(57)【要約】【課題】非常に簡便な機構を有し、しかも製造に必要な部品数を少なくして、コストパフォーマンスが高いものとすると共に小型化が可能なものとし、またポンプ流の制御が簡便に行え、作動中に騒音がまったく発生しない液体ポンプを提供する。【解決手段】細管状出入路１ａの先端に出入口３を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器１内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体４により、前記加圧容器１の容積を変化させるようにしたものとしている。【選択図】        図１
2004257274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細管状出入路（１ａ）の先端に出入口（３）を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器（１）内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体（４）により、前記加圧容器（１）の容積を変化させるようにしたことを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
細管状出入路（１ａ）の先端に出入口（３）を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器（１）内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体（４ａ）、およびコイルスプリングからなる作動体（４ｂ）により、前記加圧容器（１）の容積を変化させるようにしたことを特徴とする液体ポンプ。
【請求項３】
細管状出入路（１ａ）の先端に出入口（３）を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器（１）内に液体を保ち、コイルスプリングからなる作動体（４ａ）、および加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体（４ｂ）により、前記加圧容器（１）の容積を変化させるようにしたことを特徴とする液体ポンプ。
【請求項４】
細管状出入路（１ａ）の先端に出入口（３）を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器（１）内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体（４ａ）、および加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体（４ｂ）により、前記加圧容器（１）の容積を変化させるようにしたことを特徴とする液体ポンプ。
【請求項５】
前記加圧容器（１）を合成樹脂材料からなるものとし、作動体（４）をワイヤー状とし、加圧容器（１）の外周に作動体（４）を巻き付けたことを特徴とする請求項１記載の液体ポンプ。
【請求項６】
前記加圧容器（１）を蛇腹状として収縮膨張する液収容部（１ｂ）を有したものとし、作動体（４）をコイルスプリング状とし、この作動体（４）の先端を加圧容器（１）の液収容部（１ｂ）の後端に固定し、作動体（４）の後端を加圧容器（１）の後方の固定座（６）に固定したことを特徴とする請求項１記載の液体ポンプ。
【請求項７】
前記加圧容器（１）を、プランジャー状の移動体（７）を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部（１ｂ）を有したものとし、作動体（４ａ）をコイルスプリング状とし、液収容部（１ｂ）を包囲するようにし、作動体（４ａ）の前端を液収容部（１ｂ）の前端に固定し、作動体（４ａ）の後端を移動体（７）の後端に固定したものとし、さらに作動体（４ｂ）の前端を移動体（７）の後端に固定し、作動体（４ｂ）の後端を加圧容器（１）の後方の固定座（６）に固定したものとしたことを特徴とする請求項２記載の液体ポンプ。
【請求項８】
前記加圧容器（１）を、プランジャー状の移動体（７）を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部（１ｂ）を有したものとし、作動体（４ａ）をコイルスプリング状とし、液収容部（１ｂ）の側方に配列するようにし、作動体（４ａ）の前端を液収容部（１ｂ）の前端に固定し、作動体（４ａ）の後端を移動体（７）の後端に固定したものとし、さらに作動体（４ｂ）の前端を移動体（７）の後端に固定し、作動体（４ｂ）の後端を加圧容器（１）の後方の固定座（６）に固定したものとしたことを特徴とする請求項２記載の液体ポンプ。
【請求項９】
