JPH03184560A - 柔軟チューブのクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は柔軟チューブをクランプする装置に関する。こ
の種の装置は、メインクレームの前文に記載され、ドイ
ツ特許節３３　４４　８４０　　Ａ１号などによって知
られている。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］技術医
療の分野、特に体外循環の場合においては、特別な方法
でクランプによって柔軟チューブを開閉させる必要があ
る。この種の例として、単一針状配列を用いた体外循環
の透析などがある。

１作動サイクルの間に、動脈並びに静脈の脚部の柔軟チ
ューブ部分は、夫々開かれるか、閉じられねばならない
。これらの動作は、夫々に対応するクランプによって実
行される。

従来の技術より知られたクランプ器具では、対応する機
構に作動するよう接続された吊り上げ又は回転磁石が使
用されている。これらの磁石は、作動中に非常に大きな
電力を消費し、大量の熱を発生する、という欠点があっ
た。磁石のもう１つの欠点は、特に何時間にも渡って続
けられる透析の間に、患者の安静を乱し、悪影響を与え
得る非常に大きな騒音である。

ドイツ特許第３３　４４　８４０　　Ａ１号は、柔軟チ
ューブが刃によってクランプされ得るような、注入制御
器具の安全装置を示している。前記刃は、柔軟チューブ
を横切る方向に移動できるように支持されており、ギア
システムの出力軸上に配設されたカムをによって操作さ
れる。前記器具は安全装置として役立っている。この安
全装置は、動力域の故障の場合、注入動作を遮るような
特有の効果を有する。従って、注入動作の間に柔軟チュ
ーブを連続的に開かせ、又、閉じさせるには、前記器具
は不向きである、ということである。なぜなら、パルス
モータが、かくしてギアシステムそれ自身が非常に大き
な慣性を有し、かつ、前記刃によって操作される弁機能
が確実かつ迅速に応答するように、前記ギアシステムを
遊びなしに設計することは不可能だからである。

ドイツ特許第３１　０４　９８５　　Ａ１号は、２個の
クランプ要素が選択的に柔軟チューブをクランプしてい
るあいだに、ポンププランジャが前記２個のクランプ要
素間の領域にある柔軟チューブ内の液体体積を押し出し
て移動させるような、搬送即ちポンプ装置を示している
。この装置において、駆動作動はカムシャフトを介して
施行される。このカムシャフトは複数のカムを備え、こ
の複数のカムは、ポンプ要素並びにクランプ要素と動作
接続されている。この装置は、注入手段の柔軟チューブ
を正確かつ確実にクランプするには適さない。なぜなら
、クランプ手段は、搬送即ちポンプ動作のみに適するよ
う形成されているからである。

ドイツ特許第１５　４１　３６３号は、ソレノイドによ
って柔軟チューブをクランプする場合における注入手段
を示している。結果として、この注入手段は、既に本明
細書中に記載した欠点を有する。

本発明の目的は、簡単な構造を有し、確実な方法で作動
し、全ての患者の目前で不利な効果なしに長時間使用で
きる、柔軟チューブのクランプ装置を提供することであ
る。

本発明に従って、この目的は、メインクレームの特徴部
分を通して達成される。サブクレームは他の好ましい実
施例を示している。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の装置は
、いくつかの重要な利益によって特徴付けられる。複数
のプランジャが使用された時より、柔軟チューブの夫々
の断面に同じ物を設けることと、装置作動中に柔軟チュ
ーブを確実にクランプしかつ解放するように前記プラン
ジャを組み立てることとが可能になる。本発明に従う時
より、プランジャは、駆動装置によって回転可能なカム
要素によって作動され、プランジャは純粋に機械的な方
法で柔軟チューブに向けて動かされ、柔軟チューブより
引き込まれる。プランジャの動きは、ここでは電気的駆
動装置によって直接的な影響を受けるのではなく、本発
明に従って、カム要素自身を動かすだけで良い。この様
にカム要素自身を動かすのは、駆動装置によってプラン
ジャを直接作動させて柔軟チューブをクランプするより
も非常に簡単であり、駆動力は、かくして消費電力は相
当な範囲にまで減少できる。本発明に従い、以下のこと
は特に有益である。つまり装置は、その状態が変化した
時には付加的なエネルギーを供給するだけで正確に作用
するが、一方、変化しない局面においては、この付加的
エネルギーの供給は全く必要ない。従って、熱発生並び
に消費電力に関する従来技術の問題は、本発明において
は発生しない。さらに、カム要素をほとんど騒音を発し
ない方法で回転させることができる。

