JP2005256812A - チューブポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】長時間放置されても、流量バラツキを小さくできるチューブポンプを提供すること。
【解決手段】 3個のローラ5,5,5を移動可能に保持するロータ4が、ステッピングモータ14の出力軸16に連結され、ロータ4の片側に設けられたチューブガイド6との間にチューブTを組み付けられており、ステッピングモータ14が駆動したときに、3個のローラ5,5,5がK方向に移動してチューブガイド6との間でチューブTを順次押し潰してしごき、チューブTを流れる流体を一定量ずつ圧送するチューブポンプ1に、ローラ5のうちの一つを検出する位置検出手段40と、位置検出手段40とステッピングモータ14とに接続し、位置検出手段40の検出結果に基づいてステッピングモータ14を制御する制御基板45とを設け、ローラ5の一つがチューブTの上流を押し付ける直前で停止するように、ステッピングモータ14を停止させるようにする。
【選択図】 図1
【解決手段】 3個のローラ5,5,5を移動可能に保持するロータ4が、ステッピングモータ14の出力軸16に連結され、ロータ4の片側に設けられたチューブガイド6との間にチューブTを組み付けられており、ステッピングモータ14が駆動したときに、3個のローラ5,5,5がK方向に移動してチューブガイド6との間でチューブTを順次押し潰してしごき、チューブTを流れる流体を一定量ずつ圧送するチューブポンプ1に、ローラ5のうちの一つを検出する位置検出手段40と、位置検出手段40とステッピングモータ14とに接続し、位置検出手段40の検出結果に基づいてステッピングモータ14を制御する制御基板45とを設け、ローラ5の一つがチューブTの上流を押し付ける直前で停止するように、ステッピングモータ14を停止させるようにする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、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、流体を一定量ずつ圧送するチューブポンプに関する。
従来より、例えば、飲食物供給装置では、特許文献1に示すチューブポンプ100が使用されている。飲食物供給装置は、オレンジジュースなどの濃縮液を殺菌包装する包装容器を備え、包装容器から連続するチューブをチューブポンプ100に組み付けて、包装容器の濃縮液をカップに一定量ずつ注出している。このとき、水や炭酸水などの希釈水もカップに注がれ、濃縮液と希釈水とが混合して供給される。このように飲食物供給装置がチューブポンプ100を使用するのは、濃縮液は、栄養分や水分が多く、外気と接触すると雑菌等が繁殖しやすいため、チューブの濃縮液を外気に接触させることなく圧送可能なチューブポンプ100が適しているからである。
図19は、従来のチューブポンプ100の平面図である。
チューブポンプ100は、モータ固定ケース101にロータ102を収納するためのポンプケース103が固定されている。モータ固定ケース101は、図示しないモータが固定され、図示しないモータの出力軸104がモータ固定ケース101からポンプケース103内に突き出している。ポンプケース103に突き出した出力軸104の先端部には、ロータ102がきっちり嵌め合わされ、出力軸104とローラ102とが一体的に回転するようになっている。ロータ102には、2個のローラ105,105が180度の位相差をもって回転可能に保持されている。また、ポンプケース103には、ガイド面103aがロータ102の周りに180度より幾分大きく形成され、いずれか一方のローラ105がガイド面103aとの間でチューブ106を必ず閉止して、濃縮液が上流から下流に流下することを防いでいる。
チューブポンプ100は、モータ固定ケース101にロータ102を収納するためのポンプケース103が固定されている。モータ固定ケース101は、図示しないモータが固定され、図示しないモータの出力軸104がモータ固定ケース101からポンプケース103内に突き出している。ポンプケース103に突き出した出力軸104の先端部には、ロータ102がきっちり嵌め合わされ、出力軸104とローラ102とが一体的に回転するようになっている。ロータ102には、2個のローラ105,105が180度の位相差をもって回転可能に保持されている。また、ポンプケース103には、ガイド面103aがロータ102の周りに180度より幾分大きく形成され、いずれか一方のローラ105がガイド面103aとの間でチューブ106を必ず閉止して、濃縮液が上流から下流に流下することを防いでいる。
こうしたチューブポンプ100は、図示しないモータが駆動されると、ローラ105、105がチューブ106を順次閉止し、ローラ105,105の間に一定容積の密閉空間を形成する。密閉空間には、濃縮液が所定量充填され、チューブ106をローラ105でしごくことにより密閉空間の濃縮液が下流側に圧送される。従って、ロータ102の回転角度を制御すれば、濃縮液を規定量圧送することが可能である。このとき、チューブポンプ100は、ロータ102の回転停止位置がばらつくと、流体供給量が増減するため、好ましくない。
そこで、チューブポンプ100は、一方のローラ105がチューブ106の吐出口直前を閉止するようにロータ102の回転停止位置を制御している。図示しないモータの出力軸104には、位置検知板107が取り付けられ、ロータ102と位置検知板107とが一体的に回転するようになっている。位置検知板107には、位置表示部108,108がローラ105,105に対応するように設けられ、ポンプケース103に固設されたセンサ109が位置表示部108,108を検出することによりローラ105,105の位置が検知される。そのため、チューブポンプ100は、センサ109の検出結果に基づいて図示しないモータに供給する電流値を制御すれば、何れか一方のローラ105がチューブ106の吐出口直前を確実に閉止して停止するようにロータ102の回転を停止させることができる。
しかしながら、従来のチューブポンプ100は、ローラ105,105が180度の位相差をもってロータ102に配設されるのに対して、ガイド面103aが180度より幾分大きく形成されているため、一方のローラ105がチューブ106の吐出口直前を閉止するようにロータ102の回転を停止させると、他方のローラ105がチューブ106の上流側を押し付けていた。この状態でチューブポンプ100が長時間にわたって停止若しくは待機すると、チューブ106はローラ105,105に押し付けられた部分の断面が楕円状に塑性変形してしまっていた。チューブ106が塑性変形すると、流体を圧送する際にチューブ106が柔軟に開いたり閉じたりすることができず、流量ばらつきが生じるおそれがある。そのため、チューブポンプ100が停止若しくは待機するときには、ローラ105がチューブ106を閉止する箇所を少なくすることが望ましい。一方、チューブポンプ100を飲食物供給装置に使用した場合には、上述したように濃縮液が外気に接触すると雑菌を繁殖させるので、一方のローラ105がチューブ106のできる限り吐出口近傍を閉止した状態でロータ102の回転を停止させることが望ましい。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、長時間放置されても、流量バラツキを小さくできるチューブポンプを提供することを目的とする。
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)複数のローラを移動可能に保持するローラ保持手段が、駆動手段に連結され、ローラ保持手段の片側に設けられたチューブガイドとの間にチューブを組み付けられており、駆動手段が駆動したときに、複数のローラが所定方向に移動してチューブガイドとの間でチューブを順次押し潰してしごき、チューブを流れる流体を一定量ずつ圧送するチューブポンプにおいて、ローラのうちの一つを検出する位置検出手段と、位置検出手段と駆動手段とに接続し、位置検出手段の検出結果に基づいて駆動手段を制御する制御手段とを有し、制御手段は、ローラの一つがチューブの上流を押し付ける直前で停止するように、駆動手段を停止させることを特徴とする。
