JP3637367B2 - チューブポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間にチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを順次圧迫してポンプ作用を行うチューブポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
外側部材の円形状の内周面に添わせて弾性材料からなるチューブをリング状に配置し、その内側に設けた回転ローラでチューブを一方向に順次圧迫し、あるいはチューブの内側に設けた円形状の加圧部材を外側部材の内周面に沿って偏心運動させてチューブを一方向に順次圧迫することにより、閉塞部を移動させてポンプ作用を行うチューブポンプは公知である(例えば、特開平11−62854号公報参照)。このようなポンプではその構造上チューブが損傷しやすいため、チューブの点検や交換などの保守作業が必要であるが、チューブは加圧部材と外側部材との間の狭い空間に配置されている上、一部が加圧された状態になっているため点検を確実に行うのは容易でなく、また交換作業にはかなりの時間を要していた。
【0003】
この問題を解決するために、本件出願の発明者は加圧部材を両側から挟み込む形状の一対の開閉片で外側部材を構成し、開閉片を開いてチューブが加圧されていない状態でチューブ交換などを実施できるようにしたチューブポンプを提案している(特開2000−227076)。しかしながら、この提案では全体の構造が複雑になり、コストも高くなるという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明はこのような問題点に着目し、比較的簡単な構造でありながらチューブの交換などを容易に実施できるチューブポンプを提供することを課題としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、この出願の第1の発明では、偏心運動するリング状の加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するチューブポンプを、上記外側部材、加圧部材と外側部材の一方に設けた回転止め穴に他方に設けた回転止めピンを挿入してワッシャで抜け止めすることにより、外側部材に対して離脱せず、しかも軸に垂直な面に沿って一定の範囲移動できるように外側部材に取り付けられた加圧部材及びチューブ等で形成される従動側ユニットと、上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸及びこの偏心軸を駆動するモータ等で形成され、上記従動側ユニットに対して着脱自在な駆動側ユニット、とで構成している。このような構成により、従動側ユニットと駆動側ユニットを分離して、チューブが加圧されていない状態でチューブの点検や交換等の作業を行うことが可能となる。なお、上記の偏心軸は駆動側ユニットの出力軸に固定されていてもよく、あるいは出力軸に固定されていなくてもよい。
【0006】
また、従動側ユニットの外側部材に軸受部を設け、従動側ユニットと駆動側ユニットとを結合して一体化した時に上記軸受部で駆動側ユニットの偏心軸の先端を支持するようにしている。このような構成により、駆動側ユニットから突き出た形状の偏心軸が片持ちの状態にならないで偏心軸などに無理な力が加わることがなくなり、故障がなく安定した動作を長期間保つことが可能となる。
【0007】
この出願の第2の発明では、上記と同様に外側部材に取り付けられた加圧部材のほか、外側部材、チューブ及び駆動用モータ等で形成される駆動側ユニットと、駆動用モータによって駆動されて加圧部材を偏心運動させる偏心軸を備えており、上記駆動側ユニットに対して着脱自在な従動側ユニット、とでチューブポンプを構成している。この構成は第1の発明の従動側ユニットにモータを設けてこれを駆動側ユニットとし、モータの無くなった駆動側ユニットを従動側ユニットとしたものであって、第1の発明とはモータの位置が逆になっており、従動側ユニットと駆動側ユニットを分離して、チューブが加圧されていない状態でチューブの点検や交換等を行えることは第1の発明と同様である。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態について説明する。図1は第1の発明のチューブポンプの要部を断面で示した全体の側断面図、図2は従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。なお、チューブポンプの一般的な構造は前述の公報などに記載されているので基本構造についての詳細な説明は省略する。
