(57)【要約】【課題】低圧変化を制御及び調節するのには適し、最適な性能を与える自己出力型圧縮装置を提供する。【解決手段】本発明は、一般的には圧縮装置に関し、より詳しくは、空気流を用いて各スリーブの排気バルブを閉じ、スリーブを所定圧力になるまで空気で充填し、最後に、空気流を出口バルブに通してスリーブを収縮させるような方法に関する。こうして圧力勾配を得て、空気圧サイクル手段によって、心臓へ向かう方向のマッサージ運動を脚部に対して施す。バルブ内の磁力は、低圧の圧縮制御に唯一適合するものである。圧縮装置に用いられている磁力調節式バルブは、圧力を低圧から極低圧までに制御及び調節するのに適していて、可動な磁石部分と金属部分とから構成されており、両者の間には空気隙間が設けられる。自己出力型圧縮装置は、磁石部分と金属部分とを互いに離間させるように動かして、バルブ本体を通る空気のアクセスと圧力を制御すると共に、第１の空気チャンバには最も高い圧力が、最後の空気チャンバには最も低い圧力が、それぞれ得られるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己出力型圧縮装置であって、
足踏みポンプを備え、前記ポンプは、空気圧制御装置に接続されており、
足を踏む毎に、前記装置に大気が吸引され、
空気圧制御装置は、複数の膨張可能なスリーブを備え、それぞれの前記スリーブはバルブ本体に接続され、それぞれのバルブ本体は、圧縮空気源に接続されて膨張可能なスリーブへ圧縮空気を供給すべく、一組の入口磁気チェックバルブと出口排気バルブとを備え、
前記膨張可能なスリーブ内の圧力は、マッサージと健康促進に適した圧力が得られるように、磁気動作式のチェックバルブによって制御される、
ことを特徴とする自己出力型圧縮装置。
【請求項２】
磁気動作式のチェックバルブは、磁石部品と金属部品との間に働く磁力を用いて動作して、圧力レベルと装置内における伝達とを制御することを特徴とする請求項１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項３】
入口バルブをさらに備え、足を踏む毎に、スリーブ内の圧力が１〜１０００mmHgに達するまで、新たな大気が装置にもたらされることを特徴とする請求項１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項４】
ひとつの実施形態による磁気動作式のチェックバルブであって、このバルブが、
バルブ本体は、その片端にはオリフィスを備え、他端には磁気シリンダを備え、磁気シリンダはネジ部材を介してバルブ本体に取り付けられているような、上記バルブ本体と、
磁石リングに隣接して配置されたネジ部材と、
オリフィスと磁石リングとの間に配置され、バルブ本体の直径よりも大きな直径を有する金属ボールと、
を備えていることを特徴とする請求項３に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項５】
磁石リングと金属ボールとの間に働く磁力を、両者間の距離によって制御して、前記磁力によって、磁気動作式のバルブに取り付けられたスリーブの圧力を制御することを特徴とする請求項４に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項６】
磁気動作式のバルブは、磁石部品と金属部品との間に働く磁力の変化した、異なる形状、異なるサイズ、及び、異なる構造からなるグループから選択されることを特徴とする請求項５に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項７】
スリーブのまわりに巻き付けられた包帯をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項８】
包帯は、弾性素材又は非弾性素材を含む材料から作られていることを特徴とする請求項６に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項９】
包帯は、スリーブの外面の一部分になっていることを特徴とする請求項６に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１０】
包帯は、スリーブとは別々のものになっていることを特徴とする請求項６に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１１】
