(57)【要約】  本発明は、ポンプによって受け取られた空気を濾過するように構成された医療用真空ポンプ濾過装置に関する。当該濾過装置は、ポンプ吸気口から粒子状物質および湿気を捕捉および／または迂回させる濾過機能を組み込んだポンプハウジングおよび取付けキャップを備える。当該フィルターキャップはまた、真空ポンプハウジングおよびフィルターキャップ内に収容されたセンサ用通過孔を備えることができる。正しい取付けおよび濾過装置の使用を確かなものにする順応性機構が含まれることができる。【選択図】図１
2018512183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプを備えたポンプハウジング部品；
フィルター膜を備えたフィルターキャップ部品；
排気密閉容器が身体の一部に合わさり、そこに前記身体と前記排気密閉容器との間に形成される内部容積を有するチャンバーを形成するように構成され、前記ポンプハウジング部品を受けるための通過孔を備えた、排気密閉容器
を備えた真空ポンプ濾過システムであり、
前記フィルターキャップ部品が、前記ポンプハウジング部品の上で受け面と取外し可能に係合して一体型ポンプ／フィルターユニットを形成するように構成された合わせ面を備え、
前記合わせ面および／または前記受け面が、前記通過孔へ挿入し、前記一体型ポンプ／フィルターユニットの形成にともない前記通過孔の実質的に気密な密閉を形成し、
前記一体型ポンプ／フィルターユニットによる前記通過孔の密閉にともない、前記チャンバー内の前記内部容積から前記真空ポンプによって取り除かれた空気が、前記真空ポンプに到達する前に前記フィルター膜を通過すべきように前記フィルター膜の位置が決められる、
真空ポンプ濾過システム。
【請求項２】
前記フィルターキャップ部品が使い捨てユニットであるように構成され、前記ポンプハウジング部品が通常使用で再使用可能なユニットであるように構成された、請求項１に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項３】
前記フィルターキャップ部品、前記ポンプハウジング部品、またはその両方が前記フィルターキャップ部品と前記ポンプハウジング部品の適合性、および／または前記フィルターキャップ部品の前記ポンプハウジング部品に対する正しい配向を確実なものにするように構成された１つ以上の構造部品を備える、請求項１または２に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項４】
前記１つ以上の構造部品が、前記フィルターキャップ部品の上に１つ以上のタングを備え、前記タングが、不適合なフィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品に係合することを防止するために選択された所定の形態で、前記ポンプハウジング部品の上の対応する受け位置（単数または複数）に挿入する、請求項３に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項５】
前記１つ以上の構造部品が、前記ポンプハウジング部品の上に１つ以上のタングを備え、前記タングが、不適合なフィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品に係合することを防止するために選択された所定の形態で、前記フィルターキャップ部品の上の対応する受け位置（単数または複数）に挿入する、請求項３または４に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項６】
前記ポンプハウジング部品が、真空ポンプのオン／オフ・サイクルおよび／または真空ポンプ運転速度を制御するように構成された制御モジュール、ならびに制御モジュールおよび真空ポンプに電力供給するバッテリーを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項７】
前記ポンプハウジング部品が、第１位置にある光源、第２位置にある光センサ、および第１位置と第２位置の間の光路を備え、フィルターキャップ部品が所定位置にない場合、前記光センサが前記光源と光通信するようになっており、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品に正しく係合する場合、前記光通信が遮断され、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品と正しく係合していない場合、前記真空ポンプの運転を阻止するために前記光センサが前記制御モジュールと通信する、請求項６に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項８】
前記ポンプハウジング部品が、機械式スイッチを備え、前記機械式スイッチは、フィルターキャップ部品が所定位置にない場合、前記機械式スイッチが第１位置にあり、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品と正しく係合している場合、前記機械式スイッチが第２形態にあり、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品と正しく係合していない場合、前記機械式スイッチが、前記真空ポンプの運転を阻止するために前記制御モジュールと通信する、請求項６に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項９】
前記ポンプハウジング部品が、前記フィルターキャップ部品と前記ポンプハウジング部品との間の適合性を判定するために、前記フィルターキャップの上の対応する電子タグを読み取るように構成された電子タグリーダーを備える、請求項６に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１０】
前記ポンプハウジング部品が、前記制御モジュールと通信するように構成された１つ以上の環境センサを備える、請求項６に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１１】
前記１つ以上の環境センサが、前記チャンバー内の前記内部容積における真空水準に対応するデータを前記制御モジュールに対して通信する、請求項１０に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１２】
前記制御モジュールが、前記真空ポンプの運転機能として前記フィルターキャップ部品の使用寿命を監視し、使用寿命期限に達したフィルターキャップ部品のユーザ通告を提供する、請求項６に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１３】
前記制御モジュールが、前記フィルターキャップ部品が前記使用寿命期限に達した場合、前記フィルターキャップ部品が交換されるまで前記真空ポンプの運転を阻止する、請求項１２に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１４】
前記ポンプハウジング部品が、前記ポンプが通電され吸気すると逆止弁（単数または複数）が開き、真空の運転水準に達して前記ポンプが停止すると逆止弁（単数または複数）が閉じるように構成された１つ以上の逆止弁を備えた、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１５】
前記フィルター膜が、前記フィルター膜の故障なしに、水の０〜５センチメートルの差圧に耐用するような、フィルター合わせ面および前記フィルター膜への機械的支持板を備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１６】
前記フィルター膜が、疎水性である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１７】
前記フィルター膜が、少なくとも約８ｐｓｉ（５５ｋＰａ）、より好ましくは少なくとも１５ｐｓｉ（１０３ｋＰａ）、さらにより好ましくは少なくとも２０ｐｓｉ（１３８ｋＰａ）、さらにより好ましくは少なくとも４０ｐｓｉ（２７６ｋＰａ）以上の水漏出圧（ｗａｔｅｒ  ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を有し、加えて、公称孔径が１μｍ未満、より好ましくは０．５μｍ未満、さらにより好ましくは、約０．２５μｍ未満である、請求項１６に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１８】
前記フィルター膜が、感圧性接着剤を使用して前記フィルターキャップ部品内の合わせ面に貼付けられた、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項１９】
１つ以上の操作パラメータをユーザに通信するように構成された１つ以上の視覚表示を備える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項２０】
