JP2017104164A - 輸液ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】送出し流量の脈動を抑えた輸液ポンプを提供する。
【解決手段】内壁面２０３ａにより区画された内部空間を有し受入口２０３ｂから受け入れたチューブ５０を内壁面２０３ａに沿わせて周回させてチューブ５０を延出口２０３ｃから外部に延出させる本体部材と、内部空間内の、内壁面２０３ａの間にチューブ５０を挟む位置に装入され、チューブ５０を内壁面２０３ａに押し当ててチューブ５０を押し潰すリング部材２２０とを有する輸液ポンプ用カセットを備え、リング部材２２０による押潰し位置を等速回転させたときと比較してチューブ５０内の液の送出し流量の脈動が低減するように、リング部材２２０によるチューブ５０の押潰し角度に対するモータの回転速度を制御する。
【選択図】図１５

Description

本発明は、液体をチューブで送るロータリ式の輸液ポンプに関する。

ロータリ式の輸液ポンプが様々な分野で利用されている。例えば患者の体内に長時間にわたって一定量の薬液や栄養分を注入する際にも、ロータリ式の輸液ポンプが好適に利用されている。

この分野で用いられるロータリ式の輸液ポンプは、チューブの一部を押し潰し、その押し潰し位置を輸液方向に移動することによってチューブ内の液体を送り出す構造を有する。

例えば、特許文献１には、複数の稜線と複数の窪み部とが中心線を取り巻く向きに交互に配列された内壁面により区画され、外部から延びる輸液用のチューブを受け入れその内壁面に沿わせて輪を描くように配置して外部に延出させる内部空間を有する本体部材を有し、その内部空間に受け入れられたチューブを内壁面の稜線に押し当ててチューブを中心線から半径方向一方向に押し潰し、モータからの回転駆動力を受けチューブの押潰し位置を中心線を取り巻く向きに移動させてチューブ内の液を送り出す液送出構造を備えた輸液ポンプ用カセットと、その輸液ポンプ用カセットを備えた輸液ポンプが提案されている。この提案によれば、低コストで小型化、軽量化された輸液ポンプが実現する。

特開２０１４−２２４５１４号公報

ロータリ式の輸液ポンプは、上記の通り、チューブを押し潰してその押潰し位置を輸液方向に移動することによってチューブ内の液体を送り出す構造を有する。このため、このロータリ式の輸液ポンプでは、チューブの一部分を輪を描くように丸め、その丸めた部分のうちの一部を押し潰してその押潰し位置を循回移動するという構造が採用されている。

したがって、そのチューブの丸められた部分の、チューブ内の液の送り出し方向についての最下流の部分が押しつぶされると、次には最上流の部分が押し潰されることになる。あるいは、最下流の部分と最上流の部分との双方が同時に押し潰されることになる。すなわち、チューブの最下流や最上流が押し潰される場面では、最上流から最下流に至る途中部分が押し潰される場面と比べ異なる様相を呈し、チューブ内の液体の送出し流量が脈動することになる。

このため、時間的に一定流量の液体を送り出す必要がある場合、特には、小さな流量であって一定流量の液体を送り出す必要がある場合に、一定流量の要請から外れて、大きな流量誤差を伴うおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、送出し流量の脈動を抑えた輸液ポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の輸液ポンプは、
周回方向に広がる内壁面により区画された内部空間と、外部から延びるチューブを内部空間に受け入れる受入口と、受入口に近接した位置に設けられ、チューブを内部空間から外部に向けて延出させる延出口とを有し、受入口から受け入れたチューブを内壁面に沿わせて周回させてチューブを延出口から外部に延出させる本体部材と、
内部空間内の、内壁面との間にチューブを挟む位置に装入され、周回方向１箇所以上でチューブを内壁面に押し当ててチューブを押し潰す押当部材とを有する輸液ポンプ用カセット、および
輸液ポンプ用カセットが着脱自在に装着されて装着された輸液ポンプ用カセットを保持するカセット保持部と、
カセット保持部に保持されている輸液ポンプ用カセットの押当部材によるチューブの押潰し箇所を、周回方向に循回移動させて、チューブ内の液を送り出させる駆動部と、
押当部材を等速回転させたときと比較してチューブ内の液の送出し流量の脈動が低減するように、押当部材によるチューブの押潰し箇所の周回方向の角度であるところの押潰し角度に対する駆動部による駆動速度を制御する速度制御部とを有する輸液ポンプ本体を備えたことを特徴とする。

本発明の輸液ポンプは、上記の速度制御部を備えているため、チューブ内の液の送出し流量の脈動が低減する。

ここで、本発明の輸液ポンプにおいて、輸液ポンプ本体が、押潰し角度と駆動速度との対応関係を記憶しておく対応記憶部を備え、速度制御部は、その対応記憶部に記憶されている対応関係に従って駆動速度を制御するものであることが好ましい。

上記の対応記憶部を備えていると、モータの回転速度が容易に安定的に制御される。

また、本発明の輸液ポンプが、複数種類存在する輸液ポンプ用カセットのうちのカセット保持部に保持された輸液ポンプ用カセットの種類を検出するセンサを備え、対応記憶部が、輸液ポンプ用カセットの種類に応じた複数種類の対応関係を記憶しておくものであって、速度制御部は、対応記憶部に記憶されている複数種類の対応関係のうちのカセット保持部に保持されている輸液ポンプ用カセットの種類に応じた対応関係に従って、駆動速度を制御するものであってもよい。

例えばチューブの径や材質などによって送出し流量の脈動の振る舞いが異なる場合がある。輸液ポンプ用カセットが複数種類用意されている場合、上記の構成を備えることにより、今回使用される輸液ポンプ用カセットの種類に応じた駆動速度制御が行なわれ、どの種類の輸液ポンプ用カセットを用いた場合であっても脈動が有効に抑えられる。

さらに、本発明の輸液ポンプにおいて、上記駆動部が、カセット保持部に突き出た形状を有する出力軸を備え、
上記輸液ポンプ用カセットが、上記出力軸が嵌入する出力軸嵌入部を有し、上記押当部材が、出力軸嵌入部に嵌入した出力軸の回転に応じてチューブの押潰し箇所を循回移動させるものであって、
上記出力軸が、
カセット保持部に突き出た形状を有する出力軸本体と、
出力軸本体に引込む向きに移動自在に出力軸本体から突出するキー部材と、
キー部材を突出の向きに付勢する付勢部材とを備え、
出力軸嵌入部が、突出した状態のキー部材が嵌入するキー溝を有することが好ましい。

この構成を備えると、輸液ポンプ本体のカセット保持部に輸液ポンプ用カセットを装着する際に、その時点における出力軸の回転角度に考慮を払う必要がなく、回転が開始されると出力軸の回転角度とチューブの押潰し角度とが一定の関係となり、高精度な制御が可能となる。

さらに、本発明の輸液ポンプにおいて、上記受入口と延出口は、互いの間を仕切る仕切壁を挟んで互いに隣接する位置に設けられ、チューブが、受入口と延出口とを結ぶ並び方向に、送液可能なレベルに押し潰されて受入口と延出口を通過するように、受入口と延出口が、その並び方向について、チューブの外径よりも狭幅に形成されていることが好ましい。

