JP2003065250A - チューブポンプ - Google Patents
チューブポンプInfo
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Abstract
また非使用時にチューブに潰れぐせがつくのを防止する
ことができるチューブポンプを提供すること。 【解決手段】本発明のチューブポンプ1Aは、本体9
と、本体9に対し回転可能に設置されたロータ5と、ロ
ータ5の外周面に当接して設置された振動体6と、ロー
タ5に設けられ、チューブ100の一部を圧閉するボー
ル14および15とを備えている。振動体6は、電極と
圧電素子と補強板とを積層してなるもので、圧電素子に
交流電圧が印加されると、長手方向に微小な振幅で振動
(縦振動)し、この振動によりロータ5を回転駆動す
る。ボール15は、ボール移動溝55に沿ってロータ5
に対し移動可能に設けられている。チューブポンプ1A
の非使用時には、ボール15をボール14に近い位置に
移動することにより、ボール14および15のいずれも
がチューブ100を圧閉しない状態が得られる。
Description
関する。
ブ)をしごくことにより、チューブ内の液体を送液する
チューブポンプが知られており、例えば医療機器、プリ
ンタ等において広く用いられている。
ロータを回転駆動するモータと、ロータに設置された複
数のローラとを有し、このローラがロータの外周に沿っ
て配置されたチューブを圧閉しつつロータが回転して、
送液を行うようになっている。
は、ロータを駆動するモータが大きいために、小型化、
特に薄型化が困難である、という問題がある。また、モ
ータの電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼすおそれがあ
る、という問題もある。
時において、チューブの一部がローラに圧閉(押圧)さ
れ続けることにより、この部分に潰れぐせがついてしま
う(変形してしまう)、という問題がある。チューブに
潰れぐせがつくと、その部分の劣化が進行したり、チュ
ーブポンプの吐出量が不安定になったり、所望の吐出量
が得られなくなったりする弊害がある。このため、従来
のチューブポンプでは、例えば、製造後、長期間保管す
ることができないという不都合がある。
な構造で、小型化、特に薄型化に有利であり、また非使
用時にチューブに潰れぐせがつくのを防止することがで
きるチューブポンプを提供することにある。
(1)〜(36)の本発明により達成される。
装着部を有する本体と、前記本体に対し回転可能に設置
されたロータと、前記ロータの回転により前記ロータの
回転軸を中心として公転し、前記チューブの一部を圧閉
する複数の圧閉部と、前記ロータと連動する被駆動体
と、前記被駆動体に当接して設けられ、圧電素子を備え
た少なくとも1つの振動体とを有し、前記振動体は、前
記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、こ
の振動により、前記被駆動体に力を繰り返し加えて前記
被駆動体を駆動し、これにより前記ロータを回転させる
ものであり、複数の前記圧閉部のうちの少なくとも1つ
は、前記ロータに対し所定の移動範囲で移動可能である
ことを特徴とするチューブポンプ。
の前記圧閉部のいずれもが前記チューブを圧閉していな
い状態とすることができ、この状態から前記ロータの回
転が開始されると、前記移動可能な前記圧閉部が前記ロ
ータに対し前記移動範囲で相対的に移動し、これによ
り、前記ロータの定常回転状態では、前記ロータの回転
位置によらず複数の前記圧閉部のうちの少なくとも1つ
が前記チューブを圧閉するような位置に複数の前記圧閉
部が配置された状態となる上記(1)に記載のチューブ
ポンプ。
記移動範囲の少なくとも一部で、前記ロータの周方向に
移動可能である上記(1)または(2)に記載のチュー
ブポンプ。
数の前記圧閉部は、前記ロータの周方向に沿ってほぼ等
角度間隔で配置される上記(1)ないし(3)のいずれ
かに記載のチューブポンプ。
記ロータに形成された溝または窓に沿って移動可能であ
る上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のチューブ
ポンプ。
出する凸部である上記(1)ないし(5)のいずれかに
記載のチューブポンプ。
回転可能に設けられている上記(1)ないし(6)のい
ずれかに記載のチューブポンプ。
可能なボールである上記(7)に記載のチューブポン
プ。
軸とほぼ同じ方向の回転軸を中心として回転可能なロー
ラである上記(7)に記載のチューブポンプ。
た加圧ロータと、前記ロータに設けられ、前記移動可能
な前記ローラを前記ロータの回転方向に押圧する押圧部
とを有し、前記移動可能な前記ローラは、前記ロータに
よって支持されておらず、前記ロータの定常回転状態で
は、前記加圧ロータと前記押圧部とに当接しつつ回転す
る上記(9)に記載のチューブポンプ。
転軸とほぼ直交する方向の回転軸を中心として回転可能
なローラである上記(7)に記載のチューブポンプ。
し、該ローラの回転軸が前記ロータの回転軸とほぼ直交
するように該ローラの姿勢を規制する規制部材が設けら
れている上記(11)に記載のチューブポンプ。
閉していない位置にある前記圧閉部に当接する当接部を
有する上記(1)ないし(12)のいずれかに記載のチ
ューブポンプ。
径方向から前記チューブを圧閉する上記(1)ないし
(13)のいずれかに記載のチューブポンプ。
転軸方向から前記チューブを圧閉する上記(1)ないし
(13)のいずれかに記載のチューブポンプ。
ューブの近傍に設けられた可撓性を有する板状体を有
し、前記圧閉部は、該板状体を介して前記チューブを圧
閉する上記(1)ないし(15)のいずれかに記載のチ
ューブポンプ。
着された前記チューブの前記圧閉部に圧閉される部分の
ほぼ全域に渡って設けられている上記(16)に記載の
チューブポンプ。
変位可能に設けられている上記(16)または(17)
に記載のチューブポンプ。
変位しないように設けられている上記(16)ないし
(18)のいずれかに記載のチューブポンプ。
着脱可能に設置されている上記(16)ないし(19)
のいずれかに記載のチューブポンプ。
て変位しないように規制する変位量規制手段を有する上
記(16)ないし(20)のいずれかに記載のチューブ
ポンプ。
一体化または固着されている上記(1)ないし(21)
のいずれかに記載のチューブポンプ。
径方向から前記被駆動体に当接するように設置されてい
る上記(22)に記載のチューブポンプ。
周側から前記被駆動体に当接するように設置されている
上記(23)に記載のチューブポンプ。
ロータの回転軸方向について前記ロータの厚さ分の空間
内に位置している上記(1)ないし(24)のいずれか
に記載のチューブポンプ。
構を介して前記ロータを回転する上記(1)ないし(2
5)のいずれかに記載のチューブポンプ。
である上記(26)に記載のチューブポンプ。
おり、前記振動体は、前記溝の内面に当接する上記
(1)ないし(27)のいずれかに記載のチューブポン
プ。
方向とを有する形状をなしている上記(1)ないし(2
8)のいずれかに記載のチューブポンプ。
近が前記被駆動体に当接する上記(29)に記載のチュ
ーブポンプ。
る上記(1)ないし(30)のいずれかに記載のチュー
ブポンプ。
している上記(31)に記載のチューブポンプ。
平行な姿勢で設置されている上記(31)または(3
2)に記載のチューブポンプ。
れた腕部を有し、前記振動体は、前記腕部により支持さ
れている上記(1)ないし(33)のいずれかに記載の
チューブポンプ。
ューブの円弧状の部分は、前記ロータの最外周より内側
に位置する上記(1)ないし(34)のいずれかに記載
のチューブポンプ。
から支持する上記(1)ないし(35)のいずれかに記
載のチューブポンプ。
添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明す
る。
ブポンプの第1実施形態を示す平面図、図2は、図1中
のX−X線での断面側面図、図3は、図1および図2に
