JP2006281178A - Syringe pump - Google Patents

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Kenji Ogawa
健二 小川
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Neuberg Co Ltd
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Neuberg Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a syringe pump capable of discharging a minute amount of liquid highly precisely at a high speed. <P>SOLUTION: The syringe pump 1 is provided with a syringe 2, a piston 3 and a moving device of the piston 3. The moving device is provided with a driving rod 70 which is allowed to advance and retreat by expansion and contraction of a piezoelectric element 72, a guide rod parallel to the driving rod 70, a unidirectional clutch member 8 and a declutching means 10. When the driving rod 70 moves in a first direction, a ball 86 of the unidirectional clutch member 8 is brought into pressurized contact with the driving rod 70 and a ring member 82 to lock the unidirectional clutch member 8, and the unidirectional clutch member 8, a pipe 9 and the piston 3 are also moved to deliver liquid. When the driving rod 70 moves in a second direction, the unidirectional clutch member 8 is locked for a guide rod by the ball 86 of the unidirectional clutch member 8 and the movement of the unidirectional clutch member 8 is inhibited. Owing to the expansion and contraction of a piezoelectric element 72, the piston 3 can be moved accurately by a minute quantity in the delivery direction and a minute amount of liquid can be discharged highly precisely at a high speed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリンジ(注射筒)およびピストン(押し子)を備えるシリンジポンプに係り、特に、微量の液体を高精度でかつ高速に吐出可能なシリンジポンプに関する。   The present invention relates to a syringe pump including a syringe (injection cylinder) and a piston (pushing element), and more particularly to a syringe pump capable of discharging a small amount of liquid with high accuracy and at high speed.

シリンジポンプは、シリンジを交換可能に保持し、予め液が充填されたシリンジをポンプにセットして液を押し出して吐出するように用いられていた。このシリンジポンプは、シリンジをポンプにセットするまで、シリンジ内の液を密封することもできるため、衛生面を向上でき、かつ有害物質の液や、粘性の高い液、脱泡済みの液などの取扱いも容易になるなどのメリットがある。
このため、シリンジポンプは、従来から、医療用で多く使われているほか、各種接着剤、銀ペースト、はんだペースト、グリス、薬液、液晶などの各種の液体を吐出する用途に利用でき、工場における部品製造・組立ラインでも広く利用されている。
The syringe pump has been used to hold the syringe in a replaceable manner, set a syringe filled with a liquid in advance to the pump, and push out and discharge the liquid. Since this syringe pump can also seal the liquid in the syringe until the syringe is set in the pump, it can improve hygiene, and it can also be used for hazardous substances, highly viscous liquids, defoamed liquids, etc. There are advantages such as easy handling.
For this reason, syringe pumps have been widely used for medical purposes, and can be used for various types of liquids such as adhesives, silver pastes, solder pastes, greases, chemicals, and liquid crystals. Widely used in parts manufacturing and assembly lines.

以上のような用途で用いられるシリンジポンプとしては、シリンジ内部に加圧空気を供給してシリンジ内部の液体を押し出す空気式のものが一般的である(特許文献1参照)。
空気式のシリンジポンプは、シリンジ内にチューブを介して供給する加圧空気の圧力と加圧時間を制御して液を押し出すので、シリンジ部分を軽量にできる。このため、製造・組立ライン等において、ロボットのアームにシリンジポンプを取り付けてワークに対してポンプを移動しながら液を吐出する用途などに用いられていた。
As a syringe pump used in the above applications, an air type pump that supplies pressurized air to the inside of the syringe and pushes out the liquid inside the syringe is generally used (see Patent Document 1).
Since the pneumatic syringe pump controls the pressure and pressurization time of the pressurized air supplied through the tube into the syringe and pushes out the liquid, the syringe part can be made lightweight. For this reason, in a manufacturing / assembly line or the like, a syringe pump is attached to a robot arm and the liquid is discharged while moving the pump relative to the workpiece.

特開2002−361144号公報JP 2002-361144 A

しかしながら、空気式のシリンジポンプの場合、次のような問題があった。
すなわち、吐出量の設定や精度に関しては、空気圧力、空間の大きさ、時間、針(ノズル)の条件と液体の粘度など、吐出量を左右する要素が多いため、吐出量を予め設定することが難しかった。このため、吐出量の精度を向上させるためには、吐出した液部分を撮影して画像処理を行うなど、実際に吐出した液量を測定してフィードバック制御を繰り返す必要があり、制御が煩雑であった。
また、動作速度に関しては、吐出を指示する信号が入力されてから、実際に液が吐出し始めるまでの立ち上がり時間が必要なため、常時加圧やバルブ開閉などで改善しても、応答時間を10msec程度以下に短縮することができなかった。
However, the pneumatic syringe pump has the following problems.
In other words, regarding the setting and accuracy of the discharge amount, there are many factors that affect the discharge amount, such as air pressure, space size, time, needle (nozzle) conditions, and liquid viscosity. It was difficult. For this reason, in order to improve the accuracy of the discharge amount, it is necessary to repeat the feedback control by measuring the actually discharged liquid amount, such as photographing the discharged liquid portion and performing image processing, and the control is complicated. there were.
In addition, regarding the operating speed, a rise time is required from when a signal instructing discharge is input until the liquid actually starts to be discharged. It could not be shortened to about 10 msec or less.

本発明の目的は、微量の液体を高精度でかつ高速に吐出できるシリンジポンプを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a syringe pump capable of discharging a small amount of liquid with high accuracy and at high speed.

本発明のシリンジポンプは、液が充填されるシリンジと、このシリンジ内に進退可能に配置されてシリンジ内に充填される液を押し出して吐出可能なピストンと、前記ピストンを移動させる移動装置とを備え、前記移動装置は、圧電素子と、この圧電素子の伸縮駆動に伴い前記ピストンの移動軸方向に進退される駆動ロッドと、この駆動ロッドに平行に配置されたガイドロッドと、前記駆動ロッドおよびガイドロッドに跨って配置されて前記駆動ロッドが第1方向に移動した際には駆動ロッドに対してロックされて駆動ロッドと共に移動して前記ピストンを押して液を吐出させるとともに、駆動ロッドが第1方向と逆の第2方向に移動した際にはガイドロッドに対してロックされて駆動ロッドと共に移動せずに停止する一方向クラッチ部材と、前記一方向クラッチ部材の駆動ロッドおよびガイドロッドに対するロック状態を解除して各ロッドに対して自由に移動可能とするクラッチ解除手段と、を備えることを特徴とする。   A syringe pump according to the present invention includes a syringe filled with a liquid, a piston that is disposed so as to be able to advance and retreat in the syringe and that can push out and discharge the liquid filled in the syringe, and a moving device that moves the piston. The moving device includes a piezoelectric element, a drive rod that moves forward and backward in the movement axis direction of the piston as the piezoelectric element expands and contracts, a guide rod disposed in parallel to the drive rod, the drive rod, and When the drive rod is disposed across the guide rod and moves in the first direction, the drive rod is locked with respect to the drive rod and moves together with the drive rod to push the piston and discharge the liquid. A one-way clutch member that is locked with respect to the guide rod and stops without moving with the drive rod when moved in the second direction opposite to the direction; Characterized in that it comprises a clutch release means which freely movable relative to the one-way clutch releasing to each rod a locked state for the drive rod and the guide rod members.

このような本発明においては、圧電素子を利用して駆動ロッド、一方向クラッチ部材を介してピストンを移動することでシリンジ内の液体を吐出しているので、微量の液体を高精度にかつ高速に吐出することができる。
すなわち、圧電素子の伸縮によって駆動ロッドを進退させ、駆動ロッドがピストン側に移動した時のみ駆動ロッドとともに移動する一方向クラッチ部材を用いたので、圧電素子の変位量だけピストンを移動することができる。そして、圧電素子の変位によるピストンの位置決め精度は、空気圧を用いた場合に比べて高精度にできるため、本発明によれば微量の液体を高精度に吐出できる。
また、圧電素子は、空気圧式に比べて応答速度が1/1000程度と非常に速いので、液体を高速に吐出できる。さらに、圧電素子の1回の伸縮によるピストンの移動量が小さいため、微量の液体の吐出が可能であり、かつ、圧電素子を高速に駆動できるため、単位時間当たり、例えば1秒間に吐出する液体量は空気圧式と同程度にすることもでき、様々な吐出条件にも対応できる。
そして、本発明のシリンジポンプは、駆動ロッドに沿って直線的に移動する一方向クラッチ部材と圧電素子とを利用してピストンを駆動しているので、空気式のシリンジポンプと同等程度に小型、軽量化することができ、サーボモータおよびボールネジの駆動機構を採用した場合に比べて、シリンジポンプを容易に小型化できる。従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本発明のシリンジポンプを利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。
In the present invention, the liquid in the syringe is discharged by moving the piston through the drive rod and the one-way clutch member using the piezoelectric element. Can be discharged.
That is, since the one-way clutch member that moves together with the drive rod only when the drive rod moves forward and backward by expansion and contraction of the piezoelectric element and the drive rod moves to the piston side, the piston can be moved by the displacement amount of the piezoelectric element. . Since the positioning accuracy of the piston due to the displacement of the piezoelectric element can be made higher than that when using air pressure, a very small amount of liquid can be discharged with high accuracy according to the present invention.
In addition, since the piezoelectric element has a response speed as fast as about 1/1000 compared to the pneumatic type, the liquid can be discharged at a high speed. Furthermore, since the amount of movement of the piston due to one expansion / contraction of the piezoelectric element is small, a very small amount of liquid can be discharged, and since the piezoelectric element can be driven at high speed, the liquid discharged per unit time, for example, for 1 second The amount can be the same as that of the pneumatic type, and it can cope with various discharge conditions.
And since the syringe pump of the present invention uses the one-way clutch member that moves linearly along the drive rod and the piezoelectric element to drive the piston, it is as small as a pneumatic syringe pump, The weight can be reduced, and the syringe pump can be easily reduced in size compared to the case where a servo motor and a ball screw drive mechanism are employed. Therefore, when using the syringe pump of the present invention for discharging adhesives and various pastes in the production line of various products, it can be attached to the robot arm and moved at high speed and high acceleration. The tact time can be shortened, and it can contribute to productivity improvement.

また、圧電素子は、空気式で駆動する場合に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、0.1マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、圧電素子の変位量は、圧電素子に加える電圧値で容易に調整できるため、ピストンのストローク量を電圧値で調整することで、駆動動作中であっても1回毎の吐出量を自動的に調整することができる。このため、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよいシリンジポンプを提供できる。
In addition, since the piezoelectric element generates a larger force than when driven by a pneumatic method, even if the nozzle is thinned and the resistance is increased, the liquid can be ejected and discharged. For this reason, for example, even 0.1 microliters of water can be blown cleanly, and a stable operation can be realized.
In addition, the displacement amount of the piezoelectric element can be easily adjusted by the voltage value applied to the piezoelectric element. Therefore, by adjusting the stroke amount of the piston by the voltage value, the discharge amount for each time can be adjusted even during the driving operation. It can be adjusted automatically. For this reason, in the step of attaching a plurality of electronic components on the substrate, in order to apply a different amount of adhesive for each electronic component attachment location, the amount of liquid discharged on the substrate may be changed, In a production line where products are mixed and sent, even when the liquid discharge amount is changed for each product, a syringe pump that can be easily handled and can be provided is provided.

本発明において、前記一方向クラッチ部材は、前記駆動ロッドに対してロック状態およびロック解除状態に切り替えられる第1クラッチ手段と、前記ガイドロッドに対してロック状態およびロック解除状態に切り替えられる第2クラッチ手段とを備え、前記第1クラッチ手段は、駆動ロッドが第1方向に移動する場合には駆動ロッドに対してロック状態となって駆動ロッドとともに移動され、かつ、駆動ロッドが第2方向に移動する場合には駆動ロッドに対してロック解除状態となり、前記第2クラッチ手段は、一方向クラッチ部材が駆動ロッドとともに第1方向に移動する場合にはガイドロッドに対してロック解除状態となり、かつ、駆動ロッドが第2方向に移動する場合にはガイドロッドに対してロック状態となってガイドロッドに対する一方向クラッチ部材の移動を禁止することが好ましい。   In the present invention, the one-way clutch member includes a first clutch means that is switched between a locked state and an unlocked state with respect to the drive rod, and a second clutch that is switched between a locked state and an unlocked state with respect to the guide rod. The first clutch means is in a locked state with respect to the drive rod when the drive rod moves in the first direction and is moved together with the drive rod, and the drive rod is moved in the second direction. And the second clutch means is unlocked with respect to the guide rod when the one-way clutch member moves in the first direction together with the drive rod, and When the drive rod moves in the second direction, the drive rod is locked with respect to the guide rod. It is preferable to prohibit the movement of the one-way clutch member.

このような本発明によれば、第1クラッチ手段により駆動ロッドが第1方向に移動する際に一方向クラッチ部材を同方向に移動でき、第2クラッチ手段により駆動ロッドが第2方向に移動する際に一方向クラッチ部材が同方向に移動することを禁止できる。従って、一方向クラッチ部材を第1方向のみに移動でき、つまりピストンを液体吐出方向のみに移動することができ、ピストンが戻ってシリンジ内に液体が逆流することを確実に防止できる。   According to the present invention, the one-way clutch member can move in the same direction when the drive rod moves in the first direction by the first clutch means, and the drive rod moves in the second direction by the second clutch means. The one-way clutch member can be prohibited from moving in the same direction. Therefore, the one-way clutch member can be moved only in the first direction, that is, the piston can be moved only in the liquid discharge direction, and it is possible to reliably prevent the liquid from flowing back into the syringe by returning the piston.

ここで、前記駆動ロッドおよびガイドロッドは断面円形の丸棒からなり、前記第1クラッチ手段および第2クラッチ手段は、それぞれ、駆動ロッドおよびガイドロッドに比べて直径が大きくされ、かつ駆動ロッドおよびガイドロッドが挿通される貫通孔を有するガイドリングと、前記ガイドリングの貫通孔の内周面と駆動ロッドおよびガイドロッドの外周面との間に配置され、かつ、駆動ロッドおよびガイドロッドの外周面の周方向に沿って間隔をあけて複数配置されたボールと、前記ボールを前記第1方向側に向かって付勢する付勢手段と、を備えて構成され、前記ガイドリングの貫通孔の内周面は、前記第1方向に向かうにしたがって直径が小さくなるテーパ面を備え、前記ボールの直径は、駆動ロッドおよびガイドロッドとテーパ面との間の寸法のうち、最小寸法よりも大きく、最大寸法よりも小さく設定されていることが好ましい。   Here, the drive rod and the guide rod are formed of round bars having a circular cross section, and the first clutch means and the second clutch means are respectively larger in diameter than the drive rod and the guide rod, and the drive rod and the guide rod A guide ring having a through-hole through which the rod is inserted; an inner peripheral surface of the through-hole of the guide ring; and an outer peripheral surface of the drive rod and the guide rod; A plurality of balls arranged at intervals along the circumferential direction; and a biasing means for biasing the balls toward the first direction side, the inner circumference of the through hole of the guide ring The surface includes a tapered surface that decreases in diameter toward the first direction, and the diameter of the ball includes a drive rod, a guide rod, and a tapered surface. Of dimension between, greater than the minimum dimension, it is preferably set smaller than the maximum dimension.

