CN1295436C

CN1295436C - 管式泵装置

Info

Publication number: CN1295436C
Application number: CNB031434789A
Authority: CN
Inventors: 伊藤秀明
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: US7252485B2; CN1497178A; US20040131487A1

Abstract

一种管式泵装置，具有壁面、沿该壁面进行配置并将内部作成流路的弹性管、被配置成在与壁面之间夹持弹性管的压扁构件、可变位地支承在使输送压扁构件接近壁面的压扁位置和从该壁面离开的退避位置的压扁构件支承体，通过该压扁构件一边压扁弹性管一边沿壁面进行移动而对弹性管内的液体进行输送，并具有在压扁构件移动时、将制动力间歇地施加在压扁构件支承体上的制动力发生装置，该制动力发生装置由从压扁构件支承体向外周侧突出的制动用突起和在该压扁构件支承体的周围具有弹性地与制动用突起抵接的弹簧构件所构成。本发明的管式泵装置能避免电动机的大型化和电动机温度的显著上升，并能抑制发生制动力的滑动部分的磨损，具有提高可靠性的优点。

Description

管式泵装置

技术领域

本发明涉及通过压扁构件一边将弹性管压扁一边进行移动、而将管子内的液体进行输送的管式泵装置。

背景技术

对于在利用将管子滚压等的压扁构件来压扁弹性管时通过沿弹性管使压扁构件移动、输送管子内液体的管式泵装置，有可能在食品、化妆品、医药品、化学等的领域中使用。

在这种泵装置中，一般设置对来自驱动源的驱动力进行传递的凸轮体和支承管子压扁用滚子的滚子支承体，利用在凸轮体上形成的凸轮面通过出现使滚子从退避位置至压扁位置而用滚子将弹性管压扁。

但是，在采用凸轮机构的场合，在用凸轮面使滚子变位时，由于滚子支承体与凸轮体一起转动，故凸轮不起作用，因此，以往，对滚子支承体始终作用有摩擦力，防止凸轮体与滚子支承体一起转动。

对这样的管式泵装置，例如，在日本专利特开平2003-201975号公报上已揭示，但在对滚子支承体始终作用有摩擦力的结构中，由于在电动机上始终施加着因驱动负荷转矩引起施加摩擦力(制动力)的大的转矩，因此，不能避免电动机的大型化和电动机温度的显著上升，故希望改进。另外，在始终工作的制动机构中，由于在该部分的磨损剧烈，故希望对该问题进行改进、进一步提高可靠性。

当滚子的边缘将弹性管压扁时，弹性管的折弯部上有应力集中，存在因反复疲劳而发生裂纹或开裂的问题。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的在于，提供既能抑制电动机大型化和温度上升、并能防止压扁构件一起转动、利用凸轮而能使压扁构件可靠地变位的管式泵装置。

另一目的在于，提供在管式泵装置中能可靠地延长弹性管寿命的结构。

为了解决上述问题，本发明的管式泵装置，具有壁面、沿该壁面进行配置并将内部作成流路的弹性管、被配置成在与所述壁面之间夹持所述弹性管的压扁构件，通过该压扁构件一边压扁所述弹性管一边沿所述壁面进行移动而对所述弹性管内的液体进行输送，其特征在于，具有：对所述压扁构件在与所述壁面接近的压扁位置与从该壁面离开的退避位置可变位地进行支承的压扁构件支承体；利用传递来自驱动源的驱动力的凸轮面使所述压扁构件在所述压扁位置与所述退避位置进行变位的凸轮体；在所述凸轮体开始移动时、经过规定的游动期间后、开始所述压扁构件支承体与所述凸轮体连动的卡合机构；所述压扁构件移动时、将制动力间歇地施加在所述压扁构件支承体上的制动力发生装置，所述制动力发生装置由从所述压扁构件支承体向外周侧突出的制动用突起和在该压扁构件支承体的周围具有弹性地与所述制动用突起抵接的弹簧构件所构成。

