(57)【要約】  多流路蠕動ポンプであって、各流路が他のものから独立して操作されることができるものを提供する。蠕動ポンプは複数のモーターを含み、それらのモーターのそれぞれは、軸の周りに独立して回転可能であるローター軸を駆動し、ローター軸は、複数のローラーを持つローラーヘッドを回転する。これらのローター軸は、同心的な態様で配置される。蠕動ポンプはさらに、オペレーターがポンプのローラーヘッドのそれぞれの回転の速度及び方向を選択的に決定することを可能にする制御システムを含むことができる。【選択図】  図１
2014526644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のものを含むことを特徴とする蠕動ポンプ：
複数のモーター；
複数のローター軸であって、それらのそれぞれは軸の周りに回転し、それらのそれぞれは前記複数のローター軸の他のものから独立して回転することができ、前記ローター軸の少なくとも第一のものが前記ローター軸の少なくとも第二のものに対して同心で設けられているもの；
前記複数のローター軸のそれぞれの第一端に取り付けられた複数のローラーであって、前記複数のローラーが、前記ローラーが取り付けられている前記ローター軸が動くときにその軸の周りに動くもの；
複数のベルトであって、前記ベルトのそれぞれが前記モーターの少なくとも一つから前記ローター軸の少なくとも一つに掛けられているもの；及び
前記ローター軸の第二端の近くに設けられている前記モーターのそれぞれを選択的に起動し、それによって前記複数のローラーのそれぞれを選択された速度と選択された方向に動かすための制御システム。
【請求項２】
前記ポンプが、少なくとも３つのモーター、少なくとも３つのローター、及び少なくとも３つのベルトを含むことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記ポンプが、少なくとも４つのモーター、少なくとも４つのローター、及び少なくとも４つのベルトを含むことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項４】
前記ポンプが、少なくとも５つのモーター、少なくとも５つのローター、及び少なくとも５つのベルトを含むことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項５】
それぞれのローターが、それぞれの他のローターの速度と同じであるかまたは異なる速度で回転するように操作可能であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項６】
ローターの少なくとも一つに取り付けられたローラーの数が、他のローターの少なくとも一つに取り付けられたローラーの数とは異なることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
それぞれのローターが、それぞれの他のローターの方向と同じであるかまたは異なる方向で回転するように操作可能であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
それぞれのローターが、それぞれの他のローターの速度及び方向と同じであるかまたは異なる速度及び方向で回転するように操作可能であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項９】
前記ポンプが少なくとも３つのローターを含むことを特徴とする請求項８に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記ポンプが少なくとも４つのローターを含むことを特徴とする請求項９に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記ポンプが少なくとも５つのローターを含むことを特徴とする請求項１０に記載のポンプ。
【請求項１２】
以下のものを含むことを特徴とする蠕動ポンプ：
少なくとも３つのモーター；
少なくとも３つのローター軸であって、それらのそれぞれは前記モーターの一つに結合され、それらのそれぞれは軸の周りに回転し、それらのそれぞれは前記ローター軸の他のものから独立して回転することができ、前記ローター軸の少なくとも２つがそれぞれ中空部を持ち、それを通して前記ローター軸の少なくとも一つが延びているもの；及び
前記複数のローター軸のそれぞれの第一端に取り付けられた複数のローラーであって、前記複数のローラーが、前記ローラーが取り付けられている前記ローター軸が動くときにその軸の周りに動き、前記モーターのそれぞれが前記ローター軸の第二端の近くに設けられているもの。
【請求項１３】
オペレーターが前記ローター軸の少なくとも一つを選択された速度及び選択された方向で選択的に起動することを可能にするための命令を記憶されたメモリー及びプロセッサーを含む制御システムをさらに含み、前記モーターのそれぞれが前記ローター軸の第二端の近くに設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
【請求項１４】
前記ローター軸の二つの少なくとも一部分が前記ローター軸の少なくとも一つに同心で設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
【請求項１５】
前記ローター軸のそれぞれの第一端が互いに近くに設けられ、前記モーターが互いに近くにかつ前記ローター軸のそれぞれの第二端の近くに設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
【請求項１６】
