JP6205701B2 - 流体注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体注入装置に関する。

インスリンを生体に注入するインスリンポンプが実用化されている。インスリンポンプなどの流体注入装置は、人体等の生体に固定され、予め設定されたプログラムに従って、流体を人体などの生体に定期的に注入する。

特許文献１には、カム、フィンガー、及び、チューブによる輸送機構と、リザーバーとを備えるマイクロポンプが示されている（図５）。

特開２０１０−４８１２１号公報

本願における図６及び図７に示すような新規な流体注入装置では、カートリッジ部が本体部から外れると、フィンガーが自由に移動可能になるため、チューブ内の流体が自由に流動してしまう。よって、カートリッジ部が本体部から外れたときに、チューブ内の流体が自由に流動しないようにすることが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、カートリッジ部が本体部から外れたときに、チューブ内の流体が自由に流動しないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
流体を供給するチューブと、当該チューブを順次押圧する複数のフィンガーと、前記チューブを閉塞させるための閉塞部材と、を有するカートリッジ部と、
前記複数のフィンガーを順次押圧するカム部を有する本体部と、
前記本体部に前記チューブの圧力を検出する圧力センサーと、
を備え、
前記圧力センサーに基づいて前記カートリッジ部が前記本体部から外れたことを検出でき、
前記カートリッジ部が前記本体部から外れているとき、前記閉塞部材が前記チューブを閉塞しており、
前記カートリッジ部が前記本体部に装着されているとき、前記カムが少なくとも１つの前記フィンガーを押圧することによって当該フィンガーの位置で前記チューブが閉塞され、かつ、前記閉塞部材による前記チューブの閉塞が解除されることによって前記閉塞部材の位置で前記チューブが開放されることを特徴とする流体注入装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

マイクロポンプ１の全体斜視図である。 マイクロポンプ１の分離図である。 マイクロポンプ１の透過上面図である。 マイクロポンプ１の断面図である。 本体１０の内部斜視図である。 本体１０の裏面斜視図である。 カートリッジ２０の分解斜視図である。 カートリッジベース２１０の裏面斜視図である。 マイクロポンプ１の裏面斜視図である。 ロータリーフィンガーポンプの説明図である。 図３における閉塞前のＢ−Ｂ断面図である。 図３における閉塞後のＢ−Ｂ断面図である。 図３における装着時のＣ−Ｃ断面図である。 図３における分離時のＣ−Ｃ断面図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。すなわち、
流体を供給するチューブと、当該チューブを順次押圧する複数のフィンガーと、前記チューブを閉塞させるための閉塞部材と、を有するカートリッジ部と、
前記複数のフィンガーを順次押圧するカム部を有する本体部と、
前記本体部に前記チューブの圧力を検出する圧力センサーと、
を備え、
前記圧力センサーに基づいて前記カートリッジ部が前記本体部から外れたことを検出でき、
前記カートリッジ部が前記本体部から外れているとき、前記閉塞部材が前記チューブを閉塞しており、
前記カートリッジ部が前記本体部に装着されているとき、前記カムが少なくとも１つの前記フィンガーを押圧することによって当該フィンガーの位置で前記チューブが閉塞され、かつ、前記閉塞部材による前記チューブの閉塞が解除されることによって前記閉塞部材の位置で前記チューブが開放されることを特徴とする流体注入装置である。
このようにすることで、カートリッジ部が本体部に装着されているときにおいてフィンガーがチューブを閉塞する一方、カートリッジ部が本体部から外れ、カムがフィンガーを押圧できずチューブが閉塞されない状況下において、閉塞部材がチューブを閉塞することができるのでチューブ内の流体が自由に流動しないようにすることができる。
また、前記圧力センサーは、前記圧力センサーに基づいて前記カートリッジ部が前記本体部から外れたことを検出することで、チューブの圧力検出に用いられる圧力センサーを用いて、カートリッジ部が本体部から外れたことを検出することができる。

かかる流体注入装置であって、前記カートリッジ部と前記本体部とが一体に組み付けられたときに、前記カム部のカム面が前記フィンガーのフィンガー端に対向する位置に配置されることが望ましい。
このようにすることで、カートリッジ部が本体部に装着されているときにおいて、フィンガーの一端がカム面に接し、フィンガーの他端がチューブに接するので、フィンガーによりチューブを閉塞することができる。

