JPH11332982A

JPH11332982A - 輸液ポンプの気泡検出装置

Info

Publication number: JPH11332982A
Application number: JP10144433A
Authority: JP
Inventors: Kanehiko Iguchi; 謙彦井口; Nobuyuki Miyata; 信幸宮田
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】チューブを流れる液体中の気泡を精度良く検
出すること。【解決手段】輸液ポンプの本体ケース３に設けられ凹
溝７には、容器に接続されたチューブ２が装着される。
凹溝７に設けられた複数のフィンガ９Ａ〜９Ｇは、液体
を輸送するために凹溝７に装着されたチューブ２を圧縮
する。本体ケース３に設けられた気泡検出装置２１は、
チューブ２を装着するための凹溝２２ａを含む検出ケー
ス２２を有する。検出ケース２２は、凹溝２２ａを挟ん
で対向配置された一つの発信素子２４と二つの受信素子
２５Ａ，２５Ｂを有する。チューブ２を挟んで発信素子
２４から発信させた超音波を、チューブ２の液体を介し
て各受信素子２５Ａ，２５Ｂで受信させる。液体中に気
泡が含まれるときは、各受信素子２５Ａ，２５Ｂへの超
音波の伝達を気泡で遮断させ、各受信素子２５Ａ，２５
Ｂで得られる受信レベルの違いを組み合わせることによ
り、気泡を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、医療用
の点滴装置等に使用され、容器に収容された液体をチュ
ーブを介して輸送するようにした輸液ポンプに係る。詳
しくは、チューブを流れる液体中の気泡を検出するよう
にした輸液ポンプの気泡検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、医療用の点滴装置に
おいては、薬液バッグ等の容器に収容された薬液をチュ
ーブを介して人体等へ輸送するために、フィンガ駆動方
式の輸液ポンプが使用される。

【０００３】図１９に示すように、この種の輸液ポンプ
４１は、本体ケース４２と、その表面４３を開閉するた
めのドアケース４４とを備える。図２０に示すように、
本体ケース４２は、その表面４３の中心に沿って伸びる
凹溝４５と、その凹溝４５内に設けられた複数のフィン
ガ４６とを含む。各フィンガ４６は、凹溝４５の深さ方
向に順次に往復動するものである。ドアケース４４は、
各フィンガ４６に対応して設けられたフィンガプレート
を有する。各フィンガ４６は、フィンガプレートとの間
で、チューブ４８を押圧するためのものである。

【０００４】この輸送ポンプ４１を使用するために、図
１９，２０に示すように、薬液バッグ等の容器に接続さ
れたチューブ４８は、その一部が凹溝４５に沿って嵌め
込まれ、その上からドアケース４４により閉じられる。
これにより、チューブ４８が両ケース４２，４４の間に
保持される。この状態で、各フィンガ４６が駆動される
ことにより、チューブ４８が凹溝４５の長さ方向に沿っ
て順次に揉み押さえられ、圧縮される。この結果とし
て、薬液バッグの薬液がチューブ４８を通じて人体等へ
と輸送される。

【０００５】一般に、この種の輸液ポンプでは、チュー
ブを流れる液体中に気泡が含まれることが問題となる。
特に、医療用の点滴装置に使用される輸液ポンプでは、
薬液が人体に投与されることから、薬液と共に気泡が人
体に入る前に、薬液中の気泡を事前に検出し、必要に応
じてポンプを停止させるべきである。このために、輸液
ポンプは、チューブを流れる液体中の気泡を検出するた
めの気泡検出装置を具備する。

【０００６】従来の気泡検出装置は、例えば、図２０，
２１に示すように、凹溝４５の一部を形成する検出ケー
ス６１と、そのケース６１の内部において凹溝４５を挟
むように配置された発信素子６２及び受信素子６３と、
各素子６２，６３を制御するための電子回路部品を含む
制御基板６４とを備える。ここで、チューブ４８の一部
が凹溝４５に嵌め込まれて両ケース４２，４４の間に保
持されることにより、検出ケース６１の凹溝６１ａで
は、チューブ４８の一部が発信素子６２と受信素子６３
との間に置かれ、ドアケース４４に設けられた押さえ片
６５により押圧され、位置決めされる。この状態で、各
フィンガ４６が駆動されることにより、薬液バッグの薬
液がチューブ４８を通じて輸送される。その薬液の輸送
中に、発信素子６２から発信される超音波は受信素子６
３により受信される。ここで、チューブ４８を流れる薬
液中に気泡が含まれている場合、その気泡が両素子６
２，６３の間を通過することにより、両素子６２，６３
の間の超音波の伝達が一時的に遮断される。従って、こ
の超音波の遮断を判定することにより、気泡を検出する
ことができる。受信素子６３の出力は、気泡が大きい場
合には、図２２に示すように、比較的に長い時間低レベ
ルを示し、気泡が小さい場合には、図２３に示すよう
に、比較的に短い時間低レベルを示すことになる。従っ
て、上記の出力レベルが所定の検出レベルＬthを下回る
時間ｔを判定することにより、気泡を、その大きさを含
めて検出することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の気泡
検出装置では、気泡の検出精度の点で幾つかの問題があ
った。即ち、従来の気泡検出装置では、各々一つの発信
素子６２及び受信素子６３の間で超音波が遮断される時
間の長さによって気泡の大きさを判定するようにしてい
た。このため、同じ大きさの気泡であっても、輸液ポン
プ４１における薬液の設定流量によっては、超音波の遮
断時間の長さが変わることになり、特定の大きさの気泡
を識別するこは困難であった。このため、薬液の設定流
量が少ないときには検出できた大きさの気泡であって
も、その設定流量が多くなると、誤差が大きくなり、検
出できなくなるおそれがあった。そのため、薬液の設定
流量が多い場合にも気泡を確実に検出するためには、検
出装置の検出感度、即ち検出レベルＬthを上げる必要が
ある。しかしながら、検出感度を上げた場合には、微細
な気泡までが検出されることになり、輸液ポンプ４１を
不必要にも止めてしまうことになる。一般に、輸液ポン
プに関するＪＩＳ規格では、「５（＋１，−０）ｍｍ」
の大きさの気泡を検出できればよく、その大きさの気泡
を検出したときにポンプを停止させている。従って、装
置の検出感度を上げたために、「５ｍｍ」未満、例え
ば、「２〜３ｍｍ」程度の大きさの気泡まで検出してし
まい、不用意にも輸液ポンプ４１を止めてしまうおそれ
があった。また、設定流量範囲を広くすると気泡の検出
が出来なくなる。

