JP4635284B2

JP4635284B2 - 吸排ポンプ

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Publication number: JP4635284B2
Application number: JP33232499A
Authority: JP
Inventors: 剛辻
Original assignee: Med Tech Inc
Current assignee: Med Tech Inc
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2011-02-23
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Also published as: JP2001153050A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば透析器の滲透膜を介して血液通路側から透析液側へ陰圧作用を及ぼすことによって限外濾過を行う透析装置の除水機構等に使用される吸排ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、透析膜は高除水化の実現に向けて著しい進歩を遂げている。このような透析膜の進歩に相関して、透析療法をさらに改善するには、透析装置における除水機構の信頼性と耐久性を一段と高めることが必要となる。
【０００３】
また、透析療法の飛躍的な進歩に伴い、透析臨床における今後の効果的療法としてＨＤＦ（フェモダイアフィルトレーション）の開発が進められている。
【０００４】
このＨＤＦは、精製透析液等の補液を置換液として血液中に投与し、これと等量の除水を透析膜（ダイアライザ）を介して強制的に排除する方法であり、特に透析膜の進歩に伴って低分子量の除去を行うことが試みられている。
【０００５】
ところで、従来から用いられていた除水システムは、これに作用する液の温度、液回路の圧力、動作速度による摩擦抵抗が増大する等、構成された機構に計量誤差を生じる要素が少なからず存在していたため、長期の年月に使用する際の耐用性に欠けるものであった。
【０００６】
特に、吸排ポンプのピストン方式等においては、シリンダとの摺動部に摩耗が生じるため、長期間の使用により必然的に誤差が生じ、摺動部に血液中のタンパク質ペーストが付着することにより稼働が停止したり、透析液中の固形ゴミ及び炭酸カルシウム結晶体の挟み込みによる固着停止が生じ易く、また摺動摩耗によって液がリークする等の累積誤差を生じるという問題点があった。
【０００７】
さらに、吸入排出の弁機構から液がリークすることによって誤差が発生しやすく、このため、従来から、長年に亙る継続使用の安全性と除水量の信頼性を向上した除水機構の開発に期待が持たれていたのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、長期間の使用にも信頼性をもって耐用し得るように吸入排出弁を必要とせず、気密性を有する膜を介在することによって摺動摩耗部を持たない機械的構造を構成すると共に、高精度の除水計量を継続して行うことができる吸排ポンプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１の吸排ポンプは、駆動部の左右両側に同容量のシリンダが水平対向され、夫々のシリンダ内を相対移動する一対のピストンに被包した、布状芯地の両面に耐油性且つ耐薬品性の軟質ゴムを被覆して形成された薄膜から成る筒状ダイアフラムの有底部が各ピストンの頭部に固設されると共に、該筒状ダイアフラムの周部が折返された状態で該筒状ダイアフラムの周端に形成された肉厚部を夫々のシリンダ側に設けられた周溝に固定したことによって左右同容量の計量室が形成され、夫々の計量室には外部へ連通された吸排口が設けられ、夫々のシリンダの底部は中央に軸穴が形成されてなる左右の保持板によって閉塞され、左右の保持板間に設けられた駆動部に、夫々の保持板の軸穴にベアリングを介して回動自在に設けられた回転子受と、該回転子受の外周に固定された回転子と、該回転子の外周に微小隙間を介して設けられ左右の保持板に固定されてなる固定子とからなるモータが設けられ、該モータを駆動することによって両側の前記ピストンを左右相対方向に指定量だけ移動して両側の前記計量室を相対的に拡縮させることにより、夫々の計量室の吸排口より指定量の吸入と排出を交互に行うようにして、各吸排口を透析装置の除水機構に接続して使用するようにした吸排ポンプにおいて、前記モータが前記回転子受の内周に固設された回転軸を正逆両方向に回転するように構成されると共に、該回転軸を左右のシリンダ内に延長してなる左右の各延長部にボールネジが形成され、前記左右のシリンダ内を相対移動する一対のピストンの夫々の中心に形成された挿通孔にボールナットが固設され、夫々のボールナットが前記左右の各ボールネジにボールベアリングを介して従動自在に嵌合され、夫々のピストンの中心部内側に制限ラバーが固定され、該制限ラバーは左右の保持板に当接することによる前記ピストンの移動限界位置を規制すると共に、前記制限ラバーで規制される前記ピストンの左右の移動限界位置に対応して該ピストンの外周に設けられたマグネットの移動位置を感知するマグネットダイオードが前記シリンダに所定の離間距離を有して配設され、これらのマグネットダイオードの感知により、前記モータの停止、正転及び逆転を制御することによって、各ピストンを左右相対方向に指定量だけ移動するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、本発明による吸排ポンプＵＰについて説明すると、図１に示すように、中央に配置された駆動部１の左右両側には同容量のシリンダ２、２が設けられている。左右夫々のシリンダ２、２の外側開口部は内部に同一の深さを備えたシリンダヘッド３、３によって閉塞され、夫々のシリンダ２、２の底部は中央に軸穴４が形成された保持板５、５によって閉塞され、シリンダヘッド３、３の周縁側から螺入した長ネジ６、６…がシリンダ２、２の周壁部を貫通して保持板５に至ることによって互いに結合されている。
【００１４】
このような構成において、シリンダ２と保持板５との接合部は互いに嵌合する凹凸の段差間にシール部材７が施されることにより密閉が保たれ、シリンダ２とシリンダヘッド３との接合部は後述する筒状ダイアフラムＤの周端に形成された肉厚部８が挟持されることによって密閉が保たれている。
【００１５】
また、左右の保持板５、５はシール部材９、９…を介して連結ケース１０によって結合されると共に、左右の保持板５、５が長ネジ１１、１１…によって固定されている。この吸排ポンプＵＰは、両側の保持板５、５に螺入されたネジ棒１２、１２にラバークッション１３を介して基板１４に固設支持されている（図４参照）。
【００１６】
駆動部１は、図１に示すように、左右の保持板５、５の軸穴４、４の外周に左右のベアリング１５、１５を介して回転子受１６が設けられ、この回転子受１６の内周に回転軸３０が固設されている。
【００１７】
また、パルスモータＰＭを構成すべく、左右の保持板５、５間にて、回転子受１６の外周に回転子１７がネジ１９で固定されると共に回転子１７の外周に微小隙間を介して設けられた固定子２０が左右の保持板５、５に長ネジ１１で固定される。固定子２０には巻線２２が設けられ、該巻線２２に接続されたリード線２３は一方の保持板５のリード孔２５から外方へ導き出される（図３参照）。このパルスモータＰＭを駆動することにより回転子１７が正転または逆転方向に回転し、回転子受１６を介して回転軸３０が正逆方向に回転される。
【００１８】
さらに、図１に示すように、回転軸３０は左右のシリンダ２、２内に延長されると共に回転軸３０の左右の延長部にはボールネジ２７、２７が形成され、左右のシリンダ２、２内を相対移動する一対のピストン３１、３１の中心に形成された挿通孔３３の内端の凹溝３５にボールナット３２、３２が固設され、さらに、左右夫々のボールナット３２、３２がボールベアリング２８を介して回転軸３０の両端部のボールネジ２７、２７に嵌合される。このような構成により、パルスモータＰＭによって駆動された回転軸３０が正転または逆転方向に回転すると、ボールベアリング２８の従動によって左右のピストン３１、３１が左右方向に相対移動する。
【００１９】
