JPH07501868A - 流れの摶動を減少させるための手段を有する蠕動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流れの搏動を減少させるための手段を有する螺動ポンプ本発明は概略的に輸動ポ ンプに関し、より詳細には、複数の長さの管を通して流体を排出する螺動カート リッジ型ポンプに関する。

輸動ポンプは、ポンプの部分と、排出される流体との間で接触することなく管を 通して流体を排出させられる能力により、ある種の用途に好適である。典型的な 螺動ポンプ装置において、１つ、またはそれ以上の長さの管に概略的に円形の経 路で回転する一連のローラが接触する。輸動ポンプは速度可変の電動モータ、あ るいは他の適当な駆動装置によって回転せしめられよう。

取外し可能なカートリッツを備えた螺動ポンプは複数の長さの可撓性の管を通る 流れを同時に排出するために用いられる。カートリッジが取外し可能であること は、特定の長さの管がポンプにおける他の長さの管に乱れを与えずに、取外され 、あるいは交換されるようにてきるという点で有利である。米国特許第４８８６ ４３１号は、特に閉塞度の微細な調節能力が有用になる場合のような、多くの研 究室の用途に適切であることが知られているカートリッツ型ポンプについて開示 しており、ここでの参照文献に付す。

カートリッジ型ポンプは一般的に、ポンプの２つのローラが駆動ユニットロータ の回りを回転する際のカートリッツの閉塞面とローラの接触点との間に回転させ るように、離散的な値の体積の流体を確実に排出させることによって、管を通し てその流体を引出す。これらの離散的な値の体積の流体の排出により排出管に搏 動流が生ずる。ローラが閉塞ベッドの端部を通過するする際に、管によって平坦 に押圧されていた管のセグメントが拡大し、下流への流れの速度が減小し、ある いは短い間隔て方向を逆転させる。液体クロマトグラフィのようなある用途では 、搏動流は望ましくない結果を生じ得る。池の用途では、流れの搏動自体が望ま しくないのではなく、複数の平行な管路を通る流れの正確な同期が望ましい。

米国特許第４８３４６３０号に開示されている、輸動ポンプの流出における搏動 を減少させるための１つの示唆は、第１のセグメントにおけるローラが第２のセ グメントにおけるローうに対してずらしてあり、あるいは交互になって、ろ々の セグメントが複数の流体管路に係合し、各々の流体管路にはＴ形カプラーによっ てポンプの流出側で第２のセグメントが係合する流体管路に連結された第１の管 路が係合するようにしたセグメント状ロータを提供することである。提案されて いる他のアプローチは、単一の螺動ポンプヘットにおける１対の偏倚してばね荷 重を加えたトランクが係合する２本の管を用い、この２本の管からの流れがＹコ ネクタによって単一の管に向けられるようにすることである。

これらのアプローチを具体化するポンプは流れの搏動を減少させる問題に十分に 対処しているが、・Ｌ行な流れの管路の全てを通る同期した流れを与えることが できない。米国特許第４８３４６３０号のポンプにおいて、２つのロータセグメ ントのうちの１方に対応する流路を通る流れは他方のロータセグメントを通る流 れと同期していない。かくして多数の流路を通る同期し、た流れを要する用途に このポンプを用いるために、独立した流路の数はポンプが適合するように設定さ れた管路の数の１／２に制限されよう。

本発明の全般的な目的は、特殊な実験室の用途、あるいは他の用途に対応する規 準に合った正確に制御された流出の流れを与えることに関して前述のポンプより 大きな多様性を有する螺動カートリッツ型ポンプを提供することである。

本発明によれば、ロータと、該ロータに対応する複数の取外し可能なカートリッ ツとからなり、カートリノアの閉塞ベッドが、ポンプが１つの作動モードにおい で平行な流路の全てを通る同期した搏動流を有し７、あるいは第２の作動モー　 ドにおいて平行な流路のそれぞれを通る、同期せず、位相の偏倚した流れを有す るようにカートリッツを操作し、あるいは交換することによってポンプの流出特 性が変えられるような形状になっている。第２の作動モードにおいて、搏動が格 段に減少した流れとするために、平行な流路のそれぞれからの流出する流れの分 岐が用いられ、カートリッジの間の最大の閉塞領域が角度で表して、３６０°　 （１＋ｋｚ）、’ｎｚに等しい相対的な角変方向の偏倚を有し、ここてｒｎＪは ローラの数に等しく、ｒｚＪは用いられる異なるカートリッジの形状の数に等し く、またｒｋＪはｎより小さいいずれかの負でない整数である。カートリッツは 反転可能で、各々のカートリッツが異なる２つの形状を与えられるように非対称 形の閉塞ベッドを有するのが好ましい。

