JPH08504248A - 無限変動型空圧脈動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 脈動ポンプ（Ｐ）の出力は、低速脈動流から、パルス群が走り、円滑流れとなる、上昇した鋭い脈動流流量まで無限に変更可能であり、広範な出力圧力範囲とと周波数範囲で変動可能である。このポンプは、空圧制御回路（９０）と、少なくとも二つの空圧的に隔離した圧縮室（６１，６３）と、新規の入出力ポンプカートリッジ（５０）と、条件反応ロック手段（１００）とで構成される。ポンプの動作は、新規の触覚空圧反応スイッチ（１１０，１４８，１６８，１７８）を用いて制御する。圧縮室の各々は、カ一トリッジを介して作動流体供給源と連通している。空圧回路の作動、すなわち結果としての、ポンプの動作を変化させる手段が設けられている。空気や窒素などの加圧流体（７２）の流れは、これに限定するものでないが、空圧回路の作動流体として使用される。ポンプ系のパラメータを監視し、かつ調節する手段も設けられている。またポンプは、空圧のみで動作し、電気的動作を回避している。

Description

【発明の詳細な説明】 無限変動型空圧脈動ポンプ 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、作用流体を吐出するための空気駆動の無段階可変容量空気式脈動ポ ンプに関するもので、特に、少なくとも２つの空気的に独立したポンプ袋（ポン プブラダー）と、ポンプの作動の間に使用者による簡単な手動調節によって、鋭 い脈動流を連続的な円滑流に調製することを可能にする独特の空気制御回路とを 使用する空気式脈動ポンプに関する。 ２．従来の技術 流体ポンプの分野においては、脈動式及び円滑（連続）流式の両タイプのもの において、深刻な欠点が存在する。現存技術におけるポンプに固有の欠点のうち の主要なものの１つは、ポンプの使用者が、流量、圧力、吐出流体もしくは作用 流体の脈動周波数を所定の制御可能な吐出流状態の範囲内における事実上無限数 の設定値間で変化させることができないことである。この問題を特に深刻に感じ る１つの分野は、腹膜鏡検査（ラパロスコピー）等の外科手術、整形外科、及び 加圧イリゲーション流体がプローブを通して外科手術場所へ向けられて目的物で ある組織及び破片の除去及び創面切除を行うオープンサージャリーの分野等であ る。洗浄（イリゲーション）と吸引を交互に使用しかつ吸引と洗浄を同時に行う ことにより、手術の分野における内生的作用流体、組織、血液、骨炭（char）も しくは流体的に移動された破片の除去を行う。腹膜鏡検査者が作用流体の圧力を 選定しかつ脈動周波数を正確な許容値もしくはそれに近い値に制御できるならば 、手術の質は高められる。また、流体の力を利用して、体の器官及び組織を分離 する組織面を、流体を介して分離する、即ち、液圧分離（hydro-dissect tissue planes）し、最小の抵抗の経路で組織面を変位させることにより、手術の質は 高められる。 腹膜鏡検査外科技術における最近の進歩は著しいものがある。腹膜鏡検査は、 現在では、多くの外科手続の中から選択できる手続、特に、病んでいる胆のうの 除去（胆のう切開）のために通常行われる手段となっている。初期の時点では、 腹膜鏡検査手続は、以前に開発されていた婦人科における腹膜鏡検査手法から借 用した古典的で仮のものであった。最近には、それが外科手術の分野において前 例のないほど受け入れられてきたため、この分野は著しく発展してきた。最近の 発展の一つには、作用流体の吸引とイリゲーション（洗浄）のために設計された 設備とが含まれている。 流体の吸出しと潅注の種々の用途には、手術箇所を良く見るために水溶液、吸 出し、すすぎ／洗浄を用いた組織面および生物組織の切開、吸引／収縮、おおま かな切開、血液の固まり、組織の除去および創面切除、胆石の取り出し、煙りの 排出がある。この必要の多様性は、吸出し／灌注装置が任意の、また全ての仕事 を達成するのに十分に融通がきくことを不可避にしている。 現在用いられている脈動潅注装置のうちの一つが、ネーリング（Nehring）の 米国特許第４，７４１，６７８号に開示されており、これは単一の袋室および、 それ故に限定された脈動周波数調整装置を用いている。ｌ個のポンプ室が採用さ れているので、このポンプは限定された出力範囲でのみ作動する。さらに、ネー リングの装置は、流れが止まった時に排出媒体の圧力を軽減する自動手段を組み 込んでいない。すなわち、先端器具、例えば腹腔プローブが流れのない状態に置 かれる時に、器具の上流側の排出媒体は高圧のままである。灌注を行うための殆 どの設定において偶発的な漏れが生じないのが望ましいから、排出媒体の高圧状 態は望ましくない。これまで採用されたポンプは、排出媒体の圧力を近傍の周囲 まで同時に下げながら、先端器具を通る流れを実際上は瞬間的に終わらせる手段 を持っていない。 電動ポンプの代表的な例は、デサトニック他の米国特許第４，６５０，４６２ 号に開示されており、単一源の灌注装置を開示している。手術室の環境への電気 ポンプ装置の導入、圧力、流れ、脈動を監視し制御する電子回路やフィードバッ ク、およびオンオフ検出の信頼性、純粋な酸素が存在する環境への電位の導入の 危険、種々の国における電源供給の不一致および必要な認可などの多くの理由か ら、電気エネルギに依存するのが望ましくない。 空圧ポンプの別な例が、イリノイ州ノースブルック（Northbrook，IL）のワレ ンダー社（Warrender，Ltd）から販売されているコディプ（CODIP）管状ダイア フラムがあり、これは単一の円筒状ダイアフラムとポンプハウジングを用いてい る。この装置は、また１個以上の吐出ダイアフラムを用いておらず、それ故に望 ましい場合に円滑な流れを提供することができない。本発明者が知っている前記 または他の任意の装置は、流体流れ圧力および脈動周波数の実際上無限の変動を 許容する共通制御の空圧的に独立した、複数の吐出袋を提供していない。 腹腔鏡検査法のような外科的な応用に使用される他の流体ポンプは、圧縮ガス で加圧されて流れを生じる流体供給貯槽としての塩水ボトルを頼みにしている。 しかしながら、ボトルは、浮動逆止弁を具備するものでもあるいはそれに頼よる もののいずれでもなく、この浮動逆止弁は断続的なものであるかまたは総合的に 不十分なものでありがちである。これらの逆止弁の不十分さによって、ガスが突 然ポンプ排出部から患者の腹腔部内に発射されるならば、安全上負の結果を有す ることになる。 脈動ポンプの分野では、使用に容易で、信頼できかつ用途の広いポンプの必要 性があり、このポンプは、その出力が幅限界間で無限に変えられ、圧力と脈動回 数が独立的に可変であり、そしてまた連続流を生じかつ排出媒体を吐き出す手段 および使用者に都合のよい制御を組み込んだものである。本発明は、主として、 排他的ではないけれども、上記タイプの装置を作るという目的を達成するために 開発されていて、その装置でもって使用者は機能的な範囲での流体流の制御およ び灌注の作業を安全および保証の意味で実行することができるものである。 発明の概要 本発明の原理を実施するには、以下のような脈動ポンプが提供される。この脈 動ポンプの出力は、ゆっくりとした脈動流の間で可変であり、かつ、脈動がいっ しょに走りそして滑らかな流れとなるまで、急峻な脈動の流量まで増大され、そ して出力圧力の幅および回数制限内で可変である。このポンプは、空圧制御回路 、少なくとも２つの空圧的に分離した圧縮室、および新規な入口／出口ポンプカ ートリッジおよび条件応答ロック手段からなっている。このポンプの作動は、新 規な触知空圧応答スイッチを使用して制御される。各圧縮室は、カートリッジを 介 して作動流体の供給源に連通されている。空圧回路の作動およびこれによるポン プを可変とする手段が設けられている。