JP2001353218A - 注液ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動モータ或はガス圧等を用いずに小型化を図
ると共に、限られた特定の時間内に平均化された速度で
吐出を行うことができ、クリーンルームにおける吐出作
業の際にも汚染するおそれがない注液ポンプを提供す
る。 【解決手段】器体1内の巻付ドラム27に定荷重バネ20を
設け、該定荷重バネの一端を固定したスライド軸12に引
戻し方向への定荷重を与え、該スライド軸のラックギア
13に噛合するピニオンギア32の軸端部に第1のワンウェ
イクラッチ37を介して用手ツマミ30を設け、ピニオンギ
ア32の支軸に固設した駆動ギア40に回転抵抗を有する制
動ギア41を噛合する一方、ピニオンギア32に噛合または
解放する逆転防止用一方向ギア45を設けた構成により、
該逆転防止用一方向ギアをピニオンギアに噛合した状態
で用手ツマミを手動で往復回動することによってスライ
ド軸を延長方向に移動し、逆転防止用一方向ギアを解除
した状態で延長されたスライド軸を定荷重バネによって
制動ギアの回転抵抗を受けながら定速度で引戻すことに
よって吐出動作を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、補液、薬液等を注
射器を用いて吐出するための注液ポンプに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】補液、薬液等を注射器で吐出する作業を
行う場合に、注射器内の液圧が強大であるときは、手動
力で行うのが困難な場合がある。このため、従来から、
電動モータ或はガス圧等を駆動源とする注液ポンプが開
発されていた。

【０００３】ところが、注射器に補液、薬液等を充満し
吐出する作業は、机上に設けられたクリーンルームで行
うことがあり、電動モータを使用した注液ポンプはクリ
ーンルーム内を汚染するおそれがあり、またガス圧等を
用いた注液ポンプは窒素ガスボンベを設置する等の理由
で装置が大型化するという問題があった。

【０００４】また、このような電動モータ或はガス圧を
使用する装置は、ランニングコストを要し、維持管理に
も手間及び費用を要するという問題があった。

【０００５】また、薬液等を注射器で吐出する際には、
限られた特定の時間内において吐出速度の平均化を図る
必要があり、このような要求を実現する簡易構成の注液
ポンプを安全且つ手軽に使用することが臨床検査または
成分採血等の分野で要求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みて成されたものであり、電動モータ或はガス圧等
を用いずに小型化を図ると共に、限られた特定の時間内
に平均化された速度で吐出を行うことができ、クリーン
ルームにおける吐出作業の際にも汚染するおそれがない
注液ポンプを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の注液ポンプは、器体に固
定された注射器と平行を保って移動するスライド軸の延
長側端部に設けられた押当部を前記注射器の内筒端部に
係止して前記スライド軸の移動によって前記注射器の吐
出動作を行う注液ポンプにおいて、前記器体内に設けら
れた巻付ドラムに曲率半径が与えられている薄板バネを
渦巻状に巻回した定荷重バネを設け、該定荷重バネの一
端を前記スライド軸に固定することによって該スライド
軸に引戻し方向への定荷重を与え、該スライド軸の長手
方向に沿って形成されたラックギアに噛合するピニオン
ギアの軸端部に一方向回転機構を介して用手ツマミを設
け、前記ピニオンギアの支軸に固設した駆動ギアに回転
抵抗を有する制動ギアを噛合する一方、前記ピニオンギ
アに噛合または解放する逆転防止用一方向ギアを設けた
構成により、前記一方向ギアを前記ピニオンギアに噛合
した状態で前記用手ツマミを手動で往復回動することに
よって前記スライド軸を延長方向に移動し、前記一方向
ギアの噛合を解放した状態で前記延長されたスライド軸
を前記定荷重バネの巻取力によって前記制動ギアの回転
抵抗を受けながら定速度で引戻すことによって吐出動作
を行うようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２は、請求項１の注
液ポンプにおいて、前記逆転防止用一方向ギアは支点に
枢設されたロックレバーの途中に前記スライド軸を引戻
し方向に移動する際に噛み合う一方向クラッチを介して
設けられ、前記ロックレバーの端部に前記一方向ギアを
前記ピニオンギアに噛合または解放する切替ツマミを設
けたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００１０】本発明による注液ポンプは、図１または図
２に示す器体１に構成され、器体１の上部には前方に向
けて下り勾配を有する受台２が断面Ｕ字形（図７参照）
に形成されている。この受台２は注射器３の外筒と略同
等の長さで形成され、図３に示すように、受台２の上側
端部２ａに注射器３のフランジ部３ａを当接することに
よって該注射器３の位置決めを行うようにしている。

