JP2016520756A - 独立スプリング式補正旋回ローラーを備えるポンプヘッド - Google Patents

Abstract

ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分であって、中央部の周囲に位置する複数の旋回軸を有する、中央部分と、複数のアームであって、各アームがローラー端部と旋回軸端部とを有し、旋回軸端部が、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように、複数の旋回軸で中央部分に連結し、各アームのローラー端部および旋回軸端部が互いに少なくとも１つのローラー幅の距離をおいて位置する、複数のアームと、１つのローラーが複数のアームのローラー端部の各々に連結された複数のローラーと、を備え、複数のローラーおよびアームは、旋回軸がローラーからある距離離れて位置するように、中央部分の周囲に位置する。【選択図】図１１ｄ

Description

本発明は、概して、ポンプに関する。より具体的であるが、制限するものではなく、本発明は、蠕動ポンプに関する。

蠕動ポンプは、手術用途（例えば、眼科手術用途）における流体の送達を含む、多くの異なる用途で使用することができる。蠕動ポンプは、ある長さの管を圧迫することによって管内の流体を移動させる、または弾性シートと硬質基板との間の成形流路を圧搾して弾性シートと硬質基板との間の流体を移動させるように、動作することができる。管または弾性シートに対して適用された回転式ローラーヘッドは、管または弾性シートを圧迫するために使用することができる。蠕動ポンプは、予測可能な流動性を提供することができる一方、望ましくない流れおよび圧力変動も与え得る。加えて、回転式ローラーヘッドは、管または弾性シートを適切に圧迫することができない場合がある。これらの問題を打開する蠕動ポンプローラーアセンブリを有することが望ましい。

本発明の一実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、各アームが放射状部分と、弓形状部分と、屈曲部分とを有する、中央部に連結された複数のアームと、１つのローラーが各アームの屈曲部分に連結された複数のローラーとを備える。アームは、アームが曲がるとローラーが中央部分に対して移動することができるように可撓性であり得る。ローラーは、ピンを用いて屈曲部分に連結されてもよい。アームおよびローラーは、ハブの周囲に分散する。ローラーの回転表面は、中央部分の平らな表面と略平行である。ローラーの回転表面は、アームの移動全体でポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置される。中央部分およびアームは、単一の材料シートから切断されてもよい。加えて、中央部分は、第１の平らな表面を備えることができ、アームの放射状部分は、第２の平らな表面を備えることができ、アームの軸部分は、第４の平らな表面を備えることができ、第１の平らな表面は、第２および第３の平らな表面に略平行である。さらに、屈曲部分は、第４の平らな表面を備えることができ、第４の平らな表面は、第１、第２、および第３の平らな表面に対して、９００〜１４０度の角度で配置される。ローラーは、ピンおよびキャップピンを介して屈曲部分に連結されてもよい。