受入口と延出口を並び方向に押し潰してでも受入口と延出口を近づけると、このことによっても脈動がさらに低減する。

以上の本発明によれば、送出し流量の脈動を抑えた輸液ポンプが実現する。

本発明の一実施形態としての輸液ポンプの全体構成を示す外観斜視図である。 輸液ポンプの分解斜視図である。 輸液ポンプ用カセットの分解斜視図である。 輸液ポンプの断面図である。 輸液ポンプの断面図である。 出力軸の先端部分の斜視図である。 出力軸先端部分の拡大断面図である。 カセット着脱ユニットの構造を示した斜視図である。 カセット着脱ユニットの、輸液ポンプ用カセット取外し時の動作説明図である。 操作伝達部材に設けられている遊び部を示した図である。 輸液ポンプ用カセットと係止爪との関係を示した模式図である。 輸液ポンプ用カセットに備えられている偏芯部材の外観斜視図である。 偏芯部材の動きを示した輸液ポンプ用カセットの断面図である。 リング部材とプランジャの変形例を示した斜視図である。 本実施形態における、チューブの押潰し構造を示した図である。 比較例としてのチューブ押潰し構造を示した図である。 脈流抑制処理の説明図である。 流れの脈動低減のための処理回路を示したブロック図である。 経過時間に対する吐出量を示した図である。 経過時間に対する流量を示した図である。 輸液ポンプ用カセットの種類検出構造を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態としての輸液ポンプの全体構成を示す外観斜視図である。

この輸液ポンプ１は、輸液ポンプ本体１０と輸液ポンプ用カセット２０とを有する。

輸液ポンプ用カセット２０には、チューブ５０が入り込み、カセットカバー２００内を一周して輸液ポンプ用カセット２０から延出している。チューブ５０は、ここに示したよりも長く延びているが、ここでは、チューブ５０の、輸液ポンプ用カセット２０の近傍の部分のみを示している。輸液ポンプ用カセット２０のカセットカバー２００内には後述する円環形状のリング部材２２０（図３参照）が装入されている。そしてそのリング部材２２０がチューブ５０をカセットカバー２００の内壁に押し当て、回転駆動力を受けて押当て位置を循回移動させる。すると、チューブ５０内の液が輸液ポンプ用カセット２０から送り出される。

輸液ポンプ本体のケース１００は、下ケース１０１と上ケース１０２とから構成されている。そして、この輸液ポンプ本体１０には、カセット保持部１１が設けられている。輸液ポンプ用カセット２０は、このカセット保持部１１に着脱自在に装着されて、そのカセット保持部１１に保持される。また、このカセット保持部１１の中央には、そのカセット保持部１１に突き出た形状の出力軸１１２を有する。この出力軸１１２は、輸液ポンプ本体１０に内蔵されているモータ（不図示）からの回転駆動力を、カセット保持部１１に保持されている輸液ポンプ用カセット２０に伝達する役割を担っている。輸液ポンプ用カセット２０は、その出力軸１１２から回転駆動力の伝達を受けて、チューブ５０内の液を送り出す。

また、カセット保持部１１には、カセット外しレバー１５１が備えられている。このカセット外しレバー１５１を操作すると、カセット保持部１１に保持されている輸液ポンプ用カセット２０がそのカセット保持部１１から取り外される。さらに、このカセット保持部１１には、センサユニット１３０が配置されている。このセンサユニット１３０には、気泡検出センサと圧力センサ（不図示、センサについては後で説明する）が備えられている。

また、この輸液ポンプ本体１０には、液晶表示パネル１７１と操作パネル１７３とを含むＵＩ（ユーザインタフェース）１７０が備えられている。液晶表示パネル１７１上には、この輸液ポンプ１の操作方法や動作状態等の情報が表示される。また、操作パネル１７３には、複数の押ボタンスイッチ１７３ａが備えられている。これらの押ボタンスイッチ１７３ａは、動作の開始や停止、流量設定等の各種の操作を行なうためのものである。

図２は、図１に示す輸液ポンプの分解斜視図である。この図２には、分解された状態の輸液ポンプ本体が示されており、輸液ポンプ用カセット２０については、組み立てられた状態のまま示されている。輸液ポンプ用カセット２０の内部構造については後述する。

この輸液ポンプ本体１０のケース１００内、すなわち、下ケース１０１と上ケース１０２とに囲まれた内部空間には、駆動ユニット１１０、センサユニット１３０、マグネットリング１４１と２つのホール素子１４２、回路基板１４３、カセット着脱ユニット１５０、および、液晶表示パネル１７１とパネルカバー１７２が備えられている。

駆動ユニット１１０は、ギアボックス１１１内に不図示のモータやギアを備え、また、そのギアボックス１１１から突出した出力軸１１２を備えている。この駆動ユニットは駆動部の一例に相当する。この駆動ユニット１１０では、操作パネル１７３における押ボタン操作に応じてモータが回転し、そのモータの回転駆動力がギアを介して出力軸１２に伝えられて出力軸１１２が回転する。この出力軸１１２の回転が、輸液ポンプ用カセット２０に伝えられる。

センサユニット１３０には、２本の溝１３１が設けられている。この２本の溝１３１にはチューブ５０の、輸液ポンプ用カセット２０への入力側の部分と出力側の部分がそれぞれ配置される。このセンサユニット１３０内には、気泡検出センサと圧力センサ（いずれも不図示）が備えられている。気泡検出センサは、チューブ５０内を流れる液に混入している気泡を検出するセンサである。この気泡検出センサで液中の気泡が検出されると、不図示のブザーから警告音が発せられるとともに、液晶表示パネル１７１の表示画面１７１ａ上に気泡混入の警告表示がなされる。また、圧力センサは、チューブ５０内の液の圧力をチューブ５０の膨張によって検出して流路の閉塞を監視するセンサである。流路の閉塞が認められると、気泡検出センサで気泡が検出されたときと同様、不図示のブザーから警告音が発せられるとともに、液晶表示パネル１７１の表示画面１７１ａ上に圧力上昇（チューブ５０の閉塞）の警告表示がなされる。なお、ここでは、警告音と警告表示との双方で警告を発しているが、いずれか一方で警告してもよい。

また、マグネットリング１４１と２つのホール素子１４２は、出力軸１１２の回転速度および回転角度検出用である。マグネットリング１４１は出力軸１１２の根元部分に固定されて出力軸１１２と一体に回転する。２つのホール素子１４２は回路基板１４３に搭載される。回路基板１４３は駆動ユニット１１０のギアボックス１１１の上面に固定されて不動となっている。出力軸１１２が回転するとマグネットリング１４１も一体に回転し、２つのホール素子１４２によりその回転速度が検出される。また、これら２つのホール素子１４２は、位相が回転方向に互いに９０°ずれた位置に配置されている。これにより、出力軸１１２の現在の回転角度を知ることができる。回路基板１４３上には、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等からなる制御回路（不図示）が搭載されている。この制御回路は、後述する回転速度制御等を含む、この輸液ポンプ１の全体の制御を担っている。

カセット脱着ユニット１５０は、カセット保持部１１への輸液ポンプ用カセット２０の着脱を担っている。詳細は後述するが、輸液ポンプ用カセット２０が係止爪１５２に係止されることにより、その輸液ポンプ用カセット２０がカセット保持部１１に保持される。そして、カセット外しレバー１５１を操作すると、その係止が解消され、イジェクトピン１５３により、輸液ポンプ用カセット２０がカセット保持部１１から少し跳ね上げられる。

液晶表示パネル１７１は、図１に示すＵＩ１７０を構成しており、その表示画面１７１ａ上に各種の情報を表示する役割を担っている。この液晶表示パネル１７１の表示画面１７１ａには透明なパネルカバー１７２が重ねられる。

上ケース１０２には、カセット保持部１１の中央に出力軸１１２の挿通用の孔１０３、その周囲には、係止爪１５２の挿通用の孔１０４やイジェクトピン挿通用の孔１０５が設けられている。この上ケース１０２にはさらに、カセット外しレバー１５１の回転軸挿通用の孔１０６、センサユニット１３０の挿通用の孔１０７、および液晶表示パネル１７１の表示画面視認用の開口１０８が形成されている。

また、上ケース１０２の上面には、操作パネル１７３が置かれている。この操作パネル１７３には、透明カバーが貼り付けられた窓１７３ｂが形成されている。液晶表示パネル１７１の表示画面１７１ａ上に表示された画像は、パネルカバー１７２を介し、また、上ケース１０２の開口１０８を挟んで配置された操作パネル１７３の窓１７３ｂを介して視認される。