なぜならば、装置を開かせ、閉じさせるには、プランジ
ャのほんの僅かな移動があれば十分であり、又、吊り上
げ磁石の場合に知られているような、電機子要素の急激
な加速並びに減速が全くないからである。本発明の装置
において生じる騒音は、例えばギアシステムを付加的に
備える電気モータ或いはパルスモータ等の駆動装置の駆
動音だけである。以上の成果として、本発明の装置は、
騒音に対して非常に敏感な患者の長時間の治療に特に適
する。

本発明の好ましい実施例に従い、カム要素は回転可能に
支持されたカムディスクの形状を有する。

本発明においては、カム要素を長手方向に、例えばラッ
ク形駆動装置によって移動させることももちろん可能で
ある。カムディスクの回転可能な形状には、このカムデ
ィスクが非常に小さく、かつシンプルな構造を得られる
、という利益がある。

本発明のカムディスクは、高所と低所とを有するカム軌
道を少なくとも１面に設けられている。

高所と低所との間のレベル差は、プランジャの長手方向
の動き、即ち柔軟チューブの直径にほぼ一致する。故に
、本発明においては、カム軌道は他のギアシステム介入
の必要性なしに、直接プランジャの動きをを制御する。

さらに、プランジャの夫々を、必要なだけの通路の長さ
を越えて全体的に動かすことは、高所と低所とのレベル
差を利用して引き起こされる。故障を引き起こし得る中
間位置は、それによって排除される。

カム軌道は、好ましくは円即ち環状の外形を有する。こ
の外形は、カム軌道を非常に簡単な方法で、しかも低コ
ストで形成できる、という利点を有する。

夫々のプランジャがカム要素に沿って正確に案内されて
いることを確かめるために、本発明は、カム軌道に沿っ
て回転可能な案内要素をその一側端部に備えたプランジ
ャを示唆している。この案内要素は、好ましくはホイー
ルであり、このホイールは、プランジャの長軸と直交す
る方向に配設された軸を中心として回転可能である。こ
のホイールのために生じる摩擦力はほんの僅かである。

さらには、事実上騒音のない案内要素の走行が可能とな
る。

カム軌道の正確な動きを保証するために、駆動装置は好
ましくはパルスモータによって形成される。このように
して、円環状のカム軌道の、通常の回転と逆転とが可能
になる。

本発明の装置以後、プランジャの強制的な動きは動きの
両方向において必要であり、そこには数種の構造の可能
性がある。例えば、一移動方向においては弾性バイアス
要素によってプランジャを移動させ、他方向の移動はカ
ム要素によってを行うことが可能である。プランジャが
開位置又は閉位置へ移動するように、移動作動を施行さ
せることも可能である。プランジャの閉位置への移動は
、柔軟チューブが正確にクランプされ得る、という本質
的な利益を有する。なぜなら、柔軟チューブの直径の、
僅かな、随意の変量又は同様なものが、弾性バイアス要
素によって補正されるからである。

本発明の別の実施例において、プランジャを、その動き
の両方向にカム要素を用いて動かすことも又利益であり
、カム軌道は例えば、カム要素の横溝のような形に形成
できる。カム要素のプレート状の外形も同様に可能であ
る。カム要素はここでは両側にカム軌道が備えられ、夫
々の一側はプランジャの一作動方向に対応する。

本発明において、通常では付加的制御方法が必要ないよ
うに、夫々のプランジャの強制的な案内は、これら夫々
のプランジャの動きを決定する。

本発明に従って、もし支持部材を、この支持部材上に付
加的にセンサ要素を配置するように配設すれば、異なる
適用の様式が可能である。このセンサ要素は、プランジ
ャの位置、別の実施例においてはカム軌道の位置を決定
し得る。又、センサ要素は、例えば光バリヤ形に設計で
きる。

体外循環の多数の柔軟チューブを、本発明に記したよう
なひとつの装置によってクランプし、解放するように、
複数のプランジャは本発明の装置に設置される。複数の
プランジャを同時に移動させるのに用いるカム要素を作
動させるのに要するのが、ただ１個のパルスモータだけ
でいい、ということは、特に有益である。複数のプラン
ジャは、カム軌道の夫々異なる部分と噛み合い得る。が
、カム軌道の夫々同じ部分と噛み合わせることも可能で
ある。後者の場合、複数のプランジャは、もはや互いに
個々に独立して作動しないが、共同した複数のプランジ
ャは、夫々上方又は下方に同時に動かされる。

