JP2004254968A

JP2004254968A - マイクロポンプ

Info

Publication number: JP2004254968A
Application number: JP2003049998A
Authority: JP
Inventors: Teruzo Nakayama; 照三中山; Tokuyuki Tanaka; 徳之田中
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】品質及び搬送効率の良いスクリューの実現、スクリュー回転始動時及び回転終了時における細管先端部の振れ改善、耳の手術における鼓膜部位が良く見える等を満足できる耳鼻科用マイクロポンプを提供する。
【解決手段】手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で本体の先端部２に装備される針状筒体３と、この針状筒体３の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリュー４と、このスクリュー４を駆動回転させるための駆動部とを有するマイクロポンプにおいて、スクリュー４を、断面形状が矩形を呈する螺旋体によって形成し、先端側パイプ３４とこれよりも太い根元側パイプ３３の嵌合で成る針状筒体３を、長さ方法の中央部分で約２０度曲げる。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の吸引や送出を行うマイクロポンプに係り、詳しくは、耳鼻科、歯科、脳神経科等の医科用（医療用）として、或いは、理化学実験用、マイクロポンプ等の工業用等においても使用可能なマイクロポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、中耳炎の治療のひとつとして、中耳に溜まった中耳滲出液を抜く手術がある。以前は、メスで鼓膜を最小限に切開してから、吸引ポンプの吸込みパイプを挿入して吸い出すか、或いは逆にパイプに正圧を作用させて液体を押し出すかしていたが、これでは鼓膜の傷が大きく、術後の回復に時間が掛かるとともに、手術時における患者の負担も大きいものであった。特に、膿等の高粘度の中耳滲出液である場合には、パイプを太くせざるを得ず、鼓膜の切開量が増大するとか、膿の吸引箇所が限定される等の不利が大きかった。
【０００３】
そこで、中耳の手術における前述の不利を軽減すべく、注射針のような細管内に小径のスクリューを回転自在に収容させ、そのスクリューを高速回転させることにより、鼓膜に開ける孔を小さくしながら高粘度の膿も効率良く吸出せるマイクロポンプが開発された。このような従来例としては、例えば、特許文献１に示すマイクロポンプが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７０４３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロポンプの開発により、鼓膜の切開量を少なくしながら吸出し箇所の限定少なく高粘度の膿も吸引できるようになり、確かに、中耳滲出液の除去手術は大きく進歩したのではあるが、前述の特許文献１に示されたマイクロポンプでは、下記▲１▼〜▲５▼のような問題点のあることが判ってきたのである。
【０００６】
▲１▼ ２本のワイヤーを撚り合わせてスクリューとしていたので、細管内におけるワイヤーの体積比率が大きく、ポンプ対象（液体）の搬送効率はあまり芳しいものではない。
▲２▼ ２本のワイヤーを接着によって一体化させているので、スクリューとしての生産工程が多くなるとともに、接着による強度のばらつきが生じ易い。
▲３▼ 回転時（特に吸引回転時）に、回転抵抗によって撚りが戻る傾向にあり、スクリューとしての径が肥大化してさらに抵抗が増す。場合によっては、ワイヤーが破断するおそれがある。
【０００７】
▲４▼ スクリュー全体としての固有振動数が低く、単位時間当たりの回転数が変化する回転始動時及び回転終了時にその固有振動数を通るため、生体内に挿入される細管先端部に無視できない「振れ」が生じる。これは、中耳から膿を出すような場合には、生体内（鼓膜内）でスクリューの回転始動や回転停止を行った場合、耳小骨にスクリュー又は細管の先端部が接触し易い危険性に繋がってしまう。そのため、スクリューの回転始動及び回転停止は体外にてせざるを得ず、術式を制限することとなり、使い易さの点で課題が残る。
▲５▼ 細管の基端に、駆動体を内装する径の大きな筒体が一体的に装備されているので、細管を外耳道に挿入した状態では、その大径の筒体が視界の妨げとなって、鼓膜付近を良く見通し難い。
【０００８】
