(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ制御アセンブリであって、
流体をポンプするための流体ポンプと、
流体の流れに抗する流量抵抗アセンブリであって、当該流量抵抗アセンブリが第１のアセンブリ要素および第２のアセンブリ要素を含む、前記流量抵抗アセンブリと、
前記第１のアセンブリ要素が流体チャンネルの長さを含み、流体チャンネルが前記第１のアセンブリ要素の表面に形成されて流体を搬送することと、
前記第２のアセンブリ要素が前記第１のアセンブリ要素に対して移動することができ、前記第２のアセンブリ要素の表面が前記第１のアセンブリ要素の表面と前記流体チャンネルの流体に接触して前記第１のアセンブリ要素の流体チャンネル内にあるべき流体の流れを保持し、前記第２のアセンブリ要素が第１のポートおよび第２のポートを含むことと、
前記流体チャンネルに関して流体チャンネルの長さに沿った第１の場所で位置決めされた前記第１のポートの開口と、
前記流体チャンネルに関して流体チャンネルの長さに沿った第２の場所で位置決めされた前記第２のポートの開口と、
前記第２のアセンブリ要素は、第１のアセンブリ要素の軸について回転可能であり、
前記軸についての前記第１のアセンブリ要素に対する前記第２のアセンブリ要素の第１の角度位置は、前記流体チャンネルの第１のチャンネル部分への前記第１のポートの開口と前記第２のポートの開口の双方の完全な開いた設定であり、前記第１のチャンネル部分が連続的であることと、
前記第１のポートの開口は、前記軸に対して固定された半径で存在することと、
前記第２のポートの開口は、前記軸に対いて前記固定された半径で存在することと、
前記流体チャンネルは、前記第１のチャンネル部分に接続された第２のチャンネル部分を含み、前記第２のチャンネル部分の流体チャンネルの幅が変化し可変流量抵抗を提供することと、を含む流れ制御アセンブリ。
【請求項２】
前記流体チャンネルが、前記第１のポートの開口および前記第２のポートの開口に対して移動可能であり、前記第１のポート、前記第１の場所と前記第２の場所との間の前記流体チャンネルの一部、および前記第２のポートの組合せを通る流量抵抗を調整する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のポートの開口が、前記第２のポートの開口に対して固定されたオフセット距離にあるように配置される、請求項２に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の場所の前記第１のポートの開口内の前記流体チャンネルの孔と、前記第２の場所の前記第２のポートの開口内の前記流体チャンネルの孔とが、前記第１のポートから前記第２のポートへ前記流体チャンネルに沿って通過する流体の流量抵抗の量を制御する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項５】
前記流体チャンネルを通る流体の流れに直交した前記流体チャンネルの断面流れ面積が前記長さに沿って変化する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項６】
前記流体チャンネルを通る流体の流れに直交した前記流体チャンネルの幅が前記長さに沿って変化する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項７】
前記第１のアセンブリ要素の表面が平坦であり、前記第２のアセンブリ要素の表面が平坦である、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項８】
前記流体チャンネルの長さが湾曲される、請求項７に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項９】
前記第１のアセンブリ要素の表面が円筒状の面である、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項１０】
前記第１のポートは、前記流体チャンネルの固定された位置に存在し、前記第２のポートの開口が前記第１のポートの開口に対して前記流体チャンネルの長さに沿って移動可能である、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の場所の前記流体チャンネルの幅は、流体が第１のポートの開口を介して第１の場所で前記流体チャンネルに通路に流れる第１の孔を規定する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２の場所の前記流体チャンネルの幅は、第２の位置の前記流体チャンネルからの流体が前記流体チャンネルから前記第２のポートの開口を介して前記第２のポートに流れる第２の孔を規定する、請求項１１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項１３】
前記流体チャンネルによって提供される前記第１の孔、前記第２の孔および流れの抵抗は、対象のレシピエントへの流体の流れを調整する、請求項１２に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項１４】
流れ制御装置であって、
流体を搬送するように動作可能なチャンネルを含み、前記チャンネルの幅が前記チャンネルの長さに沿って変化する、第１の流れ制御アセンブリ要素と、
前記第１の流れ制御アセンブリ要素と接触する第２の流れ制御アセンブリ要素であって、前記第２の流れ制御アセンブリ要素が、前記チャンネルと流体連結する第１のポートを備え、前記第２の流れ制御アセンブリ要素の前記第１のポートの位置が、前記第１の流れ制御アセンブリ要素上に配置される前記チャンネルに対して調整可能であり、前記チャンネルを通る流体の流量率を制御する、前記第２の流れ制御アセンブリ要素と、
前記第２の流れ制御アセンブリ要素が第２のポートを含み、第２の流れ制御アセンブリ要素の前記第２のポートが前記第１の流れ制御アセンブリ要素に配置されたチャンネルと流体連結することと、
前記第１の流れ制御アセンブリ要素に対する前記第２の流れ制御アセンブリ要素の角度の回転の変化と前記チャンネルを介しての流体の流量率の変化との間の関係は線形であることと、
前記第２の流れ制御アセンブリ要素は、前記第１の流れ制御アセンブリ要素に対して軸の回りに回転可能であり、前記軸の周りの前記第１の流れ制御アセンブリ要素に対する前記第２の流れ制御アセンブリ要素の少なくとも１つの角度位置は、前記第１のポートの開口および前記第２のポートの開口の双方の完全な閉塞となり得ることと、
前記第１のポートの開口は、前記軸に対して固定された半径に存在することと、
前記第２のポートの開口は、前記軸に対して前記固定された半径に存在することと、を含む流れ制御装置。
【請求項１５】
前記チャンネルは、前記第１の流れ制御アセンブリ要素の平坦な面上に配置される、請求項１４に記載の流れ制御装置。
【請求項１６】
前記第２の流れ制御アセンブリ要素が、剛体材料から製造されており、
前記第２の流れ制御アセンブリ要素の前記第１のポートおよび前記第２のポートが、前記第２の流れ制御アセンブリ要素上にそれぞれの固定された場所に配置される、請求項１５に記載の流れ制御装置。
【請求項１７】
前記第２の流れ制御アセンブリ要素は、前記第１のポートおよび前記第２のポートが前記第１の流れ制御アセンブリ要素上に配置される前記チャンネルと流体連結する平坦な表面領域を含み、
前記第２の流れ制御アセンブリ要素の表面領域が、前記チャンネルを摺動可能に覆い、前記表面領域および前記チャンネルの組合せが、前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体密封流路を生成し、流体は、前記第１のポートから前記チャンネルの第１の場所へ入力され、前記流体密封流路を通過し、前記チャンネルの第２の場所から前記第２のポートへ出力される、請求項１６に記載の流れ制御装置。
【請求項１８】
前記チャンネルが、前記第１の流れ制御アセンブリ要素の実質的に平坦な面に配置され、
前記第１のポートが、前記第２の流れ制御アセンブリ要素の実質的に平坦な面を通って配置され、前記第２の流れ制御アセンブリ要素の実質的に平坦な面が、前記第１の流れ制御アセンブリ要素の実質的に平坦な面と接触する、請求項１４に記載の流れ制御装置。
【請求項１９】
前記第２の流れ制御アセンブリ要素が、前記第１の流れ制御アセンブリ要素に対して回転し、前記第１の流れ制御アセンブリ要素に対する前記第２の流れ制御アセンブリ要素の前記回転の角度の変化が、前記チャンネルおよび前記第１のポートを通過する流体の流量率を制御する、請求項１８に記載の流れ制御装置。
【請求項２０】