【００１１】また、図３に示すように受台２の片側隆起
部２ｂにはシリンジフック５が設けられている。このシ
リンジフック５は、図７に示すように、フック本体５ａ
の上部から側方に突出された延長部５ｂの下方に弾性部
材６が設けられた張出部材５ｃが形成されている。ま
た、受台２の片側隆起部２ｂに下方から貫通したネジ棒
７をシリンジフック５の下部に固着し、該ネジ棒７の頭
部７ａと片側隆起部２ｂの下面間にて弾発するスプリン
グ１１が介挿されたことによってシリンジフック５を回
動自在且つ弾性的に支持している。

【００１２】このような構成によって、受台２にセット
された注射器３の上面にシリンジフック５を手動で回動
すると、シリンジフック５の弾性部材６で注射器３の外
周上部を弾性的に押え込んで固定状態にすることができ
る。

【００１３】また、シリンジフック５を反対方向に回動
することによって弾性部材６を注射器３の外周上部から
解除することができ、注射器３を受台２から取り出すこ
とができる。

【００１４】器体１内には、図７に示すように断面が角
型門形に形成されたシャーシ９が収容され、図４に示す
ようにシャーシ９の天板９ａが器体１の天板１ａにネジ
１０で固定されている。

【００１５】シャーシ９内に設けられたスライド軸１２
は注射器３の注入移動長を確保する長さを有し、断面円
形（図８参照）に形成された下部には長手方向に沿って
ラックギア１３が形成されている。このスライド軸１２
は、上記の受台２に設けられた注射器３と平行を保って
移動するように、シャーシ９の天板９ａの内側の上方位
置と下方位置に離間して軸受部材１４、１５がネジ１４
ａ、１５ａで固定され、図７及び図９に示すように、夫
々の軸受部材１４、１５の貫通孔１４ｂ、１５ｂにスラ
イド軸１２を摺動自在に挿通してある。

【００１６】また、図４に示すように、スライド軸１２
の後方への延長側端部には押当部１７が固定されてい
る。この押当部１７には上方に立ち上げたシリンジ内筒
受部１８が形成され、シリンジ内筒受部１８の内側には
注射器３の内筒８の後端８ａを係止するゴム座１９が固
設されている。

【００１７】さらに、スライド軸１２の略中央には後述
する定荷重バネ２０の一端をネジ２１で固定したバネ受
部材２２が設けられている。このバネ受部材２２は、図
８に示すように、上記のスライド軸１２を挿通する貫通
孔２３を備えると共に、バネ受部材２２の幅方向に貫通
孔２３の上部に交わる軸穴２４が形成され、該軸穴２４
に挿着したローラ軸２５がスライド軸１２の略中央の上
辺に形成された凹部１２ａを係止することによって一体
化し、バネ受部材２２をスライド軸１２の略中央位置に
固定している。

【００１８】また、バネ受部材２２の上部に幅方向に離
間して形成された縦溝２２ａ、２２ａにローラ軸２５に
挿着されたローラ２６、２６が収納され、これらのロー
ラ２６、２６の上部をバネ受部材２２の上面から突出す
ることにより、両側のローラ２６、２６がシャーシ９の
天板９ａの下面に沿って転動するようにしている。

【００１９】さらに、バネ受部材２２の下部には薄厚帯
板状の定荷重バネ２０の一端がネジ２１、２１で固定さ
れている。

【００２０】この定荷重バネ２０は、図４に示すよう
に、予め曲率半径が与えられている薄板バネを渦巻状に
巻回したもので、器体１内におけるシャーシ９の前方に
回動自在に設けられた巻付ドラム２７のドラム軸２７ａ
に巻回され、上記のように定荷重バネ２０の一端をスラ
イド軸１２に固設されたバネ受部材２２に結合すること
によってスライド軸１２に巻取方向への定荷重を与える
ようにしている。

