JPH03183335A - パルスモータ・マウンティング - 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】 本発明は一般に蠕動ポンプに関し、特に蠕動ポンプにお
いて利用されるパルスモータ用マウンティングに関する
。

患者への静脈内液体の投与は当該技術分野において周知
である。代表的なのは、ガラスまたは可撓性容器内の溶
液、たとえば食塩水、グルコースまたは電解質を成る長
さを有する可撓性プラスチック細管、たとえばポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）細管を介して患者の静脈アクセス部位
に供給するというものである。液体の流量はローラクラ
ンプによって制御されるが、これは所望の流量が得られ
るまで細管のフロー管腔を制限するために調節される。

容器から患者へのフローはまたローラクランプ以外の手
段によっても調節される。電子的に制御されるポンプを
使用することはますます一般的になっている。静脈内液
体の投与に関して使用されるポンプの一つのタイプは蠕
動型ポンプである。

蠕動的ポンピング作用の利用は医学分野に関して特に申
し分なく適合している。それは蠕動的ボンピンク作用は
、静脈内液体を運ぶ細管に対し外部的に適用することが
できるからである。このことが細管内の静脈内液体の滅
菌状態を維持すると共にその液体に対し液体推進力を付
与するものである。この蠕動的ポンピング作用はまた、
細管の如何なる地点においても加えることができる。

医学分野において使用される蠕動ポンプの一般的なタイ
プにおいて、駆動モータは互いに角度をもって離間する
カムの配列に対し連結されている。

これらのカムは順次カムフォロアを駆動し、これらのフ
ォロアは対応する圧力フィンガー（ｐｒｅｓｓｕｒｅｆ
ｉｎｇｅｒｓ）　　に連結されている。これらのエレメ
ントは協動して圧力フィンガーに対し線形波動を与える
。圧力プレートは圧力フィンガーに近接、かつ離間して
固定されている。この圧力プレートは、細管に対し波動
を付与して液体を推進させるための圧力フィンガーの往
復運動に抗して細管を保持する。

蠕動ポンプの好ましい実施態様において、駆動モータは
パルスモータであり、これは僅かな増分またはステップ
をもって回転する。高い速度の割合をもって回転するパ
ルスモータは、その回転が一定であるという視覚的印象
を与えるが、このパルスモータは一連の僅かな角度の増
分またはステップであって、短い停止期間を伴うものを
経て実際に回転する。医学的分野における蠕動ポンプに
利用されるパルスモータでは、これらの小さな角度ステ
ップは約０．３６°乃至７．２°の範囲に及んでいてよ
いが、好ましい実施態様においては約１゜８°である。

これがシャフトの一連の１０００乃至５０ステップ／回
転、あるいは好ましい実施態様における約２００ステツ
プ／回転をもたらす。

蠕動ポンプにおいて利用されるパルスモータは蠕動的ボ
ンピング作用を効果的に駆動する。しかしながら、ポン
プのこのステップ作用は過剰の振動を生じ、ポンプハウ
ジングによる増幅の結果、大きなガタガクまたはブンブ
ンという騒音をもたらす。

様々な解決がこの振動騒音を減少させるために提供され
てきた。４個のばねから収り、ポンプのハウジングおよ
びモータフレームに連結される慣習的なショックマウン
トはモータシャフトに対する不均衡な力によって生成さ
れる半径方向の振動を吸収および阻むために設計されて
おり、従ってパルスモータ内で発生する接線方向の力を
効率的に阻むものではない。

「よりソフトな」ショック吸収を利用して振動および騒
音を排除することも可能であるが、この種のソフトな吸
収はパルスモータの精度を減じ、モしてポンプハウジン
グに対するパルスモータのソフトマウンティングの結果
、信頼性の問題を呈することになる。

他に提供された解決はパルスモータのシャフトを衝撃吸
収カップラーをもってカムに対し連結するというもので
ある。しかしながら、この解決もまた充分な吸収が提供
されてステッピング・ノイズが静められるとすれば、精
度および信頼性の問題に遭遇することになる。

