(57)【要約】【課題】一定の流量の液体を送出できる送液ポンプを実現する。【解決手段】送液ポンプ１は、液体を供給する入口流路１９ａと液体を送出する出口流路１３との間を三つに仕切って直列に配置される第１液体室７０、第２液体室８０、第３液体室９０と、各液体室の間を仕切るとともに、各液体室の個々の容積を変更する第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１と、二つの可動隔壁を交互に入口流路１９ａ側と出口流路１３側の間を往復駆動させるカム機構１１０と、カム機構１１０に駆動力を与えるモーター１７０と、第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１それぞれに開口され、隣り合う液体室の間を連通する流路３２，３３と、流路４２，４３とを開閉する逆止弁３６，３７，３８，３９と、が備えられ、各可動隔壁が入口流路１９ａ側から出口流路１３側に移動するときに逆止弁が閉じ、出口流路１３側から入口流路１９ａ側に移動するときに逆止弁が開放される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を供給する入口流路と液体を送出する出口流路との間を三つに仕切って直列に配置される液体室と、
各前記液体室の間を仕切るとともに、各前記液体室の個々の容積を変更する二つの可動隔壁と、
前記二つの可動隔壁を交互に前記入口流路側と前記出口流路側の間を往復駆動させる駆動手段と、
前記駆動手段に駆動力を与えるモーターと、
各前記可動隔壁に開口され、隣り合う前記液体室の間を連通する流路と、
前記流路を開閉する逆止弁と、
が備えられ、
前記可動隔壁が前記液体室の容積を縮小する方向に移動するときに前記逆止弁が閉じ、前記液体室の容積を拡げる方向に移動するときに前記逆止弁が開放されることを特徴とする送液ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の送液ポンプにおいて、
前記二つの可動隔壁による前記液体室の容積変更速度が略同じであって、
前記二つの可動隔壁のうちのどちらか一方が前記液体室の容積を縮小する方向に移動するとき、他方が前記液体室の容積を拡大する方向に移動することを特徴とする送液ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の送液ポンプにおいて、
前記液体室と前記可動隔壁とを含んで送液ユニットが構成され、
前記駆動手段と前記モーターとを含んで駆動ユニットが構成され、
前記送液ユニットと前記駆動ユニットとが、着脱可能に結合されていることを特徴とする送液ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の送液ポンプにおいて、
前記液体室と前記可動隔壁と前記駆動手段とを含んで送液ユニットが構成され、
前記モーター本体と伝達歯車群とを含んでモーターユニットが構成され、
前記送液ユニットと前記モーターユニットとが、着脱可能に結合されていることを特徴とする送液ポンプ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の送液ポンプにおいて、
前記駆動手段が、前記可動隔壁を前記液体室の容積を縮小する方向に押動するカム機構と、前記可動隔壁を前記液体室の容積を拡げる方向に押戻す弾性部材と、を有していることを特徴とする送液ポンプ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の送液ポンプと、
前記送液ポンプから送液され、液体を脈動に変換する脈動発生装置と、
前記脈動発生装置が発生した脈動をパルス状の液滴として噴射するノズル、と、
を有していることを特徴とする医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送液ポンプと、この送液ポンプを用いた医療機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
微量の液体を圧送する送液ポンプとして、液体の圧送を行う複数の液体圧送手段を直列に配設し、複数の液体圧送手段を上流側から下流側に向かって順に駆動して、液体の吸引と圧送を繰り返して、液体を流動するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、最も上流側の液体圧送手段では、液体を吸引するとともに上流側への逆流を防ぎ、中間に配置される液体圧送手段により下流側に液体を圧送し、最も下流側の液体圧送手段では液体を排出するとともに上流側への逆流を防いでいる。つまり、最も下流側の液体圧送手段が、液体の逆流を防ぐために流路を閉じている時間が存在する。このことから、液体は連続流とはならず脈動となる。