JPS63192447A - 非脉動ｉｖポンプ - 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） 本発明はポンプ装置に関する。特に、本発明はＩＶ（静
脈内１点滴）溶液供給用の定量注入ポンプに関する。

（従来の技術） 健康に対する配慮から、ＩＶ溶液の供給に関しては種々
の努力がなされて来ている。

長い間、ＩＶ溶液は重力によってのみ供給されてきた。

その供給量は、毎分当りの滴下数を数えることにより測
られている。多くの例において、この方法は不充分なも
のである。水滴の大きさは表面張力に直接に正比例し、
溶液のタイプ、粘性、温度などの影響を受ける。そして
、水滴の大きさは、その水滴の形成される速さに影響さ
れる。

水滴（生成）の速度はチューブ及び針の制限と重力によ
り影響される。もし、チューブが部分的にふさがれると
、滴下率は減少し、または、ＩＶ液の供給が減少するに
つれて液圧が減少し、滴下率が減る。それ故に、多くの
例において、水滴の大きさと滴下率の変りやすさは（こ
の２つはいずれもオペレータのコントロールの範囲をは
なれているものである）この方法によるＩＶ液の供給を
不満足なものにしている。

電子的水滴カウンタをコントローラ又は螺動ポンプと組
合わせて用いるように改良がなされている。電子的水滴
カウンタの組合わせは、滴下率をコントロールできるが
、水滴の大きさのコントロールはできない。そして、背
圧が液の送り出し圧力を超えるまで上昇したときに、滴
下率をコントロールできないと云う欠点がある。

電子的水滴カウンターと螺動ポンプの組合わせは、送り
圧力を増加するが、計量方法に正確さが欠けている。

計量方法の改善のためには、置換型ポンプを採用するこ
とになる。これは、重力に依存した旧式のｔＶコントロ
ーラに比して、ＩＶ液の流れる率のコントロールを非常
に正確なものにできる。これらのポンプは、液の計量に
加えて、液又はＩＶ水ポンプ配管に正圧力を供給し得る
。置換型ポンプは螺動型（パーマン他による米国特許第
３７３７２５１号に記載される）や、ピストン・シリン
ダ型（ジエンキンス他による米国特許第３９８５１３３
号に記載される）、又はパルス型（ランドクイストによ
る米国特許第３８７４８２６号に記載される）などに分
類される。

従来の技術を改良した螺動ポンプは、多くの不利な点が
ある。まず第１に、螺動運動は、血液の供給を妨害する
摩擦があり、それが血液細胞を破壊する原因となること
。第２に螺動運動は、エラストマ材料の引張りを伴い、
これがＩＶ液に空気を混入させ得ること。第３に、螺動
状態でのエラストマ材料の引張りは、エネルギの効率的
な利用ではない。

病人の移動性と、動力損失の可能性のために、ポンプを
バッテリで駆動することが必要であり、それ故にポンプ
は最大の効率を挙げることができることが望ましい。

従来の技術のピストンシリンダ型ポンプは、正確な計量
性と正圧力を提供するが、これにも若干の欠点がある。

まず、第１にＩＶ治療が無菌状態をポンプに維持させる
ことを要求し、そのコストが毎回の使用毎に清掃と殺菌
をすることを許さないので、ポンプチャンバは使い捨て
で、安価に製造できるものでなければならない。これは
、従来のピストンシリンダ型ポンプでは実現することは
むづかしいことである。

製造コストを下げるために、従来のポンプのあるものは
、１つのシリンダと２つのバルブだけを用いる。これに
よると、送りサイクルは、充満と排出の２つの部分を用
いる。それ故に、ＩＶ治療は、送りサイクルのうち、充
満期間は中断される。

第２に、従来のピストンシリンダ型ポンプのある種のも
のは、摺動面における無菌シールと、その信頼性に応え
るに困難さを有している。第３に、ピストンシリンダポ
ンプの摩擦は、効率を低下させる原因となる。

パルス型ポンプは、連続したパルス状の流れを供給する
が、これもまた、重要な不利益な点を有する。第１に、
この種のポンプの独立的な調節弁は複雑で、使い捨てポ
ンプチャンバを高価なものにしている。第２に、スプリ
ング力やエラストマ材料に対するパルス作用は、効率的
な操作に適しない。

バグレイの米国特許第３８０９５０７号には、ＩＶ治療
に用いることを特に意図しないポンプが記載されている
が、これは連続した定常流を供給するものである。この
ポンプに用いられるバルブは、作動部か固定部分のいず
れかに設けられ、柔軟性の管で接続される。これは、Ｉ
Ｖ治療に適用する際に要求されるような、経済的な使い
捨てポンプチャンバに適するものではない。さらに、バ
ルブをバイアスさせたり、移動させたりすることなしに
、ポンプを停止した状態で、流体の供給を続けることが
できる（いわゆるサイホン作用による）。これは、ＩＶ
治療には安全な状態ではない。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のＩＶ装置の他の一般的な問題は、背圧を感知し、
選択し、それにより警報を鳴らすためのいかなる手段も
備えていないことである。それ故に、透析を行う患者は
、ポンプが供給できる最大の背圧を受けやすい。これは
、時として、患者への適用に対して安全の限界を超える
ものである。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明は、
ＩＶ装置に特に用いられる、小型で、正確で、信頼性が
あり、そして経済的ケポンブに関する。このポンプは使
い捨てポンプチャンバとポンプハウジングを含む。使い
捨てポンプチャンバは導入口と排出口及び第１．第２の
柔軟なローリングダイヤフラム（転勤する隔膜状）ポン
プチャンバを有する。

ポンプハウジングは、第１．第２の柔軟な円筒状ダイヤ
フラムポンプチャンバを収容する第１゜第２のシリンダ
を有する。第１及び第２のピストンはその各々が第１．
第２のシリンダの中で動き得る。第１．第２のバルブ装
置は、使い捨てポンプチャンバの導入口と排出口の間で
、溶液の流れをコントロールするために設けられる。第
１バルブは、導入口と第１の柔軟な円筒状ダイヤフラム
ポンプチャンバとの間で、液体の流れをコントロールす
る。第２バルブは、第１と第２の柔軟な円筒状ダイヤフ
ラムポンプチャンバの間で、流体の流れをコントロール
する。

駆動装置は、第１シリンダと第１ピストン及び第２シリ
ンダと第２ピストンの各々に相対的な運動をさせること
により、第１．第２の柔軟な円筒状ダイヤフラムポンプ
チャンバの容積を変化させる。

第１．第２の柔軟な円筒状ダイヤフラムの容積と、容積
を変えるための駆動の比率を適切に選択することにより
、（本発明の）脈動のない排出が行われる。

ＩＶ供給装置に適用するためには、ポンプが何等かの理
由で停止した時に、サイホン作用が起らないという事が
大事なことである。

最適な実施例において、本発明は、第１及び第２バルブ
をコントロールし、それによって、少くとも１つのバル
ブは常に閉じられるようになっている。それによって、
このポンプの安全な操作が達成される。

本発明は、また、使い捨てポンプチャンバの排出口と、
第２の柔軟な円筒状ダイヤフラムポンプチャンバとの間
に、第３の柔軟なダイヤフラムチャンバを有する。背圧
は、この第３の柔軟な円筒状ダイヤフラムポンプチャン
バの動きによって検知される。

ＩＶ液供給における使用の例において、ポンプで送られ
る液体中に、気泡が含まれていることを検知することは
重要なことである。

本発明はまた、液体がポンプで送られるときに、使い捨
てポンプチャンバの異った２点間で、誘電率を測ること
による気泡防止システムを有する。

使い捨てポンプチャンバを気泡が通過したときに、２点
間の誘電率の変化が検知され、警報が出される。

（実施例） 第１，２図には、本発明のＩＶ水ポンプ全体図が示され
ている。図に描かれているように、ＩＶ水ポンプは、関
連する制御回路のように、ポンプを完全に包む外函は含
まれない。この外函は除がれてあり、図面を簡単にする
ために制御回路も示されていない。

