JP4165528B2 - Fluid transport device and fluid transporter - Google Patents
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Description
本発明は、流体輸送装置、及びこの流体輸送装置を備える流体輸送器に関する。 The present invention relates to a fluid transportation device and a fluid transportation device including the fluid transportation device.
従来、ローターの周縁部の同心円上に設けられた複数のローラー、チューブ受部材との間に流体を流動するチューブを装着し、ローターを回転することで、ローラーが順次チューブを押圧して流体を流動させる蠕動式の流体輸送装置というものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a plurality of rollers provided on concentric circles on the periphery of the rotor and a tube that flows fluid between the tube receiving members are mounted, and by rotating the rotor, the roller sequentially presses the tube to draw the fluid. There is known a peristaltic fluid transport device that causes fluid flow (see, for example, Patent Document 1).
また、前述の特許文献1と同様に、ローターの周縁部に設けられた複数のローラーと二つのバッキングとの間に流体を流動するチューブを装着し、ローターを回転することによって、ローラーが順次チューブを押圧して流体を流動させる蠕動式の流体輸送装置も知られており、この流体輸送装置は、ローターを回転させるためのモーターモジュールが、ローラーユニットと重ね合わせて構成されている蠕動ポンプ装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Also, as in the above-mentioned Patent Document 1, a tube that allows fluid to flow between a plurality of rollers and two backings provided at the peripheral edge of the rotor is mounted, and the rollers are sequentially tubed by rotating the rotor. Also known is a peristaltic fluid transport device that presses the fluid to flow the fluid, and this fluid transport device is a peristaltic pump device in which a motor module for rotating the rotor is configured to overlap the roller unit. It is known (see, for example, Patent Document 2).
このような特許文献1及び特許文献2では共に、チューブをローラーで直接押圧しながらローターが回転し、流体を輸送しているために、チューブがローターの回転方向に引き伸ばされることがあり、チューブの流体流動部(チューブの内径)の大きさが、初期の大きさに対して変化するので、流体の流量も変化し、安定した流量の輸送が困難となることが考えられる。 In both Patent Document 1 and Patent Document 2, since the rotor rotates while directly pressing the tube with a roller and transports the fluid, the tube may be stretched in the rotation direction of the rotor. Since the size of the fluid flow portion (inner diameter of the tube) changes with respect to the initial size, the flow rate of the fluid also changes, and it is considered that it is difficult to transport a stable flow rate.
また、特許文献1及び特許文献2では共に、常時複数のローラーがチューブを押圧または閉塞しているため、ローラーの駆動トルクを小さくすることが困難であることが考えられ、充分な駆動トルクを得るために駆動源を大きくしなければならないことが予測される。 In both Patent Document 1 and Patent Document 2, it is considered that it is difficult to reduce the driving torque of the roller because a plurality of rollers constantly press or block the tube, and sufficient driving torque is obtained. Therefore, it is predicted that the drive source must be enlarged.
また、特許文献1では、ハウジングに流体輸送装置と駆動制御回路と表示部と操作部とが含まれる構造となっており、小型化は困難とされる。 In Patent Document 1, the housing includes a fluid transport device, a drive control circuit, a display unit, and an operation unit, which makes it difficult to reduce the size.
また、特許文献2では、モーターモジュールが、ローラーユニットと重ね合わせて構成されているため、薄型化が困難であり、チューブは、バッキングに押し付けられて閉塞される構造のため、チューブをポンプモジュールに装着しにくいという課題もある。
さらに、流体の吐出量は、クオーツ周波数、デバイダーステージ数、ギヤ機構の減速比等、予め設定された範囲で設定され、その変更を容易に行うことは困難である。
Further, in Patent Document 2, since the motor module is configured to overlap with the roller unit, it is difficult to reduce the thickness, and the tube is pressed against the backing and closed, so the tube is used as the pump module. There is also a problem that it is difficult to wear.
Furthermore, the fluid discharge amount is set within a preset range such as the quartz frequency, the number of divider stages, the reduction ratio of the gear mechanism, and it is difficult to easily change the amount.
本発明の目的は、安定した流量を持続可能な薄型、且つ、小型の流体輸送装置及びこの流体輸送装置を備える流体輸送器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a thin and small fluid transport device capable of maintaining a stable flow rate and a fluid transport device including the fluid transport device.
本発明の流体輸送装置は、弾性を有するチューブと、該チューブを円弧状に装着するチューブ案内壁を有するチューブ枠と、前記チューブの内側に配置され、前記チューブ案内壁の円弧の中心と回転中心が一致する回転板と、前記チューブと前記回転板との間にあって、前記回転板の回転中心から放射状に配置される複数の押圧軸と、前記回転板の上面に装着され、前記押圧軸を押圧する押圧部が設けられる回転押圧板と、が備えられ、前記押圧軸が、一方の端部が前記回転押圧板と当接する半球状に丸められた押部と、他方の端部が前記チューブを押圧する鍔状の押圧部と、から構成され、前記回転押圧板が、前記押圧軸を順次押圧して流体の流入側から流出側に向かって流体を流動することを特徴とする。
ここで、流体としては、例えば、水、油類、薬液等の液体の他、気体も含まれる。
The fluid transport device according to the present invention includes an elastic tube, a tube frame having a tube guide wall for mounting the tube in an arc shape, and an arc center and a rotation center of the tube guide wall disposed inside the tube. Are mounted between the rotating plate, the tube and the rotating plate, which are radially arranged from the rotation center of the rotating plate, and the upper surface of the rotating plate. A rotary pressing plate provided with a pressing portion to be provided, wherein the pressing shaft has a hemispherical pressing portion whose one end abuts on the rotating pressing plate, and the other end which The rotary pressing plate sequentially presses the pressing shaft to flow the fluid from the fluid inflow side to the outflow side.