【０００８】前記従来の気泡検出装置では、図２１に示
すように、両素子６２，６３と、制御基板６４とが、互
いにリード線６６を介して接続されていることから、各
素子６２，６３及び制御基板６４等の各部品が外部から
のノイズの影響を受け易くなっていた。従って、これら
外乱の影響に伴い、検出装置が気泡を誤検出するおそれ
があり、輸液ポンプ４１が不用意に止まるおそれがあっ
た。特に、近年では、携帯電話器等を含む無線機器の普
及に伴い、輸液ポンプ４１の周囲でもそれらが使われる
機会が増えたことから、早急な外乱対策が望まれるとこ
ろである。

【０００９】更に、従来の気泡検出装置では、図２１に
示すように、検出ケース６１の凹溝６１ａにチューブ４
８を位置決めするための押さえ片６５が設けられる。こ
こで、チューブ４８を流れる薬液中の気泡を正確に検出
するためには、チューブ４８を少しつぶした形で嵌め込
み、両素子６２，６３の間の定位置に正確に位置決めす
る必要がある。平常時の慎重な装着作業によれば、チュ
ーブ４８を定位置に位置決めすることは容易なことであ
り、問題はない。しかしながら、実際の医療現場では、
緊急時に急いで輸液ポンプ４１を準備しなければならな
いことが多い。このような場合に、チューブ４８を定位
置に正確に位置決めするには、使用者に慎重な作業が強
いられることになり、作業性が悪いものになっていた。

【００１０】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、チューブを流れる液体中の気
泡を精度良く検出することを可能にした輸液ポンプの気
泡検出装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、容器に収容された液体
をチューブを介して輸送する輸液ポンプに設けられ、前
記チューブを流れる液体中の気泡を検出するようにした
気泡検出装置において、輸液ポンプの本体ケースの表面
に設けられ、チューブの一部を装着するための溝を含む
検出ケースを有し、その検出ケースにおいて溝を挟んで
互いに対向配置された発信部及び受信部であって、発信
部が超音波を発信するための一つの発信素子を含み、受
信部が、発信された超音波を受信するために、溝の軸線
方向に沿って配列された二つの受信素子を含み、溝に装
着されたチューブを挟んで発信素子から超音波を発信さ
せ、その超音波をチューブを流れる液体を介して伝達さ
せ各受信素子に受信させると共に、液体中に気泡が含ま
れるときには、発信素子から各受信素子への超音波の伝
達を気泡により遮断させ、各受信素子でそれぞれ得られ
る超音波の受信レベルの違いを組み合わせることによ
り、気泡を検出するようにしたことを趣旨とする。

【００１２】上記の構成によれば、検出ケースの溝にチ
ューブを装着することにより、発信部と受信部との間に
チューブが配置される。発信部の発信素子から発信され
た超音波は、受信部の二つの受信素子において受信可能
である。ここで、発信素子から発信された超音波は、チ
ューブを流れる液体を介して伝達され、各受信素子で受
信されるが、液体中に気泡が含まれるときには、各受信
素子への超音波の伝達が気泡により遮断されることにな
る。このため、各受信素子で得られる超音波の受信レベ
ルは、超音波が気泡で遮断されるときには低く、遮断さ
れないときには高くなる。従って、大きめの気泡がチュ
ーブを流れるときは、二つの受信素子の受信レベルが同
時に低くなり、小さめの気泡がチューブを流れるとき
は、各受信素子の受信レベルが順次に低くなる。気泡が
チューブを流れないときには、二つの受信素子の受信レ
ベルが共に高くなる。このように、各受信素子の受信レ
ベルの高低の違いを組み合わせることにより、気泡がそ
の大小を含めて検出されるようになる。

【００１３】上記の目的を達成するために、請求項２に
記載の発明は、請求項１の発明の構成において、発信素
子及び受信素子を制御するための制御回路を含む制御基
板を備え、その制御基板と検出ケースとが検出組体とし
て互いに一体的に組み付けられ、その検出組体が本体ケ
ースに取り付けられることを趣旨とする。

【００１４】上記の構成によれば、請求項１の発明の作
用に加え、検出ケースと制御基板とが一体的に組み付け
られることから、発信素子及び受信素子と制御基板とが
互いに最も近付けられることになり、両者の間でリード
線の短縮又は省略が可能となる。従って、受信素子から
制御基板の制御回路へ送られる信号に対する外乱の影響
が抑えられる。

