JPH0451964A - 輸液装置 - 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、輸液装置に関するものであり、詳しくは１、
特定構造のポンプにより輸液の移送を行うようにした輸
液装置に関するものである。

［従来の技術〕 輸液装置は、患者に対し各種の輸液を定量的に投与する
装置であり、一般的には、ポンプ、該ポンプの吸入口に
連結された輸液袋および吐出口に連結された注射器より
構成される。

そして、従来の輸液装置においては、ポンプとしてチュ
ーブポンプが使用されている。

チューブポンプは、複数のローラを回転させてチューブ
をしごくことにより、チューブ内の輸液を移送する構造
のものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、チューブポンプを使用した従来の輸液装
置では、次のような欠点がある。

（１）製造時のチューブ径の誤差範囲が大きいために輸
液の移送量の定量性が十分ではない。特に、この問題は
移送量が小さい場合に顕著である。

（２）脈動が比較的大きい。

（３）　　外部の振動に対し移送量が影響を受は易い。

（４）チューブが破損し易いために長時間の使用には不
安がある。

本発明は、上記の欠点を解消した輸液装置の提供を目的
としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上記実情に鑑み検討を重ねた結果、特定
構造のポンプを使用するならば、チューブポンプの有す
る前記欠点が解消され、しかも、輸液装置として種々の
利点が得られることを見出し、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明の要旨は、ハウジング（１）とその周
縁部が上記ハウジングに固定された圧電素子（２）とで
ポンプ室（３）を形成し、該ポンプ室には、それぞれ逆
止弁（４′）、（５′）を配置した吸入口（４）及び吐
出口（５）を設けて成る圧電ポンプ（１０）　、該圧電
ポンプの吸入口（４）に連結された輸液袋（２０）及び
吐出口（５）に連結された注射器（３０）より主として
構成されて成ることを特徴とする輸液装置に存する。

〔作用〕 圧電素子（２）は、交流電圧の印加により、撓み振動を
発生させてポンプ室（３）内の容積を変化させ、各逆止
弁（４′）、（５′）の作用と共に、ポンプ動作を行う
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明するが、本
発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

第１図は、本発明の一実施例を示す一部断面の説明図で
ある。

本発明の輸液装置は、圧電ポンプ（１０）、輸液袋（２
０）及び注射器（３０）より主として構成されている。

圧電ポンプ（１０）は、ハウジング（１）とその周縁部
が上記ハウジングに固定された圧電素子（２）とでポン
プ室（３）を形成し、該ポンプ室には、それぞれ逆止弁
（４′）、（５′）を配置した吸入口（４）及び吐出口
（５）を設けて構成される。

通常、ハウジング（１）は、円筒構造であり、圧電素子
（２）は円板状である。そして、ハウジング（１）の円
筒内部には、圧電素子（２）が配置され、ハウジング（
１）と圧電素子（２）とでポンプ室（３）を形成してい
る。圧電素子（２）は、その周縁部がハウジング（１）
の内周壁に設けられた溝に嵌合して固定されている。

圧電素子（２）を構成する圧電体としては、セラミック
ス系、有機系のものが使用できる。具体的には、セラミ
ックス系の圧電体としてはチタン酸バリウム、チタン酸
鉛、チタン酸・ジルコン酸鉛等、有機系の圧電体として
は、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンと三フッ
化ビニリデンとの共重合物等が挙げられる。

圧電素子（２）は、上記圧電体と金属薄板、例えば、リ
ン青銅薄板によるシム材とから構成される。そして、薄
板状、例えば、厚さ０．２〜３ｍ＋ｎとした圧電体の両
面に金属の蒸着、箔の接着または金属系塗布剤の塗布等
により金属を積層して膜状電極が形成される。この膜状
電極には交流電圧を印加する導線が取り付けられる。

圧電素子（２）は、上記の圧電体１枚とシム材１枚とを
積層接合した単相型（ユニモルフ）、シム材の両面に圧
電体を積層した複層型（バイモルフ）又はシム材と圧電
体とを交互に複数積層した形で用いることができる。

圧電素子（２）の上記膜状電極は、好ましい態様として
、プラスチックゴム等で被覆されて絶縁状態になされて
いる。この絶縁状態は、駆動電源（８）の電圧により必
要に応じて設けられるが、通常、駆動電源（８）が３０
Ｖを超える場合は絶縁状態とされる。

