JP2019090403A - チューブポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、本実施形態に係るチューブポンプ1(以下、単にポンプ1ということがある)の概略斜視図を示す。ポンプ1は、流体、典型的には液体を搬送するためのアセンブリであり、流体の流路を形成する可撓性を有するチューブ2と、チューブ2を保持するホルダー部20と、本体ケース30とを備えている。ホルダー部20及び本体ケース30は、チューブ2を間に挟んで対向するように取り付けられる。本実施形態では、ホルダー部20は、本体ケース30から着脱自在に分離可能である。チューブ2の上流側の端部及び下流側の端部は、それぞれ上流側の部品及び下流側の部品(図示されない)に接続される。上流側の部品及び下流側の部品は、ポンプ1の用途に応じて適宜選択することができる。また、図1の例では、チューブ2の両端がホルダー部20から殆ど突出していないが、チューブ2の長さも、ポンプ1の用途に応じて適宜選択される。
以下、図面を参照しつつ、ポンプ1の動作について説明する。ポンプ1は、チューブ2を保持した状態のホルダー部20を、図3Bに示すように本体ケース30に装着した状態で使用される。なお、図1では図示されていないが、チューブ2の両端はそれぞれ上流側の部品及び下流側の部品へと接続されている。ホルダー部20を本体ケース30に装着した状態におけるチューブ空間S内のチューブ2は、図3Bに示すように、第1壁面21、第2壁面22及びローラー32で囲まれる。
本実施形態で使用されるチューブ2は、断面半径rが1(mm)程度である。このように、径が比較的小さいチューブを装置の所定の位置に装着する場合、通常は作業者の熟練度が要求される。しかし、本実施形態のようなチューブ空間Sを構成することにより、例えばチューブの装着作業に熟練していない一般の使用者であってもチューブ2をチューブ空間Sに適切に装着することが可能となる。また、一度チューブ2をチューブ空間Sに装着した後は、その脱落が生じ難い。さらには、特殊な形状のチューブを必要とすることがないため、簡便性の向上及び低コスト化を実現することができる。なお、上記のチューブ2の断面半径rはあくまでも一例であり、チューブ2の断面半径rは、ポンプ1の用途に応じて、適宜変更することが可能である。
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
押圧部32の形態は、ローラーに限定されず、押圧部32を自転不能に構成してもよい。なお、押圧部32が自転不能であるとき、押圧部32はチューブ2に対して常に同じ面を向けることになる。その場合、押圧部32においてチューブ2に対向する面を、中心軸A1から離れる程、チューブ2側からローラー32側へ傾斜する傾斜面として形成しさえすればよく、押圧部32のその他の部位の形状は任意に設定することができる。
押圧部32の形状は、略円錐台に限られず、例えば、略円錐とすることも可能である。また、上面と底面の径が等しい略円柱又は略斜円柱とすることも可能である。この場合は、中心軸A2を中心軸A1に直交する方向に対して適宜傾斜させることで、押圧部32においてチューブ2と対向する面において、中心軸A1から離れる程、チューブ2側からローラー32側へ傾斜する傾斜面を形成することができる。
上記実施形態では、ローラー32の自転軸である中心軸A2は、公転軸である中心軸A1に対し直交するように交差していたが、自転軸A2は、公転軸A1に直交する直線に対し角度を為すように中心軸A1と交差していてもよい。
ホルダー部20と本体ケース30のうち一方は係合部を有し、他方は係合部に係合される被係合部を有し、前記係合部と前記被係合部とを係合させると、本体ケース30に対してホルダー部20が位置決めされるように構成されていてもよい。図5は、このように構成されたホルダー部20及び本体ケース30の斜視図である。図5の例では、係合部として、ホルダー部20のローラー32に対向する面に、本体ケース30の上面に向かって突出する3つの凸部201が形成されている。一方、被係合部として、本体ケース30のホルダー部20に対向する面には、本体ケース30の内側に向かって窪んだ凹部301が形成されている。3つの凸部201と3つの凹部301とは、ホルダー部20と本体ケース30とを対向させたとき、1対1に対応する位置に形成される。3組の凸部201及び凹部301を係合させると、ホルダー部20が本体ケース30に対して正しい位置に位置合わせされる。その結果、ポンプ1の流量精度が向上する。