空気または窒素のような加圧流体の流れ は、他の流体が本発明の請求の範囲から離脱することなく使用され得るけれども 、空圧回路の作動媒体として使用されることができる。ポンプシステムのパラメ ーターを監視しかつ調節する手段がまた設けられている。このポンプは、電気の 使用を回避し、空圧エネルギーの使用によって全体的に作動する。 本発明の好適実施例に従って、調節可能な脈動ポンプが設けられ、直列の高速 条件応答パイロット弁が、直列の高速オン／オフスイッチ、設定流制限器、およ び可変流制限器の調節に従って選択的な可変時間間隔後に継続的に切り換えられ る空圧回路からなっている。このスイッチは、空圧回路に加圧作動媒体をその供 給源から選択的に供給しあるいはそこから移動するのに使用される。パイロット 弁の切り換えは、受動的であり、即ち条件応答し、一方オン／オフスイッチの制 御は主として手動である。パイロット弁は、このパイロット弁の振動が可変であ るようにオン／オフスイッチに相互に接続されている。各圧縮室の充填間の経過 時間は、作動流体の流れ質を変えるように手動的に変えられる。空圧回路の振動 出力は、またパイロット弁に関連される設定直径のオリフィスの配置に従ってい る。 空圧回路のシステムまたは基準圧力は、ポンプの作動能力、即ち圧力ポテンシ ャルを変えるように可変であることができる。作動流体の排出圧力が操作者の選 択可能な基準圧力以下に降下するとき、ポンプは自動的に作動および流れを始め る。 空圧回路は、一対の空圧的に独立の圧縮室に給送し、各室が不浸透性嚢または ダアフラムをそこで包囲し、カートリッジにおける共通の排出孔を通して使用点 の器具へ塩水液剤のようなある量の作動流体を受け入れかつ／または噴射するよ うにされている。灌注または吸引が必要とされるかどうかによって、それぞれ、 装置はまた入力および出力を逆にさせることによって吸引のために用いられるこ とができた。 一対の作動流体供給スイッチのいずれか一方の簡単で、手動による押しボタン 作動がなされて、カートリッジの入口室を通す作動流体の第１または第２の供給 源のいずれかを用い、そして付加されたボタンが用いられて、同時に両方の供給 源を使用することができる。オン／オフスイッチのもう一つについての手動の押 しボタン調節がなされて、急峻の脈動（矩形波）の流れから連続した脈動（鋸波 ）の流れへ、あるいはその逆に流れの質を変えることができる。 このポンプは、例えば、該ポンプが停止された場合及び使用点（point-of-use ）装置が非排出モードにセットされた場合のような要求に応じて、作動流体の流 れを積極的に乃至強制的に止める手段を有する。 空圧回路自体によって直接的に制御されるロック・ロック解除手段を介して、 ポンプが付勢されている間、カートリッジはその動作位置に保たれる。ポンプの 付勢が解除される（即ちスイッチが切られる）と、ロック手段もまた同様に付勢 解除され、次の動作のために新しいカートリッジ及びポンプのブラダーを設置す る前に、カートリッジ及びポンプのブラダーが取り除かれ得るようにする。ロッ ク手段の付勢が解除されたとき、カートリッジの出口室の下流側における作動流 体の圧力を該カートリッジの近くの周辺へ抜く（又はもらす）ための手段が設け られている。ポンプが付勢されると、使用点装置が閉じられるから、排出媒体は カートリッジに形成した排出オリフィスから流出せず、空圧回路のパイロット弁 から作動媒体が奪われ、付加的な圧力はポンプの室には供給されない。ポンプが 付勢され使用点装置を通る排出媒体の流れが許容されると圧縮空気が選択された 順序で圧縮室に供給されるように空圧回路のパイロット弁を付勢するための手段 が設けられている。 ロック手段は、カートリッジのハウジング及び該カートリッジに接続された感 知ダイアフラムに係合するロック位置と、カートリッジのハウジング及びダイア フラムに対して非係合である非ロック（ロック解除）位置との間で往復動可能な 二重ピストンを有する。ロックピストンの位置は、ポンプが作動せしめられてい るかいないかに依存する。空気のごとき加圧作動媒体の単一の供給源が、ポンプ のすべての機能を働かせるために用いられる。したがって、多数のエネルギー供 給源を設ける必要がなく、システムの保守要素を大幅に減らし得る。 本発明のポンプは、極めてコンパクトで、多目的にいろいろに使え、かつ携帯 可能である。更に、システムの圧力を増減させることにより、ポンプの作動パラ メーターを容易に変更し得る。これによって、システムが停止する圧力を変調な いし変更するように、システムの基準圧力を変え得る。このシステムの空圧ロジ ック（論理）は、作動流体が二つのブラダーの一方又は両方から選択的に排出さ れて所望の流れを与えるように、構成ないし設計されている。二つのブラダーは 機械的にはリンクしておらず、その室が独立にかつ可変に加圧され得るので、流 体の排出流を、ほとんど無限に変え得る。 例えば、一方のブラダーを正圧用に用い他方のブラダーを負圧用に用いて正圧 及び／又は負圧を代替的に供給するように、変形（変更）したカートリッジと共 に、このポンプを用いてもよい。 本発明の第一の（主たる）目的は、従来のポンプシステムにあった欠点を考慮 して改良されたポンプを提供することにある。 排出作動流体の流れの性質ないし流れ特性を変えるための手段を備えた脈動ポ ンプを提供することもまた、本発明の目的である。 本発明の更なる目的は、新規な空圧回路及びユーザーが調整し得る作動設定条 件によって制御を便利に行ない得る可変脈動ないし滑らかな流れ出力を与えるポ ンプを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、所望ならば液体の滑らかで非脈動的な流れを排出端 において与えるタイミングで、少なくとも二つの変位室（displacement compart ment）を制御する空圧ロジックを用いたポンプを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、作動流体の排出が止められた待機モードにポンプを 設定するフィードバック信号を得るための圧力感知膜を備えたポンプカートリッ ジを設けたポンプを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、感知膜の位置が作動流体出力ラインの圧力に応動し 、この応動によってポンプの運転が低しまたは開始されるようにしたポンプを提 供することにもある。 さらに、本発明の別の目的は、排出媒体の圧力をポンプの作動媒体の基準圧力 と比較し、流れ状態と非流れ状態との間のポンプの出力、そしてまた各種状態の 間のポンプ出力を調整する空圧論理回路を用いたポンプを提供することである。 また、本発明の別の目的は、機械的に接続されていない少なくとも２つの容積 変動室を有するポンプを提供することであり、空圧論理回路が用いられており、 一方の容積変動室の充填サイクル時間を他方の容積変動室の排出サイクル時間の ５０％以下に変化させ、逐次容積変動するブラダーからの排出媒体の送出しにオ ーバーラップを与え、また少なくとも１つの容積変動ブラダーはポンプが動作し ている間、常時排出媒体の流れを起こすようになっている。 これらの目的およびその他の目的は、以下に添付の図面とともに説明する本発 明の実施例から明瞭になるであろう。図面は明細書の一部であり、本願発明の例 示を含むものであり、様々な目的および特徴を示している。 図面の簡単な説明 第１図は本発明の脈動ポンプ及びシステムの図式的表示である。 第２図は本発明の脈動ポンプ及びシステムのより詳細な図式的表示である。 第３Ａ図は本発明の斜視図である。 第３Ｂ図は第３Ａ図に示された本発明の正面図である。 第４Ａ−４Ｆ図はポンプの作動に使用され得るロック手段及び空圧回路を含む 本発明の全体システムを図式的に例示する。 第５Ａ図は第３Ｂ図の線５Ａ−５Ａに沿って取られた断面図である。 第５Ｂ図は第５Ａ図に示された細部領域の拡大図であり、ロック手段は下位置 にある場合である。 