JP2014105607A - チューブポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】チューブの脱着を容易に実行することができ、さらに液体を円滑かつ定量により移送することができ、しかも液体の移送量を十分に確保することができるようにする。
【解決手段】押圧ローラ２によりチューブ５を押圧して円弧形状による壁面にチューブ５を押し付けると共に、駆動モータ４による駆動により押圧ローラ２による押圧位置を可動させることにより、チューブ５内の液体を搬送する。押圧ローラ２を保持するロータ部３と駆動モータ４とを保持するポンプベース７と、円弧形状による壁面に係る壁部１０Ａ１とチューブ５とを保持するポンプハウジング１０と、ポンプベース７とポンプハウジング１０との相対位置を可変する可変機構とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、人工透析装置等に搭載されるチューブポンプに関する。

従来、押圧ローラを有するロータ部を駆動モータによって回転させ、液体が流通するチューブを押圧ローラでしごくことによって、チューブ内の液体を送出するチューブポンプが提供されている。

このようなチューブポンプは、円弧形状により壁面が形成され、この壁面の内側に沿って液体の搬送に係るチューブが配置される。また人工透析等の一連の作業が完了すると、チューブが交換される。このチューブポンプに関して、特開平６−１４２１９０号公報（特許文献１）、特開２００７−１９５７４０号公報（特許文献２）等には、チューブを容易に交換可能とする工夫が提案されている。

具体的に、特許文献１に開示の構成は、チューブの配置に係る円弧形状による壁面の部材を、１対の腕部により構成すると共に、この腕部の付け根の部分に設けた回動軸によりこの１対の腕部を回動するように構成し、これによりこの１対の腕部の先端側間隔を広げてチューブを容易に交換可能とする。

また特許文献２に開示の構成は、ロータ部、駆動モータ、チューブガイド等を配置したポンプブロックベースに対して、壁面の部材を進退自在に配置し、カバーの開操作に連動させて、この壁面の部材を後退させることにより、チューブを容易に交換可能とする。

特開平６−１４２１９０号公報 特開２００７−１９５７４０号公報

しかしながら従来構成によるチューブを容易に交換可能とする構成にあっては、実用上未だ不十分な問題がある。

すなわち特許文献１の構成では、１対の腕部の繋ぎの部位で隙間の発生を避け得ず、この隙間により液体を円滑かつ定量に搬送することが困難な問題がある。なおこの場合、高精度、高強度の部品を用いることで繋ぎの部位を平面に近づけることは不可能ではないが、高コスト化を招く結果となる。

また特許文献２の構成では、ポンプブロックベースにチューブを保持し、このポンプブロックベースに対して壁面の部材を進退させていることにより、ロータ部の１／２周以下しか壁面を作製することが困難になり、その結果、押圧ローラを３個以上設けることが必要になり、液体の移送量が少なくなる問題がある。

本発明は、上述した問題点に留意してなされたものであり、チューブの脱着を容易に実行できるようにして、液体を円滑かつ定量で移送可能であり、しかも液体の移送量を十分に確保することができるチューブポンプを提供する。

（１） 押圧ローラによりチューブを押圧して円弧形状による壁面に前記チューブを押し付けると共に、駆動モータによる駆動により前記押圧ローラによる押圧位置を可動させることにより、前記チューブ内の液体を搬送するチューブポンプにおいて、
前記押圧ローラを保持するロータ部と前記駆動モータとを保持するポンプベースと、
前記円弧形状による壁面に係る壁部と前記チューブとを保持するポンプハウジングと、
前記ポンプベースと前記ポンプハウジングとの相対位置を可変する可変機構とを備える。

（１）によれば、ポンプハウジングにチューブを保持するようにして、ポンプベースとポンプハウジングとの相対位置を可変することにより、大きく相対位置を可変してチューブを着脱することができ、これによりチューブの脱着を容易に実行することができる。また円弧形状による壁面を平滑な面とすることができ、円滑かつ定量に液体を移送することができ、さらには液体の移送量を充分に確保することができる。

（２） （１）において、
前記駆動モータの駆動を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記円弧形状による壁面の中央と前記駆動モータの駆動軸とを結ぶ直線上であって、前記駆動モータの駆動軸の前記円弧形状による壁面側とは逆側に前記押圧ローラがほぼ位置する状態で、前記駆動モータの駆動を停止させる。

（２）によれば、充分な空隙を確保してチューブを着脱することができ、これによっても一段と簡易にチューブを着脱することができる。

（３） （１）又は（２）において、
前記ロータ部は、
前記駆動モータの駆動軸を中心にした１８０度の角間隔により前記押圧ローラが設けられ、
前記円弧形状による壁面が、半円弧形状の壁面である。

