(57)【要約】  ポンプは、ステータ（４）と；少なくとも部分的にステータ内にスライド可能かつ回転可能に装着されたロータ（６）であって、ロータは、第１の直径（Ｄ１）を有する第１の軸方向延長部（２４）と、第１の直径よりも大きい第２の直径（Ｄ２）を有する第２の軸方向延長部（２６）と、を含む、ロータと；第１の軸方向延長部の周りでステータ上に装着された第１のバルブシール（１８）によって形成された第１のバルブ（Ｖ１）であって、第１のバルブが開位置にあるときに第１のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成されたロータ内の第１のチャネル（４２）と関連する、第１のバルブと；第２の軸方向延長部の周りでステータ上に装着された第２のバルブシール（２０）によって形成された第２のバルブ（Ｖ２）であって、第２のバルブが開位置にあるときに第２のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成されたロータの第２のチャネル（４４）と関連する、第２のバルブと；ロータ（６）とステータ（４）との間および第１のバルブシール（１８）と第２のバルブシール（２０）との間に形成されたポンプチャンバ（８）と；ロータの第２の軸方向延長部を囲み、ポンプチャンバ（８）を外部環境から分離するポンプチャンバシール（２２）と、を含む。ステータ（４）は、ロータの第２の軸方向延長部（２６）とステータ（４）との間に形成されたデッドゾーン容積（３９）を取り囲むデッドゾーンシールセクション（４０）をさらに含み、デッドゾーンシールセクション（４０）は、閉鎖シール回路を形成するために、上方および下方半径方向部分（６０、６０’）に接続された軸方向延在部分（５８）を含む。
2021505817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプにおいて、
ステータ（４）と、
少なくとも部分的に前記ステータ内にスライド可能かつ回転可能に装着されたロータ（６）であって、前記ロータは、第１の直径（Ｄ１）を有する第１の軸方向延長部（２４）と、前記第１の直径よりも大きい第２の直径（Ｄ２）を有する第２の軸方向延長部（２６）と、を含む、ロータと、
前記第１の軸方向延長部の周りで前記ステータ上に装着された第１のバルブシール（１８）によって形成された第１のバルブ（Ｖ１）であって、前記第１のバルブが開位置にあるときに前記第１のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成された前記ロータ内の第１のチャネル（４２）と関連する、第１のバルブと、
前記第２の軸方向延長部の周りで前記ステータ上に装着された第２のバルブシール（２０）によって形成された第２のバルブ（Ｖ２）であって、前記第２のバルブが開位置にあるときに前記第２のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成された前記ロータの第２のチャネル（４４）と関連する、第２のバルブと、
前記ロータの前記第２の軸方向延長部を囲み、ポンプチャンバを外部環境から分離するポンプチャンバシール（２２）と、
前記ロータと前記ステータとの間および前記第１のバルブシールと前記第２のバルブシールとの間に形成されたポンプチャンバ（８）と、
を含み、
前記ステータは、前記ロータの前記第２の軸方向延長部と前記ステータとの間に形成されたデッドゾーン容積（３９）を取り囲むデッドゾーンシールセクション（４０）をさらに含み、
前記デッドゾーンシールセクションは、閉鎖シール回路を形成するために、上方および下方半径方向部分（６０、６０’）に接続された軸方向延在部分（５８）を含むことを特徴とする、ポンプ。
【請求項２】
