JP2004229680A

JP2004229680A - 流体の吐出装置

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Publication number: JP2004229680A
Application number: JP2003018210A
Authority: JP
Inventors: Joichi Miyazaki; 譲一宮崎; Kenji Suzuki; 賢二鈴木; Chikashi Motomura; 京志本村; Haruhiko Hasegawa; 春彦長谷川; Takashi Yamanaka; 崇史山中
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】少量の流体（典型的には液体）でも正確に吐出することが可能になる吐出装置を提供すること
【解決手段】所定量の流体を吐出するための流体の吐出装置１は、加圧流体Ｍが収容される圧力室Ａと、流体の被吐出領域に連通される外部流路Ｄと圧力室Ａとの間の吐出用開口を開閉する弁機構７と、圧力室Ａ内の加圧流体Ｍの圧力Ｐ１を検出する高圧側圧力検出器２４と、外部流路Ｄの流体の圧力Ｐ２を検出する低圧側圧力検出器２５と、所定量の液体を圧力室Ａから外部流路Ｄに吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器２４，２５による検出圧力Ｐ１，Ｐ２の差異に応じて弁機構７による吐出用開口の開閉を制御する弁制御機構８とを有する。典型的には、圧力室Ａが加圧室Ｅを介して貯液タンク６に接続され、加圧室Ｅと圧力室Ａ及び貯液タンク６の夫々との間に逆止弁４２，４３が設けられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体の吐出装置に係り、より詳しくは、患者が身につけておいて、薬液を少量づつ吐出する小型の液体吐出装置等として用いられるに適した吐出装置に係る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
糖尿病患者が、小型の吐出装置としてのポンプを腹部（体表面）にベルトなどで取付けておいて、該小型ポンプにより薬液を注入し得るようにすることは、例えば、持続皮下インスリン注入療法ＣＳＩＩ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓＩｎｓｕｌｉｎＩｎｆｕｓｉｏｎ）として知られている。このＣＳＩＩ療法で用いられる小型ポンプは、典型的には、シリンジ（注射器）の形態である。
【０００３】
この種のＣＳＩＩ療法で用いられる小型ポンプは、典型的には、注射器の形態であり、薬液注入速度が例えば１μリットル／時間と極めて小さくまた注入されるべき薬液の量も微量であるので、注射器型のポンプからの薬液の注入量を正確に制御することが、容易ではない。また、注射器型のポンプで、薬液を体内に注入しようとすると、注射器本体の薬液貯留室すなわち貯液室の全体を直接加圧して薬液を吐出させることになるので、加圧及び吐出のためのエネルギ消費が大きくなったり大きな駆動力を出すべく駆動源が大型化するのを避け難い。更に、患者（人体）側の体液の圧力が患者の姿勢などによって変動する可能性があることから、吐出量を所定に制御することがより難しくなり易い。
【０００４】
なお、注入ないし吐出ポンプとしては、例えば、薬液収容室を入口側の逆止圧力弁を介して貯液タンクに接続すると共に、出口側の逆止圧力弁を介して外部流路に接続しておき、該薬液収容室にバネ式ベローズの一端をつないでベローズの伸縮に応じて薬液収容室の全体の体積を可変にし、ベローズの他端に設けた磁性板に間欠的に磁気的な力をかけてベローズのバネ弾性に抗してベローズを間欠的に引伸ばすことにより、薬液を貯液タンクから薬液収容室を介して外部流路に吐出するようにすることも、提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、体内埋込型の薬液注入ポンプにおいて、特許文献１に記載の吐出ポンプを用いることも提案されている（例えば、特許文献２や特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第４３７３５２７号明細書（図４及びこれに関する説明部分）