このような構成によれば、圧電素子により駆動ロッドが第1方向に移動すると、駆動ロッドに当接しているボールが駆動ロッドによってテーパ面および駆動ロッド間の間隔が狭い方に移動され、テーパ面および駆動ロッド間に圧接固定される。従って、駆動ロッドと共に一方向クラッチ部材が第1方向に移動し、前記ピストンによる液体吐出が行われる。この際、ガイドロッドに対しても一方向クラッチ部材が第1方向に移動することになるが、ガイドロッドに当接するボールに対してガイドロッドは相対的に第2方向に移動し、ボールはテーパ面およびガイドロッドの間隔が広い方に移動されるので、一方向クラッチ部材はガイドロッドに対してはロック解除状態となり、一方向クラッチ部材の移動が阻害されることはない。   According to such a configuration, when the drive rod is moved in the first direction by the piezoelectric element, the ball that is in contact with the drive rod is moved by the drive rod to the side where the distance between the taper surface and the drive rod is narrow, and the taper surface. And it is fixed in pressure contact between the drive rods. Accordingly, the one-way clutch member moves in the first direction together with the drive rod, and the liquid is discharged by the piston. At this time, the one-way clutch member also moves in the first direction with respect to the guide rod. However, the guide rod moves in the second direction relative to the ball in contact with the guide rod, and the ball tapers. Since the distance between the surface and the guide rod is moved wider, the one-way clutch member is unlocked with respect to the guide rod, and the movement of the one-way clutch member is not hindered.

一方、圧電素子により駆動ロッドが第2方向に移動すると、駆動ロッドに当接しているボールが駆動ロッドによってテーパ面および駆動ロッド間の間隔が広い方に移動され、ロックが解除される。この際、ガイドロッドに対して一方向クラッチ部材が第2方向に移動しようとしても、ガイドロッドに当接するボールに対してガイドロッドは相対的に第1方向に移動し、ボールはテーパ面およびガイドロッドの間隔が狭い方に移動されるので、一方向クラッチ部材はガイドロッドに対してはロック状態となり、一方向クラッチ部材が第2方向に移動することはなく、液体の逆流は確実に防止される。   On the other hand, when the drive rod is moved in the second direction by the piezoelectric element, the ball in contact with the drive rod is moved by the drive rod to the side where the distance between the tapered surface and the drive rod is wider, and the lock is released. At this time, even if the one-way clutch member tries to move in the second direction with respect to the guide rod, the guide rod moves in the first direction relative to the ball abutting on the guide rod, and the ball has a tapered surface and a guide. Since the distance between the rods is reduced, the one-way clutch member is locked with respect to the guide rod, the one-way clutch member does not move in the second direction, and liquid backflow is reliably prevented. The

以上のように、駆動ロッドが圧電素子によって進退すると、一方向クラッチ部材は自動的にロック状態やロック解除状態に切り替わるため、クラッチのオンオフを制御するための特別な制御機構を設ける必要が無く、構成を簡易にできてコストも低減できる。また、駆動ロッドに対するロックされる第1クラッチ手段と、ガイドロッドに対してロックされる第2クラッチ手段とは同一構成であるため、部品を兼用でき、コストを低減できる。   As described above, when the drive rod is advanced and retracted by the piezoelectric element, the one-way clutch member is automatically switched to the locked state or the unlocked state, so there is no need to provide a special control mechanism for controlling on / off of the clutch. The configuration can be simplified and the cost can be reduced. Moreover, since the 1st clutch means locked with respect to a drive rod and the 2nd clutch means locked with respect to a guide rod are the same structures, components can be shared and cost can be reduced.

また、本発明では、前記駆動ロッドおよびガイドロッドは断面円形の丸棒からなり、前記第1クラッチ手段および第2クラッチ手段は、それぞれ、駆動ロッドおよびガイドロッドに比べて直径が大きくされ、かつ貫通孔を有するガイドリングと、前記ガイドリングの貫通孔内に配置され、かつ中心軸部分に前記駆動ロッドおよびガイドロッドが挿通されたボール保持器と、このボール保持器にその周方向に沿って間隔をあけて複数形成された貫通孔内にそれぞれ1つずつ配置された複数のボールと、を備えて構成され、前記ガイドリングの貫通孔の内周面は、前記第1方向に向かうにしたがって直径が小さくなるテーパ面を備え、前記ボールの直径は、駆動ロッドおよびガイドロッドとテーパ面との間の寸法のうち、最小寸法よりも大きく、最大寸法よりも小さく設定され、前記ボール保持器の各貫通孔は、ボール保持器の半径方向に貫通され、貫通孔内に配置されたボールが前記各ロッドおよびガイドリングの内周面に当接可能とされ、かつ、貫通孔の直径は前記ボールに比べて大きく形成され、各貫通孔の中心点に対して前記第1方向側でかつ貫通孔の中心点を通るボール保持器の軸方向に対して円周方向にオフセットされた斜め位置には前記ボールを引き寄せ可能な磁石が貫通孔毎に設けられ、前記ボール保持器は各ロッドを回転中心として回動可能に設けられているものでもよい。   In the present invention, the drive rod and the guide rod are made of round bars having a circular cross section, and the first clutch means and the second clutch means have a diameter larger than that of the drive rod and the guide rod, respectively, and pass therethrough. A guide ring having a hole, a ball holder disposed in a through-hole of the guide ring and having the drive rod and the guide rod inserted through a central shaft portion, and a space along the circumferential direction of the ball holder And a plurality of balls arranged one by one in the plurality of through-holes formed, and an inner peripheral surface of the through-hole of the guide ring has a diameter toward the first direction. The diameter of the ball is larger than the minimum dimension among the dimensions between the drive rod and guide rod and the tapered surface, The through hole of the ball cage is set smaller than the large dimension, and the balls arranged in the through hole are in contact with the inner peripheral surfaces of the rods and the guide ring. The diameter of the through hole is made larger than that of the ball, and the axial direction of the ball holder passes through the center point of the through hole on the first direction side with respect to the center point of each through hole. On the other hand, a magnet capable of attracting the ball is provided for each through hole at an oblique position offset in the circumferential direction, and the ball holder may be provided so as to be rotatable about each rod as a rotation center. .

このような構成においても、圧電素子により駆動ロッドが第1方向に移動すると、駆動ロッドに当接しているボールが駆動ロッドによってテーパ面および駆動ロッド間の間隔が狭い方に移動され、テーパ面および駆動ロッド間に圧接固定される。従って、駆動ロッドと共に一方向クラッチ部材が第1方向に移動し、前記ピストンによる液体吐出が行われる。この際、ガイドロッドに対しても一方向クラッチ部材が第1方向に移動することになるが、ガイドロッドに当接するボールに対してガイドロッドは相対的に第2方向に移動し、ボールはテーパ面およびガイドロッドの間隔が広い方に移動されるので、一方向クラッチ部材はガイドロッドに対してはロック解除状態となり、一方向クラッチ部材の移動が阻害されることはない。また、前記ボールは、磁石によって引き寄せられているので、駆動ロッドが第1方向に移動した際には、貫通孔の中心位置から円周方向にオフセットされた位置でテーパ面および駆動ロッド間に圧接固定される。   Even in such a configuration, when the drive rod is moved in the first direction by the piezoelectric element, the ball that is in contact with the drive rod is moved by the drive rod in a direction where the distance between the taper surface and the drive rod is narrow. It is fixed by pressure between the drive rods. Accordingly, the one-way clutch member moves in the first direction together with the drive rod, and the liquid is discharged by the piston. At this time, the one-way clutch member also moves in the first direction with respect to the guide rod. However, the guide rod moves in the second direction relative to the ball in contact with the guide rod, and the ball tapers. Since the distance between the surface and the guide rod is moved wider, the one-way clutch member is unlocked with respect to the guide rod, and the movement of the one-way clutch member is not hindered. Further, since the ball is attracted by the magnet, when the drive rod moves in the first direction, the ball is pressed between the tapered surface and the drive rod at a position offset in the circumferential direction from the center position of the through hole. Fixed.

一方、圧電素子により駆動ロッドが第2方向に移動すると、駆動ロッドに当接しているボールが駆動ロッドによってテーパ面および駆動ロッド間の間隔が広い方に移動され、ロックが解除される。この際、ガイドロッドに対して一方向クラッチ部材が第2方向に移動しようとしても、ガイドロッドに当接するボールに対してガイドロッドは相対的に第1方向に移動し、ボールはテーパ面およびガイドロッドの間隔が狭い方に移動されるので、一方向クラッチ部材はガイドロッドに対してはロック状態となり、一方向クラッチ部材が第2方向に移動することはなく、液体の逆流は確実に防止される。   On the other hand, when the drive rod is moved in the second direction by the piezoelectric element, the ball in contact with the drive rod is moved by the drive rod to the side where the distance between the tapered surface and the drive rod is wider, and the lock is released. At this time, even if the one-way clutch member tries to move in the second direction with respect to the guide rod, the guide rod moves in the first direction relative to the ball abutting on the guide rod, and the ball has a tapered surface and a guide. Since the distance between the rods is reduced, the one-way clutch member is locked with respect to the guide rod, the one-way clutch member does not move in the second direction, and liquid backflow is reliably prevented. The

以上のように、本発明においても、駆動ロッドが圧電素子により進退すると、一方向クラッチ部材は自動的にロック状態やロック解除状態に切り替わるため、クラッチのオンオフを制御するための特別な制御機構を設ける必要が無く、構成を簡易にできてコストも低減できる。また、駆動ロッドに対してロックされる第1クラッチ手段と、ガイドロッドに対してロックされる第2クラッチ手段とは同一構成であるため、部品を兼用でき、コストを低減できる。   As described above, also in the present invention, when the drive rod is advanced or retracted by the piezoelectric element, the one-way clutch member is automatically switched to the locked state or the unlocked state, so a special control mechanism for controlling on / off of the clutch is provided. There is no need to provide it, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Moreover, since the 1st clutch means locked with respect to a drive rod and the 2nd clutch means locked with respect to a guide rod are the same structures, components can be shared and cost can be reduced.

ここで、前記クラッチ解除手段は、外部操作により前記ボールを第2方向に移動可能なボール移動部材を備えて構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、前記ボールを第2方向に移動すれば、ボールをテーパ面および各ロッド間の間隔が広い方に移動でき、容易にロック状態を解除できる。
また、磁石が内蔵されたボール保持器を用いることで、前記ボールを、貫通孔の中心位置から円周方向にオフセットされた位置でテーパ面および駆動ロッド間に圧接固定させている場合には、ボール保持器を第2方向に移動すれば、ボール保持器の貫通孔の内周面がボールに当接し、その内周面に沿ってボールを回転させながら第2方向に移動できるので、ボールをテーパ面および各ロッド間の間隔が広い方に容易に移動でき、かつ、ボールとテーパ面や各ロッドとの摩擦を静摩擦から動摩擦にできるため、ロック解除に必要な力を小さくでき、解除操作性を向上できる。
Here, it is preferable that the clutch release means includes a ball moving member capable of moving the ball in the second direction by an external operation.
According to such a structure, if the said ball | bowl is moved to a 2nd direction, a ball | bowl can be moved to the one where the space | interval between a taper surface and each rod is wide, and a locked state can be cancelled | released easily.
Further, by using a ball cage with a built-in magnet, when the ball is pressed and fixed between the tapered surface and the drive rod at a position offset in the circumferential direction from the center position of the through hole, If the ball cage is moved in the second direction, the inner circumferential surface of the through hole of the ball cage comes into contact with the ball and can move in the second direction while rotating the ball along the inner circumferential surface. The distance between the tapered surface and each rod can be easily moved to the wider side, and the friction between the ball and the tapered surface and each rod can be changed from static friction to dynamic friction, reducing the force required for unlocking and releasing operability. Can be improved.

また、前記一方向クラッチ部材は、内部に駆動ロッドが挿通され、かつ、一端が前記ピストンに固定された駆動パイプを有し、前記ピストンおよびシリンジは、駆動ロッドおよび駆動パイプの軸線上に設けられているものでもよい。
生産ラインで利用される銀ペーストや液晶などの液体が収納されたシリンジは、液体が充填されたシリンジ内にピストンカップが配置され、シリンジの吐出口およびこの吐出口の反対側に形成されて前記ピストンカップが挿入されるシリンジの開口をそれぞれキャップで塞いだ状態で用意されることが多い。本発明の構成によれば、駆動パイプで移動されるピストンを例えばシリンジ内のピストンカップに挿入し、ピストンに固定された駆動パイプをシリンジ内部まで移動することで、シリンジ内の液体の吐出が完了するまでピストンを確実に移動できる。
The one-way clutch member includes a drive pipe having a drive rod inserted therein and one end fixed to the piston, and the piston and the syringe are provided on an axis of the drive rod and the drive pipe. It may be what you have.
A syringe containing a liquid such as silver paste or liquid crystal used in a production line has a piston cup disposed in a syringe filled with the liquid, and is formed on the discharge port of the syringe and on the opposite side of the discharge port. It is often prepared in a state where each opening of a syringe into which a piston cup is inserted is closed with a cap. According to the configuration of the present invention, the piston moved by the drive pipe is inserted into, for example, the piston cup in the syringe, and the drive pipe fixed to the piston is moved to the inside of the syringe, thereby completing the discharge of the liquid in the syringe. The piston can be moved reliably until

さらに、前記ピストンおよびシリンジは、駆動ロッドと平行に設けられ、前記一方向クラッチ部材は、前記ピストンの端部に当接可能な当接部を有するものでもよい。
医療現場で用いられる薬液が収納されたシリンジは、軸方向が長くされたプランジャタイプのピストンが用いられることが多い。このような場合、駆動ロッドの軸線上にシリンジおよびピストンを配置すると、シリンジポンプの全長が長くなってしまい、取扱いが困難になる。これに対し、本発明では、駆動ロッドとピストンおよびシリンジとを平行に配置しているので、シリンジポンプの全長を短くでき、取扱い性を向上できる。
Further, the piston and the syringe may be provided in parallel with the drive rod, and the one-way clutch member may have an abutting portion capable of abutting on an end portion of the piston.
In many cases, a syringe containing a medical solution used in a medical field is a plunger type piston having a long axial direction. In such a case, if the syringe and the piston are arranged on the axis of the drive rod, the entire length of the syringe pump becomes long and handling becomes difficult. On the other hand, in this invention, since the drive rod, piston, and syringe are arrange | positioned in parallel, the full length of a syringe pump can be shortened and handling property can be improved.

また、前記圧電素子は、その伸縮方向の一端面側は球面部材を介して素子ケースに当接され、他端面側は球面部材を介して駆動ロッドの端部に取り付けられた素子受け部材に当接され、前記各球面部材は圧電素子との接触面は圧電素子の端面が密着可能とされ、素子ケースおよび素子受け部材との接触面は球面とされ、前記素子受け部材は、付勢手段によって前記第2方向側に付勢されて前記圧電素子の球面部材に密着され、前記圧電素子が伸びると前記付勢手段の付勢力に抗して素子受け部材および駆動ロッドが第1方向に移動し、圧電素子が縮むと前記付勢手段の付勢力によって素子受け部材および駆動ロッドが第2方向に移動することが好ましい。   The piezoelectric element has one end surface in the expansion / contraction direction in contact with the element case through a spherical member, and the other end surface is in contact with an element receiving member attached to the end of the drive rod through the spherical member. Each spherical member is in contact with the piezoelectric element so that the end surface of the piezoelectric element can be in close contact with each other, the contact surface with the element case and the element receiving member is a spherical surface, and the element receiving member is The element receiving member and the drive rod move in the first direction against the urging force of the urging means when the piezo-electric element is extended by being urged toward the second direction and in close contact with the spherical member of the piezoelectric element. When the piezoelectric element contracts, it is preferable that the element receiving member and the drive rod move in the second direction by the urging force of the urging means.

圧電素子の両端に球面部材を設け、この球面部材の球面を各素子ケース、素子受け部材に当接させているので、圧電素子に偏加重が加わることを防止でき、偏加重による圧電素子の破損を防止できる。   Since spherical members are provided at both ends of the piezoelectric element, and the spherical surface of this spherical member is in contact with each element case and element receiving member, it is possible to prevent the piezoelectric element from being applied with a bias load, and the piezoelectric element is damaged by the bias load. Can be prevented.

