JP2010151014A - チューブユニット、制御ユニット、マイクロポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロポンプの薄型化を実現する。
【解決手段】マイクロポンプ１０は、一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブ５０を有するチューブユニット１１と、チューブ５０の円弧形状の中心方向から放射状に配設されるフィンガー４０〜４６と、カム２０と、カム２０に回転力を与えるローター１４０と、ローター１４０に当接する振動体１３０を含む振動体機構部１６０と、制御回路部３０と、を有する制御ユニット１２と、が備えられ、チューブユニット１１が、制御ユニット１２にカム２０の回転面に対して略水平方向に着脱可能である。振動体機構部１６０は、振動体１３０を支持する振動体支持部材１６１と、振動体１３０をローター１４０に付勢する振動体付勢部材１６６と、振動体付勢部材１６６を揺動する位置調整部としての調整軸２１５とを有し、調整軸２１５を回動して振動体１３０のローター１４０との位置調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、チューブユニット、制御ユニット、及びこれらから構成され、チューブユニットと制御ユニットとが着脱可能なマイクロポンプに関する。

液体を低速で輸送する装置として蠕動駆動方式のポンプがある。蠕動駆動方式のポンプとしては、ステップモーターを駆動源とし、複数のローラーを備えたローターを回転させ、ローターが複数のローラーを転動させながら柔軟なチューブに沿って回転して液体の吸い込み及び吐出をする構造がある（例えば、特許文献１）。

そして、このポンプは、駆動に関る構成要素を、ケース部材の上方に積重ねて配設し、蓋部材によってこれら構成要素を保持する構成である。

また、振動体をばねの付勢力によってローターの回転側面に当接し、振動体の振動により円盤状のローターを回転し、複数のボールをチューブに沿って駆動してチューブを圧閉して液体を輸送するポンプが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３１７７７４２号公報 特開２００４−１２４８７５号公報

上述した特許文献１によるポンプは、モーターモジュールと、ポンプモジュールとを積重ねて構成しているため、薄型化が困難である。

また、ステップモーターを小型化すると駆動トルクが小さくなるため、減速比が大きい減速機構（減速ギヤ機構）を用いてローターの回転トルクを大きくする必要性がある。従って、多段の減速ギヤ機構を用いることになりサイズが大きくなる他、減速に伴う損失が大きくなるという課題を有する。

また、ステップモーターは電磁ノイズを発生することが知られており、周囲の機器に悪影響を与えることが考えられる他、ステップモーター自身が周囲の機器の電磁ノイズの影響を受けることも考えられる。

また、特許文献２によるポンプは、振動体をローターに付勢する力の変動によってローターの回転速度が変動する。従って、ローター回転に関る構成部品の寸法ばらつきも影響を排除し、所望の回転速度を得るためには、上述の付勢力を調整できる構造とすることが望ましい。

このポンプを生体に装着して薬液等を注入する場合には、直接薬液、血液、体液に接触するチューブは交換して使用することが求められる。しかしながら、特許文献２によるポンプは、構成要素の一つ一つを積重ねる構成のため、医療現場等においてチューブを単独で交換することは困難である。

従って、チューブ交換は、ポンプ全体を交換することになり、ランニングコストが高くなるということが考えられる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るマイクロポンプは、一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブと、前記チューブを保持するチューブ案内枠と、を有するチューブユニットと、前記チューブの円弧形状の中心方向から放射状に配設される複数のフィンガーと、カムと、前記カムに回転力を与えるローターと、振動体を有し、前記振動体を前記ローターに付勢する位置から前記ローターと離間する位置までの範囲の任意位置に調整可能な位置調整部を有する振動体機構部と、を有する制御ユニットと、前記チューブの流入口部が連通するリザーバーと、前記振動体に駆動信号を入力する制御回路部と、前記制御回路部に電力を供給する電源と、が備えられ、前記チューブユニットが、前記制御ユニットに前記カムの回転平面に対して略水平方向に着脱可能であって、前記振動体に交流電圧を印加することにより前記振動体が振動し、前記ローターに回転力を繰り返し加え、前記カムが前記複数のフィンガーを流体の流入側から流出側へ順次押圧し、前記チューブの圧閉と開放を繰り返して流体を輸送することを特徴とする。

本適用例によるマイクロポンプは、振動体を用いてローター及びカムを回転する構造である。詳しくは実施の形態で説明するが、振動体で駆動されるローターは回転トルクが大きいことから、特許文献１のように減速ギヤ機構を必要とせず、また、モーターモジュールとポンプモジュールとの連結機構も不要となり構造を簡単にすることができる。

また、チューブユニットと、制御ユニットとをカムの回転面に対して略水平方向に装着して構成することにより、特許文献１のポンプのような積重ね構造に比べ薄型化が可能である。

また、チューブユニットと制御ユニットとは着脱可能な構成のため、薬液等に直接接触するチューブを含み構成要素が少い低コストのチューブユニットを使い捨て使用とし、構成要素が多く高コストの制御ユニットを繰り返し使用すれば、ランニングコストを低減することができる。

さらに、チューブユニット及び制御ユニットをそれぞれユニット化しており、チューブユニットを制御ユニットに対して水平方向に装着すれば、複数のフィンガーをチューブ押圧状態にすることができることから、特許文献１のようにモーターモジュールとポンプモジュールとの間に連結機構を必要とせず、構造を簡素化でき、組立性を向上させることができ医療現場においても、容易に分解及び組立を行うことができる。

また、振動体機構部が振動体の位置調整部を有し、この位置調整部により振動体のローターへの付勢力を任意に調整できることから、ローター（カムを含む）を所望の回転速度で回転させることができる。

さらに、振動体をローターと離間する位置に調整しておけば、振動体機構部を組立てる際に、お互いが干渉しないので組立性を向上させる他、組立時において干渉による破壊を防止することができるという効果がある。

さらに、振動体は圧電素子に交流電圧を印加することで振動し、ローターを回転させることから電磁ノイズを発生せず、周囲の機器に悪影響を与えることがない。また、周囲の機器が発生する電磁ノイズの影響も受けない。従って、特に医療現場における電磁ノイズのリスクを回避することができる。

［適用例２］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記チューブユニットが、前記制御ユニットに設けられる空間に挿着されていることが好ましい。

このような構成にすれば、制御ユニットの外郭がケースの機能を有するため、チューブユニットと制御ユニットとを収容する専用のケースが不要となり、構造が簡素化でき、一層、薄型化を実現できる。

また、チューブユニットの外郭の接合個所を減らすことができるので、チューブユニット及び制御ユニットの内部の密閉性（防水性）を高めることができる。

［適用例３］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ローターが円盤形状を有し、前記振動体の突起部が、前記ローターの外周側面に当接するよう配設されていることが好ましい。

本適用例は、振動体の突起部をローターの外周面に当接することによりローターを回転させる構造である。詳しくは実施形態で説明するがこのような構成によれば、振動体の振動を高効率で回転に変換でき、直径の大きなローターに当接させることで、同じ振動体を同じ条件で振動させたときにローターの回転トルクを大きくすることができるので安定駆動を継続できる。

［適用例４］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記制御回路部と前記振動体機構部と前記ローターと前記複数のフィンガーと前記チューブとが、互いに平面的に重ならない位置に分散配設されていることが望ましい。

このような構成にすれば、上記主要構成要素を重ならないように分散配設することで、より一層薄型化を実現できる。また、主要構成部品を一方向から組立可能なため、組立性を向上させることができる。

［適用例５］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ローターがリング形状を有し、前記振動体の突起部が、前記ローターのリング形状内周側面に当接するよう配設されていることが好ましい。

このようにすれば、振動体をローターの外径よりも内側に配設することから、マイクロポンプの小型化を実現できる。

［適用例６］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ローターが、前記カムの一方の平面に穿設されたリング形状の凹部の内部に形成され、前記振動体の突起部が、前記凹部の内周側面に当接するよう配設されていることが好ましい。

このような構成にすれば、ローターとカムとを一体形成することができる。従って、構造をより簡単にすることができ、また、小型化することができる。

［適用例７］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記チューブユニットを前記制御ユニットに装着する際、前記チューブの円弧形状の中心と前記カムの回転中心とを略一致させる案内部が、前記チューブユニット及び前記制御ユニットの互いに対向する壁面に設けられていることが望ましい。

本適用例のマイクロポンプは、カムの回転により複数のフィンガーを押圧してチューブを圧閉する構成である。従って、チューブの円弧形状の円弧中心とカムの回転中心とを一致させることが必要である。

このことから、チューブユニットを制御ユニットの双方に案内部を設けることにより、チューブユニットを制御ユニットに装着すれば、チューブの円弧形状の中心とカムの回転中心とを一致させることができ、専用の位置規制部材を設けなくても、複数のフィンガーの全てがチューブ圧閉を確実に行うことができる。

［適用例８］上記適用例に係るマイクロポンプにおいて、前記ローターと前記カムとの間に、減速機構または増速機構が設けられていることが望ましい。

このように、減速機構または増速機構を設けることにより、ローターの回転速度を一定にしてカムの回転速度を変えることができる。つまり、流体の流動量を適宜調整することができる。

また、減速機構を設ける構造では、カムの回転トルクを大きくすることが可能で、チューブ押圧に伴う負荷が大きくなっても安定して駆動させることができる。

［適用例９］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記振動体機構部が、前記振動体を保持する振動体支持部材と、先端部が前記振動体支持部材に係合する係合部を有する梁状のばね部と前記ばね部の元部に連続する略馬蹄形の調整部とを有する振動体付勢部材と、回転軸部と前記回転軸部の回転中心に対して偏心し前記調整部と嵌着する調整軸部とを有する調整軸とからなる位置調整部と、を備え、前記振動体付勢部材が、前記調整軸の回動により、前記ばね部と前記調整軸の間に配設される案内軸を中心に揺動され、前記振動体付勢部材の揺動に伴い前記振動体の位置を前記ローターの位置に対して調整することが好ましい。

振動体の位置調整とは、振動体をローターに付勢する付勢力の適切な調整と、振動体をローターと離間する位置に調整することを含む。従って、本適用例のような構成にすれば、簡単な構造で振動体の位置調整をすることができる。

また、調整軸は、回転軸部と回転軸部の回転中心に対して偏心した調整軸部とを有する偏心軸構造のため、偏心量の増減で調整量の増減が可能であり、調整軸の回動量で微調整を容易に行うことができる。

［適用例１０］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記振動体機構部が、前記振動体を保持する振動体支持部材と、先端部が前記振動体支持部材に係合する係合部を有する梁状のばね部と前記ばね部の元部に連続する略円形状の固定部の外周に沿って形成される複数の突起部を有する振動体付勢部材と、外周部に前記振動体の突起部に係合する突起部を有する調整車からなる位置調整部と、を備え、前記振動体付勢部材が、前記調整車の回動により、前記固定部を軸支する固定軸を中心に揺動され、前記振動体付勢部材の揺動に伴い前記振動体の位置を前記ローターの位置に対して調整することが好ましい。

