JPH0788183A - 輸液ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 輸液流量精度の低下を防止しつつチューブを
閉塞するのに必要最小な一定の力によって各フィンガを
駆動する。 【構成】 カム２２に追従する第１フィンガ２３とチュ
ーブ２７を押圧する第２フィンガ２４とを、バネ２５を
介して係合する。カム２２の回転に伴って第１,第２フ
ィンガ２３,２４が一体となって前進し、第２フィンガ
の押圧部の端面３６がチューブ２７に当接した後はバネ
が圧縮されて第２フィンガ２４はチューブ２７を閉塞す
る。そして、チューブ２７が完全に閉塞された位置で第
２フィンガ２４はフィンガ取付部２６に当接して停止す
る。こうして、互いに独立したバネによって各第２フィ
ンガを押圧することによって、必要最小な一定の力によ
って各第２フィンガを駆動する。また、チューブ２７を
必要以上に変形させず、チューブ２７を平板状の扉２８
で支持して輸液流量精度の低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液体が流通するチュ
ーブを一方向へ順次押圧して液体を送り出す輸液ポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１(a)はリニアペリスタルティック
方式の輸液ポンプにおける送液部の平面図である。ま
た、図１１(b)は、図１１(a)におけるＡ−Ａ矢視断面図
である。

【０００３】モータ(図示せず)によってシャフト１が回
転されると、このシャフト１に対して２mm偏心して順次
位相をずらして積層して取り付けられた１０枚のカム２
が回転する。そして、各カム２を回転自在に嵌合してい
るフィンガ３がプレッシャープレート４の面に対して垂
直方向に４mmの往復運動を行う。その際に、プレッシャ
ープレート４はバネ５による強い圧力で基準面７に対し
て押し付けられているので、カム２が上死点に達すると
フィンガ３はチューブ６を閉塞する(図１１(a)における
実線部分)。一方、カム２が下死点に達するとフィンガ
３はチューブ６を最大限に解放する(図１１(a)における
破線部分)。

【０００４】こうして、上記１０枚のカム２をシャフト
１に角度３６度ずつずらして取り付けると共に、各カム
２に１枚のフィンガ３を対応付けることによって、シャ
フト１の１回転に連れて各フィンガ３によって♯１フィ
ンガ(“３₁"と表す。以下同様)側から♯１０フィンガ３
₁₀側に向かって順次チューブ６を閉塞して、チューブ６
内の薬液が吐出されるのである。

【０００５】図１２は、上記各カム２の回転角度と対応
する各フィンガ３先端の変位との関係を示し、各フィン
ガ３の先端は正弦曲線を描いて変動する。したがって、
互いに隣接するフィンガ３のうちの一方のフィンガ(以
下、♯１フィンガ３₁で代表する)３が最前進位置から後
退する際に、前進してくる他方のフィンガ(以下、♯２
フィンガ３₂で代表する)３とすれ違う。つまり、両フィ
ンガ３の先端が同一位置となる瞬間がある。この互いに
隣接する♯１,♯２フィンガ３₁,３₂の先端が同じ位置と
なるのは、上述のように隣接するカム２は角度３６度ず
つずらしてシャフト１に取り付けられているのであるか
ら、上記♯１フィンガ３₁が最前進位置に在る場合の♯
１カム２₁の位置(上死点)から♯１カム２₁が更に角度１
８度だけ回転した位置である。

【０００６】そこで、上記各フィンガ３が最前進位置に
ある場合にチューブ６が完全に閉塞されるようにプレッ
シャープレート４とフィンガ３との位置関係を設定した
場合には、♯１フィンガ３₁が最前進位置から後退し始
めてから♯２フィンガ３₂が最前進位置に至るまでの期
間(図１２における斜線期間(Ａ))はチューブ６が完全に
閉塞されないことなり、薬液の流れは生じないことにな
る。したがって、各カム２が上死点から角度１８度だけ
回転した際に対応するフィンガ３がチューブ６を閉塞す
るように、各カム２および各フィンガ３の位置が設定さ
れている。

【０００７】また、上述のように、上記プレッシャープ
レート４はバネ５によってその両側部分が基準面７に当
接するように押圧されている。したがって、１枚のフィ
ンガ３によってプレッシャープレート４を押圧する際に
プレッシャープレート４に加わる圧力分布は、図１３に
示すように、プレッシャープレート４の上下両端部では
プレッシャープレート４が大きく傾くために小さく、中
央部ではプレッシャープレート４が傾かずに平行移動す
るために大きくなっている。

【０００８】そして、上記フィンガ３がチューブ６を閉
塞する際に、プレッシャープレート４が受ける圧力の反
力によってフィンガ３が押圧される。一方、シャフト１
およびカム２を介してフィンガ３を駆動するモータの駆
動トルクは、フィンガ３がプレッシャープレート４から
受ける反力に比例する。以上のことから、モータによっ
てフィンガ３を駆動するに際して、♯５フィンガ３₅お
よび♯６フィンガ３₆がプレッシャープレート４の中心
付近を押圧する場合には大きな力で押圧しなければなら
ず、モータの駆動トルクがシャフト１の回転角度に応じ
て変動することになる。

【０００９】上述の欠点に対処するために、従来、以下
のような２つの方式が提案されている。

【００１０】第１の方式は、図１４に示すように、プレ
ッシャープレートを薬液の流れの方向に１０分割した分
割型プレッシャープレート８によって構成する。そし
て、個々のプレッシャープレート８_a〜８_jは互いに独立
したバネ９_a〜９_jによって圧力が付加されるようにす
る。

