專利名稱：注射器泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在自動分析裝置等中所使用的用于吸入·排出流體的注射器泵。
作為吸入·排出流體的注射器泵是由與電動機轉軸聯(lián)結的絲杠、與該絲杠相螺合的移動塊、安裝在移動塊上的活塞以及活塞滑動的活塞缸所組成。通常因為作為驅動側的絲杠和負載一方的活塞的兩者的軸線是平行的，所以活塞的負荷會不均勻地作用于驅動側，存在的問題有例如絲杠與移動塊間的螺合不順暢、電動機旋轉時不穩(wěn)定以及定量精度和耐久性等方面所存在的問題。
因此，如美國特許第4475666號公報所公布的，考慮到將驅動側以及負載一側的軸線應當一致的兩者配置在同一直線上的裝置。該裝置具備在內(nèi)周具有螺旋部的套筒29、在該套筒29的內(nèi)側相螺合的螺母25、在該螺母25的中心所設置的能夠在活塞缸15的內(nèi)部移動的活塞16、通過與套筒29外圓周的下部相嚙合的傳動帶32而驅動旋轉套筒29的電動機33，電動機33是與套筒29并排配置。而且，2個軸承架34從套筒29的上方貫穿套筒29的內(nèi)側，并在套筒的下方用板36而相互連接，當套筒29旋轉時，軸承架34限制了螺母25的旋轉，其作用是制止引導其沿套筒29的軸線方向運動的旋轉。套筒29由向心球軸承30支撐其外周的下部。
上述的注射器泵是將活塞16的軸線與套筒29的軸線配置在同一直線上，但是，因為電動機33與套筒29是在橫向上并列配置的，所以裝置整體的橫向過大，不利于小型化。所以也考慮過將電動機33配置在套筒29的正下方，直接旋轉套筒29，但是因為軸承架34在上下貫穿套筒29，所以難以能夠旋轉地支撐套筒29。
另外，因為套筒29其筒體的下部被軸承支撐，所以在徑向以及軸向容易振擺，特別是當其上部在徑向振擺時，很難確?；钊?6的直行性，定量精度以及耐久性方面存在問題。
本發(fā)明的目的是提供一種定量精度以及耐久性高的小型注射器泵。
本發(fā)明提供一種注射器泵，其特征在于該注射器泵具有驅動裝置、轉筒、移動塊、導向裝置、注射器用活塞以及注射器用缸體；前述驅動裝置具有轉軸，前述轉筒為筒狀并且有底，在該轉筒的底部下面具有能夠與前述驅動裝置連結的連結部并且該轉筒的內(nèi)周形成有螺旋部，前述移動塊在外周形成與在前述轉筒的內(nèi)周形成的螺旋部相螺合的螺旋部，轉筒通過前述連結部而旋轉時、前述導向裝置限定移動塊的旋轉而在轉筒的軸線方向引導移動塊，前述注射器用活塞設在移動塊上，前述活塞在注射器用缸體的內(nèi)部移動；導向裝置是由在轉筒的軸線方向貫通移動塊的導向銷、以及使導向銷與轉筒的軸線平行而分別支撐其兩端的上下1組的支撐體所構成，而且該支撐體分別是上部支撐體在轉筒的上端部支撐轉筒，而下部支撐體在轉筒底部的上面部支撐轉筒且轉筒能夠旋轉。
本發(fā)明的注射器泵也可以是通過電動機的兩個方向的旋轉而使活塞在缸體內(nèi)間斷地進行上升和下降的泵，也可以是由電動機的單向旋轉而使活塞在缸體內(nèi)往復運動的往復式的泵。
本發(fā)明的驅動裝置的理想情況是電動機的轉軸能夠以規(guī)定的轉速進行旋轉驅動的伺服電動機、脈沖電動機。
本發(fā)明的移動塊的理想情況是使用與轉筒的螺旋部相螺合、并且沿轉筒的軸線可以移動規(guī)定距離的圓板。
本發(fā)明的導向裝置的理想情況是當轉筒旋轉時，導向裝置所起到的作用是限制同轉筒相螺合的移動塊與轉筒成為一體而旋轉，而在轉筒軸線方向引導移動塊的直線變換功能的作用。
本發(fā)明能夠在移動塊上設置1個或者多個注射器用活塞。而且理想情況是在移動塊上非常均衡地配置這個或這些注射器用活塞。當注射器用活塞是1個時，是在移動塊的中心部位配置注射器用活塞，而當注射器用活塞是多個的情況時，是在移動塊中心的周圍對稱地分散配置注射器用活塞。
