JP3863271B2 - チューブ接続装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有するチューブを溶融して切断し、その切断面を異なるチューブの切断面に溶着して接続するチューブ接続装置に関し、特に切断に際して挟持することで生じるチューブの歪みを考慮したチューブ接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューブ接続装置は、例えば特開平７―３２９１８２号公報に開示されているもののように、接続する２本のチューブを平行に保持し、板状の加熱素子からなる切断板（以下、「ウェハ」という）を加熱した後、その加熱したウェハをチューブに対して直交するように移動させてチューブを溶融して切断し、次いで、その切断面がウェハ面をスライドするようにしてチューブを移動させた後、ウェハを後退させて両チューブの切断面同士を溶着接続させるものが知られている。
【０００３】
そこで、このような作用を施すチューブ接続装置の従来例について、そのクランプ部を簡単に説明する。図１８は、従来のチューブ接続装置の主要部を示した斜視図である。
本従来例のチューブ接続装置は、ほぼ同様な構成からなる一対の第１チューブ保持手段２０１と第２チューブ保持手段２０２とが設けられている。そこで、例えばその第１チューブ保持手段２０１は、基台２０３上に一対の開閉可能な挟持部材２０４，２０５が設けられ、そのうち挟持部材２０５は、レール上を挟持部材２０４に向かって移動するようシリンダ２０６に固定されている。挟持部材２０４，２０５は、ともにクランプ爪２０４ａ，２０５ａが形成され、挟持部材２０５が挟持部材２０４側へ移動することでチューブをクランプするように構成されている。
【０００４】
そして、これら基台２０３，２１０上には、２本のチューブ２１６，２１７を挟持部材２０４，２０５等によって挟持する位置に位置決めする一対の位置決め手段２２１，２２２が設けられている。
位置決め手段２２１，２２２は、クランプ方向に２本のチューブ２１６，２１７を重ねて保持し得る枠体２２３，２２４が固定され、その枠体２２３，２２４には、チューブ２１６，２１７がずれないように開閉可能な蓋体が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような構成からなる従来のチューブ接続装置は次のような問題点があった。
前記従来のチューブ接続装置では、図のように２本のチューブ２１６，２１７が加熱したウェハ２３０で切断された後、第１チューブ保持手段２０１側のチューブがスライドし、仕切りとなっていたウェハ２３０が後退して、スライドすることで重なった異なるチューブ同士の切断面が溶着接続されて１本のチューブが形成されることとなる。
そして、このようにして２本のチューブ２１６，２１７がウェハ２３０によって切断される際、チューブの固定とともにチューブ内に残る液体の液漏れを防止するなどのため、円筒形状のチューブが扁平形状になって管内が密着し、さらにチューブ肉厚が薄くなるように押し潰した形状でクランプされる。
【０００６】
しかし、このとき円筒形だったチューブ２１６，２１７の形状が徐々に扁平され、図１９に示すように閉塞状態にクランプされた場合、各チューブにつくられた２箇所の折返し部分Ｐに大きな歪みが生じることとなる。仮に、その部分がチューブ端面である場合は、図２０に示すように折返し部分Ｐには軸方向にかけて盛り上がりが生じる。
従って、前記チューブ接続装置では、チューブ２１６，２１７を第１チューブ保持手段及び第２チューブ保持手段のクランプ爪２０４ａ，２０５ａ等によって２箇所でクランプした場合、両クランプ位置が近いとウェハ２３０で切断する切断予定位置には、両側からの歪みが重なり合うこととなる。
【０００７】
そのため、ウェハ２３０がチューブ２１６，２１７の当該箇所を直交方向に切断した場合には多くの量の肉が切除されてしまい、その切断面を再び溶着させて接続したのでは、図２１に示したように他の部分に比べて薄くなり破れやすくなってしまっていた。
一方、切断予定位置での歪みの重なりをなくすために両クランプ位置を離したのでは、チューブの弾性によって切り口が開いてしまって、接続するチューブ同士の切断面の形状が不均一となったり、チューブの芯が合わなくなる。。
そのため、このようなチューブ同士を接続したのでは、当然接続不良が生じたり、接続部分の強度を著しく低下させることとなった。
【０００８】
また、本装置は、例えば腹膜透析患者の腹腔内に透析液を供給するため、腹腔に接続されたトランスファーチューブと透析バックに接続されたチューブとの接続に利用される。そこでは、チューブは熱処理などによって滅菌処理することが必要とされるが、そのように熱処理などすることでチューブには微妙な変形が生じてしまっていた。
そのため、位置決め手段２２１，２２２として設けられた枠体２２３，２２４に装填したとしても、切断及び接続を行う切断予定位置で両チューブ２１６，２１７の軸心をクランプ方向に重なるようにすることが困難で、チューブの接続不良が生じやすいなどの問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる問題点を解決すべく、チューブ接続箇所の強度低下を防止したチューブ接続装置を提供すること、また適切なチューブの装填が可能なチューブ接続装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のチューブ接続装置は、可撓性のチューブを第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によって保持