(57)【要約】      （修正有）【課題】安価かつ簡便に流体の温度を測定することができる流体注入装置を提供する。【解決手段】流体が流動可能であるチューブ２２５と、チューブ２２５に前記流体を送るポンプと、前記流体の温度に応じて電気抵抗が変化する電気抵抗部材４１２と、前記電気抵抗の変化によって前記流体の温度を計測する温度計測部４１０と、を備える流体注入装置である。【選択図】図１２
2014171570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流動可能であるチューブと、
前記チューブに前記流体を送るポンプと、
前記流体の温度に応じて電気抵抗が変化する電気抵抗部材と、
前記電気抵抗の変化によって前記流体の温度を計測する温度計測部と、
を備える流体注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体注入装置であって、
前記電気抵抗部材は、前記チューブに密着されることを特徴とする流体注入装置。
【請求項３】
請求項２に記載の流体注入装置であって、
前記電気抵抗は、前記チューブ周縁の温度によって変化することを特徴とする流体注入装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の流体注入装置であって、
前記ポンプは、前記チューブを順次押すことにより前記流体を流動させる複数のフィンガーを備え、
前記電気抵抗部材は、前記チューブにおける流動方向について前記フィンガーよりも上流側に設けられることを特徴とする流体注入装置。
【請求項５】
請求項４に記載の流体注入装置であって、
前記電気抵抗部材は、前記チューブの円周方向に巻かれる抵抗線であることを特徴とする流体注入装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の流体注入装置であって、
前記電気抵抗部材は、第１電極として前記チューブの円周の一部に貼り付けられ、
前記第１電極とともに前記チューブを挟み、前記第１電極と対向する位置に第２電極を有し、
前記温度計測部は、前記第１電極の電気抵抗の変化に基づいて前記流体の温度を実測すると共に、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化に基づいて前記チューブに気泡が混入しているか否かを判定することを特徴とする流体注入装置。
【請求項７】
請求項６に記載の流体注入装置であって、
前記ポンプは、前記チューブを順次押すことにより前記流体を流動させる複数のフィンガーを備え、
前記第１電極と前記第２電極は、前記チューブにおける流動方向について前記複数の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。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の流体注入装置であって、
前記第２電極は、板状の部材であることを特徴とする流体注入装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の流体注入装置であって、
前記第１電極は１本の抵抗線が折り曲げられ当該抵抗線が複数平行に並ぶように成型されていることを特徴とする流体注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。その際、注入が適切に行われるように流体注入装置内の状態を検出する装置が設けられることがある。
【０００３】
特許文献１には、静電容量の変化を用いて二層流体の成分率を測定することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２５６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
流体注入装置において流体は、流体注入装置内のチューブを流動する。流動する流体は、例えば薬液等であるが、これらの流体には注入に適した温度を有する場合があったり、適切な温度で注入しないと生体に不快感を与える場合がある。よって、流体の温度を測定する必要があるが、温度測定装置自体が高価であったり複雑であったりすると、測定装置を流体注入装置に組み込みにくい。よって、安価かつ簡便にチューブを流動する流体の温度を測定することが望まれる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡便に流体の温度を測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、
流体が流動可能であるチューブと、
前記チューブに前記流体を送るポンプと、
前記流体の温度に応じて電気抵抗が変化する電気抵抗部材と、
前記電気抵抗の変化によって前記流体の温度を計測する温度計測部と、
を備える流体注入装置である。
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マイクロポンプ１の全体斜視図である。
【図２】マイクロポンプ１の分離図である。
【図３】マイクロポンプ１の透過上面図である。
【図４】マイクロポンプ１の断面図である。
【図５】本体１０の内部斜視図である。
【図６】本体１０の裏面斜視図である。
【図７】カートリッジ２０の分解斜視図である。
【図８】カートリッジベース２１０の裏面斜視図である。
【図９】マイクロポンプ１の裏面斜視図である。
【図１０】マイクロポンプ１のブロック図である。
【図１１】図１１Ａは、第１実施形態においてコイル状抵抗線４１２が配設される位置の説明図であり、図１１Ｂは、図１１ＡにおけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】第１実施形態における温度計測部４１０の回路図である。
