JP5509549B2 - Tube unit, control unit, micro pump - Google Patents

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Description

本発明は、チューブユニット、制御ユニット、及びこれらを着脱可能に結合して構成されるマイクロポンプに関する。   The present invention relates to a tube unit, a control unit, and a micro pump configured by detachably coupling them.

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、ステップモータを駆動源とし、複数のローラを備えたロータを回転させ、ロータが複数のローラ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知られている(例えば、特許文献1)。   There is a peristaltic pump as a device for transporting liquid at low speed. As a peristaltic drive pump, a step motor is used as a drive source, a rotor having a plurality of rollers is rotated, and the rotor rotates along a flexible tube while rolling the plurality of rollers to suck and discharge liquid. The structure which performs is known (for example, patent document 1).

また、このようなポンプは、チューブとチューブを圧閉するロータとを備えるポンプモジュールと、ステップモータと出力ギヤ機構を有するモータモジュールとが積み重ねて組立てられ、ロータの回転軸には連結要素としてのギヤが設けられ、出力ギヤ機構には動力取り出し機構としてのピニオンが設けられ、ポンプモジュールとモータモジュールとを積み重ねて結合すると、ピニオンとギヤとが連結(噛合)して、ステップモータの回転駆動力がロータに伝達される構成である。   In addition, such a pump is assembled by stacking a pump module including a tube and a rotor for closing the tube, and a motor module having a step motor and an output gear mechanism. A gear is provided, and the output gear mechanism is provided with a pinion as a power take-out mechanism. When the pump module and the motor module are stacked and connected, the pinion and the gear are connected (meshed), and the rotational driving force of the step motor Is transmitted to the rotor.

特許第3177742号公報Japanese Patent No. 3177742

特許文献1による構成では、駆動源としてステップモータを採用しており、ステップモータと出力ギヤ機構と制御回路を含むモータモジュールと、チューブとローラを含むロータと連結要素を含むポンプモジュールとを積層装着して構成しているため、薄型化が困難である。   In the configuration according to Patent Document 1, a step motor is employed as a drive source, and a motor module including a step motor, an output gear mechanism and a control circuit, a rotor including a tube and a roller, and a pump module including a connecting element are stacked and mounted. Therefore, it is difficult to reduce the thickness.

また、ステップモータ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。   Further, when the step motor is reduced in size, the driving torque is reduced. Therefore, it is necessary to increase the rotational torque of the rotor using a reduction mechanism (reduction gear mechanism) having a large reduction ratio. Therefore, a multi-stage reduction gear mechanism is used, resulting in an increase in size and a problem of increased loss due to deceleration.

さらに、ステップモータ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。   Further, it is known that the step motor generates electromagnetic noise, and it is considered that the step motor itself is affected by the electromagnetic noise of the surrounding equipment, in addition to the adverse influence on the surrounding equipment.

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。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、前記カムに回転力を伝達するロータと、圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有するチューブユニットと、電源部から電力を供給され、前記圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部と、を有する制御ユニットと、が備えられ、前記チューブユニットと前記制御ユニットとが積層装着されると共に、着脱可能であって、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体が振動し、前記突起部から前記ロータ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て、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。   [Application Example 1] A micropump according to this application example includes a tube having a part thereof arranged in an arc shape and having elasticity, a plurality of fingers arranged radially from the center direction of the arc shape of the tube, A cam whose rotational axis substantially coincides with the center of the arc shape of the tube, a rotor that transmits a rotational force to the cam, and a vibrating body that has a piezoelectric element and a protrusion that contacts the rotor at a longitudinal end. And a control unit that is supplied with electric power from a power supply unit and applies an AC voltage to the piezoelectric element, and the tube unit and the control unit are stacked and mounted. The vibrator is vibrated by applying an AC voltage to the piezoelectric element, and a rotational force is repeatedly applied from the protrusion to the rotor, Sequentially pressing the outlet side of said plurality of fingers from the inflow side of the fluid, characterized by transporting the fluid by repeating opening and pressure closing of the tube.

チューブの圧閉、開放を長時間にわたって繰り返すと、チューブが劣化して開放時の復元性が低下することが予想され、一定の時間経過後にチューブ交換することが好ましい。   If the tube is repeatedly closed and opened for a long time, it is expected that the tube deteriorates and the restoring property at the time of opening is lowered, and it is preferable to replace the tube after a certain period of time.

本適用例によれば、チューブと複数のフィンガーとカムとをユニット化していることから、チューブの交換をチューブユニットとして容易に行うことができる。しかも、チューブの直径のばらつきに対してフィンガーの長さ、さらにカムの形状を所定の吐出量となるようにチューブユニット毎に組み合わせて調整することにより、吐出精度の保証がしやすいという効果がある。   According to this application example, since the tube, the plurality of fingers, and the cam are unitized, the tube can be easily replaced as a tube unit. Moreover, there is an effect that it is easy to guarantee the discharge accuracy by adjusting the finger length and the cam shape in combination with each tube unit so as to have a predetermined discharge amount with respect to the variation of the tube diameter. .

また、高コストの制御回路部を含む制御ユニットに対して、一般の製造設備で製造可能なチューブユニットは低コストで製造可能である。従って、制御ユニットを繰り返し使用とし、チューブユニットを使用する液体(薬液)毎、使用対象毎(例えば、個人ごと)に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。   In addition, a tube unit that can be manufactured with a general manufacturing facility can be manufactured at a low cost with respect to a control unit including a high-cost control circuit unit. Therefore, if the control unit is used repeatedly and is used disposable for each liquid (medical solution) using the tube unit and for each use target (for example, for each individual), the running cost can be reduced.

また、本適用例は、カムの回転駆動源として振動体の振動を利用してロータ(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は回転トルクが大きいことから、従来技術のように減速ギヤ機構を必要としない。また、モータ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が簡単になると共に、駆動源が平板状の振動体であるために小型、且つ薄型のマイクロポンプを実現できる。   Further, in this application example, the rotor (cam) is rotated using the vibration of the vibrating body as a rotational drive source of the cam. Although described in detail in the embodiments, the rotor driven by the vibrating body has a large rotational torque, and therefore does not require a reduction gear mechanism as in the prior art. In addition, since a coupling mechanism between the motor module and the pump module is not required, the structure is simplified, and the drive source is a flat vibrating body, so that a small and thin micro pump can be realized.

また、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を回転させることから、電磁ノイズが発生せず、周囲の機器に悪影響を与えることがなく、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。   In addition, the vibrating body vibrates by applying an AC voltage to the piezoelectric element and rotates the rotor, so that no electromagnetic noise is generated and no adverse effects are exerted on surrounding equipment. It is not affected by. Therefore, it is possible to avoid the risk of electromagnetic noise, particularly in the medical field.

[適用例2]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記電源部が前記制御ユニットに備えられ、着脱可能であることが好ましい。   Application Example 2 In the micropump according to the application example, it is preferable that the power supply unit is provided in the control unit and is detachable.

駆動源として圧電素子を含む振動体を用いる場合は、駆動による劣化がほとんどなく、耐久性に優れ長時間にわたって使用することを可能にする。しかしその際、電源部として小型電池を用いる場合に、使用期間途中で電池容量が不足することが予想される。そこで、電源部を単独で容易に交換できる構成とすれば長時間にわたってマイクロポンプを継続使用することができる。   When a vibrating body including a piezoelectric element is used as a driving source, there is almost no deterioration due to driving, and it has excellent durability and can be used for a long time. However, at that time, when a small battery is used as the power source, it is expected that the battery capacity will be insufficient during the period of use. Thus, if the power supply unit can be easily replaced independently, the micropump can be used continuously for a long time.

また、このような構成によれば、チューブユニットの交換時期に合わせて電源部を単独で交換することができ、電源部を取り出す煩わしさを排除すると共に、交換時に機械的駆動部材に傷をつけてしまうというような問題を排除できる。   In addition, according to such a configuration, the power supply unit can be replaced independently in accordance with the replacement timing of the tube unit, and the troublesomeness of taking out the power supply unit is eliminated, and the mechanical drive member is damaged at the time of replacement. This can eliminate problems such as

また、電源部及び制御回路部を制御ユニットに配設していることから、チューブユニットに対する平面レイアウトの自由度が増す。このことから、平面サイズが大きい大容量の電池を採用することが可能で、長時間駆動を実現できる。   In addition, since the power supply unit and the control circuit unit are arranged in the control unit, the degree of freedom of the planar layout for the tube unit is increased. For this reason, it is possible to employ a large-capacity battery having a large planar size and to realize long-time driving.

[適用例3]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記電源部が前記チューブユニットに備えられ、着脱可能であることが好ましい。   Application Example 3 In the micropump according to the application example, it is preferable that the power supply unit is provided in the tube unit and is detachable.

このような構成によれば、チューブ交換のタイミングで電源部(電池)を含んだ状態でチューブユニットとして交換することができる。また、電源部を単独で交換することもできる。   According to such a structure, it can replace | exchange as a tube unit in the state containing the power supply part (battery) at the timing of tube replacement | exchange. In addition, the power supply unit can be replaced independently.

[適用例4]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記電源部が、前記チューブユニットを貫通して前記制御回路部に接続されると共に、着脱可能であることが望ましい。   Application Example 4 In the micropump according to the application example described above, it is preferable that the power supply unit penetrates the tube unit and is connected to the control circuit unit and is detachable.

このような構成によれば、電源部をチューブユニットを貫通して制御ユニットに達する位置までの厚さとすることができるので、電源部を厚くすることができることから大容量の電池を採用することができ、長時間にわたって継続駆動することができる。   According to such a configuration, the power supply unit can be made to have a thickness that reaches the control unit through the tube unit, so that the power supply unit can be made thick, so that a large-capacity battery can be adopted. And can be continuously driven for a long time.

[適用例5]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ロータが円盤形状をなし、前記突起部が、前記ロータ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。   Application Example 5 In the micropump according to the application example described above, it is preferable that the rotor has a disk shape and the protrusion is disposed so as to abut on the outer peripheral side surface of the rotor.

詳しくは実施の形態で説明するが、本適用例のマイクロポンプは、振動体を用いてロータを回転し、その回転力をカムに伝達する構造であり、突起部とロータの間の摩擦力(押圧力)によってロータを駆動する。従って、従来技術のステップモータのように磁力で駆動する場合と異なり、駆動力が高い。しかも振動体の突起部を直径が大きいロータの外周面に当接することにより、同じ振動体を同じ条件で振動させたときにロータ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。   Although described in detail in the embodiment, the micropump of this application example has a structure in which the rotor is rotated using a vibrating body and the rotational force is transmitted to the cam, and the frictional force between the protrusion and the rotor ( The rotor is driven by a pressing force. Therefore, the driving force is high unlike the case of driving by magnetic force as in the step motor of the prior art. In addition, by contacting the protrusion of the vibrating body with the outer peripheral surface of the rotor having a large diameter, the rotational torque of the rotor can be increased when the same vibrating body is vibrated under the same conditions, so that stable driving can be continued.

[適用例6]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ロータがリング形状をなし、前記突起部が、前記ロータ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。   Application Example 6 In the micropump according to the application example described above, it is preferable that the rotor has a ring shape, and the protrusion is disposed so as to abut on a ring-shaped inner peripheral side surface of the rotor.

このようにすれば、振動体をロータの外径よりも内側に配設することができることから、より小型化を実現できる。   In this way, the vibrating body can be disposed on the inner side of the outer diameter of the rotor, so that further downsizing can be realized.

[適用例7]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ロータが、前記カムの一方の平面に穿設された凹部の内部に形成され、前記突起部が、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望ましい。   Application Example 7 In the micropump according to the application example described above, the rotor is formed in a recess formed in one plane of the cam, and the protrusion comes into contact with an inner peripheral side surface of the recess. It is desirable that they are arranged as described above.

このような構成では、ロータをカムの内部にカムと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。   In such a configuration, the rotor can be formed integrally with the cam inside the cam. Therefore, the structure can be simplified and the size can be reduced.

[適用例8]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ロータの回転軸が、前記カムの回転軸と一致していることが好ましい。   Application Example 8 In the micropump according to the application example described above, it is preferable that the rotation axis of the rotor coincides with the rotation axis of the cam.

このような構成では、ロータとカムとを同軸上に設けているために、前述した従来技術のような連結機構が不要となり、マイクロポンプをより小型化することができると共に、低コスト化を実現できる。   In such a configuration, since the rotor and the cam are provided on the same axis, the connection mechanism as in the prior art described above is not required, and the micropump can be further downsized and the cost can be reduced. it can.

[適用例9]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ロータの前記突起部との当接面に回転方向に沿った溝が設けられ、前記突起部が、前記溝の内側側面に当接するよう配設されていることが好ましい。   Application Example 9 In the micropump according to the application example described above, a groove along the rotation direction is provided on a contact surface of the rotor with the protrusion, and the protrusion is in contact with an inner side surface of the groove. It is preferable that it is disposed.