【００１５】上記の目的を達成するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明の構成にお
いて、検出ケースの溝の幅をチューブの外径より少し狭
く設定すると共に、その溝の開口部をチューブの外径よ
りも広くなるように外向きに拡がるテーパ状に形成し、
検出ケースの溝の両端に対応する二つの位置でチューブ
を保持しながら押圧するための一対の押さえ片を設けた
ことを趣旨とする。

【００１６】上記の構成によれば、請求項１又は請求項
２の発明の作用に加え、開口部に無造作に置かれたチュ
ーブは、そのテーパ形状によって溝の中へと案内され
る。ここで、一対の押さえ片をチューブに作用させるこ
とにより、検出ケースの溝の両端に対応する二位置でチ
ューブの二つの部位が押さえ片で保持されながら押圧さ
れ、溝の幅をチューブの外径より少し狭く設定し確実に
装着され、発信素子と各受信素子との間の所定位置に正
確に位置決めされる。

【００１７】上記の目的を達成するために、請求項４に
記載の発明は、容器に収容された液体をチューブを介し
て輸送する輸液ポンプに設けられ、チューブを流れる液
体中の気泡を検出するようにした気泡検出装置におい
て、輸液ポンプの本体ケースの表面に設けられ、チュー
ブの一部を装着するための溝を含む検出ケースと、検出
ケースにおいて溝を挟んで互いに対向配置された超音波
を発信するための発信部及びその超音波を受信するため
の受信部と、溝に装着されたチューブを挟んで発信部か
ら超音波を発信させ、その超音波をチューブを流れる液
体を介して伝達させ受信部に受信させると共に、液体中
に気泡が含まれるときには、発信部から受信部への超音
波の伝達を気泡により遮断させ、受信部で得られる超音
波の受信レベルに基づいて気泡を検出することと、発信
部及び受信部を制御するための制御回路を含む制御基板
と、その制御基板と検出ケースとが検出組体として互い
に一体的に設けられ、その検出組体が本体ケースに取り
付けられることとを備えたことを趣旨とする。

【００１８】上記の構成によれば、検出ケースの溝にチ
ューブを装着することにより、発信部と受信部との間に
チューブが配置される。ここで、発信部から発信された
超音波は、チューブを流れる液体を介して伝達され、受
信部で受信される。チューブを流れる液体中に気泡が含
まれるときには、発信部から受信部への超音波の伝達が
気泡により遮断される。このため、受信部で得られる超
音波の受信レベルは、超音波が気泡で遮断されるときに
は低く、遮断されないときには高くなる。従って、この
受信レベルの違いを判断することにより、チューブを流
れる液体中の気泡が検出される。ここで、検出ケースと
制御基板とが一体的に組み付けられることから、発信部
及び受信部と制御基板とが互いに最も近付けられること
になり、両者の間でリード線の短縮又は省略が可能とな
る。従って、受信部から制御基板の制御回路へ送られる
信号に対する外乱の影響が抑えられる。

【００１９】上記の目的を達成するために、請求項５に
記載の発明は、容器に収容された液体をチューブを介し
て輸送する輸液ポンプに設けられ、チューブを流れる液
体中の気泡を検出するようにした気泡検出装置におい
て、輸液ポンプの本体ケースの表面に設けられ、チュー
ブの一部を装着するための溝を含む検出ケースと、その
検出ケースにおいて溝を挟んで互いに対向配置された超
音波を発信するための発信部及びその超音波を受信する
ための受信部と、溝に装着されたチューブを挟んで発信
部から超音波を発信させ、その超音波をチューブを流れ
る液体を介して伝達させ受信部に受信させると共に、液
体中に気泡が含まれるときには、発信部から受信部への
超音波の伝達を気泡により遮断させ、受信部で得られる
超音波の受信レベルに基づいて気泡を検出することと、
検出ケースの溝の幅をチューブの外径より少し狭く設定
すると共に、その溝の開口部をチューブの外径よりも広
くなるように外向きに拡がるテーパ状に形成すること
と、検出ケースの溝の両端に対応する二つの位置でチュ
ーブを保持しながら押圧するための一対の押さえ片とを
備えたことを趣旨とする。

【００２０】上記の構成によれば、請求項４の発明と異
なり、開口部に無造作に置かれたチューブは、そのテー
パ形状によって溝の中へと案内される。ここで、一対の
押さえ片をチューブに作用させることにより、検出ケー
スの溝の両端に対応する二位置でチューブの二つの部位
が押さえ片で保持されながら押圧され、溝の幅をチュー
ブの外径より少し狭く設定し確実に装着され、発信部と
受信部との間の所定位置に正確に位置決めされる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の輸液ポンプの気
泡検出装置を具体化した一実施の形態を図面を参照して
詳細に説明する。

【００２２】図１は本実施の形態における輸液ポンプ１
の構造を示す部分断面図である。この輸液ポンプ１は、
医療用の点滴装置として使用されるものであり、薬液バ
ッグ等の容器（図示しない）に収容された薬液を、チュ
ーブ２を介して人体等へ輸送するようにしたフィンガ駆
動方式のものである。この輸液ポンプ１は、本体ケース
３と、その表面４に対して開閉されるドアケース５とを
備える。本体ケース３は、運搬用のハンドル６を有す
る。

【００２３】図２に示すように、本体ケース３は、その
表面４の中心に沿って伸びる凹溝７と、その表面４の中
央においてチューブ２を圧縮するための圧縮部８とを備
える。凹溝７は、チューブ２を装着するためのものであ
る。圧縮部８は、その凹溝７の中に複数（この場合は
「７個」）のフィンガ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，
９Ｆ，９Ｇを有するものである。この圧縮部８の凹溝７
の幅は、その凹溝７に装着されたチューブ２の蛇行を許
容する程度の大きさに設定される。一方、図３に示すよ
うに、ドアケース５は、その内面１０の中央において、
前記圧縮部８に対応して設けられたフィンガプレート１
１を有する。

