(57)【要約】【課題】流体注入装置において流体の詰まりをより感度高く検出すること。【解決手段】流体を流動させるポンプと、流動させられた前記流体の少なくとも一部を受ける空間を有する流体受け部材であって、前記空間に貫通する貫通孔を有する流体受け部材と、前記貫通孔に設けられた膜状部材と、前記膜状部材の変化を検出するセンサーと、を備え、前記流体受け部材の剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性よりも高いことを特徴とする流体注入装置。【選択図】図１１
2014200617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流動させるポンプと、
流動させられた前記流体の少なくとも一部を受ける空間を有する流体受け部材であって、前記空間に貫通する貫通孔を有する流体受け部材と、
前記貫通孔に設けられた膜状部材と、
前記膜状部材の変化を検出するセンサーと、
を備え、前記流体受け部材の剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性よりも高いことを特徴とする流体注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体注入装置であって、
前記流体受け部材における前記空間は、前記流体が流動方向に流動する連通孔であることを特徴とする流体注入装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の流体注入装置であって、
前記流体受け部材に接続されるチューブの剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性よりも高い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、
前記センサーは圧力センサーであ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、
前記膜状部材には、前記圧力センサーに接する板状部材が設けられていることを特徴とする流体注入装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体注入装置であって、
前記圧力センサーは、前記板状部材に接して前記圧力センサー内の半導体力センサーに力を伝達する球形状部材を備えることを特徴とする流体注入装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の流体注入装置であって、
前記膜状部材は、エラストマーを含むことを特徴とする流体注入装置。
【請求項８】
流動させられた流体の少なくとも一部を受ける空間を有する流体受け部材であって、前記空間に貫通する貫通孔を有する流体受け部材と、前記貫通孔に設けられた膜状部材と、
を備え、前記流体受け部材の剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性より高い流体注入装置における詰まり検出方法であって、
ポンプを作動させて前記流体を流動させることと、
前記膜状部材の変化を検出することと、
前記膜状部材の変化に基づいて、流体通過部材の下流側における詰まりを検出することと、
を含む詰まり検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を注入する流体注入装置、及び、流体注入装置における詰まり検出方法に関する。
【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。
【０００３】
特許文献１には、カム、フィンガー、及び、チューブによる輸送機構と、リザーバーとを備えるマイクロポンプが開示されている（図５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４８１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロポンプのような流体注入装置の内部において詰まりが生ずると、流体を注入対象に注入できないという問題がある。よって、流体の詰まりを感度高く検出することが望ましい。
【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、流体注入装置において流体の詰まりをより感度高く検出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、
流体を流動させるポンプと、
流動させられた前記流体の少なくとも一部を受ける空間を有する流体受け部材であって、前記空間に貫通する貫通孔を有する流体受け部材と、
前記貫通孔に設けられた膜状部材と、
前記膜状部材の変化を検出するセンサーと、
を備え、前記流体受け部材の剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性よりも高いことを特徴とす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】ロータリーフィンガーポンプの説明図である。
【図１１】図３における第１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】図３における第１のＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】図３における第２のＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】図３における第２のＣ−Ｃ断面図である。
【図１５】本実施形態における圧力検出用部材２６０を用いた場合の感度特性を表すグラフである。
【図１６】参考例における感度特性のグラフである。
【図１７】図１７Ａは、他の実施形態におけるロータリーフィンガーポンプの第１の斜視図であり、図１７Ｂは、他の実施形態におけるロータリーフィンガーポンプの第２の斜視図である。
【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、
