JP2011194069A - ポンプおよびポンプセット - Google Patents

Abstract

【課題】シリンジの口部から液体が排出する際の排出速度が一定となるポンプおよびポンプセットを提供すること。
【解決手段】ポンプ５は、シリンジ１を装着して用いられるものであり、シリンジ１の外筒２を保持する保持体６と、保持体６に移動可能に設置され、移動によりシリンジ１のプランジャ４を先端方向に向かって押圧する押圧部材７と、押圧部材７に外端部から引き伸ばし可能に収納され、外端部が保持体６に対し固定され、押圧部材７を先端方向に付勢する渦巻きバネ８とを備え、渦巻きバネ８は、押圧部材７が渦巻きバネ８の付勢力に抗して基端方向に移動した際に伸びた状態となって、伸びた状態から元の状態へ復元しようとする復元力が生じ、復元力により、押圧部材７を先端方向に移動させてプランジャ４を押圧するよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプおよびそれを備えるポンプセットに関する。

従来、薬液を投与する際には、薬液が予め充填されたシリンジと、シリンジが装着されるポンプ装置とを備えるシリンジポンプを使用する（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のポンプ装置は、シリンジの外筒を保持するフレームと、フレームに設置され、シリンジのプランジャを押圧する押圧機構とを有している。この押圧機構は、圧縮コイルバネの付勢力により、プランジャを押圧するよう構成されている。圧縮コイルバネは、シリンジから薬液の投与を開始するときには最も圧縮した状態となっており、薬液の投与が完了するときには最も伸長した状態となっている。この圧縮の程度によって、圧縮コイルバネの付勢力が著しく異なる。このため、薬液投与をする際には、一定の排出速度でその投与を行なうのが好ましいが、特許文献１に記載のポンプ装置では、薬液投与開始から薬液投与完了まで間、シリンジからの排出速度が経時的に減少するという問題があった。

特表平１１−５１４２５５号公報

本発明の目的は、シリンジの口部から液体が排出する際の排出速度が一定となるポンプおよびポンプセットを提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１） 先端部に口部を有する外筒と、前記外筒内で摺動し得るガスケットと、前記ガスケットに連結され、前記ガスケットを移動操作するプランジャとを備えるシリンジを装着して用いられるポンプであって、
前記外筒を保持する保持体と、
前記保持体に移動可能に設置され、当該移動により前記プランジャを先端方向に向かって押圧する押圧部材と、
長尺な弾性体を渦巻き状に巻回した渦巻きバネであって、前記押圧部材に外端部から引き伸ばし可能に収納され、前記外端部が前記保持体に対し固定され、前記押圧部材を先端方向に付勢する渦巻きバネとを備え、
前記渦巻きバネは、前記押圧部材が前記渦巻きバネの付勢力に抗して基端方向に移動した際に伸びた状態となって、該伸びた状態から元の前記内端部側に向かって巻回する状態へ復元しようとする復元力が生じ、該復元力により、前記押圧部材を先端方向に移動させて前記プランジャを押圧するよう構成されていることを特徴とするポンプ。

（２） 前記渦巻きバネは、前記伸びた状態では、外端側の部分が前記保持体と前記プランジャとの間を通っている上記（１）に記載のポンプ。

（３） 前記渦巻きバネの付勢力は、前記伸びた状態から前記元の状態へ復元する間のいずれかの状態で、１．２〜２．２ｋｇｆとなっている上記（１）または（２）に記載のポンプ。

（４） 前記渦巻きバネが前記伸びた状態を維持するロック手段を備える上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のポンプ。

（５） 上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のポンプと、
前記ポンプに装着され、先端部に口部を有する外筒と、前記外筒内で摺動し得るガスケットと、前記ガスケットに連結され、前記ガスケットを移動操作するプランジャとを備えるシリンジとを有することを特徴とするポンプセット。

