JPH0849656A - スパイラル式チューブポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークを連続的に圧送すると同時にそのワー
クへ安定した増圧または減圧をポンプ内で付与する。 【構成】 スパイラル式チューブポンプは円筒状本体１
を備え、円筒状本体１の内側面には、スパイラル状で１
周ごとピッチ５を変えてあるガイド溝１ａが設けられ、
このガイド溝１ａに沿ってスパイラル状に一定の長さを
持つ弾性チューブ２が巻き付けられている。円筒状本体
１の軸線上には、駆動シャフト３がその両端にて本体１
と例えばベアリングを介して回転自在に支持されてい
る。この駆動シャフト３は、三つのポンプローラー４を
支持部材を介して、駆動シャフト３と平行に且つ同一円
周上に互いに一定ピッチに支持している。そして、各ポ
ンプローラー４は、弾性チューブ２の一端から他端まで
をまたぐに十分な長さを持って弾性チューブ２を押圧し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体の高所圧送、気・
液体混合物の気泡圧縮・溶解を伴う圧送、および気・固
・液体混合物の固液の高密度化を伴う圧送に適用可能な
スパイラル式チューブポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気・液体混合物や気・固・液体混
合物などのワークを圧送できるポンプとして、チューブ
ポンプやシリンダー式ポンプ等がある。

【０００３】図３は従来のチューブポンプの摸式図、図
４はシリンダー式ポンプの摸式図である。

【０００４】従来のチューブポンプは、図３に示すよう
に、三つのローラー１０１を同一円周上に互いに一定ピ
ッチ（６０°）で支持する回転支持部１０２と、回転支
持部１０２の回転に伴って各ローラー１０１に押圧され
る、流路である弾性チューブ１０３とを備えている。そ
して、隣り合う二つのローラー１０１の間に挟まれて構
成される一定容積のポンプ室１０４を回転支持部１０２
の図中矢印方向の回転に伴って移動させることにより、
弾性チューブ１０３内のワークを吸引側から吐出側へと
圧送することができる。

【０００５】また、シリンダー式ポンプは図４に示すよ
うに、第１のシリンダー１０５と第２のシリンダー１０
６とを一体的に構成し、シリンダー室内にワークを吸引
するための吸引口１０８ａ，１０８ｂとシリンダー室内
のワークを吐出するための吐出口１０７ａ，１０７ｂと
を各々に設けたもので、各吸引口１０８ａ，１０８ｂ及
び各吐出口１０７ａ，１０７ｂは、弁によって開閉自在
になっている。さらに、各吐出口１０７ａ，１０７ｂに
はそれぞれ、一本の流路管１０９を二つに分岐してなる
分岐端が接続されている。

【０００６】そしてシリンダー式ポンプでは、第１のシ
リンダー１０５と第２のシリンダー１０６とが交互に駆
動されることにより、ワークが流路管１０９を通じて圧
送される。すなわち、第１のシリンダー１０５内のワー
クを吐出している時は、第２の吐出口１０７ｂの弁を閉
じて第２のシリンダー１０６内に第２の吸引口１０８ｂ
よりワークを吸引し、次に第１の吐出口１０７ａの弁を
閉じると共に第２の吐出口１０７ｂの弁を開き、第２の
シリンダー内のワークを吐出する。このように二つのシ
リンダーで交互に吸引と吐出を切り換える事により、流
路管１０９を通じてワークを圧送することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のチューブポンプやシリンダー式ポンプでは、ワ
ークを圧送するのみで、ポンプ内でワークに増圧または
減圧をかけることはできなかった。

【０００８】すなわち、図３に示したチューブポンプで
は、ワークの圧送を行うローラー間のピッチ（６０°）
が固定のため、隣り合う二つのローラーの間に挟まれて
構成されるポンプ室内の空間容積は絶えず一定であり、
したがって、ポンプ室の内圧は一定で可変できない。

