JP2006138257A - マイクロスクリューポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、試薬を永続的に輸送することができ、しかも試薬同士の反応効率を高めることができるマイクロスクリューポンプを提供する。
【解決手段】 本発明は、円筒形状のケーシング２０と、ケーシング２０の一端側に形成されてケーシング２０内に連通する第１ポート（中空部２２ａ及び貫通穴２１ａ）と、ケーシング２０の他端側に形成されてケーシング２０内に連通する第２ポート（中空部２３ａ及び貫通穴２１ｂ）と、スクリューがその周面に形成されると共にケーシング２０に回転可能に内嵌されるスクリュー軸部材３０とを備えるマイクロスクリューポンプ１ａであって、スクリューの溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２であることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、マイクロリアクタに使用されるマイクロスクリューポンプに関する。

従来、微細な流路内に２種類の試薬が層流を形成するように流されて、試薬同士がそれらの接触界面で反応するようにしたマイクロリアクタが知られている。このマイクロリアクタは、試薬同士が界面で反応するので、試薬同士を混合する反応系と比較してそれらの反応効率が高められる。

このようなマイクロリアクタの流路内に試薬を供給するポンプは、試薬の吐出流量が極めて小さくなっており、マイクロポンプと称されている。このようなマイクロポンプとしては、シリンジポンプ（例えば、非特許文献１参照）やダイヤフラムポンプ（例えば、特許文献１参照）が知られている。そして、シリンジポンプは、シリンダ内に予め充填された試薬をプランジャで押し出すように構成されており、ダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムが圧電素子によって進退することによってポンプ室内の試薬を押し出すように構成されている。
特開２００４−２３０４６９号公報（段落００１６、図３） ディスペンサー紹介サイト、"シリンジポンプ"、［平成１６年１１月２日検索］、有限会社ミナトコンセプト、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.minato.biz/001.htm＞

しかしながら、シリンジポンプでは、マイクロリアクタに供給可能な試薬の量が、シリンダ内に充填された試薬の量に限定されるという問題、つまりマイクロリアクタに試薬を永続的に供給することができないという問題がある。

一方、ダイヤフラムポンプは、試薬をマイクロリアクタに永続的に供給することができるものの、ダイヤフラムが進退することによって試薬が押し出されるので、吐出する試薬に脈動が生じることとなる。その結果、このダイヤフラムポンプが使用されたマイクロリアクタでは、流路内に試薬の層流が形成されず、あるいは流路内に層流が形成されても試薬同士の界面に乱れが生じて試薬の反応効率が低下するという問題が生じる。

そこで、本発明の課題は、試薬を永続的に輸送することができ、しかも試薬同士の反応効率を高めることができるマイクロスクリューポンプを提供することにある。

前記課題を解決するための発明は、円筒形状のケーシングと、前記ケーシングの一端側に形成されて前記ケーシング内に連通する第１ポートと、前記ケーシングの他端側に形成されて前記ケーシング内に連通する第２ポートと、スクリューがその周面に形成されると共に前記ケーシングに回転可能に内嵌されるスクリュー軸部材とを備えるマイクロスクリューポンプであって、前記スクリューの溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２であることを特徴とする。

一般に、スクリューポンプは、粉体や高粘度の樹脂等を輸送するものであり、そのスクリューの溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２となるように設定されている。本発明者は、このようなスクリューポンプを単に縮小化（マイクロ化）したとしても、低粘度の試薬（液体）を効率的に輸送することができないことを見出した。つまり、本発明は、この比を大きく変更することによって、例えば、０．００１Ｐａ・ｓ（１ｃｐ）程度の低粘度の試薬（液体）を効率的に輸送することができるようにしたものである。
このマイクロスクリューポンプでは、スクリュー軸部材が回転すると、スクリューの深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２になるように設定されているので、スクリューの溝に入り込んだ試薬（液体）は、スクリュー軸部材の回転に伴って、例えば、第１ポート側から第２ポート側に押圧されていく。つまり、ケーシング内では、第１ポート側における試薬（液体）の圧力と比較して、第２ポート側における試薬（液体）の圧力が高まることとなる。その結果、第１ポート側から入り込んだ試薬（液体）は、第２ポートから排出されていくこととなる。なお、スクリューの溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、前記した範囲を外れた場合には、低粘度の試薬（液体）を実質的に搬送することができない。
また、このようなスクリューポンプにおいて、スクリューの溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が１０程度のもの（スクリュー外径：３ｍｍ）は、最も吐出圧力や吐出流量等のポンプ能力に優れたものとなる。