脚部と膨張可能なスリーブとの間に、換気手段をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１２】
換気手段は、孔が打ち抜かれた２枚の層を備え、一方の前記層が他方の前記層の上に配置され、空気が流れるように、両者の間に約１〜５mmの隙間を有していることを特徴とする請求項１０に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１３】
第２組のスリーブをさらに備え、前記スリーブは、第１組のスリーブと脚部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１４】
外部圧力源に接続するための手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１２に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１５】
放出された空気を装置に入れて再利用する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１６】
スリーブへの圧力の制御及び分配を行うと共に、シーケンシャルで間欠的な圧力サイクルを蓄積させる空気圧制御装置は、他のあらゆる空気圧源から独立して働くことを特徴とする請求項１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項１７】
圧縮空気を適用する方法であって、この方法が、
歩行によって、空気圧制御装置に大気を吸引する段階と、
圧力源からの圧縮空気によって複数の膨張可能なスリーブを充填する段階と、
前記膨張可能なスリーブ内の圧力を、マッサージと健康促進に適した圧力が得られるように、磁気動作式のチェックバルブによって制御する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１８】
それぞれの膨張可能なスリーブの圧力レベルを制御して、第１のスリーブには最も高い圧力が、最後のスリーブには最も低い圧力が、それぞれ得られるようにすることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
空気圧制御装置の内部において、圧縮空気を再利用する段階をさらに備えていることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２組の膨張可能なスリーブを用いて、マッサージ動作を改良することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
自己出力型圧縮装置であって、
足踏みポンプと、
圧力リリーフバルブと排気バルブとを備えてなる空気圧制御装置と、を備え、
前記装置を開いて空気を排気し、及び、装置を閉じて空気をスリーブに閉じ込める動作は、電気信号を用いることなく、空気流だけを用いて自動的に実行され、
空気圧装置はさらに、複数の膨張可能なスリーブを備え、それぞれの前記スリーブはバルブ本体に接続され、それぞれのバルブ本体は、圧縮空気源に接続されて膨張可能なスリーブへ圧縮空気を供給すべく、一組の入口磁気チェックバルブと出口排気バルブとを備え、
前記膨張可能なスリーブ内の圧力は、マッサージと健康促進に適した圧力が得られるように、磁気動作式の計量チェックバルブによって制御される、
ことを特徴とする自己出力型圧縮装置。
【請求項２２】
空気圧装置における排気バルブは、膜のいずれかの側に差圧を受ける弾性膜を備え、前記膜の片側はスリーブの排気オリフィスに面しており、たとえ圧力が、スリーブ内の圧力以下の場合においても、スリーブの排気オリフィスを密封することができることを特徴とする請求項２１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項２３】
リリーフバルブは、スリーブの排気バルブと同様な差圧による原理を用いていて、電気を用いる必要なしに、圧力及びスリーブに蓄積された空気を解放すべく、膜を変形させる手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２２に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項２４】
