泵的制作方法
【專利摘要】提供一種撓性部件的壽命長(zhǎng)的泵。本發(fā)明一種實(shí)施方式的泵包括：圓柱狀的內(nèi)壁面；撓性環(huán)，其沿著內(nèi)壁面配置，并在該撓性環(huán)與內(nèi)壁面之間形成在周方上延伸的工作室；和多個(gè)按壓部件，其將撓性環(huán)在周向的一部分按壓于內(nèi)壁面，在工作室中形成封閉部，并且沿著內(nèi)壁面轉(zhuǎn)動(dòng)而使封閉部移動(dòng)，來使工作室內(nèi)的流體移動(dòng)。撓性環(huán)以維持與自然狀態(tài)大致相同的周長(zhǎng)的狀態(tài)配置。
【專利說明】
泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種工作室壁的至少一部分具有撓性的栗。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有沿著形成于殼體的大致圓柱面狀的內(nèi)壁面環(huán)狀地配置具有撓性的管，一邊在輥與殼體內(nèi)壁面之間擠壓管，一邊使輥沿著內(nèi)壁面轉(zhuǎn)動(dòng)而輸送管內(nèi)的液體的管栗(專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在這樣的管栗中，因?yàn)楣艿奶囟ú课环磸?fù)彎折180°，所以在該部位局部施加較大的形變，導(dǎo)致疲勞加速進(jìn)行。因而，與栗的其他部件比較，管的壽命較短，作為消耗品需要定期更換。
[0004]另外，由于管栗借助管本身的復(fù)原力(彈性恢復(fù)力)進(jìn)行吸引過程(S卩，擠壓在工作室的管的中空部，從中空部的截面積最小的狀態(tài)，轉(zhuǎn)移為中空部的截面積最大的自然狀態(tài)的過程)，因此，吸引過程的速度遲緩，成為限制栗的旋轉(zhuǎn)速度的主因。
[0005]另外，專利文獻(xiàn)2中記載有一種栗，其包括:圓柱面狀的內(nèi)壁面；圓筒狀的隔膜，在其與內(nèi)壁面之間形成圓環(huán)狀的工作室;按壓輥，其一邊擠壓工作室一邊沿著內(nèi)壁面轉(zhuǎn)動(dòng)；圓環(huán)狀的致動(dòng)器，其配置于隔膜與按壓輥之間；和支承部件，其將致動(dòng)器與內(nèi)壁面的距離限制在規(guī)定值以內(nèi)。
[0006]在專利文獻(xiàn)2中所記載的栗，因?yàn)闆]有如管栗的那樣將撓性部件(隔膜)擠壓成彎曲180°的狀態(tài)的問題，所以能夠抑制撓性部件的局部老化。另外，通過在隔膜與按壓輥之間配置比隔膜厚的致動(dòng)器，能夠緩和隔膜的老化。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-102574號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2012/0020822號(hào)說明書
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]但是，在專利文獻(xiàn)2的栗中，作為撓性部件使用機(jī)械性強(qiáng)度低且薄的隔膜，因此無法期待撓性部件的壽命大幅提高。
[0012]本發(fā)明鑒于上述情形，目的為提供一種撓性部件的壽命長(zhǎng)的栗。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種栗，其特征在于，包括:
[0014]大致圓柱狀的內(nèi)壁面；
[0015]撓性環(huán)，其沿著上述內(nèi)壁面配置，并在該撓性環(huán)與該內(nèi)壁面之間形成在周向上延伸的工作室;和
[0016]多個(gè)按壓部件，其將上述撓性環(huán)在周向上的一部分按壓于上述內(nèi)壁面，在上述工作室中形成封閉部，并且通過沿著上述內(nèi)壁面轉(zhuǎn)動(dòng)而使上述封閉部移動(dòng)，來使上述工作室內(nèi)的流體移動(dòng)；
[0017]上述撓性環(huán)以維持與自然狀態(tài)大致相同的周長(zhǎng)的狀態(tài)配置。
[0018]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:上述內(nèi)壁面的直徑比上述撓性環(huán)在自然狀態(tài)下的外徑稍大，上述外徑與上述直徑的差為下述關(guān)系成立的差:當(dāng)上述撓性環(huán)因栗動(dòng)作而變形時(shí)，幾乎不改變上述撓性環(huán)的周向的長(zhǎng)度地使上述撓性環(huán)與上述內(nèi)壁面抵接。
[0019]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:
[0020]上述撓性環(huán)在自然狀態(tài)下的內(nèi)徑比上述多個(gè)按壓部件的外接圓的直徑小，
[0021 ]上述撓性環(huán)在不與上述多個(gè)按壓部件抵接的部分以周向的曲率比自然狀態(tài)變小的方式發(fā)生變形，而使得上述撓性環(huán)的周長(zhǎng)不伸長(zhǎng)。
[0022]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:
[0023]在上述內(nèi)壁面開口有:吸引口，其將輸送的流體從外部吸引至上述工作室內(nèi)；和排出口，其將上述流體從上述工作室內(nèi)向外部排出；
[0024]上述撓性環(huán)包括分隔壁，該分隔壁在上述吸引口與上述排出口之間將上述工作室隔開，
[0025]上述分隔壁是從上述撓性環(huán)的外周面突出的具有撓性的板狀部件。
[0026]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:上述多個(gè)按壓部件的重心位于上述轉(zhuǎn)動(dòng)的中心軸上。
[0027]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:上述多個(gè)按壓部件圍繞上述內(nèi)壁面的中心軸等間隔地配置。
