(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胸部カップに圧力を供給する胸部ポンプシステムであって、
シリンダと、このシリンダ中に摺動可能で、径方向に夫々突出した前縁並びに後縁とこれら前縁並びに後縁との間に位置する谷部とからなるＶ字形状のピストンとにより規定され、前記圧力を供給するように前記胸部カップと流体連絡している拡張可能な容量室と、
第１回転出力を供給するモータと、
このモータに動作可能に接続された第１ギアシステムと、
この第１ギアシステムと前記拡張可能な容量室とに動作可能に接続された第２ギアシステムとを備え、この第２ギアシステムは、ラックギアと、このラックギアに動作可能に接続されたピニオンギアと、
前記ラックギアの移動量を制御して、前記容量室の容量を変更可能なセンサシステムとを有し、
前記センサシステムは、前記ラックギアの開口部の数を数える光センサとポジションスイッチとを有し
前記ラックギアは、前記ピストンに取着され、
前記第１回転出力は、前記  第２ギアシステムに供給され、
前記第１ギアシステムは、前記第２ギアシステムに供給された前記第１回転出力を第２回転出力に調整し、
前記第２ギアシステムは、第２回転出力を直線出力に変換する、胸部ポンプシステム。
【請求項２】
前記第１ギアシステムは、少なくとも１本の第１ベルトと、第２ベルトとを有する、請求項１に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１本の第１ベルトは、２本のベルトを含む、請求項２に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１本の第１ベルトは、歯無しであり、前記少なくとも１本の第２ベルトは、歯付きである、請求項２もしくは３に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１本の第１ベルトは、弾性を有する、請求項２に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１本の第１ベルトは、複数のベルトである、請求項２に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項７】
前記モータは、環状チャネルが形成された駆動シャフトを有し、前記少なくとも１本の第１ベルトは、前記環状チャネル内に部分的に配置されている、請求項６に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項８】
前記第１ギアシステムは、さらに第１滑車と第２滑車とを備え、この第１滑車は、第１円周と、前記第１円周に沿って形成された第１チャネルとを有し、
前記第２滑車は、第２円周と、この第２円周に沿って形成された複数の歯とを有し、前記少なくとも１本の第１ベルトは、前記第１チャネル内に部分的に配置されており、前記第２ベルトは、前記第２滑車の前記複数の歯と係合する、請求項４に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項９】
前記第２滑車は、前記ピニオンギアに取着されている、請求項８に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項１０】
前記ラックギアは、前記ピストンに可撓的に取着されている、請求項１ないし９のいずれか１に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項１１】
前記シリンダは、第１直径と空気穴を有し、この空気穴は第２直径を有し、大気と流体連絡しており、前記第１直径は、前記第２直径よりも相当に大きい、請求項１ないし１０のいずれか１に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項１２】
前記モータに動作可能に接続されている制御装置をさらに具備し、前記モータは、反転可能であり、前記制御装置は、前記ピストンが前記シリンダに対して移動した距離を決定し、前記制御装置は、前記距離に基づいて前記モータを反転させる、請求項１ないし１１のいずれか１に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項１３】
前記モータに動作可能に接続されている制御装置をさらに具備し、前記モータは、反転可能であり、前記制御装置は、圧力制限に基づいて前記モータを反転させる、請求項１ないし１１のいずれか１に記載の胸部ポンプシステム。
【請求項１４】
前記モータに動作可能に接続されている制御装置をさらに具備し、前記モータは、可変速モータであり、前記制御装置は、前記圧力を前記胸部カップに供給するための所望のサイクル時間に基づいて前記速度を調整する、請求項１ないし１１のいずれか１に記載の胸部ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母乳を得るための装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、搾乳を行うための、胸部への正圧と負圧の両方に適合する胸部ポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
手動および自動の両方の方法で母乳を得るための胸部ポンプシステムが当技術分野において公知である。従来のシステムは、管を介し、胸部上に配置される胸部覆い、即ちカップへ伝播される負圧または真空を生成するために、真空源を使用している。この従来型装置および方法では、搾乳のために胸部に負圧を用いている。このようなシステムには、胸部に負圧として真空源のみを付加することで搾乳を誘発するという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、搾乳のために胸部に正圧と負圧の両方を付加する、搾乳を行う胸部ポンプシステムを提供することである。
【０００４】
本発明の別の目的は、１つの圧力源から正圧と負圧を供給するシステムを提供することである。
【０００５】
本発明のさらに別の目的は、胸部に付加される正圧と負圧の制御を促進するシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のこれらの、およびこれ以外の目的と利点は、正圧と負圧を生成するための圧力源と、圧力源と流体連絡している胸部カップとを備え、胸部カップが胸部に正圧と負圧を付加する、胸部ポンプシステムによって提供される。
