JP2012145031A - ポンプ、流体噴射装置、医療機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポンプ10は、圧電素子40及びダイアフラム50からなる容積変更手段の駆動により容積が変更可能な流体室60と、流体室60に流体を流入させる入口流路32と、流体室60から流体を流出させる出口流路34と、流体室60と入口流路32との間に設けられる逆止弁70と、入口流路32に設けられる弾性壁35と、を有し、容積変更手段の駆動周波数faと、弾性壁35の振動周波数fbとが、fa=fbである。このような構成のポンプ10は、流体を効率に流動させることができる。
【選択図】図3
Description
このことにより、投入する電力を抑えながら必要とされる流出流量を確保することができる。
また、弾性壁室は、流体室の手前の流体貯留室と考えることができ、流体の流動変動に対してバッファーとなり、より円滑に流動させることができる。
また、上述したポンプも流体噴射装置と同様に、流体室内に円滑に流体を流入させることができるので、流体噴射装置に対して十分な流入量を供給することができる。
また、流体噴射装置及びポンプ共に、投入電力を小さくできることも含めて、上述した流体噴射装置及びポンプを組み合わせて用いれば、流体噴射装置及びポンプの駆動が同期して流体の流入と流出が行えるので、高効率に流体を供給、噴射できる医療機器を実現できる。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
(ポンプ・実施例1)
図2は、圧電素子に印加される駆動波形を示す。横軸に時間、縦軸に駆動電圧を表している。図2に示す例では、駆動波形は、正の電圧方向にオフセットして位相が−90度ずれた周波数faのsin波形である。例えば、容積変更手段に使われている圧電素子40は正の電圧が印加されるとダイアフラム50を押圧する方向の長さが増加するものを使用していると、駆動波形の立ち上りの時間は、流体室60の容積を減らしている時間に相当する。そして、駆動波形の立ち下りの時間は、流体室60の容積を増やしている時間に相当する。よって、駆動波形の周波数は流体室60の容積変化の周波数と同じになる。
図3は、実施例1に係る容積変更手段と弾性壁の挙動を示す説明図である。また、表1は、図3の各工程の作用を解説している。図3(a)〜図3(c)は、圧電素子40が伸長して流体室60の容積を縮小する工程、図3(d)〜図3(f)は、圧電素子40が縮小して流体室60の容積が増大する工程を表している。
(ポンプ・実施例2)
図4は、実施例2に係るポンプを示す断面図である。図4において、本実施例に係るポンプ10は、容積変更手段としての圧電素子40及びダイアフラム50の駆動により容積が変更可能な流体室60と、流体室60に流体を流入させる入口流路32と、流体室60から流体を流出させる出口流路34と、流体室60と入口流路32との間に設けられる逆止弁70とが備えられている。
図5は、容積変更手段の駆動周波数と、ポンプの出口流量との関係を示すグラフであり、横軸に容積変更手段の駆動の周波数、縦軸にポンプ10の出口流量を表している。図中、破線は、fa≠fbの場合、実線はfa=fbの場合を表している。
(流体噴射装置)
図6は、流体噴射装置を示す断面図である。図6において、流体噴射装置100は、大きくは、脈動発生部120と、脈動発生部120内に流体を流入させる入口流路管121と、脈動発生部120から流体を噴射させる流体噴射管200とから構成されている。
図7は変形例1の駆動波形を示し、図8は変形例2の駆動波形を示している。図7、図8は、駆動波形の途中に信号のホールド期間を設けたものである。駆動波形の1周期は、正の電圧方向にオフセットして位相が−90度ずれたsin波形(1周期分)にホールド期間を合わせた時間とする。
(医療機器)
図9は、医療機器の概略構成を示す説明図である。医療機器は、流体噴射装置100に液体を供給する流体供給装置としてのポンプ10を有する。
なお、実施例で説明したポンプや流体噴射装置や医療機器において、fa=fbとしているが、おおよそfa=fbであっても構わない。つまり、一例である図5は、ポンプや流体噴射装置や医療機器に適応できる。したがって、図5からも分かるように、繰返し周波数fは理想的にf=fa=fbであることが望ましいが、繰返し周波数f前後の周波数のように図5の破線以上に流量が流せれば本発明の効果はあるので、図5の破線以上の範囲となるところで、おおよそfa=fbとなっていても構わない。
Claims (4)
- 容積変更手段の駆動によって容積が変更可能な流体室と、
前記流体室に流体を流入させる入口流路と、
前記流体室から流体を流出させる出口流路と、
前記流体室と前記入口流路との間に設けられる逆止弁と、
前記入口流路に設けられる弾性手段と、
を有し、
前記容積変更手段の駆動周波数と前記弾性手段の振動周波数とが等しいことを特徴とするポンプ。 - 請求項1に記載のポンプにおいて、
前記逆止弁と前記入口流路との間に、弾性壁室がさらに設けられ、
前記弾性手段が、前記弾性壁室に設けられていることを特徴とするポンプ。 - 容積変更手段の駆動によって容積が変更可能な流体室と、
前記流体室に流体を流入させる入口流路と、
前記流体室に連通し、先端部に設けられるノズルから流体を噴射させる流体噴射管と、
前記流体室と前記入口流路との間に設けられる逆止弁と、
前記逆止弁と前記入口流路との間に設けられる弾性壁室と、
前記弾性壁室の前記逆止弁と向かい合う位置に設けられる弾性手段と、
を有し、
前記容積変更手段の駆動周波数と前記弾性手段の振動周波数とが等しいことを特徴とする流体噴射装置。 - 流体供給手段として請求項1または請求項2に記載のポンプを用いて供給された流体を、請求項3に記載の流体噴射装置を用いて噴射させることを特徴とする医療機器。
Priority Applications (1)
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JP2011003723A JP2012145031A (ja) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | ポンプ、流体噴射装置、医療機器 |
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JP2011003723A JP2012145031A (ja) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | ポンプ、流体噴射装置、医療機器 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
- 2011-01-12 JP JP2011003723A patent/JP2012145031A/ja active Pending
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