JP5006538B2

JP5006538B2 - マイクロポンプおよび駆動体

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Publication number: JP5006538B2
Application number: JP2005345101A
Authority: JP
Inventors: 元章村上
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP2007146795A

Description

本発明は、微量の流体の流れを制御するマイクロポンプ、および、当該マイクロポンプに設けられた駆動体に関する。

従来から、医療や分析、あるいは、インクジェットプリンタの分野において、微量の流体搬送を行うためのマイクロポンプが知られている（例えば、特許文献１，２など）。このマイクロポンプは、ポンプ室と、ポンプ室への流体の流入出を制御するバルブを備えている。ポンプ室の一壁面は薄く形成されており、この部分がダイアフラムとして機能する。また、バルブの弁体も、薄く形成されている。そして、このダイアフラムおよび弁体に、圧電素子からなる駆動体を接合し、圧電素子とともにダイアフラムおよび弁体を変形させることにより、流体の吸引、吐出を実現していた。

ここで、既述の通り、マイクロポンプは、医療分野や分析分野で多用される。かかる分野においては、安全性や信頼性を担保するために、使用のたびに、マイクロポンプを廃棄、交換している。この廃棄の際には、当然、マイクロポンプに接合された駆動体も廃棄しなければならない。

特開２０００−２４９０７４号公報特許第３１３０４８３号公報

従来のマイクロポンプの駆動体である圧電素子は、電圧の印加により伸縮する素子であり、この圧電素子を駆動体として利用するためには、当該圧電素子に電気配線を施すことが必須となる。この電気配線作業は、接続対象である圧電素子が微細であるため、極めて細かく、煩雑な作業となった。また、高精度の技術を要するこの配線作業では、短絡や断線といった配線不良が生じやすかった。さらに、配線作業にかかるコストも高かった。

かかる電気配線部を含む圧電素子を、使用のたびに廃棄、交換した場合、配線不良に基づくマイクロポンプの動作不良の生じる確率が高くなるという問題があった。また、電気配線部は高コストであるため、この電気配線部を使用の度に廃棄、交換すれば、マイクロポンプ全体のコストも当然、高くなった。

そこで、本発明では、より安定して動作でき得るマイクロポンプ、および、駆動体を提供することを目的とする。

本発明のマイクロポンプは、流体の流れを制御するマイクロポンプであって、薄板状に形成された弁体の駆動で開閉されるバルブと、薄板状に形成されたダイアフラムの駆動で流体に流れを付加するポンプ室と、弁体またはダイアフラムを駆動対象物として駆動する１以上の駆動体と、を備え、各駆動体は、強磁性体または永久磁石からなり、駆動対象物に接続された可動部と、磁化自在の電磁石であって、マイクロポンプの可動部に対向する位置に着脱自在に取り付けられ、磁化されることにより可動部との間に磁力を生じさせる電磁石と、可動部と駆動対象物との間に介在し、可動部から与えられる駆動力を駆動対象物に伝達する弾性体と、を有し、電磁石の磁化により生じる磁力で可動部が駆動することにより、駆動対象物を駆動することを特徴とする。

好適な態様では、可動部の少なくとも一部が、弾性体の内部に埋め込まれている場合、可動部は、その側面に、駆動方向に略垂直な方向に延びる突起部が形成されていることが望ましい。また、弾性体は、可動部の駆動方向に略垂直な方向に延びる突起部が形成された空間内に充填されることも望ましい。また、可動体は、その駆動方向に略平行な貫通孔が形成されることも望ましい。他の好適な態様では、可動部が、永久磁石からなる場合に、可動部は、電磁石の磁化により生じる磁力に基づく反発力で駆動対象物を駆動する。

他の本発明である駆動体は、マイクロポンプに設けられたバルブの弁体またはポンプ室のダイアフラムを駆動対象物として駆動する駆動体であって、強磁性体または永久磁石からなり、駆動対象物に接続された可動部と、磁化自在の電磁石であって、マイクロポンプの可動部に対向する位置に着脱自在に取り付けられ、磁化されることにより可動部との間に磁力を生じさせる電磁石と、可動部と駆動対象物との間に介在し、可動部から与えられる駆動力を駆動対象物に伝達する弾性体と、を有し、電磁石の磁化により生じる磁力で可動部が駆動することにより、駆動対象物を駆動することを特徴とする。

