CN104912779A - 微泵和微阀的驱动装置以及使用该驱动装置的微流体设备 - Google Patents

Abstract

提供容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置和使用了该驱动装置的微流体设备。具备：泵驱动单元，具有通过第1形状记忆合金线的伸缩而动作的微泵、与第1形状记忆合金线并联的配线单元以及选择仅向第1形状记忆合金线通电的状态和向配线单元通电的状态的第1切换开关单元；阀驱动单元，具有通过多条第2形状记忆合金线的伸缩而分别动作的微阀和使多条第2形状记忆合金线的任一条成为通电的状态的第2切换开关单元；开关单元，与泵驱动单元、阀驱动单元以及电源单元串联连接；阀控制单元，控制第2切换开关单元和开关单元；以及泵控制单元，对在开关单元的接通状态下成为仅向第1形状记忆合金线通电的状态的期间进行控制。

Description

微泵和微阀的驱动装置以及使用该驱动装置的微流体设备

技术领域

本发明涉及在使用形状记忆合金来驱动泵或阀的微流体设备中，通过仅在向串联配置的阀驱动用的形状记忆合金通电时向泵驱动用的形状记忆合金通电，从而容易实现泵变位的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置以及使用该驱动装置的微流体设备。

背景技术

作为利用微机械技术等精细加工技术来制作微小流路或反应容器等、并在此基础上进行化学分析或化学合成、生物实验等的设备，已知有微流体设备。微流体设备也被称作“μ-TAS”或“Labo on a chip”，正在进行开发。

通常，在微流体设备中，将血液等供给的液体输送到设置在设备上的反应部，进行热或化学的反应处理。然后，将反应处理后的液体输送到设置在设备上的检测部，通过判定反应的结果来进行供给的液体的评价。因此，在微流体设备中，需要用于控制液体的流动的微泵或微阀。

作为微泵或微阀的方式之一，存在使设置于微流体设备的隔膜(diaphram)变形的方式。若使隔膜变形而挤压流路，则成为阀。另外，通过利用单向阀和伴随隔膜的往复变位的容积变化，能够构成所谓的隔膜式的泵。使隔膜变形的方式能够自由选择所驱动的致动器，所以有人提出了利用了压电、静电或电磁等各种各样的致动器的方式。

作为这样的微泵或微阀的方式之一，有人提出了使用了形状记忆合金致动器的隔膜式的微泵或微阀(例如，参照专利文献1、专利文献2)。形状记忆合金致动器利用了如下现象：线状的形状记忆合金因通电加热而温度上升，从而收缩，因自然放热而温度下降，从而伸长为原始的长度。通过使用形状记忆合金致动器，能够构成变位方向以外的尺寸紧凑的微泵或微阀，能够在微流体设备上容易地配置多个微泵或微阀。

现有技术文献

专利文献1：日本特许第2912372号公报

专利文献2：日本特许第3020488号公报

发明内容

发明要解决的问题

使用了线状的形状记忆合金的致动器能够产生4％左右的应变。因此，在微泵或微阀中，对于使隔膜变位0.1mm左右所需的形状记忆合金的长度，即使考虑寿命等而使其具有余裕，有10mm也就足够了。形状记忆合金的电阻在线径150μm的线的情况下为61Ω/m左右，所以10mm的形状记忆合金的电阻为0.61Ω左右。另外，对形状记忆合金线进行通电加热时的标准的电流为340mA左右，在持续施加了比这要高的电流的情况下，形状记忆合金的温度会过于上升而招致性能的劣化。根据电阻值和标准的电流，对长度10mm的形状记忆合金线进行通电加热时的标准的电压仅为0.21V左右，投入功率(接入功率)成为71mW。

另一方面，在调节向形状记忆合金致动器的投入功率时，通常使用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制。进行PWM控制那就是向形状记忆合金致动器间歇地进行通电。即，通过调节通电时间，能够在电源电压一定的状态下控制向形状记忆合金致动器的投入功率。由此，就能够控制与形状记忆合金的温度联动的形状记忆合金致动器的变位量。

但是，在使用1V的电源对长度10mm的形状记忆合金线的通电加热进行PWM控制的情况下，要使投入功率为与0.21V的连续通电相同的投入功率，需要使负载比(duty rat io)为4.4％，并且使流动电流的瞬间电流为1.6A。因此，要调节向形状记忆合金致动器的投入功率并控制泵容积，需要构建具备负载比0％～4.4％的范围、具备足够的分辨率的PWM控制系统。加之，由于电流大，所以驱动电路中的内部电阻对于损失的影响也变得不容忽视。因此，只是单纯地进行PWM控制，则要求电路高精度化、并能对应大电流且低损失化，电路制作变得困难，因此，存在无法容易地实现伴随形状记忆合金致动器的变位而变化的泵容积的控制这一问题。

作为对于这样的问题使得电路制作容易的方法，可考虑将电阻与形状记忆合金线串联连接。通过电阻，施加于形状记忆合金线的电压成为对电源电压进行了分压后的电压。在串联连接2.2Ω的电阻的情况下，对于1V的电源电压，施加于形状记忆合金线的电压可抑制为0.22V。在该情况下，PWM控制中的负载比的调节范围几乎都能够利用，并且电流也可抑制。因此，电路制作变得容易，并且泵容积的控制也变得容易。但是，由于投入功率的近8成会成为电阻中的损失，所以在效率方面存在问题。

因此，本发明的目的在于，解决上述问题，并提供一种容易实现泵容积的控制且损失少的、微泵和微阀的驱动装置以及使用了该驱动装置的微流体设备。

用于解决问题的手段

为了达成所述目的，本发明如下构成。

根据本发明的第1技术方案，提供一种微泵和微阀的驱动装置，具备：

泵驱动单元，其具有第1形状记忆合金线、伴随所述第1形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的微泵、与所述第1形状记忆合金线并联配设的配线单元、对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态和能够向所述配线单元通电的状态进行切换的第1切换开关单元；

阀驱动单元，其具有多条第2形状记忆合金线、伴随所述多条第2形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第2形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第2切换开关单元；

电源单元；

开关单元，其与所述泵驱动单元和所述阀驱动单元串联连接，对从所述电源单元向所述泵驱动单元和所述阀驱动单元流动的电流进行接通、断开；

阀控制单元，其对所述第2切换开关单元的状态和所述开关单元的接通、断开的频度进行控制；以及

泵控制单元，其对在所述开关单元接通的状态下所述第1切换开关单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间进行控制。

这些概括的且特定的技术方案可以通过系统、方法以及系统和方法的任意的组合来实现。

根据本发明的所述技术方案，仅在向微阀驱动用的形状记忆合金线通电时，向微泵驱动用的形状记忆合金线通电。因此，对于接通、断开动作的微阀，在需要容积控制的微泵的驱动时，通过由微阀动作用的形状记忆合金线的电阻进行分压后的电源单元的电压，使微泵动作用的形状记忆合金线驱动。其结果，泵容积的控制变得容易。

另外，由于通过与所驱动的微阀对应的形状记忆合金线的电阻实现了分压，所以也不会产生无谓的损失。因此，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式中的流体输送装置的概略的图。

图2是示出本发明的第1实施方式中的使用了分别驱动微泵和微阀的形状记忆合金线的驱动机构的伸长状态下的概略的主视图。

图3是示出本发明的第1实施方式中的使用了分别驱动微泵和微阀的形状记忆合金线的驱动机构的收缩状态下的概略的主视图。

图4是示出本发明的第1实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的概略的图。

图5是示出本发明的第1实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的动作的时间图的图。

图6是示出本发明的第1实施方式中的微泵及微阀驱动时的通电状态的时间图的图。

图7是示出本发明的第2实施方式中的流体输送装置的概略的图。

图8是示出本发明的第2实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的概略的图。

图9是示出本发明的第2实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的动作的时间图的图。

图10是示出表示本发明的第2实施方式中的微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图的图。

图11是示出本发明的第3实施方式中的流体输送装置的概略的图。

图12是示出本发明的第3实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的概略的图。

图13是示出本发明的第3实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的动作的时间图的图。

图14是示出表示本发明的第3实施方式中的微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图的图。

图15是示出本发明的第4实施方式中的流体输送装置的概略的图。

图16是示出本发明的第4实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的概略的图。

图17是示出本发明的第4实施方式中的使用了流体输送装置的微流体设备的动作的时间图的图。

图18是示出表示本发明的第4实施方式中的微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图的图。

图19是示出本发明的第4实施方式的变形例中的流体输送装置的概略的图。

标号说明

1a、1b、1c、1d 流体输送装置

2 直流电源

3 开关电路

4a、4b、4c、4d 切换电路

5a、5b、5c、5d、5e、5f 形状记忆合金线

6a、6b、6c、6d、6e 铜线

7a、7b、7c、7d、7e 泵驱动单元

8a、8b、8c、8d、8e 切换电路

9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9j、9k、9l 形状记忆合金线

10a、10b、10c、10d、10e 阀驱动单元

11a、11b、11c、11d 阀控制单元

12a、12b、12c、12d 泵控制单元

13a、13b 电阻

21 形状记忆合金线

22 保持部件

23 按压部件

23a 端部

24 配线

25 配线

26 压缩弹簧

27 固定板

28 压板

29 流路基板

29a 凹部

30 树脂膜

31 孔

32 内部空间

33a、33b 流路

41a、41b、41c、41d 微流体设备

42a、42b、42c、42d、42e 储液部

43a、43b、43c、43d、43e、43f、50a、50b、50c、50d、50e 微泵

44a、44b、44c、44d、44e 反应部

45a、45b、45c、45d、45e、45f、45g、45h、45i、45j、45k、45l、51a、51b、51c、51d、51e 微阀

46a、46b、46c、46d、46e、46f 检测部

47a、47b、47c、47d 排出部

48 混合部

52 单向阀

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。

在对本发明的实施方式进行说明之前，对本发明的各种技术方案进行说明。

根据本发明的第1技术方案，提供一种微泵和微阀的驱动装置，具备：

泵驱动单元，其具有第1形状记忆合金线、伴随所述第1形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的微泵、与所述第1形状记忆合金线并联配设的配线单元、以及对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态和能够向所述配线单元通电的状态进行切换的第1切换开关单元；

阀驱动单元，其具有多条第2形状记忆合金线、伴随所述多条第2形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第2形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第2切换开关单元；

电源单元；

开关单元，其与所述泵驱动单元和所述阀驱动单元串联连接，对从所述电源单元向所述泵驱动单元和所述阀驱动单元流动的电流进行接通、断开；

阀控制单元，其对所述第2切换开关单元的状态和所述开关单元的接通、断开的频度进行控制；以及

泵控制单元，其对在所述开关单元接通的状态下所述第1切换开关单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间进行控制。