このようにロータに溝を設けることにより、薄板状の振動体が外部からの振動、衝撃等により当接面から外れてしまうことを防止することができる。また、突起部と当接面との断面方向の当接位置がほぼ一定となることから、振動体からロータへの駆動力が安定するという効果がある。   By providing the grooves in the rotor in this manner, it is possible to prevent the thin plate-like vibrating body from being detached from the contact surface due to external vibration, impact, or the like. Further, since the contact position in the cross-sectional direction between the protrusion and the contact surface is substantially constant, there is an effect that the driving force from the vibrating body to the rotor is stabilized.

[適用例10]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記振動体と前記制御回路部のそれぞれが、前記チューブ及び前記カム及び前記複数のフィンガーと平面的に重ならない位置に分散配設されていることが好ましい。   Application Example 10 In the micropump according to the application example, each of the vibrating body and the control circuit unit is dispersedly arranged at a position where the tube, the cam, and the plurality of fingers do not overlap with each other in a plane. It is preferable.

制御回路部は制御ユニットに、振動体はチューブユニットに配設され、制御ユニットとチューブユニットを装着した際、制御回路部と振動体とを電気的に接続する。従って、制御回路部と振動体とを、チューブ及びカム及びフィンガーと平面的に重ならないように配設することにより、電気的接続が容易に行えると共にマイクロポンプをより薄型化することができる。また。小サイズの振動体を複数のフィンガー及びチューブと分散配設することから組立性を向上させることができる。   The control circuit unit is disposed in the control unit, and the vibrating body is disposed in the tube unit. When the control unit and the tube unit are mounted, the control circuit unit and the vibrating body are electrically connected. Therefore, by arranging the control circuit unit and the vibrating body so as not to overlap the tube, the cam, and the fingers in a plan view, the electrical connection can be easily made and the micropump can be made thinner. Also. Since the small-sized vibrating body is dispersedly arranged with the plurality of fingers and tubes, the assemblability can be improved.

[適用例11]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記振動体と前記制御回路部と前記電源部のそれぞれが、前記チューブ及び前記カム及び前記複数のフィンガーと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。   Application Example 11 In the micropump according to the application example described above, the vibrating body, the control circuit unit, and the power supply unit are distributed at positions where the tube, the cam, and the plurality of fingers do not overlap with each other in a plane. It is desirable that it is installed.

振動体と制御回路部に加え電源部も、チューブ及びカム及び複数のフィンガーと平面的に分散配設することで、より一層薄型化を可能にする。   In addition to the vibrating body and the control circuit unit, the power source unit is also dispersed and disposed in a plane with the tube, the cam, and the plurality of fingers, thereby further reducing the thickness.

[適用例12]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記ロータ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好ましい。   Application Example 12 In the micropump according to the application example described above, it is preferable that a speed reduction mechanism or a speed increase mechanism is provided between the rotor and the cam.

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、振動体の駆動条件を変えずに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。   Thus, by providing the speed reducing mechanism or speed increasing mechanism, the rotational speed of the cam can be changed without changing the driving condition of the vibrating body. That is, the amount of fluid flow can be adjusted as appropriate.

[適用例13]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記減速機構または前記増速機構が、前記チューブユニットに配設されていることが好ましい。   Application Example 13 In the micropump according to the application example, it is preferable that the speed reduction mechanism or the speed increase mechanism is disposed in the tube unit.

このように、減速機構または増速機構をチューブユニットに設けることで、可動要素が全てチューブユニットに備えられ、可動要素の相互の連結構造が簡素化できるという効果がある。   As described above, by providing the tube unit with the speed reduction mechanism or the speed increase mechanism, all the movable elements are provided in the tube unit, and the mutual connection structure of the movable elements can be simplified.

[適用例14]上記適用例に係るマイクロポンプは、前記減速機構または前記増速機構が前記制御ユニットに配設されていることが望ましい。   Application Example 14 In the micropump according to the application example, it is preferable that the speed reduction mechanism or the speed increase mechanism is disposed in the control unit.

このように構成すれば、チューブユニットは、カムと複数のフィンガーとチューブの構成となる。従って、チューブの直径のばらつきに対してフィンガーの長さ、さらにカムの形状を所定の吐出量となるようにチューブユニット毎に組み合わせて調整することが可能であり、しかも、高コストの制御回路部を含む制御ユニットに対して低コスト化が可能で、チューブユニットを使い捨て使用とする場合、ランニングコストをより低減することができる。   If comprised in this way, a tube unit will become a structure of a cam, a some finger, and a tube. Therefore, it is possible to adjust the finger length and the cam shape in combination with each tube unit so as to achieve a predetermined discharge amount with respect to the variation in the tube diameter, and the control circuit unit of high cost. The cost can be reduced with respect to a control unit including the above, and the running cost can be further reduced when the tube unit is used in a disposable manner.

[適用例15]本適用例に係るチューブユニットは、圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部を備える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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、前記カムに回転力を伝達するロータと、前記圧電素子を有し、長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有することを特徴とする。   Application Example 15 A tube unit according to this application example is attachable to and detachable from a control unit including a control circuit unit that applies an AC voltage to a piezoelectric element, and a tube having a part arranged in an arc shape and having elasticity. A plurality of fingers arranged radially from the center of the arcuate shape of the tube, a cam whose rotation axis substantially coincides with the arcuate center of the tube, a rotor for transmitting rotational force to the cam, It has a piezoelectric element and has a vibrating body having a protruding portion that comes into contact with the rotor at an end in the longitudinal direction.

本適用例による構成では、駆動源としての振動体と、ロータと、カムと、複数のフィンガーにより駆動機構(可動部機構)がチューブユニットとして構成されていることから、従来技術のようにモータモジュールとポンプモジュールとの連結機構が不要となり構造が簡単になるという効果がある。   In the configuration according to this application example, since the drive mechanism (movable part mechanism) is configured as a tube unit by a vibrating body as a drive source, a rotor, a cam, and a plurality of fingers, a motor module as in the prior art. This eliminates the need for a coupling mechanism between the pump module and the pump module, thereby simplifying the structure.

[適用例16]上記適用例に係るチューブユニットは、前記ロータ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。   Application Example 16 In the tube unit according to the application example, it is preferable that a speed reduction mechanism or a speed increase mechanism is provided between the rotor and the cam.

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、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、可動要素が全てチューブユニットに備えられることから、可動要素の相互の連結構造を簡素化できる。   Thus, the rotational speed of the cam can be changed by providing the speed reduction mechanism or speed increasing mechanism. That is, the amount of fluid flow can be adjusted as appropriate. Moreover, since all the movable elements are provided in the tube unit, the mutual connection structure of the movable elements can be simplified.

また、減速機構または増速機構と前述した駆動機構とをチューブユニットに設けることで、同一平面上に配設することが可能となり、制御ユニットにおいて制御回路部及び電源部のレイアウトの自由度が増すという効果がある。   Further, by providing the tube unit with the speed reduction mechanism or speed increasing mechanism and the drive mechanism described above, it is possible to arrange them on the same plane, and the control unit and the power supply section in the control unit are more flexible in layout. There is an effect.

[適用例17]本適用例に係るチューブユニットは、カムに回転力を伝達するロータと、圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、前記圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部と、を有する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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、を有することを特徴とする。   Application Example 17 A tube unit according to this application example includes a rotor that transmits a rotational force to a cam, a vibrating body that includes a piezoelectric element and a protrusion that contacts the rotor at a longitudinal end, and the piezoelectric element A control circuit unit for applying an alternating voltage to the tube, and a control unit that is detachable from the tube, and a part of the tube is arranged in an arc shape and has elasticity, and is arranged radially from the center direction of the arc shape of the tube A plurality of fingers, and a cam whose arc axis substantially coincides with the center of the arc shape of the tube.

このような構成によれば、チューブの直径のばらつきに対してフィンガーの長さ、カムの形状をチューブユニット毎に組み合わせて調整することにより、チューブ圧閉量を調整することができることから、吐出精度の保証がしやすいという効果がある。   According to such a configuration, the tube pressure closure amount can be adjusted by adjusting the finger length and the cam shape in combination with each tube unit in response to variations in tube diameter. There is an effect that it is easy to guarantee.

また、チューブユニットは、チューブとフィンガーとカムの構成となり、より一層の低コスト化が図れる。   In addition, the tube unit has a configuration of a tube, fingers, and a cam, so that further cost reduction can be achieved.

[適用例18]本適用例に係る制御ユニットは、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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、前記カムに回転力を伝達するロータと、圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有するチューブユニットと着脱可能であって、前記圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部を備えることを特徴とする。   [Application Example 18] A control unit according to this application example includes a tube having a part thereof arranged in an arc shape and having elasticity, a plurality of fingers arranged radially from a central direction of the arc shape of the tube, A cam whose rotational axis substantially coincides with the center of the arc shape of the tube, a rotor that transmits a rotational force to the cam, and a vibrating body that has a piezoelectric element and a protrusion that contacts the rotor at a longitudinal end. And a control circuit unit that applies an AC voltage to the piezoelectric element.

本適用例によれば、制御ユニットは非可動部材の制御回路部を有する構成となり、簡単な構造を実現できる。   According to this application example, the control unit has a configuration including the control circuit unit of the non-movable member, and a simple structure can be realized.

[適用例19]本記適用例に係る制御ユニットは、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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、を有するチューブユニットと着脱可能であって、前記カムに回転力を伝達するロータと、圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有することを特徴とする。   [Application Example 19] A control unit according to this application example includes a tube having a part thereof arranged in an arc shape and having elasticity, and a plurality of fingers arranged radially from the center direction of the arc shape of the tube, A tube unit having a center of the arc shape of the tube and a cam whose rotation axis substantially coincides with the tube unit, a rotor that transmits a rotational force to the cam, a piezoelectric element, and a longitudinal end of the tube unit. And a vibrating body having a protrusion that abuts on the rotor.

このような構成によれば、駆動源としての振動体及びロータと、伝達機構としての減速機構または増速機構と、制御回路部と、を制御ユニットに設けることで、制御回路部と振動体(具体的には圧電素子)との電気的接続を容易に行えるという効果がある。   According to such a configuration, the control circuit unit and the vibration body (the vibration body and the rotor as the drive source, the deceleration mechanism or the speed increase mechanism as the transmission mechanism, and the control circuit unit are provided in the control unit. Specifically, there is an effect that electrical connection with the piezoelectric element can be easily performed.

[適用例20]上記適用例に係る制御ユニットは、前記ロータ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。   Application Example 20 In the control unit according to the application example, it is preferable that a speed reduction mechanism or a speed increase mechanism is provided between the rotor and the cam.

このような構成によれば、減速機構または増速機構を制御ユニットに設けることにより、可動要素を制御ユニットに集約配設することができる。   According to such a configuration, the movable element can be centrally arranged in the control unit by providing the control unit with the speed reduction mechanism or the speed increase mechanism.

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6は実施形態1に係るマイクロポンプを示し、図7,8は実施形態2、図9は実施形態3、図10は実施形態4、図11は実施形態5、図12は実施形態6、図13は実施形態7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 6 show the micropump according to the first embodiment, FIGS. 7 and 8 are the second embodiment, FIG. 9 is the third embodiment, FIG. 10 is the fourth embodiment, FIG. 11 is the fifth embodiment, and FIG. Embodiment 6 and FIG. 13 show Embodiment 7.
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、実施形態1に係るマイクロポンプを示し、(a)は平面図、(b)は正面図である。図1において、マイクロポンプ1は、駆動部10と液体を収容するリザーバ11とから構成されている。   1A and 1B show a micropump according to a first embodiment, where FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a front view. In FIG. 1, the micropump 1 includes a drive unit 10 and a reservoir 11 that stores liquid.

駆動部10は、チューブユニット2と制御ユニット3とが積層装着され構成されている。チューブユニット2は、チューブ50と複数のフィンガーとカムとロータと振動体と(共に図示せず)、これらを保持する案内枠としてのチューブ案内枠15と第2機枠16とを備えている。また、制御ユニット3は、制御回路部と電源部と(共に図示せず)を保持する機枠としての第1機枠14とを備えて構成されている。   The drive unit 10 is configured by stacking and mounting the tube unit 2 and the control unit 3. The tube unit 2 includes a tube 50, a plurality of fingers, a cam, a rotor, and a vibrating body (not shown), and a tube guide frame 15 and a second machine frame 16 as guide frames for holding them. The control unit 3 includes a first machine casing 14 as a machine casing that holds a control circuit section and a power supply section (both not shown).

チューブユニット2と制御ユニット3とは、厚さ方向に積層装着されて駆動部10を構成するが、着脱可能な構成である。なお、チューブユニット2と制御ユニット3との装着は、図1(a)に示すように、本実施形態では3本の固定螺子91によって固定される構造を例示している。   The tube unit 2 and the control unit 3 are stacked and mounted in the thickness direction to form the drive unit 10, but are detachable. In addition, the attachment of the tube unit 2 and the control unit 3 has illustrated the structure fixed by the three fixing screws 91 in this embodiment, as shown to Fig.1 (a).