【0009】
図において、1は外側部材となる本体ケース、2は本体ケース1に装着されてハウジングの一部を構成するベース、3は減速機部3aとその出力軸3bを備えたモータ、4は加圧部材、5は直径方向に偏心して形成された突出部5aと軸心に沿って形成された先端部5bを備えた偏心軸、6は弾性材料製のチューブ、7は蓋である。偏心軸5はビス5cで出力軸3bに取り付けられており、その外側に摺接するようにリング状の加圧部材4が配置され、偏心軸5の先端部5bは本体ケース1に形成されている軸受部1aに挿入されて支持されている。
【0010】
加圧部材4は、強度の大きい合成樹脂成形品などで形成された内リング4aの外側にゴムやウレタンなどの摩擦係数の大きい弾性材料の成形品からなる外リング4bをはめた構造であり、内リング4aに螺合された回転止めピン4cと回転止めワッシャ4dによって本体ケース1に形成されている回転止め穴1bに取り付けられ、本体ケース1に対して一定の範囲で移動できるようになっている。モータ3が駆動されて偏心軸5が回転すると、突出部5aに押されて加圧部材4が偏心運動し、本体ケース1の円形状の内周面1cに沿ってリング状に配置されているチューブ6が長手方向に順次圧迫されるので、チューブ6内の流体が送出されてポンプ作用が行われる。
【0011】
図において、Aは上記のような構成のチューブポンプを示しているが、このチューブポンプAは、図2に示すように従動側ユニットBと駆動側ユニットCで構成されている。すなわち、従動側ユニットBは本体ケース1とこの中に配置されている加圧部材4及びチューブ6等で構成され、駆動側ユニットCはベース2とこれに取り付けられているモータ3及び偏心軸5等で構成されるのであり、図1のように両ユニットB、Cが一体に結合されている時には加圧部材4は偏心軸5に押されて偏心しているが、両ユニットB、Cが分離された状態では偏心軸5による加圧作用がなくなる。従って、加圧部材4は図2のようにチューブ6の弾力でほぼ中央に位置する状態となり、チューブ6はその一部が強く加圧されているという状態から解放されるので、この状態でチューブ6の点検や交換等の作業を容易に行うことができるのである。
【0012】
従動側ユニットBと駆動側ユニットCの結合は、例えば本体ケース1とベース2の双方に互いに係合する係合部を形成してこれを係合させ、あるいは本体ケース1とベース2に互いに対応するねじをそれぞれ形成して両ユニットをねじ結合する等の適宜の結合手段によって行えばよい。以下、係合部を設けた本体ケース1とベース2及び他の主要な部材の具体的な構造の一例について説明する。
【0013】
図3は本体ケース1を示したものである。本体ケース1は内周面1cを有する円筒部1dと中央に軸受部1aを有する円盤状の基板1eで構成された有底円筒状のもので、2個の回転止め穴1bは軸受部1aを挟んで直径方向に配置されている。円筒部1dには回転止め穴1bが配列されている方向の一方に内周面1cから滑らかに続く開口部1fが形成され、内周面1cに沿って配置されるチューブ6の両端がこの開口部1fから外部に導出されるようになっている。円筒部1dの端縁には120°の間隔で3個の係合突部1gを形成し、各係合突部1gの先端には中心軸方向に向けて折れ曲がった係合爪1hを設け、係合爪1hの内面に段差部1jを形成してある。
【0014】
図4はベース2を示したものである。ベース2は本体ケース1の円筒部1dの端縁外周に嵌合する浅い円筒状の縁部2aを有する円盤状のもので、中心部には出力軸3bが貫通する軸穴2bを、軸穴2bの外周にモータ取付ねじ用の穴2cをそれぞれ形成してある。このベース2の周縁には、縁部2aが形成されていない非形成部2a′を本体ケース1の係合突部1gに対応して120°の間隔で設けてあり、非形成部2a′は中心軸方向に向けて形成された切欠凹部2dと、これに円周方向に連接して形成された薄肉の係止部2eで構成され、係止部2eには小さな突起2fを設けてある。
【0015】
