JP2772268B2 - 蠕動ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は蠕動ポンプに関す
る。 【０００２】蠕動ポンプにおいて、可撓管は、ロータに
担持され且つ円形軌道に沿って転動するころと、該ころ
の軌道に近接し且つ該ころの表面と同心状の表面を有す
るレースとの間にて圧縮される。可撓管の閉塞部が前進
すると、その前方の流体は強制的に可撓管内に流動して
ゆく。 【０００３】 【従来の技術】従来の蠕動ポンプにおいては、ころの周
面は全体的に円柱表面であるため、可撓管を駆動領域
（可撓管が圧縮され、ロータの回転によりポンプ作動が
行われるところのころとレース表面との間の領域）に適
正に位置付けるのは困難であった。適正な位置付けを短
時間に行うためには熟練を要していた。 【０００４】また、逆に可撓管を取り外す場合、それを
行うための特別の手段は開発されていなかった。したが
って、短時間での可撓管の取り外しにも、やはり熟練を
要していた。 【０００５】さらに、可撓管を適正位置に位置決めした
のち、その状態を維持するためには、ロータに設けられ
且つ可撓管に対して移動可能なガイド装置を使用してい
た。しかしながら、かかるガイド装置は、可撓管と常時
接触するため、摩擦により可撓管の寿命を著しく短くし
ていた。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、可撓管の適正な位置決めおよび取り外しの少なくと
もいずれか一方が短時間で簡単かつ自動的に行えるよう
にして、蠕動ポンプを使用する際の補助的作業の労力を
軽減することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明によれば、支持体と、円形軌道内を転動す
るロータ・ころを担持し、ロータ軸線を中心として回転
可能なように前記支持体に取付けられたロータと、前記
円形軌道との間の管駆動領域内にて取り外し可能な可撓
管を支持する円形部分の一部を画成する内面を有し、前
記支持体に固定的に設けられているレースにして、該内
面が前記ロータ軸線に対して垂直の面内にて前記ロータ
軸線から等半径の箇所を備えている前記レースと、を備
え、前記レースの前記内面は、前記ロータ軸線に平行な
方向に沿って前記管駆動領域の外側に隣接する管取付け
領域を提供すべく、前記ロータ・ころから間隔を置かれ
ており、前記管取付け領域と前記管駆動領域との間に
は、前記可撓管が前記管取付け領域と前記管駆動領域と
の間を移動するのに十分な開口領域が形成されており、
前記ロータ・ころは、前記管取り付け領域にて小径部を
有し、また、前記管駆動領域にて前記小径部の内側に隣
接する大径部を有し、前記小径部は先細になったテーパ
表面を備えており、前記大径部は一定の径を備え且つ前
記可撓管の幅全体を乗せるのに十分な長さを備えてお
り、かかる該ロータ・ころの径の差によって、前記ロー
タが回転する間に前記可撓管が前記管取付け領域から前
記管駆動領域まで移動して自己装填作用を行い得るよう
になされていることを特徴とする蠕動ポンプが提供され
る。 【０００８】前記可撓管を管挿入開口部から前記管取付
け領域まで挿入できるよう前記レースから十分に間隔を
おかれた装填位置と、前記管挿入開口部が閉じられる運
転位置との間を、前記ロータ軸線に対し平行な方向に動
くよう前記レースに取付けたカバーが設けられ、該カバ
ーが、前記装填位置では前記管取付け領域の上方に伸長
し且つ前記運転位置では前記管取付け領域内に位置決め
されるリップ体を備え、前記カバーが前記運転位置にあ
るとき、前記可撓管が前記管駆動領域から前記管取付け
領域へと動くのを前記リップ体によって防止し得るよう
にしてもよい。 【０００９】前記カバーが前記運転位置から前記装填位
置まで動く際に、前記ロータ軸線に対し平行で且つ前記
ロータ・ころから離反する方向に向けて前記可撓管を動
かすようになされたリフターを設けてもよい。 【００１０】前記リフターが、前記カバーに取付けたリ
フターころであり、前記リフターころが、前記カバーが
前記運転位置にあるときは前記ロータ・ころの下方に位
置し、前記カバーが前記運転位置から前記装填位置まで
動くときは、前記ロータ軸線に対し平行な軸線に沿って
前記ロータ・ころの領域を通過して動くようにしてもよ
い。 【００１１】前記装填位置と前記運転位置との間で前記
ロータ軸線に対し平行な方向に前記カバーを動かす手段
を設けてもよい。 【００１２】前記カバーを動かす前記手段が、前記カバ
ーに接続された直線方向に変位可能な駆動軸を駆動する
ステッピングモータを備えており、前記カバーが、ガイ
ド軸を介して前記レースに摺動可能に取付けられるよう