(1)複数のローラを移動可能に保持するローラ保持手段が、駆動手段に連結され、ローラ保持手段の片側に設けられたチューブガイドとの間にチューブを組み付けられており、駆動手段が駆動したときに、複数のローラが所定方向に移動してチューブガイドとの間でチューブを順次押し潰してしごき、チューブを流れる流体を一定量ずつ圧送するチューブポンプにおいて、ローラのうちの一つを検出する位置検出手段と、位置検出手段と駆動手段とに接続し、位置検出手段の検出結果に基づいて駆動手段を制御する制御手段とを有し、制御手段は、ローラの一つがチューブの上流を押し付ける直前で停止するように、駆動手段を停止させることを特徴とする。
(2)(1)に記載するチューブポンプにおいて、チューブガイドは、ローラ保持手段との間でチューブを案内するガイド面が、ローラの間隔より長く、ローラの間隔を2倍したものより短く形成されていることを特徴とする。
(3)(1)又は(2)に記載の発明において、駆動手段は、モータであり、ローラ保持手段は、モータの出力軸に連結する軸部が一対の円形プレートを連結し、ローラが一対の円形プレートの間に円周方向に等間隔に配設されたローラ軸に回転可能に保持されたものであり、位置検出手段は、モータの出力軸にセンサカムが連結され、センサカムに複数のローラに対応して取り付けられる識別部材を検出装置で検出するものであることを特徴とする。
(4)(1)乃至(3)の何れか一つに記載の発明において、駆動手段がステッピングモータであって、制御手段は、ローラの停止位置を予測してステップ数を決定し、ローラの一つがチューブを押し付ける直前まで移動したときにステッピングモータに停止信号を発信することを特徴とする。
上記構成を有する発明は、駆動手段が駆動するときには、ローラ保持手段が保持する複数のローラが移動し、ローラ保持手段の片側に設けられたチューブガイドとの間でチューブを順次押し潰してしごく。位置検出手段は、ローラの一つを検出しており、制御手段は、位置検出手段の検出結果に基づいて駆動手段の駆動を制御している。制御手段は、例えば、位置検出手段の検知結果からチューブを流れる流体を規定量圧送したことを確認したときに、ローラの1つがチューブガイドとの間でチューブを押し付ける直前で停止するよう、駆動手段を停止させる。そのため、チューブポンプが停止若しくは待機する場合には、チューブがローラを押し付けられて塑性変形する箇所が少なくなる。また、ローラがチューブを押し潰す箇所は、チューブの上流を押し潰さないようにする範囲でできる限り下流位置となり、チューブの液体が外気などに接触しにくい。
よって、本発明のチューブポンプによれば、長時間放置されたときに、ローラがチューブの上流を押し潰さないので、塑性変形する箇所を減らして、流量バラツキを小さくすることができる。
また、チューブポンプは、ローラ保持手段との間でチューブを案内するガイド面が、ローラの間隔より長く、ローラの間隔を2倍したものより短くなるようにチューブガイドに形成されている。この場合には、駆動手段が、ローラの一つがチューブの上流を押し付ける直前で停止するように駆動を停止されると、チューブの上流を押し付ける直前で停止するローラの直前に位置するローラがチューブガイドとの間でチューブのできる限り下流を閉止した状態で停止する。つまり、チューブポンプが停止若しくは待機するときには、チューブは、できる限り下流位置を1箇所だけローラに閉止される。
よって、本発明のチューブポンプによれば、塑性変形する箇所を1箇所だけにして、流量バラツキを小さくすることができる。
よって、本発明のチューブポンプによれば、塑性変形する箇所を1箇所だけにして、流量バラツキを小さくすることができる。
また、ローラ保持手段は、一対の円形プレートを軸部で連結したものであり、軸部に駆動手段であるモータの出力軸が連結される。一対の円形プレートの間には、ローラ軸が円周方向に等間隔に配設され、各ローラ軸にローラが回転可能に軸支されている。ローラ保持手段は、モータが駆動されると、モータの出力軸と一体的に回転し、ローラがチューブガイドとの間でチューブを順次押し潰してしごく。このとき、モータの出力軸に連結するセンサカムも、ローラ保持手段と一体的に回転し、ローラの移動に合わせて識別部材を移動させる。そのため、センサカムの識別部材を検出装置で検出すれば、ローラの位置を検知することが可能である。
よって、本発明のチューブポンプによれば、コンパクトな構造でローラの位置検出を行うことができる。
よって、本発明のチューブポンプによれば、コンパクトな構造でローラの位置検出を行うことができる。
また、駆動手段がステッピングモータの場合には、制御手段がローラの停止位置を予測してステップ数を決定し、ステッピングモータを駆動させる。そして、位置検出手段がローラの一つがチューブを押し付ける直前まで移動したことを検出したときに、ステッピングモータに停止信号を送信して、ステッピングモータの駆動を停止する。このように、ステッピングモータをパルス制御するので、ステッピングモータがオーバーランすることがない。
よって、本発明のチューブポンプによれば、ローラを定位置で精度良く停止させることができる。
よって、本発明のチューブポンプによれば、ローラを定位置で精度良く停止させることができる。
次に、本発明に係るチューブポンプの一実施の形態について図面を参照して説明する。図18は、飲食物供給装置の概略構成図である。
本実施の形態のチューブポンプ1は、濃縮液と希釈水とを混ぜ合わせて提供する飲食物供給装置300に内設されている。飲食物供給装置300は、前面扉301を開くと、チューブポンプ1が2セット設置されている。チューブポンプ1の上方には、容器収納庫302が配設され、オレンジジュースなどの濃縮液を殺菌包装する包装容器303が複数個収納されている。一方、チューブポンプ1の下方には、カップCが設置される給水部304が設けられている。チューブポンプ1は、包装容器303から連続するチューブTを組み付けられ、ポンプ動作によって濃縮液を一定量ずつカップCに吐出するとともに、ノズル8から水や炭酸水などの希釈水をカップCに供給するように構成されている。なお、ここではチューブポンプ1を2セット設置しているが、1セットであってもよいし、3セット以上であってもよい。
本実施の形態のチューブポンプ1は、濃縮液と希釈水とを混ぜ合わせて提供する飲食物供給装置300に内設されている。飲食物供給装置300は、前面扉301を開くと、チューブポンプ1が2セット設置されている。チューブポンプ1の上方には、容器収納庫302が配設され、オレンジジュースなどの濃縮液を殺菌包装する包装容器303が複数個収納されている。一方、チューブポンプ1の下方には、カップCが設置される給水部304が設けられている。チューブポンプ1は、包装容器303から連続するチューブTを組み付けられ、ポンプ動作によって濃縮液を一定量ずつカップCに吐出するとともに、ノズル8から水や炭酸水などの希釈水をカップCに供給するように構成されている。なお、ここではチューブポンプ1を2セット設置しているが、1セットであってもよいし、3セット以上であってもよい。
図3は、チューブポンプ1の側面図である。図4は、チューブポンプ1の正面図であって、チューブガイドレバー3を開いた状態を示す。
チューブポンプ1は、図3に示すように、本体2とチューブガイドレバー3によって外観を構成され、直方体形状をなす。チューブガイドレバー3は、図3及び図4に示すように、本体2の前面に回動可能に軸支され、チューブポンプ1内に塵や埃などが入ることを防止している。図4に示すようにチューブガイドレバー3を開くと、本体2の略中央部にロータ(「ローラ保持手段」に相当するもの。)4が回転可能に軸支されている。ロータ4には、3個のローラ5,5,5が円周方向に等間隔に配設され、ロータ4の片側にチューブガイド6がスライド可能に設けられている。
チューブポンプ1は、図3に示すように、本体2とチューブガイドレバー3によって外観を構成され、直方体形状をなす。チューブガイドレバー3は、図3及び図4に示すように、本体2の前面に回動可能に軸支され、チューブポンプ1内に塵や埃などが入ることを防止している。図4に示すようにチューブガイドレバー3を開くと、本体2の略中央部にロータ(「ローラ保持手段」に相当するもの。)4が回転可能に軸支されている。ロータ4には、3個のローラ5,5,5が円周方向に等間隔に配設され、ロータ4の片側にチューブガイド6がスライド可能に設けられている。