在本发明中，之所以制动力发生装置将制动力作用在压扁构件支承体上，是由于其是间歇的，故若不定时则制动力不起作用。因此，在至该期间，即使是游动期间，也有可能因凸轮使滚子从退避位置向压扁位置移动时、压扁构件支承体与凸轮体一起转动，而在发生这样的一起转动中，也由于是成为规定的定时至制动力起作用的短暂期间，故没有妨碍。另外，由于制动力仅间歇地起作用，故向步进电动机施加的负荷转矩减小。因此，能避免电动机的大型化和电动机温度的显著上升。而且，由于制动力发生装置仅间歇地发生制动力，故能抑制发生制动力的滑动部分的磨损，具有提高可靠性的优点。

在本发明中，所述压扁构件支承体，例如，是具有将作为所述压扁构件的滚子保持在其间的1对支承板的旋转构件，在这样结构的场合，将所述弹性管和所述壁面配置在该压扁构件支承体的周围。

在本发明中，在所述压扁构件支承体上，形成多个在圆周方向将所述滚子在离开的位置上进行支承并在支承该滚子的附近形成的所述制动用突起，所述弹簧构件，在所述压扁构件支承体的周围中，最好是被配置在离开所述滚子将所述弹性管压扁区域的位置处。压扁构件在一边压扁弹性管一边移动的期间，即使成为发生制动力的定时也能从压扁弹性管的位置离开至少1个滚子。因此，在发生制动力的定时时，能减轻施加在电动机上的负荷。

在采用这样结构的场合，所述制动力发生装置，最好是发生将所述滚子中的任一个向所述弹性管推压的方向的制动力。在采用这样的结构时，推压弹簧构件的力，作为滚子压扁弹性管的力起作用，另一方面，能用板弹簧构件承受弹性管对该压扁的反作用力。

在本发明中，所述压扁构件，其压扁面形成曲面形状，相对所述弹性管设置在利用所述压扁构件进行压扁时将该弹性管限位于所述压扁面的宽度方向上的中央的管子限位装置。

在本发明中，由于压扁构件的压扁面形成曲面形状，并设置将弹性管限位于压扁面的宽度方向上的中央的管子限位装置，故不会发生被压扁构件的边缘或隆起部分压扁的现象。因此，由于弹性管可缓和在压扁时两端部发生的应力，故能实现弹性管的长寿命化。

在本发明中，所述管子限位装置，最好是被配置在所述压扁构件的行进方向中的前方位置和后方位置的双方。只要在这样的位置上预先限制弹性管的位置，在压扁构件向任一个方向移动时，由于能将弹性管可靠地限位于压扁面的宽度方向的中央，因此，能进一步延长弹性管的寿命。

这里，作为所述压扁构件支承体，例如具有如下结构：具有嵌入作为所述压扁构件的滚子的旋转中心轴两端的长孔形成向半径方向延伸的1对支承板，并在沿相对配置的所述1对支承板的周围配置所述弹性管和所述壁面的场合，将从所述1对支承板的各相对的面的突起作为所述管子限位装置。在这样结构的管式泵装置中，所述凸轮体具有将所述1对支承板夹持在其间地配置的1对端板，并在该端板上形成所述凸轮面，使所述旋转中心轴的两端呈滑动状态。另外，可采用以下结构：在所述凸轮体与所述压扁构件支承体之间，当所述凸轮体开始旋转时，经过规定的游动期间后，通过在所述压扁构件支承体上构成使与所述凸轮体一起开始转动的卡合机构，在所述滚子出现在从所述退避位置向所述压扁位置后，所述滚子沿所述弹性管和所述壁面进行移动。

如上所述，在发明中，之所以制动力发生装置将制动力作用在压扁构件支承体上，是由于其是间歇的，故若不定时则制动力不起作用。因此，在至该期间，即使是游动期间，也有可能因凸轮使压扁构件从退避位置向压扁位置移动时、压扁构件支承体与凸轮体一起转动，而在发生这样的一起转动中，也由于是成为规定的定时至制动力起作用的短暂期间，故没有妨碍。另外，由于制动力仅间歇地起作用，故向步进电动机施加的负荷转矩减小。另外，压扁构件在一边压扁弹性管一边移动的期间即使成为发生制动力的定时，也能从压扁弹性管的位置离开至少1个滚子。如作成这样的结构，因此，在发生制动力的定时时，能减轻施加在电动机上的负荷。因此，能避免电动机的大型化和电动机温度的显著上升。而且，由于制动力发生装置仅间歇地发生制动力，故能抑制发生制动力的滑动部分的磨损，具有提高可靠性的优点。