【特許文献２】
特開平８−３８５９４号公報（段落番号００１２）
【特許文献３】
特開平８−５２２２２号公報（段落番号０００７）
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の方法では、ベローズの往復動に伴う薬液収容室からの又は該薬液収容室への薬液の吐出量又は吸込量を微量にしてその量を正確に制御することは難しい。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、少量の流体（典型的には液体）でも正確に吐出することが可能になる吐出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の吐出装置は、前記目的を達成すべく、所定量の流体を吐出するための流体の吐出装置であって、加圧流体が収容される圧力室と、流体の被吐出領域に連通される外部流路と圧力室との間の吐出用開口を開閉する弁機構と、圧力室内の加圧流体の圧力を検出する高圧側圧力検出器と、外部流路の流体の圧力を検出する低圧側圧力検出器と、所定量の液体を圧力室から外部流路に吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器による検出圧力の差異に応じて弁機構による吐出用開口の開閉を制御する弁制御機構とを有する。なお、流体は典型的には、液体である。
【０００９】
本発明の吐出装置では、「圧力室内の加圧流体の圧力を検出する高圧側圧力検出器と、外部流路の流体の圧力を検出する低圧側圧力検出器と、所定量の流体を圧力室から外部流路に吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器による検出圧力の差異に応じて弁機構による吐出用開口の開閉を制御する弁制御機構とを有する」ので、流体の吐出量が小さくてもまた外部の圧力が変動してもその吐出量を正確に制御することが可能になる。
【００１０】
所定量の流体（典型的には液体）を圧力室から外部流路に吐出することを目的とした、弁機構による吐出用開口の開閉の弁制御機構による制御は、典型的には、高圧側及び低圧側の圧力検出器による検出圧力の差に応じて、弁機構による吐出用開口の開路時間を調整することにより行われる。但し、所望ならば、吐出用開口の開路時間を調整する代わりに、吐出用開口の開度（開口の回路の大きさ乃至断面積）を調整するようにしてもよい。
【００１１】
本発明の吐出装置では、典型的には、例えば、弁機構が、小径の吐出用開口を備えた吐出用開口形成部及び吐出用開口形成部に一端でつながった大径の筒状部を備えた筒状のケースと、該ケースの吐出用開口を開閉する先細錐体状の弁部材と、該弁部材の大径側端部に一端で連結され該一端からケースの大径筒状部を貫通して延在し他端が大径筒状部の他端から突出した弁棒とを有し、弁制御機構が、アクチュエータとしてのモータと、該モータの回転に応じて弁部材の位置を調整すべくモータの出力軸と弁棒の突出端とを連結する動力伝達機構と、モータの回転制御機構とを有し、モータの回転制御機構が、高圧側及び低圧側の圧力検出器による検出圧力の差に応じて、モータの出力軸の回転を制御するように構成される。
【００１２】
