JP7405585B2 - 医療用ポンプモジュール及び医療用ポンプ - Google Patents

Description

本開示は、医療用ポンプモジュール及び医療用ポンプに関する。

例えば輸液や透析において送液チューブによる送液を可能にする医療用ポンプとして、例えば特許文献１に記載されるように、送液チューブを押圧して弾性変形させることで閉塞部を形成するとともにその閉塞部を送液チューブの長さ方向に送る押圧部を有するペリスタルティック式ポンプ、チューブポンプなどと称されるものが知られている。

この種のポンプは通常、ロータと、ロータよりも径方向外側に配置される送液チューブよりも径方向外側で送液チューブに沿って延びるチューブ支持面とを備えるポンプモジュールを有している。また、ロータの外周縁には、ロータの回転に伴い、送液チューブをチューブ支持面に対して径方向外側に押付けて弾性変形させることで閉塞部を形成するとともにその閉塞部を周方向に送る押圧部が設けられている。

特開２０１７－６６９０６号公報

しかし、特許文献１に記載されるような医療用ポンプモジュールは、ロータが送液チューブを径方向に押圧する構成であるので、ロータの回転軸線とチューブ支持面の曲率中心とを高精度で一致させる必要があり、このためロータの位置の調整が難しかった。

そこで本開示は、ロータの位置の調整が容易な医療用ポンプモジュール及び医療用ポンプを提供することを目的とする。

本開示の第１態様としての医療用ポンプモジュールは、回転軸線を備えるロータと、前記回転軸線を周回する周方向に延びる送液チューブの周方向延在部よりも前記回転軸線に沿う軸方向一方側で前記周方向延在部に沿って延びるチューブ支持面とを有し、前記ロータは、前記ロータの回転に伴い、前記周方向延在部を前記チューブ支持面に対して前記軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部を形成するとともに前記閉塞部を前記周方向に送る押圧部を有する。

本開示の一実施形態として、前記ロータは、前記回転軸線を中心に回転するロータ本体と、前記押圧部を構成する外周面を備えるとともに前記ロータ本体に軸支されるローラとを有する。

本開示の一実施形態として、前記押圧部を構成する前記外周面は円錐面状である。

本開示の一実施形態として、医療用ポンプモジュールは、前記押圧部と前記送液チューブとの間に介在するとともに前記チューブ支持面に対して前記回転軸線を中心とする回転を規制される介在部材を有し、前記介在部材は、前記送液チューブの前記周方向延在部に沿って延びるとともに前記押圧部により押圧される被押圧部が局所的に前記軸方向一方側に変位して前記周方向延在部を閉塞させる変位部を有する。

本開示の一実施形態として、前記介在部材の前記変位部は、前記回転軸線に垂直な径方向に延びるとともに前記周方向に間隔を空けて並ぶ複数のスリットによって形成される。

本開示の一実施形態として、前記医療用ポンプモジュールは、前記チューブ支持面に対して一体に設けられた前記送液チューブを有する。

本開示の一実施形態として、前記ロータは、前記周方向に等間隔を空けて並ぶ２つのみの前記押圧部を有する。

本開示の第２態様としての医療用ポンプは、回転軸線を備えるロータと、前記ロータを回転させる駆動装置と、前記回転軸線を周回する周方向に延びる送液チューブの周方向延在部よりも前記回転軸線に沿う軸方向一方側で前記周方向延在部に沿って延びるチューブ支持面とを有し、前記ロータは、前記ロータの回転に伴い、前記周方向延在部を前記チューブ支持面に対して前記軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部を形成するとともに前記閉塞部を前記周方向に送る押圧部を有する。

本開示によれば、ロータの位置の調整が容易な医療用ポンプモジュール及び医療用ポンプを提供することができる。

第１実施形態としての医療用ポンプモジュールを備える医療用ポンプの斜視図である。 図１に示す医療用ポンプモジュールの斜視図である。 図１に示す医療用ポンプモジュールの分解斜視図である。 図１に示す医療用ポンプモジュールの縦断面図である。 第２実施形態としての医療用ポンプモジュールの斜視図である。 図５に示す医療用ポンプモジュールの分解斜視図である。 第３実施形態としての医療用ポンプモジュールの縦断面図である。 第４実施形態としての医療用ポンプモジュールの分解斜視図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る医療用ポンプモジュール及び医療用ポンプの実施形態について詳細に例示説明する。