そして、このマイクロスクリューポンプは、スクリュー軸部材が回転することによって試薬（液体）の輸送力が生み出されるので、例えば、第２ポートから吐出する試薬（液体）に脈動が発生することを防止する。

そして、このマイクロスクリューポンプは、吐出する試薬（液体）に脈動が発生することを防止するので、このマイクロスクリューポンプを使用してマイクロリアクタの流路内に２種類の試薬（液体）が供給された際に、流路内に、界面に乱れのない試薬（液体）の層流を形成することができる。その結果、このマイクロスクリューポンプは、マイクロリアクタの流路内での試薬（液体）の反応効率を高めることができる。

また、このようなマイクロスクリューポンプにおいて、前記スクリューのリード角（θ）が、０°＜θ≦１０°であるものが望ましい。リード角（θ）がこのような範囲に設定されたマイクロスクリューポンプは、低粘度（例えば、０．００１Ｐａ・ｓ（１ｃｐ）程度）の試薬（液体）をより効率的に輸送することができる。なお、リード角（θ）が、前記した範囲を外れると、実質的に低粘度の試薬（液体）を搬送することができない場合がある。ちなみに、リード角（θ）が０°に近くなるように設定されたマイクロスクリューポンプほど、ポンプ能力に優れたものとなる。

また、このようなマイクロスクリューポンプにおいて、前記スクリューの歯の幅（ｅ）が、０．２２ｍｍ≦ｅ≦１．５５ｍｍであるものが望ましい。歯の幅（ｅ）がこのような範囲に設定されたマイクロスクリューポンプは、低粘度（例えば、０．００１Ｐａ・ｓ（１ｃｐ）程度）の試薬（液体）をより効率的に輸送することができる。なお、歯の幅（ｅ）が、前記した範囲を外れると、実質的に低粘度の試薬（液体）を搬送することができない場合がある。

また、このようなマイクロスクリューポンプにおいて、前記ケーシングの一端及び他端の少なくとも一方の内側に液溜めが形成されており、前記液溜めには、前記第１ポート又は前記第２ポートが連通しているマイクロスクリューポンプが望ましい。

このマイクロスクリューポンプは、液溜めに連通する前記第１ポート又は前記第２ポートから試薬（液体）が排出されるように前記スクリュー軸部材を回転させることによって、試薬（液体）は、液溜めを介してマイクロスクリューポンプから吐出されることとなる。その結果、このマイクロスクリューポンプは、液溜めがないものと比較して吐出される試薬（液体）の脈動がより確実に防止される。

また、このようなマイクロスクリューポンプは、前記スクリュー軸部材の周面が、その軸方向に向かってテーパ状になっているものであってもよい。

このマイクロスクリューポンプは、スクリュー軸部材が型で成形される際に、スクリュー軸部材を型から容易に取り外すことができる。つまり、スクリュー軸部材の周面がテーパ状になっているので、成形されたスクリュー軸部材は、数回転することによって、スクリュー軸部材の周面に形成された歯及び溝は型から離れる。

本発明のマイクロスクリューポンプは、試薬をマイクロリアクタに永続的に輸送することができ、しかもマイクロリアクタでの試薬同士の反応効率を高めることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本実施形態に係るマイクロスクリューポンプが組み込まれたマイクロリアクタの斜視図、図２は、本実施形態に係るマイクロスクリューポンプの斜視図、図３は、図２のIII−III断面図、図４は、図２のIV方向からスクリュー軸部材を見た様子を示す部分拡大図である。

まず、本実施形態に係るマイクロスクリューポンプの説明に先立って、このマイクロスクリューポンプが組み込まれたマイクロリアクタについて説明する。

（マイクロリアクタ）
図１に示すように、マイクロリアクタＲは、第１のチップ２と第２のチップ３とからなる基板４と、この基板４内を蛇行するように形成されたマイクロチャネル５と、このマイクロチャネル５の一端に連通する第１の導入流路６及び第２の導入流路７と、第１の導入流路６に第１の試薬（図１中、「Ａ液」と記す）を供給する第１の供給ポート９と、第２の導入流路７に第２の試薬（図１中、「Ｂ液」と記す）を供給する第２の供給ポート１０と、マイクロチャネル５の他端に連通する排出ポート１１とを備えている。そして、第１の供給ポート９及び第２の供給ポート１０のそれぞれには、第１の試薬（Ａ液）及び第２の試薬（Ｂ液）を図示しない貯留槽から輸送するためのマイクロスクリューポンプ１ａが接続されている。