第１図及び第２図に示されるポンプは、使い捨てポンプ
チャンバ１０とハウジング１２を含む。

導入チューブ１４と排出チューブ１６は使い捨てポンプ
チャンバ１０の両方の端部に接続される。

導入チューブ１４はＩＶ液の容器（図示されない）に接
続され、排出チューブ１６はＩＶ液をポンプから患者（
図示されない）へ供給する。

本発明の実施例において、ＩＶ水ポンプ、第１図及び第
２図に示されるように横方向に置かれるよりは、縦方向
に置かれる方が良い。縦形の置き方においては、ポンプ
に導入するための導入チューブ１４は下方に、ポンプか
ら導き出すための排出チューブは上部に設けられる。こ
のポンプの配置は、ＩＶシステムの最初の据付は及び清
掃の間に、空気がライン内に蓄積されるのを防止するの
で、好ましいものである。

ＩＶ治療は、ポンプを無菌状態に維持することを要求す
る。それ故に、使い捨てポンプチャンバ１０はただ１回
のＩＶ使用にのみ用いられ、そして捨てられる。これに
反して、ポンプハウジング１２はＩＶ液に直接に触れる
ことはない。そして何度も使用される。

ポンプハウジング１２は、第２図に示されるように、開
閉できる上部カバー１８を存し、使い捨てポンプチャン
バ１０の挿入と取外しができるようになっている。

枢着されたラッチ１９すなわち側面カバーが閉じた位置
にあるとき、ポンプは作動状態に保たれる。第２図に示
されるように、ラッチ１９を下方に引いた時に、上部カ
バー１８は、止め部材２０を介して開かれるようになる
。第２図に示されるように、ラッチ２０は、その孔２Ｏ
Ａが止めビン２１に係合するようになっている。

第１図及゛び第２図に示されるように、ポンプハウジン
グ１２は上部カバー１８と共同して、使い捨てポンプチ
ャンバを収容し、保持する役目をするダイヤフラム収容
部２２を有する。ダイヤフラム収容部２２の下方には、
■ｖ水ポンプモータ、カム軸、バルブ及びピストンロッ
ドを支持するカムハウジング２３が設けられる。

本発明の実施例において、ダイヤフラム収容部２２は、
カムハウジングにスプリングを介して載置される。それ
故に、ラッチ１９と止め部材２０がともに開放されたと
き、ダイヤフラム収容部２２はカムハウジング２３から
取り外される。後に詳細に記載するように、上述の構成
によって、全部のピストンとバルブ等は、ダイヤフラム
収容部２２の上部から完全に取外される。その結果、使
い捨てポンプチャンバ１０は、ポンプの送りサイクルに
おけるピストンとバルブの位置にかかわらず、挿入され
得るようになっている。

第２図に示されるように、使い捨てポンプチャンバ１０
は、その下の面から下方に突出している３つのダイヤフ
ラムチャンバ２４．２６及び２８を有する。これらのチ
ャンバ２４．２６は第１及び第２番目のポンプチャンバ
であり、一方、チャンバ２８は排出チューブ１６を通っ
てチャンバ１０から流体が流出する時の背圧に応じて動
く圧力検知のためのチャンバである。

通常の使用において、ＩＶ液は第１ポンプチャンバ（柔
軟な円筒形状ダイヤフラムポンプチャンバ）２４へ導入
チューブ１４より供給される。次いで、第２ポンプチャ
ンバ（円筒形状ダイヤフラムポンプチャンバ）２６に送
られ、検知チャンバ２８及び排出チューブ１６を通って
、そこから患者へ供給される。

本発明の実施例において、第１及び第２ポンプチャンバ
２４．２６は、排出チューブ１６を通って流出するＩＶ
液の流れが基本的に脈動することなく、正確にコントロ
ールされた流出率となるような状態の下で駆動される。

ダイヤフラム収容部２２は、使い捨てポンプチャンバ１
０の下方に突出した円筒形状ダイヤフラムチャンバ２４
，２６．２８を各々が収容するようにした、第１．２及
び第３シリンダ３２．３４及び３６を含む。第１ピスト
ン３８は、第１ポンプチャンバ２４の容積を変え得るよ
うに、第１シリンダ３２の中で動き得る。同様に、第２
ピストン４０は、第２ポンプチャンバ２６の容積を変え
得るように、第２シリンダ３４の中で動き得る。

第１．第２ピストン３８．４０の双方は、後述するよう
に、モータで駆動される。第１．第２ピストン３８．４
０とは違って、第３ピストン４２は、モータでは駆動さ
れず、圧力検知チャンバ２８の中の液体の圧力に追上て
第３シリンダ３６の中で動くようになっている。

第１．第２バルブ４４．４６もまた、同様にダイヤフラ
ム収容部２２の中に設けられる。第１バルブ４４は導入
チューブ１４の端部と第１ポンプチャンバ２４の間に設
けられる。第１バルブ４４はモータで駆動される。そし
て、それが最上部にあるときに、使い捨てポンプチャン
バ１０の導入チューブ１４と、第１ポンプチャンバ２４
との間の柔軟な部分を遮断する。また、それが最下部に
あるときには、第１バルブ４４は導入チューブ１４から
第１ポンプチャンバ２４への流体の流れを可能にする。

同様にして、第２バルブ４６は第１ポンプチャンバ２４
と第２ポンプチャンバ２６の間に設けられる。第２バル
ブ４６は、同様にモータで駆動されるものであり、そし
て、それが最上位にあるときは、第１ポンプチャンバ２
４と第２ポンプチャンバ２６の間の使い捨てポンプチャ
ンバ１０の柔軟な部分を遮断する。また、それが最下位
にあるときは、第２バルブ４６は第１ポンプチャンバか
ら第２ポンプチャンバ２６への流体の流れを可能にする
。

第２図にも示されるように、整列ピン４８゜５０は各々
が使い捨てポンプチャンバ１０の整列孔５２．５４に挿
入される。整列ビン４８．５０は整列孔５２．５４と共
に使い捨てポンプチャンバ１０をポンプハウジング１２
の中に迅速に、一方向のみを向くように挿入され得るこ
とを保証する。下方に突出した円筒形状ダイヤフラムチ
ャンバ２４．２６及び２８はまた、整列部分を有する。

それ故にポンプは整列ビン４８．５０を設けなくとも組
立てが可能である。

第２図の実施例において、整列用の孔５２は本質的には
丸孔であり、孔５４は長孔である。この構成によって、
整列ビン４８と整列孔５２は使い捨てポンプチャンバ１
０の位置決めの指針となり、ピン５０が孔５４に置かれ
るに先立って、孔５２は整列ビン４８に位置決めされる
。

本発明の他の重要な特徴は、ＩＶ液液中気泡の存在を検
知する能力を有することである。気泡は、ＩＶ治療を受
けている患者には危険なものであり、そして液中の気泡
の存在を示す警報装置を備えることが必要である。第２
図に示されるように、本発明は上部カバー１８の下面に
置かれる第１及び第２の電極５６．５８を含む。端子６
０と６２が電極５６．５８に接続される。ダイヤフラム
収容部２２に接続されるのは共通電極６４である。ボル
ト６６と６６ａは、ダイヤフラム収容部２２へ、共通電
極６４を固定し、共通電極６４への電気的接続を与える
。

第１電極５６と共通電極６４の間のキャパシタンスと、
第２電極５８と共通電極６４との間のキャパシタンスと
を測ることによって、使い捨てポンプ１０を通過する気
泡の存在を検出できる。電気的回路（図示せず）が使い
捨てポンプチャンバ１０の向い合う面に設けた共通電極
６４と電極５６．５８の間の誘電率の違いを検出するた
めに端子６０，６２．６６に接続される。１つの気泡が
第１電極５６と共通電極６４の間を通過したときに、電
気回路は不平衡となり、それにより警報が鳴らされるの
である。

本発明の好ましい実施例において、上部カバー１８は、
プレキシグラス（Ｐ　ｌｃｘｉｇｌａｓ＞や同様のアク
リル樹脂のような、透明で光学的なプラスチック材料で
作られる。上部カバー１８が透明である故に、医者はポ
ンプを通って流れている流体の中に気泡が存在するか否
かを見ることができる。

