JP6157581B2 - 往復動ポンプおよび関連する方法 - Google Patents

Description

優先権の主張
本出願は、２０１２年３月１５日に出願された「Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ Ｐｕｍｐｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」についての米国特許出願第１３／４２０，９７８号の出願日に基づく利益を主張するものである。

本発明の実施形態は、一般的には、シフトキャニスタアセンブリを備える往復動流体ポンプと、かかるポンプと共に使用するための構成要素と、かかる往復動流体ポンプおよび構成要素を形成する方法とに関する。

往復動流体ポンプは、多くの産業において使用される。往復動流体ポンプは、一般的には、ポンプ本体内に２つの対象流体チャンバを備える。往復動ピストンまたは往復動シャフトが、ポンプ本体内において前後に駆動される。１つまたは複数のプランジャ（例えば、ダイヤフラムまたはベローズ）が、往復動ピストンまたは往復動シャフトに対して連結され得る。往復動ピストンが、一方向に移動すると、プランジャの移動により、対象流体が、２つの対象流体チャンバの中の第１のチャンバ内に引き込まれ、第２のチャンバから押し出される結果となる。往復動ピストンが、逆方向に移動すると、プランジャの移動により、流体は、第１のチャンバから押し出され、第２のチャンバ内に引き込まれる結果となる。流体入口および流体出口が、第１の対象流体チャンバと流体連通状態に設けられてもよく、別の流体入口および別の流体出口が、第２の対象流体チャンバと流体連通状態に設けられてもよい。第１の対象流体チャンバおよび第２の対象流体チャンバへの流体入口は、共通の単一のポンプ入口と流体連通状態にあってもよく、第１の対象流体チャンバおよび第２の対象流体チャンバからの流体出口は、共通の単一のポンプ出口と流体連通状態にあってもよく、これにより、対象流体は、単一の流体源からポンプ入口を通りポンプ内に引き込まれ、対象流体は、ポンプから単一のポンプ出口を通り押し出され得る。流体が、流体入口を通り対象流体チャンバ内にのみ流れることが可能となり、流体出口を通り対象流体チャンバから外にのみ流れることが可能となるように、逆止め弁が、流体入口および流体出口に設けられ得る。

従来の往復動流体ポンプは、ポンプ本体内において往復動ピストンを前後にシフトすることにより、動作する。一方向から他方向への往復動ピストンのシフトは、シャトル弁を使用することにより達成されてもよく、このシャトル弁は、第１のプランジャに関連付けられた第１の駆動チャンバに対して駆動流体（例えば加圧空気）を供給し、次いで、第１のプランジャが完全伸展位置に到達すると、第２のプランジャに関連付けられた第２の駆動チャンバへとこの駆動流体をシフトする。シャトル弁は、第１の駆動チャンバに駆動流体を送る第１の位置から、第２の駆動チャンバに駆動流体を送る第２の位置までシフトする、スプールを備える。シャトル弁のスプールのシフトは、各プランジャが完全に伸展された場合に、駆動チャンバとシフト導管との間に流体連通をもたらすことにより達成されてもよく、これにより、駆動流体は、シフト導管を加圧してシャトル弁のスプールをある位置から他の位置へと変位させることが可能となる。しかし、ポンプストロークの残りの部分の最中には、シフト導管への開口は、シャトル弁のスプールを時期尚早にシフトさせないように、および往復動流体ポンプの効率を向上させるために、駆動チャンバから封止された状態に維持される。

シフト導管への開口は、封止され、各ポンプストロークの終了時に、いわゆる「シフトキャニスタ」の使用により駆動チャンバから封止解除され得る。従来のシフトキャニスタは、シフト導管に最も近い端部側に封止表面を有するほぼ円筒状のものである。この封止表面端部は、シフトキャニスタの側壁部と一体である。シフトキャニスタの内部は、シフトピストンの端部を配設するために中空である。シフトキャニスタキャップが、例えばねじ山などを使用して、封止表面の対向側のシフトキャニスタの端部に対して装着される。シフトキャニスタキャップは、シフトピストンが貫通して延在するための穴を備える。シフトキャニスタキャップは、シフトキャニスタ側壁部の内径よりも小さい内径を有する。シフトピストンは、シフトキャニスタキャップの内径よりも大きな直径を有する拡張端部を備え、それにより、プランジャが完全伸展位置に近づくと、シフトピストンは、シフトキャニスタキャップに当接し、シフトキャニスタを引いて、シフト導管への開口を封止解除する。

往復動流体ポンプおよびその構成要素の例は、例えば、１９９４年１２月６日に発行されたＤｕｎｎらの米国特許第５，３７０，５０７号、１９９６年９月２４日に発行されたＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第５，５５８，５０６号、１９９９年４月１３日に発行されたＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第５，８９３，７０７号、２０００年８月２２日に発行されたＳｔｅｃｋらの米国特許第６，１０６，２４６号、２００１年１０月２日に発行されたＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第６，２９５，９１８号、２００４年２月３日に発行されたＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第６，６８５，４４３号、２００８年１２月２日に発行されたＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許第７，４５８，３０９号、および２０１０年７月１５日に発行されたＳｉｍｍｏｎｓらの米国特許出願公開２０１０／０１７８１８４号に開示される。

従来の往復動ポンプにおいては、シフト導管の開口を封止解除するために必要とされる力により、シフトピストン、シフトキャニスタキャップ、またはシフトキャニスタの破損または変形による、ポンプの摩耗およびさらには故障が引き起こされる。このシフトキャニスタキャップの位置は、シフトピストンが、その螺合連結部の付近においてシフトキャニスタキャップに対して直接的に押圧することを必要とし、これにより、螺合連結部の変形、摩耗、および故障が引き起こされる場合がある。かかる摩耗または故障を回避するために、往復動ポンプは、低い駆動流体圧力にて駆動され、これにより、シフト導管への開口を封止解除するために克服されなければならない封止力が低下する。しかし、駆動流体圧力の低下により、対象流体がポンプ送給され得る速度が制限される。さらに、従来のシフトキャニスタは、シフトキャニスタの側壁部を貫通して長手方向に延在するボアを備えてもよく、これにより、駆動流体チャンバと封止表面端部との間に流体連通がもたらされて、ストロークの終了時にシャトル弁をシフトさせるのに十分な駆動流体がシフト導管へと送られる。かかるボアの形成は、時間および資金を要するため、往復動ポンプの製造コストが増大する。さらに、従来のシフトキャニスタの外方表面と周囲ポンプ本体との間の界面が、しばしば摩耗を被り、高い摩擦力を生じさせ、これにより、上述の問題をさらに悪化させる恐れがある、または別個の故障モードの一因となる恐れがある。したがって、本発明者らは、改良された往復動ポンプおよび対応するシフト機構の必要性を認識するに至った。

一実施形態においては、本開示は、対象流体をポンプ送給するための往復動ポンプを含む。この往復動ポンプは、少なくとも１つの空洞部を備えるポンプ本体と、少なくとも１つの空洞部内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのプランジャと、空洞部内に配設された少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリとを備える。少なくとも１つのプランジャは、往復動作において伸展および圧縮されることにより往復動ポンプの動作時に少なくとも１つの空洞部内の少なくとも１つの対象流体チャンバを通して対象流体をポンプ送給するように構成される。少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリは、封止表面を備え、この封止表面は、ポンプ本体と接触することにより往復動ポンプの動作時に封止表面とポンプ本体との間にシールを形成するように構成される。往復動ポンプの動作時に封止された場合に封止表面とポンプ本体との間の接触エリアの外周部により囲まれる面積は、シフトキャニスタアセンブリの断面の外周部により囲まれる面積の約７５％未満である。さらに、少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリは、シフトキャニスタに対して装着されたシフトキャニスタキャップを備え、前記シフトキャニスタキャップが前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの前記封止表面を備えている。

別の実施形態においては、本開示は、対象流体をポンプ送給するための往復動ポンプを含む。この往復動ポンプは、ポンプ本体と、シフト導管と、ポンプ本体内の駆動流体チャンバ内のシフトキャニスタアセンブリとを備える。シフト導管は、ポンプ本体の外部と駆動流体チャンバとの間に少なくとも延在する。シフトキャニスタアセンブリは、往復動ポンプの動作サイクルの一部の間にわたって駆動流体チャンバからシフト導管を隔離するためにポンプ本体に対接してシールを形成するように構成される。シフトキャニスタとポンプ本体との間のシールを克服するために必要とされるシフト力は、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）〜約６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に及ぶ動作駆動流体圧力範囲内において約２２２Ｎ（５０ｌｂｓ）未満である。

別の実施形態においては、本開示は、シフトキャニスタと、シフトキャニスタ内に少なくとも部分的に配設されたシフトピストンと、シフトピストンの対向側のシフトキャニスタの長手方向端部においてシフトキャニスタに対して装着されたシフトキャニスタキャップとを備える、往復動流体ポンプを含む。

別の実施形態においては、本開示は、ポンプ本体と、ポンプ本体内の駆動流体チャンバと、往復動流体ポンプの動作時に駆動流体流をシフトするための駆動流体チャンバ内のシフトキャニスタアセンブリとを備える、往復動流体ポンプを含む。シフトキャニスタアセンブリは、第１の外方外周長さを有する第１の長手方向部分と、第１の外方外周長さ未満である第２の外方外周長さを有する第２の長手方向部分とを備える。

別の実施形態においては、本開示は、往復動流体ポンプを形成するための方法を含む。この方法は、シフトキャニスタ内にシフトピストンの拡張端部を配設し、シフトキャニスタに対してシフトピストンを結合するためにシフトキャニスタの長手方向端部に拡張端部の対向側のシフトピストンの別の端部を貫通させるステップを含む。拡張端部の対向側のシフトピストンのこの別の端部は、プランジャに対して結合される。シフトキャニスタキャップが、シフトピストンのこの別の端部が貫通する長手方向端部の対向側のシフトキャニスタの端部に対して装着され、シフトキャニスタキャップは、封止表面を備える。シフトピストン、シフトキャニスタ、シフトキャニスタキャップ、およびプランジャは、ポンプ本体の空洞部内に配設されてもよい。シフトキャニスタは、長手方向ボアを備えない実質的に中実の側壁部を有するようにシフトキャニスタを形成されてもよく、シフトキャニスタキャップは、封止表面を備えるシフトキャニスタキャップの側部からシフトキャニスタキャップの別の対向側の側部まで延在する少なくとも１つの貫通穴を備えるように形成されてもよい。