前記流体チャンネル内の流体に接触する前記第２のアセンブリ要素の表面の部分は、前記第１のポートの開口と前記第２のポートの開口との間に連続的に延在し、前記第１のポートの開口と前記第２のポートの開口との間の流体チャンネル内にあるべき流体の流れを保持する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２１】
前記第２のアセンブリ要素の表面は、第１の表面部分と第２の表面部分とを含み、前記第１の表面部分は前記流体チャンネルの流体に接触し、前記第２の表面部分は前記第１のアセンブリ要素の表面に接触して前記流体チャンネルに流体を保持し、他方流体が前記第１のポートから前記第２のポートに搬送される、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２２】
前記第１の表面部分と前記第１のアセンブリ要素の前記流体チャンネルの対応する壁は、前記第１のポートの開口と前記第２のポートの開口との間の流体通路を規定する、請求項２１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２３】
前記第２のポートの開口は、前記流体チャンネルから単一方向の流れのみにおいて前記流体チャンネルから流体を受け取る、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２４】
前記第１のアセンブリ要素の表面に対する前記第２のアセンブリ要素の表面の接触は、前記第１のポートから前記第２のポートへの下流の方向において前記流体チャンネルを介して流体の流れを制限する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１のアセンブリ要素の表面に接触する前記第２のアセンブリ要素の表面は、前記流体チャンネルを介して単一方向への流体の流れを制御する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２６】
第２のチャンネル部分を通る流体の流れに直交した前記第２のチャンネル部分の断面流れ面積は、前記長さに沿って非線形に変化する、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２７】
前記流量抵抗アセンブリは、第２のアセンブリ要素の回転の角度につき、流れ抵抗において線形の抵抗変化を提供する、請求項２６に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２８】
流れ制御アセンブリはさらに、前記流量抵抗アセンブリと流体ポンプとが一体化されたカセットフレームを含み、流れ制御アセンブリは、閉じたループ制御アルゴリズムを介して流れ調整を提供するために流体ポンプおよび流量抵抗アセンブリを制御する流体送出システの空洞内に挿入することができる、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項２９】
流れ制御アセンブリであって、
流体をポンプするための流体ポンプと、
流体の流れに抗する流量抵抗アセンブリであって、当該流量抵抗アセンブリが第１のアセンブリ要素および第２のアセンブリ要素を含む、前記流量抵抗アセンブリと、
前記第１のアセンブリ要素が流体チャンネルの長さを含み、流体チャンネルが前記第１のアセンブリ要素の平坦表面に形成されて流体を搬送することと、
前記第２のアセンブリ要素が前記第１のアセンブリ要素に対して移動することができ、前記第２のアセンブリ要素の表面が前記第１のアセンブリ要素の平坦表面と前記流体チャンネルの流体に接触して前記第１のアセンブリ要素の流体チャンネル内にあるべき流体の流れを保持し、前記第２のアセンブリ要素が第１のポートおよび第２のポートを含むことと、
前記流体チャンネルに関して流体チャンネルの長さに沿った第１の場所で位置決めされた前記第１のポートの開口と、
前記流体チャンネルに関して流体チャンネルの長さに沿った第２の場所で位置決めされた前記第２のポートの開口であって、前記第１のポートの開口内への前記第１の場所の前記流体チャンネルの幅は、第２のポートの開口内への前記第２の場所の前記流体チャンネルの幅と異なる、前記第２のポートの開口と、
前記流体チャンネルは、第１のチャンネル部分と第２のチャンネル部分とを含み、前記第１のチャンネル部分は、前記第２のアセンブリ要素が回転する回転軸から第１の半径で配置され、前記第２のチャンネル部分は、前記回転軸から第２の半径で配置されることと、を含む流れ制御アセンブリ。
【請求項３０】
前記第１のポートの開口は、第１の半径で前記第１のチャンネル部分上に移動可能に存在し、
前記第２のチャンネル部分の開口は、第２の半径で前記第２のチャンネル部分上に移動可能に存在する、請求項２９に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３１】
前記流体チャンネルはさらに、前記第１のチャンネル部分を前記第２のチャンネル部分に接続する第３のチャンネル部分を含み、前記第３のチャンネル部分は、前記第２のチャンネル部分の前記第１のチャンネル部分に対して直交する、請求項３０に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３２】
前記第１のチャンネル部分は、第１の半径に沿って３６０度で延在する連続的なチャンネルであり、
前記第２のチャンネル部分は、第２の半径に沿った不連続なチャンネルである、請求項３１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３３】
前記連続的なチャンネルを通る流体の流れに直交する前記連続的なチャンネルの断面流れ面積は固定であり、
前記不連続なチャンネルを通る流体の流れに直交する前記不連続なチャンネルの断面流れ面積は変化する、請求項３２に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３４】
前記第１のチャンネル部分の断面流れ面積は、前記第１のチャンネル部分の長さに沿って変化し、
前記第２のチャンネル部分の断面流れ面積は、前記第２のチャンネル部分の長さに沿って変化する、請求項２９に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３５】
前記軸に関する前記第１のアセンブリ要素に対する第２のアセンブリ要素の少なくとも１つの角度位置は、前記第１のポートの開口および前記第２のポートの開口の双方の完全な閉塞となる、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３６】
前記流体チャンネルは、前記第２のアセンブリ要素の円筒状の表面上に配置される、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３７】
前記第１のチャンネル部分は、前記第２のチャンネル部分に対してオフセットされ、
前記第２のチャンネル部分は、前記第１のチャンネル部分に対して平行である、請求項３６に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３８】
前記第１のアセンブリ要素に対する前記第２のアセンブリ要素の回転角度の変化と前記流体チャンネルを流れる流体の流速の変化との間の関係は、線形である、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【請求項３９】
第２のチャンネル部分は、前記第１のポートの開口および前記第２のポートの開口が第２のチャンネル部分上に存在する選択可能な角度位置の範囲において増加する流れの抵抗を提供する傾斜したチャンネル部分である、請求項１に記載の流れ制御アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来の流量調整デバイスは、流体の流れを制限するように開発されてきた。１つの一般的な例は、「チューブ用ローラクランプ」という表題の米国特許第３９００１８４号（特許文献１）において述べられている。このタイプのデバイスは、流体を送出するための共通の注入チューブの利用に依存する。概して、ローラがハウジングの一方の端部から他方の端部へ移動されるとき、ハウジング内のチューブは、対象のレシピエントに対する流体の流れを制限するように圧縮される。
【０００２】
ローラクランプ技術と関連した欠陥の１つのタイプは、この技術が、ローラクランプの移動に基づく非常に大雑把な流量調整しかできないことである。ローラクランプ技術と関連した別の欠陥は、流量率（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）設定がドリフトしやすいことである。これは、チューブの弾性が経時的に緩むことに起因し、この結果、流体を送出する流路の大きさおよびそれぞれの流量率が増加する。これは、もしも検出されなければ、場合によっては危険な状況を招く。
【０００３】
