JP4227603B2 - 管の位置決めをするための部材を備えた蠕動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、蠕動ポンプの一般分野に関連する。

更に詳しくは、本発明は、蠕動ポンプで機能を果たすことを企図とした管の位置決めをするための手段を備えた当該ポンプに関する。

特に医療分野で使用される蠕動ポンプは、弾性管の断面を漸次圧縮して液体を該管に沿って移動させるローラーを組み入れたローターが設けられたポンプである。

従って、この種のポンプは、液体との接触を伴わず、管のみに対する作用により、管内部の液体を循環させるように用いられる。従って、この種のポンプは、例えば、無菌環境での作業時に流体の汚染を避けるため、流体が限られた雰囲気内にとどまることが要求されるどのような用途にも適している。蠕動ポンプは、一般に、無菌概念が根本的に重要である環境で作動するように適合される。該ポンプは、従って、流体の循環及び周囲からの該ポンプの汚染防止という機能を果たさなければならないだけでなく、ポンプ自体からの環境汚染を回避しなければならない。そのため、該ポンプの種々の部材（部品）は、完全な封止（シール）を保証しつつ、他方、必要に応じて取り外すことにより容易に洗浄できなければならない。

蠕動ポンプは、周囲にローラーを有するローターと、開位置と閉位置を取るように適合された可動ジョーとを一般的に備えている。可動ジョーは、開位置において、該ポンプが作用を及ぼすべき弾性的に変形可能な管が該ジョーとローターとの間に置かれ得るように、ローターから離れる方に移動する。閉位置において、可動ジョーは、管が可動ジョーの湾曲した支持面とローターの少なくとも一つのローラーとの間で把持されるように、ローターに向かって移動する。

現在利用できる蠕動ポンプへの管の配置は、難しい作業である。その理由は、可動ジョーによる管の望ましくないかみ込みを伴うことなく、管がローターの周囲に正確に位置付けられなければならないからである。

これらの先行技術ポンプに管を取り付ける場合、可動ジョーは、最初、ローターから離され、その後、管は、手動でローターの周囲に手動で配置される。管の保持は、次いで、可動ジョーが移動して管のロック位置で管をローターに対しロックする間、保証又は監視されなければならない。可動ジョーは、一般に、手動で動作するカムによって動かされる。このカムの運動は、ユーザーの手によって可動ジョーに対し直接、等しくかつ十分に与えられ得る。その後、可動ジョーはトグル機器によってローター付近の位置でロックされる。

本発明の目的は、上記タイプのポンプを改良することである。

この目的のため、本発明は、次の蠕動ポンプを提供する。該蠕動ポンプは、（複数）ローラーを組み込んだローターと、開位置と閉位置を取る可動ジョーとを備え、開位置において可動ジョーは、ローターから離れ、該ポンプが作用を及ぼすべき管がジョーとローターとの間に置かれ得る。また、閉位置において可動ジョーは、ローターに向かって移動して、管が可動ジョーの湾曲した支持面とローターの少なくとも一つのローラーとの間に係合される。そして、該ポンプは、次の点によって特徴付けられる。すなわち、ローターの各側部において、前記管が押し込まれた場合に該管を受け入れ、かつ、該管が延びる方向である長手方向に該管が滑動することを許容するように適合された、該管のための位置決め部材を更に備え、該位置決め部材は、ローターと前記開位置にある可動ジョーとの間のあるライン（線）に配置される。

これにより、管が位置決め部材の所定位置にあり、かつ、可動ジョーがその閉位置へと移動する場合、該管は、可動ジョーが閉じるにつれローターの周囲の位置を取る。

上記型種のポンプは、容易で迅速でかつ繰り返し行うことができる管の取り付け及び取り外しを可能にする。該管は、ローターの周囲に該管を巻き付ける必要なく、ユーザーの両手間で引き伸ばされて、直線状に取り付けられ得る。該管は、従って、一般に無菌環境で作業する場合のように盲目的に（目で見なくても）取り付けられ得る。

可動ジョーを閉じる操作はまた、ポンプに管を取り付ける作業から分離され、そのため、可動ジョーの閉鎖はモーターで駆動され得る。

上記管が位置決め部材に置かれた場合で可動ジョーが閉じる前において、管は側方に滑ることができ、そのため、ユーザーは、ポンプヘッドのいずれの側においても利用できる管の長さを調節することができる。