根据这样的结构，仅在向微阀驱动用的形状记忆合金线通电时，向微泵驱动用的形状记忆合金线通电。因此，对于接通、断开动作的微阀，在需要容积控制的微泵的驱动时，通过由微阀动作用的形状记忆合金线的电阻进行分压后的电源单元的电压，使微泵动作用的形状记忆合金线驱动。其结果，泵容积的控制变得容易。

另外，由于通过与所驱动的微阀对应的形状记忆合金线的电阻实现了分压，所以也不会产生无谓的损失。因此，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置。

根据本发明的第2技术方案，提供第1技术方案所述的微泵和微阀的驱动装置，

具备多个所述阀驱动单元，

所述多个阀驱动单元串联连接。

根据这样的结构，在多个微阀同时驱动的状态下，能够进一步降低施加于微泵驱动用的形状记忆合金线的电压，因此能够得到能够容易实现泵容积的控制的微泵和微阀的驱动装置。

根据本发明的第3技术方案，提供第1或者2的技术方案所述的微泵和微阀的驱动装置，

所述泵驱动单元分别具有多条所述第1形状记忆合金线和多个所述微泵，

所述第1切换开关单元对能够向所述多条第1形状记忆合金线的任一条或所述配线单元通电的状态进行切换。

根据这样的结构，能够得到即使在多个微泵选择性地驱动的状态下也容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置。

根据本发明的第4技术方案，提供第1～3的任一技术方案所述的微泵和微阀的驱动装置，

具备多个所述泵驱动单元，

所述多个泵驱动单元串联连接。

根据这样的结构，能够得到在多个微泵始终同时驱动的状态下容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置。

根据本发明的第5技术方案，提供第4的技术方案所述的微泵和微阀的驱动装置，

所述泵驱动单元还具有与所述第1形状记忆合金线并联的电阻，

所述第1切换开关单元也能够切换为能够仅向所述电阻通电的状态。

根据这样的结构，即使在不向任一微泵驱动用的形状记忆合金线通电的情况下，也能够抑制向串联连接的其他微泵或微阀施加的电压的变动，因此，能够得到即使在多个微泵同时或独立驱动的状态下也容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置。

根据本发明的第6技术方案，提供第1～3的任一技术方案所述的微泵和微阀的驱动装置，

根据所述泵控制单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间，所述阀控制单元对所述开关单元的接通、断开的频度进行调节。

根据这样的结构，能够防止向微泵驱动用的形状记忆合金线的通电期间越短、则向微阀驱动用的形状记忆合金线的投入功率越增加，因此能够得到消耗功率更少的微泵和微阀的驱动装置。

根据本发明的第7技术方案，提供一种微流体设备，具备：

第1～6的任一技术方案所述的微泵和微阀的驱动装置；

储液部；

与所述储液部连接的所述微泵；

与所述微泵连接的所述多个微阀；以及

与所述多个微阀中的至少1个微阀连接的排出部。

根据这样的结构，能够构成具备所述第1～6的任一技术方案所述的所述微泵和微阀的驱动装置的微流体设备，能够得到能够起到所述微泵和微阀的驱动装置的作用效果的微流体设备。

根据本发明的第8技术方案，提供一种方法，是打开微泵和微阀的驱动装置所包含的微泵和微阀的方法，包括以下的步骤：

准备以下的微泵和微阀的驱动装置的步骤(a)，

所述驱动装置具备：

第1泵驱动单元，其具有第1形状记忆合金线、伴随所述第1形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的第1微泵、与所述第1形状记忆合金线并联配设的第1配线单元、以及对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态和能够向所述第1配线单元通电的状态进行切换的第1切换开关单元，

第1阀驱动单元，其具有多条第2形状记忆合金线、伴随所述多条第2形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第2形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第2切换开关单元，

电源单元，

开关单元，其与所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元串联连接，对从所述电源单元向所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元流动的电流进行接通、断开，

阀控制单元，其对所述第2切换开关单元的状态和所述开关单元的接通、断开的频度进行控制，以及

泵控制单元，其对在所述开关单元接通的状态下所述第1切换开关单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间进行控制；和

通过反复以下的步骤(b1)和步骤(b2)，对所述第1形状记忆合金线和1条所述第2形状记忆合金线进行加热，打开具备所述第1形状记忆合金线的微泵和具备所述1条第2形状记忆合金线的微阀的步骤(b)，

其中，所述步骤(b1)是如下步骤：将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于经由所述第1切换开关单元和所述第2切换开关单元分别选择出的所述第1形状记忆合金线和1条所述第2形状记忆合金线，从而对所述第1形状记忆合金线和所述1条第2形状记忆合金线进行加热，

所述步骤(b2)是如下步骤：将从所述电源单元供给的电压施加于经由所述第1切换开关单元和所述第2切换开关单元分别选择出的所述配线单元和所述1条第2形状记忆合金线，对所述1条第2形状记忆合金线进行加热。

根据这样的结构，在不会白白损失电压的情况下，流体流动。

根据本发明的第9技术方案，提供第8技术方案所述的方法，

所述步骤(b)还包括以下的步骤(b3)和步骤(b4)，

所述步骤(b3)是如下步骤：在所述步骤(b2)之后，通过使所述开关单元断开，从而将从所述电源单元向所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元流动的电流切断，

所述步骤(b4)是如下步骤：在所述步骤(b3)之后，通过使所述开关单元接通，从而使从所述电源单元向所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元流动的电流接通，

在所述步骤(b)中，反复所述步骤(b1)、所述步骤(b2)、所述步骤(b3)以及所述步骤(b4)。

根据这样的结构，在不会白白损失电压的情况下，流体流动。

根据本发明的第10技术方案，提供第8技术方案所述的方法，

所述微泵和微阀的驱动装置还具备第2阀驱动单元，所述第2阀驱动单元具有多条第3形状记忆合金线、伴随所述多条第3形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第3形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第3切换开关单元，

所述第2阀驱动单元与所述第1阀驱动单元串联连接，

在所述步骤(b1)中，将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于经由所述第3切换开关单元从所述多个微阀中选择出的1条第3形状记忆合金线，对所述1条第3形状记忆合金线进行加热，

在所述步骤(b2)中，也经由所述第3切换开关单元将从所述电源单元供给的电压施加于所述1条第3形状记忆合金线，对所述1条第3形状记忆合金线进行加热。

根据这样的结构，在不会白白损失电压的情况下，流体流动。

根据本发明的第11技术方案，提供第8技术方案所述的方法，

第1泵驱动单元还具备与所述第1形状记忆合金线并联配设的第3形状记忆合金线和伴随所述第3形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的第3微泵，

所述第1切换开关单元对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态、能够仅向所述第3形状记忆合金线通电的状态、以及能够向所述第1配线单元通电的状态进行切换，

在所述步骤(b1)中，经由所述第1切换开关单元选择所述第1形状记忆合金线和所述第3形状记忆合金线的一方，且经由所述第2切换开关单元选择所述1条第2形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的形状记忆合金线，对所述选择出的形状记忆合金线进行加热。

根据这样的结构，在不会白白损失电压的情况下，流体流动。

根据本发明的第12技术方案，提供第8技术方案所述的方法，

所述微泵和微阀的驱动装置还具备第2泵驱动单元，所述第2泵驱动单元具有第3形状记忆合金线、伴随所述第3形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的第3微泵、与所述第3形状记忆合金线并联配设的第2配线单元、以及对能够仅向所述第3形状记忆合金线通电的状态和能够向所述第2配线单元通电的状态进行切换的第3切换开关单元，

所述第2泵驱动单元与第1泵驱动单元串联连接，

在所述步骤(b1)中，还经由所述第3切换开关单元选择所述第3形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于所述第3形状记忆合金线，对所述第3形状记忆合金线进行加热，

在所述步骤(b2)中，还经由所述第3切换开关单元选择所述第3配线单元。

根据这样的结构，在不会白白损失电压的情况下，流体流动。

根据本发明的第13技术方案，提供第12技术方案所述的方法，

第1泵驱动单元还具备与所述第1形状记忆合金线并联配设的电阻，

所述第1切换开关单元对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态、能够仅向所述电阻通电的状态、以及能够向所述第1配线单元通电的状态进行切换，

所述步骤(b1)还包括以下的步骤(b11)和步骤(b12)，

在所述步骤(b11)中，经由所述第1切换开关单元、所述第2切换开关单元以及所述第3切换开关单元分别选择所述第1形状记忆合金线、所述1条第2形状记忆合金线以及所述第3形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的第1～第3形状记忆合金线，对所述选择出的第1～第3形状记忆合金线进行加热，

在所述步骤(b12)中，经由所述第1切换开关单元、所述第2切换开关单元以及所述第3切换开关单元分别选择所述电阻、所述1条第2形状记忆合金线以及所述第3形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的第2～第3形状记忆合金线，对所述选择出的第2～第3形状记忆合金线进行加热，且

在所述步骤(b2)中，经由所述第1切换开关单元、所述第2切换开关单元以及所述第3切换开关单元分别选择所述第1配线单元、所述1条第2形状记忆合金线以及所述第2配线单元，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的第2形状记忆合金线，对所述选择出的第2形状记忆合金线进行加热。

根据这样的结构，在不会白白损失电压的情况下，流体流动。

以下，参照附图，对本发明的实施方式的微泵和微阀的驱动装置以及使用了该驱动装置的微流体设备进行说明。

(第1实施方式)

<结构>

图1示出作为本发明第1实施方式中的微泵和微阀的驱动装置的一例发挥功能的流体输送装置1a的概略。

流体输送装置1a至少具备泵驱动单元7a、阀驱动单元10a、电源单元、开关单元(接通、断开开关单元)、阀控制单元11a以及泵控制单元12a。流体输送装置1a中，电源单元、开关单元、泵驱动单元7a以及阀驱动单元10a串联连接。

流体输送装置1a由作为电源单元的一例的直流电源2驱动。仅在与直流电源2连接的作为开关单元的一例的开关电路3接通的情况下，使电流在流体输送装置1a中流动。此时，来自直流电源2的电流也在与开关电路3串联连接的泵驱动单元7a和阀驱动单元10a中流动。

泵驱动单元7a由作为第1切换开关单元的一例的切换电路4a、作为第1形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线5a、以及作为配线单元的一例的铜线6a构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路4a选择出的形状记忆合金线5a和铜线6a的任一条中流动。使用铜线作为配线单元的一例，在电阻少这一点上是优选的。但是，不限于此，也可以使用其他导电性物质来实现配线单元的短路。

另外，阀驱动单元10a由作为第2切换开关单元的一例的切换电路8a和作为第2形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路8a选择出的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的任一条中流动。

在后文中将会详细叙述，通过使用图1的形状记忆合金线5a构成微泵50a，使用形状记忆合金线9a、9b、9c、9d分别构成微阀51a，流体输送装置1a作为微泵50a和微阀51a的驱动装置的一例发挥功能。

