往復及び回転運動するピストンを具えた定量ポンプ
定量ポンプ(1)が、中空のシリンダ(3)に少なくとも1のピストン(2)を具え、前記ポンプ(1)が、ピストン(2)のインストロークの間に流体(15)をポンプチャンバ(3)に吸引可能な少なくとも1の入口ポート(10)と、ピストン(2)のアウトストロークの間に流体(15)を送出可能な少なくとも1の出口ポート(11)とを有する。定量ポンプ(1)の前記ピストン(2)又は中空シリンダ(3)を少なくとも1つのロータ(5)で直接又は間接的に動作させることができる。このロータ(5)は、一方で、ピストン(2)又はシリンダ(3)に双方向の直線運動を伝えて、ピストン(2)を前記シリンダ(3)の中又は前記ピストン(2)の軸に沿って前後に摺動させ、他方で、双方向の角運動をピストン(2)又はディスク(24)のいずれかに伝えて、入口及び出口ポート(10,11)を交互に開放及び閉鎖する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、医薬又は流体の送出(薬物注入ポンプ、IVポンプ、腸内ポンプ、非経口ポンプ)又は食品、化学又は他の産業といった様々な分野で、例えば、コンプレッサ又は内燃機関とともに使用する定量ポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
流体モジュールを具えたピストンポンプが、既に従来技術の一部となっている。米国第2004/101426号は、上端及び下端の形状が特別な勾配を成す円筒型ピストンチャンバを具える装置を開示しており、前記ピストンチャンバが回転可能且つ軸方向に移動可能なポンプピストンを有している。ピストンの上端及び下端面の形状は、ピストンが回転するときにチャンバの両端に各々接触していずれも動作するよう設定される。この回転により、ピストンが上下に交互に移動して、流体を一方向に吸引及び一方向に推進してポンプチャンバに出入りさせることができる。ピストンの回転運動は、入口及び出口ポートを交互に開放及び閉鎖するバルブとして機能する。このようなシステムの欠点は、ピストンを円筒型チャンバに組み立てるときに直面する問題によって本質的に生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
英国特許第2060131号、米国特許第4,767,399号及び米国特許第4,850,980号は、吸引及び推進段階をチャンバの中のピストンの双方向直線運動を用いて実現するポンプ機構装置を開示している。米国第2004/101426号とは異なり、このようなポンプ機構は、ピストンの運動から独立した入口/出口ポートのバルブとして機能する装置を有している。従って、ピストンの運動と同期したバルブの運動は、さらなる部品を要するため、ポンプ機構のコストを増加させる。
【0004】
本発明は、部品の数を減らしてチャンバにピストンを組み立てるときに問題を生じることなく構成した低コストの定量ポンプを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本目的は、請求項1に示すような定量ポンプで達成される。この定量ポンプは、中空シリンダに少なくとも1つのピストンを具え、ポンプは、前記ピストンのインストローク中にポンプチャンバに流体を吸引可能な少なくとも1の入口ポートと、ピストンのアウトストローク中に流体を送出可能な少なくとも1の出口ポートとを有する。ピストン又は中空シリンダは、ロータで直接的又は間接的に動作可能である。このロータは、一方で、ピストン又はシリンダに双方向の直線運動を伝え、他方で、ピストン又は他の回転部品のいずれかに双方向の角運動を伝えて、入口及び出口ポートを交互に開放又は閉鎖する。
【0006】
米国第2004/101426号とは異なり、ロータによって伝えられる双方向の直線運動及び角運動の組み合わせによって、定量ポンプから一定の流量の流体が送出する。さらに、この定量ポンプは、前記ポンプから送出される流体の量が、ピストンと中空のシリンダハウジングとの相対的な位置に密接に関係するために、高い精度を有する。
【0007】
本発明は、添付図面を参照して以下の詳細な説明におけるいくつかの実施例によって、さらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明に係る好ましい実施例に従って、図1は、円筒型ピストン(2)と、支持体(4)に取り付けられた中空のシリンダ(3)とを具える定量ポンプ(1)を示す。このシリンダ(3)は、ピストン(2)が摺動可能に嵌合する上部開口端を有する。ピストン(2)は、スプリング(7)に取り付けられた偏心シャフト(6)を軸支するロータ(5)で動作する。
【0009】
図3及び図3aに示すように、シャフト(6)は、ピストンの受容部(9)に挟持される球状先端(8)を終端としており、ロータ(5)の角運動をピストン(2)の双方向の直線及び角運動に変える。このピストン(2)は、双方向角運動する一方で、シリンダ(3)の中で往復摺動する。
【0010】
シャフト(6)は、スプリング(7)が受容部(9)の中の先端(8)の滑らかな接合を保証しながら、上述したようにシリンダ(3)の中のピストン(2)の運動を伝える。スプリング(7)は、ピストン(2)が吸引及び推進行程の終わりに達するときに圧縮される(図4及び図6)。
【0011】
ピストン(2)が吸引又は推進サイクルにあるときに(図5及び図7)、スプリング(7)が緩和する。
【0012】