従って、微量の液体を一定の流量で送液を継続することができないという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る送液ポンプは、液体を供給する入口流路と液体を送出する出口流路との間を三つに仕切って直列に配置される液体室と、各前記液体室の間を仕切るとともに、各前記液体室の個々の容積を変更する二つの可動隔壁と、前記二つの可動隔壁を交互に前記入口流路側と前記出口流路側の間を往復駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に駆動力を与えるモーターと、各前記可動隔壁に開口され、隣り合う前記液体室の間を連通する流路と、前記流路を開閉する逆止弁と、が備えられ、前記可動隔壁が前記液体室の容積を縮小する方向に移動するときに前記逆止弁が閉じ、前記液体室の容積を拡げる方向に移動するときに前記逆止弁が開放されることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、可動隔壁を液体室の容積を拡げる方向に移動するときに、逆止弁が開放され液体が液体室に流入し、可動隔壁を液体室の容積を縮小する方向に移動するときに、逆止弁が閉じて液体を出口流路に向かって送液する。そして、二つの隔壁を交互に進退させることによって、液体を一定流量の連続流として送液することができる。また、一方の逆止弁が開放されているときには他方の逆止弁が閉じていることから、液体の下流側からの逆流を防ぐことができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係る送液ポンプは、前記二つの可動隔壁による前記液体室の容積変更速度が略同じであって、前記二つの可動隔壁のうちのどちらか一方が前記液体室の容積を縮小する方向に移動するとき、他方が前記液体室の容積を拡大する方向に移動することが好ましい。
【０００９】
このように容積変更速度を略同じにすること、常に可動隔壁の一つが液体室の容積を縮小する方向に移動していることから、流速（流量）の変動を抑制し、単位時間当たりの送液量を一定にすることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る送液ポンプは、前記液体室と前記可動隔壁とを含んで送液ユニットが構成され、前記駆動手段と前記モーターとを含んで駆動ユニットが構成され、前記送液ユニットと前記駆動ユニットとが、着脱可能に結合されていることが望ましい。
【００１１】
送液する液体の種類によっては、液体に接触する送液ユニットの構成要素が腐食されることが考えられる。そこで、送液ユニットと駆動ユニットとを着脱可能にすることで、送液ユニットを交換することができ、腐食等に起因する駆動不良や詰まりを防止できる。また、駆動ユニットは繰り返し使用できることからランニングコストの低減も図れる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係る送液ポンプは、前記液体室と前記可動隔壁と前記駆動手段とを含んで送液ユニットが構成され、前記モーター本体と伝達歯車群とを含んでモーターユニットが構成され、前記送液ユニットと前記モーターユニットとが、着脱可能に結合されていることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、モーターユニットを送液ユニットと別ユニット化しているため、モーターのサイズの制限が少なくなり、出力が大きいモーターを使用することが可能で、安定駆動を実現できる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に係る送液ポンプは、前記駆動手段が、前記可動隔壁を前記液体室の容積を縮小する方向に押動するカム機構と、前記可動隔壁を前記液体室の容積を拡げる方向に押戻す弾性部材と、を有していることが好ましい。
【００１５】
前述した特許文献１では、液体圧送手段が、永久磁石を使用した電磁ソレノイドとダイアフラムから構成されていることから、液体圧送手段の構成が複雑になることや、複数の液体圧送手段の駆動を別々に制御する制御装置が必要となり、各液体送液手段の駆動タイミングを合わせることが困難である。
【００１６】
しかし、本適用例では、駆動手段としてカム機構を用いていることから、可動隔壁の駆動タイミングはカムの位相差によって決定できるため、正確に、しかも任意の位相差の設定が可能となる。また、可動隔壁の押戻しは弾性部材（例えば、バネ等）で行うことから、構造を簡単できる。このような構成では、液体の送液速度はモーターの回転速度を変えることで、容易に調整できるという効果もある。
【００１７】
［適用例６］本適用例に係る医療機器は、前述した各適用例のいずれかに記載の送液ポンプと、前記送液ポンプから送液され、液体を脈動に変換する脈動発生装置と、前記脈動発生装置が発生した脈動をパルス状の液滴として噴射するノズル、と、を有していることを特徴とする。
【００１８】
脈動発生装置は、液体を脈動に変換してパルス状に高速噴射させることができるので、血管等の脈管組織を温存しながら組織の切除、切開、剥離等を行うことができる。このような脈動発生装置では安定駆動のために、一定の流量での液体の供給が要求されるが、前述した各適用例の送液ポンプを用いることで、一定の流量で液体を脈動発生装置に連続して送液でき、安定駆動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る送液ポンプを液体の送液方向に沿って切断した断面図。