磁気動作式のチェックバルブは、磁石部品と金属部品との間に働く磁力を用いて動作して、圧力レベルと装置内における伝達とを制御することを特徴とする請求項２１に記載の自己出力型圧縮装置。
【請求項２５】
入口バルブをさらに備え、足を踏む毎に、スリーブ内の圧力が１〜１０００mmHgに達するまで、新たな大気が装置にもたらされることを特徴とする請求項２１に記載の自己出力型圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００３年６月１１日に出願された仮特許出願第６０／４７７，６５６号の一部継続出願であり、該出願は、２０００年６月２３日に出願された米国特許出願第０９／６０２，２２４号の一部継続出願であり、該出願は、２００３年７月８日に米国特許第６，５８９，１９４号として登録されており、これらのすべての出願をここで参照して引用する。
本発明は、低圧圧縮の適用により循環を促進するために用いられる、自己出力型圧縮装置及び方法に関するこれは、足を踏む毎に装置に吸引される大気によって駆動される、自己出力型の装置である。より詳しくは、本発明は医療装置の分野に属し、インレイのすね当てと、複数のスリーブないしバルーンとを備え、シーケンシャルで周期的な圧力を用いて、哺乳類の脚部などの身体部分の循環を補助するものである。本発明は、一般的には圧縮装置に関し、より詳しくは、梯子状の支持構造を用いて複数のスリーブないしバルーンを配置し、低圧にて圧縮する方法及び装置であって、第１のスリーブが最も高い圧力をもち、ひとつ上のスリーブはひとつ下にあるスリーブに比べて低い圧力をもつように調節すべく、低圧圧縮の制御に適合した制御バルブの磁界を調節するような、方法及び装置に関する。スリーブは、脚部に沿って任意の順番にて配置できるけれども、このとき必ず、（ａ）第１のスリーブの圧力が最も高く維持され、（ｂ）第２のスリーブの圧力は、第１のスリーブの圧力以下であり、（ｃ）第３のスリーブの圧力は、第２のスリーブの圧力以下であり…、などのようになっている。圧力を低下させる独特の特徴的な手段は、スリーブが結合されている系列にあり（第１のスリーブが最も高い圧力をもち、最後のスリーブは最も低い圧力をもつ）、スリーブの配置には関係がない。
【背景技術】
【０００２】
哺乳類の脚部、腕、足先などに周期的な圧力を与えるための、多数の装置が特許になっている。従来の圧縮装置においては、循環を改善するために、パルス・パッドやプランジを、機械的、液圧的、又は電気的に作動させていた。哺乳類の脚部その他の身体部分に、管理されたレベルの圧縮を与えるために、弾性的又は非弾性的なストッキングや、液圧式及び空気圧式の袋ないし膨張可能なスリーブが用いられていた。大部分のものには様々な欠点があって、そうした欠点としては、効果が出現しないことや、取り付け取り外しが困難であること、制御の調節能力が低いこと、圧縮力が低いこと、過剰な発汗、悪臭、及び不快感などがあった。
【０００３】
当業界における初期の貢献としては、ＭｃＷｈｏｒｔｅｒによる米国特許第５，１１７，８１２号、Ｓｈａｗによる米国特許第５，２５４，１２２号、ＭｃＷｈｏｒｔｅｒによる米国特許第５，２６３，４７３号、Ｓｈａｗによる米国特許第５，８９７，５１８号、Ｌｉｎａによる米国特許第５，９８９，２０４号、Ｎａｋａｏによる米国特許第６，３５５，００８号、及び、Ｂａｒａｋによる米国特許第６，４４７，４６７号がある。米国特許第５，１２０，３００号及び米国特許第５，２５４，１２２号は、身体、特に脚部、腕部、及び／又は足先に対して治療用の圧力を与えられる治療装置に関連していて、ユーザは非弾性的な治療圧縮包帯を用い、ユーザは圧縮包帯を締め付けることで、非弾性的な圧力を制御する。脚部を周期的かつシーケンシャルに圧縮することによって、血流の戻りが改善されて、浮腫を軽減させ、治癒を高める。
【０００４】
米国特許第５，８９７，５１８号は、足先とくるぶし用の治療圧縮装置を開示していて、一対の足先及びくるぶしの圧縮包帯を締め付けて、締め付けられた状態において、ベルクロ式の面ファスナによって固定する。
米国特許第５，３７５，４３０号に開示されている、重力駆動式の空気調節靴においては、圧縮−拡張タイプの冷却又は加熱装置を靴のかかとに組み込んで、自然に歩くときに靴に生じる往復重量圧力によってこれを駆動している。
