１つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャを有する蛇腹プランジャ、そのような蛇腹プランジャを含むポンプ、および関連する方法
ポンプシステムは、管状体と、閉じられた前部と、開かれた後部と、前部の近傍から後部の近傍まで長手方向に連続的にらせんのように延びる少なくとも１つのコンターとからなるらせん状の蛇腹プランジャで、少なくとも部分的には画定される、少なくとも１つの圧力室を含む。らせん状の蛇腹プランジャを形成する方法は、らせん状に延びる外部コンターを含む中子鋳型、および実質的に同じピッチの、中子鋳型のらせん状に延びる外部コンターと整列するように構成されたらせん状に延びる内部コンターを含む、協調的に関係づけられた型穴を使用してらせん状蛇腹プランジャを成形するステップと、中子鋳型と鋳型との間に成形材料を導入するステップと、成形材料を硬化させるステップと、硬化した成形材料を中子鋳型から回して外すステップとを含む。また、種々の構成のらせん状の蛇腹プランジャが、開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年１月９日に出願した「Ｈｅｌｉｃａｌ Ｂｅｌｌｏｗｓ，Ｐｕｍｐ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｓａｍｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｂｅｌｌｏｗｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」に対する米国特許出願第１２／３５１，５１６号の出願日の利益を主張するものであり、その特許出願の開示は、この参照によりその全体を本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、容積移送式装置（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、往復運動装置（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）（例えば、ポンプ、弁など）に使用するための蛇腹プランジャ、そのような蛇腹プランジャを含む往復運動ポンプ、および蛇腹プランジャを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
往復運動流体ポンプは、多くの産業において使用される。一般に、往復運動流体ポンプは、ポンプ本体の中に２つの流体室を含む。往復運動ピストンまたは軸（ｓｈａｆｔ）が、ポンプ本体内で前後に駆動される。１つまたは複数の隔膜または蛇腹プランジャが、往復運動ピストンまたは軸に接続されてよい。往復運動ピストンは一方向に動くにつれて、隔膜または蛇腹プランジャの運動が、流体が２つの流体室のうちの第１の流体室に吸引され、第２の室から排出されることをもたらす。往復運動ピストンが反対方向に動くにつれて、隔膜または蛇腹プランジャの運動が、流体が第１の室から排出され、第２の室に吸引されることをもたらす。室入口および室出口が、第１の流体室と流体連結して設けられてよく、別の室入口および別の室出口が、第２の流体室と流体連結して設けられてよい。第１および第２の流体室への室入口が、共通の単一のポンプ入口と流体連結してよく、第１および第２の流体室からの室出口が、共通の単一のポンプ出口と流体連結してよく、それにより、流体が、単一の流体源からポンプ入口を通ってポンプ内に引き込まれてよく、流体が、単一のポンプ出口を通ってポンプから排出されてよい。流体が、室入口を通ってのみ流体室に流入することができ、かつ流体が、室出口を通ってのみ流体室から流出することができることを確実にするために、逆止弁が、流体室のそれぞれの室入口および室出口に設けられてよい。
【０００４】
そのような往復運動流体ポンプの例が、例えば、１９９４年１２月６日発行のＤｕｎｎらの米国特許第５，３７０，５０７号、１９９６年９月２４日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第５，５５８，５０６号、１９９９年４月１３日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第５，８９３，７０７号、２０００年８月２２日発行のＳｔｅｃｋらの米国特許第６，１０６，２４６号、２００１年１０月２日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第６，２９５，９１８号、２００４年２月３日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第６，６８５，４４３号、２００８年１２月２日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第７，４５８，３０９号に開示されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの実施形態では、本発明は、管状体を有する蛇腹プランジャを含む。管状体は、本体の第１の閉端近傍の位置から、本体の反対側の第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条（ｒｉｄｇｅ）を画定する形状を有する側壁を含む。
【０００６】
付加的実施形態では、本発明は、対象流体をポンピングするための往復運動流体ポンプを含む。ポンプは、ポンプ本体と、ポンプ本体内の少なくとも１つの対象流体室と、少なくとも部分的にはポンプ本体内に配置された少なくとも１つの蛇腹プランジャとを含む。蛇腹プランジャの表面は、対象流体室の表面を画定する。蛇腹プランジャは、本体の第１の閉端近傍の位置から、本体の反対側の第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を含む管状体を備える。
【０００７】
さらに他の実施形態では、本発明は、中子鋳型の外面と鋳型の内面との間の空間が成形材料で満たされ、成形材料が空間内で凝固されて、管状体の第１の端部近傍の位置から管状体の第２の端部近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を含む管状体を有する蛇腹プランジャが形成される、蛇腹プランジャを形成する方法を含む。蛇腹プランジャの管状体を形成するために、中子鋳型の外面が、少なくとも１つのらせん状に延びる突条を備えてよく、鋳型の内面が、中子鋳型の外面のらせん状に延びる突条に相補的に整合された、らせん状に延びる凹部（ｒｅｃｅｓｓ）を備えてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】らせん状に延びるフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）を有する蛇腹プランジャを含む、本発明の往復運動流体ポンプの一実施形態の一例の断面図である。
【図２】流体ポンプの切替ピストン（ｓｈｉｆｔ ｐｉｓｔｏｎ）を示す図１の一部分の拡大図である。
【図３】流体ポンプのシャトル弁（ｓｈｕｔｔｌｅ ｖａｌｖｅ）を示す図１の別の一部分の拡大図である。
【図４】図１に示す往復運動流体ポンプの蛇腹プランジャの等角図である。
【図５】図１および図４に示す蛇腹プランジャの側面図である。
【図６】図１、図４および図５に示す蛇腹プランジャの長手方向断面図である。
【図７】本発明の付加的実施形態による、蛇腹プランジャを形成するために使用されうる、組み立てられた鋳型組立体の断面図である。
【図８】蛇腹プランジャおよび中子鋳型が断面図で図示される、図７の鋳型組立体と、鋳型組立体の中で成形された蛇腹プランジャとの分解図である。
【図９】本発明の蛇腹プランジャの別の実施形態を示す、図６の長手方向断面図に類似する長手方向断面図である。
【図１０】本発明の蛇腹プランジャのさらに別の実施形態を示す、図６および図９の長手方向断面図に類似する長手方向断面図である。
【図１１】本発明の蛇腹プランジャの付加的実施形態の側壁の一部分を示す断面図である。
【図１２】本発明の蛇腹プランジャの別の付加的実施形態の側壁の一部分を示す断面図である。
【図１３】本発明の蛇腹プランジャのさらに別の付加的実施形態の側壁の一部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に提示される図は、いくつかの例において、任意の特定の往復運動流体ポンプ、蛇腹プランジャ、鋳型組立体、またはそれらの構成部品の実際の図面ではなく、本発明の実施形態を説明するために使用される理想的な表示にすぎない。加えて、図面の間で共通する要素は、同じ数字表示を保有する。
【００１０】
図１は、本発明の流体ポンプ１００の一実施形態を示す。いくつかの実施形態では、流
体ポンプは、例えば液体（例えば水、油、酸など）ガスを、または例えば圧縮ガス（例えば、空気）などの圧縮された駆動流体を使用して粉末状の物質などの対象流体を、ポンプでくみ出すように構成される。したがって、いくつかの実施形態では、流体ポンプ１００は、空圧作動式流体ポンプを備えてよい。さらに、以下により詳細に説明するように、流体ポンプ１００は、往復運動ポンプを備えてよい。
【００１１】
流体ポンプ１００はポンプ本体１０２を含み、ポンプ本体１０２は、ポンプ本体１０２を形成するために共に組み立てられうる２つ以上の構成部品を備えてよい。ポンプ本体１０２は、その中に第１の空洞１１０および第２の空洞１１２を含んでよい。駆動軸１１６が、ポンプ本体１０２内に設置されてよく、第１の空洞１１０と第２の空洞１１２との間に延びてよい。駆動軸１１６の第１の端部が、第１の空洞１１０内に設置されてよく、駆動軸１１６の反対側の第２の端部が、第２の空洞１１２内に設置されてよい。駆動軸１１６は、ポンプ本体１０２内で前後に滑動するように構成される。さらに、液密封止体が、駆動軸１１６の中央部とポンプ本体１０２との間に設けられてよく、それにより、第１の空洞１１０と第２の空洞１１２との間を、駆動軸１１６とポンプ本体１０２との間のいずれかの空間を通って流体が流れるのを防止する。
【００１２】
第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の空洞１１０内に配置されてよく、第２の蛇腹プランジャ１２２が、第２の空洞１１２内に配置されてよい。蛇腹プランジャ１２０、１２２は、それぞれ、可撓性高分子材料（例えば、エラストマーまたは熱可塑性材料）で形成されてよく、かつ含んでよい。以下により詳細に説明するように、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれは、流体ポンプ１００が循環するにつれて、蛇腹プランジャ１２０、１２２の本体が長手方向に伸縮されるのを可能にする、１つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャ（例えば、らせん形溝（ｆｌｕｔｅ））を備えてよい。第１の蛇腹プランジャ１２０は、第１の空洞１１０を、第１の蛇腹プランジャ１２０の駆動軸１１６と反対側の第１の対象流体室１２６と、第１の蛇腹プランジャ１２０の駆動軸１１６に近い側の第１の駆動流体室１２７とに分割することができる。同様に、第２の蛇腹プランジャ１２２は、第２の空洞１１２を、第２の蛇腹プランジャ１２２の駆動軸１１６と反対側の第２の対象流体室１２８と、第２の蛇腹プランジャ１２２の駆動軸１１６に近い側の第２の駆動流体室１２９とに分割することができる。
【００１３】
第１の蛇腹プランジャ１２０の周縁（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｅｄｇｅ）がポンプ本体１０２に取り付けられてよく、液密封止体が、ポンプ本体１０２と第１の蛇腹プランジャ１２０との間に設けられてよい。駆動軸１１６の第１の端部が、任意選択で、第１の蛇腹プランジャ１２０に結合されてよい。いくつかの実施形態では、駆動軸１１６の第１の端部が、第１の蛇腹プランジャ１２０の中の開口を通って延びてよく、第１の蛇腹プランジャ１２０を駆動軸１１６の第１の端部に取り付けるため、かつ液密封止体を駆動軸１１６と第１の蛇腹プランジャ１２０との間に設けるために、封止用付属部材（例えば、ナット、座金、封止体など）が、第１の蛇腹プランジャ１２０の両側で駆動軸１１６上に設けられてよく、それにより、流体は、駆動軸１１６と第１の蛇腹プランジャ１２０との間のいずれかの空間を通って第１の対象流体室１２６と第１の駆動流体室１２７との間を流れることはできない。
【００１４】
同様に、第２の蛇腹プランジャ１２２の周縁が、ポンプ本体１０２に取り付けられてよく、液密封止体がポンプ本体１０２と第２の蛇腹プランジャ１２２との間に設けられてよい。駆動軸１１６の第２の端部が、第２の蛇腹プランジャ１２２に結合されてよい。いくつかの実施形態では、駆動軸１１６の第２の端部が、第２の蛇腹プランジャ１２２の中の開口を通って延びてよく、第２の蛇腹プランジャ１２２を駆動軸１１６の第２の端部に取り付けるため、かつ液密封止体を駆動軸１１６と第２の蛇腹プランジャ１２２との間に設けるために、封止用付属部材（例えば、ナット、座金、封止体など）が、第２の蛇腹プラ
ンジャ１２２の両側で駆動軸１１６上に設けられてよく、それにより、流体は、駆動軸１１６と第２の蛇腹プランジャ１２２との間のいずれかの空間を通って第２の対象流体室１２８と第２の駆動流体室１２９との間を流れることはできない。
【００１５】
この構成では、駆動軸１１６は、ポンプ本体１０２内で前後に滑動することができる。駆動軸１１６が（図１の視点で）右に移動するにつれて、第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の対象流体室１２６の容積が増加し、第１の駆動流体室１２７の容積が減少するように移動させられ、第２の蛇腹プランジャ１２２が、第２の対象流体室１２８の容積が減少し、第２の駆動流体室１２９の容積が増加するように移動させられる。それに反して、駆動軸１１６が（図１の視点で）左に移動するにつれて、第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の対象流体室１２６の容積が減少し、第１の駆動流体室１２７の容積が増加するように移動させられ、第２の蛇腹プランジャ１２２が、第２の対象流体室１２８の容積が増加し、第２の駆動流体室１２９の容積が減少するように移動させられる。
【００１６】
ポンプ本体１０２を通って第１の対象流体室１２６に通じる、第１の対象流体入口１３０が、ポンプ本体１０２内に設けられてよく、ポンプ本体１０２を通って第１の対象流体室１２６から外に通じる、第１の対象流体出口１３４が、ポンプ本体１０２内に設けられてよい。同様に、ポンプ本体１０２を通って第２の対象流体室１２８に通じる、第２の対象流体入口１３２が、ポンプ本体１０２内に設けられてよく、ポンプ本体１０２を通って第２の対象流体室１２８から外に通じる、第２の対象流体出口１３６が、ポンプ本体１０２内に設けられてよい。さらに、流体が、第１の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６に流入することはできるが、第１の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６から流出することはできないことを確実にするために、第１の対象流体入口逆止弁１３１が、第１の対象流体入口１３０近傍に設けられてよい。流体が、第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６から流出することはできるが、第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６に流入することはできないことを確実にするために、第１の対象流体出口逆止弁１３５が、第１の対象流体出口１３４近傍に設けられてよい。同様に、流体が、第２の対象流体入口１３２を通って第２の対象流体室１２８に流入することはできるが、第２の対象流体入口１３２を通って第２の対象流体室１２８から流出することはできないことを確実にするために、第２の対象流体入口逆止弁１３３が、第２の対象流体入口１３２近傍に設けられてよい。流体が、第２の対象流体出口１３６を通って第２の対象流体室１２８から流出することはできるが、第２の対象流体出口１３６を通って第２の対象流体室１２８に流入することはできないことを確実にするために、第２の対象流体出口逆止弁１３７が、第２の対象流体出口１３６近傍に設けられてよい。
【００１７】
図示はしないが、第１の対象流体室１２６に通じる対象流体入口１３０および第２の対象流体室１２８に通じる対象流体入口１３２が、共通の流体入口管路または導管と流体連結してよく、第１の対象流体室１２６から外に通じる対象流体出口１３４および第２の対象流体室１２８から外に通じる対象流体出口１３６が、共通の流体出口管路または導管と流体連結してよく、それにより、流体が、単一の流体源から流体入口管路を通ってポンプ内に引き込まれてよく、また流体が、単一の流体出口管路を通ってポンプから排出されてよい。
【００１８】
第１の駆動流体室１２７が、第１の蛇腹プランジャ１２０を（図１の視点で）左に押す、圧縮された駆動流体で圧縮されてよい。第１の蛇腹プランジャ１２０が左に移動するにつれて、駆動軸１１６および第２の蛇腹プランジャ１２２が、やはり、左に引っ張られおよび／または押される。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）左に移動するにつれて、第１の対象流体室１２６内の対象流体が、第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６から排出され、
対象流体が、第２の対象流体入口１３２を通って第２の対象流体室１２８内に引き込まれる。
【００１９】
第２の駆動流体室１２９が、第２の蛇腹プランジャ１２２を（図１の視点で）右に押す、圧縮された駆動流体で圧縮されてよい。第２の蛇腹プランジャ１２２が右に移動するにつれて、駆動軸１１６および第１の蛇腹プランジャ１２０が、やはり、右に押されおよび／または引っ張られる。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）右に移動するにつれて、第２の対象流体室１２８内の対象流体が、第２の対象流体出口１３６を通って第２の対象流体室１２８から排出され、対象流体が、第１の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６に引き込まれる。
【００２０】
したがって、流体ポンプ１００のポンピング動作を駆動するために、第１の駆動流体室１２７および第２の駆動流体室１２９が、交番方式で圧縮されてよく、上で説明したように、駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が、ポンプ本体１０２内で前後に往復運動させられる。
【００２１】
流体ポンプ１００は、駆動軸１１６の往復運動行程（ｓｔｒｏｋｅ）の端部において、圧縮された駆動流体の流れを、第１の駆動流体室１２７と第２の駆動流体室１２９との間で前後を切り替えるための切替機構（ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含んでよい。切替機構は、例えば、以下の詳細な説明で論ずるように、１つまたは複数の切替ピストン１４０、１４２および切替弁１７０を備えてよい。
【００２２】
図１に示すように、第１の切替ピストン１４０は、第１の蛇腹プランジャ１２０に近く、隣接するポンプ本体１０２内に配置されてよく、第２の切替ピストン１４２は、第２の蛇腹プランジャ１２２に近く、隣接するポンプ本体１０２内に配置されてよい。切替ピストン１４０、１４２のそれぞれは、全体的に駆動軸１１６に平行に向けられた、細長い、全体的に円筒形の本体を備えてよい。切替ピストン１４０、１４２は、駆動軸１１６のそばのポンプ本体１０２内に配置されてよい。切替ピストン１４０、１４２は、第１の駆動流体室１２７と第２の駆動流体室１２９との間に配置され、ポンプ本体１０２を通って延びる、個別の全体的に円筒形の内腔（ｂｏｒｅ）内に配置されてよい。
【００２３】
図２は、第１の切替ピストン１４０を含む図１の一部分の拡大図である。図２に示すように、２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂが、第１の切替ピストン１４０が配置されるポンプ本体１０２を通って延びる内腔内の、ポンプ本体１０２の壁の中に設けられてよい。２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれが、第１の切替ピストン１４０が配置されるポンプ本体１０２内の内腔の周りに延びる実質的に連続的な環状凹部を備えてよい。したがって、２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれが、図２の断面図において、第１の切替ピストン１４０の（図２の視点で）上および下に見られうる。流体導管が、それぞれ、ポンプ本体１０２を通って２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれに通じてよい。