ここで、振動体付勢部材に設けられる突起部と、調整車に設けられる突起部とは、例えば、互いに噛合する歯車を採用することができる。

このような構成であっても、簡単な構造で振動体の位置調整をすることができる。また、振動体付勢部材の歯車と調整車の歯車の歯数比を変えることで、振動体の位置調整可能量の増減を容易に行うことができる。

［適用例１１］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記調整軸または前記調整車の回動軌跡に沿って回動量を表すマーカーが設けられていることが望ましい。

マーカーを設けることで、調整軸または調整車の回動量の目安とすることができる。特に、振動体のローター付勢量は、組み立てられた状態では直接確認できないことから、マーカーにより、調整軸または調整車の回動量を付勢量として判断し、適切な設定とすることができる。

［適用例１２］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記振動体機構部が、前記振動体を支持する振動体支持部材と前記振動体支持部材に連続する梁状のばね部と前記ばね部の先端に設けられる位置決め軸とを備える振動体付勢部材と、前記位置決め軸と係合する複数の凹部を有する切換部材からなる位置調整部と、を備え、前記凹部は、前記振動体を前記ローターから離間する位置と前記ローターを付勢する位置に規制するよう配設されていることが好ましい。

このようにすれば、少なくとも振動体をローターに適切な付勢力で付勢する状態と、離間する状態の２状態に簡単な構造で、しかも容易に切換えることができる。なお、凹部を３個以上設ければ、付勢力の設定を複数段階に切換えることができる。

［適用例１３］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記振動体機構部の位置調整部を外部から覗く貫通孔が設けられていることが望ましい。

このように、調整軸または調整車または複数の凹部等の位置調整部を外部から覗く貫通孔を設けることによって、制御ユニットの状態またはマイクロポンプの状態で、振動体のローターに対する位置調整や位置の確認を行うことができる。

なお、マーカーを付加する場合には、マーカーも含めて覗くことが可能な貫通孔とすれば、より的確に振動体のローターに対する位置調整や位置の確認を行うことができる。

［適用例１４］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記貫通孔を封止する封止部材が設けられていることが望ましい。

このように、位置調整部を外部から覗く貫通孔を封止部材により封止すれば、マイクロポンプの内部を密閉し、防塵性や防水性を高めることができ、生体内または生体表面に装着する薬液輸送装置として好適である。

なお、防塵性や防水性が必要とされない場合には、封止部材はなくてもよい。

［適用例１５］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ローターがリング形状を有し、前記振動体が、前記ローターのリング形状内周側面に当接するよう配設され、前記位置調整部が前記ローターと平面的に離間した位置に配設されていることが好ましい。

このようにすれば、振動体をローターの外径よりも内側に配設することから、マイクロポンプの小型化を実現できる。

また、位置調整部をローターと平面的に重ならない位置に配設すれば、ローターと振動体機構部を組み立てた状態で、振動体のローターに対する位置調整を行うことができる。

［適用例１６］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ローターが、前記カムの一方の平面に穿設されたリング形状の凹部の内部に形成され、前記振動体が、前記凹部の内周側面に当接するよう配設され、前記位置調整部が前記ローターと平面的に離間した位置に配設されていることが好ましい。

このような構成にすれば、ローターとカムとを一体形成することができる。従って、構造をより簡単にすることができ、また、小型化することができる。

また、位置調整部をローターと平面的に重ならない位置に配設すれば、ローターと振動体機構部を組み立てた状態で、振動体のローターに対する位置調整を行うことができる。

［適用例１７］上記適用例に係るマイクロポンプは、前記電源と前記リザーバーのいずれか一方、または両方が、前記チューブユニットに収容されていることが好ましい。

電源及びリザーバーの両方をチューブユニットに備えることにより、マイクロポンプの駆動に必要な実質機能が全て収容されていることになり小型化できると共に、外郭から突設する要素がないので取り扱いが容易になる他、生体内に装着して使用する場合に好適である。

さらに、リザーバーの交換時、またはチューブの交換時に合わせて電池の交換をチューブユニットとしてできることから、信頼性をより一層高めることができる。

電池をマイクロポンプの外部に備える場合には、電池と制御回路部との接続のための長いリードや電池ケースが必要になるが、本適用例によれば、それらは必要なくなるという利点もある。

なお、チューブは、長期間にわたって圧閉と開放を繰り返すと劣化することが考えられる。従って、一定の期間駆動した場合にはチューブを交換することが望ましい。また、電源として小型ボタン電池等を採用する場合には、使用途中で電池容量が不足することも考えられる。そこで、長期間使用してチューブを交換する場合に、チューブユニットとしてチューブと共に電池を交換すれば、使用期間途中で電池容量が不足することを防止することができる。

また、マイクロポンプ使用時にリザーバーの収容薬液が不足することが考えられる。そこで、リザーバーをチューブと着脱可能にすれば、薬液が収容されたリザーバーをチューブに接続すれば、長期間にわたってマイクロポンプを使用することができる。

［適用例１８］本適用例に係る制御ユニットは、上記適用例のいずれかに記載のチューブユニットと着脱可能であって、前記チューブの円弧形状の中心方向から放射状に配設される複数のフィンガーと、カムと、前記カムに回転力を与えるローターと、振動体を有し、前記振動体を前記ローターに付勢する位置から前記ローターと離間する位置までの範囲の任意位置に調整可能な位置調整部を有する振動体機構部と、を有することを特徴とする。

制御ユニットは駆動源としての振動体機構部、カム、複数のフィンガー、制御回路部等の駆動に関る要素を含んで構成されている。従って、制御ユニットの状態で駆動確認（駆動に関る検査等）を行うことができる。また、チューブユニットをスライド装着することでマイクロポンプを即使用状態にすることができる。

［適用例１９］本適用例に係るチューブユニットは、上記適用例のいずれかに記載の制御ユニットと着脱可能であって、一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブと、前記チューブを保持するチューブ案内枠と、を有することを特徴とする。

本適用例の構成によれば、チューブユニットの状態ではチューブは開放された状態が維持されるため、チューブ圧閉状態で保持することに伴う復元力の劣化による吐出精度の低下を防止することができる。

また、チューブの圧閉と開放を長時間繰り返すことにより、チューブの復元力が劣化することが考えられるが、一定時間使用後、チューブをチューブユニットとして容易に交換することができる。

また、チューブユニットは、チューブとチューブ案内枠によって構成されているため、前述した構成の制御ユニットに対してはるかに低コストとすることができる。さらに、薬液を生体内に注入する場合、血液や体液または薬液に接触するチューブは使い捨てにすることが好ましい。従って、チューブを含むチューブユニットを使い捨て使用とすれば、ランニングコストを低減することができる。

さらに、チューブユニットを制御ユニットにスライド装着することでマイクロポンプを即使用状態にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
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）

図１は、実施形態１に係るマイクロポンプを示す概観平面図、図２は概観正面図である。図１、図２において、マイクロポンプ１０は、チューブユニット１１を制御ユニット１２の図示左側側面の開口部からスライド挿入すると共に、蓋部材としての固定枠１３により制御ユニット１２に固定螺子９０により固定されている。

チューブユニット１１は、一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブ５０と、チューブ５０を保持するチューブ案内枠としての第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８と、チューブ５０の流入口部５２が連通すると共に流体を収容するリザーバー１４とから構成されている。なお、以降、流体を薬液等の液体として表し説明する。

制御ユニット１２は、カム２０と、カム２０と同軸に軸止されるローター１４０と、ローター１４０に回転力を与える振動体機構部１６０と、振動体機構部１６０に駆動信号を入力し駆動制御を行う制御回路部３０と、フィンガー４０〜４６と、を有して構成されている。

振動体機構部１６０は、振動体１３０と、振動体１３０を保持する振動体支持部材１６１と、振動体支持部材１６１に係合し振動体１３０をローター１４０に付勢する振動体付勢部材１６６とから構成されている。

カム２０と振動体機構部１６０と制御回路部３０とは、機枠としての第１機枠１５と第２機枠１６とによって形成される空間１００内に支持されている。

また、チューブ５０の一端は流出口部５３であって、固定枠１３を貫通して外部に突設され、リザーバー１４から液体を外部に吐出する。

リザーバー１４の一部には、リザーバー１４の内部に液体を注入、または封止するためのポートとしてのセプタム９５が設けられている。セプタム９５は、固定枠１３から突出しない程度にリザーバー１４から突設されている。

続いて、チューブユニット１１、制御ユニット１２、及び固定枠１３の構成と、組立方法について説明する。
図３は、マイクロポンプの分解平面図、図４は分解正面図である。なお、図３，４において、（ａ）は固定枠１３、（ｂ）はチューブユニット１１、（ｃ）は制御ユニット１２を示している。

図３、図４に示すように、制御ユニット１２には、第１機枠１５と第２機枠１６とによって空間１００，１１０が構成されている。空間１００にはカム２０（ローター１４０を含む）と、振動体１３０を含む振動体機構部１６０と、制御回路部３０が配設されている。また、一方に開口部を有する空間１１０はチューブユニット１１が挿着される空間である。

フィンガー４０〜４６は、空間１００と空間１１０を仕切る壁を貫通する第１機枠１５と第２機枠１６とによって構成されるフィンガー案内孔８５に装着され、一方の端部が空間１００側に突設されてカム２０に当接する。また、他方の端部が空間１１０側に突設され、チューブユニット１１が挿着されたときにチューブ５０を圧閉する。

チューブユニット１１は、チューブ５０とリザーバー１４とが連通されて、第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８とで保持された状態で、制御ユニット１２の空間１１０に、図示左側からスライド挿着される。

なお、カム２０は、回転中心Ｐを軸として回転する。従って、チューブユニット１１は、カム２０の回転平面に対して平行に制御ユニット１２に挿着される。

また、チューブユニット１１の固定枠１３側近傍には、外周面に沿ってパッキン９７が嵌着されており、チューブユニット１１が制御ユニット１２に挿着された状態で、空間１１０が密閉される。

チューブユニット１１は、円弧形状（凹形状）の壁面１７ａが制御ユニット１２の円弧形状に突設された壁面１５ａに当接するまで制御ユニット１２（空間１１０）に押し込まれる。壁面１５ａ，１７ａは互いにカム２０の回転中心Ｐを中心とする同心円で形成されている。

ここで、壁面１５ａと壁面１７ａが当接した状態で、チューブユニット１１の制御ユニット方向側端部１７ｋ，１７ｍは、制御ユニット１２の内側側壁１５ｂ，１５ｃとの間に隙間ができるよう寸法設定されている（図５も参照する）。

これは、壁面１５ａと壁面１７ａを確実に当接させ、チューブ５０の円弧形状部分（少なくともフィンガー４０〜４６で押圧される範囲）の円弧中心をカム２０の回転中心Ｐと一致させるためである。

チューブユニット１１を制御ユニット１２に挿着した後、固定枠１３をチューブユニット１１の尾部方向から装着する。具体的には、固定枠１３に開設された貫通孔１３ｄ，１３ｅに固定螺子９０を挿入して、制御ユニット１２の第１機枠１５に設けられる螺子孔（図示せず）に螺着固定する。

チューブ５０の流出口部５３と、リザーバー１４に設けられるセプタム９５とは、チューブユニット１１から突設され、固定枠１３を固定したときに、チューブ５０をチューブ挿通孔１３ａ、セプタム９５をセプタム挿通孔１３ｂに挿通させる。流出口部５３は固定枠１３の外部に延在される。