本發(fā)明的導向銷的理想情況是相對貫通移動塊的孔具有適當?shù)拈g隙松配合，并能夠順暢地進行滑動配合。
本發(fā)明的支撐體是通過作為轉筒的軸承以滑動接觸或者滾動接觸來樞支轉筒的構件，理想情況是使用軸瓦或者軸承的止推軸承、徑向軸承或圓錐軸承，最理想的情況是在兩物體的相對部位分別形成環(huán)狀的保持部，在其間放入多個轉動體利用其滾動接觸。保持部例如可列舉有由軸向及徑向的兩個方向的滾道面正交而形成的直角槽。
理想情況是上下的支撐體由導向銷在上下方向相互連接。
理想情況是在上部支撐體和下部支撐體之間設置多個導向銷。
另外，在本發(fā)明的注射器泵中，當驅動裝置驅動轉軸正轉時，此旋轉力通過連結部傳遞到轉筒。當轉筒被旋轉驅動時，雖然同轉筒的螺旋部相螺合的移動塊欲同轉筒一起旋轉，但是兩端被支撐體固定的導向軸起到了制止移動塊旋轉的功能，使移動塊沿轉筒的螺旋部而在軸線方向移動。固著在移動塊上的活塞往復運動，對缸體內(nèi)部的液體施加壓力和運動。
因為上部支撐體在轉筒的上端以軸承支撐轉筒且轉筒能夠旋轉，所以可以抑制轉筒上部的徑向以及軸線方向的振擺。而且因為下部支撐體在轉筒的底部的上面部軸承支撐轉筒且轉筒能夠旋轉，所以能夠抑制轉筒下部的振擺。因為導向銷的兩端由上下的支撐體支撐，所以導向軸有效地起到了制止移動塊轉動的功能作用。而且，上下的支撐體由導向銷在上下方向相互連接，導向銷和支撐體成為一體，從而提高了剛性，能夠抑制導向銷的狀態(tài)變形，而且因為上下的支撐體的聯(lián)合作用來支撐轉筒的上下兩個位置，所以能夠更有效地抑制轉筒整體在徑向以及軸線方向的振擺。
如果在上部支撐體與下部支撐體之間設置多個導向銷，則當轉筒旋轉時，使得同轉筒相螺合的移動體欲與轉筒一起旋轉的力能夠分散到多個導向銷。因此可以防止導向銷在直徑方向的狀態(tài)變形。而且可以容易地保持上部支撐體和下部支撐體的平行。


圖1是本發(fā)明一例實施形態(tài)的注射器泵的整體立體圖。
圖2是圖1的注射器泵主要部分的剖面圖。
圖3是圖1的注射器泵的驅動部以及連結部的局部剖面立體圖。
圖4是圖1的注射器泵的直線變換部的局部剖面立體圖。
圖5是圖2的V-V線的剖面圖。
圖6是圖1的注射器泵的注射器的局部剖面立體圖。
圖7是其它實施例中與圖5相對應的圖。
圖1以及圖2是表示本發(fā)明的一例實施形態(tài)的注射器泵。注射器泵10在同一軸上配置有具有轉軸11的驅動體12、直線變換部13、注射器主體14。
如圖2及圖3所示，驅動體12將步進電動機(驅動件)1與減速器2連結。減速器(驅動件)2具有行星齒輪22、行星齒輪座23、行星齒輪座架24以及由可動內(nèi)齒輪25所組成的旋轉力傳遞系統(tǒng)，行星齒輪22由固定在步進電動機1的轉軸11上的小齒輪21以及電動機安裝座26所驅動，這些構件由電動機安裝座26以及蓋27安裝在步進電動機1的上部。在減速器2的上方形成連結部15。
連結部15由固定在可動內(nèi)齒輪25的中心軸上的圓板狀的下部聯(lián)軸節(jié)28和在后述的轉筒3底部3a下面形成的環(huán)狀的上部聯(lián)軸節(jié)31所組成。在下部聯(lián)軸節(jié)28的上面形成大致等間距的向上突出的下部凸起28a，該下部凸起28a能與在上部聯(lián)軸節(jié)31上形成的大致以等間距向下突出的上部凸起31a相嚙合。蓋27在上部與直線變換部13相連接。