但し、所望ならば、例えば、弁機構がケースの吐出用開口を開閉する先細錐体状の弁部材と該弁部材の大径側端部に一端で連結され該一端からケースの大径筒状部を貫通して延在し他端が大径筒状部の他端から突出した弁棒とを有し、弁棒をその他端側から一端側に移動させて吐出用開口を閉じるようにする代わりに、弁機構の弁棒が一端側において弁のケースの吐出用開口形成部を貫通して延び該延在端に先太円錐台状の弁部材の小径側端部が連結され、弁棒をその一端側から他端側に移動させて吐出用開口を閉じるようにしてもよい。
【００１３】
ここで、モータの回転制御機構は、モータのロータすなわち出力軸の回転速度を制御するようになっていても、ロータの回転回数を制御するようになっていても、ロータの回転速度と回転回数との両方を制御するようになっていてもよい。なお、モータの回転速度を制御する場合、典型的には、ロータの回転回数は所定に保たれ、回転速度が大きくなるほど吐出用開口の開路時間が短くなり吐出量が小さくなり、回転速度が小さくなるほど吐出用開口の開路時間が長くなり吐出量が多くなる。一方、ロータの回転回数を制御する場合、典型的には、ロータの回転回数は所定に保たれ、回転回数が多くなるほど吐出用開口の開路時間が長くなり、吐出量が多くなり、回転回数が少なくなるほど吐出用開口の開路時間が短くなり、吐出量が少なくなる。なお、吐出量の制御に際しては、例えば、温度など他の条件をも考慮するようにしてもよい。
【００１４】
モータとしては、回転速度や回転角が確実に制御され得るものであればどのようなものでもよいけれども、小型化や正確な回転制御を図り且つエネルギ消費を最小限に抑えるためには、典型的には、一パルス毎にロータが半回転する時計用のステップモータが用いられる。
【００１５】
本発明の吐出装置において、圧力室は、典型的には、加圧室を介して貯液タンクに接続され、加圧室と圧力室及び貯液タンクの夫々との間に逆止弁が設けられる。典型的には、圧力室及び加圧室は貯液タンクと比較してその体積が相当小さく、加圧室内の加圧や圧力室（吐出室）からの加圧液体の吐出に要する駆動力やエネルギ消費は較的小さい。
【００１６】
その場合、注射器すなわちシリンジを用いるタイプの液体吐出装置と比較して、エネルギ消費を小さく抑えつつ小型化や薄型化を図ることが可能であるだけでなく、微量の吐出量の制御を正確に行ない易い。
【００１７】
所定量の液体を吐出するための本発明の液体吐出装置は、また、加圧液体が収容される圧力室と、液体の被吐出領域に連通される外部流路と圧力室との間の吐出用開口を開閉する弁機構と、圧力室内の加圧液体の圧力を検出する高圧側圧力検出器と、外部流路の液体の圧力を検出する低圧側圧力検出器と、所定量の液体を圧力室から外部流路に吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器による検出圧力に応じて弁機構による吐出用開口の開閉を制御する弁制御機構とを有し、圧力室が加圧室を介して貯液室に接続され、加圧室と圧力室及び貯液室の夫々との間に逆止弁が設けられる。
【００１８】
本発明の吐出装置は、薬液などを微量づつ正確に吐出・注入したりするためにも用いられ得、また、微量の液体を正確に吐出する吐出用ポンプとしても用いられ得る。本発明の吐出装置は、典型的には、液体の吐出に用いられるけれども、場合によっては、貯液室以外の領域のうちの少なくとも一部で、気相と液相とが共存する流体系や、気体の吐出に用いられてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。
【００２０】
【実施例】
本発明による好ましい一実施例の液体吐出装置１は、図１に示したように、吐出部２と加圧部３と貯液部４とからなる液体吐出装置本体部５を有する。貯液部４は、薬液Ｍが大気圧下で収容され薬液供給口６ａから薬液Ｍを供給可能な貯液タンク６からなり、タンク６には補給口６ｂから薬液Ｍが補給可能である。
【００２１】
