(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプにして、該ポンプから取り外し可能なプランジャを駆動する該ポンプのアクチュエータ部分の往復運動により加圧流体を給送するポンプにおいて、
前記プランジャに取り付けられたプランジャインターフェースを含むプランジャ組立体と、
前記アクチュエータ部分によって駆動されるプランジャソケットにして、前記プランジャインターフェースを受けるように形状づけられたプランジャソケットと、
前記プランジャソケットに近接して位置付けられた少なくとも一つの保持機構にして、前記プランジャインターフェースを前記プランジャソケット内に保持すべく該プランジャインターフェースに対して解放可能に係合するよう形状づけられた保持機構と、
前記ポンプの外部から接近可能な解放機構にして、第１の位置と第２の位置との間を移動せしめられるように形状づけられた解放機構と、を備え、
前記解放機構は、前記プランジャが往復運動し且つ該解放機構が前記第１の位置にあるときには、前記少なくとも一つの保持機構から離れており、前記解放機構はまた、該解放機構が前記第２の位置にあるときに、前記プランジャインターフェースを解放するように前記少なくとも一つの保持機構と係合可能である面を有しており、
それにより、前記解放機構を前記第２の位置へと移動せしめ、且つ、前記アクチュエータ部分を作動せしめて、前記少なくとも一つの保持機構が前記解放機構の前記面に係合する状態となるような位置を該アクチュエータ部分が占めるようにすることによって、前記プランジャインターフェースが前記プランジャソケットから取り外し可能になったときに該プランジャインターフェースを解放し、前記プランジャが前記ポンプから取り外し可能とされるようになされている、
ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記アクチュエータ部分が、スクリュー部分とナット部分とを有するボールスクリュー組立体を備えており、該ボールスクリュー部分はさらに、前記ナット部分が前記スクリュー部分に沿って駆動せしめられるときに該ナット部分によって作動せしめられるように該ナット部分に近接して配置されたナットキャップを有しており、前記プランジャソケットが前記ナットキャップの端部に配置されている、ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記少なくとも一つの保持機構が、前記プランジャソケットに近接して配置された複数のカムと、該複数のカムを偏倚して前記プランジャインターフェースと係合させ、該プランジャインターフェースを前記プランジャソケット内に保持せしめるためのガータ型ばねとを備えている、ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記プランジャがサファイア製ロッドを備えている、ポンプ。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記プランジャに取り付けられた前記プランジャインターフェースが、プランジャホルダボールを備えており、前記アクチュエータ部分によって駆動される前記プランジャソケットが、前記プランジャホルダボールを受けるように形状づけられている、ポンプ。
【請求項６】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記解放機構が、前記ポンプの外部から接近可能な外部リングにして、内部リングと連結されている外部リングを備えており、前記内部リングは、傾斜した内面の形態にて前記面を有しており、前記外部リングは、前記解放機構を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるよう、作業者によって把持可能となされており、前記傾斜した内面は、前記少なくとも一つの保持機構と係合可能であって、該係合により、前記解放機構が前記第２の位置にあり、且つ、前記アクチュエータ部分を移動せしめて、前記少なくとも一つの保持機構が前記解放機構の前記傾斜した内面に係合する状態となるような位置を該アクチュエータ部分が占めるようにすることによって、前記プランジャインターフェースが前記プランジャソケットから取り外し可能になったときに該プランジャインターフェースを解放し得るようになされている、ポンプ。
【請求項７】
モータ端部と、ポンプヘッド端部と、これらの間に配置された機械ハウジングとを有し、該ポンプヘッド端部が、該ポンプヘッド端部内に取り外し可能に配置されるポンプヘッドを有している、ポンプにおいて、
