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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023184169
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】チューブポンプ
(51)【国際特許分類】
F04C 5/00 20060101AFI20231221BHJP
F04C 15/06 20060101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
F04C5/00 341C
F04C15/06 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022098158
(22)【出願日】2022-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】吉元 健史
(72)【発明者】
【氏名】松崎 光正
【テーマコード（参考）】
3H044
【Ｆターム（参考）】
3H044CC11
3H044DD03
3H044DD05
(57)【要約】
【課題】 弾性チューブ内で発生する脈動を抑制する。
【解決手段】 略馬蹄形に形成された側壁１１ａに沿って大径チューブ１ａ（弾性チューブ）が配設されるハウジング１１と、上記ハウジング１１の側壁１１ａに沿って移動するローラ１３とを備えたチューブポンプ２に関する。
上記側壁１１ａに、大径チューブ１ａを圧迫して閉塞させる閉塞区間Ａと、上記回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間Ｂとの間に、上記閉塞区間よりも大きな半径の円弧を有した圧力逃がし区間Ｃを設けた。
上記ローラ１３が上記圧力逃がし区間Ｃを移動する間、上記ローラ１３によって圧迫された大径チューブ１ａには当該ローラ１３の上流側の部分と下流側の部分とを連通させる連通口が形成され、かつ当該連通口の大きさが一定に維持されるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】 略馬蹄形に形成された側壁１１ａに沿って大径チューブ１ａ（弾性チューブ）が配設されるハウジング１１と、上記ハウジング１１の側壁１１ａに沿って移動するローラ１３とを備えたチューブポンプ２に関する。
上記側壁１１ａに、大径チューブ１ａを圧迫して閉塞させる閉塞区間Ａと、上記回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間Ｂとの間に、上記閉塞区間よりも大きな半径の円弧を有した圧力逃がし区間Ｃを設けた。
上記ローラ１３が上記圧力逃がし区間Ｃを移動する間、上記ローラ１３によって圧迫された大径チューブ１ａには当該ローラ１３の上流側の部分と下流側の部分とを連通させる連通口が形成され、かつ当該連通口の大きさが一定に維持されるようにした。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略馬蹄形に形成された側壁に沿って弾性チューブが配設されるハウジングと、上記ハウジングの側壁の内側に回転可能に設けられたロータと、上記ロータに設けられて上記側壁に沿って移動するローラとを備え、
上記側壁は、上記ロータの回転中心を中心とする所定半径の円弧を有し、上記ローラと上記側壁との間で弾性チューブを圧迫して閉塞させる閉塞区間と、上記閉塞区間の下流側に設けられて上記回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間とを備えたチューブポンプにおいて、
上記側壁は、上記閉塞区間と上記離脱区間との間に、ロータの回転中心を中心とする、上記閉塞区間よりも大きな半径の円弧を有した圧力逃がし区間を備え、
上記ローラが上記圧力逃がし区間を移動する間、上記ローラによって圧迫された弾性チューブには当該ローラの上流側の部分と下流側の部分とを連通させる連通口が形成されるとともに、当該連通口の大きさが一定に維持されることを特徴とするチューブポンプ。
上記側壁は、上記ロータの回転中心を中心とする所定半径の円弧を有し、上記ローラと上記側壁との間で弾性チューブを圧迫して閉塞させる閉塞区間と、上記閉塞区間の下流側に設けられて上記回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間とを備えたチューブポンプにおいて、
上記側壁は、上記閉塞区間と上記離脱区間との間に、ロータの回転中心を中心とする、上記閉塞区間よりも大きな半径の円弧を有した圧力逃がし区間を備え、
上記ローラが上記圧力逃がし区間を移動する間、上記ローラによって圧迫された弾性チューブには当該ローラの上流側の部分と下流側の部分とを連通させる連通口が形成されるとともに、当該連通口の大きさが一定に維持されることを特徴とするチューブポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はチューブポンプに関し、詳しくは弾性チューブをローラによって押圧しながら移動させて送液を行うチューブポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば透析治療に用いる透析装置には、患者の血液を送液する血液ポンプとしてチューブポンプを用いており、このようなチューブポンプは、略馬蹄形に形成された側壁に沿って弾性チューブが配設されるハウジングと、上記ハウジングの側壁の内側に回転可能に設けられたロータと、上記ロータに設けられて上記側壁に沿って移動するローラとを備えている。
