JP6049692B2 - 平坦な案内部を備えるピストンポンプ - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は，自動採取に使用するピストンポンプの分野，特に血液試料を採取する際に使用するシリンジ型のポンプに関する。

ピストンポンプは，作動室と，該作動室に摺動自在に取り付けられたピストンとを備える。作動室は，管(canalisation)及び針等の採取手段に接続されている。作動室の体積は，ピストンの移動による採取した試料の吸引又は排出によって変化する。

これらのポンプは一般に，ごく少量の試料を採取する際に使用され，体積，すなわちピストンの位置決めや移動における精度がかなり高いことが要求される。一般に，試料自体は作動室内には入り込まず，作動室は，管同様，液体ピストンとして作用する媒介液（liquide intermediaire）で満たされている。

ピストンは一般に，ねじにより並進移動され，このねじは，ピストンに堅固に固定され，その延長部に位置するねじ式ブッシュに係合する。そして，そのねじは，モータ，例えばステッピングモータにより駆動される。このアセンブリの短所の一つは，ねじが，阻止されない限り，軸回りにピストンを回転させる傾向があることである。ピストンと作動室との間を封止するシールは，ピストンの移動の正確かつ十分な案内を確実にできないという事実から更に問題が生じ，後者は軸に直交して回転運動を行う場合には，若干傾斜する可能性もある。

本発明は，これらの問題を解消することを目的とする。そのため，本発明は，作動室と，ポンピング中に作動室の作動量を変えるために作動室内で摺動するよう設けられたピストンとを備え得て，ピストンの回転防止手段を備えることを特徴とするポンプ装置を提案する。

この回転防止手段は，ピストンが軸方向並進移動にのみ駆動されることを確実にできる。

優位には，回転防止手段が，ピストンの軸に対して半径方向に取り付けられた指針を備えてもよく，また装置が長手スリットを備えてもよく，前記指針は，スリット内を移動するように配設する。

ポンプ装置は，ピストン軸に対して横方向に突出した指針と，例えばポンプ本体に形成されたピストンの軸に平行な直線状の案内スリットとを備える。この案内スリット内で移動する指針により，ピストンはねじでは回転しないことが確実となる。当然のことながら，指針の横方向延長部は，摺動自在となるように，案内スリットの幅と等しいか，又は極僅かに小さい。

優位には，指針は，長手方向に延長する，２つの実質的に平行な平面を含んでもよい。

指針が小さい長手延長部を有する場合，例えば，それが円筒状のピンである場合，指針と案内スリットの側面との間の摩擦面は小さいが，それにより指針及び／又はスリットの側面が急速に摩耗する。この摩耗を防止するために，指針を一定の長手方向に若干延長する，例えばスリットの側面に沿って摺動して摩擦を低減する，２つの平行な長手方向平面を設けるのが優位である。

優位には，ポンプ装置は，スリットの一端部の近傍に位置する少なくとも１個の移動端部検出手段を備えてもよい。

ポンプ装置は一般に，モータを停止して移動端部の劣化を防ぐ少なくとも１個の移動端部検出手段（moyen de detection de fin de course）を備える。その移動端部検出器（detecteur de fin de course）は，注意深く選択したポンプの場所に配置してもよいが，スリットの一端部，特に作動室に近接した端部の近くに配置するのが優位である。

優位には，スリットがキャビティによって延長し，移動端部検出器が，その移動端部に到達するとキャビティを貫通するように設けられる。

あるアセンブリにおいては，スリットが，作動室近傍の端部において，スリットよりも幅が大きいが，長手方向の延長が制限され，移動端部検出器を受容するように設けられた領域と連通する。

指針の容積が小さい場合，例えばピンの場合には，完全にスリットから出て検出領域を貫通し，ピストン回転防止機能をもはや行わない。

指針の長手方向延長部は，スリットの端部と指針の移動端部検出領域との間の距離よりも長い方が優位である。

キャビティは，いずれの形状を仮定してもよいが，一般にはスリットよりも大きい幅で，しかも長手方向の延長が制限された矩形断面を有する。

検出領域は，指針が到達した場合に検出器が移動端部信号を生成する点，方向又は表面として理解するべきである。

これらの構成により，指針がスリットの側面と係合したままの状態となり，検出が行われると回転防止機能を連続的に実施することが可能となる。

更に，ピストンの逆移動中，指針が，キャビティからスリットまでの経路で構成した狭小部に当接する危険はない。

優位には，回転防止手段は，作動室の上流に位置する隔壁を更に備え，ピストンがそれを介して摺動するように設けられている。

ピストンは，作動室に到達する前に，ポンプ本体の隔壁を介して通過する。この隔壁の厚みは，ピストンを軸方向に案内するためには，すなわち軸に対する横方向へのあらゆる傾斜移動を防止するためには十分である。