また、固定枠１３には、板ばね９９が装着されている。固定枠１３が単体の場合には、この板ばね９９は撓められていない初期状態にある。そして、固定枠１３を制御ユニット１２に固定したときに、板ばね９９によって、チューブユニット１１を制御ユニット１２に押圧する。

続いて、上述したように組み立てられたマイクロポンプ１０の各要素の構成、及び作用について図面を参照して説明する。

図５は実施形態１に係るマイクロポンプを示す平面図、図６（ａ）は図５のＡ−Ｐ−Ａ切断面を示す断面図、図６（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ切断面を示す断面図である。なお、図５は、第２機枠１６及び第２チューブ案内枠１８を透視して図示している。

制御ユニット１２は、チューブユニット１１が挿着された状態において、チューブユニット１１に一部が平面視して円弧形状に配設されるチューブ５０の円弧形状の中心と回転中心Ｐが略一致するカム２０を有している。

そして、チューブ５０の円弧形状部分とカム２０の間に介設され、回転中心Ｐから放射状にそれぞれ等間隔に配設される複数のフィンガー４０〜４６と、カム２０に回転力を伝達する円盤形状のローター１４０と、振動体機構部１６０と、制御回路部３０とから構成されている。

振動体１３０は、振動体支持部材１６１によって保持され、振動体支持部材１６１は振動体付勢部材１６６によって振動体１３０がローター１４０の外周に当接するまで付勢されている。

カム２０とローター１４０とはカム軸７５に軸止されている。従って、カム２０とローター１４０とは回転中心Ｐを共通の回転軸として一体で回転するよう構成されている。

なお、図５に示すように、制御回路部３０と振動体機構部１６０とローター１４０とフィンガー４０〜４６とチューブ５０とは、互いに平面的に重ならない位置に分散配設されている。

カム２０は、外周方向に凹凸を有し、最外周部にフィンガー押圧面２１ａ〜２１ｄが形成されている。フィンガー押圧面２１ａ〜２１ｄは、回転中心Ｐから等距離の同心円上に形成される。

また、フィンガー押圧面２１ａとフィンガー押圧面２１ｂ、フィンガー押圧面２１ｂとフィンガー押圧面２１ｃ、フィンガー押圧面２１ｃとフィンガー押圧面２１ｄ、及びフィンガー押圧面２１ｄとフィンガー押圧面２１ａ、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、各フィンガー押圧面間のピッチは等しい。

フィンガー押圧面２１ａ〜２１ｄそれぞれは、フィンガー押圧斜面２２と回転中心Ｐとを中心とする同心円上の円弧部２３と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を押圧しない位置に設けられる。

また、フィンガー押圧面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄそれぞれ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。

フィンガー４０〜４６は、フィンガーの一つ一つに対応して設けられるフィンガー案内孔８５に沿って進退可能であり、カム２０によって外側方向に押圧され、チューブ５０を圧閉して液体流動部５１を圧閉する。なお、フィンガー４０〜４６の断面方向の中心位置は、チューブ５０の中心とほぼ一致している。

次に、図６を参照して制御ユニット１２の断面構成について説明する。第１機枠１５と第２機枠１６は、互いに積重ねられて空間１００の周縁部を複数の固定螺子９１（図５、参照）によって密着固定されている。

第１機枠１５と第２機枠１６とが固定された状態で、内部に空間１００が形成され、この空間１００内にカム２０、ローター１４０、振動体機構部１６０、制御回路部３０が配設されている。

カム軸７５は第２機枠１６に設けられる軸受１１４と、第１機枠１５に設けられる軸受１１５によって軸支されている。なお、第１機枠１５と第２機枠１６それぞれの軸受１１４，１１５の挿着穴は貫通していない。

ローター１４０の外周部側面には回転方向に沿って溝１４１が形成されており、溝１４１の内部側面が、振動体１３０の突起部１３３ａとの当接面１４２である。

振動体１３０は、ローター１４０の溝１４１の断面方向のほぼ中央に配設されると共に、振動体支持部材１６１に固定螺子２１１によって補強板１３３の端部が固定されている。なお、振動体１３０を含む振動体機構部１６０の構成及び作用については、図９〜図１５を参照して後述する。

第１機枠１５の内面（空間１００の底面）には回路基板１５０が設けられており、その表面には接続パターン（図示せず）が形成されている。回路基板１５０の上面には制御回路部３０が接続固定されている。

制御回路部３０には電源回路や発振回路等（共に図示せず）が含まれる。接続パターンを介して、電源回路は電源としての電池（図示せず）の電極と接続され、また、発振回路は振動体１３０の複数の電極と接続されている。

フィンガー４０〜４６は、制御ユニット１２の空間１００と空間１１０（図２、参照）を回転中心Ｐ方向から放射状に等間隔に貫通するフィンガー案内孔８５に装着されている。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４３を例示して説明する。

フィンガー案内孔８５は図６（ｂ）に示すように、第１機枠１５に略Ｕ字形状の溝１５ｈを形成し、図示上方の開口部を第２機枠１６で封止することにより構成される。

フィンガー４３は、軸部４３ａを溝１５ｈに開口部上方から装着した後、第２機枠１６を上方より第１機枠１５に装着することで、断面方向の位置が規制される。なお、制御ユニット１２の状態で、チューブユニット１１側（空間１１０側）からフィンガー案内孔８５に挿着してもよい。

フィンガー４３は、円柱状の軸部４３ａと、軸部４３ａの一方の端部に設けられる鍔形状のチューブ押圧部４３ｃと、他方の端部が半球状に丸められたカム当接部４３ｂと、から構成されている。フィンガー４０〜４６は、フィンガー案内孔８５に沿って軸方向に進退可能である。

続いて、チューブユニット１１の構成について図５，６，７を参照して説明する。
チューブユニット１１は、一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブ５０と、チューブ５０を保持するチューブ案内枠としての第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８と、チューブ５０の流入口部５２が連通し流体を収容するリザーバー１４とから構成されている。

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、カム２０の回転中心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１７ｃ内に装着されている。

チューブ５０の流入口部５２はリザーバー１４に連通し、他端は固定枠１３のチューブ挿通孔１３ａを通って延在される流出口部５３である。

チューブ５０は、ほぼ全体をチューブ案内溝１７ｃ内に装着することで平面形状と平面位置が規制されると共に、チューブ案内溝１７ｃの内側側壁の一部にチューブ保持部としての突起部を形成して上方への浮き上がりを規制する。

図７は、チューブの保持構造を示す部分断面図である。なお、図７では、フィンガー４０〜４６の互いに隣り合うフィンガーの間の突起部のうちフィンガー４５とフィンガー４６の間の突起部を例示して説明する（図５も参照する）。

チューブ案内溝１７ｃは、フィンガー４５，４６が進退するために、フィンガー側（カム２０側）には連続した側壁を形成することが困難である。そこで、フィンガー４５とフィンガー４６との間にフィンガーの進退を妨げない幅の突起部としてのチューブ案内側壁１７ｆが設けられ、チューブ案内側壁１７ｆの上部にチューブ５０の上方一部にせり出すような突起部１７ｅが形成されている。

このように、各フィンガーの間にチューブ案内側壁１７ｆと突起部１７ｅを設けることで、フィンガー４０〜４６が配設される範囲において、チューブの平面方向の位置規制と浮き上がり抑制を行う。

なお、本実施形態では、図５に示すようにチューブ５０の流出口部５３に近い位置、及び流入口部５２に近い位置にも突起部１７ｅと同様な突起部１７ｈを設け、第２チューブ案内枠１８を装着するまでの間、円弧形状部分以外の場所におけるチューブ５０の浮き上がりを規制している。

チューブ５０及びリザーバー１４とを第１チューブ案内枠１７に装着した状態で、第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８とを、互いの接合面を密接させ、固定螺子９２を用いて固定する。

上述したように構成されたチューブユニット１１は、制御ユニット１２に形成される空間１１０（図４、参照）内にスライド挿着される。

チューブ５０の流出口部５３の近傍は、第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８とを固定した状態で、パッキン等のシール材を用いてチューブ５０との間を密閉する。このようにすることで、チューブユニット１１内が密閉構造となる。

また、チューブユニット１１の固定枠１３近傍の外周には、パッキン９７が嵌着されており、チューブユニット１１を制御ユニット１２に挿着した状態で、内部を密閉空間とし、マイクロポンプ１０を防水構造及び防塵構造としている。
なお、マイクロポンプ１０が非防水でよい場合には、パッキン９７は不要である。

さらに、チューブ案内溝１７ｃのうち、少なくともフィンガー４０〜４６がチューブ５０を押圧する範囲には、チューブ案内溝１７ｃに沿った凹部により形成されたチューブ規制壁１７ｄが形成されている。

この凹部内には、弾性部材６０が設けられている。つまり、弾性部材６０は、チューブ規制壁１７ｄとチューブ５０との間に設けられる。弾性部材６０は、チューブ５０がフィンガー４０〜４６によって圧閉される際にダンパーとなりチューブ５０が劣化しないように設けられている。また、弾性部材６０は、チューブ圧閉に必要な弾性力を有している。なお、チューブ５０との摩擦係数を小さくしておくことがより好ましい。

チューブ５０とリザーバー１４との連通部には互いの連通部材としてのエアベントフィルター６５が備えられている。エアベントフィルター６５の内部には、親液性を有し微細な孔が形成されるフィルターが備えられている。このフィルターは、液体は通過し、気泡の通過を遮断する。

フィルターに形成される孔は０．１〜１μｍの範囲であって、液体を通過させ、リザーバー１４内に発生する０．１μｍ以上または１μｍ以上の気泡のチューブ５０への浸入を抑制する。

なお、図５，６に示すように、第１チューブ案内枠１７の元部（固定枠１３側）の外側表面には突起部１７ｂ、先端部の外側表面には突起部１７ｎが形成されている。さらに、第２チューブ案内枠１８の元部及び先端部の外側表面にも突起部１８ａ，１８ｂが形成されている。

第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８を接合した状態で、突起部１７ｂ，１８ａが連続したリング状の突起部となり、突起部１７ｎ，１８ｂとが連続したリング状の突起部となる。

チューブユニット１１は、制御ユニット１２にスライド挿着されるが、この際、突起部１７ｂ，１７ｎ，１８ａ，１８ｂを設けることで、制御ユニット１２とチューブユニット１１の位置精度を高めると共に、挿着時または抜き取り時の抵抗を減じている。

なお、本実施形態では、チューブユニット１１を制御ユニット１２に付勢する弾性部材を設けている。図５，６を参照して説明する。

チューブユニット１１と固定枠１３の間には、弾性部材としての板ばね９９が備えられている。板ばね９９は、固定枠１３のチューブユニット１１側に設けられた凹形状の板ばね固定部１３ｆに固定される。

板ばね９９の力点は中心線Ａ−Ｐ上にあって、チューブユニット１１をカム２０の回転中心Ｐに向かって付勢している。そのことによって、チューブユニット１１の壁面１７ａと制御ユニット１２の壁面１５ａとが、中心線Ｆ上で密接される。