このことは、システムの組立てから取外しまでの間に、
ＩＶ装置を患者につなぐに先立って、すべての空気がシ
ステムから追い出されたことを、医者が確認しなければ
ならないと云うことから、大事なことである。本発明は
、医者に最初の組立ての段階でもポンプ送りされる流体
を眼で見ることを可能にする。

第２図に最も良く示されるように、ラッチビン２１の下
方部にスイッチ６８がある。上部カバー１８が閉じられ
、そして側面カバー１９が閉じられた位置（第１図に示
すように）にある時に、スイッチ６８のアーム７０がカ
バー１９の内面に係合し、それによりスイッチ６８が閉
じられる。電気的回路（図示せず）はスイッチ６８が閉
じられているか否かを検知し、そして、それによりポン
プが作動可能な状態にあるか否かを決定する。スイッチ
６８が閉じられている時にのみ、ポンプは作動できる状
態になる。これは、ダイヤフラム収容部２２がカムハウ
ジング２３の上の作動位置に置かれていて、カバー１８
が確実に閉じられていない時にポンプの作動を防止する
ものである。

リーフスプリング７２は、ダイヤフラム１０のチャンネ
ル７４に小さい圧力をかけるために用いられる。その結
果、ダイヤフラムの排出部に負圧が作用しても、チャン
バ２４，２６．２８はつぶれない。その圧力は、ダイヤ
フラムのチャンネルの少しのひずみに打ち勝つだけのも
ので十分である。負圧はチャンネルが閉じられているこ
とを確実にする。それ故に、リーフスプリング７２の力
に打ち勝つには、はんの小さい圧力が要求されるのであ
る。

本発明のＩＶ水ポンプ操作は、通常は次のように行われ
る。ピストン３８が下方へ動くと、ピストン４０は上方
へ動くように、ピストン３８と４０は駆動される。同様
にして、ピストン３８が上方へ動くと、ピストン４０は
下方へ動く。それと同時に、バルブ４４と４６は、２つ
のバルブのうち１つのバルブを常に閉じているように駆
動される。ピストン３８が下方へ行くとき、バルブ４４
は下り、バルブ４６は上る。それとは逆に、ピストン３
８が上方へ動くとき、バルブ４４はその最上位の位置に
あり、バルブ４６は最下位にある。

説明の便宜のために、典型的な送りサイクルは、ピスト
ン３８とバルブ４４が最上位にあり、ピストン４０とバ
ルブ４６が最下部にあるときに始まるものと仮定する。

最初に、バルブ４６を閉じる。

次に、バルブ４４が開くために下方へ動く。ピストン３
８は、次いで下方へ動き出し、それにより第１ポンプチ
ャンバ２４の容積を増加させる。ピストン３８の下方へ
の移動は、溜め部から導入チューブ１４を通り、開いた
バルブ４４を通って、流体を￥Ｓ１ポンプチャンバ２４
へ吸引させる。

第１ポンプチャンバ２４が満杯になると同時に、ピスト
ン４０は上方へ動き、それにより第２チャンバ２６の容
積を減少させ、第２チャンバ２６から排出チューブ１６
を通して、流体を患者へ送る。

ピストン３８が最下位に達し、ピストン４０が最上位に
達した時に、溜め部から第１チャンバ２４への流体の流
れを閉じるために、バルブ４４は上方へ移動される。第
２バルブ４δは、次いで第１チャンバ２４から第２チャ
ンバ２６へ流体が流れ得るように、下方へ移動される。

２つのバルブが移動した後に、ピストン３８は上方へ移
動を開始し、それにより第１チャンバ２４の容積を減少
させ、同時に第２ピストン４０は下方へ動き、第２チャ
ンバ２６の容積を増加させる。好ましい実施例において
は、第１チャンバ２４の容積の減少する率は、第２チャ
ンバ２６の容積の増加する率よりも大きくなっている。

その結果、第１チャンバから送られる流体のある部分は
、排出チューブ１６を通って患者へ送られる。実施例に
おいて、チャンバ２４と２６の断面積とピストン３８゜
４０の移動速度は、流体が第１チャンバ２４から送られ
ているときと、流体が第２チャンバ２６がら送り出され
ているときとで、排出チューブ１６を通って排出される
量が実質上等しくなるように選定される。その結果、実
質上脈動のない流体の流れが、単に２つの送りチャンバ
と２つのバルブだけで生成される。

ピストン３８が最上位へ達し、ピストン４０が最下位へ
達した時に、送りサイクルは終り、そして、次のサイク
ルが開始される。

送り作業中に、圧力検知チャンバ２８の容積は、患者と
排出チューブからの背圧によって変化する。

第３のチャンバの底部に接するピストン４２は、第３の
チャンバ２８の中で、流体の圧力の変化に応じて上下動
する。電気接点がピストン４２に接続される。そして、
（開閉状態に応じた）接触の状態によって、背圧が設定
値の１つ又はそれ以上の値を超すかどうかを指示する。

各々の設定値を超過すると警報が鳴る。

ポンプの操作を行っている間中、電極５６゜５８と共通
電極６４との間の誘電率が検出される。

もし、１個の気泡がポンプチャンバ１０を通ると、電極
５６と６４．及び電極５８と６４との間の誘電率の差異
によって、電気的に検出される。

第３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び４〜６図には、使い捨てポンプ
チャンバの詳細が示される。第３Ａ〜３０図は、平面、
側面及び底面図であり、第４〜６図はポンプチャンバ１
０の各々異る位置での断面図である。

本発明の実施例において、使い捨てポンプチャンバ１０
は、上部材１０ａと下部材１０ｂの２つの部材よりなる
。これらの部材は、ヒートシール（熱接着）が可能な柔
軟なプラスチック材料により作られるのが良い。１つの
好ましい例において、上部材１０ａと下部材１０ｂの双
方はビニール樹脂で形成されている。

上部材１０ａ及び下部材１０ｂの双方は、使い捨てポン
プチャンバ１０の通路およびチャンバを形成するために
、真空成形か、ブロー成形により作られる。上部材１０
ａは、その上部の全長にわたって長さ方向に設けられる
盛り上った部分８０ａを除いては、平板状シートよりな
る。盛り上った部分８０ａは、使い捨てチャンバ１０の
一端の導入チューブ１４から他端の排出チューブ１６へ
と流体を運ぶ主流路の上半分を形成する。

導入チューブ１４と排出チューブ１６の径は、部材８０
ａの径よりは小さい。

部材１０ａの導入端は導入部分８２ａであり、この内径
は導入チューブ１４の外径とほぼ同じである。導入部８
２ａに接続する主流路８０ａは、テーパ状に形成された
部分８４ａであり、それは、導入部８２ａから主流路８
０ａへ、ゆるやかに傾斜して移行する部分を有する。部
材１０ａの他端部は排出部８６ａであり、そして、テー
バ状部分８８ａである。排出部８６ａは、排出チューブ
の外径と同じ内径を有會る。テーパ状に変化する部分８
８ａは、主流路８０ａから排出部分８６ａに向ってゆる
やかに変化している。

使い捨てポンプチャンバ１０の下部分１０ｂは、同様な
主流路８０ｂと導入部８２ｂ、テーバ状部分８４ｂ、排
出部８６ｂとテーバ状部分８８ｂを存する。同様に、下
部分１０ｂに形成され、下方に突出しているのは、柔軟
な円筒形状の第１及び第２のダイヤフラムポンプチャン
バ２４．２６と圧力検知チャンバ２８である。

上部分１０ａは、リーフスプリング７２により閉じられ
るぐらいの柔軟性が必要である。下部分１０ｂは、チャ
ンバ２４，２６．２８の動作を許すぐらいの柔軟性が必
要である。これに加えて、バルブ４４（第２図に示す）
が、テーバ状部分８４ｂと第１ポンプチャンバ２４との
間の主流路８０ｂをつぶすことができ、またバルブ４６
が、第１及び第２のポンプチャンバ２４．２６の間の主
流路８０ｂの部分を同様につぶすことができるぐらい十
分な柔軟性を有する必要がある。