本発明の別の実施形態において、蠕動ポンプシステムと使用するためのローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、各アームが放射状部分と、弓形状部分と、屈曲部分とを有する、中央部分に連結された複数のアームと、１つのローラーが各アームの屈曲部分に連結された複数のローラーとを備え、中央部分が第１の平らな表面を備え、アームの放射状部分が第２の平らな部分を備え、アームの軸部分が第４の平らな表面を備え、第１の平らな表面が、第２および第３の平らな表面に略平行であり、さらに、屈曲部分が第４の平らな表面を備え、第４の平らな表面が、第１、第２、および第３の平らな表面に対してある角度で配置される。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、中央部分に連結された複数の可撓性アームと、１つのスプリングピンが複数の可撓性アームの各々に連結された複数のスプリングピンと、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように中央部分に連結された複数のアームと、１つのローラーが複数のアームの各々に連結された複数のローラーとを備える。ローラーは、ピンを用いてアームに連結されてもよい。アームおよびローラーは、ハブの周囲に分散されてもよい。ローラーの回転表面は、中央部分の平らな表面と略平行である。アームは、アームの端部に位置する止め具を有し、止め具は、アームの旋回運動の範囲を制限するように中央部分に係合する。アームは旋回軸に連結されてもよく、旋回軸は、止め具に隣接して位置する。複数のアームの各々は、複数のスプリングピンと接触する平らな部分を有してもよい。スプリングピンは、この平らな部分に力をかけ、力は、可撓性アームによって提供される。スプリングピンは、非旋回位置のアームを付勢し、それによって、止め具が中央部分と接触するように平らな部分を押圧する。複数の可撓性アーム、および中央部分の上部表面は、単一の材料シートから形成されてもよい。ローラーの回転表面は、アームの移動範囲全体にわたってポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置されてもよい。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、中央部分に連結された複数の可撓性アームと、１つのスプリングピンが複数の可撓性アームの各々に連結された複数のスプリングピンと、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように中央部分に連結され、各アームが止め具に隣接して位置する旋回軸を有する、複数のアームと、１つのローラーが複数のアームの各々に連結された複数のローラーとを備え、各スプリングピンが、関連付けられたアームに力をかけ、力が、非旋回位置のアームを付勢するように関連付けられた可撓性アームによって提供される。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、中央部分に連結された複数のスプリングアセンブリと、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように中央部分に連結された複数のアームと、１つのローラーが複数のアームの各々に連結された複数のローラーとを備える。各ローラーは、ピンを用いて各アームに連結されてもよい。アームおよびローラーは、ハブの周囲に分散されてもよい。ローラーの回転表面は、中央部分の平らな表面と略平行である。複数のアームの各々は、各アームの端部に位置する止め具を有してもよく、各止め具は、各アームの旋回運動の範囲を制限するように中央部分に係合する。複数のアームの各々は旋回軸に連結されてもよく、旋回軸は、止め具に隣接して位置する。各スプリングアセンブリは、スプリングピンをさらに備える。複数のアームの各々は、複数のスプリングピンと接触する平らな部分を有することができる。各スプリングピンは、各平らな部分に力をかけ、力は、各スプリングアセンブリによって提供される。各スプリングピンは、各止め具が中央部分と接触する非旋回位置のアームを付勢するように各平らな部分を押圧する。ローラーの回転表面は、アームの移動範囲全体にわたってポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置される。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、中央部分に連結された複数のスプリングアセンブリと、１つのスプリングピンが複数のスプリングアセンブリの各々に連結された複数のスプリングピンと、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように中央部分に連結され、各アームが止め具に隣接して位置する旋回軸を有する、複数のアームと、１つのローラーが複数のアームの各々に連結された複数のローラーとを備え、各スプリングピンが、関連付けられたアームに力をかけ、力が、非旋回位置のアームを付勢するように関連付けられたスプリングアセンブリによって提供される。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、各アームが中央部分に対して独立して移動することができるように中央部分に連結された複数のアームと、１つのスプリングピンが各アームと関連付けられる複数のスプリングピンと、１つの抜け止めピンが各アームと関連付けられる複数の抜け止めピンと、１つのローラーが各アームに連結される複数のローラーとを備える。ローラーは、軸およびピンを介してアームに連結されてもよい。アームおよびローラーは、ハブの周囲に分散されてもよい。ローラーの回転表面は、中央部分の平らな表面と略平行である。複数のスプリングは、複数のスプリングピンの周囲に位置してもよく、各スプリングは、各アームと中央部分との間に位置する。スプリングピンは、中央部分の第１の穴内に位置してもよく、抜け止めピンは、中央部分の第２の穴に位置してもよく、スプリングピンは、アームに固定されてもよく、抜け止めピンは、中央部分に固定されてもよい。ローラーは、抜け止めピンによって画定される軸に沿って移動するように、抜け止めピンおよびスプリングピンによって制約されてもよい。スプリングは、各アームに力をかけ、それによって、中央部分から離れるように各アームを付勢する。スプリングの一方の端部は、中央部分の凹部内に位置してもよく、スプリングの他方の端部は、アームの凹部内に位置してもよい。ローラーの回転表面は、アームの移動範囲全体にわたってポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置されてもよい。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分と、各アームが中央部分に対して独立して移動することができるように中央部分に連結された複数のアームと、１つのスプリングピンが各アームに固定され、中央部分の複数の第１の穴に位置する複数のスプリングピンと、１つの抜け止めピンが各アームと関連付けられ、中央部分の複数の第２の穴に位置し、中央部分に固定された複数の抜け止めピンと、１つのローラーが各アームに連結された複数のローラーとを備え、ローラーが、抜け止めピンによって画定された軸に沿って移動するように、抜け止めピンおよびスプリングピンによって制約される。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分であって、中央部分の周囲に位置する複数の旋回軸を有する、中央部分と、各アームがローラー端部と旋回軸端部とを有する複数のアームであって、旋回軸端部が、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように複数の旋回軸で中央部分に連結され、各アームのローラー端部および旋回軸端部が互いに少なくとも１つのローラー幅の距離をおいて位置する、複数のアームと、１つのローラーが複数のアームのローラー端部の各々に連結された複数のローラーとを備え、複数のローラーおよびアームが、旋回軸がローラーからある距離離れて位置するように、中央部分の周囲に位置する。各ローラーは、軸およびピンを介して各アームに連結されてもよい。ローラーの回転表面は、中央部分の平らな表面と略平行であってもよい。複数のスプリングは、各ローラーに隣接して位置してもよい。複数のスプリングは、中央部分の複数のスプリング穴内に位置してもよい。各アームは、一対の旋回ピンをさらに備え、一対の旋回ピンは、旋回軸でアームを中央部分に連結する。各アームは、アームのローラーアーム端部付近に位置するハブ保持表面およびスプリング連結表面をさらに備える。スプリング連結表面は、スプリングと接触する。ハブ保持表面は、ハブがアームを中央部分に隣接して保持するように、ハブと接触する。アームが旋回するとき、アームに連結されたローラーのローラー表面は、中央部分の表面に略平行である。複数の旋回軸は、中央部分の周辺部の周囲に位置してもよい。ローラーは、中央部分の周辺部内部に位置する。ローラーの回転表面は、アームの移動範囲全体にわたってポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置される。

本発明の別の実施形態において、ローラーアセンブリは、ハブを備える中央部分であって、中央部分の周囲に位置する複数の旋回軸を有する中央部分と、各アームがローラーアーム端部と旋回軸端部とを有する複数のアームであって、旋回軸端部が、各アームが中央部分に対して独立して旋回することができるように複数の旋回軸で中央部分に連結され、各アームのローラーアーム端部および旋回軸端部が、互いに少なくとも１つのローラー幅の距離をおいて位置する、複数のアームと、アームのローラーアーム端部周囲に位置するハブ保持表面およびスプリング連結表面と、１つのローラーが複数のアームのローラー端部の各々に連結された複数のローラーと、１つのスプリングが各ローラーに隣接して位置する複数のスプリングとを備え、複数のローラーおよびアームが、旋回軸がローラーからある距離離れて位置するように中央部分の周囲に位置し、スプリング連結表面がスプリングと接触し、ハブ保持表面が、ハブがアームを中央部分に隣接して保持するようにハブと接触する。

本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成する添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を図示し、記述とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。

