JP2009257179A - Vermicular pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蠕動運動によって、液体や気体等の流体の輸送を行う蠕動式ポンプの改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a peristaltic pump that transports a fluid such as liquid or gas by a peristaltic motion.
従来から、送液チューブを押し潰すことによって輸送チューブに括れ部分を形成し、その押し潰し位置を順次移動することで輸送チューブの括れ部分を移動させて、輸送チューブに蠕動動作を生じさせ、この蠕動動作により輸送チューブ中の流体を輸送するように構成された蠕動式ポンプが利用されている。
従来の蠕動式ポンプとしては、具体的には、例えば、ロータの外周部にローラを回転可能に設け、このロータの外周に沿って輸送チューブを固定し、ロータに設けたローラで輸送チューブを押し潰して括れ部を形成するように構成し、ロータを回転させることでローラにより輸送チューブに形成される括れ部を移動させて、輸送チューブに蠕動動作を生じさせるロータ駆動型蠕動式ポンプがある(特許文献1)。
また、別の蠕動式ポンプとしては、輸送チューブに沿って、輸送チューブを押し潰して括れ部を形成するための複数のフィンガを並べて配置し、これらのフィンガで輸送チューブを順次押し潰すことにより輸送チューブに形成される括れ部を移動させて、輸送チューブに蠕動動作を生じさせるフィンガ駆動型蠕動式ポンプがある(特許文献2)。
Conventionally, a constricted portion is formed in the transport tube by crushing the liquid supply tube, and the constricted portion of the transport tube is moved by sequentially moving the crushing position to cause a peristaltic motion in the transport tube. Peristaltic pumps configured to transport fluid in a transport tube by a peristaltic operation are used.
Specifically, as a conventional peristaltic pump, for example, a roller is rotatably provided on the outer periphery of the rotor, the transport tube is fixed along the outer periphery of the rotor, and the transport tube is pushed by the roller provided on the rotor. There is a rotor-driven peristaltic pump that is configured to be crushed to form a constricted portion, and by rotating the rotor, the constricted portion formed in the transport tube is moved by a roller to cause a peristaltic action on the transport tube ( Patent Document 1).
As another peristaltic pump, a plurality of fingers are arranged side by side along the transport tube to form a constricted portion by crushing the transport tube, and transported by sequentially crushing the transport tube with these fingers. There is a finger-driven peristaltic pump that moves a constricted portion formed on a tube to cause a peristaltic motion in a transport tube (Patent Document 2).
しかし、上記した従来の蠕動式ポンプは、ロータ駆動型であっても、フィンガ駆動型であっても、その構造が複雑であるという問題がある。
また、従来の蠕動式ポンプは、蠕動動作によって送液を行うという構造上、輸送される流体に、比較的大きな振幅の脈動が生じてしまうという問題がある。
本発明は、上記した従来の蠕動式ポンプの問題点を解決し、簡単な構造であり、従来の蠕動式ポンプの構造とは全く異なる新規な構造を有する蠕動式ポンプを提供することを目的としている。
また、本発明は、必要に応じて、輸送される流体に生じる脈動を低減させることができる蠕動式ポンプを提供することも目的としている。
However, the conventional peristaltic pump described above has a problem that its structure is complicated regardless of whether it is a rotor drive type or a finger drive type.
In addition, the conventional peristaltic pump has a problem in that a pulsation with a relatively large amplitude is generated in the transported fluid due to the structure in which liquid is fed by a peristaltic operation.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional peristaltic pump, and to provide a peristaltic pump having a simple structure and a novel structure completely different from that of the conventional peristaltic pump. Yes.
Another object of the present invention is to provide a peristaltic pump that can reduce the pulsation generated in the fluid to be transported, if necessary.
