WO2007058372A1 - 流体輸送システム、流体の吐出量設定方法 - Google Patents

流体輸送システム、流体の吐出量設定方法 Download PDF

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WO2007058372A1
WO2007058372A1 PCT/JP2006/323373 JP2006323373W WO2007058372A1 WO 2007058372 A1 WO2007058372 A1 WO 2007058372A1 JP 2006323373 W JP2006323373 W JP 2006323373W WO 2007058372 A1 WO2007058372 A1 WO 2007058372A1
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WO
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cam
tube
state
fluid
fingers
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/323373
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hajime Miyazaki
Mamoru Miyasaka
Kazuo Kawasumi
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corporation filed Critical Seiko Epson Corporation
Priority to EP06823523.3A priority Critical patent/EP1950417A4/en
Publication of WO2007058372A1 publication Critical patent/WO2007058372A1/ja

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/082Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members the tubular flexible member being pressed against a wall by a number of elements, each having an alternating movement in a direction perpendicular to the axes of the tubular member and each having its own driving mechanism
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14212Pumping with an aspiration and an expulsion action
    • A61M5/14228Pumping with an aspiration and an expulsion action with linear peristaltic action, i.e. comprising at least three pressurising members or a helical member

Definitions

  • the present invention relates to a fluid transport device, and more specifically, a fluid transport device in which a plurality of fingers are pressed by an elastic tube by rotating a cam, the tubes are sequentially closed and released, and a fluid flows.
  • a tube is arranged along a curved concave platen, a cam is arranged in the vicinity of the platen and the tube, and a plurality of fingers are interposed between the cam and the tube.
  • a structure is known in which a plurality of fingers are sequentially pressed in the direction of the tube by the rotation of the cam, and the fluid flows by squeezing the tube.
  • the tube is configured so that fluid can flow by mounting a platen on the main body (see, for example, Patent Document 1). ,
  • Patent Document 1 Special Table 2 0 0 1 — 5 1 5 5 5 7
  • Patent Document 1 the tube is inserted into the recess of the platen, and the platen is attached to the main body, so that the fluid transport device can be driven. Therefore, the first operation is troublesome to make the drive ready. Also, when installing this fluid transport device in another device or in a place where it is difficult to remove, the tube must be inserted into the main body in advance.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide fluid transport
  • the first state where all the fingers are opened before the device is driven, and at least one of the fingers always closes the tube after the fluid transport device is driven.
  • the present invention provides a small-sized fluid transportation device that has a second state, suppresses permanent deformation of the tube, and secures a stable flow rate. Disclosure of the invention
  • the fluid transport device includes a tube having elasticity, a tube frame having a tube guide groove for mounting the tube in an arc shape, and an arc center of the tube guide groove disposed inside the tube.
  • a cam-driven vehicle having a center of rotation, a first cam fixed to the central axis of the cam-driven vehicle, a second cam pivotally supported on the central axis of the cam-driven vehicle, A plurality of fingers interposed radially from the rotation center between the tube and the first cam and the second cam, and pressing the tube by rotating the first cam and the second cam;
  • a first state in which the first cam and the second cam open all of the plurality of fingers, and the first cam and the second cam are at least one of the plurality of fingers.
  • the first cam and the second cam force press the plurality of fingers sequentially, and the plurality of fingers move the tube from the fluid inflow side to the outflow side. It is characterized in that the fluid is continuously flowed by repeatedly closing and opening.
  • the fluid transportation By setting the first state before driving the device, the finger does not press the tube, so that the tube can be prevented from being permanently deformed. As a result, the flow rate of the fluid can be maintained at a predetermined value.
  • the tube is attached to the tube frame when the first cam and the second cam are in the first state, there is no pressing load due to the finger, so that the tube can be easily attached.
  • the first cam when the fluid transport device starts driving, the first cam is formed in a state where the second cam is attached to the first cam, and the first cam and the second cam It is preferable that the holding state is released to form the second state.
  • First cam and second cam First, rotation starts in the attached state. After that, the second cam comes into contact with the first finger in the direction of rotation. When the rotation is further increased, the second cam gradually presses the finger, which increases the frictional resistance between the second cam and the finger, and the contact portion. Since the second cam has a loose-fitting relationship with the cam-driven vehicle, when the frictional resistance becomes larger than the sticking force, the second cam rotates in the opposite direction to the first cam, and the first force The second state is formed by releasing the attachment with the camera.
  • the user can be shifted from the first state to the second state without performing a special operation.
  • the first cam pushes the finger in a predetermined period during the transition from the first state to the second state.
  • the predetermined flow of the fluid is possible, and also after the transition to the second state, the predetermined flow can be continued by the second cam.
  • the second cam is held by the first cam by the urging force applied in the thickness direction of the first cam by the elastic portion provided in the second cam. It is desirable that the first state is formed by being worn, and that the release is released by removing the bias to form the second state. In this way, it is possible to form the first state and the second state with a simple structure without increasing the number of components. Furthermore, if the elastic part of the second cam is formed within the thickness range of the first cam, a thin fluid transport device can be realized.
  • the first cam has a plurality of finger pressing portions on the outer peripheral portion, and the second cam has at least one finger pressing portion on the outer peripheral portion, and is in the second state. At this time, it is desirable that the pitches in the circumferential direction of the finger pressing portions of the first cam and the second cam are equal.
  • the tube is closed when the finger pressing part presses the finger.
  • the plurality of finger pressing portions formed on the first cam and the finger pressing portions formed on the second cam have the same shape, and the circumferential regions of the finger pressing portions are ⁇ It is desirable that two adjacent fingers are set to be accessible.
  • the finger pressing section sequentially switches the fingers to be pressed while the first cam and the second cam rotate. At this time, by setting so that two fingers can simultaneously contact the finger pressing part, one finger is always pressed even during the switching process, and the tube is closed. As a result of the blockage, it is possible to prevent the back flow of the fluid and to allow the fluid to flow continuously.
  • the load torque of the cam driven vehicle is substantially constant during the rotation of the cam driven vehicle when the fluid transport device is driven.
  • a step motor can be adopted as the drive source.
  • the drive source can be downsized, and the fluctuation of the fluid flow rate can be suppressed. Can do.
  • the tube and the plurality of fingers can be attached to the tube frame from the same direction.
  • the assembly of the tube and finger is excellent, and as described above, the first cam and the second cam can be assembled with the tube and the finger in the first state. Even transport equipment can be assembled easily.
  • a tube guide portion having a slope for returning the tube to an initial position before being closed when the tube is closed from the state closed by the finger to the opened state. It is desirable that it is provided at the bottom of the inner tube groove.
  • the closed and deformed tube can be reliably returned to the initial position, so that stable fluid movement can be continued.
  • the fluid transportation device 10 of the present invention is installed in or outside of various mechanical devices, and transports fluids such as water, saline, chemicals, oils, fragrances, inks, and gases. Can be used. In addition, the fluid transport device alone It can be used for the flow and supply of the fluid.
  • FIG. 1 is a plan view showing a fluid transport mechanism of a fluid transport device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the AA cross section of FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a BB cut surface of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a D--D cut surface of FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a first state of the fluid transportation device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the FF section of FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an initial state in which the fluid transport device is driven and a transition from the first state to the second state occurs.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a state when the first cam further rotates from the state of FIG.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating the state shown in FIG. Best Mode for Carrying Out the Invention
  • FIGS. 5 to 9 show a fluid transport device according to an embodiment of the present invention.
  • 1 to 4 are a plan view and a cross-sectional view showing the fluid transport device
  • FIGS. 5 to 9 are a plan view and a cross-sectional view illustrating a state in which the fluid transport device is driven.
  • FIG. 1 is a plan view showing a part of the fluid transportation device according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a cross section AA in FIG. 1
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the DD cut surface of FIG. 1 to 4 show one of the second states in which the fluid transportation device 10 is normally driven.
  • the fluid transport device 10 of the present embodiment includes, as a basic configuration, a drive transmission unit that transmits a driving force to a fluid transport mechanism, a tube 50 that flows a fluid, and a drive transmission unit.
  • the first cam 20 and the second cam 30 are rotated by a drive gear from the fluid to move the tube 50 while sequentially closing the tube 50 from the fluid inflow side to the outflow side, and a fluid containing the fluid And a storage unit 60.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the AA cut surface of FIG.
  • the drive transmission unit includes a step motor (not shown) as a drive source, and the rotation of the step rotor 70 of the step motor is transmitted to the first transmission wheel 71, the second transmission wheel 72, The third transmission wheel 7 3 and the fourth transmission wheel 7 4 are sequentially turned on and transmitted to the cam drive vehicle 7 6.
  • step rotor 70, first transmission wheel 7 1, third transmission wheel 7 3, and fourth transmission wheel 7 4 are rotatably supported by the first machine frame 11 and the second machine frame 14.
  • a transmission axle 75 is planted in the first machine frame 11 1, and the cylindrical portion projects upward (in the direction in which the first cam 20 and the second cam 30 are disposed).
  • the cylindrical portion of the fourth transmission wheel 74 is inserted into the through-hole established in the transmission axle 75, and the shaft portion of the second transmission wheel 72 is inserted into the through-hole established in the fourth transmission wheel 74.
  • the second transmission wheel 72 has one support and a shaft supported by the second machine casing 14, and the other shaft is supported by the through hole of the fourth transmission wheel 7 4. Then, the rotation of the fourth transmission wheel 7 4 is transmitted to the cam drive wheel 76 via a fifth transmission wheel (not shown).
  • the cam drive wheel 76 is pivotally supported by inserting a through hole formed in the center into the outer periphery of the cylinder portion of the transmission axle 75.
  • the shaft portion of the cam drive wheel 76 protrudes in the direction in which the first cam 20 and the second cam 30 are disposed.
  • the upper part of the shaft portion of the force-driven vehicle 7 6 is supported by a cam-driven vehicle support bearing 78 that is planted in the lid body 13.
  • the lid body 1 3 is provided with a hole for supporting the cam-driven vehicle support bearing 7 8. This hole does not penetrate through the lid body 13, and the end of the cam driven vehicle support bearing 78 is sealed by the lid body 13. Then, the force drive wheel 76 is decelerated to a predetermined rotation speed by the transmission wheels described above.
  • the fluid transport mechanism is disposed on the upper surface side of the first machine casing 11 so as to overlap the drive transmission unit described above.
  • a second force drum 30 and a first cam 20 are inserted in this order from below into the protruding shaft portion of the cam drive wheel 7 6.