また、前記本体部は係合部材を備え、前記カートリッジ部は前記閉塞部材を前記チューブに向かう方向に付勢する付勢部材を備え、前記カートリッジ部が前記本体部に装着されているとき、前記閉塞部材が前記チューブを閉塞しない状態となるように前記係合部材が係合し、前記カートリッジ部が前記本体部から外れているとき、前記係合が解除され前記付勢部材による付勢力により前記閉塞部材が前記チューブを閉塞することが望ましい。
このようにすることで、カートリッジ部が本体部から外れているとき、付勢部材による付勢力によりチューブを閉塞することができる。

また、前記閉塞部材の移動を前記チューブに向かう方向にガイドするガイド部材を備えることが望ましい。
このようにすることで、ガイド部材に沿って閉塞部材をチューブの方向に移動させることができる。

また、前記チューブは、変形可能な弾性材料を含むことが望ましい。
このようにすることで、チューブが順次フィンガーにより閉塞されることにより流体を所定の方向に流動させることができる。

また、前記閉塞部材は、前記チューブにおける流体の流動方向について前記フィンガーよりも下流側に設けられることが望ましい。
このようにすることで、カートリッジ部が本体部から外れているときに自由に移動するフィンガーによりチューブが押されるおそれがあるが、その下流に設けられた閉塞部材によりチューブが閉塞されるので流体がその下流方向に自由に流れることを防止することができる。

また、前記チューブにおける流体の流動方向について前記閉塞部材よりも下流側に生体に入る針部材を備え、
前記フィンガーよりも上流側に前記流体を貯留する貯留部を備えることが望ましい。
このようにすることで、貯留部に貯留された流体を生体に送ることができる。

また、前記圧力センサーは、
前記圧力センサーの検出値に基づいて前記カートリッジ部が前記本体部から外れたことを検出することが望ましい。
このようにすることで、チューブの圧力検出に用いられる圧力センサーを用いて、カートリッジ部が本体部から外れたことを検出することができる。

＝＝＝実施形態＝＝＝
図１は、マイクロポンプ１の全体斜視図である。図２は、マイクロポンプ１の分離図である。マイクロポンプ１は、本体１０とカートリッジ２０と注入セット３０を備える。これら３体は、図２に示すように分離可能であるが、使用時には図１に示すように一体として組み立てられる。本実施形態におけるマイクロポンプ１は、生体に貼着され、インスリンの定期注入に好適に用いられる。

図３は、マイクロポンプ１の透過上面図である。図４は、マイクロポンプ１の断面図である。すなわち、図３及び図４は、本体１０とカートリッジ２０と注入セット３０が組み立てられたときの図となっている。図５は、本体１０の内部斜視図である。図６は、本体１０の裏面斜視図である。図６は、前述の図５の裏面を表す図である。図７は、カートリッジ２０の分解斜視図である。図８は、カートリッジベース２１０の裏面斜視図である。図９は、マイクロポンプ１の裏面斜視図である。

以下、上記図１から図９を参照しつつ、マイクロポンプ１の各部について説明する。まず、本体１０（本体部に相当）における各部の説明を行う。

本体１０は、本体ベース１１０と、本体ベース１１０上に構成された各部と、本体ケース１３０を備える。そして、本体ベース１１０上の各部は、本体ケース１３０により覆われ、保護される。

本体１０は、本体ベース１１０上に構成された回路基板１４０を備える。回路基板１４０は、プログラム等にしたがって圧電モーター１５０等の制御を行うための電子基板である。また、本体１０は、圧電モーター１５０を備える。圧電モーター１５０は、後述するカム１２１に回転駆動力を与えるためのモーターである。

圧電モーター１５０は、板状部材１５１と一対のばね１５２を備える（図３）。ばね１５２は、その弾性力により板状部材１５１をローター車１２８に向けて付勢する。板状部材１５１は、前述のようにローター車１２８に向けて付勢されており、その先端部がローター車１２８の円周面に接触する。

板状部材１５１は、層状に構成された部材である。板状部材１５１は、圧電体層と２つの電極を含んでおり、これら２つの電極に印加される電圧の変化によりその形状を変化させる。例えば、印加される電圧によって、縦振動と屈曲振動を交互に繰り返させる。縦振動は、板状部材１５１をその軸方向に長さを変化させ、屈曲振動は板状部材１５１を略Ｓ字形状に変化させる。これらを交互に繰り返すことにより、ローター車１２８を所定方向に回転させる。