優位には，ピストンはブッシュに係合したねじによって並進移動され，ポンプ装置は，ねじとブッシュとの間の遊びを無くすための手段を更に備える。

上記のように，ピストンは，ねじブッシュに係合したねじによって並進移動される。このアセンブリは一般に遊びの原因となるので，測定精度が低くなる。したがって，その遊びを無くすための手段を設けるのが優位である。本発明は，２つの代替物を提供する。

第１の代替物として，ねじはボールねじである。ボールねじは，ねじと上部のねじ込まれていない部分との間の遊びを解消するものとして知られているが，ボールねじはモータに近接するねじの端部に位置する１個の軸受によって維持されるだけであるという点で，このポンプへのアセンブリの使用は典型的なものではない。

第２の代替物として，ねじは従来のねじであり，ポンプは，前記ねじと前記ブッシュとの間の遊びを補償する手段，特にばねを更に備える。

バネは，ねじのねじ山の同一面とブッシュとを連続的に接触させて，この２個の要素間の遊びを無くす。

以下では，実施形態及び代替物を非限定的な実施例として添付図面を参照して記載する。

ポンプの斜視図。 ポンプの上平面図及びＡ−Ａに沿った縦断面図。 ポンプの上平面図及びＡ−Ａに沿った縦断面図。 移動端部検出器を省いたポンプを示す上平面図。 移動端部検出器の斜視図。 ポンプのスリットの端部における拡大縦断面図。

図１，図２Ａ及び図２Ｂに示すポンプは，パネルを切り取った状態の，実質的に平行六面体の本体１００を備えており，本体１００の水平面に固定された作動区画(compartiment de travail)１２０を頂部に設ける。本体１００は，ピストン１０１が摺動可能に取り付けられている。ピストンは，隔壁１０２ａを通過する。隔壁１０２ａは作動区画１２０に隣接し，該区画内に形成された作動室１２１に現れる。シール１０３は，作動室１２１と本体１００との接合部に位置し，ピストン１０１を確実に封止する。作動区画１２０の側では，少なくとも１個の管（図示せず）がポンプに固定され，作動室と連通する。

ピストンの移動によって，作動室１２１の作動量を変更する。この作動室に液体を充填してピストンを進入させると，液体を管内に導入し，管内の液体をピストンに吸引させて採取する。この液体は，ポンプのピストン１０１と採取する試料との間の媒介物又は「液体ピストン」としての役割を果たし得る。

ピストン１０１は，本体１００内に位置する支持部１０４に堅固に固定されており，キャビティ１０５がピストン１０１と整列して軸方向に形成されている。ピストン１０１に対向して，支持部１０４は，キャビティ１０５と同軸のねじブッシュ１０６に堅固に固定されている。モータ１０２ｂのねじ１３１は，キャビティ１０５及びねじブッシュ１０６に配置される。図２Ｂに示すねじは，好適なスリーブ１０６と係合したボールねじである。特にこの応用例では，軸受をモータ１０２ｂから離さずにボールねじを使用している。

別の実施形態（図示せず）では，ねじ１３１は従来のねじであるが，ねじとスリーブ１０６との間の遊びは，ねじとねじスリーブとの間の遊びを無くすように，スリーブを同一軸方向に継続的に偏らせるばねにより消去される。

指針１０７は，支持部１０４から半径方向に延長し，本体１００の１つの面に形成されたスリット１０８に位置決めされるが，本体１００の該面に対しては突出していない。指針は，実質的に矩形の横断面を有し，小さい側面は，スリットに摩擦をかけることなく摺動するように，スリット１０８の幅ｅと実質的に等しい。このように，指針は，スピンドル１３１がモータによって回転駆動されると，支持部１０４，したがってピストン１０１が軸上で回転するのを防止し，並進移動のみが可能となる。

作動区画１２０の近くの端部において，スリット１０８はキャビティ１０９によって延長し，実質的に矩形形状のより広い領域を定める。このキャビティは，指針１０７の領域に入ることにより，ピストンの移動端部検出器を受けることが意図される。

図４は，光検出器１１０又は光ジャンパの形態の移動端部検出器を示す。光ジャンパ１１０は，２つの実質的に平行な分岐部１１１ａ及び１１１ｂを備え，そのうちの一方の分岐部は，その内面に光送信器（図示せず），例えばダイオードが設けられ，他方の分岐部は，その反対側の面に光検出器（図示せず）が設けられ，分岐部１１１ａ及び１１１ｂに実質的に直交する光軸Ｘ−Ｘ’に沿って整列する。光検出器１１０は，分岐部１１１ａ及び１１１ｂに直交する同一面における検出器の両側に位置する２個の締結つまみ１１２ａ及び１１２ｂを更に備える。締結つまみの各々は，ねじを使用してポンプの本体１００の長手方向の面に光ジャンパ１１０を固定するための貫通孔を備える。