チューブガイド6は、ロータ4に沿ってチューブTを案内するためのガイド面7が円弧状に形成されている。チューブガイド6は、チューブガイドレバー3の回転力を推力に変換して伝達されるようになっており、チューブガイドレバー3が開かれると、ガイド面7をロータ4から離間する方向(図中矢印B方向)にスライドしてチューブTを開放する一方、チューブガイドレバー3が閉じられると、ガイド面7をロータ4に当接する方向(図中矢印A方向)にスライドしてチューブTをロータ4との間で狭持するようになっている。
また、本体2は、チューブTの吐出口近傍に水や炭酸水などの希釈水を供給するノズル8が図中CD方向に回動可能に設けられ、チューブTから吐出される濃縮液に対して希釈水を鋭角に交錯させるようにノズル8の向きが調整されている。
このようなチューブポンプ1は、ロータ4が回転すると、ローラ5がチューブガイド6との間でチューブTを順次押し潰してしごき、包装容器303の濃縮液を一定量ずつカップCに注出する。そして、濃縮液の注出を停止する場合には、チューブポンプ1は、ローラ5の一つがチューブガイド6との間でチューブTを押し潰して閉止するようにロータ4の回転を停止し、チューブTの濃縮液が外気に接触することを防止する。そのため、チューブポンプ1は、チューブTの吐出口近傍にピンチバルブが設けられておらず、装置サイズがコンパクトになっている。もちろん、チューブポンプ1は、チューブTの吐出口近傍にピンチバルブを別途取り付け、チューブTをダブルピンチして信頼性をより一層向上させるようにしてもよい。
ここで、チューブポンプ1が、液体供給停止時にチューブTの吐出口を閉止して、チューブTの濃縮液が外気と接触することを防止するためには、ローラ5がチューブTを所定のシール力(例えば、30N)でシールする必要がある。しかし、ロータ4を液体供給停止位置で30Nのシール力を確保したまま回転させようとすると、大きな負荷トルクが必要になる。そのため、チューブポンプ1では、ロータ4をチューブガイド6に当接又は離間する方向に移動可能に保持し、液体供給停止時には、引張バネ30(後述)がロータ4をチューブガイド6に当接する方向に付勢するようにしておき、液体供給時には、緩和手段31が引張バネ30の付勢力を緩和するよう構成されている。
図5は、チューブポンプ1の縦断面図である。
チューブポンプ1の本体2は、一方に開口する略箱型をなし、ステッピングモータ14などが収納されている。本体2は、前面中央部に収納孔10が形成され、ローラ5の位置を検出する位置検出手段40(後述)が収納されている。本体2は、ベース11が前面側から収納孔10に位置合わせされて固定され、ベース11を介してチューブガイドレバー3とチューブガイド6が保持されている。本体2には、収納孔10下方に支軸12が固定され、その支軸12にスイングプレート13が揺動可能に軸支されている。
チューブポンプ1の本体2は、一方に開口する略箱型をなし、ステッピングモータ14などが収納されている。本体2は、前面中央部に収納孔10が形成され、ローラ5の位置を検出する位置検出手段40(後述)が収納されている。本体2は、ベース11が前面側から収納孔10に位置合わせされて固定され、ベース11を介してチューブガイドレバー3とチューブガイド6が保持されている。本体2には、収納孔10下方に支軸12が固定され、その支軸12にスイングプレート13が揺動可能に軸支されている。
ステッピングモータ14は、減速ギヤ(図示せず)を内蔵するギヤボックス15を備え、ギヤボックス15から出力軸16が突き出している。ステッピングモータ14は、出力軸16がスイングプレート13から本体2、ベース11へと貫き通され、ギヤボックス15がスイングプレート13にネジなどで固定されている。ベース11は、出力軸16が貫通する貫通孔17が出力軸16より大径に形成され、スイングプレート13が支軸12を基点としてステッピングモータ14と一体的に揺動するようになっている。出力軸16の先端部には、ロータ4が取り付けられ、ロータ4、ステッピングモータ14、ギヤボックス15、出力軸16、スイングプレート13が一体化されている。
図6は、ポンプ部の概略構成図である。
ロータ4は、チューブTとの摩擦抵抗を小さくするために3個のローラ5,5,5が回転可能に軸支され、各ローラ5がU字バネ24により法線方向に付勢されている。ロータ4は、一対の円形プレート20,20を軸部21で連結したものであり、軸部21に出力軸16がきっちり嵌め合わされている(図5参照)。一対の円形プレート20,20には、3個の長孔22,22,22が円周方向に等間隔に設けられ、法線方向に長く形成されている。ローラ5は、中空円筒形状をなし、一対の円形プレート20,20の間に中空孔を長孔22に位置合わせするように配置され、一方の円形プレート20の長孔22からローラ5の中空孔、他方の円形プレート20の長孔22へとローラ軸23が貫き通されている。
ロータ4は、チューブTとの摩擦抵抗を小さくするために3個のローラ5,5,5が回転可能に軸支され、各ローラ5がU字バネ24により法線方向に付勢されている。ロータ4は、一対の円形プレート20,20を軸部21で連結したものであり、軸部21に出力軸16がきっちり嵌め合わされている(図5参照)。一対の円形プレート20,20には、3個の長孔22,22,22が円周方向に等間隔に設けられ、法線方向に長く形成されている。ローラ5は、中空円筒形状をなし、一対の円形プレート20,20の間に中空孔を長孔22に位置合わせするように配置され、一方の円形プレート20の長孔22からローラ5の中空孔、他方の円形プレート20の長孔22へとローラ軸23が貫き通されている。
ローラ軸23は、両端部が円形プレート20の長孔22から外向きに突き出し、長孔22に摺動可能に保持されている。U字バネ24は、一端が円形プレート20に固定される一方、他端がローラ軸23に連結され、ローラ軸23を長孔22に沿って法線方向に押し出すように常時付勢している。そのため、ローラ5は、ローラ軸23を介してU字バネ24により法線方向に押し出されるように付勢されている。このようなロータ4は、図5に示すように、塵や埃などの付着を防止するためのポンプカバー25が被せられ、ポンプカバー25から突き出す出力軸16の先端部に継手組立26を締結することにより出力軸16に取り付けられる。
かかるロータ4は、ステッピングモータ14が駆動すると、出力軸16と一体的に回転し、ローラ5を円周方向に移動させる。チューブガイド6は、ガイド面7がロータ4に配置されるローラ5の間隔(120度の位相差に対応する間隔)より長く、ローラ5の間隔(120度の位相差に対応する間隔)を2倍したものより短い長さで形成され、ロータ4が回転する際に、最小で1個のローラ5が、また、最大で2個のローラ5,5がチューブガイド6との間でチューブTを押し潰すようになっている。本実施の形態では、ローラ5がロータ4に120度の位相差を持って配置されるのに対して、チューブガイド6は、ガイド面7がロータ4の外周に沿って約150度にわたってチューブTを案内するよう形成されている。
図1及び図2は、緩和手段31の構造を概念的に示した図である。
ロータ4は、図1(a)及び(b)に示すように、本体2に内設された引張バネ30によりチューブガイド6に当接する方向に常時付勢され、図2(a)及び(b)に示すように、緩和手段31が引張バネ30の付勢力を緩和するようになっている。
ロータ4は、図1(a)及び(b)に示すように、本体2に内設された引張バネ30によりチューブガイド6に当接する方向に常時付勢され、図2(a)及び(b)に示すように、緩和手段31が引張バネ30の付勢力を緩和するようになっている。
ロータ4は、出力軸16、ギヤボックス15などを介してスイングプレート13と一体化され、スイングプレート13は、支軸12の上方に凸部13aが設けられている(図5参照)。引張バネ30は、スイングプレート13の凸部13aよりチューブガイド6側に配設され、スイングプレート13の凸部13aに連結するとともに、緩和手段31に連結している。
緩和手段31は、引張バネ30がクランク機構32を介してソレノイド33に連結している。ソレノイド33は、ソレノイド台34が取り付けられ、そのソレノイド台34を介して本体2にネジなどで固定されている。ソレノイド33は、可動鉄心35が摺動可能に装填され、スプリングコイル36が可動鉄心35を突き出すように付勢している。
