JP2010082221A - チューブ接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理台上にセットした可撓性チューブを上部カバーの開閉で確実に閉塞することが可能であり、開蓋時には処理台の上方を大きく開放させて作業エリアを確保する。
【解決手段】開閉自在に連結した上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂと下部ユニット３１Ａ、３５Ａに、可撓性チューブＴａを載置する載台３０とチューブを下方から挟圧する固定クランプ部材６２を下部ユニット３１Ａ、３５Ａに配置し、チューブを上方から挟圧する可動クランプ部材６３を上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂに配置し、この上部ユニットを下部ユニットにジョイント部材８２ｈで開閉自在に連結する。これと同時に上部ユニットが待機位置から作動位置に閉蓋動作するとき可動クランプ部材を垂直方向に案内する運動規制部材８６を設ける。これによって可動クランプ部材は上部ユニットが作動位置から退避位置に開閉する際に作動位置側では載台３０に対して垂直方向に移動し退避位置側では回転動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液状の薬剤を移送するための可撓性チューブ同士を接合するチューブ接合装置に係わり、例えば複数の中空チューブを平行姿勢で保持し、このチューブを溶融して切断し、その切断面を異なるチューブの切断面に溶着して接合するチューブ接合装置に関する。

一般に、この種のチューブ接合装置は、載置台上にセットした複数の中空チューブを加熱ブレードで溶融して所定個所を切断（溶断）し、この切断したチューブと載置台上に準備されている別のチューブに接合する装置として広く知られている。このような装置では内容物若しくはその用途に応じて無菌状態、或いは作業者が手指などで接触しない隔離状態でチューブを溶断、接合する必要が生ずる。

従来このような装置として例えば特許文献１（特開平０９−１５４９２０号公報）にはホルダに平行姿勢で固定した複数のチューブを加熱板で溶断し、その後このホルダを加熱板（平面）に沿って旋回させ、異なるチューブ同士を溶着する機構が提案されている。このような機構によって例えば２本のチューブを所定位置で切断し、その後このチューブを１８０度回転させることによって異なるチューブ同士を接着（溶着）することが可能となる。この場合２本のチューブの切断と接合に作業者の手指が触れることが無く、無菌或いは隔離した状態で溶断・接合の作業を迅速に行うことが出来る。

同様に引用文献２（特開２００５−０２２１２６号公報）には複数のチューブを軸方向に距離を隔てて保持する保持ユニットの中央部を加熱板で溶断し、その溶断後にこのチューブを水平方向にオフセット移動させて異なるチューブ同士を接合する装置が提案されている。

従来、可撓性チューブを切断或いは接合するために処理台にチューブをチャッキング機構で固定し、このときチューブを押圧して閉塞させチューブの切断口から薬液などが漏出しなすようにクランプ手段を設けている。このチューブのチャッキングとクランプは処理台上にセットしたチューブに対して同時に作用するように構成することが操作の簡素化から好ましいとされている。

そこで従来は特許文献１に開示されているようにチューブを押圧して閉塞するクランプ部材と、チャッキング部材をそれぞれ固定部材と可動部材で構成し、固定側の部材は装置フレームの処理台に固定し、可動側の部材は装置フレームに開閉自在に取付けた開閉蓋に配置している。そしてこの固定側の装置フレームと可動側の開閉蓋はヒンジユニットで連結している。特許文献２にも同様に回転軸を中心にヒンジ連結したユニットにクランプ部材をマウントする機構が開示されている。
特開平０９−１５４９２０号公報 特開２００５−０２２１２６号公報

上述のように、処理台上に可撓性チューブを載置してその上下からクランプしてこれを閉塞（クランプ機構）する場合に、固定フレーム（機枠）に固定側クランプ部材を配置し、このフレームにヒンジ連結した開閉蓋側に可動側クランプ部材を配置している。このような従来のクランプ機構は、ヒンジ軸を中心に回転する開閉蓋側に可動側クランプ部材を配置しているため、例えば、大口径のチューブや肉厚が厚いチューブでは、位置ズレが生じ易く、また、チューブのヒンジ側と反対側とを均等の圧力で押圧することが難しいため、可撓性チューブを確実に閉塞することが出来なくなる。

そこで本発明者は、可動側のクランプ部材を支持した上カバー部材を処理台に密着させるときには処理台（載台）に対して垂直方向に移動させ、上カバー部材が処理台から上方に浮上した後はこれを回動させることによって処理台の上方を大きく開放させて作業エリアを確保するとの着想に至った。

本発明は、処理台上にセットした可撓性チューブを、上方に開閉自在に配置した上部カバーの閉蓋時にはこれに設けたクランプ部材で確実に閉塞することが可能であり、同時に上部カバーの開蓋時には処理台の上方を大きく開放させて作業エリアを確保することが可能なチューブ接合装置の提供をその主な課題としている。

上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。
互いに開閉自在に連結した上部ユニットと下部ユニットに、可撓性チューブを載置する載台とチューブを下方から挟圧する固定クランプ部材を下部ユニットに配置し、チューブを上方から挟圧する可動クランプ部材を上部ユニットに配置し、この上部ユニットを下部ユニットにジョイント部材で開閉自在に連結する。これと同時に、上部ユニットが待機位置から作動位置に閉蓋動作するとき可動クランプ部材を垂直方向に案内する運動規制部材を設ける。これによって可動クランプ部材は上部ユニットが作動位置から退避位置に開閉する際に作動位置側では載台に対して垂直方向に移動し、退避位置側では回転動することとなる。以下その具体的構成を詳述する。