【００１１】ここで、図１３に示すように、上記１枚の
フィンガ３によってプレッシャープレート４を押圧する
際にプレッシャープレート４に加わる圧力分布がプレッ
シャープレート４の上下両端部では小さく中央部では大
きくなるのは、一枚のプレッシャープレート４をバネ圧
によって支持しているために、プレッシャープレート４
を押圧するフィンガ３の位置が移動するとプレッシャー
プレート４の傾き角度が変化してバネ５の変位量が変化
するためである。

【００１２】そこで、第１の方式では、分割型プレッシ
ャープレート８を形成する個々のプレッシャープレート
８_a〜８_jを互いに独立したバネ９_a〜９_jによって支持し
て、チューブ６を押圧しているフィンガ３の周囲におけ
る個々のプレッシャープレート８_a〜８_jの変位量を同じ
にするのである。こうすることによって、バネ９がプレ
ッシャープレート８を介してフィンガ３に最も大きな反
力を与える部位が回転位相の変化に拘わらずチューブ６
を強く押圧しているフィンガ３の部位に限定されること
になり、シャフト１に掛かる反力の変動が少なくなるの
である。したがって、上記モータがフィンガ３を駆動す
る必要最小トルクが平滑化されるのである。

【００１３】また、第２の方式では、図１６に示すよう
にプレッシャープレート１０の中央部に窪み１１を設け
ている。こうすることによって、中央部の♯５フィンガ
３₅および♯６フィンガ３₆がプレッシャープレート１０
に当たるまでの距離が長くなって、♯５フィンガ３₅お
よび♯６フィンガ３₆がプレッシャープレート１０を押
圧した際のバネ５の変位量が小さくなる。その結果、プ
レッシャープレート１０の中央部における反力が小さく
なってシャフト１に掛かる反力の変動が少なくなる。し
たがって、上記モータがフィンガ３を駆動する必要最小
トルクが平滑化されるのである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第１の方式および第２の方式には、以下に述べるよ
うな問題がある。

【００１５】すなわち、第１の方式においては、分割型
プレッシャープレート８の個々のプレッシャープレート
８_a〜８_jを互いに独立したバネ９_a〜９_jで付加してい
る。したがって、図１５に示すように、フィンガ３がチ
ューブ６を介して分割型プレッシャープレート８を押圧
する際に、個々のプレッシャープレート８_a〜８_c間に段
差が生ずる。そのために、チューブ６の径変化にも段差
が生じて輸液流量精度が低下するという問題がある。

【００１６】また、第２の方式においては、確かに♯５
フィンガ３₅および♯６フィンガ３₆がプレッシャープレ
ート１０を押圧した際の反力は小さくなる。

【００１７】ところが、上述したように、両端の♯１０
フィンガ３₁₀及び♯１フィンガ３₁は、♯１０カム２₁₀
が上死点から角度１８度だけ回転した位置(つまり、♯
１カム２₁が上死点より角度１８度だけ手前にある位置)
で同時にチューブ６を閉塞する。本来、１枚のフィンガ
３によってプレッシャープレート４に加わる圧力分布
は、図１３に示すように、♯１フィンガ３₁および♯１
０フィンガ３₁₀に対応する上下端の箇所では小さくな
る。ところが、実際には、積層して取り付けられた１０
枚のフィンガ３によってチューブ６を順次に押圧するた
めに、上述のように♯１フィンガ３₁および♯１０フィ
ンガ３₁₀によってプレッシャープレート１０の両端が同
時に押圧される場合が生ずるのである。

【００１８】その場合には、上記プレッシャープレート
１０は傾かずに平行移動するのでプレッシャープレート
１０全体からの反力が両端の♯１,♯１０フィンガ３₁,
３₁₀に加わることになり、モータ駆動トルクが増大する
原因となっている。

【００１９】さらに、上述のように各カム２が上死点か
ら角度１８度だけ回転した位置でチューブ６が完全に閉
塞されるようにプレッシャープレート８,１０とフィン
ガ３との位置関係を設定すると、♯１０フィンガ３₁₀お
よび♯１フィンガ３₁は、対応するカム２が上死点から
角度±１８度だけ回転した位置で既にチューブ６を完全
に閉塞しているにも拘わらず、上記対応するカム２が上
死点を中心として角度±１８度の期間(図１２における
斜線期間(Ｂ))ではプレッシャープレート８,１０を介し
てチューブ６を更に押圧するために、チューブ６が異常
に変形することになる。そのために、長時間輸液ポンプ
を駆動させた場合にはチューブ６の疲労が大きくてフィ
ンガ３が最後退位置に至ってもチューブ６の対応する箇
所は元の径に復帰できず、輸液流量精度が悪化する原因
となっている。

【００２０】そこで、この発明の目的は、輸液流量精度
の低下を防止しつつチューブを閉塞するのに必要最小な
一定の力によって各フィンガを駆動可能な輸液ポンプを
提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、モータによって回転される
シャフトに所定の位相差を有して積層して取り付けられ
た複数のカムの夫々に追従する個々のフィンガが一定方
向に前進後退を繰り返し,上記複数のフィンガの先端に
よってチューブを順次押し絞り,上記チューブ内の輸液
を圧送するリニアペリスタルティック方式の輸液ポンプ
において、上記フィンガは,上記カムの夫々を回転自在
に嵌合して上記カムの動きに追従すると共に一端側に第
１係合部を有する第１フィンガと,一端側に上記第１係
合部に係合する第２係合部を有すると共に他端側の先端
によって上記チューブを押圧する第２フィンガとから成
り、係合状態にある上記第１フィンガと第２フィンガと
における対向する面間にはバネが縮装されていることを
特徴としている。

