JP2004124875A - 液体吐出装置およびこれを備えた機器 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブの塑性変形を防止して液体吐出量を安定させることができる液体吐出装置を提供すること。
【解決手段】チューブ３上をボール４が転動してチューブ３内の液体を吐出させる液体吐出装置１において、ボール４を押圧しながら転動させるロータ５を蓋部材２２に取り付ける。ロータ５の回転中心にピン２４を係合させて蓋部材２２および基部２１の回転軸方向の位置を規定する。ピン２４の係合を外すと、蓋部材２２とともにボール４からロータ５の回転軸方向に離間し、ボール４の押圧力が除去されて、チューブ３の圧閉が解除される。使用しない時はチューブ３の圧閉を解除すれば、チューブの塑性変形を防止できる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出装置およびこれを備えた機器に関する。より詳しくは、チューブを圧閉することによってチューブ内部の液体を吐出する液体吐出装置およびこの液体吐出装置を備えた機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より液体吐出装置としては、内部に液体が流通するチューブの一部を圧閉してチューブ内の液体を吐出させるものがある（例えば特許文献１）。これは、複数の押圧体をチューブに沿って配置し、この押圧体で順次チューブを押圧して圧閉することによってチューブ内の液体を順次送るものである。また、近年では押圧体としてボールを用い、チューブ上を転動させることによってチューブを順次圧閉して液体を吐出させるものも開発されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１０７１２号公報　（第４頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのようにチューブを順次圧閉していく液体吐出装置では、押圧体がチューブに沿って配置されているため、運転を停止している間であっても押圧体がチューブの少なくとも一部を常に圧閉することになる。特に工場で組み立てた後ユーザが使用を開始するまでの間はチューブの一部にのみ長期間力が加わっている。その結果チューブが塑性変形してチューブの容量が変化してしまい、液体吐出装置の吐出量に誤差が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、チューブの塑性変形を防止し、液体吐出量を安定させることができる液体吐出装置およびこの液体吐出装置を備えた機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吐出装置は、内部に液体が流通するチューブと、このチューブの一部を圧閉する押圧体と、この押圧体をチューブ側に押圧する押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆動機構とを備えた液体吐出装置において、押圧部材は、押圧体への押圧方向と反対方向に離間可能に設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、押圧体を押圧する押圧部材が押圧体から離間可能に設けられているので、離間状態では押圧体への押圧力が除去され、チューブの圧閉が解除される。これにより、液体吐出装置を使用しない時には押圧体がチューブを圧閉しないように設定することが可能となり、チューブの塑性変形が防止される。よって、液体吐出装置の液体吐出量が安定する。
【０００７】
本発明では、チューブが配置された基部と、この基部の開口を塞ぐ蓋部材とを備え、押圧部材は蓋部材に支持されており、蓋部材および押圧部材は、基部に対して押圧体への押圧方向と反対方向に離間可能に設けられていることが望ましい。
この発明によれば、押圧部材が蓋部材に支持されているので、蓋部材を基部に対して離間させれば同時に押圧部材が押圧体から離間してチューブの圧閉が解除される。よって液体吐出装置の外部からチューブの圧閉解除操作が可能となり、操作が容易となる。また、チューブの圧閉が解除された状態では基部と蓋部材とが離間しているので、チューブの圧閉解除状態が外部から確認容易となり、これによりチューブの圧閉を解除した状態で液体吐出装置を駆動するなどの操作ミスが防止される。
【０００８】
本発明では、基部および蓋部材が互いに近接した位置を維持する近接位置保持手段を備えていることが望ましい。
この発明によれば、近接位置保持手段によって基部および蓋部材の近接位置が規定される。したがって、押圧部材が蓋部材に支持されている時には押圧体への押圧力が安定し、液体吐出量が安定する。
【０００９】
本発明では、近接位置保持手段は、先端側が軸方向に分割されかつ先端に基部または蓋部材と係合する係合部を備えた割ピン、基部および蓋部材に螺合されるねじ、および軸方向に所定値以上の力がかかると係合が外れるカプラのいずれかであることが望ましい。
この発明によれば、近接位置保持手段の形状を適切に設定しているので、基部および蓋部材を係合あるいは螺合させる操作により近接位置が簡単に維持される。また、これらの近接位置保持手段を外すと蓋部材が基部から離間するので、蓋部材に支持された押圧部材が押圧体の押圧を解除し、チューブの圧閉を解除する。よって、近接位置保持手段を操作することによって押圧体の押圧、つまりチューブの圧閉の解除が簡単になる。これにより、液体吐出装置の使用前の準備あるいは使用後の片づけが容易となり、操作時間の短縮となる。
【００１０】
本発明では、基部および蓋部材は、互いの近接距離が調整可能に設けられていることが望ましい。