ホルダー部20と本体ケース30のうち一方は、他方に対向する面に磁石を有し、ホルダー部20と本体ケース30のうち他方は、前記磁石に対向し、前記磁石に磁気的に吸引される磁性体又は磁石を有していてもよい。この構成によって、ホルダー部20の位置決めがより容易になり、また、本体ケース30への着脱作業の操作性が向上する。図5に示す例では、本体ケース30は、ホルダー部20に対向する面に、2つの磁石302,302を有する。磁石302は、この例では、それぞれ上面のみが本体ケース30の上面から露出し、なおかつ磁石302の上面が本体ケース30の上面と概ね面一になるように本体ケース30内に埋め込まれている。一方、ホルダー部20は、本体ケース30と組み合わせられたとき、磁石302,302にそれぞれ対向する2つの磁性体202,202を有する。この例では、磁性体202は、磁石302に対向する面が、ホルダー部20の本体ケース30と対向する面と概ね面一になるようにホルダー部20に固定されている。磁性体202,202の少なくとも一方は、磁石に変更することができる。磁石302は、それぞれに対向する磁性体202を磁気的に吸引し、本体ケース30に対するホルダー部20の位置を固定する。磁石302が磁性体202を吸引する力の強度は、ユーザが片手に本体ケース30を持ちつつ、他方の手でホルダー部20を分離することができる程度とすることができる。磁石及び磁性体の組の数は図5の例に限定されず、適宜設定することができる。さらに、変形例4−4の係合部及び被係合部を磁石で、或いは磁石及び磁性体で形成することも可能である。
ホルダー部20のチューブ空間Sを規定する第1壁面21は、中心軸A1を基準として径方向外側に向かう程、チューブ2側から押圧部であるローラー32側へ傾斜する傾斜部210を有していてもよい。図6Aはこのように構成されたホルダー部20の斜視図であり、図6Bは、傾斜部210を有するホルダー部20及びローラー32の周辺の構造を示す側方断面図である。傾斜部210が中心軸A1に直交する平面に対して傾斜する傾斜角は特に限定されないが、図6Bに示すとおり、チューブポンプ1が動作する際に、ローラー32の周面323が形成する傾斜面323aと平行又は略平行になるような傾斜角とするのが望ましい。また、このときローラー32の上面322は、第2壁面22よりも中心軸A1を基準として径方向内側に位置するように構成されることが望ましい。このようにすることで、チューブ2が傾斜部210、第2壁面22、及び周面323(傾斜面323a)とで囲まれるので、ローラー32の押圧力がチューブ2に伝わりやすくなり、チューブ2をより確実に閉塞させることができる。さらに、チューブ2が閉塞したときの寸法を容易に特定することができ、同寸法を基にしてローラー32及び第1壁面21等の寸法を決定することができ、ポンプ1の設計が容易になる。
第1壁面21は、傾斜部210の径方向外側の周縁に連続し、かつ中心軸A1に概ね直交する水平部211をさらに有し、第2壁面22が水平部211の径方向外側の周縁から起立するように構成されてもよい。図7Aは、傾斜部210を有するが水平部211を有さないホルダー部20の側方断面図であり、図7Bは、傾斜部210及び水平部211を有するホルダー部20の側方断面図である。図7Bのように水平部211を形成すると、水平部211と第2壁面22とによってポケット部Pが形成される。ポケット部Pは接着剤を用いてチューブ2をチューブ空間Sに固定する場合の接着剤溜まりとして機能する。例えば、チューブ2の折り曲げた部分(円弧部分Cに沿う部分)の径方向外側面に接着剤を塗布し、第1壁面21及び第2壁面22に固定するとき、チューブ2に塗布された接着剤がポケット部Pに溜まり、傾斜部210から中心軸A1方向及び下方へ流出し難くなる。このようにして、チューブ2をチューブ空間Sにしっかりと接着することができる。その結果、チューブ2がチューブ空間Sからより脱落し難くなる。
2 チューブ
20 ホルダー部
21 第1壁面
22 第2壁面
23 第3壁面
24 爪部
25 切り欠き部
30 本体ケース
31 駆動部(モーター)
32 押圧部(ローラー)
33 回転体
34 回転軸
35 付勢部材(ばね)
201 凹部(係合部)
202 磁性体(磁石)
210 傾斜部
211 水平部
301 凸部(被係合部)
302 磁石
321 底面
322 上面
323 周面