第１のチップ２及び第２のチップ３は、薄い平板状のものであり、互いに積層することにより基板４を構成している。第１のチップ２及び第２のチップ３のサイズは、例えば幅５〜２５ｍｍ、長さ１０〜７５ｍｍ、厚み１〜５ｍｍ程度に設定されている。第１のチップ２及び第２のチップ３の材質としては、ガラス、プラスチック等が用いられる。

マイクロチャネル５、第１の導入流路６及び第２の導入流路７は、第１のチップ２に形成された凹溝と、これに対向させて第２のチップ３に形成された凹溝とによって構成されている。なお、マイクロチャネル５は、必ずしも蛇行する必要はなく、例えば直線状に形成してもよいし、円形状や波形状に形成してもよい。
第１の供給ポート９、第２の供給ポート１０及び排出ポート１１は、第１のチップ２を貫通するように形成されている。

このようなマイクロリアクタＲでは、マイクロスクリューポンプ１ａによって、第１の試薬（Ａ液）が図示しない貯留槽から第１の供給ポート９に輸送されると共に、第２の試薬（Ｂ液）が図示しない貯留槽から第２の供給ポート１０に輸送される。そして、第１の試薬（Ａ液）及び第２の試薬（Ｂ液）は、マイクロチャネル５の一端で合流すると共に、マイクロチャネル５内で層流を形成するように流れる。その結果、第１の試薬（Ａ液）及び第２の試薬（Ｂ液）は、それらの界面で接触し合うことによって、効率良く反応する。そして、第１の試薬（Ａ液）と第２の試薬（Ｂ液）との反応生成物は、排出ポート１１を介して排出されて回収される。

（マイクロスクリューポンプ）
次に、本実施形態に係るマイクロスクリューポンプ１ａについて説明する。
マイクロスクリューポンプ１ａは、図２に示すように、ケーシング２０と、スクリュー軸部材３０と、キャップ部材４０とで構成されている。

ケーシング２０は、図２に示すように、円筒形状の胴部２１と、第１接続プラグ２２と、第２接続プラグ２３とを備えている。

胴部２１の内側には、図３に示すように、スクリュー軸部材３０が内嵌されるようになっている。胴部２１の一端側には、スクリュー軸部材３０を装嵌するための開口２５が形成されており、他端側は、壁部２６で閉塞されている。そして、この壁部２６の内側には、スクリュー軸部材３０を回転可能に支持する軸受け穴２４が形成されている。そして、胴部２１の一端側の外周面には、第１接続プラグ２２が接続されており、胴部２１の他端側の外周面には、第２接続プラグ２３が接続されている。これら第１接続プラグ２２及び第２接続プラグ２３は、管状部材で形成されている。

第１接続プラグ２２が接続される胴部２１には、第１接続プラグ２２の中空部２２ａとケーシング２０の内側とを連通させる貫通穴２１ａが形成されている。この中空部２２ａと貫通穴２１ａとは、特許請求の範囲にいう「第１ポート」を構成している。

また、第２接続プラグ２３が接続される胴部２１には、第２接続プラグ２３の中空部２３ａとケーシング２０の内側とを連通させる貫通穴２１ｂが形成されている。この中空部２３ａと貫通穴２１ｂとは、特許請求の範囲にいう「第２ポート」を構成している。

スクリュー軸部材３０は、図２に示すように、その周面にスクリュー１９が形成された円柱形状の本体部３１と、本体部３１の一端側に接続されて、本体部３１をケーシング２０内で回転させる駆動軸３２と、本体部３１の他端側に設けられてケーシング２０の軸受け穴２４に嵌入される突起部３３とを備えている。なお、駆動軸３２には、図示しないモータ等によって回転力が加えられるようになっている。

本体部３１に形成されたスクリュー１９の溝１７は、図２に示すように、ケーシング２０の第１接続プラグ２２側から第２接続プラグ２３側に向かって右回り（時計回り）に旋回するように形成されている。このスクリュー１９は、図４に示す溝深さ（歯１８の高さ）Ｈが、０＜Ｈ≦０．１５ｍｍに設定されている。そして、溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２、好ましくは９．０≦Ｗ／Ｈ≦１１．０となるように設定されており、スクリュー１９のリード角θが、０°＜θ≦１０°、好ましくは、４°≦θ≦６°、最も好ましくは５°程度に設定されており、スクリュー１９の歯１８の幅ｅが、０．２２ｍｍ≦ｅ≦１．５５ｍｍに設定されており、ケーシング２０の内周面と歯１８との隙間ｄが、０μｍ＜ｄ≦１５μｍに設定されている。ちなみに、ケーシング２０の内径は、９ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましく、３ｍｍ以上、５ｍｍ以下が最も好ましい。

