(57)【要約】【課題】少量かつ一定量の液体を吐出できるとともに、必要に応じて短時間で大量の液体を吐出できる液体吐出装置、および、この液体吐出装置を備えた機器を提供すること。【解決手段】液体を送液する送液手段３と、送液手段３を駆動する駆動機構５とを備え、駆動機構５は、エネルギ蓄積手段と、エネルギ蓄積手段からのエネルギを送液手段３の駆動力として伝達する伝達手段と、伝達手段にて伝達されたエネルギに基づいて送液手段３を駆動する駆動部５３と、駆動部５３の駆動速度を調速する調速手段と、調速手段によって調速された所定の吐出速度よりも速い吐出速度で多量に液体を吐出する高速吐出手段６とを備えることにより、少量かつ一定量で液体を吐出できるとともに、短時間で多量の液体を吐出することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を送液する送液手段と、この送液手段を駆動する駆動機構とを備えた液体吐出装置であって、
前記駆動機構は、機械エネルギ、位置エネルギおよび熱エネルギのうちの少なくともいずれか一つを蓄積するエネルギ蓄積手段と、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギを前記送液手段の駆動力として伝達する伝達手段と、前記伝達手段にて伝達されたエネルギに基づいて前記送液手段を駆動する駆動部と、前記駆動部の駆動速度を調速する調速手段とを有し、
前記調速手段によって調速された所定の吐出速度よりも速い吐出速度で多量に液体を吐出する高速吐出手段を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記エネルギ蓄積手段は、機械エネルギを蓄積するぜんまいであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記エネルギ蓄積手段は、物体の位置の変化により得られる位置エネルギを蓄積するとともに、前記位置エネルギを機械エネルギに変換することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記調速手段は、機械式脱進機と、振動周期を変更自在である振り子とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記調速手段は、機械式脱進機と、テンプを有する機械式調速機とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記調速手段は、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギによって発電する発電機と、この発電機による発電力により駆動される電子回路と、この電子回路によって前記発電機の回転周期を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液体吐出装置において、
前記制御手段は、前記駆動速度の設定入力を認識する設定入力認識手段を備え、前記設定入力認識手段にて認識された駆動速度に基づいて前記駆動部の駆動を制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の液体吐出装置において、
前記高速吐出手段は、前記制御手段による前記発電機の回転周期の制御を停止するスイッチにより構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記高速吐出手段は、前記調速手段によって調速された前記駆動速度よりも高速な駆動速度により前記送液手段を駆動する高速吐出用駆動手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記高速吐出手段は、前記送液手段の送液方向下流側に設けられ、前記液体と同一または異なる液体を貯留する貯留部と、この貯留部の液体を送液する高速送液手段とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体吐出装置において、
前記高速吐出手段は、前記調速手段と前記駆動部との間の接続を切り離すクラッチ機構を備え、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギにより前記高速送液手段を駆動して前記貯留部の液体を吐出することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の液体吐出装置において、
前記エネルギ蓄積手段にエネルギを蓄積する操作によって、前記貯留部に液体が吸引されることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記伝達手段は、前記駆動部の駆動速度を切替可能な変速機構を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記駆動部を駆動する補助エネルギが蓄積される補助エネルギ蓄積手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記送液手段は、液体が内部を流通するチューブと、このチューブを押圧することで前記液体を前記チューブ内で移動させる押圧体とを備え、
前記押圧体は、前記駆動機構により駆動され前記チューブの一部を圧閉しながら移動してチューブ内の液体を移動させることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記送液手段は、内部に収容された液体を吐出するシリンジであり、このシリンジは、前記液体を収容するシリンジ本体とこのシリンジ本体内部に摺動可能に挿入されるピストンとを備え、
前記ピストンは、前記駆動機構の駆動により前記シリンジ本体の内部の液体を送液することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の液体吐出装置と、この液体吐出装置によって送液される液体が流通する送液流路とを備えたことを特徴とする液体吐出装置を備えた機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を送液する送液手段と、この送液手段を駆動する駆動機構とを備えた液体吐出装置、および、この液体吐出装置を備えた機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、ぜんまいの機械的エネルギにより輪列を回転させ、この輪列に接続されたチューブポンプやシリンジポンプを駆動して液体を吐出する液体吐出装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
例えば、特許文献１に記載の液体吐出装置では、輪列の回転周期を基準信号に基づき自動的に制御することにより、液体の吐出速度、すなわち、基準時間当たりの液体の吐出流量を一定に制御している。
また、例えば、特許文献２に記載の液体吐出装置では、輪列に調速機能を有する発電調速機を接続し、この発電調速機により輪列の回転周期を制御することにより、液体の吐出速度を一定に制御している。
このような構造の液体吐出装置は、ぜんまいで駆動されているため、電源が不要となり長時間の液体吐出に対応可能でかつ経済的である。
これは、例えば、薬液を注射針やカテーテルに送る医療用の液体吐出装置に使用する場合に、送液量を少量かつ一定量に維持することが重要であるため特に有用となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１０７１２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２６２９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液体吐出装置では、液体を貯蓄しているタンクから吐出先に至る流路全体に液体が行き渡るまでに多くの時間を要する。このため、タンクや吐出先の機器を取り替えた際などに、再度使用可能な状態になるまでに非常に長い準備時間が掛かってしまうという不都合がある。
さらに、従来の液体吐出装置は、少量かつ一定量の送液には適しているが、吐出先やこの吐出先に至る流路を洗浄するための高速かつ大量の送液には適さない。このため、当該液体吐出装置とは別に、吐出先や流路の洗浄を目的とする送液装置が別途必要となり、装置の大型化や高コスト化を招いてしまうという不都合がある。
以上のような不都合を解消できる液体吐出装置として、少量かつ一定量の液体を吐出できるとともに、必要に応じて高速かつ大量に送液可能な液体吐出装置が望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は、少量かつ一定量の液体を吐出できるとともに、必要に応じて短時間で大量の液体を吐出できる液体吐出装置、および、この液体吐出装置を備えた機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吐出装置は、液体を送液する送液手段と、この送液手段を駆動する駆動機構とを備えた液体吐出装置であって、前記駆動機構は、機械エネルギ、位置エネルギおよび熱エネルギのうちの少なくともいずれか一つを蓄積するエネルギ蓄積手段と、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギを前記送液手段の駆動力として伝達する伝達手段と、前記伝達手段にて伝達されたエネルギに基づいて前記送液手段を駆動する駆動部と、前記駆動部の駆動速度を調速する調速手段とを有し、前記調速手段によって調速された所定の吐出速度よりも速い吐出速度で多量に液体を吐出する高速吐出手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような本発明によれば、調速手段で所定の駆動速度に調速された駆動部によって送液手段が駆動されることにより、少量かつ一定量の液体を吐出できるとともに、必要に応じて高速吐出手段を用いることによって、短時間で多量の液体を吐出することができる。従って、使用開始時に高速吐出手段を用いれば、短時間で流路全体に液体を行き渡らせ、準備時間を短縮することができる。また、高速吐出手段により液体を一気に吐出することで、吐出先や流路を洗浄でき、別途洗浄用の送液装置等を設けなくともよいので、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
また、エネルギ蓄積手段は、機械エネルギ、位置エネルギおよび熱エネルギのうちの少なくともいずれかを蓄積する。例えば、これら機械エネルギ、位置エネルギおよび熱エネルギのうちの２つまたは全てを蓄積するように構成すれば、送液手段を駆動するためのエネルギ量を大幅に増加でき、液体吐出装置における駆動時間を長時間、持続させることができる。
【０００８】
本発明の液体吐出装置では、前記エネルギ蓄積手段は、機械エネルギを蓄積するぜんまいであることが好ましい。
本発明によれば、エネルギ蓄積手段は、ぜんまいで構成されているので、簡単な構造で駆動源としてのエネルギ蓄積手段を構成できる。また、人力によって容易に機械エネルギを発生し、発生した機械エネルギを容易に蓄積できる。さらに、ぜんまいを巻き上げる回転錘を設ければ、液体吐出装置を携帯している人の運動等によりぜんまいが自動的に巻き上げられ、機械エネルギを常に蓄積できる。従って、停止することなく液体吐出装置の駆動を維持できる。
【０００９】
本発明の液体吐出装置では、前記エネルギ蓄積手段は、物体の位置の変化により得られる位置エネルギを蓄積するとともに、前記位置エネルギを機械エネルギに変換することが好ましい。
本発明によれば、エネルギ蓄積手段は、例えば、分銅引きのような物体の位置の変化を利用することで、エネルギの蓄積を容易に実施できる。この位置エネルギによれば、重力によって駆動力が発揮されるので、ぜんまい等と比較して、駆動力を一定にできるとともに、耐久性を向上できる。
また、エネルギ蓄積手段は、位置エネルギを送液手段の駆動力となる機械エネルギに変換するので、エネルギの蓄積および供給を簡単な構造で実現でき、液体吐出装置を簡素な構造で製造できる。
【００１０】
本発明の液体吐出装置では、前記調速手段は、機械式脱進機と、振動周期を変更自在である振り子とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、調速手段は、アンクルやガンギ等で構成される機械式脱進機、および振り子によって駆動部の駆動速度を調速するので、例えば、振り子の重心位置を変更することで、振動周期を容易に変更でき、すなわち、駆動部の駆動速度を容易に変更可能となる。また、機械式で駆動部の駆動速度を調速するので、電子回路等による制御が不要となり、構造が簡素化して液体吐出装置の製造を容易にする。また、機械式で駆動部の駆動速度を調速するので、水に強い構造となり屋外での使用も可能となる。
【００１１】
本発明の液体吐出装置では、前記調速手段は、機械式脱進機と、テンプを有する機械式調速機とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、調速手段は、アンクルやガンギ等で構成される機械式脱進機、およびテンプによって駆動部の駆動速度を調速するので、電子回路等による制御が不要となり、構造が簡素化して液体吐出装置の製造を容易にする。また、機械式で輪列の駆動速度を調速するので、水に強い構造となり屋外での使用も可能となる。
【００１２】