このような訳で、必要とされるのはパルスモータにより
伝達される力を充分に吸収してステッピング振動および
ノイズを減少させる一方、高度の精度および信頼性を維
持する装置である。本発明はこの種の装置を提供する。

本発明は、精確な注入を維持する一方、ステッピング作
用の振動および騒音を減少させる蠕動ポンプにおける駆
動モータ用の改良されたマウンティングを提供する。ブ
ラケットが提供され、これは駆動モータフレームの僅か
な回転運動を許容する一方、固定された半径方向のサポ
ートを提供する。第二のブラケットが提供され、これは
接線方向の力を鈍らせてステッピング作用の振動および
ノイズを減少させる。

第一ブラケットは軸受ハウジングを包含し、これは駆動
モータをポンプハウジングに連結する。

この軸受ハウジングは固定された半径方向サポートを提
供すると共に駆動モータの自由回転運動を許容する。第
二ブラケットはポンプハウジングにこの第二ブラケット
を連結する少なくとも１個の偏心部材を提供する。この
偏心部材は、モータのステッピング運動によってモータ
ハウジングに加えられる接線方向の力を鈍らせる。好ま
しい実施態様において、偏心部材はパルスモータのこの
回転軸から延在する接平面に沿って定位されて更にパル
スモータの接線方向の力を鈍らせる。

第１図はポンプおよび静脈内液体供給源、たとえば可撓
性容器を使用する静脈内投与セットアツプの例示である
。ポンプ作動機構および作動用エレク）ロニクス（図示
せず〉を備えるポンプ２０は１．　　Ｖ、スタンド２２
に装架され、このスタンドもまた、静脈内液体容器２４
のためのサポートとして機能する。食塩水のような液体
２６であって絶え間無く投与されるものを典型的に含有
する容器２４もまたスタンド２２から懸垂されている。

投与セット１０は容器２４からポンプ２０を経由して患
者に至る流路を提供する。セット１０は可撓性プラスチ
ック細管２６、たとえばポリ塩化ビニル（ｐｖｃ）細管
のセグメントを包含している。

細管２６はその基部端においてドリップチャンバ２８に
取り付けられており、それは順次スパイク（図示せず）
を介して容器２４の出口３０に取り付けられる。クラン
プ手段、たとえばローラクランプ３２は、ポンプ２０と
容器２４との間の成る地点において細管２６上に配置さ
れている。細管２６はその末梢端においてセット１０を
静脈アクセス装置、たとえばカテーテルまたは針（図示
せず）に連結させている。

ポンプ２０はヒンジド・ドア３６を含み、これは蠕動ボ
ンピング装置ハードウェアをカバーしている。ポンプ２
０をセットアツプするために、ドア３６を解放し、細管
２６を以下で詳細に説明するように蠕動ボンピング装置
に挿入し、ドア３６を閉じ、そしてポンプ２０を始動さ
せる。ポンプ２０はまた、ドア３６の上部および下部（
図示せず）周縁において穴３８を形成し、ドア３６が閉
じられるとこれを介して細管２６が延在する。

第１図に示す実施態様はデュアル駆動蠕動ポンプを含ん
でいるが、本発明は単一の蠕動ポンプ内であらゆる数の
ポンプ駆動の使用を意図するものである。

第２図を参照すると、蠕動ポンピング装置についての一
般的な図解が見られる。駆動モータ４２は、駆動シャフ
ト４６を介して複数個のカム４４ａ−ｈに連結されてい
る。第２図に示す実施態様においては８個のカムが利用
されているが、本発明においてはあらゆる数のカムが意
図されている。

各カム４４は隣接するカムから角度をもって変位される
。角度をもって変位されたカム４４ａ−ｈはハウジング
４８で軸支され、これが駆動軸４６に関して回転を可能
とする。

