材４５に挿入された状態で該円筒部材４５の内面に接着されるようになっている。また、この変形例の円筒部材４５の中心線方向の長さは上記円筒部材４０の同方向の長さよりも短く設定されており、円環部材４６の端面が第１ケース部材２２の底壁面及び第２ケース部材２３の内面に接触するようになっている。円環部材４６には、上記円筒部材４０のテーパー面４０ａと同様なテーパー面４６ｂが形成されている。また、円環部材４６は円筒部材４５よりも厚肉とされている。

また、ローラー２０の駆動軸接触面２０ａとチューブ接触面２０ｂとの摩擦係数を同じにしてもよい。

また、押圧部材３０を付勢するコイルバネ３３、３３は省略してもよい。この場合、押圧部材３０をケース２１に固定する。押圧部材３０の固定位置は、該押圧部材３０の押圧面部３１に接触したローラー２０が、駆動軸１０を中心をする軌跡上を移動するように設定されている。これにより、ローラー２０が押圧部材３０により案内されることになる。

また、図示しないが、押圧部材３０及びコイルバネ３３、３３を省略して、ケース２１の内面のうち、チューブＡの存在しない部位に、チューブＡと同等の弾性力を有する弾性材（案内部）を設け、この弾性材によりローラー２０を案内するようにしてもよい。弾性材としては、チューブ状のものであってもよいし、中実状のものであってもよい。

《発明の実施形態２》
図１３は、本発明の実施形態２に係るポンプ１を示すものである。この実施形態２では、ケース２１の一部とローラー５０の構造が実施形態１のものと異なっているだけであり、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。

図１４に示すように、実施形態２のローラー５０は、外周面に段差の無い形状となっている。図１５に示すように、ローラー５０の中心線方向の両端壁部の中心部には、円形の貫通孔５１、５１がそれぞれ形成されている。ローラー５０の中空部Ｓ内には、両端壁部近傍に球状部材５２、５２（係合部）がそれぞれ収容されている。球状部材５２、５２は例えば金属材等の硬質材料で構成されている。また、中空部Ｓ内には、球状部材５２、５２を受ける一対の受け板５３、５３が配設されている。受け板５３、５３は円形板材からなり、その周縁部がローラー５０の内面に摺接してローラー５０の中心線方向に移動するようになっている。各受け板５３の球状部材５２側の面の中心部には、球状部材５２の一部が嵌る凹部５３ａが形成されている。球状部材５２は、凹部５３ａに嵌った状態で回転するようになっている。また、一対の受け板５３、５３の間には、弾性体５４が配設されている。弾性体５４は、球状部材５２、５２を中空部Ｓ外へ突出する方向に付勢するようになっており、本発明の共通の付勢部である。また、ローラー５０の貫通孔５１、５１から突出した球状部材５２、５２をローラー５０内へ向けて押さえると、弾性体５４が変形して球状部材５２、５２がローラー５０内に収容されるようになっている。尚、弾性体５４は、例えばゴムや発泡材、バネ等で構成することが可能である。

図１３及び図１５に示すように、第１ケース部材２２のローラー収容凹部Ｒの底壁面には、ローラー５０を案内する環状の案内溝（案内部）５８が形成されている。この案内溝５８は、駆動軸挿通孔２２ｃの中心線を中心とした円を描くように連続して延びており、ローラー５０の移動軌跡を形成している。案内溝５８の径は、ローラー収容凹部Ｒに駆動軸１０が挿入された状態で、ローラー５０の球状部材５２、５２が嵌って係合するように設定されている。案内溝５８の断面は、Ｖ字形状とされている。また、第２ケース部材２３の内面には、上記案内溝５８と同形状の案内溝（案内部）５９が該案内溝５８と対向するように形成されている。尚、第１ケース部材２２の周壁部におけるチューブ挿入孔２２ａ、２２ａの間の部位は、動かないようになっている。

