(57)【要約】  送液装置（１００）は、定流量バルブ（１０３）とポンプ（１０４）と流路（１０７）、１０８とを備える。送液装置（１００）には、薬液バッグ（１０１）が接続されている。ポンプ（１０４）は、吸引孔（１４１）と吐出孔（１４２）と逆止弁（１４３）、１４４とを有する。定流量バルブ（１０３）は、バルブ筺体（１１０）と該バルブ筺体（１１０）内を分割して第１バルブ室（１１１）と第２バルブ室（１１２）を構成するダイヤフラム（１２０）とを有する。バルブ筺体（１１０）には、第１開口部（１１５）と第２開口部（１１７）と第３開口部（１１８）とが設けられている。第２バルブ室（１１２）には、円錐形状のバネ（１２９）が天板（１２１）とダイヤフラム（１２０）との間に接触して設けられている。バネ（１２９）は、Ｏリング（１３０）側への圧力をダイヤフラム（１２０）の第２主面（１２０ｂ）に付与する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１開口部および第２開口部と前記第１開口部または前記第２開口部の周囲に配置された弁座とが設けられたバルブ筺体と、前記弁座に対向する第１主面と、前記第１主面に対向し、前記バルブ筺体の外部の空間に連なるまたは接する第２主面とを持ち、前記バルブ筺体に固定されて前記バルブ筺体とともにバルブ室を構成するダイヤフラムと、前記弁座側への圧力を前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与する与圧部と、を有するバルブと、
吸引孔と、前記第１開口部に接続されている吐出孔とを有するポンプと、を備える、送液装置。
【請求項２】
前記ダイヤフラムの前記第１主面のうち前記第１開口部に連通する領域の面積をＳＰとし、前記ダイヤフラムの前記第２主面の面積をＳＳとし、前記ポンプの吐出流量がゼロの時の前記ポンプの吐出圧力をＰ１とし、前記与圧部によって前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与される圧力をＰＳとし、前記ダイヤフラムの前記第１主面のうち前記第２開口部に連通する領域に付与される圧力をＰＯとし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、前記バルブは、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている、請求項１に記載の送液装置。
【請求項３】
前記流量精度γは１０％である、請求項２に記載の送液装置。
【請求項４】
前記与圧部は、前記与圧部によって前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与される圧力を調整可能である調整機構を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項５】
前記調整機構は、弾性体と、前記弾性体を前記弁座側へ付勢する押圧体とを有する、請求項４に記載の送液装置。
【請求項６】
前記押圧体は、前記ダイヤフラムに垂直な方向を回転軸とするねじの螺合により、回転自在に前記バルブ筺体に設けられている、請求項５に記載の送液装置。
【請求項７】
前記ダイヤフラムには、前記弁座に接触する突出部が一体に設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項８】
前記弁座は前記バルブ筺体と一体に設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項９】
前記与圧部は前記ダイヤフラムと一体に設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の送液装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体貯蔵部に貯蔵されている液体を、バルブを介して液体消費部へ送る送液装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体貯蔵部に貯蔵されている液体を、バルブを介して液体消費部へ送る送液装置が知られている（特許文献１参照）。【０００３】
図１７は、特許文献１に記載の送液装置８００の概略構成図である。この送液装置８００は、液体の燃料を貯蔵する燃料カートリッジ１（液体貯蔵部）と、耐圧用バルブ２と、受動バルブ３と、燃料を輸送するポンプ４と、ポンプ４から燃料の供給を受けて発電する発電セル５（液体消費部）と、流路７、８と、からなる。燃料は、例えばメタノールである。【０００４】
ポンプ４は、燃料を吸引する吸引孔４１と、燃料を吐出する吐出孔４２と、燃料の逆流を防ぐ逆止弁４３、４４と、を有する。【０００５】
受動バルブ３は、バルブ筺体１０と、該バルブ筺体１０内を分割して第１バルブ室１１と第２バルブ室１２をバルブ筺体１０内に構成するダイヤフラム２０と、を有する。【０００６】
バルブ筺体１０には、第１バルブ室１１に連通する第１開口部１５と、第２バルブ室１２に連通する第２開口部１６と、第１バルブ室１１に連通する第３開口部１７とが形成されている。さらに、バルブ筺体１０には、第３開口部１７の周囲からダイヤフラム２０側へ突出し、ダイヤフラム２０に接触するＯリング（弁座）３０が設けられている。【０００７】
そして、燃料カートリッジ１は、耐圧用バルブ２及び流路７を介して、受動バルブ３の第２開口部１６とポンプ４の吸引孔４１とに接続されている。ポンプ４の吐出孔４２は、流路８を介して第１開口部１５に接続されている。さらに、第３開口部１７は、発電セル５に接続されている。【０００８】
以上の構成において、ポンプ４の動作が開始すると、燃料カートリッジ１に貯蔵されている燃料は、耐圧用バルブ２、流路７、ポンプ４、流路８を介して第１開口部１５から第１バルブ室１１に流入し、第１バルブ室１１内における燃料の圧力が高まる。【０００９】
この結果、受動バルブ３のダイヤフラム２０が第２バルブ室１２側へ湾曲してＯリング３０から離間し、第１開口部１５と第３開口部１７とが連通する。即ち受動バルブ３が開く。【００１０】
これにより、燃料カートリッジ１に貯蔵されている燃料は、ポンプ４の動作により、耐圧用バルブ２、流路７、ポンプ４、流路８、受動バルブ３を介して発電セル５に供給される。発電セル５は、当該燃料の供給を受けて発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１３７５７８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載のポンプ４は、図１８に示すようなＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を有している。即ち、圧力Ｐ（吐出側圧力と吸引側圧力の差）が変動すると、流量Ｑが変動する。そのため、前記送液装置８００では、受動バルブ３と発電セル５とを接続するチューブ等の流路抵抗などの周辺環境に変化が生じると、吐出側圧力が変動して流量が変化してしまうため、発電セル５に供給される燃料の流量が安定しないという問題がある。【００１３】
そこで本発明の目的は、例え周辺環境に変化が生じても、液体消費部に供給される液体の流量を安定させることができる送液装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の送液装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。【００１５】
（１）第１開口部および第２開口部と前記第１開口部または前記第２開口部の周囲に配置された弁座とが設けられたバルブ筺体と、前記弁座に対向する第１主面と、前記第１主面に対向し、前記バルブ筺体の外部の空間に連なるまたは接する第２主面とを持ち、前記バルブ筺体に固定されて前記バルブ筺体とともにバルブ室を構成するダイヤフラムと、前記弁座側への圧力を前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与する与圧部と、を有するバルブと、