示すチューブポンプにおける振動体の斜視図、図4は、
図1および図2に示すチューブポンプにおける振動体が
屈曲振動する様子を示す平面図、図5は、図1および図
2に示すチューブポンプにおける振動体の凸部が楕円運
動する様子を示す平面図、図6および図7は、それぞ
れ、図1および図2に示すチューブポンプにおける圧閉
部(ボール)のロータおよびチューブに対する位置関係
を説明するための断面平面図である。なお、以下の説明
では、図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
弾性を有するチューブ100を装着するチューブ装着溝
(装着部)93を有する本体9と、本体9に対し回転可
能に設置されたロータ5と、本体9に設置され、ロータ
5を回転駆動する振動体6と、圧閉部としてのボール1
4および15と、ロータ5とチューブ100との間に設
けられた薄板(板状体)16とを備えている。以下、各
部の構成について説明する。
と、基板91の中心部から上方に向かって突設されたロ
ータ回転軸92とを有している。
ータ回転軸92を中心とするほぼ円環状に形成されてい
る。
平面視でほぼU字状をなすチューブ装着溝93が形成さ
れている。
を中心とするほぼ円弧状をなす円弧部931と、円弧部
931の図1中の左端部から図1中の下方へ延びる直線
部932と、円弧部931の図1中の右端部から図1中
の下方へ延びる直線部933とで構成されている。
挿入溝94の底部941に形成されている。すなわち、
チューブ装着溝93の幅は、薄板挿入溝94の幅より小
さくなっており、円弧部931は、薄板挿入溝94の底
部941にさらに凹部(溝)を形成するようにして設け
られている。また、円弧部931は、中心角がほぼ18
0°の範囲に形成されている。
のようなチューブ装着溝93に沿って、本体9に対し、
図1に示す平面視でほぼU字状に装着されている。すな
わち、チューブ100は、円弧部931に位置する円弧
部103と、直線部932に位置する上流部101と、
直線部933に位置する下流部102とを有している。
ている。チューブ100の円弧部103は、後述するボ
ール14、15に押圧されることにより閉塞した状態
(図2中の右側に示す状態)になり、この押圧が解除さ
れると、元の状態(図2中の左側に示す状態)に戻る。
能に設置されている。ロータ5は、ほぼ円盤状をなすロ
ータ本体51と、ロータ本体51の外周部に例えば圧入
により固着された円環状のリング(被駆動体)53とを
有している。
に設置された軸受11、12を介して本体9のロータ回
転軸92に対し回転可能に設置されている。
ロータ5を片側(下側)から支持しており、ロータ5を
上側から覆う部材がない。よって、チューブポンプ1A
は、薄型化に特に有利である。
れ、図1中の時計回りに回転(正転)する。すなわち、
振動体6は、リング53(ロータ5)の外周面に当接し
て設置されており、振動体6が振動すると、振動体6か
ら摩擦力(押圧力)を繰り返し受けてリング53(ロー
タ5)が図1中の時計回りに回転駆動される。すなわ
ち、リング53は、振動体6に駆動される被駆動体とな
るものである。
グ53の外周には、周方向に沿って溝531が形成され
ており、振動体6(凸部66)は、溝531の内面(凹
面)532に当接している。これにより、振動体6のリ
ング53に対する当接位置が上下にずれるのを防止する
ことができる。また、溝531(内面532)の断面
は、円弧状をなしており、これにより、振動体6のリン
グ53に対する当接位置が上下に多少ずれた場合であっ
ても、振動体6とリング53との接触状態が維持され、
駆動力をロスすることがない。
閉(押圧閉塞)する圧閉部として、ボール14および1
5がそれぞれ設置されている。このボール14、15
は、それぞれ、後述する薄板16を介して、チューブ1
00の円弧部103の一部を上側から圧閉する。
本体51の下面に形成された凹部54内にその上側が挿
入するように設置されており、ボール14の下側は、ロ
ータ本体51の下面から突出している。凹部54とロー
タ回転軸92との距離は、円弧部103とロータ回転軸
92との距離にほぼ等しくされている。
51)に対し、任意の方向に回転(自転)可能になって
いる。また、ボール14は、ロータ5(ロータ本体5
1)に対し、実質的に移動しないようになっている。す
なわち、凹部54は、ボール14がロータ5に対し実質
的に移動しないような大きさになっている。
可能になっている。すなわち、ボール15は、ロータ本
体51の下面に形成されたボール移動溝55内にその上
側が挿入するように設置されており、このボール移動溝
55に沿って(ボール移動溝55の範囲)でロータ5に
対し移動可能になっている。
に、ロータ本体51の下面から突出している。また、ボ
ール15は、ボール14と同様に、ロータ5に対し、任
意の方向に回転(自転)可能になっている。
ロータ5の周方向に沿って円弧状に形成されており、ボ
ール14の近傍からロータ5の回転(正転)方向と反対
方向に向かって(図1中の反時計回りに)半周弱に渡っ
て設けられている。ボール移動溝55とロータ回転軸9
2との距離は、円弧部103とロータ回転軸92との距
離にほぼ等しくされている。
に近い方の端部内面を前端面551と言い、ボール14
から遠い方の端部内面を後端面552と言う。
ール14(前端面551)の近傍にある位置(図6に示
す状態)と、ボール14に対しロータ回転軸92を挟ん
で反対側(後端面552付近)にある位置(図1および
図7に示す状態)との間でロータ5に対し移動可能にな
っている。図1および図7に示す状態では、ボール14
および15は、ロータ5の周方向に沿って等間隔で、す
なわち180°間隔で位置する。
タ5に対し移動可能になっていることにより、以下に説
明するように、非使用時においてチューブ100に潰れ
ぐせがついたり、内壁が固着して(貼り付いて)チュー
ブ100が閉塞したりするのを防止することができる。
は、ボール15をボール14の近傍に位置させ、かつ、
これらのボール14および15がチューブ100の上流
部101と下流部102との間に位置するようなロータ
5の回転位置にすることにより、ボール14および15
のいずれもがチューブ100(円弧部103)を圧閉し
ていない状態が得られる。
時には図6に示す状態としておくことにより、チューブ
100の潰れぐせや内壁の固着による閉塞等を防止する
ことができる。したがって、例えば工場での組み立て時
に図6に示す状態としておくことにより、販売・使用さ
れるまでの間が長期間になった場合であっても、チュー
ブ100に潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞し
たりすることがない。
されると、ボール14は、ロータ回転軸92を中心とし
て公転を開始する。一方、ボール15は、本体9に対し
てはその場にとどまり、ロータ5に対してはボール移動
溝55に沿って相対的に移動する。
までロータ5が回転した状態(図7に示す状態)になる
と、ボール15は、後端面552に押圧されることによ
って、ロータ回転軸92を中心として公転を開始する。
回転が開始されると、ボール15は、ボール14に遅れ
て公転を開始することによってロータ5に対して移動
し、自動的に図7に示す状態となる。
ータ5の定常回転状態においては、ボール14および1
5は、ロータ5の周方向に沿って等間隔(180°間
隔)で位置した状態で公転する(図1参照)。これによ
り、ロータ5の定常回転状態では、ロータ5の回転位置
によらず、ボール14および15の少なくとも一方がチ
ューブ100(円弧部103)を圧閉する。よって、チ
ューブ100内の液体は、逆流することなく、一方向に
円滑に送液される。
回転を開始することによってボール15がロータ5に対
し自動的に移動することとなり、特別な操作等を行うこ
となく非使用時のチューブ100の潰れぐせや内壁の固
着による閉塞等を防止することができ、利便性が高い。
また、図6に示す非使用時の状態からロータ5が半回転
程度するだけで図7に示す定常回転状態のボール14、