  • the second cam 30 is pivotally supported by the cam drive wheel 76 so as to be loosely fitted, and the first cam 20 is fixed so as to rotate integrally with the cam drive wheel 76.
  • An anti-rotation shaft 7 7 is planted in the flange portion 7 6 a of the force drive wheel 7 6, and the protruding shaft portion is inserted into a hole 20 a opened in the first cam 20.
  • the anti-rotation shaft 7 7 is disposed at a position separated from the cam drive wheel 7 6 (see FIG. 1 for the plane position).
  • the first cam 20 is Reinforces against slipping between cam drive cars 7 6.
  • FIGS. 1 and 2 show a state where the first cam 20 and the second cam 30 are in the second state, and the spring portion 33 provided on the second cam 30 is free.
  • the circumferential clearance between the front end portion of the panel portion 3 3 (friction engagement portion 3 4) and the first cam 20 is the same as the front end portion of the panel portion 3 3 (friction engagement portion 3 4). This is the minimum distance at which the engagement with the first cam 20 can be released. This is because when the second cam 30 is preceded by the rotation of the first cam 20 due to an impact or the like, the pitch of the finger pressing portion 32 with the finger pressing portion of the first cam 20 is This is because we are doing it.
  • a tube frame 12 is provided around the first cam 20 and the second cam 30.
  • the tube frame 12 is sandwiched between the above-described lid body 13 and the first machine frame 11 1, and the lid body 13, the tube frame 12, and the first machine frame 11 are screwed to a screw (not shown).
  • the first machine frame 11 1 and the second machine frame 14 are overlapped and screwed together by screws (not shown), and the respective connection surfaces are in close contact with each other.
  • FIG. 1 is a plan view showing a part of the fluid transportation device 10 according to the present embodiment.
  • the fluid transport mechanism of the present embodiment includes a first cam 20 and a second force 3.0 that are pivotally supported or pivotally supported by a cam drive wheel 76, and a tube 50 that fluid also flows. Between the tube 50 and the first cam 20 and the second cam 3 the seven fingers 4 0 to 4 '6 that are provided radially from the rotation center P of the cam drive wheel 76. It is configured.
  • the fingers 40 to 46 are arranged at equal intervals. .
  • the center portion of the first cam 20 is fixed to the shaft portion of the cam drive wheel 76, has three protruding portions on the outer peripheral portion, and has a finger pressing portion on the outermost peripheral portion.
  • the finger pressing part is composed of three finger pressing parts 21a to 21c.
  • the finger pressing portions 2 1 a to 2 1 c are formed on concentric circles equidistant from the rotation center P.
  • the circumferential pitch and the outer shape of the finger pressing portion 21a, the finger pressing portion 21b, the finger, the pressing portion 21b, and the finger pressing portion 21c are formed to be equal. Also, between the finger pressing part 2 1 a and the finger pressing part 2.1 c, the circumferential direction of the finger pressing parts 2 la and 2 lb or the finger pressing parts 2 1 b and 2 1 c The spacing is twice that of the pitch.
  • a concave portion formed concentrically with the rotation center P of the cam drive wheel 76 (coincides with the rotation center of the first cam 20 and the second cam 30) is provided at the base of the finger pressing portion 21a.
  • the bottom surface of the recess is a second cam mounting surface 25 on which a panel portion 33 of the second cam 30 described later rides.
  • Finger pressing as described above The parts 2 1 3 to 2 1 0: are formed in succession with a finger pressing slope 2 2 and a concentric arc part 2 3 centered on the rotation center P, respectively.
  • the arc portion 23 is provided at a spaced position where the fingers 40 to 46 are not pressed.
  • a second cam 30 is pivotally supported on the shaft portion of the cam drive wheel 76 and is rotatably inserted into the shaft portion of the cam drive wheel 76.
  • the second cam 30 has the same shape as the finger pressing portions 21a, 21b, 21c of the first cam 20 described above, and the finger pressing inclined surface 2 and the finger pressing inclined surface 2 And a finger pressing slope 3 1 having the same shape as 2.
  • the second cam 30 is formed with a spring portion '33 as an elastic portion protruding in a peninsular shape.
  • the spring portion 33 is concentrically provided with respect to the center of rotation P, and has a shape that can be accommodated in the 'recessed portion (second cam mounting surface 25) formed in the first cam 20 described above. have.
  • a columnar friction engagement portion 3 4 protrudes.
  • the second cam 30 includes an arc portion 3 6 having the same diameter as the arc portion 2 3 provided on the first cam 2 and the arc portion 3 6 on the opposite side of the panel portion 3 3 in the plane direction.
  • a straight portion 3 5 connecting the rotation center P connecting the finger pressing portion 3 2 is provided.
  • first cam 20 Since the first cam 20 is fixed to the shaft portion of the cam drive wheel 76, the first cam 20 rotates in the direction of arrow R along with the rotation of the cam drive wheel 76.
  • the second cam 30 does not rotate following the first cam 20 because it is in a loose-fitting relationship with the shaft portion of the cam-driven vehicle 76, but the first cam at the end of the second cam 30
  • the rotational force of the first cam 20 is the second It is transmitted from the cam engaging portion 26 to the first cam engaging portion 3 8 and rotates together with the first cam 20, so that the fingers 40 to 46 can be pressed.
  • This state is called the second state.
  • the engagement between the spring ⁇ 3 3 of the second cam 30 and the second cam mounting surface 25 of the first cam 20 is released, and the first cam 20 and The second cam 30 is in a state in which a single cam having finger pressing portions 21a to 21c, 32 is provided at four locations.
  • the finger pressing portions 2 1 a to 21 c and 3 2 are formed concentrically with respect to the rotation center P, and the fingers formed by the concentric circles. It is set so that the two adjacent fingers can come into contact with the pressing area.
  • a tube 50 for flowing a fluid is disposed at a position where the first cam 20 and the second cam 30 are separated from each other.
  • the tube 50 has elasticity, and is formed of a silicon rubber in this embodiment.
  • the tube 5 is mounted in the tube guide groove 1 2 1 formed in the tube frame 12, and one end is provided with an outlet 53 for allowing the fluid to flow out to the section. Projecting outside the 10.
  • the inlet 5 2 into which the fluid at the other end flows is connected to the connecting pipe 55, and the end of the connecting pipe 55 communicates with a fluid storage section 60 (not shown) that contains the fluid. ing.
  • the tube 50 is mounted in a tube guide groove 1211 formed so that the range pressed by the fingers 40 to 46 is concentric with the rotation center P. Fingers 40 to 46 are arranged radially from the rotation center P between the tube 50 and the first cam 20 and the second cam 30.
  • the finger 44 includes a cylindrical shaft portion 4 4 a, a flange portion 4 4 c provided at one end portion of the shaft portion 4 4 a, and a contact portion in which the other end portion is rounded into a hemisphere. 4 4 b and The flange portion 4 4 c is a pressing portion that presses the tube 50, and the contact portion 4 4 b is a pressing portion that is pressed by the first cam 20 or the second cam 30.
  • These fingers 40 to 46 are mounted in finger guide grooves 1 26 provided in the tube frame 12, and the cross-sectional direction is held by the lid 13 (see FIG. 4).
  • the fingers 40 to 4 6 can reciprocate along the finger guide grooves 1 26 and are pushed outward by the first cam 20 and the second cam 30, and are tube guide grooves.
  • the tube 50 is pressed between the tube guide wall 1 2 2 of 1 2 1 and the fluid flow part 5 1 is closed (see also FIG. 3).
  • the center positions of the fingers 40 to 46 in the cross-sectional direction substantially coincide with the center of the tube 50.
  • FIG. 1 shows one state of the second state in which the fluid is transported.
  • the state shown in FIG. 1 represents one state of the second state.
  • the finger pressing portion 3 2 of the second cam 30 presses the finger 4.4 and the finger 45 Is in contact with the joint between the finger pressing portion 3 2 and the finger pressing inclined surface 3 1 and closes the tube 50.
  • the finger 46 pushes the tube 50 on the finger pushing slope 31.
  • the finger 46 is smaller than the finger 44 pushing amount, and the tube 50 is pushed. It is not completely occluded.
  • the fingers 4 1 to 4 3 are in the range of the arc portion 3 6 of the second cam 30 and are in an initial position where they are not pressed. Further, finger 40 is in contact with finger pressing slope 22 of first cam 20, but tube 50 has not been closed yet at this position.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the BB cut surface of FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a DD cut surface of FIG.
  • the tube 50 is inserted into a tube guide groove 1 2 1 provided in the tube frame 12 2 in the cross-sectional direction and is held at the position shown in FIG. In the figure, it is represented by a two-dot chain line).
  • the finger 4 4 is mounted in a finger guide groove 1 2 6 provided in the tube frame 1 2 (see FIG. 4).
  • a concave portion 1 2 5 in which a flange portion 4 4 c provided on the finger 4 4 is movable is formed in a portion connecting the finger guide groove 1 2 6 and the tube guide groove 1 2 1.
  • a recess that is a deformable region when the tube 50 is closed is formed in the lower portion of the tube guide wall 1 2 2 provided perpendicular to the tube guide groove 1 2 1. .
  • a lid body 13 is placed above the tube 50, and the lid body 13 has a size that allows the tube 50 to be mounted at a position corresponding to the tube guide groove 1 2 1.
  • a groove, a recess 1 3 1 corresponding to the recess 1 2 5, and a recess that becomes a deformable region by closing the tube 50 are formed.
  • the fluid flow portion 51 is not closed (the finger 4.4 at this time). Is represented by a two-dot chain line).
  • FIG. 3 shows a state in which the second cam 30 is pressing the finger 44, but the finger 44 is pressed by the finger pressing portion 32 to close the tube 50. Subsequently, when the finger 44 is retracted and the blockage of the tube 50 is released, the shape of the fluid flow part 51 is restored. At this time, the tube 50 is moved to the initial position (the position indicated by the two-dot chain line) by the tube guide portion 1 2 3 partially protruding in the recess portion 1 2 5 of the tube frame .1 2. It will definitely return.
  • the tube guide portion 1 2 3 has a slope in the direction of the tube 50, and assists each time the tube 50 returns to the initial position. As shown in FIG. 1, the tube guide section 1 2 3 is located near the outside of the finger 40, between the fingers 4 1 and 4 2, between the fingers 4 4 and 4 5, and between the fingers 4 6 It is provided at four locations near the outside of the tube, and the tube 50 promotes a reliable return from the closed position to the open position.