前記１つ以上の視覚表示が、前記真空ポンプの運転状況、バッテリー供給の充電状況、前記フィルター部品の残使用寿命、前記チャンバー内の真空水準、および真空ポンプ濾過システムを使用するための医療指示への遵守からなる群から選択される１つ以上のパラメータを含む、請求項１９に記載の真空ポンプ濾過システム。
【請求項２１】
フィルターキャップ部品の形態である真空ポンプ濾過部品であって、前記フィルターキャップ部品がフィルター膜および合わせ面を備え、
前記フィルターキャップ部品の前記合わせ面が、一体型ポンプ／フィルターユニットを形成するために前記ポンプハウジング部品の上の受け面と取外し可能に係合するように構成されており、前記ポンプハウジング部品は真空ポンプを備え、
前記合わせ面および／または前記受け面が、排気密閉容器の通過孔へ挿入し、身体の一部と合わさり、そこに一体型ポンプ／フィルターユニットの形成にともない前記通過孔の実質的に気密な密閉を形成するために、前記身体と前記排気密閉容器との間に内部容積を有するチャンバーを生成するように構成されており、
前記一体型ポンプ／フィルターユニットによる前記通過孔の密閉にともない、前記チャンバー内の前記内部容積から前記真空ポンプによって取り除かれた空気が、前記真空ポンプに到達する前に前記フィルター膜を通過すべきように前記フィルター膜の位置決めが行われる、
フィルターキャップ部品の形態である真空ポンプ濾過部品。
【請求項２２】
請求項１〜２０のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システムの提供；
前記フィルターキャップ部品の前記合わせ面、および／または前記ポンプハウジング部品の前記受け面の排気密閉容器の通過孔への挿入；
前記一体型ポンプ／フィルターユニットを形成するために前記フィルターキャップ部品の前記合わせ面と前記ポンプハウジング部品の前記受け面を係合して、そこに前記通過孔の実質的に気密な密閉を形成する係合；
前記治療対象の身体と前記排気密閉容器との間に内部容積を有する前記チャンバーを形成するための、前記排気密閉容器の治療対象の部分への設置；ならびに
前記チャンバー内の前記内部容積から空気を取り除き、前記取り除かれた空気が前記真空ポンプに到達する前に前記フィルター膜を通過させるための前記真空ポンプへの通電
を含む、治療対象の身体部分の上に陰圧領域を形成する方法。
【請求項２３】
前記フィルターキャップ部品が使い捨てユニットであるように構成され、前記ポンプハウジング部品が通常使用で再使用可能なユニットであるように構成された、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記フィルターキャップ部品、前記ポンプハウジング部品、またはその両方が、前記フィルターキャップ部品と前記ポンプハウジング部品の適合性、および／または前記フィルターキャップ部品の前記ポンプハウジング部品に対する正しい配向を確実なものにするように構成された１つ以上の構造部品を備える、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記１つ以上の構造部品が、前記フィルターキャップ部品の上に１つ以上のタングを備え、前記タングが、不適合なフィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品に係合することを防止するために選択された所定の形態で、前記ポンプハウジング部品の上の対応する受け位置（単数または複数）に挿入する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記１つ以上の構造部品が、前記ポンプハウジング部品の上に１つ以上のタングを備え、前記タングが、不適合なフィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品に係合することを防止するために選択された所定の形態で、前記フィルターキャップ部品の上の対応する受け位置（単数または複数）に挿入する、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ポンプハウジング部品が、真空ポンプのオン／オフ・サイクルおよび／または真空ポンプ運転速度を制御するように構成された制御モジュール、ならびに制御モジュールおよび真空ポンプに電力供給するバッテリーを備える、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポンプハウジング部品が、第１位置にある光源、第２位置にある光センサ、および第１位置と第２位置の間の光路を備え、フィルターキャップ部品が所定位置にない場合、前記光センサが前記光源と光通信するようになっており、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品に正しく係合する場合、前記光通信が遮断され、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品と正しく係合していない場合、前記真空ポンプの運転を阻止するために前記光センサが前記制御モジュールと通信する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポンプハウジング部品が、機械式スイッチを備え、前記機械式スイッチは、フィルターキャップ部品が所定位置にない場合、前記機械式スイッチが第１位置にあり、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品と正しく係合している場合、前記機械式スイッチが第２形態にあり、前記フィルターキャップ部品が前記ポンプハウジング部品と正しく係合していない場合、前記機械式スイッチが、前記真空ポンプの運転を阻止するために前記制御モジュールと通信する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記ポンプハウジング部品が、前記フィルターキャップ部品と前記ポンプハウジング部品との間の適合性を判定するために、前記フィルターキャップの上の対応する電子タグを読み取るように構成された電子タグリーダーを備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポンプハウジング部品が、前記制御モジュールと通信するように構成された１つ以上の環境センサを備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記１つ以上の環境センサが、前記チャンバー内の前記内部容積における真空水準に対応するデータを前記制御モジュールに対して通信する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記制御モジュールが、前記真空ポンプの運転機能として前記フィルターキャップ部品の使用寿命を監視し、使用寿命期限に達したフィルターキャップ部品のユーザ通告を提供する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記制御モジュールが、前記フィルターキャップ部品が前記使用寿命期限に達した場合、前記フィルターキャップ部品が交換されるまで前記真空ポンプの運転を阻止する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ポンプハウジング部品が、前記ポンプが通電され吸気すると逆止弁（単数または複数）が開き、真空の運転水準に達して前記ポンプが停止すると逆止弁（単数または複数）が閉じるように構成された１つ以上の逆止弁を備えた、請求項２２〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記フィルター膜が、前記フィルター膜の故障なしに、水の０〜５センチメートルの差圧に耐用するような、フィルター合わせ面および前記フィルター膜への機械的支持板を備える、請求項２２〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記フィルター膜が、疎水性である、請求項２２〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記フィルター膜が、少なくとも約８ｐｓｉ（５５ｋＰａ）、より好ましくは少なくとも１５ｐｓｉ（１０３ｋＰａ）、さらにより好ましくは少なくとも２０ｐｓｉ（１３８ｋＰａ）、さらにより好ましくは少なくとも４０ｐｓｉ（２７６ｋＰａ）以上の水漏出圧（ｗａｔｅｒ  ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を有し、加えて、公称孔径が１μｍ未満、より好ましくは０．５μｍ未満、さらにより好ましくは約０．２５μｍ未満である、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記フィルター膜が、感圧性接着剤を使用して前記フィルターキャップ部品内の合わせ面に貼付けられた、請求項２２〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