流体を流動させるポンプと、
流動させられた前記流体の少なくとも一部を受ける空間を有する流体受け部材であって、前記空間に貫通する貫通孔を有する流体受け部材と、
前記貫通孔に設けられた膜状部材と、
前記膜状部材の変化を検出するセンサーと、
を備え、前記流体受け部材の剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性よりも高いことを特徴とする流体注入装置である。
このように、流体受け部材の剛性が少なくとも膜状部材の剛性よりも高いので、流体受け部材の下流で詰まりが生じた場合に、流体受け部材の貫通孔に設けられた膜状部材に流体が集中して移動する。そして、膜状部材の変化を検出することで、より感度高く詰まりを検出することができる。
【００１１】
かかる液体注入装置であって、前記流体受け部材における前記空間は、前記流体が流動方向に流動する連通孔であることが望ましい。
このようにすることで、流体受け部材における空間を流体の流路の一部とすることができるので、流体注入装置を小型化することができる。
【００１２】
前記流体受け部材に接続されるチューブの剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性よりも高いことが望ましい。
このように、流体受け部材に接続されるチューブの剛性が膜状部材の剛性よりも高いので、流体受け部材の下流側に接続されるチューブで詰まりが生じた場合に、膜状部材に流体が集中して移動する。そして、膜状部材の変化を検出することで、より感度高く詰まりを検出することができる。
【００１３】
また、前記センサーは圧力センサーであることが望ましい。
このようにすることで、膜状部材の変化を検出することができる。
【００１４】
また、前記膜状部材には、前記圧力センサーに接する板状部材が設けられていることが望ましい。
このようにすることで、流体の圧力により膜状部材が変形した場合においても、板状部材によって圧力センサーを押すことができる。そして、感度高く詰まりを検出することができる。
【００１５】
また、前記圧力センサーは、前記板状部材に接して前記圧力センサー内の半導体力センサーに力を伝達する球形状部材を備えることが望ましい。
このようにすることで、球形状部材は板状部材に対して理論上一点で接触するため、膜状部材の変位を感度よく検出することができる。
【００１６】
また、前記膜状部材は、エラストマーを含むことが望ましい。
このようにすることで、可撓性を有する膜状部材を用いて、感度高く詰まりを検出することができる。
【００１７】
また、本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項も明らかとなる。すなわち、
流動させられた流体の少なくとも一部を受ける空間を有する流体受け部材であって、前記空間に貫通する貫通孔を有する流体受け部材と、前記貫通孔に設けられた膜状部材と、
を備え、前記流体受け部材の剛性は少なくとも前記膜状部材の剛性より高い流体注入装置における詰まり検出方法であって、
ポンプを作動させて前記流体を流動させることと、
前記膜状部材の変化を検出することと、
前記膜状部材の変化に基づいて、流体通過部材の下流側における詰まりを検出することと、
を含む詰まり検出方法である。
このように、流体受け部材の剛性が少なくとも膜状部材の剛性よりも高いので、流体受け部材の下流で詰まりが生じた場合に、流体受け部材の貫通孔に設けられた膜状部材に流体が集中して移動する。そして、膜状部材の変化を検出することで、より感度高く詰まりを検出することができる。
【００１８】
＝＝＝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。本実施形態におけるマイクロポンプ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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
本体１０は、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）。
【００２８】
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。
【００２９】
本体１０は、その裏面（図６）に、詰まり検出素子１２３と気泡検出素子１２４を備える。詰まり検出素子１２３は、例えば、圧力センサーを備える。また、気泡検出素子１２４は、例えば、光学センサーを備える。光学センサーは、チューブ２２５に光を照射し、その反射光を検出する。そして、チューブ２２５内に液体が占めるときの反射光と、気泡が生じたときの反射光と、の差を検出することを可能とする。これにより、チューブ２２５内に気泡が発生したか否かを判定することができる。
【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、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等を収容する。そして、チューブ２２５は吸入用コネクター２２８及び吐出用コネクター２２９に密に接続される。
【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の先端部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。
【００３７】
フィンガー押さえ２２６には、詰まり検出窓２２３及び気泡検出窓２２４が設けられる。本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられたときにおいて、詰まり検出窓２２３を介して、詰まり検出素子１２３は液体の詰まりを検出する。また、気泡検出窓２２４を介して、気泡検出素子１２４はチューブ２２５内の気泡の有無を検出する。
【００３８】
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。
【００３９】