し、その第１チューブ保持具と第２チューブ保持具の間を移動する加熱した切断板によってチューブを溶融して切断した後、チューブ切断面同士を溶着して接続するものであって、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具は、当接・離間することでチューブをクランプして保持する一対の保持部材を有し、前記保持部材の当接面には、前記チューブを装填するＵ字溝と、他方のチューブ保持具側に突設され、前記チューブを扁平状態に変形する狭持部とが形成されており、前記Ｕ字溝は、前記狭持部側に向かって、前記チューブの直径以上の溝深さが徐々に浅くなるよう傾斜面をもって形成されており、前記挟持部は、前記チューブを相対的に強くクランプする第１クランプ部と、前記第１クランプ部よりも前記第１チューブ保持具と前記第２チューブ保持具との間の切断予定位置に近い側で前記チューブを相対的に弱くクランプする第２クランプ部とから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
よって、前記挟持部のうち、相対的に強く挟持する第１クランプ部では扁平形状に変形されたチューブを更に押しつけるようにクランプするため、チューブの抜けが防止されるがチューブには歪みが生じる。一方、前記第１、第２チューブ保持具間の切断予定位置に近い側にある相対的に弱く挟持する第２クランプ部では、チューブの扁平形状が保たれるとともにチューブに歪みが加えられることがほとんどないため、クランプによって生じたチューブの歪みは分散される。
【００１２】
このように挟持部でクランプされたチューブは、第１クランプ部では抜けが防止され、第２クランプ部ではチューブの歪みが分散されて断面の扁平形状が保たれる。
従って、切断予定位置での歪みの影響は減少され、またチューブ断面が扁平形状に保たれてチューブ接続箇所の強度低下が防止される。
【００１３】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記第１クランプ部は、一対の第１クランプ部からなるクランプ溝がクランプ方向に重なったチューブ厚さから１乃至２割分の差を取った距離となる溝深さとしたものであることを特徴とする。
よって、第１クランプ部では、クランプ方向へチューブが１割乃至２割り程度変形されてそのチューブの抜けが防止され、第２クランプでは、チューブの歪みが分散されて断面の扁平形状が保たれる。
従って、切断予定位置での歪みの影響を抑え、切り口の形状を合わせることによりチューブ接続箇所の強度低下が防止される。
【００１４】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によるチューブのクランプ動作に所定の時間差を設けたことを特徴とする。
よって、チューブをクランプする際に一方に生じる軸方向の歪みを逃がすことで、切断予定位置での歪みの影響を抑えることによりチューブ接続箇所の強度低下が防止される。
【００１５】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具を覆うように装置本体に軸着された開閉自在なカバー部材と、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の両側でチューブを支持する一対のチューブ支持部材と、前記チューブ支持部材に回転支持された従動ローラとを有し、前記チューブ支持部材にチューブを充填した後に前記カバー部材を閉じると、前記カバー部材に前記従動ローラが当接し、前記チューブ支持部材が下方へ揺動して、前記チューブを前記保持部材に装填するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記チューブ支持部材間にあってチューブ接続持のチューブ下側位置に設けられた下案内部材と、前記チューブ支持部材間にあって前記カバー部材の内側に立設され、該カバー部材を閉じたときにチューブ接続持のチューブ上側位置に先端が位置する上案内部材とを有することを特徴とする。
よって、支持部材で支持したチューブを、更に内側において下案内部材と上案内部材とで高さ調節するので、第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具のクランプ部での適切なチューブの装填が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるチューブ接続装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、チューブ保持部と、そのチューブ保持部を可動させる駆動機構の構成を示した外観斜視図である。そこで、図１に基づいて本チューブ接続装置のチューブ保持部とそのチューブ保持部を可動させる駆動機構について簡単に説明する。
チューブ保持部は、チューブ４，５の切断から接続に際してチューブ４，５をクランプして保持し、また切断後のチューブ４，５を配置転換させる機構をもったものであり、固定クランプ２１と可動クランプ３１とからなる第１チューブ保持具１と、固定クランプ４１と可動クランプ５１とからなる第２チューブ保持具２とから構成されている。
第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２を構成するそれぞれの固定クランプ２１，４１と可動クランプ３１，５１とは、図示するようにそれぞれ２本づつのガイドシャフト７１によって貫通支持され、固定クランプ２１，４１は固定され、可動クランプ３１，５１は摺動可能なよう構成されている。
【００１８】