本発明の特に好ましい実施例において、各々垂直方向から９０’／ｎだけ（ここ でｒｎＪはポンプのロータにおけるローラの数に等しい）角度方向に偏倚した最 大の閉塞領域を有する、複数の反転可能なカートリッツを含む螺動カートリッジ 型ポンプが提供される。１つの作動モードにおいて、全てのカートリッツを同じ 方向に位置決めすることによって、全てのカートリッジを通る同期した流れが与 えられよう。第２の作動モードにおいて、駆動ユニットのカートリッジの半分を 反転させることによって、それぞれのカートリッジの最大の閉塞の領域の間に偏 倚が生ずるであろう。いずれかの２つの隣接するカートリッジの最大の閉塞領域 の間の角度で表した相対的角度偏倚は１８０’／ｎである。相対的な角度偏倚は ロータの偏倚の角度で表した単一パルスの波長の１／２として表されよう。この 作動モードにおいて、反対の方向のカートリッジの流出を、対をなして、あるい はグループ的に分岐させることによって、搏動の減少した流れが生ずるであろう 。

図１は本発明によるポンプの透視図である。

図２は図１のポンプのカートリッジの立面図である。

図３は図２のカートリッツの側面図である。

図４は図１においてほぼ直線４−４に沿ってとった断面図である。

図５は図４においてほぼ直線５−５に沿ってとった断面図である。

図６は図・４においてほぼ直線６−６に沿ってとった断面図である。

図７は図４においてほぼ直線７−７に沿ってとった断面図である。

図８は図１−７の実施例の閉塞ベッドの拡大した正面図である。

図９は図８の閉塞ベッドの側面図である。

図１０は図８の閉塞ベッドの平面図である。

図１１は池の閉塞ベッドの正面図である。

図１２は図１１の閉塞ベッドの側面図である。

図１３は図１１の閉塞ベッドの平面図である。

図１４は図１１においてほぼ直線１４−１４に沿ってとった断面図である。

図１５は２つの個々の位相の偏倚した流れの分岐から生ずる結合した流れを示す 、流体の流れを時間の関数として定性的にクラ７表示し、たちのである。

本発明の好ましい実施例は、フレーム１２、フレームに回転可能に支持されたロ ータ１４、複数の取外し可能なカートリッジ１６を含むポンプ１０からなる。

各々のカートリッツ１６は図４に示されるようなロータに係合する可撓性管の個 々のセグメントを支持するようにしである。ロータの回転により管を通じての螺 動ポンプ作用がなされる。

フレーム１２は１対の前側及び後側の端壁２２及び２４と、端壁を連結する複数 の実質的に水平なロッド２６．２７．２８及び２９とからなる。外側のロッド２ ６．２８は以下に説明するようにカートリッジをフレーム上の位置に保持するよ うにカートリッジ１６と協働するように配置されている。内側のロッド２７及び ２９はフレームに強度を与えるようにフレームの端壁にボルトで係止されている 。後側の壁部２４はコール・バーマー・インストルメント・カンパニーから市販 されているマスターフレックス（Ｍａｓｔｅｒｆｌｅｘ）ポンプ駆動・制御装置 ３０にポンプを連結するための手段を有している。

ロータ１４は端壁２２．２４の間に延び、駆動・制御装置３０のモータ駆動軸に 連結されるようにするための連結手段を有している。ロータ１４は軸２０に取付 けられた１対の端側部材３４の間に支持された複数のローラ３２を含む。各々の ローラ３２はロータの軸を中心とする円形の経路に取付けられ、さらにそれ自身 の回転軸を中心として回転する。

安全性の特徴として、ポンプはロータ１４の下側部分を部分的に速量するエラス トマーのガード体３５を含むようにしてもよい。ポンプはまたローラ３２の間に 配置された池のガード体（図示せず）を含むようにしてもよく、また縦方向にと もに伸張可能である。

各々の取外し可能なカートリッジ１６は第１及び第２の概略垂直な側方部材３８ 及び４０と、側方部材を連結する概略水平な上側部材４２とからなる。フレーム は適当なプラスチックで形成された一体的な成形構造体であるのが好ましＬ）。

各々のカートリッジ１６はさらに側方部材３訳４０に配置され上側部材４２力） ら間隔をおいた概略水平な閉塞ベッド４４を含む。

閉塞ベッド４４の下面は管１８に係合するための圧接面４６からなる。圧接面４ ６は、はぼ円筒の断面の形状て圧接面４６のロータ１１１に半径方向に最も近い 部分である弧状の最大閉塞の領域４７からなる。最大閉塞の領域４７は３６０＠ ／ｎ（ｒｎＪはローラの数に等しい）より大きい弧として延びて、ｎ個のローラ のロータが用いられている時に少なくとも１つのローラの作動の際常に管１８を 最大閉塞の領域４７に圧しつけるようにするのが好ましい。図示の例において、 最大閉塞の領域４７はポンプを６個のローラのロータで有効に作用させられるよ うに６０°より大きい弧として延びるのが好ましい。

