(57)【要約】      ポンプ容器、ポンプ容器に取り付けられてポンプ容器内部のポンプチャンバ（８）の境界を決める膜（４）、媒体をポンプチャンバに、およびそれから供給するための入口（５）および出口（６）、ならびに第１および第２の位置の間で膜を前後に動かすための作動手段（７）、を備える膜ポンプ（１）。膜、入口および出口が、ポンプ容器の第１の部分（２）内に配置され、第１の部分がポンプ容器の第２の部分（３）に着脱可能に接続され、その中に作動手段が配置される。膜は、磁気継手を用いて作動手段に着脱可能に接続され、この磁気継手が、膜に固定される第１の磁気継手部分（９）および作動手段に固定される対応する第２の磁気継手部分（１０）を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜ポンプ（１）であって、
−ポンプ容器と、
−前記ポンプ容器に取り付けられてかつ前記ポンプ容器内部でポンプチャンバ（８）の境界を決める膜（４）と、
−前記ポンプチャンバ（８）内に媒体を供給するための入口（５）であって、それに接続される第１の逆止め弁を有する入口（５）と、
−前記ポンプチャンバ（８）から媒体を放出するための出口（６）であって、それに接続される第２の逆止め弁を有する出口（６）と、
−第１および第２の位置の間で前記膜（４）を前後に動かすための作動手段（７）と、を備え、
前記膜（４）、前記入口（５）および前記出口（６）が、前記ポンプ容器の第１の部分（２）内に配置され、前記第１の部分（２）が、前記作動手段（７）がその中に配置される、前記ポンプ容器の第２の部分（３）に着脱可能に接続されること、および、前記膜（４）が磁気継手を用いて、前記作動手段（７）に着脱可能に接続され、前記磁気継手が前記膜（４）に固定される第１の磁気継手部分（９）および前記作動手段（７）に固定される対応する第２の磁気継手部分（１０）を備える、ことを特徴とする膜ポンプ。
【請求項２】
前記第１の（９）および前記第２の（１０）磁気継手部分の一方が永久磁石を備え、および、他方の磁気継手部分が強磁性体を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項３】
前記第１の磁気継手部分（９）が強磁性体を備えること、および、前記第２の磁気継手部分（１０）が永久磁石を備える、ことを特徴とする請求項２に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項４】
前記第１の（９）および前記第２の（１０）磁気継手部分の一方が、他方の磁気継手部分内に含まれる対応する凹部（１２）内への挿入のために構成される突出部（１１）を備える、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膜ポンプ（１）。
【請求項５】
前記第２の磁気継手部分（１０）が、前記第１の磁気継手部分（９）内に含まれる前記対応する凹部（１２）内への挿入のために構成される前記突出部（１１）を備える、ことを特徴とする請求項４に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項６】
前記作動手段（７）がシャフト（１３）を備え、その一端に前記第２の磁気継手部分（１０）を備えている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の膜ポンプ（１）。
【請求項７】
前記ポンプ容器の前記第１の部分（２）が前記ポンプ容器の前記第２の部分（３）に接続される時、前記ポンプ容器の前記第１の部分（２）が、前記凹部（１２）内に前記突出部（１１）を導くために前記シャフト（１３）を半径方向に導くために構成される案内手段（１８）を備える、ことを特徴とする請求項４または５と組み合わせた請求項６に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項８】
前記ポンプ容器の前記第２の部分（３）が、前記ポンプ容器の前記第２の部分（３）内の前記シャフト（１３）の半径方向の動きを制限するために構成される案内手段（１９）を備える、ことを特徴とする請求項６または７に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項９】
前記ポンプ容器の前記第１の部分（２）が継手を用いて前記ポンプ容器の前記第２の部分（３）に着脱可能に接続され、前記継手が前記ポンプ容器の前記第１の部分（２）に固定される第１の継手部分（１６）および前記ポンプ容器の前記第２の部分（３）に固定される第２の継手部分（１７）を備える、ことを特徴とする請求項１−８のいずれかに記載の膜ポンプ（１）。
【請求項１０】
前記ポンプ容器の前記継手が、スナップ継手である、ことを特徴とする請求項９に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項１１】