吸引孔と、前記第１開口部に接続されている吐出孔とを有するポンプと、を備える。【００１６】
この構成において、ポンプの吸引孔は、液体を貯蔵する液体貯蔵部に接続される。また、バルブの第２開口部は、液体を消費する液体消費部にチューブ等を介して接続される。そして、この構成において、液体貯蔵部に貯蔵される液体は、ポンプの動作により、ポンプを介してバルブの第１開口部からバルブ室に流入し、第２開口部から流出して液体消費部に供給される。【００１７】
この構成では、ダイヤフラムが、第１主面に付与される圧力と第２主面に付与される圧力との差により、第１開口部と第２開口部とを連通させたり、第１開口部と第２開口部との連通を遮断したりする。そして、ダイヤフラムの第１主面には、第１開口部からポンプの吐出圧力と、第２開口部からの圧力とが付与される。また、ダイヤフラムの第２主面には、与圧部によって弁座側への圧力が付与される。【００１８】
そのため、この構成では液体の送液中に、バルブの第２開口部と液体消費部とを接続するチューブの流路抵抗等の変化により、ダイヤフラムの第１主面のうち第２開口部に連通する領域に付与される圧力が急激に高まっても、与圧部が与圧する圧力までは送液装置の吐出流量の変化が抑制される。よって、この構成によれば、例え送液装置の周辺環境に変化が生じても、液体消費部に供給される液体の流量を安定させることができる。【００１９】
（２）前記ダイヤフラムの前記第１主面のうち前記第１開口部に連通する領域の面積をＳＰとし、前記ダイヤフラムの前記第２主面の面積をＳＳとし、前記ポンプの吐出流量がゼロの時の前記ポンプの吐出圧力をＰ１とし、前記与圧部によって前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与される圧力をＰＳとし、前記ダイヤフラムの前記第１主面のうち前記第２開口部に連通する領域に付与される圧力をＰＯとし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、前記バルブは、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられていることが好ましい。【００２０】
この構成では、定流量バルブが１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている。そのため、送液装置の周辺環境に変化が生じ、ダイヤフラムの第１主面のうち第２開口部に連通する領域に付与される圧力ＰＯが急激に高まっても、その圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間にあれば送液装置の吐出流量の変化が抑制される。よって、この構成によれば、例え送液装置の周辺環境に変化が生じても、液体消費部に供給される液体の流量を安定させることができる。【００２１】
（３）前記流量精度γは１０％であることが好ましい。【００２２】
この構成では、送液装置の周辺環境に変化が生じ、ダイヤフラムの第１主面のうち第２開口部に連通する領域に付与される圧力ＰＯが急激に高まっても、その圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間にあれば送液装置の吐出流量の変化が１０％以下に抑えられる。【００２３】
（４）前記与圧部は、前記与圧部によって前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与される圧力を調整可能である調整機構を有することが好ましい。【００２４】
この構成では、与圧部によってダイヤフラムの第２主面に付与される圧力が調整機構によって調整可能となっている。【００２５】
したがって、ポンプやバルブの製造バラツキ等によりポンプまたはバルブ単体に個体差があったとしても、バルブの調整機構によって、ポンプやバルブの個体差に応じて、送液装置全体の吐出流量を所定流量に調整することができる。すなわち、送液装置によれば、送液装置の吐出流量を定流量にできる。【００２６】
（５）前記調整機構は、弾性体と、前記弾性体を前記弁座側へ付勢する押圧体とを有することが好ましい。【００２７】
この構成において弾性体は、例えばバネやゴムである。【００２８】
この構成では、弾性体によってダイヤフラムの第２主面に付与される圧力を、押圧体による弾性体への付勢によって調整できる。【００２９】
（６）前記押圧体は、前記ダイヤフラムに垂直な方向を回転軸とするねじの螺合により、回転自在に前記バルブ筺体に設けられていることが好ましい。【００３０】
この構成では、押圧体の回転によって、押圧体とダイヤフラムとの距離が定まる。【００３１】
したがって、この構成では、ダイヤフラムの第２主面に付与される圧力を押圧体の回転によって容易に調整できる。【００３２】
（７）前記ダイヤフラムには、前記弁座に接触する突出部が一体に設けられていることが好ましい。【００３３】
この構成では、突出部を設けるための製造工程を必要としないため、送液装置の製造コストを低減できる。【００３４】
（８）前記弁座は前記バルブ筺体と一体に設けられていることが好ましい。【００３５】
この構成では、弁座を設けるための製造工程を必要としないため、送液装置の製造コストを低減できる。【００３６】
（９）前記与圧部は前記ダイヤフラムと一体に設けられていることが好ましい。【００３７】
この構成では、与圧部を設けるための製造工程を必要としないため、送液装置の製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明によれば、液体消費部に供給される液体の流量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送液装置１００の概略構成図である。
【図２】図１に示す送液装置１００に備えられる定流量バルブ１０３の分解斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、図１に示す定流量バルブ１０３の弁閉時の断面図である。図３（Ｂ）は、図１に示す定流量バルブ１０３の弁開時の断面図である。
【図４】図１に示すポンプ１０４のＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。
【図５】図１に示す送液装置１００のＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。
【図６】図１に示す送液装置１００におけるαとβとγの関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ２０３の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ３０３の断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ４０３の断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ５０３の断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る送液装置６００の概略構成図である。
【図１２】図１１に示す送液装置６００に備えられる定流量バルブ６０３の断面図である。
【図１３】図１１に示す送液装置６００のＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。
【図１４】図１１に示す定流量バルブ６０３の第１変形例に係る定流量バルブ７０３の断面図である。
【図１５】図１１に示す定流量バルブ６０３の第２変形例に係る定流量バルブ８０３の断面図である。