以上述べたように、マイクロポンプには未だ種々の改善の余地が残されているものである。これらの実情を鑑みることにより、本発明は、ａ．一定の品質が得られ、かつ、搬送効率に優れるスクリューの実現、ｂ．スクリュー回転始動時及び回転終了時における細管先端部の振れ改善、ｃ．耳の手術における鼓膜部位が良く見える等、奥まった箇所におけるポンプ使用時における術部の視界確保、を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成は、マイクロポンプにおいて、手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で本体の先端部に装備される針状筒体と、この針状筒体の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリューと、このスクリューを駆動回転させるための駆動部とを有するとともに、
スクリューを、断面形状が矩形を呈する螺旋体によって形成してあることを特徴とする。
【００１０】
請求項１の構成によれば、断面が矩形の螺旋体でスクリューを形成してあるから、互いに撚られた２本のワイヤーで成る従来のスクリューに比べて、スクリュー径に対する断面積の割合を小さく、換言すればスクリュー径に対する空間部、即ち液体等のポンプ対象の移送体積を大にすることができ、ポンプ対象の搬送効率を改善することが可能になる。そして、帯鋼を捩じる等、１個の部材からスクリューを形成できるので、従来のように２部品の接着工程が不要で、かつ、その接着の良否による品質のばらつきも解消できるものとなる。また、スクリューが１個の部材から構成できるので、回転に伴ってスクリュー径が大きくなり、回転抵抗が増すとか破断する等の不都合も生じない。
【００１１】
その結果、断面形状が矩形の螺旋体によってスクリューを形成することにより、スクリューの回転時に回転抵抗が増大せず、かつ、スクリュー強度のばらつきも無いようにしながら、ポンプ対象（液体）の搬送効率が改善されたマイクロポンプを提供することができた。
【００１２】
請求項２の構成は、マイクロポンプにおいて、手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で本体の先端部に装備される針状筒体と、この針状筒体の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリューと、このスクリューを駆動回転させるための駆動部とを有するとともに、
針状筒体を、その長手方向途中において曲げてあることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の構成によれば、スクリューを収容する針状筒体をその長手方向の途中で曲げてあることにより、その曲げられた針状筒体における先端側部分の延長線上には本体が位置しないようにすることができる。これにより、例えば、手術において針状筒体の生体内への挿入方向と目線とを同一線上に設定できて、正確な位置合せができる等、針状筒体の作用箇所に関する視認性を改善することができ、マイクロポンプの使い勝手が向上する。
【００１４】
その結果、針状筒体を長手方向途中において曲げることにより、針状筒体先端部の作用箇所を、本体に邪魔されずに見通すことが可能になり、使い勝手の向上するマイクロポンプを提供することができた。
【００１５】
請求項３の構成は、請求項２において、針状筒体の曲げ角度を１５度〜２５度に設定してあることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３の構成によれば、針状筒体を極端には曲げていないので、本体の手指操作における針状筒体先端の位置合せ操作が行い易いようにしながら、ポンプ対象を見通す場合に本体が妨げにならないようにすることができるので、例えば、中耳炎の治療において、針状筒体の存在する外耳道の内奥部分を、本体に邪魔されずに見通すことが可能になる等、奥まった箇所でのマイクロポンプの使い勝手を向上させることができる。
【００１７】
請求項４の構成は、マイクロポンプにおいて、手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で本体の先端部に装備される針状筒体と、この針状筒体の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリューと、このスクリューを駆動回転させるための駆動部とを有するとともに、
針状筒体を、その根元側の曲げモーメントを先端側の曲げモーメントよりも大となる状態に形成してあることを特徴とする。
【００１８】
物体の有する固有振動数を大きくするには、その強度や剛性を増すことが効果的であり、簡単なのは針状筒体の径を大きくすれば良い。しかしながら、径を大きくすれば、ポンプ対象に挿入するための孔も大きくなり、得策ではない。そこで、請求項４の構成によれば、針状筒体の根元側の曲げモーメントを先端側よりも大にしたので、例えば、針状筒体の根元側の径を先端側よりも太く形成すること（請求項５）等により、針状筒体の先端部を太くすることなく、針状筒体の固有振動数を大きくして、スクリューの回転始動時並びに回転終了時において、針状筒体先端部の共振現象を軽減又は解消させて、先端部が振れないようにすることが可能になる。従って、針状筒体の先端部を、鼓膜を越して内耳に挿通した状態で回転始動、或いは回転終了させても、筒体先端部の振れによって耳小骨を傷付けてしまうことが回避できる等、術式の制限が解かれて、使い易さが向上する。
