JPH0126701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は使い捨てポンプチヤンバに関する。特
に、本発明はIV（点滴）溶液供給用の定量注入ポ
ンプに組合わせて使用するのに好適な使い捨てポ
ンプチヤンバに関する。

（従来の技術） 健康に対する配慮から、IV溶液の供給に関し
ては種々の努力がなされて来ている。

長い間、IV溶液は重力によつてのみ供給され
てきた、その供給量は、毎分当りの滴下数を数え
ることにより測られている。多くの例において、
この方法は不充分なものである。水滴の大きさは
表面張力に直接に正比例し、溶液のタイプ、粘
性、温度などの影響を受ける。そして、水滴の大
きさは、その水滴の形成される速さに影響され
る。

水滴（生成）の速度はチユーブ及び針の制限と
重力により影響される。もし、チユーブが部分的
にふさがれると、滴下率は減少し、または、IV
液の供給が減少するにつれて液圧が減少し、滴下
率が減る。それ故に、多くの例において、水滴の
大きさと滴下率の変りやすさは（この２つはいず
れもオペレータのコントロールの範囲をはなれて
いるものである）この方法によるIV液の供給を
不満足なものにしている。

電子的水滴カウンタをコントローラ又は蠕動ポ
ンプと組合わせて用いるように改良がなされてい
る。電子的水滴カウンタの組合わせは、滴下率を
コントロールできるが、水滴の大きさのコントロ
ールはできない。そして、背圧が液の送り出し圧
力を超えるまで上昇したときに、滴下率をコント
ロールできないと云う欠点がある。

電子的水滴カウンターと蠕動ポンプの組合わせ
は、送り圧力を増加するが、計量方法に正確さが
欠けている。

計量方法の改善のためには、置換型ポンプを採
用することになる。これは、重力に依存した旧式
のIVコントローラに比して、IV液の流れる率の
コントロールを非常に正確なものにできる。これ
らのポンプは、液の計量に加えて、液又はIVポ
ンプの配管に正圧力を供給し得る。置換型ポンプ
は蠕動型（バーマン他による米国特許第3737251
号に記載される）や、ピストン・シリンダ型（ジ
エンキンス他による米国特許第3985133号に記載
される）、又はパルス型（ランドクイストによる
米国特許第3874825号に記載される）などに分類
される。

従来の技術を改良した蠕動ポンプは、下記のよ
うな多くの不利な点がある。

まず第１に、蠕動運動は、血液の供給を妨害す
る摩擦があり、それが血液細胞を破壊する原因と
なること。

第２に蠕動運動は、エラストマ材料の引張りを
伴い、これがIV液に空気を混入させ得ること。

第３に、蠕動状態でのエラストマ材料の引張り
は、エネルギの効率的な利用ではないこと。

病人の移動性と、動力損失の可能性のために、
ポンプをバツテリで駆動することが必要であり、
それ故にポンプは最大の効率を挙げることができ
ることが望ましい。

従来の技術のピストンシリンダ型ポンプは、正
確な計量性と正圧力を提供するが、これにも若干
の欠点がある。

まず、第１にIV治療が無菌状態をポンプに維
持させることを要求し、そのコストが毎回の使用
毎に清掃と殺菌をすることを許さないので、ポン
プチヤンバは使い捨てで、安価に制造できるもの
でなければらない。これは、従来のピストンシリ
ンダ型ポンプでは実現することはむづかしいこと
である。

IVポンプは患者の静脉への流体（溶液）の直
接注入に用いられるから、IVポンプが汚染した
流体に触れることがあれば、IVポンプそれ自体
が他の患者を感染させることになり、汚染の拡が
りの源泉になるおそれが強い。したがつて、ポン
プチヤンバを使い捨て式とすることは極めて重要
である。そして、このポンプチヤンバは安価であ
るばかりでなく、何よりも安全でなければならな
い。すなわち、IV溶液をとぎれなく連続的に送
出できると共に、逆流防止機能を備えることが必
要である。

製造コストを下げるために、従来のポンプのあ
るものは、１つのシリンダと２つのバルブだけを
用いる。これによると、送りサイクルは、充満と
排出の２つの部分を用いる。それ故に、IV治療
は、送りサイクルのうち、充満期間は中断され
る。第２に、従来のピストンシリンダ型ポンプの
ある種のものは、摺動面における無菌シールと、
その信頼性に応えるに困難さを有している。第３
に、ピストンシリンダポンプの摩擦は、効率を低
下させる原因となる。

パルス型ポンプは、連続したパルス状の流れを
供給するが、これもまた、重要な不利益な点を有
する。第１に、この種のポンプの独立的な調節弁
は複雑で、使い捨てポンプチヤンバを高価なもの
にしている。第２に、スプリング力やエラストマ
材料に対するパルス作用は、効率的な操作に適し
ない。

バグレイの米国特許第3809507号には、IV治療
に用いることを特に意図しないポンプが記載され
ているが、これは連続した定常流を供給するもの
である。このポンプに用いられるバルブは、作動
部か固定部分のいずれかに設けられ、柔軟性の管
で接続される。これは、IV治療に適用する際に
要求されるような、経済的な使い捨てポンプチヤ
ンバに適するものではない。さらに、バルブをバ
イアスさせたり、移動させたりすることなしに、
ポンプを停止した状態で、流体の供給を続けるこ
とができる（いわゆるサイホン作用による）。こ
れは、IV治療には安全な状態ではない。

（発明が解決しようとする問題点） 以上に述べたように、従来のIV溶液用使い捨
てポンプチヤンバでは、要求される安全性、すな
わちIV溶液の連続注入（送出）性、逆流防止性
能などと、廉価性とを両立させることが難しいと
いう問題があつた。

それ故に、本発明の目的は、特に、IV溶液の
連続注入（送出）性、逆流防止性能などと、廉価
性とを両立させることができ、しかも安価に製造
することのできる、IV溶液用使い捨てポンプチ
ヤンバを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明においては、前記の問題点を解決するた
めに、入口と出口との間に延びており、かつ密封
された主流体通路に、第１および第２の可撓性ダ
イヤフラムポンプチヤンバが形成され、前記第１
および第２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ
は、その一方の容積が増加するとき他方の容積が
減少するように制御されるとともに、前記密封さ
れた主流体通路の、前記第１および第２の可撓性
ダイヤフラムポンプチヤンバのそれぞれの直ぐ上
流側には第１および第２の可撓性通路部分が形成
され、前記第１および第２の可撓性通路部分は、
対応する各第１および第２の可撓性ダイヤフラム
ポンプチヤンバの容積が減少されるときに押し潰
されて当該部分における流体の流れを制限するよ
うに制御される点に特徴がある。

また本発明は、前記主流体通路の、第２の可撓
性ダイヤフラムポンプチヤンバと出口との間に第
３の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバを形成し
た点に特徴がある。

さらに本発明は、前記主流体通路が第１および
第２の可撓性部分を向い合わせて封止することに
よつて構成された点に特徴がある。

（作用） 本発明においては、前記第１および第２の可撓
性ダイヤフラムポンプチヤンバを、その一方の容
積が増加するとき他方の容積が減少するように制
御するとともに、前記第１および第２の可撓性通
路部分を、対応する各第１および第２の可撓性ダ
イヤフラムポンプチヤンバの容積が減少されると
きに押し潰されて当該部分における流体の流れを
制限するように制御することができるので、ポン
プチヤンバを使い捨て式に構成しても、IV溶液
用ポンプチヤンバとして要求される特性（溶液の
連続注入性やサイホン作用による逆流防止性な
ど）を備えることができ、使い捨て式ポンプチヤ
ンバの安全性との両立を実現することができる。

また第３の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ
を形成すれば、圧力（背圧）の検知が容易とな
り、特に透析を行なう患者に過大な背圧が加わる
のを防止するのに役立つ。

さらに、前記主流体通路を第１および第２の可
撓部分を向い合わせて封入することによつて構成
すれば、主流体通路の製造が容易となり、これを
安価にするのに有用である。