【０００７】
本発明はさらに、シリンダ容量室を有するシリンダと、シリンダ内に移動可能に配置されているピストンと、シリンダ容量室内で圧力を生成するためにピストンに動作可能に接続されているモータと、さらに、シリンダ容量室と流体連絡している胸部カップとを有し、胸部カップが胸部カップに圧力を付加する、胸部ポンプシステムを含む。
【０００８】
本発明はさらに、正圧と負圧を生成するための圧力源と、さらに、圧力源に動作可能に接続された制御装置とを有し、制御装置が正圧と負圧を調整し、胸部への正圧の付加と負圧の付加の間のサイクル時間を調整する、胸部ポンプを含む。
【０００９】
これに加えて本発明は、圧力を生成するための圧力源と、さらに、圧力源に動作可能に接続されている制御装置とを有し、制御装置が圧力を調整し、胸部への圧力付加の間のサイクル時間を調整する、胸部ポンプを含む。制御装置はさらに、圧力とサイクル時間に応じて波形信号を生成し、波形信号に応じて圧力源を制御する。
【００１０】
本発明は、胸部ポンプの拡張可能な容量室のための駆動システムを含む。この駆動システムは、第１回転出力を有するモータと、モータに動作可能に接続された第１ギアシステムと、第１ギアシステムと拡張可能な容量室に動作可能に接続された第２ギアシステムとを有する。第１ギアシステムは、少なくとも１本のベルトを有することができる。第２ギアシステムは、ラックギアと、ラックギアに動作可能に接続されたピニオンギアとを有する。第１ギアシステムは、第２ギアシステムおよび第２回転出力に供給された回転出力を調整する。第２ギアシステムは、第２回転出力を直線出力に変換する。
【００１１】
本発明は、胸部カップに圧力を供給する胸部ポンプを含む。この胸部ポンプは、圧力を供給するために胸部カップと流体連絡している拡張可能な容量室と、第１回転出力を有するモータと、モータに動作可能に接続された第１ギアシステムと、第１ギアシステムと拡張可能な容量室とに動作可能に接続された第２ギアシステムとを有する。第１ギアシステムは、少なくとも１本のベルトを有することができる。第２ギアシステムは、ラックギアと、ラックギアに動作可能に接続されたピニオンギアとを有する。第１ギアシステムは、第２ギアシステムに供給された回転出力を第２回転出力に調整する。第２ギアシステムは、第２回転出力を直線出力に変換する。
【００１２】
このシステムはさらにチャネルを有することができ、胸部カップは空気孔を有することができ、チャネルは空気孔および圧力源と接続され、圧力源は、胸部カップと圧力源の間のチャネルを介して、往復的な空気流を供給する。このチャネルは可撓性管であってよい。圧力源は、シリンダ内に移動可能に配置されたピストンであってよい。モータ、第１歯を有するラック、第２歯を有するギアを設けることが可能である。ラックはピストンと接続されることが好ましく、ギアはモータと動作可能に接続されることが好ましく、第１歯は、シリンダ内でピストンを往復動させるために第２歯と係合している。
【００１３】
ピストンは、ピストンとシリンダの間に配置された密封部材を有することができる。密封部材は、ピストンの周囲に配置されたＯリングであってよい。ピストンは、円周壁を備えたほぼ円筒形状であってよく、密封部材は、円周壁に配置された複数のガスケットであってよい。ピストンは、円周チャネルが内設されている円周壁を備えたほぼ円筒形状であってよく、密封部材はチャネル内に少なくとも部分的に配置されている。ピストンは、前端と後端を備えたＶ字型断面を有してよく、前端と後端はシリンダと共に密封係合を形成する。
【００１４】
ピストンはラックに可撓的に取着することができる。ピストンは凹部を有することができ、ラックは当接部が内部に形成されている第１端部を有することができ、この当接部は凹部内に可撓的に取着されている。凹部と第１端部は戻り止め構造を有することができる。シリンダは第１直径と空気穴を有することができ、空気穴は第２直径を有し、大気と流体連絡しており、第１直径は第２直径よりも相当に大きい。
【００１５】
さらに、モータに動作可能に接続された制御装置を設けることができ、モータは反転可能であり、制御装置が、正圧または負圧制限に基づいてモータを反転させる。モータに動作可能に接続された制御装置を設けることができ、モータは反転可能なモータであり、制御装置は、ピストンがシリンダに対して移動した距離を決定し、制御装置は、この距離に基づいてモータを反転させる。この距離に応じて信号を生成する光センサを設けることができ、この信号は制御装置へ送信され、制御装置はこの信号に応じてモータを反転させる。
【００１６】
ラックは、これに形成された複数の開口部を有することができ、光センサは開口部と動作可能に整列し、光センサを通過して移動する開口部の個数に基づいて信号が生成される。さらにポジションスイッチを設けることができ、光センサは、ポジション信号を生成するべくポジションスイッチと動作可能に整列しており、ポジション信号は制御装置へと送信され、また、制御装置は、ポジション信号に応じて前記個数をリセットする。モータに動作可能に接続された制御装置を設けることができ、モータは変速を有し、制御装置は、胸部に正圧または負圧を付加するための所望のサイクル時間に基づいて速度を調整する。制御装置はユーザインタフェースを有することができ、ユーザインタフェースに所望のサイクル時間を入力することができ、所望のサイクル時間をユーザインタフェースから制御装置へ送信することができる。
【００１７】
ユーザインタフェースを有し、圧力源に動作可能に接続された制御装置を設けることができ、制御装置は、ユーザインタフェースから送信された信号に応じて、圧力源によって生成された正圧または負圧を調整する。ユーザインタフェースを有し、圧力源に動作可能に接続された制御装置を設けることができ、制御装置は、ユーザインタフェースから制御装置へ送信された信号に応じて、胸部に正圧または負圧を付加するためのサイクル時間を調整する。圧力値と、正圧と負圧の間のサイクル時間に応じて波形信号を生成し、この波形信号に応じてモータを制御する制御装置を設けることができる。ユーザインタフェースを設けることができ、ユーザインタフェースに所望の波形信号が入力され、この所望の波形信号は、ユーザインタフェースから制御装置へ送信され、また、制御装置が、所望の波形信号に対応するよう波形信号を調整する。
