JP2000145649A - 流体噴出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴出流体装置の接液部の交換が容易に行える
ように噴出用流体を吸入及び吐出する噴出系ユニットの
着脱を可能とした流体噴出装置において、シール構成部
の簡素化と操作性の向上を実現する流体噴出装置を提供
すること。 【解決手段】 噴出用流体を加圧する圧力コンバート部
を備えた流体噴出装置において、噴出用流体を実際に吸
入及び吐出する噴出系ユニットが、前記圧力コンバータ
部から着脱可能に配設され、かつ、上部開口部を備えた
袋状の弾性部材と、吸入弁及び吐出弁を備え前記開口部
に係止されるた密閉手段とで構成し、弾性部材のシール
部を一ヶ所とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯留室に満たされ
た噴出用流体に外部から振動圧力を伝達して流体を噴射
させる流体噴射装置に関するものであり、特に、圧力コ
ンバータ部に使用される噴出系ユニットの改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から流体の噴出装置として種々のも
のが使用されているが、貯留室に満たされた流体に対し
て、外部から加圧と減圧を交互に繰り返す振動圧力を伝
達し、貯留室への流体の吸入と貯留室からの吐出とを連
続的に行える噴出装置が知られている。

【０００３】噴出用の流体への圧力伝達を行う圧力コン
バータ部を備えた流体噴出装置の代表的なものは、ハウ
ジング内部に隔膜用の膜板としてダイアフラムを配設し
てハウジング内部に２つの貯留室を形成し、一方の貯留
室には流入口と排出口とを設けて内部に噴出用の流体を
満たし、他方の貯留室に駆動用流体を満たして、ここに
振動圧力を与え、ダイアフラムを介して噴出用の流体の
貯留室に伝達することにより、噴出用流体の吸入と吐出
を行うダイアフラムポンプである。

【０００４】従来のダイアフラムポンプは、ハウジング
内部における噴出用の流体を満たす貯留室を構成する噴
出系ユニットが密閉されており、医療用ポンプあるいは
化学用ポンプとして使用した場合には洗浄及び滅菌処理
等のために頻繁な分解・組立処理作業に多数の手間と時
間がかかっていた。

【０００５】そこで、本出願人は処理作業を効率良く行
う流体噴出装置を特願平８−１３７４３８号で開示し
た。この流体噴出装置は、噴出流体に対する接液壁部を
略円筒形弾性部材で構成した噴出系ユニットとして独立
させ、圧力コンバータ部に対して容易に着脱可能とし分
解・組立処理作業を改善したものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の噴出系ユニット
は、略円筒形弾性部材の両端部に噴出流体の吸入口側と
吐出口側とを別々に設けてあり、吸入弁機構部及び吐出
弁機構部をそれぞれ配設している。

【０００７】吸入弁機構部は、外部の噴出流体供給源に
ホース等の配管で接続され、内部には噴出用流体を流入
させるときのみに開く一方弁（又は、逆止弁）を備えて
いる。このため、噴出系ユニットが減圧された際には、
この一方弁が開放されて噴出流体供給源から内部に流体
が流入し、逆に、噴出系ユニットが加圧された際にはこ
の一方弁が閉じられ、内部からの液体の流出を抑えてい
る。

【０００８】吐出弁機構部は、外部のノズル等の噴射部
にホース等の配管で接続され、内部には噴出系ユニット
から噴出用流体を吐出させるときのみに開く一方弁（又
は、逆止弁）を備えている。このため、噴出系ユニット
が加圧された際には、この一方弁が開放されて内部から
噴射部に流体が吐出され、逆に、噴出系ユニットが減圧
された際にはこの一方弁は閉じられ、内部への液体の流
入（又は、逆流）を抑えている。

【０００９】ところで、前記吸入弁機構部及び吐出弁機
構部は、略円筒形弾性部材の両端部に吸入口または吐出
口を備えたエンド部材を介して係止され、それぞれシー
ル部材により液漏れがないようにシールしている構造と
していた。