本開示の一実施形態によるポンプの概略断面図である。 第１のプランジャが完全伸展位置にある状態の、図１のポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の一実施形態による、図４の線３−３に沿った、図１のポンプの第１のシフトキャニスタキャップの断面図である。 図３の線４−４に沿った、図１のポンプの第１のシフトキャニスタキャップの正面平面図である。 図１のポンプの第１のシフトキャニスタキャップの斜視図である。 図２の同様の、しかし第１のプランジャが完全圧縮位置にある状態の、図１のポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の一実施形態によるシフトキャニスタキャップを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の別の実施形態によるシフトキャニスタキャップを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の別の実施形態によるシフトキャニスタキャップを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の別の実施形態による交換可能シートおよびシフトキャニスタキャップを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の一実施形態によるシフトキャニスタを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。 本開示の一実施形態による、図１のポンプなどのポンプを形成するための方法を示す流れ図である。

本明細書において示される図は、いくつかの例においては、いかなる特定の往復動流体ポンプまたはその構成要素の実際の図ではない場合があり、本発明の実施形態を説明するために採用された単に理想化された図に過ぎない場合がある。さらに、図面間で共通する要素は。同一の数字記号を有し得る。

本明細書においては、「実質的に」という用語は、所与のパラメータ、特性、または条件が、許容し得る製造公差内などの小さな変化度に合致すると当業者により理解される度合いまでを意味する。

本明細書においては、「第１の」、「第２の」、「の上方の」、「の下方の」、「の上の」、等々の任意の相関的な用語は、本開示および添付の図面の理解における明瞭化および便宜を目的として使用され、コンテクストによって別様の事が明示されない限りは、いかなる特定の優先性、配向、もしくは順序も暗示しない、またはいかなる特定の優先性、配向、もしくは順序にも依拠しない。

図１は、本開示の一実施形態によるポンプ１００の概略断面図である。いくつかの実施形態においては、ポンプ１００は、例えば加圧ガス（例えば空気）などの加圧駆動流体を使用して、例えば液体（例えば、水、油、酸等々）、ガス、または粉末状物質などの対象流体をポンプ送給するために構成される。したがって、いくつかの実施形態においては、ポンプ１００は、空圧作動式液体ポンプを備えてもよい。

ポンプ１００のポンプ本体１０２が、共に組み立てられることによりポンプ本体１０２を形成し得る２つ以上の構成要素を備えてもよい。例えば、ポンプ本体１０２は、中央本体１０４と、中央本体１０４の第１の側において中央本体１０４に対して装着され得る第１の端部ピース１０６と、中央本体１０４の対向側において中央本体１０４に対して装着され得る第２の端部ピース１０８とを備えてもよい。また、ポンプ本体１０２は、任意には、以下においてさらに詳細に説明される１つまたは複数の交換可能シート１９４（図１０を参照）を備えてもよい。

ポンプ本体１０２は、第１の空洞部１１０および第２の空洞部１１２を備えてもよい。第１のプランジャ１２０が、第１の空洞部１１０内に配設されてもよく、第２のプランジャ１２２が、第２の空洞部１１２内に配設されてもよい。いくつかの実施形態においては、プランジャ１２０、１２２は、それぞれ、可撓性ポリマー材料（例えばエラストマーまたは熱可塑性材料）から形成され、それらを含んでもよい。以下においてさらに詳細に論じるように、プランジャ１２０、１２２はそれぞれ、ポンプ本体１００が動作時に循環される（すなわち図１の視点において左右の水平方向に）際に、プランジャ１２０、１２２が長手方向に伸展および圧縮され得るように、例えばダイヤフラムまたはベローズなどを備えてもよい。第１のプランジャ１２０は、第１の空洞部１１０を、第１のプランジャ１２０の第１の側の第１の対象流体チャンバ１２６と、第１のプランジャ１２０の対向側の第２の側の第１の駆動流体チャンバ１２７とに分割し得る。同様に、第２のプランジャ１２２は、第２の空洞部１１２を、第２のプランジャ１２２の第１の側の第２の対象流体チャンバ１２８と、第２のプランジャ１２２の対向側の第２の側の第２の駆動流体チャンバ１２９とに分割し得る。

第１のプランジャ１２０の外周エッジ１２１が、ポンプ本体１０２に対して装着されてもよく、液密シールが、駆動流体チャンバ１２７内の駆動流体から第１の対象流体チャンバ１２６内の対象流体を隔離するために、ポンプ本体１０２と第１のプランジャ１２０との間に設けられてもよい。同様に、第２のプランジャ１２２の外周エッジ１２３が、ポンプ本体１０２に対して装着されてもよく、液密シールが、ポンプ本体１０２と第２のプランジャ１２２との間に設けられてもよい。ポンプ１００は、主要対象流体入口１１４および主要対象流体出口１１６を備えてもよい。ポンプ１００の動作時に、対象流体が、主要対象流体入口１１４を通りポンプ１００内に引き込まれ、主要対象流体出口１１６を通りポンプ１００から外に押し出され得る。

ポンプ本体１０２を貫通して主要対象流体入口１１４から第１の対象流体チャンバ１２６内へと続く第１の対象流体入口１３０が、ポンプ本体１０２中に設けられてもよく、ポンプ本体１０２を貫通して第１の対象流体出口１３４から主要対象流体出口１１６へと続く第１の対象流体出口１３４が、ポンプ本体１０２中に設けられてもよい。同様に、ポンプ本体１０２を貫通して主要対象流体入口１１４から第２の対象流体チャンバ１２８内へと続く第２の対象流体入口１３２が、ポンプ本体１０２中に設けられてもよく、ポンプ本体１０２を貫通して第２の対象流体チャンバ１２８から主要対象流体出口１１６へと続く第２の対象流体出口１３６が、ポンプ本体１０２中に設けられてもよい。

流体が、第１の対象流体入口１３０を通り第１の対象流体チャンバ１２６内に流れることが可能となるが、第１の対象流体チャンバ１２６から第１の対象流体入口１３０を通る流出は不可能となるまたは制限されるように、第１の入口逆止め弁１３１が、第１の対象流体入口１３０の付近に設けられてもよい。流体が、第１の対象流体チャンバ１２６から第１の対象流体出口１３４を通り流出することが可能となるが、第１の対象流体出口１３４を通る第１の対象流体チャンバ１２６内への流入は不可能となるまたは制限されるように、第１の出口逆止め弁１３５が、第１の対象流体出口１３４の付近に設けられてもよい。同様に、流体が、第２の対象流体入口１３２を通り第２の対象流体チャンバ１２８内に流れることが可能となるが、第２の対象流体入口１３２を通る第２の対象流体チャンバからの流出は不可能となるまたは制限されるように、第２の入口逆止め弁１３３が、第２の対象流体入口１３２の付近に設けられてもよい。流体が、第２の対象流体チャンバ１２８から第２の対象流体出口１３６を通り流出することが可能となるが、第２の対象流体出口１３６を通る第２の対象流体チャンバ１２８内への流入は不可能となるまたは制限されるように、第２の出口逆止め弁１３７が、第２の対象流体出口１３６の付近に設けられてもよい。

第１の対象流体チャンバ１２６および第２の対象流体チャンバ１２８へとそれぞれ続く対象流体入口１３０、１３２は、主要対象流体入口１１４と流体連通状態にあってもよく、第１の対象流体チャンバ１２６および第２の対象流体チャンバ１２８からそれぞれ続く対象流体出口１３４、１３６は、対象流体が、単一の流体源から主要対象流体入口１１４を通りポンプ１００内に引き込まれ得るように、および対象流体が、ポンプ１００から主要対象流体出口１１６を通り押し出され得るように、主要対象流体出口１１６と流体連通状態にあってもよい。

上述の構成においては、第１のプランジャ１２０は、図１の視点において右方向に伸展し、左方向に圧縮されることが可能であってもよい。同様に、第２のプランジャ１２２は、図１の視点において、左方向に伸展し、右方向に圧縮されることが可能であってもよい。第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２は、第２のプランジャ１２２の圧縮時に第１のプランジャ１２０が伸展し、第２のプランジャ１２２の伸展時に第１のプランジャ１２０が圧縮されるように、連結棒１３８に対して剛体的に結合されてもよい。連結ロッド１３８は、ポンプ本体１０２の一部分を貫通して延在してもよい。連結棒１３８の周囲のポンプ本体１０２を通して第１の対象流体チャンバ１２６と第２の対象流体チャンバ１２８との間で対象流体が連通するのを防止するために、液密シールが、例えば１つまたは複数のＯリング（図示せず）などにより連結棒１３８とポンプ本体１０２との間に設けられてもよい。

第１のプランジャ１２０が伸展し、第２のプランジャ１２２が圧縮されると、第１の駆動流体チャンバ１２７の容積は増大し、第１の対象流体チャンバ１２６の容積は減少し、第２の対象流体チャンバ１２８の容積は増大し、第２の駆動流体チャンバ１２９の容積は減少する。その結果、対象流体は、第１の対象流体出口１３４を通り第１の対象流体チャンバ１２６から押し出され、対象流体は、第２の対象流体入口１３２を通り第２の対象流体チャンバ１２８内に引き込まれ得る。以下においてさらに詳細に説明されるように、１つまたは複数の第１の駆動流体ライン１４０を通して第１の駆動流体チャンバ１２７内の加圧駆動流体を供給することにより、第１のプランジャ１２０は伸展され、第２のプランジャ１２２は圧縮され得る。例として、および非限定的なものとして、２つの第１の駆動流体ライン１４０が、図１に示される。また、第１のシフト導管１４４が、以下においてさらに詳細に説明されるように、図１の視点において見た場合に第１のプランジャ１２０が右に完全に伸展される場合など、ポンプ１００のサイクルの少なくとも一部分の間に第１の駆動流体チャンバ１２７と流体連通状態にあってもよい。

