(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一のピストンチャンバ（１’；１０１’；２０１’；３１０ａ；３０１ｂ；７０１’；９０１’）と、当該ピストンチャンバ内で前後に動くように構成された少なくとも一のピストン（２；１０２；２０２；３０２；３０２’；７０２；９０２；９０２’）と、少なくとも一の入口ポート（１０ｉ；１１０ｉ；２１０ｉ；３１０ｉ；７１０ｉ；９２１）と少なくとも一の出口ポート（１０ｏ；１１０ｏ；２１０ｏ；３１０ｏ；７１０ｏ；９２０）であって、ピストンのインストロークの間は流体が当該入口ポートを介して前記ピストンチャンバに吸引され、ピストンのアウトストロークの間は前記ピストンチャンバから前記出口ポートを通って放出される、入口ポートと出口ポートと、を有するポンプハウジング（１；１０１；２０１；３０１；７０１；９０１）を具え、更にバルブシステムを具える流体ポンプ装置において：前記バルブシステムが、バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７；９０７）に対して移動可能に装着されたバルブ切り替え素子（９；１０９；２０１；３０９；７０１；９０９）を具え、前記バルブベース部材が、前記ピストンチャンバに連結された少なくとも一のピストンチャンバ開口（１２ｐ；１１２ｐ；２１２ｐ；３１２ｐ；３１２ｐ’；７１２ｐ；９１２ｐ）と、それぞれが前記流体ポンプ装置の入口及び出口ポートに連結された少なくとも一の入口開口（１２ｉ；１１２ｉ；２１２ｉ；３１２ｉ；７１２ｉ；９１２ｉ）と少なくとも一の出口開口（１２ｏ；１１２ｏ；２１２ｏ；３１２ｏ；７１２ｏ；９１２ｏ）を具え、前記バルブ切り替え素子が、前記バルブベース部材に対して移動するように構成された少なくとも一の溝（１４；１１４；２１４；３１４；３１４’；７１４；９１４）又はその他の凹部（５１４）を具え、当該溝又は凹部が、前記入口開口（１２ｉ；１１２ｉ；２１２ｉ；３１２ｉ；７１２ｉ；９１２ｉ）と前記ピストンチャンバ開口（１２ｐ；１１２ｐ；２１２ｐ；３１２ｐ；３１２ｐ’；７１２ｐ；９１２ｐ）との間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、前記ピストンのインストロークの少なくとも一部の間に流体が前記入口ポートから、前記溝又は凹部を通って、前記ピストンチャンバへ吸引され、前記溝又は凹部が前記ピストンチャンバ開口（１２ｐ；１１２ｐ；２１２ｐ；３１２ｐ；３１２ｐ’；７１２ｐ；９１２ｐ）と前記出口開口（１２ｏ；１１２ｏ；２１２ｏ；３１２ｏ；７１２ｏ；９１２ｏ）の間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、前記ピストンのアウトストロークの少なくとも一部の間に流体が前記ピストンチャンバから、前記溝又は凹部、及び前記出口ポートを通って放出される；ことを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブ切り替え素子（９；１０９；２０１；３０９；７０１）の溝（１４；１１４；２１４；３１４；３１４’；７１４）又は凹部（５１４）とバルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）が、ピストンのインストロークの間及びアウトストロークの間に互いに対して移動可能であり、前記溝又は凹部、及び前記バルブベース部材が、前記バルブ切り替え素子（９；１０９；２０１；３０９；７０１）が前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）に対して移動するときに前記第１及び第２の連通路を作るように構成されており、ピストンのインストロークの間に、入口ポートから、前記溝を通って、前記ピストンチャンバへ流体が吸引され、ピストンのアウトストロークの間に、前記ピストンチャンバから、前記溝と前記出口ポートを通って流体が放出されることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）は、少なくとも３つのキャビティ（１１ｉ，１１ｏ，１１ｐ，１１１ｉ，１１１ｏ，１１１ｐ；２１１ｉ，２１１ｏ，２１１ｐ；３１１ｉ，３１１ｏ，３１１ｐ，３１１ｐ’；７１１ｉ，７１１ｏ，７１１ｐ）を規定する形状であり、各キャビティが、前記入口開口（１２ｉ；１１２ｉ；２１２ｉ；３１２ｉ；７１２ｉ）と、出口開口（１２ｏ；１１２ｏ；２１２ｏ；３１２ｏ；７１２ｏ）と、ピストンチャンバ開口（１２ｐ；１１２ｐ；２１２ｐ；３１２ｐ；３１２ｐ’；７１２ｐ）を具え（前記キャビティを、以下、入口キャビティ、出口キャビティ、ピストンチャンバキャビティという）、前記バルブ切り替え素子（９；１０９；２０１；３０９；７０１）の前記溝（１４；１１４；２１４；３１４；３１４’；７１４）又は凹部（５１４）が、ピストンのインストロークの間に前記溝又は凹部が前記ピストンチャンバキャビティ（１１ｐ；１１１ｐ；２１１ｐ；３１１ｐ；３１１ｐ’；７１１ｐ）と前記入口キャビティ（１１ｉ；１１１ｉ；２１１ｉ；３１１ｉ；７１１ｉ）に隣接する前記バルブベース部材の一部に沿って又はこれを横切って移動するように構成されており、これによって、前記２つのキャビティ間に漏れを生じさせる第１の連通路ができて、ピストンのインストロークの間に前記入口ポートから、前記溝（１４；１１４；２１４；３１４；３１４’；７１４）又は凹部（５１４）を通って、前記ピストンチャンバへ流体が吸引され、ピストンのアウトストロークの間に、前記溝または凹部が、前記ピストンチャンバキャビティ（１１ｐ；１１１ｐ；２１１ｐ；３１１ｐ；３１１ｐ’；７１１ｐ）と前記出口キャビティ（１１ｏ；１１１ｏ；２１１ｏ；３１１ｏ；７１１ｏ）に隣接する前記バルブベース部材の一部に沿って又はこれを横切って移動し、これによって、前記２つのキャビティ間に漏れを生じさせる第２の連通路ができて、ピストンのアウトストロークの間に、前記ピストンチャンバから前記溝又は凹部を通って、前記出口ポートへ流体が放出されることを特徴とする、流体ポンプ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の流体ポンプ装置において、前記ピストンチャンバが中空細長部分であり、前記入口及び出口ポートが前記流体ポンプ装置のハウジングに配置されていることを特徴とする、流体ポンプ装置。
【請求項５】
請求項３に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブ切り替え素子（９；３０９）が前記バルブベース部材（７；３０７）に対して回転可能に装着されたディスクであることを特徴とする、流体ポンプ装置。
【請求項６】
請求項２に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブ切り替え素子（８０９）が前記バルブベース部材（８０７）に対して回転可能に装着されたディスクであり、前記ディスク（８０９）が前記溝又は凹部を規定する形状をした流体シール素子（８０７’）を具えることを特徴とする、流体ポンプ装置。
【請求項７】
請求項５に記載の流体ポンプ装置において、前記ディスク（９；３０９；８０９）が、ポンプサイクル中に３６０°回転することを特徴とする、流体ポンプ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブベース部材（７）が前記ディスク（９）の回転軸に対して中心を置き、前記ディスク（９）の回転に対して対称であるアーチ状入口及び出口キャビティ（１１ｉ；１１ｏ）を境界とする円形ピストンチャンバキャビティ（１１ｐ）を具え、前記ディスク（９）がほぼ直線状の溝（１４）を具え、前記ディスク（９）が前記バルブベース部材（７）に回転可能に装着されており、ピストンのインストロークの間に、前記溝（１４）が前記ピストンチャンバキャビティ（１１ｐ）と前記アーチ状入口キャビティ（１１ｉ）の近傍にある前記バルブベース部材（７）の一部に沿って移動して、この部分の上を半径方向に延在し、これによって、ピストンのインストロークの間に、前記入口ポート（１０ｉ）から、前記溝（１４）を通って前記ピストンチャンバへ流体が吸引されるように前記２つのキャビティ（１１ｐ；１１ｉ）の間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、一方、ピストンのアウトストロークの間に、前記溝（１４）が前記ピストンチャンバキャビティ（１１ｐ）と前記アーチ状出口キャビティ（１１ｏ）の近傍にある前記バルブベース部材（７）の一部に沿って移動して、この部分の上を半径方向に延在し、これによって、前記２つのキャビティ（１１ｐ，１１ｏ）の間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、ピストンのアウトストロークの間に、前記ピストンチャンバから、前記溝（１４）と前記出口ポート（１０ｏ）を通って流体が放出される、ことを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項９】
請求項７に記載の流体ポンプ装置において、前記ポンプハウジング（３０１）が第１及び第２のチャンバ（３０１ａ，３０１ｂ）と、当該チャンバ（３０１ａ，３０１ｂ）の各々内で直線作動して前後に移動するように構成された第１及び第２のピストン（３０２，３０２’）を具え、前記バルブベース部材（３０７）が、前記ディスク（３０９）の回転軸に対して中心を置き、前記第１のピストンチャンバ（３０１ａ）に連結された第１のピストンチャンバキャビティ（３１１ｐ）を具え、当該第１のピストンチャンバキャビティ（３１１ｐ）が、前記流体ポンプ装置の入口及び出口ポート（３１０ｉ，３１０ｏ）にそれぞれ接続され、前記ディスク（３０９）の回転軸に対して対称であるアーチ状入口及び出口キャビティ（３１１ｉ，３１１ｏ）を具え、前記バルブベース部材（３０７）が更に、前記アーチ状入口及び出口キャビティ（３１１ｉ，３１１ｏ）を取り囲む第２のピストンチャンバキャビティ（３１１ｐ’）を具え、当該第２のピストンチャンバキャビティ（３１１ｐ’）が前記第２のピストンチャンバ（３０１ｂ）に接続されていることを特徴とする、流体ポンプ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の流体ポンプ装置において、前記ディスク（３０９）が、第１及び第２の反対側に位置する実質的に直線の溝（３１４，３１４’）を具え、当該ディスク（３０９）が前記バルブベース部材（３０７）に回転可能に装着されて、前記第１のピストン（３０２）のインストロークの間、及び前記第２のピストン（３０２’）のアウトストロークの間に、前記第１の溝（３１４）が、前記第１のピストンチャンバキャビティ（３１１ｐ）と前記アーチ状入口キャビティ（３１１ｉ）に隣接する前記バルブベース部材（３０７）の一部に沿って移動し、この上を半径方向に延在し、これによって、前記２つのキャビティ（３１１ｐ，３１１ｉ）の間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、前記第１のピストン（３０２）のインストロークの間に、流体が前記入口ポート（３１０ｉ）から、前記第１の溝（３１４）を通って、前記第１のピストンチャンバ（３０１ａ）に吸引され、一方、前記第２の溝（３１４’）が前記アーチ状出口キャビティ（３１１ｏ）と前記第２のピストンチャンバキャビティ（３１１ｐ’）に隣接する前記バルブベース部材（３０７）の一部に沿って移動し、この上を半径方向に延在し、これによって、前記２つのキャビティ（３１１ｏ，３１１ｐ’）の間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、前記第２のピストンのアウトストロークの間に、流体が前記第２のピストンチャンバから、前記第２の溝（３１４’）と前記出口ポート（３１０ｏ）を通って、放出されることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブベース部材（１０７；２０７；７０７）の前記入口キャビティ（１１１ｉ；２１１ｉ；７１１ｉ）と出口キャビティ（１１１ｏ；２１１ｏ；７１１ｏ）が整列して、入口キャビティと出口キャビティの各々の一方の直線エッジが隣接しており、前記ピストンチャンバキャビティ（１１１ｐ；２１１ｐ；７１１ｐ）が入口キャビティと出口キャビティ（１１１ｉ；１１１ｏ；２１１ｉ；２１１ｏ；７１１ｉ；７１１ｏ）の別の直線エッジに隣接する一の直線エッジを有するように構成されており、前記バルブ切り替え素子（１０９；２０１；７０１）が、前記入口、出口、及びピストンチャンバキャビティに隣接する前記バルブ部材（１０７；２０７；７０７）の一部に沿って移動し、この上に延在するように配置された溝（１１４；２１４；７１４）を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の流体ポンプ装置において、前記入口及び出口キャビティ（１１１ｉ，１１１ｏ）がほぼ矩形であり、前記ピストン（１０２）の動きに直交する方向に向いた共通の縦軸に沿って互いに隣接しており、前記ピストンチャンバキャビティ（１１１ｐ）が、入口及び出口キャビティ（１１１ｉ，１１１ｏ）一方の横側部に隣接する直線エッジを有するように構成されていることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブシステムのバルブ切り替え素子（１０９）が、前記バルブベース部材（１０７）の上に乗っており、前記バルブ切り替え素子（１０９）と前記バルブベース部材（１０７）との間で前記ピストン（１０２）の動きに直交する方向に相対往復直線運動をするように装着されたほぼ平坦な面を有し、前記溝（１１４）が前記バルブ切り替え素子（１０９）の前記面の上に配置されており、ピストンのインストロークの間に前記溝（１１４）が前記入口キャビティ（１１１ｉ）と前記チャンバキャビティ（１１１ｐ）に隣接する前記バルブベース部材（１０７）の一部に沿って移動し、この上に延在し、これによって、前記キャビティ（１１１ｉ，１１１ｐ）の間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、前記ピストンのインストロークの間に、前記ピストンチャンバに流体が吸引され、前記ピストンのアウトストロークの間に、前記溝（１１４）が前記出口キャビティ（１１０ｏ）と前記チャンバキャビティ（１１１ｐ）に隣接する前記バルブベース部材（１０７）の一部に沿って移動し、この上に延在し、これによって、前記キャビティ（１１１ｉ，１１１ｐ）の間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、ピストンのアウトストロークの間に前記流体ポンプ装置の出口ポート（１１０ｏ）を通って前記ピストンチャンバから流体が放出される、ことを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１４】