15の配置が得られることから、作動遅れ(送液の遅
れ)等を生じることもない。
には、ロータ5を360°以下の適当な角度だけ逆回転
(図6および図7中の反時計回り)させることにより、
再び図6に示す状態に戻してロータ5を停止することが
できる。このようなことを行うことにより、工場出荷後
最初にチューブポンプ1Aを使用(作動)するまでの間
だけでなく、チューブポンプ1Aの使用時と使用時との
間の非使用時においても、チューブ100の潰れぐせや
内壁の固着による閉塞等を防止することができる。
は、ボール14および15は、図6に示す位置関係で公
転する。よって、ロータ5が逆回転したときには、1回
転する間にボール14および15のいずれもがチューブ
100(円弧部103)を圧閉していない状態があるこ
ととなり、その間にチューブ100内を逆流した液体が
元に戻るため、チューブ100内の液体は、実質的に逆
流しない。このように、本実施形態では、何らかのトラ
ブルによりロータ5が逆回転したような場合であって
も、チューブ100内の液体が実質的に逆流しないとい
う利点もある。
5で構成されていることにより、保持の方向性がないた
め凹部54、ボール移動溝55内にボール14、15を
単に収納(挿入)すればよいので、ローラ回転軸が不要
であり、構造をより簡素化・小型化することができる。
ロータ回転軸92方向から(図示の構成では上側から)
圧閉することにより、チューブ100とロータ5とがロ
ータ5の厚さ方向(ロータ回転軸92方向)に重ねて配
置される。よって、チューブポンプ1A全体の小型化
(図1中における占有面積の低減)に特に有利である。
円弧部103は、ロータ5の最外周より内側に位置して
いる。これにより、ロータ5を回転させるのに必要なト
ルクが比較的小さく、よって、振動体6をより小型化す
ることができ、その結果、チューブポンプ1A全体をよ
り小型化することができる。
ポンプ1Aでは、チューブ100(円弧部103)と、
ロータ5との間に、薄板(板状体)16が設けられてお
り、チューブ100(円弧部103)は、この薄板16
を介してボール14、15により圧閉される。
転軸92を中心とするほぼ円環状をなすリング部161
と、リング部161から外周側に向かって突出するよう
に形成された固定部162とで構成されている。薄板1
6は、固定部162においてボルト17、17により本
体9に対し固定されており、その面内方向に変位(移
動)しないようになっている。
て設けられており、チューブ100の円弧部103を上
側から覆っている。リング部161の幅は、薄板挿入溝
94の幅よりもやや小さくなっている。
(または15)に押圧された部分のリング部161は、
その厚さ方向(下方向)に変位(移動)して薄板挿入溝
94内に挿入し、これによりチューブ100が圧閉され
る。
いることにより、ボール14、15のような圧閉部とチ
ューブ100とが直接擦れあうことがなく、チューブ1
00は、押し潰される方向(チューブ100の軸方向と
直交する方向)の力のみをボール14、15のような圧
閉部から受け、引きずられるような力(チューブ100
の軸方向の力)を受けない。よって、チューブ100の
移動やねじれがより確実に防止され、より円滑な送液が
可能となる。また、チューブ100の劣化が防止され、
チューブ100の長寿命化が図れる。
固定部162の固定を解除することができ、これにより
薄板16は、本体9に対し着脱可能になっている。よっ
て、本実施形態では、薄板16を交換することができ、
薄板16が劣化、損傷した場合に新しいものに交換する
ことができる。また、送液速度(ロータ5の回転速度)
や、ボール14および15の径、チューブ100の径、
材質、硬さ等に合わせて、厚さ、材質、硬さ等が異なる
同様の薄板16に交換することができ、最適な薄板16
を適宜選択して使用することができる。
は、ボール14(または15)に押圧された部分のリン
グ部161は、薄板挿入溝94内に挿入したとき、その
縁部が薄板挿入溝94の底部941に当接し、それ以
上、下方向に変位することが禁止される。これにより、
ボール14(または15)に押圧されて厚さ方向に変位
した部分のリング部161の位置決めがなされ、リング
部161が傾くことを防ぐとともに、チューブ100が
常に一定のつぶし量で圧閉される。よって、チューブ1
00を過剰に圧閉(圧迫)することが防止され、チュー
ブ100の劣化をさらに低減し、より長寿命化を図るこ
とができる。
(円弧部931)は、薄板16が一定の限度を超えて変
位しないように規制する変位量規制手段として機能す
る。なお、チューブ装着溝93の円弧部931の形状
(深さ)は、チューブ100のつぶし量が最適になるよ
うに設定されている。
ーブ100のローラ10に圧閉される部分(円弧部10
3)の全域に渡って設けられている。これにより、この
全域に渡って前述した効果が得られる。このように、薄
板16は、チューブ100のローラ10に圧閉される部
分(円弧部103)のほぼ全域に渡って設けられている
のが好ましい。
れないが、低摩擦材料であるのが好ましく、その例とし
て、各種金属材料や、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン(テフロン(登録商標)))等の各種合成樹脂材料等
を用いることができる。
帰する復元性(弾性)を有するものであるのが好まし
い。
いが、0.005〜0.1mm程度であるのが好まし
い。薄板16の厚さが厚すぎると、薄板16の構成材料
等によっては、変形しにくいものとなって、チューブ1
00を好適に圧閉することができない場合がある。ま
た、薄板16の厚さが薄すぎると、薄板16の構成材料
等によっては、破損しやすくなる場合がある。
ことにより、ボール14、15のような圧閉部の小型化
が図れる。
小型にすると、押圧面積が小さくなって圧閉するときに
チューブ100に食い込むような状態となり、チューブ
100の劣化が速まったり、ロータ5が円滑に回転でき
なくなったりする不都合を生じる。
介して圧閉することによって、チューブ100を押圧す
る面積が拡大し、押圧力を薄板16の面内に分散するこ
とができる。すなわち、ボール14、15のような圧閉
部を小径化しても、薄板16の剛性によって大きな曲率
で圧閉するので、チューブ100の局部的な変形を妨げ
ることができる。よって、圧閉部を小型にした場合や、
圧接点が小さい場合であっても、前記のような不都合を
生じない。このようなことから、本発明では、ボール1
4、15のような圧閉部の小型化を図ることができ、こ
れにより、チューブポンプ1A全体としてもより小型化
を図ることができる。
よい。その場合、すなわち、ボール14、15でチュー
ブ100を直接圧閉する場合には、チューブ装着溝93
は、図示の構成のように底が平面的に形成された形状の
ものに代えて、断面形状が円弧状(半円状)のもの(底
が曲面のもの)とするのが好ましい。これにより、チュ
ーブ100は、ボール14(または15)とチューブ装
着溝93との隙間に沿って断面が円弧状に湾曲した形状
になるように圧閉され、より確実に(隙間なく)圧閉す
ることができる。
のモータ等と比べ、小型(薄型)である。本発明では、
この振動体6を用いてロータ5を回転駆動することによ
り、チューブポンプ1A全体の小型化、特に薄型化(ロ
ータ回転軸92方向の小型化)を図ることができる。以
下、振動体6について説明する。
方形の板状をなしている。振動体6は、図3中の上側か
ら板状の電極61と、板状の圧電素子62と、補強板6
3と、板状の圧電素子64と、板状の電極65とをこの
順に積層して構成されている。なお、図3では、厚さ方
向を誇張して示している。
状をなし、電圧を印加することにより、その長手方向に
伸長・収縮する。圧電素子62、64の構成材料として
は、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZ
T)、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チ