前記加圧容器（１）を、プランジャー状の移動体（７）を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部（１ｂ）を有したものとし、作動体（４ａ）をワイヤー状とし、作動体（４ａ）の両端を移動体（７）の後端より前方の両側方に設けた固定座（６、６）に支点とするようにして固定し、中央を移動体（７）の後端に作用点とするようにし、その作用角（α）を適宜設定して固定したものとし、作動体（４ｂ）の前端を移動体（７）の後端に固定し、作動体（４ｂ）の後端を加圧容器（１）の後方の固定座（６）に固定したものとしたことを特徴とする請求項２記載の液体ポンプ。
【請求項１０】
前記加圧容器（１）を、プランジャー状の移動体（７）を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部（１ｂ）を有したものとし、作動体（４ｂ）をコイルスプリング状とし、液収容部（１ｂ）の側方に配列するようにし、作動体（４ａ）の前端を液収容部（１ｂ）の側方の固定座（６）に固定し、作動体（４ａ）の後端を移動体（７）の後端に固定したものとし、さらに作動体（４ｂ）の前端を移動体（７）の後端に固定し、作動体（４ｂ）の後端を加圧容器（１）の後方の固定座（６）に固定したものとしたことを特徴とする請求項３記載の液体ポンプ。
【請求項１１】
前記加圧容器（１）を、プランジャー状の移動体（７）を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部（１ｂ）を有したものとし、作動体（４ａ）および作動体（４ｂ）をコイルスプリング状とし、作動体（４ａ）の前端を液収容部（１ｂ）の前端に固定し、作動体（４ａ）の後端を移動体（７）の後端に固定したものとし、さらに作動体（４ｂ）の前端を移動体（７）の後端に固定し、作動体（４ｂ）の後端を加圧容器（１）の後方の固定座（６）に固定したものとしたことを特徴とする請求項４記載の液体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体の少量供給を必要とする分野、例えば液体クロマトグラフ、化学反応マイクロシステム（マイクロトータルアナリシスシステム）におけるチップへの試料の供給、９６ウエルプレートなどへの試薬の供給などに用いられる液体ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体を少量供給する方法としては、古くから使用されているマイクロピペットにより手動で行われている。マイクロピペットの操作の自動化は、オートマチックディスペンサーにおいて実施されている。また、多数のサンプルの集積として９６ウエルプレートがあり、このプレートへの分注作業にはマイクロ分注器が用いられているが、マイクロ分注器における液体の連続的な供給にはシリンダー型液体ポンプの作動による送液を用いている。また、従来汎用されている液体クロマトグラフ用ポンプは、プランジャーやシリンダーの往復運動を用いたものがある。
【０００３】
これらの液体ポンプでは、モータとカムを用いた機械的な駆動部を必要とし、またプランジャーの機密性を確保するための精密な工作と、プランジャーを収めている管壁との摩擦熱の発生に耐える部材の選択が必要となり、また送液を連続的に行うための弁の工夫や脈流の防止のための液溜めが必要となっていた。
【０００４】
そこで、プランジャーの往復運動をさせる駆動部として、従来のモータとカムを用いた機械的な駆動部でなく、ベローズ内に閉じ込めた液体の熱膨張あるいは収縮により発生するベローズの伸びを駆動部とするものが発案された。すなわち、この液体ポンプは、図７に示すように、中空内部に膨張収縮液１５を封入した液収容部１１と、この液収容部１１内の液の熱膨張収縮に対応して直線方向に往復運動する駆動部１２と、この駆動部１２の往復動作によって吸排液するポンプ機構部１４と、液収容部１１の加熱と冷却を交互に行わせる加熱冷却手段１３を備えたものとしており、前記駆動部１２を液収容部１１に連通させた蛇腹状のベローズ１６とし、前記ポンプ機構部１４をシリンダー１７とこのシリンダー１７内を往復移動するプランジャー１８とを有するものとしている（特許文献１）。
【０００５】
さらに、この種の液体ポンプには、プランジャーやシリンダーの往復運動を用いることなく、伸縮する隔膜に弁の機能をもたせ、これを３個以上、連続的に設置することにより送液を行うものが存在する。すなわち、この液体ポンプは、図８に示すように、外部刺激で柔軟に伸縮する隔膜２１を有した隔室２２と、前記隔室をある距離をおいて互いに隣接した複数の隔室群と、前記隔室群の隔膜面を覆うように構成された筒状の空間を有し、前記空間内で隔膜が伸びた第一状態の時に、前記隔膜に対向する面に接する構造を有し、前記隔室群の隔膜を順次伸縮動作させることで、前記筒状空間の一端からもう一端に微量の流量で送液することを特徴とする微量送液装置を少なくとも３台有したものとしている（特許文献２）。
【０００６】