請求項１１、１２又は１３に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブ切り替え素子（１０９）と前記ピストン（１０２）の各々が、前記バルブ切り替え素子（１０９）が前記流体ポンプ装置の前記バルブベース部材（１０７）に装着されたときに重なるように構成されたほぼ矩形の開口（１７１，１７１’）を有する案内素子（１７２，１７２’）を具え、駆動システムの一部が前記案内素子（１７２，１７２’）の２つの開口（１７１，１７１’）を通って突出し、前記開口（１７１，１７１’）が互いに直交する縦軸をそれぞれ有するように構成されていることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１５】
請求項３乃至５、及び７乃至１４のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）が、前記入口、出口、及びピストンチャンバキャビティを規定するあるいはこれに合致する形状である流体シール素子を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１６】
請求項３乃至５、及び７乃至１４のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置において、前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）が、入口、出口、及びピストンチャンバキャビティを具える射出成型部分又はオーバーモールド部分を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置において、前記流体ポンプ装置が当該流体ポンプ装置を駆動する駆動システムを具えており、
前記駆動システムが、前記流体ポンプ装置の前記バルブ切り替え素子と前記バルブベース部材の間を相対移動させるように構成されていることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１８】
請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置において、前記流体ポンプ装置が当該流体ポンプ装置を駆動する駆動システムを具えており、
前記駆動システムが、前記バルブ切り替え素子（９；２０１；３０９；７０１）に回転運動を与え、前記流体ポンプ装置のピストン（２；２０２；３０２，３０２’；７０２）に往復直線運動を与える駆動手段を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項１９】
請求項５、６、７又は８に記載の流体ポンプ装置を駆動する駆動システムを具える請求項１８に記載の流体ポンプ装置において、前記駆動システムが：
−第１の回転可能な素子（１８）を取り付けた回転シャフト（１６）を受けるように構成した下側部分を有する支持構造（１５）と；
−前記第１の回転可能な素子（１８）に偏心して装着され、当該素子から垂直方向に延在して、前記第１の回転可能な素子（１８）と軸方向において整列した第２の回転可能な素子（２３）に偏心して連結されている、第２のシャフト（２０）と；
−前記流体ポンプ装置の前記ピストンに連結するようにピストン駆動シャフト（３１）が装着されている摺動トレイ（２２）と；
を具え、
開口（２１）が、前記第２のシャフト（２０）が前記開口（２１）を通って垂直方向に突出するように前記摺動トレイ（２２）に設けられており、前記第１の回転可能な素子（１８）の回転が、前記ピストン駆動シャフト（３１）によって前記摺動トレイ（２２）と前記ピストン（２）に往復運動をさせる前記第２のシャフト（２０）を偏心させて回転させ、前記第２の回転可能な素子（２３）の回転が、前記流体ポンプ装置の前記バルブシステムのディスク（９）に回転運動を与える、ことを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の流体ポンプ装置において、前記第２のシャフト（２０）に、前記偏心した第２のシャフト（２０）の回転に応じて前記摺動トレイ（２２）の開口（２１）の輪郭に対して押圧回動する前記駆動システムのベアリングアッセンブリ（３０）が取り付けられていることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２１】
請求項９又は１０に記載の流体ポンプ装置を駆動する駆動システムを具える請求項１９又は２０に記載の流体ポンプ装置において、第１及び第２の駆動シャフト（１３１，１３１’）が前記摺動トレイ（１２２）から垂直方向に延在して、前記流体ポンプ装置の第１及び第２のピストン（３０２，３０２’）に連結していることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２２】
請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置において、前記流体ポンプ装置が当該流体ポンプ装置を駆動する駆動システムを具えており、
前記駆動システムが、前記バルブ切り替え素子に往復運動を与える手段を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の流体ポンプ装置において、
前記駆動システムが、請求項１４に記載の流体ポンプ装置を駆動するよう構成され、
前記駆動システムが、モータ（１６９’）の回転シャフト（１６９）に装着した回転可能な素子（１６８）と、前記回転可能な素子（１６８）に偏心して装着されており、前記流体ポンプ装置のバルブ切り替え素子（１０９）とピストン（１０２）の各々の前記重なった案内素子（１７２，１７２’）の２つのほぼ矩形の開口（１７１，１７１’）を通って、前記回転可能な素子から垂直方向に延在する第２のシャフト（１７０）とを具え、前記第２のシャフト（１７０）が、当該第２のシャフト（１７０）が回転するときに、それぞれのほぼ矩形の開口（１７１，１７１’）の縦軸に沿って前記ガイド素子（１７２，１７２’）に往復直線運動を与える手段（１７３，１７４）を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２４】
請求項１１又は１２に記載の流体ポンプ装置において、前記流体ポンプ装置が当該流体ポンプ装置を駆動する駆動システムを具えており、
前記駆動システムが、前記バルブ切り替え素子（２０１；７０１）に回転運動と往復直線運動を組み合わせて与える手段を具えることを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項２５】
射出成型法によって、請求項１５又は１６に係る流体ポンプ装置を製造する方法において：
（ａ）実質的に硬質要素を形成可能な成型用プラスチック材料を、前記流体ポンプ装置のハウジング（１；１０１；２０１；３０１；７０１）を得る金型アッセンブリに注入するステップであって、前記ハウジングが前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）を受けるように構成した部分を具える、ステップと；
（ｂ）前記部分上に、前記入口、出口、及びピストンチャンバキャビティ（１１ｉ；１１ｏ；１１ｐ；１１１ｉ；１１１ｏ；１１１ｐ；２１１ｉ；２１１ｏ；２１１ｐ；３１１ｉ；３１１ｏ；３１１ｐ；７１１ｉ；７１１ｏ；７１１ｐ）を再生するように設計されたシール成型マトリックスを配置するステップと；
（ｃ）前記マトリックスに流動可能な状態の成型用ゴム弾性材料を注入するステップであって、当該ゴム弾性材料が前記成型マトリックス内で重合化し前記流体ポンプ装置のハウジングに接着されて前記バルブベース部材を形成するステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項１５又は１６に記載の流体ポンプ装置を製造する方法において、前記流体ポンプ装置のハウジング（１；１０１；２０１；３０１；７０１）が、実質的に硬質素子を形成可能な成型用プラスチック材料を金型アッセンブリに注入して前記流体ポンプ装置のハウジングを得るステップであって、前記ハウジングが前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）を受けるように構成された部分を具えるステップからなる射出成型法によって得られ；前記バルブベース部材（７；１０７；２０７；３０７；７０７）が、別の射出成型法で得ることが可能であり、前記部分に加えられることを特徴とする、方法。
【請求項２７】
取り外し可能な蓋（４１）を有するケースユニット（４０）を具える携帯可能なポンプにおいて、前記ケースユニット（４０）が、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置と、請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置を駆動する駆動システムと、バッテリィ（１９）と、治療薬剤を含むカートリッジ（４）を収容するように構成したコンパートメント（４２）とを組み込んでおり、前記流体ポンプ装置が、針（５）を具え、前記流体ポンプ装置が前記取り外し可能な蓋（４１）の底部に連結されて、前記カートリッジ（４）を前記コンパートメント（４２）内部に押しいれたときに前記針（５）が前記カートリッジ（４）を突き破ることを特徴とする携帯可能なポンプ。
【請求項２８】
人体の皮膚に適用するパッチにおいて：
−請求項５乃至８のいずれか１項に記載の流体ポンプ装置を組み込んだ使い捨て可能なケース（６２）を具える使い捨て可能な受け取りユニット（６１）と；
−前記使い捨て可能な受け取りユニット（６１）の一部を成す接着膜（６３）と；
−前記使い捨て可能な受け取りユニット（６１）の上に係合し、請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の駆動システムと、バッテリィと、治療薬剤を含むカートリッジ（４）を収容するように構成したコンパートメント（６０’）を組み込んだケースユニット（６０）と；
を具えることを特徴とするパッチ。
【請求項２９】
請求項１に記載の流体ポンプ装置を具える流体送達システムにおいて、当該流体送達システムが、複数の入口ポート（９２１，９２２，９２３，９２４，９２５，９２６）と少なくとも一の出口ポート（９２０，９２０’）を具え、前記入口ポートと出口ポートの各々が前記ピストンチャンバ（９０１’）と流体連通するように独立して選択可能であり、前記バルブベース部材（９０７）がこの目的のために対応する複数の入口及び出口開口（９１２ｉ，９１２ｏ）を具え、各入口開口（９１２ｉ）が前記流体送出システムの対応する入口ポート（９２１，９２２，９２３，９２４，９２５，９２６）に入口チャネル（９１３ｉ）によって連結されており、各出口開口（９１２ｏ）が出口チャネル（９１３ｏ）によって対応する出口ポート（９２０，９２０’）に連結されており、前記バルブベース部材（９０７）が更に、前記ピストンチャンバ（９００’）と連通する少なくとも一のピストンチャンバ開口（９１２ｐ）を具えており、いずれかの入口又は出口ポート（９２１，９２２，９２３，９２４，９２５，９２６，９２０，９２０’）が、前記バルブベース部材（９０７）に対して前記バルブ切り替え素子（９０９）に動きを与えることによって選択可能であり、前記溝（９１４）が対応する入口又は出口開口（９１２ｉ，９１２ｏ）及び前記ピストンチャンバ開口（９１２ｐ）と重なることを特徴とする流体送達システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の流体送達システムにおいて、前記バルブ切り替え素子が、前記バルブベース部材（９０７）に回転可能に装着されたディスク（９０９）であり、前記複数の入口及び出口開口（９１２ｉ，９１２ｏ）が、円形パターンで前記バルブベース部材（９０７）に配置されていることを特徴とする流体送達システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の流体送達システムにおいて、前記ディスク（９０９）が、前記少なくとも一のピストンチャンバ開口（９１２ｐ）に永久に重なるように構成した円形溝を規定する形状の流体シール素子（９０７’）を具え、前記溝が前記入口又は出口開口（９１２ｉ，９１２ｏ）の一方に重なるように構成された半径方向に延在部（９１４’）を有することを特徴とする流体送達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体ポンプ装置とそれに関連する駆動システムを具える流体送出システムに関する。本発明は、更にこの流体ポンプ装置を製造する方法に関する。本発明に係る流体送達システムは、化学又は薬学業界などあらゆる工業分野において使用することを意図している。本システムは、特に、医療業界における経腸、非経口、あるいはＩＶポンプとして使用するように適用されており、内部構造を容易に小さくして超小型で非常に軽量のポンプが得られることを考えると、ロード可能なペン型注射カートリッジからごく少量のボーラスを直接送達できるインスリンポンプとして使用することが好ましい。
【背景技術】
【０００２】
インスリンポンプは従来技術において広く知られており、インスリンシリンジ又はインスリンペンによる毎日の複数回のインスリン注射の代替物である。インスリンポンプによって、シリンジを用いた注射より正確な量のインスリンを送達することが可能になる。このことは、血糖及びヘモグロビンＡ１ｃレベルのより精密な制御をサポートして、糖尿病に関連する長期に亘る合併症の機会を低減している。これは、毎日の複数回注射に関連する長期にわたるコスト低減となることが期待されている。
【０００３】