【００１９】
その結果、針状筒体の根元側の曲げモーメントを先端側の曲げモーメントよりも大きくすることにより、スクリューの回転始動時や回転終了時における針先の振れを抑制又は解消でき、術式の制限が少なく治療用として好適な扱いやすいマイクロポンプを実現することができた。
【００２０】
請求項６の構成は、請求項５において、針状筒体を、根元側パイプと、この根元側パイプに内嵌される先端側パイプとから構成してあることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６の構成によれば、根元側パイプと、これに内嵌する先端側パイプとの２種の径のパイプの直結によって針状筒体を形成したので、パイプの径を拡張又は縮小する特別な加工が不要であり、かつ、中間連結パイプ等の連結のための専用部品も不要としながら、先端側よりも根元側の強度・剛性が大きな針状筒体を構成することができる。
【００２２】
請求項７の構成は、請求項５又は６において、先端側パイプの根元側端を、根元側パイプの根元側端よりも突出させてあることを特徴とする。
【００２３】
請求項７の構成によれば、根元側パイプが、その全長に亘って内装される先端側パイプによって補強されるので、根元側の強度・剛性を大きくアップさせることができるとともに、スクリューを回転自在に収容する先端側パイプが、根元側パイプ部分を超えて存在するから、スクリューをほぼ全長に亘って回転自在に支持できるようになり、根元側パイプの大径化に拘わらずに、良好な軸受機能を発揮させることが可能になる。
【００２４】
請求項８の構成は、請求項５又は６において、スクリューの径を、その先端側よりも根元側を太く形成してあることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項８の構成によれば、根元側パイプが先端側パイプよりも大径であるので、スクリュー根元側の強度・剛性を先端側より大きくして、スクリューの固有振動数も増大できて、前述した針状筒体の先端部の振れ防止機能を強化することが可能になる。加えて、単位時間当たりの吸引量又は送出量を、スクリュー先端側より根元側を大きくできるので、実質的に吸引又は送出効率を向上させることが可能になる。
【００２６】
請求項９の構成は、請求項１〜８のいずれかにおいて、スクリューの根元側端を、針状筒体の根元側端よりも突出させてあることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項９の構成によれば、スクリューが針状筒体の根元側端よりも突出するまで延びているので、針状筒体の根元側端内でスクリューが終わっている場合に比べて、ポンプ対象の吸引又は送出作用を強化することができ、ポンプ効率を改善させることができる。
【００２８】
請求項１０の構成は、請求項１〜９のいずれかにおいて、スクリューの螺旋ピッチを、スクリュー先端側よりもスクリュー根元側の方を大きくしてあることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０の構成によれば、スクリューの螺旋ピッチを、スクリュー先端側よりもスクリュー根元側の方を大きくしてあるので、スクリュー径を変えることなく、単位時間当たりの吸引量又は送出量を、スクリュー先端側より根元側を大きくできるので、実質的に吸引又は送出効率を向上させることが可能になる。
【００３０】
請求項１１の構成は、請求項１〜１０のいずれかにおいて、針状筒体が固定支持された先端部を、本体に対して着脱自在に支持してあることを特徴とするものである。
【００３１】
請求項１１の構成によれば、ポンプ対象に挿入される針状筒体を有するとともに、液体等のポンプ対象の移動経路を含んでいる先端部が本体に対して着脱自在であるから、汚れ易い先端部のみ外してその洗浄やメンテナンスが簡単に行えるようになる。例えば、医療用の場合には、１回の使用毎に先端部を交換して、衛生上好ましいものとするという使い方が可能になる。
【００３２】
請求項１２の構成は、請求項１１において、本体を、駆動部を有する基端部と、駆動部からの回転動力を変速してスクリューに伝達するための変速機構を有した中間握り部とを着脱自在に連結して構成するとともに、先端部を中間握り部に対して着脱自在に支持してあることを特徴とするものである。
【００３３】
請求項１２の構成によれば、本体が、駆動部を有する基端部と、駆動部からの回転動力を変速してスクリューに伝達するための変速機構を有した中間握り部とに分離自在であるから、基端部並びに中間握り部夫々を個々にメンテナンスし易いとともに、汚れた場合の掃除も楽に行えるようになる。