前記デッドゾーンシールセクション（４０）は、前記ポンプチャンバシールに接続されている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記上方半径方向部分（６０’）は、一端部が前記下方半径方向部分（６０）に接続され、他端部が前記ポンプチャンバシールに接続された前記軸方向延在部分（５８）が前記閉鎖シール回路を形成するように、前記ポンプチャンバシールの一部によって形成されている、請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記デッドゾーンシールセクション（４０）は、前記ポンプチャンバ内の全デッドゾーン容積の少なくとも３０％、好ましくは少なくとも４０％を囲む、請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記デッドゾーンシールセクション（４０）は、前記ロータが前記ポンプチャンバの最大充填位置にあるときに、前記第２の軸方向延長部の端部（４５）から前記ポンプチャンバシール（２２）までの全体の高さ（Ｈ）の２０％未満の距離（ｈ）に配置された半径方向部分（６０）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項６】
前記第２のバルブシールは、前記ステータに形成された流体入口または流体出口（１６）を囲むバルブ開放シールセクション（３６）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項７】
前記バルブ開放セクションは、前記ポンプチャンバシールに接続されている、請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
前記バルブ開放セクションは、一端部が半径方向部分（５６）に接続され、他端部が前記ポンプチャンバシールに接続された、斜めの部分（５４）を含む、請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記ステータは、注入されたポリマー、前記ステータの本体のための第１のポリマーと、前記バルブシールのための弾性特性を有する第２のポリマーと、で作られている、請求項１から８のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記ロータは、注入されたポリマーで作られている、請求項１から９のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記ロータは、鋼で作られている、請求項１から９のいずれか一項に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、マイクロポンプに関する。マイクロポンプは、少量の液体を分配するために、特に医学的適用、例えば薬物送達装置において使用するために使用され得る。本発明に関連するマイクロポンプは、少量の液体の高精度送達を必要とする非医学的適用においても使用することができる。
【０００２】
〔関連技術の説明〕
特に医学的および非医学的適用において使用され得る、少量の液体を送達するためのマイクロポンプが、ＥＰ１８０３９３４およびＥＰ１６７７８５９に記載されている。前述の文献に記載されたマイクロポンプは、異なる直径の第１および第２の軸方向延長部を有するロータを含み、第１および第２の軸方向延長部は、ステータの第１および第２のシールと係合して、ロータの角度および軸方向変位の関数として、それぞれのシールを横切る液体連通を開閉する、第１および第２のバルブを形成する。ステータの第１のシールと第２のシールとの間にポンプチャンバが形成され、それによって、ロータの１回転サイクル当たりの液体のポンピング体積は、ロータの第１の軸方向延長部と第２の軸方向延長部との直径の差、およびステータに対するロータの角度位置の関数としてカムシステムによってもたらされるロータの軸方向変位の両方の関数である。ロータの回転および軸方向変位だけでなく、回転延長部間の直径の差の関数として、１サイクル当たりのポンピング体積を制御する能力は、ロータの１回転につき非常に少量の液体を高精度でポンピングすることを可能にする。
【０００３】
前述した既知のポンプの精度にもかかわらず、動作条件（温度、圧力、流量）および液体の特性を考慮して、マイクロポンプの精度および信頼性を向上させることが継続的に必要とされている。ポンプの精度に影響を与え得る要因の１つは、ポンプチャンバ内のガスバブルの存在である。ポンプチャンバからの液体の排出の間、ガスバブルの存在は、ガスの圧縮性に起因してガスバブルがポンプチャンバのデッドゾーン部分にある場合でも、ポンピングされている液体の実際の体積を減少させる。ガスバブルは、マイクロポンプを最初に使用する前にマイクロポンプ内に捕捉された空気から発生するか、またはポンピングされる液体から発生する場合がある。