あるインスリンポンプは、インスリン筒状ペン型注射カートリッジ用の内部受け取り手段を具えている。米国特許出願公開第２００７／０１６７９１２号は、この種のポンプを開示しており、これは、カートリッジをポンプの受け取り手段に挿入すると、インスリンペン型注射カートリッジのプランジャに対向するポンプ内部に装着したプランジャ係合デバイスを具えている。このプランジャ係合デバイスは、互いに押圧されたときにカートリッジプランジャに接触するように構成されている。このデバイスは、ペン型注射カートリッジ内部でカートリッジプランジャを所定の距離に沿って押すように配置されたフレキシブルなピストンロッドに連結されており、インスリンがカートリッジの外に放出されるようになっている。このポンプの主な欠点は、ピストンロッドを作動させる駆動機構が複雑なことである。このポンプの機構は、多くの構成部品でできているポンプ内の配置がそのサイズを最小にするのを困難にしている。インスリンポンプは、ほとんどの場合擦り切れているので、ポンプのユーザは、快適でないあるいは使いにくいと考えている。一方で、ここに述べたポンプの全パーツを組み立てるのは時間のかかるプロセスであり、相互作用する多くのパーツがポンプの信頼性が下がるという失敗のリスクを上げるため、非常に骨の折れる品質管理が更に必要となる。
【０００４】
この種のポンプのもう１つの不利益は、ピストンがペン型注射カートリッジ内部のカートリッジプランジャをその縦軸に沿って直接押す時に生じ、重要で、不規則、かつ制御できない摩擦が存在するため、この軸に沿ってプランジャが不規則に動く傾向にあることである。この現象は、「スティックスリップ」効果としてよく知られており、ポンプの精度に直接的に影響を与える。
【０００５】
これらの不利益は、国際公開公報第２００６０５６８２８号に記載されているような容積ポンプ機構によって大幅に解決されている。この容積ポンプは、第１及び第２の中空円筒部（チャンバ）の中に当該円筒部の縦軸に沿って移動可能に装着された第１及び第２のピストンであって、第１のピストンのインストロークの間に特定量の流体が吸引され、第２のピストンのアウトストロークの間に同量の流体が放出されるように互いに同期した、第１及び第２のピストンを具える。第１及び第２の中空円筒部は、端部同士が互いに対向するように組み立てられており、ハウジングを形成している。バルブディスク（バルブシステム）は、入口及び出口Ｔ字型チャネルにそれぞれ連結した入口及び出口ポートを具え、ハウジング内の第１及び第２のピストンの間に装着され、バルブシステムの動きによってピストンのストロークを連結する二方向直線運動及び角運動の組み合わせによって動くように構成されている。より正確に言うと、ディスクの直線運動によって、ピストンの軸に沿って円筒状ハウジングの往復摺動が生じ、各チャンバ内で第１及び第２のピストンの交互のインストロークと、それに続く第１及び第２のピストンの交互のアウトストロークが起こる間に、角運動が第１のピストンチャンバ充満期を、第２のピストン放出期に同期させる。この同期は、前記チャネルがディスクの横側部近傍の両円筒部の径に亘って配置された入口開口と出口開口に交互に重なるときに、入口ポートを第１及び第２のチャンバに、また第１及び第２のチャンバを出口ポートに、交互に接続させているバルブディスク内に配置した入口及び出口Ｔ字型チャネルによって行われる。このポンプによって放出される流体の流れは実質的に連続している。
【０００６】
この容量ポンプの主な欠点は、入口及び出口Ｔ字型チャネルに交互に整列するように構成された入口開口と出口開口が、バルブディスクの横側部近傍の両円筒部の径に亘って配置されていることである。この構成によって第１及び第２のチャンバの減容が開口のサイズに制限されてしまい、このサイズ以下では正常な流れの送達の保証が不十分である。
【０００７】
このポンプのもう１つの欠点は、入口及び出口チャネルが、直線運動及び角運動が伝わるバルブディスクの上に装着されていることに発する。この結果、入口及び出口ポート及びこれらに接続されているチューブは、常に作動状態で移動することになり、摩耗が問題であるポンプユーザにとってこれが問題となる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、流体ポンプ装置の内部機構を簡単にして、装置の寸法を小さくし、信頼性並びに精度を改良することである。
【０００９】
この目的は、少なくとも一のピストンチャンバと、当該ピストンチャンバ内で往復移動して直線的に作動するように配置された少なくとも一のピストンを具えるハウジングと、ピストンのインストロークの間に流体が入口ポートを通ってピストンチャンバへ吸引され、ピストンのアウトストロークの間に流体が出口ポートを通ってピストンチャンバから放出されるように構成された少なくとも一の入口ポートと少なくとも一の出口ポートと、を具える流体ポンプデバイスによって達成される。この流体ポンプデバイスは更に、バルブベース部材に対応して移動可能に装着されたバルブ切り替え素子を有するバルブシステムを具える。バルブベース部材は、ピストンチャンバに連結された少なくとも一のピストンチャンバ開口と、流体ポンプ装置の入口ポートと出口ポートにそれぞれ接続された少なくとも一の入口開口と少なくとも一の出口開口を具える。バルブ切り替え素子は、バルブベース部材に対向して移動するように配置された少なくとも一の溝又はその他の凹部を具えており、この溝又は凹部が入口開口とピストンチャンバ開口の間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、ピストンのインストロークの少なくとも一部が行われる間に流体が入口ポートから溝又は凹部を通ってピストンチャンバに吸引されるようにする一方、溝又は凹部は、ピストンチャンバ開口と出口開口の間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、ピストンのアウトストロークの少なくとも一部が行われる間に流体が溝又は凹部と出口ポートを通ってピストンチャンバから放出されるようにしている。
【００１０】
本発明の更なる態様では、特許請求の範囲に記載したように、流体ポンプデバイスのバルブベース部材に対してバルブ切り替え素子を回転及び／又は往復運動をさせるように構成した駆動システムを提供して、操作可能な流体送達システムを得るようにしている。
【００１１】
本発明の更なる態様は、取り外し可能な蓋を有するケースユニットを具える持ち運び可能なポンプを提供する。このケースユニットには、本発明の流体ポンプデバイスと、駆動システムと、電池、及び治療薬剤を含むカートリッジを収納するように構成されたコンパートメントが組み込まれている。流体ポンプ装置は、針を具え、取り外し可能な蓋の底部分に連結されており、カートリッジをコンパートメント内に押すと、針がカートリッジを刺すようになっている。
【００１２】
本発明の更なる態様は、ヒトの身体の皮膚に貼るパッチを提供することであり、このパッチは：
−本発明の流体ポンプ装置を組み込んだ使い捨てケースを有する使い捨ての受け入れユニットと；
−使い捨ての受け入れユニットの一部である接着膜と；
−使い捨ての受け入れユニットに係合し、本発明の駆動システムと、電池と、治療薬剤を含むカートリッジを収納するように構成したコンパートメントを組み込んだケースユニットと；
を具える。
【００１３】
本発明の更なる態様は、異なるタイプの流体を混合する流体送達システムを提供することである。この流体送達システムは、複数の入口ポートと少なくとも一の出口ポートを具え、各入口ポートと出口ポートは、個々に、ピストンチャンバと流体連通するように選択可能である。バルブベース部材は、この目的のために、対応する複数の入口開口と出口開口を具える。各入口開口は、入口チャネルによって流体送達システムの入口ポートの１つに接続されており、各出口開口は、出口チャネルによって前記システムの対応する出口ポートに接続されている。バルブベース部材は更に、ピストンチャンバに連通する少なくとも一のピストンチャンバ開口を具える。いずれの入口ポートも、バルブ切り替え素子の動きをバルブベース部材に関連するバルブ切り替え素子に伝えることによって、溝が対向する入口及びピストンチャンバ開口と重なるように選択可能である。
【００１４】
本発明の最後の態様は、最小数のステップで流体ポンプ装置を製造する射出成型法を提供して、製造コストを低減し、その信頼性を高めることである。この方法は：
（ａ）金型アッセンブリに、実質的に硬質要素を形成できる成型用プラスチック材料を注入して、流体ポンプ装置のハウジングを得るステップであって、このハウジングがバルブベース部材を受け取るように構成された部分を具える、ステップと；
（ｂ）入口、出口、及びピストンチャンバのキャビティをこの部分に複製するように設計されたシールモールドマトリックスを配置するステップと；
（ｃ）このマトリックスに流動状態にある成型用ゴム弾性材料を注入するステップであって、このゴム弾性材料がモールドマトリックス内で重合する一方、流体ポンプ装置のハウジングに接着してバルブベース部材を形成する、ステップと；
を具える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明は、添付の図面を参照して、以下の実施例の詳細な説明によって、より理解することができる。
【図１】図１は、本発明の第１実施例による流体ポンプ装置の透視斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す流体ポンプ装置の下側から見た透視斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す流体ポンプ装置の透視底面図である。
【図４】図４は、図１に示す流体ポンプ装置のバルブシステムの一部を示す分解図である。
【図５】図５は、図１に示す流体ポンプ装置と、駆動システムと、ペン型注射カートリッジを具える流体送達システムの正面図である。
【図６】図６は、図５の平面図である。
【図７】図７は、図５の流体送達システムのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図８】図８は、図６の流体送達システムのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図９】図９は、図５の流体送達システムのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、図５の流体送達システムのＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１１】図１１は、駆動システムの斜視図である。
【図１２】図１２は、ケースユニットと、ペン型注射カートリッジと、図１に示す流体ポンプ装置の底部分に固定された取り外し可能な蓋と、を具える持ち運び可能なポンプの分解図である。
【図１３】図１３は、第１実施例の流体送達システムを組み入れた、ヒトの身体の皮膚に貼るパッチの斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３のパッチをカニューレに接続するように構成したシステムの斜視図である。
【図１５】図１５は、図８に示す駆動システムとペン型注射カートリッジを受ける手段を具える図１３のパッチの使い捨て受け取りユニットと、図１の流体ポンプ装置を組み入れたケーシングとを示す図である。
【図１６】図１６は、使い捨て受け取りユニットのない図１３に示すパッチの斜視図である。
【図１７】図１７は、図１３の変形例によるパッチの斜視図である。
【図１８】図１８は、患者の身体にカニューレを挿入する自動装置の斜視図である。図１８ａは、図１８の部分的断面図である。
【図１９】図１９は、図１３のパッチに装着した図１８の自動装置を示す図である。
【図２０】図２０ａは、ポンプの動きがないポンプサイクルが開始する直前の流体送達システムの上側部分を示す正面図である。図２０ａ’は、図２０ａのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。図２０ｂは、流体ポンプ装置のピストンインストロークの間の図２０ａと同様の図である。図２０ｂ’は、図２０ｂのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。図２０ｃは、流体送達システムのピストンインストロークの終了時点における図２０ａと同様の図である。図２０ｃ’は、図２０ｃのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。図２０ｄは、流体送達システムのピストンアウトストロークの間の図２０ａと同様の図である。図２０ｄ’は、図２０ｄのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。
【図２１】図２１は、第１実施例の変形例による流体ポンプ装置の透視斜視図である。
【図２２】図２２は、図２１の下側から見た斜視図である。
【図２３】図２３は、図２１の平面図である。
【図２４】図２４は、図２３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２実施例の流体送達システムの流体ポンプ装置と駆動システムの分解図である。
【図２６】図２６は、図２５の流体送達システムの斜視図である。
【図２７】図２７は、図２５の流体ポンプ装置の分解図である。
【図２８】図２８は、図２６の流体送達システムの正面図である。
【図２９】図２９は、図２８の流体ポンプ装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３０】図３０は、図２８の平面図である。
【図３１】図３１は、図３０の流体送達システムのＢ−Ｂ線に沿った部分的断面図である。
【図３２】図３２は、本発明の第３実施例の流体送達システムの流体ポンプ装置と駆動システムの斜視図である。
【図３３】図３３は、図３２の底面図である。
【図３４】図３４は、図３０の正面図である。
【図３５】図３５は、図３４の流体送達システムのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３６】図３６は、図３２の平面図である。
【図３７】図３７は、図３６の流体送達システムのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３８】図３８は、図３２の流体ポンプ装置の分解底面図である。