【００２４】各フィンガ９Ａ〜９Ｇは、凹溝７の深さ方
向に往復動することにより、フィンガプレート１１との
間で、チューブ２を押圧・圧縮するためのものである。
図２に示すように、これらフィンガ９Ａ〜９Ｇのうち、
最上位に位置するものと、最上位から６番目に位置する
ものとが、チューブ２を完全に押しつぶすためのシール
フィンガ９Ａ，９Ｆである。これらシールフィンガ９
Ａ，９Ｆは、扁平な板状をなすが、その真ん中に突条９
ａを有する。これらシールフィンガ９Ａ，９Ｆは、フィ
ンガプレート１１との間でチューブ２を扁平状に押しつ
ぶして薬液の流路を完全に遮断する、即ち流路をシール
するためのものである。このようにチューブ２を完全に
シールすることは、輸液ポンプ１における薬液の輸送精
度を確保するために不可欠のことである。これら隣り合
う二つのシールフィンガ９Ａ，９Ｆの間等に位置する他
のフィンガは、チューブ２を押しつぶすことなく圧縮す
るための圧縮フィンガ９Ｂ〜９Ｅ，９Ｇである。これら
圧縮フィンガ９Ｂ〜９Ｅ，９Ｇは、シールフィンガ９
Ａ，９Ｆとは異なり、単に扁平な板状をなしている。各
フィンガ９Ａ〜９Ｇの滑らかな動きを確保するために、
凹溝７の内壁（フィンガガイド）１２と各フィンガ９Ａ
〜９Ｇとの間には、多少のクリアランスが設けられる。

【００２５】図３に示すように、フィンガプレート１１
は、長尺状をなす本片１１ａと、その本片１１ａに対し
て独立して動くことのできる二つの独立片１１ｂ，１１
ｃとを有する。これら独立片１１ｂ，１１ｃは、それぞ
れ各シールフィンガ９Ａ，９Ｆに対応して設けられるも
のである。

【００２６】図１に示すように、本体ケース３には、各
フィンガ９Ａ〜９Ｇを駆動するための駆動機構１３が設
けられる。図４はその駆動機構１３だけを取り出して示
す。この駆動機構１３は、各フィンガ９Ａ〜９Ｇのそれ
ぞれに対応して設けられたプッシュロッド１４Ａ，１４
Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆ，１４Ｇと、それ
らプッシュロッド１４Ａ〜１４Ｇを往復動させるための
カムシャフト１５と、そのカムシャフト１５をプーリ１
６，１７及びベルト１８を介して駆動するためのステッ
ピングモータ１９とを備える。カムシャフト１５上の複
数のカム１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１
５ｆ，１５ｇは互いにそれぞれ異なるプロフィールを有
するものである。各カム１５ａ〜１５ｇは、各プッシュ
ロッド１４Ａ〜１４Ｇをそれぞれ往復動させるためにあ
る。各プッシュロッド１４Ａ〜１４Ｇの一端は、付属の
バネの力により、各カム１５ａ〜１５ｇに対して当接し
ている。

【００２７】この輸液ポンプ１は、チューブ２を流れる
薬液中の気泡を検出するための気泡検出装置２１を備え
る。図１，２に示すように、この気泡検出装置２１は、
本体ケース３の表面４に取り付けられた検出ケース２２
を備える。検出ケース２２は、チューブ２の一部を装着
するための凹溝２２ａを有する。図５，６，８に示すよ
うに、検出ケース２２の凹溝２２ａの幅は、チューブ２
の外径より少し狭く設定される。この凹溝２２ａの開口
部２２ｂは、チューブ２の外径よりも広くなるように外
向きに拡がるテーパ状に形成される。一方、図５〜７に
示すように、ドアケース５には、検出ケース２２に対応
したチューブ押さえ２３が設けられる。このチューブ押
さえ２３は、検出ケース２２の凹溝２２ａの両端に対応
する二つの位置でチューブ２を保持しながら押圧するた
めの一対の押さえ片２３ａを有する。これら押さえ片２
３ａは、その先端に湾曲した窪み２３ｂを有し、その窪
み２３ｂにより、チューブ２を保持するようになってい
る。

【００２８】図２，５，６，９〜１１に示すように、検
出ケース２２は、その内部に凹溝２２ａを挟んで互いに
対向配置された発信部及び受信部を有する。発信部は、
超音波を発信するための一つの発信素子２４を含む。受
信部は、発信素子２４から発信された超音波を受信する
ために、凹溝２２ａの軸線方向に沿って配列された第１
及び第２の受信素子２５Ａ，２５Ｂを含む。この気泡検
出装置２１では、凹溝２２ａに装着されたチューブ２を
挟んで発信素子２４から超音波を発信させ、その超音波
をチューブ２を流れる薬液を介して伝達させて各受信素
子２５Ａ，２５Ｂに受信させる。ここで、薬液中に気泡
が含まれるときには、発信素子２４から各受信素子２５
Ａ，２５Ｂへの超音波の伝達を気泡により遮断させ、各
受信素子２５Ａ，２５Ｂでそれぞれ得られる超音波の受
信レベルの違いを組み合わせることにより、気泡を検出
するようにしている。