流体を保持するためのチューブを含む少なくとも３つのカートリッジをさらに含み、前記カートリッジのそれぞれが蠕動ポンプに取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１５に記載の蠕動ポンプ。
【請求項１７】
ポンプが：
少なくとも６つのモーター；及び
少なくとも６つのローター軸であって、前記ローター軸の少なくとも２つがそれぞれ中空部を持ち、それを通して第三ローター軸の少なくとも一部分が延び、前記モーターの少なくとも３つが互いに近くにかつポンプの第一端または側面の近くに設けられ、前記モーターの他の少なくとも３つが互いに近くにかつポンプの第二端または側面の近くに設けられているもの；
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
【請求項１８】
蠕動ポンプが、ディスプレー、プロセッサー、及びメモリーを含む制御システムをさらに含み、前記メモリーが命令を含み、前記ディスプレーが、前記メモリー内に記憶された命令によって使用される情報をユーザーが入力することを可能にする入力装置を含むことを特徴とする請求項１７に記載の蠕動ポンプ。
【請求項１９】
命令がコンピュータプログラム命令を含み、命令が、前記プロセッサーによって実行されたとき、モーター、従ってローラーが選ばれた基準に従って動かされることを特徴とする請求項１８に記載の蠕動ポンプ。
【請求項２０】
前記基準が速度及び方向を含むことを特徴とする請求項１９に記載の蠕動ポンプ。
【請求項２１】
医薬を投与するための投与システムであって、
流体輸送のための複数のチューブ；
複数のモーターと、
複数のローター軸であって、それらのそれぞれは軸の周りに回転し、それらのそれぞれは前記複数のローター軸の他のものから独立して回転することができ、前記ローター軸の少なくとも第一のものが前記ローター軸の少なくとも第二のものに対して同心で設けられているものと、
前記複数のローター軸のそれぞれの第一端に取り付けられた複数のローラーであって、前記複数のローラーが、前記ローラーが取り付けられている前記ローター軸が動くときに軸の周りに動くものと、
複数のベルトであって、前記ベルトのそれぞれが前記モーターの少なくとも一つから前記ローター軸の少なくとも一つに掛けられているものと、
前記ローター軸の第二端の近くに設けられている前記モーターのそれぞれを選択的に起動し、それによって前記複数のローラーのそれぞれを選択された速度と選択された方向に動かすための制御システムと、
を含む蠕動ポンプを含み、
前記チューブのそれぞれの外径の少なくとも一部分が前記ローラーの少なくとも一つに取り外し可能に結合され、前記ローラーの少なくとも一つの動きが前記チューブ内の流体をポンプ輸送することを特徴とする投与システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析器具のためのポンプのようなポンプに関し、より詳細には、蠕動ポンプ及びそれを使用する方法に関し、それらは、分析器具及びシステムとの関連を含み、さらに多流路蠕動ポンプを含む。
【背景技術】
【０００２】
蠕動ポンプは、過去において流体のポンプ輸送を達成するための流体の容積形移送を与えるために使用されてきた。通常の蠕動ポンプでは、ケーシング内に取り付けられた柔軟なチューブ内の流体が典型的に使用される。かかるポンプでは、一つ以上のローラーまたはシューがケーシング内で回転され、チューブを圧縮する。ローラーまたはシューがチューブを一つの場所で圧縮するとき、この圧縮はチューブ内の流体を移動させる。いったんローラーがその場所を通過したら、その場所内のチューブ内の流体の不存在は、チューブ内のその場所への流体の流れを誘発する。通常の用途では、蠕動ポンプによりポンプ輸送される流体は、しばしば無菌であるか、またはいずれかのポンプと流体接触を持つことを避けることが望ましいような性質のものである。蠕動ポンプは、透析機、計量ポンプ、投与ポンプ、心臓バイパスポンプ機、薬剤送出システム、薬物注入ポンプ、水族館、分析機器、食品及び医薬製造操作などを含む広範囲の用途のために有用である。
【０００３】
ある用途では、それぞれが多数のローラーを持つ多数のヘッドを持つ蠕動ポンプを持つことが望ましい。従って、かかるポンプでは、多数のチューブ内に位置される流体を同時にポンプ輸送することが可能である。かかる蠕動ポンプは、時々多数の流路を持つと言われる。加えて、チューブとポンプの連結及びポンプからのチューブの分離を容易にするためにカートリッジが幾つかの通常の蠕動ポンプで使用されている。例えば、Ｓａｘｅｒらの２００７年５月８日に発行された米国特許第７２１４０３８号（それはここに参考として組み入れられる）は、使用者によって比較的容易に蠕動ポンプと連結されるか、または蠕動ポンプから分離されることができる除去可能なカートリッジを開示する。かかる蠕動ポンプ及びそのためのカートリッジは、スイス、ＧｌａｔｔｂｒｕｇｇのＩｓｍａｔｅｃ，Ｓ．Ａ．から商業的に入手可能である。かかる通常の蠕動ポンプでは、一つ以上のヘッド（各ヘッドが複数のローラーを持つ）を持つ軸を駆動する単一のローターを持つことが一般的である。しかし、かかる多数のヘッドは、異なる速度などのように互いに独立して回転されることができない。
【０００４】
多流路蠕動ポンプにおいてポンプ輸送作用に対する個々の制御を与える試みが過去においてなされている。例えば、Ｂｅｒｔｏｎｃｉｎｉによる１９９２年３月２４日に発行された米国特許第５０９８２６１号（それはここに参考として組み入れられる）において、変動する度合いに伸張される弾性チューブを含み、そしてかかる伸張からのポアソン効果の結果として、ポンプ中の異なる流路に設けられたチューブでの可変流速を可能にする試みでチューブの流路断面積を変動する度合いに減少する蠕動ポンプが開示されている。
