JPH0767957A

JPH0767957A - 定圧薬液ポンプ

Info

Publication number: JPH0767957A
Application number: JP5243773A
Authority: JP
Inventors: Jun Futagawa; 準二川; Akifumi Aramata; 章文荒俣; Kenji Himeshima; 憲次姫島; Akimori Kawashima; 昭守河島; Toyoo Itagaki; 豊男板垣; Yoshizumi Fukuda; 好純福田
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd; Nissho Corp
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd; Nissho Corp
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】価格が低く、構造が簡単で、使い捨てに適
し、流量制御性能が正確であり、予充填および用時充填
のいずれも可能な薬液ポンプを提供する。【構成】薬液容器部１と駆動部10からなり、薬液容器
部１は、筒状の薬液容器２と、薬液容器２内腔に挿入さ
れたガスケット５からなり、駆動部10は、薬液容器２の
基端側にナット７で着脱自在に取付けられるハウジング
11と、ハウジング11に回転自在かつ薬液容器２と同軸上
に支持されたバネ巻取ドラム15と、バネ巻取ドラム15に
平行な位置において回転自在に支持されたバネ巻取リー
ル20と、一端が前記バネ巻取ドラム15に止着され他端が
バネ巻取リール20に止着されておりバネ巻取リール20側
に巻付くように付勢された定荷重バネ21と、バネ巻取ド
ラム15と一体の駆動ボルト22と、駆動ボルト22に螺合し
かつガスケット５に連結された中空ロッド24とからな
り、定荷重バネ21のトルクにより薬液を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は定圧薬液ポンプに関す
る。さらに詳しくは、各種の薬液を一定の圧力で持続的
に人体に注入するための医療用薬液ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の定圧薬液ポンプに関しては、シリ
ンジポンプ型（特開昭59−11867 号公報、特開平２−12
1672号公報、特開平５−42209 号公報等参照）、バルー
ン圧利用型（特開平３−170163号公報参照）、ガス発生
型（特表平２−501125号公報参照）などが存在してい
る。

【０００３】上記の３種類の薬液ポンプのうち、シリン
ジポンプ型は、電動モータの回転を歯車等で減速してシ
リンジに挿入したプランジャーを低速直線移動させるも
のであり、流動制御が極めて正確に行え、かつ用時充填
が可能であるという利点を有するが、電源や電気回路が
必要なので構造が複雑になり、したがって高価なもので
あるためポンプ全体を使い捨てにすることができないと
いう欠点がある。これに対し、バルーン圧利用型やガス
発生型は構造が簡単で廉価であるから使い捨てが可能で
あるが、流量制御性に劣るという問題がある。すなわ
ち、バルーン圧利用型は図８の線ｂが示すように、有効
ストロークの最初と終りで内圧の変動が大きく、ガス発
生型は出力（発生圧力）が小さいことから、摺動抵抗や
外圧による流量変動が大きいという欠点があるからであ
る。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑み、上記いずれ
のタイプの薬液ポンプも達成しえなかった諸条件、すな
わち価格が低く、構造が簡単で、使い捨てに適し、流量
制御性能がシリンジポンプに近い正確さがあり、予充填
および用時充填のいずれも可能であるという諸条件を全
て満足する薬液ポンプを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の定圧薬液ポンプ
は、薬液容器部と駆動部とからなり、前記薬液容器部
は、狭窄された先端と開放された基端を有し、先端にコ
ネクター等取付部が形成された筒状の薬液容器と、該薬
液容器の基端内腔に液密かつ摺動自在に挿入されたガス
ケットからなり、前記駆動部は、前記薬液容器の基端側
に取付手段により取付けられるハウジングと、該ハウジ
ングに回転自在かつ前記薬液容器と同軸上に支持された
バネ巻取ドラムと、該バネ巻取ドラムに平行な位置にお
いて前記ハウジングに回転自在に支持されたバネ巻取リ
ールと、一端が前記バネ巻取ドラムに止着され他端が前
記バネ巻取リールに止着されており外力を加えない状態
で前記バネ巻取リール側に自然に巻付くように付勢され
た定荷重バネと、該定荷重バネの巻戻し特性により駆動
されるバネ巻取ドラムの回転により前記ガスケットを前
記薬液容器内において基端側から先端側に向けて直線移
動させる螺進機構とからなることを特徴とする。本発明
でいう定荷重バネとは、図８の線ａに示すように、回転
数に関係なく有効回転数の全領域においてトルクが一定
なバネをいう。線ｃはゼンマイのトルクを示している
が、これと比較すると明らかなように、一定トルクが長
時間継続するという性質があるバネである。

