JP6069810B2 - システムから排出するための機器及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、システムから排出するための機器、搾乳装置、及び搾乳装置を制御するための方法に関する。

多くの用途において、種々の工業的、科学的及び医学的工程のため、（不完全な）真空を提供するための真空ポンプが必要とされる。これら種々の工程は、広範な種々のポンプタイプ及びポンピング原理に導く、種々の真空レベルを必要とする。真空ポンプの２つの主なパラメータは、達成可能流量及び達成可能真空レベル（即ち圧力レベル）である。いずれのポンピング原理も、特有の利点及び欠点を持ち、いずれの用途も、ポンプに対する特有の要件を持つ。通常、高いレベルの真空又は高い流量を提供することが可能なポンプは、大型であり、製造が難しいものである。従って、特定の用途のために真空ポンプを選択又は製造する際に、必要とされる流量、最高真空レベル、製造コスト、製造サイズ及びその他のパラメータの間に、妥協点が見出される必要がある。

真空ポンプのための一用途領域は、搾乳装置、即ち授乳中の女性の胸部から母乳を抽出するための装置の分野である。斯かる装置は通常、胸部から母乳を吸い出すため、女性の胸部に当てられる、（不完全な）真空をもたらすための真空ポンプを含む。国際特許出願公開WO2012/127405A1は、負圧を生成するよう動作可能な搾乳装置を開示している。搾乳装置によって実現され得る最大負圧は、使用される（不完全）真空ポンプが提供できる最大圧力値の関数である。高いレベルの真空が必要とされる場合には、通常は搾乳装置を大型化させ及び／又は製造するのが高価なものとしてしまう、異なるタイプのポンプが必要となる。

米国特許出願公開US2005/0283112A1において、搾乳器が開示されている。該装置は、胸部の乳頭上にフィットするよう適合された胸部シールドと、該胸部シールドに結合された流線と、を含む。該流線は、該流線を介して該胸部シールドに結合されたポンプを通して、空気が該流線を流れることを可能とするよう構成される。該ポンプは、ポンプ入口とポンプ出口とを含み、乳頭と該ポンプとの間に圧力降下を生成するよう動作可能であり、該圧力降下が、該流線における空気の圧力を低下させることによって該胸部シールドにおける吸引力を生成する。該流線と該ポンプとの間にブローバック弁が備えられ、該ブローバック弁は、弁ハウジングに配置された弁ピストンを持つ。該弁ハウジングは、該流線を介して該胸部シールドと連通する流線開口と、外部と該流線とを連通するよう構成された弁入口と、外部と該流線とを連通するよう構成された弁出口と、を含む。弁ピストンは、該弁入口と該弁出口とを二者択一的に封止するよう構成される。

米国特許出願公開US2013/0165852A1においては、電気搾乳ポンプが開示されている。該ポンプは、電気モータと、該モータにより駆動されるポンプと、吸引カップと、吸引線における電気的に作動させられる第１の三方弁と、圧力線における電気的に作動させられる第２の三方弁と、電子制御システムと、を持ち、該電子制御システムが、スイッチの作動に依存して、電気モータを動作モード又はアイドリングモードに設定する。動作モードにおいては、電気モータがスイッチオンされ、ポンプの入口が第１の三方弁及びフロート弁を介して吸引カップに接続され、ポンプ出口が第２の三方弁を介して接続される、吸引フェーズを有するサイクルで、電気モータ並びに電気的に作動させられる第１及び第２の三方弁を動作させる。

本発明の目的は、コスト効率の良い製造及び小型の筐体における実装を可能としつつ、システムから排出し、適切な真空レベルを実現するための装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、搾乳装置及び搾乳装置を制御するための方法を提供することにある。

本発明の第１の態様においては、システムから排出するための機器であって、ポンプ入口とポンプ出口との間の圧力の低下を生成するための、前記入口によって前記システムと接続されるのに適したポンプと、かけられた圧力値を保持するための圧力タンクと、前記ポンプ入口か又は前記ポンプ出口のいずれかに前記圧力タンクを切り換えるための方向制御弁と、を有し、前記ポンプは、前記圧力タンクが前記ポンプ入口に接続されたときに、前記システム及び前記圧力タンクから外部環境へと媒体を輸送し、前記方向制御弁は、所定の基準が満たされた場合に、前記ポンプ入口から前記ポンプ出口へと前記圧力タンクを切り換えるよう構成された機器が提供される。

本発明の更なる態様においては、以上に説明された機器と、女性の胸部を受容するための受容漏斗と母乳を集めるための母乳槽とを含むシステムと、を有する搾乳装置が提供される。

本発明の更に他の態様においては、搾乳装置を制御するための方法であって、システムにおける及び圧力タンクにおける圧力の低下を生成するためのポンプであって、前記圧力タンクがポンプ入口に接続されたときに、前記システム及び前記圧力タンクから外部環境へと媒体を輸送するポンプを構成するステップと、所定の基準が満たされているか否かを決定するステップと、前記所定の基準が満たされている場合、前記ポンプ入口からポンプ出口へと前記圧力タンクを切り換えるよう方向制御弁を構成するステップと、を有する方法が提供される。