如上所述，在本发明中，由于压扁构件的压扁面形成曲面形状，并设置将弹性管限位于压扁面的宽度方向上的中央的管子限位装置，故不会发生被压扁构件的边缘或隆起部分压扁的现象。因此，由于弹性管在压扁时，在两端部发生的应力被缓和，故能实现弹性管的长寿命化。

附图说明

图1(A)、(B)是表示应用本发明的管式泵装置的主要部分的俯视说明图和该泵装置的剖视图。

图2是从图1(A)所示的状态开始输送液体的时刻的说明图。

图3是表示将图1所示的管式泵装置分解成外壳和旋转体后状态的立体图。

图4(A)、(B)是分别表示将图3所示的旋转体分解成滚子支承体、1对端板、管子压扁用滚子后的状态的立体图、和1对支承板中、从斜下方看配置在下方的支承板的立体图。

图5(A)、(B)、(C)分别是滚子支承体的俯视图、A-A’剖视图、和仰视图。

图6(A)、(B)分别是管子压扁用滚子的主视图和侧视图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施形态进行说明。

图1(A)、(B)是表示应用形态的管式泵装置的主要部分的俯视说明图和该泵装置的剖视图。图2是从图1(A)所示的状态开始输送液体的时刻的说明图。图3是表示将本形态的管式泵装置分解成外壳和旋转体后状态的立体图。图4(A)、(B)是分别表示将图3所示的旋转体分解成滚子支承体、1对端板、管子压扁用滚子后的状态的立体图、和1对支承板中、从斜下方看配置在下方的支承板的立体图。图5(A)、(B)、(C)分别是滚子支承体的俯视图、A-A’剖视图、和仰视图。图6(A)、(B)分别是管子压扁用滚子的主视图和侧视图。另外，在图1(A)和图2中，在后述凸轮面上带有向右上的斜线，对于卡合板部带有向右下的斜线，以便区分它们的位置。

在图1(A)、(B)、图2、图3及图4中，本形态的管式泵装置1具有：有矩形的俯视形状的外壳2；形成在外壳2上面的可旋转地收容于大致圆形的收容孔21中的旋转体3；以将旋转体3的周围卷绕的状态与旋转体3一起收容在收容孔21中的弹性管6；将来自步进电动机11的旋转驱动力向旋转体3传递用的减速齿轮机构，弹性管6位于保持在旋转体3上的管子压扁用滚子7与收容孔21的内壁20之间。

外壳2是塑料制的，在4边中的1个部位上形成有将弹性管6向外拉出用的2个U字形孔28，在该部分的内壁部分上固定着金属制的板弹簧29。在外壳2中，在收容孔21的中央形成有圆形凹部，在该圆形凹部的中央竖立着支轴23。

在外壳2的下面配置有步进电动机11，在该步进电动机11的输出轴上安装着小齿轮12。齿轮13与小齿轮12啮合，在该齿轮13的上端形成的齿轮14，在外壳2的收容孔21中位于支轴23的侧方。

旋转体3由以下说明的滚子支承体4、管子压扁用的2个滚子7、凸轮体5构成。

在这些构件中，滚子支承体4也如图5(A)、(B)、(C)所示，由位于下方的圆形的第1支承板41、相对该第1支承板41在上方相对的圆形的第2支承板42、在中央将第1支承板41和第2支承板42连接的圆筒部43构成的一体品构成。

在第1支承板41和第2支承板42上，分别形成有在周向缺口较长的2个圆弧状长孔46、在圆弧状长孔46的端部相互夹有的部分上形成向半径方向细长地延伸的2个长孔45。在第1支承板41和第2支承板42的任一个中2个圆弧状长孔46也以圆筒部43为中心对称地形成，2个长孔45也以圆筒部43为中心对称地形成。另外，在第1支承板41和第2支承板42上，双方的圆弧状长孔46和双方的长孔45形成在重叠的位置上。