本発明の液体吐出装置では、前記調速手段は、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギによって発電する発電機と、この発電機による発電力により駆動される電子回路と、この電子回路によって前記発電機の回転周期を制御する制御手段とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、調速手段は、エネルギ蓄積手段からのエネルギによって発電し、この発電力により駆動される電子回路で発電機の回転周期を制御することにより、駆動部の駆動速度を調速するので、制御手段のための電源を新たに設ける必要がなく、構造を簡素化できる。また、電子回路による制御手段で駆動部の駆動速度が制御されるので、調速が脈動なく実施される。従って、液体の圧力変動が発生しにくく、液体が脈動なく良好に吐出される。
【００１３】
この際、本発明の液体吐出装置では、前記制御手段は、前記駆動速度の設定入力を認識する設定入力認識手段を備え、前記設定入力認識手段にて認識された駆動速度に基づいて前記駆動部の駆動を制御することが好ましい。
本発明によれば、制御手段は、例えば、利用者により設定入力された駆動速度を認識して、この認識した駆動速度に基づいて駆動部の駆動速度を制御するように構成すれば、利用者の所望の駆動速度によって、送液手段を駆動できる。従って、利用者の所望の吐出速度で液体を吐出させることが容易に実施できる。
【００１４】
この際、本発明の液体吐出装置では、前記高速吐出手段は、前記制御手段による前記発電機の回転周期の制御を停止するスイッチにより構成されていることが好ましい。
本発明によれば、スイッチを操作して発電機の回転周期の制御を停止することにより、駆動部の駆動速度の調速が解除される、すなわち、調速手段によるブレーキが解除され、駆動部がエネルギ蓄積手段から伝達されるエネルギの全てを使って高速に駆動されることとなる。従って、制御手段を停止するための簡単なスイッチ操作によって、自動的に短時間で多量の液体を吐出することができる。
【００１５】
また、本発明の液体吐出装置では、前記高速吐出手段は、前記調速手段によって調速された前記駆動速度よりも高速な駆動速度により前記送液手段を駆動する高速吐出用駆動手段を備えていてもよい。
なお、ここで、高速吐出用駆動手段としては、前記駆動機構とは異なる動力伝達経路、例えば、歯車列やラック、ウォームギア等によって送液手段を駆動するものである。そして、この高速吐出用駆動手段を駆動する駆動力としては、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギでもよく、それ以外の人力やばね等であってもよい。また、この高速吐出手段によって送液手段を駆動する際には、クラッチ機構や滑り機構等によって前記駆動機構と送液手段との間の接続を切り離すこともできる。
本発明によれば、調速された前記駆動機構による駆動よりも高速に送液手段を駆動することで、高速かつ多量に液体を吐出することができる。
【００１６】
また、本発明の液体吐出装置では、前記高速吐出手段は、前記送液手段の送液方向下流側に設けられ、前記液体と同一または異なる液体を貯留する貯留部と、この貯留部の液体を送液する高速送液手段とを備えていてもよい。
なお、ここで、高速送液手段としては、前記送液手段とは異なる送液流路を有したポンプ等が採用できる。そして、この高速送液手段を駆動する駆動力としては、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギでもよく、それ以外の人力やばね等であってもよい。
本発明によれば、前記送液手段よりも下流側の異なる送液流路を通じて、高速吐出手段の貯留部に貯留された液体を高速送液手段により吐出できるので、前記駆動機構の調速された駆動速度に拘わらず、短時間で多量の液体を吐出することができる。
【００１７】
この際、本発明の液体吐出装置では、前記高速吐出手段は、前記調速手段と前記駆動部との間の接続を切り離すクラッチ機構を備え、前記エネルギ蓄積手段からのエネルギにより前記高速送液手段を駆動して前記貯留部の液体を吐出することが好ましい。
本発明によれば、クラッチ機構によって調速手段を切り離すことで、駆動部に対する調速（すなわち、ブレーキ）が解除され、高速吐出手段において、エネルギ蓄積手段から伝達されるエネルギを無駄なく利用することができる。従って、人力や外部からのエネルギを供給しなくても、高速吐出手段の貯留部に貯留された液体を高速送液手段により高速に吐出することができる。
【００１８】
この際、本発明の液体吐出装置では、前記エネルギ蓄積手段にエネルギを蓄積する操作によって、前記貯留部に液体が吸引されることが好ましい。
なお、ここで、エネルギ蓄積手段にエネルギを蓄積する操作とは、ぜんまいを巻き上げて機械エネルギを蓄積する操作や、分銅を巻き上げて位置エネルギを蓄積する操作等を意味する。
本発明によれば、エネルギ蓄積手段にエネルギを蓄積するための操作と同時に、高速吐出手段の貯留部に液体が吸引、貯留されるので、操作の手間を軽減できる。
【００１９】
本発明の液体吐出装置では、前記伝達手段は、前記駆動部の駆動速度を切替可能な変速機構を備えていることが好ましい。
本発明によれば、変速機構を備えているので、駆動部の駆動速度を多段階に切替可能となる。また、簡単な構造で切替可能なので、液体吐出装置の製造コストの低減を図れる。
【００２０】
本発明の液体吐出装置では、前記駆動部を駆動する補助エネルギが蓄積される補助エネルギ蓄積手段を備えていることが好ましい。
本発明によれば、エネルギ蓄積手段からのエネルギが不足する場合には、補助エネルギ蓄積手段からの補助エネルギが駆動部の駆動を補助する。従って、例えば、粘性の高い液体を吐出するために比較的高いエネルギを必要とする場合などでも、この補助エネルギ蓄積手段からの補助エネルギが駆動部の駆動力を補って、駆動部が円滑に駆動され、液体が良好に吐出される。
【００２１】
本発明の液体吐出装置では、前記送液手段は、液体が内部を流通するチューブと、このチューブを押圧することで前記液体を前記チューブ内で移動させる押圧体とを備え、前記押圧体は、前記駆動機構により駆動され前記チューブの一部を圧閉しながら移動してチューブ内の液体を移動させることが好ましい。
このような本発明によれば、駆動機構により駆動される押圧体がチューブの一部を圧閉しながらチューブ上を移動することにより、チューブ内の液体を送液できる。従って、小さな駆動力で駆動できるとともに、押圧体を駆動する駆動機構を小型化でき、液体吐出装置の小型化を図れる。
【００２２】
本発明の液体吐出装置では、前記送液手段は、内部に収容された液体を吐出するシリンジであり、このシリンジは、前記液体を収容するシリンジ本体とこのシリンジ本体内部に摺動可能に挿入されるピストンとを備え、前記ピストンは、前記駆動機構の駆動により前記シリンジ本体の内部の液体を送液することが好ましい。
このような本発明によれば、駆動機構によりピストンが駆動され、このピストンによりシリンジ本体内の液体を送液できる。従って、シリンジの容積、すなわち、シリンジ本体の断面積や摺動距離を変えるだけで、駆動機構の構造には手を加えることなく、吐出される液体の流量や圧力を変更することができ、液体吐出装置を多用途に利用できる。
【００２３】
一方、本発明の機器は、前述したいずれかの液体吐出装置と、この液体吐出装置によって送液される液体が流通する送液流路とを備えたことを特徴とする。
このような本発明によれば、当該機器において前述した各効果と同様の効果を奏することができる。例えば、チューブを介して薬液等の液体を注射針等に送液する医療用の薬液供給器において、送液量を少量かつ一定量に維持できるとともに、必要に応じて高速かつ大量に送液することが可能となる。従って、短時間で薬液をチューブ全体に行き渡らせることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降で、以下に説明する第１実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１について、図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、例えば、チューブを介して薬液等の液体を注射針等に送液する医療用の薬液供給機器に採用されたものである。
【００２６】
図１は、液体吐出装置１の概略構成を示す図である。
図２は、液体吐出装置１の断面図である。
この液体吐出装置１は、図１または図２に示すように、略箱状に形成された筐体２にて外郭が形成されている。本実施形態における液体吐出装置１は、例えば、全体として直径３８ｍｍ×高さ１１ｍｍの寸法で構成されている。
【００２７】
筐体２の上部には、中空略円盤状の第１筐体部２１が形成され、筐体２の下部には、平面略正方形状の第２筐体部２２が形成されている。
第１筐体部２１の内部には、第２筐体部２２側に開口した孔２１Ａと、後述する駆動機構５が収容される略円形の収容部２１Ｂとが形成されている。ここで、この収容部２１Ｂは、第２筐体部２２の中心位置から偏心して形成されている。また、第１筐体部２１には、後述する高速吐出手段６が設けられ、この高速吐出手段６の一部を構成する歯車６１１は、第１筐体部２１の上面に設けられた円形の開口部２１Ｃに回転自在に支持されている。そして、この歯車６１１によって第１筐体部２１の上面が塞がれて、収容部２１Ｂが閉塞される。
第２筐体部２２には、図２に示すように、後述するチューブ３１および押圧体である球状部材としてのボール３２と、駆動機構５の一部の設置空間となる凹部２２Ａが形成されている。また、この凹部２２Ａの底面には、チューブ３１の外形位置を規制する案内溝２２Ｂが形成されている。
【００２８】
図３は、本実施形態での送液手段３の配置を説明する平面図である。具体的には、筐体２の第２筐体部２２を上方から見た図である。
送液手段３は、チューブ３１およびボール３２によって構成されている。すなわち、送液手段３は、チューブ３１上でボール３２が転動することで、チューブ３１を押圧してチューブ３１内の液体を移動させ送液するチューブポンプである。
チューブ３１は、図１または図３に示すように、第２筐体部２２の外部から第２筐体部２２に形成された孔２２Ｃを貫通して第２筐体部２２の案内溝２２Ｂに沿って略円弧状に配置され、もう一方の孔２２Ｃを貫通して再び外部へ配置されている。そして、この孔２２Ｃとチューブ３１との隙間は封止材２２Ｄで封止され、密封されている。このチューブ３１の材料としては、シリコンゴム、ポリウレタン、その他の弾性材料が採用できるが、本実施形態においては、シリコンゴムチューブが採用されている。そして、このチューブ３１のショア硬度は、例えば５０であり、太さは、例えば内径が０．５ｍｍで外径が１．０ｍｍとされている。
ボール３２は、図２または図３に示すように、駆動機構５の駆動によりチューブ３１を押圧しつつチューブ３１上を転動してチューブ３１内の液体を移動する。このボール３２は、複数設けられ（本実施形態では二つ）、後述する駆動機構５の駆動により略円弧状に配置されたチューブ３１上を転動する。
【００２９】
図４は、本実施形態での駆動機構５を図２の上方から見た平面図である。
駆動機構５は、ボール３２をチューブ３１上で転動させてチューブ３１内の液体を吐出させる。この駆動機構５は、図４に示すように、機械エネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段５１と、エネルギ蓄積手段５１の機械エネルギをボール３２の駆動力として伝達する伝達手段としての輪列５２と、この輪列５２にて伝達された駆動力に応じてボール３２を駆動する駆動部５３（図２）と、駆動部５３の駆動速度を調速する調速手段５４とを備えている。
【００３０】
エネルギ蓄積手段５１は、ぜんまい５１１と、このぜんまい５１１を収納する香箱５１２とを備えている。
香箱５１２は、中心部分に形成された香箱真５１２Ａを軸として回転自在に構成され、外周には輪列５２と噛合する香箱車５１２Ｂが形成されている。
ぜんまい５１１は、一端が香箱真５１２Ａに、他端が香箱車５１２Ｂの内周部分に固定されている。そして、香箱５１２は、ぜんまい５１１がほどけることにより香箱真５１２Ａを軸として回転し、ぜんまい５１１の機械エネルギが輪列５２に伝達される。
また、香箱真５１２Ａには、角穴車５１２Ｃが固定され、この角穴車５１２Ｃは、図示しない巻き上げ機構に輪列を介して接続され、この巻き上げ機構によりぜんまい５１１を巻き上げることが可能となる。
【００３１】
輪列５２は、ぜんまい５１１の機械エネルギを順次伝達する。この輪列５２は、香箱車５１２Ｂと噛合する二番車５２１と、以下順に増速するように噛合した三番車５２２と、四番車５２３と、五番第一中間車５２４と、五番第二中間車５２５と、五番車５２６と、六番車５２７とを備えている。
そして、香箱車５１２Ｂの回転は、二番車５２１のかなへ伝達された後、二番車５２１の歯車から増速されて三番車５２２のかなへ、三番車５２２の歯車から増速されて四番車５２３のかなへ伝達される。さらに、四番車５２３の歯車から五番第１中間車５２４を介して増速されて五番第２中間車５２５のかなへ、五番第２中間車５２５の歯車から増速されて五番車５２６のかなへ、五番車５２６の歯車から増速されて六番車５２７のかなへ、六番車５２７の歯車から増速されて調速手段５４へと伝達される。そして、これら輪列５２は、上下に適宜形成された輪列受および地板に軸支されている。
【００３２】
駆動部５３は、図２および図３に示すように、輪列５２の二番車５２１と共に回転するロータ駆動部５３１と、第２筐体部２２に回動自在に固定されたロータ５３２と、ボール３２の移動を規制するリテーナ５３３とを備えている。
