(57)【要約】  蠕動ポンプ（１０）と管状部材（１８）からなるシステムが提供される。蠕動ポンプ（１０）は管状部材（１８）を圧縮して管状部材（１８）内の液体を所望の方向に押出すように動作する。管状部材（１８）は金型成形され、これにより予測可能な一定の流量を可能にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を圧送するためのポンプであって、
モータと、
金型成形された管状部材と、
前記モータに結合され、かつ、前記材料を所望の流動方向に押し出すように前記金型成形された管状部材を圧縮する、１以上の圧縮ヘッドとを備えたポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプであって、前記金型成形された管状部材は、第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の内径より大きな第２の内径を有する第２の部分とを備えていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプであって、さらに、前記第２の部分に結合された取付具を備えていることを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項２に記載のポンプであって、前記第１の部分が前記金型成形された管状部材の排出端であることを特徴とするポンプ。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプであって、前記金型成形された管状部材は射出成形された管状部材からなることを特徴とするポンプ。
【請求項６】
流体送出システムであって、
蠕動ポンプと、
前記蠕動ポンプに結合された、前記流体が流れる金型成形管状部材と、
前記蠕動ポンプの上流側で前記金型成形管状部材に結合された、前記流体の供給源と、
前記蠕動ポンプの下流側で前記金型成形管状部材に結合されたディスペンサとを備えた流体送出システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、前記金型成形管状部材は、第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の内径より大きな第２の内径を有する第２の部分とを備えていることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、さらに、前記第２の部分に結合された取付具を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、前記第１の部分が前記金型成形管状部材の排出端であることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステムであって、前記金型成形管状部材は射出成形管状部材からなることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項６に記載のシステムであって、前記流体は飲料用濃縮液であることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項６に記載のシステムであって、前記流体は医薬であることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
蠕動ポンプのための金型成形管状部材を形成する方法であって、
コア及び取付具を用意する工程と、
前記コア及び前記取付具と嵌合する空洞を設ける工程と、
前記金型成形管状部材を少なくとも前記コア及び前記取付具の一部の周囲に形成するように、材料を前記空洞内に射出する工程と、
前記金型成形管状部材及び前記取付具を前記コアから外す工程とからなる方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、射出される前記材料は熱硬化性エラストマーからなることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法であって、前記外す工程は、ガスを前記コアを介して供給することにより前記金型成形管状部材及び前記取付具を外す工程からなることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法であって、前記取付具を用意する工程は、前記取付具を形成して前記取付具を前記コア上に配置する工程からなることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法であって、前記取付具を用意する工程は、前記取付具を前記コア上に直接成形することからなることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法であって、さらに、前記管状部材の端部を取り除くように前記金型成形管状部材に弱化領域を形成する工程からなることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、さらに、前記弱化領域に近接して取り除き用タブを形成する工程からなることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１３に記載の方法であって、前記取付具は取付具内径を有し、前記取付具内径は、前記金型成形管状部材の、前記取付具の周囲に形成されていない部分の内径より大きいか、または等しいことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１３に記載の方法であって、前記金型成形管状部材は排出端を有し、前記排出端は、前記金型成形管状部材の、前記取付具の周囲に形成されていない部分とは異なる内径を有していることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプシステムに関し、特に、蠕動ポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蠕動ポンプは、飲料・医薬分野の用途を含め、他の分野においても様々な用途に幅広く用いられている。蠕動ポンプは一般に、可撓性の管状部材または通路（ｃｈａｎｎｅｌ）を１以上のヘッド（または他の機構）で圧縮することにより動作する。１または複数のヘッドは該管状部材または通路の一部を（後方にまたは対向するヘッドに押し付けて）圧搾し、流体を所望の方向に押し出す。
