JP2013070705A - 輸液ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】輸液チューブTを押圧する押圧フィンガ21を有する輸液ポンプにおいて、押圧フィンガ21が最前進位置にあるときに、その押圧フィンガ21の押圧突部21bにて輸液チューブTの幅方向の中央部のみが完全に圧閉され、チューブ両端部が押圧されないようにする。このような構成により、輸液チューブTの両端部に生じる応力やひずみを小さくすることができ、輸液チューブTのへたりを抑制することができる。しかも、押圧フィンガ21にて輸液チューブの中央部を完全に圧閉する構成であるので、押圧フィンガ21のストロークに誤差があっても、そのストローク誤差は押圧板(緩衝板)6にて吸収されるので、輸液の流量誤差を抑制することができる。
【選択図】図9
Description
W1=[dπ−(d−Δd)π]/2=Δdπ/2となる。そして、輸液チューブTの全幅W2は、
W2=Δdπ/2+(d−Δd)
=(π/2−1)Δd+d ・・・(1)
となる。この式(1)から明らかなように、輸液チューブTの全幅W2は、押しつぶし量Δdに比例する(輸液チューブの周長が変わらないと仮定)。つまり、押圧フィンガの最後退位置に対する移動位置(押しつぶし量)と、その押圧フィンガにて変形する輸液チューブTの全幅(従フィンガの先端を合わせる部分の幅)とは比例関係にある。このような点に着目して、本発明では、押圧フィンガの進退移動にて変形する輸液チューブの全幅変化に連動して従フィンガが進退移動するようにしている。
次に、ポンプ機構2の具体的な例について図3〜図6を参照して説明する。
次に、上記押圧フィンガ21の傾斜面21a及び従フィンガ23の傾斜面23aの傾斜角度について図16を参照して説明する。
s1=W2/2−d/2=[(π/2−1)Δd+d]/2−d/2
=(π/2−1)Δd/2
であり、tanθ1は、
tanθ1=[(π/2−1)Δd/2・/Δd=π/4−1/2
となる。そして、θ1は、
θ1=tan-1(π/4−1/2)
=15.9°
となる。この計算結果から、押圧フィンガ21の傾斜面21a,21aの傾斜角度を「15.9°」とし、この押圧フィンガ21の傾斜面21a,21aと摺動する従フィンガ23,23の傾斜面23a,23aの傾斜角度(押圧フィンガ21の中心軸CL1に対する傾斜角度)についても「15.9°」とすることにより、押圧フィンガ21による進退移動にて変形する輸液チューブTの全幅の変化[(π/2−1)Δd+d]に比例して従フィンガ23,23が移動(CL2方向に移動)に移動するようになり、押圧フィンガ21の進退移動過程において、従フィンガ23,23の先端面23b,23bと輸液チューブTの外周面との間に隙間が生じることを抑制することができる。
次に、上流側バルブ部30及び下流側バルブ部40について図3及び図5などを参照して説明する。
制御部7は、マイクロコンピュータ等を主体として構成されている。制御部7には、図示はしないが、ポンプ本体11の装着された輸液チューブT内に混入した気泡を検出する気泡センサ(例えば、超音波センサ)、扉12の閉鎖状態などを検出する開閉センサ、距離センサなどが接続されており、その各センサの出力信号が制御部7に入力される。
次に、ポンプ機構2の動作について図7及び図8を参照して説明する。なお、図7及び図8において、各フィンガについては切断しないで表記している。
次に、上記した位置合せ機構の動作について図9及び図10を参照して説明する。なお、図9及び図10において、押圧フィンガ21等については切断しないで表記している。
この例の輸液ポンプ1によれば、押圧フィンガ21の押圧突部21bによって、輸液チューブTの幅方向の中央部のみを完全に圧閉するようにしているので、押圧フィンガ21にて輸液チューブTを押圧する際に、応力集中が生じやすいチューブ両端部が押圧されない。これにより、フルプレス方式の輸液ポンプと比較して、輸液チューブTの両端部に生じる応力やひずみを小さくすることができる。しかも、押圧フィンガ21にて輸液チューブTの幅方向の中央部のみを完全に圧閉する方式であるので、フィンガストロークに誤差があっても、そのストローク誤差は押圧板6(緩衝板)にて吸収される。これによって輸液の流量誤差を抑制することができる。
ここで、センタープレス方式の輸液ポンプを用いて、輸液チューブTを押しつぶした場合の輸液チューブTの変形について解析を行い、その輸液チューブTの押圧初期から幅方向の中央部のみを完全に圧閉する状態に至るまでの間について、輸液チューブTの断面積(mm2:チューブ肉厚も含む)の変化と輸液チューブTの端部(図14参照)に生じる応力(MPa)との関係を調べたところ、図11(A)に示す結果(実線)が得られた。また、同様にして、輸液チューブTの断面積の変化と輸液チューブTの端部に生じるひずみとの関係を調べたところ、図11(B)に示す結果(実線)が得られた。
