JP2007289655A

JP2007289655A - シリンジポンプ

Info

Publication number: JP2007289655A
Application number: JP2007034105A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nakamura; 稔中村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】本発明は、液の補給が容易で、構造が簡単で、各接合部での段差が無いシリンジポンプを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は従来の上記課題を解決するために、シリンジを、内径を円筒に形成する小径部と、大径部との２段に一体形成又は別体で形成し、小径部端に吐出口を設け、小径部内径と嵌合するプランジャーを大径部の開口部より突き出し、プランジャー駆動装置に連結し、プランジャーを小径部に挿入して吐出口より液を吐出することである。
【選択図】図１

Description

ガス、薬品、接着剤、ペースト等の流体の分析、液送、塗布に於いて微量の吐出、吸入に使用するシリンジポンプに関する。

ピストンをボールネジ、リニアモーター等で制御するシリンジポンプにおいて、液体の微量を吐出するには出来るだけ小容量、小径のシリンジを使用すると、高精度の微量吐出か確保できる。

シリンジ内の液を全量吐出すると液のの補給が引くようであるが、小容量のシリンジは液の補給頻度が多くなり面倒であった。そこで、従来は消費液量の多いことが前提であったので、タンクは別置きでシリンジまでは配管材で連結し、開閉バルブを設け、その制御装置も必要であった。また液の補給の回数を滅らすため（シリンジの容量を増やすため）ストロークの長いシリンジが使用されている。
特開平０６−１７０３０２号公報特開平１０−３０７０５１号公報

しかしながら、上記配管材や開閉バルブを使用するシリンジの場合は、その連結部に生じる段差などに気泡が留まり、悪影響が発生する。また、ストロークの長いシリンジの場合は、精密な長い円筒を加工することは高価であったり、樹脂成型が困難であったりした。

そこで、液の補給が容易で、構造が簡単で、各接合部での段差が無いシリンジポンプを提供することを課題とする。

解決手段

上記課題を解決する第１の手段は、請求項１よりシリンジを、内径を円筒に形成する小径部と大径部との２段に一体形成又は別体で形成し、小径部端に吐出口を設け、小径部内径と嵌合するプランジャーを大径部の開口部より突き出し、プランジャー駆動装置に連結し、プランジャーを小径部に挿入して吐出口より液を吐出することを特徴とする。

また、他の手段として請求項２より、プランジャーの大径部内に攪拌羽を設けたことである。

また、他の手段として請求項３より、大径部と小径部の連結部に、大径部と小径部の導通を開閉するバブルシステムを設置したことである。

好ましい実施の形態

本発明のシリンジポンプの第１の実施の形態を図面１に沿って説明する。

本発明のシリンジポンプは、一方に吐出口１６の形成された小径部２と一方に開口部を有する大径部３とが２段で一体形成したシリンジ１と、小径部２の精密な円筒状の内径と密接に嵌合し、小径部２内に押し込むことで内部の液５を吐出口６より吐出するプランジャー４と、プランジャー４に連結したプランジャー駆動装置７とから構成されている。プランジャー４はＯリング等（図示せず）で小径部２の内径に対してシールする。プランジャー４は液５の補充の動作および液５の吐出の動作をプランジャー駆動装置７で制御されている。

そして、上記構成よりなるシリンジポンプは、プランジャー駆動装置７でプランジャー４を大径部３内に引き込むと、大径部３の内径は小径部２の内径と連通しているために大径部３内に充填されている液５は小径部２内に流入する。その後、液５が小径部２を完全に満たしたらプランジャー駆動装置７でプランジャー４を小径部２に少し押し込んで小径部２の内径をシールすることで、液５の流入を停止して液の補給を終了する。その後、プランジャー駆動装置７でプランジャー４を小径部２に設定量挿入することで、吐出口６より液５を吐出する。

上記液５がペースト等高粘度液の場合は大径部３内にガス圧をかけて小径部２内へ液５を流入する。この場合は、大径部３端の開口部を閉じる部材（図示せず）を設置する必要がある。