各ローラー５０はチューブＡの弾性力によってケース２１の中心線に接近する方向に付勢されている。従って、図１６〜図１８に示すように、駆動軸１０をローラー収容凹部Ｒから抜くと、チューブＡによる付勢力によって、球状部材５２、５２がローラー５０内に入りながら、各ローラー５０がケース２１の中心線に接近する方向に移動していき、３つのローラー５０、５０、５０の外周面が互いに接触することになる。

一方、図１３〜図１５に示すように、駆動軸１０がローラー収容凹部Ｒに挿入されると、ローラー５０、５０、５０がケース２１の径方向外方へ向けて押されて、各ローラー５０の外周面がチューブＡに押し付けられ、チューブＡが押し潰された状態となる。このとき、各ローラー５０の球状部材５２、５２が弾性体５４により中空部Ｓ外へ突出する方向に付勢されているので、案内溝５８、５９に嵌り、係合する。案内溝５８、５９が、その幅方向中心部に向かって次第に深くなるＶ字状断面とされているので、球状部材５２、５２は案内溝５８、５９の幅方向中心部に位置するようになり、ローラー５０が位置決めされる。尚、案内溝５８、５９の断面は、Ｖ字形状に限られるものではなく、例えば、円弧状やＵ字状であってもよい。

次に、この実施形態２のポンプ１の動作について説明する。駆動軸１０が回転すると、ローラー５０は、自転しながら、ケース２１の中心線周りをチューブＡの上流側から下流側へ向けて公転運動していく。これにより、チューブＡが上流側から下流側に順にしごかれて薬液が圧送される。各ローラー５０は、球状部材５２、５２が案内溝５８、５９に嵌って係合した状態となっているので、球状部材５２、５２が案内溝５８、５９を転動していき、該案内溝５８、５９によって案内されることになる。

以上説明したように、この実施形態２によれば、各ローラー５０を案内溝５８、５９によって案内するようにしたので、ローラー５０と駆動軸１０との位置関係を略一定にすることができる。よって、例えば、ローラー５０がチューブＡの存在しない部分を移動するときやチューブＡに製造上のバラツキが生じている場合であっても、駆動軸１０との間の滑りを抑えることができるとともに、ローラー５０の不安定な動きを無くすことができる。これにより、正確な流量を安定して得ることができる。

また、ローラー５０の球状部材５２、５２が案内溝５８、５９を転動するので、ローラー５０をスムーズに移動させることができる。

また、球状部材５２、５２を弾性体５４によりローラー５０から突出する方向に付勢するようにしているので、球状部材５２、５２を案内溝５８、５９に確実に係合させることができる。

また、ローラー５０の中心線方向両側が案内溝５８、５９によりそれぞれ案内されるので、ローラー５０をより一層安定させることができる。

尚、ローラー５０における駆動軸が接触する部位の摩擦係数を、チューブＡが接触する部位の摩擦係数よりも高くしてもよい。

《発明の実施形態３》
図１９は、本発明の実施形態３に係るポンプの断面図である。この実施形態３では、ケース２１の一部及びローラー６０の構造が実施形態１のものと異なっているだけであり、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。

実施形態３のローラー６０は、筒状部材６１と、筒状部材６１の中心線方向両端部に固定された端板部材６２、６２と、実施形態２と同様な２つの球状部材（係合部）６３、６３と、球状部材６３、６３を受ける受け部材６４、６４と、球状部材６３、６３を付勢する弾性体（付勢部）６５とを備えている。筒状部材６１の中心線方向両端部には厚肉部６１ａ、６１ａが形成されている。筒状部材６１の厚肉部６１ａ、６１ａの間の部位は、弾性体６５の弾性力によって変形するように低剛性に構成された変形部６１ｂとされている。変形部６１ｂの外周面がチューブＡに接触するようになっている。

端板部材６２は、厚肉部６１ａの外側に嵌るように形成されている。端板部材６２の外周面が駆動軸１０に接触するようになっている。端板部材６２の中心部には貫通孔６２ａが形成されている。この貫通孔６２ａ内に球状部材６３が入るようになっている。受け部材６４は、筒状部材６１の内部に収容されており、貫通孔６２ａの外方へ向けて開放するコ字状断面を有している。受け部材６４の内部に球状部材６３の一部が嵌るようになっている。