そして、この可動クランプ３１，５１を移動させるための駆動機構は、それぞれのクランプに対し同様な構成をなして形成されているので、可動クランプ３１側のものについてのみ説明する。
固定クランプ２１には、可動クランプ３１を移動させる駆動源となるクランプバネ７２がガイドシャフト７１に対して平行に係設されている。即ち、固定クランプ２１下端側面には係合ピン７３が立設され、その係合ピン７３にクランプバネ７２の一端部が嵌合されている。そして、このクランプバネ７２には、その他端部が当接する止め部７４ａの形成された伝達ロッド７４が嵌挿されている。伝達ロッド７４の端部はクランク７５に対して軸支されている。
【００１９】
クランク７５は、支軸７６に対して回動自在に軸支されたものであり、円柱形状の支点部材７７と、伝達ロッド７４側に連結されたレバー７８と、可動クランプ３１へ連結された板カム７９とが、図示するように支点部材７７を中心に一体固定して形成されている。板カム７９の途中には従動ローラ８０が回転支持され、その従動ローラ８０に当接するカム８１は、モータ９６（図１１参照）の出力軸に固定されている。更に、板カム７９には可動クランプ３１に立設されたカムピン８２を誘導するリードカム溝８３が形成されている。
【００２０】
次に、図２乃至図５は第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２からなるチューブ保持部の構成の概略を示した図である。
本チューブ接続装置のチューブ保持部には、第１チューブ保持具１に回転機構（６３）を備え、第２チューブ保持具２にはそのような回転機構がないといった違いがある。
第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１は、図２に示すよう共に一対のカバー部材２２，２３、カバー部材３２，３３が接合され一つのブロックを構成している。カバー部材２２，２３及びカバー部材３２，３３は、互いに対称的な形状をなすものである。そこで、この具体的な構成については、図３に示す片側のカバー部材２２，３２に基づいて説明する。
【００２１】
カバー部材２２，３２には、半円形状の一対のローター片６１，６２からなるクランプローター６３（図２参照）を装填する半円形状の凹部が掘られたローター装填部２５，３５が形成されている。ローター装填部２５，３５の中心部には、それぞれ半円形状の切欠２６，３６が形成され、クランプローター６３の中心部が嵌合するように形成されている（図２参照）。ローター装填部２５，３５には、半円形状の円周レール２７，３７が形成されている。この円周レール２７，３７は、Ｕ字溝をなしている。また、カバー部材２２，３２の上下位置には、ローター装填部２５，３５の外周に連続するようにギヤ装填部２８，２９，３８，３９である凹部が形成されている。
【００２２】
次に、図４は、このような構成からなるカバー部材内にクランプローター６３を装填した状態を示した図である。カバー部材２２，２３及びカバー部材３２，３３が接合した中に装填されるクランプローター６３（図１参照）は、前述したように一対の半円形状のローター片６１，６２から構成されたものであり、その円周上には歯形が形成され、両ローター片６１，６２が接合した際に１個の歯車をなすよう構成されている。
また、ローター片６１，６２が互いに当接したクランプローター６３の中心、即ち、ローター片６１，６２の当接面中央には、Ｕ字溝６４，６５が形成されている。そして、図５に示すようにそのＵ字溝６４の延長上に、第２チューブ保持具２側に突設した挟持部６６にクランプ溝が形成されている。図示しないが、ロータ片６２についても同様の挟持部６６が形成されている。
【００２３】
チューブをクランプする一対の挟持部６６，６６は、２本のチューブ４，５を重ねてクランプした場合、その２本のチューブ４，５がともに扁平形状に変形して管内が塞がれるよう所定の深さのクランプ溝が形成されている。チューブ４，５を扁平にするのは、切断した際に中の液体が流れ出ないようにチューブ４，５の切り口を閉じるためである。
更に、ローター片６１，６２のそれぞれの両側面には、図３に示すカバー部材２２，２３，３２，３３の円周レール２７，２７，３７，３７に嵌合する円周状に形成された円周凸部６７，６７…が形成されている。
【００２４】
第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１内には、図４に示すように、ローター片６１，６２と噛合するギヤ６８，６８，６８，６９が回転可能に軸支して装填される。これらのギヤ６８，６８…のうち、固定クランプ２１を構成するカバー部材２２，２３の下方に装填されるギヤ６９が、モータ９７（図１１参照）の回転軸に連結されたドライブギヤとして構成されている。 以上のような構成部材からなる第１チューブ保持具１は、固定クランプ２１及び可動クランプ３１のカバー部材２２，２３，３２，３３にローター片６１，６２及びギヤ６８，６８…を装填させることによって構成される。そして、そのような固定クランプ２１に対し、可動クランプ３１がガイドシャフト７１を摺動できるよう支持されている（図１参照）。
【００２５】
次に、第２チューブ保持具２について図５を参照して説明する。
第２チューブ保持具２を構成する固定クランプ４１及び可動クランプ５１は、クランプ部材４２，４３、クランプ部材５２，５３が接合して形成されたブロックによって構成されている（図２参照）。この第２チューブ保持具２には、第１チューブ保持具１のような回転機構は設けられていない。
固定クランプ４１及び可動クランプ５１は、その当接面に図５に示すよう中央にＵ字溝４５が形成されている。図示しないが、可動クランプ５１にも同様のＵ字溝４５が形成されている。そして、固定クランプ４１及び可動クランプ５１には、そのＵ字溝４５の延長上に第１チューブ保持具１側に突設した挟持部４６にクランプ溝が形成されている。