より高精度のインライン式の流量制御に対する需要の結果として、より正確な流れ制御技術が開発されてきた。例えば、米国特許第６９１６０１０号（特許文献２）と米国特許第３８７７４２８号（特許文献３）との両方は、流体の流量率を制御するためのデバイスを説明する。これらのデバイスは、ローラクランプを有する従来のピンチバルブについてかなりの改良をもたらす。しかし、これらは、最新の注入アプリケーションに必要とされる正確且つ反復可能な流れを提供していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３９００１８４号
【特許文献２】米国特許第６９１６０１０号
【特許文献３】米国特許第３８７７４２８号
【発明の概要】
【０００５】
本明細書における実施形態は、対象のレシピエントへの流体の流れを制御する独自の方法を備える。例えば、一実施形態において、流量制御装置は、ある長さの流体通路、第１のポートおよび第２のポートを備える。流体通路は、直線状、湾曲状、らせん状等とすることができる。流量率を設定するために、第１のポートの開口は、第１の場所の流体通路上に、その長さに沿って配置される。第２のポートの開口は、第２の場所の流体通路上に、その長さに沿って配置される。
【０００６】
一実施形態において、流体通路は、第１のポート、第１の場所と第２の場所との間の流体通路の一部、および第２のポートの組合せを介して流量抵抗（ｆｌｕｉｄ  ｆｌｏｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を調整するように、第１のポートの開口および第２のポートの開口に対して移動可能である。あるいは、第１のポートおよび第２のポートと関連した開口のうちの１つまたは複数が、流体通路に対して移動可能であってもよい。
【０００７】
別の実施形態によれば、第１のポートの開口は、第２のポートの開口に対して、一定の（固定された）オフセット距離にあるように配置できる。
【０００８】
第１の場所および第２の場所の流体通路の特性、ならびに第１の場所と第２の場所との間のそれぞれの流体密封通路（ｆｌｕｉｄ  ｔｉｇｈｔ  ｐａｔｈｗａｙ）の特性が、第１の場所と第２の場所との間の流体通路により提供される流体抵抗の量を制御する。より具体的には、第１の場所にある第１のポートの開口への流体通路の孔（幅またはオリフィスなど）、および第２の場所にある第２のポートの開口への流体通路の孔（幅またはオリフィスなど）は、実質的に、流量制御装置の流量抵抗設定に影響を及ぼす。一実施形態において、第１の場所にある第１のポートの開口への流体通路幅および／または深さは、第２の場所にある第２のポートの開口への流体通路の幅および／または深さとは実質的に異なる。
【０００９】
一実施形態において、流体通路を通る流体の流れに直交した流体通路の幅は、流体通路の長さに沿って線形的または非線形的に変化する。例えば、流体通路を通る流体の流れに直交した流体通路の幅は、流体通路の長さに沿って先細りするように構成されてもよく；逆に、流体通路の長さに沿った特定の部分が一定の幅であってもよい。上記の通り、流量制御装置により提供される流体抵抗は、それぞれ第１のポートおよび第２のポートが配置される、第１の場所での流体通路の幅および第２の場所での流体通路の幅に少なくとも部分的に依存できる。
【００１０】
上記の通り、流体通路を通る流体の流れに直交した流体通路の断面流れ面積（例えば、深さおよび幅に基づく）は、長さに沿って変化し得る。すなわち、通路の長さに沿ってチャンネルの幅を先細りすることに加えて、それぞれの流体の流れに直交したチャンネルの直径および／または深さも、流体通路に沿って先細りでき、または変化できる。流体通路の、より大きな断面流れ面積（より大きな直径の流れ断面領域に直交する）は、流体の通過に対して、より低い抵抗を提供し；逆に、流体通路の、より小さな断面流れ面積（より小さな直径の流れ断面領域に直交するものなど）は、第１のポートと第２のポートとの間の流体の通過に対して、より高い抵抗を提供する。さらに、第１のポートおよび第２のポートのそれぞれの場所でのそれぞれの流体通路の幅もまた、流体の流れを規定できる。
【００１１】
別の実施形態によれば、流体通路（アセンブリ要素に配置された、様々な幅および直径の溝付きのチャンネル（ｇｒｏｏｖｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）など）は、第１のポート、第１の場所と第２の場所との間の流体通路の一部、および第２のポートの組合せを介して流量抵抗を調整するように、第１のポートの開口および／または第２のポートの開口に対して選択的に移動可能である。必要であれば、第１のポートの開口は、第２のポートの開口に対して一定のオフセットでアセンブリ要素上に配置されてもよい。
【００１２】
別の実施形態によれば、第１のポートの開口の位置は、第１のポート、第１の場所と第２の場所との間の流体通路の一部、および第２のポートの組合せにより提供される流量抵抗を調整するように、流体通路に対して選択的に調整可能である。一実施形態において、流体通路は、流れ制御装置の第１のアセンブリ要素の実質的に平坦な面上の窪んだ容積として配置される。上記の通り、平坦な面上の窪んだ容積の幅および／または深さは、長さに沿って変化する。
【００１３】
従来技術とは対照的に、本明細書における実施形態は、曲面のついた流れチャンネルを用いた、流れの正確性および流れ制御の解決策を対象とする。別の例示的な実施形態において、曲面のついた流れチャンネルは、回転度毎に直線的に比例する流量率をもたらすように構成されてもよい。すなわち、第１の流れ制御アセンブリ要素（第１のポートおよび第２のポートを含む）に対する第２の流れ制御アセンブリ要素（流体通路を含む）の角回転の変化と、流体通路を通る流体の流量率の、結果として生じる変化との間の関係は、線形である。流体送出システムにおける流体抵抗器ドライブなどの自動制御システムによって駆動される場合、流れ制御装置により提供される線形制御機能（回転可能な流れ制御アセンブリの角位置に対する線形化された流量率など）により、閉ループ制御アルゴリズムを介した精密な流量調整が可能となる。
【００１４】
上記および他のより具体的な実施形態が、以下でより詳細に説明される。
【００１５】
本明細書において説明するように、本明細書における技法が、レシピエント（任意の適切なタイプのエンティティ）に対する流れ抵抗および／または流体の流れを正確に制御するのによく適していることにさらに留意されたい。しかし、本明細書における実施形態はこのような用途での使用に限定されず、本明細書で説明する技法は他の用途にもよく適していることに留意すべきである。
【００１６】
さらに、本明細書における様々な特徴、技法、構成等のそれぞれが、本開示の様々な箇所で説明されるであろうが、こうした概念のそれぞれは、適宜、互いとは無関係に、または互いに組み合わせて選択的に実行されてよいことが意図されることに留意されたい。従って、本明細書に記載される１つまたは複数の本発明は、多くの様々な方法で実現且つ検討できる。
【００１７】
また、本明細書における実施形態のこうした前置きの説明は、本開示または請求される発明についての全ての実施形態および／または漸進的な新規性の態様を意図的に特定するものではないことに留意されたい。むしろ、この簡潔な記載は、一般的な実施形態および従来の技法に対する新規性の対応箇所を提示するに過ぎない。本発明の追加の詳細および／または可能な観点（置換）について、読者は、以下でさらに説明される本開示の「発明を実施するための形態」および対応する図面を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本明細書における実施形態に従った流体送出環境の例示的な図である。
【図２】本明細書における実施形態に従ったカセットアセンブリに配置された流量抵抗器アセンブリの特性を示す例示的な図である。
【図３】本明細書における実施形態に従ったカセットアセンブリを示す例示的な斜視図および流量抵抗器アセンブリの対応する分解組立図である。
【図４】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリおよび対応する構成要素の分解組立図を示す例示的な斜視図である。
【図５】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリを示す例示的な斜視図である。
【図６】本明細書における実施形態に従った、流れ制御アセンブリ要素のそれぞれのフェーシング上に配置された流体通路を示す例示的な斜視図である。
【図７】本明細書における実施形態に従った、流れ制御アセンブリ要素のフェーシングに対する複数のポートの配向を示す例示的な図である。
【図８】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの回転設定に対する流体流量率のグラフを示す例示的な図である。
