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JP6659209B2 - Automatic clamping device and clamping method in automatic clamping device - Google Patents

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JP6659209B2
JP6659209B2 JP2014134232A JP2014134232A JP6659209B2 JP 6659209 B2 JP6659209 B2 JP 6659209B2 JP 2014134232 A JP2014134232 A JP 2014134232A JP 2014134232 A JP2014134232 A JP 2014134232A JP 6659209 B2 JP6659209 B2 JP 6659209B2
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智仁 水河
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Description

本願発明は、自動クランプ装置及び自動クランプ装置におけるクランプ方法に関する。詳しくは、流体回路を構成する可撓性チューブを挟圧して上記チューブ内の流体の流動を遮断する自動クランプ装置に関する。   The present invention relates to an automatic clamping device and a clamping method in the automatic clamping device. More specifically, the present invention relates to an automatic clamp device that clamps a flexible tube constituting a fluid circuit to block the flow of fluid in the tube.

流体を流動させる管路に、プラスチックやゴムで形成された可撓性チューブが用いられることがある。特に、血液回路等の医療用に用いられる管路は、患者の周りに設置されるものであるため固定的な管路を設けることは困難であり、また、複数の患者に用いられることがないため、可撓性のチューブが広く用いられている。   In some cases, a flexible tube made of plastic or rubber is used as a conduit for flowing a fluid. In particular, a conduit used for medical purposes such as a blood circuit is installed around a patient, so it is difficult to provide a fixed conduit, and it is not used for a plurality of patients. For this reason, flexible tubes are widely used.

また、化学製品の製造工場等において、腐食性のある液状薬剤や毒性を有する液状薬剤を取り扱う場合において固定的な管路や弁を採用すると、管路や弁の寿命が短くなったり、メンテナンスが面倒になる場合が多い。このため、耐蝕性の高い可撓性のチューブが用いられることが多い。   In addition, when handling corrosive or toxic liquid chemicals in chemical product manufacturing factories, etc., adopting fixed pipes and valves will shorten the life of pipes and valves and reduce maintenance. Often becomes troublesome. Therefore, a flexible tube having high corrosion resistance is often used.

上記可撓性チューブを用いた管路に、弁等を固定的に設けるのは困難な場合が多い。たとえば、医療機器に用いられる可撓性チューブにおいて、流れる流体の流動を止めるため、上記チューブを挟圧することにより内部の流動を遮断する手動式のクランプが用いられることが多い。   It is often difficult to fixedly provide a valve or the like in a conduit using the flexible tube. For example, in a flexible tube used for a medical device, in order to stop the flow of a flowing fluid, a manual clamp that cuts off the tube to shut off the internal flow is often used.

特開2010−279495JP 2010-279495A

上記手動式のクランプは、人工透析のチューブや輸液チューブにおいて多用されているものであり、処置が開始する前や処置が終了した後に、上記チューブを弾力等を用いて挟圧してチューブ内部の流体の流動を遮断するように構成されている。上記人工透析に用いられるチューブや輸液チューブは直径が小さいため、上記クランプは看護師等が手指で容易に操作できるように構成されている。   The manual clamp is often used in artificial dialysis tubes and infusion tubes. Before the treatment is started or after the treatment is completed, the tube is squeezed by using elasticity or the like to remove the fluid inside the tube. It is configured to block the flow of water. Since the tube and the infusion tube used for the artificial dialysis have a small diameter, the clamp is configured so that a nurse or the like can easily operate it with fingers.

一方、人工心肺装置においても可撓性のチューブが用いられるが、血液の流動量が5・/min以上あり、上記輸液等に用いられるチューブに比べて直径が大きなチューブが用いられる。このため、上述した輸液用のクランプ等を用いてチューブ内の流動を遮断することは不可能である。   On the other hand, a flexible tube is used also in the heart-lung machine, but a tube having a flow rate of blood of 5 · / min or more and a diameter larger than a tube used for the infusion or the like is used. For this reason, it is impossible to interrupt the flow in the tube using the above-described infusion clamp or the like.

上記チューブ内の流動を遮断するために、ソレノイド等の駆動機構を備える電磁弁を採用することができる。しかしながら、人工心肺装置に用いられる管路は、患者に応じて構成されることが多いため、上記電磁弁等を固定的に設けると、血液回路の組み付け作業が面倒になるばかりでなく、これを再利用する場合に衛生管理が面倒になるという問題がある。一方、1回限りの利用とすることもできるが、コストが大きくなるという問題が生じる。また、血液回路に流路が複雑に形成された電磁弁等を用いると、流動停止中に血液が凝固して血栓等の問題が生じる恐れがある。   In order to block the flow in the tube, an electromagnetic valve having a drive mechanism such as a solenoid can be adopted. However, since the conduit used in the heart-lung machine is often configured according to the patient, if the electromagnetic valve or the like is fixedly provided, not only the work of assembling the blood circuit becomes troublesome, but also There is a problem that sanitary management becomes troublesome when reused. On the other hand, it can be used only once, but there is a problem that the cost increases. In addition, if an electromagnetic valve or the like having a complicated flow path is used in the blood circuit, blood may coagulate while the flow is stopped, and a problem such as thrombus may occur.

人工心肺装置を使用中に、種々の理由によって血液回路内の流動を即時遮断する必要が生じる場合がある。たとえば、血液中に気泡が混入した場合、そのまま体内に還流させると患者の生命にかかる問題となる。また、停電が発生した場合、短時間は補助電源で作動させることができるが、安全のために人工心肺装置を、一時的に停止させる必要が生じる場合もある。このような場合、上記血液回路内の血液の流動を迅速に停止させる必要がある。   During use of a heart-lung machine, it may be necessary to immediately block flow in the blood circuit for a variety of reasons. For example, when air bubbles are mixed in blood, if the air is returned to the body as it is, there is a problem that the life of the patient is affected. Further, when a power failure occurs, the operation can be performed by the auxiliary power supply for a short time. However, there is a case where it is necessary to temporarily stop the heart-lung machine for safety. In such a case, it is necessary to quickly stop the flow of blood in the blood circuit.

ところが、人工心肺装置等においては血液の流動量が大きいため、ソレノイド等を用いて上記可撓性チューブを挟圧するには、大きな出力のものを採用する必要があり、装置が大型化するという問題が生じる。また、ソレノイドを用いると、管路が急激に遮断されてウォーターハンマ現象が生じる。しかも、可撓性チューブを採用しているため、上記ウォーターハンマによって、上記可撓性チューブが振動したり、大きく揺動する現象が生じやすい。このため、他の機器や患者に影響を及ぼす恐れがある。また、可撓性チューブに弾力が蓄積されて、血液回路の遮断後に、血液の逆流現象等が生じる恐れもある。   However, in the case of an artificial heart-lung machine, the flow rate of blood is large. Therefore, in order to squeeze the flexible tube using a solenoid or the like, it is necessary to employ a large-output device, which causes a problem that the device becomes large. Occurs. In addition, when a solenoid is used, a pipe line is rapidly cut off, and a water hammer phenomenon occurs. In addition, since the flexible tube is employed, the water hammer easily causes the flexible tube to vibrate or swing greatly. This may affect other devices and patients. In addition, elasticity may be accumulated in the flexible tube, which may cause a backflow phenomenon of blood after the blood circuit is cut off.