また、この種の液体ポンプには、静電駆動型ダイヤフラムポンプの送液時のダイヤフラム変形による送液が提案されている。すなわち、この液体ポンプは、図９に示すように、送液室３６と、前記送液室３６の入口側に第１の流体抵抗手段３７を、出口側に第２の流体抵抗手段３８を設け、前記送液室３６の少なくとも１面が可変可能なダイヤグラム３９と、前記ダイヤグラム３９を可変する駆動手段とを備え、前記ダイヤグラム３９を駆動することによって、前記送液室に前記入口側から流体を吸引し、かつ出口側から吐出させる構成としており、前記駆動手段が、電気的に絶縁された固定電極４１と、可動電極４２と、前記可動電極４２に設けた加圧部材４３からなり、前記固定電極４１と可動電極４２との間に電力を供給したときに、前記加圧部材４３が前記ダイヤフラム３９を変形し、前記送液室を圧縮して送液室の液体を吐出する構成としている（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３７１９５５号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−３１１００７号公報（第２頁、図２）
【特許文献３】
特開平１１−８２３０９号公報（第２頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液体ポンプは、シリンダー内におけるプランジャーの往復運動に機械的な駆動部を用いており、精密な工作が必要であるためコストが高くつくという問題点を有していた。
【０００９】
さらに、上記従来の液体ポンプにおいては、機械的な駆動部やシリンダー内から騒音が発生するという問題点を有していた。液体ポンプを医療機器に装着した際の騒音の発生は、医療現場での患者への生理的な負荷や医療行為への障害が生じることがあった。また、騒音に非常に注意を払う必要のある音響関係の現場においても、騒音のない液体ポンプが望まれていた。
【００１０】
また、上記従来の液体ポンプにおいて、ベローズ内に閉じ込めた液体の熱膨張あるいは収縮により発生するベローズの伸びを駆動部とするものでは、液体の熱膨張係数が非常に小さく駆動力を得るために液体の量を多くする必要があり、そのため液体ポンプが大型になるという問題点を有していた。
【００１１】
さらに、上記従来の液体ポンプにおいて、伸縮する隔膜に弁の機能をもたせ、これを３個以上、連続的に設置することにより送液を行うものでは、機構が複雑なものになると共に隔膜に劣化が生じる虞れがあり、耐久性に劣るという問題点を有していた。
【００１２】
そこで、この発明は、上記従来の問題点を解決することをその課題としており、非常に簡便な機構を有し、しかも製造に必要な部品数を少なくして、コストパフォーマンスが高いものとすると共に小型化が可能なものとし、またポンプ流の制御が簡便に行え、作動中に騒音がまったく発生しない液体ポンプを提供することを目的としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのため、この発明の請求項１記載の液体ポンプは、細管状出入路１ａの先端に出入口３を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器１内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体４により、前記加圧容器１の容積を変化させるようにしたものとしている。
【００１４】
さらに、この発明の請求項１記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を合成樹脂材料からなるものとし、作動体４をワイヤー状とし、加圧容器１の外周に作動体４を巻き付けたものとすることができる。
【００１５】
さらに、この発明の請求項１記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を蛇腹状として収縮膨張する液収容部１ｂを有したものとし、作動体４をコイルスプリング状とし、この作動体４の先端を加圧容器１の液収容部１ｂの後端に固定し、作動体４の後端を加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとすることができる。
【００１６】
さらに、この発明の請求項２記載の液体ポンプは、細管状出入路１ａの先端に出入口３を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器１内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体４ａ、およびコイルスプリングからなる作動体４ｂにより、前記加圧容器１の容積を変化させるようにしたものとしている。
【００１７】
さらに、この発明の請求項２記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂを有したものとし、作動体４ａをコイルスプリング状とし、液収容部１ｂを包囲するようにし、作動体４ａの前端を液収容部１ｂの前端に固定し、作動体４ａの後端を移動体７の後端に固定したものとし、さらに作動体４ｂの前端を移動体７の後端に固定し、作動体４ｂの後端を加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとすることができる。