図5の(a)は内リング4a、(b)は外リング4bをそれぞれ示しており、内リング4aには回転止めピン4cの螺合穴4eが設けられると共に、軸穴4fの先端にはテーパ部4gが設けられている。また外リング4bには回転止めピン4cの先端が挿入される係止穴4hを設けて内リング4aと共に回転止めされるようにしてあり、この係止穴4hは回転止めピン4cに対して余裕のある大きさとして加圧部材4が加圧されて変形した時の逃げ代を設けてある。外リング4bの外周面は円筒状であるが、外径が一方の係止穴4h側がやや大きく、中心軸からの距離a、bがa>bとなるように中心軸に対してやや偏心した形状となっている。
【0016】
図6は偏心軸5を示す図であり、出力軸3bが挿入される軸穴5dとビス5cの螺合穴5eを設け、先端部5b側の端縁にテーパ部5fを形成すると共に、先端部5bの端縁に面取り部5gを形成してある。また偏心軸5の外周面は円筒状であるが、軸穴5dや先端部5bに対して偏心させることによって突出部5aが形成されている。
【0017】
従動側ユニットBと駆動側ユニットCは上記のような部材を組み合わせて構成される。すなわち、螺合穴4eと挿入穴4gの位置を合わせて内リング4aを外リング4bにはめて加圧部材4を構成し、これを回転止めピン4cと回転止めワッシャ4dによって本体ケース1の回転止め穴1bに取り付ける。この時、加圧部材4は外径が大きくなっている側を開口部1fの方に向けて配置される。次いで、本体ケース1の内周面1cと加圧部材4の間にチューブ6を配置してその両端を開口部1fから外部に導出するのであり、蓋7を取り付けて従動側ユニットBが組み立てられる。また駆動側ユニットCは、ベース2に減速機部3a付きのモータ3を固定し、軸穴2bから突出している出力軸3bに偏心軸5をビス5cで固定することによって組み立てられる。
【0018】
チューブポンプAは、上記のような従動側ユニットBに駆動側ユニットCを一体に結合して構成される。まず、係合突部1gと切欠凹部2dの位置を合わせながら偏心軸5の先端部5bを本体ケース1の軸受部1aに挿入し、更に偏心軸5を加圧部材4の軸穴4fに挿入する。これらの挿入は、面取り部5gとテーパ部4g及び5fが案内機構の作用を発揮するのでスムーズに行うことができる。次に、本体ケース1の係合爪1hをベース2の切欠凹部2dを通過させて本体ケース1をベース2に対して時計方向に回転させると、係合爪1hが係止部2eに係止すると共に係合爪1hの段差部1jが突起2fに当たる位置まで回転し、両ユニットB及びCは一体に結合した状態となるのである。また、両ユニットを分離するには上記とは逆の操作を行えばよい。
【0019】
なお図示していないが、上記のような結合状態を確実に維持するためには、例えば固定ねじを使用して両ユニット間を固定する構成や、係合爪1hと係止部2eの間に凹凸の組み合わせによるクリック機構を設ける構成など、周知の手段を適宜採用すればよい。
【0020】
上述のように、この実施の形態は両ユニットB、Cを結合してチューブポンプを構成するのであるが、両ユニットB及びCを分離することは容易であり、分離された状態ではチューブ6はすべての部分が加圧されていない状態となるので、チューブ6の点検や交換を容易に行うことができるのである。なお、この例では加圧部材4の外径が大きくなっている側を開口部1fの方に向けて配置しているので、各部材の寸法を適切に選定することにより、偏心軸5の突出部5aが丁度開口部1f方向に向いている時にチューブ6の両端が同時に、あるいは少なくとも一方が加圧されて閉塞状態になっているようにすることができ、逆止弁を使用しなくても逆流が生ずることはない。
【0021】
また両ユニットB及びCを結合した時に、本体ケース1の軸受部1aで偏心軸5の先端部5bが支持されるので偏心軸5が片持ちの状態にならず、偏心軸5などに無理な力が加わることによる故障がなくなり、安定した動作を長期間保つことが可能となるのである。
【0022】
