JPH07139472A - マイクロポンプの流体送りヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力衝撃を少なくする。送出効率を高くす
る。送出量が正確でしかも低流量のマイクロポンプを実
現する。 【構成】 第１ポ−ト(11)，第２ポ−ト(12)およびそれ
らを連通とする連通溝(13)を有する流路手段(10)；それ
ぞれが、連通溝(13)の開口に表面が露出し通流溝(13)に
対して膨出／退避しうる、連通溝(13)に沿って第１ポ−
ト(11)から第２ポ−ト(12)の方向に配列された複数個の
ダイアフラム(21a〜21e)；および、前ダイアフラム(21a
〜21e)に関して連通溝(13)の反対側に配設され、各ダイ
アフラムの裏面に対向する複数個の作動気体空間(22a〜
22e)を有するダイアフラム支持手段(20)；を備え、流路
手段(10)の通流溝(13)は、その長手方向と直交する横断
面がダイアフラムの膨出形状に合った曲線の底面を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体を低い流速（流量
／時間）で送り駆動するマイクロポンプに関し、特に、
被駆動流体吸入用の第１ポ−トと送出用の第２ポ−トを
連通とする通流溝の開口に沿って複数個のダイアフラム
を配列し各ダイアフラムの裏側には作動気体空間を開け
た、マイクロポンプの流体送りヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば人工透析中に、透析装置に供給さ
れる生体血液あるいは透析装置より生体に戻される血液
をモニタする場合、連続モニタするのが好ましく、この
場合、血液を透析流路から分流してモニタ装置に供給す
ることが必要となる。モニタ装置で試薬などを加えた血
液は廃棄するので、モニタ装置には連続モニタが出来る
ように血液を連続供給しかつ可及的に低い流速で供給す
るのが好ましい。加えて、血栓を生じないように、また
測定，検査の精度を高くするために、圧力振動、特に衝
撃圧、は出来るだけ少ないのが好ましい。また、生体に
連続的に微量の薬剤又は補助液を注入する場合にも、連
続供給，低流速および低圧力振動が必要な場合がある。

【０００３】この種の要望を満すため、従来は、弾力性
チュ−ブをロ−タ（３個又は４個の放射状に延びる回転
ア−ム）の先端に装着したロ−ラで加圧するロ−ラポン
プが提案されている。また、弾力性チュ−ブの延びる方
向に複数個の押し板を並べ、押し板のそれぞれを、電気
モ−タで回転駆動されるカム板で突き出し駆動し、カム
板の配列によりチュ−ブに蠕動運動を起こさせてチュ−
ブを絞るようにしてチュ−ブ内流体を送り出すフィンガ
−ポンプが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のロ−ラポンプお
よびフィンガ−ポンプのいずれも、弾力性チュ−ブを押
し、チュ−ブの復元力で被駆動流体の吸入を行なうの
で、その原理上、低流量化に限度がある。低流量とする
ためにチュ−ブを細径にする程チュ−ブの寸法誤差や、
ロ−ラ，押し板等の取付誤差による流量のばらつきが大
きくなり、流量調節がむつかしくなる。またチュ−ブの
弾力性の低下に伴なって送出流量が低下しかつ流量変動
を生じ易い。また、圧力衝撃はチュ−ブの弾力である程
度吸収されるがこの衝撃吸収能力が低下する。

【０００５】本発明は、圧力衝撃を少なくすることを第
１の目的とし、送出効率を高くすることを第２の目的と
し、送出量が正確でしかも低流量のマイクロポンプを実
現することを第３の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロポンプ
の流体送りヘッドは、第１ポ−ト(11)，第２ポ−ト(12)
およびそれらを連通とする連通溝(13)を有する流路手段
(10)；それぞれが、前記連通溝(13)の開口に表面が露出
し該通流溝(13)に対して膨出／退避しうる、前記連通溝
(13)に沿って第１ポ−ト(11)から第２ポ−ト(12)の方向
に配列された複数個のダイアフラム(21a〜21e)；およ
び、前記ダイアフラム(21a〜21e)に関して前記連通溝(1
3)の反対側に配設され、各ダイアフラムの裏面に対向す
る複数個の作動気体空間(22a〜22e)を有するダイアフラ
ム支持手段(20)；を備え、前記流路手段の通流溝(13)
は、その長手方向と直交する横断面が前記ダイアフラム
の膨出形状に合った曲線の底面を有する。なお、カッコ
内には、理解を容易にするために、図面に示し後述する
実施例の対応要素の記号を、参考までに記入した。

