JP2008161669A - Micropump, tube unit, and control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプとマイクロポンプを構成するチューブユニット及び制御ユニットに関する。 The present invention relates to a peristaltic drive type micropump that presses an elastic tube to continuously transport a fluid, a tube unit that constitutes the micropump, and a control unit.
従来、液体収納容器(リザーバ)に収納された被輸送液体をチューブを押圧することにより輸液する輸液ポンプにおいて、設定された輸液流量に応じて被輸送液体をチューブの押し潰し位置を順次移動するように圧閉して輸液するチューブ押圧手段と、チューブ押圧手段を駆動するモータを含む駆動手段と、駆動手段を制御するための制御手段とからなる輸液ポンプというものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an infusion pump that infuses a liquid to be transported stored in a liquid storage container (reservoir) by pressing the tube, the transported liquid is sequentially moved in the crushing position of the tube according to a set infusion flow rate. There is known an infusion pump comprising a tube pressing means that is closed and infused, a driving means including a motor that drives the tube pressing means, and a control means for controlling the driving means (for example, a patent) Reference 1).
このような特許文献1では、リザーバに連通する可撓性を有するチューブを輸液ポンプの蠕動ポンプ部に挿着して、設定流量に応じたパルス周波数をモータ駆動回路に供給してモータの駆動軸の回転速度を制御し、輸液流量の管理をしている。 In Patent Document 1, such a flexible tube communicating with a reservoir is inserted into a peristaltic pump portion of an infusion pump, and a pulse frequency corresponding to a set flow rate is supplied to a motor drive circuit to drive a motor drive shaft. The rotation speed is controlled and the infusion flow rate is managed.
しかしながら、使用するチューブは、チューブ毎の内径にばらつきを有しており、チューブ個々の内径のばらつきに起因する輸液量のばらつきが発生し、特に微量輸液を行う場合にはチューブ内径のばらつきは無視できない。 However, the tubes used have variations in the inner diameter of each tube, resulting in variations in the infusion volume caused by variations in the inner diameter of each tube. Can not.
また、ユーザーが新しいチューブを輸液ポンプに装着する場合において、装着対応チューブとポンプとの間に認証手段がないために、装着対応チューブを間違えて装着することが予想され、液体が治療用薬液の場合には、その間違いは許されない。 In addition, when a user attaches a new tube to an infusion pump, there is no authentication means between the attachment-compatible tube and the pump. In that case, the mistake is not allowed.
上述したようなチューブ内径のばらつきや、装着の間違いを防止するためには、輸液ポンプとチューブの組み合わせを固定することが考えられるが、このようにすれば、都度、輸液ポンプとチューブを装着した状態で交換しなければならずランニングコストが高くなるという課題も予測される。 In order to prevent variations in the inner diameter of the tube as described above and incorrect mounting, it is conceivable to fix the combination of the infusion pump and the tube, but in this way, the infusion pump and the tube were mounted each time. It is also predicted that the running cost will be high because it must be replaced in the state.
さらに、チューブを蠕動ポンプ部に装着する場合、正確な位置に装着することが難しく、ユーザーが携帯可能、あるいは他の機器装置に搭載するような小型サイズにするような形態では、チューブの交換や装着が困難になるということも考えられる。 In addition, when mounting a tube on a peristaltic pump, it is difficult to mount the tube in the correct position, and in a form that is small enough to be carried by the user or mounted on other equipment, tube replacement or It may be difficult to install.
本発明の目的は、上述した課題を解決することを要旨とし、流体の高精度吐出を実現すると共に、装着対応チューブを間違えて装着することを防止し、且つ、ランニングコストを低減するマイクロポンプを提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a micropump that realizes high-precision fluid discharge, prevents a mounting-compatible tube from being mounted by mistake, and reduces running costs. Is to provide.
本発明のマイクロポンプは、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプであって、少なくとも前記チューブと、前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠と、チューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部とを有するチューブユニットと、少なくとも前記チューブを押圧する押圧機構部を伝達機構部を介して駆動するモータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部とを有し、前記チューブユニットと着脱自在な制御ユニットと、前記制御ユニットに電力を供給する電源と、前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたことを検出すると共に、前記チューブ個別データを読出し、前記制御ユニットに書き込むリーダー/ライタ装置と、を備え、前記チューブ個別データに基づき駆動されること特徴とする。 The micropump of the present invention is a peristaltic drive type micropump that presses an elastic tube to continuously transport a fluid, and includes at least the tube and a tube guide frame for fixing and holding the tube, A tube unit having a tube individual data holding unit for storing individual tube data, a control circuit unit for controlling driving of a motor that drives at least a pressing mechanism unit for pressing the tube via a transmission mechanism unit, and the individual tube unit A tube individual data processing unit for reading data and processing the data; a control unit that is detachable from the tube unit; a power source that supplies power to the control unit; and the tube unit is attached to the control unit. The tube individual data is read and the control unit is read out. It includes a reader / writer device for writing the bets, and a driven that features based on the tube individual data.
この発明によれば、チューブを含むチューブユニットと制御ユニットとが着脱自在であるため、仮にリザーバ内の流体が無くなって交換するような場合、制御回路部及びチューブ個別データ処理部等を含む制御ユニットよりも安価なチューブユニットのみを交換することによりランニングコストを低減することができる。 According to the present invention, since the tube unit including the tube and the control unit are detachable, the control unit including the control circuit unit, the tube individual data processing unit, and the like in the case where the fluid in the reservoir is lost and replaced. The running cost can be reduced by replacing only the less expensive tube unit.
また、マイクロポンプを長期間使用する場合には、押圧機構部により繰り返し押圧されることによりチューブの内径が変化したり、チューブが劣化したりすることが考えられるが、チューブを含むチューブユニットを廃却(つまり、使い捨て)にすることで、所定範囲内の内径と弾性を有するチューブを低コストで交換することができる。 In addition, when the micropump is used for a long period of time, the inner diameter of the tube may change or the tube may deteriorate due to repeated pressing by the pressing mechanism, but the tube unit including the tube is discarded. By rejecting (that is, disposable), a tube having an inner diameter and elasticity within a predetermined range can be replaced at low cost.
また、チューブは、チューブ案内枠にユニット化されているので、交換作業が容易になるという効果もある。 Moreover, since the tube is unitized by the tube guide frame, there also exists an effect that replacement work becomes easy.
さらに、チューブユニットは、チューブ個別データ保持部にチューブ個別データを格納(記憶)し、リーダー/ライタ装置により、チューブ個別データを読取り、制御ユニットに書き込み、チューブ個別データに基づきモータの駆動制御を行うため、チューブ毎に対応した高精度な流体輸送量を有するマイクロポンプを実現できる。 Further, the tube unit stores (stores) the individual tube data in the individual tube data holding unit, reads the individual tube data by the reader / writer device, writes it to the control unit, and controls the drive of the motor based on the individual tube data. Therefore, it is possible to realize a micropump having a highly accurate fluid transport amount corresponding to each tube.
また、リーダー/ライタ装置により、チューブユニットを制御ユニットに装着した状態を検出し、駆動対応のチューブに対応するチューブ個別データを制御ユニットに書き込むため、チューブユニットの装着間違いを防止することができる。 In addition, since the reader / writer device detects a state in which the tube unit is mounted on the control unit and writes individual tube data corresponding to the drive-compatible tube to the control unit, it is possible to prevent erroneous mounting of the tube unit.
また、前記チューブ個別データが、前記チューブの個体差による流体の吐出量のばらつきを補正するためのデータであることが好ましい。 Further, it is preferable that the individual tube data is data for correcting variation in fluid discharge amount due to individual differences between the tubes.
ここで、チューブの個体差による流体の吐出量のばらつきとは、具体的には、チューブの内径または蠕動駆動部のチューブ内容量のばらつき等によるものがある。従って、このチューブ個別データを制御ユニットで読取り、このチューブ個別データに基づきモータの駆動制御を行うため、チューブ毎の個体差に対応した高精度な流体輸送量を有するマイクロポンプを実現できる。 Here, the variation in the discharge amount of the fluid due to the individual difference between the tubes is specifically due to a variation in the inner diameter of the tube or the tube internal capacity of the peristaltic drive unit. Therefore, since the individual tube data is read by the control unit and the motor is controlled based on the individual tube data, a micropump having a highly accurate fluid transport amount corresponding to individual differences for each tube can be realized.
また、前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、少なくとも前記チューブ個別データと前記流体の吐出プログラムとを入力する操作部と、をさらに備えていることが好ましい。
ここで、吐出プログラムとしては、例えば、流体の吐出速度、吐出時間等が含まれる。
また、表示部における表示内容としては、例えば、チューブ個別データの値、吐出プログラムの設定内容、吐出状況、警告表示等が含まれる。
The control unit may further include a display unit that displays at least the tube individual data and the fluid discharge program, and an operation unit that inputs at least the tube individual data and the fluid discharge program. preferable.
Here, the ejection program includes, for example, fluid ejection speed, ejection time, and the like.
The display contents in the display unit include, for example, the value of individual tube data, the setting contents of the discharge program, the discharge status, and warning display.
このようにすれば、制御回路、表示部、操作部等を含む制御ユニットは、チューブユニットよりも高価なものとなる。従って、制御ユニットよりも安価なチューブユニットのみを交換することによりランニングコストを低減することができる。 In this way, the control unit including the control circuit, the display unit, the operation unit and the like is more expensive than the tube unit. Therefore, the running cost can be reduced by replacing only the tube unit that is less expensive than the control unit.
また、前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、をさらに備え、前記電源が、前記制御ユニットに備えられていることが好ましい。 The control unit further includes a display unit that displays at least the tube individual data and the fluid discharge program, and an operation unit for operating the control unit, and the power source is provided in the control unit. It is preferable.
チューブ個別データは、前述したように、チューブユニットを制御ユニットに装着した際、チューブ個別データ保持部からチューブ個別データ処理部に入力されるが、万一、チューブ個別データ保持部からチューブ個別データ処理部への入力ができなかった場合においても、操作部からも入力できるようにすることで、チューブ個別データに基づきマイクロポンプを使用することができる。 As described above, the tube individual data is input from the tube individual data holding unit to the tube individual data processing unit when the tube unit is attached to the control unit. Even when the input to the unit cannot be performed, the micropump can be used based on the individual tube data by enabling the input from the operation unit.