図４に示されるように、本実施形態において、パッチ接続針２３１の先端位置は高さ方向において、貯留部２９０とほぼ同じ高さである。このようにすることにより、液体はカートリッジ２０上面のチューブ２２５等を経由するものの、パッチ接続針２３１の先端位置と貯留部２９０の位置との高低差自体は小さい。よって、位置エネルギー差を小さくすることができるので、貯留部２９０に貯留された液体を小さなエネルギーでパッチ接続針２３１に送ることができる。このような構成は、上記のような省電力タイプの圧電モーター１５０を用いる場合において利点となる。
【００４０】
カートリッジ２０は、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、これによりカートリッジ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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３１０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。
【００５０】
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用セプタム３２２側からは漏れず、カテーテル３１０を通り生体に流入する。
【００５１】
パッチ３０は、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。
【００５２】
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。
【００５３】
上記のような構成における本体１０とカートリッジ２０とが一体的に組み付けられると、詰まり検出素子１２３は詰まり検出窓２２３の上部に配置され、気泡検出素子１２４は気泡検出窓２２４の上部に配置される。
【００５４】
また、本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられると、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。
【００５５】
図１０は、ロータリーフィンガーポンプの説明図である。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。
【００５６】
図１１は、図３における第１のＢ−Ｂ断面図である。図１２は、図３における第１のＣ−Ｃ断面図である。図１３は、図３における第２のＢ−Ｂ断面図である。図１４は、図３における第２のＣ−Ｃ断面図である。図１１及び図１２は、液体の流路に詰まりが生ずる前の状態を示す。一方、図１３及び図１４は、液体の流路に詰まりが生じたときの状態を示す。以下、これらの図を参照しつつ、詰まり検出部の説明を行う。詰まり検出部は、詰まり検出素子１２３（センサーに相当）と、フィンガー押さえ２２６に形成された詰まり検出窓２２３と、圧力検出用部材２６０を備える。
【００５７】
詰まり検出素子１２３は、圧力センサーである。詰まり検出素子１２３は、後述する薄膜２６０２の変化を検出する圧力センサーである。この詰まり検出素子１２３は、半導体力センサー素子１２３２と、球体１２３１と、これらを収容する収容部材１２３３を備える。半導体力センサー素子１２３２は、力を検出するＳｉ半導体基板を用いて形成されている。半導体力センサー素子１２３２は、加わる力をピエゾ抵抗効果を利用して電気信号に変換して出力する。そして、出力された電気信号は、回路基板１４０に送られる。また、球体１２３１は、半導体力センサー素子１２３２に測定の対象となる力を伝達するためのものである。
【００５８】
圧力検出用部材２６０は、高剛性部材２６０１（流体受け部材に相当）と、薄膜２６０２（膜状部材に相当）と、薄板２６０３（板状部材に相当）を備える。高剛性部材２６０１は、流体の流動方向に貫通された連通孔２６０４と、その連通孔２６０４の一部にその上部から貫通する貫通孔２６０５を備える。高剛性部材２６０１は、薄膜２６０２と比して極めて高い剛性を有する部材であり、例えば、樹脂などが採用される。また、チューブ２２５も薄膜２６０２に比して高い剛性を有する。なお、高剛性部材２６０１は、チューブ２２５と比しても高い剛性を有する。
【００５９】
高剛性部材２６０１には貫通孔２６０５を塞ぐように薄膜２６０２が貼り付けられる。薄膜２６０２は、エラストマー等の弾性部材である。また、薄膜２６０２の中央部には、その上面に薄板２６０３が貼り付けられる。薄板２６０３は、ステンレス等の材料で形成された薄板であって、球体１２３１に接して薄膜２６０２の変化を確実に詰まり検出素子１２３に伝える。
【００６０】
圧力検出用部材２６０は、フィンガーベース２２７内のチューブ案内溝２２７ａに沿ってはめ込まれる。そして、圧力検出用部材２６０の連通孔２６０４の上流端及び下流端にチューブ２２５が固定される。なお、圧力検出用部材２６０の下流端側のチューブ２２５の材質を上流端側のチューブ２２５の材質と異ならせることもできる。
【００６１】
一方、詰まり検出素子１２３は、前述のように本体１０側に固定されている。そして、本体１０にカートリッジ２０が取り付けられると、その球体１２３１が薄板２６０３の一点で接する。
【００６２】
フィンガーユニット２２０によってチューブ２２５内に流動を生じさせているときにおいて液体の流路に詰まりが生じた場合、高剛性部材２６０１の内圧が高まる。このとき高剛性部材２６０１は剛性の高い部材であるのに対し、薄膜２６０２は弾性体であるので、薄膜２６０２が膨張する。薄膜２６０２が膨張すると、薄板２６０３を介して、詰まり検出素子１２３の球体１２３１を押す（図１３、図１４）。このとき、回路基板１４０は、詰まり検出素子１２３を用いて押された圧力を監視している。このようにすることで、圧力が所定の圧力よりも高くなったときにチューブ２２５に詰まりが生じたことを検出することができる。
【００６３】