【０００７】

【作用】作動気体空間(22a〜22e)のそれぞれの気体圧
を、第１ポ−ト(11)に近いものから第２ポ−ト(12)に近
いものの方向に高圧ピ−クが推移する関係に位相差をも
って振動させると、高圧ピ−クが第１ポ−ト(11)に近い
作動気体空間(22a)から第２ポ−ト(12)に近い作動気体
空間(22b)に順次に移動する。この作動気体空間(22a〜2
2e)の圧力振動に対応して、ダイアフラム(21a〜21e)は
高圧力では連通溝(13)に対して膨出し低圧力では連通溝
(13)より退避し、第１ポ−ト(11)に近いダイアフラム(2
1a)から第２ポ−ト(12)に近いダイアフラム(21b)に膨出
が順次に移動する。これにより連通溝(13)の流体は第１
ポ−ト(11)から第２ポ−ト(12)に向けて絞り出される。

【０００８】作動気体空間(22a〜22e)の気体は可圧縮性
（圧力が高くなると収縮し低下すると膨張する:これは
実質上すべての気体で言えること）であるので、仮に作
動気体空間(22a〜22e)にパルス的（２値的）に圧力が加
わっても、それによってダイアフラムに加わる圧力は、
作動気体空間(22a〜22e)の気体の収縮／膨張によりサイ
ン波（正弦波）状に平滑化されて、ダイアフラム(21a〜
21e)の膨出／退避運動は滑らかかつ柔らかであり、これ
により送り出される流体に、ダイアフラムの往復振動よ
りも高い周波数領域の圧力振動又は圧力衝撃を実質上生
ずることがない。送り出される流体はより静流に近いも
のとなる。

【０００９】前述の絞り出し駆動において、通流溝(13)
は、その長手方向と直交する横断面がダイアフラム(21a
〜21e)の膨出形状に合った曲線の底面を有するので、ダ
イアフラムは通流溝(13)を密閉するように膨出する。こ
れにより、横断面において膨出したダイアフラムと通流
溝(13)の底面との間に実質上隙間を生じず、したがって
下流側の被駆動流体が上流側に逃げることが実質上な
く、ダイアフラムの振動に対する被駆動流体の送り量が
多い。すなわち送出効率が高い。

【００１０】作動気体空間(22a〜22e)の気体が可圧縮性
であるので、ダイアフラムには尖頭的な圧力は加わら
ず、ダイアフラムが圧力衝撃で破壊する確率が低い。し
たがってダイアフラムは薄い小サイズのものとしうる。
ダイアフラムを薄く小サイズにする程、低流量となる。
にもかかわらず、流量のばらつきを実質上生じないのに
加えて、動気体空間(22a〜22e)に加える圧力振動の繰返
し周期の調整により流量を調整しうる。したがって所要
の低流量の、流量が可調整のマイクロポンプを実現しう
る。ダイアフラムは、前述のロ−ラポンプのチュ−ブの
ような経時的な形状変化を生じないので、送出量の経時
的な低下を実質上生じない。

【００１１】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１２】

【実施例】図１に本発明の一実施例の外観を、その一部
を切除して示し、図２にそのII−II線横断面を示す。な
お、縦断面に関しては図３を参照されたい。流路部材１
０は、大略で、長方形の升形で底壁内面に、円筒体の周
面の一部を長手軸に沿って切り取ったような内空間を有
する通流溝１３を有する。この通流溝１３の底面の横断
面は、図２に示すように弧状である。この通流溝１３の
左端に第１ポ−ト１１が、右端に第２ポ−ト１２が連通
している。流路部材１０の内部には大略で長方形のシリ
コン板２０が挿入されて、熱融着性の接着フィルム４１
を介して流路部材１０の底面に圧着されている。シリコ
ン板２０には、通流溝１３に対向する位置に５個の作動
気体室２２ａ〜２２ｅがエッチング加工により開けられ
ており、これらの気体室２２ａ〜２２ｅの、通流溝１３
に対向する開口は、それぞれダイアフラム２１ａ〜２１
ｅで閉じられている。この実施例では、気体室２２ａ〜
２２ｅおよびダイアフラム２１ａ〜２１ｅを有するシリ
コン板２０は次のようにして製造されたものである。