【図９Ａ】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの例示的な斜視図である。
【図９Ｂ】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの例示的な側面切断図である。
【図１０Ａ】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの例示的な斜視図である。
【図１０Ｂ】本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの例示的な側面切断図である。
【図１１】本明細書における実施形態に従った、第１の位置におけるそれぞれの流れ制御アセンブリ要素のフェーシングの配向を示す例示的な図である。
【図１２】本明細書における実施形態に従った、第２の位置でのそれぞれの流れ制御アセンブリ要素のフェーシングの配向を示す例示的な図である。
【図１３】本明細書における実施形態に従った、第１の位置でのそれぞれの流量制御アセンブリ要素のフェーシングの配向を示す例示的な図である。
【図１４】本明細書における実施形態に従った、第２の位置でのそれぞれの流量制御アセンブリ要素のフェーシングの配向を示す例示的な図である。
【図１５】本明細書における実施形態に従った流量制御アセンブリの例示的な切断斜視図である。
【図１６】本明細書における実施形態に従った、流れ制御アセンブリの製造方法を示す例示的な図である。
【図１７】本明細書における実施形態に従った、流体通路を生成し、流量抵抗を提供する複数の異なる方法を示す例示的な図である。
【図１８】本明細書における実施形態に従った、流体の流れを制御するようにポートのそれぞれの孔の変化を示す例示的な図である。
【００１９】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付の図面に図示するように、本明細書における好ましい実施形態の以下のより特定の記載から明らかとなろう。図面では、同様の参照文字は、異なる図面全体を通して同一の箇所を指す。図面は必ずしも等倍ではなく、実施形態、原則、概念等を示すことに重点が置かれている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
より具体的には、図１は、本明細書における実施形態に従った流体送出（デリバリ）環境および流体送出（デリバリ）システムを示す例示的な図である。
【００２１】
図示するように、流体送出環境１０１に配置された流体送出システム１００は、流体源１８９−１（第１の流体源）、第２の流体源１８９−２（第２の流体源）、ポンプ制御ユニット１２０、および使い捨てのチューブアセンブリ（カセット１８５、チューブ１６５−１、チューブ１６５−２、およびチューブ１６５−３の組合せなど）を備える。
【００２２】
この例示的な実施形態において、カセット１８５は、ポンプ制御ユニット１２０の対応するキャビティに既に挿入されている。介護者１０６は、レシピエント１０８に対して所望のレートで流体を送出するように流体送出システム１００をプログラムする。
【００２３】
一般に、介護者１０６により設定される所望の流量率（レート）に基づいて、動作中に、ポンプ制御ユニット１２０は、カセット１８５の対応するポンプリソース（１つまたは複数の膜（ダイアフラム）ポンプなど）、バルブ等を制御して、流体源１８９からチューブ１６５−１、カセット１８５、およびチューブ１６５−３を通って、レシピエント１０８（ヒト、ペット、容器等などの任意の適切なタイプのエンティティ）へ流体を送出する。
【００２４】
図２は、本明細書における実施形態に従った使い捨てのカセットおよび対応するポンプ制御ユニットを示す例示的な図である。
【００２５】
前述のように、本明細書における実施形態は、流体送出システム１００の対応するキャビティ２０４に適したカセット１８５を備える。
【００２６】
一実施形態において、チューブ１６５−１およびチューブ１６５−２を備えることに加えて、使い捨てのアセンブリはさらにチューブ１６５−３を備えてもよいことに留意されたい。上記の通り、チューブ１６５−１、チューブ１６５−２、チューブ１６５−３、およびカセット１８５を備えるリソースの組合せは、使い捨てのチューブセットなどのアセンブリを表す。その名前が示唆するように、使い捨てのチューブセットは、レシピエント１０８など（患者など）のエンティティへ対応する流体を送出するのに使用された後に、処分できる。
【００２７】
ポンプコントローラユニット１２０は、次の患者に流体を送出するために、それぞれの新たな使い捨てのチューブセットと共に使用できる。それゆえ、ポンプコントローラユニット１２０は、複数の患者に再利用可能である。しかし、上記の通り、各それぞれの使い捨てのチューブセットは、通常は１人の患者のみに流体を送出するのに使用される。
【００２８】
図示するように、また前述のように、流体送出システム１００の対応するキャビティ２０４へカセット１８５を挿入すると、カセット１８５におけるリソースとポンプ制御ユニット１２０における制御リソースとの間の結合が提供される。
【００２９】
例えば、カセット１８５が流体送出システム１００のキャビティ２０４へ挿入される場合、バルブアクチュエータリソース１９２（例えば、バルブコントローラ）が、カセット１８５の対応するバルブ１６０（バルブ１６０−１およびバルブ１６０−２）に結合される。ポンプ作動中に、ポンプ制御ユニット１２０におけるバルブアクチュエータリソース１９２は、バルブ１６０−１および１６０−２の、それぞれ開状態および閉状態への設定を制御する。さらにこの例示的な実施形態において、ポンプコントローラユニット１２０におけるバルブアクチュエータリソース１９４は、流体通路１１５に沿ってレシピエント１８２に至る流体の流れを制御するために、バルブ１６０−３を制御することに留意されたい。
【００３０】
ポンプコントローラユニット１２０のバルブアクチュエータリソースは、バルブのタイプに応じた任意の適切な方法でそれぞれのバルブ１６０を制御できる。例えば、バルブのタイプに応じて、ポンプ制御ユニット１２０のバルブアクチュエータリソースから制御入力を介して、バルブ１６０は、電気機械式な制御、水圧による制御、空気圧による制御等、自動的に制御されることが可能である。
【００３１】
１つまたは複数の流体源１８９からのそれぞれの流体をポンプする場合、ポンプ制御ユニット１２０は、任意に、それぞれ開状態および閉状態にバルブ１６０を制御する。
【００３２】
例えば、第１の流体源１８９−１から主要なインレット１７０−１を介して流体ポンプ１１０のそれぞれのポンプチャンバへ流体を引き込むために、ポンプ制御ユニット１２０はバルブ１６０−１を開放し、且つバルブ１６０−２およびバルブ１６０−３を閉鎖する。バルブ１６０−１のみが開放される間、ポンプ制御ユニット１２０は、チューブ１６５−１を通って流体ポンプ１１０のポンプチャンバへ流体を引き込むようにポンプチャンバアクチュエータ１９３を制御する。
【００３３】
流体ポンプ１１０のポンプチャンバへ十分な量を引き込んだ後に、ポンプ制御ユニット１２０はバルブ１６０−１およびバルブ１６０−２を閉じ、バルブ１６０−３を開く。バルブ１６０−３のみが開かれている間、ポンプ制御ユニット１２０は、ポンプチャンバ流体ポンプ１１０内の流体を流体通路１１５に沿って下流に押しやるようにポンプチャンバアクチュエータ１９３を制御する。本明細書における実施形態が、様々な流体源１８９からの流体を引き込むことと、そのような流体をレシピエント１０８へ送出することとを切換えることを含み得ることにさらに留意されたい。例えば、第１のポンプサイクルにおいて、ポンプコントローラユニット１２０は、前述の方法で、流体源１８９−１からレシピエント１０８へ流体を送出するためにバルブ１６０（バルブ１６０−１、バルブ１６０−２、バルブ１６０−３）を制御するように構成でき；第２のポンプサイクルにおいて、ポンプコントローラユニット１２０は、前述の方法で流体源１８９−２からレシピエント１０８へ流体を送出するためにバルブ１６０を制御するように構成でき；第３のポンプサイクルにおいて、ポンプコントローラユニット１２０は、前述の方法で流体源１８９−１からレシピエント１０８へ流体を送出するためにバルブ１６０を制御するように構成でき；第４のポンプサイクルにおいて、ポンプコントローラユニット１２０は、前述の方法で流体源１８９−２からレシピエント１０８へ流体を送出するためにバルブ１６０を制御するように構成できる。従って、カセット１８５の単一の流体ポンプ１１０（膜ポンプなど）は、様々なソース１８９間のレシピエント１０８への流体の送出を切換えるのに使用することができる。
【００３４】
さらに図示するように、カセット１８５は、流体通路１１５においてバルブ１６０−３に対して下流に配置されたガス除去フィルタ１４０をさらに含み得ることに留意されたい。
【００３５】
