(57)【要約】クランプ（１００）は、フープセクションおよび作動要素（１００ａ、１００ｂ）を含む。このフープセクションは、管状目的物（２００）を保持するための空洞を形成する。このフープセクションは、第１の端部および第２の端部を有する。第１の作動要素および第２の作動要素がそれぞれこのフープセクションの第１の端部および第２の端部と連結される。これら作動部材の端部をともに締め付けると、上記フープセクションを拡張させ、クランプされるべき目的物上へのクランプの設置および目的物からのクランプの除去を容易にする。従って、このクランプにより生成されるクランプする力は、上記作動部材が解放されるとき、フープセクションの形状、サイズ、および材料に固有の回復力によって制限される。
2007503262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプであって：
それらの間にギャップを規定する第１の対向する端部および第２の対向する端部をもつほぼ円形の閉鎖ループの部分を形成するフープセクション；および
第１の作動要素および第２の作動要素であって、各々が第１の端部および第２の端部を有し、該第１および第２の作動要素の第１の端部が該フープセクションの該第１および第２の端部に各々連結され、該第１の作動要素および第２の作動要素が、該作動要素の第２の端部が互いに対して対向して間隔を置いて離れた関係で該フープセクションの対向する側面に沿って伸び、該第１および第２の作動要素の第２の端部が互いに向かって移動されるとき該フープセクションを拡張するように構築かつ整列され、それによって該ギャップのサイズを増加する、第１の作動要素および第２の作動要素を備える、クランプ。
【請求項２】
前記フープセクションの内面上に配置され、そしてクランプされる目的物に対して該フープセクションの滑りに抵抗するように構築かつ整列される抗滑り要素をさらに備える、請求項１に記載のクランプ。
【請求項３】
前記抗すべり要素が、前記フープセクションの内面上に形成された複数の周縁に間隔を置かれた半径方向突出物を備える、請求項２に記載のクランプ。
【請求項４】
前記複数の突出物が、第１、第２、および第３の突出物からなる、請求項３に記載のクランプ。
【請求項５】
前記第１の突出物および第２の突出物がそれぞれ前記フープセクションの前記第１の端部および第２の端部に配置され、そして前記第３の突出部が該第１の突出物および第２の突出物の間の中間点に配置される、請求項４に記載のクランプ。
【請求項６】
前記クランプが、前記フープセクションの第１の端部と第２の端部の間のギャップを二分し、そして前記作動要素の第２の端部間のギャップを二分する中心平面の周りで実質的に対称である、請求項１に記載のクランプ。
【請求項７】
前記フープセクションの厚みが、周縁で変動する、請求項１に記載のクランプ。
【請求項８】
前記フープセクションの厚みが、該フープセクションの第１および第２の対向する端部の各々から減少する、請求項７に記載のクランプ。
【請求項９】
前記クランプが、単一片の材料から製作される、請求項１に記載のクランプ。
【請求項１０】
前記材料が、金属を含む、請求項９に記載のクランプ。
【請求項１１】
前記金属が、アルミニウム合金を含む、請求項１０に記載のクランプ。
【請求項１２】
前記第１の作動要素および第２の作動要素を前記フープセクションの前記第１の端部および第２の端部にそれぞれ連結する第１のエルボおよび第２のエルボをさらに備える、請求項１に記載のクランプ。
【請求項１３】
前記第１の作動要素および第２の作動要素からそれぞれ互いに向かって伸びる第１の伸長部および第２の伸長部であって、そして互いに対して対向して間隔を置いて離れた関係で位置決めされ、該作動要素が互いに向かって移動されるとき、互いと接触するようになり、前記フープセクションの降伏を防ぐ第１の伸長部および第２の伸長部をさらに備える、請求項１に記載のクランプ。
【請求項１４】
前記第１の端部から伸びる前記第１の作動要素および第２の作動要素の各々の一部分の形状が、前記フープセクションの形状にほぼ対応する、請求項１に記載のクランプ。
【請求項１５】
前記第１の作動要素および第２の作動要素の各々が、湾曲したフィンガーグリップ部分を含む、請求項１に記載のクランプ。
【請求項１６】
クランプであって：
ほぼ円筒形の目的物を保持するためのフープ手段であって、空洞を規定し、かつ第１および第２の対向する端部を含むフープ手段；
該フープ手段と、それによって保持される円筒形の目的物との間の滑りに抵抗するために該フープ手段の内面上に配置される抗滑り手段；および
該フープ手段を開放し、該円筒形の目的物が該空洞内に配置されることを可能にする作動手段、を備える、クランプ。
【請求項１７】
前記フープ手段が、周縁で可変厚みを有する、請求項１８に記載のクランプ。
【請求項１８】
前記厚みが、前記フープ手段の前記第１および第２の対向する端部の各々から減少する、請求項１７に記載のクランプ。
【請求項１９】
前記クランプが、単一片の材料から製作される、請求項１６に記載のクランプ。
【請求項２０】
前記材料が金属を含む、請求項１９に記載のクランプ。
【請求項２１】
前記金属がアルミニウム合金を含む、請求項２０に記載のクランプ。
【請求項２２】
前記抗滑り手段が、前記保持されるべき円筒形の目的物に接触するための複数の突出手段を備える、請求項１６に記載のクランプ。
【請求項２３】
前記保持されるべき円筒形の目的物上への前記クランプの設置の間に、前記フープ手段が降伏することを防ぐために、前記作動手段をともなう負荷制限手段をさらに備える、請求項１６に記載のクランプ。
【請求項２４】
シリンジポンプアセンブリであって：
バレルを含む機械化シリンジ、該バレル内にその中での往復運動のために配置されたプランジャー、および該プランジャーの機械化運動を行うための該プランジャーに作動可能に連結されたモーター；ならびに
該シリンジに固定され、かつ該シリンジの回転を該シリンジに隣接する構造物に接触することにより防ぐように構築かつ整列される抗回転クランプを備え、該抗回転クランプが：
閉鎖ループの一部分を形成し、そしてそれらの間にギャップを規定する第１の端部および第２の端部を有するフープセクションであって、該クランプを該シリンジに固定するために該シリンジ上に配置されるときクランプする力を生成するよう構築かつ整列されているフープセクション；および