【００２４】
第１の切替シャトル導管１４６Ａが、第１の凹部１４３Ａとシャトル弁１７０との間を延びてよい。第１の切替ピストン通気導管１４８Ａが、第２の凹部１４３Ｂからポンプ本体１０２の外部まで延びてよい。第２の切替ピストン１４２の拡大図は提示されていないが、第２の切替シャトル導管１４６Ｂが、第１の切替シャトル導管１４６Ａの拡大図と同様に、第２の切替ピストン１４２とシャトル弁１７０との間を延びてよく、第２の切替ピストン通気導管１４８Ｂが、図１に示すように、第１の切替ピストン通気導管１４８Ａの拡大図と同様に、第２の切替ピストン１４２からポンプ本体１０２の外部まで延びてよい。
【００２５】
引き続き図２を参照すると、円筒形挿入体１５０が、切替ピストン１４０と、切替ピストン１４０が配置される内腔内の、ポンプ本体１０２の壁の中の２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂとの間に配置されてよい。１つまたは複数の穴１５２が、２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのうちの一方と整列された、切替ピストン１４０の長手方向軸を横切るそれぞれの平面内に、円筒形挿入体１５０を貫通して設けられてよい。したがって、流体連結が、円筒形挿入体１５０内の穴１５２を通して、円筒形挿入体１５０の内部と凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれとの間に設けられる。さらに、円筒形挿入体１５０とポンプ本体１０２との間のいずれかの空間を通して凹部１４３Ａと１４３Ｂとの間で流体連結することを排除するために、複数の環状封止部材（例えば、Ｏリング）（図示せず）が、円筒形挿入体１５０の外側の円筒形表面と切替ピストン１４０が配置される内腔内の、ポンプ本体１０２の隣接壁との間に、任意選択で設けられてよい。
【００２６】
切替ピストン１４０は、切替ピストン１４０の外面に環状凹部１５６を備える。環状凹部１５６は、切替ピストン上に配置され、環状凹部１５６を、切替ピストン１４０の往復運動行程を通して第２の凹部１４３Ｂと長手方向にオーバラップさせるのに十分なだけ長い長さ（すなわち、切替ピストン１４０の長手方向軸に全体的に平行な寸法）を有する。この構成では、第２の凹部１４３Ｂおよび第２の凹部１４３Ｂと整列された、円筒形挿入体１５０内の対応する穴１５２を通して、環状凹部１５６内で切替ピストン１４０を取り囲む空間とポンプ本体１０２の外部との間に流体連結がもたらされ、その流体連結が、ポンプ本体１０２内の切替ピストン１４０の運動を容易にすることができる。
【００２７】
図２に示すように、細長い延長部分１６０が、少なくとも部分的には第１の駆動流体室１２７の中に延びる切替ピストン１４０の第１の端部に設けられてよい。図１に示すように、切替ピストン１４０の反対側の第２の端部の端面１６４に隣接するポンプ本体１０２内の空間１６２が、第１の駆動室１２７、および第１の駆動室１２７とシャトル弁１７０との間に延びる第１の駆動室導管１８０Ａと流体連結することができる。図１に示すように、第２の駆動室導管１８０Ｂが同様に、第２の切替ピストン１４２の端面に隣接するポンプ本体内の空間とシャトル弁１７０との間に延びることができる。
【００２８】
再び図２を参照すると、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０は、第１の蛇腹プランジャ１２０が、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０の端部に接するように配置され構成されてよい。第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の駆動流体室１２７に圧力をかけることによって（図１および図２の視点で）左に動いているときに、第１の駆動流体室１２７と切替ピストン１４０の第２の端部の端面１６４に隣接する空間１６２との間にもたらされる流体連結が、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０の端部を第１の蛇腹プランジャ１２０に押しつけ、切替ピストン１４０を同様に左に移動させることができる。第１の蛇腹プランジャ１２０が、第２の駆動流体室１２９に圧力をかけることによって（図１および図２の視点で）右に動いているときに、第１の蛇腹プランジャ１２０が、同様に、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０の端部に押しつけられ、切替ピストン１４０が同様に右に移動させられる。
【００２９】
切替ピストン１４０が（図１および図２の視点で）左に動いているときに、切替ピストン１４０の第２の端部の端面１６４が、最終的に、ポンプ本体１０２内の第１の凹部１４３Ａ、および第１の凹部１４３Ａと整列された、円筒形挿入体１５０内の穴１５２に到達し、そこを通り過ぎる。以下により詳細に論じるように、この時点で、切替ピストン１４０の端面１６４に隣接する空間１６２を通して、第１の駆動室導管１８０Ａと第１の切替シャトル導管１４６Ａとの間に流体連結がもたらされ、この流体連結が、圧縮された空気（または他の駆動流体）を第１の切替シャトル導管１４６Ａを通してシャトル弁１７０に送り、駆動軸１１６の往復運動行程の終端を知らせ、駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２を（図１および図２の視点で）右に動きださ
せる。
【００３０】
図３は、シャトル弁１７０を含む図１の一部分の拡大図である。図３に示すように、シャトル弁１７０は、シャトル弁本体１７２、および少なくとも部分的にはシャトル弁本体１７２を通って延びる内腔内に配置されたシャトルスプール１７４を含む。５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅが、シャトルスプール１７４が配置された内腔内のシャトル弁本体１７２の壁の中に設けられてよい。５つの凹部１７２Ａ〜１７２Ｅのそれぞれが、シャトルスプール１７４が配置されたシャトル弁本体１７２内の内腔周りに延びる実質的に連続的な環状凹部を備えてよい。したがって、５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのそれぞれが、図３の断面図において、（図３の視点で）シャトルスプール１７４の左側および右側に見られうる。流体導管が、それぞれ、シャトル弁本体１７２を通って５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのそれぞれに通じてよい。
【００３１】
駆動流体導管１７８が、図３に示すように、中央の第３の凹部１７６Ｃに通じてよい。したがって、圧縮された駆動流体が、圧縮された駆動流体源（例えば、圧縮空気などの圧縮ガス源）から第３の凹部１７６Ｃに供給されてよい。
【００３２】
図１および図３を共に見ることによって分かるように、第１の駆動室導管１８０Ａが、第２の凹部１７６Ｂと第１の駆動流体室１２７との間に延びてよく、第２の駆動室導管１８０Ｂが、第４の凹部１７６Ｄと第２の駆動流体室１２９との間に延びてよい。
【００３３】
第１のシャトル弁通気導管１８２Ａが、第１の凹部１７６Ａからシャトル弁本体１７２の外部まで延びてよく、第２のシャトル弁通気導管１８２Ｂが、第５の凹部１７６Ｅからシャトル弁本体１７２の外部まで延びてよい。これらのシャトル弁通気導管１８２Ａ、１８２Ｂが、ねじ込み式受け口（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）として図３に示される。消音器（ｍｕｆｆｌｅｒ）または他の流体導管が、任意選択で、そのようなねじ込み式受け口によって、シャトル弁通気導管１８２Ａ、１８２Ｂと結合されてよい。
【００３４】
第１の切替シャトル導管１４６Ａ（図１および図２を参照して説明済み）が、第１の切替ピストン１４０（図２）に隣接する第１の凹部１４３Ａとシャトルスプール１７４が配置されたシャトル弁本体１７２内の内腔の第１の長手方向の端部との間に延びてよく、第２の切替シャトル導管１４６Ｂが、第２の切替ピストン１４２（図１）に隣接する同様の凹部とシャトルスプール１７４が配置されたシャトル弁本体１７２内の内腔の、反対側の第２の長手方向の端部との間に延びてよい。
【００３５】
図３に示すように、円筒形挿入体１９０が、シャトルスプール１７４と、シャトルスプール１７４が配置された内腔内のシャトル弁本体１７２の壁の中の５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅとの間に配置されてよい。円筒形挿入体１９０は、５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのうちの一つと整列された、切替スプール１７４の長手方向軸を横切る各平面内に円筒形挿入体１９０を貫通して延びる１つまたは複数の穴１９２を備えてよい。したがって、円筒形挿入体１９０内の穴１９２を通して、円筒形挿入体１９０の内部と凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのそれぞれとの間に、流体連結がもたらされる。さらに、円筒形挿入体１９０とシャトル弁本体１７２との間のいずれかの空間を通して凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのうちのいずれかの間で流体連結することを排除するために、複数の環状封止部材（例えば、Ｏリング）（図示せず）が、円筒形挿入体１９０の外側の円筒形表面と切替ピストン１９０が配置される内腔内の、シャトル弁本体１７２の隣接壁との間に、任意選択で設けられてよい。
【００３６】
シャトルスプール１７４は、シャトルスプール１７４の外面内の第１の環状凹部１９６Ａ、およびシャトルスプール１７４の外面内の第２の環状凹部１９６Ｂを備える。第１の
環状凹部１９６Ａおよび第２の環状凹部１９６Ｂは、シャトルスプール１７４の外面上の中央環状突条（ｃｅｎｔｒａｌ ａｎｎｕｌａｒ ｒｉｄｇｅ）１９７で分離される。さらに、環状の第１の端部突条１９８Ａが、第１の環状凹部１９６Ａの長手方向の中央環状突条１９７と反対側のシャトルスプール１７４の外面上に設けられ、環状の第２の端部突条１９８Ｂが、第２の環状凹部１９６Ｂの長手方向の中央環状突条１９７と反対側のシャトルスプール１７４の外面上に設けられる。
【００３７】
第１の環状凹部１９６Ａおよび第２の環状凹部１９６Ｂのそれぞれは、５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのうちの２つの隣接する凹部を、少なくとも部分的には長手方向にオーバラップさせるのに十分なだけ長い長さ（すなわち、シャトルスプール１７４の長手方向軸に全体的に平行な寸法）を有する。例えば、シャトルスプール１７４が図３に示す位置にあるとき、第１の環状凹部１９６Ａが、第２の凹部１７６Ｂおよび第３の凹部１７６Ｃのそれぞれに延びて、少なくとも部分的にはそれぞれとオーバラップし、第２の環状凹部１９６Ｂが、第４の凹部１７６Ｄおよび第５の凹部１７６Ｅのそれぞれに延びて、少なくとも部分的にはそれぞれとオーバラップする。この構成では、第３の凹部１７６Ｃ、第３の凹部１７６Ｃと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、シャトルスプール１７４内の第１の環状凹部１９６Ａ、第２の凹部１７６Ｂと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、および第２の凹部１７６Ｂを通して、駆動流体導管１７８と第１の駆動室導管１８０Ａとの間に流体連結がもたらされる。また、この構成では、第４の凹部１７６Ｄ、第４の凹部１７６Ｄと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、シャトルスプール１７４内の第２の環状凹部１９６Ｂ、第５の凹部１７６Ｅと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、および第５の凹部１７６Ｅを通して、第２の駆動室導管１８０Ｂと第２のシャトル弁通気導管１８２Ｂとの間に流体連結がもたらされる。
【００３８】
図１〜図３を共に見ることによって分かるように、駆動流体導管１７８から第２の駆動室導管１８０Ｂまでシャトル弁１７０を通し、第２の駆動流体室１２９を通し、第２の切替シャトル導管１４６Ｂを通してシャトルスプール１７４の第２の端部に圧縮された駆動流体を印加することによって、シャトルスプール１７４が、図３に示す位置まで移動されうる。したがって、いくつかの実施形態では、周囲の圧力（大気圧）がシャトルスプール１７４の一方の長手方向端面にもたらされながら、正の圧力をシャトルスプール１７４の反対側の長手方向端面に印加することによって、シャトルスプール１７４が、シャトル弁本体１７２内で前後に移動させられる。シャトルスプール１７４が図３に示す位置まで移動すると、シャトルスプール１７４の第１の端部付近、および第１の切替シャトル導管１４６Ａ内の任意の流体（例えば、空気などのガス）が、第２のシャトル弁通気導管１８２Ｂを通って周囲に放出されうる。シャトルスプール１７４の第２の端部（および第２の切替シャトル導管１４６Ｂ内）に正の圧力を保持することによって、および／または１つまたは複数の戻り止め機構を使用することによって、シャトルスプール１７４は、図３に示す位置に保持されうる。
【００３９】
流体ポンプ１００の動作を完全に理解するのを容易にするために、流体ポンプの（駆動軸１１６の左方への往復運動行程および右方への往復運動行程を含めた）完全なポンピングサイクルが、以下に説明される。
【００４０】
流体ポンプ１００のサイクルは、シャトル弁１７０のシャトルスプール１７４が図１および図３に示す位置にある間に始まる。上で説明したように、シャトルスプール１７４が、図１および図３に示す位置に移動すると、圧縮された駆動流体が、駆動流体導管１７８（図１および図３）からシャトルスプール１７４内の第１の環状凹部１９６Ａ内でシャトルスプール１７４の周囲を通って第１の駆動室導管１８０Ａに流入する。圧縮された駆動流体が、第１の駆動室導管１８０Ａを通って第１の駆動流体室１２７（図１）に流れ、圧縮された駆動流体が、第１の蛇腹プランジャ１２０を（図１の視点で）左に推進する。第
１の蛇腹プランジャ１２０が左に移動するにつれて、駆動軸１１６および第２の蛇腹プランジャ１２２がやはり、左に引っ張られおよび／または押される。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）左に移動するにつれて、第１の対象流体室１２６内の対象流体が、第１の対象流体室１２６から外に通じる第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６から押し出され、対象流体が、第２の対象流体室１２８に通じる第２の対象流体入口１３２を通って、第２の対象流体室１２８内に引き込まれる。
【００４１】
この左方への往復運動行程が継続するにつれて、第１の切替ピストン１４０は、空間１６２（図２）内の圧縮された駆動流体によって左に推進され、第２の切替ピストン１４２は、第２の蛇腹プランジャ１２２によって左に推進される。この左方への往復運動行程は、第１の切替ピストン１４０が、空間１６２（図２）内の圧縮された駆動流体が第１の切替シャトル導管１４６Ａに流入することができるのに十分なだけ左に移動するまで継続する。圧縮された駆動流体が第１の切替シャトル導管１４６Ａに入るとき、圧縮された駆動流体のパルスが、第１の切替シャトル導管１４６Ａを通ってシャトル弁１７０内のシャトルスプール１７４の第１の端部に流れ、そのことが、シャトルスプール１７４をシャトル弁本体１７２内で（すなわち、図１および図３の視点でシャトル弁１７０の上端に向かって）滑動させる。
【００４２】
シャトルスプール１７４は、図面の中で、シャトル弁本体１７２内の内腔の反対端に設置されるように示されてはいないが、シャトルスプール１７４が、シャトル弁本体１７２内の内腔の反対端に移動すると、駆動流体導管１７８を通ってシャトル弁１７０に入る圧縮された駆動流体が、第１の駆動室導管１８０Ａから第２の駆動室導管１８０Ｂに方向転換されるであろうことは理解されよう。言い換えれば、シャトルスプール１７４がシャトル弁本体１７２の反対端に移動すると、圧縮された駆動流体が、駆動流体導管１７８からシャトルスプール１７４内の第２の環状凹部１９６Ｂを通り、第２の駆動室導管１８０Ｂを通って第２の駆動流体室１２９（図１）まで流れ、そのことが、第２の蛇腹プランジャ１２２を（図１の視点で）右に推進する。第２の蛇腹プランジャ１２２が右に移動するにつれて、駆動軸１１６および第１の蛇腹プランジャ１２０がやはり、右に押されおよび／または引っ張られる。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）右に移動するにつれて、第２の対象流体室１２８内の対象流体が、第２の対象流体室１２８から、第２の対象流体室１２８から外に通じる第２の対象流体出口１３６を通って押し出され、対象流体が、第１の対象流体室１２６に通じる個別の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６内に引き込まれる。
【００４３】
この右方への往復運動行程は、第２の切替ピストン１４０が、第２の駆動流体室１２９内の圧縮された駆動流体が第２の切替シャトル導管１４６Ｂに流入することができるのに十分なだけ（図１の視点で）右に移動するまで継続し、そのことが、シャトルスプール１７４を図１および図３に示す位置に戻させ、それにより、流体ポンプ１００の完全な１サイクルが完了し、その時点で新しいサイクルが始まる。この往復運動動作は継続可能であり、その結果、流体ポンプ１００を通る、少なくとも実質的に連続的な対象流体の流れがもたらされる。
【００４４】
上で説明したように、本発明のいくつかの実施形態によれば、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれが、流体ポンプ１００が循環するにつれて、蛇腹プランジャ１２０、１２２の本体が長手方向に伸縮されるのを可能にする、１つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャ（例えば、らせん形溝（ｆｌｕｔｅ））を備えてよい。
【００４５】
図４〜図６は、図１の蛇腹プランジャ１２０（および蛇腹プランジャ１２２）を示す。蛇腹プランジャ１２０は、第１の閉端２０２および反対側の第２の開端２０４を有する本
体２００を備えてよい。
【００４６】
蛇腹プランジャ１２０の本体２００は、全体的に管状であってよい。図６を参照すると、本体２００は、内面２０７Ａおよび外面２０７Ｂを有する全体的に管状の側壁２０６を含んでよい。全体的に管状の側壁２０６は、長手方向に起伏して、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の外側に、複数の山２０８および谷２１０を画定する。山２０８および谷２１０は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２２０および１つまたは複数のらせん状に延びる凹部２２２で画定されてよく、かつそれら突条および凹部を備えてよく、それら突条および凹部は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の第１の閉端２０２と第２の開端２０４との間で長手方向に、蛇腹プランジャ１２０周りにらせん状に延びる。本体２００の平均的な壁の厚さは、山２０８と谷２１０との間の距離に比べて相対的に小さくてよいことに留意されたい。この構成では、本体２００の外面２０７Ｂ上の山２０８が、本体２００の内面２０７Ａ上の対応する谷２１２を画定してよく、本体２００の外面２０７Ｂ上の谷２１０が、本体２００の内面２０７Ａ上の対応する山２１４を画定してよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、山２０８が、単一のらせん状に延びる突条２２０で画定されてよく、かつその突条を備えてよく、谷２１０が、単一のらせん状に延びる凹部２２２で画定されてよく、かつその凹部を備えてよい。そのような実施形態では、１つの山２０８（および突条２２０）は、全３６０度の完全な１回転を通して本体２００の周囲を１回たどられるので、山２０８は、本体２００の輪郭に沿って次の直近の山２０８につながる。