Here, the fluid includes, for example, a gas in addition to a liquid such as water, oils, and chemicals.
この発明によれば、チューブ枠の円弧中心と回転板の回転中心と複数の押圧軸の放射中心とが同一であるため、押圧軸はチューブを略直角方向に押圧するので、チューブが引き伸ばされることがなく、このことによってチューブの内径(流体の流動部)が変形しないので、安定した流量を得ることができる。このことは、特に直径が細く、柔らかい材料からなる小型の流体輸送装置にとって効果が大きい。 According to the present invention, since the arc center of the tube frame, the rotation center of the rotating plate, and the radial centers of the plurality of pressing shafts are the same, the pressing shaft presses the tube in a substantially perpendicular direction, so that the tube is stretched. As a result, the inner diameter of the tube (fluid flow portion) is not deformed, so that a stable flow rate can be obtained. This is particularly effective for a small fluid transport device having a small diameter and made of a soft material.
また、押圧軸の押部は、回転押圧板と当接する端部は半球状に丸めているため、回転押圧板との摩擦抵抗を減じ、流体輸送装置において、回転トルクを小さくすることができるので、小型化に有効である。 In addition, since the end of the pressing shaft that is in contact with the rotating pressing plate is rounded into a hemisphere, the frictional resistance with the rotating pressing plate can be reduced, and the rotational torque can be reduced in the fluid transport device. It is effective for miniaturization.
押圧軸は、放射状に配列されるため、チューブを押圧する位置では、放射中心部より間隔が広くなっており、チューブを押圧する間隔も広くなる。しかしながら、本発明では、チューブを押圧する押圧部が鍔状に形成されているため、チューブを押圧する間隔は狭くなり、また押圧面が広くなることと合わせて流体の流動効率を高めることができる。 Since the pressing shafts are arranged radially, the interval at which the tube is pressed is wider than the radial center portion, and the interval at which the tube is pressed is also increased. However, in the present invention, since the pressing portion that presses the tube is formed in a bowl shape, the interval for pressing the tube is narrowed, and the fluid flow efficiency can be increased in combination with the wider pressing surface. .
また、前記回転押圧板には、前記押圧軸を押圧して前記チューブを閉塞する複数の外周円弧部と、隣接する外周円弧部の間に前記チューブを開放する凹部が形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the rotary pressing plate is formed with a plurality of outer peripheral arc portions that press the pressing shaft to close the tube, and a recess that opens the tube between adjacent outer peripheral arc portions. .
このようにすれば、回転押圧板が回転し、押圧軸を押圧するときと、開放するときを設けているため、開放している際には、回転押圧板に与える駆動トルクを小さくすることができ、駆動源(後述するポンプ駆動ユニット)を小型化することができ、このことから、流体輸送装置も小型化できる。 In this way, since the rotation pressing plate is rotated to press the pressing shaft and when it is released, the driving torque applied to the rotating pressing plate can be reduced when the rotation pressing plate is opened. The drive source (pump drive unit to be described later) can be reduced in size, and the fluid transportation device can also be reduced in size.
また、この流体輸送装置を運転している際には、少なくとも一つの押圧軸がチューブを閉塞する構造であるため、途中で運転を停止した際においても、チューブの1箇所は閉塞しているので、流体の外部への流出を防止することができる。このことは、流体が仮に安全に配慮されるべき薬品等の場合、安全性を高めることができる。 Further, when operating this fluid transport device, since at least one pressing shaft closes the tube, even when the operation is stopped halfway, one part of the tube is closed. The outflow of fluid to the outside can be prevented. This can increase safety when the fluid is a chemical or the like that should be considered safe.
また、前記回転押圧板が、前記回転板に着脱可能であって、前記複数の外周円弧部の数を適宜変更可能に構成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said rotation press plate is detachable to the said rotation plate, and is comprised so that the number of these outer periphery circular arc parts can be changed suitably.
このような構造によれば、回転押圧板は回転板に着脱可能であるため、外周円弧部の数、形状の組み合わせの回転押圧板を複数用意し、所望の流体流量に対応して回転押圧板を取り替えることで、流体の単位時間当たりの流量を容易に変更することができる。詳しくは後述する実施の形態で説明するが、回転板は、駆動力を伝達するためポンプ駆動ユニットと接続されているため、回転板は容易に変えられないが、回転押圧板を変更することで容易に流量を容易に変更することができるという効果がある。 According to such a structure, since the rotary pressing plate can be attached to and detached from the rotating plate, a plurality of rotary pressing plates having a combination of the number and shape of the outer peripheral arc portions are prepared, and the rotary pressing plate corresponding to a desired fluid flow rate is prepared. By replacing, the flow rate of fluid per unit time can be easily changed. Although the details will be described in an embodiment described later, the rotating plate is connected to the pump drive unit to transmit the driving force, so the rotating plate cannot be easily changed, but by changing the rotating pressing plate There is an effect that the flow rate can be easily changed.