板ばね９９の固定は、固定枠１３の板ばね固定部１３ｆに突設された案内軸１３ｇを熱溶着等の固定手段で行われる。なお、板ばね９９の弾性を損なわなければ、固定枠１３を固定した状態で脱落しなければよいので必ずしも固定しなくてもよい。

チューブユニット１１を制御ユニット１２に固定枠１３により固定する場合、チューブユニット１１、制御ユニット１２、固定枠１３の構成部品の寸法ばらつきにより、チューブユニット１１と制御ユニット１２との間に水平方向（平面方向）の隙間が発生し、チューブ５０をフィンガー４０〜４６により圧閉できなくなることが考えられる。

そこで、板ばね９９によりチューブユニット１１を制御ユニット１２の方向に付勢することにより、互いの壁面１５ａ，１７ａを当接させて、チューブ５０の円弧形状の中心とカム２０の回転中心Ｐとを略一致させ、フィンガー４０〜４６がチューブ５０を確実に圧閉させることができる。

なお、板ばね９９の弾性力は、フィンガー４０〜４６のチューブ押圧力よりも大きくなるよう設定される。

このようにすれば、フィンガー４０〜４６がチューブ５０を圧閉する際に、チューブユニット１１（つまり、チューブ５０）がフィンガー４０〜４６から遠ざかる方向に移動しないので、確実にチューブを圧閉することができる。

なお、本実施形態では、弾性部材として板ばね９９を例示したが、板ばねに限らず、コイルバネ、厚さ方向に弾性を有する平板でもよく、また、これらを複数用いる構造としてもよい。

また、本実施形態では、チューブユニット１１が制御ユニット１２に対して正確な位置に挿着されているかを検出する接続端子と検出端子とからなる検出部をチューブユニット１１と制御ユニット１２との間に備えている。

図８は、マイクロポンプの検出部の構成の１例を示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ切断面を示す断面図である。図８（ａ），（ｂ）において、チューブユニット１１（第１チューブ案内枠１７）の円弧状に形成される壁面１７ａの両側の制御ユニット方向側端部１７ｋ，１７ｍに、第１接続端子６６と第２接続端子６７とが植立されている。

第１接続端子６６と第２接続端子６７とは、一方の端部が接続リード９４によって電気的に接続されている。また、他方の端部は制御ユニット１２の内部まで入り込むようにチューブユニット１１の制御ユニット方向側端部１７ｋ，１７ｍから突設されている。

制御ユニット１２（第１機枠１５）には、略Ｕ字バネ形状の第１検出端子６８、第２検出端子６９とが備えられている。第１検出端子６８、第２検出端子６９とは同じ形状のため、第２検出端子６９を例示して説明する。

第２検出端子６９は、第１機枠１５に設けられる凹部１５ｅ内に撓められて装着される。ここで第２検出端子６９の腕部６９ａ，６９ｂは、凹部１５ｅ内の対向する側壁を押圧する。

従って、腕部６９ａは、凹部１５ｅ内の側壁１５ｇによって位置規制される。側壁１５ｇの位置は、カム２０の回転中心Ｐ位置に対して正確に位置規制されている。また、第１接続端子６６と第２接続端子６７の先端部位置も、カム２０の回転中心Ｐ位置に対して正確に位置規制されている。

チューブユニット１１の円弧状の壁面１７ａと制御ユニット１２の円弧状の壁面１５ａとが当接するまでチューブユニット１１を制御ユニット１２に挿入したとき、第２接続端子６７が第２検出端子６９に電気的に接続される。同時に第１接続端子６６も第１検出端子６８に電気的に接続される。

第２検出端子６９にはリード６４が接続され、リード６４は制御回路部３０の検出端子Ａ（図示せず）に接続されている。一方、第１検出端子６８にはリード６３が接続され、リード６３は制御回路部３０の検出端子Ｂ（図示せず）に接続されている。

ここで、第２接続端子６７と第２検出端子６９、及び第１接続端子６６と第１検出端子６８の両方が、電気的に接続されたことを検出端子Ａと検出端子Ｂで検出したとき、チューブユニット１１の円弧状の壁面１７ａと制御ユニット１２の円弧状の壁面１５ａとが当接したと判定する。

このような状態のとき、チューブ５０の円弧形状の中心とカム２０の回転中心Ｐとが一致していると判定し、制御回路部３０により振動体１３０（図５、参照）を駆動可能な状態にする。

また、第２接続端子６７と第２検出端子６９、及び第１接続端子６６と第１検出端子６８の両方が、電気的に接続されていない場合には、駆動できない状態と判定し、チューブユニット１１の制御ユニット１２への挿着をやり直す。

なお、本実施形態では検出部として接点方式を例示したが、光検出や磁気検出構造を採用することができる。

このような構成にすれば、チューブ５０の円弧形状の中心とカム２０の回転中心Ｐとを一致したことを検出した場合に振動体１３０を駆動することにより、設定通りのチューブ５０の圧閉と開放ができるため、液体を所望の単位時間当り流動量で輸送することができる。

また、本実施形態では、フィンガー４０〜４６が、制御ユニット１２から脱落しない脱落防止機構を備えている。なお、フィンガー４０〜４６は同形状をしているのでフィンガー４３を例示して説明する。

図９は、フィンガーの保持構造の具体的な実施例１に係るマイクロポンプの一部を示す部分断面図であり、図１０は実施例２を示している。

まず、図９を参照して実施例１について説明する。第１機枠１５は、フィンガー４３を挿通するフィンガー案内孔８５を有している。なお、フィンガー案内孔８５は、図６（ｂ）に示すように第１機枠１５の溝１５ｈを第２機枠１６で上部開口部を封止することで形成される。

フィンガー４３は、フィンガー案内孔８５に装着する軸部４３ａと、フィンガー案内孔８５の断面積より大きい鍔状のチューブ押圧部４３ｃと、カム２０に当接する先端部が滑らかに丸められたカム当接部４３ｂとを有して形成されている。

フィンガー案内孔８５のカム２０側の開口部は、第１機枠１５と第２機枠１６の両方からフィンガー案内孔８５の内側に突設された鍔部１５ｊが形成されている。一方、フィンガー４３の軸部４３ａには、鍔部１５ｊよりも直径が小さいストッパ溝４３ｄが周方向に形成されている。

フィンガー４３は、フィンガー案内孔８５を構成する溝１５ｈに、鍔部１５ｊがストッパ溝４３ｄの範囲に納まるように装着された後、第２機枠１６を第１機枠１５に装着することで断面方向及び軸方向の位置が規制される。ストッパ溝４３ｄは、カム２０によってチューブ５０を圧閉する位置（フィンガー４３’で図示）から開放する位置まで進退することができる寸法に設定されている。

フィンガー案内孔８５は貫通しており、フィンガー４０〜４６は進退自在になっているため、チューブユニット１１を装着する前には、フィンガー４０〜４６はフィンガー案内孔８５から脱落することがある。そこで、上述したような脱落防止機構を設けることにより、フィンガーの脱落を防止することができる。

なお、鍔部１５ｊは、第１機枠１５または第２機枠１６のどちらか一方に設ければ、本実施形態の目的を実現できる。

次に、実施例２について説明する。実施例２は、前述した実施例１に対して、フィンガーに進退の位置を規制するストッパ鍔４３ｅを設けていることに特徴を有する。実施例１との相違個所を中心に説明する。なお、フィンガー４０〜４６は同形状をしているのでフィンガー４３を例示して説明する。

図１０において、第１機枠１５は、フィンガー４３を挿通するフィンガー案内孔８５を有している。フィンガー４３は、フィンガー案内孔８５に挿通する軸部４３ａと、フィンガー案内孔８５より大きい鍔状のチューブ押圧部４３ｃと、カム２０に当接する先端部が滑らかに丸められたカム当接部４３ｂとを有して形成されている。

軸部４３ａには、第１機枠１５のカム２０方向の空間部に突設されフィンガー案内孔８５よりも大きいストッパ鍔４３ｅが形成されている。フィンガー４３は、フィンガー案内孔８５を構成する溝１５ｈが、チューブ押圧部４３ｃとストッパ鍔４３ｅの間の範囲に納まるように装着された後、第２機枠１６を第１機枠１５に装着することで軸方向の位置が規制される。

ストッパ鍔４３ｅは、カム２０によってチューブ５０を圧閉する位置（フィンガー４３’で図示）から開放する位置まで進退することができる寸法に設定されている。

フィンガー４３は、チューブ押圧部４３ｃとストッパ鍔４３ｅとの間において、カム２０によってチューブ５０を圧閉する位置（ストッパ鍔４３ｅ’で表す）から開放する位置まで進退することができる寸法に設定されている。

このような構成にしても、チューブ押圧部４３ｃとストッパ鍔４３ｅとの間でフィンガー４３の軸方向の移動を規制し、フィンガーがフィンガー案内孔８５から脱落することを防止することができる。

なお、フィンガー案内孔８５の軸方向途中（中間部）にストッパ鍔４３ｅを収容可能な凹部を設ける構造とすることができる。

続いて、振動体機構部１６０の構造と作用について図面を参照して説明する。
図１１は、本実施形態に係る振動体機構部の構成を示す平面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ切断面を示す断面図、図１３は図１１のＤ−Ｄ切断面を示す断面図、図１４は図１３のＥ−Ｅ切断面を示す部分断面図である。図１１，１２において、振動体１３０は、補強板の両端の腕部１３３ｂを固定螺子２１１によって螺合され振動体支持部材１６１に固定されている。

固定螺子２１１と補強板１３３の間には座金２１２が設けられている。補強板１３３は０．１ｍｍ程度の薄板のため、固定螺子２１１を締結する際に補強板１３３を変形させないために設けられている。

振動体支持部材１６１は、振動体１３０を固定支持した状態で固定軸１３８に固定されている。固定軸１３８は第１機枠１５に植立され、且つ案内軸部１３８ａが形成されている。振動体支持部材１６１は、穿設された孔を案内軸部１３８ａに挿通し、案内軸部１３８ａを回動軸として回動可能に固定螺子２１３によって固定されている。

振動体支持部材１６１は、固定螺子２１３の鍔部と、第２機枠１６によって浮き上がりが抑制されている。また、振動体支持部材１６１には、直線部を有する長孔形状の振動体付勢部材挿入孔１６２が穿設されている。

次に、振動体付勢部材について説明する。図１１，１３において、振動体付勢部材１６６は、先端部が振動体支持部材１６１に係合する係合部１６９を有する梁状のばね部１６７と、ばね部１６７の元部に連続する略馬蹄形の調整部１６８とを有している。

また、第１機枠１５には、調整軸２１５が植立されている。調整軸２１５には、第１機枠１５に回動可能に植立される回転軸部２１５ｄと、回転軸部２１５ｄの回転中心Ｐ３に対して回転中心Ｐ４が偏心量ｈだけ偏心している調整軸部２１５ｃと、鍔部２１５ａと、が形成されている。そして、鍔部２１５ａの上部にはドライバー等が挿入可能な調整溝２１５ｂが形成されている。