また、前記電源が、前記チューブユニットに備えられていることが望ましい。
ここで、電源としては特に限定するものではないが、例えば、コイン型またはボタン型の小型電池が用いられる。
Moreover, it is preferable that the power supply is provided in the tube unit.
Here, the power source is not particularly limited. For example, a coin-type or button-type small battery is used.
電源として、小型電池を用いる場合には電池容量も小さいため、チューブユニットに電池も含め、チューブユニット交換時に電池交換ができることから、使用途中で電池切れ等の不具合を防止することができる。 When a small battery is used as the power source, since the battery capacity is small, the battery can be replaced when the tube unit is replaced, including the battery in the tube unit. Therefore, problems such as battery exhaustion during use can be prevented.
また、前記制御ユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータとを備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the control unit includes the pressing mechanism unit, the transmission mechanism unit, and the motor.
このような構成によれば、チューブユニットはチューブとチューブ案内枠とチューブ個別データ保持部とから構成され、可動部が制御ユニットに含まれる。この構成は、チューブユニットが可動部を有しない簡素な構成となり、より一層ランニングコストを低減することができる。また、チューブユニットの制御ユニットに対する着脱作業もより簡単に行うことができるという効果がある。 According to such a configuration, the tube unit includes the tube, the tube guide frame, and the tube individual data holding unit, and the movable unit is included in the control unit. This configuration is a simple configuration in which the tube unit does not have a movable portion, and the running cost can be further reduced. In addition, there is an effect that the attaching / detaching operation of the tube unit with respect to the control unit can be performed more easily.
また、前記チューブユニットが前記押圧機構部を備え、前記制御ユニットが、前記伝達機構部と前記モータとを備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the tube unit includes the pressing mechanism unit, and the control unit includes the transmission mechanism unit and the motor.
このようにすれば、チューブユニットが、チューブを押圧する押圧機構部を備えることから、チューブと押圧機構部との相対的な位置ずれを抑制でき、チューブに正確な蠕動運動を伝達することができる。 In this way, since the tube unit includes the pressing mechanism portion that presses the tube, it is possible to suppress relative displacement between the tube and the pressing mechanism portion, and to transmit an accurate peristaltic motion to the tube. .
また、前記チューブユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータとを備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said tube unit is equipped with the said press mechanism part, the said transmission mechanism part, and the said motor.
このようにすれば、チューブユニットが駆動部全体を含み、押圧機構部と伝達機構部とモータとが分離されない構造となるため、ユーザーによるチューブユニットの制御ユニットへの着脱作業において、駆動部間それぞれの係合に関わる不具合や組立性を低下することがない。 In this way, the tube unit includes the entire drive unit, and the pressing mechanism unit, the transmission mechanism unit, and the motor are not separated from each other. There is no deterioration in the problems and assembly related to the engagement.
さらに、本発明におけるマイクロポンプに用いるモータは、詳しくは後述するが、小型化と省電力化のためにウオッチサイズのステップモータを採用している。従って、モータの高負荷駆動に配慮して、チューブユニットの交換時期にモータも交換することが可能であり、信頼性を高めることができる。 Furthermore, although the motor used for the micropump in the present invention will be described in detail later, a watch-size step motor is adopted for miniaturization and power saving. Therefore, in consideration of high-load driving of the motor, the motor can be replaced at the time of tube unit replacement, and the reliability can be improved.
また、前記押圧機構部が、前記チューブに対して複数の押圧部材を流体の流入側から流出側に向かって順次押圧する回転カムからなり、前記回転カムが、中心軸に軸止される第1カムと前記中心軸に軸支される第2カムとから構成され、前記第2カムは、前記チューブが前記押圧部材から開放されている位置から押圧可能な位置に移動可能であることが好ましい。 In addition, the pressing mechanism portion includes a rotating cam that sequentially presses the plurality of pressing members against the tube from the fluid inflow side to the outflow side, and the rotating cam is fixed to a central axis. Preferably, the second cam is supported by the center shaft, and the second cam is movable from a position where the tube is released from the pressing member to a position where the tube can be pressed.
弾性を有するチューブは、押圧部材によってチューブの同じ場所を長期間にわたって押圧(押し潰し)し続けていると、弾性が失われ変形することが考えられる。従って、マイクロポンプを使用する前では、第2カムを、チューブが押圧部材から開放されている位置とし、駆動開始してから押圧可能な位置に移動するため、押圧部材によってチューブの同じ場所を長期間にわたって押圧(押し潰し)し続けていることに起因するチューブの変形を防止することができる。 It is conceivable that an elastic tube loses its elasticity and deforms when it continues to press (crush) the same place of the tube over a long period of time by a pressing member. Therefore, before using the micropump, the second cam is moved to a position where the tube is released from the pressing member and can be pressed after the start of driving. It is possible to prevent the tube from being deformed due to the continuous pressing (crushing) over a period.
また、前記リーダー/ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを前記チューブ個別データ処理部に送信する送受信制御回路部と無線用アンテナと、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを受信し、データ処理を行う送受信・データ処理部と無線用アンテナと、からなることが好ましい。 In addition, the reader / writer device is provided in the tube individual data holding unit, and includes a transmission / reception control circuit unit for transmitting the tube individual data to the tube individual data processing unit, a radio antenna, and the tube individual data processing unit. It is preferable to include a transmission / reception / data processing unit that receives the tube individual data and performs data processing when the tube unit is attached to the control unit, and a radio antenna.
ここで、チューブ個別データ保持部が有する送受信制御回路部と無線用アンテナとの構成としては、例えば、RFID(Radio Frequency Identificatin)タグ(以降、ICタグと表す)が代表され、チューブ個別データ処理部が有する送受信・データ処理部と無線用アンテナの構成としては、例えば、RFIDリーダー(以降、単にリーダーと表す)が代表される。 Here, as a configuration of the transmission / reception control circuit unit and the wireless antenna included in the tube individual data holding unit, for example, an RFID (Radio Frequency Identification) tag (hereinafter, referred to as an IC tag) is represented, and the tube individual data processing unit As a configuration of the transmission / reception / data processing unit and the wireless antenna included in the RFID, for example, an RFID reader (hereinafter simply referred to as a reader) is represented.
このように、チューブ個別データをチューブ個別データ保持部のICタグに記憶させ、無線通信によってチューブ個別データ処理部のリーダーで読取り、書き込むことにより、チューブユニットと制御ユニット間の接続構造を簡素化することができる。 In this way, the tube individual data is stored in the IC tag of the tube individual data holding unit, and is read and written by the reader of the tube individual data processing unit by wireless communication, thereby simplifying the connection structure between the tube unit and the control unit. be able to.
また、ICタグには、やはり無線通信手段により外部からチューブ個別データを入力することが可能であり、チューブユニット組立後にチューブ個別データを入力することができる。
さらに、ICタグは薄型化が可能であり、チューブユニットを薄型化することができるという効果がある。
Further, individual tube data can be input to the IC tag from the outside by wireless communication means, and individual tube data can be input after the tube unit is assembled.
Further, the IC tag can be thinned, and the tube unit can be thinned.
また、前記リーダー/ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを記憶する記憶回路と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記記憶回路に記憶された前記チューブ個別データを読取る読出し回路部とチューブ個別データを処理するデータ処理部と前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記記憶回路に接続する入出力端子とを備えていることが好ましい。
ここで、記憶回路としては、例えば、不揮発性メモリを採用することができる。
The reader / writer device is provided in the tube individual data holding unit and stores the tube individual data. The tube individual data processing unit is provided in the tube individual data processing unit and stored in the memory circuit. It is preferable that a reading circuit unit for reading data, a data processing unit for processing individual tube data, and an input / output terminal connected to the storage circuit when the tube unit is attached to the control unit.
Here, for example, a nonvolatile memory can be adopted as the memory circuit.
このような構成にすれば、予め記憶回路に記憶されたチューブ個別データを、入出力端子を介して制御ユニットに取り込むことができる。従って、チューブ個別データの入力を確実に行える他、入出力端子を付加すること以外に読出し回路部及び処理部の構成を簡素化することができる。 With this configuration, the individual tube data stored in advance in the storage circuit can be taken into the control unit via the input / output terminal. Accordingly, the tube individual data can be reliably input, and the configuration of the readout circuit unit and the processing unit can be simplified other than adding the input / output terminals.
また、前記リーダー/ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを表示するチューブ個別データ表示部と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを光学的に読取り、データ処理を行う読取り/処理装置とを備えていることが望ましい。
ここで、チューブ個別データ表示部としては、例えば、バーコードがあり、読取り装置としてはバーコードリーダーがある。
The reader / writer device is provided in the tube individual data holding unit, and is provided in a tube individual data display unit for displaying the tube individual data, and in the tube individual data processing unit, and the tube unit is provided in the control unit. It is desirable to provide a reading / processing device that optically reads the individual tube data when it is attached and performs data processing.
Here, the tube individual data display unit includes, for example, a barcode, and the reading device includes a barcode reader.
チューブ個別データ表示部をバーコードにすれば、バーコードフォントが印刷されたシールをチューブユニットに貼着すればよいので、チューブ個別データ表示部の占有厚さはほとんど増加しない。またバーコードリーダーとしては一般的な構成のものを使用することができる。 If the tube individual data display part is made a barcode, the sticker on which the barcode font is printed may be attached to the tube unit, so that the occupied thickness of the tube individual data display part hardly increases. A bar code reader having a general configuration can be used.
また、本発明のチューブユニットは、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプの駆動制御を行う制御ユニットと着脱自在なチューブユニットであって、前記チューブユニットが、前記チューブと前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠とチューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部と、を備えていることを特徴とする。 The tube unit of the present invention is a tube unit that is detachable from a control unit that performs drive control of a peristaltic drive type micro pump that presses an elastic tube to continuously transport a fluid, and the tube unit Is provided with a tube guide frame for fixing and holding the tube and a tube individual data holding unit for storing tube individual data.
また、チューブユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部をさらに備える構造としてもよく、前記チューブを押圧する押圧機構部とモータと、モータの回転を前記押圧機構部に伝達する伝達機構部と、をさらに備える構造としてもよい。 The tube unit may further include a pressing mechanism portion that presses the tube, a pressing mechanism portion that presses the tube, a motor, and a transmission mechanism portion that transmits rotation of the motor to the pressing mechanism portion. It is good also as a structure further equipped with.