また、ソレノイドを作動さるには電力が必要であるため、停電等の場合には使用することができない。このため、緊急用の安全装置として使用するには問題がある。一方、空気圧や油圧を利用することもできるが、これら流体を流動させるための回路が必要になり、装置の構成が複雑化するとともに、装置の寸法が大きくなる。また、上記空気圧や油圧を用いる場合にも電力が必要である。   Further, since power is required to operate the solenoid, it cannot be used in the event of a power failure or the like. For this reason, there is a problem in using it as an emergency safety device. On the other hand, air pressure or hydraulic pressure can be used, but a circuit for flowing these fluids is required, which complicates the configuration of the device and increases the size of the device. Electric power is also required when using the above air pressure or hydraulic pressure.

上記問題は、反応性の高い液状の薬品を取り扱う装置や、バイオ機器において可撓性チューブを用いる場合にも同様に生じる問題である。   The above problem is also a problem that occurs when a flexible tube is used in a device for handling a highly reactive liquid chemical or in a biodevice.

本願発明は、上記従来の問題を生じさせることなく、可撓性チューブを挟圧して上記チューブ内の流体の流動を遮断することができる自動クランプ装置を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide an automatic clamp device capable of clamping a flexible tube and interrupting the flow of a fluid in the tube without causing the conventional problem.

本願発明は、流体回路を構成する可撓性チューブを挟圧して上記チューブ内の流体の流動を遮断する自動クランプ装置であって、上記チューブに押しつけてこれを挟圧する挟圧部材を設けた押動部材と、上記押動部材を、上記チューブに対して近接退避させるネジ機構と、上記ネジ機構を駆動して、上記押動部材を軸方向に離間させることができる駆動モータと、上記押動部材を、上記チューブに向けて弾力付勢し、上記挟圧部材を介して上記チューブを挟圧できる弾性部材と、上記押動部材を上記チューブから離間した位置に保持できる押動部材保持手段と、上記チューブを位置決め保持して上記挟圧部材との間で挟圧できるチューブ保持部が設けられているとともに、上記押動部材、上記ネジ機構、上記駆動モータ、及び上記弾性部材が配置された構造部材とを備えて構成される。   The present invention relates to an automatic clamping device that presses a flexible tube constituting a fluid circuit to cut off the flow of fluid in the tube, and includes a pressing member provided with a pressing member for pressing the tube to press the tube. A moving member, a screw mechanism for moving the pushing member toward and away from the tube, a driving motor capable of driving the screw mechanism to separate the pushing member in the axial direction, An elastic member that elastically urges the member toward the tube, and an elastic member that can squeeze the tube via the squeezing member; and a pushing member holding unit that can hold the pushing member at a position separated from the tube. A tube holding portion that can position and hold the tube and squeeze the tube with the squeezing member is provided, and the pushing member, the screw mechanism, the drive motor, and the elastic member include Constructed and a location structure member.

上記ネジ機構は、上記構造部材に回転可能に保持されるとともに、上記駆動モータで回転させられる押動軸と、上記押動部材に設けられるとともに上記押動軸に噛合させられるナット部材とを備えて構成されている。上記ネジ機構を構成するネジ機構として、市販されている種々のネジユニットを採用することができる。また、上記押動部材は、上記ネジ機構を構成する押動軸に噛合させられるとともに、上記構造部材に対して軸方向移動可能にかつ回転不可能に保持されている。   The screw mechanism is rotatably held by the structural member, and includes a pushing shaft rotated by the drive motor, and a nut member provided on the pushing member and meshed with the pushing shaft. It is configured. Various commercially available screw units can be employed as the screw mechanism constituting the screw mechanism. The pushing member is meshed with a pushing shaft constituting the screw mechanism, and is held so as to be axially movable and non-rotatable with respect to the structural member.

上記自動クランプ装置において、上記押動部材保持手段の保持を解除することにより、上記弾性部材の弾力による上記押動軸の回転を許容して、上記押動部材を上記チューブに向けて近接させ、上記挟圧部材が上記チューブを挟圧するとともに上記流体の流動を遮断するように構成される。上記チューブ保持部は、一対のローラ状の押圧部と、これら押圧部との間で上記チューブを挟むようにして位置決め保持できる一対の板状保持部とを備えて構成されており、上記一対の押圧部間に上記挟圧部材の先端を突入させることにより、上記挟圧部材の両側における上記チューブを上記押圧部の曲面に沿って曲折させた姿勢で挟圧し、押し潰すようにして挟圧できる。
In the automatic clamping device, by releasing the holding of the pushing member holding means, allowing the rotation of the pushing shaft by the elastic force of the elastic member, bringing the pushing member close to the tube, The squeezing member is configured to squeeze the tube and block the flow of the fluid. The tube holding section includes a pair of roller-shaped pressing sections, and a pair of plate-shaped holding sections capable of positioning and holding the tube between the pressing sections, and the pair of pressing sections. By pushing the distal end of the pressing member in between, the tubes on both sides of the pressing member can be pressed in a posture bent along the curved surface of the pressing portion, and can be pressed so as to be crushed.

本願発明に係るクランプ装置においては、ネジ機構と、駆動モータと、弾性部材とを用いて押動部材を軸方向動させる。上記駆動モータは、少なくとも上記押動部材を上記可撓性チューブから離間させる場面において用いられる。一方、上記弾性部材は、上記可撓性チューブを押圧する駆動源として用いられ、上記押動部材を押動して挟圧部材を介して上記可撓性チューブを挟圧し、上記可撓性チューブ内の流体の流動を遮断するように構成されている。   In the clamp device according to the present invention, the pushing member is moved in the axial direction using the screw mechanism, the drive motor, and the elastic member. The drive motor is used in a case where at least the pushing member is separated from the flexible tube. On the other hand, the elastic member is used as a drive source for pressing the flexible tube, and presses the pressing member to squeeze the flexible tube via a squeezing member. It is configured to block the flow of the fluid inside.

上記ネジ機構は、押動軸を備えており、この押動軸を上記駆動モータによって回転させることにより、上記押動部材を上記可撓性チューブに向けて近接離間させることができる。なお、上記駆動モータは、少なくとも上記押動部材を、上記弾性部材の弾力に抗して上記可撓性チューブから離間した位置に移動させることができるように構成される。   The screw mechanism includes a pushing shaft. By rotating the pushing shaft by the driving motor, the pushing member can be moved toward and away from the flexible tube. The drive motor is configured to be able to move at least the pressing member to a position separated from the flexible tube against the elasticity of the elastic member.

上記ネジ機構と種々の形態のネジ機構を採用できる。上記押動部材の押動力によって押動軸を回転させることができるように、ネジのリード角が設定される。摩擦力を逓減させるために、ボールネジ機構を採用するのが好ましい。ボールネジ機構は、上記押動軸の外周に設けた螺旋溝と、ナット部材の螺旋溝との間にボール部材を回転可能に保持して構成されており、上記ボールが上記押動軸と上記ナット部材の相対回転によって回動させられるとともに、ナット部材に設けられた循環穴を介して循環させられるように構成されている。このため、上記押動部材と上記ナット部材間の摩擦抵抗を小さくすることが可能となる。   The above screw mechanism and various types of screw mechanisms can be adopted. The lead angle of the screw is set so that the pushing shaft can be rotated by the pushing force of the pushing member. In order to gradually reduce the frictional force, it is preferable to employ a ball screw mechanism. The ball screw mechanism is configured to rotatably hold a ball member between a spiral groove provided on an outer periphery of the pushing shaft and a spiral groove of a nut member, and the ball is configured such that the pushing shaft and the nut It is configured to be rotated by the relative rotation of the member and circulated through a circulation hole provided in the nut member. For this reason, it is possible to reduce the frictional resistance between the pushing member and the nut member.