  • the finger (finger 4 4 is shown as an example) is inserted into the finger guide groove 1 2 6 drilled in the tube frame 12 from above (see Fig. 4). Then, the assembly is completed by mounting the tube 50 in the tube guide groove 1 2 1 and placing the lid 1 3 thereon. At this time, the positions of the first cam 20 and the second cam 30 are assembled in the first state shown in FIG. As will be described in detail later, the first state is a state in which neither the first cam 20 or the second cam 30 presses any of the fingers 40 to 46, so that the tube 50 and the finger Since no load is applied to 40 to 46, assembly work is facilitated.
  • the assembly order of fingers 40 to 4 6 and tubes 50 can be switched. Noh.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a first state of the fluid transport device 10. This state is also a state immediately after the fluid transport device 10 is assembled.
  • the first cam 20 and the second cam 30 are assembled so that the spring portion 33 of the second cam 30 is disposed on the second cam mounting surface 25 of the first cam 20.
  • the first force state is formed by slightly bending and raising the spring portion 33 of the second force force 30 at the position shown in the drawing of the second force force mounting surface 25.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the FF section of FIG.
  • the spring portion 3 3 of the second cam 30 is placed on the second cam mounting surface 25, and the friction engagement portion 3 4 ′ protruding from the tip of the spring portion 3 3 is connected to the panel portion.
  • the second cam mounting surface 25 is urged by the elastic force of 3 3 in the vertical direction (thickness direction). With this elastic force, the second cam 30 is attached to the first cam 20 and this state is maintained until the fluid transport device 10 is driven.
  • the friction engagement portion 34 is provided to maintain the state in the first state and reduce the frictional resistance when shifting to the second state. .
  • the depth from the top surface of the second cam mounted surface 25 is the depth at which the top surface of the spring portion 3 3 of the second cam does not protrude from the top surface of the first cam 20 in the state of FIG. It is desirable to set to. _
  • the planar positions of the first cam 20 and the second cam 30 are the finger pressing part 21c of the first cam 20 and the finger pressing part of the second cam 30.
  • Fingers 40 to 46 are arranged between 3 2 and 3 2. Therefore, the finger 40 is in contact with a part of the finger pressing slope 22, but the finger 40 does not press the tube 50 at this position.
  • the fingers 4 1, 4 2, and 4 3 are connected to the first cam 2 0 and the second cam 30.
  • Finger 4 4, 4 5, 4 6 is the 2nd cam
  • the fluid flow part 51 of the tube 50 is kept open, so that it does not deform.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an initial state in which the fluid transport device 10 is driven and the state is shifted from the first state to the second state.
  • the first cam 20 and the second cam 30 rotate in the direction of arrow R in the state shown in FIG. 5 and FIG. From the state shown in FIG. 5, the second cam 30 and the first cam 20 rotate while being attached to each other.
  • the finger pressing portions 21 c, 21 b, and 21 a of the first cam 20 sequentially press the fingers 40 to 46 to flow the fluid.
  • the second cam 30 has a loose-fitting relationship with the cam drive wheel 7 6, and only the frictional resistance between the spring portion 3 3 and the second cam mounting surface 25 and the second cam 30 has a mutual relationship with the first cam 20. Since the positional relationship is maintained, the frictional resistance between the finger pressing slope 31 and finger 40 is greater than the frictional resistance between the panel 3 3 and the second cam mounting surface 25. At that point, the second cam 30 is in phase with the first cam 20. In contrast, it starts rotating in the direction of arrow r.
  • FIG. 8 shows a state when the first cam 20 is further rotated in the arrow R direction from the state of FIG.
  • the first cam 20 is rotated to a position where the finger pressing portion 21 a presses the fingers 4 3, 4 4.
  • the second cam 30 rotates following the first cam 20, but the fingers 40, 41 are riding on the finger pressing slope 31.
  • the sum of the frictional resistance between the finger pressing part 3 2 and the fingers 40, 4 1 is gradually larger than the frictional resistance between the flange part 3 3. and the second cam mounting surface 25.
  • the second cam 30 starts to rotate in the direction of the arrow r relative to the first cam 20.
  • the engagement between the spring portion 3 3 and the second cam mounting surface 25 is released (the state indicated by the two-dot chain line in the figure), and the attached state between the first cam 20 and the second cam 30 is released. Is done.
  • the first cam engaging portion 3 8 of the second cam 30 contacts the second cam engaging portion 26 of the first cam 20.
  • the second cam 30 is rotated in the direction of arrow R by the first force 20.
  • the second state shown in FIG. 1 is reached, and it is considered that the first cam 20 and the second cam 30 are the same force and shape between the finger pressing portions as if they were one sheet.
  • Each finger pressing part 2 1 a, 2 1 b, 2 1 c, 3 2 2 fingers 40 to 4 6 are pressed and released, and fingers 40 to 4 6 flow into tube 50.
  • 5 2 to outlet 5 Repeatedly closes and opens sequentially in 3 directions, allowing fluid to flow continuously.
  • the load torque of the cam drive wheel 7 6 in the state of FIG. 7 is determined by the load torque when the finger pressing portion 2 1a of the first cam 20 presses the finger 4 1 and the finger pressing slope 2 2
  • one of the first state in which all of the fingers 40 to 46 are open, and one of the fingers 40 to 46 is always one of the tubes.
  • a second state of closing Therefore, before driving the fluid transport device 10, keep it in the state 1 (maintain it in the assembled state) so that the fingers 50 to 46 do not press the tube 50. Therefore, it is possible to prevent the tube 50 from being deformed. As a result, the flow rate of the fluid can be maintained at a predetermined value.
  • the elastic force of the spring portion 3 3 provided on the second cam 30 causes the second cam 30 to 1
  • the first state is formed by energizing and attaching the cam 20 in the thickness direction, and the attachment between the first cam 20 and the panel portion 3 3 is released, and the second state is established. Since it is a structure to be formed, no other parts are required to form the first state, and it can be realized with a simple structure.
  • the finger pressing slope 31 of the second cam 30 comes into contact with the finger 40.
  • the second force 30 gradually pushes the finger 4 and the frictional resistance of the contact portion between the second cam 3.0 and the finger 40 is thereby increased. Will increase.
  • the frictional resistance becomes greater than the sticking force, the sticking is released and the second state is formed. Therefore, it is possible to shift from the first state to the second state without any operation by the user.
  • the finger is allowed to flow at a predetermined flow rate by performing a predetermined pressing operation with the first force 20, and The predetermined flow can be continued by the second cam 30 even after the transition to the second state.
  • the first state and the second state can be formed with a simple structure without increasing the number of components.
  • the panel portion 33 is formed within the thickness range of the first cam 20, a thin fluid transport device having no protrusion can be realized.
  • the first cam 20 and the second cam 30 have the same circumferential pitch and shape of the finger one pressing portion as if they were one cam, and the first cam While the second cam 30 is rotated once, the fluid can flow continuously at a constant flow rate.
  • the circumferential direction regions of the finger pressing portions formed on the first cam 20 and the second cam 30 are set so that two adjacent fingers can come into contact with each other. 4 0 to 4 6; the two adjacent When the first cam 20 and the second cam 30 rotate, the finger 50 is closed and the tube 50 is closed alternately. The fingers pressed by the pressing portion are sequentially switched. At this time, by setting so that the two fingers can come into contact with the finger pressing part, in the process of switching the finger to be pressed, the first finger is always pressed and pressed. Since the tube 50 is closed, it is possible to prevent a back flow of the fluid and to allow a continuous flow of the fluid.
  • the load torque of the first cam 20 and the second cam 30 (load torque of the cam drive wheel 76) is set to be substantially constant during one rotation. . Accordingly, since the fluctuation of the load torque is small, the drive source of the first cam 20 and the second cam 30 and the step motor of the first cam can be reduced in size, and the fluctuation of the fluid flow rate can be suppressed.
  • the tube guide portion 1 2 3 having an inclined surface for returning to the initial position before the tube 50 is closed is provided.
  • the tube 50 that has been closed and deformed can be reliably returned to its initial position, so that the pressure between the tube 50 and the fingers 40 to 46 can be stabilized, and the fluid Stable flow can be continued.
  • the outer diameter of the tube 50 is 1.1 mm
  • the diameter of the fluid flow part 51 is 0.6 mm
  • the first cam 20 When the rotation speed of the second cam 30 is set to 4 rotation hours, the fluid is water and continuous transport is realized in a minute amount of 15 ⁇ 1 ⁇ hours.
  • the size of the fluid transport device 10 has been reduced to a width of 18 mm, a length of 3 2 mm, and a thickness of 8.5 mm.
  • 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. That is, the present invention is mainly illustrated and described mainly with respect to specific embodiments, but without departing from the scope of the technical idea and object of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of shapes, materials, combinations, other detailed configurations, and processing methods between manufacturing processes.
  • the first cam 20 is configured to push the second cam 30 in the second state.
  • the second cam 30 is provided with a recess or hole through which the shaft is passed, and the second cam 30 is shared with the first cam 20 as the cam drive wheel 76 rotates. Can be rotated.
  • the first state and the second state can be formed by forming the shape of the concave portion or the hole in an oval shape on a concentric circle with the rotation center P as the center.
  • a shaft may be provided below the second cam 30, and a recess or hole may be provided in the flange portion 76 a of the cam drive wheel 76.

