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JPS6132021B2 - - Google Patents
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JPS6132021B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6132021B2
JPS6132021B2 JP52101122A JP10112277A JPS6132021B2 JP S6132021 B2 JPS6132021 B2 JP S6132021B2 JP 52101122 A JP52101122 A JP 52101122A JP 10112277 A JP10112277 A JP 10112277A JP S6132021 B2 JPS6132021 B2 JP S6132021B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oscillator
frequency converter
pulse motor
counter
frequency
Prior art date
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Expired
Application number
JP52101122A
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English (en)
Other versions
JPS5436089A (en
Inventor
Hisakazu Sunami
Shozo Obara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nikkiso Co Ltd filed Critical Nikkiso Co Ltd
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Publication of JPS5436089A publication Critical patent/JPS5436089A/ja
Publication of JPS6132021B2 publication Critical patent/JPS6132021B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、人体等に所定時間継続して輸液を
行う場合に使用される輸液注入ポンプに関するも
のである。
今日、医療分野において、薬液の投与、体外循
環もしくは種々の研究を目的とした動物の潅流実
験等に各種の輸液注入ポンプが使用されている。
しかしながら、この種のポンプは、大部分が定流
量のものであるため、輸液パターンを生体の循環
動態に近づけるという考えから、特に心臓外科に
おける体外循環や臓器保存における薬液の潅流等
にパルサタイルな輸液パターンをもつたポンプが
要求されてきている。
従来のパルサタイルな輸液パターンを呈する輸
液注入ポンプとしては、プランジヤ型またはダイ
アフラム型のものが採用されているが、この種の
ポンプ型式では、ポンプメカニズムにより、輸液
パターンに制限があり汎用性に欠ける難点があ
る。
出願人は、既に、同心円上に配設された複数の
ローラを有する回転体に弾性チユーブを巻掛張設
したポンプ部と、前記回転体を回転駆動するため
のパルスモータとからなる微量送液ポンプを開発
し、特願昭52―39034号(特開昭53―124306号公
報)として特許出願を行つた。しかるに、前記発
明に係るポンプにおいては、送液量制御信号をそ
の信号に比例した周波数を有するパルス列に変換
し、得られたパルスをパルスモータの駆動に必要
なパルス列に変換して、パルスモータの駆動制御
を行うことができることから、発明者等はさらに
研究並びに改良を重ねた結果、パルスモータの回
転速度を可調整な加速、定速、減速および休止か
らなる回転モードで駆動することにより、所望の
パルサタイルな輸液パターンでポンプ動作を行う
ことができることを突き止めた。
従つて、本発明の目的は、生体の循環動態に適
合し得るようパルサタイルな輸液パターンを可調
整(プログラマブル)に設定することができ、し
かも設定された輸液パターンに基づいてポンプ駆
動モータを高精度に自動制御することができる輸
液注入ポンプを提供するにある。
前記の目的を達成するため、本発明において
は、複数のローラを有する回転体に弾性チユーブ
を巻掛張設して構成したポンプ部と、前記回転体
を回転駆動するためのパルスモータとからなり、
前記パルスモータを加速回転と定速回転と減速回
転と休止とからなる生体の循環動態に近似する回
転モードで可調整に駆動させる制御回路を設け、
可調整なパルサタイルの輸液パターンでポンプ動
作を行うよう構成することを特徴とする。
前記の輸液注入ポンプにおいて、制御回路は、
加速、定速および減速時間を夫々設定する発振器
と、回転モードの周期を設定する発振器と、各発
振器の作動を指令すると共に加算または減算操作
を加減算カウンタに指令する状態カウンタと、状
態カウンタの指令により前記発振器からの信号を
加減算する加減算カウンタと、加減算カウンタの