図３は、輸液ポンプ用カセットの分解斜視図である。

この輸液ポンプ用カセット２０は、カセットカバー２００内、すなわち、そのカセットカバー２００を構成する下カバー２０１と上カバー２０２とに挟まれた内部空間内に偏芯部材２１０、リング部材２２０、およびチューブ５０が配置されている。図１，図２と同様、チューブ５０は、ここに示されている部分よりもずっと長尺であるが、ここでは、チューブ５０については、この輸液ポンプ用カセット２０内に関連する一部分のみ図示されている。また、ここでは、チューブ５０は、この輸液ポンプ用カセット２０内を通過する形状に示されている。

カセットカバー２００は、本体部材の一例であり、チューブ５０の、輪を描くように一周する周回部分５１を収容する内部空間を形成する円形部２０３と、チューブ５０の、直線状に延びた第１部分５２と第２部分５３を通過させるチューブ保持部２０４とを有する。カセットカバー２００の円形部２０３の内壁面は周回方向にほぼ一周するように広がっていて、その円形部２０３の内側には、その内壁面で区画された内部空間が広がっている。チューブ５０の周回部分５１は、カセットカバー２００の円形部２０３の内壁面に沿って配置される。また、チューブ保持部２０４では、チューブ５０が移動しないようにそこを通過する第１部分５２と第２部分５３が保持される。このチューブ保持部２０４は、図１，図２に示すセンサユニット１３０と対応した位置にあり、センサユニット１３０では、チューブ５０の、このチューブ保持部２０４に保持された部分における気泡検出および圧力検出が行われる。

また、カセットカバー２００の円形部２０３の外壁面には、その左右に１つずつ、合計２つの係止凹部２０８が設けられている。これらの係止凹部２０８は、図２に示すカセット着脱ユニット１５０の係止爪１５２（図２参照）に係止される。この係止により、輸液ポンプ用カセット２０がカセット保持部１１（図１参照）に保持される。

また、リング部材２２０は、カセットカバー２００の円形部２０３の内壁面に囲まれた内部空間内の、その内壁面との間にチューブ５０の周回部分５１を挟む位置、すなわち、チューブ５０の周回部分５１の輪の中に装入される。このリング部材２２０は、押当部材あるいは円環部材の一例である。

偏芯部材２１０は、偏芯ピン２１１と、プランジャ２１２と、コイルスプリング２１３とから構成されている。偏芯ピン２１１、プランジャ２１２、コイルスプリング２１３は、それぞれ、基部、突出部、付勢部材の各一例に相当する。プランジャ２１２は、偏芯ピン２１１に対し半径方向一方向に移動自在であって、コイルスプリング２１３により偏芯ピン２１１から突き出る向きに付勢されている。この偏芯部材２１０は、リング部材２２０の環の内側を通過する位置に配置されている。プランジャ２１２は、コイルスプリング２１３に押されて、リング部材２２０を、その環の内側から半径方向一方向に押す。リング部材２２０はその径方向には移動自在となっており、プランジャ２１２による押圧を受けない状態においては、チューブ５０の周回部分５１に押されてほぼ中央に位置している。このリング部材２２０は、その環の内側からプランジャ２１２により押されてその押された方向に移動し、チューブ５０を、カセットカバー２００の円形部２０３の内壁面に押し当てるようにしてチューブ５０を押し潰す。するとチューブ５０内の液は、流れることができないロック状態となる。偏芯部材２１０には、輸液ポンプ本体１０のカセット保持部１１から突き出た出力軸１１２（図１，図２参照）が嵌入し、偏芯部材２１０は、出力軸１１２の回転に伴って回転する。するとプランジャ２１２は、リング部材２２０の内面の、押す位置を周回方向に循回移動させる。リング部材２２０は、それに伴って、チューブ５０の押潰し位置を周回方向に循回移動させる。これにより、チューブ５０内の液がその出力軸１１２および偏芯部材２１０の回転速度に応じた流速で送り出される。

カセットカバー２００を構成している下カバー２０１の中央には、出力軸１１２を通過させる孔２０５が形成されている。また、上カバー２０２の中央にも孔２０６が形成されている。この孔２０６は、偏芯部材２１０の偏芯ピン２１１が通る孔である。詳細は後述するが、この偏芯部材２１０は軸方向に移動し、上記の、チューブ５０を押し潰したロック状態と、チューブ５０を押し潰しから解放しチューブ５０内を液が自由に流れることができるフリーフロー状態とを切り替えている。

図４，図５は、輸液ポンプの断面図である。これら図４，図５には、輸液ポンプ本体１０のカセット保持部近傍の断面と、輸液ポンプ用カセット２０の断面が示されている。ここで、図４は、輸液ポンプ用カセット２０が輸液ポンプ本体１０のカセット保持部１１に装着される直前の状態を示しており、図５は装着された後の状態を示している。

図４，図５に示す輸液ポンプ用カセット２０では、偏芯部材２１０のプランジャ２１２が、コイルバネ２１３により付勢されて、リング部材２２０を輪の内側から押している。これにより、チューブ５０の周回部分５１（図３参照）が一方向（図４，図５では、図４，図５における左方向）に押されてカセットカバー２００の円形部２０３（図３参照）の内壁面２０３ａに押し当てられ、チューブ５０のその部分が押し潰されている。偏芯部材２１０の偏芯ピン２１１の下部には、輸液ポンプ本体１０のカセット保持部１１の中央に突き出た出力軸１１２が嵌入する出力軸嵌入部２１１ａが設けられている。この出力軸嵌入部２１１ａには、出力軸１１２のキー部材１１２ｂ（図６，図７参照）が嵌り込むキー溝２１１ｂが設けられている。

また、偏芯部材２１０のプランジャ２１２で押されるリング部材２２０には、その下部に、太径に形成された太径部２２１が設けられている。また、カセットカバー２００を構成する下カバー２０１の上面には、その太径部２２１に繋がる凹部２０１ａが形成されている。

偏芯部材２１０は、図４，図５に示す輸液位置と、図４，図５に示す輸液位置よりも下方に移動した開放位置との間で移動自在となっている。偏芯部材２１０が図４，図５に示す輸液位置にあるときは、プランジャ２１２がリング部材２２０を押し、内壁面２０３ａとの間に挟まれたチューブ５０が押し潰される。したがって、この輸液位置にあるときはチューブ５０内の液はその流れが阻止されるロック状態となる。この偏芯部材２１０が出力軸１１２から回転駆動力を受け取って回転すると、リング部材２２０によるチューブ５０の押し潰し位置が周回方向に循回移動し、これによりチューブ５０内の液が送り出される。

一方、この偏芯部材２１０が開放位置に移動すると、プランジャ２１２が、リング部材２２０の太径部２２１および下カバー２０１の上面の凹部２０１ａに入り込む。すると、リング部材２２０はプランジャ２１２による押圧から解放され、チューブ５０の弾性力により中央に寄った位置に移動する。すると、チューブ５０の周回部分５１は、その全周にわたって液の通路が確保され、チューブ５０内の液が自由に流れることが可能なフリーフロー状態となる。この輸液位置と解放位置との間での移動に関する構造については、さらに後述する。

図４に示すように、輸液ポンプ用カセットには、カセットカバー２００の下面（下カバー２０１の下面）に突出した位置決めピン２０７が備えられている。この位置決めピン２０７は、輸液ポンプ本体１０のカセット保持部１１に設けられている位置決め穴（不図示）に嵌り込み、カセット保持部１１に対する輸液ポンプ用カセット２０の位置決めがなされる。ただし、カセット保持部１１への輸液ポンプ用カセット２０の着脱を容易にするため、位置決めピン２０７とその位置決めピンを受け入れる位置決め穴との間には遊びがある。このため、この位置決めピン２０７と位置決め穴との嵌合のみでは、出力軸１１２の回転中心軸と、偏芯部材２１０の回転中心軸とが完全には一致しないおそれがある。そこで、本実施形態では、後述する着脱機構を採用して、それらの回転中心軸を一致させている。