【００２１】従って、後述する用手ツマミ３０の回動操
作でスライド軸１２を延長方向へ移動することによって
引き延ばされた定荷重バネ２０は、所定曲率半径の湾曲
形状に戻ろうとする巻取力を有し、この巻取力によって
スライド軸１２の後端の押当部１７が注射器３の内筒８
を吐出方向に押圧する。

【００２２】しかも、この定荷重バネ２０の巻取力は引
き延ばした長さとは関係なく一定であり、注射器３の内
筒８に一定荷重で作用することによって安定した注射器
３の吐出速度を確保することが可能となる。

【００２３】一方、図７に示すように、スライド軸１２
の上方軸受部材１５に形成された貫通孔１５ｂの下方に
て幅方向に形成されたギア収納部３１にはスライド軸１
２の下部のラックギア１３と噛合するピニオンギア３２
が収納され、該ピニオンギア３２を支持するギア軸３４
がシャーシ９の両側にベアリング軸受３５、３５で回動
自在に保持されている。

【００２４】また、ピニオンギア３２のギア軸３４の右
方片側は器体１の外方に延長突出され、その軸端部に一
方向回転機構として用いられた第１のワンウェイクラッ
チ３７を介して大径の用手ツマミ３０が設けられてい
る。

【００２５】上記の第１のワンウェイクラッチ３７の内
部構造は、不図示であるが、例えば周知のシェル形ロー
ラクラッチによって構成され、用手ツマミ３０を時計回
りに回動したときは、ローラが内径のクサビ面に入って
噛み合い状態となり、用手ツマミ３０を反時計回りに回
動したときは、ローラがクサビ面から解放されるように
働いてオーバーランとなるものである。

【００２６】このような構成により、図７に示すよう
に、用手ツマミ３０を一方向（図５の時計回り）に回動
すると、第１のワンウェイクラッチ３７が噛み合いの状
態となってギア軸３４を回動させ、該ギア軸３４の回動
に伴ってピニオンギア３２が回動すると、該ピニオンギ
ア３２に噛合するラックギア１３の従動によってスライ
ド軸１２を延長方向へ移動する。

【００２７】一方、用手ツマミ３０を反対方向（図５の
反時計回り）に回動した際には、第１のワンウェイクラ
ッチ３７はギア軸３４に従動されず、ピニオンギア３２
に回動動作を与えない。

【００２８】また、ピニオンギア３２の右片側は上方軸
受部材１５の側面から外方に突出され、この突出部位の
ピニオンギア３２には一方向ギア４５が噛合または解放
するように設けられている。

【００２９】即ち、図６に示すように、シャーシ９の側
面に設けられた支点軸４６をロックレバー４７の支点と
し、このロックレバー４７の支点軸４６付近にはナット
４８ａで固定されたネジ軸４８ｂにギア軸４８を固設
し、該ギア軸４８がシャーシ９の内側に突出され、該突
出したギア軸４８の端部外周には第２のワンウェイクラ
ッチ４９を介して逆転防止用一方向ギア４５が設けられ
ている。

【００３０】この逆転防止用一方向ギア４５に用いられ
た第２のワンウェイクラッチ４９は、図５に示すよう
に、ピニオンギア３２の反時計周りの回動によってスラ
イド軸１２を引戻し方向に移動する際に噛み合い、ピニ
オンギア３２の時計周りの回動によってスライド軸１２
を延長方向に移動する際には噛み合いを生じない構成と
されている。

【００３１】従って、逆転防止用一方向ギア４５をピニ
オンギア３２に噛合した状態にして用手ツマミ３０を手
動で時計回りに回動したときは、ピニオンギア３２は逆
転防止用一方向ギア４５の制動を受けずに用手ツマミ３
０を時計周りに回動することができ、スライド軸１２を
延長方向へ移動する。

