JPH0132611B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 流体配管の圧力を検出する装置に於て、流体
配管１３と連通して、流体配管１３内の圧力に従
つて可動の可撓膜２１を持つ圧力隔膜１９と、圧
力隔膜１９を所定の位置に直脱自在に保持する手
段２３を持つ枠１７と、該枠１７に取付けられて
いて、圧力隔膜１９並びにその可撓膜２１の位置
に従つて可動の従動手段２５とを有し、該従動手
段２５は、圧力隔膜１９の可撓膜２１と係合する
ための実質的に平面になる面手段５３と、更に、
圧力隔膜１９に対する所定位置に向かつて押圧す
る偏圧手段５７とを有し、前記圧力隔膜１９が所
定の位置に保持されている時には、何時でも従動
手段２５は可撓２１と作動的に接触して保持され
ており、該従動手段２５は、第１及び第２の電気
接点集成体２７ａ，２７ｂの接点ばね２９ａ，２
９ｂの間に配置された第１のフインガ手段７７を
有し、該第１のフインガ手段７７は前記接点ばね
２９ａ，２９ｂと係合可能であつて、第１及び第
２の電気接点集成体２７ａ，２７ｂを互いに引離
す様に押圧し、該２つの電気接点集成体２７ａ，
２７ｂは開又は閉の２値信号を発生し、前記信号
は、前記圧力隔膜１９が所定位置に保持されず、
第１の接点ばね２９ａが第１のフインガ手段７７
に係合する時は第１の電気接点集成体２７ａが第
２の電気接点集成体２７ｂから離間され、かつ前
記圧力隔膜１９が所定位置に保持され流体配管の
圧力が所定の閾値を越える時に第２の接点ばね２
９ｂが第１のフインガ手段７７に係合し、前記第
２の電気接点集成体２７ｂが第１の電気接点集成
体２７ａから遠ざかる向きに押圧される時は、何
時でも第１の状態にあると共に、前記圧力隔膜１
９がその所定位置に保持されかつ流体配管１３の
圧力が所定の閾値を越えない時には、何時でも第
２の反対状態にある圧力検出器。

２ 請求の範囲１に記載された圧力検出器に於
て、従動手段２５は、第１の電気接点集成体の接
点ばね２９ａが第１のフインガ手段７７と係合す
る時には、何時でも第２の電気接点集成体２７ｂ
を保持し、この第２の電気接点集成体の接点ばね
２９ｂが第１のフインガ手段７７と係合する時に
は、何時でも第１の電気接点集成体２７ａを保持
し、前記枠１７に固定され前記第１及び第２の電
気接点集成体２７ａ，２７ｂの接点ばね２９ａ，
２９ｂと係合し得る第２のフインガ手段７９を有
する圧力検出器。

３ 請求の範囲１に記載された圧力検出器に於
て、圧力隔膜１９は可撓膜２１の周縁に隣接して
フランジ３７を持ち、圧力隔膜１９の着脱自在に
保持する手段が、圧力隔膜１９のフランジ３７を
受入れる溝孔４１を構成する手段２３を持つてい
て、圧力隔膜１９を所定の位置に直脱自在に保持
するようにした圧力検出器。

４ 請求の範囲１に記載した圧力検出器に於て、
偏圧手段５７が第１のばね手段８１及び第２のば
ね手段８３を有し、圧力隔膜１９が所定の位置に
保持されていない時には、何時でも従動手段２５
が第１のばね手段８１によつて、第１及び第２の
電気接点集成体２７ａ，２７ｂが互いに電気的に
接続しない初期位置に押圧され、圧力隔膜１９が
所定位置に保持されていて流体配管１３の圧力が
所定の閾値を越えない時には、何時でも従動手段
２５が圧力隔膜１９の可撓膜２１によつて、第１
のばね手段８１の偏圧作用に逆らつて中間位置へ
移動させられ、第１及び第２の電気接点集成体２
７ａ，２７ｂが互いに電気的に接続するように
し、圧力隔膜１９が所定位置に保持されていて流
体配管１３の圧力が所定の閾値を越える時、従動
手段２５が圧力隔膜１９の可撓膜２１によつて、
第２のばね手段８３の偏圧作用に逆らつて、第１
及び第２の電気接点集成体２７ａ，２７ｂが互い
に電気的に接続しない高圧位置に移動させられる
ようにした圧力検出器。