【０００５】
多流路蠕動ポンプにおける流路の独立制御を与えるさらに別のアプローチは、２００９年２月９日に公開され、かつ発明者としてＣｈａｎｇを掲げる米国公開特許出願第２００９／００３５１６５号（それはここに参考として組み入れられる）において与えられている。Ｃｈａｎｇでは、一つ以上のローラー区域が駆動軸から選択的にロックまたは分離され、かつ希望の速度及び方向で操作されることができる。Ｃｈａｎｇに示されたポンプは、二つのモーターを含み、第一は、駆動される流路または流路群を親ねじにより選択するためのものであり、第二は、ローラーヘッドを回転するためのものである。
【０００６】
多流路蠕動ポンプのさらに別の例は、２０１１年１月６日に公開されかつ発明者としてＢｅｉｒｉｇｅｒらの名前を挙げる米国公開特許出願第２００１／０００４１４３号（それはここに参考として組み入れられる）に記載されている。Ｂｅｉｒｉｇｅｒらでは、多流路蠕動ポンプは、個々に制御されたローラーを持って記載され、それらのローラーは単一の軸上で自由に回転され、それらのそれぞれはウォームギヤーに結合されている。このアプローチは、独立したモーターの使用を通しての個々の流路の制御を記載する。しかし、このアプローチは、必要なモーター、及びこのモーターの回転をローラーに伝達するギヤー機構を収容するためにかなり大きな装置を必要とする。このアプローチでは、ローラーは、望まれうるものよりさらにスペースを置かれることが必要である。
【０００７】
血液処理システムで使用される多流路蠕動ポンプの別の例は、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらによる２００４年２月２４日に発行された米国特許第６６９５８０３号（それはここに参考として組み入れられる）に記載されている。Ｒｏｂｉｎｓｏｎらでは、蠕動ポンプを含む血液処理システムは、三つのローラーを持って記載され、それらのローラーは三つの異なるモーターに結合され、それらは、ローラーの一つを回転するためにも使用される単一の支持軸を共有し、他の二つのローラーは中空軸を持ち、それを通して支持軸は延び、これらの二つのローラーのそれぞれは、支持軸に取り付けられたローラーから独立して回転することができる。
【０００８】
しかし、従来のポンプのいずれも、オペレーターが他の流路から独立して流路のそれぞれにおいて流体流の速度及び方向を選択的に制御することができるように多流路蠕動ポンプを与えることによるような、望ましい操作の容易性及び高いフレキシビリティも与えない。さらに、従来のポンプのいずれも、かかるフレキシビリティを与えないし、小さな寸法を持ってそうしない。
【発明の概要】
【０００９】
一実施態様では、多流路蠕動ポンプが提供され、それは複数の流路を含み、各流路は、複数のローラーを持つローラーヘッドを持ち、ヘッドのそれぞれは、異なる速度及び異なる方向を含めて互いから独立して回転するように操作可能であり、従ってオペレーターが多流路ポンプの各流路内で独立して流体流の速度、量、及び方向を制御することを可能にする。ポンプは、複数の同心の入れ子になった駆動軸を含み、駆動軸のそれぞれは、対応するローラーヘッドを駆動するために適合されている。駆動軸のそれぞれは、例えばプーリーまたはタイミングベルトによってモーターに結合されることができ、モーターは、使用者によって独立して起動されて制御される。プロセッサー及びメモリー及びユーザー入力を持つ制御システムが、オペレーターがローラーヘッドを互いに独立して選択的に容易に操作可能にするために使用されることができる。別の実施態様では、多流路蠕動ポンプの複数のローラーヘッド上のローラーの速度及び方向を制御するための方法が提供され、その方法は、速度、方向、またはローラーヘッドの操作のための他のパラメーターを選択する工程を含む。
【００１０】
一つの目的は、使用者が各流路の操作を独立して制御することができる多流路蠕動ポンプを提供すること、及び流路のための多数のモーターのために大きな量の空間を必要とせずにそうすることである。
【００１１】
さらに別の目的は、除去可能なカートリッジがヘッドの幾つかまたは全てと関連して使用されることができるようにヘッドのローラーが十分に接近して設けられている多流路蠕動ポンプを提供することである。
【００１２】
さらに別の目的は、複数の独立して操作可能な流路を持つ多流路蠕動ポンプのために必要な空間を最少にすること、そしてさらに、それにもかかわらずポンプ輸送作用のための一つ以上の流路のローラーのより大きな表面積を与える態様でそうすることである。
【００１３】
これらの及び他の利点は、与えられた本発明の例示的実施態様の以下の詳細な説明及び図面から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、多流路蠕動ポンプの一実施態様の分解等角図を示す。
【００１５】
【図２】図２は、多流路蠕動ポンプの一実施態様の分解側面図を示す。
【００１６】
【図３】図３は、多流路蠕動ポンプの一実施態様の分解断面図を示す。
【００１７】
【図４】図４は、多流路蠕動ポンプの一実施態様の接近断面図を示す。
【００１８】
【図５】図５は、多流路蠕動ポンプのさらに別の実施態様の図を示す。
【００１９】