また、前記回転押圧板が、チューブを閉塞する外周円弧部を有する複数の回転押圧板に分割され、隣接する前記分割された回転押圧板の間には、チューブを開放する空間が設けられていることが好ましい。 The rotary pressing plate may be divided into a plurality of rotary pressing plates having an outer peripheral arc portion that closes the tube, and a space for opening the tube is provided between the divided rotary pressing plates that are adjacent to each other. preferable.
このようにすることで、複数の回転押圧板の組み合わせによって、流体の流量を容易に変更することができる。また、回転押圧板の間には、チューブを開放する空間を設けているため、前述したように回転押圧板に与える駆動トルクを小さくすることができ、小型化を可能にする。 By doing in this way, the flow volume of the fluid can be easily changed by the combination of a plurality of rotary pressing plates. In addition, since a space for opening the tube is provided between the rotary pressing plates, the driving torque applied to the rotary pressing plate can be reduced as described above, and the size can be reduced.
さらに、前記回転板と前記回転押圧板とが、一体で形成されていることが望ましい。
このような構成にすれば、回転板と回転押圧板とを一体で構成することで、流体輸送装置の構造をより簡単にすることができ、コストの低減を可能にする。
Furthermore, it is desirable that the rotating plate and the rotating pressing plate are integrally formed.
With such a configuration, the structure of the fluid transportation device can be further simplified and the cost can be reduced by integrally configuring the rotating plate and the rotating pressing plate.
さらに、前記チューブは、チューブ案内壁を有するリング状のチューブ枠と該チューブ枠の内側に備えられる前記押圧軸が挿通されるリング状のスライド枠との間に装着され、前記スライド枠に形成され、前記複数の押圧軸それぞれの間に配置されるチューブ押えによって断面方向の位置が規制されていることが望ましい。
Further, the tube is mounted between a ring-shaped tube frame having a tube guide wall and a ring-shaped slide frame through which the pressing shaft provided inside the tube frame is inserted, and is formed on the slide frame. It is desirable that the position in the cross-sectional direction is regulated by a tube presser disposed between each of the plurality of pressing shafts.
このようにすれば、チューブ押えは、押圧軸の間に櫛歯状に形成されているので、チューブを目視しながら流体輸送装置に装着できるので、組み立て性を向上することができる。また、チューブの浮き上がりを防止することができる。 In this way, since the tube presser is formed in a comb-tooth shape between the pressing shafts, the tube presser can be attached to the fluid transport device while visually observing the tube, so that the assemblability can be improved. Further, the tube can be prevented from being lifted.
また、本発明の流体輸送器は、弾性を有するチューブを押圧して流体を輸送する蠕動式の前述した流体輸送装置と、流体を収容する流体収容容器と、を備え、前記流体輸送装置と前記流体収容容器とが前記チューブによって連通されていることを特徴とする。 The fluid transport device of the present invention includes the above-described peristaltic fluid transport device that transports a fluid by pressing an elastic tube, and a fluid storage container that stores a fluid. The fluid container is communicated with the tube.
この発明によれば、前述した構造の流体輸送装置を採用しているために、前述した効果を有すると共に、流体輸送装置と流体収容容器とがチューブで連通されているため、流体収容容器の交換を容易に行うことができるので取り扱い易いことと、流体輸送装置を繰り返し使用することができるので、経済的効果もある。 According to this invention, since the fluid transportation device having the above-described structure is employed, the fluid transportation device and the fluid storage container are in communication with each other because the fluid transportation device and the fluid storage container are communicated with each other. Therefore, it is easy to handle and the fluid transport device can be used repeatedly, so that there is an economic effect.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3は本発明の実施形態1に係る流体輸送器及び流体輸送装置が示され、図4〜図6には、実施形態2、図7には実施形態3が示されている。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a fluid transport device and a fluid transport device according to Embodiment 1 of the present invention, FIGS. 4 to 6 show Embodiment 2 and FIG. 7 shows Embodiment 3. FIG.
(Embodiment 1)
図1〜図3は実施形態1に係る流体輸送器及び流体輸送装置が示されている。
図1は、本実施形態の流体輸送器の外観を示す斜視図である。図1において、流体輸送器10は、流体を蠕動運動によって輸送する流体輸送装置20と、流体を収容するパック状の流体収容容器90と、から構成されている。そして、流体輸送装置20と流体収容容器90とは、チューブ80によって連通されている。
1 to 3 show a fluid transport device and a fluid transport device according to a first embodiment.
FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of the fluid transporter of the present embodiment. In FIG. 1, the
流体収容容器90は、可撓性を有する合成樹脂からなり、本実施形態においては、シリコン系樹脂によって形成されている。流体収容容器90の一方の端部にはチューブ保持部92が設けられ、チューブ80が圧着または熱溶着または接着等の手段で、流体が漏洩しないように密閉固定されている。
The
なお、本発明で使用される流体としては、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク等流動性がある液体の他、気体が含まれる。 The fluid used in the present invention includes gas in addition to fluid liquid such as water, saline, chemicals, oils, aromatic liquids, and inks.
チューブ80は、一方の端部が流体収容容器90の内部に連通し、流体輸送装置20内を通り、流体輸送装置20の外部に延在され、流体収容容器90内に収容されている流体を流体輸送装置20によって外部に輸送される。
One end of the
流体輸送装置20は、下蓋82、ポンプユニット枠31、チューブ枠32、上蓋81を順次重ねて、それらを固定螺子95(図は、上蓋固定螺子を示す)等によって一体化されている。この流体輸送装置20の内部に流体を輸送するための回転押出機構が格納されている。
なお、下蓋82、ポンプユニット枠31、チューブ枠32、上蓋81及び流体収容容器90は、流体輸送器10を生体に装着する場合においては、生体整合性の優れた材料、例えば、ポリスルホン、ウレタン等の合成樹脂を採用することが好ましい。
In the
The
続いて、流体を輸送するための機構について図面を参照して説明する。
図2は、本実施形態に係る流体輸送装置20の流体を輸送するための機構を示す平面図、図3は、図2のA−A断面を示す断面図である。なお、図2は、説明を分かりやすくするために上蓋81を透視した状態を示している。図2、図3において、流体輸送装置20は、基本構成としてチューブ80に蠕動運動を与え、流体を輸送する回転押出機構としてのポンプユニット30と、ポンプユニット30を駆動するためのポンプ駆動ユニット60と、から構成されている。ポンプユニット30とポンプ駆動ユニット60とは、断面方向に重ねて構成されている(図3、参照)。
Next, a mechanism for transporting fluid will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a plan view showing a mechanism for transporting the fluid of the
まず、ポンプ駆動ユニット60の構造及び駆動について説明する。図3において、ポンプ駆動ユニット60は、板状の第1機枠61と、第2機枠62と、第3機枠63とを備え、それぞれの機枠の間の空間に、駆動力をポンプユニット30に与えるモーターと伝達輪列、及び駆動制御のための駆動回路(共に、図示せず)とが備えられている。
First, the structure and drive of the
モーターとしては、本実施形態においては、水晶時計等に採用されているステップモーターが採用され、ポンプユニット30の外側にコイルブロック70が配置されている。図示しないが、コイルブロック70と磁気接合されているステーターとステーター内部にローターが備えられており、駆動回路(図示せず)からの信号に基いて回転される。駆動回路には、予め所定の駆動パターンが記憶されており、この駆動パターンに基づく信号によってステップモーターが駆動される。
As the motor, in this embodiment, a step motor employed in a quartz watch or the like is employed, and the
なお、図示しないが、駆動回路と駆動源としての電池とは、第1機枠61と下蓋82とで形成される空間に配置され、電池は、コイルブロック70及び後述する伝達車とは交差しない位置に配置されている。また、前述したように、下蓋82は固定螺子96によって螺合固定されているために、下蓋82を取り外せば、電池交換を容易に行うことが可能な構造である。
Although not shown, the drive circuit and the battery as the drive source are arranged in a space formed by the
ローターの回転は、図示しない複数の伝達車によって所定の減速比に減速されて伝達一番車71に伝達される。伝達一番車71は、第2機枠62に設けられた軸受77と第3機枠63に植立された伝達二番車軸72との間で軸支されている。伝達一番車71の回転は、伝達三番車73(図は省略している)を経て、伝達四番車74、伝達五番車75を経てポンプユニット30の中心に位置する回転板車56に伝達される。
The rotation of the rotor is reduced to a predetermined reduction ratio by a plurality of transmission wheels (not shown) and transmitted to the transmission
伝達四番車74は、伝達二番車軸72の中心軸部に遊嵌され、伝達五番車75は、第1機枠61に設けられた支軸61Aに遊嵌されている。
The transmission fourth wheel &
ポンプ駆動ユニット60は、リング状のポンプユニット枠31の内部に、第1機枠61が図示しない固定螺子によって螺合固定され、第2機枠62と第3機枠63とは、それぞれ所定の間隔を有して、図示しない固定螺子によって第1機枠61に螺合固定されている。このようにして、ポンプ駆動ユニット60は、伝達五番車75を除いてユニット化されている。このポンプ駆動ユニット60の上部にポンプユニット30が装着されている。
In the
次に、ポンプユニット30の構造について説明する。図2、図3において、ポンプユニット30は、基本構成として、ポンプ駆動ユニット60から伝達される回転力によって回転される回転板車56と、回転板車56と一体で回転する回転板76と、回転板76の周縁部上面に備えられる4個のローラー50〜53と、回転板76の回転中心から放射状に備えられた8本の押圧軸40〜47と、流体を流動するチューブ80と、が備えられている。
Next, the structure of the