前記ポンプに接続する流体接続部を受けるように形状づけられたマニホルドにして、前記機械ハウジングに近接した第１の端部と、係合部分を有する第２の端部とを有し、該第２の端部が、前記ポンプヘッドを受けるように形状づけられているマニホルドと、
外面と、前記マニホルドの前記係合部分に係合可能な内部分とを有する、手動で作動可能なヘッドナットにして、該内部分が前記マニホルドの前記係合部分に係合するときに、該ヘッドナットの少なくとも一つの内面が前記ポンプヘッドに当接して該ポンプヘッドを前記マニホルド内に保持するようになされている、ヘッドナットと、を備え、
前記手動で作動可能なヘッドナットの前記外面を把持し、前記内部分を前記マニホルドの前記係合部分との係合から外して前記ヘッドナットの前記少なくとも一つの内面を前記ポンプヘッドとの当接から外すことにより、前記ポンプヘッドが前記ポンプの前記ポンプヘッド端部から取り外し可能となされている、
ポンプ。
【請求項８】
請求項７に記載のポンプにおいて、前記マニホルドと前記ポンプヘッドとの間に配置されてこれらの間を封止する少なくとも一つの面シールをさらに備えている、ポンプ。
【請求項９】
請求項７に記載のポンプにおいて、前記マニホルド内に配置されて流体接続部を受けるシール洗浄ハウジングをさらに備えており、該シール洗浄ハウジングが、前記流体接続部を前記シール洗浄ハウジングにて封止するシール部材を受けるように形状づけられている、ポンプ。
【請求項１０】
請求項９に記載のポンプにおいて、前記流体接続部の少なくともいくつかが低圧連結部であり、前記シール洗浄ハウジングが、低圧シールを受けるように形状づけられており、該低圧シールがラジアルカップシールを含んでいる、ポンプ。
【請求項１１】
モータ端部と、ポンプヘッド端部と、これらの間に配置された機械ハウジングとを有し、該ポンプヘッド端部が、該ポンプヘッド端部内に取り外し可能に配置されるポンプヘッドを有している、ポンプにして、該ポンプから取り外し可能なプランジャを駆動する該ポンプのアクチュエータ部分の往復運動により加圧流体を給送するポンプにおいて、
前記プランジャに取り付けられたプランジャインターフェースを含むプランジャ組立体と、
前記アクチュエータ部分によって駆動されるプランジャソケットにして、前記プランジャインターフェースを受けるように形状づけられたプランジャソケットと、
前記プランジャソケットに近接して配置された少なくとも一つの保持機構にして、前記プランジャインターフェースと解放可能に係合して該プランジャインターフェースを前記プランジャソケット内に保持するよう形状づけられた保持機構と、
前記ポンプの外部から接近可能な解放機構にして、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なように形状づけられた解放機構と、を備え、
該解放機構が、前記プランジャが往復運動し且つ該解放機構が前記第１の位置にあるときには、前記少なくとも一つの保持機構から離れており、前記解放機構はまた、該解放機構が前記第２の位置にあるときに、前記プランジャインターフェースを解放するように前記少なくとも一つの保持機構と係合可能である面を有しており、さらに前記解放機構は、前記プランジャ組立体が通過可能な解放機構内部クリアランスを有しており、
前記ポンプがさらに、
前記解放機構に隣接して配置され前記ポンプに接続する流体接続部を受けるように形状づけられたマニホルドにして、前記機械ハウジングに近接した第１の端部と、係合部分を有する第２の端部とを有し、該第２の端部が、前記ポンプヘッドを受けるように形状づけられており、さらに、前記プランジャ組立体が通過可能なマニホルド内部クリアランスを有している、マニホルドと、
外面と、前記マニホルドの前記係合部分に係合可能な内部分とを有する、手動で作動可能なヘッドナットにして、該内部分が前記マニホルドの前記係合部分に係合するときに、該ヘッドナットの少なくとも一つの内面が前記ポンプヘッドに当接して該ポンプヘッドを前記マニホルド内に保持するようになされている、ヘッドナットと、を備え、
それにより、前記解放機構を前記第２の位置へと移動せしめ、且つ、前記アクチュエータ部分を作動せしめて、前記少なくとも一つの保持機構が前記解放機構の前記面に係合する状態となるような位置を該アクチュエータ部分が占めるようにすることによって、前記プランジャインターフェースが前記プランジャソケットから取り外し可能になり且つ前記プランジャが前記ポンプヘッド内に摩擦係合するときに、該プランジャインターフェースを解放し、前記プランジャ組立体が前記ポンプから取り外し可能とされるようになされており、