駆動モータの力によって上記チューブを挟圧することもできるが、チューブを挟圧してチューブ内の流動を遮断するためには、大きな出力の駆動モータが必要となり、装置の寸法が大きくなる。一方、出力の小さな駆動モータによって大きな力を発揮させるためには減速機構が必要となるが、減速機構を設けると押動部材の軸方向速度が小さくなり、緊急時にチューブを迅速に挟圧して、チューブ内の流体の流動を遮断することが困難になる。   The tube can be squeezed by the force of the drive motor. However, in order to squeeze the tube and block the flow in the tube, a drive motor with a large output is required, and the size of the apparatus is increased. On the other hand, in order to exert a large force by a small output drive motor, a speed reduction mechanism is required, but if a speed reduction mechanism is provided, the axial speed of the pushing member becomes small, and the tube is quickly pinched in an emergency, It becomes difficult to block the flow of the fluid in the tube.

本願発明では、上記不都合を回避するため、上記弾性部材を用いて上記可撓性チューブを挟圧するように構成している。上記弾性部材は、上記押動部材に軸方向力を作用させ、上記押動軸を回転させて上記挟圧部材を介して可撓性チューブを押圧できる弾力を発揮できるように構成される。上記弾性部材として、コイルバネや空気バネ等の種々の弾性部材を採用することができる。   In the present invention, in order to avoid the inconvenience, the elastic tube is used to press the flexible tube. The elastic member is configured to exert an axial force on the pressing member to rotate the pressing shaft to exert an elastic force capable of pressing the flexible tube via the pressing member. Various elastic members such as a coil spring and an air spring can be used as the elastic member.

上記弾性部材の弾力を用いて可撓性チューブを挟圧することにより、上記駆動モータ自体にチューブを挟圧できる軸方向出力や押動速度が要求されることがなくなり、小さな出力のモータを減速機構とともに採用することも可能となる。   By squeezing the flexible tube using the elasticity of the elastic member, the drive motor itself does not require an axial output or pushing speed capable of squeezing the tube. It is also possible to adopt with.

一方、上記弾性部材の弾力を用いてチューブを挟圧できるため、可撓性チューブを迅速に挟圧することが可能となり、緊急時にチューブ内の流体の流動を迅速に遮断することが可能となる。   On the other hand, since the tube can be squeezed using the elasticity of the elastic member, the flexible tube can be quickly squeezed, and the flow of the fluid in the tube can be quickly shut off in an emergency.

しかも、上記遮断動作を、電力を用いることなく行うことが可能となり、医療機器等における緊急作動にも容易に対応することが可能となる。   In addition, the above-described shutoff operation can be performed without using electric power, and it is possible to easily cope with an emergency operation in a medical device or the like.

なお、緊急時に上記弾性部材を用いて上記可撓性チューブを迅速に挟圧して流動を遮断できるように構成するとともに、緊急を要さない場合には、上記駆動モータによって、上記可撓性チューブを挟圧するように構成することもできる。   In addition, in the event of an emergency, the elastic tube is used to quickly press the flexible tube to shut off the flow, and when no emergency is required, the drive motor causes the flexible tube to be turned off. May be configured to be pinched.

押動部材保持手段の構成は特に限定されることはない。たとえば、電磁アクチュエータや種々のクラッチ機構等を用いて、上記押動部材を所定位置に直接保持できるように構成することができる。また、上記押動部材保持手段を、上記駆動モータの軸保持トルクを用いて上記押動軸の回転を阻止することにより、間接的に押動部材を所定位置に保持するように構成することもできる。上記軸保持トルクによって押動部材を保持する場合、ステッピングモータを採用するのが好ましい。   The configuration of the pushing member holding means is not particularly limited. For example, the pushing member can be directly held at a predetermined position by using an electromagnetic actuator or various clutch mechanisms. Further, the pushing member holding means may be configured to indirectly hold the pushing member at a predetermined position by preventing rotation of the pushing shaft using the shaft holding torque of the drive motor. it can. When the pushing member is held by the shaft holding torque, it is preferable to use a stepping motor.

上記構造部材の構成や形態は特に限定されることはなく、上記可撓性チューブを位置決め保持して上記挟圧部材との間で挟圧できるチューブ保持部が設けられているとともに、上記各部材を所要の機能を発揮できるように一体的に連結するように構成されていればよい。たとえば、板状部材や棒状部材を用いて上記構造部材を構成し、上記各部材を有機的に連結して構成できる。   The configuration and form of the structural member are not particularly limited, and a tube holding portion capable of positioning and holding the flexible tube and squeezing the flexible tube with the squeezing member is provided. May be configured to be integrally connected so that required functions can be exhibited. For example, the above-mentioned structural member can be constituted using a plate-like member or a rod-like member, and the above-mentioned respective members can be organically connected.

上記押動部材を、上記構造部材に対して上記押動軸の軸方向移動可能にかつ回転不可能に保持する構造として、たとえば、上記押動部材を貫通して設けられ、上記押動部材を軸方向に摺動させるガイド部材を採用することができる。たとえば、1又は2以上の棒状のガイド軸を上記押動軸と平行に設けることができる。   As a structure for holding the pushing member so as to be axially movable and non-rotatable with respect to the structural member in the axial direction of the pushing shaft, for example, provided so as to penetrate the pushing member, A guide member that slides in the axial direction can be employed. For example, one or two or more rod-shaped guide shafts can be provided in parallel with the pushing shaft.

本願発明では、上記押動部材保持手段の保持を解除することにより、上記弾性部材の弾力によって上記押動部材が可撓性チューブに近接する方向に押圧され、これによって上記押動軸が回転させられる。上記押動軸の回転にともなって、上記押動部材が上記チューブに向けて近接し、上記挟圧部材が上記チューブを挟圧するとともに上記流体の流動を遮断するように構成される。   In the present invention, by releasing the holding of the pushing member holding means, the pushing member is pressed in the direction approaching the flexible tube by the elastic force of the elastic member, thereby rotating the pushing shaft. Can be With the rotation of the pushing shaft, the pushing member approaches the tube, and the pressing member presses the tube and shuts off the flow of the fluid.

上記押動部材保持手段の保持を解除する手法も特に限定されることはなく、たとえば、電源がオフになった場合に、上記保持を解除するように構成することができる。たとえば、上記駆動モータや上記押動部材保持手段に供給される電源がオフとなった場合に、上記押動部材保持手段の保持が解除されるように構成できる。また、所定の解除信号が入力された場合に、上記保持を解除するように構成することもできる。上記駆動モータの軸保持トルクを用いて上記押動部材保持手段を構成する場合、あるいは上記駆動モータに軸保持力が生じる場合には、上記軸保持トルクを解除することにより、上記弾性部材の弾力による上記押動軸の回転を許容して、上記押動部材を上記チューブに向けて近接させるように構成することができる。   The method of releasing the holding of the pushing member holding means is not particularly limited. For example, the holding may be released when the power is turned off. For example, when the power supplied to the drive motor and the pushing member holding unit is turned off, the holding of the pushing member holding unit can be released. Further, the configuration may be such that the holding is released when a predetermined release signal is input. When the pushing member holding means is configured using the shaft holding torque of the drive motor, or when a shaft holding force is generated in the drive motor, the elastic holding force is released by releasing the shaft holding torque. , The rotation of the pushing shaft is allowed, and the pushing member is brought closer to the tube.