可撓性チューブを保持する下部ユニットと、この下部ユニットに対して開閉自在に配置された上部ユニットと、上記下部ユニットに配置され、上記可撓性チューブを下方から挟圧する固定クランプ部材と、上記上部ユニットに配置され、上記可撓性チューブを上方から挟圧する可動クランプ部材と、上記上部ユニットと下部ユニットとを、上記可動クランプ部材が可撓性チューブを閉塞する作動位置と、これから上方に離間した退避位置との間で開閉自在にする連結手段とを備える。そして、上記連結手段は、上部ユニットを下部ユニットに対して開閉自在に連結するジョイント部材と、このジョイント部材による上記可動クランプ部材の開閉動を規制する運動規制部材で構成する。そこでこの運動規制部材は、上記上部ユニットが待機位置から作動位置に閉蓋動する際に上記可動クランプ部材を垂直方向に上下動するように案内するように構成する。

前記ジョイント部材は、前記上部ユニットと下部ユニットとを回動自在に支持するヒンジ部材と、前記上部ユニットに遊動可能に支持された開閉カバーを有する。また、上記運動規制部材は、上記上部ユニットに連結された可動クランプ部材を上記作動位置と退避位置との間で案内するガイドカムで構成し、このガイドカムは上記作動位置で上記可動クランプ部材を垂直方向に案内する上下動カム面を備える。

上記ガイドカムは、上記可動クランプ部材を作動位置から退避位置に上下垂直方向に運動規制する上下動カム面と、この可動クランプ部材を回動方向に運動規制する回転カム面とを備える。

上記上部ユニットと下部ユニットとには、上記可動クランプ部材と上記固定クランプ部材との相対的位置を規制する位置決め手段（後述のガイドピン６６）を設ける。

本発明は可撓性チューブを上方から挟圧する可動クランプ部材を上部ユニットに、下方から挟圧する固定クランプ部材を下部ユニットに配置し、この上部ユニットと下部ユニットをジョイント部材で回動自在に連結し、この上部ユニットに配置した可動クランプ部材を作動位置側では載台に対して垂直方向に移動するように案内する運動規制部材を設けたものであるから以下の効果を奏する。

載台上の可撓性チューブを閉塞するように押圧するクランプ部材は、固定クランプ部材に対して可動クランプ部材が作動位置側では垂直方向に移動してチューブを挟圧するから、チューブの外径が大小異なっても、その位置が多少位置ズレしていても確実に閉塞することが可能である。また上下ユニットのジョイント部に摩耗などで経時的にガタつきが生じても作動位置では可動クランプ部材は運動規制部材に案内されて確実に固定クランプ部材に圧接することとなる。

更に本発明は、上部ユニットを下部ユニットに連結するジョイント部材を回動自在の例えばヒンジユニットで構成することによって退避位置側では可動クランプ部材は載台の上方を大きく開放させることとなり、チューブの交換などの作業エリアを大きく確保することが可能となる。

以下、本発明のチューブ接合装置を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。図１は本発明に係わるチューブ接合装置Ａの全体構成の説明図であり、図２はそのレイアウト構成を示す概念説明図（構造を省略したレイアウト図）である。図３はチューブ接合装置Ａの載台部の拡大状態を示す要部説明図。図４は、その下部ユニットの構造説明図、図５は上部ユニットの構造説明図。

［装置全体構成の説明］
本発明に係わるチューブ接合装置Ａは、複数本（図示のものは２本）の可撓性チューブＴａ、Ｔｂを載台（処理台；以下同様）３０に載置して固定し、このチューブを載台３０の処理位置でカットして所定長さに切断処理する。また、処理仕様によってはカットした後、この複数のチューブを、カット面を基準に回転移動又は平行移動して、異なるチューブ同士を接合する。図示の装置は、載台３０に第１チューブＴａと第２チューブＴｂを保持固定し、この２本のチューブを同時に加熱ブレード（カッタ手段）５０で溶断することによってチューブを所定位置で切断する。そして切断後の第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを切断面が加熱ブレード５０に当接した状態で直線方向に位置移動するか、或いは円方向に旋回移動する。このとき加熱ブレード５０は所定温度（チューブの融点温度）に保持し、第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂの位置を反転させて異なるチューブ同士を接合する。

このように複数のチューブを正確な位置で切断し、切断後のチューブを位置移動して別の異なるチューブの端面に接合する為に、載台３０には複数のチューブを固定するチューブ保持手段４１，４６と、チューブを切断（図示のものは溶断）する加熱ブレード５０と、チューブＴａ、Ｔｂを閉塞するクランプ手段６０と、切断後のチューブを位置移動するシフト手段７０が設けられている。各構成について順次説明する。

［載台の構成］
図１に示すように、第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを切断・接合する載台３０は、用途に応じて、例えば作業台形状に構成される。図示のものはテーブル形状に構成した装置フレーム１０の天板部に載台３０が配置されている。この載台３０は、装置フレーム１０に固定された固定載台３０Ｂと、装置フレーム１０に回動（又は平行移動）可能に取付けられた可動載台３０Ａで構成されている。このように第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂをセットする載台３０を固定載台３０Ｂと可動載台３０Ａで構成したのはチューブを切断した後、可動載台３０Ａを１８０度旋回して第１チューブＴａの一端（左端部）と第２チューブＴｂの一端（右端部）を接合して異なるチューブ同士を連結する為である。

更に、図３に示すように上記固定載台３０Ｂと可動載台３０Ａは、それぞれ下部ユニット３１Ａ、３５Ａと上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂで構成され、各上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂは下部ユニット３１Ａ、３５Ａに対して開閉自在に装置フレーム１０に連結されている。このように固定載台３０Ｂを下部ユニット３１Ａと上部ユニット３１Ｂに、可動載台３０Ａを下部ユニット３５Ａと上部ユニット３５Ｂにそれぞれ分離して各上部ユニットを開閉自在に構成したのは例えば薬液タンク（バッグ）などに連結された可撓性チューブを載台３０にセットする為である。そして図示の装置は上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂを下部ユニット３１Ａ、３５Ａに対して９０度以上回動するように構成されている。

上述のように第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを載置セットする為、開閉自在に連結された上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂと下部ユニット３１Ａ、３５Ａには後述するチューブ保持手段４１，４６と、クランプ手段６０が配置される。そして第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂは固定載台３０Ｂ、可動載台３０Ａに設けられたチューブ保持手段４１，４６で保持され、その処理位置ＣＬで切断される。