【図３９】図３９は、図３２の流体ポンプ装置の分解平面図である。
【図４０】図４０は、本発明の第４実施例の、第１及び第２のピストンを具える流体ポンプ装置の透視斜視図である。
【図４１】図４１は、図４０の透視底面図である。
【図４２】図４２は、図４０の流体ポンプ装置のバルブシステムの一部を示す分解図である。
【図４３】図４３は、図４０の流体ポンプ装置と駆動システムを具える流体送達システムの斜視図である。
【図４４】図４４は、図４３の平面図である。
【図４５】図４５は、図４４の流体送達システムのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４６】図４６は、図４４の流体送達システムのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４７】図４７ａは、ポンプの動きがないポンプサイクルが開始する直前の図４３の上側部分の正面図である。図４７ａ’は、図４７ａの流体送達システムのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。図４７ｂは、第１のピストンのインストロークと第２のピストンのアウトストロークの間の図４７ａと同様の図である。図４７ｂ’は、図４７ｂの流体送達システムのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。図４７ｃは第１のピストンのインストロークと第２のピストンのアウトストロークの終了時点における図４７ａと同様の図である。図４７ｃ’は、図４７ｃの流体送達システムのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。図４７ｄは、第１のピストンのアウトストロークと第２のピストンのインストロークにおける図４７ａと同様の図である。図４７ｄ’は、図４７ｄの流体送達システムのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線のそれぞれに沿った断面図である。
【図４８】図４８は、本発明の第５実施例の流体ポンプ装置用バルブシステムを示す概略図である。
【図４９】図４９は、本発明の第６実施例の流体ポンプ装置用バルブシステムを示す概略図である。
【図５０】図５０は、本発明の第７実施例の流体ポンプ装置用バルブシステムを示す概略図である。
【図５１】図５１は、本発明の第８実施例の流体ポンプ装置用バルブシステムを示す透視斜視図である。
【図５２】図５２は、図５１の流体ポンプ装置のポンプハウジング内の筒状バルブホルダを示す透視斜視図である。
【図５３】図５３は、筒状バルブホルダの斜視図である。
【図５４】図５４は、軸上にピストンを装着したポンプハウジングの透視斜視図である。
【図５５】図５５は、図５４の軸方向の断面図である。
【図５６】図５６は、図５１乃至５５に示す流体ポンプ装置の変形例の透視斜視図である。
【図５７】図５７は、図５１乃至５５に示す流体ポンプ装置の変形例の透視斜視図である。
【図５８】図５８は、図５１乃至５５に示す流体ポンプ装置の変形例の透視斜視図である。
【図５９】図５９は、本発明の第９実施例のバルブ切り替え素子にシール素子を具えるバルブシステムの斜視図である。
【図６０】図６０は、本発明の第１０実施例である、複数の入口ポートとその駆動システムを有する流体ポンプ装置を具える流体送達システムを示す斜視図である。
【図６１】図６１は、図６０の駆動システムの斜視図である。
【図６２】図６２は、図６０の流体ポンプ装置の平面図である。
【図６３】図６３は、図６２の側面図である。
【図６４】図６４は、図６２の流体ポンプ装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６５】図６５は、図６２の流体ポンプ装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６６】図６６は、図６３の流体ポンプ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６７】図６７は、バルブシステムを有する流体ポンプ装置の斜視図である。
【図６８】図６８は、変形例のバルブシステムを有する流体ポンプ装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１実施例
図１乃至１２に示す本発明の第１実施例によれば、流体送出システムは、駆動システムに連結した好ましくは使い捨ての流体ポンプ装置を具える。図１乃至３に示すように、この流体ポンプ装置は、内部で往復運動できるようにピストン２が装着されたピストンチャンバと、ペン型注射カートリッジ４のヘッド４’を受ける筒状キャップ３と、を有するプラスチック成型のハウジング１を具える（図８）。針５は、筒状キャップ３内に軸上に装着されており、カートリッジヘッド４’が筒状キャップ３内に押圧されると、カートリッジヘッド４’を貫通するように構成されている。このため、カートリッジヘッド４’の内側部分４ａは、柔軟な材料でできており、針５をカートリッジの内容物の中に容易に導入できるようになっている。
【００１７】
流体ポンプ装置の底部は、実質的に平坦な底面を有する筒状凹部６（図３）を具え、この凹部に対してガスケット７（図４）の形状をしたシール素子が接着されている。このガスケット７は、２つの同心リング、すなわち、内側リング７ａと外側リング７ｂを具えており、これらのリングは第１のシーリング部８と反対側の第２のシーリング部８’によって互いに取り付けられている。バルブベース部材を表わすディスクであるバルブ切り替え素子９は、ガスケット７の上に回転可能に装着されており、ポンプサイクル間に流体ポンプ装置の入口ポート１０ｉと出口ポート１０ｏを交互に開閉する。
【００１８】
図３に示す例のように、ガスケット７はディスク９の回転軸に対して対称に対向するアーチ型入口キャビティ１１ｉと出口キャビティ１１ｏ、及びこの回転軸の軸上に中心がある円形キャビティ１１ｐ（以下、ピストンチャンバキャビティという）ができるような形状をしている。入口キャビティ１１ｉと出口キャビティ１１ｏは、内側リング７ａ、外側リング７ｂ、及びガスケット７の２つのシーリング部分８、８’によって規定されており、円形チャンバキャビティ１１ｐは、ガスケットの内側リング７ａによって規定される。
【００１９】
図３、８及び９を参照すると、筒状凹部６は、入口開口１２ｉ、出口開口１２ｏ、及びピストンチャンバ開口１２ｐを具え、これらは、ガスケット７によって規定される入口キャビティ１１ｉ、出口キャビティ１１ｏ、及びピストンチャンバキャビティ１１ｐ内にそれぞれ位置している。入口開口１２ｉと、出口開口１２ｏは、それぞれ、Ｌ字状入口チャネル１３ｉ（図８）によって針５（流体ポンプ装置の入口ポート１０ｉとして見ることができる）と、出口チャネル１３ｏによって出口ポート１０ｏと流体連通しており（図１及び７）、ピストンチャンバ開口１２ｐは、図８に示すようにピストンチャンバからピストンチャンバキャビティ１１ｐへ、入口チャネル１３ｉの一部に平行に延在しているピストンチャンバチャネル１３ｐによって、ピストンチャンバと流体連通している。
【００２０】
図４及び９に示すように、直線溝１４がディスク９の上でガスケット内側リング７ａの両側部に対して半径方向に延在している。ディスク９は、回転動作可能であり、溝１４は、ピストンのインストロークの間にピストンチャンバキャビティ１１ｐとアーチ状の入口キャビティ１１ｉの近傍にある内側リング７ａの一部に沿って移動し、この上に延在している。一方、溝１４は、ピストンのアウトストロークの間にピストンチャンバキャビティ１１ｐとアーチ状の出口キャビティ１１ｏの近傍にある内側リング７ａの一部に沿って移動し、この上に延在している。この結果、ディスク９の回転が入口キャビティ１１ｉとピストンチャンバキャビティ１１ｐとの間に漏れを生じさせる第１の連通路を作るので、ピストンのインストロークの間にピストンチャンバが流体ポンプ装置の入口ポート１０ｉと流体連通し、一方、ディスク９の回転がピストンチャンバキャビティ１１ｐと出口キャビティ１１ｏとの間に漏れを生じさせる第２の連通路を作るので、ピストンのアウトストロークの間にピストンチャンバが流体ポンプ装置の入口ポート１０ｏと流体連通する。このように、バルブシステムは、ディスク９の角運動に応じて作動する。
【００２１】
ここで、図８乃至１０を参照すると、流体ポンプ装置の駆動システムは、モータ１７の回転シャフト１６を受けるように構成した下側部分を有する支持構造１５を具える。第１の回転可能な素子１８は、シャフト１６と同軸に装着されており、第１のボールベアリングアッセンブリ１９によって水平方向に固定されている。第２のシャフト２０の下側部分は、回転素子１８に偏心して装着されると共に、この素子からＴ字型摺動トレイ２２のほぼ矩形の開口２１を通って垂直方向に延在しており、第１の回転可能な素子１８と軸方向に整列して、第２のボールベアリングアッセンブリ２４によって横方向に固定されている第２の回転可能な素子２３に偏心して連結されている上側部分を有する。Ｔ字型摺動トレイ２２は、回転シャフト１６の回転軸に垂直な方向の往復直線運動によって、支持構造１５上に作動可能に配置されている。
【００２２】
このために、図１０に示すように、Ｔ字型摺動トレイ２２は、第２の矩形部分２７に直交する方向に延在する第１の矩形部分２６を具える。第１の矩形部分２６は、ほぼ矩形の開口２１を具え、第２の矩形部分２７の両横側部は、適宜の手段によって支持構造１５に固定されている２本のレール２８に乗っている。ボールベアリングアッセンブリ３０が開口２１内の偏心シャフト２０の周りに取り付けられており、偏心シャフト２０が回転すると摺動トレイ２２を前記往復直線運動させる。駆動シャフト３１は、摺動トレイ２２の第２の矩形部分２７からピストンヘッド２ａ（図８）を通って垂直方向に突出するように配置されており、ピストンチャンバ内でピストン２を往復直線運動させている。
【００２３】
摺動トレイ２２の開口２１は、ボールベアリング３０が開口２１の輪郭に沿って動き、バルブ切り替えサイクルで制御されたポンプサイクルを作るときに、摺動トレイ２２が作動するように特定の輪郭になるような形状をしている。
【００２４】
図２を参照すると、ディスク９の底部は、ディスクの全径にわたって延在しており、ディスクの回転軸を中心とする円形部分を有する直線状突出部３２を具える。この突出部３２は、駆動システムの第２の回転可能な素子２３の上側部分の上に配置された対応する溝３３内にはまるように構成されている（図１１）。従って、直線状溝１４を具えるディスク９は、ポンプサイクルの間に制御された速度で３６０°連続的に回転している。ガスケット内側リング７ａの両側に半径方向に延在する溝１４は、従って、ポンプサイクルの間に内側リング７ａの全外周に沿って動くように配置されており（図９）、これによって、ピストンチャンバと、流体ポンプ装置の入口ポート１０ｉ及び出口ポート１０ｏの間に漏れを生じさせる連通路を作っている。
【００２５】
図１２に示すように、本発明の第１実施例による流体ポンプ装置とその駆動システムは、ケースユニット４０の形とした持ち運び可能なポンプ内に一体化することができる。このケースユニット４０は、底部分に上述した、特に図１に示す使い捨ての流体ポンプ装置を固定的に保持する、使い捨ての取り外し可能な蓋４１を具える。駆動システムは、ケースユニット４０内に、ピストン駆動シャフト３１がピストンヘッド２ａに挿入され蓋４１がケースユニット４０に固定的に取り付けられると、流体ポンプ装置のディスク９に第２の回転可能な素子２３が連結されるように、装着される。ケースユニットは更に、インスリンなどの治療薬剤を含有するペン型注射カートリッジ４を収納するように構成したコンパートメント４２を具える。このコンパートメント４２は、流体ポンプ装置の筒状キャップ３を一方の端部で受けるように構成されている。従って、ペン型注射カートリッジ４が保持ユニット４２内に挿入され、ヘッド４’がキャップ３に押圧されると、カートリッジヘッド４’の柔軟な内側部分４ａを、キャップ３の内側に軸上に装着された針５が貫通する。
【００２６】
ペン型注射カートリッジは、流体送達システムの使い捨て部分に直接一体化されたあるいは使い捨て部分に連結可能な、付け替え可能な容器で置き換えることができる。このような容器は、容器の開口を通してなんらかの手段（例えば、シリンジや、充填用ステーション）で充填することができる。容器のタイプはあらゆる意味で限定するものではないが、例えば、充填ポートと放出ポートを有するものでもよい。この容器は、例えば、シリンダと取り外し可能なキャップを具える硬質部品でできていても良く、膨張可能なバッグであってもよい。更に、流体送達システムは、複数の容器を具えており、これらの容器は選択的に動作中に各容器から液体の流れを制御するバルブ要素を有していても良い。
【００２７】
図１３乃至１７及び１９を参照すると、使い捨ての流体ポンプ装置を、防水式の着用可能なパッチポンプに一体化することができる。この構成では、再使用可能な駆動ユニット６０には、流体ポンプ装置の駆動システムと、バッテリ７９（図１９）と、ペン型注射カートリッジを収容するように構成されたコンパートメント６０’が組み込まれている。例えば、図１６に示すように、スロット６９がスケールに応じてコンパートメント６０’に沿って配置されており、カートリッジ４の流体レベルを常にモニタすることができる。駆動ユニット６０は更に、撥水フィルタ６０ａを具え、このフィルタが空気だけを通過させて、ユニット内の陥没を防止するようにしている。ユニットは、第１実施例の流体ポンプ装置を組み込んでいるケースポンプ６２を具える使い捨て受け取りユニット６１の中に装着するように構成されており、接着膜６３が患者の身体の一部に接着するようになっている。図１４は、ケースポンプ６２内に装着され、流体ポンプ装置の出口ポート１０ｏにチューブ６５を連結する（図１９）ピース６４を示している。カニューレ針６６がこのピース６４内に軸方向に摺動可能に装着されており、その上側部分が係止デバイス６７に連結されている。カニューレ針は、カニューレの上側端部に連結されたノブ６８（図１３）を押圧されると、皮膚に挿入され、その時に係止デバイス６７がケースポンプ６２内に配置された対応する部分（図示せず）にクリップされ、カニューレ６６を正しい位置に保持して、ノブ６８を引っ張ることによって針が引き出される。図１７は、挿入角度を調整することによって皮膚に入るカニューレの深さを制御できるシステムを具えるパッチポンプの変形例を示す。