【００３４】
請求項１３の構成は、請求項１２において、先端部が中間握り部に装着された状態では、変速機構の出力部とスクリューとが連動連結され、かつ、先端部が中間握り部から離脱された状態では、出力部とスクリューとの連動連結が解除されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
請求項１３の構成によれば、先端部と中間握り部との着脱に伴ってそれら両者間の伝動系も着脱されるとともに、基端部と中間握り部との着脱に伴ってそれら両者間の伝動系も着脱されるので、伝動系の着脱操作が不要となって簡単便利に着脱操作が行えるようになる。
【００３６】
請求項１４の構成は、請求項１〜１３のいずれかにおいて、スクリューを可撓性を有した材料から形成してあることを特徴とするものである。
【００３７】
請求項１４の構成によれば、スクリューが可撓性を有した材料で形成してあるので、自在継手等の特別な伝動連結構造無く、途中で屈曲した針状筒体に回転自在に収容させることができる等、針状筒体の形状に対応できる融通性が備わった便利なスクリューとすることができる。
【００３８】
請求項１５の構成は、請求項１〜１４のマイクロポンプが耳鼻科用であることを特徴とするものである。
【００３９】
請求項１５の構成によれば、手指操作できて手軽に用いることができるマイクロポンプを、中耳滲出液等のポンプ対象の搬送効率が改善されるか、針状筒体先端部の振れが解消されるか、或いは外耳道内が見通せてポンプ使用が行い易い改善された便利な耳鼻科用ポンプを提供することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、補器を含む本発明によるマイクロポンプの全体図が、図２には３つに分離した状態のマイクロポンプＡが、図３には概略の伝動系が、そして図４には先端部の内部構造が夫々示されている。このマイクロポンプＡは、主に耳鼻科用（医療用）として作成されており、補器として、コントロールボックスＢと、フートスイッチＣとがある。
【００４１】
マイクロポンプＡは、手指によって支持自在な本体１と、鼓膜内に挿入自在な状態で本体１の先端部２に装備される針状筒体３と、この針状筒体３の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリュー４と、このスクリュー４を駆動回転させるための駆動部５とを有して構成されている。先端部２は、本体１に対して着脱自在に支持されており、その本体１は、駆動部５を有する基端部１Ａと、駆動部５からの回転動力を変速してスクリュー４に伝達するための変速機構６を有した中間握り部１Ｂとを着脱自在に連結して構成されている。
【００４２】
基端部（モーター部）１Ａは、図２、図３に示すように、コントロールボックスＢに接続されるリード線７と、駆動部５としてのブラシレスモータを備えており、中間握り部（ハンドピース部）１Ｂに内嵌される円筒状の挿入部１ａを有している。挿入部１ａには、ブラシレスモータ５の出力軸（図示省略）に直結された筒状軸８が、回転自在な状態で内装されている。
【００４３】
中間握り部１Ｂは、図２、図３に示すように、第１及び第２増速機構（変速機構６の一例）６Ａ，６Ｂを有している。第１増速機構６Ａは、筒状軸８に内嵌される入力軸９の先端に形成された大径の内歯ギヤ１０と、この内歯ギヤ１０に噛合うピニオンギヤ１１とで構成されており、単位時間当たりの回転数を約１：２の比率で増速させる。そして、ピニオンギヤ１１を根元側に有する中間軸１２の先端に形成された駆動ギヤ１３と、出力軸（出力部の一例）１４に形成された受動ギヤ１５とにより、単位時間当たりの回転数を約１：１．５に増速させる第２増速機構６Ｂが構成されている。
【００４４】
第２増速機構６Ｂには、かさ歯車を用いることで中間軸１２と出力軸１４とを約２０度傾けてあり、これによって中間握り部１Ｂを緩やかに湾曲した形状として、手指で持ち易いようにしてある。また、中間握り部１Ｂの表面には多数のディンプル加工を施してあり、握り易く、かつ、ずれ動き難くしてある。因みに、ブラシレスモータ５は可変速であって最高定格回転数が４万ｒｐｍであり、増速比約１：３の変速機構６により、スクリュー４は最高約１２万ｒｐｍ（１２００００回転／分）という高速で回転するように構成されている。
【００４５】
基端部１Ａと中間握り部１Ｂとを密着嵌合させて連結すべく、挿入部１ａを中間握り部１Ｂの凹入部１ｂに入れ込むと、凹入部１ｂ内において突出している中間軸９が挿入部１ａの筒状軸８内に入り込み、中間軸９に装備されているピン９ａが、筒状軸８の切欠き部８ａに嵌り込む。これにより、基端部１Ａと中間握り部１Ｂとの連結に伴って筒状軸８と中間軸９とが連動連結され、基端部１Ａと中間握り部１Ｂとの連結解除に伴って筒状軸８と中間軸９との連動連結も解除されるように構成されている。尚、基端部１Ａと中間握り部１Ｂとは、例えば、嵌合後に互いに回動方向に若干捻り操作することで嵌合抜け出しがロックされる構造を有している。
