JPH08189471A - 小量の液を抽出適用するホースポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホースポンプの分配容量を改善し、液を均等
に分配できるホースポンプを提供する。 【解決手段】 ホースポンプは、ホースベッド２４を有
し、そして、ピッチサークル２１上を回転駆動されるロ
ーラー担持器２２上に回転可能に収納され、そして、ホ
ースベッド２４から離れた軌道路上をローラー担持器に
より動かされる多数のローラー２５を有する。ホースベ
ッド２４からの距離は、ホースベッド２４とローラー軌
道路２２との間にあるホース１４を、ローラー２２が、
その軌道路の一部で、圧縮するように選択される。ホー
スベッド２４は、ホースベッド２４とローラー軌道路２
２との間の距離が、ローラー２２の運動方向に従って大
きくなるように、ローラー軌道路２２に片寄り向い合せ
て配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小量の液を抽出適
用するためのホースポンプ装置に関する。ホースポンプ
装置は、ホースベッドと、ローラー担持器のピッチサー
クル上を回転する回転駆動のローラー担持器上に担持さ
れた多数のローラーを有する。そのローラーは、ホース
ベッド２４から離れた場所で軌道路上をローラー担持器
により動かされ、それにより、その距離は、ローラー
が、ホースベッドとローラーの軌道路との間に、その軌
道路の一部に配置されるように決められる。

【０００２】

【従来の技術】このようなホースポンプは一般的に知ら
れている。それは、特に、医療分野で用いられ、例え
ば、透析のため、そして、心肺機械につけられる。この
場合、ポンプされべき液は血であり、ホース壁に接触す
るのみで、他の壁には接触しない。ホースポンプは、非
常に簡単な機械的構造である。既知のホースポンプで
は、個々に分配する滴径を正確に決めることは不可能で
ある。これは、ホース上のローラーにより行なわれる圧
力パルスの周波数に従って、液が間欠的にポンプされる
ためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ホー
スポンプの分配容量を改善し、液を均等に分配できるよ
うするためである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、この課
題は、ホースベッドを、ローラーの軌道路に向い合いの
片寄りに配置し、ホースベッドとローラー軌道路との間
の距離が、ローラーの移動方向につれ、増大させること
により解決される。

【０００５】ホースベッドは、ローラー軌道にはまって
いるホースの内径と同じ程度片寄らせてあることが好適
である。

【０００６】ホースベッドの樋とローラー軌道路の間の
距離は、分配方向につれ増加するので、最大接触圧の点
は、偏心しており、即ち、樋の中心から、分配方向に対
して反対に移動する。一般的に、ホース上の最大接触圧
点は、樋の始点にあり、ホースは、樋とローラー軌道路
の間の距離が増すので、円錐形に開くこととなる。その
結果、ポンプサージが降下し、ほぼ連続的なポンプ運転
が得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明によるホースポンプ装置
は、特に、非常に少量の液を分配するのに適する、例え
ば、接着剤を個々の滴に再現性よく分配するのに適す
る。各々の滴を分配するために、ローラー担持器を更に
所定のステップ角度で回転する。作られる一定量、即
ち、滴径は、第１の場合には、ローラー担持器が、この
作られる一定量に対して、決められたステップ角度に依
存している。ローラー担持器のピッチとステップ角度と
が、都合よく決められ、ステップ角度は、ローラーのピ
ッチと同じでないように（３６０°／ローラー数）、或
いは、その分数或いは倍数のいずれでもないようにされ
る。

【０００８】ローラー数を決めるために、ホースポンプ
の機械的システムと駆動モーターの電気的システムと
は、不適切な振動を避け得る限り、結合されない。次の
式により、ステップ角度は； ステップ角度≠２ｋ* ３６０°／ｎ （但し、ｎ＝ローラーの数であり、ｋ＝１／ｍ．．．．
１．．．ｉであり、ｍε∞．．２；ｉε２．．．∞）

【０００９】この式から、大きな流れでのサイクル操作
を回避するためには、偶数のローラーよりも、奇数のロ
ーラーでは、はるかに少ない数のシステム条件を排除す
るだけであるから、奇数のローラーの方が、より有利で
あることが分かる。

