JPH09505208A - 液体材料ディスペンサ及び弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 長時間にわたって例えば液体医薬を分配するために使用する液体材料ディスペンサであって、該ディスペンサは分配すべき液体を貯蔵するためのレザバー（１２）、液体を分配する出口（１４）及びレザバーと出口との間の連結通路（１６）を有するハウジング（１０）を含む。通路にはダイヤフラム（１８）が配置され、該ダイヤフラムの片側はポンピングチャンバ（２０）を画成し、他方の側は圧力制御チャンバ（２２）を画成する。ダイヤフラム（１８）は液体を出口（１４）から放出するためのポンピング行程と、液体をレザバー（１２）から吸引するための吸引行程とで周期的に転位可能である。通路（１６）には、吸引行程中にダイヤフラム（１８）にレザバー（１２）からポンピングチャンバ（２０）内に液体を吸引させ、ポンピング行程中にダイヤフラム（１８）にポンピングチャンバ（２０）から出口（１４）を通って液体を放出させるように機能する１対の弁（３０，３３）も配置されている。電解槽（２４）はポンピング行程でポンピング部材（１８）を駆動するように圧力制御チャンバ（２２）に供給されるガスを適切な時期に適切な時間及び速度で発生する。吸引行程でポンピング部材（１８）を駆動するように圧力制御チャンバ（２２）から大気中にガスを排出するためにベントが使用される。ベントは圧力制御チャンバ（２２）の内側に入口ベント開口（４０）を有しており、該開口（４０）はポンピング行程を終了するために開き、ガスの一部が排出されると閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】 液体材料ディスペンサ及び弁技術分野 本発明は液体材料ディスペンサ及び該ディスペンサで使用するのに特に適した 弁に関し、より特定的には医薬を正確に制御された低い速度で分配するためのデ ィスペンサに関する。背景技術 本発明は、電解槽により適切な速度で発生されるガスの力によりディスペンサ から液体を送り出す場合に特に有用である。このようなシステムの例は米国特許 第５，０６２，８３４号及び５，０９０，９６３号、並びに本願出願人の国際特 許公開第ＷＯ９３／２３０９６号に記載されており、これらの文献はその内容全 体を本明細書の一部とする。 非限定的な例として薬剤送達システムをはじめとする種々の用途では、所定の 正確に制御された速度で液体を分配又は送達することが必要である。上記米国特 許に記載されているような電解ポンプはこの目的のために開発された。しかしな がら、これらのポンプは一般に比較的大型のポンピングチャンバを含むため、特 にディスペンサを長時間及び／又は変動する周囲条件下で使用する場合にそのポ ンピング速度は、圧力及び温度変化に著しく影響され得る。 本願出願人の国際特許公開第ＷＯ９３／２３０９６号に記載されている電解ポ ンプは、液体送達速度が圧力及び温度変動の影響を受けにくいように比較的小型 のポンピングチャンバを含み得る構造の液体材料ディスペンサ及びポンプを提供 する。 しかしながら、圧力制御チャンバのガス抜きは低速で動作するベントにより実 施され、該ベントは圧力制御チャンバから大気にガスを放出し、復帰行程でポン ピング部材を駆動し、リザーバからポンピングチャンバ内に液体を吸引する。こ のような低速ベントは目詰まりし易く、ガス抜き速度が低下したり、全く中断し たりする。更に、ガス抜きは常に連続的に実施されるので、ポンピングチャンバ 内の比較的高圧のガスにより最大の力をダイヤフラムに加えて液体を汲み上げる ことが望まれる場合には、ポンピングチャンバから前記ガスの一部を奪うことに よりポンピング行程の効率を低下させる傾向がある。 また、本願出願人の国際特許公開第ＷＯ９３／２３０９６号に記載されている 装置は、リザーバから装置の外部への液体の流れを制御するために１対のアンブ レラ型一方向弁を使用している。 更に、本願出願人の国際特許公開第ＷＯ９３／２３０９６号に記載されている 装置は、ガス発生が所定時間持続するように設計されている。この時間は所望量 の液体を出口から送達するように選択される。しかしながら、例えば非限定的な 例として出口の目詰まりや温度及び圧力変動をはじめとする種々の理由により、 固定時間中に送達される液体量は変動し得る。 従って、本願出願人の国際特許公開第ＷＯ９３／２３０９６号に記載されてい る型の電解ポンプでありながら、圧力制御チャンバからより効率的にガス抜きす るための手段を備え、より多くの一方向弁を使用し、固定量の液体が出口を通過 すると液体の送達を自動的に中断する能力を有する電解ポンプの必要性が広く認 められており、また、このようなポンプがあるならば非常に有利であると思われ る。発明の開示 本発明によると、（ａ）分配すべき液体を貯蔵するためのリザーバ、液体を分 配する出口及び前記リザーバと前記出口の間の連結通路を含むハウジングと、（ ｂ）前記通路に配置されており、片側が前記通路と共にポンピングチャンバを画 成し且つ他方の側が圧力制御チャンバを画成し、前記出口を通って液体を放出す るためのポンピング行程と前記リザーバから液体を吸引するための吸引行程とで 周期的に転位可能な往復可能ポンピング部材と、（ｃ）前記通路に配置されてお り、前記吸引行程中にポンピング部材に前記リザーバから前記ポンピングチャン バ内に液体を吸引させ、前記ポンピング行程中にポンピング部材に前記ポンピン グチャンバから前記出口を通って液体を放出させるように機能する弁手段と、（ ｄ）前記ポンピング行程でポンピング部材を駆動するように、予め選択された時 期及び速度で前記圧力制御チャンバにガスを供給するための供給手段と、（ｅ） 前記ポンピング行程を終了するために開き且つ前記ガスの一部の排出後に閉じる 入口ベント開口を前記圧力制御チャンバの内側に有しており、前記吸引行程中に ポンピング部材を駆動するように、前記ガスを前記圧力制御チャンバから大気に 排出するためのベントメカニズムとを含む液体材料ディスペンサが提供される。 