【０００４】
〔発明の概要〕
前述したことを鑑み、本発明は、ポンプチャンバ内のガスの存在または形成の可能性を考慮して、精度を向上させたマイクロポンプを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の目的は、請求項１に記載のマイクロポンプによって達成される。
【０００６】
本明細書には、ポンプが開示され、ポンプは、
ステータと、
少なくとも部分的にステータ内にスライド可能かつ回転可能に装着されたロータであって、ロータは、第１の直径を有する第１の軸方向延長部と、第１の直径よりも大きい第２の直径を有する第２の軸方向延長部と、を含む、ロータと、
第１の軸方向延長部の周りでステータ上に装着された第１のバルブシールによって形成された第１のバルブであって、第１のバルブが開位置にあるときに第１のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成されたロータ内の第１のチャネルと関連する、第１のバルブと、
第２の軸方向延長部の周りでステータ上に装着された第２のバルブシールによって形成された第２のバルブであって、第２のバルブが開位置にあるときに第２のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成されたロータの第２のチャネルと関連する、第２のバルブと、
ロータとステータとの間および第１のバルブシールと第２のバルブシールとの間に形成されたポンプチャンバと、を含む。
【０００７】
ステータは、ロータの第２の軸方向延長部とステータとの間に形成されたデッドゾーン容積を取り囲むデッドゾーンシールセクションをさらに含む。
【０００８】
デッドゾーンシールセクションは、閉鎖シール回路を形成するために、上方および下方半径方向部分に接続された軸方向延在部分を含む。
【０００９】
有利な実施形態では、デッドゾーンシールセクションは、軸方向延在部分を含み、これは、一端部が下方半径方向部分に接続され、他端部がポンプチャンバシールに接続されて、前記閉鎖シール回路を形成する。
【００１０】
一実施形態では、ポンプは、ロータの第２の軸方向延長部を囲み、ポンプチャンバを外部環境から分離するポンプチャンバシールをさらに含む。
【００１１】
有利な実施形態では、デッドゾーンシールセクションは、ポンプチャンバシールに接続される。
【００１２】
一実施形態では、デッドゾーンシールセクションは、ポンプチャンバ内の全デッドゾーン容積の少なくとも３０％、好ましくは少なくとも４０％を囲む。
【００１３】
有利な実施形態では、デッドゾーンシールセクションは、ロータがポンプチャンバの最大充填位置にあるときに、第２の軸方向延長部の端部からポンプチャンバシールまでの全体の高さ（Ｈ）の２０％未満の距離（ｈ）に配置された半径方向部分を含む。
【００１４】
有利な実施形態では、第２のバルブシールは、ステータ内に形成された流体入口または流体出口を囲むバルブ開放シールセクションを含む。
【００１５】
有利な実施形態では、シールバルブ開放セクションは、ポンプチャンバシールに接続される。
【００１６】
有利な実施形態では、シールバルブ開放セクションは、一端部が半径方向部分に接続され、他端部がポンプチャンバシールに接続された、斜めの部分を含む。
【００１７】
有利な実施形態では、ステータは、注入されたポリマー、ステータの本体のための第１のポリマーと、バルブシールのための弾性特性を有する第２のポリマーと、で作られる。
【００１８】
一実施形態では、ロータは、注入されたポリマーで作られる。別の実施形態では、ロータは金属、好ましくは鋼で作られる。
【００１９】