【００１０】つまり、シール部を２ヶ所としていたため
液漏れの原因となる個所が複数となり、しかも部品数が
多く組立工数がかかり、組立て手順も煩雑であった。

【００１１】さらに、弾性部材の両端側に弁機構部を設
けたので、噴出系ユニットの着脱時に弁機構部が圧力コ
ンバータ部の駆動流体貯留室の円筒形内壁部を通過する
時の障害となり、スムーズに脱着作業が行われない場合
もあった。

【００１２】本発明は、上記のような問題点に鑑みて成
されたものであり、噴出流体の接液部の交換等が容易に
行えるように噴出系ユニットの着脱を可能とした流体噴
出装置の噴出系ユニットの改良発明であり、シール構成
部の簡素化と操作性の向上を実現した流体噴出装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係る流体噴出装置は、噴出
用流体を貯留する噴出流体貯留室と駆動用流体を貯留す
る駆動流体貯留室とを隣接させて配設した圧力コンバー
タ部と、前記駆動用流体に振動圧力を与える加圧手段と
を備え、前記振動圧力を前記噴出流体貯留室と駆動用流
体貯留室との隣接部を介して伝達することにより、前記
噴出流体貯留室に噴出用流体を吸入させると共に該噴出
用流体を前記噴出流体貯留室から吐出させる流体噴出装
置において、前記噴出流体貯留室を備えた噴出系ユニッ
トが、前記圧力コンバータ部から着脱可能に配設され、
前記噴出流体貯留室の外壁部を構成し一端部が開口した
有底容器形の弾性部材と、前記噴出流体貯留室と吸入弁
及び吐出弁とを連通する流路を備えて前記弾性部材の開
口部に係止される密閉手段と、から成ることを特徴とす
る流体噴出装置。

【００１４】また、請求項２に記載の発明に係る流体噴
出装置は、前記噴出系ユニットの内部に、前記有底容器
形の弾性部材の対称軸位置に配設される支柱部材を備え
たことを特徴とする請求項１に記載の流体噴出装置。

【００１５】

【作用】本発明においては、圧力コンバータ部で本体部
と独立させた有底容器型の袋状弾性部材を採用し、さら
に、密閉手段として、その開口部に吸入弁及び吐出弁と
も備えたエンド部材を取り付けたため、弾性部材のシー
ル部が一ヶ所となり、着脱可能の構成をいかしたまま液
漏れの原因を減少でき、かつ、部品点数が削減できる。

【００１６】このため、使用後の噴出系ユニットは、そ
のまま使い捨てできるため、医療分野における滅菌消毒
等の安全性の問題によるディスポーザブル化の要請にも
合い、安全性の点で優れ、しかも廃棄部品点数を削減し
たため費用面でもコストダウン化が可能となった。

【００１７】また、噴出系ユニットの下部は障害物のな
い弾性部材のみで形成されているゆえ、圧力コンバータ
部での着脱もスムーズにできる。加えて、従来装置では
下部に配置していた吸入口が上部に配置されたため、圧
力コンバータ内部を通過させる必要がなく吸入口を常に
衛生的に保てる構造となった。

【００１８】次に、第２の発明である支柱部材の採用
で、袋状の略円筒形状で噴出系ユニットの側面部と半円
球状底面部を構成する弾性部材の剛性を保つことができ
るようになった。

【００１９】この支柱部材は、弾性部材の対称軸位置に
噴出流体貯留室としてのスペースを形成して配設され、
その下部は、弾性部材の半円球状底面部形状に合わせた
形状とし、有底円筒状容器の形状を維持させながら弾性
部材の軸方向の曲げに対して剛性を持たせている。従っ
て、着脱時に噴出系ユニット単体で取り扱う場合には、
弾性部材全体が折れ曲がったりしない。

