JPH11501833A - 電気流体標準モジュールおよびカスタム回路板アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一つまたはそれ以上の流体を受入れるための、そして電気的接続を受入れるためのミニチュア電気流体モジュール（１０，３１０）が開示される。本発明の一面によれば、モジュール（１０，３１０）は流体分配のための実質上平坦な流体マニホールド層（６４，３６４）と、電気回路（１６，３１６）を含んでいる実質上平坦な電気層（８０，３８０）と、そしてマイクロ機械加工デバイス（１４）を含んでいる実質上平坦なデバイス層（１３）を含んでいる。デバイス（１４）は流体の流れを調節するための電気的に作動される弁（１４）を含むことができる。本発明の他の面によれば、電気流体モジュール（１０，３１０）は電気流体回路板（１９６，２５０）と組合される。さらに他の面において、透析液ハンドリングシステムのような電気流体システムが開示され、流体取付具（１９６）と、電気流体デバイス（１４）を組入れた電気流体アセンブリ（１９８）を含んでいる。本発明のなお他の面において、デバイスをモジュール（１０，３１０）にパッケージし、そしてモジュール（１０，３１０）と取付具（１９６，２５０）の間に電気的および流体インターフェイスを提供することを含む、マイクロ機械加工デバイス（１４）を取付具（１９６，２５０）上の電気的および流体インターフェイスヘインターフェイスする方法が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 電気流体標準モジュールおよびカスタム回路板アセンブリ 本発明の背景 本発明は、マイクロ機械加工電気流体モジュール、それらの別の部品または取 付具への接続、およびマルチプレキシングシステムへのそれらの使用に関する。 これまで、種々のそしてさまざまの電気および流体部品のアセンブリがある。 そのようなアセンブリはある程度電気流体特性を提供するため電気部品および／ または流体部品間の協力を得ようと試みている。部品はハウジング内にまたはモ ジュール形に組立てられている。そのようなモジュールアセンブリは通常内部ソ レノイド、電気コイル、熱電部材、またはトンスジューサーに使用されているよ うな電気的に応答するセンサーを有し、そして少なくとも一つのその中への流体 通路を持っている。電気流体弁は通常流体ホースまたはパイプによって接続され た流体入口および流体出口の両方を持ち、そして制御回路へ接続のためそれへ取 付けた電気リード線を持っている。ソレノイド制御流体弁は通常大型であるが、 後で記載するようにミニチュアソレノイド弁を入手し得る。また後で記載するよ うに寸法がもっと小型でそしてそれを通る流体流を調節するため可動部材を使用 する最新のマイクロ機械加工弁に限られた用途しかない。小型のマイクロ機械加 工弁が入手し得るけれども、それらは流体マルチプレキシングシステムのような 複雑な流体システムにおけ るように多数の弁が必要な場合には、それらの寸法の利益を生かして効果的に実 装できない。 ソレノイド弁は、２０以上のソレノイド弁が使用される透析システムのように 、寸法、熱、重量および運転ノイズが重要であるいくつかの用途に使用される時 多数の欠点を蒙る。そのような透析システムは、コレランらに発行され、そして バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッドへ譲渡された「自動腹 膜透析システムのためのユーザーインターフェイス」と題する米国特許５，３２ ４，４２２およびＫａｍｅｎらに発行され、そしてデカ、プロダクツ、リミテッ ド、パートナーシップへ譲渡された「重力流を真似る液体分配およびポンピング カセットを使用する腹膜透析システム」と題する米国特許５，３５０，３５７に 記載されている。コレラン／カメン特許の空気圧分配モジュール（図９を見よ） は２本のライン中に２０をこえるソレノイド弁を有し、流体チューブは弁の入口 ／出口とピストン体の間に延びている。 コレラン／カメンに開示されている空気圧分配モジュールは液体弁に対し空気 作動信号を提供するその意図する目的を果たすが、このモジュールはいくつかの 実際上の欠点を持っている。このモジュールは比較的大型で重く、約１２×４× ２インチの寸法を有し、そして約５ポンドの重量を有する。このモジュールは２ ０以上のソレノイド作動電気機械弁を含み、そのうちの多数は３方向弁であり、 かなりの電気を必要とし、そして熱と実質的なノイズを発生する。ノイズ問題は 特に迷惑であり、音囲い込みと別のハウジング内に弁の遠隔取付けを必要とする 。コレランのモジュールの寸法もピストン要素から遠隔取付けをもたらした。遠 隔取付けは空気作動信号と 液体弁応答時間におくれを発生させ、そして全体のシステムのコスト、寸法およ び複雑性を増加させる。多数のラインおよび完全な接続がモジュールとピストン に設けられなければならず、これも透析システムの寸法、体積および複雑性を増 加させる。このようにこの分配モジュールの欠点はコスト、寸法、重量、ノイズ 、熱および電力要求を含んでいる。これら欠点は、コレラン／カメンシステムは 一般に患者が眠っている間に腎臓透析患者の家庭療法を意図しているという事実 によって強調される。 患者安全性を維持しつつ、腹膜処置装置に使用される空気分配モジュールの寸 法およびコストを減らすことが望ましいことが認められた。不幸にも他の用途に 使用される部品はこのゴールを特に上で論じたタイプの腹膜および他の腎臓また は医学的処置装置に使用する時満たすにはしばしば不適当であることが判明した 。 加えて、コレランらに示されているタイプの腹膜処置システムは、患者が腹膜 処置システムへ接続されたまま眠ろうとしている夜間を通じて空気弁が作動して いる事実により比較的騒がしいことがあり得る。ソレノイド弁を使用し続けなが ら弁の単なるミニチュア化は存在する欠点を完全に克服しないであろう。これは マニホールドのそれへ接続された弁に対する相対的体積が比較的大きくあり続け るからであり、このため所望の寸法およびコスト節約が得られないであろう。 大型のソレノイド弁を例えばＳＭＣから提供されそしてモデルＮｏ．ＮＶＪ１ ２４Ａとして同定されるタイプのより小さいミニチュアソレノド弁に置換するこ とを試みることによって分配モジュールがつくれるかも知れないことが認識され た。これら三方向ミニ弁の 各自は長さ約１インチ、幅３／８インチおよび高さ３／４インチである。非常に 小型のチューブ状ソレノイド弁がＬｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙから入手することがで き、そしてシリーズＮｏ．ＬＨＤＸ０５００７００ＡＡにより同定される。Ｌｅ ｅ三方向弁の４ないし１０個は一対の一次入口とそして弁と同じ数の多数の出口 を有するプラスチックマニホールドブロック上のマニホールドシステムに形成さ れている。しかしながら不幸にもソレノイド弁は電流の有意量を作動させた時引 出し、発散させなければならない無駄な熱を発生する事実により、非常に有意義 な寸法節約をソレノイド弁について達成することができない。先行技術は電気回 路、電気機械弁、および流体マニホールドを有する種々さまざまの流体電気回路 について豊富である。例えば、「電気的および／または空気的制御装置および方 法のためのマニホールド手段およびシステム」と題するＨａｒｄｉｎの米国特許 ４，０９５，８６３；「電気的および／または空気的制御装置および方法のため のマニホールド手段およびシステム」と題するＡｓｂｉｌｌIIIの米国特許４， １６５，１３９；「流体ロジックパック」と題するＶａｎ Ｂｅｒｋｕｍの米国 特許３，５４７，１３９；「流体圧力媒体作動調節、制御および測定装置のため のダクトシステム」と題するＫｌｅｅの米国特許３，６４６，９６３；および「 流体ダクトおよび電気的接続を有する電気流体回路板アセンブリ」と題するＳｔ ｏｌｌの米国特許４，５４９，２４８を見よ。前記した参照のどれもそれらの大 型寸法、重い重量、および用途特異的設計においていくつかの欠点を蒙る。 近年、例えばＪｅｒｍａｎの米国特許５，０６９，４１９に開示されているタ イプのマイクロ機械加工弁が商業的に入手し得ること が知られている。そのような弁はどれもそれを通る流体流の少量の制御のため単 一の入口および単一の出口を持った個々のパッケージ内に内蔵されている。シリ コンマイクロ機械加工弁は全く小型であり、数分の１インチに計測することがで きそして厚さ僅か千分の数インチの正方形または長四角形ダイ上に具体化されて いる。しかしながらマイクロ機械加工弁が収容されるハウジングは弁自体より大 きいオーダーであり、そしてマイクロ機械加工弁自体に比較して相対的にバルキ ーである。加えてマイクロ機械加工弁はソレノイド弁に比較して壊れ易い。しか しながらそれらは通常ドープされた領域を通って流れる電流によって生ずる加熱 によりボスと弁座の間の運動を実現するマイクロ機械加工弁内の層の応差的膨張 を起こさせて作動されるので多量の電流を消費しない。そのような弁は例えばＩ Ｃ Ｓｅｎｓｏｒｓ Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．ＩＣＳ ４４２５として入手し得る。 数似の弁はＲｅｄｗｏｏｄ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手することができ、そして商 標ＦＬＵＩＳＴＯＲのもとに販売されている。この弁はパーケージあたり１個づ つパッケージされており、弁は単一のガス入口および単一のガス出口を有するＴ Ｏ８カン中に特異的に取付けられている。