(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ポンプ室から気泡を一掃でき、流量制御が正確且つ容易なＩＶ注入セット等に好適な安価な容積ポンプを提供することである。【構成】本発明による容積ポンプは、細長い室８を内部に有し、一端が開口し他端が閉止されたハウジングを有する。中央に開口を有する弾性材料シートが開口端部をカバーする。ポンプシャフト６０がシートの開口を通し、該開口にシート材と協働して括約シールを形成するようにして室内へ挿入される。他端は外部に延在される。開口はシャフトと実質的に同じ横断面形状を有し、同じ横断面寸法又はそれより小さい横断面寸法を有する。ハウジングの開口端部付近に流体入口３６が備えられ、流体源から室８内に導かれる。ハウジングの閉止端部付近に流体出口４０が備えられ、流体はその出口を通して室８から流体シンクへ導かれる。【選択図】図３
2007162709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体源から流体シンクへ流体を流体を圧送するように設けられたポンプにして、
内部に細長い室を形成し、その室の一端に隣接する１側に開口が位置されて室に通じており、他端は閉じられているハウジングと、
ハウジングの開口の上に配置され、前記一端にて室と整合させて位置された開口を含む弾性材料のシートと、
この開口の中にスライド可能に配置されて一端は室の中に延在され、他端はハウジングの外部に延在されるようになされており、前記開口がそれと実質的に同じ横断面形状を有するとともに同じ横断面寸法、及びシールを形成するためにシャフトのそれを越えない横断面寸法を有している細長いシャフトと、
内部に負圧が生じたときに流体源から流体を室内に導くと共に室から流体源への逆流を禁止するように設けられた室に流体連通している入口、
室内に正圧が生じた時に室から流体を流体シンクへ導くと共にシンクから室へのもどりを禁止するように設けられた室に流体連通している出口と、
開口内で前後にスライドさせ、室内に負圧及び正圧を交互に発生させるためにシャフトを室内で長手方向に往復させるように構成された作動機構と
シャフトが開口を通してスライドされる時に材料シートに接触してその過度な外方膨張及び過度な内方縮入の少なくとも一つを防止するために開口に近接している材料シートの少なくとも一つに近接して設けられた支持体とを特徴とするポンプ。
【請求項２】
室が拡大された前記一端で室及びシャフトがほぼ同じ断面形状及び寸法を有しており、更に室壁に近接しているシャフトに沿って流体を流すためにシャフトと室との間に十分なクリアランスを設け、室壁に形成されて室に隣接して流れ流体連通されてその長さを実質的に延在しシャフトを横切っている通路を有する請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
入口及び出口の少なくとも一つが一端に近接して拡大されている室に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記弾性材料シートがラテックスゴム、シリコーンゴム及びニトリルゴムで構成されているグループから選択される材料を含む請求項１に記載のポンプ。
【請求項５】
入口及び出口の少なくとも一つがシャフトを通して室に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項６】
前記作動機構が往復シャフトの移動を選択的にかえることができ、流体のポンプ率を変えることができることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
前記作動機構が室への方向においてシャフトを交互に押し開放する手段と、シャフトが開放されると室からの方向にシャフトに力を与える偏移手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
流体流量制御バルブが室、流体入口、流体出口及び一側に開口を有するハウジングと、第１及び第２画室内に室を区分するために壁としてハウジングの室内に設けられた弾性材料シートとを備え、第１区各室内に流体を流すことができる流体入口及び第２区画室から流体を流すことができる流体出口を有し、前記材料シートが内部に制御開口を有し制御開口が塞がれない時に第１区各室から第２区各室へ流体を流し、前記制御開口が選択的に流したり妨げたりするためにシャフトと追加プランジャからなる要素のグループの少なくとも一つの要素と協働することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静脈（ＩＶ）療法装置等の医療装置を含む様々な使用に適した軽量で安価な容積ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者に対する流体の静脈注入は数ある中で、病気又は傷害により消化器官が正常に機能しない患者に生命維持の栄養剤を投与し、様々な重い感染症を処置する為に抗体を投与し、急性又は慢性の痛みのある患者に鎮痛薬剤を投与し、癌を患う患者を処置するために化学療法薬剤を投与する等の為の周知の医療法である。
【０００３】
薬剤の静脈注入は、いわゆるＩＶ投与セットに連結され又は組み込まれたＩＶポンプの使用をしばしば必要とし、このセットは例えば投与すべき流体の、典型的には上部を下方へ向けて配置される壜、無菌プラスチックチューブセット、及び壜からＩＶセットを通して患者に流体を注入するためのポンプを含む。ＩＶ給送チューブに対する、及び多分幾つかの監視装置に対する流体の流れを手操作で停止させるために他の機構が含まれ得る。
【０００４】
現在のＩＶポンプは一般に２つの基本的な形式、即ち、電動ポンプ及び使い捨て式非電動ポンプがある。電動ポンプは十分に小型化され、幾つかの使い捨て部材を含んでいるが、それでも尚一般に高価格であり、連続使用では頻繁に保守することが要求され、例えば自己処置が望まれる場合であっても素人が作動させることは困難である。
【０００５】
使い捨て式非電動ポンプは一般に固いシェル容器内に小さな弾性バッグを配して構成され、バッグは加圧されたＩＶ溶液を充填される。弾性バッグの収縮によって発生された圧力が固定オリフィスを通して患者の静脈内にＩＶ溶液を一定流量にて圧送する。これらのポンプは電動ポンプよりも格段に安価で保守の必要性をなくするが（毎回の使用後に廃棄されるからである）、それらの欠点は監視機能の不足、異なる流量の選定機能の不足、流体容量が限られていること、及び使い捨て製品としてはそれでも尚比較的高価であるということが含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＩＶ注入セット、他の医療装置等に特に適した新規及び改良した容積ポンプを提供することである。
【０００７】
本発明の目的は、作動時にポンプ室から気泡を一掃するように形成されたこのようなポンプを提供することである。
【０００８】
本発明の目的は、容易に製造でき、低価格部品を使用したこのようなポンプを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、緊密な公差が必要とされないこのようなポンプ設計を提供することである。
【００１０】
本発明の目的はまた、効率が良く、信頼性が高いこのようなポンプを提供することである。
【００１１】
本発明の付随的な目的は、容易に保守できるこのようなポンプを提供することである。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、その１つの概念によれば、流量を容易に変更できるこのようなポンプを提供することである。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、このポンプと使用することが適当なバルブ、駆動機構、制御方法、プログラム方法及び装置、及び圧力検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上述及び他の目的は、圧送される流体の損失即ち漏れを保持し防止する為に簡単な円周方向の高分子シール又は括約シールを使用したポンプの特別な図示実施例にて実現される。本発明の１つの図示実施例は、内部に細長い室を形成し、その室の一端に隣接する１側に開口が位置されて室に通じており、他端は閉じられているハウジングを含む。又、ハウジングの開口の上に配置され、一端にて室と整合させて位置された開口を含む弾性材料のシートが含まれる。細長いシャフトがこの開口の中にスライド可能に配置され、そのシャフトの一端は室の中に延在され、他端はハウジングの外部へ延在されるようになされる。開口はシャフトと実質的に同じ横断面形状を有し、同じ横断面寸法又はそれより小さい横断面寸法を有する。入口がハウジングに備えられ、流体はその入口を通して流体源から室内に導かれ、又出口がハウジングに備えられ、流体はその出口を通して室から流体シンクへ導かれる。弾性材料シートがシート開口にてシャフトを取囲んで把持し、流体がその開口を通して流れることを防止するが、シャフトが長手方向にスライドすることは許容するような括約シールを提供する。
