JP2005030260A - チューブポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】液体の吐出量を一定に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】複数のローラ７が回転方向に等間隔に配置されたロータ３をステッピングモータ１１によって移動させたときに、複数のローラ７がチューブガイド４との間でチューブＴを順次押し潰してしごくチューブポンプ１に、ロータ３と一体的に回転するリンクプレート１９を取り付け、ローラ７の一つが所定位置まで移動したときに、ソレノイド２４に通電して摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３に挿入し、ロータ３の移動を強制的に制限する移動制限手段２０Ａを設ける。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のローラでチューブを順次押し潰してしごくことにより、液体を一定量ずつ圧送するチューブポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数のローラでチューブを押し潰してしごくことにより液体を一定量ずつ圧送するチューブポンプが知られており、例えば、飲食物供給装置のディスペンサに使用されている。図１７は、従来のチューブポンプ１００を利用したディスペンサの概略構成図である。
【０００３】
ディスペンサは、殺菌されたオレンジジュースなどの濃縮液（以下、「原液」という。）をカップＣに所定量ずつ供給するものであり、原液を密封する包装容器１０１から連続するチューブＴをチューブポンプ１００に組み付け、チューブポンプ１００の下部に設けられた飲料ミキシング装置１０３で原液と冷水回路１０４から供給される冷水とをミキシングしてカップＣに注入する。
【０００４】
図１８は、従来のチューブポンプ１００の断面図である。
チューブポンプ１００は、ケース１１０に回転可能にロータ１１１が保持されている。ロータ１１１は、円板形の一対のローラプレートを軸部で連結したものであり、Ｕ字形に形成された複数のローラ軸１１２がロータ１１１の円周方向に等間隔に配設されて、ローラ１１３をそれぞれ回転可能に保持している。ロータ１１１の軸部には、ケース１１０に貫き通されたローラ回転軸１１４が連結され、モータ１１５の回転力がローラ回転軸１１４を介してロータ１１１に伝達されるようになっている。また、ケース１１０には、図１７に示すように、チューブガイド１１６が設けられ、チューブガイド１１６とローラ１１３との間にチューブＴが組み付けられている。
【０００５】
従って、モータ１１５がロータ１１１を回転させると、ローラ１１３がチューブガイド１１６との間でチューブＴを順次押し潰す。このとき、２個のローラ１１３の間には、原液を充填された密閉空間が形成され、ローラ１１３でチューブＴをしごくことにより原液が下流側に一定量ずつ圧送される。よって、ロータ１１１の回転量を調節すれば、所定量の原液を飲料ミキシング装置１０３に供給することができる。所定量の原液を供給したチューブポンプ１００は、チューブＴをローラ１１３で押し潰した状態で待機する。
【０００６】
ここで、下記特許文献１では、チューブポンプ１００が待機状態になったときに、ローラ１１３の停止位置が一定しないと、待機中にチューブＴから自重で滴り落ちる原液の量がばらついて、待機後に原液を供給する際に原液の供給量が安定しない問題を指摘している。
【０００７】
この問題を解決するために、チューブポンプ１００では、図１８に示すように、ローラ１１３の回転角度を検出する位置検出装置などを設け、ローラ１１３の１つを流体出口近傍で停止させるようにしている。位置検出装置は、ローラ１１３の数に対応した複数の切り欠きを円周方向に等間隔に形成された位置検出板１１７がローラ回転軸１１４に固定され、その切り欠きを光センサ１１８で検出することによりロータ１１１の回転角度を算出している。従って、位置検出装置が、ロータ１１１が所定の回転角度回転したことを検出したときに、モータ１１５への通電を停止すれば、ローラ１１３を定位置で停止させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１３０１５３号公報（第２〜４頁、第１図、第３図。）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のチューブポンプ１００では、位置検出装置が検出するロータ１１１の回転角度に基づいてモータ１１５を制御するため、モータ１１５が慣性力等で回転しすぎると、それに伴って、ロータ１１１も回転しすぎて、ローラ１１３を定位置で停止させることができず、原液の吐出量にバラツキを生じる問題があった。特に、チューブポンプ１００をディスペンサに使用する場合には、原液を希釈水で希釈するため、ローラ１１３が１回に圧送する僅かな量だけ多く原液をカップＣに供給しただけでも、飲料水の濃度に影響を及ぼすため問題である。
【００１０】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、液体の吐出量を一定にすることができるチューブポンプを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るチューブポンプは、次のような構成を有している。
（１）複数のローラが移動方向に等間隔に配置されたローラ保持手段を駆動手段によって移動させたときに、複数のローラがガイド部材との間でチューブを順次押し潰してしごくチューブポンプにおいて、ローラの一つが所定位置まで移動したときに、ローラ保持手段の移動を強制的に制限する移動制限手段を有すること、を特徴とする。
【００１２】