本発明によれば、電気配線（コイルへの通電線）が必要な電磁石は、マイクロポンプに対して着脱自在となっている。そのため、マイクロポンプの廃棄、交換の際にも、電磁石のみを取り外して保存しておくことができる。その結果、電気配線を連続して使用することができる。これにより、配線不良等を低減することができ、より安定した動作が可能となる。また、高価な電気配線部が連続して使用できるため、マイクロポンプ全体のコストを低減できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態であるマイクロポンプ１０の構成を示すブロック図である。このマイクロポンプ１０は、医療や分析の分野で多用されるもので、微量の流体の吸引、吐出が可能となっている。また、安全性や信頼性を担保するために、その使用のたびに本体部を廃棄、交換できるようになっている。

マイクロポンプ１０は、流体に流れを付加するポンプ部１４と、外部からポンプ室２２への流体の流入を許容する吸込側バルブ１２と、ポンプ室２２から外部への流体の流出を許容する吐出側バルブ１６と、を備えている。

ポンプ部１４は、一壁面がダイアフラム２４（薄膜）で構成されたポンプ室２２を備えており、ダイアフラム２４には駆動体３０ｂが接合されている。駆動体３０ｂは、ダイアフラム２４に力を伝達することで、ダイアフラムを変形させる。そして、この変形によりポンプ室２２の容積が可変することで、流体に流れが付加される。吸込側バルブ１２は、吸込側弁座１８と吸込側弁体２０および吸込側弁体２０に接合された駆動体３０ａから構成される。吸込側弁体２０は、薄膜状に構成されており、駆動体３０ａによって変形させられる。そして、この変形により吸込側弁座１８との間隙が可変され、バルブが開閉される。吐出側バルブ１６も、同様に、吐出側弁座２６と吐出側弁体２８および吐出側弁体２８に接合された駆動体３０ｃから構成される。薄膜状の吐出側弁体２８は、駆動体３０ｃによって変形させられ、この変形によりバルブが開閉される。

駆動体３０は、後に詳説するように、弾性体３２の内部に埋め込まれた永久磁石３４と、当該永久磁石３４との間に磁力を生じさせる電磁石３６と、を備えている。電磁石３６は、制御部３８に電気的に接続されており、適宜、磁化される。そして、この磁化により駆動体３０に駆動力が生じる。

このマイクロポンプ１０は、通常、安全性や信頼性担保のために、使用の度に廃棄、交換される。このとき、廃棄、交換されるのは、電磁石３６および制御部３８を除いたマイクロポンプの本体部４０、すなわち、図１において破線で囲まれた部分のみである。電磁石３６および制御部３８は、廃棄されることなく、連続して使用される。

次に、このマイクロポンプ１０の具体的構成について説明する。図２は、マイクロポンプ１０の概略断面図である。マイクロポンプ１０のポンプ室２２は、ガラス製の基板４２に形成された凹部を、所定の形状に加工されたシリコン製の第一加工板４４で覆うことにより形成される。第一加工板４４のポンプ室２２に対向する部分は、凹部が形成されており、この凹部の底面がダイアフラム２４として機能する。このダイアフラム２４には、後述する駆動体３０ｂが接合されている。そして、この駆動体３０ｂがダイアフラム２４に対して略垂直の方向（図１における上下方向）に駆動することによりダイアフラム２４が変形し、ポンプ室２２の容積変化が生じるようになっている。

ポンプ室２２の一端には、吸込側バルブ１２の弁座、吸込側弁座１８が接続されている。吸込側弁座１８は、基板４２に形成された流路４８であり、その一端はポンプ室２２に接続され、他端は所定の形状に加工されたシリコン製の第二加工板４６に近接対向している。第二加工板４６の吸込側弁座１８に対向する部分は凹部が形成されており、この凹部の底面が吸込側バルブ１２の弁体、吸込側弁体２０となる。吸込側弁体２０には、駆動体３０ａが接合されており、吸込側弁体２０が当該駆動体３０ａの駆動に伴い変形することで吸込側バルブ１２が開閉される。基板４２の吸込側弁体２０に近接する位置には、吸込用流路４７が形成されている。吸込用流路４７の一端は外部に、他端は吸込側弁座１８に接続されており、吸込側バルブ１２が開放状態になれば、流体が吸込用流路４７から吸込側弁座１８へ、吸込側弁座１８からポンプ室２２へと流れ込む。

