JPS599756B2 - 往復動ポンプ装置およびこれを使用する人工透析装置用透析液の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、人工透析装置に使用する透析液の製造装置
に関するもので、殊に濃縮された透析液（原液）と滅菌
された希釈水とを定量的に供給するポンプ装置に関する
ものである。

人工腎臓（血液透析装置）において、血液透析を行う場
合に使用される透析液は一定の濃度でかつ一定の温度に
保持されていることが要求される。

従来、透析液原液を希釈して一定濃度の透析液を製造す
る方法として、定量ポンプを使用して透析液原液と希釈
水とをそれぞれ一定の比率で供給して予じめ透析治療に
必要とされる透析液を製造してお《方法と、透析治療中
連続的に一定濃度の透析液を製造する方法とがあり、前
者の方法では透析液貯蔵タンクの設備が大型化し保存中
の雑菌混入の倶れがあり、また後者の場合にはポンプの
特性上濃度に若干の変動が加わる難点があった。

そこで、発明者等は鋭意研究を重ねた結果４方弁と操作
シリンダとを組合せて交互に流通する２つ圧力流体供給
系を構成し、操作シリンダに組込んだピストンのピスト
ンロツドの一端部にビストンロンドの往復運動に対し直
角方向に変位する運動変換機構を設け、この運動変換機
構に一対のプランジャを連結しこれらのプランジャの先
端部にそれぞれ対称的にポンプ室を構成し、前記ピスト
ンロンドの他端部を外方へ延在させると共にこれと平行
に４方弁のスプール軸を延在させて前記ピストンロンド
の往復動変位を作動杆を介してスプール軸に伝達するよ
うに構成して４方弁の切換制御を自動的に行うようにす
ることにより、圧力流体の供給により連続的往復動作を
達成し、前記対称的に配置したポンプ室をそれぞれポン
プ動作させることができることを突き止めた。

また、運動変換機構を適宜調節することにより、変位量
を加，減し、ポンプ容量を任意に調節することが可能と
なる。

さらに、前記往復動ポンプに透析液原液を供給し、４方
弁と操作シリンダとによって構成される圧力流体供給系
に希釈水を供給することにより、定量供給される希釈水
に対し透析液原液を任意の比率で定量供給することがで
きることを突き止めた。

従って、本発明の一般的な目的は、構造が簡単にして流
体の定量供給を円滑に行うことのできる往復動ポンプお
よびこれを使用して一定濃度の透析液を製造し得る人工
透析装置用透析液の製造装置を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る往復動ポンプ
は、一対の流路の切換えを行うスプールを有する４方弁
とピストンの両側にそれぞれ圧力室を形成した操作シリ
ンダとを平行に配置し、前記４方弁の流体が交互に切換
えられて吐出される一対の流体流通口を前記操作シリン
ダの各圧力室に連通接続して圧力流体供給系を構成し、
前記操作シリンダのピストンの両側に結合するピストン
ロンドをそれぞれ操作シリンダの外部へ突出させ、一方
のピストンロンドに傾斜溝形成部材を傾動可能に枢着し
かつこの傾斜溝形成部材の溝部と係合して直角方向に移
動する運動変換部材を設けると共に傾斜溝形成部材の端
部に当接して溝部傾斜角を設定する調整ねじを前記ピス
トンロツドの端部に設け、前記運動変換部材によって往
復動ポンプ動作を行うポンプ室を対称的に設け、さらに
他方のピストンロンドと前記４方弁のスプール軸とを連
動して移動するよう構成した作動杆を設け、４方弁の切
換制御とピストン往復運動に伴うポンプ動作を連続的に
行うよう構成することを特徴とする。

また、本発明においては、前記構成からなる往復動ポン
プにおいて、４方弁と操作シリンダとを組合せて構成し
た圧力流体供給系に希釈水供給系を接続し、運動変換部
材によって往復動ポンプ動作を行なうポンプ室に透析液
原液供給系を接続し、前記４方弁から吐出される希釈水
とポンプ室から吐出される透析液原液とを混合する手段
を設け、前記運動変換部材と係合する傾斜溝形成部材の
溝部の傾斜角を調整することにより透析液原液と希釈水
とを所定の比率で混合し所定濃度の透析液を製造するよ
う構成することにより、人工透析装置用透析液の製造装
置を得ることができる。

次に、本発明に係る往復動ポンプおよびこれを使用する
人工透析装置用透析液の製造装置の実施例につき添付図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は４方弁を示し、この４
方弁１０はその中央部に圧力流体供給口１２と、一対の
スプール１４ａ，１４ｂの移動によって前記流体供給口
１４と選択的に連通ずる流体流通口１６Ａ，１６Ｂとさ
らに前記流体流通口１６Ａ，１６Ｂと連通ずる流体排出
口１８Ａ，１８Ｂとを備える。

