JP2015086758A - 輸液ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポンプ機構2を構成する送液部20、上流側及び下流側のバルブ部を、それぞれ、主フィンガ21(31)と従フィンガ22(32)とを有する構成とし、主フィンガ21が前進移動する際に従フィンガ22が輸液チューブTの全幅の変化(増大)に比例して後退移動し、主フィンガ21が後退移動する際に従フィンガ22が輸液チューブTの全幅の変化(縮小)に比例して前進移動するように構成している。このような構成により、輸液チューブTのセット時及び主フィンガ21の進退移動過程などにおいて、従フィンガ21の先端面21aと輸液チューブTの外周面との間に隙間が生じないようにすることができる。これによって輸液チューブTの横方向へのずれ(蛇行)を防止することが可能となり、輸液の流量精度を高めることができる。
【選択図】図4
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、主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、その主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。
本発明の輸液ポンプの一例について図1〜図8を参照して説明する。
次に、ポンプ機構2の具体的な構成例について図2〜図8を参照して説明する。なお、図6では従フィンガの図示は省略している。
送液部20は、3つの送液フィンガ(本発明でいう「送液部の主フィンガ」に相当)21・・21、その各送液フィンガ21のそれぞれに対応して設けられた左右一対の従フィンガ22,22、及び、圧縮コイルばね(弾性部材)23,23などによって構成されている。なお、以下の説明において、3つの送液フィンガ21・・21のうち、輸液送り方向の上流側のものを第1送液フィンガ21、中流部のものを第2送液フィンガ21、下流側のものを第3送液フィンガ21と言う場合もある。
次に、上記送液フィンガ21の傾斜面21s及び従フィンガ22の傾斜面22sの傾斜角度について図21及び図22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、送液フィンガ21の傾斜面21s,21sの傾斜角度を「15.9°」とし、この送液フィンガ21の傾斜面21s,21sと摺動する従フィンガ22,22の傾斜面22s,22sの傾斜角度(送液フィンガ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、送液フィンガ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22,22が移動(CL2方向に移動)に移動するようになり、送液フィンガ21の進退移動過程において、従フィンガ22,22の先端面22a,22aと輸液チューブTの外周面(幅方向の外周端部)との間に隙間が生じることを抑制することができる。なお。左右一対の従フィンガ22,22の進退移動の移動量Δαは同じであり、その2倍の移動量(2×Δα)が輸液チューブTの全幅の変化[(π/2−1)Δd+d]と比例する。
次に、上流側のバルブ部30A及び下流側のバルブ部30Bについて図3、図5、図6及び図8等を参照して説明する。これら上流側のバルブ部30Aと下流側バルブ部30Bとは同じ構成であるので、以下の説明では、一方のバルブ部(上流側のバルブ部30A)についてのみ説明する。なお、図5は図3のII−II矢視を示す部分断面図である。
駆動部7は、この種の輸液ポンプに一般に使用されている公知の駆動機構であって、例えば、送液部20の送液フィンガ21・・21、上流側及び下流側のバルブ部30A,30Bの閉塞フィンガ31,31の各フィンガをそれぞれ個別に進退駆動するためのカム、各カムを回転するカム軸、そのカム軸にタイミングプーリ及びタイミングベルトを介して連結された電動モータ(例えばステッピングモータ)などを備え、その電動モータの駆動により、図9〜図11に示すような動作で送液部20の送液フィンガ21・・21、上流側及び下流側のバルブ部30A,30Bの閉塞フィンガ31,31の各フィンガを進退駆動するように構成されている。
制御部8は、マイクロコンピュータ等を主体として構成されており、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性RAM、I/Oインターフェース、及び、これらの機能部を互いに接続するバスラインなど備えている。制御部8には、図示はしないが、ポンプ本体11に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)、ポンプ機構2よりも下流側における輸液チューブTの閉塞状態を検出する閉塞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8に入力される。
次に、ポンプ機構2の動作について図9〜図11を参照して説明する。なお、図9〜図11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。また、図9〜図11では従フィンガの図示は省略している。
<送液部のフィンガ動作>
まず、送液部20を構成する送液フィンガ21及び一対の従フィンガ22,22の動作について図12及び図13を参照して説明する。
次に、上流側及び下流側のバルブ部30A,30Bを構成する閉塞フィンガ31及び一対の従フィンガ32,32の動作について図14及び図15を参照して説明する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ポンプ機構2を構成する送液部20、上流側及び下流側のバルブ部30A,30Bが、それぞれ、送液フィンガ21,閉塞フィンガ31と従フィンガ22,32とを有する構成とし、送液フィンガ21,閉塞フィンガ31が前進移動する際に、従フィンガ22,32が輸液チューブTの全幅の変化(増大)に比例して後退移動し、送液フィンガ21,閉塞フィンガ31が後退移動する際に、従フィンガ22,32が輸液チューブTの全幅の変化(縮小)に比例して前進移動するように構成しているので、輸液チューブTのセット時及び各フィンガ21,31の進退移動過程などにおいて、送液部20及びバルブ部30A,30Bの従フィンガ22,32の先端面22a,32aと輸液チューブTの外周面(幅方向の外周端部)との間に隙間(チューブが偏在するスペース)が生じないようにすることができる。これによって輸液チューブTの横方向へのずれ(蛇行)を防止することが可能となり、輸液の流量精度を高めることができる。
本発明の輸液ポンプの他の例について図17〜図20を参照して説明する。
まず、図17及び図19を参照して送液部220の構成について説明する。なお、図17及び図19は、上記した[実施形態1]における図4相当図である。