本願発明では、上記押動部材が上記弾性部材によって、可撓性チューブに向けて移動させられるとき、上記押動軸が上記押動部材によって回転させられる。このため、上記ネジ機構を、上記押動部材が上記弾性部材の弾力によって上記チューブに向けて移動させられるときに、ダンパーとして作用させることができる。すなわち、上記ネジ機構によって、上記弾性部材からの弾力が上記押動軸の回転運動に変換され、上記押動部材が可撓性チューブに近接する軸方向速度を調節することが可能となる。これにより、上記挟圧部材が構造部材に衝突するようにして可撓性チューブを挟圧することがなくなり、また、上記可撓性チューブが急激に押圧されることによるウォーターハンマの発生を抑制することが可能となる。この結果、可撓性チューブが振動したり、揺動したりするのを防止できる。また、機械的な衝撃や上記ウォーターハンマによって、上記流体回路に設けられた機器に悪影響が及ぶのを防止することができる。さらに、人工心肺装置等の医療機器においては、人体に悪影響が生じるのを防止することができる。   In the present invention, when the pushing member is moved toward the flexible tube by the elastic member, the pushing shaft is rotated by the pushing member. Therefore, the screw mechanism can act as a damper when the pushing member is moved toward the tube by the elastic force of the elastic member. That is, the elasticity from the elastic member is converted into the rotational movement of the pushing shaft by the screw mechanism, and the axial speed at which the pushing member approaches the flexible tube can be adjusted. Accordingly, the pressing member does not squeeze the flexible tube so as to collide with the structural member, and the occurrence of water hammer due to the sudden pressing of the flexible tube is suppressed. Becomes possible. As a result, it is possible to prevent the flexible tube from vibrating or swinging. Further, it is possible to prevent a device provided in the fluid circuit from being adversely affected by a mechanical impact or the water hammer. Furthermore, in medical equipment such as a heart-lung machine, it is possible to prevent adverse effects on the human body.

上記弾性部材による上記押動部材の軸方向速度は、たとえば、25mmの移動距離に対して、5msec〜500msec(5mm/msec〜0.05mm/msec)に設定するのが好ましい。これにより、上記可撓性チューブを迅速に挟圧して、流体の流動を遮断できるとともに、ウォーターハンマの発生を効果的に防止できる
The axial speed of the pushing member by the elastic member is preferably set, for example, to 5 msec to 500 msec (5 mm / msec to 0.05 mm / msec) for a movement distance of 25 mm. Thus, the flexible tube can be quickly pressed to block the flow of the fluid, and the occurrence of water hammer can be effectively prevented .

本願発明に係る自動クランプ装置は、可撓性チューブを用いる種々の分野に適用することができる。医療機器の分野においては、たとえば、人工心肺装置等の安全装置として採用することができる。また、液状の薬品を用いる化学工場等のプラントの閉止バルブや安全装置として採用することができる。   The automatic clamp device according to the present invention can be applied to various fields using a flexible tube. In the field of medical equipment, it can be adopted, for example, as a safety device such as a heart-lung machine. Further, it can be adopted as a shut-off valve or a safety device of a plant such as a chemical factory using a liquid chemical.

可撓性チューブを迅速に挟圧して、流体の流動を遮断できるとともに、装置を小型化できる。   The flexible tube can be quickly squeezed to block the flow of fluid, and the device can be downsized.

本願発明に係る自動クランプ装置を設けた人工心肺回路の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the artificial heart-lung machine circuit provided with the automatic clamp device concerning the present invention. 本願発明に係る自動クランプ装置の一例を示す全体斜視図である。1 is an overall perspective view showing an example of an automatic clamping device according to the present invention. 図2に示す自動クランプ装置に、可撓性チューブを装着した状態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a state where a flexible tube is attached to the automatic clamp device shown in FIG. 2. 図3に示す自動クランプ装置の正面図である。It is a front view of the automatic clamp apparatus shown in FIG. 図2に示す自動クランプ装置によって、可撓性チューブを挟圧した状態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a state in which a flexible tube is pressed by the automatic clamping device shown in FIG. 2. 図3におけるVI−VI線に沿う断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 3.

以下、本願発明に係る実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は、本願発明に係る自動クランプ装置を、人工心肺装置に適用した例である。   An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which the automatic clamp device according to the present invention is applied to a heart-lung machine.

図1に示すように、人工心肺装置100は、心臓及び肺の機能を肩代わりできるように構成される。上記人工心肺装置100は、心臓等101から採取した血液に、補液タンク107から供給される補液を添加して貯溜する貯血槽102と、上記貯血槽102に貯溜された血液を循環させる血液ポンプ103と、上記血液ポンプによって流動させられる血液に、酸素ブレンダー108から送られる酸素を添加する人工肺105と、人体に還流される血液を濾過する送血フィルター106等を備えて構成されており、これら機器を可撓性チューブ20から構成される管路で接続して血液回路115を構成するとともに、送血部116及び脱血部117を介して患者の心臓101に接続して構成される。   As shown in FIG. 1, the heart-lung machine 100 is configured to take over the functions of the heart and lungs. The artificial heart-lung machine 100 includes a blood reservoir 102 that adds and stores a replacement fluid supplied from a replacement fluid tank 107 to blood collected from the heart 101 or the like, and a blood pump 103 that circulates the blood stored in the blood reservoir 102. And an artificial lung 105 for adding oxygen sent from an oxygen blender 108 to blood flowed by the blood pump, a blood feed filter 106 for filtering blood returned to the human body, and the like. The blood circuit 115 is configured by connecting the devices by a conduit configured by the flexible tube 20, and is connected to the patient's heart 101 via the blood supply unit 116 and the blood removal unit 117.

上記血液回路115中に気泡等が発生したり管路の圧力異常が生じると、患者の生命に影響を及ぼす。このため、上記血液回路115には、ガスモニタ111や圧力計109,110,113が設けられており、異常が生じた場合に、非常警報を発したり、上記人工心肺装置100の作動を一時的に停止するように構成される。また、停電が生じた場合にも、上記血液ポンプ103等が停止するため、図示しない非常電源や、手動ポンプ等が設けられることも多い。   When air bubbles or the like are generated in the blood circuit 115 or abnormal pressure in the pipeline occurs, the life of the patient is affected. For this reason, the blood circuit 115 is provided with a gas monitor 111 and pressure gauges 109, 110, and 113. When an abnormality occurs, an emergency alarm is issued or the operation of the heart-lung machine 100 is temporarily stopped. It is configured to stop. Also, when a power failure occurs, the blood pump 103 and the like are stopped, so that an emergency power supply (not shown), a manual pump, and the like are often provided.

上記構成の人工心肺装置100において、上記血液ポンプ103が停止した場合、上記血液回路115における血液の流動が停止させられる。ところが、重力の作用や上記可撓性チューブの弾力によって、上記血液回路115における血液の流動を完全に遮断することができない場合が多い。たとえば、上記血液ポンプ103に遠心ポンプを採用した場合、インペラとケーシングとの間に隙間があるため、圧力が作用すると血液が流動する。特に、血液に気泡が生じた場合、患者への送血を即時停止しなければ、患者の生命に危険を及ぼすことになる。   In the artificial heart-lung machine 100 configured as described above, when the blood pump 103 stops, the blood flow in the blood circuit 115 stops. However, in many cases, the flow of blood in the blood circuit 115 cannot be completely shut off due to the action of gravity or the elasticity of the flexible tube. For example, when a centrifugal pump is used as the blood pump 103, there is a gap between the impeller and the casing, so that blood flows when pressure is applied. In particular, when air bubbles are generated in blood, unless the blood supply to the patient is stopped immediately, the life of the patient is jeopardized.

本願発明に係る自動クランプ装置1は、上記事態が生じた場合に、患者への送血を即時停止できるように、上記血液回路115において、上記送血部116の上流に配置される。また、上記自動クランプ装置1は、図示しない制御装置、あるいは、上記血液ポンプ103の制御装置104からの信号、あるいは自動クランプ装置1への電源がオフになったときに、上記血液回路115を流れる血液の流動を停止できるように構成される。   The automatic clamp device 1 according to the present invention is arranged in the blood circuit 115 upstream of the blood feeding unit 116 so that the blood feeding to the patient can be immediately stopped when the above situation occurs. The automatic clamp device 1 flows through the blood circuit 115 when a signal from a control device (not shown) or the control device 104 of the blood pump 103 or the power supply to the automatic clamp device 1 is turned off. It is configured to stop blood flow.