【０００６】

【作用】本発明では、薬液容器部と駆動部を組付けた状
態で、巻上げ手段により定荷重バネをバネ巻取ドラムに
巻付け、その後解放すると、バネが巻取リールに巻付け
られバネ巻取ドラムが回転させられる。このバネ巻取ド
ラムの回転が螺進機構によってガスケットの直線運動に
変換され、ガスケットが薬液容器の基端部から先端側へ
進入していって、薬液を押し出す。このときバネ巻取ド
ラムおよび螺進機構の回転トルクは定荷重バネを用いて
いるため一定であり、流量は回転トルクで決まるので、
流量は経時的に変化が極めて少ないという特徴がある。
この結果、流量調整器との組合せにより長時間微量注入
が可能となる。そして、螺進機構により直線方向押出力
が増大するので、高い押出し圧力が得られるという利点
がある。また、本発明では、薬液容器と駆動部が別体で
あるため、使用後に薬液容器部のみを捨てることがで
き、使い捨てが可能である。そして、予め薬液容器部に
薬液を充填し、薬液容器の先端のコネクター等取付部を
キャップなどで密閉して滅菌できるので、薬液容器部の
みを薬液充填滅菌した状態で輸送保管することが可能で
あり、さらに、使用時に駆動部を取付けた状態で巻上げ
手段により螺進機構を逆転させ、ガスケットを薬液容器
内で後退させることにより、薬液を薬液容器内に充填す
る用時充填も可能である。さらに、本発明の駆動部は定
荷重バネを駆動源とする構造簡単なものであるため、低
コストで製造できるものである。

【０００７】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。（第１実施例）図１は本発明の第１実施例に係る薬液ポ
ンプＡの縦断面図、図２は図１のII線断面図、図３は図
１のIII 線断面図、図４は図１のIV線断面図である。本
実施例の薬液ポンプＡは基本的には薬液容器部１と駆動
部10からなり、これらが別体のユニットであり、ナット
７により着脱自在に結合されている点に特徴がある。

【０００８】薬液容器部１は薬液容器２とガスケット５
から構成されている。薬液容器２はガラス等の両端の開
放された筒状容器であって、狭窄された先端にはコネク
ター等取付部３が形成され、このコネクター等取付部３
は使用前には図12に示すように、キャップ75で密閉され
ている。なお、コネクター等取付部３の形状は任意であ
り、後述するごとく種々の形態をとりうる。そして、薬
液容器２の基端側は開放されており、基端部外側には半
径方向外側に突出する抜止め突起４が形成されている。
ガスケット５はポリプロピレンやポリエチレン等の合成
樹脂製の傘状部材の外周に複数のＯリング６が装着され
たものであり、内周には後述する中空ロッド24の雄ネジ
部26と螺合するための雌ネジ部９が形成されており、薬
液容器２内に液密かつ摺動自在に挿入されている。薬液
容器２の外周にはナット７が外挿され、このナット７の
基端側内周には半径方向内側に突出した係合突起８が形
成され、前記抜け止め突起４に係合して薬液容器２の基
端部から外方に抜け出ないように構成されている。