本発明のさらなる目的および有利な特徴は、特許請求の範囲、詳細な説明および添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による（モーター駆動なし、かつ液体源と液体出口の接続なしで示される）ポンプの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるポンプのステータの断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、ある相対位置を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｇ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｈ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｉ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｊ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｋ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｌ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【図３Ｍ】本発明の一実施形態によるポンプのロータおよびステータのシールを示し、ロータがポンピングサイクル中にステータに対して３６０度回転するときのステータとロータとの、別の相対位置を示す図である。
【００２１】
〔例示的な実施形態の詳細な説明〕
図面を参照すると、マイクロポンプ１は、ステータ４と、回転軸Ａを中心とした回転運動をロータに与える回転駆動部（不図示）によって駆動されるロータ６と、を含む。ロータ６は、例えばばね（不図示）によって軸方向に付勢されており、ステータ上の相補的なカムフォロア４８と係合するロータ上のカムトラック４６を含むカムシステムは、ロータが回転するときのロータの角度位置の関数として、ステータに対するロータの軸方向変位Ａｘを与える。ステータに対するロータの軸方向および回転方向の変位により、以下でさらに詳細に説明する第１および第２のバルブが開閉してポンピング作用をもたらす。この一般的に機能する原理は、それ自体が既知であり、例えば、ＥＰ１８０３９３４に記載されている。
【００２２】
一実施形態では、ポンプの入口１４は、ロータの軸方向端部に形成され得、出口１６は、カムを含むロータの端部に向かって設けられ得る。出口１６は、ステータを通って半径方向に延びることができる。入口および出口は、ステータに対するロータの回転方向およびバルブシール構成に応じて逆にされてもよい。さらに、特定の実施形態では、ポンプは、流体流の方向がロータの回転方向に依存する、双方向となるように構成されてもよい。ロータの軸方向端部に形成された入口または出口は、ステータの端部から軸方向ではなく、ステータを通って半径方向に向けられてもよい。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、流体源および流体送達位置への接続の必要性に従って、入口および出口のための様々な流体チャネルを構成し得ることを理解するであろう。
【００２３】
ロータ６は、第１の直径Ｄ１を有する第１の延長部２４と、第２の直径Ｄ２を有する第２の延長部２６と、を有し、第１の直径と第２の直径とは異なる値を有する。図示の実施形態では、第２の延長部２６の直径Ｄ２は、第１の延長部２４の直径Ｄ１よりも大きい直径である。第１の直径と第２の直径との差は、ロータの軸方向変位と相まって、ロータの１回転当たりのポンピング体積を規定する。
【００２４】
マイクロポンプは、ロータの第１の延長部とステータとの間に形成された第１のバルブＶ１と、ロータの第２の延長部とステータとの間に形成された第２のバルブＶ２と、を含む。第１のバルブＶ１および第２のバルブＶ２は、対応する入口１４または出口１６の開閉を制御する。
【００２５】
第１のバルブＶ１は、ステータに装着された第１のバルブシール１８と、ロータに装着された第１のチャネル４２と、によって形成され、第１のチャネルは、第１のバルブシールが開位置にあるときには第１のバルブシールを横切る液体連通を可能にし、第１のバルブＶ１が閉位置にあるときには第１のバルブシールを横切って液体連通させないように構成される。第２のバルブＶ２は、ステータ４上の第２のバルブシール２０と、ロータ６に形成された第２のチャネル４４と、によって形成され、第２のチャネルは、第２のバルブＶ２が開位置にあるときには第２のバルブシールを横切る液体連通を可能にし、第２のバルブＶ２が閉位置にあるときには第２のバルブシールを横切って液体連通させない。ロータ６とステータ４との間、および第１のバルブシール１８と第２のバルブシール２０との間には、ポンプチャンバ８が形成されている。