【００２９】図１，５，６，９〜１１に示すように、こ
の気泡検出装置２１は、発信素子２４及び各受信素子２
５Ａ，２５Ｂを制御するための制御回路を含む制御基板
２６を備える。制御基板２６及び検出ケース２２は、互
いに一体的に組み付けられて検出組体２７を構成する。
この検出組体２７が本体ケース３に対して取り付けられ
る。各素子２４，２５Ａ，２５Ｂと、制御基板２６と
は、コネクタ２８，２９を介して互いに接続される。

【００３０】この実施の形態において、制御基板２６の
制御回路は、各受信素子２５Ａ，２５Ｂで得られる超音
波の受信信号を処理し、その信号が示す受信レベルに基
づいて薬液中の気泡の有無を判断する。この制御回路
は、気泡の存在を判断したとき、必要がある場合には、
輸液ポンプ１を緊急停止させるためにステッピングモー
タ１９を停止させる。この輸液ポンプ１では、図１２に
矢印で示す方向に薬液が流れることから、第１の受信素
子２５Ａが薬液の流れの上流側に、第２の受信素子２５
Ｂが薬液の流れの下流側にそれぞれ位置する。この位置
関係を前提に、制御回路は、各受信素子２５Ａ，２５Ｂ
で得られる受信レベルに基づいて気泡の検出を行う。図
１３は制御回路が気泡の有無を判断するための判断論理
を示す。図１４〜１７は、上記判断論理に対応する各受
信素子２５Ａ，２５Ｂの出力態様を示す。

【００３１】この実施の形態では、図１３，１４に示す
ように、両方の受信素子２５Ａ，２５Ｂの出力（受信レ
ベル）が所定の検出レベルＶthを上回るハイレベルを示
す場合に、制御回路は気泡が存在しないか、「３ｍｍ以
下」の外径を有する気泡が存在しているものと判断す
る。

【００３２】図１３，１５に示すように、第１の受信素
子２５Ａの受信レベルが所定の検出レベルＶthを下回る
ロウベルからその検出レベルＶthを上回るハイレベルへ
移行し、これとは逆に、第２の受信素子２５Ｂの受信レ
ベルがハイベルからロウレベルへ移行した場合に、制御
回路は「３ｍｍ」の外径を有する気泡が存在しているも
のと判断する。

【００３３】図１３，１６に示すように、両方の受信素
子２５Ａ，２５Ｂの受信レベルが、所定の時間αの間だ
け検出レベルＶthを下回るロウレベルを示す場合に、制
御回路は「５ｍｍ」の外径を有する気泡が存在している
ものと判断する。

【００３４】図１３，１７に示すように、両方の受信素
子２５Ａ，２５Ｂの受信レベルが、所定の時間β（β＞
α）の間だけ検出レベルＶthを下回るロウレベルを示す
場合に、制御回路は「５ｍｍ以上」の外径を有する気泡
が存在しているものと判断する。

【００３５】次に、上記のように構成した輸液ポンプ１
の動作を説明する。この輸液ポンプ１を使用するには、
図１，２に示すように、先ず、薬液バッグに接続された
チューブ２の一部を凹溝７に沿って嵌め込み、その上か
らドアケース５で閉じる。このとき、チューブ２の一部
は圧縮部８の凹溝７に嵌め込まれ、他の一部は検出ケー
ス２２の凹溝２２ａに嵌め込まれる。これにより、チュ
ーブ２が両ケース３，５の間に保持される。

【００３６】ここで、検出ケース２２において、外向き
に拡がるテーパ状をなした開口部２２ｂにチューブ２の
一部が無造作に置かれても、図５に示すように、チュー
ブ２は、その開口部２２ｂに沿って凹溝２２ａの中へ確
実に案内される。そして、ドアケース５を閉じる際に
は、チューブ押さえ２３とその一対の押さえ片２３ａが
チューブ２に作用することになる。即ち、凹溝２２ａの
両端に対応する二位置でチューブ２の二つの部位が押さ
え片２３ａの窪み２３ｂに保持されながら押圧される。
これにより、溝の幅をチューブ２の外径より少し狭く設
定した凹溝２２ａの中に確実に装着され、発信素子２４
と各受信素子２５Ａ，２５Ｂとの間の所定の位置に正確
に位置決めされる。

【００３７】この装着状態において、ステッピングモー
タ１９を起動させてカムシャフト１５を回転させると、
各カム１５ａ〜１５ｇの回転により各プッシュロッド１
４Ａ〜１４Ｇがそれぞれ往復動し、これに伴い、各フィ
ンガ９Ａ〜９Ｇがチューブ２へ向かって往復動される。
これにより、圧縮部８においては、チューブ２が凹溝７
の長さ方向に沿って順次に揉み押さえられ、圧縮され
る。この結果、薬液バッグの薬液がチューブ２を通じて
人体等へと輸送される。

【００３８】この実施の形態では、気泡検出装置２１を
構成する検出ケース２２の凹溝２２ａに装着されたチュ
ーブ２が、超音波の発信部と受信部との間に確実に配置
されて位置決めされる。そして、発信部は一つの発信素
子２４を含み、受信部は凹溝２２ａに沿って配列された
二つの受信素子２５Ａ，２５Ｂを含むことから、発信素
子２４から発信された超音波は、二つの受信素子２５
Ａ，２５Ｂの各々において受信可能となる。ここで、発
信素子２４から発信された超音波は、チューブ２を流れ
る薬液を介して伝達され、各受信素子２５Ａ，２５Ｂで
受信されることになる。