ここで、本発明のシリンジポンプは、前記圧電素子の変位量または駆動ロッドの変位量を検出するセンサと、このセンサの出力に応じて前記圧電素子に加える電圧値を制御する制御手段とを備えることが好ましい。
圧電素子は、印加電圧と変位量との間にヒステリシスが存在するため、フィードフォワード制御では変位量の調整が難しい面もあるが、本発明のように、圧電素子等の変位量を検出し、その変位量に基づくフィードバック制御を行えば、変位量を高精度に制御できる。
なお、変位量の測定には、例えば、歪みゲージを用いたり、静電容量型等の位置センサを用いたりすればよい。
Here, the syringe pump of the present invention includes a sensor that detects the displacement amount of the piezoelectric element or the displacement amount of the drive rod, and a control unit that controls a voltage value applied to the piezoelectric element in accordance with the output of the sensor. It is preferable.
Since there is a hysteresis between the applied voltage and the displacement amount of the piezoelectric element, it is difficult to adjust the displacement amount by feedforward control, but as in the present invention, the displacement amount of the piezoelectric element or the like is detected, If feedback control based on the displacement amount is performed, the displacement amount can be controlled with high accuracy.
For the measurement of the displacement amount, for example, a strain gauge or a capacitance type position sensor may be used.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には、本実施形態のシリンジポンプ1が示され、図2には図1のA−A線に沿った断面図が示され、図3には図1のB−B線に沿った断面図が示されている。
シリンジポンプ1は、シリンジ2と、ピストン3と、シリンジ台4と、ガイドロッド5と、シリンジ蓋材6と、駆動部7と、一方向クラッチ部材8とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a syringe pump 1 of the present embodiment, FIG. 2 shows a cross-sectional view along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 shows a line along the line BB in FIG. A cross-sectional view is shown.
The syringe pump 1 includes a syringe 2, a piston 3, a syringe table 4, a guide rod 5, a syringe lid member 6, a drive unit 7, and a one-way clutch member 8.

シリンジ2は、図2にも示すように、下端側にノズルなどが装着される吐出口21を有し、上端側には前記ピストン3が嵌挿されている。そして、前記吐出口21にはキャップが取り付けられて、ピストン3とともにシリンジ2内の液体を密封できるように構成されている。   As shown in FIG. 2, the syringe 2 has a discharge port 21 to which a nozzle or the like is attached on the lower end side, and the piston 3 is fitted on the upper end side. A cap is attached to the discharge port 21 so that the liquid in the syringe 2 can be sealed together with the piston 3.

ピストン3は、ピストン本体31と、ピストンカップ32とを備えて構成されている。ピストン本体31は、例えば、プラスチック製とされ、外周にはシリンジ2内周面との隙間をシールするOリング等のシール材33が装着されている。また、ピストン本体31の上端面には凹部34が形成され、この凹部34の内周面にもシール材35が装着されている。さらに、ピストン本体31の中心軸部分には貫通孔が形成され、ピストンカップ32内にピストン本体31を挿入した際に、ピストンカップ32内の空気を排出してピストン本体31をピストンカップ32内にスムーズに挿入できるように構成されている。   The piston 3 includes a piston body 31 and a piston cup 32. The piston main body 31 is made of, for example, plastic, and a sealing material 33 such as an O-ring that seals a gap with the inner peripheral surface of the syringe 2 is attached to the outer periphery. A recess 34 is formed on the upper end surface of the piston body 31, and a sealing material 35 is also attached to the inner peripheral surface of the recess 34. Further, a through-hole is formed in the central axis portion of the piston body 31, and when the piston body 31 is inserted into the piston cup 32, the air in the piston cup 32 is discharged to place the piston body 31 in the piston cup 32. It is configured so that it can be inserted smoothly.

ピストンカップ32は、充填された液体が直接ピストン本体31に接触して影響を及ぼすことを防止するカバー材であり、耐液性・耐薬品性に優れたフッ素樹脂などで構成されている。
なお、ピストン3としては、ピストン本体31およびピストンカップ32で構成されるものに限らず、例えば、ゴム製の一体物でもよい。ゴム製のピストン3であれば、別途シール材33を設けなくても液漏れを防止できる。このように、ピストン3の構成や材質は、吐出する液の種類に応じて設定すればよい。
The piston cup 32 is a cover material that prevents the filled liquid from directly contacting and affecting the piston body 31 and is made of a fluororesin having excellent liquid resistance and chemical resistance.
The piston 3 is not limited to the piston main body 31 and the piston cup 32, and may be, for example, a rubber integral. If it is rubber-made piston 3, even if it does not provide the sealing material 33 separately, a liquid leak can be prevented. Thus, what is necessary is just to set the structure and material of piston 3 according to the kind of liquid to discharge.

このようなシリンジ2は、通常、予め内部に液体が充填され、かつ、ピストンカップ32が挿入され、吐出口21および吐出口21の反対側の開口をそれぞれキャップで密封した状態で提供される。従って、利用者は、液が充填されたシリンジ2を前記シリンジ台4に装着し、液体の吐出後は、シリンジ2をシリンジ台4から取り外して新しいシリンジ2に交換する。   Such a syringe 2 is normally provided in a state in which a liquid is filled in advance, a piston cup 32 is inserted, and the opening on the opposite side of the discharge port 21 and the discharge port 21 is sealed with a cap. Therefore, the user attaches the syringe 2 filled with the liquid to the syringe base 4, and after discharging the liquid, removes the syringe 2 from the syringe base 4 and replaces it with a new syringe 2.

シリンジ台4は、ロボットのアーム等に取り付けるためのネジ穴41を有する。また、シリンジ2の吐出口21および吐出口21に連続するテーパ部分を保持する凹部42が形成されている。
このシリンジ台4には、前記2本のガイドロッド5がねじ止めされている。また、前記シリンジ蓋材6は、2本のガイドロッド5に跨って配置され、ガイドロッド5に沿って移動可能に設けられている。なお、ガイドロッド5には、シリンジ蓋材6のシリンジ台4側への移動を規制するための所定長さ寸法のパイプ51がそれぞれ設けられている。
The syringe base 4 has a screw hole 41 for attaching to a robot arm or the like. Further, a discharge port 21 of the syringe 2 and a recess 42 that holds a tapered portion continuous to the discharge port 21 are formed.
The two guide rods 5 are screwed to the syringe table 4. The syringe lid member 6 is disposed so as to straddle the two guide rods 5 and is provided so as to be movable along the guide rods 5. Each guide rod 5 is provided with a pipe 51 having a predetermined length for restricting the movement of the syringe lid 6 toward the syringe base 4.

従って、シリンジ2をシリンジ台4に装着する際には、シリンジ蓋材6をシリンジ台4から離しておき、シリンジ台4の凹部42にシリンジ2を挿入した後、シリンジ蓋材6をシリンジ台4側に移動し、シリンジ台4およびシリンジ蓋材6でシリンジ2を挟持して装着される。
なお、本実施形態では、シリンジ蓋材6には円筒状の挿入部61が形成されており、この挿入部61をシリンジ2に嵌合させている。
Therefore, when the syringe 2 is mounted on the syringe table 4, the syringe lid member 6 is separated from the syringe table 4, the syringe 2 is inserted into the concave portion 42 of the syringe table 4, and then the syringe lid material 6 is attached to the syringe table 4. The syringe 2 is sandwiched between the syringe base 4 and the syringe lid 6 and attached.
In the present embodiment, the syringe lid member 6 is formed with a cylindrical insertion portion 61, and the insertion portion 61 is fitted to the syringe 2.

駆動部7は、駆動ロッド70と、駆動ロッド70を進退させるロッド進退機構71とを備える。
ロッド進退機構71は、図4にも示すように、主に、圧電素子72と、前記駆動ロッド70を圧電素子72側(第2方向側)に付勢する付勢手段としての皿バネ73と、圧電素子72が収納される素子ケース74とを備えて構成されている。
The drive unit 7 includes a drive rod 70 and a rod advance / retreat mechanism 71 that moves the drive rod 70 forward and backward.
As shown in FIG. 4, the rod advance / retreat mechanism 71 mainly includes a piezoelectric element 72 and a disc spring 73 as an urging means for urging the drive rod 70 toward the piezoelectric element 72 (second direction side). And an element case 74 in which the piezoelectric element 72 is accommodated.

素子ケース74は、略ボックス状に形成されており、その両端部には前記ガイドロッド5がそれぞれ取り付けられている。すなわち、ガイドロッド5の一端はシリンジ台4に固定され、他端は素子ケース74に固定され、各ガイドロッド5は互いに平行に配置されている。
また、素子ケース74には、前記圧電素子72の駆動を制御する図示しないコントローラ(制御手段)からの配線が接続されるコネクタ75が取り付けられている。コネクタ75からは図示しない配線を介して圧電素子72に駆動信号(電圧)が印加されるように構成されている。
The element case 74 is formed in a substantially box shape, and the guide rods 5 are attached to both ends thereof. That is, one end of the guide rod 5 is fixed to the syringe table 4, the other end is fixed to the element case 74, and the guide rods 5 are arranged in parallel to each other.
The element case 74 is attached with a connector 75 to which wiring from a controller (control means) (not shown) for controlling the driving of the piezoelectric element 72 is connected. A drive signal (voltage) is applied from the connector 75 to the piezoelectric element 72 via a wiring (not shown).

ここで、圧電素子72は、直方体状に形成されたセラミック製の積層型圧電素子であり、その長手方向の寸法(図2における上下方向の寸法)が20mm程度であれば、所定の駆動電圧(例えば100V)を加えた際に、前記長手方向寸法が11μm程度変位するものなどが利用できる。この変位量は主に圧電素子72の長手方向寸法にほぼ比例し、長手方向寸法が40mm程度であれば変位量は28μm程度となる。   Here, the piezoelectric element 72 is a ceramic laminated piezoelectric element formed in a rectangular parallelepiped shape. If the longitudinal dimension (vertical dimension in FIG. 2) is about 20 mm, a predetermined drive voltage ( For example, when 100 V) is applied, the longitudinal dimension is displaced by about 11 μm. This displacement amount is mainly proportional to the longitudinal dimension of the piezoelectric element 72. If the longitudinal dimension is approximately 40 mm, the displacement amount is approximately 28 μm.

素子ケース74のシリンジ台4側の端面には開口が形成され、キャップ741が取り付けられている。キャップ741には貫通孔が形成され、前記駆動ロッド70およびこの駆動ロッド70の端部に固定された素子受け部材76が挿通されている。
素子受け部材76は略円筒状に形成され、その外周面には段部が設けられている。そして、前記皿バネ73は、素子受け部材76の段部およびキャップ741間に介在され、素子受け部材76および駆動ロッド70を圧電素子72側に付勢している。
An opening is formed in the end surface of the element case 74 on the syringe base 4 side, and a cap 741 is attached. A through hole is formed in the cap 741, and the drive rod 70 and an element receiving member 76 fixed to the end of the drive rod 70 are inserted therethrough.
The element receiving member 76 is formed in a substantially cylindrical shape, and a step portion is provided on the outer peripheral surface thereof. The disc spring 73 is interposed between the stepped portion of the element receiving member 76 and the cap 741, and biases the element receiving member 76 and the drive rod 70 toward the piezoelectric element 72 side.

圧電素子72は素子ケース74および素子受け部材76間に配置されている。すなわち、素子ケース74および素子受け部材76の対向する面にはそれぞれ凹部が形成され、各凹部の底面には樹脂シート77を介して圧電素子72の長手方向側の両端面がそれぞれ当接されている。なお、樹脂シート77を介在させているのは、セラミック製の圧電素子72がアルミなどの金属製の素子ケース74や素子受け部材76に直接当接することを防止し、圧電素子72等が破損し難いようにするためである。   The piezoelectric element 72 is disposed between the element case 74 and the element receiving member 76. That is, concave portions are formed on the opposing surfaces of the element case 74 and the element receiving member 76, and both end surfaces on the longitudinal direction side of the piezoelectric element 72 are in contact with the bottom surfaces of the concave portions via the resin sheet 77. Yes. The resin sheet 77 is interposed to prevent the ceramic piezoelectric element 72 from directly contacting the metal element case 74 or the element receiving member 76 such as aluminum, and the piezoelectric element 72 and the like are damaged. This is to make it difficult.

従って、圧電素子72に駆動信号が入力されて圧電素子72が長手方向に伸びると、素子ケース74側は移動しないので、皿バネ73の付勢力に抗して変位分だけ素子受け部材76および駆動ロッド70をシリンジ台4に向かう方向(図2では下方)に移動する。一方、圧電素子72が元の長さに戻ると、皿バネ73の付勢力で素子受け部材76および駆動ロッド70もシリンジ台4から離れる方向(図2では上方)に移動する。   Therefore, when the drive signal is input to the piezoelectric element 72 and the piezoelectric element 72 extends in the longitudinal direction, the element case 74 side does not move, so that the element receiving member 76 and the drive are driven by the displacement against the biasing force of the disc spring 73. The rod 70 is moved in the direction toward the syringe table 4 (downward in FIG. 2). On the other hand, when the piezoelectric element 72 returns to its original length, the element receiving member 76 and the drive rod 70 are also moved away from the syringe base 4 (upward in FIG. 2) by the biasing force of the disc spring 73.

次に、一方向クラッチ部材8の構成について説明する。
一方向クラッチ部材8は、クラッチ台80を備えている。クラッチ台80は、図1に示すように、略ボックス状に形成されて2本のガイドロッド5間に架け渡されている。また、その正面には操作用の突起部80Aが突設されている。
クラッチ台80の図1における左右方向の中心部分には貫通孔が形成され、この貫通孔に前記駆動ロッド70が挿通されている。なお、貫通孔のシリンジ台4側は大径の空間とされ、その内部には略円筒状のピンガイド部材81と、ガイドリングであるリング部材82とが挿入されている。
Next, the configuration of the one-way clutch member 8 will be described.
The one-way clutch member 8 includes a clutch base 80. As shown in FIG. 1, the clutch base 80 is formed in a substantially box shape and is spanned between two guide rods 5. Further, an operation projection 80A is provided on the front side thereof.
A through hole is formed in the central portion of the clutch base 80 in the left-right direction in FIG. 1, and the drive rod 70 is inserted into the through hole. In addition, the syringe base 4 side of the through hole is a large-diameter space, and a substantially cylindrical pin guide member 81 and a ring member 82 as a guide ring are inserted therein.

ピンガイド部材81は、中心軸部分に前記駆動ロッド70が挿通される貫通孔811が形成され、その貫通孔811の周囲には、貫通孔811に平行に形成されてピンガイド部材81を軸方向に貫通する複数のガイド孔812が、円周方向に沿ってかつ等間隔で形成されている。   The pin guide member 81 is formed with a through hole 811 through which the drive rod 70 is inserted in the central shaft portion. The pin guide member 81 is formed around the through hole 811 in parallel with the through hole 811 so that the pin guide member 81 is axially arranged. A plurality of guide holes 812 penetrating therethrough are formed at equal intervals along the circumferential direction.

リング部材82は、超硬合金で形成され、その内部の貫通孔部分は駆動ロッド70に比べて大きな直径とされている。そして、この貫通孔の内周面には、シリンジ台4側つまり図4において下方(第1方向)に向かうにしたがって直径が小さくなるように形成されたテーパ面821と、このテーパ面821のシリンジ台4側に連続して形成されて前記駆動ロッド70の外周面と同心円状とされた円周面822とが形成されている。
そして、ピンガイド部材81およびリング部材82は、クラッチ台80にねじ止めされた押さえ部材83と、前記クラッチ台80とで挟持されて固定されている。
The ring member 82 is made of a cemented carbide, and a through-hole portion inside thereof has a diameter larger than that of the drive rod 70. Further, on the inner peripheral surface of the through hole, a tapered surface 821 formed so that the diameter becomes smaller toward the syringe base 4 side, that is, the lower side (first direction) in FIG. 4, and the syringe of the tapered surface 821 A circumferential surface 822 that is formed continuously on the base 4 side and is concentric with the outer circumferential surface of the drive rod 70 is formed.
The pin guide member 81 and the ring member 82 are sandwiched and fixed between the pressing member 83 screwed to the clutch base 80 and the clutch base 80.