以下に記載する本発明の好適態様における別の特徴によると、ポンピング部材 はダイヤフラムであり、ベントメカニズムはポンピング部材に連結された転位可 能部材を含み、該転位可能部材は入口ベント開口を備えており、該入口ベント開 口は大気に通じるベント導管と連通しており、前記ベントメカニズムは更に、入 口ベント開口を交互に開閉できるように転位可能部材に滑動可能に取り付けられ たブロッキング部材を含む。ブロッキング部材はポンピング部材から遠ざかる方 向に偏椅しており、転位可能部材は、所定位置を越えて転位可能部材に対してブ ロッキング部材を並進させないための手段を含み、こうして転位可能部材を偏椅 させ、ブロッキング部材は前記所定位置にあるときに入口ベント開口を閉鎖する 。 以下に記載する好適態様における更に別の特徴によると、ブロッキング部材の 偏椅は圧力制御チャンバとブロッキング部材の壁を連結する少なくとも１個の板 ばねを使用して達せられ、板ばねの一端は圧力制御チャンバの壁の窪みに保持さ れており、板ばねの他端はブロッキング部材の窪みに保持されている。 本発明の１態様によると、ベント導管はポンピング部材に連結されている。 本発明の別の態様によると、ベント導管は転位可能部材を備えて形成され、且 つ大気に対するシールを通して滑動可能である。 好適態様における別の特徴によると、供給手段は電極及び電解液を含み且つ電 解液中を流れる電流に実質的に比例する速度でガスを発生する電解槽を含む。 更に別の特徴によると弁手段は、（ａ）リザーバとポンピングチャンバの間の 通路に配置され、吸引行程中にポンピング部材がリザーバからポンピングチャン バに液体を吸引するように方向付けられた上流一方向弁と、（ｂ）ポンピングチ ャンバと出口の間の通路に配置され、ポンピング行程中にポンピング部材がポン ピングチャンバから出口を通って液体を放出するように方向付けられた下流一方 向弁とを含む。 更に本発明によると、通路中の流体の流れを制御するための一方向弁が提供さ れ、該弁は、（ａ）通路に対する弁の位置を固定するための手段と、（ｂ）流れ の方向を向く凸面及び逆方向を向く凹面を有する弾性部材と、（ｃ）凹面に圧力 が加えられると開いて流体を流し、凸面に圧力が加えられると閉じて流体の流れ を阻止するように弾性部材に形成されたスリットとを含む。 本発明は、電解槽を賦活する電気回路を閉じて所定速度でガスを発生させるこ とにより作動する液体ディスペンサを提供することにより、現在公知の構造の欠 点に有効に対処するものである。ポンピング部材が十分に転位し、ほぼ固定量の 液体が装置の出口から送り出されると、ベントは自動的に開き、好ましくはガス 発生は中断する。圧力制御チャンバのガス抜きにより、付加的液体がリザーバか らポンピングチャンバ内に吸引され（吸引行程）、再びガスが発生してダイヤフ ラムに応力を加え、ポンピング行程中に液体の付加的アリコートがユニットから 放出されるまで液体はポンピングチャンバ内に止まる。 本発明による液体材料ディスペンサ及び一方向弁の原理及び動作は添付図面及 び以下の説明から更によく理解されよう。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参考に単なる例示として本発明を説明する。 図１は本発明による液体材料ディスペンサの１態様の横断面図であり、図２は 本発明による一方向弁であり、図３は本発明による液体材料ディスペンサの第２ の態様の横断面図であり、図４は本発明による液体材料ディスペンサの第３の態 様の横断面図であり、図５は頂部に板ばねを備える図４のディスペンサの中央頂 部の拡大図であり、図６は底部に板ばねを備える図４のディスペンサの中央頂部 の拡大図であり、図７は本発明による液体材料ディスペンサの第４の態様の中央 頂部の拡大横断面図である。発明の実施の形態 次に図面を参考に説明すると、図１は制御された正確な低速で薬剤を送達する ように設計された本発明による液体材料ディスペンサの基本態様を示す。以下の 全記載においてディスペンサは医薬の分配のために使用するものと仮定するが、 このような用途は、制御量の液体を比較的低速で断続的に送達することが所望さ れる多数の用途の１例に過ぎないことを理解されたい。本発明はこのような全用 途を包含するものであり、医薬用途には限定されない。 図例の本発明による液体ディスペンサは、分配すべき液体を収容するリザーバ １２を含むハウジング１０を有する。ハウジング１０は更に、液体を分配する出 口１４と、リサーバ１２及び出口１４間の連結通路１６とを含む。通路１６は転 位可能ないし往復可能なポンピング部材、好ましくはダイヤフラム１８を含む拡 大キャビティを有しており、前記ダイヤフラムは拡大キャビティをポンピングチ ャンバ２０と圧力制御チャンバ２２に分割する。 ダイヤフラム１８は往復ポンピング部材として機能し、リザーバ１２から出口 １４を通って液体を有効に移動させるためにポンピング行程と吸引行程とで周期 的に転位可能である。以下に詳述するように、吸引行程中では液体がリザーバ１ ２からポンピングチャンバ２０に移動するにつれて、ダイヤフラム１８はその両 側の差圧により一方の方向（図１の上方向）に移動する。差圧の方向が逆転する ポンピング行程中では、ダイヤフラム１８は他方の方向（図１の下方向）に移動 し、液体はポンピングチャンバ２０から通路１６を通って出口１４まで移動する 。 ポンピング行程中のダイヤフラム１８の運動は好ましくは、適切な電解液（例 えば重炭酸ナトリウム又は、好ましくは酢酸カリウム）を収容し、ハウジング１ ０内に配置され且つ内腔２６を介して圧力制御チャンバ２２と連通する電解槽２ ４によりもたらされる。図１は適切な電気エネルギ源（図示せず）に連結された １対の電極２８も示しており、このようなエネルギ源はハウジング１０の内部に 収容してもよいし、外部に配置してもよい。 電解槽２４は任意の公知構造であり得る。可能な構成の例は米国特許第５，０ ６２，８３４号及び５，０９０，９６３号並びに本願出願人の国際特許公開第Ｗ Ｏ９３／２３０９６号に記載されている。 