JP5998385B2 - 薬液送液装置 - Google Patents

Description

本発明は、チューブポンプを用いた薬液送液装置に係り、特に、シリンジ内に収容された薬液をチューブポンプによって送液させるようにした薬液送液装置に関するものである。

薬液を送液させるポンプとして、従来においては、一般にシリンジポンプが使用されている。

そして、シリンジポンプにおいては、一般に、薬液を収容させるシリンジ部内においてプランジャーをスライドさせるようにしており、このプランジャーをシリンジ部の先端から離れる方向にスライドさせて、薬液をシリンジ部内に吸い上げた後、このシリンジ部にプランジャーを装着させた状態で、プランジャーを徐々にシリンジ部の先端側に移動させて、シリンジ部内に収容された薬液をシリンジ部の先端から徐々に押し出して、薬液を送液させるようにしている。

ここで、プランジャーを徐々にシリンジ部の先端側に移動させるにあたり、従来においては、モーターを回転させてギア機構によりスライダーをスライドさせ、このスライダーによりプランジャーを徐々にシリンジ部の先端側に移動させて、シリンジ部内に収容された薬液をシリンジ部の先端から徐々に押し出すようにしたものや、特許文献１に示されるように、押し棒（プランジャー）に設けられた鋸状突起にコンタクトを接触させ、このコンタクトを鋸状突起に押し付けて押し棒を前進させ、この押し棒に設けられたピストン部を徐々にシリンジ部の先端側に移動させて、シリンジ部内に収容された薬液をシリンジ部の先端から徐々に押し出すようにしたものが示されている。

しかし、モーターを回転させてギア機構によりスライダーをスライドさせてプランジャーを移動させる場合、ギア機構におけるギア間の遊びやずれ等によって、スライダーの移動にむらが生じて、プランジャーを一定した速度で安定して移動させることが困難であり、またコンタクトを押し棒に設けられた鋸状突起に押し付け、押し棒を前進させてプランジャーを移動させる場合には、鋸状突起の精度誤差や、押し付け時におけるコンタクトや鋸状突起の変形等により、押し棒の移動にむらが生じ、押し棒に設けられたピストン部を一定した量で移動させることが困難であった。

さらに、上記のようにプランジャーをシリンジ部内において移動させる場合、プランジャーとシリンジ部の内周面との摩擦抵抗によって、プランジャーを移動させる速度が変化し、またプランジャーを押す方向にずれが生じると、プランジャーとシリンジ部の内周面との間の摩擦抵抗が変化して、プランジャーを一定した速度で移動させることが困難になった。

この結果、シリンジ部の先端から一定量の薬液を安定して送液させることが困難になり、特に、微小量の薬液、例えば、１μｌ／分の割合で薬液を長期にわたって安定して送液させることが非常に困難になるという問題があった。

また、従来においては、特許文献２に示されるように、薬液貯蔵タンクと連通した薬液輸送用チューブを、リング状加圧部材と偏芯ローターを備えたチューブポンプに装着させた状態で、前記の偏芯ローターを回転させて、前記のリング状加圧部材により薬液輸送用チューブの圧接部分を一方向に移動させて、薬液貯蔵タンク内における薬液を、薬液輸送用チューブを通して送液するようにした薬液注入用チューブポンプが提案されている。

しかし、この薬液注入用チューブポンプの場合、薬液輸送用チューブを通して送液される薬液の量を、送液を行っている途中において適切に検知することは困難であった。

特開２０１２−６２７６１号公報 特開２０１２−１８７３６５号公報

本発明は、シリンジ内に収容された薬液を送液させるにあたり、チューブポンプを用いて、シリンジ内に収容された薬液を一定した量で安定して送液できるようにすると共に、送液を行っている途中においても、送液されている薬液の量を適切に検知できるようにすることを課題とするものである。

本発明の薬液送液装置においては、前記の課題を解決するため、チューブポンプの薬液導入部側にチューブの一端と連通するようにしてシリンジ取付部を設け、このシリンジ取付部に薬液を収容させたシリンジを着脱自在に装着させるにあたり、前記のシリンジとして、薬液を収容するシリンジ部と、シリンジ部内でスライドして薬液をシリンジ部内に吸い上げるプランジャーとを有し、前記のプランジャーをその軸方向に貫通するようにして通気路が設けられたものを用い、前記のシリンジ部内に挿入させるプランジャーの挿入方向後端側における通気路の通気口を閉塞させた状態で、プランジャーを挿入方向と逆方向にスライドさせて、薬液をシリンジ部内に吸い上げる一方、薬液が収容されたシリンジを前記のシリンジ取付部に装着させた状態で、前記の通気口を開放させるようにした。