次に、上記送液フィンガ221の傾斜面221s及び従フィンガ222の傾斜面222sの傾斜角度について図21及び図23を参照して説明する。
s2=[(π/2−1)Δd+d]−d
=(π/2−1)Δd
であり、tanθ2は、
tanθ2=(π/2−1)Δd/Δd=π/2−1
となる。そして、θ2は、
θ2=tan-1(π/2−1)
=29.7°
となる。この計算結果から、送液フィンガ221の傾斜面221sの傾斜角度を「29.7°」とし、この送液フィンガ221の傾斜面221sと摺動する従フィンガ222の傾斜面222sの傾斜角度(送液フィンガ221の中心軸CL21に対する傾斜角度)についても「29.7°」とすることにより、送液フィンガ221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222が移動(図17に示すX方向に移動)に移動するようになり、送液フィンガ221の進退移動過程において、従フィンガ222の先端面222aと輸液チューブTの外周面(幅方向の外周端部)との間に隙間が生じることを抑制することができる。ここで、送液フィンガ221の傾斜面221s及び従フィンガ222の傾斜面222sの傾斜角度は、正確に「29.7°」としてもよいし、また、例えば、30°±β(βは公差)としてもよい。
次に、図18及び図20を参照して上流側及び下流側のバルブ部230A,230Bの構成について説明する。なお、図18及び図20は、上記した[実施形態1]における図5相当図である。
駆動部207は、この種の輸液ポンプに一般に使用されている公知の駆動機構であって、例えば、送液部220の送液フィンガ221・・221、上流側及び下流側のバルブ部230A,230Bの閉塞フィンガ231,231の各フィンガをそれぞれ個別に進退駆動するためのカム、各カムを回転するカム軸、そのカム軸にタイミングプーリ及びタイミングベルトを介して連結された電動モータ(例えばステッピングモータ)などを備え、その電動モータの駆動により、図9〜図11に示すような動作と同様な動作で送液部220の送液フィンガ221・・221、上流側及び下流側のバルブ部230A,230Bの閉塞フィンガ231,231の各フィンガを進退駆動するように構成されている。そして、このような駆動部207な駆動は上記した制御部8によって制御される。
以上のように、この実施形態においても、輸液チューブTのセット時及び各フィンガ221,231の進退移動過程などにおいて、送液部220及びバルブ部230A,230Bの従フィンガ222,232の先端面222a,232aと輸液チューブTの外周面(幅方向の外周端部)との間に隙間(チューブが偏在するスペース)が生じないようにすることができる。これによって輸液チューブTの横方向へのずれ(蛇行)を防止することが可能となり、輸液の流量精度を高めることができる。
11 ポンプ本体
12 扉
2 ポンプ機構
20,220 送液部
21,221 送液フィンガ(主フィンガ)
21a,221a 先端面
21s,221s 傾斜面(摺動面)
22,222 従フィンガ
22a,222a 先端面
22b,222b スライド溝
22s,222s 傾斜面(摺動面)
23,223 圧縮コイルばね(弾性部材)
30A,300A 上流側のバルブ部
30B,300B 下流側のバルブ部
31,231 閉塞フィンガ(主フィンガ)
31a,231a 突部
31s,231s 傾斜面(摺動面)
32,232 従フィンガ
32a,232a 先端面
232s,232s 傾斜面(摺動面)
33,233 圧縮コイルばね(弾性部材)
41 送液部押え板
42 バルブ部押え板
Claims (5)
- 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輸液ポンプであって、
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主フィンガと、前記主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送液部と、
前記送液フィンガの輸液送り方向の上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、輸液チューブの完全圧閉と開放とを行う主フィンガと、前記主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バルブ部とを備え、
前記送液部及び前記バルブ部の主フィンガには、それぞれ、前記進退移動方向に対して斜めに傾斜する傾斜面が設けられているとともに、前記従フィンガには、前記主フィンガの傾斜面との摺動が可能であって、その主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、前記主フィンガが進退移動するときに、その主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主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1記載の輸液ポンプにおいて、
前記送液部及び前記バルブ部の各主フィンガが前進移動するときに、前記従フィンガが輸液チューブの全幅の変化に比例して後退移動し、前記主フィンガが後退移動するときに、前記従フィンガが輸液チューブの全幅の変化に比例して前進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1または2に記載の輸液ポンプにおいて、
前記送液部及び前記バルブ部の各主フィンガには、それぞれ、前記進退移動方向に対して互いに逆向きに傾斜するテーパ状の傾斜面が設けられているとともに、前記各主フィンガに対して、それぞれ、当該主フィンガの各傾斜面との摺動が可能な傾斜面を有する従フィンガを備えていることを特徴とする輸液ポンプ。 - 請求項1〜3のいずれか1つに輸液ポンプにおいて、
前記従フィンガの傾斜面を、前記主フィンガの傾斜面に押圧する弾性部材が前記従フィンガに取り付けられており、前記主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主フィンガの傾斜面と前記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。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の輸液ポンプにおいて、
前記主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、前記主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主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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