JP2008161669A - マイクロポンプ、チューブユニット、制御ユニット、 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の高精度吐出を実現し、ランニングコストを低減するマイクロポンプを提供する。
【解決手段】マイクロポンプ１０は、着脱可能なチューブを有するチューブユニット１００と、チューブ５０を押圧する押圧機構部９０を伝達機構部８０を介して駆動するモータ７０の駆動制御を行う制御回路部２１０を有する制御ユニット２００と、を備える。チューブユニット１００と制御ユニット２００を装着した際、装着状態を検出し、ＩＣタグ１３０とリーダー２２０とからなるリーダ／ライタ装置により、チューブユニット１００に格納されるチューブ個別データを制御ユニット２００に書き込み、チューブ個別データに基づく駆動条件にて駆動される。
【選択図】図３

Description

本発明は、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプとマイクロポンプを構成するチューブユニット及び制御ユニットに関する。

従来、液体収納容器（リザーバ）に収納された被輸送液体をチューブを押圧することにより輸液する輸液ポンプにおいて、設定された輸液流量に応じて被輸送液体をチューブの押し潰し位置を順次移動するように圧閉して輸液するチューブ押圧手段と、チューブ押圧手段を駆動するモータを含む駆動手段と、駆動手段を制御するための制御手段とからなる輸液ポンプというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−５９８５３号公報（第３頁、図１〜図３）

このような特許文献１では、リザーバに連通する可撓性を有するチューブを輸液ポンプの蠕動ポンプ部に挿着して、設定流量に応じたパルス周波数をモータ駆動回路に供給してモータの駆動軸の回転速度を制御し、輸液流量の管理をしている。

しかしながら、使用するチューブは、チューブ毎の内径にばらつきを有しており、チューブ個々の内径のばらつきに起因する輸液量のばらつきが発生し、特に微量輸液を行う場合にはチューブ内径のばらつきは無視できない。

また、ユーザーが新しいチューブを輸液ポンプに装着する場合において、装着対応チューブとポンプとの間に認証手段がないために、装着対応チューブを間違えて装着することが予想され、液体が治療用薬液の場合には、その間違いは許されない。

上述したようなチューブ内径のばらつきや、装着の間違いを防止するためには、輸液ポンプとチューブの組み合わせを固定することが考えられるが、このようにすれば、都度、輸液ポンプとチューブを装着した状態で交換しなければならずランニングコストが高くなるという課題も予測される。

さらに、チューブを蠕動ポンプ部に装着する場合、正確な位置に装着することが難しく、ユーザーが携帯可能、あるいは他の機器装置に搭載するような小型サイズにするような形態では、チューブの交換や装着が困難になるということも考えられる。

本発明の目的は、上述した課題を解決することを要旨とし、流体の高精度吐出を実現すると共に、装着対応チューブを間違えて装着することを防止し、且つ、ランニングコストを低減するマイクロポンプを提供することである。

本発明のマイクロポンプは、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプであって、少なくとも前記チューブと、前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠と、チューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部とを有するチューブユニットと、少なくとも前記チューブを押圧する押圧機構部を伝達機構部を介して駆動するモータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部とを有し、前記チューブユニットと着脱自在な制御ユニットと、前記制御ユニットに電力を供給する電源と、前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたことを検出すると共に、前記チューブ個別データを読出し、前記制御ユニットに書き込むリーダー／ライタ装置と、を備え、前記チューブ個別データに基づき駆動されること特徴とする。

この発明によれば、チューブを含むチューブユニットと制御ユニットとが着脱自在であるため、仮にリザーバ内の流体が無くなって交換するような場合、制御回路部及びチューブ個別データ処理部等を含む制御ユニットよりも安価なチューブユニットのみを交換することによりランニングコストを低減することができる。

また、マイクロポンプを長期間使用する場合には、押圧機構部により繰り返し押圧されることによりチューブの内径が変化したり、チューブが劣化したりすることが考えられるが、チューブを含むチューブユニットを廃却（つまり、使い捨て）にすることで、所定範囲内の内径と弾性を有するチューブを低コストで交換することができる。

また、チューブは、チューブ案内枠にユニット化されているので、交換作業が容易になるという効果もある。

さらに、チューブユニットは、チューブ個別データ保持部にチューブ個別データを格納（記憶）し、リーダー／ライタ装置により、チューブ個別データを読取り、制御ユニットに書き込み、チューブ個別データに基づきモータの駆動制御を行うため、チューブ毎に対応した高精度な流体輸送量を有するマイクロポンプを実現できる。

また、リーダー／ライタ装置により、チューブユニットを制御ユニットに装着した状態を検出し、駆動対応のチューブに対応するチューブ個別データを制御ユニットに書き込むため、チューブユニットの装着間違いを防止することができる。

また、前記チューブ個別データが、前記チューブの個体差による流体の吐出量のばらつきを補正するためのデータであることが好ましい。

ここで、チューブの個体差による流体の吐出量のばらつきとは、具体的には、チューブの内径または蠕動駆動部のチューブ内容量のばらつき等によるものがある。従って、このチューブ個別データを制御ユニットで読取り、このチューブ個別データに基づきモータの駆動制御を行うため、チューブ毎の個体差に対応した高精度な流体輸送量を有するマイクロポンプを実現できる。

また、前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、少なくとも前記チューブ個別データと前記流体の吐出プログラムとを入力する操作部と、をさらに備えていることが好ましい。
ここで、吐出プログラムとしては、例えば、流体の吐出速度、吐出時間等が含まれる。
また、表示部における表示内容としては、例えば、チューブ個別データの値、吐出プログラムの設定内容、吐出状況、警告表示等が含まれる。

このようにすれば、制御回路、表示部、操作部等を含む制御ユニットは、チューブユニットよりも高価なものとなる。従って、制御ユニットよりも安価なチューブユニットのみを交換することによりランニングコストを低減することができる。

また、前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、をさらに備え、前記電源が、前記制御ユニットに備えられていることが好ましい。

チューブ個別データは、前述したように、チューブユニットを制御ユニットに装着した際、チューブ個別データ保持部からチューブ個別データ処理部に入力されるが、万一、チューブ個別データ保持部からチューブ個別データ処理部への入力ができなかった場合においても、操作部からも入力できるようにすることで、チューブ個別データに基づきマイクロポンプを使用することができる。

また、前記電源が、前記チューブユニットに備えられていることが望ましい。
ここで、電源としては特に限定するものではないが、例えば、コイン型またはボタン型の小型電池が用いられる。

電源として、小型電池を用いる場合には電池容量も小さいため、チューブユニットに電池も含め、チューブユニット交換時に電池交換ができることから、使用途中で電池切れ等の不具合を防止することができる。

また、前記制御ユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータとを備えていることが好ましい。

このような構成によれば、チューブユニットはチューブとチューブ案内枠とチューブ個別データ保持部とから構成され、可動部が制御ユニットに含まれる。この構成は、チューブユニットが可動部を有しない簡素な構成となり、より一層ランニングコストを低減することができる。また、チューブユニットの制御ユニットに対する着脱作業もより簡単に行うことができるという効果がある。

また、前記チューブユニットが前記押圧機構部を備え、前記制御ユニットが、前記伝達機構部と前記モータとを備えていることが好ましい。

このようにすれば、チューブユニットが、チューブを押圧する押圧機構部を備えることから、チューブと押圧機構部との相対的な位置ずれを抑制でき、チューブに正確な蠕動運動を伝達することができる。

また、前記チューブユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータとを備えていることが好ましい。

このようにすれば、チューブユニットが駆動部全体を含み、押圧機構部と伝達機構部とモータとが分離されない構造となるため、ユーザーによるチューブユニットの制御ユニットへの着脱作業において、駆動部間それぞれの係合に関わる不具合や組立性を低下することがない。

さらに、本発明におけるマイクロポンプに用いるモータは、詳しくは後述するが、小型化と省電力化のためにウオッチサイズのステップモータを採用している。従って、モータの高負荷駆動に配慮して、チューブユニットの交換時期にモータも交換することが可能であり、信頼性を高めることができる。

また、前記押圧機構部が、前記チューブに対して複数の押圧部材を流体の流入側から流出側に向かって順次押圧する回転カムからなり、前記回転カムが、中心軸に軸止される第１カムと前記中心軸に軸支される第２カムとから構成され、前記第２カムは、前記チューブが前記押圧部材から開放されている位置から押圧可能な位置に移動可能であることが好ましい。