ロータ駆動部５３１は、略円盤状とされ、中心部分が二番車５２１に固定された筒かな５２１Ｃに接続されている。このため、ロータ駆動部５３１は、二番車５２１の回転に連動し、二番車５２１位置を中心として回転する。また、ロータ駆動部５３１の外周側には、円盤状部分の下方に略垂直に突出して複数の突出部５３１Ａが設けられている（本実施形態では二つ）。
【００３３】
ロータ５３２は、ボール３２を押圧しつつチューブ３１上で転動させる。このロータ５３２は、図２に示すように、略円盤状に形成され、第２筐体部２２の案内溝２２Ｂの中心に固定された支持軸２２Ｅに、ベアリング２２Ｆを介して回転可能に支持されている。また、ロータ５３２の内周側には、ロータ駆動部５３１の突出部５３１Ａと嵌合するトラック孔５３２Ａが形成され、ロータ駆動部５３１の回転と連動してロータ５３２が回転する。さらに、ロータ５３２のボール３２と対向する面には、シリコンゴム製の押圧ゴム５３２Ｂが設けられ、ボール３２に当接している。このため、ボール３２は、ロータ５３２に対して滑り難い状態となり、ロータ５３２の回転に伴って良好にチューブ３１上を転動する。また、ロータ５３２の外周には、後述する高速吐出手段６を構成する第２中間車６１３と噛合する歯車５３２Ｃが形成されている。
【００３４】
リテーナ５３３は、略円盤状に形成され、ロータ５３２および第２筐体部２２との間に設けられている。また、リテーナ５３３の中央部分には、図３に示すように、孔５３３Ａが形成され、第２筐体部２２の支持軸２２Ｅ、ベアリング２２Ｆおよびロータ５３２の下端部が貫通している。リテーナ５３３の外周部分には、ボール３２を保持する保持部としてのボール保持部５３３Ｂが形成されている。このボール保持部５３３Ｂは、リテーナ５３３の周囲に等間隔で、ボール３２と同数箇所（本実施形態では二つ）形成され、それぞれ内部にボール３２が配置されている。また、ボール保持部５３３Ｂの近傍には、凸部５３３Ｃが形成されている。さらに、リテーナ５３３の側面には、第２筐体部２２に揺動可能に固定された板ばね２２Ｇが適当な付勢力で押し付けられている。そして、板ばね２２Ｇの先端は、リテーナ５３３の凸部５３３Ｃの回転移動により第２筐体２２に固定された検出部２２Ｈに接触・離反する。
これらロータ駆動部５３１、ロータ５３２およびリテーナ５３３は、例えば、ステンレス鋼や、アルミニウム等で形成できる。また、ロータ５３２をポリカーボネートやその他材料から形成してもよく、リテーナ５３３をポリカーボネート、デルリン（登録商標）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、その他材料から形成してもよい。特に、リテーナ５３３は、公差による部品寸法のばらつきからチューブ３１と接触する可能性があり、その場合でも摩擦による負荷トルクをできるだけ低減するために、摩擦係数の小さい上記材料から形成することが望ましい。
【００３５】
図５は、本実施形態での高速吐出手段６と駆動部５３との関係を示す平面図である。
高速吐出手段６は、図１、図２および図５に示すように、第１筐体部２１の上面および内部に配置された高速吐出用駆動手段としての歯車列６１によって構成されている。
歯車列６１は、駆動機構５の上面を覆って第１筐体部２１の開口部２１Ｃに回転自在に支持された歯車６１１と、第１筐体部２１の内部に軸支された２つの中間車である第１中間車６１２および第２中間車６１３とを備えた増速輪列である。
歯車６１１は、円盤状に形成され、その外周が第１中間車６１２のかな６１２Ａと噛合されている。そして、歯車６１１の上面には、人が指で操作して歯車６１１を回転させるハンドル６１１Ａが設けられている。
第１中間車６１２は、駆動機構５の側方で上下に延びる軸６１２Ｃによって連結されたかな６１２Ａおよび歯車６１２Ｂによって構成されている。そして、かな６１２Ａに伝達された歯車６１１の回転を歯車６１２Ｂと噛合された第２中間車６１３のかな６１３Ａに伝達する。
第２中間車６１３は、かな６１３Ａに伝達された第１中間車６１２の回転を歯車６１３Ｂと噛合されたロータ５３２の歯車５３２Ｃに伝達する。
以上のように、ぜんまい５１１からの機械エネルギとは異なる駆動力、すなわち、歯車６１１の回転操作によってロータ５３２を回転させることができるようになっている。この際、ロータ５３２を駆動するロータ駆動部５３１が支持される筒かな５２１Ｃは、二番車５２１にカシメにより接続されている。そして、この接続は所定のトルク値（例えば、１５ｇｃｍ程度）を超えるトルクが作用すれば滑り始めるように設定されている。
【００３６】
調速手段５４は、輪列５２にて伝達された機械エネルギを電気エネルギに変換するとともに、この電気エネルギにより駆動して輪列５２の回転速度を調速し、駆動部５３の駆動速度を調速する。この調速手段５４は、図４に示すように、永久磁石５４１Ｂが固定された調速ロータ５４１と、この調速ロータ５４１の回転によって永久磁石５４１Ｂの磁束を鎖交させる磁気回路形成用のステータ５４２と、図示しない電子回路および制御手段とを備えている。そして、調速ロータ５４１およびステータ５４２により発電機が構成され、この発電機により発電された発電力により電子回路および制御手段が駆動される。
調速ロータ５４１は、この調速ロータ５４１は、輪列５２の六番車５２７と噛合するロータかな５４１Ａ、永久磁石５４１Ｂおよび調速ロータ５４１の回転を滑らかにする慣性板５４１Ｃとを備え、六番車５２７の回転と連動して回転する。
【００３７】
ステータ５４２は、一対のステータ材５４２Ａと、このステータ材５４２Ａにそれぞれ巻線された一対のコイル５４２Ｂとを備えている。
ステータ材５４２Ａは、略平行に配置され、一対が配置された状態でその先端部分に孔５４２Ａ１が形成される。そして、この孔５４２Ａ１に、調速ロータ５４１の永久磁石５４１Ｂが配置される。
コイル５４２Ｂは、永久磁石５４１Ｂが回転することで生じるステータ材５４２Ａでの磁束変化を電力に変換する。ステータ５４２からの交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路を通して整流され、コンデンサ等で構成された電子回路に充電供給される。
【００３８】
制御手段は、コイル５４２Ｂに電気的に接続されており、調速ロータ５４１およびステータ５４２で発電された電力で駆動される。この制御手段は、水晶振動子と、この水晶振動子からの周波数を分周して基準信号を出力する発振回路と、発電された交流電流の周波数を検出する検出回路と、検出された周波数と基準周波数とを比較してその差に応じた出力値を出力する制御回路とを備えている。発振回路では、水晶振動子からの信号を用いて基準信号を出力する。制御回路では、この基準信号と検出回路からの回転検出信号とを比較し、その位相差等に応じて調速ロータ５４１を制動して輪列５２の回転周期を制御する。なお、調速ロータ５４１の制動方法としては、ステータ５４２の出力端子間を短絡してショートブレーキを掛けたり、コイル５４２Ｂに流れる電流値を制御して制動量をコントロールすればよい。これにより、調速ロータ５４１の回転周期（回転速度）が所定の周期（速度）に保たれ、輪列５２および香箱５１２の回転周期（回転速度）が調速される。
ここで、ぜんまい５１１の巻数や寸法、材質などは、駆動部５３および調速手段５４を駆動するのに十分な出力トルクが長時間、例えば最低１２時間得られるように設定されている。
【００３９】
次に、液体吐出装置１の動作について説明する。
ぜんまい５１１がほどけて香箱５１２が回転すると、この回転力が香箱車５１２Ｂに噛合する輪列５２で増速されながら伝達され、調速ロータ５４１が回転する。そして、調速手段５４は、調速ロータ５４１に固定された永久磁石５４１Ｂが回転することによって、電気エネルギに変換して発電する。図示しない制御手段は、この発電力で駆動し、調速ロータ５４１を制動して輪列５２の回転速度を所定速度に調速する。
【００４０】
輪列５２が調速されることによって二番車５２１の筒かな５２１Ｃに接続されたロータ駆動部５３１は、所定回転速度で回転するとともに、ロータ５３２に回転運動を伝達する。そして、ロータ５３２は、図３に示す矢印Ｒ方向に回転する。
ロータ５３２が回転すると、押圧ゴム５３２Ｂに押圧されているボール３２は摩擦によってチューブ３１を押し潰しながら転動する。これによって、チューブ３１内の二つのボール３２に挟まれた液体が移動する。一方のボール３２が案内溝２２Ｂの一方の端部まで移動すると、ボール３２は押圧ゴム５３２Ｂとともに支持軸２２Ｅを中心に回転を続けるので、チューブ３１の押圧が解除される。この状態で、他方のボール３２が転動しながら液体を案内溝２２Ｂに沿って押し出し、これによってチューブ３１内の液体が吐出される。一方のボール３２は、その間に再び案内溝２２Ｂ上に配置され、チューブ３１を押し潰して、他方のボール３２とで挟まれた液体を移動させる。これを繰り返すことによってチューブ３１内の液体は、連続で吐出される。
【００４１】
ここで、ボール３２の回転数は、リテーナ５３３によって検出される。ボール３２は、転動に伴ってリテーナ５３３のボール保持部５３３Ｂを押し、これによってリテーナ５３３が回転する。この際、リテーナ５３３の凸部５３３Ｃが板ばね２２Ｇに接触し、ついで板ばね２２Ｇをその付勢力に抗してリテーナ５３３から離反する方向に移動させる。ここで、板ばね２２Ｇの先端が検出部２２Ｈに接触した状態では、電気的に導通した状態であり、板ばね２２Ｇの先端が検出部２２Ｈから離反することによって、検出部２２Ｈがボール３２の回転を検知する。すなわち、このボール３２の回転を二回検知すれば駆動部５３が一回転したことになる。これを利用して、図示しない制御手段は、駆動部５３の回転数や液体の流量を算出するなどして液体吐出装置１の運転状態を制御する。
【００４２】
以上のように、駆動機構５の調速手段５４によって一定流量に調速された液体の吐出が実施されるが、次に、高速吐出手段６による動作について説明する。
ハンドル６１１Ａを人が操作して歯車６１１を回転させることによって、歯車列６１によって増速された回転がロータ５３２に伝達され、ロータ５３２が高速回転する。ロータ５３２の回転によって、上述と同様にボール３２が転動し、チューブ３１内の液体が移動して吐出される。この際、歯車列６１によって増速されたロータ５３２の回転速度は、調速されたぜんまい５１１からの駆動力による回転速度と比較して、遙かに高速であるため、短時間で多量の液体が吐出されることとなる。また、この時、二番車５２１の筒かな５２１Ｃに発生するトルクは、前記した所定のトルク値を超え、筒かな５２１Ｃが滑ることにより、歯車列６１から伝達された回転は、駆動機構５の輪列５２には伝達されないようになっている。
【００４３】
〔第１実施形態の効果〕
上述した実施形態では、以下のような効果がある。
（１）液体吐出装置１は、調速手段５４で所定の駆動速度に調速されたロータ５３２の回転によりボール３２が転動されることにより、一定流量の液体を吐出できるとともに、必要に応じてハンドル６１１Ａを操作しロータ５３２を高速回転することによって、短時間で多量の液体を吐出することができる。従って、使用開始時に高速吐出手段６を用いれば、短時間で流路全体に液体を行き渡らせ、準備時間を短縮することができる。また、高速吐出手段６により液体を一気に吐出することで、吐出先や流路を洗浄でき、別途洗浄用の送液装置等を設けなくともよいので、液体吐出装置１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００４４】
（２）液体吐出装置１は、チューブ３１を押圧する押圧体としてボール３２を備えていることにより、押圧体とチューブ３１との接触面積が小さくなり、押圧体とチューブ３１との摩擦を低減できる。また、ボール３２は、駆動機構５の駆動によりチューブ３１の一部を圧閉しながらチューブ３１上を転動するので、押圧体が転動しない従来に比べて、押圧体とチューブ３１との摩擦を低減できる。したがって、小さな駆動力で駆動できるとともに、押圧体とチューブ３１間の摩擦による押圧体およびチューブ３１の劣化を回避でき、液体吐出装置１における耐久性の向上を図れる。さらに、大きな摩擦が発生しないため、ボール３２を駆動する駆動機構５を小型化でき、液体吐出装置１の小型化を図れる。
【００４５】
（３）エネルギ蓄積手段５１は、ぜんまい５１１で構成されているので、簡単な構造で駆動源としてのエネルギ蓄積手段を構成できる。また、人力によって容易に機械エネルギを発生し、発生した機械エネルギを容易に蓄積できる。さらに、ぜんまい５１１を巻き上げる回転錘を設ければ、液体吐出装置１を携帯している人の運動等によりぜんまい５１１が自動的に巻き上げられ、機械エネルギを常に蓄積できる。従って、停止することなく液体吐出装置１の駆動を維持できる。
（４）筐体２の第２筐体部２２の底面には、チューブ３１の外形位置を規制する外形位置規制部としての案内溝２２Ｂが形成されているので、ボール３２によりチューブ３１の一部を圧閉した場合に、チューブ３１における押圧方向と直交する方向への移動を防止できる。したがって、ボール３２によりチューブ３１を確実に押圧でき、高精度な吐出量を実現できる。
【００４６】
（５）駆動機構５は、リテーナ５３３を備え、リテーナ５３３には、ボール３２を転動可能に保持するボール保持部５３３Ｂが形成されているので、ボール３２をリテーナ５３３に保持させることで、ボール３２が転動する際に、ボール３２が所定位置からずれることを回避でき、高精度な吐出量を実現できる。また、２つのボール３２の間隔を等間隔に保つことができ、吐出量を一定にできる。