【００２８】
図１８は、皮膚にカニューレを挿入する自動装置を示す図である。このデバイスはハウジング７０を具え、この中には、Ｕ字部分７３内で拡張するように構成されたばね７２によって縦軸に沿って動作可能なトレイ７１が摺動可能に装着されている。カニューレ６６は、トレイ７１の底部に放出可能に連結されている。ばね７２の一端は、ロッド７４に連結されており、このロッドは、トレイ７１の上に、ばね７２がＵ字部分７３全体に沿って拡張するとトレイ７１の両縦側部上で、２本の細長スロット７５に沿って移動するように配置されている。２つの押しボタン７６が自動装置の両横側部に配置されており、稼働時にトレイ７１を放出する。自動デバイスは、わずかな圧力をかけるだけで、ケースポンプ６２に容易に取り付けて固定することができる。２つの押しボタン７６を一緒に押して、トレイ７１を放出する。トレイ７１は、ばね７２の拡張によってそのポイントでカニューレ６６に沿って下側に作動して、ロッド７４がＵ字部分の底に届き、その時にカニューレが所望の深さで皮膚に挿入され、ケースポンプ内部に位置している対応する部分（図示せず）に係止デバイス６７がクリップされて、カニューレを正しい位置に保持する。この段階で、ばね７２がさらにＵ字部分内で拡張して、トレイ７１を上向きに押して、これによって、カニューレ６６から針を取り出す。次いで、自動装置の両横側部に配置した２つの放出手段７８を同時に単に押すことによって、自動装置をパッチポンプから取り外す。
【００２９】
ポンプサイクルの主要な段階を通じて、第１実施例による流体ポンプ装置と駆動システムを具える流体送達システムの詳細を、図２０ａ乃至２０ｄを特に参照して説明する。これらの図では、駆動システムが図８乃至１０に示す駆動システムと、支持構造１５と摺動トレイ２２の形状、並びに互いに平行に、支持構造１５の一方の横側部に直交して突出している２本のロッド３４からなる摺動手段が、若干異なる。これらのロッド３４は、摺動トレイ２２の一方の側部に装着された２つの対応するリニアベアリング３４’内で摺動可能に調節される（図２０ｂ’のＣ−Ｃ線に沿った断面図）。
【００３０】
図２０ａとそれに対応する断面図（図２０ａ’）は、ピストン２が実質的に動いておらず、バルブの切り替えが生じている場合のポンプサイクル開始直前の流体送達システムを示す。ポンプサイクルのこの段階では、摺動トレイ２２がボールベアリング３０によって最も遠い横位置の１つに押され（図２０ａのＣ−Ｃ線に沿った断面図）、ディスク９の直線溝１４が角度的に配置されて、ガスケット７の第１シーリング部８の下で半径方向に延在する（図２０ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図）。この構成において、ピストンチャンバが、流体送達システムの入口ポート１０ｉと出口ポート１０ｏから完全に密封される。
【００３１】
バルブの切り替えは、ディスク９を回転させることによって行われ、ガスケット７の第１シール部分８の一方の側部から他方の側部に直線溝１４ができて、その時点で溝１４が、角度入口キャビティ１１ｉとピストンチャンバキャビティ１１ｐとの間に漏れを生じさせる連通路を作り、ピストンチャンバを流体送達システムの入口ポートに連結する。
【００３２】
この瞬間から、ボールベアリング３０は、開口２１（図２０ｂのＣ−Ｃ線に沿った断面図）の境界線に接触してトレイ２２を後ろ側に押し、同時にピストン駆動シャフト３１によってピストン２をインストロークさせ（図２０ｂのＡ−Ａ線に沿った断面図）、ディスク９の直線溝１４が半径方向に内側リング７ａの両側部に向けて延在して、ディスク９が約１５０°回転すると（図２０ｂのＢ−Ｂ線に沿った断面図）、角度入口キャビティ１１ｉとピストンチャンバキャビティ１１ｐとの近傍の一部に沿って移動する。この回転の間に、Ｌ字入口チャネル１３ｉが図８に示すように、流体ポンプ装置のピストンチャンバチャネル１３ｐに永久的に接続される。この結果、ペン型注射カートリッジ４に含有されたインスリンなどの治療薬剤が針５を介して吸引され、Ｌ字入口チャネル１３ｉと、角度入口キャビティ１１ｉと、直線溝１４と、ピストンチャンバキャビティ１１ｐと、ピストンチャネル１３ｐを通過して、ピストンチャンバを満たす。
【００３３】
図２０ｃに対応する断面図は、ピストン２が実質的に移動しておらず、バルブ切り替えが生じている、ピストンのインストロークの終わりにおける流体送達システムを示す。ポンプサイクルのこの段階では、摺動トレイ２２がボールベアリング３０によって、その横方向の最も遠い位置の他方へ（図２０ｃのＣ−Ｃ線に沿った断面図）押され、ディスク９の直線溝１４が、角度を成して配置され、ガスケット７の第２のシール部分８’の下（図２０ｃのＢ−Ｂ線に沿った断面図）に半径方向に延在する。この構成で、ピストン２は、流体送達システムの入口ポート１０ｉと出口ポート１０ｏから完全に密封される。
【００３４】
バルブの切り替えは、ディスク９を回転させて直線溝１４をガスケット７の第２のシーリング部分８’の一方の側部から他方の側部へ動かすことによって行われる。この時点で、溝１４はアーチ型出口キャビティ１１ｏとピストンチャンバキャビティ１１ｐの間に漏れを生じさせる連通路を作り、ピストンチャンバ１’を流体送達デバイスの出口ポート１０ｏへ連結する。
【００３５】
この瞬間から、ボールベアリング３０は開口２１の境界部と接触して、ピストン駆動シャフト３１（図２０ｄのＡ−Ａ線に沿った断面図）によってトレイ２２を押して、ピストン２をアウトストロークさせ、溝９の直線溝１４が内側リング７ａの両側に半径方向に延在し、ディスク９が更に約１５０°回転して（図２０ｄのＢ−Ｂ線に沿った断面図）、角度出口キャビティ１１ｏとピストンチャンバキャビティ１１ｐの両方近傍においてその一部に沿って移動する。この回転の間に、ピストンチャンバチャネル１３ｐが流体ポンプデバイスの出口ポート１０ｏに永久的に連結される。この結果、治療薬剤がピストンチャンバから、ピストンチャンバチャネル１３ｐ、ピストンチャンバキャビティ１１ｐ、直線溝１４、アーチ型出口キャビティ１１ｏ、及び出口チャネル１３ｏを通過して、放出される。この時点において、上述したような別のポンプサイクルが始まっている。
【００３６】
図２１乃至２４は、流体ポンプ装置を示しており、ここでは、本発明の第１実施例の変形例により、固定ピストン２’に沿った前後直線運動によって筒状ハウジング１’が作動するように配置されている。特に、流体ポンプ装置は、円形溝６’を有する実質的な円形部分６ａを具え、ガスケット７’がその底部に配置されて、バルブベース部材となっている。ディスク９’の形をしたバルブ切り替え素子が、溝６’内のガスケット７’に対して移動するように回転可能に装着されている。この変形例の流体ポンプ装置のガスケットの一般的な形状を図２１に示す。ディスク９’とガスケット７’は、第１実施例（図４）の対応する部品と同じである。流体ポンプ装置の円形部分６ａは、ピストンとして動作する筒状延在部２’を具え、これに沿って筒状ハウジング１’が移動可能に装着されている。筒状ハウジングは、実質的に遠位端に、駆動シャフト（図示せず）を受けるように構成された貫通孔１ａを具える。この変形例による流体ポンプ装置は、従って、本発明の第１実施例に記載されているような駆動装置によって駆動して、操作可能な流体送達システムを得ることができる。
【００３７】
図２４に示すように、筒状延在部２’は、一端がピストンチャンバと、他端がバルブベース部材と連結しているアキシャルピストンチャンバチャネル１３ｐ’を具える。ノーズ１０’が、ピストン２’の反対側の流体ポンプ装置の円形部分６ａから延在しており、バルブベース部材に連通するＴ型入口チャネル１３ｉ’を具える。上述の流体送達システムの作動中に、第１実施例で述べた流体送達システムと同様に、ポンプサイクルが行われる。流体は、入口ポート１０ｉ’から吸引されて、入口チャネル１３ｉ’と、ディスク（図示せず）に設けた溝と、ピストンチャンバチャネル１３ｐ’を通過して、ピストンハウジング１’が作動して流体ポンプ装置の円形部分６ａから離れるピストン２’に沿って移動するとき（ピストンインストローク）に、ピストンチャンバを満たす。一方で、この流体は、ピストンチャンバから、ピストンチャンバチャネル１３ｐ’と、溝と、出口チャネル１３ｏ’を通って、ピストンハウジング１’がピストン２’に沿って流体ポンプ装置の円形部分６ａへ移動するとき（ピストンアウトストローク）に、出口ポート１０ｏ’の外へ放出される。このポンプは、もちろん逆に作動するように構成されている。このように、上述の実施例の入口ポートと出口ポートは、ポンプの駆動が１８０°ずれたときに、それぞれ、出口ポートと、入口ポートになる。
【００３８】
第２実施例
図２５乃至３１は、本発明の第２実施例の流体送達システムを示す。この流体送達システムは、本発明の第１実施例で述べた駆動システムの案内素子を用いて分注するように有利に設計されており、サイズを最小化すると共に製造プロセスを簡単にするようにしている。
【００３９】
この目的のために、流体ポンプデバイスは、下側及び上側部分を具える。図２７に示す下側部分は、内部に前後に移動可能にピストン１０２を装着した中空筒状ハウジング１０１（ピストンチャンバ）と、バルブベース部材として見ることができるガスケット１０７の形でシール素子を受けるように構成した上側表面と、を具える。ピストン１０２の両横側部に配置した２つの筒状突出部１２０、１２０’は、ハウジング１０１の両横側部に配置した半円筒状案内手段１３０、１３０’に沿って摺動可能に装着されており、ピストン１０２は、単一平面内の往復直線運動によって作動し得る。ガスケット１０７は、環状矩形（又はＯ−型）入口キャビティ１１１ｉと出口キャビティ１１１ｏを規定するように形成されている。これらのキャビティは、入口チャネル１１３ｉと出口チャネル１１３ｏ（図２９）によって入口ポート１１０ｉと出口ポート１１０ｏに連結されており、ほぼＴ字型のピストンチャンバキャビティ１１１ｐが、ピストンチャンバチャネル１１３ｐによってピストンチャンバに連結されている（図３１）。入口キャビティ１１１ｉと出口キャビティ１１１ｏは、ピストンの移動に直交する方向に延びる共通の縦軸に沿って互いに隣り合って配置されており、チャンバキャビティ１１１ｐは、入口キャビティ１１１ｉと出口キャビティ１１１ｏの一方の横側部近傍に直線部分を有するように構成されている。
【００４０】
図３１を参照すると、流体ポンプ装置のピストンチャンバは、２つの異なる直径Ｄ１、Ｄ２を有する第１及び第２の軸上延在部Ｌ１、Ｌ２を有する。ピストン１０２の周りに第１のＯ−リング１４０と第２のＯ−リング１４０’が配置されており、ポンプサイクルの間に第１及び第２の軸上延在部Ｌ１、Ｌ２に沿ってそれぞれ移動する。従って、ピストンチャンバの体積は、「（（Ｄ１−Ｄ２）／２）２×π×Ｌ」の式で与えられる。ここで、Ｌはピストンストロークの長さである。従って、この体積は、本発明の第１実施例で述べた流体送達システムのピストンチャンバの全径によって与えられるピストンチャンバの体積より小さい。従って、より小さいボーラス投与量を送達して、流体送達システムの精度を上げることができる。
【００４１】
図２７に示すように、流体ポンプ装置の上側部分１０９（以下、バルブ切り替え素子という）は、直線溝１１４を有する平坦な底面を具える。この平坦な底面は、流体ポンプ装置の下側部分のガスケット１０７に接触するように装着されている。バルブ切り替え素子１０９は、ピストンの移動に直交する方向における往復直線運動によって作動し、Ｏ字型の入口キャビティと出口キャビティの縦軸に沿って前後に移動するときに、溝１１４の一部がピストンチャンバキャビティ１１１ｐの上方に部分的に延在し、溝１１４のその他の部分は、Ｏ字型の入口キャビティ１１１ｉと出口キャビティ１１１ｏの上方に延在する。
【００４２】
図２５は、ピストン１０２とバルブ切り替え素子１０９とを往復直線運動させるように構成した駆動システムを示す。この駆動システムは、モータ１６９’の回転シャフト１６９の周りに装着した回転可能な素子１６８を具える。第２のシャフト１７０は、回転可能な素子１６８に偏心して装着されて縦方向に延在しており、流体ポンプ装置のピストン１０２とバルブ切り替え素子１０９の一部を形成している２つの重なり合った案内素子１７２と１７２’のほぼ矩形の開口１７１と１７１’を通って突出するように構成されている。２つの矩形開口１７１，１７１’の２本の縦軸は、互いに直交しており、従って、第２のシャフト１７０の回転が案内素子１７２を作動させて、ピストンのインストロークとアウトストロークを作り、案内素子１７２’を作動させて、バルブ切り替え素子１０９をピストンの動きに直交する方向に移動させる。
【００４３】
更に詳細には、第１のボールベアリングアッセンブリ１７３が第２の軸１７０の周りに取り付けられて、ピストン案内素子１７２の開口１７１の外郭の一部に対して載置されており、第２のボールベアリングアッセンブリ１７４がこのシャフト１７０の周りに取り付けられて、バルブ切り替え案内素子１７２’の開口１７１’の外郭の一部に対して載置されている。偏心シャフト１７２の回転によって、ボールベアリング１７３がピストン案内素子１７２の開口１７１の外郭全体に沿って移動すると、ピストン１０２に対して往復直線運動が生じ、ボールベアリング１７４がバルブ切り替え案内素子１７２’の開口１７１’の外郭全体に沿って移動するときに、流体ポンプ装置のバルブ切り替え素子１０９を、縦方向の往復直線運動をさせる。
【００４４】
上述の実施例の動作中、ピストンのインストロークの間、バルブ切り替え素子１０９の直線溝１１４が入口キャビティ１１１ｉとピストンチャンバキャビティ１１１ｐの両方に隣接するガスケット１０７の一部に沿って動くと、ピストンチャンバが流体ポンプ装置の入口ポート１１０ｉに連結される。これによって、これらのキャビティ１１１ｉと１１１ｐとの間に漏れを生じさせる第１の連通路ができて、入口チャネル１１３ｉと、入口キャビティ１１１ｉと、矩形溝１１４と、ピストンチャンバキャビティ１１１ｐと、ピストンチャンバチャネル１１３ｐを通って入口ポート１１０ｉから流体が吸引され、ピストンチャンバを満たす。ピストンのアウトストロークの間には、バルブ切り替え素子１０９の矩形溝１１４が、出口キャビティ１１１ｏとピストンチャンバキャビティ１１１ｐの双方近傍にあるガスケット１０７の一部に沿って更に移動するので、ピストンチャンバが、流体ポンプ装置の出口ポート１１０ｏに連結され、これによって、キャビティ１１１ｏと１１１ｐの間に漏れを生じさせる第２の連通路ができ、ピストンチャンバから、ピストンチャンバチャネル１１３ｐ、ピストンチャンバキャビティ１１１ｐ、矩形溝１１４、出口キャビティ１１１ｏ、及び出口チャネル１１３ｏを通って、出口ポート１１０ｏの外へ流体が放出される。