【図６】図６は、多流路蠕動ポンプのさらに別の実施態様の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、多流路蠕動ポンプ１が示されている。図１では、ポンプ１は、面５を持つハウジングを含む。ポンプ１はまた、四つのローラーヘッド２，４，６、及び８を持ち、それらは、面５から延びるように示されている。加えて、ポンプ１は、支持体７ａ及び７ｂを含み、それらは、ローラーヘッド２，４，６、及び８の対向側に位置している。加えて、支持体３が設けられ、それに支持体７ａ及び７ｂが連結される。以下により詳細に検討されるように、ローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれは、軸の周りに回転可能である。
【００２１】
図２を参照すると、ポンプ１は代替図で示されている。ポンプ１の及びここでのその構成要素の種々の図で示された同じ構成要素に対して同じ番号が使用されることは理解されるだろう。図２には、ポンプ１の分解組立図が示されている。図２に示されるように、ポンプ１は四つのモーター１３，１５，１７、及び１９を持ち、例えばそれぞれをベルト１８ａ，１８ｂ、及び１８ｃ、及び１８ｄのそれぞれに取り付けることによって、それぞれにベルトが結合される。起動されたとき、モーター１３，１５，１７、及び１９のそれぞれはベルト１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、及び１８ｄのそれぞれの運動を駆動するだろう。以下により詳細に記載されているように、ベルト１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、及び１８ｄの運動は、ローラーヘッド２，４，６、及び８の運動をもたらすだろう。モーター１３，１５，１７、及び１９は、例えばＭｏｒｇａｎ  Ｈｉｌｌ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＬｉｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇから商業的に入手可能なもののような通常のモーターであることができる。
【００２２】
図１を参照すると、ローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれは、それに取り付けられた複数のローラーを持つ。ローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれのローラーは、他のローラーヘッド２，４，６、及び８のローラーから数、寸法、及び材料を変えることができる。図１に示されたように、ローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれは、板２ｂ，４ｂ，６ｂ、及び８ｂをそれぞれ持つ。また、図１に示されたように、板２ｂ，４ｂ，６ｂ、及び８ｂのそれぞれは、それに取り付けられた一つ以上のローラーを持つ。図１に示された実施態様では、ローラーヘッド８はまた、第二板８ａを持ち、それはローラーヘッド８上のローラーと支持体３の間に設けられる。図１に示されたように、板２ｂ，４ｂ，６ｂ、及び８ａ及び８ｂのそれぞれは、この実施態様では一般的に円形形状である。
【００２３】
ポンプ１のこの実施態様では、ローラーヘッド２，４，６、及び８のローラーは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｐ）から作られ、ヘッド２，４，６、及び８のローラーフランジまたはローターは、アルミニウムから作られる。軸またはローター２２，２４，２６、及び２８は、鋼またはステンレス鋼のような金属から作られることができる。ローラー、ローラーヘッド２，４，６、及び８、及びローターまたは軸２２，２４，２６、及び２８は、希望の種々の材料から作られることができることが認められるだろう。それらは、限定なしに以下のものを含む：ローラーのためには、あらゆるタイプの低摩擦係数材料、ローラーヘッドのフランジまたはローター及び軸のためには、アルミニウム及び鋼合金のようなローラーを支持するためのかつ中空軸上の捩り及び曲げ応力に対して十分な強さを持つための構造安定材料。図１には示されていないけれども、ローラーヘッドに取り付けられたローラーは、ポンプ輸送される流体を含むチューブ（図１には示されず）に対して押圧し、チューブが、ローラーからチューブの他の側上のケーシング（図１には示されず）に対して所定場所に保持されるか、またはチューブが、ポンプ１に取り外し可能に取り付けられることができるカートリッジ（図１には示されず）によってローラーに対して保持され、チューブがカートリッジの本体内に位置されることは認められるだろう。
【００２４】
加えて、ローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれは、ローラーヘッド２，４，６、及び８の板２ｂ，４ｂ，６ｂ、及び８ｂから一方向に延びる対応する軸（それぞれ軸２２，２４，２６、及び２８）を持つ。軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれは軸の周りに円形であること、及び対応するローラーヘッド２，４，６、及び８はまた、それらの対応する軸２２，２４，２６、及び２８と同じ軸の周りに円形であることがわかるだろう。図１に示されたように、軸２２，２４，２６、及び２８は、以下に説明される理由のために異なる直径を持つ。図１では、この特別な実施態様では、軸２８は最も小さな直径を持ち、軸２６は次に小さな直径を持ち、軸２４は軸２６の直径より大きいが軸２２の直径より小さな直径を持ち、軸２２は最も大きな直径を持つ。以下にさらに詳述するように、軸２２，２４、及び２６のそれぞれは、他の軸２２，２４，２６、及び２８の少なくとも一つのその中に受けかつ保持する寸法である内部中空部分を持つ。この実施態様では、軸２８は軸２６の内部開口内に嵌合し、それはまた、軸２４の内部開口内に嵌合し、それはまた、軸２２の内部開口内に嵌合する。当業者は、軸２２，２４，２６、及び２８が種々の直径を持つことができること、及び軸２２，２４，２６、及び２８の外径に依存して、他の軸の内部開口がそれに応じて一緒に受けかつ嵌合するために変わることができることを認識するだろう。一緒に組み立てられたとき、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれは互いに関して同心的に設けられ、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれ、並びに対応するローラーヘッド２，４，６、及び８は、同じ軸の周りに回転可能である。