【００１５】
シャフトがハウジングから外方へ向けて移動される時、負圧が室内に発生されて入口を通して流体を吸入し、又シャフトが室内に向けて更に移動される時、正圧が室内に発生されて流体を室から出口を通して圧し流す。入口を通して室内へ流体が流れ、又室から出口を通して流体が流れ出ることを許容するために、入口及び出口又はその近くにバルブが備えられる。
【００１６】
シャフトを室内で往復作動させてポンピング作用を生じさせるために様々な駆動機構及び制御方法が備えられ得るのであり、これにはラチェット駆動装置、磁石リニアステップモーター、回転−線型クランク駆動装置、及びスクリュー駆動機構が含まれる。
【００１７】
数ある機構の中で括約シールを使用した様々なバルブ及び同様機構がポンプの流体流量を制御するために備えられ得るのであり、又電気機械的センサーがポンプ内の歯他の機構の過昇又は過降圧力を検出するために備えられ得る。
【００１８】
本発明の上述及び他の目的、特徴及び利点は添付図面に関連して与えられる以下の詳細な説明を考慮することで明白となろう。
【実施例】
【００１９】
図１を参照すれば、本発明により作られた容積ポンプの斜視図が示されており、このポンプは全体的に細長いハウジング４を含み、このハウジングは内部に細長い室８（ハウジング４及び室８を示す図６を参照されたい）を形成されている。ハウジング４は金属又は硬質プラスチックで作られた外部シェル１２、及びこのシェル１２に対して配置された内部充填材１６を有して形成され、室８がその内部中央に形成されている。充填材は同様に金属又は硬質プラスチックとされることができる。
【００２０】
ハウジング４の一端には弾性材料シート２０が配置され、このシートは例えばラテックスゴム、シリコーンゴム又はニトリルゴム作られる。材料シート２０はハウジング４の端部を充填して、室８と一直線状に位置決めされた開口２４を通る以外のハウジング外部と室８との間の連通を防止するようになす。
【００２１】
入口ダクト２８が室８と連通するように材料シート２０に全体的に隣接してハウジング４に形成されており、出口ダクト３２が同様に室とその他端にて連通するようにハウジングに形成されている（図６）。導管３６及び４０はそれぞれダクト２８及び３２を流体源４４及び流体シンク４８（図１）に連結している。チェックバルブ５２及び５６はそれぞれ導管３６及び４０内に配置され、流体が流体源４４から室８内へ流れることを許容するが、逆の流れを防止し、又流体が室８から流体シンク４８へ流れることを許容するが、逆の流れを防止する。流体源４４は流体シンク４８へ圧送されることが望ましい流体の、例えば患者に注入される流体の壜を含むＩＶ投与セットのような何れかの供給源とすることができ、流体源４４は壜で、流体シンク４８は流体を受入れる患者とされる。勿論、更に続く説明で明白となるように、図１の流体ポンプは様々な条件の下で使用することができる。
【００２２】
細長いシャフト即ちプランジャー６０が材料シート２０の開口２４内に配置され、ハウジング４の室８（図６）の中に少なくとも部分的に延在されるようになされる。シャフト６０は円形横断面を有し、室８よりも多少小さい円周を有していて、これによりシャフトは開口２４及び室８内で前後に往復作動するように移動し得るようになされている。開口２４はシャフト６０の横断面形状と同様な形状であることが好ましく、又シャフトを完全に取囲んで把持し、括約シールを形成して室８から流体が流出することを防止するように、寸法が同じか又は多少小さいことが好ましい。開口が弾性材料シート２０に形成されているので、この開口はシャフトの形状と同一でなくともその形状に一致するが、形状差が大きいほどシールの有効性が低下するということは当業者に明白となろう。
【００２３】
シャフト６０の自由端部に緩衝パッド６４（図１）が配置されている。コイルばね６８がハウジングの外部のシャフト６０部分の廻りに配置されて、シャフトをハウジングから外方へ押圧するように緩衝パッド６４に対して押圧力を付与する。
【００２４】
支持ロッド７２はハウジング４のチューブに取付けられてそこから前方へ延在し、又ストッパー７６はロッド７２にスライド可能に取付けられてロッドに沿って前後方向へスライドするようになされる。セットスクリュー８０がストッパーフィンガー７６に備えられ、ロッド上でのストッパーフィンガーのセッティング即ち固定ができるようになされる。ストッパーフィンガー７６は緩衝パッド６４の可能とされる移動路内の位置へ向けて下方へ延在し、緩衝パッドに従ってシャフト６０がハウジング４からストッパーフィンガーの位置を超えて外方へ移動することを防止する。図１はストッパーフィンガー７６の下端に対して係止した緩衝パッド６４を示しており、緩衝パッド６４及びシャフト６０がハウジング４から外方へ向かってそれ以上の如何なる移動も防止されることを示す。セットスクリュー８０によるストッパーフィンガー７６のセッティングはハウジング４の室８内でのシャフト６０の移動ストローク即ち動きを決定する。
【００２５】
ソレノイドのような駆動機構８４がハウジング４の前部に位置され、ソレノイド駆動コアー８８が図示のように緩衝パッド６４に向けて延在される。駆動機構８４が作動されると（例えばソレノイドに電流を付与することで）、駆動コアー８８は緩衝パッド６４に向けて移動してそれと係合し、又緩衝パッド及びシャフト６０をハウジング４へ向けて移動させ、これによりシャフトは更にハウジングの室８内へ移動する。駆動機構８４が消勢されると、駆動コアー８８は駆動機構８４内に引っ込み、緩衝パッドがストッパーフィンガー７６に接触する迄、コイルばね６８が緩衝パッド６４及び従ってシャフト６０をハウジングから外方へ向けて押圧することを許容する。駆動機構８４の交互の作動及び消勢は従ってシャフト６０がハウジング４の室８内で往復作動されるようにする。
【００２６】
作動において、シャフト６０が更に室８の中に移動されると、室内の全ての流体は導管４０内へ圧し出され、チェックバルブ５６を通して流体シンク４８へ圧し流される。シャフトが収縮する即ち室８の外部へ移動することが許容されると、負圧が室内に発生し、流体源４４からチェックバルブ５４を通して流体を室内へ吸入する。従ってシャフト６０の連続する往復作動は流体を流体源４４から流体シンク４８へポンピングすることになる。
【００２７】
図１及び図６に示されたポンプの１つの利点は、特にシート２０に形成されたシールのまわりにおいて気泡が室内に蓄積されることに代えてプランジャー及び室の形状がプランジャーのストローク毎に気泡を室から一掃させることである。これはポンピング作用に於ける容積精度の増大を可能にする。
【００２８】
図２はシャフト６０、弾性シート２０の開口２４、及び付随的な前後のシール支持部９０及び９２の断片的な側横断面図を示す。支持部９０及び９２は室内へ向かうシャフト６０の移動で膨張（これにより堕材料を緊張させて劣化させ、又シールを損傷する）しないように、又は室から外方へ向かうシャフト６０の移動で潰れる（材料を更に劣化させ、シールを損傷する）ことのないように開口２４にてシート２０を支持することで室８内に大きな正圧又は負圧が生じることを許容する。室内の高い流体圧力はシート２０を膨張させ及び潰れさせる可能性を悪化させるのであり、支持部９０及び９２がこの防止を助成する。
【００２９】
後側支持部９２は不可撓性の平坦プレートで構成され、開口９２ａを形成されることが好ましい。開口９２ａはシャフトの自由な移動を許容するためにはそれと同じ形状で僅かに寸法が大きく、シート２０に密接して配置されることが好ましい。室８の中へ向かうシャフト６０の移動の間、開口２４におけるシートに対するシャフト６０の摩擦は室８へ向けてシートを膨張させる傾向を示す。しかしながら開口２４に於いてシート２０は材料を損傷する、即ちシールを緩くするように十分な膨張を生じる前に、支持部９２に接触する。支持部９２と同様に、支持部９０は開口９０ａを有するが、更に開口のまわりに室８へ向けて延在するリップ９０ｂも有するプレートで構成されることが好ましい。リップはシャフト６０が挿入された後に開口２４に於けるシート２０の形状とほぼ同じ形状を有することが好ましい。室８から外方へ向かうシャフト６０の移動の間、室内の流体圧力及びシート２０に対する開口２４に於けるシャフト６０の摩擦は、この開口を室８から離れる方向へそれ自体の上に圧し潰すような傾向を示す。しかしながら支持部９０はこの潰れを防止し、室８からのシャフト６０の引き抜きの間に開口２４に於けるシート２０の所望位置を保持する。支持部９０は又室８からの大きな流体圧力を支持し、シート２０に作用する圧力を多少解放する。