在配置在下方的第1支承板41的下面，用环状板部49围住配置第1端板51的部分，在本形态的环状板部49的外周侧中，在与长孔45相同的角度位置、即在支承2个滚子7的附近分别形成向其外周侧伸出成圆弧状的制动用突起48。

在这样构成的滚子支承体4中，在第1支承板41和第2支承板42的长孔45中，管子压扁用滚子7的旋转中心轴75的两端部被插入，呈以圆筒部43为中心将2个滚子7支承于对称位置的状态。在该状态下，滚子7，能围绕旋转中心轴75进行旋转，并在形成长孔45的范围内滚子7能向半径方向移动。

这里，滚子7如图6(A)、(B)放大所示，在滚子面70(压扁面)上形成曲面形状，在这里的示例中，例如形成有向宽度方向的两侧隆起的部分71，成为中央部分74稍凹下的曲面形状。

即，以求得弹性管的长寿命化为目的，作为滚子如图6(A)、(B)所示，将滚子面(压扁面)作成曲面形状，以缓和在将弹性管压扁时集中在两端部上的应力，来代替现有技术中的单纯圆筒状的构件。

另外，如图5(A)、(B)、(C)所示，从第1支承板41的内面的外周缘和第2支承板42的内面的外周缘的双方，在滚子7的前方位置和后方位置的双方形成有将弹性管6限制在滚子面70的宽度方向的中央位置的凸肋状的管子限位用突起40。

另外，在图1(A)、(B)、图2、图3和图4中，凸轮体5具有：位于下方的圆形的第1端板51和位于上方的圆形的第2端板52，将第1端板51配置在滚子支承体4的下方，将第2端板52配置在滚子支承体4的上方，并使从第2端板52的中央向下方突出的连接筒55通过滚子支承体4的圆筒部43而嵌入形成于第1端板51的中央的孔56中，将第1端板51与第2端板52之间连接成夹持滚子支承体4的状态。

这里，2个卡合板部57从第2端板52向下方突出，另一方面，将嵌合卡合板部57的矩形的孔58形成于第1端板51上。因此，在夹持滚子支承体4地将第1端板51与第2端板52连接时，使卡合板部57通过形成于第1支承板41和第2支承板42上的圆弧状长孔46、将卡合板部57的下端部嵌入形成于第1端板51上的孔58而使第1端板51与第2端板52连接。

在该状态下，在滚子7的旋转中心轴75中，从第1支承板41和第2支承板42向外突出的两端部，在第1端板51的内面(上面)、和第2端板52的内面(下面)上位于形成凸轮面50的部分。

凸轮面50，即使在第1端板51的内面、和第2端板52的内面的任一个上，都作成向外周侧的台阶部、并形成使相互重叠的相同的凸轮形状。这里，双方的凸轮面50都包括位于半径方向内侧的退避用凸轮面501、在退避用凸轮面501的两侧双方中位于半径方向外周侧的2个压扁用凸轮面503、由连接退避用凸轮面501和2个压扁用凸轮面503的斜面构成的中间凸轮面502。

在这样的结构管式泵装置1中，当将弹性管6卷绕在旋转体3的外周侧时，由于该弹性管6从内侧被滚子7支承，故在该状态下，将旋转体3和弹性管6收容在外壳2的收容孔21内。这时，使支轴23通过连接筒55的内侧，并使形成于第1端板51的下面上的齿轮15与传递来自步进电动机11的旋转输出的齿轮14进行啮合。

在该状态中，如图1(A)所示，滚子7的旋转中心轴75的两端部，由于位于在凸轮面50中与退避用凸轮面50相当的位置，故滚子7位于半径方向的内侧的没有对弹性管6进行压扁的状态。另外，滚子支承体4的制动用突起48，位于与板弹簧29抵接的状态，制动力作用在滚子支承体4上。

步进电动机11从该状态进行动作，当该旋转驱动力通过小齿轮12、齿轮13、14、15传递至凸轮体51时，凸轮体51，例如向逆时针CCW的方向旋转，相对滚子7的旋转中心轴75的两端部、凸轮面50相对移动。其结果，滚子7的旋转中心轴75的两端部在中间凸轮面502上滑动而成为登上压扁用凸轮面503的状态。在该状态下，滚子7被向外侧压退，成为将弹性管6压扁的状态。这样的动作，在凸轮体5向顺时针的方向旋转时也是同样的。