【０００９】図４に示したシリンダー式ポンプは、ピス
トンの移動によってシリンダー内の容積が変化するの
で、シリンダーの内圧は確かに上昇方向で変化するが、
本来、この時はピストンの前進と同時にシリンダーの吐
出口のバルブは開かれているので、シリンダー内の内圧
は内にこもって上昇する方向に働かないで、シリンダー
内のワークを吐出させる吐出力に転換されるので、基本
的にはワークそのものが安定した圧力を保持する状態に
はならない。

【００１０】もし、ワークへの増圧を考えるなら、シリ
ンダー吐出口に接続された流路管に増圧させたいワーク
をこもらせておき、それへシリンダーより吐出させるよ
うにすれば、ワークへの加圧の目的を達することは可能
といえなくはないが、シリンダー式ポンプは構造上、吸
引と吐出を同時に行うことができず、交互に行われなけ
ればならないので、流路内のワークは脈動を余儀なくさ
れ、安定した圧を得ることは困難である。

【００１１】また、上述したような問題点を有している
ので、従来のチューブポンプやシリンダー式ポンプのみ
では、気・液体混合物による物体の気泡洗浄操作、例え
ば重圧下で微細化した不活性気体の気泡を内蔵する洗浄
液を常圧水槽内に噴出させて被洗浄物に吹き付け、常圧
下で急成長する気泡の洗浄液拡散作用を洗浄効果に繋げ
る操作や、あるいは気・固・液体混合物の脱気操作、例
えば食用練り製品を搬送しながら漸次増圧することによ
り固・液体とガスとに分離させて脱気しながら高密度化
する操作などができず、それらの操作のために別の装置
が必要であった。

【００１２】そこで本発明は上記従来技術の問題点に鑑
み、気・液体混合物や気・固・液体混合物などのワーク
を連続的に圧送すると同時にそのワークへ安定した増圧
または減圧をポンプ内で付与することでがきるスパイラ
ル式チューブポンプを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のスパイラル式チューブポンプは、円筒状本体
の内側面に沿ってスパイラル状に１巻きのピッチがそれ
ぞれ異なるように設置された弾性チューブと、前記円筒
状本体の内側にあって前記円筒状本体の軸線と平行に且
つ同一円周上に互いに一定ピッチで配置され、前記弾性
チューブを押し潰している複数のポンプローラーと、前
記複数のポンプローラーを前記円筒状本体の軸線を中心
に同時に回転させるための駆動シャフトとを少なくとも
備えたことを特徴とする。

【００１４】また、上記のスパイラル式チューブポンプ
において、前記円筒状本体の内側面には、前記弾性チュ
ーブと合致するガイド溝が目的とするスパイラルピッチ
に合わせて設けられていることを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、円筒状
本体の内側面に沿ってスパイラル状に１巻きのピッチが
それぞれ異なるように設置された弾性チューブが、円筒
状本体の軸線と平行に且つ同一円周上に互いに一定ピッ
チで配置された複数のポンプローラーにより押し潰され
ている為、弾性チューブ内には隣り合う二つのポンプロ
ーラーにより密閉された空間（以下、「ポンプ室」とい
う。）が複数形成され、この時のポンプ室の容積は、そ
れぞれ大小異なっている。これは、同一の円筒内にスパ
イラル状に巻いたチューブの１巻きごとのピッチを変え
ると、各１巻き分の周回長さはそれぞれ異なり、１巻き
ピッチが大きい時は周回長さは長くなり、１巻きピッチ
が小さい時は周回長さは短くなるからである。

【００１６】このような状態にて、駆動シャフトにより
円筒状本体の軸線を中心に複数のポンプローラーを同時
に回転させると、複数のポンプローラーは弾性チューブ
を連続的に押し潰しながら移動するので、ポンプ室の容
積は弾性チューブのスパイラルピッチに比例して変化す
る。