【００３０】
図３は、室８が室の長さに沿って延在する樋９４を除く横断面にてプランジャー６０の形状寸法に近いことを除いて、図１に示したものと同様な他のポンプを示している。又、室８は入口導管３６と流体連通される括約シールの周囲の面積部分８ａにて拡大されて、プランジャー６０が室内に挿入された時ですら流体が導管３６から室８及び樋９４の中へ流れ込むことができるようにしている。
【００３１】
図３の実施例に於けるポンピング作動は図１に於けるのと同じであり、室８の形状寸法は樋９４を有して更に気泡を室内の低流動面積部分から排除する助けをなす。
【００３２】
図５はポンプ室８内に過大圧力又は過小圧力が生じた場合にポンピング作動を終了させる駆動／ポンプシャフトの境界部の１実施例の断片的な側横断面図を示している。シャフト６０は室８内にスライド可能に配置され、弾性材料シート２０の開口２４を通して外方へ延在し、自由端部６０ａで終端するようになされている。シャフト６０の自由端部６０ａには強磁性材料で作られた磁石キャップ１００が配置されている。この磁石キャップ１００はシャフト６０の自由端部６０ａに磁気的に吸着され、その吸着力よりも大きい力が磁石キャップをシャフト６０の自由端部６０ａから引っ張るまで、所定位置に保持するようになされる。駆動コアー８８の端部には強磁性材料で作られたブラケット１０４が形成され、これは外方へ向かう２つのフィンガーに分岐されて磁石キャップ１００の裏側へ隠れ、磁石キャップの裏面と接触する位置とされる。ブラケット１０４の２つのフィンガーは磁気的に磁石キャップ１００と接触するように吸着され、吸着磁力よりも大きいハウジング４の方向へ向かう力がブラケットに付与される迄はこの接触状態に保持される。
【００３３】
図５に示された構造によれば、室８内でのシャフト６０の移動によるポンピング作動は、シャフトの移動に対する抵抗力がシャフトを更に室８内へ押圧するに於いて、又はシャフトを室から外方へ引っ張るに於いて作用するならば、停止される。特に、室８から外方へシャフト６０を引っ張ることに対する抵抗力がシャフトの自由端部６０ａに対する磁石キャップ１００の吸着力を超えるならば、磁石キャップはブラケット１０４により自由端部から引き離され、ポンピング作動は停止される。同様に、室８の中に更にシャフト６０を押圧することに対する抵抗力が磁石キャップ１００に対するブラケット１０４の磁気吸着力を超えたならば、ブラケットは磁石キャップとの接触から外れて押圧され、再び述べるがポンピング作動は停止される。この構造の利点は入口での閉塞又は出口での閉塞、又は流体通路での他の閉塞のようなポンピングに対する予期せぬ抵抗がポンピング作動を停止させることになるということである。ポンピング作動の停止は又ポンプ使用者に対して流体通路に於ける故障の警報にも利用できる。
【００３４】
図６は図１と同じハウジング構造４が使用された容積ポンプの他の実施例の側断面概略図を示す。しかしながらこの場合、それぞれ導管３６及び４０に配置されたバルブ１１０及び１１４は図１の場合のようにチェックバルブではなく、制御ユニット１１８で制御される。このバルブ１１０及び１１４は流体源４４から室８への、及び室８から流体シンク４８への流体の流れを制御するが、これは全て制御ユニット１１８の制御の下で行われる。
【００３５】
制御ユニット１１８は又駆動シャフト１２６が駆動ホイール１３０に連結されている電気モーター１２２の作動を制御する。モーター１２２が駆動シャフト１２６を回転させるように作動すると、ホイール１３０が回転される。駆動ニップル１３４は駆動ホイール１３０の周囲の近くに取付けられ、駆動シャフト１３８の一端に枢動連結され、この駆動シャフトは更に他端にてポンプシャフト６０の自由端部に枢動連結される。駆動ホイール１３０が回転を開始すると、駆動シャフト１３８は前後方向へ往復作動し、更にシャフト６０を室８内で往復作動させる。
【００３６】
第２ハウジング１４０は好ましい実施例に於いてハウジング４、ポンプシャフト６０、駆動シャフト１３８、駆動ホイール１３０、及び駆動シャフト１２６の一部分の周囲に備えられ、これらの部材を外部からの汚損又は干渉からシールする。ハウジング１４０は駆動シャフト１２６のまわりを除いて鋼材又はプラスチックのような剛性材料で構成されることが好ましく、駆動シャフト１２６のまわりはシート２０と同様な開口１４４を形成された弾性材料のシート１４２で構成され、駆動シャフト１２６の上にシャフト６０のまわりのシート２０によるシールと同様な括約シールを造り出す。しかしながら駆動シャフト１２６の場合は、往復運動ではなく回転運動の間に開口１４４に於いてシート１４２は駆動シャフト１２６をシールする。
【００３７】
作動に於いて、制御ユニット１１８はモーター１２２を作動させて回転させ、駆動シャフト１２６の角度位置は制御ユニットにフィードバックされる。駆動シャフト１２６、従って駆動ホイール１３０の角度位置に基づいて制御ユニットはバルブ１１０及び１１４を交互に開口及び閉止させ、シャフト６０の吸入ストローク即ち移動によって流体が流体源４４から室８内へ流れることを許容させ、又シャフト６０の圧送ストロークによって室８から流体シンク４８へ流体が流れることを許容させるようにする。実際は、バルブ１１０及び１１４の開口及び閉止の一層直接的な制御が行われて、両方のバルブが同時に開口した時（例えば流体源がＩＶバッグであり、ＩＶバッグが絞られたときに生じる）に発生する自由流れを防止することによって、流体源４４から流体シンク４８への流体の一層効果的なポンピングを保証する。制御ユニット１１８は説明のために電気機器の作動制御に使用される通常の何れかのマイクロプロセッサーであるとされ得る。
【００３８】
図７は皮下注射針１５０に組み込まれた本発明による容積ポンプの側横断面図を示している。図７の実施例は例えば医療薬品を患者の血管内に、チューブ等を介在させる必要なく直接に圧送するために使用され得る。
【００３９】
針１５０は細長い内部室１５２及び開口出口端部１５４を有する。弾性材料シート２０が針の反対端部の上に配置され、シャフト即ちプランジャー６０がシート２０の開口を通して、図１から図６迄に関連して既に説明したことと同じように、室１５２の内方及び外方へ向けて移動できるように配置されている。
【００４０】
入口導管１５６は針１５０の側部を通して室１５２内に延在し、流体を流体源４４から室内へ供給する。既に説明したように機械的なチェックバルブ又は電気制御バルブとされ得るバルブ５２が入口導管１５６内に配置され、流体が流体源から入口導管を通して室１５２内へ流れることを許容する一方、反対方向への流れを防止する。同様なバルブ１５８がシャフト６０の前方の室１５２内に配置され、シャフトから針の出口端部１５４へ向かう流体の前進移動を許容する一方、反対方向への流れを防止する。
【００４１】
作動に於いて、シャフト６０が駆動手段（図示しないがこの明細書に記載されており、又は他の適当な駆動手段）の動力作用により室１５２から後方（外方）へ移動される時、室１５２に負圧が発生され、流体源４４から入口導管１５６内へ進入させ、バルブ５２を通して室１５２内へ送る。シャフト６０が方向を逆転して室１５２内へ向けて前方（内方）へ移動する時、正圧を発生させ、この正圧は室内の流体をバルブ１５８に通して針の出口端部１５４から、例えば針の差し込まれた患者の中へ流し出す。
【００４２】
この手順の繰り返しにより、医療薬品又は他の流体は患者の中に安定して直接にポンプ圧送されることができる。
【００４３】
図８は本発明による容積ポンプの他の実施例の断片的な側横断面図である。ポンプの細長いハウジング１７２は２つの内部室、即ちハウジングの後部の入口室１７４及びハウジングの前部の出口室１７６、を保有している。通路１７８が２つの室の間を連通している。弾性材料シート２０は入口室内に配置され、その室の一部を閉止して、それに対する開口はシート２０の開口２４及び通路１７８だけとする。
【００４４】