【００２５】
さらに図１を参照すると、軸２２，２４，２６、及び２８は、それぞれプーリー１７ｄ，１７ｃ，１７ｂ、及び１７ａに連結されるべきであることを見ることができる。プーリー１７ｄ，１７ｃ，１７ｂ、及び１７ａのそれぞれは、軸２２，２４，２６、及び２８（及びローラーヘッド２，４，６、及び８）と同じ軸の周りに回転可能である。加えて、プーリー１７ｄ，１７ｃ，１７ｂ、及び１７ａのそれぞれは、それに取り付けられたベルト１８ｄ，１８ｃ，１８ｂ、及び１８ａをそれぞれ持つ。ベルト１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、及び１８ｄはまた、モーター１３，１５，１７、及び１９にそれぞれ取り付けられる。操作時には、モーター１３，１５，１７、及び１９のいずれか一つ以上が起動されるとき、モーター１３，１５，１７、及び１９はそのときベルト１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、及び１８ｄを動かすことができ、それによりプーリー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、及び１７ｄをそれぞれ回転し、プーリー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、及び１７ｄが回転されるとき、軸２８，２６，２４、及び２２がそれぞれ回転される。認識されるように、軸２２，２４，２６、及び２８が回転されるとき、対応するローラーヘッド２，４，６、及び８が回転される。
【００２６】
図１に示された実施態様では、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれは、それらの一端に取り付けられたローラーヘッド２，４，６、及び８をそれぞれ持ち、それらの他端にベルト１８ｄ，１８ｃ，１８ｂ、及び１８ａにそれぞれ結合されている。ベルト１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、及び１８ｄは、同期動力伝達を与えるタイミングベルトであることができる。図１に示された実施態様は、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれのための別個のモーター及びベルトを与えているけれども、単一のモーターが軸２２，２４，２６、及び２８の二つ以上を回転するために使用されることができることを当業者は理解するだろう。例えば、単一のモーターは軸２２及び２４の両方に結合されることができ、別個のモーター及びベルトが軸２６及び２８のそれぞれを回転するために使用されることができる。加えて、ここに述べたベルト及びプーリーの代わりにギヤーまたは他の機構が軸を回転するために使用されることができることを当業者は理解するだろう。
【００２７】
図１に示された実施態様では、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれは、互いに対して独立して回転することができる。これは、使用者がモーター１３，１５，１７、及び１９のいずれか一つ以上を、同時に、異なる時間に、同じまたは異なる速度で、かつ同じまたは異なる方向に起動することを可能にする。従って、図１に示された実施態様では、ローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれは、使用者の選択に依存して（それはコンピューターソフトウェアに従って操作するために予めプログラムされたコンピュータを含むことできる）、単独で回転したり、他のローラーヘッド２，４，６、及び８の一つ以上の速度と異なる速度で回転することができ、他のローラーヘッド２，４，６、及び８の一つ以上の方向とは反対の方向に回転することができる。この態様は、ポンプ１のオペレーターがポンプ１の使用で多大なフレキシビリティを可能にすることは理解されるであろう。さらにローラーヘッド２，４，６、及び８のローラーが寸法、数、及び材料で変えられることができ、従ってポンプ１がポンプ１のオペレーターに対してさらにより大きなフレキシビリティ及び操作と用途に関する選択を与えることは理解されるだろう。
【００２８】
図１に示された実施態様はローラーヘッド２，４，６、及び８のそれぞれに八つのローラーを含むけれども、ローラーヘッド２，４，６、及び８上のローラーの数及び寸法は変えられることができることもまた理解されるだろう。例えば、ローラーヘッド２は八つのローラーを持つことができ、ローラーヘッド４は六つのローラーを持つことができ、ローラーヘッド６は六つのローラーを持つことができ、ローラーヘッド８は八つのローラーを持つことができる。ローラーヘッド２，４，６、及び８上に設けられたローラーの数及び／または寸法を変えることは種々の用途のためにより大きなフレキシビリティを使用者に与えるだろう。
【００２９】