【００１８】
シリンダは圧力解放弁と流体連絡している。圧力解放弁は調整可能であってよい。圧力源は、収納小室が内部に形成されたハウジングを有することができ、可撓性管はこの収納小室内に取り外し可能に収納することができる。ハウジングは、第１端部と第２端部を備えた排気口を有することができ、第１端部は圧力源と流体連絡しており、第２端部は収納小室内に配置されている。
【００１９】
入口、第１出口、第２出口、プラグを有するＴ字型コネクタを設けることができ、入口は第１および第２出口と流体連絡しており、プラグは第１出口または第２出口と選択的に密封係合する。Ｔ字型コネクタは外面を有することができ、プラグはこの外面につなぎ留められている。制御装置はユーザインタフェースを有することができ、所望レベルの正圧または負圧をユーザインタフェースに入力することができ、制御装置は、ユーザインタフェースから送信された信号に応じて、正圧または負圧を調整することができる。
【００２０】
第１ギアシステムは、第１ベルトと第２ベルトを有することができる。第１ベルトは歯無しであってよく、第２ベルトは歯付きであってよい。第１ベルトは弾性であってよい。第１ベルトは複数のベルトであってよい。第１ギアシステムは、第１滑車と第２滑車を有することができる。第１滑車は第１円周と、この第１円周に沿って形成された第１チャネルとを有することができる。第２滑車は第２円周と、この第２円周に沿って形成された複数の歯とを有することができる。第１ベルトは、第１チャネル内に部分的に配置されていてよく、第２ベルトは第２滑車の複数の歯と係合できる。
【００２１】
モータは、環状チャネルが内設された駆動シャフトを有することができる。第１ベルトは、環状チャネル内に部分的に配置されてよい。第２滑車はピニオンギアに取着されてよい。拡張可能な容量室は、シリンダと、シリンダ内で移動可能なピストンとであり、ピストンにラックギアが取着された状態であってよい。ラックギアは、ピストンに可撓的に取着されてよい。シリンダは、第１直径と空気穴を有することができる。空気穴は第２直径を有し、大気と流体連絡することができる。この第１直径は、第２直径よりも相当に大きい。
【００２２】
本発明のこれ以外およびさらなる目的、利点、特徴は、図面を参照することで理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図面、特に図１、図２を参照すると、概して参照符号１００で表す本発明の胸部ポンプを示している。胸部ポンプ１００、さらに図１１に示す胸部カップ４００は、本発明の胸部ポンプシステムの主要な構成部品を構成する。胸部ポンプ１００は、組み立てユニットを形成するように設けられた、頂部ハウジング１０２と底部ハウジング１０３を有する。
【００２４】
図１ないし図３を参照すると、頂部ハウジング１０２は、ほぼ楕円形であり、平坦な前面２００と、小室用ドア１０４を有する収納小室２１０とを有している。胸部ポンプ１００をシステムの他の構成部品と接続する空気管、即ち導管３５０を収納するための、選択的に密封可能な収納小室２１０を形成するように、前記ドア１０４は、頂部ハウジング１０２に蝶番接続されていることが好ましいが、これについては以降でより詳細に述べる。
【００２５】
前記前面２００は、ＬＥＤカバー１０６を有するボタンパッド１０５を受容できる。このパッド１０５は、胸部ポンプ１００を制御するために消費者によって使用される。底部ハウジング１０３が、ラックギア１０９と、このラックギアと係合可能なピニオンギア１１０と、ピストン１１２と、このピストンを受容可能なシリンダ１１３と、ピニオンギアが装着されるシャフト１２６を有するモータ１２５とを含む、胸部ポンプの様々な構成部品を安全に収納することができる。このような設計により、胸部ポンプ１００は、低ノイズでのポンピングを提供できる。胸部ポンプ１００は、あらゆる硬質材料、例えばプラスチック等で製造できる。
【００２６】
図３ないし図７を参照すると、胸部ポンプ１００は、前記ピストン１１２およびシリンダ１１３を使用して、母乳を得るための正圧と負圧との両方を生成する。このピストン１１２は、これに取着されているラックギア１０９によって駆動される。ピストン１１２は、第１ヘッド３０００および第２ヘッド３１００を有するほぼ円筒形状をしている。これら第１ヘッド３０００および第２ヘッド３１００は、環状チャネル３０２０、３１２０を各々有することが好ましい。これらチャネル３０２０、３１２０は、第１ヘッド３０００、第２ヘッド３１００の各々の外周に沿って配置されていることが好ましい。さらに、チャネル３０２０、３１２０は、第１ヘッド３０００および第２ヘッド３１００の外周に沿った中心に配置されていることが好ましい。チャネル３０２０、３１２０内には、密封部材３０５０、３１５０が各々設置されていることが好ましい。これら密封部材３０５０、３１５０は、Ｏリングガスケットであることが好ましい。密封部材３０５０、３１５０は、チャネル３０２０およびチャネル３１２０の深さ、即ち高さよりも大きい直径、即ち幅を有する。密封部材３０５０、３１５０は、第１ヘッド３０００および第２ヘッド３１００の外周を越えて延び、ピストン１１２がシリンダ内で往復駆動されるのに合わせてシリンダ１１３の内面１１３０と密封係合を果たす。
【００２７】
複数の密封部材、即ち、ピストン１１２のＯリングガスケット３０５０とＯリングガスケット３１５０とを使用することで、２重密封が得られ、正圧と負圧とを生成する効率が増加する。この実施形態では、２つの密封部材を使用して２つの別個の密封面を作成しているが、ピストン１１２をシリンダ１１３と密封するために、任意数の密封部材を使用して、任意数の密封面を作成することが可能である。さらに、この実施形態では、Ｏリング密封ガスケット３０５０、３１５０を有するピストン１１２を使用しているが、別の密封構造をピストンとシリンダ１１３の間に使用することもできる。
【００２８】
前記ラックギア１０９は、歯１１００を有するピニオンギア１１０と係合する歯１０９０を有する。このピニオンギア１１０は、好ましくはシャフト１２６を介して、モータ１２５に動作可能に接続されている。そして、このモータ１２５の起動時に、シャフト１２６とピニオンギア１１０とが回転する。ラック１０９の歯１０９０とピニオン１１０の歯１１００とが係合して、モータ１２５とシャフト１２６との往復回転動を、単軸に沿った両方向に向かう往復縦動に変換する。