【００３９】そして、チューブ２を流れる薬液中に気泡
が含まれるときには、発信素子２４から各受信素子２５
Ａ，２５Ｂへの超音波の伝達が気泡により遮断されるこ
とになる。このため、各受信素子２５Ａ，２５Ｂで得ら
れる超音波の受信レベルは、超音波が気泡で遮断される
ときには、検出レベルＶthよりも低くなり、超音波が気
泡により遮断されないときには、検出レベルＶthよりも
高くなる。

【００４０】従って、大きめの気泡、例えば「５ｍｍ以
上」の気泡がチューブ２を流れるときには、二つの受信
素子２５Ａ，２５Ｂの受信レベルが同時にロウレベルを
示すことになる。或いは、小さめの気泡、例えば「３ｍ
ｍ」の気泡がチューブ２を流れるときには、各受信素子
２５Ａ，２５Ｂの受信レベルが順次にロウレベルを示す
ことになる。或いは、チューブ２を気泡が流れないとき
には、二つの受信素子２５Ａ，２５Ｂの受信レベルが共
にハイレベルを示すことになる。このように、各受信素
子２５Ａ，２５Ｂにおける受信レベルの高低の違いを組
み合わせることにより、気泡が、その大小を含めて検出
されるようになる。このように、本実施の形態の気泡検
出装置２１によれば、チューブ２を流れる薬液中の気泡
の有無を、その大きさを含め精度良く検出することがで
きるようになる。

【００４１】特に、本実施の形態の気泡検出装置２１で
は、図１３〜１７に示すように、二つの受信素子２５
Ａ，２５Ｂの受信レベルの違いを示す組み合わパターン
により、気泡の大きさを識別することから、チューブ２
を流れる薬液の設定流量に拘わらず、気泡の大きさを正
確に識別することができる。即ち、従来の気泡検出装置
では、一つの受信素子６３に対する超音波の遮断時間の
違いにより気泡の大きさを判定していた。このため、同
じ大きさの気泡であっても、薬液の設定流量が異なるこ
とにより、超音波の遮断時間が変わることになり、特定
の大きさの気泡を識別することが困難であった。これを
回避するには、気泡検出装置の検出感度（検出レベルＶ
th）を上げることになるが、検出感度を上げた場合に
は、対象外の微細な気泡をも検出することになり、輸液
ポンプ４１を不用意に止めてしまうおそれがあった。

【００４２】これに対し、本実施の形態の気泡検出装置
２１によれば、薬液の設定流量の違いに拘わらず、特定
の大きさの気泡を精度良く識別して検出することができ
る。しかも、検出感度を特に上げる必要がないので、対
象外の微細な気泡を誤って検出することがなく、輸液ポ
ンプ１を不用意に止めてしまうことがない。具体的に、
この気泡検出装置２１では、図１３に示す判断論理に基
づいて気泡の大きさが識別されることから、ＪＩＳ規格
で定められた「５（＋１，−０）ｍｍ」の気泡と、対象
外である「３ｍｍ以下」の気泡とを確実に区別すること
ができ、気泡検出のための分解能が高くなる。このた
め、微細な「３ｍｍ以下」の気泡を検出したとしても、
輸液ポンプ１を不用意に緊急停止させることがなくな
る。

【００４３】この実施の形態の気泡検出装置２１によれ
ば、チューブ２の一部を検出ケース２２の凹溝２２ａに
装着する際、前述したように、チューブ２が開口部２２
ｂに無造作に置かれても、凹溝２２ａの中へ案内され、
その中で発信素子２４と各受信素子２５Ａ，２５Ｂとの
間の所定位置に正確に位置決めされる。この意味でも、
チューブ２を流れる薬液中の気泡を精度良く検出するこ
とができるようになる。しかも、医療現場での緊急時
に、急いで輸液ポンプ１を準備しなければならない場合
にも、比較的容易にチューブ２を気泡検出装置２１の所
定の位置に正確に位置決めすることができる。この意味
で、輸液ポンプ１の準備のための作業性を向上させるこ
とができるようになる。

【００４４】この実施の形態の気泡検出装置２１によれ
ば、発信素子２４及び受信素子２５Ａ，２５Ｂを含む検
出ケース２２と、制御基板２６とが互いに一体的に組み
付けられて検出組体２７が構成される。このため、発信
素子２４及び受信素子２５Ａ，２５Ｂと、制御基板２６
とが互いに最も近付けられることになり、両者の間でリ
ード線の短縮又は省略が可能となる。従って、各受信素
子２５Ａ，２５Ｂから制御基板２６の制御回路へ送られ
る受信信号に対する外乱の影響が抑えられる。更に、こ
の実施の形態では、同じ輸液ポンプ１の中でも、検出組
体２７がステッピングモータ１９から比較的離れて配置
される。このため、ステッピングモータ１９で発生する
電気的ノイズが制御基板２６に及ぼす影響が軽減され
る。このような意味でも、チューブ２を流れる薬液中の
気泡を精度良く検出することができるようになる。

【００４５】特に、携帯電話器等の無線機器で発生する
電磁波ノイズが問題になるが、この気泡検出装置２１で
は、その電磁波ノイズが制御基板２６に及ぼす影響が抑
えられ、気泡検出装置２１の外乱対策に寄与できるよう
になる。図１８は、携帯電話を使用して行った耐ノイズ
試験の結果を示す表である。この試験では、気泡検出装
置から２５ｃｍだけ離れた位置で携帯電話を使用した。
そして、送信周波数を８００ＭＨｚ、送信出力を５Ｗと
して携帯電話から電波を発射したときの気泡検出装置の
動作を確認した。この表からも明らかなように、上記の
条件下で、従来品の気泡検出装置が誤動作を示したのに
対し、本実施の形態の気泡検出装置２１は正常に動作し
た。このことから、本実施の形態の気泡検出装置２１
が、携帯電話による外乱に有効であることが分かる。