【００４８】
しかし、他の実施形態では、山２０８は、２つ（または３つ以上）のらせん状に延びる突条２２０で画定されてよく、かつそれらの突条を備えてよく、谷２１０は、２つ（または３つ以上）のらせん状に延びる凹部２２２で画定されてよく、かつそれらの凹部を備えてよい。そのような多重の突条２２０および多重の谷２１０は、互いに横に並んでらせん状に延びてよい。そのような実施形態では、１つの山２０８（および突条２２０）は、全３６０度の完全な１回転を通して本体２００の周囲を１回たどられるので、山２０８は、次の直近の山２０８（それは異なる突条２２０の一部分である）にはつながらず、その山２０８から２つ目（または３つ目など）の山２０８につながる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、本体２００は、本体２００の長さに沿って、少なくとも実質的に一定の横断面平均直径を有する、全体的に円筒形の形状を有してよい。本体２００の断面形状は、ポンプ本体１０２の中の第１の空洞１１０または第２の空洞１１２内にはめ込むことができる任意の形状であってよく、全体的に円筒形、全体的に円錐形、断面形状において全体的に矩形、などであってよい。
【００５０】
したがって、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の壁２０６は、１つまたは複数の実質的に連続的ならせん状突条２２０およびらせん状凹部２２２を含んでよい。蛇腹プランジャ１２０のリブまたはらせん状溝を画定する、本体２００の１つまたは複数の実質的に連続的ならせん状突条２２０およびらせん状凹部は、閉端２０２に近い位置から開端２０４に近い位置まで延びてよい。らせん状の突条２２０および凹部２２２は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００が長手方向に圧縮し伸張することを可能にする。したがって、たとえ、１つまたは複数のらせん状突条２２０の構造が、以前から知られている蛇腹プランジャのリブのような複数の離散的な、横方向に延び、長手方向に分離されるリブとは異なる、１つまたは複数の長い連続的なリブを設けるとしても、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２２０は、本体２００を長手方向に伸張収縮することを可能にすることによって、蛇腹プランジャ１２０の「リブ」として適切に特徴づけられてよい。したがって、本体２００の伸張収縮は、動作において、コイルばねの伸張収縮に例えられうる。
【００５１】
閉端２０２は、本体２００に結合されるかまたは一体的に形成される端板２３０を備え
てよい。言い換えれば、いくつかの実施形態では、端板２３０は、本体２００と一体的に形成されてよく、他の実施形態では、閉端２０２は、本体２００と分離して形成され、本体２００の端部に取り付けられてよい。例えば、端板２３０は、接着剤、締結具（例えば、ボルトおよびねじ）、熱封止（例えば、融着）を使用して、またはいくつかの他の知られている手段、ならびにそれらの組合せを用いて、本体２００に取り付けられてよい。少なくともいくつかの実施形態では、閉端２０２は、環状フランジ２３２を備えてよく、環状フランジ２３２に向かって１つまたは複数のらせん状突条２２０が延びる。いくつかの実施形態では、端板２３０はまた、その中に凹部２３４を含んでよい。閉端２０２の外部は、相補的に形成されたポンプ本体１０２の内面と係合するように構成された、形成された表面２３６を備えてよい。限定でなく例として、形成された表面２３６は、少なくとも実質的には、平坦、円錐台、凸状または凹状であってよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、形成された表面２３６は、表面２３６から延びる中央突起２３８を含んでよい。他の実施形態では、形成された表面２３６は、ボルトまたはねじなど、閉端２０２の駆動軸１１６（図１）への取り付けを可能にする開口を備えてよい。そのような開口は、閉端２０２を完全に貫通して延びてよく、または閉端２０２の一部の中に部分的に延びてよい。したがって、そのような開口は、いくつかの実施形態では通り穴を備えてよく、他の実施形態では止まり穴を備えてよい。さらに、いくつかの実施形態では、開口は、駆動軸１１６の取り付け具、または閉端２０２を駆動軸１１６に固定するための取り付け構造を受け入れるために、ねじを切られてよい。
【００５３】
いくつかの実施形態では、端板２３０は、その中に設置された構造用挿入体２４０を含んでよい。構造用挿入体は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の材料に比べて比較的剛性の材料（すなわち、本体２００の材料よりも剛性の材料）を含んでよい。限定ではなく例として、端板２３０は、板状の構造、または少なくとも部分的には端板２３０内に形成されたいくつかの他の形態（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）（例えば、リブ、網目など）の補強構造として構成された構造用挿入体２４０を備えてよい。構造用挿入体２４０は、鋼（耐食鋼を限定ではなく含む）、樹脂、またはセラミック材料など、金属または金属合金を含んでよい。そのような材料は単なる例であり、種々の他の材料、または材料の組合せが、構造用挿入体２４０に使用されてよいことは、当業者には理解されよう。構造用挿入体２４０は、取り付け構造の取付具（例えば、ボルトまたはねじ）を受け入れるための締結手段（例えば、ねじ山）など、１つまたは複数の特徴をさらに含んでよい。また、網目など、１つまたは複数の構造用挿入体が、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の壁の中に設けられてよい。
【００５４】
蛇腹プランジャ１２０の本体２００の開端２０４は、蛇腹プランジャ１２０の内部２４８への中央開口２４６を画定する環状フランジ２４４を備えてよい。環状フランジ２４４は、蛇腹プランジャ１２０をポンプ本体１０２に固定することに適応するように構成されてよい。限定ではなく例として、環状フランジ２４４は、長手方向に取られた矩形断面形状を有してよく、ポンプ本体１０２またはなんらかの他の構造もしくは装置に締め付けられる（ｂｅ ｃｌａｍｐｅｄ）かまたは別のやり方で固定されるように構成されてよい。さらに、いくつかの実施形態では、環状フランジ２４４は、フランジ２４４全体に設けられた液密封止体を改良するために、フランジ２４４の平坦な長手方向の端部の面（ｅｎｄ
ｆａｃｅ）２５０上に同心のリブ２４５を備えてよい。
【００５５】
再び図１を参照すると、いくつかの実施形態では、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれの閉端２０２（図４〜図６）が、蛇腹プランジャ１２０、１２２の閉端２０２が互いに面を遠ざけるようにして、ポンプ本体１０２内の個別の第１および第２の空洞１１０、１１２内に設置されてよい。そのような構成は、往復運動流体ポンプ１００の外側の部分に向かって設置された第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８を備える
ように構成された往復運動流体ポンプ１００の中で使用されてよい。しかし、そのような構成が、本発明の往復運動流体ポンプの実施形態を限定することは意図されていない。例えば、他の実施形態では、第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８は、米国特許出願第１１／４３７，４４７号（２００７年１１月２２日に米国特許出願公開第２００７／０２６６８４６号として公開されたもの）に開示されたポンプにおけるように、往復運動流体ポンプ１００の内側の部分に向かって設置されてよい。加えて、往復運動流体ポンプ１００は、第１の駆動流体室１２７および第２の駆動流体室１２９が蛇腹プランジャ１２０、１２２の内側に配置され、第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８が蛇腹プランジャ１２０、１２２の外側に配置されるように構成された図１において示されるが、駆動流体室１２７、１２９および対象流体室１２６、１２８は、本発明の付加的実施形態では入れ替えられてよい。言い換えれば、第１の駆動流体室１２７および第２の駆動流体室１２９が、蛇腹プランジャ１２０、１２２の外側に配置されてよく、第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８が、蛇腹プランジャ１２０、１２２の内側に配置されてよい。
【００５６】
さらに、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれの閉端２０２の位置は、蛇腹プランジャ１２０、１２２の閉端２０２に結合されうる駆動軸１１６（図１）によって、互いに相対的に固定されてよい。軸１１６は、蛇腹プランジャ１２０、１２２の下部近くに設置されるように図１に描かれるが、そのような構成が限定であることは意図されていない。いくつかの実施形態では、駆動軸１１６は、蛇腹プランジャ１２０、１２２の端板２３０に対して少なくとも実質的には中心に設置されてよく、そのように設置されなければ蛇腹プランジャ１２０、１２２に印加されうる曲げ力および／またはねじり力が、低減される。蛇腹プランジャ１２０、１２２の閉端２０２は、対象流体室１２６と駆動流体室１２７との間、および対象流体室１２８と駆動流体室１２９との間を流体が通過することを防止する。
【００５７】
第１および第２の駆動室導管は、駆動流体の駆動流体室１２７、１２９への投入および駆動流体の駆動流体室１２７、１２９からの排出の両方に使用されるが、付加的実施形態では、駆動流体を駆動流体室１２７、１２９に投入するため、および駆動流体を駆動流体室１２７、１２９から排出するために、個別の導管が使用されてよい。
【００５８】
本発明の付加的実施形態は、図に示す蛇腹プランジャ１２０、１２２など、蛇腹プランジャを作製する方法を含む。蛇腹プランジャ１２０、１２２の本体２００の１つまたは複数の突条２２０および凹部のらせん状の構成は、本発明の実施形態による蛇腹プランジャが製造される容易さを改良することができる。図７および図８は、本発明のいくつかの実施形態による蛇腹プランジャを形成するために使用されうる鋳型組立体２６０を示す。鋳型２６２は、中子鋳型２６４（例えば、挿入体）の少なくとも一部の周りに設けられ、設置されてよい。鋳型２６２と中子鋳型２６４との間の型穴を画定する空間２６８の容積が、その後、蛇腹プランジャを形成するために、成形材料で満たされてよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、鋳型２６２は、鋳型２６２を形成するために共に組み立てられうる２つ以上の構成部品を含んでよい。型穴をその中に画定する鋳型２６２の内面２７０は、型穴の中で成形される蛇腹プランジャの外面２０７Ｂ（例えば、図４〜図６に示す蛇腹プランジャ１２０の外面２０７Ｂと同様）と、少なくとも実質的に合致する寸法、形状、および構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を有することができる。鋳型２６２の内面２７０は、全体的に円筒形の蛇腹プランジャ１２０を形成することが望まれるときは、全体的に円筒形の（しかし、蛇腹プランジャ１２０の１つまたは複数の突条２２０および凹部２２２を形成するために使用される、起伏しながららせん状に延びる突条および凹部に対する）形状であってよい。
【００６０】
中子鋳型２６４は、蛇腹プランジャ１２０の内面２０７Ａを形成するために寸法決めされ、形作られ、構成されてよい。蛇腹プランジャ１２０の内面２０７Ａは、上で説明したように、蛇腹プランジャ１２０の外面２０７Ｂのコンター（ｃｏｎｔｏｕｒ）と相補的なコンターを有してよく、１つまたは複数のらせん状に延びる突条および凹部を含んでよい。したがって、中子鋳型２６４の外面２７４もまた、１つまたは複数のらせん状に延びる突条および凹部を含んでよい。
【００６１】
中子鋳型２６４が鋳型２６２と共に組み立てられるとき、鋳型２６２の内面２７０上のらせん状に延びるフィーチャが、中子鋳型２６４の外面２７４上の相補的ならせん状に延びるフィーチャに全体的に平行に延びてよく、２つのフィーチャの間に連続的に延びる空洞が形成され、その中に成形材料が注入されてよい。いくつかの実施形態では、中子鋳型２６４の外面２７４と鋳型２６２の内面２７０との間の距離は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の管状壁２０６を形成するために使用される領域において実質的に均一であってよく、それにより、管状壁２０６は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２２０および凹部２２２に沿って実質的に均一な厚さを有する。
【００６２】
中子鋳型２６４は、中子鋳型２６４の外面２７４のらせん状に延びるフィーチャが、鋳型２６２の内面２７０の相補的ならせん状に延びるフィーチャに整列されながら、鋳型２６２の中に設置されてよい。次いで、蛇腹プランジャ１２０は、中子鋳型２６４と鋳型２６２との間の型穴を画定する空間２６８の容積を、適切な成形材料で満たすことによって形成されうる。限定ではなく例として、成形材料は、中子鋳型２６４と鋳型２６２との間の型穴を画定する空間２６８に、従来の射出成形技術を使用して圧力で押し込まれてよい。適切な成形材料は、成形用のエラストマーおよび樹脂など、高分子材料を含むが、限定はされない。いくつかの実施形態では、成形材料は、フッ素重合体を含んでよい。限定ではなく例として、成形材料は、ネオプレン、ブナＮ（ｂｕｎａ−Ｎ）、エチレンジエンＭクラス（ＥＰＤＭ）、ＶＩＴＯＮ（登録商標）、ポリウレタン、ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシフルオロカーボン樹脂（ＰＦＡ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ナイロン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＮＯＲＤＥＬ（商標）、およびニトリルのうちの１つまたは複数を含んでよい。
【００６３】
空間２６８を満たす成形材料は、鋳型組立体２６０の中の場所で、その中に蛇腹プランジャ１２０が形成するために、硬化または凝固されてよい。新しく形成された蛇腹プランジャ１２０は、鋳型２６２を成形された蛇腹プランジャ１２０の周りから取り外し、中子鋳型２６４を蛇腹プランジャ１２０の中から取り外すことによって、鋳型組立体２６０から取り出されうる。蛇腹プランジャ１２０を鋳型２６２から取り外すために、鋳型２６２は、蛇腹プランジャ１２０の周りから開かれるかまたは分解されてよい。他の実施形態では、蛇腹プランジャ１２０は、蛇腹プランジャ１２０を、回して外すことによって、または後退させることによって、鋳型２６２の中から取り外されうる。言い換えれば、蛇腹プランジャ１２０は、蛇腹プランジャ１２０の長手方向軸周りに、鋳型２６２に対して回転させられてよい。そのように回転すると、蛇腹プランジャ１２０のらせん状に延びるフィーチャが、蛇腹プランジャ１２０を鋳型２６２から外に移動させる。
【００６４】
中子鋳型２６４は、中子鋳型２６４の周りに形成された蛇腹プランジャ１２０の中から、中子鋳型２６４を、回して外すことによって、蛇腹プランジャ１２０から取り外されうる。言い換えれば、蛇腹プランジャ１２０は、蛇腹プランジャ１２０の長手方向軸周りに、中子鋳型２６４に対して回転させられてよい。そのように回転すると、蛇腹プランジャ１２０のらせん状に延びるフィーチャが、蛇腹プランジャ１２０を中子鋳型２６４から離れるように移動させる。一般に、蛇腹プランジャ１２０のらせん状に延びるフィーチャが
、蛇腹プランジャ１２０と中子鋳型２６４との間に相対的な回転をもたらすことにより、蛇腹プランジャ１２０を中子鋳型２６４から長手方向に後退させることによって、蛇腹プランジャ１２０が中子鋳型２６４から容易に取り外されることを可能にする。
【００６５】
以前から知られている蛇腹プランジャの構成は、そのようならせん状に延びるフィーチャを含まず、したがって、本明細書で説明したように、本発明のいくつかの実施形態におけるような、中子鋳型２６４を取り巻く鋳型２６２の中で成形されるものではない。中子鋳型２６４を、その周りに成形された蛇腹プランジャ１２０から、回して外すことができることは、以前から知られている複数の離散的な円周方向に延びるリブを有する蛇腹プランジャを製作する間に経験されるような、蛇腹プランジャ１２０のリブと中子鋳型２６４のリブとの間の機械的干渉の問題を軽減する。したがって、適切なコンターを有する一体の中子鋳型２６４が、蛇腹プランジャ１２０の内側のフィーチャを形成するために使用されてよい。
【００６６】
再び図６を参照すると、本発明の付加的実施形態では、内面２０７Ａの１つまたは複数の谷２１２（外面２０７Ｂの山２０８に対応）の深さおよび幅のうちの少なくとも一方が、閉端２０２から開端２０４に向かって伸びる方向に増加してよく、そのことが、中子鋳型２５４の取り外しを容易にすることができる。言い換えれば、内面２０７Ａの谷２１２は、閉端２０２近傍に第１の幅Ｗ１および第１の深さＤ１を有してよい。しかし、開端２０４近傍で、谷２１２は、第１の幅Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２、および第１の深さＤ１より大きい深さＤ２を有してよい。らせん状に延びる谷２１２の幅および／または深さは、閉端２０２近傍の位置から開端２０４近傍の位置まで、徐々にかつ連続的に増加してよい。この構成では、中子鋳型２６４が、中子鋳型２６４の周りに成形された蛇腹プランジャ１２０から回して外されるにつれて、谷２１２内の中子鋳型２６４の外面が、蛇腹プランジャ１２０の管状体の内面２０７Ａの領域から分離し、そのことが、中子鋳型２６４が蛇腹プランジャ１２０からより容易に取り外されることを可能にする。
【００６７】
図９は、本発明の蛇腹プランジャ２８０の別の実施形態を示す、図６に類似の長手方向断面図である。図９の蛇腹プランジャ２８０は、全体的に、図４〜図６の蛇腹プランジャ１２０に類似しており、長手方向に起伏する全体的に管状の側壁２８２を有する本体２８１を含み、本体２８１の外側に複数の山２９２および谷２９４を画定する。山２９２および谷２９４は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２９６および１つまたは複数のらせん状に延びる凹部２９８で画定されてよく、かつそれら突条および凹部を備えてよく、それらの突条および凹部は、蛇腹プランジャ２８０の本体２８１の、第１の閉端２８３と反対側の第２の開端２８４との間を長手方向に、蛇腹プランジャ２８０の周りにらせん状に延びる。図９の実施形態では、本体２８１の閉端２８３は中空であり、その中にキャビティ２８６を含む。開口２８８が、本体２８１の第１の閉端２８３の一部を通って延び、本体２８１の内部領域と本体２８１の閉端２８３内のキャビティ２８６との間に流体連結をもたらす。図９に示すように、閉端２８３は、本明細書で前に説明した構造用挿入体２４０に類似する、構造用挿入体２９０を含んでよく、キャビティ２８６は、少なくとも部分的には構造用挿入体２９０内に配置されてよい。キャビティ２８６の寸法および形状は、蛇腹プランジャ２８０の内部の中の駆動流体の所与の圧力に対して、蛇腹プランジャ２８０に作用する合力（ｎｅｔ ｆｏｒｃｅ）の大きさおよび／または方向を改良するように、選択的に適応されてよい。
【００６８】
図１０は、本発明の蛇腹プランジャ３００のさらに別の実施形態を示す、図６および図９の断面図に類似の長手方向断面図である。図１０の蛇腹プランジャ３００は、図４〜図６の蛇腹プランジャ１２０に全体的に類似し、長手方向に起伏して、本体３０１の外部に複数の山３０６および谷３０８を画定する、全体的に管状の側壁３０２を有する本体３０１を含む。山３０６および谷３０８は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条３１０お