上記した目的を達成するために、本発明の請求項1に係る蠕動式ポンプは、筒状本体と、前記筒状本体に回転可能に挿入されるシャフトとを備え、前記筒状本体の内面に、筒状本体の軸線方向に沿ってのび、かつ、筒状本体の内面から中心に向けて突出した弾性変形可能な輸送管を少なくとも二つ設け、前記シャフトの外面に、少なくとも筒状本体の内面より低く、かつ、筒状本体の内面に設けられた輸送管の頂点より高い高さを有する螺旋状の突起部を設け、前記シャフトを前記筒状本体に挿入して回転させることにより、前記螺旋状の突起部が各輸送管を順次位置を変えながら押し潰し、それにより、各輸送管に異なる位相の蠕動動作を生じさせるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る蠕動式ポンプは、筒状本体と、前記筒状本体に回転可能に挿入されるシャフトとを備え、前記シャフトの外面に、シャフトの軸線方向に沿ってのび、かつ、シャフトの外面から径方向外方に向けて突出した弾性変形可能な輸送管を少なくとも二つ設け、前記筒状本体の内面に、少なくともシャフトの外面より低く、かつ、シャフトの外面に設けられた輸送管の頂点より高い高さを有する螺旋状の突起部を設け、前記シャフトを前記筒状本体に挿入して回転させることにより、前記螺旋状の突起部が各輸送管を順次位置を変えながら押し潰し、それにより、各輸送管に異なる位相の蠕動動作を生じさせるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a peristaltic pump according to
A peristaltic pump according to a third aspect of the present invention includes a cylindrical main body and a shaft that is rotatably inserted into the cylindrical main body, and extends on the outer surface of the shaft along the axial direction of the shaft. And at least two elastically deformable transport pipes projecting radially outward from the outer surface of the shaft, and provided on the inner surface of the cylindrical body at least lower than the outer surface of the shaft and on the outer surface of the shaft A spiral protrusion having a height higher than the top of the transport pipe is provided, and the shaft is inserted into the cylindrical main body and rotated, whereby the spiral protrusion sequentially positions each transport pipe. It is characterized in that it is crushed while changing, thereby causing a peristaltic motion of different phases in each transport pipe.
上記したように、本発明の請求項1及び3に係る蠕動式ポンプは、何れも、筒状本体又はシャフトの軸線方向に沿ってのびる少なくとも二つの輸送管と、前記輸送管を順次位置を変えながら押し潰す螺旋状の突起部とを備えているので、シャフト又は筒状本体の何れかを回転させるだけで、複数の輸送管に同時に位相の異なる蠕動動作を生じさせることができるという効果を奏する。
また、本発明に係る蠕動式ポンプは、必要に応じて、一本の親輸送管の途中に、その親輸送管を分岐して介在させることができる。具体的には、一本の親輸送管を分岐して本発明に係る蠕動式ポンプの各輸送管に連結し、該蠕動式ポンプの各輸送管の出口を再び一本の親輸送管に集合させるように構成することができる。本発明に係る蠕動式ポンプは、シャフト又は筒状本体の何れかを回転させるだけで、複数の輸送管に同時に位相の異なる蠕動動作を生じさせることができるので、前記したように一本の親輸送管の途中に、その輸送管を分岐して本発明に係る蠕動式ポンプを介在させると、蠕動式ポンプの下流側で集合した親輸送管には、位相の異なる脈動を有する流体が蠕動式ポンプから供給されることになるので、脈動を相殺することができ、結果として、脈動の小さい輸送を行うことが可能になる。
As described above, any of the peristaltic pumps according to
In addition, the peristaltic pump according to the present invention can branch the parent transport pipe in the middle of one parent transport pipe as necessary. Specifically, one parent transport pipe is branched and connected to each transport pipe of the peristaltic pump according to the present invention, and the outlets of each transport pipe of the peristaltic pump are assembled again into one parent transport pipe. It can be configured to be. The peristaltic pump according to the present invention can generate peristaltic motions having different phases in a plurality of transport pipes by simply rotating either the shaft or the cylindrical main body. When the peristaltic pump according to the present invention is interposed in the middle of the transport pipe and the peristaltic pump according to the present invention is interposed, fluids having pulsations with different phases are peristaltic in the parent transport pipe assembled downstream of the peristaltic pump. Since it is supplied from the pump, the pulsation can be canceled out, and as a result, it is possible to perform transportation with small pulsation.