本発明の好適な実施例は、従属請求項に定義される。請求される方法及び搾乳装置は、請求される機器及び従属請求項において定義されるものと同様の及び／又は同一の好適な実施例を持つことは理解されるべきである。

本発明による機器は、方向制御弁及び付加的な圧力タンクの利用によって、達成される真空レベルの増大を実現する。前記ポンプは、内側から外側へと媒体を輸送し、それによりこれらの間の圧力低下を生成する。輸送される媒体は、いずれの種類の流体即ち気体又は液体を含んでも良く、ポンプによってシステムから輸送されて出されるときに、該システムにおける圧力低下を引き起こす。ポンプの出口が外部環境と接続され、輸送される媒体が外部環境へと放出される場合には、システム中の圧力は、外部環境の圧力に比べて低下する。

本発明によれば、該ポンプは、媒体をシステムから輸送するのみならず、圧力タンクに含まれる媒体をも輸送し、それによりシステム中の圧力及び圧力タンク中の圧力の両方が減少する。斯くして、該システム及び該圧力タンクの両方から、該ポンプによって吸い出されることとなる。

該圧力タンク（真空タンクとも呼ばれる）は、該タンクの内側及び外側において変化する圧力値にかかわらず変化しない一定値を提供することにより、かけられた（低）圧力値を保持することを可能とする。斯かる圧力タンクのとり得る実施例は、例えば、ポンプに接続されるべき単一の開口を備えた、剛性の気密な柔軟性のない金属体であっても良い。更に、本文脈においては、かけられた圧力値を保持するとは、例えば、圧力タンクから媒体を吸い出し、次いで圧力タンクの開口を閉じ又は封止し、圧力補償が実行される（例えばタンクを開いてタンク中の媒体を外部環境へと放出する又は外部環境からタンクへと媒体を通すことによって）まで該圧力タンク内の圧力を一定に保つことにより、圧力値をかける又は引き起こすことを指す。

圧力タンクから又は圧力タンクへと媒体をポンピングすることによって圧力タンク内の圧力を変化させる代わりに、圧力タンクを或る圧力レベル即ち圧力値に（受動的に）適合させ、次いで周囲の圧力が異なる領域に該タンクを輸送し、内部環境の圧力状態が保持されるようにすることも可能である。圧力タンクは、両方向に用いられることができ、即ち外部環境に対して低圧を保持することもできるし高圧を保持することもできる。

本発明によれば、圧力タンクは、方向制御弁によってポンプ入口又はポンプ出口に接続される。斯かる方向制御弁は、異なる経路への切り換えを可能とし、方向制御弁の設定に依存して、媒体が異なるポートへとガイドされることができる。本発明によれば、方向制御弁は特に、圧力タンクを、第１の設定においてポンプ入口に、第２の設定においてポンプ出口に切り換える機能を提供する。斯くして、圧力タンクの開口をポンプのいずれの側にも接続することが可能となる。

更に、本発明によれば、方向制御弁が、所定の基準が満たされたときに、斯かる切り換え手順、即ち圧力タンクをポンプの一方の側から他方へと切り換える手順を実行する。例えば、圧力タンクは最初にポンプ入口に接続され、システムからの媒体の吸い出し及び圧力タンクからの媒体の吸い出しを行わない。次いで、所定の基準が満たされるとすぐに、該圧力タンクはポンプ出口に接続される。この構成において、方向制御弁が第１の設定にある場合、ポンプはシステム及び圧力タンクから媒体を輸送して外部環境へと出す。次いで、方向制御弁を第２の設定へと切り換えた後には、媒体はポンプ入口において該システムから輸送され、ポンプ出口において圧力タンクへと輸送される。

本発明による機器の利点のひとつは、生成される圧力の低下又は全体的な低下が促進されることである。最初にポンプが、外部環境と該システム及び圧力タンクとの間に一定の圧力の低下を生成する。所定の基準が満たされるとすぐに、即ち圧力レベルがもう低下させられなくなると、方向制御弁によって該圧力タンクはポンプ出口に切り換えられる。切り換えの直後、このことはポンプ入口とポンプ出口における圧力の平衡に帰着する。次いで、ポンプ出口における圧力レベルが既に外部環境における圧力レベルよりも低い場合には、ポンプは外部環境に比べて該システムにおいて更に低い圧力を生成することができることを利用する。外部環境における圧力レベルとは独立して、該ポンプはポンプ入口とポンプ出口との間に圧力の低下を生成する。斯くして、ポンプ出口における圧力レベルが既に外部環境における圧力レベルよりも低い場合には、ポンプ入口における圧力レベルを更に低下させることが可能となる。このことは、所定の基準が満たされたときに、ポンプ入口からポンプ出口へと圧力タンクを切り換えることができる方向制御弁によって、本発明により利用される。とりわけ、該ポンプの達成可能な圧力レベル又は真空レベルは、以上に概説されたように圧力タンクを切り換えることにより向上される。達成可能な真空レベル、即ち該ポンプを用いて生成されることができる最低圧力は、元の達成可能な真空レベルに比べて向上される。

