JP4579936B2 - カセット - Google Patents

Description

本発明は、一般に蠕動ポンプ、より特定的には眼科用外科手術機器の中で用いられる蠕動ポンプに関する。

大部分の先行技術の蠕動ポンプは、回転式ローラーヘッドを用いて一定長の可撓性チュービングを（時として固定案内溝間で）圧縮又は圧搾することによって作動する。ローラーヘッドが回転するにつれて、ローラーはチュービングの一部分をくびれさせ、ローラーの間でチュービング内に捕捉されたあらゆる流体を回転方向に押しやる。医療分野では、その予測可能な一定流量特性のため、蠕動ポンプが広く用いられている。しかしながらこれらの先行技術システムは一般的に、回転式ローラーヘッドのまわりにポンプチューブセグメントを手作業で連結することを必要とする。

回転式ローラーヘッドを用いた先行技術の蠕動ポンプは同様に一般的に望ましくない圧力脈動を付与する。この問題に対処するため、複数の脈動減衰装置が開発されてきた（例えば特許文献１（Davis）を参照のこと）。

チューブの圧縮がより漸進的でかつさほど急激でなくなるように、一部の先行技術のカセットは、ポンプチューブのテーパー付き部分を有する。（例えば特許文献２（Sorensen et al.）を参照のこと）。ポンプチュービングのテーパー加工は、圧力脈動の低減を助けたが、さらに低減するが望ましい。

従って、圧力脈動を低減する蠕動ポンプに対するニーズが存在し続けている。

米国特許第４，９２１，４７７号公報 米国特許第６，２９３，９２６Ｂ１号公報

本発明は、剛性基板に接着されるか又は機械的に取付けられた弾性シートを有するカセットを備えることによって先行技術の蠕動ポンプカセットを改良する。弾性シート内に成形された流路に対応する１本の流路が、剛性基板内に成形されている。カセットは、運転中剛性基板に対し弾性流路を圧縮するべくポンプモータの回転軸から放射状に取付けられたポンプへッドローラーを有する蠕動ポンプと組合わされて使用される。剛性基板内に成形された流路は、鋭い縁部や急激な方向転換の無い平滑な流動的ラインを有し、弾性シート内に成形された流体溝路と一致し、流体経路全体が比較的一定な断面積を有するような形で剛性基板内に成形された流路及び弾性シート内に成形された流体溝路の断面積に近似する比較的一定な断面の遷移領域をその長さ全体にわたって備えている。

本発明の目的は、成形された弾性流路を用いるカセットを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、半径方向に方向づけされたポンプローラを有する蠕動ポンプのためのカセットを提供することにある。

本発明のさらにもう１つの目的は、剛性基板に対してカセット内の弾性流路を圧縮するポンプローラを有する蠕動ポンプ用のカセットを提供することにある。

本発明のさらにもう１つの目的は、剛性基板内に成形された流体溝路を有するカセットにおいて、流路が鋭い縁部及び急激な方向の変更の無い平滑な流体ラインを有しているカセットを提供することにある。

本発明のさらにもう１つの目的は、剛性基板内に成形された流体溝路を有するカセットにおいて、流体が、その全長にわたり比較的一定な横断面をもつ流路を備えるべく弾性シート内に成形された流体溝路と一致しているカセットを提供することにある。

本発明のさらにもう１つの目的は、比較的一定な断面積をもつ流体経路を有するカセットを提供することにある。

本発明のこれらの及びその他の利点は、特許請求の範囲および以下の詳細な説明、図面及びから明らかになることだろう。

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を提供する。

図１、２及び３を見れば最も良くわかるように、本発明のポンプ１０、は一般にポンプモータ１２、１以上のローラー１６を収納するローラーヘッド１４及び比較的剛性の本体又は基板２２の外部に適用される弾性シート２０を有するカセット１８を内含する。ポンプモータ１２は好ましくはステッピングモータ又は直流サーボモータである。ローラーヘッド１４は、シャフト２４の軸２５に対しほぼ直交する平面内でモーター１２がローラーヘッド１４を回転させるような形でモーター１２のシャフト２４に取付けられており、ローラー１６の長手方向軸はシャフト２４の軸２５に対しほぼ半径方向を向いている。

シート２０は成形された流体溝路２６を収納し基板２２は成形された流体溝路２７を収納し、これらはほぼ弓形をしており、ここで流体溝路２６はローラーヘッド１４と接触し、この流体溝路２６はシャフト２４を中心とするローラー１６の半径に近い半径を有している。流体溝路２６及び２７は、ポンプ入口及びポンプ出口ポート２８及び３０と流体で連通している。シート２０は、任意の適切に可撓性のある容易に成形される材料例えばシリコーンゴム又は熱可塑性弾性材料で作られていてよい。シート２０は、接着剤、熱融合又は機械的圧接といったような任意の適切な技術により基板２２に取付け又は接着される。基板２２は好ましくは、剛性熱可塑性プラスチックといったようなシート２０に対して剛性材料で作られており機械加工又は射出成形といったようなあらゆる適切な方法によって作ることができる。