这里，当滚子7的旋转中心轴75的两端部在中间凸轮面502上滑动时，在滚子支承体4上也施加旋转力，滚子支承体4的制动用突起48，位于与板弹簧29抵接的状态，制动力作用在滚子支承体4上。因此，旋转中心轴75的两端部登上压扁用凸轮面503，滚子支承体4，由于不与凸轮体5一起转动，故旋转中心轴75的两端部，就可靠性地登上压扁用凸轮面503。

但是，在该状态中，卡合板部57仅在圆弧状长孔46内移动，仅使凸轮体5旋转，而滚子支承体4不旋转。在该游动区间中，滚子支承体4的制动用突起48与板弹簧29抵接，由于制动力作用在滚子支承体4上，故滚子支承体4不与凸轮体5一体转动。

并且，当凸轮体5进一步旋转、滚子7的旋转中心轴75与压扁用凸轮面503的壁505抵接时，由于凸轮体5的旋转传递至滚子支承体4，故滚子7一边将弹性管6压扁一边移动。其结果，就在弹性管6的内部利用滚子7对液体进行输送。

这样，在本形态中，当凸轮体5开始移动时，经过规定的游动期间后，构成在滚子支承体4上开始与凸轮体5连动的卡合机构。

这时，滚子支承体4受到来自凸轮体5的力而旋转，制动用突起48压退板弹簧29而通过。而且，制动用突起48再次至与板弹簧29抵接，从而在滚子支承体4上未作用有制动力。

这样，在本形态中，之所以制动用突起48和板弹簧29将制动力作用在滚子支承体4上，是由于其是间歇的，若其不定时则无制动力的作用。因此，至该期间，即使是游动期间，在利用凸轮面50使滚子7从退避位置(半径方向内侧)向压扁位置(半径方向外侧)移动时，滚子支承体4有可能与凸轮体5一起转动，而在发生这样的一起转动中，也由于是成为规定的定时至制动力起作用的短暂期间，故不成为障碍。另外，由于制动力仅间歇地起作用，向步进电动机11的负荷转矩减小。因此，能避免电动机的大型化和电动机温度的显著上升。

而且，之所以制动用突起48和板弹簧29将制动力作用在滚子支承体4上，由于是间歇的，其定时制动力发生装置，仅间歇地发生制动力，故能抑制制动用突起48与板弹簧29的磨损，具有提高可靠性的优点。

另外，在本实施形态中，在滚子支承体4上，滚子7在圆周方向分开的位置上支承着2个、并在支承滚子7的附近形成制动用突起48，板弹簧29被配置在滚子支承体4的周边中离开滚子7使弹性管6压扁的区域的位置上。因此，滚子7在一边压扁弹性管6一边移动的期间即使成为发生制动力的定时，也能从压扁弹性管6的位置离开至少1个滚子7。因此，在发生制动力的定时时，能减轻施加在电动机上的负荷。

板弹簧29，由于被配置在离开滚子7将弹性管6压扁的范围的位置上，之所以利用制动用突起48与板弹簧29发生制动力，是由于仅在2个滚子中的一方压扁弹性管6时的缘故。因此，在滚子支承体4的旋转中，不会发生过大的制动力。所以，能减轻步进电动机11的负荷，能防止烧损。

另外，制动用突起48和板弹簧29，发生将滚子7向弹性管6推压方向的制动力。因此，推压板弹簧29的力，作为滚子7压扁弹性管6的力起作用，使压扁时的液密性提高，另一方面，能用板弹簧29承受弹性管6对该压扁的反斥力。

而且，制动用突起48，由于形成在配置滚子7的附近，故使制动用突起48和板弹簧29发生的制动力，由于一方的滚子7起到进一步将弹性管6压扁的作用，故作用于使压扁时的液密性提高的一方。

在图6(A)、(B)所示的结构中，只要弹性管位于滚子面的中央，就能达到其目的，但当弹性管的位置在宽度方向偏移时，弹性管从滚子的隆起部分受到极大的压力，使夹持在滚子的边缘与外壳之间，其结果，反而有可能发生弹性管容易开裂等问题。