【００２２】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明の輸液ポンプにおいて、上記第１係合部あるい
は第２係合部の何れか一方はＴ字型を成す係合突起であ
り、上記第１係合部あるいは第２係合部の何れか他方は
内側に屈曲した係合爪を先端に有してコ字型を成す係合
腕であり、上記バネは,上記係合突起の頭が上記係合腕
の係合爪に引っ掛かって上記第１フィンガと第２フィン
ガとが係合状態にある際に,上記係合突起と係合腕とに
おける互いに対向した面間に縮装されていることを特徴
としている。

【００２３】また、請求項３に係る発明は、請求項１あ
るいは請求項２に係る発明の輸液ポンプにおいて、上記
第１フィンガにおける第１係合部および第２フィンガに
おける第２係合部の厚みを,上記両フィンガにおける上
記係合部以外の部分の厚みよりも薄くしたことを特徴と
している。

【００２４】また、請求項４に係る発明は、請求項１あ
るいは請求項２に記載の輸液ポンプにおいて、上記第１
係合部あるいは第２係合部の上記何れか他方を成す係合
腕の一方の面における少なくとも上記係合突起の頭部両
端が移動する領域を平板で覆ったことを特徴としてい
る。

【００２５】また、請求項５に係る発明は、請求項１乃
至請求項４の何れか一つに係る発明の輸液ポンプにおい
て、上記第２フィンガにおける上記他端側の先端によっ
て上記チューブが完全に閉塞された際に、上記第２フィ
ンガに当接してこの第２フィンガの前進を阻止する当接
部材を備えたことを特徴としている。

【００２６】また、請求項６に係る発明は、請求項５に
係る発明の輸液ポンプにおいて、上記当接部材は、上記
複数の第２フィンガが積層して進退自在に取り付けられ
て保持されているフィンガ取付部材であることを特徴と
している。

【００２７】また、請求項７に係る発明は、請求項５に
係る発明の輸液ポンプにおいて、上記当接部材は、上記
チューブを上記第２フィンガによる押圧側の反対側から
保持するチューブ保持部材であることを特徴としてい
る。

【００２８】

【作用】請求項１に係る発明では、モータによってシャ
フトが回転されると、このシャフトに取り付けられたカ
ムに追従して第１フィンガが一定方向に前進する。そう
すると、第１フィンガの第１係合部とバネを介して係合
状態にある第２係合部を有する第２フィンガも前進す
る。そして、上記第２フィンガの先端が上記チューブに
当接すると上記バネが圧縮され、バネ圧によって上記第
２フィンガ１を介して上記チューブが押圧される。

【００２９】こうして、上記シャフトに所定の位相差を
有して積層して取り付けられた複数のカムの夫々に追従
して個々の第２フィンガが一定方向に前進後退を繰り返
すことによって、上記複数の第２フィンガの先端によっ
てチューブが順次押し絞られて上記チューブ内の輸液が
圧送される。

【００３０】また、請求項２に係る発明では、内側に屈
曲した係合爪を先端に有してコ字型を成す係合腕の上記
係合爪によって、Ｔ字型を成す係合突起の頭が引っ掛け
られて上記第１フィンガと第２フィンガとが係合状態と
なる。その際に、上記係合突起と係合腕とにおける互い
に対向した面間に縮装されたバネによって、第１フィン
ガからの力が第２フィンガに伝達される。

【００３１】また、請求項３に係る発明では、係合状態
にある第１フィンガと第２フィンガとの間に縮装された
バネの伸縮方向のベクトルが上記第１フィンガの軸方向
と異なる場合には、上記第２フィンガの位置が第１フィ
ンガの位置に対してずれようとして隣接する第２フィン
ガと擦れ合う。その際に、上記第１フィンガにおける第
１係合部および第２フィンガにおける第２係合部の厚み
は上記係合部以外の部分の厚みよりも薄くなっているの
で、上記隣接する第２フィンガ同士は先端部のみで擦れ
合う。

【００３２】また、請求項４に係る発明では、バネの伸
縮方向のベクトルのずれに起因する上記第２フィンガの
第１フィンガに対する位置ずれは、上記係合腕の一方の
面を覆う平板によって阻止されて、隣接する第２フィン
ガ同士が擦れ合うことが防止される。

【００３３】また、請求項５乃至請求項７に係る発明で
は、第２フィンガの先端によってチューブが完全に閉塞
された際に、上記第２フィンガがフィンガ取付部材やチ
ューブ保持部材で実現される当接部材に当接して、この
当接部材によって上記第２フィンガの前進が阻止され
る。その結果、上記チューブが必要以上に圧縮されて必
要以上に変形されることがない。

【００３４】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。

【００３５】＜第１例＞図１は本実施例の輸液ポンプに
おける一対のカムとフィンガとの箇所の横断面図であ
る。

【００３６】シャフト２１に対して偏心して取り付けら
れたカム２２を回転自在に嵌合すると共に、カム２２の
回転に連れてプレッシャープレートを兼ねる輸液ポンプ
の扉２８の内壁面に対して垂直方向に往復運動を行うフ
ィンガは、第１フィンガ２３と第２フィンガ２４との２
つの部位から構成される。

【００３７】上記第１フィンガ２３は、中央にカム２１
を嵌合するための矩形の嵌合穴２９を有する基部と、こ
の基部の一端から突出したＴ字型の係合突起３２とから
成っている。また、第２フィンガ２４は、内側に屈曲し
た係合爪３１を先端に有して略コ字型を成して第１フィ
ンガ２３の係合突起３２と係合する係合腕３０を有する
基部と、この基部の反係合腕３０側の端面から突出して
チューブ２７を押圧する押圧部とから成っている。

【００３８】上記第２フィンガ２４の基部における係合
腕３０の係合爪３１が第１フィンガ２３の係合突起３２
の頭に引っ掛かることによって、第１フィンガ２３と第
２フィンガ２４とが係合するようになっている。そし
て、第１フィンガ２３と第２フィンガ２４とが係合され
た状態において、第１フィンガ２３の係合突起３２の端
面３３と第２フィンガ２４の係合腕３０における上記端
面３３に対向する内壁面３４との間には、バネ２５を縮
装している。