【図１３】図１３Ａは、第２実施形態において第１電極４２２及び第２電極４２４が配設される位置の説明図であり、図１３Ｂは、図１３ＡにおけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１４】第２実施形態における複合検出部４２０の回路図である。
【図１５】図１５Ａは、入力端Ａに入力される電圧を示す図であり、図１５Ｂは、出力端Ｂ１から出力される電圧を示す図であり、図１５Ｃは、出力端Ｂ２から出力される電圧を示す図である。
【図１６】第１電極４２２の他の形状の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、
流体が流動可能であるチューブと、
前記チューブに前記流体を送るポンプと、
前記流体の温度に応じて電気抵抗が変化する電気抵抗部材と、
前記電気抵抗の変化によって前記流体の温度を計測する温度計測部と、
を備える流体注入装置である。
このようにすることで、電気抵抗の変化に基づいて流体の温度を計測することができる。このとき、流体の温度に関連する温度を取得できるような位置に電気抵抗部材を設ければよいので、安価かつ簡便にチューブ内の詰まりを検出することができる。
【００１１】
かかる流体注入装置であって、前記電気抵抗部材は、前記チューブに密着されることが望ましい。
このようにすることで、流体の温度に関連する温度をより確実に計測することができる。
【００１２】
また、前記電気抵抗は、前記チューブ周縁の温度によって変化することが望ましい。
このようにすることで、肉薄が薄く、かつ、熱伝導性に富む材質を採用したチューブを用いた場合において流体の温度を確実に計測することができる。
【００１３】
また、前記ポンプは、前記ポンプは、前記チューブを順次押すことにより前記流体を流動させる複数のフィンガーを備え、前記電気抵抗部材は、前記チューブにおける流動方向について前記フィンガーよりも上流側に設けられることが望ましい。
フィンガーよりも下流側でチューブの詰まりが生じたとすると、フィンガーが流体を送る圧力によりフィンガーよりも下流側においてチューブが膨張してしまうところ、電気抵抗部材をフィンガーの上流に設けておけばこのようなチューブの膨張の影響を受けずに、温度変化による電気抵抗の変化のみを計測することができる。そして、流体の温度に関連する温度をより確実に計測することができる。
【００１４】
また、前記電気抵抗部材は、前記チューブの円周方向に巻かれる抵抗線であることが望ましい。
このようにすることで、チューブの円周に抵抗線を密着させることができるので、チューブの温度変化を抵抗線が適切に取得することができる。
【００１５】
また、前記電気抵抗部材は、第１電極として前記チューブの円周の一部に貼り付けられ、前記第１電極とともに前記チューブを挟み、前記第１電極と対向する位置に第２電極を有し、前記温度計測部は、前記第１電極の電気抵抗の変化に基づいて前記流体の温度を計測すると共に、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化に基づいて前記チューブに気泡が混入しているか否かを判定することが望ましい。
このようにすることで、第１電極の電気抵抗の変化に基づいてチューブ内の流体の温度を計測することができるとともに、チューブ内に気泡が混入しているか否かを判定することができる。
【００１６】
また、前記ポンプは、前記チューブを順次押すことにより前記流体を流動させる複数のフィンガーを備え、前記第１電極と前記第２電極は、前記チューブにおける流動方向について前記複数のフィンガーよりも下流側に設けられることが望ましい。
気泡はチューブ内のあらゆる場所で発生するおそれがあるが、このように、第１電極と第２電極をフィンガーよりも下流側に設けることにより、チューブのより広い範囲で発生した気泡を下流側において検出することができる。
【００１７】
また、前記第２電極は、板状の部材であることが望ましい。
このようにすることで、静電容量の変化を確実にとらえ、チューブ内に気泡が混入しているか否かを判定することができる。
【００１８】
また、前記第１電極は１本の抵抗線が折り曲げられ当該抵抗線が複数平行に並ぶように成型されていることが望ましい。
このようにすることで、単位面積当たりに占める抵抗線の長さを長くすることができるとともに、第２電極と共にキャパシタを構成することができる。
【００１９】
＝＝＝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とパッチ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。一例としてのマイクロポンプ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。
【００２０】
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とパッチ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。
【００２１】
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における各部の説明を行う。
【００２２】
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。
【００２３】
本体１０は図５に示すように、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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（図５）。
【００２７】
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４）。
【００２８】