本発明の実施形態に従う、２つのポンプ区分を備える弾性シートの前面図である。 本発明の実施形態に従う、２つのポンプ区分を備える弾性シートの背面図である。 本発明の実施形態に従う、２つのポンプ区分のための基板の前面図である。 本発明の実施形態に従う、２つのポンプ区分のための基板の背面図である。 本発明の実施形態に従う、ローラーヘッドの上面図である。 本発明の実施形態に従う、ローラーヘッドの底面図である。 本発明の実施形態に従う、分解されたカセットアセンブリ図の等角図である。 本発明の実施形態に従う、分解されたカセットアセンブリ図の等角図である。 本発明の実施形態に従う、ローラーヘッドおよびモーターの側面図である。 本発明の実施形態に従う、シートに係合するローラーヘッドの輪郭である。 本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。 本発明の原理に従う、図４ａのローラーアセンブリの側面切断図である。 本発明の原理に従う、図４ａのローラーアセンブリの上面図である。 本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。 本発明の原理に従う、図５ａのローラーアセンブリの側面切断図である。 本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。 本発明の原理に従う、図６ａのローラーアセンブリの側面切断図である。 本発明の原理に従う、図６ａのローラーアセンブリのアームの側面図である。 本発明の原理に従う、図６ａのローラーアセンブリのアームの末端図である。 本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。 本発明の原理に従う、図８ａのローラーアセンブリの側面図である。 本発明の原理に従う、図８ａのローラーアセンブリの側面切断図である。 本発明の原理に従う、図８ａのローラーアセンブリの単一のローラーヘッドおよびアームアセンブリの側面切断図である。 本発明の原理に従う、図８ａのローラーアセンブリのアームの側面図である。 本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。 本発明の原理に従う、図１１ａのローラーアセンブリの部分等角図である。 本発明の原理に従う、図１１ａのローラーアセンブリの部分等角図である。 本発明の原理に従う、図１１ａのローラーアセンブリの拡張等角図である。 本発明の原理に従う、図１１ａのローラーアセンブリのアームの等角図である。 本発明の原理に従う、図１１ａのローラーアセンブリのアームの等角図である。 本発明の原理に従う、図１１ａのローラーアセンブリのアームの等角図である。

前述の一般的説明および以下の詳細な説明は両方ともに例示および説明に過ぎず、特許請求される本発明のさらなる説明を提供するよう意図されることを理解されたい。

ここで本発明の例示的実施形態について詳細に言及し、それらの例が添付の図面に例示される。可能な場合、同一の参照番号は、同一または同様の部分を指すために図面全体で使用される。

図１ａ〜ｂは、カセット１００（例えば、１００ａ〜ｂのいずれかであり、本明細書において概してカセット１００と称される）内の２つ以上のポンプ区分（例えば、ポンプ区分１０３ａ〜ｂのいずれかであり、本明細書において概してポンプ区分１０３と称される）を画定するように、基板１０５（例えば、基板１０５ａ〜ｃのいずれかであり、本明細書において概して基板１０５と称される）を連結するためのシート１０７（弾性シート等）を図示する。カセット１００は、手術用コンソール（例えば、図７に見られるような眼科手術用コンソール７０１）のための流体１５５の吸引および／または注入（例えば、図５ｃを参照）を提供するために、ポンプ区分１０３を使用することができる。図１ｃ〜ｄは、基板１０５ａの実施形態を図示する（基板１０５の他の実施形態も考えられる）。多様な実施形態において、２つ以上のポンプ区分１０３は、カセット１００のシート１０７と基板１０５との間に形成されてもよい。シート１０７は、シリコンゴムまたは熱可塑性エラストマー等、可撓性の成形可能な材料から作製されてもよい。他の材料も考えられる。基板１０５は、硬質熱可塑性樹脂等、シート１０７に対して剛性である材料から作製されてもよく、機械加工または射出成形等、任意の適切な方法によって作製されてもよい。いくつかの実施形態において、シート１０７は、（例えば、粘着剤、熱融合、機械的圧着、リベット等を通じて）基板１０５に結合または機械的に付設されてもよい。いくつかの実施形態において、シート１０７の外部周辺部および／または内部上の突出部１５１ａ〜ｎは、シート１０７を基板１０５に接続し、ローラー（例えば、図２ｂのローラー２０１ａ〜ｎを参照）（ローラー２０１ａ〜ｎであり、本明細書において概してローラー２０１と称される）による作動時にシート１０７の回転の防止を助けるように、対応する凹部１５３ａ〜ｎに係合することができる。本明細書に使用される場合、表記「ａ〜ｎ」は、その要素に対して本実施形態の多様な要素を参照するために使用される。例えば、「ローラー２０１ａ〜ｎ」は、例えば、図２ｂに示されるローラーを参照するために使用される（図２ｂは、５つのローラーを示し、図２ｂの２つのローラーは２０１ａおよび２０１ｎと表記されるが、これらの図の各々のローラーのいくつかは特定の表記を有さない場合がある）。いくつかの実施形態において、突出部１１７ａ〜ｂ（それぞれのポンプ区分１０３の輪郭を示すことができる）は、対応する凹部１１９ａ〜ｂ（図３ａを参照）に適合することができる。突出部１１７ａ〜ｂ（および／または１５１ａ〜ｎ）は、基板１０５にシート１０７を保持するために、それぞれの凹部１１９ａ〜ｂ（および／または１５３ａ〜ｎ）に固定されてもよい。いくつかの実施形態において、突出部１１７ａ、ｂ（および／または１５１ａ〜ｎ）は、機械式／摩擦勘合、接着剤、熱融合等を通じて、それぞれの凹部１１９ａ〜ｂ（および／または１５３ａ〜ｎ）に固定されてもよい。いくつかの実施形態において、突出部１１７ａ〜ｂは、ポンプ区分１０３からのポンプ流体１５５（ＢＳＳ（商標）（平衡塩溶液等））の漏れを防止するために密閉を形成するために、それぞれの凹部１１９ａ〜ｂに固定されてもよい。