発明の背景 この発明は流体圧力の測定、更に具体的に云え
ば、流体配管内の圧力を検出する装置に関する。
この発明は人体に流体を非経口投与する装置に用
途がある。

人体に対する流体の非経口投与は、溶液投与装
置を使うのが普通である。典型的には、この装置
は使い捨てのプラスチツク製品であつて、流体源
に接続される滴室と、該室から患者まで伸びる或
る長さの管と、この管にはめたローラ・クランプ
の様な弁機構とで構成される。

最近、人体に対する流体の流量を感知並びに調
整する為に、種々の機械的及び電気的な監視装
置、制御器及び注入ポンプが開発されている。こ
ういう装置は、管に逐次的にマツサージ作用を加
えてぜん動圧送作用を発生する一連のカム従動体
を使うこと等により、普通の投与装置の管を所定
の形で操作する電気機械的な出力装置を含むこと
がある。他の装置に使う場合、管が注射器を含む
ことがある。この注射器は電気機械的な出力装置
から、交互の充填及び圧送行程にわたつて循環的
に駆動され、流体源から精密な量の流体を吸込ん
で、それを患者に送出す。普通の投与装置を使う
代りに、１回の制御された圧送行程を行う様に設
計された装置で自蔵式注射器を使い、注射器内に
収められた流体を患者に送出すことが出来る。

こういう各々の装置に共通な特徴は、管に正圧
を発生し得ることである。或る装置は、限界外の
状態が存在する時、警報器を作動することが出来
る。こうして医療職員は或る程度他の仕事にかゝ
ることが出来る。

一般的にこういう装置はその目的に役立つてい
るが、患者につながる管の流体圧力を感知する有
効で安全で信頼性のある手段に対する要望があ
る。具体的に云うと、この様な正圧を発生する電
気機械的な装置によつて管の中に発生する流体圧
力を監視して制御することが出来る様にすること
に関心が集まつている。

従つて、流体投与装置の開発技術者並びに利用
者、特に非経口投与装置の設計に携わる者は、流
体圧力の測定装置を改善する必要性を認識してい
る。この発明はこの要望に応えるものである。

この発明は装置が正しく初期設定されていない
時、並びに流体配管の圧力が所定の閾値を越える
時、何時でも電気信号を発生する様な、流体配管
の圧力を検出する装置を要旨とする。この装置
は、流体配管と連通していて、配管内の流体圧力
に従つて可動の可撓膜を持つ圧力隔膜と、該圧力
隔膜を所定の位置に保持する手段を持つ枠とを有
する。この発明では、更に装置が、前記枠に装着
されていて、圧力隔膜並びにその可撓膜の両方の
位置に従つて可動の従動手段と、前記枠に結合さ
れていて、従動手段の移動に従つて相互に可動の
第１及び第２の電気接点集成体とを含む。２つの
接点集成体が、圧力隔膜が所定の位置に取付けら
れていない時、並びに、取付けられていても、流
体配管内の圧力が所定の閾値を越える時、何時で
も電気信号を発生する。

更に詳しく云うと、この発明の装置は、人体に
流体を非経口投与する装置に特に用途がある。圧
力隔膜の可撓膜は全体的に円板形であり、従動手
段はこの膜と同形に係合する略平面状の表膜を含
む。更に圧力隔膜が可撓膜の周縁に沿つてフラン
ジを持ち、保持手段は、隔膜のフランジを受入れ
て、隔膜を所定の位置に着脱自在に保持する溝孔
を構成する、内向きに突出するフランジを含んで
いる。

この発明の別の面として、各々の電気接点集成
体が可撓性接点ばねを含み、その１端が枠に固定
され、接点ばねの自由端には電気接点が固定され
ている。従動手段がカラーを持つ、軸方向に可動
の軸を含み、このカラーが２つの接点ばねの間に
配置されて、制御フインガの様に作用し、所定の
形で、２つの接点を一緒にしたり、互いに離した
りする。更に従動手段が、軸並びに表部材を、取
付けた圧力隔膜の方向に、外向きに押圧するばね
偏圧手段を含む。