【００２９】
前記ラックギア１０９は、ピストン１１２に形成された凹部３２００と係合する第１端部１０９５を有することが好ましい。この凹部３２００は、ピストン１１２内の中央に配置されていることが好ましい。ラックギア１０９の前記第１端部１０９５は、ピストン１１２の凹部３２００とのスナップフィット係合または摩擦フィット係合を有することが好ましい。第１端部１０９５と凹部３２００との各々に、戻り止め構造１０９６、３２９６が形成されていることが好ましい。これにより、これら構成部品の製造が促進され、さらに、ラックギア１０９に対して必要となる可能性のあるピストン１１２の任意の直線旋回運動を提供する。
【００３０】
ピストンの別の実施形態を、図８に概して参照符号８１１２で示す。このピストン８１１２は、前縁８１２０と後縁８１２１とを有し、ほぼＶ字型である。これら前縁８１２０と後縁８１２１は、ピストン８１１２がシリンダ内で往復駆動されると、シリンダ１１３の内面１１３０と密封係合する。シリンダ１１３の内面１１３０と密封係合する、ピストン８１１２の複数の縁部、即ち前縁８１２０と後縁８１２１とを使用することにより、２重密封が得られ、正圧と負圧とを生成する効率が増加する。
【００３１】
図３ないし図７を参照すると、前記モータ１２５は、変速モータであることが好ましい。これにより、使用者は、胸部ポンピングのサイクル時間を制御および変更することが可能になる。胸部ポンプ１００は、さらに、振動を低減し、モータ１２５を底部ハウジング１０３に取着するために、モータカバー１０７とベアリング１０８とを有する。
【００３２】
正圧と負圧とは、シリンダ１１３内の排気量を変更することで変えることができる。この実施形態では、これは光電または光センサシステムの使用によって行われる。光センサシステムは、２つ以上の光センサ１２１とポジションスイッチ１２４とを有する。光センサ１２１は、ラックギアが往復動を行うとラックギア１０９の開口部５０の個数を数える。これにより、使用者は、ラックギア１０９が移動する距離を制御でき、またこれに関連してシリンダ１１３内の排気量を制御できる。
【００３３】
ピストン１１２をシリンダ１１３の前部へ正確に移動させるために、光センサシステムはさらに、計数器のスタータとして機能する、好ましくは、シリンダの前部に配置されたポジションスイッチ１２４を含む。あるいは、ポジションスイッチは、光センサ１２１によって検出可能な、サイズまたは形状の異なる開口部５０であってよい。
【００３４】
ラックギア１０９はさらに、これに取り付けられた安全機構を有する。光センサ１２１は、ラックギア１０９が後方へ移動すると開口部５０を読み取る。もし何らかの理由でラックギア１０９が対象を外し、移動し過ぎた場合、安全機構がポジションスイッチを始動させる。ラックギア１０９が、後方へ移動中にポジションスイッチが始動された場合、ソフトウェアが、システムを始動させて再び前方へ移動させ、ポジション位置へ戻す。
【００３５】
胸部ポンプ１００は、ラックギア１０９の上方に配置された案内カバー１１１を有する。この案内カバー１１１は、ラックギア１０９の往復動を案内および振動減衰することにより、胸部ポンプをさらに安定させる。案内カバー１１１はさらに、光センサ１２１と開口部５０の不整列の危険を低減することで、光センサシステムに正確性を提供する。
【００３６】
光センサシステムとモータ１２５とは、ＰＣ、即ち回路基板１２０に接続されていることが好ましい。これにより、正圧と負圧との量に変換される距離ピストン１１２の移動と、サイクル時間に変換されるピストン速度とが、電子的に制御される。
【００３７】
図１５ないし図１９を参照すると、本発明の駆動システムの好ましい実施形態が、概して参照符号１５００で示されている。前記シリンダ１１３に対するピストン１１２の直線的な往復動を提供するべく、駆動システム１５００を図１ないし図７の胸部ポンプ１００と共に使用することができる。
【００３８】
この駆動システム１５００は、ギアリダクションを内蔵するラックおよびピニオンドライブのベルト駆動システムである。駆動システム１５００は、第１駆動車輪または滑車１５１０と、この第１駆動車輪１５１０に取着された第２ギア、駆動車輪または滑車１５２０と、第３ギア、駆動車輪または滑車４５３０と、第３ギアに取着されたピニオンギア１５４０とを有する。
【００３９】
前記第１駆動車輪１５１０は、第１ベルト１５５０によって、モータ駆動シャフト１２６に動作可能に接続されている。この好ましい実施形態では、第１ベルト１５５０は歯無しベルトである。より好ましくは、第１ベルト１５５０は弾性または可撓性を有する。可撓性または弾性のベルト１５５０を使用することで、駆動シャフト１２６と第１駆動車輪１５１０の間の安全な接続が得られ、さらにノイズと振動が低減される。駆動シャフト１２６および第１駆動車輪１５１０は、その上に第１ベルト１５５０が装着される滑らかな外面を有する。
【００４０】
前記第１駆動車輪１５１０は、第１共軸シャフト１５１５によって、第２ギア１５２０に動作可能に接続されている。この好ましい実施形態では、第１シャフト１５１５は、対向した第１ベアリング１５１７間に回転可能に取り付けられている。しかし、別の回転可能な取り付け装置あるいは装着構造を使用することも可能である。ノイズと振動とを低減するために、モータシャフト１２６と第１駆動車輪１５１０は、金属製である。第１駆動車輪１５１０と第２ギア１５２０とは、モータシャフト１２６とピニオンギア１５４０の間にギアリダクションを部分的に提供し、また、異なる直径を有する。
【００４１】
前記第２ギア１５２０は、第２ベルト１５７０によって、第３ギア１５３０に動作可能に接続されている。第２ベルト１５７０は、第２ギア１５２０、第３ギア１５３０の円周に沿って形成された歯１５８０と係合する、歯１５７５を有することが好ましい。第２ギア１５２０と第３ギア１５３０とは、モータシャフト１２６とピニオンギア１５４０との間にギアリダクションを部分的に提供する、異なる直径を有する。駆動システム１５００はさらに、第２ベルト１５７０に張力を与えるテンション滑車１５８０を有することが可能である。
【００４２】