このように構成された４方弁１０と隣接して操作シリン
ダ２０を設け、この操作シリンダ２０の両端部にそれぞ
れ前記４方弁１０の流体流通口１６Ａ，１６Ｂと連通ず
る流体流通口２２Ａ ，２２Ｂを開口する。

操作シリンダ２０はその中心部を挿通ずるピストンロツ
ド２４にピストン２６を装着し、前記流体流通口２２Ａ
，２２Ｂのいずれか一方からシリンダ室２Ｂへ導入され
る圧力流体（本発明においては透析液原液を希釈するた
めの希釈水を使用する）の作用によりピストン２６を押
送し、予じめシリンダ室２８内に導入されていた流体を
他方の流体流通口から導出するように構成される。

従って、操作シリンダ２０のシリンダ室容積に比例して
ピストン２６の一往復動作における希釈水の供給量を一
定に保持することができる。

そこで、本発明においては、前記希釈水の供給と同時に
透析液原液の供給を同時に行うため、前記操作シリンダ
２０のピストンロツド２４の一端部を延在させてこの延
長部２４ａにピストンロッド２４の往復運動と直角方向
に変位する運動変換機構３０を設け、この運動変換機構
３０によりポンプ動作を行わせて透析液原液の供給を行
うように構成する。

すなわち、本実施例においては、ピストンロツド２４の
延長部２４ａの一部に適宜の切矢部を設けて傾斜溝形成
部材３２を枢着ピン３８により傾動可能に枢着固定し、
この傾斜溝形成部材３２の溝部３４に保合し前記ピスト
ン田ノドに対し直角方向に移動する運動変換部材３６を
設ける。

この場合、前記傾斜溝形成部材３２は、これを取付けた
ピストンロッド２４の延長部２４ａの端部に螺合した調
整ねじ４０によりその傾動位置を保持するよう構成され
、例えば調整ねじ４０を緩めて前記傾斜溝形成部材３２
を枢着ピン３８を軸として適宜の角度に傾動させ、再び
調整ねじ４０を締付ければ、溝部３４の傾斜角度を変更
して運動変換部材３６の変位量を任意に調節することが
できる。

さらに、前記運動変換部材３６の両端部にそれぞれ対称
的にプランジャ４ ２ ａ ｔ ４ ２ ｂを連結し、
これらプランジャ４２ａ，４２ｂの先端部を相互に対称
的に構成配置したポンプケーシング４４Ａ，４４Ｂの内
部に臨ませると共にポンプケーシング４４Ａ，４４Ｂの
内部に設けたべローに固着して、各ポンプ室４６Ａ，４
６Ｂ内の容積変化を行わせ往復動ポンプを構成する。

なお、ポンプケーシング４４Ａ，４４Ｂには各ポンプ室
４６Ａ，４６Ｂとそれぞれ連通する流体吸込弁口および
流体吐出弁口をそれぞれ設けて、各ポンプ室４６Ａ，４
６Ｂ内にそれぞれ透析液原液をポンプ作用下に吸込みそ
して吐出するように構成する。

このようにして、前記ポンプ室４６Ａ，４６Ｂから交互
に吐出される透析液原液と、操作シリンダ２０のシリン
ダ室２８から吐出される希釈水とを適宜混合器により混
合させるこきにより、常に一定濃度の透析液を製造する
ことができる。

本発明装置において、前記操作シリンダ２０のピストン
２６を連続的に往復運動させるため、往復運動するピス
トンロツド２４の他端部を延長させ、この延長部の往復
運動により、４方弁１０のスプール軸１４ｃをクイック
アクションに切換動作を行うような機構を用いる。

第１図はその一例を示すもので、往復運動するピストン
ロンド２４の他端部を延長させると共にこの延長部２４
ｂと平行かつ同方向に４万弁１０のスブール軸１４ｃを
延長させ、ピストンロツド２４の延長部２４ｂとスプー
ル軸１４ｃの延長部にそれぞれ２対の係止突起４８ａ，
４８ｂ，５０ａ，ｓｏｂを突設し、これらの係止突起間
に一部を枢支して旋回自在に構成した作動杆５２を設け
て、ピストンロツド２４の移動に伴い作動杆５２を旋回
させてスプール軸１４ｃを変位させ、スブー＃１４ａ，
１４ｂの位置変位を行って４万弁１０の切換動作を行う
ように構成する。

なお、作動杆５２の一端部と作動杆５２を枢支する固定
部材５４との間に引張コイルばね５６を取付けて作動杆
５２の旋回動作を補助するように構成する。

従って、例えば、図示の例において圧力流体が流体流通
口１６Ｂより操作シリンダ２０の流体流通口２２Ｂを介
してシリンダ室２８内に導入されると、ピストン２６が
右方向（矢印で示す）に移動し、この時シリンダ室内の
流体は操作シリンダ２０の流体流通口２２Ａより４万弁
１０の流体流通口１６Ａおよび流体排出口１８Ａを介し
て排出される。