【００４５】
流体ポンプ装置の下側部分は、射出成型法によって作ることができる。この方法は：（ａ）実質的に硬質素子を形成することができる成型用プラスチック材料をモールドキャビティアッセンブリに注入して、下側部分のベースを得るステップと；（ｂ）ベース部材が装着される前記ベースの上側部分にシールモールドマトリックスを配置するステップであって、このシールモールドマトリックスがガスケット１０７の形状を再生する設計であるステップと；（ｃ）このマトリックスの中に成型可能なゴム弾性部材を流動状態で注入するステップであって、このゴム弾性部材が、ベースの上側部分に接着しつつモールドマトリックス中で重合するステップと；を具える。
【００４６】
ガスケット１０７は、別の射出成型法によっても得ることができ、流体ポンプ装置の下側部分の上側表面に設けた対応する溝の上に加える。
【００４７】
第３実施例
図３２乃至３９は、本発明の第３実施例に係る流体送達システムを示す。このシステムは、中空円筒型ハウジング２０１を具えており、このハウジングは、バルブホルダ２０７を受けて（図３８及び３９）、往復直線及び角運動によって動作可能に構成されている。ピストン２０２は、中空円筒型ハウジング２０１内に軸方向に装着されており、バルブホルダ２０７の対応する中空円筒チャンバ２０１’内に突出している。図３９に示すように、ガスケット２０７’は、バルブホルダ２０７の筒状部分の外側表面に配置されており、Ｏ型入口キャビティ２１１ｉと出口キャビティ２１１ｏ、及び矩形ピストンチャンバキャビティ２１１ｐを規定するように構成されている。入口キャビティ２１１ｉと、出口キャビティ２１１ｏは、互いに隣接して、ピストンチャンバキャビティ２１１ｐに整列している。入口キャビティ２１１ｉと出口キャビティ２１１ｏは、それぞれ、入口開口２１２ｉと出口開口２１２ｏを具え、これらの開口は、それぞれ、入口チャネル２１３ｉと出口チャネル２１３ｏによって流体送達システムの入口ポート２１０ｉと出口ポート２１０ｏに連結されており（図３５）、ピストンチャンバキャビティ２１１ｐは、ピストンチャンバチャネル２１３ｐによってピストンチャンバに連結されている（図３７）。矩形溝２１４がポンプハウジング２０１の内側表面に配置されており（図３８）、この溝２１４の一部がピストンチャンバキャビティ２１１ｐの上方に延在し、溝２１４のその他の部分は、筒型ハウジング２０１がその回転軸の周りを前後に回転するときに、入口キャビティ２１１ｉと出口キャビティ２１１ｏの上方に代替的に延在する。
【００４８】
筒状ハウジング２０１の往復直線及び角運動は駆動システムによって行われる。このシステムは、モータ２９１’に偏心して装着されており、その周りに第１及び第２のボールベアリング２９２、２９３が取り付けられているシャフト２９１を具える（図３７）。この偏心シャフト２９１は、ポンプハウジング２０１に連結された案内素子２８２のほぼ正方形の開口を通って延在している。この案内素子２８２は、ピストン軸と軸方向にバランスしておらず、ポンプサイクル中に、第１のボールベアリング２９２がハウジング２０１をその回転軸を中心に揺動させ、第２のボールベアリング２９３がハウジング２０１を往復直線運動させて、ピストンのインストロークとアウトストロークを作る。
【００４９】
ポンプサイクル中の図３２乃至３９の流体送達システムの様々なシーケンスについて以下に詳細に説明する。
【００５０】
偏心シャフト２９１の第１のボールベアリング２９２は、シャフト２９１が９０°回転するときに、案内素子２８２の内側輪郭の第１の部分に沿って移動し（図３２）、これによって、筒型ハウジング２０１を回転させ、直線溝２１４が入口キャビティ２１１ｉ近傍のガスケット２０７’の一部の上に延在し、ピストンチャンバキャビティ２１１ｐが、キャビティ２１１ｉと２１１ｐとの間に漏れを生じさせる第１の連通路を作る。次いで、偏心シャフト２９１が更に回転すると、第２のボールベアリング２９３が案内素子２８２の突出部２９４と接触する。次いで、第２のボールベアリング２９３が案内素子突出部２９４を押すと、ピストンのインストロークが生じ、流体送達システムの入口ポート２１０ｉから、入口チャネル２１３ｉ（図３５）と、入口キャビティ２１１ｉと、直線溝２１４と、ピストンチャンバキャビティ２１１ｐと、ピストンチャンバチャネル２１３ｐを通って、流体が吸引されて、ピストンチャンバを満たす。ピストン２０２がインストロークの終わりに達すると、第１のボールベアリング２９２が、第１の部分の反対側にある案内素子２８２の内側輪郭の第２の部分に沿って移動して、これによって、ポンプハウジング２０１を反対方向に回転させ、直線溝２１４が出口キャビティ２１１ｏに隣接するガスケット２０７’の一部の上に延在すると共に、流体送達システムのピストンチャンバキャビティ２１１ｐが、これらキャビティ２１１ｏと２１１ｐとの間に漏れを生じさせる第２の連通路を作る。次いで、偏心シャフト２９１が更に回転すると、第２のボールベアリング２９３が筒状ハウジング２０１の横側部と接触する。次いで、第２のボールベアリング２９３がハウジング２０１の横側部を押すとピストンのアウトストロークが生じ、ピストンチャンバから、ピストンチャンバチャネル２１３ｐと、ピストンチャンバキャビティ２１１ｐと、直線溝２１４と、出口キャビティ２１１ｏと、出口チャネル２１３ｏを通って、流体送達システムの出口ポート２１０ｏから流体が放出される。
【００５１】
変形例によれば、上述の第２及び第３実施例は、第２のピストンチャンバを具えるように構成しても良い。この目的のために、本発明の第２又は第３実施例の１つと同様の第２の流体ポンプ装置を対応する第１の流体ポンプ装置に連結して、中心面に対して対称に配置する。この構成では、第１及び第２のピストンとバルブシステムが第２又は第３実施例で述べたような１又は２の共通の案内素子によって案内され、第１のピストンインストロークの間に特定量の流体が第１のピストンチャンバに吸引され、第２のピストンアウトストロークの間に同量の流体が第２のピストンチャンバから放出される。
【００５２】
第４実施例
図４０乃至４７に示す本発明の第４実施例によると、実質的に流体が連続的に流れるように設計されている。この流体送達システムは、好ましくは使い捨ての流体ポンプ装置を具えており、この装置は、ハウジング３０１の縦軸に沿って互いに対向して配置した第１及び第２のチャンバ３０１ａ、３０１ｂを有する筒状ハウジング３０１を具える（図４０及び４５）。第１及び第２のピストン３０２、３０２’は、第１及び第２のピストンチャンバ内で前後に移動可能に装着されている。
【００５３】
図４１に示すように、流体ポンプ装置の底部が、ほぼ平坦な底面を有する筒状凹部３０６を具えており、この底面に対してガスケット３０７の形のシール素子（図４２）が接着されている。このガスケット３０７は、３つの同心リング、すなわち、内側リング３０７ａ、中央リング３０７ｂ、外側リング３０７ｃを具える。内側及び中央リング３０７ａ、３０７ｂは、対向する第１及び第２のシーリング部３０８、３０８’によって互いに連結されている。ガスケット３０７は更に、外側リング３０７ｃを中央リング３０７ｂと共に保持する、２つの取り付け手段３０８ａ、３０８ａ’を具えている。ディスク形状のバルブ切り替え素子３０９が、バルブベース部材であるガスケット３０７に回転可能に装着されている。
【００５４】
図４７ｂのＢ−Ｂ線線に沿った断面図に示すように、内側リング３０７ａは、第１のピストン部材３１１ｐを規定しており、ディスク３０９の回転軸に対して対称に配置されたアーチ状入口キャビティ３１１ｉと出口キャビティ３１１ｏは、内側リング３０７ａと中央リング３０７ｂ、及び２つのシーリング部３０８、３０８’によって規定されている。環状の第２ピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’は、更に、中央リング３０７ｂと外側リング３０７ｃによって規定されている。
【００５５】
図４１を参照すると、筒状溝３０６は、その底面に入口キャビティ３１１ｉと出口キャビティ３１１ｏ内にそれぞれ配置された入口開口３１２ｉと出口開口３１２ｏと、第１のピストンチャンバキャビティ３１１ｐと第２のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’内に配置された第１のピストンチャンバ開口３１２ｐと第２のピストンチャンバ開口３１２ｐ’を具える。内側及び外側開口３１２ｉと３１２ｏは、それぞれ、入口チャネル３１３ｉによって入口ポート３１０ｉに、出口チャネル３１３ｏによって出口ポート３１０ｏに流体連通しており（図４６）、第１及び第２のピストンチャンバ開口３１２ｐと３１２ｐ’は、第１及び第２のピストンチャンバチャネル３１３ｐと３１３ｐ’によって、第１及び第２のピストンチャンバ３０１ａと３０１ｂに流体連通している（図４５）。
【００５６】
図４２を参照すると、ディスク３０９は第１及び第２の同一の直線溝３１４、３１４’を具えており、これらの溝はディスクの直径の２つのセグメントに沿って延在している。ディスク３０９がガスケット３０７に対して回転可能に装着されている場合、第１の直線溝３１４は、ディスク３０９の回転軸近傍にあり、ガスケット内側リング３０７ａの両側部に半径方向に延在するように配置されておおり、一方、第２の直線溝３１４’は、ディスク３０９の周縁近傍にあり、ガスケットの中央リング３０７ｂの両側部に半径方向に延在するように配置されている。
【００５７】
図４５に示すように、本実施例による流体ポンプ装置の駆動システムは、モータ３１７の回転軸３１６を受けるように構成された下側部分を有するＵ字型支持構造３１５を具える。第１の回転可能な素子３１８は、シャフト３１６と同軸に装着されており、第１のボールベアリングアッセンブリ３１９によって横方向に固定されている。第２のシャフト３２０の下側部分は、回転可能な素子３１８に偏心して固定的に装着されており、Ｕ字型摺動トレイ３２２（図４７ａのＣ−Ｃ線に沿った断面図）の矩形開口３２１を通ってこの素子から垂直に延在し、その上側部分は第２の回転可能な素子３２３（図４５）に偏心して連結されている。ここで、第２の回転可能な素子３２３は第１の回転可能な素子３１８に軸方向において整列しており、流体ポンプ装置のハウジング３０１が固定されている支持ピース３４０の上に装着した第２のボールベアリングアッセンブリ３２４によって横方向に固定されている。
【００５８】
ディスク３０９は第２の回転可能な素子３２３の上に固定されており、速度を制御して、ポンプサイクルの間に３６０°連続的に回転している。従って、第１及び第２の矩形溝３１４、３１４’は、ポンプサイクルの間に各ガスケットの内側リングと中央リング３０７ａ、３０７ｂの全周に沿って垂直方向に移動するように配置されている。
【００５９】
Ｕ字型摺動トレイ３２２は、Ｕ字型支持構造３１５上の往復直線運動によって動作可能に装置されている。この結果、図４３に示すように、一方のロッド３３４は、支持構造３１５の一方の横側部３１５ａから垂直方向に突出して、トレイ３２２の一方の側部に配置した対応するリニアベアリング３３４ａを通って支持ピース３４０の一方の横側部に固定されるよう延在している。ロッド対３３４’は、互いに平行に装着されており、支持構造３１５の他方の横側部３１５ｂから垂直方向に突出して、摺動トレイ３２２の他方の側部に配置した２つの対応するリニアベアリング３３４ａ’を通って支持ピース３４０の別の横側部に固定されるように延在している。
【００６０】
摺動トレイ３２２の往復直線運動は、トレイ３２２の矩形開口３２１内の偏心シャフト３２０の周りに取り付けたボールベアリングアッセンブリ３３０によって行われる（図４７ａのＣ−Ｃ線に沿った断面図）。第１及び第２のピストン駆動シャフト３３１、３３１’は、各横側部近傍で摺動トレイ３２２から垂直方向に突出し、第１及び第２のピストン３０２、３０２’の頭部３０２ａ、３０２ａ’を通って延在するように配置され、各チャンバ３０１ａ、３０１ｂ内のピストンを往復直線運動させている（図４５）。
【００６１】
ポンプサイクルの主段階を実行するときの本発明の第４実施例の流体送達システムを特に図４７ａ乃至４７ｄを参照して詳細に説明する。
【００６２】
図４７ａとそれに対応する断面図（図４７ａ’）では、第１及び第２のピストン３０２、３０２’に実質的な動きがなく、バルブの切り替えが生じている、ポンプサイクルの開始直前の流体送達システムを示す。ポンプサイクルのこの段階では、摺動トレイ３２２がボールベアリングアッセンブリ３３０によって最も遠い横位置の１つへ押されており（図４７ａのＣ−Ｃ線に沿った断面図）、ディスク３０９の２本の直線溝３１４，３１４’の各々がガスケット３０７の２つのシーリング部分３０８、３０８’の各々のもとで半径方向に延在するように、角度を成して位置している（図４７ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図）。この構成では、第１及び第２のピストンチャンバが流体送達システムの入口ポート３１０ｉと出口ポート３１０ｏから全体的に密封されており、ディスク３０９が回転して、第１及び第２の直線溝３１４、３１４’がガスケット３０７の２つのシーリング部３０８、３０８’の各々の一方の側部から他方の側部へ移動して、このとき、第１の矩形溝３１４によって第１のピストンチャンバキャビティ３１１ｐとアーチ状の入口キャビティ３１１ｉとの間に漏れを生じさせる。一方、第２の矩形溝３１４’によって、第２のピストチャンバキャビティ３１１ｐ’とアーチ状出口キャビティ３１１ｏとの間に漏れが生じる。この結果、第１のピストンチャンバ３０１が流体送達システムの入口ポート３１０ｉと常に流体連通し、第２のピストンチャンバ３０１’は、このシステムの入口ポート３１０ｉに常に流体連通する。
【００６３】