細長いポンプシャフト即ちプランジャー１８０は、既に説明したように括約シールを形成する開口２４を通して入口室１７４内に配置されている。適当な駆動手段（図示せず）により駆動される駆動ブラケット１８２はポンプシャフト１８０に連結され、ポンプシャフトを入口室１７４の内方及び外方へ向かう往復作動として前後に移動させる。これまでに説明した実施例に於けることと同様に、駆動ブラケット１８２は括約シールから引き抜き出してしまうほどにはポンプシャフト１８０を移動させない。
【００４５】
弾性シート２０及び開口２４で形成された括約シールを通して延在し、駆動ブラケット１８２に連結されたポンプシャフト１８０の前方部分１８０ａは好ましい実施例では剛性とされている。ポンプシャフトの後方部分１８０ｂは可撓性である。後方部分１８０ｂの一端は前方部分１８０ａに取付けられる一方、他端は流体源（図示せず）に取付けられる。ポンプシャフトの後方部分１８０ｂは可撓性で、シャフトの前方部分の往復作動を許容する一方、静止流体源に連結されたままに保持することを可能とする。
【００４６】
入口導管１８４は流体を流体源から入口室１７４に供給する為にポンプシャフト１８０の中に形成される。プラグ１８６が入口室の入口導管１８４の一端に配置される。プラグはコイルばね１８８で入口導管１８４の内部に固定されたピン１９０に連結され、この構造はばねがプラグを他の力が存在しない状態で入口導管１８４の開口に対して押圧するように構成されている。
【００４７】
出口室１７６内では、一端にてプラグ１９２に取付けられ、他端にて出口室内に固定されたピン１９６に取付けられたコイルばね１９４の作用力の下で、第２プラグ１９２が通路１７８に対して押圧されている。他の力が作用しない状態で、プラグ１９２は通路を経た入口室１７４及び出口室１７６の間の連通を閉止する。
【００４８】
作動に於いて、駆動ブラケット１８２がポンプシャフト１８０を入口室１７４から後方（外方）へ移動させる時、この移動は負圧を室内に発生させる。何故ならば、室はプラグ１９２及びシート２０で閉止されているからである。この負圧は室及び流体の充填された入口導管１８４の間に圧力差を発生させ、これは好ましい実施例ではばね１８８の作用力を上回り、プラグ１８６を入口導管の端部上の着座位置から押して外し、入口導管から室１７４内への流体の流れを生じさせる。
【００４９】
ポンプシート１８０が方向を逆転して室１７４内へと前方（内方）へ移動する時、室１７４に正圧を発生し、これがプラグ１８６をばね１８８に助成されて着座位置に戻るように押圧する。この正圧は又プラグ１９２を通路１７８に対して保持するばね１９４の作用力を上回り、このプラグを押し戻して入口室１７４から出口室１７６内へ、又そこから例えば流体シンク即ち患者の中へ流体が流れることを許容する。
【００５０】
シャフトの移動が再び逆転する時、入口導管１８４上の着座位置からプラグ１８６を押圧することに加えて、プラグ１９２は再び通路１７８に対して着座されるようになされる。それ故にシャフトの前進移動時にプラグ１９２は着座解除される一方、プラグ１８６は着座される。シャフトの後進移動時にはプラグ１９２が着座される一方、プラグ１８６は座着解除される。
【００５１】
図９は本発明による容積ポンプの更に他の実施例の断片的な側断面図である。この実施例に於いて、適当なチューブ又はパイプで形成された流体入口通路２００は流体源（図示せず）から２つの入口導管２０２及び２０４内へ導かれ、各導管は逆流を防止する為にチェックバルブ２０６を有している。入口導管は細長いハウジング２０８の反対両端に連結され、ハウジングは内部室２１０及び２１２を含み、室は更にその内部に配置された弾性材料のシート２０により分離されている。入口導管２０２は室２１０に通じ、入口導管２０４は室２１２内に通じている。
【００５２】
細長いポンプシャフト６０が２つの室内にシート２０の開口を通して配置され、これ迄説明したような括約シールを形成している。駆動シャフト２１４はポンプシャフト６０の一端に取付けられ、ポンプシャフトを室２１０及び２１２内でシート２０を通して前後方向へ駆動する。駆動シャフト２１４は、この開示により当業者に明白となる何れかの適当な駆動手段により駆動される。
【００５３】
開口を有する弾性材料シート２０ａが駆動シャフト２１４の通過するハウジング２０８の一端に配置され、これ迄説明したような括約シールを形成する。
【００５４】
出口導管２１６及び２１８はそれぞれ室２１０及び２１２から合流された流体出口通路２２０へ導かれる。入口導管と同様に、各出口導管２１６及び２１８は流体の逆流を防止するチェックバルブ２０６を有する。
【００５５】
作動に於いて、駆動シャフト２１４がポンプシャフト６０を更に室２１０内へ及び室２１２から出る方向へ移動させる時、負圧が室２１２内に発生され、流体を入口導管２０４から室２１２内へ吸入する。同時に、正圧が室２１０内に発生され、内部に収容されている流体を出口導管２１６及び流体出口２２０内へ圧し出す。
【００５６】
バルブ２０６は流体が流体入口２００から流体出口２２０へ向けて流れることを除いて、導管内を何れの方向へも流れることを防止する。
【００５７】
ポンプシャフト６０が室２１２内へ及び室２１０から出る方向へ移動する時、負圧が室２１０内に発生され、流体を入口導管２０２から室２１０内へ吸入する。同時に、正圧が室２１２内に発生され、内部に収容されている流体を出口導管２１８及び流体出口２２０内へ圧し出す。
【００５８】
図１０は図９に示されたものと同様な容積ポンプの実施例の側横断面図であるが、駆動シャフトがハウジングに進入する必要性を無くした別の駆動装置を備えている。図１０に於いて、駆動コイル２３０及び２３２はそれぞれ室２１０及び２１２の廻りに配置され、各コイルは好ましい実施例に於いて室を形成するハウジング２０８の廻りに巻きつけられた一連の導電ワイヤーを含んで構成される。ワイヤー２３４はコイルを電流源（図示せず）に連結する。
【００５９】
室２１０及び２１２内に材料シート２０の開口２４を通して配置されたポンプシャフト２３６は強磁性材料又は永久磁石材料で構成されることが好ましい。コイル２３０がワイヤー２３４を通して電流を供給される時、当業者に明白となるように磁場が形成されて固定された永久磁石２３８に達する迄この磁場がポンプシャフト２３６を室２１０内に吸引する。好ましい実施例で、固定された磁石２３８はコイル２３０の助成を受けずに所定位置にシャフトを保持するように作用する。それ故に、コイル２３０に対する電流は、シャフトを室２１０内へ最初に吸引するために一時的にだけ供給される。
【００６０】
同様に、コイル２３２が一時的に付勢された時に磁場が形成され、好ましい実施例ではこの磁場はシャフト２３６に対する磁石２３８の作用力を上回って、シャフトがそれを所定位置に保持する固定された永久磁石２４０に達する迄シャフトを室２１２内に吸引する。
【００６１】
コイル２３０及び２３２の選択的な付勢はこのようにシャフトを往復作動的に移動させ、図９の実施例に於ける場合と同様に流をポンピング圧送する。
【００６２】
図１０は更に弾性材料で作られてハウジング２０８の端部に位置されたダイヤフラム２４２及び２４４を示している。ダイヤフラムは或る程度の弾性を有し、それぞれシャフトがそれに向かって十分な力で移動された時に外方へ湾曲して、室内に正圧を発生する。即ちダイヤフラム２４２はシャフトが室２１０内へ移動する時に外方へ湾曲する。同様に、各ダイヤフラムはシャフトがその対応する室から離れる方向へ移動する時に負圧を発生する。ダイヤフラムはシャフトの移動で生じた室内圧力を減じ、入口及び（又は）出口導管が長いか流体の流れを制限する場合に、シャフトが駆動コイル２３０及び２３２のパワー損失を生じないで１側から他側へ素早く移動できるように許容する。
【００６３】
当業者に明白となるように、ダイヤフラムは幾分なりともシャフト移動により発生される圧力の改善されることが望まれる度合いに応じて作ることができる。ダイヤフラムは又ここに説明した容積ポンプの他の実施例に追加し得る。
【００６４】
図１１は図１０に示されたものと同様であるが、これも又別の駆動装置を備えたポンプの更に他の実施例の断片的な側横断面図である。この実施例に於いて、ハウジング２０８は３つの室、即ち入口及び出口導管の結合部の通常位置の室２１０及び２１２、及び室２１０及び２１２の間の更に他の内部室２５２を保有し、各室は互いにポンプシャフト６０が貫通する開口を有した弾性シート２０で分離されていて、これ迄説明したように括約シールを形成している。
【００６５】