【００２６】
第１のバルブシールは、ロータの第１の延長部を囲むが、少なくとも部分的に軸方向に延びるという意味で、概して斜めの構成を有する。図示された実施形態では、バルブは斜めの部分５０を含み、斜めの部分５０はそれらの間にバルブ開放ゾーン３０を画定する。単純化のために、本明細書では、少なくとも部分的に（回転方向のみである方向とは対照的に）軸方向に延びるシールセクションを説明するために、用語「斜め」を使用するものとし、軸方向はロータ４の回転軸に平行である。よって、本明細書で使用される「斜め」の意味は、湾曲しているか、段付きであるか、または軸方向成分を含む直線状であるかを問わず、任意の形状を包含する。バルブ開放ゾーン３０は、一般に、斜めの部分５０と、斜めの部分をつなぐ半径方向部分５２と、を含むバルブ開放シールセクション３２によって境界を定められている。斜めの部分５０の反対側は、概して、バルブ閉鎖ゾーン３１を画定する。
【００２７】
第２のバルブシールもまた、ロータの第２の延長部２６を囲み、間にバルブ開放ゾーン３４の境界を定める斜め部分５４を含む、概して斜めのバルブを含む。図示の実施形態では、斜めの部分５４は半径方向部分５６によって接合されている。また、斜めの部分の、バルブ開放ゾーン３４とは反対側には、バルブ閉鎖ゾーン３８が形成されている。バルブ閉鎖ゾーン３８は、デッドゾーンシールセクション４０によって囲まれたデッドゾーン３９を含む。
【００２８】
ポンプチャンバシール２２が、第２の延長部２６を囲み、ポンプチャンバ８をポンプの外部環境から分離する。また、ポンプチャンバシール２２は、バルブ開放シールセクション３６、特にその斜めの部分５４がポンプチャンバシール２２に接続されているため、バルブ開放ゾーン３４の境界を定める機能も有する。
【００２９】
図２に最もよく示されているように、バルブ開放シールセクション３６は、ポンプチャンバシール２２の一部、斜めの部分５４、および半径部分５６を含み、出口１６を囲む。したがって、第２の回転延長部２６上の液体チャネル４４がバルブ開放シールセクション３６を越えると、ポンプチャンバ８と出口１６との間の液体連通が開放される。
【００３０】
本発明によれば、デッドゾーンシールセクション４０は、ポンプチャンバ８のデッドゾーン容積を減少させる役割を果たす。
【００３１】
容積デッドゾーン（volumetric dead-zone）は、より大きな直径Ｄ２を有する第２のロータ延長部２６の周囲でロータ６とステータ４との間に構成される。特に、ロータとステータとの間のギャップは、ロータがステータ内で移動できるようにするために、および第２のバルブシール２２がロータを弾性的に圧迫するために、必然的に存在する。１つまたは複数のガスバブルが、ステータ４とロータの第２の延長部２６との間のデッドゾーン容積内に捕捉され得る。液体が出口１６を通ってポンプチャンバ８から押し出される排出段階の間、デッドゾーン容積内のガスバブルの存在は、排出されている液体の容積の精度に悪影響を及ぼし得る。これは、一方では、ガスの圧縮性に起因する場合があり、これは、圧力の関数としてのその変化する容積に起因して、排出されている液体の量に、また、ポンプサイクルの充填部分（filing portion）中にポンプチャンバ内に吸引される液体の量にも、影響し得る。また、ガスバブルは、通常の動作中に、バルブ開放ゾーンに入り、マイクロポンプから排出されることがあり、これは、特に医学的適用における液体の皮下送達において望ましくないことがある。本発明によるデッドゾーンシールセクション４０は、デッドゾーン容積３９の大部分を取り囲み、ポンプサイクルの液体排出段階の間、デッドゾーンに存在するガスがポンプチャンバ８と流体連通しないようにポンプチャンバ８から切り離され、したがって、ポンプ排出段階の精度に影響を及ぼさない。
【００３２】