この瞬間から、偏心して回転するボールベアリングアッセンブリ３３０が、矩形開口３２１の境界に接触し、摺動トレイ３２２を前に押して、第１のピストン駆動シャフト３３１と第２のピストン駆動シャフト３３１’によって、第１ピストン３０２のインストロークと、第２ピストン３０２’のアウトストロークが生じる（図４７ｂのＡ−Ａ線に沿った断面図）。このポンプ段階では、ディスク３０９が約１５０°回転して、これによって、アーチ型入口キャビティ３１１ｉと第１のピストンチャンバキャビティ３１１ｐの両方に隣接するガスケットの内側リング３０７ａに沿って第１の矩形溝３１４が移動して、第２のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’とアーチ型出口キャビティ３１１ｏの両方に隣接するガスケットの中央リング３０７ｂ（図４７ｂのＢ−Ｂ線に沿った断面図）に沿って第２の矩形溝３１４’が移動する。従って、予め規定した量の流体が、第１のピストン３０２のインストロークでは、入口ポート３１０ｉから、内側チャネル３１３ｉ、角度入口キャビティ３１１ｉ、第１の矩形溝３１４、第１のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ、及び第１のピストンチャンバチャネル３１３ｐを通って、第１のピストンチャンバ３０１ａを満たし、第２のピストン３０２’のアウトストロークでは、同量の流体が、第２のピストンチャンバ３０１ｂから、第２のピストンチャンバチャネル３１３ｐ’と、第２のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’と、第２の矩形溝３１４’と、角度出口キャビティ３１１ｏと、出口チャネル３１３ｏを通って、出口ポート３１０ｏへ放出される。
【００６４】
図４７ｃとそれに対応する断面図（図４７ｃ’）は、バルブの切り替えが生じるときの、第１のピストン３０２と第２のピストン３０２’のそれぞれのインストロークとアウトストロークの終端における流体送達システムを示す。
【００６５】
ポンプサイクルのこの段階では、摺動トレイ３２２はボールベアリングアッセンブリ３３０によって他方の最も遠い横位置へ押され（図４７ｃのＣ−Ｃ線に沿った断面図）、ディスク３０９の２つの矩形溝３１４、３１４’のそれぞれが角度を成して配置され、ガスケット３０７の２つのシーリング部分３０８、３０８’の下で半径方向に延在している（図４７ｃのＢ−Ｂ線に沿った断面図）。この構成では、第１のピストンチャンバ３０１ａと第２のピストンチャンバ３０１ｂが、流体送達システムの入口ポート３１０ｉと出口ポート３１０ｏから全体的に密封されており、ディスク３０９が回転して、ガスケット３０７の２つのシーリング部分３０８、３０８’の各々の一方の側部から他方の側部へ、第１及び第２の矩形溝３１４、３１４’を移動させる。このとき、第１の矩形溝３１４が、第１のピストンチャンバキャビティ３１１ｐと角度出口キャビティ３１１ｏとの間に漏れを作り、第２の矩形溝３１４’が、第２のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’と角度入口キャビティ３１１ｉとの間に漏れを作る。この結果、第１のピストンチャンバ３０１ａは、流体送達システムの出口ポート３１０ｏと常に流体連結しており、第２のピストンチャンバ３０１’は、このシステムの入口ポート３１０ｉと常に流体連結している。
【００６６】
この瞬間から、偏心して回転するボールベアリングアッセンブリ３３０は、矩形開口３２１の境界に接触し摺動トレイ３２２を前方向に押して（図４７ｄのＣ−Ｃ線に沿った断面図）、第１及び第２のピストン駆動シャフト３３１、３３１’（図４７ｄのＡ−Ａ線に沿った断面図）によって第１のピストン３０２のアウトストロークと第２のピストン３０２’のインストロークができる。このポンプ段階においては、ディスク３０９が更に、約１５０°回転して、これによって、第１の矩形溝３１４が、角度出口キャビティ３１１ｏとの間にと第１のピストンチャンバキャビティ３１１ｐの両方に隣接するガスケット内側リング３０７ａの一部に沿って移動し、第２の矩形溝３１４’が、第２のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’と角度入口キャビティ３１１ｉの両方に隣接するガスケット中央リング３０７ｂの一部に沿って移動する（図４７ｄのＢ−Ｂ線に沿った断面図）。従って、流体は、第１のピストン３０２のアウトストロークの間は、流体送達システムの第１のピストンチャンバ３０１ａから、第１のピストンチャンバチャネル３１３ｐと、第１のピストンチャンバチャネル３１１ｐと、第１の矩形溝３１４と、角度出口キャビティ３１１ｏと、出口チャネル３１３ｏを通って、出口ポート３１０ｏに放出され、第２のピストン３０２’のインストロークの間は、同量の流体が流体送達システムの入口ポート３１０ｉから、入口チャネル３１３ｉ、角度入口キャビティ３１１ｉ、第２の矩形溝３１４’、第２のピストンチャンバキャビティ３１１ｐ’、及び第２のピストンチャンバチャネル３１３ｐ’を通って、第２のピストンチャンバ３０１ｂを満たす。従って、本発明の第４実施例による流体送達システムは、ほぼ連続的な流体フローを送達することができる。
【００６７】
第５実施例
本発明の第５実施例によれば、流体送達システムは、図４８に概要を示すバルブシステムを具える。このバルブシステムは、ディスクを有しており（図示せず）、このディスクは、直線溝４１４を具える。このディスクは、１８０°の角度を、双方向に角度移動することによって作動するようにガスケット４０７の上に装着されている。ガスケット４０７は、ピストンチャンバ４０１に接続された内側半リング型キャビティ４１１ｐと、当該内側半リング型キャビティ４１１ｐに隣接し、シーリング部４０８によって２つの等しい角度の入口キャビティ４１１ｉと出口キャビティ４１１ｏに分けられる、外側半リング型部分を規定するように構成されている。これらのキャビティ４１１ｉ、４１１ｏは、それぞれ、流体送達システムの入口ポート４１０ｉと出口ポート４１０ｏに接続されている。直線溝４１４は、回転可能なディスクの上に配置されており、ピストンのインストロークの間は、角度入口キャビティ４１１ｉと半リング型キャビティ４１１ｐに隣接するガスケット４０７の一部に沿って移動して、この上に半径方向に延在し、これによって、キャビティ４１１ｉと４１１ｐとの間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、ピストンのインストロークの間は流体が入口ポート４１０ｉを通ってピストンチャンバ４０１に吸引され、一方、矩形溝４１４が角度出口キャビティ４１１ｏと半リング型キャビティ４１１ｐに隣接するガスケット４０７の一部に沿って移動して、この上を半径方向に延在し、これによって、キャビティ４１１ｏ、４１１ｐの間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、ピストンのアウトストロークの間に出口ポート４１０ｏを通ってピストンチャンバ４０１から流体が放出される。
【００６８】
第６実施例
本発明の第６実施例によると、流体送達システムは、図４９に概略を示すバルブシステムを具える。このバルブシステムは、角度セクタ形状の溝５１４を有するディスク（図示せず）を具える。ディスクは、ガスケット５０７の上に回転可能に装着されており、一方向の角度移動によって作動する。ガスケット５０７は、正反対の２つの同一角度セクタ形状のキャビティ５１１ｉ、５１１ｏ（以下、入口キャビティと出口キャビティという）を規定する形状をしており、それぞれ、流体送達システムの入口ポート５１０ｉと出口ポート５１０ｏに連結されている。一方、別の正反対の２つのキャビティ５１１ｐ（もう一方は、溝５１４に隠されている）が、ピストンチャンバ５０１に連結されている（このキャビティは、以下、２つのピストンチャンバキャビティと言う）。溝５１４は回転可能なディスクの上に配置されており、ピストンのインストロークの間に入口キャビティ５１１ｉに隣接するガスケット５０７の一部と２つのピストンチャンバキャビティ５１１ｐの一方の上に移動し、これによってこのキャビティ間に漏れを生じさせる第１の連通路ができて、ピストンのインストロークの間にピストンチャンバ５０１に流体が吸引される。ピストンの  アウトストロークの間は、溝５１４が出口キャビティ５１１ｏに隣接するガスケット５０７の一部と２つのピストンチャンバキャビティ５１１ｐの他方の上に移動し、これによって、キャビティ間に漏れを生じさせる第２の連通路ができ、ピストンのアウトストロークの間にピストンチャンバ５０１から流体が放出される。
【００６９】
第７実施例
本発明の第７実施例によれば、流体送達システムは図５０に概略を示すバルブシステムを具える。このバルブシステムは、互いに約９０°の角度でずれた４本の矩形溝６１４を有するディスク（図示せず）を具える。このディスクは、ガスケット６０７の上に回転可能に装着されており、このガスケットは、流体送達システムの入口ポート６１０ｉと出口ポート６１０ｏにそれぞれ接続された第１の角度入口キャビティ６１１ｉと出口キャビティ６１１ｏを形成するように分割された外側リング型部と、ピストンチャンバ６０１ａ、６０１ｂ、６０１ｃ、６０１ｄに各々接続されている４つの角度ピストンチャンバキャビティ６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃ、６１１ｄに分割された中央リング型部分と、流体送達システムの入口ポート６１０ｉと出口ポート６１０ｏにそれぞれ接続された第２の角度入口キャビティ６１１ｉ’と出口キャビティ６１１ｏ’を形成するように分割された内側リング型部分と、を規定するように構成されている。
【００７０】
第８実施例
図５１乃至５５は、本発明の第８実施例による別のバルブ構成を有する流体ポンプ装置を示す。この流体ポンプ装置は、バルブベース部材として作用する筒状バルブホルダ７０７を受けるように設計された中空筒状ハウジング７０１を具える。ロータ７３０は、中空筒状ハウジング７０１に角移動を与える一方、筒状バルブホルダ７０７は静止したままであるように構成されている。ピストン７０２は、流体ポンプ装置の中空筒状ハウジング７０１内に軸方向に装着され、バルブホルダ７０７の対応する筒状チャンバ７０１’内に突出している。
【００７１】
図５３に特に示すように、筒状バルブホルダ７０７の外側表面にガスケット７０８が配置されており、バルブホルダ軸に対して互いに反対側にある入口キャビティ７１１ｉと出口キャビティ７１１ｏを規定し、好ましくはホルダ７０７の周りに１６５°延在するように構成されている。Ｏ−リング７０８’が筒状バルブホルダ７０７の全周に配置されており、ガスケット７０８の一部近傍にある環状キャビティ７１１ｐを規定している。この環状キャビティ７１１ｐは、以下、ピストンチャンバキャビティという。バルブホルダ７０７は、それぞれ、入口チャンバキャビティ７１１ｉ内、出口チャンバキャビティ７１１ｏ内、ピストンチャンバキャビティ７１１ｐ内に位置している、入口チャンバ開口７１２ｉと、出口ピストン開口７１２ｏと、ピストンチャンバ開口７１２ｐを具える。
【００７２】
入口キャビティ７１１ｉと出口キャビティ７１１ｏは、流体ポンプ装置の入口ポートと出口ポートに、入口チャネル７１３ｉと出口チャネル７１３ｏによってそれぞれ接続されており、ピストンチャンバキャビティ７１１ｐは、ピストンチャンバチャネル７１３ｐによってピストンチャンバ７０１’に連結されている（図５１）。
【００７３】
直線溝７１４は、ハウジング７０１（図５５）の内側表面に配置されており、溝７１４の一部がピストンチャンバキャビティ７１１ｐの上に部分的に延在して、溝７１４のその他の部分は、ハウジング７０１が３６０°回転してポンプサイクルが完了するときに、入口キャビティ７１１ｉと出口キャビティ７１１ｏの上に部分的に交互に延在する。
【００７４】
らせん面７５０が傾斜平面上の筒状バルブホルダ７０７の上側部分の周りに延在しており、流体ポンプ装置（図５５）のハウジング７０１内部に配置した案内突出部７４０に接触するように設計されている。ばね７３１は、ハウジング７０１の一端に装着されており（図５１）、ロータ７３０によってポンプハウジング７０１に角度移動が生じると、案内突出部７４０がらせん面７５０の全周に沿って移動して、ハウジングを往復直線運動させる。ばね７３１によって、案内突出部７４０は確実に常にらせん面７５０に接触し、筒状バルブホルダ７０２に対する中空筒状ハウジング７０１の正しい位置を保障する。
【００７５】
図５１乃至５５の流体ポンプ装置のポンプサイクルが行われる間の様々なシーケンスについて以下に述べる。ポンプサイクルの開始時点では、直線溝７１４が、ポンプハウジング７０１が回転すると入口キャビティ７１１ｉとピストンチャンバキャビティ７１１ｐの両方に隣接するガスケット７０８の一部に沿って移動するように配置されており、これによって、キャビティ７１１ｉと７１１ｐの間に漏れを生じさせる第１の連通路を作り、ハウジング７０１の突出部７４０がらせん面７５０の傾斜を上り、これによって、流体ポンプ装置のピストンのインストロークを作る。このピストンのインストロークの間に、流体は入口ポートから吸引され、入口チャネル７１３ｉ、入口キャビティ７１１ｉ、直線溝７１４、ピストンチャンバキャビティ７１１ｐ、及びピストンチャンバチャネル７１３ｐを通って、ピストンチャンバ７０１’を満たす。
【００７６】
ピストンのインストロークが終わる時点で、ポンプハウジング７０１の突出部７４０が傾斜を有していないらせん面７５０の一部に沿って移動し、バルブの切り替えが生じてもピストン７０２が移動しないようにする。次いで、直線溝７１４は、ポンプハウジング７０１が更に回転すると出口キャビティ７１１ｏとピストンチャンバキャビティ７１１ｐの両方に隣接するガスケット７０８の一部に沿って移動し、これによって、キャビティ７１１ｏとキャビティ７１１ｐの間に漏れを生じさせる第２の連通路を作り、ハウジング７０１の突出部７４０がらせん面７５０の傾斜を下って、これによって、流体ポンプ装置のピストンのアウトストロークを作る。ピストンのアウトストロークの間に、ピストンチャンバ７０１’から流体が開放され、ピストンチャンバチャネル７１３ｐ、ピストンチャンバキャビティ７１１ｐ、直線溝７１４、出口キャビティ７１１ｏ、出口チャネル７１３ｏを通って、流体ポンプ装置の出口ポートから放出される。
【００７７】
直線溝７１４は、ポンプサイクルの間に、ピストンチャンバキャビティ７１１ｐと入口キャビティ７１１ｉと出口キャビティ７１１ｏの両方の上を連続して移動するのに十分に長く形成されている。変形例では、流体ポンプ装置をピストンチャンバキャビティと入口及び出口キャビティ近傍の部分を有するように変形して、ポンプサイクルの間に直線溝７１４の往復直線及び角度移動をその部分が通るようにしても良い。
