JP5654827B2 - ポンプ装置及びそれを用いた内視鏡装置 - Google Patents
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Description
さらに、本発明に係るポンプ装置は、加振機構と流路の間に非圧縮性流体を封入したチャンバーによる面外変位増大機構を備えている。これによって、小変位の加振機構でも十分な送液流量が得られる。
(マイクロポンプの構造)
第1実施形態に係るポンプ装置としてのマイクロポンプの構成について説明する。
図1は、第1実施形態に係るマイクロポンプ100を組み立てた状態を示す斜視図である。図2は、マイクロポンプ100の構成を示す分解斜視図である。図3は、マイクロポンプ100が動作しているときの状態を模式的に示す、図1のIII−III線に沿った断面図である。図4は、マイクロポンプ100の内部構造を示す、図1のIV−IV線に沿った断面図である。ここで、図3は、マイクロポンプ100の流路111を含む長手方向に沿った断面図である。
なお、上述のようにチタンカバー120を設ける構成に代えて、上側の第1PDMS膜130に相当するPDMS膜において、チタンカバー120の開口部121に同様の面積の領域のみを局部的に薄くすることによっても同様の効果を得ることができる。すなわち、PDMS膜において薄くした部分がそれ以外の部分よりも変位しやすくなるため、第2PDMS膜150に生起して非圧縮性流体F2を介して伝えられた進行波の変位が増大する。
図1〜4に示したマイクロポンプ100を内視鏡装置に適用した例について説明する。図5は、第1実施形態のマイクロポンプ100を内視鏡装置に適用したときの概略構成を示す斜視図である。図6は、第1実施形態に係る水冷ユニットの構成を示す斜視図である。
さらに、マイクロポンプ100を用いた水冷ユニットでは、冷却液を循環させるチューブが短くてすむ。すなわち、従来のポンプを操作部に配置する場合は送液用チューブを先端部まで引き出す必要があるのに対して、マイクロポンプ100を用いた水冷ユニットでは、先端部の発熱量などに依存するが、チューブ112を先端部から操作部まで引き回さなくても充分な冷却効果を得ることができる。したがって、マイクロポンプ100を用いることにより、スコープの操作部やスコープ外部まで冷却液循環チューブを引き出す従来の方式よりも、構造が簡単で信頼性を高めることができる。
図7は、第2実施形態に係るマイクロポンプ200の構成を示す、上下方向に沿った断面図である。図8は、マイクロポンプ200の構成を示す、第2PDMS膜250側から見た斜視図である。図7においては、第1実施形態のPDMS流体チャネル110、アクチュエータ160に対応する部材の図示を省略している。また、図8においては、第2PDMS膜250の図示を省略している。
なお、このような断面が台形形状となるシリコン基板240のチャンバー241の加工は、適切な面方位と選択して、強アルカリ溶液による異方性エッチングを用いることで比較的容易に行うことができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
図9は、第3実施形態に係るマイクロポンプ300の構成を示す斜視図である。図10は、マイクロポンプ300を一部分解して示す斜視図である。図11は、図10をさらに分解して示す斜視図である。
第1ポンプ300aにおいては、アクチュエータ360aと接圧部材362aが加振機構を構成する。また、第1PDMS膜330a、チタンカバー320a、シリコン基板340a、第2PDMS膜350a、及び、チャンバー341a内の非圧縮性流体F2が加振手段を構成する。
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
110 PDMS流体チャネル
111 流路
112 チューブ
113 水冷ジャケット
120 チタンカバー
121 開口部
130 第1PDMS膜
140 シリコン基板
141 チャンバー
150 第2PDMS膜
160 アクチュエータ
161 接圧部材
170 外皮
180 金属部材
200 マイクロポンプ(ポンプ装置)
230 第1PDMS膜
240 シリコン基板
241 チャンバー
250 第2PDMS膜
300 マイクロポンプ(ポンプ装置)
300a 第1ポンプ
300b 第2ポンプ
310 PDMS流体チャネル
311 流路
312 接続口
320a チタンカバー
320b チタンカバー
321a 開口部
330a 第1PDMS膜
330b 第1PDMS膜
340a シリコン基板
340b シリコン基板
341a チャンバー
350a 第2PDMS膜
350b 第2PDMS膜
360a アクチュエータ
360b アクチュエータ
361a 固定部
362a 接圧部材
Claims (5)
- 流路壁面の少なくとも一部を構成する第1可撓性薄膜に、流路の長手方向に伝播する進行波を発生させて前記流路内の流体を搬送するポンプ装置であって、
前記第1可撓性薄膜が非圧縮性流体を封入したチャンバーの一部を構成し、
第2可撓性薄膜が前記チャンバーの他の一部を構成し、
前記第2可撓性薄膜に作用する加振機構によって前記第2可撓性薄膜に進行波を生起させ、
前記第2可撓性薄膜に生起された進行波に伴う前記非圧縮性流体の変位によって、前記第1可撓性薄膜に進行波を生起させ、
前記第2可撓性薄膜に生起された進行波よりも、前記第1可撓性薄膜に生起させた進行波の方が面外変位が実質的に大きいことを特徴とするポンプ装置。 - 前記第2可撓性薄膜に作用する加振機構は、前記第2可撓性薄膜の所定部位を面外方向に加振することで進行波を生起させることを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
- 前記チャンバーは、開口を有する板状部材の両主面に、前記第1可撓性薄膜と前記第2可撓性薄膜を互いに対向して形成した構成であることを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
- 前記第1可撓性薄膜に、前記板状部材の開口よりも小さな開口を有する板状もしくは薄膜状部材が積層されていることを特徴とする請求項3に記載のポンプ装置。
- 冷却機構を備えた内視鏡装置において、
電子機器が配置された先端部から、内視鏡の長手方向に延在する循環流路の一部に請求項1に記載のポンプ装置が配置されることを特徴とする内視鏡装置。
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