複数個の往復圧力フィンガー５０が設けられており、そ
れらの数はカム４４の数に対応している。

各圧力フィンガー５Ｑａ−ｈはカムフォロアとして、そ
れら圧力フィンガー５０を相互的に駆動するために作動
させることによって対応するカム４４と協動する。この
ようにして、駆動シャフト４６の回転運動は複数個の往
復圧力フィンガー５０ａ−ｈの線形波形運動に変換され
る。

圧力プレート５４は圧力フィンガー５Ｑａ−ｈに近接配
置して設けられ、そしてカムの軸に平行して延在する。

細管２６は圧力フィンガー５０と圧力プレート５４との
間に備えられている。液体の推進はカム４４ａ−ｈの角
度の定位によって付与される線形波形運動において管を
圧搾する圧力フィンガー５Ｑａ−ｈによって達成される
。

第３図及び第４図を参照すると、本発明の原理に従って
調製されたパルスモータ４２が見られる。

このパルスモータ４２はパルスモータ・ハウジング５８
を備え、これはパルスモータ４２の作動エレメントを収
容している。末梢端プレート６０は駆動シャフト４６に
対向するパルスモータ４２の表面に固定的に装着されて
いるのに対し、基部端プレートは、駆動シャフト４６が
そこから延在しているパルスモータ４２の面に固定的に
装着されている。一対のボルト６５は末梢端プレート６
０中に形成された穴、パルスモータ・ハウジング５８お
よび基部端プレート６２中に形成された穴を介し延在し
て協動ナツト６７を受け、それで端部プレート６０．６
２およびパルスモータ・ハウジング５８を強固に固定す
る。　末梢端プレート６２はパルスモータ・ハウジング
５８の基部面から下方に延在し、そしてＬ字形部６９を
含んでいる。

このようにして、基部端プレートはブラケットとして作
用し、パルスモータ・ハウジング５８を固定する。２個
のばね７２　（第３図中で部分的に破断）を備えていて
もよい偏心部材は締着手段、たとえばパイロット７６お
よびボルト７４であって、Ｌ字形部５９中に形成される
ねじ込み穴を介して延び、かつこれに固定されるボルト
７４によりＬ字形部６９に固定される。係止ワッシャー
７５もまた利用されて、パルスモータ４２の振動存在下
においてボルト７４を固定状態に維持する。締着手段、
たとえば（第５図中に見られる）パイロット８０、ボル
ト８２および係止ワッシャー８４によってばね７２は同
様にポンプフレーム７８に固定される。

別のブラケット８１はパルスモータ・ハウジング５８の
末端部に設けられている。この別個のブラケット８１は
２個の脚８３．８５によってポンプフレーム７８に固定
的に装着されているが、これら０脚はブラケット８１か
ら下方に延在しており、またそれらは２個のＬ字形部８
７．８９を含んでいる。これらのＬ字形部８７．８９は
穴を備え、これを経由して係止ワッシャー９３と協動す
るボルト９１は各脚８．３．８５をポンプフレーム７８
に固定する。

末梢端プレート６０および別のブラケット８１に固定さ
れているのは軸受アケンブリ−９６である。この軸受ア
センブリー９６は軸受ハウジング９７の第一部分であっ
て、末梢端プレート６０に強固に固定されるものと、軸
受ハウジング９９の第二協動部分であって、別のブラケ
ット８１に強固に固定されるものとを包含している。ボ
ールベアリング〈図示せず）に関連する軸受ハウジング
９７．９９の協動部分の利用は、パルスモータ４２の半
径方向の力に抗して強固に固定されている該パルスモー
タ４２の末梢端プレート６０をもたらす一方、駆動シャ
フト４６の軸の周りの自由回転運動を許容する。そのよ
うなものとして軸受アセンフＩＪ　−９６は、パルスモ
ータ・ハウジングの回転運動を許容する一方、半径方向
の力に抗して強固に固定するための手段として作用する
。

パルスモータ４２の停止および始動はパルスモータ・ハ
ウシング５８に加えられる接線方向の力をもたらし、こ
れはパルスモータ・ハウジンク５８の移動を駆動シャフ
ト４２の軸の周りの回転方向において強制するものであ
る。これらの接線方向の力は全て基部端プレート６２に
移転される。それは軸受アセンブリー９６に関連する末
梢端プレート６０がこれらの力に対し全く抵抗を示さな
いからである。