ピストン(2)の双方向の角運動は、中空シリンダ(3)の対側に設けられた入口及び出口ポート(10,11)のバルブとして機能する。ピストン(2)は、2本の流路(12,13)を有しており、ピストン(2)が角運動する間、入口ポート(10)及び出口ポート(11)が交互に開放及び閉鎖される。最初に、ピストン(2)のインストローク(又は上動)により、入口ポート(10)が開放されるとともに、出口ポート(11)が閉鎖されて、入口ポート(10)から第1流路(12)を通って中空シリンダ(3)の下部に流体(15)が吸引される(図5a及び図5b)。そして、ピストン(2)のアウトストローク(又は下動)により、入口ポート(10)が閉鎖されるとともに出口ポート(11)が開放されて、前記ポンプ室(3)の下部から第2流路(13)を通って出口ポート(11)に流体(15)を推進させる(図7a及び図7b)。
【0013】
前記流路(12,13)は、双方向の角運動及び直線運動の双方に従って、曲線状となっており、ピストン(2)のインストローク段階及びアウトストローク段階の間、絶えず入口(10)及び出口(11)をそれぞれ確実に開放する。これによって、ピストン(2)のインストロークの間に、流体(15)が入口(10)からピストン(2)を通って円筒型のチャンバ(3’)の下部に絶えず流れ、ピストン(2)のアウトストロークの間に、流体(15)が円筒型のチャンバ(3’)の下部から出口に絶えず流れることが確実となる。
【0014】
いくつかの特殊な形状のガスケット又は標準的なOリング(14)が、入口ポート(10)及び出口ポート(11)の周りに設けられ、ピストン(2)の外径と円筒型チャンバ(3’)の内径との間に存在する遊びを封鎖する。前記ガスケットは、特別なシーリングリブ構成を具えており、ピストン(2)又はシリンダ(3)の一部を成す。
【0015】
本発明を、非経口システムとして医学的用途に適合してもよい。ピストン(2)及び円筒型チャンバ(3’)を、使い捨て可能に構成してもよい。蠕動ポンプの中の柔軟性のある膜又は管といった軟らかい部品で構成される既存の使い捨て可能なポンプとは異なり、ピストン2及び円筒型チャンバ(3’)を硬質プラスチックのように射出成形法で作製できるため、これらは圧力や温度に影響されない。このため、このようなシステムは、ロータ(5)の角度シフトを予めセットすることで、一定量の薬物を正確に放出できる。前記ロータ(5)が360°回転することで単回投与を行える。このようなシステムにより、一定の時間間隔でロータが作動するだけで、数回投与を行える。
【0016】
本発明の第2の実施例(図8,図8a)では、ピストン(2)の上端が、2つの突起部(18)を介してピストンヘッド(17)に堅く接続された玉継手(ball−and−socket joint)(16)を具える。偏心シャフト(6)を軸受けするロータ(5)は、ピストンヘッド(17)を介してピストン(2)に双方向の角運動及び直線運動の組み合わせを伝え、ピストンヘッド(17)は、シャフト(19)がガイドとして従動する穴部を有している。このような実施例では、ピストン(2)が図5及び図7に示すような吸引又は推進サイクルにあるときに、本発明の第1の実施例でシャフト(6)の球状先端(8)とピストン受容部(9)との間に発生する近接が回避される。
【0017】
第3の実施例(図9から図15)では、第1及び第2のピストン(20,21)が、図9に示すように、中空の円筒型の可動式ハウジング(22)の中に互いに逆方向に固定配置されている。前記ハウジング(22)は、端部と端部とが互いに向かい合うよう組み立てられた同一の2つの円筒状部品(23,23’)でできている。好適には横方向に互いに180°の角度を成して設けられた入口及び出口ポート(10,11)と穴部(25)とを具える1枚のディスク(24)(図10a,図11,図11a)が、2つの円筒状部品(23,23’)の間の前記ハウジング22の内側の中程に取り付けられている。このようなアッセンブリは、第1及び第2のチャンバ(26,26’)(図12b,14b)を形成する。ディスク(24)は、部品(23,23’)で出来ているハウジング(22)に対して角運動可能である。
【0018】
シャフト(図示せず)は、本発明の第1の実施例で記載したように、穴部(25)に挿入されてロータ(5)に取り付けられ、双方向の直線及び角運動の組み合わせをディスク(24)に伝える。
【0019】
このようなディスク(24)の運動により、円筒型のハウジング(22)が2つのピストン(20,21)の軸に沿って前後に摺動するとともに、入口及び出口ポート(10,11)を閉鎖し、一方で、入口ポート(10)から第1及び第2チャンバ(26,26’)に流体(15)を交互に吸引し、他方で、第1及び第2チャンバ(26,26’)から出口ポート(11)に流体(15)を交互に送出することが確実となる。
【0020】
2つのチャンバ(26,26’)間の吸引及び推進段階の最適同期化が、図11aに示すようにディスク(24)の中及びその入口/出口に設けられた第1及び第2のT型流路(27,27’)によって達成する。流路(27,27’)は、前記流路(27,27’)が両円筒部品(23,23’)の端部に設けられた第1及び第2の開口(28,28’)に交互に重なるときに、第1及び第2チャンバ(26,26’)に入口ポート(10)を交互に接続し、出口ポート(11)に第1及び第2チャンバ(26,26’)を交互に接続する(図10)。このような本発明の特定の実施例では、定量ポンプから絶えず流れ出ることが可能である。
【0021】
本発明の第4の実施例では、図16及び図16aに示すように、ピストン(2)の双方向の直線及び角運動の組み合わせが、ピストンヘッド(17)に堅く接続された上部部品(29)を貫通する軸(28)によってなされる。前記軸(28)は、少なくとも1つのロータ(5)によって動作可能である。軸(28)の運動が、本発明の第2の実施例に記載された運動をピストン(2)に伝える。
【0022】