タン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜
鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のもの
を用いることができる。
3の両面にそれぞれ固着されている。補強板63は、振
動体6全体を補強する機能を有しており、振動体6が過
振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板6
3の構成材料としては、弾性材料(弾性を有するもの)
であれば特に限定されないが、例えばステンレス鋼、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタ
ン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが
好ましい。
りも厚さが薄い(小さい)ものであることが好ましい。
これにより、振動体6を高い効率で振動させることがで
きる。
る共通の電極としての機能をも有している。すなわち、
圧電素子62には、電極61と補強板63とによって交
流電圧が印加され、圧電素子64には、電極65と補強
板63とによって交流電圧が印加される。
れると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補
強板63も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧
電素子62、64に交流電圧を印加すると、振動体6
は、図3中の矢印で示すように、長手方向に微小な振幅
で振動(縦振動)する。
6が一体的に形成されている。この凸部66は、補強板
63の幅方向中央(中心線69)からずれた位置(図示
の構成では角部)に設けられている。また、図示の構成
では、反対側の(対角線上にある)角部には、凸部66
と対称的に同様の凸部67が設けられている。この凸部
67は、図示の構成では使用されていない。
は、腕部68が長手方向とほぼ垂直な方向に突出するよ
うに設けられている。腕部68の先端部には、ボルト1
3が挿入する孔681が形成されている。
は、ロータ5の外周側に設置されており、凸部66にて
ロータ5(リング53)の外周に当接している。すなわ
ち、本実施形態では、振動体6は、ロータ5に対しロー
タ5の半径方向外周側から当接して設置されている。
ける基板91からは、ネジ穴951を有する振動体取付
部95が上方に向かって突設されており、振動体6は、
腕部68の孔681に挿入されたボルト13によって、
この振動体取付部95に固定されている。
ロータ回転軸92方向からロータ5に当接するように設
置されていてもよい。
て支持されている。これにより、振動体6は自由に振動
することができ、比較的大きい振幅で振動する。また、
振動体6は、腕部68の弾性によって、凸部66がリン
グ53(内面532)に圧接された状態で設置されてい
る。
姿勢で設置されている。これにより、チューブポンプ1
A全体の薄型化に特に有利である。
は、ロータ5の厚さよりも薄く、振動体6の全体は、上
下方向についてロータ5の厚さ分の空間内に位置してい
る。これにより、チューブポンプ1A全体の薄型化に特
に有利である。
圧電素子62、64に交流電圧を印加して振動体6を振
動させると、リング53は、振動体6が伸長するときに
凸部66から摩擦力(押圧力)を受け、この繰り返しの
摩擦力(押圧力)によって、ロータ5が図1中の時計回
りに回転する。
と、ボール14および15の少なくとも一方が薄板16
を介してチューブ100(円弧部103)を圧閉しつつ
図1中の時計回りにしごくように作動する。その結果、
チューブ100内において、図1中の時計回りの流れが
生じ、送液がなされる。すなわち、液体は、チューブ1
00の上流部101から吸入され、チューブ100の下
流部102から吐出される。
体としてのリング53がロータ本体51の外周に例えば
圧入により固着されており、ロータ5が振動体6によっ
て直接に回転駆動される。これにより、ロータ5は、チ
ューブポンプ1Aのロータと、モータ(超音波モータ)
のロータとを兼ねるものして機能することから、チュー
ブポンプ1Aは、小型化(薄型化)に特に有利である。
また、構造を極めて簡素化することができ、製造コスト
を低減することができる。
は、一体的に(一部材で)形成されていてもよい。
動をロータ5の回転(面内回転)に直接変換するので、
この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、ロータ5を
高い効率で回転駆動することができる。
53に及ぼす摩擦力(押圧力)の方向は、ロータ回転軸
92に対しほぼ垂直な方向であるため、ロータ5が傾斜
するようなことがなく、ロータ5がより円滑かつ確実に
回転する。
磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力(押
圧力)によってリング53を駆動することから、駆動力
が高い。このため、本実施形態のように、変速機構(減
速機構)を介さなくてもロータ5を十分なトルクで回転
することができる。
周波数は、特に限定されないが、振動体6の振動(縦振
動)の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。こ
れにより、振動体6の振幅が大きくなり、高い効率でロ
ータ5を回転駆動することができる。
長手方向に縦振動するが、縦振動と屈曲振動とを共振さ
せ、凸部66を楕円振動させることがより好ましい。こ
れにより、より高い効率でロータ5を回転駆動すること
ができる。以下、この点について説明する。
回転駆動するとき、凸部66は、ロータ5(リング5
3)から図4中の矢印で示すような反力を受ける。本実
施形態では、凸部66が振動体6の中心線69からずれ
た位置に設けられていることから、振動体6は、この反
力によって、図4に示すように面内方向に屈曲するよう
に変形、振動する。なお、図4では、振動体6の変形を
誇張して示している。
さ、凸部66の位置などを適宜選択することにより、こ
の屈曲振動の周波数を縦振動の周波数と同程度にするこ
とができる。このようにすると、振動体6の縦振動と屈
曲振動とが共振し、振幅がより大きくなるとともに、凸
部66は、図5中の一点鎖線で示すように、ほぼ楕円に
沿って変位(楕円振動)する。
て、凸部66がリング53を回転方向に送るときには、
凸部66がリング53により強い力で圧接され、凸部6
6が戻るときには、リング53との摩擦力を低減または
消滅させることができるため、振動体6の振動をロータ
5の回転により高い効率で変換することができる。
よび、チューブ100の潰れぐせ・内壁の固着による閉
塞等の防止を図ることができる利点の他に、ロータ5を
回転するのに通常のモータを用いないことから、通常の
モータのような電磁ノイズが全くないか、あっても僅か
であるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがない、と
いう利点もある。
(ロータ5の停止状態)には、凸部66とリング53と
の摩擦力により、ロータ5が回転するのが防止される
(ロータ5の保持トルクが高い)。よって、チューブ1
00内の液体の圧力等により、ロータ5が不本意に逆回
転するようなことがなく、チューブ100内の液体の逆
流を防止することもできる。
に、組み立て時、本体9に下側から組み付ける部品がな
く、一方向(図2中の上側)から部品を組み付けて組み
立てることができ、組み立てを容易に行うことができる
利点もある。
設置されているが、本発明では、複数の振動体6を設け
てもよい。
ブポンプの第2実施形態を示す断面側面図、図9および
図10は、それぞれ、図8に示すチューブポンプにおけ
る圧閉部のロータおよびチューブに対する位置関係を説
明するための断面平面図である。なお、以下の説明で
は、図8中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
ポンプの第2実施形態について説明するが、前記第1実