１つの作動モードにおいて、それぞれのカートリッジの圧接面４６の最大閉塞の 領域４７は相互に偏倚している。ある時間にわたっての平均の流れが同じであっ ても、偏倚した最大閉塞の領域を有するカートリッジの間で瞬間的な流量は異な る。偏倚した最大閉塞の領域を有するそれぞれのカートリッジの流速は、相互に 非同期であるが、池の点では同様、あるいは一致する時間の関数である。

ここで「位相のソフトした」、あるいは「位相の偏倚した」という表現は、位相 差を除いて実質的に相互に同様な時間の関数として変化するそれぞれの管の長さ における流速について言及するために用いられる。「非同期」という表現は、よ り一般的には相互に位相または他の点で変化するそれぞれの流速について言及す るものである。非同期の、あるいは位相のシフトした流れを有するカートリッジ に対応するある長さのポンプの流出管が分岐している時に、より一様な流れが生 ずる。

好ましい相対的な偏倚の角度は ３６０°　（ｋｚ＋１）／ｎｚ であり、ここでｒｚＪは閉塞ベッド形状の数、すなわち最大閉塞の領域の間での 異なる角度方向の数に等しく、ｒｋＪはｎより小さいずれかの負でない整数であ る。図１−７の実施例において、ｋ＝０、ｚ＝２、口＝６である。か（して相対 的偏倚の角度はこの場合３０°である。ｚ〉２の場合、第１のカートリ・ソジと 第２のカートリッジとの間の相対的偏倚の角度は３６０　（ｋｚ＋１）／ｎｚに 等しく、また第２のカートリッジと第３のカートリッジとの間の相対的偏倚の角 度は３６０　（ｋｚ＋１）／ｎｚに等しく、以下同様になる。ｋの値はいかなる 場合にも等しいことが必要なわけではない。

図１−７の実施例において、各々のカートリノア１６はカートリッジの平面に対 して反転可能であり、最大閉塞の領域は閉塞ベッド上で非対称な位置にある。

他のカートリッジは反対の向きを有していて、最大閉塞の領域が偏倚する結果と なる。閉塞ベッドは、各々のカートリッジを通る流れが反対方向を向いたカート リッジを通る流れに対して位相的に偏倚するような形状になっている。

カートリッジの反転可能性は、全ての流路を通って同期した流れを与えるように 、全てのカートリッジが同じように向く池の作動モードでポンプが作動させられ るようにする。この作動モードにおいて、いかなる点における流速も時間がたつ とほぼ等しくなり、ロータの特定の角度変化の場合に各々の長さの管を通って移 送される流体の体積がほぼ等しくなるであろう。

図８−１０は図１−７に示される閉塞ベッド４４を詳細に示している。図８を参 照すると、最大閉塞の領域を２分する半径方向の線がＣで示されている。垂直線 はＶて示されている。最大閉塞の領域の偏倚は線Ｖと線Ｃとの間に含まれる角度 αで示される。

図８のカートリッツは６個のローラとして用いるものであり、従って隣接するカ ートリッジの間に３０’の偏倚が与えられる。このため、図８の実施例において α＝１５°である。最大閉塞の領域４７は角度の大きさが２βであり、図８の実 施例においてβ＝３２．　７５°であるのでこの角度の大きさは６５５°である 。最大閉塞の領域４７は約２．５ｃｍ（１インチ）のロータ軸を中心とするほぼ 一様な曲率半径を有する。か（して最大閉塞の領域は実質的に円筒形、すなわち 実質的に円筒の一部の形状になっている。

最大閉塞の領域４７の各々の端部において、大きさの等しい実質的に平面状の領 域１５８が約５，１ｍｍ　（０，２インチ）に等しい距離にわたって接線方向に 延びている。実質的に平面状の接線方向の領域１５８はポンプの部品に許容し得 ない高い動的荷重が生ずることな（最大閉塞の領域とより小さい閉塞の領域との 間での遷移を容易にする。

閉塞ベッドの各々の端部における平面状の接線方向の領域のに外方に、ロータが 隣接する平面状の接線方向の領域１５８から離れるように進むに従ってさらに閉 塞を減少させるような向きになる弧状の遷移領域１６０がある。閉塞ベッドはロ ーラが管に係合し、離脱する位置においてその各々の端部に外方に拡開した部分 １６２を有している。

カートリッジの反転可能性により、閉塞ベッド４４には図８に関して時計方向あ るいは反時計方向のいずれかに回転するローラが係合するであろう。例示のため 、図８の閉塞ベットに沿って、これに対して時計方向へのローラの進行について 説明する。ローラは最初に図８の左方における閉塞ベッドの外方に拡開した領域 １６２において管に係合し、ローラが閉塞ベッドに沿って最大閉塞の領域４７の 縁部まで進む際に管の閉塞が漸次増大する。このときローラは２β°の弧だけ進 んで、管の最大の閉塞を維持する。それからローラと閉塞面との間の距離は漸次 増大して、ローラが図８の右方における閉塞ベッドの拡開した端部１６２に達し 管との接触を失うまでになる。