第１および第２の作動要素であって、各々が第１および第２の端部を有し、該第１および第２の作動要素の第１の端部が該フープセクションの第１の端部および第２の端部にそれぞれ連結され、該第１および第２の作動要素が、該フープセクションの対向する側面に沿って該作動要素の第２の端部を互いに対して対向して間隔を置かれて離れた関係で伸び、該作動要素が、該第１および第２の作動要素が互いに向かって移動されるとき該フープセクションを拡大させるように構築かつ配列され、それによって、該ギャップのサイズを増加し該フープセクションが該シリンジ上に配置されることを可能にする第１および第２の作動要素を備える、シリンジポンプアセンブリ。
【請求項２５】
前記シリンジが、前記バレルの１つの端部に連結されたハブをさらに含み、ここで、前記抗回転クランプが該ハブに固定されている、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項２６】
前記抗回転クランプが、前記作動要素を互いに向かって移動するためにデジタル操作によって作動されるよう構築かつ配列されている、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項２７】
前記抗回転クランプが、前記フープセクションの内面上に配置された抗すべり要素をさらに備え、そして前記シリンジに対する該フープセクションの滑りに抵抗するよう構築かつ配列されている、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項２８】
前記抗滑り要素が、前記フープセクションの内面上に形成された複数の周縁で間隔を置かれた半径方向突出部を備える、請求項２７に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項２９】
前記複数の突出部が、第１、第２、および第３の突出部からなる、請求項２８に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３０】
前記フープセクションの厚みが周縁で変化する、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３１】
前記フープセクションの厚みが、該フープセクションの第１の端部および第２の端部の各々から減少する、請求項３０に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３２】
前記抗回転クランプが、単一片の材料から製作される、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３３】
前記金属が、アルミニウム合金を含む、請求項３２に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３４】
前記抗回転クランプが、前記第１および第２の作動要素から互いに向かってそれぞれ伸び、そして互いに対して対向して間隔を置かれた関係で位置決めされる第１および第２の伸長部をさらに備え、該作動要素が互いに向かって移動されるとき、該第１および第２の伸長部が互いと接触し、前記フープセクションの降伏を防ぐ、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３５】
前記シリンジに対し前記フープセクションによって生成されるクランプ力が、該フープセクションが該フープセクションの内側寸法より大きい外側寸法を有するシリンジ上に置かれるとき、該フープセクションに固有の回復力により制限される、請求項２４に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【請求項３６】
アセブリであって：
ほぼ円筒形の要素；ならびに
該円筒形の要素に固定されたクランプであって、該クランプが：
閉鎖ループの一部分を形成し、そしてそれらの間にギャップを規定する第１の端部および第２の端部を有するフープセクションであって、該クランプを該円筒形の要素に固定するために該円筒形の要素上に配置されるときクランプする力を生成するよう構築かつ整列されているフープセクション；および
第１および第２の作動要素であって、各々が第１および第２の端部を有し、該第１および第２の作動要素の第１の端部が該フープセクションの第１の端部および第２の端部にそれぞれ連結され、該第１および第２の作動要素が、該フープセクションの対向する側面に沿って該作動要素の第２の端部を互いに対して対向して間隔を置かれて離れた関係で伸び、該作動要素が、該第１および第２の作動要素が互いに向かって移動されるとき該フープセクションを拡大させるように構築かつ配列され、それによって、該ギャップのサイズを増加し該フープセクションが該円筒形の要素上に配置されることを可能にする第１および第２の作動要素を備える、シリンジポンプアセンブリ。
【請求項３７】
前記ほぼ円筒形の要素が、シリンジポンプのシリンジの一部分を備える、請求項３６に記載のアセンブリ。
【請求項３８】
前記クランプが、前記作動要素を互いに向かって移動するためにデジタル操作によって作動されるよう構築かつ配列されている、請求項３６に記載のアセンブリ。
【請求項３９】
前記クランプが、前記フープセクションの内面上に配置され、そして前記円筒形の要素に対する該フープセクションの滑りに抵抗するよう構築かつ配列されている抗滑り要素をさらに備える、請求項３６に記載のアセンブリ。
【請求項４０】
前記フープセクションの厚みが周縁で変化する、請求項３６に記載のアセンブリ。
【請求項４１】
前記クランプが、アルミニウム合金から製作される、請求項３６に記載のアセンブリ。
【請求項４２】
前記クランプが、前記第１および第２の作動要素から互いに向かってそれぞれ伸び、そして互いに対して対向して間隔を置かれた関係で位置決めされる第１および第２の伸長部をさらに備え、該作動要素が互いに向かって移動されるとき、該第１および第２の伸長部が互いと接触し、前記フープセクションの降伏を防ぐ、請求項３６に記載のアセンブリ。
【請求項４３】
前記円筒形の要素に対し前記フープセクションによって生成されるクランプ力が、該フープセクションが該フープセクションの内側寸法より大きい外側寸法を有する円筒形の要素上に置かれるとき、該フープセクションに固有の回復力により制限される、請求項３６に記載のシリンジポンプアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年８月２５日に出願された米国仮出願第６０／４９７，３４２号の利益を主張し、その開示は、本明細書によって参考として援用される。