【００１０】ローラーの数とローラー担持器のピッチを
固定すると、ホースベッド内に、少なくとも３つのロー
ラーが常にあることが、保証されるべきである。分配の
連続性が、このようにして、改善される。

【００１１】歩留り量は、ホース内径により本質的に決
まる。適当に選択することにより、本発明のホースポン
プは、特に、少量の液滴、そして、μ−リットルの範囲
のもものまでも−を作成するためである。それにより、
本発明のホースポンプは、非常に小量の液、例えば、皮
膚の手術で使用されるような、皮膚接着剤を、繰り返
し、正確に分配するために適する。

【００１２】空気或いは気体の泡、或いは少量の固体異
物が、ホース内で運ばれているかどうかの信号を出力す
る泡検出器が、ホースポンプの上流に好適に配置され
る。泡検出器は、ホース内に光ビームを直接伝送する光
源を有し、光ビームの径は、ホースの内径に相当してい
る。ホースの一方の側では、光ビームが、受光器に入
る。赤外線光を用いると好適であり、それにより、外来
光の問題はよく回避できる。

【００１３】受光器から出力した信号は、伝送光の強度
の変化が分かるように、評価され、それにより、強度変
化の閾値が、空気或いは気体の泡或いは少量の固体異物
の存在を示す信号を出力することにより、設定される。
それは、絶対強度ではなく、測定された強度の変化だけ
を示し、泡検出器を所定強度に較正することが必要であ
る。

【００１４】非常に少量の液を分配する間に、ホース壁
から生じる液の蒸発を考慮する必要がある。一定量の
液、例えば、同じ径の液滴を、種々の間隔で分配しなけ
ればならない場合、最終の滴が分配された後の経過時間
を、考慮にいれて、分配量を適当にして、即ち、この時
間内でのステップ角度と蒸発液の量を、うまく選択する
ことが、良い結果となる。使用すると先ず、ホースは、
最初に、一定量の液を吸収するので、最初の蒸発量は大
きく見えることも、ここで、考慮にいれなければならな
い。更に、供給容器から分配装置までのホースの全長、
ホース直径、ホースの壁厚、ホース材質及び分配すべき
液（接着剤）についても、考慮する必要がある。

【００１５】

【実施例】本発明の具体例を、更に、図面を参照して説
明する。即ち、図１は、皮膚接着剤を適用するための装
置の全斜視図である。図２は、図１の装置が有するホー
スポンプを示す。図３は、泡検出器のホース軸に沿って
見た断面を示す断面図である。図４は、ホース１４と保
護フィルム３３を有するホースポンプを示す。

【００１６】図１に示すように、皮膚接着剤を適用する
装置は、ハウシング１０を有し、詳細は示さないが、そ
の中に、制御システム、ホースポンプのための駆動モー
ターを有する。ハウジング１０の正面１１に、投与すべ
き皮膚接着剤を含有する瓶１３を備える切り欠き部（ニ
ッチ）１２がある。瓶１３からホースポンプ１５を経
て、接着剤を適応する適用注射器１６に接着剤を移送す
るホース１４が、瓶１３に挿入される。ホルスター１７
も、適用注射器１６のために、ハウジング１０の面に備
わる。適用注射器１６がそのホルスター１７上にある場
合、適用注射器１６からの接着剤の滴を受けるドレイン
皿１８も、ハウジング１０の同じ面に配置される。ホー
スポンプ１５は、ハウジング１０の中に配置される。瓶
１３から適用注射器１６にまで伸びるホース１４を、ホ
ースポンプ１５に挿入するために、ハウジング１０の前
面１１に切開部１９を有し、切開部は、ホース１４の通
路に従って、ホースポンプ１５中にまで形成されてい、
それにより、ホース１４は、ホースポンプ１５の外側か
ら、切開部１９中に挿入できる。より容易に挿入できる
こと、そして、ホース１４を容易に置換できることは、
皮膚接着剤の場合に、重要である。即ち、新規なホース
に、ここで、よく置換しなければならないからである。