弾性を有するチューブは、押圧部材によってチューブの同じ場所を長期間にわたって押圧（押し潰し）し続けていると、弾性が失われ変形することが考えられる。従って、マイクロポンプを使用する前では、第２カムを、チューブが押圧部材から開放されている位置とし、駆動開始してから押圧可能な位置に移動するため、押圧部材によってチューブの同じ場所を長期間にわたって押圧（押し潰し）し続けていることに起因するチューブの変形を防止することができる。

また、前記リーダー／ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを前記チューブ個別データ処理部に送信する送受信制御回路部と無線用アンテナと、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを受信し、データ処理を行う送受信・データ処理部と無線用アンテナと、からなることが好ましい。

ここで、チューブ個別データ保持部が有する送受信制御回路部と無線用アンテナとの構成としては、例えば、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｎ）タグ（以降、ＩＣタグと表す）が代表され、チューブ個別データ処理部が有する送受信・データ処理部と無線用アンテナの構成としては、例えば、ＲＦＩＤリーダー（以降、単にリーダーと表す）が代表される。

このように、チューブ個別データをチューブ個別データ保持部のＩＣタグに記憶させ、無線通信によってチューブ個別データ処理部のリーダーで読取り、書き込むことにより、チューブユニットと制御ユニット間の接続構造を簡素化することができる。

また、ＩＣタグには、やはり無線通信手段により外部からチューブ個別データを入力することが可能であり、チューブユニット組立後にチューブ個別データを入力することができる。
さらに、ＩＣタグは薄型化が可能であり、チューブユニットを薄型化することができるという効果がある。

また、前記リーダー／ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを記憶する記憶回路と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記記憶回路に記憶された前記チューブ個別データを読取る読出し回路部とチューブ個別データを処理するデータ処理部と前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記記憶回路に接続する入出力端子とを備えていることが好ましい。
ここで、記憶回路としては、例えば、不揮発性メモリを採用することができる。

このような構成にすれば、予め記憶回路に記憶されたチューブ個別データを、入出力端子を介して制御ユニットに取り込むことができる。従って、チューブ個別データの入力を確実に行える他、入出力端子を付加すること以外に読出し回路部及び処理部の構成を簡素化することができる。

また、前記リーダー／ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを表示するチューブ個別データ表示部と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを光学的に読取り、データ処理を行う読取り／処理装置とを備えていることが望ましい。
ここで、チューブ個別データ表示部としては、例えば、バーコードがあり、読取り装置としてはバーコードリーダーがある。

チューブ個別データ表示部をバーコードにすれば、バーコードフォントが印刷されたシールをチューブユニットに貼着すればよいので、チューブ個別データ表示部の占有厚さはほとんど増加しない。またバーコードリーダーとしては一般的な構成のものを使用することができる。

また、本発明のチューブユニットは、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプの駆動制御を行う制御ユニットと着脱自在なチューブユニットであって、前記チューブユニットが、前記チューブと前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠とチューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部と、を備えていることを特徴とする。

また、チューブユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部をさらに備える構造としてもよく、前記チューブを押圧する押圧機構部とモータと、モータの回転を前記押圧機構部に伝達する伝達機構部と、をさらに備える構造としてもよい。

このようにすれば、チューブユニットを単体で取り扱うことができ、マイクロポンプとしてのコスト低減を可能にする。チューブユニットの構成は、上述したような構成要素の組み合わせとすることができ、ユーザーの使用形態にあわせて選択することができる。

また、本発明の制御ユニットは、弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプのチューブユニットと着脱自在な制御ユニットであって、前記制御ユニットが、チューブ個別データと流体の吐出プログラムとを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、モータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブユニットが保持するチューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部と、を備えていることを特徴とする。

また、前記制御ユニットが、前記モータと前記チューブを押圧する押圧機構部に前記モータの回転を伝達する伝達機構部をさらに備える構造でも、さらに、前記押圧機構部を含む構造としてもよい。

このようにすれば、制御ユニットを単体にて取り扱うことができ、マイクロポンプとしてのコスト低減を可能にする。制御ユニットの構成は、上述したチューブユニットの構成に対応して各構成要素の組み合わせによるユニットとすることができ、ユーザーの使用形態にあわせて選択することができる。

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８は１実施形態に係るマイクロポンプを示し、図９，１０は実施形態２、図１１，１２は実施形態３、図１３，１４は実施形態４、図１５は実施形態５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）

図１は、本発明の実施形態１に係るマイクロポンプの概略構成を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。図１，２において、マイクロポンプ１０は、制御ユニット２００と、制御ユニット２００に着脱可能に装着されるチューブユニット１００とから構成されている。また、チューブユニット１００には、流体（以降、流体を液体として説明する）を収容するリザーバ６０が接続チューブ６１によってチューブユニット１００に連通されている。

制御ユニット２００は、表面側に表示・操作部１９０とリザーバ６０を載置する載物台２０１が設けられている。載物台２０１の一部は、厚さ方向に棚状に突出し、その棚状部２０２がチューブユニット１００と制御ユニット２００とのインターフェース部であり、チューブユニット１００は棚状部２０２に装着される。

チューブユニット１００は、弾性を有するチューブ５０がチューブ案内枠としての第４機枠１２と第３機枠１３（図８、参照）との間に装着されており、チューブ５０の一部が制御ユニット２００に設けられる押圧機構部９０の蠕動運動により圧搾される。

チューブ５０には、一端に接続管５５が装着され、この接続管５５にリザーバ６０と連通する接続チューブ６１が接続されている。また、他の一端は、チューブユニット１００の外部に突出しており、その先端部が液体の流出口５３である。

リーダー／ライタ装置は、チューブユニット１００に設けられるＩＣタグ１３０と、制御ユニット２００に設けられるリーダー２２０とから構成される。ＩＣタグ１３０は、チューブユニット１００の下面側（棚状部２０２側）に貼着されている。そして、このＩＣタグ１３０に対峙する位置に、送受信・データ処理部と無線用アンテナを有するリーダー２２０が制御ユニット２００に設けられている。

制御ユニット２００には、リザーバ６０及びチューブユニット１００と交差しない平面位置の表面に表示部２４０と表示・操作部１９０とが配設されている。図示は省略するが、表示部２４０には、英数字にてチューブ個別データの値、吐出プログラム設定内容（複数の吐出速度、吐出時間等）、吐出状況（吐出／停止表示、現在の吐出速度、吐出経過時間、累積吐出量等）、警告表示（電源が駆動電圧以下の場合、及びリザーバ６０からの液体供給が無い場合等）が表示される。

なお、これらの表示のうち、常時表示されている警告表示以外は操作部２３０の操作によるモード切換えによって選択表示させる。また、表示部２４０は、表示内容それぞれに対応する複数の表示部に分割して設ける構造としてもよい。

操作部２３０は、制御ユニット２００の電源のＯＮ及びＯＦＦを行うＯＮ／ＯＦＦスイッチ２３１、表示部２４０の表示内容を切り換える表示モードボタン２３２、チューブ個別データ取込みボタン２３３、液体の吐出スタート及び吐出ストップを行う吐出スタート／吐出ストップボタン２３４と吐出プログラムを設定する設定操作部２５０とから構成されている。なお、設定操作部２５０はキーボード構成である。これらの操作ボタンの他に表示内容をリセットするクリアボタンを備えてもよい。

なお、操作部２３０では、設定操作部２５０を操作してチューブ個別データを制御回路部２１０に直接入力することができるように構成してもよい。

また、制御ユニット２００の内部には、前述したリーダー２２０と制御ユニット２００のシステム全体を制御する制御回路部２１０と、電源としての電池２６０とが格納されている。

続いて、前述したマイクロポンプ１０の各要素の構成と作用について説明する。
図３は、実施形態１に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図である。図３において、マイクロポンプ１０は、着脱自在なチューブユニット１００と制御ユニット２００の二つのユニットによって構成され、これらのユニットは着脱機構部１５０によって、着脱可能に装着された状態で駆動し、液体を吐出する。

チューブユニット１００は、チューブ５０とチューブ案内枠としての第４機枠１２と第３機枠１３（図８も、参照）とＩＣタグ１３０とから構成され、接続チューブ６１によってリザーバ６０と連通している。リザーバ６０は、水、食塩水、薬液、油類、芳香液、インク等の液体、あるいは気体等が収容される容器である。