また、図２に示すように、回転子受１６の外周には回転子１７に隣接してフォトセンサ用エンコーダ１８がネジ１９で固定され、このフォトセンサ用エンコーダ１８の外周位置に対応して設けられた反射型フォトセンサ３６が一方の保持板５に固設されている。このような構成により、フォトセンサ３６によって検知されたエンコーダ１８の回転数によって左右のピストン３１、３１の移動距離が検出される。
【００２０】
なお、図１に示すように、夫々のピストン３１の中心部内側には制限ラバー３４が固定され、上記のポンピングの際には、制限ラバー３４側に当接したピストン３１（例えば、図１においては左側のピストン）の移動限界位置を規制するようにしている。
【００２１】
また、片側のピストン３１（図１における左側のピストン）の外周にはマグネット４６が埋め込まれ、制限ラバーで３４で規制されるピストン３１の左右の移動限界位置に対応してマグネット４６の移動位置を感知するマグネットダイオード４７、４７が片側のシリンダ２にネジ止めされた支持板４８に所定の離間距離を有して配設されている。これらのマグネットダイオード４７、４７の感知により、パルスモータＰＭを停止すると共に逆回転するための電気信号を入力するようにしている。
【００２２】
また、図１及び図５に示すように、保持板５には上下位置にパルスモータＰＭの過熱を防止するためにＵ字形を成す水冷管２６、２６が貫通され、両方の水冷管２６、２６が外部でチューブ２６ａによって連結されている。
【００２３】
さらに、図１に示すように、左右夫々のピストン３１、３１に被包した筒状ダイアフラムＤの有底部３７をリテーナ３８で押えてネジ３９で固定すると共に、筒状ダイアフラムＤの周部が折返された状態にされ、この状態で筒状ダイアフラムＤの周端に形成された肉厚部８が上記のシリンダ２、２の外端面に形成された周溝４０、４０に嵌合されると共に、長ネジ６、６…でシリンダ２の外端に固定されたシリンダヘッド３によって密閉状に保持されている。
【００２４】
筒状ダイアフラムＤは布状芯地の両面に耐油性且つ耐薬品性の軟質ゴムを被覆して形成された薄膜から成り、有底形の筒状であって周端に肉厚部８が形成され、上記のように周端の肉厚部８がシリンダヘッド３とシリンダ２との間に固定された状態で折返し形状４１が形成され、この折返し形状４１を収容するために、ピストン３１の外周には外周溝３１ａが形成されている。
【００２５】
このような構成によって、左右夫々のシリンダ２、２内においては、シリンダヘッド３、３とダイアフラムＤとの間に同容量の空間、即ち同容量の吸入量と排出量を有する計量室４２、４２が形成され、ピストン３１の移動によってダイヤフラムＤはシリンダ２またはシリンダヘッド３の内周面を摺動することなく、折返し形状４１の位置を変動することによって夫々の計量室４２、４２内の容量を変動するようにしている。
【００２６】
これらの計量室４２、４２には吸排口４３、４３が設けられ、パルスモータＰＭの駆動によって回転する回転軸に従動するボールナットの直線移動によって左右のピストン３１、３１を夫々のシリンダ２、２内で左右に往復移動すると、左右の計量室４２、４２が互いに拡縮されることにより、一方の計量室４２が吸入動作を行っているときには、反対側の計量室４２は排出動作するという相関的な作動を行うことになる。
【００２７】
また、左右いずれかのシリンダ２（図示においては右側のシリンダ２）には左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄ間に陰圧口４４が接続され、この陰圧口４４を介してシリンダ２、２内における左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄ間を陰圧にすべく、後述する吸引作用によって外方への吸引がなされており、これによってピストン３１、３１の移動に伴う左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄの折返し形状４１を安定した状態で維持するようにしている。
【００２８】
なお、左右夫々のシリンダヘッド３、３の周部下端には排出口４５、４５が接続され、この排出口４５、４５を開放することにより、計量室４２、４２内の水洗い後の排水や液流入による空気抜きを行うことができる。
【００２９】