第５Ｃ図は第５Ａ図に示された細部領域の拡大図であり、ロック手段は完全上 位置にある場合である。 第５Ｄ図は第５Ｂ図に示された細部領域を示すが、ロック手段は上昇されてお り、カートリッジ／ブラダー及びブラダーハウジングユニットはアクセス位置に 回転されている場合である。 第５Ｅ図はポンプカートリッジ及びポンプから取り外されつつあるポンプブラ ダーを示す。 第６Ａ図は第５Ｂ図中の「６Ａ」として示された領域の拡大図であり、作動流 体が使用装置の先端から射出されつつある時、吐出作動流体の圧力はシステム基 準圧力に等しい場合である。 第６Ｂ図は第６Ａ図に示された領域の拡大図であるが、作動流体が使用装置の 先端から射出されつつある時、作動流体圧力はシステム基準圧力より大きい場合 である。 第６Ｃ図は第６Ａ図に示された領域の拡大図であるが、ポンプが正に停止され た場合に対応している、カートリッジ吐出室は作動流体供給体に連通されている 場合である。 第６Ｄ図は第６Ａ図に示された領域の拡大図であるが、ポンプがスイッチを切 られ、作動流体圧力が作動流体供給タンクに連通された後のロック手段が完全解 除状態になっている場合である。 第７図は作動流体供給体、カートリッジ、ロック手段及びブラダー／ブラダー ハウジング装置の関係を示す部分的に図式的な断面図である。 第８Ａ図は連続又はスムース流れモード時の第１及び第二ポンプブラダー内の 作動流体の体積の周期的重複のグラフである。 第８Ｂ図は脈動流れモード時の第二ポンプブラダーの周期作用のグラフである 。 第９図は本発明の空圧回路マニホールド及びパイロット弁の正面図である。 第１０図は本発明と共に使用されるポンプカートリッジの頂面図である。 第１１図はポンプカートリッジ・ブラダーハウジング本体部材の正面図である 。 第１２図はポンプカートリッジ・ブラダーハウジング本体部材の右側側面図で ある。 第１３図は本発明のポンプカートリッジの分解斜視図である。 第１４Ａ図は第１１図の線１４Ａ−１４Ａに沿って取られた断面図である。 第１４Ｂ図は第１４Ａ図中で「１４Ｂ」として示された領域の拡大図である。 第１４Ｃ図は第１４Ａ図中で「１４Ｃ」として示された領域の拡大図である。 第１５図は本発明のカートリッジ・ブラダー／ブラダーハウジング装置の分解 正面図である。 第１６図は第１３図の線１６−１６に沿って取られた本発明のポンプカートリ ッジの断面図である。 第１７図は第１３図の線１７−１７に沿って取られた本発明のポンプカートリ ッジの断面図である。 第１８図は本発明のポンプカートリッジの中間本体部材の５４の頂面図である 。 第１９図は本発明のポンプカートリッジの中間本体部材の５４の底面図である 。 第２０図は本発明のポンプカートリッジの下本体部材５６の底面図である。 第２１図は本発明と共に使用され得る触覚スイッチの好適実施例の断面図であ る。 第２２図はポンプ室用のロック機構の分解斜視図である。 好適な実施例の説明 次に図面を参照すると、第１図と第２図は本発明の構造的および機能的配置を 概略的に表示しており、この構造的および機能的配置については後段で一層詳細 に記述する。第１図は本発明の全体形状を示し、この全体形状は空圧回路９０に 具体化された振動性制御装置を含み、該空圧回路には供給源７２から圧縮した動 作流体の流れの形態の入力信号Ｐ₁が供給される。上段で明らかにしたように、 空圧回路９０に用いる動作流体は圧縮した空気であることが好ましいが、本文に 開示する形式の空圧回路へ用いるのに適した他の如何なる流体であってもよい。 空圧回路９０は条件反応型ロック手段３００に信号（加圧した流体流れ）を与え 、間欠的かつ選択的に第１と第２の圧縮室６１′，６３′を充填する。前記圧縮 室の充填は、圧縮室６１′，６３′に組み合わせた第１と第２のポンプブラダー を用いることにより、第１と第２の作動流体供給源１９８，１９９からの作動流 体をそれぞれ新規なポンプカートリッジを通して放出させる。 第２図は本発明の一層詳細な概観を与えており、ここでは空圧回路９０はポン プ振動性副回路９２と、ポンプ・オン／オフ・スイッチ１１０と、振動性副回路 不能化弁１２０と、パルス／連続スイッチ１４８と、作動流体供給源選定スイッ チ１６８，１７８から成る。発振器回路９２は、連続かつ調整可能状に充填圧縮 室６１′と６３′を切り替えるのに用いられる。作動流体供給源１９８，１９９ は導管手段２１１，２１３を介してそれぞれポンプカートリッジ５０に連通され ている。作動流体供給源選定スイッチ１６８，１７８の位置によって選択的に導 管２１１，２１３を通る作動流体の供給を中断するために、導管クリンプ装置１ ９１，１９３を用いてもよい。ブラダーハウジング本体部材６０は一対のブラダ ーハウジング６１，６３から成り、これらブラダーハウジングが第１と第２の圧 縮室６１′，６３′をそれぞれ形成し、ポンプ振動性回路９２から加圧した 動作流体を間欠的かつ選択的に供給される。 第３Ａ図と第３Ｂ図は組み立てたポンプＰの好適実施例を示し、この実施例は スタンド２０により支持したハウジング１０を全体として有する。スタンド２０ はその底部端にて台（図示せず）に連結してもよく、台には車輪やキャスター（ 図示せず）などの移動手段を設けても、或いは設けなくともよい。ハウジング１ ０は、第４Ａ図から第４Ｆ図に示した空圧回路９０と、第５Ｂ図，第５Ｃ図，第 ５Ｄ図および第６Ａ図−第６Ｄ図に示したロック／アンロック手段３００とを取 り囲んでいる。これらには、入口／出口ポンプカートリッジ５０と、ハウジング トラニオン１２，１４間に支持された一対の空圧的に独立した加圧ないしポンプ 室６１′，６３′を形成するブラダーハウジング６０とが作動状に組み合わされ る。第２図に示したポンプＰ制御用の複数の手動スイッチ１１０，１４８，１６ ８および１７８が、空圧回路９０を操作者につなぐ。スイッチは、限定するもの ではないが、全体を第２１図に示す触覚スイッチにより制御されることが好まし く、これらスイッチを後段で説明する。 第４Ａ図−第４Ｆ図は、本発明の全装置を概略的に示す。次に第２図に移ると 、装置は３つの相互連結された要素：すなわち（１）全体を参照符号９０で指す 空圧回路；（２）入口／出口ポンプカートリッジ５０；そして（３）カートリッ ジロック／アンロック装置３００より成る。ともに回路９０の一部である振動性 空圧副回路９２と振動性副回路不能化弁１２０も示されている。 第４Ａ図−第４Ｆ図では、空圧回路９０は、作動状に相互連結された一連の条 件反応スイッチ１２０，１３０，１４０および１６０と、同様に相互連結された 手動スイッチ１１０，１４８，１６８および１７８と、複数の流れ絞り器とから 成っている。 第５Ｂ図，第６Ａ図−第６Ｄ図および第１０図から第１７図に最も良く見られ るように、ポンプカートリッジ５０は、下方本体部材５６と上方本体部材５８の 間に狭まれた中間本体部材５４を有する。弾性のＤリング部材２２０とダイアフ ラム２２１が、図１３に最もよく見られるように、中間本体部材５４と上方本体 部材５８の間に狭まれている。Ｄリング部材２２０は、Ｄリング座２１９に着座 している。ダイアフラム２２１は、カートリッジ上方本体部材５８の先細孔５９ により画定された領域から、本体部材５４の内部を密封する。２つの入口および ２つの出口逆止弁が、中間本体部材５４と下方本体部材５６の弁座２２３，２２ ５，２２７および２２９とそれぞれ密封係合に配置した一方向フラパー型弁２２ ２，２２４，２２６および２２８の形態で設けられている。下方本体部材５６の 下側から下降しているのは第２０図に示した一対のブラダー受け頚部であり、こ れら頸部は第５Ｃ図に部分的に示す如く弾性ブラダー部材２５０，２５２の内部 室に整合して置かれるようになっている。ブラダ−２５０と２５２は弾性ウエブ ２５４により連結され、この弾性ウエブはブラダーウエブ座２５４内に置かれる ようになっている。ウエブ２５４は融合されても、或いは周知の如何なる手段に より座２６０に密封状に連結されてもよい。