リザーバ11は、第1機枠14の上面側に設けられる凹部内に載置され、チューブ50によって駆動部10と接続されている。なお、リザーバ11は柔軟性を有する材料から構成されており、内部の液体が流出する際に外部の大気圧により変形し、リザーバ11の内部圧力が一定に保たれる。   The reservoir 11 is placed in a recess provided on the upper surface side of the first machine casing 14, and is connected to the drive unit 10 by a tube 50. The reservoir 11 is made of a flexible material, and is deformed by the external atmospheric pressure when the internal liquid flows out, so that the internal pressure of the reservoir 11 is kept constant.

リザーバ11に収容されている液体は、駆動部10の蠕動運動によりチューブ50を圧閉と開放を繰り返すことにより流出口部53から吐出される。   The liquid stored in the reservoir 11 is discharged from the outlet part 53 by repeatedly closing and releasing the tube 50 by the peristaltic motion of the driving part 10.

続いて、駆動部10の構成について図面を参照して説明する。
図2は駆動部の構成を示す平面図、図3は、図2のA−P−B切断面を示す断面図である。なお、図2は、第2機枠16の図示を省略して表している。
Next, the configuration of the drive unit 10 will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the drive unit, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the A-P-B section of FIG. In FIG. 2, the second machine casing 16 is not shown.

まず、図2を参照して平面構成について説明する。駆動部10は、一部が平面視して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の円弧形状の中心と回転軸Pが略一致するカム20と、チューブ50の円弧形状部分とカム20の間に介設されると共に、回転軸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70と、ロータ70の外周部に突起部81aが当接するよう配設される振動体80と、制御回路部60と、電源部としての電池61とから構成されている。
本実施形態では、電池61は駆動部10の小型化のために、小型ボタン型電池を使用することが好ましい。
First, the planar configuration will be described with reference to FIG. The drive unit 10 includes a tube 50 that is partly arranged in a circular arc shape in plan view and has elasticity, a cam 20 in which the center of the circular arc shape of the tube 50 and the rotation axis P substantially coincide with each other, and an arc-shaped portion of the tube 50 A plurality of fingers 40 to 46 that are interposed between the rotary shaft P and radially spaced from the rotation axis P, a disk-shaped rotor 70 that transmits rotational force to the cam 20, and a rotor The vibrating body 80 is disposed so that the protrusion 81 a contacts the outer peripheral portion of the 70, the control circuit portion 60, and a battery 61 as a power supply portion.
In the present embodiment, the battery 61 is preferably a small button type battery in order to reduce the size of the drive unit 10.

カム20とロータ70とはカム軸75に軸止されている。従って、カム20とロータ70は回転軸Pを同一として一体で回転するよう構成されている。   The cam 20 and the rotor 70 are fixed to the cam shaft 75. Therefore, the cam 20 and the rotor 70 are configured to rotate integrally with the same rotation axis P.

なお、制御回路部60と電池61と振動体80のそれぞれは、チューブ50及びカム20及びフィンガー40〜46と平面的に重ならない位置に分散配設されている。   Each of the control circuit unit 60, the battery 61, and the vibrating body 80 is distributed and disposed at positions that do not overlap the tube 50, the cam 20, and the fingers 40 to 46 in a planar manner.

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、回転軸Pから等距離の同心円上に形成される。   The cam 20 has irregularities in the outer peripheral direction, and finger pressing surfaces 21a to 21d are formed on the outermost peripheral portion. The finger pressing surfaces 21 a to 21 d are formed on concentric circles equidistant from the rotation axis P.

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。   Moreover, the circumferential pitch and outer shape of the finger pressing surface 21a and the finger pressing surface 21b, the finger pressing surface 21b and the finger pressing surface 21c, the finger pressing surface 21c and the finger pressing surface 21d, and the finger pressing surface 21d and the finger pressing surface 21a Are equally formed.

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と回転軸P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。   Each of the finger pressing surfaces 21a to 21d is formed with a finger pressing inclined surface 22 and a concentric circular arc portion 23 centering on the rotation axis P. The arc portion 23 is provided at a position where the fingers 40 to 46 are not pressed.

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、回転軸Pから延長した直線部24で結ばれている。   Further, one end of each of the finger pressing surfaces 21a, 21b, 21c, and 21d and the arc portion 23 are connected by a linear portion 24 that extends from the rotation axis P.

チューブ50は、チューブ案内枠15に形成されたチューブ案内溝15b内に挿着され、一方の端部は、液体を外部に吐出する流出口部53であり、マイクロポンプ1の外部に突出している。他方の端部は液体を流入する流入口部52であり、液体を収容するリザーバ11に接続され、液体流動部51がリザーバ11内に連通されている。   The tube 50 is inserted into a tube guide groove 15 b formed in the tube guide frame 15, and one end portion is an outflow port portion 53 that discharges liquid to the outside, and protrudes to the outside of the micropump 1. . The other end is an inflow port portion 52 into which liquid flows in, and is connected to the reservoir 11 that stores the liquid, and the liquid flow portion 51 is communicated with the reservoir 11.

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、回転軸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15b内に装着されている。なお、フィンガー40〜46は、それぞれ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。   The tube 50 is mounted in a tube guide groove 15b formed so that the range pressed by the fingers 40 to 46 is concentric with the rotation axis P. Since the fingers 40 to 46 are formed in the same shape, the finger 44 will be described as an example.

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形状のチューブ押圧部44cと、他方の端部が半球状に丸められたカム当接部44bと、から構成されている。   The finger 44 includes a cylindrical shaft portion 44a, a bowl-shaped tube pressing portion 44c provided at one end portion of the shaft portion 44a, a cam contact portion 44b in which the other end portion is rounded into a hemisphere, It is composed of

フィンガー40〜46は、チューブ案内枠15に穿設されるフィンガー案内溝15a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を閉塞する。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。   The fingers 40 to 46 can advance and retreat along the finger guide grooves 15 a formed in the tube guide frame 15, are pressed outward by the cam 20, and close the tube 50 to close the liquid flow part 51. . The center positions of the fingers 40 to 46 in the cross-sectional direction substantially coincide with the center of the tube 50.

次に、図3を参照して駆動部10の断面構成について説明する。
チューブユニット2は、チューブ案内枠15の周縁部に形成される断面形状がU字形状の7本のフィンガー案内溝15aに挿着されたフィンガー40〜46(フィンガー44を例示)と、断面形状がU字形状のチューブ案内溝15bに挿着されたチューブ50と、図示上方からフィンガー40〜46及びチューブ50を保持する第2機枠16とを備える。
Next, a cross-sectional configuration of the drive unit 10 will be described with reference to FIG.
The tube unit 2 has fingers 40 to 46 (illustrated as fingers 44) inserted into seven finger guide grooves 15a having a U-shaped cross-section formed on the peripheral edge of the tube guide frame 15, and a cross-sectional shape. The tube 50 inserted in the U-shaped tube guide groove 15b, and the 2nd machine frame 16 holding the fingers 40-46 and the tube 50 from the upper part of the figure are provided.

フィンガー案内溝15aとチューブ案内溝15bそれぞれに、フィンガー40〜46とチューブ50を挿着した後、それらの上面(各溝の開放側)を第2機枠16で覆い、チューブ案内枠15と第2機枠16との互いの当接面を密着固定することで密閉された空間30が形成される。なお、チューブ案内溝15bの外側(外周)方向にはチューブ案内壁15cが設けられ、フィンガー40〜46によるチューブ圧閉の際にチューブ50の移動を規制している。   After inserting the fingers 40 to 46 and the tube 50 into the finger guide groove 15a and the tube guide groove 15b, respectively, the upper surface (the open side of each groove) is covered with the second machine frame 16, and the tube guide frame 15 and the tube guide groove 15b. A sealed space 30 is formed by closely fixing the contact surfaces of the two machine frames 16 with each other. In addition, the tube guide wall 15c is provided in the outer (outer periphery) direction of the tube guide groove 15b, and the movement of the tube 50 is restricted when the tubes 40 to 46 are closed.

なお、チューブユニット状態では、フィンガー40〜46はフィンガー案内溝15aに沿って進退可能であって、カム20の円弧部23の位置にあるフィンガーはカム20の方向に移動し、チューブ50を開放した位置にある(図中、フィンガー44’、チューブ50’で示す)。   In the tube unit state, the fingers 40 to 46 can advance and retreat along the finger guide groove 15a, and the finger located at the arc portion 23 of the cam 20 moves in the direction of the cam 20 to open the tube 50. In position (indicated by fingers 44 ′ and tube 50 ′).

また、カム20とロータ70とは、カム軸75に重ねて軸止されている。そして、カム軸75の軸部75aが第2機枠16に設けられる軸受92に、軸部75bがチューブ案内枠15に設けられる軸受93に軸支されている。従って、カム20とロータ70とはカム軸75を回転軸として一体で回転可能である。   Further, the cam 20 and the rotor 70 are axially stopped on the cam shaft 75. The shaft portion 75 a of the cam shaft 75 is pivotally supported by a bearing 92 provided on the second machine casing 16, and the shaft portion 75 b is pivotally supported by a bearing 93 provided on the tube guide frame 15. Therefore, the cam 20 and the rotor 70 can rotate integrally with the cam shaft 75 as a rotation axis.

なお、軸受92の軸穴は貫通していない。従って、チューブユニット2は、チューブ案内枠15と第2機枠16の互いの周縁部で密着固定することで、空間30の内部は密閉される。   The shaft hole of the bearing 92 does not penetrate. Therefore, the inside of the space 30 is sealed by closely fixing the tube unit 2 at the peripheral edge portions of the tube guide frame 15 and the second machine frame 16.

ロータ70の外周部には回転方向に沿って溝71が形成されており、溝71の内部側面が、振動体80との当接面72である。   A groove 71 is formed in the outer peripheral portion of the rotor 70 along the rotation direction, and an inner side surface of the groove 71 is a contact surface 72 with the vibrating body 80.

振動体80は、ロータ70の溝71の断面方向のほぼ中央に配設されると共に、腕部81cが、固定螺子98によってチューブ案内枠15に植立された振動体固定軸90に固定されている。なお、振動体80については、図4〜図6を参照して説明する。   The vibrating body 80 is disposed substantially at the center in the cross-sectional direction of the groove 71 of the rotor 70, and the arm portion 81 c is fixed to the vibrating body fixing shaft 90 planted on the tube guide frame 15 by a fixing screw 98. Yes. The vibrating body 80 will be described with reference to FIGS.

振動体固定軸90は、接続基板64を貫通して軸止している。接続基板64には、表裏両面に接続パターン(図示せず)が形成されており、表面側には、振動体80に接続する接続パターンが形成され、裏面側(チューブ案内枠15表面側)には、制御回路部60と接続する接続パターンが形成されている。   The vibrating body fixing shaft 90 penetrates the connection substrate 64 and is fixed. A connection pattern (not shown) is formed on both the front and back surfaces of the connection substrate 64, and a connection pattern connected to the vibrating body 80 is formed on the front surface side, and on the back surface side (the surface side of the tube guide frame 15). A connection pattern for connecting to the control circuit unit 60 is formed.

チューブ案内枠15には表裏を貫通する接続端子65が植立されており、一方の端部が接続基板64の裏面側接続パターンと接続し、他方の端部がチューブ案内枠15から突設されている。なお、接続端子65は、後述する回路基板63に形成される接続端子部63aに対応する数(つまり、振動体80に接続する接続パターンの数)だけ設けられている。   A connection terminal 65 penetrating the front and back is planted in the tube guide frame 15, one end is connected to the back side connection pattern of the connection substrate 64, and the other end protrudes from the tube guide frame 15. ing. Note that the number of connection terminals 65 corresponding to the number of connection terminal portions 63a formed on a circuit board 63 described later (that is, the number of connection patterns connected to the vibrating body 80) is provided.

なお、接続基板64は、少なくとも接続端子65の周辺においてチューブ案内枠15に貼着されて、チューブ案内枠15から浮き上がらないようにすることが望ましい。   Note that it is desirable that the connection substrate 64 is attached to the tube guide frame 15 at least around the connection terminal 65 so as not to float from the tube guide frame 15.

続いて制御ユニット3の構成について図3を参照して説明する。制御ユニット3は、制御回路部60と、電池61と、これらを接続する回路基板63と、これらを保持する第1機枠14とから構成されている。   Next, the configuration of the control unit 3 will be described with reference to FIG. The control unit 3 includes a control circuit unit 60, a battery 61, a circuit board 63 that connects them, and a first machine casing 14 that holds them.