先に述べたように上部分と下部分１０ａ。

１０ｂはヒートシールにより容易に密封できるようなプ
ラスチック材である。部材１０ａと１０ｂは成形時か、
その次の工程でヒートシールされる。

部材１０ａと１０ｂの合わさる部分の表面は、低い融点
の物質であり、それによつてヒートシール工程を容易に
できるようにする。導入チューブ１４と排出チューブ１
６は透明な材料で作られるのが望ましく、これらは上部
分と下部分１０ａ。

１０ｂのヒートシールで作られる。

ヒートシールは、上部分と下部分１０ａと１０ｂ及びチ
ューブ１４．１６を接続する１つの接着手段であるが、
その他の接着手段として超音波接着、高周波（ｒｆ）溶
着、溶剤による接着、あるいはその他の接着手段を用い
ることができる。

１つの実施例において、使い捨てポンプチャンバ１０は
ブロー成形で作られる。その場合には、上部分１０ａと
下部分１０ｂはチューブ１４゜１６と共に成形工程にお
いて、共にヒートシールされる。ブロー成形の利益は、
別々に成形した上部分と下部分１０ａと１０ｂを一緒に
しようとするときに、別の方法を用いた時に起るいかな
る問題も避けることができると云うことである。

これとは別に、上部分１０ａと下部分１０ｂを別々に真
空成形することも行われる。この場合において、多くの
凹所を有する鋳型が、同じ部材（１０ａや１０ｂのよう
な）を多く含むモールド・プラスチック板の生産のため
に用いられる。チューブ１４と１６は、次に所定の位置
に置かれる。

そして、同数の他の部材を有するシートが、最初のシー
トおよびチューブの上に置かれ、次いで部材１０ａ　、
　　１０ｂは共にヒートシールされる。各々のポンプチ
ャンバは、その後で、パンチや打ち抜き形式のカッター
により１個ずつ切断される。

それと同時に、位置決め用の孔５２と５４は、所望の大
きさのものが穿孔される。このようにして、多数の使い
捨てポンプチャンバ１０が同時に製造される。

第７〜１３図には、ポンプハウジング１２の種々の部分
を、別々の角度から見たものを示す。第７図は、使い捨
てポンプチャンバ１０が挿入され、上部カバー１８が閉
じられて作動状態に置かれたポンプハウジング１２を示
す断面図である。ポンプは、送りサイクルの始まる状態
で示されている。

第７図に示されるように、ダイヤフラム収容部２２は、
カムハウジング２３上に載置される。そして、その部材
は、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ　）のような低摩擦材料で
作られるか、あるいはバルブやピストンロッドの抵抗を
減するために用いられるリニアベアリングを有するＡＢ
Ｓ樹脂のような材料により作られる。カムハウジング２
３は、その基部分で取付板９２に接続される。

カムハウジング２３にはモータ９４が支持される。その
モータはステップモータが望ましい。もちろん、他のモ
ータ類も使用し得るが、ステップモータは、特にマイク
ロコンピュータによる制御回路のようなデジタル回路に
よりコントロールされるのに適していて、そのデジタル
性により好ましい。

モータ９４はカムシャフト９６を駆動する。カムシャフ
ト９６には、４個のカム９８，１００゜１０２及び１０
４が設けられる。カム９８は、ロッド１０８を介してバ
ルブ４４を駆動する。このロッドの下端はカム９８の上
に係合しており、カムハウジング９０のシャフト１０９
を通って延びている。バルブ４４は、ポンプハウジング
１２の中のポンプチャンバ１０の挿入を容易にするよう
に弾性的に装着される。

カム１００は、カムハウジング９０の中を通るシャフト
１１１の中を延びているロッド１１０を介して、ピスト
ン３８を駆動する。ロッド１１０の下端部はカム１００
の上に係合し、この上端はピストン３８のアタッチメン
トを取付けるようにねじが切られている。ロッド１１０
とピストン３８の取付関係は、カム１００からピストン
３８の上端部までの有効長さを調節できるようになって
いて、それにより厳密な公差に対する要求を緩和してい
る。

バルブ４６はロッド１１４を介してカム１０２により駆
動される。そのロッド１１４は、カム１０２の表面に係
合する丸く形成された下端部を有し、カムハウジング９
０の中のシャフト１１５を通っているものである。バル
ブ４６はまた、ポンプハウジング１２の中でポンプチャ
ンバ１０の装着を容易にするために弾性的に装着される
。

カム１０４は、カムハウジング９０内のシャフト１１７
を通っているロッド１１６を介してピストン４０を駆動
する。ロッド１１６の下端部はカム１０４の表面に係合
するように丸く形成されていて、ロッド１１６の上端部
がピストン４０に接続されるようになっている。

４本のロッド１０８，１１０．１１４及び１１６の各々
のものは、ロッドの上端部付近に小さいスプリング１０
８ａ、１１０ａ、１１４ａ及び１１６ａを有する。これ
らのスプリングは比較的弱いばねであるが、各々のカム
にロッドが常に接するようにするために用いられる。こ
の構成は、ポンプが横に置かれるのではなく、縦に置か
れた時（すなわち、ロッド１０８，１１０．１１４及び
１１６が通常は水平である）には特に重要なことである
。スプリング１０８ａ、１１０ａ。

１１４ａ及び１１６ａはできるだけ弱く作られる。

このために、ピストンとバルブの駆動時に、おいて、ス
プリングの力に対抗するのに、非常に小さいエネルギを
要するのみでよいようになっている。

ピストン３８．４０とバルブ４４．４６の駆動システム
は重要な長所を有する。モータ９４はシャフト９６を一
方向にのみ駆動する。駆動モータの逆の回転は、所望の
送り動作のためには要求されない。それに加えて、使い
捨てポンプチャンバ１０のチャンバ２４．２６は円筒形
のダイヤフラム型のチャンバであり、ロッドとカムライ
ダ及びシリンダ３２．３４のための許容公差を減少させ
る。これは製造コストを下げることができると共に、一
方では、送り出し割合の必要な精度を達成させる。

第７図の駆動シャフト９６には、エンコーダホイール１
１８が接続される。これはその周辺部の近くに所定の間
隔をもって溝を有するような、普通に用いられるエンコ
ーダホイールである。エンコーダセンサーアッセンブリ
１２０は、カムハウジング９０の裏面に設けられ、そし
て、エンコーダホイール１１８の溝を検知するように位
置づけられる。エンコーダアッセンブリ１２０は、エン
コーダホイール１１８の一方の側部に置かれる光源（図
示せず）を有し、他側部には光センサ（図示せず）を設
けている。ホイール１１８のスロットが横切るたびに、
光が光源から光センサへと通過でき、エンコーダアッセ
ンブリ１２０は、エンコーダホイール１１８の溝の存在
を示す電気パルスを発生する。

第８図、第９図にはエンコーダアッセンブリ１２０の詳
細を示している。第８，９図に示されるように、エンコ
ーダアッセンブリ１２０は、フランジ１２１に設けられ
、カムハウジング２３の裏面にねじ止めされている。

エンコーダホイール１１８とエンコーダアッセンブリ１
２０の目的は、カムシャフト９６が回転していることを
直接に示すことにある。本発明の実施例において、制御
回路（図示せず）は、エンコーダセンサ１２０の出力を
監視する。もし、エンコーダセンサ１２０の出力の変化
が所定の時間々隔で発生しないときは、警報が鳴り、ポ
ンプ作用を止める。この検知は、シャフト９６が回転し
ているか否か、さらにはポンプがその作用を行っている
かを直接に表示しているのである。エンコーダホイール
１１８とエンコーダセンサアッセンブリ１２０の使用は
、この事故の状態を示すために用いられるのである。

第７図に示されるように、カム９８，１００゜１０２及
び１０４の各々は、整列孔９８ａ。

１００ａ、１０２ａ及び１０４ａを有している。

同様にエンコーダホイール１１８は整列孔１１８ａを有
する。カムハウジング２３には整列孔２３ａが設けであ
る。この孔２３ａは、整列孔９８ａ。

１００ａ　、　　１０２ａ　、　　１０４ａ及び１１８
ａを通して、カムの最初の整合を行うために用いられる
ものである。孔２３ａを通し、各々の孔をビン（図示せ
ず）で挿通することにより、すべてのカムがポンプの最
初の組立状態に配列される。カムとエンコーダホイール
は、それからカムシャフト９６の所定の位置に、止めね
じ（図示せず）により固着される。この配列は、シャフ
ト９６が挿通され、カムとエンコーダホイールが固定さ
れることにより完了される。