上述の例では、偏心軸5は出力軸3bにビス5cで固定されており、駆動側ユニットCの着脱の際に偏心軸5も一緒に着脱されるので操作が容易であるが、偏心軸5が出力軸3bから容易にはずれる構造も可能である。これは、例えば出力軸3bの外周に軸方向に複数の溝を形成し、これにはまり合う溝を偏心軸5の軸穴5dに形成したスプライン方式や、出力軸3bの先端をプラスあるいはマイナスのドライバー状とし、これに対応して偏心軸5側にプラスあるいはマイナスの溝を形成しておく構造などで実現できる。この場合には、駆動側ユニットCを従動側ユニットBからはずした時に偏心軸5が従動側ユニットBに残るので、チューブの交換の際には偏心軸5を取り出す必要があるが、偏心軸5で加圧された状態のチューブ6を目視点検したり、チューブ交換後に加圧状態を確認してから両ユニットを結合できる利点がある。
【0023】
図7は第2の発明のチューブポンプの要部を断面で示した全体の側断面図、図8は従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。なお、基本的な構造は上述した第1の発明と同様であるから、同一と見なされる部分は同じ符号で示して説明は省略または簡単に行い、異なる部分を詳述する。
【0024】
図において、B′は従動側ユニット、C′は駆動側ユニットであり、従動側ユニットB′はベース2に偏心軸5を取り付けたものである。偏心軸5は図6に示したものとは若干形状が異なるもので、軸穴5dが形成されていない側の端面に基部5hが突設されており、この基部5hをベース2に設けられた軸受8aで支持され、止めワッシャ8bによって抜け止めされている。なお、加圧部材4を偏心駆動するための突出部5aを図6と同様に備えているが、図7及び図8には現れていない。ベース2は例えばねじによって本体ケース1に取り付けられるようになっている。
【0025】
モータ3は蓋7と共に本体ケース1に取り付けられており、その出力軸3bには出力軸アダプタ3cがビス3dによって固定されている。この出力軸アダプタ3cと偏心軸5の軸穴5dは断面が同じ形状の非円形で、且つ軸穴5dに出力軸アダプタ3cが支障なく抜き差しされる大きさとなっており、出力軸アダプタ3cが軸穴5dに挿入されるとモータ3と偏心軸5が連結され、回転力が伝達されるようになっている。出力軸アダプタ3cの先端部には、軸穴5dへの挿入が容易になるように面取部3eを形成してある。
【0026】
上述のように構成されているので、ベース2を本体ケース1から取り外して従動側ユニットB′を駆動側ユニットC′から分離すると、図8に示すように偏心軸5の軸穴5dから出力軸アダプタ3cが抜けて加圧部材4に対する偏心加圧力がなくなる。従って、チューブ6はすべての部分が加圧されていない状態となるので、チューブ6の点検や交換を容易に行うことができるのである。
【0027】
なおこの第2の発明による構成は、例えば駆動側ユニットC′をポンプ室の壁などに取り付けた状態で使用しているような場合に特に適しており、従動側ユニットB′であるベース2を本体ケース1から外せば、容易にチューブ6の点検などを実施できる。これに対して第1の発明による構成は、例えば従動側ユニットBを液の種類に応じて複数個用意しておき、駆動側ユニットCを共用して従動側ユニットBを付け替えて使うような場合に特に適している。
【0028】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、第1の発明のチューブポンプは、偏心運動する加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材によりチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するように構成されたチューブポンプを、上記加圧部材、外側部材及びチューブ等で形成される従動側ユニットと、上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸及びこの偏心軸を駆動するモータ等で形成され、上記従動側ユニットに対して着脱自在な駆動側ユニット、とで構成するようにしたものである。
【0029】
従って、従動側ユニットから駆動側ユニットを分離すればチューブは加圧されていない状態になるから、チューブの点検や交換を容易に行うことが可能となって保守作業に要する手数や費用が軽減されるのであり、チューブが損傷しやすいというチューブポンプの問題点を比較的簡単な構造で解決してその実用性を大幅に向上することができる。
【0030】
また、偏心軸を出力軸に固定したものでは、駆動側ユニットの着脱操作が容易となり、偏心軸が出力軸からはずれるようにしたものでは、偏心軸で加圧された状態の確認が可能となる。