ローター車１２８はマイクロポンプ１の高さ方向に関して異なる位置に一体で回転するピニオンを有し、このピニオンは中間車１２７のギヤに係合し中間車１２７を回転させる。また、中間車１２７も、マイクロポンプ１の高さ方向に関して異なる位置に一体で回転するピニオンを有しており、このピニオンは出力軸１２６と一体として回転するギヤに係合する。これらローター車１２８と中間車１２７と出力軸１２６は、本体１０に固定された輪列受１２５により個々の軸が回転可能に固定される。
ベアリング１２９に枢支される出力軸１２６には、カム１２１も一体的に回転可能に固定される。そして、出力軸１２６の回転と共にカム１２１も回転させる。これにより、圧電モーター１５０からの動力がカム１２１に伝達される。

図６に示されるように、本体１０の前方にはフック掛け１７１が設けられ、後方には２箇所のフック挿入口１７２が設けられている。フック掛け１７１には、カートリッジ２０の固定フック２７１が掛合し、フック挿入口１７２には固定フック２７２が掛合することにより、本体１０にカートリッジ２０を固定することができる（図２、図４）。

このとき、カートリッジベース２１０の上面外周の溝部にはパッキン２７３が嵌着されるので、本体１０とカートリッジ２０とが固定されると、これらにより形成される空間内に液体等が侵入しないように密閉することができる。

本体１０は、その裏面（図６）に、詰まり検出素子１２３と気泡検出素子１２４を備える。詰まり検出素子１２３は、例えば、圧力センサーを備える。そして、本体１０がカートリッジ２０と一体に組み付けられたときに、圧力センサーがチューブ２２５の一部に接触する。チューブ２２５の下流以降に詰まりが生じたときには、チューブ２２５内部の圧力が上昇し、チューブ２２５自体が膨張する。よって、このとき、圧力センサーを押すため、圧力センサーにより検出される圧力を監視することにより、チューブ２２５の下流以降に詰まりが生じたか否かを判定することができる。

また、気泡検出素子１２４は、例えば、光学センサーを備える。光学センサーは、チューブ２２５に光を照射し、その反射光を検出する。そして、チューブ２２５内に液体が占めるときの反射光と、気泡が生じたときの反射光と、の差を検出することを可能とする。これにより、チューブ２２５内に気泡が発生したか否かを判定することができる。

また、本体１０は、その裏面（図６）に、二次電池収納部１８０を備える。二次電池収納部１８０は、電池プラス端子１８２と電池マイナス端子１８３を有し、二次電池収納部１８０に二次電池１８１が挿入されることにより、本体１０の各部に所定の電力供給を可能とする。

次に、カートリッジ２０（カートリッジ部に相当）の説明を行う。
カートリッジ２０は、カートリッジベース２１０と、カートリッジベース押さえ２４０と、カートリッジベース２１０上に構成される各部とを備える。カートリッジベース２１０は、後述するように、リザーバーフィルム２５０とともに貯留部２９０を構成する。

カートリッジ２０のカートリッジベース２１０は、その上面にフィンガーユニット２２０を備える。フィンガーユニット２２０は、フィンガーベース２２７とフィンガー２２２とチューブ２２５とフィンガー押さえ２２６を備える。また、カートリッジベース２１０の上面には、吸入用コネクター２２８と吐出用コネクター２２９が設けられる。吸入用コネクター２２８は、フィンガーユニット２２０に液体を吸入するためのコネクター２２８であり、吐出用コネクター２２９は、フィンガーユニット２２０から液体を吐出するためのコネクターである。

フィンガーベース２２７には、複数の溝が形成されており、これらの溝には、吸入用コネクター２２８及び吐出用コネクター２２９が挿入される。また、フィンガーベース２２７には、チューブ２２５を案内するチューブ案内溝２２７ａが円弧状に形成されており、チューブ２２５を収容する。そして、チューブ２２５の一端は吸入用コネクター２２８に密に接続され、他端は吐出用コネクター２２９に密に接続される。

チューブ案内溝２２７ａの円弧内側に複数のフィンガーガイド２２７ｂが形成される。フィンガーガイド２２７ｂのそれぞれは、フィンガー２２２を収容する。これにより、フィンガー２２２の先端２２２ａがチューブ２２５に対して略垂直方向となるように配設される。

フィンガーベース２２７の上面には、フィンガー押さえ２２６が不図示の固定螺子により固定される。これによりフィンガー２２２はフィンガーガイド２２７ｂに沿う方向にのみ摺動移動可能となる。

このように、フィンガー２２２とチューブ２２５をカートリッジ２０側に設けることとしたので、仮に、チューブ２２５の径を異なる径のものにした場合であっても、そのチューブ径に合わせた長さのフィンガー２２２を組み合わせたカートリッジ２０を提供することができる。これにより、カム１２１の大きさを規格化したサイズのものとしても、カム１２１のカム面１２１ａをフィンガー２２２の後端部２２２ｂに当接する位置に適切に配置することができる。