該ジョーは、ユーザー側の特別な注意を払うことなく難なく閉じ得る。その理由は、ローターに対する管の最終位置がポンプによってもたらされ、操作者がもたらすものではないからである。

ユーザーの安全性の観点から、上記型種のポンプは、単に管を位置決め部材に取り付けるようにして管の取り付け作業を減らす。ポンプの（ローターもしくは可動ジョーのような）可動部材との直接的もしくは間接的な協同（連携）を全く必要としないため、ユーザーの手もしくは手袋が挟まれるようなすべての危険性を防ぐ。ユーザーは、管が位置決め部材に係合されるや否や、彼の手を自由とする。

一実施形態において、上記位置決め部材は可動ジョーに固定される。

上記（複数）位置決め部材は、等しく、動ジョーとローラーを組み込んだローターとをこれらの開位置を含み覆うように適合された保護キャップの一部であり得る。

保護キャップは可動ジョーに堅く連結され得る。

好ましい特徴によれば、保護キャップは、上記位置決め部材を結合する（位置決め部材と結び付く）直線状溝を備える。

別の好ましい特徴によれば、ローターは平坦部を備え、該ポンプは、該平坦部を上記ラインに沿って位置付けるための手段を更に備える。

この平坦部は、二つの位置決め部材間の直線状通路の境界を定める。

各位置決め部材は、底部によって区切られた（範囲が定められた）凹部と、それぞれ保持ボスを有する二つの向かい合う側壁とを備え得る。

好ましい特徴によれば、蠕動ポンプは、可動ジョーをその開位置から閉位置へと駆動するように適合されたモーターを備える。

この閉鎖装置（機器）は、トグル装置（機器）とは異なり、上記部材（部分）に応力をかけることを回避する。

上記モーターは、不可逆性（戻らない）歯車によって、可動ジョーと協同するカムに連結され得る。

上記モーターは、加えて、可動ジョーがポンプから自由に分離される位置に可動ジョーを置くように適合され得る。

蠕動ポンプの一実施形態は、複数通路がウェブで連結される複数通路管のウェブを把持するための手段を備える。

本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例によって与えられる本発明の好ましい実施形態についての以下の記載を参照図面と共に考慮することにより明らかとなろう。

図１は、この種のポンプの応用例の一つにおける蠕動ポンプ１を示す。

本例において、ポンプ１は、ボトルラック２及び流れ引出し（flow drawer）３等の付属物を備えている。この構成は、ボトル（圧力容器）４に収容された液体を二つの容器５に向けて、一端部がボトル４に他端部が容器５に接続された管を通じてポンプ（ポンピング／ポンプ送り）するために使用される。

この例において、管６は二つの分離した通路を備え、該二つの通路は、相互に対してシール（封止）され、かつ、切断が容易な長手（縦／軸）方向ウェブ７によって相互に連結される。

蠕動ポンプ１はポンプ本体８を備え、該ポンプ本体上に表示部９及び制御キー１０が配置される。

ポンプ１はまた、図１において保護キャップ１２でカバーされるポンプヘッド１１（図３に示す）を備える。

図２は、ポンプ１から取り外された際の保護キャップ１２の底面斜視図である。保護キャップ１２は、カバーの形態のエンベロープ１３を備え、該エンベロープは、ユーザーがポンプヘッド１１の可動要素と接触状態となることを防止するため、該可動要素を覆うように適合される。エンベロープ１３は、直線状の溝１４を備え、該溝は、管６が該溝内を滑る（滑動／スライドする）のに十分な幅である。

可動ジョー１５は、三つのねじ１６でエンベロープ１３の内側壁に固定される。可動ジョー１５の全体的形状は三日月形状であり、その湾曲部分の内側壁は、円弧形状の湾曲支持面１７を備える。この支持面１７の両側部それぞれにおいて、可動ジョー１５は、歯１８及び支持（支点）部材１９を備え、該歯１８及び支持部材１９は、支持面１７と同様に管６と協同するように適合される。

可動ジョー１５は、エンベロープ１３の壁を貫通する穴２０（図１参照）を更に備える。

長円形穴２２と連通する円形穴２１がまた、可動ジョー１５の厚さに形成される。長円形穴２２の断面（側面）を示す図１３において、長円形穴２２は、可動ジョー１５の厚さの実質上中間（途中）に肩部２２’を備えていることが分かる。円形穴２１は、この肩部を含まない。