これらの接線方向の力は順次、末梢端プレート６０のＬ
字形部８７に移転される。これらの接線方向の力がポン
プフレーム７８に移転されることを阻止するために、偏
心部材がこれらの接線方向の力を鈍らせるための手段と
して作用する。

第５図を参照すると、偏心部材の好ましい実施態様が見
られる。一対のばね７２が提供されて、パイロット７６
、ボルト７４および係止ワッシャ７５により基部端プレ
ート６２のＬ字形部６９およびポンプフレーム７８に対
し固定される。この好ましい実施態様において、ばね７
２は通常垂直方位に固定されているが、これらのばねの
弾性は接線方向の力を鈍らせるものである。

さて、第６図を参照すると、偏心部材の別の好ましい実
施態様が詳細に示されており、この図において同様なエ
レメントは２００番台の同様な数字によって示されるも
のとする。偏心部材は再び、一対のばね２７２であって
基部端プレート２６２とポンプフレーム２７８との間に
固定されたものを包含している。この実施態様において
、Ｌ字形部２６９は下方延在部１００であってこれに対
しばね２７２が固定されているものを備えている。

附加的に、ポンプフレーム２７８は一対の上方延在部１
１０．１１２であってＬ字形部材２６９の下方延在部１
００から水平に変位しているものを包含する。これらの
ばね２７２はＬ字形部２６９の下方延在部１００とＬ字
形延在部１００，１１２との間に固定されており、それ
によって水平方位を推定する。この方位において、ばね
２７２の軸線はパルスモータ２４２の回転軸に関し接線
方向において延在している。このようにして、パルスモ
ータ２４２の停止および始動によってもたらされる接線
方向の力ばばね２７２の圧縮軸に沿って当該ばね２７２
に加えられる。いずれの実施態様においても、ばねが適
切に伸長または圧縮して所望の結果が得られることは当
業者にとって明白であろう。

作用を説明すると、ステッピング増分間の静止において
パルスモータ・ハウジング５８は半径方向に固定された
末梢端プレート６０および釣り合い圧縮ばね７２により
支持されている。駆動パルスが駆動ンヤフト４６に供給
されると、該駆動シャフト４６は図中Ａにより示される
前進方向へ回転し、これはカム４４ａ−ｈおよび圧力フ
ィンガー５Ｑａ−ｈを駆動して液体を推進させる。

この駆動力は更に、図中已により示される駆動ンヤフト
４６の運動に対する反動的対向方向においてパルスモー
タ・ハウジング５８を移動させることになる。この反動
的運動はパルスモータ・ハウジング５８の一層大きな質
量に起因する駆動シャフト４６の運動よりも可成り小さ
なものとなり、このことが駆動シャフト４６のそれより
も一層大きな慣性をもたらす。更に、圧縮ばね７２の偏
心はパルスモータ・ハウジンク５８の運動を減少させる
と共に接線方向力〇一部を吸収することになる。このよ
うにして、ステップ運動の衝撃は圧縮ばね７２中に吸収
され、これがポンプフレーム７８に加えられるこれらの
力の減少をもたらして、望ましくない振動および騒音を
減少させる。

パルスモータ４２が増分工程を完了した後、静止状態に
あるとき、圧縮ばね７２中に吸収された接線方向力は解
放され、これがパルスモータ・ハウジング５８を平衡位
置に回復させる。この回復は駆動シャフト４６を前進回
転方向においてパルスモータ・ハウジング５８が移動し
たのと同一距離だけ駆動する。このことが、完全なパル
スモータ運動が圧力フィンガー５０ａ−ｈに対し移転さ
れたときポンプ２０の精度を保証する。

