JP2017129204A - 流路マニホールド及び流路マニホールドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な回路構成の流路マニホールドを低コストで提供可能とする。【解決手段】流路マニホールド１は、ボディ２と、ボディ２に設けられかつ流体を供給するための少なくとも一つの入口３と、ボディ２に設けられかつ流体を取り出すための少なくとも１つの出口４と、ボディ２の内部で入口３と出口４とを連通する流路５とを具える。流路５の少なくとも一部は、組立流路６で構成されている。組立流路６は、複数のチューブ７と、チューブ７を連通状態で互いに接続するジョイント部材８とを含む。【選択図】 図１

Description

本発明は、流体が流れる回路を構成する流路マニホールド及びその製造方法に関する。

従来、化学検査、環境分析又は生命工学研究などの各種の分析システムでは、被処理流体を供給するために、流路マニホールドが用いられている。流路マニホールドには、通常、複数の流路が複雑に配置されている。

例えば、下記特許文献１では、表面に複数の流路が彫り込まれた複数の板状ブロックを積層することにより構成された流路マニホールドが開示されている。

特開２００８−５１７８８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている流路マニホールドでは、流路の彫り込み及び各板状ブロックの積層に高い精度が要求され、コストアップを招く一因とされている。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、複雑な回路構成の流路マニホールドを低コストで提供可能とすることを主たる目的としている。

本発明の流路マニホールドは、ボディと、前記ボディに設けられかつ流体を供給するための入口と、前記ボディに設けられかつ前記流体を取り出すための出口と、前記ボディの内部で前記入口と前記出口とを連通する流路とを具えており、前記流路の少なくとも一部が、複数のチューブと、前記チューブを連通状態で互いに接続するジョイント部材とを含む組立流路で構成されていることを特徴とする。

本発明に係る前記流路マニホールドにおいて、前記ボディが、前記組立流路を被覆していることが望ましい。

本発明に係る前記流路マニホールドにおいて、前記ボディは、樹脂、ゴム又はエラストマーの硬化物であることが望ましい。

本発明に係る前記流路マニホールドにおいて、前記チューブは、可撓性を有し、前記ボディには、前記チューブの少なくとも一部を露出させる少なくとも一つの開口部と、前記開口部を通して、前記チューブを弾性変形させることにより前記流路を塞ぐための閉塞手段とが設けられていることが望ましい。

本発明に係る前記流路マニホールドにおいて、前記閉塞手段は、前記チューブに当接して前記開口部の深さ方向に往復駆動する駆動部を含むことが望ましい。

本発明の流路マニホールドの製造方法は、前記チューブと前記ジョイント部材とを接続して前記組立流路を準備する第１工程と、前記組立流路を成形型内に位置決めする第２工程と、前記成形型に未硬化のボディ材料を流し込んで硬化させる第３工程とを含むことを特徴とする。

本発明の流路マニホールドでは、ボディ、入口及び出口と、ボディの内部で入口と出口とを連通する流路とを具え、流路の少なくとも一部が、組立流路で構成されている。さらに、組立流路は、複数のチューブと、チューブを連通状態で互いに接続するジョイント部材とで構成されている。上記チューブとジョイント部材とが適宜接続されることにより、複雑な流路が容易に構成される。従って、特に生産量が少ない場合であっても、複雑な回路構成の流路マニホールドを低コストで製造することが可能となる。

本発明の流路マニホールドの製造方法は、チューブとジョイント部材とを接続して組立流路を準備する第１工程と、組立流路を成形型内に位置決めする第２工程と、成形型に未硬化のボディ材料を流し込んで硬化させる第３工程とを含む。従って複雑な回路構成の流路マニホールドを低コストで製造することが可能となる。

本発明の流路マニホールドの一実施形態を示す斜視図である。 図１のボディの構成を一部を破断して示す斜視図である。 図２のボディの平面図である。 図１の閉塞手段及びその周辺部の構成を示す断面図である。 図１の流路が塞がれた状態での閉塞手段及びその周辺部を示す断面図である。 図１の流路マニホールドの製造方法の第１工程を示す斜視図である。 図１の流路マニホールドの製造方法の第２工程を示す斜視図である。 図１の流路マニホールドの製造方法の第３工程を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の流路マニホールド１の構成を示す斜視図である。図１に示されるように、本実施形態の流路マニホールド１は、ボディ２と、入口３と、出口４と、流路５とを具えている。

ボディ２は、板状に形成されており、支持台２０の上部に搭載される。支持台２０には、ヒンジ２１を介して、カバー部材２２が設けられている。ボディ２は、支持台２０とカバー部材２２とによって挟持される。