一実施形態において、図示するように、ガス除去フィルタ１４０は、流量抵抗器アセンブリ１４５に対して上流に配置される。ガス除去フィルタ１４０を流量抵抗器アセンブリ１４５に対して上流に配置すると、ガス除去フィルタ１４０が、流体送出の間に、正圧（例えば、以下で説明するように、圧力センサ１５０により監視される場所での圧力よりも高い圧力）にあることが確実となる。
【００３６】
その名称が示すように、また前述のように、カセット１８５に配置されるガス除去フィルタ１４０は、流体通路１１５に沿って流量抵抗器アセンブリ１４５へ向かって下流に移動する流体から空気またはガスを取り除く。一実施形態において、ガス除去フィルタ１４０は、検出されたガスを流体通路１１５から外気へ逃がす。
【００３７】
流体抵抗器ドライブ１９５は、流量抵抗器アセンブリ１４５が、流体通路１１５に沿ってレシピエント１０８に向かう流体の対応する流れに抵抗する度合を制御する。流量抵抗器アセンブリ１４５により提供される抵抗が増加すると、通路１１５に沿った、レシピエント１０８への流体の流量率（流速）が減少する。流量抵抗器アセンブリ１４５により提供される抵抗が減少すると、通路１１５に沿った、レシピエント１０８への流体の流量率（流速）が増加する。
【００３８】
ポート３１０−１は、流体通路１１５に沿ってガス除去フィルタ１４０を通過する流体を受ける。ポート３１０−２は、流体通路１１５におけるそれぞれの流体を圧力センサ１５０へ向かって下流に出力する。
【００３９】
前述の同様の方法で、流量抵抗器アセンブリ１４５は任意の適切な方法で制御され得る。例えば、流量抵抗器アセンブリ１４５は、流体抵抗器ドライブ１９５を介した電気機械式な制御、水圧による制御、空気圧による制御等が可能である。
【００４０】
さらに別の実施形態によれば、カセット１８５は、流量抵抗器アセンブリ１４５に対して下流の流体通路１１５に配置された圧力センサ１５０をさらに備える。
【００４１】
１つの非限定的な例示的な実施形態において、圧力センサ１５０は、図示するように対応する場所に配置され、且つ、流体通路１１５に沿ってそこを通過する流体の圧力を監視する。圧力センサ１５０と通信する圧力感知回路１９６を介して、ポンプ制御ユニット１２０により実行される流れ制御監視アルゴリズムは、流量抵抗器アセンブリ１４５に対して流体通路１１５の下流の場所で、レシピエント１０８に送出される流体の圧力を決定することが可能である。
【００４２】
一実施形態において、圧力感知回路１９６は、レシピエント１０８への対応する流体の送出を防止する障害物が下流にあるときに検出する。例えば、一実施形態において、圧力感知回路１９６が、圧力センサ１５０により監視される場所の圧力が閾値よりも高いことを検出する場合、圧力感知回路１９６は、障害物状態および／またはレシピエント１０８へ流体を送出できないことを示す、対応する信号を発生させる。閾値よりも低い圧力の検出は、一般に下流に障害物がないこと、および流体が期待通りにレシピエント１０８へ送出されていることを示す。
【００４３】
流体ポンプ１１０の制御を介してレシピエント１０８へ流体をポンプする間、前述のように、ガス除去フィルタ１４０は通常は、ガスが検出器要素１３０に到達する前に、注入ライン（流体通路１１５）からガスを取り除く。
【００４４】
ガス除去フィルタ１４０が何らかの理由で機能せず、気泡（バブル）が１つまたは複数の検出器要素１３０−１および１３０−２により検出される場合、気泡検出器回路１７２は、流量抵抗器アセンブリ１４５を閉じて流れを停止するように、ポンプ制御ユニット１２０に対して対応する信号を発生させる。こうした対応する信号は、ポンプ制御ユニット１２０に、レシピエント１０８への対応する流体の送出を中断するように指示する。これにより、万が一ガス除去フィルタ１４０がたまたまガスを取り除けなかった場合であっても、流体通路１１５の流体中のガスがレシピエント１０８に送出されるのが防止される。
【００４５】
さらに非限定的な実施例により、一実施形態において、対応するレシピエント１０８へ送出されている流体に気泡が検出されるという指示を受信することに応答して、ポンプ制御ユニット１２０は、バルブ１６０−１、バルブ１６０−２、バルブ１６０−３などの１つまたは複数のバルブを閉鎖するように、および／または、レシピエント１０８への流体の送出を中断するために流体ポンプ１１０を停止させるように構成できる。
【００４６】
このように、本明細書における実施形態は、流体通路１１５を備える使い捨てのカセット１８５を備えることができる。流体通路１１５は、ガス除去フィルタ１４０および流れ抵抗器１４５を備える。ガス除去フィルタ１４０は、流体ポンプ１１０の下流の流体通路１１５に配置される。流れ抵抗器１４５は、ガス除去フィルタ１４０から下流の流体通路１１５に配置される。前述のように、カセット１８５の別の実施形態は、図示するように圧力センサ１５０を備えてもよい。圧力センサ１５０は、流れ抵抗器１４５と、第１の検出器要素１３０−１および第２の検出器要素１３０−２の間の流体通路１１５の場所との間の流体通路における場所で、流体通路１１５における流体の圧力を監視する。
【００４７】
図３は、本明細書における実施形態に従った、カセットアセンブリを示す例示的な斜視図および流量抵抗器アセンブリの対応する分解組立図である。
【００４８】
この例示的な実施形態において、流量抵抗器アセンブリ１４５−１は、第１の流れ制御アセンブリ要素３３５、第２の流れ制御アセンブリ要素（シール３２５など）、ポート３１０−１、ポート３１０−２、および留め具３５５を備える。一実施形態において、シール３２５はゴム弾性のシール（ゴムとも呼ばれる）である。
【００４９】
シール３２５は、ポート３２７−１および３２７−２を備える。
【００５０】
ポート３１０−１、ポート３１０−２、ポート３２７−１、およびポート３２７−２が、流れ制御アセンブリ要素３３５および軸２１０に対して任意の適切な場所に配置できることに留意されたい。
【００５１】
第１の流れ制御アセンブリ要素３３５、およびカセット１８５に配置されたポート３１０は、硬質プラスチックまたは他の適切な材料から作ることができる。図示するように、ポート３１０は、カセット１８５のそれぞれの面から突出する。あるいは、ポート３１０はカセット１８５の面に対して同一平面とすることができる。
【００５２】
取付けの後に、留め具３５５（接着、溶接、スナップフィット等により形成されたものなど）は、流れ制御アセンブリ要素３３５をカセット１８５に固定し、面３４０をシール３２５のそれぞれの面に押し付ける。シール３２５の反対の面は、押しつけられて、カセット１８５の面３４９に接触する。
【００５３】
ポート３２７−１は、カセット１８５のポート３１０−１と、面３４０の面の第１の場所との間に流体密封通路を提供する。ポート３２７−２は、ポート３１０−２と、面３４０の面の第２の場所との間に流体密封通路を提供する。
【００５４】
さらに、前述のように、カセット１８５は流体ポンプ１１０（膜ポンプアセンブリなどの任意の適切なタイプのポンプ）を備える。ポンプ制御ユニット１２０は、それぞれのバルブ１６０の設定と、流体ポンプ１１０のポート１４４−２に対するガス（負圧など）の流れの設定とを制御して、１つまたは複数のそれぞれの流体源１８９からそれぞれのチャンバ流体ポンプ１１０へ流体を引き込む。その後にポートに対して正圧を印加すると、流体ポンプ１１０のチャンバ内の流体が流体通路１１５に沿って下流に押される。
【００５５】
またさらに、前述のように、流体通路１１５は、流体抵抗器ドライブ１９５により制御される流量抵抗器アセンブリ１４５−１を備える。一実施形態において、流体抵抗器ドライブ１９５は、軸２１０に対する流れ制御アセンブリ要素３３５の角度または回転方向３７５を制御し、さらに、チューブ１０５−３を通ってレシピエント１０８へ至る下流の流体通路のそれぞれの流れを制御する。
【００５６】
一実施形態において、さらに以下で説明されるように、ポート３１０−１は、流体通路１１５に沿ってガス除去フィルタ１４０から通過する流体を受ける。ポート３１０−１およびポート３２７−１から受け取られる流体は、流れ制御アセンブリ要素３３５の面３４０と、シール３２５の対向する面との間に配置されるチャンネルを通って、ポート３２７−２およびポート３１０−２へ通過する。ポート３１０−２はさらに、前述のように、カセット１８５の流体通路１１５に沿って、圧力センサ１５０の方向へ流体を運ぶ。
【００５７】
実施形態によれば、軸２１０と、ポート３１０−１およびポート３２７−１の位置、ならびにポート３１０−２およびポート３２７−２の場所との間の半径方向の距離は、さらに以下で説明するように、同一または異なる値とすることができることに留意されたい。
【００５８】
別の実施形態によれば、流れ制御アセンブリ要素３３５は、軸２１０に対して回転可能である。流体抵抗器ドライブ１９５は、流れ制御アセンブリ要素３３５の配向を制御（ポート３１０および／またはポート３２７に対して先細りに傾斜されるチャンネルの位置を調整）して、流体源から対象のレシピエント１０８への流体の流れを制御する。
