チューブレスマイクロポンプ

本発明は、チューブを使用しないで流体を適切に送液させるようにしたチューブレスマイクロポンプに関するものである。

従来から、マイクロポンプによって微小量の流体を送液させることが行われている。

そして、このようなマイクロポンプとしては、一般に、特許文献１等に示されるように、本体ケース内に設けられた円形状のチューブ収容部の内壁面に沿わせてチューブをリング状に配置し、チューブの内周側において回転加圧部材を回転装置により回転させ、この回転加圧部材により、前記のチューブをチューブ収容部の内壁面に押圧変形させる部分を周方向に移動させて、このチューブ内を通して流体を送液させるようにしたチューブポンプが使用されている。

ここで、このようなチューブポンプにおいては、本体ケースとは別にチューブを用いるため、部品数が増加すると共に、チューブポンプの大きさ等に応じて適当な径のチューブを選択して装着させることが必要になる等の問題があった。

また、このようなチューブポンプにおいては、回転加圧部材によりチューブをチューブ収容部の内壁面に押圧変形させる部分を周方向に移動させるため、次第にチューブが摩耗したり、損傷したりするため、チューブを交換させることが必要になる。

しかし、チューブを交換させるにあたっては、円形状のチューブ収容部の内壁面に沿わせて配置されて、回転加圧部材によって加圧された状態にあるチューブを、前記のチューブ収容部から取り出し、その後、新しいチューブを同様の状態にセットすることが必要になり、チューブを交換させる作業が面倒で時間を要するという問題があった。

そして、特許文献１においては、チューブポンプを、円形状のチューブ収容部を備えた外側部材、チューブ及びチューブをチューブ収容部の内壁面に押し付けて加圧する加圧部材等で形成される従動側ユニットと、前記の加圧部材を偏芯運動させる偏芯軸及びこの偏芯軸を駆動させるモータ等で形成される駆動側ユニットとを分離可能に設け、チューブを交換させるにあたり、前記の従動側ユニットと駆動側ユニットとを分離させて、駆動側ユニットに設けられた偏芯軸を従動側ユニットにおける加圧部材内から抜き出し、加圧部材によるチューブの加圧を弱めた状態で、チューブ収容部の内壁面と加圧部材との間に装着されたチューブを交換させるようにしたものが提案されている。

しかし、このようにした場合においても、チューブをチューブ収容部の内壁面と加圧部材との間から取り出して装着させる作業が必要になり、依然として、チューブを交換させる作業が面倒で時間を要するという問題があった。

本発明は、前記のようなチューブポンプにおける問題を解決することを課題とするものであり、チューブを使用しないで流体を適切に送液できるようにしたチューブレスマイクロポンプを提供することを課題とするものである。

本発明に係るチューブレスマイクロポンプにおいては、前記のような課題を解決するため、弾性材料で構成されたベース部材の上面に、回転装置によって回転される回転加圧部材を収容させる回転加圧部材収容部と、回転加圧部材収容部の周囲に沿って回転加圧部材の回転に伴って流体を送る送り流路と、この送り流路に流体を導入させる導入流路と、送り流路から送られてきた流体を送り出す導出流路とを凹設させ、このベース部材の上面に蓋部材を取り付けてベース部材の上面を閉塞させ、前記の回転加圧部材を回転装置により回転させて、この回転加圧部材により回転加圧部材収容部と送り流路との間の隔壁部を送り流路側に押圧変形させる部分を、導入流路側から導出流路側に向けて周方向に移動させるようにした。

ここで、前記のチューブレスマイクロポンプにおいては、前記のベース部材の上面に前記の蓋部材を装着させる取付用凹部を設けると共に、前記の蓋部材の下面に前記の取付用凹部内に圧入させる取付用凸部を設け、蓋部材の取付用凸部をベース部材の取付用凹部内に圧入させて、ベース部材の上面に蓋部材を装着させると共に前記のベース部材の上面部を変形させて、前記の送り流路の上部と導入流路の上部と導出流路の上部とをそれぞれベース部材によって閉塞させるようにすることができる。

ここで、前記のチューブレスマイクロポンプにおいて、前記の回転加圧部材としては、回転装置によって回転される回転軸と、この回転軸に取り付けられて偏芯回転する偏芯ロータと、この偏芯ロータの外周に設けられて回転加圧部材収容部と送り流路との間の隔壁部を送り流路側に押圧する押圧部材を有するものを用いることができる。