（実施例） 第１，２図には、本発明のポンプチヤンバを用
いるIVポンプの全体図が示されている。図に描
かれているように、IVポンプには、関連する制
御回路のように、ポンプを完全に包む外函は含ま
れない。この外函は除かれてあり、図面を簡単に
するために制御回路も示されていない。

第１図及び第２図に示されるポンプは、使い捨
てポンプチヤンバ１０とハウジング１２を含む。
導入チユーブ１４と排出チユーブ１６は使い捨て
ポンプチヤンバ１０の両方の端部に接続される。
導入チユーブ１４はIV液の容器（図示されない）
に接続され、排出チユーブ１６はIV液をポンプ
から患者（図示されない）へ供給する。

本発明の実施例において、IVポンプは、第１
図及び第２図に示されるように横方向に置かれる
よりは、縦方向に置かれる方が良い。縦形の置き
方においては、ポンプに導入するための導入チユ
ーブ１４は下方に、ポンプから導き出すための排
出チユーブは上部に設けられる。このポンプの配
置は、IVシステムの最初の据付け及び清掃の間
に、空気がライン内に蓄積されるのを防止するの
で、好ましいものである。

IV治療は、ポンプを無菌状態に維持すること
を要求する。これ故に、使い捨てポンプチヤンバ
１０はただ１回のIV使用にのみ用いられ、そし
て捨てられる。これに反して、ポンプハウジング
１２はIV液に直接に触れることはない。そして
何度も使用される。

ポンプハウジン１２は、第２図に示されるよう
に、開閉できる上部カバー１８を有し、使い捨て
ポンプチヤンバ１０の挿入と取外しができるよう
になつている。

枢着されたラツチ１９すなわち側面カバーが閉
じた位置にあるとき、ポンプは作動状態に保たれ
る。第２図に示されるように、ラツチ１９を下方
に引いた時に、上部カバー１８は、止め部材２０
を介して開かれるようになる。第２図に示される
ように、ラツチ２０は、その孔２０Ａが止めピン
２１に係合するようになつている。

第１図及び第２図に示されるように、ポンプハ
ウジング１２は上部カバー１８と共同して、使い
捨てポンプチヤンバを収容し、保持する役目をす
るダイヤフラム収容部２２を有する。ダイヤフラ
ム収容部２２の下方には、IVポンプのモータ、
カム軸、バルブ及びピストンロツドを支持するカ
ムハウジング２３が設けられる。

本発明の実施例において、ダイヤフラム収容部
２２は、カムハウジングにスプリングを介して載
置される。それ故に、ラツチ１９と止め部材２０
がともに開放されたとき、ダイヤフラム収容部２
２はカムハウジング２３から取り外される。後に
詳細に記載するように、上述の構成によつて、全
部のピストンとバルブ等は、ダイヤフラム収容部
２２の上部から完全に取外される。その結果、使
い捨てポンプチヤンバ１０は、ポンプの送りサイ
クルにおけるピストンとバルブの位置にかかわら
ず、挿入され得るようになつている。

第２図に示されるように、使い捨てポンプチヤ
ンバ１０は、その下の面から下方に突出している
３つのダイヤフラムチヤンバ２４，２６及び２８
を有する。これらのチヤンバ２４，２６は第１及
び第２番目のポンプチヤンバであり、一方、チヤ
ンバ２８は排出チユーブ１６を通つてチヤンバ１
０から流体が流出する時の背圧に応じて動く圧力
検知のためのチヤンバである。

通常の使用において、IV液は第１ポンプチヤ
ンバ（柔軟な円筒形状ダイヤフラムポンプチヤン
バ）２４へ導入チユーブ１４より供給される。次
いで、第２ポンプチヤンバ（円筒形状ダイヤフラ
ムポンプチヤンバ）２６に送られ、検知チヤンバ
２８及び排出チユーブ１６を通つて、そこから患
者へ供給される。

本発明の実施例において、第１及び第２ポンプ
チヤンバ２４，２６は、排出チユーブ１６を通つ
て流出するIV液の流れが基本的に脈動すること
なく、正確にコントロールされた流出率となるよ
うな状態の下で駆動される。

ダイヤフラム収容部２２は、使い捨てポンプチ
ヤンバ１０の下方に突出した円筒形状ダイヤフラ
ムチヤンバ２４，２６，２８を各々が収容するよ
うにした、第１，２及び第３シリンダ３２，３４
及び３６を含む。第１ピストン３８は、第１ポン
プチヤンバ２４の容積を変え得るように、第１シ
リンダ３２の中で動き得る。同様に、第２ピスト
ン４０は、第２ポンプチヤンバ２６の容積を変え
得るように、第２シリンダ３４の中で動き得る。

第１、第２ピストン３８，４０の双方は、後述
するように、モータで駆動される。第１、第２ピ
ストン３８，４０とは違つて、第３ピストン４２
は、モータでは駆動されず、圧力検知チヤンバ２
８の中の液体の圧力に応じて第３シリンダ３６の
中で動くようになつている。

第１、第２バルブ４４，４６もまた、同様にダ
イヤフラム収容部２２に設けられる。第１バルブ
４４は導入チユーブ１４の端部と第１ポンプチヤ
ンバ２４の間に設けられる。第１バルブ４４はモ
ータで駆動される。そして、それが最上部にある
ときに、使い捨てポンプチヤンバ１０の導入チユ
ーブ１４と、第１ポンプチヤンバ２４との間の柔
軟な部分を遮断する。また、それが最下部にある
ときには、第１バルブ４４は導入チユーブ１４か
ら第１ポンプチヤンバ２４への流体の流れを可能
にする。

同様にして、第２バルブ４６は第１ポンプチヤ
ンバ２４と第２ポンプチヤンバ２６の間に設けら
れる。第２バルブ４６は、同様にモータで駆動さ
れるものであり、そして、それが最上位にあると
きは、第１ポンプチヤンバ２４と第２ポンプチヤ
ンバ２６の間の使い捨てポンプチヤンバ１０の柔
軟な部分を遮断する。また、それが最下位にある
ときは、第２バルブ４６は第１ポンプチヤンバか
ら第２ポンプチヤンバ２６への流体の流れを可能
にする。

第２図にも示されるように、整列ピン４８，５
０は各々が使い捨てポンプチヤンバ１０の整列孔
５２，５４に挿入される。整列ピン４８，５０は
整列孔５２，５４と共に使い捨てポンプチヤンバ
１０をポンプハウジング１２の中に迅速に、一方
向のみを向くように挿入され得ることを保証す
る。下方に突出した円筒形状ダイヤフラムチヤン
バ２４，２６及び２８はまた、整列部分を有す
る。それ故にポンプは整列ピン４８，５０を設け
なくとも組立てが可能である。

第２図の実施例において、整列用の孔５２は本
質的には丸孔であり、孔５４は長孔である。この
構成によつて、整列ピン４８と整列孔５２は使い
捨てポンプチヤンバ１０の位置決めの指針とな
り、ピン５０が孔５４に置かれるに先立つて、孔
５２は整列ピン４８に位置決めされる。

本発明のポンプチヤンバを用いるポンプの他の
重要な特徴は、IV液中の気泡の存在を検知する
能力を有することである。気泡は、IV治療を受
けている患者には危険なものであり、そして液中
の気泡の存在を示す警報装置を備えることが必要
である。第２図に示されるように、本発明は上部
カバー１８の下面に置かれる第１及び第２の電極
５６，５８を含む。端子６０と６２が電極５６，
５８に接続される。ダイヤフラム収容部２２に接
続されるのは共通電極６４である。ボルト６６と
６６ａは、ダイヤフラム収容部２２へ、共通電極
６４を固定し、共通電極６４への電気的接続を与
える。

第１電極５６と共通電極６４の間のキヤパシタ
ンスと、第２電極５８と共通電極６４との間のキ
ヤパシタンスとを測ることによつて、使い捨てポ
ンプ１０を通過する気泡の存在を検出できる。電
気的回路（図示せず）が使い捨てポンプチヤンバ
１０の向い合う面に設けた共通電極６４と電極５
６，５８の間の誘電率の違いを検出するために端
子６０，６２，６６に接続される。１つの気泡が
第１電極５６と共通電極６４の間を通過したとき
に、電気回路は不平衡となり、それにより警報が
鳴らされるのである。