本発明の第１の実施例においては、前記機器は更に、外部環境から前記ポンプ及び／又は前記圧力タンクへの流体の逆流を防ぐための、前記ポンプ出口と前記圧力タンクとの間に結合された一方弁を有する。一方弁は基本的に、媒体を或る方向には通すが、他の方向に媒体が通過することを防止するものである。本発明の第１の実施例によれば、該一方弁が、ポンプ出口に配置される。斯くして、圧力タンクが方向制御弁によってポンプ出口に接続されている場合であっても、外部環境から圧力タンク又はポンプへの輸送された媒体の逆流が防止される。最初に、圧力タンクがポンプ入口に接続されている限り、該一方弁は単に外部環境からポンプ出口を封止し、ポンプにより輸送された媒体が外部環境へと逃げることを可能とする。しかしながら、該一方弁の方向に反して、外部環境からポンプへと又は該システムへと媒体が逆流することはできない。次いで、以上に説明されたように、圧力タンクがポンプ入口からポンプ出口へと切り換えられるとすぐに、該一方弁は、外部環境から圧力タンクへ媒体が逆流することも防止する。この構成においては、ポンプ出口及び圧力タンクは、外部環境から一方向的に分離される。当該一方弁の利点のひとつは、外部環境における圧力に比べて圧力が保持されることができる点である。

本発明の更なる実施例によれば、前記機器は、前記圧力タンクにおける圧力を決定するためのセンサを有する。当該圧力センサは、例えば容量式、電磁式、圧電式又はピエゾ抵抗式の測定原理に基づくものであっても良く、該圧力タンク中の媒体又は流体の圧力についての情報を提供することができる。該センサは、該圧力タンクにおける絶対圧力についての情報を有するディジタルの補正された出力信号を提供するスマートセンサであっても良いし、又は該圧力タンクにおける圧力に依存した信号のアナログ値を提供するアナログセンサであっても良い。該センサにより生成された信号は、例えば該機器の特定のパラメータが、得られたセンサ信号に基づいて直接に構成される、閉ループ制御の使用を可能とすることによって、本発明による機器を制御することを可能とする。

当該センサの使用の一例は、本発明の他の実施例において更に詳細化され、前記方向制御弁が、前記圧力タンクにおける圧力が所定の圧力閾値を下回ったときに、前記ポンプ入口から前記ポンプ出口へと前記圧力タンクを切り換えるよう構成される。斯くして、以上に説明されたセンサにより決定される該圧力タンクにおける圧力は、ポンプ入口からポンプ出口への圧力タンクの切り換えがいつ実行されるべきかを決定するための基準として用いられる。特定の圧力閾値レベル即ち所定の閾値を定義することにより、該圧力タンクがポンプ入口に接続されている間、方向制御弁の構成が、該システムにおける圧力と同等である圧力タンクにおける現在の圧力と直接に関連付けられることができる。当該所定の閾値は、例えば達成可能な最大圧力差又は最大真空レベルといった、該ポンプの特性に依存して選択されても良い。選択された設定に依存して、本実施例の利点のひとつは、切り換え工程の制御が簡便となり、容易に実現され得ることである。

更に、本発明の他の実施例によれば、前記機器は、前記ポンプのスループットを決定するためのセンサを更に有する。斯かるスループットセンサは、例えば１つ又は複数の圧力センサ、熱流量計、力学的正変位計、又はその他のいずれかの流量センサ若しくは流量計として実現される流量センサであっても良い。当該流量センサは基本的に、以上に説明された圧力タンクにおける圧力を決定するためのセンサに代わるものとして用いられることができる。同等の機能が実現され得る。好適にも、ポンプのスループットを決定するための斯かるセンサの使用は、更なるユーザ入力の必要なく、切り換え手順を自動的に起動することを可能とする。

本発明の好適な実施例においては、前記方向制御弁は、前記スループットが所定のスループット閾値を超えたときに、前記ポンプ入口から前記ポンプ出口へと前記圧力タンクを切り換えるよう構成される。以上に説明されたように、ポンプのスループットを決定するための当該センサの測定値が評価され、得られたセンサ値が圧力タンクがポンプ入口からポンプ出口へと切り換えられるべきか否かを決定するための基準として用いられる。とりわけ、当該原理は、閾値即ち切り換えが実行されるべきスループット値が、ポンプの特性に基づいて決定される場合に、用いられても良い。当該閾値のとり得る設定のひとつは、該ポンプにより実現され得る最大スループットに対する特定の割合であっても良い。斯くして、ポンプが比較的低い効率で動作するとすぐに、圧力タンクが前記入口から前記出口へと切り換えられ、ポンプのスループットが増大させられる。最大の全圧低下が到達されるとすぐに、該センサは再び少ない流量のみを記録することとなる。