フィンガー押さえ２２６には、詰まり検出窓２２３及び気泡検出窓２２４が設けられる。本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられたときにおいて、詰まり検出窓２２３を介して、詰まり検出素子１２３はチューブ２２５における液体の詰まりを検出する。また、気泡検出窓２２４を介して、気泡検出素子１２４がチューブ２２５内の気泡の有無を検出する。

カートリッジベース２１０の側面には、注入セット接続針２３１が設けられ、パッチセプタム３５０を介して液体を注入セット３０に送ることを可能にする。注入セット接続針２３１は、吐出用コネクター２２９に連通する。一方、吸入用コネクター２２８は、カートリッジベース２１０に設けられた貫通孔を介して後述する貯留部２９０に連通する。これにより、貯留部２９０の液体は、吸入用コネクター２２８とチューブ２２５と吐出用コネクター２２９を通り、注入セット接続針２３１に供給可能となる。

図４に示されるように、本実施形態において、注入セット接続針２３１の先端位置は高さ方向において、貯留部２９０とほぼ同じ高さである。このようにすることにより、液体はカートリッジ２０上面のチューブ２２５等を経由するものの、注入セット接続針２３１の先端位置と貯留部２９０の位置との高低差自体は小さい。よって、位置エネルギー差を小さくすることができるので、貯留部２９０に貯留された液体を小さなエネルギーで注入セット接続針２３１に送ることができる。このような構成は、上記のような省電力タイプの圧電モーター１５０を用いる場合において利点となる。

カートリッジ２０は、リザーバーフィルム２５０を備える。リザーバーフィルム２５０はその周囲を、カートリッジベース２１０と、カートリッジベース押さえ２４０に設けられたフィルム押さえ部２４２と、で挟み込まれる。これにより、リザーバーフィルム２５０とカートリッジベース２１０との間に貯留部２９０を構成して、この貯留部２９０に液体を貯留することができる。

カートリッジベース２１０はプラスチック製であり、リザーバーフィルム２５０が設けられる側の面は曲面形状を有している。このように、貯留部２９０は曲面形状を有しているが、貯留部２９０に貯留された液体の残量に応じてリザーバーフィルム２５０のフィルムが変形することができるので、流体を貯留部２９０に残留させないように絞り出すことができる。また、このときリザーバーフィルム２５０は、上記曲面形状に沿う形状に曲面加工されていることが望ましい。このようにすることにより、貯留部２９０における流体が減少しても、リザーバーフィルム２５０が曲面に沿うように変形するので、液体を残留させずに絞り出すことができる。

リザーバーフィルム２５０は、多層フィルムにより構成される。このとき、内層はポリプロピレンが望ましく、外層はガスバリア性に優れる材料が選択されることが望ましい。なお、リザーバーフィルム２５０は、これに限られず、例えば、熱可塑性エラストマーや、熱可塑性エラストマーに他の素材を貼り合わせたフィルムとしてもよい。

また、カートリッジ２０の下面側にはカートリッジセプタム２８０が設けられる（図９）。カートリッジセプタム２８０は、カートリッジベース２１０とカートリッジベース押さえ２４０とが組み付けられる際、カートリッジベース押さえ２４０に設けられたカートリッジセプタム挿入孔２４１に挿入される。カートリッジセプタム２８０の一方の面はパッチベース３４０及び粘着テープ３６０の開口部３４０ａ、３６０ａに露出し（図２、図９）、他方の面は流体流入口２１１に連通する。流体流入口２１１は、リザーバーフィルム２５０とカートリッジベース２１０との間に開口する。そのため、カートリッジセプタム２８０を介して注射針等で注入される液体は貯留部２９０に貯留される。

次に、主に図４を参照しつつ、注入セット３０（注入部に相当）の説明を行う。
注入セット３０は、カテーテル３１０と、導入針３２０と、導入針フォルダ３２１と、導入針用セプタム３２２と、ポートベース３３０と、パッチベース３４０と、パッチセプタム３５０と、粘着テープ３６０を備える。

パッチセプタム３５０は、後述するように注入セット接続針２３１が挿通されることにより注入セット３０内に液体を供給させるためのものである。パッチセプタム３５０は、注入セット３０の側壁部に設けられ、これによりリザーバー２０が注入セット３０の側面に向かって装着されたときに、注入セット接続針２３１がパッチセプタム３５０を貫通する。