本発明のポンプチヤンバを用いるポンプにおい
て、上部カバー１８は、プレキシグラス
（Plexiglas）や同様のアクリル樹脂のような、透
明で光学的なプラスチツク材料で作られる。上部
カバー１８が透明である故に、医者はポンプを通
つて流れている流体の中に気泡が存在するか否か
を見ることができる。このことは、システムの組
立てから取外しまでの間に、IV装置を患者につ
なぐに先立つて、すべての空気がシステムから追
い出されたことを、医者が確認しなければならな
いと云うことから、大事なことである。前記構成
は、医者に最初の組立ての段階でもポンプ送りさ
れる流体を眼で見ることを可能にする。

第２図に最も良く示されるように、ラツチピン
２１の下方部にスイツチ６８がある。上部カバー
１８が閉じられ、そして側面カバー１９が閉じら
れた位置（第１図に示すように）にある時に、ス
イツチ６８のアーム７０がカバー１９の内面に係
合し、それによりスイツチ６８が閉じられる。電
気的回路（図示せず）はスイツチ６８が閉じられ
ているか否かを検知し、そして、それによりポン
プが作動可能な状態にあるか否かを決定する。ス
イツチ６８が閉じられている時にのみ、ポンプは
作動できる状態になる。これは、ダイヤフラム収
容部２２がカムハウジング２３の上の作動位置に
置かれていて、カバー１８が確実に閉じられてい
ない時にポンプの作動を防止するものである。

リーフスプリング７２は、ダイヤフラム１０の
チヤンネル７４に小さい圧力をかけるために用い
られる。その結果、ダイヤフラムの排出部に負圧
が作用しても、チヤンバ２４，２６，２８はつぶ
れない。その圧力は、ダイヤフラムのチヤンネル
の少しのひずみに打ち勝つだけのもので十分であ
る。負圧はチヤンネルが閉じられていることを確
実にする。それ故に、リーフスプリング７２の力
に打ち勝つには、ほんの小さい圧力が要求される
のである。

前記したIVポンプの操作は、通常は次のよう
に行われる。ピストン３８が下方へ動くと、ピス
トン４０は上方へ動くように、ピストン３８と４
０は駆動される。同様にして、ピストン３８が上
方へ動くと、ピストン４０は下方へ動く。それと
同時に、バルブ４４と４６は、２つのバルブのう
ち１つのバルブを常に閉じているように駆動され
る。ピストン３８が下方へ行くとき、バルブ４４
は下り、バルブ４６は上る。それとは逆に、ピス
トン３８が上方へ動くとき、バルブ４４はその最
上位の位置にあり、バルブ４６は最下位にある。

説明の便宜のために、典型的な送りサイクル
は、ピストン３８とバルブ４４が最上位にあり、
ピストン４０とバルブ４６が最下部にあるときに
始まるものと仮定する。最初に、バルブ４６を閉
じる。次に、バルブ４４が開くために下方へ動
く。ピストン３８は、次いで下方へ動き出し、そ
れにより第１ポンプチヤンバ２４の容積を増加さ
せる。ピストン３８の下方への移動は、溜め部か
ら導入チユーブ１４を通り、開いたバルブ４４を
通つて、流体を第１ポンプチヤンバ２４へ吸引さ
せる。

第１ポンプチヤンバ２４が満杯になると同時
に、ピストン４０は上方へ動き、それにより第２
チヤンバ２６の容積を減少させ、第２チヤンバ２
６から排出チユーブ１６を通して、流体を患者へ
送る。

ピストン３８が最下位に達し、ピストン４０が
最上位に達した時に、溜め部から第１チヤンバ２
４への流体の流れを閉じるために、バルブ４４は
上方へ移動される。第２バルブ４６は、次いで第
１チヤンバ２４から第２チヤンバ２６へ流体が流
れ得るように、下方へ移動される。２つのバルブ
が移動した後に、ピストン３８は上方へ移動を開
始し、それにより第１チヤンバ２４の容積を減少
させ、同時に第２ピストン４０は下方へ動き、第
２チヤンバ２６の容積を増加させる。好ましい実
施例においては、第１チヤンバ２４の容積の減少
する率は、第２チヤンバ２６の容積の増加する率
よりも大きくなつている。その結果、第１チヤン
バから送られる流体のある部分は、排出チユーブ
１６を通つて患者へ送られる。実施例において、
チヤンバ２４と２６の断面積とピストン３８，４
０の移動速度は、流体が第１チヤンバ２４から送
られているときと、流体が第２チヤンバ２６から
送り出されているときとで、排出チユーブ１６を
通つて排出される量が実質上等しくなるように選
定される。その結果、実質上脈動のない連続的な
流体の流れが、単に２つの送りチヤンバと２つの
バルブだけで生成される。

ピストン３８が最上位へ達し、ピストン４０が
最下位へ達した時に、送りサイクルは終り、そし
て、次のサイクルが開始される。

送り作業中に、圧力検知チヤンバ２８の容積
は、患者と排出チユーブからの背圧によつて変化
する。第３のチヤンバの底部に接するピストン４
２は、第３のチヤンバ２８の中で、流体の圧力の
変化に応じて上下動する。電気接点がピストン４
２に接続される。そして、（開閉状態に応じた）
接触の状態によつて、背圧が設定値の１つ又はそ
れ以上の値を超すかどうかを指示する。各々の設
定値を超過すると警報が鳴る。

ポンプの操作を行つている間中、電極５６，５
８と共通電極６４との間の誘電率が検出される。
もし、１個の気泡がポンプチヤンバ１０を通る
と、電極５６と６４、及び電極５８と６４との間
の誘電率の差異によつて、電気的に検出される。

第３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び４〜６図には、使い捨
てポンプチヤンバの詳細が示される。第３Ａ〜３
Ｃ図は、平面、側面及び底面図であり、第４〜６
図はポンプチヤンバ１０の各々異る位置での断面
図である。

本発明の実施例において、使い捨てポンプチヤ
ンバ１０は、上部材１０ａと下部材１０ｂの２つ
の部材よりなる。これらの部材は、ヒードシール
（熱接着）が可能な柔軟なプラスチツク材料によ
り作られるのが良い。１つの好ましい例におい
て、上部材１０ａと下部材１０ｂの双方はビニー
ル樹脂で形成されている。

上部材１０ａ及び下部材１０ｂの双方は、使い
捨てポンプチヤンバ１０の通路およびチヤンバを
形成するために、真空成形か、ブロー成形により
作られる。上部材１０ａは、その上部の全長にわ
たつて長さ方向に設けられる盛り上つた部分８０
ａを除いては、平板状シートよりなる。盛り上つ
た部分８０ａは、使い捨てチヤンバ１０の一端の
導入チユーブ１４から他端の排出チユーブ１６へ
と流体を運ぶ主流路の上半分を形成する。導入チ
ユーブ１４と排出チユーブ１６の径は、部材８０
ａの径よりは小さい。

部材１０ａの導入端は導入部分８２ａであり、
この内径は導入チユーブ１４の外径とほぼ同じで
ある。導入部８２ａに接続する主流路８０ａは、
テーパ状に形成された部分８４ａであり、それ
は、導入部８２ａから主流路８０ａへ、ゆるやか
に傾斜して移行する部分を有する。部材１０ａの
他端部は排出部８６ａであり、そして、テーパ状
部分８８ａである。排出部８６ａは、排出チユー
ブの外径と同じ内径を有する。テーーパ状に変化
する部分８８ａは、主流路８０ａから排出部分８
６ａに向つてゆるやかに変化している。

使い捨てポンプチヤンバ１０の下部分１０ｂ
は、同様な主流路８０ｂと導入部８２ｂ、テーパ
状部分８４ｂ、排出部８６ｂとテーパ状部分８８
ｂを有する。同様に、下部分１０ｂに形成され、
下方に突出しているのは、柔軟な円筒形状の第１
及び第２のダイヤフラムポンプチヤンバ２４，２
６と圧力検知チヤンバ２８である。