【０００３】
ある用途において、例えば、飲料システムにおいて飲料用濃縮液が枯渇したり、医薬用途で薬液が枯渇した場合、蠕動ポンプ自体は繰り返し用いられて管状部材が頻繁に交換される。他の用途では、一の管状部材を比較的長い間同じポンプに用いることができる。さらに他の用途では、ポンプ自体を管状部材と共に使い捨てにすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蠕動ポンプは一定の利点を有するが、しばしば求められるような再現可能で正確な流量を経済的な方法で許容するものではない。多くの場合、流量誤差は管状部材に起因するものであり、これらの管状部材は押出工程によって作られる。押出工程は、管状部材の管壁の厚みのばらつきや内径のばらつきを生じさせる。このようなばらつきのため、管状部材が交換されると、同じポンプから異なる流量を得ることになる。また、このような管状部材の差が原因で、使い捨て管状部材の用途及び一の管状部材が比較的長い間用いられる用途の両方において、ポンプ間（ひいてはシステム間）のばらつきが起こる。このばらつきを解消するためにシステムを較正することは、一般に実用的なことではない。
【０００５】
従って、例えば飲料用濃縮液を、所定の比率で水と混合するための特定の流量で圧送しようとする場合、管状部材のばらつきのために、管状部材間で異なる不正確な混合比率、ひいては異なる質の飲料を得る結果となる。このような飲料システムは、しばしば（他の場所のほかに）レストランやコンビニエンスストアで用いられ、このばらつきは同じ場所で使用する回（ｂａｔｃｈ）によって、または場所によって、許容できない程に飲料の質を異ならせる。同様の問題が、医薬分野におけるような他の用途でも見受けられる。
【０００６】
従来の蠕動ポンプに関するもうひとつの問題点は、管状部材のポンプ入口側が、しばしば、ポンプ入口に対する自由な流れを制限するように作用する管状部材取付具に取り付けられることにある。
【０００７】
従って、従来のシステムによる制限を解消する蠕動ポンプ及び管状部材システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、従来システムに伴う問題点を解消または実質的に抑制する金型成形管状部材及び蠕動ポンプの方法及び装置が提供される。
ある実施形態によれば、材料を圧送するためのポンプであって、モータと、金型成形された管状部材と、前記モータに結合され、かつ、前記材料を所望の流動方向に押し出すように前記金型成形された管状部材を圧縮する、１以上の圧縮ヘッドとを備えたポンプが提供される。一実施形態では、前記金型成形された管状部材は第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の内径より大きな第２の内径を有する第２の部分とを備えている。他の実施形態では、取付具が前記第２の部分に結合されている。また、前記金型成形された管状部材の排出端は、金型成形された管状部材の他の部分より大きいか、または小さい内径を有していて良い。前記金型成形された管状部材は、射出成形された管状部材であってよい。
【０００９】
本発明の他の実施形態によれば、流体送出システムであって、蠕動ポンプと、前記蠕動ポンプに結合された、前記流体が流れる金型成形管状部材と、前記蠕動ポンプの上流側で前記金型成形管状部材に結合された、前記流体の供給源と、前記蠕動ポンプの下流側で前記金型成形管状部材に結合されたディスペンサとを備えた流体送出システムが提供される。一実施形態では、前記金型成形管状部材は、第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の内径より大きな第２の内径を有する第２の部分とを備えている。他の実施形態では、取付具が前記第２の部分に結合されている。また、前記金型成形管状部材の排出端は、金型成形管状部材の他の部分より大きいか、または小さい内径を有していて良い。前記金型成形管状部材は射出成形管状部材であってよい。
【００１０】
本発明の特定の用途は飲料及び医薬用途を含むが、これらに限定されるものではない。
さらに、蠕動ポンプのための金型成形管状部材を形成する方法であって、コア及び取付具を用意する工程と、前記コア及び前記取付具と嵌合する空洞を設ける工程と、前記金型成形管状部材を少なくとも前記コア及び前記取付具の一部の周囲に形成するように、材料を前記空洞内に射出する工程と、前記金型成形管状部材及び前記取付具を前記コアから外す工程とからなる方法が提供される。
【００１１】
ある実施形態によれば、射出される前記材料は熱硬化性エラストマーである。一実施形態では、前記金型成形管状部材及び前記取付具は、ガスを前記コアを介して供給することにより外される。他の実施形態では、前記取付具は、形成されてから前記コア上に配置される。別の実施形態では、前記取付具は前記コア上に直接成形される。他の実施形態では、前記管状部材の端部を取り除くように前記金型成形管状部材に弱化領域が形成されてよく、所望により、前記弱化領域に近接して取り除き用タブを形成することができる。
【００１２】