【００１３】（ａ）250μm厚程度のシリコン板（シリコ
ン板２０を複数個形成するための１つのシリコン板；以
下単にシリコン板と称す）の表，裏面にＳｉＯ₂層を形
成する。このとき、シリコン板は、後に生成するダイア
フラムにたるみを持たせるために、1200°Ｃ程度にベ−
キングし、5000Å厚程度のＳｉＯ₂層（表面のこの層
が、後にダイアフラムの下層となる）を形成する； （ｂ）シリコン板の表面のＳｉＯ₂層上に、スパッタ技
術により2000Å厚程度のＮiＣrＳi層を形成する。この
ＮiＣrＳi層の一部は、後にダイアフラムの上層とな
る。このＮiＣrＳi層の形成を終わるまで、ダイアフラ
ムにたるみを持たせるために、シリコン板を1200°Ｃ程
度に維持する； （ｃ）シリコン板が常温程度まで冷えた後、ＮiＣrＳi
層の上にレジスト膜を形成し、これを露光しエッチング
してダイアフラム（21a〜21e)領域のみにレジスト膜を
残す； （ｄ） ドライエッチング（逆スパッタ）により、レジ
スト膜の直下以外のＮiＣrＳi層を除去する。このよう
にして残ったＮiＣrＳi層とその直下のＳｉＯ₂層がダイ
アフラム（２層構造）である。これら２層は、温度が下
がったことにより収縮しようとして比較的に大きな内部
応力（熱膨張係数が異なるので、ＳｉＯ₂層は圧縮応
力、ＮiＣrＳi層は引張応力）を生じているが、この段
階ではシリコン板の基体部に一体であるので、たるみを
生じない； （ｅ） ＮiＣrＳi層上に残したレジスト膜を除去して
ＮiＣrＳiを露出させて、表，裏面に再度、作動気体室
２２ａ〜２２ｅを形成するためのレジスト膜を形成す
る； （ｆ） 露光およびエッチングにより、シリコン板の裏
面の、ＮiＣrＳi層２２対向部に、作動気体室２２ａ〜
２２ｅ用の開口を形成し、更にエッチング（フッ酸処
理）により、該開口部(シリコン板20の裏面)のＳｉＯ₂
層も除去し、次に表，裏面のレジスト膜を除去する； （ｇ） 裏面のＳｉＯ₂層の開口をエッチングして、表
面のＳiＯ₂層（ダイアフラムの下層）に達する穴すなわ
ち作動気体室２２ａ〜２２ｅを開ける。ダイアフラムの
ＳｉＯ₂層までエッチングすると、ダイアフラム（Ｓｉ
Ｏ₂層＋ＮiＣrＳi層）の拘束がなくなるので、ＳｉＯ₂
層に作用する圧縮応力が解放されてダイアフラムにたわ
みが生ずる； （ｈ） 表，裏面のＳｉＯ₂層を除去し、シリコン板
を、長方形の一単位毎（複数個）に切断分離する。分離
された１個が図３に示すシリコン板２０である。再度図
１および図２を参照すると、シリコン板２０の下面に
は、熱融着性の接着フィルム４２を介して上中継板３０
が圧着されている。上中継板３０には作動気体室２２ａ
〜２２ｅに連通する気体通路３１ａ〜３１ｅが開けられ
ており、中継板３０の下面には、気体通路３１ａ〜３１
ｅの中心を通る微細溝３２（図２）が刻まれている。こ
の微細溝３２は、ピン先で引掻いた程度の、Ｏリング
（図３の、上中継板３０に接するもの）によっては閉塞
されない細幅，浅底のものである。

【００１４】以上のように、流路部材１０の内部には、
シリコン板２０および上中継板３０がこの順に挿入され
て、これら３部材１０，２０および３０が一体に固着さ
れている。これが流体送りヘッドである。