【図２】第１カム、第２カム、第３カムの形状と位相を示す説明図。
【図３】カム機構の回転角度とストロークの関係を示す説明図。
【図４】カムとロッドとの関係をカム機構側から視認した図面。
【図５】カム軸を軸方向に視認した正面図。
【図６】送液ポンプの送液状態を表す説明図。
【図７】第１可動隔壁及び第２可動隔壁のストロークを表す線図。
【図８】変形例１に係る送液ユニットの一部を示す断面図。
【図９】変形例２に係る送液ユニットの一部を示す断面図。
【図１０】実施形態２に係る送液ユニットとモーターユニットとの結合部を示す部分断面図。
【図１１】医療機器の概略構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００２１】
図１は、実施形態１に係る送液ポンプを液体の送液方向に沿って切断した断面図である。図１において、送液ポンプ１は、送液ユニット２と、駆動ユニット３とを有し、送液ユニット２と駆動ユニット３は、結合部材１９０によって着脱可能に結合されている。
まず、送液ユニット２の構成について説明する。
【００２２】
送液ユニット２は、円筒状の筐体管１１の内部に第１圧送部３０と、第２圧送部４０と、を有している。筐体管１１には、駆動ユニット３方向側面に、入口流路１９ａが開口された液体供給管１９と、駆動ユニット３に対して反対方向先端部に出口流路１３が開口された送出管１２と、が設けられている。第１圧送部３０と第２圧送部４０は、それぞれ第１可動隔壁３１と、第２可動隔壁４１とを有しており、この二つの第１可動隔壁３１、第２可動隔壁４１によって、筐体管１１の内部が、入口流路１９ａと出口流路１３との間を三つに仕切られ、直列に配置される三つの第１液体室７０、第２液体室８０、第３液体室９０が形成されている。液体供給管１９には、チューブ６０が接続され、図示しない液体容器から液体が第３液体室９０にほぼ定圧で供給される。
【００２３】
なお、第３液体室９０は、筐体管１１の内周面と第２可動隔壁４１と封止リング２０とで形成される。封止リング２０は、筐体管１１の内周部に密接固定されている。入口流路１９ａは第３液体室９０に連通されている。従って、第３液体室９０は、液体供給室である。
【００２４】
第１圧送部３０は、第１可動隔壁３１と、第１可動隔壁３１の断面中心部に圧入されるロッド３４を有している。第１可動隔壁３１は、筐体管１１の内周面に摺動可能な外周を有する円盤状の部材であって、第１液体室７０と第２液体室８０とを連通する流路３２，３３が開口されている。なお、この流路の数は２個に限定されない。流路３２，３３の第１液体室７０側の端面３１ｂには、逆止弁３６，３７が固定されている。
【００２５】
ロッド３４は、第２可動隔壁４１及びロッド４４を貫通して駆動ユニット３方向に延伸されており、先端部は側面の一部を平面カットしたカム押動部３５を有し、第１カム１２０のカム面に当接している。図１では、第１カム１２０によって、ロッド３４を介して第１可動隔壁３１が、第１液体室７０の容積を縮小する方向（矢視Ａ方向）に押動している状態を表している。このとき、逆止弁３６，３７は、流路３２，３３を閉じながら第１液体室７０の容積を縮小し、液体を出口流路１３から送出している。
【００２６】
第１可動隔壁３１が出口流路１３側に移動するときには、第１可動隔壁３１によって弾性部材としてのコイルバネ５１は撓められる。コイルバネ５１は、バネ規制パイプ１４と第１可動隔壁３１に形成されるバネ押圧部３１ｃとの間に装着されている。第１可動隔壁３１は、第１カム１２０によるロッド３４の押動状態が解除されるとコイルバネ５１の弾性力で第２可動隔壁４１側に押し戻される。このとき、逆止弁３６，３７は流路３２，３３を開放し、液体は第１液体室７０に流入する。よって、コイルバネ５１は、カム機構１１０と共に駆動手段を構成している。
【００２７】
なお、第２可動隔壁４１にはシーリング部材１８が設けられており、ロッド３４と第２可動隔壁４１との間はこのシーリング部材１８によって液体の浸透を抑制している。また、第１可動隔壁３１と筐体管１１（図では、バネ規制パイプ１４の内周面）との摺動面にはシーリング部材１５が設けられており、第１液体室７０と第２液体室８０との間の液体の浸透を抑制している。
また、第１可動隔壁３１の外周部と筐体管１１の内周部には、図示しない第１可動隔壁３１の回転止めが設けられている。
また、前述した逆止弁は、流路の数に合わせて設ける構成としても、流路を開閉する弁体を流路の数に合わせ、弁体以外の場所が連続した一体構成としてもよい。
【００２８】
第２圧送部４０は、第２可動隔壁４１と、第２可動隔壁４１の断面中心部に圧入されているロッド４４を有している。第２可動隔壁４１は、筐体管１１の内周面に摺動可能な外周を有する円盤状の部材であって、第２液体室８０と第３液体室９０とを連通する流路４２，４３が開口されている。なお、この流路の数は第１可動隔壁３１と同様に２個に限定されない。流路４２，４３の第２液体室８０側の端面４１ｂには、逆止弁３８，３９が固定されている。