また、この輸液ポンプ用カセット２０のカセットカバー２００の外周面には、輸液ポンプ本体１０のカセット着脱ユニット１５０（図２を合わせて参照）の係止爪１５２が嵌り込む係止凹部２０８が、図４，図５の左右２箇所に設けられている。この係止凹部２０８は、被係止部の一例に相当し、係止爪１５２は、係止部材の一例に相当する。

輸液ポンプ本体１０に備えられている出力軸１１２は、駆動ユニット１１０（図２参照）を構成しており、ギアボックス１１１内の不図示モータの回転駆動力の伝達を受けて回転する。この出力軸１１２は、その下部と上部がボールベアリング１１３で回転自在に支持されている。この出力軸１１２の、下側のボールベアリング１１３の直ぐ上の部分には、円盤形状に太径となったギア部１１２ｄが設けられている。ギアボックス１１１内のモータの回転駆動力は、不図示の他のギアを介して出力軸１１２のギア部１１２ｄに伝えられ、出力軸１１２がボールベアリング１１３に支持されながら回転する。このギア部１１２ｄには、マグネットリング１４１（図２を合わせて参照）が、溝内に埋め込まれるようにして固定されている。ホール素子１４２は、回路基板１４３の、マグネットリング１４１と対面する位置に搭載されている。

図６は、出力軸の先端部分の斜視図である。

また図７は、出力軸先端部分の拡大断面図である。

この出力軸１１２は、出力軸本体１１２ａにキー部材１１２ｂがコイルバネ１１２ｃにより付勢されている構造を備えている。出力軸本体１１２ａは、カセット保持部１１（図１参照）に突き出ていて、不図示のモータにより回転駆動される部材である。また、キー部材１１２ｂは、出力軸本体１１２ａに引っ込む向きに移動自在に、その出力軸本体１１２ａから突出している。コイルバネ１１２ｃは、キー部材１１２ｂを突出の向きに付勢している。

図４，図５に示すように、輸液ポンプ用カセット２０を構成している偏芯部材２１０の偏芯ピン２１１には、出力軸１１２が嵌入する出力軸嵌入部２１１ａが設けられていて、その出力軸嵌入部２１１ａにはキー溝２１１ｂが形成されている。出力軸１１２が出力軸嵌入部２１１ａに嵌入されて回転を開始すると、図６，図７に示すキー部材１１２ｂは、出力軸嵌入部２１１ａのキー溝２１１ｂに入り込む。これにより、出力軸１１２の回転角度と、偏芯部材２１０の回転角度が一意に定まる。偏芯部材２１０の角度は、リング部材２２０によるチューブ５０の押潰しの、周回方向の角度（押潰し角度）に対応している。すなわち、出力軸１１２のキー部材１１２ｂが出力軸嵌入部２１１ａのキー溝２１１ｂに入り込むことにより、出力軸１１２の回転角度とチューブ５０の押潰し角度とが一意に対応づけられることになる。

ここで、キー部材１１２ｂは、出力軸本体１１２ａに引っ込む向きに移動自在であるため、出力軸１１２が偏芯ピン２１１の出力軸嵌入部２１１ａに入り込む際には、出力軸１１２と偏芯ピン２１１の回転角度は、別々であってもよい。出力軸１１２が出力軸嵌入部２１１ａに入り込んだ後、回転を開始し、出力軸１１２のキー部材１１２ｂが、出力軸嵌入部２１１ａのキー溝２１１ｂに一致する角度まで回転すると、キー部材１１２ｂが、コイルバネ１１２ｃに押されてキー溝２１１ｂに入り込む。それ以降は、出力軸１１２ｂと偏芯部材２１０が互いの回転角度を一致させた状態を維持しながら回転する。

（カセット構造）
図２には、カセット着脱ユニット１５０が示されている。以下では、このカセット着脱ユニット１５０による輸液ポンプ用カセット２０の着脱の動作について説明する。

図８は、カセット着脱ユニット１５０の構造を示した斜視図である。この図８には、カセット保持部１１（図１参照）への輸液ポンプ用カセット２０の装着前の姿勢のカセット着脱ユニット１５０が示されている。ただし、カセット保持部１１に輸液ポンプ用カセット２０が装着された状態におけるカセット着脱ユニット１５０の姿勢も、この図８に示す装着前の姿勢と同一である。

このカセット着脱ユニット１５０には、図２を参照して説明したカセット外しレバー１５１、係止爪１５２、およびイジェクトピン１５３が備えられている。係止爪１５２は、周回方向に互いに１８０°異なる位置に２つ設けられている。これらの係止爪１５２は、輸液ポンプ用カセット２０がカセット保持部１１に保持されたときの回転中心線に接離する向きにスライドして、輸液ポンプ用カセット２０の外周面に設けられている２つの係止凹部２０８を解除自在に係止する。

また、イジェクトピン１５３は、周回方向に４５°ずつ異なる位置に４つ設けられている。これらのイジェクトピン１５３は、コイルバネ１５４により、突き出る向きに付勢されている。これらのイジェクトピン１５３は、カセット保持部１１（図１参照）に装着されてきた輸液ポンプ用カセット２０に押されて引っ込む向きに移動し、輸液ポンプ用カセット２０は、イジェクトピン１５３が引っ込んだ状態のまま係止爪１５２に係止されてカセット保持部１１に保持される。すなわち、輸液ポンプ用カセット２０はイジェクトピン１５３により持ち上げられる向きに付勢された状態で係止される。このため、輸液ポンプ用カセット２０は、上下方向のガタつきがなく、係止爪１５２により確実に係止される。

この図８に示すカセット着脱ユニット１５０には、さらに、駆動リング１５５とリンク部材１５６が備えられている。駆動リング１５５は、上記の回転中心線の回りに回動自在となっている。この駆動リング１５５は回動部材の一例に相当する。

リンク部材１５６は、駆動リング１５５と２つの係止爪１５２のそれぞれとを連結し、駆動リング１５５の回動の向きに応じて、２つの係止爪１５２に、輸液ポンプ用カセット２０に形成されている２つの係止凹部２０８を同時に係止させ、およびその係止を同時に解除させる。このように、駆動リング１５５およびリンク部材１５６は、２つの係止爪１５２を同時に移動させて、輸液ポンプ用カセット２０を、その偏芯部材２１０の回転中心線が出力軸１１２の回転中心線と高精度に一致する位置に保持する。

駆動リング１５５は、コイルバネ１５７により、矢印Ａの向きに付勢されている。このコイルバネ１５７による駆動リング１５５の付勢により、係止爪１５２が係止凹部２０８を係止する位置に留まっている。すなわち、このコイルバネ１５７により、係止爪１５２は、リンク部材１５６を介して矢印Ｂの向きに付勢される。このコイルバネ１５７は、第１の付勢部材の一例である。

輸液ポンプ用カセット２０がカセット保持部１１に装着されてくると、輸液ポンプ用カセット２０の外壁面によって係止爪１５２が、一旦、矢印Ｂの向きとは逆向きに押される。このとき、駆動リング１５５は、リンク部材１５６を介して、矢印Ａの向きとは逆向きに少し回動する。ただし、後述する操作伝達部材１５８に遊び部１５８ａが設けられていることから、このときの駆動リング１５５の回動はカセット外しレバー１５１には伝わらず、カセット外しレバー１５１は、不動のままとなる。

輸液ポンプ用カセット２０の外壁面に形成されている係止凹部２０８が係止爪１５２に対応する高さにまで押し下げられると、コイルバネ１５７の付勢力により、駆動リング１５５が矢印Ａの向きに回動するとともに係止爪１５２が矢印Ｂの向きに移動し、係止爪１５２が係止凹部２０８に入り込み、輸液ポンプ用カセット２０をその状態に保持する。このときの動作の抵抗力の変化が操作感としてユーザに伝わる。また、輸液ポンプ用カセット２０の装着に伴い、イジェクトピン１５３が、輸液ポンプ用カセット２０の底面により、そのイジェクトピン１５３を押し上げているコイルバネ１５４の付勢力に抗して押し下げられる。