なお、パッチセプタム３５０等のセプタムは、針等の貫通によって開いた孔が塞がるような材料（例えばシリコーン等）で形成される。これにより、セプタムに針を抜き差ししても、液体等がセプタムを介して漏れ出ることがない。

カテーテル３１０は液体を注入するための管である。カテーテル３１０の一部は、ポートベース３３０に保持され、一部はポートベース３３０の下側に露出している。注入セット３０を用いて液体の注入を行う際には、カテーテル３１０の露出した部分が生体等の内部に留置され、持続的に液体を注入される。そのため、カテーテル３１０は、フッ素樹脂等の柔らかい材料で形成される。

導入針３２０は、中空の細長い針状の部材であり、その外形はカテーテル３１０の内径
よりも小さい。導入針３２０は、使用前においてカテーテル３1０内に挿通されている。
導入針３２０の鋭端側はカテーテル３１０の下側方向に露出し、他端側は導入針フォルダ
３２１に固定される。また、使用前において、導入針３２０は、ポートベース３３０内に
固定される導入針用セプタム３２２を挿通している。

このような構成により、導入針フォルダ３２１がポートベース３３０から引き抜かれることにより導入針３２０がカテーテル３１０内から引き抜かれるが、注入セット接続針２３１から流入する液体は導入針セプタム３２２側からは漏れず、カテーテル３１０を通り生体に流入する。

注入セット３０は、パッチベース３４０を備えている。パッチベース３４０は、ポートベース３３０に固定されるとともに、カートリッジ固定部材３４１を備え、注入セット３０にカートリッジ２０を固定することを可能とする。カートリッジ２０が注入セット３０に接続される際には、注入セット３０に対して図２の左側からカートリッジ２０をスライド移動させる。そして、カートリッジ２０に設けられた注入セット接続針２３１がパッチセプタム３５０を貫通して、注入セット３０内に挿入される。

また、パッチベース３４０は、その下面に粘着テープ３６０を備える。そして、マイクロポンプ１を生体等に貼着可能とする。

上記のような構成における本体１０とカートリッジ２０とが一体的に組み付けられると、詰まり検出素子１２３は詰まり検出窓２２３の上部に配置され、気泡検出素子１２４は気泡検出窓２２４の上部に配置される。これにより、チューブ２２５を監視して、液体の詰まりの発生、及び、チューブ２２５内での気泡の発生を検出することができる。

また、本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられると、本体１０のカム１２１がフィンガーベース２２７のカム収容部２２７ｃに挿入される。これにより、カム１２１のカム面１２１ａがフィンガー２２２の後端部２２２ｂに対向する位置に配置される。そして、カム１２１の回転によりカム面１２１ａがフィンガー２２２の後端部２２２ｂに当接し、フィンガー２２２を摺動させることができる。

図１０は、ロータリーフィンガーポンプの説明図である。カム１２１には、４つのカム山が形成される。各カム山は、カム山の最低部から徐々に最高部へとその高さが高くなるように遷移し、最高部に至ると隣接するカム山の最低部に移行する形状となっている。このような形状にすることにより、カム１２１が回転すると複数のフィンガー２２２の先端部２２２ａは、吸入用コネクター２２８側から吐出用コネクター２２９側に向かう方向にチューブ２２５を順次押圧する。そして、チューブ２２５内の液体を吸入用コネクター２２８側から吐出用コネクター２２９側に送ることができる。

上記構成によれば、ポンプ部に相当するチューブ２２５とフィンガーユニット２２０とカム１２１と圧電モーター１５０が、生体に対し貯留部２９０よりも外側に配置されるので、流体を貯留する貯留部２９０をポンプ部により保護することができる。そして、貯留部２９０を破損しにくくすることができる。

また、貯留部２９０とポンプ部を備えるマイクロポンプ１を小型化が望まれるが、上記のように積層配置することによって、より小型化を実現することができる。また、このとき、貯留部２９０が生体側に設けられることから、生体の体温によって貯留部２９０の液体を保温することもできる。

また、図７及び図１０には、後に説明する自動閉塞部２６０の一部のチューブ閉塞ピン２６２とチューブ閉塞ばね２６３が示されている。また、チューブ閉塞ピン２６２の移動をチューブ２２５の方向にガイドする側壁２２７ｅ（ガイド部材に相当）と、チューブ閉塞ばね２６３の一端が固定される後端壁２２７ｄが示されている。以下、自動閉塞部２６０について説明する。

＜自動閉塞部２６０＞
図１１は、図３における閉塞前のＢ−Ｂ断面図である。図１２は、図３における閉塞後のＢ−Ｂ断面図である。以下、これらの図に加え前述の図も参照しつつ、自動閉塞部２６０の構成及び動作について説明する。

