CN107208815A - 流体切换阀、流体输送盒以及流体输送驱动单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结构简单的切换多个状态的流体切换阀。流体切换阀具备:使第一流体流通的第一弹性管;使第二流体流通的第二弹性管;在一端与第一弹性管以及第二弹性管连接的第三弹性管;以及,切换部件,其通过使凸部移位,而切换为在缩窄第一弹性管而使第二流体向第三弹性管流通的第一状态、缩窄第二弹性管而使第一流体向第三弹性管流通的第二状态、使第一弹性管以及第二弹性管都缩窄而阻断流体流入第三弹性管的第三状态、使第一弹性管以及第二弹性管都不缩窄而使第一流体和第二流体向第三弹性管流通的第四状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体切换阀、流体输送盒以及流体输送驱动单元。
背景技术
已知一种流体切换阀,对于多个流路,其能够使一个切换部件移位,而在可取的全部的流路状态中的一部分流路状态之间切换(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开2013-44411号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
需要一种流体切换阀,对于多个流路,其能够通过使一个切换部件移位,而任意切换各流路的闭塞、开放的状态的组合即全部的流路状态。
(二)技术方案
本发明的第一方式的流体切换阀具备:使第一流体流通的第一弹性管;使第二流体流通的第二弹性管;在一端与第一弹性管以及第二弹性管连接的第三弹性管;切换部件,其通过使凸部移位,切换为缩窄第一弹性管而使第二流体向第三弹性管流通的第一状态、缩窄第二弹性管而使第一流体向第三弹性管流通的第二状态、使第一弹性管以及第二弹性管都缩窄而阻断流体流入第三弹性管的第三状态、使第一弹性管以及第二弹性管都不缩窄而使第一流体和第二流体向第三弹性管流通的第四状态。
本发明的第二方式的流体输送盒具备:流体切换阀;向第一弹性管供给第一流体的第一供给端子;向第二弹性管供给第二流体的第二供给端子;从第三弹性管吐出第一流体以及第二流体的吐出端子。
本发明的第三方式的流体输送驱动单元是对流体输送盒进行驱动的流体输送驱动单元,该流体输送盒收容有使第一流体流通的第一弹性管、使第二流体流通的第二弹性管、以及在一端与第一弹性管以及第二弹性管连接的第三弹性管,该流体输送驱动单元具备:用于安装流体输送盒的安装部;具有在安装部上安装有流体输送盒时,与第一弹性管和第二弹性管中的至少之一相对的凸部的切换部件;使切换部件移位的驱动部,切换部件由驱动部进行移位,使凸部移动,从而将流体输送盒切换为缩窄第一弹性管而使第二流体向第三弹性管流通的第一状态、缩窄第二弹性管而使第一流体向第三弹性管流通的第二状态、使第一弹性管以及第二弹性管都缩窄而阻断流体流入第三弹性管的第三状态、使第一弹性管以及第二弹性管都不缩窄而使第一流体和第二流体向第三弹性管流通的第四状态。
此外,上述的发明概要没有列举本发明的全部特征。另外,这些特征群的子组合也可以成为发明。
附图说明
图1是表示第一实施方式的流体输送装置的利用方式的一例的图。
图2是第一实施方式的流体输送装置的俯视图。
图3是第一实施方式的流体输送盒的内部构造的概略图。
图4A是图3所示的A-A截面的截面图。
图4B是图4A所示的B-B截面的截面图。
图5A是用于对流体切换阀的流路的切换进行说明的示意图。
图5B是用于对流体切换阀的流路的切换进行说明的示意图。
图5C是用于对流体切换阀的流路的切换进行说明的示意图。
图5D是用于对流体切换阀的流路的切换进行说明的示意图。
图6是用于对在缩窄杆的端部形成的突起部进行说明的示意图。
图7A是用于对第二实施方式的缩窄杆进行说明的示意图。
图7B是用于对第二实施方式的缩窄杆进行说明的示意图。
图7C是用于对第二实施方式的缩窄杆进行说明的示意图。
图8A是用于对第三实施方式的缩窄机构进行说明的示意图。
图8B是用于对第三实施方式的缩窄机构进行说明的示意图。
图8C是用于对第三实施方式的缩窄机构进行说明的示意图。
图8D是用于对第三实施方式的缩窄机构进行说明的示意图。
图9A是用于对第四实施方式的流体切换阀进行说明的示意图。
图9B是用于对第四实施方式的流体切换阀进行说明的示意图。
图10是用于对第五实施方式的流体输送驱动单元进行说明的示意图。
图11是第五实施方式的流体输送盒内部构造的概略图。
图12是图10所示的C-C截面的截面图。
(一般性公开)
流体切换阀可以具有使第一流体流通的第一弹性管,可以具有使第二流体流通的第二弹性管,也可以具有在一端与第一弹性管以及第二弹性管连接的第三弹性管。流体切换阀可以具有切换部件,该切换部件通过使凸部移位,切换为缩窄第一弹性管而使第二流体向第三弹性管流通的第一状态、缩窄第二弹性管而使第一流体向第三弹性管流通的第二状态、使第一弹性管以及第二弹性管都缩窄而阻断流体流入第三弹性管的第三状态、使第一弹性管以及第二弹性管都不缩窄而使第一流体和第二流体向第三弹性管流通的第四状态。
流体切换阀可以具有缩窄第一弹性管的第一缩窄杆,也可以具有缩窄第二弹性管的第二缩窄杆。凸部可以具有按压第一缩窄杆而缩窄第一弹性管的第一凸部,也可以具有按压第二缩窄杆而缩窄第二弹性管的第二凸部。
切换部件可以使第一缩窄杆以及第二缩窄杆向与按压第一弹性管以及第二弹性管的方向正交的方向滑动移动。
第一缩窄杆以及第二缩窄杆中的至少之一可以具备用于将顶端部向缩窄的弹性管引导的引导部。
第一缩窄杆以及第二缩窄杆中的设置有引导部的至少之一可以以能够在一个方向上滑动的方式被支承。
第一缩窄杆可以在与第一弹性管的抵接面上具有比抵接面积更小的突起部。
在流体切换阀中,可以在第一缩窄杆以及第一凸部中的至少之一的抵接面上设置有阶梯差部。在流体切换阀中,可以是,第一缩窄杆能够对缩窄第一弹性管的缩窄量逐步进行调节。
流体切换阀可以具有缩窄第一弹性管的第一缩窄凸轮,也可以具有缩窄第二弹性管的第二缩窄凸轮。凸部可以具有旋转第一缩窄凸轮而缩窄第一弹性管的第一凸部,也可以具有旋转第二缩窄凸轮而缩窄第二弹性管的第二凸部。
切换部件可以使第一缩窄凸轮以及第二缩窄凸轮向与按压第一弹性管以及第二弹性管的方向正交的方向滑动移动。
切换部件可以是旋转移动的旋转部件,凸部可以具有在以旋转轴为中心的径向上局部地突出而形成的、缩窄第一弹性管的第一凸部,也可以具有缩窄第二弹性管的第二凸部。
切换部件可以以第四状态、第一状态、第三状态、第二状态、第四状态的顺序,或第四状态、第二状态、第三状态、第一状态、第四状态的顺序进行切换。
流体切换阀可以进一步具备:在一端与第三弹性管连接,使第三流体流通的第四弹性管;和缩窄第四弹性管的第三缩窄凸轮。切换部件可以具有T字形状,通过在两个方向上滑动移动,控制第一流体、第二流体以及第三流体的流通。
流体切换阀可以进一步具备在一端与第三弹性管连接,使第四流体流通的第五弹性管;和缩窄第五弹性管的第四缩窄凸轮。切换部件可以具有十字形状,通过在两个方向上滑动移动,控制第一流体、第二流体、第三流体以及第四流体的流通。
流体输送盒可以具有上述任意一个流体切换阀,可以具有向第一弹性管供给第一流体的第一供给端子,可以具有向第二弹性管供给第二流体的第二供给端子,也可以具有从第三弹性管吐出第一流体以及第二流体的吐出端子。
在流体输送盒中,可以在使用前的初始状态下固定流体切换阀,以保持第四状态。
流体输送盒可以具备传动机构,该传动机构用于传递为了使切换部件移位而由外部机器产生的驱动力。
流体输送盒可以具备使第三弹性管蠕动而使内部的流体向吐出端子移动的移动机构、以及使切换部件移位的驱动部中的至少之一。