如圖4所示，直線變換部13由轉筒3、移動塊4、導向銷導向機構5、上部支撐體6、下部支撐體7以及外筒8所構成。轉筒3是具有底部3a的軸對稱的金屬筒，在底部3a的中心形成支撐軸30的輪轂33，支撐軸30軸支著后述的下部支撐體7，并且其能在轉筒3的上面旋轉。貫穿輪轂33的支撐軸30在其下部由止推環(huán)34以及彈性擋環(huán)35所支撐。止推環(huán)34通過放入在環(huán)狀保持部32的滾珠A的滾動接觸來軸承支撐轉筒3，且環(huán)狀保持部32貫穿設置在底部3a的下面。
在轉筒3上部的開口端面形成保持部(轉筒上端部)36(圖2)。在上述端面的內(nèi)周的整個圓周上由相互垂直的水平及垂直平面所構成的直角槽形成保持部36。
在轉筒3的內(nèi)周上的大致整個面上形成平行的螺旋部(陰螺旋部)37，在該螺旋部37上配置移動塊4，該移動塊4在其外圓周上形成與螺旋部37螺合的螺旋部(陽螺旋部)41。
移動塊4是一金屬圓板，在中心形成的輪轂42上固定后述的活塞桿9的下端并使其不能旋轉。在輪轂42與螺旋部41之間，形成大致為同心圓且等間距的不同大小直徑的貫穿孔43、44，在大直徑的貫穿孔43插通支柱(導向機構)51，而在小直徑的貫穿孔44插通導向銷5。活塞9其軸線與轉筒3的軸線一致并向外延伸，支柱51以及導向銷5的各自軸線與活塞桿9平行，并且其兩端分別由上部支撐體6及下部支撐體7支撐。
上部支撐體6能夠放入注射器主體14的基底，是由向上方開口的凹部61、支撐轉筒3上端的支撐部62以及活塞桿9貫穿的輪轂63所組成的金屬圓板，在凹部61的內(nèi)圓周面上形成螺旋部61a。在支撐部62的下面形成滾珠A的保持部64。
圖5是圖2中V-V線的剖面圖。
在上述下面的外周的整個圓周上由相互垂直的水平以及垂直平面所構成的直角槽而形成保持部64。如圖4的上部支撐體6的剖面圖所示，在輪轂63的外周上形成固定支柱51以及導向銷5的各個上端并使其不能轉動的固定孔65、66。在輪轂63上，向密封活塞桿9的滑動部分注入潤滑脂的油盒67由壓緊墊片68所支撐。
下部支撐體7是中心具有支撐軸30貫穿的輪轂71的圓板，在輪轂71的外周形成固定孔72、73，而該固定孔72、73固定支柱51以及導向銷5的各個下端并使其不能轉動。輪轂71其下面在全周上形成保持部74，輪轂71通過放入在該保持部74內(nèi)的滾珠A而能夠滑動地被支撐在轉筒3的輪轂33的上面。
外筒8是內(nèi)徑比轉筒3的外徑稍大一點的平行管，其下端由小螺釘固定在減速器2的蓋27上，其上端由小螺釘固定在上部支撐體6上。在外筒8的側面設置上下2組貫通的安裝用貫通孔8a、8b，此安裝用貫通孔8a、8b是為了把LED芯片(發(fā)光二極管芯片)以及光敏器件安裝在隔著外筒8軸線的相對位置處。而且，在轉筒3的相對應這些貫穿孔8a、8b的部位，貫穿設置有隔著外筒8軸線而相對的穿透孔3a、3b(圖1)。
如圖6所示，注射器主體14是由下端固定在移動塊4上的前述活塞桿9和缸體81構成，而且活塞桿9被保持在缸體81的內(nèi)部并能夠滑動。在缸體81的基底形成基座82，該基座82的外周具有與上部支撐體6的螺旋部61a相螺合的螺旋部81a，在基座82的下端，由板84支撐密封活塞桿9滑動部的密封件83。而且，在缸體81的上下分別安裝內(nèi)部連通的孔85、86。
當使步進電動機1正轉時，小齒輪21的旋轉通過減速器2、下部聯(lián)軸節(jié)28以及上部聯(lián)軸節(jié)31傳遞到轉筒3。當轉筒3被驅動旋轉時，作用力使得同轉筒3的螺旋部37相螺合的移動塊4欲同轉筒3一起旋轉，但是由上部支撐體6支撐的支柱51以及導向銷5限制了移動塊4的轉動，使移動塊4沿轉筒3的螺旋部37在軸線方向移動。由此，在圖2的下方位置處于待機狀態(tài)的移動塊4上升、將活塞桿9向上壓，通過孔86在缸體81內(nèi)裝滿的液體從孔85排出。