基板４２には、さらに、吐出用流路５０も形成されている。これは、ポンプ室２２に隣接して設けられた流路で、その一端は外部に接続され、他端は第一加工板４４に近接対向している。この吐出用流路５０の第一加工板４４側の端部は、吐出側バルブ１６の弁座、吐出側弁座２６として機能する。第一加工板４４の吐出側弁座２６に対向する部分には、凹部が形成されており、この凹部の底面が吐出側バルブ１６の弁体、吐出側弁体２８として機能する。吐出側弁体２８には、吸込側弁体２０と同様に、駆動体３０ｃが接合されており、当該駆動体３０ｃの駆動によって吐出側バルブ１６が開閉される。

なお、本実施形態では、基板４２をガラス製、第一加工板４４および第二加工板４６をシリコン製としているが、当然、他の材質から形成されてもよい。ただし、血液などの生体体液などを取り扱い対象の流体とする場合は、基板４２および第一、第二加工板４４，４６は生体適合材料で形成されることが望まれる。ガラスは、生体適合性が良く、単結晶シリコンも生体適合性が比較的良好である。シリコンを酸化させて酸化膜にすると二酸化珪素となり、単結晶シリコンよりも生体適合性が向上する。生体適合性が良い材料としては、他にＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメタメチルクリレート）、ＰＶＣ（塩化ビニル）、超高分子量ＰＥ（ポリエチレン）、さらにチタンなどの金属、酸化アルミニウムなどのセラミック材料や、ダイヤモンド、サファイヤ、ルビー等の宝石類がある。また、記述の流路や凹部は、エッチング等の加工技術により形成される。

次に、各バルブ１２，１６およびポンプ部１４に設けられた駆動体３０ａ，３０ｂ，３０ｃの構成について、あるバルブ６０に設けられた駆動体を例に説明する。図３は、あるバルブ６０周辺の拡大図であり、（Ａ）はバルブ開放時の状態を、（Ｂ）はバルブ閉鎖時の状態を示している。以下で説明する駆動体３０の構成は、吸込側バルブ１２、吐出側バルブ１６およびポンプ部１４に設けられた駆動体３０ａ，３０ｂ，３０ｃの構成と同様である。

本実施形態の駆動体３０は、磁力により駆動することを特徴の一つとしている。すなわち、駆動体３０は、永久磁石３４と電磁石３６とを備えており、電磁石３６の磁化および磁化解除により生じる永久磁石３４の駆動力を弾性体３２を介して弁体６２に伝達している。

具体的には、永久磁石３４は、弁体６２を構成する凹部の内部に設けられている。永久磁石３４は、弁体６２に対して略垂直の磁束線を生じるように、弁体６２に対向配置されている。この永久磁石３４は、凹部の内部に充填された弾性体３２に埋め込まれている。弾性体３２は、所定の弾性と耐薬性を備えた材料、たとえば、シリコンゴムや、ＰＥエステルエラストマー、発泡ＰＥ、シリコン系ゲルなどからなる。弾性体３２は、凹部の上端まで完全に充填されており、永久磁石３４は弾性体３２の略中央部分に埋め込まれる。ただし、後に詳説するように、永久磁石３４の多少の位置ずれは弾性体３２により吸収されるため、その位置決めは厳密に行われる必要はない。また、本実施形態では、永久磁石３４を弾性体３２の内部に埋め込んでいるが、場合によっては、永久磁石３４の一部または全部が弾性体３２から突出していてもよい。ただし、その場合であっても、剛性体である永久磁石３４と撓みを生じる弁体６２との間には、一定量の弾性体３２が介在することが望ましい。