（６）高速吐出手段６の駆動の際、二番車５２１の筒かな５２１Ｃが滑ることにより、歯車列６１から伝達された回転が駆動機構５の輪列５２には伝達されないので、歯車６１１を回転させて得られるエネルギを効率よくロータ５３２に伝達できるとともに、輪列５２を回転させないことで、駆動機構５の誤動作や損傷を回避できる。
【００４７】
（７）調速手段５４は、駆動部５３の駆動速度を制御する制御手段を備えているので、調速を脈動なく実施できる。したがって、液体の圧力変動が発生しにくく、液体が脈動なく良好に吐出できる。
（８）調速手段５４は、調速ロータ５４１およびステ−タ５４２を備え、エネルギ蓄積手段５１から輪列５２を介して伝達されたエネルギによって発電し、この発電力で制御手段を駆動するので、制御手段のための電源（電池）を新たに設ける必要がなく、構造を簡素化できる。したがって、電池交換の手間を省略できる。また、液体吐出装置１の小型化をさらに促進できる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置１について、図６に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、前述の第１実施形態で説明した液体吐出装置に、ぜんまい５１１を巻き上げて機械エネルギを蓄積する巻き上げ機構８が付加されたものである。
【００４９】
図６は、液体吐出装置１の概略構成を示す平面図である。
図６において、高速吐出手段６を構成する歯車列６１には、歯車６１１と第１中間車６１２との間に揺動車６２１が設けられ、この揺動車６２１を介して歯車６１１の回転を第１中間車６１２に伝達するものとなっている。
揺動車６２１は、歯車６１１の外周に沿って揺動自在に第１筐体部２１に支持されており、歯車６１１を図６に示す矢印Ｒ１方向に回転させることにより、第１中間車６１２と噛合するようになっている。従って、歯車６１１を図６に示す矢印Ｒ１方向の回転が、第１中間車６１２および第２中間車６１３を介してロータ５３２に伝達され、前述の第１実施形態と同様に短時間で多量の液体が吐出されることとなる。
【００５０】
巻き上げ機構８は、歯車列６１に隣接して、筐体２の第１筐体部２１に設けられている。この巻き上げ機構８は、揺動車６２１と、２つの中間車８１１，８１２を有する歯車列８１とを備えて構成されている。これらの中間車８１１，８１２は、互いに噛合した状態で、それぞれ第１筐体部２１に軸支されている。そして、中間車８１２は、エネルギ蓄積手段５１としてのぜんまいを内蔵した香箱５１２に設けられた角穴車に巻き上げ輪列を介して接続されている。従って、歯車６１１を図６に示す矢印Ｒ２方向に回転させることにより、揺動車６２１が中間車８１１と噛合し、中間車８１２および巻き上げ輪列を介して、ぜんまいを巻き上げることが可能となる。
なお、本実施形態において、揺動車６２１に換えて、歯車列６１の第１中間車６１２および巻き上げ機構８の中間車８１１の両方に噛合した中間車を配置してもよい。このようにすれば、歯車６１１を回転させる１つの操作によって、高速吐出手段６および巻き上げ機構８の両方を駆動できることになる。すなわち、液体の高速吐出およびエネルギ蓄積手段へのエネルギの蓄積が同時に実施できる。ただし、この際、ぜんまいの巻き上げ方向を考慮し、中間車８１１，８１２はひとつの歯車に置き換えられる。
【００５１】
〔第２実施形態の効果〕
上述した第２実施形態によれば、前述の（１）〜（８）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（９）歯車６１１を図６に示す矢印Ｒ１方向に回転させることで高速吐出手段６を駆動し、また、歯車６１１を図６に示す矢印Ｒ２方向に回転させることでぜんまいの巻き上げ機構８を駆動できる。従って、共通部品である歯車６１１の操作で高速吐出手段６および巻き上げ機構８の両方を駆動できるので、部品の共通化を図ることができる。また、高速吐出手段６およびぜんまいの巻き上げ機構８の駆動の切り替えについて、利用者は歯車６１１の回転方向を変更するだけでよく、この回転方向に応じて揺動車６２１が自動的に移動するので、特別な装置やスイッチ等が必要なく利便性が向上する。
【００５２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置１について、図７および図８に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、送液手段３と、駆動機構５を構成する伝達手段および駆動部と、高速吐出手段６との構成および構造が前述の第１実施形態と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００５３】
図７は、液体吐出装置１の概略構成を示す図である。
図８は、本実施形態での駆動機構５を拡大して示す平面図である。
図７および図８において、液体吐出装置１は、筐体２としてのベース部材２３に載置された送液手段３としてのシリンジ３３と、このシリンジ３３を駆動して液体を吐出させる駆動機構５とを備えて構成されている。
【００５４】
シリンジ３３は、硬質ガラス製であり、内部に液体が収納されるシリンジ本体３３１と、このシリンジ本体３３１の内部に摺動可能に挿入される円柱形のピストン３３２とを備えている。
シリンジ本体３３１の内面およびピストン３３２の外面は磨りガラス状になっており、両者の間に約１μｍ〜５μｍの隙間を有する非密着構造となっている。これにより、シリンジ本体３３１およびピストン３３２の摺動時には、摺動部分の摩擦力が低減され、かつ内部の液体が摺動部分から漏れることのない程度の気密性を有する。
シリンジ本体３３１の先端には、シリンジ本体３３１の内部と外部とを連通させる吐出口３３１Ａが形成されている。また、シリンジ本体３３１の基端側にはシリンジ本体３３１よりも大径の円盤状のつば部３３１Ｂが形成されている。
一方、ピストン３３２の基端側には、シリンジ本体３３１の内径よりも大径で円盤状の押圧部３３２Ａが形成されている。
なお、シリンジ３３は、市販のシリンジなどが採用でき、本実施形態ではシリンジ本体３３１の内径が約２３ｍｍで体積約３０ｃｃのシリンジを採用している。また、シリンジ本体３３１の吐出口３３１Ａにはチューブが取り付けられ、シリンジ３３から送液される液体が流通する送液流路１０を形成している。
【００５５】
このようなシリンジ３３は、ベース部材２３に設けられた固定手段２４で固定されている。固定手段２４は、ベース部材２３に設けられてシリンジ３３が載置される凹状の二つの載置部２４１と、これらの載置部２４１の間に設けられた押さえ部材２４２とを備えている。つば部３３１Ｂの側面は、シリンジ本体３３１基端側の載置部２４１側面に当接されており、これによりシリンジ３３の軸方向のずれが防止されている。また、押さえ部材２４２は、板状部材から曲げ加工などによって多角形状に形成されており、シリンジ本体３３１の側面を載置部２４１とは反対側から覆っている。これらの押さえ部材２４２および載置部２４１によってシリンジ本体３３１が把持されている。また、これによってシリンジ３３の半径方向のずれが防止されている。
【００５６】
駆動機構５は、機械エネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段５１と、このエネルギ蓄積手段５１からの回転運動を伝達する伝達手段としての歯車５５とを備えている。また、駆動機構５は、歯車５５の回転運動を直線運動に変換してシリンジ３３を駆動する駆動部としてのラック５６とを備えている。
ここで、エネルギ蓄積手段５１は、前述の第１実施形態と同様の、ぜんまいと、このぜんまいを収納する香箱５１２とを備えている。そして、この香箱５１２には、歯車５５が噛合され、ぜんまいがほどけることで歯車５５が回転するようになっている。さらに、香箱５１２には、輪列５２を介して調速手段５４が接続されており、前述の第１実施形態と同様に輪列５２の回転速度を所定速度に調速することで、香箱５１２の回転を制動し、シリンジ３３の駆動速度を調速するようになっている。
【００５７】
駆動機構５は、ベース部材２３に対してシリンジ３３の軸方向に移動可能なスライド部材２５に固定されている。
スライド部材２５には、シリンジ３３の軸方向と平行に長孔２５１が形成されており、ねじ２５２によってスライド部材２５がベース部材２３に固定されている。また、スライド部材２５には、長孔２５１の他にシリンジ３３の軸方向と平行な長孔２５３が二箇所形成されている。この長孔２５３にベース部材２３から突出して設けられたピン２３１が挿通されることにより、スライド部材２５はスライド方向（シリンジ３３の軸方向）に案内されている。
【００５８】
ラック５６は、シリンジ３３の軸方向に沿って配置され、スライド部材２５に固定された複数箇所の摺動部２５４に載置されている。また、ラック５６の歯車５５とは反対側の側面には、スライド部材２５に回転可能に設けられた円柱状のローラ２５５が当接されている。
摺動部２５４は、ラック５６の軸方向に沿って複数箇所（本実施形態において、４箇所）設けられ、アセタール樹脂、その他の合成樹脂などの低摩擦性の材料で構成され、ラック５６との摩擦力を低減している。
ローラ２５５は、ラック５６の軸方向に沿って複数箇所（本実施形態において、３箇所）設けられ、ラック５６と歯車５５との噛合が外れるのを防止しているとともに、ラック５６の軸方向の移動時の摩擦力を低減している。
ラック５６の上面には、ラック５６の浮き上がりを防止しラック５６と歯車５５との噛合が外れるのを防止するラック押さえ部材２５６が設けられている。ラック押さえ部材２５６は、一端側がスライド部材２５にねじ止めされ、他端側はラック５６の側面に所定隙間を有して配置されている。
【００５９】
ラック５６のシリンジ３３に近い側の一端には、ピストン３３２の押圧部３３２Ａを押す押圧部材５６１が固定され、他端には、板状のストッパ５６２がねじ止めされている。
押圧部材５６１は任意の材料で構成されるが、弾性を有する材料であることが望ましい。本実施形態では、押圧部材５６１はシリコーンゴム製である。この押圧部材５６１により、ラック５６からピストン３３２の押圧部３３２Ａに作用する衝撃が緩和され、ラック５６の振動などが良好に吸収される。また、シリンジ３３の軸方向とラック５６の軸方向が取付時などにずれた場合でも、押圧部材５６１がずれを吸収することで、ピストン３３２をシリンジ３３の軸方向に向かって良好に押すことが可能となる。
【００６０】
本実施形態における高速吐出手段６は、図８に示すように、調速手段５４のコイルと制御手段を構成する制御回路とを導通するコイル線５４２Ｂ１に設けられたスイッチ６３によって構成されている。
スイッチ６３は、コイル線５４２Ｂ１の途中に設けられ、通常は閉じており、コイルと制御回路としてのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ，集積回路）チップ５４３とが導通されている。すなわち、ＩＣチップ５４３による発電機の回転周期（回転速度）が制御され、エネルギ蓄積手段５１としての香箱５１２の回転が制動され、所定の回転速度に調速されている。
スイッチ６３を開く、すなわち、コイルとＩＣチップ５４３との導通を切断することで、ＩＣチップ５４３による発電機の回転周期の制御を停止できる。そして、発電機の回転周期の制御が停止されると、輪列５２を介した香箱５１２の回転制動が解除され、香箱５１２に収納されたぜんまいが高速でほどける。これにより、香箱５１２が高速で、例えば、調速された回転速度に対して１５倍程度の回転速度で回転することとなる。
【００６１】
次に、液体吐出装置１の動作について説明する。
エネルギ蓄積手段５１のぜんまいがほどけて香箱車が回転すると、この回転力が輪列５２で増速されながら伝達され、調速手段５４の発電機が発電する。この発電力で制御手段が駆動され、輪列５２および香箱の回転速度が所定速度に調速され、この香箱の回転が歯車５５に伝達される。
歯車５５はラック５６と噛合しているので、ラック５６において歯車５５の回転運動が直線運動に変換され、ラック５６は等速で軸方向に移動する。ラック５６の押圧部材５６１はピストン３３２の押圧部３３２Ａを押圧し、ピストン３３２がシリンジ本体３３１に等速で押し込まれる。これにより、シリンジ本体３３１内部の液体が一定流量に調速されて、吐出口３３１Ａから吐出されることとなる。
ラック５６がシリンジ３３側へ所定距離、例えば５０ｍｍ移動すると、ストッパ５６２がラック押さえ部材２５６の側面に当接されて、ラック５６の移動が阻止される。
【００６２】
以上のように、駆動機構５の調速手段５４によって一定流量に調速された液体の吐出が実施されるが、次に、高速吐出手段６による動作について説明する。
上述したように、スイッチ６３を開いて香箱５１２の調速が停止されると、香箱５１２に収納されたぜんまいが高速でほどけ、香箱５１２が高速で回転する。香箱５１２が高速で回転すると、歯車５５を介して接続されたラック５６が高速に駆動されてシリンジ３３のピストン３３２が一気に押し込まれる。そして、シリンジ本体３３１内部の液体が、送液流路１０に短時間かつ多量に吐出されることとなる。
【００６３】
また、シリンジ３３のサイズを変更するときには、押さえ部材２４２を撓ませてシリンジ３３を固定手段２４からはずし、別のサイズのシリンジ３３を取り付ける。ピストン３３２の押圧位置が変化した場合には、ねじ２５２をゆるめてスライド部材２５を長孔２５１に沿って、つまりシリンジ３３の軸方向に移動させて調節する。
