JPH0925878A - 医療用流体ポンプ - Google Patents

医療用流体ポンプ

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JPH0925878A
JPH0925878A JP7173815A JP17381595A JPH0925878A JP H0925878 A JPH0925878 A JP H0925878A JP 7173815 A JP7173815 A JP 7173815A JP 17381595 A JP17381595 A JP 17381595A JP H0925878 A JPH0925878 A JP H0925878A
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JP
Japan
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plate
valve
medical fluid
fluid pump
flow path
Prior art date
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Pending
Application number
JP7173815A
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English (en)
Inventor
Takashi Sato
隆 佐藤
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、信頼性の高い製造容易な医療用流
体ポンプを提供する。 【解決手段】 チタン薄板の積層構造でダイアフラム、
流路を構成し、弁部は、積層型圧電素子で駆動する能動
弁で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定時間連続あるいは
間欠的に流体を微量吐出する、小型医療用流体ポンプに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の第一実施例の医療用流体ポンプの
平面図を図4に示す。図5は図4のBーB´線に沿った
断面図である、図5に示すように、ステッピングモータ
41で作動レバー42を回転し、作動レバー42の先端
のローラ43でチューブ44の中の薬液を押し出すペリ
ストリック型ポンプが実用化されている。
【0003】この方式では、薬液の吐出量精度と小型化
に問題があり、新タイプの医療用流体ポンプの開発が望
まれている。従来の第二の実施例として、マイクロマシ
ニーング技術を応用し、小型で精密流体制御を行う、マ
イクロポンプ及びその製造方法に関し、特開平4ー66
785に開示されている。
【0004】図6は、従来の第二の実施例の主要部の断
面図を示しており、図6は、図7のCーC´線に沿った
断面図である。Si基板619は異方性エッチングでダ
イアフラム66と弁65と流路611が形成され、Si
基板619を下ガラス板610により所定の位置に陽極
接合する。ついでSi基板上面に上ガラス板69を同様
に接合して流路611及びこれに連結する圧力室612
を形成する。この時、上ガラス板69と下ガラス板61
0はホウケイ酸ガラスを用い、あらかじめ下ガラス板6
10には液体の供給口613、吐出口614となる孔
を、上ガラス板69にはダイアフラム66の上部位置に
バイモルフ型、あるいはユニモルフ型圧電素子板617
を設置する孔618を設ける。
【0005】その後、供給口613の下には供給チュー
ブ615を、吐出口614の下には吐出チューブ616
を接合する。最後に圧電素子617をダイアフラム66
の上部に接着し、マイクロポンプを形成する。医療用ポ
ンプの場合、とりわけ体内埋め込み型医療用ポンプは、
薬液及び体液に反応しない材料で構成する必要があり、
構成材料は、チタン材料、Si基板、及びシリコーンチ
ューブ等の材料を用いるか、構成部品をチタン材料で密
封する必要がある。
【0006】半導体プロセスによる異方性エッチング技
術が実用化されつつある技術背景からSiウエハーでダ
イヤフラム66、弁65及び流路611を形成する技術
的流れとなっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の第一実施例で示
したペリスタリック型ポンプは、薬液の吐出量精度と小
型化に問題があり、その改善策として半導体プロセスに
よる異方性エッチング技術を用いたダイアフラム型マイ
クロポンプが提案されている。