[0028]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:上述栗包括:轉(zhuǎn)子，其一邊以規(guī)定的配置關(guān)系維持上述多個(gè)按壓部件，一邊使上述多個(gè)按壓部件沿著上述撓性環(huán)的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]另外，在上述栗中，也可構(gòu)成為:
[0030]上述按壓部件是由上述轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支承的按壓輥，
[0031]上述栗包括太陽輥，該太陽輥與上述轉(zhuǎn)動(dòng)的中心軸同軸地配置，并與多個(gè)上述按壓部件旋轉(zhuǎn)卡合，
[0032]當(dāng)上述太陽輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于上述太陽輥與上述撓性環(huán)的內(nèi)周面之間的上述多個(gè)按壓部件，在上述太陽輥的外周面上和上述撓性環(huán)的內(nèi)周面上在周向上轉(zhuǎn)動(dòng)，
[0033]上述多個(gè)按壓部件與上述太陽輥從上述中空部的軸方向一側(cè)插入上述撓性環(huán)的中空部來進(jìn)行組裝，
[0034]上述內(nèi)壁面以向上述中空部的軸方向一側(cè)擴(kuò)徑的方式形成為鼓形面狀或大致圓錐狀，
[0035]上述太陽輥具有與上述內(nèi)壁面平行的鼓形面狀或大致圓錐面狀(圓錐臺(tái)側(cè)面)的外周面。
[0036]另外，在上述栗中，可構(gòu)成為:從上述多個(gè)按壓輥施加于上述太陽輥的推壓力被抵銷。
[0037]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的構(gòu)成，能夠提供撓性部件的圓周方向上的長(zhǎng)度大致維持為自然長(zhǎng)度從而撓性部件的壽命長(zhǎng)的栗。
【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的栗裝置的外觀圖。
[0039]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的栗裝置的分解立體圖。
[0040]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的栗單元的橫剖面圖。
[0041 ]圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的栗單元的縱剖面圖。
[0042]圖5是栗單元的組裝步驟的說明圖。
[0043]圖6是撓性環(huán)的變動(dòng)的說明圖。
[0044]圖7是撓性環(huán)的變形例的縱剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，參照?qǐng)D式說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0046]以下說明的本發(fā)明實(shí)施方式的栗裝置I，例如是將疊層造型用的液體樹脂原料供給至3D打印機(jī)等，適于定量輸送包含有機(jī)溶劑或化學(xué)活性高的物質(zhì)的液體(以下稱為“活性液體”)的栗。當(dāng)然也適于輸送水或化學(xué)活性低的液體。
[0047]—直以來，能夠用于定量的液體輸送的栗(例如管栗)，用于收納輸送的液體的工作室的至少一部分由合成橡膠等具有撓性的原材料形成。另外，在輸送活性液體情況下，需要由具有耐溶劑性或耐藥品性的材料形成構(gòu)成工作室的各部件。但是，具有耐溶劑性或耐藥品性的撓性材料通常缺乏耐久性(疲勞強(qiáng)度)。特別是如管栗的方式，工作時(shí)反復(fù)在撓性部件(管)上集中施加較大的應(yīng)力的構(gòu)成中，很難兼顧耐溶劑性、耐藥品性與實(shí)用上的耐久性。
[0048]另外，即使在使用由不具高耐溶劑性的一般撓性材料(例如硅橡膠)成形的管的管栗中，管的壽命仍比其他的部件短。因而，使撓性部件長(zhǎng)壽命化來減少維修頻率成為現(xiàn)有的管栗的課題。
[0049]本實(shí)施方式的栗裝置I與管栗比較，具有能夠使撓性部件長(zhǎng)壽命化的優(yōu)點(diǎn)。
[0050]圖1是栗裝置I的外觀圖。在以下的說明中，將圖1中的左下方向稱為前方(正面方向)，將右上方向稱為后方(背面方向)，將上方向稱為上方(上面方向)，將下方向稱為下方(底面方向)，將左上方向稱為左側(cè)方，將右下方向稱為右側(cè)方。
[0051 ] 栗裝置I包括:栗單元3 ;驅(qū)動(dòng)栗單元3的驅(qū)動(dòng)單元2;和收納栗單元3并保持在組裝狀態(tài)的外殼(無圖示)。驅(qū)動(dòng)單元2包括:馬達(dá);驅(qū)動(dòng)控制馬達(dá)的控制電路;和對(duì)馬達(dá)和控制電路供給電力的電源裝置(均無圖示)。如后文所述，在本實(shí)施方式中，栗單元3具有將驅(qū)動(dòng)單元2的旋轉(zhuǎn)輸出減速而增大扭力的功能，所以在驅(qū)動(dòng)單元2中不設(shè)置減速器。栗單元3驅(qū)動(dòng)時(shí)所需的扭力根據(jù)栗單元3的設(shè)計(jì)(尺寸、材質(zhì)、輸送的液體粘度等)而不同，所以在需要較大的扭力的情況下，也可以在驅(qū)動(dòng)單元2中設(shè)置減速器。另外，驅(qū)動(dòng)單元2的殼體安裝于栗單元3的背面，驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)軸2a插入栗單元3內(nèi)而連接。
[0052]驅(qū)動(dòng)單元2包括接收來自外部的控制信號(hào)的輸入端子(無圖示)、和接收用戶操作的操作開關(guān)(無圖示)。驅(qū)動(dòng)單元2基于輸入至輸入端口的控制信號(hào)、或用戶對(duì)操作開關(guān)的操作，控制內(nèi)置馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，并通過驅(qū)動(dòng)軸2a輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。另外，也能夠通過由輸入電源裝置的外部電源(例如從3D打印機(jī)裝置供給的電源)的接通(ON)/斷開(OFF)來控制驅(qū)動(dòng)。