ピンガイド部材81のガイド孔812は、例えば6個程度形成され、それぞれに押しピン84が挿入されている。この押しピン84は、クラッチ台80と押しピン84間に設けられたバネ85でシリンジ台4側に付勢されている。従って、押しピン84およびバネ85により、ボール86を第1方向に付勢する付勢手段が構成されている。   For example, about six guide holes 812 of the pin guide member 81 are formed, and a push pin 84 is inserted into each of the guide holes 812. The push pin 84 is biased toward the syringe stand 4 by a spring 85 provided between the clutch stand 80 and the push pin 84. Therefore, the pushing pin 84 and the spring 85 constitute a biasing means that biases the ball 86 in the first direction.

また、リング部材82のテーパ面821および駆動ロッド70間にはボール86が配置されている。ボール86は、超硬合金製の精密ボールであり、前記各押しピン84に対応する位置にそれぞれ設けられている。すなわち、6本の押しピン84が設けられている場合には、6個のボール86が設けられる。また、ピン84の端面には球面状のボール保持凹部841が形成されており、ボール86が円周方向に移動して各ボール86間の間隔がずれないように構成されている。   A ball 86 is disposed between the tapered surface 821 of the ring member 82 and the drive rod 70. The balls 86 are precision balls made of cemented carbide, and are provided at positions corresponding to the respective push pins 84. That is, when six push pins 84 are provided, six balls 86 are provided. A spherical ball holding recess 841 is formed on the end face of the pin 84 so that the ball 86 moves in the circumferential direction so that the interval between the balls 86 does not shift.

リング部材82の円周面822および駆動ロッド70間には戻しリング87が配置されている。戻しリング87は、駆動ロッド70に沿ってスライド移動可能とされ、後述するクラッチ解除手段によって圧電素子72側に移動されると、バネ85の付勢力に抗してボール86および押しピン84を圧電素子72側に移動するものである。   A return ring 87 is disposed between the circumferential surface 822 of the ring member 82 and the drive rod 70. The return ring 87 is slidable along the drive rod 70. When the return ring 87 is moved toward the piezoelectric element 72 by a clutch release means described later, the ball 86 and the push pin 84 are piezoelectrically moved against the urging force of the spring 85. It moves to the element 72 side.

なお、前記ボール86の直径と、前記テーパ面821および駆動ロッド70の直径との関係は次のように設定されている。すなわち、ボール86の直径は、テーパ面821の円周面822側の端縁部分と駆動ロッド70間の隙間寸法よりも大きく、かつ、テーパ面821の圧電素子72側の端縁部分と駆動ロッド70間の隙間寸法よりも小さく設定されている。   The relationship between the diameter of the ball 86 and the diameters of the tapered surface 821 and the drive rod 70 is set as follows. That is, the diameter of the ball 86 is larger than the gap dimension between the end portion of the tapered surface 821 on the circumferential surface 822 side and the drive rod 70, and the end portion of the tapered surface 821 on the piezoelectric element 72 side and the drive rod. It is set smaller than the gap dimension between 70.

また、クラッチ台80の左右方向両端部分にも貫通孔が形成され、図5に示すように、この貫通孔に前記ガイドロッド5が挿通されている。この貫通孔には、前述のピンガイド部材81、リング部材82、押さえ部材83、押しピン84、バネ85、ボール86、戻しリング87が配置されている。すなわち、ガイドロッド5が挿通された貫通孔内の構成は、前記駆動ロッド70が挿通された貫通孔と同一であるため、同一構成には同一符号を付し、説明を省略する。
なお、ボール86が当接するガイドロッド5や駆動ロッド70は、ボール86やリング部材82と同様に超硬合金で構成されている。
Further, through holes are also formed at both ends in the left-right direction of the clutch base 80, and the guide rod 5 is inserted into the through holes as shown in FIG. The pin guide member 81, the ring member 82, the pressing member 83, the pressing pin 84, the spring 85, the ball 86, and the return ring 87 are disposed in the through hole. That is, since the configuration in the through hole through which the guide rod 5 is inserted is the same as the through hole through which the drive rod 70 is inserted, the same configuration is denoted by the same reference numeral and description thereof is omitted.
The guide rod 5 and the drive rod 70 with which the ball 86 abuts are made of cemented carbide like the ball 86 and the ring member 82.

一方向クラッチ部材8において、駆動ロッド70が挿通された押さえ部材83には、図2,4に示すように、駆動パイプとしての押しパイプ9の端部が固定されている。この押しパイプ9内には駆動ロッド70が挿通されている。また、押しパイプ9の端部はピストン3の凹部34に挿入されている。なお、押しパイプ9の端部には蓋91が挿入され、パイプ9内への液の浸入を防止している。   In the one-way clutch member 8, an end portion of a push pipe 9 as a drive pipe is fixed to a pressing member 83 through which the drive rod 70 is inserted, as shown in FIGS. A drive rod 70 is inserted into the push pipe 9. Further, the end of the push pipe 9 is inserted into the recess 34 of the piston 3. A lid 91 is inserted at the end of the push pipe 9 to prevent liquid from entering the pipe 9.

一方向クラッチ部材8のシリンジ台4側には、クラッチ解除手段10が設けられている。クラッチ解除手段10は、クラッチ台80と同様に、2本のガイドロッド5間に架け渡された板状部材で構成されたクラッチ押し部材100を備えている。このクラッチ押し部材100にも、前記突起部80Aに対向して設けられた操作用の突起部100Aが突設されている。   A clutch release means 10 is provided on the syringe table 4 side of the one-way clutch member 8. Similar to the clutch base 80, the clutch release means 10 includes a clutch pushing member 100 formed of a plate-like member that is bridged between the two guide rods 5. The clutch pushing member 100 is also provided with a projecting projection 100A provided to face the projection 80A.

クラッチ押し部材100の左右方向中心部分および左右両端部分には、それぞれ駆動ロッド70およびガイドロッド5が挿通される貫通孔が形成されている。また、各貫通孔部分には、各押さえ部材83が配置可能な凹部101がそれぞれ形成されている。
各凹部101には、ピン102の一端が固定されている。各ピン102は、駆動ロッド70およびガイドロッド5の周囲に複数本ずつ配置されている。例えば、各ロッド5,70の周囲に、その周方向に90度間隔で4本ずつ配置されている。ピン102の他端は、押さえ部材83を貫通して戻しリング87に当接されている。
A through hole through which the drive rod 70 and the guide rod 5 are inserted is formed in the center portion of the clutch pushing member 100 in the left-right direction and both left and right end portions, respectively. Moreover, the recessed part 101 in which each pressing member 83 can be arrange | positioned is formed in each through-hole part, respectively.
One end of a pin 102 is fixed to each recess 101. A plurality of pins 102 are arranged around the drive rod 70 and the guide rod 5. For example, four rods are arranged around the rods 5 and 70 at intervals of 90 degrees in the circumferential direction. The other end of the pin 102 penetrates the pressing member 83 and is in contact with the return ring 87.

このため、図6に示すように、突起部80Aおよび突起部100Aを握ってクラッチ台80に対してクラッチ押し部材100を近付けると、ピン102は戻しリング87を圧電素子72側に押す。すると、ボール86および押しピン84がバネ85の付勢力に抗して圧電素子72側に移動する。ボール86は、リング部材82のテーパ面821および駆動ロッド70やガイドロッド5に圧接していたロック状態から、テーパ面821および駆動ロッド70やガイドロッド5間の間隔が広い方に移動するため、ロック状態が解除される。すなわち、利用者は、各突起部80A,100Aを近付けることで一方向クラッチ部材8のロック状態を解除でき、一方向クラッチ部材8およびクラッチ解除手段10をガイドロッド5、駆動ロッド70に沿って自由に移動できる。従って、ボール86を第2方向に移動可能なボール移動部材は、戻しリング87、ピン102およびクラッチ押し部材100を備えて構成されている。   For this reason, as shown in FIG. 6, when the clutch pressing member 100 is brought close to the clutch base 80 by grasping the protrusion 80A and the protrusion 100A, the pin 102 presses the return ring 87 toward the piezoelectric element 72. Then, the ball 86 and the push pin 84 move toward the piezoelectric element 72 against the urging force of the spring 85. Since the ball 86 moves from the locked state in which the tapered surface 821 of the ring member 82 and the drive rod 70 and the guide rod 5 are in pressure contact with each other, the distance between the tapered surface 821 and the drive rod 70 and the guide rod 5 is wider. The locked state is released. That is, the user can release the locked state of the one-way clutch member 8 by bringing the protrusions 80A and 100A closer to each other, and the user can freely move the one-way clutch member 8 and the clutch release means 10 along the guide rod 5 and the drive rod 70. Can move to. Therefore, the ball moving member that can move the ball 86 in the second direction is configured to include the return ring 87, the pin 102, and the clutch pushing member 100.

クラッチ押し部材100の各側面には、図1に示すように、L字状に折曲されて突起部80Aおよび突起部100Aを握った際に加わるモーメントを受けることができる移動規制板103がそれぞれ取り付けられている。すなわち、移動規制板103は、クラッチ押し部材100の側面からクラッチ台80の側面側に延長され、かつクラッチ台80の素子ケース74に対向する面側に折曲され、この折曲された面にはフランジブッシュ104が取り付けられている。
フランジブッシュ104は、各ガイドロッド5に嵌挿されている。従って、クラッチ押し部材100のシリンジ台4側への移動つまりクラッチ台80から離れる方向への移動は、フランジブッシュ104がクラッチ台80の素子ケース74側の面に当接する位置に規制されている。
As shown in FIG. 1, each side surface of the clutch pushing member 100 is provided with a movement restricting plate 103 that is bent in an L shape and can receive a moment applied when the protrusion 80A and the protrusion 100A are gripped. It is attached. That is, the movement restricting plate 103 is extended from the side surface of the clutch pressing member 100 to the side surface side of the clutch base 80 and is bent to the surface side facing the element case 74 of the clutch base 80. The flange bush 104 is attached.
The flange bush 104 is fitted into each guide rod 5. Therefore, the movement of the clutch pushing member 100 toward the syringe base 4, that is, the movement away from the clutch base 80 is restricted to a position where the flange bush 104 abuts the surface of the clutch base 80 on the element case 74 side.

次に、本実施形態のシリンジポンプ1における液体の吐出動作について説明する。
[シリンジセット]
まず、事前の準備として、吐出液が充填されたシリンジ2のキャップを外してピストンカップ32にピストン本体31を取り付け、このシリンジ2をシリンジ台4およびシリンジ蓋材6間に配置する。そして、一方向クラッチ部材8のクラッチ状態を解除してパイプ9をピストン3側に移動し、ピストン3の凹部34内に挿入する。
Next, the liquid discharge operation in the syringe pump 1 of the present embodiment will be described.
[Syringe set]
First, as a preliminary preparation, the cap of the syringe 2 filled with the discharge liquid is removed, the piston main body 31 is attached to the piston cup 32, and the syringe 2 is disposed between the syringe base 4 and the syringe lid member 6. Then, the clutch state of the one-way clutch member 8 is released, the pipe 9 is moved to the piston 3 side, and is inserted into the recess 34 of the piston 3.

[吐出動作]
図示しないコントローラにより圧電素子72に駆動信号を入力すると、圧電素子72は長手方向つまり駆動ロッド70の軸方向に伸縮駆動され、この駆動に伴い駆動ロッド70はシリンジ2に向かって進退駆動を繰り返す。
ここで、ボール86は、バネ85でシリンジ2側に付勢されており、テーパ面821および駆動ロッド70の外周面に当接している。この状態で、駆動ロッド70がシリンジ2側に移動すると、駆動ロッド70に当接する前記ボール86も同じ方向に移動しようとし、ボール86がテーパ面821に食い込むように圧接する。このため、一方向クラッチ部材8およびパイプ9は、駆動ロッド70と一体となってシリンジ2側に移動し、この移動に伴いピストン3も吐出口21側に移動する。このため、ピストン3の移動量に応じて、シリンジ2内の液体が吐出口21から吐出される。
[Discharge operation]
When a drive signal is input to the piezoelectric element 72 by a controller (not shown), the piezoelectric element 72 is driven to expand and contract in the longitudinal direction, that is, the axial direction of the drive rod 70, and the drive rod 70 repeats advancing and retracting toward the syringe 2 along with this drive.
Here, the ball 86 is biased toward the syringe 2 by the spring 85, and is in contact with the tapered surface 821 and the outer peripheral surface of the drive rod 70. In this state, when the drive rod 70 moves to the syringe 2 side, the ball 86 in contact with the drive rod 70 also tries to move in the same direction, and the ball 86 is pressed so as to bite into the tapered surface 821. For this reason, the one-way clutch member 8 and the pipe 9 move together with the drive rod 70 to the syringe 2 side, and the piston 3 also moves to the discharge port 21 side with this movement. For this reason, the liquid in the syringe 2 is discharged from the discharge port 21 according to the movement amount of the piston 3.

なお、一方向クラッチ部材8はガイドロッド5に対してもシリンジ2側に移動しようとする。この際、ガイドロッド5は固定されていて移動しないので、ガイドロッド5は相対的には一方向クラッチ部材8に対して素子ケース74側に移動することになり、ガイドロッド5に当接するボール86もバネ85の付勢力に抗して素子ケース74側つまりテーパ面821とガイドロッド5の外周面間の寸法が大きくなる方向に移動する。従って、一方向クラッチ部材8は、ガイドロッド5に対してはロック解除状態となって自由に移動できる。   The one-way clutch member 8 tends to move toward the syringe 2 with respect to the guide rod 5. At this time, since the guide rod 5 is fixed and does not move, the guide rod 5 moves relatively to the element case 74 side with respect to the one-way clutch member 8, and the ball 86 that contacts the guide rod 5. Also, the element 85 moves against the biasing force of the spring 85 in the direction in which the dimension between the taper surface 821 and the outer peripheral surface of the guide rod 5 increases. Accordingly, the one-way clutch member 8 is unlocked with respect to the guide rod 5 and can freely move.

一方、圧電素子72が元の長さに戻り、駆動ロッド70も元の位置に戻る際には、一方向クラッチ部材8は駆動ロッド70に対しては、ボール86が素子ケース74側つまりテーパ面821と駆動ロッド70の外周面間の寸法が大きくなる方向に移動するため、ロック解除状態となる。
この際、前記一方向クラッチ部材8がガイドロッド5に対して素子ケース74側に移動しようとすると、ガイドロッド5は相対的には一方向クラッチ部材8に対してシリンジ2側に移動しようとすることになる。このため、前記駆動ロッド70がシリンジ2側に移動した場合と同様に、ボール86がテーパ面821およびガイドロッド5の外周面の狭い方向に移動しようとしてテーパ面821に強固に圧接する。
従って、一方向クラッチ部材8はガイドロッド5に対して移動不能にロックされるため、駆動ロッド70のみが圧電素子72側に移動する。
On the other hand, when the piezoelectric element 72 returns to its original length and the drive rod 70 also returns to its original position, the one-way clutch member 8 has a ball 86 on the element case 74 side, that is, a tapered surface. Since the dimension between 821 and the outer peripheral surface of the drive rod 70 increases, the lock is released.
At this time, if the one-way clutch member 8 tries to move toward the element case 74 with respect to the guide rod 5, the guide rod 5 tends to move relatively toward the syringe 2 with respect to the one-way clutch member 8. It will be. For this reason, as in the case where the drive rod 70 moves to the syringe 2 side, the ball 86 tries to move in the narrow direction of the tapered surface 821 and the outer peripheral surface of the guide rod 5 and is firmly pressed against the tapered surface 821.
Accordingly, since the one-way clutch member 8 is locked so as not to move with respect to the guide rod 5, only the drive rod 70 moves to the piezoelectric element 72 side.