前記ポンプ容器の前記継手が、磁気継手である、ことを特徴とする請求項９に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項１２】
前記第１の（１６）および第２の（１７）継手部分の一方が永久磁石を備え、および、他方の継手部分が強磁性体を備える、ことを特徴とする請求項１１に記載の膜ポンプ（１）。
【請求項１３】
前記第１の継手部分（１６）が強磁性体を備え、および、前記第２の継手部分（１７）が永久磁石を備える、ことを特徴とする請求項１２に記載の膜ポンプ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の膜ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路内の流体を駆動するために用いられるポンプは、多種多様な形およびサイズで見いだされて、大きな産業ポンプから医用目的の小型ポンプまで、多くの異なる用途に用いられる。一部の用途において、回路をポンピング中に厳密に清潔に保つよう求められ、それはポンピングされるべき流体と接触する部分が交換可能および／または洗浄可能でなければならないことを意味することができる。
【０００３】
医療用途では、ポンピングされるべき流体と接触する装置の全ての部分が殺菌消毒された状態に保たれることが、通常非常に重要である。ポンプは通常高価な部品であり、交換するのに費用がかかり、今日では、これは、歯車を備え、流体と決して直接接触しない、蠕動ポンプを備えた装置を準備することによって解決される。その代わりに、蠕動ポンプの歯車が駆動方向に流体を導くプラスチックチューブを係合して圧縮する。歯車の歯が駆動方向に前記チューブに沿って摺動している間、歯車が回転する。チューブ内の流体の部分が、それによって前記方向に摺動歯によって搬送される。装置の部分が流体と接触する時、交換される必要がある唯一のものはプラスチックチューブである。蠕動ポンプがプラスチックチューブに沿ってその歯車の歯を摺動させることによって働くので、プラスチックチューブと歯の間に作り出される摩擦は蠕動ポンプの相対的に強いモータを要求し、それは、もちろん、蠕動ポンプが相対的に高いエネルギー消費量を有することを意味する。蠕動ポンプは、多数の医療用途のために用いられ、および、高いエネルギー消費量はたとえば病院内の大きな装置で受け入れられることができるが、ポータブルシステムに対して、エネルギー消費量を有意に低下させる必要性がある。
【０００４】
一部の医療用途では、流体は膜ポンプによって回路内に駆動される。膜ポンプは相対的に高価であり、それで流体と接触する膜ポンプの部分だけが交換される配置を準備することが、望ましい。
【０００５】
（特許文献１）が、カセットの形で交換可能なポンプチャンバを備える膜ポンプを開示する。アクチュエータが前後に膜を駆動するために用いられ、カセットがアクチュエータのネジ付き部分にネジでとめられる。
【０００６】
（特許文献２）が、交換可能なポンプチャンバを備える膜ポンプを開示する。膜は、ポンプチャンバが交換される時、また、交換される圧電駆動手段を備える。
【０００７】
（特許文献３）が、アクチュエータによって作動されるべき膜を有する使い捨てのポンピングカセットを開示する。アクチュエータは、膜に当接して１つの方向に前記膜を押すことによってポンプチャンバを圧縮するために配置される。ポンプチャンバの減圧は膜の固有柔軟性によって達成され、それによってポンプチャンバをその減圧された状態に復元するその初期位置へ膜が戻るようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＥＰ  ０３３３３０５  Ａ２
【特許文献２】ＥＰ  ０３９８５８３  Ａ２
【特許文献３】ＵＳ  ５８１６７７９  Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、交換可能なポンプチャンバを備えた新規なかつ有利な膜ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１内に規定される特徴を有する膜ポンプを用いて達成される本発明に従い、そこにおいて膜ポンプが、ポンプ容器と、ポンプ容器に取り付けられてポンプ容器内部でポンプチャンバの境界を決める膜と、ポンプチャンバに媒体を供給するための入口であってそれに接続される第１の逆止め弁を有する入口と、ポンプチャンバから媒体を放出するための出口であってそれに接続される第２の逆止め弁を有する出口と、第１の位置と第２の位置の間で膜を前後に動かすための作動手段と、を備える。膜、入口および出口は、ポンプ容器の第１の部分内に配置され、第１の部分はポンプ容器の第２の部分に着脱可能に接続され、その中に作動手段が配置される。膜は、磁気継手を用いて、作動手段に着脱可能に接続され、磁気継手が、膜に固定される第１の磁気継手部分および作動手段に固定される対応する第２の磁気継手部分を備える。