この際、ピストンロツド２４の移動に伴いピストンロツ
ド２４に突設した係止突起４８ａに作動杆５２の一端部
が係合し、作動杆５２を右方向に旋回させてこれを位置
■（破線で示す）まで変位させる。

この場合、作動杆５２ははね作用によりさらに位置■（
破線で示す）まで変位し、この時に作動杆５２の他端部
がスプール軸１４ｃに突設した係止突起５０ａと係合し
てスプール軸１４ｃを左方向に移動させ、４方弁１０の
切換を行う。

４万弁１０の切換により、圧力流体は流体流通口１６Ａ
より操作シリンダ２０の流体流通口２２Ａを介してシリ
ンダ室２８内へ導入され、前記動作と逆方向にピストン
２６およびピストンロツド２８が移動する。

この時、ピストンロツド２４の移動に伴いピストンロツ
ド２４に突設した係止突起４８ｂに作動杆５２の一端部
が係合し、作動杆５２を左方向に旋回させてこれを位置
■（破線で示す）まで変位させる。

さらに作動杆５２は、ばね作用により原位置Ｉ（実線で
示す）まで変位し、この際に作動杆５２の他端部がスプ
ール軸１４ｃに突設した係止突起５０ｂと係合してスプ
ール軸１４ｃを右方向に移動させ、４万弁１０の切換を
行う。

このようにして、４方弁を自動的に切換操作して、希釈
水と透析液原液の供給を連続的に達成することができる
。

本発明装置によれば、同一運動機構によって透析液原液
と希釈水の供給を所定の比率で定量的に供給することが
できるばかりでなく、簡単な操作で希釈水に対する透析
液原液の供給量を任意に調節することができる。

また、本発明装置によれば、４方弁の切換操作およびこ
れに伴う流体供給動作を行う往復運動機構の作動を全て
４方弁に供給する圧力流体（希釈水）の供給のみにより
連続的に駆動することができるので動力の節減を図るこ
とができ経済性に富む。

以上、本発明装置の好適な実施例について説明したが、
本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変
更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す断面構造図である。 １０・・・・・・４万弁、１２・・・・・・圧力流体供
給口、１４・・・・・・スプール、１６・・・・・・流
体流通口、１８・・・・・・流体排出口、２０・・・・
・・操作シリンダ、２２・・・・・・流体流通口、２４
・・・・・・ピストンロツド、２６・・・・・・ピスト
ン、２Ｂ・・・・・・シリンダ室、３０・・・・・・運
動変換機構、３２・・・・・・傾斜溝形成部材、３４・
・・・・・溝部、３６・・・・・・運動変換部材、３８
・・・・・・枢着ピン、４０・・・・・・調整ねじ、４
２・・・・・・ブランジャ、４４・・・・・・ポンプケ
ーシング、４６・・・・・・ポンプ室、４８・・・・・
・係止突起、５０・・・・・・係止突起、５２・・・・
・・作動杆、５４・・・・・・固定部材、５６・・・・
・・引張コイルばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の流路の切換えを行うスプールを有する４方弁
   とピストンの両側にそれぞれ圧力室を形成した操作シリ
   ンダとを平行に配置し、前記４方弁の流体が交互に切換
   えられて吐出される一対の流体流通口を前記操作シリン
   ダの各圧力室に連通接続して圧力流体供給系を構成し、
   前記操作シリンダのピストンの両側に結合するピストン
   ロンドをそれぞれ操作シリンダの外部へ突出させ、一方
   のピストンロンドに傾斜溝形成部材を傾動可能に枢着し
   かつこの傾斜溝形成部材の溝部と係合して直角方向に移
   動する運動変換部材を設けると共に傾斜溝形成部材の端
   部に当接して溝部の傾斜角を設定する調整ねじを前記ピ
   ストンロンドの端部に設け、前記運動変換部材によって
   往復動ポンプ動作を行うポンプ室を対称的に設け、さら
   に他方のピストンロンドと前記４方弁のスプール軸とを
   連動して移動するよう構成した作動杆を設け、４方弁の
   切換制御とピストン往復運動に伴うポンプ動作を連続的
   に行うよう構成することを特徴とする往復動ポンプ装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の往復動ポンプ装置にお
   いて、４方弁と操作シリンダとを組合せて構成した圧力
   流体供給系に希釈水供給系を接続し、運動変換部材によ
   って往復動ポンプ動作を行なうポンプ室に透析液原液供
   給系を接続し、前記４方弁から吐出される希釈水とポン
   フ゜室から吐出される透析液原液とを混合する手段を設
   け、前記運動変換部材と係合する傾斜溝形成部材の溝部
   の傾斜角を調整することにより透析液原液と希釈水とを
   所定の比率で混合し所定濃度の透析液を製造するよう構
   成することを特徴とする人工透析装置用透析液の製造装
   置。