JP2018204462A - チューブポンプ及び血液浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】径の異なる複数種類のチューブを適切な力で押さえることができるチューブポンプを実現する。【解決手段】チューブポンプ１の回転体１１は、ローラ４０と、回転基部４１と、バネ軸４２と、直交軸４３を備えている。バネ軸４２には、直交軸４３が移動可能となる長穴７０が設けられている。バネ軸４２上の回転基部４１と直交軸４３との間には、弾性部材４６と、バネ４５が介在されている。弾性部材４６は、直交軸４３が長穴７０内を内側方向に移動するときに圧縮変形する。バネ４５は、直交軸４３が長穴７０の内側端に移動しさらにバネ軸４２が内側方向に摺動したときに圧縮され、直交軸４３を外側方向に押す。【選択図】図７

Description

本発明は、チューブポンプ及び血液浄化装置に関する。

例えば血液浄化装置の血液回路において患者の血液を送るポンプには、通常、血液が通るチューブを扱いてチューブ内の血液を圧送するチューブポンプが用いられる。

上述のチューブポンプは、回転体と、回転体を収容する円状の収容部を有している。回転体は、チューブに接触するローラを有し、収容部は、回転体の外周を囲む円周状の固定壁を有している。そして、固定壁に沿ってチューブを円弧状に配置し、回転体のローラと固定壁との間にチューブを挟む。その状態で回転体を回転させ、その回転体のローラによりチューブを扱いてチューブ内の血液を圧送する（特許文献１参照）。

特開２０１５−２２２０４２号公報

ところで、上述のような血液回路では、径の異なるチューブが用いられることがある。例えば透析治療の血液回路では、細チューブと太チューブの２種類から選択される。径の異なるチューブに変更する場合、ユーザが回転体と固定壁との間のギャップや、チューブにかかる荷重を適宜調整する必要があり、作業が発生する。

また、回転体のローラにバネを取り付けて、チューブの径に応じてローラの位置を調整することも考えられる。しかし、この場合、チューブの径に応じてバネからチューブが受ける荷重が異なるため、チューブの径によってはチューブが適切な力で押さえられないこともあり得る。

本願はかかる点に鑑みてなされたものであり、径の異なる複数種類のチューブを適切な力で押さえることができるチューブポンプを実現することをその目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、回転体の摺動軸に連動部材が内外方向に移動可能となる長穴を設け、摺動軸上の回転基部と連動部材との間に、連動部材が長穴内を内側方向に移動するときに圧縮変形する弾性部材を設けることにより、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の態様を含む。
（１）回転体と、前記回転体の外周に設けられた固定壁とを備え、前記回転体と前記固定壁との間に配設されたチューブを前記回転体により扱いてチューブ内の流体を圧送するチューブポンプであって、前記回転体は、チューブに対し内側から接触可能で、前記固定壁に対し進退自在なローラと、回転軸を有する回転基部と、前記回転基部に対して内外方向に摺動自在な摺動軸と、前記ローラに対して固定され、前記ローラと前記摺動軸を連動させる連動部材と、を備え、前記摺動軸には、前記連動部材が挿通し、当該連動部材が内外方向に移動可能となる長穴が設けられ、前記摺動軸上の前記回転基部と前記連動部材との間には、弾性部材と、前記弾性部材よりも弾性率が高いバネが介在され、前記弾性部材は、前記連動部材が前記長穴内を内側方向に移動するときに圧縮変形し、前記バネは、前記連動部材が前記長穴の内側端に移動しさらに前記摺動軸が内側方向に摺動したときに圧縮され、前記連動部材を外側方向に押す、チューブポンプ。
（２）前記バネが自然長で、前記弾性部材が圧縮変形していない状態で、前記連動部材が前記長穴の外側端に位置している、（１）に記載のチューブポンプ。
（３）前記弾性部材は、環状に形成され、その内側に前記摺動軸が挿通している、（１）又は（２）に記載のチューブポンプ。
（４）前記連動部材は、前記摺動軸に直交する直交軸である、（１）〜（３）のいずれかに記載のチューブポンプ。
（５）前記ローラを回転自在に保持するブラケットをさらに有し、前記連動部材は、前記ブラケットを介して前記ローラに対し固定されている、（１）〜（４）のいずれかに記載のチューブポンプ。
（６）（１）〜（５）のいずれかに記載のチューブポンプを備えた血液浄化装置。

本発明によれば、径の異なる複数種類のチューブを適切な力で押さえることができるチューブポンプを実現することができる。

チューブポンプの構成の一例を示す平面図である。 チューブポンプの構成の一例を示す斜視図である。 回転体の内部構造を示す説明図である。 回転体の側面図である。 回転体の断面を示す説明図である。 細いチューブを配設したときのローラ周辺の構成を示す説明図である。 太いチューブを配設したときのローラ周辺の構成を示す説明図である。 チューブにかかるバネの荷重と、ローラと固定壁との隙間との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。