本発明の別の実施例においては、前記装置は更に、前記システムから及び／又は前記圧力タンクから外部環境へと圧力を放出するための放出弁を有する。幾つかの用途においては、意図される利用を継続するために、該システムから圧力又は特に真空を外部環境へと放出することが可能であることが必要となる。斯かる放出弁は、電気的に動作させられても良いし又は手動で動作させられても良く、単純なバタフライ弁又はその他のいずれのタイプの弁の形をとって実現されても良い。例えば圧力タンクが現在ポンプ出口に接続されている場合、当該放出弁の装着位置に依存して、該システム及び圧力タンクから又は該システムのみから圧力を放出することが可能となる。これにより該放出弁は好適にも、該システム又は圧力タンクと外部環境との間の圧力差の他にはいずれの外部入力をも必要とせずに、自動的に動作させられる。該放出弁はこのとき、ポンプの故障又は制御されない挙動の場合に、該システム又はタンクが過度に低い／高い圧力となることを防止する安全弁として機能することができる。例えば該排出システムが搾乳装置の母乳槽である場合、斯かる安全弁はユーザに害を及ぼすことを防止することができる。

本発明によるシステムから排出するための機器は更に、前記圧力タンクから前記ポンプ出口への輸送される媒体の流量を制御するための（任意に調節可能な）流量制限器を有する。斯かる流量制限器は、特に最大スループットの制限を可能とすることにより、より平滑な及び／又はなだらかなポンプ曲線を実現する。

本発明の好適な実施例においては、前記ポンプは、前記ポンプ入口から前記ポンプ出口へと、流体、特に気体を移動させるための、容積移送式真空ポンプである。当該ポンプは、本発明の別の実施例においては、電動ポンプか又は人間の手及び／又は足の動きによって動かされる機械式ポンプのいずれかであっても良い。用途に応じて、異なるタイプのポンプはそれぞれの利点及び欠点を持つ。とりわけ、気体が即ち気体分子がポンプ入口からポンプ出口へとポンピングされるべき場合には、容積移送式真空ポンプは有利である。斯かる容積移送式真空ポンプは、所与の容積の拡大に依存し、これにより該拡大させられた容積内の圧力が低下させられる。次いで、該容積の一部が分離され、再び拡大させられる。この手順は、数回繰り返されることにより真空のレベルを増大させても良く、気体をポンピングする際には容易に実装されることができる。このとき、主な関心事は、該ポンプが生成することができる真空レベル、即ち容積当たりに残る分子の最小の数である。斯かる容積移送式真空ポンプの利点のひとつは、単純な構成及び市場での入手可能性である。

どのポンピング原理が利用されるかにかかわらず、該機器に含まれるポンプは、例えばプロセッサ装置により制御されても良いし又は直接的なユーザインタフェースを提供しても良い、バッテリ又は電源により電力供給される電動ポンプであっても良い。代替としては、該機器が、いずれの電気エネルギーも必要とはしないが、例えば人間の手及び／又は足の動きによる、手動の電力変換により電力供給を受けることができる、機械式ポンプを有することも可能である。斯かる機械式ポンプの可能性のひとつは、周期的に動かされ、例えば以上に説明された容積移送式原理のようなポンピング機構を動きに変換する、ハンドル部の使用である。機械式ポンプの利点は、バッテリの充電又はケーブル接続の利用を必要としない点を含む。また、故障のリスクや、例えば搾乳装置の場合にユーザを傷つけてしまリスクも軽減される。他方で、電動ポンプは、より使用が便利となり得る。

本発明の他の好適な実施例においては、方向制御弁と一方弁とがスマート弁へと組み合わせられる。斯かるスマート弁は、制御弁の機能と一方弁の機能とを１つの構成要素へと組み合わせる統合された部分であっても良い。２つの弁を１つの構成要素へと組み合わせることの利点は、構造的空間が削減され得る点である。更に、機器の構成要素の数が最小化されると、コストを低減することも可能となり得る。斯かるスマート弁は、更に放出弁を含んでも良く、これにより更に構成要素の数を削減しても良い。更に、安全弁の機能、即ち該機器のユーザ又は該機器自体の保護が、該スマート弁に組み込まれても良い。斯かるスマート弁は、完全に機械式に制御されても良く、圧力差及び機械的な利用に基づいて機能する、即ち特定の圧力差が材料を変形させ圧力を外部環境へと逃がすよう機能しても良い。該スマート弁はまた、圧力タンクとポンプとの間の流れを制御するための、調節可能な流量制限器を含んでも良い。

他の実施例においては、前記方向制御弁は、３つのポート及び２つの切り換え位置を持つ３／２弁である。斯かる３／２弁は基本的に、ポンプ入口からポンプ出口への圧力タンクの切り換えのために必要とされる機能を提供する、標準的な構成要素である。３／２弁の利点は、ポンプ入口からポンプ出口への圧力タンクの切り換えの機能が、単一の部品で実現され得る点である。ここでもまた、当該３／２弁は、圧力変化によって機械式に機能しても良いし、又は、例えばコントローラ装置によって若しくはユーザ入力によって起動される切り換え手順によって電気的に機能しても良い。