従動手段は、圧力隔膜並びにその可撓膜の位置
に従つて、初期位置、中間位置及び高圧位置の間
で可動である。隔膜が保持手段に取付けられてい
ない時、従動手段は初期位置に押圧される。この
位置では、軸のカラーが第１の接点ばねに係合
し、こうして第１の接点を第２の接点から遠ざけ
る。隔膜を取付けた時、流体圧力が所定の閾値を
越えないと、従動手段は中間位置に押圧され、そ
こで軸のカラーは２つの接点ばねの中間に配置さ
れて、２つの接点が互いに電気的に接触する。隔
膜を取付けて流体圧力が閾値を越える時、従動手
段は高圧位置に押圧され、そこで軸のカラーが第
２の接点ばねに係合して、第２の接点を第１の接
点から離す向きに押圧する。

更にこの装置は、枠に固定されていて、２つの
接点集成体と接点ばねと係合し得るフインガ手段
を含むことが出来る。具体的に云うと、フインガ
手段は、第１の集成体の接点ばねが従動手段と係
合した時には、何時でも第２の接点集成体を保持
し、第２の集成体の接点ばねが従動手段と係合し
た時には、何時でも第１の集成体を保持する。

この発明の更に別の面として、従動手段のばね
偏圧手段が第１及び第２のばね手段を含む。第１
のばね手段は、圧力隔膜を取付けた時、初期位置
から中間位置への従動手段の移動に降伏自在に抵
抗する。第２のばね手段は、従動手段が中間位置
に移動した後にのみ、従動手段に係合し、可撓膜
の移動に応答して、従動手段が高圧位置へ更に移
動するのに降伏自在に抵抗する。好ましい実施例
では、２つのばね手段は、従動手段の軸の周りに
配置された同軸のコイルばねである。

この発明のその他の面並びに利点は、以下図面
について好ましい実施例を説明する所から明らか
になろう。図面はこの発明の考えを例によつて示
している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の考えを実施した圧力検出器
を用いる代表的な注射器注入ポンプの部分的な斜
視図である。

第２図は第１図の線２−２で切つた検出器の拡
大部分断面図で、取付ける寸前の圧力隔膜と、隔
膜が取付けられていないことを表わす様な相隔た
る状態にある１対の電気接点とを示している。

第３図は互いに接続する１対の電気接点を拡大
部分断面図で、圧力隔膜が取付けられていて、流
体圧力が所定のレベルを越えていないことを示し
ている。

第４図は相隔たる状態にある１対の電気接点の
拡大部分断面図で、圧力隔膜が取付けられている
が、流体圧力が所定の閾値を越えることを示して
いる。

第５図は圧力隔膜と接続管の配置関係を示す略
図である。

好ましい実施例の説明 次に図面について説明する。第１図及び第２図
には、人体に流体を非経口投与する注射器注入ポ
ンプ・システム１１に使う圧力検出器が示されて
いる。流体は、注射器１５に接続された或る長さ
の管１３を通じて普通の様に患者に対して送出さ
れる。圧力検出器は枠１７及び圧力隔膜１９を有
しており、この圧力隔膜１９は後述するように、
前記注射器１５からの流体を通す配管１３が結合
されていると共に、前記配管１３の流体圧力に従
つて可動の可撓膜２１を持つている。そして、使
用時には、圧力隔膜１９は枠１７に形成された特
別のソケツト２３に取付けられる。圧力検出器
は、圧力隔膜がソケツトに取付けられていない
時、並びに取付けてあつても、管の圧力が所定の
閾値を越えると判断された時、何時でも電気信号
を発生する。

この発明では、更に圧力検出器が、圧力隔膜の
ソケツト２３の近くで、枠１７に取付けられた従
動集成体２５を含み、これは可撓膜２１の移動に
従つて直線運動する様になつている。更に、前述
の電気信号を発生する第１及び第２の電気接点集
成体２７ａ，２７ｂが設けられている。各々の接
点集成体は細長い可撓性接点ばね２９ａ又は２９
ｂと、電気接点３１ａ又は３１ｂとを持つてい
る。２つの接点ばねは互いに略平行であり、その
固定端で枠１７に取付けられている。２つの電気
接点が夫々の接点ばねの自由端に向い合う様に取
付けられている。従動集成体は２つの接点ばねと
係合可能であつて、圧力隔膜１９がソケツトに取
付けられていない時、又は隔膜が正しく取付けら
れていても、管１３の圧力が所定の閾値を越える
時、何時でも２つの電気接点を互いに離す。こう
して、夫々の接点３１ａ，３１ｂに結合された１
対の電気導線３３ａ，３３ｂに前述の電気信号が
発生される。