前記第３ギア１５３０は、第２共軸シャフト１５３５によって、ピニオンギア１５４０に動作可能に接続されている。この好ましい実施形態では、第２シャフト１５３５は、対向する第２ベアリング１５３７の間に回転可能に取り付けられている。しかし、これ以外の回転可能な取り付け装置または装着構造を使用することも可能である。第３ギア１５３０は、第２シャフト１５３５に沿ってピニオンギア１５４０と一体鋳造することが好ましい。
【００４３】
前記ピニオンギア１５４０は、ラックギア１０９の歯１０９０と係合する歯１５４５を有する。モータ１２５を起動すると、シャフト１２６の回転動が、ラックギア１０９の単軸に沿った双方向への往復縦動に変換される。第１、第２ベルト１５５０、１５７０、第１、第２、第３駆動車輪、即ちギア１５１０、１５２０、１５３０を使用することで、駆動システム１５００は、モータシャフト１２６とピニオンギア１５４０の間に所望の移動比、すなわちギアリダクションを提供することが可能である。
【００４４】
歯無しベルト１５５０と歯付きベルト１５７０の組み合わせを使用することにより、ノイズと振動を低減する一方で、胸部ポンプ１００に所望の速度および圧力における必要な前後方向への直線移動を与えることができる、安定した頑丈な駆動システム１５００を維持する。
【００４５】
図２０ないし図２６を参照すると、本発明の駆動システムの別の実施形態が、概して参照符号４５００にて示されている。この駆動システム４５００も、ピストン１１２とシリンダ１１３の直線的往復動を提供するために、図１ないし図７の胸部ポンプ１００と共に使用することができる。
【００４６】
駆動システム４５００は、ギアリダクションを内蔵したベルト駆動システムである。駆動システム４５００は、第１ギア、駆動車輪、即ち滑車４５１０と、第１ギアに取着された第２ギア、駆動車輪、即ち滑車４５２０と、第３ギア、駆動車輪、即ち滑車４５３０と、第３ギアに取着されたピニオンギア４５４０とを有する。
【００４７】
第１ギア４５１０は、第１ベルト４５５０によってモータ駆動シャフト１２６に動作可能に接続されている。この好ましい実施形態では、この第１ベルト４５５０は、複数のベルトであり、さらに好ましくは３本のベルトである。第１ベルト４５５０は、好ましくは歯無しベルトである。より好ましくは、第１ベルト４５５０は、弾性または可撓性を有するＯリングである。例えばＯリングのような可撓性または弾性ベルト４５５０を使用することで、駆動シャフト１２６と第１ギア４５１０との間に安全な接続が提供され、さらにノイズと振動が低減される。駆動シャフト１２６および第１ギア４５１０は、この各々に形成された環状チャネル４５５５、４５６０を有する。環状チャネル４５５５、４５６０は、第１ベルト４５５０を適所に保持し、駆動システム４５００の組み立てを促進する上で補助するための案内部である。
【００４８】
前記第１ギア４５１０は、第１共軸シャフト４５１５によって、第２ギア４５２０に動作可能に接続されている。この別の実施形態では、第１シャフト４５１５は、対向した第１ベアリング４５１７の間に回転可能に取り付けられている。しかし、代替的な回転取り付け装置または装着構造の使用も可能である。ノイズと振動を低減するために、モータシャフト１２６と第１ギア４５１０は金属製である。第１、第２ギア４５１０、４５２０は、モータシャフト１２６とピニオンギア４５４０との間にギアリダクションを部分的に提供する、異なる直径を有する。
【００４９】
前記第２ギア４５２０は、第２ベルト４５７０によって、第３ギア４５３０に動作可能に接続されている。また、第２ベルト４５７０は、第２ギア４５２０、第３ギア４５３０の円周に沿って形成された歯４５８０と係合する、歯４５７５を有することが好ましい。第２、第３ギア４５２０、４５３０は、モータシャフト１２６とピニオンギア４５４０の間にギアリダクションを部分的に提供し、また、互いに異なる直径を有する。駆動システム４５００はさらに、第２ベルト４５７０に引張力を与えるテンション滑車４５８０を有する。
【００５０】
前記第３ギア４５３０は、第２共軸シャフト４５３５によって、ピニオンギア４５４０に動作可能に接続されている。この別の実施形態では、第２シャフト４５３５は、対向した第２ベアリング４５３７間に回転可能に取り付けられている。しかし、これ以外の回転可能な取り付け装置または装着構造の使用も可能である。第３ギア４５３０は、第２シャフト４５３５に沿ってピニオンギア４５４０と一体鋳造されることが好ましい。
【００５１】
このピニオンギア４５４０は、ラックギア１０９の歯１０９０と係合する歯４５４５を有する。モータ１２５を起動すると、シャフト１２６の回転動が、ラックギア１０９の単軸に沿った双方向への往復縦方向運動に変換される。第１、第２ベルト４５５０、４５７０、第１、第２、第３ギア４５１０、４５２０、４５３０を使用することで、駆動システム４５００は、モータシャフト１２６とピニオンギア４５４０の間に所望の移動比、すなわちギアリダクションを提供することができる。
【００５２】
歯無しのＯリング型ベルト４５５０と歯付きベルト４５７０の組み合わせを使用することで、ノイズと振動が低減される一方で、所望の速度と圧力における必要な前後の直線移動を胸部ポンプ１００に提供することが可能な、安全で頑丈な駆動システム４５００が維持される。
【００５３】
上述した駆動システム１５００、４５００の実施形態は、ギアリダクションのためのベルトを使用している。しかし、これ以外の実施形態では、ギアリングを、胸部ポンプ１００を駆動するラックおよびピニオンギアリングに伝播される所望の比率に低減する、ギアボックスを使用できる。
【００５４】
再度図３ないし図９を参照すると、シリンダ１１３は、胸部カップ４００に正圧と負圧を供給するための供給コネクタ１１５に取着された供給チューブ１１６を有する。好ましくは、この供給コネクタは、収納小室２１０内に配置された出口２１５を有する。空気管３５０は、出口２１５、さらに胸部カップ４００に取着されてよい。収納小室２１０は、ポンピング動の最中に開閉することができる。シリンダ１１３は、約１．５ｉｎ．Ｈｇに設定することが好ましい圧力解放弁２０００（図９に示す）と、流体連絡している。
【００５５】
圧力解放弁２０００は、吸入口２０１０と排出口２０５０を有する。吸入口２０１０はシリンダ１１３と流体連絡しており、排出口２０５０は管３５０によって胸部カップ４００と流体連絡している。圧力解放弁２０００は、吸入口２０１０および排出口２０５０と流体連絡している解放排出部２１００を有する。解放排出部２１００は実質的に管状で、解放アセンブリ２２００に取着されている。