本発明のチューブレスマイクロポンプにおいては、前記のようにベース部材の回転加圧部材収容部内に収容された回転加圧部材を回転装置により回転させ、この回転加圧部材により回転加圧部材収容部と送り流路との間の隔壁部を送り流路側に押圧変形させる部分を、導入流路側から導出流路側に向けて周方向に移動させるようにしたため、導入流路から送り流路に導かれた流体が、前記のように導入流路側から導出流路側に向けて周方向に移動する押圧変形された部分に伴って導出流路に送られるようになる。

この結果、本発明のチューブレスマイクロポンプにおいては、従来のチューブポンプのようにチューブを使用しなくても、流体を導入流路から送り流路を通して導出流路に導いて送液させることができるようになると共に、チューブを本体ケース内に設けられた円形状のチューブ収容部の内壁面に沿うように装着させたり、またこのように装着させたチューブを交換させたりする面倒な作業を行う必要もなくなる。

本発明の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプに使用するベース部材を示し、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は概略断面図である。

前記の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプに使用する蓋材の概略底面図である。

前記の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプに使用する回転加圧部材の概略平面図である。

前記の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプにおいて、ベース部材に設けられた回転加圧部材収容部内に回転加圧部材を収容させた状態を示した概略断面図である。

前記の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプを示し、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は概略断面図である。

前記の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプにおいて、回転加圧部材収容部内に収容させる回転加圧部材を変更させた変更例の概略平面図である。

以下、この発明の実施形態に係るチューブレスマイクロポンプを添付図面に基づいて具体的に説明する。 なお、この発明に係るチューブレスマイクロポンプは、特に下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態に係るチューブレスマイクロポンプ１においては、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、シリコンゴム等の弾性材料で構成されたベース部材１０の上面に、回転装置２０によって回転される回転加圧部材２１を収容させる回転加圧部材収容部１１と、この回転加圧部材収容部１１の周囲に沿って回転加圧部材２１の回転に伴って流体を送る送り流路１２と、この送り流路１２に流体を導入させる導入流路１３と、送り流路１２から送られてきた流体を送り出す導出流路１４とを凹設させている。 また、前記の回転加圧部材収容部１１の中央部に、前記の回転加圧部材２１における回転軸２１ａを挿通させる軸受穴部１５を設けると共に、導入流路１３と連通される送り流路１２の導入部と、導出流路１４と連通される送り流路１２の導出部と対応する回転加圧部材収容部１１の各位置に、それぞれ回転加圧部材収容部１１内に突出する突起部１６ａ，１６ｂを設けている。 さらに、前記の送り流路１２と導入流路１３と導出流路１４に沿うようにして、ベース部材１０の上面に蓋部材３０を装着させる取付用凹部１７を設けている。

一方、このベース部材１０の上面に取り付ける蓋部材３０においては、図２に示すように、ベース部材１０に設けた前記の取付用凹部１７内に圧入させて蓋部材３０をベース部材１０に取り付けるための取付用凸部３１を下面から突出するように設けると共に、前記の回転加圧部材２１における回転軸２１ａを回転可能に保持する軸受穴３２を設けている。 なお、この蓋部材３０における取付用凸部３１は、ベース部材１０に設けた前記の取付用凹部１７よりも幅が大きくなっている。

また、前記の回転加圧部材２１としては、図３に示すように、回転装置２０によって回転する回転軸２１ａと、この回転軸２１ａに取り付けられて偏芯回転する偏芯ロータ２１ｂと、この偏芯ロータ２１ｂの外周に設けられて前記の回転加圧部材収容部１１と送り流路１２との間の隔壁部１８を押圧する押圧部材２１ｃとで構成されたものを用いている。

そして、図４に示すように、前記の回転加圧部材２１を回転加圧部材収容部１１内に収容させ、この回転加圧部材２１における回転軸２１ａを回転加圧部材収容部１１の中央部に設けられた軸受穴部１５を通してベース部材１０の下方に延出させて回転装置２０に装着させるようにしている。

また、このように回転加圧部材２１を回転加圧部材収容部１１内に収容させた状態で、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ベース部材１０に設けられた取付用凹部１７内に、この取付用凹部１７よりも幅が大きくなった蓋部材３０における取付用凸部３１を圧入させて、ベース部材１０の上面に蓋部材３０を取り付けると共に、この蓋部材３０に設けられた前記の軸受穴３２に、前記の回転加圧部材２１における回転軸２１ａの端部を回転可能に保持させるようにする。