上部分１０ａは、リーフスプリング７２により
閉じられるぐらいの柔軟性が必要である。下部分
１０ｂは、チヤンバ２４，２６，２８の動作を許
すぐらいの柔軟性が必要である。これに加えて、
バルブ４４（第２図に示す）が、テーパ状部分８
４ｂと第１ポンプチヤンバ２４との間の主流路８
０ｂをつぶすことができ、またバルブ４６が、第
１及び第２のポンプチヤンバ２４，２６の間の主
流路８０ｂの部分を同様につぶすことができるぐ
らい十分な柔軟性を有する必要がある。

先に述べたように上部分と下部分１０ａ，１０
ｂはヒートシールにより容易に密封できるような
プラスチツク材である。部材１０ａと１０ｂは成
形時か、その次の工程でヒートシールされる。部
材１０ａと１０ｂの合わされる部分の表面は、低
い融点の物質であり、それによつてヒートシール
工程を容易にできるようにする。導入チユーブ１
４と排出チユーブ１６は透明な材料で作られるの
が望ましく、これらは上部分と下部分１０ａ，１
０ｂのヒートシールで作られる。

ヒートシールは、上部分と下部分１０ａと１０
ｂ及びチユーブ１４，１６を接続する１つの接着
手段であるが、その他の接着手段として超音波接
着、高周波（r）溶着、溶剤による接着、あるい
はその他の接着手段を用いることができる。

１つの実施例において、使い捨てポンプチヤン
バ１０はブロー成形で作られる。その場合には、
上部分１０ａと下部分１０ｂはチユーブ１４，１
６と共に成形工程において、共にヒートシールさ
れる。ブロー成形の利益は、別々に成形した上部
分と下部分１０ａと１０ｂを一緒にしようとする
ときに、別の方法を用いた時に起るいかなる問題
も避けることができると云うことである。

これとは別に、上部分１０ａと下部分１０ｂを
別々に真空成形することも行われる。この場合に
おいて、多くの凹所を有する鋳型が、同じ部材
（１０ａや１０ｂのような）を多く含むモール
ド・プラスチツク板の生産のために用いられる。
チユーブ１４と１６は、次に所定の位置に置かれ
る。

そして、同数の他の部材を有するシートが、最
初のシートおよびチユーブの上に置かれ、次いで
部材１０ａ，１０ｂは共にヒートシールされる。

各々のポンプチヤンバは、その後で、パンチや
打ち抜き形式のカツターにより１個ずつ切断され
る。それと同時に、位置決め用の孔５２と５４
は、所望の大きさのものが穿孔される。このよう
にして、多数の使い捨てポンプチヤンバ１０が同
時に製造される。

第７〜１３図には、ポンプハウジング１２の
種々の部分を、別々の角度から見たものを示す。
第７図は、使い捨てポンプチヤンバ１０が挿入さ
れ、上部カバー１８が閉じられて作動状態に置か
れたポンプハウジング１２を示す断面図である。
ポンプは、送りサイクルの始まる状態で示されて
いる。

第７図に示されるように、ダイヤフラム収容部
２２は、カムハウジング２３上に載置される。そ
して、その部材は、デルリン（Delrin）のような
低摩擦材料で作られるか、あるいはバルブやピス
トンロツドの抵抗を減ずるために用いられるリニ
アペアリングを有するABS樹脂のような材料に
より作られる。カムハウジング２３は、その基部
分で取付板９２に接続される。

カムハウジング２３にはモータ９４が支持され
る。そのモータはステツプモータが望ましい。も
ちろん、他のモータ類も使用し得るが、ステツプ
モータは、特にマイクロコンピユータによる制御
回路のようなデジタル回路によりコントロールさ
れるのに適していて、そのデジタル性により好ま
しい。

モータ９４はカムシヤフト９６を駆動する。カ
ムシヤフト９６には、４個のカム９８，１００，
１０２及び１０４が設けられる。カム９８は、ロ
ツド１０８を介してバルブ４４を駆動する。この
ロツドの下端はカム９８の上に係合しており、カ
ムハウジング９０のシヤフト１０９を通つて延び
ている。バルブ４４は、ポンプハウジング１２の
中のポンプチヤンバ１０の挿入を容易にするよう
に弾性的に装着される。

カム１００は、カムハウジング９０の中を通る
シヤフト１１１の中を延びているロツド１１０を
介して、ピストン３８を駆動する。ロツド１１０
の下端部はカム１００の上に係合し、この上端は
ピストン３８のアタツチメントを取付けるように
ねじが切られている。ロツド１１０とピストン３
８の取付関係は、カム１００からピストン３８の
上端部までの有効長さを調節できるようになつて
いて、それにより厳密な公差に対する要求を緩和
している。

バルブ４６はロツド１１４を介してカム１０２
により駆動される。そのロツド１１４は、カム１
０２の表面に係合する丸く形成された下端部を有
し、カムハウジング９０の中のシヤフト１１５を
通つているものである。バルブ４６はまた、ポン
プハウジング１２の中でポンプチヤンバ１０の装
着を容易にするために弾性的に装着される。

カム１０４は、カムハウジング９０内のシヤフ
ト１１７を通つているロツド１１６を介してピス
トン４０を駆動する。ロツド１１６の下端部はカ
ム１０４の表面に係合するように丸く形成されて
いて、ロツド１１６の上端部がピストン４０に接
続されるようになつている。

４本のロツド１０８，１１０，１１４及び１１
６の各々のものは、ロツドの下端部付近に小さい
スプリング１０８ａ，１１０ａ，１１４ａ及び１
１６ａを有する。これらのスプリングは比較的弱
いばねであるが、各々のカムにロツドが常に接す
るようにするために用いれる。

この構成は、ポンプが横に置かれるのではな
く、縦に置かれた時（すなわち、ロツド１０８，
１０，１１４及び１１６が通常は水平である）に
は特に重要なことである。スプリング１０８ａ，
１１０ａ，１１４ａ及び１１６ａはできるだけ弱
く作られる。このために、ピストンとバルブの駆
動時において、スプリングの力に対抗するのに、
非常に小さいエネルギを要するのみでよいように
なつている。

ピストン３８，４０とバルブ４４，４６の駆動
システムは重要な長所を有する。モータ９４はシ
ヤフト９６を一方向にのみ駆動する。駆動モータ
の逆の回転は、所望の送り動作のためには要求さ
れない。それに加えて、使い捨てポンプチヤンバ
１０のチヤンバ２４，２６は円筒形のダイヤフラ
ム型のチヤンバであり、ロツドとカムライダ及び
シリンダ３２，３４のための許容公差を減少させ
る。これは製造コストを下げることができると共
に、一方では、送り出し割合の必要な精度を達成
させる。

第７図の駆動シヤフト９６には、エンコーダホ
イール１１８が接続される。これはその周辺部の
近くに所定の間隔をもつて溝を有するような、普
通に用いられるエンコーダホイールである。エン
コーダセンサーアツセンブリ１２０は、カムハウ
ジング９０の裏面に設けられ、そして、エンコー
ダホイール１１８の溝を検知するように位置づけ
られる。

エンコーダアツセンブリ１２０は、エンコーダ
ホイール１１８の一方の側部に置かれる光源（図
示せず）を有し、他側部には光センサ（図示せ
ず）を設けている。ホイール１１８のスロツトが
横切るたびに、光が光源から光センサへと通過で
き、エンコーダアツセンブリ１２０は、エンコー
ダホイール１１８の溝の存在を示す電気パルスを
発生する。

第８図、第９図にはエンコーダアツセンブリ１
２０の詳細を示している。第８，９図に示される
ように、エンコーダアツセンブリ１２０は、フラ
ンジ１２１に設けられ、カムハウジング２３の裏
面にねじ止めされている。