この発明によれば、基部と蓋部材との近接距離が調節可能なので、押圧部材とチューブとの距離、つまり、チューブの圧閉量が調整可能となる。チューブの圧閉量を調整することにより液体流量が調整されるので、液体吐出装置の汎用性が向上する。また、液体流量の微調整が可能となり、液体吐出装置の取扱性が向上する。
【００１１】
本発明では、基部および蓋部材の近接離間方向に直交する方向の位置を規定する位置決め手段を備えていることが望ましい。
この発明によれば、位置決め手段が基部および蓋部材の近接離間方向に直交する方向の位置を規定している。このため、液体吐出装置を駆動した際にも基部と蓋部材とが当該方向に相対的に移動するのを防止するので、押圧部材と押圧体との位置がずれることなく液体吐出装置が良好に動作し、液体吐出性能が安定する。
【００１２】
本発明では、基部および蓋部材が互いに所定距離以上離間するのを防止する離間防止手段を備えていることが望ましい。
この発明によれば、離間防止手段は基部および蓋部材が所定距離以上離間するのを防止する。よって、基部および蓋部材が離間した時に内部のチューブや押圧体、押圧部材の相対位置がずれることがなく、再びこれらを近接した時にも内部の部材が所定位置に確実に配置される。
【００１３】
本発明では、蓋部材および基部を互いが近接する方向に付勢するばねと、蓋部材と基部との間に着脱可能に設けられるとともに、蓋部材と基部とが離間して形成された隙間を保持するスペーサとを備えていることが望ましい。
この発明によれば、蓋部材および基部の間にはスペーサが介装されており、押圧部材の押圧力が除去されてチューブの圧閉が解除されている。液体吐出装置を使用する際にはこのスペーサを外せば、ばね力によって基部と蓋部材とが互いに近接し、押圧部材が押圧体を押圧することによりチューブが圧閉されて使用可能状態となる。スペーサの着脱でチューブの圧閉解除操作が可能となるので、操作が容易になる。
また、この発明ではスペーサを介装されている状態ではチューブの圧閉が解除された状態なので、スペーサがチューブの圧閉状態を確認する確認手段ともなり、液体吐出装置の操作ミスが防止される。そして、スペーサを介装させた状態が通常状態となるので、使用する時にのみスペーサを外す作業が発生し、液体吐出装置の管理が確実である。
【００１４】
本発明では、駆動機構は圧電素子の振動によって押圧部材を駆動する振動体であり、圧電素子への配線は、押圧部材が押圧体を押圧してチューブを圧閉する配置においてのみ導通されることが望ましい。
この発明によれば、押圧部材が押圧体を押圧してチューブが圧閉された状態の時にのみ圧電素子への配線が導通されるので、押圧部材が所定位置に配置された時のみ液体吐出装置の駆動が可能となる。よって、チューブを押圧しないまま駆動するなどの操作ミスが防止される。また、駆動機構が圧電素子を備えた振動体で構成されているので、液体吐出装置の薄型化が促進される。
【００１５】
本発明の機器は、前述の液体吐出装置を例えば点滴機器などの医療用機器や、芳香発生装置など、液体を吐出する様々な機器に用いていることが望ましい。
この発明によれば、本発明の液体吐出装置を用いて種々の機器を構成しているので、前述のような効果が得られ、チューブの塑性変形が防止され、液体吐出量が安定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降で、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００１７】
〔第一実施形態〕
図１には、第一実施形態にかかる液体吐出装置１の平面図が、また図２には液体吐出装置１の側断面図が示されている。
これらの図１および図２において、液体吐出装置１は、内部に液体が流通するチューブ３と、このチューブ３を押圧する押圧体としてのボール４と、このボール４をチューブ３上で転動させる押圧部材としてのロータ５（図２）と、ロータ５を回転駆動する駆動機構６と、ボール４の転動軌跡を規定するリテーナ７とを備えている。また、これらの構成部品、つまりチューブ３の一部、ボール４、ロータ５、駆動機構６、およびリテーナ７は、ケース部材２に収納されている。
ケース部材２は、チューブ３が配置される基部２１と、基部２１の開口部分を覆う蓋部材２２（図２）とを備えている。基部２１には外周近傍に複数箇所（本実施形態では四箇所）の孔２１３Ａ，２１３Ｂ，２１３Ｃ，２１３Ｄが形成されている。これらの孔２１３Ａ，２１３Ｂ，２１３Ｃ，２１３Ｄのうち、対角線上の孔２１３Ａ，２１３Ｄは、孔２１３Ｂ，２１３Ｃよりも径が大きく形成されている。ここで、孔２１３Ａおよび孔２１３Ｄは同じ構造であり、また孔２１３Ｂおよび孔２１３Ｃは同じ構造なので、図２を用いて孔２１３Ａと孔２１３Ｂとについて説明する。蓋部材２２には、孔２１３Ａ，２１３Ｂの位置に対応する位置に互いに同じ径寸法の孔２２１Ａ，２２１Ｂが形成されている。これらの孔２１３Ａ，２１３Ｂおよび孔２２１Ａ，２２１Ｂには、蓋部材２２を基部２１に対して固定する位置決めピン２３Ａ，２３Ｂが貫通している。位置決めピン２３Ａ，２３Ｂは同形状で、三つの異なる径の円柱状部分、すなわち大径部２３１Ａ，２３１Ｂと、中径部２３２Ａ，２３２Ｂと、小径部２３３Ａ，２３３Ｂとを備えて構成されている。大径部２３１Ａ，２３１Ｂは、蓋部材の孔２２１Ａ，２２１Ｂに嵌合する寸法となっており、これによって位置決めピン２３Ａ，２３Ｂが蓋部材２２の孔２２１Ａ，２２１Ｂに固定されている。中径部２３２Ｂは、孔２１３Ｂに嵌合する寸法となっており、これによって位置決めピン２３Ｂは基部２１に固定されている。一方、中径部２３２Ａは、孔２１３Ａとの間に所定隙間を有している。小径部２３３Ａ，２３３Ｂは、孔２１３Ａ，２１３Ｂより小さい径寸法となっており、これらの孔２１３Ａ，２１３Ｂに所定隙間を有して挿入されている。
