JP7586166B2 - シリンジポンプ - Google Patents

Description

本開示は、シリンジポンプに関する。

正確な量の薬液をシリンジから投与するためにシリンジポンプが用いられる。シリンジポンプの制御に関係なくシリンジ内の薬剤が投与されてしまうサイフォニング現象を抑制する技術として、特許文献１（特開２０１７－５１５４８号公報）および特許文献２（特開２０１９－１０５０２号公報）に記載のものが挙げられる。

特開２０１７－５１５４８号公報 特開２０１９－１０５０２号公報

シリンジのプランジャロッド後端のフランジを該フランジの厚み方向に挟持する機構が知られている。シリンジポンプに対するシリンジの取付けの際に把持部材をフランジの厚み方向にスライドさせて隙間を拡大する機能を設けることにより、作業性を向上させることができる。

しかし、陰圧条件下においてプランジャロッドを引き込む力が発生したとき、上記把持部材がプランジャとともに移動すると、プランジャロッドの意図しない移動を抑制することができない。

本開示の目的は、陰圧条件下においてもプランジャロッドの意図しない移動を抑制することが可能なシリンジポンプを提供することにある。

本開示に係るシリンジポンプは、バレルと、該バレルの内側に嵌入され、後端にフランジを含むプランジャロッドとを含むシリンジに適用される。上記シリンジポンプは、上記プランジャロッドの上記フランジを上記フランジの厚み方向に挟持して固定する挟持機構を備える。上記挟持機構は、上記フランジの後端面と対向する押圧面を含む押動部と、上記厚み方向に移動可能に設けられ、上記押圧面との間に上記厚み方向の隙間を形成するように上記押動部に連結され、上記押動部と協働して上記フランジを固定する把持部とを備える。上記押動部は、上記フランジが固定されているときに、上記押圧面から離れる方向の上記把持部の移動をロックする係止機構を含む。

一つの実施態様では、上記シリンジポンプは、上記把持部を操作する操作部材をさらに備える。上記押動部は、上記操作部材からの操作力を上記把持部に伝達する伝達機構と、上記押圧面を形成し、上記伝達機構を収納するケーシングとをさらに含み、上記係止機構は、上記伝達機構と上記ケーシングとの間に形成される。

一つの実施態様では、上記シリンジポンプにおいて、上記係止機構は、上記ケーシングに形成されたテーパ面と、上記伝達機構に設けられ、上記テーパ面に当接する当接部とを含む。

一つの実施態様では、上記シリンジポンプにおいて、上記把持部は、上記押動部に対して上記厚み方向の軸まわりに回動可能なフィンガー部材を含み、上記伝達機構は、上記フィンガー部材とともに回動し、上記当接部が設けられた回動部材を含む。

一つの実施態様では、上記シリンジポンプにおいて、上記押動部は、上記伝達機構を付勢することにより上記把持部を上記押圧面に近づく方向に引き付ける付勢部材をさらに含む。

本開示に係るシリンジポンプによれば、陰圧条件下においてもプランジャロッドの意図しない移動を抑制することができる。

本開示の１つの実施の形態に係るシリンジポンプの構成を示す斜視図（その１）である。 図１のシリンジポンプをＹ軸方向から見た図である。 本開示の１つの実施の形態に係るシリンジポンプの斜視図（その２）である。 図１～図３のシリンジポンプに装着されるシリンジの外観を示す斜視図である。 図１～図３のシリンジポンプにおける押動部の内部構造を示す斜視図である。 図５に示す押動部に含まれる伝達機構をＺ軸方向から見た図である。 図５に示す押動部のＹ軸方向断面図である。

以下に、本開示の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本開示にとって必ずしも必須のものではない。

図１～図３は、本開示の実施の形態に係るシリンジポンプの構成を示す図である。図１～図３は、シリンジポンプ１００を互いに異なる方向から見た図である。図１～図３に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する方向を向く。

図１～図３に示すように、シリンジポンプ１００は、本体部１１０と、シリンジ装着部１２０と、バレルフランジ押さえ部１３０と、スライド軸１４０と、押動部１５０と、把持部１６０と、操作部材１７０とを備える。