実施例１の利点

次に、上記実施例１で使用した本発明のシリンジポンプの利点（本発明における効果）について列記する。

上記のような各構成により、従来の欠点であった外部にタンク、切替バルブ、配管等を必要としない。しかも、従来のような液５の滞留部がないために、気泡は大径部３に排出できる。

また、小径部２の体積を極端に小さくすることができるために、高精度の吐出が計れるとともに、プランジャー４を高速で移動させて、飛滴吐出を可能とした。また、液補給と吐出の動作はプランジャー４の軸方向運動のみで行えるのでプランジャー駆動装置７は、従来液補給の動作を付加するだけで容易に構成できる。

また、プランジー４と小径部２との摺動する部分は、液５中に没しているので液５の硬化が起こりにくいため、例えば、瞬間接着剤、又は大気中で感想する樹脂等に吐出に適する。また、補給時に液５は加圧（大気圧、ガス圧）されているので、液５の蒸発が起こらないために、負圧で液を吸収する場合のように溶剤が蒸発し液中に気泡となって浮遊することない。

また、精密に形成するのは小径部２のみなので、従来のような長い精密加工工程が不要であり、製造コストが高価でなく、樹脂成型等の困難性がない。また、製造が単純であるために、分解洗浄等の保守が従来のシリンジポンプに比し容易である。

さらに、小径部２の外周を機械への取り付け部とし、大径部３段差を軸方向の止まりに利用できる。また、小径部２の内径が小さいので、吐出圧力を高圧にできるので、例えば、吐出口を金型に連結して、樹脂成形用としても利用することができる。

次に、本発明のシリンジポンプの第２の実施の形態を図面２に沿って説明する。

本発明のシリンジポンプは、市販シリンジを大径部タンクとした簡単な構成である。具体てきには、本発明のシリンジポンプは、大径部１０Ａにプランジャー１６の設けたシリンジ１０と、シリンジ１０の下方に設けられたルアーテーパー結合１２に嵌合するルアーテーパー穴１４を上端に設け、ルアーテーパー穴１４に連通した円筒穴状の小径部１３を有する小径シリンジ１１と、小径シリンジ１１の下端に設けられたノズル１５とから構成されている。

前記シリンジ１０の開放端にはキャップ１８が装着され、キャップ１８にはエア導入口１９が設けられている。小径部１３と嵌合するプランジャー１６はキャップ１８を貫通し、プランジャー駆動装置２０と連結する。

そして、上記構成よりなるシリンジポンプは、プランジャー駆動装置２０でプランジャー１６をシリンジ１０の大径部１０Ａ内に引き込むと、大径部１０Ａ内の液２２は小径シリンジ１１の小径部１３内に流入する。その後、プランジャー駆動装置２０でプランジャー１６を小径部１３内に移動すると、小径部１３内の液２２は先端のノズル１５より吐出する。この際、液２２の粘度が高いときはエア導入口１９より加圧エアを導入して、液２２を圧送する。

実施例２の利点

次に、上記実施例２で使用した本発明のシリンジポンプの利点（本発明における効果）について列記する。

シリンジポンプを構成するシリンジ１０は市販品であり、小径シリンジ１１はその構造が簡易であるために、全体を安価に提供することができる。

次に、本発明のシリンジポンプの第３の実施の形態を図面３に沿って説明する。

本発明のシリンジポンプは、市販シリンジの大径シリンジ３０と小径シリンジ３１とをジョイント３２で連結した給液エア圧送式である。ジョイント３２は大径シリンジ３０と連結するルアー結合部３３と小径シリンジ３１と連結するフランジ結合部３４とから構成されている。大径シリンジ３０の大径部３０Ａの軸芯には、流入口３５を開閉するプランジャー３６を設けられ、プランジャー３６の大径部３０Ａより突き出し端にはプランジャー駆動装置４１が設けられている。プランジャー３６にはその軸芯縦方向に沿って圧力エアを導入するエア通路３７が設けられている。エア通路３７の先端には、液４０が入り込むのを防止するための逆止弁等が設けられている。小径シリンジ３１の小径部３１Ａの先端には、液３８の吐出口３９が設けられている。