キャップ部材４０は、図２に示すように、略円筒形状の部材であって、図３に示すように、その内側に駆動軸３２が嵌入されると共に、ケーシング２０の開口２５に嵌入されて開口２５を封止する略円筒形状の部材である。そして、開口２５に嵌入されたキャップ部材４０と、ケーシング２０との間には、Ｏリング４１が配置されており、ケーシング２０の開口２５の封止性をより確実にしている。また、キャップ部材４０は、スクリュー軸部材３０にＯリング４２を介して当接している。このＯリング４２は、駆動軸３２に外嵌されており、キャップ部材４０と駆動軸３２との隙間を封止している。

そして、本体部３１の一端側（第１接続プラグ２２側）の外周面と、ケーシング２０の内周面との間には、貫通穴２１ａが臨む位置に液溜め１５が形成されている。また、本体部３１の他端側（第２接続プラグ２３側）の外周面と、ケーシング２０の内周面との間には、貫通穴２１ｂが臨む位置に液溜め１６が形成されている。

次に、本実施形態に係るマイクロスクリューポンプの動作について説明する。
このマイクロスクリューポンプ１ａによって輸送される液体は、低粘度の液体であり、本実施形態では、粘度が０．００１Ｐａ・ｓのＡ液及びＢ液（図１参照）が輸送される。

このマイクロスクリューポンプ１ａは、例えば、図１に示すＡ液を輸送するマイクロスクリューポンプ１ａを例にとって説明すると、Ａ液の貯留槽（図示せず）と図２に示す第１接続プラグ２２とが接続され、図１に示すマイクロリアクタＲの第１の供給ポート９と図２に示す第２接続プラグ２３とが接続されることによってマイクロリアクタＲに組み込まれる。

このマイクロスクリューポンプ１ａでは、図２に示す駆動軸３２に図示しないモータによって回転力が付与されて本体部３１が回転する。このときの本体部３１の回転方向は、駆動軸３２側からみて左回り（反時計回り）となるように設定される。そして、マイクロスクリューポンプ１ａでは、前記したように、スクリュー１９の溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２となるように設定されており、スクリュー１９のリード角θが、０°＜θ≦１０°となるように設定されており、スクリュー１９の歯１８の幅ｅが、０．２２ｍｍ≦ｅ≦１．５５ｍｍとなるように設定されており、ケーシング２０の内周面と歯１８との隙間ｄが、０μｍ＜ｄ≦１５μｍになるように設定されており、ケーシング２０の内径が、５ｍｍ以下に設定されているので、貯留槽（図示せず）から溝１７に入り込んだＡ液は、本体部３１の回転に伴って、第１接続プラグ２２側から第２接続プラグ２３側に押圧されていく。つまり、ケーシング２０内では、第１接続プラグ２２側におけるＡ液の圧力と比較して、第２接続プラグ２３側におけるＡ液の圧力が高まることとなる。その結果、Ａ液は、液溜め１６、胴部２１の貫通穴２１ｂ及び第２接続プラグ２３の中空部２３ａを介して第２接続プラグ２３から排出される。ちなみに、溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が前記した範囲を外れるとＡ液を実質的に搬送することができない。また、リード角θ、スクリュー１９の歯１８の幅ｅ、及びケーシング２０の内周面と歯１８との隙間ｄが、前記した範囲を外れると、実質的にＡ液を搬送することが困難になるか、あるいは第２接続プラグ２３からのＡ液の吐出流量や吐出圧力が著しく低下する場合がある。

そして、このマイクロスクリューポンプ１ａは、スクリュー軸部材３０が回転することによってＡ液の輸送力が生み出されるので、第２接続プラグ２３から吐出するＡ液に脈動が発生することを防止する。

また、このマイクロスクリューポンプ１ａは、ケーシング２０内に液溜め１６が形成されているので、液溜め１６がないものと比較して第２接続プラグ２３から吐出されるＡ液の脈動がより確実に防止される。