図2及び図3に示すように、自動クランプ装置1は、可撓性チューブ20に押しつけてこれを挟圧する挟圧部材3を設けた押動部材2と、上記押動部材2を上記可撓性チューブ20に対して近接退避させるネジ機構8と、上記ネジ機構8を駆動して、上記押動部材2を軸方向に離間させることができる駆動モータ4と、上記押動部材2を、上記可撓性チューブ20に向けて弾力付勢し、上記挟圧部材3を介して上記可撓性チューブを挟圧できる弾性部材5とを備えて構成される。また、上記可撓性チューブ20を位置決め保持して上記挟圧部材3との間で挟圧できるチューブ保持部7が設けられているとともに、上記押動部材2、上記ネジ機構8、上記駆動モータ4、及び上記弾性部材5が配置された構造部材10を備えて構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the automatic clamping device 1 includes a pressing member 2 provided with a pressing member 3 for pressing the flexible tube 20 to press the flexible tube 20, and A screw mechanism 8 for moving toward and away from the conductive tube 20, a drive motor 4 for driving the screw mechanism 8 to separate the pushing member 2 in the axial direction, and the pushing member 2 An elastic member 5 that elastically urges the flexible tube 20 and can squeeze the flexible tube via the squeezing member 3 is provided. In addition, a tube holding portion 7 that can position and hold the flexible tube 20 and squeeze between the squeezing member 3 is provided, and the pushing member 2, the screw mechanism 8, the driving motor 4 and a structural member 10 on which the elastic member 5 is disposed.

人工心肺装置100の血液回路115に用いられる可撓性チューブ20は、外径が10mm〜15mmのものを採用することが多く、輸液装置や透析装置に用いられる手動式のクランプで血液の流動を遮断することは困難である。また、内径は6〜10mmのものが採用されることが多く、血液の流動量も5〜10L/mmに達する。このため、血液の流動速度や上記可撓性チューブ20の壁面に作用する静圧も、上記輸液装置等に比べて大きくなる。
The flexible tube 20 used in the blood circuit 115 of the heart-lung machine 100 often has an outer diameter of 10 mm to 15 mm, and the flow of blood is controlled by a manual clamp used in an infusion device or a dialysis device. It is difficult to shut off. In addition, those having an inner diameter of 6 to 10 mm are often adopted, and the flow rate of blood reaches 5 to 10 L / mm . For this reason, the flow velocity of blood and the static pressure acting on the wall surface of the flexible tube 20 are larger than those of the infusion device and the like.

上記押動部材2の軸方向先端側に、上記可撓性チューブ20を挟圧する楔状の挟圧部材が設けられている。上記押動部材2の内部には、ナット部材8bが組み込まれており、このナット部材8bを貫通するように、上記ネジ機構8を構成する押動軸8aが設けられている。   A wedge-shaped pressing member for pressing the flexible tube 20 is provided on the distal end side in the axial direction of the pressing member 2. A nut member 8b is incorporated inside the pushing member 2, and a pushing shaft 8a constituting the screw mechanism 8 is provided so as to penetrate the nut member 8b.

本実施形態に係る上記ネジ機構8としてボールネジ機構が採用されている。ボールネジ機構は、上記押動軸8aと、上記押動軸8aの外周に形成された螺旋溝と上記ナット部材8bの内周部に設けた螺旋溝との間に回動可能に保持されるボール部材8cと、上記ボール部材8cを循環させる循環溝8dとを備えて構成されている。上記ボールネジ機構8採用することにより、上記押動軸8aの回転による摩擦力を低減させることができる。なお、上記弾性部材5の弾力によって上記押動軸8aを回転させることができるネジ機構であればよく、リード角の大きな従来のネジ機構を採用することもできる。   A ball screw mechanism is employed as the screw mechanism 8 according to the present embodiment. The ball screw mechanism includes a ball that is rotatably held between the pushing shaft 8a and a spiral groove formed on the outer periphery of the pushing shaft 8a and an inner peripheral portion of the nut member 8b. It is provided with a member 8c and a circulation groove 8d for circulating the ball member 8c. By employing the ball screw mechanism 8, the frictional force due to the rotation of the pushing shaft 8a can be reduced. It should be noted that any screw mechanism that can rotate the pushing shaft 8a by the elastic force of the elastic member 5 may be used, and a conventional screw mechanism having a large lead angle may be employed.

本実施形態では、上記弾性部材5としてコイルバネが採用されている。上記コイルバネは、上記押動軸8aを囲むようにして、上記押動部材2と上記駆動モータ4間に設けられており、上記可撓性チューブ20を挟圧して、内部の流体の流動を遮断できる大きさの力を発揮できるように構成される。本実施形態では、上記可撓性チューブを約100N(10kgF)の力で挟圧できるように設定されている。   In the present embodiment, a coil spring is employed as the elastic member 5. The coil spring is provided between the pushing member 2 and the driving motor 4 so as to surround the pushing shaft 8a. The coil spring presses the flexible tube 20 so as to block the flow of the fluid inside. It is configured so that it can exert its power. In the present embodiment, the flexible tube is set so that it can be pressed with a force of about 100 N (10 kgF).

本実施形態に係る上記駆動モータ4として、ステッピングモータが採用されている。上記ステッピングモータは、少なくとも上記弾性部材5の弾力に抗して、上記押動部材2を、上記可撓性チューブ20から離間した位置まで移動させることができるものが採用されている。上記駆動モータ4の駆動軸16と、上記押動軸8aとは、種々の接続手段を用いて一体的に回転するように接続されている。   As the drive motor 4 according to the present embodiment, a stepping motor is employed. As the stepping motor, one capable of moving the pushing member 2 to a position separated from the flexible tube 20 at least against the elasticity of the elastic member 5 is adopted. The drive shaft 16 of the drive motor 4 and the pushing shaft 8a are connected to rotate integrally using various connection means.

また、本実施形態では、上記押動部材保持手段6を、上記ステッピングモータの軸保持トルクを利用して構成している。すなわち、図示しない制御装置等から上記ステッピングモータに電力を供給することにより、モータ回転軸に所要の軸保持トルク(回転阻止力)が発生するように構成されており、この軸保持トルクを用いて上記押動軸8aの回転を阻止して、上記押動部材2を所定の軸方向位置に保持できるように構成している。   In the present embodiment, the pushing member holding means 6 is configured by using the shaft holding torque of the stepping motor. That is, by supplying power to the stepping motor from a control device (not shown) or the like, a required shaft holding torque (rotation preventing force) is generated on the motor rotation shaft. The rotation of the pushing shaft 8a is prevented, so that the pushing member 2 can be held at a predetermined axial position.