図示の実施形態におけるデッドゾーンシールセクション４０は、閉鎖シール回路を形成するために、下端部が半径方向部分６０に接続され、上端部が半径方向部分６０’に接続された、軸方向延在部分５８を含む。軸方向延在部分５０は、軸方向に対して傾斜して、第２のバルブのバルブ開放シールセクション３６と同様の構成の斜めの部分を形成し得るが、軸方向に平行な形態または非線形の形態などの他の形態も可能であり、ポンプチャンバ８と連通する全体的なデッドゾーン容積を減少させることが主な機能である。
【００３３】
図示の有利な実施形態では、上端部における半径方向部分６０’は、軸方向延在部分５８がポンプチャンバシール２２に接続されるように、ポンプチャンバシール２２の一部を形成し得る。下方半径方向部分６０は、ロータがポンプチャンバの最大充填位置にあるときに、第２の軸方向延長部２６の端部４５に近接して、好ましくは第２の軸方向延長部の端部４５からポンプチャンバシール２２までの全体の高さ（Ｈ）の２０％未満の距離（ｈ）で、配置される。
【００３４】
図３Ａ〜図３Ｍを参照して、ロータの１回転に対応するポンプサイクルにおける種々のステップが図示され、説明される。図３Ａにおいて、ロータは、第１のバルブＶ１が開いて第２のバルブＶ２が閉じるように、ステータに対して回転位置にある。以降のステップの説明を容易にするために、この位置を０度とする。この位置では、第１のチャネル４２は、ポンプの軸方向入口側とポンプチャンバ８との間に液体連通があるように、第１のバルブシール１８を横切って延びる。
【００３５】
図３Ｂは、ステータに対して約５０度回転したロータを示す。図から分かるように、０度から５０度まで回転中のロータは、ポンプチャンバ８が最大容積になるように、ステータに対して充填方向Ｆに軸方向に移動している。
【００３６】
図３Ｃにおいて、ロータは約５５度のところにあり、第１のバルブＶ１は閉じ始めている。図３Ｄは、閉じた第１のバルブＶ１を示し、ロータは約８２度のところに回転されている。図３Ｃおよび図３Ｄにおいて、ポンプチャンバ８はその最大充填位置にある。
【００３７】
図３Ｅは、第１のバルブＶ１が閉じたままであり、第２のバルブＶ２が開き始める約１６４度のところにあるロータを示す。
【００３８】
第１のバルブＶ１と第２のバルブＶ２の両方が閉じる角度範囲がある。図３Ｄおよび図３Ｅにそれぞれ示されている第１のバルブＶ１の閉鎖と第２のバルブＶ２の開放との間の角度範囲は、第１および第２のバルブが同時に開くことができないことを保証する安全マージンを提供する。したがって、入口１４と出口１６との間の直接的な流体連通は、あらゆる製造上および動作上の公差を考慮して防止される。
【００３９】
図３Ａ〜図３Ｄに示すように第１のバルブＶ１が開いているときのロータの変位の間、第２のチャネル４４は、デッドゾーンシールセクション４０を横切って延びて、よって、ロータチャンバとデッドゾーン３９との間の流体連通を開く。これにより、ポンプチャンバ内に形成されたあらゆるガスバブルを、少なくとも部分的にデッドゾーン３９内に捕捉することができる。デッドゾーンシールセクション４０は、ガスバブルの捕捉とは無関係に、ポンプチャンバ８と連通する全体的なデッドゾーン容積も減少させ、これにより、図３Ｅ〜図３Ｋに示される排出段階中の精度が向上する。
【００４０】
図３Ｆに示されるように、第２のバルブＶ２は開位置にあり、それによって、第２のチャネル４４がバルブ開放シールセクション３６と交差して、ポンプチャンバ８とバルブ開放ゾーン３４との間に液体連通を確立する。バルブ開放ゾーン３４は、図２で最もよく分かるように、出口１６と流体連通している。ロータのステータに対する角度位置は、図３Ａが０度を表すとみなすと、図３Ｆにおいて約１９０度である。図３Ｇ〜図３Ｊに示すように、第２のバルブＶ２が開いている間にロータ６が回転すると、ロータは、ポンプチャンバ排出方向Ｅに軸方向にも変位し、大きな直径Ｄ２の第２の延長部２６が第１のバルブシール１８に近づき、よって、ポンプチャンバ８内の容積が減少する。図３Ｊに示されるようなその最も低い軸方向位置において、ロータの第２の延長部２６は、第１のバルブシール１８の上方半径方向部分５２にほぼ当接する。
【００４１】
約２８６度の回転位置にあるロータを示す図３Ｋに示されるように、第２のバルブＶ２を閉じると、第１のバルブＶ１および第２のバルブＶ２の両方が閉じられる角度範囲が存在する。本実施例における角度範囲は、約２８６度から、まさに開こうとしている第１のバルブＶ１を示す図３Ｌに示されるような約３２４度までである。