【０００２】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、一般に、組込み負荷制限機構を備えたクランプに関する。より詳細には、本発明は、クランプの形状および作製されるクランプの材料に固有の弾性力に依存し、それによってこのクランプによって保持される構造物に均一かつ制御された力を奏するクランプに関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の説明）
チューブ類またはホース類を保持するために適切な公知のクランプデバイスを以下に説明し、そして図１および２に描写されている。図１は、湾曲した弾性部分１２を備える先行技術のクランプ１０を示す。この湾曲した弾性部分１２から伸びるのは、第１のポスト１４の自由端部に位置する緩めねじ穴２２を備える第１のポスト１４である。この湾曲した弾性部分１２の対向する端部からまた伸びるのは第２のポスト１６であり、そして第２のポスト１６の端部から離れて伸びるのは突出部１８である。この突出部１８は、第１のポスト１４の自由端に見出される緩めねじ穴２２と同軸に整列され、そして直接対向するねじ穴２４を有する。このクランプ１０はまた、ヘッド２６およびねじシャフト２８を有するねじ２０を有する。ねじ２０のシャフト２８は、緩めねじ穴２２を通って挿入され、そして次にねじ穴２４中にねじ込まれる。ねじ２０が穴２４中に締められるとき、ヘッド２６は、ポスト１４と係合し、そして２つのポスト１４および１６をともに押し、それによって、湾曲した弾性部分１２を、その半径が減少するような様式で偏向する。この湾曲した弾性部分１２の偏向は、それが保持し得る任意の管状構造物をそれがクランプするようにする。同様に、前述の偏向が伸縮自在であると仮定して、このねじ２０が上記湾曲した弾性部分１２を緩めるとき、上記２つのポスト１４および１６が互いから離れて移動するにつれて拡張する。
【０００４】
図２は、第１の端部３４および第２の端部３６を有する円弧部分３２を備えた円形クランプ３０を示す。緩めねじ穴４０が、この円形クランプ３０の第１の端部３４中に提供され、そして穴４０と同軸に整列されるねじ穴４２が、この円形クランプ３０の第２の端部３６中に提供される。さらに、この円形クランプ３０はまた、ねじシャフト４６およびヘッド４４を有するねじ３８を有する。ねじ３８のシャフト４６は、最初この緩めねじ穴４０を通って挿入され、そして次にねじ穴４２中にねじ込まれる。このねじ３８が締められるとき、ヘッド４４が上記第１の端部３４を係合し、それによって、この円形クランプ３０の第１の端部３４および第２の端部３６をともに押す。これは、この円形クランプ３０の円弧部分３２を半径方向に圧縮し、そしてそれが保持し得る任意の管状構造物を締め付ける。同様に、このねじ３８が緩められるとき、上記円弧部分３２は、上記２つの端部３４および３６が互いから離れて移動するにつれて拡張する。
【０００５】
図１および２に示される２つのクランプは、特定の管状構造物を保持し得るかも知れないが、これらのラランプは、それらがこのような構造物に対して奏する力の量を正確に制限するための機構を欠いている。このような力制限機構は、その中に保持される脆弱または柔軟な管状構造物の破壊、ひび割れ、および／または座屈を生じ得るクランプ力の過剰な生成を防ぐように作用する重要な特徴である。示された先行技術のクランプは、ねじが、圧縮の量、および締め付けられているねじの結果としてこのクランプによって奏される力を制限するための任意の手段なくして締められるとき、締められる。これらの先行技術のクランプは、鋼または厚いプラスチックのような、座屈または破壊なくして比較的大きなクランプ力に耐え得る材料から作製された強い管状構造物に適切であり得るが、それらは、ガラスのような脆弱な材料、またはアルミニウムのような柔軟な材料から作製された管状構造物には適切ではなく、これらは、弱く、かつ大きなクランプ力を受ける場合、容易に割れ、破壊され、または座屈され得る。
【０００６】
例えば、弱い品目に対して制御されたクランプ力を必要とする管状クランプの１つの適用は、実験室器具および医療用器具で一般に用いられるシリンジポンプをともなう。このようなポンプは、バレルとして知られるすりガラスから構築されている管状部分を有するシリンジを含み、これは、点の接触力を受けるとき、ひび割れし易い非常に弱い材料である。クランプは、これらの器具では、ポンプのサイクリングと器具の振動の間にシリンジが緩むことおよび減圧を失うことを防ぐために耐回転デバイスとしてしばしば採用されている。しかし、力制限機構なくしては、これらクランプは、シリンジの弱いガラスバレルを破壊させ得、漏れおよび廃棄材料を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先行する理由のため、ほぼ円筒形の構造物に対し力を均一に分与し、そしてまた、組込み負荷制限機構を有し、それが弱い、ほぼ円筒形の構造物をとまりばめ様式で、設置または使用の間に、それらを破壊、ひび割れ、またはそうでなければ変形を引き起こすことなく保持することを可能にするクランプ装置に対する必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の要旨）
前述の目的およびその他の目的に従って、本発明は、クランプ力がクランプの形状およびクランプか作製されている材料によって固有であり、そして限定されるクランプを提供する。
【０００９】
本発明の構造物は、多くの非限定的な利点を提供する。例えば、シリンジポンプ用途では、このクランプは、クランプ設置の間にシリンジに対するクランプの過剰締め付けを防ぎながら、シリンジの回転に抵抗するために十分な保持トルクを提供するように構築および配列され、それによってガラスバレルのひび割れを防ぐ。さらに、本発明は、設置のために自明な配向を可能にし、それを使用するために効率的かつ容易にする新規なデザインを提供する。
【００１０】