當使步進電動機1逆轉時，在圖2的上方位置處于待機狀態(tài)的移動塊4(用虛線表示)下降、把活塞桿9向下壓，液體從孔86流入成為負壓的缸體81的內(nèi)部，從而裝滿缸體81的內(nèi)部。
若在外筒8的上下的貫通孔8a上配置LED芯片，在與此相對的貫穿測定孔8b上配置光敏器件，則穿過轉筒3的穿透孔3a、3b的LED芯片的發(fā)光可由光敏器件測出，由此可以測定移動塊4的上限、下限以及其中間位置和移動速度。
如上所述，注射器泵10同以往的注射器泵相比，即同以往的安裝活塞的移動塊是由在其內(nèi)周相螺合的絲杠來使其移動的注射器泵相比，因為能夠把螺旋部37、41的螺旋升角設置得極小，所以能夠使步進電動機1每一次脈沖的移動塊4的進給量很小，可以提高直線變換部13的變換動作精度。
而且，因為不僅在移動塊4的軸線附近配置了活塞桿9，而且配置了導向銷5、支柱51，所以能夠形成小直徑的小型的泵。
而且，因為活塞桿9動作的負荷均勻地作用在螺旋部37、41上，所以移動塊4在軸線方向的移動極其順暢，螺旋部37、41的摩耗很小。
因為轉筒3的上端部由上部支撐體6支撐，轉筒3的底部上面由下部支撐體7支撐，所以能夠在轉筒3的上下兩處來抑制轉筒3在旋轉時的徑向振擺。而且，由于在轉筒3的上端部和上部支撐體6之間配置了滾珠A，所以可將轉筒3和上部支撐體6的滑動摩擦減小到最低限度。因此，不需要高價的向心球軸承等軸承，可以提供構造簡單且能在任意部位形成的軸承。
因為在上部支撐體6和下部支撐體7之間設有多個導向銷5，所以當轉筒3旋轉時，使同轉筒3相螺合的移動塊4欲與轉筒3為一體旋轉的力能夠分散到多個導向銷5。因此，可以防止導向銷5在徑向的狀態(tài)發(fā)生變形。
而且，因為由多個導向銷5以及支柱51可以容易地保持上部支撐體6和下部支撐體7的平行，可以擴大支撐體6、7的直徑，所以能夠擴大移動塊4的直徑，可以將螺旋部37、41的螺旋升角設置得更小。
因為上下的支撐體6、7由支柱51在上下方向相互連接，所以，導向銷5和支柱51以及支撐體6、7成為一體，從而提高了剛性，能夠防止導向銷5的狀態(tài)發(fā)生變形。
因為注射器泵10是由旋轉驅動部12、直線變換部13以及注射器主體14各部件構成，所以，能夠對各部件進行組裝、檢查以及保證質(zhì)量，并可以容易地由小螺釘進行組裝，也容易進行質(zhì)量管理。
而且，通過在支撐轉筒3的外筒8上安裝上述的發(fā)光以及受光裝置，由此能夠得到活塞桿9的動作情況，不需設置多余的空間即可進行簡單的光學測定。
以上是對由1組活塞桿與缸體所組成的例進行了說明，在本發(fā)明中，也能夠配置由多組活塞桿與缸體所組成的多個注射器主體。這種情況下，理想狀況是在移動塊上非常平衡地分散配置多個活塞桿。
說明具有3組注射器主體的例子。圖7是與圖5相對應的圖。移動塊上在移動塊的中心的周圍均衡地設置3個外徑不同的活塞桿91、92、93。和圖5一樣，在中心的周圍非常均衡地分散設置3個支柱51、3個導向銷5。并與活塞桿相對應配置3個缸體。3個缸體形成一個整體。
因為該例的情況下，直線變換部的中心部分是空的，因此也可以在上部支撐體6、7的中心處樹立支柱、配置檢測移動塊位置的舌簧接點開關等傳感器，有效地利用空間。而且，在移動塊和各活塞桿的連結部位，在兩物體間設有間隙而連接，通過對每個活塞桿改變其間隙而能夠使各活塞桿的移動開始的時間不同。
因為在本發(fā)明的注射器泵中能夠在同一軸上配置驅動部、直線變換部、注射器主體，所以能夠使裝置小型化。
在本發(fā)明的注射器泵中，當驅動轉筒旋轉時，因為與轉筒內(nèi)周面形成的陰螺旋部相螺合的移動塊在軸線方向移動，所以同使用上述的以往例子的絲杠的情況相比，能夠將螺旋部的螺旋升角設定得極小，可以使移動塊相對轉軸的旋轉量的送給量小，能夠提高活塞的移動精度。