【００５６】
解放アセンブリ２２００は、可撓性挿入部２２１０、付勢部材２２２０、保持部材２２３０を有する。可撓性挿入部２２１０が解放排出部２１００の内面と密封係合することで、解放排出部からの空気の漏出を防止する。挿入部２２１０は、付勢部材２２００と合致する取着部材２２１５を有する。この実施形態では、この取着部材２２１５は、付勢部材２２００の内部容量に受容される交差形状の構造である。好ましくは、付勢部材２２００はばねである。より好ましくは、付勢部材２２００はコイルばねである。保持部材２２３０は、解放排出部２１００の外面上に配置された、対応する係合突起部２１０５の対と係合する対向した保持アーム２２３５を有する、キャップ型構造である。挿入部２２１０とばね２２２０は、キャップ２２３０によって解放排出部２１００の内部容量室内に保持される。
【００５７】
ばね２２２０は、解放圧力弁２０００の解放圧力と等しい付勢強度または弾性を有する。この実施形態において、好ましくは約１．５ｉｎ．Ｈｇに設定されている正圧が、解放圧力を超えた場合、挿入部２２１０の内面上で生成された力が、ばね２２２０の付勢力を克服し、挿入部がキャップ２２３０の方向、および解放排出部２１００の内部容量室の外へと移動する。圧力解放弁内の正圧がばね２２２０の付勢強度未満に低下するまで、空気が解放排出部２１００を介して圧力解放弁２０００から逃げるが、この時点で、挿入部２２１０が解放排出部の内部容量室内へ戻り、解放排出部の内面と密封係合する。
【００５８】
あるいは圧力解放弁を、「マッサージ強度」、つまり使用者の胸部への正圧の量を制御できるようにするべく、調整可能に製造することができる。図３に示す回路基板１２０により、使用者が数レベルの速度と数レベルの吸引をプログラムすることができる。
【００５９】
この実施形態では、速度（サイクル時間）は約４５サイクル／分（ｃｐｍ）から約７５ｃｐｍの間である。本発明は、この速度範囲内での多数の速度レベルの事前設定プログラミングを提供する。レベルの数は約２レベルから約８レベルの間であることが好ましい。使用者がこの速度範囲内で５レベルの速度をプログラムできることがより好ましい。本発明はさらに、使用者による速度レベルのプログラミングを想定する。
【００６０】
図１５ないし図２１に示す１個の胸部カップ４００および好ましい駆動システム１５００と共に使用する場合の吸引範囲は約３ｉｎ．Ｈｇから約１０ｉｎ．Ｈｇ、さらに、２個の胸部カップの場合は約３ｉｎ．Ｈｇから約８ｉｎ．Ｈｇである。図３、図４に示す１個の胸部カップ４００およびギアボックスシステムと共に使用する場合の吸引範囲は約３ｉｎ．Ｈｇから約９ｉｎ．Ｈｇであり、さらに、２個の胸部カップの場合は約３ｉｎ．Ｈｇから８ｉｎ．Ｈｇである。本発明は、この吸引範囲内での多数の吸引レベルの事前設定プログラミングを提供する。レベルの数は約２レベルから約８レベルの間であることが好ましい。使用者は、吸引範囲内において５レベルの吸引をプログラムできることがより好ましい。本発明はさらに、使用者による吸引レベルのプログラミングを想定する。
【００６１】
さらに、コンピュータソフトウェアを使用して、正圧と負圧の量を制御できることが好ましい。これにより、正圧と負圧の量を、使用者個人に合ったものにすることができ、また、ポンピング工程期間にかけて変更して、効率を最大化することができる。
【００６２】
胸部ポンプ１００は、ソフトウェアによって駆動される回路基板１２０、さらにギアモータ１２５、ラックとピニオンのセット１０９、１１０、ピストンシステム１１２、１１３によって制御されることが好ましい。ソフトウェアとシステムは、最大の可撓性を提供するべく、さらに、圧力曲線、即ち「波形（ｗａｖｅ）」の変更を促進するべく、設計されている。これは、ソフトウェアが、モータ１２０の速度と、ピストン１１２がシリンダ１１３内で移動する距離とを制御しているために、実現可能となる。ピストン１１２の移動距離は圧力レベルに関連する。速度レベルと圧力レベルをソフトウェアにより制御することで、圧力曲線、即ち「波形」を制御することができる。
【００６３】
乳児による吸引に類似した、または母親にとって最も快適な、特定の「波形」、即ち圧力曲線が存在するという判断が為されたら、タイミング（モータ速度とピストン距離）を変更することで望ましい波形を得ることができる。ソフトウェアの使用により、使用者は、特定の圧力曲線およびこの圧力曲線の時間にともなう変化にメモリを付加して、使用者にとっての快適さを最大化する能力を有する。
【００６４】
この実施形態では、正弦波を使用して胸部ポンプ１００の制御を行う。これは、最も快適な圧力曲線は、噛まれた感覚を使用者に与える極端な圧力ピークおよび最低点を有さず、正弦波に類似して圧力が徐々に増減するものであるという仮定に基づいている。ピストン１１２による前後の動きは、所望の正弦波に近似している。しかし、極端な圧力ピークを回避するために、ピストン１１２のタイミングを遅速化され、波形上の最大吸引点と最小吸引点における継続時間にかけて圧力が一定に保たれる。これにより、使用者にとってより快適である安定した正弦波を有する圧力曲線が得られる。
【００６５】
さらに、母親が別の波形を望ましいと判断した場合には、このような波形を圧力曲線に使用することも可能である。例えば、母親が極端なピークを有する「鋸状」圧力曲線を好む場合には、ピストン１１２の方向変換時における一時停止を最小化しながら、ピストン１１２のタイミングを単純に前後運動するサイクルに変更することができる。さらに、例えば母親が「四角形曲線」を好む場合には、ピストンが方向変換できる状態になるとピストン位置を維持し、その後迅速に下降傾斜し、さらに上方傾斜する前に再びこの位置を保持するように、ピストン１１２のタイミングを変更することができる。これにより「四角形曲線」波形が生成される。
【００６６】
ソフトウェア制御を使用することで、波形、即ち圧力曲線の様々な選択を行うことができる。さらにこれにより、１個の胸部ポンプ１００で、より広い選択を変更または提供する柔軟性が得られる。反対に、同時にあるポンプには、圧力曲線波形を柔軟に変更できないという欠点が伴う。
【００６７】