なお、図１において１５は、装置の初期設定及び作業工程を入力するコントローラボックスを示し、図示１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは載台上に保持した第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを載置支持するチューブ載置凹部である。この載置凹部はチューブの長手方向を適宜間隔で載置して支持するように装置フレーム１０に設けられている。この載置凹部は図１に示すように可動載台３０Ａ側に位置する凹部１６ｃ、１６ｄは第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂが自由に転動するように載置して支持し、固定載台３０Ｂ側に位置する図１の凹部１６ｂには第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを固定する開閉カバーが設けられている。これは載台３０にチューブを確実に固定保持する為である。

［チューブ保持手段の構成］
上記可動載台３０Ａにはチューブを把持して所定姿勢に保持する第１チューブ保持手段４１が配置され、固定載台３０Ｂには第２チューブ保持手段４６が配置されている。この第１及び第２チューブ保持手段４１、４６は、後述する加熱ブレード５０の位置を挟んでチューブ長手方向に間隔を隔てて配置されている。この処理位置ＣＬに後述するクランプ手段６０と加熱ブレード（カッタ手段）５０が配置される。

図３に可動載台３０Ａに配置される第１チューブ保持手段４１と、固定載台３０Ｂに配置される第２チューブ保持手段４６を示す。図４はその下部ユニット３１Ａ、３５Ａの拡大説明図、図５は上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂの拡大説明図を示す。

第１チューブ保持手段４１と第２チューブ保持手段４６とは、断面円形状の可撓性チューブＴａ、Ｔｂを把持して所定姿勢に保持する。この為チューブ保持手段４１、４６は、第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを挟持する互いに対向した一対のグリッパ部材で構成されている。図示の第１チューブ保持手段４１は第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを垂直方向上下から挟持する上下グリッパ部材（下グッリパ部材４２ａ、上グリッパ部材４２ｂ）４２と、水平方向左右から挟持する左右グリッパ部材（右グリッパ４３ｂ、左グリッパ４３ａ）４３で構成されている。同様に第２チューブ保持手段４６は垂直方向上下から挟持する上下グリッパ部材４７（下グッリパ部材４７ａ、上グリッパ部材４７ｂ）と、水平方向左右から挟持する左右グリッパ部材４８（右グリッパ部材４８ｂ、左グリッパ部材４８ａ）で構成されている。特に第１チューブ保持手段４１の左右グリッパ部材４３は図２、図４に示すように１個所に配置されているのに対し、第２チューブ保持手段４６の左右グリッパ部材４８は２個所に配置されている。これは可動載台３０Ａに位置する第１チューブ保持手段４１を軽量に構成する為である。

図示の装置は、第１及び第２チューブ保持手段４１、４６はチューブ径が大小異なっても、或いは第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを載台３０上に位置ズレセットしても、常にチューブの軸心を予め設定された中心位置に一致させる調芯機構を備えている。

上記調芯機構は、予め設定された中心位置に向けて一対のグリッパ部材を略々均等のバネ圧で付勢するスプリング機構で構成するか、或いは一対のグリッパ部材を同期して位置移動する駆動手段で構成する。

図３の装置は、左右グリッパ部材４３、４８を、駆動手段Ｍｄを用いた調芯機構（第１の実施形態）で、上下グリッパ部材４２、４７を、スプリングを用いた調芯機構（第２の実施形態）で、構成している。以下第１の実施形態を図７（ａ）、（ｂ）及び図８（ａ）に従って前記第１チューブ保持手段４１の左右グリッパ部材４３について説明し、第２の実施形態を図８（ｂ）に従って前記第１チューブ保持手段４１の上下グリッパ部材４２について説明する。

図７（ａ）に示すように第１チューブＴａを長手直交方向（左右方向）で挟持する一対の左右グリッパ部材４３ａ、４３ｂは接触面Ｘａ、Ｘｂでチューブ周面を加圧保持する。この一対の左右グリッパ部材４３ａ、４３ｂはチューブ長手方向と直交する方向に装置フレーム１０に摺動自在に軸支持されている。図示４４ｐと４９ｐは装置フレーム１０に植設した支持ピンであり左右グリッパ部材４３の長溝４４ｈと４９ｈをスライド可能に嵌合支持している。従って右グリッパ部材４３ｂは長溝４９ｈで支持ピン４９ｐに支持され図７矢示ｒ方向とその反対方向に移動可能に支持されている。また同様に左グリッパ部材４３ａは長溝４４ｈで支持ピン４４ｐに支持され図７（ａ）矢示ｑ方向とその反対方向に移動可能に支持されている。

そこで左グリッパ部材４３ａにはその基端部にラック歯車４３ｒ１が、右グリッパ部材４３ｂにはその基端部にラック歯車４３ｒ２が一体に形成してあり、ラック歯車４３ｒ１とラック歯車４３ｒ２はピニオン４５で歯合されている。各ラック歯車４３ｒ１、４３ｒ２とピニオン４５とは左グリッパ部材４３ａの移動量と右グリッパ部材４３ｂの移動量が一致する歯車関係で歯合されている。そしてピニオン４５には図８（ａ）に示す作動モータＭＸが連結されている。図８（ａ）に示す４４Ｓはホームポジションセンサであり、左右グリッパ部材４３ａ、４３ｂの初期位置を検出する。４４ｆは右グリッパ部材４３ｂの基端部に設けた位置検出用のフラッグである。そこで作動モータＭＸの制御手段（不図示）は、ホームポジションセンサ４４Ｓで左グリッパ部材４３ａと右グリッパ部材４３ｂの位置を検出し、この位置を基準に作動モータＭＸを正回転又は逆回転する。すると右グリッパ部材４３ｂと左グリッパ部材４３ａはピニオン４５で互いに接近する方向または互いに離反する方向に移動する。このときの移動量は左右量部材が均一となるように設定されている。そして図８（ａ）に示す中心点Ｏを原点基準として左右のグリッパ部材４３ａ、４３ｂは同一量ずつ接近又は離反するように設定されている。このため左右のグリッパ部材４３ａ、４３ｂは、その間に挿入されたチューブＴａ（Ｔｂ）を接触面Ｘａ、Ｘｂで挟持する。