【００４２】
図３Ｍは、図３Ａに示されるポンプサイクルの開始に対応する３６０度の１回転の終了を示す。
【００４３】
図示の実施形態では、バルブ開放シールセクション３６は、ポンプチャンバシール２２に接続されている。しかしながら、変形例では、バルブ開放シールセクションが出口１６の全体を囲み、ロータが回転し第２のバルブＶ２の開放位置に対応する角度範囲にわたって軸方向に変位するときに、ロータ上の第２のチャネル４４と係合するように構成されることを条件として、バルブ開放シールセクション３６は、ポンプチャンバシール２２とは別個で、これから切り離されてもよい。
【００４４】
変形例（不図示）では、デッドゾーンシールセクションも、ポンプチャンバシール２２とは別個で、これから切り離されてもよい。しかしながら、好ましい実施形態では、デッドゾーンシールセクション４０は、ポンプチャンバ内のデッドゾーン容積の減少を最大にし、かつロータに係合するシール（sealing）の全長を減少させるために、デッドゾーンシールセクションの上方半径部分がポンプチャンバシールの一部によって直接形成されるように、ポンプチャンバシール２２に接続される。
【００４５】
デッドゾーンシールセクション４０は、好ましくは、ポンプチャンバ内の全デッドゾーン容積の少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも４０％を囲む。
【００４６】
本発明の範囲内では、第１および第２のチャネルが、ロータの角度および軸方向の変位によってそれぞれのシールを越えることを可能にし、充填および排出段階中に必要に応じて第１および第２のバルブを開閉することを可能にし、入口と出口との間の液体の直接の連通を可能にしない、斜めまたは軸方向のオフセットがシールにあることを条件として、第１のバルブシール１８および第２のバルブシール２０は、様々な構成および形状を有することができる。
【００４７】
図示の実施形態では、液体チャネル４２、４４は、それぞれの第１のロータ延長部２４および第２のロータ延長部２６内で軸方向に延びる溝として図示されている。しかしながら、変形例では、他の液体チャネル構成を実装することができ、例えば、チャネルは溝ではなく、ロータ内に埋設され、対応するシールを横切る連通を可能にするオリフィスをロータ表面上に有することができる。さらに、第１のバルブシール１８は、図示された実施形態と比較して、それぞれの第２のバルブシール２０と異なる角度方向を有することができ、それに応じてロータチャネル４４、４２の位置が適合されることに留意されたい。
【００４８】
ステータは、注入された構成要素、例えば２段階の注入プロセスにおいてシールが注入される、注入されたポリマーであってもよい。シールは、それ自体が当技術分野で知られているように、エラストマー材料中に注入されてもよい。ロータ６は、注入されたポリマーであってもよく、したがって、ステータおよびロータは、低コストの使い捨て部品を形成する。しかしながら、ロータ６は、鋼または別の金属のような、より耐久性のある材料で作られてもよい。金属ロータは、特定の適用において、摩耗もしくは摩擦を低減し、かつ／またはロータの寸法精度を向上させ、したがってポンプサイクル容積精度を向上させるのに有利となり得る。
【００４９】
〔図示された特徴部のリスト〕
マイクロポンプ
ステータ４
入口１４
出口１６
第１のバルブＶ１
第１のバルブシール１８
バルブ開放ゾーン３０
バルブ開放シールセクション３２
斜めの部分５０
半径方向部分５２
バルブ閉鎖ゾーン３１
第２のバルブＶ２
第２のバルブシール２０
バルブ開放ゾーン３４
バルブ開放シールセクション３６
斜めの部分５４
半径方向部分５６
バルブ閉鎖ゾーン３８
デッドゾーン３９
デッドゾーンシールセクション４０
軸方向延在部分５８
半径方向部分６０、６０’
ポンプチャンバシール２２
ロータ６
第１の延長部（第１の直径を有する）２４
第１のチャネル４２
第２の延長部（第２の直径を有する）２６
第２のチャネル４４
端部４５（第１の延長部に接続される）
ポンプチャンバ（ロータとステータとの間に形成される）８
軸方向変位システム１０