施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説
明を省略する。
部の構成および個数が異なること以外は、前記第1実施
形態と同様である。
ら突出する3つの圧閉部20、21および22がそれぞ
れ設けられている。これらの圧閉部20、21および2
2は、それぞれ、ロータ回転軸92からの距離がチュー
ブ100の円弧部103とロータ回転軸92との距離に
ほぼ等しくなるように設けられており、薄板16を介し
て円弧部103の一部を上側から圧閉する。これらの圧
閉部20、21および22は、自転せず、薄板16に対
し摺動する。
は、ロータ本体51に固定的に設けられている。すなわ
ち、圧閉部20は、ロータ本体51に固着されており、
ロータ5に対し移動しない。この圧閉部20は、ロータ
本体51の下面からほぼ円柱状(円盤状)に突出するよ
うに形成されている。
に対し移動可能になっている。すなわち、ロータ本体5
1の下面には、圧閉部移動溝56および57が形成され
ており、圧閉部21、22は、この圧閉部移動溝56、
57に沿って移動する。
と、圧閉部本体211の上面から突出する円柱状の突起
212とで構成されている。圧閉部本体211は、ロー
タ本体51の下面から突出する部分であり、ほぼ円柱状
(円盤状)をなしている。突起212は、圧閉部移動溝
56に挿入する。
と、圧閉部本体221の上面から突出する円柱状の突起
222とで構成されている。突起222の外径は、突起
212よりも細くなっており、この突起222は、圧閉
部移動溝56または57に挿入する。
び57は、ロータ5の周方向に沿って円弧状に形成され
ている。
らロータ5の回転(正転)方向と反対方向に向かって
(図9中の反時計回りに)、中心角60°弱の範囲に渡
って設けられている。この圧閉部移動溝56の幅は、突
起212の外径とほぼ同じか、またはやや大きくなって
いる。
端部から連続して同方向に(図9中の反時計回りに)形
成されており、ほぼ中心角60°の範囲に渡って設けら
れている。この圧閉部移動溝57の幅は、突起222の
外径とほぼ同じか、またはやや大きい程度になってい
る。すなわち、圧閉部移動溝57の幅は、圧閉部移動溝
56の幅より狭くなっている。
の突起222が圧閉部移動溝56および57内を移動す
ることにより、圧閉部移動溝56および57に沿って
(圧閉部移動溝56および57の範囲で)移動可能にな
っている。
径が圧閉部移動溝57の幅より大きくなっているため、
圧閉部移動溝56と圧閉部移動溝57との境界部58ま
でしか移動できず、圧閉部移動溝56の範囲で移動可能
になっている。
に示すように、圧閉部21および22を圧閉部20の近
くに移動した状態とすることにより、圧閉部20、21
および22のいずれもがチューブ100(円弧部10
3)を圧閉していない状態が得られる。これにより、前
記第1実施形態と同様に、非使用時にチューブ100に
潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞したりするの
を防止することができる。
されると、圧閉部20は、ロータ回転軸92を中心とし
て公転を開始する。一方、圧閉部21および22は、本
体9に対してはその場にとどまり、ロータ5に対しては
圧閉部移動溝56に沿って相対的に移動する。
位置までロータ5が回転すると、圧閉部21は、境界部
58の壁面に押圧されることによって、ロータ回転軸9
2を中心として公転を開始する。圧閉部22は、さらに
その場にとどまり、ロータ5に対しては圧閉部移動溝5
7に沿って相対的に移動する。
7の後端面571が圧閉部22に当接する位置までロー
タ5が回転すると、圧閉部22は、後端面571に押圧
されることによって、ロータ回転軸92を中心として公
転を開始する。これにより、図10に示すように、圧閉
部20、21および22は、ロータ5の周方向に沿って
ほぼ等間隔(120°間隔)で配置された状態(定常回
転状態)となり、この状態で公転し、チューブ100を
しごく。
および22が設けられており、より多くの点(箇所)で
チューブ100を圧閉することから、より円滑な送液が
可能となり、ポンプ出力の圧力変動をより低減すること
ができる。
円弧部103は、中心角180°程度の範囲に形成され
ているが、本実施形態では、圧閉部20、21および2
2がほぼ120°間隔で設置されていることから、チュ
ーブ100の円弧部103を中心角120°程度の範囲
まで短縮することもできる。よって、チューブ100の
配置の自由度が高い。
けられていてもよい。その場合、それらの圧閉部は、ロ
ータ5の周方向に沿ってほぼ等間隔で配置されるのが好
ましい。
れていることにより、圧閉部20、21および22のよ
うに自転しないようなものであっても、チューブ100
を劣化・損傷するようなことを防止することができる。
部20、21および22との両方または一方の少なくと
も表面を比較的摩擦係数の低い材料で構成することによ
り、薄板16と圧閉部20、21および22との摩擦を
低減することが好ましい。前記低摩擦材料としては、例
えば、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商
標))のようなフッ素系樹脂等が挙げられる。
20、21および22との摩擦を低減してもよい。この
潤滑剤としては、例えば、グリス、シリコンオイル等が
挙げられる。
設置されているが、本発明では、複数の振動体6を設け
てもよい。
ーブポンプの第3実施形態を示す一部切欠き平面図、図
12は、図11に示すチューブポンプにおけるロータ付
近の断面側面図、図13は、図11に示すチューブポン
プにおける回転力伝達機構の断面展開図、図14および
図15は、それぞれ、図11に示すチューブポンプにお
ける圧閉部(ローラ)のロータおよびチューブに対する
位置関係を説明するための断面平面図である。なお、以
下の説明では、図12および図13中の上側を「上」、
下側を「下」と言う。
ーブポンプの第3実施形態について説明するが、前記第
1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はそ
の説明を省略する。
を有するチューブ100を装着する装着部30を有する
本体3と、本体3に対し回転可能に設置されたギアロー
タ4(ロータ)と、圧閉部としてのローラ23および2
4と、本体3に設置された振動体6と、振動体6に駆動
される被駆動体18と、回転力伝達機構19とを備えて
いる。
は、全体としてほぼ板状をなしており、その中心部から
は、ロータ回転軸31が上方に向かって突設されてい
る。
心とする円弧状をなす内周面32および33を有する壁
部が形成されている。内周面32は、図11中の上側の
ほぼ半周に渡って形成されており、内周面33は、図1
1中の下側のほぼ半周に渡って形成されている。
溝34、35がそれぞれ形成されている。
は、チューブ装着溝34、内周面32およびチューブ装
着溝35に沿って、ほぼU字状に装着されている。換言
すれば、チューブ100は、内周面32に沿って円弧状
に配置された円弧部103と、円弧部103の図11中
の左端部からチューブ装着溝34を通って本体3の外部
に延びる上流部101と、円弧部103の図11中の右
端部からチューブ装着溝35を通って本体3の外部に延
びる下流部102とを有している。
ブ装着溝34、35とで、チューブ100の装着部30
が構成されている。
ぼ円板状をなすロータ本体41と、ロータ本体41の中
心部に形成された孔42の縁部から下方に向かって円筒
状に突出する軸受設置部43とを有している。ロータ本
体41の外周には、歯車(ギア)の歯が形成されてお
り、ギアロータ4は、歯車ともなっている。
3の内側(孔42)にロータ回転軸31が挿入され、軸
受設置部43の内側にそれぞれ設置された軸受11、1
2を介して、本体3(ロータ回転軸31)に対し回転可
能に設置されている。ギアロータ4は、後述するよう
に、振動体6の駆動により、図11中の時計回りに回転
する。
は、さらに加圧ロータ29が回転可能に設置されてい