このような伝達を本発明の第3の実施例に適合することができる(図17及び図17a)。
【0023】
本発明のさらなる実施例(図示せず)では、ポンプ(1)が、上記の第1の実施例の前記ピストン(2)の上部及び下部に動作可能に接続された2つのロータ(5,5´)で作動する。第1ロータ(5)が、吸引段階で要する運動をピストン(2)に伝え、一方、第2ロータ(5´)が推進段階で要する運動を前記ピストン(2)に伝える。
【0024】
本発明の全ての実施例を、ピストンの角運動からその相対的な直線運動を分離するよう適合することができる。直線運動を第1ロータで伝達でき、角運動を第2ロータで伝達できる。ピストンの運動を、その行程のうちのいつでも直線運動から角運動に変換することができる。
【0025】
本発明の他の変形例では、ポンプ(1)をコンプレッサとして使用することができる。堅く封着されたタンクを出口ポートに嵌合して、第1の実施例で記載したのと同じ機構で、チャンバに入口(10)を通して空気を吸引し、タンクにこの空気を推進することができる。
【0026】
また、このような定量ポンプ(1)の機構を、内燃機関に適合できる。このように、本発明の他の形態は、本書に記載されているような、本発明に従った定量ポンプを具える内燃機関である。
【0027】
本発明は、特定の実施例に関連して記載されているが、このような記載は、限定の意味で解釈することを意図するものではない。本発明の様々な他の分野への適応を、添付の特許請求の範囲に規定した本発明の要旨を逸脱しない範囲で検討できる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】図1は、本発明の第1の実施例に従った、中空のシリンダに設けられたピストンを具えるロータを取り外した状態の定量ポンプの斜視図である。
【図2】図2は、第1の実施例の偏心シャフトを具えるロータの斜視図である。
【図3】図3は、偏心シャフトがピストンの上部の近くの受容部に嵌合している様子を示す断面図である。
【図3a】図3aは、図3の詳細図である。
【図4】図4は、ロータの回転サイクルの開始時における定量ポンプの第1の実施例の斜視図である。
【図4a】図4aは、軸方向に分割された図4の後面図で、図4bは、図4aのラインA−A断面図である。
【図5】図5は、ロータが90°回転した後の定量ポンプの斜視図である。
【図5a】図5aは、軸方向に分割された図5の後面図で、図5bは、図5aのラインA−A断面図である。
【図6】図6は、ロータが180°回転した後の定量ポンプの斜視図である。
【図6a】図6aは、軸方向に分割された図6の後面図で、図6bは、図6aのラインA−A断面図である。
【図7】図7は、ロータが270°回転した後の定量ポンプの斜視図である。
【図7a】図7aは、軸方向に分割された図7の後面図で、図7bは、図7aのラインA−A断面図である。
【図8】図8は、ピストンヘッドを具える本発明の第2の実施例に従った定量ポンプの斜視図である。
【図8a】図8aは、ロータのシャフトに接続された上記ピストンヘッドの斜視図である。
【図8b】図8bは、本発明の第2の実施例のピストンの斜視図である。
【図9】図9は、ロータを外した状態の透視したポンプを示す本発明の第3の実施例に従った定量ポンプの上面斜視図である。
【図9a】図9aは、ロータを外した状態の定量ポンプの外観を示す第3の実施例の底面斜視図である。
【図10】図10は、上記第3の実施例の中空の円筒型ハウジングを構成する2つの円筒型部品のうちの1つの斜視図である。
【図10a】図10aは、図10の円筒型部品に嵌合する別の回転可能な部品の斜視図である。
【図11】図11は、上記回転可能な部品の正面図で、図11aは、図11における当該部品のラインA−A断面図である。
【図12a】図12aは、サイクルの開始時の図9の端面図で、図12bは、図12aのラインA−A断面図である。
【図13a】図13aは、ロータが90°回転した後の図9の端面図で、図13bは、図13aのラインA−A断面図である。
【図14a】図14aは、ロータが180°回転した後の図9の端面図で、図14bは、図14aのラインA−A断面図である。
【図15a】図15aは、ロータが270°回転した後の図9の端面図で、図15bは、図15aのラインA−A断面図である。
【図16】図16は、本発明の第4の実施例に従った定量ポンプの斜視図である。
【図16a】図16aは、少なくとも1つのロータに取り付けられた軸に沿って図16を軸方向に分割した図である。
【図17】図17は、本発明の追加的な実施例に従った定量ポンプの斜視図である。
【図17a】図17aは、少なくとも1つのロータに取り付けられた軸に沿って図17を軸方向に分割した図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、医薬又は流体の送出(薬物注入ポンプ、IVポンプ、腸内ポンプ、非経口ポンプ)又は食品、化学又は他の産業といった様々な分野で、例えば、コンプレッサ又は内燃機関とともに使用する定量ポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
流体モジュールを具えたピストンポンプが、既に従来技術の一部となっている。米国第2004/101426号は、上端及び下端の形状が特別な勾配を成す円筒型ピストンチャンバを具える装置を開示しており、前記ピストンチャンバが回転可能且つ軸方向に移動可能なポンプピストンを有している。ピストンの上端及び下端面の形状は、ピストンが回転するときにチャンバの両端に各々接触していずれも動作するよう設定される。この回転により、ピストンが上下に交互に移動して、流体を一方向に吸引及び一方向に推進してポンプチャンバに出入りさせることができる。ピストンの回転運動は、入口及び出口ポートを交互に開放及び閉鎖するバルブとして機能する。このようなシステムの欠点は、ピストンを円筒型チャンバに組み立てるときに直面する問題によって本質的に生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