ＴＯ８カンはプリント回路板上に上方 へ突出して取付けることができ、回路板の上には弁への電気的接続を提供する電 気的図形を形成することができ、そのためその状態を制御しそれにより弁を通る 流体流を制御するための電気信号を弁へ供給することができる。 同様に、Ｊｏｈｎｓｏｎの米国特許５，３２５，８８０に開示されている形状 記憶合金フィルム作動マイクロ機械加工弁はマイクロ弁のＴＯ８カン中へパッケ ージを開示する。図２を見よ。「変化す る流体流量のためのハイブリッド弁システム」と題するＧｏｒｄｏｎの米国特許 ５，３２９，９６５はＦｌｕｉｓｏｒマイクロ弁を組込んだ流体流弁システムの 概略図を開示し、そして代替品としてＩＣ Ｓｅｎｓｏｒｓにより販売されてい る気体マイクロ弁モデルＮｏ．４４２５を開示する。Ｇｏｒｄｏｎの’９６５特 許は明らかに別の入口チューブおよび出口チューブと、そして回路板の使用を必 要とする。 Ｊｅｒｍａｎ米国特許５，０６９，４１９に加え、他のマイクロ機械加工デバ イスが「形状記憶合金フィルム作動マイクロ弁」と題するＪｏｈｎｓｏｎらの米 国特許５，３２５，８８０；「電子的マイクロ弁装置および製作」と題するＯｈ ｎｓｔｅｉｎの米国特許５，１８０，６２３；「集積したマイクロミニチュア電 気流体弁および圧力／流れレギュレーター」と題するＺｄｅｂｌｉｃｋの米国特 許４，８２１，９９７，および「マイクロメカニカルアクチュエーター」と題す るＢｏｓｃｈらの米国特許５，３２２，２５８に開示されている。 ここで使用される術語マイクロ機械加工デバイスはマイクロ機械加工弁ばかり でなく、電気流体圧力トランスジューサーのような他のマイクロ機械加工デバイ スにも一般的であることを理解すべきである。商業的に入手し得るマイクロ機械 加工圧力トランスジューサーの一例は日本の藤倉から入手し得るモデルＮｏ．Ｆ ＰＭ−１５ＰＧである。この圧力トランスジューサー本体はその中の単一トラン スジューサーのための単一の流体入力ラインと、そして適切な電気デバイス中へ プラグするための単一トランスジューサーのための電気的接続を有する。前述し た藤倉圧力トランスジューサーはコレラ ン’４２２特許に開示された圧力分配モジュールと共に商業的に使用されている 。図１８の参照番号１７８を見よ。 二つの他の特許、Ｂｏｓｃｈ’２５８特許およびＺｄｅｂｌｉｃｋ’９９７特 許はマイクロ弁の列を開示する。Ｂｏｓｃｈの図６およびＺｄｅｂｌｉｃｋの図 ６６を見よ。しかしながらＢｏｓｃｈもＺｄｅｂｌｉｃｋも列中の弁のための流 体入力および出力をハンドリングするために必要な電気回路および流体接続を開 示していない。 マトリックス様配置においてマルテンサイド変態現象に依存する形状記憶合金 フィルムを使用することができる静電作動マイクロ弁の使用は「弁およびそれを 使用する半導体製造設備」と題するＳｈｉｋｉｄａの米国特許５，２８４，１７ ９に開示されている。Ｓｈｉｋｉｄａ’１７９特許は多数の入口と多数の出口と 、そして流体マニホールド内に単層で配置し得る、またはもっと複雑な流体マニ ホールド内に多数のレベルに配置し得る多数の形状記憶マイクロ弁を開示する。 図７ｂ，８および１８を見よ。Ｓｈｉｋｉｄａ特許は構築するのが複雑でそして 困難なシステムであり、そしてマイクロ弁は修繕または交換のためアクセスする のが困難または不可能であるという欠点を蒙る。さらにＳｈｉｋｉｄａの開示は 用途特異の設計のためであり、一般的適用性を有する電気的および流体部品のパ ッケージまたはモジュールではない。すなわち取付けしそしてもしその一つが欠 陥になれば取外し得る個々の弁とは違って、もし一つの弁が欠陥になれば全体の マトリックスを捨てなければならない。さらにそのマイクロ弁はソレノイド弁の ように異なる機能のため弁の再配置を許容する標準の流体および電気コネクター を持たない。 上で述べたように、ＩＣＳ ４４２５のＴＯ８カン内部のマイクロ弁またはＦ ｌｕｉｓｔｏｒ弁は非常に小型ではあるが、パッケージは全く大型であり、そし てめいめいのパッケージは別々の流体接続および電気的接続を必要とする。コレ ラン’４２２特許におけるように複数の弁を提供するためには多数の流体ライン および多数の電気的接続を必要とし、弁、流体ラインおよびコネクターと、電気 的ラインおよびコネクターの非常に複雑なそして混乱する配列になることが理解 し得る。 必要なのは、電気流体モジュール、特に多数の流体入口の一つまたはそれ以上 を複数の流体出口の一つまたはそれ以上へ選択的に接続することができるマルチ プレキシングシステムの機能を逐行することができるが、しかし非常に小さい体 積を占め、制御のため非常に少ない電流を使用しそのため無駄な熱を少ししか発 生せず、そして信頼性がありかつ安価に製造することができる高度にミニチュア 化された電気流体モジュールである。好ましくはそのようなモジュールは容易な 装着および交換を許容すべきであり、そして標準的流体インターフェイスおよび 標準的電子的インターフェイスを備えるべきである。 本発明の概要 本発明により、非常に小さい体積を占め、そして好ましくは電気流体弁のよう な非常に小さいマイクロ機械加工された電気流体デバイスを使用する、マルチプ レキシング役割のためのような高度にミニチュア化された電気流体システムが開 発された。これは一部では、複数のマイクロ機械加工された電気流体デバイスを 、同じ数の個 々にパッケージされたデバイスを別々に供給するのではなく、単一の小さい平坦 なモジュール中に提供することによって達成される。また、これら多数のマイク ロ機械加工デバイスの重量は、それらの単一の小さい平坦な層化パッケージ中の 組合わせのため相当に軽い。さらにこの電気流体システムのコストは、この多数 弁モジュールを慣用の安価な多層回路板製作技術を使用して標準回路板材料（Ｆ Ｒ−４）からつくることができるので相当に低減される。共通のミニチュア化し た単層パッケージに多数の個々の空気ラインおよび関連する接続なしに多数のマ イクロ機械加工デバイスをパッケージすることは、実質的な寸法、重量およびコ スト節約を与える。標準多層モジュールは、標準のあらかじめ定めた流体入口お よび出口と、そして流体通路および番いの電気コネクターを有する電気流体板の ような装架用電気流体要素へ接続のための標準の電気コネクターを備えることが できるので、組立ておよび保守性に利益が発生する。標準多層モジュール上の電 気コネクターは任意の適切な接続手段、例えば最小の挿入力を必要とする標準の 番い相互接続ピンおよびソケットアセンブリの使用によって番いの電気コネクタ ーへ固着することができる。このことは、時間を消費し、そしてもし熱溜めを半 田付け時使用しなければシリコン材料を損傷し得る個別の半田付けを要するピグ テールリード線をしばしば持っている先行技術マイクロ弁の欠点を克服する。 加えて、入って来る流体流を反対の返還方向に再指向させるための手段をモジ ュール上に設け、流体入口および出口の両方が電気流体回路板のような電気流体 部材の面に対して同一平面装着のため標準モジュールの共通面内にあるようにす ることによって標準モジュ ールの占める体積を減らすことができる。すなわち、多数のマイクロ機械加工弁 の各自の両側へ接続された大きなそして別々の入口パイプまたはホースを持つの ではなく、流体流をモジュールの入口／出口面へ返還するための共通のマニホー ルドが配置される。このため標準モジュールの高さおよび体積は一連の線状に延 びる接続の排除によって減少する。 好ましくは標準モジュールの同一平面装着可能面は表面に流体通路を有する電 気流体部材もしくは回路板に対して同一平面に装着される。 同様に、本発明の他の面によれば、電気流体部材または回路板を別体の取付具 に対して同一平面に架装すること、および取付具は、流体が回路板中の開口およ び通路を通って標準モジュールへおよび標準モジュールから回路板および取付具 間にパイプまたはホースを使用することなく直接取付具から流れることができる ように、その中に流体通路を持つことが好ましい。例えば、透析装置のピストン 体はその中に流体通路が備えられ、そして電気流体部材または回路板は、どんな 流体パイプもしくはホースも使用することなくピストン流体通路に関し回路板中 の開口が流体を受領しそして返還するように、ピストン本体に対抗して装着され る。標準モジュールもそのマニホールド層面上の流体入口および出口が回路板上 の流体通路へ接続されるように同様に同一平面に装架される。モジュール中のマ イクロ機械加工デバイスの層の側のモジュール上の返還マニホールド層のため、 マニホールド層への流体の返還、入口および出口流体流の両方は同じマニホール ド層および面を通る。 電気流体標準モジュールの質は同様な機能を持つ慣用の流体回路 の質を上廻って改良される。これは部品数の減少が直接改良された品質に移され るからである。標準化された電子的および流体相互接続が組立て後モジュールの 容易な品質管理試験を許容するから、品質管理面の利益も本発明によって生ずる 。本発明のモジュールはさらに均一な接続標準を提供し、それにより標準化され た電子および流体相互接続と、種々の用途へのモジュールの直截的適応化を確立 する。 電気流体標準モジュールおよびカスタム回路板アセンブリの機能性は全く多岐 であり、そして種々の機能を実行する電子および流体部品を受入れることができ る。これらの部品は二方向弁、三方向弁、圧力／流れ／温度センサー、圧力／流 れレギュレーター、プログラム可能な流体部品、コンビネーション流体回路、ト ランジスター、マイクロ機械加工ポンプ、増幅器、および他の電子および／また は流体部品の任意の望む組合わせを含み得る。前述した部品および機能は例示で あり、この分野で入手されるまたは入手可能になる選択を限定することを意図し ない。 好ましい電気流体モジュールは少なくとも一つのマイクロ機械加工デバイス、 例えば互いに隣接して配置されそして弁部材を作動する隣接する電気層上の回路 へ電気的に接続された複数のマイクロ機械加工弁を有する層を含んでいる平坦な 多層よりなる。