る。すなわち、加圧ロータ29は、ギアロータ4と同軸
的に設けられている。この加圧ロータ29は、ほぼ有底
円筒状をなし、その底部中心に形成された孔291にロ
ータ回転軸31が挿入された状態で設置されている。
に先にこの加圧ロータ29が設置され、その上からギア
ロータ4が設置されており、加圧ロータ29の内側に軸
受設置部43が位置している。この加圧ロータ29は、
ギアロータ4とは独立して回転可能になっている。
が下方向に突出するように固定的に設置されている。す
なわち、ローラ回転軸44は、ロータ回転軸31と平行
に設置されている。
しない軸受を介して回転(自転)可能に設置されてい
る。すなわち、このローラ23は、ギアロータ4に対し
て移動しないようになっている。
をなす部材であり、ローラ回転軸44のような回転軸部
材によってギアロータ4に支持されたものとなっていな
い。
の円弧部103の内周側に位置し得るようになってお
り、円弧部103を内周面32との間で圧閉する。すな
わち、ローラ23および24は、円弧部103をギアロ
ータ4の半径方向内周側から圧閉する。これにより、本
実施形態では、ギアロータ4がチューブ100(円弧部
103)から受ける反力の方向がロータ回転軸31にほ
ぼ垂直になるため、ギアロータ4は、傾斜したりするよ
うなことがなく、より円滑かつ確実に回転する。
触し得るか、またはローラ23および24との間にやや
隙間が空く程度の曲率半径で形成されている。
ータ4の回転方向に押圧する押圧ローラ(押圧部)45
が設けられている。この押圧ローラ45は、ロータ本体
41から下方向に突出するように固定的に設置された押
圧ローラ回転軸46に対し、図示しない軸受を介して回
転(自転)可能に設置されている。押圧ローラ45の径
は、ローラ23および24より小さくなっており、押圧
ローラ45は、円弧部103および内周面33に接触し
ないようになっている。
タ4の回転方向と反対方向(図11中の反時計回り)か
ら当接し得るような位置に挿入されている。
圧ローラ45に当接した位置(図11および図15に示
す状態)と、ローラ23に当接した位置(図示せず)と
の間でギアロータ4に対し移動可能になっている。ロー
ラ24が押圧ローラ45に当接した状態では、ローラ2
3および24は、ギアロータ4の周方向に沿ってほぼ等
間隔(180°間隔)で配置されるようになっている。
4に示すように、ローラ24をローラ23の近くに移動
した状態とすることにより、ローラ23および24のい
ずれもがチューブ100(円弧部103)を圧閉してい
ない状態が得られる。これにより、前記第1実施形態と
同様に、非使用時にチューブ100に潰れぐせがついた
り、内壁が固着して閉塞したりするのを防止することが
できる。
が開始されると、ローラ23は、ロータ回転軸31を中
心として公転を開始する。一方、ローラ24は、本体3
に対してはその場にとどまり、ギアロータ4に対しては
相対的に周方向に移動する。
置までギアロータ4が回転した状態(図15に示す状
態)になると、ローラ24は、押圧ローラ45によって
ギアロータ4の回転方向に押圧されることによって、ロ
ータ回転軸31を中心として公転を開始する。
す状態となった後の状態)においては、図11に示すよ
うに、ローラ23および24は、ギアロータ4の周方向
に沿ってほぼ等間隔で配置された状態で公転を続ける。
03)を圧閉するときには、加圧ロータ29からギアロ
ータ4の半径方向外周側に向かう力を受けてチューブ1
00を圧閉する。
圧ローラ45とに接触しつつ、その中心を回転軸241
として自転する。すなわち、ローラ23および24と、
加圧ロータ29とは、それぞれ、図11中の各矢印で示
すように回転(自転)し、全体として遊星歯車機構のよ
うに作動する。これにより、本実施形態のチューブポン
プ1Cでは、極めて円滑な作動が得られる。
9および押圧ローラ45を設けたことにより、ギアロー
タ4に対し移動可能なローラ24を回転軸部材で支持す
ることが不要となる。
転軸部材で支持することとした場合には、その回転軸部
材の上・下を支持し、ギアロータ4に対し移動可能とす
るための例えば腕のような部材をギアロータ4の上・下
に設ける必要があり、厚さ方向(図12中の上下方向)
の寸法の増大を招く。これに対し、本実施形態では、そ
のようなことがなく、よって、チューブポンプ1Cは、
チューブ100の潰れぐせを防止しつつ、薄型化に特に
有利なものとすることができる。
れる被駆動体18とギアロータ4とが別体になってお
り、被駆動体18が回転力伝達機構19を介してギアロ
ータ4を回転させる。
体18は、ほぼ円盤状をなしており、本体3に設けられ
た被駆動体回転軸36に図示しない軸受を介して回転可
能に設置されている。被駆動体18の外周には、前記溝
531と同様の溝181が形成されている。
て溝181の内面に当接するように設置されている。こ
れにより、被駆動体18は、前記ロータ5と同様に、振
動体6によって回転駆動される。
れており、小歯車191と、小歯車191と噛み合う大
歯車192と、大歯車192に同軸的に固着された小歯
車193とを有している。
固着されており、被駆動体18とともに回転する。
3に設けられた歯車回転軸37に図示しない軸受を介し
て回転可能に設置されており、ともに回転する。小歯車
193は、ギアロータ4に噛み合うように設置されてい
る。
駆動体18の回転が2段階に減速されてギアロータ4に
伝達される。すなわち、回転力伝達機構19は、変速機
(減速機)となるものである。
ータ4とは、同方向に回転する。なお、歯車の数を選択
すること等により被駆動体18と、ギアロータ4とが互
いに逆方向に回転するようにすることもできる。
構19を介してギアロータ4を駆動することにより、振
動体6の設置箇所の自由度を高めることができる。ま
た、回転力伝達機構19で回転速度を変速することによ
り、ギアロータ4を所望の速さで回転させることがで
き、送液速度を調節することができる。特に、回転力伝
達機構19で回転速度を減速する場合には、振動体6の
駆動力が小さくて済むので、振動体6をより小型化する
ことができる。
のような歯車列に限らず、例えば、プーリー、ベルト、
チェーン等を用いた巻き掛け伝動機構によるものであっ
てもよい。また、ベベルギア(傘歯車)、ウォームギア
等を用いて被駆動体18と、ギアロータ4との回転軸方
向を変換するようなものであってもよい。さらに、減速
の段数も本実施形態に限定されるものではない。
設置されているが、本発明では、複数の振動体6を設け
てもよい。
ーブポンプの第4実施形態を示す平面図、図17は、図
16に示すチューブポンプにおけるロータ付近の断面側
面図、図18は、図16に示すチューブポンプにおける
移動可能なローラの設置部の断面図である。なお、以下
の説明では、図17中の上側を「上」、下側を「下」と
言う。
ーブポンプの第4実施形態について説明するが、前記第
3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はそ
の説明を省略する。
を有するチューブ100を装着するチューブ装着溝(装
着部)70を有する本体7と、本体7に対し回転可能に
設置されたギアロータ4(ロータ)と、ギアロータ4に
設置された圧閉部としてのローラ80および81と、本
体7に設置された振動体6と、振動体6に駆動される被
駆動体18と、被駆動体18の回転を減速してギアロー
タ4に伝達する回転力伝達機構19とを備えている。
は、全体としてほぼ板状をなしており、その中心部から
は、ロータ回転軸71が上方に向かって突設されてい
る。
面視でほぼU字状をなすチューブ装着溝70が形成され
ている。チューブ100は、このチューブ装着溝70に
沿って、本体7に対しほぼU字状に装着されている。
部として、ローラ80および81がそれぞれ回転(自
転)可能に設置されている。ローラ80、81には、そ
れぞれ、回転軸801、811が突設されており、これ
らの回転軸801、811がロータ回転軸71にほぼ直
交するように配置されている。このローラ80、81
は、チューブ100の円弧部103をチューブ装着溝7