内容をそれに比例した周波数を有するパルス信号
に変換する周波数変換器と、回転モードのそれぞ
れ開始タイミングを決定するパルスを発生すると
共にこのパルスをORゲートを介して前記状態カ
ウンタに入力する複数の単安定マルチバイブレー
タと、前記周波数変換器の出力パルス信号に基づ
いてパルスモータの駆動制御を行うパルスモータ
駆動回路とから構成することができる。
また、制御回路は、加速、定速、減速および休
止からなる回転モードを設定する電圧波形を可調
整に発生する電圧波形発生回路と、この電圧波形
発生回路の出力電圧をそれに比例した周波数に変
換する電圧―周波数変換器と、前記電圧―周波数
変換器の出力周波数をそれに比例した周波数を有
するパルス信号に変換する周波数変換器と、前記
周波数変換器の出力パルス信号に基づいてパルス
モータの駆動制御を行うパルスモータ駆動回路と
から構成することもできる。
次に、本発明に係る輸液注入ポンプの実施例に
つき添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
本発明に係る輸液注入ポンプは、基本的にポン
プ部と、このポンプ部を駆動するためのモータ
と、このモータを回転駆動する制御回路とから構
成される。ポンプ部は、複数のローラを有する回
転体に弾性チユーブを巻掛張設したチユーブ式ポ
ンプが好適に使用され、またモータはパルスモー
タを使用し、ポンプ部の回転体を回転駆動するよ
う構成すれば好適である。
次にこのように構成された本発明の輸液注入ポ
ンプの制御回路につき説明する。第1図におい
て、参照符号10,12,14は夫々パルスモー
タ16の回転モード、すなわち輸液注入ポンプの
輸液パターンを決定する発振器を示し、10は加
速回転制御用発振器、12は定速回転制御用発振
器、14は減速回転制御用発振器であり、これら
の発振器によりパルスモータの回転駆動を加速回
転、定速回転、減速回転の3領域に分けて制御
し、各領域の時間を調節することにより、その回
転モードを任意に設定できるようにしたものであ
る。なお、参照符号18は輸液パターンの周期を
決定する発振器、20は最大輸液量を決定する発
振器である。
まず、初期の状態において、分周器22,24
と、フリツプフロツプ26と、状態カウンタ28
と、加減算カウンタ30とが全てリセツトされて
いる。従つて、フリツプフロツプ26の出力は低
電位となり、発振器18及び20は作動しない。
また、状態カウンタ28の出力Q1〜Q4は全て低
電位となり、発振器10,12,14も作動しな
い。さらに、加減算カウンタ30の出力Dも低電
位となり、パルスモータ16は駆動せず、ポンプ
動作は行われない。
次いで、始動信号Aを投入すると、単安定マル
チバイブレータ32が作動し、この出力信号は
ORゲート34を介して状態カウンタ28にクロ
ツクとして入力され、状態カウンタ28の内容を
1つ進める。すなわち、この場合、状態カウンタ
28の出力Q1のみ高電位にセツトされる。また
始動信号Aはフリツプフロツプ26をセツトし、
この結果フリツプフロツプ26の出力が高電位と
なり、発振器18及び20を作動させる。
状態カウンタ28の出力Q1が高電位になるこ
とによつて、発振器10が作動を開始し、また加
減算カウンタ30のU/D入力が高電位になり、
加減算カウンタ30は加算モードとなつてORゲ
ート36を介して入力される発振器10の信号に
より加算動作を行い、その内容が最大になるまで
持続する。加減算カウンタ30の出力Dは、周波
数変換器38に入力され、この周波数変換器38
において輸液量設定用発振器20の発振周波数を
前記出力Dに比例した周波数を有するパルス信号
に変換する。ここで、加減算カウンタ30の出力
Dは、時間と共に増大するので、周波数変換器3
8の出力周波数も時間と共に増大する。従つて、
このように増大するパルス信号は、周波数平滑器
40とパルスモータ駆動用論理回路42と増幅回
路44とから構成されるパルスモータ駆動回路に
入力され、パルスモータ16を加速回転させる。
以上の回路動作が加速回転モードである。
加減算カウンタ30の内容が最大になると、カ
ンタ30はキヤリー信号Cを発生して単安定マル
チバイブレータ46を作動し、この単安定マルチ
バイブレータ46の出力信号はORゲート34を
介して状態カウンタ28にクロツクとして入力さ
れ、状態態カウンタ28の内容を1つ進める。す
なわち、この場合、状態カウンタ28の出力Q2
のみ高電位にセツトされる。この結果、発振器1
2が作動する。発振器12の出力信号は分周器2
2を介して1サイクル後に単安定マルチバイブレ
ータ48へ入力されてこれを作動し、この出力信
号はORゲート34を介して状態カウンタ28に
クロツクとして入力し状態カウンタ28の内容を
さらに1つ進める。この1サイクルの間は加減算
カウンタ30は作動せず、その内容は最大のまま
で保持されるので、周波数変換器38を介してパ
ルスモータ駆動回路に入力されるパルス信号は変
化しないため、パルスモータ16の回転は変化し
ない。以上の回路動作が定速回転モードである。
分周器22からの出力信号で状態カウンタ28
の内容が1つ進むことにより、状態カウンタ28
の出力Q3のみが高電位となる。これにより、発
振器14が作動し、発振器14の出力信号はOR
ゲート36を介して加減算カウンタ30のクロツ