そして、上記構成よりなるシリンジポンプは、プランジャー駆動装置４１で駆動してプランジャー３６を引き上げて流入口３５を開放して、大径部３０Ａ内の液４０を小径部３１Ａ内に流入する。その後、プランジャー駆動装置４１で駆動してプランジャー３６を引き下げて流入口３５に当接し、エア通路３７に圧力エアを導入して小径部３１Ａ内に送り込むことで、液３８は吐出口３９より吐出する。

実施例３の利点

次に、上記実施例３で使用した本発明のシリンジポンプの利点（本発明における効果）について列記する。

小径シリンジ３１を自動機等に組付けたまま給液が可能なので、ノズルの再調整の手間が省けることとなる。市販シリンジを組み合わせて全体を安価に提供することができる。

次に、本発明のシリンジポンプの第４の実施の形態を図面４に沿って説明する。

本発明のシリンジポンプは、実施例１と同様に小径部５２と大径部５３を２段に一体形成したシリンジ５０と、小径部５２の内径と蜜に嵌合し、小径部５２内に押し込まれるプランジャー５４と、プランジャー５４の移動を制御するプランジャー駆動機構５７とから構成されている。プランジャー５４は大径部５３で回転する攪拌羽根５９が装着され、プランジャー５４の軸端部に設けられた回転ユニット５８を介して回転自在に軸支されている。

そして、上記構成よりなるシリンジポンプは、プランジャー駆動装置５７で駆動してプランジャー５４を引き上げると、小径部５２の内径と大径部５３の内径とが連通して、大径部５３内の液５５は小径部５２内に流入する。液５５が小径部５２内を完全に満たしたらプランジャー５４を移動して小径部５２内に少し押し込むことで液５５の流入を停止て液５５の補給を終了する。その後、プランジャー５４をさらに小径部５２内に移動して液を吐出口５６より吐出するとともに、回転ユニット５８を介して攪拌羽根５９を大径部５３内で回転することで、次に小径部５２に流入する液５５を攪拌する。以上の工程を繰り返すことで、液５５を連続して吐出する。攪拌羽根５９の取り付けは上記プランジャー５４に直付けするたけでなく、同軸上に回転軸を設けて装着することも可能であり、またプランジャー５４は離して設置することも可能である。

実施例４の利点

次に、上記実施例４で使用した本発明のシリンジポンプの利点（本発明における効果）について列記する。

本発明のシリンジポンプによれば、攪拌された液を従来のように長い管路等を通らずに直ちに小径部５２に流入することができるのであらゆる液を対象として使用することができるという利点がある。

次に、本発明のシリンジポンプの第５の実施の形態を図面５に沿って説明する。

本発明のシリンジポンプは、実施例１と同様に小径部６２と大径部６１を２段に一体形成したシリンジ６０と、シリンジ６０の中心に挿入したプランジャー６３と、プランジャー６３の移動を制御するプランジャー駆動装置７１に連結されている。大径部６１と小径部６２との一体形成した部分は連結テーパー部６４と形成され、該連結テーパー部６４の内部に密接し、プランジャー６３と同芯でプランジャー６３の外周に設けられたパイプシャフト６６にバルブステム６５が設けられている。また、バルブステム６５は中心にプランジャー６３と摺動自在な穴が穿設されている。シリンジ６０の上部側にはソレノイドブロック６７を連結しリング状の可動鉄心６８がパイプシャフト６６に固着している。可動鉄心６８は、バネ６９で常時下方に押圧され、バルブステム６５を連結テーパー部６４に押し付けている。可動鉄心６８の外周辺にコイル７０を配置し、このコイルに通電すると可動鉄心６８を上方に引き上げ、バルブステム６５を連結テーバー部６４から浮き上げ、大径部６１と小径部６２とを導通さす。プランジャー６３はソレノイドブロック６７の上面より突き出すことでプランジャー駆動装置７１に連結されている。パイプシャフト６６の下方に通液穴７２を穿設し液８０がプランジャー６３とバルブステム６５の摺動面上方に液８０が流入する様に計っている。ソレノイドブロック６７の下端とパイプシャフト６６間にダイアフラム（図示せず）を設置しソレノイドブロック６７への液８０の流入を阻止する。シリンジ６０の上方に液８０の導入口７５を設け液タンク（図示せず）に連結する。