このようにすれば、チューブユニットを単体で取り扱うことができ、マイクロポンプとしてのコスト低減を可能にする。チューブユニットの構成は、上述したような構成要素の組み合わせとすることができ、ユーザーの使用形態にあわせて選択することができる。 If it does in this way, a tube unit can be handled alone and cost reduction as a micro pump is attained. The configuration of the tube unit can be a combination of the components as described above, and can be selected according to the usage pattern of the user.
また、本発明の制御ユニットは、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプのチューブユニットと着脱自在な制御ユニットであって、前記制御ユニットが、チューブ個別データと流体の吐出プログラムとを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、モータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブユニットが保持するチューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部と、を備えていることを特徴とする。 The control unit of the present invention is a control unit that is detachable from a tube unit of a peristaltic drive type micropump that continuously transports fluid by pressing an elastic tube, and the control unit is an individual tube. A display unit for displaying data and a fluid discharge program, an operation unit for operating the control unit, a control circuit unit for controlling drive of the motor, and reading individual tube data held by the tube unit, A tube individual data processing unit that performs processing.
また、前記制御ユニットが、前記モータと前記チューブを押圧する押圧機構部に前記モータの回転を伝達する伝達機構部をさらに備える構造でも、さらに、前記押圧機構部を含む構造としてもよい。 The control unit may be configured to further include a transmission mechanism that transmits rotation of the motor to a pressing mechanism that presses the motor and the tube, or may further include the pressing mechanism.
このようにすれば、制御ユニットを単体にて取り扱うことができ、マイクロポンプとしてのコスト低減を可能にする。制御ユニットの構成は、上述したチューブユニットの構成に対応して各構成要素の組み合わせによるユニットとすることができ、ユーザーの使用形態にあわせて選択することができる。 If it does in this way, a control unit can be handled alone and cost reduction as a micropump is attained. The configuration of the control unit can be a unit formed by a combination of each component corresponding to the configuration of the tube unit described above, and can be selected according to the usage form of the user.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図8は1実施形態に係るマイクロポンプを示し、図9,10は実施形態2、図11,12は実施形態3、図13,14は実施形態4、図15は実施形態5を示している。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 8 show a micropump according to one embodiment, FIGS. 9 and 10 show a second embodiment, FIGS. 11 and 12 show a third embodiment, FIGS. 13 and 14 show a fourth embodiment, and FIG. 15 shows a fifth embodiment. Show.
Note that the drawings referred to in the following description are schematic views in which the vertical and horizontal scales of members or portions are different from actual ones for convenience of illustration.
(Embodiment 1)
図1は、本発明の実施形態1に係るマイクロポンプの概略構成を示す平面図、図2は図1のA−A切断面を示す断面図である。図1,2において、マイクロポンプ10は、制御ユニット200と、制御ユニット200に着脱可能に装着されるチューブユニット100とから構成されている。また、チューブユニット100には、流体(以降、流体を液体として説明する)を収容するリザーバ60が接続チューブ61によってチューブユニット100に連通されている。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a micropump according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an AA cut surface of FIG. 1 and 2, the
制御ユニット200は、表面側に表示・操作部190とリザーバ60を載置する載物台201が設けられている。載物台201の一部は、厚さ方向に棚状に突出し、その棚状部202がチューブユニット100と制御ユニット200とのインターフェース部であり、チューブユニット100は棚状部202に装着される。
The
チューブユニット100は、弾性を有するチューブ50がチューブ案内枠としての第4機枠12と第3機枠13(図8、参照)との間に装着されており、チューブ50の一部が制御ユニット200に設けられる押圧機構部90の蠕動運動により圧搾される。
In the
チューブ50には、一端に接続管55が装着され、この接続管55にリザーバ60と連通する接続チューブ61が接続されている。また、他の一端は、チューブユニット100の外部に突出しており、その先端部が液体の流出口53である。
A
リーダー/ライタ装置は、チューブユニット100に設けられるICタグ130と、制御ユニット200に設けられるリーダー220とから構成される。ICタグ130は、チューブユニット100の下面側(棚状部202側)に貼着されている。そして、このICタグ130に対峙する位置に、送受信・データ処理部と無線用アンテナを有するリーダー220が制御ユニット200に設けられている。
The reader / writer device includes an
制御ユニット200には、リザーバ60及びチューブユニット100と交差しない平面位置の表面に表示部240と表示・操作部190とが配設されている。図示は省略するが、表示部240には、英数字にてチューブ個別データの値、吐出プログラム設定内容(複数の吐出速度、吐出時間等)、吐出状況(吐出/停止表示、現在の吐出速度、吐出経過時間、累積吐出量等)、警告表示(電源が駆動電圧以下の場合、及びリザーバ60からの液体供給が無い場合等)が表示される。
In the
なお、これらの表示のうち、常時表示されている警告表示以外は操作部230の操作によるモード切換えによって選択表示させる。また、表示部240は、表示内容それぞれに対応する複数の表示部に分割して設ける構造としてもよい。
Of these displays, those other than the warning display that is always displayed are selected and displayed by mode switching by operation of the
操作部230は、制御ユニット200の電源のON及びOFFを行うON/OFFスイッチ231、表示部240の表示内容を切り換える表示モードボタン232、チューブ個別データ取込みボタン233、液体の吐出スタート及び吐出ストップを行う吐出スタート/吐出ストップボタン234と吐出プログラムを設定する設定操作部250とから構成されている。なお、設定操作部250はキーボード構成である。これらの操作ボタンの他に表示内容をリセットするクリアボタンを備えてもよい。
The
なお、操作部230では、設定操作部250を操作してチューブ個別データを制御回路部210に直接入力することができるように構成してもよい。
The
また、制御ユニット200の内部には、前述したリーダー220と制御ユニット200のシステム全体を制御する制御回路部210と、電源としての電池260とが格納されている。
Further, inside the
続いて、前述したマイクロポンプ10の各要素の構成と作用について説明する。
図3は、実施形態1に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図である。図3において、マイクロポンプ10は、着脱自在なチューブユニット100と制御ユニット200の二つのユニットによって構成され、これらのユニットは着脱機構部150によって、着脱可能に装着された状態で駆動し、液体を吐出する。
Next, the configuration and operation of each element of the
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the micropump according to the first embodiment. In FIG. 3, the
チューブユニット100は、チューブ50とチューブ案内枠としての第4機枠12と第3機枠13(図8も、参照)とICタグ130とから構成され、接続チューブ61によってリザーバ60と連通している。リザーバ60は、水、食塩水、薬液、油類、芳香液、インク等の液体、あるいは気体等が収容される容器である。
The
ICタグ130には、装着対象となるチューブ50の内径または蠕動部のチューブ内容量等のチューブの個体差による流体の吐出量のばらつきを補正するためのデータであるチューブ個別データが記憶されている。従って、本実施形態では、ICタグ130がチューブ個別データ保持部である。
The
チューブ個別データとしては他に、チューブ50の内径または蠕動部のチューブ内容量の基準値に対する補正値、チューブ50による吐出実測値の基準量に対する補正値がある。
チューブ50の内径は、製造上のばらつきがあり、設計上の内径(基準値)に対しての差異が生じることに起因する液体の吐出量に差異がでることが予測される。
そこで、使用するチューブ毎の内径を制御ユニットに入力することで、基準値との差異から所定の吐出量となるように駆動条件が設定される。
In addition to the tube individual data, there are a correction value for the reference value of the inner diameter of the
The inner diameter of the
Therefore, by inputting the inner diameter of each tube to be used to the control unit, the driving condition is set so that the predetermined discharge amount is obtained from the difference from the reference value.
また、補正値としては、チューブの流体流動部(内径)の設計値の直径(基準値)をD、駆動対象のチューブ50の直径の実測値をdとしたとき補正値Rは、R=(d/D)2で表され、この補正値を入力することで駆動条件を設定する。蠕動部のチューブ内容量もチューブ内径と同様に扱われる。
In addition, as the correction value, when the diameter (reference value) of the design value of the fluid flow portion (inner diameter) of the tube is D and the actual measurement value of the diameter of the
また、チューブ50は弾性を備える材料から形成されることから、内部を流動する際に極僅かであるが外部に蒸発することが考えられる。従って、他の補正値としてチューブ50からの蒸発量の補正値を含む。蒸発量の補正値は、設計上の液体流動と蒸発量の実測値との比から求める。
Further, since the
また、チューブ個別データとしては、チューブユニット100の識別データ(つまり、識別コード)とを含むことができる。識別コードはチューブユニット毎に設定される。
Moreover, the tube individual data can include identification data (that is, an identification code) of the
制御ユニット200には、マイクロポンプ10の駆動機構として押圧機構部90と、モータ70と、モータ70の回転を押圧機構部90に伝達する伝達機構部80と、が備えられている。さらに、チューブ個別データ処理部として、ICタグ130からチューブ個別データを受信し、データ処理を行う送受信・データ処理部からなるリーダー220と、マイクロポンプ10の全体制御を行う制御回路部210と、表示部240と、操作部230と電池260とから構成されている。
なお、マイクロポンプ10の駆動機構の構造及び駆動作用については図6〜図8を参照して後述する。
The
The structure and driving action of the driving mechanism of the
また、制御回路部210には、図示しないが、モータ70の駆動制御を行うモータ制御回路と、入力されたチューブ個別データに基づき単位時間当たりの吐出速度、吐出量等を演算する演算処理回路、表示部240を駆動するドライバ、吐出時間を制御するタイマー、操作部230からの入力信号を処理する操作制御回路、電池電圧を制御及びモニタする電源回路等を含んでいる。
The
続いて、ICタグ130とリーダー220の構成及び作用について図面を参照して説明する。
図4は、ICタグとリーダーの構成を示す説明図、図5は作用を示す説明図である。図4において、ICタグ130は、基板131の表面に設けられる送受信制御回路部としてのICチップ133と、基板131の表面上のICチップ133の周囲に形成される無線用アンテナ132とから構成される。ICチップ133には、記憶回路(図示せず)を含み、チューブ個別データが記憶される。チューブ個別データは、書込み器270から無線通信によって入力されて記憶回路に記憶させておく。あるいは、記憶回路に予め記憶させておいてもよい。
Next, the configuration and operation of the
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the IC tag and reader, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation. In FIG. 4, the
また、リーダー220は、平面アンテナ221と送受信・データ処理部としての送受信・データ処理回路222とから構成されている。
The
そして、チューブユニット100と制御ユニット200が装着されたことをICタグ130とリーダー220との間の通信により検出し、ICチップ133(記憶回路)に記憶されたチューブ個別データは、近接無線通信によりリーダー220で読み取る。この際、チューブユニット100と制御ユニット200それぞれに接続端子(図示せず)を設け、チューブユニット100と制御ユニット200が装着されたことを接続端子にて検出して出力命令信号をリーダー220から発信し、ICタグ130からチューブ個別データを送信する。
Then, the attachment of the
また、チューブユニット100を制御ユニット200に装着した状態で、制御ユニット200に設けられるチューブ個別データ取込みボタン233(図1、参照)を操作し、出力命令信号をICタグ130に出力する。そして、出力信号の入力に対応してICタグ130からチューブ個別データがリーダー220に送信する構成としてもよい。
Further, in a state where the
図5において、ICタグ130は、リーダー220からの出力命令信号を電波として受信すると無線用アンテナ132に電流及び電圧が発生し、記憶回路に記憶されているチューブ個別データ(記憶情報)を電波に変換してリーダー220に発信する。
In FIG. 5, when the
次に、マイクロポンプの操作について図1〜図3を参照して説明する。制御回路部210では、チューブ個別データに基づき単位時間当たりの吐出速度及び吐出量等を演算し、表示部240に表示する。そして、設定操作部250を操作して吐出速度及び吐出時間を設定する。制御回路部210では、前述した時間当たりの吐出速度に基づきモータ70の駆動速度を設定する。
Next, the operation of the micropump will be described with reference to FIGS. The
次に、吐出スタート/吐出ストップボタン234を操作してマイクロポンプ10を駆動すると、設定された駆動速度でモータ70が駆動され、伝達機構部80で減速または増速されて押圧機構部90を駆動し、押圧機構部90の蠕動運動により、リザーバ60の内部に収容された液体を流出口53から吐出する。
Next, when the
続いて、本実施形態に係る駆動部について図面を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係るマイクロポンプの一部を示す平面図であり、図7は、図6のB−B切断面を示す部分断面図、図8は、図6のC−C切断面を示す部分断面図である。
Next, the drive unit according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
6 is a plan view showing a part of the micropump according to the present embodiment, FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a BB cut surface of FIG. 6, and FIG. 8 is a CC cut of FIG. It is a fragmentary sectional view which shows a surface.