【００４６】尚、この発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲
で以下のように実施することができる。

【００４７】前記実施の形態では、一つの発信素子２４
を含む発信部と、二つの受信素子２５Ａ，２５Ｂを含む
受信部とを備えることを特徴とする第１の発明に対し、
検出ケース２２と制御基板２６とを一体的に組み合わせ
たことを特徴とする第２の発明、検出ケース２２の凹溝
２２ａに係る形状と、チューブ２を保持・押圧するため
の押さえ片２３ａ等とを設けることを特徴とする第３の
発明をそれぞれ組み合わせて具体化した。これに対し、
上記第１の発明のみを具体化したり、その第１の発明に
対して第２及び第３の発明の一方を組み合わせたりして
具体化することもできる。或いは、図２０に示すような
従来の気泡検出装置に対して、上記第２及び第３の発明
の少なくとも一方を具体化するようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、検出ケ
ースの溝を挟んで一つの発信素子と二つの受信素子とを
互いに対向配置し、発信素子から発信させた超音波をチ
ューブを流れる液体を介して各受信素子で受信させ、液
体中に気泡が含まれるときと含まれないときとの各受信
素子の受信レベルの違いを組み合わせることにより、気
泡を検出するようにしている。従って、気泡の有無及び
大きさの違いにより二つの受信素子で得られる受信レベ
ルの態様が異なり、各受信素子の受信レベルの違いの組
み合わ態様により、気泡がその大小を含めて検出される
ようになる。この結果、チューブを流れる液体中の気泡
を精度良く検出することができるようになり、延いて
は、輸液ポンプの誤停止を防止できるようになるという
効果を発揮する。

【００４９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の構成において、制御基板と検出ケースとを一体
的に組み付け、本体ケースに取り付けている。従って、
請求項１の発明の作用に加え、発信素子及び各受信素子
と制御基板とが互いに最も近付けられ、両者の間のリー
ド線の短縮・省略が図られ、各受信素子から制御基板へ
送られる信号に対する外乱の影響が抑えられる。この意
味で、チューブを流れる液体中の気泡を、外乱の影響を
排除して、精度良く検出することができるという効果を
発揮する。

【００５０】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２の発明の構成において、検出ケースの溝幅をチュ
ーブ外径と同等にし、溝の開口部を外向きに拡がるテー
パ状にし、溝両端の二位置でチューブを保持・押圧する
一対の押さえ片を設けている。従って、請求項１又は請
求項２の発明の作用に加え、開口部に無造作に置かれた
チューブでも溝の中へ案内され、そのチューブが二つの
部位で押さえ片により保持・押圧されながら溝の中に確
実に装着され、発信素子と各受信素子との間の所定位置
に正確に位置決めされるようになる。この意味で、チュ
ーブ装着のための作業性を向上させて、チューブを流れ
る液体中の気泡を精度良く検出することができるという
効果を発揮する。

【００５１】請求項４に記載の発明によれば、検出ケー
スの溝を挟んで発信部と受信部とを互いに対向配置し、
発信部から発信させた超音波をチューブを流れる液体を
介して受信部で受信させ、液体中に気泡が含まれるとき
と含まれないときの受信部の受信レベルの違いにより、
気泡を検出するようにする。そして、制御基板と検出ケ
ースとを一体的に組み付け、本体ケースに取り付けてい
る。従って、発信部及び受信部と制御基板とが互いに最
も近付けられ、両者の間のリード線の短縮・省略が図ら
れ、受信部から制御基板へ送られる信号に対する外乱の
影響が抑えられる。この意味で、チューブを流れる液体
中の気泡を、外乱の影響を排除して、精度良く検出する
ことができるという効果を発揮する。

【００５２】請求項５に記載の発明によれば、検出ケー
スの溝を挟んで発信部と受信部とを対向配置し、発信部
から発信させた超音波をチューブを流れる液体を介して
受信部で受信させ、液体中に気泡が含まれるときと含ま
れないときの受信部の受信レベルの違いにより、気泡を
検出するようにする。そして、検出ケースの溝の幅をチ
ューブ外径より少し狭く設定し、溝の開口部を外向きに
拡がるテーパ状にし、溝の両端の二位置でチューブを保
持・押圧する一対の押さえ片を設けている。従って、開
口部に無造作に置かれたチューブでも溝の中へ案内さ
れ、そのチューブが二つの部位で押さえ片により保持・
押圧されながら溝の中に確実に装着され、発信部と受信
部との間の所定位置に正確に位置決めされるようにな
る。この意味で、チューブ装着のための作業性を向上さ
せて、チューブを流れる液体中の気泡を精度良く検出す
ることができるという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態に係り、輸液ポンプの構造を示す
部分断面図である。