多様な実施形態において、流体１５５は、一連のローラー２０１がカセット１００上の２つ以上のポンプ区分１０３に係合するときに、カセット１００を通じてポンプ注入されてもよい。図２ａ〜ｂは、ローラー２０１を備えるローラーヘッド２０３を図示する。図３ａ〜ｂは、分解されたカセットアセンブリの図の実施形態の等角図を図示し、ローラー２０１、シート１０７、および基板１０５を示す。図３ｃは、ローラーヘッド２０３および対応する蠕動ポンプモーター２０５の実施形態を図示する。いくつかの実施形態において、ローラーヘッド２０３上のローラー２０１は、蠕動ポンプモーター２０５（例えば、ステッパーまたは直流（ＤＣ）サーボモーターまたは他のモーター（交流（ＡＣ）モーター等））の回転２０７の軸から放射状に取り付けられてもよく、基底の基板１０５に対してポンプ区分１０３を圧迫するように構成されてもよい。ローラー２０１は、ポンプモーター２０５をローラーヘッド２０３とシャフト２２３と通じてポンプモーター２０５に搭載され、それによりポンプモーター２０５が、シャフト２２３の軸２０７に対して略直交または直角な平面内でローラーヘッド２０３を回転することができ（軸２０７がローラー２０１の平面に対して直交する場所を示す図３ｄの黒丸２０７を参照）、ローラー２０１の縦方向の軸は、シャフト２２３の軸に略放射状でありうる。図３ｄは、シート１０７（破線で示される）上の２つのポンプ区分１０３ａ、ｂと係合するローラー２０１の実施形態を図示する。カセット１００上の２つ以上のポンプ区分１０３は、カセット１００がローラーヘッド２０３と係合する１つのポンプ区分だけを有するよりも追加の流量を生成する（例えば、１つに対して２つの区分では流量を約２倍にする）ことができる。

多様な実施形態において、シート１０７の２つ（または以上）の活発なポンプ区分１０３は、単一のハブローラーアセンブリ（例えば、ローラー２０１およびローラーヘッド２０３を含む）によって作動されてもよい。ローラー２０１がポンプ区分１０３と係合すると、各ローラーは最初に、基底の遷移経路（例えば、遷移経路１５７ａ〜ｄであり、本明細書において概して遷移経路１５７と称される）を備える遷移流域（例えば、遷移流域１１５ａ〜ｄであり、本明細書において概して遷移領域１１５と称される）上を回転することができる。いくつかの実施形態において、シート１０７は、遷移領域１１５を含まなくてもよく、基板１０５は、遷移経路１５７を含まなくてもよい。ローラー２０１が遷移領域１１５から外へ（そして、これによって、遷移経路１５７から外へ）転がると、ローラー２０１は、密閉点で基板１０５に対して完全にシート１０７を押圧することによって、ポンプ区分１０３内部に（例えば、ポンプ区分１０３ａ上の破線で示された場所１６１およびポンプ区分１０３ｂ上の場所１６９で）内部密閉を形成することができる（遷移領域および遷移経路がない場合、ローラー２０１は、ローラーのシート１０７との係合の開始点で密閉を形成することができる）。

図４ａは、本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。図４ａのローラーアセンブリ４００において、ローラー４１０ａ〜ｎは、ピン４２０ａ〜ｎを介してアーム４３０ａ〜ｎに接続される。ローラー４１０ａ〜ｎは、ピン４２０ａ〜ｎの周囲で回転することができる。アーム４３０ａ〜ｎは、中央部分４５５に連結される。ハブ４５０は、中央部分４５５に位置し、回転の中心を形成する。加えて、ハブ４５０は、ローラーアセンブリ４００のモーターまたはローラーアセンブリ４００をハブ４５０周囲で回転することが可能な他のデバイスへの接続のための開口部を提供する。ローラーアセンブリ４００は、ハブ４５０の周囲で回転する。

図４ｂは、本発明の原理に従う、図４ａのローラーアセンブリの側面切断図である。図４ｂにおいて、ローラー４１０の内部が図示される。ローラー４１０ａ〜ｎは、ピン４２０ａを受信する中空穴を有する。ピン４２０ａもまた、アーム４３０に固定される。ローラー４１０は、ピン４２０ａの周囲で回転する。キャップピン４４０ａは、ピン４２０ａ上にローラー４１０を保持する。アーム４３０ａ〜ｎは、ローラー４１０ａ〜ｎの底面表面（弾性シートまたは管と接触するローラー４１０ａ〜ｎの表面）が、ハブ４５０に連結されるアーム４３０ａ〜ｎの部分に略平行であるように、９０度を超える角度で屈曲する。ローラー４１０ａ〜ｎは、略円錐状である（より具体的には、ローラー４１０ａ〜ｎは、円錐の一部のような形状である）。このように、ローラー４１０ａ〜ｎの回転表面は、ピン４２０ａ〜ｎおよびキャップピン４４０ａ〜ｎに平行ではない（またはピン４２０ａ〜ｎおよびキャップピン４４０ａ〜ｎに対してある角度で配置される）。

図４ｃは、本発明の原理に従う、図４ａのローラーアセンブリの上面図である。図４ｃにおいて、アーム４３０ａ〜ｎの構成はより明確に示される。一例として、１つのアーム（４３０ｂ）は、放射状部分４６０ｂ、弓形状部分４７０ｂ、および屈曲部分４８０ｂの３つの部分を備える。屈曲部分４８０ｂは、ピン４２０ｂを受容するための穴４９０ｂを含む。放射状部分４６０ｂは、弓形状部分４７０ｂを中央部分４５５と接続する。弓形状部分４７０ｂ、放射状部分４６０ｂ、および中央部分４５５の上面表面は全て略平行である。弓形状部分４７０ｂは、放射状部分４６０ｂを屈曲部分４８０ｂと接続する。屈曲部分４８０ｂは、弓形状部分４７０ｂに対してある角度で屈曲する。この例において、その角度は、ローラー４１０ｂの回転表面が、弓形状部分４７０ｂの表面と略平行であるように９０度より大きい（ローラー４１０ａでは図４ｂに示される）。屈曲部分４８０ｂの穴４９０ｂは、ローラー４１０ｂを固定するピンを受容する。

中央部分４５５、放射状部分４６０、弓形状部分４７０、および屈曲部分４８０は全て、単一の材料シートからプレス加工または成形されてもよい。このような場合、弓形状部分４７０は、中央部分４５５に対して上下に曲がることができる。したがって、弓形状部分４７０は、それと関連付けられるばね定数を有する。ローラーアセンブリ４００が、可撓性管またはカセットと係合すると、弓形状部分４７０は、可撓性管またはカセットに対して堅く押圧する。弓形状部分４７０と関連付けられるばね定数は、ローラー４１０によって可撓性管またはカセットに所望の力がかけられるように設計されてもよい。例えば、弓形状部分４７０がシート状のスチールから形成される場合、小さいばね定数を提供するために薄いシートが使用されてもよく、より大きいばね定数を提供するためにより厚いシートが使用されてもよい。加えて、弓形状部分４７０によってローラー４１０にかけられる力は、ローラー４１０を可撓性管またはカセットと係合させ続ける（例えば、可撓性管またはカセットが、その中の流体および物質に起因して不均一である場合）。