[0053]圖2是栗裝置I的分解立體圖。另外，圖3是栗單元3的橫剖面圖(在與中心軸AX垂直的平面上切開的圖)，圖4是栗單元3的縱剖面圖(在包含中心軸AX的平面上切開的圖)。圖4的(a)是在與后述的太陽輥40和一對(duì)行星輥50的排列方向垂直的平面上切開的縱剖面示意圖，圖4的(b)是在與后述的太陽輥40和一對(duì)行星輥50的排列方向平行的平面上切開的縱剖面示意圖。
[0054]栗單元3包括:剛性環(huán)20、撓性環(huán)30、太陽輥40、一對(duì)行星輥(按壓部件)50和轉(zhuǎn)子60。另外，轉(zhuǎn)子60僅顯示于圖2，在其他的圖中省略圖示。
[0055]如圖3所示，剛性環(huán)20具有:圓筒部21、圓筒部21的一部分(圖2中的上端部)突出于外周側(cè)所形成的具有=字狀的橫截面的突出部22;和從突出部22的左右兩側(cè)面分別垂直地(在圖3中的左右方向)延伸的導(dǎo)管的吸引口 23和排出口 24。
[0056]如圖4的(a)所示，剛性環(huán)20的圓筒部21的內(nèi)周面(內(nèi)壁面)21a不是圓柱面，而是內(nèi)徑朝向背面?zhèn)?驅(qū)動(dòng)單元2側(cè))擴(kuò)大的錐面(大致圓錐面，詳細(xì)來說是圓錐臺(tái)的側(cè)面)。另外，內(nèi)壁面21a在軸方向具有中央部向外側(cè)鼓出的凸?fàn)畹那?，形成為大致鼓形。如后文所述，該曲率是為了在與撓性環(huán)30的圓筒部31的外周面31a之間形成工作室C而設(shè)置的。通過在內(nèi)壁面21a設(shè)置錐面，例如在如射出成形的方式利用模具對(duì)圓筒部21進(jìn)行加工時(shí)，即使不使用滑動(dòng)型等復(fù)雜的構(gòu)成的模具，也能夠從模具取出具有大致鼓形的中空部21h的圓筒部21。因此，能夠降低加工的成本。
[0057]圖5是栗單元3的組裝方法的說明圖。如圖5所示，在組裝栗單元3時(shí)，首先，在剛性環(huán)20的中空部安裝撓性環(huán)30，進(jìn)一步在撓性環(huán)30的中空部31h中，從內(nèi)徑較寬的背面?zhèn)炔迦胩栞?0、一對(duì)行星輥50(按壓部件)、轉(zhuǎn)子60等部件。如上所述，剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a(和撓性環(huán)30的圓筒部31)形成為向?qū)⑻栞?0等組裝部件插入圓筒部21內(nèi)的背面?zhèn)鹊拈_口(插入入口)擴(kuò)徑的具有錐面的鼓形面狀或大致圓錐面狀。由此，容易在剛性環(huán)20內(nèi)插入栗單元3的各部件，組裝也容易，并且在實(shí)施修補(bǔ)檢查和部件更換時(shí)也容易作業(yè)。
[0058]如圖3所示，在突出部22的內(nèi)側(cè)形成在中心軸AX方向上延伸的中空部22a(槽22a)。槽22a與圓筒部21的中空部21h連接。另外，吸引口 23和排出口 24的中空部經(jīng)由突出部22的槽22a相互連接，而形成I條直線狀的中空部25。另外，中空部25經(jīng)由槽22a而與圓筒部21的中空部21h連接。剛性環(huán)20由硬質(zhì)且耐溶劑性等優(yōu)異的工程塑料或金屬等構(gòu)造材料形成。在剛性環(huán)20的中空部21h收納大致圓筒狀的撓性環(huán)30。
[0059]如圖3所示，撓性環(huán)30具有圓筒部31和從圓筒部31的外周面31a突出的薄板狀分隔壁34。分隔壁34將圓筒部21的中空部21h和突出部22的槽22a隔開成與吸引口 23連通的空間和與排出口 24連通的空間。撓性環(huán)30由耐溶劑性和耐藥品性優(yōu)異的彈性材料形成，圓筒部31具有不會(huì)因水壓而伸縮的充足的厚度。
[0060]如圖4的(a)所示，撓性環(huán)30的圓筒部31的外周面31a在縱截面(即軸方向)具有向內(nèi)周側(cè)突出的曲率，形成為大致纏線形的凹曲面。另外，如上所述，剛性環(huán)20的圓筒部21的內(nèi)壁面21a在縱截面具有向外周側(cè)突出的曲率(大致鼓形的凸曲面)。因此，如圖4的(a)所示，在撓性環(huán)30處于不被行星輥50按壓于剛性環(huán)20的狀態(tài)時(shí)，在撓性環(huán)30的外周面31a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a之間形成工作室C。另外，撓性環(huán)30的圓筒部31在前后方向(中心軸AX方向)兩端部，通過粘接或壓接而與剛性環(huán)20的圓筒部21接合。由此，將工作室C氣密地密封住。
[0061]另外，撓性環(huán)30的圓筒部31的兩個(gè)面(內(nèi)周面31b和外周面31a)也形成為以與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21 a相同的角度相對(duì)中心軸AX傾斜。圓筒部31具有均勻的壁厚，使由行星輥50施加于圓筒部31的壓力均勻。
[0062]在撓性環(huán)30的中空部31h中收納轉(zhuǎn)子60以及保持于轉(zhuǎn)子60的太陽輥40和一對(duì)行星輥50。
[0063]如圖2所示，轉(zhuǎn)子60由工程塑料或金屬等構(gòu)造材料形成的前方轉(zhuǎn)子部件62和后方轉(zhuǎn)子部件64等構(gòu)成。太陽輥40和行星輥50夾在前方轉(zhuǎn)子部件62與后方轉(zhuǎn)子部件64之間，可旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))地保持于各輥的中心軸周圍。太陽輥40與轉(zhuǎn)子60( S卩與栗單元3的中心軸AX)同軸地配置。