【００３２】また、このような用手ツマミ３０の回動動
作において、用手ツマミ３０を手で握ったまま反時計回
りに回動したとき、用手ツマミ３０の第１のワンウェイ
クラッチ３７がギア軸３４に従動されないため、スライ
ド軸１２は定荷重バネ２０の巻取力によって直ちに引戻
し方向へ付勢されるが、その瞬間に逆転防止用一方向ギ
ア４５の第２のワンウェイクラッチ４９が噛み合ってピ
ニオンギア３２を停止させ、スライド軸１２の引戻し方
向への移動を停止する。

【００３３】従って、用手ツマミ３０を手で握った状態
で時計回りと反時計回りに交互に連続的に回動すること
によって、スライド軸１２は定荷重バネ２０の巻取力と
は無関係に後退することなく延長方向へ移動することと
なる。

【００３４】ところで、定荷重バネ２０をピニオンギア
３２に噛合したり解放したりする切替構造の一例を挙げ
ると、図６に示すように、ロックレバー４７の前端には
案内溝５３が形成され、該案内溝５３の端部に回動自在
に案内軸５２が設けられ、該案内軸５２の案内孔５２ａ
に連結軸５７が挿通されている。

【００３５】また、ロックレバー４７の前方近傍にはシ
ャーシ９にツマミ本体５４がネジ５４ａ、５４ａで固設
され、該ツマミ本体５４の挿通孔５１には円盤部５５の
一体軸５５ａが回動自在に挿通されると共に、シャーシ
９の外側に設けられた円盤部５５の周部に形成された縦
孔５５ｂにスプリング５６を挿着した連結軸５７の頭部
５７ａが挿通されてピン５８で回動自在に接合され、円
盤部５５の外側突出軸５５ｃには切替ツマミ５０がネジ
５０ａで固設されている。

【００３６】さらに、シャーシ９の内側であって下方後
方位置に固定されたアングル部材６０に固設された連結
棒６１の端部と上記の一体軸５５ａの係止突起５９とが
コイル状の引張バネ６２によって牽引された状態にされ
ている。

【００３７】また、図５に示すように、ロックレバー４
７の途中の上下位置には所定間隔を空けてストッパ６３
ａ、６３ｂがネジ止めされている。

【００３８】このような構成により、切替ツマミ５０を
図５に示す時計回りに回動すると、図６に示すように連
結軸５７がスプリング５６の弾撥力に抗して案内軸５２
の案内孔５２ａに進入し、ロックレバー４７を支持軸４
６周りに回動して上方のストッパ６３ａ（図５参照）に
当接させ、この状態で逆転防止用一方向ギア４５をピニ
オンギア３２に噛合することができる。

【００３９】また、切替ツマミ５０を反時計回りに回動
すると、上記とは逆の動作によってロックレバー４７を
下方のストッパ６３ｂに当接するまで右下がりに回動し
て逆転防止用一方向ギア４５をピニオンギア３２から離
脱する。

【００４０】なお、定荷重バネ２０の切替構造の一例は
上記の通りであるが、このような構造に特定されるもの
ではなく、他の切り替え構造によってピニオンギア３２
に定荷重バネ２０を噛合したり解放したりする構造にす
ることも可能である。

【００４１】さらに、本実施例においては、図７に示す
ように、用手ツマミ３０が設けられた反対側には駆動ギ
ア４０が固設され、該駆動ギア４０に制動ギア４１が噛
合されている。この制動ギア４１は、図４に示すように
シャーシ９の内側面にギア本体４２をネジ４３、４３で
固定して駆動ギア４０に常時噛合するようにし、ギア本
体４２に内蔵された油圧によって所定の回転抵抗を発揮
するように構成されている。

【００４２】このように、制動ギア４１が駆動ギア４０
を介してピニオンギア３２に噛合することにより、定荷
重バネ２０の強大な引張力でスライド軸１２が急激に引
戻し方向に移動する動作を緩やかな動作にすることがで
き、注射器３の吐出速度を均一に抑制することができ
る。

【００４３】本実施例の注液ポンプは、以上のように構
成されているため、図５において、スライド軸１２を延
長方向に引き出すときは、切替ツマミ５０を手動で切り
替えて逆転防止用一方向ギア４５をピニオンギア３２に
噛合させておく。