１つ以上の操作パラメータをユーザに通信するように構成された１つ以上の視覚表示を備える、請求項２２〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記１つ以上の視覚表示が、前記真空ポンプの運転状況、バッテリー供給の充電状況、前記フィルター部品の残使用寿命、前記チャンバー内の真空水準、および真空ポンプ濾過システムを使用するための医療指示への遵守からなる群から選択される１つ以上のパラメータを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
請求項１〜２０のいずれか一項に記載の真空ポンプ濾過システムの提供；
前記フィルターキャップ部品の前記合わせ面、および／または前記ポンプハウジング部品の前記受け面の排気密閉容器の通過孔への挿入；ならびに
前記一体型ポンプ／フィルターユニットを形成するために前記フィルターキャップ部品の前記合わせ面と前記ポンプハウジング部品の前記受け面を係合して、そこに前記通過孔の実質的に気密な密閉を形成する係合
を含む、真空ポンプ濾過システムのアッセンブリ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、２０１５年２月１７日に出願された米国特許仮出願６２／１１７３１３号、および２０１５年６月２５日に出願された米国特許仮出願６２／１８４７９９号に対する優先権を主張し、該仮出願の開示は、すべての表、図、請求項を含むその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
以下の発明の背景の解説は、単に読者の理解を助けるために提供されるもので、本発明の先行技術を説明すること、または構成することを認めるものではない。
【０００３】
緩和または治療を目的とした患者への陰圧の外部適用は、医療技術として十分に確立されている。
【０００４】
一例として、米国特許７５３４２４０号は、局所陰圧療法、準大気圧被覆法（ｓｕｂ−ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｄｒｅｓｓｉｎｇｓ）、または減圧閉鎖療法（ｖａｃｕｕｍ  ｓｅａｌｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）としても知られる「陰圧閉鎖療法（ＮＰＷＴ）」用の装置に関する。ＮＰＷＴは、急性または慢性の創傷の治癒を促進するため、感染症対策、火傷治癒の促進のために用いられる治療技術である。真空源は、局所創傷環境にて準大気圧を形成するために使用される。排液管を備えた外傷用手当材が、深くまたは不規則形状の創傷の輪郭に取付けられ、透明フィルムで密封される。管が真空源に接続されており、そのことで血行促進して老廃物を除去するために余分な流体を創傷床から取り除きながら開放創を管理された閉鎖創へと変換するようになっている。
【０００５】
別の例として、米国特許第５３４３８７８号、第７１８２０８２号、および第７７６２２６３号は、様々な装置を説明しており、これらは陰圧の外部適用を患者の首外側の面に用いることを論じている。治療用器具は通常、上部呼吸経路の一部を覆う喉（本発明で使用する場合、用語「喉」とは、下顎から近位に胸骨上部へと延び、後部点から横側に頚静脈の外側へと延びる首の前方部分を指す）の外部を密封するように構成された面を備えるように提供することができる。特定の実施形態では、これら器具は面と喉の間に配置されるチャンバー（例えば、空気分子で満たされた中空の空間）を提供できる。治療用器具は、このチャンバー内に部分真空を生じるようなっているエアポンプに動作可能に接続されている。
【０００６】
これら「陰圧」治療用器具および治療方法は、患者の所望位置において陰圧の差圧（例えば、大気圧に対して）を生成し維持するために、いくつかの装置（例えば、「エアポンプ」）に対する共通の要求がある。これら陰圧療法を成功させることは、真空ポンプの一貫して安定した機能に依存している。しかしながら、微粒子物質および湿気による汚損を含む、ポンプ設計および運転の分野における複雑性がある。このことが最終的にポンプの製品寿命の短縮や故障を生じることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、医療用真空ポンプの空気導入面に取外し可能に係合し、そこに空気流入での異物によるポンプの汚染を防止するための交換可能なフィルター部品を提供するように構成された濾過装置を提供することである。
【０００８】
以下で説明する様々な態様では、濾過装置は、ポンプハウジング部品の対応する受け面と摩擦嵌めする合わせ面を提供するキャップ部品の形態であることができる。特定の実施形態では、合わせ面および受け面は、患者の上に真空チャンバーを形成するチャンバー構造とのサンドイッチ密封を形成する。フィルター、好ましくは疎水性のフィルターは、フィルターキャップ部品によって支持される。
【０００９】
特定の態様では、１つ以上の認識機能がフィルターキャップ部品、ポンプハウジング部品、またはその両方の上に設けられており、当該機能は適切なキャップ部品がポンプハウジング部品に取付けられているかを識別するための手段を提供する。本明細書で使用する場合、認識機能にはフィルターキャップ部品とポンプハウジング部品との互換性を識別および確認するために使用される機能が含まれてもよい。
【００１０】
用語「フィルターキャップ部品」は、フィルター膜を備えた濾過装置の分離式部品を意味し、それは使い捨て部品として設計されており、ポンプハウジング部品と組合せられ、好ましくは繰返し使用できるように設計されている。本明細書で使用する場合、フィルターキャップ部品に関する「使い捨て」という用語は、フィルターキャップ部品がシステムのユーザによって通常使用中にポンプハウジング部品から取り外すことができ、ポンプハウジング部品内に存在する電子機器が捨てられることなく、フィルターキャップ部品から容易に分離できる特性を意味する。このことは、より高価な電子構成部品を簡単に洗浄可能で再利用可能なユニットに残す一方で、最も消耗しやすく、また洗浄性に問題がある当該システムの構成部品を使い捨てユニット上に配置することを可能にする。
【００１１】
用語「ポンプハウジング部品」とは、身体の外部に設置される密閉容器内に所望の水準の真空を生じるよう構成された真空源を備えた濾過装置の分離式部品を意味する。ポンプハウジングは、必須ではないが、密閉容器と一体型とすることができる。
【００１２】
用語「ポンプハウジング外部キャップ」とは、真空ポンプハウジングの外部に取付けられ、そこに取付けられた構成部品を密封するように構成されたキャップを備える、濾過装置の分離式部品を意味する。ポンプハウジングキャップは、ポンプ部品用排出孔としての働きをする通過孔を備えることができ、また、修理できるように取り外し可能に、またはユーザによる不正な変更を防止するように恒久的に取付けられることができる。
【００１３】
本明細書で使用する場合、用語「真空システム」または「真空ポンプ濾過システム」とは、フィルターキャップ部品、ポンプハウジング部品、および密閉容器を備える統合システムを意味する。密閉容器は身体の一部に合わさり、そこにチャンバーを形成するようになっており、ポンプハウジング部品はチャンバー内に真空を形成するように真空ポンプおよびその関連する電子部品を支持するようになっており、そしてフィルターキャップ部品は、チャンバーの内部と真空ポンプとの間にフィルター膜を位置させて、チャンバーから取り除かれた空気が、真空ポンプに到達する前に必ずフィルター膜を通過するようにする。
【００１４】
特定の態様では、１つ以上のタングまたはタブが、フィルターキャップ部品、ポンプハウジング部品、またはその両方の上に存在して、２つの部品の係合の正しい配向を確実にするための１つ以上のガイド機構を提供する。好ましい実施形態では、濾過装置の使用に関する様々なパラメータを設定するために、センサシステムの一部として１つ以上のこれらタングを利用することができる。限定されるものではないが、これらのパラメータには、特定の濾過装置とポンプハウジング部品との互換性（例えば、認識機構として働く）、濾過装置の正しい配置、特定の濾過装置の使用時間、および処方された医療用途に対する利用者遵守が含まれる。ここに列挙したものは、限定することを意図したものではない。さらに、これらデータ表示は、以下に説明するようにガイドタング以外の装置の部品によって実行することができる。
【００１５】
ガイドタングはまた、キャップ部品とその対応するポンプ部品との係合に関する他の機能を併せ持つこともできる。例えば、１つ以上のタングは、ポンプの「起動スイッチ」を入れることができ、そのことなしにはポンプの起動が行われることがない。このようにして、対応する濾過装置が存在しない状態で真空ポンプが起動することを防止し、そのことでポンプ機構の不注意による汚損を防止する。繰り返すが、ここに列挙したものは限定することを意図したものではなく、これらデータ表示は、以下に説明するようにガイドタング以外の装置の部品によって実行されることができる。
【００１６】