前記手動で作動可能なヘッドナットの前記外面を把持し、前記内部分を前記マニホルドの前記係合部分との係合から外して前記ヘッドナットの前記少なくとも一つの内面を前記ポンプヘッドとの当接から外し、前記ポンプヘッドを前記プランジャ組立体とともに取り外し可能とすることにより、前記プランジャを摩擦係合状態で有する前記ポンプヘッドが、前記ポンプの前記ポンプヘッド端部から取り外し可能となされている、
ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記アクチュエータ部分が、スクリュー部分とナット部分とを有するボールスクリュー組立体を備えており、該ボールスクリュー部分はさらに、前記ナット部分が前記スクリュー部分に沿って駆動せしめられるときに該ナット部分によって作動せしめられるように該ナット部分に近接して配置されたナットキャップを有しており、前記プランジャソケットが前記ナットキャップの端部に配置されている、ポンプ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記少なくとも一つの保持機構が、前記プランジャソケットに近接して配置された複数のカムと、該複数のカムを偏倚して前記プランジャインターフェースと係合させ、該プランジャインターフェースを前記プランジャソケット内に保持せしめるためのガータ型ばねとを備えている、ポンプ。
【請求項１４】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記プランジャがサファイア製ロッドを備えている、ポンプ。
【請求項１５】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記プランジャに取り付けられた前記プランジャインターフェースが、プランジャホルダボールを備えており、前記アクチュエータ部分によって駆動される前記プランジャソケットが、前記プランジャホルダボールを受けるように形状づけられている、ポンプ。
【請求項１６】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記解放機構が、前記ポンプの外部から接近可能な外部リングにして、内部リングと連結されている外部リングを備えており、前記内部リングは、傾斜した内面の形態にて前記面を有しており、前記外部リングは、前記解放機構を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるよう、作業者によって把持可能となされており、前記傾斜した内面は、前記少なくとも一つの保持機構と係合可能であって、該係合により、前記解放機構が前記第２の位置にあり、且つ、前記アクチュエータ部分を移動せしめて、前記少なくとも一つの保持機構が前記解放機構の前記傾斜した内面に係合する状態となるような位置を該アクチュエータ部分が占めるようにすることによって、前記プランジャインターフェースが前記プランジャソケットから取り外し可能になったときに該プランジャインターフェースを解放し得るようになされている、ポンプ。
【請求項１７】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記マニホルドと前記ポンプヘッドとの間に配置されてこれらの間を封止する少なくとも一つの面シールをさらに備えている、ポンプ。
【請求項１８】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記マニホルド内に配置されて流体接続部を受けるシール洗浄ハウジングをさらに備えており、該シール洗浄ハウジングが、前記流体接続部を前記シール洗浄ハウジングにて封止するシール部材を受けるように形状づけられている、ポンプ。
【請求項１９】
ポンプを手動で分解してポンプヘッドおよびプランジャ組立体を該ポンプから取り外す方法において、
請求項１１に記載のポンプを用意する段階と、
前記ポンプヘッドを自由にするために前記ヘッドナットのボルトを手動で緩める段階と、
前記プランジャ組立体を解放するため、前記解放機構を手動で所定位置に位置付ける段階と、
前記プランジャ組立体を駆動して、前記プランジャが前記ポンプ内における固定係合状態から解放されて前記ポンプヘッド内で摩擦係合状態となる位置まで移動させる段階と、
を備える方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、流体接続部を前記ポンプの前記マニホルドから手動で取り外す段階をさらに備える、方法。