【００２９】
ロッド４４は、封止リング２０を貫通して駆動ユニット３方向に延伸されており、先端部は２分割され、それぞれの側面の一部を平面カットしたカム押動部４５，４６を有している。カム押動部４５は第２カム１３０のカム面に、カム押動部４６は第３カム１４０のカム面のそれぞれ当接している。カム押動部４５，４６は、ロッド４４の中心軸に対して対称形であって、第２カム１３０と第３カム１４０は共通の形状と、第１カム１２０に対して同じ位相差を有する。よって、カム押動部４５，４６はどちらか一方あればよく、第２カム１３０、第３カム１４０もどちらか一方あれば機能する。
【００３０】
図１では、第２可動隔壁４１が、第３液体室９０の容積を縮小する方向（矢視Ｂ方向）に移動している状態を表している。このとき、逆止弁３８，３９は、流路４２，４３を開放しながら第３液体室９０の容積を縮小し、液体は第３液体室９０から第２液体室８０に流入する。第２可動隔壁４１は、ロッド４４と、第２カム１３０及び第３カム１４０の頂部（図２、参照）との係合が解除されると弾性部材としてのコイルバネ５２の弾性力によって第３液体室９０の容積を縮小する方向に押し戻される。よって、コイルバネ５２は、カム機構１１０と共に駆動手段を構成している。
【００３１】
コイルバネ５２は、筐体管１１の内周面に形成されるバネ規制部１１ａと、第２可動隔壁４１の外周部に形成されるバネ押圧部４１ｃとの間に装着されている。第２可動隔壁４１が第２カム１３０、第３カム１４０によって第２液体室８０の容積を縮小する方向に移動するときには、コイルバネ５２は撓められ、逆止弁３８，３９が流路４２，４３を閉じる。
【００３２】
なお、封止リング２０には、シーリング部材１７が設けられており、ロッド４４と封止リング２０との間は、このシーリング部材１７によって液体の浸透を抑制している。また、第２可動隔壁４１と筐体管１１との摺動面にはシーリング部材１６が設けられており、第２液体室８０と第３液体室９０との間の液体の浸透を抑制している。
また、第２可動隔壁４１の外周部と筐体管１１の内周部には、図示しない第２可動隔壁４１の回転止めが設けられている。
また、前述した逆止弁は、流路の数に合わせて設ける構成としても、流路を開閉する弁体を流路の数に合わせ、弁体以外の場所が連続した一体構成としてもよい。
【００３３】
続いて、駆動ユニット３の構成について図１を参照して説明する。駆動ユニット３は、駆動手段としてのカム機構１１０と、モーター１７０とが、第１機枠１７５と第２機枠１８０との間で保持され構成されている。
【００３４】
カム機構１１０は、カム軸１５０に、第１カム１２０と第２カム１３０と第３カム１４０とカム歯車１６０と、が軸止され構成される。なお、第１カム１２０と第２カム１３０と第３カム１４０の形状については、図２、図３を参照して後述する。カム機構１１０は、第１機枠１７５と第２機枠１８０との間で回転可能に軸支されている。なお、第１機枠７５と第２機枠１８０の間は、第３機枠１８５を介してネジ等で固定されており、送液ユニット２と駆動ユニット３との結合部において、第１カム１２０、第２カム１３０、第３カム１４０の一部が覗くように周囲を閉じるような形状を有している。
【００３５】
モーター１７０は、モーター本体と伝達歯車群１７１とを有して構成され、第２機枠１８０に固定されている。伝達歯車群１７１の末端の歯車は、カム歯車１６０と歯合し、モーター１７０の回転をカム機構１１０に伝達する。
【００３６】
駆動ユニット３は、カム機構１１０とモーター１７０とが組み立てられた状態で、送液ユニット２との結合部が、筐体管１１の内周部に嵌着可能な形状に成形されている。なお、筐体管１１の内周面には軸方向に位置決め溝１１ｄが形成されており、駆動ユニット３の第１機枠１７５と第２機枠１８０には、それぞれに形成された突起部１７６，１８１を位置決め溝１１ｄにスライド装着することで回転しない構造としている。
【００３７】
なお、第１液体室７０と第２液体室８０それぞれの可動隔壁の移動方向に対して垂直方向の断面積は、同じになるように設定されている。これは、第２液体室８０にはロッド３４が存在しているため、第１液体室７０の断面積をロッド３４の分小さくし、第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１とを等速移動させたときに、送液流量をほぼ一定にするためである。
【００３８】
次に、送液ユニット２と駆動ユニット３の結合構造について図１を参照して説明する。筐体管１１の駆動ユニット３側の端部にはネジ部（雄ネジ）１１ｂが形成され、駆動ユニット３の送液ユニット２側の端部外周面には固定用突起部１７７，１８２が突設されている。
【００３９】
結合部材１９０は筒形状をしており、内周側に突設された押圧部１９１と、ネジ部１９２とを有している。結合部材１９０を駆動ユニット３の端部（図示右側）から挿入し、ネジ部１１ｂとネジ部１９２とを螺合結合させることで、送液ユニット２と駆動ユニット３とは、結合部材１９０によって固定用突起部１７７，１８２と筐体管１１の突き当て部１１ｆとが押圧される。このようにして、送液ユニット２と駆動ユニット３とが結合される。そして、結合部材１９０の螺合を解除することで送液ユニット２と駆動ユニット３とを分離することができる。