【図１６】図１１に示す定流量バルブ６０３の第３変形例に係る定流量バルブ１００３の断面図である。
【図１７】特許文献１に記載の送液装置８００の概略構成図である。
【図１８】特許文献１に記載のポンプのＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
《本発明の第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る送液装置１００について説明する。
【００４１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る送液装置１００の概略構成図である。送液装置１００は、薬液を輸送するポンプ１０４と、定流量バルブ１０３と、流路１０７、１０８と、を備える。図１に示すように、送液装置１００には、薬液バッグ１０１が接続されている。
【００４２】
薬液バッグ１０１は、薬液を入れるための開口部９８と、当該薬液の逆流を防ぐ逆止弁９９とを有する。薬液は、例えばブドウ糖輸液である。
【００４３】
ポンプ１０４は、薬液バッグ１０１に貯蔵されている薬液を吸引するための吸引孔１４１と、薬液を吐出するための吐出孔１４２と、薬液の逆流を防ぐ逆止弁１４３、１４４と、を有する。ポンプ１０４は、例えば圧電セラミックスからなる圧電素子を備える圧電ポンプである。
【００４４】
定流量バルブ１０３は略直方体形状である。定流量バルブ１０３は、第１開口部１１５、第２開口部１１７、及び第３開口部１１８が設けられたバルブ筺体１１０を有する。さらに、定流量バルブ１０３は、第１開口部１１５及び第２開口部１１７と対向する第１主面１２０ａと、第１主面１２０ａに対向し、第３開口部１１８と対向してバルブ筺体１１０の外部の空間と連なる第２主面１２０ｂとを持ち、該バルブ筺体１１０内を分割して、第１主面１２０ａ側に設けられた第１バルブ室１１１と第２主面１２０ｂ側に設けられた第２バルブ室１１２とをバルブ筺体１１０とともに構成する、ダイヤフラム１２０を有する。第２主面１２０ｂの一部は、第３開口部１１８を介して、定流量バルブ１０３の外部の空間に露出している。
【００４５】
なお、バルブ筐体１１０は、例えばＰＰＳ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）樹脂で構成される。また、ダイヤフラム１２０は、例えばシリコーンゴムで構成される。
【００４６】
バルブ筺体１１０には、第１バルブ室１１１に連通する第１開口部１１５及び第２開口部１１７と、第２バルブ室１１２に連通する第３開口部１１８と、が設けられている。
【００４７】
ダイヤフラム１２０は、第１主面１２０ａが弁座であるＯリング１３０の上面から離間することで第１開口部１１５と第２開口部１１７とを連通させ、第１主面１２０ａがＯリング１３０の上面全体と接触することで第１開口部１１５と第２開口部１１７との連通を遮断したりするようバルブ筺体１１０に固定されている。
【００４８】
そして、薬液バッグ１０１は、流路１０７を介して、ポンプ１０４の吸引孔１４１に接続されている。ポンプ１０４の吐出孔１４２は、流路１０８を介して、定流量バルブ１０３の第１開口部１１５に接続されている。
【００４９】
次に、定流量バルブ１０３の構造について詳述する。
【００５０】
図２は、図１に示す送液装置１００に備えられる定流量バルブ１０３の分解斜視図である。図３（Ａ）は、図１に示す定流量バルブ１０３の弁閉時の断面図である。図３（Ｂ）は、図１に示す定流量バルブ１０３の弁開時の断面図である。
【００５１】
図２に示すように、定流量バルブ１０３は、第３開口部１１８が設けられた天板１２１と、第２バルブ室１１２を構成する平面視して円形の開口部が設けられた側板１２２と、ダイヤフラム１２０と、第１バルブ室１１１を構成する平面視して円形の開口部が設けられた側板１２３と、第１開口部１１５及び第２開口部１１７が設けられた底板１２４と、を備え、これらが順に積層された構造を有している。
【００５２】
ここで、側板１２２の厚みは、第２バルブ室１１２の高さを構成し、側板１２３の厚みは、第１バルブ室１１１の高さを構成する。
【００５３】
第１バルブ室１１１には、図１、図２に示すように、Ｏリング１３０が底板１２４に接着して設けられている。Ｏリング１３０は、第２開口部１１７の周囲からダイヤフラム１２０側へ突出し、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム１２０の第１主面１２０ａに接触する。Ｏリング１３０は、例えばＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）で構成される。
【００５４】
なお、Ｏリング１３０が、本発明の「弁座」に相当する。
【００５５】
また、第２バルブ室１１２は、図１、図２に示すように、第３開口部１１８を介して定流量バルブ１０３の外部の空間と連通している。そのため、この実施形態では、第２バルブ室１１２の内部の圧力は大気圧とほぼ等しい。そして、第２バルブ室１１２には、円錐形状のバネ１２９が天板１２１とダイヤフラム１２０との間に接触して設けられている。
【００５６】
バネ１２９は、Ｏリング１３０側への圧力をダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与する。バネ１２９は、例えば金属やエラストマーからなる。
【００５７】
なお、バネ１２９が、本発明の「与圧部」に相当する。
【００５８】
次に、定流量バルブ１０３の動作について図１〜図３を用いて説明する。
【００５９】
定流量バルブ１０３において、ダイヤフラム１２０は、第１バルブ室１１１側の第１主面１２０ａに付与される圧力と第２バルブ室１１２側の第２主面１２０ｂに付与される圧力との差により変形し、第１主面１２０ａがＯリング１３０に対し接触又は離間する。これにより、ダイヤフラム１２０は、第１開口部１１５と第２開口部１１７とを連通させたり、第１開口部１１５と第２開口部１１７との連通を遮断したりする。
【００６０】
なお、定流量バルブ１０３の弁閉時とは、ダイヤフラム１２０がＯリング１３０の上面全体と接触している場合を示す。定流量バルブ１０３の弁開時とは、ダイヤフラム１２０の少なくとも一部がＯリング１３０の上面から離間している場合を示す。
【００６１】
ポンプ１０４が停止した状態で、医療従事者が定流量バルブ１０３の第２開口部１１７を液体消費部１０９に接続すると、定流量バルブ１０３は図３（Ａ）に示すように閉じている。医療従事者がポンプ１０４を駆動させると、薬液バッグ１０１に貯蔵されている薬液は、流路１０７、ポンプ１０４、流路１０８を介して第１開口部１１５から第１バルブ室１１１に流入し、第１バルブ室１１１内における薬液の圧力が高まる。
【００６２】
ここで、図３（Ａ）に示すように、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム１２０の第１主面１２０ａのうち、弁閉時にＯリング１３０との接触部分よりも外側に位置するダイヤフラム１２０の外側領域の面積をＳＰとし、第２バルブ室１１２に面するダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂの面積をＳＳとし、第１主面１２０ａのうち、弁閉時にＯリング１３０との接触部分よりも内側に位置するダイヤフラム１２０の内側領域の面積をＳＯとし、ダイヤフラム１２０の外側領域の面積ＳＰに付与されるポンプ１０４の吐出圧力をＰＰとし、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂの面積ＳＳに付与されるバネ１２９の与圧力をＰＳとし、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力をＰＯとしたとき、図３（Ｂ）に示すように定流量バルブ１０３が開く条件は、圧力ＰＰ、ＰＳ、ＰＯの釣り合いから、下記数式１に示すような条件となる。なお、この数式１は、展開により下記数式２となる。