以上のように動作するため、圧電素子72が伸長して駆動ロッド70がシリンジ2側に移動すると、その移動量分だけ一方向クラッチ部材8、パイプ9およびピストン3が移動して液が吐出される。
一方、圧電素子72が縮小して駆動ロッド70が圧電素子72側に移動しても、一方向クラッチ部材8はガイドロッド5に対して移動不能にロックされるため、一方向クラッチ部材8、パイプ9およびピストン3は停止状態とされ、液も吐出されない。
このため、圧電素子72が伸縮を繰り返すと、一方向クラッチ部材8、パイプ9、ピストン3は逆方向に戻ることなく、間欠的にシリンジ2の吐出口21側のみに移動し、液が吐出される。
Since the piezoelectric element 72 extends and the drive rod 70 moves to the syringe 2 side due to the operation as described above, the one-way clutch member 8, the pipe 9 and the piston 3 are moved by the amount of movement, and the liquid is discharged. The
On the other hand, even if the piezoelectric element 72 is reduced and the drive rod 70 moves to the piezoelectric element 72 side, the one-way clutch member 8 is locked so as not to move with respect to the guide rod 5. 9 and the piston 3 are stopped, and no liquid is discharged.
For this reason, when the piezoelectric element 72 repeatedly expands and contracts, the one-way clutch member 8, the pipe 9, and the piston 3 are intermittently moved only to the discharge port 21 side of the syringe 2 without returning in the reverse direction, and the liquid is discharged. The

図7に示すように、ピストン3がシリンジ2の吐出口21側の端面まで移動して、シリンジ2内部の液体を吐出し終わった場合には、前述の通り、突起部80Aおよび突起部100Aを操作して一方向クラッチ部材8を解除状態にし、一方向クラッチ部材8、パイプ9、ピストン3を圧電素子72側に移動すればよい。そして、パイプ9をピストン3から取り外し、シリンジ2をシリンジ台4、シリンジ蓋材6間から取り外し、液が充填されたシリンジ2に交換して液の吐出を継続すればよい。なお、ピストン本体31は、例えば、貫通孔部分に雌ねじを形成しておき、取付治具をねじ込んでシリンジ2から引き出すことで取り外し、適宜、洗浄して再利用すればよい。
従って、本実施形態においては、ガイドロッド5、駆動部7、一方向クラッチ部材8、パイプ9、クラッチ解除手段10によって、ピストン3を移動する移動装置が構成されている。また、駆動ロッド70に当接するボール86、および、このボール86が当接されるリング部材82を備えて第1クラッチ手段が構成され、ガイドロッド5に当接するボール86、および、このボール86が当接されるリング部材82を備えて第2クラッチ手段が構成される。
As shown in FIG. 7, when the piston 3 moves to the end surface on the discharge port 21 side of the syringe 2 and finishes discharging the liquid inside the syringe 2, the protrusion 80 </ b> A and the protrusion 100 </ b> A are moved as described above. The one-way clutch member 8 is operated to be released, and the one-way clutch member 8, the pipe 9, and the piston 3 are moved to the piezoelectric element 72 side. Then, the pipe 9 is removed from the piston 3, the syringe 2 is removed from between the syringe base 4 and the syringe lid member 6, the syringe 2 is filled with the liquid, and the discharge of the liquid may be continued. The piston main body 31 may be removed by forming a female screw in the through-hole portion, screwing the attachment jig out of the syringe 2, and washing and reusing as appropriate.
Therefore, in the present embodiment, the guide rod 5, the drive unit 7, the one-way clutch member 8, the pipe 9, and the clutch release means 10 constitute a moving device that moves the piston 3. The first clutch means is configured by including a ball 86 that abuts against the drive rod 70 and a ring member 82 against which the ball 86 abuts, and the ball 86 that abuts against the guide rod 5 and the ball 86 A second clutch means is configured including a ring member 82 to be brought into contact with.

なお、コントローラは、圧電素子72に流す電流を制御することで吐出スピードを調整し、圧電素子72にかける電圧値を制御することで圧電素子72の変位量つまり吐出量を調整している。
この際、圧電素子72や駆動ロッド70、一方向クラッチ部材8、パイプ9等のピストン3に連動して変位する部材の変位量を検出するセンサ、例えば静電容量型のセンサや、歪みゲージなどを設け、これらのセンサの検出データをフィードバックさせることで、コントローラで設定された吐出量を精度良く制御することができる。
The controller adjusts the discharge speed by controlling the current flowing through the piezoelectric element 72 and adjusts the displacement amount of the piezoelectric element 72, that is, the discharge amount by controlling the voltage value applied to the piezoelectric element 72.
At this time, a sensor that detects the amount of displacement of the piezoelectric element 72, the drive rod 70, the one-way clutch member 8, the pipe 9 and the like that are displaced in conjunction with the piston 3, such as a capacitive sensor, a strain gauge, etc. By providing the detection data of these sensors and feeding back the detection data, the discharge amount set by the controller can be accurately controlled.

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)圧電素子72を利用してピストン3を移動しているので、微量であっても精度良く液体を吐出できる。すなわち、例えば、直径16mmのシリンジ2(断面積は約200mm2 )で1マイクロリットルの液体を吐出する場合、ピストン3の移動量は5μmとなる。従来の空気圧を利用した場合や、ボールネジ等を用いた場合には、位置決め精度を約1μm以下にすることは困難であるから、最も精度のよい約1μmの精度で位置決め可能であったとしても、吐出量の誤差は0.2マイクロリットル(20%)程度になってしまう。
これに対して、本実施形態では、位置決め精度が0.1μm程度にできる圧電素子72を用いているので、吐出量の誤差は0.002マイクロリットルとなり、誤差も0.2%と非常に小さくできる。従って、微量の液体であっても高精度に吐出することができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the piston 3 is moved using the piezoelectric element 72, the liquid can be discharged with high accuracy even in a small amount. That is, for example, when 1 microliter of liquid is discharged with a syringe 2 having a diameter of 16 mm (cross-sectional area is approximately 200 mm 2 ), the moving amount of the piston 3 is 5 μm. When using the conventional air pressure or using a ball screw or the like, it is difficult to make the positioning accuracy about 1 μm or less, so even if positioning can be performed with the highest accuracy of about 1 μm, The error in the discharge amount is about 0.2 microliter (20%).
On the other hand, in this embodiment, since the piezoelectric element 72 capable of positioning accuracy of about 0.1 μm is used, the discharge amount error is 0.002 microliters, and the error is very small as 0.2%. it can. Therefore, even a very small amount of liquid can be discharged with high accuracy.

(2)圧電素子72は、応答速度が0.01msec程度と非常に速いので、10msec程度の応答速度である空気圧式やボールネジ式の駆動に比べて高速な液体吐出動作を実現できる。さらに、圧電素子72は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、吐出口21に取り付けるノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、0.1マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。 (2) Since the response speed of the piezoelectric element 72 is as fast as about 0.01 msec, it is possible to realize a high-speed liquid ejection operation compared to a pneumatic or ball screw type drive having a response speed of about 10 msec. Furthermore, since the piezoelectric element 72 has a larger generation force than the air cylinder drive, even if the nozzle attached to the discharge port 21 is thinned and the resistance is increased, the liquid can be discharged and discharged. For this reason, for example, even 0.1 microliters of water can be blown cleanly, and a stable operation can be realized.

(3)一方向クラッチ部材8は、圧電素子72や駆動ロッド70の進退移動を、一方向の直線運動にできるため、コンパクトな構成にすることができる。また、圧電素子72も1つだけ設ければよい。従って、駆動源として1つの圧電素子72を用い、かつ、一方向クラッチ部材8もコンパクトに構成できるので、サーボモータおよびボールネジなどの駆動機構を採用した場合に比べて、シリンジポンプ1を容易に小型化できる。
従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本実施形態のシリンジポンプ1を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。
(3) Since the one-way clutch member 8 can make the forward and backward movement of the piezoelectric element 72 and the drive rod 70 into a one-way linear motion, the one-way clutch member 8 can have a compact configuration. Further, only one piezoelectric element 72 may be provided. Accordingly, since one piezoelectric element 72 is used as a driving source and the one-way clutch member 8 can be configured in a compact manner, the syringe pump 1 can be easily reduced in size as compared with a case where a driving mechanism such as a servo motor and a ball screw is employed. Can be
Therefore, in the production line of various products, when using the syringe pump 1 of this embodiment for discharging adhesives and various pastes, it can be attached to the robot arm and moved at high speed and high acceleration. The tact time of the production line can be shortened and it can contribute to productivity improvement.

(4)単位時間当たりの吐出液の液量は、圧電素子72に加える電圧値を変更したり、圧電素子72に加える電流値を変更することで、吐出動作中であっても容易に設定変更できる。このため、例えば、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更しなければならない場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよいシリンジポンプ1を提供できる。 (4) The amount of discharge liquid per unit time can be easily changed even during the discharge operation by changing the voltage value applied to the piezoelectric element 72 or changing the current value applied to the piezoelectric element 72. it can. For this reason, for example, in the step of attaching a plurality of electronic components on the substrate, in order to apply an adhesive having a different liquid amount for each attachment location of each electronic component, the amount of liquid discharged on the substrate may be changed or In a production line in which a plurality of products are mixed and sent, even when the discharge amount of the liquid has to be changed for each product, it is possible to provide a syringe pump 1 that can be easily handled and is easy to use.

(5)一方向クラッチ部材8を用いているので、圧電素子72の駆動時にピストン3が吐出口21から離れる方向に移動してしまうことを確実に防止できる。このため、ピストン3が逆方向に移動してしまい吐出口21から空気が吸い込まれ、その次に吐出動作を行った際には空気が含まれて吐出液の量がばらつくという問題を確実に防止できる。さらに、シリンジポンプ1は、逆流が禁止される薬液の注入にも利用できる。
一方向クラッチ部材8は、駆動ロッド70部分に配置される部分の構成と、ガイドロッド5部分に配置される部分の構成とが同一であるため、その分、製造コストを低減できる。
(5) Since the one-way clutch member 8 is used, it is possible to reliably prevent the piston 3 from moving away from the discharge port 21 when the piezoelectric element 72 is driven. Therefore, the problem that the piston 3 moves in the opposite direction and air is sucked from the discharge port 21 and the amount of discharge liquid is contained when the discharge operation is performed next is included is surely prevented. it can. Furthermore, the syringe pump 1 can be used for injecting a chemical solution in which backflow is prohibited.
Since the one-way clutch member 8 has the same configuration as the portion disposed in the drive rod 70 portion and the portion disposed in the guide rod 5 portion, the manufacturing cost can be reduced accordingly.

(6)一方向クラッチ部材8は、リング部材82のテーパ面821と各ロッド5,70の外周面との間にボール86を配置するという簡易な構成で実現できるので、この点でも製造コストを低減できる。
また、駆動ロッド70が圧電素子72によって進退すると、一方向クラッチ部材8は自動的にロック状態やロック解除状態に切り替わるため、クラッチのオンオフを制御するための特別な制御機構を設ける必要が無く、構成を簡易にできてコストも低減できる。
さらに、クラッチ解除手段10は、ピン102等を用いて前記ボール86をテーパ面821および各ロッド5,70の外周面間の寸法が広い部分に移動すればよく、非常に簡単な構成で実現できる。
(6) The one-way clutch member 8 can be realized with a simple configuration in which the ball 86 is disposed between the tapered surface 821 of the ring member 82 and the outer peripheral surface of each of the rods 5, 70. Can be reduced.
Further, when the drive rod 70 is advanced and retracted by the piezoelectric element 72, the one-way clutch member 8 is automatically switched to the locked state or the unlocked state, so there is no need to provide a special control mechanism for controlling on / off of the clutch. The configuration can be simplified and the cost can be reduced.
Further, the clutch release means 10 can be realized with a very simple configuration by moving the ball 86 to the portion having a large dimension between the tapered surface 821 and the outer peripheral surfaces of the rods 5 and 70 using the pin 102 or the like. .

(7)本実施形態では、シリンジ2を容易に交換できるので、各種の薬剤や液晶等の取扱いが難しい液体であっても、その液体を密封したシリンジ2をシリンジ台4部分に装着するだけで吐出できるので、液体の劣化などを確実に防止できる。 (7) In this embodiment, since the syringe 2 can be easily exchanged, even if it is difficult to handle various drugs or liquid crystals, the syringe 2 sealed with the liquid is simply attached to the syringe base 4 part. Since the liquid can be discharged, deterioration of the liquid can be reliably prevented.

〔第2実施形態〕
次に本発明の第2実施形態のシリンジポンプ1Aについて、図8〜12を参照して説明する。
本実施形態は、図8に示すように、圧電素子72の長手方向(伸縮方向)の両端面に、樹脂シート77の代わりに球面部材78を設けた点と、一方向クラッチ部材8においてボール86を保持する構造を変更した点が、前記第1実施形態と相違する。従って、前記第1実施形態と同一または同様の構成に関しては、同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
[Second Embodiment]
Next, a syringe pump 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, spherical members 78 are provided instead of the resin sheet 77 on both end surfaces in the longitudinal direction (stretching direction) of the piezoelectric element 72, and the ball 86 in the one-way clutch member 8. The point which changed the structure which hold | maintains is different from the said 1st Embodiment. Accordingly, the same or similar components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

圧電素子72の両端に取り付けられた球面部材78は、半球体状に形成され、その外周面781は球面とされている。また、球面部材78には凹部782が形成され、この凹部782内に圧電素子72の端部が配置されている。ここで、凹部782の底面は平面状に形成され、この底面に前記圧電素子72の端面がエポキシ樹脂などの接着剤で接着されている。   The spherical members 78 attached to both ends of the piezoelectric element 72 are formed in a hemispherical shape, and the outer peripheral surface 781 is a spherical surface. The spherical member 78 has a recess 782, and the end of the piezoelectric element 72 is disposed in the recess 782. Here, the bottom surface of the recess 782 is formed in a flat shape, and the end surface of the piezoelectric element 72 is bonded to the bottom surface with an adhesive such as an epoxy resin.

各球面部材78の外周面781は、素子ケース74および素子受け部材76に当接されている。素子ケース74および素子受け部材76にはそれぞれ凹部742,762が形成され、この凹部742,762に前記球面部材78の外周面781が当接されている。これにより素子ケース74に偏加重が加わることを防止できるように構成されている。   The outer peripheral surface 781 of each spherical member 78 is in contact with the element case 74 and the element receiving member 76. Concave portions 742 and 762 are formed in the element case 74 and the element receiving member 76, respectively, and the outer peripheral surface 781 of the spherical member 78 is in contact with the concave portions 742 and 762. Thus, the element case 74 can be prevented from being subjected to a partial load.

一方向クラッチ部材8は、前記第1実施形態と同様に、クラッチ台80に形成された貫通孔内にはリング部材82が配置されている。このリング部材82は、クラッチ台80およびクラッチ台80にビス止めされた押さえ部材83で挟持固定されている。
但し、前記実施形態では、ボール86を直接付勢する押しピン84およびこの押しピン84を案内するピンガイド部材81が設けられていたが、本実施形態では、各ボール86の移動をある程度の範囲で規制するボール保持器88が設けられている点が大きく相違する。
In the one-way clutch member 8, a ring member 82 is disposed in a through hole formed in the clutch base 80 as in the first embodiment. The ring member 82 is clamped and fixed by a clutch base 80 and a pressing member 83 screwed to the clutch base 80.
However, in the embodiment, the push pin 84 that directly biases the ball 86 and the pin guide member 81 that guides the push pin 84 are provided. However, in the present embodiment, the movement of each ball 86 is within a certain range. The difference is that a ball cage 88 is provided which is regulated by.