回転板76は、円盤状の板部材からなり、中心部に回転板車56が軸止されている。この回転板車56に伝達五番車75から回転力が伝達され、回転板76が伝達二番車軸72を回転中心として回転する。回転板車56の中心の穴が伝達二番車軸72に挿入され、この伝達二番車軸72と上蓋81に設けられている軸受57とによって、回転板車56が軸支されている。
The rotating
回転板76の外周部にはローラー支軸55が植立されている。ローラー支軸55は、回転板76の回転中心から等距離(同心円上)、且つ平面方向に等間隔に4本備えられている(90度間隔)。なお、ローラー支軸55、ローラー50〜53に係る構造は、4組とも同じ構造であるため、1組を例示して説明する。ローラー支軸55は回転板76の下側から圧入されており、回転板76を挟んで反対側からローラー軸54がローラー支軸55に圧入されている。
A
さらに、ローラー軸54にローラー50が挿入されて、Cリング58によって係止される。ローラー50は、ローラー軸54に対して遊嵌の関係であり、自在に回転することができる。同様な構造で、ローラ−50〜53も、回転板76の回転中心から等距離に配置されている。これらローラー50〜53を備えた回転板76の外周には、リング状のスライド枠34が備えられている。
Further, the
このスライド枠34の中心も回転板76の回転中心と一致しており、図示しない位置決め部材によって正確に位置が規制され、固定螺子97によって第1機枠61に螺合固定されている(図3、参照)。スライド枠34には、中心から放射状に内側から外側に貫通する孔が8個開設され、この孔それぞれに押圧軸40〜47が挿入されている。押圧軸40〜47は、軸方向に移動可能な寸法に設定されている。ここで、押圧軸40の軸方向中心と、押圧軸47の軸方向中心がつくる角度は90度以上に設定されている。
The center of the
押圧軸40〜47は、それぞれ同じ形状をしているため代表して押圧軸43を例示して説明する(図3、参照)。押圧軸43は、一方の端部に鍔状の押圧部43A、他方の端部は半球状に丸められた押部43Bが形成されている。押部43Bがローラー50に押されて押圧部43Aがチューブ80をチューブ案内壁32Bに押圧することで流体を圧搾流動する構造である。押圧軸43がローラー50〜53と接触しないときにはチューブ80を押圧しない(図3中、二点鎖線で示す)。
Since the
スライド枠34の外周には、さらにリング状のチューブ枠32が備えられている。チューブ枠32も、スライド枠34と同様に中心が回転板76の回転中心と一致している。チューブ枠32の内周部には、チューブ80を装着する段状のチューブ装着部32Aが形成されており、このチューブ装着部32Aと押圧軸43の押圧部43Aとの間でチューブ80の平面方向の位置が規制されている。押圧軸40〜47が存在しない範囲では、チューブ80は、スライド枠34とチューブ枠32とに設けられたチューブ案内溝(図示せず)によって、図2で示す形態に装着されている。
A ring-shaped
押圧軸40〜47は、回転板76の回転中心から放射状に延在されており、チューブ80が押圧されるチューブ案内壁32Bも回転板76の回転中心と同心円で形成されているので、チューブ80は、押圧軸40〜47によって略直角方向に押圧される。
The
スライド枠34には、チューブ80の上面方向に部分的に突出したチューブ押え35が形成され、チューブ80が浮き上がらないようにしている。このチューブ押え35は、チューブ80を押圧する押圧軸40〜47それぞれの間に複数配置される(図2では、3箇所に設けられている。
The
本実施形態の流体輸送装置20は、前述したポンプ駆動ユニット60と、ポンプユニット30とを重ね合わせて、ポンプユニット枠に軸支された固定軸33にチューブ枠32、上蓋81を挿通させ、固定螺子95で螺合固定される。また、下蓋82も同様に固定螺子96によって螺合固定されて一体に構成されている。
The
続いて、本実施形態における流体の流動作用にについて図2を参照して説明する。回転板76は、ポンプ駆動ユニット60によって、流体の流動方向(図中、矢印方向)、つまり本実施形態では反時計方向に回転する。ローラー50を例示して説明する。ローラー50の最外周部が、押圧軸40に交差する前は、押圧軸40は開放された状態にある。回転板76が回転して、ローラー50の最外周(図中、軌跡Cで示す)が押圧軸40の端部に接触する位置から押圧軸40がチューブ80方向に移動し、チューブ80を押圧開始する。
Next, the fluid flow action in the present embodiment will be described with reference to FIG. The
ローラー50が押圧軸40に接触し、押圧を開始するまでは、前述したように、押圧軸40と47との角度は90度以上に設定されているため、少なくとも押圧軸47はローラー51によって押圧され、チューブ80を閉塞している。
Until the
さらに、回転板76が回転すると、ローラー50は押圧軸41,42,43と順次押圧していく。この際、回転板76の回転中心とローラーの回転中心と押圧軸の軸中心線とが直線になるとき、押圧量が最大になり、その後、ローラーは、徐々に押圧軸から離れてゆき、チューブ80が押圧軸の押圧から開放される。このように、チューブ80を順次押圧していく運動を蠕動運動と呼び、この蠕動運動によってチューブ80を圧搾して流体を輸送する。このような蠕動運動を利用して流体を輸送する装置を蠕動式流体輸送装置と呼ぶ。
Further, when the
このようにして、回転板76が回転するに従い、ローラー50〜53が次々と押圧軸40〜47を押圧していくが、前述したように、押圧軸40と47のなす角度が90度以上であるために、少なくとも押圧軸の一つが、チューブ80を閉塞していることになる。
Thus, as the rotating
また、ローラー50〜53は、押圧軸40〜47を押圧する際、回転板76の回転方向とは逆の方向、つまり時計回り方向に摩擦力によって回転されるため、押圧軸40〜47との摩擦力が低減される。
Further, when the
なお、前述の実施形態1では、ローラーを4個備え、押圧軸を8本備えた構造を例示しているが、ローラー及び押圧軸の数は任意に選択して備えることができる。 In the first embodiment described above, a structure including four rollers and eight pressing shafts is illustrated, but the number of rollers and pressing shafts can be arbitrarily selected and provided.