本発明の一実施例によれば、前記方向制御弁は、電気的に動作させられる弁であっても良いし、又は機械式に動作させられる弁であっても良い。該弁が電動弁である場合、ポンプを制御し切り換え工程を自動化するためにプロセッサを用いることが可能となる。代替としては、前記方向制御弁は、機械式に動作させられても良い。この場合には例えば、圧力が特定の閾値に到達するか又は超過するとすぐに、該方向制御弁の或る位置から他の位置への切り換えを起動するため、機械式の構成が用いられても良い。また、機械式の動作は、操作者が手動でポンプ入口からポンプ出口へと圧力タンクを切り換えることを可能とすることも予想され得る。

本発明の別の実施例においては、前記機器は更に、前記ポンプ及び／又は前記方向制御弁を制御するためのコントローラを有する。斯かるコントローラは、例えば所望の機能を実行するようプログラムされたマイクロコントローラ装置であっても良い。当該コントローラは、本発明による機器又は斯かる機器を有する装置における種々の弁、及び／又はその他の全ての構成要素及びその相互作用を制御するために用いられることができる。斯かるコントローラの利点のひとつは、搾乳装置における他の制御動作を実行するためにも用いられ得る点である。

本発明の更なる態様においては、以上に説明されたシステムから排出するための機器と、女性の胸部を受容するための受容漏斗及び母乳を集めるための母乳槽を含むシステムと、を有する搾乳装置が提供される。斯かる搾乳装置は、授乳中の女性の母乳を容器即ち母乳槽に集めるために用いられることができる。本発明の本態様によれば、システムから排出するための該機器は、女性の胸部に気密に接続された容器から排出する。当該容器は、本発明による機器により生成された真空によって胸部から吸い出された授乳中の女性からの母乳を集めるための母乳槽として機能する。胸部に対する該容器の気密接続は通常、女性の胸部を収容するための、例えばプラスチック材料からつくられた、漏斗又は漏斗型の部分によって実現される。個々のユーザの要件に応じて、異なる形状の胸部を収容できるよう、交換可能な漏斗を用いることも可能である。

本発明の更に他の態様によれば、以上に説明された搾乳装置を制御するための方法が提供される。搾乳装置の設計に依存して、ポンプ、種々の弁及び／又は種々のセンサは、搾乳器を制御するための方法を実行する少なくとも１つのコントローラにより制御されても良い。斯かるコントローラは、必要な計算及び制御動作を実行するのに適したマイクロプロセッサ又はディジタル信号プロセッサであっても良い。該コントローラは、本発明による機器のそれぞれの弁、前記装置及び／又はセンサに接続されても良い。本発明による搾乳装置を制御するための方法は、決定された設定が、センサ値に直接に関連付けられる閉ループ制御に対応しても良いし、又はユーザフィードバックを含む開ループ制御に対応しても良い。斯かる方法の利点のひとつは、本発明による機器の又は搾乳装置の全ての機能が、適切に制御される及び／又は自動的に実行されることができる点である。種々の制御ステップを実行するために、ユーザ入力が必要ないか又は殆ど必要ない。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照しながら説明され明らかとなるであろう。

本発明の第１の実施例の模式的な図を示す。 本発明により生成されるシステムにおける圧力減少の例を示す。 本発明の他の実施例の模式的な図を示す。 本発明の更なる実施例の模式的な図を示す。 本発明による機器の代替例の図を示す。 搾乳装置を制御するための方法を示す。 本発明の一態様による搾乳装置を示す。

図１において、本発明の第１の実施例によるシステムから排出するための機器１ａが模式的に示されている。機器１ａは、ポンプ入口７とポンプ出口９との間の圧力の減少をもたらすポンプであって、ポンプ入口７によってシステム３と接続された、ポンプ５を有する。ポンプ５は斯くして、ポンプ入口７からポンプ出口９へと媒体を輸送し、それにより圧力の減少をもたらす。機器１ａは更に、或る期間の間、かけられる圧力を保持することを可能とする、圧力タンク１１を有する。更に、ポンプ５の入口７か又は出口９へと圧力タンク１１を切り換えるための、方向制御弁１３が備えられる。本発明による機能を提供するため、即ちポンプ５のみを用いた場合と比べて高いレベルの真空を生成することを可能とするため、方向制御弁１３は、所定の基準が満たされたときに、ポンプ５の入口７から出口９へと圧力タンク１１を切り換えるよう構成される。それ故、方向制御弁１３は、媒体の吸入を可能とし、異なる構成に切り換えられることができる、異なる接続ポート即ち開口を提供する。

本発明の図示された実施例においては、方向制御弁１３は特に、３つのポートを持つ。これら３つのポートは、ポンプ入口７か又はポンプ出口９が圧力タンク１１に結合されるよう、切り換えられることができる。本文脈において、結合されるとは、方向制御弁１３の現在の設定に依存して、方向制御弁１３の或るポートから別のポートへと媒体が流れることができるよう接続されることを示す。当該切り換え機能を提供するため、方向制御弁は例えば、或る位置から別の位置へと機械式に又は電気的に動かされ、それにより或る経路又は別の経路を通って媒体が流れることを可能とするスプールを円筒のなかに有する。