【００６４】
このような液体吐出装置１によれば、次のような効果が得られる。
（１０）液体吐出装置１は、調速手段５４で所定の駆動速度に調速されたラック５６の移動によりピストン３３２がシリンジ本体３３１に押し込まれることにより、一定流量の液体を吐出できる。さらに、必要に応じてスイッチ６３を操作し制御手段による調速を停止することによって、短時間で多量の液体を吐出することができる。従って、使用開始時にスイッチ６３を操作すれば、短時間で送液流路１０全体に液体を行き渡らせ、準備時間を短縮することができる。また、高速吐出手段６により液体を一気に吐出することで、吐出先や送液流路１０を洗浄でき、別途洗浄用の送液装置等を設けなくともよいので、液体吐出装置１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００６５】
（１１）シリンジ３３が、シリンジ本体３３１およびピストン３３２の間に所定隙間を有する非密着構造となっているので、シリンジ本体３３１とピストン３３２との摩擦力を軽減することができ、ピストン３３２の駆動力を小さくできる。従って、本実施形態のように小型のぜんまいを使用した駆動機構５で液体の定量吐出を長時間行うことができる。また、駆動機構５を小さく構成することができるので、液体吐出装置１の小型化を促進できる。
【００６６】
（１２）調速手段５４が、発電機を備えた電子制御式なので、ガンギおよびアンクルなどを使用した機械式の調速手段と比べて輪列５２の回転速度を脈動なく調速できる。歯車５５の回転速度を脈動なく調速できるので、液体を脈動なく吐出できる。これにより、液体吐出装置１の吐出性能を向上させることができる。
（１３）エネルギ蓄積手段５１からラック５６への動力伝達は歯車５５によって行われ、一方、調速手段５４は、歯車５５とは別の輪列５２を介してエネルギ蓄積手段５１に接続されている。したがって、調速手段５４と歯車５５とを別々に配置することができ、これらの配置の自由度を向上させることができる。
【００６７】
（１４）エネルギ蓄積手段５１がぜんまいの機械エネルギを蓄積し、この機械エネルギによってシリンジ３３が駆動されているので、電池などの駆動源が不要となる。よって、液体吐出装置１の省力化を図ることができる。
（１５）ラック５６によって歯車５５の回転運動を直線運動に変換しているので、エネルギ蓄積手段５１からの回転運動を効率よく直線運動に変換できる。
【００６８】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出装置１について、図９および図１０に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、前述の第３実施形態で説明した液体吐出装置の伝達手段に、駆動部としてのラック５６の駆動速度を切替可能にする変速機構７が付加されたものである。
【００６９】
図９は、液体吐出装置１の一部を拡大した斜視図である。
図１０は、液体吐出装置１の一部を拡大した断面図である。
図９および図１０において、歯車５５とラック５６との間には変速機構７が設けられている。
変速機構７は、歯車５５に噛合する歯車７１と、ラック５６に噛合する３つの変速用歯車７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃと、これら３つの変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃを切り替える切替部材７３とを備えている。
【００７０】
歯車７１および変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃは、それぞれ共通の筒状の回転軸７１１に固定されている。回転軸７１１内部には、ベース部材２３に固定された支持軸７１２が貫通しており、これにより回転軸７１１は軸方向に摺動可能に設けられている。また、回転軸７１１の端部には側面から両側に突出したピン７１３が形成されている。
３つの変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃは、互いに直径が異なり、回転軸７１１の軸方向に等間隔に固定されている。ここで、歯車７１を介した歯車５５と変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃとの歯車比は、歯車５５と変速用歯車７２Ｂとの間では１対１に設定されている。そして、歯車５５と変速用歯車７２Ｃとの間ではそれ以下、つまり減速輪列となり、また歯車５５と変速用歯車７２Ａとの間ではそれ以上、つまり増速輪列となっている。
【００７１】
切替部材７３は、歯車７１とベース部材２３との間に設けられた棒状部材で、ベース部材２３の面内方向にスライド可能に設けられている。切替部材７３の先端側には長孔状のスライド孔７３１が形成され、このスライド孔７３１に支持軸７１２が貫通して配置されている。切替部材７３のスライド孔７３１側面には３つの段差を有する溝が形成されている。このスライド孔７３１両側の溝によって３つの段差は切替部材７３の先端側から基端側に向かって厚みが順次増えてそれぞれ増速位置７３２Ａ，等速位置７３２Ｂおよび減速位置７３２Ｃを形成している。
ここで、歯車７１の厚みは、増速位置７３２Ａと減速位置７３２Ｃとの厚みの差よりも厚く設定されている。
【００７２】
ラック５６は、変速機構７に対向する側面に３種類のギア部５６３Ａ，５６３Ｂ，５６３Ｃを備えている。
ギア部５６３Ａ〜５６３Ｃは、それぞれ変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃと噛合可能に形成されており、ギア部５６３Ａ〜５６３Ｃの互いの距離は変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃの互いの距離よりも大きく設定されている。つまり、図１０に示されるように変速用歯車７２Ｃとギア部５６３Ｃとが噛合されているときには、他の２つの変速用歯車７２Ａ，７２Ｂはギア部５６３Ａ，５６３Ｂに噛合されないようになっている。
【００７３】
このような液体吐出装置１では、ぜんまいから歯車５５に調速された回転運動が伝達されると、この回転運動は歯車７１に伝達される。
切替部材７３を操作し、図７にも示すように、ピン７１３を減速位置７３２Ｃに配置すると、回転軸７１１が支持軸７１２に対して摺動し、変速用歯車７２Ｃとギア部５６３Ｃとが噛合する。この状態では歯車５５と変速用歯車７２Ｃとの歯車比は減速するように設定されるので、歯車５５の回転運動は変速用歯車７２Ｃで減速されて、ラック５６は低速に直線運動することとなる。このラック５６の直線運動によってシリンジ３３から液体がゆっくり吐出される。
【００７４】
ラック５６の移動速度を変更するときには、切替部材７３をベース部材２３の面内方向にスライドさせて、例えばピン７１３を等速位置７３２Ｂに配置する。すると、ピン７１３、歯車７１および変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃが軸方向に摺動して変速用歯車７２Ｃとギア部５６３Ｃとの噛合が外れ、変速用歯車７２Ｂとギア部５６３Ｂが噛合する。これにより、歯車５５の回転速度はそのまま変速用歯車７２Ｂの回転速度として伝達され、ラック５６は歯車５５の回転速度に対応した速度でシリンジ３３の液体を吐出させる。
同様に、切替部材７３を増速位置７３２Ａに合わせれば変速用歯車７２Ａとギア部５６３Ａとが噛合する。これにより、歯車５５の回転速度は増速されてラック５６に伝達され、シリンジ３３内部の液体は速く吐出される。
なお、切替部材７３の厚みの変化によって歯車７１および変速用歯車７２Ａ〜７２Ｃは軸方向に移動するが、この時、歯車７１はこの移動距離よりも厚く形成されているので、歯車７１が軸方向に移動しても歯車５５との噛合が外れることがない。
【００７５】
このような液体吐出装置によれば、前述の（１０）〜（１５）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（１６）歯車５５とラック５６との間に変速機構７が設けられているので、切替部材７３をスライドさせるだけでラック５６の移動速度、つまり液体の吐出速度を多段階に変更できる。簡単な構造で吐出速度を変更できるので、液体吐出装置１の製造コストの低減を図れる。
【００７６】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出装置１について、図１１に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、高速吐出手段６および巻き上げ機構８の構成および構造が前述の第１実施形態と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００７７】
図１１は、液体吐出装置１が適用された機器１００の概略構成を示す図である。
ここで、機器１００は、例えば、医療用の薬液供給を実施する機器であり、図１１では、その要部の概略構成が示され、ケースや補器類、メータ、スイッチ、電源等は適宜省略されている。
図１１において、機器１００は、液体を貯留する貯留手段１１と、液体を送液する液体吐出装置１と、送液される液体が流通する管状の送液流路１０と、送液流路１０の先端に設けられた吐出先１０１とを備えて構成されている。
【００７８】
貯留手段１１は、送液流路１０の基端側に設けられた第１貯留タンク１１Ａと、送液流路１０の途中で送液手段３の送液方向Ａの下流側に設けられた第２貯留タンク１１Ｂとを備えて構成されている。
第１貯留タンク１１Ａには、送液手段３のチューブ３１が接続され、この第１貯留タンク１１Ａに貯留された液体は、送液手段３により吸引されて送液流路１０を通じて吐出先１０１に送液される。
第２貯留タンク１１Ｂに貯留された液体は、後述するシリンジ６４によって吸引され、このシリンジ６４から吐出先１０１に向かって吐出される。また、第２貯留タンク１１Ｂは、逆止弁１１Ｂ１を介して送液流路１０と接続されており、送液流路１０から第２貯留タンク１１Ｂへの液体の流入が防止されている。
なお、第２貯留タンク１１Ｂには、第１貯留タンク１１Ａに貯留された液体と同一の液体が貯留されていてもよく、また、異なる液体が貯留されていてもよい。また、吐出先１０１を構成する機器や部材等は特に限定されず、例えば、薬液供給用機器においては、吐出先１０１を注射針やカテーテルとすることができる。
【００７９】
液体吐出装置１は、前述の第１実施形態と同様の送液手段３および駆動機構５を備えて構成されている。
すなわち、送液手段３は、チューブ３１およびこのチューブ３１上で転動するボール３２を備えている。そして、駆動機構５は、機械エネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段５１と、このエネルギ蓄積手段５１からの回転運動を伝達する伝達手段としての輪列５２と、送液手段３を駆動する駆動部５３とを備えている。
エネルギ蓄積手段５１は、ぜんまい５１１と、このぜんまい５１１を収納する香箱５１２とを備え、この香箱５１２には、輪列５２が噛合されている。この輪列５２は、香箱５１２と噛合する二番車５２１と、増速するように噛合した三番車５２２とを備えている。そして、三番車５２２は、調速手段５４に接続されている。この調速手段５４は、三番車５２２と噛合する調速ロータ５４１と、ステータ材５４２Ａおよびコイル５４２Ｂを備えたステータ５４２とを備えている。また、二番車５２１は、駆動部５３のロータ５３２に接続されている。
従って、ぜんまい５１１がほどけることで輪列５２が回転し、この輪列５２の回転によりステータ５４２で発電され、この発電力により制御手段が駆動される。そして、制御手段により輪列５２およびロータ５３２の回転速度が所定速度に制御されることで、送液手段３の駆動速度が調速されるようになっている。
【００８０】
また、液体吐出装置１は、前述の第１実施形態とは構成および構造が相違する巻き上げ機構８および高速吐出手段６を備えている。
巻き上げ機構８は、巻き上げレバー８２１と、巻き上げ輪列８３を構成する２つの歯車８３１、８３２とを備えて構成されている。
巻き上げレバー８２１は、回転軸８２１Ａを中心に回動自在に支持され、回転軸８２１Ａの一方側に略扇状の歯車部８２１Ｂと、回転軸８２１Ａの他方側に一直線上に延びるレバー部８２１Ｃとが形成されている。そして、レバー部８２１Ｃの途中位置は、ピン８２１Ｄおよび孔８２１Ｅが設けられ、これらに後述するピストン６４２およびばね６５がそれぞれ連結されている。
巻き上げレバー８２１の歯車部８２１Ｂは、歯車８３１のかな８３１Ａに噛合され、歯車８３２は、歯車８３２のかな８３２Ａに噛合されている。そして、歯車８３２は、香箱５１２に設けられた角穴車５１２Ｃに噛合されている。ここで、巻き上げレバー８２１のレバー部８２１Ｃを回転軸８２１Ａを中心として図１１に示す矢印Ｂ１の方向に回動操作すると、この回転が歯車部８２１Ｂおよび歯車８３１，８３２を介して角穴車５１２Ｃに伝達される。この際、これらの歯車部８２１Ｂおよび歯車８３１，８３２は増速輪列を構成しており、レバー部８２１Ｃの回動操作が増速（増幅）されて伝達され、角穴車５１２Ｃと同時に香箱真が回転することになる。これにより、香箱５１２に内蔵されたぜんまい５１１が巻き上げられることとなる。
【００８１】
第５実施形態における高速吐出手段６は、図１１に示すように、送液流路１０における送液手段３の送液方向Ａの下流側に配置されたシリンジ６４と、このシリンジ６４を駆動するばね６５とを備えて構成されている。