図１～図３に示すように、第１実施形態に係る医療用ポンプモジュール１（以下、ポンプモジュール１ともいう）は、回転軸線Ｏを備えるロータ２と、回転軸線Ｏを周回する周方向に延びる送液チューブ３の周方向延在部３ａよりも回転軸線Ｏに沿う軸方向一方側で周方向延在部３ａに沿って延びるチューブ支持面４とを有している。ロータ２は、ロータ２の回転に伴い、周方向延在部３ａをチューブ支持面４に対して軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部３ｂを形成するとともに閉塞部３ｂを周方向に送る押圧部５を有している。

より具体的には、ロータ２は、周方向に等間隔を空けて並ぶ２つのみの押圧部５を有しているが、これに限らない。例えばロータ２は、周方向に等間隔を空けて並ぶ３つ以上の押圧部５を有してもよいし、１つのみの押圧部５を有してもよい。ロータ２に１つのみの押圧部５を設ける場合、例えば、送液チューブ３を含む送液ライン中に逆流を防止する逆止弁を設けることで送液量の精度を確保してもよい。ロータ２に２つのみの押圧部５を設けることにより、送液チューブ３の周方向延在部３ａに常に１つ又は２つの閉塞部３ｂを形成することができるので、送液量の精度を確保することができる。また、ロータ２に２つのみの押圧部５を設けることにより、送液チューブ３の周方向延在部３ａにおいて閉塞部３ｂが形成される部分の割合を抑制できるので、ロータ２の１回転当たりの送液量を向上し、送液効率を高めることができる。

本実施形態では、ポンプモジュール１と、ロータ２を回転させる駆動装置６とで医療用ポンプ７（以下、ポンプ７ともいう）が構成されている。駆動装置６は、例えば電動モータである図示しない駆動源と、この駆動源によって回転駆動されるとともにロータ２に固定される駆動軸６ａとを有している。ポンプ７は、ポンプモジュール１が配置される外面を有するとともに駆動源を収容するケース７ａを有しているが、これに限らない。また、ポンプ７は、ケース７ａの外面に設けられるとともにポンプ７の作動状態を表示するディスプレイ７ｂと、ポンプ７を作動させる入力操作を受けるスイッチ７ｃとを有しているが、これに限らない。

ポンプ７は、チューブ支持面４とロータ２との間に送液チューブ３を配置した状態で駆動装置６によってロータ２を回転させることにより、ロータ２の回転に伴って各々の押圧部５により順次、送液チューブ３の周方向延在部３ａに閉塞部３ｂを形成するとともにその閉塞部３ｂを周方向に送り、それにより送液を行う。

チューブ支持面４は、チューブハウジング８に形成された上面視半円弧状の周溝９で構成されているが、これに限らず例えば、半円弧よりも短い又は長い円弧状の溝で構成されてもよいし、溝でない平坦面で構成されてもよい。本明細書において上下方向とは、回転軸線Ｏに沿う方向を意味し、上方とはチューブ支持面４からロータ２に向かう方向を意味し、下方とはその反対方向を意味している。

チューブハウジング８には、周溝９の両端にそれぞれ連なる直線状の延長溝１０が設けられている。各々の延長溝１０は周溝９との接続部において周溝９の延在方向、つまり接線方向に延びている。２つの延長溝１０は互いに平行であるが、これに限らない。２つの延長溝１０と周溝９とで構成される溝１１上には送液チューブ３が配置される。送液チューブ３は、溝１１の両端部においてそれぞれ、クランプ１２によってチューブハウジング８に固定されるが、これに限らない。各々のクランプ１２は、下方に開放する直線状の保持溝１２ａを有しており、保持溝１２ａと溝１１の端部とで送液チューブ３を挟持した状態で、例えば図示しないボルト、ナットなどの固定具により、チューブハウジング８に固定される。

チューブハウジング８は、溝１１の外周縁から上方に延びるとともに溝１１の外周縁に沿って延在する内壁面１３を有している。送液チューブ３を内壁面１３に当接させることで、送液チューブ３を容易に溝１１に沿うように配置することができる。内壁面１３は溝１１に沿って連続して設けられているが、溝１１に沿って断続的に設けられてもよい。内壁面１３を設けない構成としてもよい。