エンコーダホイール１１８とエンコーダアツセ
ンブリ１２０の目的は、カムシヤフト９６が回転
していることを直接に示すことにある。

図示の例において、制御回路（図示せず）は、
エンコーダセンサ１２０の出力を監視する。も
し、エンコーダセンサ１２０の出力の変化が所定
の時間々隔で発生しないときは、警報が鳴り、ポ
ンプ作用を止める。この検知は、シヤフト９６が
回転しているか否か、さらにはポンプがその作用
を行つているかを直接に表示しているのである。
エンコーダホイール１１８とエンコーダセンサア
ツセンブリ１２０の使用は、この事故の状態を示
すために用いられるのである。

第７図に示されるように、カム９８，１００，
１０２及び１０４の各々は、整列孔９８ａ，１０
０ａ，１０２ａ及び１０４ａを有している。同様
にエンコーダホイール１１８は整列孔１１８ａを
有する。カムハウジング２３には整列孔２３ａが
設けてある。この孔２３ａは、整列孔９８ａ，１
００ａ，１０２ａ，１０４ａ及び１１８ａを通し
て、カムの最初の整合を行うために用いられるも
のである。

孔２３ａを通し、各々の孔をピン（図示せず）
で挿通することにより、すべてのカムがポンプの
最初の組立状態に配列される。カムとエンコーダ
ホイールは、それからカムシヤフト９６の所定の
位置に、止めねじ（図示せず）により固着され
る。この配列は、シヤフト９６が挿通され、カム
とエンコーダホイールが固定されることにより完
了される。

第７図には、また、背圧検知アツセンブリが示
されている。これは、ピストン４２とシリンダ３
６及び使い捨てポンプチヤンバ１０の圧力検知チ
ヤンバ２８とからなるものである。第７図に示さ
れるように、ピストン４２は、カムハウジング９
０の中のシヤフト１２２を通つて延びている。ピ
ストン４２の底部には、スプリング１２６の上端
部を受ける端子１２４が結合される。スプリング
１２６の他端部は、中間部材１２８の上部に係合
する。図に見られるように、圧力検知チヤンバ２
８の中の液体の圧力は、スプリング１２６により
上方に付勢されているピストン４２を下方へ押し
下げるように働く。

第１０図に明示されるように、端子１２４の延
長部は接触アーム１３０である。第１及び第２圧
力コンタクト１３２と１３４は、カムハウジング
９０の表面部分で、上下方向の２つの位置に置か
れる。この配置において、スプリング１２６はピ
ストン４２に十分な圧力を与え、それにより、接
触アーム１３０は上部コンタクト１３２の下部に
物理的及び電気的接触を行う。接触アーム１３０
への電気的接続は、端子１２４に接続される電線
（図示せず）によりなされ、コンタクト１３２へ
の電気的接続は、コンタクト１３２とねじ１３６
の間に接続する電線（図示せず）によりなされ
る。

チヤンバ２８内の圧力が、スプリング１２６の
弾性力に打ち勝つに十分でなく、接触アーム１３
０とコンタクト１３２を離している間は、背圧は
許容限度以内にある。背圧検知チヤンバ２８から
の流体が、IV針に接続するチユーブ１６に直接
に流れている間は、チヤンバ２８の圧力は患者へ
の送り込み圧力に直接に関係する。もし、実際の
圧力（これはスプリング１２６、取りつけ部材１
２８の位置及びコンタクト１３２により決まるも
のである）が超過し、それによつてピストン４２
が下方へ動き、接触アーム１３０とコンタクト１
３２が離されると、電気的接触は解除され、警報
が鳴る。

図示の例において、第２の下部コンタクト１３
４は、上部コンタクト１３２の下方に設けられ
る。圧力がより高くなり、第２の設定圧に達した
時に、接触アーム１３０は下部コンタクト１３４
の上端部に係合する。これは電気的に検知され、
第２の高い圧力を示す第２の警報を発する。ねじ
１３８の１つと下部コンタクト１３４の間には、
電線（図示せず）が接続される。電気的制御回路
（図示せず）は、オペレータが、いずれ（高い側
又は低い側）の圧力の限界が警報を作動させるか
を選択することを可能にする。

第１１図はカムハウジング２３の平面図であ
り、第１２図はコンタクト１３２の詳細図であ
る。この２つの図面は背圧検知機構を示してい
る。第１１図に示すように、カムハウジング２３
は接触アーム１３０が動く狭いスロツト１４０を
有している。

第１２図はコンタクト１３２の正面図であり、
金属製の長方形の板体が２つの長孔１４２と１４
４を有している。長孔１４２と１４４は、板体１
３２の縦方向の調節が可能なようになつているも
ので、それにより板体１３２と接触アーム１３０
の接触を解除するための圧力の調節ができるよう
になつている。下部コンタクト１３４は同様に、
その位置の調節をできるようにする長孔を有して
いる。

前記の背圧検知機構は、安価で単純な構成で、
信頼性を有する。これは警報が鳴るようにした２
つの圧力範囲を調節できるようにしている。それ
故に、本構成によれば、警報が鳴る背圧の範囲を
選択でき、透析を受けている患者は、ポンプの供
給し得る最大の背圧力を受けることはないのであ
る。ポンプの最大の背圧が、特定の患者又は装置
の安全の限界を超えることが時々あつたが故に、
この点は旧来のポンプから引き続いてある問題で
ある。

ピストン、スプリング、コンタクトアームやコ
ンタクトが図示の構成では使用されたが、背圧に
依存するチヤンバ２８の動きを検知する他の手段
も、同様に用いられる。例えば、半導体やワイヤ
ストレンゲージが、ピストン４２に置き換えて、
圧力を検知するために用いれる。しかしながら、
図示される配置の方が安価で、簡単で、信頼性が
あり、調節の容易性において優つている。

第１１図はカムハウジング９０の平面図であ
り、また、カムハウジング２３の各々の開口の周
囲に設けた溝１５０が示されている。これらの溝
は、使い捨てポンプチヤンバ１０から何かの理由
で漏れ出したりする流体を集め、ハウジング２３
のシヤフトと各ロツドの間の摺動部分に流体が入
り込むことを防止する。

第１１図及び第１３図には、スイツチ６８とス
イツチアーム７０がより詳細に示される。スイツ
チアーム７０は、ポンプの全部品が装備されたと
きに側面カバー１９の内側面に係合する。これは
スイツチ６８が閉じられた時に作動し、ポンプが
作動状態にあることを示す。スイツチ６８はカム
ハウジング２３に結合されたフランジ１５２に取
りつけられる。

第１４図はダイヤフラム収容部２２の平面図で
ある。第２図と共に、第１４図には、使い捨てポ
ンプチヤンバ１０の中にある気泡を検出するため
に用いられる気泡検知部材が示される。この気泡
検知部材は上部カバー１８の下面に設けられる第
１及び第２の電極５６，５８よりなる。端末部材
６０及び６２は第１，２の電極５６，５８の各々
と電気的に接触する。

共通電極６４は、ダイヤフラム収容部２２の上
面に設けられ、ねじ６６と６６ａにより保持され
る。共通電極６４の巾は、第１の電極５６又は第
２の電極５８の巾よりは大きいもので、電極６４
は第１，２の電極５６，５８と直接に対向するよ
うに取りつけられる。チユーブ１６は、第１，２
の電極のストリツプ５６，５８と共通電極６４の
間に置かれる。ターミナル６０，６２及び６６に
接続される電気回路（図示せず）は、第１の電極
５６と共通電極６４により作られる第１のキヤパ
シタと、第２の電極５８と共通電極６４とにより
作られる第２のキヤパシタの間の誘電率の差を見
つけ出す。１個の気泡が第１のキヤパシタに到着
すると、電気回路は不平衡状態となり、気泡の存
在を表示する。この不平衡状態は警報の作動用と
しても用いれる。

図面に示される気泡検知器は、簡単で、容易に
ポンプに組み込める安価なものである。気泡を検
知するためには、旧来のIVポンプにおいて用い
られたような、光学的技術は要求されない。それ
故に、光学的方法において発生した種々の問題を
避けられるのである。

