JPH04503916A - 注入ポンプ - 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】 注入ポンプ ［産業上の利用分野コ 本発明は、注入ラインを経て注入される流体を含む注射器をうけるようになされ た注入ポンプに関する。このポンプにおける注射器プランジャは、適当な駆動手 段、たとえば電気モータによって駆動される。

この注入ポンプが、特に医療分野において用いられるとき、注入ライン内の圧力 が急激に増加すると、たちまち注入作用は停止してしまう。

［従来の技術］ 従来のこの種装置は、注入ラインに圧力が突然かかったときに、注入ラインに圧 力検知器を組込んで駆動手段を不能にする信号を発生させるか、あるいはこの駆 動手段を不能にする機尾的スイッチを作動させる、たとえばスイッチのような組 込み手段のどちらかを有していた。

この場合のスイッチは、機械的な駆動システムに連結されていて、注入ライン内 の突然の圧力変化に応答するようになされている。この圧力変化は、注射器のプ ランジャに背圧となって伝達される。従来技術のシステムは、次のような欠点を 有する。

１、機械的駆動システムに連結された機尾型スイッチの場合、このスイッチを作 動させるには、上記駆動システムを機械的に十分な長さ移動させる必要があるの で、開閉作用に通常時間がかかる。

２、医療分野における注入ライン圧力センサの場合、センサは、−回の作業が終 ると次の注入作業に備えて消毒するか、交換する必要がある。つまり、注射器と 注入ラインは通常的に使い捨てであった。

本発明の目的は、上記の欠点が少なくとも軽減され、望ましくは殆ど回避された 注入ポンプを提供するにある。

本発明の第一面によると、注射器のプランジャを押圧するようになされたプラン ジャ押圧部材、このプランジャ押圧部材の軸方向運動をコントロールするように なされかつ指示部材を駆動するように配置された駆動手段、上記プランジャ押圧 部材に対する背圧が、所定値をこえたとき、はなれ、この結果、被動指示部材の 運動が停止可能となるようになされたクラッチ手段、指示手段の運動の中断を検 知し、出力を発生させて、駆動手段を不能とするようになされた運動感知手段を 含む注入ポンプが提供される。

上記クラッチ手段は、駆動手段から注射器プランジャへの直接駆動ラインに組込 んだり、上記直接駆動ラインと、関連する運動感知手段との間に介在させること ができる。第１の場合、クラッチ手段をはなすと、運動手段はブラジャ押圧部材 から離脱される。第２の場合、クラッチ手段をはなすと、駆動手段は被動指示部 材から離脱する。

云うまでもなく、駆動手段が不能になるとすぐ感知される。つまり、安全性の見 地からも、駆動手段がプランジャ抑圧部材から離脱した場合にも感知されるべき である。

この運動指示部材は、回転ディスクを含んでもよいが、このディスクは歯付ある いは他のセグメント型にするのが好ましいが、これの運動速度によってプランジ ャ押圧部材の運動速度が分る。この結果、注入速度も判明する。

指示部材が移動中の運動感知手段の出力は、コントロール手段に逆に送られ、こ のコントロール手段は駆動手段の速度をコントロールして、所望速度で注入作用 をさせるようになされている。かくして、運動感知手段によって形成された出力 信号は、注入作用が所望速度で行なわれるときに得られる期待値と比較されうる 。運動感知手段からの実際の出力信号におけるすべてのエラーは、コントロール 手段において利用され、駆動手段の速度は適宜調節される。

調節手段、たとえば調節ねじを設ければ、クラッチは、プランジャ押圧部材への 背圧が変動するときでもはなれるようにすることができる。

駆動手段は、軸線のまわりでリードねじを回転させるようになされたモータを含 む。このプランジャ押圧部材は、リードねじ係合部材に連結されているので、リ ードねじが回転すると、リードねじ係合部材が軸方向に運動し、この結果プラン ジャ押圧部材も運動する。

かような構成になされているので、リードねじ係合部材とプランジャ抑圧部材は 、中間部材を介して連結され、この中間部材はり−ドねじと平行の方向に動くこ とがガイド手段によって制約される。ガイド手段は、ガイドトラック、ガイドロ ッド、あるいはその他、上記中間部材を所望の方向に滑らかに確実に移動させる 手段を含んでもよい。

リードねじの一端は、クラッチ手段の２つの離脱面のひとつとして機能する。こ れは都合のよい機構である。

つまり、リードねじをそれの長さ方向に対して平行に適宜偏倚させることにより 、クラッチは、プランジャ押圧部材に、つまりリードねじ係合部材に作用する背 圧がもし十分大きくて、上記偏倚力をしのぐとき、自動的に離脱するからである 。

また、本発明は、注射器と注入ラインと組会わされる上記注入ポンプにまで及ぶ 。

本発明の実施方法は多数あるので、添付図面を参照してそのうちのひとつを説明 する。添付図面はコントロールシステムの必須エレメントを含むブロック線図で 医療注入ポンプの機械的配置を略図で示す。