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）。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、カートリッジ２０の説明を行う。  
カートリッジ２０は図７に示すように、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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２２５の素材は、例えば、ポリウレタンである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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（図４）。
【００３７】
カートリッジベース２１０の側面には、パッチ接続針２３１が設けられ、パッチセプタム３５０を介して液体をパッチ３０に送ることを可能にする。パッチ接続針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、パッチ接続針２３１に供給可能となる（図７）。
【００３８】
カートリッジ２０は図４に示すように、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。
【００３９】
なお、リザーバーフィルム２５０をカートリッジベース２１０に溶着により固定し、カートリッジベース押さえ２４０とカートリッジベース２１０を固定することとしてもよい。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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は図８に示すように、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。
【００４３】
次に、主に図４を参照しつつ、パッチ３０の説明を行う。  
パッチ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。
【００４４】
パッチセプタム３５０は、後述するようにパッチ接続針２３１が挿通されることによりパッチ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、パッチ３０の側壁部に設けられ、これによりリザーバー２０がパッチ３０の側面に向かって装着されたときに、パッチ接続針２３１がパッチセプタム３５０を貫通する。
【００４５】
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、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等）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。
【００４６】
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。パッチ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、生体適合性に優れるフッ素樹脂、ポリウレタン樹脂等の柔らかい材料で形成される。
【００４７】
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３２０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。
【００４８】
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、パッチ接続針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。
【００４９】
パッチ３０は図２に示すように、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、パッチ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がパッチ３０に接続される際には、パッチ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に設けられたパッチ接続針２３１がパッチセプタム３５０を貫通して、パッチ３０内に挿入される。
【００５０】
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。
【００５１】
本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられると、図４に示すように本体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。
【００５２】
以上のようなマイクロポンプ１において流動する薬液には、適した温度を有する場合があったり、適切な温度で注入しないと生体に不快感を与える場合がある。よって、チューブ２２５内を流動する薬液の温度を測定する必要があるが、温度計測装置自体が高価であったり複雑であったりすると、測定装置をマイクロポンプ１に組み込みにくい。よって、安価かつ簡便にチューブ２２５を流動する薬液等の温度を測定することが望まれる。以下に示す実施形態では、マイクロポンプ１内に安価かつ簡便に設けることができる温度計測部を提供する。
【００５３】
図１０は、マイクロポンプ１のブロック図である。図１０には、コントローラー１４１と、これに接続される圧電モーター１５０と検出器群４００が示されている。検出器群４００は、後述する温度計測部４１０（第１実施形態）又は複合検出部４２０（第２実施形態）が含まれる。コントローラー１４０は、プログラム及び検出器群４００からの信号に応じて圧電モーター１５０の制御を行う。
【００５４】