図５ａは、本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。図５ｂは、本発明の原理に従う、図５ａのローラーアセンブリの側面切断図である。図５ａ〜５ｂのローラーアセンブリの構造および操作は、図４ａ〜ｃに類似する。図５ａ〜５ｂのローラーアセンブリ５００において、ローラー５１０ａ〜ｎは、ピン５２０ａ〜ｎを介してアーム５２５ａ〜ｎに回転可能に接続される。したがって、ローラー５１０ａ〜ｎは、ピン５２０ａ〜ｎの周囲で回転することができる。アーム５２５ａ〜ｎは、旋回軸５４５ａ〜ｎを介して中央部分５５５に連結される。ハブ５５０は、中央部分５５５に位置し、回転の中心を形成する。加えて、ハブ５５０は、ローラーアセンブリ５００のモーターまたはローラーアセンブリ５００をハブ５５０周囲で回転することが可能な他のデバイスへの接続のための開口部を提供する。ローラーアセンブリ５００は、ハブ５５０の周囲で回転する。ローラー５１０ａ〜ｎの構造および構成は、ローラー４１０ａ〜ｎと同じである。

図５ｂにより明確に見られるように、アーム５２５ｎは、旋回軸５４５ｎの周囲で旋回する。スプリングピン５３５ｎは、可撓性アーム５３０ｎに連結される。可撓性アーム５３０ｎは、スプリングピン５３５ｎを介して、アーム５２５ｎに力をかける。止め具５６５ｎは、アーム５２５ｎの一方の端部に位置し、中央部分５５５の一部に載る。可撓性アーム５３０ｎによってかけられた力は、中央部分５５５に対して止め具５６５ｎを保持し、これによって、アーム５２５ｎを第１の未旋回位置に保つ。ローラー５１０ｎがポリマーシートまたは管と係合すると、アーム５２５ｎは、可撓性アーム５３０ｎを屈折することによって上方向に旋回することができる。この様式で、力がローラー５１０ｎにかかると、アーム５２５ｎは旋回軸５４５ｎの周囲で旋回する。アーム５２５ｎが旋回すると、スプリングピン５３５ｎ上を押し、可撓性アーム５３０ｎを屈折させる。可撓性アーム５３０ｎは、スプリングピン５３５ｎを介してアーム５２５ｎに対する適切な力を提供するように設計されてもよい。このように、可撓性アーム５３０ｎは、ローラー５１０ｎをポリマーシートまたは可撓性管に対して確実に押圧するに十分なばね定数を有することができる。

図６ａは、本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの等角図である。図６ｂは、本発明の原理に従う、図６ａのローラーアセンブリの側面切断図である。図６ａ〜６ｂのローラーアセンブリの構造および操作は、図４ａ〜ｃおよび５ａ〜５ｂに類似する。図６ａ〜６ｂのローラーアセンブリ６００において、ローラー６１０ａ〜ｎは、ピン６２０ａ〜ｎを介してアーム６２５ａ〜ｎに回転可能に接続される。したがって、ローラー６１０ａ〜ｎは、ピン６２０ａ〜ｎの周囲で回転することができる。アーム６２５ａ〜ｎは、旋回軸６４５ａ〜ｎを介して中央部分６５５に連結される。ハブ６５０は、中央部分６５５内に位置し、回転の中心を形成する。加えて、ハブ６５０は、ローラーアセンブリ６００のモーターまたはローラーアセンブリ６００をハブ６５０周囲で回転することが可能な他のデバイスへの接続のための開口部を提供する。ローラーアセンブリ６００は、ハブ６５０の周囲で回転する。ローラー６１０ａ〜ｎの構造および構成は、ローラー４１０ａ〜ｎと同じである。

図６ｂにより明確に見られるように、アーム６２５ｎは、旋回軸６４５ｎの周囲で旋回する。スプリングアセンブリ６３５ｎは、アーム６５２ｎに力をかける。止め具６６５ｎは、アーム６２５ｎの一方の端部に位置し、中央部分６５５の一部に載る。スプリングアセンブリ６３０ｎによってかけられた力は、中央部分６５５に対して止め具６６５ｎを保持し、これによって、アーム６２５ｎを第１の未旋回位置に保つ。ローラー６１０ｎがポリマーシートまたは管と係合すると、アーム６２５ｎは、スプリングアセンブリ６３０ｎを屈折させることによって上方向に旋回することができる。この様式で、力がローラー６１０ｎにかかると、アーム６２５ｎは旋回軸６４５ｎの周囲で旋回する。アーム６２５ｎが旋回すると、スプリングアセンブリ６３０ｎを押す。スプリングアセンブリ６３０ｎは、アーム６２５ｎに対する適切な力を提供するように設計されてもよい。このように、スプリングアセンブリ６３０ｎは、ローラー６１０ｎをポリマーシートまたは可撓性管に対して確実に押圧するに十分なばね定数を有することができる。

図７ａは、本発明の原理に従う、図５ａ〜５ｂおよび６ａ〜６ｂのローラーアセンブリのアームの側面図である。図７ｂは、本発明の原理に従う、図５ａ〜５ｂおよび６ａ〜６ｂのローラーアセンブリのアームの末端図である。アーム７２５は、ローラーと係合するためのピンを受容する穴７４９ｎを有する。旋回穴７４５は、アーム７２５が旋回穴７４５の周囲で旋回することを可能にするピンを受容する。止め具７６５は、アーム７２５の一方の端部に位置する。平らな部分７５９は、アーム７２５の一方の端部に位置する。平らな部分７５９は、スプリングピン（図５ａ〜５ｂのような）またはスプリングアセンブリ（図６ａ〜６ｂのように）と係合するための表面を提供する。図７ｂは、ローラーと係合するためのピンを受容する穴７４９をより明確に示す。