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Description

明細書 流体輸送システム、 流体の吐出量設定方法 技術分野
本発明は、 流体輸送装置に関し、 詳しく は、 弾性を有するチューブを 複数のフィ ンガ^"をカムの回転によ り押庄し、 チューブを順次閉塞、 開 放して流体を流動する流体輸送装置の構造に関する。 技術背景
従来、 流体輸送装置 (ポンプ) と して、 湾曲した凹状の圧盤に沿って チューブを配設し、 カムを圧盤とチューブの近傍に配置し、 このカムと チューブの間に複数のフイ ンガーが介設されており、 カムの回転によ り、 複数のフィ ンガーが、 順次チューブの方向に押圧され、 チューブを圧搾 して流体を流動する構造が知られている。 この流体輸送装置では、 チュ ーブは、. 圧盤を本体に装着するこ とで、 流体が流動可能な状態を構成し ている (例えば、 特許文献 1参照) 。 ,
【特許文献 1 】 特表 2 0 0 1 — 5 1 5 5 5 7号公報
このよ うな特許文献 1 では、 チューブを圧盤の凹部に挿着し、 さ らに 圧盤を本体に揷着する.ことで、 流体輸送装置を駆動可能な状態にする。 従 όて、 駆動可能な状態にするた、 ·めの操作に煩わしさがある。 また、 こ の流体輸送装置を他の装置や、 取り いが困難な場所に設置する場合に は、 予め、 チューブを本体に挿着しておく ことになる。
しかしながら、 この流体輸送装置では、 チューブを揷着した状態で、 常時いくつかのフィ ンガーが、 チューブを閉塞または押圧している。 流 体輸送装置を駆動開始する前に、 チューブを閉塞している期間が長く な る場合には、 チューブに永久変形が生じ、 流体の流動ができなく なった り、 所定の流動量が得られないという よ うな課題を有している。
本発明の目的は、 前述した課題を解決することを要旨と し、 流体輸送 装置を駆動する前においては複数のフイ ンガーを全て開放している第 1 の状態と、 流体輸送装置を駆動した後には、 複数のフィ ンガーのうちの 少なく と も一つが常に前記チューブを閉塞する第 2の状態とを有し、 チ ユ ーブの永久変形を抑制し、 安定した流量を確保でぎる小型の流体輸送 装置を提供することである。 発明の開示
本 ¾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溝を有するチューブ枠と、. 前記チューブの 内側に配置され、 前記チューブ案内溝の円弧の中心と回転中心が一致す るカム駆動車と、 前記カム駆動車の中心軸に軸止される第 1 カムと、 前 記カム駆動車の中心軸に回動可能に軸支される第 2カムと、 前記チュー ブと前記第 1 カム及び第 2カムとの間に前記回転中心から放射状に介設 され、 前記第 1 カム及び第 2カムが回転することによって前記チューブ を押 1ΐする複数のフィンガーと、 を備え、 前記第 1 カム及び第 2カムと が、 前記複数のフィ ンガーを全て開放する第 1 の状態と、 前記第 1 カム 及び第 2カムとが、 前記複数のフイ ンガーの少なく と も一つが常に前記 チューブを閉塞する第. 2の状態とを有し、前記第 1 カム及び第 2 カム力 前記複数のフィ ンガーを順次押圧し、 前記複数のフィ ンガーが、 前記チ ユーブを流体の流入側から流出側に向かって順次閉塞、 開放、を繰り返し、 流体を連続流動することを特徴とする。
この発明によれば、 複数のフィ ンガーを全て開放する第 1 .の状態と、 複数のフィ ンガーの少なく とも一つが常に前記チューブを閉塞する第 2 の状態とを有しているため、 流体輸送装置を駆動する前に、 第 1 の状態 にしておく ことで、 フィ ンガーがチューブを押圧していないため、 チュ ーブの永久変形を防止することができる。 そのことによって、 流体の流 量を所定値に維持することができる。 また、 第 1カム及び第 2カムを第 1 の状態のときに、 チューブをチュ ーブ枠に揷着すれば、 フィ ンガーによる押圧負荷がないので、 チューブ を揷着しやすいという効果がある。
また、 本発明では、 前記流体輸送装置が駆動開始時点において、 前記 第 2カムが前記第 1 カムに持着された状態で前記第 1 の状態を形成し、 第 1 カムと第 2 カムとの持着が開放されて前記第 2の状態が形成される ことが好ま しい。
このよ うな構造にすれば、 第 1 の状態を形成するためには、 第 1 カム と第 2 カムを持着すればよく 、 第 1の状態を形成するために、 他の部品 を用意する必要がなく、 簡単な構造で実現することができる。
また、 上述の構造では、 前記第 1 カムと前記第 2カムとが前記第 1の 状態で回転し、 ίίί記第 2のカムが前記フィ ンガーに当接した際に、 前記 第 2のカムと前記フィ ンガーとの当接部の摩擦抵抗によ り、、 前記第 2力 ムが前記カム駆動車の中心軸を中心に前記第 1 カムの回転方向とは相対 的に逆方向に回動され、 前記第 1 カム との持着が解除され、 前記第 2力 ムが前記第 1 カムによって押動されて前記第 2の状態が形成されること が好ま しい。 ' '
第 1 カムと第 2カムとは; まず持着された状態で回転を開始する。 そ の後第 2カムが、 回転方向にある最初のフィ ンガーに当接することにな る。 さ らに回転させる,と、 第 2カムが徐々にフィ ンガーを押圧し、 その ことによ り、 第 2カムとフィ ンガ、一と当接部の摩擦抵抗が増加する。 第 2 カムはカム駆動車とは遊嵌の関係にあるため、 摩擦抵抗が持着力よ り も大き く なつた時点で、 第 1カムとは相対的に逆方向に回動し、 第 1 力 ムとの持着が解除されて第 2の状態が形成される。
従って、 本発明の流体輸送装置を駆動させることによって、 使用者が 特別な操作をすることなく、 第 1 の状態から、 第 2の状態に移行させる ことができる。
なお、 詳しく は後述する実施の形態で説明するが、 第 1の状態から第 2の状態に移行する期間においては、 第 1 カムがフィ ンガーを所定の押 圧動作を行い、 流体の所定の流動が可能であり、 また、 第 2の状態に移 行した後も、 第 2カムによって、 所定の流動を継続することができる。
また、 上述の構造では、 前記第 2カムに設けら,れた弾性部によ り、 前 記第 2カムが前記第 1 カムの厚さ方向に与えられる付勢力で前記第 1 力 ムに持着されることで前記第 1の状態を形成し、 この付勢が除かれるこ とによ り持着が解除され、前記第 2の状態が形成されることが望ま しい。 このよ う にすれば、 構成部品を増やすことなく、 簡単な構造で第 1 の 状態と第 2の状態とを形成するこ とができ る。 さ らに.、 第 2 カムの弾性 部を第 1 カムの厚さの範囲内に形成すれば、 薄型の流体輸送装置を実現 できる。 . また、 前記第 1 カムが、 外周部に複数のフィ ンガー押圧部を備え.、 前 記第 2カムが、 外周部に少なく とも一つのフィ ンガー押圧部を備え、 前 記第 2の状態のとき、 前記第 1 カム及び前記第 2カムそれぞれのフィ ン ガー押圧部の周方向のピツチが等しいことが望ま しい。
フィ ンガーの押圧部がフィ ンガーを押圧したときにチューブが閉塞さ れるが、. 第 1 カム、 第 2カムのフィンガー押圧部それぞれの周方向ピッ チを同じにすることで、 1 回転する間の流体流動を一定の流量で、 連続 的に流動することができる。
また、 前記第 1 カムに形成される複数のフィ ンガー押圧部と、 前記第 2カムに形成されるスイ ンガー押圧部と、 の形状が等しく 、、それぞれの フィ ンガー押圧部の周方向領域が \ 前記フィ ンガーの隣接する二つが当 接可能に設定されていることが望ま しい。
さ らに、 前記複数のフィ ンガーのう ちの二つが前記チューブを閉塞す る状態と、 一つが前記チューブを閉塞する状態とが交互に繰り返される ことが望ま しい。
このよ うにすることで、 第 1 カムと第 2カムが回-転する間に、 フィ ン ガ一押圧部が、 押圧するフィ ンガーを順次切換えていく 。 この際、 フィ ンガー押圧部にフィ ンガーが同時に二つ当接可能に設定することによ り 、 切換え過程においても常に一つのフィ ンガーが押圧され、 チューブを閉 塞するため、 流体の逆流を防止すると ともに、 流体の連続流動を可能に するこ とができる。
また、 前記流体輸送装置を駆動しているとき、 前記カム駆動車が 1回 転する間において、 前記カム駆動車の負荷 トルクが略一定であることを 特徴とする。
ここで、 駆動源と しては、 例えば、 ステップモータを採用できる。 このよ うにすれば、 負荷 トルクの変動が少ないため、 駆動源の回転 ト ルクの安全率を小さ くすることが可能となり、 駆動源を小型化ができる ほか、 流体の流動量の変動を抑えることができる。
また、 前記チューブと前記複数のフィ ンガーとが、 同じ方向から前記. チューブ枠に揷着可能であることが好ま しい。
このよ うにすれば、 チューブ及びフィ ンガーの組立て性が優れ、 前述 したよ うに第 1 カムと第 2カムとが第 1 の状態で、 チューブ及びフィ ン ガーで組立てることができるので、 小型な流体輸送装置であっても、 容 易に組立てることができる。
さ らに、前記チューブが前記フィ ンガーによって閉塞される状態から、 開放される状態に移行する際に、 前記チューブを閉塞される前の初期位 置に復帰させるための斜面を有するチューブ案内部が、 前記チューブ案 内溝の底部に設けられていることが望ま しい。
このよ うに、 チューブ案内部を設けることによ り、 .閉塞され変形した チューブを確実に初期状態の位置、に復帰させることができるため、 流体 の安定した^動を継続することができる。
また、 この機能をもたせるために、 別の部品を設ける必要がなく 、 簡 単な構造でこの機能を実現することができる。 産業上の利用可能性
本発明の流体輸送装置 1 0は、 様々な機械装置において、 装置内、 ま たは装置外に搭載し、 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、 流体輸送装置単独で、 前記流体の流動、 供給に利用することができる。
また、 小型化が可能で、 微量流量を安定して連続的に流動することが できるため、'生体内に装着し、 新薬の開発などの医療用に好適である。 図面の簡単な説明
【図 1】 本発明の実施形態に係る流体輸送装置の流体輸送機構を示す 平面図。
【図 2 】 図 1 の A— A切断面を示す部分断面図。
【図 3 】 図 1 の B— B切断面を示す部分断面図。
【図 4 】 図 3の D—. D切断面を示す断面図。
【図 5 】. 本発明の実施形態に係る流体輸送装置の第 1の状態を表す説 明図。
【図 6 】 図 5 の F— F切断面を示す断面図。
【図 7 】 流体輸送装置を駆動し、 第 1の状態から第 2の状態への移行 する最初の状態を示す説明図。
【図 8】 図 7の状態から、 さらに第 1カムが回転した時の状態を示す 説明図。
【図 9】 図 8で示す状態を説明する部分断面図。 発明を実施するための.最良の形態