因為上部支撐體在轉筒的上端部支撐轉筒且轉筒可以旋轉，所以能夠抑制轉筒上部的徑向以及軸線方向的振擺。而且因為下部支撐體在轉筒的底部的上面部支撐轉筒且轉筒可以旋轉，所以能夠抑制轉筒下部的振擺。因為導向銷的兩端由上下的支撐體支撐，所以導向軸起到了有效地制止移動塊轉動的功能作用。而且，上下的支撐體由導向銷在上下方向相互連接，導向銷和支撐體成為一體，從而提高了剛性，能夠抑制導向銷的狀態(tài)變形，而且因為上下的支撐體的聯(lián)合作用來支撐轉筒的上下兩處，所以能夠更有效地抑制轉筒整體在徑向以及軸線方向的振擺。
如果在上部支撐體和下部支撐體之間設置多個導向銷，則在轉筒旋轉時，使得與轉筒相螺合的移動塊要與轉筒一同旋轉的力可以分散到多個導向銷。因此能夠防止導向銷在徑向的狀態(tài)變形。而且容易保持上部支撐體和下部支撐體的平行。
如果在上部支撐體和下部支撐體之間設置多個導向銷，則在轉筒旋轉時，使得同轉筒相螺合的移動塊要與轉筒一同旋轉的力可以分散到多個導向銷。因此能夠防止導向銷在徑向的狀態(tài)的變形。而且容易保持上部支撐體和下部支撐體的平行。因此可以擴大支撐體的直徑，將螺旋部的螺旋升角設計得更小，能夠提高動作精度。
而且，因為不僅能夠在移動塊的軸線附近設置活塞，而且也能夠設置導向銷，所以能夠形成小直徑的小型泵。而且，因為活塞動作的負荷均勻地作用于螺旋部，所以移動塊在軸線方向的移動極其順利，螺旋部的摩耗少。
在移動塊上分散配置多組注射用活塞和注射器用缸體的情況下，因為能夠用1個驅動裝置驅動多個注射器，所以可以實現(xiàn)更小型化。如果在移動塊的中心的周圍對稱地分散配置注射器用活塞，則因為活塞動作的負荷均勻地作用于螺旋部，所以移動塊的移動順暢，螺旋部的摩耗也少。
根據(jù)本提出的發(fā)明，能夠提供定量精度以及耐久性高的小型的注射器泵。
權利要求
1.一種注射器泵，其特征在于該注射器泵具有驅動裝置、轉筒、移動塊、導向裝置、注射器用活塞、以及注射器用缸體；前述驅動裝置具有轉軸，前述轉筒為筒狀并且有底，在該轉筒的底部下面具有能夠與前述驅動裝置連結的連結部并且在該轉筒的內(nèi)周形成有螺旋部，前述移動塊在外周形成與在前述轉筒的內(nèi)周形成的螺旋部相螺合的螺旋部，在轉筒通過前述連結部而旋轉時；前述導向裝置限制移動塊的旋轉并在轉筒的軸線方向引導移動塊，前述注射器用活塞配置在移動塊上，前述活塞在注射器用缸體內(nèi)移動；導向裝置是由在轉筒的軸線方向貫通移動塊的導向銷、以及使導向銷與轉筒的軸線平行并分別支撐其兩端的上下1組的支撐體所構成，而且這些支撐體分別是上部支撐體在轉筒的上端部支撐轉筒、下部支撐體在轉筒底部的上面部支撐轉筒且轉筒能夠旋轉。
2.如權利要求1所述的注射器泵，其特征在于在上部支撐部與下部支撐部之間設置多個導向銷。
3.如權利要求1所述的注射器泵，其特征在于在移動塊上分散配置多個注射器用活塞，并與這些各活塞相對應安裝多個注射器用缸體。
全文摘要
注射器泵11具有電動機1、轉筒3、移動塊4、導向裝置、活塞桿9以及缸體81;導向裝置是由在轉筒3的軸線方向貫通移動塊4的導向銷5、以及使導向銷5與轉筒3的軸線平行地分別支撐其兩端的上下1組的支撐體6、7所構成,而且上部支撐體6在轉筒3的上端部支撐轉筒3、而下部支撐體7在轉筒3底部的上面部支撐轉筒3且轉筒能夠旋轉。由此而抑制轉筒3的振擺。
文檔編號B01L3/02GK1182714SQ9712158
公開日1998年5月27日 申請日期1997年10月29日 優(yōu)先權日1996年10月29日
發(fā)明者木村六三郎, 喜多川信宏, 家次恒 申請人:東亞醫(yī)用電子株式會社