流体输送驱动单元可以具备使第一流体流通的第一弹性管,也可以具备使第二流体流通的第二弹性管。在流体输送驱动单元中,可以收容有在一端与第一弹性管以及第二弹性管连接的第三弹性管。流体输送驱动单元可以具有用于安装流体输送盒的安装部,可以具有在安装部上安装有流体输送盒时,与第一弹性管和第二弹性管中的至少之一相对的凸部的切换部件,也可以具有使切换部件移位的驱动部。切换部件可以由驱动部进行移位,使凸部移动,从而使流体输送盒切换为缩窄第一弹性管而使第二流体向第三弹性管流通的第一状态、缩窄第二弹性管而使第一流体向第三弹性管流通的第二状态、使第一弹性管以及第二弹性管都缩窄而阻断流体流入第三弹性管的第三状态、使第一弹性管以及第二弹性管都不缩窄而使第一流体和第二流体向第三弹性管流通的第四状态。
流体输送驱动单元可以具备抑制部,该抑制部用于抑制在缩窄第一弹性管以及第二弹性管中的至少之一时的、凸部的反冲力。
第一缩窄杆以及第二缩窄杆被支承为,在从被凸部按压的部分延伸的主体部处可以在与切换部件的移动方向平行的方向上滑动。第一缩窄杆的主体部可以具有相对于第一弹性管在与滑动方向正交的方向上跨越并交叉的退避部。第二缩窄杆的主体部可以具有相对于第二弹性管在与滑动方向正交的方向上跨越并交叉的退避部。
具体实施方式
以下,通过发明的实施方式对本发明进行说明,但以下的实施方式不用于对权利要求范围的发明进行限定。另外,实施方式中所说明的特征的全部组合不一定是发明的解决手段所必须的。
图1是表示本实施方式的流体输送装置300的利用方式的一例的图。流体输送装置300被固定在例如狗、猿猴等作为被检测体的实验用动物所配备的实验用着装310上。流体输送装置300每次以由事先制定的设定条件规定的设定吐出量,将药液等流体注入实验用动物的体内。设定条件被程序化为吐出开始时刻、表示单位时间内的吐出量的吐出比例、吐出时间、吐出间隔等条件。另外,根据需要,设定条件可以经由无线通信通过远程操作来进行变更。
作为流体,不限于例如药液、生理盐水、营养液等液体,也可以是包含想要吐出的成分的胶体、气体等。另外,流体输送装置300的大小能够允许中型的实验用动物或宠物在佩戴的情况下进行活动,因此安装对象不限于实验用动物,也能够适用于人体。通过将流体输送装置300安装于人体,能够对例如血管、肌肉等活组织进行有计划的或定期的药液投放。
图2是流体输送装置300的俯视图。流体输送装置300具备流体输送盒100以及流体输送驱动单元200。流体输送装置300能够有选择地吐出两种类型的流体。流体输送盒100以相对于流体输送驱动单元200可装卸的方式被固定。流体输送盒100具备第一流体注入口部101、第二流体注入口部102、以及流体吐出口部103。第一流体注入口部101与收容第一流体的外部的第一贮存器连接。第二流体注入口部102与收容第二流体的外部的第二贮存器连接。流体吐出口部103与用于将第一流体或第二流体注入实验用动物体内的注入管连接。
流体输送驱动单元200具备凸轮单元210。凸轮单元210具有旋转驱动的凸轮体212以及收纳凸轮体212的凸轮盖214。凸轮单元210是将第一流体以及第二流体中的至少一方从第一流体注入口部101或第二流体注入口部102向流体吐出口部103导向的驱动机构。另外,流体输送驱动单元200的凸轮单元210也作为对于流体输送盒100的定位部而发挥作用。凸轮单元210的凸轮盖214相对于旋转中心具有圆弧形状,在固定流体输送盒100的情况下将流体输送盒100相对于流体输送驱动单元200进行定位。
流体输送驱动单元200具备LED显示部208。LED显示部208显示后述的流体输送盒100的流路状态等。例如,处于第一流体向流体吐出口部103输送的状态时,与图2所示的“CH1”对应的LED被点亮。另外,处于第二流体向流体吐出口部103输送的状态时,与图2所示的“CH2”对应的LED被点亮。
进一步地,流体输送驱动单元200具备用于取得实验用动物的相关生物信息的输入端子260。作为生物信息,例如为实验用动物的血压相关信息、心电图相关信息。生物信息可以用于流体的吐出控制。此外,若不基于生物信息进行流体的吐出控制,则可以不具备输入端子260。
另外,流体输送驱动单元200具备用于固定流体输送盒100的第一钩部205以及第二钩部206。第一钩部205固定流体输送盒100的第一流体注入口部101与第二流体注入口部102之间的一边110a。第二钩部206固定流体输送盒100的设置有流体吐出口部103的一边110b。另外,流体输送盒100与流体输送驱动单元200由锁定部154固定。这样,通过在两边固定流体输送盒100,并连同锁定部154一起,能够防止流体输送盒100相对于流体输送驱动单元200脱落。
另外,要取下流体输送盒100时,可以解除锁定部154,一边用例如右手大拇指按压第一钩部205,并用右手除大拇指以外的手指按压第二钩部206,一边用左手取下流体输送盒100。从而能够容易地将流体输送盒100从流体输送驱动单元200取下。这样,流体输送装置300通过具有第一钩部205、第二钩部206以及锁定部154等不同的固定功能,能够在将流体输送装置300安装于猿猴等灵长类动物上的情况下,防止灵长类动物的摆弄等所引起的流体输送盒100脱落。
此外,如图2所示来确定坐标轴。即,将与凸轮体212的旋转轴平行且朝向纸面上的方向定为z轴的正方向,将与z轴正交并与一边110a平行的方向定为y轴,将与z轴正交并与一边110b平行的方向定为x轴。此外,x轴、y轴的方向是由右旋系统定义的。另外,在以下的说明中,将z轴的正方向定义为上,将z轴的负方向定义为下,将y轴的正方向定义为右,将y轴的负方向定义为左。在后面的几幅图中,以图2的坐标轴为基准来表示坐标轴,以便理解各图的朝向。
图3是流体输送盒100的内部构造的概略图。流体输送盒100具备外装部件110、流体切换阀130、以及多个按压销140。外装部件110收容流体切换阀130和多个按压销140。外装部件110的与面向流体输送驱动单元200的内向面相反的外向面至少是透明的。另外,在外装部件110上设置有用于固定于流体输送驱动单元200的锁定部154。
流体输送盒100的从内向面或外向面侧观察的外形,除第一流体注入口部101、第二流体注入口部102以及流体吐出口部103之外的部分是大致矩形的,矩形的两边分别被相对于流体输送驱动单元200固定。该两边是设置有第一流体注入口部101以及第二流体注入口部102且在第一流体注入口部101与第二流体注入口部102之间的一边110a,以及设置有流体吐出口部103的一边110b。
外装部件110在一边110a具有固定第一钩部205的第一固定承受部116a。另外,外装部件110在一边110b具有固定第二钩部206的第二固定承受部116b。
流体切换阀130具有第一弹性管111、第二弹性管112、第三弹性管113、以及三叉管128。另外,流体切换阀130具有切换部件131、缩窄杆134以及缩窄杆135。
第一弹性管111沿着形成在外装部件110中的第一槽121配置,形成第一流路。第一弹性管111的一端与第一流体注入口部101连接,另一端与三叉管128连接。第一弹性管111使从第一贮存器经过第一流体注入口部101注入的第一流体向三叉管128流通。
第二弹性管112沿着形成在外装部件110中的第二槽122配置,形成第二流路。第二弹性管112的一端与第二流体注入口部102连接,另一端与三叉管128连接。第二弹性管112使从第二贮存器经过第二流体注入口部102注入的第二流体向三叉管128流通。
第三弹性管113沿着形成在外装部件110中的第三槽123配置,形成第三流路。第三弹性管113的一端通过三叉管128与第一弹性管111以及第二弹性管112连接,另一端与流体吐出口部103连接。第三弹性管113使经过三叉管128流入的第一流体以及第二流体中的至少一方流通至流体吐出口部103。此外,第一流体注入口部101、第二流体注入口部102、以及流体吐出口部103可以是作为简易装卸方式之一的鲁尔锁(Lure Lock)方式的连接器。