本体部１１０には、駆動部と、駆動部を制御する制御部とが設けられている。駆動部は、スライド軸１４０を駆動するモータ、および、モータに接続された減速機を含む。

シリンジ装着部１２０に、後述するシリンジが装着される。シリンジ装着部１２０は、本体部１１０の一方の側部に設けられている。シリンジ装着部１２０は、凹面部１２１と、シリンジクランプ１２２とを含む。

凹面部１２１は、円弧状に湾曲した断面形状を有し、この円弧の中心軸方向に延在している。シリンジクランプ１２２は、凹面部１２１と対向しつつ接離可能に設けられている。シリンジクランプ１２２の凹面部１２１側に、凹面部１２１とは反対側に円弧状に湾曲した凹部が設けられている。凹面部１２１とシリンジクランプ１２２の凹部とによってバレルが挟持されることにより、シリンジがシリンジ装着部１２０に固定される。シリンジ装着部１２０の端部には、バレルフランジ押さえ部１３０が設けられる。バレルフランジ押さえ部１３０は、シリンジを取り付けた際に、バレル端部に設けられたフランジ（バレルフランジ）に当接する。

スライド軸１４０は、一端が本体部１１０の駆動部と接続され、他端が押動部１５０と接続されている。スライド軸１４０は、スライド軸１４０の軸方向にスライド可能に設けられている。スライド軸１４０の軸方向は、凹面部１２１の延在方向と略平行である。押動部１５０の構成については、後述する。

押動部１５０は、把持部１６０とともに、シリンジのプランジャロッドのフランジを該フランジの厚み方向（Ｚ軸方向）に挟持して固定する「挟持機構」を構成する。

把持部１６０は、１対のフィンガー部材１６１，１６２を含む。１対のフィンガー部材１６１，１６２の各々は、押動部１５０を介して操作部材１７０と連結されている。

操作部材１７０が図１～図３に示す状態にあるとき、１対のフィンガー部材１６１，１６２の各々の先端は互いに接近している。このとき、１対のフィンガー部材１６１，１６２は、Ｚ軸方向に沿って押動部１５０に接近した位置にある。この状態が、操作部材１７０の「閉状態」である。

操作部材１７０が、図１～図３に示す状態から他方側に回動したとき、１対のフィンガー部材１６１，１６２の各々は、その先端が難いに離間するように回動する。このとき、１対のフィンガー部材１６１，１６２は、Ｚ軸方向に沿って押動部１５０から離間した位置にスライド移動する。この状態が、操作部材１７０の「開状態」である。

操作部材１７０の「開状態」において、プランジャロッドのフランジを押動部１５０と把持部１６０との間に配置した後、操作部材１７０を「閉状態」に戻すことにより、プランジャロッドのフランジを、その厚み方向（Ｚ軸方向）に挟持して固定することができる。このように、押動部１５０と把持部１６０とが、プランジャロッドのフランジを、その厚み方向に挟持して固定する「挟持機構」として機能する。

押動部１５０および把持部１６０は、本体部１１０の駆動部が駆動することにより、スライド軸１４０とともに、スライド軸１４０の軸方向（Ｚ軸方向）にスライドする。スライド軸１４０の軸方向は、プランジャロッドの軸方向に沿っている。このように、本体部１１０の駆動部およびスライド軸１４０は、「挟持機構」をプランジャロッドの軸方向に沿って移動させる「移動機構」として機能する。

図４は、シリンジポンプ１００に装着されるシリンジの外観を示す斜視図である。図４に示すように、シリンジ２００は、バレル２１０とプランジャロッド２２０とを含む。バレル２１０は、内部に液剤を収容する円筒状の収容部２１１を有する。バレル２１０の先端には、液剤出入口２１２が設けられている。バレル２１０の後端には、開口が設けられ、その周囲にフランジ２１３が設けられている。