【００１７】図２には、ホースポンプ１５の詳細が示さ
れる。ローラー２３は、回転自在に、ローラー担持器２
２のピッチサークル２１上に所定ピッチで、取り付けら
れる。ローラー担持器２２は、示していない駆動モータ
ーにより駆動される。ローラー担持器の下に距離をとっ
て高さ調整可能に、ホースベッド２４が配置されてい
る。このために、ホースベッド２４は、ガイドロッド２
５上に、その両端が移動可能に配置される。ホースベッ
ド２４の表面は、ローラー２３が配置されており、凹面
をなし、それにより、ローラー軌跡路から離れた樋２６
を形成している。樋２６は、ローラー担持器２２に対し
て偏心して向かい合っており、そして、矢印で示すよう
に、分配方向で、いくらか片寄ってい、それは、ローラ
ー担持器２２の回転運動により、予め定められている。
それにより、ホース１４に対するローラー２３の最大接
触圧点は、樋２６の入口２７にある。ローラー２３と樋
２６との間の距離は、分配方向に向かってだんだんに広
がるものであり、それにより、ローラー２３と樋２６と
の間のホース１４のための空間は、円錐形曲線をとって
開いている。正弦波周期ポンプパルスは、ホースベッド
２４の偏心配置とそれにより得られる円錐形に曲がった
開口角の配置により、円滑化され、その結果、接着剤が
連続的に運ばれていくこととなる。

【００１８】ローラー２３の数と直径と、ローラー２３
が配置されたピッチサークル２１の直径を調和させる
と、移送運動をできるだけ連続的にすることができる。
所謂、ローラーチャンバーが、連続ローラー２３の間の
ホース１４内に形成される。ローラーチャンバー２８
は、移送量に対して決定的であるために、ピッチサーク
ル直径とローラー直径に比べて、大きくならなく、勝手
に小さくなる。奇数のローラー２３は、なるべく連続的
にポンプを運転するためには特に有利である。これは、
非線形システム中で、入力径と出力径との間が結合して
いることから分かる。樋２６の長さとローラー２３の間
の距離は、常に、樋２６中に少なくとも３つのローラー
２３があるように、選択されるべきである。

【００１９】保護フィルム３３は、ローラー２３によ
り、ホース１４上に働く正接方向の力を吸収するよう
に、ローラー２３とホース１４の間に、都合よく置か
れ、それにより、ホース１４の移動を回避することがで
きる。更に、それにより、ホース１４がローラー２３に
接着してしまうことを回避する。図４において、保護フ
ィルムは、ホース１４と同様に示される。保護フィルム
は、その幅が、ローラー２３の長さに相当する幅のフィ
ルム膜である。保護フィルムは、図１及び４に示すよう
に、クランプボルト３２により、その端部で保持され
る。

【００２０】ホース１４を挿入し、そして、保護フィル
ム３３を任意に置換するためには、ホースベッド２４を
ローラー担持器２２から離して、持ち上げることによ
り、ホースポンプ１５が開かれる。このために、ホース
ベッド２４は、ホースベッド２４下に配置された偏心ロ
ーラー２９により、ガイドロッド２５上で、移動でき
る。ホースポンプ１５は、図２では、開かれた状態にあ
り、図４では、閉じた状態である。ホースベッド２４に
は、圧力バネ３０により偏心ローラー２９に対して、予
め張力を与えておく。ローラー担持器２２及び偏心ロー
ラー２９は、モーター担持板３１内に配置され、ホース
ベッド２４は、その間に配置される。

【００２１】泡検出器４０は、図３に示されるが、切り
欠き部１２とホースポンプ１５の間で、図１に示すハウ
ジング１０内に設ける。泡検出器４０は、赤外線ダイオ
ードの形のトランスミッター４１を有し、トランスミッ
ター４１からの光を収束する第１のレンズ４２、直径が
ホース１４の内径よりもいくらか小さい光ビームを通過
させる第１のスクリーン４３を有する。第２のスクリー
ン４４は、ホース１４の逆側に配置され、側面から照ら
す外部光を遮断している。このスクリーンの背後に配置
されている第２のレンズ４５は、光トランジスタの形の
受光器４６上に、伝送光を入れるものである。