適当な時期毎に予め選択された速度で電極２８に電気エネルギが加えられ、電 解反応が生じてガスを発生する。ガス発生速度は電解槽２４に供給される電流に 比例し、発生する総ガス量は電解槽に供給される総電気エネルギに比例する。発 生したガスは電解槽２４から内腔２６を通って圧力制御チャンバ２２に流入して ダイヤフラム１８を転位させ、こうしてポンピングチャンバ２０から通路１６の 下流部分及び出口１４を通って液体を放出させる。 ポンピングチャンバ２０と出口１４の間の通路１６の部分には下流一方向弁３ ０が固定されており、ダイヤフラム１８のポンピング行程中に液体がポンピング チャンバ２０から出口１４を通って移動するように方向付けられている。 リザーバ１２とポンピングチャンバ２０の間の通路１６の部分には上流一方向 弁３２が固定されており、ダイヤフラム１８の吸引行程中に液体がリザーバ１２ からポンピングチャンバ２０内に吸引されるように方向付けられている。 一方向弁３０及び３２は本願出願人の国際特許公開第ＷＯ９３／２３０９６号 に記載されている設計を含む任意の適切な設計であり得る。 好ましくは、図２に最適に示すように、一方向弁は以下に記載する独特の設計 である。留意すべき点として、以下に記載する一方向弁は本発明による液体材料 ディスペンサの関連で使用するのに適切であるが、このような弁を種々の他の用 途でも使用できることは読者に自明である。このような全用途は本発明の範囲に 含まれる。 本発明による一方向弁３０及び３２の各々は、通路に対する弁の位置を固定す るための手段、例えばハウジング１０に適切に連結されたリム３４（図１）を含 む。 リム３４には、好ましくは適切なプラスチック又はゴムから作成された弾性部 材３６が連結され、好ましくはリムと一体的に形成されている。弾性部材は所望 の流動方向を向くように配置された凸面と、逆方向を向く凹面とを有する。好ま しくは、弾性部材３６は半球状又は部分的球状である。弾性部材３６は、適切な 長さ及び形状のスリット３８をその中心の近傍に有する。 従って、ダイヤフラム１８が押し下げられると、下流弁３０の凹面と上流弁３ ２の凸面に圧力が加えられる。下流弁３０の凹面に圧力が加えられると、弁３０ の弾性部材３６は出口１４の方向に向かって下流側に撓む。弁３０の弾性部材３ ６が撓むと、スリット３８の両側の弾性部分が分離し、その結果、液体は形成さ れた開口を通って下流に流れる。 同時に、上流弁３２の凸面に圧力が加えられ、弁３２の弾性部材３６はリザー バ１２の方向に向かって上流側に撓む。その結果、スリット３８の両側の弁３２ の弾性部材３６の部分は閉じ、こうして開口が封止され、液体は弁３２を通って 上流に流れなくなる。 同様に、圧力制御チャンバ２２内の圧力が低下すると、後述するようにダイヤ フラム１８は押し上げられ、ポンピングチャンバ２０内、下流弁３０の凹面及び 上流弁３２の凸面にかかる圧力は低下する。この減圧により液体は上流弁３２を 通って移動すると同時に下流弁３０が密閉され、液体が出口１４を通って外部か ら装置に流入するのを阻止する。 本発明による液体材料ディスペンサは更に、電解槽２４により生成されるガス を圧力制御チャンバ２２から大気に排出するためのベントメカニズムを有する。 ガス抜きにより圧力制御チャンバ２２内の圧力が低下し、上述のようにダイヤフ ラム１８が移動して液体をリザーバ１２からポンピングチャンバ２０内に吸引す る。 ベントメカニズムは圧力制御チャンバ２２に配置された入口ベント開口４０を 含む。以下に詳述するように、入口ベント開口４０はポンピング行程を終了して 圧力制御チャンバ２２のガス抜きをするために開く動作と、ガスの一部の排出後 に閉じる動作とを交互に行う。 ベントメカニズムはダイヤフラム１８に連結された転位可能部材４２を含む。 転位可能部材４２は弾性ベント導管４４と連通する入口ベント開口４０を備えて おり、前記導管はダイヤフラム１８に連結されており、ハウジング１０内に形成 された固定ベント導管４６を通って大気中まで延びている。入口ベント開口４０ と弾性ベント導管４４との間の連通は好ましくは転位可能部材４２の中空部分を 介して行われる。 ベントメカニズムは更にブロッキング部材４８を含み、該ブロッキング部材は ブロッキング部材４８が以下に詳述するように入口ベント開口４０を交互に開閉 できるように転位可能部材４２に滑動可能に取り付けられている。 好ましくは、転位可能部材４２は円錐台形のセクションを含み、ブロッキング 部材４８は環状であり、転位可能部材４２の円錐台形セグメントの最小直径部分 の外径よりもやや大きい内径を有する。好ましくは、転位可能部材４２はブロッ キング部材４８が所定の位置を越えて前記転位可能部材に対して並進するのを阻 止するための手段、例えばリッジ５０を備え、該リッジは転位可能部材４２の円 錐台形セグメントの最大直径部分に隣接し、ブロッキング部材４８の内径よりも やや大きい外径を有するので、ブロッキング部材はリッジ５０を越えて滑動する ことができない。リッジ５０の機能は、図３に示す転位可能部材４２の水平部分 ５１のような他の手段を用いても得られる。 ブロッキング部材４８は通常はダイヤフラム１８から遠ざかる方向（図１の上 方向）に偏椅している。従って、ブロッキング部材４８がリッジ５０にぶつかる 毎に、転位可能部材４２も同一方向に偏椅する。 転位可能部材４２、ブロッキング部材４８及び入口ベント開口４０の相対位置 及び寸法は、ブロッキング部材４８がリッジ５０にぶつかる毎に入口ベント開口 ４０が閉じ、ガスが圧力制御チャンバ２２から排出できないように選択される。 ブロッキング部材４８、従って転位可能部材４２の上述のような偏椅は、好ま しくは１個以上の偏椅ばね、好ましくは一端が圧力制御チャンバ２２の壁に接触 又は連結し、他端がブロッキング部材４８に接触又は連結する１個以上の板ばね ５２を使用することにより達せられる。 好ましくは、板ばね５２の両端はそれぞれ圧力制御チャンバ２２及びブロッキ ング部材４８の壁の窪みに嵌着されている。 