自動閉塞部２６０は、本体側チューブ開放用突起部２６１（係合部材に相当）と、チューブ閉塞ピン２６２（閉塞部材に相当）と、チューブ閉塞ばね２６３（付勢部材に相当）を備える。このうち、本体側チューブ開放用突起部２６１は、本体１０の詰まり検出素子１２３と気泡検出素子１２４との間に固定的に設けられる（図６）。一方、チューブ閉塞ピン２６２及びチューブ閉塞ばね２６３は、カートリッジ２０側に設けられる。

チューブ閉塞ピン２６２及びチューブ閉塞ばね２６３は、フィンガーベース２２７に収容される。チューブ閉塞ピン２６２の後端側にはチューブ閉塞ばね２６３の一端が固定される。また、チューブ閉塞ばね２６３の他端は、フィンガーベース２２７に設けられた後端壁２２７ｄに固定される。

これにより、チューブ閉塞ピン２６２は、チューブ２２５に向かう方向に付勢されるが、本体１０にカートリッジ２０が装着されているときは、フィンガー押さえ２２６の挿通窓２６５を挿通する本体側チューブ開放用突起部２６１により、その移動が規制されチューブ２２５を閉塞しない。これは、チューブ閉塞ピン２６２に設けられた係合部２６２ａに本体側チューブ開放用突起部２６１の係合部２６１ａが掛かるためである。

一方、本体１０にカートリッジ２０が装着されていないときは、挿通していた本体側チューブ開放用突起部２６１は、挿通窓２６５から抜かれ、前述の係合も解除される。これにより、チューブ閉塞ばね２６３によりチューブ２２５に向かう方向に付勢されていたチューブ閉塞ピン２６２は、チューブ２２５をフィンガーベース２２７の壁面と共に閉塞する。

また、再度、本体１０にカートリッジ２０を装着する際には、本体側チューブ開放用突起部２６１が挿通窓２６５を挿通し、本体側チューブ開放用突起部２６１に設けられた摺動斜面２６１ｂと、チューブ閉塞ピン２６２に設けられた摺動斜面２６２ｂとが摺動することにより、チューブ閉塞ピン２６２をチューブ閉塞ばね２６３が縮む方向に移動させる。そして、再度、チューブ閉塞ピン２６２に設けられた係合部２６２ａに本体側チューブ開放用突起部２６１の係合部２６１ａが掛かる。

上記のようなマイクロポンプ１によれば、カートリッジ２０が本体１０に装着されているとき、カム１２１が少なくとも１本のフィンガー２２２を押圧することによって、このフィンガー２２２の位置でチューブ２２５が閉塞されている。また、自動閉塞部２６０によるチューブ２２５の閉塞が解除される。一方、カートリッジ２０が本体１０から外れると、自動閉塞部２６０によりチューブ２２５が閉塞される。

マイクロポンプ１において、本体１０からカートリッジ２０が外れると、フィンガー２２２の動きを規制するカム１２１も外れるため、フィンガー２２２によりチューブ２２５の閉塞が解除されてしまうが、上記のような構成であれば自動閉塞部２６０によるチューブ２２５を閉塞できるので、液体が自由に流動してしまうのを防止することができる。

また、自動閉塞部２６０は、チューブ２２５の液体の流動方向について、フィンガー２２２よりも下流側に設けられている。このようにすることで、カートリッジ２０が本体１０から外れているときに自由に移動するフィンガー２２２によりチューブ２２５が押される可能性もあるが、その下流に設けられた自動閉塞部２６０によりチューブ２２５が閉塞されるので、液体がその下流方向に自由に流れることを防止することができる。

＜詰まり検出部＞
図１３は、図３における装着時のＣ−Ｃ断面図である。図１４は、図３における分離時のＣ−Ｃ断面図である。以下、これらの図を参照しつつ、詰まり検出部の説明を行う。この詰まり検出部は、本体１０からカートリッジ２０が外れたことを検出する検出装置としても兼用される。

詰まり検出部は、詰まり検出素子１２３と、圧力伝達板２２１と、フィンガー押さえ２２６に形成された詰まり検出窓２２３を備える。

詰まり検出素子１２３は、圧力センサーである。この詰まり検出素子１２３は、半導体力センサー素子１２３２と、球体１２３１と、これらを収容する収容部材１２３３を備える。半導体力センサー素子１２３２は、力を検出するＳｉ半導体基板を用いて形成されている。半導体力センサー素子１２３２は、加わる力をピエゾ抵抗効果を利用して電気信号に変換して出力する。そして、出力された電気信号は、回路基板１４０に送られる。また、球体１２３１は、半導体力センサー素子１２３２に測定の対象となる力を伝達するためのものである。