対照的に、第２のプランジャ１２２が伸展し、第１のプランジャ１２０が圧縮されると、第２の駆動流体チャンバ１２９の容積は増大し、第２の対象流体チャンバ１２８の容積は減少し、第１の対象流体チャンバ１２６の容積は増大し、第１の駆動流体チャンバ１２７の容積は減少する。その結果、対象流体は、第２の対象流体出口１３６を通り第２の対象流体チャンバ１２８から押し出され、対象流体は、第１の対象流体入口１３０を通り第１の対象流体チャンバ１２６内に引き込まれ得る。以下においてさらに詳細に説明されるように、１つまたは複数の第２の駆動流体ライン１４２を通して第２の駆動流体チャンバ１２９内の加圧駆動流体を供給することにより、第２のプランジャ１２２は伸展され、第１のプランジャ１２０は圧縮され得る。例として、および非限定的なものとして、２つの第２の駆動流体ライン１４２が、図１に示される。また、第２のシフト導管１４６が、図１の視点において見た場合に第２のプランジャ１２２が左に完全に伸展される場合など、ポンプ１００のサイクルの少なくとも一部分の間に第２の駆動流体チャンバ１２９と流体連通状態にあってもよい。

いくつかの実施形態においては、ポンプ本体１０２およびポンプ１００の他の構成要素は、少なくとも実質的に、少なくとも１つのポリマー材料から構成されてもよい。例として、および非限定的なものとして、かかるポリマー材料には、フッ素重合体、ネオプレン、ブナ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（ＰＦＡ）フルオロカーボン樹脂、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、およびニトリルの中の１つまたは複数が含まれてもよい。

上記のように、第１の駆動流体チャンバ１２７は、ポンプ１００の動作時に第１の駆動流体ライン１４０の中の１つまたは複数を通して供給される駆動流体により加圧されてもよい。加圧駆動流体は、第１のプランジャ１２０を右に（図１の視点において）押し得る。第１のプランジャ１２０が右に移動すると、第２の駆動流体チャンバ１２９は減圧され、第２のプランジャ１２２は連結棒１３８を介して第１のプランジャ１２０により右に押され得る。第２の駆動流体チャンバ１２９は、周囲への通気により、または第２の駆動流体ライン１４２および第２のシフト導管１４６の中の少なくとも１つを通して中に減圧を供給することにより、減圧されてもよい。第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２が、右に（図１の視点において）移動すると、第１の対象流体チャンバ１２６内の対象流体は、第１の対象流体出口１３４を通して第１の対象流体チャンバ１２６から押し出され得ると共に、対象流体は、第２の対象流体入口１３２を通して第２の対象流体チャンバ１２８内に引き込まれることになる。

第１のプランジャ１２０が、完全伸展位置に（すなわち図１の視点において見た場合に右に）近づくと、直前に説明した動作が、反転され得る。例えば、第２の駆動チャンバ１２９が、第２の駆動流体ライン１４２の中の１つまたは複数を通して供給される加圧駆動流体で加圧されてもよく、これにより、第２のプランジャ１２２は左に（図１の視点において）押されることとなる。第２のプランジャ１２２が、左に移動すると、第１の駆動流体チャンバ１２７は、減圧され得る（例えば周囲に通気されて、減圧を被る）と共に、第１のプランジャ１２０は、連結棒１３８を介して第２のプランジャ１２２により左に押され得る。上述の第２の駆動流体チャンバ１２９の減圧と同様に、第１の駆動流体チャンバ１２７は、第１の駆動流体ライン１４０および第１のシフト導管１４４の中の少なくとも１つを通して減圧されてもよい。第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２が、左に（図１の視点において）移動すると、第２の対象流体チャンバ１２８内の対象流体は、第２の対象流体出口１３６を通して第２の対象流体チャンバ１２８から押し出され、対象流体は、第１の対象流体入口１３０を通して第１の対象流体チャンバ１２６内に引き込まれることとなる。

したがって、ポンプ１００のポンプ動作を駆動するために、第１の駆動流体チャンバ１２７および第２の駆動流体チャンバ１２９は、上述のようにポンプ本体１０２内において第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２を前後に往復移動させるために、交互にまたは循環的に加圧され得る。

図２は、第１のプランジャ１２０が完全伸展位置にある状態の、図１のポンプ１００の構成要素の拡大部分断面図である。図２と組み合わせて図１を参照すると、ポンプ１００は、第１の駆動流体チャンバ１２７と第２の駆動流体チャンバ１２９との間において加圧駆動流体流を前後にシフトするためのシフト機構を備え得る。シフト機構は、例えば、１つまたは複数のシフトピストン１５０、１５２と、１つまたは複数のシフトキャニスタアセンブリ１５８、１６８と、シャトル弁（図示せず）とを備えてもよい。例として、および非限定的なものとして、ポンプ１００と共に使用するのに適したシャトル弁は、２０１０年１月８日に出願された「ＢＥＬＬＯＷＳ ＰＬＵＮＧＥＲＳ ＨＡＶＩＮＧ ＯＮＥ ＯＲ ＭＯＲＥ ＨＥＬＩＣＡＬＬＹ ＥＸＴＥＮＤＩＮＧ ＦＥＡＴＵＲＥＳ， ＰＵＭＰＳ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＳＵＣＨ ＢＥＬＬＯＷＳ ＰＬＵＮＧＥＲＳ， ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題する米国特許出願第１２／６８４，５２８号（以降「５２８号出願」）において開示される。

第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８は、第１のシフトキャニスタ１６０および第１のシフトキャニスタキャップ１６２を備えてもよい。第１のシフトピストン１５０が、ねじ山、接着剤、圧入、機械的干渉、等々により、第１のプランジャ１２０に対して結合されてもよい。例としては、第１のシフトピストン１５０は、ねじ山により第１のプランジャ１２０に対して結合されてもよく、長手方向穴１５１が、第１のシフトピストン１５０の少なくとも一部分を貫通して、および第１のプランジャ１２０の少なくとも一部分内に、形成（例えば穿孔）されてもよい。保持部材（例えばピン）（図示せず）が、追加的な機械的干渉をもたらすために、および第１のプランジャ１２０に対して定位置に第１のシフトピストン１５０をロックするために、長手方向穴１５１内に挿入されてもよい。別の例としては、第１のシフトピストン１５０は、第１のプランジャ１２０の一体部分であってもよい。第１のシフトピストン１５０は、第１のプランジャ１２０が伸展するおよび圧縮される方向に沿った軸に対してほぼ平行に配向された、細長いほぼ円筒状の本体を備えてもよい。ポンプ１００が、組み立てられる場合には、第１のシフトピストン１５０は、第１のシフトキャニスタ１６０に対して第１のプランジャ１２０を結合する（例えば摺動自在に結合する）ために、第１のシフトキャニスタ１６０内に少なくとも部分的に配設されてもよい。第１のシフトピストン１５０の第１の端部１５３は、組み立てられた場合に第１のシフトキャニスタ１６０内に配設される、一体フランジ１５２（すなわち拡張部分）を備えてもよい。第１のシフトキャニスタ１６０は、ほぼ円筒状かつ中空であってもよい。第１のシフトキャニスタ１６０の一端部は、内方に延在するリップ１６１を備えてもよい。リップ１６１は、シフトキャニスタ１６０の側壁部（例えば側壁部と同一の本体の一部）と一体的に形成されてもよい。第１のシフトピストン１５０のフランジ１５２は、図２に示すように、第１のプランジャ１２０が完全伸展位置に近づくことにより、第１のシフトキャニスタ１６０のリップ１６１に対接して係合するように構成されてもよい。

図３〜図５は、本開示の一実施形態によるポンプ１００の第１のシフトキャニスタキャップ１６２の様々な図を示す。図１および図２と組み合わせて図３〜図５を参照すると、第１のシフトキャニスタキャップ１６２は、リップ１６１の対向側の第１のシフトキャニスタ１６０の端部に対して装着される（例えば、ねじ山により、接着剤を使用して、圧入により、機械的干渉により、等々）ことにより、第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８を形成し得る。第１のシフトキャニスタキャップ１６２は、第１のシフトキャニスタキャップ１６２の一方の側部からその対向側の側部まで（すなわち、シフトキャニスタアセンブリ１５８の内側と外側との間に）流体連通をもたらすために、少なくとも１つの貫通穴１６３を備えてもよい。図４および図５に示すように、いくつかの実施形態においては、複数の貫通穴１６３が、第１のシフトキャニスタキャップ１６２を貫通して形成されてもよい。第１のシフトキャニスタキャップ１６２は、封止表面１６５を備えてもよく、この封止表面１６５は、ポンプ本体１０２に対接して封止するために設けられて、結果的に、封止時には第１の駆動流体チャンバ１２７と第１のシフト導管１４４との間における駆動流体流を阻止する。任意には、第１のシフトキャニスタキャップ１６２は、その封止側から第１のシフトキャニスタキャップ１６２の本体内に部分的に延在する、少なくとも１つの止まり穴１６４を備えてもよく、この止まり穴１６４は、第１のシフトキャニスタ１６０に第１のシフトキャニスタキャップ１６２を組み付ける場合に有用となり得る。例えば、第１のシフトキャニスタキャップ１６２がねじ山により第１のシフトキャニスタ１６０に対して装着されることとなる一実施形態においては、２つの止まり穴１６４が、第１のシフトキャニスタ１６０に対して第１のシフトキャニスタキャップ１６２を回転させ、それらのねじ山同士を係合させるために使用される、工具の対応する特徴部に係合されてもよい。