板ばね５２の長さは、ベントメカニズムがその中立位置（図１及び３）にある ときに板ばね５２がやや撓み、上述のようにブロッキング部材４８及び転位可能 部材４２を上方向に偏椅させるように選択される。 動作中には、電解槽２４に適切な速度で電気エネルギが供給され、電解槽にガ スを発生させ、ガスは圧力制御チャンバ２２に流入して該チャンバ内の圧力を上 昇させる。圧力が上昇すると、上述のようにダイヤフラム１８は押し下げられ、 液体は出口１４から押し出される。転位可能部材４２はダイヤフラム１８に連結 されているので、転位可能部材４２は力を加えられて下降する。この力は、最初 は板ばね５２により加えられる上方向偏椅力により打ち消される。 ダイヤフラム１８の押し下げが続くにつれて、転位可能部材４２に加えられる 下方向の力は増加し、最後には偏椅力と等しくなり、これを上回る。この時点で 板ばね５２は瞬間的にまっすぐになった後、すぐに下方向に撓み、ブロッキング 部材４８は転位可能部材４２に対して下方向に滑動し、ブロッキング部材は転位 可能部材４２の衝止部分５４にぶつかる。ブロッキング部材４８と転位可能部材 ４２の相対運動により入口ベント開口４０が開く。圧力制御チャンバ２２内の圧 力はディスペンサの外部の大気圧よりも高いので、ガスは入口ベント開口４０、 弾性ベント導管４４及び固定ベント導管４６を通って迅速に流れ、ディスペンサ の外部に排出される。 ガス抜きに伴い、圧力制御チャンバ２２内に迅速な圧力降下が生じ、圧力制御 チャンバ２２内の圧力はポンピングチャンバ２０内の圧力よりも高い圧力からポ ンピングチャンバ２０内の圧力よりも低い圧力まで迅速に降下する。この結果と して生じる差圧により転位可能部材４２は迅速に上昇する。転位可能部材４２が 上昇するにつれて、転位可能部材４２の衝止部分５４は圧力制御チャンバ２２の 壁に設けられた板ばね５２の固定点を越えて上方にブロッキング部材４８を押し 上げ、板ばね５２は上方向に撓み、上述のようにブロッキング部材４８と転位可 能部材４２は上方向に偏椅し、ブロッキング部材４８は入口ベント開口４０を閉 鎖し、こうして圧力制御チャンバ２２からのガス抜きを完了する。 板ばね５２及びベントメカニズムの他のコンポーネントの長さ及び強度は、各 ポンピング行程中にほぼ固定量の液体が分配されるように、これらのコンポーネ ントが上述のように動作するように設計される。 好ましくは、本発明によるディスペンサは、１対の電気接点５６を更に含み、 該接点５６は、転位可能部材４２がその上方向偏椅位置にあるときには相互に接 触しており、転位可能部材４２がガス抜き中に上述のように下降すると、例えば ２つの接点５６のうちの下位接点が下方向に僅かに偏椅することにより相互に僅 かに離れるように配置されている。 接点５６はタップ５８に電気的に接続されており、該タップは接点５６の分離 時点を検知して電解槽２４への電気エネルギを遮断するための情報を使用するこ とが可能な適切な電気回路（図示せず）に接続されているので、圧力制御チャン バ２２のガス抜き中及びガス抜きの完了から次のポンピング行程の開始までの間 にガスは発生しない。 図３は本発明による第２の態様を示し、該態様では入口ベント開口４０は図１ の態様のように弾性ベント導管に連通せず、転位可能部材４２に連結されるか又 は好ましくは転位可能部材と一体的に形成されたベント導管６０と直接連通して いる。ベント導管６０はハウジング１０を通って大気中まで延びるに十分な長さ を有する。適切なシール６２を用いてベント導管６０を上下に滑動させ且つ圧力 制御チャンバ２２を封止し、ガスがベント導管６０を通る以外は排出できないよ うにする。 読者には自明の通り、図３に示す態様は図１の態様に示すような接点５６及び タップ５８を含み得る。これらは分かり易くするために図３では省略した。 ハウジング１０、リザーバ１２及び／又はダイヤフラム１８は例えば円形又は 矩形横断面の任意の適切な構造で形成することができ、任意の適切な材料から作 ることができる。 図例のディスペンサの組み立て及び分解を容易にするために、ハウジング１０ は複数セクション、即ち頂部セクション１０ａ、中央セクション１０ｂ及び底部 セクション１０ｃから構成される。頂部セクション１０ａ及び中央セクション１ ０ｂは共にクランプし、両者の間にポンピングチャンバ２０及び圧力制御チャン バ２２を画成し、更に電解槽２４を収容するための容積を形成する。 中央セクション１０ｂと底部セクション１０ｃとは共にクランプして、両者の 間にリザーバ１２を含むキャビティを画成すると共に、弾性で好ましくはシリコ ーンゴムからなるローリングダイヤフラム６４を定位置に保持する。リザーバ１ ２は中央セクション１０ｂとローリングダイヤフラム６４とにより画成されるこ とが理解されよう。図１及び３では、リザーバ１２に液体が満タンの状態のロー リングダイヤフラム６４を示す。図３中、一点鎖線はリザーバ１２から空の状態 のローリングダイヤフラム６４を示す。ローリングダイヤフラム６４が移動する につれ、ダイヤフラム１８及びリザーバベント開口６８はリザーバ１２に収容さ れた液体材料の量に従ってリザーバ１２を膨張及び収縮させる。 中央セクション１０ｂは注射針（図示せず）で注入することによりリザーバに 充填するための注入プラグ６６を有する。中央セクション１０ｂは更に、液体を リザーバ１２に注入中に空気を排出させる注入ベント６９を含む。 弁３０及び３２のリムは中央セクション１０ｂに形成された開口に固定されて いる。 図例のディスペンサは以下のように動作する。リザーバ１２は、注入プラグ６ ６に突き刺す注射器（図示せず）を用いて液体で充填される。注入された液体が 出口１４から流出し始め、リザーバ１２、連結通路１６及びポンピングチャンバ ２０のすべてが完全に液体で充填されたことが判明するまで、注入は続けられる 。 リザーバ１２から出口１４までの液体送達速度は、電極２８を介して電解槽２ ４の賦活を制御する電気制御回路（図示せず）により制御される。電極２８が賦 活されている間は、電解槽２４は内腔２６を通って圧力制御チャンバ２２に供給 されるガスを発生する。