図９は、カセット着脱ユニットの、輸液ポンプ用カセット取外し時の動作説明図である。

また、図１０は、操作伝達部材に設けられている遊び部を示した図である。

このカセット着脱ユニット１５０は、カセット外しレバー１５１と、操作伝達部材１５８と、コイルバネ１５９とを有する係止解除機構を備えている。カセット外しレバー１５１、操作伝達部材１５８、およびコイルバネ１５９は、操作子、操作伝達部材、および第２の付勢部材の各一例に相当する。

コイルバネ１５９は、カセット外しレバー１５１を矢印Ｃとは逆向きに付勢している。カセット外しレバー１５１がコイルバネ１５９の付勢力に抗して矢印Ｃの向きに回動操作されると、回動軸１５１ａを介してカセット外しレバー１５１と一体に設けられている操作伝達突起１５１ｂも矢印Ｃの向きに回動し、その操作伝達突起１５１ｂが操作伝達部材１５８の遊び部１５８ａの、駆動リング１５５から離れた側の壁１５８ｂ（図１０参照）に突き当たる。そしてカセット外しレバー１５１が矢印Ｃの向きにさらに回動操作されると、その回動操作が操作伝達突起１５１ｂを介して操作伝達部材１５８に伝えられ、操作伝達部材１５８が矢印Ｄの向きに移動する。すると、この操作伝達部材１５８の移動により、駆動リング１５５が矢印Ｅの向き（図８に示す矢印Ａの向きに対する逆向き）に回動する。すると、リンク部材１５６が矢印Ｆの向きに動いて、係止爪１５２を、駆動リング１５５から遠ざかる矢印Ｇの向きに移動させる。

係止爪１５２が矢印Ｇの向きに移動すると、係止爪１５２による輸液ポンプ用カセット２０の係止凹部２０８への係止が解除される。すると、その係止解除の瞬間に、その輸液ポンプ用カセット２０により押されていた４本のイジェクトピン１５３が、コイルバネ１５４の付勢力により輸液ポンプ用カセット２０を下から押し上げる。すると、輸液ポンプ用カセット２０が下から押されて少し飛び上がる。このように、係止解除時にイジェクトピン１５３で輸液ポンプ用カセット２０を押し上げる構成としたため、輸液ポンプ用カセット２０を輸液ポンプ本体１０から容易に取り外すことができる。

上述した通り、輸液ポンプ用カセット２０の装着時には、駆動リング１５５が図８に示す矢印Ａの向きとは逆向き（図９に示す矢印Ｅの向き）に少しだけ回動する。このため、操作伝達部材１５８も、図９に示す矢印Ｄの向きに少しだけ移動する。この操作伝達部材１５８には遊び部１５８ａが設けられており、その遊び部１５８ａの駆動リング側の壁１５８ｃは操作伝達部材１５８とは干渉しない。このため、操作伝達部材１５８は、矢印Ｄの向きに移動することができる。この構造により、輸液ポンプ用カセット２０の装着時にカセット外しレバー１５１が動いてしまうことはなく、図８の姿勢にとどまる。また、このカセット外しレバー１５１に不用意に触れてそのカセット外しレバー１５１が図９に示す矢印Ｃの向きに少し動かされても、その動きが遊び部１５８ａの範囲内にとどまる限り輸液ポンプ用カセット２０は、カセット保持部１１に安定的に保持され続け、動作の安定性が確保される。

図１１は、輸液ポンプ用カセットと係止爪との関係を示した模式図である。

図１１（Ａ）は、これまで説明してきた実施形態の構造を示している。すなわち、２つの係止爪１５２が設けられていて、輸液ポンプ用カセット２０の円形部２０３が、２つの係止爪１５２で、その両側から挟み込まれるようにして係止される。

図１１（Ｂ）は、３つの係止爪１５２を設けた例を示している。

図８，図９に示すカセット着脱ユニット１５０の構造から分かるように、３つの係止爪１５２と、３本のリンク部材１５６を設け、輸液ポンプ用カセット２０にも３つの係止凹部２０８を形成して、この図１１（Ｂ）に示すような輸液ポンプ用カセット２０の円形部２０３を３カ所で係止するように構成することも可能である。このように３カ所で係止するように構成すると、回転中心線どうしを一層高精度に一致させることができる。

（ロック状態とフリーフロー状態との間の切替構造）
図１２は、輸液ポンプ用カセットに備えられている偏芯部材の外観斜視図である。

この偏芯部材２１０は、偏芯ピン２１１と、プランジャ２１２と、図４，図５に示すコイルバネ２１３とを備えている。偏芯ピン２１１は、出力軸１１２（図２，図４，図５参照）から回転駆動力を受けて回転する部材である。また、プランジャ２１２は、コイルバネ２１３により、出力軸１１２の回転中心線を垂線とする平面内一方向（すなわち横方向）に、偏芯ピン２１１から突き出る向きに付勢されている。偏芯ピン２１１、プランジャ２１２、およびコイルバネ２１３は、それぞれ、基部、突出部、付勢部材の各一例である。

ここで、偏芯ピン２１１には、周回方向に延びる側面突起２１１ｃが設けられている。また、この偏芯ピン２１１の側面突起２１１ｃとは反対側の側面部分には、他の部分と比べやや小径の側面へこみ２１１ｄが形成されている。偏心部材２１０が輸液位置にあるときは、偏心部材２１０のプランジャ２１２は、リング部材２２０をその内側から押している。このため、このプランジャ２１２は、その反力を受け、偏心ピン２１１が図１２に示す矢印の向きに押される。すると、偏心ピンが２１１が少し傾き、図１３（Ａ）に示すように、偏心ピン２１１の側面突起２１１ｃが上カバー２０２の中央に設けられた孔２０６の上部角部に突き当たる。これにより、この偏心部材２１０は、意図的な操作なしには図１３（Ａ）に示す輸液位置に留まり続けることになる。

図１３は、偏芯部材の動きを示した輸液ポンプ用カセットの断面図である。

図１３（Ａ）は、図４，図５にも示す、偏芯部材２１０が輸液位置にあるときの断面図である。

偏芯部材２１０が輸液位置にあるときは、偏芯部材２１０のプランジャ２１２により、リング部材２２０がその内側から押され、チューブ５０がリング部材２２０により押し潰されている。この状態のままでは、チューブ５０内を液が流れることはできない。この状態はロック状態と呼ばれる。前述した通り、偏芯部材２１０が回転駆動力を受けて回転すると、プランジャ２１２によるリング部材２２０の押圧位置が循回移動し、したがってチューブ５０の押潰し位置が循回移動し、これにより、チューブ５０内の液が輸液ポンプ用カセット２０から送り出される。

この図１３（Ａ）に示す、偏芯部材２１０が輸液位置にあるときは、図１２に示した側面突起２１１ｃが、上カバー２０２に設けられている孔２０６の縁に引っ掛っている。偏芯部材２１０は、これにより、この図１３（Ａ）に示す輸液位置に安定的に留まっている。ただし、この偏芯ピン２１１が上から押されると、図１３（Ａ）に示す輸液位置から外れて、図１３（Ｃ）に示す、以下に説明する開放位置に向かって軸方向に移動する。この移動を適度の力で押し操作で可能とするために、偏芯部材２１１の、側面突起２１１ｃとは反対側に、やや小径に形成された側面へこみ２１１ｄが形成されている。