図6〜図8を参照して、本実施形態のマイクロポンプの構造について説明する。図6〜図8において、マイクロポンプ10は、押圧機構部90に駆動力を伝達する伝達機構部80と、液体が流動するチューブ50と、伝達機構部80からの駆動力によって第1カム20と第2カム30とからなる回転カムを回転して押圧部材を押圧してチューブ50を流体の流入側から流出側に順次閉塞しながら流動する蠕動駆動方式のマイクロポンプである。
The structure of the micropump of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8, the
まず、伝達機構部80の構造について図7を参照して説明する。図7において、伝達機構部80は、モータ70としてウオッチ用のステップモータを備え、コイルとステータ(共に図示せず)とステップロータ70aの回転を第1伝達車71、第2伝達車72、第3伝達車73、第4伝達車74を順次噛合させてカム駆動車76まで伝達する。これらの各伝達車もウオッチ用の輪列の一部を用いており、伝達機構部80の小型化と薄型化を実現している。
First, the structure of the
これらのステップロータ70a、第1伝達車71、第3伝達車73、第4伝達車74は、第1機枠11と第2機枠14によって回転可能に軸支されている。第1機枠11には、伝達車軸75が植立されており、筒部が上方(第1カム20、第2カム30が配設される方向)に突出されている。この伝達車軸75に開設されている貫通孔に第4伝達車74の筒部が挿通され、第4伝達車74に開設される貫通孔に第2伝達車72の軸部が挿通されている。
The
第2伝達車72は、一方の支持軸が第2機枠14に軸支され、他方の軸部が第4伝達車74の貫通孔によって軸支される。そして、第4伝達車74の回転は、図示しない第5伝達車を介して中心軸としてのカム駆動車76に伝達される。
In the
カム駆動車76は、中央に開設された貫通孔を伝達車軸75の筒部外周に挿通して軸支される。カム駆動車76は、筒部が、第1カム20及び第2カム30が配設される方向に突出している。カム駆動車76の軸部上方は、第3機枠13に植立されるカム駆動車支持軸受78によって軸支される。第3機枠13には、カム駆動車支持軸受78を軸支する穴が穿設されており、この穴は第3機枠13を貫通せず、カム駆動車支持軸受78の端部は、第3機枠13によって封止されている。従って、第3機枠13はチューブユニット100の上蓋体を構成する。そして、カム駆動車76は、ステップロータ70aの回転を上述した各伝達車によって所定の回転速度まで減速される。本実施形態では、カム駆動車76はウオッチの筒車に相当する。
The
なお、カム駆動車76は、伝達車軸75とカム駆動車支持軸受78とによって軸支されているために、支持部間の距離が長くなり、カム駆動車76の傾き量を抑制し、後述する第1カム20及び第2カム30の負荷トルクによって生ずるカム駆動車76の軸部にかかる側圧を減じている。
Since the
続いて、押圧機構部90と伝達機構部80の関係について説明する。押圧機構部90は、上述した伝達機構部80に重ねて第1機枠11の上面側に配設されている。カム駆動車76の突出した筒部には、下方から第2カム30、第1カム20の順に挿着されている。ここで、第2カム30は、カム駆動車76に遊嵌の関係で軸支され、第1カム20はカム駆動車76と一体で回転するよう軸止されている。
Next, the relationship between the
カム駆動車76の鍔部76aには回転止め軸77が植立されており、突出した軸部が第1カム20に開設された孔20aに挿入されている。回転止め軸77は、カム駆動車76とは離間した位置に配置され(平面位置は、図6参照)、この回転止め軸77を設けることにより、第1カム20が、カム駆動車76との間において空転してしまうことを防止している。
A
なお、図6、図7は、第1カム20と第2カム30とが共に、チューブ50を押圧可能な状態を表しており、第2カム30に設けられるバネ部33はフリーの状態であるが、図6に示すように、バネ部33の先端部(摩擦係合部34)と第1カム20との周方向の隙間は、バネ部33の先端部(摩擦係合部34の周方向先端部)と第1カム20との係合が解除できる最小の距離としている。これは、第2カム30が衝撃等により第1カム20の回転より先行したときに、フィンガー押圧部32が、第1カム20のフィンガー押圧部21a,21b,21cとのピッチがずれないようにしているためである。
6 and 7 both show the state in which the
第1カム20及び第2カム30の周囲には、第4機枠12が設けられている。第4機枠12は、上述した第3機枠13と第1機枠11との間に挟持されており、第3機枠13と第4機枠12とは、接着剤または溶着によりチューブ50を挟んで一体化されている。
A
本実施形態では、この第3機枠13と第4機枠12とを一体化した状態をチューブ案内枠と呼称し、チューブ案内枠によりチューブ50を保持固定した状態をチューブユニット100と呼称する。そして、チューブユニット100以外の構成を総称して制御ユニット200と呼称している。
In this embodiment, the state in which the
また、図7に示すように、第4機枠12の下面(第1機枠11側)にはICタグ130が貼着され、また、ICタグ130と対向する位置にリーダー220が配設されている。
ICタグ130の平面方向配設位置は、押圧機構部90及び伝達機構部80の外側方向の任意の位置とする(図6も参照する)。
As shown in FIG. 7, an
The position in the planar direction of the
続いて、本実施形態の押圧機構部90について図6を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係るマイクロポンプ10の一部を示す平面図である。なお、図6は、マイクロポンプ10を定常駆動している状態を示し、第3機枠13を上方より透視して表している。図6において、押圧機構部90は、カム駆動車76に軸止または軸支された第1カム20と第2カム30と、チューブ50と第1カム20及び第2カム30との間に、カム駆動車76の回転中心Pから放射状に介設された押圧部材としての7本のフィンガー40〜46とから構成されている。フィンガー40〜46は、それぞれが等間隔に配設されている。
Next, the
FIG. 6 is a plan view showing a part of the
第1カム20は、中心部が、カム駆動車76の軸部に軸止され、外周部に3箇所の突出部を備え、最外周部にフィンガー押圧部が形成されている。フィンガー押圧部は、3つのフィンガー押圧部21a〜21cから構成されている。フィンガー押圧部21a〜21cは、回転中心Pから等距離の同心円上に形成される。フィンガー押圧部21aとフィンガー押圧部21b、及びフィンガー押圧部21bとフィンガー押圧部21cとの周方向ピッチと外形形状は等しく形成されている。また、フィンガー押圧部21aとフィンガー押圧部21cとの間は、フィンガー押圧部21a,21b、またはフィンガー押圧部21b,21cの周方向ピッチの2倍の間隔を有している。
The center portion of the
フィンガー押圧部21aの基部には、カム駆動車76の回転中心P(第1カム20及び第2カム30の回転中心と一致)と同心円上に形成される凹部が設けられ、この凹部の底面は、第2カム30のバネ部33が乗り上げる第2カム載り面25である。上述したフィンガー押圧部21a〜21cは、それぞれ、フィンガー押圧斜面22と、回転中心Pを中心とする同心円上の円弧部23が連続して形成されている。この円弧部23は、フィンガー40〜46を押圧しない離間した位置に設けられる。
The base of the
また、フィンガー押圧部21a,21b,21cの一方の端部と円弧部23とは、回転中心Pから延長した直線部24で結ばれている。第1カム20の下部には、第2カム30がカム駆動車76の軸部に軸支され、カム駆動車76の軸部に対して回転可能に挿着される。
Further, one end portion of the finger
第2カム30は、上述した第1カム20のフィンガー押圧部21a,21b,21cと同形状のフィンガー押圧部32と、フィンガー押圧斜面22と同形状のフィンガー押圧斜面31と、を備えている。また、第2カム30は、半島状に突出した弾性部としてのバネ部33が形成されている。このバネ部33は、回転中心Pに対して同心円上に設けられ、前述した第1カム20に形成されている凹部(第2カム載り面25)内に収まることができる形状を有している。バネ部33の先端裏側には円柱状の摩擦係合部34が突出している。
The
第2カム30には、バネ部33とは平面方向反対側に、前述した第1カム20に設けられる円弧部23と同じ径の円弧部36と、円弧部36とフィンガー押圧部32とを接続する回転中心Pを結ぶ直線部35とが設けられている。
The
ここで、第1カム20と第2カム30との関係について説明する。第1カム20は、カム駆動車76の軸部に軸止されているため、カム駆動車76の回転と共に矢印R方向に回転する。第2カム30は、カム駆動車76の軸部とは遊嵌の関係にあるため第1カム20に追従して回転しないが、第2カム30の端部の第1カム係合部38が、第1カム20のフィンガー押圧部21cの端部の第2カム係合部26と係合した状態で、第1カム20の回転力が第2カム係合部26から第1カム係合部38に伝達され、第1カム20と共に回転し、フィンガー40〜46を押圧可能な状態となる。
Here, the relationship between the
このような状態において、第2カム30のバネ部33と、第1カム20の第2カム載り面25との係合が解除されており、第1カム20と第2カム30とは、あたかも、4箇所にフィンガー押圧部21a〜21c,32を備える1個のカムを構成した状態となる。
なお、図示は省略しているが、フィンガー押圧部21a〜21c,32とは、回転中心Pに対して同心円上に形成され、この同心円で形成されるフィンガー押圧領域に、隣接する2本のフィンガーが当接可能な寸法になるように設定されている。
In such a state, the engagement between the
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the
これら第1カム20と第2カム30とは離間した位置に流体を流動するチューブ50が配設されている。チューブ50は、弾性を有し、本実施形態ではシリコン系ゴムによって形成されている。チューブ50は、第4機枠12に形成されたチューブ案内溝121内に装着され、一方の端部は、流体が外部に流出される流出口53であり、マイクロポンプ10(つまり、チューブユニット100)の外部に突出している。他方の端部は流体が流入する流入口52であり接続管55に接続され、接続管55の端部が流体を収容するリザーバ60(図は省略する)に連通している。
A
チューブ50は、フィンガー40〜46によって押圧される範囲が、回転中心Pに対して同心円となるように形成されたチューブ案内溝121内に装着されている。チューブ50と第1カム20及び第2カム30との間には、フィンガー40〜46が、回転中心Pから放射状に配設される。
The
フィンガー40〜46はフィンガー保持枠16に開設されたフィンガー保持孔16aに挿入されている。フィンガー40〜46は、同じ形状で形成されているので、フィンガー44を例示して説明する。フィンガー44は、円柱状の軸部44aと、軸部44aの一方の端部に設けられる鍔部44cと、他方の端部が半球状に丸められた当接部44bと、によって構成されている。鍔部44cがチューブ50を押圧する押圧部であり、当接部44bが第1カム20または第2カム30によって押圧される押圧部である。
The
フィンガー44とフィンガー保持枠16の関係については、図8を参照して説明する。図8において、フィンガー44には、鍔部44cと当接部44bとの間に作動溝47が形成されている。また、フィンガー保持枠16には、作動溝47内の突設する突起部16bが設けられ、フィンガー44は、突起部16bと作動溝47の軸方向端面が当接する範囲で軸方向の往復摺動が可能である。
The relationship between the
そして、突起部16bによって、フィンガー44は、強く引き出さない限り抜けないようにしている。
なお、フィンガー保持枠16は弾性を有しており、フィンガー44をフィンガー保持孔16aに挿入する際には、突起部16bが弾性変形し作動溝47に達したときに元の突起形状に復帰する。このようにすることで、フィンガー44はフィンガー保持枠16から脱落しない。
The
Note that the
フィンガー保持枠16は、フィンガー40〜46が挿着された状態で第1機枠11に装着される。フィンガー保持枠16の装着方法としては、フィンガー保持枠16の底面に突設した案内ピン16c、16dを第1機枠11に開設された固定用孔に圧入することによって行うことができる。