内部室２５２は流体を圧送することに使用されない。寧ろ、これは中央を通り且つ又シャフト６０が貫通する穴を有する円筒形のスライダー２５４を収容することが好ましい。スライダー２５４は強磁性体又は永久磁石材料で作られてポンプシャフト６０のまわりに同軸的に配置され、又ポンプシャフトに隣接して各端部に凹部２５８及び２６０を有する。駆動コイル２３０及び２３２及び磁石２３８及び２４０はスライダー２５４を図１０に於いてシャフト２３６を前後方向へ移動させるのと同じ方法で前後方向へ移動させる為に備えられている。図１１のシャフト６０はコイル及び磁石に吸着されないようにする為に非磁性材料で作られることが好ましい。
【００６６】
スライダー２５４は、シャフトからその反対両端付近にて外方へ延在されたフランジ２６２及び２６４、及びそれぞれシャフトのまわりの凹部２５８及び２６０内でフランジとスライダーとの間に配置されたコイルばね２６６及び２６８によってポンプシャフト６０上に位置されて連結されている。ばね２６６はスライダー２５４をフランジ２６２から離す方向へ押圧し、ばね２６８はスライダーをフランジ２６４から離す方向へ押圧する。
【００６７】
作動に於いて、コイル２３０が（図示されない電流供給源により）付勢された時、コイルは磁石２３８に達する迄室２１０の方向にスライダー２５４を吸引して所定位置に保持する。スライダーはばね２６６を経てポンプシャフト６０に方向性のある力を付与し、シャフトを室２１０内へ移動させる。その特徴によりばねは従動して、スライダーに対するシャフトの一時的な作用力を減少させ、室２１０内の一時的な正圧及び室２１２内の負圧を僅かに減少させる。ばね２６６及び２６８はこのようにして図１０のダイヤフラム２４２及び２４４と同じ機能を遂行する。
【００６８】
コイル２３２が付勢された時、これは磁石２３８の作用力に勝ってスライダー２５４をそれが磁石２４０に当接する迄室２１２の方向へ吸引し、この磁石がスライダーを所定位置に保持する。スライダー２５４はばね２６８を経て上述したのと同じ方法でシャフト６０に対して方向性のある力を付与する。
【００６９】
図１２は、コイル２３０及び２３２及び磁石２３８及び２４０の代わりに１つの細長い環状磁石２８０でポンプシャフト２３６が駆動されることを除いて、図１０の実施例の全てに関して類似のポンプの更に他の実施例の断片的な側横断面図である。磁石２８０はハウジング２０８の周囲にスライド可能に配置され、図１及び図６の駆動機構のような適当な機構手段で前後方向に移動できる。室２１０に向けて磁石が移動する時、磁石はシャフト２３６を室２１０の方向へ磁力で吸引し、室２１２の方向へ移動する時に磁力によりシャフト２３６を室２１２の方向へ吸引する。
【００７０】
図１３は本発明による括約シールを使用したバルブの側横断面図である。この実施例では、細長いハウジング２９２が適当な剛性材料で閉端２９４を有して形成される。他端は開口２４を有する弾性材料シート２０で閉止され、この開口をシャフト６０が通過され、これ迄説明してきたのと同じ方法で括約シールを形成する。
【００７１】
開口２４ａを有する第２弾性材料シート２０ａはハウジング２９２内に配置され、それを２つの室２９６及び２９８に区分し、開口２４ａはそれらの間の通路として作用する。これ迄の括約シールと相違して、シャフト６０は連続ではなく選択的に開口２４ａを通過する。
【００７２】
流体入口３００がハウジング２９２に形成されて室２９６に導かれており、流体出口３０２は室２９８から導かれてハウジングに形成される。流体源３０４は流体入口３００に連結され、流体シンク３０６は流体出口３０２に連結される。流体源３０４及びシンク３０６の一方又は両方が圧力付与されて流体を流体源からシンクへとバルブを通して圧送する。
【００７３】
作動において、シャフト６０が開口２４ａから室２９６に向かう移動によって引かれると、開口は室２９６と２９８との間の通路として作用して、流体が流体源３０４から入口３００を通して室２９６内へ、開口２４ａを通して室２９８内へ、出口３０２を通して流体シンク３０６へ流れることを許容する。シャフト６０が室２９８へ向かう移動で開口２４ａ内に位置される時、括約シールが形成されて室２９６と２９８との間の連通は遮断されて流体の流れは停止される。このように、図１３の構造はバルブとして作用する。
【００７４】
図１４は本発明による括約シールを使用したバルブの他の実施例の側横断面図であり、これは流体の流れを１つの行き先から他の行き先へ切り換えるか、又は流れを全て停止させるように使用できる。この実施例では、ハウジング３１０は２つのそれぞれ開口２４及び２４ａを有する２つの弾性材料シート２０及び２０ａで３つの内部室３１２、３１４及び３１６に区分されている。細長いシャフト６０はこれ等の室及び開口を通して前後方向へ移動し、駆動シャフト３１８で駆動され、この駆動シャフトはハウジング３１０の側壁の開口３１１内に配置された弾性材料シート２０ｂを通過して、これ迄説明した括約シールを形成する。流体源（図示せず）から導かれた入口通路３２０は中央室３１４へ導かれる。出口導管３２２及び３２４はそれぞれ室３１２及び３１６から流体シンク（図示せず）に導かれる。流体源又は流体シンクの一方又は両方が圧力付与されて流体を流体源からシンクへ圧し出す。シャフト６０は開口２４及び２４ａを選択的に通過し、選択的に括約シールを形成し、又室間での流体の流れを停止させる。シャフト６０は同時に開口２４及び２４ａの両方を通過して流体の流れを完全に防止することを可能にする程に十分長く作られるか、同時に両方の開口を通過出来ない程に短く作られ得る。
【００７５】
作動において、シャフト６０が室３１２に向かって移動する時、シャフトは開口２４を通過し、内部に括約シールを形成すると共に、室３１２及び３１４の間の流体の流れを遮断する。同時に、シャフト６０は開口２４ａを出て該開口を開き、流体が入口室３１４から室３１６内へ、又出口導管３２４を通して流体シンクへ流れることを可能にする。シャフト６０が室３１６へ向けて移動する時、開口２４ａを通り、内部に括約シールを形成して室３１４及び３１６の間の流体の流れを遮断する。同時に、開口２４からシャフトが出て開口を開くと共に、流体が入口室３１４から室３１２へ向けて、又入口導管３２２から流体シンクへ流れることを可能にする。シャフトが十分に長く作られているならば、室３１４内で芯出しされ、両方の開口２４及び２４ａを通過して全ての流体の流れを遮断する。
【００７６】
図１５は図６のポンプと類似のポンプを組合わされた流体流量を制御するスプールバルブ機構の側横断面図を示している。本発明のこの実施例は内部室３２２を保有するハウジング３２０を含む。細長いバルブシャフト３２４が室３２２の内部に配置され、好ましい実施例ではこのバルブシャフト３２４よりも小さい直径の細長い駆動シャフト３２６がバルブシャフトの一端に連結される。駆動シャフト３２６はハウジングに室３２２から外部までの範囲にわたり形成されている通路３２８を通過する。開口２４を有する弾性材料シート２０が通路３２８の外部側にてハウジングに配置され、駆動シャフト３２６がこの開口を通過してこれ迄説明してきたような括約シールを形成する。駆動シャフト３２６はバルブシャフト３２４を往復動作にて前後方向へ移動させるか、単にバブルシャフトを所定位置にて安定化させることに使用でき、又は単に装置で使用されなくする、即ち装置から取り外されることができる。
【００７７】
バルブシャフト３２４は互いに間隔を隔てられた２つのフランジ３３０及び３３２を含んでいる。これらのフランジは図示したようにバルブシャフト３２４の円周のまわりの一部だけ、又は望まれるならば全円周にわたって延在され得るのであり、後者の場合には、室３２２の底部は図面に示されるよりも低くされる必要がある。
【００７８】
ピストン３３４がバルブシャフト３２４の上方で室内に実質的に平行に配置される。ピストンが長手方向に十分な距離だけ移動した時に、タブ３３６がフランジ３３０又は３３２の何れかに当接するように十分に離れてピストンから下方へ延在する。ピストン３３４は室からハウジング３２０の外部へハウジングに形成されている通路３３８を通して延在する。開口２４ａを有する弾性材料シート２２０ａが通路３３８を横断して配置され、ピストンがその開口を通して延在してこれ迄説明してきた括約シールを形成する。
【００７９】
入口導管３４０はハウジングを通り、バルブシャフト３２４の駆動シャフト３２６に対する連結部の近くにて通路３２２内へ到る。開口２４ｂを形成された弾性材料シート２０ｂはシート２０と実質的に平行な入口導管を横断して配置される。開口２４ｂは開口２４よりも大きく、駆動シャフト３２６が括約シールを形成せずに開口２４ｂを通過できるようにするが、開口２４ｂはバルブシャフトが通過する時にバルブシャフト３２４と括約シールを形成する程十分に小さい。