ブラダー２５０，２５２はシリコン ラバーで作られることが好ましいが、これに代えて、空圧回路９０からの圧縮圧 力にさらされると変形を可能し、しかも、そのような加圧にさらされていないと 、もとの形に戻る十分な弾性記憶を持つのに十分な弾性特性を示すいかなる材料 で作られてもよい。カートリッジ５０は、好ましくは、剛性プラスチックで作ら れる。部材５４，５６および５８は組立時に一体に堅く連結されて、例えば、圧 入、超音波溶接、接着などにより、そのような関係に保持されてもよい。 次に、第１３図を参照すると、それぞれのチェックバルブ２２２，２２４，２ ２６，２２８は、変形を許す可撓性弾性材（すなわち、復元力を有する材料）で 作られている。各バルブの変形は、それぞれバルブシート２２３，２２５，２２ ７，２２９の形状により決められる。第１３図および第１９図に最も良く示され ているように、バルブ２２２，２２４，２２６，２２８は円板状で、一方の側は 平坦であり、他方はドーム状になっている。さらに、それぞれ中央に孔ａ，ｂ， ｃ，ｄが設けられており、バルブシートに対する位置決めの助けとなる。対応す るポストｅ，ｆ，ｇ，ｈがカートリッジ中央の本体部材５４に設けられたバルブ シート２２３，２２５，２２７，２２９のそれぞれと関連している。 チェックバルブ２２２，２２４，２２６，２２８は、一方向入口バルブとして 作動し、入口流路５５，５７を介してカートリッジ本体部材５４のカートリッジ 共通入口チャンバー２３０に流入する作動流体の流れＩ₁、Ｉ₂が入口ポート２７ １，２７３を介して袋（bladder）２５０，２５２に流れ込むのは許すが、作動 流体の逆の流れは許さないようになっている。このため、好適な実施例において は、ベーン２７０は、チェックバルブ２２２，２２４の下流側の中央カートリッ ジ本体部材５４の入口ポート２７１，２７３の部分を半径方向に横切るように配 設されている。ベーン２７０のチェックバルブに対面する表面は、チェックバル ブ２２２，２２４のドーム形状と対応するドーム形状となっている。さらに、ベ ーン２７０は、チェックバルブ２２２，２２４の下流側の本体下部部材５６のポ スト２７０′から半径方向に延びており、かつ先細りの上部表面形状を有してい る。これにより、チェックバルブ２２２，２２４の外周縁が第１４Ｂ図に示され るように変形することができ、さらに、第１３図、第１４Ａ図および第１４Ｂ図 にそれぞれ示されるように、入口ポート２７１、２７３およびネック２４０、２ ４２を介して作動流体が人口チャンバー２３０から袋２５０、２５２に送られる 。バルブの立上り部２２３′、２２５′は袋の入口ポート２７１を画定しており 、カートリッジ入口チャンバー２３０を袋リテイナーネック２４０，２４２を介 して袋２５０，２５２に連通させている。 再び、第１３図、第１８図、第１９図および第２０図を参照すると、出口ポー ト２７５，２７７およびネック２４０，２４２を介して袋２５０、２５２の内部 と流体連通している出口流路に隣接して共通の出口チャンバー２９０がカートリ ッジ中央本体部材５４によって画定されている。チェックバルブ２２６，２２８ は、出口ポート２７５，２７７を横断して設けられており、袋から排出チャンバ ー２９０への作動流体の流れは許すが、逆の流れは許さないようになっている。 半径方向のベーン２７２は、カートリッジ本体下部部材５６の出口ポート２７５ ，２７７を半径方向に横断するように設けられている。カートリッジ本体下部部 材５６は、チェックバルブ２２６，２２８の下側のドーム状表面形状と対応する 円板状またはアーク状の上側表面形状を有している。バルブ２７２は、シート２ ２９，２２７から半径方向内方に、またポスト２７２′から外方にチェックバル ブ２２６，２２８の上流側の出口ポート２７５，２７７を横断するように延びて 、圧力に抗してチェックバルブ２２６，２２８を支持するようになっている。ベ ーンのチェックバルブと対面する表面は、チェックバルブ２２６，２２８の下側 の表面形状に対応して湾曲している。先細りのベーン２７２は、カートリッジ中 央 本体部材５４に接続されており、バルブ２２６，２２８の外周縁が第１４Ｃ図に 示されるように変形して作動流体が袋２５０，２５２からネック２４０，２４２ 出口ポート２７５，２７７および入口チャンバー２９０を介して送り出されるよ うになっており、作動流体は排出ポート５２を介してポンプカートリッジから吐 き出される。 カートリッジ入口チャンバー２３０は、上部の周縁部でＤリング２２０により シールされている。Ｄリング２２０には弾性を有するダイアフラム２２１が一体 に接続されており、このダイアフラム２２１は、上から見ると円形であり、カー トリッジ出口チャンバー２９０をカートリッジ入口チャンバー２３０に、すなわ ち入口チェックバルブ２２２，２２４の上流側に連通させる手段の一部を構成し ている。これにより、出口チェックバルブ２２６，２２８の下流側の加圧された 作動流体が、加圧作動流体より必然的に圧力の低い作動流体源に連通するという 効果がある。このような連通は、以下で詳細に述べるモードおよび状態において 発生する。 第６Ａ−６Ｄ図、第１３図、第１８図および第１９図に最も良く示されるよう に、連通手段は、ベントチャンバー２９５を有している。このチャンバー２９５ は、人口ポート２７１、２７３と部分的に重なる関係に配設されているので、共 通人口チャンバー２３０と流体連通している。連通手段は、さらにボウル（bowl ）形状の控えのチャンバー４０４を有している。このチャンバー４０４はカート リッジ出口チャンバー２９０と抜取り（bleed）オリフィス４００を介して流体 連通している。チャンバー４０４は、半球状のカートリッジ中央本体部材５４の 表面により画定されている。べントチャンバー２９５は、通常は、第６Ａ図、第 ６Ｂ図および第６Ｄ図に最も良く示されるように、本体部材５４のダイアフラム 係合表面４０６と密封係合しているダイアフラム２２１によってチャンバー４０ ４から密封されている。好適な条件の下、例えば第６Ｃ図に示されるような条件 の下では、ダイアフラム２２１は、チャンバー４０４内の作動流体の昇圧された 圧力状態によって偏位し、チャンバー４０４はベントチャンバー２９５と流体連 通し、作動流体を共通出口チャンバー２９０から共通入口チャンバー２３０に出 させる。 本発明の他の特徴が、第５Ａ図から第６Ｄ図に、カートリッジとブラダー急速 解除特性の形態で示されている。ブラダーハウジング体部材６０は、第７図と第 ２２図に示されているように、作動流体通路１５，１３を画定する、ブラダーハ ウジング支柱１５′，１３′のトラニオン１２，１４に枢軸的に連結されている 。通路１５，１３は、それぞれ、空気回路９０の振動副回路９２を圧力室６１′ ，６３′に流体連結する。圧力室は、ブラダーハウジング体部材６０の内部壁に よって、画定されている。ある患者を他の患者の体液に触れさせる可能性を避け るために、新しい患者にポンプＰを使う前に、カートリッジ５０とブラダ−２５ ０，２５２をそっくり交換することが望ましい。このために、ブラダーハウジン グ６０は、第５Ａと第５Ｂ図に示す第ｌの使用位置から第５Ｄ図と第５Ｅ図に示 す第２の傾斜した位置に旋回可能である。傾斜位置において、カートリッジ５０ とブラダ−２５０，２５２は、第５Ｅ図に示すように、ブラダーハウジング６０ と新たに取り付けられたカートリッジとブラダー要素に関して、簡単に取り外せ る。止めポスト６５が、ブラダーハウジング６０の回転が、ブラダーハウジング ６０に連結される止めバー６４，６６の位置によって限定される、所定の角度を 越えないように止めるために、備えられてもよい。 本発明のロック装置が、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第６Ａ図から第６Ｄ図および第 ２２図に詳細に示されており、一般に３つのピストンすなわち外側ピストン３０ ４、中央ピストン３０６、内側または感知ピストン３０８からなり、これらはす べて第５Ｂ図に示す第１のロックされた位置と第６Ｄ図に示す第２のロックされ ない位置との間を移動可能にされている。