凹部の上面は、電磁石３６により覆われる。換言すれば、電磁石３６は永久磁石３４に対向配置される。電磁石３６は、図示しない固着手段により加工板６８の上に固着されている。ただし、ここで用いられる固着手段は、螺合や係合など、適宜、取り外しが可能な手段である。これは、必要に応じて電磁石３６をマイクロポンプの本体部から分離するためである。電磁石３６は、磁性材料からなる芯材３６ａと、当該芯材３６ａの周囲に巻回されたコイル３６ｂと、からなる。コイル３６ｂは、図示しない制御部に接続されており、適宜、通電される。この通電により電磁石３６は磁化される。つまり、電磁石３６は、制御部の制御によって、適宜、磁化、あるいは、磁化解除される。また、この電磁石３６は、磁化された際に、永久磁石３４との間に、磁力に基づく反発力が生じるように構成されている。換言すれば、電磁石３６および永久磁石３４の対向面は、同一の極性となるように配置されている。

電磁石３６が磁化されない状態では、電磁石３６と永久磁石３４との間には反発力は生じない。そのため、図３（Ａ）に図示するように、弁体６２は、変形することなく、弁座６４との間に所定の間隙６６を形成した状態を維持する。このとき、流体は、弁座６４と弁体６２との間隙６６の通過が可能となる。つまり、電磁石３６の磁化が解除されている場合、バルブ６０は開放状態となる。

一方、電磁石３６が、磁化した場合、永久磁石３４との間に磁力に基づく反発力が生じる。反発力が生じた場合、電磁石３６は、加工板６８に固着されているため、その位置で静止する。弾性体３２の内部に埋め込まれた永久磁石３４は、反発力を受けて、弁体６２の方向（図３における下方向）へと駆動する。この永久磁石３４の駆動により、永久磁石３４と弁体６２との間に介在する弾性体３２が弁体６２方向に押圧される。そして、この押圧力は弁体６２に伝達され、弁体６２は撓みを生じ、弁座６４に当接する（図３（Ｂ））。弁体６２と弁座６４が当接することにより、バルブ６０が閉鎖される。つまり、電磁石３６が磁化されることにより、バルブ６０は閉鎖状態となる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の駆動体３０は、電磁石３６の磁化を制御することにより、バルブの開閉を制御できる。また、この駆動体３０をポンプ室のダイアフラムに接合すれば、電磁石３６の磁化を制御することで、ポンプ室の容積を制御できる。

ところで、記述したように、医療や分析の分野においては、安全性や信頼性を担保するために、使用のたびにマイクロポンプを廃棄、交換している。従来の圧電素子を駆動体としていたマイクロポンプでは、駆動体も使用の度に廃棄、交換されていた。ここで圧電素子には、電圧印加のために電気配線がなされており、この電気配線を行うには極めて高精度の技術が必要となり、この配線部分はコスト増加の一因となっていた。使用の度に、この電気配線部分を廃棄、または、再配線することは、マイクロポンプ全体のコストを大幅に増加させる原因であった。また、電気配線の不良、たとえば、断線やショートなどが生じる確率も高くなり、マイクロポンプの信頼性低下の原因にもなっていた。

一方、本実施形態の駆動体３０は、永久磁石３４、弾性体３２、および、電磁石３６から構成される。このうち、永久磁石３４および弾性体３２は、マイクロポンプの本体部に固着されており、本体部との分離は困難となっている。一方、電磁石３６は、ネジ等の着脱自在の装着手段で本体部に装着されており、本体部との分離は比較的容易となっている。また、永久磁石３４および弾性体３２は制御部との間に何らの配線もされていないのに対し、電磁石３６のコイル３６ｂは制御部に電気的に接続されている。換言すれば、永久磁石３４および弾性体３２は制御部から電気的に分離されているが、電磁石３６は制御部に電気的に接続されている。つまり、本実施形態の駆動体３０は、制御部との分離が困難であるが本体部からの分離が容易なステータ（電磁石３６）と、制御部との分離が容易であるが本体部からの分離が困難な駆動部（永久磁石３４および弾性体３２）と、から構成される。