一例として、フィルターキャップ部品は、タングを備えることができ、当該タングは、フィルターキャップ部品の内部面に位置しており、フィルターキャップ部品をポンプハウジング部品に取付ける際にポンプハウジング部品内の機能的深度まで延びる。本明細で規定するように、「機能的深度」とは、フィルターキャップ部品の正しい取付けに関する条件を満足するポンプハウジング部品への挿入深さを意味する。限定されるものではないが、正しい取付けとはフィルターキャップ部品のポンプハウジング部品への正しい配向、および／または正しい係合を含む。
【００１７】
別の態様では、１つ以上のフィルターキャップ部品の上にあるタングが、対応するタング受け機構と係合することによってフィルターキャップ部品をポンプハウジング部品に取り外し可能に取付けるために使用されることができる。好ましい実施形態では、複数のタングが、フィルターキャップ部品の内部面の周りに非対称様式で位置し、ポンプハウジング部品上に凹み形状で存在する受け機構の非対称様式に対応している。このような部品は、フィルターキャップ部品のポンプハウジング部品に対する所望の配向を確実にすると同時に、フィルターキャップ部品をポンプハウジング部品に固定させるための働きをする。
【００１８】
さらなる態様では、装置は、取付け面、および／または取付け用凹み部、および／または部品ならびに機構の受けを備える。本発明の実施形態では、ポンプハウジング部品は、フィルターキャップ部品の上の非対称タングに対応するフィルターキャップ部品の係合面に最も近い外側面の上の非対称の凹み部を備え、フィルターキャップ部品が取付けられると、当該凹み部とタングの位置が合い、キャップがポンプハウジング部品に所望の配向で取り付く。
【００１９】
別の態様では、１つ以上の外部部品上にあるタングが、対応するタング受け機構と係合することによって外部キャップ部品をポンプハウジング部品に取外し可能に取付けるために使用されることができる。好ましい実施形態では、複数のタングが、フィルターキャップ部品の縁の周りに非対称様式で位置し、ポンプハウジング部品の上に凹み形状で存在する受け機構の非対称様式に対応している。この取付け機能は、例えば、タングがポンプハウジング上にあり、凹み部が外部キャップ上にあるといったように互換性を持たせることができる。このような部品は、外部キャップ部品のポンプハウジング部品に対する所望の配向を確実にすると同時に、使用中または接着や溶接をする前のアッセンブリの間、外部キャップ部品をポンプハウジング部品に取外し可能に固定させるように働く。
【００２０】
さらなる態様では、タング、および／または取付け面、および／または凹み部は、部品が取付けられる方向を傾けるようにするような形状とすることができる。例えば、タングまたは凹み部は、キャップが取付けられると摩擦で下方へ押込むために、テーパーを付けるかわずかにオフセットされることができる。このオフセット角度が、フィルターキャップ部品をポンプ吸気面へ押す速度と下向きの力を生じ、それに続いてポンプ吸気面とフィルターキャップ部品との間の隙間を最小にする。本明細書で使用する場合、用語「オフセット」は、上部の部品、例えば角度付きタング、の厚さがより薄い機構内の傾斜の付いた突起と規定される。
【００２１】
ポンプハウジング部品およびフィルターキャップ部品のそれぞれは、概して硬質材料で製作されることができる。本明細書で使用する場合、用語「概して硬質な」は、問題となる特定部品の一体性を維持するために十分硬質な材料を意味する。当業者は、ポンプハウジング部品およびフィルターキャップ部品を形成するために、熱可塑性プラスチック、一部の熱硬化性樹脂、およびエラストマーを含む、多くのポリマーを使用することができることを理解するであろう。一般的な熱可塑性樹脂には、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、環状オレフィンコポリマー、エチレンビニルアセテート、ポリアクリレート、ポリアリールエーテルケトン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ナイロン、ポリエチレン、およびポリスチレンが含まれる。一般的な熱硬化性樹脂には、ポリエステル、ポリウレタン、デュロプラスト（ｄｕｒｏｐｌａｓｔ）、エポキシ樹脂、ポリイミドが含まれる。ここに列挙したものは、限定することを意図したものではない。剛性、耐用温度、部品収縮性を改善する目的のために、タルクや炭素繊維などの機能的充填材料を含有することができる。
【００２２】
ポンプハウジング部品およびフィルターキャップ部品は、これらに限定されるものではないが、射出成形、ブロー成形、機械加工、エッチング、３Ｄプリントなどを含む当業者に既知の多くの方法で形成することができる。好ましい実施形態では、テストデバイスベースは射出成形のものである。射出成形とは、熱可塑性樹脂および熱硬化性材料を高い生産速度と良好な寸法精度で複雑な形状の成形品に形成する工程である。当該プロセスは通常、高圧にて、計量された加熱可塑化材料を樹脂材料が固化する比較的温度の低い金型へ射出することで行われる。樹脂ペレットは高圧下で加熱したスクリュおよびバレルを通って送られる。液化した材料はランナー機構を通って金型内へと移動する。金型のキャビティは、コアが内部形状を形成する一方で、製品の外形を形成する。材料が冷却したキャビティへと入ると、材料は再可塑化を始め、固体状態へと戻り、完成部品の形状となる。機械はその後、完成部品または製品を押し出す。
【００２３】
特定の実施形態では、ポンプハウジング部品は、第１位置にある光源、第２位置にある光センサ、および第１位置と第２位置の間の光路を備えており、フィルターキャップ部品が所定位置にない場合、光センサが光源と光通信するようになっている。様々な実施形態では、光路はポンプハウジング部品を形成する材料の内部にある（例えば、ポンプハウジング部品の樹脂構造体が、光導体と類似の方法で光を送信する）。光路は、タングまたはフィルターキャップ部品の上にある他の構造体を受けるように設計された通過孔を通って延びており、フィルターキャップ部品がポンプハウジング部品に正しく取付けられると、タングまたは他の構造体は通過孔を通って挿入され、それによって光路は遮断されることになる。好ましい実施形態では、光センサによって光の分散が感知され、フィルターキャップ部品が取付けられたことを示すことになる。このことは、限定することを意図したものではない。例えば、フィルターキャップ部品の正しい取付けは、単に機械的スイッチをトグルで切り替えるだけでよい。
【００２４】
１つ以上の光源はまた、様々なパラメータをユーザに伝えるために、ポンプハウジング部品、フィルターキャップ部品、または濾過装置を形成する他の構造体の上で識別できる視覚指示器を提供するようになっている。そのようなパラメータには、真空ポンプの状態（例えば、準備、オン、オフ）、ポンプ用バッテリーの充電状態、フィルター部品の余寿命、チャンバー内の真空水準、医療指示への遵守状況、等が挙げられるが、それらに限定されない。例として、光源からの赤色の視覚指示器は、フィルターが有効寿命に達していること、および装置がフィルターキャップ部品の交換を必要としていることを示すことができる。或いは、緑色の視覚指示器は、ポンプを動かすための適切なバッテリーの充電を表示することができる。これは例示するのみで、限定することを意図したものではなく、これらデータ表示は装置の他の部品で行うこともできる。
【００２５】
本明細書で示すように、フィルターキャップ部品はフィルター膜を支持する。フィルター膜は半透過性の薄膜で、物理的特性および／または化学的特性の作用で汚染物質を分離することができる。例えば、当該膜は、孔径より大きな汚染物質を捕捉して、粒径排除、または例えば疎水性などの化学的特性の作用、またはその両方を通じて除外できるように設計されている。好ましい膜は、所望の真空水準および動作開始用真空に対応する所望の流量を処理するための十分な物質移動領域を提供する。選択された膜は、特定のパーティクル、耐汚損性に対する高い選択性（拒絶）特性を提供し、また、真空によりもたらされる所望の力に耐えうる十分な機械的安定性を提供する。ポンプ内に入り汚損するという水性の物質の傾向を低減するように、フィルター膜は疎水性材料を含むことが好ましい。好適な材料には、ＰＴＦＥ、トラックエッチングされたポリカーボネート、ポリエーテルスルホンなどの、このような疎水性ポリマー製フィルムがある。フィルターキャップ部品は、少なくとも約８ｐｓｉ（５５ｋＰａ）、より好ましくは少なくとも約１５ｐｓｉ（１０３ｋＰａ）、さらにより好ましくは少なくとも約２０ｐｓｉ（１３８ｋＰａ）、さらにより好ましくは少なくとも約４０ｐｓｉ（２７６ｋＰａ）以上の水の浸透圧のフィルター膜に対応しており、加えて、より好ましくは約２０μｍ以下、さらにより好ましくは約５μｍ以下、さらにより好ましくは約０．２５μｍ以下の公称孔径を有するフィルター膜が好ましい。フィルター膜の厚さは、約０．００１〜約０．０２インチ（約０．０２５４〜約０．５０８ｍｍ）の間が好ましい。本明細書で使用する場合、用語「約」は、値の±１０％の範囲にある値を意味する。
【００２６】