第７図には、また、背圧検知アッセンブリが示されてい
る。これは、ピストン４２とシリンダ３６及び使い捨て
ポンプチャンバ１０の圧力検知チャンバ２８とからなる
ものである。第７図に示されるように、ピストン４２は
、カムハウジング９０の中のシャフト１２２を通って延
びている。

ピストン４２の底部には、スプリング１２６の上端部を
受ける端子１２４が結合される。スプリング１２６の他
端部は、中間部材１２８の上部に係合する。図に見られ
るように、圧力検知チャンバ２８の中の液体の圧力は、
スプリング１２６により上方に付勢されているピストン
４２を下方へ押し下げるように働く。

第１０図に明示されるように、端子１２４の延長部は接
触アーム１３０である。第１及び第２圧カコンタクト１
３２と１３４は、カムハウジング９０の表面部分で、上
下方向の２つの位置に置かれる。この配置において、ス
プリング１２６はピストン４２に十分な圧力を与え、そ
れにより、接触アーム１３０は上部コンタクト１３２の
下部に物理的及び電気的接触を行う。接触アーム１３０
への電気的接続は、端子１２４に接続される電線（図示
せず）によりなされ、コンタクト１３２への電気的接続
は、コンタクト１３２とねじ１３６の間に接続する電線
（図示せず）によりなされる。

チャンバ２８内の圧力が、スプリング１２６の弾性力に
打ち勝つに十分でなく、接触アーム１３０とコンタクト
１３２を離している間は、背圧は許容限度以内にある。

前圧検知チャンバ２８からの流体が、ＩＶ針に接続する
チューブ１６に直接に流れている間は、チャンバ２８の
圧力は患者への送り込み圧力に直接に関係する。もし、
実際の圧力（これはスプリング１２６．取りつけ部材１
２８の位置及びコンタクト１３２により決まるものであ
る）が超過し、それによってピストン４２が下方へ動き
、接触アーム１３０とコンタクト１３２が離されると、
電気的接触は解除され、警報が鳴る。

本発明の実施例において、第２の下部コンタクト１３４
は、上部コンタクト１３２の下方に設けられる。圧力が
より高くなり、第２の設定圧に達した時に、接触アーム
１３０は下部コンタクト１３４の上端部に係合する。こ
れは電気的に検知され、第２の高い圧力を示す第２の警
報を発する。

ねじ１３８の１つと下部コンタクト１３４の間には、電
線（図示せず）が接続される。電気的制御回路（図示せ
ず）は、オペレータが、いずれ（高い側又は低い側）の
圧力の限界が警報を作動させるかを選択することを可能
にする。

第１１図はカムハウジング２３の平面図であり、第１２
図はコンタクト１３２の詳細図である。この２つの図面
は本発明の背圧検知機構を示している。第１１図に示す
ように、カムハウジング２３は接触アーム１３０が動く
狭いスロット１４０を有している。

第１２図はコンタクト１３２の正面図であり、金属製の
長方形の板体が２つの長孔１・４２と１４４を有してい
る。長孔１４２と１４４は、板体１３２の縦方向の調節
が可能なようになっているもので、それにより板体１３
２と接触アーム１３０の接触を解除するための圧力の調
節ができるようになっている。下部コンタクト１３４は
同様に、その位置の調節をできるようにする長孔を有し
ている。

本発明の背圧検知機構は、安価で単純な構成で、信頼性
を有する。これは警報が鳴るようにした２つの圧力範囲
を調節できるようにしている。それ故に、本発明は警報
が鳴る背圧の範囲を選択でき、透析を受けている患者は
、ポンプの供給し得る最大の背圧力を受けることはない
のである。ポンプの最大の背圧が、特定の患者又は装置
の安全の限界を超えることが時々あったが故に、この点
は旧来のポンプから引き続いである聞届である。

ピストン、スプリング、コンタクトアームやコンタクト
が図示の実施では使用されたが、背圧に依存するチャン
バ２８の動きを検知する他の手段も、同様に用いられる
。例えば、半導体やワイヤストレンゲージが、ピストン
４２に置き換えて、圧力を検知するために用いられる。

しかしながら、図示される配置の方が安価で、簡単で、
信頼性があり、調節の容易性において優っている。

第１１図はカムハウジング９０の平面図であり、また、
カムハウジング２３の各々の開口の周囲に設けた溝１５
０が示されている。これらの溝は、使い捨てポンプチャ
ンバ１０から何かの理由で漏れ出したりする流体を集め
、ハウジング２３のシャフトと各ロッドの間の摺動部分
に流体が入り込むごとを防止する。

第１１図及び第１３図には、スイッチ６８とスイッチア
ーム７０がより詳細に示される。スイッチアーム７０は
、ポンプの全部品が装備されたときに側面カバー１９の
内側面に係合する。これはスイッチ６８が閉じられた時
に作動し、ポンプが作動状態にあることを示す。スイッ
チ６８はカムハウジング２３に結合されたフランジ１５
２に取りつけられる。　第１４図はダイヤフラム収容部
２２の平面図である。第２図と共に、第１４図には、使
い捨てポンプチャンバ１０の中にある気泡を検出するた
めに用いられる気泡検知部材が示される。この気泡検知
部材は上部カバー１８の下面に設けられる第１及びｍ２
の電極５６．５８よりなる。端末部材６０及び６２は第
１．２の電極５６．５８の各々と電気的に接触する。

共通電極６４は、ダイヤフラム収容部２２の上面に設け
られ、ねじ６６と６６ａにより保持される。共通電極６
４の巾は、第１の電極５６又は第２の電極５８の巾より
は大きいもので、電極６４は第１．２の電極５６．５８
と直接に対向するように取りつけられる。チューブ１６
は、第１，２の電極のストリップ５６．５８と共通電極
６４の間に置かれる。ターミナル６０．６２及び６６に
接続される電気回路（図示せず）は、第１の電極５６と
共通電極６４により作られる第１のキャパシタと、第２
の電極５８と共通電極６４とにより作られる第２のキャ
パシタの間の誘電率の差を見つけ出す。１個の気泡が第
１のキャパシタに到着すると、電気回路は不平衡状態と
なり、気泡の存在を表示する。この不平衡状態は警報の
作動用としても用いられる。

図面に示される気泡検知器は、簡単で、容易にポンプに
組み込める安価なものである。気泡を検知するためには
、旧来のＩＶ水ポンプおいて用いられたような、光学的
技術は要求されない。それ故に、光学的方法において発
生した種々の問題を避けられるのである。

ＩＶシステムの中での空気の存在は回避されなければな
らない。本発明のポンプは、使い捨てポンプチャンバ１
０の中に気泡が溜ることを防止するように作られる。円
筒形のチャンバ２４．２６及び２８の各々が配列されて
おり、それにより気泡は常に上方に逃げるようになって
いる。それ故に、これらのチャンバの巾に、気泡が蓄積
されることはない。これと同様に、バルブ４４と４６は
使い捨てチャンバの中に気泡を生成することのないよう
に作動される。

本発明の実施例において、ポンプ機構のすべては、導入
部が排出部よりは低い位置にあるように配置される。そ
の結果、気泡は使い捨てチャンバ１０の中の如何なる位
置にも溜ることなく、ポンプを通過して流出するのは自
然なことである。そして、それは患者に接続される前に
、チャンバからすべての気泡が除去される必要があると
云う、このシステムの最初のパージ（ｐｕｒｇｅ　）に
際しては、特に重要なことである。

第１４図及び第１５図には、ダイヤフラム収容部２２が
カムハウジング２３に弾性的に取りつけられているのが
示されている。通常の操作において、ダイヤフラム収容
部の下面と、カムハウジングの上面とは約１．　２　１
１１１０１　　（０，０５インチ）の間隔があけられる
。ダイヤフラム収容部２２は、３本のねじ１５６によっ
てカムハウジング２３に位置決めされて取りつけられる
。このねじはダイヤフラム収容部２２を下方に貫通して
、カムハウジング２３にねじ込まれている。第１５図に
詳細に示されているように、スプリング１５８が、ねじ
１５６の各々の軸を囲むようにして、ダイヤフラム収容
部２２とカムハウジング２３の凹所１６０と１６２の各
々に装着される。通常のポンプの操作において、スプリ
１．・グ１５８は圧縮状態で装着されており、カムハウ
ジング２３とダイヤフラム収容部２２を離すように付勢
されている。