上記構成を有する発明では、ローラの一つが所定位置まで移動したときに、移動制限手段がローラ保持手段の移動を強制的に制限すると、ローラも停止する。複数のローラは、ローラ保持手段の移動方向に等間隔に配置されているため、ローラの一つを所定位置で停止させれば、他のローラの停止位置を一義的に定めることが可能である。よって、本発明によれば、移動制限手段によってローラ保持手段の移動を強制的に制限してローラを常に定位置で停止させるので、ローラ保持手段を駆動手段の慣性力などで移動させ過ぎることがなく、液体の吐出量を一定にすることができる。
【００１３】
（２）（１）に記載の発明において、移動制限手段は、ローラ保持手段の移動方向に対して交差方向に進退する軸部材と、軸部材を進退させる駆動力を発生する駆動力発生源と、ローラ保持手段と一体的に移動し、複数のローラと対応する位置に軸部材と係合する係合部が設けられた移動部材と、を有すること、を特徴とする。
【００１４】
上記構成を有する発明では、駆動力発生源が軸部材を移動部材の係合部から退避させている間、移動部材が軸部材に移動を制限されない。このとき、駆動手段を駆動すると、移動部材とローラ保持手段が一体的に移動し、ローラがチューブを順次押し潰してしごき、液体を下流側に圧送する。その後、駆動力発生源が軸部材を前進させて移動部材の係合部に係合させると、移動部材が軸部材によって移動を強制的に制限され、それに伴って、ローラ保持手段も移動を制限される。よって、本発明によれば、ローラ保持手段の移動を機構的に制限してローラを定位置で停止させるので、ローラ保持手段の停止位置を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００１５】
（３）複数のローラが移動方向に等間隔に配置されたローラ保持手段を駆動手段によって移動させたときに、複数のローラがガイド部材との間でチューブを順次押し潰してしごくチューブポンプにおいて、駆動手段の駆動力により回転する主伝達機構と、主伝達機構と連結し、ローラ保持手段に駆動手段の駆動力を伝達する従伝達機構と、主伝達機構と従伝達機構のうち少なくとも一方の位置をずらすことにより、主伝達機構と従伝達機構との連結を定位置で解除する連結解除機構と、を有する移動制限手段を有すること、を特徴とする。
【００１６】
上記構成を有する発明では、連結解除機構が作動していない間は、主伝達機構と従伝達機構とが連結し、駆動手段で主伝達機構を回転させると、その回転力が従伝達機構に伝達され、ローラ保持手段を移動させる。その後、連結解除機構が主伝達機構と従伝達機構のうち少なくとも一方の位置をずらすことにより主伝達機構と従伝達機構との連結を解除すると、駆動手段で主伝達機構を回転させても、その回転力が従伝達機構に伝達されず、ローラ保持手段を移動させることができなくなる。このとき、連結解除機構が、主伝達機構と従伝達機構との連結を定位置で解除するため、従伝達機構が所定位置でローラ保持手段を移動させなくなり、ローラを定位置で停止させる。よって、本発明によれば、ローラ保持手段を駆動手段の慣性力などで移動させ過ぎることがなく、液体の吐出量を一定にすることができる。
【００１７】
（４）（３）に記載の発明において、従伝達機構は、外周にギヤが形成されるとともに、複数の溝が円周方向に等間隔に設けられた第１ギヤと、外周にギヤが形成された第２ギヤとを回転軸を介してローラ保持手段に連結したものであり、主伝達機構は、第１ギヤに噛合する第３ギヤと、第２ギヤに噛合する第４ギヤとを有するものであり、連結解除機構は、第４ギヤに連結し、第４ギヤを第２ギヤに対して直線往復運動させるものであること、を特徴とする。
【００１８】
上記構成を有する発明によれば、連結解除機構が第４ギヤを第２ギヤに向かって前進させている間は、駆動手段が駆動すると、一対の出力軸を介して第３ギヤと第４ギヤが回転し、第１ギヤと第２ギヤに回転力を伝達する。第１ギヤは、第３ギヤと噛合する面に溝が形成されており、その溝部分では、第３ギヤから回転力を伝達されないが、第４ギヤが第２ギヤに噛合して回転力を伝達するため、第第１ギヤと第２ギヤが連続して回転し、回転軸を介してローラ保持手段を移動させる。その後、連結解除機構が第４ギヤを第２ギヤから離間させる方向に後退させると、第３ギヤのみが第１ギヤに噛合し、回転力を伝達する。第３ギヤは、第１ギヤの溝部分にさしかかると、第１ギヤに回転力を伝達できなくなり、ローラ保持手段が停止する。よって、本発明によれば、第１ギヤが円周方向に等間隔に設けられた溝を第３ギヤに位置合わせした状態でローラ保持手段の移動を機構的に制限するので、ローラ保持手段の停止位置を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００１９】
（５）（３）に記載の発明において、主伝達機構は、駆動手段の駆動力を伝達する出力軸に回転板が連結され、複数のピンが回転板の回転方向に立設されたものであり、従伝達機構は、ピンと係合する溝を形成されたゼネバ歯車であり、連結解除機構は、出力軸に対して平行に移動し、ピンを押圧して回転板から突出又は退避させるものであること、を特徴とする。
【００２０】
上記構成を有する発明によれば、連結解除機構がピンを回転板から突出させている間、駆動手段が駆動すると、回転板が複数のピンと一体的に回転し、ゼネバ歯車を所定量ずつ回転させ、ローラ保持手段を移動させる。その後、連結解除機構がピンを回転板から退避させると、ピンがゼネバ歯車に係合しなくなって、ゼネバ歯車が回転しなくなり、これにともなって、ローラ保持手段が移動しなくなる。ゼネバ歯車は、所定量ずつ回転するため、ローラ保持手段に保持されるローラは常時定位置で停止する。よって、本発明によれば、いわゆるゼネバ機構を用いてローラ保持手段の移動を機構的に制限するので、ローラ保持手段の停止位置を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