[0064]如圖4的(b)所示，太陽輥40形成為大致圓錐臺(tái)狀。太陽輥40與一對(duì)行星輥50在外周面彼此緊密接觸的狀態(tài)下保持于轉(zhuǎn)子60。具體而言，一對(duì)行星輥50配置成以從直徑方向兩側(cè)夾著太陽輥40的方式使旋轉(zhuǎn)軸沿著太陽輥40的外周面傾斜(僅傾斜外周面的錐角程度)。因而，太陽輥40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力通過太陽輥40與各行星輥50的摩擦而傳遞至各行星輥50 ο
[0065]另外，轉(zhuǎn)子60保持為能夠相對(duì)于剛性環(huán)20和撓性環(huán)30圍繞中心軸AX旋轉(zhuǎn)。另外，在后方轉(zhuǎn)子部件64，在中心軸AX上形成有通過驅(qū)動(dòng)軸2a的貫穿孔。
[0066]在太陽輥40的后方部分形成有在中心軸AX上延伸的軸孔，在該軸孔中嵌入驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)軸2a。因此，太陽輥40由驅(qū)動(dòng)單元2直接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0067]一對(duì)行星輥50在分別夾在太陽輥40與撓性環(huán)30的內(nèi)周面31b之間的狀態(tài)下，在太陽輥40的外周面上(而且，在撓性環(huán)30的內(nèi)周面31b上)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，太陽輥40和一對(duì)行星輥50的相對(duì)位置關(guān)系由轉(zhuǎn)子60保持為一定。
[0068]此處，說明栗裝置I在工作中的撓性環(huán)30的動(dòng)作。圖6是說明撓性環(huán)30的圓筒部31的動(dòng)作的橫剖面圖。在圖6中，附圖標(biāo)記31所示的虛線表示自然狀態(tài)的圓筒部3，附圖標(biāo)記31所示的實(shí)線表示在中空部31h中收納一對(duì)行星輥50等并在Y軸方向上擴(kuò)徑的狀態(tài)的圓筒部31ο
[0069]在自然狀態(tài)下，圓筒部31的內(nèi)徑比一對(duì)行星輥50的外寬W(與一對(duì)行星輥50外切的圓的直徑)窄。因此，如箭頭E所示，與行星輥50抵接的位置擴(kuò)張至直徑方向外側(cè)。即，圓筒部31在排列有一對(duì)行星輥50的Y軸方向擴(kuò)徑。另外，圓筒部31在與行星輥50排列方向正交的X軸方向，如箭頭S所示地縮徑。因?yàn)橐粚?duì)行星輥50以一定速度圍繞中心軸AX轉(zhuǎn)動(dòng)，所以圓筒部31的各部周期性地反復(fù)擴(kuò)徑與縮徑。因?yàn)樵谧匀粻顟B(tài)下的圓筒部31的外周面31a的直徑比剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a的直徑小，所以在行星輥50等收納于撓性環(huán)30的中空部31h之前，在圓筒部31的外周面31a與內(nèi)壁面21a之間形成環(huán)狀的空間(工作室C)。而且，在中空部31h中收納一對(duì)行星輥50，圓筒部31從其內(nèi)方被一對(duì)行星輥50按壓時(shí)，如實(shí)線所示，圓筒部31變形成大致橢圓形，并且按壓內(nèi)壁面21a。由此，在被一對(duì)行星輥50按壓的部位，撓性環(huán)30與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a在周向的一部分局部密接，在周向上延伸的工作室C形成封閉部，在周向上分割工作室。
[0070]在本實(shí)施方式中，撓性環(huán)30的周向上的長(zhǎng)度(周長(zhǎng))設(shè)定成規(guī)定的長(zhǎng)度。具體而言，撓性環(huán)30的周長(zhǎng)設(shè)定成由一對(duì)行星輥50將撓性環(huán)30從內(nèi)側(cè)向直徑方向按壓而變形為橢圓狀時(shí)，在撓性環(huán)30的周長(zhǎng)實(shí)質(zhì)上不伸縮的狀態(tài)下，與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a密接，在工作室C中形成封閉部，能夠?qū)⒐ぷ魇褻的長(zhǎng)度氣密地分割。即，在撓性環(huán)30的中空部31h中插入太陽輥40和一對(duì)行星輥50時(shí)，撓性環(huán)30因一對(duì)行星輥50從內(nèi)側(cè)向直徑方向擴(kuò)張而變形為橢圓狀。而且，在長(zhǎng)徑方向兩端部，撓性環(huán)30的外周面31a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a密接，在工作室C設(shè)置兩處封閉部，將工作室分割為兩個(gè)。此時(shí)，撓性環(huán)30的短徑方向的直徑比自然狀態(tài)時(shí)短，這樣能夠吸收往撓性環(huán)30的長(zhǎng)徑方向上因直徑伸長(zhǎng)導(dǎo)致的周長(zhǎng)增加的部分，結(jié)果能夠充分抑制撓性環(huán)30整體的周長(zhǎng)的變化。具體而言，撓性環(huán)30在不與多個(gè)行星輥50抵接的部位(在行星輥50間拉伸的部位)，由于施加于撓性環(huán)30的張力，以圓周方向的曲率比自然狀態(tài)變小的方式發(fā)生變形(即彎曲伸張)，而使得周長(zhǎng)不伸長(zhǎng)。另外，撓性環(huán)30的圓筒部31的壁厚設(shè)定成不會(huì)由于施加于圓筒部31周向的張力而實(shí)質(zhì)上伸縮的程度的壁厚。在此，所謂撓性環(huán)30的周長(zhǎng)是在撓性環(huán)30的壁厚方向中間位置的周長(zhǎng)。使撓性環(huán)30彈性變形為橢圓狀，而使圓周方向的曲率變化時(shí)，撓性環(huán)30的內(nèi)周面31b和外周面31a彈性變形，雖然周長(zhǎng)有若干變化，但是在厚度方向中間位置的周長(zhǎng)被壁厚部分的內(nèi)外周的變形吸收而幾乎不伸縮。由此，能夠減輕圓筒部31因伸縮導(dǎo)致疲勞或其他的經(jīng)時(shí)變化，能夠提高耐久性。