（６） 前記シリンジには、前記外筒と前記ガスケットとで囲まれる空間に、グリチルリチン酸が含有された液体が予め収納されている上記（５）に記載のポンプセット。

また、本発明のポンプでは、前記渦巻きバネの前記外端側の部分は、前記保持体に接しているのが好ましい。

また、本発明のポンプでは、前記渦巻きバネは、帯状をなす前記弾性体で構成されているのが好ましい。

また、本発明のポンプでは、前記押圧部材は、前記プランジャの基端に当接する当接面を有するのが好ましい。

また、本発明のポンプでは、前記保持体の全体形状が板状をなし、その長手方向に沿って前記シリンジが配置されるのが好ましい。

また、本発明のポンプでは、前記保持体は、前記外筒の長手方向の異なる複数の箇所で保持するよう構成されているのが好ましい。

また、本発明のポンプでは、前記押圧部材が移動する際、該押圧部材を案内するガイド手段を備えるのが好ましい。

シリンジに充填された液体が薬液である場合、その種類によっては、薬液を投与する際に、シリンジの口部から薬液が排出する際の排出速度が一定となるように行なうのが好ましい場合がある。そこで、本発明によれば、排出速度が一定となるのを確保するために、押圧部材を介してプランジャを押圧移動させる駆動源として、渦巻きバネが用いられている。渦巻きバネは、別名「定荷重バネ」と呼ばれている。従って、渦巻きバネは、伸びた状態から元の状態へ復元する間のいずれの状態でも付勢力が一定となる。これにより、渦巻きバネで付勢されたプランジャの移動速度も一定となり、結果、排出速度が確実に一定となる。

本発明のポンプセットの実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示すポンプセットの作動状態を順に示す部分断面側面図である。 図１に示すポンプセットの作動状態を順に示す部分断面側面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１中の矢印Ｂ方向から見たロック手段の作動状態を順に示す図（平面図）である。 図１中の矢印Ｂ方向から見たロック手段の作動状態を順に示す図（平面図）である。

以下、本発明のポンプおよびポンプセットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のポンプセットの実施形態を示す分解斜視図、図２および図３は、それぞれ、図１に示すポンプセットの作動状態を順に示す部分断面側面図、図４は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図５および図６は、図１中の矢印Ｂ方向から見たロック手段の作動状態を順に示す図（平面図）である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３、図５および図６中の右側を「基端」、左側を「先端」と言い、図１〜図４中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

図１〜図３に示すように、ポンプセット１０は、シリンジ１と、シリンジ１が装着されるポンプ５とを備えている。以下、各部の構成について説明する。

シリンジ１は、プレフィルドシリンジであり、外筒２と、外筒２内にその長手方向に沿って摺動可能に設置されたガスケット３と、ガスケット３を移動操作するプランジャ４とを備えている。そして、外筒２とガスケット３とで囲まれた空間２４内には、予め薬液（液体）２００が充填されている。

外筒２は、筒状をなす外筒本体２１を有している。外筒本体２１の先端部には、外径および内径が縮径した縮径部で構成された口部２２が形成されている。そして、この口部２２には、チューブ３０が接続されている。薬液２００は、口部２２から排出されて、チューブ３０内を流下することができる。

また、外筒本体２１の基端には、板状をなすフランジ２５が突出形成されている。
また、外筒本体２１の外周部には、液量を示す目盛りが付されているのが好ましい。

外筒本体２１の内径は、特に限定されないが、例えば、２８〜３１ｍｍであるのが好ましく、２９〜３０ｍｍであるのがより好ましい。

チューブ３０の内径は、特に限定されないが、例えば、０．８〜１．５ｍｍであるのが好ましく、１．０〜１．２ｍｍであるのがより好ましい。

なお、チューブ３０の先端部には、針管を有する留置針（図示せず）が接続されているのが好ましい。これにより、生体表面に留置された留置針により、薬液２００を投与することができる。前記針管の太さは、特に限定されないが、ゲージサイズで、例えば、２１〜２５Ｇであるのが好ましく、２３Ｇが特に好ましい。