このうち、ステータ（電磁石３６）側には、制御部との電気配線（コイル３６ｂ）が含まれており、この電気配線には高精度の技術を必要とする。このステータも、使用の度に廃棄、交換した場合、マイクロポンプ１０のコストアップや信頼性低下を招く。しかし、本実施形態のステータ、すなわち、電磁石３６は、マイクロポンプ１０の本体部からの分離が容易な構成となっている。そのため、マイクロポンプ１０の本体部を廃棄する際に、当該電磁石３６を本体部から分離しておけば、電気配線を含む電磁石３６は廃棄を免れる。一方、永久磁石３４および弾性体３２を含むマイクロポンプの本体部のみを廃棄、交換すれば、信頼性や安全性は十分担保できる。そして、新しく交換されたマイクロポンプ１０の本体部に、廃棄を免れた電磁石３６を装着すれば、再び、磁力により駆動する駆動体３０が構成される。つまり、高価、かつ、高精度の電気配線を含む電磁石３６は、連続して使用することができる。その結果、マイクロポンプ１０のコストを低減できる。また、断線やショートといった配線不良を低減できるためマイクロポンプの信頼性を向上できる。なお、電磁石３６と永久磁石３４との間に反発力が生じ得るのであれば、電磁石３６の位置決め精度は厳密でなくてもよい。高い精度が要求されないため、新しいマイクロポンプ１０の本体部への電磁石３６の装着は、比較的、簡易に行うことができる。

ところで、本実施形態では、永久磁石３４と駆動対象物（弁体またはダイアフラム）との間に弾性体３２を介在させている。これは、剛性体である永久磁石３４と、略弧状に変形する駆動対象物と、の形状の相違を吸収するためである。すなわち、図４に図示するように、駆動対象物である弁体６２に永久磁石３４を接着剤等により直接、接着することも考えられる。この場合であっても、電磁石３６の磁化により永久磁石３４は駆動し、弁体６２に撓みを生じさせることは可能である。しかし、このとき弁体６２は弧状に撓むのに対し、剛性体である永久磁石３４の底面は平坦面を維持し続ける。その結果、永久磁石３４が弁体６２から剥離してしまい、両者が分離してしまう。両者が分離すると、適切に駆動力の伝達ができず、駆動対象物を正常に駆動できない。一方、永久磁石３４および弁体６２の間に弾性体３２が介在すれば、この両者の形状の相違を弾性体３２が吸収する。その結果、弁体６２（またはダイアフラム）および永久磁石３４の分離という問題が防止され、常に適切な駆動力伝達が可能となる。

もちろん、永久磁石３４として、所定の弾性を備える程度まで薄く形成された磁石や、ゴムに磁石粉を混入したゴム磁石等を用いることで、上記の問題を解決することも可能である。しかし、その場合であっても、永久磁石３４および駆動対象物（弁体またはダイアフラム）との間に弾性体３２を介在させることが望ましい。特に、駆動対象物が高い位置精度を必要とする弁体である場合、弾性体３２を介在させることが望ましい。これについて図５を用いて説明する。

弁体６２は、略弧状に撓んで対向配置されている弁座６４に当接することでバルブ６０を開閉する。この弁体６２の撓み中心Ｘが弁座６４の中心Ｚからずれていた場合、弁体６２は弁座６４の上面を確実に覆うことができず、バルブ６０を確実に閉鎖できない。そのため、弁体６２には、高い位置精度が求められる。

かかる弁体６２に弾性を備えた永久磁石３４が直接接着されている場合について説明する。このとき、弁体６２の撓みの中心Ｘは、永久磁石３４の中心Ｙとほぼ一致する。したがって、永久磁石３４の中心Ｙが予め設定された撓み中心Ｚ（通常は弁体６２中心）からずれていると、弁体６２の撓み中心Ｘも予め設定された撓み中心Ｚからずれることになる。その結果、弁体６２が弁座６４の上面を覆うことができず、バルブ６０を完全に閉鎖できなくなる。

一方、永久磁石３４と弁体６２との間に弾性体３２が介在する場合、永久磁石３４の駆動力は弾性体３２を介して弁体６２に伝達される。このとき、弾性体３２は、駆動力を均等に分散して弁体６２に伝達する。かかる均等な力を受けた弁体６２は、最も撓み易い位置、すなわち、弁体６２の中心を中心として撓む。その結果、弁座６４の上面を確実に覆うことができ、確実なバルブ６０の開閉動作が可能となる。つまり、永久磁石３４と弁体６２との間に弾性体３２を介在させることで、永久磁石３４の位置ずれを吸収することができる。その結果、バルブ６０の開閉動作の信頼性を向上できる。また、永久磁石３４の配置に高い位置決め精度が不要となるため、コストも低減できる。