回路基板63は、表裏両面に回路パターン(図示せず)が形成され、第1機枠14の表面に穿設される回路基板63の厚さ分の凹部内に貼着されている。回路基板63には、半島状の接続端子部63aが形成されている。   The circuit board 63 has circuit patterns (not shown) formed on both the front and back surfaces, and is stuck in a recess corresponding to the thickness of the circuit board 63 formed on the surface of the first machine casing 14. A peninsula-shaped connection terminal portion 63 a is formed on the circuit board 63.

接続端子部63aは、前述した振動体80に交流電圧を印加するのに必要な本数からなり、弾性を有している。   The connection terminal portion 63a is formed of the number necessary to apply an AC voltage to the vibrating body 80 described above, and has elasticity.

回路基板63は、接続端子部63aの周囲、制御回路部60及び電池61にわたって延在されており、裏面(図示下方)には制御回路部60が接続固定されている。制御回路部60は、電池61のプラス極及びマイナス極と、交流電圧の出力に対応する回路パターンに接続される。   The circuit board 63 extends around the connection terminal portion 63a, the control circuit portion 60, and the battery 61, and the control circuit portion 60 is connected and fixed to the back surface (downward in the drawing). The control circuit unit 60 is connected to the positive and negative electrodes of the battery 61 and a circuit pattern corresponding to the output of the AC voltage.

電池61は、第1機枠14の裏面(図示下方)から挿入され、側面周囲を第1機枠14によって保持されると共に、電池蓋19によって固定される。   The battery 61 is inserted from the back surface (lower side in the drawing) of the first machine casing 14, and the periphery of the side surface is held by the first machine casing 14 and is fixed by the battery lid 19.

電池61の回路基板63に接する面がマイナス極であり、側面がプラス極であって、マイナス極が回路パターンと直接に接触接続される。また、プラス極は電池端子62(図2も参照する)を介して対応する回路パターンに接続される。   The surface of the battery 61 in contact with the circuit board 63 is a negative electrode, the side surface is a positive electrode, and the negative electrode is in direct contact with the circuit pattern. Further, the positive electrode is connected to a corresponding circuit pattern via a battery terminal 62 (see also FIG. 2).

電池蓋19の外周突起部には螺子部19bが形成されており、第1機枠14に形成される雌螺子に螺着される。   A screw part 19 b is formed on the outer peripheral protrusion of the battery lid 19, and is screwed to a female screw formed on the first machine casing 14.

また、電池蓋19には開閉溝19aが形成されており、この開閉溝19aにドライバやコイン等を挿入して回転することで電池蓋19を開閉することが可能である。つまり、電池蓋19を外して電池61を取り出し、電池61を装着して電池蓋19を締め付けることにより、電池61を回路基板63に圧設する。この際、電池蓋19と第1機枠14との間は密着される。   The battery lid 19 has an opening / closing groove 19a. The battery lid 19 can be opened / closed by inserting a screwdriver or a coin into the opening / closing groove 19a and rotating it. That is, the battery 61 is removed, the battery 61 is taken out, the battery 61 is attached, and the battery cover 19 is tightened to press the battery 61 on the circuit board 63. At this time, the battery lid 19 and the first machine casing 14 are in close contact with each other.

なお、電池蓋19の開閉構造としては、螺着固定の他にバヨネット構造、圧入構造、固定螺子構造等から選択することが可能である。   The battery lid 19 can be selected from an open / close structure such as a bayonet structure, a press-fit structure, and a fixed screw structure in addition to the screwing and fixing.

上述したチューブユニット2は、制御ユニット3に積層し、固定螺子91(図1,2、参照)により周縁部において密着固定される。この際、接続端子65がチューブ案内枠15より突出しているため、回路基板63の接続端子部63aを押圧し、接続基板64と回路基板63とが接続される。   The above-described tube unit 2 is stacked on the control unit 3 and closely fixed at the peripheral edge by a fixing screw 91 (see FIGS. 1 and 2). At this time, since the connection terminal 65 protrudes from the tube guide frame 15, the connection terminal portion 63 a of the circuit board 63 is pressed and the connection board 64 and the circuit board 63 are connected.

上述したように、制御ユニット3とチューブユニット2とを装着された状態で、制御回路部60、電池61、回路基板63は、密閉された状態となる。   As described above, with the control unit 3 and the tube unit 2 attached, the control circuit unit 60, the battery 61, and the circuit board 63 are sealed.

続いて、振動体80について図面を参照して説明する。
図4は振動体の構成を示す斜視図である。振動体80は、図4に示すように、ほぼ長方形の薄板形状をしている。振動体80は、補強板81の表面に板状の圧電素子82、圧電素子82の表面に電極84を積層し、裏面に板状の圧電素子83、圧電素子83の表面に電極85が積層されて構成されている。
Next, the vibrating body 80 will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the vibrating body. As shown in FIG. 4, the vibrating body 80 has a substantially rectangular thin plate shape. The vibrating body 80 has a plate-like piezoelectric element 82 on the surface of the reinforcing plate 81, an electrode 84 on the surface of the piezoelectric element 82, and a plate-like piezoelectric element 83 on the back surface and an electrode 85 on the surface of the piezoelectric element 83. Configured.

圧電素子82,83はそれぞれ長方形をなし、制御回路部60(図3、参照)から出力される交流電圧を印加することにより、長手方向に伸張・収縮する。圧電素子82,83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。   The piezoelectric elements 82 and 83 each have a rectangular shape, and are expanded and contracted in the longitudinal direction by applying an AC voltage output from the control circuit unit 60 (see FIG. 3). The material of the piezoelectric elements 82 and 83 is not particularly limited. Lead zirconate titanate (PZT), crystal, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, lead zinc niobate , Lead scandium niobate and the like can be used.

補強板81は、振動体80の全体を補強する機能を有しており、振動体80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81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。   The reinforcing plate 81 has a function of reinforcing the entirety of the vibrating body 80, and prevents the vibrating body 80 from being damaged by over-amplitude or external force. Although it does not specifically limit as a material of the reinforcement board 81, For example, it is desirable that they are metal materials, such as stainless steel, aluminum or an aluminum alloy, titanium or a titanium alloy, copper or a copper-type alloy.

圧電素子82,83は、補強板81よりも厚さが薄いものであることが好ましい。これにより、振動体80をより高い効率で振動させることができる。   The piezoelectric elements 82 and 83 are preferably thinner than the reinforcing plate 81. Thereby, the vibrating body 80 can be vibrated with higher efficiency.

補強板81は、圧電素子82,83に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子82には電極84と補強板81とによって交流電圧が印加され、圧電素子83には電極85と補強板81とによって交流電圧が印加される。
なお、圧電素子82,83と補強板81と接続基板64(図3、参照)とは、ワイヤ等で接続されている。
The reinforcing plate 81 also has a function as a common electrode for the piezoelectric elements 82 and 83. That is, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 82 by the electrode 84 and the reinforcing plate 81, and an AC voltage is applied to the piezoelectric element 83 by the electrode 85 and the reinforcing plate 81.
The piezoelectric elements 82 and 83, the reinforcing plate 81, and the connection substrate 64 (see FIG. 3) are connected by a wire or the like.

圧電素子82,83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81も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子82,83に交流電圧を印加すると、振動体80は図4の矢印で示すように長手方向に微小な振幅で振動する。   The piezoelectric elements 82 and 83 repeatedly expand and contract in the longitudinal direction when an AC voltage is applied, and accordingly, the reinforcing plate 81 repeatedly expands and contracts in the longitudinal direction. That is, when an AC voltage is applied to the piezoelectric elements 82 and 83, the vibrating body 80 vibrates with a minute amplitude in the longitudinal direction as indicated by an arrow in FIG.

補強板81の両端部には、それぞれ突起部81a,81bが一体的に形成されている。図2及び図3に示すように、振動体80は突起部81aがロータ70の外周側面(当接面72)に当接するように配設されている。   Protrusions 81a and 81b are integrally formed at both ends of the reinforcing plate 81, respectively. As shown in FIGS. 2 and 3, the vibrating body 80 is disposed so that the protrusion 81 a contacts the outer peripheral side surface (contact surface 72) of the rotor 70.

次に、振動体80の作用について図面を参照して説明する。
図5は振動体の作用を模式的に示す部分平面図、図6は突起部の動きを模式的に示す説明図である。図5において、突起部81aは、補強板81の中央部(中心線G)からずれた位置(図示の構成では角部)に設けられている。
Next, the operation of the vibrating body 80 will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a partial plan view schematically showing the action of the vibrating body, and FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the movement of the protrusion. In FIG. 5, the protrusion 81 a is provided at a position (corner in the illustrated configuration) that is shifted from the center (center line G) of the reinforcing plate 81.

また、図示の構成では、反対側の角部に突起部81aとは対称的に突起部81bが設けられているが、本実施形態で使用されていない。   In the illustrated configuration, the protrusion 81b is provided symmetrically with the protrusion 81a at the opposite corner, but this is not used in this embodiment.

また、補強板81の長手方向のほぼ中央からは、腕部81cが突設されている。この腕部81cの先端部には固定用孔81dが開設されており、この固定用孔81dに固定螺子98(図3、参照)が挿通される。   Further, an arm portion 81 c is projected from substantially the center in the longitudinal direction of the reinforcing plate 81. A fixing hole 81d is formed at the tip of the arm portion 81c, and a fixing screw 98 (see FIG. 3) is inserted into the fixing hole 81d.

図3に示すように、振動体80は、腕部81cにおいてチューブ案内枠15に植立される振動体固定軸90に固定螺子98により固定される。つまり、振動体80は、腕部81cによって支持されている。これにより、振動体80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。   As shown in FIG. 3, the vibrating body 80 is fixed by a fixing screw 98 to a vibrating body fixing shaft 90 planted on the tube guide frame 15 in the arm portion 81 c. That is, the vibrating body 80 is supported by the arm portion 81c. Thereby, the vibrating body 80 can vibrate freely and vibrates with a relatively large amplitude.

なお、振動体80は腕部81cの弾性によって、突起部81aがロータ70の外周側面の当接面72に圧接された状態で配設されている。   The vibrating body 80 is disposed in a state where the protrusion 81 a is pressed against the contact surface 72 on the outer peripheral side surface of the rotor 70 by the elasticity of the arm portion 81 c.

また、振動体80は、ロータ70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70の厚さよりも薄い。また、振動体80の厚さは、ロータ70の外周面に形成される溝71の断面方向の幅よりも薄くすることがより好ましい。   In addition, the vibrating body 80 is disposed in a posture substantially parallel to the rotor 70 in the cross-sectional direction and is thinner than the thickness of the rotor 70. Further, the thickness of the vibrating body 80 is more preferably made thinner than the width of the groove 71 formed in the outer peripheral surface of the rotor 70 in the cross-sectional direction.

上述したように、圧電素子82,83に交流電圧を印加すると振動体80が伸縮し、突起部81aは、図6の矢印rに示すような楕円運動を繰り返す。   As described above, when an AC voltage is applied to the piezoelectric elements 82 and 83, the vibrating body 80 expands and contracts, and the protrusion 81a repeats elliptical motion as indicated by the arrow r in FIG.

そこで、突起部81aがロータ70の当接面72に当接された状態で、圧電素子82,83に交流電圧を印加して振動体80を振動させると、振動体80が伸張するときに、ロータ70は突起部81aから摩擦力(押圧力)を受け、この押圧力の繰り返しでロータ70が時計周り方向(矢印R)方向に回転する。   Therefore, when the vibrating body 80 is vibrated by applying an alternating voltage to the piezoelectric elements 82 and 83 in a state where the protrusion 81a is in contact with the contact surface 72 of the rotor 70, the vibrating body 80 is expanded. The rotor 70 receives frictional force (pressing force) from the protrusion 81a, and the rotor 70 rotates in the clockwise direction (arrow R) by repeating this pressing force.

圧電素子82,83に印加する周波数は特に限定されないが、振動体80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80の振幅が大きくなり、高い効率でロータ70を回転駆動することができる。   The frequency applied to the piezoelectric elements 82 and 83 is not particularly limited, but is preferably approximately the same as the resonance frequency of vibration (longitudinal vibration) of the vibrating body 80. Thereby, the amplitude of the vibrating body 80 becomes large, and the rotor 70 can be rotationally driven with high efficiency.

なお、振動体80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81aを楕円振動させることがより好ましい。これにより、より高い効率でロータ70を回転駆動させることができる。以下、この点について説明する。   The vibrating body 80 mainly longitudinally vibrates in the longitudinal direction, but it is more preferable to resonate the longitudinal vibration and the bending vibration and cause the protrusion 81a to elliptically vibrate. Thereby, the rotor 70 can be rotationally driven with higher efficiency. Hereinafter, this point will be described.