上記各部材は、構造部材10に配置されている。本実施形態に係る上記構造部材10は、板状材料と棒状材料とを組み合わせて構成されており、上記可撓性チューブ20を位置決め保持して上記挟圧部材3との間で挟圧できるチューブ保持部7を設けた第1の板状部材10aと、上記駆動モータ4を保持するモータ保持部17を設けた第2の板状部材10cと、これら第1の板状部材10aと第2の板状部材10cとを掛け渡し状に連結する一対の棒状部材10d,10dと、上記第2の板状部材10cとの間に、上記押動軸8aを回転可能に保持する第3の板状部材10bとを備えて構成されている。また、上記第3の板状部材10bと上記第2の板状部材10cとの間には、上記押動部材2を、上記押動軸8aの軸方向に摺動させるとともに、回転不可能に保持する一対のガイド軸11,11が設けられている。上記ガイド軸11,11は、上記押動部材2の両側に設けたガイド部2a,2bを貫通するように配置されている。   Each of the above members is disposed on the structural member 10. The structural member 10 according to the present embodiment is configured by combining a plate-like material and a rod-like material, and can position and hold the flexible tube 20 and squeeze between the flexible tube 20 and the squeezing member 3. A first plate-shaped member 10a provided with a holding portion 7, a second plate-shaped member 10c provided with a motor holding portion 17 for holding the drive motor 4, a first plate-shaped member 10a and a second A third plate-like member for rotatably holding the pushing shaft 8a between a pair of bar-like members 10d, 10d connecting the plate-like member 10c in a bridging manner and the second plate-like member 10c. And a member 10b. Further, between the third plate-like member 10b and the second plate-like member 10c, the pushing member 2 is slid in the axial direction of the pushing shaft 8a, and is made unrotatable. A pair of guide shafts 11 and 11 for holding are provided. The guide shafts 11 are arranged so as to penetrate guide portions 2 a and 2 b provided on both sides of the pushing member 2.

上記チューブ保持部7は、 上記第1の板状部材10a側に設けられた一対のローラ状の押圧部7bと、上記押圧部7bとの間で上記可撓性チューブ20を挟むようにして位置決めできる一対の板状保持部材7aとを備えて構成されている。上記一対の押圧部7b,7b間に、上記挟圧部材3の先端を突入させることにより、図5に示すように、上記挟圧部材3の両側における上記可撓性チューブ20を上記各押圧部7bの曲面に沿って曲折させた姿勢で、上記可撓性チューブ20を押し潰すようにして挟圧できるように構成れている。 The tube holding section 7 is a pair of roller-shaped pressing sections 7b provided on the first plate-shaped member 10a side, and a pair of positioning sections that can sandwich the flexible tube 20 between the pressing sections 7b. And a plate-shaped holding member 7a. As shown in FIG. 5, the flexible tubes 20 on both sides of the pressing member 3 are moved into the respective pressing portions by causing the distal end of the pressing member 3 to protrude between the pair of pressing portions 7 b. The flexible tube 20 is configured to be able to be squeezed in a posture bent along the curved surface 7b .

本実施形態では、まず、図1及び図3に示すように、上記駆動モータ4上記押動軸8aを回転させ、上記弾性部材5の弾力に抗して、上記押動部材2を、上記可撓性チューブ20から離間させた位置に移動させる挟圧部材退避工程が行われる。 In the present embodiment, first, as shown in FIGS. 1 and 3, the drive motor 4 rotates the pressing shaft 8a, against the elastic force of the elastic member 5, the pressing member 2, the A squeezing member retreating step of moving to a position separated from the flexible tube 20 is performed.

上記ネジ機構8を用いて上記押動部材2を移動させることができるため、出力の小さな上記駆動モータ4を用いても、上記弾性部材5の弾力に抗して、上記挟圧部材退避工程を行うことができる。   Since the pushing member 2 can be moved using the screw mechanism 8, even if the driving motor 4 having a small output is used, the pressing member retreating step is performed against the elasticity of the elastic member 5. It can be carried out.

上記押動部材2を、上記可撓性チューブ20から離間した軸方向位置において、上記押動部材保持手段6によって保持することにより、待機工程が行われる。本実施形態では、上記駆動モータ4の軸保持トルクを用いて、上記押動軸8aの回転を阻止することにより上記ネジ機構8を介して押動部材2を保持できるように構成されている。具体的には、ステッピングモータに、図示しないモータ制御装置等から電力を供給することにより軸保持トルクを発生させ、上記弾性部材5による上記押動軸8aの回動を阻止することにより、上記待機工程が行われる。   By holding the pushing member 2 at the axial position separated from the flexible tube 20 by the pushing member holding means 6, a standby step is performed. In the present embodiment, the rotation of the push shaft 8a is prevented by using the shaft holding torque of the drive motor 4, so that the push member 2 can be held via the screw mechanism 8. Specifically, by supplying electric power to the stepping motor from a motor control device (not shown) or the like, a shaft holding torque is generated, and the rotation of the pushing shaft 8a by the elastic member 5 is prevented, whereby the standby state is reduced. A process is performed.

上記待機工程後に、上記可撓性チューブ20を装着するチューブ装着工程が行われる。本実施形態では、上記チューブ保持部7における上記押圧部7bと上記板状保持部7aとの間に、上記可撓性チューブ20を嵌め込むことにより、上記チューブ装着工程が行われる。なお、チューブ装着時に、上記チューブ保持部7における上記押圧部7bと上記板状保持部7aとを離間させることができるように構成することもできる。上記チューブ装着工程は、血液回路15の設置工程の一部として行われる。上記待機工程後は、上記可撓性チューブ20は挟圧されず、内部の血液の流動が許容される状態に置かれる。   After the waiting step, a tube mounting step of mounting the flexible tube 20 is performed. In the present embodiment, the tube mounting step is performed by fitting the flexible tube 20 between the pressing portion 7b and the plate-shaped holding portion 7a of the tube holding portion 7. In addition, it is also possible to configure so that the pressing portion 7b and the plate-shaped holding portion 7a of the tube holding portion 7 can be separated from each other when the tube is mounted. The tube mounting step is performed as a part of the installation step of the blood circuit 15. After the standby step, the flexible tube 20 is not pressed, and is placed in a state where the flow of blood inside is allowed.

上記チューブ設置工程を含む人工心肺回路の設置工程を終えた後に所定の消毒工程等が行われ、上記送血部116と上記脱血部117とが患者の心臓101に接続され、人工心肺装置100が作動させられる。   After completing the step of installing the cardiopulmonary bypass circuit including the step of installing the tube, a predetermined disinfection step or the like is performed, and the blood sending section 116 and the blood removing section 117 are connected to the heart 101 of the patient, and the heart-lung machine 100 Is activated.

上記構成の自動クランプ装置1には、図示しない電源装置から電力が供給されることにより、上記待機工程が行われるように構成されている。   The automatic clamping device 1 having the above configuration is configured such that the standby step is performed by supplying power from a power supply device (not shown).

本実施形態では、上記電源がオフになった場合、上記駆動モータ4の押動部材保持手段6を構成する軸保持トルクが消失あるいは低減させられる。このため、上記押動軸8aの回動が許容されて、上記弾性部材5から上記押圧部材2に作用する弾力によって、上記押動軸8aが回動させられる。これにより、上記押動部材2が、上記可撓性チューブ20に近接させられて、上記挟圧部材3が上記可撓性チューブ20を上記チューブ保持部7との間で挟圧して、血液の流動を遮断する流動遮断工程が行われる。   In the present embodiment, when the power supply is turned off, the shaft holding torque constituting the pushing member holding means 6 of the drive motor 4 disappears or is reduced. Therefore, the rotation of the pushing shaft 8a is allowed, and the pushing shaft 8a is rotated by the elastic force acting on the pressing member 2 from the elastic member 5. As a result, the pushing member 2 is brought close to the flexible tube 20, and the clamping member 3 clamps the flexible tube 20 between the flexible tube 20 and the tube holding portion 7, and the blood A flow blocking step of blocking the flow is performed.

