JP4084566B2 - シリンジポンプの送りねじ用支持軸受およびシリンジポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はシリンジポンプの送りねじ用支持軸受およびこの軸受を用いたシリンジポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
体内への栄養補給や輸血、化学療法剤、麻酔剤等の薬液注入を所定の注入速度で行なう装置としてシリンジポンプが多用されている。
このシリンジポンプは、送りねじに係合する直線運動可能なスライダーによりシリンジの押子が押圧されて、シリンジ内の薬液が体内に注入される。スライダーは、送りねじの回転力が軸方向移動に変換されて直線運動となる。
また、薬液の注入前や注入後にシリンジをシリンジポンプにセットしたり、シリンジポンプから除去したりしなくてはならないので、シリンジはシリンジポンプに着脱自在に保持され、必要に応じてシリンジの押子とスライダーとが係合する構造となっている。送りねじとスライダーとの係合は、ハーフナットを送りネジに脱着することによりなされ、送りねじの回転力をスライダーの直線運動に変換したり停止させたりしている。
【０００３】
一方、シリンジポンプは薬液が確実に体内に注入されているか否かを常に監視する必要があるため、送りねじの軸方向にかかるスラスト荷重を検知して、薬液注入状態を監視している（例えば、特公平８−２４７１２号公報、特開２０００−１０７２８８号公報）。
【０００４】
従来のシリンジポンプの送りねじの端部の一例を図３に示す。図３はハウジングに組み付けられている部分の拡大断面図である。
シリンジポンプの送りねじの端部３ｃを支持する送りねじ用支持軸受は、ラジアル荷重に対しては、フランジ付きミニチュアボール軸受１０が用いられている。また、スラスト荷重の検知は主に転がりピボット軸受１１をねじ軸の端面に接触させ、ねじ軸の軸方向変位を歪みゲージなどの検出手段７ｂにより測定することによりなされている。このため、軸受を潤滑するために、ねじ軸にグリースが塗布され、定期的に例えば３ヶ月毎に装置を分解してグリースの補充と、スラスト荷重の検知部分の精度確認を行なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフランジ付きミニチュアボール軸受を用いた場合、装置を分解して再度組み立てる際に、部品が落下する、スラスト荷重検知部品の組み付けが精度良くできない等の問題がある。
また、軸受はハウジング部に圧入や幅方向固定または接着固定されていることが多く、ねじ軸を取り外す場合、軸受固定部を破壊しなければならないという問題がある。
さらに、ボール軸受等にグリースの補給効果がなくなると、摺動時に異音が発生したり、スラスト荷重の検知が十分でなくなったりするという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、シリンジポンプの送りねじの無潤滑軸受化の実現と、軸受端部の組み立て容易性の向上と、ねじ軸の取り外しを可能とするシリンジポンプの送りねじ用支持軸受およびこの軸受を用いたシリンジポンプの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリンジポンプの送りねじ用ラジアル軸受は、送りねじに係合する直線運動可能なスライダーによりシリンジの押子を駆動することでシリンジ内の薬液を送出するとともに、上記送りねじの軸方向にかかるスラスト荷重を検知する手段を軸端部に備えてなるシリンジポンプにおいて、上記送りねじの軸端部を支持するものであり、該送りねじ用ラジアル軸受は、軸受外径部が金属製で、上記送りねじと摺動する内径部がフッ素樹脂をベース樹脂とした樹脂組成物で構成されてなり、給油を必要としない無潤滑軸受であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のシリンジポンプは、送りねじに係合する直線運動可能なスライダーによりシリンジの押子を駆動することでシリンジ内の薬液を送出するとともに、上記送りねじの軸方向にかかるスラスト荷重を検知する手段を軸端部に備えてなり、上記送りねじの軸端部と摺動する部分が上記送りねじ用支持軸受であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のシリンジポンプの送りねじ用ラジアル軸受は、送りねじの軸端部と摺動する部分を合成樹脂製すべり軸受とすることにより、軸受の給油を必要としない無潤滑化ができる。