モジュールはまた、モジュールの一面上でその中の流体通路およ び流体入口および出口を有するマニホールド層を有し、そしてマニホールド層の 流体通路はマイクロ機械加工弁中の流体通路と流体連通にある。好ましくは電気 層は、マイクロ機械加工弁の各自を作動するための電気回路を形成する電気的図 形を有する電気回路を備える。これら電 気回路は電気流体板エレメント上の番いの電気コネクターと半田づけ技術の使用 なしに機械的および電気的接続のため電気コネクターへ電気的に接続される。 上記から複数のミニチュアもしくはマイクロ機械加工流体および電子部品を非 常にミニチュア化された安価な平坦パックモジュールに製造および／またはパッ ケージする新規なそして改良された方法が提供されることが見られるであろう。 本発明において開示された方法はそのような平坦パックモジュールを流体接続の ためより大型の流体システム中へ同一平面に装荷すること、および平坦パックモ ジュール中のマイクロデバイスを作動するための電気的コントローラーへ番いの 電気コネクターを介して接続することを許容する。このように複数のマイクロ弁 を有する平坦パックモジュールは別体の取付具として追加の流体部品を有するよ り大型の電気流体システムへ組込むことができる。流体は加圧下にある空気のよ うな気体または真空、または液体でよい。マイクロ弁は比例的でそして流量を調 節し、そして流量を閉鎖しそして開くために使用することができる。 上記からモジュールは流体導管および電子回路、流体および電子部品を支持す るベース、それにベースとそして別体の取付具間の流体連通のための流体インタ ーフェイス接続と、ベースとそして別体の取付具の間の電気信号および／または 電力の連通のための電子インターフェイス接続と、そしてベースを取付具へ固着 するための機械的インターフェイス接続を有することが見られるであろう。 また、電気流体モジュールの本発明は、大きい寸法、重量、熱、ノイズ、非効 率、そして慣用の部品を使用する先行技術電気流体シ ステムの一般的適用性の欠如を含む、先行技術の欠点を克服することが見られる であろう。 多くの場合、電気流体部材または回路板はその上に装荷されたいくつかの取外 し得るモジュールを持つことができ、そして回路板は必要なマルチプレキシング を行うためマイクロ流体弁のシーケンスを作動するためのコントローラーへ導く リボンケーブルへ接続のための追加のコネクターを持つことができる。代わりに 、コントローラーはその目的のために設けられた回路を介して伝送のため電気流 体部材上に直接装荷してもよい。他の場合は、種々の取付具と共に使用すること ができるアセンブリを形成するように単一のモジュールを専用電気流体部材へ取 付けてもよい。 本発明の他の具体例によれば、取付具は流体通路が備えられ、そして電気流体 回路板のような電気流体部材は、回路板の流体入口および出口を取付具中の流体 と連通させて、取付具へ取付けられる。少なくとも一つのマイクロ機械加工デバ イスが回路板へ加えられ、そしてデバイス中の流体通路は回路板中の流体入口お よび出口と、そしてそれによりピストンの流体通路と流体連通に置かれる。回路 板上の電気コネクターはマイクロ機械加工デバイス上の電気コネクターへ接続さ れる。 本発明の更なる具体例は、標準モジュールをピストンエレメント中に組込むこ とができ、それにより標準モジュールの出力はカスタム電気流体部材または回路 板を介して指向されそして液体弁のためのあらかじめ定めた数および構造の空気 アクチュエーターへ分配されることができることにおいて、多数の液体弁の制御 のため電気流体モジュールの使用を含んでいる。この発明の一つの特定の用途は コレラン’４２２特許に開示されているような自動腹膜透析システムにあり、そ こでは２０以上のソレノイド弁およびピストン体へまたはピストン体からの１４ 本の流体チューブが、大部分ピストン体上に架装されそして各自多数のマイクロ 機械加工電気流体弁をその中に有する数個の標準モジュールを有する小さいプリ ント回路板によって置き換えられている。空気アクチュエーターへの制御モジュ ールの接近はチューブの長いセクションを排除し、それによりチューブセクショ ン中に望む圧力および流量を得るのに必要な時間により以前は発生したシステム 中のタイムラグを減らす。従って本発明はより速い応答時間と、改良された製作 性、組立ておよび保守性を提供し、同時にシステムの寸法、重量、ノイズ、熱、 電力所要量およびコストを減らす。 図面の簡単な説明 図１は本発明を具体化する電気流体モジュールの斜視図である。 図２は底の詳細を示している、図１に示した電気流体モジュールの斜視図であ る。 図３は図１に示した電気流体モジュールの部品の分解斜視図であり、さらに下 に横たわる別体の取付具、および電気流体アセンブリを含むモジュール取付具の 組合わせを示している。 図４は図１に示した電気流体モジュールのベース層の平面図である。 図５は図１に示した電気流体モジュールの第１の中間層の平面図である。 図６は図１に示した電気流体モジュールにすべて組入れられる、 回路層上に配置された複数のマイクロ弁を含んでいる上に置かれたデバイス層を 有する回路層の平面図である。 図７はデバイス層および回路層の上に配置するための流体返還キャップの平面 図である。 図８は図１に示した電気流体モジュールの平面図である。 図９はモジュールを通る第１の流体流路の詳細を示すため分解した部分を有す る、図８の線９−９に沿った断面図である。 図１０はモジュールを通る第２の流体流路の詳細を示すため分解した部分を有 する、図８の線１０−１０に沿った断面図である。 図１１はモジュールのそれぞれの部分を通る二つの同時に存在する流路を示す ため一部を概略的に示した、図１に示した電気流体モジュールの分解斜視図であ る。 図１２は一対の電気ヘッダーおよび一対の流体源への接続を図示する、図１に 示した電気流体モジュールの概略図である。 図１３は腹膜透析システムのためのピストン体の背面図であり、ピストン体は 患者回路の一部を形成するカセットの制御のため空気信号を送るための通路が設 けられている。 図１４は図１３のピストン体の他の背面図であり、ベースプレートと、そして 鎖線で三つの電気流体モジュールの配置とそしてそれらのベースプレートおよび ピストン体への流体、電気的および機械的接続をも示している。 図１５は三つの電気流体モジュールが所定位置にある、図１４のピストン体お よびベースプレートの他の背面図である。 図１６は電気流体モジュール装着用取付具に使用のためのプリント回路板の側 面図である。 図１７はその上の複数の図形の詳細を示している、図１６に示したプリント回 路板の平面図である。 図１８は図１６および１７に示したプリント回路板を支持するためのベース層 の側面図である。 図１９はその中の流体通路の詳細を示している、図１８に示したベース層の平 面図である。 図２０は取付具上に装着された図１に示した電気流体モジュールの斜視図であ る。 図２１は図２０に示した取付具の斜視図である。 図２２は図２１に示した取付具の分解斜視図である。 図２３はシリコンマイクロ機械加工弁の平面図である。 図２４はシリコンマイクロ機械加工弁の内部の詳細を示している、図２３の線 ２４−２４に沿った断面図である。 図２５はその中に四つのマイクロ弁を有する電気流体モジュールの代替具体例 の分解斜視図である。 好ましい具体例の詳細な説明 今や図面特に図１ないし３を参照すると、本発明を具体化するミニチュア電気 流体モジュールがその中に図示されており、そして数字１０により同定されてい る。図３および２０に示されているように、電気流体モジュール１０は、モジュ ールと取付具の間の流体と電気の連通のため、別体の電気流体取付具２５０上に 装着することができる。 ミニチュア電気流体モジュール１０は、後で詳しく説明するように、三つの層 ２４，６４，８０を含むことができるベースユニットもしくは電気流体部材の周 囲に製作することができる。電気流体部 材１２は複数のマイクロ機械加工デバイス１４を含んでいる好ましくは実質平坦 なもしくは平面状デバイス層１３を支持する。複数の電気回路１６は電気流体部 材１２上に形成され、そして該回路はマイクロ機械加工デバイス１４へ接続され 、そしてマイクロ機械加工デバイス１４を通り、そして各自流体分配マニホール ド通路と、それぞれのマイクロアクチュエーター１４の状態と、そして関連する 入口もしくは出口１８における圧力に関して各ポート２０における正もしくは負 の相対的圧力に応じて入口または出口として作用するように選択し得る複数の二 方向ポート２０を通って、複数の入口または出口１８からの流体流を調整するた めにデバイス１４を作動させる。返還流体流デイレクターもしくはマニホールド キャップ２２が流体入口または出口１８と流体入口／出口２０の間の流体流路を 完成させる。マニホールドキャップ２２はデバイス層１３の上に装着することが でき、そしてトップの電気流体部材層８０により、そのため電気流体部材１２に よって支持されることができる。各自５本のピンを持つことができる一対の電気 コネクター２３が電気回路１６と、このミニチュア電気流体モジュール１０が作 動する環境の間の電気的連結を提供する。 モジュール１０および取付具２５０はＴＲ−４のような回路板材料から、また はアルミナまたは他のセラミック材料のようなセラミック基板から、または他の 適当な材料からつくることができる。材料は、製作の便利さ（ＦＲ−４の場合） 、本来のクリーン性および薬品抵抗性（アルミナおよび他の普通のセラミック材 料の場合）、および絶縁特性、軽い重量、機械加工性、強度、コスト有効性、お よび特定の用途に対して適切であり得る他の因子のような他の性質 のようなその性質について正しい配慮をもって選定することができる。 