【００１７】そこで、密閉状態のポンプ室の容積が駆動
シャフトによるポンプローラーの移動に伴って拡大され
るようにスパイラルピッチを設定すれば、圧送と同時に
ポンプ内でワーク（内容物）に容積拡大変化分だけ減圧
を付与することが可能となる。逆に、縮小されるように
スパイラルピッチを設定すれば、ポンプ内で容積縮小変
化分だけ増圧することが可能となる。

【００１８】このことにより、気・液体混合物あるいは
気・固・液体混合物などのワークを増圧または減圧の状
態に一定時間保持しながら圧送することができるので、
それらの混合物に対しての気体の脱気操作または微細化
操作をポンプ内で圧送と同時に行うことが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２０】図１は本発明のスパイラル式チューブポン
プの一実施例の特徴を最もよく表わす縦断面図、図２は
図１に示した弾性チューブ、ポンプローラ及び駆動シャ
フトの関連状態を表わした摸式図である。

【００２１】本実施例におけるスパイラル式チューブポ
ンプは、図１に示すように、円筒状本体１を備え、円筒
状本体１の内側面には、スパイラル状で１周ごとピッチ
５を変えてあるガイド溝１ａが設けられ、このガイド溝
１ａに沿ってスパイラル状に一定の長さを持つ弾性チュ
ーブ２が巻き付けられている。

【００２２】円筒状本体１の軸線上には、駆動シャフト
３がその両端にて本体１と例えばベアリングを介して回
転自在に支持されている。

【００２３】この駆動シャフト３は、図１および図２に
示すように、三つのポンプローラー４を支持部材を介し
て、駆動シャフト３と平行に、且つ同一円周上に互いに
一定ピッチ（６０°）に支持している。そして、各ポン
プローラー４は、弾性チューブ２の一端から他端までを
またぐに十分な長さを持って弾性チューブ２を押圧して
いる。これにより、隣り合う二つのポンプローラー４に
挟まれてポンプ室６が構成されている。

【００２４】一般に、同一の円筒内にスパイラル状に巻
いたチューブの１巻きごとのピッチを変えると、各１巻
き分の周回長さはそれぞれ異なり、１巻きピッチが大き
い時は周回長さは長くなり、１巻きピッチが小さい時は
周回長さは短くなる。

【００２５】したがって、このような１巻きごとのピッ
チを変えたチューブを、図１および図２に示すように同
一円周上に一定ピッチで配設した各ポンプローラー４で
押し潰すと、二つのポンプローラー間にて形成されるポ
ンプ室６の空間容積もそれぞれ大小異なることとなる。

【００２６】なお、上記の弾性チューブ１は、ポンプロ
ーラー４による押圧が消滅すれば、即座に中空状に戻る
復元力を備えたものであることは言うまでもない。ま
た、本実施例ではポンプローラー４が三つの場合を示し
たが、これに限られるものではない。

【００２７】次に、本実施例の動作について説明する。

【００２８】図１において、円筒状本体１の内側壁面に
スパイラル状に巻き付けた弾性チューブ２のスパイラル
ピッチ５が、図１中右から左へと所定の割合で縮小され
ている場合、駆動シャフト３を矢印ａ方向（図１、図２
参照）に回転させると、隣り合う二つのポンプローラー
４の間に形成される弾性チューブ２のポンプ室６も、弾
性チューブ２のスパイラル形状に沿って移動するが、こ
の弾性チューブ２のスパイラルピッチ５が大から小へ縮
小変化しているので、ポンプ室６の空間容積もそれに比
例して大から小へと縮小変化しながら移動する。この
時、ポンプ室６は前後を二つのポンプローラー４で密閉
されているので、圧送する気・液体混合物や気・固・液
体混合物などのワークの逃げ場はなく、ポンプ室６の縮
小変化分だけポンプ室６の内圧が上昇し続けることにな
る。