上記のような吸排ポンプＵＰに構成された回転子受１６と回転軸３０の組み合わせによる動力伝達手段によれば、動力伝達効率が非常に高く、摩耗が少なく、耐久性を有し、高精度のポンピングを遂行することが可能となる。
【００３０】
また、筒状ダイアフラムＤは、ポンピングの際、上記のように折返し形状の位置を変化させることによって計量室４１の容積を変動することができるため、摺動抵抗がなく、密閉状の計量室４１の形成によって内部に収容された液が漏洩することがない。
【００３１】
以下、上記のように構成された吸排ポンプＵＰを使用した透析装置の適用例１及び２を説明する。
【００３２】
（適用例１）
まず、本発明の透析装置における血液回路と、脱気のための循環回路を備えた透析液送液回路について説明する。
【００３３】
図６に示すように、血液回路は透析器（ダイアライザ）Ｄの一端に血液ポンプＢＰを接続してあり、この血液ポンプＢＰの作動によって人体より吸出された指定量の血液が透析器Ｄの滲透膜面を通過して透析器Ｄの下流側へ流出し、再び人体に返血される。
【００３４】
このような血液回路において、血液ポンプＢＰと透析器Ｄとを連絡する回路にはシリンジポンプＨＰと動脈側トラップＡＴとが接続され、シリンジポンプＨＰから抗凝固剤が適量に注入混合されると共に、動脈側トラップＡＴで気泡が除去される。
【００３５】
また、透析器Ｄの下流側の回路においては、静脈側トラップＶＴで気泡が除去され、さらに気泡検出器５２で気泡の検出を行い、気泡が発見されたときには回路を圧閉することによって瞬時に送血を停止するクランプ５３等の安全機構が設けられている。
【００３６】
次に、透析液送液回路は、送液路（ＩＮ）側から送給された組成混合済の新鮮透析液を濾過する除塵用フィルタ５４と、送液の圧力表示を行う圧力計５５と、送液を定圧力に保つ圧力調整器５６と、送液回路の開閉を行う電磁弁Ｖ１とを順次通過して脱気のための循環回路に至る。
【００３７】
この脱気のための循環回路は、上記のように定圧力にされた透析液中の溶存空気を除去するために構成され、除気量を調整するために回路を小断面積にした流体抵抗器５７と、透析液を吸引送出する脱気ポンプＰ１と、その作用で透析液中の溶存空気を膨張拡大すると共に表面張力によって気泡の集合を促進し、また透析液温度を血液温度と同等に保持する加温ヒータＨとを備え、さらに透析液の気泡を除気する気泡分離槽５９を備えている。
【００３８】
このような構成において、加温ヒータＨには電力を用い、送液の下流側で常時温度を検知してヒータ電流を制御し、指定温度に調整する。
【００３９】
また、上記の気泡分離槽５９内にはフロート６０が設けられ、容器の上端に設けられた開閉弁６１を容器中の空気総量によって動作させることにより、容器内の液を一定の水位に保ち、除気された透析液をやや陽圧に貯留すると共に開閉弁６１の吐出口より除気された気体を排液路（ＯＵＴ）側に流出するようにしてある。
【００４０】
そして、気泡分離槽５９で除気された透析液を一方向弁６２を経て流体抵抗器５７の上流側に帰還させ、脱気ポンプＰ１の吸引力によって継続的に脱気のための循環回路を循環させることにより、透析液中の気体を１２０ｐｐｍ程度に除去し、これによって気体混入のない除水量の計量を遂行して、本装置における除水量の高精度な計量に資するようにしてある。
【００４１】
次に、本装置による除水機構の概要を述べると、上記の脱気のための循環回路を循環して除気された新鮮透析液を一方の計量チャンバー、例えば図６に示す計量チャンバーＢの新鮮液室ＦＲに送る。この計量チャンバーＢは計量チャンバーＡと同様に、後述する隔膜６４で容室を二分してあり、同容量の新鮮液室ＦＲと排液室ＵＲとを有する。
【００４２】
この計量チャンバーＢの排液室ＵＲには事前の行程で透析器Ｄを通過した透析液の排液が充満しており、新鮮透析液が送液回路の脱気ポンプＰ１によって新鮮液室ＦＲに流入すると、この液圧で排液室ＵＲ内の排液が排液路（ＯＵＴ）に流出される。このように、透析液の供給と、これと等量の排液を行う回路を給排系回路と云う。
【００４３】