従って、前述した実施形態1によれば、押圧軸40〜47はチューブ80を略直角方向に押圧するため、チューブ80が引き伸ばされることがなく、このことによってチューブ80の内径(流体の流動部)が変化しないため、安定した流量を得ることができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, the
また、押圧軸40〜47をローラー50〜53によって押圧する構造であるため、押圧軸の数、ストロークを任意に設定することによって、流量の調整が自在に行え、所望の流量の流体輸送装置20及び流体輸送器を容易に提供することができる。
In addition, since the
また、ローラー50〜53は、押圧軸40〜47を押圧する際、回転板76の回転方向とは逆方向に回転するため、摩擦抵抗が小さくなり、回転板76の駆動力を小さくすることができ、回転板76の駆動源としてのモーターの発生トルクが小さくてもよいので、小型化が可能となり、このことから流体輸送装置20も小型化することができる。
Further, when the
さらに、流体輸送装置20と流体収容容器90とはチューブ80で連通されているため、流体収容容器90の交換を容易に行うことができるので、取り扱い易いことと、流体輸送装置20を繰り返し使用することができるので、経済的効果もある。
Furthermore, since the
なお、本実施形態では、ローラー50〜53を回転板76に軸支する際、ローラー軸54に挿通してCリング58で係止する構造を採用しているが、ローラー支軸55に直接挿通させて軸支する構造を採用することもできる。
(実施形態2)
In this embodiment, when the
(Embodiment 2)
続いて、本発明の実施形態2に係る流体輸送装置について図面を参照して説明する。実施形態2は、前述した実施形態1ではローラーによって押圧軸をチューブ80に押圧する構造に対して、ローラーの代わりに回転押圧板100を備え、この回転押圧板100を回転することによって、押圧軸を押圧することを特徴としている。従って、回転押圧板100の構造を中心に説明し、他の共通部分の説明を省略し、実施形態1と同じ部位には同じ符号を附して説明する。
図4は、実施形態2に係る流体輸送装置20の部分平面図、図5は、図4のB−B断面を示す断面図である。実施形態2におけるポンプユニット30の構造は、実施形態1と同じであるので説明を省略する。
Next, a fluid transportation device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, in contrast to the structure in which the pressing shaft is pressed against the
FIG. 4 is a partial plan view of the
図5、図6において、回転板76の上面には4箇所の突出部を有する回転押圧板100(図4、参照)が備えられている。回転押圧板100は、実施形態1(図3、参照)で説明したローラー50〜53が挿着される4本のローラー支軸55を案内軸として装着され、やはり、Cリング58で係止されている。回転押圧板100は、回転板76と回転中心を同一にして、回転板76と共に回転される。先述の4箇所の突出部が押圧軸40〜47を押圧する押圧部101〜104である。回転押圧板100の形状と作用については、図6を参照して詳しく説明する。
5 and 6, a rotary pressing plate 100 (see FIG. 4) having four protrusions is provided on the upper surface of the
図6は、回転押圧板100の形状を示す平面図である。図6において、回転押圧板100は、外周部に4箇所の押圧部101〜104が形成されている。押圧部101〜104は、円周方向に90度等間隔で設けられている。中心部には、回転板車56の軸部が挿通される孔105と、外周方向には、ローラー支軸55に挿通する4箇所の孔106が開設されている。押圧部101〜104は、回転中心Gに対して点対称の形状であるため、押圧部101を例示して説明する。
FIG. 6 is a plan view showing the shape of the
円弧108は、回転押圧板100が回転する際に、押圧軸40〜47に接するか、僅かに間隙を有する直径で形成され、押圧軸40〜47を押圧していない。回転押圧板100が回転すると、斜面109によって除々に押圧軸の一つを押圧開始し、外周円弧110(回転押圧板100の回転軌跡C)において最大押圧ストロークに達し、チューブ80を閉塞する。その後、さらに回転押圧板100が回転すると、斜面111に達し、除々に押圧軸から遠ざかり、チューブ80は閉塞状態から開放される。このとき、チューブ80内に流体が流入する。このようにして、回転押圧板100によって、押圧軸40〜47に蠕動運動を与え、流体を輸送する。
When the
なお、隣接する押圧部の間には、凹部107が設けられており、凹部107においては、押圧軸40〜47は、完全に開放されている状態を作っている。また、凹部107と円弧108、円弧108と斜面109、斜面109と外周円弧110、外周円弧110と斜面111との間は、滑らかに丸められ、押圧軸を円滑に押圧するように形成されている。
In addition, the recessed
押圧軸40〜47は、回転押圧板100と離れていくときには、チューブ80の弾性力で、回転中心G側に移動してチューブ80の閉塞が開放される構造である。
When the
また、前述した実施形態1において説明したが、押圧軸40と押圧軸47とがなす角度は、90度以上に設定されているため、回転押圧板の隣り合う押圧部のいずれかがチューブ80を閉塞している。
In addition, as described in the first embodiment, the angle formed by the pressing
従って、前述の実施形態2によれば、前述した実施形態1におけるローラーを複数備える構造に比べ、押圧軸40〜47を押圧するときの摩擦抵抗は若干大きくなるものの、回転押圧板100を一つ備えるだけで同様な駆動を行うことができるので、構造を簡単にすることができる。
さらに、押圧部の数、形状を幾通りか用意しておけば、所望の流体流量に対応して回転押圧板を取り替えることで、容易に流体流量の変更を行うことができるという効果がある。
Therefore, according to the above-described second embodiment, the frictional resistance when pressing the