にしてもよい。 【００１３】前記カバーが、前記カバーの動く方向に伸
長し且つ前記運転位置にあるときに前記レースの一部に
掛かる表面を有するようにしてもよい。 【００１４】前記カバーが、前記ロータおよび前記管駆
動領域の上側の位置になるように枢動可能に取付けた錠
止可能な面板を備えるようにしてもよい。 【００１５】ころの大径部を円柱形とし、小径部を円錐
形とし、ころ自体がばね荷重によって半径方向に偏倚さ
れるようにしてもよい。 【００１６】 【発明の実施の形態】第１図を参照すると、透析液調製
機械の正面（正面板１２のみ図示）に取り付けた蠕動ポ
ンプ１０が示してある。この蠕動ポンプ１０に隣接する
正面板１２には、ジョー１８によって使い捨て可能な流
体室カセット１５が取り付けてあり、ポンプ１０は、こ
の流体室カセット１５の可撓管を受け入れ得る位置に配
設されている。蠕動ポンプ１０は、半円およびこの半円
に達する真っすぐな正接部分２２、２４を画成する内面
１６を有するレース１４を備えている。ポンプロータ２
６は、一端にて回転可能なように取り付けれられ、他端
にてばね荷重によって半径方向外方に偏倚されたころ２
８をころ支持体２９上に担持している。略Ｕ字形の管ガ
イド３２およびその上に駆動可能に取り付けられてロッ
ク可能な透明のプラスチック製カバー３４を有する可動
カバー３０がレース１４およびロータ２６を覆ってい
る。 【００１７】次に、第１図、第２図、第６図および第７
図を参照すると、カバー３４の管ガイド３２は、ガイド
軸３６に摺動可能なように取り付けられ、支持体４２に
取り付けたステッピングモータ４０によって縦軸に沿っ
て変位可能なねじ軸３８に接続されている。 【００１８】第３図を参照すると、ころ２８（ＴＦＥ含
有率２０％のアセタール、デルリンＡＦ）は、直径２
４.２５７ｍｍ（０.９５５インチ）の円柱形をした中央
の大径部４６と、該大径部４６の両側において該大径部
４６に対して１０°の角度にて配設された円錐形の小径
部４８とを備えている。小径部４８は直径２２.５８０
６ｍｍ（０.８８９インチ）の外端面を有している。 【００１９】大径部４６は一定の径を備え且つ可撓管１
３の幅全体を乗せるのに十分な長さを備えている。ま
た、大径部４６に隣接する円錐形の小径部４８は、先細
になったテーパ表面を備えている。側壁５０の内面１６
は、ころ２８の大径部４６と整合するように対面する同
様の大径部５２と、ころ２８の円錐形の小径部４８と整
合するように対面する斜め小径部５４とを備えている。
可撓管１３は、ころ２８の大径部４６と内面１６の大径
部５２との間に画成された管駆動領域５６内で閉塞（圧
縮）されている。管駆動領域５６の軸方向外側には、こ
ろ２８の小径部４８と内面１６の斜め小径部５４との間
に画成された管取付け領域５８が位置している。第３図
に示すような運転位置にあるときには、管取付け領域５
８は、管ガイド３２のリップ体６０によって塞がれてい
る。 【００２０】第４図を参照すると、管ガイド３２は、管
ガイド３２によって担持されたアーム６４で支持したロ
ーラの形態をとるリフター６２を備えている。 【００２１】次に作用について説明する。 【００２２】新たな患者に使用せんとする場合、まず、
可動カバー３０を第６図に示す装填位置（可撓管を装填
するときにとる位置）に動かす。プラスチック製カバー
３４が閉じられ、これは通常の運転中には開放しない。
ジョー１８の前面にカセット１５を動かし、ジョー１８
と係合する位置にする。これと同時に、ループ状可撓管
１３を管挿入開口部６６を通して動かし、管取付け領域
５８内に位置決めする。 【００２３】ステッピングモータ４０を作動させ、ねじ
軸３８を内方に駆動することによって、ロータ２６の反
時計方向の回転と同時に管ガイド３２がレース１４の方
向に動かされ、ループ状可撓管１３の自動装填が開始さ
れる。ころ２８は、管取付け領域５８に対面する部分に
小径部４８を有し、また、該小径部４８に軸方向に隣接
した中央部に大径部４６を有しているため、かかる径の
差異（すなわち周速度の差異）に基づき、管取付け領域
５８における管１３は管駆動領域５６内に押し出される
ことになる。すなわち、円錐形の小径部４８上の可撓管
１３は、徐々に大径部４６の方向へと自動的に移動し、
該大径部４６上に位置決めされるのである。 【００２４】ころ２８の大径部４６に対向するレース１
４の内面１６の大径部５２は、ロータ軸線に対して垂直
の面内にてロータ軸線から等半径の箇所からなっている
ので、かかる内面１６の大径部５２と、一定の径を有す
るころ２８の大径部４６とは互いに平行となって可撓管
１３を挟持するため、ポンプの圧送運転作動は安定して
行われる。また、一定の径を有する大径部４６は、可撓