【0008】しかしながら、半導体プロセス製造工程を
用いなければ従来の第二の実施例は実現出来ず製造設備
投資が膨大になり小量生産が難しいという問題がある。
さらに、構造的な課題として、弁65は受動弁であるた
め、弁の密閉力はダイアフラムのポンプ圧力よりも小さ
くしなければならないという課題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の医療用流体ポンプはダイアフラム、流路を
チタン薄板の積層構造とし、弁部は、積層型圧電素子で
駆動する能動弁とした。
【0010】
【作用】チタン薄板の積層構造でダイヤフラム型マイク
ロポンプを実現出来たことにより、従来の機械加工設備
で製造可能となり、弁部を積層型圧電素子で駆動する能
動弁とすることにより、弁部密閉力が増し、医療用ポン
プとして必要不可欠である液漏れに対する信頼性が増し
た。
【0011】
【実施例】
(1)第一実施例 本発明の第一実施例を図面に基づいて説明する。図2
は、本発明の実施例の主要部の平面透視図である。図1
は、図2のA−A´線に沿った組立断面図である。
【0012】本発明による医療用流体ポンプは、図1と
図2に示すように、ピン126が打ち込み固定されたベ
ース板11の上に、シリコンパッキン13がはめ込まれ
た流路スペーサ板12を重ね、流路孔17、流路孔18
が形成され、さらに吸入口パイプ15、吐出口パイプ1
6が打ち込み結合された流路形成板14を重ね、ポンプ
室形成板19を配し、ポンプ室形成板19の外側側面に
シリコンパッキン112を配する。
【0013】吸入弁110、吐出弁111が接合された
チタン材薄板のダイアフラム板116は、吸入弁110
と吐出弁111との反対面に、圧電アクチュエータ11
9、120、121が接合固定されている。図1の様に
ダイアフラム板116を配し、その上部にダイアフラム
押さえ板117、ケース118を重ね、複数の止めネジ
125で全体を締結固定する構成となっている。
【0014】図示されていないが、吸入口パイプ15先
端には、薬液タンクが接続固定される。吐出口パイプ1
6の先端には、人体内に薬液を吐出供給するための医療
用カテーテル等が接続される。調整止めねじ122は、
圧電アクチュエータ119に電圧印可されていない時に
吸入弁110と流路形成板14の接触部に隙間が生じ
ず、吸入口パイプ15に接続されている薬液タンク圧力
により薬液がリークしない様な適当な接触圧力となる様
に、さらに、圧電アクチュエータ119に電圧印可し圧
電アクチュエータ119が縮んだ時に吸入弁110が接
合されているダイアフラム板116を持ち上げ、吸入弁
110と流路形成板14の間に隙間を生じる様に組立時
に調整固定するためのものである。
【0015】調整止めねじ124は、圧電アクチュエー
タ121に電圧印可されていない時に吐出弁111と流
路形成板14の接触部に隙間が生じず薬液がリークせ
ず、さらに吐出口パイプ16に接続されている医療用カ
テーテルから体液が逆流しない様な適当な接触圧力とな
る様に、さらに、圧電アクチュエータ121に電圧印可
し圧電アクチュエータ121が縮んだ時に、吐出弁11
1が接合されているダイアフラム板116を持ち上げ、
吐出弁111と流路形成板14の間に隙間を生じる様に
組立時に調整固定するためのものである。
【0016】圧電アクチュエータ119、120、12
1は、積層型圧電アクチュエータである。調整止めねじ
123は、圧電アクチュエータ120に電圧印可されて
いない時にダイアフラム板116と流路形成板14とで
形成されるポンプ室114のギャップが適正になる様に
組立時に調整固定するためのものである。
【0017】次に、本発明による医療用流体ポンプの駆
動方法を図1により説明する。圧電アクチュエータ11
9、120、121に電圧を印可していない状態が、本
発明の医療用流体ポンプの停止状態である。停止状態か
ら、圧電アクチュエータ119に、圧電アクチュエータ
119の縮む方向の電圧を印可し、吸入弁110を開
き、さらに圧電アクチュエータ120の縮む方向の電圧
を印可し、ダイアフラム板116を持ち上げ、ポンプ室
114の容積を膨張させ、薬液を流路孔17を通じポン
プ室114に吸入する。次に圧電アクチュエータ119
の印可電圧を切り、吸入弁110を閉じる。次に、圧電
アクチュエータ121の縮む方向の電圧を印可し、吐出
弁111を開き、同時に圧電アクチュエータ120の伸
びる方向の電圧を印可し、ダイアフラム116が上方に
持ち上げられている状態から下方に押し下げ、ポンプ室
114内の薬液を流路孔18を通じ強制排出する。次
に、圧電アクチュエータ121の電圧を切り吐出弁11