また、図１に示すように、ポンプ１００は、第２のプランジャ１２２に対して結合された第２のシフトピストン１５６と、第２のシフトキャニスタ１７０および第２のシフトキャニスタキャップ１７２を備える第２のシフトキャニスタアセンブリ１６８とを備えてもよい。第２のシフトピストン１５６および第２のシフトキャニスタアセンブリ１６８は、第１のシフトピストン１５０および第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８とそれぞれ少なくとも実質的に同一であってもよく、したがって別途詳細には説明しない。

図面には示さないが、シャトル弁が、第１の駆動流体チャンバ１２７と第２の駆動流体チャンバ１２９との間において加圧駆動流体流を交互にシフトするために、第１の駆動流体ライン１４０および第２の駆動流体ライン１４２に対して、ならびにポンプ１００の第１のシフト導管１４４および第２のシフト導管１４６に対して、作動的に連結されてもよい。かかるシャトル弁は、往復動ポンプの技術においては周知のものであり、したがって本開示内において詳細には図示または説明しない。上記のように、本開示のポンプと共に使用するのに適し得る一例のシャトル弁は、’５２８号出願に開示されている。一般的には、シャトル弁は、第１の位置から第２の位置へとシフトするスプールを備えてもよい。第１の位置においては、加圧駆動流体が、シャトル弁を通しておよび第１の駆動流体ライン１４０内に供給され、駆動流体は、第２の駆動流体ライン１４２および第２のシフト導管１４６の中の少なくとも１つを通り第２の駆動流体チャンバ１２９から流出可能となる。したがって、シャトル弁のスプールが、第１の位置にある間は、加圧駆動流体は、上述のように、第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２を、図１の視点において見た場合に右へと追いやる。第２の位置においては、加圧駆動流体は、シャトル弁を通しおよび第２の駆動流体ライン１４２内へと供給され、駆動流体は、第１の駆動流体ライン１４０および第２のシフト導管１４４の中の少なくとも１つを通り第１の駆動流体チャンバ１２７から流出可能となる。したがって、シャトル弁のスプールが、第２の位置にある間は、加圧駆動流体は、上述のように、第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２を、図１の視点において見た場合に左へと追いやる。

ポンプ１００および関連するシフト機構の動作の完全な理解を促すために、ポンプ１００の全ポンプサイクル（プランジャ１２０、１２２のそれぞれの右方向ストロークおよび左方向ストロークを含む）を、図１および図２を参照として次に説明する。

ポンプサイクルは、ポンプ１００の内部構成要素が図１および図２に示す位置にある状態で開始され得る。換言すれば、第１のプランジャ１２０は、完全に圧縮されてもよく、第２のプランジャは、図１および図２の視点において左へと完全に伸展されてもよい。上述のように、加圧駆動流体は、第１の駆動流体ライン１４０を通して第１の駆動流体チャンバ１２７内へと導入されて、第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２を右に追いやり得る。

第１のプランジャ１２０が、完全伸展位置に（すなわち図１および図２の視点で見た場合に右に）近づくと、第１のシフトピストン１５０のフランジ１５２は、第１のシフトキャニスタ１６０のリップ１６１（図２を参照）に当接し得るため、これにより、第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８が右に（図１および図２の視点において見た場合に）追いやられて（引かれて）、ポンプ本体１０２との当接状態から第１のシフトキャニスタキャップ１６２を封止解除し、駆動流体チャンバ１２７と第１のシフト導管１４４との間の流体連通を可能にする。図２において矢印で示すように、駆動流体は、第１の駆動流体チャンバ１２７から第１のシフトピストン１５０のフランジ１５２の周囲を流れて、第１のシフトキャニスタ１６０の内部に到達し得る。駆動流体は、第１のシフトキャニスタ１６０の内部から第１のシフトキャニスタ端部キャップ１６２中の少なくとも１つの貫通穴１６３を通り、第１のシフト導管１４４の内部開口付近のエリア内に流れ得る。次いで、駆動流体は第１のシフト導管１４４に進入し、第１のシフト導管１４４内の圧力が上昇し得る。また、いくつかの実施形態においては、および組み立てられた構成要素同士の間の間隙によっては、駆動流体は、第１のシフトキャニスタ１６０の側壁部の周囲を、および／または第１のシフトピストン１５０およびフランジ１５２の周囲を通過することにより、第１のシフト導管１４４に向かって流れ得る。したがって、第１の駆動流体チャンバ１２７内の圧力は、第１のプランジャ１２０が完全伸展位置に近づくまたは位置する場合には、第１のシフト導管１４４内に導入され得る。かかる圧力は、第１の位置から第２の位置へとシャトル弁のスプールをシフトさせ得る。

シャトル弁のスプールが、第１の位置から第２の位置へとシフトすると、駆動流体は、第２の駆動流体ライン１４２に送られ、第１の駆動流体ライン１４０は、例えば周囲に通気されること、減圧を被ること、等々により、減圧され得る。上述のように、駆動流体圧力のかかるシフトにより、第１のプランジャ１２０および第２のプランジャ１２２は、逆方向に（すなわち図１の視点において見た場合に左に）移動されて、第２のプランジャ１２２を伸展させ、第１のプランジャ１２０を圧縮し得る。第１のプランジャ１２０が、短い距離にわたり圧縮されると、第１のシフトキャニスタ１６０に対する第１のシフトピストン１５０の力が、解除され得る。したがって、第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８は、例えば流体が第１の駆動流体チャンバ１２７内に導入されるなどに応答して、第１のシフトキャニスタキャップ１６２がポンプ本体１０２に当接することにより第１のシフト導管１４４の内部開口の周囲にシールが形成される位置へと自由に移動して戻ることができる。

図１に示すように、第２のプランジャ１２２が、完全伸展位置に近づくと、第２のシフトピストン１５６は、第２のシフトキャニスタ１７０に係合し、第２のシフトキャニスタアセンブリ１６８を左に追いやり（引き）、これによりポンプ本体１０２との対接から第２のシフトキャニスタキャップ１７２を封止解除する。その結果、第２のシフト導管１４６は、第１のシフト導管１４４を参照として上述したものと同様に、第２の駆動流体チャンバ１２９からの圧力にさらされ得る。シャトル弁のスプールは、第２のシフト導管１４６内の圧力に応答して第１の位置へとシフトして戻り得る。シャトル弁のスプールが、第１の位置へとシフトして戻った後に、加圧駆動流体は、第１の駆動流体チャンバ１２７内へと再び導入され、第２の駆動流体ライン１４２は、減圧されて第２の駆動流体チャンバ１２９を減圧させ得る。この時点において、ポンプ１００は、図１および図２に示す位置に戻り、これによりポンプ１００の１つの全サイクルが完了する。この往復動作は、反復されてもよく、その結果として、上述のようにポンプ１００を通る少なくとも実質的に連続的である対象流体流が得られ得る。

図６は、図２と同様の、しかし第１のプランジャ１２０が完全圧縮位置にある状態の、図１のポンプ１００の構成要素の拡大部分断面図である。図６と組み合わせて図１を参照すると、加圧駆動流体が、シャトル弁のシフトにより第１の駆動流体チャンバ１２７内に導入される場合に、加圧駆動流体は、第１のシフトキャニスタ端部キャップ１６２の封止表面１６５により封止された面積に比例する力により、第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８を押圧し得る。駆動流体が第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８を押圧する力は、以下の方程式（１）により、すなわち
Ｆ＝Ｐ×Ａ （１）
により表される。ここで、Ｆは、加圧駆動流体により加えられる力であり、Ｐは、駆動流体の圧力であり、Ａは、ポンプ１００の動作時にシールが形成される場合における封止表面１６５とポンプ本体１０２との間の接触エリアの外周部により囲まれる面積である。また、面積Ａは、本明細書中においては「シール面積Ａ」とも呼ぶ。したがって、所与の圧力Ｐにてシフトする場合に封止表面１６５とポンプ本体１０２との間のシールを克服するのに必要とされる力Ｆ（本明細書中においては「シフト力Ｆ」とも呼ばれる）は、シール面積Ａと比例する。

いくつかの実施形態においては、シフト力Ｆは、以前より公知のシフトキャニスタとの比較においてシール面積Ａを縮小することにより低下させ得る。以前より公知のシール面積は、対応するシフトキャニスタの外方断面積の比較的高い割合に及び得るものであり、例えば、動作時のシフトキャニスタの意図される移動方向に対して少なくとも実質的に垂直な平面内における対応するシフトキャニスタの断面の外周部により囲まれる面積の約７７％超となり得る。しかし、本開示の封止表面１６５とポンプ本体１０２との間のシール面積Ａは、シフトキャニスタ１６０の外方断面積の比較的より低い割合になってもよい。例として、および非限定的なものとして、本開示のシール面積Ａは、動作時のシフトキャニスタアセンブリの意図される移動方向に対して少なくとも実質的に垂直な平面内における対応するシフトキャニスタ１６０の外方面積の約７５％未満であってもよい。いくつかの実施形態においては、シール面積Ａは、例えば、シフトキャニスタ１６０の外方断面積の約５０％未満であってもよい。一実施形態においては、シール面積Ａは、例えば、シフトキャニスタ１６０の外方断面積の約４０％未満であってもよい。

本開示の図面に示す実施形態などの、少なくとも実質的に円形の封止表面１６５を備える実施形態においては、シール面積Ａは、以下の方程式（２）にしたがって、すなわち、
Ａ＝π×（Ｄ_Ｓ）^２／４ （２）
にしたがって、シフトシール直径Ｄ_Ｓの関数として表され得る。これらの２つの方程式（１）および（２）を組み合わせることにより、力Ｆは、以下の方程式（３）、すなわち
Ｆ＝Ｐ×π×（Ｄ_Ｓ）^２／４ （３）
において、圧力Ｐおよびシフトシール直径Ｄ_Ｓの関数として表され得る。したがって、実質的に円形の封止表面１６５を備える実施形態においては、所与の圧力Ｐにおけるシフト力Ｆは、シフトシール直径Ｄ_Ｓの平方に比例する。