【００５９】
図４は、本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの分解組立図を示す例示的な斜視図である。
【００６０】
この例示的な実施形態において、流量抵抗器アセンブリ１４５−２は、リテイナ４５５、流れ制御アセンブリ要素４３５、シール４２５（ゴム弾性のシールなど）、ポート３１０−１、およびポート３１０−２を備える。動作中、流体ポンプ１１０によりポンプされる流体は、流体の流れ４７８−１により示されるように、ポート３１０−１からシール４２５の開口４９３−１へ出力される。流体はさらに、流れ制御アセンブリ要素４３５の面４９０−１とシール４２５の開口４９３−２へのそれぞれのチャンネル間を通過する。流体の流れ４７８−２によりさらに示されるように、流体は、シール４２５の開口４９３−２を通って、カセット１０５の面４９２上に配置されたポート３１０−２を通過する。
【００６１】
図５は、本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリを示す例示的な斜視図である。
【００６２】
この例示的な実施形態において、リテイナ４５５は力を流れ制御アセンブリ要素４３５へ印加し、流れ制御アセンブリ要素４３５の面４９０−１とカセット１８５の面４９０−２との間でシール４２５を挟持する。
【００６３】
図６は、本明細書における実施形態に従った流れ制御アセンブリ要素の面上に配置された流体通路を示す例示的な斜視図である。
【００６４】
図示するように、流体制御アセンブリ要素３３５の面３４０は、流体通路６２０−１および流体通路６２０−２を備える。各流体通路は、流れ制御アセンブリ要素３３５の中心を通る軸２１０に対して異なる半径に配置される。例えば、流体通路６２０−１は、軸２１０に対して第１の半径Ｒ１で面３４０上にあるように構成され；流体通路６２０−２は、軸２１０に対して第２の半径Ｒ２で面３４０上にあるように構成される。
【００６５】
さらに図示するように、第１の流体通路６２０−１の幅および断面（流れる流体に直交）は実質的に一定である。対照的に、流体通路６２０−２の幅および断面（流体の流れに直交）は、流体通路６２０−２の長さに沿って終端６９５へ向かって先細りに傾斜する。
【００６６】
図７は、本明細書における実施形態に従ったそれぞれの流れ制御アセンブリ要素の面に対する複数のポートの配向を示す例示的な図である。
【００６７】
この例示的な実施形態において、ポート３１０−１（３２７−１）および３２０−２（３２７−２）は、流体制御アセンブリ要素３３５の中心に対して相互に対向して（カセット１８５上に）配置されていると想定されたい。図示するように、また前述のように、流量制御アセンブリ３３５は軸２１０の周りを回転する（２１０が、ページの内および外へ垂直に延出することを想起されたい）。
【００６８】
図７に示すように、ポート３１０−１は、流体通路６２０−２上に４５度の角度で配置され；ポート３１０−２（３２７−２）は、流体通路６２０−１上に２２５度の角度で配置される。
【００６９】
動作中、１つの非限定的な例示的な実施形態において、流体は、ポート３１０−１（３２７−１）を通って場所７２９で流体通路６２０−２に流れ、流体通路６２０−２に沿って場所７２９から流体チャンネル７３０へ流れ、流体チャンネルを通って流体通路６２０−１へ流れる。流体はさらに、反時計回りおよび／または時計回りに、流体通路６２０−１に沿ってチャンネル７３０から場所７２８でポート３１０−２（３２７−２）へ流れる。一般に、チャンネル７３０および対応する流体通路６２０−１は、流体通路６２０−２の寸法と比較して幅広で比較的奥行きがあるので、流体通路６２０−１は、全体の流体通路の間の流体の流れに対して比較的小さな流体の抵抗を、ポート３１０−１からポート３１０−２に与える。
【００７０】
図８は、本明細書における実施形態に従った、流量抵抗器アセンブリの回転設定に対する流体流量率のグラフを示す例示的な図である。
【００７１】
前述のように、流れ制御アセンブリ要素３３５の角度方向が、流量抵抗器アセンブリ１４５を通過する流体の流量率を制御する。グラフ８００が示すのは、流れ制御アセンブリ要素３３５が、０度からおおよそ３１５度まで増加されるにつれて、流量抵抗器アセンブリ１４５は流量抵抗の増加をもたらすことである。３５０度からおおよそ３５７度の間で、流量抵抗器アセンブリ１４５は、ポート３１０−１（３２７−１）からポート３１０−２（３２７−２）への流体のそれぞれの流れをブロックする。
【００７２】
ポート３１０−１（３２７−１）が流路７３０上に配置される場合、流量抵抗器１４５は完全に開いた位置（最小抵抗位置）に設定される。流体制御アセンブリ要素３３５を４度またはそれよりも大きな角度値に回転させると流体抵抗が増加し、流体通路６２０を通る流量率（レート）が約３１５度でゼロに線形に低下し、ポート３１０−１（３２７−１）が３１５度から３５７度の間で完全にブロックされる。
【００７３】
別の実施形態によれば、流体通路６２０（流体通路６２０−１、流体通路６２０−２等）のいずれかまたは全ての形状（ｐｒｏｆｉｌｅ）は、図８に示したグラフ８００の調整応答曲線の形状を変化させるように調整され得ることに留意されたい。例えば、グラフ８００は線形（図参照）としてもよく、同様に、対数、または流体通路の、その長さに沿った幅および深さなどのパラメータに対する修正に単に基づいた、いくつかの他の所望の形状としてもよい。
【００７４】
図９Ａは、本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの例示的な斜視図である。
【００７５】
図示するように、この例示的な実施形態において、流れ制御アセンブリ要素３３５（シール３２５の面に接触する）は、軸２１０の周りを回転し、これにより、ポート３１０−１（３２７−１）が場所９２９で流体通路６１０−２上にあり；ポート３１０−２（３２７−２）が場所９２８で流体通路６１０−１上にある。これは、グラフ８００に示す完全に開いた位置（最低の流量抵抗）である０度の設定に対応する。
【００７６】
図９Ｂは、図９Ａにおいて説明された、流れ制御アセンブリ要素３３５の０度の設定に基づいた、流量抵抗アセンブリ１４５の対応する断面側面図を示す。
【００７７】
図１０Ａは、本明細書における実施形態に従った流量抵抗器アセンブリの例示的な斜視図である。
【００７８】
この例示的な実施形態において図示するように、流れ制御アセンブリ要素３３５（シール３２５の面に接触する）は、軸２１０の周りを回転し、これにより、ポート３１０−１（３２７−１）は場所１０２９で流体通路６１０−２上にあり；ポート３１０−２（３２７−２）は場所１０２８で流体通路６１０−１上にある。これは、グラフ８００に図示する９０度の設定に対応する。場所１０２９の流体通路６２０−２の幅および深さは、チャンネル７３０の幅および深さよりも実質的に小さく、この結果、場所１０２９とチャンネル７３０との間の流体通路６２０−２を通る流体流量率の実質的な低下となる。
【００７９】
図１０Ｂは、図１０Ａで説明された、流れ制御アセンブリ要素３３５の設定（９０度でのポート３１０−１（３２７−１）の角度方向）に基づく流量抵抗アセンブリ１４５の対応する断面側面図を示す。
【００８０】
図１１は、本明細書における実施形態に従ったそれぞれの流れ制御アセンブリ要素の面を示す例示的な図である。
【００８１】
この例示的な実施形態において、流れ制御アセンブリ要素３３５は、複数の先細りされた流体通路を備える。より具体的には、流れ制御アセンブリ要素３３５は、内側の流体通路１１２０−１および外側の流体通路１１２０−２を備える。先の実施形態と同様に、流体通路１１２０に対するポート３１０−１（３２７−１）および３１０−２（３２７−２）の配向は、流量抵抗の量を規定する。
【００８２】
図１１にさらに図示するように、流体ポート３１０は、流れ制御アセンブリ要素３３５の中心に対して異なる半径に配置される。０度の角回転などの、図示するような選択された位置において、ポート３１０−１（３２７−１）とポート３１０−２（３２７−２）の両方が、チャンネル３７０上（完全に開いた位置）にある。断面図１３９２−２に示すように、幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも実質的に小さく；断面図１３９２−１に示すように、深さＤ２は深さＤ１よりも実質的に小さい。深さＤ２および幅Ｗ２により規定される断面領域は、深さＤ１および幅Ｗ１により規定される断面領域よりも実質的に大きな流れ抵抗を提供する。従って、０度から３１５度の間のポート３１０（３２７）の回転が、流れ制御アセンブリ３３５により提供されるそれぞれの流量抵抗を増加させる。
【００８３】