【００８０】
出口導管３４２はハウジングを通して入口導管３４０とはバルブシャフト３２４の反対端部の近くで室３２２内に到る。開口２４ｂとほぼ同じ寸法を有して整合された開口２４ｃを有する弾性材料シール２０ｃがシート２０ｂに実質的に平行な出口導管を横断して配置される。バルブシャフト３２４は開口２４ｃを選択的に通過し、通過する時にそれと括約シールを形成する。
【００８１】
入口及び出口導管は流体源及び流体シンクにそれぞれ（図示せず）取付けられる。
【００８２】
バルブシャフト３２４は、シート２０ｂ及び２０ｃの間に芯出しされる時、両方の対応する開口２４ｂ及び２４ｃを通過し、両者と括約シールを形成するように十分に長く作られ得る。この代わりに、シャフトは２つのシート間に芯出しされた時、何れの開口も通過しないように十分に短く作ることができる。バルブシャフトは適当な駆動手段に取付けられた駆動シャフト３２６、間は適当な駆動手段に取付けられたピストン３３４の何れかによって、前後方向へ移動され得る。ピストン３３４で移動されるならば、シャフト３２４は次のように移動される。即ち、出口導管３４２への流体の流れを遮断するためには、ピストンはタブ３３６がバルブシャフト３２４のフランジ３３２に当接してシャフトを開口２４ｃ内へ押圧する迄出口導管へ向けて移動される。入口導管３４０からの流体の流れを遮断するためには、ピストンは端部３３６がバルブシャフト３２４のフランジ３３０に当接してシャフトを開口２４ｂ内に押圧する迄入口導管３４０へ向けて移動される。開口２４ｂを通るシャフト３２６の位置は、入口導管から室内への流体の流れを防止しない。何故ならば、既に説明したように、この開口は駆動シャフトよりも大きな直径だからである。流体源から室３２２へ到る流体の流れ、及び室３２７から流体シンクへ到る流体の流れを発生させる為に、正圧及び負圧がピストン３３４の動作、即ちポンピング作動によって発生される。
【００８３】
図１６、図１７、図１８、図１９及び図２０は、本発明のポンプ又はバルブシャフトを駆動するために使用され得る駆動機構の５つの図解的な実施例を示す。
【００８４】
図１６は駆動機構の側面図を示しており、この機構はポンプ又はバルブシャフト６０に取付けられた細長い駆動シャフト３５０を含み、ノッチ３５２が駆動シャフト３５０の底部に刻まれている。ショルダー３５６を含むランプ３５４が駆動シャフト３５０の下側に配置されている。ショルダー３５６はランプを下部３５４ａと上部３５４ｂに区分する。ローラー３５８又は他の適当な調節手段がランプの下側に配置されて、その長手方向の位置を調節可能にし、従って以下に説明するようにポンプシャフト６０のストローク長さを変化させるようにする。二次駆動装置３６０はローラー３６２上に配置され、これはランプの下部３５４ａの上に係止される。タブ３６４はショルダー３５６に最も近い二次駆動装置の前端部から上方へ延在する。モーター又は他の駆動手段により回転動作を与えられたディスク３６６はロッド３６８によりタブ３６４と反対側の二次駆動手段の端部に連結され、このロッドは一端でディスクに枢動可能に取付けられ、他端にて二次駆動酸素に枢動可能に取付けられる。ディスク３６６の回転運動は二次駆動装置３６０を通常のように前後方向に移動させる。
【００８５】
作動において、二次駆動装置３６０が前進する時、ローラー３６２がショルダー３５６に達して乗り上がって、二次駆動装置３６０を上方へ押圧してタブ３６４をノッチ３５２内に係入させ、駆動シャフト３５０が二次駆動装置３６０と一緒に前方へ移動するようになされる迄、駆動シャフト３５０に接触しない。二次駆動装置３６０が後退移動する時は、ローラー３６２がショルダー３５６を下って移動してタブ３６４がノッチ３５２から外れ出るようになし、これにより連結が解除されて駆動シャフト３５０の移動が停止される迄、タブ／ノッチ連結によって駆動シャフト３５０を後方へ向けて強制移動させる。
【００８６】
当業者に明白となるように、タブがショルダー３５６で持ち上げられる時、ノッチ３５２は最初はタブ３６４を受入れる位置に位置決めされねばならない。
【００８７】
駆動シャフト３５０のストロークはランプ３５４を前方又は後方へ移動させて容易に調節され得る。ランプが後方へ移動されると（ノッチを整合させるために駆動シャフト３５０の適当な調節による）、タブ３６４は二次駆動装置３６０の前進移動の初期に於いてノッチに係入し、駆動シャフトは更に前進され、相応に更に後方へ移動される。ランプが前進移動されるならば、端部は二次駆動装置３６０の前進移動の後期に於いてタブがノッチに係入し、駆動シャフトを僅かな距離につき前進させ、又相応に僅かな距離だけ後退される。
【００８８】
駆動シャフト３５０のストロークの変更はポンプの流量を調節する一方、駆動装置が一定速度で移動することを許容する。このような可変速駆動機構、及び可変遅れ定速駆動機構のような他の制御又は駆動機構が同じ目的を達成するために使用できる。
【００８９】
図１７は１側に歯３７４を有する駆動シャフト３７２により駆動されるポンプ又はバルブシャフト６０を含んでなる他の駆動機構を示す。円周方向に間隔を隔てた歯３７８を有するホイール３７６が歯３７４と係合し、ホイールの回転運動を駆動シャフトの直線運動に変換する。ホイールの回転運動は駆動シャフトの方向を逆転させる為に方向を逆転される。
【００９０】
図１８はポンプ又はバルブシャフト６０に連結された細長い駆動シャフト３８０を含む他の駆動機構を示す。駆動シャフト３８０はねじの形成された凹部３８２を有し、この凹部内にねじロッド３８４が螺合される。ロッドはモーター３８６で回転される。回転方向によって、ロッド３８４の回転運動は駆動シャフト３８０を前後方向に移動させる。
【００９１】
図１９は他の、側横断面図が楕円形の剛性アンビル３９０に一端を取付けられたポンプシャフト６０の駆動機構の斜視図を示す。適当な高強度材料で作られた可撓性のフィラメント３９２がアンビルのまわりに緊密に巻きつけられ、モーター３９６で回転運動を与えられる駆動シャフト３９４のまわりにフィラメントのループが巻きついている。駆動シャフトがフィラメント３９２を移動させる為にアンビル及び従ってポンプシャフトは長手方向へ移動を始め、駆動シャフト３９４がその回転運動を受入れる為にフィラメント３９２を取り込み且つ又放す時、操作フィラメントは次にアンビルを移動させるように作用する。
【００９２】
図２０は駆動シャフトの一端４３２に外端部６０ａが枢動連結された駆動シャフト４３０で駆動されるプランジャー６０を示す。クランク４３４は駆動シャフト４３０の他端４３５に枢動連結されている。クランクは何れかの適当手段で回転され、駆動シャフト４３０を往復作動的に移動し、従ってプランジャー６０を直線運動にて前後方向へ移動させる。上述したような括約シールは流体界面に於いて部材で形成される。
【００９３】
図２１〜図２３は、例えば本発明の容積ポンプに使用し、圧力があるレベルを超えた時又は或る圧力より下がった時を検出するための流体圧検出装置を示す。
【００９４】
図２１の断片的な側横断面図に於いて、ハウジング４００は内部室４０２を有して形成されており、内部室は通常の従動性のダイヤフラム４０４により分割されている。可撓性導電ディスク４０５がダイヤフラム４０４の頂部に配置されている。２つの導電センサー４０６が室４０２の頂部に配置されている。
【００９５】
入口導管４０８は流体ポート４１０から室４０２内に導かれている。ポート内の流体圧力が高まると、室に流入する流体が予め定めた圧力にてダイヤフラムを十分大きく湾曲させて導電ディスク４０５が導電センサー４０６に接触を生じ、両者を電気的に短絡させてポート内の過昇圧力を示すようになる迄、ダイヤフラム４０４を上方へ湾曲させる。
【００９６】
同様に断片的な側横断面図である図２２に於いて、流体ポート４１２は壁部を通る開口４１４、及びその開口をカバーするダイヤフラム４０４を含む。Ｔ形レバー４１６は一端で静止点４１８に枢動可能に取付けられ、アーム４１６ａ及び４１６ｂがダイヤフラム４０４及び可撓性導電ドーム接点４１９の間に配置されて両端にて接触している。ドーム接点は支持部４２０に配置されている。導電センサー４０６は支持部に位置決めされ、ドーム接点と整合されている。
【００９７】
ポート４１２内の流体圧力が高まると、開口４１４内に流体が流入してダイヤフラム４０４を上方へ向けて湾曲させ、レバー４１６のアーム４１６ａ及び４１６ｂによりドーム接点４１９は支持部４２０に圧し当てられて平坦とされる。予め定められた圧力に於いて、ダイヤフラムは十分大きく湾曲してドーム接点４１９を平坦となし、導電センサー４０６に接触させて、ポート４１２内の過昇圧力を示すようにする。