また、このマイクロスクリューポンプ１ａでは、Ａ液の第１接続プラグ２２側の圧力と第２接続プラグ２３側の圧力との差で生じる反力によって、スクリュー軸部材３０の本体部３１は、Ｏリング４２に押し付けられる。その結果、駆動軸３２とキャップ部材４０との隙間は確実に封止される。したがって、マイクロスクリューポンプ１ａでは、この駆動軸３２の回転によるケーシング２０内のＡ液への空気の巻き込みは防止されることとなる。

このマイクロスクリューポンプ１ａは、図１に示すマイクロリアクタＲにおいて、マイクロリアクタＲにＢ液を供給する第２の供給ポート１０側にも取り付けられている。そして、このようなマイクロスクリューポンプ１ａは、図１に示すマイクロリアクタＲにおいて、吐出するＡ液及びＢ液の脈動の発生を防止するので、マイクロチャネル５内にＡ液及びＢ液の界面に乱れのない層流を形成する。その結果、このマイクロスクリューポンプ１ａは、Ａ液とＢ液とを効率良く反応させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、前記実施形態では、スクリュー軸部材３０が円柱形状であるマイクロスクリューポンプ１ａを例示したが、本発明は、図５に示すように、スクリュー１９が形成される周面がテーパ状になったスクリュー軸部材３０ａを備えるマイクロスクリューポンプ１ｂであってもよい。

このマイクロスクリューポンプ１ｂは、例えば、図６（ａ）に示すように、スクリュー軸部材３０ａが型Ｍ１及び型Ｍ２内で成形される。そして、成形されたスクリュー軸部材３０ａは、図６（ｂ）に示すように、駆動軸３２を回転させることによって型Ｍ１から取り外される。この際、本体部３１の周面に形成された歯１８及び溝１７は、駆動軸３２を数回転させることによって型Ｍ１から離れる。したがって、このスクリュー軸部材３０ａは、型Ｍ１から容易に取り外すことができる。ちなみに、前記実施形態に係るマイクロスクリューポンプ１ａのスクリュー軸部材３０は、型Ｍ１から取り外す際に、本体部３１が型Ｍ１から完全に抜き出されるまで駆動軸３２を回転させることとなる。

また、前記実施形態では、マイクロスクリューポンプ１ａがマイクロリアクタＲの基板４の外部に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、マイクロスクリューポンプ１ａが基板４内に組み入れられたものであってもよい。

また、前記実施形態では、マイクロスクリューポンプ１ａの第１接続プラグ２２側からＡ液又はＢ液が導入され、その第２接続プラグ２３側からＡ液又はＢ液が排出されるようにマイクロスクリューポンプ１ａがマイクロリアクタＲに組み込まれているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２接続プラグ２３側からＡ液又はＢ液が導入され、第１接続プラグ２２側からＡ液又はＢ液が排出されるようにマイクロスクリューポンプ１ａがマイクロリアクタＲに組み込まれてもよい。ちなみに、このマイクロスクリューポンプ１ａでは、駆動軸３２の回転が前記実施形態と逆になるように設定されることとなる。

このようなマイクロスクリューポンプ１ａは、駆動軸３２の反対側の端部からＡ液又はＢ液が導入されるので、駆動軸３２の回転に基づくケーシング２０内への空気の巻き込みを考慮しなくともよい。そして、このようなマイクロスクリューポンプ１ａでは、Ａ液又はＢ液が液溜め１５を介して第１接続プラグ２２から排出されるので、吐出するＡ液又はＢ液の脈動の発生が防止される。

次に、本発明のマイクロスクリューポンプの効果を確認した実施例について説明する。
（実施例１）
前記実施形態に係るマイクロスクリューポンプ１ａにおいて、図４に示す溝深さ（歯１８の高さ）Ｈが、０．１５ｍｍに設定され、溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３に設定され（溝幅Ｗ：０．６５ｍｍ）、リード角θが、５度に設定され、歯１８の幅ｅが、１．５５ｍｍに設定され、そしてケーシング２０の内周面と歯１８との隙間ｄが、９μｍに設定されたマイクロスクリューポンプ１ａを作製した。なお、このマイクロスクリューポンプ１ａでは、ケーシング２０の内径が８．０１８ｍｍに設定され、スクリュー軸部材３０の有効長さが３０ｍｍに設定されている。

そして、作製したマイクロスクリューポンプ１ａについて、スクリュー軸部材３０の回転速度に対する吐出圧力及び吐出液量を測定した。なお、測定には、純水（粘度：０．００１Ｐａｓ）を使用した。吐出圧力の測定結果を図７（ａ）に示し、吐出液量の測定結果を図７（ｂ）に示す。なお、スクリュー軸部材３０の回転速度は、図７（ａ）及び図７（ｂ）中、「スクリュー回転速度（ｒｐｍ）」と記す。