そして、本発明の薬液送液装置においては、チューブポンプの薬液導入部側にチューブの一端と連通するようにして設けられたシリンジ取付部に、薬液を収容させたシリンジを着脱自在に装着させ、前記のチューブポンプによってシリンジ内に収容された薬液を送液させるようにする。

ここで、シリンジとしては、前記のように薬液を収容するシリンジ部と、シリンジ部内でスライドして薬液をシリンジ部内に吸い上げるプランジャーとで構成されたものを用い、前記のプランジャーとしては、その軸方向に貫通するようにして通気路が設けられたものを用いるようにしている。

そして、薬液を前記のシリンジ内に収容させて、このシリンジを前記のシリンジ取付部に装着させるにあたっては、シリンジ部内に挿入させるプランジャーの挿入方向後端側における通気路の通気口を閉塞させた状態で、プランジャーを挿入方向と逆方向にスライドさせて、薬液をシリンジ部内に吸い上げる一方、薬液が収容されたシリンジを前記のシリンジ取付部に装着させた状態で、前記の通気口を開放させるようにする。このように、薬液が収容されたシリンジをシリンジ取付部に装着させた状態で、前記の通気口を開放させると、前記のチューブポンプによってシリンジ内に収容された薬液を送液させる際に、前記の通気路を通してシリンジ内に気体が導かれて、シリンジ内が負圧になるのが防止され、プランジャーをスライドさせなくても、シリンジ内に収容された薬液がチューブポンプによって適切に送液されるようになる。

また、前記のようにシリンジをシリンジ取付部に装着させた状態で、前記の通気口を開放させた場合、前記の通気路を通してシリンジ内に不純物が混入するおそれがあるため、前記の通気路の途中にフィルター部を設け、このフィルター部により不純物を除去し、通気路を通してシリンジ内に不純物が混入するのを防止することが好ましい。

また、前記のようにシリンジをチューブポンプのシリンジ取付部に取り付けた状態で、このシリンジ内における薬液の液量の変化を検知する液量検知手段を設けると、チューブポンプによって薬液を送液させている途中においても、チューブポンプによって送液された薬液の量を適切に検知できるようになる。

また、前記のチューブポンプとしては、チューブ収容部内にチューブと回転加圧部材とを備えたチューブユニットと、前記の回転加圧部材を回転させる回転装置を備えた回転装置ユニットとが分離可能に構成されたものを用いることが好ましい。このようにすると、異なった薬液が収容されたシリンジから薬液を送液させる場合には、シリンジ取付部が設けられた前記のチューブユニットだけを交換させるだけでよく、交換作業が簡単に行えるようになる。また、チューブユニットと回転装置ユニットとを分離させた状態で、消毒・保存等が行え、これらの取り扱いも簡単に行えるようになる。

本発明の薬液送液装置のように、チューブポンプの薬液導入部にチューブの一端と連通するようにして設けられたシリンジ取付部に、薬液を収容させたシリンジを着脱自在に装着させ、前記のチューブポンプによってシリンジ内に収容された薬液を送液させるようにすると、従来のシリンジポンプのように、薬液を収容させたシリンジ部内において、プランジャーをモーターやギア機構等でスライドさせる必要がなく、一定量の薬液を安定して送液させることができるようになる。

また、チューブポンプによってシリンジ内に収容された薬液を送液させている途中においても、シリンジ内における薬液の液量の変化を検知することにより、送液されている薬液の量を適切に検知することができるようになる。

本発明の実施形態に係る薬液送液装置において、チューブポンプの薬液導入部側に設けたシリンジ取付部に、シリンジを装着させた状態を示した概略説明図である。 同実施形態に係る薬液送液装置に使用するチューブポンプを示し、（Ａ）はチューブユニットの分解斜視図、（Ｂ）は回転装置ユニットの斜視図である。 図２に示したチューブポンプにおいて、チューブユニットと回転装置ユニットとを分離させた状態を示した概略断面図である。 図２に示したチューブポンプにおいて、チューブユニットと回転装置ユニットとを取り付けた状態を示した概略断面図である。 本発明の実施形態に係る薬液送液装置に使用するシリンジを示し、（Ａ）はシリンジ部の概略正面図、（Ｂ）はプランジャーの概略断面図である。 図５に示したシリンジにおいて、プランジャーを挿入方向と逆方向にスライドさせて、シリンジ部内に薬液を吸い上げる状態を示した概略断面図である。 本発明の実施形態に係る薬液送液装置において、薬液を収容させたシリンジをチューブポンプに設けられたシリンジ取付部に取り付け、シリンジ内に収容された薬液をチューブポンプによって送液させる状態を示した部分断面説明図である。 本発明の実施形態に係る薬液送液装置において、シリンジ内における薬液の液量の変化を液量検知手段によって検知する例を示した概略説明図である。 本発明の実施形態に係る薬液送液装置に使用するチューブポンプの変更例を示した概略説明図である。