このように、チューブＴａ（Ｔｂ）を挟持する左右のグリッパ部材４３ａ、４３ｂはその接触面Ｘａ、Ｘｂが同一量ずつ接近又は離反するようにラック歯車機構で連結されている。また接触面Ｘａ、ＸｂはチューブＴａ（Ｔｂ）を位置合わせする中心点Ｏを初期の位置決め基準に設定してあるからチューブＴａ（Ｔｂ）が存在しないときには左右の接触面Ｘａ、Ｘｂは中心点Ｏで相互に接し、この位置から等距離ずつ同期して離反することことなる。従ってチューブの径が大小異なっても、その軸心を中心点Ｏに一致させて姿勢保持することが出来る。これと同時に等径のチューブであっても、チューブの外径に誤差がある場合に従来の方法では、その誤差に応じてチューブの保持位置（軸心）が左右に位置ズレする為、チューブ接合が正確に出来ない問題があった。これに対して上述の位置決め方法ではチューブ接合の際にチューブの軸心を予め設定した中心点Ｏに一致させるので接合時に左右のチューブが位置ズレすることがない。

次にチューブＴａ（Ｔｂ）を垂直方向上下から挟持する場合の調芯機構について図８（ｂ）に従って説明する。第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを下方から挟持する下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）は下部ユニット３１Ａ（３５Ａ）に配置され、チューブＴａ（Ｔｂ）を上方から挟持する上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）は上部ユニット３１Ｂ（３５Ｂ）に配置されている。つまり装置フレーム１０側の下部ユニット３１Ａ（３５Ａ）に下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）が、この下部ユニット３１Ａ（３５Ａ）に開閉自在の上部ユニット３１Ｂ（３５Ｂ）に上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）が、互いに対向するように配置されている。そして下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）と上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）とは互い対向してチューブＴａ（Ｔｂ）を挟持するように上下の接触面Ｙａ、Ｙｂを備えている。接触面Ｙａ，Ｙｂは、Ｖ字状溝が設けられている。

そして下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）は載台３０に遊動可能に植設した支持ステム５５ａに支持され、装置フレーム１０との間に下コイルスプリング５４ａが作用させてある。また、上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）は支持ステム５５ｂに支持され、載台３０との間に上コイルスプリング５４ｂが作用させてある。

そこで接触面Ｙａを備えた下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）と接触面Ｙｂを備えた上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）とは、下コイルスプリング５４ａと上コイルスプリング５４ｂで互いに接近する方向に付勢され、上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）は後述する上部ユニット３１Ｂ（３５Ｂ）に取付けられ、この上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）は下部ユニット３１Ａ、３５Ａに対して開閉自在に構成されている。

従って、上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）を上方の待機位置に位置させた状態で下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）の上に第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを載置する。その後、上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）を閉蓋して上下グリッパ部材４２（４７）間に第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂを位置させる。するとチューブＴａ（Ｔｂ）の上方半円部に上グリッパ部材４２ｂ（４７ｂ）の接触面Ｙｂが上コイルスプリング５４ｂの作用で圧接される。またチューブＴａ（Ｔｂ）の下方半円部に下グリッパ部材４２ａ（４７ａ）の接触面Ｙａが下コイルスプリング５４ａの作用で圧接される。

このときの下コイルスプリング５４ａと上コイルスプリング５４ｂとはバネ常数が等しく、その初張力も等しく、相互がバランスするように設定されている。そしてチューブＴａ（Ｔｂ）が存在しないとき下コイルスプリング５４ａの作用を受けた接触面Ｙａと、上コイルスプリング５４ｂの作用を受けた接触面Ｙｂとは中心点Ｏに位置するように初張力が設定されている。

以上、第１チューブ保持手段４１において第１チューブＴａを上下及び左右から位置決め保持する場合について説明したが、同第１チューブ保持手段４１において第２チューブＴｂを位置決め保持する構造も同一であり、同一符号を付して説明を省略する。更に同様に第２チューブ保持手段４６において、第１チューブＴａ及び第２チューブＴｂを位置決め保持する場合にも上述と同様の構造を採用すれば良い。
また、第１チューブ保持手段１４も、第２チューブ保持手段４６と同様、上下グリッパ部材４７より加熱ブレード５０に近接した左右グリッパ部材４８を設けても良い。

上述のように、チューブＴａ（Ｔｂ）は、水平方向左右を左右グリッパ部材４３（４８）で、垂直方向上下を上下グリッパ部材４２（４７）でそれぞれ対向する左右接触面Ｘａ、Ｘｂと上下接触面Ｙａ、Ｙｂで位置決めされることとなる。このとき左右接触面Ｘａ、Ｘｂは中心点Ｏに一致する位置を基準に同一移動量ずつ移動する調芯機構（第１実施形態）を備えている。また、上下接触面Ｙａ、Ｙｂは、スプリングの付勢力でチューブＴａ（Ｔｂ）を中心点Ｏに等圧力で付勢移動する調芯機構（第２実施形態）を備えている。尚このとき上下接触面Ｙａ、Ｙｂで垂直方向にチューブＴａ（Ｔｂ）を位置決めした後、左右水平方向にチューブＴａ（Ｔｂ）を位置決めするように手順が設定されている。つまりスプリングの付勢力で位置決めした後、接触面Ｘａ、Ｘｂの移動量でチューブの位置を固定するようになっている。