上記流動遮断工程において、上記押動軸8aが上記押動部材2によって回転させられる。このため、上記ネジ機構8を、上記押動部材2が上記弾性部材5の弾力によって上記可撓性チューブ20に向けて移動させられるときに、ダンパーとして作用させることができる。すなわち、上記ネジ機構8によって、上記弾性部材5からの弾力が、上記押動軸8aの回転運動に変換され、上記押動部材2が可撓性チューブ20に近接する軸方向速度を調節することが可能となる。これにより、上記挟圧部材3が構造部材10に衝突するようにして可撓性チューブ20を挟圧することがなくなる。また、上記可撓性チューブ20が急激に押圧されることによるウォーターハンマの発生を抑制することが可能となる。この結果、可撓性チューブ20や他の装置が振動したり、揺動したりするのを防止できる。また、機械的な衝撃や上記ウォーターハンマによって、上記流体回路115に設けられた他の機器に悪影響が及ぶのを防止することができる。さらに、人体に悪影響が生じるのを防止することができる。   In the flow blocking step, the pushing shaft 8 a is rotated by the pushing member 2. For this reason, the screw mechanism 8 can act as a damper when the pushing member 2 is moved toward the flexible tube 20 by the elastic force of the elastic member 5. That is, the elasticity from the elastic member 5 is converted into the rotational movement of the pushing shaft 8 a by the screw mechanism 8, and the pushing member 2 adjusts the axial speed approaching the flexible tube 20. Becomes possible. Thus, the pressing member 3 does not squeeze the flexible tube 20 so as to collide with the structural member 10. Further, it is possible to suppress the occurrence of water hammer due to the sudden pressing of the flexible tube 20. As a result, it is possible to prevent the flexible tube 20 and other devices from vibrating and rocking. Further, it is possible to prevent other devices provided in the fluid circuit 115 from being adversely affected by the mechanical impact or the water hammer. Further, adverse effects on the human body can be prevented.

上記弾性部材5による上記押動部材2の軸方向速度は、たとえば、25mmの移動距離に対して、5msec〜500msec(5mm/msec〜0.05mm/msec)に設定するのが好ましい。これにより、上記可撓性チューブ20を迅速に挟圧して、血液の流動を遮断できるとともに、ウォーターハンマの発生を効果的に防止できる。   It is preferable that the axial speed of the pushing member 2 by the elastic member 5 is set to, for example, 5 msec to 500 msec (5 mm / msec to 0.05 mm / msec) for a movement distance of 25 mm. Thereby, the flexible tube 20 can be quickly pressed to block the blood flow, and the occurrence of water hammer can be effectively prevented.

本実施形態では、上記ネジ機構8を上記ダンパーとして機能させたが、上記駆動モータ4の軸保持トルクを調節することによるダンパー機能を組み合わせて、上記押動部材2の軸方向速度を調節することもできる。   In the present embodiment, the screw mechanism 8 functions as the damper. However, the axial speed of the pushing member 2 may be adjusted by combining a damper function by adjusting the shaft holding torque of the drive motor 4. Can also.

なお、上記流動遮断工程は、駆動モータ4の電源がオフになった場合に行われるように構成したが、上記血液ポンプ103の停止に同期して行うように構成することができる。また、ガスモニタ111等からの異常警報に連動して、上記流動遮断工程を行うこともできる。   Note that the flow blocking step is configured to be performed when the power of the drive motor 4 is turned off, but may be configured to be performed in synchronization with the stop of the blood pump 103. Further, the flow shut-off step can be performed in conjunction with an abnormality alarm from the gas monitor 111 or the like.

一方、血液回路のプライミング等を行う場合において上記流動遮断工程を行う場合、上記弾性部材5の弾力を用いることなく、駆動モータ4によって上記可撓性チューブを挟圧するように構成することもできる。   On the other hand, when performing the flow blocking step in performing priming of a blood circuit or the like, the flexible tube may be configured to be pressed by the drive motor 4 without using the elasticity of the elastic member 5.

上記実施形態は、人工心肺装置の血液回路に本願発明に係る自動クランプ装置を適用したが、可撓性チューブを用いる他の医療機器に本願発明に係る自動クランプ装置を適用できる。また、可撓性チューブを用いて構成されているとともに、反応性の高い液状薬剤等を処理する他の機械装置に適用することもできる。   In the above embodiment, the automatic clamp device according to the present invention is applied to a blood circuit of a heart-lung machine, but the automatic clamp device according to the present invention can be applied to other medical devices using a flexible tube. In addition, it is configured using a flexible tube, and can be applied to another mechanical device that processes a highly reactive liquid medicine or the like.

本願発明の範囲は、上述の実施形態に限定されることはない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものでないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The scope of the present invention is not limited to the above embodiments. The embodiments disclosed this time are examples in all respects, and should be considered not to be restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

出力に小さな駆動モータを用いることができるとともに、ウォータハンマが生じるのを防止できる自動クランプ装置を提供できる。   It is possible to provide an automatic clamping device that can use a small drive motor for output and can prevent the occurrence of water hammer.

1 自動クランプ装置
2 押動部材
3 挟圧部材
4 駆動モータ
5 弾性部材
6 押動部材保持手段
7 チューブ保持部
8 ネジ機構
8a 押動軸
8b ナット部材
10 構造部材
20 可撓性チューブ
115 流体回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic clamp apparatus 2 Pushing member 3 Nipping member 4 Drive motor 5 Elastic member 6 Pushing member holding means 7 Tube holding part 8 Screw mechanism 8a Pushing shaft 8b Nut member 10 Structural member 20 Flexible tube 115 Fluid circuit

Claims (10)