バレル２１０は、ポリプロピレンなどの透明または半透明の樹脂にて構成されている。バレル２１０の内周面に、シリコーンオイルなどの潤滑油が塗布されていてもよい。

プランジャロッド２２０の先端側には、バレル２１０の内周面と摺接するガスケット部（図示せず）が設けられている。プランジャロッド２２０の後端には、フランジ２２１が設けられている。プランジャロッド２２０は、ガスケット部とフランジ２２１とを接続する軸部２２２を含む。

次に、押動部１５０、把持部１６０、および操作部材１７０の構成および動作について、さらに詳細に説明する。

図５は、押動部１５０の内部構造を示す斜視図であり、図６は、操作部材１７０からの操作力を把持部１６０に伝達する伝達機構を示す図であり、図７は、押動部１５０のＹ軸方向断面図である。

図５～図７に示すように、押動部１５０は、第１部材１５１と、第２部材１５２と、第３部材１５３と、付勢部材１５４と、ケーシング１５５と、付勢部材１５６と、回動部材１５７とを含む。ケーシング１５５は、第１部材１５１と、第２部材１５２と、第３部材１５３と、付勢部材１５４と、付勢部材１５６と、回動部材１５７とを収納する。

図５～図７においては、押動部１５０の内部構造を明らかにするために、ケーシング１５５の一部等について、図示を省略している。

シリンジポンプ１００にシリンジ２００を取り付ける際には、操作部材１７０を回動させる。これにより、１対のフィンガー部材１６１，１６２の先端は互いに離間する。

より具体的には、操作部材１７０による回転操作力が、回動部材１５７を通じて、第１部材１５１に伝達される。これにより、第１部材１５１は、図６中の矢印ＤＲ１方向に回動する。第１部材１５１の回動に伴ない、第１部材１５１と歯合する第２部材１５２は矢印ＤＲ２方向に回動する。

第３部材１５３の左側片は第２部材１５２と歯合し、第３部材１５３の右側片は第１部材１５１と歯合している。第１部材１５１および第２部材１５２の回動に伴ない、第３部材１５３の左右の各片は、各々矢印ＤＲ３１方向、矢印ＤＲ３２方向に回動する。第３部材１５３の左右の各片は、各々フィンガー部材１６１，１６２に連結されている。このため、第３部材１５３の回動に伴ない、一対のフィンガー部材１６１，１６２は、各々矢印ＤＲ１６１，１６２方向に回動する。これにより、１対のフィンガー部材１６１，１６２の先端は互いに離間し、「開状態」が実現される。

「開状態」において、プランジャロッド２２０のフランジ２２１が１対のフィンガー部材１６１，１６２とケーシング１５５との間に配置される。その後、操作部材１７０を逆方向に回動させることにより、１対のフィンガー部材１６１，１６２の先端は互いに接近する。すなわち、「開状態」に移行させるときとは逆方向に第１部材１５１、第２部材１５２、第３部材１５３を各々回動させることにより、１対のフィンガー部材１６１，１６２の先端は互いに接近し、「閉状態」が実現される。

第１部材１５１、第２部材１５２、および第３部材１５３は、操作部材１７０からの操作力を把持部１６０に伝達する「伝達機構」を構成する。

図５～図７に示すように、第３部材１５３は、ケーシング１５５の内面に向けて突出する突出部１５３Ａ（当接部）と、左右の各片を接続する接続部材１５３Ｂとを含む。ケーシング１５５は、第３部材１５３に向けて突出する突出部１５５Ａを有する。第３部材１５３の突出部１５３Ａは、ケーシング１５５の突出部１５５Ａと当接し、これにより、第３部材１５３のＺ軸方向（操作部材１７０から離れる方向）の移動が制限される。

突出部１５５Ａの先端には、突出部１５５Ａの周方向に沿って突出部１５５Ａの突出量を変化させるテーパ面１５５Ｂが形成されている。ケーシング１５５は、１対のフィンガー部材１６１，１６２と対向する押圧面１５５Ｃを有する。

付勢部材１５４は、第３部材１５３および把持部１６０を操作部材１７０側（＋Ｚ方向）に向けて付勢する。付勢部材１５６は、第１部材１５１を操作部材１７０に対して反対側（－Ｚ方向）に向けて付勢する。すなわち、Ｚ軸方向において、第１部材１５１、第２部材１５２、および第３部材１５３は、付勢部材１５４，１５６を介してケーシング１５５に支持される。