ガスケット３は、円柱状をなす弾性体で構成され、その外周部の外径が拡径した突部３１、３２を有している。突部３１と突部３２とは、軸方向に沿って、離間して配置されている。そして、この突部３１、３２が外筒本体２１の内周面２１１に対し密着しつつ摺動することで、気密性（液密性）を確実に保持するとともに、摺動性の向上を図ることができる。

プランジャ４は、長尺な部材で構成され、その先端部がガスケット３と例えば螺合により連結されている。また、プランジャ４の基端には、円板状のフランジ４１が突出形成されている。薬液２００を排出する際には、プランジャ４を先端方向に向かって押圧することにより、ガスケット３が薬液２００を口部２２から押し出し、その排出を容易に行うことができる。

なお、外筒２およびプランジャ４の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、環状ポリオレフィンのような各種樹脂が挙げられる。

また、ガスケット３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。

また、薬液２００としては、特に限定されないが、例えば、グリチルリチン酸が含有されたものが好ましい。特に、次の配合のものが好ましい。

・グリチルリチン酸−アンモニウム：１０６ｍｇ（そのうちの８０ｍｇがグリチルリチン酸）
・グリシン：８００ｍｇ
・Ｌ−システイン塩酸塩：４０ｍｇ

このような配合のものとしては、例えば、テルモ社製「ミノフィット（登録商標）」やミノファーゲン製薬社製「強力ネオミノファーゲンシー（登録商標）」等が挙げられる。

図１〜図３に示すように、ポンプ５は、シリンジ１を装着して用いられるものであり、外筒２を保持する保持体６と、保持体６に移動可能に設置された押圧部材７と、押圧部材７を先端方向に付勢する渦巻きバネ８とを備えている。なお、ポンプ５は、例えばテーブル等のような水平な台に載置して用いられるのが好ましい。

保持体６は、その全体形状が板状をなし、ポンプ５の本体を構成するものである。保持体６は、段差部６１を介して、先端側の厚さが厚い部分６２と、基端側の厚さが薄い部分６３とに分けることができる。

部分６２上には、外筒２を保持する保持部６４が設けられている。保持部６４は、外筒２の長手方向の途中を挟持する一対の挟持片６４１と、外筒２のフランジ２５が挿入される挿入部６４２とで構成されている。一対の挟持片６４１と挿入部６４２とは、保持体６の長手方向に互いに離間して配置されている。各挟持片６４１は、それぞれ、部分６２から上方に向かって突出して形成され、外筒２をその軸を介して両側から挟持することができる。また、挿入部６４２は、部分６２から上方に向かって突出しており、その突出方向に沿った溝６４３が形成されている。この溝６４３に、フランジ２５の縁部の外筒２の軸を介して両側の部分が挿入される。

このような構成の保持部６４により、外筒２（シリンジ１）が保持体６の長手方向に沿って配置され、外筒２がその長手方向の異なる２箇所で保持、固定されることなる。これにより、プランジャ４を先端方向に向かって押圧した際、外筒２が不本意に移動するのが確実に防止され、よって、その押圧操作を安定して行なうことができる。

一方、部分６３上には、互いに平行に配置された２本のレール６５が設けられている（図１、図４参照）。これらのレール６５は、押圧部材７が移動する際、当該押圧部材７を案内するガイド手段１１の一部を構成するものである。各レール６５は、それぞれ、保持体６の長手方向に沿って延在している。また、各レール６５の横断面形状は、それぞれ、「Ｌ」字状なしている（図４参照）。そして、後述する押圧部材７は、各突部７２１がそれぞれ各レール６５に挿入され、当該レール６５に沿って円滑に移動することができる。

なお、保持体６および押圧部材７の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、前述した外筒２の構成材料のような各種樹脂材料、アルミニウムやアルミニウム合金のような各種金属材料等を用いることができる。

図２、図３、図５および図６に示すように、押圧部材７は、保持体６上を移動することができる。そして、この移動により、プランジャ４を先端方向に向かって押圧することができる。