【図２】同じく、本体ケースの表面を示す平面図であ
る。

【図３】同じく、ドアケースの内面を示す平面図であ
る。

【図４】同じく、駆動機構を示す側面図である。

【図５】同じく、気泡検出装置の作用を示す断面図であ
る。

【図６】同じく、気泡検出装置の作用を示す断面図であ
る。

【図７】同じく、ドアケースのチューブ押さえを示す斜
視図である。

【図８】同じく、検出ケースの凹溝を示す斜視図であ
る。

【図９】同じく、検出組体を示す正面図である。

【図１０】同じく、検出組体を示す側面図である。

【図１１】同じく、検出組体を示す別の側面図である。

【図１２】同じく、気泡検出装置を拡大して示す平面図
である。

【図１３】同じく、気泡検出のための判断論理を示す表
である。

【図１４】同じく、各受信素子の出力態様を示すタイミ
ングチャートである。

【図１５】同じく、各受信素子の出力態様を示すタイミ
ングチャートである。

【図１６】同じく、各受信素子の出力態様を示すタイミ
ングチャートである。

【図１７】同じく、各受信素子の出力態様を示すタイミ
ングチャートである。

【図１８】同じく、携帯電話を使用した耐ノイズ試験の
結果を示す表である。

【図１９】従来の輸液ポンプを示す断面図である。

【図２０】同じく、従来の本体ケースの表面を示す平面
図である。

【図２１】同じく、従来の気泡検出装置を示す断面図で
ある。

【図２２】同じく、従来の受信素子の出力態様を示すタ
イミングチャートである。

【図２３】同じく、従来の受信素子の出力態様を示すタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

１輸液ポンプ２チューブ３本体ケース２１気泡検出装置２２検出ケース２２ａ凹溝２２ｂ開口部２３押さえ片２４発信素子２５Ａ受信素子２５Ｂ受信素子２６制御基板２７検出組体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器に収容された液体をチューブを介し
て輸送する輸液ポンプに設けられ、前記チューブを流れ
る液体中の気泡を検出するようにした気泡検出装置にお
いて、前記輸液ポンプの本体ケースの表面に設けられ、前記チ
ューブの一部を装着するための溝を含む検出ケースを有
し、前記検出ケースにおいて前記溝を挟んで互いに対向配置
された発信部及び受信部であって、前記発信部が超音波
を発信するための一つの発信素子を含み、前記受信部
が、前記発信された超音波を受信するために、前記溝の
軸線方向に沿って配列された二つの受信素子を含み前記
溝に装着されたチューブを挟んで前記発信素子から超音
波を発信させ、その超音波を前記チューブを流れる液体
を介して伝達させ前記各受信素子に受信させると共に、
前記液体中に気泡が含まれるときには、前記発信素子か
ら前記各受信素子への超音波の伝達を前記気泡により遮
断させ、前記各受信素子でそれぞれ得られる超音波の受
信レベルの違いを組み合わせることにより、前記気泡を
検出するようにしたことを特徴とする輸液ポンプの気泡
検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の気泡検出装置におい
て、前記発信素子及び前記受信素子を制御するための制御回
路を含む制御基板を備え、前記制御基板と前記検出ケー
スとが検出組体として互いに一体的に組み付けられ、そ
の検出組体が前記本体ケースに取り付けられることを特
徴とする輸液ポンプの気泡検出装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の気泡検出
装置において、前記検出ケースの溝の幅を前記チューブの外径より少し
狭く設定すると共に、その溝の開口部を前記チューブの
外径よりも広くなるように外向きに拡がるテーパ状に形
成し、前記検出ケースの溝の両端に対応する二つの位置
で前記チューブを保持しながら押圧するための一対の押
さえ片を設けたことを特徴とする輸液ポンプの気泡検出
装置。
【請求項４】容器に収容された液体をチューブを介し
て輸送する輸液ポンプに設けられ、前記チューブを流れ
る液体中の気泡を検出するようにした気泡検出装置にお
いて、前記輸液ポンプの本体ケースの表面に設けられ、前記チ
ューブの一部を装着するための溝を含む検出ケースと、前記検出ケースにおいて前記溝を挟んで互いに対向配置
された超音波を発信するための発信部及びその超音波を
受信するための受信部と、前記溝に装着されたチューブを挟んで前記発信部から超
音波を発信させ、その超音波を前記チューブを流れる液
体を介して伝達させ前記受信部に受信させると共に、前
記液体中に気泡が含まれるときには、前記発信部から前
記受信部への超音波の伝達を前記気泡により遮断させ、
前記受信部で得られる超音波の受信レベルに基づいて前
記気泡を検出することと、前記発信部及び前記受信部を制御するための制御回路を
含む制御基板と、前記制御基板と前記検出ケースとが検出組体として互い
に一体的に設けられ、その検出組体が前記本体ケースに
取り付けられることとを備えたことを特徴とする輸液ポ
ンプの気泡検出装置。
【請求項５】容器に収容された液体をチューブを介し
て輸送する輸液ポンプに設けられ、前記チューブを流れ
る液体中の気泡を検出するようにした気泡検出装置にお
いて、前記輸液ポンプの本体ケースの表面に設けられ、前記チ
ューブの一部を装着するための溝を含む検出ケースと、前記検出ケースにおいて前記溝を挟んで互いに対向配置
された超音波を発信するための発信部及びその超音波を
受信するための受信部と、前記溝に装着されたチューブを挟んで前記発信部から超
音波を発信させ、その超音波を前記チューブを流れる液
体を介して伝達させ前記受信部に受信させると共に、前
記液体中に気泡が含まれるときには、前記発信部から前
記受信部への超音波の伝達を前記気泡により遮断させ、
前記受信部で得られる超音波の受信レベルに基づいて前
記気泡を検出することと、前記検出ケースの溝の幅を前記チューブの外径より少し
狭く設定すると共に、その溝の開口部を前記チューブの
外径よりも広くなるように外向きに拡がるテーパ状に形
成することと、前記検出ケースの溝の両端に対応する二つの位置で前記
チューブを保持しながら押圧するための一対の押さえ片
とを備えたことを特徴とする輸液ポンプの気泡検出装
置。