流体回路を構成する可撓性チューブを挟圧して上記チューブ内の流体の流動を遮断する自動クランプ装置であって、
上記チューブに押しつけてこれを挟圧する挟圧部材を設けた押動部材と、
上記押動部材を、上記チューブに対して近接退避させるネジ機構と、
上記ネジ機構を駆動して、上記押動部材を軸方向に離間させることができる駆動モータと、
上記押動部材を、上記チューブに向けて弾力付勢し、上記挟圧部材を介して上記チューブを挟圧できる弾性部材と、
上記押動部材を、上記弾性部材の弾力に抗して所定位置に保持できる押動部材保持手段と、
上記チューブを位置決め保持して上記挟圧部材との間で挟圧できるチューブ保持部が設けられているとともに、上記押動部材、上記ネジ機構、上記駆動モータ、及び上記弾性部材が配置された構造部材とを備え、
上記ネジ機構は、上記構造部材に回転可能に保持されるとともに上記駆動モータで回転させられる押動軸と、上記押動部材に設けられるとともに上記押動軸に噛合させられるナット部材とを備えて構成されており、
上記押動部材は、上記構造部材に対して、上記押動軸の軸方向移動可能にかつ回転不可能に保持されており、
上記押動部材保持手段の保持を解除することにより、上記弾性部材の弾力による上記押動軸の回転を許容して、上記押動部材を上記チューブに向けて近接させ、上記挟圧部材が上記チューブを挟圧するとともに上記流体の流動を遮断するように構成されるとともに、 上記チューブ保持部は、一対のローラ状の押圧部と、これら押圧部との間で上記チューブを挟むようにして位置決め保持できる一対の板状保持部とを備えて構成されており、上記一対の押圧部間に上記挟圧部材の先端を突入させることにより、上記挟圧部材の両側における上記チューブを上記押圧部の曲面に沿って曲折させた姿勢で挟圧するように構成された、自動クランプ装置。
An automatic clamp device for clamping a flexible tube constituting a fluid circuit to cut off the flow of fluid in the tube,
A pushing member provided with a squeezing member for pressing the tube to squeeze it,
A screw mechanism for retracting the pushing member close to the tube,
A drive motor that drives the screw mechanism to separate the pushing member in the axial direction;
An elastic member that elastically urges the pushing member toward the tube, and can squeeze the tube via the squeezing member;
Pushing member holding means capable of holding the pushing member at a predetermined position against the elasticity of the elastic member;
A structure in which a tube holding portion capable of positioning and holding the tube and squeezing between the squeezing member and the pressing member, the screw mechanism, the driving motor, and the elastic member are provided. And a member,
The screw mechanism includes a pushing shaft rotatably held by the structural member and rotated by the drive motor, and a nut member provided on the pushing member and meshed with the pushing shaft. Is composed of
The pushing member is held movably in the axial direction of the pushing shaft and non-rotatably with respect to the structural member,
By releasing the holding of the pressing member holding means, the rotation of the pressing shaft due to the elastic force of the elastic member is allowed, the pressing member is brought close to the tube, and the pressing member is The tube holding portion is configured to pinch a tube and cut off the flow of the fluid, and the tube holding portion has a pair of roller-shaped pressing portions, and a pair of positioning and holding members capable of holding the tube between the pressing portions. Plate-like holding portion, and the tube on both sides of the pressing member is pushed along the curved surface of the pressing portion by making the tip of the pressing member protrude between the pair of pressing portions. Automatic clamping device configured to pinch in a bent position .
上記ネジ機構及び/又は上記駆動モータは、上記押動部材が上記弾性部材の弾力によって上記チューブに向けて移動させられるときに、ダンパーとして作用するように構成されている、請求項1に記載の自動クランプ装置。   2. The screw mechanism according to claim 1, wherein the screw mechanism and / or the drive motor are configured to act as a damper when the pushing member is moved toward the tube by the elastic force of the elastic member. 3. Automatic clamping device. 上記ネジ機構は、上記押動軸と上記ナット部材との間に回動可能に保持されるボール部材を備えるボールネジ機構である、請求項1又は請求項2に記載の自動クランプ装置。   The automatic clamping device according to claim 1, wherein the screw mechanism is a ball screw mechanism including a ball member rotatably held between the pushing shaft and the nut member. 4. 上記押動部材保持手段は、上記駆動モータの軸保持トルクを用いて、上記押動軸の回転を阻止することにより、上記押動部材を所定位置に保持できるように構成されているとともに、
上記軸保持トルクを解除することにより、上記弾性部材の弾力による上記押動軸の回転を許容して、上記押動部材を上記チューブに向けて近接させるように構成された、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の自動クランプ装置。
The pushing member holding means is configured to hold the pushing member at a predetermined position by preventing rotation of the pushing shaft using a shaft holding torque of the drive motor,
The structure according to claim 1, wherein by releasing the shaft holding torque, rotation of the pushing shaft due to elasticity of the elastic member is allowed, and the pushing member is brought closer to the tube. Item 4. The automatic clamping device according to any one of Items 3.
上記構造部材は、
上記チューブを保持するチューブ保持部と、
上記駆動モータを保持するモータ保持部と、
上記押動部材を軸方向移動可能に、かつ回転不可能に保持するガイド部材とを備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の自動クランプ装置。
The structural member is
A tube holding unit for holding the tube,
A motor holding unit that holds the drive motor,
The automatic clamping device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a guide member that holds the pushing member so as to be movable in the axial direction and not to rotate.
上記押動部材保持手段及び上記駆動モータは、電源がオフされた場合に、上記押動軸の回転を許容するように構成されている、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の自動クランプ装置。   The said pushing member holding means and the said drive motor are comprised so that rotation of the said pushing shaft may be permitted, when a power supply is turned off. Automatic clamping device. 上記駆動モータがステッピングモータであり、上記ステッピングモータの軸保持トルクを用いて上記押動部材保持手段が構成されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の自動クランプ装置。   7. The automatic clamping device according to claim 1, wherein the driving motor is a stepping motor, and the pushing member holding unit is configured using a shaft holding torque of the stepping motor. 8. 上記流体回路が、血液回路である、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の自動クランプ装置。   The automatic clamp device according to any one of claims 1 to 7, wherein the fluid circuit is a blood circuit. 流体回路を構成する可撓性チューブを挟圧して上記チューブ内の流体の流動を遮断する自動クランプ装置におけるクランプ方法であって、
上記クランプ装置は、
上記チューブに押しつけられてこれを挟圧する挟圧部材を設けた押動部材と、
上記押動部材を、上記チューブに対して近接退避させるネジ機構と、
上記ネジ機構を駆動して、上記挟圧部材を軸方向に離間させることができる駆動モータと、
上記押動部材を、上記チューブに向けて弾力付勢し、上記チューブを挟圧できる弾性部材と、
上記押動部材を、上記弾性部材の弾力に抗して所定位置に保持できる押動部材保持手段と、
一対のローラ状の押圧部と、これら押圧部との間で上記チューブを挟むようにして位置決め保持できる一対の板状保持部を有し、上記チューブを位置決め保持して上記挟圧部材との間で挟圧できるチューブ保持部とを備え、
上記駆動モータ及び上記ネジ機構が、上記弾性部材の弾力に抗して上記押動部材を上記チューブから離間させた位置に移動させる挟圧部材退避工程と、
押動部材保持手段が、上記押動部材を所定位置に保持して上記流体の流動を許容する待機工程と、
所定の作動信号が入力されたとき、又は上記駆動モータ並びに上記押動部材保持機構への電源が切断されたときに、上記押動部材保持手段が上記押動部材の上記保持を解除し、上記弾性部材の弾力によって上記押動部材の軸方向動を許容することにより、上記挟圧部材が上記チューブを挟圧して流体の流動を遮断する流動遮断工程とを含み、
上記流動遮断工程は、上記一対の押圧部間に上記挟圧部材の先端を突入させることにより、上記挟圧部材の両側における上記チューブを上記押圧部の曲面に沿って曲折させながら挟圧して行われる、自動クランプ装置におけるクランプ方法。
A clamping method in an automatic clamp device for compressing a flexible tube constituting a fluid circuit to cut off the flow of fluid in the tube,
The above clamping device,
A pushing member provided with a squeezing member pressed against the tube to squeeze it,
A screw mechanism for retracting the pushing member close to the tube,
A drive motor that drives the screw mechanism to separate the pinching member in the axial direction;
An elastic member that elastically urges the pushing member toward the tube, and can press the tube;
Pushing member holding means capable of holding the pushing member at a predetermined position against the elasticity of the elastic member;
It has a pair of roller-shaped pressing portions, and a pair of plate-shaped holding portions capable of positioning and holding the tube between the pressing portions, and positioning and holding the tube to hold the tube between the pressing members. With a tube holding part that can be pressed,
A squeezing member retreating step in which the drive motor and the screw mechanism move the pushing member to a position separated from the tube against the elasticity of the elastic member;
A pushing member holding means for holding the pushing member at a predetermined position to allow the flow of the fluid; and
When a predetermined operation signal is input, or when power to the drive motor and the pushing member holding mechanism is turned off, the pushing member holding means releases the holding of the pushing member, and By allowing the axial movement of the pushing member by the elasticity of the elastic member, the pressing member presses the tube to cut off the flow of fluid,
The flow shut-off step is performed by squeezing the tube on both sides of the squeezing member along the curved surface of the squeezing portion by squeezing the tip of the squeezing member between the pair of pressing portions. The clamping method in the automatic clamping device.
上記流動遮断工程において、上記ネジ機構及び/又は上記駆動モータは、上記押動部材の軸方向動に対するダンパーとして機能する、請求項9に記載の自動クランプ装置におけるクランプ方法。
The clamping method according to claim 9, wherein in the flow blocking step, the screw mechanism and / or the drive motor functions as a damper for the axial movement of the pushing member.
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