電気流体部材１２は、一対の長四角形側壁２６および２８と、そして四つの面 取りしたコーナー３０，３２，３４および３６を有する、実質上長四角形の、実 質上平行なパイプを有するベース層２４を含む。入口または出口１８は圧力入口 ５８およびサブ大気圧排気もしくは真空出口６０を含むことができる。圧力入口 通路５８はめくら圧力入口ボア４０を備えることができ、他方真空出口通路６０ はめくら真空出口ボア４２を備えることができる。これら通路は大気圧より上ま たは下の圧力において加圧したまたは希薄にした空気を連通する役目をするが、 しかし平素は±１．５〜１０ｐｓｉｇ，好ましくは約±５ｐｓｉｇの範囲にある 。電気流体モジュール１０は、例えば自動腹膜透析処置システムのような医療装 置の液体弁を作動するための空気信号を伝送するために使用することができる。 ボア４０および４２内にそれぞれ一対の入口および出口Ｏ−リング４８および５ ０が敷かれる。入口または出口Ｏ−リング４８および５０は、入口５８および出 口６０と流体連通にどのような空気供給デバイスが接続されようともその間のシ ーリングを提供する。入口チャンネル５８および出口チャンネル６０は、それぞ れマイクロ機械加工弁１４へ他の層を介して加圧空気源かまたは大気圧以下の空 気源を連結する。 中間マニホールド層６４は通路を入口または出口１８および入口／出口２０と 流体連通にしてベース層２４の上に配置される。さらに詳しくは、中間マニホー ルド層６４はマイクロ弁１４と入口または出口１８と入口／出口の間の一般化さ れたルートを提供する。中 間マニホールド６４は実質上平坦で平面状であり、そしてその中に形成された複 数のスロットを有する。スロットの中には細長い圧力入口スロット６６、実質上 ｈ字形の真空出口スロット６８、および四つの入口／出口スロット７０，７２， ７４および７６が含まれる。図３，５を見よ。 プリント回路板８０は中間マニホールド層６４の上に配置され、そして複数の 電気的図形もしくは導体路１６を有し、これらはプリント回路板に電気的図形を 形成する任意方法によって形成された二つのセクション８２および８４を含んで いる。図６，１１を見よ。 ベース層２４も参照番号２０ａ−ｄで同定される四つの入口または出口２０を 備えている。図２および３に示されているように、入口／出口２０ａ−ｄはそれ ぞれ、空気作動信号のための流体を伝送するために使用される外部接続またはチ ャンネルのためのシーリングを提供するＯ−リング５１を収容するためのめくら ボア２１ａ−ｄを備えている。 Ｏ−リング５１はベース層２４の全体の厚みを通る通路２０ａ−ｄを効果的に 延長する。もし望むならば、Ｏ−リングの内径は通路２０ａ−ｄの内径およびモ ジュール１０をその上に取付け得る別体の取付具中の番いの通路２５２ａ−ｄの 内径と実質上等しくすることができる。図３および図１４を見よ。この態様にお いてモジュール通路と取付具通路の間のめいめいの流体流路は実質真直ぐで、ス ムースで妨害なしとなり、そして比較的均一な断面もしくは直径によって特徴づ けられる。 電気流体部材１２の層２４，６４，８０は、望ましい流体密な、 空気密なそして真空密な特徴を提供するため適当な接着剤コンパウンドまたは接 着ガスケット（図示せず）によって相互に接着されることができる。マイクロ機 械加工デバイス１４はプリント回路板８０上に表面装着することができる。返還 マニホールドキャップ２２はプリント回路板８０上に任意の接着剤または固定具 により、再び好ましくはキャップ／回路板インターフェイスのまわりの空気密お よび真空密に装着することができる。 部材１２およびそのためモジュール１０は、ねじボルト５４、またはスナップ 止め接続等の使用により別体の取付具２００，２５０（図３，１４）へ固着する ことができる。ボルト５４は、プリント回路板８０中のボルト孔８１ａ−ｄ，中 間マニホールド層６４中のボルト孔６５ａ−ｄ，およびベース層２４中のボルト 孔２５ａ−ｄを通って挿入することができる。図４〜６を見よ。ボルト５４上の ねじは図３の取付具２５０中のねじインサート２７７と、または図１４の取付具 ２００中のねじつきボルト孔ＢＨと係合する。 弁通路８６〜１００は一般に中間マニホールド層６４中に形成されたスロット と複数の弁１４の間を連通する。弁は好ましくは一般に平坦な平面層１３内にあ る。複数弁１４は弁１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０および１ ２４を含んでいる。これら弁は対の組合せ１１６と１１８，１１４と１２０，１ １２と１２２、および１１０と１２４を形成し、これら弁対の各自はそれぞれの 入口／出口スロット７０，７２，７４および７６を介して入口／出口ポート２０ ａ，２０ｂ，２０ｃおよび２０ｄと関連している。キャップもしくは返還マニホ ールド２２は弁の上に配置され、そしてその中に一つの細長い長四角形圧力マニ ホールドセクション１３０ と、複数の個別化された真空マニホールドセクション１３２，１３４，１３６お よび１３８を有する。好ましくは、キャップ２２はマイクロ弁およびある場合に は流体の目視点検を許容するため透明ポリカーボネートまたは他の適当な透明材 料でつくられる。 図１１に最良に見られるように、典型的な加圧空気流路１２８および典型的な サブ大気圧空気流路１２６の例が示されている。図９および１０も見よ。 最初モジュール１０内の真空通路を記載すると、真空を引くため真空源が空気 出口もしくは排出口６０へ連結される。真空は真空源の上流から後で記載するよ うに通路および部品まで連通される。排出ポート６０へ導入された真空源におい て始まり、真空は中間マニホールド層中の真空スロット６８へ、そして次に回路 板８０中の上に横たわる真空通路９７〜１００へ連通される。真空通路９７，９ ８，９９，１００は真空を上に横たわる真空側弁１１６，１１４，１１２，１０ ０へそれぞれ連通させ、これら弁の下面へ減圧を加える（図１１）。 もし典型的な真空側弁１１０が適当な電気信号を図形８４上へ提供することに よって開かれれば、真空は弁１１０から真空マニホールド室１３８へ、そこから 開口９６へ、通路を含む入口／出口スロット７６へ、そして最終的に入口／出口 開口２０ｄへ連通される。 前述の例において空気流は比較的高い圧力入口／出口２０ｄから典型的な真空 側通路１２６に沿って真空排気ポート６０へ進み、そこではサブ大気圧にある空 気が真空源へ排気されることが認められるであろう。図１１および図９をなお参 照すると、典型的な真空側 空気流路１２６が空気流の方向を指定する矢印をもって示されている。典型的な 真空側弁１１０が開くとき、空気は入口／出口通路２０ｄ中へ、上方へ入口／出 口スロット７６を通り、上方へ開口９６を通り、上方へ真空マニホールドセクシ ョン１３８を通り、そして次に弁１１０，開口１００，Ｌ字形真空出口スロット ６８を通って下方へ、そして最終的に真空排気通路６０を通って外側へ引かれる 。 モジュール１０が垂直にされる態様は真空弁１１０〜１１６へ弁のトップでは なく下側へ提供された低い圧力を持たせ、それにより弁１１０−１１６を閉鎖に 付勢することが認められるであろう。これは弁１１０，１１２，１１４，１１６ がそれぞれ真空開口１００，９９，９８，９７の上に横たわり、そしてこれら開 口はその上に排気ポート６０を通って真空が引かれる真空スロット６８と連通し ているからである。同様にマニホールドセクション１３０に維持される圧力は弁 １１８〜１２４を閉鎖に付勢する。 図１０および１１に示すように、典型的な加圧空気流１２８は圧力入口５８を 通り、上方へ圧力分配開口８６，８７および８８を通り、圧力ヘッダー１３０へ 、そしてそこから下方へ圧力側弁１１８−１２４のトップへ供給することができ る。もしリード８２（図６，１１）を通って電気エネルギーが弁１１８へ供給さ れれば、弁１１８が開き、陽圧流路を下方へ開口８９を通って入口／出口スロッ ト７０へ接続し、出口２０ａを通って出口圧力流１２８を提供する（図１０，１ １）。 一般に入口／出口２０から選択された与えられた入口／出口に対しては、その 入口／出口に関連した二つのマイクロ弁１４の一方の みを活動化するのか望ましいであろう。このため上の例の一つにおいて、真空側 マイクロ弁１１０を開く決定はポート２０ｄ中へのサブ大気圧空気流１２６の流 れをもたらす。その場合、圧力側マイクロ弁１２４（マイクロ弁１１０と対にな った）はサブ大気圧空気流に逆作用するのを避けるように閉鎖され続けるであろ う。 しかしながらもし望むならば、本発明の電気流体モジュール１０は組成の異な る２種類の気体または２種類の液体のような２種類以上の流れを混合するために 、または空気圧力のような作動化信号を加えまたは除去するために使用できるこ とが観察されるであろう。もし望むならば混合または加入は二つの対になったマ イクロ弁、例えば１１０および１２４の両方を開くことによって達成することが できる。図示した具体例においては、両方のマイクロ弁１１０，１２４の開放は 、入口５８における正のゲージ圧を排気口６０における負のゲージ圧へ加え、対 になった弁に関連する入口／出口２０ｄにおける予期される圧力に大体等しい合 計へもたらすであろう。 この点に関し、モジュール１０は流体ロジック能力を提供するために使用する ことができる。流体ロジック目的に対する本発明の他の用途は当業者には自明で あろう。 図１２にはモジュール１０内の電気回路および流体流路が提供されている。モ ジュール１０の８個の２方向弁１４は４個の３方向選択弁と均等な機能を果たす ように構成されていることが観察し得る。入口／出口２０毎に、それに関連する 一対の弁は二つの流体流のどちらか（例えば加圧空気または希薄空気）が入口／ 出口２０を通過するのを許容する。 同様に、本発明に従った電気流体モジュールのために利用し得る 任意の数の流れ形状が存在する。