図5に示すように、振動体80がロータ70を回転駆動するとき、突起部81aは、ロータ70から図5中の矢印で表す反力fを受ける。本実施形態では、突起部81aが振動体80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80は、この反力fによって図5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5では、振動体80の変形を誇張して表している。   As shown in FIG. 5, when the vibrating body 80 rotationally drives the rotor 70, the protrusion 81 a receives a reaction force f represented by an arrow in FIG. 5 from the rotor 70. In the present embodiment, the protrusion 81 a is provided at a position shifted from the center line G of the vibrating body 80. Accordingly, the vibrating body 80 is deformed and vibrated by the reaction force f so as to bend in the in-plane direction as shown in FIG. In FIG. 5, the deformation of the vibrating body 80 is exaggerated.

印加電圧の周波数、振動体80の形状・大きさ、突起部81a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81aは、図6中の矢印rに表すように、ほぼ楕円に沿って変位(楕円振動)する。   By appropriately selecting the frequency of the applied voltage, the shape / size of the vibrating body 80, the position of the protrusion 81a, etc., the frequency of the bending vibration and the frequency of the longitudinal vibration resonate, the amplitude increases, and the protrusion 81a is displaced (ellipse vibration) substantially along an ellipse as shown by an arrow r in FIG.

これにより、振動体80の1回の振幅において、突起部81aがロータ70を回転方向に送るときには、突起部81aがロータ70により強い力で圧接され、突起部81aが戻るときには、ロータ70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80の振動をロータ70の回転より高い効率で変換することができる。   Accordingly, when the protrusion 81a sends the rotor 70 in the rotation direction with one amplitude of the vibrating body 80, the protrusion 81a is pressed against the rotor 70 with a strong force, and when the protrusion 81a returns, Since the frictional force can be reduced or eliminated, the vibration of the vibrating body 80 can be converted with higher efficiency than the rotation of the rotor 70.

続いて、本実施形態による液体の輸送に係る作用について図2を参照して説明する。カム20は、振動体80からの駆動力によりロータ70を介して回転され(図示、矢印R方向)、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。   Next, the operation relating to the transport of the liquid according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The cam 20 is rotated via the rotor 70 by the driving force from the vibrating body 80 (shown in the direction of arrow R) and presses the finger 44 with the finger pressing surface 21 d of the cam 20.

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。   The finger 45 is in contact with a joint portion between the finger pressing surface 21d and the finger pressing slope 22 and closes the tube 50. Further, the finger 46 presses the tube 50 on the finger pressing slope 22 but is smaller than the pressing amount of the finger 44 and does not completely close the tube 50.

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。   The fingers 41 to 43 are in the range of the arc portion 23 of the cam 20 and are in an initial position where they are not pressed. In addition, the finger 40 is in contact with the finger pressing slope 22 of the cam 20, but the tube 50 is not yet closed at this position.

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の液体流動部51には、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液体が流入している。   When the cam 20 is further rotated in the direction of arrow R from this position, the fingers 50 and 46 are pressed in this order by the finger pressing surface 21d of the cam 20, and the tube 50 is closed. The finger 44 is released from the finger pressing surface 21d, and the tube 50 is opened. The liquid flows into the liquid flow part 51 of the tube 50 at a position where the pressure-closure is released from the finger or a position where the pressure-close is not yet closed.

カム20を振動体80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の順に液体の流入側から流出側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。   When the cam 20 is further rotated by the vibrating body 80, the finger pressing slope 22 is sequentially pressed from the liquid inflow side to the outflow side in the order of the fingers 40, 41, 42, 43, and reaches the finger pressing surface 21c. The tube 50 is closed.

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。   By repeating such an operation, the liquid flows from the inlet portion 52 side toward the outlet portion 53 side and is discharged from the outlet portion 53.

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、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の運動によるマイクロポンプの構造は蠕動駆動方式と呼ばれる。   At this time, two of the plurality of fingers come into contact with the finger pressing surface of the cam 20, and when moving to a position where the next finger is pressed, one of the fingers is pressed. Thus, by repeating the state of pressing two fingers and the state of pressing one finger, a state in which at least one finger always press-closes the tube 50 is formed. Such a structure of the micropump by the movement of a plurality of fingers is called a peristaltic drive system.

従って、上述した本実施形態によれば、振動体80と、ロータ70と、カム20と、フィンガー40〜46により駆動機構(可動部機構)がチューブユニット2として構成されていることから、従来技術のようにモータモジュールとポンプモジュールとの可動部の連結機構が不要となり構造が簡単になるという効果がある。   Therefore, according to the above-described embodiment, the driving mechanism (movable part mechanism) is configured as the tube unit 2 by the vibrating body 80, the rotor 70, the cam 20, and the fingers 40 to 46. Thus, there is an effect that the connecting mechanism for the movable part between the motor module and the pump module is not required and the structure is simplified.

また、制御ユニット3は非可動部材の制御回路部60と電池61とを有する構成となり、可動機構を有しない簡単な構造を実現できる。   In addition, the control unit 3 includes a control circuit unit 60 that is a non-movable member and a battery 61, and can realize a simple structure that does not have a movable mechanism.

また、チューブ50とフィンガー40〜46とカム20とをユニット化していることから、チューブ50の交換をチューブユニット2として容易に行うことができる。しかも、チューブ50の直径のばらつきに対してフィンガー40〜46の長さ、さらにカム20の形状を所定の吐出量となるようにチューブユニット毎に組み合わせて調整することにより、吐出精度の保証がしやすいという効果がある。   Further, since the tube 50, the fingers 40 to 46, and the cam 20 are unitized, the tube 50 can be easily replaced as the tube unit 2. Moreover, by adjusting the length of the fingers 40 to 46 and the shape of the cam 20 for each tube unit so as to be a predetermined discharge amount with respect to the variation in the diameter of the tube 50, the discharge accuracy is guaranteed. The effect is easy.

また、高コストの制御回路部60を含む制御ユニット3に対して、一般の製造設備で製造可能なチューブユニットは低コストで製造可能である。従って、制御ユニット3を繰り返し使用とし、チューブユニット2を使用する液体(薬液)毎、使用対象毎(例えば、個人ごと)に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。   Moreover, the tube unit which can be manufactured with a general manufacturing facility with respect to the control unit 3 including the expensive control circuit unit 60 can be manufactured at low cost. Therefore, if the control unit 3 is repeatedly used and is used disposable for each liquid (medical solution) using the tube unit 2 and for each use target (for example, for each individual), the running cost can be reduced.

また、本実施形態は、カム20の回転駆動源として振動体80の振動を利用してロータ70(カム20)を回転する構造である。振動体80で駆動されるロータ70は回転トルクが大きいことから、従来技術のように減速ギヤ機構を必要としない。また、チューブユニット2と制御ユニット3との可動部に連結機構が不要となり構造が簡単になると共に、駆動源が平板状の振動体80であるために小型、且つ薄型のマイクロポンプ1を実現できる。   In the present embodiment, the rotor 70 (cam 20) is rotated using the vibration of the vibrating body 80 as a rotational drive source of the cam 20. Since the rotor 70 driven by the vibrating body 80 has a large rotational torque, it does not require a reduction gear mechanism as in the prior art. In addition, the movable portion between the tube unit 2 and the control unit 3 does not require a coupling mechanism, and the structure is simplified. Since the drive source is the flat vibrating body 80, a small and thin micro pump 1 can be realized. .

また、振動体80は圧電素子82,83に交流電圧を印加することで振動し、ロータ70を回転させることから、電磁ノイズが発生せず、周囲の機器に悪影響を与えることがなく、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。   Further, since the vibrating body 80 vibrates by applying an AC voltage to the piezoelectric elements 82 and 83 and rotates the rotor 70, no electromagnetic noise is generated and no adverse influence is exerted on surrounding equipment. It is not affected by the electromagnetic noise generated by the equipment. Therefore, it is possible to avoid the risk of electromagnetic noise, particularly in the medical field.

また、駆動源として圧電素子82,83を含む振動体80を用いる場合は、駆動による劣化がほとんどなく、耐久性に優れ長時間にわたって使用することを可能にする。しかしその際、電源部として小型電池を用いる場合に、使用期間途中で電池容量が不足することが予想される。そこで、電池61を単独で容易に交換できる構成とすることで長時間にわたってマイクロポンプ1を継続使用することができる。   Further, when the vibrating body 80 including the piezoelectric elements 82 and 83 is used as a driving source, there is almost no deterioration due to driving, and it is excellent in durability and can be used for a long time. However, at that time, when a small battery is used as the power source, it is expected that the battery capacity will be insufficient during the period of use. Therefore, the micropump 1 can be continuously used for a long time by adopting a configuration in which the battery 61 can be easily replaced independently.

また、チューブユニット2の交換時期に合わせて電池61を交換することができ、電源部を取り出す煩わしさを排除すると共に、交換時に機械的駆動部材に傷をつけてしまうというような問題を排除できる。   Further, the battery 61 can be replaced in accordance with the replacement timing of the tube unit 2, and the trouble of taking out the power supply unit can be eliminated and the problem that the mechanical driving member is damaged at the time of replacement can be eliminated. .

また、電池61及び制御回路部60を制御ユニット3に配設していることから、チューブユニット2に対する平面レイアウトの自由度が増す。そのことから、平面サイズが大きい大容量の電池を採用することが可能で、長時間駆動を実現できる。   In addition, since the battery 61 and the control circuit unit 60 are disposed in the control unit 3, the degree of freedom in planar layout with respect to the tube unit 2 is increased. Therefore, it is possible to employ a large capacity battery having a large planar size and to realize long-time driving.

本実施形態は、振動体80を用いてロータ70を回転し、さらにカムを回転する構造であり、振動体80の突起部81aとロータ70の間の摩擦力(押圧力)によってロータ70を駆動する。従って、従来技術のステップモータのように磁力で駆動する場合と異なり、駆動力が高い。しかも突起部81aを直径が大きいロータ70の外周面に当接することにより、同じ振動体を同じ条件で振動させたときにロータ70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。   In this embodiment, the rotor 70 is rotated using the vibrating body 80 and the cam is further rotated. The rotor 70 is driven by the frictional force (pressing force) between the protrusion 81 a of the vibrating body 80 and the rotor 70. To do. Therefore, the driving force is high unlike the case of driving by magnetic force as in the step motor of the prior art. In addition, by bringing the protrusion 81a into contact with the outer peripheral surface of the rotor 70 having a large diameter, the rotational torque of the rotor 70 can be increased when the same vibrating body is vibrated under the same conditions, so that stable driving can be continued.

また、ロータ70とカム20とをカム軸75に軸止しているために、前述した従来技術のような連結機構が不要となり、マイクロポンプ1をより小型化することができる。   Further, since the rotor 70 and the cam 20 are fixed to the cam shaft 75, the connection mechanism as in the prior art described above becomes unnecessary, and the micropump 1 can be further downsized.

また、ロータ70の突起部81aとの当接面に回転方向に沿った溝71を設け、突起部81aを溝71の内側の当接面72に当接するよう配設している。従って、薄板状の振動体80が外部からの振動、衝撃等により当接面72から外れてしまうことを防止することができる。また、突起部81aと当接面72との断面方向の当接位置がほぼ一定となることから、振動体80からロータ70への駆動力が安定するという効果がある。   Further, a groove 71 along the rotation direction is provided on the contact surface of the rotor 70 with the protrusion 81 a, and the protrusion 81 a is disposed to contact the contact surface 72 inside the groove 71. Therefore, it is possible to prevent the thin plate-like vibrating body 80 from coming off the contact surface 72 due to external vibration, impact, or the like. Further, since the contact position in the cross-sectional direction between the protrusion 81a and the contact surface 72 is substantially constant, there is an effect that the driving force from the vibrating body 80 to the rotor 70 is stabilized.

また、制御ユニット3とチューブユニット2を装着する際、制御回路部60と振動体80とを電気的に接続する。従って、制御回路部60と振動体80とを、チューブ50及びカム20及びフィンガー40〜46と平面的に重ならないように配設することにより、電気的接続が容易に行えると共にマイクロポンプ1をより薄型化することができる。また、小サイズの振動体80をフィンガー40〜46及びチューブ50と平面的に分散配設することから組立性を向上させることができる。
(実施形態2)
Further, when the control unit 3 and the tube unit 2 are mounted, the control circuit unit 60 and the vibrating body 80 are electrically connected. Therefore, by arranging the control circuit unit 60 and the vibrating body 80 so as not to overlap the tube 50, the cam 20, and the fingers 40 to 46 in a plan view, the electrical connection can be easily performed and the micropump 1 can be more easily connected. Thinning can be achieved. In addition, since the small-sized vibrating body 80 is distributed in a plane with the fingers 40 to 46 and the tube 50, the assemblability can be improved.
(Embodiment 2)

続いて、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、ロータ70をリング形状とし、振動体80の突起部81aがロータ70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。   Next, the micro pump according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. The second embodiment is characterized in that the rotor 70 has a ring shape, and the protruding portion 81a of the vibrating body 80 is disposed so as to contact the ring-shaped inner peripheral side surface of the rotor 70. Therefore, the description will focus on the differences from the first embodiment.