いくつかの実施形態においては、本開示のシフトシール直径Ｄ_Ｓが、以前より公知のシール直径と比較した場合に小さいことにより、所与の駆動流体圧力にてシフトシールを克服するために必要とされる力を低下させてもよい。例えば、以前より公知の封止表面は、例えば関連付けられるシフトキャニスタの外径の約８５％超など、関連付けられるシフトキャニスタの直径にほぼ等しい。しかし、本開示のシフトシール直径Ｄ_Ｓは、第１のシフトキャニスタ１６０の外径未満であってもよい。例として、および非限定的なものとして、シフトシール直径Ｄ_Ｓは、第１のシフトキャニスタ１６０の外径の約８５％未満であってもよい。いくつかの実施形態においては、シフトシール直径Ｄ_Ｓは、シフトキャニスタ１６０の外径の約７０％未満であってもよい。一実施形態においては、シフトシール直径Ｄ_Ｓは、シフトキャニスタ１６０の外径の約６０％未満であってもよい。例として、および非限定的なものとして、シフトシール直径Ｄ_Ｓは、シフトキャニスタ１６０の外径が約２．４１ｃｍ（０．９５インチ）超の場合には、約２．０３ｃｍ（０．８インチ）未満であってもよい。例えば、特定の一実施形態においては、シフトシール直径Ｄ_Ｓは、シフトキャニスタ１６０の外径が約２．４１ｃｍ（０．９５インチ）である場合には、約１．６５ｃｍ（０．６５インチ）であってもよい。別の実施形態においては、シフトシール直径Ｄ_Ｓは、シフトキャニスタの外径が約２．８４ｃｍ（１．１２インチ）である場合には、約１．６５ｃｍ（０．６５インチ）であってもよい。

本開示によるいくつかの実施形態においては、シフト力は、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）〜約６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に及ぶ動作駆動流体圧力範囲内においては約２２２Ｎ（５０ｌｂｓ）未満であってもよい。いくつかの実施形態においては、シフト力は、同一の動作駆動流体圧力範囲内においては約１７８Ｎ（４０ｌｂｓ）未満であってもよい。さらに他の実施形態においては、シフト力は、同一の動作駆動流体圧力範囲内において約１５６Ｎ（３５ｌｂｓ）未満であってもよい。

上記で約言したように、シフトキャニスタを備える以前より公知のポンプは、シフトシールを克服するために必要とされる力に少なくとも部分的に起因する制約を有する。本開示の縮小されたシフトシール直径Ｄ_Ｓにより、ポンプ１００の構成要素の機械的故障を伴うことなく、所与の駆動流体圧力にて第１のシフト導管１４４の開口を封止解除するために必要とされる力を低下させることが可能となる、またはより高い駆動流体圧力にてポンプ１００を稼働させることによってポンプ１００のポンプ速度を上昇させることが可能となる、またはそれらの両方が可能となる。したがって、以前より公知のポンプの制約の少なくともいくつかは、本開示の比較的より小さなシフトシール直径Ｄ_Ｓにより解消または軽減される。

さらに、上記のように、以前より公知のポンプは、封止表面の対向側のシフトキャニスタの側に配置されたシフトキャニスタキャップを備える。したがって、シフトピストンは、各ポンプストローク時に、シフトシールを克服するのに必要とされる力により、シフトピストンおよびシフトキャニスタキャップのねじ山の付近においてシフトキャニスタキャップを直接的に押圧するが、これは、シフトピストンおよびシフトキャニスタキャップの変形、摩耗、およびさらには故障を引き起こすことが判明している。対照的に、本開示の第１のシフトキャニスタキャップ１６２は、第１のシフトキャニスタアセンブリ１５８の封止側に配置されてもよく、第１のシフトキャニスタキャップ１６２と第１のシフトキャニスタ１６０との間の結合部（例えばねじ山）は、シフト力が印加される位置から比較的離れていてもよい。シフト力は、シフトキャニスタ１６０の側壁部と一体であってもよいシフトキャニスタ１６０のリップ１６１に対して印加され得る。かかる構成は、シフト力の印加時に第１のシフトピストン１５０のフランジ１５２により押圧されるより強靭な本体を形成し得るため、これにより、対応する力印加位置においてまたはその付近においてしばしばみられる変形、摩耗、および故障が回避または軽減され得る。

さらに、以前より公知のシフトキャニスタは、駆動流体チャンバとシフトシールに最も近いシフトキャニスタの端部との間に流体連通をもたらすために、そのシフトキャニスタの側壁部を貫通して長手方向に延在する１つまたは複数のボアを備える。かかるボアの形成により、以前より公知の往復動ポンプの製造コストが増加する。しかし、本開示の第１のシフトキャニスタキャップ１６２は、シフトキャニスタの側壁部を貫通するボアの代わりに、少なくとも１つの貫通穴１６３を備えるため、シフトキャニスタの側壁部は、実質的に中実となり得る。以前より公知のシフトキャニスタの封止端部中に貫通穴を形成することは、シフトシールがシフトキャニスタの全幅にわたってラジアル方向に延在し、それにより、シールを損なわずにシフトキャニスタの長手方向端部を貫通して形成すべき貫通穴のための余地が殆どまたは全くなくなることによって、困難または不可能となっていた場合がある。本開示による貫通穴１６３の製造は、シフトキャニスタの側壁部を貫通する以前より公知のボアの形成に比べて、より容易であり、より迅速であり、その結果としてより安価なものとなり得る。したがって、本開示によるポンプ１００は、以前より公知のポンプと比較した場合に、第１の駆動流体チャンバ１２７と第１のシフト導管１４４との間に流体連通をもたらすことに付随する製造コストを削減することができる。

図７〜図１０は、本開示によるシフトキャニスタキャップ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、および１６２Ｄの様々な実施形態を備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。明瞭化および便宜上の理由により、シフトピストン１５０は、図７〜図１０の図面からは省略されているが、シフトピストン１５０は、完全に組み立てられたポンプには含まれることとなる点を理解されたい。

図７を参照すると、本開示の一実施形態によるシフトキャニスタキャップ１６２Ａは、シフトキャニスタキャップ１６２Ａが、第１のシフト導管１４４に最も近い第１のシフトキャニスタ１６０の長手方向端部において第１のシフトキャニスタ１６０に対して装着されるように構成され得る点において、図１〜図６を参照として上述した第１のシフトキャニスタキャップ１６２と同様であってもよい。さらに、少なくとも１つの貫通穴１６３が、図７の第１のシフトキャニスタ１６０の内部と、第１のシフト導管１４４の内部開口付近の容積部との間に流体連通をもたらすために、図７のシフトキャニスタキャップ１６２Ａを貫通して延在してもよい。しかし、シフトキャニスタキャップ１６２Ａは、シフトキャニスタキャップ１６２Ａが、環状シール部材１８０（例えばＯリング）により対接されて封止され得る実質的に平坦なエリアを形成するように構成された封止表面１６５Ａを備え得る点において、上述の第１のシフトキャニスタキャップ１６２とは異なってもよい。かかる構成においては、ポンプ本体１０２は、図７に示すように、環状シール部材１８０の少なくとも一部分を位置決めするおよび受けるために、第１のシフト導管１４４の内部開口の周囲に形成された環状凹部１８２を備えてもよい。封止された場合に環状シール部材１８０に当接し得るシフトキャニスタキャップ１６２Ａの封止表面１６５Ａは、シフトキャニスタ１６０の長手方向端部表面と実質的に同一平面になるように構成されてもよい。他の実施形態（図示せず）においては、シフトキャニスタキャップ１６２Ａは、封止表面１６５Ａがシフトキャニスタ１６０の長手方向端部表面よりもポンプ本体１０２に対してより近くなるように、突出部を備えてもよい。図７に示すように、この実施形態におけるシフトシール直径Ｄ_Ｓは、環状シール部材１８０の直径と一致してもよい。

図８を参照すると、本開示の別の実施形態によるシフトキャニスタキャップ１６２Ｂは、シフトキャニスタキャップ１６２Ｂが、第１のシフト導管１４４に最も近い第１のシフトキャニスタ１６０の長手方向端部にて第１のシフトキャニスタ１６０に対して装着されるように構成され得る点において、図１〜図６を参照として上述した第１のシフトキャニスタキャップ１６２と同様であってもよい。さらに、少なくとも１つの貫通穴１６３が、第１のシフトキャニスタ１６０の内部と第１のシフト導管１４４の内部開口付近の容積部との間に流体連通をもたらすために、図８のシフトキャニスタキャップ１６２Ｂを貫通して延在してもよい。しかし、シフトキャニスタキャップ１６２Ｂは、シフトキャニスタキャップ１６２Ｂが、第１のシフト導管１４４の内部開口に最も近い表面中に形成された環状凹部１８４を備え得る点において、上述の第１のシフトキャニスタキャップ１６２とは異なってもよい。環状凹部１８４は、環状シール部材１８１の少なくとも一部分を位置決めするおよび受けるように構成されてもよい。環状凹部１８４は、中に位置決めされた環状シール部材１８１がポンプ本体１０２に対接して封止される場合に、第１のシフト導管１４４の内部開口に外接するように構成されてもよい。図８に示すように、この実施形態におけるシフトシール直径Ｄ_Ｓは、環状シール部材１８１の直径に一致する。