以上に概説されたように、本発明による機器は、ポンプ５のみを用いる場合と比べて、高いレベルの真空を実現することを可能とする。通常、ポンプ５は、該ポンプがポンプ入口７とポンプ出口９との間に生成することができる達成可能な最大の圧力低下によって特徴付けられる。斯くして、ポンプ５の出口９において既に低い圧力がかけられているとき、ポンプ５の入口における達成可能な圧力レベルは、ポンプ５の出口９が外部環境に直接に接続されている場合よりも高い。この挙動が、本発明により利用される。最初に、システム３及び圧力タンク１１の両方がポンプ５によって吸引され、システム３及び圧力タンク１１の両方において同じレベルの圧力（圧力レベル）が生成される。次いで、方向制御弁１３によって、圧力タンク１１がポンプ５の入口７からポンプ５の出口９へと切り換えられる。このことは、ポンプ５のみを用いる場合と比べて、システム３において更に高い真空レベル（低い圧力）を生成することを可能とする。

図２は、本発明による機器により生成される典型的な圧力低下を示す。圧力ｐは、時間ｔの関数として示されている。最初、システム３及び圧力タンク１１における圧力は、外部環境における圧力ｐ１と平衡状態にある。次いで、ｔ１においてポンプ５がスイッチオンされ、システム３及び圧力タンク１１の両方において圧力の低下をもたらす。特定の時点ｔ２において、この構成において達成可能な最高の真空レベルｐ２が到達される。ポンプ５の構成パラメータにより、ポンプ５はより高いレベルの真空（より低い圧力）を生成することはできない。所定の基準が満たされるとすぐに、方向制御弁１３が、圧力タンク１１をポンプ５の入口７から出口９へと切り換える。当該所定の基準は、例えば圧力閾値であっても良い。当該切り換えによって、該ポンプの入口７及び出口９における圧力レベルは一時的に再び平衡状態となる。ポンプ５はこのとき、システム３において更に高いレベルの真空（即ちより低い圧力）をもたらすことができる。しかしながら、この構成においても、システム３において特定の圧力値ｐ３が到達されると、ポンプ５は飽和状態となる。図２において、ｔ３においてポンプ５がスイッチオフされる及び／又は放出弁が開かれると、外部環境との圧力平衡に導かれる。

図３は、本発明による機器の別の実施例１ｂを示す。図１に示された機器１ａと比べると、ポンプ５の出口９及び圧力タンク１１に結合された一方弁１５が、更に備えられている。該一方弁１５は、輸送される媒体又はいずれかの種類の流体の、外部環境からポンプ５及び／又は圧力タンク１１への逆流を防ぐことができる。更に、圧力タンク１１のなかの圧力を決定するための第１のセンサ１７が示されている。該第１のセンサ１７は、圧力タンク１１における圧力が所定の閾値即ち圧力閾値を下回るとすぐに、ポンプ５の入口７から出口９への圧力タンク１１の切り換えを実行することを可能とする。また更に、図示される実施例は、ポンプ５のスループットを決定するための第２のセンサ１９を示している。当該第２のセンサ１９は、方向制御弁１３の切り換えを起動するため、センサ１７の代替として又はセンサ１７と組み合わせて用いられても良い。明瞭な可能性のひとつは、スループットセンサ１９によってスループットを決定し、連続して該スループットが所定の閾値を下回っているか否か、即ちポンプ５が少量の流体しか輸送しておらず、以上に説明されたような飽和状態にポンプ５が事実上あるか否かを決定することである。

図３は更に、システム３及び／又は圧力タンク１１から外部環境へと圧力を放出するための放出弁２１を示している。該放出弁２１は、リモートコントロールを可能とする制御接続部２２を有しても良い。

また更に、図３は、ポンプ５、方向制御弁１３、センサ１７及び１９を制御するための、並びに制御接続部２２を介して放出弁２１を制御するための、コントローラ２３を示している。本発明による機器の更なる実施例においては、コントローラ２３は、他のセンサ又はその他の電子的に制御可能な構成要素をも制御しても良い。とりわけ、ポンプ５は、コントローラ２３により生成される特定の制御パルス又はその他の信号を必要とする、電動ポンプ又は機械式ポンプであっても良い。

該コントローラは、本発明の他の態様による搾乳装置の他の機能をも制御する、組み合わせられたコントローラであっても良く、これにより、ユーザフィードバックに応答して、吸引サイクル又はかけられる圧力の変動、信号若しくはユーザインタフェースに応じた機能の自動的な中断、又はその他の機能を可能としても良い。