【００６３】
【数１】
2013191011.tif 000003
【００６４】
【数２】
2013191011.tif 000004
【００６５】
そのため、ダイヤフラム１２０の外側領域の面積ＳＰに付与されるポンプ１０４の吐出圧力ＰＰが数式２の条件を満たすと、定流量バルブ１０３のダイヤフラム１２０が第２バルブ室１１２側へ湾曲して、第１主面１２０ａがＯリング１３０の上面から離間し、第１開口部１１５と第２開口部１１７とが連通する（図３（Ｂ）参照）。即ち定流量バルブ１０３が開く。
【００６６】
これにより、薬液バッグ１０１に貯蔵された薬液は、ポンプ１０４の動作により、流路１０７、ポンプ１０４、流路１０８、定流量バルブ１０３の第１開口部１１５から第１バルブ室１１１に流入し、第２開口部１１７から流出して液体消費部１０９に供給される。
【００６７】
以上の送液装置１００は病院等の医療現場で使用される。そして、看護師等の医療従事者は、薬液を薬液バッグ１０１に入れ、ポンプ１０４を駆動し、送液装置１００の流路内の空気を排出する。送液装置１００の流路内の空気を排出した後、医療従事者は、定流量バルブ１０３の第２開口部１１７を液体消費部１０９に例えばカテーテル（不図示）を介して接続する。
【００６８】
これにより、薬液バッグ１０１に貯蔵された薬液は、ポンプ１０４の動作により、流路１０７、ポンプ１０４、流路１０８、定流量バルブ１０３の第１開口部１１５から第１バルブ室１１１に流入し、第２開口部１１７から流出して液体消費部１０９に供給される。
【００６９】
なお、薬液バッグ１０１が、本発明の「液体貯蔵部」に相当する。
【００７０】
ここで、薬液の送液中に、例えばカテーテルなどの流路となる部材の内径の大きさや、流路の潰れ・屈曲や、薬液の析出による流路の閉塞などにより、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが急激に高まると、送液装置１００の周辺環境に変化が生じることがある。
【００７１】
しかし、この実施形態の送液装置１００では、定流量バルブ１０３がバネ１２９を有している。そのため、送液装置１００は、バネ１２９が与圧する圧力ＰＳまで流量の変化を抑制できる。したがって、この実施形態の送液装置１００によれば、仮に送液装置１００の定流量バルブ１０３と液体消費部１０９とを接続するカテーテル等の流路抵抗などの周辺環境に変化が生じても、液体消費部１０９に供給される薬液の流量を安定させることができる。
【００７２】
以下、薬液の送液中における送液装置１００の定流量動作について詳述する。
【００７３】
図４は、図１に示すポンプ１０４のＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。図５は、図１に示す送液装置１００のＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。図６は、図１に示す送液装置１００におけるαとβとγの関係を示す図である。
【００７４】
この送液装置１００では、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間（即ちポンプ１０４が駆動されている状態において、定流量バルブ１０３が閉状態から開状態となり、開状態から閉状態となることを繰り返す区間）で定流量となる。
【００７５】
なお、ＰＳ≦ＰＯの区間では、ポンプ１０４の吐出圧力ＰＰにより定流量バルブ１０３が開いた瞬間から定流量バルブ１０３が常時開状態となり、図４に示すポンプ１０４のＰ−Ｑ特性に従って送液装置１００の吐出流量Ｑが減少する（図５の太い実線参照）。
【００７６】
ＰＯ＝０のときのポンプ１０４の吐出圧力ＰＰ’は、数式２より以下の数式３で示される。また、ＰＯ＝ＰＳのときのポンプ１０４の吐出圧力ＰＰ”は、数式２より以下の数式４で示される。
【００７７】
【数３】
2013191011.tif 000005
【００７８】
【数４】
2013191011.tif 000006
【００７９】
そして、ＰＰ’とＰＰ”の比α（α＞１）は、数式３、数式４より以下の数式５で定義される。なお、α≦１では定流量バルブ１０３の内側領域の面積ＳＯが０以下になるため、必ずα＞１となる。
【００８０】
【数５】
2013191011.tif 000007
【００８１】
また、ポンプ１０４のＰ−Ｑ特性は、図４に示すように、ポンプ１０４の吐出流量がゼロの時のポンプ１０４の吐出圧力（即ち最大吐出圧力）をＰ１とし、ポンプ１０４の吐出圧力がゼロの時（無負荷時）のポンプ１０４の流量（即ち最大流量）をＱ１としたとき、以下の数式６で示される。
【００８２】
【数６】
2013191011.tif 000008
【００８３】
ここで、数式３、数式５を数式６に代入すると、流量Ｑ’は以下の数式７で示される。同様に、数式４、数式５を数式６に代入すると、流量Ｑ”は以下の数式８で示される。
【００８４】
【数７】
2013191011.tif 000009
【００８５】
【数８】
2013191011.tif 000010
【００８６】
Ｑ’とＱ”の比は数式７と数式８より以下の数式９で示される。
【００８７】
【数９】
2013191011.tif 000011
【００８８】
ここで、Ｐ１をＰ１＝βＰＳ（β＞１）と定義して、数式９に代入すると、以下の数式１０が得られる。なお、Ｐ１がＰＳより低いβ≦１では定流量バルブ１０３が開かず送液できないため、必ずβ＞１となる。
【００８９】
【数１０】
2013191011.tif 000012
【００９０】
ここでＱ’／Ｑ”≒１になれば、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０以上ＰＳ未満の間で変動しても、液体消費部１０９に供給される薬液の流量が一定に近づく。即ち、必要とする流量精度をγ％（γ＞０）とした場合、数式１０のＱ’／Ｑ”が１−γ≦（Ｑ’／Ｑ”）≦１＋γになれば、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０以上ＰＳ未満の間で変動しても、液体消費部１０９に供給される薬液の流量が一定となる。
【００９１】
そこで、1−γ≦(β−α)／(β−１)の式と、1＋γ≧(β−α)／(β−1)の式とをそれぞれ計算すると、以下の数式１１と数式１２が得られる。
【００９２】
【数１１】
2013191011.tif 000013
【００９３】
【数１２】
2013191011.tif 000014
【００９４】
ここで、前述したように定流量バルブ１０３の構造上α＞1であるため、数式１１と数式１２より、以下の数式１３が得られる。
【００９５】
【数１３】
2013191011.tif 000015
【００９６】
数式１３より、αとβの範囲、即ち「ＳＳ／（ＳＳ−ＳＯ）」と「Ｐ１／ＰＳ」の範囲は図６に示す斜線領域になる。そして、これを満たす送液装置１００のＰ−Ｑ特性（ＰＯの値の変化に対する送液装置１００の吐出流量Ｑの値）の一例は、図５に実線で示す特性となる。なお、１＜α≦βγ−γ＋1を満たす下限の条件は、α＝βγ−γ＋1であり、図５に一点鎖線で示す特性となる。
【００９７】
ここで、α＞βγ−γ＋1である一例を図５に二点鎖線で示す。この場合に、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において、吐出流量Ｑの流量変化が前述の流量精度γ％よりも大きくなり、送液装置１００の吐出流量Ｑは一定とはならない。
【００９８】
しかし、１＜α≦βγ−γ＋1を満たす条件では、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において、吐出流量Ｑの流量変化が前述の流量精度γ％よりも小さくなり、送液装置１００の吐出流量Ｑは定流量となる。