【００３９】上記第２フィンガ２４の押圧部はフィンガ
取付部２６に穿たれた貫通孔３５に挿通され、その端面
３６がチューブ２７の側面に当接可能になっている。

【００４０】ここで、図１(b)に示すように、上記第２
フィンガ２４における押圧部の基部からの突出距離をｄ
2とし、係合腕３０の係合爪３１までの長さをｄ4とす
る。また、図１(a)に示すように、第１フィンガ２３の
係合突起３２における頭部の厚みをｄ5とする。さら
に、フィンガ取付部２６の厚みをｄ1とし、フィンガ取
付部２６の表面から扉２８の内壁面までの距離をｄ3と
する。

【００４１】上記バネ２５の弾性係数は、バネ２５の長
さが(ｄ4−ｄ5)である場合にチューブ２７を閉塞できる
最小の力になるように設定されている。

【００４２】尚、実際の輸液ポンプは、上述のカム２２
と第１フィンガ２３と第２フィンガ２４とから成る組が
シャフト２１の長手方向に１０組積層され、１０枚のカ
ム２２は角度３６度ずつ位相をずらしてシャフト２１に
取り付けられて形成されている。

【００４３】上記構成において、モータ(図示せず)によ
ってシャフト２１が回転されて、カム２２が下死点から
上死点に向かって回転する場合を考える。その場合に
は、第１フィンガ２３はカム２２に追従して第２フィン
ガ２４側に移動する。そして、バネ２５を介して第１フ
ィンガ２３と第２フィンガ２４とが一体となってチュー
ブ２７に向かって前進する。その際に、上記距離ｄ1と
距離ｄ2の大小関係によって、次の２通りの動作に分か
れる。

【００４４】(１) (ｄ2＞ｄ1)である場合 上記第１フィンガ２３と第２フィンガ２４とが一体とな
って前進すると、やがて、第２フィンガ２４は、フィン
ガ取付部２６に当接する前にその押圧部の端面３６にお
いてチューブ２７の側面に当接する。

【００４５】上記カム２２が更に上死点に向かって回転
を続けると、第１フィンガ２３の係合突起３２における
端面３３によってバネ２５が圧縮される。そうすると、
バネ２５の長さが(ｄ4−ｄ5)よりも短くなるためにバネ
圧はチューブ２７を閉塞させるに必要な最小の力よりも
大きくなり、カム２２が上死点より角度１８度手前に位
置した際にチューブ２７が完全に閉塞されるように距離
(ｄ3−ｄ2)が設定されていれば、その時点でチューブ２
７はバネ圧によって完全に閉塞される。

【００４６】(２) (ｄ2≦ｄ1)である場合 上記第１フィンガ２３と第２フィンガ２４とが一体とな
って前進すると、やがて、第２フィンガ２４の押圧部の
端面３６がチューブ２７の側面に当接する。

【００４７】上記カム２２が更に上死点に向かって回転
を続けると、第１フィンガ２３の係合突起３２における
端面３３によってバネ２５が圧縮される。そうすると、
バネ２５の長さが(ｄ4−ｄ5)よりも短くなるためにバネ
圧はチューブ２７を閉塞させるに必要な最小の力よりも
大きくなり、チューブ２７はバネ圧によって閉塞され
る。そして、カム２２が上死点より角度１８度手前に位
置した際に第２フィンガ２４はフィンガ取付部２６に当
接する。その結果、カム２２が更に上死点に向かって回
転を続けて第１フィンガ２３が前進し続けても、第２図
に示すように、第２フィンガ２４は停止状態にある。そ
の際に、距離(ｄ3−ｄ2)がチューブ２７を完全に閉塞可
能な距離に設定されていれば、チューブ２７はバネ圧に
よって完全に閉塞される。

【００４８】上記(１)あるいは(２)の後、カム２２が上
死点から下死点に向かって更に回転すると、第１フィン
ガ２３が後退するに連れてこの第１フィンガ２３に係合
した第２フィンガ２４も後退し、やがて両フィンガ２
３,２４は最初の位置に戻る。

【００４９】上述した動作を、角度３６度ずつ順次位相
がずれている各カム２２の回転に基づいて、各第１フィ
ンガ２３および第２フィンガ２４が順次繰り返すことに
よって、チューブ２７における閉塞位置が移動してチュ
ーブ２７内の薬液が吐出されるのである。

【００５０】その際に、個々の第２フィンガ２４は互い
に独立したバネ２５のバネ圧によってチューブ２７を閉
塞するので、図１４に示される第１の方式による輸液ポ
ンプの場合と同じ効果を奏することになる。すなわち、
バネ２５が第１フィンガ２３に最も大きな反力を与える
部位が回転位相の変化に拘わらずチューブ２７を強く押
圧している第２フィンガ２４の部位に限定されて、シャ
フト２１に掛かる反力の変動が少なくなるのである。し
たがって、上記モータが第１,第２フィンガ２３,２４を
駆動する必要最小トルクは平滑化され、しかも、その必
要トルクは低いレベルのトルクでよいのである。

【００５１】また、本実施例と図１４に示される従来例
とを比較すると、本実施例における第１フィンガ２３は
図１４におけるフィンガ３に相当し、本実施例における
第２フィンガ２４は図１４におけるプレッシャープレー
ト８_a〜８_jに相当し、本実施例におけるバネ２５は図１
４におけるバネ９_a〜９_jに相当すると言える。すなわ
ち、本実施例は、図１４における分割型プレッシャープ
レート８およびバネ９をチューブ６に対して対象の位置
に配置してフィンガ３によってバネ９とプレッシャープ
レート８を介してチューブ６を押圧するようにしたもの
と考えることができる。