さらに図１を参照すると、面板５は開口５ｂを含むことを見ることができる。図１に示された実施態様では、開口５ｂは、実質的に円形形状であり、軸２２の少なくとも一部分がそれを通して延びることを可能にする直径を持つ。また、図１には、ベアリング４０も示されている。図１に示された実施態様では、ベアリング４０は、面板５の開口５ｂ内に嵌合するように選択された寸法及び形状を持つ。ベアリング４０は、図３及び４に関連して以下に述べられたものと同じタイプのものであることができる。ベアリング４０は内部開口を持ち、それを通して軸２２（及び軸２２内に配置された他の軸２４，２６、及び２８）が延びることは理解されるだろう。ベアリング４０は、開口５ｂ内での軸２２の回転を容易にする。
【００３０】
加えて、面板５は、支持体３０に取り付けられるのに適合されている。図１に示された実施態様では、支持板３０は、ポンプ１のための下部支持体と後面の両方を与える。モーター１３，１５，１７、及び１９が全て支持体３０の下部に対して例えばねじ、のり、接着剤等を含むいずれかの通常の取り付け機構によって取り付けられることができることは当業者には理解されるだろう。
【００３１】
図２を参照すると、ポンプ１の同じ実施態様の分解側面図が示されている。図１及び２に示されたように、軸２２，２４，２６、及び２８は異なる直径を持ち、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれの寸法は、それらが同心的な様式で一緒に嵌合することを可能にするように選ばれる。軸２８は、ローラーヘッド６の開口を通して嵌合し、軸２６の内部開口を通して延びることができる。軸２６はまた、ローラーヘッド４の開口を通して嵌合し、軸２４の内部開口を通して延びることができる。軸２４はまた、ローラーヘッド２の開口を通して嵌合し、軸２２の内部開口を通して延びる。上に示したように、これは、軸２２，２４，２６、及び２８が互いに対して同心的に設けられることを可能にする。加えて、これは、対応するローラーヘッド２，４，６、及び８が他のローラーヘッド２，４，６、及び８の少なくとも一つに隣接して設けられることを可能にし、従ってポンプ１がそうでないときよりコンパクトな寸法を持つことを可能にする。
【００３２】
図３を参照すると、ポンプ１のさらに別の図が示される。図３には、ポンプ１の分解断面図が示される。上記と同じ番号が、図３のポンプ１の同じ特徴及び要素を示すために使用される。図３の分解断面図では、軸２２，２４、及び２６の内部開口がより明瞭に見られることができる。（この特別な実施態様では、軸２８は、中実であり、軸２２，２４、及び２６のような内部開口を持たない。）加えて、ローラーヘッド２，４、及び６の開口がより明瞭に見られることができる。（この特別な実施態様では、ローラーヘッド８は開口を持たない。）
【００３３】
さらに図３を参照すると、軸２２，２４、及び２６のそれぞれの内部開口が円形形状であることが見られることができる。また、図３に示されたように、軸２２内に設けられているのはベアリング２２ａ及び２２ｂであり、軸２４内に設けられているのはベアリング２４ａ及び２４ｂであり、軸２６内に設けられているのはベアリング２６ａ及び２６ｂである。ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂのそれぞれは、軸２２，２４、及び２６の内部開口のそれぞれの端部にそれぞれ設けられて示されている。ベアリング２２ａ及び２２ｂは、軸２４が軸２２の内部開口内に設けられたときに軸２４の容易な回転を促進しかつ可能にする。同様に、ベアリング２４ａ及び２４ｂは、軸２６が軸２４の内部開口内に設けられたときに軸２６の容易な回転を促進しかつ可能にする。加えて、ベアリング２６ａ及び２６ｂは、軸２８が軸２６の内部開口内に設けられたときに軸２８の容易な回転を促進しかつ可能にする。従って、ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂは、軸２２，２４，２６、及び２８の回転を軸２２，２４，２６、及び２８の他のものから独立して可能にしかつ促進しながら、軸２４，２６、及び２８をそれぞれ支持するのを助ける。
【００３４】
この実施態様では、ベアリング２２ａ及び２２ｂは軸２２の内部開口内に嵌合するように選ばれた寸法を持ち、軸２４を嵌合するのに適合された開口内部直径を持つだろう。同様に、ベアリング２４ａ及び２４ｂは、軸２４の内部開口内に嵌合するように選ばれた寸法を持ち、軸２６を嵌合するのに適合された開口内部直径を持つだろう。同様に、ベアリング２６ａ及び２６ｂは、軸２６の内部開口内に嵌合するように選ばれた寸法を持ち、軸２８を嵌合するのに適合された開口内部直径を持つだろう。ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂは種々の材料から作られることができる：それらは限定なしに以下のものを含む：ステンレス鋼及びいずれかの他の鋼合金の組み合わせ。加えて、プラスチックまたはセラミック材料もまた、利用されることができる。ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂは、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，ＳｃｈａｕｍｂｕｒｇのＭｉｓｕｍｉ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ．から得られるもののような一般的なものであることができる。ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂは、軸２２，２４、及び２６の中空内部内にそれぞれきちんと嵌合するよう選ばれた寸法のボールベアリングまたはニードルベアリングであることができる。これに代えて、スリーブベアリングまたはブッシュ類がベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂのために使用されることができるだろう。