英国特許第2060131号、米国特許第4,767,399号及び米国特許第4,850,980号は、吸引及び推進段階をチャンバの中のピストンの双方向直線運動を用いて実現するポンプ機構装置を開示している。米国第2004/101426号とは異なり、このようなポンプ機構は、ピストンの運動から独立した入口/出口ポートのバルブとして機能する装置を有している。従って、ピストンの運動と同期したバルブの運動は、さらなる部品を要するため、ポンプ機構のコストを増加させる。
【0004】
本発明は、部品の数を減らしてチャンバにピストンを組み立てるときに問題を生じることなく構成した低コストの定量ポンプを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本目的は、請求項1に示すような定量ポンプで達成される。この定量ポンプは、中空シリンダに少なくとも1つのピストンを具え、ポンプは、前記ピストンのインストローク中にポンプチャンバに流体を吸引可能な少なくとも1の入口ポートと、ピストンのアウトストローク中に流体を送出可能な少なくとも1の出口ポートとを有する。ピストン又は中空シリンダは、ロータで直接的又は間接的に動作可能である。このロータは、一方で、ピストン又はシリンダに双方向の直線運動を伝え、他方で、ピストン又は他の回転部品のいずれかに双方向の角運動を伝えて、入口及び出口ポートを交互に開放又は閉鎖する。
【0006】
米国第2004/101426号とは異なり、ロータによって伝えられる双方向の直線運動及び角運動の組み合わせによって、定量ポンプから一定の流量の流体が送出する。さらに、この定量ポンプは、前記ポンプから送出される流体の量が、ピストンと中空のシリンダハウジングとの相対的な位置に密接に関係するために、高い精度を有する。
【0007】
本発明は、添付図面を参照して以下の詳細な説明におけるいくつかの実施例によって、さらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明に係る好ましい実施例に従って、図1は、円筒型ピストン(2)と、支持体(4)に取り付けられた中空のシリンダ(3)とを具える定量ポンプ(1)を示す。このシリンダ(3)は、ピストン(2)が摺動可能に嵌合する上部開口端を有する。ピストン(2)は、スプリング(7)に取り付けられた偏心シャフト(6)を軸支するロータ(5)で動作する。
【0009】
図3及び図3aに示すように、シャフト(6)は、ピストンの受容部(9)に挟持される球状先端(8)を終端としており、ロータ(5)の角運動をピストン(2)の双方向の直線及び角運動に変える。このピストン(2)は、双方向角運動する一方で、シリンダ(3)の中で往復摺動する。
【0010】
シャフト(6)は、スプリング(7)が受容部(9)の中の先端(8)の滑らかな接合を保証しながら、上述したようにシリンダ(3)の中のピストン(2)の運動を伝える。スプリング(7)は、ピストン(2)が吸引及び推進行程の終わりに達するときに圧縮される(図4及び図6)。
【0011】
ピストン(2)が吸引又は推進サイクルにあるときに(図5及び図7)、スプリング(7)が緩和する。
【0012】
ピストン(2)の双方向の角運動は、中空シリンダ(3)の対側に設けられた入口及び出口ポート(10,11)のバルブとして機能する。ピストン(2)は、2本の流路(12,13)を有しており、ピストン(2)が角運動する間、入口ポート(10)及び出口ポート(11)が交互に開放及び閉鎖される。最初に、ピストン(2)のインストローク(又は上動)により、入口ポート(10)が開放されるとともに、出口ポート(11)が閉鎖されて、入口ポート(10)から第1流路(12)を通って中空シリンダ(3)の下部に流体(15)が吸引される(図5a及び図5b)。そして、ピストン(2)のアウトストローク(又は下動)により、入口ポート(10)が閉鎖されるとともに出口ポート(11)が開放されて、前記ポンプ室(3)の下部から第2流路(13)を通って出口ポート(11)に流体(15)を推進させる(図7a及び図7b)。
【0013】
前記流路(12,13)は、双方向の角運動及び直線運動の双方に従って、曲線状となっており、ピストン(2)のインストローク段階及びアウトストローク段階の間、絶えず入口(10)及び出口(11)をそれぞれ確実に開放する。これによって、ピストン(2)のインストロークの間に、流体(15)が入口(10)からピストン(2)を通って円筒型のチャンバ(3’)の下部に絶えず流れ、ピストン(2)のアウトストロークの間に、流体(15)が円筒型のチャンバ(3’)の下部から出口に絶えず流れることが確実となる。
【0014】
いくつかの特殊な形状のガスケット又は標準的なOリング(14)が、入口ポート(10)及び出口ポート(11)の周りに設けられ、ピストン(2)の外径と円筒型チャンバ(3’)の内径との間に存在する遊びを封鎖する。前記ガスケットは、特別なシーリングリブ構成を具えており、ピストン(2)又はシリンダ(3)の一部を成す。
【0015】
本発明を、非経口システムとして医学的用途に適合してもよい。ピストン(2)及び円筒型チャンバ(3’)を、使い捨て可能に構成してもよい。蠕動ポンプの中の柔軟性のある膜又は管といった軟らかい部品で構成される既存の使い捨て可能なポンプとは異なり、ピストン2及び円筒型チャンバ(3’)を硬質プラスチックのように射出成形法で作製できるため、これらは圧力や温度に影響されない。このため、このようなシステムは、ロータ(5)の角度シフトを予めセットすることで、一定量の薬物を正確に放出できる。前記ロータ(5)が360°回転することで単回投与を行える。このようなシステムにより、一定の時間間隔でロータが作動するだけで、数回投与を行える。