【００２０】さらに、この支柱部材は、有底円筒形弾性
部材の対称軸位置に配設されているので、弾性部材自体
が歪んで変更したり、内部での圧力分布が不均一になる
のを防止している。

【００２１】加えて、ユニット外部からの圧力伝達によ
る弾性部材の弾性変形の度合いを、弾性部材が元の状態
に戻ろうとする弾性回復力を生じる範囲内に制限するこ
とができるため、弾性部材自体の損傷を防げるわけであ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を用いて説明する。ここでは、本願の発明にかか
る圧力コンバータ並びに噴出系ユニットをウォータジェ
ットメスに応用した装置を例にとって説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施形態に係る圧力コ
ンバータ部の概略断面図である。図１において、圧力コ
ンバータ１は流体噴出装置としてのウォータジェットメ
スの一部を構成する部材であり噴出系ユニット２０を圧
力コンバータ１の内部に組み込んだ状態を示している。

【００２４】圧力コンバータ１は、袋状の弾性部材であ
る有底円筒形のゴムチューブ４と外殻容器２との間の空
間で構成される駆動流体貯留室３を備えており、シール
部材７により上部が密閉されている。更に、外殻容器２
の上部には、噴出系ユニット２０の保持手段を構成する
割型押えプレート５が設けられている。

【００２５】噴出系ユニット２０は、弾性部材としての
有底円筒形のシリコンチューブ２１と、その上端部に吸
入及び吐出機構部を構成する密閉手段として設けられた
エンド部材であるキャップアダプタ２２、外部カラー２
３及びマニホールド２４，さらに、吸入弁２７と吐出弁
２８とを有しており、これらにより閉鎖された空間で噴
出流体貯留室２５が形成されている。

【００２６】前記シリコンチューブ２１は、半円球状の
底面部を備えた袋形状であり、その側面部で噴出流体貯
留室２５の外壁部を構成している。開口しているシリコ
ンチューブ２１の上部は、キャップアダプタ２２と外部
カラー２３とで挟持されて保持されている。この挟持部
において、シリコンチューブ２１の開口先端部分を、キ
ャップアダプタ２２の下部外周部に連続して形成された
溝部に嵌め込み、かつ、該溝部よりさらに下部のキャッ
プアダプタ２２外周部に周突起部を形成し、噴出流体貯
留室２５への流体の吸入及び吐出に際して、密閉性及び
保持性をより強固な構造としている。

【００２７】さらに、噴出流体貯留室２５の内部には、
シリコンチューブ２１の底面部の形状に合わせた半円球
形状の下部２６ａと支柱部２６ｂを備えた支柱部材２６
がシリコンチューブ２１の対称軸位置に設けられてい
る。支柱部２６ｂの上部には、キャップアダプタ２２内
部に形成された流路を介して噴出流体貯留室２５と吸入
口及び吐出口とを連通するように支柱連通孔２９が備え
られている。すなわち、この支柱連通孔２９を通して流
体が噴出流体貯留室２５に吸入されたり、噴出流体貯留
室２５から吐出されたりするわけである。

【００２８】キャップアダプタ２２の上部にはマニホー
ルド２４を接続する。マニホールド２４の内部にはキャ
ップアダプタ２２内部の流路と連通する吸入側連通孔３
１ａと吐出側連通孔３１ｂが設けられている。それぞれ
の連通孔には、チェックボールを備えた吸入弁２７ある
いは同じく別のチェックボールを備えた吐出弁２８がそ
れぞれ配置されており、外部の噴出流体供給源や噴射部
とホースを介してそれぞれ接続される。

【００２９】圧力コンバータ１の外殻容器２とゴムチュ
ーブ４は同心位置に配設されているので、駆動流体貯留
室３は中空円柱形状になっており、噴出系ユニット２０
噴出流体貯留室２５から隔離して圧力コンバータ１の本
体内部に設けられている。この中空部の内壁（側壁）が
弾性部材であるゴムチューブ４で構成されており、駆動
流体貯留室３の圧力伝達部となっている。