ＩＣタグ１３０には、装着対象となるチューブ５０の内径または蠕動部のチューブ内容量等のチューブの個体差による流体の吐出量のばらつきを補正するためのデータであるチューブ個別データが記憶されている。従って、本実施形態では、ＩＣタグ１３０がチューブ個別データ保持部である。

チューブ個別データとしては他に、チューブ５０の内径または蠕動部のチューブ内容量の基準値に対する補正値、チューブ５０による吐出実測値の基準量に対する補正値がある。
チューブ５０の内径は、製造上のばらつきがあり、設計上の内径（基準値）に対しての差異が生じることに起因する液体の吐出量に差異がでることが予測される。
そこで、使用するチューブ毎の内径を制御ユニットに入力することで、基準値との差異から所定の吐出量となるように駆動条件が設定される。

また、補正値としては、チューブの流体流動部（内径）の設計値の直径（基準値）をＤ、駆動対象のチューブ５０の直径の実測値をｄとしたとき補正値Ｒは、Ｒ＝（ｄ／Ｄ）²で表され、この補正値を入力することで駆動条件を設定する。蠕動部のチューブ内容量もチューブ内径と同様に扱われる。

また、チューブ５０は弾性を備える材料から形成されることから、内部を流動する際に極僅かであるが外部に蒸発することが考えられる。従って、他の補正値としてチューブ５０からの蒸発量の補正値を含む。蒸発量の補正値は、設計上の液体流動と蒸発量の実測値との比から求める。

また、チューブ個別データとしては、チューブユニット１００の識別データ（つまり、識別コード）とを含むことができる。識別コードはチューブユニット毎に設定される。

制御ユニット２００には、マイクロポンプ１０の駆動機構として押圧機構部９０と、モータ７０と、モータ７０の回転を押圧機構部９０に伝達する伝達機構部８０と、が備えられている。さらに、チューブ個別データ処理部として、ＩＣタグ１３０からチューブ個別データを受信し、データ処理を行う送受信・データ処理部からなるリーダー２２０と、マイクロポンプ１０の全体制御を行う制御回路部２１０と、表示部２４０と、操作部２３０と電池２６０とから構成されている。
なお、マイクロポンプ１０の駆動機構の構造及び駆動作用については図６〜図８を参照して後述する。

また、制御回路部２１０には、図示しないが、モータ７０の駆動制御を行うモータ制御回路と、入力されたチューブ個別データに基づき単位時間当たりの吐出速度、吐出量等を演算する演算処理回路、表示部２４０を駆動するドライバ、吐出時間を制御するタイマー、操作部２３０からの入力信号を処理する操作制御回路、電池電圧を制御及びモニタする電源回路等を含んでいる。

続いて、ＩＣタグ１３０とリーダー２２０の構成及び作用について図面を参照して説明する。
図４は、ＩＣタグとリーダーの構成を示す説明図、図５は作用を示す説明図である。図４において、ＩＣタグ１３０は、基板１３１の表面に設けられる送受信制御回路部としてのＩＣチップ１３３と、基板１３１の表面上のＩＣチップ１３３の周囲に形成される無線用アンテナ１３２とから構成される。ＩＣチップ１３３には、記憶回路（図示せず）を含み、チューブ個別データが記憶される。チューブ個別データは、書込み器２７０から無線通信によって入力されて記憶回路に記憶させておく。あるいは、記憶回路に予め記憶させておいてもよい。

また、リーダー２２０は、平面アンテナ２２１と送受信・データ処理部としての送受信・データ処理回路２２２とから構成されている。

そして、チューブユニット１００と制御ユニット２００が装着されたことをＩＣタグ１３０とリーダー２２０との間の通信により検出し、ＩＣチップ１３３（記憶回路）に記憶されたチューブ個別データは、近接無線通信によりリーダー２２０で読み取る。この際、チューブユニット１００と制御ユニット２００それぞれに接続端子（図示せず）を設け、チューブユニット１００と制御ユニット２００が装着されたことを接続端子にて検出して出力命令信号をリーダー２２０から発信し、ＩＣタグ１３０からチューブ個別データを送信する。

また、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着した状態で、制御ユニット２００に設けられるチューブ個別データ取込みボタン２３３（図１、参照）を操作し、出力命令信号をＩＣタグ１３０に出力する。そして、出力信号の入力に対応してＩＣタグ１３０からチューブ個別データがリーダー２２０に送信する構成としてもよい。

図５において、ＩＣタグ１３０は、リーダー２２０からの出力命令信号を電波として受信すると無線用アンテナ１３２に電流及び電圧が発生し、記憶回路に記憶されているチューブ個別データ（記憶情報）を電波に変換してリーダー２２０に発信する。

次に、マイクロポンプの操作について図１〜図３を参照して説明する。制御回路部２１０では、チューブ個別データに基づき単位時間当たりの吐出速度及び吐出量等を演算し、表示部２４０に表示する。そして、設定操作部２５０を操作して吐出速度及び吐出時間を設定する。制御回路部２１０では、前述した時間当たりの吐出速度に基づきモータ７０の駆動速度を設定する。

次に、吐出スタート／吐出ストップボタン２３４を操作してマイクロポンプ１０を駆動すると、設定された駆動速度でモータ７０が駆動され、伝達機構部８０で減速または増速されて押圧機構部９０を駆動し、押圧機構部９０の蠕動運動により、リザーバ６０の内部に収容された液体を流出口５３から吐出する。

続いて、本実施形態に係る駆動部について図面を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るマイクロポンプの一部を示す平面図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ切断面を示す部分断面図、図８は、図６のＣ−Ｃ切断面を示す部分断面図である。

図６〜図８を参照して、本実施形態のマイクロポンプの構造について説明する。図６〜図８において、マイクロポンプ１０は、押圧機構部９０に駆動力を伝達する伝達機構部８０と、液体が流動するチューブ５０と、伝達機構部８０からの駆動力によって第１カム２０と第２カム３０とからなる回転カムを回転して押圧部材を押圧してチューブ５０を流体の流入側から流出側に順次閉塞しながら流動する蠕動駆動方式のマイクロポンプである。

まず、伝達機構部８０の構造について図７を参照して説明する。図７において、伝達機構部８０は、モータ７０としてウオッチ用のステップモータを備え、コイルとステータ（共に図示せず）とステップロータ７０ａの回転を第１伝達車７１、第２伝達車７２、第３伝達車７３、第４伝達車７４を順次噛合させてカム駆動車７６まで伝達する。これらの各伝達車もウオッチ用の輪列の一部を用いており、伝達機構部８０の小型化と薄型化を実現している。

これらのステップロータ７０ａ、第１伝達車７１、第３伝達車７３、第４伝達車７４は、第１機枠１１と第２機枠１４によって回転可能に軸支されている。第１機枠１１には、伝達車軸７５が植立されており、筒部が上方（第１カム２０、第２カム３０が配設される方向）に突出されている。この伝達車軸７５に開設されている貫通孔に第４伝達車７４の筒部が挿通され、第４伝達車７４に開設される貫通孔に第２伝達車７２の軸部が挿通されている。

第２伝達車７２は、一方の支持軸が第２機枠１４に軸支され、他方の軸部が第４伝達車７４の貫通孔によって軸支される。そして、第４伝達車７４の回転は、図示しない第５伝達車を介して中心軸としてのカム駆動車７６に伝達される。

カム駆動車７６は、中央に開設された貫通孔を伝達車軸７５の筒部外周に挿通して軸支される。カム駆動車７６は、筒部が、第１カム２０及び第２カム３０が配設される方向に突出している。カム駆動車７６の軸部上方は、第３機枠１３に植立されるカム駆動車支持軸受７８によって軸支される。第３機枠１３には、カム駆動車支持軸受７８を軸支する穴が穿設されており、この穴は第３機枠１３を貫通せず、カム駆動車支持軸受７８の端部は、第３機枠１３によって封止されている。従って、第３機枠１３はチューブユニット１００の上蓋体を構成する。そして、カム駆動車７６は、ステップロータ７０ａの回転を上述した各伝達車によって所定の回転速度まで減速される。本実施形態では、カム駆動車７６はウオッチの筒車に相当する。

なお、カム駆動車７６は、伝達車軸７５とカム駆動車支持軸受７８とによって軸支されているために、支持部間の距離が長くなり、カム駆動車７６の傾き量を抑制し、後述する第１カム２０及び第２カム３０の負荷トルクによって生ずるカム駆動車７６の軸部にかかる側圧を減じている。