Furthermore, if several numbers and shapes of the pressing parts are prepared, there is an effect that the fluid flow rate can be easily changed by replacing the rotary pressing plate in accordance with a desired fluid flow rate.
なお、前述の実施形態2(図4,5、参照)では、回転押圧板100は、案内軸としてのローラー軸54に装着されているが、ローラー支軸55に直接装着する構造とすることができ、また、4本のローラー軸またはローラー支軸を対角の2本(1対)にしても、本発明の目的を実現することができる。
In the second embodiment (see FIGS. 4 and 5), the
さらに、回転押圧板100と回転板76を一体に形成することもできる。また、実施形態1のように、ローラー50〜53に対応して、4個の回転押圧板を備える構造とすることもできる他、押圧部を2個、または3個備える回転押圧板とすることもできる。
Further, the
このようにすれば、流体輸送装置20の構造をより簡単にすることができ、コストの低減を可能にする。
(実施形態3)
In this way, the structure of the
(Embodiment 3)
続いて、本発明の実施形態3について図面を参照して説明する。実施形態3は、前述した実施形態1,2における流体輸送器10が、流体輸送装置20と流体収容容器90が別体で備えられ、それらをチューブ80で連通している構造であるが、実施形態3では、流体輸送装置と流体収容容器とを筐体の中に一体化して設けているところに特徴を有している。
Subsequently, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. Embodiment 3 is a structure in which the
図7は、実施形態3に係る流体輸送器を示す分解斜視図である。実施形態1,2と同じ部位には同じ符号を附して説明する。図7において、流体輸送器10は、平面視瓢箪状の形状の筐体内部に流体輸送装置部200と流体収容部190とが形成されている。筐体は、実施形態1,2による下蓋に対応するケース182と上蓋181とから構成され、固定螺子95(図7では4本)によって螺合固定される。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the fluid transporter according to the third embodiment. The same parts as those in the first and second embodiments will be described with the same reference numerals. In FIG. 7, the
ケース182には、並列した二つの凹部が形成され、一方の凹部にポンプユニット30とポンプ駆動ユニット(図示せず)が備えられ、他方の凹部には、流体収容部190が形成されている。流体収容部190とポンプユニット30とは、チューブ180で連通されている。チューブ180の一方の端部192が流体収容部190に、途中はポンプユニット30の外周部を通り、他方の端部が流体輸送器10の外部に延在されている。
The
ポンプユニット30は、前述した実施形態1、実施形態2と同じ構造が採用されており、押圧軸40〜47(図2〜図6、参照)の蠕動運動によって流体を輸送する構造である。
The
チューブ180の一方の端部192と、ケース182と上蓋181との連通部には、図示しないパッキンが設けられ、流体収容部190からポンプユニット30の内部に流体が漏洩しないようにしている。流体収容部190は、上蓋181が装着された際、外部圧力と略同等の圧力になるように、例えば、通気性フィルム等で塞がれる開口部を設けることが望ましい。
A packing (not shown) is provided at one
なお、上蓋181とケース182とは螺合固定以外に、熱溶着や、接着剤による貼着固定とすることができる。
Note that the
従って、前述した実施形態3によれば、ポンプユニット30と流体収容部190とが重なりあわないように配置しているために、厚みを増すことなく、小型化を可能とすることができる。また、ポンプユニット30と流体収容部190の筐体が一つで形成されることから、コストの低減ができる。
Therefore, according to the third embodiment described above, the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の実施形態1〜実施形態3では、ローラーの数、回転板の押圧部の数等で、流体流動量(輸送量)を設定できるとしたが、図示しない駆動制御回路に、回転板76の回転速度を任意に選択できる複数の情報を記憶させておき、回転速度を選択することもでき、さらには、回転板76を間歇駆動する情報を記憶させて、間歇的に流体を流動させることもできる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first to third embodiments, the fluid flow amount (transportation amount) can be set by the number of rollers, the number of pressing portions of the rotating plate, and the like. A plurality of pieces of information for arbitrarily selecting the rotation speed of 76 can be stored, the rotation speed can also be selected, and further, information for intermittently driving the
従って、前述の実施形態1〜実施形態3によれば、安定した流体流量を持続する薄型、小型の流体輸送装置及びこの流体輸送装置を備える流体輸送器を提供することができる。 Therefore, according to the above-described first to third embodiments, it is possible to provide a thin, small-sized fluid transport device that maintains a stable fluid flow rate, and a fluid transport device including the fluid transport device.
本発明の流体輸送装置及び流体輸送器は、様々な機械装置において、装置内、または装置外に搭載され、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク、気体等の流体の輸送に利用することができる。また、流体輸送器単独で、前記流体の流動、供給に利用することができる。 The fluid transport device and the fluid transport device of the present invention are mounted inside or outside the device in various mechanical devices, and are used for transporting fluids such as water, saline, chemicals, oils, aromatic liquids, inks, and gases. Can be used. Further, the fluid transporter alone can be used for the flow and supply of the fluid.
さらに、前述の流体輸送器は、小型、薄型、そして流体の流量を精度よく管理できるので、流体収容容器内に薬剤等を収容して生体内に植え込むことができ、新薬の開発や治療等に採用することに適している。 Furthermore, the fluid transport device described above is small and thin, and can accurately control the flow rate of the fluid, so that it can be stored in a fluid container and can be implanted in a living body, for the development or treatment of new drugs. Suitable for adoption.
10…流体輸送器、20…流体輸送装置、32…チューブ枠、32B…チューブ案内壁、40〜47…押圧軸、43B…押部、43A…押圧部、50〜53…ローラー、76…回転板、80…チューブ、100…回転押圧板、101…押圧部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該チューブを円弧状に装着するチューブ案内壁を有するチューブ枠と、
前記チューブの内側に配置され、前記チューブ案内壁の円弧の中心と回転中心が一致する回転板と、
前記チューブと前記回転板との間にあって、前記回転板の回転中心から放射状に配置される複数の押圧軸と、
前記回転板の上面に着脱可能に装着され、前記押圧軸を押圧する押圧部が設けられる回転押圧板と、
が備えられ、
前記押圧軸は、一方の端部が前記回転押圧板と当接する半球状に丸められた押部と、他方の端部が前記チューブを押圧する鍔状の押圧部と、から構成され、
前記回転押圧板は、前記押圧軸を押圧して前記チューブを閉塞する複数の外周円弧部に分割され、
前記複数の外周円弧部は、前記複数の外周円弧部のうち隣接する外周円弧部との間に前記チューブを開放する空間が形成されており、当該複数の外周円弧部の数を適宜変更可能に構成されており、前記押圧軸を順次押圧して流体の流入側から流出側に向かって流体を流動することを特徴とする流体輸送装置。 An elastic tube;
A tube frame having a tube guide wall for mounting the tube in an arc shape;
A rotating plate that is arranged inside the tube and whose center of rotation coincides with the center of the arc of the tube guiding wall;
A plurality of pressing shafts disposed between the tube and the rotating plate and arranged radially from the rotation center of the rotating plate;
A rotary pressing plate that is detachably mounted on the upper surface of the rotating plate, and is provided with a pressing portion that presses the pressing shaft;
Is provided,
The pressing shaft is composed of a hemispherical pressing portion whose one end abuts on the rotary pressing plate, and a hook-shaped pressing portion whose other end presses the tube,
The rotary pressing plate is divided into a plurality of outer peripheral arc portions that press the pressing shaft to close the tube,
In the plurality of outer peripheral arc portions, a space for opening the tube is formed between the outer peripheral arc portions adjacent to each other, and the number of the outer peripheral arc portions can be appropriately changed. A fluid transporting device comprising: a fluid transport device configured to sequentially press the pressing shaft and flow the fluid from the fluid inflow side toward the outflow side.
前記複数の外周円弧部は、前記複数の外周円弧部のうち隣接する外周円弧部との間に前記チューブを開放する凹部が形成されていることを特徴とする流体輸送装置。 The fluid transport device according to claim 1,
Wherein the plurality of arc-shaped outer peripheral portion is fluid transportation device, characterized in that recesses opening is formed the tube between the outer arcuate portion adjacent one of the plurality of the outer circumferential arc.
流体を収容する流体収容容器と、
を備え、
前記流体輸送装置と前記流体収容容器とが前記チューブによって連通されていることを特徴とする流体輸送器。 The fluid transport device according to claim 1 or 2 , wherein the fluid transport device is configured to press a tube having elasticity and transport the fluid.
A fluid container for containing fluid; and
With
The fluid transporter, wherein the fluid transport device and the fluid container are communicated by the tube.
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