上記ロータを回転させると、上記ローラが弾性チューブを圧迫した状態で移動することで、弾性チューブ内の液体が送液されるようになっている（特許文献１）。
このようなチューブポンプの上記ハウジングの側壁には、上記ローラと側壁との間で弾性チューブを圧迫して完全に閉塞させる閉塞区間と、上記閉塞区間の下流側に連続して設けられて上記ロータの回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間とが形成されている。
上記離脱区間では上記ローラによるチューブの圧迫が解消されることから、弾性チューブが弾性力によって元の形状に復帰しようとし、ローラに圧迫されていた部分の容積が拡大することとなる。
この時、上記ローラが側壁から急激に離脱すると、上記圧迫されていた部分の容積が急激に拡大して付近の液体が引き込まれるが、特にロータの下流側に位置していた液体が引き込まれると、液体の逆流により回路内に脈動を生じさせるという問題があった。
このような問題に対処するため、特許文献２に記載されたチューブポンプでは、上記離脱区間において上記ローラを側壁から徐々に離隔させることで、ロータに圧迫されていた部分の容積が急拡大しないようにし、液体の逆流を抑制しようとしていた。
上記ロータを回転させると、上記ローラが弾性チューブを圧迫した状態で移動することで、弾性チューブ内の液体が送液されるようになっている（特許文献１）。
このようなチューブポンプの上記ハウジングの側壁には、上記ローラと側壁との間で弾性チューブを圧迫して完全に閉塞させる閉塞区間と、上記閉塞区間の下流側に連続して設けられて上記ロータの回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間とが形成されている。
上記離脱区間では上記ローラによるチューブの圧迫が解消されることから、弾性チューブが弾性力によって元の形状に復帰しようとし、ローラに圧迫されていた部分の容積が拡大することとなる。
この時、上記ローラが側壁から急激に離脱すると、上記圧迫されていた部分の容積が急激に拡大して付近の液体が引き込まれるが、特にロータの下流側に位置していた液体が引き込まれると、液体の逆流により回路内に脈動を生じさせるという問題があった。
このような問題に対処するため、特許文献２に記載されたチューブポンプでは、上記離脱区間において上記ローラを側壁から徐々に離隔させることで、ロータに圧迫されていた部分の容積が急拡大しないようにし、液体の逆流を抑制しようとしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５３９７７４７号公報
【特許文献2】特開平６－１７７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このようなチューブポンプにおいても、チューブポンプの下流側に例えばダイアライザなどの液体の流通の抵抗となるような器具が設けられている場合、チューブポンプと上記器具との間を流通する液体には、チューブポンプによる送液圧力と、上記器具の抵抗による圧力とが作用する。
その結果、上記閉塞区間を移動するローラよりも下流側に位置する液体の圧力が、ローラの上流側に位置する液体の圧力よりも高くなって、これらの間に差圧が生じることとなる。
その結果、上記離脱区間においてロータが側壁から離隔して、上記弾性チューブにロータの上流側と下流側とを連通させる連通口が形成されると、差圧を解消しようとして連通口を通過する液体の逆流が発生し、脈動を発生させてしまうという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は弾性チューブ内における液体の脈動をより効果的に抑制することが可能なチューブポンプを提供するものである。
その結果、上記閉塞区間を移動するローラよりも下流側に位置する液体の圧力が、ローラの上流側に位置する液体の圧力よりも高くなって、これらの間に差圧が生じることとなる。
その結果、上記離脱区間においてロータが側壁から離隔して、上記弾性チューブにロータの上流側と下流側とを連通させる連通口が形成されると、差圧を解消しようとして連通口を通過する液体の逆流が発生し、脈動を発生させてしまうという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は弾性チューブ内における液体の脈動をより効果的に抑制することが可能なチューブポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
すなわち請求項１の発明にかかるチューブポンプは、略馬蹄形に形成された側壁に沿って弾性チューブが配設されるハウジングと、上記ハウジングの側壁の内側に回転可能に設けられたロータと、上記ロータに設けられて上記側壁に沿って移動するローラとを備え、
側壁は、上記ロータの回転中心を中心とする所定半径の円弧を有し、上記ローラと側壁との間で弾性チューブを圧迫して閉塞させる閉塞区間と、上記閉塞区間の下流側に設けられて上記回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間とを備えたチューブポンプにおいて、