振動体付勢部材１６６は、振動体支持部材１６１の振動体付勢部材挿入孔１６２に係合部１６９を挿入し、ばね部１６７と調整部１６８の間に配設される案内軸２１４に回動可能に嵌着される。この際、振動体付勢部材１６６の調整部１６８と調整軸２１５の調整軸部２１５ｃが係合されている。

調整部１６８と調整軸部２１５ｃの寸法関係は、調整軸２１５が回転可能な範囲で隙間を少なく設定される。また、回転軸部２１５ｄは、第１機枠１５に対して回動可能な回転トルクとなるように寸法設定される。

なお、第２機枠１６の位置調整部としての調整軸２１５の上部には、貫通孔２５０が開設されている（図１１参照）。貫通孔２５０は、調整軸２１５とマーカー２１６ａ〜２１６ｇを覗くことが可能な大きさとし、外部から調整軸２１５を回動可能にしている。

また、この貫通孔２５０を封止する封止部材２５１を設けることがより好ましい。封止部材２５１は、貫通孔２５０に対して着脱可能な構造とする。

また、図１４に示すように、ばね部１６７の先端部に設けられる係合部１６９の形状は、振動体付勢部材挿入孔１６２の幅方向に略円形である。そして、係合部１６９と振動体付勢部材挿入孔１６２の幅は、挿入可能な範囲で最小隙間となるように設定される。

なお、図１１に示すように、第１機枠１５には、調整軸２１５の回転軌跡に沿ったマーカー２１６ａ〜２１６ｇが設けられている。マーカー２１６ａ〜２１６ｇは、調整軸２１５または調整部１６８先端の回動軌跡に沿って設けられる。

次に、振動体１３０のローター１４０に対する位置調整方法について図１１を参照して説明する。なお、図示した状態は、調整軸２１５の調整溝２１５ｂがマーカー２１６ｄを指示する位置にあって、振動体１３０は、突起部１３３ａがローター１４０に接する位置にある場合を示している。

調整軸２１５を１回転分回動すると、調整軸部２１５ｃは図１１に示すような回転軌跡Ｋを描く。ここで、調整軸２１５を時計回りに調整溝２１５ｂがマーカー２１６ａを指示する位置まで回動すると、振動体付勢部材１６６は案内軸２１４を回転中心（回転軸Ｐ２）に時計回りに揺動し、ばね先端部の係合部１６９が図示係合部１６９”位置まで移動する。

このことによって、振動体支持部材１６１は、案内軸部１３８ａを回転中心（回転軸Ｐ１）に時計周りに揺動する。すると、振動体１３０の突起部１３３ａは、ローター１４０から距離Ｄ２だけ離間する（突起部１３３ａ”で表す）。

一方、調整軸２１５を反時計回りに調整溝２１５ｂがマーカー２１６ｇを指示する位置まで回動すると、振動体付勢部材１６６は案内軸２１４を回転中心（回転軸Ｐ２）に反時計回りに揺動し、ばね先端部の係合部１６９が図示係合部１６９’位置まで移動する。

このことによって、振動体支持部材１６１は、案内軸部１３８ａを回転中心（回転軸Ｐ１）に反時計周りに揺動する。すると、振動体１３０の突起部１３３ａは、ローター１４０と交差量Ｄ１だけ交差する位置まで移動する（突起部１３３ａ’で表す）。しかし、突起部１３３ａはローター１４０に当接するので、交差量Ｄ１が振動体１３０のローター付勢量となる。このローター付勢量に対応したばね部１６７の弾性力がローターに付勢されることになる。

図示した距離Ｄ２と交差量Ｄ１は、振動体１３０の移動量の最大を示している。従って、調整軸２１５を距離Ｄ２と交差量Ｄ１の範囲の任意位置に回動し、所望の離間距離または交差量となるようにマーカー２１６ａ〜２１６ｇの範囲に回動することで振動体１３０（つまり、突起部１３３ａ）のローター１４０に対する位置を調整することが可能となる。

続いて、本実施形態に係るマイクロポンプ１０の液体輸送について説明する。まず、振動体１３０の構成と、作用について図１５〜図１７を参照して説明する。

図１５は、振動体の構成を示す斜視図である。図１５に示すように、振動体１３０は、ほぼ長方形の薄板形状をしている。振動体１３０は、補強板１３３の表面に板状の圧電素子１３４、圧電素子１３４の表面に電極１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃが積層形成されている。

補強板１３３の裏面には、板状の圧電素子１３５が密着され、圧電素子１３５の表面に電極１３２が積層されて構成されている。電極１３１ａは、圧電素子１３４の幅方向中央に長さ方向全体にわたって形成され、電極１３１ｂ，１３１ｃは電極１３１ａを挟んで対角方向に配設される。

なお、図示は省略するが、電極１３２は、補強板１３３を挟んで電極１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃに対して面対称となるように形成されている。

圧電素子１３４，１３５の材料としては特に限定されず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリ弗化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等を用いることができる。

補強板１３３は、圧電素子１３４，１３５に対する共通電極としての機能と、振動体１３０の全体を補強する機能を有しており、振動体１３０が過振幅または外力等によって損傷することを防止する。補強板１３３の材料としては特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の金属材料であることが望ましい。

圧電素子１３４，１３５は、補強板１３３よりも厚いものであることが好ましい。これにより、振動体１３０をより高い効率で振動させることができる。

圧電素子１３４，１３５は、交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴って、補強板１３３も長手方向に繰り返し伸縮する。

補強板１３３の長手方向端部には、突起部１３３ａが一体的に形成されている。図５，６に示すように、振動体１３０は突起部１３３ａがローター１４０の外周側面（当接面１４２）に当接するように配設されている。
なお、突起部１３３ａは、補強板１３３の中央部（中心線Ｇ：図１６、参照）からずれた位置（図示の構成では角部）に設けられている。

また、補強板１３３の長さ方向の中央両側には、一対の腕部１３３ｂが突設されており、腕部１３３ｂの先端部には固定部１３３ｃが形成されている。振動体１３０は、この固定部１３３ｃを振動体支持部材１６１に固定螺子２１１を用いて固定される（図１２、参照）。つまり、振動体１３０は、腕部１３３ｂによって支持されている。これにより、振動体１３０は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。

次に、振動体１３０の作用について図面を参照して説明する。
図１６は振動体の作用を模式的に示す部分平面図、図１７は突起部の動きを模式的に示す説明図である。図１５に示すように、電極１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃと、補強板１３３との間に交流電圧を印加すると、電極１３１ａの下面範囲の圧電素子１３４は矢印Ｘで表すように長手方向に伸縮し、縦振動を行う。

そして、電極１３１ｂ，１３１ｃの下面範囲の圧電素子１３４も長手方向に伸縮するが、それぞれが圧電素子１３４の対角方向に配設されているため、矢印Ｙに示すような屈曲振動を行う。

なお、圧電素子１３５においても、電極１３２（電極１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃと面対称で形成された）に同様の交流電圧が印加される。

従って、振動体１３０は、主に長手方向に縦振動するが、縦振動と屈曲振動とを共振させ、突起部１３３ａを楕円振動させる。以下、この点について説明する。

図１６に示すように、振動体１３０がローター１４０を回転駆動するとき、突起部１３３ａは、ローター１４０から反力ｆを受ける。本実施形態では、突起部１３３ａが振動体１３０の中心線Ｇからずれた位置に設けられている。従って、振動体１３０は、この反力ｆによって図１６に示すように面内方向に屈曲するように変形、振動する。なお、図１６は、振動体１３０の変形を誇張して表している。

印加電圧の周波数、振動体１３０の形状・大きさ及び突起部１３３ａの位置等を適宜選択することで、この屈曲振動の周波数と縦振動の周波数とが共振し、振幅が大きくなると共に、突起部１３３ａは、図１７中の矢印ｒにて表すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）する。

これにより、振動体１３０の１回の振幅において、突起部１３３ａが伸張しローター１４０を回転方向に送るときには、突起部１３３ａがローター１４０により強い力で圧接される。また、突起部１３３ａが収縮し戻るときには、ローター１４０との摩擦力を低減または消滅させることができるため、振動体１３０の振動をローター１４０の回転により高い効率で変換することができる。

なお、振動体１３０は、振動体付勢部材１６６のばね部１６７の弾性によって、突起部１３３ａがローター１４０の外周側面の当接面１４２に付勢されている。

そこで、突起部１３３ａがローター１４０の当接面１４２に当接された状態で、圧電素子１３４，１３５に交流電圧を印加して振動体１３０を振動させると、ローター１４０は、振動体１３０が伸張するときに突起部１３３ａから摩擦力（押圧力）を受ける。この押圧力を繰り返し加えることで、ローター１４０が時計周り方向（矢印Ｒ）方向に回転する。

なお、振動体１３０は、ローター１４０と断面方向においてほぼ平行な姿勢で配設されると共に、ローター１４０の厚さよりも薄い。また、振動体１３０の厚さは、ローター１４０の外周面に形成される溝１４１の断面方向の幅よりも薄くすることがより好ましい。

圧電素子１３４，１３５に印加する周波数は特に限定されないが、振動体１３０の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であることが好ましい。これにより、振動体１３０の振幅が大きくなり、高い効率、高トルクでローター１４０を回転駆動することができる。

続いて、マイクロポンプ１０の液体輸送に係る作用について図５を参照して説明する。カム２０は、振動体１３０からローター１４０を介して回転される（図示、矢印Ｒ方向）。そして、カム２０のフィンガー押圧面２１ｄでフィンガー４４を押圧する。

フィンガー４５はフィンガー押圧面２１ｄとフィンガー押圧斜面２２との接合部に当接しており、チューブ５０を圧閉している。また、フィンガー４６はフィンガー押圧斜面２２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を完全には圧閉していない。

フィンガー４１〜４３は、カム２０の円弧部２３の範囲にあり、押圧しない初期位置にある。また、フィンガー４０はカム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を圧閉していない。

この位置から、さらにカム２０を矢印Ｒ方向に回転すると、カム２０のフィンガー押圧面２１ｄによって、フィンガー４５，４６の順で押圧してチューブ５０を圧閉していく。フィンガー４４はフィンガー押圧面２１ｄから解除されチューブ５０は開放される。チューブ５０のフィンガーから圧閉が開放される位置または、まだ圧閉されていない位置には、液体流動部５１に液体が流入している。

カム２０を振動体１３０によりさらに回転すると、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、フィンガー押圧面２１ｃに達したときにチューブ５０を圧閉する。

このような動作を繰り返すことにより、液体を流入口部５２側から流出口部５３側に向けて流動し、流出口部５３から吐出する。

この際、カム２０のフィンガー押圧面には、複数の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、１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を常時圧閉している状態を形成する。

このような複数のフィンガーにより、弾性を有するチューブの液体の流入側から流出側へ順次押圧して、チューブの圧閉と開放を繰り返して流体を輸送するマイクロポンプの構造は蠕動駆動方式と呼ばれる。

以上説明したように、本実施形態によるマイクロポンプ１０は、振動体１３０を用いてローター１４０及びカム２０を回転する構造である。振動体１３０で駆動されるローター１４０は回転トルクが大きいことから、特許文献１のように減速ギヤ機構を必要とせず、構造を簡単にすることができる。

また、チューブユニット１１と、制御ユニット１２とをカム２０の回転面に対して水平方向に装着することにより、特許文献１のポンプのような積重ね構造に比べ薄型化が可能である。