作为阀控制单元的一例的阀控制单元11a分别独立地控制开关电路3和切换电路8a的动作。另外，作为泵控制单元的一例的泵控制单元12a根据阀控制单元11a的动作状态来控制切换电路4a的动作。

图2示出本发明第1实施方式中的驱动微泵50a或微阀51a的使用了形状记忆合金线5a或形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的驱动机构的伸长状态下的概略。图3示出本发明第1实施方式中的驱动微泵50a或微阀51a的使用了形状记忆合金线5a或形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的驱动机构的收缩状态下的概略。在图2和图3的驱动机构中，作为形状记忆合金线5a或形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的代表性的一例，使用形状记忆合金线21进行说明。该驱动机构能够作为微泵50a或微阀51a发挥功能。该驱动机构也作为后述的实施方式的微泵或微阀发挥功能。

形状记忆合金线21的一端(在图2和图3中为上端)由保持部件22保持，另一端(在图2和图3中为下端)由按压部件23保持。在保持部件22也保持有配线24，形状记忆合金线21和配线24在保持部件22内电连接。在按压部件23也保持有配线25，形状记忆合金线21和配线25在按压部件23内电连接。

保持部件22通过与固定板27的贯通孔27a内连结而嵌合固定，以使其不会相对于固定板27沿着固定板27的表面(在图2和图3中为左右方向)而变位。在固定板27与按压部件23之间以压缩状态配置有压缩弹簧26，该压缩弹簧26以使形状记忆合金线21直线贯通压缩弹簧26的中央部的状态而配置，通过压缩弹簧26的作用力，在伸长方向上对形状记忆合金线21施加张力。

按压部件23的小径的端部23a嵌合配置成能够在孔31之中自由往复动作，该孔31设置于相对于固定板27例如平行配置的压板28。按压部件23的端部23a能够在从压板28的孔31突出的突出位置与退避到压板28的孔31内的退避位置之间往复移动。

压板28和固定板27受制约以使彼此的相对位置不变化。另外，压板28的外面(在图2和图3中为下面)经由树脂膜30被流路基板29压住而得到固定，通过压缩弹簧26的作用力，使压板28不会从树脂膜30浮起。

因此，树脂膜30相对于压板28紧贴保持。作为树脂膜30的一例，可以由硅橡胶或带有铰链功能的薄壁部的丙烯酸树脂等构成。

另外，在流路基板29的与压板28的孔31对向的部分具有用于形成内部空间32的凹部29a，在按压部件23的端部23a从压板28的孔31突出的突出位置，端部23a按压树脂膜30而进入到凹部29a内，使树脂膜30与流路基板29的凹部29a的底面紧贴。

在流路基板29具有入口侧流路33a和经由内部空间32与入口侧流路33a连接的出口侧流路33b，入口侧流路33a的开口和出口侧流路33b的开口分别暴露于内部空间32，通过树脂膜30使双方开口同时进行开闭。

即，在树脂膜30与流路基板29的凹部29a的底面紧贴时，由树脂膜30对入口侧流路33a的开口和出口侧流路33b的开口进行密闭，入口侧流路33a和出口侧流路33b被切断。另一方面，在树脂膜30与流路基板29的凹部29a的底面的紧贴被解除时，入口侧流路33a的开口和出口侧流路33b的开口开放，能够使流体从入口侧流路33a向出口侧流路33b流动。

在形状记忆合金线21没有被通电加热的情况下，形状记忆合金线21成为如图2那样伸长的状态，按压部件23的端部23a受压缩弹簧26的作用力向树脂膜30按压。此时，树脂膜30变形直至与流路基板29的凹部29a的底面接触，由树脂膜30和流路基板29围成的内部空间32的容积成为最小，并且将在流路基板29设置的流路33a、33b与内部空间32的连接切断。

另一方面，在形状记忆合金线21进行了通电被加热的情况下，形状记忆合金线21克服压缩弹簧26的作用力而成为如图3那样收缩的状态，按压部件23通过形状记忆合金线21的力而向图3的上方变位。根据按压部件23的变位量，按压部件23的端部23a位于压板28的孔31内的退避位置，树脂膜30的变形消除，树脂膜30对流路33a、33b的密闭解除，内部空间32的容积逐渐增加，并且流路33a、33b与内部空间32得以连接。

在使用图2和图3所示的驱动机构作为微泵50a的情况下，在流路33a、33b的双方设置单向阀52(参照图2和图3的单点划线)。例如，若在流路33a、33b的双方设置仅允许向图2和图3的右方的流动的单向阀52(参照图2和图3的单点划线)，则在从图2的状态变化为图3的状态化时，液体从入口侧流路33a向内部空间32流入，在从图3的状态变化为图2的状态时，液体从内部空间32向出口侧流路33b流出，从而进行泵动作。

另外，在使用图2和图3所示的驱动机构作为微阀51a的情况下，图2的状态成为将流路33a和流路33b切断的闭阀状态，图3的状态成为流路33a和流路33b连接的开阀状态。

通过使用图1的形状记忆合金线5a构成微泵50a，使用形状记忆合金线9a、9b、9c、9d分别构成微阀51a，流体输送装置1a作为具备微泵50a和微阀51a的驱动装置发挥功能。

此外，在第1实施方式中，使分别驱动微泵50a和微阀51a的使用了形状记忆合金线5a、9a、9b、9c、9d的驱动机构全都具有相同的构造和作用。这在容易设计这一点和即使切换所驱动的微阀51a、特性也不会变化这一点上是优选的。

图4示出使用了流体输送装置1a的微流体设备41a的概略。如图4所示，微流体设备41a中，储液部42a、微泵43a、反应部44a、微阀45a～45d、检测部46a、46b、46c以及排出部47大致以该顺序连接。此外，只有微阀45d不经由检测部地与排出部47a连接。微泵43a由微泵50a构成。微阀45a～45d由微阀51a构成。储液部42a、反应部44a、检测部46a、46b、46c以及排出部47a分别配置在流路基板29上。

微流体设备41a在仅将由形状记忆合金线9d驱动的微阀45d打开的状态下，使由形状记忆合金线5a驱动的微泵43a动作，将储存于设置在流路基板29上的储液部42a的液体输送到反应部44a。在反应部44a进行了反应处理后的液体，通过由形状记忆合金线9a驱动的微阀45a、由形状记忆合金线9b驱动的微阀45b、由形状记忆合金线9c驱动的微阀45c中的任一微阀打开，从而通过微泵43a的动作被输送到检测部46a、46b、46c中的任一检测部。由此，在检测部46a、46b、46c进行3种不同的判定处理。通过检测部46a、46b、46c和微阀45d后的液体分别被排出到排出部47a。

图5示出微流体设备41a的动作的时间图。

微流体设备41a中，最初(图5的从送液开始到时间A的期间，例如20秒)，在打开微阀45d之后，进行由使微泵43a的容积(相当于图2和图3的内部空间32的容积)增加的吸入动作和使微泵43a的容积减少的排出动作构成的泵动作。其结果，从储液部42a经由微泵43a向反应部44a供给液体，然后，关闭微阀45d。

接着(图5的时间AB间，例如5分)，在反应部44a进行反应处理。

接着(图5的时间BC间，例如20秒)，在打开微阀45a之后，进行微泵43a的泵动作，将在反应部44a被反应处理后的液体输送到检测部46a，并且从储液部42a向反应部44a供给新的液体，然后关闭微阀45a。

接着(图5的时间CD间，例如5分)，在反应部44a进行新的反应处理，并且在检测部46a进行判定处理。

接着(图5的时间DE间，例如20秒)，在打开微阀45b之后，进行微泵43a的泵动作，将在反应部44a中被反应处理后的液体输送到检测部46b，并且从储液部42a向反应部44a供给新的液体，然后关闭微阀45b。

接着(图5的时间EF间，例如5分)，在反应部44a进行新的反应处理，并且在检测部46b进行判定处理。

接着(图5的时间FG间，例如20秒)，在打开微阀45c之后，进行微泵43a的泵动作，将在反应部44a被反应处理后的液体输送到检测部46c，然后关闭微阀45c。

最后(图5的时间GH间，例如1分)，在检测部46c进行判定处理。

接着，对该流体输送装置1a的作用进行说明。

在图5的微流体设备41a的动作中，具有在微泵43a进行泵动作时，微阀45a、45b、45c、45d的任一方一定为打开的结构。即，向驱动微泵43a的形状记忆合金线5a通电的期间一定会包含于向用于驱动微阀45a、45b、45c、45d的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的任一条通电的期间。

图6示出表示微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图。

阀控制单元11a按照图5的时间图来操作切换电路8a，以使得向形状记忆合金线9a、9b、9c、9d中与想要使其动作的微阀对应的形状记忆合金线通电。

然后，通过使开关电路3接通、断开，向阀驱动单元10a间歇地进行通电，打开作为目标的微阀45a、45b、45c、45d的任一方。阀控制单元11a将图6的时间AD间和时间DG间分别作为1个周期(例如1毫秒)，在投入为使微阀为打开的平均功率的期间(图6的时间AC间和时间DF间)，分别使开关电路3接通。

此时，即使在切换电路4a成为形状记忆合金线5a侧的期间成为最大的状态下，也在投入为使微阀为打开的平均功率的期间使开关电路3接通，能够在不论微泵的状态如何都能以一定的定时使开关电路3动作，因而是优选的。

在该情况下，若切换电路4a接到形状记忆合金线5a侧的期间变短，则投入的平均功率增加，因此按压部件23会从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。

另外，切换电路4a与形状记忆合金线5a侧连接的期间(图6的时间AB间和时间DE间)越短，则使开关电路3接通的期间(图6的时间AC间和时间DF间)越短，从投入微阀打开所需的平均功率，抑制无谓的消耗功率的角度来看是优选的。

泵控制单元12a与阀控制单元11a使开关电路3动作的定时同步，使切换电路4a在形状记忆合金线5a与铜线6a之间进行切换。泵控制单元12a根据作为目标的泵容积来调节切换电路4a与形状记忆合金线5a侧连接的期间(图6的时间AB间和时间DE间)。

在第1实施方式中，由于使用了分别驱动微泵50a和微阀51a的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，所以从图2的状态成为图3的状态所需的向形状记忆合金线的投入功率均相等。

因此，图6的时间AB间和时间DE间的最大时间成为图6的时间AC间和时间DF间的时间以下。在图6的时间AB间和时间DE间，施加于泵驱动单元7a的两端的电压为直流电源2的电压V的大致一半。

施加于阀驱动单元10a的两端的电压在图6的时间AB间和时间DE间为直流电源2的电压V的大致一半，在图6的时间BC间和时间EF间为直流电源2的电压V。

若将图6的时间AC间和时间DF间的间隔设定为在电压V/2下成为图3的状态，则按压部件23在图6的时间BC间和时间EF间与电压成为V相应地从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。另一方面，电压成为V的期间平均功率为电压V/2时的4倍，因此，若阀控制单元11a进行调节以使得图6的时间BC间和时间EF间的间隔成为1/4，则平均功率量始终一定，能够使图3的状态得到维持。