この押圧部材７は、板片７１と、板片７１を支持する一対の支持板７２とを有している。板片７１は、その一方の面が先端側を向いており、プランジャ４の基端、すなわち、フランジ４１に当接する当接面７１１となる。押圧部材７が先端方向に向かって移動すると、当接面７１１がプランジャ４のフランジ４１に当接して、そのまま当該プランジャ４を押し進めることができる。これにより、ガスケット３が外筒２内で摺動して、外筒２の口部２２から薬液２００が排出される。

各支持板７２は、それぞれ、板片７１の当接面７１１が先端側を向くように、板片７１をその裏側から支持している。各支持板７２は、互いに離間して対向配置されている。このような支持板７２により、板片７１でプランジャ４を押圧した際、その反力を受けることができ、よって、その押圧を確実に行なうことができる。

また、図４に示すように、各支持板７２の下部には、それぞれ、突部７２１が突出形成されている。各支持板７２の突部７２１は、それぞれ、保持体６の各レール６５に挿入され、当該レール６５内を移動することができる。これにより、前述したように押圧部材７が保持体６上を安定して円滑に移動することができる。このように、ポンプ５では、保持体６のレール６５と押圧部材７の突部７２１とで、移動する押圧部材７を案内するガイド手段１１が構成されているということができる。

図２、図３に示すように、渦巻きバネ８は、押圧部材７を先端方向に付勢するものである。この渦巻きバネ８は、長尺な帯状をなす弾性体を内端部８１を中心に渦巻き状に巻回してなるゼンマイである。

そして、渦巻きバネ８は、押圧部材７に外端部８２から引き伸ばし可能に収納され、外端部８２は、保持体６に対し固定されている。なお、この固定構造としては、本実施形態では、保持体６の部分６３との間で渦巻きバネ８の外端部８２を挟持する挟持部材６６で構成されたものとなっている（図２、図３参照）。そして、このように設置された渦巻きバネ８は、外端部８２から引き伸ばされ、内端部８１と外端部８２との間の途中の部分が、押圧部材７の板片７１の下側をくぐることとなる、すなわち、押圧部材７の板片７１と保持体６の部分６３との間を通過することとなる。さらに、渦巻きバネ８の前記押圧部材７の板片７１の下側をくぐって外端部８２に至る部分（以下「伸長部（外端側の部分）８３」という）は、保持体６の部分６３に接している。

なお、渦巻きバネ８の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼のような各種金属材料等を用いることができる。

また、ポンプ５は、渦巻きバネ８が伸びた状態を維持するロック手段１２を備えている。図５、図６に示すように、ロック手段１２は、押圧部材７の基端部に固定されたオス部材１２１と、保持体６の基端部に固定されたメス部材１２２とで構成されている。

オス部材１２１は、円柱状なす円柱状部１２３を有している。
メス部材１２２は、保持体６の部分６３から上方に向かって突出した壁部６７により固定されている。このメス部材１２２は、互いに接近離間可能な一対の湾曲した挟持片１２４を有している。そして、メス部材１２２は、ラッチ機構（図示せず）が内蔵されており、一対の挟持片１２４を一回押し込むごとに、挟持片１２４同士が接近した状態と離間した状態とを取ることができる。

このような構成のロック手段１２は、図５（ａ）に示すように、メス部材１２２の挟持片１２４同士が接近して、オス部材１２１の円柱状部１２３を挟持することができる。この状態では、押圧部材７の先端方向への移動が規制されるため、渦巻きバネ８が伸びた状態を維持することができる。これにより、図５（ｂ）に示すように、シリンジ１をポンプ５に容易に装着することができる。

そして、図６（ｃ）に示すように、押圧部材７を基端方向に若干移動させると、一対の挟持片１２４が押し込まれる。これにより前記ラッチ機構が作動して、図６（ｄ）に示すように、一対の挟持片１２４が離間することができ、よって、前記押圧部材７は、前記規制が解除されて、先端方向に移動することができる。