また、軸受外径部が金属製で、内径部が潤滑性樹脂組成物で作製することにより、シリンジポンプのハウジングへの組み付け性が着脱自在で、かつ容易にできるようになる。
上述した本発明の送りねじ用軸受を用いることにより、シリンジポンプの軸受部の無潤滑化が可能となり、また組み立て性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のシリンジポンプの一例を図１により説明する。図１はシリンジポンプの構成例を示す。
シリンジポンプ１は、押子２ａが内挿されたシリンジ２を着脱自在に保持する手段５と、シリンジ２内の薬液を送出するためのスライダー４と、スライダー４に係合して直線運動させる送りねじ３とから構成される。送りねじ３は、シリンジポンプ装置の一部であるハウジング８に固定されたシリンジポンプの送りねじ用支持軸受およびスラスト荷重検知手段７に、その一端部が軸支されている。また、送りねじ３を回転駆動させるためのモータ９と大歯車９ａ、小歯車９ｂを介して他端とに噛合しており、送りねじ３は軸方向に僅かに移動自在に支持されている。
【００１１】
シリンジ２を着脱自在に保持する手段５は薬液注入時にシリンジ２が固定できる手段であればよく、例えばクランプ、ばね力などを利用して固定する。
【００１２】
スライダー４は、その一端をシリンジ２と平行に配置された送りねじ３を構成するハーフナット３ａに、他端を該シリンジの押子２ａにそれぞれ固定されている。送りねじ３を構成するねじ軸３ｂの回転運動がハーフナット３ａの直線運動に変換され、そのハーフナット３ａの移動とともに押子２ａを前進後退させる。例えば、送りねじ３のハーフナット３ａは大歯車９ａ、小歯車９ｂを介してモータ９と噛合し、モータ９の駆動により押子２ａが所定の速度で所定の区間押されて薬液を送出する。
【００１３】
ハーフナット３ａは、送りねじのナットを軸方向断面において二分割したナットであり、薬液送出時には、送りねじ３とスライダー４とが連動するように、また、シリンジポンプ交換時等には、断絶できるように設定する。例えば、ハーフナット３ａを送りねじ３に脱着することによってモータ９の駆動をスライダー４に伝達させたり断絶させたりできる。
ねじ軸３ｂは、ステンレスなどの耐腐食性金属で形成される。
【００１４】
シリンジポンプの送りねじ用支持軸受６およびスラスト荷重検知手段７がハウジング８に組み付けられている部分の拡大断面図を図２に示す。
ねじ軸３ｂの端部３ｃがラジアル軸受６に軸支され、この軸受６は軸受外径部６ｂが金属製で、内径部６ａが潤滑性樹脂組成物で構成されている。金属製外径部６ｂがハウジング８に固定される部分はねじ切り加工がなされており、ハウジング８との着脱が自在にできるようになっている。また、少なくとも軸受外径部６ｂは、スラスト荷重検知手段７部品の取り付け性や取り付け時の部品の落下等を防ぐために、あるいは後述するスラスト軸受７ｃを収納できるように、軸受６の幅Ｄを従来のフランジ付きミニチュア軸受の幅よりも大きくする。
【００１５】
軸受内径部６ａは、潤滑性樹脂組成物の成形体であり、金属製外径部６ｂに接着剤等で固定されている。潤滑性樹脂組成物は合成樹脂にフッ素樹脂、黒鉛、二硫化炭素等の固体潤滑材を配合した樹脂材料である。本発明においては摺動性に優れるフッ素樹脂をベース樹脂とした樹脂組成物が特に好ましい。市販品としては、ベアリーＦＬ３０００系列の樹脂組成物（ＮＴＮ精密樹脂社製、商品名）が挙げられる。
【００１６】
ねじ軸の端部３ｃは、軸方向にかかるスラスト荷重を検知するスラスト荷重検知手段７と端面で摺接している。スラスト荷重検知手段７は、開口部を有する枠７ａと、この枠７ａ内に保持されてねじ軸３ｂの軸方向変位を検出する検出手段７ｂと、送りねじの軸端部と摺動する部分が合成樹脂製のスラスト軸受７ｃと、このスラスト軸受７ｃとねじ軸の端部３ｃとの間に介在してスラスト荷重を伝達する球体７ｄとから構成される。