【００４６】
先端部２は、図２〜図４に示すように、先端が斜めカットされて注射針にように形成された針状筒体３を固定支持する裁頭三角錐状のヘッド３５と、このヘッド３５を螺着自在な中間筒部材１６と、この中間筒部材１６の根元側内部に螺着自在な先端部本体１７、中間筒部材１６に外嵌装備される透明筒２２、中間筒部材１６を覆う下カバー２０、先端部本体１７を覆う中間カバー２１等を有して構成されている。先端部本体１７における中間筒部材１６との螺着部の内側には、出力軸１４に連結自在な連動軸１８に対する軸受１９が内嵌支持されているとともに、連動軸１８の先端部と、スクリュー４の根元側端部を内嵌してカシメ（加締め）装着するチャック部材２３とが螺着連結されている。
【００４７】
ヘッド３５には、針状筒体４を密着内嵌する嵌装部材２４をリングパッキン２５を介して内嵌装備してあり、中間筒部材１６の段差壁１６ａとヘッド３５との間に、ガラスや合成樹脂で成る透明筒２２を一対のリングパッキン３０を用いて密封状に介装してある。透明筒２２が外嵌される径の細い部分の中間筒部材１６には、内部見通し用の長円孔１６ｂが４箇所形成してあり、中間筒部材１６内を流れる中耳滲出液等のポンプ対象を、透明筒２２部分からいずれかの長円孔１６ｂを通して視認できるようにしてある。
【００４８】
スクリュー４による液体等の吸引物は、図４に示す矢印の経路のように、中間筒部材１６の内側から、複数の横向き孔２５、中間筒部材１６と下カバー２０との間の環状経路２６、先端部本体１７に形成された専用の移送経路２７を通って、移送経路２７の出口部分を形成する取出し筒２８に嵌着された合成樹脂製のチューブ２９を用いて外部に排出できるように構成してある。
【００４９】
出力軸１４の先端側には、連動軸１８の根元側端を一体回転状態に連結（スプライン嵌合、三角歯セレーション、ピン連結等）自在とするための連結回転体３１を設けてある。従って、出力軸１４の軸支部材３２の先端部を先端部本体１７の根元側に嵌め入れることで、先端部２が中間握り部１Ｂに装着された状態では、出力軸１４（変速機構６の出力部の一例）と連動軸１８、即ちスクリュー４とが連動連結され、かつ、軸支部材３２を先端部本体１７から抜き出して、先端部２が中間握り部１Ｂから離脱された状態では、出力軸１４と連動軸１８との連動連結が解除されるように構成されている。
【００５０】
針状筒体３は、図４、図６に示すように、ヘッド３５に支持される根元側パイプ３３と、この根元側パイプ３３に圧入内嵌される先端側パイプ３４とから成る２段パイプ構造に構成してあるとともに、根元側パイプ３３をその先端側部分において約２０度曲げてある。先端側パイプ３４の先端は、生体等に軽い力で挿入できるために、鋭く尖る状態に斜めカットして注射針状に形成してあり、そのカット面より内側にスクリュー４の終端が位置するように設定してある。
【００５１】
スクリュー４は、図６〜図８に示すように、断面形状が矩形（長方形）を呈するバネ鋼等の可撓性を有した材料から成る単一の螺旋体によって成り、根元側の大径部４Ａと、先端側の小径部４Ｂとを有した段付き形状に形成されている。可撓性を有しているので、途中で屈曲された針状筒体３に無理なく収容されて回転できるものとなっている。因みに、大径部４Ａ及び小径部４Ｂの夫々の外径は０．４８、０．２８ｍｍに設定され、根元側パイプ３３の内径及び外径の夫々は０．５ｍｍ、０．７ｍｍに、かつ、先端側パイプ３４の内径及び外径の夫々は０．３ｍｍ、０．５ｍｍに設定されているが、これらの数値には限らない。
【００５２】
この２段パイプ構造により、針状筒体を、その根元側の曲げモーメントを先端側の曲げモーメントよりも大となる状態に形成されて、共振周波数を高いものとしてある。これにより、超高速回転するスクリュー４の回転始動時、及び回転終了時に、一瞬、針状筒体３が共振してその先端が大きく振れる現象（即ち従来の欠点）が生じないようになっている。尚、図６や図７では、構造の理解を容易にするため、実際よりも太く描いてある。
【００５３】
本体１と先端部２とが、図２に示すように、分離自在であるから、患者に接触し、中耳内より排出された滲出液が通過する部分である先端部２を、各患者毎に交換するとか、オートクレーブ（洗浄）して清潔さを維持することが容易である。また、中間握り部１Ｂも単独に分離自在であるから、この術者が接触する部分もオートクレーブすることが容易である。
【００５４】
このマイクロポンプＡの使用例を図５に示す。即ち、図５は、中耳炎の治療として、針状筒体４の先端を鼓膜４１内に挿入し、中耳４２に溜まった高粘度の中耳滲出液（膿）を吸い出している状態を示しており、針状筒体３を２０度曲げてあることにより、針状筒体３を無理なく外耳道４３に挿通しながら、術者の目Ｅによって、本体１が邪魔になること無く術部である鼓膜４１部分を良好に見通すことができる。尚、図５において、４４は外被弁（耳たぶ）、４５は耳小骨、４６は耳管、４７は内耳、４８は蝸牛、４９は半規管、５０は聴神経であり、耳小骨４５は、鼓膜４１の内側に接する槌骨４５ａ、砧骨４５ｂおよび鐙骨４５ｃから成っている。