【００７８】
一方で、図５６乃至５８に示すように、流体ポンプ装置を変形して、インストロークの間にピストン７０２に加わった線形速度をポンプが必要な流体タイプに適用するように変形することができる。この構成では、入口キャビティ７１１ｉが好ましくは２８０°乃至３２０°の角度で筒状バルブホルダ７０７の周囲に延在しており、出口キャビティ７１０ｏは、好ましくは１０°乃至６０°の角度でこのバルブホルダの周囲に延在している。らせん面７５０は、２８０°乃至３２０°の正の勾配と、１０°乃至６０°の負の勾配７５１を持ち、案内突出部分７４０が負の勾配に沿って動くと、最大ピストンアウトストロークが生じる。このように、ポンプチャンバはゆっくりと満杯になり、空洞化現象を防止することができる。このポンプは、時計方向及び反時計方向に作動して、ポンプチャンバがゆっくり（２８０°まで）と、あるいは急速に（４０°まで）満杯になり空になるように設計されている。
【００７９】
入口及び出口キャビティ７１１ｉ、７１１ｏのサイズ、並びにらせん面のプロファイルは、筒状ハウジング７０１を１°乃至３５０°に回転させることによってピストンチャンバが満杯になるように構成することができる。
【００８０】
筒型バルブホルダ７０７のらせん面７５０又は流体ポンプ装置の別の部分に歯を付けて、筒型ハウジング７０１が爪で容易に軸上の位置に維持され、手動での駆動に適するようにすることができる。
【００８１】
第９実施例
本発明の第９実施例によれば、流体ポンプ装置は、シール素子がバルブ切り替え素子の一部であり、バルブベース部材が、流体ポンプ装置の入口および出口ポートと、ピストンチャンバにそれぞれ連結されている、入口、出口、及びピストンチャンバ開口を具えるバルブシステムを具える。
【００８２】
図５９は、この特別な実施例による流体ポンプ装置のバルブシステムを示す図であり、ここで、シール素子８０７’はディスク８０９に外側被覆されている。ディスク８０９は、中心に円形開口を具えており、ディスク８０９は筒状溝８０７内部に軸方向に装着されたシャフト８２０の周りに回転可能に配置されている。このシャフトは、入口開口８１２ｉ、出口開口８１２ｏ、ピストンチャンバ開口８１２ｐを具える平坦な基板を有する。入口開口８１２ｉと出口開口８１２ｏは、好ましくは反対側にあり、溝８０７の外周近傍に位置しているが、ピストンチャンバ開口８１２ｐは、ディスク８０９が回転可能に装着されているシャフト８２０の隣に位置している。シール素子８０７’は、シャフト８２０の外周において筒状ベースと接触するように配置された環状部分８１４ａを有する溝８１４と、ディスク８０９の周縁部近傍のアーチ型部分８１４ｂを規定する形状を有する。この溝のアーチ型部分８１４ｂは、ディスク８０９の回転軸に対して曲がっており、約１５０°の角度に延在している。溝８１４の環状部分８１４ａとアーチ型部分８１４ｂは、半径方向の溝８１４ｃによって互いに流体連通している。
【００８３】
上述の実施例の作動中は、アーチ型溝８１４ｂの一方の端部が入口開口８１２ｉと重なっており、ポンプサイクルの開始時に入口開口８１２ｉとピストンチャンバ開口８１２ｐとの間に漏れを生じさせる第１の連通路を作る。従って、ピストンのインストロークの間に、ディスク８０９が約１５０°回転すると、流体はポンプ装置の入口ポートから、アーチ型溝８１４ｂの一部、半径方向の溝８１４ｃ、環状溝８１４ａの一部を通って、ピストンチャンバへ吸引される。ピストンのインストロークの最後に入口開口８１２ｉが密封されて、ディスク８０９が更に回転するとアーチ型溝８１４ｂの一方の端部が出口開口８１２ｏと重なって、ピストンチャンバ開口８１２ｐと出口開口８１２ｏの間に漏れを生じさせる第２の流通路を作る。従って、ピストンのアウトストロークの間にディスク８０９が更に約１５０°まで回転すると、流体は、ピストンチャンバから、環状溝８１４ａの一部、半径方向の溝８１４ｃ、及びアーチ型溝８１４ｂの一部を通って、流体ポンプ装置の出口ポートから放出される。
【００８４】
第１０実施例
図６０乃至６７は、本発明の第１０実施例による、異なる流体を混合するように設計された流体送達システムを示す図である。このシステムは、第１及び第２のピストンハウジング９０１ａ、９０１ｂ（図６６）内で作動するように構成された第１及び第２のピストン９０２、９０２’と、複数のポート９２１、９２２、９２３、９２０、９２０’、９２６、９２５及び９２４（図６５）を具える流体ポンプ装置を含む。これらは、第１及び第２のピストン９０２、９０２’のインストロークとアウトストロークの間に、それぞれ、第１及び第２のピストンチャンバ９０１、９０１’に連通する。この流体送達システムは、従って、タイプが異なる流体に接続された所望の入口ポートを有するように構成されている。この特別な実施例では、流体送達システムは、タイプの異なる流体に接続された６つの入口ポート９２１、９２２、９２３、９２４、９２５及び９２６と、２つの出口ポート９２０、９２０’を有するように構成されている（図６０）。
【００８５】
流体送達システムの入口ポートと出口ポートの選択は、ピストンチャンバ９０１’に各々対向する各ピストンハウジング９０１ａ、９０１ｂの一方の端部に装着された２つのバルブシステム９００ａによって行われる（図６４）。図６７に示すように、各バルブシステムは、ピストン軸に沿って円形のほぼ平坦面９０７から突出するシャフト９３０上に回転可能に装着されたディスク９０９の形のバルブ切り替え素子を具える。この円形面９０７を、以下バルブベース部材と呼ぶ。この面は、バルブベース部材９０７の周縁近傍に円形パターンで配置された６つの入口開口９１２ｉと、２つの出口開口９１２ｏを具える。図６５に示すように、各バルブシステムの６つの入口開口９１２ｉの各々は、対応する入り口ポート９２１、９２２、９２３、９２４、９２５及び９２６に、相互入口チャネル９１３ｉによって接続されており、各バルブシステムの２つの出口開口９１２ｏの各々は、対応する出口ポート９２０、９２０’に相互出口チャネル９１３ｏによって接続されている。各バルブシステムのバルブベースチャンバ９０７は、更に、ピストンチャンバに流体連通する８つのピストンチャンバ開口９１２ｐを具える（図６５）。
【００８６】
図６７に示すように、Ｏ−リング９０７’の形をとる流体シール素子が、バルブベース部材９０７の入口開口９１２ｉと出口開口９１２ｏの上にそれぞれ取り付けられており、バルブ部材９０７に接触するディスク９０９の表面は、８つの入口及び出口開口９１２ｉ、９１２ｏの１つと、対応するピストンチャンバ開口９１２ｐとに重なるように配置された直線溝９１４を具える。
【００８７】
図６０に示すように、この２つのバルブシステムと第１及び第２のピストン９０２、９０２’は、２つの独立した駆動システム９５０、９６０によって駆動するように構成されている。バルブ駆動システム９５０は、バルブ駆動ディスク９５１に回転運動を与えるように構成されているシャフト９５０’を具える。このディスクはバルブ切り替え素子９０９の全径に亘って延在する対応する突出部９５２を受ける直線溝を有する（図６３）。２つのピストン９０２、９０２’の往復運動は、好ましくは、互いに反対であり、実質的に連続したフロー送達を確実なものにしている。このピストンは、好ましくは、ウォームねじ駆動システム又は油圧モータによって作動する。
【００８８】
上述の実施例の動作中は、バルブ切り替え素子９０９は、角度を成して作動し、６つの入口開口９１２ｉのうちの１つの上方に直線溝９１４を移動させて、ピストンチャンバ９０１’が所望の入口ポートに流体連結するようにする。その時点で、ピストンのインストロークの間に、当該入口ポートから、入口チャネル９１３ｉ、入口開口９１２ｉ、溝９１４、及び対応するピストンチャンバ開口９１２ｐを通り、ピストンチャンバ９０１’へ流体が吸引される。バルブ切り替え素子９０９がその駆動システムによって角度を成して作動し、６つの入口開口９１２ｉのうちの別の開口上方に溝９１４を移動させてピストンチャンバ９０１’を別の入口ポートに連結する間、ピストンをそのインストロークの工程のいずれかのポイントで固定することができ、その時、ピストンのインストロークの別の部分で、タイプが異なる流体をピストンチャンバに吸引することができる。バルブの切り替えは、ピストンのインストロークの間のいずれの時点でも最大５回まで行うことができ、所望の流体を混合することができる。ピストンのインストロークの最後に、バルブ切り替え素子９０９が駆動システムによって更に角度を成して作動し、２つの出口開口９１２ｏの一方の上方に溝９１４を移動させ、ピストンチャンバを２つの出口ポート９２０、９２０’の一方に流体連通させ、その時点で、ピストンチャンバ９０１’から、対応するピストン開口９１２ｐ、溝９１４、出口開口９１２ｏ、及び出口チャネル９１３ｏを通って、２つの出口ポート９２０、９２０’から流体を放出することができる（図６５）。
【００８９】
図６８に示すように、この実施例の変形例によると、各バルブシステムのバルブベース部材９０７に接触しているディスク９０９の表面は、ピストンチャンバ開口９１２ｐに重なって配置された見掛け上完全な円形の溝９１４を規定する流体シール素子９０７’を具える。この溝９１４は、更に、８つの入口開口９１２ｉと出口開口９１２ｏの１つのみと重なるように構成された半径方向の延在部９１４’を具える。この構成では、バルブベース部材９０７は、シール素子は有していない。
【００９０】
上述の流体送達システムは、互いに対向する２つのピストンを具えており、実質的に連続的な流体送達を確実なものにしているが、バルブシステムは、バルブベース部材と、一のピストンのみあるいは、２つ以上のピストンを具える流体送達システムに適用できるバルブ切り替え素子を具える。一方、バルブシステムは、バルブ切り替え素子にバルブベース部材に対する往復運動をさせることによって、いずれかの入口ポートを選択して、溝が対応する入口開口とピストンチャンバ開口に重なるようにすることができる。
【００９１】
いずれかの実施例で上述した流体送達システムは、有線又は無線でリモートコントロールユニット、又は携帯移動電話と通信して、送達システムによって放出される流体の量を制御するようにすることができる。このシステムは更に、圧力、力、温度、湿度あるいは空気センサなど、あるいは駆動システムに接続されたその他のタイプのセンサといったモニタ内部センサを具えていても良い。このようなセンサは、流体経路に直接又は間接的に連通させることができる。更に、流体送達システムは、有線又は無線で、グルコースセンサあるいは電子機器に情報を提供するその他のセンサなどの外部センサに接続して、例えば閉ループシステムでセンサによって測定したデータを伴って流体送達するようにしてもよい。この流体ポンプ装置の駆動システムと、リモートコントロールユニット間の通信プロトコルは、どのようなタイプのプロトコルであっても良い。駆動システムあるいは制御ユニットのいずれも、患者の入力又はセンサのデータに応じて流体送達を調整するようにプログラムすることができる。
【００９２】
バイブレータやラウドスピーカなどの追加の要素を流体ポンプ装置の駆動システムに組み込んで、流体ラインの詰まり、バッテリィ切れ、リザーバ内の薬剤のレベル低下、あるいは、患者に対してリスクとなり得る予め設定したレベルをセンサが検出した時の欠陥を含めて、ポンプのその他の作動欠陥に対するアラームを発するようにしても良い。
【００９３】
本発明のいくつかの実施例の本質的な特徴は、バルブベース部材に回転可能に装着され、好ましくはポンプサイクル中に３６０°回転するディスクであるバルブ切り替え素子にある。
【００９４】
本発明のその他の実施例の本質的な特徴は、バルブベース部材の入口及び出口キャビティが整列しており、入口キャビティと出口キャビティ各々の直線エッジが隣接している一方、ピストンチャンバキャビティが、入口及び出口キャビティの他方の直線エッジに隣接する一の直線エッジを有するように構成されていることにある。ここで、バルブ切り替え素子は、入口、出口、及びピストンチャンバキャビティ近傍にあるバルブ部材のエッジに沿って移動し、このエッジの上に延在するように構成された直線溝を有する。
【００９５】
本発明のいずれかの実施例による流体ポンプ装置のシール素子は、どのような種類のＯ−リング、及び／又は、どのようなガスケットであっても良い。一方、流体ポンプ装置のいずれの部品も、機械加工するか、あるいは射出成型法で得ることができる。流体ポンプ装置のピストン、ハウジング、あるいはバルブベース部材は、有利なことに、シール素子なしで弾性特性をもつ材料で一体的にモールドすることができる。このような一体的にモールドしたピースは、シール素子を必要とすることなく、セラミック部品をシーリングするのに広く用いられている。
【００９６】
本発明の様々な実施例で述べた流体送達システムは、特に、インスリンポンプとして使用するように適用されているが、必須の要素は、流体送達システムが別の分野で稼働するようにどのようなサイズにスケールアップしてもよい。例えば、広い範囲の流速を超えて作動する高圧抵抗流体送達システムを得ることができる。
【００９７】
様々な実施例の要素及び／又は特徴は、互いに組み合わせることができ、及び／又は、この開示と特許請求の範囲内で互いに対して置き換えるようにしても良い。例えば、第１実施例で述べたパッチポンプは、いずれの実施例のポンプを組み込むように構成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１８ａ】
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【図１９】
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【図２０−１】
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【図２０−２】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７−１】
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【図４７−２】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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