挟持部４６は、２本のチューブ４，５を重ねてクランプした場合、その２本のチューブ４，５がともに扁平形状に変形して管内が塞がれるよう所定の深さのクランプ溝が形成されている。
【００２６】
次に、挟持部６６と挟持部４６との形状について更に詳細に説明する。図６は、図５のＡ―Ａ断面を示した図である。挟持部６６，４６とは、ともに同様な形状をなし対称的に形成されている。
挟持部６６，４６は、とともに同様のＵ字溝６４，４５の延長上に形成されている。Ｕ字溝６４，４５は、外側から中央にかけて、チューブ４，５の直径以上の溝深さが徐々に浅くなるよう傾斜面をもって形成されている。そして、中央側に突設された挟持部６６，４６は、図５に示すようにＵ字溝６４，４５よりも挟持面が幅広に形成されている。更にＵ字溝６４，４５は曲面形状であるが、挟持部６６，４６には所定の段差を有する平面形状のクランプ溝が形成されている。
【００２７】
即ち、挟持部６６，４６は、主としてチューブ４，５を強くクランプする第１クランプ部６６ａ，４６ａと、弱くクランプする第２クランプ部６６ｂ，４６ｂとから構成され、段差が形成されている。
第１クランプ部６６ａ，４６ａは、最もチューブ４，５の厚みを小さくすべく浅く形成され、クランプしたチューブ４，５の抜け止め防止機能を果たすところである。そして、第２クランプ部６６ｂ，４６ｂは、第１クランプ部６６ａ，４６ａよりも互いに近い位置に形成され、第１クランプ部６６ａ，４６ａよりも若干チューブ４，５の厚みを大きくする深さで形成されている。
【００２８】
具体的には、第１クランプ部と第２クランプ部との溝深さは、固定クランプ２１，４１と可動クランプ３１，５１との当接面を深さゼロとすると、次のように決定される。
第１クランプ部６６ａ，４６ａは、前述したようにチューブ４，５の抜け止めを防止するために強固な状態でクランプする必要がある。そのため、図１９に示すようにチューブ４，５をクランプして閉塞状態にした場合、その一つのチューブ４，５の重ねられた肉厚以下にする必要がある。しかし、溝深さを浅くし過ぎた場合には、チューブ４，５にかかるクランプ力が大きくなって、課題として示したようにチューブ４，５に生じる歪みが大きくなる。
【００２９】
そこで本実施の形態では、第１クランプ部６６ａ，４６ａの深さｍは、クランプ時のクランプ幅２ｍが、扁平して重ねられたチューブ４，５の全肉厚の７〜９割程度になるようにする。即ち、チューブ４，５を同時クランプする場合、第１クランプ部６６ａ，４６ａの間隔が、チューブ４，５を重ねて扁平形状にしてチューブ肉厚の４倍程度になった後、更にそこから全肉厚の１〜２割程度を押し潰すよう構成したものである。
一方、第２クランプ部６６ｂ，４６ｂの深さｎは、クランプ時のクランプ幅２ｎが、扁平して重ねられたチューブ４，５の全肉厚と略同一になるようにする。これは、第２クランプ部６６ｂ，４６ｂが、抜け止め防止の役割を果たす第１クランプ部６６ａ，４６ａとは異なり、第１クランプ部６６ａ，４６ａで生じた歪みを分散させるとともに、切断位置でのチューブの形状を扁平形状に保って切断した２本のチューブを交互に接続できるよう、その切断面形状を一致させるようにする役割を果たすことに対応させたためである。
【００３０】
そして、このような構成をなす第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２は、図１に示した駆動手段などとともに不図示の装置本体内に組み入れられている。そこでは、図５に示すように第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間に、第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２によって２箇所で保持されたチューブ４，５に対し、その間を直交するように移動する切断板３が設けられている。
【００３１】
次に、チューブ４，５を固定クランプ２１，４１及び可動クランプ３１，５１の間に配置するための案内手段について説明する。図７、図８は、チューブ保持部を含めた案内手段の構成を示した側面図であり、図９は固定クランプ２１，４１側を見た案内手段を含むチューブ保持部の正面図である。
案内手段は、チューブ４，５を直接支持する支持レバー１０１，１１１が、図９に示すように第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の外側に沿って設けられている。
【００３２】
支持レバー１０１は、図７に示すように移動クランプ５１側に開いたＵ字状に切り欠かれた装填部１０２が形成され、その反対側端部が回転自在に回転軸１０３によって軸支されている。そして、支持レバー１０１は、その底部に当接した支持バネ１０４とストッパ１０７によって支持され、図の位置に配置されている。また、支持レバー１０１は、上方に形成された三角部に従動ローラ１０５が回転支持されている。
更に、チューブ４，５が所定の高さに配設されるように下案内ピン１０６が設けられている。この下案内ピン１０６は、第１クランプ部４６ａに近接し、また可動クランプ５１の移動方向（クランプ方向）に一致するよう固定クランプ４１に立設され、可動クランプ５１に形成された挿入孔１０６ａ内に嵌挿されている。
【００３３】