図示のように、使い捨て注射器１０は、そのバレル１２を介してサポート１４に 支持される。注射器ｌＯのプランジャ１６はキャリッジ２０のヘッド１８と係合 して、ロッド２２上に滑動担持され、注射器ｌＯの軸線に対して平行に配置され る。キャリッジ２０の他端には、めねじ穴２６を有するテール部材２４が担持さ れる。このめねじ穴２６には、リードねじ２８がかみ合う。このリードねじ２８ もまた、ロッド２２と注射器１０の軸線に対して平行になされる。

リードねじ２８は、一端が、電気モータ３０に接続され、他端がクラッチ３２に 接続される。このクラッチは、支持ブロック３４内の軸受に担持される。クラッ チ３２により、リードねじ２８は小軸３６に連結されるが、この小軸３６は分割 型のディスク３８を担持する。ディスク３Ｂのまわりに担持されるトランスジュ ーサ４０は、プロセッサ６０内の適当な演算回路と関連的に、回転運動検知シス テムを形成する。

リードねじ２８もまた、座金４４と４６の間に保持されたコイルバネ４２を含む 組立体を担持する。コイルバネ４２の圧縮度は、リードねじ２８上に担持された ナツト５０をセツティングすることによって調節されうる。

作動時において、注射器１０は注入ライン１１に接続されるので、液体は針ある いはカテーテルを用いて患者に注入される。注射器１０とライン１１は使い捨て 型である。注入は、機械式の駆動システムによって注射器ブラジャ１６を作動さ せることによって行なわれる。この駆動システムは、モータ３０、変速歯車ボッ クス３１、リードねじ２８、およびキャリッジ２０を含む。

モータ３０が、動力源６６とコントロールスイッチ６４を介して付勢されると、 リードねじ２８は、モータ３０の回転速度と歯車ボックス３１の減速比とによっ て決まる速度で回転する。モータ３０は、所望の流速で液体を連続的にあるいは 所定間隔をもった断続で注入するべく、プロセッサ６０のコントロールをうけて プログラム回転する。

上記モータ３０と歯車ボックス３１とを含む組立体は、リードねじ２８上に支持 されるが、回転しないようになされる。リードねじ２８の回転運動は、キャリッ ジ２０の線形運動に転換され、次にリードねじ２８に沿うテール部材２４の運動 によって、注射器プランジャ１６の線形運動に転換される。

正常な作動条件下においては、リードねじ２８の端面２９は、コイルバネ４２に よってリードねじ２８に加えられる軸方向力ががあるので、クラッチ３２のクラ ッチ板３３と係合する。ライン１１内の注入圧力は、不十分なのでこの軸方向力 を押し返せない。ラインｌｌ内の圧力が上昇して、閉塞やその他危険な事態が予 想される場合、背圧が注射器プランジャ１Ｂに加えられ、かくしてキャリッジ２ ０とテール部材２４にも加えられる。注入ライン圧力の程度によつ−てその大き さが決まる軸方向力は次いで、コイルバネ４２によって得られる力に対向してリ ードねじ２８に加えられ、端面２９はクラッチ板３３から離れようとする。

小袖３６の回転が止まると、分離が行なわれ、回転運転検知器によってプロセッ サ６０は信号を出す。この信号により、モータ３０への動力が中断され、注入作 用は停止する。プロセッサＢＯもまた、運動中断信号をうけると、可視および（ あるいは）可聴アラーム６２を発生させる。

クラッチ３２が離れるときの注入圧力は、バネ４２によってリードねじ２８に加 えられる推力を克服するのに必要な軸方向推力によって決定される。加えられる 推力は、ナツト５０の位置決めによって調節される。このナツト５０は、注入ラ イン圧力のレベル範囲に応じて目盛りを付される。

ナツト５０の位置が右の方であればあるほど、コイルバネ４２によって得られる 推力は大きくなり、ラインｌｌ内の注入圧力も大きくなる。これは注入作用を終 らせるのに必要なものである。

実際上、上記注入ポンプの場合、ナツト５０とコイルノくネ４２の手段により、 クラッチ３２を予備設定することが出来るが、これにより、４００　＋ｏ＋ｓＨ ｇ〜７００　＋ｓ＋ｓＨｇのレベルにおける注入ライン１１における圧力の注入 が停止される。

他の具体例（図示せず）によると、クラッチ３２は、注射器ｌＯへの直接駆動ラ イン内の他の位置に設置して、駆動を直接機械的に中断することもできる。これ は、モータ３０と歯車ボックス３１を、分割型ディスク３８の代りに、小軸３Ｂ に連結し、この分割型ディスク３８をリードねじ２８の他端にとりつけることに よって達成される。この場合、ライン１１内の圧力が過剰になるので、その結果 としてのリードねじ２８に加えられる軸方向推力により、モータ３０からリード ねじ２８への駆動力は分断される。