図９を参照すると、本開示の別の実施形態によるシフトキャニスタキャップ１６２Ｃは、シフトキャニスタキャップ１６２Ｃが、第１のシフト導管１４４に最も近い第１のシフトキャニスタ１６０の長手方向端部にて第１のシフトキャニスタ１６０に対して装着されるように構成され得る点において、図１〜図６を参照として上述した第１のシフトキャニスタキャップ１６２と同様であってもよい。さらに、少なくとも１つの貫通穴１６３が、第１のシフトキャニスタ１６０の内部と第１のシフト導管１４４の内部開口付近の容積部との間に流体連通をもたらすために、図９のシフトキャニスタキャップ１６２Ｃを貫通して延在してもよい。しかし、シフトキャニスタキャップ１６２Ｃは、シフトキャニスタキャップ１６２Ｃが、第１のシフト導管１４４の内部開口に対接して封止するように構成され得る突出部１８６を封止側に備え得る点において、上述の第１のシフトキャニスタキャップ１６２とは異なってもよい。突出部１８６は、封止時に、第１のシフト導管１４４の内部開口内に少なくとも一部分が配設されるように、サイズ設定および構成されてもよい。例として、および非限定的なものとして、突出部１８６は、実質的に円錐状の、裁頭円錐状の（図９に図示）、または半球状の形状を有してもよい。図９に示すように、この実施形態におけるシフトシール直径Ｄ_Ｓは、封止時に突出部１８６により当接され得る第１のシフト導管１４４の内部開口の直径と一致してもよい。

図１０は、本開示の別の実施形態による交換可能シート１９４およびシフトキャニスタキャップ１６２Ｄを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。シフトキャニスタキャップ１６２Ｄは、図１０に示すシフトキャニスタキャップ１６２が、第１のシフトキャニスタ１６０の長手方向端部に当接するように構成され得る実質的に環状の突出部１６６を備え得る点を除いては、先述のシフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄの中の任意のものと実質的に同様であってもよい。したがって、第１のシフトキャニスタ１６０にシフトキャニスタキャップ１６２Ｄを組み付ける際には、シフトキャニスタキャップ１６２Ｄは、環状突出部１６６が第１のシフトキャニスタ１６０の長手方向端部に当接するまでは、シフトキャニスタ１６０に対して位置決め（例えば、螺合、挿入、圧入等々）され得る。さらに、上述のシフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、および１６２Ｃの中の任意のものが環状突出部１６６を備えてもよい点が、当業者には理解されよう。

図７〜図１０の図面には図示しないが、シフトキャニスタキャップ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、および１６２Ｄの中のいずれかが、第１のシフトキャニスタキャップ１６２を参照として上述した少なくとも１つの止まり穴１６４と同様の１つまたは複数の止まり穴１６４を、第１のシフトキャニスタ１６０との組み付けを支援するために備えてもよい。さらに、図７〜図１０は、第１のシフトキャニスタ１６０に対して結合するためのシフトキャニスタキャップ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、および１６２Ｄの様々な実施形態を参照として説明したが、シフトキャニスタキャップ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、および１６２Ｄは、第２のシフトキャニスタ１７０（図１）に結合するために第２のシフトキャニスタキャップ１７２の代わりに使用されてもよい点が、当業者には理解されよう。

再び図１０を参照すると、ポンプ本体１０２は、少なくとも１つの交換可能シート１９４を備えてもよい。交換可能シート１９４は、図１０のみにおいて示されるが、図１、図２、および図６〜図９のいずれかの実施形態が、交換可能シート１９４を備えるように変更されてもよい点を理解されたい。交換可能シート１９４は、例えば、ねじ連結、機械的干渉、圧入、等々により、ポンプ本体１０２の第１の端部ピース１０６に対して装着されてもよい。交換可能シート１９４は、第１のシフト導管１４４の少なくとも一部分を備えてもよい。代替的には、交換可能シート１９４は、シフト導管１４４を装着し得る雌連結部（例えば、雌ねじ山、圧入開口等々）を備えてもよい。交換可能シート１９４は、動作時にシフトキャニスタキャップ１６０Ｄの（または図１〜図９に示すシフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、もしくは１７２のいずれかの）封止表面により対接されてシールを形成し得るシールシート表面１９５を備えてもよい。

任意には、交換可能シート１９４は、液密シールを形成することにより駆動流体が交換可能シート１９４の周囲をポンプ本体１０２からポンプ本体１０２の外部まで移動するのを阻止するために、交換可能シート１９４と第１の端部ピース１０６との間に追加的な表面エリアを形成するための環状突出部１９６を備えてもよい。第１の端部ピース１０６は、環状突出部１９６と相補的である溝を備えてもよく、環状突出部１９６が、この溝の中に少なくとも部分的に配設されることにより、いわゆる「さね継ぎ」連結部１９８を形成し得る。しかし、いくつかの実施形態においては、十分な液密シールが、環状突出部１９６を用いずに交換可能シート１９４と第１の端部ピース１０６との間に形成され得るため、環状突出部１９６は、かかる実施形態においては省かれてもよい。さらに、環状突出部１９６が備えられる場合には、環状突出部１９６は、往復動流体ポンプの内部側にではなく（図１０に示すように）、その外部に位置する、交換可能シート１９４の側に位置決めされてもよい点が、当業者には自明となろう。

交換可能シート１９４は、図１０においてはシフトキャニスタ１６０が配設される内部ボアよりもほぼラジアル方向により小さいものとして示されるが、本開示は、それに限定されない。例えば、いくつかの実施形態においては、交換可能シート１９４は、内部ボアとほぼ同一サイズである直径を有してもよい。他の実施形態においては、交換可能シート１９４は、内部ボアよりも大きな直径を有してもよい。したがって、当業者は理解されるように、交換可能シート１９４および第１の端部ピース１０６の様々な構成が、本開示の実施形態において使用されてもよい。

上述のポンプの往復動作により、封止表面１６５は、シールシート表面１９５に反復的に係合および係合解除し得るため、これにより、シールシート表面１９５の摩耗が誘発され得る。かかる摩耗により、封止表面１６５とシールシート表面１９５との間に形成されたシールが、少なくとも部分的に故障し、したがって少なくとも幾分かの駆動流体を第１のシフト導管１４４内に進ませ得る漏出口が、形成される場合がある。かかる漏出口が拡大すると、ポンプの効率は低下し得る、またはさらにはポンプが動作不能に陥る場合がある。交換可能シート１９４は、かかる故障を防止するために定期的に交換され得るか、またはポンプを一新するもしくは交換するコストを削減するために、かかる故障後に交換され得る。

図１１は、ポンプ１００（図１）の第１のシフトキャニスタ１６０および第２のシフトキャニスタ１７０の一方または両方の代わりに使用され得る、本開示の別の実施形態によるシフトキャニスタ１６０Ａを備えるポンプの構成要素の拡大部分断面図である。明瞭化および便宜上の理由により、シフトピストンは、図１０の図からは省略されている。シフトキャニスタ１６０Ａは、第１の外方外周長さを有する第１の長手方向部分１９０と、第１の外方外周長さ未満である第２の外方外周長さを有する第２の長手方向部分１９２とを備えてもよい。図１１に示すものなどの実質的に円形であるシフトキャニスタ１６０Ａを備える実施形態においては、第１の長手方向部分１９０は、第１の外径Ｄ_１を有してもよく、第２の長手方向部分１９２は、第１の外径Ｄ_１未満である第２の外径Ｄ_２を有してもよい。図１１に示すように、第１の長手方向部分１９０は、第２の長手方向部分１９２よりも第１のシフト導管１４４に対してより近くに位置する。例として、および非限定的なものとして、第１の外径Ｄ_１と第２の外径Ｄ_２との間の差は、約０．５ｍｍ（０．０２０インチ）〜約１．０ｍｍ（０．０４０インチ）の間であってもよい。第１の外径Ｄ_１と第２の外径Ｄ_２とのこの差の結果として、シフトキャニスタ１６０Ａの第１の長手方向部分１９０とポンプ本体１０２の周囲部分との間の第１の間隙Ｘ_１の厚さは、シフトキャニスタ１６０Ａの第２の長手方向部分１９２とポンプ本体１０２の周囲部分との間の第２の間隙Ｘ_２の厚さよりも小さくなり得る。一実施形態においては、例えば、第１の間隙Ｘ_１の厚さは、約０．１８ｍｍ（０．００７インチ）であってもよく、第２の間隙Ｘ_２の厚さは、約０．４３ｍｍ（０．０１７インチ）であってもよい。

シフトキャニスタ１６０Ａの第１の長手方向部分１９０と第２の長手方向部分１９２との間の移行部が、段状移行部として図１１に示されるが、本開示は、それに限定されない。例えば、第１の長手方向部分１９０と第２の長手方向部分１９２との間の移行部は、単段状、複段状、曲線状、およびテーパ状の中の少なくとも１つであってもよい。さらに、シフトキャニスタ１６０Ａは、上述のシフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄ、または１７２の中のいずれかと共に使用されてもよい。

シフトキャニスタ１６０Ａの構成は、ほぼ一定の外径を有するシフトキャニスタを有する実施形態と比較した場合に、シフトキャニスタ１６０Ａの第２の長手方向部分１９２とポンプ本体１０２との間により大きな間隙を与えることにより、シフトキャニスタ１６０Ａと周囲のポンプ本体１０２との間の摩擦および摩耗を軽減させ得る。比較的より大きな第２の間隙Ｘ_２により、シフトキャニスタ１６０Ａは、第２の長手方向部分１９２の少なくとも一部分に沿って周囲のポンプ本体１０２に対して摩擦を生じさせる可能性が低い状態において、長手方向に（すなわち、図１０の視点において見た場合に左右に）移動することが可能となり得る。

本開示は、ポンプを形成する方法を含む。図１２は、本開示の一実施形態による、図１のポンプ１００などのポンプを形成するための方法５００を示す流れ図である。方法５００の作業５０２は、シフトキャニスタ１６０、１０６Ａに対してシフトピストン１５０を結合する（例えば摺動自在に結合する）ことを含む。例えば、シフトピストン１５０の拡張端部が、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａ内に配設されてもよく、拡張端部の対向側のシフトピストン１５０の別の端部が、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａの長手方向端部を貫通してもよい。作業５０４に示すように、シフトピストン１５０のこの別の端部は、ねじ山、機械的干渉、接着剤、圧入、等々の中の少なくとも１つなどにより、プランジャ１２０に対して結合されてもよい。作業５０６において、シフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄが、ねじ山、機械的干渉、接着剤、圧入、等々の中の少なくとも１つなどにより、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａに対して装着されてもよい。シフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、シフトピストン１５０の前出の別の端部が貫通する長手方向端部の対向側のシフトキャニスタ１６０、１６０Ａの端部にて装着されてもよい。シフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、封止表面を備えてもよい。