続いて、本発明に係るチューブポンプの第１実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、飲食物供給装置８１の概略構成図である。
飲食物供給装置８１は、開閉可能な前部扉８２を備え、大きく分けて上部に配置される容器収納庫８３、その容器収納庫８３内に収納された包装容器８４内の原液を所定量注入するチューブポンプ１、そして、注入された原液を受けるための給水部８６とから内部構成されている。包装容器８４は、オレンジジュースなどの濃縮した原液を殺菌包装したものであり、プラスチック容器、ビニール容器あるいは紙容器などの様々な形態のものがある。チューブポンプ１は、包装容器８４からの連続したチューブＴを組み付けられ、チューブＴの注入口近傍に水やソーダ水などの希釈水を一定量注入する希釈水ノズル８が設けられている。かかる飲食物供給装置８１は、飲食物供給指令を受けると、チューブポンプ１を作動させて包装容器８４の原液をカップ９０に所定量注入し、それを希釈水ノズル８から注入する希釈水で希釈することにより、飲食物を供給する。
【００２２】
図２は、液体供給状態のチューブポンプ１の平面図である。図３は、待機状態のチューブポンプ１の平面図である。
図２及び図３に示すチューブポンプ１は、ローラ７の一つが所定位置まで移動したときに、正方向Ｋ１（図２参照）に回転するロータ（「ローラ保持手段」に相当するもの。）３の回転を強制的に停止した後、ロータ３を逆方向Ｋ２（図３参照）に回転させることなく、ロータ３の軸芯位置をチューブＴから離間する方向に移動させるよう構成されている。尚、ロータ３の軸芯位置の移動は、図１に示す飲食物供給装置８１が所定量の原液を１回〜必要回供給し、若しくは、所定時間以上停止し続けたときに行う。
【００２３】
チューブポンプ１は、本体２にロータ３が回転可能に軸支され、ロータ３の片側にチューブガイド４が図示しない支軸を中心として回動可能に取り付けられており、ロータ３とチューブガイド４との間にチューブＴが組み付けられる。ロータ３は、円板形の一対のローラプレートを円筒形状の軸部で連結したものであり、一対のローラプレートの間に３本のローラ軸５が円周方向に等間隔に架設されている。ローラ軸５は、ローラプレートの径方向に移動可能に保持され、Ｕ字バネ６によって常時外向きに付勢されている。かかるローラ軸５には、ローラ７が回転可能に保持され、チューブＴを所定の押圧力で押しつけるようにしている。チューブＴの注入口近傍には、水や炭酸水などの希釈水を注入する希釈水ノズル８が設けられている。これらは、本体２に回動可能に設けられたカバー９（図５参照）で覆われる。
【００２４】
図４は、チューブポンプ１の背面図である。図５は、チューブポンプ１の断面図である。
チューブポンプ１は、ロータ３の軸芯位置を移動させるカム手段１０、ロータ３の回転を制限する移動制限手段２０Ａ、原液を希釈する水や炭酸水などを希釈水ノズル８から供給する量を制御する流体制御弁３０などを備える。
【００２５】
カム手段１０は、図５に示すように、本体２とステッピングモータ（「駆動手段」に相当するもの。）１１との間に介在している。本体２には、図示しない支軸が立設され、図４に示すスイングプレート１２を揺動可能に軸支している。スイングプレート１２と本体２との間には、図４に示すスプリング１３が設置され、スイングプレート１２に常に図中上向きの力を作用させている。図５に示すように、スイングプレート１２には、ギヤボックス１４が固設され、ステッピングモータ１１に連結する図示しない減速ギヤを収納している。ギヤボックス１４は、図示しない減速ギヤに噛合する第１出力軸１５を回転自在に保持するとともに、第１出力軸１５に回転可能に貫き通される第２出力軸１６を回転自在に保持している。第２出力軸１６は、ギヤボックス１４から突出して本体２を貫き、先端部にロータ３が隙間なく嵌め合わされている。従って、ロータ３は、第２出力軸１６、第１出力軸１５、ギヤボックス１４、スイングプレート１２などを介してスプリング１３により図中上向きに引き上げられ、チューブＴに近づく方向に常に付勢されている。そして、第１出力軸１５と第２出力軸１６には、回転板１７とリンクプレート（「移動部材」に相当するもの。）１９とが嵌合固定されている。
【００２６】
図６は、回転板１７の平面図である。
回転板１７は、第１出力軸１５が隙間なくはめ合わされる嵌合孔１７１が中心部に形成され、第１出力軸１５と一体的に回転するようになっている。回転板１７の外縁部には、ローラ７と同数（本実施の形態では、３個）のストッパ１７２が径方向に突き出すように円周方向に等間隔で形成されている。ローラ７と同数とするのは、軸芯位置の移動開始位置を設定しやすくするためである。３個のストッパ１７２の間には、小径部１７３ａと大径部１７３ｂとを接続した円弧状のカム１７３がそれぞれ形成されている。そして、嵌合孔１７１を挟んだ対称位置に一対の係合ピン１８が立設されている。
【００２７】
図７は、リンクプレート１９の平面図である。
リンクプレート１９は、回転板１７より大径の円板形をなし、中心部に第２出力軸１６が隙間なく嵌め合わされる嵌合孔１９１が形成されて、ロータ３と一体的に回転するようになっている。嵌合孔１９１の周りには、係合ピン１８が摺動可能に挿通される係合溝１９２が円弧状に形成されている。リンクプレート１９の外縁部には、回転止め溝（「係合部」に相当するもの。）１９３がローラ７と同数（本実施の形態では、３個）だけ切りかかれて形成されている。ローラ７と同数とするのは、ローラ７の停止位置を一義的に定めるためである。回転止め溝１９３は、ロータ３の軸移動を阻害しないように斜めに形成されている。そして、回転止め溝１９３に接続するように、円弧状の段差１９４が形成されている。
【００２８】