本発明による機器の更に他の実施例１ｃが、図４に模式的に示されている。本実施例においては、機器１ｃは、方向制御弁１３、一方弁１５及び放出弁２１の機能を組み合わせた、スマート弁２５を有する。該スマート弁２５は、ポンプ５の入口７及び出口９、並びに圧力タンク１１に接続されている。種々の所望の機能を提供するためスマート弁２５を用いる主な利点のひとつは、複数の部品の代わりに１つの部品のみしか必要とされない点である。このことは、本発明による機器の、より安価な実装を可能とし得る。更に、斯かる統合された部品によって、故障率が低下させられ得る。スマート弁２５は更に、速度制御のための流量制限器を含んでも良い。

図５において、本発明による機器の実施例１ｄの更に他の模式的な図が示されている。方向制御弁１３は、種々の部分及びとり得る切り換え機能を強調するため、更に詳細化して示されている。斯かる３／２弁、即ち三方二位置方向制御弁は、ポンプ５の入口７から出口９へと圧力タンク１１を切り換えるための所望の機能を提供する。更に、本実施例においては、該方向制御弁とポンプ５の出口９との間に、調節可能な流量制限器２６が配置される。該調節可能な流量制限器は、特に最大スループットを調節可能に制限することにより、輸送される媒体の流量を制御することを可能とする。

本実施例においては、排出を実行されるべきシステム３は、漏斗２７及び母乳槽２９を有する。漏斗２７は、女性の胸部を収容する。ポンプ５により生成された不完全真空は次いで、該胸部にかけられ、母乳が搾出されることができる。該搾出された母乳は、槽２９に集められる。更に、外部環境から方向制御弁１３又はポンプ５への流体の逆流を防止するための一方弁１５が図示されている。とりわけ、本発明においては、ポンプ５は槽２９から空気を輸送して出し、該空気を一方弁１５を通して外部環境へと放出する。

図６において、本発明の一態様の実施例による搾乳装置を制御するための方法が示されている。斯かる方法は例えば、以上に説明された搾乳装置に含まれるコントローラにより実行されても良い。該コントローラは、より高い真空レベル（即ちより低い圧力）を達成するため、種々の構成要素（例えば弁、センサ、ポンプ又はその他）を制御しても良い。

図６に示された実施例によれば、ポンプは最初に、システム及び圧力タンクにおいて圧力の減少を生成するよう構成される（Ｓ１０）。ポンプのタイプ、及びコントローラへの接続のタイプに依存して、当該構成は特に、該ポンプの起動を含む。例えば該ポンプが異なるレベルで動作させられることができる場合には、当該構成はまた、適切なレベルを選択することを含んでも良い。次いで、所定の基準が満たされているか否かが決定される（Ｓ１２）。好適には、当該決定は、少なくとも１つのセンサ、特に圧力センサ又はスループットセンサから得られたセンサ値に基づく。従って、所定の基準が満たされているか否かの決定は、センサ（即ちスループットセンサ又は圧力センサ）からセンサ値を取得することを含む。このとき、該センサ値に基づいて、ことによるとユーザ入力とも組み合わせて、当該所定の基準が満たされているか否かが決定されても良い。本発明による搾乳器を制御するための方法は更に、該所定の基準が満たされている場合、ポンプの出口に圧力タンクを接続するよう、方向制御弁を切り換える（Ｓ１４）ことを有する（圧力タンクは最初、ポンプの入口に接続されていた）。例えば該切り換えは、特定の閾値が該センサ値によって超過されたときに実行される。方向制御弁の切り換えは、必要な制御信号を接続ケーブルに送って、切り換え手順を起動することを示す。搾乳装置を制御するための該方法は更に、更なる弁（例えば方向制御弁及び／又は一方弁）及び装置（例えばポンプ）についての制御設定を決定し、該決定された制御設定に基づいてこれら弁及び装置を構成する（図示されていない）ことを有しても良い。ここでもまた、該構成は、必要な制御信号を接続ケーブルに送る（又は該信号を無線接続を介して送信する）ことを示す。該方法は、以上に概説されたように、閉ループ制御を表しても良いし、開ループ制御を表しても良い。

更に、本発明によるシステムから排出するための方法（図示されていない）は、システム及び圧力タンクにおける圧力の低下を生成すること、圧力タンクにおいてかけられている圧力値を保持すること、所定の基準が満たされたときに、ポンプ入口から出口へと圧力タンクを切り換えること、を有しても良い。

図７は、本発明の他の態様による搾乳装置３１を示す。受容漏斗２７は、女性の胸部を収容するような形状とされる。圧力低下、即ち不完全真空が胸部にかけられるとすぐに、母乳が搾出される。図７に示されるように、搾出された母乳は、槽２９に集められる。該槽は、スマート弁２５を通して該槽に接続されたポンプ５によって排出される。更に、圧力タンク１１及びコントローラ２３が含まれる。更に、種々の構成要素のために必要とされる電気エネルギーを供給するバッテリ３３が示されている。本実施例における図示されたスマート弁２５は、方向制御弁、一方弁及び放出弁の機能を包含している。該弁はまた、ポンプ５の故障の場合に、ユーザを損傷させることを防止する安全弁としても機能する。コントローラ２３は、スマート弁２５を制御し、圧力タンク１１のなかの圧力を測定し、ポンプ５を制御する。