【００５５】
図９に、本発明によるスクリュー４及び針状筒体３を有したマイクロポンプＡと、従来のスクリュー（２本のワイヤー撚り）を用いたマイクロポンプによる吸引実験データを示してある。グラフにおいて、実線は本発明品を、破線は従来品を夫々示し、四角マークは水を、丸マークは低粘度の液体を、そして三角マークは高粘度の液体を夫々吸引したときを示している。この図９のグラフから、いずれの粘度であっても、本発明によるマイクロポンプの吸引効率が、従来のものより明確に上回っていることが理解できる。
【００５６】
針状筒体３が直管で補強されていない従来のマイクロポンプでは、スクリュー４の回転始動時（又は回転終了時）に、共振によって針先が最大で３．７ｍｍという大きな振れが生じていた。この「振れ」は、回転数が上昇（下降）していく途中において複数回生じることもある。これに対して、根元側の曲げモーメントが補強された針状筒体３を有する本発明によるマイクロポンプＡでは、回転始動時も回転終了時も「振れ」は観察されなかった。
【００５７】
次に、断面が矩形のスクリュー４を用いて実験を行った結果、針状筒体３に補強が有る場合は、最大でも０．５ｍｍ（６３００ｒｐｍ時）の振れに収まり、針状筒体３に補強を設け、かつ、約２０度曲げた状態では、振れの最大が０．２ｍｍ（６５６００ｒｐｍ時）に軽減されている。
【００５８】
〔別実施形態〕
ポンプ対象とは、中耳滲出液（膿）、脳水（髄液）、胸水、歯槽膿漏によって歯茎内に溜まった膿、副鼻腔に溜まった膿（蓄膿）等の耳鼻科、歯科及び医療に関する液体の他、マイクロマシンの工学材料、理化学実験用の材料、又はホイップクリーム、調味料等の料理用の液体、絵の具、水性ラッカー等の絵画用液体といった具合に、種々のものが可能であり、マイクロポンプＡは、それら液体の吸引又は送出用として利用することができる。
【００５９】
針状筒体３は、図１０に示すように、その根元側パイプ３３が根元広がりとなるテーパ状に径が大きくなる構造（単一のパイプも、図６に示すような嵌合連結による大小２つ以上の複数パイプでも可）や、図１１に示すように、先端側パイプ３４の根元側端３４ａを、根元側パイプ３３の根元側端３３ａよりも突出させて、針状筒体３の強度・剛性をより向上させる構造を採用しても良い。また、パイプの拡径加工（又は縮径加工）により、単一部品としながら根元側程径が大きくなる段差状の針状筒体４を構成することも可能である。
【００６０】
針状筒体の根元側の曲げモーメントを、先端側の曲げモーメントよりも大とする手段としては、根元側パイプ３３を先端側パイプよりも高張力の材料で形成するとか、肉厚を太くする等、径の大小以外にも種々のものが可能である。又、スクリュー４の螺旋ピッチＰ（図７参照）を、スクリュー先端側よりもスクリュー根元側の方を大きくすることにより、径を変えなくても根元側程単位時間当たりの搬送量を大きくすることが可能である。
【００６１】
途中で曲げられた径が一定のパイプで成る針状筒体３や、全体として直線状であるが、途中から根元側の径が太い針状筒体３、或いは、径が一定で断面形状が矩形のスクリュー４等を備えたマイクロポンプＡも本発明の一例である。また、先端部２が本体１に一体的に装備された構造や、本体１とは別に構成された駆動部５から、連動軸やワイヤー等の動力伝達手段を介してスクリュー４を駆動回転させる構造を採るマイクロポンプＡも可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のマイクロポンプでは、断面が矩形の螺旋体でスクリューを形成してあるから、互いに撚られた２本のワイヤーで成る従来のスクリューに比べて、スクリュー径に対する断面積の割合を小さく、換言すればスクリュー径に対する空間部、即ち液体等のポンプ対象の移送面積を大にすることができ、ポンプ対象の搬送効率を改善することが可能になる。そして、帯鋼を捩じる等、１個の部材からスクリューを形成できるので、従来のように２部品の接着工程が不要で、かつ、その接着の良否による品質のばらつきも解消できるものとなる。また、スクリューが１個の部材から構成できるので、回転に伴ってスクリュー径が大きくなり、回転抵抗が増すとか破断する等の不都合も生じない。その結果、断面形状が矩形の螺旋体によってスクリューを形成することにより、スクリューの回転時に回転抵抗が増大せず、かつ、スクリュー強度のばらつきも無いようにしながら、ポンプ対象（液体）の搬送効率が改善されたマイクロポンプを提供することができた。
【００６３】