特定の実施形態では、真空ポンプ濾過システムは、１つ以上の封止可能な通過孔を備えることができる。本発明で使用する場合、封止可能な通過孔は、装置の部品を通る開口であり、別の装置部品で片側から、またはもう一方側から閉じられて、または封止されて気密または水密密閉を形成する。好ましい実施形態では、Ｏリングを受けるように設計された面を介して密閉が形成される。本明細書で使用する場合、Ｏリングはリング状の柔軟な材質でできたパッキンまたはガスケットであり、溝に据付けられ、アッセンブリ中に２つ以上の真空ポンプ濾過システム部品の間で圧縮され、界面に封止を形成するように設計されている。好ましい実施形態では、ポンプハウジングアッセンブリは、Ｏリング係合面を形成する１つ以上の凹み部を備えることができ、制御モジュールがポンプハウジングアッセンブリに取付けられると、気密封止が確立される。このことによって、真空損失することなく、濾過システムの低真空側と大気圧側との間の連通が得られる。
【００２７】
特定の実施形態では、ポンプハウジング部品は、逆止弁が取付けられる１つ以上の通過孔を備えることができる。本明細書で使用する場合、逆止弁は、液体または気体を一方向へ流れるようにする方向性を持った一方向弁である。好ましい実施形態では、逆止弁は、ポンプハウジング部品上の通過孔を介してポンプに取付けられており、ポンプが通電され吸気すると弁が開き、真空が運転水準に達しポンプが停止すると弁が閉じるような向きに配向されている。
【００２８】
特定の実施形態では、フィルターキャップ部品は、フィルター膜が差圧を維持し損ねることなく所望の差圧に耐えるようになっている。本発明で使用する場合、差圧とは、フィルターの片側での圧力とその反対側での圧力の正味変化量と定義される。差圧の超過は、膜の破裂を生じ、フィルター部品の故障を起こす。好ましい実施形態では、フィルターキャップ部品は、フィルター膜が約０〜約５ｃｍの水と約２５ｃｍまでの水との差圧に耐用できるようになっている。
【００２９】
特定の実施形態では、フィルターキャップ部品は、フィルター膜の故障を生じることなくフィルター膜を通過する所望の空気流量に耐用できるようになっている。本発明で使用する場合、流量とは、規定の圧力でフィルターを通過して流れる物質量の尺度である。水流量は、規定された速度でフィルターを通過して流れる水の量である。空気流量は、フィルターを通過して流れる空気の量である。流量は、汚染、差圧、全体の気孔率、フィルター領域の程度に関係する。空気流量は、一般に所定の気圧におけるリットル／分であらわされる。好ましい実施形態では、フィルターキャップ部品は、フィルター膜が約３リットル／分までに耐用できるようになっている。
【００３０】
フィルターキャップ部品は、フィルター膜を支持するためにフィルター膜と合わさるフィルター膜合わせ面を提供することができる。構造接着剤または感圧性接着剤などの接着剤を、フィルター膜をフィルターキャップ部品内の所望の位置に保持してフィルター膜の周りに気密性封止を維持するために、フィルター膜の面、合わせ面、またはその両方の上に塗布することができる。典型的な生体適合性のある感圧性接着剤の配合物は、アクリル、ゴム、シリコーン、任意に配合される粘着付与剤、酸化防止剤、顔料、および充填剤である。アクリルベースの感圧性接着剤は、粘着付与剤を使用しないアクリル酸の高級アルキルエステルから調製され、優れた物理的性質を提供する。例えば、Ｚｂｉｇｎｉｅｗ  Ｃｚｅｃｈ、Ａｇｎｉｅｓｚｋａ  Ｋｏｗａｌｃｚｙｋ共著（２０１１）「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（医療用感圧性接着剤）」、書籍名「Ｗｉｄｅ  Ｓｐｅｃｔｒａ  ｏｆ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（広範囲の品質管理）」Ｉｓｉｎ  Ａｋｙａｒ博士（編）、ＩＳＢＮ：  ９７８−９５３−３０７−６８３−６、出版社：ＩｎＴｅｃｈ、ＤＯＩ：  １０．５７７２／２３８２７を参照のこと。本発明の実施形態では、接着領域は、フィルター膜よりわずかに小さいが類似の形状で、それによって膜をフィルターキャップ部品に貼付するための重なり合う領域を提供する。
【００３１】
フィルターキャップ部品はまた、メッシュまたは他の孔の開いた構造でフィルター膜が覆うフィルターキャップ部品の開口部を拡げるフィルター膜のための支持構造を提供する。支持構造は、平行なビーム、交差するビーム、通過孔を必要とする。本発明で使用する場合、ビームはフィルターキャップ部品機構にサポートを追加する１つ以上の格子構造材として定義される。１つの実施形態では、支持構造はフィルター膜合わせ面として同一の面にある、一連の平行ビームである。さらなる態様として、支持構造はフィルターキャップの外部の上にあるビームから分離するように配向されたフィルターキャップ部品の内部面の上に２つ目の一連の平行ビームを備える。好ましい実施形態では、内部ビームは気流をポンプの吸気へ導くために一方向に配列される。
【００３２】
フィルターキャップ部品は、好ましくは摩擦によって一方を他方に固定するような方法でポンプハウジング部品に係合し、係合面から空気が逃げることを防いでいる。好ましい実施形態では、ポンプハウジング係合面、真空ポンプの吸気口とフィルターキャップ部品の内部面との間の空隙は、１０００分の３〜５インチ（０．０７６〜０．１２７ｍｍ）である。
【００３３】
フィルターキャップ部品、ポンプハウジング部品、またその両方は、装置に含まれるべき１つ以上の光学部品用アクセスポイントを提供するように構成されることができる。例として、ポンプハウジング部品内のセンサを受けるために１つ以上の通過孔が提供されることができる。このようなセンサは、真空チャンバー内の真空水準、温度、等を監視するように構成されることができる。このようなセンサは、ポンプハウジング部品の一部になることができるプロセッサ部品と通信することができる。ポンプハウジング部品内の電気機器は、好ましくは、真空ポンプとセンサ類や他の電気機器の両方に電源供給するバッテリーまたは他の電源を含む。一般的アルカリ電池、酸化物電池、リチウム電池、等を含む多くの電池技術が、当技術分野において既知である。ニッケル・カドミウム電池（ＮｉＣａｄ）、ニッケル金属水素化物電池（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン電池（Ｌｉ−ｉｏｎ）を用いた３つの好適なバッテリー技術があり、なかでも最も好ましいのはリチウムイオン電池である。
【００３４】
本開示に基づく構想が、他の構造を設計するための基礎、本発明の目的を実施するための方法およびシステムとして容易に利用されることができることを、当業者は理解するであろう。したがって、特許請求の範囲が、本発明の趣旨および範囲からから逸脱しない限りにおいて、このような同等の構造を含むとみなされることは重要である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】フィルター膜１１２を膜支持材１０３の上に配置したフィルターキャップ部品１００の例示的実施形態の外面図であり、同時に取外しタブ１０５および内部センサがフィルター膜の先の条件を評価できるようにする通過孔１０８を示している。
【図２】膜支持機構の上に配置したフィルター膜１１２、表面のざらついた取外しタブ１０５、内部センサ用通過孔１０８、およびフィルターキャップの内部面から延びたセンサ経路１０９を有する弾性機構１０４を備えたフィルターキャップ１００の例示的実施形態の角度を付けた外面図である。
【図３】フィルター膜が取付けられていないフィルターキャップ部品１００の例示的実施形態の外観図であり、フィルターキャップ部品取外しタブ１０５、膜支持構造１０３および下地の空気経路支持板１１１を備えた膜取付け面１０２、および内部センサ用通過孔１０８を示している。
【図４】フィルターキャップ部品１００の例示的実施形態の側面図であり、フィルターキャップ部品１００は、フィルター膜取付け面１０２、フィルターキャップ部品取外しタブ１０５、および、キャップの内部面から延びて、センサポート通過孔１０８と一線に並んだトラフ１０９と、取付けられた場合には真空ポンプハウジング部品の案内タングを備える弾性タング１０４を備えている。
【図５】フィルターキャップ部品１００の例示的実施形態の内面図であり、フィルターキャップ部品１００は、膜支持構造１０３の下面、空気通過孔支持板１１１、フィルターキャップ部品１００を通る内部センサ用通過孔１０８およびトラフ１０９を含む弾性タング１０４、キャップ部品をハウジング部品１０１に固定するためのフィルターキャップ部品の内側縁１１０に沿ったタング、および取り外しタブ１０５を備えている。
【図６】フィルターキャップ部品１００および真空ポンプハウジング部品１０１の例示的実施形態の内面図であり、フィルターキャップ部品１００は、中央膜支持部品１０３、膜取付け面１０２、弾性タング１０４、フィルターキャップ部品取外しタブ１０５を備えており、真空ポンプハウジング部品１０１は、フィルターキャップ部品１００を真空ポンプハウジング部品１０１に取付ける弾性タングガイド機構１０７、およびフィルターキャップからのタングを受けるための真空ポンプハウジング部品の外側に沿った凹み部１０６を備えている。