シリンジ６４は、シリンジ本体６４１と、このシリンジ本体６４１内部に摺動可能に挿入される円柱形のピストン６４２とを備えている。シリンジ本体６４１は、その内部に液体を収納する貯留部６４１Ａが形成され、シリンジ本体６４１の先端には、吐出口６４１Ｂが形成されている。この吐出口６４１Ｂによって、貯留部６４１Ａと送液流路１０とが連通されている。
ピストン６４２のシリンジ本体６４１と反対側の端部には、ピストン６４２よりも大径の押圧部６４２Ａが形成されている。そして、この押圧部６４２Ａと巻き上げ機構８の巻き上げレバー８２１とが、ピン８２１Ｄによって互いに回動自在に連結されている。
【００８２】
ばね６５は、その一端側が全体の図示を省略する筐体２に固定され、他端側が巻き上げレバー８２１の一部で回転軸８２１Ａよりもシリンジ６４の側に取り付けられている。このばね６５は、巻き上げレバー８２１を引っ張る所定の緊張力を有して取り付けられている。すなわち、ばね６５は、巻き上げレバー８２１およびピン８２１Ｄを介してピストン６４２をシリンジ本体６４１内部に押し込む方向に付勢されている。従って、操作しない状態において巻き上げレバー８２１は、ばね６５によって引っ張られて、図１１中、二点鎖線で示す位置に保持されている。以上のように、ばね６５によって付勢された巻き上げレバー８２１と、シリンジ６４とによって、高速送液手段が構成されている。
【００８３】
次に、機器１００の動作について説明する。
液体吐出装置１の通常駆動時においては、前述の第１実施形態の場合と同様に、調速手段５４によって調速された送液手段３の駆動速度で送液が実施される。すなわち、送液手段３により第１貯留タンク１１Ａから吸引された液体が、一定流量に調速され、送液流路１０を通じて吐出先１０１に送液される。
【００８４】
ぜんまい５１１がほどけ終わった際や、第１貯留タンク１１Ａが空になった際、吐出先１０１の機器等や送液流路の一部を交換、洗浄する際等、必要に応じて巻き上げ機構８を駆動してぜんまい５１１を巻き上げるとともに、高速吐出手段６による高速な液体の吐出が実施される。
高速吐出手段６のピストン６４２およびばね６５は、巻き上げ機構８によりぜんまい５１１を巻き上げる、すなわち、巻き上げレバー８２１のレバー部８２１Ｃを図１１に示す矢印Ｂ１の方向に回動操作することにより、レバー部８２１Ｃと連動して移動する。つまり、ピストン６４２は、シリンジ本体６４１内部を図１１中、下方に移動し、ばね６５は、緊張力に抗しながら引き伸ばされることになる。
ピストン６４２の移動により、シリンジ本体６４１の貯留部６４１Ａには、第２貯留タンク１１Ｂから逆止弁１１Ｂ１および送液流路１０の一部を通して液体が吸引される。この際、送液手段３のボール３２によりチューブ３１が圧閉されているため、第１貯留タンク１１Ａからの液体は吸引されないようになっている。
【００８５】
ぜんまい５１１の巻き上げ完了とともに、巻き上げレバー８２１のレバー部８２１Ｃを放すと、レバー部８２１Ｃは、ばね６５により引っ張られて図１１に示す矢印Ｂ２の方向に戻る。この際、巻き上げ輪列８３には、図示しないラチェット機構や滑り機構が設けられており、巻き上げレバー８２１の歯車部８２１Ｂの回動は、香箱真５１２Ａには伝達されないようになっている。
レバー部８２１Ｃの矢印Ｂ２方向への移動によって、ピストン６４２は、シリンジ本体６４１の内部に押し込まれ、貯留部６４１Ａに貯留されていた液体が吐出される。この際、前述の通り送液手段３のボール３２によりチューブ３１が圧閉され、また、第２貯留タンク１１Ｂには逆止弁１１Ｂ１が設けられている。従って、シリンジ６４から吐出された液体は、送液流路１０の先端側に向かって流れ、吐出先１０１に一気に吐出されることとなる。
【００８６】
このような液体吐出装置によれば、前述の（２）〜（５）、（７）および（８）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（１７）機器１００において液体吐出装置１は、調速手段５４で所定の駆動速度に調速されたロータ５３２の回転によりボール３２が転動されることにより、一定流量の液体を吐出できるとともに、必要に応じて巻き上げレバー８２１を操作しばね６５の力でシリンジ６４を駆動することによって、短時間で多量の液体を吐出することができる。従って、吐出先１０１や送液流路１０を洗浄でき、別途洗浄用の送液装置等を設けなくともよいので、液体吐出装置１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００８７】
（１８）送液手段３よりも下流側の送液流路１０を通じて、高速吐出手段６のシリンジ本体６４１の貯留部６４１Ａに貯留された液体を高速に吐出できるので、調速手段５４によって調速された駆動部５３の駆動速度に拘わらず、短時間で多量の液体を吐出することができる。
（１９）エネルギ蓄積手段５１にエネルギを蓄積するための巻き上げレバー８２１の操作によって、高速吐出手段６のシリンジ６４の貯留部６４１Ａに第２貯留タンク１１Ｂから液体が吸引、貯留される。従って、一度の操作でぜんまい５１１の巻き上げと、シリンジ６４への液体の吸引が実施できるので、操作の手間を軽減できる。
【００８８】
（２０）高速吐出手段６の駆動の際、巻き上げ機構８の輪列８３が滑ることにより、巻き上げレバー８２１から伝達された回転が香箱５１２には伝達されないので、ばね６５によるエネルギを効率よくシリンジ６４に伝達できるとともに、香箱５１２を回転させないことで、ぜんまい５１１がほどけることなく、駆動部５３の誤動作や損傷を回避できる。
【００８９】
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出装置１について、図１２（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、駆動機構５を構成するエネルギ蓄積手段５１および調速手段５４と、高速吐出手段６と、巻き上げ機構８との構成および構造が前述の第１実施形態と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【００９０】
図１２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ液体吐出装置１の概略構成を示す断面図である。すなわち、図１２（Ａ）は、図１２（Ｂ）に矢視Ａ−Ａ線で示す断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に矢視Ｂ−Ｂ線で示す断面図である。なお、図１２では、液体吐出装置１の内部構造を説明するために、筐体２を適宜省略している。
【００９１】
液体吐出装置１は、図１２（Ｂ）に示すように、右側に配置される第１筐体部２４と、左側に配置される第２筐体部２５とを備えた筐体２にて外郭が形成されている。
第１筐体部２４は、略箱状に形成され、第２筐体部２５と対向する一方の端面に、第２筐体部２５に連通する孔２４Ａが形成されている。そして、第１筐体部２４内部には、駆動機構５が設置される。
第２筐体部２２は、第１筐体部２４と対向する一方の端面が開口して略箱状に形成されている。そして、第２筐体部２５の内部には、送液手段３としてのチューブ３１の一部およびボール３２が設置されるとともに、第１筐体部２４の孔２４Ａを介して駆動機構５の一部が設置される。
【００９２】
駆動機構５のエネルギ蓄積手段５１は、物体の位置エネルギを蓄積するとともに、物体の位置の変化により得られる位置エネルギを機械エネルギに変換する。このエネルギ蓄積手段５１は、ドラム５１３と、所定重量の重錘５１４と、一端がドラム５１３に、他端が重錘５１４にそれぞれ取り付けられたロープ５１５とを備えている。
また、エネルギ蓄積手段５１には、ドラム５１３を回転可能な巻き上げ機構８としての取っ手８４１が接続されており、取っ手８４１を回転させると、ロープ５１５がドラム５１３に巻き付けられ、重錘５１４が持ち上げられるようになっている。重錘５１４には、重力の作用により落下しようとする力が働き、この落下しようとする力が、ドラム５１３に巻き付けられたロープ５１５を引っ張ることで、ドラム５１３に回転力が付与され、ドラム５１３と同軸上に設けられた一番車５１３Ａが回転する。
【００９３】
なお、この一番車５１３Ａには、重錘５１４の巻き上げ方向には回転するが、反対方向には回転しないようにラチェット機構５１３Ｂが形成され、重錘５１４の巻き上げを容易に実施できるようになっている。
このラチェット機構５１３Ｂは、例えば、ドラム５１３に一体的に形成されたキチ車と、一番車５１３Ａに取り付けられたこはぜとを備えて構成できる。この場合、駆動機構５の駆動時には、キチ車とこはぜとが噛合した状態でドラム５１３からの回転力を一番車５１３Ａに伝達する。そして、重錘５１４の巻き上げ時のみ、キチ車に形成された爪からこはぜが逃げて、噛み合いが外れ、巻き上げ可能となる。
また、ドラム５１３の軸部のうち、第１筐体部２４から第２筐体部２５側に突出した部分には、ウォームギア部５１３Ｃが形成され、後述する高速吐出手段６のピストン６４３のねじと螺合するようになっている。
【００９４】
輪列５２は、エネルギ蓄積手段５１にて変換された機械エネルギを順次伝達する。この輪列５２は、一番車５１３Ａと噛合する二番車５２１と、増速するように噛合した三番車５２２とを備えている。
駆動部５３は、輪列５２の二番車５２１に接続されたロータ５３２と、リテーナ５３３とを備えている。そして、二番車５２１の回転と連動してロータ５３２が回転し、ボール３２がチューブ３１を押圧しつつチューブ３１上を転動させる。
【００９５】
調速手段５４は、輪列５２の回転速度を調速する。この調速手段５４は、輪列５２と連動する機械式脱進機５４４と、この機械式脱進機５４４を間欠運動させる振り子５４５とを備えている。
機械式脱進機５４４は、輪列５２の三番車５２２の回転が伝達されて回転するガンギ５４４Ａと、このガンギ５４４Ａを間欠運動させるアンクル５４４Ｂとを備えている。
ガンギ５４４Ａは、図示しない複数個の歯を有しており、これらの歯は、アンクル５４４Ｂの２つの爪に交互に噛み合うように形成されている。
アンクル５４４Ｂは、回転軸５４４Ｃを中心にして揺動運動し、その２つの爪によって、交互にガンギ５４４Ａの回転を止め、ガンギ５４４Ａを間欠的に１歯ずつ回転させる。
【００９６】
振り子５４５は、その振動によりアンクル５４４Ｂを一定の周期で揺動運動させる。本実施形態では、振り子５４５は、振動周期により駆動部５３の駆動速度、すなわち、送液手段３の駆動速度を制御している。この振り子５４５は、アンクル５４４Ｂの回転軸５４４Ｃに連結されたロッド５４５Ａと、このロッド５４５Ａの先端部分に設置される円形の振り子玉５４５Ｂとを備えている。
なお、この振り子５４５は、ガンギ５４４Ａから駆動力が伝達されることにより、その一定周期の揺動運動が減衰することなく継続される。
また、振り子５４５は、回転軸５４４Ｃを上に、振り子玉５４５Ｂを下にした状態であって、仮に、アンクル５４４Ｂから力が加わらない状態では、振り子５４５の重心と回転軸５４４Ｃの中心を結ぶ直線は、重力方向に平行で、振幅の中心になるように設置される。
【００９７】
この振り子５４５の固有振動周期Ｔｏは、図１２（Ｂ）に示すように、ロッド５４５Ａの支点５４５Ｃから振り子５４５の重心位置５４５Ｄまでの長さＬが一定であれば、振幅に関係なく一定である。
理論的には、固有振動周期Ｔｏ（ｓ）は、以下の数１で示される。なお、支点５４５Ｃから振り子５４５の重心位置５４５Ｄまでの長さをＬ（ｍ）、重力加速度をＧ（ｍ／ｓ２）とする。ここで、振り子５４５の重心位置５４５Ｄとは、ロッド５４５Ａおよび振り子玉５４５Ｂを全て含めた重心の位置を示すものである。
【００９８】
【数１】
2004162546.tif 000003
【００９９】
ここで、ロッド５４５Ａの長さは、適宜、変更可能となっており、すなわち、振り子５４５の固有振動周期Ｔｏを変更可能となっている。
【０１００】
第６実施形態における高速吐出手段６は、図１２（Ａ）に示すように、送液手段３のチューブ３１の送液方向下流側に配置されたシリンジ６４を備えて構成されている。また、高速吐出手段６は、調速手段５４による輪列５２の調速を解除するクラッチ機構９を備えている。
高速吐出手段６は、前述の第５実施形態と同様のシリンジ６４および第２貯留タンク１１Ｂを備えている。
シリンジ６４は、シリンジ本体の貯留部と、この貯留部の液体を送液する高速送液手段としてのピストン６４３とを備えている。すなわち、ピストン６４３がシリンジ本体に押し込まれることにより、貯留部に貯留された液体が高速で吐出されるようになっている。
ピストン６４３の軸部には、ねじが形成され、前記ドラム５１３のウォームギア部５１３Ｃと螺合している。すなわち、ドラム５１３の回転によって、ピストン６４３がシリンジ本体内を進退移動するようになっている。
【０１０１】
クラッチ機構９は、調速手段５４の回転軸５４４Ｃを把持して、この回転軸５４４Ｃに略直交する方向に進退自在に設けられた案内部材９１と、ガンギ５４４Ａの回転運動を規制する規制レバー９２とを備えて構成されている。
案内部材９１は、回転軸５４４Ｃを把持し、また、アンクル５４４Ｂを内部に収納可能な４本の腕部９１Ａを有している。そして、これらの腕部９１Ａによって案内部材９１には、案内部材９１の進退移動に伴ってアンクル５４４Ｂを回転軸５４４Ｃに沿って移動させるクランク状の案内溝９１Ｂが形成されている。