【００１５】図３に、上述の流体送りヘッドの一使用態
様、すなわち、該流体送りヘッドを組込んだマイクロポ
ンプを示す。上中継板３０に接続された下ケ−ス８０
は、上が開いた大略で升形のものであり、底壁にはプラ
ンジャ７３ａ〜７３ｅの上下動を許す抜穴がある。これ
らの抜穴を基準にソレノイド７０ａ〜７０ｅが下ケ−ス
８０に収納されている。ソレノイド７０ａは、コア７１
ａ，それを周回する電気コイル７２ａおよびプランジャ
７３ａで構成されており、プランジャ７３ａの細径部が
コア７１ａを貫通し、コア７１ａの外方に円板状の当て
頭がありこれが該細径部と共にプランジャ７３ａと一体
である。他のソレノイド７０ｂ〜７０ｅも、７０ａの構
造および寸法が同一である。ソレノイド７０ａ〜７０ｅ
の上述の当て頭には、シリコンゴム製の薄膜６０が載せ
られ、この薄膜６０上に下中継板５０が載っている。下
中継板５０には、ソレノイド７０ｂ〜７０ｅの当て頭に
よる薄膜６０の突上げを許す気体室５１ａ〜５１ｅ，こ
れらの気体室５１ａ〜５１ｅを気体通路３１ａ〜３１ｅ
に連通とするための気体通路、および、上中継板３０の
気体通路３１ａ〜３１ｅと下中継板５０の気体通路３１
ａ〜３１ｅとを実質上気密に結合するためのＯリング収
納穴が開けられている。Ｏリング収納穴にはＯリングが
はめ込まれている。

【００１６】以上のように、下ケ−ス８０の内部には、
５個のソレノイド７０ａ〜７０ｅ，薄膜６０および下中
継板５０が、下からこの順に収納されている。この下ケ
−ス８０の上開口に、上述のようにシリコン板２０およ
び中継板３０を組込んだ流路部材１０を押し込むことに
より、上中継板３０がＯリングを介して下中継板５０を
押し下げて薄膜６０を押しそしてソレノイド７０ａ〜７
０ｅを下ケ−ス８０の内底面に押す。この押し状態で流
路部材１０の爪欠溝１５，１６内に下ケ−ス８０の爪８
１，８２が進入して、流路部材１０と下ケ−ス８０とが
一体となる。

【００１７】なお、下ケ−ス８０に対して流路部材１０
をやや強い力で引き上げると、爪８１，８２が爪欠溝１
５，１６から外れて、流路部材１０は下ケ−ス８０から
外れる。このように両者を脱着可能な結合としているの
は、医療用の輸液ポンプとして使用する場合に、感染防
止のためディスポ（使い捨て）にするためである。

【００１８】流路部材１０を下ケ−ス８０に装着すると
き、上中継板３０がＯリングに密着した後の更なる下方
への押しにより、気体室５１ａ〜５１ｅから作動気体室
２２ａ〜２２ｅの気体（この実施例では空気）空間の圧
力が上昇してダイアフラム２１ａ〜２１ｅが膨出したま
まとなるとか、あるいはその時膨出しなくても、その後
の温度上昇により前記空間の圧力が上昇してダイアフラ
ム２１ａ〜２１ｅが膨出する。このように膨出した状態
でプランジャ７３ａを上駆動すると前記空間の圧力が更
に上昇してダイアフラム２１ａが破裂することがあり得
る。破裂しない場合は、プランジャ７３ａの往復動に対
してダイアフラム２１ａの膨出／退避ストロ−クが小さ
く、ポンピング能力が著しく低下する。このような現象
を防ぐために、上中継板３０には微細溝３２が刻まれて
いる。流路部材１０を下ケ−ス８０に装着するとき、上
中継板３０がＯリングに密着した後の更なる下方への押
しにより、気体室５１ａ〜５１ｅから作動気体室２２ａ
〜２２ｅに至る空間の気圧が大気圧より高くなるときに
は微細溝３２−上中継板３０／下中継板５０間のギャッ
プ−流路部材１０／下ケ−ス８０間ギャップを通して前
記空間の空気がケ−ス外に逃げる。流路部材１０を下ケ
−ス８０に装着した後の、温度上昇，低下により前記空
間の圧力が上昇又は低下するときにも同様な経路で、前
記空間と外気の間に通流を生ずる。したがって、非使用
時にはダイアフラム２１ａ〜２１ｅは常時所定のたわみ
形状（図３）を維持する。