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 9は、 本発明の実施形態に係る流体輸送装置を示している。 図 1〜図 4は、 流体輸送装置を示す平面図及ぴ断面図、 図 5〜図 9は、 流体輸送装置を駆動した状態を説明する平面図及び断面図である。
図 1は、 本実施形態に係る流体輸送装置の一部を示す平面図であり、 図 2は、 図 1 の A— A切断面を示す部分断面図、 図 3は、 図 1の B— B 切断面を示す部分断面図、 図 4は、 図 3 の D— D切断面を示す断面図で ある。 なお、 図 1〜図 4は、 流体輸送装置 1 0が通常に駆動している第 2の状態のうちの一状態を表している。 図 1 、 図 2を参照して、 本実施形態の流体輸送装匱 1 0の構造につい て説明十る。 図 1 、 図 2において、 本実施形態の流体輸送装置 1 0は、 基本構成と して、 流体輸送機構に駆動力を伝達する駆動伝達部と、 流体 を流動するチューブ 5 0 と、 駆動伝達部からの駆動ガによって第 1 カム 2 0 と第.2カム 3 0 とを回転してチューブ 5 0を流体の流入側から流出 側に順次閉塞しながら流動する流体輸送機構と、 流体を収容する流体収 容部 6 0 と、 を備えている。
まず、 駆動伝達部の構造について図 2を参照して説明する。 図 2は、 図 1 の A A切断面を示す部分断面図である。 図 2において、 駆動伝達 部は、 駆動源と してステ ップモータ (図示せず) を備え、 ステップモー- タのステップロータ 7 0の回転を第 1伝達車 7 1 、 第 2伝達車 7 2、 第 3伝達車 7 3、 第 4伝達車 7 4を順次嚙-^ ^させてカム駆動車 7 6まで伝 達する。
これらのステップロータ 7 0、 第 1伝達車 7 1 、 第 3伝達車 7 3、 第4伝達車 7 4は、 第.1機枠 1 1 と第 2機枠 1 4によって回転可能に軸支 されている。 第 1機枠 1 1 には、 伝達車軸 7 5が植立されており、 筒部 が上方 (第 1 カム 2 0、 第 2 カム 3 0が配設される方向) に突出されて いる。 この伝達車軸 7 5に開設されている貫通孔に第 4伝達車 7 4の筒 部が挿通され、 第 4伝達車 7 4に開設される貫通孔に第 2伝達車 7 2の 軸部が挿通されている。 . . 、
第 2伝達車 7 2は、 一方の支持、軸が第 2機枠 1 4に軸支され、 他方の 軸部が第 4伝達車 7 4 の貫通孔によって軸支される。 そして、 第 4伝達 車 7 4 の回転は、 図示しない第 5伝達車を介してカム駆動車 7 6に伝達 される。
カム駆動車 7 6は、 中央に開設された貫通孔を伝達車軸 7 5 の筒部外 周に挿通して軸支される。 カム駆動車 7 6は、 軸部が、 第 1 カム 2 0及 び第 2カム 3 0が配設される方向に突出している。 力ム駆動車 7 6 の軸 部上方は、 蓋体 1 3に植立されるカム駆動車支持軸受 7 8によって軸支 される。 蓋体 1 3には、 カム駆動車支持軸受 7 8 を軸支する穴が穿設さ れており、 この穴は蓋体 1 3を貫通せず、 カム駆動車支持軸受 7 8 の端 部は、 蓋体 1 3によって封止されている。 そして、 力ム駆動車 7 6は、 ステップロータ 7 0の回転を上述した各伝達車によつて所定の回転速度 まで減速される。
なお、 カム駆動車 7 6は、 伝達車軸 7 5 と力ム駆動車支持軸受 7 8 と によって軸支されているために、 支持部間の距離が長く ない、 カム駆動 車 7 6 の傾き量を抑制し、 後述する第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0 の負 荷 トルクによって生ずる力ム駆動車 7 6の軸部にかかる側圧を減じてい る。 ' '
続いて、 流体輸送機構の断面構造について図 2 を参照して説明する。 . 流体輸送機構は、 上述した駆動伝達部に重ねて第 1機枠 1 1 の上面側に 配設されている。 カム駆動車 7 6 の突出した軸部には、 下方から第 2力 ム 3 0、 第 1 カム 2 0の順に挿着されている。 こ こで、 第 2 カム 3 0は、 カム駆動車 7 6 に遊嵌の関係で軸支され、 第 1 カム 2 0はカム駆動車 7 6 と一体で回転するよ う軸止されている。
力ム駆動車 7 6 の鍔部 7 6 a には回転止め軸 7 7が植立されており、 突出した軸部が第 1 カム 2 0に開設された孔 2 0 a に挿入されている。 回転止め軸 7 7は、 カム駆動車 7 6 とは離間した位置に配置され (平面 位置は、 図 1参照)、 この回転止め軸 7 7を設ける とによ り、 第 1カム 2 0が、 カム駆動車 7 6との間において空転してしま う ことに対しての 補強をしている。 、
なお、 図 1、 図 2は、 第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0が、 第 2 の状態 にあるときを表しており、 第 2カム 3 0に設けられるバネ部 3 3はフリ 一の状態であるが、 パネ部 3 3 の先端部 (摩擦係合部 3 4 ) と第 1 カム 2 0 との周方向の隙間は、 パネ部 3 3の先端部 (摩擦係合部 3 4 ) と第 1 カム 2 0 との係合が解除できる最小の距離と している。 これは、 第 2 カム 3 0が衝撃等によ り第 1カム 2 0の回転よ り先行したときに、 フィ ンガー押圧部 3 2が、 第 1 カム 2 0のフィ ンガー押圧部とのピッチがず れなレ、よ うにしているためである。 第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0 の周囲には、 チューブ枠 1 2が設けら れている。 チューブ枠 1 2は、 上述した蓋体 1 3 と第 1機枠 1 1 との間 に挟持されており 、 蓋体 1 3、 チューブ枠 1 2、 第 1機枠 1 1 は図示し ない螺子によ り重ねて螺合され、 また、 第 1機枠 1 1 と第 2機枠 1 4 も 図示しない螺子によ り重ねて螺合され、 それぞれの接続面は密着されて いる。
続いて、本実施形態の流体輸送機構について図 1 を参照して説明する。 図 1 は、 本実施形態に係る流体輸送装置 1 0の一部を示す平面図であ る。 なお、' 図 1 は、 流体輸送装置 1 0を定常駆動している状態を示し、 蓋体 1 3を透視して表して.いる。 図 1 において、 本実施形態の流体輸送 機構は、 カム駆動車 7 6に軸止または軸支された第 1 カム 2 0 と第 2力 ム 3 . 0 と、 流体も流動するチューブ 5 0 .と、 チューブ 5 0 と第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 ひ との間に、 カム駆動車 7 6 の回転中心 Pから放射状 に介設された 7本のフ ンガー 4 0〜4' 6 とから構成されている。 フィ ンガー 4 0〜4 6は、 それぞれが等間隔に配設されている。 .
- 第 1 カム 2 0は、 中心部が、 カム駆動車 7 6 の軸部に軸止され、 外周 部に 3箇所の突出部を備え、 最外周部にフィ ンガー押圧部が形成されて いる。 フィ ンガー押圧部は、 3つのフィ ンガー押圧部 2 1 a〜 2 1 c か ら構成されている。 フィ ンガー押圧部 2 1 a〜 2 1 c は、 回転中心 Pか ら等距離の同心円上に形成される。 フィ ンガー押圧部 2 1 a とフィ ンガ 一押圧部 2 1 b、 及びフイ ンガー、押圧部 2 1 b と.フィ ンガー押圧部 2 1 c との周方向ピッチと外形形状は等しく形成されている。 また、 フィ ン ガー押圧部 2 1 a とフィ ンガ一押圧部 2 .1 c との間は、 フィ ンガー押圧 部 2 l a , 2 l b、 またはフィ ンガー押圧部 2 1 b, 2 1 c の周方向ピ ツチの 2倍の間隔を有している。
フィ ンガー押圧部 2 1 a の基部には、カム駆動車 7 6 の回転中心 P (第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0の回転中心と一致) と同心円上に形成され る凹部が設けられ、 この凹部の底面は、 後述する第 2 カム 3 0のパネ部 3 3が乗り上げる第 2カム載り面 2 5である。 上述したフィ ンガー押圧 部 2 1 3〜 2 1 0: は、 それぞれ、 フィ ンガー押圧斜面 2 2 と、 回転中心 P とを中心とする同心円上の円弧部 2 3 と連続して形成されている。 こ の円弧部 2 3は、 フィ ンガー 4 0〜 4 6 を押圧しない離間した位置に設 けられる。
また、 フィ ンガー押 1£部 2 1 a , 2 1 b , 2 1 cの一方の端部と円弧 部 2 3 とは、 回転中心 Pから延長した直線部 2 4で結ばれている。 第 1 カム 2 0の下部には、第 2 カム 3 0がカム駆動車 7 6 の軸部に軸支され、 カム駆動車 7 6の軸部に対して回転可能に挿着される。
第 2 カム 3 0は、 上述した第 1 カム 2 0 のフィ ンガー押圧部 2 1 a , 2 1 b , 2 1 c と同形.状のフィ ンガー押圧部 3 2 と、 フ ィ ンガー押圧斜 面 2 2 と同形状のフィ ンガー押圧斜面 3 1 と、 を備えている。 また、 第 2カム 3 0は、 半島状に突出した弾性部と.してのバネ部' 3 3が形成され ている。 このバネ部 3 3は、 回転中心 Pに対して同心円上に設けられ、 前述した第 1 カム 2 0に形成されている'凹部 (第 2カム載り面 2 5 ) 内 に収まるこ とができる形状を有している。 パネ部 3 3の先端裏側には円 柱状の摩擦係合部 3 4が突出している。
第 2カム 3 0には、 パネ部 3 3 とは平面方向反対側に、 前述した第 1 カム 2 ひに設けられる円弧部 2 3.と同じ径の円弧部 3 6 と、 円弧部 3 6 と フィ ンガー押圧部 3 2 とを接続する回転中心 Pを結ぶ直線部 3 5 とが 設けられている。 、
こで、 第 1 カム 2 0 と第 2力、ム 3 0 との関係について説明する。 第 1 カム 2 0は、 カム駆動車 7 6の軸部に軸止されているため、 .カム駆動 車 7 6 の回転と共に矢印 R方向に回転する。 第 2 カム 3 0は、 カム駆動 車 7 6の軸部とは遊嵌の関係にあるため第 1 カム 2 0に追従して回転し ないが、 第 2カム 3 0の端部の第 1 カム係合部 3 8が、 第 1 カム 2 0の フィ ンガー押圧部 2 1 cの端部の第 2カム係合部 2 6 と係合した状態で、 第 1 カム 2 0の回転力が第 2 カム係合部 2 6から第 1 カム係合部 3 8に 伝達され、 第 1 カム 2 0 と共に回転し、 フィ ンガー 4 0 ~ 4 6を押圧可 能な状態となる。 このよ う な状態を第 2 の状態と呼称する。 このよ うな第 2の状態では、 第 2カム 3 0のバネ^ 3 3 と、 第 1 カム 2 0 の第 2 カム載り面 2 5 との係合が解除されており、 第 1 カム 2 0 と 第 2 カム 3 0 とは、 あたかも、 4箇所にフィ ンガー押圧部 2 1 a〜 2 1 c , 3 2を備える 1個のカムを構成した状態となる。