【００１１】
媒体をポンピングするために本発明の膜ポンプを用いる時、媒体と接触する全ての部分がポンプ容器の第１の部分内に配置される。第１の部分は、第２の部分から着脱可能でありそれによって、第１の部分が必要に応じて交換されることができる。ポンピング中に、膜は、振動し、それによってポンピング力を与えるために作動手段によって作動される必要がある。本発明の膜ポンプにおいて、膜は磁気継手によって作動手段にしっかりと接続され、および、これによってポンプ容器の第１の部分がポンプ容器の第２の部分からそれを分離することによって速やかに交換されることができる。小型膜ポンプの膜は通常ポリマーのような比較的柔軟な材料でできており、および、小型膜ポンプの膜が（特許文献１）にて開示されたように、ネジ止めされた継手によって作動手段に接続されるならば、ネジ止めが膜を損傷するかまたはそれを望まない形状にねじる可能性がある。本発明の膜ポンプの磁気継手は、いかなる部分も別の部分にネジ止めする必要なく膜とアクチュエータの間の強靱な接続を与え、それが、ポンプ容器の第１の部分をポンプ容器の第２の部分に取り付けた後に、膜が無傷に保たれることを確実にする。膜ポンプによるポンピング中に、たとえば回路内の流体を駆動するために、作動手段によって有意な駆動力が第１のおよび第２の両方向に膜に加えられることができることが、重要である。（特許文献３）にて開示された膜ポンプを用いる時、駆動力は１つの方向に加えられるだけであり、それは膜ポンプのポンピング能力を有意に損なう。
【００１２】
本発明の一実施態様によれば、第１および第２の磁気継手部分の一方が永久磁石を備え、他方の磁気継手部分が強磁性体を備える。永久磁石は、磁気継手が膜と作動手段の間の強靱な接続を与えることを確実にする強磁性体を引きつける。
【００１３】
本発明の他の実施態様によれば、第１の磁気継手部分が強磁性体を備え、第２の磁気継手部分が永久磁石を備える。永久磁石は、通常、強磁性体より高価であり、および、ポンプ容器の第１の部分が交換されるべきポンプ容器の部分であるので、第１の磁気継手部分が安価な強磁性体を備え、交換されないはずである第２の磁気継手部分がより高価な永久磁石を備えるならば、それは有利である。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、第１および第２の磁気継手部分の一方が他方の磁気継手部分内に備えられる対応する凹部内への挿入のために構成される突出部を備える。磁気継手が突出部および対応する凹部を備えるならば、それらが互いに接続される時、互いに対する第１および第２の継手部分の動きが有意に抑制される。
【００１５】
本発明の他の実施態様によれば、作動手段がシャフトを備え、その一端に、前記第２の磁気継手部分を備えている。作動手段はたとえばばねおよび電磁石によってまたは２個の電磁石によって駆動され、および、前記ばねおよび／または電磁石／複数電磁石に影響を受けるシャフトを備える作動手段の一部を有することは有利である。シャフトは、好ましくはポンピング中にその長手方向に前後に動き、かつ、一端で前記磁気継手によって膜に接続される。シャフトが動く時、膜はシャフトと同じ方向に動く。
【００１６】
本発明の他の実施態様によればポンプ容器の第１の部分が、前記凹部内に前記突出部を導くためにシャフトを半径方向に導くために構成される案内手段を備える。ポンプ容器の第１の部分がポンプ容器の第２の部分に接続される時、案内手段はたとえば作動手段のシャフトを受け入れるために構成される環状開口部を備えることができる。案内手段は、作動手段への膜の正しい接続を容易にする。本発明のポンプによるポンピングが膜と作動手段の間の強靱な接続に依存するので、これは重要である。膜が不正確に作動手段に接続されるならば、ポンピング中の供給に中断の危険性がある。
【００１７】
本発明の他の実施態様によればポンプ容器の第２の部分が、ポンプ容器の前記第２の部分内のシャフトの半径方向の動きを制限するために構成される案内手段を備える。ポンプ容器の第２の部分内のシャフトの半径方向の動きは、前記シャフトに損傷を与えるおそれがある。
【００１８】
本発明の他の実施態様によればポンプ容器の第１の部分がポンプ容器の第２の部分に、継手を用いて着脱可能に接続され、継手が、ポンプ容器の第１の部分に固定される第１の継手部分およびポンプ容器の第２の部分に固定される第２の継手部分を備える。
【００１９】
本発明の他の実施態様によればポンプ容器の継手が、スナップ継手である。スナップ継手は、ポンプ容器の第１の部分と第２の部分との間のすばやい信頼性が高い接続を提供する。
【００２０】