【００１９】ダイアフラム２１ａ〜２１ｅは、非使用状
態において、上述のＳiＯ₂層形成時のシリコン板のベ−
キングにより、常温では図２および図３に示すようにた
わみを持つ形状となっている。この状態で気体室２２ａ
〜２２ｅの圧力が上昇するとダイアフラムは通流溝１３
に進入する方向に膨出し、通流溝１３の底面にぴったり
接触する。仮に通流溝１３が横断面が長方形のものであ
るとダイアフラムの膨出頂部が通流溝１３の平面状の底
面に当るとそこで球形から平面形にダイアフラム頂部が
変形するので折り曲げ歪が繰返し加わってダイアフラム
寿命が短く、また底コ−ナ部で膨出したダイアフラムと
の間に略３角形状のすき間を生じこれを通して圧力が下
流側から上流側に抜けるので送出効率はその分低いが、
通流溝１３が横断面が弧状であるので、折り曲げ歪を生
じないのでダイアフラムの寿命が長く、しかもポンピン
グ効率（ダイアフラムの振動に対する被駆動流体送出
量）が高い。

【００２０】図４に、上述のソレノイド７０ａ〜７０ｅ
の電気コイル７２ａ〜７２ｅに、ダイアフラム２１ａ〜
２１ｅを振動させるための通電を行なう電気回路を示
す。通電制御装置１００のパルス発生器９４は、ポテン
ショメ−タ９５の抵抗値に対応する周期の電気パルスＡ
を発生する。通電制御装置１００の回路要素が発生する
電気信号を図５に示すので、図５をも参照されたい。５
進カウンタ９３がこの電気パルスＡをカウントする。カ
ウンタ９３は、初期状態（カウント値０）から、パルス
Ａが１個到来する毎にカウント値１，２，３，４とカウ
ントアップしカウント値５になると自動的にカウント値
０に戻り、そしてまた１，２，・・とカウントアップす
る循環カウンタであり、カウント値０〜５を示すカウン
トデ−タがデコ−ダ９２に与えられる。デコ−ダ９２
は、カウントデ−タが０の間はその出力信号Ｂ０を高レ
ベルＨに、他の出力信号Ｂ１〜Ｂ４は低レベルＬに維持
する。カウントデ−タが１〜４のそれぞれのときは、出
力信号Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれをＨに、他の出力信号はＬ
に維持する。オアゲ−ト９１ａ〜９１ｅには、出力信号
Ｂ０〜Ｂ４の内の、Ｈ発生順で隣り合うものが与えら
れ、それらの出力は図５に示す信号Ｃ１〜Ｃ５となり、
これらの信号Ｃ１〜Ｃ５が、それぞれソレノイドドライ
バ９０ａ〜９０ｅに印加される。ソレノイドドライバ９
０ａ〜９０ｅはそれぞれ信号Ｃ１〜Ｃ５のそれぞれがＨ
の間、電気コイル７２ａ〜７２ｅのそれぞれに通電す
る。

【００２１】例えば、図５に示す時刻ｔ１に電気コイル
７２ａに通電がある（Ｃ１＝Ｈ）と、プランジャ７３ａ
がコア７１ａに吸引されて、プランジャ７３ａの上端の
当て頭が薄膜６０を気体室５１ａの内方に突上げる。こ
れにより気体通路３１ａを通して作動気体室２２ａの圧
力が上昇してダイアフラム２１ａが、たわみ形状（図
２，図３）から、被駆動通流溝１３の内方に突出する膨
み形状となる。すなわちダイアフラム２１ａが流体流路
１３に膨出する。これによりダイアフラム２１ａの上側
にあった被駆動流体は、一部は第１ポ−ト１１の方向
に、一部はダイアフラム２１ｂの方向に押される。

【００２２】次の時刻ｔ２では、ダイアフラム２１ａは
まだ膨出しているが電気コイル７２ｂの通電が開始され
て上述と同様にしてダイアフラム２１ｂが流体流路１３
に膨出する。このときダイアフラム２１ｂの上側の被駆
動流体は、ダイアフラム２１ａが膨出しているので、ほ
とんどがダイアフラム２１ｃの方向に押される。

【００２３】次の時刻ｔ３では、電気コイル７２ａの通
電が止まるのでプランジャ７３ａが薄膜６０の反発力で
下方に戻されこれにより室５１ａが負圧となって、ダイ
アフラム２１ａが退避するが、このとき入力ポ−ト１１
の被駆動流体がダイアフラム２１ａによって吸入され
る。ダイアフラム２１ｂは膨出しているので、ダイアフ
ラム２１ｂ側の被駆動流体は実質上吸引されない。ま
た、該時刻ｔ３には電気コイル７２ｃの通電が開始され
て上述と同様にしてダイアフラム２１ｃが流体流路１３
に膨出する。このときダイアフラム２１ｃの上側の被駆
動流体は、ダイアフラム２１ｂが膨出しているので、ほ
とんどがダイアフラム２１ｄの方向に押される。