本発明の実施形態に係る薬液送液装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る薬液送液装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における薬液送液装置においては、図１に示すように、チューブポンプ１０における薬液導入部側に、チューブ１１の一端と連通するようにしてシリンジ取付部１２を設け、このシリンジ取付部１２に、薬液Ｌを収容させたシリンジ２０を取り付けるようにしている。

ここで、前記のチューブポンプ１０としては、図２（Ａ）に示すチューブユニット１０Ａと、図２（Ｂ）に示す回転装置ユニット１０Ｂとが分離可能になったものを用いている。

そして、前記のチューブユニット１０Ａは、図２（Ａ）に示すように、円形状のチューブ収容部１３ａと連通するようにして２つの案内凹部１３ｂが設けられたハウジング１３と、チューブ収容部１３ａの内壁面に沿ってリング状に配置されて、薬液導入部側の案内凹部１３ｂに導かれた端部に前記のシリンジ取付部１２が取り付けられる一方、他方の端部が薬液導出部側の案内凹部１３ｂを通してハウジング１３の外部に導かれる前記のチューブ１１と、チューブ収容部１３ａに配置されたチューブ１１の内周側において回転して、チューブ１１をチューブ収容部１３ａの内壁面に押圧させて変形させる部分を周方向に移動させる回転加圧部材１４と、チューブ収容部１３ａを閉塞するように前記のハウジング１３の上面に設けられる透明な蓋体１５を備えている。

一方、前記の回転装置ユニット１０Ｂにおいては、図２（Ｂ）に示すように、前記のチューブユニット１０Ａに設けられた回転加圧部材１３を回転させるモーター（回転装置）１６を、ベース部材１７に設けている。

そして、前記のチューブユニット１０においては、前記の回転加圧部材１４として、回転軸１４ａの回転により偏芯回転する偏芯ローター１４ｂと、この偏芯ローター１４ｂの外周に設けられてチューブ１１を押圧する押圧部材１４ｃとで構成されたものを用い、回転加圧部材１４の回転軸１４ａの一端部を前記の蓋体１５に設けられた穴部１５ａに回転可能に保持させる一方、この回転軸１４ａの他端部を、前記のハウジング１３に設けられた貫通孔１３ｃを通して回転装置ユニット１０Ｂに向けて突出させるようにしている。

一方、前記の回転装置ユニット１０Ｂにおいては、前記のチューブユニット１０Ａと対面するベース部材１７の面に、前記のように貫通孔１３ｃを通して突出された回転加圧部材１４の回転軸１４ａを導入させる凹部１７ａを設け、この凹部１７ａ内に前記のモーター１６の回転軸１６ａを突出させている。

そして、この実施形態においては、前記の回転加圧部材１４の回転軸１４ａとモーター１６の回転軸１６ａとを分離可能に連結させて、モーター１６により前記の回転加圧部材１４を回転させるようにしている。

ここで、回転加圧部材１４の回転軸１４ａとモーター１６の回転軸１６ａとを分離可能に連結させるにあたっては、図３に示すように、チューブユニット１０Ａにおいて、ハウジング１３の下に突出させた回転加圧部材１４における回転軸１４ａの端部の径を大きくし、この端部の外周に摩擦抵抗を高める摩擦部１４ｄを設ける一方、回転装置ユニット１０Ｂにおいて、ベース部材１７に設けられた前記の凹部１７ａ内に突出されたモーター１６の回転軸１６ａの端部に、嵌め込む凹部１８ａを有するゴム等の高摩擦抵抗の材料で構成された連結部材１８を設けている。

そして、図４に示すように、モーター１６の回転軸１６ａの端部に設けた連結部材１８の嵌め込む凹部１８ａ内に、前記の回転加圧部材１４の回転軸１４ａの端部に設けられた摩擦部１４ｄを嵌め込んで、モーター１６の回転軸１６ａと回転加圧部材１４の回転軸１４ａとを連結させるようにしている。