流体切换阀130是用于切换四个流路状态的机构。第一状态是闭塞第一流路,且开放第二流路,将第二流体导向至流体吐出口部103的流路状态。第二状态是开放第一流路,且闭塞第二流路,将第一流体导向至流体吐出口部103的流路状态。第三状态是第一流路以及第二流路两者都闭塞,使第一流体以及第二流体均无法被导向至流体吐出口部103的流路状态。第四状态是第一流路以及第二流路两者都开放,将第一流体以及第二流体均导向至流体吐出口部103的流路状态。
图3表示第一流路以及第二流路均处于开放状态的第四状态。在流体切换阀130中,流入第三弹性管113的流体的切换是通过切换部件131、缩窄杆134以及缩窄杆135的作用来实现的。
切换部件131具有凸部131a以及凸部131b。缩窄杆134具有按压部134a以及主体部134c,缩窄杆135具有按压部135a以及主体部135c。另外,按压部134a包含突起部134b,按压部135a包含突起部135b。缩窄杆134为了按压第一弹性管111,以按压部134a与第一弹性管111相对的方式配置。缩窄杆135为了按压第二弹性管112,以按压部135a与第二弹性管112相对的方式配置。
切换部件131夹着缩窄杆134以及缩窄杆135中的至少一方,与第一弹性管111以及第二弹性管112相对配置。在外装部件110上,在夹着第一弹性管111与按压部134a相对的位置,形成有用于辅助按压部134a对第一弹性管111的缩窄效果的缩窄辅助部110c。同样地,在外装部件110上,在夹着第二弹性管112与按压部135a相对的位置,形成有用于辅助按压部135a对第二弹性管112的缩窄效果的缩窄辅助部110d。
另外,在外装部件110中,在缩窄杆134缩窄第一弹性管111的位置附近,通过一体成型形成有抑制销110h。同样地,在外装部件110中,在缩窄杆135缩窄第二弹性管112的位置附近,通过一体成型形成有抑制销110i。抑制销110h、110i分别用于抑制按压部134a、135a在y方向上的移位。
缩窄杆134以形成有按压部134a的一端的相反侧的一端以可以在y轴方向上滑动的方式在外装部件110的支承部110e上被夹持。缩窄杆134的除按压部134a以外的部分,即主体部134c呈板状,具有弹性。主体部134c以在z方向上跨越第一弹性管111而与其交叉的方式,具有退避部。
缩窄杆134在形成有按压部134a的一端上设置有引导孔134e。引导孔134e是在z轴方向上贯通按压部134a的孔。引导孔134e的xy截面是在x方向上较长的大致椭圆形状。另外,引导孔134e的xy截面的y方向上的宽度与抑制销110h的直径大致相同。这里,引导孔134e起到用于引导缩窄杆134的顶端部即按压部134a的引导部的作用。在引导孔134e中插入有抑制销110h。按压部134a在y轴方向上的移位被抑制销110h抑制,而另一方面,能够在缩窄第一弹性管111的方向即x轴方向上移位。
缩窄杆135以形成有按压部135a的一端的相反侧的一端可以在y轴方向上滑动的方式在外装部件110的支承部110f上被夹持。缩窄杆135的除按压部135a以外的部分即主体部135c呈板状,具有弹性。主体部135c以在z方向上跨越第二弹性管112而与其交叉的方式,具有退避部。
缩窄杆135在形成有按压部135a的一端上设置有引导孔135e。引导孔135e是在z轴方向上贯通按压部135a的孔。引导孔135e的xy截面是在x方向上较长的大致椭圆形状。另外,引导孔135e的xy截面的y方向上的宽度与抑制销110i的直径大致相同。这里,引导孔135e起到用于引导缩窄杆135的顶端部即按压部135a的引导部的作用。在引导孔135e中插入有抑制销110i。按压部135a在y轴方向上的移位被抑制销110i抑制,而另一方面,能够在缩窄第二弹性管112的方向即x轴方向上移位。
切换部件131被后述的驱动装置驱动而在y方向上移动。切换部件131在与流体输送驱动单元200的安装面侧具有插入孔131c。在外装部件110中,与切换部件131相对的面上形成有缺口凹槽110g。后面会进行详细说明,在插入孔131c中,通过缺口凹槽110g插入有固定部,作为从流体输送驱动单元200的安装面露出的驱动装置的一部分。由此,切换部件131与驱动装置的齿条部件卡合,与齿条部件连动,在y方向上移动。
随着切换部件131的移动,凸部131a以及凸部131b也在y方向上移位。由于切换部件131的移动,凸部131a使缩窄杆134在x方向上弯曲,从而使按压部134a在缩窄第一弹性管111的方向上移位。
同样地,由于切换部件131的移动,凸部131b使缩窄杆135在x方向上弯曲,从而使按压部135a在缩窄第二弹性管112的方向上移位。这样,流体切换阀130通过分别缩窄或开放第一弹性管111以及第二弹性管112来切换流入第三弹性管113的流体。
第一弹性管111以及第二弹性管112的流路的状态对应于切换部件131的位置进行控制。后面会进行详细说明,在本实施方式中,用于驱动切换部件131的驱动源使用步进电机。并且,流体输送驱动单元200的控制部用开环控制方式控制切换部件131的位置。此外,控制部将成为驱动原点的基准位置设为第一弹性管111以及第二弹性管112双方都开放的位置,从该基准位置开始驱动步进电机。
控制部将与切换部件131的位置对应的流路信息显示在LED显示部208上。用户通过观察LED显示部208的显示,能够确认是第一流体和第二流体还是这些流体中的某一方被选为吐出对象的流体。
另外,如上所述,外装部件110的上面使用了透明的原材料。因此,在流体输送盒100安装在流体输送驱动单元200上的状态下,能够从外装部件110外侧对切换部件131的位置、缩窄杆134以及缩窄杆135的移位进行目测。用户通过目测切换部件131、缩窄杆134以及缩窄杆135,能够确认是第一流体和第二流体还是这些流体中的某一方被选为吐出对象的流体。
外装部件110在与流体输送驱动单元200相对的内向面侧且流体吐出口部103附近具有插入孔160。在插入孔160中插入用于测量第三弹性管113的压力的压力检测用的销。进一步地,在外装部件110在安装于流体输送驱动单元200时与单元侧的兼作定位部的凸轮单元210相对的位置处具有凸轮收容开口150,兼作为与凸轮单元210进行定位的定位部。凸轮收容开口150是与凸轮单元210的外周相接的贯通口。
外装部件110在位于与流体输送驱动单元200相对的内向面的对角线上的两个角部附近,具有从内向面突出的突起部115a和突起部115b。突起部115a以及突起部115b与设置在流体输送驱动单元200上的固定孔嵌合。由此抑制流体输送盒100与流体输送驱动单元200的位置偏移。进一步地,外装部件110具有贯通口152。设置在流体输送驱动单元200上的凸部与贯通口152嵌合。
凸轮单元210以及多个按压销140作为使流入第三弹性管113的流体向流体吐出口部103移动的移动机构发挥作用。多个按压销140在从外部按压第三弹性管113而缩窄流体的输送路的第一位置、和不缩窄的第二位置之间移位。多个按压销140沿着形成在外装部件110中的销引导槽124配置。
多个按压销140相对于凸轮单元210的旋转中心呈放射状而且等间距地,相对于第三弹性管113沿着流体的输送方向配置。多个按压销140的顶端相对于凸轮收容开口150朝凸轮收容开口150的中心方向突出。进一步地,多个按压销140的顶端具有与凸轮单元210的收容方向相对的半球面。通过像这样具有半球面,在将凸轮单元210收容在凸轮收容开口150中的情况下,能够降低多个按压销140的顶端与凸轮体212的侧面之间的摩擦,并将多个按压销140切实地配置在规定的位置。