ボール保持器88は、図10に示すように、略円筒状に形成され、中心軸部分には各ロッド5,70が挿通されている。ボール保持器88の円周面881には、半径方向に貫通する貫通孔882が形成されている。この貫通孔882は、円周方向に沿って等間隔で複数設けられている。本実施形態では、90度間隔で4個の貫通孔882が形成されている。
貫通孔882の直径は、ボール86の直径よりも大きくされており、貫通孔882内でボール86が移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 10, the ball cage 88 is formed in a substantially cylindrical shape, and the rods 5 and 70 are inserted through the central axis portion. A through hole 882 that penetrates in the radial direction is formed in the circumferential surface 881 of the ball cage 88. A plurality of the through holes 882 are provided at equal intervals along the circumferential direction. In the present embodiment, four through holes 882 are formed at intervals of 90 degrees.
The diameter of the through hole 882 is larger than the diameter of the ball 86, and the ball 86 is configured to be movable in the through hole 882.

ボール保持器88には、各貫通孔882に対応してボール86を引き寄せ可能な磁石883が内蔵されている。この磁石883は、図11,12に示すボール保持器88の外周面の展開図に示すように、貫通孔882の中心点を通るボール保持器88の軸方向882Aと、この軸方向882Aに直交する円周方向882Bとに対してそれぞれオフセットされた斜め位置に設けられている。具体的には、磁石883は、各貫通孔882の中心点に対して前記第1方向側(シリンジ台4側)でかつ円周方向882B側にオフセットされた斜め位置に設けられている。   The ball holder 88 includes a magnet 883 that can attract the ball 86 corresponding to each through hole 882. The magnet 883 includes an axial direction 882A of the ball holder 88 passing through the center point of the through hole 882 and a direction orthogonal to the axial direction 882A, as shown in the developed views of the outer peripheral surface of the ball holder 88 shown in FIGS. It is provided in the diagonal position respectively offset with respect to the circumferential direction 882B to do. Specifically, the magnet 883 is provided at an oblique position offset from the center point of each through hole 882 on the first direction side (syringe table 4 side) and on the circumferential direction 882B side.

ボール保持器88のクラッチ押し部材100側(第1方向側)には円盤状のスペーサ89が配置され、このスペーサ89にはピン102が当接されている。
ここで、スペーサ89はステンレスなどの金属製とされ、ボール保持器88は含油樹脂製とされ、ボール保持器88はロッド5,70を回転中心としてスペーサ89に対してスムーズに回動できるように構成されている。
A disk-shaped spacer 89 is disposed on the clutch retainer 100 side (first direction side) of the ball cage 88, and a pin 102 is in contact with the spacer 89.
Here, the spacer 89 is made of a metal such as stainless steel, the ball cage 88 is made of oil-impregnated resin, and the ball cage 88 can be smoothly rotated with respect to the spacer 89 around the rods 5 and 70 as the rotation center. It is configured.

また、ボール保持器88は、バネ85によってシリンジ2側に付勢されている。なお、バネ85の付勢力は、ボール保持器88、スペーサ89、ピン102を介してクラッチ押し部材100に伝わり、クラッチ押し部材100はシリンジ2側への移動規制位置、つまり移動規制板103のフランジブッシュ104がクラッチ台80に当接する位置まで移動可能とされている。
この際、ボール保持器88の貫通孔882は、図8,9に示すように、リング部材82のテーパ面821のほとんどの範囲を含むように形成され、圧電素子72が駆動されていない状態ではボール86は貫通孔882内で自由に回転できるように設定されている。
Further, the ball cage 88 is biased toward the syringe 2 by a spring 85. The urging force of the spring 85 is transmitted to the clutch pushing member 100 via the ball cage 88, the spacer 89, and the pin 102, and the clutch pushing member 100 moves to the syringe 2 side, that is, the flange of the movement restricting plate 103. The bush 104 is movable to a position where it comes into contact with the clutch base 80.
At this time, as shown in FIGS. 8 and 9, the through hole 882 of the ball cage 88 is formed so as to include the most range of the tapered surface 821 of the ring member 82, and in a state where the piezoelectric element 72 is not driven. The ball 86 is set so as to freely rotate in the through hole 882.

このような第2実施形態のシリンジポンプ1Aにおける液体吐出動作に関し説明する。
シリンジ2の装着は前記第1実施形態と同様に行えばよい。シリンジ2の装着後、圧電素子72を駆動していない状態では、図9に示すように、貫通孔882の範囲内でボール86も自由に移動可能となる。このため、ボール86は磁石883によって引き寄せられて、貫通孔882の中心点に対して磁石883が設けられた方向つまり斜め下方の位置で、かつ、テーパ面821と各ロッド外周面とに当接した位置に安定して位置される。
The liquid discharge operation in the syringe pump 1A of the second embodiment will be described.
The mounting of the syringe 2 may be performed in the same manner as in the first embodiment. When the piezoelectric element 72 is not driven after the syringe 2 is mounted, the ball 86 can also freely move within the range of the through hole 882 as shown in FIG. Therefore, the ball 86 is attracted by the magnet 883 and is in contact with the tapered surface 821 and each rod outer peripheral surface in the direction in which the magnet 883 is provided with respect to the center point of the through-hole 882, that is, at an obliquely lower position. It is positioned stably at the position.

次に、コントローラで圧電素子72を駆動し、駆動ロッド70がシリンジ台4側つまり第1方向に移動すると、図11に示すように、駆動ロッド70に当接するボール86は貫通孔882の中心点に対して円周方向882B側にずれた位置でテーパ面821およびロッド外周面に圧接し、ロック状態となる。従って、前記第1実施形態と同様に、一方向クラッチ部材8は、駆動ロッド70と共に第1方向に移動し、パイプ9を介してピストン3が第1方向に移動して液体が吐出される。
また、駆動ロッドが圧電素子72側つまり第2方向に移動すると、前記第1実施形態と同様に、ガイドロッド5に当接するボール86がロック状態となるため、一方向クラッチ部材8は移動せず、停止される。
従って、圧電素子72の伸縮動作に伴い、一方向クラッチ部材8は間欠的にシリンジ2側に移動し、ピストン3も同期して移動するため、シリンジ2内の液体が順次吐出される。
Next, when the piezoelectric element 72 is driven by the controller and the drive rod 70 moves in the syringe table 4 side, that is, in the first direction, the ball 86 that contacts the drive rod 70 moves to the center point of the through hole 882 as shown in FIG. On the other hand, the taper surface 821 and the rod outer peripheral surface are pressed against each other at a position shifted to the circumferential direction 882B side to be in a locked state. Accordingly, as in the first embodiment, the one-way clutch member 8 moves in the first direction together with the drive rod 70, and the piston 3 moves in the first direction via the pipe 9 to discharge the liquid.
When the drive rod moves in the piezoelectric element 72 side, that is, in the second direction, the ball 86 that contacts the guide rod 5 is in the locked state as in the first embodiment, so that the one-way clutch member 8 does not move. Stopped.
Accordingly, the one-way clutch member 8 intermittently moves to the syringe 2 side and the piston 3 also moves in synchronization with the expansion / contraction operation of the piezoelectric element 72, so that the liquid in the syringe 2 is sequentially discharged.

液体吐出が完了し、シリンジ2を交換するために、突起部80A,100Aを操作してクラッチを解除すると、ボール86は、貫通孔882のセンター位置から偏心した位置にあるため、図12に示すように、ボール86が貫通孔882の斜め下方の内周面に当接する。このボール86とスペーサ89とで挟まれたボール保持器88は、ロッド5,70を中心に円周方向に回され、これに伴い貫通孔882に接触していたボール86も図12の矢印に示すように回転する。
このようにボール86が回転すると、ボール86はより上方つまりテーパ面821とロッド外周面との間隔が広い方向に移動し、一方向クラッチ部材8のロックが解除される。
When the liquid discharge is completed and the clutch 2 is released by operating the protrusions 80A and 100A to replace the syringe 2, the ball 86 is in an eccentric position from the center position of the through hole 882, and therefore, as shown in FIG. As described above, the ball 86 abuts against the inner peripheral surface of the through hole 882 obliquely below. The ball holder 88 sandwiched between the ball 86 and the spacer 89 is rotated in the circumferential direction around the rods 5 and 70, and the ball 86 that has been in contact with the through hole 882 along with this is also indicated by the arrow in FIG. Rotate as shown.
When the ball 86 rotates in this manner, the ball 86 moves upward, that is, in a direction in which the interval between the tapered surface 821 and the rod outer peripheral surface is wide, and the one-way clutch member 8 is unlocked.

このような本実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる上、以下の効果も奏することができる。
(8)ボール86に比べて直径の大きな貫通孔882を有するボール保持器88を用い、かつ、ボール保持器88に磁石883を設けて、クラッチが解除されている際のボール86を貫通孔882の中心からずれた位置に保持するようにしたので、クラッチをロックする際に、ボール86を貫通孔882の中心からずらして配置できる。このため、クラッチ押し部材100を操作してクラッチを解除した際に、ボール86を貫通孔882に当接させることで、ボール保持器88を円周方向に回転させることができ、これに伴いボール86も回転させることができる。従って、ボール86はより上方つまりテーパ面821とロッド外周面との間隔が広い方向に移動しやすくなり、かつ、テーパ面821やロッド外周面との接触部分の摩擦が静摩擦から動摩擦になるため、ボール86を移動してロックを解除するために必要な力を軽減できる。
In this embodiment as well, the same effects as the first embodiment can be obtained, and the following effects can also be obtained.
(8) A ball holder 88 having a through hole 882 having a diameter larger than that of the ball 86 is used, and a magnet 883 is provided in the ball holder 88 so that the ball 86 when the clutch is released is inserted into the through hole 882. The ball 86 can be displaced from the center of the through hole 882 when the clutch is locked. For this reason, when the clutch pushing member 100 is operated and the clutch is released, the ball holder 88 can be rotated in the circumferential direction by bringing the ball 86 into contact with the through hole 882, and accordingly, the ball 86 can also be rotated. Therefore, the ball 86 is more easily moved upward, that is, in a direction in which the interval between the tapered surface 821 and the rod outer peripheral surface is wide, and the friction of the contact portion with the tapered surface 821 and the rod outer peripheral surface is changed from static friction to dynamic friction. The force required to move the ball 86 and release the lock can be reduced.

(9)圧電素子72の両端に球面部材78を設け、この球面部材78の球面状の外周面781を各素子ケース74、素子受け部材76に当接させているので、圧電素子72に偏加重が加わることを防止できる。従って、圧電素子72が偏加重によって破損することも防止できる。 (9) Since the spherical member 78 is provided at both ends of the piezoelectric element 72 and the spherical outer peripheral surface 781 of the spherical member 78 is in contact with each element case 74 and the element receiving member 76, the piezoelectric element 72 is biased unevenly. Can be prevented from being added. Therefore, it is possible to prevent the piezoelectric element 72 from being damaged by the partial load.

〔第3実施形態〕
次に本発明の第3実施形態について、図13〜16を参照して説明する。
本実施形態のシリンジポンプ1Bは、前記実施形態では、シリンジ2内にピストン3が収納されているのに対し、シリンジである外筒2Aの外部まで延長されたプランジャ3Aをピストンとして用いている点と、このプランジャ3Aを駆動ロッド70の軸線上ではなく、駆動ロッド70に平行に配置している点が相違するが、プランジャ3Aを移動させる基本的な構造は前記各実施形態と同様のものである。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the syringe pump 1B of the present embodiment, the piston 3 is housed in the syringe 2 in the above embodiment, but the plunger 3A extended to the outside of the outer cylinder 2A that is a syringe is used as the piston. The difference is that the plunger 3A is arranged not on the axis of the drive rod 70 but in parallel with the drive rod 70, but the basic structure for moving the plunger 3A is the same as that of the above embodiments. is there.

すなわち、外筒(シリンジ)2Aはシリンジ台4Aに着脱可能に取り付けられている。すなわち、シリンジ台4Aには略U字状の溝44が形成されている。また、シリンジ台4Aに2本の平行な軸46を介してスライド移動可能に設けられた保持板45にも同様の略U字状の溝48が形成されている。前記各軸46の端部間には操作レバー47が連結されている。
保持板45、軸46、操作レバー47は、図示しないバネにより、図14における下側(吐出口21側)に向かって付勢されており、この付勢力で外筒2Aのフランジ25を保持板45およびシリンジ台4Aで挟持するように構成されている。従って、バネの付勢力に抗して、操作レバー47を上方(圧電素子72側)に押し込み、シリンジ台4Aおよび保持板45の各溝44,48部分に外筒2Aを配置した状態で操作レバー47を元の位置に戻すと、外筒2Aのフランジ25が保持板45およびシリンジ台4Aで挟持される。すなわち、シリンジ台4Aは操作レバー47を操作することで、シリンジ台4Aに対して着脱可能に取り付けられている。
That is, the outer cylinder (syringe) 2A is detachably attached to the syringe base 4A. That is, a substantially U-shaped groove 44 is formed in the syringe base 4A. A similar substantially U-shaped groove 48 is also formed in the holding plate 45 slidably provided on the syringe base 4 </ b> A via two parallel shafts 46. An operation lever 47 is connected between the ends of the shafts 46.
The holding plate 45, the shaft 46, and the operation lever 47 are urged toward the lower side (discharge port 21 side) in FIG. 14 by a spring (not shown), and the urging force holds the flange 25 of the outer cylinder 2A. 45 and the syringe base 4A. Therefore, the operation lever 47 is pushed upward (piezoelectric element 72 side) against the urging force of the spring, and the outer cylinder 2A is disposed in each of the grooves 44 and 48 of the syringe base 4A and the holding plate 45. When 47 is returned to the original position, the flange 25 of the outer cylinder 2A is held between the holding plate 45 and the syringe base 4A. That is, the syringe base 4A is detachably attached to the syringe base 4A by operating the operation lever 47.

シリンジ台4Aには、図15に示すように、2本のガイドロッド5の一端がそれぞれ固定されている。また、シリンジ台4Aには、駆動ロッド70の端部が挿入されている。
すなわち、シリンジ台4Aには段付きの凹部401が形成され、駆動ロッド70の端部に取り付けられたロッド受け材701が前記凹部401に挿入されている。凹部401の段部およびロッド受け材701間には、駆動ロッド70を圧電素子72側に付勢する付勢手段としての皿バネ73が介在されている。
As shown in FIG. 15, one end of each of the two guide rods 5 is fixed to the syringe base 4A. Further, the end of the drive rod 70 is inserted into the syringe base 4A.
That is, a stepped recess 401 is formed in the syringe base 4 </ b> A, and a rod receiving member 701 attached to the end of the drive rod 70 is inserted into the recess 401. A disc spring 73 as an urging means for urging the drive rod 70 toward the piezoelectric element 72 is interposed between the step portion of the recess 401 and the rod receiving member 701.

ガイドロッド5の他端は、ベース部材79に取り付けられている。また、ベース部材79には、ガイドロッド5間に平行に配置された駆動ロッド70が挿通され、かつ、素子ケース74が取り付けられている。
素子ケース74内には、前記実施形態と同様に圧電素子72が配置されている。圧電素子72は、樹脂シート77を介して素子ケース74および駆動ロッド70間に配置されている。駆動ロッド70の端部には前記圧電素子72の脱落を防止するリング状の素子受け部材76が取り付けられている。
The other end of the guide rod 5 is attached to the base member 79. In addition, a drive rod 70 arranged in parallel between the guide rods 5 is inserted into the base member 79, and an element case 74 is attached.
In the element case 74, the piezoelectric element 72 is disposed in the same manner as in the above embodiment. The piezoelectric element 72 is disposed between the element case 74 and the drive rod 70 via the resin sheet 77. A ring-shaped element receiving member 76 for preventing the piezoelectric element 72 from falling off is attached to the end of the drive rod 70.