そして、上記構成よりなるシリンジポンプは、プランジャー駆動装置５７で駆動してプランジャー５４を引き上げ、コイル７０を通電してバルブステム６５を上げて液タンクより液８０を導入口７５より導入すると、液８０は大径部６１と小径部６２とに充満する。その後、コイル７０の通電を停止し、バルブステム６５を下降し連結テーバー部６４に密接し大径部６１と小径部６２との導通を遮断する。そして、プランジャー駆動装置５７で駆動してプランジャー５４を小径部６２内に押し込むとノズル７６より液８０を吐出する。その後、液８０の吐出を繰り返しプランジャー６３が押し込み端に来ると、プランジャー駆動装置７１でプランジャー６３を引き込む。この時、バルブステム６５を引き上げると液８０が小径部６２内に導入され負圧にすることなく液を充満することができる。また、プランジャー６３をバルブステム６５の近辺に引き上げてバルブステム６５を閉じる際、プランジャー６３を少し引き上げて液８０を吸い上げることで、バルブステム６５を閉じる衝撃でノズル７６より液８０が飛び出るのを防止する。

尚、上記実施例のバルブステム６５は全ゴム製、Ｏリング設置、フッソ樹脂製等液に合わして構造の変更が容易である。又、上記実施例のバルブステム６５の上下運動はソレノイド、エアーシリンダーカム機構等構造の変更が容易である。又、上記実施例のプランジャー６３は小径部６２への挿入部だけを細く形成し、微量吐出を計れるように構成することも可能であり、又、微量吐出の場合は、液量は少しでよいから液８０の導入口７５を設置しなくてもよい。

実施例５の利点

次に、上記実施例５で使用した本発明のシリンジポンプの利点（本発明における効果）について列記する。

本発明のシリンジポンプによれば、液８０を充填する際、小径部６２は負圧にならないので気泡の混入を防止できる。

プランジャー６３とバルブステム６５と摺動部は液中に浸漬されているので摩擦が小さく、摩擦粉の発生が従来に比し極端に少ない。又空気と触れるにじみ液が無く、にじみ液の硬化が発生しない。
（にじみ液とはバルブステム６５に液が無いと想定したら、バルブステム６５とプランジャー６３の摺動部から小径部６２側の液がにじみ出てくる状態である）。このことは、瞬間接着剤、ＵＶ硬化樹脂等の嫌気性接着剤に適応できる。また、従来のように、液８０の供給と吐出を切り換える切換えバルブを必要としないのでその構造が簡単で安価の利点が大きい。

本発明のシリンジポンプの第１の実施の形態を示す断面図本発明のシリンジポンプの第２の実施の形態を示す断面図本発明のシリンジポンプの第３の実施の形態を示す断面図本発明のシリンジポンプの第４の実施の形態を示す断面図本発明のシリンジポンプの第５の実施の形態を示す断面図

符号の説明

１，１０，３０，５０，６０，シリンジ
２，１３，３０Ａ，５２，６２，小径部
３，１０Ａ，３１Ａ，５３，６１，大径部
４，１６，３６，５４，６３，プランジャー
５５，攪拌羽根
６５，バルブステム

Claims

シリンジを、内径を円筒に形成する小径部と、大径部との２段に一体形成又は別体で形成し、小径部端に吐出口を設け、小径部内径と嵌合するプランジャーを大径部の開口部より突き出し、プランジャー駆動装置に連結し、プランジャーを小径部に挿入して吐出口より液を吐出することを特徴とするシリンジポンプ。
前記プランジャーの大径部内に攪拌羽を設けた請求項１に記載のシリンジポンプ。
前記大径部と小径部の連結部に、大径部と小径部の導通を開閉するバブルシステムを設置した請求項１に記載のシリンジポンプ。