規制レバー９２は、ガンギ５４４Ａの側方に回動可能に軸支された棒状部材であり、ガンギ５４４Ａのかなに係合する突起部９２Ａを有している。
【０１０２】
次に、第６実施形態における液体吐出装置１の動作を説明する。
重錘５１４が重力の作用により落下してドラム５１３が回転すると、この回転力が一番車５１３Ａに噛合する輪列５２で増速されながら調速手段５４のガンギ５４４Ａに伝達される。
そして、ガンギ５４４Ａの回転は、アンクル５４４Ｂに伝達され、振り子５４５は、所定の長さに設定されたロッド５４５Ａに応じた所定の固有振動周期Ｔｏで振動する。すなわち、ガンギ５４４Ａは、この固有振動周期Ｔｏに応じて回転を開始し、ガンギ５４４Ａに噛合する輪列５２の回転速度が所定速度に調速される。
輪列５２が調速されることによって所定の回転速度で二番車５２１が回転し、これに連動して駆動部５３のロータ５３２が回転する。ロータ５３２が回転すると、このロータ５３２により押圧されているボール３２は摩擦によってチューブ３１を押し潰しながら転動し、チューブ３１内の液体が吐出される。
【０１０３】
巻き上げ機構８としての取っ手８４１を操作し、ドラム５１３を回転させて重錘５１４を巻き上げると、ドラム５１３のウォームギア部５１３Ｃと螺合したピストン６４３がシリンジ本体から離れる方向に移動する。ピストン６４３の移動により、シリンジ本体の貯留部には、第２貯留タンク１１Ｂから液体が吸引される。この際、ラチェット機構５１３Ｂによりロータ５３２の回転は停止されているとともに、ボール３２によりチューブ３１が圧閉されているため、送液手段３側からの液体は吸引されないようになっている。
重錘５１４の巻き上げ完了に続いて、クラッチ機構９の規制レバー９２の突起部９２Ａをガンギ５４４Ａのかなに係合し、ガンギ５４４Ａの回転運動を規制する。さらに、案内部材９１を回転軸５４４Ｃに向かって押し込み、アンクル５４４Ｂを回転軸５４４Ｃの軸方向に移動し、ガンギ５４４Ａとの係合を切り離す。すなわち、調速手段５４と輪列５２との接続を解除する。
この状態で、規制レバー９２の突起部９２Ａをガンギ５４４Ａのかなから外すと、調速されない重錘５１４が重力の作用により落下してドラム５１３が高速回転する。そして、ドラム５１３のウォームギア部５１３Ｃに螺合されたピストン６４２がシリンジ本体に高速に押し込まれ、貯留部の液体が一気に吐出される。この際、前述の通り送液手段３のボール３２によりチューブ３１が圧閉されているため、シリンジ６４から吐出された液体は、送液手段３の側には流れないようになっている。以上のように、エネルギ蓄積手段５１であるドラム５１３と、シリンジ６４とによって高速送液手段が構成されている。
【０１０４】
〔第６実施形態の効果〕
このような液体吐出装置によれば、前述の（２）、（４）および（５）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（２１）液体吐出装置１は、調速手段５４で所定の駆動速度に調速されたロータ５３２の回転によりボール３２が転動されることにより、一定流量の液体を吐出できる。そして、必要に応じて巻き上げ機構８の取っ手８４１を操作して重錘５１４を巻き上げ、クラッチ機構９によって調速手段５４を切り離した状態で、ドラム５１３のウォームギア部５１３Ｃでシリンジ６４を駆動することによって、短時間で多量の液体を吐出することができる。従って、吐出先や流路を洗浄でき、別途洗浄用の送液装置等を設けなくともよいので、液体吐出装置１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【０１０５】
（２２）送液手段３よりも下流側の流路を通じて、高速吐出手段６のシリンジ６４の貯留部に貯留された液体を高速に吐出できるので、調速手段５４によって調速された駆動部５３の駆動速度に拘わらず、短時間で多量の液体を吐出することができる。
（２３）エネルギ蓄積手段５１にエネルギを蓄積するための巻き上げ機構８の取っ手８４１の操作によって、高速吐出手段６のシリンジ６４の貯留部に第２貯留タンク１１Ｂから液体が吸引、貯留される。従って、一度の操作で重錘５１４の巻き上げと、シリンジ６４への液体の吸引が実施できるので、操作の手間を軽減できる。
【０１０６】
（２４）エネルギ蓄積手段５１は、ドラム５１３と、重錘５１４と、ロープ５１５と、取っ手８４１とを備え、重錘５１４の位置の変化を利用することで位置エネルギを容易に蓄積できる。また、このエネルギ蓄積手段５１は、蓄積した位置エネルギをボール３２の駆動力となる機械エネルギに変換するので、エネルギの蓄積および供給を簡単な構造で実現でき、液体吐出装置１を簡素な構造で製造できる。
（２５）調速手段５４は、機械式脱進機５４４と、振り子５４５とを備え、機械式で駆動部５３の駆動速度を調速するので、電子回路等による制御が不要となり、構造が簡素化して液体吐出装置１の製造を容易にする。また、機械式で駆動部５３の駆動速度を調速するので、水に強い構造となり屋外での使用も可能となる。
【０１０７】
（２６）振り子５４５のロッド５４５Ａの長さは、適宜、変更可能となっており、すなわち、振り子５４５の固有振動周期Ｔｏを変更可能となっている。このことにより、駆動部５３の駆動速度を容易に変更できる。
（２７）ボール３２の駆動力を重錘５１４の位置の変化から得るようにしたので、外部からエネルギを供給しなくとも、ボール３２を半永久的に駆動できる。
【０１０８】
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出装置１について、図１３に基づいて説明する。
本実施形態の液体吐出装置１は、駆動機構５を構成するエネルギ蓄積手段５１と、高速吐出手段６との構成および構造が前述の第１実施形態と相違するものである。以下、相違点について詳しく説明する。
【０１０９】
図１３は、液体吐出装置１の概略構成を示す図である。
エネルギ蓄積手段５１は、熱エネルギを蓄積するとともに、周囲の温度変化により得られる熱エネルギを機械エネルギに変換する。このエネルギ蓄積手段５１は、図１３に示すように、周囲温度の変化により体積が変化する熱交換体５１６Ａを収納する熱交換体収納部５１６と、熱交換体５１６Ａの膨張収縮に応じて進退運動する進退駆動部５１７と、この進退駆動部５１７における進退運動に応じて回転運動する回転駆動部５１８とを備えている。
ここで、熱交換体５１６Ａとしては、固体および液体の一方から他方へ相変化し、この相変化により体積が変化する相変化物質を採用でき、本実施形態では、パラフィンワックスを採用している。
【０１１０】
熱交換体収納部５１６は、有底筒状の容器５１６Ｂと、この容器５１６Ｂの開口を塞ぐ可撓性を有する蓋部材５１６Ｃと、容器５１６Ｂの開口側端部と嵌合し、蓋部材５１６Ｃを容器５１６Ｂの開口側端部とで挟持する筒状のカバー部材５１６Ｄとを備えている。
ここで、蓋部材５１６Ｃは、例えば、シリコンゴムまたはテフロン（登録商標）ゴム等を含んで形成された密閉性に優れた強靭な膜を採用する。
進退駆動部５１７は、蓋部材５１６Ｃに連結されたロッド５１７Ａと、カバー部材５１６Ｄの外周面に位置し、ロッド５１７Ａと連動して摺動自在に設けられた有底筒状の摺動部材５１７Ｂと、ロッド５１７Ａと連結し、両側に鋸歯状の歯を有する進退ラック５１７Ｃとを備えている。
【０１１１】
ロッド５１７Ａは、熱交換体５１６Ａの膨張収縮に応じて、カバー部材５１６Ｄに形成されたガイド部５１６Ｄ１に案内されながらカバー部材５１６Ｄから進退運動し、これに連動して摺動部材５１７Ｂおよび進退ラック５１７Ｃも進退運動する。
また、摺動部材５１７Ｂの開口側の端縁部には、径方向外側へ突出する鍔５１７Ｂ１が設けられ、この鍔５１７Ｂ１は、コイルスプリング５１７Ｄの一端に係合している。さらに、このコイルスプリング５１７Ｄの他端は、容器５１６Ｂに対して位置が固定された係止部材５１７Ｄ１と係合している。このため、進退駆動部５１７は、コイルスプリング５１７Ｄにより、例えば、図１３中下側方向に付勢され、熱交換体５１６Ａの収縮時の運動を補助する。
【０１１２】
回転駆動部５１８は、進退ラック５１７Ｃを挟んで、それぞれ鋸歯状の歯を有する角穴車５１８Ａおよび歯車５１８Ｂと、歯車５１８Ｂの回転を角穴車５１８Ａに伝達する歯車５１９Ｃとを備えている。
角穴車５１８Ａは、同軸に通常の歯車５１８Ａ１および５１８Ａ２が一体化され、歯車５１８Ａ１と歯車５１８Ｃが噛合し、歯車５１８Ａ２と輪列５２の二番車５２１のかな５２１Ａが噛合する。
歯車５１８Ｂは、同軸に通常の歯車５１８Ｂ１が一体化され、この歯車５１８Ｂ１と歯車５１８Ｃとが噛合する。
【０１１３】
以上のような回転駆動部５１８は、進退ラック５１７Ｃが前進すると、進退ラック５１７Ｃの一方の側（図１３中、右側）に設けられた歯が角穴車５１８Ａの歯に押されて、他方の歯が歯車５１８Ｂの歯と噛み合い、歯車５１８Ｂが反時計回り（図１３中、矢印の方向）に回転する。そして、歯車５１８Ｂの回転が歯車５１８Ｃを介して角穴車５１８Ａに伝達され、角穴車５１８Ａが反時計回り（図１３中、矢印の方向）に回転する。
また、進退ラック５１７Ｃが後退すると、進退ラック５１７Ｃの他方の歯が歯車５１８Ｂの歯に押されて、一方の歯が角穴車５１８Ａの歯と噛み合い、角穴車５１８Ａが反時計回り（図１３中、矢印の方向）に回転する。
すなわち、進退駆動部５１７の進退運動に伴って、角穴車５１８Ａは一定方向（反時計回り）に回転する。
【０１１４】
輪列５２は、エネルギ蓄積手段５１にて変換された機械エネルギを順次伝達する。この輪列５２は、角穴車５１８Ａの歯車５１８Ａ２と噛合する二番車５２１と、この二番車５２１の回転を増速するように噛合した三番車５２２とを備えている。
駆動部および調速手段５４は、前述の第１実施形態と略同様な構成であり、説明を省略する。
駆動部は、第１実施形態と同様の図示しないロータを備えており、このロータがボール３２を押圧しつつチューブ３１上で転動させ、チューブ３１内の液体を送液する。また、このロータと二番車５２１とは、第１実施形態と同様の筒かなを介してカシメにより接続され、所定のトルク値を超えると滑り始めるように設定されている。
【０１１５】
第７実施形態における高速吐出手段６は、図１３に示すように、左右方向に進退自在に設けられたラック６６と、このラック６６の移動により回転運動する歯車６７，６８とを備えて構成されている。すなわち、これらのラック６６および歯車６７，６８によって高速吐出用駆動手段が構成されている。
ラック６６は、その一方側に歯６６Ａを備え、この歯６６Ａと歯車６７のかな６７Ａとが噛合している。
歯車６７は、二番車５２１と同軸上に設けられ、図示しない駆動部のロータに固定された歯車６８と噛合している。
このような高速吐出手段６では、ラック６６を人力により図１３に示す矢印の方向に押し込むことにより、歯車６７，６８が回転し、歯車６８に固定された駆動部のロータが高速回転することになる。
なお、高速吐出手段６と輪列５２との間には、図示しないラチェット機構や滑り機構が設けられており、回転駆動部５１８による二番車５２１の回転が歯車６７やラック６６に伝達されないようになっている。
【０１１６】
次に、第７実施形態における液体吐出装置１の動作を説明する。
熱交換体５１６Ａの膨張収縮により進退駆動部５１７が進退運動を実施すると、回転駆動部５１８により回転運動に変換され、回転駆動部５１８に噛合する輪列５２で増速されながら調速手段５４の調速ロータ５４１に伝達される。
そして、調速手段５４の図示しない制御手段により調速ロータ５４１を制動し、輪列５２の回転速度を所定速度に調速する。
輪列５２が調速されることによって駆動部のロータが所定の回転速度で回転し、ボール３２が図示しない押圧ゴムにて押圧されつつ、チューブ３１上を転動してチューブ３１内の液体が一定流量に調速された状態で吐出される。
また、必要に応じて高速吐出手段６のラック６６を人が操作することにより、歯車６７、６８を介して駆動部のロータが高速回転する。このロータの高速回転によって、上述と同様にボール３２が転動し、短時間で多量の液体が一気に吐出される。
【０１１７】
なお、本実施形態において、回転駆動部５１８の角穴車５１８Ａにぜんまいを組み込む構成を採用できる。すなわち、角穴車５１８Ａの回転によって巻き上げられるぜんまいと、このぜんまいがほどける際の駆動力を輪列５２に伝達する香箱車（上記した歯車５１８Ａ２に相当）とを配置してもよい。このようにすることで、エネルギ蓄積手段５１の熱エネルギを、ぜんまいの機械エネルギとして蓄積し、この機械エネルギによって駆動部および調速手段５４を駆動することができる。従って、より安定した駆動力によって送液手段３を駆動できる。
【０１１８】
〔第７実施形態の効果〕
上述した第７実施形態によれば、上記（２）、（４）、（５）、（７）、（８）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（２８）液体吐出装置１は、調速手段５４で所定の駆動速度に調速されたロータの回転によりボール３２が転動されることにより、一定流量の液体を吐出できるとともに、必要に応じてラック６６を操作しロータを高速回転することによって、短時間で多量の液体を吐出することができる。従って、使用開始時に高速吐出手段６を用いれば、短時間で流路全体に液体を行き渡らせ、準備時間を短縮することができる。また、高速吐出手段６により液体を一気に吐出することで、吐出先や流路を洗浄でき、別途洗浄用の送液装置等を設けなくともよいので、液体吐出装置１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【０１１９】