いくつかの実施形態においては、方法５００は、別の作業（図示せず）を含んでもよく、シフトピストン１５０、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａ、シフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄ、およびプランジャ１２０は、ポンプ本体の空洞部内に配設されてもよい。例えば、プランジャ１２０は、プランジャ１２０の一方の側に対象流体チャンバを画成し、プランジャ１２０の別の対向側に駆動流体チャンバを画成するように、空洞部内に配設されてもよい。シフトピストン１５０、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａ、およびキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、駆動流体チャンバ内に少なくとも部分的に配設されてもよい。

いくつかの実施形態においては、方法５００は、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａおよびシフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄが形成される、別の作業（図示せず）を含んでもよい。例えば、シフトキャニスタ１６０、１６０Ａは、長手方向ボアを備えない実質的に中実の側壁部を有するように形成されてもよく、シフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、少なくとも１つの貫通穴を備えるように形成されてもよい。少なくとも１つの貫通穴は、封止表面を備えるシフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄの側部から、シフトキャニスタキャップ１６２、１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄの別の対向側の側部まで延在してもよい。また、ポンプを形成する方法５００は、本開示を全体として考察した場合に当業者には自明となる他の作業を含んでもよい。

さらなる非限定的な例の実施形態を以下に示す。
実施形態１：対象流体をポンプ送給するための往復動ポンプであって、少なくとも１つの空洞部を備えるポンプ本体と、ポンプ本体の少なくとも１つの空洞部内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのプランジャであって、往復動作において伸展および圧縮されて、往復動ポンプの動作時に少なくとも１つの空洞部内の少なくとも１つの対象流体チャンバを通して対象流体をポンプ送給するように構成された、少なくとも１つのプランジャと、少なくとも１つの空洞部内に配設された少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリであって、往復動ポンプの動作時に封止表面とポンプ本体との間にシールを形成するためにポンプ本体に接触するように構成された封止表面を備える、少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリとを備え、往復動ポンプの動作時に封止された場合に、封止表面とポンプ本体との間の接触エリアの外周部により囲まれる面積が、動作時にシフトキャニスタアセンブリの意図される移動方向に対して少なくとも実質的に垂直な平面内におけるシフトキャニスタアセンブリの断面の外周部により囲まれる面積の約７５％未満である、往復動ポンプ。

実施形態２：実施形態１の往復動ポンプであって、少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリが、外方断面において少なくとも実質的に円形であり、封止表面が、少なくとも実質的に円形である、往復動ポンプ。

実施形態３：実施形態１および２のいずれかの往復動ポンプであって、約２．０３ｃｍ（０．８インチ）未満の直径をゆする実質的に円形の封止表面を備える、往復動ポンプ。
実施形態４：実施形態１〜３のいずれかの往復動ポンプであって、ポンプ本体の少なくとも１つの空洞部内に少なくとも１つの駆動流体チャンバをさらに備え、少なくとも１つのプランジャが、少なくとも１つの空洞部内の少なくとも１つの対象流体チャンバから少なくとも１つの駆動流体チャンバを隔離する、往復動ポンプ。

実施形態５：実施形態４の往復動ポンプであって、ポンプ本体の外側と少なくとも１つの駆動流体チャンバとの間に少なくとも延在するシフト導管であって、少なくとも１つの駆動流体チャンバないから加圧駆動流体を受けた場合に少なくとも１つのプランジャの移動方向をシフトするための、シフト導管をさらに備える、往復動ポンプ。

実施形態６：実施形態５の往復動ポンプであって、封止表面が、ポンプ本体と接触してシフト導管の開口の周囲にシールを形成することにより、往復動ポンプのサイクルの一部分の間に駆動流体チャンバと少なくとも１つのシフト導管との間における駆動流体流を阻止するように構成される、往復動ポンプ。

実施形態７：実施形態１〜６のいずれかの往復動ポンプであって、封止表面を備える少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリが、シフトキャニスタキャップおよびシフトキャニスタを備える、往復動ポンプ。

実施形態８：実施形態７の往復動ポンプであって、シフトキャニスタキャップが、少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの封止表面を備える、往復動ポンプ。
実施形態９：実施形態７および８のいずれかの往復動ポンプであって、シフトキャニスタキャップが、ねじ山、接着剤、圧入、および機械的干渉の中の少なくとも１つによりシフトキャニスタに対して装着される、往復動ポンプ。

実施形態１０：実施形態７〜９のいずれかの往復動ポンプであって、シフトキャニスタキャップが、シフトキャニスタアセンブリの内部とシフトキャニスタアセンブリの外部との間の流体連通をもたらすために配置された、シフトキャニスタキャップの厚さにわたって延在する少なくとも１つの貫通穴を備える、往復動ポンプ。

実施形態１１：実施形態１〜１０のいずれかの往復動ポンプであって、ポンプ本体および少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの封止表面の一方に形成された環状凹部内に少なくとも部分的に位置決めされた環状シール部材をさらに備える、往復動ポンプ。

実施形態１２：実施形態１〜１１のいずれかの往復動ポンプであって、シフトキャニスタアセンブリが、封止表面を備える突出部を備え、突出部が、円錐状、裁頭円錐状、または半球状の形状を有する、往復動ポンプ。

実施形態１３：実施形態１〜１２のいずれかの往復動ポンプであって、シフトキャニスタアセンブリが、第１の外径を有する第１の長手方向部分と、第１の外径未満の第２の外径を有する第２の長手方向部分とを備える、往復動ポンプ。

実施形態１４：実施形態１〜１３のいずれかの往復動ポンプであって、往復動ポンプの動作時に少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの封止表面と共にシールを形成するように構成されたポンプ本体の一部分が、交換可能シートを備える、往復動ポンプ。

実施形態１５：実施形態１〜１４のいずれかの往復動ポンプであって、往復動ポンプの動作時に封止された場合に、封止表面とポンプ本体との間の接触エリアの外周部により囲まれる面積が、動作時のシフトキャニスタアセンブリの意図された移動方向に対して少なくとも実質的に垂直である平面内におけるシフトキャニスタアセンブリの断面の外周部により囲まれる面積の約５０％未満である、往復動ポンプ。

実施形態１６：対象流体をポンプ送給するための往復動ポンプであって、ポンプ本体と、ポンプ本体の外部とポンプ本体内の駆動流体チャンバとの間に少なくとも延在するシフト導管と、往復動ポンプの動作サイクルの一部分の間に駆動流体チャンバからシフト導管を隔離するためにシールを形成するように構成された駆動流体チャンバ内のシフトキャニスタアセンブリとを備え、シールを克服するのに必要とされるシフト力が、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）〜約６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に及ぶ動作駆動流体圧力範囲内において約２２２Ｎ（５０ｌｂｓ）未満である、往復動ポンプ。

実施形態１７：実施形態１６の往復動ポンプであって、シフト力が、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）〜約６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に及ぶ動作駆動流体圧力範囲内において約１７８Ｎ（４０ｌｂｓ）未満である、往復動ポンプ。

実施形態１８：実施形態１６および１７のいずれかの往復動ポンプであって、シフト力が、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）〜約６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に及ぶ動作駆動流体圧力範囲内において約１５６Ｎ（３５ｌｂｓ）未満である、往復動ポンプ。

実施形態１９：実施形態７〜１０および１６〜１８のいずれかの往復動ポンプであって、ポンプ本体およびシフトキャニスタのそれぞれが、少なくとも１つのポリマー材料から少なくとも実質的に構成される、往復動ポンプ。

実施形態２０：実施形態１６〜１９のいずれかの往復動ポンプであって、シフトキャニスタアセンブリと対接してシールを形成するように構成された、ポンプ本体に対して装着される交換可能シートをさらに備える、往復動ポンプ。

実施形態２１：実施形態２０の往復動ポンプであって、交換可能シートが、交換可能シートとポンプ本体との間に液密シールを形成するためにそれらの間に追加的な表面エリアを与えるための環状突出部を備える、往復動ポンプ。

実施形態２２：実施形態２１の往復動ポンプであって、環状突出部が、往復動流体ポンプの内側の交換可能シートの側に位置決めされる、往復動ポンプ。
実施形態２３：シフトキャニスタと、シフトキャニスタ内に少なくとも部分的に配設されたシフトピストンと、シフトピストンの対向側のシフトキャニスタの長手方向端部上においてシフトキャニスタに対して装着されたシフトキャニスタキャップとを備える、往復動流体ポンプ。

実施形態２４：実施形態２３の往復動流体ポンプであって、シフトキャニスタキャップが、往復動流体ポンプのポンプ本体に対接する液密シールを形成するための封止表面を備える、往復動流体ポンプ。

実施形態２５：実施形態２３および２４のいずれかの往復動流体ポンプであって、シフトピストンが、拡張端部を有する細長本体を備え、拡張端部が、シフトキャニスタ内に配設される、往復動流体ポンプ。

実施形態２６：実施形態２５の往復動流体ポンプであって、シフトキャニスタが、内方に延在し、往復動流体ポンプの動作の少なくとも一部分の間にシフトピストンの拡張端部に対接して係合するように構成された、リップを備える、往復動流体ポンプ。

実施形態２７：実施形態２６の往復動流体ポンプであって、リップが、シフトキャニスタの側壁部と共に一体的に形成される、往復動流体ポンプ。
実施形態２８：実施形態２３〜２７のいずれかの往復動流体ポンプであって、シフトピストンが、往復動流体ポンプのチャンバとシフトキャニスタの内部との間に流体連通をもたらすように構成された貫通穴を備える、往復動流体ポンプ。