仮に、圧力検出用部材２６０を設けない場合、詰まりによる圧力変化が薄膜２６０２に集中しないため、感度高くその変化を検出することが困難である。これに対し、圧力検出用部材２６０における高剛性部材２６０１の剛性が薄膜２６０２に比して極めて高いので、下流で詰まりが生じた場合に、貫通孔２６０５に設けられた薄膜２６０２に液体が集中して移動する。よって、この薄膜２６０２の変化を検出することで、より感度高く詰まりを検出することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、圧力センサーとして、球体１２３１を有する詰まり検出素子１２３を用いる。球体１２３１は、理論上、薄板２６０３に一点で接触するために、詰まり検出素子１２３は薄膜２６０２の移動を感度よく検出することができる。
【００６５】
また、詰まり検出部は、チューブ２２５の流動方向についてフィンガー２２２よりも下流側に設けられる。これは、フィンガー２２２がその下側のチューブ２２５内に圧力を生じさせるためである。すなわち、詰まり検出部では、フィンガーの下流における圧力検出用部材２６０の薄膜２６０２を監視し、下流側に詰まりが生じていたときに生ずる薄膜２６０２の膨張を、詰まり検出素子１２３が検出することとしている。
【００６６】
図１５は、本実施形態における圧力検出用部材２６０を用いた場合の感度特性を表すグラフである。図１６は、参考例における感度特性のグラフである。図１６の参考例では、液体が流動するチューブに直接圧力センサーが接するようにして計測が行われた。
【００６７】
図１５及び図１６において横軸は、内圧を示し、縦軸は圧力センサーが出力する電圧を示す。ここでは、電圧が高ければ圧力が高く検出されることになる。また、これらのグラフにおいて、傾きが大きければ、圧力に対する感度が高い。
【００６８】
これによると、参考例である図１６における傾きは、０．２８９（ｍＶ／ｋＰａ）であった。一方、本実施形態における圧力検出用部材２６０を用いた場合の傾き（図１５）は、２．０９（ｍＶ／ｋＰａ）であった。このように、本実施形態の圧力検出用部材２６０を採用することにより、より感度高く圧力変化を取得することができることになる。そして、より感度高く液体の詰まりを検出することができる。
【００６９】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上述の実施形態では、液体は連通孔２６０４内を流動していた。つまり、連通孔２６０４は液体の流動経路であった。しかしながら、本実施形態の技術的思想によれば、その内圧を計測するものであるから、液体流路の分岐先に高剛性部材による空間を設け、その空間に貫通する貫通孔を設けることとしてもよい。そして、貫通孔に前述のような薄膜と薄板を設け、薄膜の変化をセンサーが検出することができる。このようにすることによっても、より感度高く液体の詰まりを検出することができる。
【００７０】
図１７Ａは、他の実施形態におけるロータリーフィンガーポンプの第１の斜視図であり、図１７Ｂは、他の実施形態におけるロータリーフィンガーポンプの第２の斜視図である。これらの図において、前述の説明に対応する各部材には、前述の部材の符号にダッシュ「’」を付すようにして示してある。
【００７１】
前述の実施形態では、圧力検出用部材２６０’の下流側がチューブと接続されていたが、ここでは、高剛性部材２６０１’と同じ素材で形成された流通路２０５−２と接続される。流通路２０５−２は、高剛性部材２６０１’と同じ素材で形成されていることから、チューブ２２５’よりも高い剛性を有する。
【００７２】
また、チューブ２２５’の上流側においても、高剛性部材２６０１’と同じ素材で形成された流通路２０５−１と接続する。流通路２０５−１も、高剛性部材２６０１’と同じ素材で形成されていることから、チューブ２２５よりも高い剛性を有する。
【００７３】
また、流通路２０５−１、２０５−２の上部にはそれぞれ、高剛性部材２６０１’と同じ素材で形成された蓋部材２０６−１、２０６−２が接着等により取り付けられる。さらに、別の素材で形成した、変形量の少ない多層フィルム等を裏部材２０６−１、２０６−２とすることもできる。このようにすることによっても、圧力検出用部材２６０’は、より感度高く圧力変化を取得することができることから、液体の詰まりをより高感度に検出することができる。
【００７４】
また、図１７Ａに示すように、圧力検出用部材２６０’は、円形の連通孔２６０４’を有することとしてもよい。そして、これらの上部に設けられる薄膜２６０２’及び薄板２６０３’も円形の形状を有することとしてもよい（図１７Ｂ）。
【００７５】
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。
【００７６】
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】
【００７７】
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、１２３  詰まり検出素子（圧力センサー）、
１２４  気泡検出素子、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、
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、２２１  圧力伝達板、
２２２  フィンガー、２２２ａ  先端部、２２２ｂ  後端部、
２２３  詰まり検出窓、２２４  気泡検出窓、
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、
２６０  圧力検出用部材、
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、
１２３１  球体、１２３２  半導体力センサー素子、１２３３  収容部材、
２６０１  高剛性部材（流体受け部材）、２６０２  薄膜（膜状部材）、
２６０３  薄板（板状部材）、２６０４  連通孔、２６０５  貫通孔
【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１７】
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【図９】
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