そして、このようにモーター１６の回転軸１６ａと回転加圧部材１４の回転軸１４ａとを連結させた状態で、モーター１６を駆動させて、モーター１６の回転軸１６ａの回転を、前記の回転加圧部材１４の回転軸１４ａに伝達させ、回転加圧部材１４における偏芯ローター１４ｂを偏芯回転させ、この偏芯ローター１４ｂの外周に設けられた押圧部材１４ｃにより、前記のチューブ１１をチューブ収容部１３ａの内壁面に押圧させて変形させる位置を周方向に移動させるようにしている。

また、この実施形態においては、前記のチューブユニット１０Ａと回転装置ユニット１０Ｂとを所定位置に連結させた状態で保持させるように、図３に示すように、前記のチューブユニット１０Ａにおいて、回転装置ユニット１０Ｂと対面するハウジング１３の面に、磁性材料で構成された位置決めピン１９ａを突出させる一方、回転装置ユニット１０Ｂにおけるベース部材１７の面に、前記の位置決めピン１９ａを挿入させる位置決め穴１９ｂを設けると共に、この位置決め穴１９ｂの底部に磁石１９ｃを設けている。

そして、図４に示すように、磁性材料で構成された位置決めピン１９ａを前記の位置決め穴１９ｂに挿入させ、位置決め穴１９ｂに設けられた前記の磁石１９ｃの磁力により、位置決めピン１９ａを位置決め穴１９ｂに係止させて、チューブユニット１０Ａを回転装置ユニット１０Ｂに位置決め保持させるようにしている。

一方、チューブポンプ１０におけるシリンジ取付部１２に取り付けるシリンジ２０は、図１及び図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、薬液Ｌを収容させる中空のシリンジ部２１と、このシリンジ部２１内においてスライドするプランジャー２２とを有しており、前記のシリンジ部２１の先端部を前記のシリンジ取付部１２内に挿入させるようにしている。

ここで、前記のプランジャー２２においては、図５（Ｂ）に示すように、プランジャー２２を軸方向に貫通する通気路２３が設けられると共に、この通気路２３の途中に、フィルター２４ａを収容させたフィルター部２４が設けられている。

ここで、このシリンジ２０内に薬液Ｌを収容させて、このシリンジ２０をチューブポンプ１０におけるシリンジ取付部１２に取り付けるにあたっては、図７に示すように、シリンジ部２１内に挿入させるプランジャー２２の挿入方向後端側の端部における通気路２３の通気口２３ａを指等で閉塞させた状態で、プランジャー２２を挿入方向と逆方向にスライドさせて、薬液Ｌをシリンジ部２１内に吸い上げて、シリンジ２０内に薬液Ｌを収容させるようにする。

そして、このように薬液Ｌをシリンジ２０内に収容させた状態で、シリンジ部２１の先端部をチューブポンプ１０に設けられたシリンジ取付部１２内に挿入させて、薬液Ｌが収容されたシリンジ２０をシリンジ取付部１２に取り付け、この状態で、前記のように閉塞された通気路２３の通気口２３ａを開放させる。

次いで、このように薬液Ｌが収容されたシリンジ２０をチューブポンプ１０のシリンジ取付部１２に取り付け状態で、チューブポンプ１０における前記のモーター１６を駆動させて、前記の回転加圧部材１４を回転させるようにする。

このように回転加圧部材１４の回転軸１４ａを回転させると、前記のように回転加圧部材１４における偏芯ローター１４ｂが偏芯回転し、この偏芯ローター１４ｂの外周に設けられた押圧部材１４ｃによってチューブ１１がチューブ収容部１３ａの内壁面に押圧されて変形する位置が周方向に移動し、図８に示すように、前記のシリンジ２０内に収容された薬液Ｌがチューブ１１内に導かれると共に、このチューブ１１内に導かれた薬液Ｌが、押圧部材１４ｃによる押圧位置の移動に伴ってリング状に配置されたチューブ１１を通して周方向に送られ、薬液導出部側の案内凹部１３ｂを通してハウジング１３の外部に導かれたチューブ１１の端部に送液されるようになる。

ここで、このようにシリンジ２０内に収容された薬液Ｌをチューブポンプ１０におけるチューブ１１を通して送液させるようにした場合、シリンジ２０のプランジャー２２に設けられた通気路２３を通して気体が吸引されると共に、この通気路２３の途中に設けられたフィルター部２４におけるフィルター２４ａにより気体に含まれる不純物が除去され、不純物のない気体がシリンジ２０内に導かれて、シリンジ２０内が負圧になるのが防止され、プランジャー２２をスライドさせなくても、シリンジ２０内に収容された薬液Ｌがチューブポンプ１０により一定した量で安定して適切に送液されるようになる。