こうした回転板１７とリンクプレート１９は、図５に示すように、回転板１７の嵌合孔１７１に第１出力軸１５を嵌め込むとともに、リンクプレート１９の嵌合孔１９１に第２出力軸１６を嵌め込むことによって重ね合わされ、係合ピン１８をリンクプレート１９の係合溝１９２に貫き通すことによって連結される。これにより、回転板１７は、リンクプレート１９に対して所定量のバッククラッシュが設けられる。摺動軸（「摺動部材」に相当するもの。）２１は、リンクプレート１９の回転止め溝１９３に先端部を挿入可能な位置に配設され、本体２に摺動可能に保持されている。摺動軸２１と本体２との間には、スプリング２３が縮設され、摺動軸２１に常にロータ３方向の力を作用させている。このような摺動軸２１は、回転板１９のカム１９３と摺接する際に生じる摩擦抵抗を小さくするため、ベアリング２２が取り付けられている。
【００２９】
これに対して、移動制限手段２０Ａは、摺動軸２１をソレノイド（「駆動力発生源」に相当するもの。）２４によって摺動させ、摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３に出し入れするよう構成されている。ソレノイド２４は、摺動軸２１の上方においてプランジャ２５をロータ３と反対方向に出力するよう配設されている。摺動軸２１とソレノイド２４のプランジャ２５は、本体２の支軸２６に揺動可能に軸支される作動部材２７を介して連結している。従って、ソレノイド２４を非通電にすれば、摺動軸２１をスプリング２３の付勢力でロータ３方向に摺動させ、リンクプレート１９の回転止め溝１９３に係合させることができる。一方、ソレノイド２４に通電すれば、プランジャ２５で作動部材２７を引き込んで、てこの原理を利用して摺動軸２１をスプリング２３に抗してロータ３と反対方向に摺動させ、リンクプレート１９の回転止め溝１９３から抜き出すことができる。リンクプレート１９は、ロータ３が連結する第２出力軸１６に嵌合固定されるので、リンクプレート１９の回転を摺動軸２１で制限又は許容すれば、同時にロータ３の回転を制限又は許容することになる。
【００３０】
こうしたカム手段１０と移動制限手段２０Ａは、ステッピングモータ１１やソレノイド２４などが図示しない制御装置に接続され、動作を制御される。図８は、タイミングチャートを示す図である。
図示しない制御装置は、図８（ａ）に示すようにステッピングモータ１１を正回転させるときには、ステッピングモータ１１の駆動と同時に、ソレノイド２４に通電する。その後、例えば、ロータ３が所定の回転数回転したら、ソレノイド２４への通電を停止し、そのＴ１秒後にステッピングモータ１１を停止する。ここで、Ｔ１は、ソレノイド２４が非通電になってからローラ７が停止位置にくるまでの時間をいう。本実施の形態のように３個のローラ７を備える場合には、Ｔ１の最大時間は１／３回転分となる。
また、図示しない制御装置は、図８（ｂ）に示すようにステッピングモータ１１を逆回転させるときには、ソレノイド２４を非通電にしたまま、ステッピングモータ１１をＴ２秒間逆方向に駆動させる。ここで、Ｔ２は、ロータ３が待機位置まで軸移動する際の回転角度分の時間をいう。
【００３１】
続いて、本実施の形態のチューブポンプ１の動作について説明する。図９、図１０、図１１、図１２は、チューブポンプ１の動作を概念的に示した図である。図１７に示す飲食物供給装置８１は、飲食物供給指令を受けると、ソレノイド２４に通電して摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３から引き抜くと同時に、チューブポンプ１のステッピングモータ１１を駆動して回転板１７を正方向Ｋ１に回転させる。図９（ａ）に示すように、回転板１７は係合ピン１８がリンクプレート１９の係合溝１９２に係止されると、リンクプレート１９及び第２出力軸１６と一体的に回転する。これにより、ロータ３が、図９（ｂ）に示すように正方向Ｋ１に回転し、ローラ７でチューブＴを順次押し潰してしごいて原液をカップ９０に注入する。このとき、スプリング１３がスイングプレート１２、ギヤボックス１４、第２出力軸１６を介してロータ３をチューブＴに近づく方向に付勢してるので、ロータ３が軸ブレすることなく正方向Ｋ１に回転し、ローラ７でチューブＴを所定のシール荷重以上で押し潰してしごき、原液を一定量ずつカップ９０に注入することができる。原液の注入と同時に流体制御弁３０を作動させ、希釈水ノズル８から所定量の希釈水をカップ９０に注入する（図２参照）。
【００３２】
その後、位置検出スイッチなどでロータ３が所定の回転数回転したことを検出したら、ステッピングモータ１１は駆動させたまま、ソレノイド２４への通電だけを停止する。摺動軸２１は、スプリング２３の付勢力で正方向Ｋ１に回転するリンクプレート１９に突き当たるまで摺動し、段差１９４に落ち込んだ後、図１０（ａ）に示すように回転止め溝１９３に係合する。ここで、段差１９４に一旦落とし込むのは、リンクプレート１９の回転速度にスプリング２３の付勢力を追従させ、摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３に確実に係合させるためである。これにより、リンクプレート１９が摺動軸２１に係止されて回転できなくなくなるので、図１０（ｂ）に示すように、ロータ３もそれ以上回転できなくなり、ローラ７がチューブＴの所定位置を押圧した状態で停止する。そこで、ステッピングモータ１１の駆動を停止する。この状態では、ローラ７がチューブＴの所定位置を押し潰してシールし、液漏れを防止している。
【００３３】