図８ａ、８ｂ、および８ｃは、本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの（それぞれ）等角図、側面図、側面切断図である。ローラーアセンブリ８００は、ハブ８５０を備える中央部分８５５と、ローラー８１０ａ〜ｎと、ピン８２０ａ〜ｎと、アーム８２５ａ〜ｎと、スプリングピン８３０ａ〜ｎと、抜け止めピン８３３ａ〜ｎと、スプリング８３７ａ〜ｎと、軸８２３ａ〜ｎとを有する。ハブ８５０は、中央部分８５５の中央に位置する。ローラーアセンブリ８００は、ハブ８５０の周囲で回転する。ローラー８１０ａ〜ｎは、ピン８２０ａ〜ｎによって、アーム８２５ａ〜ｎに連結される。各アーム８２５ａ〜ｎは、スプリングピン８３０ａ〜ｎおよび抜け止めピン８３３ａ〜ｎに連結される。スプリングピン８３０ａ〜ｎの一方の端部は、アーム８２５ａ〜ｎに固定され、スプリングピン８３０ａ〜ｎの他方の端部は、中央部分８５５の上部に載るキャップに終端がある。スプリングピン８３０ａ〜ｎは、中央部分８５５の穴内に位置し、その中で上下に移動することができる。同様に、抜け止めピン８３３ａ〜ｎの一方の端部は、アーム８２５ａ〜ｎに固定され、抜け止めピン８３３−ｎの他方の終端は、中央部分８５５の上部に終端がある。抜け止めピン８３３ａ〜ｎは、中央部分８５５の穴内に位置し、その中で上下に移動することができる。アーム８２５ａ〜ｎの移動は、抜け止めピン８３３ａ〜ｎによって制約される。アーム８２５ａ〜ｎは、抜け止めピン８３３ａ〜ｎに沿って上下に移動することができる。スプリング８３７ａ〜ｎは、アーム８２５ａ〜ｎと中央部分８５５との間に位置する。スプリング８３７ａ〜ｎの一方の端部は、中央部分８５５穴に収容され、スプリング８３７ａ〜ｎの他方の端部は、アーム８２５ａ〜ｎの穴内に収容される。この様式において、スプリング８３７ａ〜ｎは、中央部分８５５をアーム８２５ａ〜ｎから分離する力をかける。

ローラー８１０ａ〜ｎは、ポリマーシートまたは管と接触するローラー８１０ａ〜ｎの表面が、中央部分８５５の表面に略平行であるように配置される。この様式において、ローラー８１０ａ〜ｎのローラー表面の実質的に全ては、ローラー８１０ａ〜ｎが移動すると、ポリマーシートまたは管と接触する。抜き止めピン８３３ａ〜ｎのために、ローラー８１０ａ〜ｎは、中央部分８５５に対して上下にのみ移動する。ローラー８１０ａ〜ｎが上下に移動すると、抜き止めピン８３３ａ〜ｎは、中央部分８５５の穴内で滑動する。スプリング８３７ａ〜ｎは、アーム８２５ａ〜ｎ（および付設されたローラー８１０ａ〜ｎ）を下向きに押圧する。このように、スプリング８３７ａ〜ｎは、中央部分８５５から離れるようにアーム８２５ａ〜ｎを付勢する。ローラー８１０ａ〜ｎの構造および構成は、ローラー４１０ａ〜ｎと同じである。

図９は、本発明の原理に従う、図８ａのローラーアセンブリの単一のローラーヘッドおよびアームアセンブリの側面切断図である。図９において、保持アーム８３３ａ〜ｎは、アーム８２５ａ〜ｎに固定される。軸８２３ａ〜ｎもまた、アーム８２５ａ〜ｎに固定される。ローラー８１０ａ〜ｎは、ピン８２０ａ〜ｎによって軸８２３ａ〜ｎに固定され、軸８２３ａ〜ｎの周囲で回転する。スプリング８３７ａ〜ｎの場所もまた、アーム８２５ａ〜ｎに対して示される。凹部８４３ａ〜ｎは、スプリングピン８３０ａ〜ｎを受容する。

図１０は、本発明の原理に従う、図８ａのローラーアセンブリのアームの側面図である。図１０において、アーム８２５ａ〜ｎは、軸８２３ａ〜ｎを受容するための穴８４２ａ〜ｎと、抜け止めピン８３３ａ〜ｎを受容するための穴８４４ａ〜ｎと、スプリングピン８３３ａ〜ｎを受容するための凹部８４３ａ〜ｎとを有する。

図１１ａ〜１１ｄは、本発明の原理に従う、ローラーアセンブリの多様な等角図である。図１１ａ〜１１ｄにおいて、ローラーアセンブリ９００は、中央部分９５５を有する。ハブ９５０、ローラー９１０ａ〜ｎ、ピン９２０ａ〜ｎ、アーム９２５ａ〜ｎ、旋回軸９３０ａ〜ｎ、軸９２３ａ〜ｎ、スプリング９３７ａ〜ｎ、旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎ、ローラーアーム端部９２６ａ〜ｎ、ハブ穴９５７、ならびにスプリング穴９５６ａ〜ｎ。図１１ａにおいて、ローラー９１０ａ〜ｎは、ピン９２０ａ〜ｎによって、アーム９２５ａ〜ｎに保持される。アーム８２５ａ〜ｎは、アーム９２５ａ〜ｎが中央部分９５５に対して旋回することができるように、中央部分９５５に連結される。ハブ９５０は、中央部分９５５の中心に位置する。ローラーアセンブリ９００は、ハブ９５０の周囲で回転する。ローラー９１０ａ〜ｎは、ローラー９１０ａ〜ｎの回転表面が、蠕動ポンプ注入プロセスの間、ポリマーシートまたは可撓性管と接触するように配向される。