【０００５】
米国特許第５，７１１，７６０号に開示されている自己膨張型の静脈ブーツは、脚部の外面に隣接して配設される可撓性の壁部分を備えてなる第１の空気チャンバと、患者のかかとが着地するときに第２のチャンバが空気を押し出すように、患者のかかとの下に配置された第２の空気チャンバと、第１の空気チャンバと第２の空気チャンバとの間に空気流を流すための導管手段と、を備え、これにより、第１の空気チャンバと第２の空気チャンバとの間に空気を流している。空気は、第２のチャンバから第１のチャンバへ流れて、周期的に第１のチャンバ内の圧力を高め、患者のかかとが第２のチャンバを踏むと、壁部分が脚部に押し付けられる。同様に、患者が立ち止まって、第２のチャンバを押さなくなると、第１のチャンバから第２のチャンバへの空気流と、脚部にかかる圧力は低下する。この装置におけるいくつかの不都合は、（１）低圧の変化の調節に適合していないこと、（２）自動的ではないこと、（３）調節可能ではないこと、（４）シーケンシャルに動作しないこと、などである。
【０００６】
米国特許出願第０９／６０２，２２４号は、現在では米国特許第６，５８９，１９４号として登録されているが、この特許に開示されている自己出力型圧縮装置は、脚部のまわりに複数の膨張可能なスリーブを装着して、制御されたレベルの圧力を脚部に加えるものである。自己出力型圧縮装置は、循環を改善し、様々な循環系の疾病を治癒する。しかしながら、上述した特許による装置は、低圧変化を制御及び調節するのには適していなくて、従って最適な性能が得られない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，１１７，８１２号
【特許文献２】米国特許第５，２５４，１２２号
【特許文献３】米国特許第５，２６３，４７３号
【特許文献４】米国特許第５，８９７，５１８号
【特許文献５】米国特許第５，９８９，２０４号
【特許文献６】米国特許第６，３５５，００８号
【特許文献７】米国特許第６，４４７，４６７号
【特許文献８】米国特許第５，１２０，３００号
【特許文献９】米国特許第５，３７５，４３０号
【特許文献１０】第５，７１１，７６０号
【特許文献１１】米国特許第６，５８９，１９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した１又は複数の問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による自己出力型圧縮装置は、複数の膨張可能なスリーブと、足踏みポンプと、圧縮空気源から複数のスリーブへと圧縮された空気を分配する装置であって、圧縮空気を使用する装置とから構成されている。装置はさらに、梯子状の支持構造を備えていて、複数のバルブ本体と、バルブ本体を圧縮空気源に接続するための複数の入口バルブと、圧縮空気を用いる少なくともひとつのスリーブにそれぞれが連通するように適合してなる複数の出口バルブと、装置の外部の複数の排気バルブとを備える。本願に言う、梯子状の支持構造とは、“圧力が下がっていく梯子”であって、足先の近く設けたスリーブの上方に配置された、相互に接続された各スリーブの圧力が減っていくように、つまり、第１のスリーブの圧力が最も高く、最後のスリーブの圧力が最も低くなるようなものを意味する。
【００１０】
本発明による空気圧制御装置は、空気流のサイクルを作るために、各スリーブの排気バルブを閉じ、入口バルブを介してスリーブに所定圧力まで空気を充填し、最後に、空気流を出口バルブから放出して、スリーブを収縮させる。こうして圧力勾配を得て、心臓へ向かう方向のマッサージ運動を脚部に対して施す。
【００１１】
本発明における独特の観点は、スリーブに所定の圧力を設定すること、並びに、大気をスリーブの中に蓄積する手段、スリーブからスリーブへと空気を移送する手段、及び毎回のサイクル終了時に空気を収縮させる手段である。これにより、空気圧制御装置は、シーケンシャルな圧力サイクルにて動作する例えば、毎回のサイクルの開始に際しては、着用者が足を踏み出すと、圧力が高まり、この圧力が排気バルブを封止し、調節可能な入口バルブを介して第１のスリーブが充填されるようになる。次に、第２のスリーブの充填が開始して調節可能な圧力になり、などの如くして、最後には、それぞれのスリーブの圧力が所定のレベルにまで達する。これに続き、リリーフバルブが動作して排気バルブを開き、スリーブから空気を放出させる。