本発明の他の実施態様によればポンプ容器の継手が、磁気継手である。磁気継手は、ポンプ容器の第１の部分と第２の部分との間のすばやい信頼性が高い接続を提供し、かつ、それは時間にわたって劣化しない。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば第１および第２の継手部分の一方が、永久磁石を備え、および他方の継手部分が強磁性体を備える。永久磁石は、磁気継手がポンプ容器の第１の部分と第２の部分との間の強靱な接続を与えることを確実にする強磁性体を引きつける。磁気継手はもちろんその代わりに、１個の永久磁石が第１の部分内におよび１個が他の部分内に含まれる２個の永久磁石を備えることができる。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば第１の継手部分が強磁性体を備え、第２の継手部分が永久磁石を備える。永久磁石は、通常、強磁性体より高価であり、および、ポンプ容器の第１の部分が交換されるべきポンプ容器の部分であるので、ポンプ容器の第１の部分が安価な強磁性体を備え、交換されないはずであるポンプ容器の第２の部分がより高価な永久磁石を備えるならば、それは有利である。
【００２３】
本発明の他の利点および有利な特徴が、従属請求項および以降の記述から現れる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
添付の図面を参照して、例として引用される本発明の実施態様の特定の記述が、下に続く。図面の説明は以下の通りである：
【００２５】
【図１】ポンプ容器の第２の部分から分離されたポンプ容器の第１の部分を備えた本発明の一実施態様に従う膜ポンプを示す。
【図２】互いに接続されたポンプ容器の２つの部分を備えた図１の膜ポンプを示す。および
【図３】本発明の別の実施態様に従う膜ポンプを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の膜ポンプを記載する、本発明の好ましい実施態様がここで説明される。本発明はしかしながら多くの異なる形態で具体化されることができ、かつここで記載される例示的な実施態様に限定されるように解釈されるべきでなく、むしろ、これらの実施態様は、この開示が詳細かつ完全であり、ならびに当業者に本発明の概念を完全に伝えるように提供される。
【００２７】
本発明に従う膜ポンプ１が、図１および２内に示される。図１では膜ポンプ１は、２つの部分２、３に分離され、および図２では膜ポンプは図１内に示される２つの分離された部分が組み立てられるその組み立てられた形で示される。膜ポンプ１は、膜４、入口５および出口６がその中に配置される第１の部分２および作動手段７がその中に配置される第２の部分３の２つの部分２，３を備えるポンプ容器を備える。膜４は、ポンプ容器の第１の部分２に取り付けられて前記第１の部分２内部でポンプチャンバ８の境界を決める。それに接続される第１の逆止め弁（図示せず）を有する入口５が、ポンプチャンバ８に媒体を供給するために配置され、および、それに接続される第２の逆止め弁（図示せず）を有する出口６が、ポンプチャンバ８から媒体を放出するために配置される。膜ポンプ１がその組み立てられた形でかつ使用中の時、作動手段７が第１および第２の位置の間で膜４を前後に動かすために構成される。膜４は磁気継手を用いて作動手段７に着脱可能に接続されるように構成され、磁気継手は膜４に固定される第１の磁気継手部分９および作動手段７に固定される対応する第２の磁気継手部分１０を備える。磁気継手は、第１の９および第２の１０磁気継手部分の一方が永久磁石を備え、かつ他方の磁気継手部分が強磁性体を備えるようにさせることによって達成されることができる。磁気継手はもちろんその代わりに２個の永久磁石を備え、１個の永久磁石が第１の磁気継手部分９内におよび１個が第２の磁気継手部分１０内に含まれることができる。電磁継手も、もちろんまた、可能である。好ましくは、第１の磁気継手部分９が強磁性体を備え、および、第２の磁気継手部分１０が永久磁石を備える。第２の磁気継手部分１０はさらに、第１の磁気継手部分９内に含まれる対応する凹部１２内への挿入のために構成される突出部１１を備える。もちろん、突出部はその代わりに第２の磁気継手部分１０内に含まれる対応する凹部内への挿入のために第１の磁気継手部分９内に含まれることができる。作動手段７はシャフト１３を備え、その一端に前記第２の磁気継手部分１０を備える。膜４を前後に動かすために、作動手段７のシャフト１３が、ばね、好ましくは薄板ばね１４によって長手方向に１つの方向に、および電磁石１５によって長手方向に反対方向に駆動される。ばね１３は、もちろん第２の電磁石によって置き換えられることができる。
【００２８】