【００２２】トランスミッター４１から発射された光の
波長は、各々の場合の条件に基づいたもので、特に、ホ
ース１４の材質により、そして、ホース１４中を通る液
により、また、外部光比率に基づいて、この波長は吸収
される。代表する具体例において、８５０〜９５０ｎｍ
の波長の赤外線光を、使用し、それに対して、エンド適
性の干渉フィルターが受光器４６に備わる。上記のよう
に、第１のスクリーン４３の直径は、ホース１４の内径
よりもいくらか小さいものである。それにより、光ビー
ムの平行度が不完全な場合でも、ホース１４中に存在す
る液により、受光器４６に光が通過しないことが確認さ
れる。第２のスクリーン４４の直径は、ホース１４の内
径の約２倍にすることが有利である。

【００２３】受光器４６では、それに入った光の量にほ
ぼ比例する電気信号が生じる。ホース１４は、液で充填
され、光の一部は、液で吸収され、そして、受光器４６
では、電気信号が生じる。空気或いは気体の泡或いは異
物が液中にある場合、受光器４６に入る光の量は瞬間に
変わり、そして、これらの空気或いは気体の泡或いは異
物が、泡検出器４０中を動くと、その結果、泡検出器に
信号パルスが生じる。受光器４６からの信号は、図示の
ない電子ネットワーク中で処理され、それにより、ネッ
トワークには、気体泡或いは異物による通路の特性の各
変化とともに出力信号が生じる。電子ネットワークは、
受光器の信号の絶対値を分析することではなく、検出器
の信号の変化に反応するだけであるので、泡検出器を、
所定の絶対信号値に、較正するか、設定することが、必
要ない。

【００２４】泡検出器は、もちろん、本発明により、ホ
ースポンプと結合されて適用されるばかりでなく、他の
装置と結合して使用され、或いは、独立のユニットとし
て、使用される。

【００２５】皮膚接着剤の適用のための図１に示す装置
は、キイボードを用いて入力した制御システムによりホ
ースポンプ１５を調整する制御システムを有する。泡検
出器４０の信号も、制御システム中で処理される。皮膚
接着剤は、一般的に、外科器具により、滴下で適用され
る。制御システムは、選択された滴径によりローラー担
持器２０のステップ角度を選択する。ホースポンプ１４
を連続的に運転することも、ホース１４を最初に充填す
るために、決められる。決められた滴径で、各滴を分配
することは、足スイッチ（図示せず）により、行なわれ
る。

【００２６】制御システムは、２つの分配処理の間の経
過時間をも考慮に入れる。ほとんどの液は、特に、接着
剤は、ホース１４の壁を通して、少しだけ、蒸発するた
め、ホースの材質は、重要な役目をする。特に、少量の
液を適用する場合に、ホース１４を通して拡散した液の
量を、次の投与処理の間に、液の損失量で、適切に補填
することは、重要である。更に、制御システムは、接着
剤の処理時間が経過したときに、光学的或いは音響学的
な信号で示す。

【００２７】この制御システムは、一般的に使用でき、
そして、本発明に従って、液の分配用に、特に、所望の
間隔で、液を少量ずつ分配するために、ホースポンプと
結合して使用するばかりでない。制御システムは、分配
装置を調整し、それにより、２つの分配工程の間の経過
時間が、この時間中に起こった、ホースを通して蒸発す
ること、或いは、ホース中に吸収されることによる液損
失を補填するように、配慮される。

【００２８】

【発明の効果】本発明のホースポンプ装置は、図示のよ
うな構造により、次のごとき技術的効果があった。即
ち、第１に、ホースポンプの分配容量を改善し、液を均
等に分配できるホースポンプを提供する。そして、液の
分配のために、特に、所望の間隔で、液を少量ずつ分配
するために、ホースポンプと結合して使用するホースポ
ンプの制御システムを提供する。即ち、少量の液を分配
する装置を調整し、それにより、２つの分配処理の間の
経過時間を、この時間中に起こった、ホースを通して蒸
発すること、或いは、ホース中に吸収されることによる
液損失を補填するように、考慮に入れた制御システムを
提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】皮膚接着剤を適用するための本発明のホースポ
ンプ装置の斜視図である。