【００４０】
続いて、カム機構１１０について図面を参照して説明する。
図２は、第１カム、第２カム、第３カムの形状と位相を示す説明図、図３は、カム機構の回転角度とストロークの関係を示す説明図である。なお、図３の上段は第１カム１２０を表し、下段は第２カム１３０及び第３カム１４０を表している。また、本実施形態では、第１カム１２０、第２カム１３０、第３カム１４０の形状が同じ場合を例示している。よって、カム形状は第１カム１２０を代表例として説明する。
【００４１】
第１カム１２０は、外周面をカム面とし、カム面の底部１２２から頂部１２１に至るまで、単位回転角度あたりの回転中心Ｐからの距離が、同じ距離になるような螺旋形状を有している。ここで、回転中心Ｐから底部１２２までの距離をｒ１、回転中心Ｐから頂部１２１までの距離をｒ２とする。図１に示すように、ロッド３４は第１カム１２０に、コイルバネ５１によって付勢されているので、ロッド３４のカム押動部３５の先端が底部１２２に当接されているときに、第１可動隔壁３１は第１液体室７０の容積を最大とする。
【００４２】
第１カム１２０が回転すると、押動面１２３によって、第１可動隔壁３１を第１液体室７０の容積を減少させる方向に移動させる。そして、頂部１２１に達したときに第１液体室７０の容積を最小にする。さらに、第１カム１２０を回転させると、ロッド３４と頂部１２１との係合が解除され、コイルバネ５１の弾性力でロッド３４のカム押動部３５は底部１２２に当接するまで押し戻される。
【００４３】
第２カム１３０と第３カム１４０も同様な形状と、第２可動隔壁４１の駆動作用を有するが、第１カム１２０とは角度θだけ位相差を有している。第１カム１２０と、第２カム１３０及び第３カム１４０は、同じ速度で回転する。
従って、図３に示すように、各カムの回転角度に対するストロークの変化（勾配）は同じであるが、角度θだけ位相差を有する。このことによって、第１カム１２０と第２カム１３０（第３カム１４０）のどちらか一方が常に液体を送出するように可動隔壁を移動させている。
【００４４】
なお、各ロッドのカム押動部は、当接する各カムのカム面に適切に当接させるために、先端部は側面の一部が平面カットされている。このことについて図４、図５を参照して説明する。
図４は、カムとロッドとの関係をカム機構側から視認した図面、図５はカム軸の軸方向に視認した正面図である。なお、図５はロッド３４と第１カム１２０を例示している。図４、図５において、ロッド３４のカム押動部３５、ロッド４４のカム押動部４５，４６はそれぞれ先端部側面の一部を平面カットして形成されている。従って、第１カム１２０が回転して頂部１２１をカム押動部３５が乗り越えた後に、カム押動部３５は、底部１２２の直近位置に押し戻され、さらに第１カム１２０の回転により、図３に示すようなストローク／回転角度の線図を描いて第１可動隔壁３１を進退させる。
【００４５】
続いて、本実施形態の液体送液の作用について図面を参照して説明する。
図６は、送液ポンプの送液状態を表す説明図、図７は、第１可動隔壁及び第２可動隔壁のストロークを表す線図である。なお、図６は、構成を簡略化して表している。また、図７は、横軸に経過時間、縦軸には第１可動隔壁３１及び第２可動隔壁４１の移動ストロークを表し、上死点とは各可動隔壁が最も出口流路側に移動された位置、下死点とは各可動隔壁が最も入口流路側に移動された位置を表している、図６と図７を対比して説明する。
【００４６】
図６（ａ）は、第１可動隔壁３１が上死点前に位置し、第２可動隔壁４１が下死点直前に位置している状態を表している。この状態では、逆止弁３６，３７が流路３２，３３を閉じており、第１液体室７０の容積を縮小し続けていることから液体を出口流路１３から送出している。液体は、第１液体室７０の容積が縮小された分だけ送出される。第２可動隔壁４１は下死点直前に位置しているので、逆止弁３８，３９は流路４２，４３を開放している。従って、第３液体室９０から第２液体室８０に向かって液体が流入する。よって、第３液体室９０の容積が縮小された分の液体が第２液体室８０に流入する。この状態を、図７の（ａ）の位置で表す。
【００４７】
図６（ｂ）は、第１可動隔壁３１が上死点を超えた直後に位置し、第２可動隔壁４１が下死点を越えて第２液体室８０の容積を縮小し始めた状態を表している。この状態では、逆止弁３６，３７が流路３２，３３を開放し、逆止弁３８，３９が流路４２，４３を閉じている。よって、第２液体室８０の液体が流路３２，３３及び第１液体室７０を通って出口流路１３から送出される。このとき、第３液体室９０の容積が徐々に増加することにより、入口流路１９ａの液体は吸引され、第３液体室９０に流入する。この状態を図７の（ｂ）の位置で表す。
なお、第１可動隔壁３１の上死点のストロークは、図３に示すように直線的に勾配の正負が変化する設計であるが、実際には第１可動隔壁の慣性または液体の流体抵抗、内部圧力とコイルバネ５１の弾性力との影響によりなだらかな変化となる。
【００４８】