【００９９】
よって、この送液装置１００では、定流量バルブ１０３が１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられているため、ダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において吐出流量Ｑが定流量となる。
【０１００】
例えば、必用な流量精度を１０％とし、Ｐ１＝３００［ｋＰａ］のポンプ１０４とＰＳ＝１０［ｋＰａ］の定流量バルブ１０３とを備える送液装置１００であれば、β＝３０となるため、数式１３より１＜α≦３．９となる。そのため、定流量バルブ１０３が１＜α≦３．９の関係を満たすように設けられていれば、送液装置１００はダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力ＰＯが０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において吐出流量Ｑが定流量となる。
【０１０１】
なお、流量変化は、αが１に近いほど極小となる。即ち、ＳＳを極大もしくはＳＯを極小にするほど、又はＰ１をＰＳに比べて極大にするほど、流量変化は極小となる。
【０１０２】
したがって、この実施形態の送液装置１００によれば、送液装置１００の周辺環境に変化が生じても、液体消費部１０９に供給される薬液の流量を安定させることができる。
【０１０３】
《本発明の第２実施形態》
図７は、本発明の第２実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ２０３の断面図である。
【０１０４】
前記第１実施形態の送液装置１００の定流量バルブ１０３では弁座としてＯリング１３０が設けられているが、第２実施形態の送液装置の定流量バルブ２０３では、Ｏリング１３０を設けず、ダイヤフラム２２０が弁閉時に接触する、バルブ筐体１１０における第２開口部１１７の周囲の部分を弁座２２４としている。そして、ダイヤフラム２２０には、弁座２２４に接触するリング状の突出部２３０が一体に設けられている。その他の第２実施形態の送液装置の構成は前記第１実施形態の送液装置１００と同じである。
【０１０５】
そのため、定流量バルブ２０３は、図７に示すように、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム２２０の第１主面２２０ａのうち、弁閉時に突出部２３０より外側に位置するダイヤフラム２２０の外側領域の面積をＳＰとし、第２バルブ室１１２に面するダイヤフラム２２０の第２主面２２０ｂの面積をＳＳとし、ダイヤフラム２２０の外側領域の面積ＳＰに付与されるポンプ１０４の吐出圧力をＰＰとし、ダイヤフラム２２０の第２主面２２０ｂの面積ＳＳに付与されるバネ１２９の与圧力をＰＳとし、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム２２０の第１主面２２０ａのうち、弁閉時に突出部２３０より内側に位置するダイヤフラム２２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力をＰＯとし、ポンプ１０４の吐出流量がゼロの時のポンプ１０４の吐出圧力をＰ１とし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において、１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている。
【０１０６】
したがって、第２実施形態の送液装置によれば、前記第１実施形態の送液装置１００と同様の作用効果を奏する。さらに、第２実施形態の送液装置によれば、Ｏリング１３０を設けるための製造工程を必要としないため、製造コストを低減できる。
【０１０７】
《本発明の第３実施形態》
図８は、本発明の第３実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ３０３の断面図である。
【０１０８】
第３実施形態の送液装置が第１実施形態の送液装置１００と相違する点は、定流量バルブ３０３においてリング状の弁座３３０がバルブ筺体３１０と一体に設けられている点である。その他の第３実施形態の送液装置の構成は前記第１実施形態の送液装置１００と同じである。
【０１０９】
そのため、定流量バルブ３０３は、図８に示すように、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム１２０の第１主面１２０ａのうち、弁閉時に弁座３３０との接触箇所より外側に位置するダイヤフラム１２０の外側領域の面積をＳＰとし、第２バルブ室１１２に面するダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂの面積をＳＳとし、ダイヤフラム１２０の外側領域の面積ＳＰに付与されるポンプ１０４の吐出圧力をＰＰとし、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂの面積ＳＳに付与されるバネ１２９の与圧力をＰＳとし、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム１２０の第１主面１２０ａのうち、弁閉時に弁座３３０との接触箇所より内側に位置するダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力をＰＯとし、ポンプ１０４の吐出流量がゼロの時のポンプ１０４の吐出圧力をＰ１とし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において、１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている。
【０１１０】
したがって、第３実施形態の送液装置によれば、前記第１実施形態の送液装置１００と同様の作用効果を奏する。さらに、第３実施形態の送液装置によれば、Ｏリング１３０を設けるための製造工程を必要としないため、製造コストを低減できる。
【０１１１】
《本発明の第４実施形態》
図９は、本発明の第４実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ４０３の断面図である。
【０１１２】
第４実施形態の送液装置が第２実施形態の送液装置と相違する点は、定流量バルブ４０３においてバネ部４２９がダイヤフラム２２０と一体に設けられている点である。その他の第４実施形態の送液装置の構成は前記第２実施形態の送液装置と同じである。
【０１１３】
そのため、定流量バルブ４０３は、図９に示すように、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム２２０の第１主面２２０ａのうち、弁閉時に突出部２３０より外側に位置するダイヤフラム２２０の外側領域の面積をＳＰとし、第２バルブ室１１２に面するダイヤフラム２２０の第２主面２２０ｂの面積をＳＳとし、ダイヤフラム２２０の外側領域の面積ＳＰに付与されるポンプ１０４の吐出圧力をＰＰとし、ダイヤフラム２２０の第２主面２２０ｂの面積ＳＳに付与されるバネ部４２９の与圧力をＰＳとし、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム２２０の第１主面２２０ａのうち、弁閉時に突出部２３０より内側に位置するダイヤフラム２２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力をＰＯとし、ポンプ１０４の吐出流量がゼロの時のポンプ１０４の吐出圧力をＰ１とし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において、１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている。