クランク機構32は、ソレノイド台34に固定されたクランク受け37にクランク金具38を回動可能に軸支させたものである。クランク金具38は、約90度に曲がっており、屈曲部分がクランク受け37に保持されている。クランク金具38は、一端が引張バネ30に連結し、他端が可動鉄心35に連結しており、引張バネ30のバネ力とスプリングコイル36のバネ力とのバランスに応じて回動するようになっている。引張バネ30は、液体供給停止時に所定のシール力を得られる引張荷重を有し、スプリングコイル36は、引張バネ30よりバネ力の大きいものが使用されている。ここで、所定のシール力とは、ロータ4が停止しているときに、ローラ5がチューブTを閉止して、チューブTの濃縮液を外気に接触させないために必要な力をいい、本実施の形態では、30Nとしている。そのため、ソレノイド33に非通電のときには、図1(a)に示すように、クランク金具38が可動鉄心35に押圧されて、引張バネ30をチューブガイド6側に引っ張って保持することになる。このとき、引張バネ30は、図1(b)に示すように、スイングプレート13を介してロータ4をチューブガイド6に当接する方向へ引っ張って付勢するが、ロータ4とチューブガイド6との間のクリアランスを一定にすべく、クランク受け37には、クランク金具38の回動を制限するためのストッパ(図示せず)が設けられている。
従って、ソレノイド33に通電すると、図2(a)に示すように、可動鉄心35がスプリングコイル36に抗してソレノイド33内に退避し、クランク金具38を所定方向に回動させる。クランク金具38の回動により、図2(b)に示すように、引張バネ30のバネ力が小さくなり、スイングプレート13がチューブガイド6から離間する方向に揺動し、ロータ4をチューブガイド6から離間する方向に移動させる。これにより、ロータ4とチューブガイド6との間のクリアランスが広げられ、シール力が液体供給停止時のシール力(30N)より低下する。
また、ソレノイド33への通電を停止すると、図1(a)に示すように、可動鉄心35がスプリングコイル36によってソレノイド33から突き出し、クランク金具38を所定方向と反対方向に回動させる。クランク金具38は、図1(b)に示すように、引張バネ30をチューブガイド6側に引っ張って揺動させ、ロータ4をチューブガイド6に当接する方向に移動させる。クランク金具38は、クランク受け37のストッパ(図示せず)に係止されるまで回動し、引張バネ30を元の位置に移動させる。これにより、ロータ4とチューブガイド6との間のクリアランスが狭められ、シール力が元の値(30N)に戻される。
このように、チューブポンプ1は、液体供給時のシール力を液体供給停止時のシール力より緩和するが、これは、液体供給時には、濃縮液を上流から下流に流すため、チューブTの濃縮液が外気に接触することを防止する場合のようにチューブTを強く押し潰す必要がないからである。そうとはいっても、チューブポンプ1の流量精度を確保するためには、液体供給時に濃縮液がチューブTとチューブガイド6との間から漏れることは望ましくない。そのため、緩和手段7は、ローラ5がいずれの位置においてもチューブTを少なくとも流体漏れを防止するシール力に緩和する必要があり、本実施の形態では、20Nに緩和するようにしている。
この点、ロータ4が回転するときには、図6(a)に示すように、1個のローラ5がチューブガイド6との間でチューブTを押し潰すこともあれば、図6(b)に示すように、2個のローラ5,5が同時にチューブガイド6との間でチューブTを押し潰すこともある。図6(a)に示すように、1個のローラ5が引張バネ30の付勢力と同一方向にチューブTを押し潰す場合には、引張バネ30の付勢力が当該ローラ5に全て作用するが、例えば、図6(b)に示すように、2個のローラ5,5が同時にチューブガイド6との間でチューブTを押し潰す場合には、引張バネ30の付勢力が二分される。
しかし、ローラ5には、ローラ軸23を介してU字バネ24の付勢力が作用しており、引張バネ30の付勢力が低下しても、それをU字バネ24で補うことができる。そのため、引張バネ30の引張荷重を30Nより大きくしなくても、各ローラ5,5は、少なくとも20Nのシール力でチューブTをそれぞれ押し潰すことができる。このように、引張バネ30の引張荷重が小さければ、引張バネ30とバランスするスプリングコイル36のバネ力も小さくて済み、小型のソレノイド33を使用することが可能である。
ところで、チューブポンプ1は、3個のローラ5,5,5がロータ4に円周方向に等間隔に保持されているため、ロータ4が回転したときに2個のローラ5,5がチューブTを閉止して形成する密閉空間の容積が一定になる。そのため、チューブポンプ1では、ローラ5の位置を位置検出手段40が検出し、制御基板(「制御手段」に相当するもの。)45が位置検出手段40の検出結果に基づいてステッピングモータ14の駆動を制御している。従って、チューブポンプ1は、ロータ4を所定の回転角度だけ回転させれば、濃縮液をカップCに規定量注出することができる。
上述したように、位置検出手段40は、図5に示すように、本体2の収納孔10内に収納されている。出力軸16には、円板形のセンサカム41がきっちり嵌め合わされ、ロータ4とセンサカム41とが一体的に回転するようになっている。センサカム41には、図1に示すように、ロータ4のローラ5,5,5に対応するように、3個のマグネット(「識別部材」に相当するもの。)42,42,42が円周方向に等間隔に配設されている。磁気センサ43は、センサカム41の外側に配設されるようにスイングプレート13に固定され、回転するマグネット42を次々に検知してローラ5の位置を検出している。
図7は、制御ブロックを示す図である。
制御基板45には、チューブポンプ1のステッピングモータ14、ソレノイド33、磁気センサ43が接続するとともに、希釈水ノズル8に連結する希釈水バルブV(図5参照)、飲食物供給指令を発信する供給指令発信装置310、飲食物の供給が完了したことを表示する供給完了表示装置311などが接続している。
制御基板45には、チューブポンプ1のステッピングモータ14、ソレノイド33、磁気センサ43が接続するとともに、希釈水ノズル8に連結する希釈水バルブV(図5参照)、飲食物供給指令を発信する供給指令発信装置310、飲食物の供給が完了したことを表示する供給完了表示装置311などが接続している。
図8は、タイミングチャートである。
制御基板45は、供給指令発信装置310から飲食物供給指令を受信すると、先ずソレノイド33に通電して、シール力を緩和する。そして、制御基板45は、濃縮液をカップCに規定量供給したときのロータ4の回転停止位置を予測し、ステッピングモータ14に供給するステップ数Sを決定した後、ステッピングモータ14にパルス信号を供給してロータ4を回転させる。ステッピングモータ14が回転し始めると、制御手段45がステップ数をカウントダウンし始めるとともに、位置検出手段40の磁気センサ43がマグネット42を検出する毎にローラ5の位置を検出する。制御基板45は、ステップ数からロータ4の回転停止位置が近づいたことを示す減速信号を検出すると、ステッピングモータ14の回転速度を減速し始める。制御手段45は、磁気センサ43の検出結果に基づいてローラ5の一つがチューブTの上流を押し付ける直前まで移動したことを検出したときに停止信号をステッピングモータ14に供給し、ステッピングモータ14を停止させる。このとき、ステッピングモータ14は低速であるため、停止信号と同期して停止し、ローラ5の一つをチューブTを押し付ける直前で精度良く停止させる。その後、制御基板45は、ソレノイド33への通電を停止し、シール力を増加させる。
制御基板45は、供給指令発信装置310から飲食物供給指令を受信すると、先ずソレノイド33に通電して、シール力を緩和する。そして、制御基板45は、濃縮液をカップCに規定量供給したときのロータ4の回転停止位置を予測し、ステッピングモータ14に供給するステップ数Sを決定した後、ステッピングモータ14にパルス信号を供給してロータ4を回転させる。ステッピングモータ14が回転し始めると、制御手段45がステップ数をカウントダウンし始めるとともに、位置検出手段40の磁気センサ43がマグネット42を検出する毎にローラ5の位置を検出する。制御基板45は、ステップ数からロータ4の回転停止位置が近づいたことを示す減速信号を検出すると、ステッピングモータ14の回転速度を減速し始める。制御手段45は、磁気センサ43の検出結果に基づいてローラ5の一つがチューブTの上流を押し付ける直前まで移動したことを検出したときに停止信号をステッピングモータ14に供給し、ステッピングモータ14を停止させる。このとき、ステッピングモータ14は低速であるため、停止信号と同期して停止し、ローラ5の一つをチューブTを押し付ける直前で精度良く停止させる。その後、制御基板45は、ソレノイド33への通電を停止し、シール力を増加させる。