図３は、保護キャップ１２が取り去れた際のポンプヘッド１１を示す。ポンプヘッド１１は板の形態を採り、該板上に、カウンター部材２４、ストップピン２５及び軸２３がしっかりと取り付けられる。軸２３は、可動ジョー１５の穴２０内に挿入されるように適合され、該ジョーを回転可能とする。

ポンプヘッド１１はまた、ローラー及び板２７を組み込む回転可能に取り付けられたローター２６を受け、板２７からは偏心フィンガー２８が突出する。

図４は、ポンプ１から取り外された際の、ローラー３０及び３１を組み込むローター２６を示す。ローター２６は二つのフランジ２９を備え、これらフランジ２９間において、三つの円筒状ローラー３０と二つのセンタリング（調心）ローラー３１が回転可能に取り付けられる。円筒状ローラー３０は、フランジ２９の輪郭の周りに互いに１２０°間隔で規則正しく配置される。

図４において上方のフランジ２９は、平坦部３２を備える。

円筒状ローラー３０、センタリングローラー３１及び平坦部３２の配列は、図１４に見ることができるであろう。

図５は、ローター２６が取り去れた際の図３に示すポンプヘッドを示す。この図は、ローター２６を回転駆動してポンプ１の主要機能を実行させる駆動軸３３を示す。

図６は、ポンプ１の斜視側面図であり、この図の枠で囲んだ部分VIIは、管６とキャップ１２の協同（連携）を示す。

図６の枠で囲んだ部分VIIの拡大図である図７は、管が係合（連結）する溝１４の部分を示す。この溝１４の部分は、円弧形状の底部３５と、二つの対面する側壁３６とによって境界が定められる。これら各側壁３６は二つの保持ボス３７を含み、該ボス３７は向かい合って配置される。

図７に見ることができる溝１４の部分は位置決め部材を形成し、該位置決め部材は、管６が溝１４内に押し込まれると管６を受け入れ、かつ、管６が延びる方向に沿う長手軸線に対し管が滑ること、換言すれば、管自体に対し平行に該管が滑ることを可能にするように適合される。

ここで留意すべきは、図７に示す組立体を得るために管６が溝１４の上記部分に圧入される際（図９参照）、管６は、最初、その下方通路が両ボス３７と接触するまで両側壁３６を滑り落ちる。ボス３７は、管６を最後まで押し込むために乗り越えるのが難しい地点（ハードポイント）を作り出す。ユーザーは、次に、管６を引き続き押し込み、これは、該管の下方通路を弾性的に変形させ、該下方通路は、次いで、底部３５に面する位置を取る。管６のウェブ７は、二つのボス３７間の位置を取り、これが、図７に示す溝１４部分の方向に管６を保持する。

管６の下方通路がボス３７によってそのハウジング内に保持されるが、管６と上記位置決め部材との間には間隙が残り、該間隙が上述した滑りを許容する（図１０参照）。

管６はまた、上記ハードポイントを同様に乗り越える弾性変形を上記管６の下方通路に与えることにより取り外される。

図８は、上記のような管６の位置の断面図を示す。

図１１は、図３の構成におけるポンプヘッド１１の斜視図である。

図１２は、可動ジョー１５が適合された際のポンプヘッド１１を示す。この図は、ポンプヘッド１１上に取り付けられた部材（部品）と可動ジョー１５との協同を示すために、カバー１２から分離した該ジョーを表す。

図１３は、図１２に示す組立体の断面図であり、特に、ポンプヘッド１１上への板２７の取り付けを示す。

板２７は駆動軸３８に固定され、該駆動軸は、軸受に取り付けられて、ポンプヘッド１１に対し回転する。軸３８は、ウォーム歯車４０と噛み合う歯車３９に固定される。ウォーム歯車４０は、モーター（図示せず）によって回転駆動される。

図１４〜１６は、偏心フィンガー２８すなわち板２７の角度位置によって規定される可動ジョー１５の三つの特定の位置における図１２に示す組立体の平面図である。

図１４は、可動ジョー１５がポンプヘッド１１に対し適合することを許容する位置における偏心フィンガー２８を示す。

図１５において、可動ジョー１５は図１４と同じ位置にあるが、偏心フィンガー２８は、可動ジョー１５をロックして、ポンプヘッド１１から可動ジョー１５が抜き取られることを防ぐ位置にある。