上記側壁は、上記閉塞区間と上記離脱区間との間に、ロータの回転中心を中心とする、上記閉塞区間よりも大きな半径の円弧を有した圧力逃がし区間を備え、
上記ローラが上記圧力逃がし区間を移動する間、上記ローラによって圧迫された弾性チューブには当該ローラの上流側の部分と下流側の部分とを連通させる連通口が形成されるとともに、当該連通口の大きさが一定に維持されることを特徴としている。
側壁は、上記ロータの回転中心を中心とする所定半径の円弧を有し、上記ローラと側壁との間で弾性チューブを圧迫して閉塞させる閉塞区間と、上記閉塞区間の下流側に設けられて上記回転中心より徐々に離隔する形状を有した離脱区間とを備えたチューブポンプにおいて、
上記側壁は、上記閉塞区間と上記離脱区間との間に、ロータの回転中心を中心とする、上記閉塞区間よりも大きな半径の円弧を有した圧力逃がし区間を備え、
上記ローラが上記圧力逃がし区間を移動する間、上記ローラによって圧迫された弾性チューブには当該ローラの上流側の部分と下流側の部分とを連通させる連通口が形成されるとともに、当該連通口の大きさが一定に維持されることを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
上記発明によれば、上記閉塞区間と上記離脱区間との間に圧力逃がし区間を設けたことで、圧迫された弾性チューブにおけるローラの上流側と下流側との間に微小な連通口を形成するとともに、ローラが当該圧力逃がし区間を通過する間、当該連通口の大きさを一定に保つようになっている。
これにより、連通口を介してローラの下流側から上流側に向かう小さな流れを形成して、ローラの上流側の空間と下流側の空間との差圧を解消させることができる。従って、その後ローラが上記離脱区間に移動して弾性チューブより離脱しても、差圧による液体の逆流が抑制されることから、脈動の発生を抑えることが可能となる。
これにより、連通口を介してローラの下流側から上流側に向かう小さな流れを形成して、ローラの上流側の空間と下流側の空間との差圧を解消させることができる。従って、その後ローラが上記離脱区間に移動して弾性チューブより離脱しても、差圧による液体の逆流が抑制されることから、脈動の発生を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施例について説明すると、図１は透析装置を構成する血液回路１に設けられたチューブポンプ２を示しており、上記血液回路１には血液透析を行うためのダイアライザ３と、ドリップチャンバ４とが設けられている。
上記血液回路１は弾性を有した弾性チューブによって動脈側血液回路および静脈側血液回路を含んで構成されており、動脈側血液回路の端部および静脈側血液回路の端部がそれぞれ患者の血管に接続されるようになっている。そして動脈側から流入した血液は上記ダイアライザ３において透析液との間で透析された後、静脈側に排出されるようになっている。
そして本実施例のチューブポンプ２は上記ダイアライザ３よりも上流側、すなわち動脈側に設けられており、また上記ドリップチャンバ４はチューブポンプ２とダイアライザ３との間に設けられている。
上記ドリップチャンバ４は、中央にチューブポンプ２側の弾性チューブが装着されたキャップ４ａと、下端部にダイアライザ３側の弾性チューブが装着されたケース４ｂとを備えており、上記キャップ４ａとケース４ｂとは気密を保った状態で密閉されている。
上記キャップ４ａに装着された弾性チューブはその先端部が上記ケース４ｂの内側に位置しており、上記チューブポンプ２より送液された血液はドリップチャンバ４の上方に接続された弾性チューブの先端からケース４ｂ内に落下し、その後、ケース４ｂの下方に接続された弾性チューブからダイアライザ３へと送液されるようになっている。
上記血液回路１は弾性を有した弾性チューブによって動脈側血液回路および静脈側血液回路を含んで構成されており、動脈側血液回路の端部および静脈側血液回路の端部がそれぞれ患者の血管に接続されるようになっている。そして動脈側から流入した血液は上記ダイアライザ３において透析液との間で透析された後、静脈側に排出されるようになっている。
そして本実施例のチューブポンプ２は上記ダイアライザ３よりも上流側、すなわち動脈側に設けられており、また上記ドリップチャンバ４はチューブポンプ２とダイアライザ３との間に設けられている。
上記ドリップチャンバ４は、中央にチューブポンプ２側の弾性チューブが装着されたキャップ４ａと、下端部にダイアライザ３側の弾性チューブが装着されたケース４ｂとを備えており、上記キャップ４ａとケース４ｂとは気密を保った状態で密閉されている。
上記キャップ４ａに装着された弾性チューブはその先端部が上記ケース４ｂの内側に位置しており、上記チューブポンプ２より送液された血液はドリップチャンバ４の上方に接続された弾性チューブの先端からケース４ｂ内に落下し、その後、ケース４ｂの下方に接続された弾性チューブからダイアライザ３へと送液されるようになっている。
【0009】
上記チューブポンプ２は、略馬蹄形に形成された側壁１１ａに沿って弾性チューブが配設されるハウジング１１と、上記ハウジング１１の側壁１１ａの内側に回転可能に設けられたロータ１２と、上記ロータ１２に設けられて上記側壁１１ａに沿って移動するローラ１３とを備え、上記ロータ１２は図示しないモータによって駆動されるようになっている。
上記血液回路１を構成する弾性チューブのうち、チューブポンプ２に装着される部分には、他の部分よりも大径の大径チューブ１ａが用いられ、当該大径チューブ１ａの両端部にはそれぞれ小径チューブ１ｂがコネクタ１ｃを介して連結されている。