このような構成を有するチューブポンプ1は、次のように作用する。
飲食物供給装置300の供給指令発信装置310が飲食物供給指令を発信すると、チューブポンプ1は、ソレノイド33に通電し、図1(a)に示すクランク金具38を図2(a)に示すように所定方向に回動させる。すると、図1(b)に示すスイングプレート13が、図2(b)に示すように引張バネ30を介してクランク金具38にチューブガイド6から離間する方向に押圧されて揺動し、ロータ4がチューブガイド6から離間する方向に移動する。これにより、ロータ4とチューブガイド6との間のクリアランスが広げられ、ローラ5がチューブTを押し潰すシール力が20Nに低下する。
飲食物供給装置300の供給指令発信装置310が飲食物供給指令を発信すると、チューブポンプ1は、ソレノイド33に通電し、図1(a)に示すクランク金具38を図2(a)に示すように所定方向に回動させる。すると、図1(b)に示すスイングプレート13が、図2(b)に示すように引張バネ30を介してクランク金具38にチューブガイド6から離間する方向に押圧されて揺動し、ロータ4がチューブガイド6から離間する方向に移動する。これにより、ロータ4とチューブガイド6との間のクリアランスが広げられ、ローラ5がチューブTを押し潰すシール力が20Nに低下する。
その後、チューブポンプ1は、濃縮液を所定量供給するために必要なステップ数Sを決定してから、ステッピングモータ14にパルス信号を供給して、ステッピングモータ14を駆動させる。すると、ロータ4が出力軸16と一体的に回転し、ローラ5の一つがチューブTを押し潰して閉止した後、その直後のローラ5がチューブTを押し潰して閉止する。そのため、チューブTは、2個のローラ5,5の間に濃縮液が充填された密閉空間が形成される。その後、ロータ4が回転し続けると、先のローラ5がチューブTから離れ、その直後のローラ5がチューブTをしごいて密閉空間に充填された濃縮液をカップCに圧送する。さらに、ロータ4が回転し続けると、後続のローラ5がチューブTを押し潰し、その直前のローラ5との間に濃縮液が充填された密閉空間が形成される。ロータ4が回転する間、この動作が繰り返される。
ここで、濃縮液を供給するときには、図6(a)、(b)に示すように、ローラ5の位置が変動し、引張バネ30がローラ5に与える付勢力が一定でない。この場合、U字バネ24がローラ軸23を介してローラ5を法線方向に押し出し、引張バネ30の付勢力が減殺された分を補うため、ローラ5は、何れの位置においても少なくとも20NでチューブTを押し潰して流体漏れを防止する。
なお、ローラ5がチューブTを押し潰してしごくときに、ロータ4がチューブTの反力を受けてがたつこうとすることがあるが、引張バネ30がロータ4のがたつきを吸収するため、1回あたりに圧送する濃縮液の流量がばらつかない。
かかるチューブポンプ1は、濃縮液をカップCに注出すると同時に、ノズル8から希釈水を供給する。ノズル8は、希釈水を濃縮液に交錯させるように注出するため、希釈水と濃縮液が自己攪拌作用によりカップCに均一な濃度で供給される。
チューブポンプ1は、磁気センサ43がマグネット42を検出してローラ5の位置信号を出力するごとに液体供給時に決定したステップ数Sを1個ずつカウントダウンしており、カウント数Sが所定数まで減少したら、ステッピングモータ14を減速させる。そして、ローラ5の一つがチューブTの上流を押し付ける直前まで移動したことを磁気センサ43が検出すると、ステッピングモータ14に停止信号が供給される。ステッピングモータ14は、停止位置を予測して予め減速されているため、停止信号を受信すると応答性よく停止する。そのため、ローラ5を常に定位置で精度良く停止させることが可能である。なお、ステッピングモータ14は、DCモータと比べてトルクが小さいが、流体供給時にシール力を緩和して負荷トルクを小さくしているため、液体供給停止時の所定のシール力(30N)に対して小型のものでも使用できる。
それから、チューブポンプ1は、ソレノイド33への通電を停止する。図2(a)に示すクランク金具38は、図1(a)に示すように、可動鉄心35に押圧されて回動する。図2(b)に示すクランク金具38は、図1(b)に示すように、スイングプレート13をチューブガイド6に当接する方向に引っ張って保持する。ロータ4は、スイングプレート13と一体的にチューブガイド6に当接する方向に移動し、引張バネ30によってチューブガイド6に当接する方向に付勢される。これにより、ロータ4が、液体供給位置に復帰し、ローラ5が所定のシール力(30N)でチューブTを押し潰して閉止する。
ここで、チューブポンプ1は、ロータ4が3個のローラ5を円周方向に等間隔に配設される一方、チューブガイド6のガイド面7がローラ5の位相差120度に対応する間隔より長く、ローラ5の位相差120度に対応する間隔を2倍したものより短い範囲(約150度)で円弧状に形成されている。そのため、ローラ5の一つがチューブTを押し付ける直前で停止すると、そのローラ5の直前に位置するローラ5だけが、チューブTのできる限り下流位置を1箇所だけ閉止するように停止し、その他のローラ5がチューブTと非接触の状態で停止する。よって、チューブTは、塑性変形する箇所が1箇所だけと少なくなり、流量ばらつきが小さくなる。また、ローラ5がチューブTのできる限り下流位置を所定のシール力(30N)で閉止するので、チューブTの濃縮液が外気に接触することが効果的に防止される。
以上の通り、チューブポンプ1は濃縮液と希釈水とを混合した飲料水をカップCに供給するが、飲料水を供給するときに濃縮液や希釈水が飛び散って本体2、チューブガイドレバー3、ロータ4、チューブガイド6、ノズル8などに付着することがある。飲食物は、栄養分や水分が豊富で、外気に接触すると雑菌を繁殖させるおそれがあるため、チューブポンプ1では、飲食物などをこまめに拭き取って衛生性を確保する必要がある。
一方、チューブポンプ1が組み付けられる飲食物供給装置300は、装置サイズをコンパクトにするため、内部スペースが限られている。そのため、チューブポンプ1は、メンテナンス時の操作スペースを小さくして、設置スペースを狭小化することが望まれている。
一方、チューブポンプ1が組み付けられる飲食物供給装置300は、装置サイズをコンパクトにするため、内部スペースが限られている。そのため、チューブポンプ1は、メンテナンス時の操作スペースを小さくして、設置スペースを狭小化することが望まれている。
そこで、チューブポンプ1は、チューブガイドレバー3が本体2の側方にはみ出す量を少なくするとともに、チューブガイドレバー3、ロータ4、チューブガイド6、ノズル8を本体2から取り外して洗浄できるようにしている。
図9は、本体2の正面図である。
本体2に取り付けられたベース11には、中央部に貫通孔17が形成され、ロータ4が嵌め合わされる段差50が貫通孔17を中心として略円形状に形成されている。ベース11は、チューブガイド6が摺動可能に嵌め合わされる一対のレール51,51が貫通孔17の上下両側に平行に設けられている。レール51は、2本の柱52,52がレール部53の両端部を保持し、ベース11とレール部53との間に隙間が形成されている。隙間を形成するのは、ベース11に付着した水滴などが隙間から流れ落ちて、レール51に溜まらないようにするためである。レール部53の外側には、チューブガイドレバー3を軸支するための軸受54が立設されている。
本体2に取り付けられたベース11には、中央部に貫通孔17が形成され、ロータ4が嵌め合わされる段差50が貫通孔17を中心として略円形状に形成されている。ベース11は、チューブガイド6が摺動可能に嵌め合わされる一対のレール51,51が貫通孔17の上下両側に平行に設けられている。レール51は、2本の柱52,52がレール部53の両端部を保持し、ベース11とレール部53との間に隙間が形成されている。隙間を形成するのは、ベース11に付着した水滴などが隙間から流れ落ちて、レール51に溜まらないようにするためである。レール部53の外側には、チューブガイドレバー3を軸支するための軸受54が立設されている。
軸受54は、プレート状をなし、本体2に取り付けられたロータ4の略半分の高さまで突き出している(図5参照)。軸受54の先端部には、軸孔55が円形状に形成され、その軸孔55から先端に向かって案内溝56が傾斜して設けられている。