図１１ｂにより明確に見られるように、ローラー９１０ａ〜ｎは、軸９２３ａ〜ｎおよびピン９２０ａ〜ｎを介してアーム９２５ａ〜ｎに接続される。スプリング９３７ａ〜ｎは、ローラー９１０ａ〜ｎのすぐ下（より具体的には、ローラー９１０ａ〜ｎに連結するアーム９２５ａ〜のすぐ下）の中央部分９５５に位置する。旋回軸９３０ａ〜ｎは、アーム９２５ａ〜ｎのための付設場所を提供する。アーム９２５ａ〜ｎは、旋回軸９３０ａ〜ｎで中央部分９５５に連結される。アーム９２５ａ〜ｎは、旋回軸９３０ａ〜ｎで中央部分９５５に対して旋回する。ローラー９１０ａ〜ｎの構造および構成は、ローラー４１０ａ〜ｎと同じである。

図１１ｃは、アーム９２５ａ〜ｎの構造およびスプリング９３７ａ〜ｎの場所をより明確に示す。図１１ｃにおいて、アーム９２５ａ〜ｎ各々は、２つの旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎを有する。旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎは、中央部分９５５の旋回軸９３０ａ〜ｎに適合する。この様式において、旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎ各々は、中央部分９５５の旋回軸９３０ａ〜ｎを画定する凹部に適合する。旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎは、アーム９１０ａ〜ｎを中央部分９５５に連結する。スプリング９３７ａ〜ｎは、アーム９２５ａ〜ｎのすぐ下に位置し、アーム９２５ａ〜ｎを上向きに付勢するばねの力を提供する。ハブ９５０は、アーム９２５ａ〜ｎを保持するハブ係合表面９６８ａ〜ｎ（図１２ａ）と係合する。

図１１ｄは、アーム９２５ａ〜ｎ、スプリング９３７ａ〜ｎ、および中央部分９５５が一緒に適合されるようすを示す。中央部分９５５は、ハブ９５０を受容するハブ穴９５７と、スプリング９３７ａ〜ｎを受容するスプリング穴９５６ａ〜ｎとを有する。加えて、中央部分９５５は、各アーム９２５ａ〜ｎのための一対の旋回軸９３０ａ〜ｎも有する。各アーム９２５ａ〜ｎは、それと関連付けられるスプリング９３７を有する。スプリング９３７ａ〜ｎは、スプリング穴９５６ａ〜ｎ内に適合する。スプリング９３７ａ〜ｎは、中央部分９５５の背面表面（図１１ｃに示される）およびハブ（スプリング９３７ａ〜ｎに対してアーム９２５ａ〜ｎを押圧し、アーム９３７ａ〜ｎを保持する役目を果たす）によって、スプリング穴９５６ａ〜ｎ内に保持される。旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎは、中央部分９５５の旋回軸９３０ａ〜ｎに適合する。

図１２ａ〜１２ｃは、本発明の原理に従う、図１１ａ〜１１ｄのローラーアセンブリのアームの多様な等角図である。アーム９２５ａ〜ｎは、一対の旋回ピン９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎと、スプリング連結表面９６７ａ〜ｎと、ハブ保持表面９６８ａ〜ｎと、ローラーアーム端部９２６ａ〜ｎとを有する。ローラー９１０ａ〜ｎは、ローラー端部９２６ａ〜ｎでアーム９２５ａ〜ｎに連結される。軸９２３ａ〜ｎは、ローラーアーム端部９２６ａ〜ｎに固定される。ローラー９１０ａ〜ｎは、ピン９２０ａ〜ｎによって、軸９２３ａ〜ｎ上で保たれる。各アーム９２５ａ〜ｎは、アームを中央部分９５５に連結する旋回軸端部を有する。アーム９２５ａ〜ｎは、ローラー端部９２６ａ〜ｎおよび旋回軸端部（旋回軸９４２ａ〜ｎおよび９４４ａ〜ｎが存在する端部）が、アーム９２５ａ〜ｎを中央部分９５５に連結し、ローラー９１０ａ〜ｎの適切な整列を可能にするように配置されるように、略湾曲または弓形状の形状を有する。概して、アーム９２５ａ〜ｎの旋回軸端部は、アーム９２５ａ〜ｎのローラー端部９２６ａ〜ｎから少なくとも１つのローラー幅の距離である。加えて、アーム９２５ａ〜ｎのローラー端部９２６ａ〜ｎは、アーム９２５ａ〜ｎの旋回軸端部から２つの異なる方向に離れたある距離に位置する。この様式において、アーム９２５ａ〜ｎは、２つの異なる平面に対して湾曲する。中央部分９５５の周辺部に固定された旋回軸端部によって、アーム９２５ａ〜ｎのローラー端部９２６ａ〜ｎは、中央部分９５５の周辺部の内部および中央部分９５５の上方に位置する。

各アーム９２５ａ〜ｎは、それと関連付けられるスプリング連結表面９６７ａ〜ｎを有する。スプリング連結表面９６７ａ〜ｎは、スプリング９３７ａ〜ｎに支えられている。スプリング連結表面９６７ａ〜ｎは、スプリング９３７ａ〜ｎの端部を受容する縁部を有する。アーム９２５ａ〜ｎは、（アーム９２５ａ〜ｎが中央部分９５５に対して動くときに）ローラー９１０ａ〜ｎの表面がアーム９２５ａ〜ｎの移動全体でポリマーシートまたは可撓性管と接触するように構成される。スプリング９３７ａ〜ｎは、中央部分９５５から離れるようにアーム９２５ａ〜ｎを付勢する。ローラー９１０ａ〜ｎがポリマーシートまたは可撓性管の変形に遭遇すると、ローラー９２５ａ〜ｎは、中央部分９５５に向かって押圧され、これによって、スプリング９３７ａ〜ｎを圧迫する。この様式において、ローラー９１０ａ〜ｎは、スプリング９３７ａ〜ｎによって、ポリマーシートまたは可撓性管に対して堅く保たれる。アーム９２５ａ〜ｎの形状およびローラー９１０ａ〜ｎと旋回軸９３０ａ〜ｎとの間の距離のために、ローラー９１０ａ〜ｎは、ローラー９１０ａ〜ｎの表面がポリマーシートまたは可撓性管に対して堅く押圧するように、ポリマーシートまたは可撓性管に対して保持される。ローラー９１０ａ〜ｎの回転表面は、アーム９２５ａ〜ｎの移動中全体でポリマーシートまたは可撓性管に略平行なままである。