本実施例において、上記大径チューブ１ａの図示下方側の端部に接続された小径チューブ１ｂは患者の動脈側に装着され、図示上方側の端部に接続された小径チューブ１ｂは患者の静脈側、すなわち上記ダイアライザ３に接続されるようになっている。
本実施例では、上記大径チューブ１ａとして、外径１２ｍｍ、内径が８ｍｍのものを使用し、また小径チューブ１ｂとして、外径６．６ｍｍ、内径が４．４ｍｍのものを使用した。
上記血液回路１を構成する弾性チューブのうち、チューブポンプ２に装着される部分には、他の部分よりも大径の大径チューブ１ａが用いられ、当該大径チューブ１ａの両端部にはそれぞれ小径チューブ１ｂがコネクタ１ｃを介して連結されている。
本実施例において、上記大径チューブ１ａの図示下方側の端部に接続された小径チューブ１ｂは患者の動脈側に装着され、図示上方側の端部に接続された小径チューブ１ｂは患者の静脈側、すなわち上記ダイアライザ３に接続されるようになっている。
本実施例では、上記大径チューブ１ａとして、外径１２ｍｍ、内径が８ｍｍのものを使用し、また小径チューブ１ｂとして、外径６．６ｍｍ、内径が４．４ｍｍのものを使用した。
【0010】
図２に示すように、上記ハウジング１１に形成された略馬蹄形の側壁１１ａは、上記ロータ１２の回転中心Ｃ１を中心とする半径ｒ１の円弧を有した閉塞区間Ａと、上記閉塞区間Ａに対して上記ロータ１２の回転方向の上流側および下流側に隣接して設けられた離脱区間Ｂとを有している。
上記離脱区間Ｂの形状については後に詳述するが、その一部は離脱区間Ｂを構成する側壁１１ａ同士が平行に相対した支持区間Ｂ２を備えており、上記ハウジング１１に大径チューブ１ａを装着する際には、これら支持区間Ｂ２に上記大径チューブ１ａの上流側および下流側の端部を位置させるようになっている。
上記離脱区間Ｂの形状については後に詳述するが、その一部は離脱区間Ｂを構成する側壁１１ａ同士が平行に相対した支持区間Ｂ２を備えており、上記ハウジング１１に大径チューブ１ａを装着する際には、これら支持区間Ｂ２に上記大径チューブ１ａの上流側および下流側の端部を位置させるようになっている。
【0011】
また図１に示すように、支持区間Ｂ２を構成する２つの側壁１１ａの間には、上記大径チューブ１ａをハウジング１１に保持するための保持ブロック１４と、当該保持ブロック１４に設けられた把持片１４ａとが設けられている。
そして上記ハウジング１１における上記離脱区間Ｂの端部と、上記保持ブロック１４の端部には、それぞれ大径チューブ１ａの両端の上記コネクタ１ｃを係合するための係合部が形成されている。
このような構成により、大径チューブ１ａをチューブポンプ２に装着する際には、最初に上記コネクタ１ｃを上記係合部に係合させた状態で、大径チューブ１ａを側壁１１ａに沿って配設し、その後上記保持ブロック１４をハウジング１１に固定することにより、大径チューブ１ａの端部を把持片１４ａによって保持するようになっている。
そして上記ハウジング１１における上記離脱区間Ｂの端部と、上記保持ブロック１４の端部には、それぞれ大径チューブ１ａの両端の上記コネクタ１ｃを係合するための係合部が形成されている。
このような構成により、大径チューブ１ａをチューブポンプ２に装着する際には、最初に上記コネクタ１ｃを上記係合部に係合させた状態で、大径チューブ１ａを側壁１１ａに沿って配設し、その後上記保持ブロック１４をハウジング１１に固定することにより、大径チューブ１ａの端部を把持片１４ａによって保持するようになっている。
【0012】
本実施例において、上記ロータ１２は図示時計回りに回転するようになっており、当該ロータ１２の回転中心Ｃ１を挟んで対向する位置には２つのローラ１３が設けられている。各ローラ１３は図示しないバネによってロータ１２の外側に向けて付勢された状態を維持するようになっている。
また上記ロータ１２における上記ローラ１３を挟んで回転方向上流側および下流側に隣接した位置にはそれぞれガイドピン１２ａが設けられており、ロータ１２の回転中における上記大径チューブ１ａの脱落を阻止するようになっている。
本実施例では、各ローラ１３の直径を１８ｍｍとし、また上記ローラ１３の中心は、上記バネによって外側に付勢されることにより、ロータ１２の回転中心Ｃ１に対して半径３０．３ｍｍの位置を移動するようになっている。
一方、上記ローラ１２によって大径チューブ１ａを圧迫すると、バネの力に抗してローラ１３が回転中心Ｃ１に向けて移動し、ローラ１３の中心はロータ１２の回転中心Ｃ１に対して半径３０ｍｍの位置を移動するようになっている。つまり上記ローラ１３は半径方向に０．３ｍｍ移動可能となっている。
また上記ロータ１２における上記ローラ１３を挟んで回転方向上流側および下流側に隣接した位置にはそれぞれガイドピン１２ａが設けられており、ロータ１２の回転中における上記大径チューブ１ａの脱落を阻止するようになっている。
本実施例では、各ローラ１３の直径を１８ｍｍとし、また上記ローラ１３の中心は、上記バネによって外側に付勢されることにより、ロータ１２の回転中心Ｃ１に対して半径３０．３ｍｍの位置を移動するようになっている。
一方、上記ローラ１２によって大径チューブ１ａを圧迫すると、バネの力に抗してローラ１３が回転中心Ｃ１に向けて移動し、ローラ１３の中心はロータ１２の回転中心Ｃ１に対して半径３０ｍｍの位置を移動するようになっている。つまり上記ローラ１３は半径方向に０．３ｍｍ移動可能となっている。
【0013】