管１３の幅全体を乗せるのに十分な長さを備えているの
で、可撓管１３は、いずれの幅方向位置においても同じ
周速度を受けることになる。したがって可撓管１３は、
異なる周速度を受けることから生ずる摩擦の心配がな
く、長い寿命を保つことができる。 【００２５】なお、管ガイド３２がレース１４に向かう
につれ、リップ体６０が管取付け領域５８の一部を占拠
してこれを閉塞し、可撓管１３がこの領域５８に戻るの
を防止する。運転位置（第７図）にて、カバー３４は、
ロータ２６の周囲の領域を完全に覆っている。 【００２６】圧送運転中、可撓管１３は大径部４６に
て、適正な整合状態を維持する。これは、ころ表面の線
速度が、小径の端部から大径の中央にかけて大きくなっ
ているため、可撓管１３が小径部４８の方へ動きがちに
なると、大径部４６側へと押し戻されるからである。レ
ース１４の内面１６は、小径の円錐形部である斜め小径
部５４を備えているため、可撓管１３が一時的に大径部
４６より離脱した場合でも、該可撓管１３は非閉塞（非
圧縮）状態とはならず、流体は圧送流動されることがで
きる。 【００２７】カセット１５と可撓管１３とを取り外そう
とする場合、ステッピングモータ４０を作動させて管ガ
イド３２を外方に動かす。それと同時に、管ガイド３２
に接続されたリフター６２は、第５図の位置から第４図
の位置まで動く。ころ２８が反時計方向に回転し続ける
間に、リフター６２は、可撓管１３の下縁に係合し、該
可撓管１３をころ２８の外方に持ち上げるようにして、
管取付け領域５８へと強制的かつ自動的に移動させる。
管ガイド３２が第６図に示す位置にあるとき、オペレー
タがカセットを機械から取り外せば、可撓管１３は、挿
入開口部６６を経て外方に自由に取り外すことができ
る。 【００２８】装填位置において、ロータ周囲の管取付け
領域には極く小さい開口部しかないため、可撓管１３の
装填中にオペレータが誤って指を可動部品の領域内に入
れるおそれを軽減することができる。 【００２９】 【発明の効果】本願発明によれば、小径部および大径部
からなるころの自動装填作用により、可撓管を短時間で
簡単かつ自動的に適正位置に位置決めできる。 【００３０】したがって、本願発明は、蠕動ポンプを使
用する際の補助的作業の労力を軽減することができる。 【００３１】なお、本願発明によれば、可撓管を適正位
置に自動的に維持することもできる。適正位置への維持
に際してガイド装置が可撓管に接触する必要がないた
め、可撓管の寿命も延びる。 【００３２】さらに本願発明によれば、管駆動領域に位
置するころの大径部は「一定の径」を有し且つ可撓管の
幅全体を乗せるのに十分な長さを備えている。すなわ
ち、ころの大径部は、「可撓管の幅全体を乗せるのに十
分な長さを備えた平坦面」を与えている。したがって、
可撓管は駆動時に大径部の平坦面によって圧縮されるこ
とになるので、安定した給送を行うことができるととも
に、ころ上の凹凸による局所的な応力を受けないので摩
耗や損傷が少なく、長い寿命を保つことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】ポンプに使用するＵ字形可撓管を担持する使い
捨て可能な流体室カセットとともに示す蠕動ポンプの平
面図。 【図２】図１のポンプの駆動機構を示す底面図。 【図３】図１のポンプのころとそれに対向するレース並
びに関連部品を示す、図１の線３−３に沿った断面図。 【図４】図１のポンプのカバーが別の位置にある状態を
示す、図１の線５−５に沿った断面図。 【図５】図４と同様の断面図であるが、カバーが図４と
は別の位置にある。 【図６】図１のポンプのカバーが別の位置にある状態を
示す、図１の線７−７に沿ってみた図。 【図７】図６と同様の図であるが、カバーが図６とは別
の位置にある。 【符号の説明】 １０：蠕動ポンプ、１２：正面板、１３：可撓管、１
４：レース、１４：流体室カセット、１６：内面、１
７：壁、１８：ジョー、１９：スロット、２６：ロー
タ、２８：ロータ・ころ、３０：可動カバー、３２：管
ガイド、３４：プラスチック製カバー、３６：ガイド
軸、３８：ねじ軸、４０：ステッピングモータ、４２：
支持板、４６：大径部、４８：小径部、５０：側壁、５
６：管駆動領域、５８：管取付け領域、６０：リップ
体、６２：リフター、６４：アーム、６６：管挿入開口