操作部材１７０の「閉状態」において、第３部材１５３の突出部１５３Ａは、ケーシング１５５の突出部１５５Ａにおける突出量（高さ）が最も大きい位置に当接している。したがって、「閉状態」においては、第３部材１５３およびフィンガー部材１６１，１６２の－Ｚ方向（図７中の上側）への移動が抑制される。この結果、フィンガー部材１６１，１６２は、押圧面１５５Ｃに接近した位置にある。

第３部材１５３の左右片が矢印ＤＲ３１方向、矢印ＤＲ３２方向に回動するにつれて、第３部材１５３の突出部１５３Ａが当接するケーシング１５５の突出部１５５Ａの高さが徐々に低くなるように、テーパ面１５５Ｂが形成されている。したがって、「閉状態」から「開状態」への移行に伴ない、第３部材１５３およびフィンガー部材１６１，１６２は、徐々に－Ｚ方向（図７中の上側）に移動可能となる。この結果、フィンガー部材１６１，１６２は、押圧面１５５Ｃから離間した位置にスライド移動する。この状態で、プランジャロッド２２０のフランジ２２１がフィンガー部材１６１，１６２と押圧面１５５Ｃとの間に配置される。

１対のフィンガー部材１６１，１６２が「開状態」から「閉状態」に戻されると、再び、第３部材１５３およびフィンガー部材１６１，１６２の－Ｚ方向（図７中の上側）への移動が抑制され、フィンガー部材１６１，１６２は、押圧面１５５Ｃに接近した位置に戻る。

以上の動作により、プランジャロッド２２０のフランジ２２１をフランジ２２１の厚み方向に挟持して固定することができる。「開状態」において、フィンガー部材１６１，１６２が押圧面１５５Ｃから離間した位置にスライド移動する。このスライド移動量は、フィンガー部材１６１，１６２の開き角度、すなわち操作部材１７０の回動角度に応じて変化する。したがって、シリンジ２００のサイズによってフランジ２２１の厚みが異なる場合でも、押圧面１５５Ｃとフィンガー部材１６１，１６２との隙間の幅を適宜調整してフランジ２２１の固定を行なうことができる。また、フィンガー部材１６１，１６２と押圧面１５５Ｃとの隙間が比較的広い状態でシリンジ２００の設置を行なうことができる。以上のことから、シリンジポンプ１００によれば、フランジ２２１の固定の作業性を高めることが可能である。

ところで、プランジャロッド２２０のフランジ２２１を挟持して固定した状態において、１対のフィンガー部材１６１，１６２は、付勢部材１５４の付勢力により＋Ｚ方向に付勢されている。しかし、シリンジ２００が接続される回路内において陰圧が生じたとき、付勢部材１５４による＋Ｚ方向の付勢力よりも大きな－Ｚ方向の力がプランジャロッド２２０に作用し得る。

しかし、本実施の形態に係るシリンジポンプ１００においては、フランジ２２１が固定されているときに、第３部材１５３の突出部１５３Ａとケーシング１５５の突出部１５５Ａとが当接することによって、フィンガー部材１６１，１６２（把持部１６０）の－Ｚ方向（図７中の上側）への移動が抑制されるため、陰圧条件下においてもプランジャロッド２２０の意図しない移動を抑制することが可能である。第３部材１５３の突出部１５３Ａ、およびケーシング１５５の突出部１５５Ａは、フランジ２２１が固定されているときに、把持部１６０のＺ軸方向の移動をロックする「係止機構」として機能する。