図１１Ａは、第１実施形態においてコイル状抵抗線４１２が配設される位置の説明図である。図１１Ｂは、図１１ＡにおけるＢ−Ｂ断面図である。図１１Ａには、チューブ２２５、カム１２１、複数のフィンガー２２２、吸引用コネクター２２８、及び、吐出用コネクター２２９が示されている。
【００５５】
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。すなわち、吐出用コネクター２２９側は吸引用コネクター２２８よりも下流側である。
【００５６】
コイル状抵抗線４１２は、複数のフィンガー２２２によって構成されるポンプよりも上流側に設けられる。コイル状抵抗線４１２は、チューブ２２５から伝達される温度に伴い電気抵抗が変化する電気抵抗部材に相当する。図１１Ｂに示されるように、コイル状抵抗線４１２は、チューブ２２５に密着して円周方向に複数回巻かれることにより構成される。
【００５７】
このように、チューブ２２５内の流体の温度を計測するためには、コイル状抵抗線４１２をチューブ２２５に密着させることが望ましい。しかしながら、仮に、フィンガー２２２よりも下流側でチューブ２２５の詰まりが生じたとすると、フィンガー２２２が流体を送る圧力によりフィンガー２２２よりも下流側においてチューブ２２５が膨張する。そして、コイル状抵抗線４１２がフィンガー２２２の下流側にあるとすれば、チューブ２２５の膨張はコイル状抵抗線４１２を変形させる。コイル状抵抗線４１２の変形は、抵抗値の変化をもたらすが、膨張により抵抗値が変化したとすれば、抵抗値に基づく温度計測に影響を及ぼしてしまう。
【００５８】
そのため、第１実施形態では、コイル状抵抗線４１２をフィンガー２２２よりも上流側に設けることとしている。
【００５９】
チューブ２２５に密着するコイル状抵抗線４１２において温度が上昇したとすればコイル状抵抗線４１２の電気抵抗値は高くなる。よって、コイル状抵抗線４１２の抵抗値を監視することにより、チューブ２２５の周面近傍、すなわちチューブ２２５の周縁の温度を計測することとなる結果、チューブ２２５を流れる流体の温度を計測することができる。つまり、チューブ２２５の肉厚が薄く、またチューブ２２５の材質が熱伝導性に富むことに起因する。
【００６０】
図１２は、第１実施形態における温度計測部４１０の回路図である。図１２には、チューブ２２５の断面と、チューブ２２５に巻かれるコイル状抵抗線４１２が示されている。ここで、コイル状抵抗線４１２の抵抗値はｒとして示されている。
【００６１】
コイル状抵抗線４１２の一端は入力端Ｘとして示され、コイル状抵抗線４１２の他端は出力端Ｙとして示されている。入力端Ｘ及び出力端Ｙはともに不図示のコントローラー１４１に接続される。コントローラー１４１は、入力端Ｘに電圧ｅを印加する。そして、コントローラー１４１は、コントローラー１４１に返される電流値を検出し、検出した電流値に応じてチューブ２２５の流体の温度を計測する。すなわち、図１２における回路とコントローラー１４１とで温度計測部４１０を構成する。
【００６２】
チューブ２２５内の流体の温度に変化が生じなければコイル状抵抗線４１２の抵抗値はｒのまま維持されるから、コントローラー１４１に返される電流値ｉは、ｉ＝ｅ／ｒとなる。一方、チューブ２２５内の流体の温度が上昇すると、コイル状抵抗線４１２の抵抗値も（ｒ＋Δｒ）に上昇する。そのため、コントローラー１４１に返される電流値ｉは、ｉ＝ｅ／（ｒ＋Δｒ）となる。
【００６３】
コントローラー１４１は、予め求めておいた電流値ｉと温度との関係に基づいて、チューブ２２５内の流体の温度を求める。このようにすることで、安価かつ簡便にチューブ２２５内の流体の温度を計測することができる。
【００６４】
図１３Ａは、第２実施形態において第１電極４２２及び第２電極４２４が配設される位置の説明図である。図１３Ｂは、図１３ＡにおけるＣ−Ｃ断面図である。図１３Ｃは、チューブ２２５の一部上面図及び一部下面図である。図１３Ａには、第１実施形態と同様に、チューブ２２５、カム１２１、複数のフィンガー２２２、吸引用コネクター２２８、及び、吐出用コネクター２２９が示されている。
【００６５】
第２実施形態では、フィンガー２２２の下流側に第１電極４２２及び第２電極４２４が設けられる。これは、気泡はチューブ２２５のあらゆる場所で発生するおそれがあるが、このように、第１電極４２２と第２電極４２４をフィンガー２２２よりも下流側に設けることにより、チューブ２２５のより広い範囲で発生した気泡を下流側において検出することができるためである。
【００６６】
第１電極４２２と第２電極４２４は、チューブ２２５を挟んで互いに対向する位置に設けられる。これにより、後述するように、チューブ２２５内の流体の温度を計測するのみならず、チューブ２２５内に生ずる気泡の検出を可能とする。
【００６７】
第１電極４２２は、チューブ２２５に密着され、チューブ２２５内の流体の温度に応じて第１電極４２２の温度も変化する。第１電極４２２は、図１３Ｃに示されるように、一本の抵抗線が折り曲げられ複数の平行線がチューブ２２５の長手方向に並ぶように成型され、チューブ２２５の上面側に貼り付けられる。このようにすることで、チューブ２２５内の流体の温度に応じて第１電極４２２の電気抵抗が変化することになる。一方、第２電極４２４は、図１３Ｃに示されるように板状の部材であり、チューブ２２５の下面に接するように設けられる。このようにすることで、第１電極４２２と第２電極４２４とでキャパシタを構成する。そして、チューブ内の流体の変化による静電容量の変化を捉えることとしている。
【００６８】
図１４は、第２実施形態における複合検出部４２０の回路図である。図１４には、チューブ２２５の断面と、チューブ２２５の上面に貼り付けられた第１電極４２２と、チューブ２２５の下面に設けられた第２電極４２４が示されている。第１電極４２２の一端は入力端Ａである。入力端Ａは、コントローラー１４１に接続される。また、第１電極４２２の他端には、抵抗Ｒ４とキャパシタＣ１が並列に接続され、これらの他端はアース接続される。また、第１電極４２２の他端は出力端Ｂ１を有する。