このような構造によれば、位置決めピン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄのうち、対角線上の二箇所の位置決めピン２３Ｂ，２３Ｃが基部２１および蓋部材２２の両方に嵌合されている。これにより、蓋部材２２および基部２１のボール４が押圧される方向に直交する方向（つまり基部２１および蓋部材２２の接触面の面内方向）の位置が規定され、これらの相対的な位置のずれが防止されている。したがって、これら二つの位置決めピン２３Ｂ，２３Ｃが本発明における位置決め手段となっている。ここで、基部２１および蓋部材２２の両方に嵌合する位置決めピン２３は少なくとも二箇所設けられていればよい。また、基部２１の蓋部材２２に接触する面とは反対側の面には、孔２１３Ａ，２１３Ｂ，２１３Ｃ，２１３Ｄと同軸上に凹状部２１４（図２では２１４Ａ，２１４Ｂ）が形成されている。この凹状部２１４は孔２１３よりも径が大きく、よって段差を有して形成されている。さらに、基部２１において蓋部材２２に対向する面の孔２１３Ｂ，２１３Ｃ近傍の端部には切欠２１５が形成されている。この切欠２１５により、基部２１および蓋部材２２が接触した時に両者の間に隙間が形成されている。
【００１８】
基部２１の蓋部材２２に対向する面の略中央には、チューブ３が配置されるチューブガイド溝２１１が形成されている。このチューブガイド溝２１１は、円弧状部分と、この円弧状部分の両端から基部２１の端部に向かって互いに平行に形成された二つの直線部分とを備えている。直線部分の途中には、基部２１の断面方向に貫通する孔２１１Ｂが形成され、この孔２１１Ｂの側面から基部２１の裏面に沿って溝２１１Ａが基部２１の端部まで形成されている。
チューブ３は、ケース部材２の外部から溝２１１Ａに沿って配置され、孔２１１Ｂにおいてケース部材２内部に入る。そしてチューブ３は、チューブガイド溝２１１に沿って配置され、もう一方の孔２１１Ｂおよび溝２１１Ａを通って再び外部へ配置されている。二つの溝２１１Ａには、チューブ３がチューブガイド溝２１１に沿ってたるみなく張設されるように、ストッパ２１２がそれぞれ取り付けられている。一方のストッパ２１２Ａは溝２１１Ａに固定され、かつ内周部分にチューブ３を固定している。また、他方のストッパ２１２Ｂは、溝２１１Ａに固定された円筒状部材とチューブ３が固定された円筒状部材とがねじによって螺合されている。これらの円筒状部材のねじ込み量を調整することでチューブ３が適切な張力でチューブガイド溝２１１に配置されている。なお、チューブ３の材料は、シリコーンゴム、ポリウレタン、その他の弾性材料が採用できる。また、チューブ３をチューブガイド溝２１１に配置する際には、まずストッパ２１２をチューブ３に固定する。その後、ストッパ２１２を孔２１１Ｂに通して溝２１１Ａに固定し、二つのストッパ２１２間のチューブ３をチューブ溝２１１に沿って配置すればよい。
ボール４は、複数（本実施形態では二つ）設けられ、チューブガイド溝２１１の円弧状部分に沿って等間隔、つまり本実施形態では１８０°間隔でチューブ３のチューブガイド溝２１１に当接される側とは反対側に配置されている。
【００１９】
ロータ５は、環状に形成されており、ステンレス鋼や、鉄、アルミニウム、その他の材料で構成されている。なおロータ５の材料は、耐摩耗性を考慮して鉄で構成された部品にニッケルリンの無電解メッキを施して硬化処理を行ったものを採用してもよい。このロータ５の内周側にはデルリンやポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ　Ｔｅｔｒａ　Ｆｌｕｏｒｏ　Ｅｔｈｙｌｅｎｅ，　ＰＴＦＥ）などの低摩擦係数の材料で構成された環状のブッシュ５１が圧入されている。ブッシュ５１は、蓋部材２２に固定されたロータ軸２５に回転可能に支持されている。ロータ軸２５は段付円筒状に形成され、その大径部分が蓋部材２２においてチューブガイド溝２１１の円弧状部分の中心位置に対応する位置に圧入されている。ロータ軸２５の小径部分はロータ５のブッシュ５１を貫通しており、内周にはねじ部２５１が形成されている。このねじ部２５１には、段付円筒状のロータ押さえ部材２５２が、小径部分外周に形成されたねじによって螺合されて固定されている。この時、ロータ５のブッシュ５１は、回転軸方向の一端がロータ軸２５の大径部分に、また他端がロータ押さえ部材２５２の大径部分に当接されている。これにより、ロータ５はロータ軸２５の軸方向にずれが防止され、ブッシュ５１を滑り軸受としてロータ軸２５を中心に摺動かつ回転可能に支持されている。
また、ロータ軸２５の内周には、ロータ押さえ部材２５２の小径部分端部から所定間隔を有して断面略三角形状のツメ部２５３が形成されている。このツメ部２５３には、基部２１に形成された孔２１５およびロータ押さえ部材２５２を貫通した近接位置保持手段としてのピン２４が係合されている。ピン２４の外径は孔２１５の内径よりも小さく形成されており、このためピン２４は孔２１５に摺動可能に貫通されている。また、ピン２４の基端側は、孔２１５よりも径が大きく形成され、孔２１５の端部に係止されている。ピン２４は、先端側に四つの柱状に分割された柱状部２４１と、この柱状部２４１の先端に形成された係合部としてのツメ部２４２とを備えた、いわゆる四つ割ピンである。ツメ部２４２は、断面略三角形状でロータ軸２５のツメ部２５３と係合している。これにより、ピン２４は、基部２１と蓋部材２２とを近接させた位置で維持している。
ロータ５のボール４に対向する面には押圧ゴム５２が設けられ、ボール４に当接されている。また、ロータ５の側面には凹部５３が形成されている。ここで、ロータ５とチューブガイド溝２１１との距離は、ボール４の直径とチューブ３の直径との和より小さく設定されている。これによって、ボール４はロータ５の押圧ゴム５２でチューブ３側に押し付けられ、チューブ３がチューブガイド溝２１１の形状に沿って押しつぶされるようになっている。さらに、当該距離をボール４の直径とチューブ３の肉厚の合計との和より小さく設定すれば、チューブ３を完全に押しつぶすことができる。