そして、チューブポンプ１が原液を１回〜必要回供給し、若しくは、所定時間以上停止し続けると、図示しない制御装置はステッピングモータ１１を逆方向に駆動させる。ステッピングモータ１１の駆動力は、第１出力軸１５を介して回転板１７に伝達される。回転板１７とリンクプレート１９にはバッククラッシュが設けられているので、図１１（ａ）に示すように、回転板１７だけが逆方向Ｋ２に回転する。このとき、リンクプレート１９は、摺動軸２１が回転止め溝１９３に係合しているため、回転板１７と連れ回りしない。回転板１７が逆方向Ｋ２に回転すると、カム１７３が摺動軸２１のベアリング２２に摺接する。カム１７３は、摺動軸２１のベアリング２２に摺接する部分の径が小径部１７３ａから大径部１７３ｂへと大きくなるため、摺動軸２１によって回転板１７がチューブＴから離間する方向に押し下げられる。その力が、回転板１７に連結する第１出力軸１５から第２出力軸１６、ギヤボックス１４、スイングプレート１２へと伝達され、スイングプレート１２がスプリング１３に抗して揺動する。これに従って、図１１（ｂ）に示すように、ロータ３の軸芯位置がチューブＴから離間する方向に移動する。
【００３４】
そして、図１２（ａ）に示すように、回転板１７は、ストッパ１７２が摺動軸２１に係止されるまで逆方向Ｋ２に回転すると、それ以上回転できなくなって停止する。そこで、ステッピングモータ１１を停止して、チューブポンプ１を待機状態にする。この軸移動の間、リンクプレート１９は、回転止め溝１９３に摺動軸２１をさし込まれて回転できないため、図１２（ｂ）に示すように、ローラ７の配置は軸移動前と殆ど変わらない。従って、チューブポンプ１は、下流側のローラ７がチューブＴをしっかりシールして液漏れを防止する一方、上流側のローラ７がチューブＴを押し潰す力を小さくしてチューブＴの塑性変形を防止した状態で待機する（図３参照）。
【００３５】
その後、飲食物供給指令を受けると、ステッピングモータ１１が正方向に回転し、第１出力軸１５を介して回転板１７を正方向Ｋ１に回転させる。回転板１７は、係合ピン１８をリンクプレート１９の係合溝１９２に沿って移動させながら回転する。回転板１７は、カム１７３と摺動軸２１との摺接部分を大径部１７３ｂから小径部１７３ａに移動させ、チューブＴから離間する方向の力を弱める。これに伴って、スプリング１３が縮んでリンクプレート１２を引き上げ、ギヤボックス１４、第２出力軸１６などを介してロータ３の軸心位置を正転位置まで移動させる。この間、リンクプレート１９は、係合ピン１８を介して回転板１７の回転力を伝達されず、また、回転止め溝１９３が摺動軸２１と係合しているため、ロータ３を正方向Ｋ１に回転させず、ローラ７の少なくとも一つがチューブＴをシールし続ける。
【００３６】
そして、ステッピングモータ１１を正方向に回転させた状態で、ソレノイド２４に通電して摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３から退避させると、上述したように、ロータ３が正方向Ｋ１に軸ブレすることなく回転し、ローラ７がチューブＴを所定のシール荷重以上で順次押し潰してしごく。
【００３７】
このように、本実施の形態のチューブポンプ１では、ローラ７の一つが所定位置まで移動したときに、移動制限手段２０Ａがロータ３の移動を強制的に制限すると、ローラ７も停止する。複数のローラ７は、ロータ３の回転方向に等間隔に配置されているため、ローラ７の一つを所定位置で停止させれば、他のローラ７の停止位置を一義的に定めることが可能である。よって、本発明によれば、移動制限手段２０Ａによってロータ３の移動を強制的に制限してローラを常に定位置で停止させるので、ローラ保持手段を駆動手段の慣性力などで移動させ過ぎることがなく、液体の吐出量を一定にすることができる。
【００３８】
また、本実施の形態のチューブポンプ１では、ソレノイド２４に通電して摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３から退避させている間、リンクプレート１９が摺動軸２１に移動を制限されない。このとき、ステッピングモータ１１を駆動すると、リンクプレート１９とロータ３が一体的に回転し、ローラ７がチューブＴを順次押し潰してしごき、原液を下流側に圧送する。その後、ソレノイド２４への通電を停止して摺動軸２１をリンクプレート１９の回転止め溝１９３に係合させると、リンクプレート１９が摺動軸２１によって移動を強制的に制限され、それに伴って、ロータ３も移動を制限される。よって、本実施の形態のチューブポンプ１によれば、ロータ３の移動を機構的に制限してローラ７を定位置で停止させるので、ロータ３の停止位置を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００３９】
（第２実施の形態）
続いて、本発明のチューブポンプの第２実施の形態について説明する。図１３は、移動制限手段２０Ｂの構造を概念的に示した図である。図１４は、図１３の側面図である。
本実施の形態のチューブポンプは、ロータ３を定位置で回転可能に保持し、ギヤの配置をずらすことによりローラ７を定位置で停止させる点で、ロータ３の軸心位置を移動させる前にロータ３の回転を強制的に制限することにより、ローラ７を定位置で停止させる第１実施の形態と相違している。そのため、本実施の形態のチューブポンプは、第１実施の形態のカム手段１０が設けられておらず、カム手段１０のカム１７３に摺接する摺動軸２１を進退させる機構を省くことができ、第１実施の形態のものよりコンパクト化されている。以下、ここでは、第１実施の形態のチューブポンプ１と顕著に相違する移動制限手段２０Ｂについて説明し、その他の説明を省略する。尚、第１実施の形態と同様の構造については、第１実施の形態と同じ符号を用いて説明する。
【００４０】
移動制限手段２０Ｂは、ロータ３と連結する第１ギヤ４１と第２ギヤ４２を第３ギヤ４３と第４ギヤ４４でそれぞれ回転させており、第２ギヤ４２と第４ギヤ４４の噛合を解除したときに、第１ギヤ４１から第２ギヤ４２に回転力を伝達しなくなるよう構成されている。
【００４１】