図６（ｃ）は、（ｂ）の状態から、さらに第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１を駆動した状態であって、図７の（ｃ）に相当する位置で表される。従って、液体の流動は、図６（ｂ）で表される状態と同様に、第２可動隔壁４１によって液体は出口流路１３からの送出を継続し、第２液体室８０から第１液体室７０に液体が流入している。
【００４９】
図６（ｄ）は、（ｃ）の状態から、さらに第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１を駆動した状態であって、図７の（ｄ）に相当する位置で表される。従って、第１可動隔壁３１は下死点を越えた位置で逆止弁３６，３７が流路３２，３３を閉じている。第２可動隔壁４１は上死点を越えた位置で逆心弁３８，３９が流路４２，４３を開放している。従って、第１可動隔壁３１によって液体は出口流路１３から送出され、第２液体室８０には第３液体室９０から液体が流入している。
【００５０】
図６（ｅ）は、（ｄ）の状態から、さらに第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１を駆動した状態であって、図７の（ｅ）に相当する位置で表される。従って、液体の流動は、図６（ａ）で表される状態と同様に、第２可動隔壁４１によって液体は出口流路１３からの送出を継続し、第３液体室９０から第２液体室８０に液体が流入している。
【００５１】
図６（ｆ）は、（ｅ）の状態から、さらに第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１を駆動した状態であって、図７の（ｆ）に相当する位置で表される。従って、第１可動隔壁３１は上死点を越えた位置で逆止弁３６，３７が流路３２，３３を開放している。第２可動隔壁４１は下死点を越えた位置で逆心弁３８，３９が流路４２，４３を閉じている。従って、第２可動隔壁４１によって液体は出口流路１３から送出される図６（ｂ）と同じ状態である。
【００５２】
なお、図７に示すように、第１可動隔壁３１の上死点から下死点までの範囲が、逆止弁３６，３７の開放範囲、下死点から上死点までの範囲が逆止弁３６，３７が閉じている範囲であり、第２可動隔壁４１の上死点から下死点までの範囲が、逆止弁３８，３９の開放範囲、下死点から上死点までの範囲が逆止弁３８，３９が閉じている範囲である。そして、第１可動隔壁３１の上死点と第２可動隔壁４１の上死点までの角度θが、第１カム１２０と、第２カム１３０及び第３カム１４０の頂点位置の位相差である。
【００５３】
従って、図７に示すように、常に第１可動隔壁３１または第２可動隔壁４１のどちらか一方の逆止弁がそれぞれの流路を閉じ、他方の逆止弁がそれぞれの流路を開放している状態をつくり出している。また、第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１のストロークの勾配は同じになるよう設定されていることから、送液ポンプ１を駆動している間は、一定の流量を連続的に送出し続ける。
【００５４】
以上説明した実施形態１によれば、第１可動隔壁３１を出口流路１３側から入口流路１９ａ側に移動させるときに第１液体室７０の容積を拡げながら逆止弁３６，３７を開放して液体を第１液体室７０に流入させ、入口流路１９ａ側から出口流路１３側に移動させるときに第１液体室７０の容積を縮小しながら逆止弁３６，３７を閉じて液体を出口流路１３に向かって送液する。また、第２可動隔壁４１を出口流路１３側から入口流路１９ａ側に移動させるときに第２液体室８０の容積を拡げながら逆止弁３８，３９を開放し液体を第２液体室８０に流入させ、入口流路１９ａ側から出口流路１３側に移動させるときに第２液体室８０の容積を縮小しながら逆止弁３８，３９を閉じて液体が第１液体室７０を通って出口流路１３から送出する。
【００５５】
そして、二つの可動隔壁を交互に進退させることによって、液体を一定流量の連続流として送出することができる。また、一方の逆止弁が開放されているときには他方の逆止弁が閉じていることから、液体の下流側からの逆流を防ぐことができる。
【００５６】
また、二つの可動隔壁を駆動する第１カム１２０と、第２カム１３０及び第３カム１４０とは同じ形状を有し、同軸で回転することから、第１液体室７０と第２液体室８０の容積変更速度が略同じとなり、二つの可動隔壁のうちのどちらか一方が、常に第１液体室７０または第２液体室８０の容積を縮小する方向に移動する。このように容積変更速度を略同じにすること、常に可動隔壁の一つが出口流路１３側に移動していることから、流量の変動を抑制し、単位時間当たりの送液量を一定にすることができる。
【００５７】
また、送液ユニット２と駆動ユニット３とは、結合部材１９０によって着脱可能に結合されている。送液する液体の種類によっては、液体に接触する送液ユニット２の構成要素が腐食されることが考えられる。そこで、送液ユニット２と駆動ユニット３とを着脱可能にすることで、送液ユニット２を交換することができ、腐食等に起因する駆動不良や流路の詰まりを防止できる。また、駆動ユニット３は繰り返し使用できることからランニングコストの低減も図れる。