[0071]如上所述，撓性環(huán)30的周長(zhǎng)決定為當(dāng)栗動(dòng)作時(shí)，至少在周向上實(shí)質(zhì)上不伸縮的長(zhǎng)度。換言之，通過將撓性環(huán)30的周長(zhǎng)設(shè)定為規(guī)定的長(zhǎng)度，撓性環(huán)30被行星輥50從內(nèi)方推壓時(shí)，撓性環(huán)30變形為橢圓狀，但是即使如此變形，撓性環(huán)30的周長(zhǎng)在幾乎不變化的狀態(tài)下，在圓筒部31的外周面31a與圓筒部21的內(nèi)壁面21a密接形成封閉部，能夠氣密地分割工作室C。此處，所謂撓性環(huán)30的周長(zhǎng)實(shí)質(zhì)上不伸縮，是指在正常使用狀態(tài)下，撓性環(huán)30在周向上幾乎不因行星輥50的推壓或施加于工作室C的內(nèi)壓而伸縮。通過使得撓性環(huán)30的周長(zhǎng)實(shí)質(zhì)上不伸縮，能夠減輕撓性環(huán)30因伸縮導(dǎo)致的疲勞或其他經(jīng)時(shí)變化，能夠提高耐久性。另外，因?yàn)閾闲原h(huán)30具有足夠的壁厚，所以具有相應(yīng)的剛性。由此，能夠充分縮小工作室C因內(nèi)壓造成的容積變化。在此，所謂的充分縮小容積變化，例如是指在工作室C中施加最大排出壓時(shí)的工作室C的容積變化為10%以下(優(yōu)選為5%以下，更優(yōu)選為I %以下)。如上所述，因?yàn)閾闲原h(huán)30的周長(zhǎng)決定為在動(dòng)作中撓性環(huán)30在周向上實(shí)質(zhì)上不改變，所以可減輕伸縮造成的疲勞而提高耐久性。另外，即使工作室C的內(nèi)壓上升，但撓性環(huán)30伸長(zhǎng)，工作室C的容積膨脹，其結(jié)果，沒有流體的輸送效率降低的問題。另外，利用該構(gòu)成，與栗動(dòng)作時(shí)使用伸縮動(dòng)作的隔膜的情況相比，能夠獲得特別高的耐久性或排出壓力、吸引壓力。
[0072]因?yàn)樯鲜鰣A筒部31的周期性變形(擴(kuò)徑和縮徑)并不是利用比較弱的彈性恢復(fù)力進(jìn)行的，而是利用由一對(duì)行星輥50所施加的強(qiáng)大外力而強(qiáng)制性引起的，所以需要的時(shí)間較短。因而，即使使行星輥50高速轉(zhuǎn)動(dòng)，仍能夠使圓筒部31追隨行星輥50的動(dòng)作而變形。
[0073]但是，在管栗中，排出過程是用輥強(qiáng)制擠壓管來進(jìn)行的，但吸引過程是利用撓性管本身比較弱的彈性恢復(fù)力(自復(fù)原力)來進(jìn)行的。因此，雖然排出過程的需要時(shí)間較短，但吸引過程的需要時(shí)間較長(zhǎng)。因此，當(dāng)以高速驅(qū)動(dòng)管栗(使輥以高速轉(zhuǎn)動(dòng))時(shí)，撓性管的復(fù)原趕不上輥轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，在吸引過程完成前，下一個(gè)排出過程已經(jīng)開始，所以存在液體的輸送效率降低的問題。利用本實(shí)施方式的栗單元3的構(gòu)成，能夠進(jìn)行比管栗更高速的工作。
[0074]在圖4的(b)中，撓性環(huán)30是由一對(duì)行星輥50從內(nèi)側(cè)向一方向(直徑方向)擴(kuò)張的擴(kuò)徑狀態(tài)，在圖4的(a)中，撓性環(huán)30是外徑變窄的縮徑狀態(tài)。
[0075]在圖4的(a)的縮徑狀態(tài)(縮徑方向)下，撓性環(huán)30的圓筒部31的外徑比剛性環(huán)20的圓筒部21的內(nèi)徑小，在撓性環(huán)30的圓筒部31的外周面31 a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21 a之間形成空間(工作室C)。
[0076]在圖4的(b)的擴(kuò)徑狀態(tài)(擴(kuò)徑方向)下，撓性環(huán)30的圓筒部31在排列一對(duì)行星輥50的直徑方向上被擴(kuò)徑，外周面31a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a密接。由此，在行星輥50的附近局部地封閉環(huán)狀的工作室C。
[0077]另外，如圖4的(a)所示，在縮徑狀態(tài)下，在撓性環(huán)30的外周面31a上，在中心軸AX方向上被賦予與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a相同大小的曲率。該曲率方向上的長(zhǎng)度(即，圖4的(a)的長(zhǎng)度)，在剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a與撓性環(huán)30的外周面31a形成相同大小。因而，如第四(b)圖所示，以行星輥50與剛性環(huán)20夾著撓性環(huán)30時(shí)，燒性環(huán)30的外周面31a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a不致松弛而密接。
[0078]另外，如上所述，撓性環(huán)30的圓筒部31具有均勻的壁厚，如圖4的(b)所示，撓性環(huán)30的外周面31a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a密接時(shí)，撓性環(huán)30的外周面31a與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a在相同方向上翹曲。因此，此時(shí)撓性環(huán)30的內(nèi)壁面21a也與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a同樣地向外周側(cè)突出地彎曲。在如上述方式彎曲的撓性環(huán)30的內(nèi)壁面21a上施加均勻的壓力，行星輥50的外周面也以與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a大致的相同曲率形成彎曲的鼓形。