続いて、押圧機構部９０と伝達機構部８０の関係について説明する。押圧機構部９０は、上述した伝達機構部８０に重ねて第１機枠１１の上面側に配設されている。カム駆動車７６の突出した筒部には、下方から第２カム３０、第１カム２０の順に挿着されている。ここで、第２カム３０は、カム駆動車７６に遊嵌の関係で軸支され、第１カム２０はカム駆動車７６と一体で回転するよう軸止されている。

カム駆動車７６の鍔部７６ａには回転止め軸７７が植立されており、突出した軸部が第１カム２０に開設された孔２０ａに挿入されている。回転止め軸７７は、カム駆動車７６とは離間した位置に配置され（平面位置は、図６参照）、この回転止め軸７７を設けることにより、第１カム２０が、カム駆動車７６との間において空転してしまうことを防止している。

なお、図６、図７は、第１カム２０と第２カム３０とが共に、チューブ５０を押圧可能な状態を表しており、第２カム３０に設けられるバネ部３３はフリーの状態であるが、図６に示すように、バネ部３３の先端部（摩擦係合部３４）と第１カム２０との周方向の隙間は、バネ部３３の先端部（摩擦係合部３４の周方向先端部）と第１カム２０との係合が解除できる最小の距離としている。これは、第２カム３０が衝撃等により第１カム２０の回転より先行したときに、フィンガー押圧部３２が、第１カム２０のフィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃとのピッチがずれないようにしているためである。

第１カム２０及び第２カム３０の周囲には、第４機枠１２が設けられている。第４機枠１２は、上述した第３機枠１３と第１機枠１１との間に挟持されており、第３機枠１３と第４機枠１２とは、接着剤または溶着によりチューブ５０を挟んで一体化されている。

本実施形態では、この第３機枠１３と第４機枠１２とを一体化した状態をチューブ案内枠と呼称し、チューブ案内枠によりチューブ５０を保持固定した状態をチューブユニット１００と呼称する。そして、チューブユニット１００以外の構成を総称して制御ユニット２００と呼称している。

また、図７に示すように、第４機枠１２の下面（第１機枠１１側）にはＩＣタグ１３０が貼着され、また、ＩＣタグ１３０と対向する位置にリーダー２２０が配設されている。
ＩＣタグ１３０の平面方向配設位置は、押圧機構部９０及び伝達機構部８０の外側方向の任意の位置とする（図６も参照する）。

続いて、本実施形態の押圧機構部９０について図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るマイクロポンプ１０の一部を示す平面図である。なお、図６は、マイクロポンプ１０を定常駆動している状態を示し、第３機枠１３を上方より透視して表している。図６において、押圧機構部９０は、カム駆動車７６に軸止または軸支された第１カム２０と第２カム３０と、チューブ５０と第１カム２０及び第２カム３０との間に、カム駆動車７６の回転中心Ｐから放射状に介設された押圧部材としての７本のフィンガー４０〜４６とから構成されている。フィンガー４０〜４６は、それぞれが等間隔に配設されている。

第１カム２０は、中心部が、カム駆動車７６の軸部に軸止され、外周部に３箇所の突出部を備え、最外周部にフィンガー押圧部が形成されている。フィンガー押圧部は、３つのフィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃから構成されている。フィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃは、回転中心Ｐから等距離の同心円上に形成される。フィンガー押圧部２１ａとフィンガー押圧部２１ｂ、及びフィンガー押圧部２１ｂとフィンガー押圧部２１ｃとの周方向ピッチと外形形状は等しく形成されている。また、フィンガー押圧部２１ａとフィンガー押圧部２１ｃとの間は、フィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ、またはフィンガー押圧部２１ｂ，２１ｃの周方向ピッチの２倍の間隔を有している。

フィンガー押圧部２１ａの基部には、カム駆動車７６の回転中心Ｐ（第１カム２０及び第２カム３０の回転中心と一致）と同心円上に形成される凹部が設けられ、この凹部の底面は、第２カム３０のバネ部３３が乗り上げる第２カム載り面２５である。上述したフィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃは、それぞれ、フィンガー押圧斜面２２と、回転中心Ｐを中心とする同心円上の円弧部２３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を押圧しない離間した位置に設けられる。

また、フィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの一方の端部と円弧部２３とは、回転中心Ｐから延長した直線部２４で結ばれている。第１カム２０の下部には、第２カム３０がカム駆動車７６の軸部に軸支され、カム駆動車７６の軸部に対して回転可能に挿着される。

第２カム３０は、上述した第１カム２０のフィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと同形状のフィンガー押圧部３２と、フィンガー押圧斜面２２と同形状のフィンガー押圧斜面３１と、を備えている。また、第２カム３０は、半島状に突出した弾性部としてのバネ部３３が形成されている。このバネ部３３は、回転中心Ｐに対して同心円上に設けられ、前述した第１カム２０に形成されている凹部（第２カム載り面２５）内に収まることができる形状を有している。バネ部３３の先端裏側には円柱状の摩擦係合部３４が突出している。

第２カム３０には、バネ部３３とは平面方向反対側に、前述した第１カム２０に設けられる円弧部２３と同じ径の円弧部３６と、円弧部３６とフィンガー押圧部３２とを接続する回転中心Ｐを結ぶ直線部３５とが設けられている。

ここで、第１カム２０と第２カム３０との関係について説明する。第１カム２０は、カム駆動車７６の軸部に軸止されているため、カム駆動車７６の回転と共に矢印Ｒ方向に回転する。第２カム３０は、カム駆動車７６の軸部とは遊嵌の関係にあるため第１カム２０に追従して回転しないが、第２カム３０の端部の第１カム係合部３８が、第１カム２０のフィンガー押圧部２１ｃの端部の第２カム係合部２６と係合した状態で、第１カム２０の回転力が第２カム係合部２６から第１カム係合部３８に伝達され、第１カム２０と共に回転し、フィンガー４０〜４６を押圧可能な状態となる。

このような状態において、第２カム３０のバネ部３３と、第１カム２０の第２カム載り面２５との係合が解除されており、第１カム２０と第２カム３０とは、あたかも、４箇所にフィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃ，３２を備える１個のカムを構成した状態となる。
なお、図示は省略しているが、フィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃ，３２とは、回転中心Ｐに対して同心円上に形成され、この同心円で形成されるフィンガー押圧領域に、隣接する２本のフィンガーが当接可能な寸法になるように設定されている。

これら第１カム２０と第２カム３０とは離間した位置に流体を流動するチューブ５０が配設されている。チューブ５０は、弾性を有し、本実施形態ではシリコン系ゴムによって形成されている。チューブ５０は、第４機枠１２に形成されたチューブ案内溝１２１内に装着され、一方の端部は、流体が外部に流出される流出口５３であり、マイクロポンプ１０（つまり、チューブユニット１００）の外部に突出している。他方の端部は流体が流入する流入口５２であり接続管５５に接続され、接続管５５の端部が流体を収容するリザーバ６０（図は省略する）に連通している。

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、回転中心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１２１内に装着されている。チューブ５０と第１カム２０及び第２カム３０との間には、フィンガー４０〜４６が、回転中心Ｐから放射状に配設される。

フィンガー４０〜４６はフィンガー保持枠１６に開設されたフィンガー保持孔１６ａに挿入されている。フィンガー４０〜４６は、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。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部４４ｃと、他方の端部が半球状に丸められた当接部４４ｂと、によって構成されている。鍔部４４ｃがチューブ５０を押圧する押圧部であり、当接部４４ｂが第１カム２０または第２カム３０によって押圧される押圧部である。

フィンガー４４とフィンガー保持枠１６の関係については、図８を参照して説明する。図８において、フィンガー４４には、鍔部４４ｃと当接部４４ｂとの間に作動溝４７が形成されている。また、フィンガー保持枠１６には、作動溝４７内の突設する突起部１６ｂが設けられ、フィンガー４４は、突起部１６ｂと作動溝４７の軸方向端面が当接する範囲で軸方向の往復摺動が可能である。

そして、突起部１６ｂによって、フィンガー４４は、強く引き出さない限り抜けないようにしている。
なお、フィンガー保持枠１６は弾性を有しており、フィンガー４４をフィンガー保持孔１６ａに挿入する際には、突起部１６ｂが弾性変形し作動溝４７に達したときに元の突起形状に復帰する。このようにすることで、フィンガー４４はフィンガー保持枠１６から脱落しない。