図10は、チューブガイドレバー3の背面図である。図11は、チューブガイドレバー3の下面図である。
チューブガイドレバー3は、図10に示すように略長方形状をなし、ベース11の軸受54に回動可能に軸支されている。チューブガイドレバー3は、図10及び図11に示すように一対の脚部61が立設され、支軸62と連結軸63が脚部61に対して逆向きに突設されている。脚部61は、軸受54の内側に重ね合わされるように設けられ、軸受54と対向する側面に円柱状の支軸62が突設されている。支軸62は、軸受54の軸孔55に内側から外側に向かって挿入される。また、脚部61は、支軸62が設けられた側面と反対の側面に円柱状の連結軸63が突設されている。連結軸63は、支軸62より内側にずらして設けられ、チューブガイドレバー3を支軸62を基点として回動させたときに、支軸62を中心に円弧を描くように移動するようになっている。かかるチューブガイドレバー3には、図4及び図5に示すように、チューブガイドレバー3を本体2に係止させるロック部材64が設けられ、ロック部材64を操作することによりチューブガイドレバー3の回動を制限できるようになっている。
チューブガイドレバー3は、図10に示すように略長方形状をなし、ベース11の軸受54に回動可能に軸支されている。チューブガイドレバー3は、図10及び図11に示すように一対の脚部61が立設され、支軸62と連結軸63が脚部61に対して逆向きに突設されている。脚部61は、軸受54の内側に重ね合わされるように設けられ、軸受54と対向する側面に円柱状の支軸62が突設されている。支軸62は、軸受54の軸孔55に内側から外側に向かって挿入される。また、脚部61は、支軸62が設けられた側面と反対の側面に円柱状の連結軸63が突設されている。連結軸63は、支軸62より内側にずらして設けられ、チューブガイドレバー3を支軸62を基点として回動させたときに、支軸62を中心に円弧を描くように移動するようになっている。かかるチューブガイドレバー3には、図4及び図5に示すように、チューブガイドレバー3を本体2に係止させるロック部材64が設けられ、ロック部材64を操作することによりチューブガイドレバー3の回動を制限できるようになっている。
図12は、チューブガイド6の下面図である。
チューブガイド6は、図4及び図12に示すように、ブロック状をなし、上述したようにガイド面7が円弧状に形成されている。チューブガイド6は、ガイド面7を挟んで対向する上下側面に凸部65が形成されている。チューブガイド6の凸部65は、縁部に沿って長く形成され、本体2のレール51(図9参照)に摺動可能に係合される。チューブガイド6の凸部65が設けられた側面には、チューブガイドレバー3の連結軸63が係合するガイド溝66が略S字状に形成されている。
チューブガイド6は、図4及び図12に示すように、ブロック状をなし、上述したようにガイド面7が円弧状に形成されている。チューブガイド6は、ガイド面7を挟んで対向する上下側面に凸部65が形成されている。チューブガイド6の凸部65は、縁部に沿って長く形成され、本体2のレール51(図9参照)に摺動可能に係合される。チューブガイド6の凸部65が設けられた側面には、チューブガイドレバー3の連結軸63が係合するガイド溝66が略S字状に形成されている。
ガイド溝66は、連結軸63と同程度の幅をもち、支軸62から遠ざかる方向に向かって形成されている。具体的には、ガイド溝66は、図12に示すように、チューブガイド6の略中央部から凸部65と反対方向に向かって形成されている。ガイド溝66をチューブガイド6の略中央部から形成するのは、チューブガイドレバー3を全閉したときの連結軸63の位置を考慮したからである。ガイド溝66は、第1ガイド部67と第2ガイド部68とを第3ガイド部69で滑らかに連通させたものである。第1ガイド部67は、チューブガイド6の略中央部から凸部65と直交する方向にストレート状に形成されている。また、第2ガイド部68は、第1ガイド部67より支軸62から遠くなる位置に凸部65と直交する方向にストレート状に形成されている。第3ガイド部69は、第1ガイド部67と第2ガイド部68の端部に接続している。第2ガイド部68と第1ガイド部67は、溝の深さが異なり、第3ガイド部69は第1ガイド部67と第2ガイド部68とを滑らかに連通させるように溝底が傾斜している。第1ガイド部67には、段差部70が形成され、チューブガイドレバー3を全閉したときに、連結軸63の先端部を落とし込むようになっている。
また、チューブガイド6は、図4に示すように、一対の位置決め保持部71,71が設けられ、ロータ4の上下位置でチューブTを位置決めするようになっている。位置決め保持部71は、ロータ4側に突き出すようにチューブガイド6に設けられ、U字溝71aが形成されている。U字溝71aは、ローラ5の略中央に対応する位置に、チューブTの直径より大きい幅をもってチューブガイド6のスライド方向に長く形成されている(図12参照)。ローラ5の略中央に対応する位置にU字溝71aを設けるのは、チューブTがローラ5の略中央から位置ずれして、ローラ5と円形プレート20との間に噛み込まれることを防止するためである。また、チューブTの直径より大きい幅をもって形成するのは、チューブTが塑性変形することを防止するためである。
また、本体2は、ロータ4の下方にノズル脱落防止部材72が固定されている。ノズル脱落防止部材72には、係止部73が前面側に突き出すように一体成形され(図5参照)、チューブTの吐出口の向きを真下に向けるようになっている。かかるノズル脱落防止部材72の係止部73は、位置決め保持部71との間でチューブTを挟み込み、チューブTが位置決め保持部71のU字溝71aから脱落することを防止する機能も有している。なお、チューブTの下流側にのみ係止部73を設けるのは、図中上側の位置決め保持部71は、チューブTがU字溝71aに挿入する方向に引っ張られ、U字溝71aから脱落するおそれがないからである。
また、チューブポンプ1は、ノズル8が本体2に着脱可能に設けられている。図13は、ノズル8の連結構造を示す図である。
ノズル8は、エルボ状に形成され、希釈水が流れる流路を備える。ノズル8は、一端開口部が円筒形状に形成され、その端部外周面にOリング75が装着されている。本体2は、背面側に配設された希釈水バルブV(図5参照)が配設されている。希釈水バルブVは、弁部と駆動部とを連結したものであり、流路ブロック76に形成した入力ポート77から出力ポート78に流れる希釈水の流量を制御している。ノズル8は、一端開口部が本体2の挿入孔57(図9参照)から挿入され、希釈水バルブVの出力ポート78に押し込まれて装着される。ノズル8は、Oリング75の摩擦力を利用して流路ブロック76に連結するため、本体2に簡単に着脱することが可能である。また、ノズル8は、図4に示すように、本体2に取り付けられた後でも図中CD方向に回動するので、吐出口の向きを簡単に調整することができる。
ノズル8は、エルボ状に形成され、希釈水が流れる流路を備える。ノズル8は、一端開口部が円筒形状に形成され、その端部外周面にOリング75が装着されている。本体2は、背面側に配設された希釈水バルブV(図5参照)が配設されている。希釈水バルブVは、弁部と駆動部とを連結したものであり、流路ブロック76に形成した入力ポート77から出力ポート78に流れる希釈水の流量を制御している。ノズル8は、一端開口部が本体2の挿入孔57(図9参照)から挿入され、希釈水バルブVの出力ポート78に押し込まれて装着される。ノズル8は、Oリング75の摩擦力を利用して流路ブロック76に連結するため、本体2に簡単に着脱することが可能である。また、ノズル8は、図4に示すように、本体2に取り付けられた後でも図中CD方向に回動するので、吐出口の向きを簡単に調整することができる。
もっとも、ノズル8はOリング75の摩擦力だけで流路ブロック76に連結するため、一端開口部が流路ブロック76の出力ポート78から外れるおそれがある。そのため、本体2には、ノズル脱落防止部材73によってノズル8の脱落を防止している。ノズル脱落防止部材73には、係止溝80が形成され、ノズル8の係合凸部81が嵌め合わされるようになっている。係合凸部81は、ノズル8の外周面に円弧状に突設され、ノズル8を回動させることによりノズル脱落防止部材73の係止溝80に簡単に係合させ、また、その係合を解除することができるようになっている。よって、ノズル8は、係合凸部81がノズル脱落防止部材73の係止溝80に係合する限り、本体2から誤って分離しない。