【００２０】
図３には、液体吐出装置１の駆動機構６を拡大した側断面図が示されている。この図３および図１，図２において、駆動機構６は、圧電素子６１２の振動によって振動する振動体６１と、この振動体６１を支持する腕部６２とを備えた、いわゆる圧電アクチュエータである。また、駆動機構６は、振動体６１の圧電素子６１２に所定周波数の電圧を印加することにより振動体６１を振動させる印加装置（図示せず）を備えている。
振動体６１は、略矩形平板状に形成された補強板６１１と、この補強板６１１の表裏両面に設けられた平板状の圧電素子６１２とを備えている。補強板６１１は、ステンレス鋼、その他の材料から構成され、略矩形状に形成されている。また、補強板６１１の対角線上の長さ方向両端には、凸部６１３が一体的に形成されている。凸部６１３の一方は、ロータ５の凹部５３に当接され、凸部６１３の先端がロータ５の半径方向に対して傾斜するように配置されている。補強板６１１の長手方向略中央には、補強板６１１の長手方向に直交するように取付部６１１Ａ，６１１Ｂが一体的に形成されている。
圧電素子６１２は、補強板６１１の両面の略矩形状部分に接着されている。圧電素子６１２の材料は、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム等の各種のものを用いることができる。また、圧電素子６１２の両面には、ニッケルメッキ層および金メッキ層などが形成され、対角線上の長さ方向両端に溝を設けることで電極が形成されている。これらの電極は、圧電素子６１２に所定周波数の電圧を印加する印加装置（図示せず）に電気的に接続されている。
腕部６２は、補強板６１１をロータ５側に付勢する腕部本体６２１と、補強板６１１および腕部本体６２１を支持する支持板６２２とを備えている。補強板６１１の取付部６１１Ａは、腕部本体６２１を介して支持板６２２にねじ６２４およびねじ６２５によって二箇所で固定されている。また取付部６１１Ｂは、腕部本体６２１と同じ厚さのスペーサを介して支持板６２２にねじ６２３によって固定されている。そして、腕部本体６２１および支持板６２２は、蓋部材２２にねじ６２６で回転可能に固定されている。腕部本体６２１には、補強板６１１が支持された側とは反対側の一端に略Ｕ字形の弾性部６２７が一体的に形成されている。この弾性部６２７は先端が係止部材６２８によって蓋部材２２に係止されている。この弾性部６２７は、ねじ６２６を中心に振動体６１を付勢しており、これによって振動体６１の凸部６１３はロータ５の凹部５３に適切な付勢力で押し付けられている。
【００２１】
リテーナ７は、ロータ５と基部２１との間に設けられ、リング状に形成されている。リテーナ７の内周側は基部２１に環状に設けられた突起２６に当接されることで平面方向のずれが防止されている。リテーナ７には周囲に沿って複数箇所（本実施形態では六箇所）のボール保持部７１が等間隔に形成されている。これらのボール保持部７１のうち、対向する二つにボール４が配置されている。また、リテーナ７の外周には、凸部７２が形成されており、リテーナ７の側面にはこの凸部７２の通過を検出する回転検出手段７３が設けられている。なお、ボール４は、三つあるいは六つ設けられていてもよい。ボール４が三つ設けられた場合には、六つのボール保持部７１にボール４を一つおきに配置して互いの間隔が１２０°となるようにすればよい。
【００２２】
このような液体吐出装置１は、次のように動作する。
まず、図示しない印加装置によって圧電素子６１２に電圧を印加すると、振動体６１が縦振動と屈曲振動を組み合わせた楕円軌道を描く。この楕円軌道の一部で凸部６１３がロータ５の側面を押すことにより、ロータ５が図１の矢印Ｒ方向に回転する。この動作を適当な振動数で繰り返すことにより、ロータ５を所望の回転数で回転させる。
ロータ５が回転すると、押圧ゴム５２に押圧されているボール４は摩擦によってチューブ３を押しつぶしながら転動する。これによって、チューブ３内の二つのボール４に挟まれた液体が移動する。一方のボール４がチューブガイド溝２１１の円弧状部分の端部まで移動すると、チューブ３は直線部分に沿ってケース部材２の端部に向かい、一方ボール４は押圧ゴム５２とともにロータ軸２５を中心に回転を続けるので、チューブ３の押圧が解除される。この状態で、もう一方のボール４が転動しながら液体を円弧状部分に沿って押し出し、これによってチューブ３から液体が吐出される。一方のボール４はその間に再び円弧状部分上に配置され、チューブ３を押しつぶして、もう一方のボール４とで挟まれた液体を移動させる。これを繰り返すことによってチューブ３内の液体を連続で吐出させる。
ボール４は、その転動にともなってボール保持部７１を押し、これによってリテーナ７が回転する。この際、回転検出手段７３はリテーナ７の凸部７２の通過を検知し、ボール４の回転速度（回転数）を検知する。
【００２３】
液体吐出装置１を使用しない時には、チューブ３の圧閉を解除する。
図４には、液体吐出装置１のチューブ３の圧閉解除状態を示す側断面図が示されている。チューブ３の圧閉を解除する場合には、ピン２４のツメ部２４２を適当な治具や手などで互いにすぼめてツメ部２５３との係合を外す。すると、チューブ３および押圧ゴム５２の弾性力により蓋部材２２が基部２１から離間する。ロータ５および駆動機構６は蓋部材２２に取り付けられているので、蓋部材２２とともに基部２１から離間し、これにより、ボール４のチューブ３に対する押圧力が解除される。よって、チューブ３の圧閉が解除される。なお、例えば位置決めピン２３Ｂ，２３Ｃの基部２１への嵌合が強く、チューブ３および押圧ゴム５２の弾性力で蓋部材２２が基部２１から離間しない場合には、ツメ部２５３の係合を外した状態で手などで操作して蓋部材２２を基部２１から離間させればよい。この時、切欠２１５に爪やドライバなどをあてて蓋部材２２と基部とを離間させると簡単に離間させることができる。