フィンガー保持枠１６は、フィンガー４０〜４６が挿着された状態で第１機枠１１に装着される。フィンガー保持枠１６の装着方法としては、フィンガー保持枠１６の底面に突設した案内ピン１６ｃ、１６ｄを第１機枠１１に開設された固定用孔に圧入することによって行うことができる。

フィンガー４０〜４６は、フィンガー保持孔１６ａに沿って往復移動が可能であり、第１カム２０及び第２カム３０によって外側方向に押圧され、チューブ案内溝１２１のチューブ案内壁１２２との間でチューブ５０を押圧して液体流動部５１を圧搾する。フィンガー４０〜４６の断面方向の中心位置は、チューブ５０の中心と略一致している。

従って、本実施形態のマイクロポンプ１０は、第１カム２０と第２カム３０とフィンガー４０〜４６とで構成される押圧機構部９０は、制御ユニット２００に組み込まれ、チューブ５０と第３機枠１３と第４機枠１２（つまり、チューブ案内枠）とで構成されるチューブユニット１００との二体構成であり、それぞれのユニットは着脱機構部１５０を備えることで着脱可能な構造である。

着脱機構部１５０について図８を参照して説明する（平面位置は、図６を参照する）。第４機枠１２の外周部には２箇所に第１機枠１１の外周側面に沿って延出されるフック１２ａが設けられている。フック１２ａの先端部には掛止部１２ｂが形成され、第１機枠１１に設けられた掛止凹部１１ａに係合している。

フック１２ａは弾性を有しているため、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着する場合には、フック１２ａは弾性変形し、掛止部１２ｂが掛止凹部１１ａに達したときに元の形状に復帰することで、チューブユニット１００が制御ユニット２００に装着される。また、フック１２ａを外側に変形させることで、掛止部１２ｂと掛止凹部１１ａとの係合を解除し、チューブユニット１００を制御ユニット２００から取り外すことができる。従って、チューブユニット１００と制御ユニット２００とは、着脱機構部１５０を備えることで容易に着脱を可能にしている。

続いて、本実施形態による液体の吐出に係る作用について、図６を参照して説明する。図６において、第２カム３０のフィンガー押圧部３２でフィンガー４４を押圧し、フィンガー４５は、フィンガー押圧部３２とフィンガー押圧斜面３１との接合部に当接しており、チューブ５０を閉塞している。また、フィンガー４６は、フィンガー押圧斜面３１上で、チューブ５０を押圧しているが、フィンガー４６はフィンガー４４の押圧量より小さく、チューブ５０を完全には閉塞していない。

フィンガー４１〜４３は、第２カム３０の円弧部３６の範囲にあり、押圧されない初期位置にある。また、フィンガー４０は、第１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を閉塞していない。

この位置から、さらに第１カム２０と第２カム３０とを矢印Ｒ方向に回転すると、第２カム３０のフィンガー押圧部３２によって、フィンガー４５，４６の順で押圧してチューブ５０を閉塞していく。フィンガー４４は、フィンガー押圧部３２から解除されチューブ５０は開放される。チューブ５０のフィンガーから閉塞が開放される位置またはまだ閉塞されていない位置には、液体流動部５１にリザーバ６０から液体が流入している。

第１カム２０をさらに回転すると、フィンガー押圧斜面２２が、フィンガー４０，４１，４２，４３の順に、順次押圧していき、フィンガー押圧部２１ｃに達したときにチューブ５０を閉塞する。
このような動作を繰り返すことにより、液体を流入口５２側から流出口５３側に向かって流動し、流出口５３から吐出する（矢印Ｆ方向）。

この際、第１カム２０及び第２カム３０のそれぞれのフィンガー押圧部には、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を常時閉塞している状態を形成する。このことにより、第１カム２０及び第２カム３０がフィンガーを順次押圧していくときに、フィンガーの押圧切換え時においても、必ず１本のフィンガーを押圧してチューブ５０を閉塞し、流体の逆流を防止すると共に、流体を連続流動することを可能にする。

続いて、フィンガーがチューブ５０を閉塞する状態について図８を参照して説明する。図８では、フィンガー４４がチューブ５０を閉塞する状態を例示して説明する。図８において、チューブ５０は、第４機枠１２に設けられたチューブ案内溝１２１内に断面方向の大部分が挿入されて、図８に図示する位置に保持されている（図中、二点鎖線で表す）。

第４機枠１２には、鍔部４４ｃが移動可能な大きさの凹部１２５が設けられている。さらに、チューブ案内溝１２１に垂直に設けられるチューブ案内壁１２２の下部には、チューブ５０が閉塞された際にチューブ５０が変形可能な領域となる凹部が形成されている。

第３機枠１３には、チューブ案内溝１２１に対応する位置にチューブ５０が装着可能な大きさの溝と、凹部１２５に対応する凹部１４０と、チューブ５０が閉塞されて変形可能な領域となる凹部とが形成されている。チューブ５０は、第１カム２０または第２カム３０のチューブ押圧部がフィンガーを押圧していないときには、液体流動部５１は閉塞されていない（このときのフィンガー４４の位置を二点鎖線で表す）。

フィンガー４４は、フィンガー押圧部３２によって押圧されチューブ５０を閉塞する。続いて、フィンガー４４が後退してチューブ５０の閉塞が開放されると液体流動部５１の形状が復帰する。この際、チューブ５０は、第４機枠１２の凹部１２５に部分的に突設されたチューブ案内部１２３によって、初期の位置（二点鎖線で表す位置）まで確実に復帰する。

チューブ案内部１２３には、チューブ５０の方向に斜面が形成され、チューブ５０が初期位置まで復帰することを補助している。このチューブ案内部１２３は、図６に示すように、フィンガー４０の外側近傍、フィンガー４１，４２の間、フィンガー４４，４５の間、フィンガー４６の外側近傍の４箇所に設けられ、チューブ５０が閉塞位置から開放位置への確実な復帰を促す。

上述した実施形態１によれば、チューブユニット１００と制御ユニット２００とが着脱機構部１５０によって着脱自在である。従って、リザーバ６０内の液体が無くなって交換するような場合、押圧機構部９０、伝達機構部８０、モータ７０、リーダー２２０、表示部２４０、操作部２３０、制御回路部２１０を含む制御ユニット２００よりも安価なチューブユニット１００のみを交換することによりランニングコストを低減することができる。

弾性を有するチューブ５０は、フィンガー４０〜４６によって長期間にわたって同じ位置を押圧（押し潰し）していると、弾性が失われ変形することが考えられる。従って、マイクロポンプ１０を使用開始するまでは、第２カム３０を、チューブ５０がフィンガー４０〜４６から開放されている位置に保持し、駆動を開始してから押圧可能な位置に移動するため、長期間にわたって同じ位置を押圧していることに起因するチューブ５０の変形を防止することができる。

また、マイクロポンプ１０を長期間保管、長期間継続使用する場合、あるいは、使用途中で長期間停止する場合には、チューブ５０の内径が変化したり、劣化したりすることが考えられるが、チューブ５０を廃却（つまり、使い捨て）にすることで、適正な内径と弾性を有するチューブを低コストで交換することができる。

また、チューブ５０は、チューブ案内枠にユニット化されているので、熟練を有しないユーザーであっても交換作業が容易にできるという効果もある。

さらに、チューブユニット１００は、チューブ個別データ保持部としてのＩＣタグにチューブ５０の内径または蠕動部のチューブ内容量とチューブユニット１００の識別データとを含むチューブ個別データを記憶し、このチューブ個別データをリーダー２２０で読取り、このチューブ個別データに基づきモータの駆動制御を行う。このことから、チューブの内径毎に対応した高精度な液体の吐出が可能なマイクロポンプを実現できる。

また、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着した状態で、チューブユニット１００の識別データを制御ユニット２００に取り込むため、ユーザーがチューブユニット１００の装着間違いをすることを防止できる。

また、制御ユニット２００は、表示部２４０と操作部２３０とを備えており、表示部２４０にてマイクロポンプ１０の駆動制御、駆動条件設定、駆動状況を常に確認することができ、さらに、必要な条件設定を設定操作部２５０により容易に設定することができる。