この具体例による注入ポンプの機能を最大に発揮させるため、リードねじ２８の 端面２９とクラッチ板３３は、平坦にし、互に平行にし、非弾性的にしなくては ならない。

上記具体例の場合、リードねじ２８とクラッチ板３３は共に鋼製である。

例 全体寸法　３２６報Ｘ　１３３　ｍｓ＋　Ｘ　９０＋＊■注射器サイズ　５０ｍ １ 注入ライン圧力 正常　５５０市Ｈｇ 上限　７００　ｍｍＨｇ 下限　４００關Ｈｇ リードねじピッチ　１．５１ モータ　エアパックス型Ｎｏ、　Ｌ８２１０１−ｐｔステッピングモータ Ｖ ４８ステップ／回転 トルク２ｍＮｍ ５００パルス／秒 歯車ボックス減速比　４５０：　１ 注入ライン閉塞と駆動の中断との間の典型的遅れ：（ａ）１００　ａｌｓ／時　 の注入速度で２０秒：（ｂ）１ｍｌ／時間の注入速度で３０分 （機械的にリンクされた機尾型スイッチを採用する従来型の相当注入ポンプの場 合の典型的な遅れは、少なくとも３倍は大きい。） 本発明による注入ポンプは、注入ラインｌｌ内の圧力が過大になったときに、迅 速且つ再現可能式に注入を中断させる手段を有する。しかも、注入ライン圧力セ ンサがないのでそのコストも不必要であり、故障の心配もない。

作動における緩慢性も、機械的リンケージによって注入ポンプ駆動システムに連 結された機尾スイッチの較正、調整の面倒もない。

医療分野に用いられる注入ポンプと関連的に特定の具体例を述べて来たが、本発 明の注入ポンプは、正確なリブリータブルな量の液体が、たとえば動物処理、研 究所、および産業界において、所定期間以上にわたって注入させる場合にも用い られる。

国際調査報告 暗。ｈ７□１１．。１．いエ　ＰＣＴ／ＧＢ　９０１００３７１国際調査報告 ；：：二−：二；：：ニ−７，−二二二；１１ｒ二＝；“；ゴ＝二＝；、＝＝； °二ｔ１＝、：ｊＯｆｆ＋ニフフ：＋：ｒ′′′＋　１ｔ＊@＋ｍ　ａｗｅ”′ ”“”６７７３””Ｎ６”°パ““°“−一′°拳““”“−１１１Ｑｍｍｍ　 ｍＷ　ｋ　ｍ　呻ｍｙ　１１６−＠　１ｍ　ｕｍ−ｉ−ＣＩ−帽Ｗ　Ｉｌｗｍｙ 　＠ｉｖｅ＊　１ｍ　１１１１１１１１P１１１１１１１１　＠ＩＩ　ｉｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．注射器のプランジャを押圧するようになされたプランジャ押圧部材、該プラ ンジャ押圧部材をコントロールしつつ軸方向に動かし、指示部材を駆動するよう になされた駆動手段、該プランジャ抑圧部材に加えられる背圧が所定値をこえて 、駆動された指示部材が停止するようになされたクラッチ手段、該指示手段の運 動停止を検知して、駆動手段を不能とする出力を出すようになされた運動感知手 段を含む注入ポンプ。 ２．クラッチがはなれると、駆動手段はプランジャ押圧部材との連結を解かれる 、請求項１記載の注入ポンプ。 ３．クラッチがはなれると、駆動手段は駆動された指示部材との連結を解かれる 、請求項１記載の注入ポンプ。 ４．該指示部材は、回転ディスクを含む、請求項２あるいは３記載の注入ポンプ 。 ５．該ディスクは、歯付あるいはそれ以外の方法で分割されている、請求項４記 載の注入ポンプ。 ６．指示部材が動いているとき、運動感知手段の出力はコントロール手段に戻さ れ、このコントロール手段は、所望の速度で注入を行うため駆動手段の速度をコ ントロールするようになされている、請求項１乃至５のいずれか１項記載の注入 ポンプ。 ７、調節手段を含み、この調節手段により、クラッチはいろいろの背圧がプラン ジャ押圧部材にかかるときはなれるようになされる、請求項１乃至６のいずれか １項記載の注入ポンプ。 ８．駆動手段は、リードねじをその軸線のまわりで回転させるようになされたそ ータを含み、該プランジャ押圧部材は、リードねじ係合部材に連結されているの で、リードねじが回転するとリードねじ係合部材の軸方向運動が発生し、かくし てプランジャ押圧部材も軸方向運動を行う、請求項１乃至７のいずれか１項記載 の注入ポンプ。 ９．リードねじ係合部材とプランジャ押圧部材は、リードねじと平行の方向に動 くようにガイド手段によって制約された中間部材を介して連結される、請求項８ 記載の注入ポンプ。 １０．該ガイド手段は、ガイドロッドを含む、請求項９記載の注入ポンプ。 １１．リードねじの一端は、クラッチ手段の２つの着脱自在面のひとつとして機 能する、請求項８乃至１０のいずれか１項記載の注入ポンプ。 １２．調節手段は、リードねじの一端に偏倚された調節バネを含み、かくしてリ ードねじはその長さ方向に対して平行の方向に偏倚される、請求項７又は８記載 の注入ポンプ。 １３．注入の中断によって作動するようになされたアラームを含む、以上いずれ かの請求項に記載の注入ポンプ。 １４．注射器と注入ラインと組合わされる、以上の請求項のいずれかひとつに記 載の注入ポンプ。