枠７ａはボルトなどの締結部品７ｅによりハウジング８に着脱自在に取り付けられる。
検出手段７ｂは板バネと歪みゲージの組み合わせ、半導体を利用した圧力センサーなど軸方向変位を検出できる手段であれば使用できる。検出された変位量はリード線により出力される。
スラスト軸受７ｃは上述した潤滑性樹脂組成物の成形体を使用できる。スラスト軸受７ｃは合成樹脂で一体に形成しても、摺動部だけを潤滑性樹脂組成物で形成し金属製ホルダに接着した構造を採用してもよい。この場合、スラスト軸受７ｃは潤滑性樹脂組成物のシート材を打ち抜いたものであってもバックメタルを有する複層軸受の板材を打ち抜いたものであってもよい。
【００１７】
上記スラスト荷重検知手段７は、送りねじの軸端部と摺動する部分をすべりピボット軸受形状とすることにより、スラスト軸受７ｃを球体７ｄでガイドすることができるので、スラスト荷重検知感度が向上する。また、スラスト軸受の芯だし、位置決めなどが容易になり、組み立て性が向上する。
なお、図２においては、球体７ｄを介在させる構造であるが、スラスト軸受にすべりピボット軸受形状を採用しないで、スラスト軸受７ｃの摺動部に半球状の突起を形成することで球体７ｄを省いた構造にしてもよい。さらに、スラスト軸受にすべりピボット軸受形状を採用しないでフラット面にして、ねじ軸の端部３ｃを半球状として球体７ｄを省いた構造にしてもよい。
【００１８】
シリンジ２の内部に異物が詰まったり、シリンジ２が外れたりすることにより、シリンジ２の内圧が定常状態から変動すると、その変動に応じて、軸方向に僅かに移動自在に支持されている送りねじ３が軸方向へ変位する。スラスト荷重検知手段７は、この変位を検知する装置である。本発明のすべりピボット軸受形状とすることにより、転がり軸受の遊びが少なくなるので検出精度が向上する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のシリンジポンプの送りねじ用ラジアル軸受は、送りねじの軸端部と摺動する部分を合成樹脂製のすべり軸受とするので、金属製ねじ軸への給油を必要としない無潤滑軸受ができる。
また、ラジアル軸受の軸受外径部が金属製で、内径部が潤滑性樹脂組成物で構成されるので、摺動性に優れるとともにハウジングへの取り付けが容易となる。
【００２０】
本発明のシリンジポンプは、送りねじの軸端部と摺動する部分が上記送りねじ用支持軸受であるので、シリンジポンプの軸受部の無潤滑化が可能となるとともに、ねじ軸およびスラスト荷重検知部分の取り付け、取り外しが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンジポンプの構成例を示す図である。
【図２】送りねじ用軸受端部の部分拡大断面図である。
【図３】従来の送りねじ用軸受端部の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ シリンジポンプ
２ シリンジ
３ 送りねじ
４ スライダー
５ シリンジ保持手段
６ ラジアル軸受
７ スラスト荷重検知手段
８ ハウジング
９ モータ

Claims (2)

1. 送りねじに係合する直線運動可能なスライダーによりシリンジの押子を駆動することでシリンジ内の薬液を送出するとともに、前記送りねじの軸方向にかかるスラスト荷重を検知する手段を軸端部に備えてなるシリンジポンプに用いられる、前記送りねじの軸端部を支持する送りねじ用ラジアル軸受であって、
   該送りねじ用ラジアル軸受は、軸受外径部が金属製で、前記送りねじと摺動する内径部がフッ素樹脂をベース樹脂とした樹脂組成物で構成されてなり、給油を必要としない無潤滑軸受であることを特徴とするシリンジポンプの送りねじ用ラジアル軸受。
2. 送りねじに係合する直線運動可能なスライダーによりシリンジの押子を駆動することでシリンジ内の薬液を送出するとともに、前記送りねじの軸方向にかかるスラスト荷重を検知する手段を軸端部に備えてなるシリンジポンプであって、
   前記送りねじの軸端部が請求項１記載の送りねじ用ラジアル軸受で支持されることを特徴とするシリンジポンプ。

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