本発明の別の実施例においては、互いのプランジャの助
力を得て柔軟チューブをクランプし、例えば互いに連結
された複数の柔軟チューブをクランプし解放するうよう
にプランジャを形成することも可能である。さらに装置
は、複数のカム要素並びにプランジャの作動を１個の駆
動装置によって可能にする。

［実施例］ 本発明の装置は、第１図にのみ示す支持部材２を具備す
る。この支持部材２は、複数のプランジャ１を具備し、
これらプランジャ１は、バー又はロッド形に形成され、
夫々の下端が図示しない柔軟チューブに向けて付勢され
ている。特別な方法で柔軟チューブに取着される夫々の
プランジャの下端の構造は、図面を簡単にするため図示
しない。

支持部材２に滑動可能に支持される複数のプランジャ１
は、夫々の上端部に軸６を備える。この軸６は、プラン
ジャ１の長手方向を横切る方向に配設され、ホイール形
の案内要素７を回転可能に支持している。

さらに、支持部材２はセンサ要素９を備える。

このセンサ要素９は、複数のプランジャ１の夫々の位置
を検知するように、例えば光バリヤ形、又はそれに類似
して設計されている。又支持部材２は、別のセンサ要素
３０を備える。このセンサ要素３０は、カムディスク４
の位置を検出するように、光反射バリヤ形に設計されて
いる。

駆動装置（パルスモータ）３は、支持部材２の上方に設
けられている。この駆動装置３の軸１０は、その下端に
カムディスク４を支持し、このカムディスク４は、円即
ち環状のカム軌道５を備えている。プランジャ１の案内
要素７は、カムディスク４の回転動作が複数のプランジ
ャの上方又は下方への移動を生じさせるように、カム通
路５に沿って動く。

示した実施例で、複数のプランジャは、上方に向く移動
路にカム軌道５によって案内されているので、バイアス
要素８が、支持部材２の下に、圧縮ばねの形で夫々設け
られている。このばねは、第１２図の右半分に示すよう
に、クランプ位置ヘプランジャ１を移動させている。第
１図の左半分は、プランジャがその引き込み状態にある
のを示している。

第２図に示す実施例が第１図に示す実施例と相違してい
るのは、軸１０が、２個のカムディスク４を備えている
ことである。この２個のカムディスク４は、夫々２本の
カム軌道５を有し、プランジャ１を作動するのに役立っ
ている。

本発明が２個のプランジャを有することに制限されるも
のではないことは、当業者にとってあきらかである。即
ち、１個だけ、又は複数のプランジャを使用することも
可能である、ということである。

複数のプランジャの夫々の位置は、カムディスク４の回
転位置に応じて、又、センサ要素９によってモニタされ
臀る。このセンサ要素でのモニタは、故障、例えばバイ
アス要素８の破損が生じた場合に、故障が直ちに発見で
きる効果がある。

パルスモータの使用は利益をもたらす。というのは、こ
のモータが要するのは、通常動作電流の約２０％しか生
じない低い保持電流だけで良い。

本発明の装置は、夫々のプランジャ１に、固有の独立し
た動きを果させる。前述したように、円形のカムディス
ク４は、円即ち環状のカム軌道５を備えている。このカ
ム軌道の高所並びに低所は、案内要素７の回転動作を促
進するように適当な傾斜の面によって、夫々が互いに入
れかわる。

第３図並びに第４図は、共に本発明のカムディスクの、
異なる実施例の上面を示している。第３図に示す実施例
は、２個のプランジャ１に関する。

カム軌道５は、第１図に示すような高所と低所とを具備
する。この実施例では、カム軌道の１個の高所は、点線
１１と点線１２との間に設けられ、縮少されたサイズの
他の高所は、点線１３と点線１４との間に配設されてい
る。カム軌道５の高所の高さは、プランジャ１の最も多
くの可能性と所定のストロークとにより決定される。