作为一例，在形状记忆合金线5a、9a、9b、9c、9d的长度为10mm，线径为150μm、直流电源2的电压为1V时，用于向形状记忆合金线5a投入与0.21V的连续通电相同的功率的负载比成为18％左右，能够无电阻所引起的损失地，使能够用于控制泵容积的负载比的范围成为4倍。

<效果>

根据第1实施方式的结构，仅在向微阀驱动用的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的任一条通电时，向微泵驱动用的形状记忆合金线5a通电。因此，对于接通、断开动作的微阀45a、45b、45c、45d，在需要容积控制的微泵43a的驱动时，通过由微阀动作用的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的电阻进行分压后的直流电源2的电压，使微泵动作用的形状记忆合金线5a驱动。其结果，泵容积的控制变得容易。另外，由于通过与驱动的微阀45a、45b、45c、45d对应的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d的电阻实现了分压，所以也不会产生无谓的损失。因此，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的流体输送装置1a。

以下，进一步详细说明第1实施方式的特征。在以下的说明中，对打开第1实施方式的液体输送装置1a所包括的微泵和微阀的方法进行说明。该方法包括步骤(a)和步骤(b)。

(步骤(a))

在步骤(a)中，如上所述，准备第1实施方式的液体输送装置1a。

(步骤(b))

在步骤(b)中，反复以下的步骤(b1)和步骤(b2)。

首先，在步骤(b1)中，将切换电路4a与形状记忆合金线5a连接，且将切换电路8a与形状记忆合金线9a连接。从电源单元2向这样串联连接的形状记忆合金线5a、9a施加一定时间的电压V。这与图6中的区间AB和区间DE对应。在形状记忆合金5a、9a具有相同的电阻的情况下，在形状记忆合金5a、9a施加1/2V的电压。

接着，在步骤(b2)中，将切换电路4a与铜线6a连接。切换电路8a保持与形状记忆合金线9a连接的状态。这样，铜线6a和形状记忆合金线9a电串联连接。从电源单元2供给的电压V施加于形状记忆合金线9a，但不施加于形状记忆合金线5a。因此，向形状记忆合金线9a施加V的电压。这与图6中区间BC和区间EF对应。

反复进行这些步骤(b1)和步骤(b2)。

通常，形状记忆合金在加热时收缩，因此，通过电压的施加而被加热后的形状记忆合金收缩。如上述说明和图6可知，与形状记忆合金线5a相比，更多的电压施加于形状记忆合金线9a，因此，在反复步骤(b1)和步骤(b2)的过程中，首先微阀51a打开，接着微泵50a打开。这样，在不会白白损失电压的情况下，流体在液体输送装置1a中流动。当然，请留意，即使微泵50a打开，若微阀51a不打开，则流体也不流动。

(步骤(b3)和步骤(b4))

在为了不使形状记忆合金线9a过度地加热的休止时间、在反应部44a进行反应的期间、在检测部46a、46b、46c进行检测的期间，可以使开关电路3a断开。这与图6中的区间CD和区间FG对应。这样，在步骤(b2)之后，通过使开关电路3a断开，从而将从电源单元2向泵驱动单元7a和阀驱动单元10a流动的电流切断。这与图6中的时刻C和时刻F对应。然后，通过使开关电路3a接通，从而将从电源单元2向泵驱动单元7a和阀驱动单元10a流动的电流接通。这与图6中的时刻D和时刻G对应。

此外，通常，形状记忆合金在冷却时伸长，通过不施加电压的状态的持续，微泵50a和微阀51a通过图2的压缩弹簧26的力而自然(自动)关闭。

此外，在第1实施方式中，虽然以图1的顺序将直流电源2、开关电路3、泵驱动单元7a以及阀驱动单元10a串联配置，但不限于此，也可以以任意的顺序串联配置。同样，关于泵驱动单元7a内或阀驱动单元10a内的串联配置，也可以以任意的顺序进行串联配置。

此外，在第1实施方式中，虽然将4根微阀驱动用的形状记忆合金线9a、9b、9c、9d并联配置，但不限于此，也可以根据在驱动的流体装置中使用的微阀的个数来变更切换的形状记忆合金线的根数。

此外，在第1实施方式中，虽然通过切换电路4a来切换形状记忆合金线5a与铜线6a的连接，但不限于此，也可以在维持与形状记忆合金线5a的连接的状态下对与铜线6a的连接进行接通、断开。

此外，在第1实施方式中，虽然在使用了形状记忆合金线的驱动机构中使用直线状的形状记忆合金线21，但不限于此，也可以为螺旋状的形状记忆合金线。

此外，在第1实施方式中，虽然为了使形状记忆合金线21产生伸长方向的张力而使用螺旋状的压缩弹簧26，但不限于此，也可以利用产生同样的作用效果的所有公知的弹性机构。

此外，在第1实施方式中，虽然通过由形状记忆合金线21驱动的按压部件23来直接使树脂膜30变形，但不限于此，也可以经由所有公知的机构间接地使树脂膜30变形。在该情况下，也可以使动作方向反转而从如第1实施方式的常闭的动作变更为常开的动作。

此外，在第1实施方式中，虽然是在最初向反应部44a输送液体时直接使用与排出部47a连接的微阀45d的结构，但不限于此，也可以是打开微阀45a、45b、45c的任一方来最初向反应部44a输送液体，而不使用微阀45d的结构。

此外，在第1实施方式中，虽然以每次相同的容积变化模式在每个循环中进行微泵43a的动作，但不限于此，也可以根据流体装置的结构而使用最大容积或变化时间不同的容积变化模式，或者进行多个泵动作。

此外，在第1实施方式中，虽然同时进行反应部44a中的反应处理和检测部46a、46b中的判定处理，但不限于此，可以在进行一方的处理之后再进行另一方的处理。

此外，在第1实施方式中，虽然使用了分别驱动微泵50a和微阀51a的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，但不限于此，只要是在实际的动作环境下图6的时间AB间和时间DE间的最大时间成为图6的时间AC间和时间DF间的时间以下的结构，则就算使用各不相同的驱动机构也同样能够实施。

(第2实施方式)

<结构>

图7示出作为本发明的第2实施方式中的微泵和微阀的驱动装置的一例发挥功能的流体输送装置1b的概略。

流体输送装置1b至少具备泵驱动单元7b、阀驱动单元10b、阀驱动单元10c、电源单元、开关单元、阀控制单元11b以及泵控制单元12b。流体输送装置1b中，电源单元、开关单元、泵驱动单元7b、阀驱动单元10b以及阀驱动单元10c串联连接。

流体输送装置1b由作为电源单元的一例的直流电源2驱动。仅在与直流电源2连接的作为开关单元的一例的开关电路3接通的情况下，在流体输送装置1b中流动电流。此时，来自直流电源2的电流也在与开关电路3串联连接的泵驱动单元7b和阀驱动单元10b、10c中流动。

泵驱动单元7b由作为第1切换开关单元的一例的切换电路4b、作为第1形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线5b以及作为配线单元的一例的铜线6b构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路4b选择出的形状记忆合金线5b和铜线6b的任一条中流动。使用铜线作为配线单元的一例，从电阻少的角度来看是优选的。但是，不限于此，也可以使用其他导电性物质来实现配线单元的短路。

另外，阀驱动单元10b由作为第2切换开关单元的一例的切换电路8b和作为第2形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线9e、9f构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路8b选择出的形状记忆合金线9e、9f的任一条中流动。

另外，阀驱动单元10c由作为第2切换开关单元的一例的切换电路8c和作为第2形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线9g、9h构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路8c选择出的形状记忆合金线9g、9h的任一条中流动。

通过使用图7的形状记忆合金线5b构成微泵50b，使用形状记忆合金线9e、9f分别构成微阀51b，使用形状记忆合金线9g、9h分别构成微阀51c，流体输送装置1b作为具备微泵50b和微阀51b、51c的驱动装置的一例发挥功能。

作为阀控制单元的一例的阀控制单元11b构成为分别独立地对开关电路3和切换电路8b、8c的动作进行控制。另外，作为泵控制单元的一例的泵控制单元12b构成为根据阀控制单元11b的动作状态来控制切换电路4b的动作。

通过使用图7的形状记忆合金线5b构成与第1实施方式的微泵50a同样的微泵50b，使用形状记忆合金线9e、9f、9g、9h分别构成分别与第1实施方式的微阀51a同样的微阀51b、51c，流体输送装置1b作为具备微泵50b和微阀51b、51c的驱动装置发挥功能。

此外，在第2实施方式中，使用了分别驱动微泵50b和微阀51b、51c的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造及作用。这在容易设计方面和即使切换所驱动的微阀、特性也不会变化方面是优选的。

图8示出使用了流体输送装置1b的微流体设备41b的概略。如图8所示，微流体设备41b中，储液部42b、微泵43b、第1反应部44b、微阀45e、第2反应部44c、微阀45g、45h、检测部46d以及排出部47b大致以该顺序连接。此外，微阀45f和45h不经由检测部等地与排出部47b连接。微泵43b由微泵50b构成。微阀45e、45f由微阀51b构成。微阀45g、45h由微阀51c构成。储液部42b、第1反应部44b、第2反应部44c、检测部46d以及排出部47b分别配置在流路基板29上。

微流体设备41b在打开了由形状记忆合金线9f驱动的微阀45f的状态下，使由形状记忆合金线5b驱动的微泵43b动作，将储存于设置在流路基板29上的储液部42b的液体输送到第1反应部44b。在第1反应部44b进行了反应处理后的液体，通过由形状记忆合金线9e驱动的微阀45e和由形状记忆合金线9h驱动的微阀45h打开，从而通过微泵43b的动作被输送到第2反应部44c。

在第2反应部44c进行了追加的反应处理后的液体，通过微阀45e和由形状记忆合金线9g驱动的微阀45g打开，从而通过微泵43b的动作被输送到检测部46d。由此，在检测部46d进行执行了在第1反应部44b和第2反应部44c中的2种反应处理后的判定处理。通过检测部46d或微阀45f或45h后的液体被排出到排出部47b。

图9示出微流体设备41b的动作的时间图。

微流体设备41b，最初(图9的从送液开始到时间A的期间，例如20秒)，在打开微阀45f、45h之后，进行由使微泵43b的容积(相当于图2和图3的内部空间32的容积)增加的吸入动作和使微泵43b的容积减少的排出动作构成的泵动作。其结果，从储液部42b经由微泵43b向第1反应部44b供给液体，然后，关闭微阀45f。