シリンダ１１３は圧力差分穴７５を有する。圧力差分穴７５は、シリンダ１１３の底面８０に沿って配置されるのが好ましい。正圧および負圧を生成するために、圧力差分穴７５は、排出孔１０１３、および空気が内部を流れる供給管１１６よりも実質的に小型である。圧力差分穴７５は、負圧の量と比較した正圧の量に多様性を与える。圧力差分穴７５は、真空ストロークの最後に「損失」空気を提供するためのより広い真空範囲に有効である。正圧ストローク時に、圧力差分穴７５を介して少量の空気が解放されるが、圧力レベルがより高くなると、負圧ストローク中に空気が再導入される。
【００６８】
図１０を参照すると、シリンダ１１３はゼロドラフトシリンダとして形成されている。胸部上に真空および圧力を作成しながら、シリンダ内の所定の体積の空気を移動させるために、ピストン１１２の外径がシリンダ１１３の内径ｄと密封を作成する。胸部ポンプ１００では、ピストン１１２への干渉または抵抗を最小化しながら適切な密封を作成するために、シリンダの全長にかけて一定な内径ｄを有するシリンダ１１３が必要である。典型的な射出成形部品は、シリンダ１１３の不均等な内径ｄを作り出すためのドラフト角度を要する。
【００６９】
シリンダ１１３は、均一な内径ｄを提供するゼロドラフトシリンダとして鋳造することが好ましく、一単体として鋳造することがより好ましい。図１０に示すように、シリンダ１１３は単体のプラスチック射出成形部品である。２個の部品から成るシリンダ、または機械加工したシリンダには、単体のゼロドラフトシリンダ１３３が克服する欠点が伴う。２個の部品から成るシリンダは、エンドキャップに取り付けられた押し出し形成管を要し、２個の部品は溶接または接着剤によって結合している。典型的には、機械加工した部品は金属管である。ゼロドラフト、単体シリンダ１１３の利点の１つは、射出成形が可能なことである。
【００７０】
図３ないし図１０を参照すると、ボタンパッド１０５は、胸部ポンプ１００用のユーザインタフェースまたは制御機構である。ボタンパッド１０５は、吸引と速度のレベルを増減するための正鍵および負鍵の対を有する。パッド１０５はさらに、オン／オフスイッチを含む。
【００７１】
シリンダ１１３内におけるピストン１１２の往復的な前後の動きにより、胸部ポンプ１００は、１本のホース、即ち管３５０を介して、女性の胸部に正圧と負圧の両方を供給する。この実施形態では、正圧と負圧を生成するためにピストン／シリンダ機構を使用しているが、これ以外の拡張可能な容量室または圧力源の使用も可能である。このような別の実施形態は、必要な部品数がより少数で済むふいご状機構またはダイアフラムを含む。
【００７２】
図１１、図１２を参照すると、本発明の胸部カップ４００が示されている。胸部カップ４００の一例が、２００２年１２月２７日に出願された、同時係属および同一所有の米国特許出願第１０／３３１，１８３号に開示されており、この開示は参照して本明細書に組み込まれる。胸部カップ４００は、空気孔５６０を有するハウジング５００、可撓性挿入部６００、ホルダ７００を有する。ハウジング５００は硬質構造であり、可撓性挿入部６００は可撓性構造である。ハウジング５００は、ハウジングと挿入部の間に移動容量室５１０を形成するために、挿入部６００と密封係合するよう適合されている。空気孔５６０は移動容量室５１０と流体連絡している。
【００７３】
胸部ポンプ１００は、空気孔５６０に接続され、シリンダ１１３と流体連絡している空気管３５０を介して、胸部カップ４００と流体連絡した状態に配置されている。胸部ポンプは、胸部カップ４００に正圧と負圧の両方を供給する。胸部ポンプ１００によって生成された正圧と負圧により、空気が空気孔５６０内を流れ、移動容量室５１０内に流入し、移動容量室５１０から排出される。胸部カップ４００に供給された正圧および負圧により、可撓性挿入部６００、また特に移動容量室５１０が拡張および収縮し、使用者の胸部上に往復する正の力と負の力が付加される。
【００７４】
胸部ポンプ１００と胸部カップ４００は、空気孔５６０に接続された１本の空気管３５０を介して、使用者の胸部に正圧と負圧の両方を付加することができる。
【００７５】
移動容量室５１０内にのた容量は、好ましくは２２ｃｍ３から５２ｃｍ３の間、より好ましくは３２ｃｍ３から４２ｃｍ３の間である。拡張可能および収縮可能な移動容量室５１０により、使用者の胸部に付加され得る負圧の量に上限が課され、これがさらに胸部ポンプ１００の使用における安全特性として役立つ。これに加え、空気管３５０または胸部ポンプ内への母乳の流入を完全に防止するために、挿入部６００とハウジング５００の密封係合によって、使用者の胸部と胸部ポンプ１００の間にバリアが形成される。
【００７６】
胸部ポンプシステムの好ましい実施形態が、使用者の胸部から流体隔離した移動容量室５１０を有する胸部カップ４００を使用している一方で、別の胸部カップを胸部ポンプ１００と共に使用することも可能である。本発明の胸部ポンプシステムに固有の特徴を、例えば本発明の制御システム、またはラックおよびピニオン駆動機構のような、他タイプの胸部カップと共に使用することも可能である。
【００７７】
図１３を参照すると、Ｔ字型コネクタ３００は、第１孔３１０と第２孔３２０の使用により、使用者が１個の胸部カップ４００または２個の胸部カップを使用できるようにするための三角形弁である。胸部ポンプ１００は、入口３３０において、空気管３５０を介してＴ字型コネクタ３００に接続されている。Ｔ字型コネクタ３００の単一分岐弁構造により、ダブルポンピングに必要な管３５０の本数が最小化される。Ｔ字型コネクタ３００は、シングルポンピングが望ましい場合に、第１孔３１０、第２孔３２０のいずれかを閉鎖するプラグ３４０を有する。プラグ３４０は、第１孔３１０または第２孔３２０との係合を促進するために、Ｔ字型コネクタ３００の外周につなぎ留められていることが好ましい。
【００７８】
図１４を参照すると、本発明の胸部ポンプシステムによる搾乳方法が示されている。使用者は、ステップ８００にあるように、胸部ポンプ１００を「オン」にすることで胸部ポンピング動作を開始する。これにより、胸部ポンプ１００に電力が供給される（ステップ８１０）。使用者は次に、ステップ８２０にあるように、望ましいサイクル時間と吸引レベルを入力する。この好ましい実施形態では、使用者は、５つのサイクル時間と吸引レベルから選択を行うことができる。サイクル時間と吸引レベルは、ボタンパッド１０５を使用して入力される。
【００７９】