ここで、図１３（Ａ）に示すように上に突き出ている偏芯ピン２１１を押し下げる操作を行なう。

前述の通り、リング部材２２０には、その下方に太径部２２１が設けられている。また、下カバー２０１の上面には、凹部２０１ａが形成されている。

偏芯ピン２１１が押し下げられると、偏芯部材２１０は、図１３（Ｂ）の状態を経由して、図１３（Ｃ）に示す開放位置に移動する。

偏芯部材２１０がこの図１３（Ｃ）に示す開放位置に移動すると、プランジャ２１２は、リング部材２２０の太径部２２１と、下カバー２０１の凹部２０１ａとに跨った位置に入り込む。すると、チューブ５０は、プランジャ２１２による、リング部材２２０を介しての押圧から解放される。ただし、リング部材２２０が中央に位置するときのリング部材２２０の外壁面とカセットカバー２００の内壁面２０３ａとに挟まれた隙間がチューブ５０の直径よりもやや狭い寸法となるように、その寸法が定められている。したがって、偏芯部材２１０が図１３（Ｃ）に示す開放位置にあるときには、リング部材２２０がチューブ５０によって偏芯部材２１０の回転中心線が通る中央寄りに押される。このため、偏芯部材２１０が図１３（Ｃ）に示す開放位置にあるときには、チューブ５０の周回部分５１は、その全周にわたって、横向きにやや潰れた形状となる。ただし、この潰れ方は、チューブ５０内を液が流れるには差し支えない程度の潰れ方である。したがって、偏芯部材２１０が図１３（Ｃ）に示す開放位置にあるときには、チューブ５０内を液が自由に流れることができる。この状態は、フリーフロー状態と称される。

ここで、プランジャ２１２は、一方向にのみ突き出ている。このため、偏芯部材２１０が図１３（Ｃ）に示す開放位置にあるときには、下カバー２０１の凹部２０１ａの、プランジャ２１２が入り込んでいる部分を除く、周回方向大部分の領域は、空いたままとなっている。ただし、リング部材２２０の太径部２２１は、一周に渡って、下カバー２０１の凹部２０１ａの周囲に支持されていて、リング部材２２０が傾いて凹部２０１ａに入り込むことはなく、リング部材２２０は所期の位置および姿勢にとどまる。これにより、リング部材２２０の傾きによる動作不良の発生が防止される。なお、偏芯部材２１０が図１３（Ａ）に示す輸液位置にあるときは、リング部材２２０はプランジャ２１２に押されて横に寄った位置にある。このときは、リング部材２２０のプランジャ２１２で押されている側とは反対側が下カバー２０１の凹部２０１ａの上に位置する。ただし、このリング部材の周回方向大部分の領域は、凹部２０１ａの上ではなく、下カバー２０１に支持される位置にあり、この輸液位置においても、リング部材２２０の傾きは防止されている。すなわち、この下カバー２０１の凹部２０１ａの周縁部分は、支持部の一例として作用している。

次に、偏芯部材２１０を、図１３（Ｃ）に示す開放位置から図１３（Ａ）に示す輸液位置に移動させる場面について説明する。この移動は、偏芯部材２１０を下から押し上げる操作により行なわれる。あるいは、偏芯ピン２１１を開放位置に置いたまま、その輸液ポンプ用カセット２０を輸液ポンプ本体１０のカセット保持部１１に装着すると、偏芯部材２１０が下から押されて、図１３（Ａ）に示す輸液位置に移動する。

プランジャ２１２とリング部材２２０の太径部２２１には、偏芯部材２１０が開放位置（図１３（Ｃ））から輸液位置（図１３（Ａ））に移動する際に互いに摺接する、各斜面２１２ａ，２２２が形成されている。この斜面２１２ａ，２２２が形成されていることにより、図１３（Ｃ）に示す開放位置にある偏芯部材２１０は、下から押されると、図１３（Ｂ）に示す途中位置を経由して、図１３（Ａ）に示す輸液位置へと円滑に移動することができる。

図１４は、リング部材とプランジャの変形例を示した斜視図である。

図１４（Ａ）に示すリング部材２２０には、上記の斜面２２２に、プランジャ２１２の斜面２１２ａに向かって突き出て斜面２２２を昇り降りする方向に延びるリブ２２３が周回方向に等間隔に複数本設けられている。また、これと同様に、プランジャ２１２の斜面２１２ａにも、リング部材２２０の斜面２２２に向かって突き出て斜面２１２ａを昇り降りする方向に延びるリブ２１２ｂが複数本設けられている。これらリング部材２２０とプランジャ２１２の一方もしくは双方に、このようなリブ２２３，２１２ｂを設けると、斜面２２２，２１２ａどうしの摺動抵抗が下がり、偏芯部材２１０の、開放位置（図１３（Ｃ））から輸液位置（図１３（Ａ））への移動が一層円滑となる。

（チューブ潰し構造）
チューブ５０は、輸液ポンプ用カセット２０内を通過する部分において、複数箇所で押し潰される。

図１５は、本実施形態における、チューブの押潰し構造を示した図である。

ここで、図１５（Ａ），（Ｂ）は、プランジャ２１２の向きの相違である。

本実施形態の輸液ポンプ用カセット２０の円形部２０３の内壁面２０３ａは、この図１５に示すように、周回方向に凹凸を繰り返す面となっている。このため、プランジャ２１２の押圧によってリング部材２２０を介してチューブ５０が押されると、チューブ５０は、凹凸をくりかえしている内壁面２０３ａのうちの凸部に当たるため、その凸部との間で強く押し潰される。

この輸液ポンプ用カセット２０には、円形部２０３の内壁面２０３ａに取り囲まれた円形の内部空間が形成されている。そして、ここには、外部から延びるチューブ５０をその内部空間に受け入れる受入口２０３ｂと、チューブ５０を内部空間から外部に向けて延出させる延出部２０３ｃとが形成されている。これら受入口２０３ｂと延出口２０３ｃは、互いの間を仕切る薄い仕切壁２０３ｄを挟んで互いに隣接する位置に設けられている。チューブ５０は、内部空間内においてプランジャ２１２の押圧によりリング部材２２０を介して押し潰されるほか、受入口２０３ｂおよび延出口２０３ｃにおいても送液可能なレベルに押し潰されている。図１５（Ａ−１）は、その受入口２０３ｂおよび延出口２０３ｃにおける、チューブ５０の押潰し形状を示した図である。すなわち、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃでは、チューブ５０が、それら受入口２０３ｂと延出口２０３ｃとを結ぶ並び方向に送液可能なレベルに押し潰されて受入口２０３ｂと延出口２０３ｃを通過するように、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃが、その並び方向について、チューブ５０の外径よりも狭幅に形成されている。

内壁面２０３ａに囲まれた内部空間を周回するチューブ５０の押し潰され方は、図１５（Ａ）に示す、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃの部分と、図１５（Ｂ）に示す、受入口２０３ｂから受け入れたチューブ５０が延出口２０３ｃに向かって輪を描いている途中部分とでは、その振る舞いが異なっている。

そこで、ここでは、チューブ５０を幅方向に少し潰してでも受入口２０３ｂと延出口２０３ｃとを近づけ、プランジャ２１２がその部分を通過するときにも確実にチューブ５０が押し潰されるようにしている。

図１６は、比較例としてのチューブ押潰し構造を示した図である。

図１６に示す比較例の場合、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃにおいて特別な工夫は施されておらず、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃが互いに離れ、かつその部分でチューブ５０を押し潰すことなく、内部空間に受け入れ、また内部空間から延出させている。この場合、図１６（Ａ）に示す、プランジャ２１２が受入口２０３ｂと延出口２０３ｃの中間位置を向いている状態では、チューブ５０は、十分には押し潰されていない。図１６（Ｂ）に示す、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃとの中間の位置では、図１５（Ｂ）と同様、チューブ５０は押し潰される。このため、この図１６に示す比較例の場合、チューブ５０内を流れる液の流量の脈動が大きくなる。これに対し、本実施形態では、図１５に示すように、受入口２０３ｂと延出口２０３ｃを、チューブ５０を少し潰して近づけることにより、チューブ５０を押し潰しきれないタイミングが発生するのを避けている。