【０１１４】
したがって、第４実施形態の送液装置によれば、前記第２実施形態の送液装置と同様の作用効果を奏する。さらに、第４実施形態の送液装置によれば、バネ１２９を設けるための製造工程も必要としないため、製造コストをより低減できる。
【０１１５】
《本発明の第５実施形態》
図１０は、本発明の第５実施形態に係る送液装置に備えられる定流量バルブ５０３の断面図である。
【０１１６】
第５実施形態の送液装置が第２実施形態の送液装置と相違する点は、定流量バルブ５０３においてバネ部５２９がダイヤフラム５２０と一体に設けられ、第２バルブ室１１２を設けていない点である。すなわち、定流量バルブ５０３は、第１開口部１１５及び第２開口部１１７と対向する第１主面５２０ａと、第１主面５２０ａに対向し、バルブ筺体５１０の外部の空間と接する第２主面５２０ｂとを持ち、第１主面５２０ａ側に設けられた第１バルブ室５１１をバルブ筺体５１０とともに構成する、ダイヤフラム５２０を有する。第２主面５２０ｂは、定流量バルブ５０３の外部の空間に露出している。その他の第５実施形態の送液装置の構成は前記第２実施形態の送液装置と同じである。
【０１１７】
また、前記第５実施形態の定流量バルブ５０３では、前記第２実施形態の定流量バルブ２０３の側板１２３より厚い側板５２３を用いている。そのため、前記第５実施形態の送液装置では、定流量バルブ５０３の第１バルブ室５１１が前記第２実施形態の定流量バルブ２０３の第１バルブ室１１１より広くなっているが、その作用効果は前記第２実施形態の送液装置と同様である。
【０１１８】
さらに、前記第５実施形態の送液装置によれば、バネ１２９を設けるための製造工程も必要としないため、製造コストをより低減できる。また、前記第５実施形態の送液装置では、第２バルブ室１１２を設けていないため、定流量バルブ５０３をより低背にすることができる。
【０１１９】
《本発明の第６実施形態》
図１１は、本発明の第６実施形態に係る送液装置６００の概略構成図である。図１２は、図１１に示す送液装置６００に備えられる定流量バルブ６０３の断面図である。図１３は、図１１に示す送液装置６００のＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を示す図である。
【０１２０】
第６実施形態の送液装置６００が第１実施形態の送液装置１００と相違する点は、図１１、図１２に示すように、定流量バルブ６０３においてバネ６２９と押圧体６５９とを有する。その他の定流量バルブ６０３の構成は図１に示した定流量バルブ１０３と同じである。
【０１２１】
バルブ筐体６１０は、第４開口部６１０Ａが形成された天板６２１と、側板１２２と、側板１２３と、底板１２４と、から構成されている。天板６２１は、前記天板１２１において、第３開口部１１８及び第４開口部６１０Ａが形成された板である。第４開口部６１０Ａの内周縁には、ねじ溝が形成されている。
【０１２２】
押圧体６５９は、頭部６５９Ａにねじ山を有し、押圧体６５９の頭部６５９Ａは、バルブ筐体６１０の第４開口部６１０Ａに螺合されている。さらに、押圧体６５９の軸部６５９Ｂは、円筒形状のバネ６２９に挿入されている。
【０１２３】
バネ６２９の材料は、バネ１２９の材料と同じであり、例えば金属やエラストマーからなる。バネ６２９は、圧縮コイルバネである。
【０１２４】
第２バルブ室１１２にはバネ６２９が、押圧体６５９の頭部６５９ＡのＯリング１３０側の面とダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂとの間に接触して設けられている。バネ６２９は、押圧体６５９によってＯリング１３０側へ付勢されている。バネ６２９は、Ｏリング１３０側への圧力をダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与する。
【０１２５】
なお、この実施形態では、バネ６２９が圧縮コイルバネで構成されているが、これに限るものではない。実施の際は、バネ６２９が例えば板バネで構成されていてもよい。
【０１２６】
定流量バルブ６０３は、図１１に示すように、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム１２０の第１主面１２０ａのうち、弁閉時にＯリング１３０との接触箇所より外側に位置するダイヤフラム１２０の外側領域の面積をＳＰとし、第２バルブ室１１２に面するダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂの面積をＳＳとし、ダイヤフラム１２０の外側領域の面積ＳＰに付与されるポンプ１０４の吐出圧力をＰＰとし、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂの面積ＳＳに付与されるバネ６２９の与圧力をＰＳとし、第１バルブ室１１１に面するダイヤフラム１２０の第１主面１２０ａのうち、弁閉時にＯリング１３０との接触箇所より内側に位置するダイヤフラム１２０の内側領域の面積ＳＯに付与される圧力をＰＯとし、ポンプ１０４の吐出流量がゼロの時のポンプ１０４の吐出圧力をＰ１とし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において、１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている。
【０１２７】
したがって、第６実施形態の送液装置６００によれば、前記第１実施形態の送液装置１００と同様の作用効果を奏する。
【０１２８】
ここで、定流量バルブ６０３は、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳを調整可能である調整機構を備える。定流量バルブ６０３において調整機構は、バネ６２９と押圧体６５９によって構成されている。そして、押圧体６５９は、ダイヤフラム１２０に垂直な方向を回転軸とするねじの螺合により、回転自在にバルブ筺体６１０に設けられている。調整機構では、押圧体６５９の回転によって、押圧体６５９とダイヤフラム１２０との距離が定まる。
【０１２９】
詳述すると、定流量バルブ６０３では、頭部６５９Ａにねじ山を有する押圧体６５９が時計回りに回転すると、押圧体６５９がバネ６２９を圧縮しながらＯリング１３０へ近づく。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが大きくなる。一方、押圧体６５９が反時計回りに回転すると、押圧体６５９がバネ６２９を解放しながらＯリング１３０から遠ざかる。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが小さくなる。
【０１３０】
そのため、定流量バルブ６０３では、押圧体６５９を回転させることによって、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが調整可能となっている。
【０１３１】
以下に、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳの調整方法について詳述する。まず、ポンプ１０４と定流量バルブ６０３とを接続する前にポンプ１０４単体のＰＱ特性を測定する。次に、測定されたポンプ１０４のＰＱ特性に基づいて、送液装置６００全体が所定流量になるために必要な定流量バルブ６０３の与圧力の値を算出する。そして、押圧体６５９を回転し、定流量バルブ６０３の与圧力ＰＳを、算出した値に調整する。与圧力ＰＳを調整した後、押圧体６５９が回転しないよう、例えば接着剤等で固定する。
【０１３２】
そのため、例えば図１３に示すように、ポンプ１０４の製造バラツキ等により３個のポンプ１０４のＰＱ特性に個体差ＰＱ１〜ＰＱ３があったとしても、定流量バルブ６０３に接続するポンプ１０４の個体差に応じて与圧力ＰＳをＰＳ１〜ＰＳ３のいずれかに調整することができる。