接着(图9的时间AB间，例如5分)，在第1反应部44b进行反应处理。

接着(图9的时间BC间，例如20秒)，在打开微阀45e、45h之后，进行微泵43b的泵动作，将在第1反应部44b中被反应处理后的液体输送到第2反应部44c，然后关闭微阀45e、45h。

接着(图9的时间CD间，例如5分)，在第2反应部44c进行第2次的反应处理。

接着(图9的时间DE间，例如20秒)，在打开微阀45e、45g之后，进行微泵43b的泵动作，将在第2反应部44c中被反应处理后的液体输送到检测部46d，然后关闭微阀45e、45g。

接着(图9的时间EF间，例如1分)，在检测部46d进行判定处理。

接着，对该流体输送装置1b的作用进行说明。

在图9的微流体设备41b的动作中，构成为：在微泵43b进行泵动作时，微阀45e或45f、以及微阀45g或45h的任意2个一定打开。即，向驱动微泵43b的形状记忆合金线5b通电的期间一定包含于向用于驱动微阀45e或45f、以及微阀45g或45h的形状记忆合金线9e或9f、以及形状记忆合金线9g或9h的任意2个通电的期间。

图10示出表示微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图。

阀控制单元11b按照图9的时间图，操作切换电路8b以使得向形状记忆合金线9e、9f中与想要使其动作的微阀对应的形状记忆合金线通电，并且操作切换电路8c以使得向形状记忆合金线9g、9h中与想要使其动作的微阀对应的形状记忆合金线通电。

然后，通过使开关电路3接通、断开，向阀驱动单元10b、10c间歇地进行通电，打开作为目标的微阀45e或45f和微阀45g或45h的任意2个。阀控制单元11b将图10的时间AD间和时间DG间分别作为1个周期(例如1毫秒)，在投入为使微阀为打开的平均功率的期间(图10的时间AC间和时间DF间)，分别使开关电路3接通。

此时，即使在切换电路4b成为形状记忆合金线5b侧的期间成为最大的状态下，也在投入为使微阀为打开的平均功率的期间使开关电路3接通，能够与微泵的状态无关地以一定的定时使开关电路3动作，因而是优选的。

在该情况下，若切换电路4b成为形状记忆合金线5b侧的期间变短，则投入的平均功率增加，因此按压部件23会从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。另外，切换电路4b与形状记忆合金线5b侧连接的期间(图10的时间AB间和时间DE间)越短，则使开关电路3成为接通的期间(图10的时间AC间和时间DF间)越短，从投入微阀打开所需的平均功率、抑制无谓的消耗功率的角度来看是优选的。

泵控制单元12b与阀控制单元11b使开关电路3动作的定时同步，使切换电路4b在形状记忆合金线5b与铜线6b之间进行切换。泵控制单元12b根据作为目标的泵容积来调节切换电路4b与形状记忆合金线5b侧连接的期间(图10的时间AB间和时间DE间)。在第2实施方式中，由于使用了分别驱动微泵50b和微阀51b、51c的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，所以从图2的状态成为图3的状态所需的向形状记忆合金线的投入功率均相等。

因此，图10的时间AB间和时间DE间的最大时间成为图10的时间AC间和时间DF间的时间以下。在图10的时间AB间和时间DE间，在泵驱动单元7b的两端施加的电压成为直流电源2的电压V的大致1/3。

施加于阀驱动单元10b、10c的两端的电压，在图10的时间AB间和时间DE间成为直流电源2的电压V的大致1/3，在图10的时间BC间和时间EF间成为直流电源2的电压V的大致2/3。若将图10的时间AC间和时间DF间的间隔设定为在电压V/3下成为图3的状态，则按压部件23在图10的时间BC间和时间EF间与电压成为V/2相应地从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。

另一方面，电压成为V/2的期间成为平均功率为电压V/3时的2.25倍，因此，若阀控制单元11b进行调节以使得图10的时间BC间和时间EF间的间隔成为1/2.25，则平均功率量始终一定，使图3的状态得到维持。

作为一例，在形状记忆合金线5b、9e、9f、9g、9h的长度为10mm、线径为150μm、直流电源2的电压为1V时，用于向形状记忆合金线5b投入与0.21V的连续通电相同的功率的负载比成为40％左右，能够无电阻引起的损失地，使能够用于控制泵容积的负载比的范围成为9倍。

<效果>

根据第2实施方式的结构，仅在向微阀驱动用的形状记忆合金线9e或9f、以及微阀驱动用的形状记忆合金线9g或9h的任意2个通电时，向微泵驱动用的形状记忆合金线5b通电。因此，对于接通、断开动作的微阀45e、45f、45g、45h，在需要容积控制的微泵43b的驱动时，通过由微阀动作用的形状记忆合金线9e、9f、9g、9h的电阻进行分压后的直流电源2的电压，使微泵动作用的形状记忆合金线5b驱动。

其结果，泵容积的控制变得容易。另外，由于通过与驱动的微阀45e、45f、45g、45h对应的形状记忆合金线9e、9f、9g、9h的电阻实现了分压，所以也不会产生无谓的损失。因此，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的流体输送装置1b。

以下，进一步详细说明第2实施方式的特征。在第2实施方式中，如图7所示，液体输送装置1b还具备阀驱动单元10c。阀驱动单元10c与阀驱动单元10b串联连接。与阀驱动单元10b同样，阀驱动单元10c也具备多条形状记忆合金线9g、9h、伴随形状记忆合金线9g、9h各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀51c、以及使形状记忆合金线9g、9h的任一条成为可通电状态的切换电路8c。

泵驱动单元7b和阀驱动单元10b分别与第1实施方式中的泵驱动单元7a和阀驱动单元10a相同。因此，泵驱动单元7b和阀驱动单元10b的动作也分别与第1实施方式中的泵驱动单元7a和阀驱动单元10a的动作相同。因此，以下，对阀驱动单元10c的动作进行说明。

在第2实施方式的步骤(b1)中，经由切换电路8c从多个微阀51c中选择1条形状记忆合金线9g。对选择出的形状记忆合金线9g在一定时间期间施加从电源单元2供给的电压。这样，选择出的形状记忆合金线9g被加热。这与图10中的区间AB和区间DE对应。

在步骤(b2)中，也对选择出的形状记忆合金线9g施加从电源单元2供给的电压。这样，选择出的形状记忆合金线9g被加热。这与图10中的区间BC和区间EF对应。

在反复步骤(b1)和步骤(b2)的过程中，首先微阀51b、51c打开，接着微泵50b打开。这样，与第1实施方式的情况同样，在第2实施方式中，也在不会白白损失电压的情况下，流体在液体输送装置1b中流动。

此外，在第2实施方式中，虽然以图7的顺序将直流电源2、开关电路3、泵驱动单元7b以及阀驱动单元10b、10c串联配置，但不限于此，也可以以任意的顺序串联配置。同样，关于泵驱动单元7b内或阀驱动单元10b、10c内的串联配置，也可以以任意的顺序串联配置。

此外，在第2实施方式中，虽然将2根微阀驱动用的形状记忆合金线并联配置，但不限于此，也可以与在驱动的流体装置中使用的微阀的个数相配合地变更切换的形状记忆合金线的根数。

此外，在第2实施方式中，虽然通过切换电路4b来切换形状记忆合金线5b与铜线6b的连接，但不限于此，也可以在维持与形状记忆合金线5b的连接的状态下对向铜线6b的连接进行接通、断开。

此外，在第2实施方式中，虽然在直到图9的时间A的期间打开阀45h，但这即使置换为阀45g也同样能够实施。

此外，在第2实施方式中，虽然以每次相同的容积变化模式在每个循环中进行微泵43b的动作，但不限于此，也可以根据流体装置的结构而使用最大容积或变化时间不同的容积变化模式，或者进行多个泵动作。

此外，在第2实施方式中，虽然使用了分别驱动微泵50b和微阀51b、51c的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，但不限于此，只要是在实际的动作环境下图10的时间AB间和时间DE间的最大时间成为图10的时间AC间和时间DF间的时间以下的结构，则就算使用各不相同的驱动机构也同样能够实施。

(第3实施方式)

<结构>

图11示出作为本发明第3实施方式中的微泵和微阀的驱动装置的一例发挥功能的流体输送装置1c的概略。

流体输送装置1c至少具备泵驱动单元7c、阀驱动单元10d、电源单元、开关单元、阀控制单元11c以及泵控制单元12c。流体输送装置1c中，泵驱动单元7c、阀驱动单元10d、电源单元以及开关单元串联连接。

流体输送装置1c由作为电源单元的一例的直流电源2驱动。仅在与直流电源2连接的作为开关单元的一例的开关电路3接通的情况下，在流体输送装置1c中流动电流。此时，来自直流电源2的电流也在与开关电路3串联连接的泵驱动单元7c和阀驱动单元10d中流动。

泵驱动单元7c由作为第1切换开关单元的一例的切换电路4c、作为第1形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线5c、5d、以及作为配线单元的一例的铜线6c构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路4c选择出的形状记忆合金线5c、5d以及铜线6c的任一条中流动。使用铜线作为配线单元的一例，在电阻少的方面是优选的。但是，不限于此，也可以使用其他导电性物质来实现配线单元的短路。

另外，阀驱动单元10d由作为第2切换开关单元的一例的切换电路8d和作为第2形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线9i、9j构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路8d选择出的形状记忆合金线9i和9j的任一条中流动。

通过使用图11的形状记忆合金线5c、5d构成微泵50c、使用形状记忆合金线9i、9j分别构成微阀51d，流体输送装置1c作为具备微泵50c和微阀51d的驱动装置的一例发挥功能。

作为阀控制单元的一例的阀控制单元11c构成为分别独立地控制开关电路3和切换电路8d的动作。另外，作为泵控制单元的一例的泵控制单元12c构成为根据阀控制单元11c的动作状态来控制切换电路4c的动作。

通过使用图11的形状记忆合金线5c、5d构成与第1实施方式的微泵50a同样的微泵50c、使用形状记忆合金线9i、9j分别构成与第1实施方式的微阀51a同样的微阀51d，流体输送装置1c作为具备微泵50c和微阀51d的驱动装置发挥功能。

此外，在第3实施方式中，使用了分别驱动微泵50c和微阀51d的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用。这在容易设计这一点和即使切换所驱动的微阀、特性也不会变化的方面是优选的。

图12示出使用了流体输送装置1c的微流体设备41c的概略。如图12所示，微流体设备41c中，储液部42c、微泵43c、43d、反应部44d、微阀45i、45j、检测部46e以及排出部47c大致以该顺序连接。此外，微阀45j不经由检测部等地与排出部47c连接。微泵43c、43d由微泵50c构成。微阀45i、45j由微阀51d构成。储液部42c、反应部44d、检测部46e以及排出部47c分别配置在流路基板29上。