側面カバー１９が解放され、下方へ揺動され、ラッチ２
０がピン２１から外されて上方に引かれると、スプリン
グ１５８は、ねじ１５６の上部１５６ａがダイヤフラム
収容部２２の穴の底に係合するまで、ダイヤフラム収容
部２２をカムハウジング２３から上にあげるように付勢
する。

ダイヤフラム収容部２２のカムハウジング２３に対する
適切な配置は、ダイヤフラム収容部２２とカムハウジン
グ２３の双方に対する使い捨てポンプチャンバ１０の配
置と同様に整列ビン４８゜５０によってなされる。第１
６図に示されるように、ビン４８．５０は、ダイヤフラ
ム収容部２２の表面からこの部材２２の中を通って、カ
ムハウジング２３の中に設けられたシャフト１６６゜１
６７の中へ貫通される。

前述した通り、ダイヤフラム収容部２２は、カムハウジ
ングに対して弾性的に支持される。それにより、使い捨
てポンプチャンバ１０の挿入、取り外しに際して、すべ
てのピストンやバルブは、ダイヤフラム収容部２２の上
部表面の所定の場所に収納される。それで、使い捨てポ
ンプチャンバ１０は、ポンプがそのサイクルのどの位置
で停止されていても、ピストンやバルブに影響を受ける
ことなく所定の位置に置かれる。前回に示されるように
、上部カバー１８は、ダイヤフラム収容部２２にピン２
１とラッチ２０により取りつけられる。

上部カバー１８とダイヤフラム収容部２２は、カムハウ
ジング２３に、前部カバー１９を介して取付けられてい
る。カバー１９は、カムハウジング２３に、その一端部
が蝶番により取付けられている。前部カバー１９は、折
れ曲り（フラップ）部１９ａとハンドル部１９ｂを有す
る。折れ曲り部１９ａは、ラッチ２０の上表面に引っか
けられ、ポンプの種々の部分をそれ°ぞれ所望の作動状
態に保持する。

側面カバー１９が、上部カバー１８から離れて下方に回
動したとき、上部カバー１８とダイヤフラム収容部２２
は直ちに上方にはね上がるのではない。むしろ、上部カ
バー１８が少し開かれた後に、これらの部材はカムハウ
ジング２３から少し離れるだけである。第１７．１８及
び１９図には、本発明の特有なポンプの止め部材と蝶番
部分を示している。第１７図はポンプハウジング１２の
底面図、第１８図は平面図、第１９図は正面図である。

第１７図、第１８図及び第１０図、第１５図に部分的に
示されるように、カムハウジング２３の後部側面には、
上部カバー１８の後部で板ばね状の止め部材及びカム作
用機構を行う背面板部材１７０．１７２が設けられる。

部材１７０は止め部材１７０ａとカム作用部材１７０ｂ
をもつ。同様に、金属部材１７２は止め部材１７２ａと
カム作用部材１７２ｂをもつ。部材１７０はカムハウジ
ング２３の後部側面にねじ１７４で取りつけられ、部材
１７２もまた、カムハウジング２３の後部側面にねじ１
７６で取りつけられる。

ポンプが閉じられて操作状態にある時、止め部材１７０
ａと１７２ａは上部カバー１８の後部の両端にあるくぼ
み１７８と１８０の底部に係合する。止め部材１７０ａ
と１７２ａは、止め部材１９と共にスプリング１５８に
よってダイヤフラム収容部２２とカムハウジング２３が
所定の間隔、約１．　２ｍ／ｍ　　（０，０５インチ）
よりも開かないように保持している。

第１７図に示されるように、上部カバー１８とダイヤフ
ラム収容部２２は、その後の面で蝶番１８２により互い
に軸支される。カバー１８が開かれ始めると、カバー１
８は蝶番１８２により支持される。カム部材１７０ｂと
１７２ｂはカバー１８の後部側面に対抗して、部材１７
０と１７２収の上端部をカバー１８の後部側面とダイヤ
フラム容部２２とから押しはなすように作用する。

カバー１８が十分に開かれたときに、部材１７０ａと１
７２ａによるカム作用は、上部カバー１８のくぼみ部分
１７８及び１８０との係合を解くように、止め部材１７
０ａと１７２ａを最終的に動かす。前面カバー１９が開
いた位置に置かれると、くぼみ１７８と１８０との係合
を解かれた部材１７０ａと１７２ａの動きは、ダイヤフ
ラム収容部２２と上部カバー１８とが、スプリング１５
８の力により」三方へ動かされることを可能にする。

いったん、ダイヤフラム収容部２２とカムハウジング２
３が分離されると、カバー１８は、使い捨てポンプチャ
ンバ１０の取外しと交換を許すように更に開かれるよう
になる。傾斜切込部１８４と１８６は、金属部材１７０
と１７２のカム部材１７０ｂと１７２ｂの干渉を受ける
ことなく、カバー１８を更に開かせる。

第１５．１８及び１９図に示されるように、前カバー１
９は、カムハウジング２３に前部取付はブロック１８８
と１９０により連結されている。

蝶番１９２と１９４の下の部分は、前部取付ブロック１
８８と１９０の下端にねじ１９６により取付けられる。

蝶番１９２と１９４の上の部分は、前カバー１９の下底
部にボルト１９８により取付けられる。ねじ２００は、
前部取付ブロック１８８と１９０をカムハウジングの前
面に結合する。

第２０図には、カム９８，１００，１０２及び１０４の
実施例が示される。これらのカムはモータ９４の方から
見たものが示される。第１３図に示されるようにカム９
８，１００，１０２及び１０４は時計方向に回転する。

基準点であるθ°の点（例えば、送りサイクルの開始点
）では、カム９８が最大の半径部分であるために、バル
ブ４４は閉じられる。カム１００は定常最大径部分の始
まる位置にあり、それにより、ピストン３８は最高位置
に静止される。カム１０２は最小半径部分にあり、それ
により、バルブ４６は開かれる。カム１０４は、回転角
１″毎に０．６６６ミル（１ミル−１／１０００インチ
）の割合でその半径が増加し、それにより、ピストン４
０はカムの回転１°毎にｏ、６ｅ６ミルずつ上方へ動く
。

この操作の段階において、各回転角１″毎に送られる液
体の量は、０．６６６ミル×〔第２ポンプチャンバ２６
（及び第２シリンダ３４）の断面積）＋０．６６６ミル
Ｘｉ／２Ｘ（ポンプチャンバとピストンの各内壁間の断
面積）で計算される値に等しい。

２０°だけ回転したとき、バルブ４４は閉じたままで、
ピストン３８は静止しており、カム１０２が最大半径部
分にあるために、バルブ４６は閉じたままである。ピス
トン４０は１°の回転につき０．６６６ミルの比率で上
方へ動き続ける。

４０″の回転で、バルブ４４は、カム９８が最小半径の
位置に来るために開かれる。この点では、ピストン３８
はまだ静止しており、カム１０４は、ピストン４０を１
６の回転につき０．６６６ミルの比率で動かしている。

４０°〜１８０°の回転では、バルブ４４は開いたまま
であり、カム１００の半径は１°の回転につき１．７１
４ミルの率で減少してゆく。その結果、第１の送りチャ
ンバ２４は、その回転角度１°毎に次の式で計算される
率（Ｖ）で満たされる。

Ｖ−１，７１４ミル×（第１チャンバ２４の横断面積）
＋１．７１４Ｘ１／２Ｘ （ポンプチャンバとピストンの各内壁間の断面積）バル
ブ４６はまだ閉じられており、ピストン４０は、回転角
度１°毎に０．６６６ミルの率で上昇する。