一方、第１チューブ保持具１側に設けられた支持レバー１１１は、図８に示すように移動クランプ３１側に開いた装填部１１２が形成され、その反対側端部が回転自在に回転軸１０３によって軸支されている。従って、支持レバー１１１は、回転軸１０３によって支持レバー１０１と一体になって回転するよう構成されている。また、支持レバー１１１に形成された装填部１１２は、支持レバー１０１と同様２本のチューブ４，５を並べて装填できるように切り欠かれ、更にそのチューブ４，５が回転できるように円弧状に広く切り欠かれている。そのため、支持レバー１１１には、装填部１１２に装填したチューブ４，５の軸心を合わせるためのサポートバネ１１３が備えられている。
【００３４】
このように支持レバー１０１，１１１によってチューブ４，５が支持されて所定位置に配置されるが、それでも支持レバー１０１，１１１の間隔は広いため、図９に示すように安全カバー１２０の底部に突設された上案内板１２０ａが下案内ピン１０６上に位置し、チューブ４，５に当接して上方から揃えるよう構成されている。即ち、固定クランプ４１及び可動クランプ５１の挟持部４６には、上案内板１２０ａが挿入可能な挿入孔１２１が穿設され、そこから挿入された上案内板１２０ａが上下にずれたチューブ４，５の位置を揃えるよう構成されている。
また、本チューブ接続装置には、図１０に示すように固定クランプ２１，４１と可動クランプ３１，５１との間にチューブ４，５が配置されたことの確認を行うチューブ検出リミットスイッチ１３１が所定箇所に固設されている。
また、可動クランプ３１，５１近くには、安全カバー１２０の底部で、その安全カバー１２０が閉じられたことを検出するカバー閉検出リミットスイッチ１３２が所定箇所に固設されている。
【００３５】
次に、本実施の形態のチューブ接続装置を制御する制御部について説明する。図１１は、制御装置の一部を示したブロック図である。制御部９１は、コントローラ９２、ＣＰＵ９３、ＲＯＭ９４、ＲＡＭ９５を備えており、ＲＡＭ９５の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ９４に記憶された駆動プログラムに従って信号処理を行うものである。
この制御部９１は、例えばモータ９６，９７、シリンダ９８に対し、駆動回路９６Ａ，９７Ａ，９８Ａを介してコントローラ９２が接続され、またチューブ検出リミットスイッチ１３１が接続されている。そして、そのコントローラ９６から駆動回路９６Ａ，９７Ａ，９８Ａへ駆動信号が出力され、後述するよう動作が制御される。
【００３６】
以上の構成をなす本実施の形態にかかるチューブ接続装置は、塩化ビニル等のような軟質樹脂で構成され可撓性（柔軟性）を有する２本のチューブ４，５を２箇所でクランプして固定し、その中央部で切断した後チューブ切断面の位置を反転させて、それぞれの切断面を交互に接続するものである。そこで、先ず、本装置のチューブ案内動作を図７及び図８を参照して説明する。
チューブ４，５を装填する場合、図示するように安全カバー１２０は開けられた状態にあり、支持バネ１０４に支持された支持レバー１０１は、その装填部１０２を上方に向けた状態にある。従って、回転軸１０３を介して一体に形成された支持レバー１１１もその装填部１１２を上方に向けた状態にある。
【００３７】
そこで、装置使用者は、２本のチューブ４，５を並べ、それを可動クランプ３１，５１の上面を滑らせるようにして装填部１０２，１１２へ入れ込む。
そして、チューブ４，５のセットを終えたなら、使用者は安全カバー１２０を閉じる。このとき、従動ローラ１０５が安全カバー１２０の裏面に当接し、そこを回転する従動ローラ１０５を介して支持レバー１０１が下方へ押し下げられる。そのため、支持レバー１０１は、支持バネ１０４の力に抗して回転軸１０３を中心に下方へ揺動する。一方、回転軸１０３によって一体に形成された支持レバー１１１は、支持レバー１０１と同じタイミングで下方へ揺動する。
【００３８】
従って、支持レバー１０１，１１１の装填部１０２，１１２の位置が下がり、又その傾きが水平になって、装填された２本のチューブ４，５が可動クランプ３１，５１の移動方向に重ねて並べられることとなる。
更に、このとき、チューブ４，５の下が下案内ピン１０６に当接する一方、チューブ４，５に対し上方から上案内板１２０ａが当接して添えられるため、チューブ４，５は、固定クランプ２１，４１と可動クランプ３１，５１との間で上下位置が合わせられて整列されることとなる。
【００３９】
そして、安全カバー１２０が閉じられたことをカバー閉検出リミットスイッチ１３２が検出し、また案内されたチューブ４，５のセット完了をチューブ検出リミットスイッチ１３１が検出して、その検出信号を受けたＣＰＵ９７が次の動作であるクランプ動作を制御する。即ち、カム８１が固定されているモータ９６を駆動させる。そこで、制御されたモータ９６の駆動によって行われるクランプ動作について図１２及び図１３に基づいて説明する。なお、ここでは第１チューブ保持具１側についてのみ示し第２チューブ保持具２側の動作は省略する。
前述したように２本のチューブ４，５が配置された段階では、カム８１が図１２に示す回転位置にあり、板カム７９が従動ローラ８０を介して持ち上げられた状態になっている。
そのため、板カム７９のリードカム溝８３の位置が上昇した状態にあり、可動クランプ３１に固定されたカムピン８２はリードカム溝８３の下端側に位置している。
また、クランク７５として一体に形成されたレバー７８は時計方向に揺動した状態にあり、そのレバー７８に軸支された伝達ロッド７４によってクランプバネ７２が弾縮されている。
【００４０】
そして、２本のチューブ４，５のセットが完了したならば、カム８１のモータ９６を駆動させて図１３に示すチューブ４，５のクランプ動作を実行する。