（３）によれば、液体の移送量を十分に確保することができる。

本発明によれば、チューブの脱着を容易に実行することができ、さらに液体を円滑かつ定量の移送することができ、しかも液体の移送量を十分に確保することができる。

本発明のチューブポンプを示す斜視図である。 図１の平面図である。 図１の正面図である。 図１の底面図である。 図１の側面図である。 図３をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図である。 図２との対比によりチューブ交換時の状態を示す平面図である。 図７をＢ−Ｂ線により切り取って示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るチューブポンプを示す斜視図である。 図９のチューブポンプを、カバーを開いた状態により示す正面図である。 図９のチューブポンプを、カバーを閉じた状態により示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るチューブポンプを示す斜視図である。また図２は、その平面図であり、図３、図４及び図５は、その正面図、底面図及び側面図である。また図６は、図３をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図である。

チューブポンプ１は、図１に示すように、押圧ローラ２がロータ部３に設けられ、この押圧ローラ２によりチューブ５を押圧して円弧形状による壁面にチューブ５を押し付け、駆動モータ４による駆動によりこの押圧ローラ２による押圧位置を可動させ、これによりチューブ５内の液体を搬送する。なおこれら図１〜図６は、チューブポンプ１により液体を搬送している状態を示す図である。この実施形態において、チューブポンプ１は、透析装置に適用されることにより、搬送に供する液体は血液である。

ここでチューブポンプ１は、図６に示すように、平板形状によるポンプベース７に設けられた貫通孔７Ａより駆動モータ４の駆動軸４Ａが突出するようにして、ポンプベース７に駆動モータ４が配置される。チューブポンプ１は、この駆動モータ４の駆動軸４Ａにロータ部３が配置される。

ロータ部３は、図１に示すように、外周方向にバネにより付勢されて押圧ローラ２が回転自在に設けられ、さらに各押圧ローラ２には、それぞれ駆動モータ４の回転方向側に、チューブ５の上下方向の変位を規制するガイドローラ８が、チューブ５の上部及び下部に対応する部位に設けられる。この実施形態において、押圧ローラ１は、駆動モータ４の回転軸に対して１８０度の角間隔によりロータ部３に２個設けられる。これによりロータ部３は、駆動モータ４の駆動により、ガイドローラ８によりチューブ５をガイドしながら、押圧ローラ２によりチューブ５を押圧して押圧位置を可変する。またポンプハウジング１０側にチューブ５を保持するようにして、後述するようにポンプベース７とポンプハウジング１０との相対位置を可変してチューブ５を交換する場合でも、ガイドローラ８によりチューブ５をガイドして確実に押圧ローラ２によりチューブ５を押圧する。これらによりポンプベース７は、押圧ローラ２を保持するロータ部３と駆動モータ４とを保持するように構成される。

チューブポンプ１は、ポンプベース７に、ポンプハウジング１０が積層させて配置され、このポンプハウジング１０を介して透析装置の筐体に保持される。チューブポンプ１は、このポンプハウジング１０に、押圧ローラ２によりチューブ５を押し付ける円弧形状による壁面が形成される。すなわちポンプハウジング１０は、駆動モータ４の回転軸を中心にして半円弧形状により立ち上がり、さらにこの半円弧形状による両端部が円周接線方向にほぼ平行に延出するように、壁部１０Ａが形成される。チューブポンプ１では、この壁部１０Ａの内側壁面にチューブ５が配置される。

ポンプハウジング１０は、このように壁部１０Ａを形成して、チューブ５の両端が飛び出す部位には、チューブ５を挿入する凹溝１０Ｂが設けられる。これによりチューブポンプ１では、チューブ５の両端に設けられた回路チューブとの連結部であるコネクタ５Ａが凹溝１０Ｂより飛び出すようにチューブ５を位置決めした後、凹溝１０Ｂによりチューブ５をガイドして壁部１０Ａの内側壁面に沿ってチューブ５を配置できるように構成される。またポンプハウジング１０によりチューブ５を保持して、後述するチューブ５の交換時、ポンプベース７に対してポンプハウジング１０とチューブ５とを一体に可動できるように構成される。なお以下において、この壁部１０Ａの半円弧形状に係る部位を半円弧形状壁部１０Ａ１と呼び、この半円弧壁部の両端部よりほぼ平行に延出する部位を延出壁部１０Ａ２と呼ぶ。これによりポンプハウジング１０は、円弧形状による壁面に係る壁部１０Ａ１とチューブ５とを保持するように構成される。