【００１２】
また、本発明によれば、各バルブ本体に可動に設けられた複数の磁気調節式バルブであって、腫れた身体部分を極端に拘束する不都合を伴わずに、快適なマッサージ動作が得られるように低圧を発生させるのに適したバルブが提供される。本発明のひとつの観点によれば、低圧を発生させる圧縮装置において用いるのに適した、磁気調節バルブが開示される。磁気調節バルブは、バルブ本体と、バルブオリフィスと、バルブ本体の内側に配置されるプラスチック管と、プラスチック管のまわりに配置される磁石リング要素と、金属ボールと、プラスチック管のまわりに配置される金属シリンダとを備える。プラスチック管の端部にはネジが形成されていて、磁石リングは所定位置に螺着される。プラスチック管の第２の端部には、金属ボールが配置され、前記金属ボールの直径はプラスチック管の直径に比べて大きくなっている。従って、金属ボールは、プラスチック管の開口部ないしオリフィスを被って、プラスチック管を閉じて、プラスチック管の内部に空気を閉じ込める。管の片端にある磁石リング要素と、管の第２の端部にある金属ボールとの間の距離に応じて、プラスチック管内の圧力レベルと管内の空気へのアクセスが決定され制御される。
磁気バルブには、様々な形状があるが、金属製部分を磁石から引き離すために必要な大きな力と、磁力吸引を用いて磁石へ向けて金属ボールを戻すための小さな力との間における差圧の原理に従って動作する。金属ボールと磁石との間の距離を調節すれば、圧力レベルを調節することができる。本発明は、電磁回路を作る場合とは違って、電流はまったく必要としない。
【００１３】
磁気バルブ手段の別の実施形態においては、金属製のシリンダを磁石部分と組み合わせて用いて、各スリーブに流入し、またはスリーブ間を流れる、空気流を制御している。磁力と差動出力を発生させる２つの要素の形状は平坦であるので、静脈血管中において血液弁として使用したり、天気予報の機器において使用するのに適している。
本発明の別の実施形態では、磁気バルブによれば、約１５mmHgの範囲の極めて低い圧力変化を検出することによって、精密に空気圧を制御できるので、例えば、低圧を用いる圧縮装置、例えば心臓ポンプ、空気圧歩行装置、天気予報機器、又は真空ベースの機器などのすべてにおいて、コストの妥当化が可能になる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態においては、磁石リングの磁力は充分に強力になっていて、磁石リングを金属ボールから引き離したときには、磁石リングと金属ボールとの間に働く吸引磁力は、磁石リングと金属ボールとの間の距離との相関において、係数の２乗に従って減少する。
本発明をより良く理解できるように、以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、シーケンシャルな圧力サイクルにおいて動作する、空気圧制御装置を提供するものである。例えば、毎回のサイクルの開始に際しては、着用者が足を踏み出すと、大気が装置へ入って圧力が高まり、この圧力が排気バルブを封止し、調節可能な入口バルブを介して第１のスリーブが充填されるようになる。次に、第２のスリーブの充填が開始して調節可能な圧力になり、などの如くして、それぞれのスリーブの圧力は所定のレベルにまで達する。これに続き、リリーフバルブが動作して排気バルブを開き、スリーブから空気を放出させる。
【００１６】
図１は本発明による装置を示していて、相互に接続された各個別のチャンバは、直上にあるチャンバないし上位のチャンバの圧力に比べて高い圧力になっていて、しかも、直下にあるチャンバないし下位のチャンバの圧力に比べて低い圧力になっている。