弾性体６５は、ゴムボールのような中空体で構成されており、受け部材６４、６４を筒状部材６１の外方へ向けて押すことで、球状部材６３、６３を貫通孔６２ａ、６２ａの外方へ突出する方向に付勢するようになっている。また、ローラー６０から突出した球状部材６３、６３をローラー６０内へ向けて押さえると、弾性体６５が変形して球状部材６３、６３がローラー６０内に収容されるようになっている。尚、弾性体６５は、中実ゴムや発泡材、バネ等で構成することができる。

第１ケース部材２２のローラー収容凹部Ｒの底壁面と、第２ケース部材２３の内面とには、実施形態２と同じ案内溝５８、５９が形成されている。

ローラー６０はチューブＡの弾性力によってケース２１の中心線に接近する方向に付勢されているので、図示しないが、駆動軸１０をローラー収容凹部Ｒから抜くと、ローラー６０の球状部材６３がローラー６０内に入り、３つのローラー６０、６０の外周面が互いに接触することになる。

一方、図１９に示すように、駆動軸１０がローラー収容凹部Ｒに挿入されると、ローラー６０、６０がケース２１の径方向外方へ向けて押されて、各ローラー６０の外周面がチューブＡに押し付けられ、チューブＡが押し潰された状態となる。このとき、ローラー６０の球状部材６３、６３が弾性体６５により中空部Ｓ外へ突出する方向に付勢されているので、案内溝５８、５９に嵌り、係合する。また、変形部６１ｂがチューブＡに接触し、チューブＡの形状に沿うように変形する。これにより、チューブＡの製造上のバラツキが吸収される。

次に、この実施形態３のポンプ１の動作について説明する。駆動軸１０が回転すると、実施形態２と同様にローラー６０が移動してチューブＡ内の薬液が圧送される。ローラー６０は、球状部材６３、６３が案内溝５８、５９に嵌って係合した状態となっているので、球状部材６３、６３が案内溝５８、５９を転動しながら、該案内溝５８、５９によって案内されることになる。

以上説明したように、この実施形態３によれば、実施形態２と同様に、ローラー６０を案内溝５８、５９によって案内するようにしたので、ローラー６０と駆動軸１０との間の滑りを抑えることが可能になるとともに、ローラー６０の不安定な動きを無くすこともでき、正確な流量を安定して得ることができる。

また、ローラー６０の周壁部に、弾性体６５の弾性力によって変形するように形成された変形部６１ｂを設け、この変形部６１ｂをチューブＡに接触させるようにしたので、チューブＡの製造上のバラツキを変形部６１ｂの変形により吸収させることができ、ローラー６０とチューブＡとの接触状態を略一定にすることができる。

尚、ローラー６０の端板部材６２の外周面の摩擦係数を、筒状部材６１の変形部６１ｂの外周面の摩擦係数よりも高くしてもよい。

上記実施形態２、３では、案内部を案内溝で構成しているが、これに限らず、例えば、案内溝の代わりに、ケース２１内に突条部を設け、この突条部にローラー５０、６０を係合させるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明に係るポンプ及びポンプの圧送機構は、例えば、薬液を患者に注入する場合に用いることが可能である。

実施形態１に係るポンプの圧送機構の中心線に直交する方向の断面図である。 ローラー、駆動軸及びチューブの位置関係を説明する斜視図である。 図１のIII−III線断面図である。 駆動軸をローラー収容凹部から抜いた状態の図１相当図である。 ローラーが押圧部材に対応する位置にある状態の図１相当図である。 図５のVI−VI線断面図である。 ローラーの斜視図である。 図７のVIII−VIII線断面図である。 ローラーの分解斜視図である。 実施形態１の変形例に係る図７相当図である。 図１０のXI−XI線断面図である。 実施形態１の変形例に係る図９相当図である。 実施形態２に係る駆動機構の内部構造を示す横断面図である。 実施形態２に係る駆動機構の内部構造を示す縦断面図である。 図１３のXV−XV線断面図である。 駆動軸をローラー収容凹部から抜いた状態の図１３相当図である。 駆動軸をローラー収容凹部から抜いた状態の図１４相当図である。 駆動軸をローラー収容凹部から抜いた状態の図１５相当図である。 実施形態３に係る図１５相当図である。