更に詳しく云うと、前記圧力隔膜１９は、第２
図に示すように、頑丈な中空の円筒形状の本体部
分３５を持ち、この本体部分３５の一方の端部に
は外向きに突出する環状フランジ３７が形成され
ており、この環状フランジ３７が円筒形状の本体
部分３５を端部開口に配設された可撓膜２１を取
り囲むようになつている。また、本体部分３５の
他方の端部開口は大気に開放されており、かつそ
の側周１９ａのほゞ中央には直径方向に貫通する
貫通穴１９ｂ，１９ｂが対向てそれぞれ形成され
ている。そして、各貫通穴１９ｂ，１９ｂにはそ
れぞれ前記配管１３，１３と接続する接続管１９
ｃ，１９ｃが取付けられると共に、本体部分３５
の内部空間に突出した各接続管１９ｃ，１９ｃの
間には前記可撓膜２１の内面側に近接して位置
し、流体圧力が高くなると可撓膜２１の内面側を
外方に押圧して可撓膜２１を第２図鎖線２１′で
示すように、フランジから対応する分だけ外向き
に脹らませる可撓管１９ｄが接続されている。
（第５図参照） 圧力隔膜１９を枠１７上の所定の位置に保持す
るソケツト２３が内向きに突出するフランジ３９
を持ち、これが隔膜の外向きに突出するフランジ
３７を受入れる溝孔４１を構成している。隔膜の
フランジを溝孔に手で差し込み、そこで従動集成
体２５によつて所定位置に保持することにより、
隔膜が取付けられる。従動集成体が、隔膜をソケ
ツトのフランジの内向きの面に対して外向きに押
圧する。

前に述べた様に、圧力検出器の枠１７は隔膜の
ソケツト２３に対する支持体になると共に、従動
集成体２５及び第１及び第２の電気接点集成体２
７ａ，２７ｂのハウジングになつている。これは
外側ハウジング部材４３，内側ハウジング部材４
５、及びスペーサ・リング４７を含んでいて、こ
れらがねじ４９の様な任意の適当な手段によつて
しつかりと固着されている。スペーサ・リングが
外側及び内側ハウジング部材の間に介在配置さ
れ、第１の接点ばね２９ａの固定端が外側部材と
スペーサ・リングの間に配置され、第２の接点ば
ね２９ｂの固定端が内側部材とスペーザ・リング
の間に配置されている。更に枠が内側ハウジング
部材に固定された端蓋５１を含む。枠の全ての要
素は適当なプラスチツク材料で成形して、２つの
接点ばねに対する電気絶縁を施すことが好まし
い。

従動集成体２５が表部材５３、軸５５及びばね
偏圧手段５７を含み、これらの全て互いに軸方向
に整合していて、枠１７の中に収容されている。
軸はばね偏圧手段により、表部材と係合する様に
外向きに押圧されており、この表部材が、取付け
た圧力隔膜１９の可撓膜２１と係合する様に押圧
される。軸は、内側ハウジング部材４５及び端蓋
５１に夫々形成された中孔５９，６１に摺動自在
にはまつている。表部材５３は、表部材と外側ハ
ウジング部材４３に夫々形成された環状の座６
５，６７に坐着する可撓性の環状リング６３によ
り、枠内の所定位置に保持される。環状リングは
枠の内部を密封して、ごみ及びその他の異物によ
る汚染を防止する様に作用する。表部材は外側ハ
ウジング部材から内向きに突出する環状フランジ
６９によつても、枠内に保持されており、このフ
ランジは、表部材の外向きに突出する環状舌片７
１に対するストツパとして作用する。更に表部材
が円周方向に相隔たる複数個の溝孔７３を持ち、
外側ハウジング部材のフランジ６９を通越して表
部材の舌片７１を挿入するのを容易にしている。
表部材の肩７５が外側ハウジング部材のフランジ
と係合可能であつて、表部材が枠の中にあまり深
く挿入されない様にしている。

この発明の１面では、従動集成体の軸５５が、
２つの接点ばね２９ａ，２９ｂの間のすき間に突
入するカラー７７を含む。このカラーは制御フイ
ンガとして作用し、それが接点ばねに係合して、
軸の位置に従つて、２つの電気接点３１ａ，３１
ｂを接近させたりする。