検出器の分岐部１１１ａ及び１１１ｂは，スリット１０８の軸の両側で，本体１００のキャビティ１０９に配置するように設けられ，分岐部１１１ａ，１１１ｂ間の空間はスリット１０８の延長部に入る。指針１０７が移動端部，すなわちスリット１０８の端部に到達すると，検出器の分岐部１１１ａと１１１ｂとの間を通過して光ビームを遮る。

図５は，スリット１０８の移動端部に到達した指針１０７の断面を示す。指針の前面は，その分岐部１１１ａ，１１１ｂ間で光ジャンパ１１０の光軸Ｘ−Ｘ’を通過し，それによってポンプが停止し，指針の進行が終了する。指針１０７の長手延長部又は長さＬは，スリット１０８の端部と光軸Ｘ−Ｘ’との間の距離ｄよりも大きい。このように，指針１０７は，移動端部が検出されるまで，スリット１０８の側面に係合したままであるので，たとえ光センサの分岐部１１１ａ及び１１１ｂの対向面の距離がスリット１０８の幅ｅより大きくても，ピストン１０１に対して回転防止の役割を果たし続ける。

この構成には他の利点もある。指針１０７が移動端部に到達した後，センサ１１０から離れると，ポンプを劣化させる恐れのある，スリット１０８の端部に隣接するキャビティ１０９の面１０９ａに対して塞がれるという危険がなくなる。

図は，光ジャンパ１１０の使用を示しているが，本発明はこのような検出器には限定されない。本発明は多くの検出器，例えば，接触検出器に適用される。ただしこの場合には，指針の長さＬはスリット１０８の端部と移動端部検出点との間の距離よりも大きい。指針の長さＬがキャビティ１０９の深さＰよりも大きい場合には，この条件を常に満たす。

ピストン１０１を傾斜移動させないように，その軸に対して横方向に回転しながら案内することもまた適切である。この横方向の案内は，ピストン１０１が通過する隔壁１０２ａによって行われ，そのため，この隔壁は十分な厚みを有する。

Claims (10)

1. 作動室（１２１）と，
   ポンピング中に前記作動室の作動量を変化させるように，前記作動室内で摺動するように設けられたピストン（１０１）と，
   前記ピストンの回転防止手段と，
   移動端部を表示する指針（１０７）を備え，
   回転防止機能が前記移動端部を表示する前記指針（１０７）によって実施されることを特徴とするポンプ装置。
2. 前記移動端部を表示する前記指針（１０７）が，前記ピストン（１０１）の軸に対して半径方向に取り付けられ，前記装置が，長手スリット（１０８）を備え，前記指針が前記スリット内で移動するように設けられていることを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
3. 前記指針（１０７）が長手方向に延長する２つの実質的に平行な平面を備えることを特徴とする請求項２記載のポンプ装置。
4. 前記スリット（１０８）の一端部の近傍に位置する少なくとも１つの移動端部検出手段（１１０）を更に備えることを特徴とする請求項２又は３記載のポンプ装置。
5. 前記スリット（１０８）は，キャビティ（１０９）によって延長され，前記移動端部検出器（１１０）は，前記キャビティ内に配設されることを特徴とする請求項４記載のポンプ装置。
6. 前記指針（１０７）の長手延長部（Ｌ）が，前記スリット（１０８）の端部と前記指針の移動端部検出領域との距離（ｄ）よりも大きいことを特徴とする請求項５記載のポンプ装置。
7. 前記回転防止手段が，前記作動室（１２１）の上流に配置された隔壁（１０２ａ）を更に備え，前記ピストン（１０１）がそれを介して摺動するように設けられていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のポンプ装置。
8. 前記ピストン（１０１）がブッシュ（１０６）に係合したねじ（１３１）によって並進移動され，前記ねじと前記ブッシュとの間の遊びを無くすための手段を備えることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のポンプ装置。
9. 前記ねじ（１３１）がボールねじであることを特徴とする請求項８記載のポンプ装置。
10. 前記ねじ（１３１）がねじくぎ(vis a filets/threaded screw)であり，前記装置が，前記ねじと前記ブッシュとの間の遊びを補償する手段，特にバネを更に備えることを特徴とする請求項８記載のポンプ装置。

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