【図７】フィルターキャップ部品１００および真空ポンプハウジング部品１０１の例示的実施形態の側面断面図であり、フィルターキャップ部品１００は、フィルターキャップ部品弾性タング１０４、フィルターキャップ部品１００を固定するためのキャップの内側縁から真空ポンプハウジング部品１０１に沿ったフィルターキャップ部品固定タング１１０、フィルター膜１１２、フィルター膜取付け面１０２、膜支持構造１０３、空気通過孔支持板１１１を備えており、真空ポンプハウジング部品１０１は弾性タングガイド機構１０７を備えている。
【図８】真空ポンプハウジング部品１０１に取付けられたフィルターキャップ部品１００および真空ポンプハウジング側壁１１３の例示的実施形態の断面図であり、フィルターキャップ部品１００は、フィルターキャップ部品取外しタブ１０５、キャップの内側に沿ったフィルターキャップ取付けタング１１０、フィルター膜１１２、膜支持構造１０２、空気通過孔支持板１０３を備え、真空ポンプハウジング側壁１１３は、フィルターキャップ部品タング受け凹み部１０６を備える。
【図９】真空チャンバー部品１１５の真空チャンバー通過孔１１６を通して挿入され、真空チャンバー部品１１５の内側から取付けられたフィルターキャップ部品１００を介して取付けられた真空ポンプハウジング部品１０１を備える真空ポンプ器具の例示的実施形態の断面図であり、真空ポンプ取付け面１１４、フィルター膜１１２、および真空ポンプアッセンブリ排気キャップ１１７が同時に示されている。
【図１０】真空ポンプハウジング部品１０１の例示的実施形態の外観図であり、真空ポンプハウジング部品１０１は、光源用凹み部１１８、光学センサ／スイッチ用凹み部１２０、光反射板１２５、Ｏリングトラフ１２３、弾性タング通過孔１１９、逆止弁取付け面１２１、制御モジュール取付け面１２２、フレキシブル回路基板１２４用真空ポンプハウジング通過孔、およびフィルターキャップ部品１００を備えている。
【図１１】真空ポンプハウジング部品１０１の例示的実施形態の図であり、真空ポンプハウジング部品１０１は、差し込み用凹み部１２６、フィルターキャップ取付けタブ通過孔（フィルターキャップ取り外しタブの反対側）１２７、フィルターキャップ取付けタブ通過孔近傍のフィルターキャップ取外しタブ１２９、フィルターキャップ取外しタブ用凹み部１３３、差し込み止め１２８、および真空チャンバー密閉／Ｏリング面１３４を備えている。
【図１２】フィルターキャップ１００の例示的実施形態の角度を付けた外観図であり、フィルターキャップ１００は、膜支持材の上に配置したフィルター膜１１２、取外しタブ１０５、内部センサ用通過孔１０８、フィルターキャップの内部面から延びたセンサ経路１０９を有する弾性部材１０４を備えたフィルターキャップ１００、フィルターキャップフレーム収縮機構１３０、フィルターキャップ取付けタブ１３１を備えている。
【図１３】フィルター膜が取付けられていないフィルターキャップ部品１００の例示的実施形態の角度を付けた外観図であり、フィルターキャップ部品取外しタブ１０５、膜取付け面１０２が示されており、フィルターキャップ部品１００は膜支持構造１０３、および下地の空気通過孔支持板１１１、内部センサ用通過孔１０８、フィルターキャップの内部面から延びるセンサ経路１０９を備えた弾性部材１０４、フィルターキャップフレーム収縮機構１３０、およびフィルターキャップ取付けタブ１３１／１３２を備えている。
【図１４】フィルターキャップ部品１００、真空ポンプハウジング部品１０１、真空ポンプ排気キャップ１１７を備えたアッセンブリされた真空ポンプ装置の例示的実施形態の図であり、取り外しタブ１０５、フィルター膜１１２、内部センサ用通過孔１０８、フィルターキャップフレーム収縮機構１３０、フィルターキャップ取付けタング１３１／１３２を備えており、また、差し込み用凹み部１２６および真空チャンバー密閉／Ｏリング面１３４を備えている。
【図１５】アッセンブリされた真空ポンプ装置の例示的実施形態の断面図であり、アッセンブリされた真空ポンプ装置は、フィルターキャップ部品１００、真空ポンプハウジング１０１、フィルターキャップ取り外しタブ１０５、フィルター膜１１２、差し込み用凹み部１２６、ポンプハウジングテーパー付き凹み部／通過孔１３７、フィルターキャップテーパー付き取付けタブ１３８、ポンプハウジング内側縁１３９、フィルター膜取付け面１０２、接着層１３５、および真空ポンプ吸気面１３６を備える。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明およびその様々な機能ならびに優位性の詳細は、添付図面にて示されている非限定実施形態を参照して、より完全に、また以下の記述で詳細に説明される。図面に示された機構は、必ずしも縮尺に合わせて描かれていないことに留意されたい。周知の構成部品および加工技術の説明は、本発明を不要に曖昧なものにしないように省略されている。本明細書で使用した実施例は、単に発明が実践できることの理解を促し、さらに当業者が発明を実践できるようにすることを意図したものである。したがって、これら実施例は、本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。図面において、参照番号などは、対応する部品をいくつかの図示に渡って指示している。
【００３７】
本発明において、ポンプハウジングは、排気チャンバーを固定し、関連構成部品および回路を収容するように設計されており、関連構成部品および回路には、限定されるものではないが、真空ポンプ、プリント配線基板（ＰＣＢ）、制御用マイクロプロセッサ、センサ、スイッチ機構、ワイヤレスインターフェース、無線方式認識（ＲＦＩＤ）機構、音響源、音響センサ、充電器、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示器や他の光源などのライト機構を備えており、ポンプハウジングに係合するフィルターキャップには、フィルター膜、フィルター膜支持構造、センサポート用通過孔、ポンプハウジング内へ延び、ポンプハウジング内に成形されたクロッキング機構でガイドされフィルターキャップの正しい位置決めを確実にする弾性タング／機構を備えている。
【００３８】
本発明の１つの実施形態では、真空ポンプハウジング部品１０１は、排気チャンバー１１５の外側を通り、真空ポンプ通過孔１１６を通して取付けられ、図９に記載のフィルターキャップ部品１００の取付けを介して組付けられる。フィルターキャップを配置することの利点は、最適な真空ポンプの性能をユーザの期待に沿うように提供することである。真空の損失や不十分な真空性能は、チャンバーがユーザから外れることや十分な治療水準が得られないといった結果になる。
【００３９】
真空ポンプハウジング部品１０１は、多くの方法で排気チャンバー１１５の真空ポンプ通過孔１１６内に保持されることができる。例えば、フィルターキャップ部品１００は、通過孔１１６を通して真空ポンプハウジング部品１０１と係合し、真空ポンプ通過孔１１６の端部がフィルターキャップ部品と真空ポンプハウジング部品に挟まれて、そこに図９に示すように密封構造を形成する。フィルターキャップ１００の真空ポンプハウジング１０１への正しい係合が、フィルターキャップの内部面と真空ポンプの吸気孔との間の正しいクリアランスを確保することに加えて、バキュームアッセンブリ全体が真空チャンバー１１５にしっかりと固定されることを確実なものにする。
【００４０】
或いは、フィルターキャップ部品１００は、排気チャンバー１１５からは切り離して真空ポンプハウジング部品１０１に係合され、その後、密封構造を形成するように真空ポンプ通過孔１１６へ挿入される。本実施形態では、Ｏリングまたは他の弾性部材を含む密封／Ｏリング面１３４が、十分な耐漏洩性を排気チャンバーに提供するために、アッセンブリされた真空ポンプ部品の上、および／または真空ポンプ通過孔の中に存在することができる。
【００４１】
特定の実施形態では、真空ポンプ部品を排気チャンバー１１５などに取外し可能に取付けるように、取外し可能な差込み式固定方法が使用できる。このような差込み式取付けの例では、円筒形の雄の取付け具（例えば、組立てられた真空ポンプ部品）が、雌の受け部品（例えば、真空ポンプ通過孔１１６）に挿入され、それら部品が締結されるために互いに向かって回転される。雄の（または雌の）取付け具は、１つ以上のラジアルピンまたはタングを備え、雌の（または雄の）部品は、ピンまたはタングを受けるための１つ以上の対応したスロットまたは凹み１２６を備えている。これらの凹みは、例えば、Ｌ字のような形状であることができ、Ｌ字アームの横向き部の端部に短い上向き部分を備え、そこに雄部品のタングがＬ字の縦のアーム部分にスライドして入り、そしてＬ字アームの横向き部を横切り回転すると、タングが上向き部分と位置合わせする。２つの部品の固定を補助するために、バネ機構を使用することができる。差込み式取付けは、部品の回転が指定の点を超えないようにする回り止め機構１２８をさらに備えることができる。回り止め機構は、好適な配置に位置決めおよび位相決めするために、また回り過ぎを防ぐため、またはその両方のために設けることができる。差込み式機構はまた、正しい位置決め、アッセンブリおよび単一の配向をさらに導くために、非対称の形態で構成されることができる。