（２９）エネルギ蓄積手段５１は、熱交換体５１６Ａを収納する熱交換体収納部５１６と、進退駆動部５１７と、回転駆動部５１８とを備え、周囲の温度変化による熱交換体５１６Ａの膨張収縮を利用することで、エネルギの蓄積を容易に実施できる。また、このエネルギ蓄積手段５１は、蓄積した熱エネルギをボール３２の駆動力となる機械エネルギに変換するので、エネルギの蓄積および供給を簡単な構造で実現でき、液体吐出装置１を簡素な構造で製造できる。
（３０）ボール３２の駆動力を周囲の温度差から得るようにしたので、外部からエネルギを供給しなくとも、ボール３２を半永久的に駆動できる。
【０１２０】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、以上述べた実施の形態に対し、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができる。
【０１２１】
前述の各実施形態では、液体吐出装置１が薬液投与用の医療用機器に使用される場合について説明したが、その他の用途にも適用できる。例えば、微小量の液体を一定流量で長時間吐出するような用途に使用する場合に特に有用であるので、例えば、動物実験用の液体吸入器や、患者の化学実験用の液体供給器など、様々な分野において様々な機器に適用できる。また、液体吐出装置１が小型に構成できるので、携帯用の機器などに適用する場合にも有用である。
【０１２２】
さらに、液体吐出装置１は、燃料および酸化剤の化学反応により電気エネルギを発生する燃料電池における燃料供給装置として適用できる。
燃料電池の燃料としては水素が代表的である。しかし、水素を燃料として電極（セル）に直接供給するには、水素の製造および貯蔵のために多くの補器類を必要とするため、装置の小型化を阻害する等、様々な不都合が生じる。そのため、水素に換えて、燃料としてのメタノールを直接セルに供給するダイレクトメタノール方式（ＤＭＦＣ）の燃料電池が提案され、実用化されている。
ダイレクトメタノール方式（ＤＭＦＣ）の燃料電池において、セル内の化学反応、つまり、酸素を酸化剤とした酸化反応を実施すると、セル内にホルムアルデヒド等の副生成物が発生する。このような副生成物が不純物としてセル内に滞留すると、セルの基板反応面を塞いでしまい、発電効率が著しく低下するという問題が生じる。このため、セル内の不純物を除去した後に再度燃料を供給する必要がある。
不純物の除去（リフレッシュ）には、短時間で大量の燃料または純水をセル内に一気に吐出する方法が効果的である。また、このリフレッシュ後に再度燃料を供給する（リスタート）際にも、短時間で多量に燃料を吐出することで、準備時間を短縮できる。従って、常時の発電時には、所定の流量の燃料を供給し、リフレッシュ時やリスタート時には、短時間で多量に燃料を供給できる燃料供給装置が望まれている。
このような燃料電池の燃料供給装置として、少量かつ一定量の送液と、短時間で大量の送液とを可能とする本発明の液体吐出装置１は、特に有用である。
【０１２３】
また、前述の各実施形態では、送液手段３として、チューブ３１およびボール３２を備えたチューブポンプ、あるいは、シリンジを備えたシリンジポンプを採用したが、これに限らず、各種の往復ポンプや回転ポンプ、軸流ポンプが採用できる。
また、送液手段３としてチューブポンプを採用した前述の実施形態では、ボール３２は、２つで構成されていたが、これに限らず、１つでもよく、２つ以上で構成されていてもよい。チューブ３１は、シリコンチューブとしたがこれに限らず、ポリウレタン、その他の弾性材料が採用でき、また、硬度や太さ等も前述の実施形態に限定されず、任意に設定できる。
また、送液手段３としてシリンジポンプを採用した前述の実施形態では、シリンジ３３の材料は、硬質ガラス製であったが、これに限らず例えば樹脂製、金属製など、任意の材料が採用でき、寸法も任意に設定されてよい。
【０１２４】
また、前述の各実施形態では、エネルギ蓄積手段５１は、機械エネルギ、位置エネルギおよび熱エネルギのうちのいずれかを蓄積していたが、これに限らず、機械エネルギ、位置エネルギおよび熱エネルギのうちの２つまたは全てを蓄積するように構成してもよい。このような構成では、送液手段３を駆動するためのエネルギ量を大幅に増加でき、液体吐出装置１における駆動時間を長時間、持続させることができる。
また、前述の各実施形態において、送液手段３の駆動力を補助する補助エネルギが蓄積される補助エネルギ蓄積手段を備えた構成としてもよい。例えば、第１実施形態ないし第５実施形態において、以下のような構成を採用できる。
図１４は、補助エネルギ蓄積手段１２を説明する図である。
補助エネルギ蓄積手段１２は、ぜんまい５１１および香箱５１２を備えたエネルギ蓄積手段５１と同一の構成であり、エネルギ蓄積手段５１と噛合するように配置される。ここでは、エネルギ蓄積手段５１および補助エネルギ蓄積手段１２の双方の機械エネルギが輪列５２に伝達され、送液手段３の駆動力が増強される。
このような構成では、例えば、粘性の高い液体を吐出するために比較的高いエネルギを必要とする場合などでも、この補助エネルギ蓄積手段１２からの補助エネルギが送液手段３の駆動力を補って、送液手段３が円滑に駆動され、液体が良好に吐出される。
なお、補助エネルギ蓄積手段１２は、エネルギ蓄積手段５１と同一の構成に限らず、その他の機械エネルギを蓄積するように構成してもよい。また、補助エネルギ蓄積手段１２の位置としては，エネルギ蓄積手段５１に噛合するように配置する構成に限らず、輪列５２等に噛合するように配置してもよい。さらに、図示しないクラッチ機構を設け、エネルギ蓄積手段５１と補助エネルギ蓄積手段１２とを適宜、接続するような構成としてもよい。
【０１２５】
また、前述の第７実施形態では、熱交換体５１６Ａとしてパラフィンワックスを用いた構成を説明したが、これに限らない。例えば、液体および気体の相変化で体積が変化するアンモニア、二酸化炭素および塩化メチル等でもよく、相変化により体積が増減するものであればよい。また、熱交換体５１６Ａの動作温度範囲を適宜変更するために、相変化物質と融点が異なる添加剤を混合してもよい。
【０１２６】
また、前述の各実施形態では、エネルギ蓄積手段５１からのエネルギを伝達する伝達手段は、輪列５２や歯車５５により構成されていたが、これに限らず、ローラやベルト、ラック、ウォームギア、カム等で構成することができる。
また、前述の第４実施形態で説明した変速機構７は、液体の吐出速度を三段階に切り替えることができたが、変速の段数はこれに限定されず、任意に設定できる。あるいは、変速機構をベルトおよびプーリを備えて構成し、プーリの半径を無段階に変更することによって駆動速度を無段階に切替可能に構成してもよい。
【０１２７】
また、前述の各実施形態では、調速手段５４は、発電機を備えた電子制御式のもの、あるいは、機械式脱進機および振り子を備えるものであったが、これに限らない。例えば、機械式脱進機およびテンプを有する機械式調速機で構成された機械式のものであってもよい。また、この際、機械式脱進機は、アンクルおよびガンギで構成されたものに限らず、その他の構成をも採用できる。このようにすれば、簡単な構造で調速手段を構成できるので、液体吐出装置の製造コストを容易にする。また、機械式で輪列の駆動速度を調速するので、水に強い構造となり屋外での使用も可能となる。さらに、機械式脱進機に発電機を備えた調速機を設けてもよい。
このように調速手段は、電子制御式によるもの、機械式によるもののいずれでもよい。また、その機構も任意に設定できる。
【０１２８】
また、前述の各実施形態では、制御手段に駆動部５３の駆動速度の設定入力を認識する設定入力認識手段を備え、この設定入力認識手段にて認識された駆動速度に基づいて駆動部５３の駆動速度を制御するように構成してもよい。
このような構成では、制御手段は、利用者により設定入力された駆動速度を認識して、この認識した駆動速度に基づいて駆動部５３の駆動速度を制御できる。したがって、利用者の所望の駆動速度によって、押圧体を駆動でき、すなわち、所望の吐出速度で液体を吐出させることが容易に実施できる。
【０１２９】
また、前述の各実施形態では、高速吐出手段６を駆動するエネルギとして、人力による駆動力、ぜんまい５１１やばね６５の機械エネルギ、およびドラム５１３に蓄えられた重錘５１４の位置エネルギのうちいずれかが使用されたが、これに限らず、機械エネルギ、位置エネルギおよび人力のうちの２つまたは全てを使って高速吐出手段６を駆動してもよい。
また、前述の第１、第２実施形態では、歯車列６１によってロータ５３２を回転する構成としたが、これに限らず、ローラやベルトを介してロータを回転させる構成としてもよい。さらに、ロータに直接連結されたハンドル等によってロータを回転させることもできる。
また、前述の第３、第４実施形態では、高速吐出手段６を構成スイッチ６３がコイル線５４２Ｂ１に設けられるものとしたが、これに限らず、調速手段５４を構成する制御回路に組み込まれていてもよい。
また、前述の第５、第６実施形態では、高速吐出手段６が巻き上げ機構８の巻き上げ操作に連動して駆動されるものとしたが、これに限らず、高速吐出手段６と巻き上げ機構８とが、互いに独立して駆動されるものであってもよい。また、高速吐出手段６がシリンジ６４を備えたシリンジポンプで構成されたが、これに限らず、その他の往復ポンプおよび各種の回転ポンプや軸流ポンプ等が採用できる。
【０１３０】
また、前述の第６実施形態では、クラッチ機構９は、アンクル５４４Ｂを回転軸５４４Ｃに沿って移動させることにより、調速手段５４と輪列５２との接続を切り離すものとしたが、これに限らず、ガンギ５４４Ａを移動して輪列５２から切り離してもよく、また、振り子５４５とアンクル５４４Ｂとの連動を解除してもよい。すなわち、輪列５２に対する振り子５４５による調速（制動）が解除されればよく、この解除を実現できる方法であればよい。また、規制レバー９２は、必須の構成要件ではなく、省略できる。
【０１３１】
また、前述の各実施形態では、巻き上げ機構８は、歯車列８１や巻き上げレバー８２１、ドラム５１３を回転可能な取っ手８４１によって構成したが、これに限らない。例えば、竜頭や巻真、巻き上げ輪列で構成されたものなど、任意の構造が採用できる。また、外部エネルギにより回転自在に構成される回転錘を設け、ぜんまいを回転錘と連結させ、回転錘の回転によりぜんまいを巻き上げ可能に構成してもよい。このような構成では、液体吐出装置を携帯している人の運動等により回転錘が回転してぜんまいが自動的に巻き上げられ、エネルギ蓄積手段５１にて機械エネルギを常に蓄積できる。したがって、停止することなく液体吐出装置の駆動を維持できる。
【０１３２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の液体吐出装置、および、この液体吐出装置を備えた機器によれば、少量かつ一定量の液体を吐出できるとともに、必要に応じて短時間で大量の液体を吐出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す図。
【図２】前記実施形態における液体吐出装置の断面図。
【図３】前記実施形態における送液手段の配置を説明する平面図。
【図４】前記実施形態における駆動機構を図２の上方から見た平面図。
【図５】前記実施形態における高速吐出手段および駆動部の関係を示す平面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す図。
【図８】前記実施形態における駆動機構を拡大して示す平面図。
【図９】本発明の第４実施形態に係る液体吐出装置の一部を拡大した斜視図。
【図１０】前記実施形態における液体吐出装置の一部を拡大した断面図。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る液体吐出装置が適用された機器の概略構成を示す図。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第６実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す断面図。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す図。
【図１４】本発明における変形例を示す図。
【符号の説明】
１・・・液体吐出装置、３・・・送液手段、５・・・駆動機構、６・・・高速吐出手段、７・・・変速機構、８・・・巻き上げ機構、９・・・クラッチ機構、１０・・・送液流路、１２・・・補助エネルギ蓄積手段、３１・・・チューブ、３２・・・ボール（押圧体）、３３・・・シリンジ、３３１・・・シリンジ本体、３３２・・・ピストン、５１・・・エネルギ蓄積手段、５１１・・・ぜんまい、５１３・・・ドラム、５１４・・・重錘、５１５・・・ロープ、５２・・・輪列（伝達手段）、５３・・・駆動部、５４・・・調速手段、５４１・・・調速ロータ、５４２・・・ステータ、５４３・・・ＩＣチップ（制御手段）、５４４・・・機械式脱進機、５４４Ａ・・・ガンギ、５４４Ｂ・・・アンクル、５４５・・・振り子、６１・・・歯車列（高速吐出用駆動手段）、６３・・・スイッチ、６４・・・シリンジ、６４１Ａ・・・貯留部、６５・・・ばね、６６・・・ラック（高速吐出用駆動手段）、６７，６８・・・歯車（高速吐出用駆動手段）。
【図１】
2004162546.tif 000004
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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