これらのガスはダイヤフラム１８を押し下げ、ダイヤフ ラム１８に応力を加えてポンピングチャンバ２０を収縮させる。ポンピングチャ ンバ２０のこの収縮により通路１６を通って圧力が加えられ、上流弁３２が閉じ 、下流弁３０が開く。従って、電解槽２４がこれに供給される電流の強さに比例 する速度でガスを発生する間は、ポンピングチャンバ２０からの液体は弁３０を 通って出口１４から放出される。 上述のように、ポンピング行程の所定点でブロッキング部材４８は、転位可能 部材４２に対して下方に移動し、入口ベント開口４０を開き、圧力制御チャンバ ２２のガス抜きをすると同時に、電解槽２４によるガスの発生を中断する。 ガス抜き後、ブロッキング部材４８及び転位可能部材４２並びにベントメカニ ズムの他のコンポーネントはその静止位置（図１及び３）に戻り、ポンピングチ ャンバ２０はリザーバ１２から吸引された液体で再充填されている。 電解槽２４に再び電流が加えられると、ダイヤフラム１８は再びポンピング行 程を介して駆動され、弁３０を通って出口１４から液体を放出する。 図４〜６は本発明による第３の態様を示し、該態様は圧力制御チャンバ２２の ガス抜きをするために使用するメカニズムが下記の点で相違する以外は図１及び ３に示した態様とほぼ同一である。 図４〜６に示す態様による液体材料ディスペンサは、電解槽２４により生成さ れたガスを圧力制御チャンバ２２から大気中に排出するためのベントメカニズム が多少異なる。ガス抜きにより圧力制御チャンバ２２内の圧力が降下し、ダイヤ フラム１８は、上述のように、リザーバ１２からポンピングチャンバ２０内に液 体が吸引されるように移動する。 図４並びに図５及び６の拡大図により詳細に示されるベントメカニズムは、ダ イヤフラム１８に連結され且つ複数部分から構成される転位可能部材１４２を含 む。 転位可能部材１４２は、圧力制御チャンバがガス抜きされていないときには圧 力制御チャンバ２２の頂部内壁に密着することが可能な上部部材２０２を含む。 上部部材２０２は、好ましくは上部部材２０２から中央部材２０６まで下方向に 延びる一連のリブの形態の適切な連結部材２０４を介して転位可能部材１４２の 残部に剛性に連結されている。 連結部材２０４を貫通して又は該連結部材２０４間、スロット（図示せず）を 貫通して、板ばね５２は延びている。該板ばねはまた、衝撃部材２０７を貫通し 、該衝撃部材は転位可能部材１４２に連結されずに転位可能部材１４２の上部部 材２０２と中央部材２０６の間を自由に移動する。板ばね５２及び衝撃部材２０ ７は、上部部材２０２の下降により衝撃部材２０７を下降させ、次いで板ばね５ ２も同様に下降させるように配置されている。 中央部材２０６は下部部材２０８に連結されており、該下部部材と共に二次チ ャンバを形成する。二次チャンバは下部部材２０８に係止されるか又はその一部 を形成する転位可能プラグ２１４により上部二次チャンバ２１０と下部二次チャ ンバ２１２に分割される。 転位可能プラグ２１４は、上部二次チャンバ２１０と下部二次チャンバ２１２ とを連続的に連結するように機能する１個以上の適切に配置された内腔２１５を 有する。転位可能プラグ２１４の寸法、形状及び運動は、該プラグが中央部材２ ０６の開口２１６を通って延び、上部二次チャンバ２１０、従って下部二次チャ ンバ２１２を圧力制御チャンバ２２から遮断ないし分離する動作と、開口２１６ よりも下方に後退させ、上部二次チャンバ２１０、従って下部二次チャンバ２１ ２を圧力制御チャンバ２２と連通させる動作とを交互に実施できるように設計さ れている。 下部二次チャンバ２１２は、ダイヤフラム１８に連結され且つハウジング１０ 内に形成された固定ベント導管４６を介して大気に通じる弾性ベント導管４４と 連続的に連通している。 板ばね５２の長さは、ベントメカニズムがその中立位置（図５）にあるときに 板ばね５２がやや撓み、衝撃部材２０７に上方向偏椅を生じるように選択される 。 動作中には、適切な速度で電解槽２４に電気エネルギーが供給され、電解槽は ガスを発生し、このガスは圧力制御チャンバ２２に流入して該チャンバ内の圧力 を上昇させる。圧力の上昇によりダイヤフラム１８は押し下げられ、上述のよう に液体を出口１４から押し出す。転位可能部材１４２はダイヤフラム１８に連結 されているので、転位可能部材１４２には力が加えられて、下降する。転位可能 部材１４２が下降すると、衝撃部材２０７及び板ばね５２を下降させるように作 用する。 下降が続くにつれて、板ばね５２に加えられる下方向の力が増加する。板ばね ５２に加えられる下方向の力は、最終的に上方向の偏椅力を上回る。この時点で 板ばね５２は瞬間的にまっすぐになった後、すぐに下方向に撓み、衝撃部材２０ ７は迅速に下降し、転位可能プラグ２１４に衝撃を加える。衝撃を受けた転位可 能プラグ２１４は下降し、それまで閉じていた開口２１６を開き、圧力制御チャ ンバ２２を上部二次チャンバ２１０（従って下部二次チャンバ２１２及び弾性ベ ント導管４４及び固定ベント導管４６）と連通させ、圧力制御チャンバ２２内の ガスを装置の外部に放出させる。圧力制御チャンバ２２内の圧力はディスペンサ の外部の大気圧よりも高いので、ガスは迅速にディスペンサの外部に排出される 。 ガス抜きに伴い、圧力制御チャンバ２２内に迅速な圧力降下が生じ、圧力制御 チャンバ２２内の圧力は、ポンピングチャンバ２０内の圧力よりも高い圧力から ポンピングチャンバ２０内の圧力よりも低い圧力まで迅速に降下する。その結果 として生じた差圧により転位可能部材１４２は迅速に上昇する。転位可能部材１ ４２が上昇するにつれて、板ばね５２は最終的に上方向に撓み、衝撃部材２０７ を転位可能プラグ２１４から引き離して上昇させ、転位可能プラグ２１４が上昇 して圧力制御チャンバ２２とディスペンサの外部の間の開口２１６を再び閉じる 。発明の実施の最適形態 図７は本発明による第４の好適態様を示し、該態様は圧力制御チャンバ２２を ガス抜きするために使用するメカニズムが下記の点で相違する以外は図１、３及 び４〜６に示した態様とほぼ同一である。従って、図７はガス抜きメカニズムの 拡大詳細図である。 