図１において、大気の空気は、入口バルブ１を介して、足踏みポンプに吸入される。足踏みポンプ１５は、空気を圧縮し、入口チェックバルブ２を介して、制御装置に空気を送る。次に、圧縮された大気は、Ｙコネクタ３にて分割された後、さらに、チェックバルブ４と、磁気制御動作式チェックバルブ５ａ１とに達する。磁気制御動作式チェックバルブ５ａ１は、チェックバルブ４に比べると、通りにくくなっているので、大気はチェックバルブ４を通り抜けて、空気流は管６にて中断する。これにより、入口バルブ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに、圧力が作用する。さらに、空気が７ａの入口に入ると、アンロード用リリーフバルブ７に圧力が作用する。こうして、孔５ａ２，５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２，７ｅ２を通って、空気が大気に排出されることは防がれる。装置から大気が出られないようにした後には、引き続き、パルス状の空気流が足踏みポンプから到着する。空気流が充分な圧力にまで蓄積すると、その圧力によって磁気制御動作式チェックバルブ５ａ１を押し通り抜け、空気流は、スリーブＡを膨らませ始めると共に、磁気制御動作式チェックバルブ５ｂ１にも達する。
【００１７】
そして、大気はスリーブＡに蓄積して、ついには、圧力はスリーブＡについて固有の所定のしきい値圧力に達する。所定のしきい値圧力に達したならば、大気は磁気制御動作式チェックバルブ５ｂ１を押し通り抜け、空気流は、スリーブＢを膨らませ始めると共に、磁気制御動作式チェックバルブ５ｃ１にも達する。
次に、大気はスリーブＢに蓄積して、内部の圧力を高めて、ついには、スリーブＢについて固有の所定のしきい値圧力に達する。スリーブＢが所定のしきい値圧力に達したならば、大気は磁気制御動作式チェックバルブ５ｃ１を押し通り抜け、空気流は、スリーブＣを膨らませ始めると共に、磁気制御動作式チェックバルブ５ｄ１にも達する。
次に、大気はスリーブＣに蓄積して、内部の圧力を高めて、ついには、スリーブＣについて固有の所定のしきい値圧力に達する。スリーブＣが所定のしきい値圧力に達したならば、大気は磁気制御動作式チェックバルブ５ｄ１を押し通り抜け、空気流は、スリーブＤを膨らませ始めると共に、磁気制御動作式チェックバルブ５ｅ１にも達する。
【００１８】
次に、大気はスリーブＤに蓄積して、内部の圧力を高めて、ついには、スリーブＤについて固有の所定のしきい値圧力に達する。スリーブＤが所定のしきい値圧力に達したならば、大気は磁気制御動作式チェックバルブ５ｅ１を押し通り抜けて入口７ｂへと入り、閉塞管６に閉じ込められていた大気を孔７ｅ２から周囲に排出し、この動作によって、出口バルブ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを開き、膨張していたスリーブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、孔５ａ２，５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２に大気を通して収縮する。
これらのスリーブの圧力は減少して、ついには所定の一定圧力に達し、こうしてサイクルが完了する。このサイクルによって、脚部には、間欠的でシーケンシャルな階級的な圧力が作用して、血流が刺激される。患者が歩行をやめるまで、サイクルは連続的に繰り返し、このときの圧力は、所定の一定圧力に従った一定の圧力に維持される。
こうした原理によって、梯子状の支持構造装置によって支持された空気チャンバのスリーブの圧力は、減少ないし低下して、閉塞管６の圧力は、常にスリーブＡの圧力よりも高い圧力であり、スリーブＡの圧力は、常にスリーブＢの圧力よりも高い圧力であり、などの如くして、ついにはリリーフバルブ７に至る。
【００１９】
スリーブの数は限定されるものではなく、装置は異なる数のスリーブを備えることができる。自己出力型圧縮装置は、スリーブのまわりに巻き付けるために使用される包帯を備えても良い。
また、自己出力型圧縮装置は、脚部と膨張可能なスリーブとの間に、換気手段を備えても良い。換気手段は、孔が打ち抜かれた２枚の層を備え、一方の前記層が他方の前記層の上に配置され、空気が流れるように、両者の間に約１〜５mmの隙間を有していると良い。
自己出力型圧縮装置は、第２組のスリーブをさらに備え、スリーブは、第１組のスリーブと脚部との間に配置することができる。第２組のスリーブは、部分的に又は完全に膨張させる。
それぞれの磁気制御動作式チェックバルブ５ａ１，５ｂ１，５ｃ１，５ｄ１，５ｅ１は、スリーブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて安全装置として機能して、あるスリーブにおける過剰な圧力は次段のスリーブへ逃がして、ついには、磁気制御動作式チェックバルブ５ｅ１を通り抜けた圧力がリリーフバルブ７に達することによって、スリーブを収縮させ圧力を解放させる。