よび１つまたは複数のらせん状に延びる凹部３１２で画定されてよく、かつそれら突条および凹部を備えてよく、それら突条および凹部は、蛇腹プランジャ３００の本体３０１の第１の閉端３１４と、反対側の第２の開端３１６との間で長手方向に、蛇腹プランジャ３００の周りにらせん状に延びる。しかし、図１０の実施形態では、管状の側壁３０２は、図９の蛇腹プランジャ２８０の管状の側壁２８２および図４〜図６の蛇腹プランジャ１２０の管状の側壁２０６のそれぞれの、全体的に円筒形の形状とは対照的に、全体的に円錐形の形状を有する。全体的に円錐形の形状を有する管状の側壁３０２を設けることによって、中子鋳型を覆ってその周りに成形された蛇腹プランジャ３００の内部から中子鋳型を取り外すことが、比較的容易になりうる。とりわけ、蛇腹プランジャの管状の側壁が全体的に円筒形である実施形態において必要であるように、中子鋳型を最後まで回して蛇腹プランジャ３００から外すのとは対照的に、蛇腹プランジャを中子鋳型に対して、またはその逆に、１回またはほんの数回だけの全回転によって回転させた後、中子鋳型を蛇腹プランジャ３００から単に引き出すことが可能になる。このことは、中子鋳型と蛇腹プランジャとの間の横方向の間隙が各回転毎に増加するにつれて、中子鋳型が蛇腹プランジャ３００から速やかに離脱することによる。同様に、挿入された中子鋳型を有する蛇腹プランジャ３００は、もたらされた拡大された横方向の間隙によって、取り囲む鋳型の型穴の中からより容易に引き出されうる。
【００６９】
図１１〜図１３は、本発明の蛇腹プランジャの付加的実施形態に使用されうる、管状の側壁の一部の断面図を示す。
【００７０】
図１１を参照すると、らせん状に延びる突条３２２および凹部３２４を含む、管状体の側壁３２０の一部が図示される。突条３２２および凹部３２４は、全体的に丸い弧状の断面形状を有する、図６に示す側壁２０６の突条２２０および凹部２２２とは対照的に、全体的に三角形の断面形状を有する。付加的実施形態では、蛇腹プランジャの全体的に管状の壁の、１つまたは複数のらせん状に延びる突条および凹部は、プランジャが長手方向に伸張し圧縮されることを可能にする任意の断面形状を有してよいことに留意されたい。
【００７１】
図１２を参照すると、らせん状に延びる突条３３２および凹部３３４を含む、管状体の側壁３３０の一部が図示される。突条３３２および凹部３３４は、図１２に示すように、側壁３３０の起伏する長手方向の輪郭に沿った、複数の山３３６および谷３３８を画定する。やはり図１２に示すように、側壁３３０は、山３３６および谷３３８において、山と谷との間の側壁３３０の中間部分におけるよりも比較的薄い厚さを有する。側壁３３０を、山３３６および谷３３８において比較的薄くなるように形成することによって、側壁３３０を長手方向に伸張圧縮させるのに必要な力が低減されうる。
【００７２】
図１３を参照すると、らせん状に延びる突条３４２および凹部３４４を含む、管状体の側壁３４０の一部分が図示される。突条３４２および凹部３４４は、図１３に示すように、側壁３４０の起伏する長手方向の輪郭に沿った複数の山３４６および谷３４８を画定する。やはり図１３に示すように、側壁３４０は、山３４６および谷３４８において、山と谷との間の側壁３４０の中間部分におけるよりも比較的厚い厚さを有する。山と谷との間の側壁３４０の中間部分に比べると、山３４６および谷３４８は、これらの領域における応力および変形（例えば、曲げ）の集中および繰り返しによる亀裂を、より発生しやすい可能性がある。したがって、側壁３４０を、山３４６および谷３４８において比較的厚くなるように形成することによって、側壁３４０における亀裂または他のモードの故障を発生する傾向が低減可能であり、それゆえ、管状壁３４０の運転寿命が増加されうる。
【００７３】
図１の流体ポンプ１００は２つの蛇腹プランジャを使用するように示されるが、本発明の流体ポンプの付加的実施形態は、単一の本明細書で説明するような蛇腹プランジャのみを含んでよく、または３つ以上の本明細書で説明するような蛇腹プランジャを含んでよい
。限定ではなく例として、米国特許第５，１６５，８６６号に開示されるポンプは、本発明のいくつかの実施形態による、本明細書で説明されるような蛇腹プランジャを設けられてよい。加えて、ポンプシステムは、自動で（例えば、空圧的もしくは電気的に）運転されてよく、または手動で運転されてよい。手動運転ポンプシステムの限定でない例が、米国特許第４，２６０，０７９号に開示されている。そのようなポンプシステムは、本発明の付加的実施形態による、本明細書で説明されるような蛇腹プランジャを設けられてよい。
【００７４】
さらに、本明細書で上で説明されたような蛇腹プランジャの実施形態は、ポンプ、弁および脈動減衰装置（ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｄａｍｐｅｎｅｒ）を限定でなく含むすべての往復運動式もしくは振動式流体操作装置（ｆｌｕｉｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）に使用されてよい。
【００７５】
本発明の付加的実施形態が、以下に説明される。
【００７６】
実施形態１：蛇腹プランジャが、第１の閉端および反対側の第２の開端を有する管状体を備え、管状体が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を備える。
【００７７】
実施形態２：管状体の側壁が全体的に円筒形である、実施形態１の蛇腹プランジャ。
【００７８】
実施形態３：管状体の側壁が全体的に円錐形である、実施形態１の蛇腹プランジャ。
【００７９】
実施形態４：管状体の第１の閉端が、側壁とは別に形成されて側壁に取り付けられた端板を備える、実施形態１または実施形態２の蛇腹プランジャ。
【００８０】
実施形態５：管状体の第１の閉端が、少なくとも部分的には閉端の中に配置された構造用挿入体を備える、実施形態１から４のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８１】
実施形態６：管状体の第１の閉端内に配置されたキャビティと、管状体の第１の閉端の一部を通って延び、管状体の内部領域と管状体の第１の閉端内のキャビティとの間に流体連結をもたらす開口とをさらに備える、実施形態１から５のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８２】
実施形態７：管状体の側壁が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる複数の突条を画定する形状を有する、実施形態１から６のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８３】
実施形態８：管状体の側壁が、少なくとも実質的に均一な壁の厚さを有する、実施形態１から７のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８４】
実施形態９：側壁が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの凹部を画定する形状を有する、実施形態１から８のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８５】
実施形態１０：管状体が、エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含む、実施形態１から９のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８６】
実施形態１１：管状体がフッ素重合体を含む、実施形態１から１０のいずれかの１実施
形態の蛇腹プランジャ。
【００８７】
実施形態１２：管状体の側壁が、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる谷を画定する内面を有し、谷の幅および深さのうちの少なくとも一方が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで延びる方向に増加する、実施形態１から１１のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８８】
実施形態１３：ポンプ本体と、ポンプ本体内の少なくとも１つの対象流体室と、実施形態１から１２のいずれかの１実施形態に記載の少なくとも１つの蛇腹プランジャとを備える、対象流体をポンピングするための往復運動流体ポンプ。
【００８９】
実施形態１４：ポンプ本体内に少なくとも１つの駆動流体室をさらに備え、少なくとも１つの蛇腹プランジャが、ポンプ本体内で、少なくとも１つの駆動流体室を少なくとも１つの対象流体室から分離する、実施形態１３の往復運動流体ポンプ。
【００９０】
実施形態１５：少なくとも１つの蛇腹プランジャが、第１の蛇腹プランジャおよび第２の蛇腹プランジャを備え、第１の蛇腹プランジャが第１の対象流体室を第１の駆動流体室から分離し、第２の蛇腹プランジャが第２の対象流体室を第２の駆動流体室から分離し、軸が第１の蛇腹プランジャと第２の蛇腹プランジャとの間に延び、第１の蛇腹プランジャおよび第２の蛇腹プランジャのそれぞれが第１の閉端および反対側の第２の開端を有する管状体を備え、管状体が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を備える、実施形態１４の往復運動流体ポンプ。
【００９１】
実施形態１６：中子鋳型の外面と鋳型の内面との間の空間を成形材料で満たすステップであって、中子鋳型の外面が少なくとも１つのらせん状に延びる突条を備え、鋳型の内面が、中子鋳型の外面のらせん状に延びる突条に相補的に整列されてらせん状に延びる凹部を備える、ステップと、空間内の成形材料を凝固させて、管状体の第１の端部と反対側の第２の端部との間に延びる側壁を有する管状体を有する蛇腹プランジャを形成するステップであって、側壁が、第１の端部近傍の位置から第２の端部近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する、ステップと、蛇腹プランジャを鋳型および中子鋳型から分離するステップとを含む、蛇腹プランジャを形成する方法。
【００９２】
実施形態１７：エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含むように成形材料を選択するステップをさらに含む、実施形態１６の方法。
【００９３】
実施形態１８：中子鋳型の外面と鋳型の内面との間の空間を成形材料で満たすステップが、射出成形機を用いて成形材料を空間内に射出するステップを含む、実施形態１６または実施形態１７の方法。
【００９４】
実施形態１９：蛇腹プランジャを鋳型および中子鋳型から分離するステップが、蛇腹プランジャの長手方向軸周りに、中子鋳型と蛇腹プランジャとの間に相対的回転をもたらして、蛇腹プランジャを中子鋳型から回して外すステップを含む、実施形態１６から１８までのいずれかの１実施形態の方法。
【００９５】
実施形態２０：蛇腹プランジャの管状体の側壁に全体的に円錐状の形状を持たせるように鋳型および中子鋳型を形成するステップをさらに含む、実施形態１６から１９までのいずれかの１実施形態の方法。
【００９６】
実施形態２１：蛇腹プランジャの管状体の側壁に少なくとも実質的に均一な壁の厚さを持たせるように鋳型および中子鋳型を形成するステップをさらに含む、実施形態１６から１９までのいずれかの１実施形態の方法。
【００９７】
このように、いくつかの実施形態が説明され、添付の図面に示されたが、そのような実施形態は単なる例であり、本発明の範囲を制限するものではなく、本発明は、図示され説明された具体的な構造および配置に限定されるものではない。なぜなら、説明された実施形態に付加され、修正を加えられ、また説明された実施形態から削除される、種々の他の実施形態が、当業者には明らかとなるからである。例えば、一実施形態を参照して図示され、説明された要素および特徴は、本明細書で説明された実施形態のうちの他の実施形態に組み込まれてよい。それゆえ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲の字義通りの言語、および法的に正当な等価物によってのみ限定される。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年１月９日に出願した「Ｈｅｌｉｃａｌ Ｂｅｌｌｏｗｓ，Ｐｕｍｐ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｓａｍｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｂｅｌｌｏｗｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」に対する米国特許出願第１２／３５１，５１６号の出願日の利益を主張するものであり、その特許出願の開示は、この参照によりその全体を本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、容積移送式装置（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、往復運動装置（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）（例えば、ポンプ、弁など）に使用するための蛇腹プランジャ、そのような蛇腹プランジャを含む往復運動ポンプ、および蛇腹プランジャを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
往復運動流体ポンプは、多くの産業において使用される。一般に、往復運動流体ポンプは、ポンプ本体の中に２つの流体室を含む。往復運動ピストンまたは軸（ｓｈａｆｔ）が、ポンプ本体内で前後に駆動される。１つまたは複数の隔膜または蛇腹プランジャが、往復運動ピストンまたは軸に接続されてよい。往復運動ピストンは一方向に動くにつれて、隔膜または蛇腹プランジャの運動が、流体が２つの流体室のうちの第１の流体室に吸引され、第２の室から排出されることをもたらす。往復運動ピストンが反対方向に動くにつれて、隔膜または蛇腹プランジャの運動が、流体が第１の室から排出され、第２の室に吸引されることをもたらす。室入口および室出口が、第１の流体室と流体連結して設けられてよく、別の室入口および別の室出口が、第２の流体室と流体連結して設けられてよい。第１および第２の流体室への室入口が、共通の単一のポンプ入口と流体連結してよく、第１および第２の流体室からの室出口が、共通の単一のポンプ出口と流体連結してよく、それにより、流体が、単一の流体源からポンプ入口を通ってポンプ内に引き込まれてよく、流体が、単一のポンプ出口を通ってポンプから排出されてよい。流体が、室入口を通ってのみ流体室に流入することができ、かつ流体が、室出口を通ってのみ流体室から流出することができることを確実にするために、逆止弁が、流体室のそれぞれの室入口および室出口に設けられてよい。
【０００４】
そのような往復運動流体ポンプの例が、例えば、１９９４年１２月６日発行のＤｕｎｎらの米国特許第５，３７０，５０７号、１９９６年９月２４日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第５，５５８，５０６号、１９９９年４月１３日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第５，８９３，７０７号、２０００年８月２２日発行のＳｔｅｃｋらの米国特許第６，１０６，２４６号、２００１年１０月２日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第６，２９５，９１８号、２００４年２月３日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第６，６８５，４４３号、２００８年１２月２日発行のＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第７，４５８，３０９号に開示されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの実施形態では、本発明は、管状体を有する蛇腹プランジャを含む。管状体は、本体の第１の閉端近傍の位置から、本体の反対側の第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条（ｒｉｄｇｅ）を画定する形状を有する側壁を含む。
【０００６】
付加的実施形態では、本発明は、対象流体をポンピングするための往復運動流体ポンプを含む。ポンプは、ポンプ本体と、ポンプ本体内の少なくとも１つの対象流体室と、少なくとも部分的にはポンプ本体内に配置された少なくとも１つの蛇腹プランジャとを含む。蛇腹プランジャの表面は、対象流体室の表面を画定する。蛇腹プランジャは、本体の第１の閉端近傍の位置から、本体の反対側の第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を含む管状体を備える。
【０００７】
さらに他の実施形態では、本発明は、中子鋳型の外面と鋳型の内面との間の空間が成形材料で満たされ、成形材料が空間内で凝固されて、管状体の第１の端部近傍の位置から管状体の第２の端部近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を含む管状体を有する蛇腹プランジャが形成される、蛇腹プランジャを形成する方法を含む。蛇腹プランジャの管状体を形成するために、中子鋳型の外面が、少なくとも１つのらせん状に延びる突条を備えてよく、鋳型の内面が、中子鋳型の外面のらせん状に延びる突条に相補的に整合された、らせん状に延びる凹部（ｒｅｃｅｓｓ）を備えてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】らせん状に延びるフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）を有する蛇腹プランジャを含む、本発明の往復運動流体ポンプの一実施形態の一例の断面図である。
【図２】流体ポンプの切替ピストン（ｓｈｉｆｔ ｐｉｓｔｏｎ）を示す図１の一部分の拡大図である。
【図３】流体ポンプのシャトル弁（ｓｈｕｔｔｌｅ ｖａｌｖｅ）を示す図１の別の一部分の拡大図である。
【図４】図１に示す往復運動流体ポンプの蛇腹プランジャの等角図である。
【図５】図１および図４に示す蛇腹プランジャの側面図である。
【図６】図１、図４および図５に示す蛇腹プランジャの長手方向断面図である。
【図７】本発明の付加的実施形態による、蛇腹プランジャを形成するために使用されうる、組み立てられた鋳型組立体の断面図である。
【図８】蛇腹プランジャおよび中子鋳型が断面図で図示される、図７の鋳型組立体と、鋳型組立体の中で成形された蛇腹プランジャとの分解図である。
【図９】本発明の蛇腹プランジャの別の実施形態を示す、図６の長手方向断面図に類似する長手方向断面図である。
【図１０】本発明の蛇腹プランジャのさらに別の実施形態を示す、図６および図９の長手方向断面図に類似する長手方向断面図である。
【図１１】本発明の蛇腹プランジャの付加的実施形態の側壁の一部分を示す断面図である。
【図１２】本発明の蛇腹プランジャの別の付加的実施形態の側壁の一部分を示す断面図である。
【図１３】本発明の蛇腹プランジャのさらに別の付加的実施形態の側壁の一部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に提示される図は、いくつかの例において、任意の特定の往復運動流体ポンプ、蛇腹プランジャ、鋳型組立体、またはそれらの構成部品の実際の図面ではなく、本発明の実施形態を説明するために使用される理想的な表示にすぎない。加えて、図面の間で共通する要素は、同じ数字表示を保有する。
【００１０】
図１は、本発明の流体ポンプ１００の一実施形態を示す。いくつかの実施形態では、流
体ポンプは、例えば液体（例えば水、油、酸など）ガスを、または例えば圧縮ガス（例えば、空気）などの圧縮された駆動流体を使用して粉末状の物質などの対象流体を、ポンプでくみ出すように構成される。したがって、いくつかの実施形態では、流体ポンプ１００は、空圧作動式流体ポンプを備えてよい。さらに、以下により詳細に説明するように、流体ポンプ１００は、往復運動ポンプを備えてよい。
【００１１】
流体ポンプ１００はポンプ本体１０２を含み、ポンプ本体１０２は、ポンプ本体１０２を形成するために共に組み立てられうる２つ以上の構成部品を備えてよい。ポンプ本体１０２は、その中に第１の空洞１１０および第２の空洞１１２を含んでよい。駆動軸１１６が、ポンプ本体１０２内に設置されてよく、第１の空洞１１０と第２の空洞１１２との間に延びてよい。駆動軸１１６の第１の端部が、第１の空洞１１０内に設置されてよく、駆動軸１１６の反対側の第２の端部が、第２の空洞１１２内に設置されてよい。駆動軸１１６は、ポンプ本体１０２内で前後に滑動するように構成される。さらに、液密封止体が、駆動軸１１６の中央部とポンプ本体１０２との間に設けられてよく、それにより、第１の空洞１１０と第２の空洞１１２との間を、駆動軸１１６とポンプ本体１０２との間のいずれかの空間を通って流体が流れるのを防止する。