ベース層２４は任意の望む数のそして形状の入 口または出口を備えることができる。中間マニホールド層６４は任意の望む数お よび形状のチャンネルまたはスロットを備えることができる。回路板層８０，デ バイス層１３，および返還マニホールドキャップ２２もそれらの設計および作動 において同様なフレキシビリティーを提供する。 このように、本発明によって提供される電気流体インターフェイスまたは接続 は任意の数のあらかじめ定めた標準へ標準化することができる。これら標準イン ターフェイスの一つはこの好ましい具体例１０について記載されたインターフェ イスである。トランジスター、特に標準ＤＩＰ（二重インラインパッケージ）形 状にパッケージされたもののような標準電子部品へ類似性を引出すことができる 。 図２に示した具体例においては、二つの追加のめくらボアまたはブランク４４ が示されている。これらはそれが外部空気デバイスへ固着される時モジュール上 の負荷を対称的にバランスさせるために使用される。特定の流れ形状および所望 の特定の標準インターフェイスに応じ、これらボア４４は、外部空気デバイスと モジュール１０内のマニホールド６４のような内部部品の間の流体連通を提供す るため、ベース層２４の反対側へのそれを通る通路を備えることができよう。同 様に本発明は、モジュール１０の種々の層１３，２２，２４，６４，８０の各自 の形状により決定されるように、任意の数の入口および出口１８および２０と多 種類の内部流路の使用を許容する。 好ましくは、任意の望む追加の通路または流れ形状の変形は、選 択した標準モジュールの大量生産のスケール経済の利益を受けるため、あらかじ め定めた設計に従ってモジュール１０の製造、構築または組立て時に提供される であろう。 ミニチュア電気流体モジュール１０は透析システム、または図１３〜１５に最 良に見られるようなピストン体２００を含んでいる電気流体透析液ハンドリング システムに使用することができる。ピストン体２００は好ましくはＤＥＬＲＩＮ （アセチル化合物）または繰返されるストレスに耐える他の適当な材料でつくら れる。この透析液ハンドリングシステムはコレランの米国特許５，３２４，４２ ２およびカメンらの米国特許５，３５０，３５７にさらに詳しく記載されており 、両方の特許はここに参照として取入れられる。 図１３〜１５に示されているように、それぞれ１９０，１９２，１９４の番号 を与えられた複数のミニチュア電気流体モジュール１０はベースプレート１９６ 上に配置され、流体誘導ライン上、またはすべてピストン体２００に形成された みぞ２１０ｇ，２１２ｇ，２１４ｇ，２１６ｇ，２１８ｇ，２２０ｇ，２２４ｇ ，２２６ｇ，２２８ｇ，２３０ｇ，２３２および２３４の上のシーリング接続を 形成している。ベースまたは取付具１９６とそして電気流体モジュール１９０， １９２および１９４の組合せが電気流体アセンブリ１９８である。 図１３は前記みぞが機械加工された後のピストン体２００を図示する。図１４ はピストン体２００の背面へ取付けられ、前記みぞ（鎖線で示した）をカバーし ているベースプレート１９６を図示する。ねじボルト孔ＢＨは、モジュール１９ ０，１９２，１９４を取付けるためのねじボルト５４を収容するためベースプレ ートおよびピ ストン体２００中へ先細となっている。前記モジュールおよびそれらの底面ボア ２１ａ〜ｄおよび電気コネクター２３の位置は鎖線で示されている。流体通路、 例えばモジュール１９４のための参照数字２３０ａ，２２８ｂ，２２４ｃ，２２ ６ｄ，ＨＰ，およびＬＰで同定された流体通路は、流体がピストン体２００と各 モジュールの間を連通することを許容するため、ベースプレート１９６を通って ドリルされる。最後にモジュールはベースプレート１９６およびピストン体２０ ０上に装着されて示されている。図１５参照。 ピストン体２００は、二つのダイアフラムポンプおよび１０個の液体弁を含ん でいる多数部品カセット（図示せず）を空気的に作動化するために使用される。 ポンプアクチュエーター２０２，２０４はそれぞれポート２０６，２０８を通っ て空気作動化信号を受取る。１０個の液体弁（図示せず）は１０個のポート２１ ０ｐ，２１２ｐ，２１４ｐ，２１６ｐ，２１８ｐ，２２０ｐ，２２４ｐ，２２６ ｐ，２３０ｐを通って伝送される空気信号によって作動化される。これらポート はヒストン体２００の後面（図１３）からピストン正面（図示せず）へ延び、そ れによりカセット中の膜のそれぞれの部分を着座または脱座させ、そのためそれ ぞれの液体弁を作動化するように空気信号を放出する。 以前は１０個のポートの各自は、正または負の圧力信号が選択的に発生されそ して別々のチューブを通ってそれぞれのポートへ送られる遠隔ハウジングから延 びる別々の可撓性プラスチックチューブを必要とした。 本発明の一面において、たった１本の正の圧力ラインおよび１本の負の圧力ラ インをリボンケーブル等を通る電気信号と共に提供し 、そしてピストン体自体において正または負の圧力信号の入力を制御することが 望ましい。（ポンプ作動化および流れ測定作業は前と同様に別のチューブの使用 によって実施することができる。） 所望の正および負の圧力信号を１０個の弁作動化ポートへ提供するため、正の 圧力チャンネルまたはみぞ２３２と、負またはサブ大気圧みぞ２３４はピストン 体２００後面中へ機械加工される（図１３）。外部圧力および真空源それぞれへ 接続のため接続もしくはあご２３６および２３８が設けられる。 ピストン体２００は選択した標準電気流体モジュール１０と合致するあらかじ め定めた幾何形状の標準インターフェイス接続を備える。このため一致する受口 ａ，ｂ，ｃ，ｄが所望のそのような接続と同じ数のモジュール入口／出口２０ａ ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄへそれぞれの接続を収容するためピストン体後面２０ １中に機械加工される。ここではポート２３０ｐ，２２８ｐ，２２４ｐおよび２ ２６ｐがみぞ２３０ｇ，２２８ｇ，２２４ｇおよび２２６ｇを介して標準配置し た受口２３０ａ，２２８ｂ，２２４ｃおよび２２６ｄのそれぞれへ接続される。 同様に、比較的高圧力接続ＨＰおよび比較的低圧力接続ＬＰは標準モジュール入 口または出口５８，６０へそれぞれ接続するために配置される。同様にポート２ ２０ｐ，２１８ｐ，２１４ｐおよび２１６ｐはみぞ２２０ｇ，２１８ｇ，２１４ ｇおよび２１６ｇを介してそれぞれ標準配置受口２２０ａ，２１８ｂ，２１４ｃ ，２１６ｄへ接続される。最後にポート２１０ｐおよび２１２ｐはみぞ２１０ｇ および２１２ｇを介して受口２１０ｄおよび２１２ｂへ接続される。 ベースプレート１９６はまた、マイクロデバイス１４を作動化す るためリボンケーブル（図示せず）を介して電気信号を受領するためのマスター 電気ピンコネクター２４０を備える。回路図形（図示せず）は、三つのモジュー ル１９０，１９２，１９４に使用される合計２０個の弁１４の作動化のため個々 のモジュール電気ピンコネクター２３へ接続のためにベースプレート１９６上に 設けられる。供給電圧は約３．５〜５．０ＶＤＣでよい。この供給はリボンケー ブルおよび回路図形を介して提供される。ベースプレート１９６のための回路は 取付具２５０（図３を見よ）のために示した回路と類似でよいが、しかし３個の モジュール１９０，１９２，１９４に適応するための追加の図形を有する。好ま しくは弁はトランジスターまたはラッチされたドライバー（図示せず）のバンク により制御され、それにより外部コントローラーへの接続に必要なラインの数を 制限する。例えば、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手し得る 、４４リード中のＢｉＭＯＳ II ３２−ビット逐次入力ラッチドドライバーモ デルＮｏ．ＵＣＮ−５８３３ＥＰが当業者には理解されるように使用することが できる。 １９０，１９２，１９４の番号をつけた各モジュール１０について、モジュー ルの底はそれぞれ入口／出口２０ａ−ｄ（図１〜３）を介してモジュールの内部 と連通する四つの入口／出口めくらボア２１ａ−ｄが設けられる。各モジュール はまた、圧力入口チャンネル５８および真空出口チャンネル６０を介してモジュ ールの内部と連通するめくら圧力入口ボア４０とめくら真空出口ボア４２を備え る。 各モジュール１９０，１９２，１９４はボア２１ａ−ｄ，４０，４２をピスト ン体中の下に横たわる対応する受口との一致に装着さ れる。このようにモジュール１９０についてはボア２１ｄは受口２１０ｄと一致 しそして連通し、そしてボア２１ｂは受口２１２ｂと一致しそして連通する。モ ジュール１９０においては、めくらボア２１ａおよび２１ｃは使用されない。め くら圧力入口ボア４０はモジュール１９０と圧力供給みぞ２３２の間を連通する ように圧力接続ＨＰと接続する。めくら真空出口ボア４２はモジュール１９０と 低圧力みぞ２３４の間を連通するように真空接続ＬＰと接続する。 同様にモジュール１９２については、モジュールボア２１ａ，２１ｂ，２１ｃ ，２１ｄ，４０および４２はそれぞれピストン体受口２２０ａ，２１８ｂ，２１ ６ｄ，ＨＰおよびＬＰと接続する。モジュール１９４については、モジュールボ ア２１ａ，２１ｂ．２１ｃ，２１ｄ，４０および４２はそれぞれピストン体受口 ２３０ａ，２２８ｂ，２２４ｃ，２２６ｄ，ＨＰおよびＬＰと接続する。 ベースプレート１９６は、モジュールボアとの連通を許容するためピストン体 受口と一致して孔もしくは開口（図示せず）を備えられることが理解されるであ ろう。 このように本発明の電気流体モジュール１０および電気流体アセンブリ１９８ の使用により、同数の弁を作動化するピストン体／カセット２００中へ組込まれ た１０個の弁アクチュエーターは、以前のように１０本の外部供給ラインの代わ りに、あご２３６および２３８へそれぞれ接続された一方は圧力用であり、他方 は真空用であるたった２本の外部空気供給ライン（図示せず）によって作動化し 得ることが観察されるであろう。