図２及び３は、ボディ２、入口３、出口４及び流路５の構成を示している。図２では、ボディ２の一部が破断され、その断面がハッチングにて示されている。図３では、ボディ２が二点鎖線で描かれ、内部の流路５実線にて透視されている。

入口３は、ボディ２の内部に流体を供給する。出口４は、ボディ２から流体を取り出す。流路５は、ボディ２の内部で分岐又は集合し、入口３と出口４とを連通する。入口３及び出口４は、ボディ２にそれぞれ少なくとも一つ設けられているが、少なくとも一方は複数である。すなわち、少なくとも１つの入口３から分岐する流路５に複数の出口４が接続されていてもよく、複数の入口３から合流する流路５に少なくとも１つの出口４が連通されていてもよい。

流路５は、組立流路６によって構成されている。組立流路６は、複数のチューブ７と、ジョイント部材８とを含む。チューブ７は、ボディ２の内部で網目状に配設されている。ジョイント部材８は、複数のチューブ７を連通状態で互いに接続する。

ジョイント部材８が接続するチューブ７の本数は、特に限定されない。図２及び３では、３本のチューブ７を接続するジョイント部材８ａ及び４本のチューブ７を接続するジョイント部材８ｂが例示されている。また、入口３及び出口４は、ジョイント部材８ｃを介してチューブ７と接続されている。本実施形態では、全ての流路５が組立流路６によって構成されているが、流路５のうち少なくとも一部が組立流路６によって構成されていればよい。この場合、例えば、単独のチューブ７によって他の流路５が構成されていてもよい。

チューブ７とジョイント部材８とが適宜接続されて、組立流路６が形成されることにより、ボディ２内で複雑な流路５が容易に構成される。従って、特に生産量が少ない場合であっても、低コストで流路マニホールド１を製造することが可能となる。

ボディ２が、組立流路６を被覆している。ボディ２によって、組立流路６が、保護される。また、ボディ２によって、チューブ７とジョイント部材８とが、正確に位置決めされ、支持される。従って、ボディ２内での流体のリーク等が抑制されうる。

ボディ２は、例えば、樹脂、ゴム又はエラストマーの硬化物である。このようなボディ２は、例えば、成形型に未硬化のボディ材料を流し込み硬化させることにより、容易に製造することができ、流路マニホールドの製造コストの低減を図ることが可能となる。

チューブ７は、可撓性を有する材料、例えば、樹脂、ゴム又はエラストマー等からなる。このようなチューブ７によって、ボディ２内でチューブ７を自在に変形させて配置することができ、複雑な流路５が容易に構成されうる。なお、各チューブ７は、互いに連通することなく、立体的に交差されていてもよい。このようなチューブ７の配置によって、より一層複雑な流路５が構成されうる。

本実施形態のボディ２には、開口部９が設けられている。開口部９は、チューブ７の少なくとも一部を露出させる。図１に示されるように、開口部９には、閉塞手段１０が配されている。閉塞手段１０は、開口部９を通して、チューブ７を弾性変形させることにより流路５を塞ぐ。これにより、ボディ２の内部で流路構成の変更が適宜可能となる。

図４は、開口部９、閉塞手段１０及びその周辺部の構成を示している。本実施形態では、開口部９が形成されている円筒部材１５が、ボディ２に埋設されている。開口部９は、図４中、支持台２０側の下端面から垂直に開口され、円筒部材１５を貫通して形成されている。閉塞手段１０は、支持台２０に設けられている。閉塞手段１０は、チューブ７と当接し、チューブ７を変形させる当接部１１と、当接部１１を駆動する駆動部１２を含む。

当接部１１は、先端部１１ａが支持台２０の端面２０ａから突出し、開口部９に収容されている。当接部１１は、チューブ７を容易に変形させうるように、先端部１１ａがくさび状に形成されている。駆動部１２は、例えば、電磁力を原動力として、当接部１１を深さ方向に往復駆動する。

図５は、流路５が塞がれた状態での閉塞手段１０及びその周辺部を示している。駆動部１２が当接部１１を端面２０ａから突出する方向（図５では上方）に駆動することにより、先端部１１ａはチューブ７と当接する。さらに、駆動部１２が当接部１１を駆動することにより、先端部１１ａがチューブ７を弾性変形させて、流路５が塞がれる。図１に示されるように、流路マニホールド１の流路５に沿って、開口部９及び閉塞手段１０を適宜配置することにより、ボディ２の内部で種々の流路５を選択可能となり、流路マニホールド１の利便性が向上する。また、駆動部１２を制御して、先端部１１ａの突出量を調整することにより、流量を微調整することが可能となる。