【発明の詳細な説明】
１．発明の分野
本発明は、ポンプ、特に、高圧にて流体を吐き出すのに使用されるポンプに関する。
２．発明の背景
液体クロマトグラフィのような用途において高圧にて流体を吐き出すポンプが公知である。米国特許第4,883,409号（以下「'409号特許」）に開示されたような公知のポンプは、液体が導入されるポンプ室内を往復運動する少なくとも１つのプランジャ、又はピストンを有する。このプランジャは、典型的に、ポンプ室が受け入れ可能な寸法に正確に機械加工した精密なサファイア製ピストンである。このポンプ室内を往復運動するプランジャの周期及び行程距離は、そのポンプから吐き出される流体の流量を制御し得るように制御可能である。しかしながら、このプランジャを駆動する組立体は、プランジャが駆動されるときに、そのプランジャ内に望ましくない動作を生じさせる可能性のある要素を精緻に組み合わせたものである。
液体クロマトグラフィの用途において液体を吐き出すのに公知である典型的なポンプは、その各々が往復運動するプランジャを有する、相互に接続した２つのポンプヘッドを備える二重ピストン式ポンプである。これらのプランジャは、第'409号特許、及び米国特許第4,681,513号に更に開示されたような、吐出流量の変動を最小に抑えるために所定の位相差にて駆動される。
例えば、プランジャ、又はシール（封止部材）を交換するといった、かかる公知のポンプの日常的な保守には、工具及び精密な部品を操作する手間のかかる作業が必要とされる。例えば、こうした典型的な公知のポンプの機構内にてプランジャを取り外したり、取り付けたりすることは、ポンプヘッド組立体を取り外し且つバックラッシュを無くし、また、精密なプランジャを保持するプランジャホルダを拘束するために使用される圧縮ばねを操作することを含む。また、スナップリングを操作することも必要となる。
当該技術にて公知の典型的なポンプにてプランジャの取り付け点にアクセス（接近）するためには、ポンプの保守を行う操作者は、ポンプヘッドのボルトを緩めること（これは、１つの工具を必要とする）、及びポンプヘッドを支持するブッシュを緩めること（これには、別の工具を必要とする）を行わなければならない。ばね及びスナップリングの操作を介してプランジャを取り外すためには、更に２つの工具が必要となり、しかもこれらの工具を同時に操作しなければならない。プランジャを取り外すためには、スナップリングが潰れ且つ取り外し得るようになる時点迄、圧縮ばねを圧縮しなければならない。この何れか、又は全ての保守ステップの間、操作者は、剥き出しになった弱体なサファイア製プランジャを破損させないように細心の注意を払わなければならない。
当該技術分野にて公知のポンプの場合、その装置の保守を行う間、精密なポンプ機構を傷付ける可能性が大きい。保守の後に、公知のポンプを再組み立てするとき、ポンプヘッドを既に取り付けたプランジャ上に取り付けることは、盲状態で行わなければならず、このため、プランジャシールを傷付ける可能性がある。即ち、ポンプヘッドは、一般に、プランジャシールが既に所定位置にある状態にて取り付けられ、このため、組み立て中、ヘッド自体がプランジャを見る操作者の視界の妨げとなる。また、典型的な公知のポンプを保守する間に、部品を操作する手間のかかる作業中、組み立ては、水平状態にて行わなければならないから、ポンプヘッドをプランジャを取り付ける間に、プランジャの軸受を落としたり、又は紛失する危険性がある。
また、当該技術にて公知のポンプは、日常的な保守作業中、交換のため、プランジャシールにアクセスすべく、ポンプヘッドのボルトを緩める一方で、流体接続部を外す（破壊する）ことも必要となる。典型的に、２本のボルトがポンプヘッドを保持し且つポンプによって発生された液圧力に抵抗する。ボルトを取り外す作業は、完了する迄に相当な時間を必要とし、また、相当なレベルの手の器用さを必要とする。保守を行う間、及び保守の期間の間、工具及び金具を格納し且つ紛失しないようにしなければならない。更に、ボトルを元の位置に締め付けるとき、均一なトルクを加えなければならない。さもなければ、ヘッドを保持するボルトを均一に締め付けなかった場合、損傷が生じる可能性がある。
３．発明の概要
本発明は、ポンプヘッドを取り外し且つプランジャを分解するのに工具が不要であるような形態とされた高圧ポンプを提供するものである。