ここで、前記のようにベース部材１０に設けられた取付用凹部１７内に、取付用凹部１７よりも幅が大きくなった蓋部材３０における取付用凸部３１を圧入させると、前記の送り流路１２や導入流路１３や導出流路１４と取付用凹部１７との間におけるベース部材１０が、この取付用凸部３１に押されて変形し、送り流路１２や導入流路１３や導出流路１４の各上部側が変形したベース部材１０によって閉塞されるようになる。

そして、この状態で、前記の回転装置２０により回転加圧部材２１の回転軸２１ａを回転させると、この回転加圧部材２１における偏芯ロータ２１ｂが偏芯回転し、この偏芯ロータ２１ｂの外周に設けられた押圧部材２１ｃにより、回転加圧部材収容部１１と送り流路１２との間の隔壁部１８が送り流路１２に向けて押圧されて送り流路１２が変形する位置が、導入流路１３側から導出流路１４側に向けて周方向に順々に移動する。 これにより、前記の導入流路１３から送り流路１２内に導かれた流体が、押圧部材２１ｃによる押圧位置の移動に伴って送り流路１２内を周方向に送られて前記の導出流路１４に導かれ、この導出流路１４を通して送液されるようになる。

また、回転加圧部材収容部１１内に突出した前記の突起部１６ａ，１６ｂが回転加圧部材２１における押圧部材２１ｃによって押された状態では、導入流路１３と連通される送り流路１２の導入部と、導出流路１４と連通される送り流路１２の導出部とが閉じた状態になり、流体が送り流路１２を通して逆流するのが防止される。

このため、このチューブレスマイクロポンプ１においては、従来のチューブポンプのようにチューブを使用しなくても、流体を導入流路１３から送り流路１２を通して導出流路１４に導いて送液させることができ、従来のチューブポンプのように、チューブを本体ケース内に設けられた円形状のチューブ収容部の内壁面に沿うように装着させたり、またこのように装着させたチューブを交換させたりする面倒な作業を行う必要がなくなる。

なお、この実施形態におけるチューブレスマイクロポンプ１においては、回転加圧部材２１として、回転装置２０によって回転する回転軸２１ａと、この回転軸２１ａに取り付けられて偏芯回転する偏芯ロータ２１ｂと、この偏芯ロータ２１ｂの外周に設けられて前記の回転加圧部材収容部１１と送り流路１２との間の隔壁部１８を押圧する押圧部材２１ｃとで構成されたものを用いるようにしたが、回転加圧部材２１はこのようなものに限定されない。

例えば、図６に示すように、回転加圧部材２１として、回転軸２１ａと一緒に回転する回転体２１ｄから放射状に複数（図に示す例では４つ）のアーム２１ｅを突出させ、各アーム２１ｅにそれぞれ回転加圧部材収容部１１と送り流路１２との間の隔壁部１８を押圧する押圧ローラ２１ｆを設けたものを用いることができる。

そして、このような回転加圧部材２１を用いた場合、前記の回転装置２０によって回転加圧部材２１の回転軸２１ａと一緒に回転体２１ｄを回転させると、回転加圧部材収容部１１と送り流路１２との間の隔壁部１８を押圧させて送り流路１２を変形させる各押圧ローラ２１ｆが周方向に移動し、押圧ローラ２１ｆ間の送り流路１２内における流体が順々に導出流路１４に送られるようになり、前記の導入流路１３から送り流路１２内に導かれた流体が、回転加圧部材２１の回転に伴って、送り流路１２内を周方向に順々に送られて導出流路１４に導かれ、この導出流路１４を通して送液されるようになる。

１ チューブレスマイクロポンプ１０ ベース部材１１ 回転加圧部材収容部１２ 送り流路１３ 導入流路１４ 導出流路１５ 軸受穴部１６ａ，１６ｂ 突起部１７ 取付用凹部１８ 隔壁部２０ 回転装置２１ 回転加圧部材、２１ａ 回転軸、２１ｂ 偏芯ロータ、２１ｃ 押圧部材、２１ｄ 回転体、２１ｅ アーム、２１ｆ 押圧ローラ３０ 蓋部材３１ 取付用凸部３２ 軸受穴