微流体设备41c在将由形状记忆合金线9j驱动的微阀45j打开的状态下，使由形状记忆合金线5c驱动的微泵43c或由形状记忆合金线5d驱动的微泵43d动作，将储存于设置在流路基板29上的储液部42c的液体输送到反应部44d。在反应部44d进行了反应处理后的液体，通过由形状记忆合金线9i驱动的微阀45i打开，从而通过微泵43c的动作被输送到检测部46e。由此，在检测部46e进行判定处理。通过检测部46e或微阀45j后的液体被排出到排出部47c。

图13示出微流体设备41c的动作的时间图。

微流体设备41c，最初(图13的从送液开始到时间A的期间，例如20秒)，在打开微阀45j之后，进行由使微泵43c的容积(相当于图2和图3的内部空间32的容积)增加的吸入动作和使微泵43c的容积减少的排出动作构成的泵动作。其结果，从储液部42c经由微泵43c向反应部44d开始供给液体。

接着(图13的时间AB间，例如20秒)，进行由使微泵43d的容积(相当于图2和图3的内部空间32的容积，但最大容积比微泵43c小，例如为1/10的容积)增加的吸入动作和使微泵43d的容积减少的排出动作构成的泵动作。其结果，从储液部42c经由微泵43d向反应部44d输送精密的量的液体，不多不少地向反应部44d供给，然后关闭微阀45j。

接着(图13的时间BC间，例如5分)，在反应部44d进行反应处理。

接着(图13的时间CD间，例如20秒)，在打开微阀45i之后，进行微泵43c的泵动作，将在反应部44d中被反应处理后的液体输送到检测部46e，然后关闭微阀45i。

接着(图13的时间DE间，例如1分)，在检测部46e进行判定处理。

接着，对该流体输送装置1c的作用进行说明。

在图13的微流体设备41c的动作中，具有在微泵43c、43d进行泵动作时，微阀45i和45j的任一方一定为打开的结构。即，向驱动微泵43c的形状记忆合金线5c或驱动微泵43d的形状记忆合金线5d通电的期间一定会包含于向用于驱动微阀45i和45j的形状记忆合金线9i和9j的任一条通电的期间。

图14示出表示微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图。

阀控制单元11c按照图13的时间图来操作切换电路8d，以使得向形状记忆合金线9i、9j中与想要使其动作的微阀对应的形状记忆合金线通电。然后，通过使开关电路3接通、断开，从而向阀驱动单元10d间歇地进行通电，打开作为目标的微阀45i和45j的任一方。

阀控制单元11c将图14的时间AD间和时间DG间分别作为1个周期(例如1毫秒)，在投入为使微阀为打开的平均功率的期间(图14的时间AC间和时间DF间)，分别使开关电路3接通。此时，即使在切换电路4d成为形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d侧的期间成为最大的状态下，也在投入为使微阀为打开的平均功率的期间使开关电路3接通，能够不论微泵的状态如何都能以一定的定时使开关电路3动作，因而是优选的。

在该情况下，若切换电路4c成为形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d侧的期间变短，则投入的平均功率增加，因此按压部件23会从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。

另外，：切换电路4c与形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d侧连接的期间(图14的时间AB间和时间DE间)越短，则使开关电路3接通的期间(图14的时间AC间和时间DF间)越短，从投入微阀打开所需的平均功率、在抑制无谓的消耗功率来说是优选的。

与阀控制单元11c使开关电路3动作的定时同步地，泵控制单元12c使切换电路4c在形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d与铜线6c之间进行切换。泵控制单元12c根据作为目标的泵容积来调节切换电路4c与形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d侧连接的期间(图14的时间AB间和时间DE间)。

在第3实施方式中，由于使用了分别驱动微泵50c和微阀51d的形状记忆合金线的驱动机构除了微泵43d的容积以外全都具有相同的构造和作用，所以从图2的状态成为图3的状态所需的向形状记忆合金线的投入功率均相等。

因此，图14的时间AB间和时间DE间的最大时间成为图14的时间AC间和时间DF间的时间以下。在图14的时间AB间和时间DE间，施加于泵驱动单元7d的两端的电压成为直流电源2的电压V的大致一半。

施加于阀驱动单元10d的两端的电压在图14的时间AB间和时间DE间成为直流电源2的电压V的大致一半，在图14的时间BC间和时间EF间成为直流电源2的电压V。若将图14的时间AC间和时间DF间的间隔设定为在电压V/2下成为图3的状态，则按压部件23在图14的时间BC间和时间EF间与电压成为V相应地从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。

另一方面，由于电压成为V的期间成为平均功率为电压V/2时的4倍，所以若阀控制单元11c进行调节以使得图14的时间BC间和时间EF间的间隔成为1/4，则平均功率量始终一定，能够使图3的状态得到维持。

作为一例，在形状记忆合金线5c、5d、9i、9j的长度为10mm、线径为150μm、直流电源2的电压为1V时，用于向形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d投入与0.21V的连续通电相同的功率的负载比成为18％左右，能够无电阻引起的损失地，使能够用于控制泵容积的负载比的范围成为4倍。

<效果>

根据第3实施方式的结构，仅在向微阀驱动用的形状记忆合金线9i和9j的任一条通电时，向微泵驱动用的形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d通电。因此，对于接通、断开动作的微阀45i、45j，在需要容积控制的微泵43c或微泵43d的驱动时，通过由微阀动作用的形状记忆合金线9i、9j的电阻进行分压后的直流电源2的电压，使微泵动作用的形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d驱动。

其结果，泵容积的控制变得容易。另外，由于通过与驱动的微阀45i、45j对应的形状记忆合金线9i、9j的电阻实现了分压，所以也不会产生无谓的损失。因此，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的流体输送装置1c。

以下，进一步详细说明第3实施方式的特征。在第3实施方式中，如图11所示，泵驱动单元7c具有多个微泵50c。换言之，一个微泵50c具备形状记忆合金线5c，伴随其伸缩而进行泵动作。另一微泵50c具备形状记忆合金线5d，伴随其伸缩而进行泵动作。

切换电路4c选择形状记忆合金线5c、5d和铜线6c的任一条。在第3实施方式的步骤(b1)中，切换电路4c选择形状记忆合金线5c、5d的任一条。在图11中，选择了形状记忆合金线5c。切换电路8d选择形状记忆合金线9i、9j的任一条。在图11中，选择了形状记忆合金线9i。从电源单元2供给的电压在一定时间期间施加于这样选择出的形状记忆合金线5c、9i。由此，选择出的形状记忆合金线5c、9i被加热。这与图14中的区间AB和区间DE对应。

接着，在步骤(b2)中，将切换电路4c与铜线6c连接。切换电路8d保持与形状记忆合金线9i连接的状态。这样，铜线6a和形状记忆合金线9i电串联连接。从电源单元2供给的电压V施加于形状记忆合金线9i，但不施加于形状记忆合金线5c。因此，对形状记忆合金线9i施加V的电压。这与图14中的区间BC和区间EF对应。

在反复步骤(b1)和步骤(b2)的过程中，首先微阀51d打开，接着微泵50c打开。这样，与第1实施方式的情况同样，第3实施方式中，也在不会白白损失电压的情况下，向液体输送装置1c流入流体。

此外，在第3实施方式中，虽然以图11的顺序将直流电源2、开关电路3、泵驱动单元7c以及阀驱动单元10d串联配置，但不限于此，也可以以任意的顺序串联配置。同样，关于泵驱动单元7c内或阀驱动单元10d内的串联配置，也可以以任意的顺序串联配置。

此外，在第3实施方式中，虽然将2根微阀驱动用的形状记忆合金线并联配置，但不限于此，也可以根据在驱动的流体装置中使用的微阀的个数变更切换的形状记忆合金线的根数。

此外，在第3实施方式中，虽然通过切换电路4c来切换形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d与铜线6c的连接，但不限于此，也可以在维持与形状记忆合金线5c或形状记忆合金线5d的连接的状态下对向铜线6c的连接进行接通、断开。

此外，在第3实施方式中，虽然以每次相同的容积变化的模式在每个循环中进行微泵43c或微泵43d的动作，但不限于此，也可以根据流体装置的结构而使用最大容积或变化时间不同的容积变化模式，或者进行多个泵动作。

此外，在第3实施方式中，虽然使用了分别驱动微泵50c和微阀51d的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，但不限于此，只要构成为在实际的动作环境下图14的时间AB间和时间DE间的最大时间成为图14的时间AC间和时间DF间的时间以下，则就算使用各不相同的驱动机构也同样能够实施。

此外，在第3实施方式中，虽然将形状记忆合金线5c、形状记忆合金线5d、铜线6c并联配置并通过一个切换电路4c来进行切换，但即使是串联配置有多个如下的驱动单元的结构，也能够实现等价的动作，所以同样能够实施，所述驱动单元通过切换电路来对形状记忆合金线和铜线并联配置而得到的结构进行切换。

(第4实施方式)

<结构>

图15示出作为本发明第4实施方式中的微泵和微阀的驱动装置的一例发挥功能的流体输送装置1d的概略。

流体输送装置1d至少具备泵驱动单元7d、7e、阀驱动单元10e、电源单元、开关单元、阀控制单元11d以及泵控制单元12d。流体输送装置1d中，泵驱动单元7d、7e、阀驱动单元10d、电源单元以及开关单元串联连接。

流体输送装置1d由作为电源单元的一例的直流电源2驱动。仅在与直流电源2连接的作为开关单元的一例的开关电路3接通的情况下，在流体输送装置1d中流动电流。此时，来自直流电源2的电流也在与开关电路3串联连接的泵驱动单元7d、7e和阀驱动单元10e中流动。

泵驱动单元7d由作为第1切换开关单元的一例的切换电路4d、作为第1形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线5e、作为电阻配线单元的一例的电阻13a、以及作为配线单元的一例的铜线6d构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路4d选择出的形状记忆合金线5e、电阻13a以及铜线6d的任一条中流动。

泵驱动单元7e由作为第1切换开关单元的一例的切换电路4e、作为第1形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线5f、作为电阻配线单元的一例的电阻13b、以及作为配线单元的一例的铜线6e构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路4e选择出的形状记忆合金线5f、电阻13b以及铜线6e的任一条中流动。

电阻13a、13b各自的电阻值分别与形状记忆合金线5e、5f的电阻值大致相等。使用铜线作为配线单元的一例，在电阻少这一点上是优选的。但是，不限于此，也可以使用其他导电性物质来实现配线单元的短路。

另外，阀驱动单元10e由作为第2切换开关单元的一例的切换电路8e和作为第2形状记忆合金线的一例的线状的形状记忆合金线9k、9l构成。来自直流电源2的电流构成为在由切换电路8e选择出的形状记忆合金线9k和9l的任一条中流动。

通过使用图15的形状记忆合金线5e构成微泵50d，使用形状记忆合金线5f构成微泵50e，使用形状记忆合金线9k、9l分别构成微阀51e，流体输送装置1d作为具备微泵50d、50e和微阀51e的驱动装置的一例发挥功能。