进一步地,在从外向面侧观察配置在销引导槽124中状态的按压销140的情况下,按压销140的顶端部分具有渐缩的圆锥面。由此,能够将多个按压销140在狭小的安装空间内呈放射状配置。按压销140的顶端是渐缩的形状,因此能够减小凸轮体212与按压销140的接触面积,能够降低凸轮体212在旋转驱动时的滑动阻力。
另外,凸轮收容开口150相对于凸轮单元210的旋转中心具有圆弧形状。由此,在流体输送盒100安装在流体输送驱动单元200上的状态下,能够使凸轮收容开口150的圆弧形状的中心与凸轮单元210的旋转中心一致。并且,由于凸轮收容开口150的圆弧形状的中心与凸轮单元210的旋转中心一致,因此在凸轮单元210以被收容在凸轮收容开口150中的状态进行旋转驱动时,能够防止流体输送盒100的位置相对于凸轮单元210产生偏移。
进一步地,由于凸轮收容开口150的圆弧形状的中心与凸轮单元210的旋转中心一致,因此随着凸轮体212的旋转驱动,多个按压销140能够分别依次以均等的力按压第三弹性管113。从而随着凸轮体212的驱动,能够正确地使多个按压销140按压第三弹性管113。由此,能够以设定吐出量正确地吐出流体。
这里,在流体输送盒100安装在流体输送驱动单元200上的状态下,多个按压销140随着凸轮体212的驱动沿着放射方向移位。具体地说,多个按压销140在从外部按压第三弹性管113而缩窄流体的输送路的第一位置,和不缩窄的第二位置之间移位。由此,多个按压销140使第三弹性管113内的流体从上游侧向下游侧流通。换言之,多个按压销140随着凸轮体212的驱动,通过从上游侧向下游侧依次按压第三弹性管113,从而使第三弹性管113蠕动,并使流体从上游侧向下游侧流通。
另一方面,在流体输送盒100从流体输送驱动单元200取下的状态,即,凸轮收容开口150中没有收容凸轮单元210的状态下,多个按压销140没有按压第三弹性管113。换言之,在凸轮收容开口150中没有收容凸轮单元210的状态下,多个按压销140由于第三弹性管113的弹力而位于不缩窄流体输送路的第二位置。由此,通过在不使用流体输送装置300时将流体输送盒100从流体输送驱动单元200上取下,能够维持在第三弹性管113不被多个按压销140中的任意一个按压的状态下。因此,能够抑制因维持第三弹性管113被多个按压销140按压的状态而引起的第三弹性管113的老化。
另外,作为按压多个按压销140的驱动机构的凸轮单元210设置在流体输送驱动单元200侧。为了以设定的吐出量正确地吐出流体,要求凸轮单元210正确地旋转。
另一方面,在凸轮单元210设置在流体输送盒100侧的情况下,要求每次安装流体输送盒100都要将凸轮单元210正确地固定在预定的位置上。但是,很难将凸轮单元210正确地固定在预定的位置上。在本实施方式中,通过将凸轮单元210设置在流体输送驱动单元200侧,能够防止每次安装流体输送盒100时凸轮单元210的位置偏移。由此,能够防止每次安装流体输送盒100时,流体的吐出量产生波动。
进一步地,流体输送盒100能够相对于流体输送驱动单元200进行装卸。由此,能够将流体输送盒100作为消耗品进行适宜的更换。因此,例如,通过在每使用一定次数后更换流体输送盒100,能够维持流体输送盒100的清洁。
图4A是图3所示的A-A截面的截面图。图4B是图4A所示的B-B截面的截面图。此外,在图4A以及图4B中,仅挑选示出对使切换部件131移动的驱动机构的主要部分的说明所需要的结构。
图4A以及图4B表示流体输送盒100安装在流体输送驱动单元200上的状态。流体输送驱动单元200具备用于使切换部件131在y方向上移动的装置即驱动装置230。驱动装置230包括马达部232以及驱动传动部233。马达部232以及驱动传动部233被包在筒状的支承部件237内而被支承。支承部件237具有直进槽237a。
如图4B所示,在流体输送驱动单元200中安装流体输送盒100的面即安装面202具备驱动传动开口202a。驱动装置230被配置为使支承部件237的直进槽237a以在驱动传动开口202a中露出。另外,外装部件110被配置为与安装面202的上方相抵接,从而使缺口凹槽110g位于驱动传动开口202a的上方。
马达部232产生用于使切换部件131移动的驱动力。马达部232的一例是步进电机。马达部232通过端子231与流体输送驱动单元200内部的未图示的控制部以及电源电连接。马达部232通过流体输送驱动单元200的控制部控制驱动。
驱动传动部233将由马达部232产生的驱动力传递至切换部件131。驱动传动部233具有丝杠234以及齿条部件235。丝杠234与马达部232的输出轴连结,与输出轴一体旋转。丝杠234的表面上形成有螺纹(外螺纹)。齿条部件235具有用于插入丝杠234的孔。在该孔的表面上,形成有与丝杠234的表面上的外螺纹啮合的内螺纹。齿条部件235与丝杠234相螺合。
齿条部件235具有固定部235a。固定部235a穿过直进槽237a以及缺口凹槽110g而插入形成在切换部件131上的插入孔131c。这样,固定部235a使切换部件131相对于齿条部件235卡合。
若通过马达部232使丝杠234旋转,则齿条部件235由于与螺合的螺纹之间的抵接面上的摩擦力而承受与丝杠234的旋转方向相同方向的旋转的力。但是,固定部235a被直进槽237a限制了其在旋转方向上的移位。因此,齿条部件235随着丝杠234的旋转,向丝杠234的旋转轴的方向,即y方向进行平移运动。切换部件131被固定部235a卡合在齿条部件235上,因此随着齿条部件235的平移运动,向图4A中白色镂空的箭头所示的方向(y方向)移动。
另外,流体输送盒100的外装部件110具有用于抑制反冲力的壁部110j。壁部110j被设置为与切换部件131的设置有凸部131a以及凸部131b的一侧相反侧的面相接触。切换部件131在缩窄各弹性管时,由于缩窄杆134或缩窄杆135的斥力,在与缩窄方向相反的方向上承受力。壁部110j抑制切换部件131由于从各缩窄杆承受的力而向x轴的负方向的移位。由此,凸部131a以及凸部131b在x轴方向上的位置,在切换部件131沿y轴方向滑动移位时被保持在一定的位置。
图5A至图5D是用于对流体切换阀130中的流路切换进行说明的示意图。图5A至图5D是从上方观察流体切换阀130的图。图5A表示第一弹性管111以及第二弹性管112都不缩窄而使第一流体和第二流体向第三弹性管113流通的第四状态。此外,第四状态是流体输送盒100使用前的初始状态。流体输送装置300在流体输送盒100使用前固定流体切换阀130,从而将流路状态保持在第四状态。
图5B表示缩窄杆135的按压部135a缩窄第二弹性管112,使第一流体向第三弹性管113流通的第二状态。图5C表示第一弹性管111以及第二弹性管112都缩窄,而阻断流体流入第三弹性管113的第三状态。这时,缩窄杆134的按压部134a缩窄第一弹性管111,缩窄杆135的按压部135a缩窄第二弹性管112。图5D表示缩窄杆134的按压部134a缩窄第一弹性管111,使第二流体向第三弹性管113流通的第一状态。
切换部件131向与缩窄杆134以及缩窄杆135按压第一弹性管111以及第二弹性管112的方向正交的方向滑动移动。从图5A到图5D,切换部件131向右方向滑动移动。当切换部件131从图5A所示的第四状态起向右方向移动时,切换部件131的凸部131b的右侧的倾斜面与缩窄杆135的按压部135a的左侧的倾斜面相抵接。
当切换部件131进一步地向右方向移动时,按压部135a在x轴的正方向、即缩窄第二弹性管112的方向上从切换部件131受力而移位。更具体地说,按压部135a被插入引导孔135e的抑制销110i抑制了y轴方向的移位,因此会由于从切换部件131的凸部131b受力而向x轴的正方向移位。另外,如图5B中白色镂空的箭头所示,缩窄杆135随着按压部135a在x轴方向上的移位而在y轴方向上移位。这样,按压部135a能够相对于流路方向大致正交地按压第二弹性管112。