【図２】図１のホースポンプ装置中にあるホースポンプ
装置の説明図である。

【図３】図１の装置でのホース軸に沿って見た泡検出器
の断面図である。

【図４】使用する、開いたホースと保護フィルムを有す
るホースポンプ装置の説明図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １１ ハウジング正面 １２ 切り込み部 １３ 接着剤瓶 １４ ホース １５ ホースポンプ １６ 適用注射器 １７ ホルスター １８ ドレイン皿 １９ 切開部 ２０ ローラー担持器 ２１ ピッチサークル ２２ ローラー担持器 ２３ ローラー ２４ ホースベッド ２５ ガイドロッド ２６ 樋 ２７ 入口 ２８ ローラーチャンバー ２９ 偏心ローラー ３０ 圧力バネ ３１ モーター支持板 ３２ クランプボルト ３３ 保護フィルム ４０ 泡検出器 ４１ トランスミッター ４２ 第１レンズ ４３ 第１スクリーン ４４ 第２スクリーン ４５ 第２レンズ ４６ 受光器 ５０ キイボード

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホースベッド２４を有し；ピッチサーク
   ル２１上を回転駆動されるローラー担持器２２上に回転
   可能に収納され、そして、ホースベッド２４から離れた
   軌道路上を、該ローラー担持器により動かされる多数の
   ローラー２５を有し；それにより、ホースベッド２４と
   の距離は、ホースベッド２４とローラー軌道路２２との
   間にあるホース１４が、その軌道路の一部で、圧縮され
   るように選択されており；更に、ホースベッド２４は、
   ホースベッド２４とローラー軌道路２２との間の距離
   が、ローラー２２の運動方向につれ増大するように、ロ
   ーラー軌道路２２に片寄り向い合せて配置されているこ
   とを特徴とするホースポンプ装置。
2. 【請求項２】ホースベッド２４は、ローラー担持器２２
   のピッチサークル２１の外側に配置され、ローラー担持
   器２２の表面は、凹面の樋２６であることを特徴とする
   請求項１に記載のホースポンプ装置。
3. 【請求項３】ホースベッド２４は、偏心ローラー２９に
   対してバネ張力により予め張力を与えられ、偏心ローラ
   ー２９を回転させることにより運動することを特徴とす
   る請求項２に記載のホースポンプ装置。
4. 【請求項４】奇数のローラーが、ローラー担持器２２内
   に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載のホースポンプ装置。
5. 【請求項５】少なくとも３つのローラー２３が、常に、
   ホースベッド２４内にあることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかに記載のホースポンプ装置。
6. 【請求項６】保護フィルム３３が、ローラー２３とホー
   ス１４の間に配置されていることを特徴とする請求項１
   〜５のいずれかに記載のホースポンプ装置。
7. 【請求項７】外部信号に従った所定寸法の個々の滴に分
   配するために、回転駆動を制御し、ローラー担持器２２
   が、所定の回転角度に回転し、それにより、回転角度
   は、選択した滴径に依存しており、また、中間時間で行
   なわれた蒸発損失を補填するため、液滴を最終的に分配
   した後の時間経過にも依存することを特徴とする請求項
   １〜６のいずれかに記載のホースポンプ装置。
8. 【請求項８】泡検出器４０が、配置されていることを特
   徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のホースポンプ
   装置。
9. 【請求項９】集光した光ビームをホース１４を通し、ホ
   ース１４を通過した光ビームを受ける受光器４６を有す
   る制御システムを有し、そして、トランスミッター４１
   を有する、ホース１４中を運ばれる液の中にある泡或い
   は異物を検出する泡検出器４０において、 その制御システムは、泡或いは異物の存在を示す警告信
   号が、受光器に入る光量が変化したときに生ずるよう
   に、受光器４６により得られた信号を処理するものであ
   ることを特徴とする泡検出器。
10. 【請求項１０】トランスミッター４１とホース１４の間
    に、スクリーン４３を備え、その開口部は、ホース１４
    の内径より、いくらか小さいことを特徴とする請求項９
    に記載の泡検出器。
11. 【請求項１１】液を分配する装置のための制御システム
    において、 制御システムは、２つの分配工程の間の経過時間を考慮
    に入れ、この時間内で、分配ホース内での蒸発或いは吸
    収により生じた液損失を考慮に入れ、分配量を増加する
    ことにより、その損失を補完するように、分配装置を制
    御することを特徴とする前記制御システム。
12. 【請求項１２】該分配装置は、所定の最大処理時間で、
    液を分配するものであり、処理時間の経過は、光学的な
    或いは音響学的な信号により表示されることを特徴とす
    る請求項１１に記載の制御システム。