作为阀控制单元的一例的阀控制单元11d构成为分别独立地控制开关电路3和切换电路8e的动作。另外，作为泵控制单元的一例的泵控制单元12d构成为根据阀控制单元11d的动作状态来控制切换电路4d的动作。

通过使用图15的形状记忆合金线5e、5f构成与第1实施方式的微泵50a同样的微泵50d、50e，使用形状记忆合金线9k、9l分别构成与第1实施方式的微阀51a同样的微阀51e，流体输送装置1d作为具备微泵50d、50e和微阀51e的驱动装置发挥功能。

此外，在第4实施方式中，使用了分别驱动微泵50d、50e和微阀51e的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用。这在容易设计这一点或者即使切换所驱动的微阀、特性也不会变化这一点上是优选的。

图16示出使用了流体输送装置1d的微流体设备41d的概略。如图16所示，微流体设备41d中，储液部42d、42e、微泵43e、43f、混合部48、反应部44e、微阀45k、45l、检测部46f以及排出部47d大致以该顺序连接。此外，微阀45l不经由检测部等地与排出部47d连接。微泵43e、43f分别由微泵50d、50e构成。微阀45k、45l由微阀51e构成。储液部42d、42e、混合部48、反应部44e、检测部46f以及排出部47d分别配置在流路基板29上。

微流体设备41d在将由形状记忆合金线9l驱动的微阀45l打开的状态下，使由形状记忆合金线5e驱动的微泵43e动作，将存储于设置在流路基板29上的储液部42d的液体经由混合部48输送到反应部44d。另外，在将微阀45l打开的状态下，使由形状记忆合金线5f驱动的微泵43f动作，将储存于设置在流路基板29上的储液部42e的液体经由混合部48输送到反应部44d。在混合部48中，由微泵43e输送的液体和由微泵43f输送的液体合流，2个液体通过扩散而混合。在反应部44e进行了反应处理后的液体，通过由形状记忆合金线9k驱动的微阀45k打开，从而通过微泵43e的动作被输送到检测部46f。由此，在检测部46f进行判定处理。通过检测部46f或微阀45l后的液体被排出到排出部47d。

图17示出微流体设备41d的动作的时间图。

微流体设备41d，最初(图17的从送液开始到时间A的期间，例如20秒)，在打开微阀45l之后，进行由使微泵43e的容积(相当于图2和图3的内部空间32的容积)增加的吸入动作和使微泵43e的容积减少的排出动作构成的泵动作。其结果，从储液部42d经由微泵43e和混合部48向反应部44e供给液体。

接着(图17的时间AB间，例如20秒)，进行由使微泵43f的容积(相当于图2和图3的内部空间32的容积)增加的吸入动作和使微泵43f的容积减少的排出动作构成的泵动作，从储液部42e经由微泵43f和混合部48向反应部44e供给液体。

接着(图17的时间BC间，例如20秒)，同时进行微泵43e的泵动作和微泵43f的泵动作，将储液部42d的液体与储液部42e的液体的混合液经由混合部48供给到反应部44e，然后关闭微阀45l。此时，使微泵43f的泵动作中的容积变化比微泵43e的泵动作中的容积变化小(例如小至1/3)。由此，储液部42d的液体和储液部42e的液体以不同的比率(例如3：1)混合。在同时进行微泵43e的泵动作和微泵43f的泵动作之前分别进行各自的泵动作，经由混合部48到达反应部44e为止充满液体，因此供给的混合液的比率稳定，所以是优选的。

接着(图17的时间CD间，例如5分)，在反应部44e进行反应处理。

接着(图17的时间DE间，例如20秒)，在打开微阀45k之后，进行微泵43e的泵动作，将在反应部44e中被反应处理后的液体输送到检测部46f，然后关闭微阀45k。

接着(图17的时间EF间，例如1分)，在检测部46f进行判定处理。

接着，对该流体输送装置1d的作用进行说明。

在图17的微流体设备41d的动作中，具有在微泵43e、43f进行泵动作时，微阀45k和45l的任一方就一定为打开的结构。即，向驱动微泵43e的形状记忆合金线5e或驱动微泵43f的形状记忆合金线5f通电的期间一定会包含于向用于驱动微阀45k和45l的形状记忆合金线9k和9l的任一条通电的期间。

图18示出表示微泵和微阀驱动时的通电状态的时间图。这是2台微泵43e、43f同时动作的图17的时间BC间的时间图。

在直到图17的时间A的期间，通过将切换电路4e与铜线6e连接，从而成为与微泵仅为1台的图14同样的时间图。另外，在图17的时间AB间，通过将切换电路4d与铜线6d连接，从而成为微泵仅为1台的图14同样的时间图。无论在哪种情况下都不使用电阻13a、13b。

阀控制单元11d按照图17的时间图来操作切换电路8e，以使得向形状记忆合金线9k、9l中与想要使其动作的微阀对应的形状记忆合金线通电。然后，通过使开关电路3接通、断开，向阀驱动单元10e间歇地进行通电，打开作为目标的微阀45k和45l的任一方。

阀控制单元11d将图18的时间AE间和时间EI间分别作为1个周期(例如1毫秒)，在投入为使微阀为打开的平均功率的期间(图18的时间AD间和时间EH间)，分别使开关电路3接通。此时，即使在切换电路4d成为形状记忆合金线5e侧的期间或切换电路4e成为形状记忆合金线5f侧的期间成为最大的状态下，也在投入为使微阀为打开的平均功率的期间使开关电路3接通，能够不论微泵的状态如何都能够以一定的定时使开关电路3动作，因而是优选的。

在该情况下，若切换电路4d成为铜线6d期间或切换电路4e成为铜线6e的期间变长，则投入的平均功率增加，因此按压部件23会从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。

另外，切换电路4d成为铜线6d的期间或切换电路4e成为铜线6e的期间(图18的时间CD间和时间GH间)越长，则使开关电路3接通的期间(图18的时间AD间和时间EH间)越短，从投入微阀打开所需的平均功率、抑制无谓的消耗功率方面是优选的。

与阀控制单元11d使开关电路3动作的定时同步地，泵控制单元12d使切换电路4e在形状记忆合金线5e、电阻13a以及铜线6d之间进行切换，并且使切换电路4f在形状记忆合金线5f、电阻13b以及铜线6e之间进行切换。

泵控制单元12d根据作为目标的泵容积来调节切换电路4d与形状记忆合金线5e侧连接的期间(图18的时间AC间和时间EG间)或切换电路4e与形状记忆合金线5f侧连接的期间(图18的时间AB间和时间EF间)。

在第4实施方式中，由于微泵43e的容积变化比微泵43f的容积变化大，所以切换电路4d与形状记忆合金线5e侧连接的期间比切换电路4e与形状记忆合金线5f侧连接的期间长。在图18的时间BC间和时间FG间，不向形状记忆合金线5f通电，仅向形状记忆合金线5e通电，因此，通过切换电路4e与电阻13b连接，防止了施加于形状记忆合金线5e的电压的变动。

电阻13a在同时进行微泵43f的容积变化比微泵43e的容积变化大的动作的情况下使用，但图17的时间图的动作中不存在该状态，所以也可以省略。

在第4实施方式中，由于使用了分别驱动微泵50d、50e和微阀51e的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，所以为了成为图3的状态所需的向形状记忆合金线的投入功率均相等。

因此，图18的时间AC间和时间EG间的最大时间成为图18的时间AD间和时间EH间的时间以下。在图18的时间AB间和时间EG间，施加于泵驱动单元7d、7e的两端的电压成为直流电源2的电压V的大致1/3。施加于阀驱动单元10e的两端的电压在图18的时间AC间和时间EG间成为直流电源2的电压V的大致1/3，在图18的时间CD间和时间GH间成为直流电源2的电压V的大致一半。

若将图18的时间AD间和时间EH间的间隔设定为在电压V/3下成为图3的状态，则按压部件23在图18的时间CD间和时间GH间与电压成为V/2相应地从图3的状态上升，但作为阀的动作不成问题。另一方面，电压成为V/2的期间成为平均功率为电压V/3时的2.25倍，因此，若阀控制单元11d进行调节以使得图18的时间CD间和时间GH间的间隔成为1/2.25，则平均功率量始终一定，能够使图3的状态得到维持。

作为一例，在形状记忆合金线5e、5f、9k、9l的长度为10mm、线径为150μm、直流电源2的电压为1V时，用户向形状记忆合金线5e或形状记忆合金线5f投入与0.21V的连续通电相同的功率的负载比在图17的直到时间A的期间和图17的时间AB间成为18％左右，能够无电阻引起的损失地，使能够用于控制泵容积的负载比的范围成为4倍。另外，在图17的时间BC间负载比成为40％左右，能够仅以图18的时间BC间和时间FG间内的期间限定的电阻损失，使能够用于控制泵容积的负载比的范围成为9倍。

<效果>

根据第4实施方式的结构，仅在向微阀驱动用的形状记忆合金线9k和9l的任一条通电时，向微泵驱动用的形状记忆合金线5e或形状记忆合金线5f通电。因此，对于接通、断开动作的微阀45k、45l，在需要容积控制的微泵43e或微泵43f的驱动时，通过由微阀动作用的形状记忆合金线9k、9l的电阻进行分压后的直流电源2的电压，使微泵动作用的形状记忆合金线5e或形状记忆合金线5f驱动。

其结果，泵容积的控制变得容易。另外，由于通过与所驱动的微阀45k、45l对应的形状记忆合金线9k、9l的电阻实现了分压，所以也只是产生一部分无谓的损失。因此，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的流体输送装置1d。

以下，进一步详细说明第4实施方式的特征。在第4实施方式中，如图15所示，液体输送装置1d还具备泵驱动单元7e。泵驱动单元7e与泵驱动单元7d串联连接。与泵驱动单元7d同样，泵驱动单元7e具有形状记忆合金线5f、伴随第3形状记忆合金线5f的伸缩而进行泵动作的微泵50e、与第3形状记忆合金线5f并联配设的第2配线单元6e、以及对仅能够向形状记忆合金线5f通电的状态和能够向铜线6e的状态进行切换的第3切换电路4e。

泵驱动单元7d和阀驱动单元10e分别与第1实施方式中的泵驱动单元7a和阀驱动单元10a相同。因此，泵驱动单元7d和阀驱动单元10e的动作也分别与第1实施方式中的泵驱动单元7a和阀驱动单元10a的动作相同。因此，以下，对泵驱动单元7e的动作进行说明。

在步骤(b1)中，经由切换电路4e选择形状记忆合金线5f，从而将从电源单元2供给的电压在一定时间期间施加于形状记忆合金线5f。这样，对形状记忆合金线5f进行加热。这与图18中的区间AB和区间EF对应。