本発明の１つの局面によれば、クランプは、フープセクションならびに第１および第２の作動要素を含む。このフープセクションは、それらの間にギャップを規定する第１の対向する端部および第２の対向する端部をもつほぼ円形の閉鎖ループの部分を形成する。各々が第１の端部および第２の端部を有する第１の作動要素および第２の作動要素が、このフープセクションの該第１および第２の端部にそれぞれ連結される。この第１の作動要素および第２の作動要素は、これら作動要素の第２の端部が互いに対して対向して間隔を置いて離れた関係で上記フープセクションの対向する側面に沿って伸びる。これら作動要素は、上記第１および第２の作動要素の第２の端部が互いに向かって移動されるときこのフープセクションを拡張するように構築かつ整列され、それによって上記ギャップのサイズを増加する。
【００１１】
本発明の別の局面によれば、クランプは、ほぼ円筒形の目的物を保持するための、そして空洞を規定するフープ手段、このフープ手段と上記円筒形の目的物との間の滑りに抵抗するためにフープ手段の内面上に配置された抗すべり手段、およびこのフープ手段を開放させ、上記円筒形の目的物を上記空洞内に配置されることを可能にするための作動手段を含む。
【００１２】
本発明の別の局面によれば、シリンジポンプアセンブリは、機械化シリンジ、およびこのシリンジに取り付けられ、そしてこのシリンジに隣接する構造物と接触することによりこのシリンジの回転を防ぐよう構築かつ配列される抗回転クランプを含む。この機械化シリンジは、バレル、このバレル内にその中での往復運動のために配置されたプランジャー、およびこのプランジャーの機械化運動を行うためのこのプランジャーに作動可能に連結されたモーターを含む。この抗回転クランプは、フープセクションならびに第１および第２の作動要素を備える。このフープセクションは、閉鎖ループの一部分を形成し、そしてそれらの間にギャップを規定する第１の端部および第２の端部を有する。このフープセクションは、このクランプを上記シリンジに固定するために上記シリンジ上に配置されるときクランプする力を生成するよう構築かつ整列されている。第１および第２の作動要素の各々は、第１および第２の端部を有する。この第１および第２の作動要素の第１の端部は、上記フープセクションの第１の端部および第２の端部にそれぞれ連結され、上記第１および第２の作動要素は、上記フープセクションの対向する側面に沿って伸びる。これら作動要素の第２の端部は、互いに対して対向して間隔を置かれて離れた関係である。これら作動要素は、上記第１および第２の作動要素が互いに向かって移動されるとき上記フープセクションを拡大させるように構築かつ配列され、それによって、上記ギャップのサイズを増加し上記フープセクションが上記シリンジ上に配置されることを可能にする。
【００１３】
本発明の別の局面によれば、アセンブリは、ほぼ円筒形の要素、およびこの円筒形の要素に固定されたクランプを備える。この円筒形の要素は、中実要素および中空（すなわち管状）要素を含む。このクランプは、閉鎖ループの一部分を形成し、そしてそれらの間にギャップを規定する第１の端部および第２の端部を有するフープセクションを備える。このフープセクションは、上記クランプを上記円筒形の要素に固定するために上記円筒形の要素上に配置されるときクランプする力を生成するよう構築かつ整列されている。このクランプはさらに、各々が第１および第２の端部を有する第１および第２の作動要素を備える。この第１および第２の作動要素の第１の端部は、上記フープセクションの第１の端部および第２の端部にそれぞれ連結され、そしてこの第１および第２の作動要素は、上記フープセクションの対向する側面に沿って、これら作動要素の第２の端部を互いに対して対向して間隔を置かれて離れた関係で伸びる。これら作動要素は、上記第１および第２の作動要素の第２の端部が互いに向かって移動されるときこのフープセクションを拡大させるように構築かつ配列され、それによって、上記ギャップのサイズを増加し上記フープセクションが上記円筒形の要素上に配置されることを可能にする。
【００１４】
本明細書で以後明らかになり得る本発明のこれらの、ならびにその他の目的、利点および特徴、本発明の性質は、以下の発明の詳細な説明、本明細書に添付の請求項、および図面を参照してより明りょうに理解され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、以下の図面を参照して詳細に説明され、そこでは、同様の特徴は、共通の参照番号によって表される。
【００１６】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図３Ａ〜３Ｄは、参照番号１００によって一般に示される本発明の好ましい実施形態によるクランプを示す。図３Ａを参照して、クランプ１００は、平面セクションＢ−Ｂの周りでほぼ対称であり、そして平面Ｂ−Ｂに関して互いを映す２つの対向するセクション１００ａおよび１００ｂを有するクランプ本体を有している。各セクション１００ａ、１００ｂは、クランプされる目的物（例えば、円筒形目的物２００−これは、中実の円筒形要素または中空（例えば、管状）の円筒形要素であり得る−図３Ａ中点線で示される）を受容するためのほぼ円形の空洞を規定するフープセクション１０２をともに形成する弓状セクション１０２ａ、１０２ｂを含む。フープセクション１０２はまた、クランプされている目的物に対してクランプ１００の滑りを防ぐよう構築かつ配列されている、その内面１０３に沿って形成された抗滑り要素を含む。例えば、この抗滑り要素は、クランプされている目的物２００と接触するために、フープセクション１０２の内面１０３に沿って配置された、多くの周縁方向に間隔を置かれて配置された半径方向突出部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを含み得る。好ましくは先端が尖っているこれらの突出物は、この尖った突出物がギザギザの表面のピークおよび窪みと物理的に係合し、それによって上記クランプとクランプされている目的物との間の機械的な非滑り係合を提供するので、ギザギザの表面をもつ目的物を保持するために有利である。代替の抗滑り要素は、フープセクション１０２の内面の少なくとも一部分上に提供されるゴムフィルムのようなグリップする表面材料、またはフープセクション１０２の内面１０３上に形成されるギザギザまたはその他のテクスチャーまたは表面不規則物を含む。
【００１７】