【００６９】
第２電極４２４には、抵抗Ｒ３とダイオードＤのアノードが接続される。抵抗Ｒ３の他端はアース接続される。ダイオードＤのカソードは出力端Ｂ２を構成する。また、出力端Ｂ２には並列にキャパシタＣ２が接続される。キャパシタＣ２の他端はアース接続される。これら出力端Ｂ１及び出力端Ｂ２もコントローラー１４１に接続される。すなわち、図１４における回路とコントローラー１４１とで複合検出部４２０を構成する。
【００７０】
図１５Ａは、入力端Ａに入力される電圧を示す図である。図１５Ｂは、出力端Ｂ１から出力される電圧を示す図である。図１５Ｃは、出力端Ｂ２から出力される電圧を示す図である。
【００７１】
入力端Ａには、図１５Ａに示すような基準電圧がＥ１であって振幅がαの交流電圧が印加される。図１４に示される回路において、抵抗Ｒ４とキャパシタＣ１とでローパスフィルターを構成する。よって、ローパスフィルターにより交流成分が除去され、出力端Ｂ１からは、図１５Ｂに示されるような直流成分が出力される。ここで、出力端Ｂ１から出力される電圧値Ｖ１は、Ｖ１＝Ｅ１×Ｒ１／Ｒ４で求めることができる。ここで、抵抗Ｒ１は、第１電極４２２の抵抗値である。
【００７２】
チューブ２２５内の流体に温度上昇が生ずると第１電極４２２の温度も合わせて上昇し第１電極４２２の抵抗値は、Ｒ１＋ΔＲとなる。そのため、出力端Ｂ１から出力される電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｅ１×（Ｒ１＋ΔＲ）／Ｒ４となる。すなわち、流体の温度が上昇すると出力端Ｂ１から出力される電圧値は高くなる。
【００７３】
コントローラー１４１は、予め求めておいた電圧Ｖと温度との関係に基づいて、チューブ２２５内の流体の温度を求める。このようにすることで、安価かつ簡便にチューブ２２５内の流体の温度を計測することができる。
【００７４】
一方、出力端Ｂ２からは、図１５Ｃに示されるような直流成分が出力される。なお、図１５Ｃにおいて破線で示されているのは、図１４におけるＢ３での出力である。前述のように、第１電極４２２と第２電極４２４とでチューブ２２５を挟み込み、キャパシタを構成する。このとき、そのチューブ２２５には気泡などが混入することなく薬液などの流体が流動している。
【００７５】
このときのＢ３での出力が、図１５Ｃにおいて破線で示される電圧であるとする。そして、ダイオードＤとキャパシタＣ２で半波整流されることにより出力される直流成分がＢ２での出力である。
【００７６】
このような構成において、仮に、チューブ２２５に気泡が混入すると、第１電極４２２と第２電極４２４の間の静電容量が変化するため、Ｂ３における振幅（図１５Ｃにおいてβ）が変化する。そのため、半波整流されて出力される出力端Ｂ２での電圧も変動する。
【００７７】
コントローラー１４１は、出力端Ｂ２から出力される電圧の変動量の絶対値が所定の値を上回った場合に、チューブ２２５に気泡が混入したと判定する。このようにすることで、チューブ２２５内の詰まりが検出できるだけでなく、チューブ２２５内に混入した気泡の有無も判定することができる。
【００７８】
なお、ここでは、出力端Ｂ２における電圧に基づいてチューブ２２５内に混入した気泡の有無を判定したが、第１電極４２２と第２電極２４２とで構成するキャパシタの静電容量が変化すればＢ３において検出される交流電流の位相差（図１５Ｃにおいてδ）にも変化が生ずる。よって、Ｂ３において検出される交流電流の位相差の変化に基づいてチューブ２２５内に混入した気泡の有無を判定することとしてもよい。
【００７９】
図１６は、第１電極４２２の他の形状の説明図である。第２実施形態において、第１電極が一本の抵抗線が折り曲げられ複数の平行線がチューブ２２５の長手方向に並ぶように成型された形状として説明を行ったが、図１６に示すように、チューブ２２５の長手方向と交差する方向に複数の平行線が並ぶように成型された形状としてもよい。また、第２実施形態において記載した第１電極の形状及び図１６に示す第１電極の形状を第１実施形態における抵抗線として用いることとしてもよい。
【００８０】
＝＝＝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。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１  マイクロポンプ
１０  本体、２０  カートリッジ、
３０  パッチ、
１１０  本体ベース、
１２１  カム、１２１ａ  カム面、
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、１４１  コントローラー、
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、
２２２  フィンガー、２２２ａ  先端部、２２２ｂ  後端部、
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、
２２８  吸入用コネクター、２２９  吐出用コネクター、
２３１  パッチ接続針、
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、
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、
４００  検出器群、４１０  温度計測部、４１２  コイル状抵抗線、
４２０  複合検出部、４２２  第１電極、４２４  第２電極、
４２６  第１電極の他の形状
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図９】
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