他の実施形態によれば、前記取付具は取付具内径を有し、前記取付具内径は、前記金型成形管状部材の、前記取付具の周囲に形成されていない部分の内径より大きいか、または等しい。さらに他の実施形態では、前記金型成形管状部材は排出端を有し、前記排出端は、前記金型成形管状部材の、前記取付具の周囲に形成されていない部分とは異なる内径を有している。
【００１３】
本発明の重要な技術的利点は、従来システムに比べ、蠕動ポンプシステムからのより正確で再現可能な流量を可能にする、金型成形管状部材を備えている点にある。本発明の一実施形態のもう一つの重要な技術的利点は、取付具と組み合わせて形成することができる金型成形管状部材を備えている点にある。本発明のさらに他の重要な技術的利点は、蠕動ポンプシステム内への流量を改善することを容易にする拡径部を形成することができる、金型成形管状部材を備えている点にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示されるように、蠕動ポンプ１０はブロックの形態で示されており、蠕動ポンプ１０はモータ１２、シャフト１４及び（１または複数の）ヘッド１６を備えている。ヘッド１６は金型成形された（ｍｏｌｄｅｄ）管状部材１８に係合している。
【００１５】
ヘッド１６は管状部材１８を（後方にまたは対向する１または複数のヘッドに押し付けて）圧縮し、流体を所望の方向に押し出す。図１に示される例では、流体は供給源２０から供給される。供給源２０はバッグ−イン−ボックス型（ｂａｇ−ｉｎ−ｂｏｘ）の飲料システムに用いられるプラスチックバッグ、または医薬若しくは他の流体に用いられる医薬用バッグのような、流体の入った袋であってよい。供給源２０は一般に、いくつかの公知の方法のいずれかによって管状部材取付具２４に結合される、供給源取付具２２を有している。管状部材取付具２４は、いくつかの公知の方法のいずれかにより、または以下に述べるように金型成形工程の一部として、管状部材１８に結合することができる。蠕動ポンプ１０の下流側で、管状部材１８はディスペンサ２６に結合されている。ディスペンサ２６は、例えば、飲料ディスペンサや患者に対する注射針、または他の計量配分装置であってよいが、これらには限られない。ディスペンサ２６は、単に管状部材１８の開口端であってもよい。管状部材１８または管状部材取付具２４は、供給源２０（または供給源取付具２２）とディスペンサ２６とに直接、または数の限られない中間の結合装置を介して、結合することができる。ポンプがディスペンサまたは供給源と一体化されてよいことは言うまでもない。
【００１６】
モータとシャフトとヘッドとを有する蠕動ポンプが図示されているが、いかなる蠕動ポンプ機構が用いられても良く、これには１以上のローラヘッド、摺動ヘッド、キャタピラ機構、波形機構（ｗａｖｅ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、カム、ディスク又は他の装置によって管状部材を圧縮し、該管状部材内の流体を移動させるものが含まれるが、これらには限られない。特定の蠕動ポンプの例は米国特許第５、４１３、２５２号及び第５、５５８、５０７号に記載されており、参照することによりその全体が本願明細書に含まれる。これら蠕動ポンプの例は例示として含まれるにすぎず、これらに限定する趣旨ではない。従って、本発明の範囲を制限したり、いかなる種類の蠕動ポンプ機構をも適用範囲から除外するものではない。種々の蠕動ポンプ機構のいずれについても説明し易くする為に、上記の圧縮機構は本願明細書では圧縮ヘッドと称される。また、供給源２０は可撓性バッグとして図示されているが、いかなる供給源を用いてもよい。
【００１７】
本発明の管状部材１８は金型成形され（非金属製の型を用いて成形されてもよい）、従来の管状部材のように押出し成形されるものではない。ある実施形態では、金型成形工程は射出成形工程である。金型成形工程は非常に精密な公差を可能とするので、従来の管状部材にみられるようなばらつきは、本発明の金型成形管状部材では実質的に、または完全に取り除かれる。他のいかなる適当な金型成形工程も用いることができ、これには圧縮成形が含まれるがこれには限定されない。
【００１８】
図２は、図１に示されるようなディスペンシングシステムに用いられる前の管状部材１８を、管状部材取付具２４と共に示している。図２に示される実施形態では、管状部材１８は端部３０と拡径部３２を有している。端部３０は管状部材１８の密封された（または他の方法で閉じられた）端部であり、管状部材１８が、使用される（このとき端部３０が取り除かれる）前、清潔に維持されることを保証する。該端部は密封されていなくてもよい。
【００１９】
拡径部３２は、必ずしも本発明のすべての実施形態においてではないが、従来の管状部材に比べて重要な利点を有している。特に、管状部材１８の主たる部分の内径より大きい内径を有する拡径部３２を形成することによって、管状部材取付具２４（管状部材が直接供給源に結合される場合には供給源取付具）は管状部材１８の主たる部分の内径と等しいか、またはそれより大きい内径を有することができ、管状部材１８に容易に結合させることができる（以下に述べるように、管状部材を取付具上に形成しても良い）。このような取付具によって、管状部材のポンプ入口側の流量は制限されず（径が減少しないため）、従って蠕動ポンプは「枯渇する（ｓｔａｒｖｅｄ）」ことによってその性能が制限されることはない。一部の従来システムでは、押出し成形される管状部材を幅広の管状部材取付具上に延伸させることが難しいため、管状部材取付具が入口側のポンプ流量を制限してしまう。流量制限の問題は、例えばオレンジジュース濃縮液のような比較的粘度の高い液体を圧送する場合に特に重要である。このような液体を圧送する場合、入口側の流量制限は、所望の流量に大きく影響しうるからである。