【０００９】駆動部10はハウジング11を有しており、こ
のハウジング11の一部に前記薬液容器２と略同径の円筒
部12が形成され、その円筒部12の外周には雄ネジ13が形
成されている。この円筒部12の雄ネジ13に前記ナット７
を螺合することにより、薬液容器２に駆動部10が着脱自
在に結合できるようになっている。ハウジング11の本体
部14には、バネ巻取ドラム15（以下、巻取ドラム15とい
う）が支持孔16，17により回転自在に支持されている。
また、前記巻取ドラム15と平行な位置の支持軸18により
バネ巻取リール20（以下、巻取リール20という）が回転
自在に支持されている。前記巻取ドラム15には定荷重バ
ネ21の一端が止着され、巻取リール20にはその他端が止
着されている。この定荷重バネ21は薄板状のバネ材を巻
付けた渦巻バネであって、外力を加えない状態では巻取
リール20側に自然に巻付くように付勢されたものであ
る。また、その巻付き力（換言すれば巻戻し時に発生す
る巻取ドラム15の回転トルク）は図８の線ａに示すよう
に、有効回転数の全域で一定である特性を有している。

【００１０】前記巻取ドラム15の軸心と同軸に駆動ボル
ト22が巻取ドラム15と一体に形成されており、駆動ボル
ト22の中心には、好ましくは、軸心に沿って六角孔23が
形成されている。そして、この六角孔23に六角レンチ41
を挿入して、手動で回転させると、定荷重バネ21をを巻
取ドラム15に巻取ることができるようになっている。こ
の六角孔23と六角レンチ41は、特許請求の範囲にいう巻
上げ手段を構成している。

【００１１】前記駆動ボルト22の外周には中空ロッド24
が配置されており、この中空ロッド24の基端部内周に形
成されたナット部25が前記駆動ボルト22に螺合してい
る。また、中空ロッド24の先端部外周には雄ネジ部26が
形成され、前記ガスケット５の雌ネジ部９と螺合するよ
うになっている。一方、中空ロッド24の側面には、図２
および図６に示すように、軸方向のスリット27が形成さ
れ、このスリット27内に半径方向外側から回り止めスト
ッパ28が嵌っている。この回り止めストッパ28はケーシ
ング11の円筒部12から延びる連結部29により支持されて
いる。したがって、駆動ボルト22が回転すると中空ロッ
ド24は回転することなく軸方向に進退し、ガスケット５
を薬液容器２内で軸方向に進退させることになる。上記
の駆動ボルト22、中空ロッド24、スリット27および回り
止めストッパ28によって特許請求の範囲にいう螺進機構
が構成されている。なお、前記円筒部12とハウジング11
の本体部14は、ビス31，32等で互いに結合されている。

【００１２】前記巻取リール20の一端にはストッパー用
プーリ33が一体に回転するように取付けられ、また、巻
取ドラム15の一端にも定荷重バネ21が巻取られない部分
において径大部34が形成されている。図４に示すように
ストッパー用プーリ33と径大部34は上下の軸心を通る線
上において、極く近く接近している。そして、ケーシン
グ11に形成した通孔35にはストッパ36が通されている。
このストッパ36はつまみ37、胴部38、クサビ部39および
クサビ部39ととケーシング11の間に介装したスプリング
40からなる。常時はスプリング40の付勢力によりクサビ
部39がストッパー用プーリ33と径大部34の間に嵌って、
巻取ドラム15の回転を不能に拘束している。しかし、手
でストッパ36を引き出せば、巻取ドラム15は自由に回転
できる状態となり、定荷重バネ21の巻戻し力によって巻
取ドラム15が回転させられる。