図１及び図２は、本実施の形態におけるチューブポンプ１の構成の概略を示す図である。チューブポンプ１は、本体１０と回転体１１を有している。本体１０は、回転体１１を収容する収容部２０を有している。収容部２０は、円状に凹んだ形状を有し、外周壁となる円弧状の固定壁３０と、チューブＡが出入りするチューブ出入部３１を有している。

回転体１１は、例えば図３及び図４に示すように複数、例えば２つのローラ４０と、回転基部４１と、摺動軸としてのバネ軸４２と、連動部材としての直交軸４３と、ブラケット４４と、バネ４５と、弾性部材４６と、ガイド４７等を備えている。

回転基部４１は、例えば略直方体形状を有し、回転体１１の中央に位置している。回転基部４１は、中央に回転軸５０を備えている。回転基部４１は、本体１０に内蔵された駆動モータにより回転軸５０周りに回転する。なお、本実施の形態において、回転軸５０が立設する方向を上下方向、回転軸５０の直角方向を水平方向とし、水平方向のうち、収容部２０の外側に向かう方向（回転軸５０を円心とした径方向に限られない）を外側方向とし、内側に向かう方向を内側方向とする。

図５に示すように回転基部４１には、バネ軸４２が内外方向（図５の左右方向）に摺動自在に設けられている。バネ軸４２は、回転基部４１に形成されたガイド穴６０に挿入させており、ガイド穴６０に沿って摺動する。バネ軸４２の回転基部４１側（内側）の端部には、ガイド穴６０よりも径の大きいストッパー６１が設けられており、バネ軸４２の外側方向（図５の左方向）への移動の限界を規定している。

バネ軸４２の外側の端部付近には、図５及び図６に示すようにバネ軸４２の軸方向（内外方向）に長い長穴７０が形成されている。長穴７０には、直交軸４３が挿通されている。直交軸４３は、上下方向に延びる円柱状に形成され、上端部と下端部でブラケット４４に固定されている。

ブラケット４４は、図３に示すように回転基部４１に固定された上下方向に延びる支点軸８０を有し、支点軸８０周りに回動できる。

ブラケット４４は、ローラ４０を回転自在に保持している。例えばブラケット４４は、上下方向に延びる回転軸８１を有し、ローラ４０は、回転軸８１に回転自在に取り付けられている。ローラ４０は、例えば円柱状に形成されている。

ローラ４０は、固定壁３０に対し進退自在であり、ローラ４０が移動すると、ブラケット４４が支点軸８０を支点に回動し、直交軸４３が回動して、直交軸４３がバネ軸４２を摺動させる。

図５及び図６に示すようにバネ（圧縮バネ）４５と弾性部材４６は、バネ軸４２上に回転基部４１から直交軸４３（外側方向）に向けてこの順で設けられている。バネ４５は、コイルバネであり、内側方向の端部が回転基部４１に当接している。バネ４５の外側方向の端部は、弾性部材４６に当接している。バネ４５は、剛性が高く、弾性部材４６よりも高い弾性率を備えている。

図６に示すように弾性部材４６は、円環状に形成され、バネ軸４２のバネ４５と直交軸４３との間に介在されている。弾性部材４６は、例えば樹脂により成形され、バネ４５よりも低い弾性率を備えている。弾性部材４６の外側方向の端部は、直交軸４３に当接している。ガイド４７は、図３に示すように例えば直交軸４３から外側に突出し、チューブＡを内側から押さえて誘導することができる。

図６に示すようにローラ４０の位置により、チューブＡが配設されるローラ４０と固定壁３０との隙間Ｄ（距離）が定まる。例えば２種類の太さのチューブの使用が予定される場合、ローラ４０の移動前の初期位置は、所定の細いチューブＡ１を隙間Ｄに配設したときに、チューブＡ１を適切な荷重で保持できる位置に設定される。このときのローラ４０の移動前の初期位置は、バネ４５が圧縮せず自然長となり、弾性部材４６が圧縮変形しない状態で、弾性部材４６の外側の端部が直交軸４３に当接し、直交軸４３がバネ軸４２の長穴７０の外側端に位置している。このときのローラ４０の位置は、例えば弾性部材４６とバネ４５の剛性により保持される。チューブポンプ１が稼働するときには、回転体１１が回転軸５０周りに回転し、ローラ４０が回転して、ローラ４０がチューブＡ１を扱いてチューブＡ１内の液体が圧送される。

図７に示すように所定の太いチューブＡ２を隙間Ｄに配設した場合には、ローラ４０が初期位置から内側に移動し、それにより直交軸４３がバネ軸４２の長穴７０内の遊びを内側方向に移動する。このとき、バネ４５が自然長を保ったまま、弾性部材４６が圧縮変形する。そして直交軸４３が長穴７０の内側端まで移動し、弾性部材４６が十分に圧縮され、変位できなくなり、ローラ４０により直交軸４３がさらに内側まで押されると、バネ軸４２が押されて内側方向に摺動し、バネ４５が直交軸４３に押されて圧縮される。これによりバネ４５に反力が生じ、バネ４５が直交軸４３を外側方向に押し返す。バネ４５の反力と、チューブＡ２によるローラ４０への反力とが釣り合う位置までローラ４０が移動する。