この時、位置決めピン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの端部が凹状部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄと孔２１３Ａ，２１３Ｂ，２１３Ｃ，２１３Ｄとの段差部分に当接されるので、蓋部材２２および基部２１が所定距離だけ離間する。この所定距離は、位置決めピン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの長さや凹状部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄの深さを適宜設定することで調整される。これにより、ボール４はリテーナ７のボール保持部７１やチューブガイド溝２１１、ロータ５の押圧ゴム５２から外れず、所定範囲内に保持される。よって、この位置決めピン２３は、本実施形態において蓋部材２２および基部２１が所定距離以上離間するのを防止する離間防止手段として機能している。また、ピン２４は、孔２１５に摺動自在に貫通しているので、液体吐出装置１の振動などによってピン２４がさらに基部２１側へ移動した場合には、ツメ部２４２がツメ部２５３とロータ押さえ部材２５２との間に係合され、孔２１５から抜けることがない。
液体吐出装置１を使用する時には、蓋部材２２およびピン２４を互いに押してツメ部２４２をツメ部２５３に係合させれば、ロータ５がボール４を押圧し、ボール４がチューブ３を圧閉する。この時、位置決めピン２３Ｂ，２３Ｃは孔２１３Ｂ，２１３Ｃと嵌合して蓋部材２２および基部２１の平面方向の位置を規定するので、ロータ５、ボール４およびチューブ３の相対位置がずれることがない。
【００２４】
したがって、このような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）　ロータ５がボール４への押圧方向とは反対方向に離間可能に設けられているので、液体吐出装置１を使用しない時にはピン２４の係合を外すことによってロータ５をボール４から離間させることができる。これによりチューブ３の圧閉を解除できるので、長期間使用しない場合でもチューブ３の塑性変形を防止できる。また、チューブ３の塑性変形を防止できるので、液体吐出装置１の液体の吐出量を安定させることができる。
また、ロータ５がロータ軸２５の軸方向に離間するので、チューブ３を圧閉する時にロータ５を回転させる必要がない。よって、駆動機構６はチューブ３が圧閉された状態でロータ５を回転させるだけの駆動力を備えていればよいので、駆動力を小さくでき省力化を促進できる。反対に、小さい駆動機構６を積むことができ、液体吐出装置１の小型化を促進できる。
【００２５】
（２）　ロータ５が蓋部材２２に支持されているので、蓋部材２２を基部２１から離間させればロータ５も離間し、チューブ３の圧閉を解除できる。よって、ケース部材２の外部から容易に圧閉解除操作を行うことができる。また、チューブ３の圧閉を解除した時には基部２１と蓋部材２２との間に隙間が形成されているので、チューブ３の圧閉状態を簡単に確認することができ、操作ミスを防止できる。
【００２６】
（３）　蓋部材２２と基部２１とがピン２４の係合によってロータ軸２５の軸方向に固定されているので、ピン２４の係合を外すことによって簡単にチューブ３の圧閉を解除できる。また、簡単な構造で実現できる。
【００２７】
（４）　位置決めピン２３Ｂ，２３Ｃが蓋部材２２および基部２１の平面方向の位置を規定しているので、液体吐出装置１を駆動した時にも蓋部材２２が基部２１に対して回転してしまうのを防止できる。これにより、ロータ軸２５の位置が基部２１に対して規定されるので、ロータ５の回転中心がずれることなく駆動できる。つまり、ロータ５とボール４との相対位置、およびボール４とチューブ３との相対位置がずれないので、液体吐出性能を安定させることができる。
また、蓋部材２２を基部２１に対して離間させた時に位置決めピン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄが凹状部２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄに当接されるので、蓋部材２２および基部２１が所定距離以上は離間しない。よって、チューブ３の圧閉を解除した状態でもボール４がボール保持部７１や押圧ゴム５２から外れるのを防止できる。そして、蓋部材２２および基部２１を再び近接させた時にもボール４を所定位置に配置でき、確実かつ良好にチューブ３を圧閉できる。
【００２８】
（５）　駆動機構６が圧電素子６１２を備えた振動体６１なので、液体吐出装置１の薄型化が促進できる。
【００２９】
（６）　駆動機構６がロータ５とともに蓋部材２２に取り付けられているので、蓋部材２２を基部２１から離間させても、凸部６１３とロータ５の凹部５３との係合が外れることがない。よって、液体吐出装置１の誤動作や動作不良を防止でき、常に確実かつ良好にロータ５を駆動できる。
【００３０】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態におけるチューブの圧閉解除機構の構成が異なるものである。
図５には、第二実施形態にかかる液体吐出装置１の側断面図が示されている。この図５において、ピン２４は単なる円柱状部材で、孔２１５に螺合されている。また、四箇所の凹状部２１４（図５では凹状部２１４Ａ，２１４Ｂのみ図示）には、ばね２３４（図５ではばね２３４Ａ，２３４Ｂのみ図示）がそれぞれ設けられている。これらのばね２３４は、一端が凹状部２１４と孔２１３との段差部分に当接され、他端が位置決めピン２３の端部に当接されている。このばね２３４のばね力により、基部２１は蓋部材２２に適切な付勢力で押し付けられている。