符号の説明

１ ポンプ
２ 駆動機構
３ 圧送機構
１０ 駆動軸
２０、５０、６０ ローラー
２１ ケース（本体部）
２２ａ、２２ａ チューブ挿入孔（第１及び第２導口部）
３０ 押圧部材（案内部）
４０ 円筒部材
４０ａ テーパー面
４１ 円環部材
５２ 球状部材（係合部）
５４、６５ 弾性体（付勢部）
５８、５９ 案内溝（案内部）
６１ｂ 変形部
Ａ チューブ
Ｒ ローラー収容凹部（ローラー収容部）
Ｘ 中心線

Claims (9)

1. 流体が流通する弾性チューブが装着される本体部と、
   上記本体部に対し、上記チューブに接触するように支持されるローラーとを備え、
   上記ローラーを回転駆動する駆動軸を、該ローラーの外周面に押し当てることによって該ローラーの外周面を上記チューブに押し当て、上記駆動軸の回転により上記ローラーを回転させながら上記チューブの上流側から下流側へ移動させて該チューブをしごくことにより、該チューブ内の流体を圧送するように構成されたポンプの圧送機構であって、
   上記ローラーを、上記駆動軸周りに設定された所定軌跡上を移動するように案内する案内部を備えていることを特徴とするポンプの圧送機構。
2. 請求項１に記載のポンプの圧送機構において、
   本体部には、ローラーを収容するローラー収容部が形成され、
   上記ローラー収容部には、駆動軸が挿入され、
   チューブの流れ方向中間部は、上記ローラー収容部の内面に沿うように取り廻され、
   上記ローラー収容部の内面には、上記チューブの上流側及び下流側を該ローラー収容部の外方へそれぞれ導く第１及び第２導口部が間隔をあけて形成され、
   案内部は、上記第１及び第２導口部の間に配置され、上記ローラーを上記駆動軸へ向けて押圧する押圧部材で構成されていることを特徴とするポンプの圧送機構。
3. 請求項１に記載のポンプの圧送機構において、
   案内部は、ローラーが係合するように形成された案内溝で構成されていることを特徴とするポンプの圧送機構。
4. 請求項３に記載のポンプの圧送機構において、
   案内溝は、本体部におけるローラーの端面に対向する部位に設けられ、
   上記ローラーには、上記案内溝に係合する係合部が上記ローラーの端面から突出するように設けられるとともに、上記係合部を上記ローラーの端面から突出する方向に付勢する付勢部が設けられていることを特徴とするポンプの圧送機構。
5. 請求項４に記載のポンプの圧送機構において、
   案内溝は、ローラーの両端面に対向するようにそれぞれ設けられ、
   係合部は、上記ローラーの両端面からそれぞれ突出するように設けられ、
   上記両係合部は共通の付勢部により付勢されていることを特徴とするポンプの圧送機構。
6. 請求項４または５に記載のポンプの圧送機構において、
   付勢部は、ローラーの内部に設けられた弾性体で構成され、
   上記ローラーの周壁部には、上記弾性体が有する弾性力によって変形するように形成された変形部が設けられ、該変形部がチューブに接触することを特徴とするポンプの圧送機構。
7. 請求項４から６のいずれか１つに記載のポンプの圧送機構において、
   係合部は、案内溝を転動する球状部材で構成されていることを特徴とするポンプの圧送機構。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載のポンプの圧送機構において、
   ローラーの外周面には、駆動軸に接触する駆動軸接触部と、チューブに接触するチューブ接触部とが形成され、
   上記ローラーの駆動軸接触部の摩擦係数は、上記チューブ接触部の摩擦係数よりも高く設定されていることを特徴とするポンプの圧送機構。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の圧送機構を備えていることを特徴とするポンプ。

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