モータ９６からの出力により回転するカム８１は、クランプ完了に至るまで反時計方向に回転することとなる。その間、カム８１にならって回転する従動ローラ８０が設けられた板カム７９は、徐々に反時計方向に揺動しそのリードカム溝８３の位置が下げられていく。
ところで、このようにカム８１が回転し板カム７９が下方へ揺動する場合、クランク７５全体は反時計方向へ回動することとなる。これは、カム８１の規制から外れるクランク７５が、クランプバネ７２の弾拡力によって反時計方向へ付勢されるためである。従って、このクランク７５を付勢するクランプバネ７２の力が、リードカム溝８３内に係設されたカムピン８２へ水平方向の分力を与えて可動クランプ３１を固定クランプ２１側へ水平移動させることとなる。
【００４１】
このようなクランプ動作は、第２チューブ保持具２の固定クランプ４１と可動クランプ５１との間でも同様にして行われる。但し、第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２とで同時に行われるわけではなく、両者の間には時間差が設けられている。
即ち、図示しなかった第２チューブ保持具２側の駆動機構が最初に動作し、固定クランプ４１へ可動クランプ５１を移動させるよう駆動し、その駆動を開始した所定時間の後に第１チューブ保持具１の駆動機構を動作させる。
従って、チューブ４，５は挟持部４６によってクランプされた後に、挟持部６６によってクランプされることとなる。これは、２箇所でチューブ４，５をクランプした場合に、そのチューブ４，５には各クランプ箇所毎に軸方向歪みを生じるが、第１チューブ保持具１側のクランプを遅らせることで、第２チューブ保持具２のクランプで生じた歪みを逃がすようにするためである。
【００４２】
また、このときチューブ４，５は、ローター片６１，６２及び固定クランプ４１と可動クランプ５１のＵ字溝６４，４５によって挟み込まれ、その中央にて挟持部４６，６６でクランプされる。挟持部４６，６６では、深さｍの第１クランプ部６６ａ，４６ａで扁平されたチューブ４，５が更にその肉厚の１〜２割程度押し潰されてクランプされ、深さｎの第２クランプ部６６ｂ，４６ｂでは、扁平されたチューブ４，５に対して歪みが生じないようにクランプされる。
従って、チューブ４，５をクランプする挟持部４６，６６では、第１クランプ部６６ａ，４６ａで強固にクランプされるとともに、その第１クランプ部６６ａ，４６ａで生じたチューブ４，５の歪みが第２クランプ部６６ｂ，４６ｂで分散される。また、第２クランプ部６６ｂ，４６ｂでもクランプされることで、２本チューブ４，５は、切断予定位置での扁平形状がほぼ一致するよう保たれる。
【００４３】
次に、以上のようにして駆動機構によってクランプされたチューブ４，５の切断・接続動作について説明する。
２本のチューブ４，５は、図１４に示すよう固定クランプ２１，４１と可動クランプ３１，５１とによってクランプされた状態にある。このとき、挟持部６６，６６及び挟持部４６，４６の間にあったチューブ４，５はクランプされて扁平形状となっている。特に、第１クランプ部６６ａ，６６ａ，４６ａ，４６ａによってクランプされた箇所では、管内が圧閉されてチューブ４，５内の液体の漏れが止められている。
【００４４】
そして、第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間に配設された切断板３が上昇し、チューブ４，５を直交して切断する。即ち、切断板３は、電圧が印加されて３００〜３５０℃にまで温度上昇し、この切断板３がチューブ４，５を溶融しながら切断する。
次いで、切断板３がチューブ４，５に直交した状態で停止され、そのままで可動クランプ３１のドライブギヤ６９が回転される。ドライブギヤ６９の回転は、歯形が噛み合ったクランプローター６３に伝達され、クランプローター６３に１８０°の回転が与えられる。
【００４５】
クランプローター６３が１８０°回転すると、ローター片６１，６２が固定クランプ２１と可動クランプ３１とで入れ替わり、図１５に示すように第１チューブ保持具１に挟持された切断後のチューブ４ａ，５ａの切断面が切断板３の側面を旋回して１８０°入れ替わり、チューブ４ａとチューブ５ｂとの切断面、チューブ５ａとチューブ４ｂとの切断面同士が切断板３を挟んで対面した状態となる。
ところで、チューブ４，５の切断面は樹脂が溶融又は軟化した高温の状態であるため、その切断面は切断板３に気密に接触している。そのため、回転に際してもチューブ４，５の切断面は切断板３に気密に接触したまま側面を旋回することとなる。従って、チューブ４，５内部が大気に触れることなく無菌状態が維持される。
【００４６】
そして、切断板３を下方へ後退させると同時に第２チューブ保持具２が、不図示の駆動手段（例えば図１１のシリンダ９８など）によって第１チューブ保持具１へ微小距離寄せられる。これは、切断代分（切断板３の厚さ分）移動させてチューブ同士を接触させるためである。そこで、チューブ４ｂ，５ｂとチューブ５ａ，４ａとの切断面同士が溶着接続され、図１６に示すような交互に入れ替えられた２本のチューブ６，７が形成される。
チューブの接続が完了したならば、カム８１は再び図１３から図１２に示す状態になるよう回転が与えられ、従動ローラ８０を介して板カム７９が持ち上げられる。そのため、クランク７５はクランプバネ７２の弾拡力に抗して支軸７６を中心に時計方向に回動し、カムピン８２の位置がリードカム溝８３内を相対的に下方へ移動する。そして、可動クランプ３１が固定クランプ２１から離間され、接続されたチューブ６，７が取り外される。
【００４７】