The
フィンガー40〜46は、フィンガー保持孔16aに沿って往復移動が可能であり、第1カム20及び第2カム30によって外側方向に押圧され、チューブ案内溝121のチューブ案内壁122との間でチューブ50を押圧して液体流動部51を圧搾する。フィンガー40〜46の断面方向の中心位置は、チューブ50の中心と略一致している。
The
従って、本実施形態のマイクロポンプ10は、第1カム20と第2カム30とフィンガー40〜46とで構成される押圧機構部90は、制御ユニット200に組み込まれ、チューブ50と第3機枠13と第4機枠12(つまり、チューブ案内枠)とで構成されるチューブユニット100との二体構成であり、それぞれのユニットは着脱機構部150を備えることで着脱可能な構造である。
Therefore, in the
着脱機構部150について図8を参照して説明する(平面位置は、図6を参照する)。第4機枠12の外周部には2箇所に第1機枠11の外周側面に沿って延出されるフック12aが設けられている。フック12aの先端部には掛止部12bが形成され、第1機枠11に設けられた掛止凹部11aに係合している。
The attachment /
フック12aは弾性を有しているため、チューブユニット100を制御ユニット200に装着する場合には、フック12aは弾性変形し、掛止部12bが掛止凹部11aに達したときに元の形状に復帰することで、チューブユニット100が制御ユニット200に装着される。また、フック12aを外側に変形させることで、掛止部12bと掛止凹部11aとの係合を解除し、チューブユニット100を制御ユニット200から取り外すことができる。従って、チューブユニット100と制御ユニット200とは、着脱機構部150を備えることで容易に着脱を可能にしている。
Since the
続いて、本実施形態による液体の吐出に係る作用について、図6を参照して説明する。図6において、第2カム30のフィンガー押圧部32でフィンガー44を押圧し、フィンガー45は、フィンガー押圧部32とフィンガー押圧斜面31との接合部に当接しており、チューブ50を閉塞している。また、フィンガー46は、フィンガー押圧斜面31上で、チューブ50を押圧しているが、フィンガー46はフィンガー44の押圧量より小さく、チューブ50を完全には閉塞していない。
Next, the operation related to the discharge of the liquid according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the
フィンガー41〜43は、第2カム30の円弧部36の範囲にあり、押圧されない初期位置にある。また、フィンガー40は、第1カム20のフィンガー押圧斜面22に当接しているが、この位置では、まだチューブ50を閉塞していない。
The
この位置から、さらに第1カム20と第2カム30とを矢印R方向に回転すると、第2カム30のフィンガー押圧部32によって、フィンガー45,46の順で押圧してチューブ50を閉塞していく。フィンガー44は、フィンガー押圧部32から解除されチューブ50は開放される。チューブ50のフィンガーから閉塞が開放される位置またはまだ閉塞されていない位置には、液体流動部51にリザーバ60から液体が流入している。
When the
第1カム20をさらに回転すると、フィンガー押圧斜面22が、フィンガー40,41,42,43の順に、順次押圧していき、フィンガー押圧部21cに達したときにチューブ50を閉塞する。
このような動作を繰り返すことにより、液体を流入口52側から流出口53側に向かって流動し、流出口53から吐出する(矢印F方向)。
When the
By repeating such an operation, the liquid flows from the
この際、第1カム20及び第2カム30のそれぞれのフィンガー押圧部には、フィンガーのうちの2本が当接し、次のフィンガーを押圧する位置に移動するときには、フィンガーのうちの1本を押圧する。このように、フィンガーを2本押圧する状態と、一本を押圧する状態と、を繰り返すことにより、少なくとも1本のフィンガーがチューブ50を常時閉塞している状態を形成する。このことにより、第1カム20及び第2カム30がフィンガーを順次押圧していくときに、フィンガーの押圧切換え時においても、必ず1本のフィンガーを押圧してチューブ50を閉塞し、流体の逆流を防止すると共に、流体を連続流動することを可能にする。
At this time, two fingers of the
続いて、フィンガーがチューブ50を閉塞する状態について図8を参照して説明する。図8では、フィンガー44がチューブ50を閉塞する状態を例示して説明する。図8において、チューブ50は、第4機枠12に設けられたチューブ案内溝121内に断面方向の大部分が挿入されて、図8に図示する位置に保持されている(図中、二点鎖線で表す)。
Next, a state where the finger closes the
第4機枠12には、鍔部44cが移動可能な大きさの凹部125が設けられている。さらに、チューブ案内溝121に垂直に設けられるチューブ案内壁122の下部には、チューブ50が閉塞された際にチューブ50が変形可能な領域となる凹部が形成されている。
The
第3機枠13には、チューブ案内溝121に対応する位置にチューブ50が装着可能な大きさの溝と、凹部125に対応する凹部140と、チューブ50が閉塞されて変形可能な領域となる凹部とが形成されている。チューブ50は、第1カム20または第2カム30のチューブ押圧部がフィンガーを押圧していないときには、液体流動部51は閉塞されていない(このときのフィンガー44の位置を二点鎖線で表す)。
The
フィンガー44は、フィンガー押圧部32によって押圧されチューブ50を閉塞する。続いて、フィンガー44が後退してチューブ50の閉塞が開放されると液体流動部51の形状が復帰する。この際、チューブ50は、第4機枠12の凹部125に部分的に突設されたチューブ案内部123によって、初期の位置(二点鎖線で表す位置)まで確実に復帰する。
The
チューブ案内部123には、チューブ50の方向に斜面が形成され、チューブ50が初期位置まで復帰することを補助している。このチューブ案内部123は、図6に示すように、フィンガー40の外側近傍、フィンガー41,42の間、フィンガー44,45の間、フィンガー46の外側近傍の4箇所に設けられ、チューブ50が閉塞位置から開放位置への確実な復帰を促す。
A slope is formed in the
上述した実施形態1によれば、チューブユニット100と制御ユニット200とが着脱機構部150によって着脱自在である。従って、リザーバ60内の液体が無くなって交換するような場合、押圧機構部90、伝達機構部80、モータ70、リーダー220、表示部240、操作部230、制御回路部210を含む制御ユニット200よりも安価なチューブユニット100のみを交換することによりランニングコストを低減することができる。
According to the first embodiment described above, the
弾性を有するチューブ50は、フィンガー40〜46によって長期間にわたって同じ位置を押圧(押し潰し)していると、弾性が失われ変形することが考えられる。従って、マイクロポンプ10を使用開始するまでは、第2カム30を、チューブ50がフィンガー40〜46から開放されている位置に保持し、駆動を開始してから押圧可能な位置に移動するため、長期間にわたって同じ位置を押圧していることに起因するチューブ50の変形を防止することができる。
If the
また、マイクロポンプ10を長期間保管、長期間継続使用する場合、あるいは、使用途中で長期間停止する場合には、チューブ50の内径が変化したり、劣化したりすることが考えられるが、チューブ50を廃却(つまり、使い捨て)にすることで、適正な内径と弾性を有するチューブを低コストで交換することができる。
In addition, when the
また、チューブ50は、チューブ案内枠にユニット化されているので、熟練を有しないユーザーであっても交換作業が容易にできるという効果もある。
In addition, since the
さらに、チューブユニット100は、チューブ個別データ保持部としてのICタグにチューブ50の内径または蠕動部のチューブ内容量とチューブユニット100の識別データとを含むチューブ個別データを記憶し、このチューブ個別データをリーダー220で読取り、このチューブ個別データに基づきモータの駆動制御を行う。このことから、チューブの内径毎に対応した高精度な液体の吐出が可能なマイクロポンプを実現できる。
Further, the
また、チューブユニット100を制御ユニット200に装着した状態で、チューブユニット100の識別データを制御ユニット200に取り込むため、ユーザーがチューブユニット100の装着間違いをすることを防止できる。
Further, since the identification data of the
また、制御ユニット200は、表示部240と操作部230とを備えており、表示部240にてマイクロポンプ10の駆動制御、駆動条件設定、駆動状況を常に確認することができ、さらに、必要な条件設定を設定操作部250により容易に設定することができる。
Further, the
なお、操作部230では、設定操作部250を操作してチューブ個別データを制御回路部210に直接入力することができるように構成してもよく、このようにすれば、万一、チューブ個別データ保持部(ICタグ130)からチューブ個別データ処理部(リーダー220)への入力ができなかった場合においても、操作部230から制御回路部210に直接チューブ個別データ入力でき、チューブ個別データに基づきマイクロポンプを使用することができる。
The
また、リーダー/ライタ装置をマイクロポンプ10の外部に備える構成とすることもできる。このような構成では、外部のリーダー/ライタ装置で、チューブユニット100と制御ユニット200とが装着されたことを検出すると共に、ICタグ130内に格納されるチューブ個別データを読取り、制御ユニット200(チューブ個別データ保持部)にリーダー/ライタ装置にて無線通信手段または有線通信手段を用いて書き込む構成が可能である。
あるいは、制御ユニット200にICタグ130を備え、マイクロポンプ10の外部に設けられるリーダー/ライタ装置によりチューブ個別データを読取り、無線通信手段を用いて書き込むという構成も可能である。
Further, the reader / writer device may be provided outside the
Alternatively, the
このような構成では、マイクロポンプ10内にリーダー/ライタ装置を備える必要がないため、チューブユニット100及び制御ユニット200の構成が簡略化できることから、小型化と、ランニングコストを低減することができる。また、リーダー/ライタ装置分の消費電力の低減もできる。
(実施形態2)
In such a configuration, since it is not necessary to provide a reader / writer device in the
(Embodiment 2)
続いて、本発明の実施形態2に係るマイクロポンプについて図面を参照して説明する。実施形態2は、チューブユニットに押圧機構部を含むことを特徴とし、構成要素個々の大部分は前述した実施形態1と同じであるため、異なる部位についてのみ説明する。なお、実施形態1との共通部分には同じ符号を附している。
図9は、実施形態2に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図である。図9において、マイクロポンプ10は、チューブユニット100と制御ユニット200の二つのユニットによって構成され、これらのユニットは着脱機構部150によって、着脱可能に装着された状態で駆動し、液体を吐出する。
Next, a micro pump according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The second embodiment is characterized in that the tube unit includes a pressing mechanism portion, and most of the components are the same as those of the first embodiment described above, and therefore only different parts will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part with Embodiment 1. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the micropump according to the second embodiment. In FIG. 9, the