【００２９】一方、駆動シャフト３の回転を反対の矢印
ｂ方向（図１、図２参照）に切り換えると、弾性チュー
ブ２がスパイラル形状であることからポンプローラー４
にて誘導されるポンプ室６の移動方向は反転し、内圧も
増圧から減圧傾向となる。

【００３０】なお、この時の減圧変化率は、弾性チュー
ブ２のスパイラルピッチの小から大への変化率に正比例
することは言うまでもない。

【００３１】このような本実施例では、隣り合う二つの
パイプローラーによりポンプ室が密閉された状態でワー
クを移動させるので、ポンプ内にある一定時間、可変ス
パイラルピッチの弾性チューブ内のワークへの圧力付与
状態を安定して保ち続けることができる。このため、例
えば気・液体混合物による物体の気泡洗浄操作や気・固
・液体混合物の脱気操作などの場合には別の装置を設け
ることなく、ワークの圧送と同時に行なうことができ、
操作工程が簡素化され省力化となる。

【００３２】本発明において、スパイラル式チューブポ
ンプの増圧率、減圧率を一定とする時は、スパイラルピ
ッチの変化率を一定とするので、弾性チューブ２のスパ
イラル形状を保つ必要があるばかりでなく、弾性チュー
ブ２がずれてスパイラルピッチに変化が生じることは好
ましくない。

【００３３】従ってこの時は、図１にも示したように、
予め円筒状本体１の内側壁面にチューブ径に合わせたガ
イド溝１ａを目的のスパイラルピッチ状に設けておき、
このガイド溝１ａに弾性チュ−ブ２を保持させれば、弾
性チューブ２のスパイラル形状を安定させることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００３５】請求項１に記載のものにおいては、円筒状
本体の内周面に沿って配置された可変スパイラルピッチ
の弾性チューブを、円筒状本体の軸線と平行に且つ同一
円周上に互いに一定ピッチで配置された複数のポンプロ
ーラーにより押し潰し、複数のポンプローラーを円筒状
本体の軸線を中心に同時に回転させることができる構成
にしたことにより、ポンプ内のワークを増圧または減圧
の状態に一定時間保持しながら圧送することができる。
この結果、気・液体混合物あるいは気・固・液体混合物
における気体の微細化操作・脱気操作にて別の装置を設
けることなく送液操作と同時に行えるので、省力化でき
る。

【００３６】請求項２に記載のものにおいては、円筒状
本体の内周面に目的のスパイラルピッチ状の弾性チュー
ブと合致するガイド溝を設けることにより、上記の効果
に加えて、ポンプ稼動中に弾性チューブがずれることな
く、目的のスパイラルピッチを安定・維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパイラル式チューブポンプの一実施
例の特徴を最もよく表わす縦断面図である。

【図２】図１に示した弾性チューブ、ポンプローラ及び
駆動シャフトの関連状態を表わした摸式図である。

【図３】従来のチューブポンプの摸式図である。

【図４】シリンダー式ポンプの摸式図である。

【符号の説明】

１ 円筒状本体 １ａ ガイド溝 ２ 弾性チューブ ３ 駆動シャフト ４ ポンプローラー ５ スパイラルピッチ ６ ポンプ室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状本体の内側面に沿ってスパイラル
   状に１巻きのピッチがそれぞれ異なるように設置された
   弾性チューブと、 前記円筒状本体の内側にあって前記円筒状本体の軸線と
   平行に且つ同一円周上に互いに一定ピッチで配置され、
   前記弾性チューブを押し潰している複数のポンプローラ
   ーと、 前記複数のポンプローラーを前記円筒状本体の軸線を中
   心に同時に回転させるための駆動シャフトとを少なくと
   も備えたスパイラル式チューブポンプ。
2. 【請求項２】 前記円筒状本体の内側面には、前記弾性
   チューブと合致するガイド溝が目的とするスパイラルピ
   ッチに合わせて設けられていることを特徴とする請求項
   １に記載のスパイラル式チューブポンプ。