なお、 図示は省略してレ、、るが、 フィ ンガー押圧部 2 1 a〜 2 1 c , 3 2 とは、 回転中心 Pに対して同心円上に形成され、 この同心円で形成さ れるフィ ンガー押圧領域に、 隣接する 2本のフィ ンガーが当接可能な寸 法になるよ うに設定されている。
これら第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 とは離間した位置に流体を流動す るチューブ 5 0が配設されている。 チューブ 5 0は、 弾性を有し、 本実 施形態ではシリ コン系ゴムによって形成されている。 チューブ 5 ひは、 チューブ枠 1 2に形成されたチューブ案内溝 1 2 1 内に装着され、 一方 の端 ¾は、 流体が ^部に流出される流出口 5 3が設けられ、 流体輸送装 置 1 0の外部に突出している。 他方の端部の流体が流入する流入口 5 2 は、 接続管 5 5に接続ざれ、 接続管 5 5の端部が流体を収容する流体収 容部 6 0 (図は省略する) に連通している。
チューブ 5 0は、 フィ ンガー 4 0〜4 6によって押圧される範囲が、 回転中心 Pに対して同心円となるよ う に形成されたチューブ案内溝 1 2 1 内に装着されている。 チューブ 5 0 と第 1 カム 2 0及び第 2カム 3 0 との間には、 フィ ンガー 4 0〜4 6が、 回転中心 Pから放射状に配設さ れる。
フィ ンガー 4 0〜4 6は、 同じ形状で形成されているので、 フィ ンガ 一 4 4を例示して説明する。フィ ンガー 4 4は、円柱状の軸部 4 4 a と、 軸部 4 4 a の一方の端部に設けられる鍔部 4 4 c と、 他方の端部が半球 状に丸められた当接部 4 4 b と、 によって構成されている。 鍔部 4 4 c がチューブ 5 0を押圧する押圧部であり、 当接部 4 4 bが第 1 カム 2 0 または第 2カム 3 0によつて押圧される押圧部である。 これらフィ ンガ 一 4 0〜 4 6は、 チューブ枠 1 2に設けられるフィンガー案内溝 1 2 6 内に装着され、 蓋体 1 3によって断面方向が保持される (図 4、 参照)。 フィ ンガー 4 0〜 4 6ほ、 フィ ンガー案内溝 1 2 6に沿って往復移動 が可能であり、 第 1 .カム 2 0及び第 2カム 3 0によつて外側方向に押圧 され、 チューブ案内溝 1 2 1 のチューブ案内壁 1 2 2 と の間でチューブ 5 0を押圧して流体流動部 5 1 を閉塞する (図 3 も参照)。 フィ ンガー 4 0〜 4 6の断面方向の中心位置は、 チューブ 5 0の中心とほぼ一致して いる。
本実施形態の流体輸送機構は上述したよ う に構成され、 図 1 は、 流体 を輸送している第 2の状態の一状態を表している。
続いて、 本実施形態による流体の輸送に係る作用について、 図 1 を参 照して説明する。 図 1 .に図示した状態は、 第 2の状態のうちの一状態を, 表しており 、 第 2カム 3 0のフィ ンガー押圧部 3 2でフィ ンガー 4. 4を 押圧 し、 フィ ンガー 4 5 は、 フィ ンガー押圧部 3 2 と フィ ンガー押圧斜 面 3 1 との接合部に当接しており、チューブ 5 0を閉塞している。また、 フィ ンガー 4 6は、 フィ ンガー押圧斜面 3 1 上で、 チューブ 5 0 を押圧 しているが、 フィ ンガー 4 6はフ ィ ンガ 4 4の押圧量よ り小さ く 、 チ ユーブ 5 0を完全には閉塞していない。
フィ ンガー 4 1〜 4 3は、 第 2カム 3 0の円弧部 3 6の範囲にあり、 押圧されない初期位置にある。 また、 フィ ンガー.4 0は、 第 1 カム 2 0 のフィ ンガー押圧斜面 2 2に当接しているが、 この位置では、 まだチュ —ブ 5 0を閉塞していない。
この位置から、 さ らに第 1 カム、2 0 と第 2 カム 3 0 とを矢印 R方向に 回転すると、 第 2カム.3 0のフィ ンガー押圧部 3 2によって、 フィ ンガ 一 4 5, 4 6の順で押圧してチューブ 5 0を閉塞していく。 フィ ンガー 4 4は、 フィ ンガー押圧部 3 2から解除されチューブ 5 0は開放される。 チューブ 5 0のフィ ンガーから閉塞が開放される位置またはまだ閉塞さ れていない位匱には、 流体流動部 5 1 に流体が流入している。
第 1 カム 2 0をさ らに回転する と、 フィ ンガー押圧斜面 2 2力 フィ ンガー 4 0 , 4 1, 4 2 , 4 3の順に、 順次押圧していき、 フィ ンガー 押圧部 2 1 c に達したときにチューブ 5 0を閉塞する。 このよ うな動作を繰り返すことによ り、 流体を流入口 5 2側から流出 口 5 3側に向けて流動し、 流出口 5 3から吐出する (矢印 F方向)。 この際、 第 1カム 2 0及び第 2カム 3 0のそれぞれのフィ ンガー押圧 部には、.フィ ンガーの うちの 2本が当接し、 次のフィ ンガーを押圧する 位置に移動すると きには、 フィ ンガーのうちに 1本を押圧する。 このよ う に、 フィ ンガーを 2本押圧する状態と、 一本を押圧する状態と、 を繰 り返すことによ り.、 少なく と も 1本のフィ ンガーがチュ^ "プ.5 0 を常時 閉塞.している状態を形成する。 このことによ り、 第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0がフィ ンガーを順次押圧していく ときに、 フィ ンガーの押圧切 換時においても、 必ず. 1本のフィ ンガーを押圧してチューブ 5 0を閉塞 し、 流体の逆流を防止する と共に、 流体を連続流動することを可能にす る。
続いて、 フィ ンガーがチューブ 5 0を閉塞する構造の詳細について図 面を参照して説明する。' なお、 フィ ンガー 4 4がチューブ 5 0を閉塞す る状態を例示して説明する。
図 3 は、 図 1 の B— B切断面を示す部分断面図である。 また図 4は、 図 3の D— D切断面を示す部分断面図である。 図 3において、 チューブ 5 0は、 チューブ枠 1 2に設けられたチューブ案内溝 1 2 1 内に断面方 向の.大部分が揷入されて、図 3に図示する位置に保持されている(図中、 二点鎖線で表す)。 . 、
フィ ンガー 4 4は、 チューブ枠、 1 2に設けられたフィ ンガー案内溝 1 2 6内に装着される (図 4、 参照)。 このフィ ンガー案内溝 1 2 6 とチュ ーブ案内溝 1 2 1 と接続する部分には、 フィ ンガー 4 4に設けられる鍔 部 4 4 cが移動可能な凹部 1 2 5が穿設されている。 さ らに、 チューブ 案内溝 1 2 1 に垂直に設けられるチューブ案内壁 1 2 2の下部には、 チ ユ ープ 5 0が閉塞された際の変形可能な領域となる凹部が形成されてい る。
チューブ 5 0の上方には、 蓋体 1 3が載置され、 蓋体 1 3には、 チュ ーブ案内溝 1 2 1 に対応する位置にチューブ 5 0が装着可能な大きさの 溝と、 凹部 1 2 5 に対応する凹部 1 3 1 と、 チューブ 5 0が閉塞されて 変形可能な領域となる凹部とが形成されている。 チューブ 5 0は、 第 1 カム 2 0または第 2カム 3 0のチューブ押圧部がフィ ンガ"を押圧して いないときには、 流体流動部 5 1 は閉塞されていない (このときのフィ ンガー 4 .4 の位置を.二点鎖線で表す)。
図 3は、 第 2 カム 3 0がフィ ンガー 4 4を押圧している状態を示して いるが、 フ ィ ンガー 4 4は、 フィ ンガー押圧部 3 2によって押圧されチ ユーブ 5 0 を閉塞する。 続いて、 フィ ンガー 4 4が後退してチューブ 5 0 の閉塞が開放される と流体流動部 5 1 の形状が復帰する。 この際、 チ ' ユーブ 5 0は、 チューブ枠 .1 2の凹部 1 2 5 に部分的に突設されたチュ ーブ案内部 1 2 3 によって、 初期の位置 (二点鎖線で表す位置) まで確 実に復帰する。
チューブ案内部 1 2 3には、 チューブ 5 0 の方向に斜面が形成され、 チューブ 5 0が初期位置まで復帰するごとを補助している。 このチュー ブ案内部 1 2 3は、 図 1 に示すよ うに、 フィ ンガー 4 0 の外側近傍、 ブ イ ンガー 4 1 , 4 2 の間、 フィ ンガー 4 4 , 4 5 の間、 フィ ンガー 4 6 の外側近傍の 4箇所に設けられ、 チューブ 5 0が閉塞位置から開放位置 への確実な復帰を促す。
次に、 フィ ンガ一 4 0 〜 4 6及ぴチューブ 5 0の組立方法について説 明する。 フィンガ (フィ ンガー 4 4を例示) は、 チューブ枠 1 2.に穿 設されるフィ ンガー案内溝 1 2 6、内に上方から挿着する (図 4、 参照)。 そして、 チューブ 5 0をチューブ案内溝 1 2 1 内に装着して蓋体 1 3 を 載置するこ とで組立てが終了する。 この際、 第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0の位置は、 図 5に示す第 1 の状態で組立てられる。 第 1 の状態は、 詳 しく は後述するが、 第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 とが共にフィ ンガー 4 0 〜 4 6のいずれも押圧しない状態であるため、 チューブ 5 0及びフィ ンガー 4 0 〜 4 6 に負荷が加わっていないため組立作業を容易にしてい る。
なお、 フィ ンガー 4 0 〜 4 6 とチューブ 5 0の組立順序は入れ替え可 能である。
続いて、 本実施形態の流体輸送装置 1 0の駆動開始直前の第 1 の状態 と、 定常駆動状態の第 2の状態への移行方法について図面を参照して説 明する。
図 5は、 流体輸送装置 1 0の第 1 の状態を表す説明図である。 この状 態は、 流体輸送装置 1 0を組立てた直後の状態でもある。 第 1 カム 2 0 と第 2 カム 3 0 とは、 第 2 カム 3 0のバネ部 3 3が、 第 1 カム 2 0の第 2カム載り面 2 5 に配設されるよ う組立てられている。 つま り、 第 2力 ム 3 0のバネ部 3 3を上方に若干曲げ起こ して、 第 2力ム載り面 2 5の 図示する位置に重ねる.ことで、 第 1 の状態を形成する。
このときの状態を図 6に表す。
図 6は、 図 5 の F— F切断面を示す断面図である。 図 6に示すよ うに 第 2 カム 3 0 のバネ部 3 3は、 第 2カム載り面 2 5に載り上げ、 バネ部 3 3 の先端に突出ざれた摩擦係合部 3 4'が、 パネ部 3 3 の上下方向 (厚 さ方向) の弾性力によって第 2 カム載り面 2 5に付勢されている。 この 弾性力で、 第 2 カム 3 0は第 1 カム 2 0に持着され、 流体輸送装置 1 0 を駆動するまでこの状態が維持される。 この摩擦係合部 3 4は、 第 1の 状態においては、 その状態を維持する と ともに、 第 2の状態に移行する 際には、 摩擦抵抗を減ずるために設けられている。.