中央と内側のピストン３０６、３０８ は、単一の要素として製造されても良いし、製造を簡単にするために一体的に連 結された２つの要素としても良い。外側ピストン３０４は、中央ピストン３０６ に対して移動可能である。ピストン３０４、３０６，３０８は、Ｏリング３２４ ，３２８によって外側ピストン３０４に対してシールされた、シリンダー３０３ 内で摺動するよう係合して配置されることによって、ハウジング１８に関して往 復動可能にされている。中央ピストン３０６は、Ｏリング３２６、３３０によっ て外側ピストン３０４に対してシールされている。中央ピストン３０６は、Ｏリ ング３２２によってシリンダーカップ３０２に対してもシールされており、シリ ン ダーカップ３０２は、Ｏリング３２０を用いてシリンダー３０３に対してシール されている。中央ピストン３０８は、第４Ａ図から第４Ｆ図に最も良く示されて いるように、ダイアフラム２２１上部の容量（Ｐ３）を導管３６４を介してパイ ロット弁１２０に連通するための中央貫通穴３５９を有している。一般に環状の 溝３５７が、内側ピストン３０８を取り囲み、上記したダイアフラム２２１上部 の容量を導管３６２を介して大きなアキュムレーター１２５からの基準圧力１２ ５に連通するようにされている。ピストン下げ溝３５０が、外側ピストン３０４ 、ピストンシリンダー３０３，３０２および中央ピストン３０６によって画定さ れており、導管３５１とピストン下げシリンダーポート３４３を介してパイロッ ト弁１１０に流体連通されている。ピストン上げ溝３５５が、外側ピストン３０ ４、中央ピストン３０６およびシリンダー３０３によって画定されており、導管 ３５６とピストン上げシリンダーポート３４５を介してパイロット弁１１０に流 体連通されている。 第６Ｄ図に最も良く示されているように、外側ピストン３０４は、ポンプカー トリッジ上部体部材５８の円錐状にテーパーのついた開口５９に相互にうまく係 合するように適合されているテーパーのついた円錐形のノーズ部３０５を画定し ている。中央ピストン３０６は、カートリッジ中央体部材５４によって画定され たリング状ダイアフラム合わせ面４０６に相当する下部ダイアフラム合わせ面３ ０７を画定している。最後に、内側ピストン３０８は、内側ピストン穴３５９を 取り囲む突出するダイアフラム係合面３０９と凹面３１１からなるノーズまたは ヘッド端３０８′を画定している。 第６Ａ図、第６Ｂ図および第６Ｃ図に関して、ロッキングピストン装置は、外 側ピストン３０４、中央ピストン３０６および内側ピストン３０８の下端によっ て、カートリッジ５０とブラダーハウジング体部材６０がトラニオン１２，１４ の周りの回転に対してロック位置に保持されるように、形成されている。この状 態は、第４Ｅ図のシステムオンスイッチ１０５が押し下げられるときに引き起こ され、これによりパイロット弁１１０をレギュレータ１００の出力であるシステ ム圧力Ｐｓが第４Ａ図のピストン下げ容量３５０に供給される、第４Ｄ図に示さ れた位置にする。作動流体が、使用ポイント機器Ｉを通って排出されるとき、外 側チェック弁２２６，２２８の下流の作動流体内圧力が、第６Ａ図に示された状 態のシステムの基準圧力Ｐ３よりも小さい。使用ポイント機器Ｉを通る流れが、 止められると、作動流体Ｐ２の圧力は、第６Ｂ図に示すように内側ピストン３０ ８の中央穴３５９を覆うようにダイアフラム２２１に加えられる基準圧力Ｐ３を 越えるように増加する。この事は、中央穴３５９と導管３６４にある作動流体の 残りの圧力が固定オリフィス１２３を通って徐々に大気中に漏れる原因となり、 その結果、パイロット弁１２０が第４Ｄ図に示す位置に切り替わることになる。 この事は、その基本的結果として、圧力室６１′，６３′の充填を止める、第４ Ｂ図に示した振動副回路９２からの作動流体またはシステム圧力の遮断を有する 。この状態は、第６Ｂ図に詳細に示されている。 再び、第４Ａ図から第４Ｆ図に戻ると、システムが弁１１０のスイッチ１０７ を押し下げることによって止められると、システム圧力は導管３５１とピストン 下げ溝３５０から取り除かれ、導管３５６を介してピストン上げ溝３５５へのパ イロット弁１１２の切り替えにより転換される。この時Ｐ２がＰ３よりも大きけ れば、第６Ｃ図に示すようにピストン３０４，３０６，３０８が上昇を始める時 、ダイアフラム２２１は歪められ、そして控え室４０４が、カートリッジ中央体 部材５４の共通の内側室２３０に連通するベント室２９５に流体連つうするよう に表面４０６との係合からはずれるように動かされる。このように排出が起きた 後で、チェック弁２２６，２２８の下流の作動流体の圧力は、使用ポイント機器 Ｉが開けられ、望まないまたは事故による作動流体の流れが起きる恐れを少なく する、大気圧近くまで減じられる。 第６Ｄ図は、第５Ｃ図と第５Ｄ図で示した状態に対応した、充分に上昇した位 置での錠止ピストン配置を示しており、この位置ではカートリッジ５０とブラダ ーハウジング６０の配置はカートリッジ／ブラダー除去位置内に傾斜していても よい。 第４Ａ図−第４Ｆ図に示されている空圧回路は、四つの互いに結合された手動 システム制御スイッチ１１０，１４８，１６８，および１７８と、四つの互いに 結合された条件−応答パイロットあるいは制御弁１２０，１３０，１４０および １６０とを有する。調整器１００は圧力Ｐ₁で加圧作動媒体７２の供給を受ける 。 第一の手動スイッチ、オン／オフスイッチ１１０は導管７３を介して調整器１０ ０に結合されている。圧力ゲージ７４などの、作動流体内での圧力を監視するた めの装置は、作動流体７２の流入供給Ｐ₁内の圧力を監視するために使用するこ とが出来る。 調整器１００は最大のシステム圧力Ｐ。を定め、且つブラダー（bladder）圧 縮ポテンシャルＰ_Rも制限し更に振動サブ回路（osilcllatorysubcircuit）９２ に関する一定圧力Ｐ_sを保持する。スイッチ１１０は圧力抜き“オゾ”スイッチ １０５と、圧力抜き“オブ”スイッチ１０７と、四方−二重通気パイロット弁１ １２とを有する。好適な実施例での弁１１２は、オハイオ州、シンシナテイ、モ デルＮｏ．Ｒ−４４２のクリパード インスツルメント会社によって製造され且 つ「MINIMATIC」の商標で販売されている型のものであり、この弁は１００psiで １０標準立方フィート／分（scfm）の流量と、２０psiの最小のパイロット圧力 と、３０゜Ｆ−２３０゜Ｆの間の作動温度と、０−１６０psiの作動圧力と、約 １０ミリ秒の応答時間とを有する。弁１１２は、第４図に示されているように、 八つのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＧおよびＨを有している。導管１１２ｚ は、固定オリフィス１１，１１３を通って作動流体をパイロット室１１２ｘ，１ １２ｙに供給している。抑制システム“オン”スイッチ１０５は、パイロット室 １１２ｙを一方弁（one-wayvalve）１０４を介して周囲に通気し、且つパイロッ ト室１１２ｘ内にある圧力によって該弁を第４Ａ図に示されている位置に移動さ せる。逆に抑制システム“オフ”スイッチ１０７は、パイロット室１１２ｘ内に ある作動流体を周囲に通気する。スイッチ１０７を押圧する前に固定オリフィス １１３は、ターンオフされた（turnedoff）ポンプに対応して、第４Ｄ図に示さ れている位置に弁１１２を位置させるようにパイロット室１１２ｙ内の圧力を充 分に上昇させる。 手動スイッチ１４８，１６８，１７８の各々は四方一二重通気パイロット弁１ ５０，１７０及び１８０を利用している。スイッチ１４８，１７８の各々は、そ れぞれパイロット室１５０ｙ，１５０ｘおよび１８０ｙ，１８０ｘを所望のとき に通気するためポートＤ，Ｆに連結されている手動通気スイッチ１５３，１５４ および１８５，１８３を利用している。