1を閉じてから圧電アクチュエータ120の電圧を切
る。この一連の動作を1サイクルとする。
【0018】従来の実施例に対し、本発明の医療用流体
ポンプの特長の一つとして、吸入弁、吐出弁は能動型で
弁機能が確実に作用し、さらに薬液の漏れ、及び体液の
逆流を確実に防止出来ることにある。次に、本発明の医
療用流体ポンプを構成する個々の主要部品の説明をす
る。
【0019】ベース板11は、ピン126が複数個打ち
込み固定された平板で厚さ0.5mm程度のチタン材で
ある。チタン材を使用する理由は、ベース板11は流路
127を形成しており、強酸性、あるいは強アルカリ性
の薬液に対し、耐食性が要求されるためである。チタン
材は難加工材料に分類されるものであるが、この程度の
形状であれば、加工上問題はない。
【0020】流路スペーサ板12は、シリコンパッキン
13の配設用異形窓128の2箇所とピン126が挿入
される複数の穴を有するだけの厚さ0.1mm程度のチ
タン材薄板であり、従来プレス機で容易に加工出来る。
この流路スペーサ板12の機能は、流路形成板14とベ
ース板11により形成される流路127の寸法確保のた
めである。
【0021】シリコンパッキン13は、流路127から
薬液が漏液を防止するためのものであり、流路スペーサ
板の厚みに対し約30%程度の厚み増としている。流路
形成板14は流路孔17、18と吸入口パイプ15、吐
出口パイプ16、ピン126が挿入される複数の穴を有
する厚さ0.5程度のチタン平板である。
【0022】吸入口パイプ15、吐出口パイプ16の材
質もチタン材を使用する。ポンプ室形成板19は、ポン
プ室114、吸入弁室113、吐出弁室115の窓を有
する厚さ0.1mm程度のチタン薄板である。シリコン
パッキン112は、ポンプ室形成板19が内設する異形
窓を有するシリコンシート材であり、ポンプ室形成板1
9の板厚の10〜30%の厚みになっている。機能とし
ては、医療用流体ポンプ外部への漏液防止である。
【0023】吸入弁110、および吐出弁111の形成
方法の一実施例としては、ダイアフラム板116の片側
表面にポリイミドをコーテングし、焼き付け、露光、現
像を経てエッチングにより吸入弁110、吐出弁111
の必要形状を形成する。他の弁形成方法として、蒸着装
置でSi膜あるいは金属膜を厚膜蒸着する方法も可能で
ある。
【0024】ダイアフラム押さえ板117は、ポンプ室
114、吸入弁室113、吐出弁室115の上部で可動
するダイアフラム板116の可動部の支持点固定を確実
にするため、ダイアフラム板116をポンプ室形成板1
9とではさみこむ様になっている。ダイアフラム押さえ
板117は直接薬液と接触しないのでステンレス材を採
用している。
【0025】ケース118は、医療用流体ポンプを体内
に埋め込んだ場合、圧電アクチュエータ119、12
0、121の耐防水性、耐湿性のためである。 (2)第二実施例 本発明の第二実施例を図3に基づいて説明する。
【0026】図3において、吸入口パイプ35、吐出口
パイプ36はベース板31に打ち込み固定されている。
この構造は、薬液タンクがベース板31側に配設される
場合に有効である。その他、吐出口パイプ36について
は、第一実施例と同じように配設することも可能であ
る。
【0027】尚、310は吸入弁、311は吐出弁、3
13は吸入弁室、314はポンプ室、315は吐出弁
室、316はダイアフラム板、317はダイアフラム押
さえ板、318はケースである。
【0028】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の医療用流体
ポンプはの主要部品は、形状が簡単な薄板で構成され、
従来機械加工工程で実現可能となった。このことによ
り、半導体プロセス等の大がかりな設備が不要となっ
た。
【0029】さらに、吸入弁、吐出弁は積層型圧電アク
チュエータで駆動する能動型弁であるため弁圧力が大き
く出来、確実な動作が保障され、ポンプ機能および漏液
性の信頼性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の図2のA−A´線に沿った組立断面図
である。
【図2】本発明の主要部の平面透視図である。
【図3】本発明の第二の実施例の組立断面図である。
【図4】従来の第一の実施例の平面図である。
【図5】図4のBーB´線に沿った断面図である。
【図6】図7のCーC´線に沿った断面図である。
【図7】従来の第二の実施例の主要部の平面図である。
【符号の説明】