一方向クラッチ部材8Aは、図16に示すように、第1クラッチ台181と、第2クラッチ台182と、押さえ部材183とを備えている。第1クラッチ台181は、前記実施形態のクラッチ台80と同様に駆動ロッド70が挿通される貫通孔185が形成されている。この貫通孔185のシリンジ台4A側は大径の空間とされ、その内部には略円筒状のボールガイド部材186と、このボールガイド部材186をシリンジ台4A側に付勢するコイルバネ187とが挿入されている。   As shown in FIG. 16, the one-way clutch member 8 </ b> A includes a first clutch base 181, a second clutch base 182, and a pressing member 183. The first clutch base 181 is formed with a through hole 185 through which the drive rod 70 is inserted in the same manner as the clutch base 80 of the above embodiment. The through hole 185 has a large diameter space on the syringe base 4A side, and a substantially cylindrical ball guide member 186 and a coil spring 187 for urging the ball guide member 186 toward the syringe base 4A are inserted therein. Has been.

また、第1クラッチ台181には、図14に示すように突起部181Aが形成されている。突起部181Aには、プランジャ3Aに当接される当接部としての当接ロッド189が固定されている。さらに、突起部181Aには、センサーロッド190が固定され、素子ケース74に固定されたポテンショメータ74Aに挿入されている。従って、駆動ロッド70に対する一方向クラッチ部材8Aの位置をポテンショメータ74Aで検出し、その位置に応じて圧電素子72の制御を行えるように構成されている。   Further, the first clutch base 181 is formed with a protrusion 181A as shown in FIG. An abutment rod 189 as an abutment portion that abuts against the plunger 3A is fixed to the protrusion 181A. Further, the sensor rod 190 is fixed to the protrusion 181A, and is inserted into a potentiometer 74A fixed to the element case 74. Accordingly, the position of the one-way clutch member 8A relative to the drive rod 70 is detected by the potentiometer 74A, and the piezoelectric element 72 can be controlled in accordance with the position.

第2クラッチ台182には、前記駆動ロッド70が挿通される貫通孔191と、各ガイドロッド5が挿通される貫通孔192とがそれぞれ形成されている。
貫通孔191は、圧電素子72側が大径とされ、この大径部分には、前記第1実施形態と同じリング部材82と、前記第1クラッチ台181とが挿入されている。この第1クラッチ台181は、図示しないネジ等で、第2クラッチ台182に固定されている。
また、小径部分には、戻しリング87が軸方向に移動可能に挿入されている。そして、リング部材82のテーパ面821および駆動ロッド70間にはボール86が配置されている。また、前記ボールガイド部材186には、ボール86を駆動ロッド70の外周面に沿った円周方向に移動不能に保持する凹部が形成され、各ボール86は円周方向に所定間隔で配置されている。
The second clutch base 182 is formed with a through hole 191 through which the drive rod 70 is inserted and a through hole 192 through which each guide rod 5 is inserted.
The through-hole 191 has a large diameter on the piezoelectric element 72 side, and the same ring member 82 as that of the first embodiment and the first clutch base 181 are inserted into the large diameter portion. The first clutch base 181 is fixed to the second clutch base 182 with screws or the like (not shown).
A return ring 87 is inserted in the small diameter portion so as to be movable in the axial direction. A ball 86 is disposed between the tapered surface 821 of the ring member 82 and the drive rod 70. Further, the ball guide member 186 is formed with a concave portion that holds the ball 86 in a circumferential direction along the outer peripheral surface of the drive rod 70 so that the ball 86 cannot move. The balls 86 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. Yes.

各貫通孔192には、第1クラッチ台181と同様に、ボールガイド部材186、コイルバネ187がそれぞれ挿入されている。
また、第2クラッチ台182の貫通孔192部分には押さえ部材183がそれぞれビス止めされている。この押さえ部材183においてガイドロッド5が挿通される貫通孔部分には、前記実施形態と同様に、リング部材82、ボール86、戻しリング87が配置されている。
Similarly to the first clutch base 181, a ball guide member 186 and a coil spring 187 are inserted into each through hole 192.
Also, pressing members 183 are screwed to the through-hole 192 portion of the second clutch base 182. In the holding member 183, a ring member 82, a ball 86, and a return ring 87 are arranged in the through hole portion through which the guide rod 5 is inserted, as in the above embodiment.

第2クラッチ台182のシリンジ台4A側には、クラッチ解除手段10Aを構成するクラッチ押し部材200が配置されている。クラッチ押し部材200には、凹部201が形成され、押さえ部材183が配置されている。また、クラッチ押し部材200には、各戻しリング87に当接可能なピン202が取り付けられている。
クラッチ押し部材200には、連結板210を介して移動規制板211が連結されている。移動規制板211は、第2クラッチ台182のベース部材79側に配置されている。このため、各コイルバネ187で付勢されるクラッチ押し部材200は、シリンジ台4A方向へは、移動規制板211が第2クラッチ台182に当接する位置まで移動可能とされている。
On the syringe base 4A side of the second clutch base 182, a clutch pushing member 200 constituting the clutch release means 10A is disposed. The clutch pressing member 200 is formed with a recess 201 and a pressing member 183 is disposed. Further, the clutch pushing member 200 is provided with a pin 202 that can be brought into contact with each return ring 87.
A movement restricting plate 211 is connected to the clutch pushing member 200 via a connecting plate 210. The movement restricting plate 211 is disposed on the base member 79 side of the second clutch base 182. For this reason, the clutch pushing member 200 urged by each coil spring 187 is movable in the direction of the syringe base 4 </ b> A to a position where the movement restricting plate 211 contacts the second clutch base 182.

移動規制板211は、突起部181Aと同様の位置まで延長されて、第2クラッチ台182やクラッチ押し部材200よりも突出されており、その部分には図13においてコ字状に形成された操作レバー212が設けられている。この操作レバー212を突起部181A側に近づけると、前記ピン202および戻しリング87を介してボール86が押され、前記実施形態と同様にクラッチが解除されるように構成されている。従って、本実施形態では、クラッチ押し部材200、ピン202、連結板210、移動規制板211、操作レバー212によってクラッチ解除手段10Aが構成されている。   The movement restricting plate 211 is extended to the same position as the protruding portion 181A and protrudes from the second clutch base 182 and the clutch pushing member 200, and an operation formed in a U shape in FIG. A lever 212 is provided. When the operation lever 212 is brought closer to the protruding portion 181A side, the ball 86 is pushed through the pin 202 and the return ring 87, and the clutch is released as in the embodiment. Therefore, in this embodiment, the clutch pushing member 200, the pin 202, the connecting plate 210, the movement restricting plate 211, and the operation lever 212 constitute the clutch releasing means 10A.

このような本実施形態においても、前記各実施形態と同様の動作で液体吐出が行われる。
まず、液体が充填された外筒2Aおよびプランジャ3Aを、操作レバー47を操作してシリンジ台4Aに取り付ける。次に、操作レバー212を操作してクラッチを解除し、一方向クラッチ部材8を移動して当接ロッド189をプランジャ3Aに当接させる。
以上により、吐出準備が完了したら、圧電素子72を駆動する。圧電素子72が伸長して駆動ロッド70がシリンジ台4A側に移動すると、第1クラッチ台181はボール86がリング部材82に圧接してロックすることで、駆動ロッド70とともにシリンジ台4A側に移動する。従って、第1クラッチ台181に連結された第2クラッチ台182もシリンジ台4A側に移動する。この際、ガイドロッド5に当接するボール86は、ボール86に対してガイドロッド5が相対的にベース部材79側に移動することになるため、テーパ面821とガイドロッド5との間隔が広い方に移動し、前記実施形態と同様に、ガイドロッド5に対するクラッチは解除された状態となる。
この第1クラッチ台181の移動に伴い、当接ロッド189を介してプランジャ3Aが押され、外筒2Aの吐出口21から液体が吐出される。
In this embodiment as well, liquid ejection is performed by the same operation as in the above embodiments.
First, the outer cylinder 2A and the plunger 3A filled with the liquid are attached to the syringe base 4A by operating the operation lever 47. Next, the operation lever 212 is operated to release the clutch, and the one-way clutch member 8 is moved to bring the contact rod 189 into contact with the plunger 3A.
As described above, when the preparation for ejection is completed, the piezoelectric element 72 is driven. When the piezoelectric element 72 extends and the drive rod 70 moves to the syringe base 4A side, the first clutch base 181 moves to the syringe base 4A side together with the drive rod 70 by locking the ball 86 against the ring member 82. To do. Accordingly, the second clutch base 182 connected to the first clutch base 181 also moves to the syringe base 4A side. At this time, the ball 86 abutting on the guide rod 5 moves relative to the ball 86 toward the base member 79, so that the one where the gap between the tapered surface 821 and the guide rod 5 is wider. As in the above-described embodiment, the clutch for the guide rod 5 is released.
As the first clutch base 181 moves, the plunger 3A is pushed through the contact rod 189, and the liquid is discharged from the discharge port 21 of the outer cylinder 2A.

一方、圧電素子72が縮小すると、駆動ロッド70は皿バネ73により圧電素子72側に移動する。このため、前記実施形態と同様に、駆動ロッド70に当接するボール86は、テーパ面821と駆動ロッド70との間隔が広い方に移動し、駆動ロッド70に対するクラッチは解除された状態となる。
また、ガイドロッド5に対して第2クラッチ台182がベース部材79側に移動しようとしても、ボール86に対してガイドロッド5が相対的にシリンジ台4A側に移動することになるため、ボール86はテーパ面821に圧接し、ガイドロッド5に対するクラッチがロックされた状態となるため、第1クラッチ台181および第2クラッチ台182は移動せず、プランジャ3Aの移動も停止される。
従って、圧電素子72の伸縮を繰り返すことで、第1クラッチ台181およびプランジャ3Aが間欠的にシリンジ台4A側に移動し、液体が吐出される。
On the other hand, when the piezoelectric element 72 is reduced, the drive rod 70 is moved to the piezoelectric element 72 side by the disc spring 73. For this reason, as in the above-described embodiment, the ball 86 in contact with the drive rod 70 moves to the side where the distance between the tapered surface 821 and the drive rod 70 is wider, and the clutch for the drive rod 70 is released.
Even if the second clutch base 182 moves toward the base member 79 with respect to the guide rod 5, the guide rod 5 moves relative to the ball 86 relative to the syringe base 4A. Is in pressure contact with the tapered surface 821, and the clutch for the guide rod 5 is locked, so that the first clutch base 181 and the second clutch base 182 do not move, and the movement of the plunger 3A is also stopped.
Therefore, by repeating expansion and contraction of the piezoelectric element 72, the first clutch base 181 and the plunger 3A intermittently move to the syringe base 4A side, and the liquid is discharged.

外筒2A内の液体吐出が完了したら、操作レバー212を操作してクラッチを解除し、第1クラッチ台181、第2クラッチ台182をベース部材79側に移動し、外筒2Aを交換すればよい。   When the liquid discharge in the outer cylinder 2A is completed, the clutch is released by operating the operation lever 212, the first clutch base 181 and the second clutch base 182 are moved to the base member 79 side, and the outer cylinder 2A is replaced. Good.

このような本実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる上、以下の効果も奏することができる。
(10)ピストン3に比べて長さ寸法が長いプランジャ3Aを用いていても、外筒2Aやプランジャ3Aを駆動ロッド70に並列に配置したので、シリンジポンプ1B全体の長さ寸法を抑えることができる。
In this embodiment as well, the same effects as the first embodiment can be obtained, and the following effects can also be obtained.
(10) Even if the plunger 3A having a length longer than that of the piston 3 is used, since the outer cylinder 2A and the plunger 3A are arranged in parallel to the drive rod 70, the overall length of the syringe pump 1B can be suppressed. it can.

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲の変形は本発明に含まれるものである。
コントローラは、圧電素子72等の変位量を検出してフィードバック制御を行うものが好ましいが、例えば実験的に求めた数式モデルを利用して制御を行うなど、フィードバック制御を用いずに制御してもよい。
In addition, this invention is not limited to the structure of the said Example, The deformation | transformation of the range which can achieve the objective of this invention is included in this invention.
The controller is preferably one that performs feedback control by detecting the amount of displacement of the piezoelectric element 72 or the like, but may be controlled without using feedback control, for example, control is performed using an experimentally obtained mathematical model. Good.

第2実施形態の球面部材78を第1,3実施形態のシリンジポンプ1,1Bに用いてもよい。また、第2実施形態において、球面部材78の代わりに樹脂シート77を用いてもよい。但し、球面部材78を用いた方が、圧電素子72の破損を防止できる点で好ましい。
また、第3実施形態のシリンジポンプ1Bにおいて、第2実施形態のような、ボール保持器88を用いてもよい。このボール保持器88を利用すれば、ロック解除操作性を向上できる利点がある。
The spherical member 78 of the second embodiment may be used for the syringe pumps 1 and 1B of the first and third embodiments. In the second embodiment, a resin sheet 77 may be used instead of the spherical member 78. However, it is preferable to use the spherical member 78 because the piezoelectric element 72 can be prevented from being damaged.
Further, in the syringe pump 1B of the third embodiment, a ball holder 88 as in the second embodiment may be used. If this ball holder 88 is used, there is an advantage that the unlocking operability can be improved.

前記第1実施形態では、ピストン本体31を押しパイプ9と別体に構成していたが、一体に構成してもよい。但し、前記第1実施形態のように、ピストン本体31と押しパイプ9とを分離可能に構成すれば、シリンジ2内にピストン本体31を挿入した後に、押しパイプ9を取り付ければよく、押しパイプ9の移動量を小さくできるので、シリンジポンプ1をコンパクトに構成できる。
また、前記各実施形態においては、ガイドロッド5に対して一方向クラッチ部材8,8Aの移動を規制するクラッチ機構(第2クラッチ手段)を、ボール86およびリング部材82を用いて構成していたが、例えば、摩擦板を用いて構成してもよい。すなわち、摩擦板による摩擦力を、前記圧電素子72の駆動力よりも小さく設定し、かつ、摩擦状態を解除してガイドロッド5に対するロック状態を解除する解除手段を設ければよい。このような構成においても、圧電素子72を駆動して駆動ロッド70を液体吐出方向に移動すれば、その駆動力が前記摩擦板の摩擦力よりも大きいため、クラッチ台80はガイドロッド5に対して移動する。一方、駆動ロッド70が戻るときには、前記摩擦力によりクラッチ台80がガイドロッド5にロックされ、クラッチ台80は移動しない。さらに、解除手段を作動させれば、クラッチ台80を手動操作で圧電素子72側に戻すことができる。従って、前記各実施形態と同様の動作を実現できる。
In the said 1st Embodiment, although the piston main body 31 was comprised separately from the push pipe 9, you may comprise integrally. However, if the piston main body 31 and the push pipe 9 are configured to be separable as in the first embodiment, the push pipe 9 may be attached after the piston main body 31 is inserted into the syringe 2. Therefore, the syringe pump 1 can be made compact.
In each of the above embodiments, the clutch mechanism (second clutch means) that restricts the movement of the one-way clutch members 8, 8 </ b> A with respect to the guide rod 5 is configured using the ball 86 and the ring member 82. However, you may comprise using a friction plate, for example. That is, it is only necessary to provide a releasing means for setting the frictional force by the friction plate to be smaller than the driving force of the piezoelectric element 72 and releasing the frictional state to release the locked state with respect to the guide rod 5. Even in such a configuration, if the piezoelectric element 72 is driven and the drive rod 70 is moved in the liquid discharge direction, the drive force is greater than the friction force of the friction plate. Move. On the other hand, when the drive rod 70 returns, the clutch base 80 is locked to the guide rod 5 by the frictional force, and the clutch base 80 does not move. Furthermore, if the release means is operated, the clutch base 80 can be returned to the piezoelectric element 72 side by manual operation. Therefore, the same operation as that in each of the above embodiments can be realized.