図８に示された閉塞ベッドは、前側及び後側の垂直壁部１５０、垂直補強リブ１ ５２、左右の垂直端壁１５４からなる射出成形プラスチック構造体であるのが好 ましい。前側及び後側の壁部の各々の一方の側に並んだスロット１５６が設けら れて、それ自体、あるいは挿入された指標と組合せて、閉塞ベッドの方向の視覚 的決定を容易にする視覚的基準を与える。

図１１−１４は本発明の他の実施例による閉塞ベッド４４′を示している。閉塞 ベッド４４′　は図８−１０の場合と同様であるが、より小さい直径の管に適合 するようにするため、より幅の狭い形状、すなわちロータの軸に沿って寸法がよ り小さい形状を有し、８個のロータのポンプの場合に用いるのに特に適切な形状 になっている。図１１−１４において、図８−１０の参照番号に対応する′のつ いた参照番号は同様の部分を示すのに用いられる。

図１１−１４の閉塞ベッドにおいて、リブ１５２′はスロットを有し、閉塞べ・ ソド４４′　に用いられる楔体の底面の対応するスロフトに突片と凹溝とによる 係合を行うように、カム面６０′及び６２′に沿ってわずかに上昇した上面を有 する。

リブ１５２′は前側及び後側の壁部に接続している。

図１１−１４の閉塞ベッドにおいて、α′＝１１．２５’であり、それによって 相対的に反転したカートリッジの間に２２５°の相対的角度偏倚を与える。

最大閉塞の領域はβ′＝３２．　７５°で図８−１０の場合と同様な形状になっ ていろ、より小さい直径の管は平面状の領域１５８′を若干、例えば約２．　５ ｍｍ（０，１インチ）だけ短くすることができる。８個のローラのポンプにおい て用いるためのカートリッジの閉塞ベッドの最大閉塞の領域４７′の寸法は３２ ．７５°より小さいβ′を与えるような形状とされることがわかるであろう。実 際にβ’　＞２２．５°である限り十分な性能が期待されよう。しかしながら図 １１−１４のカートリッジにおいてβ’−３２．７５°とすると、６個のローラ のポンプでの最適な搏動の減少にはならないが、カートリッジが８個のローラの ポンプでも６個のローラのポンプでも用いられる。

複数の位相の偏倚した搏動流を相対的に一様な流れに結合するために、複数のポ ンプ流出の長さの管１８が、図１に示されるように出口をより長い管５３に連結 された分岐管４９に連結される。図１は単一の分岐管に一群のものとして連結さ れた４本の管１８を示しているが、複数の長さの管は、例えば各々の分岐管に２ 本だけのカートリッツ出口が連結されるようにして、複数の分岐管に対をなして 連結されてもよい。

２つの位相の偏倚した搏動流を結合することの効果が図１５に定性的に示されて いる。図１５の左側は時間の関数としの体積をプロットした、比較的小さい直径 の管を通る流れを示している。第１の長さの管、すなわち流路Ａ（Ｃｈａｎｎｅ ｌＡ）を通る流れが最も下側のプロットで示されている。第２の長さの管、すな わち流路Ｂを通る流れはそのすぐ上側にプロットされている。２つの流路を通る 結合した流れが最も上側のプロットで示されている。各々のプロットの水平な破 断線は０の流れを示し、負の流れの体積は所望の方向とは反対の方向の流れを示 している。負の流れの体積は典型的にはローラが閉塞ベッドの端部に達した時に 管の閉塞が局所的に急速に減少する際に単一のカートリッジに連結されたある長 さの管において生ずる。

図１５の右側は同様なダイアダラムであり、比較的大きい直径の管に関して流れ の体積を時間の関数として示すために同じ様式を用いている。

図１５かられかるように、螺動ポンプからの下流への流れの体積は時間の周期的 関数と見られ、各々の搏動が単一の実質的に対称的な波によって表されよう。

ロータが３６０°の１回転だけする際の搏動の数はローラの数に等しい。最も上 側のプロア　１・でテされるように、搏動が２１の流路において１／２波長だけ 相互に偏倚している本発明による閉塞の偏倚は反対方向の流れを全て除去し、搏 動の振幅を格段に減少させ、搏動の周波数を倍にすることとなる。

図１５に示される両方の場合に、前述した式３６０’　（１＋ｋｚ）／ｎｚに関 して、ｚ＝２である。しかしながらいずれの特定の場合にも、特定のポンプの形 状に課せられた構造的制限のもとに、Ｚを増大させることにより、流れの体積の 搏動の大きさがさらに減少せしめられよう。