ここで、この実施形態における薬液送液装置においては、薬液Ｌを収容させるシリンジ２０のシリンジ部２１に目盛りを設けており、前記のようにチューブポンプ１０によって薬液Ｌを送液させている状態で、シリンジ２０内における薬液Ｌの液量の変化をこの目盛りにより検知し、チューブポンプ１０によって送液された薬液Ｌの液量を検出するようにしている。

また、シリンジ２０内における薬液Ｌの液量の変化を自動的に検知するため、液量検知手段３０として、例えば、図８に示すように、シリンジ２０を介して対向するように、光源３１と光学センサー３２とを設け、光源３１からシリンジ２０を通して導かれる光を光学センサー３２により検知して、シリンジ２０内における薬液Ｌの液量の変化を検出させるようにすることもできる。なお、液量検知手段３０は、特にこのようなものに限定されず、シリンジ２０内における薬液Ｌの変化を検知できるものであればどのようなものであってもよい。

また、この実施形態における薬液送液装置においては、前記のようなチューブポンプ１０を用いるようにしたが、使用するチューブポンプ１０はこのようなものに限定されない。

例えば、図９に示すように、回転加圧部材１４として、チューブ１１の内周側において回転軸１４ａにより回転する回転体１４ｅから所要角度を介して放射状に複数（図に示す例では４つ）のアーム１４ｆを突出させ、各アーム１４ｆにそれぞれチューブ１１を押圧する押圧ローラ１４ｇを設けたものを用いることができる。

この場合、前記の回転軸１４ａにより回転体１４ｅを回転させると、チューブ１１を押圧させる各押圧ローラ１４ｆが周方向に移動して、シリンジ２０内に収容された薬液Ｌが、シリンジ２０に連通されたチューブ１１の一端側から押圧ローラ１４ｇ間のチューブ１１内に導かれ、このように押圧ローラ１４ｇ間のチューブ１１内に導かれた薬液Ｌが順々に周方向に送られて、薬液導出部側の案内凹部１３ｂを通してハウジング１３の外部に導かれたチューブ１１の端部に送液されるようになる。

１０ チューブポンプ、１０Ａ チューブユニット、１０Ｂ 回転装置ユニット
１１ チューブ
１２ シリンジ取付部
１３ ハウジング、１３ａ チューブ収容部、１３ｂ 案内凹部、１３ｃ 貫通孔
１４ 回転加圧部材、１４ａ 回転軸、１４ｂ 偏芯ローター、１４ｃ 押圧部材、１４ｄ 摩擦部、１４ｅ 回転体、１４ｆ アーム、１４ｇ 押圧ローラ
１５ 蓋体、１５ａ 穴部
１６ 回転装置、１６ａ 回転軸
１７ ベース部材、１７ａ 凹部
１８ 連結部材、１８ａ 嵌め込む凹部
１９ａ 位置決めピン、１９ｂ 位置決め穴、１９ｃ 磁石
２０ シリンジ
２１ シリンジ部
２２ プランジャー
２３ 通気路、２３ａ 通気口
２４ フィルター部、２４ａ フィルター
Ｌ 薬液

Claims (4)

1. チューブポンプの薬液導入部側にチューブの一端と連通するようにしてシリンジ取付部を設け、このシリンジ取付部に薬液を収容させたシリンジを着脱自在に装着させるにあたり、前記のシリンジとして、薬液を収容するシリンジ部と、シリンジ部内でスライドして薬液をシリンジ部内に吸い上げるプランジャーとを有し、前記のプランジャーをその軸方向に貫通するようにして通気路が設けられたものを用い、前記のシリンジ部内に挿入させるプランジャーの挿入方向後端側における通気路の通気口を閉塞させた状態で、プランジャーを挿入方向と逆方向にスライドさせて、薬液をシリンジ部内に吸い上げる一方、薬液が収容されたシリンジを前記のシリンジ取付部に装着させた状態で、前記の通気口を開放させることを特徴とする薬液送液装置。
2. 請求項１に記載の薬液送液装置において、前記のプランジャーにおける通気路の途中にフィルター部を設けたことを特徴とする薬液送液装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の薬液送液装置において、前記のシリンジをチューブポンプのシリンジ取付部に取り付けた状態で、このシリンジ内における薬液の液量の変化を検知する液量検知手段を設けたことを特徴とする薬液送液装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の薬液送液装置において、前記のチューブポンプは、チューブ収容部内にチューブと回転加圧部材とを備えたチューブユニットと、前記の回転加圧部材を回転させる回転装置を備えた回転装置ユニットとが分離可能に構成されていることを特徴とする薬液送液装置。

Images