本実施の形態において説明した各構成について要約すると、以下のとおりとなる。シリンジポンプ１００は、バレル２１０と、バレル２１０の内側に嵌入され、後端にフランジ２２１を含むプランジャロッド２２０とを含むシリンジ２００に適用されるものである。シリンジポンプ１００は、プランジャロッド２２０のフランジ２２１をフランジ２２１の厚み方向に挟持して固定する押動部１５０および把持部１６０（挟持機構）を備える。押動部１５０は、フランジ２２１の後端面と対向する押圧面１５５Ｃを含む。把持部１６０は、フランジ２２１の厚み方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられ、押圧面１５５Ｃとの間にＺ軸方向の隙間を形成するように押動部１５０に連結され、押動部１５０と協働してフランジ２２１を固定する。押動部１５０は、フランジ２２１が固定されているときに、押圧面１５５Ｃから離れる方向の把持部１６０の移動をロックする。

押動部１５０は、操作部材１７０からの操作力を把持部１６０に伝達する第１部材１５１、第２部材１５２、および第３部材１５３（伝達機構）と、押圧面１５５Ｃを形成し、第１部材１５１、第２部材１５２、および第３部材１５３を収納するケーシング１５５とを含む。ケーシング１５５の内側に形成されたテーパ面１５５Ｂと、第３部材１５３に設けられた突出部１５３Ａ（当接部）とが当接することにより、把持部１６０のＺ軸方向の移動がロックされる。

把持部１６０は、押動部１５０に対してＺ軸まわりに回動可能な１対のフィンガー部材１６１，１６２を含む。第３部材１５３（回動部材）は、フィンガー部材１６１，１６２とともに回動する。

付勢部材１５４は、第３部材１５３を＋Ｚ方向に付勢することにより把持部１６０を押圧面１５５Ｃに近づく方向に引き付ける。

以上、本開示の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ シリンジポンプ、１１０ 本体部、１２０ シリンジ装着部、１２１ 凹面部、１２２ シリンジクランプ、１３０ バレルフランジ押さえ部、１４０ スライド軸、１５０ 押動部、１５１ 第１部材、１５２ 第２部材、１５３ 第３部材、１５３Ａ 突出部、１５３Ｂ 接続部材、１５４ 付勢部材、１５５ ケーシング、１５５Ａ 突出部、１５５Ｂ テーパ面、１５５Ｃ 押圧面、１５６ 付勢部材、１５７ 回動部材、１６０ 把持部、１６１，１６２ フィンガー部材、１７０ 操作部材、２００ シリンジ、２１０ バレル、２１１ 収容部、２１２ 液剤出入口、２１３ フランジ、２２０ プランジャロッド、２２１ フランジ、２２２ 軸部。

Claims (3)

1. バレルと、該バレルの内側に嵌入され、後端にフランジを含むプランジャロッドとを含むシリンジに適用されるシリンジポンプであって、
   前記プランジャロッドの前記フランジを前記フランジの厚み方向に挟持して固定する挟持機構を備え、
   前記挟持機構は、
   前記フランジの後端面と対向する押圧面を含む押動部と、
   前記厚み方向に移動可能に設けられ、前記押圧面との間に前記厚み方向の隙間を形成するように前記押動部に連結され、前記押動部と協働して前記フランジを固定する把持部とを備え、
   前記押動部は、前記フランジが固定されているときに、前記押圧面から離れる方向の前記把持部の移動をロックする係止機構を含み、
   前記把持部を操作する操作部材をさらに備え、
   前記押動部は、前記操作部材からの操作力を前記把持部に伝達する伝達機構と、前記押圧面を形成し、前記伝達機構を収納するケーシングとをさらに含み、
   前記係止機構は、前記伝達機構と前記ケーシングとの間に形成され、
   前記係止機構は、
   前記ケーシングに形成されたテーパ面と、
   前記伝達機構に設けられ、前記テーパ面に当接する当接部とを含む、シリンジポンプ。
2. 前記把持部は、前記押動部に対して前記厚み方向の軸まわりに回動可能なフィンガー部材を含み、
   前記伝達機構は、前記フィンガー部材とともに回動し、前記当接部が設けられた回動部材を含む、請求項１に記載のシリンジポンプ。
3. 前記押動部は、前記伝達機構を付勢することにより前記把持部を前記押圧面に近づく方向に引き付ける付勢部材をさらに含む、請求項１または請求項２に記載のシリンジポンプ。

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