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・ジャージェン・イーラーズ・ ジュニアー アメリカ合衆国コロラド州80439，エバ ーグリーン，ブロードムーア・ドライブ 31537 (56)参考文献 実開 昭58−148293（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−59673（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 43/12 F04C 5/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．支持体と、 円形軌道内を転動するロータ・ころを担持し、ロータ軸
   線を中心として回転可能なように前記支持体に取付けら
   れたロータと、 前記円形軌道との間の管駆動領域内にて取り外し可能な
   可撓管を支持する円形部分の一部を画成する内面を有
   し、前記支持体に固定的に設けられているレースにし
   て、該内面が前記ロータ軸線に対して垂直の面内にて前
   記ロータ軸線から等半径の箇所を備えている前記レース
   と、を備え、 前記レースの前記内面は、前記ロータ軸線に平行な方向
   に沿って前記管駆動領域の外側に隣接する管取付け領域
   を提供すべく、前記ロータ・ころから間隔を置かれてお
   り、 前記管取付け領域と前記管駆動領域との間には、前記可
   撓管が前記管取付け領域と前記管駆動領域との間を移動
   するのに十分な開口領域が形成されており、 前記ロータ・ころは、前記管取り付け領域にて小径部を
   有し、また、前記管駆動領域にて前記小径部の軸方向内
   側に隣接する大径部を有し、前記小径部は先細になった
   テーパ表面を備えており、前記大径部は一定の径を備え
   且つ前記可撓管の幅全体を乗せるのに十分な長さを備え
   ており、かかる該ロータ・ころの径の差によって、前記
   ロータが回転する間に前記可撓管が前記管取付け領域か
   ら前記管駆動領域まで移動して自己装填作用を行い得る
   ようになされていることを特徴とする蠕動ポンプ。 ２．前記可撓管を管挿入開口部から前記管取付け領域ま
   で挿入できるよう前記レースから十分に間隔をおかれた
   装填位置と、前記管挿入開口部が閉じられる運転位置と
   の間を、前記ロータ軸線に対し平行な方向に動くよう前
   記レースに取付けたカバーが設けられ、該カバーが、前
   記装填位置では前記管取付け領域の上方に伸長し且つ前
   記運転位置では前記管取付け領域内に位置決めされるリ
   ップ体を備え、前記カバーが前記運転位置にあるとき、
   前記可撓管が前記管駆動領域から前記管取付け領域へと
   動くのを前記リップ体によって防止し得るようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した蠕動ポ
   ンプ。 ３．前記カバーが前記運転位置から前記装填位置まで動
   く際に、前記ロータ軸線に対し平行で且つ前記ロータ・
   ころから離反する方向に向けて前記可撓管を動かすよう
   になされたリフターが設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載した蠕動ポンプ。 ４．前記リフターが、前記カバーに取付けたリフターこ
   ろであり、前記リフターころが、前記カバーが前記運転
   位置にあるときは前記ロータ・ころの下方に位置し、前
   記カバーが前記運転位置から前記装填位置まで動くとき
   は、前記ロータ軸線に対し平行な軸線に沿って前記ロー
   タ・ころの領域を通過して動くようになされていること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載した蠕動ポン
   プ。 ５．前記装填位置と前記運転位置との間で前記ロータ軸
   線に対し平行な方向に前記カバーを動かす手段が設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   した蠕動ポンプ。 ６．前記カバーを動かす前記手段が、前記カバーに接続
   された直線方向に変位可能な駆動軸を駆動するステッピ
   ングモータを備えており、前記カバーが、ガイド軸を介
   して前記レースに摺動可能に取付けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第５項に記載した前記ポンプ。 ７．前記カバーが、前記カバーの動く方向に伸長し且つ
   前記運転位置にあるときに前記レースの一部に掛かる表
   面を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載した蠕動ポンプ。 ８．前記カバーが、前記ロータおよび前記管駆動領域の
   上側の位置になるように枢動可能に取付けた錠止可能な
   面板を備えることを特徴とする特許請求の範囲第７項に
   記載した蠕動ポンプ。