なお、操作部２３０では、設定操作部２５０を操作してチューブ個別データを制御回路部２１０に直接入力することができるように構成してもよく、このようにすれば、万一、チューブ個別データ保持部（ＩＣタグ１３０）からチューブ個別データ処理部（リーダー２２０）への入力ができなかった場合においても、操作部２３０から制御回路部２１０に直接チューブ個別データ入力でき、チューブ個別データに基づきマイクロポンプを使用することができる。

また、リーダー／ライタ装置をマイクロポンプ１０の外部に備える構成とすることもできる。このような構成では、外部のリーダー／ライタ装置で、チューブユニット１００と制御ユニット２００とが装着されたことを検出すると共に、ＩＣタグ１３０内に格納されるチューブ個別データを読取り、制御ユニット２００（チューブ個別データ保持部）にリーダー／ライタ装置にて無線通信手段または有線通信手段を用いて書き込む構成が可能である。
あるいは、制御ユニット２００にＩＣタグ１３０を備え、マイクロポンプ１０の外部に設けられるリーダー／ライタ装置によりチューブ個別データを読取り、無線通信手段を用いて書き込むという構成も可能である。

このような構成では、マイクロポンプ１０内にリーダー／ライタ装置を備える必要がないため、チューブユニット１００及び制御ユニット２００の構成が簡略化できることから、小型化と、ランニングコストを低減することができる。また、リーダー／ライタ装置分の消費電力の低減もできる。
（実施形態２）

続いて、本発明の実施形態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、チューブユニットに押圧機構部を含むことを特徴とし、構成要素個々の大部分は前述した実施形態１と同じであるため、異なる部位についてのみ説明する。なお、実施形態１との共通部分には同じ符号を附している。
図９は、実施形態２に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図である。図９において、マイクロポンプ１０は、チューブユニット１００と制御ユニット２００の二つのユニットによって構成され、これらのユニットは着脱機構部１５０によって、着脱可能に装着された状態で駆動し、液体を吐出する。

チューブユニット１００には、チューブ５０とチューブ案内枠（第３機枠１３と第４機枠１２とから構成される）と押圧機構部９０とチューブ個別データ保持部としてのＩＣタグ１３０とを含んで構成される。従って、制御ユニット２００は、実施形態１の構成から押圧機構部９０を除いた構成である。
続いて、チューブユニット１００と押圧機構部９０と着脱機構部１５０について図面を参照して説明する。

図１０は、チューブユニットと押圧機構部と着脱機構部を示す部分断面図である。まず押圧機構部について説明する。図１０において、第１機枠１１の中央部に伝達車軸７５が軸止され、上方に突出した筒部にカム駆動車７６が軸支されている。そして、カム駆動車７６は、中央に開設された貫通孔を伝達車軸７５の筒部外周に挿通して軸支される。カム駆動車７６は、筒部が、第１カム２０及び第２カム３０が配設される方向に突出している。カム駆動車７６の軸部上方は、第３機枠１３に植立されるカム駆動車支持軸受７８によって軸支される。

カム駆動車７６の突出した筒部には、下方から第２カム３０、第１カム２０の順に挿着されている。ここで、第２カム３０は、カム駆動車７６に遊嵌の関係で軸支され、第１カム２０はカム駆動車７６と一体で回転するよう軸止されている。

チューブ案内枠は第４機枠１２と第３機枠１３との間にチューブ５０を挟むように保持固定している。これらの構造は、前述した実施形態１と同じである。また、第４機枠１２には、チューブ案内溝１２１と連通する複数のフィンガー案内溝１２６が形成されており、フィンガー４０〜４６が装着されている（図１０では、フィンガー４４を例示している）。そして、フィンガー４０〜４６も上方を第３機枠１３によって保持される。第１機枠１１と第４機枠１２と第３機枠１３とはそれぞれの界面において、チューブ５０とフィンガー４０〜４６と第１カム２０と第２カム３０とを装着した状態で、熱溶着または接着または螺合固定して一体化し、チューブユニット１００が形成される。伝達機構部８０（図示は省略）と押圧機構部９０との関係は図７を参照する。

次に、着脱機構部１５０について説明する（平面位置は、図６を参照する）。本実施形態においても、着脱機構部１５０にはフック機構を用いた構造を例示して説明する。チューブユニット１００の最下層部の第１機枠１１外周部には２箇所に第２機枠１４の外周側面に沿って延出されるフック１１ｂが設けられている。フック１１ｂの先端部には掛止部１１ｃが形成され、第２機枠１４に設けられた掛止凹部１４ａに係合している。

フック１１ｂは弾性を有しているため、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着する場合には、フック１１ｂは弾性変形し、掛止部１１ｃが掛止凹部１４ａに達したときに元の形状に復帰することで、チューブユニット１００が制御ユニット２００に係止される。また、フック１１ｂを外側に変形させることで掛止部１１ｃと掛止凹部１４ａとの係合を解除し、チューブユニット１００を制御ユニット２００から取り外すことができる。従って、チューブユニット１００と制御ユニット２００とは、着脱機構部１５０を備えることで容易に着脱を可能にしている。

なお、チューブ個別データ保持部としてのＩＣタグ１３０とチューブ個別データ処理部としてのリーダー２２０の構成は、実施形態１と同様である。
また、第２機枠１４は、制御ユニット２００の載物台２０１の上面に突出した棚状部２０２（図２、参照）に固定されている。

従って、上述した実施形態２によれば、チューブユニット１００は、第１カム２０と第２カム３０とフィンガー４０〜４６とを含む押圧機構部９０を備えている。このことから、チューブ５０と押圧機構部９０との相対的な位置ずれを抑制でき、特に、チューブ５０とフィンガー４０〜４６との相対的位置を正確に管理できるため、チューブ５０に正確な蠕動運動を伝達することができ、液体吐出量、吐出速度を正確に維持することができるという効果がある。
（実施形態３）

続いて、本発明の実施形態３について図面を参照して説明する。実施形態３は、チューブユニットに押圧機構部及び伝達機構部及びモータを含むことを特徴とし、構成要素個々については前述した実施形態１と同じであるため、異なる部位についてのみ説明する。なお、実施形態１との共通部分には同じ符号を附している。
図１１は、実施形態３に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図、図１２はチューブユニットと制御ユニットの関係を示す部分断面図である。まず、図１１を参照してマイクロポンプの構成を説明する。図１１において、マイクロポンプ１０は、チューブユニット１００と制御ユニット２００の二つのユニットによって構成され、これらのユニットは着脱機構部１５０によって、着脱可能に装着された状態で駆動し、液体を吐出する。

チューブユニット１００には、チューブ５０とチューブ案内枠（第３機枠１３と第４機枠１２とから構成される）と押圧機構部９０と伝達機構部８０とモータ７０とチューブ個別データ保持部としてのＩＣタグ１３０とを含んで構成される。従って、制御ユニット２００は、実施形態１の構成から押圧機構部９０と伝達機構部８０とモータ７０を除いた構成である。

次に、図１２を参照してチューブユニット１００と制御ユニット２００及び着脱機構部１５０について説明する。第２機枠１４と第１機枠１１と第４機枠１２と第３機枠１３とはそれぞれの界面において、チューブ５０とフィンガー４０〜４６（図６、参照）と押圧機構部９０と伝達機構部８０とＩＣタグ１３０とを装着した状態で、熱溶着または接着または螺合固定して一体化し、チューブユニット１００が形成されている。チューブユニット１００は、制御ユニット２００の載物台２０１の上面に突出した棚状部２０２（図２、参照）に固定されている。押圧機構部９０と伝達機構部８０の構造は実施形態１（図７、参照）と同じなので説明を省略する。

次に、着脱機構部１５０について説明する（平面位置は、図６を参照する）。本実施形態においても、着脱機構部にはフック機構を用いた構造を例示して説明する。チューブユニット１００の最下層部の第２機枠１４外周部には２箇所に棚状部２０２の外周側面に沿って延出されるフック１４ｂが設けられている。フック１４ｂの先端部には掛止部１４ｃが形成され、棚状部２０２に設けられた掛止凹部２０２ａに係合している。

フック１４ｂは弾性を有しているため、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着する場合には、フック１４ｂが弾性変形し、掛止部１４ｃが掛止凹部２０２ａに達したときに元の形状に復帰することで、チューブユニット１００が制御ユニット２００に係止される。また、フック１４ｂを外側に変形させることで掛止部１４ｃと掛止凹部２０２ａとの係合を解除し、チューブユニット１００を制御ユニット２００から取り外すことができる。従って、チューブユニット１００と制御ユニット２００とは、着脱機構部１５０を備えることで容易に着脱を可能にしている。