【００４２】
特に、本明細書にて説明される排気チャンバーは、限定されるものではないが、上部気道障害を緩和する外部適用治療器具に関する。すべての表、図、特許請求の範囲を含むその全体が参考として本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／００２，５１５号、１２／９９３，３１１、および１３／８８１，８３６が、気道障害を緩和する治療器具を説明している。そこで説明されているように、装置は、ユーザの下顎の下で、首の上部の呼吸経路の上を被う軟組織に対応する外側位置にフィットするようになっている。
【００４３】
本発明の治療用器具は、構造部材および周辺縁を備え、構造部材は、器具の内部面と喉の皮膚との間にチャンバーを設け、その構造は空間に形成される要求される部分真空に耐えうるように十分に剛性であり、周辺縁は空間を密閉するためにユーザの皮膚に密着する。容器は、あらゆる材料または材料の組合せで形成、成形、または組立てることができる。治療用器具の製作に好適なそのような材料の非限定的な例には、樹脂、金属、天然繊維、合成繊維、等が挙げられる。当該器具は、シリコーン、ゴム、ウレタンなどの形状回復力のある材料から製作されてもよい。
【００４４】
本発明のチャンバーは、そこを通して真空ポンプアッセンブリが取付けられる通過孔をさらに備える。本明細書で使用する場合、用語「真空ポンプ」は、部分真空をチャンバー内に残存させるためにガス分子を密封チャンバーから取り出す装置を意味する。本発明の実施形態では、圧電性ディスクポンプを使用して真空状態が形成されるが、他の形態も当業者にはすぐに明らかとなるであろう。
【００４５】
器具の構造的実施形態は、デバイスのサイズに基づいて変化することができ、本明細書で提供する説明は、機能的側面と手段を指南するものである。さらに、ポンプハウジング部品１０１およびフィルターキャップ部品１００は、環状または楕円形状で提供されることができる。
【００４６】
ポンプハウジング部品は、対応する弾性タング１０４を有するフィルターキャップ部品１００を収容する内壁に沿った隆起したガイド面１０７を有するように設計されている。弾性タングは、キャップの内部面から延び、クロッキング面を有するポンプハウジングへと入り、フィルターキャップ部品１００が取付けられると単一の配向を可能にする。さらに、弾性タング１０４は、ポンプハウジング内の最適深さにあるスイッチを切替えるように設計されている。スイッチ機構は、機械式、電子式、または光学式であることができる。フィルターキャップ部品１００が正しい配向と正しい密封深さで取付けられた場合のみ、弾性タング１０４が回路を作動してポンプが機能できるようにする。このことは、フィルターキャップ部品１００が正しく取付けられた場合のみ、ポンプが循環することを確実にする。
【００４７】
本発明において、当該ポンプは、フィルターキャップ部品１００が設置されていないと動作不能となるように設計されている。ユーザ遵守はフィルター装置の正しい導入で切替えられるスイッチ回路によって得られる。正しい導入は、フィルターキャップ部品１００の正しい位置決めと正しい導入深さによって規定されている。機械式、電気式、もしくは光学式、または利用可能な機構の任意の組み合わせを含むあらゆるスイッチ機構を使用することができる。
【００４８】
本発明の実施形態では、正しいキャップの取付けは、電気回路を使用した自動化されたトラッキングを通じて確かなものとなっている。これらの無線方式認識（ＲＦＩＤ）回路は、製品識別と別の製品との区別を行う無線信号の送信および受信を行うことができる。本発明において、適切なフィルターキャップの真空ポンプハウジングへの取付けを確実にするために、フィルターキャップにはそこに取付けられた、または成形されているＲＦＩＤタグが供給されており、関連づけられたＲＦＩＤセンサがポンプアッセンブリ回路に組み込まれている。正しいキャップが取付けられている場合のみ、真空ポンプが起動する。
【００４９】
高周波の圧電性ディスクポンプは、ポンプの循環が止まると漏洩の問題が生じる。本発明の実施形態では、真空ポンプは逆止弁１２１に取付けられている。逆止弁は、気流の逆流を防止する一方通行のバルブである。ポンプハウジングは、逆止弁１２１配置用の通過孔を備えた真空ポンプ取付け面とともに設計されている。真空ポンプの循環が止まると、逆流がバルブを閉じ、排気チャンバー内の真空損失を防ぐ。ポンプからの真空損失を防ぐことで、サイクルタイムが最少化され、ポンプおよびバッテリーの寿命を延ばすことになる。
【００５０】
弾性タング１０４は、キャップをハウジングから取り外す際の歪みを最少化するために、フィルターキャップ部品１００内の遠位で、取外しタブ１０５に隣接するように位置される。弾性タング１０４は、トラフ１０９、ショルダー部、および狭まった端部で形成されており、この端部は、スイッチとしての手段のみでなく、キャップの通過孔から真空ポンプハウジング部品内の内部センサまでの密閉経路を提供するトラフとの構造統合性を提供することを補助している。
【００５１】
真空ポンプハウジング部品は、装置に含まれる多くの機構を収受するために、通過孔、凹み部、取付け点を備えている。図１０のハウジングの外部は、回路基板用の取付け点１２２、および２つのプリント回路基板（ＰＣＢ）取付け点１２２が側面に位置する回路基板Ｏリングトラフ１２３を備えている。プリント回路基板が取付けられると、取付け点１２２はハウジングとＰＣＢの上のＯリング内部領域内に位置するセンサとの間の気密密閉を確実にする。
【００５２】
真空ポンプハウジング部品は、ハウジング内部の上にある真空ポンプをハウジングの外部上にある制御回路へ接続するフレキシブルプリント回路基板（ｆｌｅｘｉ）を挿入するための通過孔１２４を備える。
【００５３】
ポンプハウジング部品１０１は、光源用凹み部１１８およびスイッチ機構１２０をさらに備える。ブリント回路基板（ＰＣＢ）を真空ポンプハウジングに取付けると、光源、光センサ、および／またはスイッチは、これらの凹み部の中に位置する。ポンプハウジング部品は、弾性タング通過孔１１９をさらに備える。フィルターキャップ部品が取付けられると、弾性タングが当該通過孔を通ってＰＣＢの上のスイッチ機構を切替えるために挿入される。
【００５４】
本発明の実施形態では、光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。ＬＥＤの機能は、ユーザがハウジング本体を通してＬＥＤの状態を見ることができるようにユーザーインターフェース要素を提供することである。この機能は、フィルター存在確認テストを実行することに加えて、追加の製品機能またはモードを表示するために使用できる。
【００５５】
本発明の好ましい実施形態では、スイッチ機構は光学スイッチを含むことがある。フィルターキャップ部品１００の検出は、光学等級の半透明または透明の材料、光源、光センサ、および遮光板から成る真空ポンプハウジング部品１０１を有することによって達成される。オンボードＬＥＤから発せられる光線は、フィルターキャップの弾性タングの経路に沿って位置する電子受信器にフォーカスする。受信器は、光線が遮蔽された場合のみポンプ回路を起動するスイッチ機構に結合されている。フィルターキャップ１００が正しく取付けられると、弾性タング１０４は、適合を示す光線を遮り、ポンプ機能の運転を可能にする。スイッチ機構は、ポンプの準備状態を示す異なる色または位置にある第２ＬＥＤに接続されることができる。
【００５６】
光線が伝わるハウジング本体の面は、ＰＣＢシステムに対して平行になっているが、ＬＥＤおよびセンサはＰＣＢの面に対して直角に取付けられている。光線をＬＥＤからセンサへ導くために、光路に沿って４５度の角度がついたライト反射板１２５が、ハウジングに成形されている。ＬＥＤが照射すると、光線は４５度面に反射してハウジング本体１０１を通り、そして弾性タング通過孔１１９を通り、最終的に光センサ通過孔１２０に入る。フィルターキャップ部品１００が正しく取付けられ、弾性タング１０４が存在すると、光線はセンサへ到達しない。
【００５７】
変化する周辺光条件に適応するためには、フィルターキャップ部品が存在する場合、光センサが判定する２回の測定が必要となる。初めにＬＥＤが消灯して読取りが行われる。この値は、「正常」となる。その後、ＬＥＤが点灯し、センサ読取りが再度実行される。この結果は「テスト」となる。「テスト」の値が「正常」の値にほぼ等しいと、フィルターが存在すると判定される。逆に、「テスト」の値が「正常」の値より大きいと、フィルターが存在しないと判定され、真空ポンプは循環しない。
【００５８】
フィルターキャップ部品１００およびポンプハウジング部品１０１は、共働するように設計されている。本発明の実施形態では、フィルターキャップ１００は、キャップの内周縁の上に位置するタブ１１０を介して真空ポンプハウジング１０１に固定されることができる。ポンプハウジング１０１は、その外周面の周りにフィルターキャップ１００のタブ１１０を受ける凹み部１０６を備えることができる。タブ１１０は、ポンプハウジングの外側の凹んだ受け面と係合して所定位置でかみ合うように設計されている。本発明の実施形態では、タブは固有速度を生成する角度の付いた接触面と共に設計され、フィルターキャップをポンプハウジングに堅く固定し、真空ポンプの吸気にぴったり重なる。