【００２４】次の時刻ｔ４では、電気コイル７２ｂの通
電が止まるのでプランジャ７３ｂが薄膜６０の反発力で
下方に戻されこれにより室５１ｂが負圧となって、ダイ
アフラム２１ｂが退避するが、このときダイアフラム２
１ａ上の被駆動流体がダイアフラム２１ｂによって吸入
される。ダイアフラム２１ｃは膨出しているので、ダイ
アフラム２１ｃ側の被駆動流体は実質上吸引されない。
また、該時刻ｔ４には電気コイル７２ｄの通電が開始さ
れて上述と同様にしてダイアフラム２１ｄが流体流路１
３に膨出する。このときダイアフラム２１ｄの上側の被
駆動流体は、ダイアフラム２１ｃが膨出しているので、
ほとんどがダイアフラム２１ｅの方向に押される。

【００２５】次の時刻ｔ５では、電気コイル７２ｃの通
電が止まるのでプランジャ７３ｃが薄膜６０の反発力で
下方に戻されこれにより室５１ｃが負圧となって、ダイ
アフラム２１ｃが退避するが、このときダイアフラム２
１ｂ上の被駆動流体がダイアフラム２１ｃによって吸入
される。ダイアフラム２１ｄは膨出しているので、ダイ
アフラム２１ｄ側の被駆動流体は実質上吸引されない。
また、該時刻ｔ５には電気コイル７２ｅの通電が開始さ
れて上述と同様にしてダイアフラム２１ｅが流体流路１
３に膨出する。このときダイアフラム２１ｅの上側の被
駆動流体は、ダイアフラム２１ｄが膨出しているので、
ほとんどが第２ポ−ト１２の方向に押される。

【００２６】次の時刻ｔ６は、上述の時刻ｔ１の状態と
同様となる。このようにして、時刻ｔ１〜ｔ６までを一
サイクルとするダイアフラム２１ａ〜２１ｅの膨出／退
避振動が同様に繰返えされ、被駆動流体は第１ポ−ト１
１から吸入されて第２ポ−トに送出される。隣り合うダ
イアフラムは、時間差をもって順次に膨出駆動される
が、両者が重複して膨出している期間があって、隣り合
う３個のダイアフラムに関して説明すると、中央のダイ
アフラムが膨出しているときに被駆動流体の送り方向に
関して下流側（第２ポ−ト１２側）のダイアフラムを膨
出に上流側（第１ポ−ト１１側）のダイアフラムを退避
に切換えるので、下流側のダイアフラムの膨出による正
圧（吐出圧）は上流側には実質上伝播せず、また上流側
のダイアフラムの退避による負圧（吸引圧）は下流側に
は実質上伝播せず、ダイアフラムの振動による被駆動流
体の送り効率が高い。ポテンショメ−タ９５の抵抗値を
変更するとパルス発生器９４が発生するパルスＡの周期
が長又は短に変化し、一サイクルの時間（時刻ｔ６−ｔ
１）が長く又は短くなる。大略でいうと、長くなると送
出速度（流量／時間）は低く、短くなると送出速度は高
くなり、送出速度をポテンショメ−タ９５で調整しう
る。

【００２７】以上に説明した一使用態様のマイクロポン
プは、ソレノイドで薄膜６０を往復駆動して作動気体空
間２２ａ〜２２ｅに気体圧力振動を与えるものである
が、ソレノイドに代えて、磁性流体を電気コイルの通電
により往復駆動し磁性流体の往復動による圧力振動を作
動気体空間２２ａ〜２２ｅに与えるようにしてもよい。
また、ロッドの先端を薄膜６０に当て、ロッドの後端に
カムを当接してこのカムを電気モ−タで回転駆動するよ
うにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】作動気体空間(22a〜22e)の気体は可圧縮
性（圧力が高くなると収縮し低下すると膨張する:これ
は実質上すべての気体で言えること）であるので、仮に
作動気体空間(22a〜22e)にパルス的（２値的）に圧力が
加わっても、それによってダイアフラムに加わる圧力
は、作動気体空間(22a〜22e)の気体の収縮／膨張により
サイン波（正弦波）状に平滑化されて、ダイアフラム(2
1a〜21e)の膨出／退避運動は滑らかかつ柔らかであり、
これにより送り出される流体に、ダイアフラムの往復振
動よりも高い周波数領域の圧力振動又は圧力衝撃を実質
上生ずることがない。送り出される流体はより静流に近
いものとなる。

