定量泵的驱动方法、定量泵的驱动装置、汽化器及麻醉装置制造方法及图纸

技术问题：提供一种能够降低定量泵的脉动，使装置成本降低及小型化的定量泵的驱动方法、定量泵的驱动装置、汽化器及麻醉装置。解决手段：具备定量泵(16)，所述定量泵(16)与步进马达(15)相连接，具备将该马达(15)的旋转运动转换为柱塞(16A)的往复运动的偏心机构，并通过由柱塞(16A)的往复运动导致的气缸(16D)内的体积变化，进行麻醉药的吸入及喷出的定量送液，通过控制部(12)，基于设定好的麻醉气体浓度及新鲜气体流量，计算出定量泵(16)的吸入及喷出的周期(T)，将该周期(T)内的喷出期间(T2)设定为比吸入期间(T1)更长。另外，通过步进马达(15)的旋转速度的控制，将喷出期间的柱塞的移动速度(16A)保持一定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种定量泵的驱动方法、定量泵的驱动装置、汽化器及麻醉装置，尤其是涉及能够降低定量泵的脉动，使装置成本降低及小型化的定量泵的驱动方法、定量泵的驱动装置、汽化器及麻醉装置。
技术介绍
当前所使用的麻醉装置(参照非专利文献1)的结构如图5中的(a)所示。在图5中的(a)中，麻醉装置的结构具备操作部51、控制部52、麻醉药瓶53、马达驱动器54、步进马达55、定量泵56、汽化室59、麻醉药识别传感器61、麻醉药检测传感器62及新鲜气体流量传感器63。此外，麻醉药瓶53的麻醉药通过麻醉药流路71送至定量泵56的吸入口侧，作为氧气、一氧化二氮及空气的混合气体的新鲜气体，经由气体管路75供给至汽化室59。在控制部52中，若通过操作部51对麻醉气体浓度进行设定，则可以根据该麻醉气体浓度设定值和由新鲜气体流量传感器63检测到的新鲜气体流量，来求得所需要的麻醉气体(气体)量，根据阿伏伽德罗定律，将麻醉气体(气体)量换算成麻醉药(液体)量，通过马达驱动器54对马达55的旋转速度进行调整，以使从定量泵56中喷出计算出的麻醉药量。这样，与麻醉气体浓度设定值相应的定量的麻醉药从定量泵56通过流路72输送至汽化室59中，在汽化室59中使麻醉药与新鲜气体混合。通过连续进行该操作，即使在麻醉气体浓度设定值或新鲜气体流量变化的情况下，也实时使定量泵56中的送液量变化并对其进行追随。在这种现有的麻醉装置中所使用的定量泵56，使用如下所述的定量泵：由于需要高精度地输送规定量的微米单位的微小流量的液体，因此由步进马达55来驱动，并具备将该步进马达55的旋转运动转换为柱塞的往复运动的偏心机构，并根据由柱塞的往复运动导致的气缸内的体积变化，进行基于液体的吸入及喷出的定量送液(例如，参照图1中的(a)～图1中的(d))。另外，在使步进马达55的旋转速度一定，来进行定速旋转的情况下，由于柱塞的轴向的往复运动成为大致正弦往复运动，因此定量泵的吸入量及喷出量的时间变化如图5中的(b)所示，是按照正弦波形的推移的。这样，在喷出期间，使得喷出量相对于时间以正弦波形状变化的麻醉药被输送，在定量泵的喷出量产生脉动。此外，如图5中的(c)所示，在汽化室59中，由于麻醉药逐渐汽化，因此麻醉气体浓度的时间变化会平滑化，但仍对脉动有所影响。另外，在图6中的(a)中，表示在将麻醉气体浓度设定值为1.0[％]，并分别将新鲜气体流量在Y0～Y1期间变化为0.5[L/min]、在Y1～Y2期间变化为1.0[L/min]、在Y2～Y3期间变化为6.0[L/min]时的气体浓度测定结果。在新鲜气体流量相对较低的Y0～Y1期间出现明显脉动，在新鲜气体流量增加至两倍的Y1～Y2期间，脉动的振幅变小，在进一步增加新鲜气体流量的Y2～Y3期间，脉动变得几乎不明显。