次に、ポンプ５（ポンプセット１０）の作動状態について、主に図２、図３を参照しつつ説明する。

図２に示すように、渦巻きバネ８の付勢力に抗して押圧部材７を例えば指で基端方向に移動すると、渦巻きバネ８の内端部８１と外端部８２とが離間するため、当該渦巻きバネ８が伸びた状態となる。このとき、渦巻きバネ８には、伸びた状態から元の状態へ復元しようとする復元力が生じる。

また、この伸びた状態では、渦巻きバネ８の伸長部８３が保持体の部分６３とシリンジ１のプランジャ４との間を通っている。渦巻きバネ８は金属製の帯体で構成されているため、露出した伸長部８３の縁部に例えば指先が誤って触れた場合に当該指先が傷を受けるおそれがある。しかしながら、伸長部８３が保持体の部分６３とシリンジ１のプランジャ４との間に位置していることにより、指先が誤って伸長部８３に触れるのを確実に防止することができ、よって、安全性が確保される。

また、ポンプ５では、渦巻きバネ８が伸びた状態でシリンジ１の装着が可能となる（図５参照）。

そして、シリンジ１を装着した状態で押圧部材７の渦巻きバネ８の付勢力に抗する力を解除すると、図３に示すように、渦巻きバネ８は、自身の復元力により、内端部８１側の部分が巻回し、その巻回した分だけ押圧部材７を先端方向に移動させることができる。この押圧部材７の移動により、ガスケット３がプランジャ４を介して先端方向に押圧されて、外筒２の口部２２から薬液２００を排出することができる。これにより、薬液２００の投与が行なわれる。

ところで、薬液２００を投与する際には、外筒２の口部２２から薬液２００が排出する際の排出速度が一定となるように、その投与を行なうのが好ましい。そこで、ポンプ５では、排出速度が一定となるのを確保するために、プランジャ４（ガスケット３）を移動させる駆動源として、渦巻きバネ８が用いられている。渦巻きバネ８は、別名「定荷重バネ」と呼ばれている。従って、渦巻きバネ８は、従来のシリンジポンプで用いられている例えば圧縮コイルバネに比べて、伸びた状態から元の状態へ復元する間のいずれの状態でも付勢力が一定となる。これにより、プランジャ４の移動速度も一定となり、結果、排出速度が確実に一定となる。

また、前記ミノフィット（登録商標）や前記強力ネオミノファーゲンシー（登録商標）は、緩徐な投与を必要とする薬液２００である。この薬液２００の投与に、薬液排出速度が一定となるポンプ５を用いることにより、緩徐な投与を確実に行なうことができる。

また、前記駆動源として渦巻きバネ８を用いていることにより、駆動源としてモータを用いた場合に比べて、ポンプ５の軽量化を図ることができたり、アルコール消毒による駆動源の故障（例えば電気回路のショート）を確実に防止することができる。

渦巻きバネ８の付勢力の大きさとしては、特に限定されないが、例えばシリンジサイズが５０ｍＬの場合、例えば、１．２〜２．２ｋｇｆが好ましく、１．４〜２．０ｋｇｆがより好ましい。これにより、緩徐な投与をより確実に行なうことができる。なお、付勢力をこのような大きさに設定する方法としては、特に限定されないが、例えば、渦巻きバネ８の構成材料、渦巻きバネ８の材料や厚さや幅等の諸条件を適宜選択する方法が挙げられる。

また、排出速度は、特に限定されないが、例えば前記ミノフィット（登録商標）や前記強力ネオミノファーゲンシー（登録商標）を投与する場合には、１０〜１３ｍＬ／分であるのが好ましい。排出速度をこのような大きさに設定する方法としては、特に限定されないが、例えば、渦巻きバネ８の付勢力、シリンジ１のサイズ、薬液２００の種類、チューブ３０のサイズ、チューブ３０の先端部に接続される前記留置針の針管のサイズ等の諸条件を適宜選択する方法が挙げられる。

以上、本発明のポンプおよびポンプセットを図示の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、ポンプおよびポンプセットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

次に、本発明のポンプセットの具体的実施例について説明する。
１．ポンプセットの作製
（実施例１）
図１に示すポンプセットを作製した。なお、このポンプセットの仕様は、下記に示すとおりである。