【０１３３】
同様に、定流量バルブ６０３の製造バラツキ等により複数個の定流量バルブ６０３の特性に個体差があったとしても、定流量バルブ６０３の個体差に応じて与圧力ＰＳを所定圧力に調整することができる。
【０１３４】
したがって、ポンプ１０４や定流量バルブ６０３の製造バラツキ等によりポンプ１０４や定流量バルブ６０３単体に個体差があったとしても、定流量バルブ６０３の調整機構によって、ポンプ１０４や定流量バルブ６０３の個体差に応じて、送液装置６００全体の吐出流量Ｑを所定流量に調整することができる。すなわち、送液装置６００によれば、送液装置６００の吐出流量Ｑを定流量にできる。
【０１３５】
ここで、本発明の第６実施形態で示した前記調整機構については、例えば以下の変形例を採用することができる。
【０１３６】
《第１変形例》
図１４は、図１１に示す定流量バルブ６０３の第１変形例に係る定流量バルブ７０３の断面図である。
【０１３７】
定流量バルブ７０３が前記定流量バルブ６０３と相違する点は、バネ６２９の代わりに弾性部材７６０が設けられている点である。すなわち、定流量バルブ７０３における調整機構は、弾性部材７６０と押圧体６５９によって構成されている。その他の定流量バルブ７０３の構成は定流量バルブ６０３と同じである。
【０１３８】
詳述すると、第２バルブ室１１２には、弾性部材７６０が押圧体６５９の軸部６５９Ｂとダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂとの間に接触して設けられている。そのため、弾性部材７６０は、押圧体６５９によってＯリング１３０側へ付勢されている。弾性部材７６０は、Ｏリング１３０側への圧力をダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与する。弾性部材７６０の材料は、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の加硫ゴムである。
【０１３９】
定流量バルブ７０３では、頭部６５９Ａにねじ山を有する押圧体６５９が時計回りに回転すると、押圧体６５９が弾性部材７６０を圧縮しながらＯリング１３０へ近づく。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが大きくなる。一方、押圧体６５９が反時計回りに回転すると、押圧体６５９が弾性部材７６０を解放しながらＯリング１３０から遠ざかる。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが小さくなる。
【０１４０】
よって、定流量バルブ７０３においても、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが調整可能となっている。
【０１４１】
なお、この変形例では、弾性部材７６０が加硫ゴムからなるが、これに限るものではない。実施の際は弾性部材７６０が例えば、ポリエチレンなどの弾性率の低い樹脂、熱可塑性エラストマー等からなっていてもよい。
【０１４２】
《第２変形例》
図１５は、図１１に示す定流量バルブ６０３の第２変形例に係る定流量バルブ８０３の断面図である。
【０１４３】
定流量バルブ８０３が前記定流量バルブ６０３と相違する点は、バネ６２９及び押圧体６５９の代わりに押圧体８５９が設けられている点である。すなわち、定流量バルブ８０３における調整機構は、押圧体８５９のみによって構成されている。その他の定流量バルブ８０３の構成は定流量バルブ６０３と同じである。
【０１４４】
詳述すると、押圧体８５９は、頭部８５９Ａにねじ山を有し、押圧体８５９の頭部８５９Ａは、バルブ筐体６１０の第４開口部６１０Ａに螺合されている。また、押圧体８５９の軸部８５９Ｂの先端８５９Ｃは、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに接触している。
【０１４５】
そして、押圧体８５９は、Ｏリング１３０側への圧力をダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与する。押圧体８５９の材料は、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の加硫ゴムである。
【０１４６】
そのため、定流量バルブ８０３では、頭部８５９Ａにねじ山を有する押圧体８５９が時計回りに回転すると、押圧体８５９全体が収縮しながら、Ｏリング１３０へ近づく。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが大きくなる。一方、押圧体８５９が反時計回りに回転すると、押圧体８５９全体が拡張しながら、Ｏリング１３０から遠ざかる。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが小さくなる。
【０１４７】
よって、定流量バルブ８０３においても、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが調整可能となっている。
【０１４８】
なお、この変形例では、押圧体８５９が加硫ゴムからなるが、これに限るものではない。実施の際は押圧体８５９が例えば、ポリエチレンなどの弾性率の低い樹脂、熱可塑性エラストマー等からなってもよい。
【０１４９】
《第３変形例》
図１６は、図１１に示す定流量バルブ６０３の第３変形例に係る定流量バルブ１００３の断面図である。
【０１５０】
定流量バルブ１００３が前記定流量バルブ６０３と相違する点は、バネ６２９及び押圧体６５９の代わりに、ぜんまいバネ１０５９及び回転軸１０５８が設けられている点である。すなわち、定流量バルブ１００３における調整機構は、ぜんまいバネ１０５９及び回転軸１０５８によって構成されている。その他の定流量バルブ１００３の構成は定流量バルブ６０３と同じである。
【０１５１】
詳述すると、バルブ筐体１０１０は、天板１０２１と、側板１０２２と、側板１０２３と、側板１２３と、底板１２４と、から構成されている。側板１０２２は、側板１２２より厚みの厚い点で側板１２２と相違する。側板１０２３は、平面視して円形の開口部が設けられた板である。側板１０２３は、側板１０２３の開口部の直径が側板１２２の開口部の直径より小さい点で側板１２２と相違する。その他のバルブ筐体１０１０の構成については、図１３に示したバルブ筐体６１０と同じである。
【０１５２】
ぜんまいバネ１０５９は、天板１０２１、側板１０２２及び側板１０２３で囲まれた空間に収納されている。ぜんまいバネ１０５９の一方の端は回転軸１０５８に固定され、ぜんまいバネ１０５９は、回転軸１０５８に巻回されている。また、ぜんまいバネ１０５９の他方の端に設けられた装着部１０６０は、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに接着剤などによって接合されている。
【０１５３】
回転軸１０５８は側板１０２２を貫通しており、回転軸１０５８の両端はバルブ筐体１０１０から露出している。そのため、回転軸１０５８の両端が回されることにより、ぜんまいバネ１０５９が回転する。
【０１５４】
そして、ぜんまいバネ１０５９は、Ｏリング１３０側への圧力をダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与する。ぜんまいバネ１０５９の材料は、バネ６２９と同じである。
【０１５５】
よって、定流量バルブ１００３では、回転軸１０５８が時計回りに回転すると、ぜんまいバネ１０５９が拡張する。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが大きくなる。一方、回転軸１０５８が反時計回りに回転すると、ぜんまいバネ１０５９が収縮する。すなわち、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが小さくなる。