請求項２のマイクロポンプでは、スクリューを収容する針状筒体をその長手方向の途中で曲げてあることにより、その曲げられた針状筒体における先端側部分の延長線上には本体が位置しないようにすることができる。これにより、例えば、手術において針状筒体の生体内への挿入方向と目線とを同一線上に設定できて、正確な位置合せができる等、針状筒体の作用箇所に関する視認性を改善することができ、マイクロポンプの使い勝手が向上する。その結果、針状筒体を長手方向途中において曲げることにより、針状筒体先端部の作用箇所を、本体に邪魔されずに見通すことが可能になり、使い勝手の向上するマイクロポンプを提供することができた。
【００６４】
請求項３のマイクロポンプでは、針状筒体を極端には曲げていないので、本体の手指操作における針状筒体先端の位置合せ操作が行い易いようにしながら、ポンプ対象を見通す場合に本体が妨げにならないようにすることができるので、例えば、中耳炎の治療において、針状筒体の存在する外耳道の内奥部分を、本体に邪魔されずに見通すことが可能になる等、奥まった箇所でのマイクロポンプの使い勝手を向上させることができる。
【００６５】
請求項４及び５のマイクロポンプでは、針状筒体の根元側の曲げモーメントを先端側よりも大にしたので、例えば、針状筒体の根元側の径を先端側よりも太く形成すること（請求項５）等により、針状筒体の先端部を太くすることなく、針状筒体の固有振動数を大きくして、スクリューの回転始動時並びに回転終了時において、針状筒体先端部の共振現象を解消させて、先端部が振れないようにすることが可能になる。従って、針状筒体の先端部を、鼓膜を越して内耳に挿通した状態で回転始動、或いは回転終了させても、筒体先端部の振れによって耳小骨を傷付けてしまうことが回避できる等、術式の制限が解かれて、使い易さが向上する。その結果、針状筒体の根元側の曲げモーメントを先端側の曲げモーメントよりも大きくすることにより、スクリューの回転始動時や回転終了時における針先の振れを抑制又は解消でき、術式の制限が少なく治療用として好適な扱いやすいマイクロポンプを実現することができた。
【００６６】
請求項６のマイクロポンプでは、根元側パイプと、これに内嵌する先端側パイプとの２種の径のパイプの直結によって針状筒体を形成したので、パイプの径を拡張又は縮小する特別な加工が不要であり、かつ、中間連結パイプ等の連結のための専用部品も不要としながら、先端側よりも根元側の強度・剛性が大きな針状筒体を構成することができる。
【００６７】
請求項７のマイクロポンプでは、根元側パイプが、その全長に亘って内装される先端側パイプによって補強されるので、根元側の強度・剛性を大きくアップさせることができるとともに、スクリューを回転自在に収容する先端側パイプが、根元側パイプ部分を超えて存在するから、スクリューをほぼ全長に亘って回転自在に支持できるようになり、根元側パイプの大径化に拘わらずに、良好な軸受機能を発揮させることが可能になる。
【００６８】
請求項８のマイクロポンプでは、根元側パイプが先端側パイプよりも大径であるので、スクリュー根元側の強度・剛性を先端側より大きくして、スクリューの固有振動数も増大できて、前述した針状筒体の先端部の振れ防止機能を強化することが可能になる。加えて、単位時間当たりの吸引量又は送出量を、スクリュー先端側より根元側を大きくできるので、実質的に吸引又は送出効率を向上させることが可能になる。
【００６９】
請求項９のマイクロポンプでは、スクリューが針状筒体の根元側端よりも突出するまで延びているので、針状筒体の根元側端内でスクリューが終わっている場合に比べて、ポンプ対象の吸引又は送出作用を強化することができ、ポンプ効率を改善させることができる。
【００７０】
請求項１０のマイクロポンプでは、スクリューの螺旋ピッチを、スクリュー先端側よりもスクリュー根元側の方を大きくしてあるので、スクリュー径を変えることなく、単位時間当たりの吸引量又は送出量を、スクリュー先端側より根元側を大きくできるので、実質的に吸引又は送出効率を向上させることが可能になる。
【００７１】
請求項１１のマイクロポンプでは、ポンプ対象に挿入される針状筒体を有するとともに、液体等のポンプ対象の移動経路を含んでいる先端部が本体に対して着脱自在であるから、汚れ易い先端部のみ外してその洗浄やメンテナンスが簡単に行えるようになる。例えば、医療用の場合には、１回の使用毎に先端部を交換して、衛生上好ましいものとするという使い方が可能になる。
【００７２】
請求項１２のマイクロポンプでは、本体が、駆動部を有する基端部と、駆動部からの回転動力を変速してスクリューに伝達するための変速機構を有した中間握り部とに分離自在であるから、基端部並びに中間握り部夫々を個々にメンテナンスし易いとともに、汚れた場合の掃除も楽に行えるようになる。
【００７３】
請求項１３のマイクロポンプでは、先端部と中間握り部との着脱に伴ってそれら両者間の伝動系も着脱されるとともに、基端部と中間握り部との着脱に伴ってそれら両者間の伝動系も着脱されるので、伝動系の着脱操作が不要となって簡単便利に着脱操作が行えるようになる。
【００７４】