動作について説明すると、圧力隔膜１９がソケ
ツト２３に取付けられていない時、従動集成体の
軸５５及び表部材５３は、第２図に示す様に、ば
ね偏圧手段５７によつて外向きに押圧される。こ
の外向き又は初期位置では、軸のカラー７７が第
１の接点ばね２９ａに係合して、このばねと第１
の接点３１ａを第２の接点ばね２９ｂ及び第２の
接点３１ｂから引離す。この為、２つの電気導線
３３ａ，３３ｂは開路状態になる。圧力隔膜がソ
ケツトに正しく取付けられ、管１３内の圧力が所
定の閾値を越えないと、従動軸及び表部材は、ば
ね偏圧手段の抵抗に逆つて、隔膜によつて中間位
置まで移動させられる。この中間位置では、軸の
カラーが２つの接点ばねの中間にあつて、第３図
に示す様に、２つの電気接点が互いに接触出来る
様にする。これによつて２つの電気導線は閉路状
態になる。

管１３の圧力が増加すると、表部材５３及び軸
５５が、ばね偏圧手段５７の抵抗に逆つて、隔膜
の膜２１によつて内向きに押圧される。圧力が所
定の閾値を越えると、ばね偏圧手段に打ち勝つ
て、表部材及び軸が高圧位置へ移動する。この位
置では、軸のカラー７７が第２の接点ばね２９ｂ
に係合して、それと第２の接点３１ｂを第１の接
点ばね２９ａ及び第１の接点３１ａから引離す。
これによつて、２つの電気導線３３ａ，３３ｂは
再び開路状態になる。液体圧力が再び所定の閾値
より低くなると、ばね偏圧手段が軸とそのカラー
を外向きに押圧して、第２の接点を再び第１の接
点と電気的に接触させる（第３図）。

好ましい実施例では、圧力検出器が枠１７のス
ペーサ・リング４７と一体であつて、２つの接点
ばね２９ａ，２９ｂの間に配置されたフインガ７
９を含む。これは、軸のカラー７７が第１の接点
ばね２９ａに係合する時（第２図）には、何時で
も第２の接点ばね２９ｂを保持し、カラーが第２
の接点ばねに係合する時（第４図）には、何時で
も第１の接点ばねを保持する様に作用する。

従動集成体２５を圧力隔膜１９の可撓膜２１に
対して外向きに押圧するばね偏圧手段５７が、第
１及び第２のコイルばね８１，８３を含む。これ
ら２つのばねが、内側ハウジング部材４５及び端
蓋５１によつて形成された室８７内で、従動軸５
５の直径が細くなつた部分８５を取巻いている。

第１のコイルばね８１が従動軸５５の第１の環
状肩８９と端蓋５１の内面との間で、環状ばね押
え壁９１の内側に配置されている。これは軸に連
続的な外向きの力を加え、圧力隔膜１９が取付け
られていない時、何時でも従動集成体を初期位置
へ押圧する。この力は、隔膜をソケツト２３に手
で挿入することによつて怱ち克服される位の小さ
な値である。

第２のコイルばね８３が第１のばね８１を取巻
いていて、室８７の外側端で軸５５を取巻く平坦
なリング９３と、ばね押え壁９１の直ぐ外側の端
蓋５１の内面との間に配置されている。従動軸５
５が第２の環状肩９５を持ち、これは、隔膜の膜
２１によつて軸が中間位置に押圧された時（第３
図）だけ、平坦なリング、従つて第２のばねと係
合し得る。流体配管の圧力が所定の閾値を越えた
時にだけ、第２のばねの偏圧力に打ち勝つて、従
動集成体２５を高圧位置へ移動させる十分な力が
得られる。

以上の説明から、この発明が患者に流体を非経
口投与する装置に特に使う為の改良された圧力検
出器を適用したことが理解されよう。この圧力検
出器は、送込む流体の圧力に従つて可動の可撓膜
を持つ普通の圧力隔膜を含む。更に検出器が特別
の従動集成体及び関連した１対の電気接点を持つ
ていて、圧力隔膜を取付けたこと、並びにその可
撓膜の相対位置の両者を検出し、こうして、隔膜
が取付けられていない時、並びに取付けてあつて
も、流体圧力が所定の閾値を越える時、何時でも
電気信号を発生する。

この発明を現在好ましいと考えられる実施例に
ついて説明したが、当業者であれば、この発明の
範囲内で種々の変更が可能であることは云うまで
もない。従つて、この発明は請求の範囲の記載以
外に限定されないことを承知されたい。