【０１５６】
したがって、定流量バルブ１００３においても、ダイヤフラム１２０の第２主面１２０ｂに付与されるＯリング１３０側への与圧力ＰＳが回転軸１０５８の回転によって調整可能となっている。
【０１５７】
《その他の実施形態》
前記実施形態では液体としてブドウ糖輸液を用いているが、これに限るものではない。例えば当該液体が、インスリン等の他の液体であったとしても本送液装置に適用できる。
【０１５８】
また、前記実施形態では流量精度γを１０％としているが、これに限るものではない。例えば流量精度γを５％や１５％や２０％としてもよい。
【０１５９】
また、前記実施形態ではダイヤフラム１２０はシリコーンゴムから構成しているが、これに限るものではない。可撓性を有する材料であれば、他の材料であったとしてもよい。
【０１６０】
また、前記実施形態では与圧部としてバネ１２９やバネ部４２９、５２９を用いているが、これに限るものではない。ダイヤフラムの第２主面を与圧するものであれば、他の構成の与圧部を用いてもよい。
【０１６１】
また、前記実施形態では弁座は第２開口部１１７の周囲に設けられているが、これに限るものではない。例えば第１開口部１１５の周囲に弁座が設けられていてもよい。
【０１６２】
また、前記実施形態ではポンプ１０４は、圧電セラミックスからなる圧電素子を備える圧電ポンプであるが、これに限るものではない。
【０１６３】
また、前記実施形態では、第４開口部６１０Ａの内周縁にはねじ溝が形成され、押圧体６５９は頭部６５９Ａにねじ山を有するが、これに限るものではない。同様に、第４開口部６１０Ａの内周縁にはねじ溝が形成され、押圧体８５９は頭部８５９Ａにねじ山を有するが、これに限るものではない。第４開口部に押圧体が螺合するものであれば、例えば螺旋状の溝や螺旋状の山が形成されていても構わない。
【０１６４】
また、前記実施形態では、天板６１０に第３開口部１１８が形成されているが、これに限るものではない。押圧体６５９、８５９のそれぞれがねじ山を有する場合、そのねじ山と第４開口部６１０Ａのねじ溝との間に隙間ができるため、この隙間を第３開口部としてもよい。
【０１６５】
また、前記実施形態では、調整機構は、ねじ溝とねじ山によってダイヤフラム１２０の前記第２主面１２０ｂに付与される圧力を調整しているが、これに限るものではない。例えば、可変抵抗のように、カムによって凸部と凹部とを嵌合させて当該圧力を調整してもよい。
【０１６６】
なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６７】
１…燃料カートリッジ
２…耐圧用バルブ
３…受動バルブ
４…ポンプ
５…発電セル
７、８…流路
１０…バルブ筺体
１１…第１バルブ室
１２…第２バルブ室
１５…第１開口部
１６…第２開口部
１７…第３開口部
２０…ダイヤフラム
３０…リング
４１…吸引孔
４２…吐出孔
４３…逆止弁
９８…開口部
９９…逆止弁
１００、６００…送液装置
１０１…薬液バッグ
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３、１００３…定流量バルブ
１０４…ポンプ
１０７、１０８…流路
１０９…液体消費部
１１０、６１０、９１０、１０１０…バルブ筐体
１１１…第１バルブ室
１１２…第２バルブ室
１１５…第１開口部
１１７…第２開口部
１１８…第３開口部
１２０…ダイヤフラム
１２０ａ…第１主面
１２０ｂ…第２主面
１２１…天板
１２２、１２３…側板
１２４…底板
１２９…バネ
１３０…Ｏリング
１４１…吸引孔
１４２…吐出孔
１４３…逆止弁
２２０…ダイヤフラム
２２０ａ…第１主面
２２０ｂ…第２主面
２２４…弁座
２３０…突出部
３１０…バルブ筺体
３３０…弁座
４２９…バネ部
５１０…バルブ筐体
５１１…第１バルブ室
５２０…ダイヤフラム
５２０ａ…第１主面
５２０ｂ…第２主面
５２３…側板
５２９…バネ部
６１０…バルブ筐体
６１０Ａ…第４開口部
６２９…バネ
６５９…押圧体
７６０…弾性部材
８００…送液装置
８５９…押圧体
９１２…第２バルブ室
９２０…ダイヤフラム
１０２１…天板
１０２２、１０２３…側板
１０５８…回転軸
１０５９…ぜんまいバネ
１０６０…装着部
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
2013191011.tif 000026
【図１２】
2013191011.tif 000027
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2013191011.tif 000031
【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月23日(2014.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１開口部および第２開口部と前記第１開口部または前記第２開口部の周囲に配置された弁座とが設けられたバルブ筺体と、前記弁座に対向する第１主面と、前記第１主面に対向し、前記バルブ筺体の外部の空間に連なるまたは接する第２主面とを持ち、前記バルブ筺体に固定されて前記バルブ筺体とともにバルブ室を構成するダイヤフラムと、前記弁座側への圧力を前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与する与圧部と、を有するバルブと、
吸引孔と、前記第１開口部に接続されている吐出孔とを有するポンプと、を備え、
前記ダイヤフラムの前記第１主面のうち前記第１開口部に連通する領域の面積をＳＰとし、前記ダイヤフラムの前記第２主面の面積をＳＳとし、前記ポンプの吐出流量がゼロの時の前記ポンプの吐出圧力をＰ１とし、前記与圧部によって前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与される圧力をＰＳとし、前記ダイヤフラムの前記第１主面のうち前記第２開口部に連通する領域に付与される圧力をＰＯとし、ＳＳ／ＳＰをα（α＞１）とし、Ｐ１／ＰＳをβ（β＞１）とし、流量精度をγ％としたとき、前記バルブは、０≦ＰＯ＜ＰＳの区間において１＜α≦βγ−γ＋１の関係を満たすように設けられている、送液装置。
【請求項２】
前記流量精度γは１０％である、請求項１に記載の送液装置。
【請求項３】
前記与圧部は、前記与圧部によって前記ダイヤフラムの前記第２主面に付与される圧力を調整可能である調整機構を有する、請求項１又は２に記載の送液装置。
【請求項４】
前記調整機構は、弾性体と、前記弾性体を前記弁座側へ付勢する押圧体とを有する、請求項３に記載の送液装置。
【請求項５】
前記押圧体は、前記ダイヤフラムに垂直な方向を回転軸とするねじの螺合により、回転自在に前記バルブ筺体に設けられている、請求項４に記載の送液装置。
【請求項６】
前記ダイヤフラムには、前記弁座に接触する突出部が一体に設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項７】
前記弁座は前記バルブ筺体と一体に設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項８】
前記与圧部は前記ダイヤフラムと一体に設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の送液装置。
【国際調査報告】
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2013191011.tif 000035
2013191011.tif 000036
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