閉塞ベッド４４の圧力面４６に沿って閉塞の調節を可能にするため、図１−７を 参照すると、閉塞ベッド４４は、カートリッジフレームの側方部材３８及び４０ の内面４８．５０に摺動可能に係合するように装着されて、垂直方向に直線運動 をすることができる。閉塞ベッドはその垂直位置が調節機構５２によって制御さ れる。閉塞ベッド４４の上部は水平方向に可動で調節ねじ５８に螺合する１対の 楔体５４．５６にカム係合するような形状になっている。より詳細には、閉塞ベ ッド４４の反対方向に傾斜したカム面は６０．６２はそれぞれの楔体５４及び５ ６に摺動可能に係合する。

調節ねじ５８は反対側の１対のねじ部を有し、一方のねじ部が各々の楔体に係合 して、調節ねじを回転させると楔体が反対方向に駆動される。カム面６０及び６ ２、各々の楔体の下面の各々は角度θだけ傾斜しており、これは１８４°である のが好ましい。これは楔体の移動範囲以上に閉塞ベッドの十分な垂直方向の移動 範囲を与え、また調節における許容される機械的利点を与え、閉塞ベッドの外側 カム面と楔体との間の摩擦を許容限度内に保持する。

楔体５４．５６の各々は突片・凹溝の係合を与えるようにカートリッジの上部４ ２の下面の下方に突出する隆条部６８に摺動可能に係合するための凹溝６４．６ ６をその上面に有している。楔体はそれによって側方部材３８．４０の間に延び る線に沿って水平方向に直線運動するように拘束される。調節ねじ５８の剛性は また楔体を拘束する補助をなす。

閉塞ベッド４４はそれぞれの側方部材３８．４０をわずかに引離すように圧力を 加えることによって設置ないし取外しがなされよう。側方部材３８．４０はこれ が手動的に行われるようにするのに十分に可撓性て弾性がある。カートリッジフ レーム３６は、３個のローラのポンプに用いるのため１２０°の弧にわたって一 様な半径で延びる最大閉塞の領域を何する従来の対称的な形状の閉塞ベッドを同 様に受入れられる。

ポンプフレーム１２にカートリッジを装着するため、カーｌ・リッツは外側ロッ ド２６及び２８に係合するための手段を有する。カートリッジ１６の左側の側方 部材３８はその下端部において下方に延びる１対の脚部７６を有する。脚部は支 持ロッド２６または２８の一方に係合するように揃えた切欠８０を有している。

反対側の側方部材は４０は他方の支持ロッド２６または２８に係合するための係 止機構を有する。

係止機構７４はロッド２８に係合するように内側の半径をなして側方部材に概略 的に外方で下方に面する切欠を有する１対の脚部と、ロッド２８の外側の下面に 係合するように内方に面する切欠８６が設けられた脚部８８を有する弾性のある 可撓性部材８４との組合せにより形成されている。

脚部７８及び８８はカートリッジ１６の所定位置への係止を容易にするため下方 に拡開するカム面９０．９２が形成されている。カートリン／は、最初に左側の 側方脚部７８の切欠８０を一方のロッド２６に係合させ、また弾性部材８４が外 方にカム作動して最初の位置にスナップ作用で戻りカートリッジを所定位置に係 止するまてカートリッツを下方に回動させることによって、「線」二に（ｏｎｌ ｉｎｅ）ｊ配置されよう。カートリッツ１６の操作を容易にするため／）ンドル ９１が設けられる。

係止機構の解放を容易にするため、可撓性部材８４を外方にカム作動させるよう にレバー８９が設けられよう。図示されたレバー８９は端部がフレームの側方部 材４０に回動可能に装着されたワイアペイルからなる。レバー８９は端部からカ ートリン／１６の幅にわたる水平部分まで上方に延びる２つの側方部分を有しで いる。凸々の側方部分は短い距離だけ上方にほぼ垂直に延び、それから鈍角をな して屈曲してハンドル９１の外方に上方に延びる。レバーが使用者によってハン ドルと接触するように下方に圧しつけられると、レバーの下側部分が可撓性部材 ８４を外方にカム作動させる。

可撓性部材８４は、この部材８４の上端部における１対の脚部１３４とフレーム における対応するスロットとの間での係合と、脚部１３４とカートリッジフレー ム３６の嵌合ボス１４０との間の係合とによってカートリッジフレームの隣接す る部分に取付けられる。可撓性部材８４は管保持部のハンドル１２４が通り抜け るスロット１４２を有している。