ここで図３〜図５に示すように、チューブポンプ１は、平面視した場合にほぼ長方形形状となるようにポンプベース７が形成される。チューブポンプ１は、この長方形状における長辺が、壁部１０の延出壁部１０Ａ２の延長方向と平行になるように設定されて、この延長方向にポンプベース７に対してポンプハウジング１０をスライド可能に構成される。

すなわちポンプベース７は、この長辺側の、駆動モータ４側面の角部７Ｃが階段状に形成され、ポンプハウジング１０は、この階段状の角部７Ｃに噛み合って、ポンプベース７をスライド可能に保持する保持部１０Ｄが設けられる。

またチューブポンプ１は、このようにしてポンプベース７にポンプハウジング１０をスライド可能に保持して、ポンプハウジング１０をスライド操作する構成が設けられる。すなわち図１、図２、図４及び図５に示すように、ポンプベース７は、長孔による貫通孔７Ｂが設けられ、この貫通孔７Ｂに偏心カム１２の回動軸１２Ａが挿入されて保持される。偏心カム１２は、この回動軸１２Ａに対して一定の間隔だけ偏移した位置に回動軸１２Ｂ（図６）が設けられ、この回動軸１２Ｂが、ポンプハウジング１０の延出部１０Ｃに設けられた貫通孔１０Ｅに挿通される。これによりチューブポンプ１は、回動軸１２Ｂを回動中心にして偏心カム１２を回動させることにより、ポンプハウジング１０のスライド方向についての回動軸１２Ａ及び１２Ｂ間の間隔を可変し、ポンプベース７に対してポンプハウジング１０をスライド操作できるように構成される。

チューブポンプ１は、回動軸１２Ｂが延出部１０を貫通するように形成され、この貫通して突出する回動軸１２Ｂの先端に円柱形状によるストッパー１３が設けられ、このストッパー１３に操作レバー１４が設けられる。これによりチューブポンプ１は、操作レバー１４を操作することにより、ポンプハウジング１０をスライド操作することができるように構成される。

ここでこのようにして操作レバー１４を操作して、壁部１０Ａの半円弧形状壁部１０Ａ１がロータ部３に最も接近するように設定した状態で（図１〜図６）、チューブポンプ１は、チューブ５中の液体を充分に搬送可能に、押圧ローラ２によりチューブ５を半円弧形状壁部１０Ａ１の内側壁面に押圧できるように、各部の寸法が設定される。これによりこの実施形態では、液体の移送量を充分に確保して、円滑かつ定量により移送できるように構成される。すなわちこの実施形態では、１対の押圧ローラ２により半円弧形状壁部１０Ａ１にチューブ５を押し付けて液体を搬送できることにより、液体の移送量を十分に確保することができる。またこの半円弧形状壁部１０Ａ１にあっては、内側面を平滑な面とすることができ、これにより特許文献１について上述した問題点を有効に回避して、円滑かつ定量により液体を移送することができる。

なおチューブポンプ１は、このように押圧ローラ２により半円弧形状壁部１０Ａ１にチューブ５を押し付けて液体を搬送する場合、ロータ部３から半円弧形状壁部１０Ａ１を遠ざける方向に、チューブ５から力を受けることになる。そこでチューブポンプ１では、バネにより付勢された突片を使用したロック機構が設けられ、操作レバー１４を操作してロータ部３に半円弧形状壁部１０Ａ１が最も接近するように設定すると、このロック機構により操作レバー１４の操作を停止した以降においても、この最も接近した状態を維持できるように構成される。またこのロック機構には、このロックを解除する操作子が設けられており、この操作子の押圧によりロックを解除して操作レバー１４を操作できるように構成される。なお図においては、このロック機構、操作子については、記載を省略するものの、このような機構については種々の構成を広く適用することができる。

これに対して図２及び図６との対比により図７及び図８により示すように、ロータ部３に壁部１０Ａの半円弧形状壁部１０Ａ１を最も接近させた状態から、操作レバー１４を１８０度回動させると、ロータ部３から壁部１０Ａの半円弧形状壁部１０Ａ１を最も遠ざけることができる。なお図７及び図８は、チューブ５を着脱する場合の状態を示す図である。

チューブポンプ１では、駆動モータ４がステッピングモータにより構成され、ステッピングモータに係るコントローラ２１によるロータ部３の停止位置の制御と（図１参照）、偏心カム１２における回動軸１２Ａ、１２Ｂの間隔の設定により、チューブ５の着脱作業を簡易かつ確実に実行可能となるように設定される。