【００４４】この状態で用手ツマミ３０を手動で時計方
向へ回動すると、定荷重バネ２０の強大な引張力に抗し
て大径の用手ツマミ３０を軽い力で回動し、用手ツマミ
３０の握りを持ち替えることなく連続的に往復操作する
ことができ、用手ツマミ３０が時計回りに回動した際に
は、第１のワンウェイクラッチ３７の噛み合いによって
ピニオンギア３２が回動し、スライド軸１２を延長方向
に移動することができる。

【００４５】また、用手ツマミ３０が反時計回りに回動
した際には、第１のワンウェイクラッチ３７に噛み合い
が生ぜず、用手ツマミ３０は空回りして用手ツマミ３０
の握り姿勢を復帰させるが、逆転防止用一方向ギア４５
の第２のワンウェイクラッチ４９の噛み合いによってス
ライド軸１２は停止状態を維持するため、引戻し方向へ
の戻りを生じることがない。

【００４６】このような用手ツマミ３０の時計周り及び
反時計周りへの連続的な往復動作によって、用手ツマミ
３０の握りを持ち替えることなく、スライド軸１２を所
定長さだけ延長方向へ移動することができる。

【００４７】次いで、注射器３の内筒８を引き出して液
剤や空気を注射器３内に吸い込み、受台２に設置すると
共に、注射器３の内筒端部３ａをスライド軸１２の押当
部１７に当接し、シリンジフック５の手動によって注射
器３の外周上部を弾性的に押えつけて固定状態にする。

【００４８】この状態で、注射器３の内筒８を吐出方向
に押し出すには、切替ツマミ５０を切り替えて逆転防止
用一方向ギア４５をピニオンギア３２から離脱すると、
該ピニオンギア３２が逆転防止用一方向ギア４５の第２
のワンウェイクラッチ４９の制動力から解放されるた
め、スライド軸１２は制動ギア４１の回転抵抗を受なが
ら定荷重バネ２０の巻取力によって引き戻し方向へ移動
し、スライド軸１２の押当部１７の押圧作用によって注
射器３の内筒８は吐出方向へ移動する。

【００４９】上記のスライド軸１２の引戻し力は定荷重
バネ２０の一定荷重による強力な巻取力に依存するもの
であるが、同時に制動ギア４１の回転抵抗が作用し、さ
らには注射器３内に存在する薬液等の内圧が作用して、
注射器３の吐出動作を調整された平均的な速度で送出を
行うことが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の注液ポン
プによれば、注射器の吐出操作を手動で行わず、定荷重
バネの一定の巻取力を制動ギアの回転抵抗で抑制しなが
ら発揮するようにしてあるため、限られた特定の時間内
に平均化された速度で吐出動作を行うことが可能とな
る。これによって、分析反応を均一化する効果を得るこ
とができる。

【００５１】また、本発明の注液ポンプは、スライド軸
を延長方向に移動する際、逆転防止用一方向ギアの噛み
合いで定荷重バネの巻取力を制止することによってスラ
イド軸の戻りをなくし、大径の用手ツマミを握ったまま
楽な力で交互に往復動作することによってスライド軸を
連続的に過大力を小力化して延長方向に移動することが
できる。

【００５２】また、定荷重バネの使用によって器体の小
型化を達成すると共に、吐出作業の際にクリーンルーム
内を汚染するおそれがない注液ポンプを得ることができ
る。

【００５３】また、注射器内への吐出に要する圧力が高
く、手指の押し付け動作よりも強い動力が必要な場合に
も、定荷重バネの強力な作用で調整された速度の吐出動
作が行われるため、臨床検査または成分採血等の利用に
有効な利用を提供することができる。

【００５４】さらに、本発明の注液ポンプは、定荷重バ
ネの巻取力を利用することによってスライド軸の引戻し
を行うため、従来のような電動モータの電源或は窒素ガ
スボンベ等のランニングコストが不要であって、小型軽
量と共に維持管理の手間及び費用の削減にも有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による注液ポンプの側面図である。