別の実施形態によれば、幅の寸法Ｗ１およびＷ２は、必要であれば、流体通路１１２０−１および１１２０−２の長さに沿って実質的に同じ値とすることができることに留意されたい。さらに、深さの寸法Ｄ１およびＤ２は、流体通路の長さ１１２０−１および１１２０−２に沿って実質的に同一としてもよい。このような例において、流体がこのような流体通路１１２０を通過する流れ動作中に、これは、複数の流れチャンネル（流体通路１１２０−１および１１２０−２）間で圧力の降下を広げる。この実施形態は、流体通路の長さに沿ったより段階的な圧力降下を提供し、また、乱流および／またはせん断状況に対して非常に敏感な流体または薬剤にとって有益であり得る。
【００８４】
図１２は、本明細書における実施形態に従ったそれぞれの流れ制御アセンブリ要素の面を示す例示的な図である。
【００８５】
図１２にさらに示すように、流体ポート３１０（３２７）は、０度での完全に開いた位置に対して９０度の設定で配置される。このような例において、９０度の位置で、ポート３１０−２（３２７−２）は場所１２２８で内側の流体通路１１２０−１上にあり；ポート３１０−１（３２７−１）は、場所１２２９で外側の流体通路１１２０−２上にある。
【００８６】
図１２に示す９０度の流れ制御設定で、流体は：ｉ）ポート３１０−１（３２７−１）から、場所１２２９の外側の流体通路１１２０−２を通ってチャンネル１３７０へ流れ；ｉｉ）チャンネル１３７０を通って内側の流体通路１１２０−１へ流れ；ｉｉｉ）チャンネル１３７０から流体通路に沿って場所１２２８のポート３１０−２（３２７−２）へ流れる。
【００８７】
流れ制御アセンブリ要素３３５の角度方向が９０度よりも大きな角度に増加すると、流量抵抗が増加することになる。
【００８８】
ポート３１０−２（３２７−２）への場所１２２８での流体通路１１２０−１の幅の孔、およびポート３１０−１（３２７−１）への場所１２２９での流体通路１１２０−２の幅の孔により、また、流体通路１１２０−１および１１２０−２により提供される流れ制限により、流体の流れは、図１１において前述したように、０度での流れ抵抗と比較して、流体制御アセンブリ要素３３５の９０度の設定で実質的により制限される。
【００８９】
図１３は、本明細書における実施形態に従ったそれぞれの流量制御アセンブリ要素の面を示す例示的な図である。
【００９０】
この例示的な実施形態において、流れ制御アセンブリ要素３３５は、流れ制御アセンブリ要素３３５の中央に対して一定の半径に配置される１つの流体通路１３２０を備える。図示するように、流体通路１３２０は０度から３１５度の位置の間で先細りする。さらにこの例示的な実施形態において、対応するポート３１０−１（３２７−１）および３１０−２（３２７−２）は、流れ制御アセンブリ要素３３５の中心に対して一定の半径に配置される。
【００９１】
先の実施形態と同様に、流体通路１３２０に対するポート３１０−１（３２７−１）および３１０−２（３２７−２）の配向は、流量抵抗の量を規定する。ポート３１０−１（３２７−１）およびポート３１０−２（３２７−２）は、カセット１８５上で互いに対して一定のオフセットされた長さで配置される。
【００９２】
図示する０度の位置にある間、ポート３１０−１（３２７−１）とポート３１０−２（３２７−２）の両方は、流体チャンネル１３７５の異なる場所にある。流体チャンネル１３７５は、流れ制御アセンブリ要素３３５に配置されたかなり大きな溝である。従って、ポート３１０−１（３２７−１）とポート３１０−２（３２７−２）の両方が流体チャンネル１３７５上に配置される場合、これは、最小の流量抵抗を提供する完全に開いた位置に対応する。流量抵抗の増加をもたらすために、流れ制御アセンブリ要素３３５は、ポート３１０−１（３２７−１）および３１０−２（３２７−２）に対して反時計回りに回転される。
【００９３】
図１４は、本明細書における実施形態に従ったそれぞれの流量制御アセンブリ要素の面の例示的な図である。
【００９４】
上記の通り、流量抵抗の増加をもたらすために、流れ制御アセンブリ要素３３５は、ポート３１０−１（３２７−１）および３１０−２（３２７−２）に対して反時計回りに９０度回転される。図示する９０度の位置にある間、ポート３１０−１（３２７−１）と３１０−２（３２７−２）との両方は、図示するように流体通路１３２０のそれぞれの狭い部分上にある。追加の流量抵抗を提供するために、流れ制御アセンブリ要素３３５は、ポート３１０−１（３２７−１）および３１０−２（３２７−２）に対してさらに反時計回りに回転される。
【００９５】
図１５は、本明細書における実施形態に従った流量制御アセンブリの例示的な切断斜視図である。
【００９６】
図示するように、流れ制御アセンブリ１５４５は、流れ制御アセンブリ要素１５３５および流れ制御アセンブリ要素１５３４を備える。流量制御アセンブリ要素１５３５の一部は、流れ制御アセンブリ要素１５３４の内部の属性を示すように取り除かれている。流れ制御アセンブリ要素１５３５の取り除かれた部分は、図示する流れ制御アセンブリ要素１５３５の部分と対称である。
【００９７】
この例示的な実施形態は、先細りした流体通路が、前述した流量アセンブリ要素３３５の平坦な面に配置される必要がないことを示す。例えば、この代替的な例示的な実施形態において、流れ制御アセンブリ要素１５３５は、流れ制御アセンブリ要素１５３４に対して図示するように回転する。流れ制御アセンブリ要素１５０４は、流れ制御アセンブリ要素１５３４の円柱状の外側の面上に窪んだ容積として配置される、流体通路１５２０−１および流体通路１５２０−２を備える。
【００９８】
図示するように、円柱状の面上の窪んだ容積（流体通路１５２０）の幅および／または深さは、流れ制御アセンブリ要素１５３４の外側の円周面の周りの長さに沿って変化する。
【００９９】
さらに図示するように、流体チャンネル１５７５は、０度設定で流体通路１５２０−１および１５２０−２に接続する。ポート１５１０−１およびポート１５１０−２は、０度位置（完全に開いた位置）に移動される場合には、ことによると流体チャンネル１５７５上にあり得る。しかし、この例示的な実施形態では、流れ制御アセンブリ要素１５３５および対応するポート１５１０−１および１５１０−２は、位置０度に対する流体チャンネル１５７５に対して（軸１５１０を見下ろして）反時計回りに位置１００度で配置される。
【０１００】
この例示的な実施形態における流れ制限は、ポート１５１０−１を通り、ポート１５１０−１と流体チャンネル１５７５との間の流体通路１５２０−２に沿って、流体チャンネル１５７５を通り、流体チャンネル１５７５とポート１５１０−２との間の流体通路１５２０−１に沿った、これらの組合せを介して、流体の抵抗により規定される。
【０１０１】
流れ抵抗の増加をもたらすために、流れ制御アセンブリ要素１５３５は、流れ制御アセンブリ要素１５３４のチャンネル１５７５に対してさらに反時計回りに（１００度よりも大きく）回転される。
【０１０２】
あるいは、流れ制御アセンブリ要素１５３４が、流れ制御装置１５４５において移動可能な構成要素である場合、流れ制御アセンブリ要素１５３４は、流量抵抗を増加させるために、流れ制御アセンブリ要素１５３５に対して１００度よりも大きくさらに時計回りに回転されることに留意されたい。反対に、流れ制御アセンブリ要素１５３４は、流量抵抗を減少させるために、１００度よりも小さくさらに反時計回りに回転されてもよい。
【０１０３】
一般に、流れ制御アセンブリ要素１５３４および対応するポート１５１０の（１００度よりも大きい角度への）時計回りの移動に基づき流体通路１５２０−２が狭くなると、ポート１５１０−１が、流体通路１５２０−２のより狭い幅および深さ上に移動されるので、流量抵抗は増加することになる。
【０１０４】
さらに、前述の方法において、流体抵抗器ドライブ１９５が、カセット１８５を通ってレシピエント１０８へ至る流体の流れを制御するために、流れ制御アセンブリ要素１５３５に対して流れ制御アセンブリ要素１５３４の回転方向を制御するように構成されてもよいことに再び留意されたい。図１１〜図１４において前述したように、回転可能な平坦な面上に配置されたチャンネル（流体通路６１０）の代替的な実施形態は、図１５において説明したような円柱状の面構成に適用してもよいことにさらに留意されたい。
【０１０５】
図１６は、本明細書における実施形態に従った流れ制御アセンブリを製造する方法（フローチャート１６００により示される）を示す例示的な図である。
【０１０６】
処理ブロック１６１０において、製造リソース（機械、人等などのアセンブラ）が第１の流れ制御アセンブリ要素３３５を受ける。第１の流れ制御アセンブリ要素３３５はチャンネル（流体通路６２０−２）を備える。流体通路の幅６２０−２（チャンネル）はその長さに沿って変化する。
【０１０７】
処理ブロック１６２０において、製造リソースは第２の流れ制御アセンブリ要素（シール３２５および／またはカセット１８５など）を受け、第２の流れ制御アセンブリ要素は１つまたは複数のポート３１０を備える。
【０１０８】