チューブハウジング８は、溝１１よりも回転軸線Ｏに垂直な径方向内側で上方に突出するとともに回転軸線Ｏを中心とする円筒状の突出筒１４を有している。突出筒１４を軸方向に貫通する孔には駆動軸６ａが通される。突出筒１４は円筒状以外の筒状であってもよい。突出筒１４を設けない構成としてもよい。チューブハウジング８及び各々のクランプ１２は、例えば樹脂又は金属等で形成される。

送液チューブ３は、例えば輸液や透析において送液に用いられるチューブである。送液チューブ３は液体が流れる内腔を有している。送液チューブ３は、外部からの押圧によって弾性変形し、閉塞部３ｂを形成するとともに押圧の解除によって復元変形することができる弾性を有している。送液チューブ３は、例えばエラストマー又はゴムなどで構成される。送液チューブ３を溝１１上に配置することにより、送液チューブ３には周溝９に沿う形状の周方向延在部３ａが形成される。

ポンプモジュール１は、各々の押圧部５と送液チューブ３との間に介在するとともにチューブ支持面４に対して回転軸線Ｏを中心とする回転を規制される介在部材１５を有している。介在部材１５は、送液チューブ３の周方向延在部３ａに沿って延びるとともに各々の押圧部５により押圧される被押圧部が局所的に軸方向一方側に変位して周方向延在部３ａを閉塞させる変位部１５ａを有している。変位部１５ａは、径方向に延びるとともに周方向に間隔を空けて並ぶ複数のスリット１６によって形成されている。なお、図１～図３において、１つのみのスリット１６に符号を付している。各々のスリット１６は、介在部材１５の径方向中間部から径方向外側端面まで延びている。

介在部材１５は例えば硬質樹脂で形成されており、複数のスリット１６を設けることで適度な弾性変形によって変位する変位部１５ａを形成している。しかし、例えば介在部材１５を適度な弾性を有する材料で形成することにより、スリット１６なしで適度な弾性変形によって変位する変位部１５ａを形成してもよい。介在部材１５を設けることにより、回転軸線Ｏを中心に回転する各々の押圧部５によって回転軸線Ｏを中心に回転しない送液チューブ３の周方向延在部３ａが周方向に動いてしまうことを抑制することができる。したがって、送液チューブ３の周方向延在部３ａの位置及び形状を安定させ、送液量の精度を向上することができる。しかし、介在部材１５を設けずに、各々の押圧部５で例えば直接、送液チューブ３の周方向延在部３ａを押圧する構成としてもよい。

介在部材１５は突出筒１４が挿入されることで介在部材１５が突出筒１４に保持される保持穴１５ｂを有しているが、これに限らない。介在部材１５は、内壁面１３の内側に配置されることで、内壁面１３との当接によって回転軸線Ｏを中心とする回転が規制されるように、内壁面１３の上面視形状に沿った上面視非円形状の外周縁を有している。つまり、内壁面１３と介在部材１５の外周縁とで回転を阻止するストッパが構成されている。しかし、介在部材１５の回転を規制する手段はこれに限らない。

各々の押圧部５は、ロータの回転に伴い、送液チューブ３の周方向延在部３ａを介在部材１５の変位部１５ａを介してチューブ支持面４に対して軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部３ｂを形成するとともに閉塞部３ｂを周方向に送り、これにより送液を行う。

ロータ２は、回転軸線Ｏを中心に回転するロータ本体１７と、ロータ本体１７に軸線Ｘを中心に回転可能に軸支される２つのみのローラ１８とを有している。各々のローラ１８は、押圧部５を構成する円錐面状である外周面１８ａを備えている。より具体的には、各々の外周面１８ａの下端部が押圧部５として機能する。各々のローラ１８は、ロータ本体１７の回転に伴って介在部材１５上を転動することで、押圧部５と介在部材１５の変位部１５ａとの周方向の擦合いを抑制し、介在部材１５の製品寿命を向上することができる。

また、外周面１８ａが円錐面状であることにより、図４に示すような回転軸線Ｏを含む縦断面における外周面１８ａの頂角αと回転軸線Ｏに対する各々の軸線Ｘの傾斜角βとを適切に調整することで、押圧部５と変位部１５ａとの径方向の擦合いを抑制し、介在部材１５の製品寿命をより一層向上することができる。

しかし、ローラ１８の外周面１８ａの形状は円錐面状に限らない。ローラ１８の数は押圧部５の数に合わせて適宜増減可能である。ローラ１８を設けずに、例えば、ロータ本体１７に下方に突出する突起を一体に設け、その突起の先端部で押圧部５を構成してもよい。