１８０°の回転で、バルブ４４はまだ開いており、カム
１００は最小半径区域のある４０°区間（１８０’〜２
２０’）にかかる。それ故に、ピストン３８は、最下部
にあって静止する。カム１、０４が回転角度１＠毎に０
゜６６６ミルの割合で半径を増加させる間、バルブ４６
はまだ閉じられている。

２００°の回転で、カム９８はその最大半径になり、そ
の結果、バルブ４４はその最上部位置にあり、導入チュ
ーブ１４からの液体の流れを閉じる。

カム１００は定常最小半径区間内にあり、ピストン３８
は最下部の位置に留まる。バルブ４６は最上位々置にあ
り、第１チャンバ２４から第２チャンバ２６への液体の
流れを閉じている。カム１０４の半径は、回転角度１°
毎に０．６６６ミルの比率で増加し続け、ピストン４０
はその比率で上方に動き続ける。

２２００の回転で、バルブ４４はその上方の閉止位置に
留まり、ピストン３８は最下位々置に留まる。カム１０
２はその時に最小半径位置に達し、それにより、バルブ
４６は最下位々置で開いた位置にある。カム１０４は２
２０°に回転した位置で最大半径に達する。　２２０°
〜３６０’の回転で、バルブ４４は最上部（閉止）の位
置にある１゜カム１００は、回転角度１°毎に１．７１
４ミルの比率で半径を増し、それ故にピストン３８はそ
の比率で上方へ動く。バルブ４６はその最下部（開）位
置にあり、それによって第１チャンバ２４から第２チャ
ンバ２６へ液体が流れ得るようにする。カム１０４は、
その回転角度１°毎に１．０４８ミルの比率で半径を増
加し、それ故に、ピストン４０はその比率で下方へ動く
。

回転角度１°毎に排出チューブ１６を通って排出される
液体の量は、第１チャンバ２４と第２チャンバ２６の間
の容積の変化の差と同じである。

実施例において、第１．第２チャンバ２４と２６は同一
の断面積を有し、そして、容積の差異は、第１チャンバ
２４の容積が、回転角度１°毎に１．７１４ミルの割合
で減少し、一方、回転角度１°毎に１．０４８ミルの割
合で、第２チヤンノく２６の容積が増加すると云う点に
ある。それ故に、送り出される液体の容積は、その回転
角度１°当り、次のように表わされる。

（１，７１４ミル−１，０４８ミル）×（シリンダ３８
又は４０の断面積）＋１．７１４ミル−１，０４８ミル
）Ｘｉ／２Ｘ　（ポンプチャンバとピストンの各内壁間
の断面積） この値は、明らかなように、次のように書き直される。

０．６６６ミル×（第２シリンダ２６の断面積）＋０．
６６６Ｘ１／２Ｘ　（ポンプチャンバとピストンの各内
壁間の断面積） その結果、ポンプ送りされる量は、第２のピストンが下
方へ下っているときにも一定量に保たれる。これは、第
１チャンバ２４から圧送される量が、第２チャンバ２６
の受は入れる量を超え、この量が必要とされる一定の流
量と同じ量であるという理由による。

カム９８，１００．１０２および１０４が３６０°　（
または０°）まで回転すると、次のサイクルが始まる。

以上のことから、一定の流出量が、単に２つのバルブと
２つのシリンダによってもたらされることがわかる。ポ
ンプ作用を行うために、モータ９４にはいかなる逆転操
作も要求されない。

前述した特定の具体例では、第１と第２のチャンバ２４
．２６の断面積は同一である。これは製造する際に種々
の利点を有する。特に、第１ピストン３８と第２ピスト
ン４０が同一サイズであれば、これらは交換可能である
。しかしながら、これには異る断面積のチャンバの使用
も可能である。

排出チューブ１６から流出する率がピストンの動きの方
向の如何にかかわらず一定であるためには、第１及び第
２ピストン３８．４０の駆動の特定の比率は、もちろん
、第１．第２チャンバ２４゜２６の断面積に関係する。

本発明のポンプにおいて、排出される液体の量は、はぼ
完全に、カム１００．１０４とピストン：３８．４０の
寸法に関係する。前記流体の量は、第１および第２のチ
ャンバ２４．２６の厚さには、はとんど依存しない。多
くの適用例において、チャンバ２４と２６の壁の厚さの
影響は全く無視し得るものである。

バルブ４４と４６がその位置を変える点は、一方が開く
前に他方が閉じる限りは、重要ではないこと、およびす
べてのバルブは、カム１００が一定の半径位置をとる間
に、その位置が変ることも了解されるであろう。

（効果） 本発明の重要な利点は、すべてのバルブとピストンの動
作が、ただ１本のカム軸９６によりなされることである
。バルブは、電気的な検知装置やスプリングで付勢され
ることなく、カム９８゜１０２の形状により、連続的に
作動する。

本発明のポンプはフェイルセイフ（ｆａｉｌ　５ａｆｅ
　）機能を有する。第２０図に示されるように、送り行
程のすべてにわたって、少くとも１つのバルブは常に閉
じられている。これにより、動力源の故障や、不注意に
よる閉鎖、その他の原因によりポンプが停止した時のサ
イホン現像の危険がない。

本発明のポンプは、従来のＩＶ水ポンプしのぐ次のよう
な重要な利点を有する。

１、本発明のＩＶ水ポンプ小型で、正確であり、信頼性
が高く、そして製造及び使用に際して経済的である。

２、使い捨てポンプチャンバ１０は非常に低コストな部
品である。後に詳細に述べるように、使い捨てポンプチ
ャンバ１０はプラスチックで作られる。使い捨てチャン
バエ０は、内部にバルブなどを有していないので、使い
捨てチャンバ１０のコストは安い。

３、使い捨てポンプチャンバ１０は、円筒形ダイヤフラ
ムポンプチャンバ２４．２６と端末部力バルブを用い、
これによって使い捨てポンプチャンバ中で液体の流れを
単にはさみ取るだけであるから、その可動部分間にシー
ル部材を有していない。可動部分の間にシール部分を設
けることを要求されないために、ポンプは血液細胞を破
壊することはなく、全血液を処理するために用いられる
。

４、使い捨てポンプチャンバは、有効な細菌のバリヤを
備えている。チャンバ１０は使い捨てであり、ただ１回
のＩＶ治療にだけ用いられる。使い捨てポンプチャンバ
１０の低コストの故に、Ｉ■治療のコストが装置（メカ
ニズム）のコストにより制限されることはない。

５゜ポンプハウジング１２と使い捨てポンプチャンバ１
０の誤差許容度は、ポンプの精度にほとんど影響を与え
ない。その結果、低コストの使い捨てポンプチャンバの
製造が可能となる。

６、バルブ４４．４６によってもたらされる端末バルブ
機能は、ポンプ機構に関する臨界的なタイミングを要求
しない。バルブ４４と４６の操作は比較的低速で行われ
、そして、バルブ４４と４６が開閉の動作をするのに十
分な時間がとれるように、ピストン３８．４０の操作と
調和して働くのである。

７、ポンプは、２つのバルブを用いるのみで、実質的に
定常な流れを得ることができる。それ故に、本発明にお
いては、ハードウェア（装置）のコストを下げて、ポン
プの効率を上げることができる。

８、　１つの駆動機構でピストン３８と４０．バルブ４
４と４６を駆動する。これに加えて、駆動機構は２つの
ピストンと２つのバルブの所望の動作を得るために逆回
転することを要しない。このことは、ポンプの複雑さを
大幅に減少し、しかも動作の信頼性を高める。

９、ポンプは、螺動型や脈動型のポンプのような、弾性
体の展伸を要しない。弾性体の展伸の結果としての、注
入溶液への空気の混入する可能性は、それ故に無視され
る。

１０、本発明のポンプは、弾性体や、バネによる付勢（
摩擦に打ち勝つためのものを除＜）、フリクションシー
ルに対抗してポンプ作用を行わない。それ故にポンプ送
りのために要するエネルギを有効に使い得る。

１１、本発明のポンプは、動力又は電池の消耗、不注意
による閉鎖、又は他の理由によりポンプが停止した場合
に、自動的にバイアス・オフとじ得る。これは、ポンプ
が送りサイクルのどの位置にあっても、２つのバルブ４
４．４６のうちの１つが常に閉じているためである。