【0016】
本発明の第2の実施例(図8,図8a)では、ピストン(2)の上端が、2つの突起部(18)を介してピストンヘッド(17)に堅く接続された玉継手(ball−and−socket joint)(16)を具える。偏心シャフト(6)を軸受けするロータ(5)は、ピストンヘッド(17)を介してピストン(2)に双方向の角運動及び直線運動の組み合わせを伝え、ピストンヘッド(17)は、シャフト(19)がガイドとして従動する穴部を有している。このような実施例では、ピストン(2)が図5及び図7に示すような吸引又は推進サイクルにあるときに、本発明の第1の実施例でシャフト(6)の球状先端(8)とピストン受容部(9)との間に発生する近接が回避される。
【0017】
第3の実施例(図9から図15)では、第1及び第2のピストン(20,21)が、図9に示すように、中空の円筒型の可動式ハウジング(22)の中に互いに逆方向に固定配置されている。前記ハウジング(22)は、端部と端部とが互いに向かい合うよう組み立てられた同一の2つの円筒状部品(23,23’)でできている。好適には横方向に互いに180°の角度を成して設けられた入口及び出口ポート(10,11)と穴部(25)とを具える1枚のディスク(24)(図10a,図11,図11a)が、2つの円筒状部品(23,23’)の間の前記ハウジング22の内側の中程に取り付けられている。このようなアッセンブリは、第1及び第2のチャンバ(26,26’)(図12b,14b)を形成する。ディスク(24)は、部品(23,23’)で出来ているハウジング(22)に対して角運動可能である。
【0018】
シャフト(図示せず)は、本発明の第1の実施例で記載したように、穴部(25)に挿入されてロータ(5)に取り付けられ、双方向の直線及び角運動の組み合わせをディスク(24)に伝える。
【0019】
このようなディスク(24)の運動により、円筒型のハウジング(22)が2つのピストン(20,21)の軸に沿って前後に摺動するとともに、入口及び出口ポート(10,11)を閉鎖し、一方で、入口ポート(10)から第1及び第2チャンバ(26,26’)に流体(15)を交互に吸引し、他方で、第1及び第2チャンバ(26,26’)から出口ポート(11)に流体(15)を交互に送出することが確実となる。
【0020】
2つのチャンバ(26,26’)間の吸引及び推進段階の最適同期化が、図11aに示すようにディスク(24)の中及びその入口/出口に設けられた第1及び第2のT型流路(27,27’)によって達成する。流路(27,27’)は、前記流路(27,27’)が両円筒部品(23,23’)の端部に設けられた第1及び第2の開口(28,28’)に交互に重なるときに、第1及び第2チャンバ(26,26’)に入口ポート(10)を交互に接続し、出口ポート(11)に第1及び第2チャンバ(26,26’)を交互に接続する(図10)。このような本発明の特定の実施例では、定量ポンプから絶えず流れ出ることが可能である。
【0021】
本発明の第4の実施例では、図16及び図16aに示すように、ピストン(2)の双方向の直線及び角運動の組み合わせが、ピストンヘッド(17)に堅く接続された上部部品(29)を貫通する軸(28)によってなされる。前記軸(28)は、少なくとも1つのロータ(5)によって動作可能である。軸(28)の運動が、本発明の第2の実施例に記載された運動をピストン(2)に伝える。
【0022】
このような伝達を本発明の第3の実施例に適合することができる(図17及び図17a)。
【0023】
本発明のさらなる実施例(図示せず)では、ポンプ(1)が、上記の第1の実施例の前記ピストン(2)の上部及び下部に動作可能に接続された2つのロータ(5,5´)で作動する。第1ロータ(5)が、吸引段階で要する運動をピストン(2)に伝え、一方、第2ロータ(5´)が推進段階で要する運動を前記ピストン(2)に伝える。
【0024】
本発明の全ての実施例を、ピストンの角運動からその相対的な直線運動を分離するよう適合することができる。直線運動を第1ロータで伝達でき、角運動を第2ロータで伝達できる。ピストンの運動を、その行程のうちのいつでも直線運動から角運動に変換することができる。
【0025】
本発明の他の変形例では、ポンプ(1)をコンプレッサとして使用することができる。堅く封着されたタンクを出口ポートに嵌合して、第1の実施例で記載したのと同じ機構で、チャンバに入口(10)を通して空気を吸引し、タンクにこの空気を推進することができる。
【0026】
また、このような定量ポンプ(1)の機構を、内燃機関に適合できる。このように、本発明の他の形態は、本書に記載されているような、本発明に従った定量ポンプを具える内燃機関である。
【0027】
本発明は、特定の実施例に関連して記載されているが、このような記載は、限定の意味で解釈することを意図するものではない。本発明の様々な他の分野への適応を、添付の特許請求の範囲に規定した本発明の要旨を逸脱しない範囲で検討できる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】図1は、本発明の第1の実施例に従った、中空のシリンダに設けられたピストンを具えるロータを取り外した状態の定量ポンプの斜視図である。
【図2】図2は、第1の実施例の偏心シャフトを具えるロータの斜視図である。
【図3】図3は、偏心シャフトがピストンの上部の近くの受容部に嵌合している様子を示す断面図である。