また、この給排系回路の動作と同期して、計量チャンバーＡの新鮮液室ＦＲに前行程で充満した新鮮透析液を、脱気ポンプＰ２の吸引によって透析器Ｄを通過させながら吸引し、この透析器Ｄからの排液を計量チャンバーＡの排液室ＵＲに流入させる。このように、前行程で充満した新鮮液室ＦＲの透析液を、透析器Ｄを通過してこれと等量の排液を同一の計量チャンバーＡの排液室ＵＲに流入させる回路を閉鎖系回路と云う。
【００４４】
本適用例においては、この閉鎖系回路の排液室ＵＲの吸排口の近傍に吸排ポンプＵＰを接続し、この吸排ポンプＵＰの作動によって、閉鎖系回路に陰圧を発生させ、透析器Ｄの滲透膜を介して血液通路より限外濾過した水分を移動させる。これにより、継続した連続的な除水動作を行うと共に吸排ポンプＵＰによって高精度且つ信頼性の高い除水計量を行うようにしている。
【００４５】
また、上記の流路を切り替えることにより、計量チャンバーＡと計量チャンバーＢの役割を変換して、上記の給排系動作、閉鎖系動作、及び除水計量動作を継続的に行うことができる。
【００４６】
次に、除水機構について説明する。まず、計量チャンバーＡと計量チャンバーＢは同様の構成を有するもので、これらの計量チャンバーＡ、Ｂ内には中央に設けられた隔膜６４によって二分割された同容量の容室を形成している。これらの容室へ流入する液の区別から、各計量チャンバーＡ、Ｂの容室を新鮮液室ＦＲと排液室ＵＲとが区別され、一方の容室に液が流入して隔膜６４を押圧すると、他方の容室の内壁面に密着させられ、このとき他方の容室内の液を完全に排出させる、という相関的な動作を行う。
【００４７】
このような計量チャンバーＡと計量チャンバーＢとの新鮮液室ＦＲと排液室ＵＲの各吸排口に接続された回路は夫々分岐して、図示のように計量チャンバーＡの新鮮液室ＦＲには電磁弁Ｖ３と電磁弁Ｖ４とが接続され、計量チャンバーＡの排液室ＵＲには電磁弁Ｖ５と電磁弁Ｖ６とが接続され、計量チャンバーＢの排液室ＵＲには電磁弁Ｖ７と電磁弁Ｖ８とが接続され、計量チャンバーＢの新鮮液室ＦＲには電磁弁Ｖ９と電磁弁Ｖ１０とが接続されている。これらの電磁弁は不図示の制御装置に接続され、開栓及び閉栓を自動的に行うようにされている。
【００４８】
そして、計量チャンバーＡの電磁弁Ｖ３と計量チャンバーＢの電磁弁Ｖ１０は合流し、流量調整弁６３を介して上記の脱気のための循環回路（送液回路）に接続されている。
【００４９】
また、計量チャンバーＡの電磁弁Ｖ４と計量チャンバーＢの電磁弁Ｖ９は合流して流量調節弁６７に接続され、流量検知器６８を経て三方弁Ｖ２を介して透析器Ｄの給液側ＤＩに接続されている。流量検知器６８には内蔵されたフロート６８ａの位置検出を光学的また磁気方式等で行う素子を備え、電気信号に変換されて不図示の制御装置に送信するようにしている。
【００５０】
さらに、計量チャンバーＡの電磁弁Ｖ５と計量チャンバーＢの電磁弁Ｖ８は合流して排液路（ＯＵＴ）に接続してある。
【００５１】
さらにまた、計量チャンバーＡの電磁弁Ｖ６と計量チャンバーＢの電磁弁Ｖ７は合流して脱気ポンプＰ２と脱気槽６９と一方向弁７０を有する循環回路に接続され、この循環回路は分岐して三方弁Ｖ２に接続される一方、透析器Ｄの排液側ＤＯに接続されている。
【００５２】
このような循環回路においては、脱気ポンプＰ２の吸引能力によって透析器Ｄを経由する透析液が吸引され、脱気槽６９にて採取した気泡は分離して上方の排気通路から排気電磁弁Ｖ１１を介して排液路（ＯＵＴ）に流入する。また、透析器Ｄを通過した透析液と吸排ポンプＵＰによって強制的に吸引された水分は、脱気槽６９において脱気された後、計量チャンバーＡと計量チャンバーＢの夫々の排液室ＵＲへ送水される。
【００５３】
このような計量チャンバーＡの排液室ＵＲと計量チャンバーＢの排液室ＵＲとは、吸排ポンプＵＰの左右夫々の吸排口４３、４３に接続されることにより、吸排ポンプＵＰの左右の計量室４２、４２に直接流通するようにされている。このような構成により、吸排ポンプＵＰの左右の計量室４２、４２は、計量チャンバーＡ、Ｂの各排液室ＵＲ、ＵＲと同等の液圧力を有するため、液回路中の圧力変化を受けることがなく、吸排ポンプＵＰの正確な除水計量を確保することが可能となる。
【００５４】