吐出部２は、筒状のケース１０及び吐出弁本体３０からなる吐出弁機構７を有し、ケース１０は、大径円筒状部１１と、該大径円筒状部１１の一端１２から先細になるように延在して中空円錐台状の形状を有し内表面で吐出用開口Ｋを規定する吐出用開口形成部１３と、該吐出用開口形成部１３の先端から連続的に延び内表面で小径の外部流路Ｄを規定する外部流路形成部１４とを有する。ケース１０は、更に、大径円筒状部１１の他端１５において該円筒状部１１を閉じる端壁部１６と、大径円筒状部１１の長手方向の中間部において、ケース１０内の圧力室ないし吐出室Ａ内に配置されたガイド部１７とを有する。
【００２２】
圧力室Ａは、例えば、内径が数ｍｍ程度で長さがその数倍程度である。なお、この明細書においてここで又はこの後で示す各種の量の大きさなどは単なる一例であって、本発明において意図する動作を可能にする限り、各量はより大きくてもより小さくてもよい。ガイド部１７及び端壁部１６は、夫々、中央に貫通孔１８及び１９を備え、ガイド部１７は、更に、外周側に周方向に間隔をおいて複数の切欠部２１を備える。
【００２３】
吐出弁本体３０は、弁部材３１と、一端部３２で弁部材３１に固定され中間部３３がガイド部１７の孔１８及びケース１０の端壁部１６の孔１９を軸線Ｂの延在方向に貫通して他端部３４がケース１０外に突出した弁棒３５とを有する。弁部材３１は、円錐台状の中央部分３６と、この円錐台状中央部分３６の大径側端部から連続的に軸線方向Ｂに伸びた円柱状部３７と、円錐台状中央部分３６の小径側端部から突出した先細の小径先端部３８とを有する。
【００２４】
従って、弁本体３０のＢ２方向変位により、弁部材３１が図１の（ａ）に示した閉位置Ｎ１から図１の（ｂ）に示した最大開位置Ｎ２に移動すると、弁部材３１の外表面３９とこれに隣接するケース１０の先細中空円錐台状の吐出流路形成部１３の内表面２０との間に、ほぼ一定の厚さの先細の吐出用開口Ｋの開口流路が形成される。図１の（ｂ）では誇張して大きく示したけれども、弁本体３０のＢ１，Ｂ２方向の可動距離Ｌは、例えば、０．５ｍｍ程度である。但し、この距離ないし長さＬがより大きくてもより小さくてもよい。勿論ながら、弁本体３０の弁部材３１の表面３９の形状や吐出流路形成部１３の内表面２０の形状は、図１の（ａ）のように、開口Ｋがなくなるように開口Ｋを閉じ得、且つ薬液Ｍの流量を時間で調整可能なように十分に絞り得る限り、図示の例とは異なる所望の形状でよい。
【００２５】
また、最小限の量Ｑｍｉｎの薬液Ｍを吐出するために、弁本体３０が図１の（ｂ）の最大開位置Ｎ２を含む開位置に設定される時間Ｔは、典型的には、１ｍｓ（ミリ秒）程度又はそれ以下である。
【００２６】
ケース１０には、圧力室Ａ内の薬液Ｍの圧力Ｐ１を検出する圧力検出器２４と、外部流路形成部１４により形成された外部流路Ｄ内の薬液Ｍの圧力Ｐ２を検出する圧力検出器２５とが設けられている。人の体内の体液などの圧力は人の姿勢や動作に応じてたとえば１００ｋＰａ程度〜８００ｋＰａ程度の範囲で変動するので、外部流路形成部１４の圧力Ｐ２も典型的には例えば１００〜８００ｋＰａ程度の範囲で変動する。一方、圧力室Ａ内の圧力Ｐ１は、後で詳述するように、吐出弁制御機構８によって、下流側の圧力Ｐ２よりも、例えば、５０ｋＰａ程度（０．５気圧程度）高い圧力に保たれ、外部流路Ｄの圧力変動に応じて、例えば、１５０〜８５０ｋＰａ程度の圧力に調整される。
【００２７】
圧力検出器２４はケース１０の大径筒状部１１に装着され、圧力検出器２５は外部流路形成部１４に装着されている。圧力検出器２４，２５は、たとえば１０ｋＰａ程度〜１０００ｋＰａ程度の圧力範囲において圧力を所望の正確さで検出し得る限りどのようなものでもよい。圧力検出器２４，２５として、例えば、単結晶シリコン基板の薄肉化されたダイアフラム部分に形成された歪みゲージのブリッジ回路などからなる半導体圧力センサを用いる場合、必要に応じて、薬液Ｍに接触する表面部分に被覆層または被覆板などが形成ないし配置されてもよい。
【００２８】