在本实施形态中，在滚子7的滚子面70(压扁面)上，在宽度方向的两侧形成具有隆起部分71的曲面形状，而在滚子支承体4上将弹性管6限位在滚子面70的宽度方向的中央的管子限位用突起40被形成在滚子7的前后。因此，由于弹性管6始终位于滚子面70的宽度方向的中央74，故不会发生被滚子7的边缘或隆起部分71压扁的现象。而且，管子限位用突起40，由于被配置在滚子7的前方位置和后方位置的双方，故能在滚子7向任一个方向移动时将弹性管6可靠性地限位于滚子面70的宽度方向的中央74。因此，由于在弹性管6上难以发生磨损及开裂等的损伤，故能实现弹性管6的长寿命化。

(其它的实施形态)

在上述实施形态中，作为压扁构件是使用滚子的例子，但也可以是其它的压扁构件。另外，压扁构件，是被支承在旋转体上进行旋转运动的例子，但对压扁构件进行直线运动、其它动作的例子，也能应用本发明。

Claims

1、一种管式泵装置，具有壁面、沿该壁面进行配置并将内部作成流路的弹性管、被配置成在与所述壁面之间夹持所述弹性管的压扁构件，通过该压扁构件一边压扁所述弹性管一边沿所述壁面进行移动而对所述弹性管内的液体进行输送，其特征在于，具有：

压扁构件支承体，其可变位地支承在使输送压扁构件接近所述壁面的压扁位置和从该壁面离开的退避位置；

利用传递来自驱动源的驱动力的凸轮面使所述压扁构件在所述压扁位置与所述退避位置进行变位的凸轮体；

在所述凸轮体开始移动时、经过规定的游动期间后开始使所述压扁构件支承体与所述凸轮体连动的卡合机构；

所述压扁构件移动时、将制动力间歇地施加在所述压扁构件支承体上的制动力发生装置，所述制动力发生装置由从所述压扁构件支承体向外周侧突出的制动用突起和在该压扁构件支承体的周围具有弹性地与所述制动用突起抵接的弹簧构件所构成。

2、如权利要求1所述的管式泵装置，其特征在于，

所述压扁构件支承体是具有将作为所述压扁构件的滚子保持在其间的1对支承板的旋转构件，

将所述弹性管和所述壁面配置在该压扁构件支承体的周围。

3、如权利要求1所述的管式泵装置，其特征在于，在所述压扁构件支承体上，形成多个支承于所述滚子在圆周方向离开的位置、并在支承该滚子的附近的所述制动用突起，

所述弹簧构件，被配置在所述压扁构件支承体的周围中离开所述滚子将所述弹性管压扁的区域的位置上。

4、如权利要求3所述的管式泵装置，其特征在于，所述制动力发生装置，发生将所述滚子中的任一个向所述弹性管推压的方向的制动力。

5、如权利要求1所述的管式泵装置，其特征在于，

所述压扁构件，其压扁面形成曲面形状，

相对所述弹性管，设有在利用所述压扁构件进行压扁时将该弹性管限位于在所述压扁面的宽度方向上的中央的管子限位装置。

6、如权利要求5所述的管式泵装置，其特征在于，所述管子限位装置，被配置在所述压扁构件的行进方向中的前方位置和后方位置的双方。

7、如权利要求5所述的管式泵装置，其特征在于，

所述压扁构件支承体，具有使嵌入作为所述压扁构件的滚子的旋转中心轴两端的长孔形成向半径方向延伸的1对支承板，

沿相对配置的所述1对支承板的周围、配置所述弹性管和所述壁面、并将从所述1对支承板的各相对的面的突起作为所述管子限位装置而突出，

所述凸轮体，具有将所述1对支承板夹持在其间地配置的1对端板，并在该端板上形成所述凸轮面，使所述旋转中心轴的两端呈滑动状态，

在所述凸轮体与所述压扁构件支承体之间，在所述凸轮体开始旋转时，经过规定的游动期间后，通过在所述压扁构件支承体上构成使与所述凸轮体一起开始转动的卡合机构，在所述滚子出现从所述退避位置向所述压扁位置后，所述滚子沿所述弹性管和所述壁面移动。