例示の実施形態では、クランプ１００は、３つの半径方向突出物１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを有して示されるが、このクランプ１００は、異なる数の突出物を有し得る。しかし、３つの突出物が好ましい。なぜなら、それらは、特に目的物が完全に丸くない場合、クランプされている目的物との３点の安定な接触を提供するからである。
【００１８】
突出部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、形状がほぼ三角形であり得る。２つの突出部１０４ａ、１０４ｂは、フープセクション１０２の第１の端部１１８ａおよび第２の端部１１８ｂにそれぞれ配置され、そして中央突出部１０４ｃは、突出部１０４ａ、１０４ｂの間の周縁方向の中間点で、軸Ｂ−Ｂがフープセクション１０２と交差する場所に配置される。突出部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、好ましくは、面取りコーナー１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃをそれぞれ有し、これらコーナーの鋭さを低減する。
【００１９】
このクランプ１００は、エルボまたはそれぞれ連結手段１０６ａ、１０６ｂを経由して、弓状セクション１０２ａ、１０２ｂとそれぞれ連結される外部アームまたは作動要素１０８ａ、１０８ｂをさらに含む。より詳細には、この外部アーム１０８ａ、１０８ｂは、突出部１０４ａ、１０４ｂに対応する、フープセクション１０２の端部１１８ａ、１１８ｂにそれぞれ連結され、そして弓状セクション１０２ａおよび１０２ｂに沿ってそれぞれ伸びる。外部アーム１０８ａ、１０８ｂは、使用者の親指と人差し指との間で互いに向かってこの外部アームを締め付けることにより上記クランプを開放するために、指で作動可能な作動要素を規定する。その目的のために、外部アーム１０８ａ、１０８ｂは、好ましくは、１１２ａおよび１１２ｂで示されるようなフィンガーグリップとして知られる内側に湾曲した部分を含み、より容易に握ること、および締め付けることを可能にする。各外部アーム１０８ａ、１０８ｂは、その個々の端部にエルボ１０６ａ、１０６ｂに対向して配置される拡大制限伸長部１１０ａ、１１０ｂを有し得る。これら伸長部１１０ａ、１１０ｂの目的および機能性は、以下に説明される。
【００２０】
外部アーム１０８ａ、１０８ｂの自由端部を互いに向かって締め付けるか、またはそうでなければ移動することによるように、フィンガーグリップ１１２ａ、１１２ｂに内方力を付与することは、フープセクション１０２の半径方向拡大を引き起こし、それによって突出部１０４ａ、１０４ｂ間のギャップのサイズを増加する。このギャップのサイズが十分に増加されると、クランプされるべき目的物２００は、このギャップを通り、そして上記フープセクション１０２の内面によって規定される空洞中に通過され得る。この外部アーム１０８ａ、１０８ｂがそれらのもとの位置に戻ることが許容されるとき、フープセクション１０２の弾性は、フープセクション１０２がこのフープセクション１０２中に配置された目的物を握るようにする。勿論、このフープセクション１０２の弾性回復力が目的物２００に対するクランプ力を生成するために、目的物２００の外径は、突出物１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのピークで規定されるようなフープセクション１０２の内径より大きくなければならない。このフープセクション１０２によって生成され得る最大クランプ力は、このフープセクション１０２の弾性によって規定され、かつ制限されるので、ユーザーが、さらなるクランプ力を生成するよう試みることによってこのクランプを締め付け過ぎる機会はない。
【００２１】
示されるように、突出部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、クランプ１００によって保持されるべき目的物２００に対して強固な３点クランプ力を提供するように周縁で間隔を置いて離れた位置でフープセクション１０２の内部１０３に沿って配置される。図３Ｂに示されるように、最も端部にある突出部１０４ａ、１０４ｂは、好ましくは、中央平面Ｂ−Ｂから約６７度の角度δで、そしてそれ故、互いから１３４度で配置される。従って、突出部１０４ａ、１０４ｂは、この平面Ｂ−Ｂ上に位置する中央突出部１０４ｃから約１１３度の角度λで各々配置される。この形態は、クランプ１００と目的物２００との間で強固かつ安定なクランプ連結を提供する。これら突出部は、異なる量だけ間隔を置いて離れ得、例えば、それらは、約１２０度だけフープセクション１０２の周りで等しく間隔を置かれ得る。示された例で示されるように、フープセクション１０２上で互いから１２０度より大きいだけ間隔を置かれて離れた最も端部の突出部１０４ａ、１０４ｂを有することは、これら突出部１０４ａ、１０４ｂが互いから１２０度以下だけ間隔を置かれた場合に生成され得るより大きなギャップをこれら突出部１０４ａ、１０４ｂ間に生成する。これは、それが、そうでなければ突出部１０４ａ、１０４ｂ間のギャップを通じてクランプされるべき目的物２００を通過するために必要であろうよりフープセクション１０２の半径方向の拡大の量を制限し得るので所望され得る。半径方向拡張の量を制限することは、クランプ設置の間に生成される応力を必然的に最小にし、そして設置のために上記フープを十分に拡大するために必要な作動力の量を制限する。これは、勿論、クランプ内に保持されたバレルを維持する目的とバランスされなければならず、これは、突出部１０４ａおよび１０４ｂを突出部１０４ｃから９０度より大きい角度で位置決めすることが所望されるようにする。
【００２２】
伸長部１１０ａ、１１０ｂは、クランプ１００の過剰偏向を防ぐためのハードストップ（ｈａｒｄ−ｓｔｏｐ）特徴を提供する。詳細には、伸長部１１０ａ、１１０ｂは、外部アーム１０８ａおよび１０８ｂの運動の範囲を制限することにより、フープセクション１０２中の最大変形および応力を制限する。上記で説明したように、バレル２００上にクランプ１００を設置するか、またはそれからクランプ１００を除去するとき、力が外部アーム１０８ａおよび１０８ｂに付与され、これら２つの部材を互いに向かって押し、それによってフープセクション１０２を開き、そして突出部１０４ａおよび１０４ｂを互いから離して、クランプ１００が目的物２００上に配置されるか、またはそれから除去されるためのスペースを可能にする最小距離移動する。