チューブユニット100には、チューブ50とチューブ案内枠(第3機枠13と第4機枠12とから構成される)と押圧機構部90とチューブ個別データ保持部としてのICタグ130とを含んで構成される。従って、制御ユニット200は、実施形態1の構成から押圧機構部90を除いた構成である。
続いて、チューブユニット100と押圧機構部90と着脱機構部150について図面を参照して説明する。
The
Next, the
図10は、チューブユニットと押圧機構部と着脱機構部を示す部分断面図である。まず押圧機構部について説明する。図10において、第1機枠11の中央部に伝達車軸75が軸止され、上方に突出した筒部にカム駆動車76が軸支されている。そして、カム駆動車76は、中央に開設された貫通孔を伝達車軸75の筒部外周に挿通して軸支される。カム駆動車76は、筒部が、第1カム20及び第2カム30が配設される方向に突出している。カム駆動車76の軸部上方は、第3機枠13に植立されるカム駆動車支持軸受78によって軸支される。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the tube unit, the pressing mechanism portion, and the attaching / detaching mechanism portion. First, the pressing mechanism will be described. In FIG. 10, a
カム駆動車76の突出した筒部には、下方から第2カム30、第1カム20の順に挿着されている。ここで、第2カム30は、カム駆動車76に遊嵌の関係で軸支され、第1カム20はカム駆動車76と一体で回転するよう軸止されている。
The
チューブ案内枠は第4機枠12と第3機枠13との間にチューブ50を挟むように保持固定している。これらの構造は、前述した実施形態1と同じである。また、第4機枠12には、チューブ案内溝121と連通する複数のフィンガー案内溝126が形成されており、フィンガー40〜46が装着されている(図10では、フィンガー44を例示している)。そして、フィンガー40〜46も上方を第3機枠13によって保持される。第1機枠11と第4機枠12と第3機枠13とはそれぞれの界面において、チューブ50とフィンガー40〜46と第1カム20と第2カム30とを装着した状態で、熱溶着または接着または螺合固定して一体化し、チューブユニット100が形成される。伝達機構部80(図示は省略)と押圧機構部90との関係は図7を参照する。
The tube guide frame is held and fixed so that the
次に、着脱機構部150について説明する(平面位置は、図6を参照する)。本実施形態においても、着脱機構部150にはフック機構を用いた構造を例示して説明する。チューブユニット100の最下層部の第1機枠11外周部には2箇所に第2機枠14の外周側面に沿って延出されるフック11bが設けられている。フック11bの先端部には掛止部11cが形成され、第2機枠14に設けられた掛止凹部14aに係合している。
Next, the attachment /
フック11bは弾性を有しているため、チューブユニット100を制御ユニット200に装着する場合には、フック11bは弾性変形し、掛止部11cが掛止凹部14aに達したときに元の形状に復帰することで、チューブユニット100が制御ユニット200に係止される。また、フック11bを外側に変形させることで掛止部11cと掛止凹部14aとの係合を解除し、チューブユニット100を制御ユニット200から取り外すことができる。従って、チューブユニット100と制御ユニット200とは、着脱機構部150を備えることで容易に着脱を可能にしている。
Since the
なお、チューブ個別データ保持部としてのICタグ130とチューブ個別データ処理部としてのリーダー220の構成は、実施形態1と同様である。
また、第2機枠14は、制御ユニット200の載物台201の上面に突出した棚状部202(図2、参照)に固定されている。
The configurations of the
Further, the
従って、上述した実施形態2によれば、チューブユニット100は、第1カム20と第2カム30とフィンガー40〜46とを含む押圧機構部90を備えている。このことから、チューブ50と押圧機構部90との相対的な位置ずれを抑制でき、特に、チューブ50とフィンガー40〜46との相対的位置を正確に管理できるため、チューブ50に正確な蠕動運動を伝達することができ、液体吐出量、吐出速度を正確に維持することができるという効果がある。
(実施形態3)
Therefore, according to Embodiment 2 mentioned above, the
(Embodiment 3)
続いて、本発明の実施形態3について図面を参照して説明する。実施形態3は、チューブユニットに押圧機構部及び伝達機構部及びモータを含むことを特徴とし、構成要素個々については前述した実施形態1と同じであるため、異なる部位についてのみ説明する。なお、実施形態1との共通部分には同じ符号を附している。
図11は、実施形態3に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図、図12はチューブユニットと制御ユニットの関係を示す部分断面図である。まず、図11を参照してマイクロポンプの構成を説明する。図11において、マイクロポンプ10は、チューブユニット100と制御ユニット200の二つのユニットによって構成され、これらのユニットは着脱機構部150によって、着脱可能に装着された状態で駆動し、液体を吐出する。
Subsequently, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is characterized in that the tube unit includes a pressing mechanism portion, a transmission mechanism portion, and a motor. Since each component is the same as that of the first embodiment described above, only different portions will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part with Embodiment 1. FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the micropump according to the third embodiment, and FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating a relationship between the tube unit and the control unit. First, the configuration of the micropump will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the
チューブユニット100には、チューブ50とチューブ案内枠(第3機枠13と第4機枠12とから構成される)と押圧機構部90と伝達機構部80とモータ70とチューブ個別データ保持部としてのICタグ130とを含んで構成される。従って、制御ユニット200は、実施形態1の構成から押圧機構部90と伝達機構部80とモータ70を除いた構成である。
The
次に、図12を参照してチューブユニット100と制御ユニット200及び着脱機構部150について説明する。第2機枠14と第1機枠11と第4機枠12と第3機枠13とはそれぞれの界面において、チューブ50とフィンガー40〜46(図6、参照)と押圧機構部90と伝達機構部80とICタグ130とを装着した状態で、熱溶着または接着または螺合固定して一体化し、チューブユニット100が形成されている。チューブユニット100は、制御ユニット200の載物台201の上面に突出した棚状部202(図2、参照)に固定されている。押圧機構部90と伝達機構部80の構造は実施形態1(図7、参照)と同じなので説明を省略する。
Next, the
次に、着脱機構部150について説明する(平面位置は、図6を参照する)。本実施形態においても、着脱機構部にはフック機構を用いた構造を例示して説明する。チューブユニット100の最下層部の第2機枠14外周部には2箇所に棚状部202の外周側面に沿って延出されるフック14bが設けられている。フック14bの先端部には掛止部14cが形成され、棚状部202に設けられた掛止凹部202aに係合している。
Next, the attachment /
フック14bは弾性を有しているため、チューブユニット100を制御ユニット200に装着する場合には、フック14bが弾性変形し、掛止部14cが掛止凹部202aに達したときに元の形状に復帰することで、チューブユニット100が制御ユニット200に係止される。また、フック14bを外側に変形させることで掛止部14cと掛止凹部202aとの係合を解除し、チューブユニット100を制御ユニット200から取り外すことができる。従って、チューブユニット100と制御ユニット200とは、着脱機構部150を備えることで容易に着脱を可能にしている。
Since the
なお、チューブ個別データ保持部としてのICタグ130とチューブ個別データ処理部としてのリーダー220の構成は、実施形態1と同様である。
The configurations of the
上述した実施形態3によれば、チューブユニット100が、押圧機構部90と伝達機構部80とモータ70と、をさらに備え、制御ユニット200が、表示部240と操作部230と電池260とを備える構造である。従って、チューブユニット100が駆動部全体を含み、押圧機構部90と伝達機構部80とモータ70とが分離されない構造となるため、ユーザーによるチューブユニット100と制御ユニット200の着脱を容易にし、それぞれの駆動部間の係合に関わる不具合や組立性を低下することがない。
According to the third embodiment described above, the
さらに、本発明におけるマイクロポンプ10に用いるモータ70は、小型化と省電力化のためにウオッチサイズのステップモータを採用している。従って、モータの高負荷駆動に配慮して、チューブユニット100の交換時期にモータ70も交換することができ、信頼性を高めることができる。
(実施形態4)
Furthermore, the
(Embodiment 4)
続いて、本発明の実施形態4に係るマイクロポンプについて図面を参照して説明する。実施形態4は、前述した実施形態1〜実施形態3が、リーダー/ライタ装置としてICタグ130とリーダー220を用いることに対して、チューブユニット100(チューブ個別データ保持部)が送受信制御回路部と無線用アンテナとを有し、制御ユニット(チューブ個別データ処理部)が送受信・データ処理部と無線用アンテナとを有していることを特徴としている。他の要素の構成は実施形態1と同じであるため説明を省略する。
Next, a micro pump according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, the above-described first to third embodiments use the
図13は、チューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構成を示す説明図、図14は、概略構造を示す部分断面図である。図13,14において、チューブ個別データ保持部280は、基板285の表面に無線用アンテナ281と送受信制御回路282とを備えて構成されている。送受信制御回路282には、送受信を制御する送受信回路283とデータを記憶する記憶回路284とを備えている。記憶回路284としては不揮発性メモリを採用できる。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the tube individual data holding unit and the tube individual data processing unit, and FIG. 14 is a partial sectional view showing a schematic structure. 13 and 14, the tube individual
チューブ個別データ保持部280へチューブ個別データを入力する方法としては、別に設けられる書込み器270から無線通信により入力する。また、予め送受信制御回路282にチューブ個別データを記憶させておいてもよい。