本発明によれば、単一の大きい手操作ノブ、又は手操作ナットがポンプヘッドを保持し且つポンプヘッドの工具不要の取り外しを容易にする。このポンプヘッドは、マニホルド内の所定位置に導かれ且つ手操作ノブによってその所定位置に保持されている。このマニホルドは、ポンプヘッドに為される全ての外部の流体接続部を受け入れ得るような設計とされている。ポンプヘッドへの流体路は、極小型の面シールと交換されており、この面シールは、ポンプヘッドとマニホルドとを互いに保持したとき、その２つの構成要素の間の圧力密封を促進する。マニホルド内に収容されているが、ヘッドに取り付けられていないシール洗浄ハウジング内に低圧の管シールが着座している。ポンプヘッドを取り外す間に、その管を取り外すための工具は一切、不要である。
本発明の更に別の形態において、工具不要のプランジャの取り外しは、その一端に配置された青銅、又は黄銅製のプランジャソケットを有するナットキャップ組立体を含む機構によって容易となる。このプランジャソケットは、ソケットに受け入れられたプランジャホルダボールに固定されたサファイア製のプランジャを有するプランジャ組立体を受け入れる。このプランジャ組立体は、ソケット内のプランジャホルダボールに係合し、そのプランジャホルダボールが限られた回動動作しか為し得ないようにする複数のカムによってソケット内に拘束されている。これらのカムは、プランジャホルダボール上を回転し且つそのボール上にて収縮するように、ばねによって常時、負荷が加えられており、プランジャ組立体をソケット内にきつく引き込んで、プランジャ組立体とナットキャップ組立体との間のバックラッシュを解消する。このプランジャは、複数のシール及び制限コーンすなわち制限円錐体（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ  ｃｏｎｅ）を介してプランジャソケットからポンプ室内に外方に突出する。この制限コーンは、プランジャ組立体及びポンプヘッド組立体をポンプの後端から工具不要に取り外すことを容易にする。
本発明の特徴は、ヘッドを所定位置に保持し且つ極小型の面シールを圧縮するために必要な機械的な保持力を付与する人間工学的手段を提供し得るような寸法とした、単一の大形の手操作ノブを有する。この単一の手操作ノブは、従来技術にて使用される２本のボルトが生じさせる可能性のある傾動作用（cocking）を解消する。高圧の圧縮接続具、及びポンプヘッドに対する低圧の管接続部（従来技術のポンプにて典型的である）は、本発明によるポンプの設計から省かれており、このため、ポンプヘッドを取り外すとき、高圧の流体接続部を取り外す必要はない。更に、ポンプヘッドを取り外すとき、逆止弁に手を加える必要はない。従来の技術のポンプにて取り外す必要があった、逆止弁の接続具を弁に残すことができ、このことは、逆止弁内に汚染物が入る可能性を解消する。
本発明によるポンプの設計は、圧縮ばねを保持するスナップリングを取り外すことを不要にする。このことは、ヘッドのナットノブを手でボルトを緩めて、ポンプヘッドを自由にし、手でシール洗浄管を取り外すだけでプランジャを取り外し、制限コーン又は解放コーン（ｒｅｌｅａｓｅ  ｃｏｎｅ）を手で位置決めし、次に、モータ／コンピュータ制御の下、プランジャを前方に駆動することを可能にする。従って、ヘッド及びプランジャの組立体は、工具を必要とせずに、引き出される。ポンプヘッド及びプランジャを取り外すのに必要な工具を完全に不要にすることができ、また、取り外す間に、サファイア製プランジャを破壊させる虞れが略軽減される。また、シール、又はプランジャの交換に伴う時間も著しく軽減される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、以下の添付図面に関する一例としての実施の形態の以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。添付図面において、
図１は、本発明による工具不要のポンプヘッド及びプランジャを取り外し得る形態とされたポンプの断面平面図である。
図２は、図１のポンプの工具不要のプランジャ取り外し組立体の断面平面図である。
図３は、図１のポンプのポンプヘッド組立体の断面平面図である。
図４は、図１のポンプのポンプヘッドの端部分の分解斜視図である。
５．詳細な説明
図１に図示した本発明によるポンプは、モータ端部１０と、ポンプヘッド端部１２とを備えている。その一例としての実施の形態において、ポンプ１４は、モータ端部にて、当該技術分野にて公知であるようにボール−スクリュー（ボールネジ）組立体１６を駆動可能な形態とされている。該ボール−スクリュー組立体は、ナット部分２０を直線状に作動させ得るようにモータによって回転されるスクリュー（ネジ）部分１８を備えている。ナットキャップ組立体２２がナット部分２０の上に設けられ、該ナットキャップ組立体は、ハウジング２４を貫通してポンプのポンプヘッド端部１２に向けて伸長している。プランジャ組立体２６を保持する機構がボールスクリュー組立体のナット部分２０の末端側にてナットキャップ組立体２２の一端に配置されている。略以下に説明するポンプ組立体の機構は機械要素のハウジング２７内に収容されている。