【００１２】
第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の空洞１１０内に配置されてよく、第２の蛇腹プランジャ１２２が、第２の空洞１１２内に配置されてよい。蛇腹プランジャ１２０、１２２は、それぞれ、可撓性高分子材料（例えば、エラストマーまたは熱可塑性材料）で形成されてよく、かつ含んでよい。以下により詳細に説明するように、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれは、流体ポンプ１００が循環するにつれて、蛇腹プランジャ１２０、１２２の本体が長手方向に伸縮されるのを可能にする、１つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャ（例えば、らせん形溝（ｆｌｕｔｅ））を備えてよい。第１の蛇腹プランジャ１２０は、第１の空洞１１０を、第１の蛇腹プランジャ１２０の駆動軸１１６と反対側の第１の対象流体室１２６と、第１の蛇腹プランジャ１２０の駆動軸１１６に近い側の第１の駆動流体室１２７とに分割することができる。同様に、第２の蛇腹プランジャ１２２は、第２の空洞１１２を、第２の蛇腹プランジャ１２２の駆動軸１１６と反対側の第２の対象流体室１２８と、第２の蛇腹プランジャ１２２の駆動軸１１６に近い側の第２の駆動流体室１２９とに分割することができる。
【００１３】
第１の蛇腹プランジャ１２０の周縁（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｅｄｇｅ）がポンプ本体１０２に取り付けられてよく、液密封止体が、ポンプ本体１０２と第１の蛇腹プランジャ１２０との間に設けられてよい。駆動軸１１６の第１の端部が、任意選択で、第１の蛇腹プランジャ１２０に結合されてよい。いくつかの実施形態では、駆動軸１１６の第１の端部が、第１の蛇腹プランジャ１２０の中の開口を通って延びてよく、第１の蛇腹プランジャ１２０を駆動軸１１６の第１の端部に取り付けるため、かつ液密封止体を駆動軸１１６と第１の蛇腹プランジャ１２０との間に設けるために、封止用付属部材（例えば、ナット、座金、封止体など）が、第１の蛇腹プランジャ１２０の両側で駆動軸１１６上に設けられてよく、それにより、流体は、駆動軸１１６と第１の蛇腹プランジャ１２０との間のいずれかの空間を通って第１の対象流体室１２６と第１の駆動流体室１２７との間を流れることはできない。
【００１４】
同様に、第２の蛇腹プランジャ１２２の周縁が、ポンプ本体１０２に取り付けられてよく、液密封止体がポンプ本体１０２と第２の蛇腹プランジャ１２２との間に設けられてよい。駆動軸１１６の第２の端部が、第２の蛇腹プランジャ１２２に結合されてよい。いくつかの実施形態では、駆動軸１１６の第２の端部が、第２の蛇腹プランジャ１２２の中の開口を通って延びてよく、第２の蛇腹プランジャ１２２を駆動軸１１６の第２の端部に取り付けるため、かつ液密封止体を駆動軸１１６と第２の蛇腹プランジャ１２２との間に設けるために、封止用付属部材（例えば、ナット、座金、封止体など）が、第２の蛇腹プラ
ンジャ１２２の両側で駆動軸１１６上に設けられてよく、それにより、流体は、駆動軸１１６と第２の蛇腹プランジャ１２２との間のいずれかの空間を通って第２の対象流体室１２８と第２の駆動流体室１２９との間を流れることはできない。
【００１５】
この構成では、駆動軸１１６は、ポンプ本体１０２内で前後に滑動することができる。駆動軸１１６が（図１の視点で）右に移動するにつれて、第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の対象流体室１２６の容積が増加し、第１の駆動流体室１２７の容積が減少するように移動させられ、第２の蛇腹プランジャ１２２が、第２の対象流体室１２８の容積が減少し、第２の駆動流体室１２９の容積が増加するように移動させられる。それに反して、駆動軸１１６が（図１の視点で）左に移動するにつれて、第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の対象流体室１２６の容積が減少し、第１の駆動流体室１２７の容積が増加するように移動させられ、第２の蛇腹プランジャ１２２が、第２の対象流体室１２８の容積が増加し、第２の駆動流体室１２９の容積が減少するように移動させられる。
【００１６】
ポンプ本体１０２を通って第１の対象流体室１２６に通じる、第１の対象流体入口１３０が、ポンプ本体１０２内に設けられてよく、ポンプ本体１０２を通って第１の対象流体室１２６から外に通じる、第１の対象流体出口１３４が、ポンプ本体１０２内に設けられてよい。同様に、ポンプ本体１０２を通って第２の対象流体室１２８に通じる、第２の対象流体入口１３２が、ポンプ本体１０２内に設けられてよく、ポンプ本体１０２を通って第２の対象流体室１２８から外に通じる、第２の対象流体出口１３６が、ポンプ本体１０２内に設けられてよい。さらに、流体が、第１の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６に流入することはできるが、第１の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６から流出することはできないことを確実にするために、第１の対象流体入口逆止弁１３１が、第１の対象流体入口１３０近傍に設けられてよい。流体が、第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６から流出することはできるが、第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６に流入することはできないことを確実にするために、第１の対象流体出口逆止弁１３５が、第１の対象流体出口１３４近傍に設けられてよい。同様に、流体が、第２の対象流体入口１３２を通って第２の対象流体室１２８に流入することはできるが、第２の対象流体入口１３２を通って第２の対象流体室１２８から流出することはできないことを確実にするために、第２の対象流体入口逆止弁１３３が、第２の対象流体入口１３２近傍に設けられてよい。流体が、第２の対象流体出口１３６を通って第２の対象流体室１２８から流出することはできるが、第２の対象流体出口１３６を通って第２の対象流体室１２８に流入することはできないことを確実にするために、第２の対象流体出口逆止弁１３７が、第２の対象流体出口１３６近傍に設けられてよい。
【００１７】
図示はしないが、第１の対象流体室１２６に通じる対象流体入口１３０および第２の対象流体室１２８に通じる対象流体入口１３２が、共通の流体入口管路または導管と流体連結してよく、第１の対象流体室１２６から外に通じる対象流体出口１３４および第２の対象流体室１２８から外に通じる対象流体出口１３６が、共通の流体出口管路または導管と流体連結してよく、それにより、流体が、単一の流体源から流体入口管路を通ってポンプ内に引き込まれてよく、また流体が、単一の流体出口管路を通ってポンプから排出されてよい。
【００１８】
第１の駆動流体室１２７が、第１の蛇腹プランジャ１２０を（図１の視点で）左に押す、圧縮された駆動流体で圧縮されてよい。第１の蛇腹プランジャ１２０が左に移動するにつれて、駆動軸１１６および第２の蛇腹プランジャ１２２が、やはり、左に引っ張られおよび／または押される。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）左に移動するにつれて、第１の対象流体室１２６内の対象流体が、第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６から排出され、
対象流体が、第２の対象流体入口１３２を通って第２の対象流体室１２８内に引き込まれる。
【００１９】
第２の駆動流体室１２９が、第２の蛇腹プランジャ１２２を（図１の視点で）右に押す、圧縮された駆動流体で圧縮されてよい。第２の蛇腹プランジャ１２２が右に移動するにつれて、駆動軸１１６および第１の蛇腹プランジャ１２０が、やはり、右に押されおよび／または引っ張られる。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）右に移動するにつれて、第２の対象流体室１２８内の対象流体が、第２の対象流体出口１３６を通って第２の対象流体室１２８から排出され、対象流体が、第１の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６に引き込まれる。
【００２０】
したがって、流体ポンプ１００のポンピング動作を駆動するために、第１の駆動流体室１２７および第２の駆動流体室１２９が、交番方式で圧縮されてよく、上で説明したように、駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が、ポンプ本体１０２内で前後に往復運動させられる。
【００２１】
流体ポンプ１００は、駆動軸１１６の往復運動行程（ｓｔｒｏｋｅ）の端部において、圧縮された駆動流体の流れを、第１の駆動流体室１２７と第２の駆動流体室１２９との間で前後を切り替えるための切替機構（ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含んでよい。切替機構は、例えば、以下の詳細な説明で論ずるように、１つまたは複数の切替ピストン１４０、１４２および切替弁１７０を備えてよい。
【００２２】
図１に示すように、第１の切替ピストン１４０は、第１の蛇腹プランジャ１２０に近く、隣接するポンプ本体１０２内に配置されてよく、第２の切替ピストン１４２は、第２の蛇腹プランジャ１２２に近く、隣接するポンプ本体１０２内に配置されてよい。切替ピストン１４０、１４２のそれぞれは、全体的に駆動軸１１６に平行に向けられた、細長い、全体的に円筒形の本体を備えてよい。切替ピストン１４０、１４２は、駆動軸１１６のそばのポンプ本体１０２内に配置されてよい。切替ピストン１４０、１４２は、第１の駆動流体室１２７と第２の駆動流体室１２９との間に配置され、ポンプ本体１０２を通って延びる、個別の全体的に円筒形の内腔（ｂｏｒｅ）内に配置されてよい。
【００２３】
図２は、第１の切替ピストン１４０を含む図１の一部分の拡大図である。図２に示すように、２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂが、第１の切替ピストン１４０が配置されるポンプ本体１０２を通って延びる内腔内の、ポンプ本体１０２の壁の中に設けられてよい。２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれが、第１の切替ピストン１４０が配置されるポンプ本体１０２内の内腔の周りに延びる実質的に連続的な環状凹部を備えてよい。したがって、２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれが、図２の断面図において、第１の切替ピストン１４０の（図２の視点で）上および下に見られうる。流体導管が、それぞれ、ポンプ本体１０２を通って２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれに通じてよい。
【００２４】
第１の切替シャトル導管１４６Ａが、第１の凹部１４３Ａとシャトル弁１７０との間を延びてよい。第１の切替ピストン通気導管１４８Ａが、第２の凹部１４３Ｂからポンプ本体１０２の外部まで延びてよい。第２の切替ピストン１４２の拡大図は提示されていないが、第２の切替シャトル導管１４６Ｂが、第１の切替シャトル導管１４６Ａの拡大図と同様に、第２の切替ピストン１４２とシャトル弁１７０との間を延びてよく、第２の切替ピストン通気導管１４８Ｂが、図１に示すように、第１の切替ピストン通気導管１４８Ａの拡大図と同様に、第２の切替ピストン１４２からポンプ本体１０２の外部まで延びてよい。
【００２５】
引き続き図２を参照すると、円筒形挿入体１５０が、切替ピストン１４０と、切替ピストン１４０が配置される内腔内の、ポンプ本体１０２の壁の中の２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂとの間に配置されてよい。１つまたは複数の穴１５２が、２つの凹部１４３Ａ、１４３Ｂのうちの一方と整列された、切替ピストン１４０の長手方向軸を横切るそれぞれの平面内に、円筒形挿入体１５０を貫通して設けられてよい。したがって、流体連結が、円筒形挿入体１５０内の穴１５２を通して、円筒形挿入体１５０の内部と凹部１４３Ａ、１４３Ｂのそれぞれとの間に設けられる。さらに、円筒形挿入体１５０とポンプ本体１０２との間のいずれかの空間を通して凹部１４３Ａと１４３Ｂとの間で流体連結することを排除するために、複数の環状封止部材（例えば、Ｏリング）（図示せず）が、円筒形挿入体１５０の外側の円筒形表面と切替ピストン１４０が配置される内腔内の、ポンプ本体１０２の隣接壁との間に、任意選択で設けられてよい。
【００２６】
切替ピストン１４０は、切替ピストン１４０の外面に環状凹部１５６を備える。環状凹部１５６は、切替ピストン上に配置され、環状凹部１５６を、切替ピストン１４０の往復運動行程を通して第２の凹部１４３Ｂと長手方向にオーバラップさせるのに十分なだけ長い長さ（すなわち、切替ピストン１４０の長手方向軸に全体的に平行な寸法）を有する。この構成では、第２の凹部１４３Ｂおよび第２の凹部１４３Ｂと整列された、円筒形挿入体１５０内の対応する穴１５２を通して、環状凹部１５６内で切替ピストン１４０を取り囲む空間とポンプ本体１０２の外部との間に流体連結がもたらされ、その流体連結が、ポンプ本体１０２内の切替ピストン１４０の運動を容易にすることができる。
【００２７】
図２に示すように、細長い延長部分１６０が、少なくとも部分的には第１の駆動流体室１２７の中に延びる切替ピストン１４０の第１の端部に設けられてよい。図１に示すように、切替ピストン１４０の反対側の第２の端部の端面１６４に隣接するポンプ本体１０２内の空間１６２が、第１の駆動室１２７、および第１の駆動室１２７とシャトル弁１７０との間に延びる第１の駆動室導管１８０Ａと流体連結することができる。図１に示すように、第２の駆動室導管１８０Ｂが同様に、第２の切替ピストン１４２の端面に隣接するポンプ本体内の空間とシャトル弁１７０との間に延びることができる。
【００２８】
再び図２を参照すると、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０は、第１の蛇腹プランジャ１２０が、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０の端部に接するように配置され構成されてよい。第１の蛇腹プランジャ１２０が、第１の駆動流体室１２７に圧力をかけることによって（図１および図２の視点で）左に動いているときに、第１の駆動流体室１２７と切替ピストン１４０の第２の端部の端面１６４に隣接する空間１６２との間にもたらされる流体連結が、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０の端部を第１の蛇腹プランジャ１２０に押しつけ、切替ピストン１４０を同様に左に移動させることができる。第１の蛇腹プランジャ１２０が、第２の駆動流体室１２９に圧力をかけることによって（図１および図２の視点で）右に動いているときに、第１の蛇腹プランジャ１２０が、同様に、切替ピストン１４０の細長い延長部分１６０の端部に押しつけられ、切替ピストン１４０が同様に右に移動させられる。
【００２９】
切替ピストン１４０が（図１および図２の視点で）左に動いているときに、切替ピストン１４０の第２の端部の端面１６４が、最終的に、ポンプ本体１０２内の第１の凹部１４３Ａ、および第１の凹部１４３Ａと整列された、円筒形挿入体１５０内の穴１５２に到達し、そこを通り過ぎる。以下により詳細に論じるように、この時点で、切替ピストン１４０の端面１６４に隣接する空間１６２を通して、第１の駆動室導管１８０Ａと第１の切替シャトル導管１４６Ａとの間に流体連結がもたらされ、この流体連結が、圧縮された空気（または他の駆動流体）を第１の切替シャトル導管１４６Ａを通してシャトル弁１７０に送り、駆動軸１１６の往復運動行程の終端を知らせ、駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２を（図１および図２の視点で）右に動きださ
せる。
【００３０】
図３は、シャトル弁１７０を含む図１の一部分の拡大図である。図３に示すように、シャトル弁１７０は、シャトル弁本体１７２、および少なくとも部分的にはシャトル弁本体１７２を通って延びる内腔内に配置されたシャトルスプール１７４を含む。５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅが、シャトルスプール１７４が配置された内腔内のシャトル弁本体１７２の壁の中に設けられてよい。５つの凹部１７２Ａ〜１７２Ｅのそれぞれが、シャトルスプール１７４が配置されたシャトル弁本体１７２内の内腔周りに延びる実質的に連続的な環状凹部を備えてよい。したがって、５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのそれぞれが、図３の断面図において、（図３の視点で）シャトルスプール１７４の左側および右側に見られうる。流体導管が、それぞれ、シャトル弁本体１７２を通って５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのそれぞれに通じてよい。
【００３１】
駆動流体導管１７８が、図３に示すように、中央の第３の凹部１７６Ｃに通じてよい。したがって、圧縮された駆動流体が、圧縮された駆動流体源（例えば、圧縮空気などの圧縮ガス源）から第３の凹部１７６Ｃに供給されてよい。
【００３２】
図１および図３を共に見ることによって分かるように、第１の駆動室導管１８０Ａが、第２の凹部１７６Ｂと第１の駆動流体室１２７との間に延びてよく、第２の駆動室導管１８０Ｂが、第４の凹部１７６Ｄと第２の駆動流体室１２９との間に延びてよい。
【００３３】
第１のシャトル弁通気導管１８２Ａが、第１の凹部１７６Ａからシャトル弁本体１７２の外部まで延びてよく、第２のシャトル弁通気導管１８２Ｂが、第５の凹部１７６Ｅからシャトル弁本体１７２の外部まで延びてよい。これらのシャトル弁通気導管１８２Ａ、１８２Ｂが、ねじ込み式受け口（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）として図３に示される。消音器（ｍｕｆｆｌｅｒ）または他の流体導管が、任意選択で、そのようなねじ込み式受け口によって、シャトル弁通気導管１８２Ａ、１８２Ｂと結合されてよい。
【００３４】
第１の切替シャトル導管１４６Ａ（図１および図２を参照して説明済み）が、第１の切替ピストン１４０（図２）に隣接する第１の凹部１４３Ａとシャトルスプール１７４が配置されたシャトル弁本体１７２内の内腔の第１の長手方向の端部との間に延びてよく、第２の切替シャトル導管１４６Ｂが、第２の切替ピストン１４２（図１）に隣接する同様の凹部とシャトルスプール１７４が配置されたシャトル弁本体１７２内の内腔の、反対側の第２の長手方向の端部との間に延びてよい。
【００３５】
図３に示すように、円筒形挿入体１９０が、シャトルスプール１７４と、シャトルスプール１７４が配置された内腔内のシャトル弁本体１７２の壁の中の５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅとの間に配置されてよい。円筒形挿入体１９０は、５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのうちの一つと整列された、切替スプール１７４の長手方向軸を横切る各平面内に円筒形挿入体１９０を貫通して延びる１つまたは複数の穴１９２を備えてよい。したがって、円筒形挿入体１９０内の穴１９２を通して、円筒形挿入体１９０の内部と凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのそれぞれとの間に、流体連結がもたらされる。さらに、円筒形挿入体１９０とシャトル弁本体１７２との間のいずれかの空間を通して凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのうちのいずれかの間で流体連結することを排除するために、複数の環状封止部材（例えば、Ｏリング）（図示せず）が、円筒形挿入体１９０の外側の円筒形表面と切替ピストン１９０が配置される内腔内の、シャトル弁本体１７２の隣接壁との間に、任意選択で設けられてよい。