【００２３】
フープセクション１０２は、その弾性限界を超えて応力を受けないことが好ましい。フープセクション１０２が、その弾性限界を超えて応力を受ける場合、それによってフープ材料は降伏を引き起こし、クランプされている目的物に対してフープセクション１０２によって生成され得るクランプ力は作用しないであろう。伸長部１１０ａ、１１０ｂは、個々の外部アーム１０８ａ、１０８ｂの各々から互いに向かって伸びる。示される例では、これら伸長部１１０ａ、１１０ｂは、エルボ１０６ａ、１０６ｂに対向するアーム１０８ａ、１０８ｂの端部から伸びる。伸長部１１０ａおよび１１０ｂの対向する端面１１１ａおよび１１１ｂ間の距離は、それぞれ、目的物上のクランプ設置を許容するようにフープセクション１０２の十分な拡張を可能にしながら、フープセクション１０２中の降伏を防ぐようなクランプの幾何学的形状、寸法、および材料を基に設定される。クランプ１００を設置するとき、クランプ１００のフープセクション１０２の過剰拡張は防がれる。なぜなら、これら伸長部１１０ａ、１１０ｂは、互いに当たり、ハードストップを提供し、そして互いに向かう外部アーム１０８ａ、１０８ｂの任意のさらなる移動を防ぎ、それによってフープセクション１０２の任意のさらなる拡張を防ぐからである。従って、伸長部１１０ａおよび１１０ｂは、フープセクション１０２が設置の間に過剰拡張しないことを確実にする制限手段を形成する。
【００２４】
示される実施形態では、伸長部１１０ａおよび１１０ｂは、平面Ｂ−Ｂに実質的に垂直であり、そしてクランプ１００に付与されている外部力がないとき、ほぼともに整列されている。対向する面１１１ａ、１１１ｂは、これら伸長部の長軸方向寸法に対してわずかに角度をなして形成される。外部アーム１０８ａ、１０８ｂが互いに対して押されるときき、これら伸長部１１０ａ、１１０ｂはもはやともに整列されず、そして対称平面Ｂ−Ｂに垂直でもない。面１１１ａ、１１１ｂは、これら伸長部１１０ａ、１１０ｂが、面１１１ａ、１１１ｂで互いに接触するとき、これら面面１１１ａ、１１１ｂが互いに実質的に平行であるような角度をなし、それによって面１１１ａ、１１１ｂ間で、点接触とは反対に表面接触を提供する。
【００２５】
図３Ｃおよび３Ｄは、クランプ１００の断面図および斜視図をそれぞれ示す。示されるように、クランプは、フープセクション１０２の半径Ｒと比較して小さくあり得る深さＤを有する。
【００２６】
フープセクション１０２の厚み（ｔ）（図４を参照のこと）は、フープセクション１０２が製造されている材料に依存して選択され、所望のグリップ力および所望の作動力（すなわち、上記クランプを開けるために必要な力までの量）を生成する。このフープセクションの厚み（ｔ）は、好ましくは可変であり、そして一般に外部アーム１０８ａ、１０８ｂのそれより小さく、その結果、外部アーム１０８ａ、１０８ｂが互いに向かって締め付けられるとき、フープセクション１０２が、そして外部アーム１０８ａ、１０８ｂではなく、偏向する。フープセクション１０２の厚みは、以下により詳細に説明される。
【００２７】
図５は、本発明のクランプ１００が採用され得るタイプの例示のシリンジポンプ５００を示す。シリンジポンプ５００は、ハウジング５０２、このハウジング５０２内に含まれるモーター５０４、バルブアセンブリ５０６、このバルブアセンブリ５０６に作動可能に連結されたシリンジ３００、およびモーター５０４およびシリンジ３００の両方に作動可能に連結された可動アーム５０８を含む。このシリンジ３００は、ガラスバレル３０２、このバレル３０２内の配置されたプランジャー３０４、およびバレル２００をバルブアセンブリ５０６と連結するためのねじがある突出ニップル３０８（部分的に示す）をもつハブ３０６を含む。ポンプ輸送は、モーター５０４によって出力を与えられる可動アーム５０８によってプランジャー３０４の運動によって行われる。本発明のクランプが抗回転デバイスとして設置され得る例示のシリンジポンプは、Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＣａｖｒｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なモデルＸＰ３０００  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｕｍｐ、およびＲｅｎｏ，ＮｅｖａｄａのＨａｍｉｌｔｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰＳＤ／４シリンジポンプ、モデル７８５８−０４を含む。
【００２８】
上記の背景の章で簡単に説明されたように、シリンジポンプ５００の作動の間のプランジャー３０４の繰り返しサイクリング、および／またはシリンジポンプ５００が設置される機器の振動は、バレル３０２および／またはハブ３０６を回転させ得、それによって、ニップル３０８をバルブアセンブリ５０６に対して緩めさせる。図６の部分図に示されるように、クランプ１００は、シリンジ３００のハブ３０６に固定され、そしてクランプ１００のエルボ１０６ａ、１０６ｂは、ハウジング５０２の端部表面５１０と接触し−抗滑り要素（例えば、突出部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）は、ハブ３０６に対するクランプ１００の回転を防ぎながら−バレル３０２およびハブ３０６の回転を防ぐ。その他の配列では、１つまたは両方のエルボ１０６ａ、１０６ｂ、クランプ１００の特定のその他の部分、またはクランプ１００に取り付けられた１つ以上の伸長部が、ポンプの特定部分（そのハウジング以外）および／またはポンプが設置される機器の特定のその他の隣接構造物と接触し、クランプの回転を防ぎ、そしてそれによってクランプが設置されるシリンジの回転を防ぐ。
【００２９】
クランプ１００は、ガラスから作製されていないハブ３０６上に設置されるが、ハブに付与される過剰のクランプ力がガラスバレル３０２に伝達され得、それによってバレル３０２にひび割れをおこす。クランプ１００が、シリンジポンプ５００のようなシリンジポンプ上に採用されるとき、深さＤ（図３Ｃを参照のこと）は、クランプがガラスバレル３０２上に載ることを防ぐために、ハブ３０６の軸方向長さと等しいか、またはそれより小さくあり得る。クランプ１００のこの深さＤはまた、特にハブ３０６に隣接する領域にあるバレル３０２の直径がハブ３０６の直径より小さいとき、ハブ３０６の軸方向長さより大きくてもよい。