ポンプ容器の第１の部分２は、継手を用いてポンプ容器の第２の部分３に着脱可能に接続され、この継手は、ポンプ容器の第１の部分２に固定される第１の継手部分１６およびポンプ容器の第２の部分３に固定される第２の継手部分１７を備える。図１および２内に示されるポンプ容器の継手は、磁気継手であり、ここで、第１の１６および第２の１７継手部分の一方が永久磁石を備え、および、他方の継手部分が強磁性体を備える。磁気継手は、もちろんその代わりに２個の永久磁石を備え、第１の継手部分１６内に１個の永久磁石および第２の継手部分１７内に１個が含まれることができる。好ましくは、第１の継手部分１６が強磁性体を備え、および、第２の継手部分１７が永久磁石を備える。ポンプ容器の継手は、また、スナップ継手または互いにポンプ容器の第１の２および第２の３、部分を接続する目的に適しているその他の継手であることができる。
【００２９】
ポンプ容器の第１の部分２は交換可能であり、および、ポンプ容器の第２の部分３からそれを分離するために、前記第１の部分２がポンプ容器の第２の部分３から離れて前記シャフト１３の長手方向に動かされ、それによって、第１の磁気継手部分９が第２の磁気継手部分１０から分離され、および、ポンプ容器の第１の継手部分１６がポンプ容器の第２の継手部分１７から分離される。ポンプ容器の継手がスナップ継手またはその他の継手であるならば、他の操作がポンプ容器の第２の部分３からポンプ容器の第１の部分２を分離するために必要である場合がある。ポンプ容器の第１の部分２をポンプ容器の第２の部分３に取り付けるために、ポンプ容器の２つの部分２、３は対応する継手部分が互いに係合されるようになることを可能にするために互いに向けて動かされる。
【００３０】
図３において、本発明の別の実施態様に従う膜ポンプ１が示される。図１内に示される膜ポンプ１は、図２および図３内に示される膜ポンプに似ているが、ここで、ポンプ容器の第１の部分２がポンプ容器の第２の部分３に接続される時、第１の磁気継手部分９の凹部１２に第２の磁気継手部分１０の突出部１１を導くために、ポンプ容器の第１の部分２が作動手段７のシャフト１３を半径方向に導くために構成される案内手段１８を備える。ポンプ容器の第１の部分２の案内手段１８は、前記シャフト１３および／または第２の磁気継手部分１０を受け入れるために構成される中央開口部を有する。ポンプ容器の第２の部分３は、ポンプ容器の前記第２の部分３内にシャフト１３の半径方向の動きを制限するために構成される案内手段１９を備える。ポンプ容器の第１の部分２が分離される時、ポンプ容器の第２の部分３の案内手段１９は特に重要であるが、これは前記案内手段１９が不在であるならば、それに電磁石１５を当てることによってシャフト１３に損傷を与える危険性に起因する。ポンプ容器の第２の部分３の案内手段１９は、前記シャフト１３を受け入れるために構成される中央開口部を有する。
【００３１】
図１−３内に示される膜ポンプ１を用いるポンピング中に、第１段階で、薄板ばね１４がシャフト１３、および、それによって、ポンプチャンバ８から離れた方向に膜４を引く力によって、膜４に影響を及ぼし、それによって、ポンプチャンバ８の容積が拡張し、および、入口５を通してポンプチャンバ８に媒体が流入することを可能にするために第１の逆止め弁が開けられる。この第１段階中に、膜４は第１の端部位置から第２の端部位置までばね１４の動作の下で動かされる。第２段階において電磁石１５が起動され、それによって電磁石１５がシャフト１３の突出磁気部分２０を引きつけ、および、シャフト１３がポンプチャンバ８に向けた方向に引き込まれ、および、膜４も従ってまた、ポンプチャンバ８の方へ動く。ポンプチャンバ８はそれによって収縮され、および、媒体が第２の逆止め弁および出口６を通してポンプチャンバ８から外に流れる。この第２段階中に、膜４は電磁石１５の動作の下でかつ第２の端部位置から第１の端部位置へのばね１４の動作に対向して動かされる。もちろん、別の電磁石がばね１４を置き換えることができて膜４をポンプチャンバ８から引き離すための力を提供することができる。ばね１４が電磁石によって置き換えられるならば、他の電磁石１５は、ポンプチャンバ８の方へ膜４を押すための力を提供する、別のばねによって置き換えられることができる。
【００３２】
本発明は、もちろんいかなる形であれ、上で記載されている実施態様に限定されない。これに反して、それの変更に対するいくつかの可能性が、添付の請求の範囲に記載の本発明についての基本的考えから逸脱することなく、当業者にとって明らかなはずである。
【符号の説明】
【００３３】
１  膜ポンプ
２  ポンプ容器の第１の部分
３  ポンプ容器の第２の部分
４  膜
５  入口
６  出口
７  作動手段
８  ポンプチャンバ
９  第１の磁気継手部分
１０  第２の磁気継手部分
１１  突出部
１２  凹部
１３  シャフト
１４  ばね
１５  電磁石
１６  第１の継手部分
１７  第２の継手部分
１８  案内手段
１９  案内手段
２０  突出磁気部分
【図１】
2012526234.tif 000003
【図２】
2012526234.tif 000004
【図３】
2012526234.tif 000005
【国際調査報告】
2012526234.tif 000006
2012526234.tif 000007
2012526234.tif 000008