以下、添付図面に示した幾つかの実施例を参照して、本発明に係る蠕動式ポンプの実施の形態を説明していく。
図1は、本発明に係る蠕動式ポンプの第一実施例の概略分解図である。
図面に示すように、蠕動式ポンプは、筒状本体1と、シャフト5とを有する。
図2は、筒状本体1の上面図であり、図面に示すように筒状本体1には、その内面1aに複数(図示実施例では8つ)の輸送管2が形成されている。これら輸送管2は弾性変形可能であり、筒状本体1の上端から下端まで軸線方向に沿ってのびている。この筒状本体1は、例えば、透明液体シリコンゴムを型に入れて成型され得る。
シャフト5には、本発明に係る螺旋状突起部を形成するスプリング6が巻かれている。図3はシャフト5のスプリング6が巻かれている部分の横断面図である。
前記スプリング6の直径は、シャフト5を筒状本体1に挿入した時に、筒状本体1の内面1aより低く、かつ、輸送管2の頂点より高くなるように決められる。
これにより、図4に示すように、シャフト5を筒状本体1に挿入した時に、スプリング6が、輸送管2を筒状本体1の内面1aに向けて押し潰し、輸送管2に括れ部を形成する。
図5(a)及び(b)は、上記したように構成された蠕動式ポンプの使用方法の一例を示す図である。
図示実施例では、シャフト5には不図示のハウジングに設けられたベアリング7に回転可能に支持されている。
符号3は、蠕動ポンプに接続される親輸送管を示している。この実施例では、親輸送管3は、二つの輸送管3a及び3bに分岐されて蠕動式ポンプの輸送管2に接続され、蠕動式ポンプから出た後に再び一本の親輸送管3に集合されている。
親輸送管3は、蠕動式ポンプの輸送管2の内部を通してもよく、適当な連結部材を用いて蠕動式ポンプの輸送管2に連結してもよい。
図5(a)に示すように、シャフト5のスプリング6が、筒状本体1の輸送管2を押し潰して括れ部を形成している。
図5(a)の状態からシャフト5を回転させると、図5(b)に示すように、シャフト5のスプリング6が輸送管2を押し潰す位置が輸送方向(図面では下方)に移動する。
上記したように、輸送管2を押し潰す突起部がスプリング6によって螺旋状に形成されているため、シャフト5を回転させるだけで、スプリング6(突起部)が輸送管2を押し潰す位置が輸送方向(図面では下方)に順次移動し、これにより、輸送管2に蠕動動作が生じる。
図5に示すように、輸送管2を押し潰す突起部がスプリング6によって螺旋状に形成されているため、輸送管2の押し潰される位置は、輸送管毎に異なる。このため、各輸送管2に生じる蠕動動作は位相がずれ、その結果、各輸送管2で輸送される流体に生じる脈動の位相もずれることになる。よって、図5の実施例のように、一本の親輸送管3を分岐して蠕動式ポンプに接続し、蠕動式ポンプから出た後に再び一本の親輸送管3に集合させるように使用すると、蠕動式ポンプの下流で集合させられた親輸送管3には、各輸送管2から脈動の位相がずれた流体が流入することになるため、結果として、脈動が相殺されて、その振幅が小さくなる。
Embodiments of a peristaltic pump according to the present invention will be described below with reference to some examples shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic exploded view of a first embodiment of a peristaltic pump according to the present invention.
As shown in the drawings, the peristaltic pump has a cylindrical
FIG. 2 is a top view of the cylindrical
The
The diameter of the
Thus, as shown in FIG. 4, when the
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of how to use the peristaltic pump configured as described above.