次に、上記ハウジング１１の側壁１１ａに設定された上記閉塞区間Ａは、ロータ１２の回転中心Ｃ１を中心とする半径ｒ１の円弧状を有しており、本実施例では上記半径ｒ１を４２．５ｍｍに設定している。
上記ローラ１３がこの閉塞区間Ａを移動する間、上記ローラ１３は側壁１１ａとの間で大径チューブ１ａを圧迫して、ローラ１３の位置に対して上流側に位置する空間と下流側に隣接する空間とを遮断するようになっている。
これにより、ローラ１３が閉塞区間Ａを移動すると、ローラ１３によって圧迫された部分も移動するため、圧迫された部分の下流側に位置する液体が下流側のダイアライザ３に向けて送液されるようになっている。
また本実施例において、上記閉塞区間Ａは図２に示すように少なくとも１８０°の範囲で形成されており、これにより、２つのローラ１３が同時に閉塞区間Ａに位置している場合（図示Ｘの状態）には、両ローラ１３の間の大径チューブ１ａは２つのロータ１２によって密閉された状態となる。
上記ローラ１３がこの閉塞区間Ａを移動する間、上記ローラ１３は側壁１１ａとの間で大径チューブ１ａを圧迫して、ローラ１３の位置に対して上流側に位置する空間と下流側に隣接する空間とを遮断するようになっている。
これにより、ローラ１３が閉塞区間Ａを移動すると、ローラ１３によって圧迫された部分も移動するため、圧迫された部分の下流側に位置する液体が下流側のダイアライザ３に向けて送液されるようになっている。
また本実施例において、上記閉塞区間Ａは図２に示すように少なくとも１８０°の範囲で形成されており、これにより、２つのローラ１３が同時に閉塞区間Ａに位置している場合（図示Ｘの状態）には、両ローラ１３の間の大径チューブ１ａは２つのロータ１２によって密閉された状態となる。
【0014】
図３は図１、図２におけるＩＩＩ部の拡大図を示しており、上記閉塞区間Ａに対してロータ１２の回転方向下流側には上記離脱区間Ｂが設けられているが、本実施例のチューブポンプ２は閉塞区間Ａと離脱区間Ｂとの間に圧力逃がし区間Ｃを備えることを特徴としている。
最初に上記圧力逃がし区間Ｃから説明すると、当該圧力逃がし区間Ｃは半径ｒ２からなる円弧面２１によって構成されており、上記閉塞区間Ａと圧力逃がし区間Ｃとの間には傾斜面２２からなる接続区間Ｄが形成されている。
上記円弧面２１は上記閉塞区間Ａを構成する側壁１１ａの半径よりも大きな半径ｒ２を有しており、本実施例では上記円弧面２１の半径ｒ２を４３．１ｍｍに設定している。
ここで、閉塞区間Ａの半径ｒ１を１００とした場合における円弧面２１の半径ｒ２の割合は、以下に説明する大径チューブ１ａに形成される開口部の大きさを考慮しつつ、１０１．４～１０１．７％の範囲で設定することが望ましい。
上記傾斜面２２は、上記閉塞区間Ａと円弧面２１との間に形成されており、閉塞区間Ａと傾斜面２２との境界部分、並びに傾斜面２２と円弧面２１との境界部分はそれぞれ滑らかに接続されている。
最初に上記圧力逃がし区間Ｃから説明すると、当該圧力逃がし区間Ｃは半径ｒ２からなる円弧面２１によって構成されており、上記閉塞区間Ａと圧力逃がし区間Ｃとの間には傾斜面２２からなる接続区間Ｄが形成されている。
上記円弧面２１は上記閉塞区間Ａを構成する側壁１１ａの半径よりも大きな半径ｒ２を有しており、本実施例では上記円弧面２１の半径ｒ２を４３．１ｍｍに設定している。
ここで、閉塞区間Ａの半径ｒ１を１００とした場合における円弧面２１の半径ｒ２の割合は、以下に説明する大径チューブ１ａに形成される開口部の大きさを考慮しつつ、１０１．４～１０１．７％の範囲で設定することが望ましい。
上記傾斜面２２は、上記閉塞区間Ａと円弧面２１との間に形成されており、閉塞区間Ａと傾斜面２２との境界部分、並びに傾斜面２２と円弧面２１との境界部分はそれぞれ滑らかに接続されている。
【0015】
このような構成により、上記圧力逃がし区間Ｃの円弧面２１にローラ１３が移動すると、ローラ１３による大径チューブ１ａの圧迫が弱まることとなる。
すると、大径チューブ１ａは弾性力によって元の形状に復帰しようとし、それまでローラ１３によって閉塞されていた部分に、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間とを連通させる連通口が形成されるようになる。
上記連通口の大きさは、０．１～０．２ｍｍの範囲、もしくは大径チューブ１ａの内径に対して１．３～２．５％の範囲で形成されることが望ましい。
上記連通口の大きさが大径チューブ１ａの内径に対して１．３％未満であると、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との間で液体がほとんど流通しないため、以下に説明する効果が十分に得られない恐れがある。
一方、連通口の大きさが大径チューブ１ａの内径に対して２．５％を超えると、上記連通口が大きくなりすぎ、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との間で液体が大量に流通可能となることから、脈動を抑制できなくなる。
また上記大径チューブ１ａに形成される連通口の大きさは、上記閉塞区間Ａの半径ｒ１と、圧力逃がし区間Ｃの円弧面２１の半径ｒ２との差や、上記ローラ１３を付勢しているバネの付勢力、ローラ１３の半径方向の移動量によっても調整することができる。
すると、大径チューブ１ａは弾性力によって元の形状に復帰しようとし、それまでローラ１３によって閉塞されていた部分に、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間とを連通させる連通口が形成されるようになる。