図１６は、偏心フィンガー２８によって閉じられた際の可動ジョーを示す。

図１４〜１６に表された連続する位置は、ポンプ１の通常の使用において外部から見ることはできず、この領域は、通常、ジョー１５上に取り付けられるキャップ１２で覆われる。

上記の蠕動ポンプ１は、以下に示す態様で動作する。

ポンプ１が始動される際、可動ジョー１５は、図１５に示す位置にあり、これは、図９及び１０に示すキャップ１２の位置に対応する。また、ローター２６も図１５に示す位置にあり、直線（状）通路がローター２６とジョー１５との間に形成されるように平坦部３２が配置される。キャップ１２の位置決め部材は、その際、この直線通路と整列（位置合わせ）される。

まず第一に、管６がポンプ１に取り付けられる。この目的のため、図９に示すように、ユーザーは、両手で管６を保持して溝１４内に挿入する。ボス３７により、技術を要するこの押し込み操作では、既述したようにハードポイントを乗り越える必要があり、それにより、管６は、図７に示すように、溝１４の各端部に形成された位置決め部材における適切な位置に到達する。

図１０を参照して、ユーザーは、次いで、管６を側方（横方向）両方向に滑らせることができ、管６が連結される付属物（図１）の機能としてカバー１２の両側で利用できるように管６の長さを適合させる。

一旦、この操作が行われると、ポンプ１における管６の位置決めに関する限り、ユーザーの介入はもはや必要ない。

制御キー１０を用いて、ユーザーはポンプ１の始動要求を指示し、これは、可動ジョー１５が図１６に示す位置に達するまでその駆動システムを介して板２７を回転駆動し、該位置において、ジョー１５の歯１８は、固定ピン２５に対して管６のウェブ７を締め付ける。

この位置に到達したら、モーターは失速し、より高い電流を受ける（消費する）。この消費ピークが検出されると、モーターは停止する。

ジョー１５が閉じるにつれ、管６は、ローター２６の周囲に巻き付けられ、同時に必要に応じてキャップ１２の位置決め部材内を滑る。

管６は、結局、一方では歯１８と固定ピン２５との協同により、他方では、管６の両通路を軽く把持する支持部材１９とカウンター部材２４との協同により、ローター２６のいずれの側部でも保持される。

可動ジョー１５は、歯車（ホイール）３９及びウォーム４０を備える不可逆性（戻せない／逆転不能）のシステムのため、この閉鎖位置に保たれる。これら部材のピッチ及びねじれ（螺旋）角度は、ウォーム４０の回転が歯車３９を駆動するが、歯車３９の回転はウォーム４０を回転駆動できないような機械工学技術において良く知られている態様にて選択される。

管６が上記のように挿入されたら、ローター２６は、ローラー３０の運動により、管６内に収容された流体の循環を開始するために回転され得る。

ポンプ１が作動している際、可動ジョー１５が図１６の位置にあり、従って、偏心フィンガー２８と可動ジョー１５の長円形穴２２における肩部２２’とによって可動ジョーと保護キャップの組み合わせたものを取り外すことが防止される位置にあるため、ユーザーの安全が保証される。また、可動ジョー１５が図１５の位置にある際、すなわち、ローター２６は動かないが、ポンプ１の電源が入れられた際（もしくはポンプ１の出力が高められた際）、キャップ１２を取り外すことも不可能である。

他方、ポンプ１の電源が切られた際（もしくはポンプ１の出力が下げられた際）、偏心フィンガー２８は、図１４に示す位置を再び取り、これは、可動ジョーと保護キャップの組み合わせたものを外して、例えば、ポンプヘッド１１の部材の洗浄を許容する。

本発明の範囲から逸脱しない本装置の変形が考えられ得る。特に、管６は、単一の通路からなり得、又は逆に、第２番目の通路に加えて複数の通路を備え得る。

同様に、管位置決め部材は、ここではキャップ１２の一部の形態を採るが、該位置決め部材は、可動ジョー１５から独立し得るのと同様に、いかなるそのようなキャップからも独立することができる。例えば、該位置決め部材は、ポンプヘッド１１に直接連結され得る。更に、該位置決め部材は、管が延びる方向に沿う長手（縦）軸線に沿う滑動を許容し、かつ、横（断）方向における管の固定化（不動化）を与えるどのような型種の締め付け部材もしくは保持部材をも含み得る。