IVシステムの中での空気の存在は回避されな
ければならない。本発明においては、使い捨てポ
ンプチヤンバ１０の中に気泡が溜ることを防止す
るように作られる。円筒形のチヤンバ２４，２６
及び２８の各々が配列されており、それにより気
泡は常に上方に逃げるようになつている。それ故
に、これらのチヤンバの中に、気泡が蓄積される
ことはない。これと同様に、バルブ４４と４６は
使い捨てチヤンバの中に気泡を生成することのな
いように作動される。

図示の例において、ポンプ機構のすべては、導
入部が排出部よりは低い位置にあるように配置さ
れる。その結果、気泡は使い捨てチヤンバ１０の
中の如何なる位置にも溜ることなく、ポンプを通
過して流出するのは自然なことである。そして、
それは患者に接続される前に、チヤンバからすべ
ての気泡が除去される必要があると云う、このシ
ステムの最初のパージ（purge）に際しては、特
に重要なことである。

第１４図及び第１５図には、ダイヤフラム収容
部２２がカムハウジング２３に弾性的に取りつけ
られているのが示されている。通常の操作におい
て、ダイヤフラム収容部の下面と、カムハウジン
グの上面とは約1.2m／ｍ（0.05インチ）の間隔が
あけられる。ダイヤフラム収容部２２は、３本の
ねじ１５６によつてカムハウジング２３に位置決
めされて取りつけられる。このねじはダイヤフラ
ム収容部２２を下方に貫通して、カムハウジング
２３にねじ込まれている。

第１５図に詳細に示されているように、スプリ
ング１５８が、ねじ１５６の各々の軸を囲むよう
にして、ダイヤフラム収容部２２とカムハウジン
グ２３の凹所１６０と１６２の各々に装着され
る。通常のポンプの操作において、スプリング１
５８は圧縮状態で装着されており、カムハウジン
グ２３とダイヤフラム収容部２２を離すように付
勢されている。

側面カバー１９が解放され、下方へ揺動され、
ラツチ２０がピン２１から外されて上方に引かれ
るとスプリング１５８は、ねじ１５６の上部１５
６ａがダイヤフラム収容部２２の穴の底に係合す
るまで、ダイヤフラム収容部２２をカムハウジン
グ２３から上にあげるように付勢する。

ダイヤフラム収容部２２のカムハウジング２３
に対する適切な配置は、ダイヤフラム収容部２２
とカムハウジング２３の双方に対する使い捨てポ
ンプチヤンバ１０の配置と同様に整列ピン４８，
５０によつてなされる。第１６図に示されるよう
に、ピン４８，５０は、ダイヤフラム収容部２２
の表面からこの部材２２の中を通つて、カムハウ
ジング２３の中に設けられたシヤフト１６６，１
６７の中へ貫通される。

前述した通り、ダイヤフラム収容部２２は、カ
ムハウジングに対して弾性的に支持される。それ
により、使い捨てポンプチヤンバ１０の挿入、取
り外しに際して、すべてのピストンやバルブは、
ダイヤフラム収容部２２の上部表面の所定の場所
に収納される。それで、使い捨てポンプチヤンバ
１０は、ポンプがそのサイクルのどの位置で停止
されていても、ピストンやバルブに影響を受ける
ことなく所定の位置に置かれる。前図に示される
ように、上部カバー１８は、ダイヤフラム収容部
２２にピン２１とラツチ２０により取りつけられ
る。

上部カバー１８とダイヤフラム収容部２２は、
カムハウジング２３に、前部カバー１９を介して
取付けられている。カバー１９は、カムハウジン
グ２３に、その一端部が蝶番により取付けられて
いる。前部カバー１９は、折れ曲り（フラツプ）
部１９ａとハンドル部１９ｂを有する。折れ曲り
部１９ａは、ラツチ２０の上表面に引つかけら
れ、ポンプの種々の部分をそれぞれ所望の作動状
態に保持する。

側面カバー１９が、上部カバー１８から離れて
下方に回動したとき、上部カバー１８とダイヤフ
ラム収容部２２は直ちに上方にはね上がるのでは
ない。むしろ、上部カバー１８が少し開かれた後
に、これらの部材はカムハウジング２３から少し
離れるだけである。

第１７，１８及び１９図には、特有なポンプの
止め部材と蝶番部分を示している。第１７図はポ
ンプハウジング１２の底面図、第１８図は平面
図、第１９図は正面図である。第１７図、第１８
図及び第１０図、第１５図に部分的に示されるよ
うに、カムハウジング２３の後部側面には、上部
カバー１８の後部で板ばね状の止め部材及びカム
作用機構を行う背面板部材１７０，１７２が設け
られる。部材１７０は止め部材１７０ａとカム作
用部材１７０ｂをもつ。同様に、金属部材１７２
は止め部材１７２ａとカム作用部材１７２ｂをも
つ。部材１７０はカムハウジング２３の後部側面
にねじ１７４で取りつけられ、部材１７２もま
た、カムハウジング２３の後部側面にねじ１７６
で取りつけられる。

ポンプが閉じられて操作状態にある時、止め部
材１７０ａと１７２ａは上部カバー１８の後部の
両端にあるくぼみ１７８と１８０の底部に係合す
る。止め部材１７０ａと１７２ａは、止め部材１
９と共にスプリング１５８によつてダイヤフラム
収容部２２とカムハウジング２３が所定の間隔、
約1.2m／ｍ（0.05インチ）よりも開かないように
保持している。

第１７図に示されるように、上部カバー１８と
ダイヤフラム収容部２２は、その後の面で蝶番１
８２により互いに軸支される。カバー１８が開か
れ始めると、カバー１８は蝶番１８２により支持
される。カム部材１７０ｂと１７２ｂはカバー１
８の後部側面に対抗して、部材１７０と１７２の
上端部をカバー１８の後部側面とダイヤフラム収
容部２２とから押しはなすように作用する。

カバー１８が十分に開かれたときに、部材１７
０ａと１７２ａによるカム作用は、上部カバー１
８のくぼみ部分１７８及び１８０との係合を解く
ように、止め部材１７０ａと１７２ａを最終的に
動かす。前面カバー１９が開いた位置に置かれる
と、くぼみ１７８と１８０との係合を解かれた部
材１７０ａと１７２ａの動きは、ダイヤフラム収
容部２２と上部カバー１８とが、スプリング１５
８の力により上方へ動かされることを可能にす
る。

いつたん、ダイヤフラム収容部２２とカムハウ
ジング２３が分離されると、カバー１８は、使い
捨てポンプチヤンバ１０の取外しと交換を許すよ
うに更に開かれるようになる。傾斜切込部１８４
と１８６は、金属部材１７０と１７２のカム部材
１７０ｂと１７２ｂの干渉を受けることなく、カ
バー１８を更に開かされる。

第１５，１８及び１９図に示されるように、前
カバー１９は、カムハウジング２３に前部取付け
ブロツク１８８と１９０により連結されている。
蝶番１９２と１９４の下の部分は、前部取付ブロ
ツク１８８と１９０の下端にねじ１９６により取
付けられる。蝶番１９２と１９４の上の部分は、
前カバー１９の下底部にボルト１９８により取付
けられる。ねじ２００は、前部取付ブロツク１８
８と１９０をカムハウジングの前面に結合する。

第２０図には、カム９８，１００，１０２及び
１０４の実施例が示される。これらのカムはモー
タ９４の方から見たものが示される。第１３図に
示されるようにカム９８，１００，１０２及び１
０４は時計方向に回転する。

基準点である0゜の点（例えば、送りサイクルの
開始点）では、カム９８が最大の半径部分である
ために、バルブ４４は閉じられる。カム１００は
定常最大径部分の始まる位置にあり、それによ
り、ピストン３８は最高位置に静止される。カム
１０２は最小半径部分にあり、それにより、バル
ブ４６は開かれる。カム１０４は、回転角1゜毎に
0.666ミル（１ミル＝1/1000インチ）の割合でそ
の半径が増加し、それにより、ピストン４０はカ
ムの回転1゜毎に0.666ミルずつ上方へ動く。