スイッチ１６８は、ポートＦを通って パイロット室１７０ｘを通気するため手動スイッチ１７３を採用し、一方ポート Ｄは、手動スイッチ１７８のスイッチ１８３あるいは１８５のいずれか一つが押 圧される毎にパイロット室１７０ｙを通気する。 弁１１２のポートＢは、導管３５１を介して錠止／非錠止装置３００のピスト ン下げキャビティ（cavity）３５０と流体に関し連通している。弁１１２のポー トＨは、導管３５５を介してピストン上げ室３５５と流体に関し連通している。 そのポートＢはまた、第４Ａ図−第４Ｆ図に示されている適当な給排装置を介し て弁１２０，１５０，１７０および１８０と流体に関し連通している。 条件−応答弁１２０は、四方−バネ戻りで充分に開口された五ポート弁を有し 、好適な実施例ではこの五ポート弁はクリッパード インスルメント ラボラト リー会社によって第Ｒ−４０５ モデルとして「MINIMATIC」の商標で販売され ている。この第Ｒ−４０５パイロット弁は、１００psiで１０scfmの流量と、１ ０psiの最小パイロット圧力と、３０゜Ｆ−２３０゜Ｆの間の作動温度と、０− １５０psiの作動圧力と、１０ミリ秒の応答時間とを有する。 好適な実施例での条件一応答振動サブ回路弁１３０は、入力流体供給が止めら れたときに該弁を定められた位置に戻すようにする、空気によって引っ込められ るスプリング１３１を備えた四方−二重パイロットで充分に開口された二位置リ セット弁であり、クリッパード インスルメント ラボラトリー会社によって第 Ｒ−４１２ モデルとして「MINIMATIC」の商標で販売されている。 弁１４０と１６０は好適には、三方−二位置−二重パイロットで充分に開口さ れた弁であり、クリッパード インスルメント ラボラトリ一会社によって第Ｒ −３０２ モデルとして「MINIMATIC」の商標で販売されており、１００psiで１ ０scfmの流量と、１０psiの最小パイロット圧力と、３０゜Ｆ−２３０°Ｆの間 の作動温度と、０−１５０psiの作動圧力と、１０ミリ秒の応答時間とを有する 。パイロット室１４０ｙは、パイロット弁１３０のポートＢから導管１４１を介 して間欠的に加圧作動流体を供給されている。弁１４０のパイロット室１４０ｘ は、パイロット弁１３０のポートＨから固定オリフィス１４４を介して間欠的に 作動流体を供給されている。一方弁１４２は、導管１４２′を通おる作動流体の 逆の流れのみを可能にするためオリフィス１４４に平行に配置され、固定され たオリフィス流制御弁を形成している。 類似のやり方で、パイロット弁１６０のパイロット室ｌ６０ｘは、固定オリフ ィス１６４を通って弁１３０のポートＢから導管１６１を介して間欠的に加圧作 動流体を供給されている。一方弁１６３は、導管１６２を通って作動流体の逆の 流れのみを可能にするためオリフィス１６４に平行に配置されている。 パイロット室１６０ｙは、弁１６０のポートＤを通ってパイロット弁１３０の ポートＨから間欠的に加圧作動流体を供給されている。 弁１３０のパイロット室ｌ３０ｙは、一連の固定オリフィス１３４，１３９と 調整可能なオリフィス１３８と一方弁１３３を通って導管１４１を経由して弁１ ３０のポートＢから間欠的に加圧されている。オリフィス１３８，１３９は一連 のものであり且つ固定オリフィス１３４と一方弁１３３とに対し平行である。一 方弁１３３と固定オリフィス１３４は、固定オリフィス流制御弁を有する。パイ ロット室１３０ｘは、同じ弁のポートＦと固定オリフィスＨを通って導管１３７ ′を経由して間欠的に弁１３０のポートＨから加圧作動流体の供給を受けている 。一方弁１３６は、導管１３６′を通る作動流体の逆の流れを可能にするためそ れと平行に配置され、固定されたオリフィス流制御弁を形成している。バネ１３ １は、作動流体が導管１３１′内にあるとき、空気によって引っ込められ、この 場合弁１３０は、良く知られているように、二重パイロット、四方弁として通常 作動する。 パイロット弁１１２のポートＢはまた、第２のレギュレータ７６に流体的に連 通しており、この第２のレギュレータ７６は調節可能であり、大きな累算機１２ ５に流体的に連通している。累算機１２５は、弁１５１のポートＡおよびノード ５０１に電流を供給する。圧力ゲージ１２６は、レギュレータ７６の下流の作動 流体圧力Ｐ_Rを監視するのに使用される。小さい方のレギュレータ１２４は、弁 １２０のポウトＨの下流の導管内の均一な作動圧力を提供するために使用される 。 システムのＯＮ、ＯＦＦスイッチ１０５，１０７は２者択一的であり、通常は 閉じたスイッチである。このように、システムのＯＮスイッチ１０５が選択され たならば、圧力作動流体源７２は、空気入り回路９０の残部に連通される。スイ ッチ１０５，１０７，１５３，１５４，１７３，１８３、そして／または１８５ は、既知の空気入り高速パネルスイッチの何らから構成される。代わりに、前記 スイッチは第２１図に示すタイプのものとすることができる。第２１図は一方向 、すなわちチェック弁部材６０４を構成するチェック弁６０５の第１の実施例を 示し、ハウジング６０８によって画成された入力室すなわちチャンネル６０７内 に配置された普通のタイヤ弁に構造的に似かよっている。可とう的な触覚カバー ６０６は、柄６０９に近接している。力Ｆを受けた降下カバー６０６は、カバー ６０６を柄６０９を下流方向に偏向させ、軸方向似通って配置せしめ、入力室６ ０７における圧力が加えられた作動流体を出力室６０７′と流体的に連通させる 。好ましくは、出力室６０７′は流体的には外部に連通している。 弁１３０、１４０および１６０は、条件に応じるものであり、ポンピング周波 数が変えられるように内部的に連通されている。 小さい累算機１２４は、パイロットチャンバーｌ４０ｘ、１４０ｙ、１６Ｏｘ 、および１６０ｙをチャージするために使用された均一な圧力が加えられた作動 流体を提供する管１２９に接続されている。第２の積算機１２５は、鎖錠／解錠 装置３００の円形ボリューム３５７に供給された安定的な参照圧力Ｐ₃のみなら ず、圧縮チャンバー６１′および６３′をチャージするのに使用された均一な作 動流体圧力を提供するのに使用できる。参照圧力Ｐ₃は、第２のレギュレータ７ ６の設定を変えることで調節される。 供給貯蔵機１９８、１９９からの作動流体が、カートリッジ５０の共通の入力 チャンバー２３０に送られ、一時に供給源１９８、１９９のひとつを使用するこ とができる。この結果をなし得るために、作動流体の空気遮断ラム１９１、１９ ３が、それぞれ把持つめ１９２をして、作動流体供給源１９８に関して上部の把 持つめ２１０に対して作動流体供給管２１１を圧搾せしめるのに使用される。空 気入りのラム１９３は、底部の把持つめ１９４をして供給源１９９から作動流体 のカートリッジ５０を奪うために上部の把持つめ２１２に対して作動流体管２１ ３を圧搾するべく活性化され得る。スイッチ１６８および１７８は、空気入りラ ム１９１、１９３を制御するために使用される。手動スイッチ１８５を降下させ て、弁が第４Ｆ図に示されるようにポートＡとポートＢを連通する位置に配置さ れることを理解することができる。これは、やがて弁１７０を第４Ｆ図に示され た位置に動かせしめることになる。なぜなら、パイロットチャンバ１７０ｙにお ける圧力が加えられた作動流体はチェック弁１７６および１８４を通じて周囲に 発散される。これが起こった場合には、作動流体は、ラム１９３に供給されて、 やがて供給源２１３を閉じて、さらに供給源１９８のみを残して供給源１９９を 閉じる。逆に、もしスイッチ１８３が小さくされたならば、弁１８０が第４Ｆ図 に示された位置と反対の位置になり、その内部で弁１８０のケースパイロットチ ャンバ１７０ｙが再び外部に通気され、弁１８０のポートＡとポートＨが連通す る。降下スイッチ１８３は、弁１８０のパイロットチャンバ１８０ｘに通気し、 弁１８０が開かれると、作動流体が弁１８０のポートＨに供給されて、管１９１ ′を通過して、ラム１９１に達する。