すなわちコントローラ２１は、この透析装置のメインコントローラの制御により、駆動モータ４の駆動を制御する。コントローラ２１は、この駆動モータ４の制御において、メインコントローラの指示により駆動モータ４を停止させる。具体的に、コントローラ２１は、図７に示すように、半円弧形状壁部１０Ａ１の中心と駆動モータの駆動軸の中心とを結ぶ直線Ｌ上であって、駆動モータ４の駆動軸の半円弧形状壁部１０Ａ１とは逆側に押圧ローラ２がほぼ位置するタイミングで、駆動モータ４の駆動を停止させる。ここでこの実施形態では、１８０度の角間隔により２つの押圧ローラ２が配置されていることにより、２つの押圧ローラ２を結ぶ直線が、ほぼ壁部１０Ａの延出壁部１０Ａ２の延長方向になる停止位置で（図７の状態である）、駆動モータ４を停止させる。

チューブポンプ１は、またこの状態で、操作レバー１４を１８０度回動させて、ロータ部３から半円弧形状壁部１０Ａ１を最も遠ざけると、半円弧形状壁部１０Ａ１側の押圧ローラ２と、チューブ５との間に一定の空隙が形成されるように、回動軸１２Ａ、１２Ｂの間隔が設定される。これによりこの実施形態では、チューブの脱着を容易に実行することができる。

これらによりこの実施形態において、角部７Ｃ、保持部１０Ｄ、貫通孔７Ｂ、偏心カム１２、貫通孔１２Ｃ、ストッパー１３、操作レバー１４は、ポンプベース７とポンプハウジング１０との相対位置を可変する可変機構を構成する。

以上の構成によれば、円弧形状による壁面に係る壁部１０Ａ１とチューブ５とをポンプハウジング１０に一体に設けるようにして、このポンプハウジング１０に対して押圧ローラ２を保持するロータ部３と駆動モータ４とを保持するポンプベース７の相対位置を可変可能に構成することにより、チューブの脱着を容易に実行できるようにして、液体を円滑かつ定量に移送することができ、しかも液体の移送量を十分に確保することができる。

またこのように壁部１０Ａ１とチューブ５とをポンプハウジング１０に一体に設けるようにして、このポンプハウジング１０とポンプベース７との相対位置を可変することにより、チューブ５の着脱時には、チューブ５に無駄な応力を与えないようにして、着脱作業のために十分な空隙を確保することができ、これによっても一段と容易にチューブを脱着することができる。

またこの場合、チューブ５を装着してポンプハウジング１０をポンプベース７に接近させる際に、壁面に配置したチューブ５をガイドローラ８がガイドすることにより、チューブ５が上下方向に位置ずれして配置された場合でも、チューブ５の位置を正しい配置位置に補正することができ、これによっても一段と簡易にチューブ５を装着することができる。

またさらに円弧形状による壁面の中央と駆動モータの駆動軸とを結ぶ直線上であって、駆動モータの駆動軸の円弧形状による壁面側とは逆側に押圧ローラがほぼ位置する状態で、駆動モータの駆動を停止させることにより、充分な空隙を確保してチューブ５を着脱することができ、これによっても一段と簡易にチューブを着脱することができる。またポンプハウジング１０とポンプベース７との相対位置を可変する際のチューブ５への無駄な応力の印加を防止することができる。

またさらに駆動モータの駆動軸を中心にした１８０度の角間隔により１対の押圧ローラを設けることにより、液体の移送量を十分に確保することができるチューブポンプを提供することができる。

〔第２実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態に係るチューブポンプを示す斜視図である。また図１０、このチューブポンプ２１についてカバーを開いた状態を示す正面図であり、図１１はカバーを閉じた状態を示す正面図である。この実施形態に係るチューブポンプ３１は、カバー３２が設けられ、このカバー３２の開閉と連動してポンプベース７とポンプハウジング１０との相対位置を可変する。チューブポンプ３１は、このカバー３２に関する構成が異なる点を除いて、第１実施形態について上述したチューブポンプ１と同一に構成される。従って図９〜図１１において、チューブポンプ１と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。

ここでカバー３２は、内部を目視可能に、例えばポリカーボネート等の透明樹脂材料を射出成形して作製され、壁部１０の上側端面に当接して、チューブ５を配置した箇所を覆う形状によりカバー部本体３２Ａが作製される。またカバー３２は、半円弧形状壁部１０Ａ１のほぼ中央部分に当接する部位が外方に延出して延出部３２Ｂが形成され、この延出部３２Ｂは、先端がポンプベース７側にほぼ直角に折れ曲がった後、これとは逆側に折れ曲がるように形成される。延出部３２Ｂは、このポンプベース７側に折れ曲がった部位より先端側が二股により形成され、この二股の部位の先端に、外方に延出するように回動軸３２Ｃが設けられる。