【図２】本発明による注液ポンプの背面図である。

【図３】本発明による注液ポンプの上面図である。

【図４】本発明による注液ポンプのシャーシ内を示す側
面図である。

【図５】本発明による注液ポンプの器体内を示す側面図
である。

【図６】本発明による注液ポンプの逆転防止用一方向ギ
アの切替え機構を示す部分断面上方図である。

【図７】図４または図５のＡ−Ａ矢視線に沿う断面図で
ある。

【図８】図４または図５のＢ−Ｂ矢視線に沿う断面図で
ある。

【図９】図４または図５のＣ−Ｃ矢視線に沿う断面図で
ある。

【符号の説明】

１…器体、１ａ…天板、２…受台、２ａ…上側端部、２
ｂ…片側隆起部、３…注射器、３ａ…フランジ部、５…
シリンジフック、５ａ…フック本体、５ｂ…延長部、５
ｃ…張出部材、６…弾性部材、７…ネジ棒、７ａ…頭
部、８…注射器の内筒、９…シャーシ、９ａ…天板、１
１…スプリング、１２…スライド軸、１２ａ…凹部、１
３…ラックギア、１４…上方の軸受部材、１５…下方の
軸受部材、１７…押当部、１８…シリンジ内筒受部、１
９…ゴム座、２０…定荷重バネ、２１…ネジ、２２…バ
ネ受部材、２２ａ…縦溝、２３…貫通孔、２４…軸穴、
２５…ローラ軸、２６…ローラ、２７…巻付ドラム、３
０…用手ツマミ、３１…ギア収納部、３２…ピニオンギ
ア、３４…ギア軸、３５…ベアリング軸受、３７…第１
のワンウェイクラッチ、４０…駆動ギア、４１…制動ギ
ア、４５…逆転防止用一方向ギア、４６…支点軸、４７
…ロックレバー、４８…ギア軸、４９…第２のワンウェ
イクラッチ、５０…切替ツマミ、５１…挿通穴、５２…
案内軸、５２ａ…案内孔、５３…案内溝、５４…ツマミ
本体、５５…円盤部、５５ａ…一体軸、５５ｂ…縦孔、
５５ｃ…外側突出軸、５６…スプリング、５７…連結
軸、５７ａ…頭部、５８…ピン、６０…アングル部材、
６１…連結棒、６２…引張バネ、６３ａ、６３ｂ…スト
ッパ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】器体に固定された注射器と平行を保って移
   動するスライド軸の延長側端部に設けられた押当部を前
   記注射器の内筒端部に係止して前記スライド軸の移動に
   よって前記注射器の吐出動作を行う注液ポンプにおい
   て、 前記器体内に設けられた巻付ドラムに曲率半径が与えら
   れている薄板バネを渦巻状に巻回した定荷重バネを設
   け、該定荷重バネの一端を前記スライド軸に固定するこ
   とによって該スライド軸に引戻し方向への定荷重を与
   え、該スライド軸の長手方向に沿って形成されたラック
   ギアに噛合するピニオンギアの軸端部に一方向回転機構
   を介して用手ツマミを設け、前記ピニオンギアの支軸に
   固設した駆動ギアに回転抵抗を有する制動ギアを噛合す
   る一方、前記ピニオンギアに噛合または解放する逆転防
   止用一方向ギアを設けた構成により、前記一方向ギアを
   前記ピニオンギアに噛合した状態で前記用手ツマミを手
   動で往復回動することによって前記スライド軸を延長方
   向に移動し、前記一方向ギアの噛合を解放した状態で前
   記延長されたスライド軸を前記定荷重バネの巻取力によ
   って前記制動ギアの回転抵抗を受けながら定速度で引戻
   すことによって吐出動作を行うようにしたことを特徴と
   する注液ポンプ。
2. 【請求項２】前記一方向ギアは支点に枢設されたロック
   レバーの途中に前記スライド軸を引戻し方向に移動する
   際に噛み合う一方向クラッチを介して設けられ、前記ロ
   ックレバーの端部に前記一方向ギアを前記ピニオンギア
   に噛合または解放する切替ツマミを設けたことを特徴と
   する請求項１記載の注液ポンプ。