また、チューブユニット１１と制御ユニット１２とは着脱可能な構成のため、薬液等に直接接触するチューブ５０を含み構成要素が少い低コストのチューブユニット１１を使い捨て使用とし、構成要素が多く高コストの制御ユニット１２を繰り返し使用すれば、ランニングコストを低減することができる。

さらに、チューブユニット１１及び制御ユニット１２をそれぞれユニット化しており、チューブユニット１１を制御ユニット１２に対して水平方向に装着すれば、フィンガー４０〜４６をチューブ押圧状態にすることができる。このことから、特許文献１のようにモーターモジュールとポンプモジュールとの間に連結機構を必要とせず、構造を簡素化でき、組立性を向上させることができ医療現場においても、容易に分解及び組立を行うことができる。

本実施形態のローター駆動は、振動体１３０の屈曲及び伸縮振動による突起部１３３ａの楕円運動と、突起部１３３ａとローター１４０との間の摩擦力によりローター１４０を回転する構成である。従って、振動体１３０のローター１４０への付勢力の大きさ（反力ｆに相当する）は、ローター１４０の回転速度、エネルギー伝達効率及び出力トルクに影響する。

このことから、調整軸２１５を回動して振動体付勢部材１６６を揺動し、振動体１３０のローター１４０に対する位置調整可能な構成としている。

従って、振動体１３０のローター１４０への付勢力を任意に調整できることから、ローター１４０を所望の回転速度で回転させることができる。また、エネルギー伝達効率を高めると共に、適切な回転トルクに設定することができる。

また、調整軸２１５の調整溝１２５ｂをマーカー２１６ｄを指示する位置にしておけば、組立ての際に、振動体１３０とローター１４０が互いに干渉しないので組立性を向上させる他、組立時において干渉による破壊を防止することができるという効果がある。

また、調整軸２１５は、回転軸部２１５ｄと回転軸部２１５ｄの回転中心に対して偏心し調整部軸部とを有する偏心軸構造のため、偏心量の増減で調整量の増減が可能であり、調整軸２１５の回動量で微調整を容易に行うことができる。

さらに、振動体１３０は交流電圧を印加することで振動し、ローター１４０を回転させることから電磁ノイズを発生せず、周囲の機器に悪影響を与えることがない。また、周囲の機器が発生する電磁ノイズの影響も受けない。従って、特に医療現場における電磁ノイズのリスクを回避することができる。

また、チューブユニット１１を、制御ユニット１２に設けられる空間１１０に挿着する構造のため、第１機枠１５と第２機枠１６とがマイクロポンプ１０のケースの機能を有するため、チューブユニット１１と制御ユニット１２とを収容するケースが不要となり、構造が簡素化でき、一層、薄型化を実現できる。

また、振動体１３０の突起部１３３ａをローター１４０の外周面（当接面１４２）に当接することによりローターを回転させる構造である。従って、振動体１３０の振動を高効率で回転に変換でき、直径の大きなローターに当接させることで、同じ振動体を同じ条件で振動させたときにローターの回転トルクを大きくすることができるので安定駆動を継続できる。

また、制御回路部３０と振動体機構部１６０とローター１４０とフィンガー４０〜４６とチューブ５０とが、互いに平面的に重ならない位置に分散配設しているため、より一層薄型化を実現できる。

また、チューブユニット１１を制御ユニット１２に装着する際、チューブ５０の円弧形状の中心とカム２０の回転中心Ｐとを一致させる案内部として、チューブユニット１１及び制御ユニット１２の互いに対向する壁面１７ａ，１５ａに設けている。従って、専用の位置規制部材を設けなくても、複数のフィンガーの全てがチューブ圧閉を確実に行うことができる。

また、調整軸２１５回転範囲近傍に回転位置を表すマーカー２１６ａ〜２１６ｇを設けている。

マーカー２１６ａ〜２１６ｇを設けることで、調整軸２１５回動量の目安とすることができる。特に、振動体１３０のローター付勢量は、組み立てられた状態では直接確認できないことから、調整溝２１５ｂをマーカー２１６ａ〜２１６ｇのいずれかに指示するまで回動することより、付勢量を調整軸または調整車の回動量として判断し、適切な設定とすることができる。

また、第２機枠１６の位置調整部としての調整軸２１５の上部には、貫通孔２５０が開設されている。貫通孔２５０を設けることによって、制御ユニット１２の状態またはマイクロポンプ１０の状態で、振動体１３０のローター１４０に対する位置調整や位置の確認を行うことができる。

なお、貫通孔２５０をマーカー２１６ａ〜２１６ｇも含めて覗くことが可能な大きさとすれば、より的確に振動体１３０のローター１４０に対する位置調整や位置の確認を行うことができる。

また、第２機枠１６には、貫通孔２５０を封止する封止部材２５１を設けている。このように、調整軸２１５を外部から覗く貫通孔２５０を封止部材２５１により封止すれば、マイクロポンプ１０の内部を密閉し、防塵性や防水性を高めることができ、生体内または生体表面に装着する薬液輸送装置として好適である。
なお、防塵性や防水性が必要とされない場合には、封止部材はなくてもよい。
（実施形態２）

続いて、実施形態２について図面を参照して説明する。実施形態２は、上述した実施形態１に対して振動体機構部の構成が異なることを特徴としている。従って、実施形態１と異なる個所を中心に説明する。
図１８は、本実施形態に係る振動体機構部を示す平面図、図１９は図１８のＦ−Ｆ切断面を示す部分断面図である。

図１８，１９において、振動体機構部１６０は、振動体１３０と、振動体１３０を保持する振動体支持部材１６１と、振動体１３０をローター１４０に付勢する振動体付勢部材１６６と、振動体付勢部材１６６と係合して振動体付勢部材１６６を揺動する位置調整部としての調整車２１９とから構成されている。

ローター１４０、振動体１３０及び振動体支持部材１６１の構成は、実施形態１と同じなので説明を省略する。振動体付勢部材１６６は、振動体支持部材１６１の振動体付勢部材挿入孔１６２に係合する係合部１６９と、係合部１６９に連続する梁状のばね部１６７と、ばね部１６７の元部に連続する略円形の固定部２６５とから形成されている。

そして、固定部２６５の外周には複数の突起部が形成されている。本実施形態では、複数の突起部として、歯車部２６６が形成された場合を例示している。

振動体付勢部材１６６は、係合部１６９を振動体支持部材１６１の振動体付勢部材挿入孔１６２に挿入した状態で、固定部２６５が第１機枠１５に段付きの固定軸２１８によって軸支されている。

固定軸２１８は、第１機枠１５に圧入する固定軸部２１８ａと、鍔部２１８ｂと、から形成されており、振動体付勢部材１６６を揺動可能に軸止すると共に、鍔部２１８ｂで浮き上がりを抑制している。

位置調整部としての調整車２１９は、突起部としての振動体付勢部材１６６の歯車部２６６に噛合する歯車部２２０と、第１機枠１５に圧入される固定軸部２１９ｂとから形成されている。そして、歯車部２２０の上面には調整溝２１９ａが形成されている。なお、固定軸部２１９ｂは、第１機枠１５に対して回動可能な回転トルクとなるような寸法設定とする。

なお、第１機枠１５には、調整車２１９の回転軌跡に沿ったマーカー２１６ａ〜２１６ｅが設けられている。

次に、振動体１３０のローター１４０に対する位置調整方法について図１８を参照して説明する。なお、図示した状態は、調整車２１９の調整溝２１９ａがマーカー２１６ｃを指示する位置にあって、振動体１３０は、突起部１３３ａがローター１４０に接する位置にある場合を示している。

ここで、調整車２１９を時計回りに調整溝２１９ａがマーカー２１６ａを指示する位置まで回動したとすると、振動体付勢部材１６６は固定軸部２１８ａを回転中心（回転軸Ｐ２）に反時計回りに揺動し、ばね先端部の係合部１６９が図示係合部１６９’位置まで移動する。

このことによって、振動体支持部材１６１は、案内軸部１３８ａを回転中心（回転軸Ｐ１）に反時計周りに揺動する。すると、振動体１３０の突起部１３３ａは、ローター１４０に対して交差量Ｄ１だけ交差する（突起部１３３ａ’で表す）。

しかし、突起部１３３ａはローター１４０に当接するために、交差量Ｄ１が振動体１３０のローター付勢量となる。このローター付勢量に対応したばね部１６７の弾性力がローターに付勢されることになる。

一方、調整車２１９を反時計回りに調整溝２１９ａがマーカー２１６ｅを指示する位置まで回動したとすると、振動体付勢部材１６６は固定軸部２１８ａを回転中心（回転軸Ｐ２）に時計回りに揺動し、ばね先端部の係合部１６９が図示係合部１６９”位置まで移動する。

このことによって、振動体支持部材１６１は、案内軸部１３８ａを回転中心（回転軸Ｐ１）に時計周りに揺動する。すると、振動体１３０の突起部１３３ａは、ローター１４０に対して距離Ｄ２だけ離間する（突起部１３３ａ”で表す）。

このような構成であっても、実施形態１と同様に、簡単な構造で、ローター１４０と突起部１３３ａが離間する距離Ｄ２と、ローター１４０と突起部１３３ａとの交差量Ｄ１との範囲の任意位置に位置調整をすることができる。

また、振動体付勢部材１６６の歯車部２６６と調整車２１９の歯車部２２０の歯数比を変えることで、振動体１３０の位置調整可能範囲の増減を容易に行うことができる。

さらに、このような構造では、調整車２１９の回動量の微調整により、特に交差量Ｄ１（つまり、付勢力）の微調整を容易に行うことができる。

なお、本実施形態においても、調整車２１９及びマーカー２１６ａ〜２１６ｅを含む範囲を覗く貫通孔を第２機枠１６に設けることができる。

また、本実施形態では、振動体付勢部材１６６と調整車２１９との係合部は、それぞれ噛合する歯車部２６６，２２０としたが、調整車２１９の回転によって振動体付勢部材１６６が揺動できる凹凸を有する構成であればよく、限定されない。
（実施形態３）

続いて、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、上述した実施形態１，２に対して、振動体１３０のローター１４０に対する位置を特定の複数の位置に切換えられることを特徴としている。従って、実施形態１，２と異なる個所を中心に説明する。
図２０は、本実施形態に係る振動体機構部の１例を示す平面図、図２１は部分断面図である。

図２０，２１において、振動体機構部１６０は、振動体１３０と、振動体１３０を支持する振動体支持部材１６１と、振動体支持部材１６１の揺動位置を切換える切換部材２３０と、から構成されている。

ローター１４０及び振動体１３０の支持構造は実施形態１（図６，１２、参照）と同じため説明を省略する。振動体支持部材１６１は、振動体１３０を支持する剛体部１６１ａと、剛体部に連続する梁状のばね部１６３とから構成される。ばね部１６３の先端部には位置決め軸２４１が植立されている。

振動体支持部材１６１は、振動体１３０と位置決め軸２４１とが固定された状態で、第１機枠１５に植立された固定軸２４０に装着され、固定螺子２１３で固定されている。固定軸２４０は、振動体支持部材１６１を揺動可能に軸支する案内軸部２４０ａを有している。