また、図１５に示すように、この輸液ポンプ用カセット２０には、チューブ保持部２０４（図３を合わせて参照）が設けられている。このチューブ保持部２０４には、外部から受入口２０３ｂに向かう第１の部分５２を通過させる第１の通路２０４ａと、チューブ５０の、延出口２０３ｃから外部に向かう第２の部分５３を通過させる第２の通路２０４ｂとが設けられている。そしてこのチューブ保持部２０４には、第１の通路２０４ａと第２の通路２０４ｂの双方における、チューブ５０の延びる方向の３箇所に、リブ２０９が形成されている。これらのリブ２０９は、第１の通路２０４ａあるいは第２の通路２０４ｂに突き出て、その通路を通過するチューブ５０を周回する向きに一周に渡って延在している。そこを通過するチューブ５０は、それらのリブ２０９により、図１５（Ａ−２）に示すように、その径が一周に渡って押し縮められている。

プランジャ２１２が回転してチューブ５０の押潰し位置が循回移動すると、チューブ５０内の液体が送り出されるだけでなく、チューブ５０自体にも、そのチューブ５０を長手方向に移動させる力が作用する。これをそのままにしておくと、チューブ５０が徐々に移動してしまうことになる。

そこで、ここでは、第１の通路２０４ａおよび第２の通路２０４ｂに上記のリブ２０９を設けることによってチューブ５０の移動を阻止している。

なお、ここではリブ２０９は、一周に渡って連続しているが、このリブ２０９は、チューブ５０を一周する向きに断続的に延びていてもよい。また、ここでは第１の通路２０４ａと第２の通路２０４ｂとの双方にリブ２０９が設けられているが、第１の通路２０４ａと第２の通路２０４ｂとのうちのいずれか一方の通路にのみ、リブ２０９を設けてもよい。さらには、ここでは、第１の通路２０４ａと第２の通路２０４ｂのそれぞれにおいてチューブの長手方向の異なる３箇所にリブ２０９を設けているが、そのリブ２０９の数を問うものではなく、例えば１箇所のみに、リブ２０９を設けてもよい。

（流量の脈動補正）
図１５を参照して説明したように、本実施形態では、チューブ５０を図１５（Ａ−１）のように押し潰して受入口２０３ｂと延出口２０３ｃとを近づけたことにより、チューブ５０の、輪を描くように一周する周回部分５１の全周がリング部材２２０により押し潰される。しかしながら、受入口２０３ｂおよび延出口２０３ｃの部分はやはり特異点として残り、偏芯部材２１０の回転角度に同期した脈流が生じる。そこで、本実施形態では、以下のようにしてその脈流を抑制している。

図１７は、脈流抑制処理の説明図である。図１７（Ａ），（Ｂ）には、モータの動作速度と流量の時間変化を表わしている。２本の縦線は、プランジャ２１０の回転の一周期を表わしている。また、図１７（Ａ）は、脈流抑制処理前、図１７（Ｂ）は脈流抑制処理後を表わしている。

図１７（Ａ）では、モータの動作速度が一定に保たれている。すなわち、このときは、図１５に示す偏芯部材２１０も一定速度で回転する。このとき、チューブ５０内を流れる液の流量は、プランジャ２１２の回転に同期して脈動している。

これに対し、図１７（Ｂ）では、流量は時間的に一定である。これを実現するために、モータの回転速度を周期的に変化させている。

図１８は、流れの脈動低減のための処理を行なう回路を示すブロック図である。

ここには対応記憶部４１と回転速度制御部４２とが備えられている。これら対応記憶部４１および回転速度制御部４２は、図２，図４，図５に示す回路基板１４３に搭載されている、ＭＰＵ等からなる制御回路（不図示）に組み込まれている。

対応記憶部４１には、プランジャ２１０による、リング部材２２０を介してのチューブ５０の押潰し角度とモータの回転速度との対応関係が記憶されている。そして、回転速度制御部４２は、対応記憶部４１に記憶されている対応関係に従って、プランジャ２１０を等速回転させたときと比較してチューブ５０内の液の送出し流量の脈動が低減するように、チューブ５０の押潰し角度に対するモータの回転速度を制御する。本実施形態の輸液ポンプ１では、この脈動低減処理が行なわれ、脈動の少ない液流を実現している。

本実施形態では、対応記憶部４１に記憶させておく対応関係を以下の演算により算出している。
（１）押潰し角度が５度変化するごとに、今回の吐出量から前回の吐出量を引き算することにより、今回の５度の間の吐出量［ｍｌ］を算出する。
（２）今回の５度の間の吐出量が１回転全体にわたって続いたとした場合の、１回転あたりの吐出量を算出する。

１回転あたりの吐出量＝今回の５度の間の吐出量×３６０／５
（３）１回転あたりの吐出量から流量を算出する。

算出流量［ｍｌ／ｈ］＝１回転あたりの吐出量［ｍｌ］×モータの回転速度［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］／（ギア比）
（４）補正係数の算出
補正係数＝基準流量［ｍｌ／ｈ］／算出流量［ｍｌ／ｈ］
以上の演算により、一周にわたる、５度ごとの補正係数を算出し、それらの補正係数を押潰し角度とモータの回転速度との対応関係として対応記憶部４１に記憶しておく。そして、回転速度制御部４２では、その対応記憶部４１に記憶されている補正係数を押潰し角度５度ごとに読み出し、基準速度にその補正係数を掛け算した速度でモータを回転させる。こうすることにより、脈動が低減された流れが実現する。

次に、補正なしの場合と補正ありの場合とについての実測結果を例示する。補正なしとは、モータを等速回転させた場合を指している。また、補正ありは、上記の演算により算出された補正係数による補正を行なった場合を指している。

なお、ホール素子１４２では、チューブ５０の押潰し角度、すなわち出力軸１１２の回転角度とともに、その出力軸１１２の回転速度が検出される。ここでは、チューブ５０の押潰し角度とモータの回転速度との対応関係を記憶しておく旨、説明しているが、それに代えて、チューブ５０の押潰し角度（すなわち出力軸１１２の回転角度）と出力軸１１２の回転速度との対応関係を記憶しておき、その対応関係を満たすようにモータの回転速度を制御してもよい。

図１９は、経過時間に対する吐出量の変化を示した図である。

補正なしのときには、吐出量が少なくなって傾きがほぼゼロになる領域が存在するが、補正によりその領域がほぼなくなり、ほぼ一定の傾きの吐出量が得られている。

図２０は、経過時間に対する流量の変化を示した図である。

補正なしのときは流量が大きくばらついているが、補正を行なうことで、ほとんどの領域で流量がほぼ一定となり、流量が少ない領域が短縮化されている。

本実施形態では、このようなモータ回転制御を行なうことで、流量を一定に近づけ、流量誤差を抑えている。

図２１は、輸液ポンプ用カセットの種類検出構造を示した図である。

ここでは、複数種類の輸液ポンプ用カセットの中から、今回の使用目的に適合した輸液ポンプ用カセットを輸液ポンプ本体に装着して、輸液を行なう構成について考察する。この場合、チューブ５０の材質、太さや肉厚、その他輸液ポンプ用カセットの構造などによって脈動の振る舞いが異なり、異なる補正係数を用いて脈動を抑える必要を生じる場合がある。ここでは、輸液ポンプ用カセット２０を、その種類に応じて、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃなる符号を付して示している。図２１（Ａ）には輸液ポンプ用カセット２０Ａの底部が示されている。この輸液ポンプ用カセット２０Ａの底部には、２つの凹み４３，４４が設けられている。また、図２１（Ｂ）に示す、輸液ポンプ用カセット２０Ｂの底部には、一方の凹み４３は形成されているが、図２１（Ａ）に示すもう一方の凹み４４は形成されていない。また、図２１（Ｃ）に示す輸液ポンプ用カセット２０Ｃには、いずれの凹み４３，４４も形成されていない。