ポンプ１０の作動時に、比較的大きい上向きの力が閉塞ベッド４４に加えられて 、カートリッジ１６も振動を受ける。調節機構５２が閉塞ベッドに加えられる力 及び振動に応じて変動を受けずに容易に作動し得るように、調節ねじ５８の回転 の安定性を与えるための静的摩擦が用いられる。このために調節ねじ５８にはカ ートリッジフレーム３６の側方部材３８及び４０の孔１０４に設けれたゴムハウ ジング１０２が係合するのが好ましい。凹凸のある円筒形内面を有する大きなノ ブ１０６が使用者に調節をするため静的摩擦にうちかつ補助をなすように用いら れる。

ポンプコントローラ３０は可変速度の電動モータとモータの速度を調節するため の制御回路とを含む。モータはロータ１４に連結された軸を回転させる。ポンプ フレームの後側端壁２４は４つのねじ孔を有し、各々ねじの頭部を受入れるため の端ぐりを有している。このねじ孔はポンプ制御ユニットの前面に開くねじ孔に 位置合せられている。ノブ１０８はポンプの速度の手動調節を可能にする。

螺動ポンプの作動時に、ポンプ内の管のセグメントに縦方向の力が加えられ、管 をロータの回転方向にポンプに引き通そうとする。このような管の変動を防止す るために、ある場合にはポンプのハウジングの内部に係合するようにクリップな いし停止部が管に取付けられる。他の場合には管が縦方向に移動しないように拘 束するための手段がポンプ自体に設けられる。図示された本発明の実施例におい て、管の保持機構が各々のカートリッジに設けられる。

図４に示されるように、各々のカートリ、ｌジの管１８はフレーム１２の前側及 び後側の壁部２２及び２４の間に延びる外側ロッド２６．２８上を通過する。ポ ンプ作用の力に応じて管の縦方向の変動を防止するために、管の保持部１１０の 各々が管に下方への圧力を加えて、これを管の保持部の下端部における概略Ｖ形 の切欠１１２とロッド２６．２８のそれぞれ一方との間に保持する。Ｖ形の切欠 】１２はほぼ垂直な外面と傾斜したＶ形の底面との鋭角をなす交差によって形成 されるコーナーエツジを有する。交差部におけるエツジは約０．２５ｍｍ（領０ １インチ）の半径を有する。管の長さ方向の底面の寸法は約６．３ｍｍ　（０゜ ２５インチ）である。

管の保持部１１０の各々は、垂直方向に直線状にだけ移動できるという、１自由 度だけを有するように、内側の溝１１４によってカートリッジ１６の対応する側 方部材３８または４０に拘束される。図示された管の保持部１１０の各々は溝１ １４内に入り込む細長い本体１２８を有する。本体は溝に摺動するように接触し て保持部下側の切欠部分から垂直に上方に延びる１対の間隔をおいた脚部１２６ を含む。脚部はその上側端部にわたるリンク（図示せず）によって連結されよう 。保持部の位置の手動制御を行い保持部を選択された位置に係止するために、保 持部はスロット１２２の内部の相補的な歯１２０に係合するための複数の歯１１ ８を有するカンチレバー状のアーム１１６を含む。スロット１２２は溝１１４と カートリッジ１６の外側との間の位置にある。

アーム１１６は可撓性、弾性の材料で形成され、第１の、はぼ垂直な変形されて いない位置と、第２の、内方に屈撓した位置との間で可動である。変形していな い位置にある時に、アーム１１６はその歯１１８がスロットの歯１２０に係合し て係止する。調節を望む時に、アーム１１６の突出部ないしハンドル１２４が使 用者により内方に圧しつけられて、アーム１１６の上端を歯１２０との係合が外 れるように脚部１２６の間に内方に屈撓させる。それから管の保持部１１０の垂 直方向の位置が所望に応じて調節されよう。所望の位置に達した時に、アーム１ １６が解放されて変形されていない位置に復帰できるようにするだけでよい。

これにより保持部１１０が新たな位置に係止される。

図示された歯１１８及び１２０は、管の保持部１１０の下方への移動を容易にし 、上方への移動に対する機械的抵抗を付加し、それによってポンプの作動に付随 する圧力及び搏動により管の保持部が不意に上方に変位するのを避けるような形 状になっている。内側の溝１１４は比較的滑らかな側部を有し、スロット１２２ とは異なる平面内に配置されている。これによりアーム１１６が圧し下げられた 時に管の保持部の滑らかな摺動がなされる。

止部１３０が設けられる。ポンプ１０の使用時に、閉塞ベッドへの上方への圧力 により閉塞ベッドが所定位置に保持される。カートリッジ１６がポンプ１０から 取外された時に、停止部１３０は閉塞ベッドがカート１ルノジフレーム３６から 分離されるのを防止するように作用する。