【００３６】
シャトルスプール１７４は、シャトルスプール１７４の外面内の第１の環状凹部１９６Ａ、およびシャトルスプール１７４の外面内の第２の環状凹部１９６Ｂを備える。第１の
環状凹部１９６Ａおよび第２の環状凹部１９６Ｂは、シャトルスプール１７４の外面上の中央環状突条（ｃｅｎｔｒａｌ ａｎｎｕｌａｒ ｒｉｄｇｅ）１９７で分離される。さらに、環状の第１の端部突条１９８Ａが、第１の環状凹部１９６Ａの長手方向の中央環状突条１９７と反対側のシャトルスプール１７４の外面上に設けられ、環状の第２の端部突条１９８Ｂが、第２の環状凹部１９６Ｂの長手方向の中央環状突条１９７と反対側のシャトルスプール１７４の外面上に設けられる。
【００３７】
第１の環状凹部１９６Ａおよび第２の環状凹部１９６Ｂのそれぞれは、５つの凹部１７６Ａ〜１７６Ｅのうちの２つの隣接する凹部を、少なくとも部分的には長手方向にオーバラップさせるのに十分なだけ長い長さ（すなわち、シャトルスプール１７４の長手方向軸に全体的に平行な寸法）を有する。例えば、シャトルスプール１７４が図３に示す位置にあるとき、第１の環状凹部１９６Ａが、第２の凹部１７６Ｂおよび第３の凹部１７６Ｃのそれぞれに延びて、少なくとも部分的にはそれぞれとオーバラップし、第２の環状凹部１９６Ｂが、第４の凹部１７６Ｄおよび第５の凹部１７６Ｅのそれぞれに延びて、少なくとも部分的にはそれぞれとオーバラップする。この構成では、第３の凹部１７６Ｃ、第３の凹部１７６Ｃと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、シャトルスプール１７４内の第１の環状凹部１９６Ａ、第２の凹部１７６Ｂと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、および第２の凹部１７６Ｂを通して、駆動流体導管１７８と第１の駆動室導管１８０Ａとの間に流体連結がもたらされる。また、この構成では、第４の凹部１７６Ｄ、第４の凹部１７６Ｄと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、シャトルスプール１７４内の第２の環状凹部１９６Ｂ、第５の凹部１７６Ｅと整列された円筒形挿入体１９０内の穴１９２、および第５の凹部１７６Ｅを通して、第２の駆動室導管１８０Ｂと第２のシャトル弁通気導管１８２Ｂとの間に流体連結がもたらされる。
【００３８】
図１〜図３を共に見ることによって分かるように、駆動流体導管１７８から第２の駆動室導管１８０Ｂまでシャトル弁１７０を通し、第２の駆動流体室１２９を通し、第２の切替シャトル導管１４６Ｂを通してシャトルスプール１７４の第２の端部に圧縮された駆動流体を印加することによって、シャトルスプール１７４が、図３に示す位置まで移動されうる。したがって、いくつかの実施形態では、周囲の圧力（大気圧）がシャトルスプール１７４の一方の長手方向端面にもたらされながら、正の圧力をシャトルスプール１７４の反対側の長手方向端面に印加することによって、シャトルスプール１７４が、シャトル弁本体１７２内で前後に移動させられる。シャトルスプール１７４が図３に示す位置まで移動すると、シャトルスプール１７４の第１の端部付近、および第１の切替シャトル導管１４６Ａ内の任意の流体（例えば、空気などのガス）が、第２のシャトル弁通気導管１８２Ｂを通って周囲に放出されうる。シャトルスプール１７４の第２の端部（および第２の切替シャトル導管１４６Ｂ内）に正の圧力を保持することによって、および／または１つまたは複数の戻り止め機構を使用することによって、シャトルスプール１７４は、図３に示す位置に保持されうる。
【００３９】
流体ポンプ１００の動作を完全に理解するのを容易にするために、流体ポンプの（駆動軸１１６の左方への往復運動行程および右方への往復運動行程を含めた）完全なポンピングサイクルが、以下に説明される。
【００４０】
流体ポンプ１００のサイクルは、シャトル弁１７０のシャトルスプール１７４が図１および図３に示す位置にある間に始まる。上で説明したように、シャトルスプール１７４が、図１および図３に示す位置に移動すると、圧縮された駆動流体が、駆動流体導管１７８（図１および図３）からシャトルスプール１７４内の第１の環状凹部１９６Ａ内でシャトルスプール１７４の周囲を通って第１の駆動室導管１８０Ａに流入する。圧縮された駆動流体が、第１の駆動室導管１８０Ａを通って第１の駆動流体室１２７（図１）に流れ、圧縮された駆動流体が、第１の蛇腹プランジャ１２０を（図１の視点で）左に推進する。第
１の蛇腹プランジャ１２０が左に移動するにつれて、駆動軸１１６および第２の蛇腹プランジャ１２２がやはり、左に引っ張られおよび／または押される。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）左に移動するにつれて、第１の対象流体室１２６内の対象流体が、第１の対象流体室１２６から外に通じる第１の対象流体出口１３４を通って第１の対象流体室１２６から押し出され、対象流体が、第２の対象流体室１２８に通じる第２の対象流体入口１３２を通って、第２の対象流体室１２８内に引き込まれる。
【００４１】
この左方への往復運動行程が継続するにつれて、第１の切替ピストン１４０は、空間１６２（図２）内の圧縮された駆動流体によって左に推進され、第２の切替ピストン１４２は、第２の蛇腹プランジャ１２２によって左に推進される。この左方への往復運動行程は、第１の切替ピストン１４０が、空間１６２（図２）内の圧縮された駆動流体が第１の切替シャトル導管１４６Ａに流入することができるのに十分なだけ左に移動するまで継続する。圧縮された駆動流体が第１の切替シャトル導管１４６Ａに入るとき、圧縮された駆動流体のパルスが、第１の切替シャトル導管１４６Ａを通ってシャトル弁１７０内のシャトルスプール１７４の第１の端部に流れ、そのことが、シャトルスプール１７４をシャトル弁本体１７２内で（すなわち、図１および図３の視点でシャトル弁１７０の上端に向かって）滑動させる。
【００４２】
シャトルスプール１７４は、図面の中で、シャトル弁本体１７２内の内腔の反対端に設置されるように示されてはいないが、シャトルスプール１７４が、シャトル弁本体１７２内の内腔の反対端に移動すると、駆動流体導管１７８を通ってシャトル弁１７０に入る圧縮された駆動流体が、第１の駆動室導管１８０Ａから第２の駆動室導管１８０Ｂに方向転換されるであろうことは理解されよう。言い換えれば、シャトルスプール１７４がシャトル弁本体１７２の反対端に移動すると、圧縮された駆動流体が、駆動流体導管１７８からシャトルスプール１７４内の第２の環状凹部１９６Ｂを通り、第２の駆動室導管１８０Ｂを通って第２の駆動流体室１２９（図１）まで流れ、そのことが、第２の蛇腹プランジャ１２２を（図１の視点で）右に推進する。第２の蛇腹プランジャ１２２が右に移動するにつれて、駆動軸１１６および第１の蛇腹プランジャ１２０がやはり、右に押されおよび／または引っ張られる。駆動軸１１６、第１の蛇腹プランジャ１２０および第２の蛇腹プランジャ１２２が（図１の視点で）右に移動するにつれて、第２の対象流体室１２８内の対象流体が、第２の対象流体室１２８から、第２の対象流体室１２８から外に通じる第２の対象流体出口１３６を通って押し出され、対象流体が、第１の対象流体室１２６に通じる個別の対象流体入口１３０を通って第１の対象流体室１２６内に引き込まれる。
【００４３】
この右方への往復運動行程は、第２の切替ピストン１４０が、第２の駆動流体室１２９内の圧縮された駆動流体が第２の切替シャトル導管１４６Ｂに流入することができるのに十分なだけ（図１の視点で）右に移動するまで継続し、そのことが、シャトルスプール１７４を図１および図３に示す位置に戻させ、それにより、流体ポンプ１００の完全な１サイクルが完了し、その時点で新しいサイクルが始まる。この往復運動動作は継続可能であり、その結果、流体ポンプ１００を通る、少なくとも実質的に連続的な対象流体の流れがもたらされる。
【００４４】
上で説明したように、本発明のいくつかの実施形態によれば、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれが、流体ポンプ１００が循環するにつれて、蛇腹プランジャ１２０、１２２の本体が長手方向に伸縮されるのを可能にする、１つまたは複数のらせん状に延びるフィーチャ（例えば、らせん形溝（ｆｌｕｔｅ））を備えてよい。
【００４５】
図４〜図６は、図１の蛇腹プランジャ１２０（および蛇腹プランジャ１２２）を示す。蛇腹プランジャ１２０は、第１の閉端２０２および反対側の第２の開端２０４を有する本
体２００を備えてよい。
【００４６】
蛇腹プランジャ１２０の本体２００は、全体的に管状であってよい。図６を参照すると、本体２００は、内面２０７Ａおよび外面２０７Ｂを有する全体的に管状の側壁２０６を含んでよい。全体的に管状の側壁２０６は、長手方向に起伏して、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の外側に、複数の山２０８および谷２１０を画定する。山２０８および谷２１０は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２２０および１つまたは複数のらせん状に延びる凹部２２２で画定されてよく、かつそれら突条および凹部を備えてよく、それら突条および凹部は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の第１の閉端２０２と第２の開端２０４との間で長手方向に、蛇腹プランジャ１２０周りにらせん状に延びる。本体２００の平均的な壁の厚さは、山２０８と谷２１０との間の距離に比べて相対的に小さくてよいことに留意されたい。この構成では、本体２００の外面２０７Ｂ上の山２０８が、本体２００の内面２０７Ａ上の対応する谷２１２を画定してよく、本体２００の外面２０７Ｂ上の谷２１０が、本体２００の内面２０７Ａ上の対応する山２１４を画定してよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、山２０８が、単一のらせん状に延びる突条２２０で画定されてよく、かつその突条を備えてよく、谷２１０が、単一のらせん状に延びる凹部２２２で画定されてよく、かつその凹部を備えてよい。そのような実施形態では、１つの山２０８（および突条２２０）は、全３６０度の完全な１回転を通して本体２００の周囲を１回たどられるので、山２０８は、本体２００の輪郭に沿って次の直近の山２０８につながる。
【００４８】
しかし、他の実施形態では、山２０８は、２つ（または３つ以上）のらせん状に延びる突条２２０で画定されてよく、かつそれらの突条を備えてよく、谷２１０は、２つ（または３つ以上）のらせん状に延びる凹部２２２で画定されてよく、かつそれらの凹部を備えてよい。そのような多重の突条２２０および多重の谷２１０は、互いに横に並んでらせん状に延びてよい。そのような実施形態では、１つの山２０８（および突条２２０）は、全３６０度の完全な１回転を通して本体２００の周囲を１回たどられるので、山２０８は、次の直近の山２０８（それは異なる突条２２０の一部分である）にはつながらず、その山２０８から２つ目（または３つ目など）の山２０８につながる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、本体２００は、本体２００の長さに沿って、少なくとも実質的に一定の横断面平均直径を有する、全体的に円筒形の形状を有してよい。本体２００の断面形状は、ポンプ本体１０２の中の第１の空洞１１０または第２の空洞１１２内にはめ込むことができる任意の形状であってよく、全体的に円筒形、全体的に円錐形、断面形状において全体的に矩形、などであってよい。
【００５０】
したがって、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の壁２０６は、１つまたは複数の実質的に連続的ならせん状突条２２０およびらせん状凹部２２２を含んでよい。蛇腹プランジャ１２０のリブまたはらせん状溝を画定する、本体２００の１つまたは複数の実質的に連続的ならせん状突条２２０およびらせん状凹部は、閉端２０２に近い位置から開端２０４に近い位置まで延びてよい。らせん状の突条２２０および凹部２２２は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００が長手方向に圧縮し伸張することを可能にする。したがって、たとえ、１つまたは複数のらせん状突条２２０の構造が、以前から知られている蛇腹プランジャのリブのような複数の離散的な、横方向に延び、長手方向に分離されるリブとは異なる、１つまたは複数の長い連続的なリブを設けるとしても、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２２０は、本体２００を長手方向に伸張収縮することを可能にすることによって、蛇腹プランジャ１２０の「リブ」として適切に特徴づけられてよい。したがって、本体２００の伸張収縮は、動作において、コイルばねの伸張収縮に例えられうる。
【００５１】
閉端２０２は、本体２００に結合されるかまたは一体的に形成される端板２３０を備え
てよい。言い換えれば、いくつかの実施形態では、端板２３０は、本体２００と一体的に形成されてよく、他の実施形態では、閉端２０２は、本体２００と分離して形成され、本体２００の端部に取り付けられてよい。例えば、端板２３０は、接着剤、締結具（例えば、ボルトおよびねじ）、熱封止（例えば、融着）を使用して、またはいくつかの他の知られている手段、ならびにそれらの組合せを用いて、本体２００に取り付けられてよい。少なくともいくつかの実施形態では、閉端２０２は、環状フランジ２３２を備えてよく、環状フランジ２３２に向かって１つまたは複数のらせん状突条２２０が延びる。いくつかの実施形態では、端板２３０はまた、その中に凹部２３４を含んでよい。閉端２０２の外部は、相補的に形成されたポンプ本体１０２の内面と係合するように構成された、形成された表面２３６を備えてよい。限定でなく例として、形成された表面２３６は、少なくとも実質的には、平坦、円錐台、凸状または凹状であってよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、形成された表面２３６は、表面２３６から延びる中央突起２３８を含んでよい。他の実施形態では、形成された表面２３６は、ボルトまたはねじなど、閉端２０２の駆動軸１１６（図１）への取り付けを可能にする開口を備えてよい。そのような開口は、閉端２０２を完全に貫通して延びてよく、または閉端２０２の一部の中に部分的に延びてよい。したがって、そのような開口は、いくつかの実施形態では通り穴を備えてよく、他の実施形態では止まり穴を備えてよい。さらに、いくつかの実施形態では、開口は、駆動軸１１６の取り付け具、または閉端２０２を駆動軸１１６に固定するための取り付け構造を受け入れるために、ねじを切られてよい。
【００５３】
いくつかの実施形態では、端板２３０は、その中に設置された構造用挿入体２４０を含んでよい。構造用挿入体は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の材料に比べて比較的剛性の材料（すなわち、本体２００の材料よりも剛性の材料）を含んでよい。限定ではなく例として、端板２３０は、板状の構造、または少なくとも部分的には端板２３０内に形成されたいくつかの他の形態（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）（例えば、リブ、網目など）の補強構造として構成された構造用挿入体２４０を備えてよい。構造用挿入体２４０は、鋼（耐食鋼を限定ではなく含む）、樹脂、またはセラミック材料など、金属または金属合金を含んでよい。そのような材料は単なる例であり、種々の他の材料、または材料の組合せが、構造用挿入体２４０に使用されてよいことは、当業者には理解されよう。構造用挿入体２４０は、取り付け構造の取付具（例えば、ボルトまたはねじ）を受け入れるための締結手段（例えば、ねじ山）など、１つまたは複数の特徴をさらに含んでよい。また、網目など、１つまたは複数の構造用挿入体が、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の壁の中に設けられてよい。
【００５４】
蛇腹プランジャ１２０の本体２００の開端２０４は、蛇腹プランジャ１２０の内部２４８への中央開口２４６を画定する環状フランジ２４４を備えてよい。環状フランジ２４４は、蛇腹プランジャ１２０をポンプ本体１０２に固定することに適応するように構成されてよい。限定ではなく例として、環状フランジ２４４は、長手方向に取られた矩形断面形状を有してよく、ポンプ本体１０２またはなんらかの他の構造もしくは装置に締め付けられる（ｂｅ ｃｌａｍｐｅｄ）かまたは別のやり方で固定されるように構成されてよい。さらに、いくつかの実施形態では、環状フランジ２４４は、フランジ２４４全体に設けられた液密封止体を改良するために、フランジ２４４の平坦な長手方向の端部の面（ｅｎｄ
ｆａｃｅ）２５０上に同心のリブ２４５を備えてよい。
【００５５】
再び図１を参照すると、いくつかの実施形態では、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれの閉端２０２（図４〜図６）が、蛇腹プランジャ１２０、１２２の閉端２０２が互いに面を遠ざけるようにして、ポンプ本体１０２内の個別の第１および第２の空洞１１０、１１２内に設置されてよい。そのような構成は、往復運動流体ポンプ１００の外側の部分に向かって設置された第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８を備える
ように構成された往復運動流体ポンプ１００の中で使用されてよい。しかし、そのような構成が、本発明の往復運動流体ポンプの実施形態を限定することは意図されていない。例えば、他の実施形態では、第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８は、米国特許出願第１１／４３７，４４７号（２００７年１１月２２日に米国特許出願公開第２００７／０２６６８４６号として公開されたもの）に開示されたポンプにおけるように、往復運動流体ポンプ１００の内側の部分に向かって設置されてよい。加えて、往復運動流体ポンプ１００は、第１の駆動流体室１２７および第２の駆動流体室１２９が蛇腹プランジャ１２０、１２２の内側に配置され、第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８が蛇腹プランジャ１２０、１２２の外側に配置されるように構成された図１において示されるが、駆動流体室１２７、１２９および対象流体室１２６、１２８は、本発明の付加的実施形態では入れ替えられてよい。言い換えれば、第１の駆動流体室１２７および第２の駆動流体室１２９が、蛇腹プランジャ１２０、１２２の外側に配置されてよく、第１の対象流体室１２６および第２の対象流体室１２８が、蛇腹プランジャ１２０、１２２の内側に配置されてよい。
【００５６】
さらに、蛇腹プランジャ１２０、１２２のそれぞれの閉端２０２の位置は、蛇腹プランジャ１２０、１２２の閉端２０２に結合されうる駆動軸１１６（図１）によって、互いに相対的に固定されてよい。軸１１６は、蛇腹プランジャ１２０、１２２の下部近くに設置されるように図１に描かれるが、そのような構成が限定であることは意図されていない。いくつかの実施形態では、駆動軸１１６は、蛇腹プランジャ１２０、１２２の端板２３０に対して少なくとも実質的には中心に設置されてよく、そのように設置されなければ蛇腹プランジャ１２０、１２２に印加されうる曲げ力および／またはねじり力が、低減される。蛇腹プランジャ１２０、１２２の閉端２０２は、対象流体室１２６と駆動流体室１２７との間、および対象流体室１２８と駆動流体室１２９との間を流体が通過することを防止する。
【００５７】
第１および第２の駆動室導管は、駆動流体の駆動流体室１２７、１２９への投入および駆動流体の駆動流体室１２７、１２９からの排出の両方に使用されるが、付加的実施形態では、駆動流体を駆動流体室１２７、１２９に投入するため、および駆動流体を駆動流体室１２７、１２９から排出するために、個別の導管が使用されてよい。
【００５８】