クとして入力する。この場合、加減算カウンタ3
0のU/D入力は低電位であるため、加減算カウ
ンタ30は減算モードに変る。すなわち、加減算
カウンタ30はその内容が最大な状態から0にな
るまで減算していく。従つて周波数変換器38を
介してパルスモータ駆動回路に入力されるパルス
信号は加減算カウンタ30の内容に比例して減少
し、この結果パルスモータ16は時間の経過と共
に減速する。以上の回路動作が減速回転モードで
ある。
上述の動作により、加減算カウンタ30の内容
が0になると、加減算カウンタ30はキヤリー出
力Cを発生して単安定マルチバイブレータ46を
作動し、この単安定マルチバイブレータ46の出
力信号はORゲート34を介して状態カウンタ2
8の内容をさらに1つ進める。すなわち、この場
合、状態カウンタ28の出力Q4のみが高電位に
セツトされる。この結果、全回路の1サイクル動
作は終了し、単安定マルチバイブレレータ50を
作動し、この単安定マルチバイブレータ50の出
力信号はORゲート52を介して分周器22、状
態カウンタ28及び加減算カウンタ30をリセツ
トする。
従つて、次のサイクルの動作モード開始は、周
期設定用発振器18及び分周器24とからなるタ
イマにより行われる。従つて、所定の時間経過後
タイマが作動すると、分周器24からの出力が単
安定マルチバイブレータ54を作動し、この単安
定マルチバイブレータ54の出力信号はORゲー
ト34を介して状態カウンタ28の内容を1つ進
める。すなわち、この場合状態カウンタ28の出
力Q1のみが高電位にセツトされる。このよう
に、状態カウンタ28の出力Q1が高電位になる
ことによつて、パルスモータの回路動作は前述の
加速回転モードが再開される。
なお、回路動作中の任意の時点において、停止
信号Bを投入すると、分周回路22,24,フリ
ツプフロツプ26、状態カウンタ28及び加減算
カウンタ30が全てリセツトされ、パルスモータ
16の駆動を停止させることができる。
上述の加速、定速、減速および休止の各回転モ
ードによるパルスモータ駆動のポンプ特性を第2
図に示す。第2図から明らかなように、加速回転
制御用発振器10の作動による加速回転モードは
t1時間持続して最大輸液注入量Qmaxに達し、次
いで定速回転制御用発振器12の作動による定速
回転モードがt2時間持続した後減速回転制御用発
振器14の作動による減速回転モードがt3時間持
続する。その後、周期設定用発振器18により設
定された1周期の時間T0が終了するまで休止状
態が保持される。従つて、周期設定用発振器18
の動作が第2周期に入ると、前記の加速、定速、
減速および休止の回転モードが繰返される。
本実施例における制御回路を備えた輸液注入ポ
ンプによれば、パルスモータは加速、定速、減速
および休止からなる1サイクル動作につき各動作
時間t1,t2,t3および周期Tを調整することによ
り、可調整(プログラマブル)なパルサタイルの
輸液パターンでポンプ動作を行うことができる。
従つて、前記時間t1,t2,t3および周期T0の調整
は発振器の発振周波数のみを可調整にすることに
より容易に達成される。
第3図は、本発明ポンプの制御回路の別の実施
例を示す回路図である。本実施例において、最大
輸液量を決定する発振器20と周波数変換器38
とパルスモータ駆動回路とを備えることは、第1
図に示す実施例と同一である。しかるに、本実施
例においては、前記実施例と同様にしてパルスモ
ータを加速、定速、減速および休止からなる回転
モードを可調整に設定し、この回転モードに適合
した電圧波形を電圧波形発生回路56で発生さ
せ、この出力信号を電圧―周波数変換器58に供
給してその電圧に比例した周波数に変換し、さら
にこの出力周波数を前記周波数変換器38に入力
することにより、前記出力周波数に比例した周波
数を有するパルス信号に変換するようにしたもの
である。このように構成することによつても、第
2図に示されるような可調整(プログラマブル)
なパルサタイルの輸液パターンでポンプ動作を達
成することができる。
本発明に係る輸液注入ポンプは、パルスモータ
の回転駆動を加速、定速、減速および休止からな
る回転モードを可調整に設定するものであるか
ら、任意のパルサタイルな輸液パターンでポンプ
動作を容易に達成することができる。また、最大
輸液量および回転モードの繰り返し周期も可調整
とすることにより、一層有効な輸液注入ポンプと
しての駆動制御を達成できる。
以上、本発明の好適な実施例につき説明した
が、本発明は前記の実施例に限定されることなく
種々の駆動制御回路によつて構成することがで
き、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内にお
いて種々の設計変更をなし得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る輸液注入ポンプを構成す
る制御回路の一実施例を示す回路図、第2図は第
1図に示す回路によつて得られるポンプ特性の波
形図、第3図は本発明ポンプの制御回路の別の実
施例を示す回路図である。 10…加速用回転制御用発振器、12…定速回
転制御用発振器、14…減速回転制御用発振器、
16…パルスモータ、18…周期設定用発振器、
20…最大輸液量設定用発振器、22,24…分
周期、26…フリツプフロツプ、28…状態カウ