【００９８】
図２３はポート４１２内の流体の過降圧力を検出する検出装置の断片的な側横断面図を示す（図２１及び図２２の代わりに）。図２３に於いて、開口４１４はショルダー４２２を形成され、開口内に配置されたダイヤフラム４０４の上方へ向かう湾曲を制限するようになされている。コイルばね４２１４がポート４１２内の正常な流体圧と共にダイヤフラム４０４をアーム４１６に押圧し、これがドーム接点４１９を平坦にして導電センサー４０６５に接触させる。
【００９９】
ポート４１２内の流体圧が予め定められた点に降下するならば、ダイヤフラム４０４はポート経向けて平坦化し、ドーム接点４１９が導電センサー４０６との接触から解除されるようになしてポート内の過降圧力を示すようにする。
【０１００】
図２４及び図２５はそれぞれ、数ある機構の中で本発明の容積ポンプに使用されるボールバルブの側横断面図、及び図２４の線ＸＸＶ−ＸＸＶに沿う断面図を示している。このボールバルブはハウジング４４０を含み、ハウジングは内部に２つの隣接する室４４２及び４４４（図２５）を形成しており、両室の間に通路４４６が備えられている。入口導管４４８はハウジング外部から室４４２に導かれ、出口導管４５０は室４４４から入口導管とはハウジングの反対側にてハウジング外部へ導かれている。壁４５４は室を外部から、及び互いに分離している。
【０１０１】
例えばラテックス又はシリコーンゴムで作られた弾性材料シート４５６（図２４）はハウジング４４０の頂部４４０ａで壁４５４に対して押圧され、室の外部との流体連通を、又は通路４４６を除いて互いの間をシールする。開口４５８はハウジングの頂部４４０ａを通して形成されてシート４５６まで通路４４６と整合されて延在され、ボール４６０が開口内に配置される。
【０１０２】
作動に於いて、入口導管４４８からの流体は室４４２内へ流入する。バルブが開口位置（図２４を参照）にある場合、流体は通路４４６を通して室４４４内へ引き続き流入し、出口導管４５０から流出する。バルブを閉じるには、ボール４６０が押し下げられ、シート４５６を押圧して通路４４６内へと下方へ撓ませ、流体の流れをシールする。この作用は室間の流体の流れを停止させる。
【０１０３】
図２６は本発明の原理を使用したプランジャーの「底突き」検出装置の断片的な側横断面図を示す。全体的に細長いハウジング４７０は内部に細長い室４７２を含み、この室は開口を有する弾性材料シート２０によって隣接した画室４７２ａ及び４７２ｂに区分されており、開口は既に説明したようにシャフト即ちプランジャーと括約シールを形成している。通路４７４は画室４７２ｂを流体室４７６と連通し、この流体室は開口４７８を有していて、この開口を通してロッド４８０が配置されており、ロッドは流体室４７６内の一端に配置されたピストン４８２を有している。ロッド４８０の他端４８０ａはバルブ又はスイッチ（図示せず）に作動連結されることが好ましい。
【０１０４】
図２６の底突き検出装置はプランジャー６０がストローク限界に達した時に検出するように設計されているが、これに代えて、予期された往復作動距離が超えられたならば適当な作動を起こすようにされる。作動に於いて、プランジャー６０は往復作動で移動する。その端部６０ａがシート２０に達した時、シートと共に括約シールを形成する。更に画室４７２ｂ（流体が充填されている）内に移動することにより、流体は画室から通路４７４を通して流体室４７６へ圧し出されてそこの圧力を高め、ピストン４８２を開口４７８へ向けて押圧し、ロッド４８０を移動させて、それに連結されたバルブ又はスイッチを作動させる。従って、プランジャー６０のシート２０を超えた移動は検出され使用者に警報を与えるようになし得る。
【０１０５】
図２７は本発明によるバルブの他の実施例を示し、これは全体的に細長いハウジング４９０を含み、ハウジングは細長い内部室４９１を形成しており、３つの弾性材料シート２０ａ、２０ｂ及び２０ｃが内部に配置され、各シートは先に説明したように括約シールを形成する開口を有している。シート２０ａ、２０ｂ及び２０ｃは互いに間隔を隔てられ、４つの流体画室４９０ａ、４９０ｂ、４９０ｃ及び４９０ｄを室４９内に形成している。プランジャー６０はシートの整合されている開口を通して室内に配置されており、括約シールを形成している。シャフトは部分的に長さに沿って延在する内部通路４９２を有し、室と流体連通する間隔を隔てた開口４９４、４９６を通路の各端部に有している。
【０１０６】
入口４９８がハウジング壁を通して画室４９０ｂに形成されており、又出口５００がハウジング壁を通して隣の画室４９０ｃに形成されている。開口４９４及び４９６は開口４９４が画室４９０ｂ内に位置している時は開口４９６は画室４９６ｃに位置し、入口４８９から画室４９０ｂ、開口４９４、通路４９２、開口４９６、及び画室４９０ｃを経て出口５００へ流体連通を形成する。プランジャーが移動された時、開口は画室４９０ｂ及び４９０ｃのそれぞれの位置から移動され、入口及び出口の間の連通が遮断される。これは勿論典型的なバルブ作動を定める。
【０１０７】
図２７の装置は例えば装置の左側で受入れた（矢印４９３で示されている）流体を入口４９８（出口となる）又は出口５００の何れかへ導くことにも使用できる。これはシャフト６０を位置決めして開口４９６を画室４９０ｂ内に位置させ、これにより画室４９０ａからの流体が開口４９４及び通路４９２を通り、開口４９６を出て画室４９０ｂに流入し、「出口」４９８から流出するようにして行われる。出口５００から流出させるように導く為には、通路４９２は開口４９６を画室４９０ｃに位置決めできるように十分に長くされ、一方で開口４９４は画室４９０ａ内に位置される。従って開口４９６が画室４９０ｃに位置されることで、流体は開口４９４及び通路４９２を通して流れ、開口４９６から流出して画室４９０ｃに流入し、その後出口５００から流出される。
【０１０８】
図２８は本発明のポンプ又はバルブの或る応用例に使用するのが適当なシールの他の実施例を示す。幾つかの応用例に於いて、このシールはこれまで説明してきた括約シールに代えて使用できる。本発明の先の実施例に於けるように、全体的に細長いハウジング５１０が内部室５１２を形成し、この室は例えば入口及び出口通路５１４及び５１６を有するような特定のポンプ又はバルブ応用例に関して形状を定められる。シャフト即ちプランジャー６０は室内に長手方向に整合されて配置される。
【０１０９】
ハウジングの一部５１０ａはシャフト６０と非常に緊密な締まり嵌めを有する形状であり、それらの間の空間はその中でシャフトが前後方向に往復作動してスライドすることができるだけの空間である。ハウジング部分５１０ａはこれま迄の実施例に於ける括約シールとして使用された弾性シートよりも厚く、ガラス、サファイヤ又は金属のようなより一層の剛性材料で作られることが好ましい。それ故にハウジング部分５１０ａ及びシャフトの間に形成されるシールは、完全ではなく、ゆっくりと漏洩する。しかしながらポンプ作用が十分に速ければ、漏洩は比較的に少なくなり、シールが満足されることになる。
【０１１０】
図２８のシールは、装置を通して流れる流体容積がシールを通して漏洩する量に比較して大量であるか、又は漏洩が装置の作動に殊更に重要ではないと思われるならば、本発明の装置に関連してこれ迄説明してきた括約シールの何れとも置き換えて使用できる。
【０１１１】
図２９及び図３０は本発明の駆動装置を制御するためのプログラミングカード装置のそれぞれ頂面図及び側横断面図を示す。図２９及び図３０に示された実施例は本発明の実施例に於けるシャフト又は他の可動部材の駆動、例えばシャフトの往復移動に於ける振幅及び周波数等、を制御する多くの方法の中の１方法を示すだけである。「プログラム」を装置系の制御装置に接続する他の手段は回転スイッチを含むスイッチ、バーコード読み取り機、及びプログラミングユニットから駆動ユニット等に対する電気的な接続を含む。しかしながら図２９及び図３０のプログラミングカード装置は図６の制御ユニット１１８のようなＩＶポンプ制御装置をプログラミングすることに於いて特に都合が良い。科学者又は薬剤師は特定の患者に関して必要なＩＶポンプのパラメータ及び作動モードを制御するためにカード（直ぐに記述する）を容易に準備することができる。
【０１１２】