本発明の付加的実施形態は、図に示す蛇腹プランジャ１２０、１２２など、蛇腹プランジャを作製する方法を含む。蛇腹プランジャ１２０、１２２の本体２００の１つまたは複数の突条２２０および凹部のらせん状の構成は、本発明の実施形態による蛇腹プランジャが製造される容易さを改良することができる。図７および図８は、本発明のいくつかの実施形態による蛇腹プランジャを形成するために使用されうる鋳型組立体２６０を示す。鋳型２６２は、中子鋳型２６４（例えば、挿入体）の少なくとも一部の周りに設けられ、設置されてよい。鋳型２６２と中子鋳型２６４との間の型穴を画定する空間２６８の容積が、その後、蛇腹プランジャを形成するために、成形材料で満たされてよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、鋳型２６２は、鋳型２６２を形成するために共に組み立てられうる２つ以上の構成部品を含んでよい。型穴をその中に画定する鋳型２６２の内面２７０は、型穴の中で成形される蛇腹プランジャの外面２０７Ｂ（例えば、図４〜図６に示す蛇腹プランジャ１２０の外面２０７Ｂと同様）と、少なくとも実質的に合致する寸法、形状、および構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を有することができる。鋳型２６２の内面２７０は、全体的に円筒形の蛇腹プランジャ１２０を形成することが望まれるときは、全体的に円筒形の（しかし、蛇腹プランジャ１２０の１つまたは複数の突条２２０および凹部２２２を形成するために使用される、起伏しながららせん状に延びる突条および凹部に対する）形状であってよい。
【００６０】
中子鋳型２６４は、蛇腹プランジャ１２０の内面２０７Ａを形成するために寸法決めされ、形作られ、構成されてよい。蛇腹プランジャ１２０の内面２０７Ａは、上で説明したように、蛇腹プランジャ１２０の外面２０７Ｂのコンター（ｃｏｎｔｏｕｒ）と相補的なコンターを有してよく、１つまたは複数のらせん状に延びる突条および凹部を含んでよい。したがって、中子鋳型２６４の外面２７４もまた、１つまたは複数のらせん状に延びる突条および凹部を含んでよい。
【００６１】
中子鋳型２６４が鋳型２６２と共に組み立てられるとき、鋳型２６２の内面２７０上のらせん状に延びるフィーチャが、中子鋳型２６４の外面２７４上の相補的ならせん状に延びるフィーチャに全体的に平行に延びてよく、２つのフィーチャの間に連続的に延びる空洞が形成され、その中に成形材料が注入されてよい。いくつかの実施形態では、中子鋳型２６４の外面２７４と鋳型２６２の内面２７０との間の距離は、蛇腹プランジャ１２０の本体２００の管状壁２０６を形成するために使用される領域において実質的に均一であってよく、それにより、管状壁２０６は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２２０および凹部２２２に沿って実質的に均一な厚さを有する。
【００６２】
中子鋳型２６４は、中子鋳型２６４の外面２７４のらせん状に延びるフィーチャが、鋳型２６２の内面２７０の相補的ならせん状に延びるフィーチャに整列されながら、鋳型２６２の中に設置されてよい。次いで、蛇腹プランジャ１２０は、中子鋳型２６４と鋳型２６２との間の型穴を画定する空間２６８の容積を、適切な成形材料で満たすことによって形成されうる。限定ではなく例として、成形材料は、中子鋳型２６４と鋳型２６２との間の型穴を画定する空間２６８に、従来の射出成形技術を使用して圧力で押し込まれてよい。適切な成形材料は、成形用のエラストマーおよび樹脂など、高分子材料を含むが、限定はされない。いくつかの実施形態では、成形材料は、フッ素重合体を含んでよい。限定ではなく例として、成形材料は、ネオプレン、ブナＮ（ｂｕｎａ−Ｎ）、エチレンジエンＭクラス（ＥＰＤＭ）、ＶＩＴＯＮ（登録商標）、ポリウレタン、ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシフルオロカーボン樹脂（ＰＦＡ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ナイロン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＮＯＲＤＥＬ（商標）、およびニトリルのうちの１つまたは複数を含んでよい。
【００６３】
空間２６８を満たす成形材料は、鋳型組立体２６０の中の場所で、その中に蛇腹プランジャ１２０が形成するために、硬化または凝固されてよい。新しく形成された蛇腹プランジャ１２０は、鋳型２６２を成形された蛇腹プランジャ１２０の周りから取り外し、中子鋳型２６４を蛇腹プランジャ１２０の中から取り外すことによって、鋳型組立体２６０から取り出されうる。蛇腹プランジャ１２０を鋳型２６２から取り外すために、鋳型２６２は、蛇腹プランジャ１２０の周りから開かれるかまたは分解されてよい。他の実施形態では、蛇腹プランジャ１２０は、蛇腹プランジャ１２０を、回して外すことによって、または後退させることによって、鋳型２６２の中から取り外されうる。言い換えれば、蛇腹プランジャ１２０は、蛇腹プランジャ１２０の長手方向軸周りに、鋳型２６２に対して回転させられてよい。そのように回転すると、蛇腹プランジャ１２０のらせん状に延びるフィーチャが、蛇腹プランジャ１２０を鋳型２６２から外に移動させる。
【００６４】
中子鋳型２６４は、中子鋳型２６４の周りに形成された蛇腹プランジャ１２０の中から、中子鋳型２６４を、回して外すことによって、蛇腹プランジャ１２０から取り外されうる。言い換えれば、蛇腹プランジャ１２０は、蛇腹プランジャ１２０の長手方向軸周りに、中子鋳型２６４に対して回転させられてよい。そのように回転すると、蛇腹プランジャ１２０のらせん状に延びるフィーチャが、蛇腹プランジャ１２０を中子鋳型２６４から離れるように移動させる。一般に、蛇腹プランジャ１２０のらせん状に延びるフィーチャが
、蛇腹プランジャ１２０と中子鋳型２６４との間に相対的な回転をもたらすことにより、蛇腹プランジャ１２０を中子鋳型２６４から長手方向に後退させることによって、蛇腹プランジャ１２０が中子鋳型２６４から容易に取り外されることを可能にする。
【００６５】
以前から知られている蛇腹プランジャの構成は、そのようならせん状に延びるフィーチャを含まず、したがって、本明細書で説明したように、本発明のいくつかの実施形態におけるような、中子鋳型２６４を取り巻く鋳型２６２の中で成形されるものではない。中子鋳型２６４を、その周りに成形された蛇腹プランジャ１２０から、回して外すことができることは、以前から知られている複数の離散的な円周方向に延びるリブを有する蛇腹プランジャを製作する間に経験されるような、蛇腹プランジャ１２０のリブと中子鋳型２６４のリブとの間の機械的干渉の問題を軽減する。したがって、適切なコンターを有する一体の中子鋳型２６４が、蛇腹プランジャ１２０の内側のフィーチャを形成するために使用されてよい。
【００６６】
再び図６を参照すると、本発明の付加的実施形態では、内面２０７Ａの１つまたは複数の谷２１２（外面２０７Ｂの山２０８に対応）の深さおよび幅のうちの少なくとも一方が、閉端２０２から開端２０４に向かって伸びる方向に増加してよく、そのことが、中子鋳型２５４の取り外しを容易にすることができる。言い換えれば、内面２０７Ａの谷２１２は、閉端２０２近傍に第１の幅Ｗ１および第１の深さＤ１を有してよい。しかし、開端２０４近傍で、谷２１２は、第１の幅Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２、および第１の深さＤ１より大きい深さＤ２を有してよい。らせん状に延びる谷２１２の幅および／または深さは、閉端２０２近傍の位置から開端２０４近傍の位置まで、徐々にかつ連続的に増加してよい。この構成では、中子鋳型２６４が、中子鋳型２６４の周りに成形された蛇腹プランジャ１２０から回して外されるにつれて、谷２１２内の中子鋳型２６４の外面が、蛇腹プランジャ１２０の管状体の内面２０７Ａの領域から分離し、そのことが、中子鋳型２６４が蛇腹プランジャ１２０からより容易に取り外されることを可能にする。
【００６７】
図９は、本発明の蛇腹プランジャ２８０の別の実施形態を示す、図６に類似の長手方向断面図である。図９の蛇腹プランジャ２８０は、全体的に、図４〜図６の蛇腹プランジャ１２０に類似しており、長手方向に起伏する全体的に管状の側壁２８２を有する本体２８１を含み、本体２８１の外側に複数の山２９２および谷２９４を画定する。山２９２および谷２９４は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条２９６および１つまたは複数のらせん状に延びる凹部２９８で画定されてよく、かつそれら突条および凹部を備えてよく、それらの突条および凹部は、蛇腹プランジャ２８０の本体２８１の、第１の閉端２８３と反対側の第２の開端２８４との間を長手方向に、蛇腹プランジャ２８０の周りにらせん状に延びる。図９の実施形態では、本体２８１の閉端２８３は中空であり、その中にキャビティ２８６を含む。開口２８８が、本体２８１の第１の閉端２８３の一部を通って延び、本体２８１の内部領域と本体２８１の閉端２８３内のキャビティ２８６との間に流体連結をもたらす。図９に示すように、閉端２８３は、本明細書で前に説明した構造用挿入体２４０に類似する、構造用挿入体２９０を含んでよく、キャビティ２８６は、少なくとも部分的には構造用挿入体２９０内に配置されてよい。キャビティ２８６の寸法および形状は、蛇腹プランジャ２８０の内部の中の駆動流体の所与の圧力に対して、蛇腹プランジャ２８０に作用する合力（ｎｅｔ ｆｏｒｃｅ）の大きさおよび／または方向を改良するように、選択的に適応されてよい。
【００６８】
図１０は、本発明の蛇腹プランジャ３００のさらに別の実施形態を示す、図６および図９の断面図に類似の長手方向断面図である。図１０の蛇腹プランジャ３００は、図４〜図６の蛇腹プランジャ１２０に全体的に類似し、長手方向に起伏して、本体３０１の外部に複数の山３０６および谷３０８を画定する、全体的に管状の側壁３０２を有する本体３０１を含む。山３０６および谷３０８は、１つまたは複数のらせん状に延びる突条３１０お
よび１つまたは複数のらせん状に延びる凹部３１２で画定されてよく、かつそれら突条および凹部を備えてよく、それら突条および凹部は、蛇腹プランジャ３００の本体３０１の第１の閉端３１４と、反対側の第２の開端３１６との間で長手方向に、蛇腹プランジャ３００の周りにらせん状に延びる。しかし、図１０の実施形態では、管状の側壁３０２は、図９の蛇腹プランジャ２８０の管状の側壁２８２および図４〜図６の蛇腹プランジャ１２０の管状の側壁２０６のそれぞれの、全体的に円筒形の形状とは対照的に、全体的に円錐形の形状を有する。全体的に円錐形の形状を有する管状の側壁３０２を設けることによって、中子鋳型を覆ってその周りに成形された蛇腹プランジャ３００の内部から中子鋳型を取り外すことが、比較的容易になりうる。とりわけ、蛇腹プランジャの管状の側壁が全体的に円筒形である実施形態において必要であるように、中子鋳型を最後まで回して蛇腹プランジャ３００から外すのとは対照的に、蛇腹プランジャを中子鋳型に対して、またはその逆に、１回またはほんの数回だけの全回転によって回転させた後、中子鋳型を蛇腹プランジャ３００から単に引き出すことが可能になる。このことは、中子鋳型と蛇腹プランジャとの間の横方向の間隙が各回転毎に増加するにつれて、中子鋳型が蛇腹プランジャ３００から速やかに離脱することによる。同様に、挿入された中子鋳型を有する蛇腹プランジャ３００は、もたらされた拡大された横方向の間隙によって、取り囲む鋳型の型穴の中からより容易に引き出されうる。
【００６９】
図１１〜図１３は、本発明の蛇腹プランジャの付加的実施形態に使用されうる、管状の側壁の一部の断面図を示す。
【００７０】
図１１を参照すると、らせん状に延びる突条３２２および凹部３２４を含む、管状体の側壁３２０の一部が図示される。突条３２２および凹部３２４は、全体的に丸い弧状の断面形状を有する、図６に示す側壁２０６の突条２２０および凹部２２２とは対照的に、全体的に三角形の断面形状を有する。付加的実施形態では、蛇腹プランジャの全体的に管状の壁の、１つまたは複数のらせん状に延びる突条および凹部は、プランジャが長手方向に伸張し圧縮されることを可能にする任意の断面形状を有してよいことに留意されたい。
【００７１】
図１２を参照すると、らせん状に延びる突条３３２および凹部３３４を含む、管状体の側壁３３０の一部が図示される。突条３３２および凹部３３４は、図１２に示すように、側壁３３０の起伏する長手方向の輪郭に沿った、複数の山３３６および谷３３８を画定する。やはり図１２に示すように、側壁３３０は、山３３６および谷３３８において、山と谷との間の側壁３３０の中間部分におけるよりも比較的薄い厚さを有する。側壁３３０を、山３３６および谷３３８において比較的薄くなるように形成することによって、側壁３３０を長手方向に伸張圧縮させるのに必要な力が低減されうる。
【００７２】
図１３を参照すると、らせん状に延びる突条３４２および凹部３４４を含む、管状体の側壁３４０の一部分が図示される。突条３４２および凹部３４４は、図１３に示すように、側壁３４０の起伏する長手方向の輪郭に沿った複数の山３４６および谷３４８を画定する。やはり図１３に示すように、側壁３４０は、山３４６および谷３４８において、山と谷との間の側壁３４０の中間部分におけるよりも比較的厚い厚さを有する。山と谷との間の側壁３４０の中間部分に比べると、山３４６および谷３４８は、これらの領域における応力および変形（例えば、曲げ）の集中および繰り返しによる亀裂を、より発生しやすい可能性がある。したがって、側壁３４０を、山３４６および谷３４８において比較的厚くなるように形成することによって、側壁３４０における亀裂または他のモードの故障を発生する傾向が低減可能であり、それゆえ、管状壁３４０の運転寿命が増加されうる。
【００７３】
図１の流体ポンプ１００は２つの蛇腹プランジャを使用するように示されるが、本発明の流体ポンプの付加的実施形態は、単一の本明細書で説明するような蛇腹プランジャのみを含んでよく、または３つ以上の本明細書で説明するような蛇腹プランジャを含んでよい
。限定ではなく例として、米国特許第５，１６５，８６６号に開示されるポンプは、本発明のいくつかの実施形態による、本明細書で説明されるような蛇腹プランジャを設けられてよい。加えて、ポンプシステムは、自動で（例えば、空圧的もしくは電気的に）運転されてよく、または手動で運転されてよい。手動運転ポンプシステムの限定でない例が、米国特許第４，２６０，０７９号に開示されている。そのようなポンプシステムは、本発明の付加的実施形態による、本明細書で説明されるような蛇腹プランジャを設けられてよい。
【００７４】
さらに、本明細書で上で説明されたような蛇腹プランジャの実施形態は、ポンプ、弁および脈動減衰装置（ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｄａｍｐｅｎｅｒ）を限定でなく含むすべての往復運動式もしくは振動式流体操作装置（ｆｌｕｉｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）に使用されてよい。
【００７５】
本発明の付加的実施形態が、以下に説明される。
【００７６】
実施形態１：蛇腹プランジャが、第１の閉端および反対側の第２の開端を有する管状体を備え、管状体が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を備える。
【００７７】
実施形態２：管状体の側壁が全体的に円筒形である、実施形態１の蛇腹プランジャ。
【００７８】
実施形態３：管状体の側壁が全体的に円錐形である、実施形態１の蛇腹プランジャ。
【００７９】
実施形態４：管状体の第１の閉端が、側壁とは別に形成されて側壁に取り付けられた端板を備える、実施形態１または実施形態２の蛇腹プランジャ。
【００８０】
実施形態５：管状体の第１の閉端が、少なくとも部分的には閉端の中に配置された構造用挿入体を備える、実施形態１から４のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８１】
実施形態６：管状体の第１の閉端内に配置されたキャビティと、管状体の第１の閉端の一部を通って延び、管状体の内部領域と管状体の第１の閉端内のキャビティとの間に流体連結をもたらす開口とをさらに備える、実施形態１から５のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８２】
実施形態７：管状体の側壁が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる複数の突条を画定する形状を有する、実施形態１から６のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８３】
実施形態８：管状体の側壁が、少なくとも実質的に均一な壁の厚さを有する、実施形態１から７のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８４】
実施形態９：側壁が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの凹部を画定する形状を有する、実施形態１から８のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８５】
実施形態１０：管状体が、エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含む、実施形態１から９のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８６】
実施形態１１：管状体がフッ素重合体を含む、実施形態１から１０のいずれかの１実施
形態の蛇腹プランジャ。
【００８７】
実施形態１２：管状体の側壁が、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる谷を画定する内面を有し、谷の幅および深さのうちの少なくとも一方が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで延びる方向に増加する、実施形態１から１１のいずれかの１実施形態の蛇腹プランジャ。
【００８８】
実施形態１３：ポンプ本体と、ポンプ本体内の少なくとも１つの対象流体室と、実施形態１から１２のいずれかの１実施形態に記載の少なくとも１つの蛇腹プランジャとを備える、対象流体をポンピングするための往復運動流体ポンプ。
【００８９】
実施形態１４：ポンプ本体内に少なくとも１つの駆動流体室をさらに備え、少なくとも１つの蛇腹プランジャが、ポンプ本体内で、少なくとも１つの駆動流体室を少なくとも１つの対象流体室から分離する、実施形態１３の往復運動流体ポンプ。
【００９０】
実施形態１５：少なくとも１つの蛇腹プランジャが、第１の蛇腹プランジャおよび第２の蛇腹プランジャを備え、第１の蛇腹プランジャが第１の対象流体室を第１の駆動流体室から分離し、第２の蛇腹プランジャが第２の対象流体室を第２の駆動流体室から分離し、軸が第１の蛇腹プランジャと第２の蛇腹プランジャとの間に延び、第１の蛇腹プランジャおよび第２の蛇腹プランジャのそれぞれが第１の閉端および反対側の第２の開端を有する管状体を備え、管状体が、第１の閉端近傍の位置から第２の開端近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を備える、実施形態１４の往復運動流体ポンプ。
【００９１】
実施形態１６：中子鋳型の外面と鋳型の内面との間の空間を成形材料で満たすステップであって、中子鋳型の外面が少なくとも１つのらせん状に延びる突条を備え、鋳型の内面が、中子鋳型の外面のらせん状に延びる突条に相補的に整列されてらせん状に延びる凹部を備える、ステップと、空間内の成形材料を凝固させて、管状体の第１の端部と反対側の第２の端部との間に延びる側壁を有する管状体を有する蛇腹プランジャを形成するステップであって、側壁が、第１の端部近傍の位置から第２の端部近傍の位置まで、管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する、ステップと、蛇腹プランジャを鋳型および中子鋳型から分離するステップとを含む、蛇腹プランジャを形成する方法。
【００９２】
実施形態１７：エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含むように成形材料を選択するステップをさらに含む、実施形態１６の方法。
【００９３】
実施形態１８：中子鋳型の外面と鋳型の内面との間の空間を成形材料で満たすステップが、射出成形機を用いて成形材料を空間内に射出するステップを含む、実施形態１６または実施形態１７の方法。
【００９４】
実施形態１９：蛇腹プランジャを鋳型および中子鋳型から分離するステップが、蛇腹プランジャの長手方向軸周りに、中子鋳型と蛇腹プランジャとの間に相対的回転をもたらして、蛇腹プランジャを中子鋳型から回して外すステップを含む、実施形態１６から１８までのいずれかの１実施形態の方法。
【００９５】
実施形態２０：蛇腹プランジャの管状体の側壁に全体的に円錐状の形状を持たせるように鋳型および中子鋳型を形成するステップをさらに含む、実施形態１６から１９までのいずれかの１実施形態の方法。