運転可能な状態の蠕動ポンプ及びその付属物の斜視図である。 図１に示すポンプの上部に配置される保護キャップの底面斜視図である。 図２に示す保護キャップが取り外された際の図１に示すポンプの斜視図である。 図３のポンプの上部に見える、複数のローラーを組み込んだローターを示す。 図４のローターが取り去れた際の図３と同様の斜視図である。 図１に示すポンプの別の斜視図である。 図６の枠部分VIIの拡大図である。 管の保護キャップ内への配置を示す、図１及び６に示すポンプの上部の縦断面図である。 図１〜６に示すポンプへの管の手動による取り付けを示す斜視図である。 図９に示す管の管の横方向調整を示す、図９と同様の図である。 図３に示すポンプヘッドの斜視図である。 図２に示す可動ジョーをも示す、図１１と同様の斜視図である。 ローラーを組み込むローターと可動ジョーを作動させるカムとを通る面における図１２に示す組立体の側断面図である。 異なる位置の可動ジョーを示す、図１２に示すポンプヘッドの平面図である。 異なる位置の可動ジョーを示す、図１２に示すポンプヘッドの平面図である。 異なる位置の可動ジョーを示す、図１２に示すポンプヘッドの平面図である。

符号の説明

１ 蠕動ポンプ
６ 管
７ ウェブ
８ ポンプ本体
１１ ポンプヘッド
１２ 保護キャップ（キャップ）
１４ 溝
１５ 可動ジョー
１７ 湾曲支持面
１８ 歯
１９ 支持部材
２６ ローター
２８ 偏心フィンガー
３０、３１ ローラー
３２ 平坦部
３５ 底部
３６ 側部
３７ 保持ボス
３９ 歯車
４０ ウォーム歯車

Claims (6)

1. ローラー（３０）を組み込んだローター（２６）と、開位置と閉位置を取る可動ジョー（１５）とを備えた蠕動ポンプ（１）であって、開位置において可動ジョー（１５）がローター（２６）から離れ、該ポンプ（１）が作用を及ぼすべき管（６）がジョー（１５）とローター（２６）との間に置かれ得ると共に、閉位置において可動ジョー（１５）がローター（２６）に向かって移動して、管（６）が可動ジョー（１５）の湾曲した支持面（１７）とローター（２６）の少なくとも一つのローラー（３０）との間に係合する蠕動ポンプ（１）において、
   可動ジョー（１５）とローラー（３０）を組み込んだローター（２６）とをこれらの前記開位置状態を含み覆うように適合された保護キャップ（１２）を備え、
   保護キャップ（１２）は、前記管が係合する直線溝（１４）を含み、
   直線溝（１４）の両端部には、前記管が押し込まれた場合に該管を受け入れ、かつ、該管が延びる方向である長手方向に該管が滑動することを許容するように適合された、該管のための位置決め部材が形成され、
   前記位置め部材は、底部（３５）によって境界が定められる凹部と、それぞれ保持ボス（３７）を有する二つの向かい合う側壁（３６）とを有することを特徴とする蠕動ポンプ。
2. 前記保護キャップ（１２）は、可動ジョー（１５）に堅く連結されることを特徴とする請求項１に従う蠕動ポンプ。
3. 前記ローター（２６）は、平坦部（３２）を含み、該ポンプ（１）は、該平坦部（３２）を前記直線溝（１４）に沿って配置するための手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に従う蠕動ポンプ。
4. 前記可動ジョー（１５）をその開位置から閉位置へと駆動するように適合されたモーターを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に従う蠕動ポンプ。
5. 前記モーターは、不可逆性歯車（３９、４０）によって、可動ジョー（１５）と協同するカム（２８）に連結されることを特徴とする請求項４に従う蠕動ポンプ。
6. 複数の通路がウェブ（７）で連結される管（６）のウェブ（７）を締め付けるための手段（１８、２５）を備える請求項１〜５のいずれか一に従う蠕動ポンプ。

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