上記の実施形態に関わりなく、ローラーは、ローラーの回転表面がポリマーシートまたは可撓性管を押圧するように、ポリマーシートまたは可撓性管に付勢される。ローラーの回転表面（すなわち、ポリマーシートまたは可撓性管と接触する表面）は、それを押圧するように、ポリマーシートまたは可撓性管に略平行である。ローラーは、ローラー回転部が回転するときに蠕動ポンプ注入を提供するように、ばねの力によって、ポリマーシートまたは可撓性管に対して維持される。

上記から、本発明が改善された蠕動ポンプシステムを提供することが理解されてもよい。本発明は、蠕動ポンプシステムで使用するための独立型ローラーヘッドを提供する。本発明は、例によって本明細書に図示され、多様な実施形態が当業者によって行われ得る。

本発明の他の実施形態は、本明細書に開示される本発明の仕様および実践の検討から、当業者には明らかであろう。仕様および例は例示のみとして検討され、本発明の真の範囲および精神は添付の請求項によって示されることを意図する。

Claims (22)

1. ローラーアセンブリであって、
   ハブを備える中央部分であって、前記中央部分の周囲に位置する複数の旋回軸を有する、中央部分と、
   各アームがローラー端部と旋回軸端部とを有する複数のアームであって、前記旋回軸端部が、各アームが前記中央部分に対して独立して旋回することができるように、前記複数の旋回軸で前記中央部分に連結され、各アームの前記ローラー端部および旋回軸端部が、互いに少なくとも１つのローラー幅の距離をおいて位置する、複数のアームと、
   １つのローラーが前記複数のアームの前記ローラー端部の各々に連結された複数のローラーと、を備え、
   前記複数のローラーおよびアームが、前記旋回軸が前記ローラーからある距離離れて位置するように、前記中央部分の周囲に位置する、ローラーアセンブリ。
2. 各ローラーが、軸およびピンを介して各アームに連結される、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
3. 前記ローラーの回転表面が、前記中央部分の平らな表面と略平行である、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
4. スプリングが各ローラーに隣接して位置する、複数のスプリングをさらに備える、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
5. 前記複数のスプリングが、前記中央部分の複数のスプリング穴内に位置する、請求項４に記載のローラーアセンブリ。
6. 各アームが、一対の旋回ピンをさらに備え、前記一対の旋回ピンが、前記旋回軸で前記アームを前記中央部分に連結する、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
7. 各アームが、前記アームの前記ローラーアーム端部付近に位置するハブ保持表面およびスプリング連結表面をさらに備える、請求項４に記載のローラーアセンブリ。
8. 前記スプリング連結表面が、前記スプリングと接触する、請求項７に記載のローラーアセンブリ。
9. 前記ハブ保持表面が、前記ハブが前記アームを前記中央部分に隣接して保持するように、前記ハブと接触する、請求項７に記載のローラーアセンブリ。
10. アームが旋回するとき、前記アームに連結された前記ローラーのローラー表面が、前記中央部分の表面に略平行である、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
11. 前記複数の旋回軸が、前記中央部分の周辺部の周囲に位置する、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
12. 前記ローラーが、前記中央部分の周辺部の内部に位置する、請求項１１に記載のローラーアセンブリ。
13. 前記ローラーの回転表面が、前記アームの移動範囲全体にわたってポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置される、請求項１に記載のローラーアセンブリ。
14. ローラーアセンブリであって、
    ハブを備える中央部分であって、前記中央部分の周囲に位置する複数の旋回軸を有する、中央部分と、
    各アームがローラーアーム端部と旋回軸端部とを有する、複数のアームであって、前記旋回軸端部が、各アームが前記中央部分に対して独立して旋回することができるように、前記複数の旋回軸で前記中央部分に連結され、各アームの前記ローラーアーム端部および旋回軸端部が、互いに少なくとも１つのローラー幅の距離をおいて位置する、複数のアームと、
    前記アームの前記ローラーアーム端部付近に位置するハブ保持表面およびスプリング連結表面と、
    １つのローラーが前記複数のアームの前記ローラー端部の各々に連結された、複数のローラーと、
    １つのスプリングが各ローラーに隣接して位置する、複数のスプリングと、を備え、
    前記複数のローラーおよびアームが、前記旋回軸が前記ローラーからある距離離れて位置するように、前記中央部分の周囲に位置し、前記スプリング連結表面が前記スプリングと接触し、前記ハブ保持表面が、前記ハブが前記アームを前記中央部分に隣接して保持するように、前記ハブと接触する、ローラーアセンブリ。
15. 各ローラーが、軸およびピンを介して各アームに連結される、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
16. 前記ローラーの回転表面が、前記中央部分の平らな表面と略平行である、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
17. 前記複数のスプリングが、前記中央部分の複数のスプリング穴内に位置する、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
18. 各アームが、一対の旋回ピンをさらに備え、前記一対の旋回ピンが、前記旋回軸で前記アームを前記中央部分に連結する、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
19. アームが旋回するとき、前記アームに連結された前記ローラーのローラー表面が、前記中央部分の表面に略平行である、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
20. 前記複数の旋回軸が、前記中央部分の周辺部の周囲に位置する、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
21. 前記ローラーが、前記中央部分の周辺部の内部に位置する、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。
22. 前記ローラーの回転表面が、前記アームの移動範囲全体にわたってポリマーシートまたは可撓性管と係合するように配置される、請求項１４に記載のローラーアセンブリ。

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