詰まり検出素子１２３は、前述のように本体１０側に固定されている。そして、本体１０にカートリッジ２０が取り付けられると、その球体１２３１の一点が圧力伝達板２２１に接する。圧力伝達板２２１の面積は、詰まり検出窓２２３の開口面積よりも大きいものが用いられる。そして、圧力伝達板２２１は、その端部をフィンガー押さえ２２６とフィンガーベース２２７とでその上下方向に若干の移動を可能に挟まれる。また、圧力伝達板２２１は、球体１２３１が接する面と反対側の面においてチューブ２２５に接する。本体１０にカートリッジ２０に取り付けられたときにおいて、チューブ２２５と圧力伝達板２２１とが当接し、かつ、圧力伝達板２２１と球体１２３１とが当接する。

液体の流路において詰まりが生じ、かつ、フィンガーユニット２２０によってチューブ２２５内に流動を生じさせている場合、チューブ２２５の内圧が高まるため、弾性体であるチューブ２２５は膨張する。チューブ２２５が膨張すると、チューブ２２５側面は詰まり検出窓２２３における圧力伝達板２２１を介して、詰まり検出素子１２３の球体１２３１を押す。よって、詰まり検出素子１２３によって検出された圧力を回路基板１４０において監視することで、圧力が所定の圧力よりも高くなったときにチューブ２２５に詰まりが生じたことを検出することができる。

本実施形態において、特に、詰まり検出窓２２３に圧力伝達板２２１を設けることとしたので、詰まり検出窓２２３において膨張したチューブ２２５が押す力が圧力伝達板２２１を介して球体１２３１に確実に伝達される。このとき、チューブ２２５による圧力に圧力伝達板２２１の面積を乗じた力が球体１２３１に伝達されることになる。よって、流体の詰まりを感度高く検出することができる。

本実施形態では、圧力センサーとして、球体１２３１を有する詰まり検出素子１２３を用いる。球体１２３１は、理論上、圧力伝達板２２１に一点で接触するために、詰まり検出素子１２３は圧力伝達板２２１の移動を感度よく検出することができる。

また、上記のような詰まり検出部を備えることにより、チューブ２２５において詰まり検出素子１２３よりも下流側に、注入セット接続針２３１のようにチューブ２２５の内径よりも狭く詰まりを生じさせやすい部材を有する場合であっても、感度よくチューブ２２５の詰まりを検出することができる。

また、図１３に示されるように、本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられたとき、チューブ２２５が詰まり検出素子１２３にあらかじめ所定の圧力を生じさせるように組み付けることもできる。このようにすることで、詰まり検出素子１２３は、常時、一定の圧力が加わっていることを示す電気信号を出力する。一方、図１４に示されるように、本体１０からカートリッジ２０が分離すると、チューブ２２５は詰まり検出素子１２３を全く押すことができなくなるため、詰まり検出素子１２３が検出する圧力がゼロになる。よって、詰まり検出素子１２３の出力を監視することにより、本体１０からカートリッジ２０が分離したことも検出することができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上述したマイクロポンプ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、マイクロポンプ単体で、流体の流動、供給に利用することができる。

また、前述の実施形態では、チューブ閉塞ばね２６３の付勢力によりチューブ閉塞ピン２６２を付勢してチューブ２２５を閉塞することとしたが、閉塞する方法としてはこれに限られない。例えば、レバー上の部材によりチューブ２２５を閉塞することもできるし、リンク機構等を用いた構成によりチューブ２２５を閉塞することもできる。

また、前述の実施形態において、圧力伝達板２２１の面積が詰まり検出窓２２３よりも大きいこととしたが、詰まり検出窓２２３とほぼ同じ大きさとすることもできる。

また、半導体力センサー素子１２３２に力を伝達する部材を球体１２３１としたが、これは球体に限られない。直方体形状や立方体形状等の多面体形状であってもよい。

また、前述の実施形態では圧力センサーとして半導体力センサー素子１２３２を用いるものとしたが、これに限られず、あらゆる形式の圧力センサーを採用することもできる。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