次に、チューブポンプ1のメンテナンス作業について説明する。図14〜図17は、チューブガイドレバー3の動作説明図である。
チューブポンプ1をメンテナンスする場合、先ず、チューブガイドレバー3を開いて、チューブTをロータ4とチューブガイド6との間から取り外す。
チューブポンプ1をメンテナンスする場合、先ず、チューブガイドレバー3を開いて、チューブTをロータ4とチューブガイド6との間から取り外す。
チューブガイドレバー3のロック部材64を解除して、チューブガイドレバー3を前面側に引っ張って回動させる。連結軸63は、支軸62を中心にロータ4から離間する方向に向かって円弧を描くように移動し、チューブガイド6のガイド溝66内を摺動しながらチューブガイド6をロータ4から離間する方向に引っ張る。
チューブガイドレバー3は、図14に示す全閉位置では、連結軸63がガイド溝66の段差部70に落とし込まれている。チューブガイドレバー3を全閉位置から開き始めると、連結軸63が、図15に示すように、チューブガイドレバー3の回転量に応じてチューブガイド6の第1ガイド部67から第3ガイド部69へと摺動し、チューブガイド6をロータ4から離間する方向に引っ張ってスライドさせる。
チューブガイドレバー3を開方向に回動させ続けると、やがて、連結軸63は、図16に示すように、第3ガイド部69を通過する。支軸62と連結軸63と離間距離が一定であるのに対して、ガイド溝66が第1ガイド部67から第2ガイド部69へと支軸64から遠ざかる方向に曲がるため、連結軸63はチューブガイド6を支軸62側に大きく引き寄せる。そのため、チューブガイド6は、ガイド溝66が全くのストレート状である場合には、支軸62と連結軸63との離間距離分だけしかスライドできないところ、ガイド溝66を支軸62から遠ざかる方向に向かって形成したことにより、支軸62と連結軸63との離間距離に加えて第1ガイド部67と第2ガイド部68がずれる分だけ余分にロータ4から離間する方向にスライドすることが可能である。
さらにチューブガイドレバー3を全開方向に回動させると、図17に示すように、連結軸63は支軸62を中心にロータ4から離間する方向に円弧を描くように移動し、第2ガイド部68を摺動しながらチューブガイド6をロータ4から離間させる方向に引っ張ってスライドさせる。
このように、チューブガイドレバー3を全開してチューブガイド6をロータ4から十分に離間させたら、チューブTをロータ4とチューブガイド6との間から取り外す。そして、継手組立26を図4の図中G方向に回転させることにより出力軸16から取り外し、ロータ4を出力軸16から取り外す。
それから、図4に示すように、チューブガイドレバー3を図中矢印F方向に押し下げて図中下側の軸受54を撓ませ、図中上側の軸受54の軸孔55から支軸62が抜き出す。そして、チューブガイドレバー3を前方に倒して、図中上側の支軸62を軸受54の案内溝56に沿って軸受54の軸孔55から引き出したら、図中下側の支軸62を軸受54の軸孔55から抜き出して、チューブガイドレバー3を本体2から分離する。
それから、チューブガイドレバー3を全開位置まで開いた状態で前面側に引っ張り、連結軸63をチューブガイド6のガイド溝66から抜き出して、チューブガイド6をチューブガイドレバー3から分離する。その後、チューブガイド6を図4の図中矢印A方向にスライドさせて、凸部65を本体2のレール51から抜き出し、チューブガイド6を本体2から分離させる。
それから、ノズル8をノズル脱落防止部材72と反対方向(図中C方向)に回動させ、ノズル8の係合凸部81をノズル脱落防止部材72の係止溝80から外す。そして、ノズル8を前面側に引っ張って、ノズル8の一端開口部を流路ブロック76の出力ポート78から引き抜く。さらに、ノズル8の一端開口部を本体2の挿入孔57から抜き出し、ノズル8を本体2から分離する。
このようにチューブポンプ1を分解したら、本体2から取り外したロータ4、チューブガイドレバー3、チューブガイド6、ノズル8などを洗浄して汚れを除去する。また、本体2に付着した汚れを拭き取って除去する。
メンテナンスが完了したら、チューブポンプ1を再組み立てする。チューブガイド6の凸部65を出力軸16側から本体2のレール51に嵌め合わせ、チューブガイド6を図中B方向にスライドさせる。これにより、チューブガイド6が本体2にスライド可能に保持させる。
そして、チューブガイドレバー3の連結軸63をチューブガイド6のガイド溝66に挿入する。そして、チューブガイドレバー3の支軸62を軸受54の軸孔55に挿入し、チューブガイドレバー3を図中F方向に移動させて、図中下側の軸受54を撓ませる。それから、チューブガイドレバー3の図中上側の支軸62を図中上側の軸受54に位置合わせし、図中下側の軸受54の復元力を利用してチューブガイドレバー3を図中E方向に移動させる。これにより、チューブガイドレバー3は、図中上側の支軸62が軸受54の軸孔55に挿入され、本体2に回動可能に保持される。
それから、本体2のベース11から突き出す出力軸16にロータ4を嵌め合わせ、ロータ4から突出する出力軸16に継手組立26を図中H方向に回転させて固定する。これにより、ロータ4が本体2に取り付けられる。
それから、ノズル8の一端開口部を本体2の挿入孔57から挿入し、希釈水バルブVの出力ポート78に押し込んで装着する。そして、ノズル8を図中D方向に回動させて、係合凸部81をノズル脱落防止部材73の係止溝80に係合させるとともに、希釈水を濃縮液に一点で交錯させるように吐出口の向きを調整する。
そして、ロータ4とチューブガイド6との間にチューブTを案内し、チューブガイドレバー3を全閉して、チューブガイドレバー3をロック部材64で本体2に係止させる。
それから、ノズル8の一端開口部を本体2の挿入孔57から挿入し、希釈水バルブVの出力ポート78に押し込んで装着する。そして、ノズル8を図中D方向に回動させて、係合凸部81をノズル脱落防止部材73の係止溝80に係合させるとともに、希釈水を濃縮液に一点で交錯させるように吐出口の向きを調整する。
そして、ロータ4とチューブガイド6との間にチューブTを案内し、チューブガイドレバー3を全閉して、チューブガイドレバー3をロック部材64で本体2に係止させる。
ここで、チューブガイドレバー3が閉方向に回動して、チューブガイド6をロータ4に当接する方向にスライドさせるときに、チューブTが、チューブガイド6の位置決め保持部71に設けられたU字溝71aに嵌め込まれ、ローラ5の略中央部に自動的に位置合わせされる。
従って、本実施の形態のチューブポンプ1によれば、3個のローラ5,5,5を移動可能に保持するロータ4が、ステッピングモータ14の出力軸16に連結され、ロータ4の片側に設けられたチューブガイド6との間にチューブTを組み付けられており、ステッピングモータ14が駆動したときに、3個のローラ5,5,5がK方向に移動してチューブガイド6との間でチューブTを順次押し潰してしごき、チューブTを流れる流体を一定量ずつ圧送するものであって、ローラ5のうちの一つを検出する位置検出手段40と、位置検出手段40とステッピングモータ14とに接続し、位置検出手段40の検出結果に基づいてステッピングモータ14を制御する制御基板45とを有し、制御基板45は、ローラ5の一つがチューブTの上流を押し付ける直前で停止するように、ステッピングモータ14を停止させるものであって、長時間放置されたときに、ローラ5がチューブTの上流を押し潰さないので、塑性変形する箇所を減らして、流量バラツキを小さくすることができる。
また、本実施の形態のチューブポンプ1によれば、チューブガイド6は、ロータ4との間でチューブTを案内するガイド面7が、ローラ5の間隔より長く、ローラ5の間隔を2倍したものより短く形成されているので、塑性変形する箇所を1箇所だけにして、流量バラツキを小さくすることができる。
また、本実施の形態のチューブポンプ1によれば、ロータ4は、ステッピングモータ14の出力軸に連結する軸部21が一対の円形プレート20,20を連結し、ローラ5が一対の円形プレート20,20の間に円周方向に等間隔に配設されたローラ軸23に回転可能に保持されたものであり、位置検出手段40は、ステッピングモータ14の出力軸16にセンサカム41が連結され、センサカム41に3個のローラ5,5,5に対応して取り付けられるマグネット42,42,42を磁気センサ43で検出するものであるので、コンパクトな構造でローラ5の位置検出を行うことができる。