よって、本実施の形態のチューブ接続装置では、第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２とのクランプに時間差を設けたので、チューブ４，５に生じる軸方向の歪みを逃がし、また、挟持部４６，６６を第１クランプ部６６ａ，４６ａと第２クランプ部６６ｂ，４６ｂとから構成したので、チューブ４，５を強固に挟持して抜け止めされるとともに
、チューブ４，５に生じる歪みを抑え、切断時にチューブ４，５を余分に切除してしまうことがなくなった。
そこで、本チューブ接続装置で接続されたチューブは、図１７の断面図で示すようにその接続部分の肉厚が従来のものに比べ格段に厚くなり、その強度が増した。
【００４８】
また、従来のものでは、切断部に近いところでチューブを歪ませるようなクランプを行っていたため、接続面に歪みの影響がでやすく、その接続面が外側に広がって接続部に大きなバリが生じやすかったが、本装置では歪みによる切断面の変形を抑えたため、生じるバリが小さくなった。
【００４９】
また、本実施の形態のチューブ接続装置では、支持レバー１０１，１１１などからなる案内手段を設けたので、正確な位置決めを要するチューブの装填が簡単になった。
特に本装置では、チューブ４，５を直接支持する支持レバー１０１，１１１が第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の外側に沿って併設され、その距離が広くなってしまっているが、その間に下案内ピン１０６と上案内板１２０ａが設けられているので、チューブに滅菌処理などにより微妙に変形が生じていても切断位置で正確に軸心を合わせることができる。
従って、軸心のズレを原因として生じるチューブの接続不良や、偏ってかかるクランプ力によるチューブの破損を防止することができた。
【００５０】
また、クランプローター６３を構成するロータ片６１，６２は同一形状であるため、固定クランプ２１と可動クランプ３１との間での位置が限定されないので、接続後の状態で固定クランプ２１から可動クランプ３１を離間させてクランプを解除することができ、制御し易いものとなった。
特に、本装置では、安全カバー１２０に支持レバー１０１，１１１を連動させるようにし、チューブ検出リミットスイッチ１３１とカバー閉検出リミットスイッチ１３２を設けてクランプ動作を制御するようにしたので、使用者は、チューブを支持レバー１０１，１１１に挿入後、安全カバー１２０を閉じるだけでよく、その後チューブが接続されるまで何ら行うことなく非常に取り扱いの簡単なものになった。
これは、本装置が弱視で力が弱い腹膜患者等のように体に障害がある人が使用するものである点を考慮すると、非常に大きな効果である。
【００５１】
また、前記従来例のものでは切断したチューブを平行移動し必要とするチューブの切断面同士を接続するものであり、接続されないチューブの切断面は開口するおそれがあり、そのため、チューブ内に液体が残っていた場合にはそれがこぼれ落ち、装置への悪影響を及ぼしたり汚れの原因となっていた。
しかし、本チューブ接続装置では、ロータ片６１，６２を備えたクランプローター６３採用したことにより、交互に切断面を接続することができるためこのような問題はなくなった。
【００５２】
以上、本発明にかかるチューブ接続装置の実施の形態の一例を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定される訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、挟持部４６，６６を段差のある第１クランプ部６６ａ，４６ａと第２クランプ部６６ｂ，４６ｂとで形成したが、第２クランプ部を傾斜面としてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、複数の可撓性のチューブを保持する第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具が、当接・離間することでチューブをクランプして保持する一対の保持部材を有し、前記保持部材の当接面には、前記チューブを装填するＵ字溝と、他方のチューブ保持具側に突設され、前記チューブを扁平状態に変形する狭持部とが形成されており、前記挟持部は、前記チューブを相対的に強くクランプする第１クランプ部と、前記第１クランプ部よりも前記第１チューブ保持具と前記第２チューブ保持具との間の切断予定位置に近い側で前記チューブを相対的に弱くクランプする第２クランプ部とから構成されているので、挟持部でクランプされたチューブは、第１クランプ部では抜けが防止され、第２クランプ部ではチューブの歪みが分散されて断面の扁平形状が保たれるため、切断予定位置での歪みの影響は減少し、チューブ断面が扁平形状に保たれることでチューブ接続箇所の強度低下を防止したチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００５４】
また、本発明は、第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によるチューブのクランプ動作に所定の時間差を設けた構成としたので、チューブをクランプする際に一方に生じる軸方向の歪みを逃がし、切断予定位置での歪みの影響を抑えることによりチューブ接続箇所の強度低下を防止したチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００５５】