使用中、ローラーヘッド１４が回転するにつれてローラー１６が溝路２６を基板２２に対して圧縮するようにローラーヘッド１４に近接してカセット１８が保持される。ローラーの長手方向軸は、溝路２６とローラー１６の接点が溝路２６の平面とほぼ平行になるような形で配置される。このような配置によりポンプローラーヘッド全体にわたり一定長の可撓性チュービングをループ状にする必要性が無くなりかくして、ポンプローラーヘッド１４に対するポンプ溝路２６の取り付けが簡単になる。ローラー１６には、ローラーヘッド１４が回転するにつれてローラー１６の内側及び外側部分が移動した経路長の差異に対応するべくその軸方向長に沿ってテーパーがかかっていてもよい。

図４を見ると最も良くわかるように、先行技術の蠕動ポンプは、流体溝路１２６を形成する比較的剛性の基板１２２に接着された弾性シート１２０を有する。流体溝路１２６内への流体経路は、基板１２２内に成形される流体溝路１２７を内含する。しかしながら流体溝路１２７は比較的鋭いコーナー１２９及びその他の急激な障害物（図示せず）を含み、流体溝路１２６の断面積は、傾斜した又はテーパー付きの部分１３１において変動する。これらの特長は、圧送されつつある流体に幾分かのポンプ脈動が入ることを可能にしている。

図５を見れば最も良くわかるように、本発明の基板２２は、流体溝路２６に流体投入量を提供する成形された流体溝路２７を収納する。溝路２６及び２７は平滑に曲線を描いており、比較的鋭い縁部や急激な障害物を含まない。溝路２７の形態は、それがシート２０の傾斜又はテーパー付き部分３１に対応するようなものであり、かくして流体溝路２６及び２７の断面積に近い比較的一定な断面積を有するシート２０と基板２２の間の遷移流体溝路領域３４を提供することになる。換言すると、溝路２６及び２７及び遷移流体溝路領域３４は、比較的一定な断面積を有するカセット１８内の一定の流体経路を形成する。このような比較的一定な断面積は、ローラー１６により基板２２に対しシート２０が圧縮された時の流体溝路２６及び２７内で脈動が生じることを妨げるのに役立つ。

この記述は、例示及び説明を目的として記されている。本明細書に記述されている通りの発明に対しその範囲又は精神から逸脱することなく修正を加えることができるということが、当業者にとって明白であろう。

明確さを期してモーター及びローラーヘッドが取外された状態での、本発明のカセットの蠕動ポンプの概略平面図である。 明確さを期してモーター及びローラーヘッドが取外された状態での、本発明のカセットの蠕動ポンプの概略側面図である。 図１のライン３−３で切取った本発明のカセットの蠕動ポンプの断面図である。 先行技術のカセット流体溝路の部分断面図である。 本発明のカセット流体溝路の部分断面図である。

符号の説明

１８ カセット
２０ 弾性シート
２７ 流体溝路
３４ 遷移流体溝路領域

Claims (7)

1. ａ） 外部を有する本体と、
   ｂ） 該本体に取付けられ、該本体の外部から外向きに突出しテーパー付き部分を有する少なくとも１つの第１の成形された流体溝路を収納する可撓性あるシートと、
   ｃ） 該少なくとも１つの第１の成形された流体溝路のテーパー付き部分と一致するように配置された、該本体内に形成された少なくとも１つの第２の成形された流体溝路と、
   前記可撓性あるシート内の前記少なくとも１つの第１の成形された流体溝路と、前記本体内に形成された前記少なくとも１つの第２の成形された流体溝路との間の、形態が遷移する領域に平滑な曲線を描くように形成された、遷移流体溝路領域と、を有し、
   運転中、前記本体に対し、前記可撓性あるシートを圧縮するために、ポンプモータの回転軸から放射状に取付けられたポンプへッドローラーを有する蠕動ポンプと組合わされて使用される、カセットであって、
   前記少なくとも１つの第１の成形された流体溝路、前記少なくとも１つの第２の成形された流体溝路、及び、前記遷移流体溝路領域、の全てが、ほぼ等しい均一の断面積を有する、
   カセット。
2. 前記少なくとも１つの第１の成形された流体溝路と前記少なくとも１つの第２の成形された流体溝路がポンプ入口ポートに対し流体で連通されている、請求項１に記載のカセット。
3. 前記少なくとも１つの第１の成形された流体溝路及び前記少なくとも１つの第２の成形された流体溝路がポンプ出口ポートに対し流体で連通されている、請求項１に記載のカセット。
4. 前記シートが、可撓性のある容易に成形される材料を含む、請求項１に記載のカセット。
5. 前記シートがシリコーンゴム又は熱可塑性弾性材料を含む、請求項３に記載のカセット。
6. 前記遷移流体溝路領域の断面積が前記少なくとも１つの第１の成形された流体溝路の断面積に近似する、請求項１に記載のカセット。
7. 前記少なくとも１つの第１の成形された流体溝路、前記少なくとも１つの第２の成形された流体溝路、及び前記遷移流体溝路領域が、一定な断面積を有する流体経路を含む、請求項１に記載のカセット。

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