切換部材２３０は、固定部２３１と、位置決め軸２４１と係合する切換部２３３と、固定部２３１と切換部２３３とを連続する梁状のばね部２３２とから形成されている。

切換部２３３には、位置決め軸２４１と係合する凹部２３３ａ，２３３ｂが形成され、凹部２３３ａと凹部２３３ｂとの間には凸部２３３ｃが設けられている。

切換部材２３０は、振動体支持部材１６１の位置決め軸２４１に、凹部２３３ａまたは凹部２３３ｂのいずれかを係合させ、第１機枠１５に植立された案内軸２４４と固定軸２４２によって位置決めして固定螺子２４３によって固定される。

次に、本実施形態に係る振動体１３０のローター１４０に対する位置調整方法について図２０を参照して説明する。まず、振動体支持部材１６１は、位置決め軸２４１を切換部材２３０の凹部２３３ｂに係合させておく。この状態は、振動体１３０の突起部１３３ａがローター１４０と距離Ｄ２だけ離間した位置にある（突起部１３３ａ”で表す）。

そして、振動体支持部材１６１を案内軸部２４０ａを回転中心に反時計回りに回動し、位置決め軸２４１が凸部２３３ｃを乗り越えて凹部２３３ａに係合する位置に切換える。位置決め軸２４１が凸部２３３ｃを乗り越える際、切換部材２３０のばね部２３２が撓んで切換え操作を容易にしている。

位置決め軸２４１が凹部２３３ａに係合している場合、振動体１３０の突起部１３３ａは、ローター１４０に当接する。ここで、ローター１４０がない場合には、突起部１３３ａはローター１４０の外周に交差する位置（交差量Ｄ１、突起部１３３ａ’で表す）まで移動可能である。

この際、振動体支持部材１６１のばね部１６３が撓み、この弾性力で振動体１３０を交差量Ｄ１に相当する付勢力で押圧される。この付勢力は、ローター１４０の回転速度、エネルギー伝達効率、出力トルク等が適切になるように設定されている。

また、位置決め軸２４１が凹部２３３ａ，２３３ｂに係合している状態で、振動体支持部材１６１がふらつかない程度に、切換部材２３０のばね部２３２の弾性力で振動体支持部材１６１を付勢している。

また、切換部材２３０の凸部２３３ｃは、通常使用時には位置決め軸２４１が乗り越えない程度に突設されている。

このようにすれば、振動体１３０をローター１４０に適切な付勢力で付勢する状態と、離間する状態と、の２状態に簡単な構造で、しかも容易に切換えることができる。

なお、本実施形態では、凹部を２箇所に設け、振動体１３０の位置を２状態に切換える構造を例示したが、２状態以上に切換える構造とすることができる。

例えば、凸部２３３ｃと凹部２３３ａとの間に、さらに一つの凹部と凸部とを設ける構造とすれば、振動体１３０の突起部１３３ａとローター１４０との交差量Ｄ１を中間の値に設定することができる。つまり、付勢力を２段階に切換えることができる。

また、本実施形態においても、前述した実施形態１，２と同様に、位置決め軸２４１と切換部材２３０の切換部２３３との係合部（つまり、位置調整部）を覗く貫通孔を第２機枠１６に開設することがより好ましい。

また、位置決め軸２４１を第１機枠１５に植立し、振動体支持部材１６１のばね部１６３の先端部に、切換部材２３０に形成した凹部２３３ａ，２３３ｂと凸部２３３ｃと同様な凹凸部を設ける構造としてもよい。
（実施形態４）

続いて、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、ローターをリング形状とし、振動体の突起部がローターのリング形状内周側面に当接するよう配設されていることに特徴を有している。従って、実施形態１との相違個所を中心に説明する。

図２２は、実施形態４に係るローター及び振動体機構制御を示す平面図、図２３は制御ユニットの一部を示す部分断面図である。図２２，２３において、ローター１７０は、図示下面方向にリング形状に凹部が形成されている。そして、この凹部内に振動体１３０を含む振動体機構部１６０の大部分が配設されている。

ローター１７０のリング形状内周側面には、ローター１７０の回転方向に沿って溝１７１が形成されている。この溝１７１の内周側面は、振動体１３０に設けられる突起部１３３ａが当接する当接面１７２である。

ローター１７０は、実施形態１と同様にカム２０と共にカム軸７５に重ねて軸止され一体で回転するよう構成されている。

なお、振動体機構部１６０は、前述した実施形態１〜実施形態３のそれぞれで説明した構造が採用可能であるが、本実施形態では実施形態１（図１１〜図１４、参照）と同じ構造を例示している。ただし、振動体１３０は、振動体支持部材１６１の上方（第２機枠１６側）に支持されている。

また、振動体１３０の構成及び駆動作用は実施形態１（図１５〜図１７、参照）と同じであるが、突起部１３３ａはローター１７０のリング形状内周側面の当接面１７２に当接し、ローター１７０を時計回り方向（図中、矢印Ｒ方向）に回転させる。

ここで、振動体機構部１６０のうち、振動体付勢部材１６６の調整部１６８と位置調整部としての調整軸２１５は、ローター１７０と平面的に離間した位置に配設されている。従って、ローター１７０と振動体機構部１６０を組み立てた状態で調整軸２１５を回動して、振動体１３０のローター１７０に対する位置を調整することができる。

なお、調整軸２１５の回動軌跡に沿って、図示は省略するが、図１１に示すようなマーカー２１６ａ〜２１６ｇが形成されている。

このようにすれば、振動体１３０及び振動体支持部材１６１をローター１７０の外径よりも内側に配設することから、マイクロポンプ１０の小型化を実現できる。

また、位置調整部としての調整軸２１５をローター１７０と平面的に重ならない位置に配設することで、ローター１７０と振動体１３０とが重なる構造であっても、振動体１３０のローター１７０に対する位置調整を行うことができる。

なお、本実施形態においても、前述した実施形態１，２と同様に、調整軸２１５とマーカー（つまり、位置調整部）を覗く貫通孔を第２機枠１６に開設すれば、制御ユニット１２の状態またはマイクロポンプ１０の状態で位置調整をすることができる。
（実施形態５）

続いて、実施形態５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５は、前述した実施形態４の構造をさらに簡素化するもので、ローターが、カムの一方の平面に穿設された円形凹部の内部に形成され、振動体に設けられる突起部が、凹部の内周側面に当接するよう配設されていることに特徴を有している。従って、実施形態４との相違個所を中心に説明する。

図２４は、実施形態５に係る制御ユニットの一部を示す部分断面図である。図２４において、カム２０の下面（第１機枠１５方向の面）にはリング形状の凹部が穿設され、この凹部内に振動体１３０が配設されている。従って、カム２０に穿設されるこの凹部がローター１７０に相当する。

ローター１７０の内周側面には溝１７１が形成され、この溝１７１の内側側面には、振動体１３０に設けられる突起部１３３ａが当接する当接面１７２が形成される。つまり、ローター機能がカム２０と一体で形成されている。

なお、振動体機構部１６０は、前述した実施形態１〜実施形態３のそれぞれで説明した構造を採用可能であるが、本実施形態では実施形態１（図１１〜図１４、参照）と同じ構造を例示している。ただし、振動体１３０は、振動体支持部材１６１の上方（第２機枠１６側）に支持されている。

また、振動体１３０の構成及び駆動作用は実施形態１（図１５〜図１７、参照）と同じであるが、実施形態４（図２２，２３、参照）と同様に、突起部１３３ａはローター１７０のリング形状内周側面の当接面１７２に当接し、ローター１７０を時計回り方向に回転させる。

ここで、実施形態４（図２２、参照）と同様に、振動体機構部１６０のうち、振動体付勢部材１６６の調整部１６８と位置調整部としての調整軸２１５は、ローター１７０と平面的に離間した位置に配設されている。従って、ローター１７０と振動体機構部１６０を組み立てた状態で調整軸２１５を回動して、振動体１３０のローター１７０に対する位置を調整することができる。

なお、調整軸２１５の回動軌跡に沿って、図示は省略するが、図１１に示すようなマーカー２１６ａ〜２１６ｇが形成されている。

このような構成にすれば、ローター１７０とカム２０とを一体形成することができる。従って、構造をより簡単にすることができ、また、薄型化することができる。

また、位置調整部（調整軸２１５）をローター１７０と平面的に重ならない位置に配設することで、ローター１７０と振動体機構部１６０を組み立てた状態で調整軸２１５を回動して、振動体１３０のローター１７０に対する位置を調整することができる。
（実施形態６）

続いて、実施形態６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６は、電源とリザーバーとがチューブユニットに収容されていることを特徴としている。従って、実施形態１との相違個所を中心に説明する。

図２５は、実施形態６に係るマイクロポンプを示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ切断面を示す断面図である。図２５（ａ），（ｂ）において、電源としての小型ボタン型電池１２０（以降、単に電池１２０と表す）がチューブユニット１１の内部に収容されている。

電池１２０はリザーバー１４と共に、第１チューブ案内枠１７に形成される凹部内に装着されて、上部を第２チューブ案内枠１８によって封鎖されている。ここで、電池１２０の図示下方面をマイナス極、上面及び側面をプラス極とするとき、下面はマイナス端子１２１に接続され、側面がプラス端子１２２に接続される。

マイナス端子１２１及びプラス端子１２２は、図示しないリードによって第１チューブ案内枠１７の制御ユニット側方向端部に植立される接続端子１２３，１２４に接続されている。

接続端子１２３，１２４は、第１チューブ案内枠１７から突設されて、制御ユニット１２の内部にまで延在されている。制御ユニット１２には、接続端子１２３，１２４に電気的に独立して接続する接続端子（図示せず）が設けられ、これら接続端子は制御回路部３０（図５、参照）に接続される。

チューブユニット１１を制御ユニット１２に装着することで、電池１２０から制御回路部３０に電力が供給され、マイクロポンプ１０が駆動可能な状態となる。

なお、電池１２０をチューブユニット１１の内部に収容し、リザーバー１４をチューブユニット１１の外部に備える構造としてもよい。

このようにすれば、使用する薬液を変更する場合、または長期間使用してチューブ５０を交換する場合に、チューブユニット１１としてチューブ５０と共に電池１２０を交換することで、使用途中で電池容量が不足することを防止することができる。

また、電池１２０は、チューブユニット１１に対して着脱可能である。図２５に示す構成では、第１チューブ案内枠１７と第２チューブ案内枠１８とを接合する固定螺子９２（図５、参照）を外して、電池１２０を着脱する構造を例示している。

ここで、電池１２０の着脱構造としては、第２チューブ案内枠１８に電池蓋を設ける構造としてもよく、また、電池１２０をチューブユニット１１の尾部（固定枠１３側）からスライド挿入する構造として、固定枠１３を外して電池１２０の着脱をする構造としてもよい。

なお、本実施形態では、電池として小型ボタン型電池を例示したが、他にシート電池、リチウムイオン電池等の二次電池を採用することができる。シート電池を用いる場合はリザーバーと重ねて配設することができ、チューブユニット内に収容する構成としても、リザーバーの容量を大きくできるという利点がある。
（実施形態７）

