JP4394706B2 - カセットクランプ機構 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に蠕動ポンプに関し、より詳細には、眼科手術用流体カセット装置で使用されるクランプ機構に関する。

多くの従来技術における蠕動ポンプは、回転するローラーヘッドを使用しながら長い柔軟なチューブを（時には固定された案内溝間で）圧縮したり、強く押したりすることで作動する。ローラーヘッドが回転すると、ローラーがチューブの一部分を締め付け、ローラー間のチューブ内に閉じ込められた液体を回転する方向へ押し出す。蠕動ポンプは、一定量であり予測可能な流量特性から、医療現場で広く使用されている。しかしながら、これらの従来技術におけるシステムは、回転するローラーヘッド周囲のポンプチューブ部分を、通常、手動で連結する必要がある。

その他の先行技術におけるポンプは、特許文献１（ソレンセンら）で開示されており、硬い基材に接着、または機械的に取り付けられたエラストマーシート上の成形流路を有する蠕動ポンプについて説明している。ポンプヘッドローラーはポンプモーターの回転軸から放射状に取り付けられており、硬い基材に対してエラストマー流路を圧縮する。硬い素材に対して完全に流路を圧縮するため、そしてその結果ポンプシステムの効率を最大にするために、カセットはポンプローラーに対してしっかりと保持されなくてはならない。一方、カセットは、手術用制御機器への設置、取り外しも容易でなくてはならない。特許文献２（レウカネックら）で開示している一つのカセットラッチ機構は、ラッチホイールを回転させ、一対のラッチアームのカム状の機構部分を作り、その結果ラッチレールを完全に閉じてカセットを保持するため、ロックされた状態に回転させるモーターを有するカセットラッチ機構について開示している。この装置に使用されるＤＣサーボモーターは高価で、比較的、操作が粗くなる可能性がある。

米国特許第６，２９３，９２６Ｂ１号明細書 米国特許公開公報第２００３０２０２８９４号明細書

従って、滑らかに制御される機構部を有する安価なカセットクランプに対する必要性が引き続き存在している。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたカセットクランプ機構を提供する。

本発明は、一対の回転するカセットクランプバーを有する機構を備えることにより、従来技術のカセットクランプ機構を改良するものである。クランプバーは、一連のリンクとアクチュエーターホイールを介し、空気圧シリンダー、または電気機械アクチュエーターに連結されており、そのため空気圧シリンダー、または電気機械アクチュエーターが伸張と収縮することで、クランプバーが正回転、および逆回転する。空気圧シリンダーを使用することで、滑らかで適切に制御されるクランプバーの機構部を提供する。

従って、本発明の目的は、カセットクランプ機構を提供することである。

本発明の別の目的は、空気圧によって制御されるカセットクランプ機構を提供することである。

本発明の別の目的は、滑らかに制御される機構部を有するカセットクランプ機構を提供することである。

本発明の更に別の目的は、比較的低価格のカセットクランプ機構を提供することである。

本発明の更に別の目的は、小さな外形寸法で、比較的強い力で、ストロークの長いカセットクランプ機構を提供することである。

本発明のこれらの、そしてその他の利益と目的は、特許請求の範囲、および以下の詳細な説明、および図面により明白となろう。

図１より最もよくわかるように、本発明のカセットクランプ機構１０は、一般的にアクチュエーター部分組立体１２、およびカセット受承部部分１４を有する。アクチュエーター部分組立体１２は、一般的に下位ブラケット１６、上位ブラケット１８、リファレンスリンク組立品２０、空気圧シリンダー２２、およびトランスファーリンク２４を有する（図２参照のこと）。ブラケット１６と１８を互いにしっかりと留めておくため、上位ブラケット１８と下位ブラケット１６は、ブラケット補強材２６により連結されている。リファレンスリンク２０は、シャフト、またはピン２８により下位ブラケット１６に回動可能に取り付けられている。シリンダー２２は、ピン２８と反対側のリファレンスリンク２０にピン３０によって回動可能に取り付けられている。ピン３０はまた、リファレンスリンク２０にトランスファーリンク２４を回動可能に取り付けている。シリンダー２２は、ピン３２によりピン３０と反対側の補強材２６で上位ブラケット１８、および下位ブラケット１６に回動可能に取り付けられている。シリンダー２２の伸張、および収縮はその結果、リファレンスリンク２０をピン２８の周りで回転させ、それにより、トランスファーリンク２４を昇降させる。