さらに、先行技術は各供給ラインのため圧力か または真空信号を選択するため遠隔マニホールドおよ び弁システムを必要としたのに、モジュール１０およびアセンブリ１９８のコン パクトなサイズは液体弁アクチュエーターへ直近のマニホールドおよび弁の使用 により圧力または真空のその場の選択を許容し、前出の本発明の概要で議論した 数多くの利益を提供する。 ミニチュア電気流体モジュール１０の使用の他の例は、図２０〜２１に見られ るように、複数の図形２６０を介して接合パッド２６２のセットへ接続された一 対のコネクター２５４，２５６を有する電気回路板層２５２を含む取付具２５０ 上への装着を含んでいる。電気コネクター２５４および２５６はモジュール電気 コネクター２３と接続する。薄い中間シート２７０は、複数の通路またはみぞ２ ８０ｇ，２８２ｇ，２８４ｇ，２８６ｇ，２８８ｇ，２９０ｇをその上に形成し た図１９のベース層２７８に関して一対の位置決めピン２７４および２７６をも って位置決めされる。流体連通は、通路２８０ｐ，２８２ｐ，２８４ｐ，２８６ ｐ，２８８ｐ，２９０ｐを通り、それぞれの通路に関連するみぞ２８０ｇ，２８ ２ｇ，２８４ｇ，２８６ｇ，２８８ｇ，２９０ｇを通り、そしてガスケット材料 ２７０に設けた孔を通り、電気回路板２５２へ、そしてそこから対応する通路２ ５２ａ，２５２ｂ，２５２ｃ，２５２ｄ，２５２ＨＰおよび２５２ＬＰを通り、 モジュール１０中の対応するボア２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，４０および ４２のそれぞれへ実現することができる。 ベース層２７８中のボア（図１８）、すなわち２８０Ｂ，２８４Ｂ，２９０ｐ は外部流体チューブ等への接続を形成するために適応化させることができる。図 示した具体例においては、ボア２８８ｐ および２９０ｐはベース層２７８のトップを通って外部接続と連通し、ボア２８ ０Ｂのような他のボアはベース層２７８の底を通って外部接続と連通する。真ち ゅうまたは他の適当な材料でつくったみぞつきインサートまたはあごの使用によ り、はめ合い接続をもっと耐久性または丈夫にすることができる。 取付具２５０は、ガスケット層２７０中のボルト孔と、回路板２５２中の同様 に整列したボルト孔２５２ＢＨと一致する四つのボルト孔２７８ＢＨをベース層 ２７８中に備えることができる。ねじつきインサート２７７はプレス（締め）ば めにより、モジュール１０を取付具２５０上に一致させて取外し自在に取付ける ために使用されるねじボルト５４のためのしっかりした丈夫なしかし取外し自在 の接続を提供するために固着することができる。 このように、電気流体アセンブリ１９８は、流体ピストン体２００上の適当な 取付具２５０またはベースプレート１９６上へ取付けた一以上の電気流体モジュ ール１０を含むことができる。自動腹膜透析システムに使用のための好ましい具 体例においては、電気流体アセンブリ１９８は流体ピストン体２００へ接続した ベースプレート１９６上に取付けた三つの電気流体モジュール１０を含んでいる 。 この用途においては、モジュールの容易な装着および交換の利益を有する一ま たはそれ以上の電気流体モジュールを組込み得る種々の電気流体アセンブリが開 示される。一般にめいめいのモジュールは流体マニホールドと電気回路を有する 一つの電気流体部材を含んでいる。 モジュール構造の代替として、簡単化した電気流体部材は流体通 路をその中に有する電気回路板、例えば回路板８０または回路板２５２を備える ことができる。この簡単化電気流体部材は下に横たわる流体取付具、例えば取付 具２５０またはピストン体２００へ直接そして多分永久的に装着するように形成 し得る。マイクロ弁１４のようなデバイスは電気流体部材上へ直接そして永久的 に装着することができ、そして返還マニホールドはそのようなデバイスの上に置 かれ、そしてまた電気流体部材上へ直接取付けることができる。非モジュールシ ステムにおいては、各部品は下に横たわる部品の上に直接そして多分永久的に装 着され、欠陥部分またはグループのすばやいそして容易な交換を防止する。特に 、マイクロ弁は故障し易く、交換を必要とする。この構造の代替態様においては 、アセンブリはより少ない層を含むことができ、より少ない部品による改良され た信頼性を有するが、しかし好ましいモジュール化アセンブリにより提供される 標準的はめ合い流体、電気的および機械的インターフェイスを欠くため、容易な モジュール取付けおよび交換の利益を欠いている。 図２３および２４に最良に見られるマイクロアクチュエーター１４の各自は、 中央ボア３００と、弁を開放および閉鎖するためボス３００の弁座３０９へ向か っておよびそれから遠くへの運動を実現するためのボス３００近くのブリッジ区 域３０６へ接続した一対のパワーリード３０２および３０４を有するマイクロ弁 よりなる。弁１４が閉じる時、ボスは弁座へ直接接続された通路３１４において 存在するよりも上面３１２へ適用された一層高い圧力を持ち、好ましくは平常閉 じている弁のための付勢されたデザインヘ貢献していることが認められるであろ う。 マイクロ弁は非常に小さいサイズ、例えば約０．１６×０．１６×０．０２４ インチを有する。この弁は比例応答、低コスト、すばやい応答、ミニチュアサイ ズ、約２５ないし３０ｐｓｉｇまでの広い範囲の作動圧力を特徴としている。各 弁はプリント回路板８０（図３）等の上に取付けることができる。 モジュール１０に使用される平常閉じているマイクロ弁１４は０〜２５０ｃｃ ／ｍｉｎの範囲内で気体流の比例的制御を提供する。約１．５Ｌ／ｍｉｎまたは それ以上の大きな流れは、例えば弁中の隙間を拡大することによる適当な改造に よって許容され得る。 シリコンマイクロ機械加工技術を使用するバッチ式に工作したマイクロ弁１４ は、エッチングしたシリコン弁体と番いになった中央のボス状シリコンダイアフ ラムからなる。バイメタルアクチュエーターを形成するようにアルミニウムフィ ルムがダイアフラム上に沈着される。ダイアフラム中に埋め込んだ抵抗器中に消 散される電気的パワーを変化し、そしてアクチュエーターの温度を変化すること により、シリコンとメタルの間の熱膨張差が中央ボスの弁座からの変位を制御す る。 モジュールもしくは弁チップへ粒子が入るのを保護するためフィルターが推奨 され、そして濾過したクリーンガス供給源が推奨される。 他に特記しない限り２５℃におけるマイクロ弁１４の性能仕様書は以下のよう であり得る。めいめいのマイクロ弁の典型的なパワー要求は３００〜５００ｍＷ ，応答時間は約１００〜２００ｍｓｅｃ（１０ないし９０％流れにおいて）、弁 の内部容積は約０．１２ｃｃ，作動電圧は約３．５〜５．０ＶＤＣ，作動電流は 約８５〜１０ ０ｍＡ，アクチュエーター抵抗は約４０オーム、バースト圧力限界は約２５ｐｓ ｉである。作動温度範囲は−２０℃ないし＋７０℃であり、重量は約０．３ｇ， そして推奨される供給濾過は２５ミクロンである。上の仕様書は概略であり、そ してＩＣセンサーモデル４４２５に使用されるマイクロ弁に特異的である。本発 明の範囲を逸脱することなく他のマイクロアクチュエーターをモジュール１０に 使用することができる。典型的な流量は開いた各マイクロ弁に対し１００〜３０ ０ｓｃｃｍであるが、しかしもっと大きい流量も可能である。 ピストン体２００へのモジュールの接近、そしてこのためカセット（図示せず ）中の各液体弁への接近のため、液体弁の応答時間は、作動化電気信号がモジュ ール１０内のマイクロアクチュエーター１４へ送られてから測定し、約１００ｍ ｓｅｃ未満である。 モジュール１０のサイズは約１．０×１．０×７／６インチとし得る。モジュ ール内のめいめいの通路は約１／１６インチの直径を持つことができ、ボルト孔 ２５，６５，８１は直径が通路より僅かに大きくてよく、そしてボア４０，４２ ，４４は直径約３／３２インチでよい。 あるあらかじめ定めた標準のために設計されたモジュール１０の具体例におい て、ポート２０ａ−ｄは中心から中心まで約６ｍｍ直線上に離れる。入口または 出口１８は前記直線に対し（そしてその同じ側に両方が）直角に、ポート２０ａ および２０ｄから約８ｍｍ離れる。それぞれの電気的ピンコネクター２３内で、 ピンは中心から中心まで１ｍｍ間隔で直線上にある。一つのコネクター２３のピ ンによって形成される線は他のコネクター２３のピンによって形成 される線に平行でありそして約２１ｍｍ離れる。各ポート１８，２０ａ−ｄは直 径約１／１６インチとすることができる。 ここに記載した回路板の各自上の電気的図形は任意の適当な伝導性材料でつく ることができるが、好ましくはそのすぐれた伝導性と非腐食性のため金でつくら れる。 モジュール１０は好ましくは、モジュール本体の上へ垂直の長い突起のない実 質上平坦で比較的平面状である。その好ましい具体例において、モジュールはフ ラットパックとして記載することができる。 ４個弁電気流体モジュール３１０が図２５に示されている。これはベース層３ ２４，中間マニホールド層３６４，電気層３８０，マイクロ弁４１０，４１２， ４１８および４２０のデバイス層、および返還層３２２を含んでいる。ベース３ ２４は圧力スロット３６６へ送られる加圧気体流４２６を入口３５８を通って受 入れる。圧力スロット３６６はスロット３９２を介して返還層３２２の圧力マニ ホールドセクション４３０中へ連通される。 マニホールドセクション４３０は圧力を二つの圧力側マイクロ弁４１０，４１ ２へ連通させる。電気信号は電気的図形を介して弁４１０，４２０の一方または 両方を開き、圧力を下方へ伝送しそして最後にそれぞれ入口／出口３２０ｂ，３ ２０ａを通って排出するように伝送することができる。