0の底701との間で上側から圧閉する。
ないように設置されている。このローラ80は、ロータ
本体41に形成された窓(孔)47にその上側が挿入さ
れた状態で設置されている。
傍には、回転軸挿入溝471、471が形成されてお
り、この回転軸挿入溝471、471に回転軸801の
両端部が挿入することにより、ローラ80がギアロータ
4に回転可能に支持されている。
能に設置されている。ローラ81は、ロータ本体41に
形成された窓(孔)48にその上側が挿入された状態で
設置されている。ロータ本体41の下面における窓48
の近傍には、回転軸挿入溝481、481が形成されて
おり、この回転軸挿入溝481、481に回転軸811
の両端部が挿入することにより、ローラ81がギアロー
タ4に回転可能に支持されている。
ロータ4の周方向に沿って円弧状に長く形成されてい
る。ローラ81は、この窓48内においてギアロータ4
の周方向に沿って移動可能になっている。これにより、
ローラ81は、ローラ80に近い位置(図16に示す状
態)と、ギアロータ4の回転中心(ロータ回転軸71)
を挟んでローラ80と反対側の位置(図示せず)との間
で移動可能になっている。
ーブ100または後述する当接部72が常に当接するの
で、回転軸801、811が回転軸挿入溝471、48
1から外れることはない。
が設けられている。図16に示すように、規制部材89
は、ロータ回転軸71を中心として回転可能に設けられ
ている。また、図18に示すように、規制部材89は、
ギアロータ4の周方向の両側からローラ81に当接し得
る規制板891、891を有しており、この規制板89
1、891の間にローラ81が挿入されている。この規
制板891の規制により、ローラ81は、回転軸811
がロータ回転軸71にほぼ直交した姿勢を維持する。
規制部材89もこれに伴なってギアロータ4に対し回動
する。これにより、ローラ81は、その回転軸811が
ロータ回転軸71にほぼ直交した姿勢を維持しつつギア
ロータ4に対し移動するようになっている。
は、非使用時には、図16に示すように、ローラ81を
ローラ80の近くに移動した状態とすることにより、ロ
ーラ80および81のいずれもがチューブ100(円弧
部103)を圧閉していない状態が得られる。これによ
り、前記の実施形態と同様に、非使用時にチューブ10
0に潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞したりす
るのを防止することができる。
が開始されると、ローラ80は、ロータ回転軸71を中
心として公転を開始する。一方、ローラ81は、本体7
に対してはその場にとどまり、ギアロータ4に対しては
図16中の矢印で示すように窓48に沿って相対的に周
方向に移動する。
軸811に当接するまでギアロータ4が回転すると、回
転軸811が後端面482に押圧されることにより、ロ
ーラ81も公転を開始する。
ロータ4の周方向に沿って等間隔(180°間隔)で配
置された状態となり、ローラ80および81の少なくと
も一方がチューブ100(円弧部103)を圧閉する。
軸801、811がそれぞれギアロータ4(ロータ本体
41)にほぼ平行な向きになることにより、チューブポ
ンプ1D全体の薄型化に特に有利なものとなっている。
また、ローラ80、81がそれぞれ窓47、48に挿入
された状態で設置されていることにより、さらに薄型化
に有利なものとなっている。
103)を圧閉しない位置にあるローラ80または81
(図17中ではローラ81)に当接する当接部72を有
している。この当接部72が設けられていることによ
り、次のような効果が得られる。
(図17中ではローラ80)が圧閉するチューブ100
(円弧部103)からの反力により、ギアロータ4を傾
斜させるような力を受ける。すなわち、図17中では、
この力は、ギアロータ4を左下がりに傾斜させるように
作用する。このとき、本実施形態では、ローラ80また
は81が当接部72に当接することにより、ギアロータ
4が傾斜するのが防止され、ギアロータ4をより円滑か
つ確実に回転させることができる。また、チューブ10
0を圧閉している方のローラ80または81が浮き上が
ることがなく、チューブ100(円弧部103)を確実
に圧閉することができる。また、チューブ100の圧閉
に伴う反力の変化も小さくなるので、ギアロータ4の回
転負荷の変動や、回転速度変動が減少し、吐出量が安定
する。
設置されているが、本発明では、複数の振動体6を設け
てもよい。
1〜第4実施形態について説明したが、本発明では、第
1〜第4実施形態のうちの任意の2以上の特徴を組み合
せることもできる。
は、細いものから太いものまでいかなるものでもよく、
例えば内径0.1〜20mm程度のものを使用すること
ができ、特に、内径0.2〜2mm程度の細径のチュー
ブを使用するチューブポンプに好適である。
(流量)は、特に限定されず、例えば、0.01〜60
0mL/分程度のものとすることができるが、本発明
は、特に、吐出量が30mL/分以下程度の微量の送液
ポンプに好適である。
に送液を行うもの(一時的に吐出量が0になるもの)で
あってもよいことは言うまでもないが、その場合、前記
の吐出量の値は、送液を行っているとき(ロータが回転
しているとき)の値を指す。
れるものではなく、チューブポンプを構成する各部は、
同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換するこ
とができる。
は、図示の構成に限らず、被駆動体を駆動することがで
きるものであればいかなるものでもよい。例えば、圧電
素子が1枚のものや、補強板を有さないものや、被駆動
体と当接する部分に向かって幅が漸減するような形状の
ものなどであってもよい。
形態)を変更することなどにより、ロータを正・逆両方
向に回転させることができるようなもの(送液方向を切
り換えられるもの)であってもよい。
少なくとも1つがロータに対し移動可能であればよい。
また、複数の圧閉部のすべてがロータに対し移動可能に
なっていてもよい。
動範囲を拘束(規定)する手段としては、ロータに形成
された溝または窓のようなものに限らずに、いかなるも
のでもよく、例えば、ロータに形成された突起(凸部)
によって圧閉部の移動範囲を拘束するような構成であっ
てもよい。
動体を用いてロータを回転させることにより、チューブ
ポンプ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減
することができる。
つをロータに対し移動可能としたことにより、非使用時
のチューブの潰れぐせや内壁の固着による閉塞等を防止
することができる。よって、潰れぐせがついた部分の劣
化が進行したり、チューブポンプの吐出量が不安定にな
ったり、所望の吐出量が得られなくなったりするという
弊害を防止することができる。
電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周
辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。ま
た、チューブ内の液体が不本意に逆流するのを防止する
ことができる。
着した場合には、さらに小型化、薄型化を図ることがで
きるとともに、極めて簡素な構造にすることができる。
平面図である。
振動体の斜視図である。
振動体が屈曲振動する様子を示す平面図である。
振動体の凸部が楕円運動する様子を示す平面図である。
圧閉部(ボール)のロータおよびチューブに対する位置
関係を説明するための断面平面図である。
圧閉部(ボール)のロータおよびチューブに対する位置
関係を説明するための断面平面図である。
断面側面図である。
ータおよびチューブに対する位置関係を説明するための
断面平面図である。
ロータおよびチューブに対する位置関係を説明するため
の断面平面図である。
す一部切欠き平面図である。
付近の断面側面図である。
伝達機構の断面展開図である。
(ローラ)のロータおよびチューブに対する位置関係を
説明するための断面平面図である。
(ローラ)のロータおよびチューブに対する位置関係を