As a method of inputting the tube individual data to the tube individual
チューブ個別データ処理部290は、基板295の表面に無線用アンテナ291と送受信・データ処理部292とを備えて構成されている。送受信・データ処理部292には、送受信を制御する送受信回路293とデータを記憶する記憶回路294とを備えている。記憶回路294としては不揮発性メモリを採用できる。また、入力されたチューブ個別データをデータ処理をして制御回路部210に入力するデータ処理回路211をさらに備えている。
The tube individual
図14において、チューブ個別データ保持部280は、チューブユニット100の第4機枠12の下面側に基板285を貼着等の固定手段を用いて固定されている。
In FIG. 14, the tube individual
また、チューブ個別データ処理部290は、制御ユニット200の第2機枠14の上面側に基板295を貼着等の固定手段を用いて固定される。図14では、チューブ個別データ保持部280とチューブ個別データ処理部290とは、それぞれ対向して配設しているが、チューブ個別データ保持部280とチューブ個別データ処理部290の接続は無線通信手段を用いるため、無線の伝達範囲であれば、配設位置は特に限定されない。
In addition, the tube individual
チューブ個別データの発信は、チューブユニット100と制御ユニット200とを所定の状態に装着したときに、装着状態を接続端子(図示せず)等により検出し、チューブ個別データ保持部280から直接に、あるいは、チューブ個別データ処理部290から出力命令信号を出力して、チューブ個別データ保持部280からチューブ個別データを発信する。
When the
または、チューブユニット100を制御ユニット200に装着した状態で、制御ユニット200に設けられるチューブ個別データ取込みボタン233(図1、参照)を操作し、出力命令信号をチューブ個別データ保持部280に出力し、チューブ個別データ保持部280からチューブ個別データを発信する構成としてもよい。
Alternatively, with the
従って、上述した実施形態4によれば、前述した実施形態1によるICタグ130及びリーダー220を採用するときと同様な効果が得られる他、チューブ個別データ保持部280とチューブ個別データ処理部290の配設位置が限定されず、レイアウト設計上の制約が少なくなるという効果がある。
(実施形態5)
Therefore, according to the fourth embodiment described above, the same effects as those obtained when the
(Embodiment 5)
続いて、本発明の実施形態5について図面を参照して説明する。実施形態5は、前述した実施形態1〜実施形態4では、リーダー/ライタ装置が、無線通信手段を用いていることに対して、入出力端子を用いて直接接続していることに特徴を有している。他の要素の構成は実施形態1と同じであるため説明を省略する。 Next, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. Embodiment 5 is characterized in that, in Embodiments 1 to 4, the reader / writer device is directly connected using an input / output terminal in contrast to using a wireless communication means. is doing. Since the configuration of other elements is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
図15は、チューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構成を示す部分断面図である。図15において、リーダー/ライタ装置は、基板285の表面に送受信制御回路282を備えるチューブ個別データ保持部280と、基板295の表面に送受信・データ処理部292を備えるチューブ個別データ処理部290とから構成される。送受信制御回路282には、図示しないが、送受信回路と記憶回路とを備えている。記憶回路としては不揮発性メモリを採用でき、予めチューブ個別データを記憶させている。
FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of the tube individual data holding unit and the tube individual data processing unit. In FIG. 15, the reader / writer device includes a tube individual
なお、チューブ個別データ保持部280は、チューブ個別データに対応する値に設定された抵抗またはコンデンサを備え、チューブユニット100を制御ユニット200に装着することにより、制御ユニット200は、上述の抵抗またはコンデンサを含む記憶回路から得られる周波数または電圧値に基づいてチューブ個別データをデータテーブルから読み取る構成としてもよい。
そして、チューブ個別データ保持部280は、チューブユニット100の第4機枠12の下面側に基板285が貼着等の固定手段を用いて固定される。
The tube individual
And the tube individual data holding |
また、送受信・データ処理部292には、図示しないが、チューブ個別データ保持部280の記憶回路に記憶されたチューブ個別データを読み出す読出し回路部とデータ処理回部とを備えている。そして、チューブ個別データ処理部290は、制御ユニット200の第2機枠14の上面側に基板295が貼着等の固定手段を用いて固定される。
Although not shown, the transmission / reception /
基板295には送受信・データ処理部292と接続する接続電極296が延在されており、この接続電極296の表面に入出力端子300が半田または導電性接着剤等の固定手段を用いて固定されている。入出力端子300は、略U字型に曲げ形成された金属端子であり、略U字型部の先端部がチューブ個別データ保持部280との接触部301である。
A
チューブ個別データ保持部280の基板285にも送受信制御回路282と接続する接続電極303が延在されており、チューブユニット100を制御ユニット200に装着したときに入出力端子300の接触部301が接続電極303に接触することで、チューブ個別データ保持部280とチューブ個別データ処理部290とが接続される。チューブ個別データ保持部280とチューブ個別データ処理部290とが接続されることで、所定の装着状態にあることを検出し、チューブ個別データ保持部280からチューブ個別データがチューブ個別データ処理部290に送信される。
あるいは、チューブ個別データ取込みボタン233(図1、参照)を操作して、チューブ個別データ取込み信号を、チューブ個別データ保持部280からチューブ個別データ処理部290に取り込む構成としてもよい。
A
Alternatively, the tube individual data acquisition button 233 (see FIG. 1) may be operated to acquire the tube individual data acquisition signal from the tube individual
従って、予めチューブ個別データを記憶した送受信制御回路282の記憶回路から入出力端子300を介して制御ユニット200に取り込むため、チューブ個別データの読み出しを確実に行える他、入出力端子300を付加することだけで回路構成を簡素化することができる。
(実施形態6)
Accordingly, since the tube individual data is stored in the
(Embodiment 6)
続いて、本発明の実施形態6について説明する。実施形態6は、リーダー/ライタ装置として、チューブユニット100に設けられるチューブ個別データ表示部と、制御ユニット200に設けられる光学的な読取り/処理装置とを備えていることに特徴を有している。リーダー/ライタ装置以外の要素の構成は実施形態1と同じであるため説明を省略する。また、図面も省略する。
Subsequently, Embodiment 6 of the present invention will be described. The sixth embodiment is characterized in that as a reader / writer device, a tube individual data display unit provided in the
ここで、チューブ個別データ表示部は、バーコードで代表される二次元コードであって、予めチューブの内径または蠕動部の内容量とを二次元コードでシートに記録しておく。読取り/処理装置は、チューブ個別データ表示部がバーコードの場合、バーコードフォントを光学的に読取るバーコードリーダーである。 Here, the tube individual data display unit is a two-dimensional code represented by a barcode, and the inner diameter of the tube or the internal volume of the peristaltic part is recorded in advance on the sheet with the two-dimensional code. The reading / processing device is a barcode reader that optically reads a barcode font when the tube individual data display unit is a barcode.
チューブ個別データ表示部は、チューブユニットに貼着されており、制御ユニットのチューブ個別データ表示部に対向する位置に読取り/処理装置が配設される。読取り/処理装置では、光学的にチューブ個別データを読取り、データ処理をして制御回路部に入力する。 The tube individual data display unit is attached to the tube unit, and a reading / processing device is disposed at a position facing the tube individual data display unit of the control unit. In the reading / processing device, the individual tube data is optically read, processed and input to the control circuit unit.
以上説明した実施形態6によれば、チューブ個別データ表示部をバーコードにすれば、バーコードフォントが印刷されたシールをチューブユニット100に貼着すればよいので、チューブ個別データ表示部の占有厚さはほとんど増加しない。またバーコードリーダーとしては一般的な構成のものを使用することができる。
(実施形態7)
According to the sixth embodiment described above, if the tube individual data display unit is a barcode, the sticker on which the barcode font is printed may be attached to the
(Embodiment 7)
続いて、本発明の実施形態7について説明する。前述した実施形態1〜実施形態6では電源としての電池を制御ユニットに装着していることに対し、実施形態7は、電池をチューブユニットに装着していることに特徴を有している。 Subsequently, Embodiment 7 of the present invention will be described. In the first to sixth embodiments described above, the battery as the power source is mounted on the control unit, whereas the seventh embodiment is characterized in that the battery is mounted on the tube unit.