好ましい実施態様に対する様々な変化および変４゜ 形は当業者にとって明らかであろうことが理解されるべ
きである。たとえば、本発明の原理はまた、ロータリー
クイブの情動ポンプに対しても適用可能である。この種
の変更および変形は本発明の精神および範囲を逸脱する
ことなく、また関連する効果を減少させることなく行う
ことができる。従って、この種の変更および変形が特許
請求の範囲によりカバーされることを意図するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は蠕動ポンピング装置を利用する静脈内ポンプセ
ットを示す斜視図、第２図は情動ボンピング装置を示す
一般的な図解、第３図は本発明の原理に従う駆動モータ
ハウジングを示す側立面図第４図は第３図の駆動モータ
ハウジングを示す背部立面図、第５図は第３図の駆動モ
ータハウジングを示す前部立面図、そして第６図は本発
明の原理に従う駆動モータハウジングの別の好ましい実
施態様を示す前部立面図である。 符号の説明 ４２．２４２・・・パルスモータ、 ４４ａ−ｈ・・・カム、 ４６・・・駆動シャフト、 ４８・・・ハウジング、 ５０ａ−ｈ・・・往復圧力フィンガー ５８・・・パルスモータ・ハウジング、７２．２７２・
・・ばね、 ７８．２７８・・・ポンプフレーム、 ８１・・・ブラケット、 ９６・・・軸受アセンブリー ９７．９９・・・軸受ハウジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パルスモータ・ハウジングに固定され、接線方向の
   力を鈍らせるための手段によってフレームに対し固定さ
   れる第一ブラケットと、 フレームに対し固定され、パルスモータ・ハウジングの
   回転運動をさせるための手段によって該パルスモータ・
   ハウジングに固定される第二ブラケットとを含んで成る
   ことを特徴とするハウジング内に収容されたパルスモー
   タをフレームに対し固定するためのマウンティング。 ２、パルスモータ・ハウジングの回転運動をさせるため
   の手段が該パルスモータ・ハウジングを第二ブラケット
   に対し固定する軸受アセンブリーを包含している請求項
   １記載のマウンティング。 ３、鈍らせ手段が偏心部材を含んで成る請求項１記載の
   マウンティング。 ４、偏心部材が少なくとも１個のばねを包含する請求項
   ３記載のマウンティング。 ５、ばねが圧縮状態にある請求項４記載のマウンティン
   グ。 ６、ばねが伸長状態にある請求項４記載のマウンティン
   グ。 ７、ばねが圧縮軸であって、パルスモータの回転軸から
   接線方向に定位するものを含んでいる請求項４記載のマ
   ウンティング。 ８、ハウジング内に収容された駆動モータであって、回
   転駆動シャフトを備えるものと、 駆動シャフトに固定された、複数個の角度をもって変位
   されたカムと、 カムと協動するための複数個のカムフォロアであって、
   往復圧力フィンガーを備えるものと、駆動モータ・ハウ
   ジングに固定された第一ブラケットであって、接線方向
   の力を鈍らせるためのポンプフレームに連結された手段
   を備えるものと、ポンプフレームに固定された第二ブラ
   ケットであって、駆動モータ・ハウジングの回転運動を
   させるための該駆動モータ・ハウジングに連結された手
   段を備えるものとを含んで成ることを特徴すとする蠕動
   ポンプ。 ９、駆動モータがパルスモータである請求項８記載の蠕
   動ポンプ。 １０、パルスモータ・ハウジングの回転運動をさせるた
   めの手段が、該パルスモータ・ハウジングを第二ブラケ
   ットに固定するための軸受アセンブリーを備えている請
   求項８記載の蠕動ポンプ。 １１、鈍らせ手段が偏心部材を含んで成る請求項８記載
   の蠕動ポンプ。 １２、偏心部材が少なくとも１個のばねを包含する請求
   項１１記載の蠕動ポンプ。 １３、ばねが圧縮状態にある請求項１２記載の蠕動ポン
   プ。 １４、ばねが伸長状態にある請求項１２記載の蠕動ポン
   プ。 １５、ばねが圧縮軸であって、パルスモータの回転軸か
   ら接線方向に定位するものを含んでいる請求項１２記載
   の蠕動ポンプ。