なお、吸排ポンプＵＰの陰圧口４４は、脱気ポンプＰ１の上流側に接続され、脱気ポンプＰ１の吸引能力によって吸排ポンプＵＰ内の左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄ間を常時陰圧にして、ピストン３１、３１の移動に伴う左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄの折返し形状４１を安定した状態で維持するようにしている（図１参照）。
【００５５】
ただし、左右のピストン３１、３１の移動中において、脱気ポンプＰ２の吐出量が勝っている場合は、左右の計量室４２、４２内は陽圧となるため、脱気ポンプＰ１による吸排ポンプＵＰ内の左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄ間を陰圧にする必要がなく、また、左右の計量室４２、４２が大気圧より常に高い圧力を保持する場合、上記の陰圧作用の必要はなく、このような場合、吸排ポンプＵＰの陰圧口４４を脱気ポンプＰ１の上流側に接続するような構成は不要となる。
【００５６】
以下、上記の構成による除水の計量動作について述べる。ここでは、図６に示すように計量チャンバーＡを閉鎖系回路に用い、計量チャンバーＢを給排系回路に用いてあるが、各電磁弁を切り換えることによって、これらの役割が相互に逆転することにより、透析装置全体としての給排系動作と閉鎖系動作と除水動作とを継続して行うことができる。
【００５７】
図６に示す給排系回路は、計量チャンバーＢにおいて、電磁弁Ｖ７と電磁弁Ｖ９を閉栓すると共に電磁弁Ｖ８と電磁弁Ｖ１０とを開栓し、送液回路中の脱気ポンプＰ１の送液能力により、計量チャンバーＢの新鮮液室ＦＲに流入充満された新鮮透析液が隔膜６４を排液室ＵＲの方向に押圧して、前行程で排液室ＵＲに充満された排液を開栓された電磁弁Ｖ８を経て排液路（ＯＵＴ）側へ流出する。
【００５８】
さらに、吸排ポンプＵＰにおいては、前行程で図示の右側計量室４２Ｒに吸引充満された除水量を右側ポンプ３１Ｒの右側移動によって押圧することにより、開栓された電磁弁Ｖ８を通して上記の計量チャンバーＢの排液動作と同期して排液路（ＯＵＴ）側へ流出する。
【００５９】
次に、図６に示す閉鎖系回路は、計量チャンバーＡにおいて、電磁弁Ｖ３と電磁弁Ｖ５を閉栓すると共に、電磁弁Ｖ４と電磁弁Ｖ６を開栓し、脱気ポンプＰ２の吸引能力によって透析器Ｄからの排液が電磁弁Ｖ６を通過し、計量チャンバーＡの排液室ＵＲに流入して隔膜６４を新鮮液室ＦＲ側へ押圧すると、前行程で新鮮液室ＦＲに充満していた新鮮透析液が開栓された電磁弁Ｖ４を通過して透析器Ｄの給液側へ流入する。
【００６０】
また、除水量は吸排ポンプＵＰのパルスモータＰＭに供給する電流信号（パルス信号）で指定され、吸排ポンプＵＰのピストン３１の移動によって計量室４２を拡大することによって指定量の除水を透析器Ｄに対して行い、この計量室４２内に吸引充満する。この際、吸排ポンプＵＰのエンコーダ１８はモータ回転方向とポンプ中立点（左右動作の中心）の検知と指定した除水量分の回転の確認及び過剰回転防止の検出を行う。
【００６１】
そして、計量チャンバーＡの排液室ＵＲに排液が流入して隔膜６４が新鮮液室ＦＲ側へ押圧されることによってこの新鮮液室ＦＲ内の新鮮透析液が全容量を排出したときに、計量チャンバーＡ内は排液で充満されて流入が止まる。
【００６２】
このとき、閉鎖系回路に設けられた流量検知器６８のフロート６８ａが瞬時に下降してフロート６８ａの位置検出が行われると、制御装置の指令で各電磁弁の開栓と閉栓が逆の状態に切り換えられ、排液が充満した計量チャンバーＡは給排系回路につながり、新鮮透析液が充満した計量チャンバーＢは閉鎖系回路となり、上記と同様の給排系動作と閉鎖系動作及び除水動作が継続的に行われる。
【００６３】
（適用例２）
この適用例は、図６に示す透析装置の除水機構において、吸排ポンプＵＰの他に、図７に示すように、同構造の吸排ポンプＵＰを置換液ポンプＵＰＲとして使用した透析回路を構成したものであり、適用例１の動作に加え、強制的に置換液を血液回路の静脈側トラップチャンバーＶＴに注入するようにしたＨＤＦ療法の透析装置を構成するものである。
【００６４】
この置換液ポンプＵＰＲの一方側計量室（図７においては左側計量室４２Ｌ）の吸排口４３Ｌに接続された回路は分岐されて、夫々の回路を電磁弁ＳＶで交互に開栓及び閉栓するようにしてあり、一方の回路は静脈側ドリップチャンバーＶＴに接続され、他方の回路は電磁弁Ｖ２と透析器Ｄの給液側ＤＩとの接続回路に連結されている。この連結部と電磁弁Ｖ２との間には精密浄化フィルターＥＴが接続されている。