如图5B所示,当切换部件131移动直至凸部131b的第二弹性管112侧的面与按压部135a的与第二弹性管112相反侧的面相抵接时,第二弹性管112被按压部135a缩窄。这样,第二流体的流路被闭塞,仅第一流体会流入第三弹性管113。
当切换部件131从图5B所示的第二状态起向右方向移动时,切换部件131的凸部131a的右侧的倾斜面与缩窄杆134的按压部134a的左侧的倾斜面相抵接。当切换部件131进一步地向右方向移动时,按压部134a在x轴的正方向,即缩窄第一弹性管111的方向上从切换部件131受力而移位。更具体地说,按压部134a被插入引导孔134e的抑制销110h抑制了y轴方向的移位,因此会由于从切换部件131的凸部131a受力而向x轴的正方向移位。另外,如图5C中白色镂空的箭头所示,缩窄杆134随着按压部134a在x轴方向上的移位而在y轴方向上移位。这样,按压部134a能够在相对于流路方向大致正交的方向上按压第一弹性管111。
如图5C所示,当切换部件131移动直至凸部131a的第一弹性管111侧的面与按压部134a的与第一弹性管111相反侧的面相抵接时,第一弹性管111被按压部134a缩窄。这样,第一流体的流路被闭塞。这时,如图5C所示,第二弹性管112也被按压部135a缩窄,第二流体的流路也被闭塞。因此,第一流体以及第二流体均不流入第三弹性管113。
当切换部件131从图5C所示的第三状态起向右方向移动时,相抵接的凸部131b的第二弹性管112侧的面与按压部135a的与第二弹性管112相反侧的面会分离。按压部135a通过缩窄杆135向x轴的负方向的恢复力,在使按压部135a的右侧的倾斜面与凸部131b的左侧的倾斜面相抵接的同时,向x轴的负方向即与第二弹性管112分离的方向移位。
当切换部件131进一步地向右方向移动时,缩窄杆135回到使第二弹性管112完全开放的状态。这时,如图5D所示,第一弹性管111被按压部134a缩窄,第一流体的流路被闭塞。因此,仅第二流体会流入第三弹性管113。
当切换部件131从图5D所示的第一状态起向右方向移动时,相抵接的凸部131a的第一弹性管111侧的面与按压部134a的与第一弹性管111相反侧的面会分离。按压部134a通过缩窄杆134向x轴的负方向的恢复力,在使按压部134a的右侧的倾斜面与凸部131a的左侧的倾斜面抵接的同时,向x轴的负方向即与第一弹性管111分离的方向移位。这时,如图5D中白色镂空的箭头所示,缩窄杆135随着按压部135a在x轴方向上的移位而在y轴方向上移位,回到图5A所示的位置。
当切换部件131进一步地向右方向移动时,缩窄杆134成为使第一弹性管111完全开放的状态。由此,流路状态成为缩窄杆134和缩窄杆135均不缩窄第一弹性管111和第二弹性管112的第四状态。
在本实施方式中,当切换部件131从位于左端的第四状态起向右方向(y轴的正方向)移动时,流路状态会以第四状态→第二状态→第三状态→第一状态→第四状态的顺序切换。另外,当切换部件131从位于右端的第四状态起向左方向(y轴的负方向)移动时,流路状态会以第四状态→第一状态→第三状态→第二状态→第四状态的顺序进行切换。
在本实施方式中,在仅使第一流体流入第三弹性管113的状态与仅使第二流体流入第三弹性管113的状态之间切换流路时,会在先经过双闭塞的状态之后来进行切换。由此,在切换流路时,能够抑制第一流体和第二流体的混合液流入第三弹性管113。
图6是用于对在缩窄杆的端部形成的突起部进行说明的示意图。此外,这里在两个缩窄杆中,使用缩窄杆134进行说明。缩窄杆134在与第一弹性管111的抵接面134d上具有比抵接面积小的突起部134b。
如图6所示,突起部134b包含圆筒面,该圆筒面配置为在第一弹性管111的流路方向上具有曲率。突起部134b因在第一弹性管111的流路方向上具有曲率,而会高效率地缩窄流路。另外,突起部134b的宽度优选比第一弹性管111的宽度更宽。
此外,突起部134b的与第一弹性管111相抵接的面的形状可以是圆筒面以外的形状。例如,xy截面的形状也可以是椭圆、抛物线以及双曲线等圆以外的曲线的一部分。另外,突起部134b的整体的形状可以不是圆筒的一部分,也可以是如以第一弹性管111侧的面积比抵接面134d侧的面积更小的方式配置的四棱锥台或三棱柱的一部分那样的形状。由于具有第一弹性管111侧的面积比抵接面134d侧的面积更小的突起部134b,从而减小按压部134a与第一弹性管111的抵接面积,因此能够高效率地缩窄第一弹性管111。
图7A至图7C是用于对第二实施方式的缩窄杆174进行说明的示意图。其中,第一弹性管111侧与第二弹性管112侧可以是同样的结构,因此在图7A至图7C中,以第二弹性管112侧为代表进行说明。
在缩窄杆174的按压部174a中,在与切换部件131相抵接的抵接面上设置有第一抵接部174b以及第二抵接部174c。第一抵接部174b与第二抵接部174c在x轴方向上设置在互不相同的位置,形成阶梯差部。如图7A所示,将从凸部131b的与缩窄杆174相对的面至第一抵接部174b的x轴方向上的长度设为d1。另外,将从凸部131b的与缩窄杆174相对的面至第二抵接部174c的x轴方向上的长度设为d2。此外,关于使用图5A至图5D进行了说明的内容,为避免重复而省略其记载。
从图7A到图7C,切换部件131向右方向移动。如图7B所示,当切换部件131移动直至凸部131b的第二弹性管112侧的面与按压部174a的第一抵接部174b相抵接时,按压部174a向x轴的正方向移位d1。即,按压部174a对应于移位量d1向内径方向缩窄第二弹性管112。
进一步地,如图7C所示,当切换部件131移动直至凸部131b的第二弹性管112侧的面与按压部174a的第二抵接部174c抵接时,按压部174a向x轴的正方向移位d2。即,按压部174a对应于移位量d2向内径方向缩窄第二弹性管112。这样,本实施方式的缩窄杆174通过设置在按压部174a上的阶梯差部,能够逐步调节由缩窄杆174缩窄第二弹性管112的缩窄量。从而能够逐步调节单位时间内从第二弹性管112流入的流入量。
图8A至图8D是用于对第三实施方式的缩窄机构进行说明的示意图。本实施方式的流体切换阀将第一实施方式的流体切换阀130的缩窄杆替换为缩窄凸轮184,将切换部件131替换为切换部件181。此外,第一弹性管111侧与第二弹性管112侧可以是同样的结构,因此在图8A至图8D中,以第二弹性管112侧为代表进行说明。
缩窄凸轮184具有在z轴方向上延伸的凸轮旋转轴186。缩窄凸轮184具有从凸轮旋转轴186向外侧突出的拱形状的凸轮凸起部184a。凸轮旋转轴186的一端固定在外装部件110上。缩窄凸轮184以能够以凸轮旋转轴186为中心进行转动的方式固定在凸轮旋转轴186的另一端上。
切换部件181具有凸部181a以及凸轮保持孔181b。切换部件181向与缩窄凸轮184按压第二弹性管112的方向正交的方向滑动移动。从图8A到图8D,切换部件181向右方向滑动移动。图8A表示缩窄凸轮184未缩窄第二弹性管112的状态。当切换部件181向右方向移动时,凸部181a的右侧的倾斜面与缩窄凸轮184相接触。
当切换部件181进一步地向右方向移动时,缩窄凸轮184通过在与凸部181a的右侧的倾斜面之间产生的摩擦力,而围绕凸轮旋转轴186旋转。通过缩窄凸轮184围绕凸轮旋转轴186转动,凸轮凸起部184a开始缩窄第二弹性管112。当切换部件181进一步地向右方向移动时,如图8B所示,夹着缩窄凸轮184的凸轮旋转轴186,与凸轮凸起部184a相反侧的面会收入到凸轮保持孔181b中。这时,缩窄凸轮184闭塞第二弹性管112的流路。