好ましい実施例では、距離の長い方の高所は点線１１．
１２間の角度が１０５度であり、距離の短い方の高所は
点線１１．１２間の角度が５０度である。夫々の上昇を
達成するために要する右側並びに左側の勾配は３０度で
ある。記載された実施例では、高所と低所との間のレベ
ル差は、３ミリメートルである。この結果プランジャは
、全体で３ミリメートル上昇又は下降し得る。カムディ
スクの零点では、夫々の案内要素７は点線１５並びに点
線１６にある。これらの点線は、夫々の柔軟チューブが
クランプされる低所を示している。

カムディスクの零点は、作動開始時に使用される。第１
図の右側に示したプランジャは、カムディスクを４５度
時計回りに回転させることによって引き込まれる。第１
図の左側に示したプランジャは、カムディスクを同じ方
向にさらに４５度回転させることによって引き込まれる
。同じ角度での逆の回転の後、左側のプランジャは再び
延出し、これをさらに同じ方向に回転させると、右側の
プランジャが延出する。カムの対称性のために、零点か
らの回転の方向を反転させることによって、プランジャ
を逆の順序で動かすことも可能である。

第４図は、点線１７と点線１８との間に提供されたカム
軌道の高所の別の実施例を示している。

この高所は、３０度の傾斜路と、１５度延出する平坦部
よりなる。零点は、作用開始時に使用される（点線１９
．２０）。第１図の左側に示すプランジャは、カムディ
スクを９０度時計周りに回転させることによって引き込
まれる。一方、第１図の右側に示すプランジャは、零点
から同じ角度で反時計回りに回転させることによって引
き込まれる。この実施例に関しては、結果として、２個
のクランプのうち少なくとも１個は常時閉じられる。

本発明の装置は、個々のプランジャの、分離しかつ独立
した作用を制限し、夫々のシステムの一致する機能シー
フェンスが保証されるような方法でプランジャの動作を
選定することを可能にさせる。複数のプランジャがカム
軌道によって夫々作動される時から、２個のプランンジ
ャの動きが互いに釣り合うことが同時に保証される。１
個のみのプランジャの故障は、つり上げ磁石によくある
ことだが、ここでは除外され、作動の信頼度を大幅に改
善している。

最も異なるプランジャの動作シーフェンスは、カムディ
スク４の状態にプランジャを適合させて配設することに
よって達せられる。小さな構造は、本発明の装置の電力
消費と熱発生との低下を達成する。更に、本装置の作動
は、事実上騒音を発しない。プランジャの機械的接続は
、作動の信頼度をより増強させる。

第５図は、本発明の装置の別の実施例を部分的に示す側
面図であり、同じ部材を、同じ参照符号を用いて記しで
ある。第５図より明らかになるが、プランジャ１は段付
けられ、ハウジング２１の開口部中に案内され、これら
段付けられたプランジャ１の小径部を有する上端部はバ
イアス要素、即ち巻きばね８によって囲まれている。駆
動装置３は、ハウジング２１の上側にフランジ設置され
ている。センサ手段はハウジング２１の横方向に挿入さ
れている。

第６図乃至第８図は、カム軌道５を備えたカムディスク
４の実施例を示す。カムディスク４は、／：Ｐ、２２に
よって横方向に交差されたハブ２３を備えることがこの
実施例より明らかとなる。カムディスク４の特別な位置
において、２個のセンサ要素（第５図）がカムディスク
４の回転位置を決定するように光信号（送信機並びに受
信機）を送信することを、溝２２は可能にする。