[0079]在伸長(zhǎng)狀態(tài)下，工作室C被各行星輥50擠壓而分割成兩個(gè)。各行星輥50在太陽輥40的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各工作室C的封閉部也與行星輥50—起沿著剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a在周向上移動(dòng)，輸送收納于工作室C內(nèi)的液體。
[0080]如以上方式，在本實(shí)施方式的栗單元3中，太陽輥40的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被變換成沿著剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a的行星棍50的轉(zhuǎn)動(dòng)(公轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)，工作室C內(nèi)的液體因該行星棍50的轉(zhuǎn)動(dòng)而沿著剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a移動(dòng)。因?yàn)閾闲原h(huán)30的內(nèi)周長(zhǎng)比太陽輥40的外周長(zhǎng)要長(zhǎng)，所以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被減速，行星棍50以比太陽棍40的旋轉(zhuǎn)慢的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。即，由上述內(nèi)置于栗單元3的太陽輥40、行星輥50和撓性環(huán)30構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)具有如同行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速功能。因而，無須在驅(qū)動(dòng)單元2側(cè)設(shè)置減速裝置，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且小型的構(gòu)造。
[0081 ]另外，在本實(shí)施方式的栗單元3中設(shè)有2個(gè)行星輥50。因而，轉(zhuǎn)子60每旋轉(zhuǎn)I次，撓性環(huán)30的圓周上的各部分交替反復(fù)被行星輥50擠壓而與剛性環(huán)20密接的擴(kuò)徑狀態(tài)和從剛性環(huán)20離開而形成工作室C的縮徑狀態(tài)各兩次。即，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)I次，吸引與排出執(zhí)行2個(gè)循環(huán)。因此與使用專利文獻(xiàn)2(美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2012/0020822號(hào)說明書)中記載的單一行星輥或偏芯轉(zhuǎn)子的栗比較，因?yàn)檗D(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)I次的循環(huán)數(shù)多，所以脈動(dòng)被平滑化，能夠進(jìn)行順暢的抽吸(Pumping)。另外，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)I次的輸送量增加，也提高輸送效率。
[0082]接著，說明栗裝置I的動(dòng)作。例如從外部對(duì)栗裝置I賦予指示工作的控制信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元2根據(jù)該控制信號(hào)使驅(qū)動(dòng)軸2a旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。如上所述，因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)軸2a的前端部同軸地固定有太陽輥40(主體部41)，所以與驅(qū)動(dòng)軸2a—起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)太陽輥40。
[0083]如圖3所示，太陽輥40在箭頭Al方向上被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，太陽輥40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力通過摩擦力而傳遞至在與太陽輥40彼此各外周面接觸的一對(duì)行星輥50。結(jié)果，各行星輥50在箭頭A2方向上旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))。此時(shí)，因?yàn)楦餍行禽?0也從撓性環(huán)30的內(nèi)周面31b接受摩擦力，所以，通過該摩擦力而沿著撓性環(huán)30的內(nèi)周面31b在箭頭A3方向上轉(zhuǎn)動(dòng)(公轉(zhuǎn))。由此，各工作室C沿著剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a移動(dòng)。另外，撓性環(huán)30不轉(zhuǎn)動(dòng)，而伴隨行星輥50的轉(zhuǎn)動(dòng)反復(fù)擴(kuò)徑與縮徑。