図２９及び図３０のプログラミングカード装置は選択的な穿孔５２２（例えば科学者又は薬剤師が穿孔する）及びインデックストラック５２４を有するプログラミングカード５２０を含む。穿孔及びトラックは行及び列で配列される。カードはカード読み取り機５２６に置かれ、この機械は一連の導電フィンガー５２８を有し、これらのフィンガーはプリント回路基板５２９に取付けられ、又は制御ユニット又は回路５３２に接続されたトレース３０を含む等価構造に取付けられてバイアスされる。トレースは基板に接触したフィンガーの部分の下側に配置され、フィンガーが基板に接触した時を検出する。
【０１１３】
作動に於いて、プログラミングカードの穿孔及びインデックストラックはフィンガー５２８と整合される。カードが読み取り機５２６に送られると、カード上の選択的に選定された穴がフィンガー及びトレースと接触することを許容され、一方穿孔されていないカードの他の部分は電気的接触が形成されることを許容されず、従って読み取り機はカードの情報及び本発明の装置の駆動装置を制御する適当なプログラムを翻訳することを許容する。
【０１１４】
図３１は柔軟材料のシート２０に形成された開口２４内に配置されたシャフト６０を含む括約シールの断片的な側横断面図を示す。この実施例に於いて、材料シート２０の開口２４のリップ６０２はポンプハウジング（図示せず）の内部へ向けて内方へ曲がるように形成され、シャフト６０の一部のまわりに緊密に効果的に位置される。コイルばね６０６がリップ６０２のまわりに配置されてリップをシャフト６０に対して緊密に押圧し、材料シート２０とシャフト６０との間のシールを更に一層向上させるようになす。
【０１１５】
図３２は両側括約シール構造の断片的な側横断面図を示し、シャフト６０、開口６２４を形成された第１柔軟材料シート６２０、及び開口６３２を形成された第２柔軟材料シート６２８を含む。材料シート６２０の開口６２４のリップは図示のように材料シート６２８の開口６３２のリップ６４０と同様に内方へ曲げられており、リップが互いに内側へ対面している。リング６４４は材料シート６２０及び６２８の間に配置されて、材料シート６２０及び６２８、リング６４４及びシャフト６０の間に実質的に気密の室６４８を形成している
【０１１６】
図３２の構造によれば、シャフト６０が何れかの方向へ長手方向に移動されると、材料シート６２０及び６２８は撓みを生じ、室６４８内の圧力を高め、リップ６３６及び６４０の力を増大させてシャフト６０と気密接触する。
【０１１７】
図３３は両側括約シール構造の断片的な側横断面図であり、これも又シャフト６０、シャフト６０を受入れるためにそれぞれ開口６５８及び６６２を有する一対の柔軟材料シート６５０及び６５４を含む。しかしながら、図３２に示されるように互いに向けて内側へ曲げられている材料シート６５０のリップ６６４及び材料シート６５４のリップ６６８に代えて、図示したようにリップは互いに離れる方向へ外側へ曲げられている。リング６７２は材料シート６５０及び６５４の間に配置され、図３２の室６４８と同様な室６７６を形成している。
【０１１８】
作動に於いて、図３３のシール構造のシャフトが何れかの方向へ往復作動する時、真空が室６７６内に発生され、望ましいことであるが、外部圧力がリップ６６４及び６６８をシャフト６０に気密に接触させるように押圧する。
【０１１９】
ここに記載した本発明の実施例は、本発明が如何にして特定の装置に適用できるかの例とするだけのものである。例えば使用材料、部材のスプール及び形状、のような変更及び変化構造、及び等価構造が本発明の範囲に包含されるままで当業者に明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の原理により作られた括約シールを使用した容積ポンプの斜視図。
【図２】括約シールの劣化及びワッフリング（ｗａｆｆｌｉｎｇ）を防止するための前側及び後側の支持部の好ましい実施例の断片的な側横断面図。
【図３】本発明の原理により作られた容積ポンプの他の実施例の断片的な側横断面図。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う断片的な端面図。
【図５】ポンプ室内に過降圧力又は過昇圧力が生じた時にポンプ作用を停止させる駆動／ポンプシャフト境界の１実施例の断片的な側横断面。
【図６】本発明の原理により作られた容積ポンプの他の実施例の側横断面の概略図。
【図７】皮下注射針に組付けた本発明の原理により作られた容積ポンプの側横断面。
【図８】本発明の原理により作られた容積ポンプの更に他の実施例の側横断面図。
【図９】本発明の原理により作られた容積ポンプの更に他の実施例の側横断面図。
【図１０】図９に示された実施例と同様な、しかし駆動装置が相違する容積ポンプの実施例の側横断面図。
【図１１】図９に示された実施例と同様な、しかし更に他の駆動装置を備えた容積ポンプの他の実施例の側横断面図。
【図１２】図９に示された実施例と同様な、しかし又他の駆動装置を備えた容積ポンプの付随的な実施例の側横断面図。
【図１３】本発明の原理により作られた括約シールを使用したバルブの側横断面図。
【図１４】本発明の原理により作られた括約シールを又使用するバルブの他の実施例の側横断面図。
【図１５】流体流量を制御する本発明の容積ポンプに使用されたスプールバルブ機構の側横断面図。
【図１６】本発明の容積ポンプのポンプシャフトを駆動するために使用し得る駆動機構の実施例を示す概略図。
【図１７】本発明の容積ポンプのポンプシャフトを駆動するために使用し得る駆動機構の他の実施例を示す概略図。
【図１８】本発明の容積ポンプのポンプシャフトを駆動するために使用し得る駆動機構の更に他の実施例を示す一部断面とする概略図。
【図１９】本発明の容積ポンプのポンプシャフトを駆動するために使用し得る駆動機構の更に他の実施例を示す斜視図。
【図２０】本発明の容積ポンプのポンプシャフトを駆動するために使用し得る駆動機構の更に他の実施例を示す一部断面とする概略図。
【図２１】数ある中で本発明の容積ポンプに使用する１つの流体圧検出装置の側横断面図。
【図２２】流体圧検出装置の他の実施例の側横断面図。
【図２３】流体圧検出装置の更に他の実施例の側横断面図。
【図２４】数ある中で本発明の容積ポンプに使用する１つのボールバルブの側横断面図。
【図２５】図２４の線ＸＸＶ−ＸＸＶに沿う断面図。
【図２６】本発明によるプランジャー底突き検出装置の側横断面図。
【図２７】本発明によるバルブの他の実施例の側横断面図。
【図２８】本発明によるシールの他の実施例の側横断面図。
【図２９】本発明の駆動機構を制御するためのプログラミングカード装置の頂面概略図。
【図３０】図２９のプログラミングカード装置の側横断面図。
【図３１】本発明に使用することが適当なばね補助シール構造の断片的な側横断面図。
【図３２】本発明に使用することが適当な両側の内側へ曲がった括約シール構造の断片的な側横断面図。
【図３３】本発明に使用することが適当な両側の外側へ曲がった括約シール構造の断片的な側横断面図。
【符号の説明】
【０１２１】
４  ハウジング
８  室
２０  弾性材料シート
２４  開口
２８  入口ダクト
３２  出口ダクト
４４  流体源
４８  流体シンク
５２  チェックバルブ
６０  プランジャー
１００  磁石キャップ
１１０、１１４  バルブ
１１８  制御ユニット
１２６  駆動シャフト
１５０  針
１５２  室
１５４  出口端部
１５６  入口導管
１７２  ハウジング
１７４  室
１７８  通路
１８６  プラグ
１８８  コイルばね
１９２  プラグ
２００  流体入口
２０２、２０４  入口導管
２０６  バルブ
２０８  通路
２１４  駆動シャフト
２１６、２１８  出口導管
２２０  流体出口
２３８  磁石
２４２、２４４  ダイヤフラム
２５４  スライダー
３０４  流体源
３０６  流体シンク
３２０  入口導管
３２４  出口導管
３６０  二次駆動装置
３８６、３９６  モーター
３９０  アンビル
３９２  フィラメント
４０４  ダイヤフラム
４０６  導電センサー
４１６  レバー
４１９  ドーム接点
４６０  ボール
４８２  ピストン
５２２  穿孔
５２４  インデックストラック
６２０、６２８、６５０、６５４  柔軟材料シート
６４０、６６４  リップ
【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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【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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