例えば、もし弁４１０が 開かれれば、圧力は入口／出口スロット端３７２ａへ、入口または出口通路３２ ０ｂへ下方へ、そして別体の取付具への接続のためのＯ−リングシール１５０を 介してベース層３２４を通って外へ伝送するであろう。 ベース３２４は低圧力気体流４２８を外部の低圧力システム（図示せず）へ排 出するための真空またはサブ大気圧排気通路３６０を備えている。低圧力空気は 弁４１８，４２０をそれぞれ開くことにより、入口／出口３２０ａ，３２０ｂの 一方または両方へ引くことができる。例えばもし弁４１８が開かれれば、低圧力 空気は通路３２０ａ中へ、スロット端３７０ｂへ上方へ、開口３８８を通って真 空マニホールドセクション４３２中へ上方へ、そして弁４１８を通ってｈ字形ス ロット３６８の端３６８ｂ中へ下方へ、側方へ端３６８ａへ、そして真空排気出 口３６０を通って下方へそして外部へ引かれるであろう。 システムは電気層３８０上の電気的図形３１６への連結のためのピンコネクタ ー３２３を含んでいる。これらの図形はマイクロ弁４１０，４１２，４１８，４ ２０へそれを開くかまたは閉じるために接続される。複数のＯ−リング３５０は ベース３２４の下側のボア中に装着され、通路３２０ａ，３２０ｂ，３５８，３ ６０とそして番いの外部接続の間の流体密接続を形成する。４個弁具体例３１０ の作動は８個弁電気流体モジュール１０の作動と実質上類似である。 ４個弁モジュール３１０は、二つだけの流体入力および二つだけの入力／出力 ポートを必要とする用途において、例えば図１４，１５に示した８個弁モジュー ル１９０（そのうち４個の弁だけが使用される）の代わりに、取付具１９６，２ ００が４個弁モジュール３１０へ接続するための流体、電気的および機械的イン ターフェイスを持つように製作されている限り、８個弁モジュール１０を代替で きるであろう。 特許請求された発明はここに開示された特定の具体例へ限定されるものではな く、請求の範囲によって規定され、そして本発明の全体の精神内で当業者に明ら かな代替具体例および使用をカバーすることが意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャーマン，ジョン エイチ アメリカ合衆国94306カリフォルニア、パ ロアルト、ロモナストリート3056 【要約の続き】 電気的および流体インターフェイスを提供することを含 む、マイクロ機械加工デバイス（１４）を取付具（１９ ６，２５０）上の電気的および流体インターフェイスヘ インターフェイスする方法が開示される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．流体および電気的接続を受入れるためのミニチュア電気流体モジュールであ って、 少なくとも一つの流体入口と、そして流体受入れのため該入口へ接続された 内部流体通路を有する実質上平坦なマニホールド層と、 電気回路をその上に有する実質上平坦な電気層と、 マニホールド層中の流体通路と流体連通にありそして電気層上の電気回路と 電気的連通にある複数のマイクロ機械加工デバイスをその上に有する実質上平坦 なデバイス層、 を備えている前記モジュール。 ２．マイクロ機械加工デバイスは弁であり、そして複数のマイクロ機械加工弁は デバイス層中の一平面内に互いに隣接して配置され、該弁はマニホールド層中の 流体出力へ流体流を指向するように電気的に調節される請求項１のモジュール。 ３．電気層はその上に回路図形を有し、電気層はデバイス層とマニホールド層の 間に配置され、そして流体がマニホールド層から電気層を通ってマイクロ機械加 工デバイス層へ流れるのを許容するように電気層に流体通路が形成されている請 求項１のモジュール。 ４．流体入力および内部流体通路を有する第２の平坦なマニホールド層が最初に 述べたマニホールド層へ流体流を返還するため最初に述べたデバイス層のマニホ ールド層が配置される側と反対側に配置されている請求項３のマニホールド。 ５．最初に述べたマニホールド層は、取付具の面へ同一平面装着のためモジュー ルの一面上に流体入力および出力の両方のその中に有する請求項４のモジュール 。 ６．電気層は電気回路を形成する電気的図形をその上に有し、そしてコネクター エレメントがモジュール上に取付けられそして電気的図形へ接続されそして電気 的コントローラーへ導く他のコネクターへ接続するのに適応している請求項１の モジュール。 ７．あらかじめ定めた形状の機械的インターフェイス手段が、モジュールを取付 具へ適切に位置決めするためにモジュールが取付けられる取付具とのインターフ ェイスのために備えられる請求項１のモジュール。 ８．デバイス層は複数のマイクロ機械加工電気流体弁をその上に有する中間層で あり、マニホールド層は中間層の第１の側に配置され、そして第２のマニホール ド層は第１のマニホールドへ流体流を返還するための流体通路を有する中間層の 反対側に配置されている請求項１のモジュール。 ９．複数のマイクロ機械加工デバイスがデバイス層の平面内に並べて配置され、 マイクロ機械加工デバイスの各自はそれへ印加された電流の変化により流体流を 調節するように変位する熱電部材を有する弁部材を備えている請求項１のモジュ ール。 10．マニホールド層は標準パターンに配列された標準流体通路を有する第１の基 体と、そして流体分配のためのそして第１の基体中の標準流体通路と流体連通に ある流体通路を有する第２の基体を備えている請求項１のモジュール。 11．複数のマイクロ機械加工デバイスがデバイス層内にその上のあ らかじめ定めた位置に装着され、 複数の電気回路が電気層上の関連する回路へデバイスを関連させそして接続 するようなあらかじめ定めたパターンで電気層上に備えられ、 電気層中のあらかじめ定めたパターンの開口は電気層を通ってそれぞれのマ イクロ機械加工デバイスへの流体流を許容するようにそれぞれのマイクロ機械加 工デバイスと整列している請求項１のモジュール。 12．取付具と流体的に整列させるため取付具の接合面に対し同一平面装着のため のマニホールド層上の同一平面装着面を有するフラットパック層化本体と、 モジュールが取付具に対し同一平面装着される時取付具上のコネクターと係 合するように取付具へ向かって指向したフラットパック層化本体上の電気コネク ター を備えている請求項１のモジュール。 13．流体入口および電気コネクターを有するミニチュア電気流体モジュールであ って、 一面を有するフラットパックモジュール化層化本体と、 一方向の入口流体流のための少なくとも一つの入口および返還方向の返還流 体流のための少なくとも一つの出口を有する前記一面上の入口／出口マニホール ド層と、 流体流を調節するための流体通路をその中に有する前記本体の中間層中の複 数のマイクス機械加工デバイスと、 マイクロ機械加工デバイスを作動するための電気回路を有するマイクロ機械 加工デバイスに隣接した前記本体中の電気層と、 入口／出口マニホールド層の一部から流体流を受入れそして入口／出口マニ ホールド層の他の部分へ流体流を再指向するためデバイス層の他の側のモジュー ル化本体上の返還マニホールド を備えている前記電気流体モジュール。 14．一対の電気コネクターがモジュール化本体上に装着され、そしてマイクロ機 械加工デバイスの選択的作動のため電気回路へ電気的に接続されている請求項１ ３の電気流体モジュール。 15．入口および出口は取付具の流体通路の標準パターンと協力のため標準のあら かじめ定めた位置に配置され、 電気コネクターは、モジュールが容易に取付具へ接続および取外し得るよう に、取付具上のコネクターとはめ合いのための標準位置に配置されている請求項 １４の電気流体モジュール。 16．電気信号に応答して流体の制御のためのモジュール化電気流体マルチプレキ サーであって、 少なくとも一つの流体入口と、それを通って流体流を受入れるための前記入 口へ接続された内部流体通路を有する実質上平坦なマニホールド層と、 電気信号源と通信のためその上に形成された電気回路を有する実質上平坦な 電気層と、 前記流体入口と流体連通にありそして電気層上の電気回路と電気的連通にあ るその上に配置された複数のマイクロ機械加工アクチュエーターを有する実質上 平坦なデバイス層と、 電気信号に応答してマイクロ機械加工アクチュエーターが流体出口の一つま たはそれ以上との流体連通から入口を選択的に接続および脱離できるように、流 体出口通路を介してマイクロ機械加 工アクチュエーターへ流体連通に連結された複数の流体出口を備えている前記電 気流体マルチプレキサー。 17．少なくとも二つのマイクロ機械加工アクチュエーターがマイクロ機械加工弁 を含んでいる請求項１６の電気流体マルチプレキサー。 18．マイクロ機械加工弁は各自シリコンマイクロ機械加工弁よりなる請求項１７ の電気流体マルチプレキサー。 19．マニホールド層中の流体通路へ流体接続のための流体通路をその中に有し、 そしてモジュール中の電気回路へ電気的接続のための電気回路をその上に有する 電気流体回路板と組合せた請求項１のモジュール。 20．分離し得る電気的および流体接続を有する流体アセンブリであって、 流体流を受入れる通路をその中に有する電気流体デバイスをその中に有する 少なくとも一つの電気流体モジュールと、 モジュールの一面上のあらかじめ定めた標準位置に配置された流体インター フェイスを有し、そして電気流体デバイス中の通路と流体連通にある流体通路を 有する電気流体モジュール上の流体マニホールドと、 電気流体デバイスヘ接続されたモジュール上の電気回路と、 電気回路へ接続されたモジュール上の第１の電気コネクターと、 前記モジュールの標準流体インターフェイスとの取外し自在はめ合い接続を 有する標準流体インターフェイスを有する電気流体回路板と、 電気流体モジュールが電気流体回路板へ取外し自在に接続できるように、第 １の電気コネクターへ取外し自在接続のための電気流体回路板上の第２の電気コ ネクター を備えている前記アセンブリ。 