[0084]在槽22a附近，工作室C由分隔壁34而分割成2個(gè)工作室C1、C2。工作室Cl與吸引口23連接，工作室C2與排出口 24連接。工作室C與槽22a連接時(shí)，伴隨在圖3中工作室C往順時(shí)鐘方向移動(dòng)，工作室Cl逐漸擴(kuò)張(同時(shí)，工作室C2逐漸縮小)，液體從吸引口 23流入工作室Cl內(nèi)。之后，從槽22a遮斷工作室C時(shí)，工作室C以一定容積沿著剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a(圖5中往順時(shí)鐘方向)移動(dòng)。之后，工作室C再次與槽22a連接，工作室C2隨著工作室C的移動(dòng)而逐漸縮小，將液體從工作室C2內(nèi)擠出至排出口24。如以上的方式，利用栗裝置I進(jìn)行液體的輸送。
[0085]在本實(shí)施方式的栗單元3中，剛性環(huán)20的槽22a的寬形成為相對(duì)行星輥50的直徑充分小(例如1/3以下)，另外，因?yàn)閾闲原h(huán)30具有與槽22a的寬相同程度的壁厚，所以行星輥50通過剛性環(huán)20的槽22a時(shí)，行星輥50從剛性環(huán)20接受的力變動(dòng)不大。因此，因?yàn)樘栞?0始終從一對(duì)行星輥50在徑向接受平衡的力，所以在徑向上并無大幅振動(dòng)。其結(jié)果，沒有從太陽輥40產(chǎn)生大的噪聲的問題，太陽輥40的壽命也延長(zhǎng)。
[0086]另外，在本實(shí)施方式的栗單元3中，因?yàn)樘栞?0、一對(duì)行星輥50和轉(zhuǎn)子60在重心(中心軸AX上的點(diǎn))的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)，所以栗單元3動(dòng)作中，沒有因重心變動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)或噪聲的問題。另外，因?yàn)橐砸欢〞r(shí)間間隔進(jìn)行吸引與排出(以一定周期產(chǎn)生脈動(dòng))，所以能夠減少排出量的起伏。
[0087]另外，在本實(shí)施方式中，采用隔著中心軸AX與中心軸AX等距離配置一對(duì)行星輥50的構(gòu)成。具體而言，一對(duì)行星輥配置成例如相對(duì)于中心軸AX旋轉(zhuǎn)對(duì)稱或相對(duì)于包含中心軸AX的平面面對(duì)稱。由此，從各行星輥50施加于太陽輥40的推壓力被抵銷，能夠提高旋轉(zhuǎn)時(shí)的平衡度，能夠減低噪聲或振動(dòng)。
[0088]另外，行星輥50的數(shù)量并不一定為一對(duì)(2個(gè))，也可以為使用3個(gè)以上的多個(gè)行星輥50的構(gòu)成。此時(shí)，優(yōu)選將多個(gè)行星輥50從中心軸AX等距離配置、相對(duì)于中心軸AX對(duì)稱配置和/或圍繞中心軸AX在圓周方向上等間隔配置。利用該構(gòu)成，在栗單元3的工作中，多個(gè)行星輥50和撓性環(huán)30的整體的重心位置不移動(dòng)，能夠減少工作中的振動(dòng)或噪聲。另外，還能夠減少排出量的起伏。
[0089]另外，在上述實(shí)施方式中，在工作中，撓性環(huán)30的圓筒部31的重心不移動(dòng)或相對(duì)于重心對(duì)稱地變形(伸縮)。因此，撓性環(huán)30的圓筒部31不會(huì)在擴(kuò)徑部(圖6中由附圖標(biāo)記S表示的位置)相對(duì)于相對(duì)的剛性環(huán)20的圓筒部21平行移動(dòng)(圖6中上下滑動(dòng))。其結(jié)果，沒有剪切力作用在撓性環(huán)30上而促進(jìn)疲勞的問題。另外，例如在如專利文獻(xiàn)2的方式僅包括一個(gè)行星輥50的構(gòu)成等中，因?yàn)閾闲原h(huán)30相對(duì)于剛性環(huán)20向行星輥50側(cè)(例如圖6中的下方)偏芯，所以在圖6的附圖標(biāo)記S表示的位置，較大的剪切力作用于撓性環(huán)30，撓性環(huán)30的壽命變短。
[0090]另外，上述實(shí)施方式中的由太陽輥40、行星輥50和撓性環(huán)30構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，也能夠適用于作為工作室而使用撓性管的管栗等其他種類的旋轉(zhuǎn)栗。
[0091]以上是本發(fā)明的實(shí)施方式的說明，但本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施方式的構(gòu)成，在其技術(shù)性思想的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形。
[0092]上述實(shí)施方式是由單一材料形成撓性環(huán)30的例子，但也可以將具有伸縮性的部件與不具大伸縮性的部件(伸縮抑制部件)復(fù)合而形成撓性環(huán)30。例如如圖7所示，也能夠采用在由具有伸縮性的基底形成的圓筒部31中埋入僅具有低伸縮性的伸縮抑制部件311a、311b的構(gòu)成。另外，伸縮抑制部件311a、311b具有充分的撓性。圖7的(a)表示將卷繞為螺旋狀的線狀的伸縮抑制部件311a埋入圓筒部31的變形例。圖7的(b)表示將卷繞為圓筒狀的薄膜狀的伸縮抑制部件311b埋入圓筒部31的變形例。如上所述，通過將伸縮性低的材料組合，能夠提尚燒性環(huán)30的強(qiáng)度，并提尚耐久性。
[0093]另外，在上述實(shí)施方式中，采用如下結(jié)構(gòu):使用具有相對(duì)于中心軸僅傾斜與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a相同角度的大致圓錐面狀的外周面的太陽輥40，使行星輥(按壓輥)50的中心軸相對(duì)于剛性環(huán)20的中心軸僅傾斜與內(nèi)壁面21a相同角度，但本發(fā)明的構(gòu)成不限定于此。例如也可使用不使太陽輥40的外周面為錐面，而具有相對(duì)于中心軸傾斜與剛性環(huán)20的內(nèi)壁面21a相同角度的大致圓錐面狀的外周面的行星輥50。