上記連通口の大きさは、０．１～０．２ｍｍの範囲、もしくは大径チューブ１ａの内径に対して１．３～２．５％の範囲で形成されることが望ましい。
上記連通口の大きさが大径チューブ１ａの内径に対して１．３％未満であると、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との間で液体がほとんど流通しないため、以下に説明する効果が十分に得られない恐れがある。
一方、連通口の大きさが大径チューブ１ａの内径に対して２．５％を超えると、上記連通口が大きくなりすぎ、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との間で液体が大量に流通可能となることから、脈動を抑制できなくなる。
また上記大径チューブ１ａに形成される連通口の大きさは、上記閉塞区間Ａの半径ｒ１と、圧力逃がし区間Ｃの円弧面２１の半径ｒ２との差や、上記ローラ１３を付勢しているバネの付勢力、ローラ１３の半径方向の移動量によっても調整することができる。
【0016】
上記離脱区間Ｂは、上記側壁１１ａがロータ１２の回転中心Ｃ１より徐々に離隔するように形成された潰し量変化区間Ｂ１と、上記ロータ１２が弾性チューブより離脱している上記大径チューブ１ａの端部を支持するための図示水平方向に形成された上記支持区間Ｂ２とを備えている。
上記潰し量変化区間Ｂ１の側壁１１ａの形状は、上記ローラ１３が移動するにつれて大径チューブ１ａへの圧迫が漸減するように設定されており、具体的には、ローラ１３によって送液される液体の容積Ｖｉｎが、ローラ１３が大径チューブ１ａから離脱して当該大径チューブ１ａが復元することにより増加する容積Ｖｏｕｔを下回らない（容積Ｖｉｎ－容積Ｖｏｕｔ＞０）ように設定したものとなっている。
まず、上記容積Ｖｏｕｔとは、上記ローラ１３が上記潰し量変化区間Ｂ１を移動する間に、上記ローラ１３による大径チューブ１ａの圧迫が解消されて、大径チューブ１ａが弾性力によって復帰することによる、当該大径チューブ１ａの内部の容積の拡大量を示している。
これに対し、容積Ｖｉｎとは、上記ローラ１３が上記潰し量変化区間Ｂ１を移動するのと同じ距離だけ、上記ローラ１３が上記閉塞区間Ａを移動した場合における、ローラ１３によって圧迫された部分の下流側に位置する液体の送液量となっている。
このように、上記潰し量変化区間Ｂ１の側壁１１ａは、容積Ｖｉｎ－容積Ｖｏｕｔ＞０という関係式が成立するようにローラ１２から離隔するよう設定されているが、本実施例では、図２に示すように、潰し量変化区間Ｂ１は上記ロータ１２の回転中心Ｃ１に対して偏倚した中心Ｃ２とする半径ｒ３の円弧状を有したものとなっている。
上記潰し量変化区間Ｂ１の側壁１１ａの形状は、上記ローラ１３が移動するにつれて大径チューブ１ａへの圧迫が漸減するように設定されており、具体的には、ローラ１３によって送液される液体の容積Ｖｉｎが、ローラ１３が大径チューブ１ａから離脱して当該大径チューブ１ａが復元することにより増加する容積Ｖｏｕｔを下回らない（容積Ｖｉｎ－容積Ｖｏｕｔ＞０）ように設定したものとなっている。
まず、上記容積Ｖｏｕｔとは、上記ローラ１３が上記潰し量変化区間Ｂ１を移動する間に、上記ローラ１３による大径チューブ１ａの圧迫が解消されて、大径チューブ１ａが弾性力によって復帰することによる、当該大径チューブ１ａの内部の容積の拡大量を示している。
これに対し、容積Ｖｉｎとは、上記ローラ１３が上記潰し量変化区間Ｂ１を移動するのと同じ距離だけ、上記ローラ１３が上記閉塞区間Ａを移動した場合における、ローラ１３によって圧迫された部分の下流側に位置する液体の送液量となっている。
このように、上記潰し量変化区間Ｂ１の側壁１１ａは、容積Ｖｉｎ－容積Ｖｏｕｔ＞０という関係式が成立するようにローラ１２から離隔するよう設定されているが、本実施例では、図２に示すように、潰し量変化区間Ｂ１は上記ロータ１２の回転中心Ｃ１に対して偏倚した中心Ｃ２とする半径ｒ３の円弧状を有したものとなっている。
【0017】
以下、上記構成を有するチューブポンプ２の動作について説明する。まず上記透析装置の血液回路１にチューブポンプ２を装着し、上記大径チューブ１ａを図１に示すように上記ハウジング１１に装着する。
その後、血液回路１のプライミングの準備が完了し、透析装置による透析治療が開始されると、チューブポンプ２のロータ１２が回転して、チューブポンプ２は患者の血管（動脈）から血液を引き抜き、当該血液を上記ダイアライザ３に向けて送液する。
そしてダイアライザ３では、血液はダイアライザ３に形成された血液室を通過しながら、透析液室を流通する透析液との間で透析が行われ、その後血液室を通過した血液は患者の血管（静脈）に戻されるようになっている。
その後、血液回路１のプライミングの準備が完了し、透析装置による透析治療が開始されると、チューブポンプ２のロータ１２が回転して、チューブポンプ２は患者の血管（動脈）から血液を引き抜き、当該血液を上記ダイアライザ３に向けて送液する。
そしてダイアライザ３では、血液はダイアライザ３に形成された血液室を通過しながら、透析液室を流通する透析液との間で透析が行われ、その後血液室を通過した血液は患者の血管（静脈）に戻されるようになっている。
【0018】
チューブポンプ２では、上記ロータ１２の回転に伴ってローラ１３が閉塞区間Ａを移動すると、大径チューブ１ａにおけるローラ１３によって圧迫されている部分が移動し、ローラ１３の下流側に位置する血液が上記ダイアライザ３に向けて押し出だされるように送液される。