このような液体吐出装置１において、チューブ３の圧閉を解除する場合には、蓋部材２２をばね２３４のばね力に抗して基部２１から離間させる。
図６には、液体吐出装置１のチューブ３の圧閉解除状態を示す平面図が、また、図７には、その側面図が示されている。これらの図６および図７において、蓋部材２２および基部２１の間の隙間には、スペーサ８が介装されている。スペーサ８は略コ字型に形成され、基端側にケース部材２の一辺に介装される基端部８１とこの基端部８１の両端に略直角に突出するように形成された両端部８２とを備えている。基端部８１と両端部８２との境目には略Ｕ字形の切欠８３が形成されている。この切欠８３により基端部８１の両端には弾性を有する弾性部８３１が形成されている。また、基端部８１両端の両端部８２とは反対側には、略三角形状のつまみ部８４が形成されている。ここで、スペーサ８の厚さは、蓋部材２２および基部２１の間にスペーサ８が介装された時に、ボール４がボール保持部７１や押圧ゴム５２、チューブガイド溝２１１から外れない程度の厚さに設定されている。このようなスペーサ８のつまみ部８４をつまんで互いを近接させると、弾性部８３１の弾性力によって当該部分が撓み、両端部８２の先端側が互いに離間する。この状態で、蓋部材２２および基部２１の間の一辺に基端部８１を介装する。その後、つまみ部８４を離せば両端部８２が両端の二辺の隙間に介装される。
図８には、液体吐出装置１のチューブ３の圧閉解除状態を示す側断面図が示されている。この図８の状態では、蓋部材２２および基部２１が所定間隔を有して離間し、ロータ５がボール４から離間するので、チューブ３の圧閉が解除される。液体吐出装置１を使用する場合には、つまみ部８４をつまんでまず両端部８２を外し、その後スペーサ８を基端部８１に垂直に引いてケース部材２から外す。するとばね２３４のばね力によって基部２１が蓋部材２２に押し付けられて接触し、ロータ５がボール４を押圧し、そしてボール４がチューブ３を圧閉して使用可能状態となる。
【００３１】
このような第二実施形態によれば、第一実施形態の（１）、（２）、（４）、（５）および（６）の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（７）　スペーサ８の着脱によってチューブ３の圧閉解除および圧閉が操作できるので、簡単に操作できる。また、通常スペーサ８を介装させた状態で液体吐出装置１を保管し、使用したい時にのみスペーサ８を外すので、スペーサ８がチューブ３の圧閉状態を確認する確認手段ともなり、操作ミスを防止できる。そして、スペーサ８を介装させた状態が通常状態となるので、使用する時にのみスペーサ８を外す作業が発生し、液体吐出装置を確実に管理できる。また、スペーサ８が介装されているので、蓋部材２２の自重をスペーサ８で受けることができ、チューブ３にかかる押圧力をより一層軽減することができる。
【００３２】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、第一実施形態における振動体が内側からロータに当接されているものである。
図９には、第三実施形態にかかる液体吐出装置１の平面図が、また図１０にはその側断面図が示されている。これらの図９および図１０において、ケース部材２は平面円形に形成されている。蓋部材２２の外周および基部２１の内周には互いに螺合するねじ部２７Ａ，２７Ｂが形成されている。また、ねじ部２７Ａにはナット２７Ｃが螺合され、ダブルナットの構造となっている。ロータ５は環状に形成され、内周には凹部５３が形成されている。ロータ５の外周は、蓋部材２２の内周に回転可能に支持されており、基部２１に対向する面においてボール４が当接されている。駆動機構６は、ロータ５の内周に配置され、凸部６１３が凹部５３に当接されている。
このような液体吐出装置１では、蓋部材２２および基部２１のねじ部２７Ａ，２７Ｂのねじ込み量を少なくすれば、蓋部材２２が基部２１に対して離間し、チューブ３の圧閉が解除される。液体吐出装置１を使用する場合には、ねじ部２７Ａ，２７Ｂのねじ込み量を多くすれば、蓋部材２２が基部２１に近接し、ボール４がチューブ３を圧閉する。
また、ねじ部２７Ａ，２７Ｂのねじ込み量を調節すれば、蓋部材２２と基部２１との近接距離が調節される。これにより、ボール４のチューブ３に対する押圧量、つまりチューブ３の圧閉量が調節され、液体の吐出流量が調整される。
【００３３】
このような第三実施形態によれば、第一実施形態の（１）、（２）、（５）および（６）の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（８）　蓋部材２２および基部２１に互いに係合するねじ部２７Ａ，２７Ｂが形成されているので、蓋部材２２を基部２１に対して回転させるだけでチューブ３の圧閉を簡単に解除できる。また、ねじ部２７Ａ，２７Ｂのねじ込み量によって蓋部材２２および基部２１の近接距離が調節できる。よって、ボール４とチューブガイド溝２１１との距離、すなわちチューブ３の圧閉量を調整でき、液体の吐出量を簡単に調整できる。
【００３４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、ピン２４は、第一実施形態では四つの柱状部２４１を有する四つ割ピンであったが、柱状部２４１の数は限定されない。つまり、二つ割や、三つ割のピンを使用しても同様の効果を得ることができる。また、柱状部２４１を有する割ピンに限らず、ピン２４を所定の力以上で係合が外れる、いわゆるカプラのような構造にしてもよい。