なお、円筒部材１５の上端には、開口部９を閉じる天壁が形成されていてもよい。この場合、当接部１１によって押圧されたチューブ７が天壁に支持されるので、チューブ７が当接部１１から逃げることなく、流路５が容易に閉塞されうる。

以下、流路マニホールド１の製造方法が説明される。流路マニホールド１の製造方法は、組立流路６を準備する第１工程と、組立流路６を成形型内に位置決めする第２工程と、成形型に未硬化のボディ材料を流し込んで硬化させる工程第３とを含む。

図６は、第１工程を示している。第１工程では、チューブ７とジョイント部材８とが接続される。これにより、組立流路６が準備される。このとき、開口部９が形成された円筒部材１５がチューブ７に装着される。

図７は、第２工程を示している。第２工程では、ボディ２を成形するための成形型１００が用いられる。成形型１００のキャビティ空間１０１には、チューブ７を案内するための複数対のピン１０２が突設されている。同様に、キャビティ空間１０１には、ジョイント部材８を案内するための複数対のピン１０３が突設されている。

対向するピン１０２の間にチューブ７を挿入すると共に、対向するピン１０３の間にジョイント部材８を挿入することにより、成形型１００のキャビティ空間１０１に、組立流路６が配置される。このとき、各対のピン１０２によってチューブ７が挟持され、チューブ７が容易かつ正確に位置決めされる。また、各対のピン１０３によってジョイント部材８が挟持され、ジョイント部材８が容易かつ正確に位置決めされる。これにより、組立流路６が要所で正確に位置決めされる。なお、ピン１０２又はピン１０３のいずれかによって組立流路６が位置決めされる構成であってもよい。

本実施形態の成形型１００では、円筒部材１５を位置決めするための位置決め手段１０４が設けられている。位置決め手段１０４としては、例えば、成形面から突出して形成された凸部が挙げられる。凸部を開口部９に嵌合させることにより、円筒部材１５が正確に位置決めされ、開口部９が当接部１１と対向する位置に精度よく形成されうる。位置決め手段１０４の別の形態としては、例えば、成形面から陥没して形成された凹部が挙げられる。この場合、凹部に円筒部材１５を挿入することにより、円筒部材１５が正確に位置決めされる。

上記第１工程と第２工程とは、同時に実施されうる。すなわち、成形型１００内で、チューブ７及びジョイント部材８を対向するピン１０２及び１０３の間に挿入しながら、チューブ７及びジョイント部材８を違いに接続し、組立流路６が形成されてもよい。

図８は、第３工程を示している。第３工程では、成形型１００に未硬化のボディ材料を流し込まれる。ボディ材料が冷却等によって硬化することによりボディ２が形成され、その後、ボディ２が離型され、図１に示されるように、支持台２０に搭載される。

ピン１０２及び１０３はキャビティ空間１０１に突出しているので、成形後のボディには、チューブ７及びジョイント部材８に隣接して、ピン１０２及び１０３に対応する穴１６、１７（図２参照）がそれぞれ形成される。

以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

１ 流路マニホールド
２ ボディ
３ 入口
４ 出口
５ 流路
６ 組立流路
７ チューブ
８ ジョイント部材
９ 開口部
１０ 閉塞手段
１１ 当接部
１２ 駆動部

Claims (6)

1. 流路マニホールドであって、
   ボディと、
   前記ボディに設けられかつ流体を供給するための入口と、
   前記ボディに設けられかつ前記流体を取り出すための出口と、
   前記ボディの内部で前記入口と前記出口とを連通する流路とを具えており、
   前記流路の少なくとも一部が、複数のチューブと、前記チューブを連通状態で互いに接続するジョイント部材とを含む組立流路で構成されていることを特徴とする流路マニホールド。
2. 前記ボディが、前記組立流路を被覆している請求項１記載の流路マニホールド。
3. 前記ボディは、樹脂、ゴム又はエラストマーの硬化物である請求項１記載の流路マニホールド。
4. 前記チューブは、可撓性を有し、
   前記ボディには、前記チューブの少なくとも一部を露出させる少なくとも一つの開口部と、前記開口部を通して、前記チューブを弾性変形させることにより前記流路を塞ぐための閉塞手段とが設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の流路マニホールド。
5. 前記閉塞手段は、前記チューブに当接して前記開口部の深さ方向に往復駆動する駆動部を含む請求項４記載の流路マニホールド。
6. 前記請求項１乃至５のいずれかに記載の流路マニホールドの製造方法であって、
   前記チューブと前記ジョイント部材とを接続して前記組立流路を準備する第１工程と、
   前記組立流路を成形型内に位置決めする第２工程と、
   前記成形型に未硬化のボディ材料を流し込んで硬化させる第３工程とを含むことを特徴とする流路マニホールドの製造方法

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