こうして、やがて供給源２１１を把持し、 貯蔵源１９８から作動流体のカートリッジを奪う。スイッチ１６８および１７８ によって支配される第３のモードは、降下スイッチ１７３によって引き起こされ 、これにより弁１７０が第４Ｆ図に示された位置閉じる反対の位置に動き、やが てラム１９１と１９３に圧力が加えられないように作動流体の弁１８０のポート Ｂを奪う。つめ１９２、２１０、および１９４、２１２は通常は第７図に示すよ うに圧縮ばね１９６、１９７によって分離されている。 カートリッジ５０の排出オリフィス５２を通じて作動流体の連続的な流れを得 るために、別の、しかし重複した形で、チャージ圧縮室６１′および６３′が必 要である。これを達成するためには、スイッチ１０５が降下され、さらにスイッ チ１５３も降下されて、それぞれポンプＰを回転させて弁１５０を連続的な流れ 位置、すなわち、第４図Ｅに示すモードに配置することである。スイッチ１０５ を降下させた結果、パイロット弁１１０が第４図Ｄに示す位置に動き、そこで圧 力が加えられた作動流体は、ノード１１９に供給される。作動流体がそれによっ て、第２のレギュレータ７６、大きな積算機１２５および錠鎖装置３００の円環 室３５７に供給されることは明らかである。結果的に、ダイタフラム２１１は内 側のピストンノーズ３０９から下方向に偏向される。なぜなら、第６図のＰ₃＞ Ｐ₂は、作動流体が弁１２０のパイロットチャンバ１２０ｙに伴う導管３６４を 経由して連通されるのを可能ならしめるからである。結果として、圧力が加えら れた作動流体は、小さい累算機１２４、パイロットチャンバ１３１′および弁１ ３０のポートＣに供給される。パイロットチャンバ１３１′のチャージングに基 づいて、ばね１３１は、圧縮されて弁１３０を上述したように通常は４者択一的 な２重のパイロット弁として振る舞うようにする。この時、弁１４０のパイロッ トチャンバ１４０ｙは圧力が加えられて、弁１６０のパイロットチャンバ１６０ ｘはオリフィス１６４を通じて圧力が加えられ始める。さらに、弁１３０のパイ ロットチャンバｌ３０Ｙはオリフィス１３４、１３８および１３９を通じて圧力 が加えられ始める。パイロットチャンバ１４０ｙに圧力を加えることは、弁１４ ０をしてポートＡが流体的にポートＢに連通する位置に置き、結果的に圧力が加 えられた作動流体が圧縮チャンバ６３′に供給され、ブラダ２５２をつぶし、そ こから作動流体を取り出し、第１３図のチェック弁２２８を偏向させて、第１９ 図に示すようにカートリッジ５０の排出チャンバ２９０に進入する。 第４Ａ図から第４Ｆ図に再度戻って、圧縮室６３′が充満される間に、パイロ ット室１３０ｙが充分に充満されてバルブ１３０が移動され、ポートＡ、Ｈが互 いに連通される。このため作動流体はパルブ１３０のポートＨからバルブ１４０ のパイロット室１４０ｘ及びバルブ１６０のパイロット室１６０ｙに連通される ことになる。流れ制限器（flow restrictor）１４４の存在により、パイロット 室１４０ｘは直ぐには充分な圧力まで達することはなくて、バルブ１４０はその 第２位置に直ぐには移動されない。しかしパイロット室１６０ｙの上流には流れ 制限器がないため、バルブ１６０は直ぐにその第２位置に移動され、大きいアキ ュムレーター１２５はバルブ１５０を介してバルブ１６０のポートＡに連通し、 その後バルブ１６０を介してそのポートＢにさらにポンプ室６１′まで連通して 、ブラダー（bladder）２５０を少なくとも部分的につぶれるようにし、そこか ら動作流体をチェックバルブ２２６を通って室２９０に排出する。そのことが起 こっている間に、バルブ１３０がその第２位置にある時にそのポートＢはそのポ ートＡに直接連通されるため、パイロット室１４０ｙは大気（ambient）に対し て換気される。同様に、パイロット室１６０ｘは、バルブ１３０がその第２位置 に移動されると、上下方向にチェックバルブ１６３を介して即座に大気に換気さ れる。注意されるべきことはチェックバルブ１３３と１３６は、バルブ１３０の 一つの位置から他方の位置への切り替えで、またパイロット室１３０ｙ、１３０ ｘのそ れぞれの上下方向の即座の排出を行なわさせる。オリフィス１３８は調節可能の ため、パイロット室１３０ｙの充満レート（fill rate）はポンプの操作者によ って変更可能である。パイロット室の充満レートを変更することはバルブ１３０ が振動するレートを変えて、そのことは次々にバルブ１４０と１６０が振動する レートを変える。第４Ａ図から第４Ｆ図で分かるように、バルブ１４０と１６０ の振動の周波数は直接に圧縮室６３′、６１′の充満する振動の周波数と比例す るので、パイロット室ｌ３０ｙの充満レートをおそくすることはバルブ１３０の 振動のレートをおそくする効果を有し、かつこのことはポンプ室６３′及び／又 は６１′が充満されたり加圧されたりする周波数を遅くする効果を有する。逆に いえば、パイロット室１３０ｙが充満される時のレートを増加すると、圧縮室６ １′及び／又は６３′が充満される時の周波数を増加する効果を有する。パイロ ット室１３０ｙが充満される時のレートはノブ１３８′を調節することによって 変更され、それにより作動流体が可変オリフィス１３８を通過する時のレートを 制御する。 切り替えバルブの他のタイプは、選択されたバルブが高速切り替え能力や最小 の吹き抜け（blow-by）や正確な動作を有するという要求を満たす限り、バルブ １１２、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０の代りに使 用されてもよい。 脈動流が所望される場合、スイッチ１５４は押されて、バルブ１６０のポート Ａは大きいアキュムレーター１２５から接続を断たれ、このゆえにバルブ１６０ の位置にかかわらず圧縮室６１′から作動流体を奪われる。これを除いて、振動 する副回路９２は脈動流モードにおいて上記の連続流モードと同様に作動する。 第８Ａ図は連続流モードのポンプブラダ−２５０、２５２のポンプサイクルを 重ねた近似を示し、それが完全に独立し、脈動し、圧送する区画によって生み出 されるとしても、ポンプ使用点装置（point-of-use instrument）Ｉから出る動 作流体の流れは滑らかかまたは連続している。 第８Ｂ図は、ポンプＰが脈動流モードにある時のポンプブラダ−２５２の充満 、遅れ、及び排出サイクルの近似を示している。脈動流モードを確実にするため に、脈動流スイッチ１５４は押されて、パイロット室１５０ｘは大気に対して換 気さ れ、それにより、パイロットバルブ１６０のポートＡからシステム圧力の接続を 断っている。これはポンプ室６１′からシステム圧力の接続を断つ効果がある。 第８Ａ図、第８Ｂ図から分かるように、各ブラダー２５０、２５２の充満時間 は幾分その排出時間より短い。この特徴は、ポンプＰが連続モードの時にブラダ ー２５０からブラダ−２５２へや、ブラダー２５０への戻り等の滑らかな移行を 許している。よって、一つのブラダーへの圧送サイクルの排出部と他のブラダー の圧送サイクルのブラダー充満部との間の重複がある。明らかにポンプサイクル の充満、遅れ、及び排出面は、動作流体の所望の流れを得るために変えられる。 その上、ポンプ室が二つ以上が使用され、それらの重複や非重複が特定の適用に 合うようにされる。 本発明のパイロットバルブは可撓性配管を使用して組み合わされてもいいし、 または第５Ａ図、第５Ｂ図及び第９図に示される通常のマニホールド８０に全て 接続されてもよく、それらによって互いに接続されても、外部の配管の使用によ ってもよい。マニホールドカバープレート８２は好ましい実施例に使用され、マ ニホールド８０をシールしかつロック装置３００のポート３４３及び３４５と連 通する。 第５Ａ図は排気ノイズ減衰装置（exhuast noise-damping arrangement）の実 施例を示し、ここではバルブ１３０、１４０（図示せず）、１６０のいずれかを 介して大気に対して換気される作動流体はマニホールド８０を通ってそらされス タンド２０（図示せず）の内部に流れ込まされている。スタンド２０は中空で、 好ましくは、何らかの公知の音響的な減衰材料、たとえば発泡ゴム等で内張りさ れる。 本発明はここに示されるように、より多くの実際的でかつ好ましい実施例を考 慮されている。しかし、本願の範囲内においてこれらから逸脱できるものであり 、また明らかな変更が当業者に生じることは認められ得るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエスト，ジョー イー. アメリカ合衆国 76665 テキサス州メリ ディアン，ハイウェイ ６，ピー．オー. ボックス 555