続いて、実施形態７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７は、ローターとカムの間に駆動力伝達機構として減速機構または増速機構を備えていることを特徴とする。なお、減速機構の１例を例示して説明する。

図２６は、実施形態７に係る制御ユニットを示す平面図、図２７は図２６のＬ−Ｌ切断面を示す部分断面図である。図２６，２７において、本実施形態の減速機構は、カム２０に設けられるカム歯車１８０と、ローター１４０に設けられるローター歯車１４４と、カム歯車１８０とローター歯車１４４とに歯合する中間車１９０とから構成されている。

カム歯車１８０は、カム２０と共にカム軸７５に軸止されると共に、軸受１１４，１１５により軸支されている。また、中間車１９０は中間歯車１９１を有し、第１機枠１５に設けられる軸受１１２と、中間車受２１０によって軸支されている。なお、中間車受２１０は、第１機枠１５に固定螺子等で固定されている。

一方、ローター歯車１４４は、ローター１４０を軸止するローター軸１４３に形成され、第１機枠１５に設けられる軸受１１３と、第２機枠１６に設けられる軸受１１６とによって軸支される。

なお、軸受１１２〜１１６に設けられる軸穴は貫通していないので、第１機枠１５と第２機枠１６によって形成される空間１００は、チューブユニット１１が制御ユニット１２に挿着された状態で密閉される。

また、振動体機構部１６０は、前述した実施形態１〜実施形態３のそれぞれで説明した構造を採用可能であるが、本実施形態では実施形態１（図１１〜図１４、参照）と同じ構造を例示している。

ローター１４０の形状は前述した実施形態１（図６、参照）と同じ場合を例示しており、ローター１４０の外周部には回転方向に沿って溝１４１が形成されており、溝１４１の内部側面が突起部１３３ａとの当接面１４２である。

なお、振動体１３０の構成及び作用は実施形態１（図１５〜図１７、参照）と同じであり、振動体１３０とローター１４０との当接関係も実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

振動体１３０の振動によってローター１４０が回転され、このローター１４０の回転は、ローター歯車１４４、中間歯車１９１、カム歯車１８０を介してカム２０に伝達される。中間車１９０を設けることにより、カム２０は、実施形態１（図５、参照）と同じ方向に回転する。

ここで、ローター歯車１４４とカム歯車１８０との歯数比は減速比であって、減速比はローター歯車１４４とカム歯車１８０との歯数比により適宜変更することができる。また、中間車１９０を大歯車と小歯車の構成にすれば減速比をさらに大きくすることが可能となる。なお、増速する場合は、各歯車の歯数比を増速ギヤ機構とすればよい。

このように、カム２０とローター１４０との間に、減速機構または増速機構を設けることにより、ローター１４０の回転速度を一定にしてカム２０の回転速度を変えることができる。つまり、液体の流動量を適宜調整することができる。

また、振動体１３０、ローター１４０、減速機構、カム２０などの可動機構を全て制御ユニット１２に設けることにより、制御ユニット１２とチューブユニット１１の間で、連結機構を必要とせず組立性が向上する。

なお、本実施形態では、ローター１４０の外周側面の当接面１４２に振動体１３０の突起部１３３ａを当接する構造を例示して説明したが、前述した実施形態４，５（図２２〜２４、参照）に示すローター１７０の内周側面の当接面１７２に突起部１３３ａを当接する構成にも適合可能である。

以上前述した実施形態１〜実施形態７によるマイクロポンプ１０は、小型化、薄型化が可能で、微量流量を安定して連続的に流動することができるため、生体内または生体表面に装着し、新薬の開発やドラッグデリバリなどの医療用に好適である。また、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。さらに、マイクロポンプ単独で、流体の流動、供給に利用することができる。

実施形態１に係るマイクロポンプを示す概観平面図。 実施形態１に係るマイクロポンプを示す概観正面図。 実施形態１に係るマイクロポンプの分解平面図。 実施形態１に係るマイクロポンプの分解正面図。 実施形態１に係るマイクロポンプを示す平面図。 （ａ）は図５のＡ−Ｐ−Ａ切断面を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ切断面を示す断面図。 実施形態１に係るチューブの保持構造を示す部分断面図。 実施形態１に係る検出部の構成の１例を示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ切断面を示す断面図。 実施形態１に係るフィンガーの保持構造の具体的な実施例１を示す部分断面図。 実施例２を示す部分断面図。 実施形態１に係る振動体機構部の構成を示す平面図。 図１１のＢ−Ｂ切断面を示す断面図。 図１１のＤ−Ｄ切断面を示す断面図。 図１３のＥ−Ｅ切断面を示す部分断面図。 実施形態１に係る振動体の構成を示す斜視図。 実施形態１に係る振動体の作用を模式的に示す部分平面図。 実施形態１に係る振動体の突起部の動きを模式的に示す説明図。 実施形態２に係る振動体機構部を示す平面図。 図１８のＦ−Ｆ切断面を示す部分断面図。 実施形態３に係る振動体機構部の１例を示す平面図。 実施形態３に係る振動体機構部の１例を示す部分断面図。 実施形態４に係るローター及び振動体機構部を示す平面図。 実施形態４に係る制御ユニットの一部を示す部分断面図。 実施形態５に係る制御ユニットの一部を示す部分断面図。 実施形態６に係るマイクロポンプを示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ切断面を示す断面図。 実施形態７に係る制御ユニットを示す平面図。 図２６のＬ−Ｌ切断面を示す部分断面図。

符号の説明

１０…マイクロポンプ、１１…チューブユニット、１２…制御ユニット、２０…カム、３０…制御回路部、４０〜４６…フィンガー、５０…チューブ、１３０…振動体、１４０…ローター、１６０…振動体機構部、１６１…振動体支持部材、１６６…振動体付勢部材、２１５…調整軸。

Claims (19)

1. 一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブと、前記チューブを保持するチューブ案内枠と、を有するチューブユニットと、
   前記チューブの円弧形状の中心方向から放射状に配設される複数のフィンガーと、カムと、前記カムに回転力を与えるローターと、振動体を有し、前記振動体を前記ローターに付勢する位置から前記ローターと離間する位置までの範囲の任意位置に調整可能な位置調整部を有する振動体機構部と、を有する制御ユニットと、
   前記チューブの流入口部が連通するリザーバーと、
   前記振動体に駆動信号を入力する制御回路部と、
   前記制御回路部に電力を供給する電源と、
   が備えられ、
   前記チューブユニットが、前記制御ユニットに前記カムの回転平面に対して略水平方向に着脱可能であって、
   前記振動体に交流電圧を印加することにより前記振動体が振動し、前記ローターに回転力を繰り返し加え、前記カムが前記複数のフィンガーを流体の流入側から流出側へ順次押圧し、前記チューブの圧閉と開放を繰り返して流体を輸送することを特徴とするマイクロポンプ。
2. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記チューブユニットが、前記制御ユニットに設けられる空間に挿着されていることを特徴とするマイクロポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記ローターが円盤形状を有し、
   前記振動体の突起部が、前記ローターの外周側面に当接するよう配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記制御回路部と前記振動体機構部と前記ローターと前記複数のフィンガーと前記チューブとが、互いに平面的に重ならない位置に分散配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
5. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記ローターがリング形状を有し、
   前記振動体の突起部が、前記ローターのリング形状内周側面に当接するよう配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
6. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記ローターが、前記カムの一方の平面に穿設されたリング形状の凹部の内部に形成され、
   前記振動体の突起部が、前記凹部の内周側面に当接するよう配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記チューブユニットを前記制御ユニットに装着する際、前記チューブの円弧形状の中心と前記カムの回転中心とを略一致させる案内部が、前記チューブユニット及び前記制御ユニットの互いに対向する壁面に設けられていることを特徴とするマイクロポンプ。
8. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記ローターと前記カムとの間に、減速機構または増速機構が設けられていることを特徴とするマイクロポンプ。
9. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記振動体機構部が、前記振動体を保持する振動体支持部材と、先端部が前記振動体支持部材に係合する係合部を有する梁状のばね部と前記ばね部の元部に連続する略馬蹄形の調整部とを有する振動体付勢部材と、回転軸部と前記回転軸部の回転中心に対して偏心し前記調整部と嵌着する調整軸部とを有する調整軸と、からなる位置調整部と、を備え、
   前記振動体付勢部材が、前記調整軸の回動により、前記ばね部と前記調整軸の間に配設される案内軸を中心に揺動され、前記振動体付勢部材の揺動に伴い前記振動体の位置を前記ローターの位置に対して調整することを特徴とするマイクロポンプ。
10. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記振動体機構部が、前記振動体を保持する振動体支持部材と、先端部が前記振動体支持部材に係合する係合部を有する梁状のばね部と前記ばね部の元部に連続する略円形状の固定部の外周に沿って形成される複数の突起部を有する振動体付勢部材と、外周部に前記振動体の突起部に係合する突起部を有する調整車からなる位置調整部と、を備え、
    前記振動体付勢部材が、前記調整車の回動により、前記固定部を軸支する固定軸を中心に揺動され、前記振動体付勢部材の揺動に伴い前記振動体の位置を前記ローターの位置に対して調整することを特徴とするマイクロポンプ。
11. 請求項９または請求項１０に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記調整軸または前記調整車の回動軌跡に沿って回動量を表すマーカーが設けられていることを特徴とするマイクロポンプ。
12. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記振動体機構部が、前記振動体を支持する振動体支持部と前記振動体支持部に連続する梁状のばね部と前記ばね部の先端に設けられる位置決め軸とを備える振動体付勢部材と、前記位置決め軸と係合する複数の凹部を有する切換部材からなる位置調整部と、を備え、
    前記凹部は、前記振動体を前記ローターから離間する位置と前記ローターを付勢する位置に規制するよう配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
13. 請求項９ないし請求項１２のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記振動体機構部の位置調整部を外部から覗く貫通孔が設けられていることを特徴とするマイクロポンプ。
14. 請求項１３に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記貫通孔を封止する封止部材が設けられていることを特徴とするマイクロポンプ。
15. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記ローターがリング形状を有し、
    前記振動体が、前記ローターのリング形状内周側面に当接するよう配設され、前記位置調整部が前記ローターと平面的に離間した位置に配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
16. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記ローターが、前記カムの一方の平面に穿設されたリング形状の凹部の内部に形成され、
    前記振動体が、前記凹部の内周側面に当接するよう配設され、前記位置調整部が前記ローターと平面的に離間した位置に配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
17. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記電源と前記リザーバーのいずれか一方、または両方が、前記チューブユニットに収容されていることを特徴とするマイクロポンプ。
18. 請求項１に記載のチューブユニットと着脱可能であって、
    前記チューブの円弧形状の中心方向から放射状に配設される複数のフィンガーと、カムと、前記カムに回転力を与えるローターと、振動体を有し、前記振動体を前記ローターに付勢する位置から前記ローターと離間する位置までの範囲の任意位置に調整可能な位置調整部を有する振動体機構部と、を有することを特徴とする制御ユニット。
19. 請求項１に記載の制御ユニットと着脱可能であって、
    一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブと、前記チューブを保持するチューブ案内枠と、を有することを特徴とするチューブユニット。

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