In the illustrated embodiment, the
The
As shown in FIG. 5A, the
When the
As described above, since the protrusion that crushes the
As shown in FIG. 5, since the protruding portion that crushes the
上記した実施例では、一本の親輸送管を分岐して蠕動式ポンプの各輸送管に接続し、蠕動式ポンプの各輸送管から出た後に再び一本の親輸送管に集合しているが、蠕動式ポンプの各輸送管の使用方法は本実施例に限定されることなく、例えば、脈動が生じてもよい場合には、各輸送管2にそれぞれ異なる親輸送管を接続してもよく、また、輸送管を幾つかのグループに分けて、グループ毎に異なる親輸送管に接続してもよい。尚、本発明に係る蠕動式ポンプの複数の輸送管は、輸送管間の円周方向の距離が近ければ近い程、脈動の位相のずれが小さく、遠ければ遠い程、脈動の位相のずれが大きい。よって、輸送管を幾つかのグループに分けて、異なる親輸送管に接続する場合、輸送管間の円周方向の距離が出来るだけ遠い輸送管同士が同一のグループに入るように輸送管のグループ分けを行うと、位相のずれによる脈動の相殺効果が高いので好ましい。
また、本実施例では、シャフト5を回転させることにより、輸送管2に蠕動動作を加えているが、これは本実施例に限定されることなく、筒状本体1を回転させるように構成してもよい。
さらに、上記した実施例では、スプリング6を用いてシャフト5に突起部を形成しているが、この構成は本実施例に限定されることなく、突起部をシャフト5に一体に形成してもよい。
さらにまた、上記した実施例では、筒状本体1に輸送管2を設け、シャフト5に突起部6を設けているが、この構成は本実施例に限定されることなく、図6に示すように、シャフト5の外周に輸送管2を形成し、筒状本体1の内面に螺旋状の突起部6を設けてもよい。
In the above-described embodiment, one parent transport pipe is branched and connected to each transport pipe of the peristaltic pump, and after exiting from each transport pipe of the peristaltic pump, it is assembled again into one parent transport pipe. However, the method of using each transport pipe of the peristaltic pump is not limited to the present embodiment. For example, when pulsation may occur, a different parent transport pipe may be connected to each
Further, in this embodiment, the
Further, in the above-described embodiment, the protrusion is formed on the
Furthermore, in the above-described embodiment, the
上記したように構成された蠕動式ポンプの寸法は、限定されるものではなく、使用目的に応じて任意の寸法で形成することができる。
また、シャフト又は筒状本体の回転速度は、限定されるものではなく、使用目的に応じて任意に決められ得る。
The dimensions of the peristaltic pump configured as described above are not limited, and can be formed with an arbitrary dimension according to the purpose of use.
Moreover, the rotational speed of a shaft or a cylindrical main body is not limited, It can be arbitrarily determined according to the intended purpose.
本発明に係る蠕動式ポンプは、上記したように構成されているため、筒状本体又はシャフトに形成される輸送管及び突起部の寸法を変えるだけで、流量を選択的に調整することができる。
また、本発明に係る蠕動式ポンプは、シャフト又は筒状本体を回転させて輸送管に蠕動動作を与えるので、安価なモータで駆動することが可能である。
さらに、本発明に係る蠕動式ポンプは、シャフト又は筒状本体に螺旋状に突起部を設けて、その突起部で輸送管を押し潰すように構成されているので、一つのモータで複数の輸送管に同時に蠕動動作を与えることができる。
さらにまた、本発明に係る蠕動式ポンプは、シャフト又は筒状本体に螺旋状に突起部を設けて、その突起部で輸送管を押し潰すように構成されているので、従来のロータ駆動型蠕動式ポンプに比べて一回転当たりに輸送される流体の量を非常に少なくすることができるため、μlやnl単位の流体の輸送に適用することもできる。
Since the peristaltic pump according to the present invention is configured as described above, the flow rate can be selectively adjusted only by changing the dimensions of the transport pipe and the protrusion formed on the cylindrical main body or the shaft. .
In addition, the peristaltic pump according to the present invention can be driven by an inexpensive motor because the peristaltic motion is given to the transport pipe by rotating the shaft or the cylindrical main body.
Furthermore, the peristaltic pump according to the present invention is configured such that a projecting portion is provided in a spiral shape on a shaft or a cylindrical main body, and the transport pipe is crushed by the projecting portion. A peristaltic motion can be applied to the tube at the same time.