［カッタ手段の構成］
前述の載台３０には第１チューブ保持手段４１と第２チューブ保持手段４６の間にカッタ手段（加熱ブレード）５０が配置されている。このカッタ手段５０は図１にＣＬで示す切断線に沿って配置され、長手方向前後を第１及び第２チューブ保持手段４１，４６で保持された可撓性チューブを切断する。図２に示す加熱ブレード５０は固定載台３０Ｂの上部ユニット３１Ｂに配置され、扁平薄板形状に構成されている。その構成は既に種々の構造が知られているので図示しないが概略次のように構成される。

上部ユニット３１Ｂのユニットフレームには、加熱ブレード５０を上下（垂直方向）に案内するガイド溝が設けられている。この加熱ブレード５０には加熱手段（ヒータ線など）が内蔵され、所定温度に昇温制御されるようにコントローラ１５に電気的に接続され、切断線ＣＬに沿って可撓性チューブＴａ、Ｔｂを溶断する。これと同時に、溶断したチューブの端面を他のチューブの端面に溶着するように構成されている。従って、加熱ブレード５０は例えば軟質ポリ塩化ビニルなどの可撓性チューブの融点より高温となるように温度制御される。

［クランプ手段の構成］
前述のように第１チューブ保持手段４１と第２チューブ保持手段４６とに保持（ホールド）された第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂは、その中央に設定された切断線ＣＬに沿って加熱ブレード５０で溶断される。このときチューブの一方が溶液などのタンク（パック）に接続されている場合には切断と同時に内容物が漏れ出す恐れがある。

そこで図示の装置は内容物が漏れ出す恐れのあるチューブ端部側（図示のものは図１左端）のチューブ保持手段４１と加熱ブレード５０との間にクランプ手段６０を配置する。このクランプ手段６０は図１４に示すように可動載台３０Ａの下部ユニット３５Ａに配置された固定クランプ部材６１と、上部ユニット３５Ｂに配置された可動クランプ部材６５で構成されている。固定クランプ部材６１は図１４（ａ）にシャシ構造を示すように少許の間隙を有する２枚のシャッター板で構成され、その先端部には可撓性チューブを下方から押圧する圧着凹溝が形成されている。図示の圧着凹溝は第１チューブＴａを圧着する圧着凹溝６２ａと第２チューブＴｂを圧着する圧着凹溝６２ｂが一体に形成されている。

また可動載台３０Ａに構成されている上部ユニット３５Ｂの可動クランプ部材６５は図１４（ｂ）に示すように固定クランプ部材６１の圧着凹溝６２ａ、６２ｂに適合する圧着突起が設けられている。図示の圧着突起は第１チューブＴａを圧着する圧着突起６３ａと第２チューブＴｂを圧着する圧着突起６３ｂが設けられている。

このような構成において後述するように上部ユニット３５Ｂを開蓋位置から閉蓋位置に移動すると、図１４（ｂ）に示す開蓋位置の可動クランプ部材６５は固定クランプ部材６１方向に下降する。このとき第１及び第２チューブＴａ、Ｔｂは上下グリッパ部材４２、４７で同図（ｂ）の位置決め基準に規制されている。そして可動クランプ部材６５が後述する開閉レバー８２の開閉動作に連動して下降する。すると上部ユニット３５Ｂは上下ガイド面９３ｘに沿って下降する（その構成は後述する）。

そこで可動クランプ部材６５の圧着突起６３ａ、６３ｂが固定クランプ部材６１の圧着凹溝６２ａ、６２ｂに嵌合すると、突起と凹溝との間でチューブは押し潰される。この図１４（ｃ）の状態で第１及び第２の可撓性チューブＴａ、Ｔｂは閉塞（閉管）され密封されることとなる。

［シフト機構の説明］
上述の載台３０は図３に従って説明したように、可動載台３０Ａと、固定載台３０Ｂに分離され、この各載台３０は下部ユニット３１Ａ、３５Ａと上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂに分離されている。そして上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂは図３に示すように略々９０度開放された開蓋位置と水平状態の閉蓋位置（図１の状態）に開閉自在に構成されている。そのユニット開閉機構については後述する。

そこで可動載台３０Ａは図９（ａ）に一部（ユニットカバー）を省いた斜視構造を示す。同図のように可動載台３０Ａはドーナツ形状の回転胴部材７１の中央部に支持されている。図示のようにドーナツ形状（円環形状）に形成された回転胴部材７１は下部回転胴７１Ａと上部回転胴７１Ｂに分割可能に構成されている。図４にその下部回転胴７１Ａを示すが、この下部回転胴７１Ａに第１チューブ保持手段４１の左右グリッパ部材４３と下グリッパ部材４２ａが配置されている。同様に図５にその上部回転胴７１Ｂを示すが、上グリッパ部材４２ｂが配置されている。

このように構成された回転胴部材７１は、図９（ｂ）に示すように長手方向端縁に円環状の軸承部７３が設けられている。そしてこの軸承部７３にはベアリング７４が組み込まれている。そして下部回転胴７１Ａ側のベアリング７４は装置フレーム１２（図９（ａ）参照）に軸受け支持され、上部回転胴７１Ｂ側のベアリング７４は図示しないが上部ユニット３５Ｂに軸受け支持されている。このような軸受構造で回転胴部材７１は回動自在に装置フレーム１０に軸承されている。そして下部回転胴７１Ａと上部回転胴７１Ｂは接合部７２で互いに連結されることとなる。

上記下部回転胴７１Ａと上部回転胴７１Ｂの外周にはそれぞれリング歯車７５が形成されている。円環形状に形成されるリング歯車７５は上部回転胴７１Ｂにリング歯車７５ｂが、下部回転胴７１Ａにリング歯車７５ａが形成され、連結された状態で１つのリング歯車として作動するようになっている。