なお、圧電素子（２）の寸法、形状等は、使用する流体
の物性値、圧力、流量等により適宜選択することができ
る。

ハウジング（１）のポンプ室（３）には、それぞれ逆止
弁（４′）、（５′）を配置した吸入口（４）及び吐出
口（５）が設けられている。各逆止弁（４′）、（５′
）には、金属性、プラスチック製の平型弁またはゴム製
の傘型弁等が使用される。第１図に示した例では、金属
性の平型弁を使用している。

輸液袋（２０）は、電解質液、糖質液、アミノ酸液等の
各種の輸液を収容したものであり、連結管（６）により
、圧電ポンプ（１０）の吸入口（４）に連結されている
。

注射器（３０）は、連結管（７）により、圧電ポンプ（
１０）の吐出口（５）に連結されている。

本発明の輸液装置は、主として以上のように構成され、
次のように駆動して使用される。

駆動電源（８）により、圧電素子（２）に交流電圧を印
加すると圧電素子（２）は撓振動を発生する。

すなわち、圧電素子（２）の左側凸の変位状態（図中、
点線で示した状態）と右側凸の変位状態との間の変位を
繰返す。そして、上記状態間の変位量が１回当りの吸入
／吐出量となる。

先ず、左側凸の変位状態から右側凸の変位状態に変位し
た場合、ポンプ室（３）の圧力が高くなるために、逆止
弁（４′）は閉止状態となる。同時に、逆止弁（５′）
は開状態となる。その結果、圧電素子（２）の変位量に
見合った量の輸液が吐出口（５）より吐出されることに
なる。

次に、右側凸の変位状態から左側凸の変位状態に変位し
た場合、ポンプ室（３）の圧力が低くなるために、逆止
弁（４′）は開状態となる。同時に、逆止弁（３′）は
閉状態となる。その結果、圧電素子（２）の変位量に見
合った輸液が吸入口（４）より吸入されることになる。

患者に対して輸液を静注または皮下性する場合には、圧
電ポンプ（１０）を駆動させ、輸液袋（２０）内の輸液
を圧電ポンプ（１０）内に充満させて且つ脱気を十分行
って注射を開始する。

なお、本発明においては、図示を省略したが、駆動電源
（８）に電圧調整機構および／または周波数制御機構を
具備するのが好ましい。

電圧調整機構により、圧電素子（２）の変位量を調整す
ることができ、また、周波数制御機構により、圧電素子
（２）の変位サイクルを制御することができ、いずれの
場合も、患者に対する輸液の注射量を容易かつ正確に制
御することができる。

次に、本発明の輸液装置の性能例を示す。

第１表は、生理食塩水を輸液とした場合の吐出量の測定
結果である。

圧電ポンプ（１０）は、４０φのバイモルフ型圧電素子
（２）、金属製平型弁より成る逆止弁（４′）及び（５
′）を具備したものを使用し、また、駆動電源（７）は
、電圧調整機構および周波数制御機構を具備したものを
使用した。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の輸液装置によれば、特定の圧電ポ
ンプの使用により、次の効果が奏せられる。

（１）移送量が極小流量域（例えば０．１　ｃｃ／ＨＲ
）の場合においても定量性が確保される。

（２）脈動は駆動電源の周波数見合であるので微小であ
る。

（３）電圧および周波数の制御により、輸液量を容易か
つ正確に制御でき、また、その制御範囲を広く採ること
ができる。

（４）電圧によって輸液圧力の上限が規定されるので輸
液圧力に対する安全性が高い。

（５）摩擦部分および摺動部分がないので運転効率が高
い。従って、携帯用として利用できる（例えば、単１電
池にて２ＨＲ以上の連続使用が可能である。） （６）圧電セラミックは、電気エネルギーを直接機械エ
ネルギーに変換するものであるので動作の確実性が高い
。

（７）可動部が少ないので故障し難い。

（８）コンパクト化し易い。

（９）駆動電源は３０Ｖ以下でも足りるので、人体に対
する電気的安全性は特に問題とならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す一部断面説明図であ
る。 図中、（１０）は圧電ポンプ、（２０）は輸液袋、（３
０）は注射器を示し、（１）はハウジング、（２）は圧
電素子、（３）はポンプ室、（４′）、（５′）は逆止
弁、（４）は吸入口、（５）は吐出口を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジング（１）とその周縁部が上記ハウジング
   に固定された圧電素子（２）とでポンプ室（３）を形成
   し、該ポンプ室には、それぞれ逆止弁（４′）、（５′
   ）を配置した吸入口（４）及び吐出口（５）を設けて成
   る圧電ポンプ（１０）、該圧電ポンプの吸入口（４）に
   連結された輸液袋（２０）及び吐出口（５）に連結され
   た注射器（３０）より主として構成されて成ることを特
   徴とする輸液装置。