なお、 第 2カム載り,面 2 5の上面からの深さは、 図. 6の状態で、 第 2 カムのバネ部 3 3 の上面が、 第 1、カム 2 0の上面から突出しない深さに 設定することが望ま しい。 _
さ らに、 第 1 カム 2 0 と第 2 カム 3 0 との相互位置関係を図 5 を参照 して説明する。 第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 との平面位置は、 図 5に示 すよ うに、 第 1 カム 2 0のフィ ンガー押圧部 2 1 c と第 2 カム 3 0 のフ イ ンガー押圧部 3 2 との間にフィ ンガー 4 0〜 4 6が配設されている。 従って、 フィ ンガー 4 0はフィ ンガー押圧斜面 2 2の一部に当接してい るが、 この位置ではフィ ンガー 4 0はチューブ 5 0を押圧していない。 また、 フィ ンガー 4 1 , 4 2, 4 3は、 第 1 カム 2 0 と第 2 カム 3 0 が共に存在していない位置、 フィ ンガー 4 4, 4 5, 4 6は、 第 2カム
3 0の円弧部 3 6 の範囲にあり、 これらもチューブ 5 0 を押圧していな レ、。 従って、 このよ うな第 1の状態で流体輸送装置 1 0 (流体輸送機構) を組立てれば、 第 1 カム 2 0、 第 2カム 3 0、 フィ ンガー 4 0〜 4 6、 チューブ 5 0が相互に千渉せずに、 同じ方向からフィ ンガ一 4 0〜 4 6、 及びチューブ 5 0 .を組立てることが可能となる。
さ らに、 このよ うに上述した第 1の状態に保持しておけば、 チューブ 5 0の流体流動部 5 1 は開放された状態を維持するため、 変形してしま う ことはない。
次に、 上述した第 1 の状態から第 2の状態への移行過程について図面 を参照して説明する。
図 7は、 流体輸送装置 1 0を駆動し、 第 1 の状態から第 2の状態への 移行する最初の状態を示す説明図である。 図 7においそ、 第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 とは、 図 5、 図 6で示した状態のまま矢印 R方向に回転 する。 図 5に示した状態から、 第 2カム 3 0 と第 1 カム 2 0 とは、 相互 に持着された状態で回転していく。 この際、 第 1 カム 2 0のフィ ンガー 押圧部 2 1 c , 2 1 b , 2 1 a は、 フィ ンガー 4 0〜 4 6を順次押圧し、 流体を流動する。
そして、 第 2カム 3 0のフィ ンガー押圧斜面 3 1がフィ ンガー 4 0に 当接する位置に達し ときに第 2の状態への移行が^まる。. フィ ンガー
4 0にフィ ンガー押圧斜面 3 1が達し、 さ らに第 1 カム 2 0が矢印 R方 向に回転すると、 フィ ンガー押圧斜面 3 1 がフィ ンガー 4 0を徐々に押 圧し、 フィ ンガー 4 0は、 チューブ 5 0を押圧し始める。 すると、 フィ ンガー押圧部 3 2 とフィ ンガー 4 0 との摩擦抵抗が増加する。
第 2カム 3 0は、 カム駆動車 7 6 とは遊嵌の関係であり、 バネ部 3 3 と第 2カム載り面 2 5 との間の摩擦抵抗のみで、 第 1 カム 2 0 との相互 位置関係が保持されているため、 フィ ンガー押圧斜面 3 1 とフィ ンガー 4 0 との摩擦抵抗が、 パネ部 3 3 と第 2カム載り 面 2 5 との間の摩擦抵 抗よ り も大き く なつた時点で、 第 2カム 3 0が第 1 カム 2 0に対して相 対的に矢印 r方向に回動を始める。
そして、 図 8に示すよ う に第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 との相対的な 位置が移動していく。
図 8は、 図 7の状態から、 さ らに第 1 カム 2 0が矢印 R方向に回転し た時の状態を示している。 図 8において、 第 1 カム 2 0は、 フィ ンガー 押圧部 2 1 a がフィ ンガー 4 3 , 4 4を押圧する位置まで回転している。 このとき、 第 2カム 3 0は、 第 1 カム 2 0に追従して回転するが、 フィ ンガー 4 0 , 4 1がフィ ンガー押圧斜面 3 1 に乗り上げている。 ここで、 フィ ンガー押圧部 3 2 とフィ ンガー 4 0 , 4 1 との摩擦抵抗の.和が、 バ ネ部 3 3.と第 2カム載り面 2 5 との間の摩擦抵抗よ り も徐々に大き く な り、 第 2カム 3 0が第 1 カム 2 0に対して相対的に矢印 r方向に回転を 始める。 そして、 バネ部 3 3 と第 2カム載り面 2 5 との係合が外れる (図 中、 二点鎖線で示す状態)、 第 1カム 2 0 と第 2カム 3 0 との持着状態が 解除される。
その状態を図 9の断面図で示して.いる。 第 2カム 3 0のバネ部 3 3は、 第 2カム載り面 2 5 との係合が外れ、 自身の弾性力で初期状態に復帰す る。 、
さ らに、 第 1 カム 2 0が矢印 R方向に回転する と、 第 2カム 3 0の第 1 カム係合部 3 8が第 1 カム 2 0の第 2カム係合部 2 6 と当接し、 第 2 カム 3 0は、 第 1 力 2 0によって矢印 R方向に回転される。 つま り、 図 1で示す第 2の状態となり、 第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 とが、 各フ ィ ンガー押圧部の間のピツチ、 形状が等しいあたかも一枚の力ムと考え られる状態となり 、 各フィ ンガー押圧部 2 1 a , 2 1 b , 2 1 c , 3 2 、 フィンガー 4 0〜 4 6.を押圧及び開放し、 フィ ンガー 4 0〜 4 6が チューブ 5 0を流入口 5 2から流出口 5 3方向に順次閉塞と開放を繰り 返して、 流体を連続的に流動する。
第 2の状態において回転を継続する ときの、 力ム駆動車 7 6の負荷 ト ノレク (回転 トノレク) は、 カム駆動車 7 6 (第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 ) が 1回転する間、 略一定になるよ うに設定されている。 図 7 と図 8に表 す状態で説明する。
図 7 の状態におけるカム駆動車 7 6 の負荷 トルクは、 第 1 カム 2 0 の フィ ンガー押圧部 2 1 a がフィ ンガー 4 1 を押圧するときの負荷 トルク と、 フィ ンガ一押圧斜面 2 2がフィ ンガー 4 2 , 4 3 , 4 4を押圧する と きの負荷 トルク と、 第 2 カム 3 0のフィ ンガー押圧斜面 3 1 がフィ ン ガー 4 0を押圧するときの負荷 トルク と、 の和で表される。 フィ ンガー 4 5 , 4 6は円弧部 2 3の領域にあるため負荷 トルクは無視できる。 図 8 の状態におけるカム駆動車 7 6 の負荷 トルクは、 第 1 カム 2 0 の フィ ンガー押圧部 2 1 a がフィ ンガー 4 3 , 4 4を押圧する と きの負荷 トルク と、 フィ ンガー押圧斜面 2 2がフィ ンガー 4 5 , 4 6 を押圧する. ときの負荷 トルク と、 第 2カム 3 0のフィ ンガー押圧斜面 3 1がフィ ン ガー 4 0を押圧するときの負荷 トルク と.、 の和で表される。 フィ ンガー 4 1 , 4 2の負荷 トツレクは無視できる。
第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0 との第 2 '状態における各フィ ンガー押圧 部のピッチ、 形状は同じであり、 また、 各フィ ンガーも等間隔であるた め、 図 7における負荷 トルク と、 図 8 における負荷 トルクは、 略一定で ある。 図 7、 図 8で示す位置に限らず、 1回転する間の負荷 トルクは変 動が少なく略一定である。
従って、 前述した実施形態によれば、 フィ ンガー 4 0〜 4 6 の全てを 開放している第 1 の状態と、 フィ ンガー 4 0〜 4 6の.う ちの少なぐと も 一つが常に前記チューブを閉塞す 第 2の状態とを有している。 よって、 流体輸送装置 1 0を駆動する前に、 1 の状態にしておく (組立てた状 態で維持する) こ とで、 チューブ 5 0 をフィ ンガー 4 0 ~ 4 6が押圧し ない状態を維持するため、 チューブ 5 0が変形してしま う こ とを防止す ることができる。 そのことによって、 流体の流量を所定値に維持するこ とができる。
また、 第 1 カム 2 0及び第 2カム 3 0が第 1の状態のときに、 チュー ブ 5 0またはフイ ンガー 4 0〜 4 6をチューブ枠に装着すれば、 押圧負 荷がないので、 チューブ 5 0やフィ ンガー 4 0〜 4 6が組立て易いとい う効果がある。 '
また、 流体輸送装置 1 0が駆動開始時点 (組立てたときの状態) にお いて、 第 2 カム 3 0に設けられたバネ部 3 3 の弾性力によ り.、 第 2 カム 3 0が第 1 カム 2 0の厚さ方向に付勢し持着するこどで前記第 1 の状態 を形成し、 第 1カム 2 0 とパネ部 3 3 との持着が開放されて第 2の状態 を形成する構造であるため、 第 1 の状態を形成するために、 他の部品を 必要とせず、 簡単な構造で実現することができる。
また、 第 1 の状態で駆動開始すると、 第 2 カム 3 0のフィ ンガー押圧 斜面 3 1が、 フィ ンガー 4 0に当接する.。 さ らに回転させる と、 第 2力 ム 3 0が徐々にフィ ンガー.4 ひを押圧し、 そのことによ り、 第 2カム 3. 0 とフィ ンガー 4 0 との当接部の摩擦抵抗が増加する。 摩擦抵抗が持着 力よ り も大き く なった時点で持着が解除され第 2 の状態が形成される。 従って、 使用者が操作することなく 、 第 1 の状態から、 第 2 の状態に移 行させることができる。 '