【００５９】
フィルターキャップ部品１００およびポンプハウジング部品１０１が共働するように設計されている代替的実施形態では、フィルターキャップ部品１００は、ポンプハウジング部品１０１に図１４のフィルターキャップ部品１００の外側端部にあるタブ１３１／１３２を有する真空ポンプハウジング部品１０１の内側縁の上で／内側縁１３９を通り、凹み部または通過孔１２７および１２９を介して固定されることができる。タブ１３１／１３２は、ポンプハウジングの内側縁１３９上の凹み部または通過孔受け面と係合して所定位置でかみ合うように設計されている。フィルターキャップ部品１００はまた、フィルターキャップ部品の一部を移動できるようにしてキャップ周辺に速度を生成できるようにするために、テーパー付き通過孔１３０の形態の収縮機構を備えることができ、ポンプハウジング部品１０１に取付けられ、真空ポンプ吸気口と重なり合うと、フィルターキャップ部品１００をしっかりと固定する。
【００６０】
フィルターキャップ部品１００とポンプハウジング部品１０１が共働するように設計されているさらなる態様では、図１５のフィルターキャップ部品１０１の外側端部にあるテーパー付きタブ１３８を有する真空ポンプハウジング部品１０１の内側縁の上で／内側縁１３９を通るテーパー付き凹み部／通過孔１３７を介して、フィルターキャップ部品１００は、ポンプハウジング部品１０１に固定されることができる。タブは、受け面と係合して所定位置でかみ合うように設計されている。テーパーは、ポンプハウジングの内部に向かったバイアスを生成し、フィルターキャップ部品１００を内側へ真空ポンプ１３６の面へと押しつける。
【００６１】
フィルターキャップ部品１００は、キャップの外周部の上に、弾性タング１０４の近傍に位置する取外しタブ１０５を備え、いくつかの例では、内部タング１１０の中の１つを中心としている。取外しタブ１０５が外側へ引かれると、曲げモーメントが第１内部タング１１０を解放する。第１内部タング１１０が解放されると、残りのタングを解放するよう外周側へ動かす機械的拡大率が得られ、フィルターキャップ部品１００を解放する。
【００６２】
フィルターキャップ部品１００は、適合性のある柔軟な材料で製造することができる。本発明の実施形態では、フィルターキャップ部品１００は、取外しタブ１０５を通じてキャップを一方向に取り外すことができる半硬質ポリマーから製造される。この半硬質ポリマーによって、固定タング１１０のレートが決まり、最終的にフィルターキャップ１００から真空ポンプハウジング１０１への最終的な密封圧力が決まる。
【００６３】
フィルターキャップ部品１００のさらなる機能は、フィルター１１２の装着である。好ましい実施形態では、フィルターは、疎水性フィルターからなる群より選択される。フィルターは、フィルターキャップに図１５の１３５に感圧接着剤（ＰＳＡ）を使用して固定される。フィルター膜は、孔径範囲が０．２５μｍ〜２０μｍであるあらゆる疎水性材料で製造することができ、好ましい実施形態では、孔径範囲は０．２５μｍ〜５μｍである。フィルター膜はさらに、水の流量３リットル／分にて０〜５センチメートルの差圧に耐用できるものと規定される。差圧に耐用するために設計されることに加え、より重要なことは、濾過装置はフィルター膜の外部からポンプ吸気口への超過差圧を生じさせないことである。圧力の大きな変化は、空力性能を減少させ、最終的に電池寿命を減少させる。
【００６４】
フィルター膜１１２は、取付面１０２および支持チャネル１０３を使用してフィルターキャップに取付けられ支持される。取付面は、ＰＳＡを使用して図１５の１３５に接着するためのフィルター膜の端に、適切な面を提供するために、十分な重なり部分を有するフィルター膜の形状を模倣してある。フィルター膜はさらに、フィルター取付けスペースの残った開口部を横切って延びるフィルターキャップに成形された一連の溝を介して支持される。
【００６５】
フィルター膜１１２支持構造は、フィルターキャップに成形されている交差する溝の層から構成されている。溝の第１層１０３は、フィルターキャップの外側で、膜取付け面１０２と同一面に位置する。このことは、フィルター膜とフィルターキャップ溝との間の直接の接触面を介した追加の支持を提供する。支持構造層の接触面積は、真空が適用された場合に膜が破裂する可能性を最小に抑える。溝の第２層１１１は、第１層の後ろに位置し、交差する様式である。支持機構全体の様式は、空気を真空ポンプの吸気ポートへと流すように設計されている。溝のサイズは、フィルターキャップおよび膜孔径のサイズに基づいて変化することができるが、フィルターを通る気流への抵抗を著しく増加させないように最適化される。支持機構のさらなる利点は、それが汚染状態の外観的表示として働くことができることである。膜が支持構造の溝に直接接触しない領域は、フィルターのブロックされていない領域を通過しようとする粒子状物質による著しい汚染の結果、目に見えるように変色する。
【００６６】
ポンプ濾過装置のさらなる機能は、真空チャンバー１１５の外部にあり、フィルターキャップ部品１００の反対側のポンプハウジング１０１の表面に位置するポンプハウジング外部キャップ１１７の装着である。ポンプハウジング外部キャップ１１７は、ポンプハウジングの外側に取付けられた構成部品を密閉する手段として機能することができ、またポンプ排気機構として機能する通過孔を備えることができる。当該キャップは、堅固および／または半透明色であり、また概して硬質な適合性のある材料から製作することができる。本発明の実施形態では、全体または一部が半透明の外部キャップ１１７は、ユーザが装置内にある視覚表示を通じて装置の状態を監視できるようにすることができる。
【００６７】
本発明の実施形態では、ポンプハウジング外部キャップ１１７は、例えば、タブおよび凹み部、または差込み式取付具を用いた構造的手段を通して取外し可能に取り付けることが、または接着や溶接より恒久的に取付けることができる。さらなる態様では、ポンプハウジング外部は、キャップが真空ポンプハウジングに取付けられ、そこから取り外すことができる半硬質ポリマーから製作することができる。半硬質ポリマーはまた、固定機構のレートを決め、外部キャップが取外し可能な場合は、使用中にキャップを定位置の保持することができ、外部キャップが恒久的に取付けられる場合は、組立て中にキャップを保持して、その後、接着または溶接が施される。
【００６８】
当業者は、本発明がその目的を達成し、他の優れた特性と同様、言及した結果および利点を得るために好適なものであることを容易に理解するであろう。本明細書で提示された実施例は、好ましい実施態様の代表的なもので、例示的なものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものでない。
【００６９】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書にて開示した発明に様々な代替および変更を行うことができることは、当業者には容易に理解できるであろう。
【００７０】
本明細書で示したすべての特許および公報は、本発明に関係する当業者の水準を示すものである。各個別の公報が、参考として組み込まれていることを具体的、および個別に示されるかのように、同一の範囲ですべての特許および公報は、本明細書に参考として組み込まれる。
【００７１】
本明細書にて例示的に説明される本発明は、部品または複数の部品、および本明細書にて具体的に開示されていない制限または複数の制限がない状態で、適切に実施されることができる。したがって、例えば、本明細書の各例示において、「を含む」、「から本質的に成る」、および「から成る」といった各用語は、それぞれ他のいずれの２つの用語と置き換えることができる。用いられてきた用語および表現は、限定の用語でなく、説明の用語として使用され、このような用語および表現の使用において、図示され、説明された、またはそれらの一部である機構の同等物を除外する意図はなく、しかし特許請求の範囲内で様々な修正が可能であると理解される。したがって、本発明は、好ましい実施形態および任意の機構により具体的に開示されるが、本明細書で開示される概念の修正および変更は、当業者によって行われることができ、このような修正および変更は、添付の特許請求項によって規定される本発明の範囲内であると考えられることを理解すべきである。
【００７２】
他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内で説明する。
【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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【国際調査報告】
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