【0031】
また、従動側ユニットの外側部材に軸受部を設け、従動側ユニットと駆動側ユニットとを結合して一体化した時に上記軸受部で駆動側ユニットの偏心軸の先端を支持することにより、駆動側ユニットから突き出た形状の偏心軸が片持ちの状態にならないで偏心軸などに無理な力が加わることがなくなり、故障がなく安定した動作を長期間保つことが可能となる。
【0032】
また第2の発明は、加圧部材、外側部材、チューブ及び駆動用モータ等で形成される駆動側ユニットと、駆動用モータによって駆動されて加圧部材を偏心運動させる偏心軸を備えており、上記駆動側ユニットに対して着脱自在な従動側ユニット、とでチューブポンプを構成したものである。従って、第1の発明と同様に従動側ユニットと駆動側ユニットとを分離することにより、チューブが加圧されていない状態で容易に点検や交換等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の一例における要部を断面で示した全体の側断面図である。
【図2】同上の従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。
【図3】同上の本体ケースを示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X線断面図、(c)は正面図である。
【図4】同上のベースを示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図5】同上の加圧部材を示す図であり、(a)は内リングの断面図、(b)は外リングの断面図である。
【図6】同上の偏心軸の側面図である。
【図7】実施の形態の他の例における要部を断面で示した全体の側断面図である。
【図8】同上の従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。
【符号の説明】
A チューブポンプ
B、B′ 従動側ユニット
C、C′ 駆動側ユニット
1 本体ケース(外側部材)
1a 軸受部
2 ベース
3 モータ
4 加圧部材
5 偏心軸
5b 先端部
6 チューブ
Claims (5)
- 偏心運動するリング状の加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するチューブポンプを、上記外側部材、加圧部材と外側部材の一方に設けた回転止め穴に他方に設けた回転止めピンを挿入してワッシャで抜け止めすることにより、外側部材に対して離脱せず、しかも軸に垂直な面に沿って一定の範囲移動できるように外側部材に取り付けられた加圧部材及びチューブ等で形成される従動側ユニットと、上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸及びこの偏心軸を駆動するモータ等で形成され、上記従動側ユニットに対して着脱自在な駆動側ユニット、とで構成したことを特徴とするチューブポンプ。
- 偏心軸が駆動側ユニットの出力軸に固定されている請求項1記載のチューブポンプ。
- 偏心軸が駆動側ユニットの出力軸に固定されていない請求項1記載のチューブポンプ。
- 従動側ユニットの外側部材に軸受部を設け、従動側ユニットと駆動側ユニットとを結合して一体化した時に上記軸受部で駆動側ユニットの偏心軸の先端を支持するようにした請求項2又は3のいずれかに記載のチューブポンプ。
- 偏心運動するリング状の加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するチューブポンプを、上記外側部材、加圧部材と外側部材の一方に設けた回転止め穴に他方に設けた回転止めピンを挿入してワッシャで抜け止めすることにより、外側部材に対して離脱せず、しかも軸に垂直な面に沿って一定の範囲移動できるように外側部材に取り付けられた加圧部材、チューブ及び駆動用モータ等で形成される駆動側ユニットと、駆動用モータによって駆動されて上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸を備えており、上記駆動側ユニットに対して着脱自在な従動側ユニット、とで構成したことを特徴とするチューブポンプ。
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