このように中央部にチューブ保持手段４１を配置したドーナツ形状の回転胴部材７１は装置フレーム１２にベアリング７４で旋回動自在に構成されている。そしてこの軸承部７３は、図１及び図２に示す回転軸Ｘ−Ｘ中心で回転するように設定されている。そこでこの第１チューブＴａと第２チューブＴｂを中央部に設けたチューブ保持手段４１に固定支持し、回転胴部材７１を軸Ｘ−Ｘ中心で１８０度回転すると、回転前の第１チューブＴａは第２チューブＴｂの位置に移動し、回転前の第２チューブＴｂは第１チューブＴａの位置に移動する。これによって第１チューブＴａの左端と第２チューブＴｂの右端とを接合し、第２チューブＴｂの左端と第１チューブＴａの右端とを接合して異なるチューブ同士を接合することが可能となる。つまり第１チューブ保持手段４１を内蔵した回転胴部材７１を回転軸Ｘ−Ｘを中心に所定角度（例えば１８０度）旋回することによって、第１チューブ保持手段４１に把持した第１及び第２チューブＴａ，Ｔｂの位置姿勢を異ならせることによって異なるチューブ同士を接合するようにしたものである。

そこで図示の装置は、チューブ保持手段４１を中心部に内蔵したドーナツ形状の回転胴部材７１を所定角度旋回動する駆動機構に次の特徴を備えている。上述したように円環形状の回転胴部材７１を構成する上部回転胴７１Ｂには、その外周に半円状のリング歯車７５ｂが形成され、下部回転胴７１Ａの外周にも同様に半円状のリング歯車７５ａが形成されている。そしてこの２つのリング歯車７５ａ、７５ｂは結合部７２で一体化され１つのリング歯車を構成するようになっている。

上記リング歯車７５には図６に示すような伝動歯車７６が歯合するように装置フレーム１０に配置されている。この伝動歯車７６はリング歯車７５と軸間距離が変位するように配置される。この伝動歯車７６の変位量δはリング歯車７５の接合部７２に発生する段差Ｇａより大きく設定される。この関係を図１０（ａ）に示すがリング歯車７５は上リング歯車７５ｂと下リング歯車７５ａに分割され結合部７２で連結されている。このときこの結合部７２に段差Ｇａ（段差量「γ」）が形成されると上下リング歯車の歯形は段差量「γ」だけ位置ズレすることとなる。そこでリング歯車７５に歯合する伝動歯車７６が変位しない構造のときには両歯車の歯車曲線が互いに干渉してロッキングする。この干渉エリアを図１１（ａ）にハッチングで示す。従って２つに分割されたリング歯車７５の接合部７２に段差Ｇａが生ずると、このリング歯車７５と歯合する伝動歯車７６は段差量「γ」より大きい変位量で伝動歯車７６の軸間距離を変位させる必要がある。

そこで図示の装置は、伝動歯車７６を時計方向回転用の第１伝動歯車７６Ａと反時計方向回転用の第２伝動歯車７６Ｂで構成し、この２つの伝動歯車７６Ａ，７６Ｂを揺動レバーに支持し、更にこの揺動レバーにリング歯車７５と歯合する方向に付勢する付勢スプリング（図示せず）を配置する。図６に示すように装置フレーム１０にシフトモータＭＳを取り付ける。そして駆動回転軸８０に二又形状の揺動アーム７７、７８を軸支持する。この揺動アーム７７の先端に第１伝動歯車７６Ａを軸支持し、揺動アーム７８の先端に第２伝動歯車７６Ｂを軸支持する。そこで第１伝動歯車７６Ａと第２伝動歯車７６Ｂに駆動回転軸８０に設けた駆動歯車７９を連結する。これによって駆動回転軸８０の正逆方向の回転は第１伝動歯車７６Ａと第２伝動歯車７６Ｂに伝達される。このとき揺動アーム７７、７８は第１伝動歯車７６Ａと第２伝動歯車７６Ｂが選択的にリング歯車７５と係合するように位置付けられている。

このような構成で駆動回転軸８０に上述の揺動アーム７７，７８の軸受部は遊嵌され、その間にバネクラッチＢＬ（不図示）から成る滑り軸受けが介在されている。このバネクラッチＢＬは駆動回転軸８０の回転を揺動アーム７７，７８に伝達して軸の回転方向にアームを揺動させ、アームに取付けられた伝動歯車７６がリング歯車７５に歯合するとその負荷でスプリングと駆動回転軸８０との間は滑り運動する。

その作用を図６に従って説明する。駆動回転軸８０が反時計方向に回転すると揺動アーム７８は駆動回転軸８０を中心にこの軸に巻回されたバネクラッチ（不図示）のバネ作用で反時計方向に揺動する。すると同図に示すように第２伝動歯車７６Ｂがリング歯車７５に歯合する。その後バネクラッチＢＬは滑りながら第２伝動歯車７６Ｂを同図矢示ｚ方向に付勢する。このような歯車結合と同時に駆動回転軸８０の回転は駆動歯車７９を介して第２伝動歯車７６Ｂに伝達され、リング歯車７５を反時計方向に回転動させる。

また、駆動回転軸８０を時計方向に回転すると、この軸に巻回されたバネクラッチＢＬのバネ作用で揺動アーム７７は時計方向に揺動する。すると第１伝動歯車７６Ａはリング歯車７５に歯合し、駆動回転軸８０の回転を、第１伝動歯車７６Ａを介してリング歯車７５を時計方向に回転させる。

そこで前述のリング歯車７５の結合部７２に段差Ｇａが生じたとき、その段差量「γ」に適合する量だけ伝動歯車７６を図１０（ａ）に示す変位量ｘ（ｘ＞γ）で変位させるとギア連結のロッキングは防止される。

そこで、図示の装置はリング歯車７５の結合部７２に段差Ｇａが生じたとき、伝動歯車７６を段差量「γ」に応じて変位させる運動規制手段８５が次の第１、第２及び第３いずれかの実施形態で設けてある。

「第１実施形態」は図９（ｂ）に示すように、運動規制手段８５がリング歯車７５の側縁部に一体形成されたフランジ８６で構成され、このフランジ８６にはリング歯車７５の歯元円より大径で外側に位置するガイド面８６ｘが形成されている。このガイド面８６ｘはリング歯車７５と歯合する伝動歯車７６（７６Ａ又は７６Ｂ）の歯先と係合し、伝動歯車７６をリング歯車７５の歯面から外側に離反させるように作用する。