１ マイクロポンプ１
１０ 本体（本体部）、２０ カートリッジ（カートリッジ部）、
３０ 注入セット（注入部）、
１１０ 本体ベース、
１２１ カム、１２１ａ カム面、１２３ 詰まり検出素子、
１２４ 気泡検出素子、１２５ 輪列受、１２６ 出力軸、１２７ 中間車、
１２８ ローター車、１２９ ベアリング、
１３０ 本体ケース、１４０ 回路基板、
１５０ 圧電モーター、１５１ 板状部材、１５２ ばね、
１７１ フック掛け、１７２ フック挿入口、
１８０ 二次電池収納部、１８１ 二次電池、
１８２ 電池プラス端子、１８３ 電池マイナス端子、
２１０ カートリッジベース、２１１ 流体流入口、
２２０ フィンガーユニット、２２１ 圧力伝達板、
２２２ フィンガー、２２２ａ 先端部、２２２ｂ 後端部、
２２３ 詰まり検出窓、２２４ 気泡検出窓、
２２５ チューブ、２２６ フィンガー押さえ、
２２７ フィンガーベース、
２２７ａ チューブ案内溝、２２７ｂ フィンガーガイド、２２７ｃ カム収容部、
２２７ｄ 後端壁、２２７ｅ 側壁（ガイド部材）、
２２８ 吸入用コネクター、２２９ 吐出用コネクター、
２３１ 注入セット接続針、
２４０ カートリッジベース押さえ、
２４１ カートリッジセプタム挿入孔、２４２ フィルム押さえ部、
２５０ リザーバーフィルム、
２６０ 自動閉塞部２６０、２６１ 本体側チューブ開放用突起部（係合部材）、
２６２ チューブ閉塞ピン（閉塞部材）、２６３ チューブ閉塞ばね（付勢部材）、
２６５ 挿通窓、
２７１ 固定フック、２７２ 固定フック、２７３ パッキン、
２８０ カートリッジセプタム、２９０ 貯留部、
３１０ カテーテル、３２０ 導入針、３２１ 導入針フォルダ、
３２２ 導入針用セプタム、
３３０ ポートベース、３４０ パッチベース、３４０ａ 開口部、
３４１ カートリッジ固定部材、
３５０ パッチセプタム、３６０ 粘着テープ、３６０ａ 開口部、
１２３１ 球体、１２３２ 半導体力センサー素子、１２３３ 収容部材１２３３

Claims (7)

1. 流体を供給するチューブと、当該チューブを順次押圧する複数のフィンガーと、前記チューブを閉塞させるための閉塞部材と、を有するカートリッジ部と、
   前記複数のフィンガーを順次押圧するカム部を有する本体部と、
   前記本体部に前記チューブの圧力を検出する圧力センサーと、
   を備え、
   前記圧力センサーに基づいて前記カートリッジ部が前記本体部から外れたことを検出でき、
   前記カートリッジ部が前記本体部から外れているとき、前記閉塞部材が前記チューブを閉塞しており、
   前記カートリッジ部が前記本体部に装着されているとき、前記カムが少なくとも１つの前記フィンガーを押圧することによって当該フィンガーの位置で前記チューブが閉塞され、かつ、前記閉塞部材による前記チューブの閉塞が解除されることによって前記閉塞部材の位置で前記チューブが開放されることを特徴とする流体注入装置。
2. 請求項１に記載の流体注入装置であって、
   前記カートリッジ部と前記本体部とが一体に組み付けられたときに、前記カム部のカム面が前記フィンガーのフィンガー端に対向する位置に配置されることを特徴とする流体注入装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の流体注入装置であって、
   前記本体部は係合部材を備え、
   前記カートリッジ部は前記閉塞部材を前記チューブに向かう方向に付勢する付勢部材を備え、
   前記カートリッジ部が前記本体部に装着されているとき、前記閉塞部材が前記チューブを閉塞しない状態となるように前記係合部材が係合し、
   前記カートリッジ部が前記本体部から外れているとき、前記係合が解除され前記付勢部材による付勢力により前記閉塞部材が前記チューブを閉塞することを特徴とする流体注入装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の流体注入装置であって、
   前記閉塞部材の移動を前記チューブに向かう方向にガイドするガイド部材を備えることを特徴とする流体注入装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流体注入装置であって、
   前記チューブは、変形可能な弾性材料を含むことを特徴とする流体注入装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の流体注入装置であって、
   前記閉塞部材は、前記チューブにおける流体の流動方向について前記フィンガーよりも下流側に設けられることを特徴とする流体注入装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の流体注入装置であって、
   前記チューブにおける流体の流動方向について前記閉塞部材よりも下流側に生体に入る針部材を備え、
   前記フィンガーよりも上流側に前記流体を貯留する貯留部を備えることを特徴とする流体注入装置。