【００３５】
図４を参照すると、組み立てられたときのポンプ１の断面図が示されている。参照の容易のために、図１〜３に示されかつ上に記載されたポンプ１の要素の全てに対して必ずしも図４に番号を付したり名称を付けたりしていない。図４では、軸２２，２４，２６、及び２８は、入れ子にされた同心形状で示されており、軸２８は、最も深い部分として設けられ、軸２６は、軸２８の長さの一部分の外側の周りに配置され、軸２４は、軸２６と軸２８の長さの一部分の外側の周りに配置され、軸２２は、軸２４，２６、及び２８の長さの一部分の外側に配置される。図４に示されていないけれども、軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれが回転されることができるように軸２２，２４，２６、及び２８のそれぞれがモーター、プーリー、及びベルトに結合されることができる。加えて、ローラーヘッド２，４，６、及び８は、ローラーヘッド８の板８ａ上のように図４に示されている。
【００３６】
図４では、ベアリング４０は、ポンプ１の面板５の開口５ｂ内に位置して示されている。ベアリング４０はまた、支持板３２の開口内に位置されている。従って、ベアリング４０は、面板５または支持板３２から摩擦または干渉なしに軸２２の回転を可能にしかつ促進する。加えて、ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂが図４に示されている。図４に示されたように、ベアリング２２ａ及び２２ｂは、軸２２の内部直径部分内に位置されており、ベアリング２２ａは、軸２２の第一端またはその近くに位置され、ベアリング２２ｂは、軸２２の第二端またはその近くに位置される。同様に、ベアリング２４ａ及び２４ｂは、軸２４の内部中空部分内に配置され、ベアリング２４ａは、軸２４の第一端またはその近くに位置され、ベアリング２４ｂは、軸２４の第二端またはその近くに位置される。加えて、ベアリング２６ａ及び２６ｂは、軸２６の内部中空部分内に位置して示され、ベアリング２６ａは、軸２６の第一端またはその近くに位置され、ベアリング２６ｂは、軸２６の第二端またはその近くに位置される。上に示したように、ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂ、並びにベアリング４０は、軸が起動されかつ回転されるときに軸２２，２４，２６、及び２８の滑らかな回転を可能にする。ここに示されかつ記載されたベアリングの数より多いまたは少ないベアリングが使用されることができることは理解されるだろう。加えて、ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ，２６ｂ、及び４０は、上に示されたもののように種々の形式のものであることができ、かつ同じである必要がない。さらに、ベアリング２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ、及び２６ｂの位置は希望により変えられることができることは注目されるべきである。
【００３７】
操作時には、ここでの一つ以上の実施態様によるポンプ１は、いずれかの希望の数のローラーヘッドを与えられることができ、それは二つ以上であることができる。６つ、８つ、またはそれより多いローラーヘッドが望まれる実施態様では、ポンプ１のために必要な全空間を最少にするような方法でポンプ内にモーターを設けることが望ましいかもしれない。この目的を達成することを意図される実施態様が図５に示されている。図５では、ポンプ５００が示されている。ポンプ５００は、６つのローラーヘッド５１０，５１１，５１２，５１３，５１４、及び５１５を含む。図５には示されていないけれども、ローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２のそれぞれは、ローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２の他のものの軸と同心的に設けられた軸を持つ。加えて、かつ示されていないけれども、ローラーヘッド５１３，５１４、及び５１５のそれぞれは、ローラーヘッド５１３，５１４、及び５１５の他のものの軸と同心的に設けられた軸を持つ。加えて、ローラーヘッド５１０，５１１，５１２，５１３，５１４、及び５１５の軸のそれぞれは、対応するプーリー（ローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２のために示されていない）に連結され、このプーリーはまた、モーター（ローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２のために図５に示されていない）に連結される。ローラーヘッド５１２のための軸は、ローラーヘッド５１１のための軸内に嵌合することができ、ローラーヘッド５１１のための軸はまた、ローラーヘッド５１０のための軸内に嵌合することができるので、ローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２のそれぞれは別個のモーター（図示せず）に連結されることができ、従ってローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２のそれぞれはローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２の他のもののそれぞれから独立した速度及び方向で回転されることができる。