従って、前述したように伝動歯車７６を支持する揺動アーム７７，７８にはバネクラッチＢＬのバネ作用でリング歯車７５と歯合する方向（噛合い方向）に付勢されている。この付勢力に反してリング歯車７５に段差Ｇａが存在するときには伝動歯車７６はその歯先がフランジ８６のガイド面８６ｘに案内されて伝動歯車７６を反噛合い方向に揺動させる。この伝動歯車７６の逃げ作用によって歯車同士の干渉によるロッキングを引き起こすことがない。

「第２実施形態」は図１０（ｂ）に示すが、前述のものと異なり運動規制手段８５を伝動歯車７６Ａ（７６Ｂ）の側縁部に一体形成されたフランジ８７で構成する。そしてこのフランジ８７にはリング歯車７５の歯先と係合するガイド面８７ｘを設ける。このガイド面８７ｘは伝動歯車７６Ａ（７６Ｂ）の歯元円より大径で外側に位置し、リング歯車７５の歯先と係合するように構成されている。其れ以外の構成は前述のものと同様であり、同一符号を付し説明を省略する。

次に「第３実施形態」は図示しないが、前述の第１及び第２の実施形態は運動規制手段８５を構成するフランジ８６、８７を、これと歯合する歯車の歯先と係合するように構成したが、リング歯車７５と伝動歯車７６に、それぞれフランジ（第１実施形態におけるフランジ８６と第２実施形態におけるフランジ８７）を設け、このフランジ同士を互いに係合させることによって第１及び第２の実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

［上部ユニット開閉機構］
前述したように固定載台３０Ｂと可動載台３０Ａは、それぞれ上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂと、下部ユニット３１Ａ、３５Ａで構成され、上部ユニット３１Ｂと下部ユニット３１Ａが互いに結合されて固定載台３０Ｂを構成する。また上部ユニット３５Ｂと下部ユニット３５Ａが互いに結合されて可動載台３０Ａを構成する。各ユニットの開閉機構について説明する。

図３に示すように、固定側上部ユニット３１Ｂと可動側上部ユニット３５Ｂとは、同一の構造で装置フレーム１０に開閉自在に装備されている。以下図３及び図１２、１３に従ってその構造を説明し、同一構造については同一符号を付して説明を省略する。装置フレームには取付け座９０が上部ユニット毎に設けられている。この取付け座９０に開閉レバー８２がヒンジ軸８２ｈで回動自在に連結されている。図１に示す８２ａは固定側上部ユニット３１Ｂの開閉レバーであり、８２ｂは可動側上部ユニット３５Ｂの開閉レバーを示す。各開閉レバーの先端には係止爪８３が設けられ、装置フレーム１０のロックレバー８４に係合するようになっている。

そこで可動側と固定側の各開閉レバー８２ａ、８２ｂにはボックス状カバー２４、２５が取付けられ、このカバー内に前述した上グリッパ部材４２ｂ、４７ｂが内装されている。そこでボックス状カバー２４，２５は各開閉レバー８２ａ、８２ｂに遊動可能に軸支持されている。図１２に示すように開閉レバー８２に長孔９１が設けられ、この長孔９１にボックス状カバー２４，２５に設けた連結ピン８８、８９が嵌合されている。従って可動側と固定側のボックス状カバー２４，２５は開閉レバー８２ａ、８２ｂに連結ピン８８、８９で遊動可能に軸支持されている。尚図１に示すように連結ピン８８、８９にはスプリングが架け渡してあり長孔９１の一方に付勢されている。

上記のように開閉レバー８２に遊動可能に支持されたボックス状カバー２４，２５は運動規制カム（運動規制部材）９６に嵌合され、その溝カム９３に沿って開閉動するようになっている。図１３（ｂ）に従って運動規制部材の構成を説明する。可動側と固定側のボックス状カバー２４，２５には一体的にガイドレバー９７とカムフォロア９８が設けてある。そして装置フレーム１０には取付け座９０と平行に配置されたカム板９６から成る運動規制部材が配置されている。このカム板９６にはカムフォロア９８と係合する溝カム（ガイドカム）９３が設けてある。そして溝カム９３はヒンジ軸８２ｈを中心とする円弧状にカムフォロア９８を案内する回動案内カム面９３ｖとカムフォロア９８を垂直方向に案内する上下ガイド面９３ｘで構成されている。図示９４は反転バネであり、開閉カバー８２を閉蓋方向（作動位置）、又は開蓋方向（待機位置）に付勢して開閉操作を補助（負荷軽減）する。

このような構成において図１３（ｂ）に示すようにボックス状カバー２４，２５のカムフォロア９８は、図示Ｐａ点からＰｂ点の間はヒンジ軸８２ｈを中心に回転するように運動規制され、Ｐｂ点からＰｃ点の間では上下ガイド面９３ｘに沿って垂直方向に上下動することとなる。従って可動側、固定側の上部ユニット３５Ｂ、３１Ｂは、作動位置（閉蓋状態では）垂直方向上下に運動規制され、待機位置（開蓋状態）では回動方向に回転動する。これによって上部ユニット３５Ｂ、３１Ｂは待機位置では例えば９０度など下部ユニット上方を大きく開放する。このため下部ユニット３１Ａ、３５Ａの載台上にチューブをセット、リセットする作業が容易となる。また、上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂは作動位置では下部ユニット３１Ａ，３５Ａの載台に対して垂直方向に上下動するから可撓性チューブを位置ズレさせることなく確実にクランプ或いはグリップすることとなる。

特に図示の装置は上部ユニット３１Ｂ、３５Ｂ側にガイドピン（位置決め手段）６６が垂下するように設けてあり、下部ユニット３１Ａ、３５Ａにこのピンに適合する位置決め孔６７が設けてある。このピンと位置決め孔によって正確な位置で、しかも垂直方向からチューブをクランプして封止することが可能となる。