ポンプベース７は、この回動軸３２Ｃに対応して一対の突片７Ｅが設けられる。ここでこの突片７Ｅは、上方に開口する凹溝が設けられ、この凹溝により回動軸３２Ｃを上下方向に変位可能に保持する。これによりチューブポンプ３１は、この回動軸３２Ｃによりカバー３２を回動させて、カバー３２を開閉できるように構成され、さらにはカバー３２を上方に取り外すことができるように構成される。

カバー３２は、回動軸３２Ｃよりカバー本体部３２Ａ側、二股の部位に、円柱形状によるスライドピン３２Ｄが掛け渡される。ポンプハウジング１０は、このスライドピン３２Ｄに対応する部位１０Ｃが外方に延出し、この延出した部位に設けられた凹溝１０Ｄ（図１１）がスライドピン３２Ｄに上方側より引っ掛けられて保持される。これによりチューブポンプ３１は、カバー３２の開閉に連動してポンプハウジング１０とポンプベース７との相対位置が変位し、カバー３２を開いてチューブ５を容易に脱着することができる。

さらにカバー３２は、カバー本体３２Ａの先端に突片３２Ｅが設けられ、ポンプハウジング１０は、この突片３２Ｅに引っ掛かってカバー３２を閉じた状態に保持する保持具３３が設けられる。これによりチューブポンプ３１は、チューブポンプ１について上述した操作レバー１４に係るロック機構が、この突片３２Ｅと保持具３３とにより構成される。

この実施形態によれば、カバー３２の開閉と連動してポンプベース７とポンプハウジング１０との相対位置を可変するようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に組み合わせるようにし、また上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、駆動モータにステッピングモータを適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ブラシレスモータ等、種々のモータを広く適用することができる。

また上述の実施形態では、ロータ部に押圧ローラを２個設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３個以上、複数個設ける場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、操作レバー１４の操作によりポンプベースとポンプハウジングとの相対位置を可変する場合、カバーの開閉と連動させて相対位置を可変する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ソレノイド、空気圧シリンダ、モータ等による駆動により相対位置を可変する場合等、この種の相対位置の可変に係る構成にあっては、種々の構成を広く適用することができる。

また上述の実施形態では、チューブポンプを透析装置に適用して血液を搬送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、透析装置以外の医療機器に適用して血液を搬送する場合、血液以外の各種の液体を搬送する場合に広く適用することができる。

１、３１ チューブポンプ
２ 押圧ローラ
３ ロータ部
４ 駆動モータ
４Ａ 駆動軸
５ チューブ
５Ａ コネクタ
７ ポンプベース
７Ａ、７Ｂ、１０Ｅ、１２Ｃ 貫通孔
７Ｃ 角部
８ ガイドローラ
１０ ポンプハウジング
１０Ａ 壁部
１０Ａ１ 半円弧形状壁部
１０Ａ２ 延出壁部
１０Ｂ、１０Ｄ 凹溝
１０Ｃ、１０Ｅ、３２Ｂ 延出部
１０Ｄ 保持部
１２ 偏心カム
１２Ａ、１２Ｂ、３２Ｃ 回動軸
１３ ストッパー
１４ 操作レバー
２１ コントローラ
３２ カバー
３２Ａ カバー本体部
３２Ｄ スライドピン
３２Ｅ 突片
３３ 保持具

Claims (3)

1. 押圧ローラによりチューブを押圧して円弧形状による壁面に前記チューブを押し付けると共に、駆動モータによる駆動により前記押圧ローラによる押圧位置を可動させることにより、前記チューブ内の液体を搬送するチューブポンプにおいて、
   前記押圧ローラを保持するロータ部と前記駆動モータとを保持するポンプベースと、
   前記円弧形状による壁面に係る壁部と前記チューブとを保持するポンプハウジングと、
   前記ポンプベースと前記ポンプハウジングとの相対位置を可変する可変機構とを備えるチューブポンプ。
2. 前記駆動モータの駆動を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記円弧形状による壁面の中央と前記駆動モータの駆動軸とを結ぶ直線上であって、前記駆動モータの駆動軸の前記円弧形状による壁面側とは逆側に前記押圧ローラがほぼ位置する状態で、前記駆動モータの駆動を停止させる
   請求項１に記載のチューブポンプ。
3. 前記ロータ部は、
   前記駆動モータの駆動軸を中心にした１８０度の角間隔により前記押圧ローラが設けられ、
   前記円弧形状による壁面が、半円弧形状の壁面である
   請求項１又は請求項２に記載のチューブポンプ。

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