ここで、上記チューブポンプ２がダイアライザ３に向けて血液を送液すると、血液がダイアライザ３を通過する際に抵抗が生じることから、上記チューブポンプ２によって送液される圧力と、上記ダイアライザ３を通過する際の抵抗とによって、チューブポンプ２とダイアライザ３との間の弾性チューブの内圧が陽圧となる。
一方、上記閉塞区間Ａにおいて、上記大径チューブ１ａはローラ１３によって圧迫されていることから、ローラ１３の上流側および下流側に位置する空間は遮断されており、これによりローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との間に差圧が生じることとなる。
ここで、上記チューブポンプ２がダイアライザ３に向けて血液を送液すると、血液がダイアライザ３を通過する際に抵抗が生じることから、上記チューブポンプ２によって送液される圧力と、上記ダイアライザ３を通過する際の抵抗とによって、チューブポンプ２とダイアライザ３との間の弾性チューブの内圧が陽圧となる。
一方、上記閉塞区間Ａにおいて、上記大径チューブ１ａはローラ１３によって圧迫されていることから、ローラ１３の上流側および下流側に位置する空間は遮断されており、これによりローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との間に差圧が生じることとなる。
【0019】
続いて、上記ローラ１３が上記閉塞区間Ａから上記圧力逃がし区間Ｃに移動すると、側壁１１ａがロータ１２の回転中心Ｃ１に対して離隔していることから、ローラ１３による大径チューブ１ａへの圧力が低下し、大径チューブ１ａにはローラ１３の上流側の空間と下流側の空間とを連通させる小さな連通口が形成される。
すると、ローラ１３の上流側の空間よりも下流側の空間の圧力が高くなっているため、それまでローラ１３の下流側に位置していた血液が上流側の空間に向けて逆流しようとする。
しかしながら本実施例では、上記圧力逃がし区間Ｃは上述した範囲でロータ１２の回転中心Ｃ１より離隔した円弧状を有しているため、上記連通口は大径チューブ１ａの本来の内径に比べて小さいものとなっており、かつ当該連通口の大きさが上記ロータ１２が圧力逃がし区間Ｃを通過するまで一定に保たれるようになっている。
これにより、上記ローラ１３が圧力逃がし区間Ｃを通過するまでの間に、ローラ１３の上流側の空間から下流側の空間へと血液が少量ずつ流入するようにでき、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との差圧が徐々に解消もしくは低減されるようになっている。
換言すると、ローラ１３の下流側に位置していた血液が急激に上流側の空間に向けて逆流しないようにすることができるため、チューブポンプ２の下流側において血液の脈動が生じないようにすることができる。
すると、ローラ１３の上流側の空間よりも下流側の空間の圧力が高くなっているため、それまでローラ１３の下流側に位置していた血液が上流側の空間に向けて逆流しようとする。
しかしながら本実施例では、上記圧力逃がし区間Ｃは上述した範囲でロータ１２の回転中心Ｃ１より離隔した円弧状を有しているため、上記連通口は大径チューブ１ａの本来の内径に比べて小さいものとなっており、かつ当該連通口の大きさが上記ロータ１２が圧力逃がし区間Ｃを通過するまで一定に保たれるようになっている。
これにより、上記ローラ１３が圧力逃がし区間Ｃを通過するまでの間に、ローラ１３の上流側の空間から下流側の空間へと血液が少量ずつ流入するようにでき、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間との差圧が徐々に解消もしくは低減されるようになっている。
換言すると、ローラ１３の下流側に位置していた血液が急激に上流側の空間に向けて逆流しないようにすることができるため、チューブポンプ２の下流側において血液の脈動が生じないようにすることができる。
【0020】
続いて、上記ローラ１３が上記圧力逃がし区間Ｃから離脱区間Ｂの潰し量変化区間Ｂ１に移動すると、側壁１１ａがロータ１２の回転中心Ｃ１に対して徐々に離隔し、ローラ１３の上流側の空間と下流側の空間とを連通させる連通口が拡大する。
このように連通口が拡大すると、ローラ１３によって圧迫されていた部分の大径チューブ１ａが弾性力によって元の形状に復帰しようとし、ローラ１３によって圧迫されていた部分の容積が徐々に拡大することとなる。
容積が拡大すると、拡大した部分にローラ１３によって圧迫されていた部分の近傍に位置していた血液が引き込まれ、特に、それまでローラ１３よりも下流側に位置していた血液が逆流しようとする。
しかしながら、上述したように本実施例の潰し量変化区間Ｂ１は、ローラ１３によって送液される液体の送液容積Ｖｉｎが、弾性チューブの復元により増加する容積Ｖｏｕｔを下回らないように設定されている。
その結果、ローラ１３が潰し量変化区間Ｂ１を移動する間、大径チューブ１ａのローラ１３によって圧迫されていた部分の容積Ｖｏｕｔは徐々に拡大してゆくものの、送液される液体の容積Ｖｉｎの方が大きいことから、ローラ１３の下流側に位置していた血液の逆流を抑制することができ、血液回路１における血液の脈動が抑制されるようになっている。