【００１３】図３は巻取ドラム15に定荷重バネ21を巻き
取った状態を示している。この状態では巻取リール20に
巻かれている定荷重バネ21は数巻き分である。そして、
ストッパ36がストッパー用プーリ33と巻取ドラム15の径
大部34の間に差し込まれ、クサビ作用により回転を止め
ているので巻取ドラム15は回転しない。ここで、ストッ
パ36を引き抜くと、定荷重バネ21の巻戻し特性により定
荷重バネ21が巻取リール20に巻取られ、巻取ドラム15を
回転させる。すると、図７に示すように駆動ボルト22は
同方向に回転し、中空ロッド24が前進し、ガスケット５
が薬液容器２の先端側に向って前進する。これにより、
薬液容器２内の薬液が排出されることになる。

【００１４】なお、上記実施例において、各部の材料は
次のものが好適である。巻取ドラム15、巻取リール20、駆動ボルト22、中空ロッ
ド24：金属（鉄、真ちゅう）、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、
ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリカーボネート
樹脂などハウジング11：ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂などナット７：ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ナイロンな
どガスケット５：ポリエチレン樹脂などＯリング６：天然ゴム、合成ゴム（ブチルゴム、ブタジ
エンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム）などキャップ75：天然ゴム、ブチルゴム、ポリエチレン樹脂
などそして、上記の構成で次の仕様の薬液ポンプＡでは、内
圧600mmHg をコンスタントに発生することができた。薬
液容器２は内径50mm、同断面積19.6cm²、容量60cc、定
荷重バネ21は厚み0.13mm、幅17mm、長さ1200mmでトルク
値2.2kg ・cm、駆動ボルト22は８回転でストローク31mm
である。

【００１５】図14は上記実施例の薬液ポンプＡの使用状
態を示している。同図(A) に示すように、薬液ポンプＡ
にチューブ70を接続し、その途中に流量制御器71を介装
し、先端に穿刺針72を取付け、人体に穿刺する。あるい
は同図(B) に示すように、チューブ70にコネクター74で
カテーテル75を接続して人体に挿入する。同図(A) の場
合、薬液ポンプＡから押出される薬液は流量制御機71で
流量をコントロールされ、微量持続注入が効果的に行わ
れる。

【００１６】（第２実施例）図９は本発明の第２実施例
にかかわる薬液ポンプＢの縦断面図である。この実施例
は、薬液容器部１の薬液容器２と駆動部10のハウジング
11をビス31，32で結合する構成としたものである。その
他の構成は前記第１実施例と実質的に同様であるので、
主要部に同一符号を付して説明を省略する。この実施例
では薬液容器部１と駆動部10を分離不能にして薬液ポン
プＢ全体を使い捨てにすることも可能である。

【００１７】（第３実施例）図10は本発明の第３実施例
に係わる薬液ポンプＣの縦断面図、図11は同薬液ポンプ
Ｃの動作中の状態を示す縦断面図である。本実施例では
ガスケット５がゴム状弾性体で形成されている点と、螺
進機構とが第１実施例と異なっているが、他は実質的に
同一であるので共通部品には同一符号を付して説明を省
略し、以下、螺進機構を中心に説明する。

【００１８】巻取ドラム15と軸心を同一にして角柱51が
一体に形成せられ、この角柱51には同心状に六角孔23が
形成されている。角柱51の断面形状は三角から八角程度
の任意の多角形が用いられる。この角柱51の外周には中
空ボルト52が外挿されている。この中空ボルト52の空洞
53の断面形状は角柱51の断面形状と相似形であり、互い
に独立して回転することなく、常に同方向に回転しなが
ら、軸方向の移動を許容するようになっている。そし
て、前記中空ボルト52の外周にはナット56が螺合してお
り、このナット56は連結部57でハウジング11の円筒部に
固定されている。したがって、巻取ドラム15が回転し、
角柱51も回転させられると、同方向に中空ボルト52が回
転し、かつケーシング11と一体のナット56と螺合してい
ることにより軸方向に前進する。すなわち、角柱51、中
空ボルト52およびナット56は特許請求の範囲にいう螺進
機構を構成している。