以上の説明から明らかなように本実施形態によれば、磁力で駆動する駆動体３０を用いることで、マイクロポンプ１０のコストを低減でき、また、その信頼性も向上できる。また、駆動体３０の永久磁石３４と弁体６２との間に弾性体３２を介在させることで、より一層のコスト削減、および、信頼性向上が図れる。

なお、上記で説明した構成は一例であり、駆動体３０や、マイクポンプ全体の構成は適宜、変更可能である。例えば、図６に図示するように、永久磁石３４の側面および弁体６２（またはダイアフラム）を構成する凹部の側面に、永久磁石の駆動方向に略垂直に伸びる突起部７０，７２を設けてもよい。かかる突起部７０，７２を設けることにより、弾性体３２の上下方向の流動が防止される。記述したように、永久磁石３４から生じる駆動力は弾性体３２を介して伝達される。しかし、弾性体３２が流動、特に、上下方向に流動した場合は、適切な駆動力伝達がなされない。しかし、図６に図示するように、永久磁石の駆動方向に略垂直に延びる突起部７０，７２を凹部側面および永久磁石３４の側面に設けることにより、弾性体３２が当該突起部７０，７２に引っ掛かる。その結果、弾性体３２の上下方向の流動が大幅に低減され、より確実な駆動力伝達が可能となる。

また、永久磁石３４の側面に突起部７２を設けることにより、弾性体３２と永久磁石３４との一体性が向上する。つまり、永久磁石３４が上方に駆動すれば、その周囲の弾性体３２も上方に移動し、永久磁石３４が下方に駆動すれば、その周囲の弾性体３２も下方に移動する。その結果、磁力に基づく吸引力で、弁体６２を駆動することも可能となる。例えば、図７に図示するように、予め、弁体６２が撓んで弁座６４上面を覆うように弾性体３２を凹部内に充填しておく。また、電磁石３６が磁化された場合には、電磁石３６および永久磁石３４の間には、磁力に基づく吸引力が生じるように構成しておく。この場合、電磁石３６の磁化解除時には、弁体６２は撓んでおり、バルブ６０は閉鎖されている。一方、電磁石３６が磁化された場合、電磁石３６と永久磁石３４との間には、磁力に基づく吸引力が生じる。この吸引力によって、永久磁石３４は、電磁石３６の方向（図７における上方向）に駆動する。このとき、永久磁石３４の周囲の弾性体３２は突起部７２に係止して、永久磁石３４とともに電磁石３６の方向に駆動する。そして、この弾性体３２の駆動により弁体６２の撓みが解消され、弁体６２および弁座６４の間に間隙６６が形成される。その結果、バルブ６０が開放される。つまり、突起部７０等を設けて永久磁石３４と弾性体３２との一体性を向上することにより、磁力に基づく吸引力でも弁体６２の駆動が可能となる。そして、磁力に基づく吸引力で弁体を駆動するのであれば、永久磁石を強磁性材料、例えば、鉄、ニッケルなどに代えてもよい。

また、図８に図示するように、永久磁石３４に貫通孔７４を設けてもよい。貫通孔７４を設けることにより、弁体６２（またはダイアフラム）と永久磁石３４との間に介在する弾性体３２に含有されている空気７６が除去されやすくなる。すなわち、弾性体３２は、最初は高い流動性を有した状態で凹部内に充填され、この流動性の高い弾性体３２内部に永久磁石３４が埋め込まれる。そして、凝固剤の添加等により弾性体３２の流動性の低減が図られる。ここで、弾性体３２の内部に空気７６（気泡）が含有されたまま、凝固されると、駆動力の伝達性能が低下する。そのため、弾性体３２は、流動性が高いうちに、極力含有空気７６の除去が図られることが望ましい。通常、弾性体３２に含有された空気７６は、放置、または、振動の付加等で弾性体３２の上面まで移動させられ、除去される。しかし、永久磁石３４と弁体６２との間に介在する弾性体３２に含まれる空気７６は、永久磁石３４に遮られてしまうため、弾性体３２の上面まで至ることが困難になる。しかし、永久磁石３４に貫通孔７４を設ければ、この貫通孔７４を通じて空気７６が弾性体３２上面まで到達することができるため、より確実に弾性体３２内部の空気７６を除去できる。その結果、より確実な駆動力の伝達が可能となる。なお、この貫通孔７４の数や形状は、適宜、変更可能である。