説明するための断面平面図である。
す平面図である。
付近の断面側面図である。
能なローラの設置部の断面図である。
Claims (36)
- 【請求項1】 弾性を有するチューブを装着する装着部
を有する本体と、 前記本体に対し回転可能に設置されたロータと、 前記ロータの回転により前記ロータの回転軸を中心とし
て公転し、前記チューブの一部を圧閉する複数の圧閉部
と、 前記ロータと連動する被駆動体と、 前記被駆動体に当接して設けられ、圧電素子を備えた少
なくとも1つの振動体とを有し、 前記振動体は、前記圧電素子に交流電圧を印加すること
により振動し、この振動により、前記被駆動体に力を繰
り返し加えて前記被駆動体を駆動し、これにより前記ロ
ータを回転させるものであり、 複数の前記圧閉部のうちの少なくとも1つは、前記ロー
タに対し所定の移動範囲で移動可能であることを特徴と
するチューブポンプ。 - 【請求項2】 前記ロータの停止時において複数の前記
圧閉部のいずれもが前記チューブを圧閉していない状態
とすることができ、この状態から前記ロータの回転が開
始されると、前記移動可能な前記圧閉部が前記ロータに
対し前記移動範囲で相対的に移動し、これにより、前記
ロータの定常回転状態では、前記ロータの回転位置によ
らず複数の前記圧閉部のうちの少なくとも1つが前記チ
ューブを圧閉するような位置に複数の前記圧閉部が配置
された状態となる請求項1に記載のチューブポンプ。 - 【請求項3】 前記移動可能な前記圧閉部は、前記移動
範囲の少なくとも一部で、前記ロータの周方向に移動可
能である請求項1または2に記載のチューブポンプ。 - 【請求項4】 前記ロータの定常回転状態で、複数の前
記圧閉部は、前記ロータの周方向に沿ってほぼ等角度間
隔で配置される請求項1ないし3のいずれかに記載のチ
ューブポンプ。 - 【請求項5】 前記移動可能な前記圧閉部は、前記ロー
タに形成された溝または窓に沿って移動可能である請求
項1ないし4のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項6】 前記圧閉部は、前記ロータから突出する
凸部である請求項1ないし5のいずれかに記載のチュー
ブポンプ。 - 【請求項7】 前記圧閉部は、前記ロータに対し回転可
能に設けられている請求項1ないし6のいずれかに記載
のチューブポンプ。 - 【請求項8】 前記圧閉部は、任意の方向に回転可能な
ボールである請求項7に記載のチューブポンプ。 - 【請求項9】 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸とほ
ぼ同じ方向の回転軸を中心として回転可能なローラであ
る請求項7に記載のチューブポンプ。 - 【請求項10】 前記ロータと同軸的に設けられた加圧
ロータと、 前記ロータに設けられ、前記移動可能な前記ローラを前
記ロータの回転方向に押圧する押圧部とを有し、 前記移動可能な前記ローラは、前記ロータによって支持
されておらず、前記ロータの定常回転状態では、前記加
圧ロータと前記押圧部とに当接しつつ回転する請求項9
に記載のチューブポンプ。 - 【請求項11】 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸と
ほぼ直交する方向の回転軸を中心として回転可能なロー
ラである請求項7に記載のチューブポンプ。 - 【請求項12】 前記移動可能な前記ローラに対し、該
ローラの回転軸が前記ロータの回転軸とほぼ直交するよ
うに該ローラの姿勢を規制する規制部材が設けられてい
る請求項11に記載のチューブポンプ。 - 【請求項13】 前記本体は、前記チューブを圧閉して
いない位置にある前記圧閉部に当接する当接部を有する
請求項1ないし12のいずれかに記載のチューブポン
プ。 - 【請求項14】 前記圧閉部は、前記ロータの半径方向
から前記チューブを圧閉する請求項1ないし13のいず
れかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項15】 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸方
向から前記チューブを圧閉する請求項1ないし13のい
ずれかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項16】 前記装着部に装着された前記チューブ
の近傍に設けられた可撓性を有する板状体を有し、前記
圧閉部は、該板状体を介して前記チューブを圧閉する請
求項1ないし15のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項17】 前記板状体は、前記装着部に装着され
た前記チューブの前記圧閉部に圧閉される部分のほぼ全
域に渡って設けられている請求項16に記載のチューブ
ポンプ。 - 【請求項18】 前記板状体は、その厚さ方向に変位可
能に設けられている請求項16または17に記載のチュ
ーブポンプ。 - 【請求項19】 前記板状体は、その面内方向に変位し
ないように設けられている請求項16ないし18のいず
れかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項20】 前記板状体は、前記本体に対し着脱可
能に設置されている請求項16ないし19のいずれかに
記載のチューブポンプ。 - 【請求項21】 前記板状体が一定の限度を超えて変位
しないように規制する変位量規制手段を有する請求項1
6ないし20のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項22】 前記被駆動体は、前記ロータに一体化
または固着されている請求項1ないし21のいずれかに
記載のチューブポンプ。 - 【請求項23】 前記振動体は、前記ロータの半径方向
から前記被駆動体に当接するように設置されている請求
項22に記載のチューブポンプ。 - 【請求項24】 前記振動体は、前記ロータの外周側か
ら前記被駆動体に当接するように設置されている請求項
23に記載のチューブポンプ。 - 【請求項25】 前記振動体のほぼ全体は、前記ロータ
の回転軸方向について前記ロータの厚さ分の空間内に位
置している請求項1ないし24のいずれかに記載のチュ
ーブポンプ。 - 【請求項26】 前記被駆動体は、回転力伝達機構を介
して前記ロータを回転する請求項1ないし25のいずれ
かに記載のチューブポンプ。 - 【請求項27】 前記回転力伝達機構は、変速機である
請求項26に記載のチューブポンプ。 - 【請求項28】 前記被駆動体に溝が設けられており、
前記振動体は、前記溝の内面に当接する請求項1ないし
27のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項29】 前記振動体は、長い方向と短い方向と
を有する形状をなしている請求項1ないし28のいずれ
かに記載のチューブポンプ。 - 【請求項30】 前記振動体の長手方向の端部付近が前
記被駆動体に当接する請求項29に記載のチューブポン
プ。 - 【請求項31】 前記振動体は、板状をなしている請求
項1ないし30のいずれかに記載のチューブポンプ。 - 【請求項32】 前記振動体は、略長方形状をなしてい
る請求項31に記載のチューブポンプ。 - 【請求項33】 前記振動体は、前記ロータと略平行な
姿勢で設置されている請求項31または32に記載のチ
ューブポンプ。 - 【請求項34】 前記振動体から突出して設けられた腕
部を有し、前記振動体は、前記腕部により支持されてい
る請求項1ないし33のいずれかに記載のチューブポン
プ。 - 【請求項35】 前記装着部に装着された前記チューブ
の円弧状の部分は、前記ロータの最外周より内側に位置
する請求項1ないし34のいずれかに記載のチューブポ
ンプ。 - 【請求項36】 前記本体は、前記ロータを片側から支
持する請求項1ないし35のいずれかに記載のチューブ
ポンプ。
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