図１及び図２に最も良く図示したプランジャソケット２８は、青銅又は黄銅製であり、プランジャ組立体２６を受け入れ得るような形態とされている。該プランジャ組立体は、ソケット２８に受け入れられたプランジャホルダボール３２に固定されたサファイア製プランジャ３０を有する。該プランジャホルダボール３２は、ソケット内でプランジャホルダボール３２に係合し且つ該プランジャホルダボールの制限された回動動作を許容する複数のカム３４によりソケット２８内に拘束されている。この実施の形態において、３つのカムとされたカム３４は、ナットキャップ２２の外周の周りで略等間隔に配分されており、また、該カムは、ガータ（ｇａｒｔｅｒ、靴下止め）型ばね３８により常時、負荷が加えられている。ばね３８は、カム３４を回転させ、該カムの一部は内方に回転し且つプランジャホルダボール３２の上に収縮して、該ボールをソケット２８内にきつく押し込み、プランジャ組立体２６を拘束して、該プランジャ組立体とナットキャップ組立体との間のバックラッシュを解消する。ポンプヘッド又はプランジャ組立体の何れかを取り外すために取り外す必要の無い圧縮ばね４０は、ナットキャップ、スラスト軸受及びその他の駆動構成要素の間のバックラッシュを解消するため、この一例としての設計に組み込まれている。
プランジャホルダボール３２をソケット２８から解放するため、手動操作又はモータ１４を作動させることにより、係合したプランジャ組立体２６を解放又は制限コーン４２内に押し込む。モータを使用してプランジャ組立体を制限コーン内に押し込むためには、該コーンをその機構の通常の移動経路内に動かして、カムが該コーンに係合するのを許容する。この制限コーン４２は、傾斜した内面４４を有しており、この内面がカム３４の１つの面に係合し、カムを回転させてプランジャホルダボール３２から分離させ、該カムを解放させる。カムの面が制限コーン４２の傾斜面４４に係合したならば、操作者がポンプを手で分解してプランジャを取り外す必要がなくて、プランジャを自動的に解放させる。このことは、ポンプの損傷の虞れを防止し、相当な時間の節約となる。
カム３４の設計は、次のようにされている。即ち、カムがプランジャホルダボール３２を相当な力でソケット内に保持する間に、カムを解放するのに必要な力が遥かに小さくて済むような設計とされている。このことは、機械的な力を介して行われる。プランジャ組立体のボールは一定の半径を有する一方、カムの表面は漸進的に増大する半径を有する。ワニ形ばね（図２、符号３８）がカムをその回動点の周りで回転させると、カムの増大する半径がプランジャ組立体のボールにぶつかる。換言すれば、プランジャ組立体の上にてボールに接触するカムの面は、ワニ形ばねからの力に関して小さい接触角度を有する。制限コーン４２は、これと同一の小さい角度の機械的力を使用して、プランジャ組立体上のボールを解放する。以下に説明するように、該コーンが所定位置にあるとき、該カムは、コーンの一側部の傾斜した内面４４に接触し、カムを回転させてプランジャホルダのボールから離し、これにより解放可能にする。
該制限コーン４２は、操作者が手で所定位置に動かし得るような形態とされているため、プランジャ組立体を解放させるため、ポンプの機械要素が更に行程動作してプランジャを作動させる必要はない。この制限コーンは、２つの同心状リングから成る単一体として成形した部品である。内側リング４３は、このカムに接触する傾斜面４４を有する。外側リング４５がポンプハウジングの外側にあり且つ操作者がアクセス可能である。これらの２つのリング４３、４５は、等間隔に配分された複数のスポーク４７（図４に最も良く図示）により接続されている。スポーク４７は、機械的構成要素のハウジング２７のＬ字形スロット（図示せず）を貫通して伸長し、該Ｌ字形スロットは、「Ｌ」の基部にて係合した位置となることを許容し、また該「Ｌ」形の頂部にて非係合位置となることを許容する。プランジャを取り外すためには、操作者は制限コーン４２の外側リングを「Ｌ」形の基部に向けて後方に押し且つリングを回転させて所定位置に係止することが必要とされよう。このことは、制限コーン４２の傾斜面４４を動かしてポンプを通常の回転距離又は行程にし、更なる行程が不要であるようにする。ポンプを前方に駆動すると、カムは該コーンの傾斜面に係合し、カム３４を回転させ、また、プランジャボール３２を回転させ且つ解放する。