【００５２】その結果、本実施例においては、チューブ
２７を反フィンガ側からバネとプレッシャープレートと
によって支持する必要はなく、それらに変わる平板状の
扉２８で支持すればよい。したがって、本実施例によれ
ば、チューブ２７を反フィンガ側から支持する支持部材
(扉２８)に段差が生ずることがなく、上記段差による輸
液流量精度の低下がなくなる。

【００５３】また、上述の第２フィンガ２４がフィンガ
取付部２６に当接して停止する(２)の場合には、対応す
るカム２２が上死点を中心として角度±１８度の範囲内
にある期間は、第２フィンガ２４はフィンガ取付部２６
によって停止されている。したがって、完全に閉塞され
ているチューブ２７が更に第２フィンガ２４によって押
圧されることがない。したがって、チューブ２７は必要
以上に変形せず、長時間輸液ポンプを駆動させた場合に
は、第２フィンガ２４がフィンガ取付部２６に当接しな
い場合よりも輸液流量精度が向上するのである。

【００５４】図３は、他の実施例の輸液ポンプにおける
一対のカムとフィンガの箇所の横断面図である。尚、図
１と同じ構成部材には図１と同じ番号を付して詳細な説
明は省略する。

【００５５】本実施例における輸液ポンプにおけるフィ
ンガは、図１に示す輸液ポンプにおけるフィンガと同様
に、互いに係合する第１フィンガ４１と第２フィンガ４
２との２つの部位から構成される。

【００５６】但し、本実施例における第１フィンガ４１
には、図１における第２フィンガ２４に設けられている
係合腕３０および係合爪３１と同じ係合腕４３および係
合爪４４を設けている。一方、第２フィンガ４２には、
図１における第１フィンガ２３に設けられている係合突
起３２と同じＴ字型の係合突起４５を設けている。そし
て、第１フィンガ４１と第２フィンガ４２とが係合され
た状態において、第２フィンガ４２の係合突起４５の端
面４６と第１フィンガ４１の係合腕４３における端面４
６に対向する内壁面４７との間にはバネ２５を縮装して
いる。

【００５７】つまり、本実施例における第１フィンガ４
１と第２フィンガ４２との係合関係は、図１に示す実施
例における第１フィンガ２３と第２フィンガ２４との係
合関係と逆になっているのである。

【００５８】上記構成における各部の寸法は次のように
設定する。すなわち、図３(a)に示すように、上記第１
フィンガ４１における係合腕４３の係合爪４４までの長
さをｄ4とする。また、図３(b)に示すように、第２フィ
ンガ４２における係合突起４５の頭の厚みをｄ5とし、
上記押圧部の突出距離をｄ2とする。さらに、フィンガ
取付部２６の厚みをｄ1とし、フィンガ取付部２６の表
面から扉２８の内壁までの距離をｄ3とする。こうし
て、各部の寸法は図１における各部の寸法と同じにして
いる。

【００５９】したがって、本実施例における第１フィン
ガ４１および第２フィンガ４２は、図１に示す第１フィ
ンガ２３および第２フィンガ２４と全く同様に動作する
のである。その結果、本実施例においても図１に示す実
施例の場合と全く同じ効果を奏することができる。

【００６０】＜第２例＞図４は、本実施例の輸液ポンプ
における一対のカムとフィンガとの箇所の横断面図であ
る。尚、図１と同じ構成部材には図１と同じ番号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００６１】本実施例における輸液ポンプにおけるフィ
ンガは、図１に示す輸液ポンプにおけるフィンガと同様
に、互いに係合する第１フィンガ２３と第２フィンガ５
０との２つの部位から構成される。

【００６２】上記第１フィンガ２３は、図１における第
１フィンガ２３と全く同じ構造を有し、カム２２を嵌合
するための矩形の嵌合穴２９およびＴ字型を成す係合突
起３２を有している。また、第２フィンガ５０は、第１
フィンガ２３の係合突起３２と係合する係合腕５１およ
び係合爪５２を有する基部と、この基部の反係合腕５１
側の端面から突出してチューブ２７を押圧する押圧部を
有している。

【００６３】上記第２フィンガ５０における係合爪５２
が第１フィンガ２３の係合突起３２の頭に引っ掛かるこ
とによって第１フィンガ２３と第２フィンガ５０とが係
合された状態において、第１フィンガ２３の係合突起３
２の端面３３と第２フィンガ５０の係合腕５１における
上記端面３３に対向する内壁面５３との間にはバネ５８
を縮装している。

【００６４】上記第２フィンガ５０の押圧部はフィンガ
取付部５６に穿たれた貫通孔５７に挿通され、その端面
５４がチューブ２７の側面に当接可能になっている。ま
た、第２フィンガ５０の基部における上記押圧部が突出
している端面の両側部にはこの押圧部に平行に突出した
突出部５５,５５を設けている。そして、突出部５５の
突出長さを上記押圧部の突出長さよりも長くしておく。

【００６５】ここで、図４(b)に示すように、上記第２
フィンガ５０における突出部５５の上記押圧部からの突
出距離をｄ6とし、係合腕５１の係合爪５２までの長さ
をｄ7とする。また、図４(a)に示すように、第１フィン
ガ２３の係合突起３２における頭部の厚みをｄ8とす
る。

【００６６】上記バネ５８の弾性係数は、バネ５８の長
さが(ｄ7−ｄ8)である場合にチューブ２７を閉塞できる
最小の力になるように設定されている。

【００６７】尚、本実施例の場合にも、上述のカム２２
と第１フィンガ２３と第２フィンガ５０とから成る組が
シャフト２１の長手方向に１０組積層され、１０枚のカ
ム２２は角度３６度ずつ位相をずらしてシャフト２１に
取り付けられて、輸液ポンプを形成している。