なお、 第 1 の状態から第 2の状態に移行する期間においては、 第 1 力 ム 2 0によ り フィ ンガーが所定の押圧動作を行う ことによ り所定流量の 流動が可能であり 、 また、 第 2の状態に移行した後も、 第 2カム 3 0に よって、 所定の流動を継続することができる。
このよ う にすれば、 構成部品を増やすことなく 、 簡単な構造で第 1 の 状態と第 2の状態とを.形成するこ とができる。 さ らに、 パネ部 3 3 を第 1 カム 2 0の厚さの範囲内に形成、すれば、 突出部がない薄型の流体輸送 装置を実現できる。
また、 第 2の状態では、 第 1 カム 2 0 と第 2 カム 3 0 とで、 フィ ンガ 一押圧部それぞれの周方向ピッチ、 形状を同じにすることであたかも一 枚のカムとなり、 第 1 カム 2 0、 第 2 カム 3 0が 1 回転する間に、 流体 を一定の流量でしかも連続的に流動することができる。
また、 第 1 カム 2 0及び第 2カム 3 0に形成される各フィ ンガー押圧 部それぞれの周方向領域が、 隣接する二つのフィ ンガーが当接可能に設 定され、 さ らに、 フィ ンガー 4 0〜 4 6のゔち; 隣接する二つがチュー ブ' 5 0 を閉塞する状態と、 一つがチューブ 5 0を閉塞する状態とが交互 に操り返されることによ り 、 第 1 カム 2 0 と第 2カム 3 0が回転する間 に、 フィ ンガー押圧部が押圧するフィンガーを順次切換えられていく。 この際、. フィ ンガー押圧部に二つのフ ィ ンガーが当接可能となるように 設定するこ とによ り、 押圧するフィ ンガーを切換える過程において、 常 に一つめフィ ンガーが押し圧され、 チューブ 5 0を閉塞しているため、 流体の逆流を防止する と と もに、 流体の連続流動を可能にするこ とがで きる。
また、 本実施形態では、 第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0の負荷 トルク (カム駆動車 7 6の負荷 トルク) が、 1回転する間において略一定.とな るよ うに設定されている。 従って、 負荷 トルクの変動が少ないため、 第 1 カム 2 0及び第 2カム 3 0の駆動源と.レてのステ ップモータを小型化 できるほか、 流体の流動量の変動を抑えることができる。
また、 チューブ 5 0が閉塞される状態から、 開放される状態に移行す る際に、 チューブ 5 0が閉塞される前の初期位置に復帰させるための斜 面を有するチューブ案内部 1 2 3 を設けるこ とによ り、 閉寨され変形し たチューブ 5 0を確実に初期状態の位置 復帰させることができるため、 チューブ 5 0 とフィ ンガー 4 0〜 4 6 との押圧が安定し、 流体の安定流 動を継続することができる。
また、 この機能をも,たせるために、 別の部品を設ける必要がないとい う よ うな効果もある。 、
' なお、 本発明の流体輸送装置 1 0の具体的実施例と しては、 チューブ 5 0の外径が 1 . l m m、 流体流動部 5 1 の直径 0 . 6 m m、 第 1 カム 2 0及び第 2 カム 3 0 の回転速度を 4回転 時間と したときに、 流体を 水と して 1 5 μ 1 Ζ時間の微量、 連続輸送を実現している。
また、 流体輸送装置 1 0のサイズは、 幅 1 8 m m、 長さ 3 2 m m、 厚 さ 8 . 5 m mという小型化を実現している。
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。 すなわち、 本発明は、 主に特定の実施形態に関して特に図示され、 且 つ、 説明しているが、 本発明の 術的思想及び目的の範囲に逸脱するこ となく、 以上説明した実施形態に対し、 形状、 材質、 組み合わせ、 その 他の詳細な構成、 及び製造工程間の加工方法において、 当業者が様々な 変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質、製造工程などを限定した記載は、 本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、 本発明 を限定するものでないから、 それらの形状、 材質、 組み合わせなどの限 定の一部も しくは全部の限定をはずした部材の名称での記載は、 本発明 に含まれるものである。
例えば、,前述した実施形態では、 第 2の状態において、 第 1 カム 2 0 が第 2カム 3 0を押動する構造と してい.るが、 カム駆動'車 7 6の鍔部 7 6 aに軸を植立し、 第 2カム 3 0にこの軸が揷通される凹部または孔を 設け、 カム駆動車 7 6の回転に伴い、 第' 2カム 3 0を第 1カム 2 0 と共 に回転させることができる。
このような構造では、 凹部または孔の形状を、 回転中心 Pを中心とす る同心円上の長円状に形成することで、 1の状態と第 2の状態を形成 することができる。 '
また、 上述の構造とは逆に、 第 2カム 3 0の下方に軸を、 カム駆動車 7 6の鍔部 7 6 aに凹部または孔を設ける構造とする.こともできる。

Claims

請求の範囲 '
1 . 弾性を有するチュ ブと、 該チューブを円弧状に装着するチューブ 案内溝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'溝の円弧の中心と 5 回転中心が一致するカム駆動車と、
前記カム駆動車の中心軸に軸止される第 1 カムと、
前記カム駆動車の中心軸に回動可能に軸支される第 2カムと、 前 |Eチューブと前記第 1 カム及び前記第 2 カムとの間に前記回転中心 から放射状に介設され、 前記第 1 カム及び前記第 2カムが回転すること0 によって前記チューブを押圧する複数のフィ ンガーと、 を備え、
前記第 1 カム及び前記第 2カムとが、 前記複数のフィ ンガーを全て開 , 放する第 1 の状態と、 前記第 1 カム及び前記第 2カムとが、 前記複数の フィ ンガーの少なく と も一つが常に前記チューブを閉塞する第 2 の状態 とを有し、 '
5 . 前記第 1 カム及び前記第 2カムが、 前記複数のフィ ンガーを順次押圧 し、 前記複数のフィ ンガーが、 前記チューブを流体の流入側から流出側 に向かって順次閉塞、 開放を繰り返し、 流体を連続流動することを特徴 とする流体輸送装置。
2 . 請求の範囲 1 に記載の流体輸送装置において、
0 , 前記流体輸送装置が駆動開始時点において、 前記第. 2カムが前記第 1 カムに持着された状態で前記第 1、の状態を形成し、 前記第 1カムと前記 第 2カムとの持着が開放されて前記第 2の状態が形成されるこどを特徴 とする流体輸送装置。
3 . 請求の範囲 1 に記載の流体輸送装置において、
5 前記第 1 カムと前記第 2カムとが前記第 1 の状態で回転し、 前記第 2 のカムが前記フィ ンガーに当接した際に、 前記第 2 のカムと前記フィ ン ガーとの当接部の摩擦抵抗によ り、 前記第 2カムが前記カム駆動車の中 心軸を中心に前記第 1 カムの回転方向とは相対的に逆方向に回動され、 前記第 1 カムとの持着が解除され、 前記第 2 カムが前記第 1 カムによつ て押動されて前記第 2の状態が形成されることを特徴とする流体輸送装 置。
4 . 請求の範囲 3に記載の流体輸送装置において、
前記第 2カムに設けられた弾性部によ り、 前記第 2カムが前記第 1 ガ ムの厚さ方向に与えられる付勢力で前記第 1 カムに持着されることで前 記第 1 の状態を形成し、 この付勢力が除かれることによ り持着が解除さ れ、 前記第 2 の状態が形成されることを特徴とする流体輸送装置。
5 . 請求の範囲 1 に記載 流体輸送装置において、
前記第 1 カムが、 外周部に複数のフィ ンガー押圧部を備え、
前記第 2カムが、.外周部に少なく と も一つのフィ ンガー押圧部を備え、. 前記第 2の状態のとき、 前記第 1 カム及び前記第 2カムそれぞれのフ イ ンガー押圧部の周方向のピッチが等しいことを特徴とする流体輸送装 置。
6 . 請求の範囲 5に記載の流体輸送装置において、
前記第 1 カムに形成される複数のフィ ンガー押圧部と、 前記第 2カム に形成されるフィ ンガー押圧部と、 の形状が等しく 、 それぞれのフィ ン ガー押圧部の周方向領域が、 前記フィ ンガーの隣接する二つが当接可能 に設定されていることを特徴とする流体輸送装置。
7 . 請求の範囲 1 に記載の流体輸送装置において、.
前記複数のフィ ンガー C う ちの二つが前記チューブ.を閉塞する状態と > 一つが前記チューブを閉塞する状、態とが交互に繰り返されることを特徴 とする流体輸送装置。
8 . 請求の範囲 1 に記載の流体輸送装置において、
前記流体輸送装置を駆動しているとき、 前記カム駆動車が 1 回転する 間において、 前記カム駆動車の負荷 トルクが略一定であることを特徴と . する流体輸送装置。
9 . 請求の範囲 1 に記載の流体輸送装置において、
前記チューブと前記複数のフィ ンガーとが、 同じ方向から前記チュー ブ枠に挿着可能であることを特徴とする流体輸送装置。
1 0 . 請求の範囲 1 に記載の流体輸送装置において、
前記チューブが前記フィ ンガーによって閉塞される状態から、 開放さ れる状態に移行する際に、 前記チューブを閉塞される前の初期位置に復 帰させるための斜面を有するチューブ案内部が、 前記チューブ案内溝の 底部に設けられていることを特徴とする流体輸送装置。
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