フルプレス方式の輸液ポンプを用いて、輸液チューブTを押しつぶした場合(図18(A)参照)の輸液チューブTの変形について解析を行い、その輸液チューブTの押圧初期から完全に圧閉する状態に至るまでの間について、輸液チューブTの断面積(mm2:チューブ肉厚も含む)の変化と輸液チューブTの端部(図18(A)参照)に生じる応力(MPa)との関係を調べたところ、図11(A)に示す結果(1点鎖線)が得られた。また、同様にして、輸液チューブTの断面積の変化と輸液チューブTの端部に生じるひずみとの関係を調べたしたところ、図11(B)に示す結果(1点鎖線)が得られた。なお、この比較例に用いた輸液ポンプ(フルプレス方式)については、押圧フィンガの先端部の形状及び押圧板の形状等を変更したこと以外は、上記実施例(センタープレス方式の輸液ポンプ)と同じ仕様とした。
本発明において、押圧フィンガの形状は、図4及び図6等に示す形状に限定されず、輸液チューブTの幅方向の中央部のみを完全に圧閉することが可能であれば、他の形状であってもよい。例えば、押圧フィンガの先端中央部の高さ(輸液チューブT側への突出量)が最大で、その中央部から両端部に向かうにしたがって高さが低くなる断面山形状(中高形状)または断面略三角形状の押圧フィンガなどであってもよい。また、押圧フィンガを輸液送り方向(輸液チューブの長手方向)に沿って延びる板状の部材(突部のない部材)とし、その先端部(押圧部)をアール形状(断面半円形状)に形成したものを用いてもよい。
11 ポンプ本体
12 扉
2 ポンプ機構
20 センタープレス部
21 押圧フィンガ
21a 傾斜面(摺動面)
22 アクチュエータ
23 従フィンガ
23a 傾斜面(摺動面)
24 スライド支持部材
25 圧縮コイルばね(弾性部材)
30 上流側バルブ部
31 上流側バルブフィンガ
32 アクチュエータ
40 下流側バルブ部
41 下流側バルブフィンガ
42 アクチュエータ
6 押圧板
601,602 位置合せ部(位置合せ手段)
7 制御部
T 輸液チューブ
Claims (6)
- 輸液チューブを押圧して当該輸液チューブ内の輸液を送液するポンプ機構を備えた輸液ポンプであって、
前記ポンプ機構は、輸液チューブに対して進退移動が可能に設けられ、その前進移動の際に輸液チューブを押圧する押圧フィンガと、前記押圧フィンガの輸液送り方向の上流側に設けられ、輸液チューブの完全圧閉と開放とを行う上流側バルブフィンガと、前記押圧フィンガの輸液送り方向の下流側に設けられ、輸液チューブの完全圧閉と開放とを行う下流側バルブフィンガとを備えているとともに、
前記押圧フィンガには、輸液送り方向に沿って延びる押圧部が設けられており、当該押圧フィンガが最前進位置にあるときに前記押圧部にて輸液チューブの幅方向の中央部のみが完全に圧閉されるように構成されていることを特徴とする輸液ポンプ。 - 請求項1記載の輸液ポンプにおいて、
前記押圧フィンガの押圧部の中心と輸液チューブの幅方向の中心とを位置合せする位置合せ手段を備えていることを特徴とする輸液ポンプ。 - 請求項2記載の輸液ポンプにおいて、
前記位置合せ手段は、前記押圧フィンガに設けられた傾斜面と、前記押圧フィンガの進退移動の方向に対して直交する一方向のみに進退移動が可能な従フィンガとを有するとともに、前記押圧フィンガの傾斜面は、前記進退移動方向に対して斜めに傾斜する傾斜面であり、前記従フィンガには、前記押圧フィンガの傾斜面との摺動が可能であって、その押圧フィンガの傾斜面との摺動により当該従フィンガを前記直交一方向に移動する傾斜面が設けられており、
前記押圧フィンガが進退移動するときに、その押圧フィンガの傾斜面と前記従フィンガの傾斜面とが摺動し、前記従フィンガが前記押圧フィンガの移動に連動して、前記直交一方向に移動するように構成されていることを特徴とする輸液ポンプ。 - 請求項3記載の輸液ポンプにおいて、
前記押圧フィンガが最後退位置にあるときに、その押圧フィンガの先端が輸液チューブの外周面に対応する位置に配置されるとともに、前記従フィンガの先端が輸液チューブの外周面に対応する位置に配置されるように構成されていることを特徴とする輸液ポンプ。 - 請求項3または4記載の輸液ポンプにおいて、
前記従フィンガの傾斜面を、前記押圧フィンガの傾斜面に押圧する弾性部材を備え、前記押圧フィンガが後退する際に、前記弾性部材の弾性力によって前記押圧フィンガの傾斜面と前記中フィンガの傾斜面とが摺動するように構成されていることを特徴とする輸液ポンプ。 - 請求項3または4記載の輸液ポンプにおいて、
前記押圧フィンガと前記従フィンガとを摺動自在に連結する連結手段を備え、前記押圧フィンガが後退移動する際に、前記連結手段の連結により押圧フィンガの傾斜面と従フィンガの傾斜面とが摺動するように構成されていることを特徴とする輸液ポンプ。
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