弁棒３５の突出端部３４は大径の駆動力入力部になっており、該大径端部３４とケース１０の端壁部１６との間には、ベローズ２２が設けられている。ベローズ２２内の空間は実際上閉じられていてもよいけれども、所望ならば、貯液タンク６内の薬液Ｍの部分に連通されていてもよい。ケース１０の端壁部１６の後方がベローズ２２によって閉じられているので、圧力室Ａ内の高い圧力Ｐ１の作用下で薬液Ｍが圧力室Ａから端壁部１６の孔１９と弁棒３５との摺接領域を介して漏出しても、薬液Ｍが外部に漏れ出す虞れがない。従って、吐出部２を体内に埋込むことも可能である。但し、その場合、ベローズ２２の変形が妨げられないようにベローズ２２の外側を更に別の囲繞で囲んでおいてもよい。
【００２９】
駆動入力部３４には、駆動制御回路５０の制御下にある駆動機構６０によってＢ１，Ｂ２方向の駆動力が与えられ、圧力室Ａと吐出流路Ｄとが弁機構７によって連通・遮断される。ここで、吐出弁制御機構８は、駆動制御回路５０のうち吐出弁本体５の制御にかかわる部分（吐出弁駆動制御回路部）５１と駆動機構６０とからなる。駆動制御回路５０は、マイクロプロセッサの如き演算部５２と駆動回路部５３とを含み、吐出弁駆動制御回路部５１は、差圧演算部５４と吐出弁駆動機構６０の駆動回路部５５とを含む。
【００３０】
駆動機構６０は、ステータ６１及びロータ６２を備えたアクチュエータとしてのモータ６３と、モータ６３のロータ６２と一体的な出力軸としてのロータ歯車６２ａに噛合し偏心ピン６４ａを備えた減速歯車６４と、長孔６５ａ，６５ｂを備え長孔６５ａで減速歯車６４のピン６４ａに遊嵌され軸６５ｃのまわりでＦ１，Ｆ２方向に回動可能な作動レバーないし駆動力伝達レバー６５と、駆動入力端部３４から延設され延設端部に伝達レバー６５の長孔６５ｂに遊嵌されたピン６６ａを備えた入力受容部６６とを有する。従って、モータ６３の回転駆動に応じて、ロータ６２及びロータ歯車６２ａ並びに減速歯車６４が回転され、該歯車６４の偏心ピン６４ａの回転に応じて駆動力伝達レバー６５がＦ１，Ｆ２方向に揺動されて、吐出弁本体３０がＢ１，Ｂ２方向に往復変位される。
【００３１】
ここで、減速歯車６４や偏心ピン６４ａや伝達レバー６５や入力受容部６６の構成ないし構造は、所望に応じて、モータ６３の回転駆動力を弁本体３０の往復変位に変換する任意の他の構成ないし構造で代替され得る。
【００３２】
モータ６３は、腕時計などで用いられている二極式のステップモータで、ステータ６１に駆動信号入力用のコイル６１ａが巻かれ、静磁的な安定位置（方向）がステータ６１の励磁時の磁場方向に対して斜め方向に向くようにロータ６２が回転自在にステータ６１のほぼ円形の磁極間隙に配置されている。詳細な構成は、腕時計用等のモータとして周知であるので、省略するけれども、このモータ６３では、ステータ６１のコイル６１ａに流される励磁電流の向きが変わるごとに、ロータ６２が一方の向きに半回転する。
【００３３】
ロータ６２が半回転毎に伝達歯車６４が所定角度だけ回転することが繰り返され、伝達レバー６５が軸６５ｃのまわりでＦ１，Ｆ２方向に往復回動され、弁棒３０がＢ１，Ｂ２方向に往復変位される。前述のように、開口Ｋが開かれる場合には、開口Ｋの開路時間は、典型的には、１ｍｓ程度以下であるので、弁本体３０も典型的には１ｍｓ程度以下の時間で往復動せしめられるから、ロータ６２は典型的には、数１０００回転／秒の速度で回転される。勿論、吐出弁本体５の動作のさせ方次第では、より長い時間のあいだ開口Ｋを開くようにしても、より短い時間のあいだ開口Ｋを開くようにしてもよい。更に、当然ながら、開口Ｋの開路時間は、開口Ｋの断面積や開口Ｋの間隙の厚さ（幅）や設計ないし設定差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）の大きさ等によって変更され得、必要に応じて流されるべき液体の粘性や温度などを考慮するようにしてもよい。
【００３４】