[0094]另外，上述實(shí)施方式使用采用太陽輥40與行星輥50，利用輥間的摩擦力傳遞動(dòng)力的行星輥機(jī)構(gòu)，但本發(fā)明不限定于該構(gòu)成。例如也能夠采用替代太陽輥40與行星輥50而使用太陽齒輪與行星齒輪(行星齒輪機(jī)構(gòu))的構(gòu)成。此時(shí)，也能夠采用在撓性環(huán)30的內(nèi)周面設(shè)置與行星輥50卡合的內(nèi)齒輪的構(gòu)成。另外，也能夠采用不設(shè)行星機(jī)構(gòu)，而利用驅(qū)動(dòng)單元2直接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子60的構(gòu)成。此時(shí)，有時(shí)需要在驅(qū)動(dòng)單元2中設(shè)置用于加大扭力的減速器。
[0095]另外，在輸送耐光性低(或具有光反應(yīng)性)的液體情況下，也能夠采用利用具有遮旋光性(或紫外線遮蔽性)的材質(zhì)形成外殼5和/或撓性環(huán)30的構(gòu)成。
[0096]上述實(shí)施方式是將本發(fā)明適用于輸送液體的送液栗的例子，但是本發(fā)明也能夠適用于用于輸送氣體的送氣栗。另外，本發(fā)明除能夠利用在包含食品工業(yè)或化學(xué)工業(yè)的一般工業(yè)外，還能夠利用于醫(yī)療、水處理、自來水、農(nóng)業(yè)、輸送、建設(shè)和其他廣泛的技術(shù)領(lǐng)域。
[0097]附圖標(biāo)記說明
[0098]I 栗裝置
[0099]2 驅(qū)動(dòng)單元
[0100]3 栗單元
[0101]10 外殼
[0102]20剛性環(huán)
[0103]30撓性環(huán)
[0104]40太陽輥
[0105]50行星輥
[0106]60 轉(zhuǎn)子。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種栗，其特征在于，包括: 大致圓柱狀的內(nèi)壁面； 撓性環(huán)，其沿著所述內(nèi)壁面配置，并在該撓性環(huán)與該內(nèi)壁面之間形成在周向上延伸的工作室;和 多個(gè)按壓部件，其將所述撓性環(huán)在周向上的一部分按壓于所述內(nèi)壁面，在所述工作室中形成封閉部，并且通過沿著所述內(nèi)壁面轉(zhuǎn)動(dòng)而使所述封閉部移動(dòng)，來使所述工作室內(nèi)的流體移動(dòng)； 所述撓性環(huán)以維持與自然狀態(tài)大致相同的周長(zhǎng)的狀態(tài)配置。2.如權(quán)利要求1所述的栗，其特征在于: 所述內(nèi)壁面的直徑比所述撓性環(huán)在自然狀態(tài)下的外徑稍大，所述外徑與所述直徑的差為下述關(guān)系成立的差:當(dāng)所述撓性環(huán)因栗動(dòng)作而變形時(shí)，幾乎不改變所述撓性環(huán)的周向的長(zhǎng)度地使所述撓性環(huán)與所述內(nèi)壁面抵接。3.如權(quán)利要求1或2所述的栗，其特征在于: 所述撓性環(huán)在自然狀態(tài)下的內(nèi)徑比所述多個(gè)按壓部件的外接圓的直徑小， 所述撓性環(huán)在不與所述多個(gè)按壓部件抵接的部分以周向的曲率比自然狀態(tài)變小的方式發(fā)生變形，而使得所述撓性環(huán)的周長(zhǎng)不伸長(zhǎng)。4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的栗，其特征在于: 在所述內(nèi)壁面開口有:吸引口，其將輸送的流體從外部吸引至所述工作室內(nèi)；和排出口，其將所述流體從所述工作室內(nèi)向外部排出；所述撓性環(huán)包括分隔壁，該分隔壁在所述吸引口與所述排出口之間將所述工作室隔開， 所述分隔壁是從所述撓性環(huán)的外周面突出的具有撓性的板狀部件。5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的栗，其特征在于: 所述多個(gè)按壓部件的重心位于所述轉(zhuǎn)動(dòng)的中心軸上。6.如權(quán)利要求5所述的栗，其特征在于: 所述多個(gè)按壓部件圍繞所述內(nèi)壁面的中心軸等間隔地配置。7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的栗，其特征在于，包括: 轉(zhuǎn)子，其一邊以規(guī)定的配置關(guān)系維持所述多個(gè)按壓部件，一邊使所述多個(gè)按壓部件沿著所述撓性環(huán)的內(nèi)周面轉(zhuǎn)動(dòng)。8.如權(quán)利要求7所述的栗，其特征在于: 所述按壓部件是由所述轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支承的按壓輥， 所述栗包括太陽輥，該太陽輥與所述轉(zhuǎn)動(dòng)的中心軸同軸地配置，并與多個(gè)所述按壓部件旋轉(zhuǎn)卡合， 當(dāng)所述太陽輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于所述太陽輥與所述撓性環(huán)的內(nèi)周面之間的所述多個(gè)按壓部件，在所述太陽輥的外周面上和所述撓性環(huán)的內(nèi)周面上在周向上轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述多個(gè)按壓部件與所述太陽輥從所述中空部的軸方向一側(cè)插入所述撓性環(huán)的中空部來進(jìn)行組裝， 所述內(nèi)壁面以向所述中空部的軸方向一側(cè)擴(kuò)徑的方式形成為鼓形面狀或大致圓錐狀， 所述太陽輥具有與所述內(nèi)壁面平行的鼓形面狀或大致圓錐面狀的外周面。9.如權(quán)利要求8所述的栗，其特征在于:從所述多個(gè)按壓輥施加于所述太陽輥的推壓力被抵銷。
【文檔編號(hào)】F04B43/12GK105829717SQ201380080148
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2013年10月9日
【發(fā)明人】湊谷洋兒
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社威爾科