安全性を高めるために、膨張中の装置において最も高圧になる閉塞管６は、追加的な過負荷リリーフバルブ８を備えている。このバルブは、万一何らかの不都合が発生して、装置の圧力が本来以上に高まったときに、管６の圧力を解放し、その結果、スリーブの圧力を解放する。
靴紐を解いたときには、端部はチェックバルブ９によって保護ないし塞がれる。しかしながら、もしも患者が歩いたり足踏みするのをやめたくなった場合には、装置を外部出力源に接続して、外部出力源によって装置を間欠作動させることも可能である。
磁気制御動作式チェックバルブ５ａ１，５ｂ１，５ｃ１，５ｄ１，５ｅ１は、図２に示す如く、磁気バルブの原理にて動作するもので、各磁気バルブにあっては、バルブ本体は、その片端にはオリフィスを備え、他端には磁気シリンダを備え、磁気シリンダはネジ部材を介してバルブ本体に取り付けられているような、上記バルブ本体と、磁石リングに隣接して配置されたネジ部材と、オリフィスと磁石リングとの間に配置され、バルブ本体の直径よりも大きな直径を有する金属ボールと、を備え、前記磁石リングと金属ボールとの間の距離によって磁気回路が制御されるようになっている。
【００２０】
添付図面において、図２に示した磁気バルブ１００は、本発明の第１の実施形態において使用されていた磁気バルブである。バルブ１００は、バルブ本体１０６を備え、その片端にはナット機構１０５を介して磁気シリンダ１０４が設けられ、他端にはオリフィスが設けられている。金属ボール１０２は、バルブ本体１０６の直径よりも大きな直径を有していて、ゴム製のガスケットリング１０３に隣接して配置されている。磁気シリンダ１０４は、ネジ手段又はその他の任意の手段を介して、バルブ本体１０６に螺着されていて、金属ボール１０２をゴム製のガスケットリング１０３へ向けて引き付ける力は、磁気シリンダ１０４と金属ボール１０２との間に働く磁力によって変えることができる。
本発明のひとつの観点によれば、磁気調節式のバルブ１００は、磁気シリンダ要素１０４を備え、該シリンダ要素１０４はバルブ本体１０６のまわりに巻き付けられ、これは任意的にはプラスチック材料から作られている。バルブ本体１０６の片端にはネジ部分が設けられ、磁気シリンダ１０４は所定位置にネジ止めされる。バルブ本体１０６の他端である第２の端部には、金属ボール１０２が配置され、すなわち、金属ボールは、バルブ本体１０６の直径よりも大きな直径を有している。金属ボール１０２は、ゴム製のガスケットリング１０３のオリフィスを被って、バルブ本体１０６を閉じて空気の出入りを止める。磁気シリンダ１０４と金属ボール１０２との間の距離によって、バルブ本体１０６の圧力は制御され、低圧から極低圧までの圧力を制御できる制御手段が提供される。
【００２１】
磁気バルブ１００は、異なる形態で使用することもでき（例えば磁気ガスケット）、シリンダ１０４や金属ボール１０２に限定されるものではない。本発明による磁気バルブ１００は、様々な圧縮装置や、自己出力型ポンプ、または、歩行中や動物の任意の運動中に発生するエネルギーや空気を取り出す装置に用いることができる。圧力制御には、空気流や、ガス、又は流体の流れを用いる。本発明による磁気バルブ１００は、静脈や動脈の内部の血管弁に用いるのに適合していて、あるいは、天気予報機器や、さらには空気圧又は液圧装置における圧力アンロードバルブとしても使用することができる。
【００２２】
本発明について、好ましい実施形態を参照して特に説明したけれども、当業者にあっては、様々な追加的な実施形態が案出可能であり、それらは本発明の精神及び範囲に含まれることを理解されたい。
【００２３】
次に、本発明の作用について、図３及び図４を参照して説明し、本発明の特徴と利点とについて例示する。
図３、図４、及び図１に示した様々な実施形態による自己出力型圧縮装置において、磁気バルブについて想定される用途は、低圧から極低圧の圧力を制御することである。
それぞれの圧力スリーブは、空気や液体でスリーブを膨張させるために用いられる入口バルブ１と、シーケンシャルで周期的なポンプ動作にて、空気や液体を流出させるための出口バルブ７とを有している。歩行中又は体の重心移動などにより、着用者が筋肉を屈曲させると、それによるベクトル力１０８及び１０９は、遠位側のスリーブ１１１から、近位側の心臓に最も近いスリーブへ向けて、矢印１１０の方向に、圧縮とマッサージ効果を生じさせる。