なお、室Ａを形成するケース１０などは典型的にはＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼などからなるけれども、所望ならばシリコン系等の樹脂でもよく、室Ａ内の液体Ｍの圧力によって室Ａの体積が多少変動可能なように、少なくとも一部で肉厚などが薄くなっていてもよい。
【００３５】
加圧部３は、入口側流路４１及び該流路４１の逆止弁４２を介して貯液部４の貯液タンク６の供給口６ａに接続され、出口側流路４３及び該流路４３の逆止弁４４を介して弁ケース１０内の圧力室Ａに連通される加圧室Ｅを備えた加圧ケース４５を有する。
【００３６】
加圧部３の加圧ケース４５は、開口端が該ケース４５に固定されたベローズ４６によって規定された可変体積室Ｇに開口４７を介して連通されている。ベローズ４６の他端には加圧駆動部材４８がＨ１，Ｈ２方向に移動可能に取付けられている。図示していないけれども、加圧駆動部材４８のＨ１，Ｈ２方向の変位を案内する案内部材が、室Ｅ内に配置されていても、ベローズ４６の外側に配置されていてもよい。
【００３７】
加圧部３には、更に、駆動機構６０と同様な加圧駆動機構７０が設けられている。駆動機構７０は、ステータ７１及びロータ７２を備えたアクチュエータとしてのモータ７３と、モータ７３のロータ７２と一体的なロータ歯車７２ａに噛合し偏心ピン７４ａを備えた減速歯車７４と、長孔７５ａ，７５ｂを備え長孔７５ａで減速歯車７４のピン７４ａに遊嵌され軸７５ｃのまわりでＪ１，Ｊ２方向に回動可能な作動レバーないし駆動力伝達レバー７５と、加圧駆動部材４８から延設され延設端部に伝達レバー７５の長孔７５ｂに遊嵌されたピン７６ａを備えた入力受容部７６とを有する。
【００３８】
モータ７３も腕時計などで用いられている二極式のステップモータで、ステータ７１に駆動信号入力用のコイル７１ａが巻かれ、ステータ７１のコイル７１ａに流される励磁電流の向きが変わるごとに、ロータ７２が一方の向きに半回転する。ロータ７２が半回転するごとに、減速歯車７４が所定角度だけ回転することが繰返され、伝達レバー７５が軸７５ｃのまわりでＪ１，Ｊ２方向に往復回動される。
【００３９】
伝達レバー７５がＪ２方向に回動される際には室Ｅ，Ｇの圧力Ｐ３が下がって逆止弁４４が閉じられると共に逆止弁４２が開かれて貯液タンク６の薬液Ｍが流路４１を介して加圧室Ｅに吸込まれる。一方、伝達レバー７５がＪ１方向に回動される際には室Ｅ，Ｇの圧力Ｐ３が上がって逆止弁４２が閉じられると共に逆止弁４４が開かれて加圧室Ｅの薬液Ｍが流路４３を介して圧力室Ａに送り込まれる。
【００４０】
液体吐出装置１は、更に、弁制御回路５０を有する。弁制御回路５０は、圧力検出器２４，２５の検出圧力Ｐ１，Ｐ２の差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２及び所定時間Ｔ内に注入すべき薬液Ｍの注入量Ｑに応じて吐出弁部材３０による通路の開路時間ｔを調整するように吐出駆動部６０のモータ６３のロータ６２の回転回数を制御する吐出制御回路部５１に加えて、差圧ΔＰが所定の基準差圧ΔＰｓに一致するように加圧部３の加圧駆動部７０の駆動を制御する加圧駆動制御回路部５６を有する。加圧駆動制御回路部５６も、差圧ΔＰと基準差圧ΔＰｓとの差異δΔＰを演算する演算部５７と、差異δΔＰに応じて加圧駆動部７０のモータ７３の回転速度を制御する駆動回路部５８とを有する。
【００４１】
なお、制御回路５０は、更に、記憶部５９を備え、該記憶部５９には、吐出弁機構７のケース１０の開口部Ｋにおいて吐出弁本体３０とケース１０との間に形成される流路の特性に応じたデータを保持する。例えば、ロータ６２の回転速度Ｕｒｐｍと、圧力差ΔＰと、吐出弁本体３０の一回の往復動の間（開口部Ｋが閉状態Ｎ１から開状態Ｎ２に達し更に閉状態Ｎ１に戻るまでの間）の流量Ｑとの関係を、記憶部５９にテーブルの形で予め格納しておく。また、記憶部には、インスリンのＣＳＩＩ療法の際の注入（吐出量）パターンないし注入プロファイルＱ（ｔ）が入力装置９０から指定される。勿論、典型的なパターン乃至プロファイルＱ（ｔ）を予め記憶部に格納しておいて、食事その他のイベントに応じて又は体調等に応じて患者が入力装置９０によってパターンを選択するようにしておいてもよい。制御回路５０では、注入パターン乃至プロファイルＱ（ｔ）に従って、各時間帯等において吐出すべき流量Ｑに応じて、吐出弁本体３０の往復動の回数を制御する。制御回路５０の演算や管理などの機能は、典型的には、マイクロプロセッサと処理プログラムによって実現される。