【００６８】上記構成において、モータ(図示せず)によ
ってシャフト２１が回転されると、上記各実施例の場合
と同様に、第１フィンガ２３と第２フィンガ５０とは一
体となってチューブ２７に向かって前進する。そして、
やがて、第２フィンガ５０の押圧部の端面５４がチュー
ブ２７の側面に当接する。

【００６９】上記カム２２が更に上死点に向かって回転
を続けると、第１フィンガ２３の係合突起３２における
端面３３によってバネ５８が圧縮される。そうすると、
バネ５８の長さが(ｄ7−ｄ8)よりも短くなるためにバネ
圧はチューブ２７を閉塞させるに必要な最小の力よりも
大きくなり、チューブ２７はバネ圧によって閉塞され
る。そして、カム２２が上死点より角度１８度手前に位
置した際に第２フィンガ５０の突出部５５が扉２８の内
壁面に当接する。その際に、距離ｄ6が完全に閉塞され
たチューブ２７の短外径になっていれば、その時点でチ
ューブ２７は完全に閉塞される。

【００７０】以後、カム２２が更に上死点に向かって回
転して第１フィンガ２３が前進し続けても、第２図に示
すように、第２フィンガ５０は停止状態にある。この場
合、第１フィンガ２３の係合突起３２における端面３３
によってバネ５８が圧縮され続けるのでバネ５８の長さ
は(ｄ7−ｄ8)よりも短く、チューブ２７はバネ圧によっ
て完全に閉塞され続ける。

【００７１】上述した動作を、角度３６度ずつ順次位相
がずれている各カム２２の回転に基づいて、各第１フィ
ンガ２３および第２フィンガ５０が順次繰り返すことに
よって、チューブ２７における閉塞位置が移動してチュ
ーブ２７内の薬液が吐出されるのである。

【００７２】その際に、個々の第２フィンガ５０は互い
に独立したバネ５８のバネ圧によってチューブ２７を閉
塞するので、本実施例の場合にも図１に示す実施例の場
合と同様にシャフト２１に掛かる反力の変動が少なくな
る。したがって、上記モータが第１,第２フィンガ２３,
５０を駆動する必要最小トルクは平滑化され、しかも、
その必要トルクは低いレベルのトルクでよい。すなわ
ち、本実施例によれば、モータの消費電流を低減し、モ
ータ形状を小型化できる。

【００７３】また、上記チューブ２７を反フィンガ側か
らバネとプレッシャープレートとによって支持する必要
はなく、それらに変わる平板状の扉２８で支持すればよ
い。したがって、本実施例によれば、チューブ２７を反
フィンガ側から支持する支持部材(扉２８)に段差が生ず
ることがなく、上記段差による輸液流量精度の低下がな
くなる。

【００７４】また、カム２２が上死点を中心として角度
±１８度の範囲内にある期間は、第２フィンガ５０はそ
の突出部５５によって前進を妨げられている。したがっ
て、チューブ２７は、完全に閉鎖されているにも拘わら
ず更に第２フィンガ５０の押圧部によって押圧されるこ
とがない。したがって、チューブ２７は必要以上に変形
せず、長時間輸液ポンプを駆動させた場合における輸液
流量精度が向上する。

【００７５】図５は、他の実施例の輸液ポンプにおける
一対のカムとフィンガの箇所の横断面図である。尚、図
３および図４と同じ構成部材には図３および図４と同じ
番号を付して詳細な説明は省略する。

【００７６】本実施例の輸液ポンプにおける第１フィン
ガ４１は、図３に示す第１フィンガ４１と全く同じ構造
を有している。そして、第１フィンガ４１と第２フィン
ガ６１との係合関係は、図４に示す輸液ポンプにおける
第１フィンガ２３と第２フィンガ５０との係合関係と逆
になっている。つまり、第１フィンガ４１側に係合腕４
３と係合爪４４を設ける一方、第２フィンガ６１側にＴ
字型の係合突起６２を設けるのである。

【００７７】上記構成における各部の寸法は次のように
設定する。すなわち、図５(a)に示すように、第１フィ
ンガ４１における係合腕４３の係合爪４４までの長さを
ｄ7とする。また、図５(b)に示すように、第２フィンガ
６１の係合突起６２の厚みをｄ8とし、突出部５５の上
記押圧部からの突出距離をｄ6とする。こうして、各部
の寸法は図４における各部の寸法と同じにしている。

【００７８】したがって、本実施例における第１フィン
ガ４１および第２フィンガ６１は図４に示す第１フィン
ガ２３および第２フィンガ５０と全く同様に動作して、
図４に示す実施例の場合と全く同じ効果を奏する。

【００７９】上記第１例および第２例において、第２フ
ィンガ２４,４２,５０,６１がフィンガ取付部２６ある
いは扉２８に当接して停止している間は、さらに前進を
続ける第１フィンガ２３,４１によってバネ２５,５８が
圧縮される。したがって、図２に示すように、その間は
バネ圧が上昇するためにモータ駆動トルクを少し増加さ
せる必要がある。

【００８０】これに対して、上記第１例において、第２
フィンガ２４,４２をフィンガ取付部２６によって停止
させない場合には、第２フィンガ２４,４２は更にチュ
ーブ２７を押圧して前進するので、その前進距離だけバ
ネ２５の圧縮量は少なくなって、図２に示すように、カ
ム２２の上死点近傍におけるバネ圧の上昇は低減されて
モータ駆動トルクの増加量も低減される。

【００８１】つまり、上記第２フィンガの上死点近傍に
おける停止/非停止は、停止による輸液流量精度の向上
と非停止によるモータ駆動トルクの低減との何れを優先
させるかによって決定すればよい。