【００３０】駆動流体貯留室３の上部にはシール部材７
を配置し、ゴムチューブ４の開口部を内側と上部側から
外殻容器２側に押しつけるように保持し、外殻容器２と
の間を閉鎖する構成としているため、駆動流体貯留室３
は密封状態になっている。

【００３１】シール部材７の中空部は、噴出系ユニット
２０の外部カラー２３の外形とほぼ等しい挿通孔が設け
られており、この挿通孔が噴出系ユニット２０の本体部
への挿脱のための挿通部を構成している。

【００３２】割型押えプレート５は、いわゆるドーナツ
型の円環部材を二つに割った概略形状を有しており、ボ
ルト９で外殻容器２に取り付けられている。割型押えプ
レート５はボルト９を中心として軸方向に回動可能に構
成され、閉鎖状態で内部に挿着した噴出系ユニット２０
を固定しながら保持し、開放状態で噴出系ユニット２０
を圧力コンバータ１内から取り出したり、圧力コンバー
タ１内に挿着できるようになっている。

【００３３】この実施形態では、噴出系ユニット２０の
挿着時には、圧力コンバータ１の軸心部位に設けられた
中空部に、噴出系ユニット２０が同心状態に位置するも
のであり、噴出流体貯留室２５の外壁を構成するシリコ
ンチューブ２１と、駆動流体貯留室３の内壁を構成する
ゴムチューブ４とが互いに対向する様になっている。つ
まり、圧力コンバータ１の駆動流体貯留室３と、噴出系
ユニット２０の噴出流体貯留室２５とは、各々の側壁を
構成するゴムチューブ４及びシリコンチューブ２１を介
して隣接配置されるようになっている。

【００３４】尚、図１に示すように、装置を作動してい
ない時にはゴムチューブ４とシリコンチューブ２１との
間には、若干の間隙が形成されるようになっている。こ
れによって、噴出系ユニット２１を圧力コンバータ１に
着脱する際に、弾性部材同士が接して抵抗が大きくなっ
たり、着脱作業が煩雑になることを防止している。

【００３５】実際に流体噴出装置として使用する場合に
は、駆動流体貯留室３に駆動流体を満たして加圧するこ
とで、ゴムチューブ４を内側に向かって膨張させ、ゴム
チューブ４とシリコンチューブ２１とを密着させること
で、相互の隔壁が重なりあって一体化した密着部とな
り、この密着部を介して圧力伝達が可能となる。

【００３６】次に、この実施形態における流体噴出装置
としてのウォータジェットメスについて図２を用いて説
明する。

【００３７】圧力コンバータ１の外殻容器２に設けられ
た連通孔２ａには、加圧装置２０１が接続されており、
駆動流体貯留室３内に駆動用流体としての作動油が供給
されると共に、駆動流体貯留室３内に満たされた作動油
に対して、加圧と減圧とを交互に繰り返す振動圧力が伝
達されている。

【００３８】加圧装置２０１は、例えば、モータの回転
により連続的に前進と後退を繰り返すピストン手段２０
３等が設けられており、上記のような振動圧力を発生さ
せる。さらに、容積可変手段２０５により適当な量の作
動油を駆動流体貯留室３内に供給し、駆動流体貯留室３
を作動油で満たすと共に、隔壁であるゴムチューブ４と
シリコンチューブ２１との間の間隙の調整を行い密着さ
せ、加圧装置２０１からの振動圧力を伝達可能とする。

【００３９】噴出系ユニット２０には、吸入口に噴出流
体供給源となる生理食塩水の輸液パック２１０が輸液管
２１２を介して接続され、吐出口には噴射部となるハン
ドピース２００が輸液管２１４を介して接続される。