なお、チューブ個別データ保持部としてのＩＣタグ１３０とチューブ個別データ処理部としてのリーダー２２０の構成は、実施形態１と同様である。

上述した実施形態３によれば、チューブユニット１００が、押圧機構部９０と伝達機構部８０とモータ７０と、をさらに備え、制御ユニット２００が、表示部２４０と操作部２３０と電池２６０とを備える構造である。従って、チューブユニット１００が駆動部全体を含み、押圧機構部９０と伝達機構部８０とモータ７０とが分離されない構造となるため、ユーザーによるチューブユニット１００と制御ユニット２００の着脱を容易にし、それぞれの駆動部間の係合に関わる不具合や組立性を低下することがない。

さらに、本発明におけるマイクロポンプ１０に用いるモータ７０は、小型化と省電力化のためにウオッチサイズのステップモータを採用している。従って、モータの高負荷駆動に配慮して、チューブユニット１００の交換時期にモータ７０も交換することができ、信頼性を高めることができる。
（実施形態４）

続いて、本発明の実施形態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〜実施形態３が、リーダー／ライタ装置としてＩＣタグ１３０とリーダー２２０を用いることに対して、チューブユニット１００（チューブ個別データ保持部）が送受信制御回路部と無線用アンテナとを有し、制御ユニット（チューブ個別データ処理部）が送受信・データ処理部と無線用アンテナとを有していることを特徴としている。他の要素の構成は実施形態１と同じであるため説明を省略する。

図１３は、チューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構成を示す説明図、図１４は、概略構造を示す部分断面図である。図１３，１４において、チューブ個別データ保持部２８０は、基板２８５の表面に無線用アンテナ２８１と送受信制御回路２８２とを備えて構成されている。送受信制御回路２８２には、送受信を制御する送受信回路２８３とデータを記憶する記憶回路２８４とを備えている。記憶回路２８４としては不揮発性メモリを採用できる。

チューブ個別データ保持部２８０へチューブ個別データを入力する方法としては、別に設けられる書込み器２７０から無線通信により入力する。また、予め送受信制御回路２８２にチューブ個別データを記憶させておいてもよい。

チューブ個別データ処理部２９０は、基板２９５の表面に無線用アンテナ２９１と送受信・データ処理部２９２とを備えて構成されている。送受信・データ処理部２９２には、送受信を制御する送受信回路２９３とデータを記憶する記憶回路２９４とを備えている。記憶回路２９４としては不揮発性メモリを採用できる。また、入力されたチューブ個別データをデータ処理をして制御回路部２１０に入力するデータ処理回路２１１をさらに備えている。

図１４において、チューブ個別データ保持部２８０は、チューブユニット１００の第４機枠１２の下面側に基板２８５を貼着等の固定手段を用いて固定されている。

また、チューブ個別データ処理部２９０は、制御ユニット２００の第２機枠１４の上面側に基板２９５を貼着等の固定手段を用いて固定される。図１４では、チューブ個別データ保持部２８０とチューブ個別データ処理部２９０とは、それぞれ対向して配設しているが、チューブ個別データ保持部２８０とチューブ個別データ処理部２９０の接続は無線通信手段を用いるため、無線の伝達範囲であれば、配設位置は特に限定されない。

チューブ個別データの発信は、チューブユニット１００と制御ユニット２００とを所定の状態に装着したときに、装着状態を接続端子（図示せず）等により検出し、チューブ個別データ保持部２８０から直接に、あるいは、チューブ個別データ処理部２９０から出力命令信号を出力して、チューブ個別データ保持部２８０からチューブ個別データを発信する。

または、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着した状態で、制御ユニット２００に設けられるチューブ個別データ取込みボタン２３３（図１、参照）を操作し、出力命令信号をチューブ個別データ保持部２８０に出力し、チューブ個別データ保持部２８０からチューブ個別データを発信する構成としてもよい。

従って、上述した実施形態４によれば、前述した実施形態１によるＩＣタグ１３０及びリーダー２２０を採用するときと同様な効果が得られる他、チューブ個別データ保持部２８０とチューブ個別データ処理部２９０の配設位置が限定されず、レイアウト設計上の制約が少なくなるという効果がある。
（実施形態５）

続いて、本発明の実施形態５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１〜実施形態４では、リーダー／ライタ装置が、無線通信手段を用いていることに対して、入出力端子を用いて直接接続していることに特徴を有している。他の要素の構成は実施形態１と同じであるため説明を省略する。

図１５は、チューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構成を示す部分断面図である。図１５において、リーダー／ライタ装置は、基板２８５の表面に送受信制御回路２８２を備えるチューブ個別データ保持部２８０と、基板２９５の表面に送受信・データ処理部２９２を備えるチューブ個別データ処理部２９０とから構成される。送受信制御回路２８２には、図示しないが、送受信回路と記憶回路とを備えている。記憶回路としては不揮発性メモリを採用でき、予めチューブ個別データを記憶させている。

なお、チューブ個別データ保持部２８０は、チューブ個別データに対応する値に設定された抵抗またはコンデンサを備え、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着することにより、制御ユニット２００は、上述の抵抗またはコンデンサを含む記憶回路から得られる周波数または電圧値に基づいてチューブ個別データをデータテーブルから読み取る構成としてもよい。
そして、チューブ個別データ保持部２８０は、チューブユニット１００の第４機枠１２の下面側に基板２８５が貼着等の固定手段を用いて固定される。

また、送受信・データ処理部２９２には、図示しないが、チューブ個別データ保持部２８０の記憶回路に記憶されたチューブ個別データを読み出す読出し回路部とデータ処理回部とを備えている。そして、チューブ個別データ処理部２９０は、制御ユニット２００の第２機枠１４の上面側に基板２９５が貼着等の固定手段を用いて固定される。

基板２９５には送受信・データ処理部２９２と接続する接続電極２９６が延在されており、この接続電極２９６の表面に入出力端子３００が半田または導電性接着剤等の固定手段を用いて固定されている。入出力端子３００は、略Ｕ字型に曲げ形成された金属端子であり、略Ｕ字型部の先端部がチューブ個別データ保持部２８０との接触部３０１である。

チューブ個別データ保持部２８０の基板２８５にも送受信制御回路２８２と接続する接続電極３０３が延在されており、チューブユニット１００を制御ユニット２００に装着したときに入出力端子３００の接触部３０１が接続電極３０３に接触することで、チューブ個別データ保持部２８０とチューブ個別データ処理部２９０とが接続される。チューブ個別データ保持部２８０とチューブ個別データ処理部２９０とが接続されることで、所定の装着状態にあることを検出し、チューブ個別データ保持部２８０からチューブ個別データがチューブ個別データ処理部２９０に送信される。
あるいは、チューブ個別データ取込みボタン２３３（図１、参照）を操作して、チューブ個別データ取込み信号を、チューブ個別データ保持部２８０からチューブ個別データ処理部２９０に取り込む構成としてもよい。

従って、予めチューブ個別データを記憶した送受信制御回路２８２の記憶回路から入出力端子３００を介して制御ユニット２００に取り込むため、チューブ個別データの読み出しを確実に行える他、入出力端子３００を付加することだけで回路構成を簡素化することができる。
（実施形態６）

続いて、本発明の実施形態６について説明する。実施形態６は、リーダー／ライタ装置として、チューブユニット１００に設けられるチューブ個別データ表示部と、制御ユニット２００に設けられる光学的な読取り／処理装置とを備えていることに特徴を有している。リーダー／ライタ装置以外の要素の構成は実施形態１と同じであるため説明を省略する。また、図面も省略する。

ここで、チューブ個別データ表示部は、バーコードで代表される二次元コードであって、予めチューブの内径または蠕動部の内容量とを二次元コードでシートに記録しておく。読取り／処理装置は、チューブ個別データ表示部がバーコードの場合、バーコードフォントを光学的に読取るバーコードリーダーである。

チューブ個別データ表示部は、チューブユニットに貼着されており、制御ユニットのチューブ個別データ表示部に対向する位置に読取り／処理装置が配設される。読取り／処理装置では、光学的にチューブ個別データを読取り、データ処理をして制御回路部に入力する。