【００８２】上記各輸液ポンプを量産する際において、
バネ２５,５８の伸縮方向のベクトルにばらつきが生す
る。そこで、例えば、図１(図６(a))に示す輸液ポンプ
において、図６(b)に示すように、バネ２５の伸縮方向
のベクトル(イ)が第１フィンガ２３および第２フィンガ
２４の軸方向とは異なる場合には、図６(c)に示すよう
に、第２フィンガ２４の位置が第１フィンガ２３の位置
に対して矢印(ロ)で示す方向へずれようとする。その結
果、隣接する第２フィンガ同士、あるいは、第２フィン
ガ２４と隣接する第１フィンガとが擦れ合ってモータ駆
動トルクが上昇する。

【００８３】このような欠点を防止するために、図７に
示すように、第１フィンガ２３および第２フィンガ２４
における係合箇所(図中斜線で表示)の肉厚t₁を非係合箇
所の肉厚よりも薄くするのである。こうすることによっ
て、例えバネ２５の伸縮方向のベクトルと第２フィンガ
２４の軸方向とにずれが生じても第２フィンガ２４が隣
接する第２フィンガあるいは第１フィンガと擦れる箇所
は先端部のみとなり、モータ駆動トルクの上昇を最小限
に押えることができるのである。

【００８４】尚、図８に示すように、図３に示す輸液ポ
ンプの場合にも第１,第２フィンガ４１,４２の係合箇所
の肉厚t₂を非係合箇所の肉厚よりも薄くして、バネ２５
の伸縮方向のベクトルずれに起因するモータ駆動トルク
の上昇を押えることができる。

【００８５】図９および図１０は、バネの伸縮方向のベ
クトルずれに起因するモータ駆動トルクの上昇を押える
他の実施例を示す。

【００８６】図９(a)に示す第２フィンガ２４'は、図１
に示す第２フィンガ２４に加工を施したものである。図
９(a)において、第２フィンガ２４'おける係合腕３０'
および係合爪３１'の表裏何れか一方の面を薄く削り、
その削られた面に薄板６６を張り付けて両係合腕３０',
３０'間を覆っている。こうすることによって、第２フ
ィンガ２４'の第１フィンガ２３に対する少なくとも一
方向への位置ずれは解消される。

【００８７】もし、上記第２フィンガ２４'が第１フィ
ンガ２３に対して他方向にずれる場合には、軸の回りに
関するバネの向きを変えて(伸縮方向のベクトルを変え
て)上記一方向へずれるようにすればよい。

【００８８】図９(b)に示す第１フィンガ４１'は図３に
示す第１フィンガ４１に対して加工を施したものであ
り、上記第１フィンガ４１'における係合腕４３'および
係合爪４４'に薄板６８を張り付けて両係合腕４３',４
３'間を覆ったものである。

【００８９】図９(a)においては、薄板６６によって両
係合腕３０',３０'間を全面に渡って覆っている。しか
しながら、上述の効果を得るためには必ずしも両係合腕
３０',３０'間の全面を覆う必要はなく、図１０(a)ある
いは図１０(b)に示すように、第１フィンガ２３におけ
るＴ字型の係合突起３１の頭の両端が移動する範囲のみ
を覆うことによって必要な効果が得られる。これは、第
１フィンガ４１に対しても同様である。

【００９０】上述のようにして第２フィンガ２４',４２
の第１フィンガ２３,４１'に対するずれを防止すること
によって、伸縮方向のベクトルが軸に沿って真っすぐな
バネを選別する必要がなくなり、生産性の向上を図るこ
とができる。

【００９１】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の輸液ポンプは、チューブを順次押し絞るフィン
ガを上記カムの動きに追従する第１フィンガと上記チュ
ーブを押圧する第２フィンガとで構成し、上記第１フィ
ンガが有する第１係合部と上記第２フィンガが有する第
２係合部との係合によって係合状態にある上記第１フィ
ンガと第２フィンガとにおける対向する面間にはバネを
縮装しているので、互いに独立したバネによって各第２
フィンガを独立して押圧してチューブを押し絞ることが
できる。したがって、上記チューブ閉塞に必要最小な一
定の力によって各第２フィンガを駆動でき、モータの小
型化を図ってコストダウンできる。

【００９２】さらに、互いに独立したバネによって上記
チューブを押圧するので、上記チューブを反第２フィン
ガ側から保持するチューブ保持部材は平板状でよい。し
たがって、上記第２フィンガによってチューブを押圧し
た際に上記チューブ保持部材に段差が生ずることがな
く、輸液流量精度の向上を図ることができる。

【００９３】また、請求項２に係る発明の輸液ポンプ
は、上記第１係合部あるいは第２係合部の何れか一方を
係合突起で成し、上記第１係合部あるいは第２係合部の
何れか他方を係合腕で成し、上記係合突起の頭が上記係
合腕の係合爪に引っ掛かって上記第１フィンガと第２フ
ィンガとが係合状態にある際に上記係合突起と係合腕と
の互いに対向した面間に上記バネを縮装したので、上記
輸液ポンプを容易に実現できる。

【００９４】また、請求項３に係る発明の輸液ポンプ
は、上記第１フィンガにおける第１係合部および第２フ
ィンガにおける第２係合部の厚みを上記両フィンガにお
ける上記係合部以外の部分の厚みよりも薄くしたので、
上記バネの伸縮方向のベクトルが第２フィンガの軸方向
と異なる際に生ずる隣接する第２フィンガ同士あるいは
隣接する第１,第２フィンガの擦れ合を最小限にするこ
とができる。したがって、輸液ポンプを量産するに際し
て伸縮方向のベクトルが軸方向であるバネの選別の必要
が無く、上記輸液ポンプの製造工数を低減して、コスト
ダウンを図ることができる。