このように連通口が拡大すると、ローラ１３によって圧迫されていた部分の大径チューブ１ａが弾性力によって元の形状に復帰しようとし、ローラ１３によって圧迫されていた部分の容積が徐々に拡大することとなる。
容積が拡大すると、拡大した部分にローラ１３によって圧迫されていた部分の近傍に位置していた血液が引き込まれ、特に、それまでローラ１３よりも下流側に位置していた血液が逆流しようとする。
しかしながら、上述したように本実施例の潰し量変化区間Ｂ１は、ローラ１３によって送液される液体の送液容積Ｖｉｎが、弾性チューブの復元により増加する容積Ｖｏｕｔを下回らないように設定されている。
その結果、ローラ１３が潰し量変化区間Ｂ１を移動する間、大径チューブ１ａのローラ１３によって圧迫されていた部分の容積Ｖｏｕｔは徐々に拡大してゆくものの、送液される液体の容積Ｖｉｎの方が大きいことから、ローラ１３の下流側に位置していた血液の逆流を抑制することができ、血液回路１における血液の脈動が抑制されるようになっている。
【0021】
そして、本実施例にかかる上記圧力逃がし区間Ｃを設けたチューブポンプ２について、血液の逆流が抑制される効果について評価を行った。当該評価では、比較対象として、上記圧力逃がし区間Ｃの形成されている位置を閉塞区間Ａとし、それ以外は同じ寸法で作成したチューブポンプ２を使用した。
まず透析治療を行う場合と同様、上記チューブポンプ２に血液回路１を構成する弾性チューブを装着し、当該弾性チューブに上記ダイアライザ３およびドリップチャンバ４を接続した。
そして透析治療と同じようにチューブポンプ２を作動させ、チューブポンプ２からドリップチャンバ４を介してダイアライザ３へと血液（ここでは水）の送液を行い、ドリップチャンバ４の内部に臨んでいる弾性チューブ内の先端部の観察を行った。
上述したように、上記チューブポンプ２側に設けられた弾性チューブの先端は上記ドリップチャンバ４のキャップ４ａからケース４ｂ内に設けられていることから、上記チューブポンプ２において液体の逆流が生じると、一度弾性チューブの先端まで送液された液体が後退し、チューブの先端に上記ドリップチャンバ４内の空気が入り込むようになっている。
そこで本評価では、上記チューブポンプ２によって液体を送液した際に、上記弾性チューブの先端まで到達した液体が逆流したときの、弾性チューブの先端から液体の先端部分までの最大の距離（最大後退量）を計測することにより、逆流の大小を評価した。
実験の結果、本実施例にかかるチューブポンプ２を用いた場合の最大後退量は平均して１４ｍｍであったのに対し、圧力逃がし区間Ｃを有さない従来のチューブポンプ２を用いた場合の最大後退量は平均して４３ｍｍであった。
以上のことから、本実施例のように圧力逃がし区間Ｃを設けたチューブポンプ２を用いることで、血液の逆流が可及的に抑制されることが確認された。
そしてこのような血液の逆流を抑制することで、逆流に伴う血液の脈動が抑制されることから、上述したようなドリップチャンバ４に発生する気泡や、抗凝固剤の効果低減といった問題を解消することができる。
まず透析治療を行う場合と同様、上記チューブポンプ２に血液回路１を構成する弾性チューブを装着し、当該弾性チューブに上記ダイアライザ３およびドリップチャンバ４を接続した。
そして透析治療と同じようにチューブポンプ２を作動させ、チューブポンプ２からドリップチャンバ４を介してダイアライザ３へと血液（ここでは水）の送液を行い、ドリップチャンバ４の内部に臨んでいる弾性チューブ内の先端部の観察を行った。
上述したように、上記チューブポンプ２側に設けられた弾性チューブの先端は上記ドリップチャンバ４のキャップ４ａからケース４ｂ内に設けられていることから、上記チューブポンプ２において液体の逆流が生じると、一度弾性チューブの先端まで送液された液体が後退し、チューブの先端に上記ドリップチャンバ４内の空気が入り込むようになっている。
そこで本評価では、上記チューブポンプ２によって液体を送液した際に、上記弾性チューブの先端まで到達した液体が逆流したときの、弾性チューブの先端から液体の先端部分までの最大の距離（最大後退量）を計測することにより、逆流の大小を評価した。
実験の結果、本実施例にかかるチューブポンプ２を用いた場合の最大後退量は平均して１４ｍｍであったのに対し、圧力逃がし区間Ｃを有さない従来のチューブポンプ２を用いた場合の最大後退量は平均して４３ｍｍであった。
以上のことから、本実施例のように圧力逃がし区間Ｃを設けたチューブポンプ２を用いることで、血液の逆流が可及的に抑制されることが確認された。
そしてこのような血液の逆流を抑制することで、逆流に伴う血液の脈動が抑制されることから、上述したようなドリップチャンバ４に発生する気泡や、抗凝固剤の効果低減といった問題を解消することができる。
【0022】
なお上記実施例では、チューブポンプ２の下流側にダイアライザ３が設けられている構成について説明したが、本発明にかかるチューブポンプ２は、ダイアライザ３に限らず、チューブポンプ２の下流側に液体の流通の抵抗となる器具が設けられている場合に好適なものとなっている。
【符号の説明】
【0023】
１ａ 大径チューブ（弾性チューブ） ２ チューブポンプ
３ ダイアライザ ４ ドリップチャンバ
１１ ハウジング １１ａ 側壁
１２ ロータ １３ ローラ
Ａ 閉塞区間 Ｂ 離脱区間
Ｂ１ 潰し量変化区間 Ｂ２ 支持区間
３ ダイアライザ ４ ドリップチャンバ
１１ ハウジング １１ａ 側壁
１２ ロータ １３ ローラ
Ａ 閉塞区間 Ｂ 離脱区間
Ｂ１ 潰し量変化区間 Ｂ２ 支持区間
【図1】
【図2】
【図3】