図示されてはいないが、電動ポンプの代わりに機械式ポンプが用いられることも可能である。このことは、コントローラ２３が、ポンプ５に接続される必要がないことを意味する。機械式ポンプは通常、圧力の低下を生成するため、手動で力をかけるためのハンドル部を有する。更に、通常は、例えばユーザインタフェース（例えばボタン、タッチパッド、トラックボール又はその他の入力手段と組み合わせられた音響的、視覚的又は機械的なフィードバック手段）、電源（例えばバッテリ、太陽電池若しくはその他のエネルギー生成器、又は幹線電源接続器）、又は搾乳器の視覚的な知覚を改善するためのデザイン的要素のような、周辺装備（図示されていない）が備えられる。

ポンプの入口から出口への圧力タンクの切り換えの代わりに、或るポンプの出口が別のポンプの入口に直接に接続されるよう、複数のポンプを直列に接続することも可能である。このことは、真空レベルの向上も可能とする。

本発明は図面及び以上の記述において説明され記載されたが、斯かる説明及び記載は説明するもの又は例示的なものであり、限定するものではないとみなされるべきである。本発明は、開示された実施例に限定されるものではない。図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。

請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又はその他のユニットが、請求項に列記された幾つかのアイテムの機能を実行しても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。

請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. システムから排出するための機器であって、
   ポンプ入口とポンプ出口との間の圧力の低下を生成するための、前記入口によって前記システムと接続されるのに適したポンプと、
   かけられた圧力値を保持するための圧力タンクと、
   前記ポンプ入口か又は前記ポンプ出口のいずれかに前記圧力タンクの接続を切り換えるための方向制御弁と、
   を有し、前記ポンプは、前記圧力タンクが前記ポンプ入口に接続されたときに、前記システム及び前記圧力タンクから外部環境へと媒体を輸送し、
   前記方向制御弁は、所定の基準が満たされた場合に、前記ポンプ入口に前記圧力タンクが接続された状態から前記ポンプ出口に前記圧力タンクが接続された状態へ切り換えるよう構成された機器。
2. 外部環境から前記ポンプ及び／又は前記圧力タンクへの流体の逆流を防ぐための、前記ポンプ出口と前記圧力タンクとの間に結合された一方弁を更に有する、請求項１に記載の機器。
3. 前記圧力タンクにおける圧力を決定するためのセンサを更に有する、請求項１に記載の機器。
4. 前記方向制御弁が、前記圧力タンクにおける圧力が所定の圧力閾値を下回ったときに、前記ポンプ入口に前記圧力タンクが接続された状態から前記ポンプ出口に前記圧力タンクが接続された状態へ切り換えるよう構成された、請求項３に記載の機器。
5. 前記ポンプのスループットを決定するためのセンサを更に有する、請求項１に記載の機器。
6. 前記方向制御弁は、前記ポンプの前記スループットが所定のスループット閾値を超えたときに、前記ポンプ入口に圧力タンクが接続された状態から前記ポンプ出口に前記圧力タンクが接続された状態へ切り換えるよう構成された、請求項５に記載の機器。
7. 前記システムから及び／又は前記圧力タンクから外部環境へと圧力を放出するための放出弁、及び／又は、前記圧力タンクから前記ポンプ出口への輸送される媒体の流量を制御するための流量制限器、を更に有する、請求項１に記載の機器。
8. 前記ポンプは、前記ポンプ入口から前記ポンプ出口へと、流体、特に気体を移動させるための、容積移送式ポンプである、請求項１に記載の機器。
9. 前記ポンプは、電動ポンプ、又は人間の手及び／又は足の動きによって駆動される機械式ポンプである、請求項１に記載の機器。
10. 前記方向制御弁と前記一方弁とが、スマート弁に組み合わせられた、請求項２に記載の機器。
11. 前記方向制御弁は、３つのポート及び２つの切り換え位置を持つ３／２弁である、請求項１に記載の機器。
12. 前記方向制御弁は、電気的又は機械式に動作させられる弁である、請求項１に記載の機器。
13. 前記ポンプ及び／又は前記方向制御弁を制御するためのコントローラを更に有する、請求項１に記載の機器。
14. 請求項１に記載の機器と、女性の胸部を受容するための受容漏斗及び母乳を集めるための母乳槽を含むシステムと、を有する搾乳装置。
15. 搾乳装置を制御するための方法であって、
    システムにおける及び圧力タンクにおける圧力の低下を生成するためのポンプであって、前記圧力タンクがポンプ入口に接続されたときに、前記システム及び前記圧力タンクから外部環境へと媒体を輸送するポンプを構成するステップと、
    所定の基準が満たされているか否かを決定するステップと、
    前記所定の基準が満たされている場合、前記ポンプ入口に前記圧力タンクが接続された状態からポンプ出口に前記圧力タンクが接続された状態へ切り換えるよう方向制御弁を構成するステップと、
    を有する方法。

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