ステップ８３０では、ＰＣ基板１２０が、使用者が入力したサイクル時間および吸引のレベルに従って、モータ速度と対象ピストン移動距離を設定する。次に、ステップ８４０にて、サイクル時間および吸引レベルが使用者に対して表示される。この実施形態では、サイクル時間と吸引レベルは、レベルに応じた数の照明ライトを有するライト２２５によって表される。ステップ８５０では、モータ１２５が始動され、ピストン１１２がシリンダ１１３の底部１７５に向けて移動する。これにより、空気管３５０によって胸部カップ４００に供給される正圧が生成される。
【００８０】
ステップ８５５にて、ピストン１１２との接触によってホームスイッチが始動されたか否かを判断するために、ＰＣ基板がホームスイッチを監視する。ステップ８６０において、ホームスイッチが始動されたか否かを判断する。ホームスイッチが始動されている場合には、ステップ８７０におけるようにこれがリセットされる。ステップ８８０にて、モータ１２５が反転され、ピストン１１２をシリンダ１１３の頂部１８０に向けて移動させる。これにより、空気管３５０により胸部カップ４００に供給される負圧が生成される。本発明の胸部ポンプシステムの利点の１つは、正圧と負圧を同一の空気管３５０を介して供給することである。これにより、洗浄回数が減り、使用者による動作が簡素化される。
【００８１】
ステップ８９０に示すように、使用者が入力したとおりの正確な吸引量を提供するために、光センサ１２１がラック開口部５０の個数を数える。ステップ９００では、ＰＣ基板１２０が、数えられたラック開口部５０の個数が、使用者が入力した対象のピストン移動距離と等しいか否かを判断する。ステップ９１０にて、胸部ポンプ１００がまだ「オン」状態にあるか否かを判断する。胸部ポンプ１００が停止されている場合には、ステップ９１５に示すようにポンピング動作が終了する。
【００８２】
ステップ９２０にて、使用者が新規のサイクル時間または吸引レベルを入力したか否かを決定する。新規のサイクル時間または吸引レベルが入力されている場合には、ステップ８３０に戻り上述したステップを繰り返す、つまり、使用者が入力したサイクル時間および吸引のレベルに従って、ＰＣ基板１２０がモータ速度と対象ピストン移動距離を設定する。使用者が新規のサイクル時間または吸引レベルを入力しなかった場合には、モータが再び反転し、これによりピストン１１２がシリンダ１１３の底部１７５へ移動する。これにより、空気管３５０を介して胸部カップ４００に供給される正圧が生成される。この工程は、胸部ポンプが停止するまで、胸部ポンプ１００が胸部カップ４００に正圧を供給し、次に負圧を供給しながら継続する（ステップ９１０）。
【００８３】
本発明の胸部ポンプシステムは、多数の構成部品を含んでおり、また、使用者が旅行中の場合などに遠隔地において使用することができる。使用を容易化するために、様々な構成部品はバッグシステム内に配置することが可能である。このようなバッグシステム、およびこのようなシステムの構成部品の一例が、２００２年１２月２７日に出願された、同時係属および同一所有の米国特許出願第１０／３３１，１３０号に開示されており、この開示は参照して本明細書に組み込まれる。
【００８４】
好ましい形式を特に参照しながら本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の精神および範囲から逸脱しない限りで、様々な変更および改造の実行が可能であることが明白となるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の胸部ポンプシステムの胸部ポンプの正面斜視図である。
【図２】開放位置にある、図１の胸部ポンプの正面斜視図である。
【図３】図１の胸部ポンプの展開斜視図である。
【図４】カバーを外した状態にある、図１の胸部ポンプの平面図である。
【図５】本発明のピストンおよびシリンダの展開斜視図である。
【図６】図５のピストンおよびシリンダの一部分の展開側面図である。
【図７】図５のピストンの正面斜視図である。
【図８】本発明によるピストンの別の実施形態の展開斜視図である。
【図９】図１のシステムの圧力解放弁の展開斜視図である。
【図１０】図５のシリンダの断面平面図である。
【図１１】本発明の胸部カップの正面斜視図である。
【図１２】図１１の胸部カップの側部断面図である。
【図１３】本発明のＴ字コネクタの背面斜視図である。
【図１４】図１、図１１のシステムに従って胸部をポンピングする方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の胸部ポンプシステムのための胸部ポンプの好ましい実施形態の平面斜視図である。
【図１６】図１５の胸部ポンプの平面図である。
【図１７】図１５に示した胸部ポンプの駆動システムの平面斜視図である。
【図１８】図１７の駆動システムの側部斜視図である。
【図１９】部分的に組み立てた状態にある、図１５に示した駆動システムのギアリダクションシステムの一部分の平面斜視図である。
【図２０】本発明の胸部ポンプシステムのための胸部ポンプの別の実施形態の平面斜視図である。
【図２１】図２０の胸部ポンプの平面図である。
【図２２】図２０に示した胸部ポンプの駆動システムの平面斜視図である。
【図２３】図２０の駆動システムの側部斜視図である。
【図２４】図２０に示した駆動システムのモータの平面斜視図である。
【図２５】部分的に組み立てた状態にある、図２０に示した駆動システムのギアリダクションシステムの一部分の平面斜視図である。
【図２６】部分的に組み立てた状態にある、図２０に示した駆動システムのギアリダクションシステムの平面斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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１９】
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【図２０】
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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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