当切换部件181从图8B的状态起进一步地向右方向移动时,如图8C所示,凸轮保持孔181b的左侧的面与缩窄凸轮184相接触。然后,通过切换部件181进一步地向右方向移动,缩窄凸轮184从凸轮保持孔181b的左侧的面受力,围绕凸轮旋转轴186旋转。由此,凸轮凸起部184a的位置发生偏移,缩窄凸轮184使缩窄的第二弹性管112开放。
本实施方式的缩窄凸轮能够在第一弹性管111侧和第二弹性管112侧使用同一形状的部件。因此,能够减少部件的种类,因而能够降低制造成本。
图9A以及图9B是用于对第四实施方式的流体切换阀190进行说明的示意图。图9A是流体切换阀190的外观立体图。图9B是从y轴的负方向观察流体切换阀190的图。
流体切换阀190具备第一弹性管111、第二弹性管112、第三弹性管113、三叉管128以及切换部件191。另外,流体切换阀190具备作为传动机构的驱动传动部196,该驱动传动部196用于传递由步进电机等外部设备产生的驱动力,以使切换部件191旋转移位。
第四实施方式是将第一实施方式的切换部件131、缩窄杆134以及缩窄杆135替换为切换部件191而成的结构。另外,本实施方式是将第一实施方式的驱动装置230替换为步进电机以及固定在步进电机的旋转轴上的齿轮的结构。在本实施方式中,固定在步进电机的旋转轴上的齿轮的一部分在流体输送盒100的安装面侧显露出来。
切换部件191是进行旋转移动的旋转部件。切换部件191具备主体部件192以及旋转轴195。主体部件192是圆柱形状的部件,在圆筒面上沿着以旋转轴195为中心的径向上局部突出地形成有:用于缩窄第一弹性管111的凸部192a和用于缩窄第二弹性管112的凸部192b。
凸部192a以及凸部192b在y轴方向上形成在互不相同的位置。另外,凸部192a以及凸部192b被形成为当在y轴方向上观察时,在特定的区域互相重叠。在流体输送盒100的外装部件110上设置有承接旋转轴195的未图示的轴承部。轴承部控制切换部件191在x方向、y方向、以及z方向上的移位,并将切换部件191以可转动的方式固定。
参照图9B,切换部件191以旋转轴195为中心,在圆周上具有四个区域A至D。区域A是未形成凸部192a和凸部192b的区域。区域B是仅形成有凸部192a的区域。区域C是形成有凸部192a和凸部192b的区域。区域D是仅形成有凸部192b的区域。在图9B所示的状态下,第一弹性管111被凸部192a缩窄。
驱动传动部196是在周围具有齿轮的圆柱状的旋转体。驱动传动部196与切换部件191共用旋转轴195。驱动传动部196的周围的齿轮与固定在未图示的步进电机的旋转轴上的齿轮相嵌合,将该步进电机的驱动力传递至切换部件191。即,驱动传动部196将步进电机的旋转力传递至切换部件191,使切换部件191围绕旋转轴195转动。
当切换部件191围绕旋转轴195转动时,与第一弹性管111以及第二弹性管112相对的区域发生变化。在区域A与第一弹性管111以及第二弹性管112相对向的情况下,第一弹性管111以及第二弹性管112均不缩窄,流路状态为第四状态。
当区域B与第一弹性管111和第二弹性管112相对向时,第一弹性管111被凸部192a缩窄,流路状态为第一状态。当区域C与第一弹性管111和第二弹性管112相对向时,第一弹性管111被凸部192a缩窄,第二弹性管112被凸部192b缩窄,流路状态为第三状态。然后,当区域D与第一弹性管111和第二弹性管112相对向时,第二弹性管112被凸部192b缩窄,流路状态为第二状态。
在本实施方式中,将区域A与第一弹性管111和第二弹性管112相对向的状态设为初始状态。流体输送驱动单元200的控制部以初始状态的位置为基准位置,用开环控制方式控制步进电机的驱动。当切换部件191在从y轴方向观察下的顺时针方向上旋转时,与第一弹性管111和第二弹性管112相对向的区域以区域A→区域B→区域C→
区域D→区域A的顺序发生变化。即,切换部件191以第四状态→第一状态→第三状态→第二状态→第四状态的顺序切换流路状态。
另外,当切换部件191在从y轴方向观察下的逆时针方向上旋转时,与第一弹性管111和第二弹性管112相对向的区域以区域A→区域D→区域C→区域B→区域A的顺序发生变化。即,切换部件191
以第四状态→第二状态→第三状态→第一状态→第四状态的顺序切换流路状态。
这样,在本实施方式中,在仅使第一流体流入第三弹性管113的状态与仅使第二流体流入第三弹性管113的状态之间切换流路时,会在先经过双闭塞的状态之后来进行切换。由此,在切换流路时,能够抑制第一流体和第二流体的混合液流入第三弹性管113。
本实施方式的切换部件191能够通过旋转来切换流路。因此,切换部件191在流路的切换时,不需要用于向周围移动的空间。因此,能够紧凑地构成流体切换阀。
图10是用于对第五实施方式的流体输送驱动单元进行说明的示意图。在图2中,表示将流体输送盒安装在流体输送驱动单元上的状态,但在本图中,仅表示流体输送驱动单元。本实施方式的流体输送驱动单元400相对于第一实施方式的流体输送驱动单元200,不同点在于切换部件431设置在流体输送驱动单元侧。此外,与第一实施方式通用的要素标注相同的参照号码并省略重复的说明。
流体输送驱动单元400具备切换部件431以及驱动装置430。切换部件431具有凸部431a、凸部431b以及插入孔431c。凸部431a以及凸部431b的形状以及功能与凸部131a、凸部131b是相同的,因此省略其说明。另外,关于切换部件431与驱动装置430的连接,会在后面使用附图进行说明。
在流体输送驱动单元400的安装面402上设置有呈矩形开口的驱动传动开口402a。另外,流体输送驱动单元400具有轨道部402b、轨道部402c以及壁部402d。轨道部402b、402c沿着驱动传动开口402a的长边分别设置。轨道部402b、402c的上面形成大致同样的平面,分别与切换部件431的下面抵接。切换部件431通过驱动装置230在y轴方向上滑动移动,从而在轨道部402b、402c上滑动。
壁部402d设置在轨道部402c的与驱动传动开口402a相反的一侧,与切换部件431的和设置有凸部431a以及凸部431b的一侧相反侧的面相抵接。壁部402d起到作为抑制部的效果,即抑制由缩窄杆134以及缩窄杆135中的某一个的按压部产生的反冲力。壁部402d的功能与使用图4B说明的壁部110j相同,因此省略说明。
在安装面402上,突出设置有相对于凸轮单元210的旋转中心具有圆弧形状的凸部420。另外,在安装面402上设置有固定孔402e以及固定孔402f。凸部420、固定孔402e以及固定孔402f起到在将流体输送盒安装在安装面402上时,确定流体输送盒的安装位置的作用。
流体输送驱动单元400具备用于固定后述的流体输送盒的第一钩部405以及第二钩部406。第一钩部405以及第二钩部406的功能与第一实施方式的第一钩部205以及第二钩部206是相同的,因此省略说明。在本实施方式中,安装面402、凸部420、固定孔402e以及固定孔402f起到用于安装流体输送盒的安装部的作用。
图11是第五实施方式的流体输送盒内部构造的概略图。流体输送盒500相对于流体输送盒100的不同点在于不具备切换部件。此外,与第一实施方式通用的要素标注相同的参照号码并省略重复的说明。
流体输送盒500具备外装部件510。外装部件510在一边110a上具有可固定第一钩部405的第一固定承受部516a。另外,外装部件510在一边110b上具有可固定第二钩部406的第二固定承受部516b。
外装部件510具有开口520。在流体输送盒500安装在流体输送驱动单元400上时,开口520将切换部件431收容在内部。
外装部件510具有贯通口552。当流体输送盒500被安装在流体输送驱动单元400上时,贯通口552与凸部420相嵌合。另外,外装部件510具有突起部515a和突起部515b。当流体输送盒500被安装在流体输送驱动单元400上时,突起部515a和突起部515b分别与固定孔402e和固定孔402f相嵌合。