【図3a】図3aは、図3の詳細図である。
【図4】図4は、ロータの回転サイクルの開始時における定量ポンプの第1の実施例の斜視図である。
【図4a】図4aは、軸方向に分割された図4の後面図で、図4bは、図4aのラインA−A断面図である。
【図5】図5は、ロータが90°回転した後の定量ポンプの斜視図である。
【図5a】図5aは、軸方向に分割された図5の後面図で、図5bは、図5aのラインA−A断面図である。
【図6】図6は、ロータが180°回転した後の定量ポンプの斜視図である。
【図6a】図6aは、軸方向に分割された図6の後面図で、図6bは、図6aのラインA−A断面図である。
【図7】図7は、ロータが270°回転した後の定量ポンプの斜視図である。
【図7a】図7aは、軸方向に分割された図7の後面図で、図7bは、図7aのラインA−A断面図である。
【図8】図8は、ピストンヘッドを具える本発明の第2の実施例に従った定量ポンプの斜視図である。
【図8a】図8aは、ロータのシャフトに接続された上記ピストンヘッドの斜視図である。
【図8b】図8bは、本発明の第2の実施例のピストンの斜視図である。
【図9】図9は、ロータを外した状態の透視したポンプを示す本発明の第3の実施例に従った定量ポンプの上面斜視図である。
【図9a】図9aは、ロータを外した状態の定量ポンプの外観を示す第3の実施例の底面斜視図である。
【図10】図10は、上記第3の実施例の中空の円筒型ハウジングを構成する2つの円筒型部品のうちの1つの斜視図である。
【図10a】図10aは、図10の円筒型部品に嵌合する別の回転可能な部品の斜視図である。
【図11】図11は、上記回転可能な部品の正面図で、図11aは、図11における当該部品のラインA−A断面図である。
【図12a】図12aは、サイクルの開始時の図9の端面図で、図12bは、図12aのラインA−A断面図である。
【図13a】図13aは、ロータが90°回転した後の図9の端面図で、図13bは、図13aのラインA−A断面図である。
【図14a】図14aは、ロータが180°回転した後の図9の端面図で、図14bは、図14aのラインA−A断面図である。
【図15a】図15aは、ロータが270°回転した後の図9の端面図で、図15bは、図15aのラインA−A断面図である。
【図16】図16は、本発明の第4の実施例に従った定量ポンプの斜視図である。
【図16a】図16aは、少なくとも1つのロータに取り付けられた軸に沿って図16を軸方向に分割した図である。
【図17】図17は、本発明の追加的な実施例に従った定量ポンプの斜視図である。
【図17a】図17aは、少なくとも1つのロータに取り付けられた軸に沿って図17を軸方向に分割した図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の中空の円筒部材(23)の中に少なくとも1の第1のピストン(2)を具える定量ポンプ(1)であって、
前記ポンプ(1)が、前記ピストン(20)のインストローク中に少なくとも1のポンプチャンバ(26)に液体(15)を吸引可能な少なくとも1の入口ポート(10)と、
前記ピストン(20)のアウトストローク中に前記液体(15)を送出可能な少なくとも1の出口ポート(11)とを有し、
少なくとも1の第2のピストン(21)が、第2の中空の円筒部材(23’)の中に前記第1のピストン(20)と反対側に設けられ、
両円筒部材(23,23’)が、端部と端部とが互いに向かい合うよう組み立てられてハウジング(22)を形成し、
好ましくはディスク状の部品(24)が前記ハウジング(22)の中の中程に取り付けられて、
前記部品(24)が、入口及び出口ポート(10,11)を具え、好ましくは双方向の直線及び角運動の組み合わせにより動作して、ピストン(20,21)の軸に沿って円筒型のハウジング(22)とピストン(20,21)の相対的な前後の摺動を生じさせるとともに、入口及び出口ポート(10,11)を同期的に閉鎖して、連続的な流れ送出を確実にするよう構成されていることを特徴とする定量ポンプ(1)。
【請求項2】
前記第1及び第2ピストン(20,21)がハウジング(22)の中に固定して設けられており、
前記ハウジングが前記2つのピストン(20,21)の軸に沿って摺動可能であることを特徴とする請求項1に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項3】
前記ハウジング(22)が固定され、
一方、前記第1及び第2のピストン(20,21)が、前記ハウジング(22)の中で摺動可能であることを特徴とする請求項1に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項4】
前記部品(24)が双方向の直線運動で動作するよう構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項5】
前記部品(24)の角運動からハウジング(22)又はピストン(20,21)の直線運動を分離する手段を具えることを特徴とする請求項2又は3に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項6】
前記ハウジング(22)又は前記ピストン(20,21)に相対的な直線運動を伝える第1のロータと、
前記部品(24)に角運動を独立して伝える第2のロータとを具えることを特徴とする請求項5に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項7】
前記ピストン(20,21)、ディスク(24)及びハウジング(22)が使い捨て可能であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項8】