以上説明した実施形態６によれば、チューブ個別データ表示部をバーコードにすれば、バーコードフォントが印刷されたシールをチューブユニット１００に貼着すればよいので、チューブ個別データ表示部の占有厚さはほとんど増加しない。またバーコードリーダーとしては一般的な構成のものを使用することができる。
（実施形態７）

続いて、本発明の実施形態７について説明する。前述した実施形態１〜実施形態６では電源としての電池を制御ユニットに装着していることに対し、実施形態７は、電池をチューブユニットに装着していることに特徴を有している。

図示は省略するが、電池はチューブユニットに装着され、２本の電池端子によって保持される。電池端子は、制御ユニット側に突出させる。また、制御ユニットには、制御回路部に接続する電源端子が設けられ、チューブユニットが制御ユニットに装着された状態で、電池端子と電源端子が接続されて、電力が制御回路部に入力される。
なお、電池はチューブユニットに固定してもよく、着脱可能に保持する構造としてもよい。

このようにすれば、電源としてコイン型あるいはボタン型の小型電池を用いれば携帯用等に便利であるが、電池容量が小さいため電池交換が必要となる。この際、チューブユニット交換時にチューブと共に電池交換ができ、マイクロポンプの使用途中で電池切れ等の不具合を防止することができる。

また、チューブユニット１００と制御ユニット２００は、それぞれ単体にて取り扱うことができ、マイクロポンプとしてのコスト低減を可能にする。チューブユニット１００及び制御ユニット２００それぞれの構成は、相手側の構成に対応して各構成要素の組み合わせによるユニットとすることができ、ユーザーの使用形態に合わせて選択することができる。

なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述した実施形態１では、制御ユニット２００に押圧機構部９０を備えているが、押圧機構部９０のうち、フィンガー４０〜４６をチューブユニット１００に含み、第１カム２０及び第２カム３０を制御ユニット２００に備える構造としてもよい。

また、実施形態１〜実施形態７では、電源として電池２６０を用いる構造を例示したが、制御ユニット２００に商用電力を用いる電源ケーブルを用いる構造としてもよい。

本発明のマイクロポンプは、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。また、マイクロポンプ単独で、前記流体の流動、供給に利用することができる。

本発明の実施形態１に係るマイクロポンプの概略構成を示す平面図。 図１のＡ−Ａ切断面を示す断面図。 本発明の実施形態１に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図。 本発明の実施形態１に係るＩＣタグとリーダーの構成を示す説明図。 本発明の実施形態１に係るＩＣタグとリーダーの作用を示す説明図。 本発明の実施形態１に係るマイクロポンプの一部を示す平面図。 図６のＢ−Ｂ切断面を示す部分断面図。 図６のＣ−Ｃ切断面を示す部分断面図。 本発明の実施形態２に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図。 本発明の実施形態２に係るチューブユニットと押圧機構部と着脱機構部を示す部分断面図。 本発明の実施形態３に係るマイクロポンプの概略構成を表す説明図。 本発明の実施形態３に係るチューブユニットと制御ユニットの関係を示す部分断面図。 本発明の実施形態４に係るチューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構成を示す説明図。 本発明の実施形態４に係るチューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構造を示す部分断面図。 本発明の実施形態５に係るチューブ個別データ保持部とチューブ個別データ処理部の概略構成を示す部分断面図。

符号の説明

１０…マイクロポンプ、５０…チューブ、１２…第４機枠、１３…第３機枠、６０…リザーバ、７０…モータ、８０…伝達機構部、９０…押圧機構部、１００…チューブユニット、１３０…ＩＣタグ、１５０…着脱機構部、２００…制御ユニット、２１０…制御回路部、２２０…リーダー、２３０…操作部、２４０…表示部、２６０…電池。

Claims (18)

1. 弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプであって、
   少なくとも前記チューブと、前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠と、チューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部とを有するチューブユニットと、
   少なくとも前記チューブを押圧する押圧機構部を伝達機構部を介して駆動するモータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部とを有し、前記チューブユニットと着脱自在な制御ユニットと、
   前記制御ユニットに電力を供給する電源と、
   前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたことを検出すると共に、前記チューブ個別データを読出し、前記制御ユニットに書き込むリーダー／ライタ装置と、
   を備え、
   前記チューブ個別データに基づき駆動されることを特徴とするマイクロポンプ。
2. 請求項１に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記チューブ個別データが、前記チューブの個体差による流体の吐出量のばらつきを補正するためのデータであることを特徴とするマイクロポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、少なくとも前記チューブ個別データと前記流体の吐出プログラムとを入力する操作部と、をさらに備えていることを特徴とするマイクロポンプ。
4. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記制御ユニットが、少なくとも前記チューブ個別データと流体の吐出プログラムを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、をさらに備え、
   前記電源が、前記制御ユニットに備えられていることを特徴とするマイクロポンプ。
5. 請求項１または請求項２に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記電源が、前記チューブユニットに備えられていることを特徴とするマイクロポンプ。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記制御ユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータとを備えていることを特徴とするマイクロポンプ。
7. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記チューブユニットが前記押圧機構部を備え、
   前記制御ユニットが、前記伝達機構部と前記モータとを備えていることを特徴とするマイクロポンプ。
8. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記チューブユニットが、前記押圧機構部と前記伝達機構部と前記モータと
   を備えていることを特徴とするマイクロポンプ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
   前記押圧機構部が、前記チューブに対して複数の押圧部材を流体の流入側から流出側に向かって順次押圧する回転カムからなり、
   前記回転カムが、中心軸に軸止される第１カムと前記中心軸に軸支される第２カムとから構成され、
   前記第２カムは、前記チューブが前記押圧部材から開放されている位置から押圧可能な位置に移動可能であることを特徴とするマイクロポンプ。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記リーダー／ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを前記チューブ個別データ処理部に送信する送受信制御回路部と無線用アンテナと、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを受信し、データ処理を行う送受信・データ処理部と無線用アンテナと、を含むことを特徴とするマイクロポンプ。
11. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記リーダー／ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを記憶する記憶回路と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ、前記記憶回路に記憶された前記チューブ個別データを読取る読出し回路部と前記チューブ個別データを処理するデータ処理部と前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記記憶回路に接続する入出力端子と、を含むことを特徴とするマイクロポンプ。
12. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のマイクロポンプにおいて、
    前記リーダー／ライタ装置が、前記チューブ個別データ保持部に設けられ、前記チューブ個別データを表示するチューブ個別データ表示部と、前記チューブ個別データ処理部に設けられ前記チューブユニットが前記制御ユニットに装着されたときに前記チューブ個別データを光学的に読取り、データ処理を行う読取り／処理装置と、を含むことを特徴とするマイクロポンプ。
13. 弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプの駆動制御を行う制御ユニットと着脱自在なチューブユニットであって、
    前記チューブユニットが、前記チューブと前記チューブを固定保持するためのチューブ案内枠とチューブ個別データを格納するチューブ個別データ保持部と、
    を備えていることを特徴とするチューブユニット。
14. 請求項１３に記載のチューブユニットにおいて、
    前記チューブユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部をさらに備えていることを特徴とするチューブユニット。
15. 請求項１２に記載のチューブユニットにおいて、
    前記チューブユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部とモータと、モータの回転を前記押圧機構部に伝達する伝達機構部と、をさらに備えていることを特徴とするチューブユニット。
16. 弾性を有するチューブを押圧して流体を連続的に輸送する蠕動駆動方式のマイクロポンプのチューブユニットと着脱自在な制御ユニットであって、
    前記制御ユニットが、チューブ個別データと流体の吐出プログラムとを表示する表示部と、前記制御ユニットを操作するための操作部と、モータの駆動制御を行う制御回路部と、前記チューブユニットが保持するチューブ個別データを読取り、データ処理を行うチューブ個別データ処理部と、を備えていることを特徴とする制御ユニット。
17. 請求項１６に記載の制御ユニットにおいて、
    前記制御ユニットが、前記モータと前記チューブを押圧する押圧機構部に前記モータの回転を伝達する伝達機構部をさらに備えていることを特徴とする制御ユニット。
18. 請求項１６に記載の制御ユニットであって、
    前記制御ユニットが、前記チューブを押圧する押圧機構部と前記モータと、前記モータの回転を前記押圧機構部に伝達する伝達機構部と、をさらに備えていることを特徴とする制御ユニット。

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