泵驱动单元7d、7e可以还分别具备电阻13a和电阻13b。电阻13a与形状记忆合金线5e和配线单元6d电并联。可以经由切换电路4d、4f选择电阻13a、13b。在选择电阻13b的情况下，形状记忆合金线5f不被加热。这与图18中的区间BC和区间FG对应。

在步骤(b2)中，经由切换电路4e选择配线单元6e。这与区间CD和区间GH对应。

在反复步骤(b1)和步骤(b2)的过程中，首先微阀51e打开，接着微泵50d、50e打开。这样，与第1实施方式的情况同样，在第4实施方式中，也在不会白白损失电压的情况下，向液体输送装置1d流入流体。

此外，在第4实施方式中，虽然以图15的顺序将直流电源2、开关电路3、泵驱动单元7d、7e以及阀驱动单元10e串联配置，但不限于此，也可以以任意的顺序串联配置。同样，关于泵驱动单元7d，7e内或阀驱动单元10e内的串联配置，也可以以任意的顺序串联配置。

此外，在第4实施方式中，虽然将2根微阀驱动用的形状记忆合金线并联配置，但不限于此，也可以与在驱动的流体装置中使用的微阀的个数相配合地变更所切换的形状记忆合金线的根数。

此外，在第4实施方式中，虽然通过切换电路4d来切换形状记忆合金线5e或电阻13a与铜线6d的连接，但不限于此，也可以在维持与形状记忆合金线5e或电阻13a的连接的状态下使向铜线6d的连接接通、断开。

此外，在第4实施方式中，虽然通过切换电路4e来切换形状记忆合金线5f或电阻13b与铜线6e的连接，但不限于此，也可以在维持与形状记忆合金线5f或电阻13b的连接的状态下对向铜线6e的连接进行接通、断开。

此外，在第4实施方式中，虽然以每次相同的容积变化模式在每个循环中进行微泵43e或微泵43f的动作，但不限于此，也可以根据流体装置的结构而使用最大容积或变化时间不同的容积变化模式，或者进行多个泵动作。

此外，在第4实施方式中，虽然使用了分别驱动微泵50d、50e和微阀51e的形状记忆合金线的驱动机构全都具有相同的构造和作用，但不限于此，只要是在实际的动作环境下图18的时间AC间和时间EG间的最大时间成为图18的时间AD间和时间EH间的时间以下的结构，则就算使用各不相同的驱动机构也同样能够实施。

此外，本发明不限于上述实施方式，可以以其他各种技术方案来实施。例如，作为第4实施方式的变形例，也可以如图19所示，从图15的各微泵50d、50e除去电阻13a、13b，具备多个泵驱动单元7d、7e，多个泵驱动单元7d、7e各自串联连接。

根据这样的结构，在多个微泵50d、50e始终同时驱动的状态下，能够得到容易实现泵容积的控制且损失少的微泵和微阀的驱动装置。

此外，通过适当组合上述各种各样的实施方式或变型例中的任意的实施方式或变形例，能够得到各自所具有的效果。

Claims (13)

1.一种微泵和微阀的驱动装置，具备：

泵驱动单元，其具有第1形状记忆合金线、伴随所述第1形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的微泵、与所述第1形状记忆合金线并联配设的配线单元、以及对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态和能够向所述配线单元通电的状态进行切换的第1切换开关单元；

阀驱动单元，其具有多条第2形状记忆合金线、伴随所述多条第2形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第2形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第2切换开关单元；

电源单元；

开关单元，其与所述泵驱动单元和所述阀驱动单元串联连接，对从所述电源单元向所述泵驱动单元和所述阀驱动单元流动的电流进行接通、断开；

阀控制单元，其对所述第2切换开关单元的状态和所述开关单元的接通、断开的频度进行控制；以及

泵控制单元，其对在所述开关单元接通的状态下所述第1切换开关单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间进行控制。

2.根据权利要求1所述的微泵和微阀的驱动装置，

具备多个所述阀驱动单元，

所述多个阀驱动单元串联连接。

3.根据权利要求1所述的微泵和微阀的驱动装置，

所述泵驱动单元分别具有多条所述第1形状记忆合金线和多个所述微泵，

所述第1切换开关单元对能够向所述多条第1形状记忆合金线的任一条或所述配线单元通电的状态进行切换。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的微泵和微阀的驱动装置，

具备多个所述泵驱动单元，

所述多个泵驱动单元串联连接。

5.根据权利要求4所述的微泵和微阀的驱动装置，

所述泵驱动单元还具有与所述第1形状记忆合金线并联的电阻，

所述第1切换开关单元也能够切换为能够仅向所述电阻通电的状态。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的微泵和微阀的驱动装置，

根据所述泵控制单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间，所述阀控制单元对所述开关单元的接通、断开的频度进行调节。

7.一种微流体设备，具备：

权利要求1～6中任一项所述的微泵和微阀的驱动装置；

储液部；

与所述储液部连接的所述微泵；

与所述微泵连接的所述多个微阀；以及

与所述多个微阀中的至少1个微阀连接的排出部。

8.一种方法，用于打开微泵和微阀的驱动装置所包含的微泵和微阀，包括以下的步骤：

准备以下的微泵和微阀的驱动装置的步骤(a)，

所述驱动装置具备：

第1泵驱动单元，其具有第1形状记忆合金线、伴随所述第1形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的第1微泵、与所述第1形状记忆合金线并联配设的第1配线单元、以及对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态和能够向所述第1配线单元通电的状态进行切换的第1切换开关单元，

第1阀驱动单元，其具有多条第2形状记忆合金线、伴随所述多条第2形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第2形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第2切换开关单元，

电源单元，

开关单元，其与所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元串联连接，对从所述电源单元向所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元流动的电流进行接通、断开，

阀控制单元，其对所述第2切换开关单元的状态和所述开关单元的接通、断开的频度进行控制，以及

泵控制单元，其对在所述开关单元接通的状态下所述第1切换开关单元成为能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态的期间进行控制；和

通过反复以下的步骤(b1)和步骤(b2)，对所述第1形状记忆合金线和1条所述第2形状记忆合金线进行加热，打开具备所述第1形状记忆合金线的微泵和具备所述1条第2形状记忆合金线的微阀的步骤(b)，

其中，所述步骤(b1)是如下步骤：将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于经由所述第1切换开关单元和所述第2切换开关单元分别选择出的所述第1形状记忆合金线和1条所述第2形状记忆合金线，从而对所述第1形状记忆合金线和所述1条第2形状记忆合金线进行加热，

所述步骤(b2)是如下步骤：将从所述电源单元供给的电压施加于经由所述第1切换开关单元和所述第2切换开关单元分别选择出的所述配线单元和所述1条第2形状记忆合金线，对所述1条第2形状记忆合金线进行加热。

9.根据权利要求8所述的方法，

所述步骤(b)还包括以下的步骤(b3)和步骤(b4)，

所述步骤(b3)是如下步骤：在所述步骤(b2)之后，通过使所述开关单元断开，从而将从所述电源单元向所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元流动的电流切断，

所述步骤(b4)是如下步骤：在所述步骤(b3)之后，通过使所述开关单元接通，从而使从所述电源单元向所述第1泵驱动单元和所述第1阀驱动单元流动的电流接通，

在所述步骤(b)中，反复所述步骤(b1)、所述步骤(b2)、所述步骤(b3)以及所述步骤(b4)。

10.根据权利要求8所述的方法，

所述微泵和微阀的驱动装置还具备第2阀驱动单元，所述第2阀驱动单元具有多条第3形状记忆合金线、伴随所述多条第3形状记忆合金线各自的伸缩而分别进行阀动作的多个微阀、以及使所述多条第3形状记忆合金线的任一条成为能够通电的状态的第3切换开关单元，

所述第2阀驱动单元与所述第1阀驱动单元串联连接，

在所述步骤(b1)中，将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于经由所述第3切换开关单元从所述多个微阀中选择出的1条第3形状记忆合金线，对所述1条第3形状记忆合金线进行加热，

在所述步骤(b2)中，也经由所述第3切换开关单元将从所述电源单元供给的电压施加于所述1条第3形状记忆合金线，对所述1条第3形状记忆合金线进行加热。

11.根据权利要求8所述的方法，

第1泵驱动单元还具备与所述第1形状记忆合金线并联配设的第3形状记忆合金线和伴随所述第3形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的第3微泵，

所述第1切换开关单元对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态、能够仅向所述第3形状记忆合金线通电的状态、以及能够向所述第1配线单元通电的状态进行切换，

在所述步骤(b1)中，经由所述第1切换开关单元选择所述第1形状记忆合金线和所述第3形状记忆合金线的一方，且经由所述第2切换开关单元选择所述1条第2形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的形状记忆合金线，对所述选择出的形状记忆合金线进行加热。

12.根据权利要求8所述的方法，

所述微泵和微阀的驱动装置还具备第2泵驱动单元，所述第2泵驱动单元具有第3形状记忆合金线、伴随所述第3形状记忆合金线的伸缩而进行泵动作的第3微泵、与所述第3形状记忆合金线并联配设的第2配线单元、以及对能够仅向所述第3形状记忆合金线通电的状态和能够向所述第2配线单元通电的状态进行切换的第3切换开关单元，

所述第2泵驱动单元与第1泵驱动单元串联连接，

在所述步骤(b1)中，还经由所述第3切换开关单元选择所述第3形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于所述第3形状记忆合金线，对所述第3形状记忆合金线进行加热，

在所述步骤(b2)中，还经由所述第3切换开关单元选择所述第3配线单元。

13.根据权利要求12所述的方法，

第1泵驱动单元还具备与所述第1形状记忆合金线并联配设的电阻，

所述第1切换开关单元对能够仅向所述第1形状记忆合金线通电的状态、能够仅向所述电阻通电的状态、以及能够向所述第1配线单元通电的状态进行切换，

所述步骤(b1)还包括以下的步骤(b11)和步骤(b12)，

在所述步骤(b11)中，经由所述第1切换开关单元、所述第2切换开关单元以及所述第3切换开关单元分别选择所述第1形状记忆合金线、所述1条第2形状记忆合金线以及所述第3形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的第1～第3形状记忆合金线，对所述选择出的第1～第3形状记忆合金线进行加热，

在所述步骤(b12)中，经由所述第1切换开关单元、所述第2切换开关单元以及所述第3切换开关单元分别选择所述电阻、所述1条第2形状记忆合金线以及所述第3形状记忆合金线，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的第2～第3形状记忆合金线，对所述选择出的第2～第3形状记忆合金线进行加热，且

在所述步骤(b2)中，经由所述第1切换开关单元、所述第2切换开关单元以及所述第3切换开关单元分别选择所述第1配线单元、所述1条第2形状记忆合金线以及所述第2配线单元，从而将从所述电源单元供给的电压在一定时间期间施加于选择出的第2形状记忆合金线，对所述选择出的第2形状记忆合金线进行加热。