【００２４】
図３において、ポンプ１５の一端部には、入口１１５に電源が取り付けられていて、この部分は、配管系統１１６の一端部に位置している。これは、脚部の背面に沿った配管系統として、長手方向に続いていて、入口バルブと出口バルブ７を通るそれぞれのスリーブに順番に接続されている。他端部においては、配管系統１１７は、排気バルブ１１８において終端している。
図４に示したポンプ１５は、足のかかとの下側に、電源を備えている。空気圧配管系統１１７は、ポンプから脚部に沿って延び、排気バルブ１１８にて終端している。配管系統１１７からは、一連の出口バルブ７が延びていて、これらのそれぞれは、スリーブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに接続されている。
図４は、空気圧装置の他の応用例であって、スリーブＤは、静脈系の血液についての圧力点検として機能する。例えば、すべてのスリーブが所定の調節された圧力に達したときには、リリーフバルブ１１８を介して、スリーブＡ，Ｂ，Ｃの空気は収縮することになる。しかしながら、スリーブＤの圧力は一定に保たれ、これにより、空気圧のサイクル間に、足へ向けて静脈血が流れることを防ぐ。さらに、次のサイクルが開始して、スリーブＡ及びＢが膨張すると、スリーブＤは収縮して、圧力はスリーブＣへと伝達される。スリーブＣが、所定の調節圧力に達すると、スリーブＤは膨張して、その所定の調節圧力になる。これがさらに、バルブ１１８を介してスリーブＡ，Ｂ，Ｃを収縮させることをもたらし、このときスリーブＤの圧力は一定に保たれ、サイクルは繰り返す。
【００２５】
本発明による自己出力型圧縮装置はさらに、脚部と膨張可能なスリーブとの間に、換気層を備えても良い。換気層は、孔が打ち抜かれた２枚の層を備え、一方の層が他方の層の上に配置され、空気が流れるように、両者の間に約１〜５mmの隙間を有している。従って、換気層によれば、排気空気が届いて、人体の脚部を換気することができる。
また、本発明による自己出力型圧縮装置の実施形態として、スリーブの排気バルブと同一である差圧の原理をリリーフバルブにも用い、さらに、変形を生じさせる手段（図示しないが、膜を変形させるためのピン又はこれに相当する構造である）を設けて、電気を用いることなく、スリーブの圧力の解放と空気の閉じ込めを行うこともできる。本発明に関するその他の観点、目的、及び利点については、添付図面と、以上の説明、並びに特許請求の範囲を検討すれば理解できるだろう。
【００２６】
以上、例示として開示された実施形態は、発明のひとつの観点を例示することを意図したものであり、これらは本発明の範囲を限定するものではなく、機能的に均等であるあらゆる手段が発明の範囲に包含される。実際に、本願で図示して説明したものに加えて、本発明を様々に改変することは、本願の説明に基づき、当業者にとっては明白であろう。そうした改変は、特許請求の範囲に包含されることを意図している。
本願において開示した特定の実施形態について、当業者は、その均等物を認識し又は日常の経験的範囲で案出することができるだろう。そうした均等物は、請求項に包含されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、梯子状の支持構造にて表わされる、圧縮装置を示した模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態による磁気バルブを示した横断面図である。
【図３】図３は、自己出力型圧縮装置（図１参照）と組み合わせられる、磁気制御バルブを示した模式図であって、係属中の米国特許出願第０９／６０２，２２４号を元に登録された米国特許第６，５８９，１９４号に開示されている。これは、ポンプと、包帯と、圧力膨張スリーブと、空気圧配管系統と、出口バルブと、入口バルブと、排気バルブと、磁気バルブとから構成されてなる、実施形態を示した側面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態による圧縮装置について、配管系統の構造を示した模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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