処理ブロック１５３０において、製造リソースは第１の流れ制御アセンブリ要素３３５を第２の流れ制御アセンブリ要素に固定し、１つまたは複数のポート３１０の位置は、チャンネルに対して変化し、ポートのチャンネルを通る流体の流れを制御する。一実施形態において、第１の流れ制御アセンブリ要素３３５を第２の流れ制御アセンブリ要素に固定することは、ポート３１０−１に対して摺動可能であり、且つポート３１０−１と流体連結するように、流体通路６２０−２を整合することを含む。
【０１０９】
図１７は、本明細書における実施形態に従った、流体通路を生成し、且つ流量抵抗を提供する、複数の様々な方法を示す例示的な図である。
【０１１０】
図示するように、流体通路１７２０−１の幅はその長さに沿って変化する。この例示的な実施形態において、幅（Ｗ、流体の流れに直交して測定される）は、長さに沿って非線形の割合（レート）で変化する。ポート３１０−１（３２７−１）は、流体通路１７２０−１の長さに沿って移動可能である。ポート３１０−１（３２７−１）が流体通路１７２０−１に沿ってポート３１０−２（３２７−２）のより付近へ移動すると、流量抵抗は減少する。反対に、ポート３１０−１（３２７−１）がポート３１０−２（３２７−２）からさらに離れて移動すると、流量抵抗は増加する。
【０１１１】
図示するように、流体通路１７２０−２の幅はその長さに沿って変化する。この例示的な実施形態において、幅（Ｗ、流体の流れに直交して測定される）は、長さに沿った線形の割合（レート）で変化する。ポート３１０−１（３２７−１）は、流体通路１７２０−２の長さに沿って移動可能である。ポート３１０−１（３２７−１）が流体通路１７２０−２に沿ってポート３１０−２（３２７−２）のより付近へ移動すると、流量抵抗は減少する。反対に、ポート３１０−１（３２７−１）が流体通路１７２０−２上のポート３１０−２（３２７−２）からさらに離れて移動すると、流量抵抗は増加する。
【０１１２】
図示するように、流体通路１７２０−３の幅は、その長さに沿って実質的に一定である。ポート３１０−１（３２７−１）は流体通路１７２０−３の長さに沿って移動可能である。ポート３１０−１（３２７−１）が流体通路１７２０−３に沿ってポート３１０−２（３２７−２）のより付近へ移動すると、流量抵抗は減少する。反対に、ポート３１０−１（３２７−１）が流体通路１７２０−２上のポート３１０−２（３２７−２）からさらに離れて移動すると、流量抵抗は増加する。
【０１１３】
前述したように、別の実施形態において、インレット（ポート３１０−１など）とアウトレット（ポート３１０−２など）との両方が、相互間の一定の距離でそれぞれの流体通路に沿って移動するように構成されてもよいことに留意されたい。
【０１１４】
図１８は、本明細書における実施形態に従った、流体の流れを制御するためにポートのそれぞれの孔の変化を示す例示的な図である。
【０１１５】
図示するように、流体通路１８２０は、それぞれの基板に配置される。この例示的な実施形態において、ポート３１０−１は流体通路１８２０に対して一定の場所にあると想定されたい。ポート３１０−２の中心は、軸１８５０に沿った動きに制限される。
【０１１６】
第１の設定１８９１に関して、ポート３１０−１は、流体通路１８２０への孔１８１０−１（窓）を有する。ポート３１０−２は孔１８１０−２を有する。前述の方法において、流体は、ポート３１０−１の孔１８１０−１を通り、流体通路１８２０を通り、ポート３１０−２の孔１８１０−２の外へ流れる。ポート３１０−２がポート３１０−１に比較的近接するので、また、孔１８１０が完全に開いた位置にあるので、設定１８９１により提供される流体抵抗は比較的低いものである。
【０１１７】
第２の設定１８９２に関して、ポート３１０−１は、流体通路１８２０への孔１８１０−１（窓）を有する。ポート３１０−２は孔１８１０−３を有する。前述の方法において、流体は、ポート３１０−１の孔１８１０−１を通り、流体通路１８２０を通り、ポート３１０−２の孔１８１０−２の外へ流れる。ポート３１０−２がポート３１０−１から比較的離れているので、また、孔１８１０−３が孔１８１０−２よりも実質的に小さいので、設定１８９２により提供される流体抵抗は、設定１８９１により提供される抵抗よりも実質的に高いものである。
【０１１８】
本明細書における技法が、流体の流れレストリクタを含め、任意の適切なタイプの流体送出システムにおける使用にも同様に適していることに再び留意すべきである。しかし、本明細書における実施形態がそのような用途での使用に限定されず、本明細書において説明される技法は他の用途にも同様に適していることに留意すべきである。
【０１１９】
本明細書において述べた説明に基づき、様々な具体的な詳細が、請求される主題の完全な理解を提供するために述べられてきた。しかし、請求される主題が、こうした具体的な詳細無しで実行されてもよいことが当業者に理解されよう。他の例では、当業者のいずれかに知られた方法、装置、システム等は、請求される主題を不明瞭にしないように詳細に述べられていない。詳細な説明のいくつかの箇所は、コンピュータメモリなどのコンピューティングシステムメモリ内に記憶されるデータビットまたは二値デジタル信号上での動作のアルゴリズムまたは象徴的表現の観点から表された。これらのアルゴリズムの説明または表現は、他の当業者に対して機能の趣旨を伝えるための、データ処理分野における当業者により使用される技法の例である。本明細書において説明されるアルゴリズムは、一般に、所望の結果を導く動作または同様の処理の自己矛盾のないシーケンスであると考えられる。この文脈において、動作または処理には物理量の物理的処理が含まれる。通常は、必須ではないが、このような量は、記憶、伝送、結合、比較または処理されることが可能な、電気的または磁気的信号の形を取ることができる。主に共通仕様の理由から、ビット、データ、値、要素、シンボル、記号、用語、数字、数詞、その他同様のものなどのこうした信号を参照するのに、これは時として好都合であった。しかし、これらおよび同様の用語の全ては適切な物理量と関連しており、また、単に便宜的な標示に過ぎないことを理解すべきである。具体的に明示する場合を除いて、以下の記載から明らかなように、これらの具体的な説明全体を通した、「処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」「コンピューティング（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」「計算（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」「判定（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」または他の同様のものなどの用語の使用は、メモリ、レジスタ、または他の情報記憶デバイス、伝送デバイスまたはコンピューティングプラットフォームの表示デバイス内で物理的な電子的または磁気的な量として表示されるデータを処理または変換するコンピュータまたは同様の電子的コンピューティングデバイスなどのコンピューティングプラットフォームの動作または処理に言及することが理解されよう。
【０１２０】
本発明が、その好ましい実施形態を参照して詳細に図示且つ説明してきたが、形態および詳細の様々な変更が、添付の特許請求の範囲に規定される本出願の精神および範囲から逸脱することなく成されてもよいことが当業者に理解されよう。このような変形は、本出願の範囲に含まれることが意図される。このように、本出願の実施形態の前述の記載は限定的であることを意図しない。むしろ、本発明に対するいかなる限定も、以下の特許請求の範囲に示される。
【図１】
0006400097.tif 000002
【図２】
0006400097.tif 000003
【図３】
0006400097.tif 000004
【図４】
0006400097.tif 000005
【図５】
0006400097.tif 000006
【図６】
0006400097.tif 000007
【図７】
0006400097.tif 000008
【図８】
0006400097.tif 000009
【図９Ａ】
0006400097.tif 000010
【図９Ｂ】
0006400097.tif 000011
【図１０Ａ】
0006400097.tif 000012
【図１０Ｂ】
0006400097.tif 000013
【図１１】
0006400097.tif 000014
【図１２】
0006400097.tif 000015
【図１３】
0006400097.tif 000016
【図１４】
0006400097.tif 000017
【図１５】
0006400097.tif 000018
【図１６】
0006400097.tif 000019
【図１７】
0006400097.tif 000020
【図１８】
0006400097.tif 000021