また、本実施形態では、吸込側バルブ１２、吐出側バルブ１６、ポンプ部１４の全てに磁力駆動型の駆動体３０を設けている。しかし、必ずしも、これら全てに当該駆動体３０を設ける必要はなく、少なくとも一つの弁体またはダイアフラムに磁力駆動型の駆動体３０が接合されていればよい。

本発明の実施形態であるマイクロポンプの構成を示すブロック図である。マイクロポンプの概略断面図である。あるバルブ周辺の拡大図であり、（Ａ）はバルブ開放時の、（Ｂ）はバルブ閉鎖時の様子を示す。弁体に直接、剛性体の永久磁石を接着した場合のバルブ周辺の拡大図である。弁体に直接、弾性を備えた永久磁石を接着した場合のバルブ周辺の拡大図である。他の駆動体の一例を示す図である。他の駆動体の一例を示す図であり、（Ａ）はバルブ閉鎖時の、（Ｂ）はバルブ開放時の様子を示す。他の駆動体の一例を示す図であり、（Ａ）はバルブ周辺の拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。

符号の説明

１０マイクロポンプ、１２吸込側バルブ、１４ポンプ部、１６吐出側バルブ、１８，２６，６４弁座、２０，２８，６２弁体、２２ポンプ室、２４ダイアフラム、３０駆動体、３２弾性体、３４永久磁石、３６電磁石、３８制御部、４０本体部、４２基板、４４第一加工板、４６第二加工板、７０，７２突起部、７４貫通孔。

Claims

流体の流れを制御するマイクロポンプであって、
薄板状に形成された弁体の駆動で開閉されるバルブと、
薄板状に形成されたダイアフラムの駆動で流体に流れを付加するポンプ室と、
弁体またはダイアフラムを駆動対象物として駆動する１以上の駆動体と、
を備え、各駆動体は、
強磁性体または永久磁石からなり、駆動対象物に接続された可動部と、
磁化自在の電磁石であって、マイクロポンプの可動部に対向する位置に着脱自在に取り付けられ、磁化されることにより可動部との間に磁力を生じさせる電磁石と、
可動部と駆動対象物との間に介在し、可動部から与えられる駆動力を駆動対象物に伝達する弾性体と、
を有し、電磁石の磁化により生じる磁力で可動部が駆動することにより、駆動対象物を駆動することを特徴とするマイクロポンプ。
請求項１に記載のマイクロポンプであって、
可動部の少なくとも一部が、弾性体の内部に埋め込まれている場合、
可動部は、その側面に、駆動方向に略垂直な方向に延びる突起部が形成されていることを特徴とするマイクロポンプ。
請求項１または２に記載のマイクロポンプであって、
弾性体は、可動部の駆動方向に略垂直な方向に延びる突起部が形成された空間内に充填されることを特徴とするマイクロポンプ。
請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロポンプであって、
可動体は、その駆動方向に略平行な貫通孔が形成されることを特徴とするマイクロポンプ。
請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロポンプであって、
可動部が、永久磁石からなる場合に、
可動部は、電磁石の磁化により生じる磁力に基づく反発力で駆動対象物を駆動することを特徴とするマイクロポンプ。
マイクロポンプに設けられたバルブの弁体またはポンプ室のダイアフラムを駆動対象物として駆動する駆動体であって、
強磁性体または永久磁石からなり、駆動対象物に接続された可動部と、
磁化自在の電磁石であって、マイクロポンプの可動部に対向する位置に着脱自在に取り付けられ、磁化されることにより可動部との間に磁力を生じさせる電磁石と、
可動部と駆動対象物との間に介在し、可動部から与えられる駆動力を駆動対象物に伝達する弾性体と、
を有し、電磁石の磁化により生じる磁力で可動部が駆動することにより、駆動対象物を駆動することを特徴とする駆動体。