图12是图10所示的C-C截面的截面图。其表示流体输送盒500安装在流体输送驱动单元400上的状态。此外,与第一实施方式通用的要素标注相同的参照号码并省略重复的说明。
驱动装置430除齿条部件435以外都是与驱动装置230相同的结构。在齿条部件435的固定部435a上设置有凹部435b。另外,在切换部件431上,设置有从凸部431a与凸部431b之间的侧面贯通至插入孔431c的螺孔431d。螺孔431d中螺合有固定螺丝(イモネジ)438。固定螺丝438的顶端部插入凹部435b。通过旋入固定螺丝438,经由凹部435b,固定部435a被按压在插入孔431c的侧面上。由此,切换部件431通过固定螺丝438被固定在齿条部件435上。
在第五实施方式中,当流体输送盒500被安装在流体输送驱动单元400的安装部上时,凸部431a和凸部431b与第一弹性管111和第二弹性管112中的至少之一相对向。并且,可通过切换部件431在y轴方向上的滑动移位,在第一状态至第四状态之间切换流路状态。
在以上的说明中将以下这样的流体切换阀作为一例,该流体切换阀在对流入第三弹性管113的第一弹性管111以及第二弹性管112的两条流路进行闭塞、开放的组合即四个流路状态之间切换流路。但是,流路的数量不限于两条流路,也可以是三条以上的流路。例如,在三条流路的情况下,构成为在图3中设置从上方流入的第四弹性管,以使第三流体流入。与缩窄杆134以及缩窄杆135同样地设置用于缩窄第四弹性管的缩窄杆。在本实施方式中,使用T字形状的切换部件,通过使该切换部件在x方向以及y方向上滑动移动,来控制各弹性管的闭塞、开放。同样地,在四条流路的情况下,构成为设置从与第四弹性管相对的方向即下方流入的第五弹性管,以使第四流体流入。在本实施方式中,使用十字状的切换部件,通过使该切换部件在x方向以及y方向上滑动移动,来控制各弹性管的闭塞、开放。
在以上的说明中,对流体输送驱动单元具备用于驱动流体切换阀的驱动装置的实施方式进行了说明。但是,也可以是流体输送盒具备驱动装置。
在以上的说明中,作为构成驱动装置230的马达部232的部件的一例,使用步进电机进行了说明。但是,构成马达部232的部件可以不是步进电机。例如,也可以使用无刷马达等。在该情况下,也可以另外设置切换部件131的位置检测机构,为了使检测出的切换部件131的位置成为预定的位置,对马达部232的驱动量进行反馈控制。同样地,第四实施方式的驱动装置的马达部也可以不是步进电机,而可以使用无刷马达等。在该情况下,也可以另外设置旋转编码器等作为旋转轴195的角度检测机构,使用检测出的旋转轴195的旋转角度,对无刷马达的驱动量进行反馈控制。
在以上的说明中,作为使第三弹性管113蠕动而使内部的流体向吐出端子移动的移动机构的一例,记载了具有多个按压销140的移动机构。但是,也可以使用其它的移动机构来构成。例如,相对于第三弹性管113,以凸轮凸起部的压接位置以及缩窄量随着旋转而沿着流路方向发生变化的方式配置凸轮。利用该凸轮,能够以将流路中的流体从上游侧压向下游侧的方式使流路中的流体移动。另外,移动机构也可以是泵。在该情况下,可以是在第三弹性管113的一端与流体吐出口部103之间进行配置,将第三弹性管113内部的流体吸入,并从流体吐出口部103排出。
在以上的说明中,将在缩窄杆174的按压部174a上设置了阶梯差部的实施方式,作为通过缩窄杆174逐步调节弹性管的缩窄量的方式的一例进行了说明。但是,也可以构成为不设置阶梯差部而仅设置倾斜,根据与切换部件131的位置关系来调整按压部174a的移位量而调节缩窄量。另外,也可以不是在缩窄杆174上而是在切换部件131的凸部上设置阶梯差部。在该情况下,也可以不在缩窄杆上设置阶梯差部。
在以上的说明中,将流体切换阀作为流体输送装置300的流体输送盒100的一部分的结构进行了说明。但是,本发明的流体切换阀可以适用于具备对流体的流路进行切换的机构的各种产品。例如,本发明的流体切换阀可以适用于进行温度不同的水的切换、进行状态不同的流体(例如气体和液体)的切换的产品。
以上,使用实施方式对本发明进行了说明,但本发明的技术范围不受上述实施方式所述范围的限制。本领域技术人员显然能够对上述实施方式实施多种变更或改良。根据权利要求书的记载可知,实施了这样的变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
应当留意,若没有特别写明是“之前”、“在先”等,或者没有在之后的处理中使用前面的处理的输出,则能够以任意的顺序来实现权利要求书、说明书、以及附图中所示的装置、系统、程序、以及方法的动作、过程、步骤、以及阶段等各处理的执行顺序。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程,即使为了方便而使用了“首先,”、“接着,”等来进行说明,也并不意味着必须按照该顺序实施。
Claims (19)
1.一种流体切换阀,其具备:
使第一流体流通的第一弹性管;
使第二流体流通的第二弹性管;
在一端与所述第一弹性管以及所述第二弹性管连接的第三弹性管;
切换部件,其通过使凸部移位,而切换为在缩窄所述第一弹性管而使所述第二流体向所述第三弹性管流通的第一状态、缩窄所述第二弹性管而使所述第一流体向所述第三弹性管流通的第二状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都缩窄而阻断流体流入所述第三弹性管的第三状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都不缩窄而使所述第一流体和所述第二流体向所述第三弹性管流通的第四状态;
缩窄所述第一弹性管的第一缩窄杆;
缩窄所述第二弹性管的第二缩窄杆,
所述凸部包含按压所述第一缩窄杆而缩窄所述第一弹性管的第一凸部、和按压所述第二缩窄杆而缩窄所述第二弹性管的第二凸部,
所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆中的至少之一具备用于将顶端部向缩窄的弹性管引导的引导部。
2.一种流体切换阀,其具备:
使第一流体流通的第一弹性管;
使第二流体流通的第二弹性管;
在一端与所述第一弹性管以及所述第二弹性管连接的第三弹性管;
切换部件,其通过使凸部移位,而切换为在缩窄所述第一弹性管而使所述第二流体向所述第三弹性管流通的第一状态、缩窄所述第二弹性管而使所述第一流体向所述第三弹性管流通的第二状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都缩窄而阻断流体流入所述第三弹性管的第三状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都不缩窄而使所述第一流体和所述第二流体向所述第三弹性管流通的第四状态;
缩窄所述第一弹性管的第一缩窄杆;
缩窄所述第二弹性管的第二缩窄杆,
所述凸部包含按压所述第一缩窄杆而缩窄所述第一弹性管的第一凸部、和按压所述第二缩窄杆而缩窄所述第二弹性管的第二凸部,
所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆被支承为,在从被所述凸部按压的部分延伸的主体部处可以在与所述切换部件的移动方向平行的方向上滑动,
所述第一缩窄杆的所述主体部具有相对于所述第一弹性管在与滑动方向正交的方向上跨越并交叉的退避部,
所述第二缩窄杆的所述主体部具有相对于所述第二弹性管在与滑动方向正交的方向上跨越并交叉的退避部。
3.根据权利要求1或2所述的流体切换阀,其特征在于,所述切换部件使所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆向与按压所述第一弹性管以及所述第二弹性管的方向正交的方向滑动移动。