【００２０】
拡径部３２は、他の方法で形成することもできる。例えば、管状部材１８に挿入される拡張軸などによって形成できるが、これには限定されない。さらに拡径部には、管状部材取付具２４（または供給源取付具）を収容して良好な嵌め合いが得られるように、例えば、肩部、溝、リップ部などの形状を設けることができる。しかし、管状部材を取付具と結合させるためにいかなる方法を用いてもよい。
【００２１】
図３は、本発明による金型成形管状部材１８を形成するための金型成形システムの一実施形態の分解図である。図３に示されるように、雄型プラグ（またはコア）４０が基部４２に形成されている。空洞４６を有する空洞ブロック４４がコア４０と嵌合する。射出材料は、例えば、「液状シリコーン」ゴムなど、射出成形可能なタイプの熱硬化性エラストマーであるが、これには限定されない。射出材料は空洞４６内に射出されてコア４０の周囲で硬化させられ、図３に示される金型成形管状部材１８が形成される。他の射出材料、例えば熱可塑性エラストマーなども用いることができる。
【００２２】
図３に示すコアは拡径部３２を形成するための基部４８を有する。しかし、このような基部や拡径部は、望ましいものではあるが、本発明の一部として必須のものではない。上述したように、管状部材１８の頂部は閉じていることが望ましいので、管状部材１８は（管状部材の主たる部分と同じ径であってもなくてもよい）密封端部３０と共に図示されている。しかし、このように密封することは本発明の一部として必須ではない。さらに、拡径部３２（排出端）と反対側の金型成形管状部材１８の端部は下流側の装置と結合するために望ましいいかなる形状をも形成するように金型成形することができ、従って拡張または縮小した径を有していてよい。例えば、流量が大きいまたは比較的大きな径の管状部材を用いる用途など、用途によっては、排出端をその内径が管状部材１８の主たる部分の内径より小さくなるように形成することにより、液だれが減少させられる。
【００２３】
図４に示されるように、管状部材１８には、端部３０を容易に取り除くことができるように（必ずしも必要ではないが）弱化領域５０を形成することができる。また、取り除き用タブ５２を弱化領域５０に近接して形成し、使用者が管状部材の使用前に端部３０を破断する（ｔｅａｒ  ａｗａｙ）ことを可能にしてもよい。
【００２４】
管状部材１８は適当な方法により金型成形システムから排出することができる。一つの方法は、例えば、ガスをガス開口５４から注入する方法である。これにより、（例えばエアなどの）ガスがコア４０の端部内を流れて金型成形管状部材１８を排出させることができる。
【００２５】
図５及び６は本発明による管状部材１８を金型成形するためのシステムの他の実施形態の断面図である。図５及び６に示す実施形態において、管状部材１８は取付具２４の周囲に成形される。図５は、金型成形システムが閉じている状態を示す。図６は、金型成形システムが開いている状態を示し、管状部材１８が排出されようとしているところである。取付具２４は、例えば、プラスチックや金属など、いかなる適当な材料でつくられていてもよい。取付具２４は、別の方法で形成されて、閉じられる前の金型に挿入されてもよく、または、取付具材料の射出と管状部材材料の射出を可能にするシャトル金型成形システムで直接成形（ｍｏｌｄｅｄ  ｉｎ  ｐｌａｃｅ）されてもよい。必須ではないが、所望により、材料をそれらが互いに化学結合するように選択してもよい。図５及び６の実施形態では、管状部材と取付具が組み合わさった状態で製造され、管状部材取付具と管状部材とを結合させる余分なステップは必要ない。
【００２６】
エア注入ピン５６が射出工程の間、完全に挿入され、射出材料５８が排出用通路６０に入ることを防止する。排出用通路６０はコア４０の端部からガス開口５４へ延びている。図６に示すように、エア注入ピン５６が後退させられると、排出用通路６０が開いてガスがガス開口５４からコア４０を通って吹き込まれ、管状部材１８が金型から外される。管状部材を排出するための図示される機構は、図３の実施形態と共に用いることができる。
【００２７】
本明細書における実施形態及び説明は例示にすぎず、各々の例の特徴及び利点は、本明細書における他の実施形態及び例の特徴及び利点と交換可能であり、またはこれに追加することができる。さらに例示として、それらは、本発明の範囲を記載された特定の細部に限定することを意図するものではなく、本発明の範囲は、どの例よりも広いものであるとされる。例えば、飲料及び医薬用途が説明されているが、本発明はいかなる他の流体送出システムにも用いることができる。そして一般に、本発明を詳細に説明したが、種々の変更、改変、代替、追加及び変形が、請求項で定義される本発明の意図される範囲を逸脱することなく可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による蠕動ポンプ及び管状部材の一実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明による蠕動ポンプの管状部材の一実施形態を示す図。
【図３】本発明による管状部材を製造するための金型の一実施形態を示す斜視図。
【図４】本発明による蠕動ポンプの管状部材の他の実施形態を示す図。
【図５】本発明による組み合わされた取付具と金型成形管状部材を製造するための金型成形システムの一実施形態を示す断面図。
【図６】図５の金型成形システムが開いた状態を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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】
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