第１ギヤ４１と第２ギヤ４２は、回転軸４５に重ね合わせて取り付けられている。第１ギヤ４１は、円板形をなし、外周縁に第３ギヤ４３のギヤ４３ａと噛合するギヤ４１ａが形成されている。第１ギヤ４１の外周縁には、ロータ３の保持するローラ７と対応する位置に溝４１ｂが形成され、第３ギヤ４３のギヤ４３ａと噛み合わない領域が設けられている。本実施の形態では、３個のローラ７がロータ３に対して円周方向に等間隔に配置されているので、第１ギヤ４１には、３個の溝４１ｂが円周方向に等間隔に形成されている。一方、第２ギヤ４２は、円板形をなし、外周縁全周に第４ギヤ４４のギヤ４４ａと噛合するギヤ４２ａが形成されている。
【００４２】
第３ギヤ４３と第４ギヤ４４は、外周縁全周にギヤ４３ａ，４４ａが形成された円板形をなす。第３ギヤ４３と第４ギヤ４４は、ステッピングモータ１１から分岐する第１出力軸４６と第２出力軸４７にそれぞれ連結し、ステッピングモータ１１の駆動に応じて同期して回転するよう構成されている。第２出力軸４７は、図示しないソレノイド又はモータが連結し、第４ギヤ４４を第２ギヤ４２の中心部に向かって往復直線運動可能に保持している。
【００４３】
尚、第３ギヤ４３、第４ギヤ４４、第１出力軸４６、第２出力軸４７により「主伝達機構」が構成され、第１ギヤ４１、第２ギヤ４２、回転軸４５により「従伝達機構機構」が構成され、第２出力軸４７と図示しないソレノイド又はモータにより「連結解除機構」が構成されている。
【００４４】
このような移動制限手段２０Ｂを備えるチューブポンプでは、原液を供給するときには、図示しないソレノイド又はモータを駆動して第４ギヤ４４を第２ギヤ４２の中心部に向かって前進させ、第４ギヤ４４のギヤ４４ａを第２ギヤ４２のギヤ４２ａに噛合させた後、ステッピングモータ１１を駆動して、第３，第４ギヤ４３，４４を同期して回転させる。これにより、第１ギヤ４１と第２ギヤ４２が同期して回転し、回転軸４５を介してロータ３を回転させる。ここで、第１ギヤ４１は、溝４１ｂにおいて第３ギヤ４３から回転力を伝達されないが、第４ギヤ４４が第２ギヤ４２と噛合して回転軸４５を回転させるため、第１ギヤ４１とロータ３が回転し続ける。
【００４５】
ロータ３が所定量回転したら、図示しないソレノイド又はモータで第４ギヤ４４を第２ギヤ４２から離間する方向に後退させ、第２ギヤ４２と第４ギヤ４４との噛合を解除する。これにより、第４ギヤ４４から第２ギヤ４２に回転力が伝達されなくなるが、第１ギヤ４１は、ギヤ４１ａが第３ギヤ４３のギヤ４３ａと噛合している間、第３ギヤ４３から回転力を伝達されてロータ３を回転させる。第１ギヤ４１の溝４１ｂが第３ギヤ４３と対向する位置まで移動すると、第３ギヤ４３から第１ギヤ４１に回転力が伝達されなくなり、ロータ３が停止する。第１ギヤ４１の溝４１ｂは、ローラ７に対応して配置されているため、第１ギヤ４１が、溝４１ｂの一つを第２ギヤ４３に位置合わせして停止すると、その溝４１ｂに対応するローラ７も所定位置で停止する。これにより、３個のローラ７がチューブＴに対して定位置で停止する。
【００４６】
従って、本実施の形態のチューブポンプでは、移動制限手段２０Ｂは、ステッピングモータ１１の駆動力により回転する第２，第３ギヤ４３，４４と、第２，第３ギヤ４３，４４と噛合し、ロータ３にステッピングモータ１１の駆動力を伝達する第１，第２ギヤ４１，４２と、第４ギヤ４４の位置をずらすことにより、第２ギヤ４２と第４ギヤ４４との噛合を解除する図示しないソレノイド又はモータと、を有しており、ロータ３をステッピングモータ１１の慣性力などで移動させ過ぎることがなく、液体の吐出量を一定にすることができる。
また、本実施の形態のチューブポンプでは、第１ギヤ４１が円周方向に等間隔に形成された溝４１ｂを第３ギヤ４３に位置合わせした状態でロータ３の回転を機構的に制限するので、ロータ３の停止位置を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００４７】
（第３実施の形態）
続いて、本発明のチューブポンプの第３実施の形態について説明する。図１５は、作動制限手段の構造を概念的に示した図である。図１６は、図１５の側面図である。
本実施の形態のチューブポンプは、ロータ３を定位置で回転可能に保持し、ゼネバ機構を用いてローラ７を定位置で停止させる点で、ロータ３の軸心位置を移動させる前にロータ３の回転を強制的に制限することにより、ローラ７を定位置で停止させる第１実施の形態と相違している。そのため、本実施の形態のチューブポンプは、第１実施の形態のカム手段１０が設けられておらず、カム手段１０のカム１７３に摺接する摺動軸２１を進退させる機構を省くことができ、第１実施の形態のものよりコンパクト化されている。以下、ここでは、第１実施の形態のチューブポンプ１と顕著に相違する移動制限手段２０Ｃについて説明し、その他の説明を省略する。尚、第１実施の形態と同様の構造については、第１実施の形態と同じ符号を用いて説明する。
【００４８】
移動制限手段２０Ｃは、ロータ３を回転させるゼネバ機構を備え、ゼネバ機構を構成する回転板５２とゼネバ歯車５４との連結を解除することにより、ロータ３の回転を強制的に制限するよう構成されている。移動制限手段２０Ｃは、ステッピングモータ１１と連結する出力軸５１に円形の回転板５２が取り付けられている。回転板５２には、複数（本実施の形態では３個）のピン５３が円周方向に等間隔に配置され、軸方向に移動可能に貫設されている。ピン５３が係合するゼネバ歯車５４は、出力軸５５を介してロータ３と連結し、ロータ３と一体的に回転するようになっている。ゼネバ歯車５４には、複数（本実施の形態では３個）の溝５４ａがローラ７と対応するように円周方向に等間隔に設けられている。溝５４ａは、ピン５３の径と同じ幅でゼネバ歯車５４の外周縁から中心部に向かって長く形成されている。そのため、移動制限手段２０Ｃは、回転板５２が所定の角度（本実施の形態では１２０度）回転する毎にピン５３がゼネバ歯車５４の溝５４ａに係合し、回転板５２の回転に従ってゼネバ歯車５４を所定の角度（本実施の形態では１２０度）だけ回転させ、これと同時に、次のピン５３がゼネバ歯車５４の溝５４ａに係合する。よって、ゼネバ歯車５４は、回転板５２が回転すると、ピン５３が次々に溝５４ａに係合して回転力を伝達し、ロータ３を連続して回転させる。