円筒型チャンバ(3)にピストン(2)を具え、
前記チャンバ(3)が上部開口端(4)と、入口ポート(10)と、出口ポート(11)とを有し、
前記ピストン(2)が少なくとも1のロータ(5)で動作し、
シャフト(6)が、前記シャフト(6)が前記ピストン(2)の上部に隣接する受容部に挟持される球状先端(8)を具えて前記ピストン(2)に直接的に動作可能に接続されるか、又は前記ピストン(2)の端部(16)に適合可能なピストンヘッド(17)を介して間接的に動作可能に接続され、
前記ピストン(2)が双方向の角運動を有するとともに前記円筒型チャンバ(3)の中で前後に摺動して、前記ピストン(2)のインストロークを与えて前記入口ポート(10)から第1流路(12)を通して前記ポンプチャンバ(3)に前記流体(15)を吸引した後に、前記ピストン(2)のアウトストロークを与えて第2流路(13)を通して前記出口ポート(11)に前記流体(15)を推進し、
前記入口(10)及び出口ポート(11)が、前記ピストン(2)の双方向の角運動で交互に開放及び閉鎖して、前記入口及び出口ポート(10,11)のバルブとして機能することを特徴とする定量ポンプ(1)。
【請求項9】
前記入口及び出口ポート(10,11)の交互の開放及び閉鎖が、前記定量ポンプ(1)の前記吸引及び放出段階と同期してなされるか、又は、前記ピストン(2)のストロークの間はいつでもなされることを特徴とする請求項8に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項10】
前記流路(12,13)が、前記流体(15)が前記ピストン(2)のインストロークの間に前記入口ポート(10)から前記チャンバ(3)に確実に流れ、前記ピストン(2)のアウトストロークの間に前記チャンバ(3)から前記出口(11)に確実に流れるよう曲折されていることを特徴とする請求項9に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項11】
前記ピストン(2)及び円筒型チャンバ(3)が使い捨て可能であることを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項12】
いくつかの特別なガスケット又は標準的Oリング(14)が、前記入口ポート(10)及び出口ポート(11)の周りに設けられていることを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の定量ポンプ。
【請求項13】
前記ピストン(2)及び円筒型チャンバ(3)が射出成形部品であることを特徴とする請求項8から12のいずれか1項に記載の定量ポンプ。
【請求項14】
前記シャフト(6)がスプリング(7)に取り付けられていることを特徴とする請求項8に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項15】
請求項1から14のいずれか1項に記載の定量ポンプ(1)の出口ポート(11)に堅く封着されたタンクを具えることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項1】
第1の中空の円筒部材(23)の中に少なくとも1の第1のピストン(2)を具える定量ポンプ(1)であって、
前記ポンプ(1)が、前記ピストン(20)のインストローク中に少なくとも1のポンプチャンバ(26)に液体(15)を吸引可能な少なくとも1の入口ポート(10)と、
前記ピストン(20)のアウトストローク中に前記液体(15)を送出可能な少なくとも1の出口ポート(11)とを有し、
少なくとも1の第2のピストン(21)が、第2の中空の円筒部材(23’)の中に前記第1のピストン(20)と反対側に設けられ、
両円筒部材(23,23’)が、端部と端部とが互いに向かい合うよう組み立てられてハウジング(22)を形成し、
好ましくはディスク状の部品(24)が前記ハウジング(22)の中の中程に取り付けられて、
前記部品(24)が、入口及び出口ポート(10,11)を具え、好ましくは双方向の直線及び角運動の組み合わせにより動作して、ピストン(20,21)の軸に沿って円筒型のハウジング(22)とピストン(20,21)の相対的な前後の摺動を生じさせるとともに、入口及び出口ポート(10,11)を同期的に閉鎖して、連続的な流れ送出を確実にするよう構成されていることを特徴とする定量ポンプ(1)。
【請求項2】
前記第1及び第2ピストン(20,21)がハウジング(22)の中に固定して設けられており、
前記ハウジングが前記2つのピストン(20,21)の軸に沿って摺動可能であることを特徴とする請求項1に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項3】
前記ハウジング(22)が固定され、
一方、前記第1及び第2のピストン(20,21)が、前記ハウジング(22)の中で摺動可能であることを特徴とする請求項1に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項4】
前記部品(24)が双方向の直線運動で動作するよう構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項5】
前記部品(24)の角運動からハウジング(22)又はピストン(20,21)の直線運動を分離する手段を具えることを特徴とする請求項2又は3に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項6】
前記ハウジング(22)又は前記ピストン(20,21)に相対的な直線運動を伝える第1のロータと、