一方、これらの輸液ポンプ用カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのいずれもが装着され得る輸液ポンプ本体１０の、輸液ポンプ用カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの装着部には、スイッチ基板６１の上に搭載された２つのスイッチ６２，６３を備え、さらに、輸液ポンプ用カセット２０Ａ等の凹み４３，４４に入り込むように突き出た押し子６４，６５と、それらの押し子６４，６５を突き出る向きに付勢するスプリング６６，６７を備えている。スイッチ６２，６３では、押し子６４，６５の接触、非接触が検出される。

図２１（Ａ）に示す、輸液ポンプ用カセット２０Ａが装着されたときは、２つの押し子６４，６５が２つの凹み４３，４４にそれぞれ入り込み、２つのスイッチ６２，６３はいずれもオフとなる。

図２１（Ｂ）に示す、輸液ポンプ用カセット２０Ｂが装着されたときは、２つの押し子６４，６５のうちの１つの押し子６４は凹み４３に入り込む。したがって、それに対応したスイッチ６２はオフとなる。これに対し、もう１つの押し子６５は、輸液ポンプ用カセット２０Ｂの底に押されて、スイッチ６３をオンさせる。

図２１（Ｃ）に示す、輸液ポンプ用カセット２０Ｃが装着されたときは、２つの押し子６４，６５の双方が押されて、２つのスイッチ６２，６３の双方がオンとなる。

複数種類の輸液ポンプ用カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのいずれもが装着可能な構成のときは、例えばこの図２１に示すようにして、装着された輸液ポンプ用カセットの種類を認識する。

一方、使用される可能性のある複数種類の輸液ポンプ用カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのそれぞれに応じた対応関係（補正係数）をあらかじめ算出して、図１８に示す対応記憶部４１に記憶させておく。

それら複数種類の輸液ポンプ用カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのうちのいずれかの種類の輸液ポンプ用カセットが装着されると、例えば図２１を参照して説明したようにして、その装着された輸液ポンプ用カセットの種類が認識される。そして、輸液にあたり、回転速度制御部４２は、対応記憶部４１に記憶されている複数種類の対応関係（補正係数）のうちの、装着されている輸液ポンプ用カセットの種類に応じた対応関係（補正係数）に従って、モータの回転速度を制御する。こうすることで、輸液ポンプ用カセットの種類によらず、脈動が補正される。

なお、ここでは、円形部の内壁面に複数の凹凸が形成された輸液ポンプ用カセットについて説明したが、凹凸が形成されていない滑らかな内壁面を有する輸液ポンプ用カセットに適用した場合にも同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、２つのホール素子１４２で出力軸１１２の現在の回転角度を検出しているが、別の方法であってもよい。例えば、モータの電流値が偏芯部材２１０の角度で変化する性質を利用して回転角度を検出してもよい。

さらに、本実施形態においては、スイッチ基板６１の上に搭載された２つのスイッチ６２，６３のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせにより、４種類の輸液ポンプ用カセットを判別することが可能となっているが、スイッチの数は１つであっても、３つ以上であってもよい。

１ 輸液ポンプ
１０ 輸液ポンプ本体
１００ 輸液ポンプ本体のケース
１０１ 下ケース
１０２ 上ケース
１１０ 駆動ユニット
１１１ ギアボックス
１１２ 出力軸
１３０ センサユニット
１４１ マグネットリング
１４２ ホール素子
１４３ 回路基板
１５０ カセット着脱ユニット
１５１ カセット外しレバー
１５２ 係止爪
１５３ イジェクトピン
１５４ コイルバネ
１５５ 駆動リング
１５６ リンク部材
１５７ コイルバネ
１５８ 操作伝達部材
１５９ コイルバネ
１７０ ＵＩ（ユーザインタフェース）
１７１ 液晶表示パネル
１７２ パネルカバー
１７３ 操作パネル
２０ 輸液ポンプ用カセット
２００ カセットカバー
２０１ 下カバー
２０２ 上カバー
２０３ 円形部
２０３ａ 内壁面
２０３ｂ 受入口
２０３ｃ 延出口
２０４ チューブ保持部
２０４ａ 第１の通路
２０４ｂ 第２の通路
２０７ 位置決めピン
２０８ 係止凹部
２１０ 偏芯部材
２１１ 偏芯ピン
２１２ プランジャ
２１３ コイルスプリング
２２０ リング部材
２２１ 太径部
４１ 対応記憶部
４２ 回転速度制御部
５０ チューブ
５１ 周回部分
５２ 第１部分
５３ 第２部分
６１ スイッチ基板
６２，６３ スイッチ
６４，６５ 押し子
６６，６７ スプリング

Claims (5)

1. 周回方向に広がる内壁面により区画された内部空間と、外部から延びるチューブを該内部空間に受け入れる受入口と、該受入口に近接した位置に設けられ、該チューブを該内部空間から外部に向けて延出させる延出口とを有し、該受入口から受け入れたチューブを該内壁面に沿わせて周回させて該チューブを該延出口から外部に延出させる本体部材と、
   前記内部空間内の、前記内壁面との間に前記チューブを挟む位置に装入され、前記周回方向１箇所以上で該チューブを該内壁面に押し当てて該チューブを押し潰す押当部材とを有する輸液ポンプ用カセット、および
   前記輸液ポンプ用カセットが着脱自在に装着されて装着された該輸液ポンプ用カセットを保持するカセット保持部と、
   前記カセット保持部に保持されている前記輸液ポンプ用カセットの前記押当部材による前記チューブの押潰し箇所を、前記周回方向に循回移動させて、該チューブ内の液を送り出させる駆動部と、
   前記押当部材を等速回転させたときと比較して前記チューブ内の液の送出し流量の脈動が低減するように、前記押当部材による前記チューブの押潰し箇所の前記周回方向の角度であるところの押潰し角度に対する前記駆動部による駆動速度を制御する速度制御部とを有する輸液ポンプ本体を備えたことを特徴とする輸液ポンプ。
2. 前記輸液ポンプ本体が、前記押潰し角度と前記駆動速度との対応関係を記憶しておく対応記憶部を備え、
   前記速度制御部は、前記対応記憶部に記憶されている対応関係に従って前記駆動速度を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の輸液ポンプ。
3. 前記輸液ポンプが、複数種類存在する前記輸液ポンプ用カセットのうちの前記カセット保持部に保持された輸液ポンプ用カセットの種類を検出するセンサを備え、
   前記対応記憶部が、前記輸液ポンプ用カセットの種類に応じた複数種類の対応関係を記憶しておくものであって、
   前記速度制御部は、前記対応記憶部に記憶されている複数種類の対応関係のうちの前記カセット保持部に保持されている前記輸液ポンプ用カセットの種類に応じた対応関係に従って、前記駆動速度を制御するものであることを特徴とする請求項２に記載の輸液ポンプ。
4. 前記駆動部が、前記カセット保持部に突き出た形状を有する出力軸を備え、
   前記輸液ポンプ用カセットが、前記出力軸が嵌入する出力軸嵌入部を有し、前記押当部材が、前記出力軸嵌入部に嵌入した前記出力軸の回転に応じて前記チューブの押潰し箇所を循回移動させるものであって、
   前記出力軸が、
   前記カセット保持部に突き出た形状を有する出力軸本体と、
   前記出力軸本体に引込む向きに移動自在に該出力軸本体から突出するキー部材と、
   前記キー部材を突出の向きに付勢する付勢部材とを備え、
   前記出力軸嵌入部が、突出した状態の前記キー部材が嵌入するキー溝を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の輸液ポンプ。
5. 前記受入口と前記延出口は、互いの間を仕切る仕切壁を挟んで互いに隣接する位置に設けられ、前記チューブが、該受入口と該延出口とを結ぶ並び方向に、送液可能なレベルに押し潰されて該受入口と該延出口を通過するように、該受入口と該延出口が、該並び方向について該チューブの外径よりも狭幅に形成されていることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の輸液ポンプ。

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