この操作の段階において、各回転角1゜毎に送ら
れる液体の量は、0.666ミル×〔第２ポンプチヤン
バ２６（及び第２シリンダ３４）の断面積〕＋
0.666ミル×１／２×（ポンプチヤンバとピストン
の各内壁間の断面積）で計算される値に等しい。

20゜だけ回転したとき、バルブ４４は閉じたま
まで、ピストン３８は静止しており、カム１０２
が最大半径部分にあるために、バルブ４６は閉じ
たままである。ピストン４０は1゜の回転につき
0.666ミルの比率で上方へ動き続ける。

40゜の回転で、バルブ４４は、カム９８が最小
半径の位置に来るために開かれる。この点では、
ピストン３８はまだ静止しており、カム１０４
は、ピストン４０を1゜の回転につき0.666ミルの
比率で動かしている。

40゜〜180゜の回転では、バルブ４４は開いたま
まであり、カム１００の半径は1゜の回転につき
1.714ミルの率で減少してゆく。その結果、第１
の送りチヤンバ２４は、その回転角度1゜毎に次の
式で計算される率（Ｖ）で満たされる。

Ｖ＝1.714ミル×（第１チヤンバ２４の横断面
積）＋1.714×１／２×（ポンプチヤンバとピスト
ンの各内壁間の断面積） バルブ４６はまだ閉じられており、ピストン４
０は、回転角度1゜毎に0.666ミルの率で上昇する。

180゜の回転で、バルブ４４はまだ開いており、
カム１００は最小半径区域のある40゜区間（180゜
〜220゜）にかかる。それ故に、ピストン３８は最
下部にあつて静止する。カム１０４が回転角度1゜
毎に0.666ミルの割合で半径を増加させる間、バ
ルブ４６はまだ閉じられている。

200゜の回転で、カム９８はその最大半径にな
り、その結果、バルブ４４はその最上部位置にあ
り、導入チユーブ１４からの液体の流れを閉じ
る。

カム１００は定常最小半径区間内にあり、ピス
トン３８は最下部の位置に留まる。バルブ４６は
最上位々置にあり、第１チヤンバ２４から第２チ
ヤンバ２６への液体の流れを閉じている。カム１
０４の半径は、回転角度1゜毎に0.666ミルの比率
で増加し続け、ピストン４０はその比率で上方に
動き続ける。

220゜の回転で、バルブ４４はその上方の閉止位
置に留まり、ピストン３８は最下位々置に留ま
る。カム１０２はその時に最小半径位置に達し、
それにより、バルブ４６は最下位々置で開いた位
置にある。カム１０４は220゜に回転した位置で最
大半径に達する。

220゜〜360゜の回転で、バルブ４４は最上部（閉
止）の位置にある。カム１００は、回転角度1゜に
1.714ミルの比率で半径を増し、それ故にピスト
ン３８はその比率で上方へ動く。バルブ４６はそ
の最下部（開）位置にあり、それによつて第１チ
ヤンバ２４から第２チヤンバ２６へ液体が流れ得
るようにする。カム１０４は、その回転角度1゜毎
に1.048ミルの比率で半径を増加し、それ故に、
ピストン４０はその比率で下方へ動く。

回転角度1゜毎に排出チユーブ１６を通つて排出
される液体の量は、第１チヤンバ２４と第２チヤ
ンバ２６の間の容積の変化の差と同じである。実
施例において、第１、第２チヤンバ２４と２６は
同一の断面積を有し、そして、容積の差異は、第
１チヤンバ２４の容積が、回転角度1゜毎に1.714
ミルの割合で減少し、一方、回転角度1゜毎に
1.048ミルの割合で、第２チヤンバ２６の容積が
増加すると云う点にある。それ故に、送り出され
る液体の容積は、その回転角度1゜当り、次のよう
に表わされる。

（1.714ミル―1.048ミル）×（シリンダ３８又は
４０の断面積）＋1.714ミル―1.048）×１／２×
（ポンプチヤンバとピストンの各内壁間の断面積） この値は、明らかなように、次のように書き直
される。

0.666ミル×（第２シリンダ２６の断面積）＋
0.666×１／２×（ポンプチヤンバとピストンの各
内壁間の断面積） その結果、ポンプ送りされる量は、第２のピス
トンが下方へ下つているときにも一定量に保たれ
る。これは、第１チヤンバ２４からら圧送される
量が、第２チヤンバ２６の受け入れる量を超え、
この量が必要とされる一定の流量と同じ量である
という理由による。

カム９８，１００，１０２および１０４が360゜
（または0゜）まで回転すると、次のサイクルが始
まる。以上のことから、一定の流出量が、単に２
つのバルブと２つのシリンダによつてもたらされ
ることがわかる。ポンプ作用を行うために、モー
タ９４にはいかなる逆転操作も要求されない。

前述した特定の具体例では、第１と第２のチヤ
ンバ２４，２６の断面積は同一である。これは製
造する際に種々の利点を有する。特に、第１ピス
トン３８と第２ピストン４０が同一サイズであれ
ば、これらは交換可能である。しかしながら、こ
れには異る断面積のチヤンバの使用も可能であ
る。排出チユーブ１６から流出する率がピストン
の動きの方向の如何にかかわらず一定であるため
には、第１及び第２ピストン３８，４０の駆動の
特定の比率はもちろん、第１、第２チヤンバ２
４，２６の断面積に関係する。

ポンプから排出される液体の量は、ほぼ完全
に、カム１００，１０４とピストン３８，４０の
寸法に関係する。前記流体の量は、第１および第
２のチヤンバ２４，２６の厚さには、ほとんど依
存しない。多くの適用例において、チヤンバ２４
と２６の壁の厚さの影響は全く無視し得るもので
ある。

バルブ４４と４６がその位置を変える点は、一
方が開く前に他方が閉じる限りは、重要ではない
こと、およびすべてのバルブは、カム１００が一
定の半径位置をとる間に、その位置が変ることも
了解されるであろう。

前記したポンプの重要な利点は、すべてのバル
ブとピストンの動作が、ただ１本のカム軸９６に
よりなされることである。バルブは、電気的な検
知装置やスプリングで付勢されることなく、カム
９８，１０２の形状により、連続的に作動する。

前記したポンプはフエイルセイフ（fail safe）
機能を有する。第２０図に示されるように、送り
行程のすべてにわたつて、少くとも１つのバルブ
は常に閉じられている。これにより、動力源の故
障や、不注意による閉鎖、その他の原因によりポ
ンプが停止した時のサイホン現象の危険がない。

（効果） 本発明のポンプチヤンバは、従来のIVポンプ
用チヤンバをしのぐ次のような重要な利点を有す
る。

１ 本発明の使い捨てポンプチヤンバ１０は非常
に低コストな部品である。後に詳細に述べるよ
うに、使い捨てポンプチヤンバ１０はプラスチ
ツクで作られる。使い捨てチヤンバ１０は、内
部にバルブなどを有していないので、使い捨て
チヤンバ１０のコストは安い。

２ 使い捨てポンプチヤンバ１０は円筒形ダイヤ
フラムポンプチヤンバ２４，２６と端末部のバ
ルブを用い、これによつて使い捨てポンプチヤ
ンバ中で液体の流れを単にはさみ取るだけであ
るから、その可動部分間にシール部材を有して
いない。可動部分の間にシール部分を設けるこ
とを要求されないために、ポンプは血液細胞を
破壊することはなく、全血液を処理するために
用いられる。

３ 使い捨てポンプチヤンバは、有効な細菌のバ
リヤを備えている。チヤンバ１０は使い捨てで
あり、ただの１回のIV治療にだけ用いられる。

使に捨てポンプチヤンバ１０の低コストの故
に、IV治療のコストが装置（メカニズム）の
コストにより制限されることはない。

４ ポンプハウジング１２と使い捨てポンプチヤ
ンバ１０の誤差許容度は、ポンプの流体送出量
やその精度にほとんど影響を与えない。その結
果、低コストの使い捨てポンプチヤンバの製造
が可能となる。