323a 傾斜面
324 ローラー軸
A1、A2 中心軸
C 円弧部分
L1、L2 直線部分
S チューブ空間
r チューブの断面半径
h 第2壁面の高さ
D 第2壁面22と爪部24との距離
P ポケット部
Claims (13)
- 流体を搬送するための可撓性を有するチューブと、
前記チューブが少なくとも部分的に湾曲するように前記チューブを保持するホルダー部と、
駆動部と、
前記駆動部により第1中心軸周りを回転駆動され、前記第1中心軸周りを回転しながら、前記ホルダー部に保持された前記チューブの湾曲した部分に沿って前記チューブを押圧することにより、前記流体を前記チューブ内で搬送する少なくとも1つの押圧部と、
を備え、
前記押圧部は、前記押圧部において前記チューブと対向する面において、前記第1中心軸を基準として径方向外側に向かう程、前記チューブ側から前記押圧部側に傾斜する傾斜面を有する、
チューブポンプ。 - 前記押圧部は、前記第1中心軸に交差する第2中心軸周りに回転可能なローラーの形態である、
請求項1に記載のチューブポンプ。 - 前記押圧部は、前記第1中心軸周りの回転に従動して、前記第2中心軸周りに回転する、
請求項2に記載のチューブポンプ。 - 前記押圧部は、概ね円錐台の形状であり、
前記円錐台は、前記第2中心軸に概ね直交する底面と、前記第2中心軸に概ね直交し、前記底面よりも面積が狭く、前記底面よりも前記第1中心軸を基準として径方向外側に配置される上面と、前記底面及び前記上面の間に広がる周面とを有し、
前記傾斜面は、前記押圧部において前記周面に相当する部分に含まれる、
請求項2又は3に記載のチューブポンプ。 - 前記ホルダー部は、前記チューブが収容されるチューブ空間を有し、
前記チューブ空間は、
前記押圧部に対向する第1壁面と、
前記第1壁面から起立し、前記チューブの前記湾曲した部分に前記第1中心軸を基準として径方向外側から当接する第2壁面と、
で規定される、
請求項1から4のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 前記チューブ空間の前記第1中心軸方向の最深部からの、前記第2壁面の高さをhとし、前記チューブの断面の半径をrとするとき、h≧rである、
請求項5に記載のチューブポンプ。 - 前記第1壁面は、前記第1中心軸を基準として径方向外側に向かう程、前記チューブ側から前記押圧部側に傾斜する傾斜部を有する、
請求項5又は6に記載のチューブポンプ。 - 前記第1壁面は、前記傾斜部に連続し、かつ前記第1中心軸に概ね直交し、前記傾斜部よりも前記第1中心軸を基準として径方向外側に配置される水平部をさらに有し、
前記第2壁面は、前記水平部から起立する、
請求項7に記載のチューブポンプ。 - 前記チューブ空間は、
前記第1壁面から起立し、前記第2壁面と対向し、前記第2壁面よりも前記第1中心軸を基準として径方向内側に配置される第3壁面
でさらに規定され、
前記第3壁面及び前記第2壁面の一方は、前記第1壁面から所定の間隔を空けた高さ位置から前記第3壁面及び前記第2壁面の他方に向かって突出し、前記チューブ空間からの前記チューブの脱落を防止する爪部を含む、
請求項5から8のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 前記駆動部及び前記押圧部を収容する本体ケース
をさらに備え、
前記ホルダー部と前記本体ケースとは分離可能に構成される、
請求項1から9のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 前記ホルダー部と前記本体ケースのうち一方は、係合部を有し、
前記ホルダー部と前記本体ケースのうち他方は、前記係合部に係合される被係合部を有し、
前記係合部と前記被係合部とを係合させると、前記本体ケースに対して前記ホルダー部が位置決めされるように構成される、
請求項10に記載のチューブポンプ。 - 前記ホルダー部と前記本体ケースのうち一方は、他方に対向する面に磁石を有し、前記ホルダー部と前記本体ケースのうち他方は、前記磁石に対向し、前記磁石に磁気的に吸引される磁性体又は磁石を有する、
請求項10又は11に記載のチューブポンプ。 - 前記押圧部を前記ホルダー部に向かって付勢する付勢部材
をさらに備える、
請求項1から12のいずれかに記載のチューブポンプ。
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