プランジャ組立体２６を取り外すとき、操作者は、以下に説明するマニホルド５４（流体接続部を受け入れ、また、プランジャを該マニホルド５４の隙間穴内に嵌め得るような形態とされている）を取り外す必要はない。次に、ポンプのポンプヘッド端部１２からプランジャにアクセスし、カム３４がボール３２を解放する間に、ソケット２８を引き出すだけでよい。
次に、図１、図３及び図４を参照すると、本発明に従い、ポンプヘッド及びプランジャの組立体の工具不要の取り外しを容易にすべく、ポンプヘッドへの直接的な流体接続部は不要となる。図３及び図４に最も良く図示したマニホルド５４は、プランジャの解放コーン４２に隣接する位置に配置されている。該マニホルド５４は、従来技術のポンプにおいて、典型的にポンプヘッドに対して直接為される全ての流体的接続部を受け入れ得るような形態とされている。また、該マニホルド５４は、シール洗浄ハウジング５０と、流体面シール５６を含む各種のシールとを受け入れ得るような形態とされており、該流体面シールは、ポンプヘッド４８とマニホルド５４とを互いに保持したとき、その２つの構成要素間の高圧の密封を容易にする。該マニホルド内に配置され得るような形態とされたシール洗浄ハウジング５０は、形成される可能性のある微粒子を洗い流すため、高圧のプランジャシール５５の背後にてプランジャを洗浄し易くする。該シール洗浄ハウジング５０は、液体が溜まり、また、微粒子（高圧シールの欠陥のため形成される可能性のある）をプランジャから洗い流すため、洗浄チャンバ５７（図３に最も良く図示）を提供する。例えば、洗浄プランジャシール、洗浄管シール、洗浄面シールのような低圧のシールを使用して液体をシール洗浄チャンバ内に保持する。
低圧の管シール５８は、マニホルド５４内の洗浄チャンバ５０内に着座しているが、ヘッドに取り付けられていない。この低圧の管シール５８は、圧縮接続具を必要とせずに、管を直接、受け入れ得るようにされており、これにより、ポンプヘッドを取り外す間に、それらの接続具を外すために工具を使用する必要がない。この一例としての実施の形態に使用される低圧の管シール５８は、往復運動し、又は回転する軸の密封に使用可能な形態とされたラジアル型、又はラジアルカップシール型のものである。このシールは、取り付けた管に圧縮される内部ばねを有する。この内部ばねによって外方に付与された力が膨張力を生じさせ、その結果、管とシール洗浄管５０とを密封する。
本発明によるマニホルド５４は、シール洗浄ハウジング５０を保持し且つ管及び高圧の接続具を受け入れて、ポンプヘッド４８自体を著しく操作したり、又は、部品を取り外し、また、ポンプ内に戻すために、接続具を接続したり、取り外すことが不要である。このポンプヘッド４８は、マニホルド５４内に着座し、また、ヘッドナット、又は単一の大形の手操作ノブ、又はナット６０によりその位置に保持されている。
この一例としての実施の形態におけるヘッドナット６０は、図３に図示するように、マニホルド５４内にねじ込む。該ナット６０は、雄ねじを有する内側部分を備えており、該雄ねじは、該マニホルド５４の内面５１上に、係合する雌ねじを有する係合部分内にねじ込まれる。ナット６０の正面５３は、ポンプヘッド組立体４８に接触して、ヘッド４８をマニホルド５４に効果的にクランプ止めする。ヘッドナット６０を取り外せば、ポンプヘッド４８を取り外し得るように解放される。この単一の大形のヘッドナット６０、又は手操作ノブは、ポンプヘッド４８を所定位置に保持し且つ面シール５６を圧縮するのに必要な機械的な保持力を付与する人間子学的手段を提供し得るような寸法とされている。この単一のノブ、又はナット６０は、従来技術にて使用される２本のボルトにより発生する可能性のある栓作用を解消する。
プランジャ組立体を取り外すためには、操作者は、上述したマニホルド内のシール洗浄ハウジングに接続された洗浄管を取り外す。この作業の場合も、工具は一切、不要である。次，に、操作者はヘッドナット６０を手で取り外す。次に、操作者が外側リング又は部分４５を把持し、解放コーン４２を後方に動かして、Ｌ字形ボルトの基部のスポークに係合させることにより、該解放コーン４２を手で所定位置まで作動させる。次に、操作者が矢印で示すようにプランジャ組立体をモータにより外方に作動させて、カムを解放コーンの傾斜面に係合させ、プランジャのホルダボールを解放する。プランジャの解放機構、即ち、制限コーン４２、カム３４を使用する場合、本発明に従い、ポンプヘッド組立体４８を取り外す間、プランジャ組立体３０は、操作者がシール洗浄チャンバ又はハウジング５０及びポンプヘッド４８と共に、取り外すことができ、プランジャを破損させる虞れ（また、部品の落下又は紛失）を最小にすることができる。この場合にも、工具は一切、不要である。