【００３０】
図５〜６から、クランプ１００の配列は、それが、シリンジ３００のような、図１および２に示されるクランプのいずれかのような、従来クランプの使用で他様式で妨害し得る（シリンジポンプ５００のハウジングのような）構造物に緊密に隣接する管状構造物上に設置されることを可能にすることが認識され得る。
【００３１】
また、本発明のクランプ１００は、シリンジがシリンジポンプ５００上に設置される間に、フープセクション１０２を拡張すること、およびクランプをシリンジ３００上に配置することにより、シリンジ８００の側方に設置され得る。図１および２に示されるような先行技術のクランプは、開放フープセクションを含まず、そしてそれ故、クランプをシリンジ３００の端部の１つの上を滑らすことにより設置されなければならない。従って、シリンジ３００上に先行技術のクランプを設置するために、バルブアセンブリ５０６または可動アーム５０８のいずれかからシリンジ３００の連結を解き、クランプをハブ３０６上に滑らすようにする必要がある。
【００３２】
クランプ１００は、好ましくは、プラスチックまたは金属のような単一片の材料から製作されるが、エラストマーでの金属コアオーバーモールドのようなコンポジットであり得る。この材料は、経時的に緩むことなく、しかしクランプされる目的物を損傷し得る過剰のクランプ力を生成することなく、適切なクランプする力（グリップ力）を提供するために必要な弾性力を固有に生成すべきである。本発明の例示の実施形態では、上記クランプは、２〜５ポンドのグリップする力を奏し、その一方、クランプを作動（すなわち、開ける）ために３〜７ポンドの力を必要とするように設計される。
【００３３】
プラスチックは、長期の応力下の材料クリープに起因するそれらの寸法不安定性のためにいくつかの適用には適切ではないが、満足する特徴をもつプラスチックがいくつかの適用、特に長い持続時間のクランプ保持が必要とされない適用に用いられ得ることが企図される。アルミニウムのような金属が好ましい材料である。Ａｌｕｍｉｕｍ  ７０７５−Ｔ６が最も好ましい。なぜなら、それは、以下の表に示されるようにＡｌｕｍｉｕｍ  ６０６１−Ｔ６のようなより標準的なアルミニウム合金よりかなりより高い降伏応力を有するからである：                                                    
材料                降伏応力（ｐｓｉ）            弾性係数（ｋｓｉ）
Noryl                １４,４００                        ３６３
Alumium 6061-T6      ３９,３００                      １０,０００
Alumium7075-T6      ７３,２００                      １０,４００      
図４は、アルミニウムから、そして当業者に公知のミリング技法を用いて製造されるクランプについての好ましい形状の例示の寸法を示す。以下に記載される特定の寸法は、約０．７２０インチの直径を有するハブを備えた５ｍｌシリンジ（図４では示されていない）を保持するよう設計されたクランプ１００のためである。これらの寸法は、それら自身の寸法の例示の値、およびクランプの種々の部分のサイズ比の例示の値を提供するために記載されている。
【００３４】
このようなクランプには、クランプの全体の幅Ｗｃは、上部（エルボ１０６ａ、１０６ｂ）を横切って１．３４インチであり、そしてＷｅは、底（伸長部１１０ａ、１１０ｂ）を横切って１．１４４インチである。クランプの全体高さＨは、１．２２５インチであり、そして全体深さＤ（図３Ｃを参照のこと）は、０．２５インチである。外部アーム１０８ｂは、エルボ１０６ｂの上部からフープセクション１０２によって規定される空洞の中心（すなわち、図３Ａ中の目的物２００の中心）を通過する水平軸（Ｃｈ）の位置に対応する点まで、約０．３７５インチの長さＬ１で伸びる初期の真直ぐなセクション１２２を有する。初期の真っ直ぐなセクション１２２には、対応する弓状のセクション１０２ｂの形状に実質的に従う第１の湾曲したセクション１２４が続く。第１の湾曲したセクション１２４には−点１１４でほぼ始まる−上記第１の湾曲したセクション１２４とは逆に湾曲を有する第２の湾曲したセクション１２６が続く。この第２の湾曲したセクション１２６は、ヒール部分１２８で終わり、フィンガーグリップ１１２ｂを規定する。クランプ（伸長部１１０ｂ）の底面から軸Ｃｈまでの距離Ｌ２は、約０．８５インチである。突出部１０４ｃの上部から軸Ｃｈまでの距離Ｌ３は、約０．３４インチである。アーム１０８ａは、アーム１０８ｂの鏡像レプリカである。
【００３５】
伸長部１１０ａと１１０ｂとの間のギャップギャップ１２０は、約０．１３２インチの長さＷＧを有する。フープセクション１０２の厚み（ｔ）は、点１１６における最小厚みの点（この例では、この点における厚み（ｔ）は約０．０３９インチ）から変化し、そして点１１６からフープセクション１０２の端部１１８ａ、１１８ｂまで各弓状セクション１０２ａ、１０２ｂについて漸次より厚くなる。
【００３６】
フープセクション１０２の厚み（ｔ）は、好ましくは、フープセクション１０２における曲げ応力が均一に分散されるように、そしてフープセクション１０２におけるピーク応力が最小になるように変化する。例示の実施形態では、このフープセクションの厚みは以下の式によってほぼ決定される：
ｔ＝Ｒ０−Ｒｉ−（ｂ＊√ｓｉｎΘ）
ここで：ｔはフープセクション１０２の局所的厚みであり；Ｒ０はその最も厚いセクションにおけるフープセクション１０２の外部までの半径方向距離であり；Ｒｉはフープセクション１０２の一定の内側半径であり；ｂはフープセクション１０２に沿う最大厚みと最小厚みとの間の差であり；そしてΘは、図４に示されるような水平軸Ｃｈから測定されたフープセクション１０２に沿った角度位置である。
【００３７】