Furthermore, the peristaltic pump according to the present invention is configured such that a protrusion is provided in a spiral shape on a shaft or a cylindrical main body, and the transport pipe is crushed by the protrusion. Since the amount of fluid transported per rotation can be made very small as compared with a pump, it can be applied to transport of fluid in μl or nl units.
また、本発明に係る蠕動式ポンプは、その構成部材(シャフト及び筒状本体)が一直線上に並ぶので、手持ち式のペン型のポンプを構成することも可能である。
図7は、本発明に係る蠕動式ポンプを用いた手持ち式のペン型検査装置の一例を示す手持ち式のペン型検査装置の概略縦断面図である。
図中符号Aは、本発明に係る蠕動式ポンプである。蠕動式ポンプの構成は図1に示した実施例と同一なので、図1に示した符号と同一の符号を付す。
図中、符号10はペン型ハウジングを示しており、蠕動式ポンプAはハウジング10の内部に収容されている。
蠕動式ポンプAの上流端には、検査液導入部11が設けられており、蠕動式ポンプAの下流端には、検出・廃液部15が設けられている。
蠕動式ポンプAのシャフト5は、前記検査液導入部11及び検出・廃液部15を貫通し、ベアリング30及び31によってハウジング10に回転可能に支持されている。
前記検査液導入部11の内部には、検査液導入通路12が形成されている。この検査液導入通路12は、一つの環状の通路であり、ベアリング30に形成された通路30aを介して検査液導入チューブ32に連結されている。
また、検査液導入通路12には、蠕動式ポンプAの輸送管2の数に対応する数の分岐通路13が形成されており、各分岐通路13は輸送管2に連結されている。
検出・廃液部15の内部には、一つの環状の検出通路16及び前記検出通路16に繋がる環状の廃液部17が形成されている。前記検出通路16には、蠕動式ポンプAの輸送管2の数に対応する数の排出通路18が形成されており、各排出通路18は輸送管2に接続されている。検出通路16にはセンサ19が設けられており、このセンサ19は、その検出結果を出力部20を介して外部に出力できるように構成されている。廃液部17は、排気通路21を介して外部に連通しており、この排気通路21には、空気は通すが液体は通さない封止材が設けられている。
図中、符号33はシャフト5を回転駆動するモータを示しており、符号34はモータ33を駆動するためのバッテリー及び駆動回路を示している。
上記したように構成された手持ち式のペン型検査装置の作用について簡単に説明する。
使用者は、手持ち式のペン型検査装置のモータ33を駆動させてシャフト5を回転させた状態で、検査液導入チューブ32を検査液に漬ける。
シャフト5の回転により各輸送管2に蠕動動作が加えられ、その蠕動動作により、輸送管2に連通している検査液導入チューブ32から検査液が吸引される。
検査液導入チューブ32から吸引された検査液は、通路30aを介して検査液導入通路12に入り、さらに、分岐通路13を介して各輸送管2の中に入る。
シャフト5を回転し続けることにより、各輸送管2で検査液は検出・廃液部15側に輸送される。各輸送管2で輸送された検査液は、排出通路18を介して検出通路16内に入る。
センサ19は、検出通路16に入った検査液の必要な成分を検出する。
In addition, the peristaltic pump according to the present invention can be configured as a hand-held pen-type pump because its constituent members (shaft and cylindrical main body) are arranged in a straight line.
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of a hand-held pen type inspection apparatus showing an example of a hand-held pen type inspection apparatus using a peristaltic pump according to the present invention.
Reference symbol A in the figure is a peristaltic pump according to the present invention. Since the configuration of the peristaltic pump is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals as those shown in FIG.
In the figure,
A test liquid introduction section 11 is provided at the upstream end of the peristaltic pump A, and a detection /
The
A test liquid introduction passage 12 is formed in the test liquid introduction part 11. The test liquid introduction passage 12 is a single annular passage, and is connected to the test liquid introduction tube 32 through a passage 30 a formed in the
In addition, a number of branch passages 13 corresponding to the number of
Inside the detection /
In the figure, reference numeral 33 denotes a motor for driving the
The operation of the hand-held pen type inspection apparatus configured as described above will be briefly described.