【００４２】
以上の如く構成された液体吐出装置１において、例えば、所定時間Ｔ内に最小単位量Ｑｍｉｎの薬液Ｍを注入する場合、ロータ歯車６２と減速歯車６４との減速比Ｒに応じてロータ歯車６２をＲ回またはその整数倍だけ、時間ｔ（＜＜Ｔ）の間に回転させる。この時間ｔは、典型的には、１ｍｓ程度の時間である。但し、より短くてもよい。一方、圧力室Ａ内の圧力変動が無視し得る程度の時間の範囲内であれば、時間ｔをより長くしてもよい。ここで、ｔとしては、薬液Ｍの注入が痛みその他の不快感を患者に与えることのない範囲内の時間が選択される。
【００４３】
一方、所定時間Ｔ内に最小単位量Ｑｍｉｎのｋ倍の量ｋ・Ｑｍｉｎの薬液Ｍを注入する場合、ロータ歯車６２と伝達歯車６４との減速比Ｒに応じてロータ歯車６２をＲ回またはその整数倍だけ、時間ｔ（＜＜Ｔ）の間に回転させることを、ｋ回繰返す。この場合、最小単位量Ｑｍｉｎの薬液Ｍの注入の仕方は一定にしておいて、最小単位の倍数ｋに応じて、繰返し回数を増やすことになる。但し、ｋ・ｔ≦Ｔの満たされる範囲に限られる。圧力室Ａ内の圧力Ｐ１の変動が無視され難い程度に大きくなる場合には、典型的には、吐出弁機構７の開口Ｋが実際上閉じた状態にある間に又は該開口Ｋが閉じた状態で一端弁本体３０の動作を停止させておいて、加圧部３から薬液Ｍを送り込んで圧力室Ａの圧力Ｐ１を所定以上のレベルに上げる。
【００４４】
なお、所定時間Ｔ内に最小単位量Ｑｍｉｎのｋ倍の量ｋ・Ｑｍｉｎの薬液Ｍを注入する場合、上述のような定速での注入の代わりに、ロータ歯車６２と減速歯車６４との減速比Ｒに応じてロータ歯車６２をＲ回またはその整数倍だけ、時間ｋ・ｔ（≦Ｔ）の間に回転させてもよい。すなわち、１／ｋ倍の速度でゆっくり回転させて、開路時間をｋ倍にしてもよい。
【００４５】
薬液Ｍの注入に伴う圧力室Ａの圧力Ｐ１の低下が低下すると、差圧ΔＰが一定レベルになるように、加圧部３の加圧駆動部７０が駆動されて、逆止弁４４が開かれ、加圧室Ｅから圧力室Ａに薬液Ｍが注入され、圧力室Ｐ１の圧力が所定の大きさに保たれる。
【００４６】
この液体吐出装置１では、圧力室（吐出室）Ａ内の加圧薬液の圧力Ｐ１を検出する高圧側圧力検出器２４と、外部流路Ｄの圧力Ｐ２を検出する低圧側圧力検出器２５と、所定量の薬液Ｍを圧力室Ａから外部流路Ｄに吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器２４，２５による検出圧力Ｐ１，Ｐ２の差ΔＰに応じて弁機構７の本体３０による吐出用開口Ｋの開閉を制御する弁制御機構８とを有するので、薬液Ｍの吐出量Ｑが小さくてもまた外部の圧力Ｐ２が変動してもその吐出量Ｑを正確に制御することが可能になる。また、この液体吐出装置１では、圧力室Ａが加圧室Ｅを介して貯液タンク６に接続され、加圧室Ｅと圧力室Ａ及び貯液タンク６の夫々との間に逆止弁４４及び４２が設けられているので、圧力室Ａ及び加圧室Ｅの体積を貯液タンク６と比較してはるかに小さくし得るから、加圧室Ｅ内の加圧や圧力室（吐出室）Ａからの加圧液体の吐出に要する駆動力やエネルギ消費が最小限に抑制され得る。
【００４７】