本実施の形態によれば、図８に示すように太いチューブＡ２を用いた場合に、直交軸４３が長穴７０の遊びを動く間、弾性部材４６が圧縮され、バネ４５が圧縮されないので、チューブＡ２にかかるバネ４５の荷重が増加しない。この結果、最終的にバネ４５により太いチューブＡ２にかかる荷重を小さくし適正な荷重の範囲に抑えることができる。よって、径の異なる複数種類のチューブを適切な力で押さえることができる。

バネ４５が自然長で、弾性部材４６が弾性変形していない状態で、直交軸４３が長穴７０の外側端に位置しているので、チューブの径の増加を弾性部材４６で十分吸収して、径の異なるチューブにかかる荷重のばらつきを好適に低減することができる。

弾性部材４６は、環状に形成され、その内側にバネ軸４２が挿通しているので、直交軸４３、バネ軸４２及び弾性部材４６を含む周辺構造を簡略化できる。

直交軸４３は、バネ軸４２に直交するので、バネ軸４２とローラ４０との連動を好適に行うことができる。

直交軸４３は、ブラケット４４を介してローラ４０に対し固定されているので、ローラ４０、直交軸４３及びバネ軸４２の連動を好適に行うことができる。このように、直交軸４３は、ローラ４０に対し他の部材を介して間接的に固定されていてもよいし、他の部材を介さずに直接的に固定されていてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本実施の形態におけるチューブポンプ１は、血液浄化装置の血液回路において血液を圧送する血液ポンプに使用できる。また、チューブポンプ１は、血液浄化装置で用いられる他のポンプに使用してもよい。チューブポンプ１は、透析療法、血漿交換療法、白血球除去療法、持続緩徐式血液濾過療法などを行う血液浄化装置のポンプに用いることができる。また、チューブポンプ１は、血液浄化装置以外の装置のポンプに用いてもよい。

チューブポンプ１の構成は上記実施の形態のものに限られず、他の構成を有するものにも本発明は適用できる。例えばローラの数や、ローラ４０、回転基部４１、ブラケット４４、直交軸４３、バネ軸４２、バネ４５、弾性部材４６等の各部材の形状等は、上記実施の形態のものに限られない。特に弾性部材４６の材質、形状は他のものであってもよい。

本発明は、径の異なる複数種類のチューブを適切な力で押さえることができるチューブポンプを実現する際に有用である。

１ チューブポンプ
１０ 本体
１１ 回転体
３０ 固定壁
４０ ローラ
４１ 回転基部
４２ バネ軸
４３ 直交軸
４４ ブラケット
４５ バネ
４６ 弾性部材
７０ 長穴
Ａ、Ａ１、Ａ２ チューブ

Claims (6)

1. 回転体と、前記回転体の外周に設けられた固定壁とを備え、前記回転体と前記固定壁との間に配設されたチューブを前記回転体により扱いてチューブ内の流体を圧送するチューブポンプであって、
   前記回転体は、
   チューブに対し内側から接触可能で、前記固定壁に対し進退自在なローラと、
   回転軸を有する回転基部と、
   前記回転基部に対して内外方向に摺動自在な摺動軸と、
   前記ローラに対して固定され、前記ローラと前記摺動軸を連動させる連動部材と、を備 え、
   前記摺動軸には、前記連動部材が挿通し、当該連動部材が内外方向に移動可能となる長穴が設けられ、
   前記摺動軸上の前記回転基部と前記連動部材との間には、弾性部材と、前記弾性部材よりも弾性率が高いバネが介在され、
   前記弾性部材は、前記連動部材が前記長穴内を内側方向に移動するときに圧縮変形し、
   前記バネは、前記連動部材が前記長穴の内側端に移動しさらに前記摺動軸が内側方向に摺動したときに圧縮され、前記連動部材を外側方向に押す、チューブポンプ。
2. 前記バネが自然長で、前記弾性部材が圧縮変形していない状態で、前記連動部材が前記長穴の外側端に位置している、請求項１に記載のチューブポンプ。
3. 前記弾性部材は、環状に形成され、その内側に前記摺動軸が挿通している、請求項１又は２に記載のチューブポンプ。
4. 前記連動部材は、前記摺動軸に直交する直交軸である、請求項１〜３のいずれかに記載のチューブポンプ。
5. 前記ローラを回転自在に保持するブラケットをさらに有し、
   前記連動部材は、前記ブラケットを介して前記ローラに対し固定されている、請求項１〜４のいずれかに記載のチューブポンプ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のチューブポンプを備えた血液浄化装置。

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