ポンプの閉塞の設定を決定する際に、いくつかの要因を考慮に入れなければなら ない。第１に、閉塞の設定は流量を微調節するために用いられよう。閉塞の増大 によりロータの速度に依存しないある範囲にわたって流出圧力及び流量の増大が 生ずる。閉塞の程度はまた流量における搏動の振幅にも影響する。さらに閉塞が 増大するとそれにより管が受ける歪みの増大のために管の寿命が減少する。

楔体の位置を所定の基準点と比較できるようにするために、カートリッジフレー ムの側部のラベル１０５に指標１０３が設けられるのが好ましい。この指標がな いと、各々の楔体に近接する調節ねじ５８のねじ溝の数を見て視覚的な基準を与 えるように計数されよう。

前述のことから、本発明は新規で改善されたポンプを与えることがわかるであろ う。本発明は前述の実施例、あるいは特定の実施例に限定されない。

本発明の構成において「水平」、「垂直」というような用語は相互に対する種々 の部分の方向だけを記述するものであり、ポンプの部分の実際の方向に関して他 の意味で制限を加えるものではない。

ＦＩＧ、　５　ＦＩＧ、　６ 特表千７−５０１８６８　（７） ト李末

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．固定フレーム及び該フレームに回転するように支持されたロータを含む駆動 ユニットと、 該駆動ユニットに並べて配置された複数の取外し可能なカートリッジと、ある長 さの可撓性管を分岐させてその可撓性管の１本を通る流れと比較して減少した摶 動を有する結合した流れを与えるようにその管からの流出する流れを結合させる ための手段と、 からなり、 上記取外し可能なカートリッジの各々がカートリッジフレーム及び閉塞ベッドか らなり、 上記ロータが概略水平な軸を有して回転可能な支持手段及び複数の細長い平行な ローラを含み、該ローラが上記回転可能な支持手段により上記ロータの軸を中心 とする円形の経路に取付けられ、各々のローラがさらにそれ自身の回転軸を有し てそれを中心として回転可能であり、上記取外し可能なカートリッジの各々が、 各々のカートリッジに関し上記ある長さの可撓性管が上記閉塞ベッドとロータと の間に支持されて上記ロータの回転により上記ある長さの管を通る流れの蠕動ポ ンプ作用を行うことができるように上記駆動ユニットと協働するような形状であ り、第１の上記カートリッジがその閉塞ベッドに最大閉塞の領域を有し、第２の 上記カートリッジが上記第１のカートリッジの最大閉塞の領域から実質的に偏倚 した閉塞ベッドに最大閉塞の領域を有し、それによって上記第１のカートリッジ に対応する管を通る流れが上記第２のカートリッジに対応する管を通る流れと実 質的に非同期であり、 上記第１のカートリッジと第２のカートリッジとの閉塞ベッドにおける最大閉塞 の領域の間の偏倚が、角度で表して、１８０°／ｎの奇数倍である（ｎは上記ロ ーラの数に等しい） ようにしたことを特徴とする蠕動ポンプ。
2. ２．上記第１及び第２のカートリッジの閉塞ベッドが、上記第２のカートリッジ の閉塞ベッドが上記第１のカートリッジの閉塞ベッドに対して反転されているこ とを除いて、実質的に同様の形状を有し、上記反転により上記第１のカートリッ ジ及び第２のカートリッジのそれぞれの最大閉塞の領域が実質的に偏倚せしめら れるようにしたことを特徴とする請求の範囲１に記載の蠕動ポンプ。
3. ３．上記閉塞ベッドの少なくとも一部分が実質的に円筒形で、上記ロータと同軸 であるような少なくとも１つのカートリッジを有していて、上記閉塞ベッドの部 分にわたってほぼ一様な閉塞を与えるようにしたことを特徴とする請求の範囲１ に記載の蠕動ポンプ。
4. ４．上記閉塞面の少なくとも１つが少なくとも１つの実質的に鋭角をなす面と、 少なくとも１つの実質的に平坦な面とを組合せてなることを特徴とする請求の範 囲１に記載の蠕動ポンプ。
5. ５．ｎ＝６であることを特徴とする請求の範囲１に記載の蠕動ポンプ。