図7は、実施形態2に係る駆動部を示す部分断面図、図8はロータを示す平面図である。図7及び図8において、ロータ170は、図示下面方向から凹部を形成しリング形状をなしている。そして、この凹部内に振動体80が配設されている。   FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the drive unit according to the second embodiment, and FIG. 8 is a plan view showing the rotor. 7 and 8, the rotor 170 is formed in a ring shape by forming a recess from the lower surface direction in the figure. And the vibrating body 80 is arrange | positioned in this recessed part.

ロータ170のリング形状内周側面には、ロータ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80に設けられる突起部81aが当接する当接面172である。   A groove 171 is formed in the ring-shaped inner peripheral side surface of the rotor 170 along the rotation direction of the rotor 170. An inner peripheral side surface of the groove 171 is an abutting surface 172 with which a protrusion 81 a provided on the vibrating body 80 abuts.

ロータ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る。   Similarly to the first embodiment, the rotor 170 is configured to rotate together with the cam 20 so as to overlap the cam shaft 75 and rotate integrally therewith.

また、振動体80は、腕部81c(図4、参照)の先端部において、チューブ案内枠15に植立された振動体固定軸90に固定螺子98により固定されている。   Further, the vibrating body 80 is fixed to the vibrating body fixing shaft 90 planted in the tube guide frame 15 by a fixing screw 98 at the tip of the arm portion 81c (see FIG. 4).

なお、振動体80の構成及び駆動作用は実施形態1(図4〜図6、参照)と同じであるが、突起部81aはロータ170のリング形状内周側面の当接面172に当接し、ロータ170を時計回り方向(図中、矢印R方向)に回転させる。   The configuration and driving action of the vibrating body 80 are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 4 to 6), but the protrusion 81a contacts the contact surface 172 on the ring-shaped inner peripheral surface of the rotor 170, The rotor 170 is rotated clockwise (in the direction of arrow R in the figure).

このような構成によれば、ロータ170をリング形状とし、振動体80の突起部81aをロータ170のリング形状内周側面の当接面172に当接するよう配設している。従って、振動体80をロータ170の外径よりも内側に配設することから、より小型化を実現でき、制御回路部60及び電池61(図3も参照する)のレイアウト設計が容易になるという効果がある。
(実施形態3)
According to such a configuration, the rotor 170 has a ring shape, and the protrusion 81 a of the vibrating body 80 is disposed so as to contact the contact surface 172 on the inner peripheral side surface of the rotor 170. Therefore, since the vibrating body 80 is disposed on the inner side of the outer diameter of the rotor 170, further downsizing can be realized, and the layout design of the control circuit unit 60 and the battery 61 (see also FIG. 3) is facilitated. effective.
(Embodiment 3)

続いて、実施形態3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3は、前述した実施形態2の構造をさらに簡素化するもので、ロータが、カム20の一方の平面に穿設された凹部の内部に形成され、振動体80に設けられる突起部81a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2との相違個所を中心に説明する。   Next, a micro pump according to Embodiment 3 will be described with reference to the drawings. The third embodiment further simplifies the structure of the second embodiment described above. The rotor is formed inside a recess formed in one plane of the cam 20, and a protrusion 81 a provided on the vibrating body 80. Is characterized in that it is disposed so as to contact the inner peripheral side surface of the recess. Therefore, the description will focus on the differences from the second embodiment.

図9は、実施形態3に係る駆動部を示す部分断面図である。図9において、カム20の下面(チューブ案内枠15方向の面)には凹部が穿設され、この凹部内に振動体80が配設されている。   FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating a drive unit according to the third embodiment. In FIG. 9, a recess is formed in the lower surface of the cam 20 (the surface in the direction of the tube guide frame 15), and a vibrating body 80 is disposed in the recess.

ロータ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80に設けられる突起部81aが当接する当接面172が形成される。つまり、ロータ機能がカム20と一体で形成されている。   A groove 171 is formed on the inner peripheral side surface of the rotor 170, and an abutting surface 172 on which the protrusion 81 a provided on the vibrating body 80 abuts is formed on the inner side surface of the groove 171. That is, the rotor function is formed integrally with the cam 20.

また、振動体80は、腕部81cの先端部(図4、参照)において、チューブ案内枠15に植立された振動体固定軸90に固定螺子98により固定されている(図8も参照)。   In addition, the vibrating body 80 is fixed to the vibrating body fixing shaft 90 planted in the tube guide frame 15 by a fixing screw 98 at the distal end portion (see FIG. 4) of the arm portion 81c (see also FIG. 8). .

なお、振動体80の構成及び駆動作用は実施形態1(図4〜図6、参照)と同じであるが、実施形態2(図8、参照)と同様に、突起部81aはロータ170のリング形状内周側面の当接面172に当接し、ロータ170を時計回り方向に回転させる。   The configuration and driving action of the vibrating body 80 are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 4 to 6), but the protrusion 81a is a ring of the rotor 170 as in the second embodiment (see FIG. 8). The rotor 170 is rotated in the clockwise direction by contacting the contact surface 172 on the inner peripheral side surface of the shape.

従って、上述した構成によれば、ロータ170をカム20の内部にカム20と一体形成していることになるので、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。
(実施形態4)
Therefore, according to the above-described configuration, the rotor 170 is integrally formed with the cam 20 inside the cam 20, so that the structure can be simplified and the size can be reduced.
(Embodiment 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、前述した実施形態1(図3、参照)では、電池61が制御ユニット3に装着されていることに対し、電池61がチューブユニット2に備えられ、着脱可能であ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。   Next, a micro pump according to Embodiment 4 will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, the battery 61 is mounted on the control unit 3 in the first embodiment (see FIG. 3), but the battery 61 is provided in the tube unit 2 and is detachable. It is said. Therefore, the description will focus on the differences from the first embodiment.

図10は、実施形態4に係る駆動部を示す断面図である。図10において、電池61は、チューブユニット2に装着されている。チューブ案内枠15と第2機枠16には、断面方向に貫通する孔が設けられ、電池61はこの孔に挿入される。   FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to the fourth embodiment. In FIG. 10, the battery 61 is attached to the tube unit 2. The tube guide frame 15 and the second machine casing 16 are provided with a hole penetrating in the cross-sectional direction, and the battery 61 is inserted into this hole.

電池61の一方の端面はマイナス極であって、制御ユニット3に設けられる回路基板63のマイナス極パターン(図示せず)に接続される。   One end face of the battery 61 is a negative pole and is connected to a negative pole pattern (not shown) of a circuit board 63 provided in the control unit 3.

また、電池61の側面はプラス極であって、回路基板63に接続固定されている電池端子62を介してプラス極パターン(図示せず)に接続される。   The side surface of the battery 61 is a positive electrode, and is connected to a positive electrode pattern (not shown) via a battery terminal 62 connected and fixed to the circuit board 63.

電池61は、第2機枠16の図示上方から挿入され、側面周囲をチューブ案内枠15によって保持されると共に、電池蓋19によって固定される。なお、チューブ案内枠15の電池挿入孔は、電池61が挿脱可能な程度の嵌合関係に設定されることが好ましい。   The battery 61 is inserted from above in the figure of the second machine casing 16, and the periphery of the side surface is held by the tube guide frame 15 and is fixed by the battery lid 19. In addition, it is preferable that the battery insertion hole of the tube guide frame 15 is set to a fitting relationship such that the battery 61 can be inserted and removed.

電池蓋19の外周突起部には螺子部19bが形成されており、第2機枠16に形成される雌螺子に螺着される。また、電池蓋19には開閉溝19aが形成されており、この開閉溝19aにドライバやコイン等を挿入して回転することで電池蓋19を開閉することが可能である。   A screw part 19 b is formed on the outer peripheral protrusion of the battery lid 19, and is screwed to a female screw formed on the second machine casing 16. The battery lid 19 has an opening / closing groove 19a. The battery lid 19 can be opened / closed by inserting a screwdriver or a coin into the opening / closing groove 19a and rotating it.

つまり、電池蓋19を外して電池61を取り出し、電池61を装着して電池蓋19を締め付けることにより、電池61を回路基板63に圧設する。この際、電池蓋19と第2機枠16との間は密着される。   That is, the battery 61 is removed, the battery 61 is taken out, the battery 61 is attached, and the battery cover 19 is tightened to press the battery 61 on the circuit board 63. At this time, the battery lid 19 and the second machine casing 16 are in close contact with each other.

ここで、電池61は、チューブユニット2を制御ユニット3から取り外すときにチューブユニット2と共に取り外し、その後、交換することも、チューブユニット2を制御ユニット3に装着した状態で、電池蓋19を外して単独で交換することも可能である。   Here, the battery 61 is removed together with the tube unit 2 when the tube unit 2 is removed from the control unit 3 and then replaced. Alternatively, the battery cover 19 is removed while the tube unit 2 is attached to the control unit 3. It is also possible to replace it alone.

このような構成によれば、電池61が、チューブユニット2を貫通して制御ユニット3に達する位置までの厚さとすることができるので、電池61を厚くすることができることから大容量の電池を採用することができ、長時間継続駆動することができる。
(実施形態5)
According to such a configuration, since the battery 61 can have a thickness up to a position reaching the control unit 3 through the tube unit 2, the battery 61 can be thickened, and thus a large capacity battery is adopted. And can be continuously driven for a long time.
(Embodiment 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(図10、参照)の変形例であって、電池61がチューブユニット2の内部に装着されていることに特徴を有する。従って、実施形態4との相違個所を中心に説明する。   Next, a micro pump according to Embodiment 5 will be described with reference to the drawings. The fifth embodiment is a modification of the above-described fourth embodiment (see FIG. 10), and is characterized in that the battery 61 is mounted inside the tube unit 2. Therefore, the difference from the fourth embodiment will be mainly described.

図11は、実施形態5に係る駆動部を示す断面図である。図11において、接続基板64は、電池61の下部まで延在され、図示しないプラス極パターンとマイナス極パターンとが形成されている。   FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to the fifth embodiment. In FIG. 11, the connection substrate 64 extends to the lower part of the battery 61, and a positive electrode pattern and a negative electrode pattern (not shown) are formed.

チューブユニット2に設けられる接続基板64と、制御ユニット3に設けられる回路基板63とは、接続端子65によって接続される。従って、接続端子65及び接続端子部63aは、電池61と制御回路部60との接続、振動体80と制御回路部60との接続に必要な数を備えている。また、接続基板64には、電池61の側面に接続する電池端子62に接続固定されている。   The connection board 64 provided in the tube unit 2 and the circuit board 63 provided in the control unit 3 are connected by a connection terminal 65. Accordingly, the connection terminals 65 and the connection terminal portions 63 a are provided in the numbers necessary for the connection between the battery 61 and the control circuit unit 60 and the connection between the vibrating body 80 and the control circuit unit 60. The connection board 64 is connected and fixed to a battery terminal 62 connected to the side surface of the battery 61.

電池61は、チューブユニット2(チューブ案内枠15と第2機枠16)に挿入され、電池蓋19により固定される。電池蓋19及び固定構造は実施形態4と同様である。   The battery 61 is inserted into the tube unit 2 (the tube guide frame 15 and the second machine frame 16) and fixed by the battery lid 19. The battery lid 19 and the fixing structure are the same as those in the fourth embodiment.

このような構成にすれば、チューブ50の交換時期に合わせて電池61の交換をすることができる。また、チューブユニット2と制御ユニット3を装着した状態であっても、電池61を単独で交換することができる。   With such a configuration, the battery 61 can be replaced in accordance with the replacement time of the tube 50. Further, even when the tube unit 2 and the control unit 3 are mounted, the battery 61 can be replaced alone.

なお、前述した実施形態4及び実施形態5では、振動体80と制御回路部60と電池61のそれぞれを、チューブ50及びカム20及びフィンガー40〜46と平面的に重ならない位置に分散配設しており、薄型化と組立性を向上させることができる。
(実施形態6)
In the fourth embodiment and the fifth embodiment described above, the vibrating body 80, the control circuit unit 60, and the battery 61 are dispersedly arranged at positions that do not overlap the tube 50, the cam 20, and the fingers 40 to 46 in a plane. Therefore, thinning and assembling can be improved.
(Embodiment 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、ロータ70とカム20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。   Next, a micro pump according to Embodiment 6 will be described with reference to the drawings. The sixth embodiment is characterized in that a speed reduction mechanism or a speed increasing mechanism is provided as a driving force transmission mechanism between the rotor 70 and the cam 20. An example of the speed reduction mechanism will be described as an example.

図12は、実施形態6に係る駆動部を示す断面図である。図12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101と、ロータ70に設けられるロータ歯車105と、カム歯車101とロータ歯車105とに歯合する中間車102とから構成されている。   FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to the sixth embodiment. In FIG. 12, the speed reduction mechanism of the present embodiment includes a cam gear 101 provided on the cam 20, a rotor gear 105 provided on the rotor 70, and an intermediate wheel 102 that meshes with the cam gear 101 and the rotor gear 105. Has been.