21．めいめいの電気流体モジュールの流体マニホールド上の流体インターフェイ スは、電気流体回路板の反対面に対して同一平面装着されたモジュールの一面上 の流体入口および出口の両方を持っている請求項２０のアセンブリ。 22．複数の電気流体デバイスが電気流体モジュールに装着され、そして別々の電 気回路が電気流体デバイスのめいめいのためにモジュール中に設けられ、第１お よび第２の電気コネクターは電気流体デバイスのめいめいのために個別の回路接 続を提供する請求項２０のアセンブリ。 23．電気流体デバイスはそれを通る流体流を有するミニチュアソレノイド弁より なる請求項２０のアセンブリ。 24．電気流体デバイスはマイクロ機械加工弁よりなる請求項２０のアセンブリ。 25．電気流体回路板はその上に電気的図形を有し、第３の電気コネクターが接続 された第１および第２の電気コネクターへ電流路を提供するために前記図形へ接 続されている請求項２０のアセンブリ。 26．電気流体回路板は、 平坦な電気層と、 流体通路と流体入口と出口を有する下に横たわるマニホールド層を備え、 前記平坦な電気層は電気層を通って電気流体モジュールへの流体流のため下 に横たわるマニホールド層中の流体入口および出口と整列した開口をその中に有 する請求項２０のアセンブリ。 27．電気流体モジュールを電気流体回路板へ着脱自在に接続するための取外し得 る固着手段をさらに含んでいる請求項２０のアセンブリ。 28．取外し得る固着手段は少なくとも一つのねじボルトと一つのはめ合いねじみ ぞよりなる請求項２７のアセンブリ。 29．電気流体モジュールは、電気流体モジュールの容易な着脱自在を許容するた め電気流体回路板とのスナップ嵌合およびスナップ脱着接続を有している請求項 ２０のアセンブリ。 30．流体の流れのための流体通路をその中に有する取付具と、 取付具通路の上に取付具上に装着され、取付具通路と流体連通にある自身の 通路を有する電気流体部材と、 電気流体部材上に装着され、電気流体部材の入口および出口へ接続された流 体通路を有する複数のマイクロ機械加工デバイスと、 部材通路を通る流体流を調節するようにマイクロ機械加工デバイスを作動す るためそれらへ接続された電気流体部材上の電気回路と、 流体を電気流体部材へ返還するように指向するためマイクロ機械加工デバイ スと関連する返還流体流指向手段 の組合せを備えている電気流体システム。 31．返還流体流指向手段は複数のマイクロ機械加工デバイスに共通のマニホール ド部材を含んでいる請求項３０の電気流体システム 。 32．マイクロ機械加工デバイスを電気流体部材へ永久的に固着する手段を備えて いる請求項３０のシステム。 33．電気流体モジュールは複数の電気流体デバイスを含み、そして電気流体モジ ュールは電気流体部材へ電気的にそして流体的に着脱自在に接続されている請求 項３０のシステム。 34．電気流体部材は電気流体モジュール上の電気コネクターへの着脱自在な接続 のため電気コネクターをその上に有するプリント回路板を含んでいる請求項３３ のシステム。 35．他のデバイスとの流体連通のための流体通路を有する取付具と、 取付具上に装着されそして他のデバイスと流体流連通する取付具通路の上に 装着された部材通路を有する電気流体部材と、 モジュールと部材の間の流体流を調節するための複数の電気流体デバイスを 有する、電気流体部材上の電気流体モジュールと、 流体流を調節するため電気流体モジュールを制御するための回路を有する電 気流体部材上の電気層と、 電気流体デバイスを作動するため電気的コントローラーへ接続のための電気 流体モジュール上の電気コネクターの組合せを備えている、電気流体システム。 36．電気流体モジュールは電気流体部材に対し同一平面装着されたその一面中に 流体入口および流体出口を有し、そして前記部材と電気流体モジュールは分離し 得る相互接続された電気コネクターを持っている請求項３５のシステム。 37．電気流体デバイスはマイクロ機械加工弁よりなり、モジュールは部材通路と 一致させるためのあらかじめ定めた標準流体入口および出口を備えている請求項 ３５のシステム。 38．電気流体デバイスは複数のソレノイド作動流体弁よりなる請求項３５のシス テム。 39．他のデバイスとの流体連通のための流体通路を有する取付具と、 他のデバイスへおよび他のデバイスから流体流を連通させるため通路の上に 装着された流体入口および出口を有する平坦層にして、電気流体マイクロ機械加 工弁を流体流を調節するように制御するための回路を有する平坦層と、 入口および出口間の流体流を調節するためのその上の複数の電気流体マイク ロ機械加工弁と、 電気流体弁へそして電気流体デバイスを作動するための電気的コントローラ ーへ電気的接続のための平坦層上の電気コネクターの組合せを備えている電気流 体システム。 40．その上の複数の弁アクチュエーターと、弁アクチュエーターとの流体連通の ためのピストン体内の流体通路を有するピストン体と、 ピストン体上に装着されそして弁アクチュエーターへ流体流を連通させるた めピストン体通路の上に装着された部材通路を有する電気流体部材と、 前記電気流体部材と電気流体モジュールの間の流体流を調節するための電気 流体部材上の複数の電気流体モジュールと、 それぞれの電気流体モジュールを流体流を調節するように制御 するための回路を有する電気流体部材上の電気層と、 電気流体デバイスを作動するための電気的コントローラーへ接続のため電気 流体モジュールの各自上の電気コネクター の組合せを備えている電気流体透析液ハンドリングシステム。 41．電気流体モジュールは各自その一面に電気流体部材に対して同一平面装着さ れた流体入口および流体出口を有し、そして電気流体部材および電気流体モジュ ールは分離し得る相互接続された電気コネクターを有する請求項４０のシステム 。 42．モジュールは各自その中に少なくとも一つのマイクロ機械加工弁を有し、そ してモジュールは各自部材通路との一致のためあらかじめ定めた標準流体入口お よび出口を有する請求項４０のシステム。 43．電気流体モジュールは複数のソレノイド作動流体弁を含んでいる請求項４０ のシステム。 44．流体の流れのための流体通路をその中に有する取付具と、 取付具通路の上に取付具上に装着され、そして取付具通路と流体連通にある 部材通路を有する電気流体部材と、 電気流体部材上に装着され、そして部材通路へ接続された通路を有する複数 のマイクロ機械加工デバイスと、 部材通路を通る流体流を調節するようにマイクロ機械加工デバイスを作動す るためのそれへ接続された電気流体部材上の電気回路と、 流体を電気流体部材へ返還するように指向するためのマイクロ機械加工デバ イスに関連した返還流体流指向手段 の組合せを備えている電気流体透析液ハンドリングシステム。 45．マイクロ機械加工デバイスは電気流体部材上に永久的に装着され、そして電 気流体部材は取付具上に永久的に装着されている請求項４４のシステム。 46．複数のマイクロ機械加工デバイスを取付具上の電気的および流体インターフ ェイスへインターフェイスする方法であって、 複数のマイクロ機械加工デバイスをモジュールアセンブリにパッケージする こと、 モジュールアセンブリの一面に流体入口および出口の両方を有するマニホー ルド面をモジュールアセンブリ上に設けること、 モジュールアセンブリ上にはめ合い電気コネクターを設けること、 取付具上にはめ合い電気コネクターを設けること、 モジュール本体の流体入口および出口と流体連通のため取付具上に流体イン ターフェイスを設けること、 モジュールアセンブリのマニホールド面を流体インターフェイスと整列させ 、そしてマニホールド面を取付具へその流体入口および出口を取付具中の流体通 路と流体連通に接続すること、 流体流を調節するようにマイクロ機械加工デバイスを作動するための電気的 連通を提供するようにモジュールコネクターを取付具コネクターへ接続すること を含む前記方法。 47．モジュールアセンブリマニホールド面を取外し自在に流体的に接続し、そし てモジュールアセンブリ電気コネクターを取付具電気コネクターへ電気的に取外 し自在に接続するステップを含んでいる請求項４６の方法。 48．取付具上へ流体通路をその中に有する電気流体回路部材を設け、そしてモジ ュールアセンブリ電気コネクターへ接続のため回路部材上の取付具電気コネクタ ーを設けるステップを含んでいる請求項４６の方法。 49．電気流体回路部材上に複数の取付具電気コネクターと、そして電気流体部材 上に間隔を置いた位置において複数の標準流体インターフェイスを設け、 電気流体回路部材上のそれぞれのコネクターおよびインターフェイスへ複数 のマイクロ機械加工アセンブリを流体的にそして電子的に取外し自在に接続する ステップを含んでいる請求項４６の方法。 50．マイクロ機械加工デバイスをその中に有するミニチュア電気的制御流体回路 の製作方法であって、 各自マイクロ機械加工デバイスを有し、そしてその中に流体通路およびマイ クロ機械加工デバイスを作動しそれによりマイクロ機械加工デバイス中の流体の 流れを制御するためのそれへ連結された電気的インターフェイスを有する複数の 流体モジュールを用意すること、 流体モジュールの各自内の流体通路の少なくとも一つへ接続のための複数の 標準流体インターフェイスを有し、そしてそれぞれの流体モジュール中の電気回 路の一つへ接続のための少なくとも一つの標準電気コネクターを有する電気流体 回路部材を用意すること、 それぞれのモジュールの電気的および流体インターフェイスを、電気流体回 路部材上に装着されたそれぞれのモジュールへおよ びモジュールから流体および電気信号を連通している電気流体回路部材の流体お よび電気通路へ接続すること、 モジュールを電気流体回路部材へ機械的に固着すること を含む前記方法。