【００４０】作動時には、駆動流体貯留室３に与えられ
た振動圧力が、ゴムチューブ４とシリコンチューブ２１
との密着部を圧力伝達部として、噴出流体貯留室２５に
伝達され、生理食塩水の吸入と吐出を連続して行う。つ
まり、加圧時には、ゴムチューブ４がシリコンチューブ
２１と密着したままシリコンチューブ２１を軸に向かっ
て（半径方向に）押圧して変形（収縮）し、噴出系ユニ
ット２０のシリコンチューブ２１内が加圧されて吐出弁
２８を通して生理食塩水が吐出され、ハンドピース２０
０から噴射される。逆に、減圧時にはシリコンチューブ
２１が軸から離れるように膨張し、噴出流体貯留室２５
内に負圧が生じ、吸入弁２７を通して生理食塩水をシリ
コンチューブ２１内部に貯留する。

【００４１】この加圧と減圧の一サイクルを早く繰り返
すことにより、ほぼ連続した一定の噴出圧力を持つ噴出
流体が得られるので、ウォータジェットメス用の流体噴
射装置（ポンプ）として使用できる。

【００４２】以上の実施形態では、本発明を生理食塩水
を使用したジェットメスに応用したものを例にとって説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、噴
出流体としてスラリー状の流体や他の薬液を使用した加
圧噴出装置にも応用できるものである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の利点である噴出系ユニットのみの着脱や交換によ
る洗浄や滅菌さらに補修等の容易な作業性及び安全性を
維持しながら、液漏れの原因を減少することで品質の向
上が可能となり、かつ、部品点数の削減による製品のコ
ストダウン化にも効果があるものとなった。

【００４４】さらに、吸入及び吐出機構部を噴出系ユニ
ットの上部一ヶ所に集中して配設させたため、噴出系ユ
ニットの下部は障害物のない弾性部材のみで形成してお
り、圧力コンバータ部での噴出系ユニットの着脱がスム
ーズにできるようになった。加えて、吸入口を圧力コン
バータ内部を通過させる必要もないため、吸入口を常に
衛生的に保てるようにもなった。

【００４５】また、支柱部材を配置したため、袋状の略
円筒形状で噴出系ユニットの側面部と底面部を構成する
弾性部材の剛性を保つことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力コンバータ及び噴出系ユニッ
トの概略構成断面図である。

【図２】本発明に係る圧力コンバータ及び噴出系ユニッ
トの適用例である。

【符号の説明】

１：圧力コンバータ ２：外殻容器 ３：駆動流体貯留室 ４：ゴムチューブ（弾性部材） ２０：噴出系ユニット ２１：シリコンチューブ（弾性部材） ２２：キャップアダプタ（エンド部材） ２５：噴出流体貯留室 ２６：支柱 ２７：吸入弁 ２８：吐出弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴出用流体を貯留する噴出流体貯留室と
   駆動用流体を貯留する駆動流体貯留室とを隣接させて配
   設した圧力コンバータ部と、前記駆動用流体に振動圧力
   を与える加圧手段とを備え、前記振動圧力を前記噴出流
   体貯留室と駆動用流体貯留室との隣接部を介して伝達す
   ることにより、前記噴出流体貯留室に噴出用流体を吸入
   させると共に該噴出用流体を前記噴出流体貯留室から吐
   出させる流体噴出装置において、前記噴出流体貯留室を
   備えた噴出系ユニットが、前記圧力コンバータ部から着
   脱可能に配設され、前記噴出流体貯留室の外壁部を構成
   し一端部が開口した有底容器形の弾性部材と、前記噴出
   流体貯留室と吸入弁及び吐出弁とを連通する流路を備え
   て前記弾性部材の開口部に係止される密閉手段と、から
   成ることを特徴とする流体噴出装置。
2. 【請求項２】 前記噴出系ユニットの内部に、前記有底
   容器形の弾性部材の対称軸位置に配設される支柱部材を
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の流体噴出装
   置。