【００１９】前記中空ボルト52の先端には笠形の結合部
54が形成され、ガスケット５に形成された係合凹部55に
嵌るようになっている。これにより、中空ボルト51はガ
スケット５と着脱自在に取付けられる。60はスイッチ
で、押すと、巻取リール20の側面に押棒61が嵌り、回転
を阻止するが、もう一度押すと押棒61が戻り、巻取リー
ル20の回転を許容するものである。

【００２０】したがって、本実施例において、定荷重バ
ネ21を巻取ドラムに巻付けておきスイッチ60を解除する
と、図11に示すように定荷重バネ21の作用により巻取ド
ラム15が回転し、中空ボルト52が回転しながら前進し
て、ガスケット５を薬液容器２の先端方向に押込んでい
く。これにより薬液を定圧排出することができる。な
お、本実施例のガスケット５はＯリングを用いず、ガス
ケット５自体を天然ゴムやブチルゴムなどのゴム状弾性
体で形成し、外周面に薬液容器２の内周に接触してＯリ
ングと同様の役割を果す環状突起5aを形成している。

【００２１】（他の実施例）本発明の薬液容器２のコネ
クター等結合部３の形状は任意であり、たとえば次のも
のが例示できる。図12の例は、結合部がルアーチップ3a
であり、これに結合するコネクターはメスコネクター76
が用いられる。また穿刺針（図示省略）をルアーチップ
3aに直接接続してもよい。図13の例は、結合部が巻締タ
イプの口部3bであり、これには先端側に結合手段（ルア
ーチップ）を有する両頭針77やこのような両頭針77と穿
刺針78を取付けた組合わせ、あるいは金属製の両頭針79
を取付けることができる。

【００２２】（各実施例の利点）本発明の各実施例の利
点はつぎのとおりである。各実施例において、薬液容器部１と駆動部10が別体
であり、薬液容器部１は容器２とガスケット５からなる
低廉なものであるため、薬液容器部のみを使用後に捨て
る使い捨てが可能である。図12の薬液容器部１に示すように、薬液容器２に薬
液を充填したあとガスケット５を封入すれば、その状態
で滅菌が可能であるので、薬液の無菌性を保証できる。
また、薬液容器２に薬液を充填した状態で輸送保管する
プレフィルド化が可能である。この場合、使用時に薬液
容器２と駆動部10を結合するだけで、簡単に使用可能と
なる。とくに第１および第３実施例ではナット７を閉め
るだけで結合できるので、手間がかからず便利である。プレフィルドタイプだけでなく予め空の薬液溶液部
１と駆動部10を結合しておく用時充填型としても使用可
能である。この場合、ガスケット５を薬液容器２内に前
進させた状態から六角レンチ41などを使って巻取ドラム
15を巻上げると、徐々にガスケット５が後退するので、
薬液容器２内に薬液を充填することができる。第２実施
例はこのような使い方に好適である。駆動部10は主として定荷重バネ21と巻取ドラム15、
巻取リール20、螺進機構等の機構部品で構成され、電源
や電気回路は不要であるから構造が簡単であり、低コス
トで製造できる。定荷重バネ21による一定トルクで薬液を押出すの
で、流量の変動が少なく、かつ吐出圧が高いので正確な
量の薬液投与が可能である。また、流量制御器と組合わ
せることにより、長時間の微量持続注入が可能となる。薬液の保存容器と注入装置の両方の機能を兼ねるこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、価格が低く、構造が簡
単で、使い捨てに適し、流量制御性能がシリンジポンプ
に近い正確さがあり、予充填および用時充填のいずれも
可能な薬液ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る薬液ポンプＡの縦断
面図である。