（実施例２）
前記実施形態に係るマイクロスクリューポンプ１ａにおいて、図４に示す溝深さ（歯１８の高さ）Ｈが、０．０５ｍｍに設定され、溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、１１．４に設定され（溝幅Ｗ：０．５７ｍｍ）、リード角θが、５度に設定され、歯１８の幅ｅが、０．２４ｍｍに設定され、そしてケーシング２０の内周面と歯１８との隙間ｄが、５μｍに設定されたマイクロスクリューポンプ１ａを作製した。なお、このマイクロスクリューポンプ１ａでは、ケーシング２０の内径が３ｍｍに設定され、スクリュー軸部材３０の有効長さが２２ｍｍに設定されている。

そして、作製したマイクロスクリューポンプ１ａについて、実施例１と同様にして、スクリュー軸部材３０の回転速度に対する吐出圧力及び吐出液量を測定した。吐出圧力の測定結果を図８（ａ）に示し、吐出液量の測定結果を図８（ｂ）に示す。なお、スクリュー軸部材３０の回転速度は、図８（ａ）及び図８（ｂ）中、「スクリュー回転速度（ｒｐｍ）」と記す。

（前記実施例におけるマイクロスクリューポンプの評価）
図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）から明らかなように、本発明のマイクロスクリューポンプは、実用レベルの吐出圧力と吐出液量を実現しており、低粘度の液体を輸送することができるものとなっている。また、本発明のマイクロスクリューポンプは、スクリュー軸部材３０の回転速度に対する液体の吐出圧力及び吐出液量が良好な直線性を有している。

実施形態に係るマイクロスクリューポンプが組み込まれたマイクロリアクタの斜視図である。 実施形態に係るマイクロスクリューポンプの斜視図である。 図２のIII−III断面図である。 図２のIV方向からスクリュー軸部材を見た様子を示す部分拡大図である。 他の実施形態に係るマイクロスクリューポンプの斜視図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図５のマイクロスクリューポンプのスクリュー軸部材を型から取り外す際の様子を示す模式図である。 図７（ａ）は、実施例１で作製したマイクロスクリューポンプのスクリュー軸部材の回転速度に対する液体の吐出圧力を示すグラフ、図７（ｂ）は、実施例１で作製したマイクロスクリューポンプのスクリュー軸部材の回転速度に対する吐出液量を示すグラフである。 図８（ａ）は、実施例２で作製したマイクロスクリューポンプのスクリュー軸部材の回転速度に対する液体の吐出圧力を示すグラフ、図８（ｂ）は、実施例２で作製したマイクロスクリューポンプのスクリュー軸部材の回転速度に対する吐出液量を示すグラフである。

符号の説明

１ａ マイクロスクリューポンプ
１７ 溝
１８ 歯
１９ スクリュー
２０ ケーシング
２１ａ 貫通穴（第１ポート）
２１ｂ 貫通穴（第２ポート）
２２ａ 中空部（第１ポート）
２３ａ 中空部（第２ポート）
３０ スクリュー軸部材
Ｒ マイクロリアクタ
Ｗ 溝幅
Ｈ 溝深さ

Claims (5)

1. 円筒形状のケーシングと、
   前記ケーシングの一端側に形成されて前記ケーシング内に連通する第１ポートと、
   前記ケーシングの他端側に形成されて前記ケーシング内に連通する第２ポートと、
   スクリューがその周面に形成されると共に前記ケーシングに回転可能に内嵌されるスクリュー軸部材とを備えるマイクロスクリューポンプであって、
   前記スクリューの溝深さＨに対する溝幅Ｗの比（Ｗ／Ｈ）が、４．３３≦Ｗ／Ｈ≦１３．２であることを特徴とするマイクロスクリューポンプ。
2. 前記スクリューのリード角（θ）が、０°＜θ≦１０°であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロスクリューポンプ。
3. 前記スクリューの歯の幅（ｅ）が、０．２２ｍｍ≦ｅ≦１．５５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロスクリューポンプ。
4. 前記ケーシングの一端及び他端の少なくとも一方の内側に液溜めが形成されており、前記液溜めには、前記第１ポート又は前記第２ポートが連通していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のマイクロスクリューポンプ。
5. 前記スクリュー軸部材の周面が、その軸方向に向かってテーパ状になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロスクリューポンプ。

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