請求項１４のマイクロポンプでは、スクリューが可撓性を有した材料で形成してあるので、自在継手等の特別な伝動連結構造無く、途中で屈曲した針状筒体に回転自在に収容させることができる等、針状筒体の形状に対応できる融通性が備わった便利なスクリューとすることができる。
【００７５】
請求項１５のマイクロポンプでは、手指操作できて手軽に用いることができるマイクロポンプを、中耳滲出液等のポンプ対象の搬送効率が改善されるか、針状筒体先端部の振れが解消されるか、或いは外耳道内が見通せてポンプ使用が行い易い改善された便利な耳鼻科用ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】耳鼻科用マイクロスクリューポンプの全体図
【図２】図１に示すポンプを３つに分離した状態を示す分解図
【図３】図１に示すポンプの概略の駆動構造を示す断面図
【図４】先端部の概略の内部構造を示す断面図
【図５】中耳炎治療としての使用例を示す作用図
【図６】スクリュー及び針状筒体の構造を示す一部切欠きの側面図
【図７】スクリュー及び針状筒体の段差形状を示す部分拡大図
【図８】スクリューの断面形状を示す断面図
【図９】スクリューの回転数に対する吸引量の関係グラフを示す図
【図１０】針状筒体の別構造を示す部分図
【図１１】針状筒体の他の別構造を示す部分図
【符号の説明】
１本体
１Ａ基端部
１Ｂ中間握り部
２先端部
３針状筒体
３ａ根元側端
４スクリュー
４ａ根元側端
５駆動部
６変速機構
１４出力部
３３根元側パイプ
３３ａ根元側端
３４先端側パイプ
３４ａ根元側端

Claims

手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で前記本体の先端部に装備される針状筒体と、この針状筒体の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリューと、このスクリューを駆動回転させるための駆動部とを有するとともに、
前記スクリューを、断面形状が矩形を呈する螺旋体によって形成してあるマイクロポンプ。
手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で前記本体の先端部に装備される針状筒体と、この針状筒体の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリューと、このスクリューを駆動回転させるための駆動部とを有するとともに、
前記針状筒体を、その長手方向途中において曲げてあるマイクロポンプ。
請求項２において、
前記針状筒体の曲げ角度を１５度〜２５度に設定してあるマイクロポンプ。
手指によって支持自在な本体と、ポンプ対象内に挿入自在な状態で前記本体の先端部に装備される針状筒体と、この針状筒体の内部に回転自在に収容される吸引又は送出用のスクリューと、このスクリューを駆動回転させるための駆動部とを有するとともに、
前記針状筒体を、その根元側の曲げモーメントを先端側の曲げモーメントよりも大となる状態に形成してあるマイクロポンプ。
請求項４において、
前記針状筒体の径を、その先端側よりも根元側を太く形成してあるマイクロポンプ。
請求項５において、
前記針状筒体を、根元側パイプと、この根元側パイプに内嵌される先端側パイプとから構成してあるマイクロポンプ。
請求項５又は６において、
前記先端側パイプの根元側端を、前記根元側パイプの根元側端よりも突出させてあるマイクロポンプ。
請求項５又は６において、
前記スクリューの径を、その先端側よりも根元側を太く形成してあるマイクロポンプ。
請求項１〜８のいずれかにおいて、
前記スクリューの根元側端を、前記針状筒体の根元側端よりも突出させてあるマイクロポンプ。
請求項１〜９のいずれかにおいて、
前記スクリューの螺旋ピッチを、スクリュー先端側よりもスクリュー根元側の方を大きくしてあるマイクロポンプ。
請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記針状筒体が固定支持された前記先端部を、前記本体に対して着脱自在に支持してあるマイクロポンプ。
請求項１１において、
前記本体を、前記駆動部を有する基端部と、前記駆動部からの回転動力を変速して前記スクリューに伝達するための変速機構を有した中間握り部とを着脱自在に連結して構成するとともに、前記先端部を前記中間握り部に対して着脱自在に支持してあるマイクロポンプ。
請求項１２において、
前記先端部が前記中間握り部に装着された状態では、前記変速機構の出力部と前記スクリューとが連動連結され、かつ、前記先端部が前記中間握り部から離脱された状態では、前記出力部と前記スクリューとの連動連結が解除されるように構成されているマイクロポンプ。
請求項１〜１３のいずれかにおいて、
前記スクリューを可撓性を有した材料から形成してあるマイクロポンプ。
請求項１〜１４のマイクロポンプが耳鼻科用であるマイクロポンプ。