【００５８】
また、駆動手段は、カム機構１１０と、コイルバネ５１，５２と、を有して構成されている。このことにより、第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１の駆動タイミングをカム機構１１０の第１カム１２０と、第２カム１３０及び第３カム１４０の位相差によって決定するため、正確に、しかも任意の位相差の設定が可能となる。また、第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１それぞれの押戻しはコイルバネ５１，５２で行うことから、構造を簡単にできる。また、このような構成では、液体の送液速度はモーター１７０の回転速度を変えることで、容易に調整できるという効果もある。
なお、以上説明した送液ポンプ１は、以下に例示する形態に変形させても適合可能である。
（変形例１）
【００５９】
続いて、変形例１について図面を参照して説明する。変形例１は、第１可動隔壁３１と第２可動隔壁４１を押し戻すコイルバネ５１，５２が、第１液体室７０、第２液体室８０の内部に配置されていることに特徴を有している。よって、実施形態１（図１、参照）との相違箇所を中心に、同じ符号を附して説明する。なお、第１圧送部３０を例示して説明する。
【００６０】
図８は、変形例１に係る送液ユニットの一部を示す断面図である。図８において、筐体管１１の内部には第１圧送部３０が配置され、第１圧送部３０は、流路３２，３３を開閉する逆止弁３６，３７を有する第１可動隔壁３１と、第１可動隔壁３１を出口流路１３側に駆動するロッド３４とを有する。第１可動隔壁３１と、筐体管１１の内周部との間にはシーリング部材１５が設けられている。また、第１可動隔壁３１の外周面には、段差部３１ｃが形成されている。
【００６１】
また、出口流路１３が開口された送出管１２には、第１液体室７０の内部にリング状に突設されたバネ規制部１２ａが形成されている。第１液体室７０の容積を大きくする方向に第１圧送部３０を押し戻すためのコイルバネ５１は、第１液体室７０の内部に第１可動隔壁３１と、送出管１２の間に配置され、第１可動隔壁３１の段差部３１ｄと送出管１２のバネ規制部１２ａとの間で位置が規制される。
【００６２】
なお、第２圧送部４０（図１、参照）では、図示は省略するが、第２可動隔壁４１とバネ規制部１１ａとコイルバネ５２との関係が、第１圧送部３０と同様な構成を採用できるので説明を省略する。
【００６３】
本変形例における液体送出作用は、前述した実施形態１と同様であるが、コイルバネ５１（コイルバネ５２も含む）の条数や、線径の設計自由度を増すことができる。また、第１可動隔壁３１（第２可動隔壁４１も含む）の進退方向の厚さを薄くでき、送液ユニット２の小型化を実現できるという効果がある。
（変形例２）
【００６４】
続いて、変形例２について図面を参照して説明する。変形例２は、第２可動隔壁４１を駆動するロッドを２本構成としていることに特徴を有している。よって、実施形態１（図１、参照）との相違箇所を中心に、同じ符号を附して説明する。
【００６５】
図９は、変形例２に係る送液ユニットの一部を示す断面図である。図９において、筐体管１１の内部には第２圧送部４０が配置され、第２圧送部４０は、流路４２，４３を開閉する逆止弁３８，３９を有する第２可動隔壁４１と、第２可動隔壁４１を第２液体室８０側に駆動するロッド４７，４８とを有する。ロッド４７，４８は、第１可動隔壁３１に取り付けられているロッド３４に対して略対称位置に配置されている。
【００６６】
第２可動隔壁４１には、ロッド３４と第２可動隔壁４１との間を、摺動可能にシールするシーリング部材１８が配設されている。また、封止リング２０には、ロッド３４，４７，４８を摺動可能にシールするシーリング部材２５が配設されている。
【００６７】
ロッド３４，４７，４８それぞれが第１カム１２０、第２カム１３０、第３カム１４０と当接する先端部は、側面の一部を平面カットしたカム押動部３５，４７ａ，４８ａが形成されている。カム押動部３５，４７ａ，４８ａの形状は、実施形態１（図４、図５参照）の形状を踏襲できる。
【００６８】
本変形例においても、前述した実施形態１と同様な効果が得られるが、第２可動隔壁４１を駆動するロッド４７，４８の形状を単純化することができる。
なお、ロッド４７，４８のどちらか一方と、それを駆動する第２カム１３０または第３カム１４０のどちらか一方の組み合わせの構成としてもよい。
また、前述した変形例１の構成と組み合わせることも可能である。
（実施形態２）
【００６９】
続いて、実施形態２について図面を参照して説明する。実施形態２は、前述した実施形態１（図１、参照）による送液ポンプ１が、送液ユニット２と駆動ユニット３で構成され、送液ユニットと駆動ユニットとが、着脱可能に結合されていることに対し、送液ユニットとモーターユニットとが着脱可能に結合されていることに特徴を有する。従って、実施形態１との相違箇所を中心に説明する。
図１０は、実施形態２に係る送液ユニットとモーターユニットとの結合部を示す部分断面図である。図１０において、送液ポンプ１は、送液ユニット３００とモーターユニット１００とが結合部材１９０によって着脱可能に結合され構成されている。