実施形態２９：ポンプ本体と、ポンプ本体内の駆動流体チャンバと、往復動流体ポンプの動作時に駆動流体流をシフトするための駆動流体チャンバ内のシフトキャニスタアセンブリとを備え、シフトキャニスタアセンブリが、第１の外方外周長さを有する第１の長手方向部分と、第１の外方外周長さ未満である第２の外方外周長さを有する第２の長手方向部分とを備える、往復動流体ポンプ。

実施形態３０：実施形態２９の往復動流体ポンプであって、シフトキャニスタアセンブリは、第１の長手方向部分および第２の長手方向部分を備えるシフトキャニスタと、シフトキャニスタの封止端部にてシフトキャニスタに対して装着されたシフトキャニスタキャップとを備える、往復動流体ポンプ。

実施形態３１：実施形態２９および３０のいずれかの往復動流体ポンプであって、第１の長手方向部分が、第１の外径を有し、第２の長手方向部分が、第１の外径未満の第２の外径を有し、第１の外径と第２の外径との間の差が、約０．５ｍｍ（０．０２０インチ）〜約１．０ｍｍ（０．０４０インチ）の間である、往復動流体ポンプ。

実施形態３２：往復動流体ポンプを形成するための方法であって、シフトキャニスタ内にシフトピストンの拡張端部を配設するステップと、シフトキャニスタの長手方向部分に拡張端部の対向側のシフトピストンの別の端部を貫通させることによりシフトキャニスタに対してシフトピストンを結合するステップと、プランジャに対して拡張端部の対向側のシフトピストンの別の端部を結合するステップと、シフトピストンの別の端部が貫通した長手方向端部の対向側のシフトキャニスタの別の長手方向端部に対してシフトキャニスタキャップを装着するステップとを含み、シフトキャニスタキャップが、封止表面を備える、方法。

実施形態３３：ポンプ本体の空洞部内にシフトピストン、シフトキャニスタ、シフトキャニスタキャップ、およびプランジャを配設するステップをさらに含む、方法。
実施形態３４：実施形態３２および３３のいずれかの方法であって、長手方向ボアを備えない実質的に中実の側壁部を有するようにシフトキャニスタを形成するステップと、封止表面を備えるシフトキャニスタキャップの側部からシフトキャニスタキャップの別の対向側の側部まで延在する少なくとも１つの貫通穴を備えるようにシフトキャニスタキャップを形成するステップとをさらに含む、方法。

実施形態３５：往復動流体ポンプを形成するための方法であって、実施形態１〜３１のいずれかによる往復動流体ポンプを形成するステップを含む、方法。
いくつかの実施形態を、説明し添付の図面に示したが、かかる実施形態は、単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定するものではない。既述の実施形態に対する様々な他の追加および修正ならびにそれらからの削除が、当業者には自明であるが故に、本開示は、図示し説明した特定の構造および構成に限定されない。例えば、一実施形態に関連して説明される要素または特徴が、本開示の範囲から逸脱することなく他の実施形態に実装され得る。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物のみによって限定される。

Claims (19)

1. 対象流体をポンプ送給するための往復動ポンプであって、
   少なくとも１つの空洞部を備えるポンプ本体と、
   前記ポンプ本体の前記少なくとも１つの空洞部内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのプランジャであって、往復動作において伸展および圧縮されることにより前記往復動ポンプの動作時に前記少なくとも１つの空洞部内の少なくとも１つの対象流体チャンバを通して対象流体をポンプ送給するように構成された、少なくとも１つのプランジャと、
   前記少なくとも１つの空洞部内に配設された少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリであって、前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリは、封止表面を備え、前記封止表面は、前記ポンプ本体と接触することにより前記往復動ポンプの動作時に前記封止表面と前記ポンプ本体との間にシールを形成するように構成され、前記往復動ポンプの動作時に封止された場合に前記封止表面と前記ポンプ本体との間の接触エリアの外周部により囲まれる面積が、動作時の前記シフトキャニスタアセンブリの意図された移動方向に対して少なくとも実質的に垂直な平面内における前記シフトキャニスタアセンブリの断面の外周部により囲まれる面積の約７５％未満である、少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリとを備え、
   前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリは、シフトキャニスタに対して装着されたシフトキャニスタキャップを備え、前記シフトキャニスタキャップは、前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの前記封止表面を備える、往復動ポンプ。
2. 前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリは、外方断面において少なくとも実質的に円形であり、前記封止表面は、少なくとも実質的に円形である、請求項１に記載の往復動ポンプ。
3. 前記封止表面は、約２．０３ｃｍ（０．８インチ）未満の直径を有する実質的に円形の封止表面を備える、請求項１に記載の往復動ポンプ。
4. 前記ポンプ本体および前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの前記封止表面の一方に形成された環状凹部内に少なくとも部分的に位置決めされた環状シール部材をさらに備える、請求項１に記載の往復動ポンプ。
5. 前記シフトキャニスタアセンブリは、前記封止表面を備える突出部を備え、前記突出部は、円錐状、裁頭円錐状、または半球状の形状を有する、請求項１に記載の往復動ポンプ。
6. 前記シフトキャニスタアセンブリは、第１の外径を有する第１の長手方向部分と、前記第１の外径未満である第２の外径を有する第２の長手方向部分とを備える、請求項１に記載の往復動ポンプ。
7. 前記往復動ポンプの動作時に封止された場合に前記封止表面と前記ポンプ本体との間の前記接触エリアの前記外周部により囲まれる前記面積が、動作時の前記シフトキャニスタアセンブリの前記意図された移動方向に対して少なくとも実質的に垂直な前記平面内における前記シフトキャニスタアセンブリの前記断面の前記外周部により囲まれる面積の約５０％未満である、請求項１に記載の往復動ポンプ。
8. 前記ポンプ本体の前記少なくとも１つの空洞部内に少なくとも１つの駆動流体チャンバをさらに備え、前記少なくとも１つのプランジャは、前記少なくとも１つの空洞部内の前記少なくとも１つの対象流体チャンバから前記少なくとも１つの駆動流体チャンバを隔離する、請求項１から７のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
9. 前記ポンプ本体の外部と前記少なくとも１つの駆動流体チャンバとの間に少なくとも延在するシフト導管をさらに備え、前記シフト導管は、前記少なくとも１つの駆動流体チャンバ内から加圧駆動流体を受けた場合に、前記少なくとも１つのプランジャの移動方向をシフトするためのものである、請求項８に記載の往復動ポンプ。
10. 前記シフトキャニスタアセンブリは、前記駆動流体チャンバ内に配設され、前記往復動ポンプの動作サイクルの一部の間にわたって前記駆動流体チャンバから前記シフト導管を隔離するためにシールを形成するように構成され、前記シールを克服するために必要とされるシフト力が、約４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）から約６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に及ぶ動作駆動流体圧力範囲内において約２２２Ｎ（５０ｌｂｓ）未満である、請求項９に記載の往復動ポンプ。
11. 前記ポンプ本体および前記シフトキャニスタアセンブリはそれぞれ、少なくとも１つのポリマー材料から少なくとも実質的に構成される、請求項１０に記載の往復動ポンプ。
12. 前記シフトキャニスタ内に少なくとも部分的に配設されたシフトピストンをさらに備え、前記シフトキャニスタキャップは、前記シフトピストンの対向側の前記シフトキャニスタの長手方向端部において前記シフトキャニスタに対して装着される、請求項１に記載の往復動流体ポンプ。
13. 前記シフトピストンは、拡張端部を有する細長本体を備え、前記拡張端部は、前記シフトキャニスタ内に配設され、前記シフトキャニスタはリップをさらに備え、前記リップは内方に延在し、前記往復動流体ポンプの動作の少なくとも一部分の間に前記シフトピストンの前記拡張端部に対接して係合するように構成される、請求項１２に記載の往復動流体ポンプ。
14. 前記リップは、前記シフトキャニスタの側壁部と一体的に形成される、請求項１３に記載の往復動流体ポンプ。
15. 前記往復動ポンプの動作時に前記少なくとも１つのシフトキャニスタアセンブリの前記封止表面と共にシールを形成するように構成された前記ポンプ本体の一部分が、交換可能シートを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
16. 前記交換可能シートは、前記交換可能シートと前記ポンプ本体との間に液密シールを形成するために前記交換可能シートと前記ポンプ本体との間に追加的な表面エリアを形成するための環状突出部を備え、前記環状突出部は、前記往復動流体ポンプの内部に位置する前記交換可能シートの側に位置決めされる、請求項１５に記載の往復動ポンプ。
17. 往復動流体ポンプを形成するための方法であって、
    シフトキャニスタ内にシフトピストンの拡張端部を配設し、前記シフトキャニスタに対して前記シフトピストンを結合するために前記シフトキャニスタの長手方向端部に前記拡張端部の対向側の前記シフトピストンの別の端部を貫通させるステップと、
    プランジャに対して前記拡張端部の対向側の前記シフトピストンの前記別の端部を結合するステップと、
    前記シフトピストンの前記別の端部が貫通する前記長手方向端部の対向側の前記シフトキャニスタの別の長手方向端部に対してシフトキャニスタキャップを装着するステップであって、前記シフトキャニスタキャップは、封止表面を備える、ステップとを含む、方法。
18. ポンプ本体の空洞部内に前記シフトピストン、前記シフトキャニスタ、前記シフトキャニスタキャップ、および前記プランジャを配設するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 長手方向ボアを備えない実質的に中実の側壁部を有するように前記シフトキャニスタを形成するステップと、
    前記封止表面を備える前記シフトキャニスタキャップの側部から前記シフトキャニスタキャップの別の対向側の側部まで延在する少なくとも１つの貫通穴を備えるように、前記シフトキャニスタキャップを形成するステップとをさらに含む、請求項１７または１８に記載の方法。