【００２９】通流溝(13)は、その長手方向と直交する横
断面がダイアフラム(21a〜21e)の膨出形状に合った曲線
の底面を有するので、ダイアフラムは通流溝(13)を密閉
するように膨出する。これにより、横断面において膨出
したダイアフラムと通流溝(13)の底面との間に実質上隙
間を生じず、したがって下流側の被駆動流体が上流側に
逃げることが実質上なく、ダイアフラムの振動に対する
被駆動流体の送り量が多い。すなわち送出効率が高い。

【００３０】作動気体空間(22a〜22e)の気体が可圧縮性
であるので、ダイアフラムには尖頭的な圧力は加わら
ず、ダイアフラムが圧力衝撃で破壊する確率が低い。し
たがってダイアフラムは薄い小サイズのものとしうる。
ダイアフラムを薄く小サイズにする程、低流量となる。
にもかかわらず、流量のばらつきを実質上生じないのに
加えて、動気体空間(22a〜22e)に加える圧力振動の繰返
し周期の調整により流量を調整しうる。したがって所要
の低流量の、流量が可調整のマイクロポンプを実現しう
る。ダイアフラムは、前述のロ−ラポンプのチュ−ブの
ような経時的な形状変化を生じないので、送出量の経時
的な低下を実質上生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の外観を示す斜視図であ
り、一部は破断して示す。

【図２】 図１のII−II線断面図である。

【図３】 図１に示す流体送りヘッドを組込んだマイク
ロポンプの一例を示す縦断面図である。

【図４】 図３に示す電気コイル７２ａ〜７２ｅに通電
する電気回路を示すブロック図である。

【図５】 図４に示す通電制御回路１００の各部の電気
信号を示すタイムチャ−トである。

【符号の説明】

１０：流路部材 １１：第１ポ−ト １２：第２ポ−ト １３：連通溝 １５，１６：爪欠溝 ２０：シリコン板 ２１ａ〜２１ｅ：ダイアフラム ２２ａ〜２２ｅ：気
体室 ３０：上中継板 ３１ａ〜３１ｅ：気
体通路 ３２：微細溝 ４１，４２：接着フ
ィルム ５０：下中継板 ５１ａ〜５１ｅ：気
体室 ６０：薄膜 ７０ａ〜７０ｅ：ソレノイド ７１ａ：コア ７２ａ〜７２ｅ：電気コイル ７３ａ：プランジャ ８０：下ケ−ス ８１，８２：爪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成 瀬 好 廣 愛知県刈谷市八軒町５丁目50番地 株式会 社アイシン・コスモス研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被駆動流体吸入用の第１ポ−トと送出用の
   第２ポ−トおよびそれらを連通とする通流溝を有する流
   路手段；それぞれが、前記通流溝の開口に表面が露出し
   該通流溝に対して膨出／退避しうる、前記通流空間に沿
   って第１ポ−トから第２ポ−トの方向に配列された複数
   個のダイアフラム；および、 前記ダイアフラムに関して前記通流溝の反対側に配設さ
   れ、各ダイアフラムの裏面に対向する複数個の作動気体
   空間を有するダイアフラム支持手段；を備え、 前記流路手段の通流溝は、その長手方向と直交する横断
   面が前記ダイアフラムの膨出形状に合った曲線の底面を
   有する；マイクロポンプの流体送りヘッド。
2. 【請求項２】通流溝の底面は、その横断面が円筒体の一
   部をなす弧状であり、通流溝の長手方向には一直線状に
   平坦である、請求項１記載の、マイクロポンプの流体送
   りヘッド。
3. 【請求項３】前記作動気体空間に連通する微細な気体逃
   げ流路を有する、請求項１又は請求項２記載の、マイク
   ロポンプの流体送りヘッド。
4. 【請求項４】ダイアフラム支持手段はシリコン板であ
   り；ダイアフラムは、該シリコン板の熱膨張率より低い
   熱膨張率のものである；請求項１，請求項２又は請求項
   ３記載の、マイクロポンプの流体送りヘッド。
5. 【請求項５】ダイアフラムは、高温雰囲気で生成された
   ＳiＯ₂層を含む、請求項４記載の、マイクロポンプの流
   体送りヘッド。