５ ２つの可撓性ポンプチヤンバとこれに関連す
る２つの可撓性通路部分を備えるのみで、とぎ
れのない連続的な流体の流れ（実質的に定常は
流れさえも）を得ることができる。

６ 本発明のポンプチヤンバにおいては、動力又
は電池の消耗、不注意による閉鎖、又は他の理
由によりポンプが停止した場合に、自動的にバ
イアス・オフとし得る。これは、ポンプが送り
サイクルのどの位置にあつても、２つのバルブ
４４，４６のうちの１つが常に閉じており、し
たがつて２つの可撓性通路部分の一方が常に主
流体通路を閉塞しているためである。

１つの可撓性通路部分は、他方の可撓性通路
部分が閉じた後にのみ開くようになつている。
これは、フエイルセイフを可能にし、そして、
ポンプが停止した時のサイホン作用を防止す
る。

７ 圧力検知チヤンバ２８はピストン４２と共同
して、警報のトリガとなる１つ又は複数の背圧
限界値を選定するための、簡単で、しかも効率
的な方法を提供する。

それれ故に、本発明のポンプチヤンバを装填
したポンプにおける背圧の限界値は、ポンプが
供給できる最大の背圧よりも小さく選定され
る。これは、透析や他の障害の患者に対する安
全性を向上させる。

本発明は、好適な実施例と共に示されている
が、発明の根本思想および特許請求の範囲を逸脱
しない限りにおいて、一部分又は形式を変え得る
ことは認識されるであろう。例えば、IV治療の
適用は本発明の最も重要な適用例であるが、他の
ポンプの必要条件もまた本発明のポンプによつて
満足されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の使い捨てポンプチヤンバト
これを用いるIVポンプとの具体例の斜視図であ
る。第２図は、IVポンプと使い捨てポンプチヤ
ンバの、ポンプハウジングを開き、使い捨てポン
プチヤンバを移動させた状態の斜視図である。第
３Ａ，３Ｂ及び３Ｃ図は、使い捨てポンプチヤン
バの平面、側面及び底面図である。第４図は、第
３Ａ図の４―４線によるポンプチヤンバの断面図
である。第５図は、第３Ａ図の５―５線によるポ
ンプチヤンバの断面図である。第６図は、第３Ａ
図の６―６線によるポンプチヤンバの断面図であ
る。第７図は、第１図の７―７線によるIVポン
プの断面図である。第８図及び第９図は、IVポ
ンプのエンコーダ装置を示す詳細図である。第１
０図は、第７図の１０―１０線によるIVポンプ
の断面図である。第１１図は、IVポンプのカム
ハウジングの平面図である。第１２図は、バツク
プレツシヤ（背圧）コンタクトを示す詳細図であ
る。第１３図は、第７図の１３―１３線による断
面図である。第１４図は、IVポンプのダイヤフ
ラム収容部の平面図である。第１５図は、第１４
図の１５―５線による断面図である。第１６図
は、第１４図の１６―１６線による断面図であ
る。第１７図は、IVポンプの底面図である。第
１８図は、IVポンプの平面図である。第１９図
は、IVポンプの一部を切欠いた正面図である。
第２０図は、ポンプの第１、第２ピストンと第
１、第２バルブの駆動に用いられる４つのカムを
示している。 １０……使い捨てポンプチヤンバ、１８，２
２，２３……ポンプハウジング、２４……第１の
可撓性ダイヤフラム、２６……第２の可撓性ダイ
ヤフラム、３２……第１のシリンダ、３４……第
２のシリンダ、３８……第１ピストン、４０……
第２ピストン、４４……第１のバルブ手段、４６
……第２のバルブ手段、９４，６９，１００，１
０４，１１０，１１６……駆動手段、９８，１０
２，１０８，１１４……バルブコントロール手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全体が独立の単体として構成され、IV溶液
   が入口８２ａ，８２ｂから出口８６ａ，８６ｂに
   向けて送り込まれる、IV溶液用使い捨てポンプ
   チヤンバ１０であつて、 前記ポンプチヤンバ１０は、可撓性材からな
   り、前記入口８２ａ，８２ｂおよび出口８６ａ，
   ８６ｂ間に延びる、密封された主流体通路８０
   ａ，８０ｂを含み、 前記の密封された主流体通路８０ａ，８０ｂ
   は、その一方の容積が増加するとき他方の容積が
   減少するように制御される、第１および第２の可
   撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２４，２６を含
   み、 前記第２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ
   ２６は、前記第１の可撓性ダイヤフラムポンプチ
   ヤンバ２４と出口８６ａ，８６ｂとの間に配置さ
   れ、 主流体通路８０ａ，８０ｂはさらに、入口８２
   ａ，８２ｂと前記第１の可撓性ダイヤフラムポン
   プチヤンバ２４との間に連結されており、前記第
   １の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２４の容
   積が減少されるとき、押しつぶされて、前記第１
   の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２４および
   入口８２ａ，８２ｂ間の流体の流れを制限する第
   １の可撓性通路部分と、 第１および第２の可撓性ダイヤフラムポンプチ
   ヤンバ２４，２６の間に連結されており、前記第
   ２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２６の容
   積が減少されるとき押しつぶされて、前記第１お
   よび第２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２
   ４，２６の間における流体の流れを制限する第２
   の可撓性通路部分とを備えているIV溶液用使い
   捨てポンプチヤンバ。 ２ 前記の密封された主流体通路８０ａ，８０ｂ
   は、互いに向い合つて封止された第１および第２
   の可撓性部分１０ａ，１０ｂよりなる前記特許請
   求の範囲第１項記載のIV溶液用使い捨てポンプ
   チヤンバ。 ３ 全体が独立の単体として構成され、IV溶液
   が入口８２ａ，８２ｂから出口８６ａ，８６ｂに
   向けて送り込まれる、IV溶液用使い捨てポンプ
   チヤンバ１０であつて、 前記ポンプチヤンバ１０は、可撓性材からな
   り、前記入口８２ａ，８２ｂおよび出口８６ａ，
   ８６ｂ間に延びる、密封された主流体通路８０
   ａ，８０ｂを含み、 前記の密封された主流体通路８０ａ，８０ｂ
   は、その一方の容積が増加するとき他方の容積が
   減少するように制御される、第１および第２の可
   撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２４，２６を含
   み、 前記第２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ
   ２６は、前記第１の可撓性ダイヤフラムポンプチ
   ヤンバ２４と出口８６ａ，８６ｂとの間に配置さ
   れ、 主流体通路８０ａ，８０ｂはさらに、 入口８２ａ，８２ｂと前記第１の可撓性ダイヤ
   フラムポンプチヤンバ２４との間に連結されてお
   り、前記第１の可撓性ダイヤフラムポンプチヤン
   バ２４の容積が減少されるとき、押しつぶされ
   て、前記第１の可撓性ダイヤフラムポンプチヤン
   バ２４および入口８２ａ，８２ｂ間の流体の流れ
   を制限する第１の可撓性通路部分と、 第１および第２の可撓性ダイヤフラムポンプチ
   ヤンバ２４，２６の間に連結されており、前記第
   ２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２６の容
   積が減少されるとき押しつぶされて、前記第１お
   よび第２の可撓性ダイヤフラムポンプチヤンバ２
   ４，２６の間における流体の流れを制限する第２
   の可撓性通路部分とを備え、 さらに主流体通路が、第２の可撓性ダイヤフラ
   ムポンプチヤンバ２６と出口８６ａ，８６ｂとの
   間に連結されている第３の可撓性ダイヤフラムポ
   ンプチヤンバ２８を備えたIV溶液用使い捨てポ
   ンプチヤンバ。 ４ 前記の密封された主流体通路８０ａ，８０ｂ
   は、互いに向い合つて封止された第１および第２
   の可撓性部分１０ａ，１０ｂよりなる前記特許請
   求の範囲第３項記載のIV溶液用使い捨てポンプ
   チヤンバ。