11、31 ベース板 12、32 流路スペーサ板 13、112、33、312 シリコンパッキン 14、34 流路形成板 15、35 吸入口パイプ 16、36 吐出口パイプ 17、18、37、38 流路孔 19、39 ポンプ室形成板 41 ステッピングモータ 42 作動レバー 43 ローラ 44 チューブ 65 弁 66 ダイアフラム 69 上ガラス板 110、310 吸入弁 111、311 吐出弁 113、313 吸入弁室 114、314 ポンプ室 115、315 吐出弁室 116、316 ダイアフラム板 117、317 ダイアフラム押さえ板 118、318、45 ケース 119、120、121、319、320、321 圧
電アクチュエータ 122、123、124、322、323、324 調
整止めねじ 125、325 止めねじ 126 ピン 127、611 流路 610 下ガラス板 612 圧力室 613 供給口 614 吐出口 615 供給チューブ 616 吐出チューブ 617 圧電素子板 618 孔

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピン126が打ち込み固定されたベース
    板11、シリコンパッキン13がはめ込まれた流路スペ
    ーサ板12、流路孔18が形成され、さらに吸入口パイ
    プ15、吐出口パイプ16が打ち込み接合された流路形
    成板14、ポンプ室形成板19、シリコンパッキン11
    2、吸入弁110、吐出弁111が接合されたダイアフ
    ラム板116、圧電アクチュエータ119、120、1
    21、ダイアフラム押さえ板117、ケース118を配
    し、止めねじ125で締結固定された医療用流体ポン
    プ。
  2. 【請求項2】 請求項1の医療用流体ポンプにおいて、
    ベース板11、流路スペーサ板12、流路形成板14、
    ポンプ室形成板19、吸入口パイプ15、吐出口パイプ
    16、ダイアフラム板116は、チタン材で構成したこ
    とを特徴とする医療用流体ポンプ。
  3. 【請求項3】 吸入弁110、吐出弁111はダイアフ
    ラム板116に高分子材料をラミネート処理、焼き付
    け、露光、エッチング処理により形成することを特徴と
    する請求項1の医療用流体ポンプ。
  4. 【請求項4】 吸入弁110、吐出弁111はSi厚膜
    蒸着で形成することを特徴とする請求項1の医療用流体
    ポンプ。
  5. 【請求項5】 吸入弁110、吐出弁111は、金属厚
    膜蒸着で形成することを特徴とする請求項1の医療用流
    体ポンプ
  6. 【請求項6】 吸入口パイプ35、吐出口パイプ36の
    両方、あるいは吸入パイプ35のみ、あるいは吐出口パ
    イプ36のみを、ベース板31に打ち込み接合したこと
    を特徴とする請求項1の医療用流体ポンプ。
  7. 【請求項7】 吸入弁110および吐出弁111の開閉
    制御を圧電アクチュエータ119、121、で能動的に
    行う請求項1の医療用流体ポンプ。
  8. 【請求項8】 圧電アクチュエータ119、120、1
    21の取付調整を調整止めねじ122、123、124
    で行うことを特徴とする請求項1の医療用流体ポンプ。
JP7173815A 1995-07-10 1995-07-10 医療用流体ポンプ Pending JPH0925878A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005059157A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Kobe Steel Ltd 接続装置及びその製造方法、並びにこの接続装置を備えたマイクロ流体装置及びマイクロ流体デバイスの集積方法
US7749444B2 (en) 2004-05-13 2010-07-06 Konica Minolta Sensing, Inc. Microfluidic device, method for testing reagent and system for testing reagent

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005059157A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Kobe Steel Ltd 接続装置及びその製造方法、並びにこの接続装置を備えたマイクロ流体装置及びマイクロ流体デバイスの集積方法
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