【００１８】
さらに、この発明の請求項２記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂを有したものとし、作動体４ａをコイルスプリング状とし、液収容部１ｂの側方に配列するようにし、作動体４ａの前端を液収容部１ｂの前端に固定し、作動体４ａの後端を移動体７の後端に固定したものとし、さらに作動体４ｂの前端を移動体７の後端に固定し、作動体４ｂの後端を加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとすることができる。
【００１９】
さらに、この発明の請求項２記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂを有したものとし、作動体４ａをワイヤー状とし、作動体４ａの両端を移動体７の後端より前方の両側方に設けた固定座６、６に支点とするようにして固定し、中央を移動体７の後端に作用点とするようにし、その作用角αを適宜設定して固定したものとし、作動体４ｂの前端を移動体７の後端に固定し、作動体４ｂの後端を加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとすることができる。
【００２０】
さらに、この発明の請求項３記載の液体ポンプは、細管状出入路１ａの先端に出入口３を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器１内に液体を保ち、コイルスプリングからなる作動体４ａ、および加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体４ｂにより、前記加圧容器１の容積を変化させるようにしたものとしている。
【００２１】
さらに、この発明の請求項３記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂを有したものとし、作動体４ｂをコイルスプリング状とし、液収容部１ｂの側方に配列するようにし、作動体４ａの前端を液収容部１ｂの側方の固定座６に固定し、作動体４ａの後端を移動体７の後端に固定したものとし、さらに作動体４ｂの前端を移動体７の後端に固定し、作動体４ｂの後端を加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとすることができる。
【００２２】
さらに、この発明の請求項４記載の液体ポンプは、細管状出入路１ａの先端に出入口３を設け、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成された加圧容器１内に液体を保ち、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体４ａ、および加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなる作動体４ｂにより、前記加圧容器１の容積を変化させるようにしたものとしている。
【００２３】
さらに、この発明の請求項４記載の液体ポンプは、前記加圧容器１を、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂを有したものとし、作動体４ａおよび作動体４ｂをコイルスプリング状とし、作動体４ａの前端を液収容部１ｂの前端に固定し、作動体４ａの後端を移動体７の後端に固定したものとし、さらに作動体４ｂの前端を移動体７の後端に固定し、作動体４ｂの後端を加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１〜第６実施形態の液体ポンプを、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
この発明の第１実施形態の液体ポンプは、図１に示したように、合成樹脂材料からなるスポイド状の加圧容器１の細管状出入路１ａの先端に三方弁２を取り付け、複数の出入口３を設けたものとしている。細管状出入路１ａは、加圧容器１と一体としているが、別体としてもよい。なお、出入口３の入口となる方は固定座６に固定した液溜めＬなどと連通しておくことができる。
【００２６】
加圧容器１は、内部に液体が保たれており、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成されている。すなわち、図１に示した加圧容器１は、収縮膨張する液収容部１ｂ、収縮膨張しない液収容部１ｃおよび前記細管状出入路１ａからなり、これらの内部には液体が保たれている。そして、液収容部１ｂの外周には、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるワイヤー状とした作動体４を巻き付け、必要に応じて粘着テープなどの止着体５で止着し、前記作動体４を加圧容器１の液収容部１ｂに装着したものとし、この作動体４により前記加圧容器１の容積を変化させるようにしている。また、作動体４は、電源Ｐから電力が供給され、通電加熱されるようにしている。