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可変空圧脈動ポンプにして、 少なくとも二つの独立の空圧圧縮室を含むポンプ手段と、 加圧動作流体を前記圧縮室に可変にかつ適宜に供給および抽出するようになっ た空圧制御回路と、 前記ポンプ手段が受容抽出する作動流体用の少なくとも一つの供給源と を有する可変空圧脈動ポンプ。 ２．請求項１に記載のポンプにして、前記制御回路は、 圧縮動作流体の単一供給源から前記少なくとも二つの圧縮室に前記圧縮動作流 体を独立に供給する供給手段と、 作動流体の前記ポンプ手段から排出時の第ｌの流れ状態と、作動流体の前記ポ ンプ手段からの未排出時の第２の非流れ状態との間で切り替え可能に、前記加圧 動作流体を提供する手段に交互に供給および送出する手段と を有しているポンプ。 ３．請求項２に記載のポンプにおいて、前記加圧動作流体内の圧力と前記ポン プ手段の下流の作動流体以内の圧力の差に反応し、前記供給送出手段に流体的に 連通する感知手段をさらに有するポンプ。 ４．請求項３に記載のポンプにおいて、前記ポンプの使用時に前記加圧動作流 体から前記圧縮室の少なくとも一つを切り離す手段をさらに有するポンプ。 ５．請求項４に記載のポンプにおいて、作動流体が少なくとも二つの独立の供 給源から前記ポンプ手段に供給されており、前記ポンプは、さらに 作動流体供給源を互い同志切り替える手段を有し、これにより作動流体は、第 １供給源から独占的にあるいは第２供給源から独占的にポンプ手段に供給可能で あり、あるいはまた一つ以上の供給源から供給可能となっているポンプ。 ６．請求項２に記載のポンプにおいて、前記供給手段は、発振性の副回路を有 し、この振動率が調整可能であるポンプ。 ７．請求項２に記載のポンプにおいて、前記交互に供給および抽出する手段が 少なくとも一つの高速切り替えパイロット弁を含むポンプ。 ８．請求項４に記載のポンプにおいて、前記切り離し手段が、少なくとも一つ の高速切り替えパイロット弁を含むポンプ。 ９．請求項４に記載のポンプにおいて、前記切り替え手段が、少なくとも一つ の高速切り替えパイロット弁を含むポンプ。 10． ポンプ素子にして、 少なくとも二つの独立の空圧圧縮室と、 各々が前記圧縮室の各々に関連し作動流体のある量を受け取りかつ送出するよ うになった複数の圧縮性ブラダーと、 各ブラダーを少なくと一つの作動流体源と連通させるポンプカートリッジと、 圧縮作動流体を適宜各圧縮室に供給し、前記ブラダーのいずれか一つを適宜圧 縮して作動流体を前記カードリッジの排出口より送出する手段と を有するポンプ素子。 11． 請求項１０に記載のポンプにおいて、さらに 前記ブラダーから前記カートリッジの入口に向かう作動流体の逆流を防ぐ第１ 手段と、 前記カートリッジにより与えられる排出口から前記ブラダーへ作動流体の逆流 を防ぐ第２手段と、 第１のシール位置にある時に前記カートリッジの排出口を前記カートリッジの 入口から隔離し、第２の換気位置のにある時、前記カートリッジ排出口と前記カ ートリッジ入口とを連通させる弾性ダイヤフラムと を有するポンプ。 12． 請求項１１に記載のポンプにおいて、前記ブラダーから前記作動流体供 給源への作動流体の逆流を防ぐ手段が、それぞれ各ブラダーに対応して少なくと も一つのワンウェイチェックバルブを有し、前記カートリッジ排出口から前記ブ ラダーへの作動流体の逆流を防ぐ手段が、それぞれ各ブラダーに対応して少なく とも一つのワンウェイチェックバルブを有しているポンプ。 13． 請求項１２に記載のポンプにおいて、さらに前記ダイヤフラムが換気位 置にある時、前記カートリッジ排出口を前記カートリッジ入口に連通する手段を 有するポンプ。 14． 請求項１３に記載のポンプにおいて、前記カートリッジ排出口を前記カ ートリッジ入口に連通する手段は、前記カートリッジにより与えられる流体流路 であるポンプ。 15． 請求項１１に記載のポンプにおいて、前記ポンプカートリッジは、前記 圧縮性ブラダーの少なくとも一部と対となる下側本体部材と、前記カートリッジ 入口および前記カートリッジ排出位置を設けた中央本体部材と、前記中央本体部 材に前記ダイヤフラムを狭持する上方本体部材とを有するポンプ。 16． ハウジングと、 該ハウジングに組み合わされる空圧制御回路と、 該ハウジングに組み合わされる回路の機能を制御する装置と、 ポンプ入口／出口カートリッジと、 各々がそれ自身の圧縮室を形成し、各々の圧縮室は該空圧回路と流体連通する 、少なくても二つの空圧的に独立する圧縮シリンダーと、 一方が該圧縮室の各々に組み合わされ、該カートリッジと流体連通する作動流 体収容内側容積を各々が形成する複数の圧縮可能ブラダーと、 各々の該シリンダーは、第一使用位置と第二カートリッジ／ブラダー取り外し 位置との間で該ハウジングに枢動接続され、 第一カートリッジ／ブラダー固定位置と第二カートリッジ／ブラダー開放位置 との間で該ハウジングに対して往復動可能な該使用位置に、該カートリッジとシ リンダーとを固定する装置と、を有し、 該空圧回路は、加圧された作動流体の供給と流体連通し、 該空圧回路は、選択的にしかし制御可能に該加圧された作動流体を該圧縮室に 連通させ、該ブラダーを少なくても部分的につぶし、それにより該カートリッジ から作動流体を所望に放出する、無段階可変容量空圧脈動ポンプ。 17． 該空圧回路は、作動流体を該カートリッジから脈動流で放出させ、或い は作動流体を円滑流れやそれらの組合せで放出させるよう、調節可能である、請 求項１６に記載のポンプ。 18． 該固定する装置は、ピストン降下容量とピストン上昇容量とを形成する ピストン／シリンダー機構を有し、該ピストンは、それぞれピストン降下容量又 はピストン上昇容量の何れか内への加圧された作動流体の導入により、カートリ ッジ／ブラダー固定位置とカートリッジ／ブラダー開放位置との間で該シリンダ ーに対して移動可能である、請求項１７に記載のポンプ。 19． 該カートリッジは、少なくても一つのカートリッジ入口通路を介して作 動流体源と流体連通する入口室を形成し、 該カートリッジは更に、少なくても一つのカートリッジ排出通路を介して使用 時有効装置と流体連通する出口室を形成し、 該カートリッジ入口室と出口室は、それぞれ入口作動流体通路と出口作動流体 通路とを介して該ブラダーの各々の内へ流体連通し、 一つ以上のチェック弁装置が各々の作動流体通路に配置されて、作動流体は、 カートリッジ入口から各々のブラダー内へ一方向に流れるのみであり、その後、 該ブラダーの圧縮に際して該出口作動流体通路を介して該カートリッジ出口室へ 向かって放出され、 該入口室と出口室は圧力開放通路を介して互いに選択的に流体連通し、 弾性ダイアフラム装置が、該圧力開放通路を通常は密封する、請求項１８に記 載のポンプ。 20． 該固定する装置の該ピストン機構はセンサーノーズを形成し、該センサ ーノーズは、該カートリッジの該放出室内の作動流体圧力が該センサーノーズの 作動流体圧力より大きいときに、該ダイアフラムと接触し、その状態では、圧縮 された作動流体が該圧縮室のいずれに進入することも防止される、請求項１９に 記載のポンプ。