The user immerses the test solution introduction tube 32 in the test solution in a state where the
By the rotation of the
The test solution sucked from the test solution introduction tube 32 enters the test solution introduction passage 12 through the passage 30 a and further enters each
By continuing to rotate the
The
1 筒状本体
2 輸送管
3 親輸送管
5 シャフト
6 スプリング(突起部)
7 ベアリング
10 ペン型ハウジング
11 検査液導入部
12 検査液導入通路
13 分岐通路
15 検出・廃液部
16 検出通路
17 廃液部
18 排出通路
19 センサ
20 出力部
21 排気通路
30 ベアリング
30a 通路
31 ベアリング
32 検査液導入チューブ
33 モータ
34 バッテリー及び駆動回路
1
7 Bearing
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記筒状本体に回転可能に挿入されるシャフトと
を備え、
前記筒状本体の内面に、筒状本体の軸線方向に沿ってのび、かつ、筒状本体の内面から中心に向けて突出した弾性変形可能な輸送管を少なくとも二つ設け、
前記シャフトの外面に、少なくとも筒状本体の内面より低く、かつ、筒状本体の内面に設けられた輸送管の頂点より高い高さを有する螺旋状の突起部を設け、
前記シャフトを前記筒状本体に挿入して、シャフト又は筒状本体の何れかを回転させることにより、前記螺旋状の突起部が各輸送管を順次位置を変えながら押し潰し、それにより、各輸送管に異なる位相の蠕動動作を生じさせるようにした
ことを特徴とする蠕動式ポンプ。 A tubular body;
A shaft rotatably inserted into the cylindrical body,
At least two elastically deformable transport pipes extending along the axial direction of the cylindrical main body and projecting from the inner surface of the cylindrical main body toward the center are provided on the inner surface of the cylindrical main body,
Provided on the outer surface of the shaft at least a spiral protrusion having a height lower than the inner surface of the cylindrical main body and higher than the apex of the transport pipe provided on the inner surface of the cylindrical main body,
By inserting the shaft into the cylindrical main body and rotating either the shaft or the cylindrical main body, the spiral projections crush each transport pipe while sequentially changing the position, thereby each transport A peristaltic pump characterized by causing peristaltic motions of different phases in the pipe.
ことを特徴とする請求項1に記載の蠕動式ポンプ。 The peristaltic pump according to claim 1, wherein the transport pipe is formed integrally with the cylindrical main body.
前記筒状本体に回転可能に挿入されるシャフトと
を備え、
前記シャフトの外面に、シャフトの軸線方向に沿ってのび、かつ、シャフトの外面から径方向外方に向けて突出した弾性変形可能な輸送管を少なくとも二つ設け、
前記筒状本体の内面に、少なくともシャフトの外面より低く、かつ、シャフトの外面に設けられた輸送管の頂点より高い高さを有する螺旋状の突起部を設け、
前記シャフトを前記筒状本体に挿入して、シャフト又は筒状本体の何れかを回転させることにより、前記螺旋状の突起部が各輸送管を順次位置を変えながら押し潰し、それにより、各輸送管に異なる位相の蠕動動作を生じさせるようにした
ことを特徴とする蠕動式ポンプ。 A tubular body;
A shaft rotatably inserted into the cylindrical body,
Provided on the outer surface of the shaft at least two elastically deformable transport pipes extending along the axial direction of the shaft and projecting radially outward from the outer surface of the shaft;
Provided on the inner surface of the cylindrical main body is a spiral protrusion having a height lower than at least the outer surface of the shaft and higher than the apex of the transport pipe provided on the outer surface of the shaft;
By inserting the shaft into the cylindrical main body and rotating either the shaft or the cylindrical main body, the spiral projections crush each transport pipe while sequentially changing the position, thereby each transport A peristaltic pump characterized by causing peristaltic motions of different phases in the pipe.
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