【図２】図１のII線断面図である。

【図３】図１のIII 線断面図である。

【図４】図１のIV線断面図である。

【図５】図１の薬液ポンプＡの平面図である。

【図６】図２のVI線断面図である。

【図７】薬液ポンプＡの押出動作中の部分縦断面図であ
る。

【図８】定荷重バネ等のトルク（出力）特性図である。

【図９】本発明の第２実施例に係る薬液ポンプＢの部分
縦断面図である。

【図１０】本発明の第３実施例に係る薬液ポンプＣの縦
断面図である。

【図１１】薬液ポンプＣの押出動作中の縦断面図であ
る。

【図１２】薬液容器２と結合具の一例を示す断面図であ
る。

【図１３】薬液容器２と結合具の他の一例を示す断面図
である。

【図１４】本発明の薬液ポンプの使用状態の説明図であ
る。

【符号の説明】

１薬液容器部２薬液容器５
ガスケット６Ｏリング７ナット 10
駆動部 11 ケーシング 12 円筒部 15
バネ巻取ドラム 20 バネ巻取リール 21 定荷重バネ 22
駆動ボルト 23 六角孔 24 中空ロッド 25
ナット部 27 スリット 28 廻り止めストッパ 33
ストッパー用プーリ 34 径大部 36 ストッパ 41
六角レンチ 51 角柱 52 中空ボルト 56
ナット

フロントページの続き (72)発明者姫島憲次大阪府大阪市北区本庄西３丁目９番３号株式会社ニッショー内 (72)発明者河島昭守東京都千代田区大手町二丁目６番２号三菱製鋼株式会社内 (72)発明者板垣豊男東京都千代田区大手町二丁目６番２号三菱製鋼株式会社内 (72)発明者福田好純東京都千代田区大手町二丁目６番２号三菱製鋼株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薬液容器部と駆動部とからなり、前記薬液
容器部は、狭窄された先端と開放された基端を有し、先
端にコネクター等取付部が形成された筒状の薬液容器
と、該薬液容器の基端内腔に液密かつ摺動自在に挿入さ
れたガスケットからなり、前記駆動部は、前記薬液容器
の基端側に取付手段により取付けられるハウジングと、
該ハウジングに回転自在かつ前記薬液容器と同軸上に支
持されたバネ巻取ドラムと、該バネ巻取ドラムに平行な
位置において前記ハウジングに回転自在に支持されたバ
ネ巻取リールと、一端が前記バネ巻取ドラムに止着され
他端が前記バネ巻取リールに止着されており外力を加え
ない状態で前記バネ巻取リール側に自然に巻付くように
付勢された定荷重バネと、該定荷重バネの巻戻し特性に
より駆動されるバネ巻取ドラムの回転により前記ガスケ
ットを前記薬液容器内において基端側から先端側に向け
て直線移動させる螺進機構とからなることを特徴とする
定圧薬液ポンプ。
【請求項２】前記取付手段が、前記駆動部のハウジング
に形成された前記薬液容器と略同径の円筒部の外周に形
成された雄ネジ部と、前記薬液容器の基端部外周に形成
された抜止め突起に係合して基端方向外側に抜け出ない
ように薬液容器外周に取付けられたナットからなり、該
ナットを前記雄ネジ部に螺合して薬液容器に前記駆動部
を取付けるものである請求項１記載の定圧薬液ポンプ。
【請求項３】前記螺進機構が、前記バネ巻取ドラムと一
体の駆動ボルトと、該駆動ボルトに螺合するナット部を
基端部内周に備え先端部に前記ガスケットに着脱自在に
結合される結合部を設けた中空ロッドと、該中空ロッド
の回転を阻止する回転防止ストッパとからなることを特
徴とする請求項１記載の定圧薬液ポンプ。
【請求項４】前記螺進機構が、前記バネ巻取ドラムと一
体の角柱と、該角柱に軸方向移動自在に外挿され先端部
に前記ガスケットと結合する結合部を設けた中空ボルト
と、該中空ボルトに螺合し前記ハウジングに固定されて
いるナットとからなることを特徴とする請求項１記載の
定圧薬液ポンプ。
【請求項５】前記バネ巻取ドラムを手動回転させて、該
バネ巻取ドラムに前記定荷重バネを巻付けるための巻上
げ手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の定圧薬液ポンプ。