ロータ本体１７は、駆動軸６ａに固定される固定部１７ａと、固定部１７ａに一体に連なるとともに各々のローラ１８を軸支する軸支部１７ｂとを有している。固定部１７ａは、駆動軸６ａが挿入される軸方向に延びる挿入穴１９を有する筒状であり、径方向に貫通する２つのみのねじ穴２０を有している。挿入穴１９に対する駆動軸６ａの挿入深さを適切に調整した状態で各々のねじ穴２０に図示しないボルトがねじ込まれ、駆動軸６ａの外周面に係止されることにより、固定部１７ａが駆動軸６ａに固定される。しかし、固定部１７ａを駆動軸６ａに固定するための構造はこれに限らない。

介在部材１５は、上述したような弾性変形によって局所的に変位する変位部１５ａを有する構成に限らず、例えば、図５～図６に示す第２実施形態の場合のように、弾性変形以外の変形によって局所的に変位する変位部１５ａを有する構成であってもよい。図５～図６においては、第１実施形態における要素に対応する要素に同一の符号を付している。

図５～図６に示す第２実施形態に係る医療用ポンプモジュール１は、介在部材１５の構成が異なる他は第１実施形態の場合と同様の構成を有している。第２実施形態では、介在部材１５は、各々の押圧部５と送液チューブ３との間に介在するとともに回転軸線Ｏを中心とする回転を規制される介在部材本体１５ｃと、介在部材本体１５ｃに対して軸方向に変位可能に保持されるとともに周方向に等間隔で並ぶ複数の変位部材１５ｄとを有している。各々の変位部材１５ｄは軸方向に延びる円柱状であるが、これに限らず、例えば円柱状以外の柱状であってもよい。

各々の変位部材１５ｄは介在部材本体１５ｃを軸方向に貫通する貫通穴１５ｅ内に軸方向に変位可能に保持されている。図５～図６においては、１つのみの変位部材１５ｄ及び貫通穴１５ｅに符号を付している。各々の変位部材１５ｄは貫通穴１５ｅから軸方向両側に抜けないように図示しない係止構造によって保持されている。各々の変位部材１５ｄは貫通穴１５ｅよりも軸方向に長く、その上端面を各々の押圧部５によって押圧されることで下方に変位する。各々の変位部材１５ｄは下方に変位することでその下端面によって送液チューブ３の周方向延在部３ａをチューブ支持面４に対して軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部３ｂを形成する。各々の変位部材１５ｄは、その上端面への各々の押圧部５による押圧が解除されると、送液チューブ３の周方向延在部３ａの復元変形によってその下端面が上方に押され、元の位置に復帰する。しかし、この復帰をより確実にするために、各々の変位部材１５ｄを元の位置に復帰させる方向に付勢するばね等の付勢手段を設けてもよい。

このように、本実施形態では、介在部材１５の変位部１５ａは複数の変位部材１５ｄで構成されている。このような構成によっても、第１実施形態の場合と同様に、各々の押圧部５によって送液チューブ３の周方向延在部３ａが周方向に動いてしまうことを抑制し、それにより送液量の精度を向上することができる。

また、介在部材１５は、図７に示す第３実施形態の場合のように、チューブハウジング８に対向する面が保持穴１５ｂ側においてチューブハウジング８に対して例えば接着、溶着、一体成形等により一体に設けられていてもよい。これにより、特に介在部材１５が薄肉な材料で形成されている場合に、押圧部５の回転に伴い介在部材１５が回転するのをより確実に阻止することができる。なお、介在部材１５は、保持穴１５ｂ側からスリット１６の近傍までチューブハウジング８に対して、その全体もしくは一部のみが一体に設けられていてもよい。

また、図８に示す第４実施形態の場合のように、送液チューブ３がチューブ支持面４、より具体的には、チューブハウジング８の溝１１（少なくとも周溝９を含む部分）に対して例えば接着、溶着、一体成形等により一体に設けられていてもよい。これにより、押圧部５の回転に伴い送液チューブ３の周方向延在部３ａが周方向に動いてしまうことをより確実に阻止することができる。本実施形態では介在部材１５を設けているが、介在部材１５を設けない構成としてもよい。送液チューブ３がチューブ支持面４に対して一体に設けられた本実施形態によれば、介在部材１５の必要性を低減することができる。