クランプ１００の設置の間に、外部アーム１０８ａ、１０８ｂが互いに向かって移動されるとき、フープセクション１０２における応力は、これら外部アームによって引き起こされる偏向に起因する。クランプ１００が設置されるとき、力はこれら外部アーム１０８ａ、１０８ｂに対してではなく、クランプ１００の接触点（例えば、半径方向突出部１０４ａ−ｃ）に奏される。これらの状態は、突出部１０４ｃの領域中のフープセクション１０２の底部におけるピーク応力を生じる。この領域における材料条件は、これらの応力を減少するように調節され得る。好ましい実施形態では、凹部１３０が、この突出部１０４ｃに対向するフープセクション１０２中に形成される。この設計の結果として、設置された状態におけるクランプ１００によって経験されるピーク応力は、設置の間のクランプによって経験されるそれより低いことが決定された。上記の厚みの式は、上記凹部１３０の周りの遷移領域および上記セクション間の任意の曲げ半径を除く、中央突出部１０４ｃと対向する突出部１０４ａ、１０４ｂの各々との間のこの中央突出部１１４ｃの各側面上のフープセクション１０２の領域中で適用されるに過ぎないことに注意のこと。
【００３８】
有限要素法（ＦＥＭ）のような構造物の弾性分析が、付与される負荷から結果としての応力および変位を推定するために採用され得る。コンピューター支援設計（ＣＡＤ）モデルおよびＦＥＭ計算の連続的な繰り返しが、本発明の特徴を達成する構造的設計を達成するために実施され得る。
【００３９】
上記クランプが経験する応力を推定するために、束縛および力がＦＥＭモデルにおいて以下の２つの様式で付与された：第１の負荷事例は、作動の間の最大偏向にあるクランプを考慮し、そして第２の負荷事例は、所定の半径の目的物上にあるクランプを考慮する。勿論、クランプされるべき目的物に依存して、所望の作動力および握る力、および用いられるべき材料、ＣＡＤモデリングおよびＦＥＭ算出のプロセスが、本明細書に示され、かつ説明された実施形態から変化する構造を有するクランプを生成し得る。
【００４０】
上記クランプの変位、または変形もまた算出され得、設置の間にクランプがシリンジ、バレル、またはクランプされるべきその他の目的物の周りに十分広く開くことを確実にし、そして伸長部１１０ａ、１１０ｂが、上記フープセクション１０２が降伏し得る前に互いと接触することを確実にする。この設計は、必要な力の量を受容可能な範囲内に維持しながらこれらの位置ずれ値を達成するためにさらに繰り返され得る。引き続くＦＥＭ算出に基づきＣＡＤモデリングを調節する反復プロセスは、本発明の利点および特徴を提供する設計に対する迅速な収束を生じる。
【００４１】
本発明のクランプを分析および設計する際に、本発明者らは、すべてのＦＥＭ分析について、Ｃｏｓｍｏｓ  Ｄｅｓｉｇｎｓｔａｒ３．０（Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＆  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｃｏｒｐ．、Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ、ＣＡ）、およびＰｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ２００１とともにＭｅｃｈａｎｉｃａ（Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐ．、Ｗａｌｔｈａｍ、ＭＡ）を採用した。グリッドリファインメント研究を、グリッド独立解決法（ｇｒｉｄ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を確実にするために実施した。
【００４２】
構造物の応力分析は、以下にさらに詳細に記載されている：Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ、Ｙ．Ｃ．Ｆｕｎｇ、１９６５、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ、ＩＳＮ  ０−１３−３２９９１２−０；Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ、Ａ．Ｃ．ＵｇｕｒａｌおよびＳ．Ｋ．Ｆｅｎｓｔｅｒ、１９７５、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、ＩＳＢＮ  ０−４４４−００１６０−３；およびＦｏｒｍｕｌａｓ  ｆｏｒ  Ｓｔｒｅｓｓ  ａｎｄ  Ｓｔｒａｉｎ（第５版）、Ｒ．Ｊ．ＲｏａｒｋおよびＷ．Ｃ．Ｙｏｕｎｇ、１９７５、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、ＩＳＢＮ  ０−０７−０５３０３１−９；これらの各々は、本明細書中に参考として援用される。
【００４３】
本発明を、最も現実的かつ好ましい実施形態であると現在考えられるものと組み合わせて説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されるべきでないことが理解されるべきであり、これに反して、添付の請求項の思想および範囲内に含まれる種々の改変および等価な配列を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、第１の先行技術のクランプを示す。
【図２】図２は、第２の先行技術のクランプを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の好ましい実施形態によるクランプの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、卵形Ｂ内側の図３Ａの部分の部分図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａ中の方向Ｂ−Ｂでとられたクランプの断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ａのクランプの斜視図である。
【図４】図４は、代表的な寸法を示す本発明の好ましい実施形態によるクランプの平面図である。
【図５】図５は、本発明が抗回転デバイスとして採用され得るシリンジポンプの斜視図である。
【図６】図６は、シリンジポンプのシリンジ上に設置された本発明によるクランプの部分的斜視図である。
【図１】
2007503262.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2007503262.tif 000012
2007503262.tif 000013
2007503262.tif 000014