6. ６．固定フレーム及び該固定フレームに回転するように支持されたロータとを含 む駆動ユニットと、 該駆動ユニットに並べて配置され各々カートリッジフレーム及び閉塞ベッドから なる複数の取外し可能なカートリッジと、該カートリッジの出口からの流出を結 合するように該カートリッジの出口から派生する可撓性管を分岐させるための手 段と、からなり、 上記ロータが概略水平な軸を有していて回転可能な支持手段及び複数の細長い平 行なローラを含み、該ローラが上記回転可能な支持手段によって上記ロータの軸 を中心とした円形の経路に取付けられ、各々のローラがさらにそれ自身の回転軸 を有しそれを中心として回転可能であり、上記取外し可能なカートリッジの各々 が、各々のカートリッジに関してある長さの可撓性管が上記閉塞ベッドとロータ との間に支持されて上記ロータの回転により上記ある長さの管を通る流体の蠕動 ポンプ作用を行うことができるように、上記駆動ユニットと協働するような形状 であり、上記カートリッジの各々がその閉塞ベッドに最大閉塞の領域を有し、上 記カートリッジの各々が反転可能であり、また一方の上記カートリッジを他のカ ートリッジに対して反転させることによりそれぞれのカートリッジに対応するそ れぞれの長さの管を通る位相の偏倚した流れが生ずるようにその最大閉塞の領域 が閉塞ベッドに非対称に配置され、隣接するカートリッジの最大閉塞の領域の間 の偏倚が、角度で表して、１８０／ｎ（ｎは上記ローラの数に等しい）の奇数倍 であるようにしたことを特徴とする蠕動ポンプ。
7. ７．上記カートリッジが、各々のカートリッジがこれに隣接する他方のカートリ ッジに対して反転しているように交互の状態に配置されていることを特徴とする 請求の範囲６に記載の蠕動ポンプ。
8. ８．各々の上記閉塞ベッドが閉塞を調節するために対応するカートリッジ上で直 線方向に摺動可能に変位し得ることを特徴とする請求の範囲６に記載の蠕動ポン プ。
9. ９．固定フレーム及び該固定フレームに回転するように支持され複数のローラか らなるロータを含む駆動ユニットと、 各々カートリッジフレーム及び別個の閉塞ベッドからなり、該閉塞ベッドが上記 カートリッジフレームに支持され、上記カートリッジフレームが相互に実質的に 同様であり、各々の上記閉塞ベッドが閉塞面を有する、複数の取外し可能なカー トリッジと、 各々上記ロータとそれぞれ１つの上記閉塞ベッドとの間に支持された複数の長さ の可撓性管と、 上記可撓性管からの流出流れを結合させるように該管を分岐させるための手段と 、 からなり、 上記閉塞面の各々が、各々の閉塞面に関してある長さの可撓性管が上記閉塞面と 上記ロータとの間に支持されて上記複数の長さの管を通る流れが上記ロータの回 転による作用を受けるように、上記駆動ユニットと協働するような形状になって おり、 上記閉塞面の少なくとも２つが、該少なくとも２つの閉塞面に対応する上記複数 の長さの可撓性管の１本を通る流れが上記複数の長さの管の少なくとも他の１木 を通る流れと非同期であるような形状になっており、上記少なくとも２つの閉塞 面が各々最大閉塞の領域を有し、該最大閉塞の領域がその間に偏倚を有するよう に配置され、上記少なくとも２つの閉塞領域面の最大閉塞の領域が、角度で表し て、３６０（ｋｚ＋１）／ｎｚ（「ｎ」はローラの数に等しく、「ｚ」は用いら れる最大閉塞の領域の角度方向の数に等しく、「ｋ」はｎより小さいいずれかの 負でない整数である）である ようにしたことを特徴とする蠕動ポンプ。
10. １０．固定フレーム及び該固定フレームに回転するように支持されたロータを含 む駆動ユニットと、 各々カートリッジフレーム及び別個の閉塞ベッドからなり、該閉塞ベッドが上記 カートリッジフレームに支持され、上記カートリッジフレームが相互に実質的に 同様であり、上記閉塞ベッドの各々が閉塞面を有する複数の取外し可能なカート リッジと、 各々上記ロータと上記閉塞面のそれぞれ１つとの間に支持された複数の長さの可 撓性管と、 該複数の長さの管からの流れを結合させるように該管を分岐させるための手段と 、 からなり、 各々の上記閉塞面が、各々の閉塞面に関してある長さの可撓性管が上記閉塞面と 上記ロータとの間に支持されて上記複数の長さの管を通る流れが上記ロータの回 転による作用を受けるように、上記駆動ユニットと協働するような形状になって おり、 上記少なくとも２つの閉塞面が、該閉塞面に対応する複数の長さの可撓性管の１ 本を通る流れが上記複数の長さの可撓管の他の１本を通る流れと非同期であるよ うな形状になっており、 上記少なくとも２つの閉塞面が各々最大閉塞の領域を有し、該最大閉塞の領域が その間に偏倚をなすように配置され、上記少なくとも２つの閉塞面の最大閉塞の 領域の間の偏いが、角度で表して、１８０／ｎ（ｎは上記ローラの数に等しい） の奇数倍であるようにしたことを特徴とする蠕動ポンプ。
11. １１．上記閉塞面の少なくとも１つが少なくとも１つの実質的に鋭角をなす面と 少なくとも１つの実質的に平坦な面との組合せからなることを特徴とする請求の 範囲１０に記載の蠕動ポンプ。
12. １２．ｎ＝６であることを特徴とする請求の範囲１０に記載の蠕動作ポンプ。