上述した第１実施形態から第４実施形態及びそれらの種々の変形例はいずれも、各々の押圧部５が送液チューブ３の周方向延在部３ａを軸方向に押圧して閉塞させる構成であるので、ロータ２の回転軸線Ｏとチューブ支持面４の曲率中心とを高精度で一致させる必要はない。したがって、第１実施形態から第４実施形態及びそれらの種々の変形例によれば、チューブ支持面４に対するロータ２の位置を容易に調整することができる。

１ 医療用ポンプモジュール
２ ロータ
３ 送液チューブ
３ａ 周方向延在部
３ｂ 閉塞部
４ チューブ支持面
５ 押圧部
６ 駆動装置
６ａ 駆動軸
７ 医療用ポンプ
７ａ ケース
７ｂ ディスプレイ
７ｃ スイッチ
８ チューブハウジング
９ 周溝
１０ 延長溝
１１ 溝
１２ クランプ
１２ａ 保持溝
１３ 内壁面
１４ 突出筒
１５ 介在部材
１５ａ 変位部
１５ｂ 保持穴
１５ｃ 介在部材本体
１５ｄ 変位部材
１５ｅ 貫通穴
１６ スリット
１７ ロータ本体
１７ａ 固定部
１７ｂ 軸支部
１８ ローラ
１８ａ 外周面
１９ 挿入穴
２０ ねじ穴
Ｏ 回転軸線
Ｘ 軸線
α 頂角
β 傾斜角

Claims (6)

1. 回転軸線を備えるロータと、
   前記回転軸線を周回する周方向に延びる送液チューブの周方向延在部よりも前記回転軸線に沿う軸方向一方側で前記周方向延在部に沿って延びるチューブ支持面と、
   介在部材とを有し、
   前記ロータは、前記ロータの回転に伴い、前記周方向延在部を前記チューブ支持面に対して前記軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部を形成するとともに前記閉塞部を前記周方向に送る押圧部を有し、
   前記介在部材は、前記押圧部と前記送液チューブとの間に介在するとともに前記チューブ支持面に対して前記回転軸線を中心とする回転を規制され、
   前記介在部材は、前記送液チューブの前記周方向延在部に沿って延びるとともに前記押圧部により押圧される被押圧部が局所的に前記軸方向一方側に変位して前記周方向延在部を閉塞させる変位部を有し、
   前記介在部材の前記変位部は、前記回転軸線に垂直な径方向に延びるとともに前記周方向に間隔を空けて並ぶ複数のスリットによって形成される医療用ポンプモジュール。
2. 前記ロータは、前記回転軸線を中心に回転するロータ本体と、前記押圧部を構成する外周面を備えるとともに前記ロータ本体に軸支されるローラとを有する、請求項１に記載の医療用ポンプモジュール。
3. 前記押圧部を構成する前記外周面は円錐面状である、請求項２に記載の医療用ポンプモジュール。
4. 前記チューブ支持面に対して一体に設けられた前記送液チューブを有する、請求項１～３の何れか１項に記載の医療用ポンプモジュール。
5. 前記ロータは、前記周方向に等間隔を空けて並ぶ２つのみの前記押圧部を有する、請求項１～４の何れか１項に記載の医療用ポンプモジュール。
6. 回転軸線を備えるロータと、
   前記ロータを回転させる駆動装置と、
   前記回転軸線を周回する周方向に延びる送液チューブの周方向延在部よりも前記回転軸線に沿う軸方向一方側で前記周方向延在部に沿って延びるチューブ支持面と、
   介在部材とを有し、
   前記ロータは、前記ロータの回転に伴い、前記周方向延在部を前記チューブ支持面に対して前記軸方向一方側に押付けて弾性変形させることで閉塞部を形成するとともに前記閉塞部を前記周方向に送る押圧部を有し、
   前記介在部材は、前記押圧部と前記送液チューブとの間に介在するとともに前記チューブ支持面に対して前記回転軸線を中心とする回転を規制され、
   前記介在部材は、前記送液チューブの前記周方向延在部に沿って延びるとともに前記押圧部により押圧される被押圧部が局所的に前記軸方向一方側に変位して前記周方向延在部を閉塞させる変位部を有し、
   前記介在部材の前記変位部は、前記回転軸線に垂直な径方向に延びるとともに前記周方向に間隔を空けて並ぶ複数のスリットによって形成される医療用ポンプ。

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