マニホルド５４は、その間に制限コーン４２が拘束された状態にて、機械要素のハウジング２７に取り付けられた状態を保つ。精密なプランジャは、取り外し作業中、ポンプヘッド内に止まることができるため、この工具不要の分解過程中、保護されている。ポンプヘッド４８は、シール摩擦によりプランジャがヘッド内に保持された状態で取り外される。ヘッドを取り外したならば、プランジャ及びヘッドは拘束機構（プランジャがポンプに堅固に取り付けられている状態にて、ポンプヘッドを取り外すために必要とされる従来技術の機構。このため、取り外す間に、ヘッドが曲がったり、又は強く引っ張られたときにプランジャを損傷させる虞れがある）を必要とせずに、手で分離させることができる。
本発明によるポンプの利点のうち、もう一つの顕著な利点は、ポンプヘッド４８を取り付ける前にプランジャ組立体２６を取り付ける必要がないため、既に、ポンプヘッド４８内に取り付けられたプランジャシール５２内にプランジャ組立体２６を視認可能で且つ制御可能な状態にて挿入することができ、これにより、取り付ける間の、プランジャシールを損傷させる虞れを実質的に解消することができる。また、このことは、操作者が部品を落としたり、又は紛失したりする可能性が最小である垂直の状態にて、プランジャ軸受及びシール洗浄部品を組み立てることを可能にする。
本明細書に記載した一例としての実施の形態は、プランジャをアクチュエータ／モータに接続する「ボール」及び「ソケット」式のプランジャホルダを有するが、プランジャをアクチュエータに解放可能に接続するため、ボール及びソケット以外の機械要素を採用することも可能であることが理解されよう。例えば、ボールは、四角又は矩形の幾何学的形状等とする一方、ソケットは、プランジャホルダの基部を受け入れ得るような形態とされた対応する座機構とすることができる。
本明細書に記載した、マニホルドとポンプヘッドとの間の係合は、「面シール」により密封される一方、Ｏリング、ガスケット等のようなその他の密封部材を採用することも可能であることが理解されよう。
本明細書に記載した本発明の一例としての実施の形態は、カム３４を作動させプランジャ組立体２６を解放する傾斜した内面を有する制限コーン４２を備えるものとして示してあるが、カム３４は、該カムを作動させるタブ又はリッジ等のような、傾斜面以外の機構により操作し、又は作動させることもできる。
本発明による一例としての実施の形態において、大形の手操作ノブ又はヘッドナット６０を記載したが、ポンプヘッドをマニホルド内に保持する機械的な力を付与する、翼又は蝶形ナット又はその他の手操作可能な手段も採用可能であり、例えば、バイオネット型装置、クランプ等とすることができる。同様に、マニホルドは、ヘッドナットの対応する雄ねじに係合する雌ねじを有するものとして説明したが、このねじの形態は逆にし、或いは手操作による機械的な相互接続部としてもよいことが理解されよう。例えば、本発明のヘッドナットは、取り付けたとき、ポンプヘッドの端部と一体となるが、代替的な実施の形態において、組み立て及び分解のときにのみ使用する必要のある取り外し可能なノブ又は手操作可能な工具を採用してもよい。
本明細書に記載したプランジャ組立体の保持機構は３つのカムを有するが、本発明による設計においてカムの数をより多くし又はより少なくすることが可能であることが理解されよう。更に、ボール及び止め具又はその他の急速解放機構のような代替的な保持機構も採用可能である。
更に、本明細書に記載した一例としての実施の形態にて低圧の管シールはラジアルカップ型シールである一方、その他の摩擦接続具、手で作動可能なクランプ等のような手で作動させることのできる低圧の管相互接続部に対してその他の形態も採用可能であることが理解されよう。
その一例としての実施の形態に関して本発明を図示し且つ説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、その形態及び細部の点でその他の変更及び省略及び追加を為すことが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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