さらに、本実施の形態のチューブポンプ1によれば、制御基板45が、ローラ5の停止位置を予測してステップ数を決定し、ローラ5の一つがチューブTを押し付ける直前まで移動したときにステッピングモータ14に停止信号を発信するので、ローラ5を定位置で精度良く停止させることができる。
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
(1)例えば、上記実施の形態では、磁気センサを用いてローラ5の位置を検出するが、センサカムに露光孔を設け、光センサでローラ5の位置を検出するようにしてもよい。また、センサカムに突起を設けて、その突起がマイクロスイッチをON又はOFFすることによりローラ5の位置を検出するようにしてもよい。さらに、ロータ4の円形プレート20に突起を設けて、センサカム41を省き、マイクロスイッチで突起を検出するようにしてもよい。
(2)例えば、上記実施の形態では、3個のローラ5,5,5を120度の位相差を持ってロータ4に保持させ、チューブガイド6のガイド面7をローラ5の位相差120度より大きく、ローラ5の位相差の2倍である240度より小さい範囲(150度)で形成した。これに対して、チューブガイド6のガイド面7を上記範囲内で任意に変更して形成してもよい。また、ローラ5の数を増加した場合には、ローラ5の位相差若しくは間隔が短くなるので、チューブガイド6のガイド面7を形成する範囲を短して、最大2個のローラ5がチューブガイド6のガイド面7との間でチューブTを押し潰すようにするとよい。
(3)例えば、上記実施の形態では、一対の円形プレート20,20の間に3個のローラ5,5,5を円周方向に等間隔に配置し、ローラ軸23で回転可能に軸支した。それに対して、一対のスプロケットにチェーンを巻回し、そのチェーンに複数のローラが回転可能に保持されるようにしてもよい。
(4)例えば、上記実施の形態では、チューブガイドレバー3を開閉することによりチューブガイド6をスライドさせ、チューブTの着脱を行うようにした。それに対して、ロータ4の片側にチューブガイドを回動可能に軸支するようにしてもよい。
(5)例えば、上記実施の形態では、チューブポンプ1を飲食物供給装置300に使用する場合について説明したが、これ以外の装置(例えば、医療機器や計測機器など)に使用してもよい。この場合には、ノズル8を必ずしも設けなくてもよい。
1 チューブポンプ
4 ロータ
5 ローラ
6 チューブガイド
14 ステッピングモータ
16 出力軸
23 ローラ軸
24 U字バネ
40 位置検出手段
41 センサカム
42 マグネット
43 磁気センサ
45 制御基板
T チューブ
4 ロータ
5 ローラ
6 チューブガイド
14 ステッピングモータ
16 出力軸
23 ローラ軸
24 U字バネ
40 位置検出手段
41 センサカム
42 マグネット
43 磁気センサ
45 制御基板
T チューブ
Claims (4)
- 複数のローラを移動可能に保持するローラ保持手段が、駆動手段に連結され、前記ローラ保持手段の片側に設けられたチューブガイドとの間にチューブを組み付けられており、前記駆動手段が駆動したときに、前記複数のローラが所定方向に移動して前記チューブガイドとの間で前記チューブを順次押し潰してしごき、前記チューブを流れる流体を一定量ずつ圧送するチューブポンプにおいて、
前記ローラのうちの一つを検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段と前記駆動手段とに接続し、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記ローラの一つが前記チューブの上流を押し付ける直前で停止するように、前記駆動手段を停止させることを特徴とするチューブポンプ。 - 請求項1に記載するチューブポンプにおいて、
前記チューブガイドは、前記ローラ保持手段との間で前記チューブを案内するガイド面が、前記ローラの間隔より長く、前記ローラの間隔を2倍したものより短く形成されていることを特徴とするチューブポンプ。 - 請求項1又は請求項2に記載するチューブポンプにおいて、
前記駆動手段は、モータであり、
前記ローラ保持手段は、前記モータの出力軸に連結する軸部が一対の円形プレートを連結し、前記ローラが前記一対の円形プレートの間に円周方向に等間隔に配設されたローラ軸に回転可能に保持されたものであり、
前記位置検出手段は、前記モータの出力軸にセンサカムが連結され、前記センサカムに前記複数のローラに対応して取り付けられる識別部材を検出装置で検出するものであることを特徴とするチューブポンプ。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載するチューブポンプにおいて、
前記駆動手段がステッピングモータであって、
前記制御手段は、前記ローラの停止位置を予測してステップ数を決定し、前記ローラの一つが前記チューブを押し付ける直前まで移動したときに前記ステッピングモータに停止信号を発信することを特徴とするチューブポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004073188A JP2005256812A (ja) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | チューブポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004073188A JP2005256812A (ja) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | チューブポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005256812A true JP2005256812A (ja) | 2005-09-22 |
Family
ID=35082767
Family Applications (1)
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JP2004073188A Pending JP2005256812A (ja) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | チューブポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005256812A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018009552A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | ビーエルテック株式会社 | ペリスタポンプおよびその制御装置 |
WO2022145485A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | サントリーホールディングス株式会社 | 水供給装置 |
WO2022145474A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | サントリーホールディングス株式会社 | 水供給装置 |
-
2004
- 2004-03-15 JP JP2004073188A patent/JP2005256812A/ja active Pending
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WO2022145485A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | サントリーホールディングス株式会社 | 水供給装置 |
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JP2022104374A (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-08 | サントリーホールディングス株式会社 | 水供給装置 |
JP7502180B2 (ja) | 2020-12-28 | 2024-06-18 | サントリーホールディングス株式会社 | 水供給装置 |
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