図１１には、カプラ構造のピン２４の拡大断面図が示されている。このようなピン２４では、図１１（Ａ）に示されるように、外周に溝２４３を形成する。ロータ軸２５内周の溝２４３に対応する位置に複数個のボール２５４を設け、内周方向にばねなどで付勢する。このような構成のピン２４では、ピン２４を蓋部材２２側から押すあるいは基部２１側から引くと、ボール２５４の付勢力に抗してボール２５４と溝２４３との係合が外れ、図１１（Ｂ）に示されるように蓋部材２２が基部２１から離間する。このような構造のピンでも、簡単にチューブ３の圧閉を解除することができる。
あるいは、図１２には、ねじ構造のピン２４の拡大断面図が示されているが、図１２（Ａ）に示されるように、ピン２４の中心にねじ部２４４を形成し、このねじ部２４４に、バタフライねじ２４５を螺合させてもよい。このようなバタフライねじ２４５では、蓋部材２２から突出したつまみ部分をピン２４に対してねじれば、図１２（Ｂ）に示されるように蓋部材２２が基部２１に対して離間する。バタフライねじ２４５のピン２４に対するねじ込み量によって蓋部材２２および基部２１の離間距離やチューブ３の圧閉量を調整できる。このように、ピン２４は各実施形態に示されたものに限定されず、蓋部材２２および基部２１の近接位置を維持するものであれば構造は任意である。
また、ピン２４は、各実施形態においてロータ５の回転中心に設けられていたが、これに限らず任意の場所に設けられていてよい。つまり、例えばロータ軸２５には蓋部材２２あるいは基部２１に対して軸方向に摺動可能な軸を挿通させ、第一実施形態のような四つ割のピンをロータ５の周囲に一つあるいは複数個設ける。このような構造でも、ピン２４を外すことによって蓋部材２２を基部２１から離間させてチューブ３の圧閉状態を解除できるので、本発明の目的を達成できる。
【００３５】
蓋部材２２および基部２１は第三実施形態ではねじ部２７Ａ，２７Ｂのねじ込み量によって近接距離が調節可能となっていたが、このような構成に限らない。例えば前述のバタフライねじ２４５でねじ込み量を調節してもよい。これらの場合には、ねじ込み量によって近接距離を連続的に調節でき、液体の吐出流量を簡単に微調整できる。あるいは、第二実施形態において蓋部材２２と基部２１との間にスペーサを介装すれば、スペーサの厚みあるいは枚数を調節することによって蓋部材２２および基部２１の近接距離を多段階に調節できる。
【００３６】
位置決め手段は、基部２１に形成された孔２１３と二箇所で嵌合する位置決めピン２３Ａ，２３Ｂであったが、これに限らず例えばねじ止めや、その他の任意の固定手段が採用できる。要するに、位置決め手段は、蓋部材および基部の近接離間方向に直交する方向の位置が規定できるものであれば構造は任意である。あるいは、ロータ軸２５中心に係合されたピン２４が蓋部材２２および基部２１の近接離間方向に直交する方向の位置を規定する機能を兼ね備えた構造となっていてもよい。
スペーサ８は、第二実施形態にのみ設けられていたが、第一実施形態の液体吐出装置１にも採用できる。特に、蓋部材２２やロータ５の重量が大きくなり、チューブ３の圧閉解除状態でチューブ３にかかる自重が大きくなってしまう場合では、これらの自重をスペーサ８が受けるので、長期間不使用であってもチューブ３の塑性変形を良好に防止できる。
【００３７】
ロータ５は、各実施形態では蓋部材２２に支持され、蓋部材２２を基部２１から離間させることによってロータ５をボール４から離間させていたが、このような構造に限らない。例えば、基部２１および蓋部材２２は固定されて、ケース部材２の内部においてロータ５のみがボール４から回転軸方向に離間可能に設けられていてもよい。この場合には、例えばロータ５の回転軸を蓋部材２２の外部へ突出させ、この回転軸の突出部分と蓋部材２２との間にばねを介装するなどしてロータ５をボール４側に付勢しておく。チューブ３の圧閉状態を解除する時には、ロータ５の回転軸を付勢力に抗して引き、スペーサを介装するなどしてロータ５をボール４から離間した状態で保持すればよい。要するに、ロータ５はボール４への押圧方向と反対方向に離間可能に設けられていればよい。
また、ロータ５のロータ軸２５との接続部分は各実施形態においてブッシュ５１であったが、これに限らず例えばベアリングであってもよい。ただし、低摩擦係数の材料で構成されたブッシュ５１を使用すれば、ベアリングを用いた場合に比べて、ロータ５の軸方向の移動量を小さくすることができる。
押圧体は、各実施形態においてボール４であったが、これらに限らない。例えば、ブロック状の押圧体をチューブに沿って複数配置して、カム機構によって押圧体を順次チューブ側へ押圧することによってチューブを圧閉する構造であってもよい。この場合には、カム機構を押圧体とともにチューブから離間する方向に移動可能に構成すればよい。
【００３８】
駆動機構６は、各実施形態において圧電素子６１２を用いた振動体６１であったが、これに限らず電磁モータや超音波モータなど、各種モータや、その他任意の駆動機構が採用できる。
また、各実施形態において圧電素子６１２は印加装置に電気的に常に接続していたが、これに限らず圧電素子６１２と印加装置との間に接続・切断可能な接点などを設けて、この接点に圧電素子６１２への配線と、印加装置からの配線をそれぞれ接続する。蓋部材２２および基部２１が近接してチューブ３が圧閉状態になった時にのみ接点が接続して圧電素子６１２の配線が導通されるように構成してもよい。このように構成すれば、チューブ３が圧閉解除状態にある時には圧電素子６１２に電圧が印加されず、駆動機構６が駆動しないので、操作ミスを防止できる。
【００３９】