加えて、ローラーヘッド５１３のための軸は、ローラーヘッド５１４のための軸内に嵌合することができ、ローラーヘッド５１４のための軸はまた、ローラーヘッド５１５のための軸内に嵌合することができ、従ってローラーヘッド５１３，５１４、及び５１５のそれぞれが別個のモーター（図示せず）に連結されることができ、従ってローラーヘッド５１３，５１４、及び５１５のそれぞれがローラーヘッド５１３，５１４、及び５１５の他のもののそれぞれから独立した速度及び方向で回転されることを可能にする。従って、ポンプ５００は、互いに独立して回転されることができる６つのローラーヘッド５１０−５１５を与えることができ、従ってオペレーターが他のローラーヘッド５１０−５１５のいずれか一つ以上のものと同じまたは異なる速度及び方向でいずれか一つ以上を操作するために選ぶことを可能にする。さらに、図５に示されたように、ローラーヘッド５１０，５１１、及び５１２に結合された三つのモーターは、ポンプ５００の一つの端または一つの側に設けられることができ、三つのモーターは、ポンプ５００の他の端または他の側に設けられたローラーヘッド５１３，５１４、及び５１５にそれぞれ結合される。モーターをポンプ５００のそれぞれの端に向けて置くことによって、６つのローラーヘッド５１０−５１５は一緒にかなり接近して設けられることができ、それはより容易な使用及び操作を可能にし、ポンプ５００のためのよりコンパクトな設計を与える。
【００３８】
ポンプ１は、ローラーヘッドの操作を制御するのに使用するために記憶されたプログラムまたはソフトウエアを内部に持つプロセッサー及びメモリーを与えられることができる。ポンプ１はまた、ディスプレー及び一つ以上のユーザー入力装置（例えば、タッチパッド）を持つことができ、それによってユーザーはローラーヘッドのそれぞれのための操作の種々のモードを選ぶことができる。例えば、ユーザーは、ポンプ１が第一ローラーヘッドを第一方向にかつ第一速度で回転し、第二ローラーヘッドを同じ方向であるが異なる速度で回転し、そして第三ローラーヘッドを第二方向にかつ第三速度で回転するように入力装置を使用するように選ぶことができる。このようにして、ポンプ１は、より広い範囲の用途のためにより大きなフレキシビリティと使用の容易さを与え、しかもコンパクトな寸法を維持する。なぜならば多数のローラーヘッドが、かかる異なるモードの操作を可能にしない通常の蠕動ポンプより一緒に接近して設けられることができるからである。例えば、ポンプ１は、第一寸法の６個のローラーを持つ第一ローラーヘッド、第二寸法の８個のローラーを持つ第二ローラーヘッド、及び第三寸法の１０個のローラーを持つ第三ローラーヘッドを与えられることができる。当業者は、ローラーヘッド上のローラーの数及び寸法の選択がポンプ１によってポンプ輸送される流体の容積と流速に対する優れた制御を与えることができることを理解するだろう。かかる変数に対する制御は、ローラーヘッドのそれぞれの速度及び移動方向に対する制御とともに、オペレーターに相当量のフレキシビリティと制御を与える。
【００３９】
図６を参照にすると、蠕動ポンプ６００の代替実施態様が示されている。図６には、ポンプ６００が示される。ポンプ６００は、図５に示されたポンプ５００と同様に、６個の別個のモーター（図示せず）に結合された６個のローラーヘッド（図示せず）を含み、３個のモーターは、ポンプ６００の第一端６０２またはその近くに設けられ、他の３個のモーターは、ポンプ６００の第二端６０４またはその近くに設けられている。図６に示されたように、６個の取り外し可能なカートリッジ６２０，６２２，６２４，６２６，６２８、及び６３０がポンプ６００に取り付けられている。これらのカートリッジは、例えば米国特許第７２１４０３８号に開示されたもの、及びスイス、ＧｌａｔｔｂｒｕｇｇのＩｓｍａｔｅｃ，Ｓ．Ａ．から商業的に入手可能なもののような従来のタイプのものであることができる。また、図６に示されたように、モーター及び他の要素（プロセッサー、メモリー、及びポンプ６００の操作を制御するために必要な他の構成要素を含む）を覆うためにケーシングがポンプ６００に与えられる。加えて、ポンプ６００はディスプレー６１０を含み、ディスプレーは情報の表示のために与えられ、ユーザーがデータを入力すること、及び例えばカートリッジ６２０，６２２，６２４，６２６，６２８、及び６３０が取り外し可能に取り付けられている６個のローラーヘッドの速度及び方向をプログラムすることによって、ポンプ６００の操作を制御またはプログラムすることを可能にする。
【００４０】
前述の記載及び図面は例示的実施態様にすぎず、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲を限定しないことは認められるだろう。当業者は、種々の修正及び変化がここに詳細に記載された実施態様に対して特許請求の範囲によってのみ規定される本発明の範囲及び精神から逸脱することなくなされることができることは認識するだろう。例えば、異なる数のローラーヘッド、モーター等が使用されることができ、種々の異なる材料が同様に使用されることができる。加えて、モーターは、ローラーヘッドの軸に様々な方法で結合されることができ、モーターは、ここに記載されたものと異なるタイプのものであることができる。同様に、取り外し可能なカートリッジが使用される必要はないが、使用の容易さ及び便利のために望ましいかもしれない。
【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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