【００２７】
前記液体ポンプにおいて、加圧容器１の液収容部１ｂおよび液収容部１ｃの内径を適宜設定し、それぞれの長さを３４ｍｍとし、細管状出入路１ａの内径を１．５ｍｍとし、その長さを２２ｍｍとして、容器内の全容積を５．８ｍｌとして（細管状出入路１ａの容積は３０μｌとした）、作動体４に通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４を加熱すると、この作動体４が縮んで加圧容器１の液収容部１ｂが収縮し、１０秒間に１０μｌの液体が加圧容器１内から吐出された。作動体４への通電を解除して放冷することにより作動体４を冷却すると、作動体４が伸びて加圧容器１の液収容部１ｂが膨張し、液溜めＬなどから加圧容器１内に１０μｌの液体が吸入された。
【００２８】
この発明の第２実施形態の液体ポンプは、図２に示したように、合成樹脂材料からなるスポイド状の加圧容器１の細管状出入路１ａの先端に三方弁２を取り付け、複数の出入口３を設けたものとしている。細管状出入路１ａは、加圧容器１と一体としているが、別体としてもよい。なお、出入口３の入口となる方は固定座６に固定した液溜めＬなどと連通しておくことができる。
【００２９】
加圧容器１は、内部に液体が保たれており、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成されている。すなわち、図２に示した加圧容器１は、蛇腹状として収縮膨張する液収容部１ｂおよび前記細管状出入路１ａからなり、これらの内部には液体が保たれている。そして、液収容部１ｂには、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるコイルスプリング状とした作動体４を装着したものとし、この作動体４により前記加圧容器１の容積を変化させるようにしている。この作動体４の先端は前記加圧容器１の液収容部１ｂの後端に固定し、作動体４の後端は前記加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとしている。また、作動体４は、電源Ｐから電力が供給され、通電加熱されるようにしている。
【００３０】
前記液体ポンプにおいて、作動体４に通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４を加熱すると、この作動体４が縮んで加圧容器１の液収容部１ｂが伸長し、これに伴う液収容部１ｂの容積の膨張により、液溜めＬなどから加圧容器１内に液体が吸入された。作動体４への通電を解除して放冷することにより作動体４を冷却すると、作動体４が伸びて加圧容器１の液収容部１ｂが収縮し、これに伴う液収容部１ｂの容積の縮小により、液体が加圧容器１内から吐出された。
【００３１】
この発明の第３実施形態の液体ポンプは、図３に示したように、加圧容器１の細管状出入路１ａの先端に三方弁２を取り付け、複数の出入口３を設けたものとしている。細管状出入路１ａは、加圧容器１と一体としているが、別体としてもよい。なお、出入口３の入口となる方は固定座６に固定した液溜めＬなどと連通しておくことができる。
【００３２】
加圧容器１は、内部に液体が保たれており、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成されている。すなわち、図３に示した加圧容器１は、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂおよび前記細管状出入路１ａからなり、これらの内部には液体が保たれている。そして、液収容部１ｂを包囲するようにし、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるコイルスプリング状とした作動体４ａと、移動体７の後端と固定座６の間に設けられたコイルスプリングからなる作動体４ｂとを装着したものとし、この作動体４により前記加圧容器１の容積を変化させるようにしている。この作動体４ａの前端は液収容部１ｂの前端のフランジ部８に固定し、作動体４ａの後端は移動体７の後端のフランジ部７ａに固定したものとしている。さらに、作動体４ｂの前端は移動体７の後端に固定され、この作動体４ｂの後端は前記加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとしている。また、作動体４ａは、電源Ｐから電力が供給され、通電加熱されるようにしている。なお、前記作動体４ａは、図３に示したものでは、液収容部１ｂを包囲するようにしたが、液収容部１ｂの側方に配列するようにしてもよい。
【００３３】
前記液体ポンプにおいて、作動体４ａに通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４ａを加熱すると、この作動体４ａが縮んで加圧容器１の液収容部１ｂの液体が移動体７に押されて、加圧容器１内から吐出された。作動体４ａへの通電を解除して放冷することにより作動体４ａを冷却すると、作動体４ａが伸びると共に作動体４ｂにより移動体７が加圧容器１の液収容部１ｂから引かれて、液溜めＬなどから加圧容器１内に液体が吸入された。