図示は省略するが、電池はチューブユニットに装着され、2本の電池端子によって保持される。電池端子は、制御ユニット側に突出させる。また、制御ユニットには、制御回路部に接続する電源端子が設けられ、チューブユニットが制御ユニットに装着された状態で、電池端子と電源端子が接続されて、電力が制御回路部に入力される。
なお、電池はチューブユニットに固定してもよく、着脱可能に保持する構造としてもよい。
Although not shown, the battery is attached to the tube unit and held by two battery terminals. The battery terminal is projected to the control unit side. In addition, the control unit is provided with a power supply terminal connected to the control circuit unit, and the battery terminal and the power supply terminal are connected in a state where the tube unit is mounted on the control unit, and power is input to the control circuit unit. .
The battery may be fixed to the tube unit or may be detachably held.
このようにすれば、電源としてコイン型あるいはボタン型の小型電池を用いれば携帯用等に便利であるが、電池容量が小さいため電池交換が必要となる。この際、チューブユニット交換時にチューブと共に電池交換ができ、マイクロポンプの使用途中で電池切れ等の不具合を防止することができる。 In this case, if a coin-type or button-type small battery is used as the power source, it is convenient for portable use, but the battery needs to be replaced because the battery capacity is small. At this time, the battery can be exchanged together with the tube at the time of exchanging the tube unit, and problems such as battery exhaustion can be prevented during use of the micro pump.
また、チューブユニット100と制御ユニット200は、それぞれ単体にて取り扱うことができ、マイクロポンプとしてのコスト低減を可能にする。チューブユニット100及び制御ユニット200それぞれの構成は、相手側の構成に対応して各構成要素の組み合わせによるユニットとすることができ、ユーザーの使用形態に合わせて選択することができる。
In addition, the
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述した実施形態1では、制御ユニット200に押圧機構部90を備えているが、押圧機構部90のうち、フィンガー40〜46をチューブユニット100に含み、第1カム20及び第2カム30を制御ユニット200に備える構造としてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
For example, in the first embodiment described above, the
また、実施形態1〜実施形態7では、電源として電池260を用いる構造を例示したが、制御ユニット200に商用電力を用いる電源ケーブルを用いる構造としてもよい。
In the first to seventh embodiments, the structure using the
本発明のマイクロポンプは、様々な機械装置において、装置内、または装置外に搭載し、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク、気体等の流体の輸送に利用することができる。また、マイクロポンプ単独で、前記流体の流動、供給に利用することができる。 The micropump of the present invention can be mounted in or outside of various mechanical devices, and can be used for transporting fluids such as water, saline, chemicals, oils, aromatic liquids, inks and gases. . Further, the micropump alone can be used for the flow and supply of the fluid.
10…マイクロポンプ、50…チューブ、12…第4機枠、13…第3機枠、60…リザーバ、70…モータ、80…伝達機構部、90…押圧機構部、100…チューブユニット、130…ICタグ、150…着脱機構部、200…制御ユニット、210…制御回路部、220…リーダー、230…操作部、240…表示部、260…電池。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
少なくとも前記チューブと、前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠と、チューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部とを有するチューブユニットと、
少なくとも前記チューブを押圧する押圧機構部を伝達機構部を介して駆動するモータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部とを有し、前記チューブユニットと着脱自在な制御ユニットと、
前記制御ユニットに電力を供給する電源と、
前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたことを検出すると共に、前記チューブ個別データを読出し、前記制御ユニットに書き込むリーダー/ライタ装置と、
を備え、
前記チューブ個別データに基づき駆動されることを特徴とするマイクロポンプ。 A peristaltic drive type micro pump that presses an elastic tube and continuously transports fluid,
A tube unit having at least the tube, a tube guide frame for fixing and holding the tube, and a tube individual data holding unit for storing tube individual data;
A control circuit unit that performs drive control of a motor that drives at least a pressing mechanism unit that presses the tube via a transmission mechanism unit, and a tube individual data processing unit that reads the tube individual data and performs data processing, A control unit detachably attached to the tube unit;
A power supply for supplying power to the control unit;
A reader / writer device that detects that the tube unit is attached to the control unit, reads the individual tube data, and writes the data to the control unit;
With
A micropump that is driven based on the individual tube data.
前記チューブ個別データが、前記チューブの個体差による流体の吐出量のばらつきを補正するためのデータであることを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to claim 1,
The micropump according to claim 1, wherein the individual tube data is data for correcting variation in fluid discharge amount due to individual differences between the tubes.
前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、少なくとも前記チューブ個別データと前記流体の吐出プログラムとを入力する操作部と、をさらに備えていることを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to claim 1 or 2,
The control unit further includes a display unit that displays at least the tube individual data and a fluid discharge program, and an operation unit that inputs at least the tube individual data and the fluid discharge program. A micro pump.
前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、をさらに備え、
前記電源が、前記制御ユニットに備えられていることを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to claim 1 or 2,
The control unit further comprises a display unit for displaying at least the tube individual data and a fluid discharge program, and an operation unit for operating the control unit,
The micropump characterized in that the power supply is provided in the control unit.
前記電源が、前記チューブユニットに備えられていることを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to claim 1 or 2,
The micropump characterized by the said power supply being provided in the said tube unit.
前記制御ユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータとを備えていることを特徴とするマイクロポンプ。 In the micropump according to any one of claims 1 to 3,
The micropump characterized in that the control unit includes the pressing mechanism section, the transmission mechanism section, and the motor.
前記チューブユニットが前記押圧機構部を備え、
前記制御ユニットが、前記伝達機構部と前記モータとを備えていることを特徴とするマイクロポンプ。 In the micropump according to any one of claims 1 to 3,
The tube unit includes the pressing mechanism;
The micropump characterized in that the control unit includes the transmission mechanism section and the motor.
前記チューブユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータと
を備えていることを特徴とするマイクロポンプ。 In the micropump according to any one of claims 1 to 3,
The micropump characterized in that the tube unit includes the pressing mechanism, the transmission mechanism, and the motor.
前記押圧機構部が、前記チューブに対して複数の押圧部材を流体の流入側から流出側に向かって順次押圧する回転カムからなり、
前記回転カムが、中心軸に軸止される第1カムと前記中心軸に軸支される第2カムとから構成され、
前記第2カムは、前記チューブが前記押圧部材から開放されている位置から押圧可能な位置に移動可能であることを特徴とするマイクロポンプ。 In the micropump according to any one of claims 1 to 8,
The pressing mechanism portion is composed of a rotating cam that sequentially presses the plurality of pressing members against the tube from the fluid inflow side to the outflow side,
The rotating cam is composed of a first cam pivotally supported on a central axis and a second cam pivotally supported on the central axis.
The micro pump according to claim 1, wherein the second cam is movable from a position where the tube is released from the pressing member to a position where the tube can be pressed.
前記リーダー/ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを前記チューブ個別データ処理部に送信する送受信制御回路部と無線用アンテナと、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを受信し、データ処理を行う送受信・データ処理部と無線用アンテナと、を含むことを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to any one of claims 1 to 9,
The reader / writer device is provided in the tube individual data holding unit, and is provided in a transmission / reception control circuit unit for transmitting the tube individual data to the tube individual data processing unit, a radio antenna, and the tube individual data processing unit. A micropump comprising: a transmission / reception / data processing unit that receives the tube individual data when the tube unit is attached to the control unit and performs data processing; and a radio antenna.
前記リーダー/ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを記憶する記憶回路と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記記憶回路に記憶された前記チューブ個別データを読取る読出し回路部と前記チューブ個別データを処理するデータ処理部と前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記記憶回路に接続する入出力端子と、を含むことを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to any one of claims 1 to 9,
The reader / writer device is provided in the tube individual data holding unit and stores the tube individual data, and the tube individual data processing unit provided in the tube individual data processing unit stores the tube individual data stored in the memory circuit. A micropump comprising: a reading circuit unit for reading; a data processing unit for processing the individual tube data; and an input / output terminal connected to the storage circuit when the tube unit is attached to the control unit.
前記リーダー/ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを表示するチューブ個別データ表示部と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを光学的に読取り、データ処理を行う読取り/処理装置と、を含むことを特徴とするマイクロポンプ。 The micropump according to any one of claims 1 to 9,
The reader / writer device is provided in the tube individual data holding unit, and is provided in the tube individual data display unit for displaying the tube individual data and the tube individual data processing unit, and the tube unit is attached to the control unit. And a reading / processing device for optically reading the individual tube data and processing the data.
前記チューブユニットが、前記チューブと前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠とチューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部と、
を備えていることを特徴とするチューブユニット。 A control unit that performs drive control of a peristaltic drive type micropump that presses an elastic tube and continuously transports fluid, and a detachable tube unit,
The tube unit is a tube guide frame for fixing and holding the tube and the tube, and a tube individual data holding unit for storing tube individual data,
A tube unit characterized by comprising:
前記チューブユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部をさらに備えていることを特徴とするチューブユニット。 The tube unit according to claim 13,
The tube unit further includes a pressing mechanism unit that presses the tube.
前記チューブユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部とモータと、モータの回転を前記押圧機構部に伝達する伝達機構部と、をさらに備えていることを特徴とするチューブユニット。 The tube unit according to claim 12,
The tube unit further includes a pressing mechanism section that presses the tube, a motor, and a transmission mechanism section that transmits rotation of the motor to the pressing mechanism section.
前記制御ユニットが、チューブ個別データと流体の吐出プログラムとを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、モータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブユニットが保持するチューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部と、を備えていることを特徴とする制御ユニット。 A peristaltic drive type micropump tube unit that presses an elastic tube and continuously transports fluid, and a detachable control unit,
The control unit holds a display unit for displaying individual tube data and a fluid discharge program, an operation unit for operating the control unit, a control circuit unit for controlling drive of the motor, and the tube unit. A control unit comprising: a tube individual data processing unit that reads tube individual data and performs data processing.
前記制御ユニットが、前記モータと前記チューブを押圧する押圧機構部に前記モータの回転を伝達する伝達機構部をさらに備えていることを特徴とする制御ユニット。 The control unit according to claim 16, wherein
The control unit further includes a transmission mechanism that transmits rotation of the motor to a pressing mechanism that presses the motor and the tube.
前記制御ユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部と前記モータと、前記モータの回転を前記押圧機構部に伝達する伝達機構部と、をさらに備えていることを特徴とする制御ユニット。 The control unit according to claim 16, comprising:
The control unit further comprising: a pressing mechanism that presses the tube; the motor; and a transmission mechanism that transmits the rotation of the motor to the pressing mechanism.
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