4.根据权利要求1所述的流体切换阀,其特征在于,所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆中的设置有所述引导部的至少之一以能够在一个方向上滑动的方式被支承。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的流体切换阀,其特征在于,所述第一缩窄杆在与所述第一弹性管的抵接面上具有比抵接面积更小的突起部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的流体切换阀,其特征在于,在所述第一缩窄杆以及所述第一凸部中的至少之一的抵接面上设置有阶梯差部,所述第一缩窄杆能够对缩窄所述第一弹性管的缩窄量逐步进行调节。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体切换阀,其特征在于,所述切换部件以所述第四状态、所述第一状态、所述第三状态、所述第二状态、所述第四状态的顺序,或所述第四状态、所述第二状态、所述第三状态、所述第一状态、所述第四状态的顺序进行切换。
8.一种流体切换阀,其具备:
使第一流体流通的第一弹性管;
使第二流体流通的第二弹性管;
在一端与所述第一弹性管以及所述第二弹性管连接的第三弹性管;
切换部件,其通过使凸部移位,而切换为在缩窄所述第一弹性管而使所述第二流体向所述第三弹性管流通的第一状态、缩窄所述第二弹性管而使所述第一流体向所述第三弹性管流通的第二状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都缩窄而阻断流体流入所述第三弹性管的第三状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都不缩窄而使所述第一流体和所述第二流体向所述第三弹性管流通的第四状态;
缩窄所述第一弹性管的第一缩窄凸轮;
缩窄所述第二弹性管的第二缩窄凸轮,
所述凸部包含旋转所述第一缩窄凸轮而缩窄所述第一弹性管的第一凸部、和旋转所述第二缩窄凸轮而缩窄所述第二弹性管的第二凸部。
9.根据权利要求8所述的流体切换阀,其特征在于,所述切换部件使所述第一缩窄凸轮以及所述第二缩窄凸轮向与按压所述第一弹性管以及所述第二弹性管的方向正交的方向滑动移动。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的流体切换阀,其特征在于,其进一步具备:
在所述一端与所述第三弹性管连接,使第三流体流通的第四弹性管;
缩窄所述第四弹性管的第三缩窄凸轮,
所述切换部件具有T字形状,通过在两个方向上滑动移动,控制所述第一流体、所述第二流体以及所述第三流体的流通。
11.根据权利要求10所述的流体切换阀,其特征在于,其进一步具备:
在所述一端与所述第三弹性管连接,使第四流体流通的第五弹性管;
缩窄所述第五弹性管的第四缩窄凸轮,
所述切换部件具有十字形状,通过在两个方向上滑动移动,控制所述第一流体、所述第二流体、所述第三流体以及第四流体的流通。
12.一种流体输送盒,其具备:
根据权利要求1至11中任一项所述的流体切换阀;
向所述第一弹性管供给所述第一流体的第一供给端子;
向所述第二弹性管供给所述第二流体的第二供给端子;
从所述第三弹性管吐出所述第一流体以及所述第二流体的吐出端子。
13.根据权利要求12所述的流体输送盒,其特征在于,在使用前的初始状态下固定所述流体切换阀,以保持所述第四状态。
14.根据权利要求12或13所述的流体输送盒,其特征在于,其具备传动机构,该传动机构用于传递为了使所述切换部件移位而由外部机器产生的驱动力。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的流体输送盒,其特征在于,其具备使所述第三弹性管蠕动而使内部的流体向所述吐出端子移动的移动机构、以及使所述切换部件移位的驱动部中的至少之一。
16.一种流体输送盒,其为相对于流体输送驱动单元可进行装卸的流体输送盒,其具备:
使第一流体流通的第一弹性管;
使第二流体流通的第二弹性管;
在一端与所述第一弹性管以及所述第二弹性管连接的第三弹性管;
缩窄所述第一弹性管的第一缩窄杆;
缩窄所述第二弹性管的第二缩窄杆;
向所述第一弹性管供给所述第一流体的第一供给端子;
向所述第二弹性管供给所述第二流体的第二供给端子;
从所述第三弹性管吐出所述第一流体以及所述第二流体的吐出端子,
所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆中的至少之一具备用于将顶端部向缩窄的弹性管引导的引导部,
在固定在所述流体输送驱动单元上的情况下,其通过所述流体输送驱动单元的切换部件,切换为按压所述第一缩窄杆来缩窄所述第一弹性管而使所述第二流体向所述第三弹性管流通的第一状态、按压所述第二缩窄杆来缩窄所述第二弹性管而使所述第一流体向所述第三弹性管流通的第二状态、按压所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆来使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都缩窄而阻断流体流入所述第三弹性管的第三状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都不缩窄而使所述第一流体和所述第二流体向所述第三弹性管流通的第四状态。
17.一种流体输送盒,其为相对于流体输送驱动单元可进行装卸的流体输送盒,其具备:
使第一流体流通的第一弹性管;
使第二流体流通的第二弹性管;
在一端与所述第一弹性管以及所述第二弹性管连接的第三弹性管;
缩窄所述第一弹性管的第一缩窄杆;
缩窄所述第二弹性管的第二缩窄杆;
向所述第一弹性管供给所述第一流体的第一供给端子;
向所述第二弹性管供给所述第二流体的第二供给端子;
从所述第三弹性管吐出所述第一流体以及所述第二流体的吐出端子,
在固定在所述流体输送驱动单元上的情况下,其通过所述流体输送驱动单元的切换部件,切换为按压所述第一缩窄杆来缩窄所述第一弹性管而使所述第二流体向所述第三弹性管流通的第一状态、按压所述第二缩窄杆来缩窄所述第二弹性管而使所述第一流体向所述第三弹性管流通的第二状态、按压所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆来使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都缩窄而阻断流体流入所述第三弹性管的第三状态、使所述第一弹性管以及所述第二弹性管都不缩窄而使所述第一流体和所述第二流体向所述第三弹性管流通的第四状态,
所述第一缩窄杆以及所述第二缩窄杆被支承为,在从被所述切换部件按压的部分延伸的主体部处可以在与所述切换部件的移动方向平行的方向上滑动,
所述第一缩窄杆的所述主体部具有相对于所述第一弹性管在与滑动方向正交的方向上跨越并交叉的退避部,
所述第二缩窄杆的所述主体部具有相对于所述第二弹性管在与滑动方向正交的方向上跨越并交叉的退避部。
18.一种流体输送驱动单元,其具备:
用于安装根据权利要求12至17中任一项所述的所述流体输送盒的安装部;
具有在所述安装部上安装有所述流体输送盒时,与所述第一弹性管和所述第二弹性管中的至少之一相对向的凸部的所述切换部件;
使所述切换部件移位的驱动部。
19.根据权利要求18所述的流体输送驱动单元,其特征在于,其具备抑制部,该抑制部用于抑制在缩窄所述第一弹性管以及所述第二弹性管中的至少之一时的所述凸部的反冲力。
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