１つのバルブは、他のバルブが閉じた後にのみ開くよう
になっている。これは、フェイルセイフを可能にし、そ
して、ポンプが停止した時のサイホン作用を防止する。

１２、ポンプは、低コストで簡単な構成で、予め設定し
た値の背圧が増加した場合の、検知装置及び警報装置を
有する。圧力検知チャンバ２８とピストン４２は、警報
のトリガとなる１つ又は複数の前圧限界値を選定するた
めの、簡単で、しかも効率的な方法を提供する。

それ故に、本発明のポンプにおける背圧の限界値は、ポ
ンプが供給できる最大の背圧よりも小さく選定される。

これは、透析や他の障害の患者に対する安全性を向上さ
せる。

１３、本発明は、簡単で、効果的な気泡防止システムを
備える。空気と流体の間の誘電率の変化は、流体中の空
気の検知のための低コストで、簡単で、しかも効果的な
手段である。警報は、ポンプ中の空気の存在を医者に知
らせるものである。

本発明は、好適な実施例と共に示されているが、発明の
根本思想および特許請求の範囲を逸脱しない限りにおい
て、一部分又は形式を変え得ることは認識されるであろ
う。例えば、ＩＶ治療の適用は本発明の最も重要な適用
例であるが、他のポンプの必要条件もまた本発明のポン
プによって満足されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＩＶ水ポンプ使い捨てポンプチャン
バの具体例の斜視図である。 第２図は、ＩＶ水ポンプ使い捨てポンプチャンバの、ポ
ンプハウジングを開き、使い捨てポンプチャンバを移動
させた状態の斜視図である。 第３Ａ、３Ｂ及び３０図は、使い捨てポンプチャンバの
平面、側面及び底面図である。 第４図は、第３Ａ図の４−４線によるポンプチャンバの
断面図である。 第５図は、第３Ａ図の５−５線によるポンプチャンバの
断面図である。 第６図は、第３Ａ図の６−６線によるポンプチャンバの
断面図である。 第７図は、第１図の７−７線によるＩＶ水ポンプ断面図
である。 第８図及び第９図は、■ｖ水ポンプエンコーダ装置を示
す詳細図である。 第１０図は、第７図の１０−１０線によるＩＶ水ポンプ
断面図である。 第１１図は、ＩＶ水ポンプカムハウジングの平面図であ
る。 第１２図は、バックプレッシャ（背圧）コンタクトを示
す詳細図である。 第１３図は、第７図の１３−１３線による断面図である
。 第１４図は、ＩＶ水ポンプダイヤフラム収容部の平面図
である。 第１５図は、第１４図の１５−１５線による断面図であ
る。 第１６図は、第１４図の１６−１６線による断面図であ
る。 第１７図は、ＩＶ水ポンプ底面図である。 第１８図は、ＩＶポンチの平面図である。 第１９図は、ＩＶ水ポンプ一部を切欠いた正面図である
。 第２０図は、ポンプの第１．第２ピストンと第１、第２
バルブの駆動に用いられる４つのカムを示している。 １０・・・使い捨てポンプチャンバ、１８，２２゜２３
・・・ポンプハウジング、２４・・・第１の可撓性ダイ
ヤフラム、２６・・・第２の可撓性ダイヤフラム、３３
２・・・第１のシリンダ、３４・・・第２のシリンダ、
８・・・第１ピストン、４０・・・第２ピストン、４４
・・・第１のバルブ手段、４６・・・第２のバルブ手段
、９４．．６９，１００，１０４，１１０．１１６・・
・駆動手段、９８，１０２．１．０８．１１４・・・バ
ルブコントロール手段 代理人　弁理士　平木通人　外１名 図Ｔ’ｄ・”ｌ”、−，１ｌｒ１１１゛：、’Ｐ、１．
−？Ａ’Ｔ’Ｔｅ・１．　）ＦＩＧ、４　　　　ＦＩＧ
、５　　　　ＦＩＧ、６ＦＩＧ、　／６ ＦＩＧ、　１０ Ｆ／Ｇ、　２０ 手続補正書（方式） １、事件の表示 特願昭６２−２５０５６０号 ２、発明の名称 非脉動ｉｖポンプ ３、補正をする者 １）（件との関係　　特許出願人 ４、代理人 東京都新宿区西新宿３−３−２３ ファミール西新宿４０３号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）使い捨て式ポンプチャンバと組合せて用いられる
   ポンプであって、前記ポンプは、使い捨て式ポンプチャ
   ンバ（１０）を収容するポンプハウジング（１８、２２
   、２３）と、 第１の可撓性ダイヤフラム（２４）を収容するように、
   前記ポンプハウジング内に配置された第１のシリンダ（
   ３２）と、 第２の可撓性ダイヤフラム（２６）を収容するように、
   前記ポンプハウジング内に配置された第２のシリンダ（
   ３４）と、 前記第１のシリンダ（３２）内で往復動する第１のピス
   トン（３８）と、 前記第２のシリンダ（３４）内で往復動する第２のピス
   トン（４０）と、 前記第１の可撓性通路部分を、制御可能に圧迫し、前記
   入口（８２ａ、８２ｂ）、および第１の可撓性ダイヤフ
   ラムポンプチャンバ（２４）間における流体の流れを制
   御する第１のバルブ手段（４４）と、 前記第２の可撓性通路部分を、制御可能に圧迫し、前記
   第１、および第２の可撓性ダイヤフラムポンプチャンバ
   （２６）間における流体の流れを制御する第２のバルブ
   手段（４６）と、 第１のシリンダ（３２）に対する第１のピストン（３８
   ）の相対運動、および第２のシリンダ（３４）に対する
   第２のピストン（４０）の相対運動を生じさせて、前記
   第１および第２の可撓性ダイヤフラムポンプチャンバ（
   ２４、２６）の容積を変化させる駆動手段（９４、９６
   、１００、１０４、１１０、１１６）と、 前記第１および第２の可撓性通路部分の一方が常に圧迫
   されるように、前記第１および第２のバルブ手段（４４
   、４６）を制御するバルブコントロール手段（９８、１
   ０２、１０８、１１４）とを含むことを特徴とする非脉
   動ポンプ。
2. （２）前記駆動手段は、モータ（９４）と、前記モータ
   （９４）によって駆動され、前記第１および第２のピス
   トン（３８、４０）を駆動するためのカム（１００、１
   ０４）を有するカムシャフト（９６）よりなり、また バルブ制御手段は、前記カムシャフト（９６）に取付け
   られ、前記第１および第２のバルブ手段（４４、４６）
   を駆動するためのカム（９８、１０２）を含む前記特許
   請求の範囲第１項記載の非脉動ポンプ。
3. （３）使い捨て式ポンプチャンバ（１０）は、第２の可
   撓性ダイヤフラムポンプチャンバ（２６）と出口（８６
   ａ、８６ｂ）との間にある第３の可撓性ダイヤフラムチ
   ャンバ（２８）を含み、 ポンプ（１２）は、第３の可撓性ダイヤフラムチャンバ
   （２８）内の圧力に感知するための手段（１２２、１２
   ４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４）を含む
   前記特許請求の範囲第１項または第２項記載の非脉動ポ
   ンプ。
4. （４）駆動手段は、第１チャンバの容積が増加する時に
   第２チャンバの容積が減少し、また第１チャンバの容積
   が減少する時に第２チャンバの容積が増加するように、
   第１ピストンと第２ピストンを動作させるようにし、 バルブコントロール手段は、第１ポンプチャンバの容積
   が増加する時に、第１ポンプチャンバの中へ第１バルブ
   手段をして流体の流入を可能にし、さらに、 バルブコントロール手段は、第１チャンバの容積が減少
   し、第２チャンバの容積が増加する時に第１チャンバか
   ら第２チャンバへ、第２バルブ手段をして流体の流入を
   可能にするように構成された前記特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれか記載の非脉動ポンプ。
5. （５）第１及び第２の柔軟なダイヤフラム手段と、ポン
   プ導入口と、ポンプ排出口とで完全な使い捨てポンプチ
   ャンバが構成される前記特許請求の範囲第１項ないし第
   ４項のいずれか記載の非脉動ポンプ。