カム歯車101は、カム20と共にカム軸75に軸止されると共に、軸受92,93により軸支されている。また、中間車102は中間歯車103を有し、チューブ案内枠15に設けられる軸受95と、中間車受110によって軸支されている。なお、中間車受110は、チューブ案内枠15に固定螺子等で固定されている。   The cam gear 101 is fixed to the cam shaft 75 together with the cam 20 and is supported by bearings 92 and 93. The intermediate wheel 102 has an intermediate gear 103 and is supported by a bearing 95 provided on the tube guide frame 15 and an intermediate wheel receiver 110. The intermediate wheel receiver 110 is fixed to the tube guide frame 15 with a fixing screw or the like.

一方、ロータ歯車105は、ロータ70を軸止するロータ軸104に形成され、チューブ案内枠15に設けられる軸受97と、第2機枠16に設けられる軸受96とによって軸支される。   On the other hand, the rotor gear 105 is formed on the rotor shaft 104 that fixes the rotor 70, and is supported by a bearing 97 provided on the tube guide frame 15 and a bearing 96 provided on the second machine frame 16.

なお、第2機枠16に設けられる軸受92,96は、軸穴が貫通していないので、チューブ案内枠15と第2機枠16によって形成される空間30は、制御ユニット3とチューブユニット2を装着した状態で密閉されている。   In addition, since the shaft holes of the bearings 92 and 96 provided in the second machine casing 16 do not penetrate, the space 30 formed by the tube guide frame 15 and the second machine casing 16 is the control unit 3 and the tube unit 2. It is sealed with the attached.

また、振動体80は、腕部81cの先端部(図4、参照)において、チューブ案内枠15に植立された振動体固定軸90に固定螺子98により固定されている。   The vibrating body 80 is fixed to the vibrating body fixing shaft 90 planted in the tube guide frame 15 by a fixing screw 98 at the tip end portion (see FIG. 4) of the arm portion 81c.

ロータ70の外周部には回転方向に沿って溝71が形成されており、溝71の内部側面が突起部81aとの当接面72である。ロータ70の形状は前述した実施形態1(図3、参照)と同じ場合を例示している。   A groove 71 is formed in the outer peripheral portion of the rotor 70 along the rotation direction, and an inner side surface of the groove 71 is a contact surface 72 with the protruding portion 81a. The shape of the rotor 70 illustrates the same case as that of the first embodiment (see FIG. 3).

振動体80は、ロータ70の溝71の断面方向のほぼ中央に配設されると共に、振動体固定軸90に固定螺子98によって固定されている。   The vibrating body 80 is disposed substantially at the center in the cross-sectional direction of the groove 71 of the rotor 70, and is fixed to the vibrating body fixing shaft 90 by a fixing screw 98.

なお、振動体80の構成及び作用は実施形態1(図4〜図6、参照)と同じであり、振動体80とロータ70との関係も実施形態1と同様なため、説明を省略する。   The configuration and operation of the vibrating body 80 are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 4 to 6), and the relationship between the vibrating body 80 and the rotor 70 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

振動体80の振動によってロータ70が回転され、このロータ70の回転は、ロータ歯車105、中間歯車103、カム歯車101を介してカム20に伝達される。中間車102を設けることにより、カム20は、実施形態1(図2、参照)と同じ方向に回転する。   The rotor 70 is rotated by the vibration of the vibrating body 80, and the rotation of the rotor 70 is transmitted to the cam 20 via the rotor gear 105, the intermediate gear 103, and the cam gear 101. By providing the intermediate wheel 102, the cam 20 rotates in the same direction as in the first embodiment (see FIG. 2).

ここで、ロータ歯車105とカム歯車101との歯数比は減速比であって、減速比はロータ歯車105とカム歯車101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102を大歯車と小歯車の構成にすれば減速比をさらに調整可能となる。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。   Here, the gear ratio between the rotor gear 105 and the cam gear 101 is a reduction ratio, and the reduction ratio can be appropriately changed according to the gear ratio between the rotor gear 105 and the cam gear 101. Further, if the intermediate wheel 102 is configured with a large gear and a small gear, the reduction ratio can be further adjusted. In addition, what is necessary is just to use the gear ratio of each gear as a speed-up gear mechanism when speeding up.

このように、カム20とロータ70との間に、減速機構または増速機構を設けることにより、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。   As described above, by providing the speed reduction mechanism or the speed increasing mechanism between the cam 20 and the rotor 70, the rotational speed of the cam 20 can be changed. That is, the amount of liquid flow can be adjusted as appropriate.

また、振動体80、ロータ70、減速機構、カム20などの可動機構を全てチューブユニット2に設けることにより、制御ユニット3とチューブユニット2の間で、連結機構を必要とせず組立性が向上する。   Further, by providing all the movable mechanisms such as the vibrating body 80, the rotor 70, the speed reduction mechanism, and the cam 20 in the tube unit 2, a connecting mechanism is not required between the control unit 3 and the tube unit 2, and assemblability is improved. .

なお、本実施形態においても、前述した実施形態1(図3、参照)、実施形態4(図10、参照)、実施形態5(図11、参照)と同様な電池61の配設構造を採用できる。   In this embodiment as well, the same arrangement structure of the battery 61 as in Embodiment 1 (see FIG. 3), Embodiment 4 (see FIG. 10), and Embodiment 5 (see FIG. 11) is adopted. it can.

さらに、本実施形態では、ロータ70の外周側面の当接面72に振動体80の突起部81a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2(図7,8、参照)または実施形態3(図9、参照)に示すロータ170の内周側面の当接面172に突起部81aを当接する構成にも適合可能である。
(実施形態7)
Further, in the present embodiment, the structure in which the protrusion 81a of the vibrating body 80 is in contact with the contact surface 72 on the outer peripheral side surface of the rotor 70 has been described as an example. However, the second embodiment described above (see FIGS. 7 and 8). Alternatively, it can be adapted to a configuration in which the protrusion 81a is brought into contact with the contact surface 172 on the inner peripheral side surface of the rotor 170 shown in the third embodiment (see FIG. 9).
(Embodiment 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、チューブユニットにカム、チューブ、複数のフィンガーを備え、制御ユニットに振動体、減速機構または増速機構、制御回路部を備えて構成されていることに特徴を有する。なお、減速機構の1例を例示して説明する。   Next, a micro pump according to Embodiment 7 will be described with reference to the drawings. The seventh embodiment is characterized in that the tube unit includes a cam, a tube, and a plurality of fingers, and the control unit includes a vibrating body, a speed reduction mechanism or a speed increasing mechanism, and a control circuit unit. An example of the speed reduction mechanism will be described as an example.

図13は、実施形態7に係る駆動部を示す断面図である。図13において、チューブユニット2は、カム20と、フィンガー40〜46とチューブ50(共に図示を省略)を備えて構成されている。フィンガー40〜46とチューブ50の構成は、前述した実施形態1(図2,3、参照)と同じであるため説明を省略する。   FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to the seventh embodiment. In FIG. 13, the tube unit 2 includes a cam 20, fingers 40 to 46, and a tube 50 (both not shown). Since the structures of the fingers 40 to 46 and the tube 50 are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 2 and 3), the description thereof is omitted.

カム20は、カム歯車101と共にカム軸75に軸止され、チューブ案内枠15に設けられる軸受93と、第2機枠16に設けられる軸受92によって軸止されている。   The cam 20 is fixed to the cam shaft 75 together with the cam gear 101, and is fixed by a bearing 93 provided on the tube guide frame 15 and a bearing 92 provided on the second machine frame 16.

一方、制御ユニット3は、振動体80とロータ70と減速機構と制御回路部60とを備えて構成されている。   On the other hand, the control unit 3 includes a vibrating body 80, a rotor 70, a speed reduction mechanism, and a control circuit unit 60.

振動体80は、第3機枠17に植立された振動体固定軸90に腕部81cを固定螺子98によって固定されている。振動体固定軸90は、回路基板63を第3機枠17に軸止している。なお、回路基板63は、第3機枠17に貼着される。   In the vibrating body 80, an arm portion 81 c is fixed to a vibrating body fixing shaft 90 planted in the third machine casing 17 by a fixing screw 98. The vibrating body fixing shaft 90 fixes the circuit board 63 to the third machine casing 17. The circuit board 63 is attached to the third machine casing 17.

ロータ70の外周部には回転方向に沿って溝71が形成されており、溝71の内部側面が突起部81aとの当接面72である。ロータ70の形状は前述した実施形態1(図3、参照)と同じ場合を例示している。   A groove 71 is formed in the outer peripheral portion of the rotor 70 along the rotation direction, and an inner side surface of the groove 71 is a contact surface 72 with the protruding portion 81a. The shape of the rotor 70 illustrates the same case as that of the first embodiment (see FIG. 3).

振動体80は、ロータ70の溝71の断面方向のほぼ中央に配設されると共に、振動体固定軸90に固定螺子98によって固定されている。   The vibrating body 80 is disposed substantially at the center in the cross-sectional direction of the groove 71 of the rotor 70, and is fixed to the vibrating body fixing shaft 90 by a fixing screw 98.

なお、振動体80の構成及び作用は実施形態1(図4〜図6、参照)と同じであり、振動体80とロータ70との関係も実施形態1と同様なため、説明を省略する。   The configuration and operation of the vibrating body 80 are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 4 to 6), and the relationship between the vibrating body 80 and the rotor 70 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

減速機構は、カム20に設けられるカム歯車101と、ロータ70に形成されるロータ歯車105と、カム歯車101とロータ歯車105とに歯合する中間車102とから構成されている。   The reduction mechanism includes a cam gear 101 provided on the cam 20, a rotor gear 105 formed on the rotor 70, and an intermediate wheel 102 that meshes with the cam gear 101 and the rotor gear 105.

ロータ70は、ロータ歯車105の軸部に軸止され、第3機枠17に設けられる軸受96と第1機枠14に設けられる軸受97によって軸支されている。ロータ歯車105は、中間車102に設けられる中間歯車103と歯合する。   The rotor 70 is fixed to the shaft portion of the rotor gear 105 and is pivotally supported by a bearing 96 provided on the third machine casing 17 and a bearing 97 provided on the first machine casing 14. The rotor gear 105 meshes with an intermediate gear 103 provided in the intermediate wheel 102.

中間車102は、中間車軸108と、中間車軸108の軸部108bに軸止される中間歯車103とから構成され、中間車軸108には小歯車108aが形成されている。   The intermediate wheel 102 includes an intermediate axle 108 and an intermediate gear 103 that is fixed to a shaft portion 108b of the intermediate axle 108, and a small gear 108a is formed on the intermediate axle 108.

中間車102は、一方が第3機枠17に設けられる軸受99と、中間車受110と、によって軸支されている。そして、小歯車108aが、第3機枠17からチューブユニット2側に突出して、カム歯車101と歯合する。   One of the intermediate wheels 102 is pivotally supported by a bearing 99 provided on the third machine casing 17 and an intermediate wheel receiver 110. Then, the small gear 108 a protrudes from the third machine casing 17 toward the tube unit 2 and meshes with the cam gear 101.

なお、第3機枠17は第1機枠14に、中間車受110は第3機枠17に、共に固定螺子を用いて固定される。   Note that the third machine casing 17 is fixed to the first machine casing 14 and the intermediate wheel receiver 110 is fixed to the third machine casing 17 using fixing screws.

チューブユニット2を制御ユニット3に装着する際、カム歯車101と中間車102の小歯車108aとが干渉することが考えられる。このような場合、中間車102またはカム歯車101のどちらか一方を歯車の1ピッチ分回転することで、カム歯車101と中間車102とを歯合させることができる。   When the tube unit 2 is attached to the control unit 3, it is conceivable that the cam gear 101 and the small gear 108a of the intermediate wheel 102 interfere with each other. In such a case, the cam gear 101 and the intermediate wheel 102 can be meshed by rotating either the intermediate wheel 102 or the cam gear 101 by one pitch of the gear.

なお、カム歯車101の中間車102と歯合する断面方向の外周部に斜面が形成されており、カム歯車101の中間車102との歯合を助けている。   In addition, a slope is formed in the outer peripheral portion in the cross-sectional direction that meshes with the intermediate wheel 102 of the cam gear 101, and assists the meshing of the cam gear 101 with the intermediate wheel 102.

また、回路基板63は片面基板であって、第3機枠17に対し反対側の表面に回路パターン(図示せず)が形成されて、制御回路部60が接続固定されている。   The circuit board 63 is a single-sided board, and a circuit pattern (not shown) is formed on the surface opposite to the third machine casing 17, and the control circuit unit 60 is connected and fixed.