【００３４】
この発明の第４実施形態の液体ポンプは、図４に示したように、加圧容器１の細管状出入路１ａの先端に三方弁２を取り付け、複数の出入口３を設けたものとしている。細管状出入路１ａは、加圧容器１と別体としているが、一体としてもよい。なお、出入口３の入口となる方は固定座６に固定した液溜めＬなどと連通しておくことができる。
【００３５】
加圧容器１は、内部に液体が保たれており、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成されている。すなわち、図４に示した加圧容器１は、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂおよび前記細管状出入路１ａからなり、これらの内部には液体が保たれている。そして、液収容部１ｂの側方に配列するようにしたコイルスプリングからなる作動体４ａと、移動体７の後端と加圧容器１の後方の固定座６の間に設けられ、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるコイルスプリング状とした作動体４ｂとを装着したものとし、これら作動体４ａ、４ｂにより前記加圧容器１の容積を変化させるようにしている。作動体４ａの前端は液収容部１ｂの側方の固定座６に固定し、この作動体４ａの後端は移動体７の後端のフランジ部７ａに固定したものとしている。さらに、作動体４ｂの前端は移動体７の後端のフランジ部７ａに固定され、この作動体４ｂの後端は前記加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとしている。また、作動体４ｂは、電源Ｐから電力が供給され、通電加熱されるようにしている。
【００３６】
前記液体ポンプにおいて、加圧容器１に２ｍｌのガラスシリンジを用い、作動体４ｂに通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４ｂを加熱すると、この作動体４ｂが縮んで移動体７が加圧容器１の液収容部１ｂから引かれて、液溜めＬなどから加圧容器１内に０．５ｍｌの液体が吸入された。作動体４ｂへの通電を解除して放冷することにより作動体４ｂを冷却すると、作動体４ｂが伸びると共に作動体４ａに引かれて、加圧容器１の液収容部１ａの液体が移動体７に押されて、加圧容器１内から０．５ｍｌの液体が吐出された。
【００３７】
この発明の第５実施形態の液体ポンプは、図５に示したように、加圧容器１の細管状出入路１ａの先端に三方弁２を取り付け、複数の出入口３を設けたものとしている。細管状出入路１ａは、加圧容器１と一体としているが、別体としてもよい。なお、出入口３の入口となる方は固定座６に固定した液溜めＬなどと連通しておくことができる。
【００３８】
加圧容器１は、内部に液体が保たれており、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成されている。すなわち、図５に示した加圧容器１は、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂおよび前記細管状出入路１ａからなり、これらの内部には液体が保たれている。そして、液収容部１ｂを包囲するようにし、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるコイルスプリング状とした作動体４ａと、移動体７の後端と固定座６の間に設けられ、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるコイルスプリング状とした作動体４ｂとを装着したものとし、これら作動体４ａ、４ｂにより前記加圧容器１の容積を変化させるようにしている。作動体４ａの前端は液収容部１ｂの前端のフランジ部８に固定し、この作動体４ａの後端は移動体７の後端のフランジ部７ａに固定したものとしている。さらに、作動体４ｂの前端は移動体７の後端に固定され、この作動体４ｂの後端は前記加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとしている。また、作動体４ａ、４ｂは、それぞれ電源Ｐ１  、Ｐ２  から電力が供給され、通電加熱されるようにしている。
【００３９】
前記液体ポンプにおいて、作動体４ａに通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４ａを加熱すると、この作動体４ａが縮んで加圧容器１の液収容部１ｂの液体が移動体７に押されて、加圧容器１内から吐出された。作動体４ａへの通電を解除して放冷することにより作動体４ａを冷却し、作動体４ｂに通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４ｂを加熱すると、この作動体４ｂが縮んで移動体７が加圧容器１の液収容部１ａから引かれて、液溜めＬなどから加圧容器１内に液体が吸入された。