换而言之，可知在新鲜气体流量较低，定量泵56(步进马达55)的旋转速度相对较慢时，明显出现脉动的影响。这种定量泵的脉动问题并不限于麻醉装置，而在各种领域都作出了对策，例如，在专利文献1及专利文献2中公开了一种以连接多个柱塞泵来使总体喷出量一定的方式来进行调整的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2012-32187号公报专利文献2：日本专利公开2001-263253号公报非专利文献非专利文献1：冲田一成；“搭载有电子麻醉气体输送装置的易于使用的麻醉装置”，医疗器械学(「電子式麻酔ガスデリバリー装置を搭載した使いやすい麻酔装置」，医器学)Vol.69，No.8(1999)
技术实现思路
(一)要解决的技术问题然而，专利文献1及专利文献2中的以连接多个柱塞泵使总体喷出量一定的方式来进行调整的技术存在导致装置成本增加的问题，或使控制变得复杂的技术问题。另外，在麻醉装置领域，作为对在步进马达55(15)的旋转速度相对较慢时，即，在麻醉气体浓度设定值较低时，或新鲜气体流量较低时的脉动进行抑制的技术方法，如图5中的(a)所示，在使麻醉药与新鲜气体混合的位置设置汽化室59，通过使麻醉药慢慢汽化来使脉动平滑化。然而，汽化由于汽化室59需要相对较大的体积，因此存在妨碍装置小型化的情况。进而，做成具备汽化室59的结构，由此还会产生如下技术问题。即，第一，在改变麻醉气体浓度设定值时，由于汽化室59内剩余有以之前的麻醉气体浓度设定值来生成的麻醉气体，因此直至汽化室59内的载气流量与汽化速度达到平衡期间，会产生直至麻醉气体浓度达到稳定的时间延迟。在图6中的(b)的例示中，在将麻醉气体浓度设定值改变为更低的值时，会产生Ttb的时间延迟，在将麻醉气体浓度设定值改变为更高的值时，会产生Tbt的时间延迟。第二，在使新鲜气体流量急剧变化时，如图6中的(c)所示，麻醉气体浓度会产生过冲或下冲。即在图6中的(c)中的Y5时间使新鲜气体流量急剧下降时，直至残留在汽化室59的麻醉药汽化，会产生使麻醉气体浓度暂时变得比设定值更高的过冲。另外，在图6中的(c)中的Y6时间使新鲜气体流量急剧上升的情况下，直至汽化室59中积存一定量的麻醉药，会产生使麻醉气体浓度暂时变得比设定值更低的下冲。此外，时间延迟、过冲或下冲的问题均不会对麻醉装置的运用给予严重障碍，但仍存在调整麻醉变得需要时间等技术问题。因此，本专利技术的目的在于，提供一种不会导致装置体积增加即可降低定量泵的脉动，可实现装置的成本降低及小型化的定量泵的驱动方法、定量泵的驱动装置、汽化器及麻醉装置。(二)技术方案为解决上述技术问题，技术方案1的专利技术是一种定量泵的驱动方法，所述定量泵具备将马达的旋转运动转换为柱塞的往复运动的偏心机构，并通过由所述柱塞的往复运动导致的气缸内的体积变化，进行液体的吸入及喷出的定量送液，所述定量泵的驱动方法的特征在于，该定量泵的喷出期间设定为比吸入期间更长，通过所述马达的旋转速度的控制，将该喷出期间内的所述柱塞的移动速度保持一定。技术方案2的专利技术是根据技术方案1所述的定量泵的驱动方法，其特征在于，所述控制部在所述定量泵的喷出期间，使所述马达在每个规定角度的旋转速度呈正弦波状变化，使所述马达进行正弦旋转运动。