前記部品(24)に角運動を独立して伝える第2のロータとを具えることを特徴とする請求項5に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項7】
前記ピストン(20,21)、ディスク(24)及びハウジング(22)が使い捨て可能であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項8】
円筒型チャンバ(3)にピストン(2)を具え、
前記チャンバ(3)が上部開口端(4)と、入口ポート(10)と、出口ポート(11)とを有し、
前記ピストン(2)が少なくとも1のロータ(5)で動作し、
シャフト(6)が、前記シャフト(6)が前記ピストン(2)の上部に隣接する受容部に挟持される球状先端(8)を具えて前記ピストン(2)に直接的に動作可能に接続されるか、又は前記ピストン(2)の端部(16)に適合可能なピストンヘッド(17)を介して間接的に動作可能に接続され、
前記ピストン(2)が双方向の角運動を有するとともに前記円筒型チャンバ(3)の中で前後に摺動して、前記ピストン(2)のインストロークを与えて前記入口ポート(10)から第1流路(12)を通して前記ポンプチャンバ(3)に前記流体(15)を吸引した後に、前記ピストン(2)のアウトストロークを与えて第2流路(13)を通して前記出口ポート(11)に前記流体(15)を推進し、
前記入口(10)及び出口ポート(11)が、前記ピストン(2)の双方向の角運動で交互に開放及び閉鎖して、前記入口及び出口ポート(10,11)のバルブとして機能することを特徴とする定量ポンプ(1)。
【請求項9】
前記入口及び出口ポート(10,11)の交互の開放及び閉鎖が、前記定量ポンプ(1)の前記吸引及び放出段階と同期してなされるか、又は、前記ピストン(2)のストロークの間はいつでもなされることを特徴とする請求項8に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項10】
前記流路(12,13)が、前記流体(15)が前記ピストン(2)のインストロークの間に前記入口ポート(10)から前記チャンバ(3)に確実に流れ、前記ピストン(2)のアウトストロークの間に前記チャンバ(3)から前記出口(11)に確実に流れるよう曲折されていることを特徴とする請求項9に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項11】
前記ピストン(2)及び円筒型チャンバ(3)が使い捨て可能であることを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項12】
いくつかの特別なガスケット又は標準的Oリング(14)が、前記入口ポート(10)及び出口ポート(11)の周りに設けられていることを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の定量ポンプ。
【請求項13】
前記ピストン(2)及び円筒型チャンバ(3)が射出成形部品であることを特徴とする請求項8から12のいずれか1項に記載の定量ポンプ。
【請求項14】
前記シャフト(6)がスプリング(7)に取り付けられていることを特徴とする請求項8に記載の定量ポンプ(1)。
【請求項15】
請求項1から14のいずれか1項に記載の定量ポンプ(1)の出口ポート(11)に堅く封着されたタンクを具えることを特徴とするコンプレッサ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図3a】
【図4】
【図4a】
【図4b】
【図5】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図8a】
【図8b】
【図9】
【図9a】
【図10】
【図10a】
【図11】
【図11a】
【図12a】
【図12b】
【図13a】
【図13b】
【図14a】
【図14b】
【図15a】
【図15b】
【図16】
【図16a】
【図17】
【図17a】
【図2】
【図3】
【図3a】
【図4】
【図4a】
【図4b】
【図5】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図8a】
【図8b】
【図9】
【図9a】
【図10】
【図10a】
【図11】
【図11a】
【図12a】
【図12b】
【図13a】
【図13b】
【図14a】
【図14b】
【図15a】
【図15b】
【図16】
【図16a】
【図17】
【図17a】
【公表番号】特表2008−522075(P2008−522075A)
【公表日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−542138(P2007−542138)
【出願日】平成17年8月12日(2005.8.12)
【国際出願番号】PCT/IB2005/002423
【国際公開番号】WO2006/056828
【国際公開日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【出願人】(507169440)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年8月12日(2005.8.12)
【国際出願番号】PCT/IB2005/002423
【国際公開番号】WO2006/056828
【国際公開日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【出願人】(507169440)
【Fターム(参考)】
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