【００７０】
送液ユニット３００は、第１圧送部３０と第２圧送部４０（図１、参照）と、カム機構１１０とが筐体管１１に内装されて構成されている。第１圧送部３０と第２圧送部４０とカム機構１１０は、実施形態１と同じ構成である。筐体管１１のモーターユニット１００側の外周端部にはネジ部１１ｂ（雄ネジ）が形成されている。
【００７１】
カム機構１１０は、円筒状の筐体管１１によって軸支されている。筐体管１１には端部方向からスリット状に開口されるカム機構保持孔１１ｈが形成されており、このカム機構保持孔１１ｈに端部方向からカム機構１１０を挿入し、さらに、カム保持部材２６をカム機構保持孔１１ｈに嵌着させることで、カム機構１１０を軸支している。
【００７２】
モーターユニット１００は、円筒状のモーター枠１８６の内部に第１伝達歯車１７２を有するモーター１７０と、伝達歯車群１７１とから構成されている。伝達歯車群１７１は、第１伝達歯車１７２と、第１伝達歯車１７２と歯合する第２伝達歯車１７３と、を有している。第１伝達歯車１７２と歯合する第２伝達歯車１７３は、かさ歯車であって互いに直交してモーター１７０の回転を伝達する。第２伝達歯車１７３は、筐体管１１の外周部において、Ｅリング１７４（またはＣリング）によって軸支されている。また、モーター枠１８６は、端部が底板１８７によって封止されている。
さらに、モーター枠１８６の送液ユニット３００側端部には、外周に突設するリング状の固定用突起部１８６ａが形成されている。
【００７３】
結合部材１９０は、筒状の部材であって、内周面に形成されるネジ部１９２（雌ネジ）と、内側にリング状に突設される押圧部１９１と、を有している。結合部材１９０とモーター枠１８６とは遊嵌の関係にある。
【００７４】
送液ユニット３００とモーターユニット１００との結合は、結合部材１９０のネジ部１９２と筐体管１１のネジ部１１ｂとを螺合させることで行う、この際、筐体管１１の突き当て部１１ｆとモーター枠１８６の端面１８６ｂとが、結合部材１９０の押圧部によって圧接される。結合過程で、カム歯車１６０と第２伝達歯車１７３とが歯合し、モーター１７０の回転をカム機構１１０に伝達することが可能となる。
【００７５】
このように、送液ユニット３００とモーターユニット１００とを着脱可能な構成にすれば、モーターユニット１００のサイズの制限が少なくなり、出力が大きいモーター１７０を使用することが可能で、カム機構１１０及び第１可動隔壁３１、第２可動隔壁４１の駆動の負荷に対して安定駆動を実現できる。また、コイルバネ５１，５２の条数や線径の制限を少なくすることができるので、撓みに要する押動力、第１可動隔壁３１及び第２可動隔壁４１を押し戻し力のバランスがとりやすくなるという効果がある。
（医療機器）
【００７６】
続いて、前述した実施形態及び変形例に記載の送液ポンプ１を用いた医療機器について説明する。
図１１は、医療機器の概略構成を示す構成図である。図１１において、医療機器２００は、送液ポンプ１と、送液ポンプ１から供給される液体を脈動に変換する脈動発生装置４００とから構成されている。
【００７７】
送液ポンプ１は、液体収容容器２１０とチューブ６０（図１、参照）によって接続されており、液体を吸引して、送液チューブ２０１を介して一定の流量、一定の圧力で連続して脈動発生装置４００に供給する。
【００７８】
脈動発生装置４００は、特開２００８−８２２０２号公報に記載の流体噴射装置に用いる脈動発生部と同じ構成のものを採用可能であるので詳細説明は省略する。脈動発生装置４００では、供給された液体を脈動に変換して、吐出管２２０とノズル２２１を介して、パルス状の液滴として高速噴射する。
【００７９】
脈動発生装置４００は、液体を脈動に変換してノズル２２１からパルス状に液滴を高速噴射させることができるので、血管等の脈管組織を温存しながら組織の切除、切開、剥離等を行うことができる。このような脈動発生装置４００は安定駆動のために、一定の流速（流量）で液体が供給されることが要求されるが、前述した実施形態に記載の送液ポンプ１を用いることで、脈動発生装置４００の安定駆動を実現できる。
【符号の説明】
【００８０】
１…送液ポンプ、２…送液ユニット、１３…出口流路、１９ａ…入口流路、３１…第１可動隔壁、３２，３３，４２，４３…流路、３６，３７，３８，３９…逆止弁、４１…第２可動隔壁、７０…第１液体室、８０…第２液体室、９０…第３液体室、１１０…カム機構、１２０…第１カム、１３０…第２カム、１４０…第３カム。
【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】
2012087622.tif 000008
【図７】
2012087622.tif 000009
【図８】
2012087622.tif 000010
【図９】
2012087622.tif 000011
【図１０】
2012087622.tif 000012
【図１１】
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