以上本発明を載台上に２本の可撓性チューブをセット保持する場合について説明したが、載台上に１本のチューブを載置保持する構成、若しくは３本以上のチューブを同時に載置保持する構成も容易に採用することが出来る。

本発明に係わるチューブ接合装置の全体構成を示す斜視説明図。 図１の装置に於いて構造を省略したレイアウト構成の概念説明図。 図１の装置において複数のチューブを保持する載台（処理台）の拡大説明図。 図３の装置における下部ユニットの説明図。 図３の装置における上部ユニットの説明図。 図１の装置における可動載台の駆動機構の説明図。 図１の装置におけるチューブ保持手段の構成を示し、（ａ）（ｂ）はチューブ左右を位置決め支持する一対のグリッパ部材の構造説明図。 図１の装置におけるチューブ保持手段の概念説明図であり、（ａ）はチューブを水平方向左右からグリップ支持する左右グリッパ部材の概念構造を、（ｂ）はチューブを垂直方向上下からグリップ支持する上下グリッパ部材の概念構造を示す。 （ａ）は図１の装置における可動載台の支持構造の説明図、（ｂ）は可動載台を旋回するリング歯車と伝動歯車の歯合状態の一例（第１実施形態）を示す説明図。 （ａ）は図６に示す可動載台の駆動機構を構成する歯車の噛み合い状態の説明図、（ｂ）は図９（ｂ）と異なる第２実施形態の説明図。 図６に示す可動載台の駆動機構におけるリング歯車と伝動歯車の係合状態の説明図。 図１の装置に於いて上部ユニットを開閉する状態説明図であり、（ａ）は上部ユニットが下部ユニットに連結された作動状態、（ｂ）は上部ユニットを下部ユニットから上方に退避させた初期状態の説明図。 図１の装置に於いて上部ユニットを開閉する状態説明図であり、（ａ）は上部ユニットを上方の待機位置に開蓋した状態説明図、（ｂ）は上部ユニットを開閉する際の運動規制状態の説明図。 （ａ）は可撓性チューブを閉塞するクランプ手段を示し、（ａ）は固定クランプ部材の斜視説明図、（ｂ）はチューブを閉塞する前の状態説明図、（ｃ）はチューブを閉塞した後の状態説明図、（ｄ）はカッタ手段の構成説明図。

符号の説明

Ａ チューブ接合装置
Ｔａ 可撓性チューブ（第１チューブ）
Ｔｂ 可撓性チューブ（第２チューブ）
ＭＸ 作動モータ
ＭＳ シフトモータ
３０ 載台（処理台）
３０Ａ 可動載台
３０Ｂ 固定載台
３１Ａ 下部ユニット
３１Ｂ 上部ユニット
３５Ａ 下部ユニット
３５Ｂ 上部ユニット
４１ 第１チューブ保持手段
４２ 上下グリッパ部材
４３ 左右グリッパ部材
４６ 第２チューブ保持手段
４７ 上下グリッパ部材
４８ 左右グリッパ部材
５０ 加熱ブレード（カッタ手段）
５４ａ 下コイルスプリング
５４ｂ 上コイルスプリング
５５ａ 支持ステム
５５ｂ 支持ステム
６０ クランプ手段
６１ 固定クランプ部材
６５ 可動クランプ部材
７１ 回転胴部材
７１Ａ 下部回転胴
７１Ｂ 上部回転胴
７５ リング歯車
７６ 伝動歯車
７９ 駆動歯車
８０ 駆動回転軸
８２ 開閉レバー
８２ｈ ヒンジ軸
８３ 係止爪
８４ ロックレバー
８５ 運動規制手段
８６ フランジ
９３ 溝カム（ガイドカム）
９４ 反転バネ
９６ 運動規制部材（カム板）
９８ カムフォロア

Claims (5)

1. 可撓性チューブを保持する下部ユニットと、
   この下部ユニットに対して開閉自在に配置された上部ユニットと、
   上記下部ユニットに配置され、上記可撓性チューブを下方から挟圧する固定クランプ部材と、
   上記上部ユニットに配置され、上記可撓性チューブを上方から挟圧する可動クランプ部材と、
   上記上部ユニットと下部ユニットとを、上記可動クランプ部材が可撓性チューブを閉塞する作動位置と、これから上方に離間した退避位置との間で開閉自在に連結する連結手段と、
   を備え、
   上記連結手段は、
   上部ユニットを下部ユニットに対して開閉自在に支持するジョイント部材と、
   このジョイント部材による上記可動クランプ部材の開閉動を規制する運動規制部材とを有し、
   この運動規制部材は、上記上部ユニットが待機位置から作動位置に閉蓋動する際に上記可動クランプ部材を垂直方向に上下動するように案内することを特徴とするチューブ接合装置。
2. 前記ジョイント部材は、前記上部ユニットと下部ユニットとを回動自在に支持するヒンジ部材と、前記上部ユニットに遊動可能に支持された開閉カバーを有することを特徴とする請求項１に記載のチューブ接合装置。
3. 前記運動規制部材は、前記上部ユニットに連結された可動クランプ部材を前記作動位置と退避位置との間で案内するガイドカムで構成され、
   このガイドカムは、前記退避位置から前記作動位置に閉蓋動する際に、前記可動クランプ部材を垂直方向に案内する上下動カム面を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチューブ接合装置。
4. 前記ガイドカムは、
   前記可動クランプ部材を作動位置から退避位置に上下垂直方向に運動規制する上下動カム面と、この可動クランプ部材を回動方向に運動規制する回転カム面と、
   を備えていることを特徴とする請求項３に記載のチューブ接合装置。
5. 前記上部ユニットと下部ユニットとには、前記可動クランプ部材と前記固定クランプ部材との相対的位置を規制する位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のチューブ接合装置。

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