【００６５】
また、置換液ポンプＵＰＲの他方側計量室（図７においては右側計量室４２Ｒ）の吸排口４３Ｒに接続された回路は透析器Ｄの排液側ＤＯに接続された脱気ポンプＰ２に接続されている。
【００６６】
さらに、置換液ポンプＵＰＲの陰圧口４４は、吸排ポンプＵＰの陰圧口４４が接続された脱気ポンプＰ１の上流側に接続され、この置換液ポンプＵＰＲにおいても脱気ポンプＰ１の吸引能力によって左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄ間を常時陰圧にして、ピストン３１、３１の移動に伴う左右の筒状ダイアフラムＤ、Ｄの折返し形状４１を安定した状態で維持するようにしている（図１参照）。
【００６７】
このような構成において、図７に示すように、電磁弁ＳＶの静脈側ドリップチャンバーＶＴに至る回路を開栓すると共に透析器Ｄの給液側ＤＩに至る回路を閉栓した状態で、左側計量室４２Ｌを圧縮する方向に置換液ポンプＵＰＲを作動すると、予め左側計量室４２Ｌに注入された新鮮透析液等の置換液が静脈側ドリップチャンバーＶＴに注入されると同時に、右側計量室４２Ｒの容積が拡大することにより、静脈側ドリップチャンバーＶＴに注入された透析液等の補液と等量の除水を透析器Ｄの透析膜を介して強制的に排除するようにしている。この排液は、人体より送り出した血液から透析器Ｄの透析膜を介して移行した排出分子を含んだ濾過液である。
【００６８】
また、電磁弁ＳＶの静脈側ドリップチャンバーＶＴに至る回路を閉栓すると共に透析器Ｄの給液側に至る回路を開栓した状態で、右側計量室４２Ｒを圧縮する方向に置換液ポンプＵＰＲを作動すると、電磁弁Ｖ４の開栓に伴う吸排ポンプＵＰの作動によって計量チャンバーＡの隔膜６４が新鮮液室ＦＲを圧縮する方向に移動することによって、この新鮮液室ＦＲから送液された透析液は精密浄化フィルターＥＴを経て置換液ポンプＵＰＲの右側計量室４２Ｒに注入される。
【００６９】
これと同時に、置換液ポンプＵＰＲの右側計量室４２Ｒが圧縮されることにより、該右側計量室４２Ｒ内の排液が脱気ポンプＰ２、開栓された電磁バルブＶ１１、開栓された電磁バルブＶ７を経て計量チャンバーＢの排液室ＵＲに注入される。
【００７０】
上記のＨＤＦ療法は、精製透析液等の補液を置換液として血液中に投与し、これと等量の除水を透析膜を介して強制的に排除する方法であり、特に透析膜の進歩に伴って低分子量の除去を行うことが可能となる。
【００７１】
また、このように透析液を置換液とすることをオンラインＨＤＦといい、本発明による吸排ポンプＵＰを上記のように置換液ポンプＵＰＲとして使用することにより、漏洩のない高精度のポンピング動作を高耐久性にて維持することが可能となる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の吸排ポンプは、長期間の臨床を継続するのに不具合な機能をなくし、故障の発生を回避し得る構造化を達成したものであり、ボールナットと回転軸の組み合わせによって伝達効率が非常に高い動力源を構成することができ、摩耗が少なく、耐久性を有する高精度のポンピングを遂行することが可能である。
【００７３】
また、本発明の吸排ポンプの左右のピストンに設けられた筒状ダイアフラムによる密閉状の計量室が構成され、筒状ダイアフラムの折返し形状を変動することによって夫々の計量室の容積を変動し得るため、摺動抵抗がない高精度のポンピング動作を高耐久性にて維持することが可能であり、構造的に液の漏洩がなく、例えば血液より浸透するたんぱく質、脂肪等の付着や流液構造中のゴミや透析液の変化で発生する炭酸カルシウム結晶粉末等の固形物でポンプ動作が制限されずに、信頼性のある安全なポンプ動作を高精度で持続することが可能となる。
【００７４】
また、このような本発明の吸排ポンプを使用した透析装置の除水機構、或は本発明の吸排ポンプを置換液ポンプとして使用することにより透析液等の補液を置換液として血液中に投与すると共に等量の除水を透析膜を介して強制的に排除するＨＤＦ療法を遂行する透析装置において、透析膜の進歩に伴って低分子量の除去を行うことを可能とし、除水計量誤差の発生が多い弁機構を持たないことで、保守点検を不要とした構造化が達成される。