ンタ、30…加減算カウンタ、32,46,4
8,50,54…単安定マルチバイブレータ、3
4,36,52…ORゲート、38…周波数変換
器、40…周波数平滑器、42…パルスモータ駆
動用論理回路、44…増幅回路、56…電圧波形
発生回路、58…電圧―周波数変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数のローラを有する回転体に弾性チユーブ
    を巻掛張設して構成したポンプ部と、前記回転体
    を回転駆動するためのパルスモータとからなり、
    前記パルスモータを加速回転と定速回転と減速回
    転と休止とからなる主体の循環動態に近似する回
    転モードで可調整に駆動させる制御回路を設け、
    可調整なパルサタイルの輸液パターンでポンプ動
    作を行うよう構成してなる輸液注入ポンプ。 2 制御回路は、加速、定速および減速時間を
    夫々設定する発振器と、回転モードの周期を設定
    する発振器と、各発振器の作動を指令すると共に
    加算または減算操作を加減算カウンタに指令する
    状態カウンタと、状態カウンタの指令により前記
    発振器からの信号を加減算する加減算カウンタ
    と、加減算カウンタの内容をそれに比例した周波
    数を有するパルス信号に変換する周波数変換器
    と、回転モードのそれぞれ開始タイミングを決定
    するパルスを発生すると共にこのパルスをORゲ
    ートを介して前記状態カウンタに入力する複数の
    単安定マルチバイブレータと、前記周波数変換器
    の出力パルス信号に基づいてパルスモータの駆動
    制御を行うパルスモータ駆動回路とからなる特許
    請求の範囲第1項記載の輸液注入ポンプ。 3 制御回路は、加速、定速、減速および休止か
    らなる回転モードを設定する電圧波形を可調整に
    発生する電圧波形発生回路と、この電圧波形発生
    回路の出力電圧をそれに比例した周波数に変換す
    る電圧―周波数変換器と、前記電圧―周波数変換
    器の出力周波数をそれに比例した周波数を有する
    パルス信号に変換する周波数変換器と、前記周波
    数変換器の出力パルス信号に基づいてパルスモー
    タの駆動制御を行うパルスモータ駆動回路とから
    なる特許請求の範囲第1項記載の輸液注入ポン
    プ。
JP10112277A 1977-08-25 1977-08-25 Liquid administering pump drive control system Granted JPS5436089A (en)

Priority Applications (1)

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JP10112277A JPS5436089A (en) 1977-08-25 1977-08-25 Liquid administering pump drive control system

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10112277A JPS5436089A (en) 1977-08-25 1977-08-25 Liquid administering pump drive control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5436089A JPS5436089A (en) 1979-03-16
JPS6132021B2 true JPS6132021B2 (ja) 1986-07-24

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ID=14292258

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JP10112277A Granted JPS5436089A (en) 1977-08-25 1977-08-25 Liquid administering pump drive control system

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308866A (en) * 1978-11-02 1982-01-05 University Of Southern California Infusion controlling apparatus and method
CA1169323A (en) * 1980-06-03 1984-06-19 Anthony M. Albisser Insulin infusion device
JPS6185594A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Shibaura Eng Works Co Ltd モルタルポンプ

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JPS5436089A (en) 1979-03-16

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