【００４９】
回転板５２は、コの字形に形成された保持部材５６の開口部５６ａに挿入され、ピン５３が保持部材５６の間を通過して移動するようになっている。保持部材５６には、図示しないソレノイドが連結し、図示しないソレノイドに通電していない間は、ピン５３を押し下げる位置まで移動（下降）し、図示しないソレノイドに通電している間は、ピン５３を押し上げる位置まで移動（上昇）するよう設けられている。
【００５０】
尚、出力軸５１、回転板５２、ピン５３により「主伝達機構」が構成され、ゼネバ歯車５４、回転軸５５により「従伝達機構」が構成され、図示しないソレノイド、保持部材５６により「連結解除機構」が設けられている。
【００５１】
このような移動制限手段２０Ｃを備えるチューブポンプは、原液を供給するときには、「連結解除機構」の図示しないソレノイドに通電して、ピン５３を押し上げる位置まで保持部材５６を移動（上昇）させる。ステッピングモータ１１を駆動して回転板５２を回転させると、ピン５３は、保持部材５６の間を通過するときに保持部材３１に押し上げられて回転板５２から突き出し、ゼネバ歯車５４の溝５４ａに次々に係合してゼネバ歯車５４に回転力を伝達する。これにより、ロータ３が連続して回転する。
【００５２】
ロータ３が所定量回転したら、ステッピングモータ１１を駆動させたまま、「連結解除機構」の図示しないソレノイドへの通電を停止して、ピン５３を押し下げる位置まで保持部材５６を移動（下降）させる。その後、保持部材５６を通過するピン５３は、保持部材５６に押し下げられ、ゼネバ歯車５４の溝５４ａに係合しなくなる。一方、保持部材５６の移動（下降）時にゼネバ歯車５４の溝５４ａに係合していたピン５３は、回転板５２の回転力をゼネバ歯車５４に伝達した後、ゼネバ歯車５４ａから抜け出して保持部材５６まで移動し、保持部材５６に押し下げられる。これにより、全てのピン５３が保持部材５６に押し下げられてゼネバ歯車５４の溝５４ａに係合しなくなり、ロータ３はローラ７の一つを所定位置で停止させた状態で停止する。
【００５３】
従って、本実施の形態のチューブポンプによれば、移動制限手段２０Ｃは、ステッピングモータ１１の駆動力により回転する回転板５２と、回転板５２とピン５３を介して連結し、ロータ３にステッピングモータ１１の駆動力を伝達するゼネバ歯車５４と、ピン５３の位置をずらすことにより、回転板５２とゼネバ歯車５４との連結を解除する保持部材５６と、を有しており、ロータ３をステッピングモータ１１の慣性力などで移動させ過ぎることがなく、液体の吐出量を一定にすることができる。
また、本実施の形態のチューブポンプでは、ゼネバ機構を用いてロータ３の回転を機構的に制限するので、ロータ３の停止位置を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００５４】
以上、本発明に係るチューブポンプの実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００５５】
（１）例えば、上記実施の形態では、ローラ７をロータ３に回転可能に軸支させ、ロータ３を回転させてローラ７を正方向Ｋ１又は逆方向Ｋ２に移動させるようにしていた。それに対して、ローラを回転可能に保持するチェーンを一対のスプロケットなどで所定方向に回転させることにより、ローラを所定方向に移動させるようにしてもよい。この場合、一方のスプロケットの軸芯の位置を変えることによりローラの軌道を変えるようにするとよい。
【００５６】
（２）例えば、上記実施の形態では、ステッピングモータ１１やソレノイド２４などを時間Ｔ１，Ｔ２に基づいて駆動制御した。それに対して、ステッピングモータ１１を使用するため、パルス数を用いて駆動制御してもよい。また、ステッピングモータ１１の正回転の駆動を停止するタイミングは、リンクプレート１９が摺動軸２１に係止され、さらに係合ピン１８がリンクプレート１９の係合溝１９２端部まで移動すると、第１出力軸１５が回転板１７、係合ピン１８、リンクプレート１９を介して摺動軸２１に係止されて回転しなくなるので、第１出力軸１５の回転が停止したことを検出したときにしてもよい。これによれば、より確実にローラ７を定位置で停止させた後に、ロータ３の軸移動を行うことができる。
【００５７】
（３）例えば、上記実施の形態では、ロータ３に３個のローラ７を設けた。ローラ７の数は、これに限定されない。この場合、ローラ７の個数に合わせて、回転板１７のストッパ１７２やカム１７３の形状、リンクプレート１９の回転止め溝１９３の数などを適宜変更することが望ましい。
【００５８】
（４）例えば、上記第１実施の形態では、ロータ３を正方向Ｋ１に回転させた後、ロータ３を逆方向Ｋ２に回転させて軸心位置を移動させるようにした。それに対して、ロータ３を正方向Ｋ１にのみ回転させ、ロータ３の軸心位置を移動させないチューブポンプに移動制限手段を設けても良い。
【００５９】
（５）例えば、上記第１実施の形態では、待機状態時にチューブポンプ１のみでチューブＴをシールしているが、ピンチバルブを別途設けて、二重にチューブＴをシールするようにしてもよい。これによれば、チューブＴの注入口から雑菌等が侵入することをより確実に防止し、使用者に安心感を与えることができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明のチューブポンプによれば、複数のローラが移動方向に等間隔に配置されたローラ保持手段を駆動手段によって移動させたときに、複数のローラがガイド部材との間でチューブを順次押し潰してしごくチューブポンプにおいて、ローラの一つが所定位置まで移動したときに、ローラ保持手段の移動を強制的に制限する移動制限手段を有するので、液体の吐出量を一定にすることができる。