また、本発明は、前記チューブ支持部材間にあってチューブ接続持のチューブ下側位置に設けられた下案内部材と、前記チューブ支持部材間にあって前記カバー部材の内側に立設され、該カバー部材を閉じたときにチューブ接続持のチューブ上側位置に先端が位置する上案内部材とを有する構成としたので、支持部材でチューブを支持したチューブを、更に内側において下案内部材と上案内部材とでチューブの位置を調節することで、第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具のクランプ部で適切にチューブを装填できるチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 チューブ保持部の駆動機構を示した外観斜視図である。
【図２】 第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２を示した外観斜視図である。
【図３】 第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１の断面を示した図である。
【図４】 カバー部材内にクランプローターを装填した状態を示した図である。
【図５】 固定クランプ２１，４１の当接面を示した図である。
【図６】 図５のＡ―Ａ断面を示した図である。
【図７】 第２チューブ保持具２側の案内手段の構成を示した側面図である。
【図８】 第１チューブ保持具１側の案内手段の構成を示した側面図である。
【図９】 固定クランプ２１，４１を基準に見た案内手段を含めたチューブ保持部正面図である。
【図１０】 チューブ検出リミットスイッチ１３１を示した図である。
【図１１】 制御装置の一部を示したブロック図である。
【図１２】 アンクランプ時の駆動手段を示した側面図である。
【図１３】 クランプ時の駆動手段を示した側面図である。
【図１４】 第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２のクランプ状態を示した図である。
【図１５】 チューブ切断時の状態を示した図である。
【図１６】 接続後のチューブを示した図である。
【図１７】 接続後のチューブ断面を示した図である。
【図１８】 従来のチューブ接続装置の主要部を示した斜視図である。
【図１９】 クランプ時のチューブを示した図である
【図２０】 クランプ時のチューブを示した図である
【図２１】 従来のチューブ接続装置による接続後のチューブ断面を示した図である。
【符号の説明】
１ 第１チューブ保持具
２ 第２チューブ保持具
４，５ チューブ
２１，４１ 固定クランプ
３１，５１ 可動クランプ
６１，６２ ローター片
６３ クランプローター
４６，６６ 挟持部
４６ａ，６６ａ 第１クランプ部
４６ｂ，６６ｂ 第２クランプ部
９１ 制御部
９２ コントローラ
９３ ＣＰＵ
９４ ＲＯＭ
９５ ＲＡＭ
１０１，１１１ 支持レバー
１０６ 下案内ピン
１２０ 安全カバー
１２０ａ 上案内板
１３１ チューブ検出リミットスイッチ

Claims (4)

1. 可撓性のチューブを第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によって保持し、その第１チューブ保持具と第２チューブ保持具の間を移動する加熱した切断板によってチューブを溶融して切断した後、チューブ切断面同士を溶着して接続するチューブ接続装置において、
   前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具は、当接・離間することでチューブをクランプして保持する一対の保持部材を有し、
   前記保持部材の当接面には、前記チューブを装填するＵ字溝と、他方のチューブ保持具側に突設され、前記チューブを扁平状態に変形する狭持部とが形成されており、
   前記Ｕ字溝は、前記狭持部側に向かって、前記チューブの直径以上の溝深さが徐々に浅くなるよう傾斜面をもって形成されており、
   前記挟持部は、前記チューブを相対的に強くクランプする第１クランプ部と、前記第１クランプ部よりも前記第１チューブ保持具と前記第２チューブ保持具との間の切断予定位置に近い側で前記チューブを相対的に弱くクランプする第２クランプ部とから構成されていることを特徴とするチューブ接続装置。
2. 請求項１に記載のチューブ接続装置において、
   前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によるチューブのクランプ動作に所定の時間差を設けたことを特徴とするチューブ接続装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のチューブ接続装置において、
   前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具を覆うように装置本体に軸着された開閉自在なカバー部材と、
   前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の両側でチューブを支持する一対のチューブ支持部材と、
   前記チューブ支持部材に回転支持された従動ローラとを有し、
   前記チューブ支持部材にチューブを充填した後に前記カバー部材を閉じると、前記カバー部材に前記従動ローラが当接し、前記チューブ支持部材が下方へ揺動して、前記チューブを前記保持部材に装填するように構成されていることを特徴とするチューブ接続装置。
4. 請求項３に記載のチューブ接続装置において、
   前記チューブ支持部材間にあってチューブ接続持のチューブ下側位置に設けられた下案内部材と、
   前記チューブ支持部材間にあって前記カバー部材の内側に立設され、該カバー部材を閉じたときにチューブ接続持のチューブ上側位置に先端が位置する上案内部材とを有することを特徴とするチューブ接続装置。

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