カムシステム２８
ロータ上のカムトラック４６
ステータ上の相補的なカムフォロア４８
回転ドライブ１２
【００５０】
〔実施の態様〕
（１）  ポンプにおいて、
ステータ（４）と、
少なくとも部分的に前記ステータ内にスライド可能かつ回転可能に装着されたロータ（６）であって、前記ロータは、第１の直径（Ｄ１）を有する第１の軸方向延長部（２４）と、前記第１の直径よりも大きい第２の直径（Ｄ２）を有する第２の軸方向延長部（２６）と、を含む、ロータと、
前記第１の軸方向延長部の周りで前記ステータ上に装着された第１のバルブシール（１８）によって形成された第１のバルブ（Ｖ１）であって、前記第１のバルブが開位置にあるときに前記第１のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成された前記ロータ内の第１のチャネル（４２）と関連する、第１のバルブと、
前記第２の軸方向延長部の周りで前記ステータ上に装着された第２のバルブシール（２０）によって形成された第２のバルブ（Ｖ２）であって、前記第２のバルブが開位置にあるときに前記第２のバルブシールを横切る液体連通を可能にするように構成された前記ロータの第２のチャネル（４４）と関連する、第２のバルブと、
前記ロータの前記第２の軸方向延長部を囲み、ポンプチャンバを外部環境から分離するポンプチャンバシール（２２）と、
前記ロータと前記ステータとの間および前記第１のバルブシールと前記第２のバルブシールとの間に形成されたポンプチャンバ（８）と、
を含み、
前記ステータは、前記ロータの前記第２の軸方向延長部と前記ステータとの間に形成されたデッドゾーン容積（３９）を取り囲むデッドゾーンシールセクション（４０）をさらに含み、
前記デッドゾーンシールセクションは、閉鎖シール回路を形成するために、上方および下方半径方向部分（６０、６０’）に接続された軸方向延在部分（５８）を含むことを特徴とする、ポンプ。
（２）  前記デッドゾーンシールセクション（４０）は、前記ポンプチャンバシールに接続されている、実施態様１に記載のポンプ。
（３）  前記上方半径方向部分（６０’）は、一端部が前記下方半径方向部分（６０）に接続され、他端部が前記ポンプチャンバシールに接続された前記軸方向延在部分（５８）が前記閉鎖シール回路を形成するように、前記ポンプチャンバシールの一部によって形成されている、実施態様２に記載のポンプ。
（４）  前記デッドゾーンシールセクション（４０）は、前記ポンプチャンバ内の全デッドゾーン容積の少なくとも３０％、好ましくは少なくとも４０％を囲む、実施態様１から３のいずれかに記載のポンプ。
（５）  前記デッドゾーンシールセクション（４０）は、前記ロータが前記ポンプチャンバの最大充填位置にあるときに、前記第２の軸方向延長部の端部（４５）から前記ポンプチャンバシール（２２）までの全体の高さ（Ｈ）の２０％未満の距離（ｈ）に配置された半径方向部分（６０）を含む、実施態様１から４のいずれかに記載のポンプ。
【００５１】
（６）  前記第２のバルブシールは、前記ステータに形成された流体入口または流体出口（１６）を囲むバルブ開放シールセクション（３６）を含む、実施態様１から５のいずれかに記載のポンプ。
（７）  前記バルブ開放セクションは、前記ポンプチャンバシールに接続されている、実施態様６に記載のポンプ。
（８）  前記バルブ開放セクションは、一端部が半径方向部分（５６）に接続され、他端部が前記ポンプチャンバシールに接続された、斜めの部分（５４）を含む、実施態様７に記載のポンプ。
（９）  前記ステータは、注入されたポリマー、前記ステータの本体のための第１のポリマーと、前記バルブシールのための弾性特性を有する第２のポリマーと、で作られている、実施態様１から８のいずれかに記載のポンプ。
（１０）  前記ロータは、注入されたポリマーで作られている、実施態様１から９のいずれかに記載のポンプ。
【００５２】
（１１）  前記ロータは、鋼で作られている、実施態様１から９のいずれかに記載のポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【国際調査報告】
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