また、本発明のシリンジポンプ1,1A,1Bは、電子部品の製造装置に組み込んで利用してもよい。すなわち、電子部品の製造装置は、前述のシリンジポンプ1,1A,1Bと、シリンジポンプ1,1A,1Bの駆動を制御するコントローラ(制御装置)とを備えて構成され、製造に必要な液体を前記シリンジポンプ1から吐出して電子部品を製造するものとすればよい。
このような電子部品の製造装置では、極微量の液体を精度良く移送できる前述のシリンジポンプ1,1A,1Bを用いているので、極微量の液体を高精度に吐出できる。
The syringe pumps 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B of the present invention may be used by being incorporated in an electronic component manufacturing apparatus. That is, the electronic component manufacturing apparatus includes the above-described syringe pumps 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B and a controller (control device) that controls the driving of the syringe pumps 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B, and supplies the liquid necessary for manufacturing. An electronic component may be manufactured by discharging from the syringe pump 1.
In such an electronic component manufacturing apparatus, since the above-described syringe pumps 1, 1 </ b> A, and 1 </ b> B that can accurately transfer a very small amount of liquid are used, a very small amount of liquid can be discharged with high accuracy.

本発明は、微量の液体を高精度でかつ高速に吐出でき、半導体製造や薬液分注などの分野で用いられるシリンジポンプに利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can discharge a small amount of liquid with high accuracy and at high speed, and can be used for a syringe pump used in fields such as semiconductor manufacturing and chemical dispensing.

本発明の第1実施形態のシリンジポンプを示す正面図である。It is a front view which shows the syringe pump of 1st Embodiment of this invention. 図1のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図1のB−B線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of FIG. 前記実施形態の駆動部および一方向クラッチ部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the drive part of the said embodiment, and a one-way clutch member. 前記実施形態の一方向クラッチ部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the one way clutch member of the said embodiment. 前記実施形態のクラッチ解除手段を操作した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which operated the clutch release means of the said embodiment. 前記実施形態の液体吐出完了状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid discharge completion state of the said embodiment. 本発明の第2実施形態のシリンジポンプの要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the syringe pump of 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 2nd Embodiment. 第2実施形態のボール保持器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ball holder of 2nd Embodiment. 第2実施形態のボール保持器の外周面を展開した展開図である。It is the expanded view which expand | deployed the outer peripheral surface of the ball holder of 2nd Embodiment. 第2実施形態のボール保持器の外周面を展開した展開図である。It is the expanded view which expand | deployed the outer peripheral surface of the ball holder of 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態のシリンジポンプを示す正面図である。It is a front view which shows the syringe pump of 3rd Embodiment of this invention. 第3実施形態の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 3rd Embodiment. 第3実施形態の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 3rd Embodiment. 第3実施形態の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B…シリンジポンプ、2…シリンジ、2A…外筒、3…ピストン、3A…プランジャ、4,4A…シリンジ台、5…ガイドロッド、7…駆動部、8,8A…一方向クラッチ部材、9…押しパイプ、10,10A…クラッチ解除手段、70…駆動ロッド、71…ロッド進退機構、72…圧電素子、73…皿バネ、74…素子ケース、76…素子受け部材、78…球面部材、80…クラッチ台、81…ピンガイド部材、82…リング部材、84…押しピン、85…バネ、86…ボール、87…戻しリング、88…ボール保持器、100,200…クラッチ押し部材、102…ピン、181…第1クラッチ台、182…第2クラッチ台、186…ボールガイド部材、189…当接ロッド、821…テーパ面、882…貫通孔、883…磁石。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Syringe pump, 2 ... Syringe, 2A ... Outer cylinder, 3 ... Piston, 3A ... Plunger, 4, 4A ... Syringe stand, 5 ... Guide rod, 7 ... Drive part, 8, 8A ... One-way clutch Member: 9 ... Push pipe, 10, 10A ... Clutch release means, 70 ... Drive rod, 71 ... Rod advance / retreat mechanism, 72 ... Piezoelectric element, 73 ... Disc spring, 74 ... Element case, 76 ... Element receiving member, 78 ... Spherical surface Member, 80 ... clutch base, 81 ... pin guide member, 82 ... ring member, 84 ... push pin, 85 ... spring, 86 ... ball, 87 ... return ring, 88 ... ball cage, 100, 200 ... clutch push member, DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Pin, 181 ... 1st clutch stand, 182 ... 2nd clutch stand, 186 ... Ball guide member, 189 ... Contact rod, 821 ... Tapered surface, 882 ... Through-hole, 883 ... Stone.

Claims (9)

液が充填されるシリンジと、
このシリンジ内に進退可能に配置されてシリンジ内に充填される液を押し出して吐出可能なピストンと、
前記ピストンを移動させる移動装置とを備え、
前記移動装置は、
圧電素子と、
この圧電素子の伸縮駆動に伴い前記ピストンの移動軸方向に進退される駆動ロッドと、
この駆動ロッドに平行に配置されたガイドロッドと、
前記駆動ロッドおよびガイドロッドに跨って配置されて前記駆動ロッドが第1方向に移動した際には駆動ロッドに対してロックされて駆動ロッドと共に移動して前記ピストンを押して液を吐出させるとともに、駆動ロッドが第1方向と逆の第2方向に移動した際にはガイドロッドに対してロックされて駆動ロッドと共に移動せずに停止する一方向クラッチ部材と、
前記一方向クラッチ部材の駆動ロッドおよびガイドロッドに対するロック状態を解除して各ロッドに対して自由に移動可能とするクラッチ解除手段と、
を備えることを特徴とするシリンジポンプ。
A syringe filled with liquid;
A piston that is disposed so as to be able to advance and retreat in the syringe, and that can push out and discharge the liquid filled in the syringe;
A moving device for moving the piston,
The mobile device is
A piezoelectric element;
A drive rod that is advanced and retracted in the direction of the movement axis of the piston with the expansion and contraction drive of the piezoelectric element;
A guide rod arranged parallel to the drive rod;
When the drive rod is disposed across the drive rod and guide rod and moves in the first direction, it is locked with respect to the drive rod and moves with the drive rod to push the piston and discharge the liquid. A one-way clutch member that is locked to the guide rod and stops without moving with the drive rod when the rod moves in the second direction opposite to the first direction;
Clutch release means for releasing the locked state of the one-way clutch member with respect to the drive rod and the guide rod so as to be freely movable with respect to each rod;
A syringe pump comprising:
請求項1に記載のシリンジポンプにおいて、
前記一方向クラッチ部材は、前記駆動ロッドに対してロック状態およびロック解除状態に切り替えられる第1クラッチ手段と、前記ガイドロッドに対してロック状態およびロック解除状態に切り替えられる第2クラッチ手段とを備え、
前記第1クラッチ手段は、駆動ロッドが第1方向に移動する場合には駆動ロッドに対してロック状態となって駆動ロッドとともに移動され、かつ、駆動ロッドが第2方向に移動する場合には駆動ロッドに対してロック解除状態となり、
前記第2クラッチ手段は、一方向クラッチ部材が駆動ロッドとともに第1方向に移動する場合にはガイドロッドに対してロック解除状態となり、かつ、駆動ロッドが第2方向に移動する場合にはガイドロッドに対してロック状態となってガイドロッドに対する一方向クラッチ部材の移動を禁止することを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to claim 1,
The one-way clutch member includes first clutch means that is switched between a locked state and an unlocked state with respect to the drive rod, and second clutch means that is switched between a locked state and an unlocked state with respect to the guide rod. ,
The first clutch means is locked with respect to the drive rod when the drive rod moves in the first direction and is moved together with the drive rod, and is driven when the drive rod moves in the second direction. It becomes unlocked with respect to the rod,
The second clutch means is unlocked with respect to the guide rod when the one-way clutch member moves in the first direction together with the drive rod, and the guide rod when the drive rod moves in the second direction. A syringe pump characterized by being locked with respect to the guide rod and prohibiting movement of the one-way clutch member relative to the guide rod.
請求項2に記載のシリンジポンプにおいて、
前記駆動ロッドおよびガイドロッドは断面円形の丸棒からなり、
前記第1クラッチ手段および第2クラッチ手段は、それぞれ、
駆動ロッドおよびガイドロッドに比べて直径が大きくされ、かつ駆動ロッドおよびガイドロッドが挿通される貫通孔を有するガイドリングと、
前記ガイドリングの貫通孔の内周面と駆動ロッドおよびガイドロッドの外周面との間に配置され、かつ、駆動ロッドおよびガイドロッドの外周面の周方向に沿って間隔をあけて複数配置されたボールと、
前記ボールを前記第1方向側に向かって付勢する付勢手段と、を備えて構成され、
前記ガイドリングの貫通孔の内周面は、前記第1方向に向かうにしたがって直径が小さくなるテーパ面を備え、
前記ボールの直径は、駆動ロッドおよびガイドロッドとテーパ面との間の寸法のうち、最小寸法よりも大きく、最大寸法よりも小さく設定されていることを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to claim 2,
The drive rod and guide rod are made of round bars with a circular cross section,
The first clutch means and the second clutch means are respectively
A guide ring having a diameter larger than that of the drive rod and the guide rod and having a through hole through which the drive rod and the guide rod are inserted;
Arranged between the inner peripheral surface of the through hole of the guide ring and the outer peripheral surface of the drive rod and the guide rod, and a plurality of them are arranged at intervals along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the drive rod and the guide rod. With the ball,
Biasing means for biasing the ball toward the first direction side,
The inner peripheral surface of the through hole of the guide ring includes a tapered surface whose diameter decreases as it goes in the first direction,
The diameter of the said ball | bowl is set larger than the minimum dimension among the dimensions between a drive rod and a guide rod, and a taper surface, and is set smaller than the maximum dimension, The syringe pump characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載のシリンジポンプにおいて、
前記駆動ロッドおよびガイドロッドは断面円形の丸棒からなり、
前記第1クラッチ手段および第2クラッチ手段は、それぞれ、
駆動ロッドおよびガイドロッドに比べて直径が大きくされ、かつ貫通孔を有するガイドリングと、
前記ガイドリングの貫通孔内に配置され、かつ中心軸部分に前記駆動ロッドおよびガイドロッドが挿通されたボール保持器と、
このボール保持器にその周方向に沿って間隔をあけて複数形成された貫通孔内にそれぞれ1つずつ配置された複数のボールと、を備えて構成され、
前記ガイドリングの貫通孔の内周面は、前記第1方向に向かうにしたがって直径が小さくなるテーパ面を備え、
前記ボールの直径は、駆動ロッドおよびガイドロッドとテーパ面との間の寸法のうち、最小寸法よりも大きく、最大寸法よりも小さく設定され、
前記ボール保持器の各貫通孔は、ボール保持器の半径方向に貫通され、貫通孔内に配置されたボールが前記各ロッドおよびガイドリングの内周面に当接可能とされ、かつ、貫通孔の直径は前記ボールに比べて大きく形成され、各貫通孔の中心点に対して前記第1方向側でかつ貫通孔の中心点を通るボール保持器の軸方向に対して円周方向にオフセットされた斜め位置には前記ボールを引き寄せ可能な磁石が貫通孔毎に設けられ、
前記ボール保持器は各ロッドを回転中心として回動可能に設けられていることを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to claim 2,
The drive rod and guide rod are made of round bars with a circular cross section,
The first clutch means and the second clutch means are respectively
A guide ring having a diameter larger than that of the drive rod and the guide rod and having a through hole;
A ball cage disposed in the through hole of the guide ring and having the drive rod and the guide rod inserted through a central axis portion;
A plurality of balls arranged one by one in each of the through holes formed at intervals along the circumferential direction of the ball cage,
The inner peripheral surface of the through hole of the guide ring includes a tapered surface whose diameter decreases as it goes in the first direction,
The diameter of the ball is set to be larger than the minimum dimension and smaller than the maximum dimension among the dimensions between the drive rod and guide rod and the tapered surface,
Each through hole of the ball holder is penetrated in the radial direction of the ball holder so that a ball disposed in the through hole can come into contact with the inner peripheral surface of each rod and guide ring, and the through hole The diameter of the ball is larger than that of the ball, and is offset in the circumferential direction with respect to the axial direction of the ball cage passing through the center point of the through hole on the first direction side with respect to the center point of each through hole. In each oblique position, a magnet capable of attracting the ball is provided for each through hole,
A syringe pump characterized in that the ball holder is rotatably provided with each rod as a rotation center.
請求項3または請求項4に記載のシリンジポンプにおいて、
前記クラッチ解除手段は、外部操作により前記ボールを第2方向に移動可能なボール移動部材を備えて構成されていることを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to claim 3 or claim 4,
The syringe pump is characterized in that the clutch release means includes a ball moving member capable of moving the ball in the second direction by an external operation.
請求項1から請求項5のいずれかに記載のシリンジポンプにおいて、
前記一方向クラッチ部材は、内部に駆動ロッドが挿通され、かつ、一端が前記ピストンに固定された駆動パイプを有し、
前記ピストンおよびシリンジは、駆動ロッドおよび駆動パイプの軸線上に設けられていることを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to any one of claims 1 to 5,
The one-way clutch member has a drive pipe having a drive rod inserted therein and one end fixed to the piston,
The said piston and syringe are provided on the axis of a drive rod and a drive pipe, The syringe pump characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項5のいずれかに記載のシリンジポンプにおいて、
前記ピストンおよびシリンジは、駆動ロッドと平行に設けられ、
前記一方向クラッチ部材は、前記ピストンの端部に当接可能な当接部を有することを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to any one of claims 1 to 5,
The piston and syringe are provided in parallel with the drive rod,
The syringe pump according to claim 1, wherein the one-way clutch member has a contact portion capable of contacting the end portion of the piston.
請求項1から請求項7のいずれかに記載のシリンジポンプにおいて、
前記圧電素子は、その伸縮方向の一端面側は球面部材を介して素子ケースに当接され、他端面側は球面部材を介して駆動ロッドの端部に取り付けられた素子受け部材に当接され、
前記各球面部材は圧電素子との接触面は圧電素子の端面が密着可能とされ、素子ケースおよび素子受け部材との接触面は球面とされ、
前記素子受け部材は、付勢手段によって前記第2方向側に付勢されて前記圧電素子の球面部材に密着され、
前記圧電素子が伸びると前記付勢手段の付勢力に抗して素子受け部材および駆動ロッドが第1方向に移動し、圧電素子が縮むと前記付勢手段の付勢力によって素子受け部材および駆動ロッドが第2方向に移動することを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to any one of claims 1 to 7,
The piezoelectric element has one end surface in the expansion / contraction direction in contact with the element case through a spherical member, and the other end surface in contact with an element receiving member attached to the end of the drive rod through the spherical member. ,
Each spherical member has a contact surface with the piezoelectric element, the end surface of the piezoelectric element can be in close contact, and the contact surface with the element case and the element receiving member is a spherical surface,
The element receiving member is urged toward the second direction by an urging means and is in close contact with the spherical member of the piezoelectric element,
When the piezoelectric element extends, the element receiving member and the drive rod move in the first direction against the urging force of the urging means, and when the piezoelectric element contracts, the element receiving member and the driving rod are urged by the urging force of the urging means. Moves in the second direction.
請求項1から請求項8のいずれかに記載のシリンジポンプにおいて、
前記圧電素子の変位量または駆動ロッドの変位量を検出するセンサと、このセンサの出力に応じて前記圧電素子に加える電圧値を制御する制御手段とを備えることを特徴とするシリンジポンプ。
The syringe pump according to any one of claims 1 to 8,
A syringe pump comprising: a sensor that detects a displacement amount of the piezoelectric element or a displacement amount of the drive rod; and a control unit that controls a voltage value applied to the piezoelectric element in accordance with an output of the sensor.
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