・シリンジのサイズ：５０ｍＬ用シリンジ
・薬液：テルモ社製「ミノフィット（登録商標）」
・薬液量：４０ｍＬ
・チューブの内径：１．１ｍｍ
・穿刺針のサイズ：テルモ社製「２３Ｇ翼状針」
・ポンプの渦巻きバネの付勢力：２．０ｋｇｆ

（実施例２）
薬液がミノファーゲン製薬社製「強力ネオミノファーゲンシー（登録商標）」、ポンプの渦巻きバネの付勢力が１．４ｋｇｆ以外は、実施例１の同様のポンプセットを作製した。

２．評価
各実施例および各比較例で作製したポンプセットをそれぞれ作動させて、薬液を排出させた。なお、一般的に、グリチルリチン酸が配合された４０ｍＬの薬液を投与する際には、その投与を約３〜４分かけて行なうのが好ましい。

その結果、実施例１および２では、いずれも、排出速度が一定となっていることが認められ、排出完了までの時間が実施例１では３分１１秒、実施例２では３分１５秒であった。

１０ ポンプセット
１ シリンジ
２ 外筒
２１ 外筒本体
２１１ 内周面
２２ 口部
２４ 空間
２５ フランジ
３ ガスケット
３１、３２ 突部
４ プランジャ
４１ フランジ
５ ポンプ
６ 保持体
６１ 段差部
６２、６３ 部分
６４ 保持部
６４１ 挟持片
６４２ 挿入部
６４３ 溝
６５ レール
６６ 挟持部材
６７ 壁部
７ 押圧部材
７１ 板片
７１１ 当接面
７２ 支持板
７２１ 突部
８ 渦巻きバネ
８１ 内端部
８２ 外端部
８３ 伸長部（外端側の部分）
１１ ガイド手段
１２ ロック手段
１２１ オス部材
１２２ メス部材
１２３ 円柱状部
１２４ 挟持片
３０ チューブ
２００ 薬液（液体）

Claims (6)

1. 先端部に口部を有する外筒と、前記外筒内で摺動し得るガスケットと、前記ガスケットに連結され、前記ガスケットを移動操作するプランジャとを備えるシリンジを装着して用いられるポンプであって、
   前記外筒を保持する保持体と、
   前記保持体に移動可能に設置され、当該移動により前記プランジャを先端方向に向かって押圧する押圧部材と、
   長尺な弾性体を渦巻き状に巻回した渦巻きバネであって、前記押圧部材に外端部から引き伸ばし可能に収納され、前記外端部が前記保持体に対し固定され、前記押圧部材を先端方向に付勢する渦巻きバネとを備え、
   前記渦巻きバネは、前記押圧部材が前記渦巻きバネの付勢力に抗して基端方向に移動した際に伸びた状態となって、該伸びた状態から元の前記内端部側に向かって巻回する状態へ復元しようとする復元力が生じ、該復元力により、前記押圧部材を先端方向に移動させて前記プランジャを押圧するよう構成されていることを特徴とするポンプ。
2. 前記渦巻きバネは、前記伸びた状態では、外端側の部分が前記保持体と前記プランジャとの間を通っている請求項１に記載のポンプ。
3. 前記渦巻きバネの付勢力は、前記伸びた状態から前記元の状態へ復元する間のいずれかの状態で、１．２〜２．２ｋｇｆとなっている請求項１または２に記載のポンプ。
4. 前記渦巻きバネが前記伸びた状態を維持するロック手段を備える請求項１ないし３のいずれかに記載のポンプ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のポンプと、
   前記ポンプに装着され、先端部に口部を有する外筒と、前記外筒内で摺動し得るガスケットと、前記ガスケットに連結され、前記ガスケットを移動操作するプランジャとを備えるシリンジとを有することを特徴とするポンプセット。
6. 前記シリンジには、前記外筒と前記ガスケットとで囲まれる空間に、グリチルリチン酸が含有された液体が予め収納されている請求項５に記載のポンプセット。

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