【００４０】
この発明の第６実施形態の液体ポンプは、図６に示したように、加圧容器１の細管状出入路１ａの先端に三方弁２を取り付け、複数の出入口３を設けたものとしている。細管状出入路１ａは、加圧容器１と別体としているが、一体としてもよい。なお、出入口３の入口となる方は固定座６に固定した液溜めＬなどと連通しておくことができる。
【００４１】
加圧容器１は、内部に液体が保たれており、少なくとも一部分が外部からの力により容積変化するように作成されている。すなわち、図６に示した加圧容器１は、プランジャー状の移動体７を往復動自在として差し込んだシリンダー状の液収容部１ｂおよび前記細管状出入路１ａからなり、これらの内部には液体が保たれている。そして、移動体７の後端と、この移動体７の後端より前方の両側方に設けた固定座６、６間に張り渡され、加熱冷却により伸縮を繰り返す可逆的形状記憶効果を有する形状記憶合金よりなるワイヤー状とした作動体４ａと、移動体７の後端と固定座６の間に設けられたコイルスプリングからなる作動体４ｂとを装着したものとし、これら作動体４ａ、４ｂにより前記加圧容器１の容積を変化させるようにしている。作動体４ａは、その両端を移動体７の後端より前方の両側方に設けた固定座６、６に支点とするようにして固定し、中央を移動体７の後端に作用点とするようにし、その作用角αを適宜設定して固定したものとしている。なお、前記作用角αが小さいほど移動体７の移動速度は遅くなり、作用角αが大きくなるほど移動体７の移動速度は速くなる。さらに、作動体４ｂの前端は移動体７の後端に固定され、この作動体４ｂの後端は前記加圧容器１の後方の固定座６に固定したものとしている。また、作動体４ａは、電源Ｐから電力が供給され、通電加熱されるようにしている。
【００４２】
前記液体ポンプにおいて、加圧容器１に１０μｌのガラス製マイクロシリンジを用い、作動体４ａに通電（４Ｖ、０．１Ａ）して作動体４ａを加熱すると、この作動体４ａが縮んで加圧容器１の液収容部１ｂの液体が移動体７に押されて、加圧容器１内から１分間に１μｌの液体が吐出された。作動体４ａへの通電を解除して放冷することにより作動体４ａを冷却すると、この作動体４ａが伸びると共に、作動体４ｂに移動体７が加圧容器１の液収容部１ａから引かれて、液溜めＬなどから加圧容器１内に１μｌの液体が吸入された。
【００４３】
なお、前記作動体４、４ａ、４ｂの加熱冷却は、通電による加熱、放冷による冷却に限らず、赤外線ランプの照射によるものとしたり、気体や液体の媒体を接触させることなどによっても行うことができる。さらに、前記作動体４、４ａ、４ｂの加熱冷却の速度を遅くすれば、液体の吐出量や吸入量も遅くなり、前記作動体４、４ａ、４ｂの加熱冷却の速度を徐々に遅くすれば、液体の吐出量や吸入量も徐々に遅くなるというように、液体の吐出量や吸入量の制御を自由に行うことができるものとなる。また、前記作動体４、４ａ、４ｂは、加熱収縮型の形状記憶合金としたが、加熱伸長型の形状記憶合金としてもよいことは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
この発明の液体ポンプは、以上に述べたように構成されており、非常に簡便な機構を有し、しかも製造に必要な部品点数が少なくなったので、コストパフォーマンスが高いものとなると共に小型化が可能なものとなる。
【００４５】
また、この発明の液体ポンプは、形状記憶合金の温度特性に従った通電量の制御によって、作動体を加熱冷却することにより、ポンプ流の制御が簡便に行えるものとなる。
【００４６】
さらに、この発明の液体ポンプは、形状記憶合金からなる作動体の伸縮によって加圧容器自体を収縮膨張させたり、プランジャー状の移動体を往復動させるのでポンプ作動中に騒音がまったく発生しないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の液体ポンプの第１実施形態を示す要部断面図である。
【図２】この発明の液体ポンプの第２実施形態を示す要部断面図である。
【図３】この発明の液体ポンプの第３実施形態を示す要部断面図である。
【図４】この発明の液体ポンプの第４実施形態を示す要部断面図である。
【図５】この発明の液体ポンプの第５実施形態を示す要部断面図である。
【図６】この発明の液体ポンプの第６実施形態を示す要部断面図である。
【図７】従来の液体ポンプの一例を示す断面図である。
【図８】従来の液体ポンプの他の例を示す説明図である。
【図９】従来の液体ポンプのさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  加圧容器
１ａ  細管状出入路
１ｂ  液収容部
３  出入口
４  作動体
４ａ  作動体
４ｂ  作動体
６  固定座
７  移動体
【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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