【００９５】また、請求項４に係る発明の輸液ポンプ
は、上記第１係合部あるいは第２係合部の上記何れか他
方を成す係合腕の一方の面における少なくとも上記係合
突起の頭部両端が移動する領域を平板で覆ったので、上
記バネの伸縮方向のベクトルずれに起因する第２フィン
ガの第１フィンガに対する位置ずれを防止できる。した
がって、上記輸液ポンプを量産するに際してバネの選別
の必要が無い。

【００９６】また、請求項５乃至請求項７に係る発明の
輸液ポンプは、上記第２フィンガの先端によって上記チ
ューブが完全に閉塞された際に、フィンガ取付部材やチ
ューブ保持部材で構成される当接部材によって第２フィ
ンガの前進を阻止するので、上記チューブが上記第２フ
ィンガによって必要以上に押圧されて必要以上に変形す
ることが防止される。したがって、長時間輸液ポンプを
駆動しても安定した輸液流量精度を呈することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の輸液ポンプにおける一対のカムとフ
ィンガとの箇所の一例を示す横断面図である。

【図２】図１におけるカムの回転角度と第２フィンガの
変位との関係および対応するバネ圧を示す図である。

【図３】図１とは異なる輸液ポンプにおける一対のカム
とフィンガとの箇所の横断面図である。

【図４】図１および図３とは異なる輸液ポンプにおける
一対のカムとフィンガとの箇所の横断面図である。

【図５】図１,図３および図４とは異なる輸液ポンプに
おける一対のカムとフィンガとの箇所の横断面図であ
る。

【図６】図１における第２フィンガの第１フィンガに対
する位置ずれの説明図である。

【図７】図３に示す位置ずれを起こさない第１,第２フ
ィンガの説明図である。

【図８】図７とは異なる位置ずれを起こさない第１,第
２フィンガの説明図である。

【図９】図７および図８とは異なる位置ずれを起こさな
い第１,第２フィンガの説明図である。

【図１０】図７,図８および図９とは異なる位置ずれを
起こさない第２フィンガの説明図である。

【図１１】従来の輸液ポンプにおける送液部を示す図で
ある。

【図１２】図１１における各カムの回転角度と対応する
各フィンガ先端の変位との関係を示す図である。

【図１３】図１１におけるプレッシャープレートを１枚
のフィンガで押圧する際にプレッシャープレートに加わ
る圧力分布を示す図である。

【図１４】図１１とは異なる従来の輸液ポンプの断面図
である。

【図１５】図１４における個々のプレッシャープレート
間に生ずる段差の説明図である。

【図１６】図１１および図１４とは異なる従来の輸液ポ
ンプの断面図である。

【符号の説明】

２１…シャフト、 ２２…カム、２
３,４１…第１フィンガ、 ２４,４２,５０,６
１…第２フィンガ、２５,５８…バネ、
２６,５６…フィンガ取付部、２７…チューブ、
３０,４３,５１…係合腕、３１,４４,５
２…係合爪、 ３２,４５,６２…係合突起。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって回転されるシャフトに所
   定の位相差を有して積層して取り付けられた複数のカム
   の夫々に追従する個々のフィンガが一定方向に前進後退
   を繰り返し、上記複数のフィンガの先端によってチュー
   ブを順次押し絞り、上記チューブ内の輸液を圧送するリ
   ニアペリスタルティック方式の輸液ポンプにおいて、 上記フィンガは、上記カムの夫々を回転自在に嵌合して
   上記カムの動きに追従すると共に一端側に第１係合部を
   有する第１フィンガと、一端側に上記第１係合部に係合
   する第２係合部を有すると共に他端側の先端によって上
   記チューブを押圧する第２フィンガとから成り、 係合状態にある上記第１フィンガと第２フィンガとにお
   ける対向する面間にはバネが縮装されていることを特徴
   とする輸液ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の輸液ポンプにおいて、 上記第１係合部あるいは第２係合部の何れか一方は、Ｔ
   字型を成す係合突起であり、 上記第１係合部あるいは第２係合部の何れか他方は、内
   側に屈曲した係合爪を先端に有してコ字型を成す係合腕
   であり、 上記バネは、上記係合突起の頭が上記係合腕の係合爪に
   引っ掛かって上記第１フィンガと第２フィンガとが係合
   状態にある際に、上記係合突起と係合腕とにおける互い
   に対向した面間に縮装されていることを特徴とする輸液
   ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載の輸液
   ポンプにおいて、 上記第１フィンガにおける第１係合部および第２フィン
   ガにおける第２係合部の厚みを、上記両フィンガにおけ
   る上記係合部以外の部分の厚みよりも薄くしたことを特
   徴とする輸液ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１あるいは請求項２に記載の輸液
   ポンプにおいて、 上記第１係合部あるいは第２係合部の上記何れか他方を
   成す係合腕の一方の面における少なくとも上記係合突起
   の頭部両端が移動する領域を、平板で覆ったことを特徴
   とする輸液ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れか一つに記
   載の輸液ポンプにおいて、 上記第２フィンガにおける上記他端側の先端によって上
   記チューブが完全に閉塞された際に、上記第２フィンガ
   に当接してこの第２フィンガの前進を阻止する当接部材
   を備えたことを特徴とする輸液ポンプ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の輸液ポンプにおいて、 上記当接部材は、上記複数の第２フィンガが積層して進
   退自在に取り付けられて保持されているフィンガ取付部
   材であることを特徴とする輸液ポンプ。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の輸液ポンプにおいて、 上記当接部材は、上記チューブを上記第２フィンガによ
   る押圧側の反対側から保持するチューブ保持部材である
   ことを特徴とする輸液ポンプ。