チューブ３の配置は各実施形態において略Ｕ字形であったが、これに限らずＬ字形、Ｐ字形、直線など任意の配置が採用できる。また、圧電素子６１２の電極の配置は、対角線上両端を略矩形状に切り欠いて、略Ｚ字形となっていたが、これに限らない。例えば凸部６１３を補強板６１１の幅方向中央に設けて、圧電素子６１２の電極を長手方向に沿った中心線に対して線対称に設ける。このような電極の配置であれば、電圧を印加する電極を長手方向に沿った中心線に対して線対称に切り替えれば、凸部６１３が逆向きの楕円軌道を描くので、ロータ５を逆回転させることができる。
【００４０】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００４１】
【発明の効果】
このような本発明によれば、押圧部材を押圧体に対して離間可能に設けたので、液体吐出装置を使用しない時には押圧体がチューブを圧閉するのを解除でき、チューブの塑性変形を防止して、簡単な構造で液体吐出量を安定させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる液体吐出装置を示す平面図。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる液体吐出装置を示す側断面図。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる駆動機構を示す側断面図。
【図４】本発明の第一実施形態にかかるチューブの圧閉解除状態を示す図。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる液体吐出装置を示す側断面図。
【図６】本発明の第二実施形態にかかる液体吐出装置を示す平面図。
【図７】本発明の第二実施形態にかかるスペーサの介装状態を示す側面図。
【図８】本発明の第二実施形態にかかるチューブの圧閉解除状態を示す図。
【図９】本発明の第三実施形態にかかる液体吐出装置を示す平面図。
【図１０】本発明の第三実施形態にかかるチューブの圧閉解除状態を示す図。
【図１１】本発明の液体吐出装置の変形例を示す図。
【図１２】本発明の液体吐出装置の別の変形例を示す図。
【符号の説明】
１…液体吐出装置、２…ケース部材、３…チューブ、４…ボール（押圧体）、５…ロータ（押圧部材）、６…駆動機構、７…リテーナ、８…スペーサ、２１…基部、２２…蓋部材、２３…位置決めピン（位置決め手段、離間防止手段）、２４…ピン（近接位置保持手段）、５２…押圧ゴム、６１…振動体、６２…腕部、２３４…ばね、２４２…ツメ部（係合部）、６１２…圧電素子。

Claims (10)

1. 内部に液体が流通するチューブと、このチューブの一部を圧閉する押圧体と、この押圧体を前記チューブ側に押圧する押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆動機構とを備えた液体吐出装置において、前記押圧部材は、前記押圧体への押圧方向と反対方向に離間可能に設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置において、前記チューブが配置された基部と、この基部の開口を塞ぐ蓋部材とを備え、前記押圧部材は前記蓋部材に支持されており、前記蓋部材および前記押圧部材は、前記基部に対して前記押圧体への押圧方向と反対方向に離間可能に設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
3. 請求項２に記載の液体吐出装置において、前記基部および前記蓋部材が互いに近接した位置を維持する近接位置保持手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
4. 請求項３に記載の液体吐出装置において、前記近接位置保持手段は、先端側が軸方向に分割されかつ先端に前記基部または前記蓋部材と係合する係合部を備えた割ピン、前記基部および前記蓋部材に螺合されるねじ、および軸方向に所定値以上の力がかかると係合が外れるカプラのいずれかであることを特徴とする液体吐出装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記基部および前記蓋部材は、互いの近接距離が調整可能に設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記基部および前記蓋部材の近接離間方向に直交する方向の位置を規定する位置決め手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
7. 請求項２から請求項６のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記基部および前記蓋部材が互いに所定距離以上離間するのを防止する離間防止手段を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
8. 請求項２から請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記蓋部材および前記基部を互いが近接する方向に付勢するばねと、前記蓋部材と前記基部との間に着脱可能に設けられるとともに、前記蓋部材と前記基部とが離間して形成された隙間を保持するスペーサとを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記駆動機構は圧電素子の振動によって前記押圧部材を駆動する振動体であり、前記圧電素子への配線は、前記押圧部材が前記押圧体を押圧して前記チューブを圧閉する配置においてのみ導通されることを特徴とする液体吐出装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の液体吐出装置を用いた機器。

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