【００６１】
また、本発明のチューブポンプによれば、複数のローラが移動方向に等間隔に配置されたローラ保持手段を駆動手段によって移動させたときに、複数のローラがガイド部材との間でチューブを順次押し潰してしごくチューブポンプにおいて、駆動手段の駆動力により回転する主伝達機構と、主伝達機構と連結し、ローラ保持手段に駆動手段の駆動力を伝達する従伝達機構と、主伝達機構と従伝達機構のうち少なくとも一方の位置をずらすことにより、主伝達機構と従伝達機構との連結を定位置で解除する連結解除機構と、を有する移動制限手段を有するので、液体の吐出量を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、飲食物供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係り、液体供給状態のチューブポンプの概略構成図である。
【図３】同じく、待機状態のチューブポンプの概略構成図である。
【図４】同じく、チューブポンプの背面図である。
【図５】同じく、チューブポンプの断面図である。
【図６】同じく、回転板の平面図である。
【図７】同じく、リンクプレートの平面図である。
【図８】同じく、タイミングチャートを示す図である。
【図９】同じく、正転時におけるチューブポンプの動作を概念的に示した図であって、（ａ）は図５のＡＡ方向から見た図であり、（ｂ）は図５のＢＢ方向から見た図である。
【図１０】同じく、停止時におけるチューブポンプの動作を概念的に示した図であって、（ａ）は図５のＡＡ方向から見た図であり、（ｂ）は図５のＢＢ方向から見た図である。
【図１１】同じく、逆転時におけるチューブポンプの動作を概念的に示した図であって、（ａ）は図５のＡＡ方向から見た図であり、（ｂ）は図５のＢＢ方向から見た図である。
【図１２】同じく、待機時におけるチューブポンプの動作を概念的に示した図であって、（ａ）は図５のＡＡ方向から見た図であり、（ｂ）は図５のＢＢ方向から見た図である。
【図１３】本発明の第２実施の形態に係り、移動制限手段の構造を概念的に示した図である。
【図１４】同じく、図１３の側面図である。
【図１５】本発明の第３実施の形態に係り、移動制限手段の構造を概念的に示した図である。
【図１６】同じく、図１５の側面図である。
【図１７】従来のチューブポンプを利用したディスペンサの概略構成図である。
【図１８】従来のチューブポンプの断面図である。
【符号の説明】
１ チューブポンプ
３ ロータ
７ ローラ
１０ カム手段
１１ ステッピングモータ
１２ スイングプレート
１３ スプリング
１５ 第１出力軸
１６ 第２出力軸
１７ 回転板
１７３ カム
１８ 係合ピン
１９ リンクプレート
１９２ 係合溝
１９３ 回転止め溝
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 移動制限手段
２１ 摺動軸
２４ ソレノイド
４１ 第１ギヤ
４２ 第２ギヤ
４３ 第３ギヤ
４４ 第４ギヤ
４５ 回転軸
４６ 第１出力軸
４７ 第２出力軸
５１ 出力軸
５２ 回転板
５３ ピン
５４ ゼネバ歯車
５５ 回転軸
Ｔ チューブ

Claims (5)

1. 複数のローラが移動方向に等間隔に配置されたローラ保持手段を駆動手段によって移動させたときに、前記複数のローラがガイド部材との間でチューブを順次押し潰してしごくチューブポンプにおいて、
   前記ローラの一つが所定位置まで移動したときに、前記ローラ保持手段の移動を強制的に制限する移動制限手段を有すること、を特徴とするチューブポンプ。
2. 請求項１に記載するチューブポンプにおいて、
   前記移動制限手段は、
   前記ローラ保持手段の移動方向に対して交差方向に進退する軸部材と、
   前記軸部材を進退させる駆動力を発生する駆動力発生源と、
   前記ローラ保持手段と一体的に移動し、前記複数のローラと対応する位置に前記軸部材と係合する係合部が設けられた移動部材と、を有すること、を特徴とするチューブポンプ。
3. 複数のローラが移動方向に等間隔に配置されたローラ保持手段を駆動手段によって移動させたときに、前記複数のローラがガイド部材との間でチューブを順次押し潰してしごくチューブポンプにおいて、
   前記駆動手段の駆動力により回転する主伝達機構と、
   前記主伝達機構と連結し、前記ローラ保持手段に前記駆動手段の駆動力を伝達する従伝達機構と、
   前記主伝達機構と前記従伝達機構のうち少なくとも一方の位置をずらすことにより、前記主伝達機構と前記従伝達機構との連結を定位置で解除する連結解除機構と、を有する移動制限手段を有すること、を特徴とするチューブポンプ。
4. 請求項３に記載するチューブポンプにおいて、
   前記従伝達機構は、外周にギヤが形成されるとともに、複数の溝が円周方向に等間隔に設けられた第１ギヤと、外周にギヤが形成された第２ギヤとを回転軸を介して前記ローラ保持手段に連結したものであり、
   前記主伝達機構は、前記駆動手段と連結する一対の出力軸を備え、一方の出力軸に連結する第３ギヤが前記第１ギヤと噛合し、他方の出力軸に連結する第４ギヤが前記第２ギヤに噛合するものであり、
   前記連結解除機構は、第４ギヤに連結し、前記第４ギヤを前記第２ギヤに対して直線往復運動させるものであること、を特徴とするチューブポンプ。
5. 請求項３に記載するチューブポンプにおいて、
   前記主伝達機構は、前記駆動手段の駆動力を伝達する出力軸に回転板が連結され、複数のピンが前記回転板の回転方向に立設されたものであり、
   前記従伝達機構は、前記ピンと係合する溝を形成されたゼネバ歯車であり、
   前記連結解除機構は、前記出力軸に対して平行に移動し、前記ピンを押圧して前記回転板から突出又は退避させるものであること、を特徴とするチューブポンプ。

Images