第９図は、第６図乃至第８図に記したカム軌道の展開図
であり、図中、右側に向けられた矢印は、回転作動線並
びに方向を示している。

本発明は記載した実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲内であり、当業者にとって明白であれば、
いくつもの応用例と変形例とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の第１実施例の側面図、第２図
は、第１図に示す装置の変形例の一部を示す図、 第３図は、本発明のカム要素を示す平面図、第４図は、
本発明の別のカム要素を示す平面図、第５図は、本発明
の装置の実施例の第１図と同様の別の側面図、 第６図は、第５図に示すカムディスクの平面図、第７図
は、第６図に示すカムディスクの左側面図、 第８図は、第６図に示すカムディスクの背面図、第９図
は、第６図乃至第８図に示すカムディスクのカム軌道の
展開図である。 １・・・プランジャ、２・・・支持部材、４・・・カム
ディスク、５・・・カム通路、７・・・案内要素、８・
・・バイアス要素、９・・・センサ要素、３０・・・別
のセンサ要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、柔軟チューブに向けて移動するように設けられ、支
   持部材（２）に長手方向に移動可能なように支持された
   少なくとも１個のプランジャ（１）と、 駆動装置によって回転可能であり、前記プランジャを長
   手方向に移動させる少なくとも１個のカム要素とを有す
   る柔軟チューブのクランプ装置において、 前記カム要素は、前記プランジャの長軸と平行な軸を中
   心として回転可能であり、高所と低所とを有するカム軌
   道が少なくとも１面に設けられたカムディスク（４）を
   有することを特徴とする、柔軟チューブのクランプ装置
   。 ２、前記カム軌道（５）は、円環状であることを特徴と
   する、請求項１記載の装置。 ３、前記プランジャ（１）は、その一側端部に前記カム
   軌道（５）に沿って移動可能な案内要素（７）を備える
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。 ４、前記カムディスク（４）の回転軸並びに前記プラン
   ジャ（１）の長軸は、互いに平行に配設され、前記プラ
   ンジャ（１）は、その一側端部に軸（６）を備え、この
   軸（６）は、前記プランジャ（１）の長軸に対して垂直
   に支持され、前記案内要素（７）を形成するホィールを
   回転可能に支持することを特徴とする、請求項３記載の
   装置。 ５、前記駆動装置は、パルスモータを具備することを特
   徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の装
   置。 ６、前記プランジャ（１）は、一移動方向においては弾
   性のバイアス要素（８）によって動かされるように設け
   られ、他方向の移動は前記カム要素によって行われるよ
   うに設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５
   のうちいずれか１項記載の装置。 ７、クランプ位置において、前記プランジャ（１）は前
   記バイアス要素（８）によって前記柔軟チューブ方向に
   動かされることを特徴とする、請求項６記載の装置。 ８、開位置において、前記プランジャ（１）は、前記バ
   イアス要素（８）によって前記柔軟チューブより離れる
   ように動かされることを特徴とする、請求項６記載の装
   置。 ９、前記プランジャ（１）は、前記カム要素によって両
   方の運動方向に移動可能であることを特徴とする、請求
   項１乃至４のうちいずれか１項記載の装置。 １０、前記カム軌道（５）は、前記カム要素上の横溝と
   して構成されていることを特徴とする、請求項９記載の
   装置。 １１、前記カム要素は、プレート形状を有し、その両面
   にカム軌道（５）を備え、前記プランジャ（１）の長手
   方向の移動は、両方のカム通路によって果たされること
   を特徴とする、請求項９記載の装置。 １２、センサ要素（９）は、前記プランジャ（１）の位
   置を決定するように前記支持部材（２）に配設されてい
   ることを特徴とする、請求項１乃至１１のうちいずれか
   １項記載の装置。 １３、前記センサ要素（９）は、ライトバリヤとして設
   計されることを特徴とする、請求項１２記載の装置。 １４、別のセンサ要素（３０）は、前記カムディスク（
   ４）の位置を決定するように前記支持部材（２）に配設
   されていることを特徴とする、請求項１乃至１３のうち
   いずれか１項記載の装置。 １５、前記別のセンサ要素は、ライトバリヤとして設計
   されることを特徴とする、請求項１４記載の装置。 １６、前記プランジャ（１）は、複数であることを特徴
   とする、請求項１乃至１５のうちいずれか１項記載の装
   置。 １７、前記プランジャ（１）は、前記カム軌道（５）の
   異なる部分と噛み合うことを特徴とする、請求項１６記
   載の装置。 １８、前記複数のプランジャ（１）は、夫々前記カム軌
   道（５）の同じ部分と噛み合うことを特徴とする、請求
   項１６又は１７記載の装置。 １９、柔軟チューブは、前記プランジャ（１）によって
   クランプされ得ることを特徴とする、請求項１乃至１８
   のうちいずれか１項記載の装置。 ２０、複数の柔軟チューブは、前記プランジャ（１）に
   よってクランプされ得ることを特徴とする、請求項１乃
   至１８のうちいずれか１項記載の装置。 ２１、前記カムディスク（４）は、自転可能であること
   を特徴とする、請求項１乃至２０のうちいずれか１項記
   載の装置。 ２２、前記カムディスク（４）は、決められた角度で往
   復回動させられ得ることを特徴とする、請求項１乃至２
   ０のうちいずれか１項記載の装置。 ２３、複数のカム要素並びに前記プランジャ（１）は、
   駆動装置（３）によって動かされることを特徴とする、
   請求項１乃至２２のうちいずれか１項記載の装置。