以上においては、吐出弁機構３０の吐出弁部材３１が出口側に向かって先細になった円錐台形状を有し弁部材３１がＢ１方向に変位されることによって吐出弁機構３０の開口が閉じられる例について説明したけれども、図１の（ｃ）に部分的に例示したように、弁部材３０ａが弁ケース１０ａに対してＢ２方向に変位されることによって開口が閉じられＢ１方向に変位されることによって開口が開かれるように、圧力室Ａに近い側ほど細くなるような絞り部の下流側に弁部材３０ａの本体部３１ａが配置されていてもよい。その場合、例えば、所定量を超える弁部材本体部の下流側への移動を禁止して過度に大量の薬液Ｍが注入されるのを禁止するようにしておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい一実施例の液体吐出装置を示したもので、（ａ）は装置の全体の模式的な説明図（必要に応じて部分的に断面図で示してある）、（ｂ）は装置が開路状態にある場合の吐出弁の開口部分の断面説明図、（ｃ）は変形例の吐出弁機構７ａの一部の断面説明図。
【符号の説明】
１液体吐出装置
２吐出部
３加圧部
４貯液部
５液体吐出装置本体部
６貯液タンク
７吐出弁機構
８吐出弁制御機構
１０吐出弁ケース
２４，２５圧力検出器
３０吐出弁本体
３１弁部材
３５弁棒
５０駆動制御回路
５１吐出弁駆動制御回路部
５４差圧演算部
６０吐出弁駆動機構

Claims

所定量の流体を吐出するための流体の吐出装置であって、
加圧流体が収容される圧力室と、
流体の被吐出領域に連通される外部流路と圧力室との間の吐出用開口を開閉する弁機構と、
圧力室内の加圧流体の圧力を検出する高圧側圧力検出器と、
外部流路の流体の圧力を検出する低圧側圧力検出器と、
所定量の流体を圧力室から外部流路に吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器による検出圧力の差異に応じて弁機構による吐出用開口の開閉を制御する弁制御機構と
を有してなる流体の吐出装置。
流体が液体である請求項１に記載の吐出装置。
弁制御機構が、高圧側及び低圧側の圧力検出器による検出圧力の差に応じて、弁機構による吐出用開口の開路時間を調整するように構成されている請求項２に記載の吐出装置。
弁機構が、小径の吐出用開口を備えた吐出用開口形成部及び吐出用開口形成部に一端でつながった大径の筒状部を備えた筒状のケースと、該ケースの吐出用開口を開閉する先細錐体状の弁部材と、該弁部材の大径側端部に一端で連結され該一端からケースの大径筒状部を貫通して延在し他端が大径筒状部の他端から突出した弁棒とを有し、
弁制御機構が、モータと、該モータの回転に応じて弁部材の位置を調整すべくモータの出力軸と弁棒の突出端とを連結する動力伝達機構と、モータの回転制御機構とを有し、
モータの回転制御機構が、高圧側及び低圧側の圧力検出器による検出圧力の差に応じて、モータの出力軸の回転を制御するように構成されている請求項２又は３に記載の吐出装置。
モータの回転制御機構が、モータのロータの回転速度及び回転回数のうちの少なくとも一方を制御するように構成されている請求項４に記載の吐出装置。
モータは、一つの駆動パルスを受ける毎にロータが半回転する時計用のステップモータである請求項４又は５に記載の吐出装置。
ケースの端壁部の後方が弁棒の大径端部とベローズとによって密閉されていることを特徴とする請求項４から６までのいずれかひとつの項に記載の吐出装置。
圧力室が加圧室を介して貯液タンクに接続され、加圧室と圧力室及び貯液タンクの夫々との間に逆止弁が設けられている請求項２から７までのいずれか一つの項に記載の吐出装置。
所定量の液体を吐出するための液体の吐出装置であって、
加圧液体が収容される圧力室と、
液体の被吐出領域に連通される外部流路と圧力室との間の吐出用開口を開閉する弁機構と、
圧力室内の加圧液体の圧力を検出する高圧側圧力検出器と、
外部流路の液体の圧力を検出する低圧側圧力検出器と、
所定量の液体を圧力室から外部流路に吐出すべく、高圧側及び低圧側圧力検出器による検出圧力に応じて弁機構による吐出用開口の開閉を制御する弁制御機構とを有し、
圧力室が加圧室を介して貯液室に接続され、加圧室と圧力室及び貯液室の夫々との間に逆止弁が設けられている液体吐出装置。