【００９６】
実施形態２１：蛇腹プランジャの管状体の側壁に少なくとも実質的に均一な壁の厚さを持たせるように鋳型および中子鋳型を形成するステップをさらに含む、実施形態１６から１９までのいずれかの１実施形態の方法。
【００９７】
このように、いくつかの実施形態が説明され、添付の図面に示されたが、そのような実施形態は単なる例であり、本発明の範囲を制限するものではなく、本発明は、図示され説明された具体的な構造および配置に限定されるものではない。なぜなら、説明された実施形態に付加され、修正を加えられ、また説明された実施形態から削除される、種々の他の実施形態が、当業者には明らかとなるからである。例えば、一実施形態を参照して図示され、説明された要素および特徴は、本明細書で説明された実施形態のうちの他の実施形態に組み込まれてよい。それゆえ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲の字義通りの言語、および法的に正当な等価物によってのみ限定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の閉端（２０２、２８３、３１４）および反対側の第２の開端（２０４、２８４、３１６）を有する管状体（２００、２８１、３０１）を備える蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）であって、前記管状体（２００、２８１、３０１）は、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条（２２０、２９６、３１０、３２２、３３２、３４２）を画定する形状を有する側壁（２０６、２８２、３０２、３２０、３３０、３４０）を備える、蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）において、前記管状体の前記側壁が、前記管状体の前記長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる谷（２１２、２９４、３０８、３３８、３４８）を画定する内面（２０７Ａ）を有し、前記谷の幅および深さのうちの少なくとも一方が、前記第１の閉端近傍の前記位置から前記第２の開端近傍の前記位置まで延びる方向に増加することを特徴とする、蛇腹プランジャ。
【請求項２】
前記管状体の前記側壁が全体的に円筒形である、請求項１に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項３】
前記管状体の前記側壁が全体的に円錐形である、請求項１に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項４】
前記管状体の前記第１の閉端が、前記側壁とは別に形成されて前記側壁に取り付けられた端板（２３０）を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項５】
前記管状体の前記第１の閉端が、少なくとも部分的には前記閉端の中に配置された構造用挿入体（２４０、２９０）を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項６】
前記管状体の前記第１の閉端内に配置されたキャビティ（２８６）と、
前記管状体の前記第１の閉端の一部を通って延び、前記管状体の内部領域と前記管状体の前記第１の閉端内の前記キャビティとの間に流体連結をもたらす開口（２８８）と
をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項７】
前記管状体の前記側壁が、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の前記長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる複数の突条（２２０）を画定する形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項８】
前記管状体の前記側壁が、少なくとも実質的に均一な壁の厚さを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項９】
前記側壁が、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの凹部（２２２、２９８、３１２、３２４、３３４、３４４）を画定する形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１０】
前記管状体が、エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１１】
前記管状体がフッ素重合体を含む、請求項１０に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１２】
前記谷の前記幅が、前記第１の閉端近傍の前記位置から前記第２の開端近傍の前記位置まで延びる方向に増加する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１３】
ポンプ本体（１０２）と、
前記ポンプ本体内の少なくとも１つの対象流体室（１２６、１２８）と、
少なくとも１つの蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）と
を備える、対象流体をポンピングするための往復運動流体ポンプ（１００）であって、
前記少なくとも１つの蛇腹プランジャが、請求項１から３のいずれか１項に記載の少なくとも１つの蛇腹プランジャを備えることを特徴とする、往復運動流体ポンプ。
【請求項１４】
前記ポンプ本体内に少なくとも１つの駆動流体室（１２７、１２９）をさらに備え、前記少なくとも１つの蛇腹プランジャが、前記ポンプ本体内の前記少なくとも１つの駆動流体室を前記少なくとも１つの対象流体室から分離する、請求項１３に記載の往復運動流体ポンプ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの蛇腹プランジャが、第１の蛇腹プランジャおよび第２の蛇腹プランジャを備え、前記第１の蛇腹プランジャが第１の対象流体室を第１の駆動流体室から分離し、前記第２の蛇腹プランジャが第２の対象流体室を第２の駆動流体室から分離し、
軸（１１６）が前記第１の蛇腹プランジャと前記第２の蛇腹プランジャとの間に延び、
前記第１の蛇腹プランジャおよび前記第２の蛇腹プランジャのそれぞれが、第１の閉端および反対側の第２の開端を有する管状体を備え、前記管状体が、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を備える、請求項１４に記載の往復運動流体ポンプ。
【請求項１６】
中子鋳型（２６４）の外面（２７４）と鋳型（２６２）の内面（２７０）との間の空間（２６８）を成形材料で満たすステップであって、前記中子鋳型の前記外面が少なくとも１つのらせん状に延びる突条を備え、前記鋳型の前記内面が、前記中子鋳型の前記外面の前記らせん状に延びる突条に相補的に整列されてらせん状に延びる凹部を備える、ステップと、
前記空間内の前記成形材料を凝固させて、前記管状体の第１の端部（２０２、２８３、３１４）と反対側の第２の端部（２０４、２８４、３１６）との間に延びる側壁（２０６、２８２、３０２、３２０、３３０、３４０）を有する管状体（２００、２８１、３０１）を有する蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）を形成するステップであって、前記側壁が、前記第１の端部近傍の位置から前記第２の端部近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条（２２０、２９６、３１０、３２２、３３２、３４２）を画定する形状を有する、ステップと、
前記蛇腹プランジャを前記鋳型および前記中子鋳型から分離するステップと
を含む蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）を形成する方法であって、
前記蛇腹プランジャの前記管状体の前記側壁に、前記管状体の前記長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる谷（２１２、２９４、３０８、３３８、３４８）を画定する内面（２０７Ａ）を持たせるように前記鋳型および前記中子鋳型を形成するステップをさらに含み、前記谷の幅および深さのうちの少なくとも一方が、前記第１の閉端近傍の前記位置から前記第２の開端近傍の前記位置まで延びる方向に増加することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含むように前記成形材料を選択するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記中子鋳型の前記外面と前記鋳型の前記内面との間の前記空間を前記成形材料で満たすステップが、射出成形機を用いて前記成形材料を前記空間内に射出するステップを含む、請求項１６または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記蛇腹プランジャを前記鋳型および前記中子鋳型から分離するステップが、前記蛇腹
プランジャの長手方向軸周りに、前記中子鋳型と前記蛇腹プランジャとの間に相対的回転をもたらして、前記蛇腹プランジャを前記中子鋳型から回して外すステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記蛇腹プランジャの前記管状体の前記側壁に全体的に円錐状の形状を持たせるように前記鋳型および前記中子鋳型を形成するステップをさらに含む、請求項１６、１７および１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記蛇腹プランジャの前記管状体の前記側壁に少なくとも実質的に均一な壁の厚さを持たせるように前記鋳型および前記中子鋳型を形成するステップをさらに含む、請求項１６、１７および１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
第１の閉端（２０２、２８３、３１４）および反対側の第２の開端（２０４、２８４、３１６）を有する管状体（２００、２８１、３０１）を備える蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）であって、前記管状体（２００、２８１、３０１）は、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条（２２０、２９６、３１０、３２２、３３２、３４２）を画定する形状を有する側壁（２０６、２８２、３０２、３２０、３３０、３４０）を備える、蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）において、前記管状体の前記側壁が、前記管状体の前記長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる谷（２１２、２９４、３０８、３３８、３４８）を画定する内面（２０７Ａ）を有し、前記谷の幅および深さのうちの少なくとも一方が、前記第１の閉端近傍の前記位置から前記第２の開端近傍の前記位置まで延びる方向に増加することを特徴とする、蛇腹プランジャ。
【請求項２】
前記管状体の前記側壁が全体的に円筒形である、請求項１に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項３】
前記管状体の前記側壁が全体的に円錐形である、請求項１に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項４】
前記管状体の前記第１の閉端が、前記側壁とは別に形成されて前記側壁に取り付けられた端板（２３０）を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項５】
前記管状体の前記第１の閉端が、少なくとも部分的には前記閉端の中に配置された構造用挿入体（２４０、２９０）を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項６】
前記管状体の前記第１の閉端内に配置されたキャビティ（２８６）と、
前記管状体の前記第１の閉端の一部を通って延び、前記管状体の内部領域と前記管状体の前記第１の閉端内の前記キャビティとの間に流体連結をもたらす開口（２８８）と
をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項７】
前記管状体の前記側壁が、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の前記長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる複数の突条（２２０）を画定する形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項８】
前記管状体の前記側壁が、少なくとも実質的に均一な壁の厚さを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項９】
前記側壁が、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの凹部（２２２、２９８、３１２、３２４、３３４、３４４）を画定する形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１０】
前記管状体が、エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１１】
前記管状体がフッ素重合体を含む、請求項１０に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１２】
前記谷の前記幅が、前記第１の閉端近傍の前記位置から前記第２の開端近傍の前記位置まで延びる方向に増加する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛇腹プランジャ。
【請求項１３】
ポンプ本体（１０２）と、
前記ポンプ本体内の少なくとも１つの対象流体室（１２６、１２８）と、
少なくとも１つの蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）と
を備える、対象流体をポンピングするための往復運動流体ポンプ（１００）であって、
前記少なくとも１つの蛇腹プランジャが、請求項１から３のいずれか１項に記載の少なくとも１つの蛇腹プランジャを備えることを特徴とする、往復運動流体ポンプ。
【請求項１４】
前記ポンプ本体内に少なくとも１つの駆動流体室（１２７、１２９）をさらに備え、前記少なくとも１つの蛇腹プランジャが、前記ポンプ本体内の前記少なくとも１つの駆動流体室を前記少なくとも１つの対象流体室から分離する、請求項１３に記載の往復運動流体ポンプ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの蛇腹プランジャが、第１の蛇腹プランジャおよび第２の蛇腹プランジャを備え、前記第１の蛇腹プランジャが第１の対象流体室を第１の駆動流体室から分離し、前記第２の蛇腹プランジャが第２の対象流体室を第２の駆動流体室から分離し、
軸（１１６）が前記第１の蛇腹プランジャと前記第２の蛇腹プランジャとの間に延び、
前記第１の蛇腹プランジャおよび前記第２の蛇腹プランジャのそれぞれが、第１の閉端および反対側の第２の開端を有する管状体を備え、前記管状体が、前記第１の閉端近傍の位置から前記第２の開端近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条を画定する形状を有する側壁を備える、請求項１４に記載の往復運動流体ポンプ。
【請求項１６】
中子鋳型（２６４）の外面（２７４）と鋳型（２６２）の内面（２７０）との間の空間（２６８）を成形材料で満たすステップであって、前記中子鋳型の前記外面が少なくとも１つのらせん状に延びる突条を備え、前記鋳型の前記内面が、前記中子鋳型の前記外面の前記らせん状に延びる突条に相補的に整列されてらせん状に延びる凹部を備える、ステップと、
前記空間内の前記成形材料を凝固させて、前記管状体の第１の端部（２０２、２８３、３１４）と反対側の第２の端部（２０４、２８４、３１６）との間に延びる側壁（２０６、２８２、３０２、３２０、３３０、３４０）を有する管状体（２００、２８１、３０１）を有する蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）を形成するステップであって、前記側壁が、前記第１の端部近傍の位置から前記第２の端部近傍の位置まで、前記管状体の長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる少なくとも１つの突条（２２０、２９６、３１０、３２２、３３２、３４２）を画定する形状を有する、ステップと、
前記蛇腹プランジャを前記鋳型および前記中子鋳型から分離するステップと
を含む蛇腹プランジャ（１２０、１２２、２８０、３００）を形成する方法であって、
前記蛇腹プランジャの前記管状体の前記側壁に、前記管状体の前記長手方向軸周りに連続的にらせん状に延びる谷（２１２、２９４、３０８、３３８、３４８）を画定する内面（２０７Ａ）を持たせるように前記鋳型および前記中子鋳型を形成するステップをさらに含み、前記谷の幅および深さのうちの少なくとも一方が、前記第１の閉端近傍の前記位置から前記第２の開端近傍の前記位置まで延びる方向に増加することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
エラストマー材料および樹脂材料のうちの少なくとも一方を含むように前記成形材料を選択するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記中子鋳型の前記外面と前記鋳型の前記内面との間の前記空間を前記成形材料で満たすステップが、射出成形機を用いて前記成形材料を前記空間内に射出するステップを含む、請求項１６または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記蛇腹プランジャを前記鋳型および前記中子鋳型から分離するステップが、前記蛇腹
プランジャの長手方向軸周りに、前記中子鋳型と前記蛇腹プランジャとの間に相対的回転をもたらして、前記蛇腹プランジャを前記中子鋳型から回して外すステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記蛇腹プランジャの前記管状体の前記側壁に全体的に円錐状の形状を持たせるように前記鋳型および前記中子鋳型を形成するステップをさらに含む、請求項１６、１７および１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記蛇腹プランジャの前記管状体の前記側壁に少なくとも実質的に均一な壁の厚さを持たせるように前記鋳型および前記中子鋳型を形成するステップをさらに含む、請求項１６、１７および１９のいずれか１項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１２−５１４７２９（Ｐ２０１２−５１４７２９Ａ）
【公表日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４５４６０（Ｐ２０１１−５４５４６０）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２０５０９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８１００８
【国際公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（５１１１６７９１７）
【出願人】（５１１１６７９２８）
【出願人】（５１１１６８３７２）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２０５０９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８１００８
【国際公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（５１１１６７９１７）
【出願人】（５１１１６７９２８）
【出願人】（５１１１６８３７２）
【Ｆターム（参考）】
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