図７は本発明による液体材料ディスペンサ（全体を３００で示す）の詳細を示 す。ディスペンサは、分配すべき液体を収容するリザーバ（図示せず）と液体を 分配する出口（図示せず）とを含むハウジング３１０を有する。図１、３及び４ 〜６に示す態様と同様に、液体は上流一方向弁及び下流一方向弁（図示せず）を 有する通路３１２を通ってリザーバから出口まで流れる。従って、リザーバ及び 上流弁から通路３１２を通って到達する液体は、通路３１２の部分を通ってディ スペンサの図示部分（図７に３１４で示す）に流入する。通路３１２の内側には ダイヤフラム３１６が配置され、該ダイヤフラムは片側に通路３１２と共にポン ピングチャンバ３１８を画成し、反対側に圧力制御チャンバ３２０を画成する。 ダイヤフラム３１６は、液体をリザーバ及び上流弁からポンピングチャンバ３１ ８内に吸引する動作と、ポンピングチャンバ３１８から連結通路３１２を通って 下流弁及び出口に向かって、３２２で示す方向に液体を放出する動作とを実施す るように周期的に転位可能である。 ダイヤフラム３１６は、連結ロッド３２４を介してベントメカニズム（全体を ３２６で示す）に連結されており、該メカニズムは入口ベント開口３２８を有す る。圧力制御チャンバ３２０の内側には板ばね３３０が固定され、連結ロッド３ ２４に連結されている。ベントメカニズムが中立位置にあるとき、板ばね３３０ はやや撓み、連結ロッド３２４を上方向に偏椅させる。入口ベント開口３２８は 、シール部材３３２とハウジング３１０との間に画成される。シール部材３３２ は、連結ロッド３２４を介してダイヤフラム３１６に連結されている。 圧力制御チャンバ３２０は、ダイヤフラム３１６から入口ベント開口３２８ま で延びている。シール部材３３２には１個以上のギャップ３３４が設けられ、圧 力制御チャンバ３２０の下部３３６と上部３３８とを連通している。 動作中には、電解槽３４０により圧力制御チャンバ３２０の内部にガスが発生 し、ダイヤフラム３１６をポンピング行程中、押し下げる。他の態様と同様に、 板ばね３３０は最初はこの下方向の力に対抗するが、ばね３３０により加えられ る上方向偏椅は最終的に打ち破られ、ばねはまっすぐになり、その後、水平位置 に達すると下方向に逆転する。この逆転動作によりシール部材３３２は下降し、 入口ベント開口３２８が開き、圧力制御チャンバ３２０内の加圧ガスは入口ベン ト開口３２８からベント出口３４２を通って排出される。 シール部材３３２は中央部分３４４、ギャップ３３４を内側に有する円錐台形 セクション３４６及びシール部材３３２を定位置に保持する固定セクション３４ ８を含む。ヒンジ３５０により、中央部分３４４は、固定セクション３４８に対 して上下に移動することができ、この上下移動により、圧力制御チャンバ３２０ の上部３３８の内側の入口ベント開口３２８がそれそれ開閉する。 加圧ガスが排出されると、板ばね３３０は弛緩し、入口ベント開口３２８が再 封止されるまで、ダイヤフラム３１６、連結ロッド３２４及びシール部材３３２ は上昇する。ダイヤフラム３１６の上昇により、液体はリザーバから上流弁及び 連結通路（３１４）を通ってポンピングチャンバ３１８内に吸引される。こうし てポンピングチャンバ３１８は再充填され、入口ベント開口３２８は再封止され 、ポンピング行程が再開する。 上記ディスペンサは長時間にわたって多量のガスを保持しないので、温度及び 圧力変動にさほど影響されないことが理解されよう。更に、本発明によるディス ペンサは各連続ポンピング行程で実質的に同一量の液体を送達できることも留意 されよう。従って、上記ディスペンサは正確に設定した量の液体を正確に制御さ れた速度で断続的に分配するために使用することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年８月９日 【補正内容】 請求の範囲 １．（ａ）分配すべき液体を貯蔵するためのリザーバ、液体を分配する出口及び 前記リザーバと前記出口との間の連結通路を含むハウジングと、 （ｂ）前記通路に配置されており、片側が前記通路と共にポンピングチャンバを 画成し且つ他方の側が圧力制御チャンバを画成し、前記出口を通って液体を放出 するためのポンピング行程と前記リザーバから液体を吸引するための吸引行程と で周期的に転位可能な往復可能ポンピング部材と、 （ｃ）前記通路に配置されており、前記吸引行程中にポンピング部材に前記リザ ーバから前記ポンピングチャンバ内に液体を吸引させ、前記ポンピング行程中に ポンピング部材に前記ポンピングチャンバから前記出口を通って液体を放出させ るように機能する弁手段と、 （ｄ）前記ポンピング行程でポンピング部材を駆動するように、予め選択された 時間及び速度で前記圧力制御チャンバにガスを供給するための供給手段と、 （ｅ）前記ポンピング行程を終了するために開き且つ前記ガスの一部の排出後に 閉じる入口ベント開口を前記圧力制御チャンバの内側に有しており、前記吸引行 程でポンピング部材を駆動するように、前記ガスを前記圧力制御チャンバから大 気中に排出するためのベントメカニズムと、を含み、 前記ベントメカニズムが前記ポンピング部材に連結された転位可能部材を含み 、前記転位可能部材が前記入口ベント開口を備えており、前記入口ベント開口が 大気中に通じるベント導管と連通している液体材料ディスペンサ。 ２．前記ベントメカニズムが更に、前記入口ベント開口を交互に開閉できるよう に前記転位可能部材に滑動可能に取り付けられたブロッキング部材を含む請求項 １に記載のディスペンサ。 ３．前記ブロッキング部材が前記ポンピング部材から遠ざかる方向に偏椅してお り、前記転位可能部材が、所定位置を越えて前記転位可能部材に対して前記ブロ ッキング部材を並進させないための手段を含み、こうして前記転位可能部材を偏 椅させ、前記ブロッキング部材は前記所定位置にあるときに前記入口ベント開口 を閉鎖する請求項２に記載のディスペンサ。 ４．所定位置を越えて前記転位可能部材に対して前記ブロッキング部材を並進さ せないための前記手段が、前記転位可能部材と一体的に形成され且つ前記ブロッ キング部材の開口の横断寸法よりも大きい横断寸法を有するリッジを含む請求項 ３に記載のディスペンサ。 ５．前記ブロッキング部材の前記偏椅が、前記圧力制御チャンバの壁と前記ブロ ッキング部材とを連結する少なくとも１個の板ばねを使用して達せられる請求項 ３又は４に記載のディスペンサ。 ６．前記板ばねの一端が前記圧力制御チャンバの壁の窪みに保持されており、前 記板ばねの他端が前記ブロッキング部材の窪みに保持されている請求項５に記載 のディスペンサ。 ７．前記ベント導管が前記ポンピング部材に連結されている請求項１から６のい ずれか一項に記載のディスペンサ。 ８．前記転位可能部材がその偏椅位置にあるときに相互に接触するように配置さ れた１対の電気接点を更に含む請求項７に記載のディスペンサ。 ９．前記ベント導管が前記転位可能部材と一体的に形成され、大気中に対するシ ールを通して滑動可能である請求項１に記載のディスペンサ。 １０．前記供給手段が、電極及び電解液を含み且つ前記電解液中を流れる電流に 実質的に比例する速度でガスを発生する電解槽を含む請求項１から９のいずれか 一項に記載のディスペンサ。 １１．前記転位可能部材がその偏椅位置にあるときに相互に接触して前記ガス発 生を制御する電気回路を閉じるように配置された１対の電気接点を更に含む請求 項１０に記載のディスペンサ。 １２．前記ポンピング部材がダイヤフラムである請求項１から１１のいずれか一 項に記載のディスペンサ。 １３．前記電解槽が前記圧力制御チャンバと連通している請求項１０に記載の限 りにおいて請求項１から１２のいずれか一項に記載のディスペンサ。 １４．前記ハウジングが頂部セクション、中央セクション及び底部セクションを 含み、前記圧力制御チャンバ及び前記ポンピングチャンバが前記頂部セクション 及び前記中央セクションにより画成される請求項１から１３のいずれか一項に記 載のディスペンサ。 １５．前記ハウジングが頂部セクション、中央セクション及び底部セクションを 含み、前記リザーバが前記中央セクション及び前記底部セクションにより画成さ れ、前記中央セクションが注入プラグを含み、前記底部セクションがリザーバベ ント開口を含む請求項１から１３のいずれか一項に記載のディスペンサ。 １６．前記弁手段が、 （ａ）前記リザーバと前記ポンピングチャンバとの間で前記通路に配置され、前 記吸引行程中にポンピング部材が前記リザーバから前記ポンピングチャンバに液 体を吸引するように方向付けられた上流一方向弁と、 （ｂ）前記ポンピングチャンバと前記出口との間で前記通路に配置され、前記ポ ンピング行程中にポンピング部材が前記ポンピングチャンバから前記出口を通っ て液体を放出するように方向付けられた下流一方向弁とを含む請求項１から１５ のいずれか一項に記載のディスペンサ。 １７．前記上流及び下流弁が、前記通路に対する前記弁の位置を固定するための 手段と、流れの方向を向く凸面及び逆方向を向く凹面を有する弾性部材とを各々 含み、該弾性部材が、前記凹面に圧力が加えられると開いて流体を流し、前記凸 面に圧力が加えられると閉じて流体の流れを阻止するように形成されたスリット を有する請求項１６に記載のディスペンサ。 １８．（ａ）分配すべき液体を貯蔵するためのリザーバ、液体を分配する出口及 び前記リザーバと前記出口との間の連結通路を含むハウジングと、 （ｂ）片側がポンピングチャンバを画成し且つ他方の側が圧力制御チャンバを画 成するように前記通路に配置されたダイヤフラムと、 （ｃ）前記制御チャンバと連通しており、電極と電解液を含み、ポンピング行程 で前記ダイヤフラムを駆動するために、前記電解液中を流れる電流の量に実質的 に比例するガスを発生する電解槽と、 （ｄ）前記通路に配置されており、前記ポンピング行程中にダイヤフラムに前記 ポンピングチャンバから前記出口を通って液体を放出させ、前記吸引行程中に前 記リザーバから前記ポンピングチャンバ内に液体を吸引させる弁手段と、 （ｅ）前記ポンピング行程を終了するために開き且つ前記ガスの一部の排出後に 閉じる入口ベント開口を前記圧力制御チャンバの内側に有しており、前記吸引行 程でポンピング部材を駆動するように、前記ガスを前記圧力制御チャンバから大 気中に排出するためのベントメカニズムと、を含む液体材料ディスペンサ。 １９．（ａ）通路に対する弁の位置を固定するための手段と、 （ｂ）流れの方向を向く凸面及び逆方向を向く凹面を有する弾性部材と、 （ｃ）前記凹面に圧力が加えられると開いて流体を流し、前記凸面に圧力が加え られると閉じて流体の流れを阻止するように前記弾性部材に形成されたスリット とを含む、通路中の流体の流れを制御するための一方向弁。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 に適切な時間及び速度で発生する。吸引行程でポンピン グ部材（１８）を駆動するように圧力制御チャンバ（２ ２）から大気中にガスを排出するためにベントが使用さ れる。ベントは圧力制御チャンバ（２２）の内側に入口 ベント開口（４０）を有しており、該開口（４０）はポ ンピング行程を終了するために開き、ガスの一部が排出 されると閉じる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）分配すべき液体を貯蔵するためのリザーバ、液体を分配する出口及び 前記リザーバと前記出口との間の連結通路を含むハウジングと、 （ｂ）前記通路に配置されており、片側が前記通路と共にポンピングチャンバを 画成し且つ他方の側が圧力制御チャンバを画成し、前記出口を通って液体を放出 するためのポンピング行程と前記リザーバから液体を吸引するための吸引行程と で周期的に移動可能な往復可能ポンピング部材と、 （ｃ）前記通路に配置されており、前記吸引行程中にポンピング部材に前記リザ ーバから前記ポンピングチャンバ内に液体を吸引させ、前記ポンピング行程中に ポンピング部材に前記ポンピングチャンバから前記出口を通って液体を放出させ るように機能する弁手段と、 （ｄ）前記ポンピング行程でポンピング部材を駆動するように、予め選択された 時間及び速度で前記圧力制御チャンバにガスを供給するための供給手段と、 （ｅ）前記ポンピング行程を終了するために開き且つ前記ガスの一部の排出後に 閉じる入口ベント開口を前記圧力制御チャンバの内側に有しており、前記吸引行 程でポンピング部材を駆動するように、前記ガスを前記圧力制御チャンバから大 気中に排出するためのベントメカニズムと、を含む液体材料ディスペンサ。 ２．前記ベントメカニズムが前記ポンピング部材に連結された転位可能部材を含 み、該転位可能部材が入口ベント開口を備えており、前記入口ベント開口が大気 中に通じるベント導管と連通している請求項１に記載のディスペンサ。 ３．前記ベントメカニズムが更に、前記入口ベント開口を交互に開閉できるよう に前記転位可能部材に滑動可能に取り付けられたブロッキング部材を含む請求項 ２に記載のディスペンサ。 ４．前記ブロッキング部材が前記ポンピング部材から遠ざかる方向に偏椅してお り、前記転位可能部材が、所定位置を越えて前記転位可能部材に対して前記ブロ ッキング部材を並進させないための手段を含み、こうして前記転位可能部材を偏 椅させ、前記ブロッキング部材は前記所定位置にあるときに前記入口ベント開口 を閉鎖する請求項３に記載のディスペンサ。 ５．所定位置を越えて前記転位可能部材に対して前記ブロッキング部材を並進さ せないための前記手段が、前記転位可能部材と一体的に形成され且つ前記ブロッ キング部材の開口の横断寸法よりも大きい横断寸法を有するリッジを含む請求項 ４に記載のディスペンサ。 ６．前記ブロッキング部材の前記偏椅が、前記圧力制御チャンバの壁と前記ブロ ッキング部材とを連結する少なくとも１個の板ばねを使用して達せられる請求項 ４又は５に記載のディスペンサ。 ７．前記板ばねの一端が前記圧力制御チャンバの壁の窪みに保持されており、前 記板ばねの他端が前記ブロッキング部材の窪みに保持されている請求項６に記載 のディスペンサ。 ８．前記ベント導管が前記ポンピング部材に連結されている請求項２から７のい ずれか一項に記載のディスペンサ。 ９．前記転位可能部材がその偏椅位置にあるときに相互に接触するように配置さ れた１対の電気接点を更に含む請求項８に記載のディスペンサ。 １０．前記ベント導管が前記転位可能部材と一体的に形成され、大気に対するシ ールを通して滑動可能である請求項２に記載のディスペンサ。 １１．前記供給手段が、電極及び電解液を含み且つ前記電解液中を流れる電流に 実質的に比例する速度でガスを発生する電解槽を含む請求項１から１０のいずれ か一項に記載のディスペンサ。 １２．前記転位可能部材がその偏椅位置にあるときに相互に接触して前記ガス発 生を制御する電気回路を閉じるように配置された１対の電気接点を更に含む請求 項１１に記載のディスペンサ。 １３．前記ポンピング部材がダイヤフラムである請求項１から１２のいずれか一 項に記載のディスペンサ。 １４．前記電解槽が前記圧力制御チャンバと連通している請求項１１に記載の限 りにおいて請求項１から１３のいずれか一項に記載のディスペンサ。 １５．前記ハウジングが頂部セクション、中央セクション及び底部セクションを 含み、前記圧力制御チャンバ及び前記ポンピングチャンバが前記頂部セクション 及び前記中央セクションにより画成される請求項１から１４のいずれか一項に記 載のディスペンサ。 １６．前記ハウジングが頂部セクション、中央セクション及び底部セクションを 含み、前記リザーバが前記中央セクション及び前記底部セクションにより画成さ れ、前記中央セクションが注入プラグを含み、前記底部セクションがリザーバベ ント開口を含む請求項１から１４のいずれか一項に記載のディスペンサ。 １７．前記弁手段が、 （ａ）前記リザーバと前記ポンピングチャンバとの間で前記通路に配置され、前 記吸引行程中にポンピング部材が前記リザーバから前記ポンピングチャンバに液 体を吸引するように方向付けられた上流一方向弁と、 （ｂ）前記ポンピングチャンバと前記出口との間で前記通路に配置され、前記ポ ンピング行程中にポンピング部材が前記ポンピングチャンバから前記出口を通っ て液体を放出するように方向付けられた下流一方向弁とを含む請求項１から１６ のいずれか一項に記載のディスペンサ。 １８．前記上流及び下流弁が、前記通路に対する前記弁の位置を固定するための 手段と、流れの方向を向く凸面及び逆方向を向く凹面を有する弾性部材とを各々 含み、該弾性部材が、前記凹面に圧力が加えられると開いて流体を流し、前記凸 面に圧力が加えられると閉じて流体の流れを阻止するように形成されたスリット を有する請求項１７に記載のディスペンサ。 １９．（ａ）分配すべき液体を貯蔵するためのリザーバ、液体を分配する出口及 び前記リザーバと前記出口との間の連結通路を含むハウジングと、 （ｂ）片側がポンピングチャンバを画成し且つ他方の側が圧力制御チャンバを画 成するように前記通路に配置されたダイヤフラムと、 （ｃ）前記制御チャンバと連通しており、電極と電解液を含み、ポンピング行程 で前記ダイヤフラムを駆動するために、前記電解液中を流れる電流の量に実質的 に比例するガスを発生する電解槽と、 （ｄ）前記通路に配置されており、前記ポンピング行程中にダイヤフラムに前記 ポンピングチャンバから前記出口を通って液体を放出させ、前記吸引行程中に前 記リザーバから前記ポンピングチャンバ内に液体を吸引させる弁手段と、 （ｅ）前記ポンピング行程を終了するために開き且つ前記ガスの一部の排出後に 閉じる入口ベント開口を前記圧力制御チャンバの内側に有しており、前記吸引行 程でポンピング部材を駆動するように、前記ガスを前記圧力制御チャンバから大 気に排出するためのベントメカニズムと、を含む液体材料ディスペンサ。 ２０．（ａ）通路に対する弁の位置を固定するための手段と、 （ｂ）流れの方向を向く凸面及び逆方向を向く凹面を有する弾性部材と、 （ｃ）前記凹面に圧力が加えられると開いて流体を流し、前記凸面に圧力が加え られると閉じて流体の流れを阻止するように前記弾性部材に形成されたスリット とを含む、通路中の流体の流れを制御するための一方向弁。