図３、４、および６から最もよく分かるように、カセット受承部１４は、手術用制御装置２００の外部に露出しており、一般的に、アクチュエーターホイール３４、上位リンク３６、下位リンク３８、上位クランプ４０、下位クランプ４２、およびカセットフェイスプレート４４を有する。上位リンク３６、および下位リンク３８は、複数のピン４６によりアクチュエーターホイール３４に連結されている。上位リンク３６は、上位クランプ４０上のアーム４１にピン４８により連結され、下位リンク３８は下位クランプ４２上のアーム４３にピン５０により連結されている。上位リンク３６、および下位リンク３８は、中間スプリング３７と３９を有し、それぞれリンク３６と３８の圧縮、および圧縮状態からの回復が可能となっている。そのような構造により、機構１０は、カセット１００組立時の製造のばらつきを、カセット１００に損傷を与えずに補正することができる。上位クランプ４０、および下位クランプ４２は、ガイドレール５２に組み込まれて、ガイドレール５２の穴５４内で回動する。クランプ/ガイドレールの部分組立品は、カセットフェイスプレート４４に取り付けられる。そのように組み立てられることで、アクチュエーターホイール３４が時計回りに回転し、リンク３６、および３８を下向きに引き、上位クランプ４０を時計回りに、および下位クランプ４２を反時計回りに回転させる。アクチュエーターホイール３４の反時計回りの回転が、リンク３６、および３８を上向きに引き、上位クランプ４０を反時計回りに、および下位クランプ４２を時計回りに回転させる。アクチュエーターホイール３４は、ピン１５４によりトランスファーリンク２４に連結されている。アーム４１、および４３の偏心位置が、クランプ４０、およびクランプ４２のオーバセンタ(over-center)で回転を引き起こす。クランプ４０、および４２のオーバセンタの回転により、シリンダー２２の空気圧損失時に、クランプ４０、および４２は自動的にロックする。

使用時は、上述のように、シリンダー２２の伸張と収縮によりリファレンスリンク２０がピン２８の周りを回転し、それゆえに、トランスファーリンク２４が昇降する。トランスファーリンク２４の昇降により、アクチュエーターホイール３４が時計回り、および反時計回りに交互に回転し、その結果、上位クランプ４０、および下位クランプ４２は正回転、および逆回転する。上位クランプ４０、および下位クランプ４２は、カセット１００上のクランプサーフェス１０２と協働する複数のクランプサーフェス、またはフィンガー５６を有する。カセット１００が、機構１０のカセット受承部１４に組み込まれるときに、上位クランプ４０の時計回りの回転、および下位クランプ４２の反時計回りの回転が、カセットをカセット受承部１４に引き寄せ、カセットサーフェースプレート４４に対してカセットを押し、その結果フェイスプレート４４に対してカセットをしっかりと固定する。

図７から最もよくわかるように、本発明の第二実施形態においては、シリンダー２２のような空気圧式装置の代わりに、ソレノイド、または電動式線形アクチュエーターのような、電気機械装置１２２を操作することによりリンク２０が動かされる。

この記述は説明と解説のために示されたものである。本発明の範囲と精神を逸脱することなしに、上記で説明した発明に修正がなされることは当業者には明らかであろう。

本発明のカセットクランプ機構組立体の正面斜視図である。 本発明のカセットクランプ機構のアクチュエーターの部分組立体の第一実施形態の正面斜視図である。 本発明のカセットクランプ機構のカセット受承部の正面斜視図である。 図３に示すカセットクランプ機構のカセット受承部の分解斜視図である。 本発明のクランプ機構で使用されるカセットの正面斜視図である。 本発明のクランプ機構組立体を組み込む手術用制御機器の正面斜視図である。 本発明のカセットクランプ機構のアクチュエーター部分組立体の第二実施形態の正面斜視図である。

符号の説明

１０ カセットクランプ機構
１２ アクチュエーター部品組立体
１４ カセット受承部
１６ 下位ブラケット
１８ 上位ブラケット
２０ リファレンスリンク
２２ 空気圧シリンダー
２４ トランスファーリンク
２６ ブラケット補強材
２８ ピン

Claims (3)

1. ａ）フレームと、
   ｂ）第一端部上で前記フレームに回動可能に取り付けられ、第二端部上で空気圧シリンダーに回動可能に取り付けられ、前記空気圧シリンダーの伸張と収縮により、前記フレームに対して回動するリファレンスリンクと、
   ｃ）前記リファレンスリンクの前記第二端部に回動可能に取り付けられ、前記リファレンスリンクの回動により回転するアクチュエーターホイールであって、前記リファレンスリンクにトランスファーリンクを介して回動可能に取り付けられるアクチュエーターホイールと、
   ｄ）前記アクチュエーターホイールに取り付けられる一対の反対方向に回転するクランプと、を有するカセットクランプ機構。
2. ａ）フレームと、
   ｂ）第一端部上で前記フレームに回動可能に取り付けられ、第二端部上で電動式線形アクチュエーターに回動可能に取り付けられ、前記電動式線形アクチュエーターの伸張と収縮により、前記フレームに対して回動するリファレンスリンクと、
   ｃ）前記リファレンスリンクの前記第二端部に回動可能に取り付けられ、前記リファレンスリンクの回動により回転するアクチュエーターホイールであって、前記リファレンスリンクにトランスファーリンクを介して回動可能に取り付けられるアクチュエーターホイールと、
   ｄ）前記アクチュエーターホイールに取り付けられる一対の反対方向に回転するクランプと、を有するカセットクランプ機構。
3. ａ）フレームと、
   ｂ）第一端部上で前記フレームに回動可能に取り付けられ、第二端部上でソレノイドに回動可能に取り付けられ、前記ソレノイドの伸張と収縮により、前記フレームに対して回動するリファレンスリンクと、
   ｃ）前記リファレンスリンクの前記第二端部に回動可能に取り付けられ、前記リファレンスリンクの回動により回転するアクチュエーターホイールであって、前記リファレンスリンクにトランスファーリンクを介して回動可能に取り付けられるアクチュエーターホイールと、
   ｄ）前記アクチュエーターホイールに取り付けられる一対の反対方向に回転するクランプと、を有するカセットクランプ機構。

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