技术方案3的专利技术是一种定量泵的驱动装置，其具备马达、控制部及定量泵，所述控制部控制所述马达的旋转；所述定量泵与所述马达连接，具备将所述马达的旋转运动转换为柱塞的往复运动的偏心机构，并通过由所述柱塞的往复运动导致的气缸内的体积变化，来进行液体的吸入及喷出的定量输送，所述定量泵的驱动装置的特征在于，所述控制部将所述定量泵的喷出期间设定为比吸入期间更长，通过所述马达的旋转速度的控制，将该喷出期间的所述柱塞的移动速度保持一定。技术方案4的专利技术是根据技术方案3所述的定量泵的驱动装置，其特征在于，所述控制部在所述定量泵的喷出期间，使所述马达在每个规定角度的旋转速度呈正弦波状变化，使所述马达进行正弦旋转运动。技术方案5的专利技术是根据技术方案3或技术方案4所述的定量泵的驱动装置，其特征在于，所述马达是在所述定量泵的喷出期间，在从0至π的旋转角的范围以Np个驱动脉冲来进行控制的步进马达，所述控制部在所述定量泵的喷出期间，在将所述定量泵的柱塞的移动速度设为Vp时，在所述喷出期间内，在由下述数学式规定的时刻tk供给第k次(k＝1～Np)的驱动脉冲，(数学式1) t 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定量泵的驱动方法，所述定量泵具备将马达的旋转运动转换为柱塞的往复运动的偏心机构，并通过由所述柱塞的往复运动导致的气缸内的体积变化，进行液体的吸入及喷出的定量送液，所述定量泵的驱动方法的特征在于，该定量泵的喷出期间设定为比吸入期间更长，通过所述马达的旋转速度的控制，将该喷出期间内的所述柱塞的移动速度保持一定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.09 JP 2015-0461591.一种定量泵的驱动方法，所述定量泵具备将马达的旋转运动转换为柱塞的往复运动的偏心机构，并通过由所述柱塞的往复运动导致的气缸内的体积变化，进行液体的吸入及喷出的定量送液，所述定量泵的驱动方法的特征在于，该定量泵的喷出期间设定为比吸入期间更长，通过所述马达的旋转速度的控制，将该喷出期间内的所述柱塞的移动速度保持一定。2.根据权利要求1所述的定量泵的驱动方法，其特征在于，所述控制部在所述定量泵的喷出期间，使所述马达在每个规定角度的旋转速度呈正弦波状变化，使所述马达进行正弦旋转运动。3.一种定量泵的驱动装置，其具备马达、控制部及定量泵，所述控制部控制所述马达的旋转；所述定量泵与所述马达连接，具备将所述马达的旋转运动转换为柱塞的往复运动的偏心机构，并通过由所述柱塞的往复运动导致的气缸内的体积变化，来进行液体的吸入及喷出的定量输送，所述定量泵的驱动装置的特征在于，所述控制部将所述定量泵的喷出期间设定为比吸入期间更长，通过所述马达的旋转速度的控制，将该喷出期间的所述柱塞的移动速度保持恒定。4.根据权利要求3所述的定量泵的驱动装置，其特征在于，所述控制部在所述定量泵的喷出期间，使所述马达在每个规定角度的旋转速度呈正弦波状变化，使所述马达进行正弦旋转运动。5.根据权利要求3或4所述的定量泵的驱动装置，其特征在于，所述马达是在所述定量泵的喷出期间，在从0至π的旋转角的范围以Np个驱动脉冲来进行控制的步进马达；所述控制部在所述定量泵的喷出期间，在将所述定量泵的柱塞的移动速度设为Vp时，在所述喷出期间在由下述数学式规定的时刻tk供给第k次(k＝1～Np)的驱动脉冲，数学式1： t k = π N p V p Σ m = 1 k s i n ( m π N p ) . ]]>6.一种汽化器，其特征在于，具备马达、控制部...

【专利技术属性】
技术研发人员：冲田一成，
申请(专利权)人：阿克玛医科工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP