JP6317243B2

JP6317243B2 - 複合チューブポンプ

Info

Publication number: JP6317243B2
Application number: JP2014246321A
Authority: JP
Inventors: 進一植野; 松本　健一; 健一松本
Original assignee: 株式会社トーメック
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: JP2016109012A

Description

本発明は、脈動を低減させる複合チューブポンプに関する。詳しくは、円弧状内周面を有するハウジングと、ハウジングの円弧状内周面の内側に回転自在に配置されたローラを有するとともに駆動源の駆動力により回転するロータと、ハウジングの円弧状内周面に沿って配置され、ローラの転動押圧により内部の流体を移送させる移送チューブと、を有する既存のチューブポンプを複数台用いた複合チューブポンプに関する。

従来から脈動を低減させるチューブポンプは知られている。この種のチューブポンプは、流体を搬送するための可撓性を有するチューブと、このチューブを保持する円弧状のチューブガイドと、このチューブガイドとでチューブを挟むように配置されて駆動されるロータと、このロータに等間隔に配設されてロータの外周面からそれぞれ突出し、チューブをチューブガイドに押し付けるための複数の押圧ローラとが複数並列に配置され、複数のロータを駆動回転して複数のチューブ内の流体をそれぞれ搬送するようにしたチューブポンプであって、複数のロータの押圧ローラの回転位相を相互にずらし、それぞれのロータの押圧ローラによるチューブの押圧開始タイミングが異なるようにすることにより、押圧ローラによるチューブの押し潰しに伴う衝撃音が分散される結果、駆動トルクの小さなモータを使用しても複数のロータを回転むらなく円滑に駆動することが可能となり、しかもチューブ内を搬送される流体の脈動を防止することができるというものであった（例えば、特許文献１）。

特開２０００− １８１６５号公報

しかしなから、従来の脈動を低減させるチューブポンプは、画像形成装置に関するものであるが、この画像形成装置のチューブポンプに不具合が生じ、チューブポンプが駆動できなくなると、複数の押圧ローラが並列に配置されたチューブポンプ全体を交換しなければならないという問題があった。このチューブポンプ全体を交換しなければならないという課題は、画像形成装置に用いられるチューブポンプのみならず、１つのチューブポンプで脈動を低減させる他のチューブポンプについても同様のことが言える。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、既存のチューブポンプを用いてチューブポンプの脈動を低減させることができ、また、一方のチューブポンプが不具合により駆動できなくなった場合でも、その一方のチューブポンプのみを交換することで駆動させることができる複合チューブポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、円弧状内周面を有するハウジングと、ハウジングの円弧状内周面の内側に回転自在に配置されたローラを有するとともに駆動源の駆動力により回転するロータと、ハウジングの円弧状内周面に沿って配置され、ローラの転動押圧により内部の流体を移送させる移送チューブと、を有する既存のチューブポンプを２台用いた複合チューブポンプにおいて、回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された２台のチューブポンプの移送チューブの流体流入口に結合して設けられ、移送チューブ内に流体を流し込む流体流入チューブと、回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された２台のチューブポンプの移送チューブの流体流出口に結合して設けられ、２台のチューブポンプの移送チューブ内の流体を一体として移送チューブ外に送り込む流体流出チューブと、ロータを回転駆動させるモータと、ロータのローラの回転位置を検出する位置センサーと、モータを回転制御する制御手段と、を有し、ロータのローラは、ロータの回転中心に対して相対象位置に配置され、制御手段は、位置センサーから送信された回転位置信号により、２台のチューブポンプのロータのローラによる移送チューブの転動押圧タイミングの回転位相をそれぞれ９０度ずらして制御することを特徴とするものである。

本発明によれば、２台のチューブポンプのロータのローラは、それぞれ９０度の回転位相差を有しているので、それぞれのチューブポンプの移送チューブの流体流出口から流体流出チューブに送り込まれた流体の脈動が流体流出チューブ内で分散され、流体流出チューブ内の流体の脈動を低減させることができる。また、既存の２台のチューブポンプを用いて、流体流出チューブ内の流体の脈動を低減させることができるので、脈動を低減させる一体式の装置を購入するより、安価に流体流出チューブ内の流体の脈動を低減させながら駆動させることができる。さらに、２台のチューブポンプのうち、一方のチューブポンプが不具合により駆動できなくなった場合でも、一方のチューブポンプを交換することにより継続して駆動させることができ、また、それぞれ２台のチューブポンプを別々に設置するので、設置が困難な場所でも設置場所を自由に設定することができるとともに、複合チューブポンプが大型化しても２台のチューブポンプを別々に運搬できるので、運搬が困難な場所でも容易に運搬することができる。

本発明のうち第２の態様に係るものは、円弧状内周面を有するハウジングと、ハウジングの円弧状内周面の内側に回転自在に配置されたローラを有するとともに駆動源の駆動力により回転するロータと、ハウジングの円弧状内周面に沿って配置され、ローラの転動押圧により内部の流体を移送させる移送チューブと、を有する既存のチューブポンプを３台用いた複合チューブポンプにおいて、回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された３台のチューブポンプの移送チューブの流体流入口に結合して設けられ、移送チューブ内に流体を流し込む流体流入チューブと、回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された３台のチューブポンプの移送チューブの流体流出口に結合して設けられ、３台のチューブポンプの移送チューブ内の流体を一体として移送チューブ外に送り込む流体流出チューブと、ロータを回転駆動させるモータと、ロータのローラの回転位置を検出する位置センサーと、モータを回転制御する制御手段と、を有し、ロータのローラは、ロータの回転中心に対して１２０度間隔を空けて配置され、制御手段は、位置センサーから送信された回転位置信号により、３台のチューブポンプのロータのローラによる移送チューブの転動押圧タイミングの回転位相をそれぞれ４０度づつずらして制御することを特徴とするものである。

本発明によれば、３台のチューブポンプのロータのローラは、それぞれ４０度の回転位相差を有しているので、それぞれのチューブポンプの移送チューブの流体流出口から流体流出チューブに送り込まれた流体の脈動が流体流出チューブ内で分散され、流体流出チューブ内の流体の脈動を低減させることができる。また、既存の３台のチューブポンプを用いて、流体流出チューブ内の流体の脈動を低減させることができるので、脈動を低減させる一体式の装置を購入するより、安価に流体流出チューブ内の流体の脈動を低減させながら駆動させることができる。さらに、３台のチューブポンプのうち、１台または２台のチューブポンプが不具合により駆動できなくなった場合でも、その１台または２台のチューブポンプを交換することにより継続して駆動させることができる。さらに、それぞれ３台のチューブポンプを別々に設置するので、設置が困難な場所でも設置場所を自由に設定することができるとともに、複合チューブポンプが大型化しても３台のチューブポンプを別々に運搬できるので、運搬が困難な場所でも容易に運搬することができる。

本発明の複合チューブポンプによれば、既存のチューブポンプを用いてチューブポンプの脈動を低減させることができ、また、一方のチューブポンプが不具合により駆動できなくなった場合でも、その一方のチューブポンプのみ交換することによりチューブポンプの脈動を低減させながら駆動させることができる。

本発明の第１実施形態における複合チューブポンプの斜視図である。同複合チューブポンプの側面図である。同複合チューブポンプの平面図である。図２のＡ―Ａ断面図である。図３のＢ−Ｂ断面図である。図３のＣ−Ｃ断面図である。本発明の第１実施形態における複合チューブポンプの駆動システムを示す図である。（ａ）同複合チューブポンプの一方のチューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図である。（ｂ）同複合チューブポンプの他方のチューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図である。（ｃ）同複合チューブポンプから送り出された流体が流体流出チューブで一体となった場合の流体の脈動を示す図である。本発明の第２実施形態における複合チューブポンプの斜視図である。同複合チューブポンプの駆動システムを示す図である。（ａ）同複合チューブポンプの一方のチューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図である。（ｂ）同複合チューブポンプの第２チューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図である。（ｃ）同複合チューブポンプの第３チューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図である。（ｄ）同複合チューブポンプから送り出された流体が流体流出チューブで一体となった場合の流体の脈動を示す図である。

以下、本発明の第１実施形態における複合チューブポンプについて図１〜図６を参照にしながら説明する。ここで、図１は本発明の第１実施形態における複合チューブポンプの斜視図であり、図２は同複合チューブポンプの側面図であり、図３は同複合チューブポンプの平面図であり、図４は図２のＡ―Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図であり、図６は図３のＣ−Ｃ断面図である。

図１に示すように、複合チューブポンプ１は、架台４にそれぞれ搭載されたマスターポンプ２およびマスターポンプ２と同形状のスレーブポンプ３からなる２台のチューブポンプを備えている。

マスターポンプ２およびスレーブポンプ３は、セメントミルクなどの流体を圧送するための既存のチューブポンプを用いたもので、円弧状内周面を有するハウジング５と、ハウジング５の円弧状内周面の内側に回転自在に配置されたローラ６を有するとともに駆動源であるモータ１４の駆動力により回転するロータ７と、ハウジング５の円弧状内周面に沿って配置され、ローラ６の転動押圧により内部の流体を移送させる移送チューブ８とを、有するものである（図５、図６参照）。上述したロータ７のローラ６は、ロータ７の回転中心に対して相対象位置に配置されている。換言すると、ロータ７の回転中心に対して９０度間隔を空けて配置されている。なお、本実施形態では、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３内に流し込まれる流体としてセメントミルクを用いたが、これに限らず、他の流体であってもよい。

マスターポンプ２とスレーブポンプ３の搬送チューブ８の流体流入口９には流体流入チューブ１０が結合され、流体流入チューブ１０から流体流入口９を介し移送チューブ８内にセメントミルクを流し込まれる（図５、図６参照）。ここで、「マスターポンプ２とスレーブポンプ３の移送チューブ８の流体流入口９に結合して設けられた流体流入チューブ１０」とは、２本の流体流入チューブ１０がそれぞれマスターポンプ２とスレーブポンプ３の移送チューブ８の流体流入口９に結合されたものでもよく、また１本の流体流入チューブ１０から２本に分岐し、そのそれぞれの流体流入チューブ１０がマスターポンプ２とスレーブポンプ３の移送チューブ８の流体流入口９に結合されたものでもよい。すなわち、流体流入チューブ１０がマスターポンプ２とスレーブポンプ３の移送チューブ８の流体流入口９に結合されるものであればよい。また、マスターポンプ２とスレーブポンプ３の搬送チューブ８の流体流出口１１には流体流出チューブ１２が結合され、流体流出チューブ１２から移送チューブ８外にセメントミルクが送り込まれる（図３、図５、図６参照）。具体的は、流体流出口１１に結合されたそれぞれの流体流出チューブ１２は合流して１つのチューブになっているので、マスターポンプ２とスレーブポンプ３のそれぞれの移送チューブ８内の流体が一体となって移送チューブ外に送り込まれる（図１、図３参照）。

図５および図６に示すように、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３のロータ７は、駆動軸１３を中心として回動する。具体的には、モータ１４（駆動源）が駆動すると、ベルト１５を介して、駆動軸１３が回動することによりロータ７を回転駆動し、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３がそれぞれ駆動する（図１、図２、図４参照）。なお、本実施形態では、マスターポンプ２とスレーブポンプ３の各構成要素およびモータ１４などの周辺機器は同じものを用いているので、説明の便宜上、同一符号を用いて説明する。

マスターポンプ２およびスレーブポンプ３の駆動軸１３の上部側面には、ロータ７の回転位置を検出する位置センサー１６が設けられている（図４参照）。具体的には、位置センサー１６として近接センサーが用いられ、駆動軸１３が回転し、ローラ６が取り付けられている駆動軸１３の位置に来ると、位置センサー１６により駆動軸１３の回転位置が検知される。すなわち、本実施形態では、ロータ７に２つのローラ６が備えられているので、位置センサー１６により１回転につきローラ６の位置として２回検知される。

次に、複合チューブポンプ１の駆動システムについて説明する。図７は本発明の第１実施形態における複合チューブポンプの駆動システムを示す図である。

操作設定手段１７は操作リモコンが用いられ、複合チューブポンプ１のオンオフスイッチ、速度設定スイッチなどが備えられている。そして、操作設定手段１７を操作することにより、その操作設定信号が制御手段１８に送られる。そして、制御手段１８は、操作設定手段１７を用いて設定された設定内容に従って、モータ１４を駆動させ、減速機１９を介して、マスターポンプ２とスレーブポンプ３を作動させる。そして、マスターポンプ２とスレーブポンプ３が作動すると、位置センサー１６により、ロータ７の回転位置が検出され、位置センサー１６から制御手段１８に位置検出信号が送信される。このように、位置センサー１６からの位置検出信号により、制御手段１８はモータ１４の回転位置および回転速度を制御する。なお、本実施形態では、操作設定手段１７として操作リモコンを用いたが、これに限らず、壁に取り付けられた操作パネルでもよい。

次に、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３の脈動について説明する。ここで、図８（ａ）は本発明の第１実施形態における複合チューブポンプの一方のチューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図であり、図８（ｂ）は同複合チューブポンプの他方のチューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図であり、図８（ｃ）は同複合チューブポンプから送り出された流体が流体流出チューブで一体となった場合の流体の脈動を示す図である。ここで、図８のスレーブポンプ３のロータ７の角度は、マスターポンプ２のロータ７の角度を基準として表示させている。

図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、マスターポンプ２とスレーブポンプ３のそれぞれのロータ７のローラ６は、９０度の回転位相差を有して回転している。すなわち、マスターポンプ２とスレーブポンプ３のロータ７のローラ６による移送チューブ８の転動押圧タイミングの回転位相をそれぞれ９０度ずらしてセメントミルクを移送している。具体的には、回転しているロータ７のローラ６の回転位置を位置センサー１６により検出し、その位置検出信号を位置センサー１６から制御手段１８に送信され、制御手段１８はマスターポンプ２とスレーブポンプ３のそれぞれのロータ７のローラ６が９０度の回転位相差を有して回転するよう制御している。このように、マスターポンプ２とスレーブポンプ３のそれぞれのロータ７のローラ６を９０度の回転位相差を有しながら回転させることにより、複合チューブポンプ１の移送チューブ８の流体流出口１１から流体流出チューブ１２に送り込まれた流体の脈動が流体流出チューブ１２内で分散され、流体流出チューブ１２内の流体の脈動を低減させることができる（図８（ｃ）参照）。ここで、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３のそれぞれの流体流出チューブ１２から送り出されて一体になったところでの流体の脈動は、マスターポンプ２とスレーブポンプ３のそれぞれの流体流出チューブ１２から送り出された脈動をプラスしたものとなる。すなわち、この複合チューブポンプ２１から送り出された流体が流体流出チューブ１２で一体となった場合の流体の脈動は、図８（ａ）と図８（ｂ）の脈動をプラスした脈動となる（図８（ｃ））。

以上のように、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３のロータ７のローラ６は、それぞれ９０度の回転位相差を有しているので、それぞれのチューブポンプの移送チューブ８の流体流出口１１から流体流出チューブ１２に送り込まれた流体の脈動が流体流出チューブ１２内で分散され、流体流出チューブ１２内の流体の脈動を低減させることができる。また、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３を用いて、流体流出チューブ１２内の流体の脈動を低減させることができるので、脈動を低減させる一体式の装置を購入するより、安価に流体流出チューブ１２内の流体の脈動を低減させながら駆動させることができる。さらに、マスターポンプ２およびスレーブポンプ３のうち、一方のチューブポンプが不具合により駆動できなくなった場合でも、一方のチューブポンプを交換することにより継続して駆動させることができ、また、それぞれ２台のチューブポンプを別々に設置するので、設置が困難な場所でも設置場所を自由に設定することができるとともに、複合チューブポンプ１が大型化しても２台のチューブポンプを別々に運搬できるので、運搬が困難な場所でも容易に運搬することができる。

次に、本発明の第２実施形態における複合チューブポンプについて図９および図１０を参照にしながら説明する。ここで、図９は本発明の第２実施形態における複合チューブポンプの斜視図であり、図１０は同複合チューブポンプの駆動システムを示す図である。

本発明の第２実施形態と第１実施形態の異なるところは、第１実施形態の複合チューブポンプ１では、既存のチューブポンプを２台用いた複合チューブポンプ１を用い、その２台のチューブポンプのロータ７のローラ６をロータ７の回転中心に対して相対象位置に配置されているようにしたが、第２実施形態では既存のチューブポンプを３台用いた複合チューブポンプ２１を用い、その３台のチューブポンプのロータ２４のローラ６をロータ２４の回転中心に対して１２０度間隔を空けて配置されているところが異なる。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と異なるところを中心に説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同一構成については、同一符号を用い、同一作用効果を奏するものとし説明は省略する。

複合チューブポンプ２１は、マスターポンプ２２、マスターポンプ２と同形状のスレーブポンプ２３Ａおよびスレーブポンプ２３Ｂの３台のチューブポンプを備えている。マスターポンプ２２、スレーブポンプ２３Ａおよびスレーブポンプ２３Ｂの駆動軸１３の上部側面には、第１実施形態同様、ロータ２４の回転位置を検出する位置センサー１６が設けられている。具体的には、位置センサー１６として近接センサーが用いられ、駆動軸１３が回転し、ローラ６が取り付けられている駆動軸１３の位置に来ると、位置センサー１６により駆動軸１３の回転位置が検知される。すなわち、本実施形態では、ロータ２４に３つのローラ６が備えられているので、位置センサー１６により１回転につきローラ６の位置として３回検知される。

次に、マスターポンプ２２、スレーブポンプ２３Ａおよびスレーブポンプ２３Ｂのロータ２４の脈動について説明する。ここで、図１１は（ａ）同複合チューブポンプの一方のチューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図であり、図１１（ｂ）は同複合チューブポンプの第２チューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図であり、図１１（ｃ）は同複合チューブポンプの第３チューブポンプから送り出された流体の脈動を示す図であり、図１１（ｄ）は同複合チューブポンプから送り出された流体が流体流出チューブで一体となった場合の流体の脈動を示す図である。ここで、図１１のスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのロータ７の角度は、マスターポンプ２２のロータ２４の角度を基準として表示させている。

図１１に示すように、マスターポンプ２２とスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのそれぞれのロータ２４のローラ６は、４０度の回転位相差を有して回転している。すなわち、マスターポンプ２２とスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのロータ２４のローラ６による移送チューブ８の転動押圧タイミングの回転位相をそれぞれ４０度ずらしてセメントミルクを移送している。具体的には、回転しているロータ２４のローラ６の回転位置を位置センサー１６により検出し、その位置検出信号を位置センサー１６から制御手段１８に送信され、制御手段１８はマスターポンプ２２とスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのそれぞれのロータ２４のローラ６が４０度の回転位相差を有して回転するよう制御する。このように、マスターポンプ２２とスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのそれぞれのロータ２４のローラ６を４０度の回転位相差を有しながら回転させることにより、複合チューブポンプ２１の移送チューブ８の流体流出口１１から流体流出チューブ１２に送り込まれた流体の脈動が流体流出チューブ１２内で分散され、流体流出チューブ１２内の流体の脈動を低減させることができる（図１１（ｄ）参照）。ここで、マスターポンプ２２およびスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのそれぞれの流体流出チューブ１２から送り出されて一体になったところでの流体の脈動は、マスターポンプ２とスレーブポンプ２３Ａ、２３Ｂのそれぞれの流体流出チューブ１２から送り出された脈動をプラスしたものとなる。すなわち、この複合チューブポンプ２１から送り出された流体が流体流出チューブ１２で一体となった場合の流体の脈動は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）の脈動をプラスした脈動となる（図１１（ｄ））。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１複合チューブポンプ
２マスターポンプ
３スレーブポンプ
４架台
５ハウジング
６ローラ
７ロータ
８移送チューブ
９流体流入口
１０流体流入チューブ
１１流体流出口
１２流体流出チューブ
１３駆動軸
１４モータ
１５ベルト
１６位置センサー
１７操作設定手段
１８制御手段
１９減速機
２１複合チューブポンプ
２２マスターポンプ
２３Ａスレーブポンプ
２３Ｂスレーブポンプ
２４ロータ

Claims

円弧状内周面を有するハウジングと、前記ハウジングの円弧状内周面の内側に回転自在に配置されたローラを有するとともに駆動源の駆動力により回転するロータと、前記ハウジングの円弧状内周面に沿って配置され、前記ローラの転動押圧により内部の流体を移送させる移送チューブと、を有する既存のチューブポンプを２台用いた複合チューブポンプにおいて、
回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された２台の前記チューブポンプの前記移送チューブの流体流入口に結合して設けられ、該移送チューブ内に流体を流し込む流体流入チューブと、
回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された２台の前記チューブポンプの前記移送チューブの流体流出口に結合して設けられ、２台の該チューブポンプの移送チューブ内の流体を一体として該移送チューブ外に送り込む流体流出チューブと、
前記ロータを回転駆動させるモータと、
前記ロータのローラの回転位置を検出する位置センサーと、
該モータを回転制御する制御手段と、を有し、
前記ロータのローラは、該ロータの回転中心に対して相対象位置に配置され、
前記制御手段は、前記位置センサーから送信された回転位置信号により、２台の前記チューブポンプの前記ロータのローラによる前記移送チューブの転動押圧タイミングの回転位相をそれぞれ９０度ずらして制御することを特徴とする複合チューブポンプ。
円弧状内周面を有するハウジングと、前記ハウジングの円弧状内周面の内側に回転自在に配置されたローラを有するとともに駆動源の駆動力により回転するロータと、前記ハウジングの円弧状内周面に沿って配置され、前記ローラの転動押圧により内部の流体を移送させる移送チューブと、を有する既存のチューブポンプを３台用いた複合チューブポンプにおいて、
回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された３台の前記チューブポンプの前記移送チューブの流体流入口に結合して設けられ、該移送チューブ内に流体を流し込む流体流入チューブと、
回転中心の駆動軸が接続されることなく分離してそれぞれ別々に設置された３台の前記チューブポンプの前記移送チューブの流体流出口に結合して設けられ、３台の該チューブポンプの移送チューブ内の流体を一体として該移送チューブ外に送り込む流体流出チューブと、
前記ロータを回転駆動させるモータと、
前記ロータのローラの回転位置を検出する位置センサーと、
該モータを回転制御する制御手段と、を有し、
前記ロータのローラは、該ロータの回転中心に対して１２０度間隔を空けて配置され、
前記制御手段は、前記位置センサーから送信された回転位置信号により、３台の前記チューブポンプの前記ロータのローラによる前記移送チューブの転動押圧タイミングの回転位相をそれぞれ４０度づつずらして制御することを特徴とする複合チューブポンプ。