【００７５】
以上の構成を成した本発明の吸排ポンプは、大量除水の療法においても信頼性の高い精度を得、臨床中の機能トラブルを発生することなく実行することが可能であり、保守における耐久性と点検の容易さを達成し、実用性の高い改善された装置を提供することを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸排ポンプの内部構造を示す断面図である。
【図２】本発明による吸排ポンプの駆動部の拡大断面図である。
【図３】本発明による吸排ポンプの上面図である。
【図４】本発明による吸排ポンプの一方側側面図である。
【図５】本発明による吸排ポンプの他方側側面図である。
【図６】本発明による吸排ポンプの適用例１の回路図である。
【図７】本発明による吸排ポンプの適用例２の回路図である。
【符号の説明】
ＵＰ…吸排ポンプ、ＵＰＲ…置換液ポンプ、ＰＭ…パルスモータ、Ｄ…筒状ダイアフラム、Ｄ…透析器、ＥＴ…精密浄化フィルター、ＳＶ、Ｖ１〜Ｖ１１…電磁バルブ、１…駆動部、２…シリンダ、３…シリンダヘッド、４…軸穴、５…保持板、６…長ネジ、７…シール部材、８…肉厚部、９…シール部材、１０…連結ケース、１１…長ネジ、１２…ネジ棒、１３…ラバークッション、１４…基板、１５…ベアリング、１６…回転子受、１７…回転子、１８…フォトセンサ用エンコーダ、２０…固定子、２１…ネジ、２２…巻線、２３…リード線、２４…シールド、２５…リード孔、２６…水冷管、２７…ネジ溝、２８…ボールベアリング、３０…回転軸、３１…ピストン、３３…挿通孔、３４…制限ラバー、３６…反射型フォトセンサ、３７…有底部、３８…リテーナ、４０…周溝、４１…折返し形状、３１ａ…外周溝、４２…計量室、４３…吸排口、４４…陰圧口、４５…排出口、４６…マグネット、４７…マグネットダイオード。

Claims

駆動部の左右両側に同容量のシリンダが水平対向され、夫々のシリンダ内を相対移動する一対のピストンに被包した、布状芯地の両面に耐油性且つ耐薬品性の軟質ゴムを被覆して形成された薄膜から成る筒状ダイアフラムの有底部が各ピストンの頭部に固設されると共に、該筒状ダイアフラムの周部が折返された状態で該筒状ダイアフラムの周端に形成された肉厚部を夫々のシリンダ側に設けられた周溝に固定したことによって左右同容量の計量室が形成され、夫々の計量室には外部へ連通された吸排口が設けられ、夫々のシリンダの底部は中央に軸穴が形成されてなる左右の保持板によって閉塞され、左右の保持板間に設けられた駆動部に、夫々の保持板の軸穴にベアリングを介して回動自在に設けられた回転子受と、該回転子受の外周に固定された回転子と、該回転子の外周に微小隙間を介して設けられ左右の保持板に固定されてなる固定子とからなるモータが設けられ、該モータを駆動することによって両側の前記ピストンを左右相対方向に指定量だけ移動して両側の前記計量室を相対的に拡縮させることにより、夫々の計量室の吸排口より指定量の吸入と排出を交互に行うようにして、各吸排口を透析装置の除水機構に接続して使用するようにした吸排ポンプにおいて、
前記モータが前記回転子受の内周に固設された回転軸を正逆両方向に回転するように構成されると共に、該回転軸を左右のシリンダ内に延長してなる左右の各延長部にボールネジが形成され、前記左右のシリンダ内を相対移動する一対のピストンの夫々の中心に形成された挿通孔にボールナットが固設され、夫々のボールナットが前記左右の各ボールネジにボールベアリングを介して従動自在に嵌合され、
夫々のピストンの中心部内側に制限ラバーが固定され、該制限ラバーは左右の保持板に当接することによる前記ピストンの移動限界位置を規制すると共に、
前記制限ラバーで規制される前記ピストンの左右の移動限界位置に対応して該ピストンの外周に設けられたマグネットの移動位置を感知するマグネットダイオードが前記シリンダに所定の離間距離を有して配設され、これらのマグネットダイオードの感知により、前記モータの停止、正転及び逆転を制御することによって、各ピストンを左右相対方向に指定量だけ移動するようにしたことを特徴とする吸排ポンプ。