振動体80の振動によってロータ70が回転され、このロータ70の回転は、ロータ歯車105、中間歯車103、小歯車108a、カム歯車101を介してカム20に伝達される。中間車102を設けることにより、カム20は、実施形態1(図2、参照)と同じ方向に回転する。   The rotor 70 is rotated by the vibration of the vibrating body 80, and the rotation of the rotor 70 is transmitted to the cam 20 via the rotor gear 105, the intermediate gear 103, the small gear 108 a, and the cam gear 101. By providing the intermediate wheel 102, the cam 20 rotates in the same direction as in the first embodiment (see FIG. 2).

ここで、ロータ歯車105とカム歯車101との歯数比は減速比であって、減速比はロータ歯車105とカム歯車101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102を大歯車と小歯車の構成にすれば減速比をさらに調整可能となる。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。   Here, the gear ratio between the rotor gear 105 and the cam gear 101 is a reduction ratio, and the reduction ratio can be appropriately changed according to the gear ratio between the rotor gear 105 and the cam gear 101. Further, if the intermediate wheel 102 is configured with a large gear and a small gear, the reduction ratio can be further adjusted. In addition, what is necessary is just to use the gear ratio of each gear as a speed-up gear mechanism when speeding up.

なお、本実施形態においても、前述した実施形態1(図3、参照)、実施形態4(図10、参照)と同様な電池61の配設構造を採用できる。実施形態4と同様な電池61の配設構造の場合には、回路基板63を両面基板として、スルーホールで表裏の回路パターンを接続することで実現できる。   In the present embodiment, the same arrangement structure of the battery 61 as in the first embodiment (see FIG. 3) and the fourth embodiment (see FIG. 10) can be adopted. In the case of the arrangement structure of the battery 61 similar to that of the fourth embodiment, it can be realized by using the circuit board 63 as a double-sided board and connecting the front and back circuit patterns through holes.

さらに、本実施形態では、ロータ70の外周側面の当接面72に振動体80の突起部81a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2(図7,8、参照)または実施形態3(図9、参照)に示すロータ170の内周側面の当接面172に突起部81aを当接する構成にも適合可能である。   Further, in the present embodiment, the structure in which the protrusion 81a of the vibrating body 80 is in contact with the contact surface 72 on the outer peripheral side surface of the rotor 70 has been described as an example. However, the second embodiment described above (see FIGS. 7 and 8). Alternatively, it can be adapted to a configuration in which the protrusion 81a is brought into contact with the contact surface 172 on the inner peripheral side surface of the rotor 170 shown in the third embodiment (see FIG. 9).

本実施形態の構成によれば、チューブユニット2は、カム20とフィンガー40〜46とチューブ50の構成となる。従って、チューブ50の直径のばらつきに対してフィンガー40〜46の長さ、さらにカム20の形状を所定の吐出量となるようにチューブユニット毎に組み合わせて調整することが可能である。しかも、制御ユニット3に対して低コスト化が可能で、チューブユニット2を使い捨て使用とする場合、ランニングコストをより低減することができる。   According to the configuration of the present embodiment, the tube unit 2 has the configuration of the cam 20, the fingers 40 to 46, and the tube 50. Therefore, it is possible to adjust the length of the fingers 40 to 46 and the shape of the cam 20 in combination with each tube unit so as to have a predetermined discharge amount with respect to the variation in the diameter of the tube 50. Moreover, the cost can be reduced with respect to the control unit 3, and the running cost can be further reduced when the tube unit 2 is used as a single use.

また、制御回路部60と振動体80とを制御ユニット3に備えることで、回路基板63の一面側で接続することが可能で、接続構造を簡素化することができる。   Further, by providing the control circuit unit 60 and the vibrating body 80 in the control unit 3, it is possible to connect on one surface side of the circuit board 63, and the connection structure can be simplified.

なお、本実施形態の技術思想により、減速機構の構成を簡素化することができる。つまり、ロータ70を軸止するロータ歯車105をチューブユニット2側に突出して、ロータ歯車105とカム歯車101とを直接歯合させることで実現可能である。   The configuration of the speed reduction mechanism can be simplified by the technical idea of the present embodiment. That is, this can be realized by projecting the rotor gear 105 that fixes the rotor 70 toward the tube unit 2 and directly meshing the rotor gear 105 and the cam gear 101.

この構造は、ロータ70を制御ユニット3に、カム20(カム歯車101)をチューブユニット2に備え、カム20とロータ70とが平面的に交差してもよいために成り立つ構成である。   This structure is realized because the rotor 70 is provided in the control unit 3 and the cam 20 (cam gear 101) is provided in the tube unit 2 so that the cam 20 and the rotor 70 may intersect in plane.

また、このような構成の場合は、中間車を用いていないため、ロータ70の回転方向が実施形態1とは逆方向になるように振動体80のロータ70への当接方向を配慮する。   In such a configuration, since an intermediate wheel is not used, consideration is given to the contact direction of the vibrating body 80 to the rotor 70 so that the rotation direction of the rotor 70 is opposite to that in the first embodiment.

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1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。   As described above, the micropump 1 according to the first to seventh embodiments can be reduced in size and thickness, and can stably flow continuously at a minute flow rate. It is suitable for medical use such as development of new drugs and drug delivery. Moreover, in various mechanical devices, it can be mounted in the device or outside the device and used for transporting fluids such as water, saline, chemicals, oils, fragrances, inks and gases. Furthermore, the micropump alone can be used for fluid flow and supply.

実施形態1に係るマイクロポンプを示し、(a)は平面図、(b)は正面図。The micropump which concerns on Embodiment 1 is shown, (a) is a top view, (b) is a front view. 実施形態1に係る駆動部の構成を示す平面図。FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a drive unit according to the first embodiment. 図2のA−P−B切断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the AP cross section of FIG. 実施形態1に係る振動体の構成を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a vibrating body according to the first embodiment. 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。FIG. 3 is a partial plan view schematically showing the action of the vibrating body according to the first embodiment. 突起部の動きを模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows the motion of a projection part typically. 実施形態2に係る駆動部を示す部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating a drive unit according to a second embodiment. 実施形態2に係るロータを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a rotor according to a second embodiment. 実施形態3に係る駆動部を示す部分断面図。FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating a drive unit according to a third embodiment. 実施形態4に係る駆動部を示す断面図。Sectional drawing which shows the drive part which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施形態5に係る駆動部を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to a fifth embodiment. 実施形態6に係る駆動部を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to a sixth embodiment. 実施形態7に係る駆動部を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a drive unit according to a seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…マイクロポンプ、2…チューブユニット、3…制御ユニット、20…カム、40〜46…フィンガー、50…チューブ、60…制御回路部、61…電池、70…ロータ、80…振動体、81a…突起部、82,83…圧電素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Micro pump, 2 ... Tube unit, 3 ... Control unit, 20 ... Cam, 40-46 ... Finger, 50 ... Tube, 60 ... Control circuit part, 61 ... Battery, 70 ... Rotor, 80 ... Vibrating body, 81a ... Protrusion part, 82, 83 ... Piezoelectric element.

Claims (16)

一部が円弧形状に配設され弾性を有するチューブと、前記チューブの円弧形状の中心から放射状に配設される複数のフィンガーと、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が一致または略一致するカムと、前記カムに回転力を伝達するロータと、圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有するチューブユニットと、
電源部から電力を供給され、前記圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部と、を有する制御ユニットと、が備えられ、
前記チューブユニットと前記制御ユニットとが積層装着されると共に着脱可能であって、
前記圧電素子に交流電圧を印加することによって、前記振動体が振動し、前記突起部から前記ロータに回転力を加えることができる、
ことを特徴とするマイクロポンプ。
A tube having a part in a circular arc shape and having elasticity, a plurality of fingers radially arranged from the center of the circular arc shape of the tube, and the center of the circular arc shape of the tube coincide with or substantially coincide with the rotation axis. A tube unit including a cam, a rotor that transmits a rotational force to the cam, and a vibrating body that includes a piezoelectric element and a protrusion that contacts the rotor at a longitudinal end.
A control unit that is supplied with electric power from a power supply unit and applies an AC voltage to the piezoelectric element, and a control unit,
The tube unit and the control unit are stacked and detachable,
By applying an alternating voltage to the piezoelectric element, the vibrating body vibrates, and a rotational force can be applied from the protrusion to the rotor.
A micropump characterized by that.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記電源部が前記制御ユニットに備えられ、着脱可能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 characterized in that the power supply unit is provided in the control unit and is detachable.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記電源部が前記チューブユニットに備えられ、着脱可能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 characterized in that the power supply unit is provided in the tube unit and is detachable.
請求項3に記載のマイクロポンプにおいて、
前記電源部が、前記チューブユニットを貫通して前記制御回路部に接続されると共に、着脱可能であることを特徴とするマイクロポンプ。
The micropump according to claim 3, wherein
The micropump characterized in that the power supply unit passes through the tube unit and is connected to the control circuit unit and is detachable.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記ロータが円盤形状をなし、
前記突起部が、前記ロータ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。
The micropump according to claim 1,
The rotor has a disk shape,
The micropump characterized in that the protrusion is disposed so as to contact the outer peripheral side surface of the rotor.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記ロータがリング形状をなし、
前記突起部が、前記ロータ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。
The micropump according to claim 1,
The rotor has a ring shape;
The micropump characterized in that the protrusion is disposed so as to contact the ring-shaped inner peripheral side surface of the rotor.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記ロータが、前記カムの一方の平面に穿設された凹部の内部に形成され、
前記突起部が、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。
The micropump according to claim 1,
The rotor is formed in a recess formed in one plane of the cam;
The micropump characterized in that the protrusion is disposed so as to contact an inner peripheral side surface of the recess.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記ロータの回転軸が、前記カムの回転軸と一致していることを特徴とするマイクロポンプ。
The micropump according to claim 1,
The micropump characterized in that the rotation axis of the rotor coincides with the rotation axis of the cam.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記ロータの前記突起部との当接面に回転方向に沿った溝が設けられ、
前記突起部が、前記溝の内側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。
The micropump according to claim 1,
A groove along the rotation direction is provided on the contact surface of the rotor with the protrusion,
The micropump characterized in that the protrusion is disposed so as to contact the inner side surface of the groove.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記振動体と前記制御回路部のそれぞれが、前記チューブ及び前記カム及び前記複数のフィンガーと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。
The micropump according to claim 1,
Each of the vibrating body and the control circuit unit is dispersedly arranged at a position where it does not overlap the tube, the cam, and the plurality of fingers in a plan view.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記振動体と前記制御回路部と前記電源部のそれぞれが、前記チューブ及び前記カム及び前記複数のフィンガーと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。
The micropump according to claim 1,
Each of the vibrating body, the control circuit unit, and the power supply unit is dispersedly arranged at a position that does not overlap the tube, the cam, and the plurality of fingers in a planar manner.
請求項1に記載のマイクロポンプにおいて、
前記ロータ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。
The micropump according to claim 1,
A micropump, wherein a speed reduction mechanism or a speed increase mechanism is provided between the rotor and the cam.
請求項12に記載のマイクロポンプにおいて、
前記減速機構または前記増速機構が、前記チューブユニットに配設されていることを特徴とするマイクロポンプ。
The micropump according to claim 12, wherein
The micropump characterized in that the deceleration mechanism or the speed increasing mechanism is disposed in the tube unit.
圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部を備える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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、前記カムに回転力を伝達するロータと、前記圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有することを特徴とするチューブユニット。
A control unit including a control circuit unit for applying an AC voltage to the piezoelectric element is detachable,
A tube having a part thereof arranged in an arc shape and having elasticity, a plurality of fingers arranged radially from the center direction of the arc shape of the tube, and a cam whose rotation axis substantially coincides with the center of the arc shape of the tube A tube unit comprising: a rotor that transmits a rotational force to the cam; and a vibrating body that includes the piezoelectric element and has a protrusion that contacts the rotor at a longitudinal end.
請求項14に記載のチューブユニットにおいて、
前記ロータ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チューブユニット。
The tube unit according to claim 14 ,
A tube unit, wherein a speed reduction mechanism or a speed increase mechanism is provided between the rotor and the cam.
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、前記チューブの円弧形状の中心と回転軸が略一致するカムと、前記カムに回転力を伝達するロータと、圧電素子を有し長手方向端部に前記ロータと当接する突起部を有する振動体と、を有するチューブユニットと着脱可能であって、
前記圧電素子に交流電圧を印加する制御回路部を備えることを特徴とする制御ユニット。
A tube having a part thereof arranged in an arc shape and having elasticity, a plurality of fingers arranged radially from the center direction of the arc shape of the tube, and a cam whose rotation axis substantially coincides with the center of the arc shape of the tube And a tube unit having a rotor that transmits a rotational force to the cam, and a vibrating body having a piezoelectric element and a protrusion that contacts the rotor at a longitudinal end,
A control unit comprising a control circuit unit for applying an AC voltage to the piezoelectric element.
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