JP3026631B2 - 定量吐出チューブポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

【０００１】この発明は、気体、液体などの流体を、大
気に接触させることなく定量吐出させるために用いて好
適なチューブポンプ、なかでも、複数の回転ローラを用
いて流体を移送するタイプのチューブポンプに関し、と
くには、移送チューブの耐久性を向上させるとともに、
吐出量の経時的な変化を有効に防止するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のチューブポンプとしては、たとえ
ば特公昭５８−４７２２６号公報に開示されたものがあ
る。

【０００３】これは、環状ケースの両端開口を、軸受け
としても機能する底板および蓋板によって閉止するとと
もに、これらのそれぞれの板に駆動軸を枢支し、そし
て、その駆動軸には、それとともに回転する円板を、ま
たこの円板には、自転可能な複数本のローラのそれぞれ
を、円板の周方向に等間隔にそれぞれ取付け、さらに、
環状ケースとローラとの間に、それらによって押しつぶ
し変形される弾性チューブを配設したものであり、かか
るチューブポンプによれば、駆動軸の回転に基づく、そ
れぞれのローラの公転および自転によって、弾性チュー
ブの押しつぶしと開放とを交互に行うことにより、弾性
チューブの相互に隣接する二個所の押しつぶし個所間
で、その弾性チューブ内に封入された流体を、それらの
ローラをもって、吐出口に向けてしごきだすことができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるチュ
ーブポンプを、たとえば定量吐出装置として用いる場合
において、定まった一定量の吐出を常に高精度に行うべ
く、伸縮変形量の多い軟質弾性チューブを、テフロンや
ポリエチレン、ポリプロピレンのチューブのような、伸
縮変形量の少ない、比較的硬質のチューブに変更したと
きには、チューブが硬いが故に、それの圧潰の繰り返し
によって、チューブに比較的早期に亀裂が発生するとい
う耐久上の問題があった他、その硬質のチューブを強い
力で繰り返し圧潰することによる、それの、元形状への
復元力の低下、塑性変形などによって、流体吐出量が経
時的に漸減するという吐出精度上の問題もあった。

【０００５】この発明は、従来技術のかかる問題を有利
に解決するものであり、硬質のチューブを用いることに
よる吐出精度上の利点はそのままに、とくには、そのチ
ューブに作用する余剰の圧潰力を有効に低減することに
よって、硬質のチューブへの亀裂の発生を長期間にわた
って十分に防止し、併せて、チューブの復元力の低下お
よび塑性変形を、これもまた長期間にわたって効果的に
防止することができる定量吐出チューブポンプを提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の定量吐出チュ
ーブポンプは、とくには、ハウジング内に位置し、それ
の内周壁とローラとの間で圧潰される移送チューブ、な
かでも、比較的硬質の移送チューブをハウジング内で、
移送チューブより軟質の材料からなって、移送チューブ
より厚肉の外皮チューブで被覆し、この外皮チューブ
を、中央部分に偏平な括れ部を有する括れチューブとす
るとともに、各端部分に設けた二枚のフランジ部の、ハ
ウジングの外側に配設した固定具への掛合によって固定
したものである。

【０００７】

【作用】このチューブポンプでは、ハウジングとローラ
とによって移送チューブを圧潰してしごくに際し、その
移送チューブを被覆する軟質厚肉の外皮チューブが常時
クッション材の如くに機能することになり、移送チュー
ブに、流体の移送に適正な圧潰力、いいかえれば、チュ
ーブ内に、移送流体を完全に封じ込めるに十分な程度の
圧潰力を越える力が作用するのを、その軟質で厚肉の外
皮チューブの大きな変形下での外力の吸収によって有効
に防止することができる。

【０００８】これがため、移送チューブに余剰の圧潰力
が作用することに起因する、そのチューブの疲労を有利
に回避して、移送チューブへの亀裂の発生、それの塑性
変形および復元力低下などを十分に防止することができ
る。

【０００９】かくして、このチューブポンプによれば、
移送チューブの耐久性を大きく向上させることができる
とともに、吐出精度を、長期間にわたって高く維持する
ことができる。併せてここでは、外皮チューブを、中央
部に偏平な括れ部を有する括れチューブとし、それに内
接する移送チューブに予め圧潰方向の外力を及ぼすこと
で、ローラによる移送チューブの所要圧潰力を低下させ
て、ローラの駆動トルクを有効に低減させることができ
る。しかもこのポンプでは、外皮チューブを、それの各
端部分に設けた二枚のフランジ部の、固定具表面への掛
合によって固定することで、移送チューブを被覆したそ
の外皮チューブのセットはもちろん、移送チューブもし
くは外皮チューブそれ自体の交換、その移送チューブの
洗浄、ポンプのオーバーホール等に際する、固定具に対
する外皮チューブの着脱を極めて容易に行うことができ
る。

【００１０】

【実施例】以下にこの発明を図示例に基づいて説明す
る。図１は、この発明の実施例を示す図であり、これ
は、ローラの回転駆動軸の軸線と直交する面内での要部
断面図である。

【００１１】図中１は、金属材料、硬質合成樹脂材料な
どにて構成することができるハウジングを示し、このハ
ウジング１は、断面形状が円弧状をなす内周壁部分１ａ
を有する。

【００１２】なお、このハウジング１の内周壁は、図の
下半分においてもまた、内周壁部分１ａと同様の円弧状
となし得ることはもちろんであるが、その下半分は、ポ
ンプ機能に実質的な係りを有しない部分であるので、後
述するローラの回転の妨げとならない限りにおいて、適
宜の断面形状とすることができる。

【００１３】かかるハウジング１の内側には、その内周
壁部分１ａに対して所定の間隔をおく、図では８個のロ
ーラ２を、ハウジング１、ひいては、弧状内周壁部分１
ａの周方向に等間隔に配設し、これもまた硬質材料から
なるこれらのローラ２のそれぞれを、回転駆動軸３に、
それに固定した円板、アームなどを介して駆動連結す
る。これにより、各ローラ２は、その回転駆動軸３とと
もに、ハウジング１に対して回転することができる他、
円板、アームなどへの取付けピン２ａの周りにて回転す
ることができる。すなわち、公転および自転のそれぞれ
を行うことができる。

【００１４】そしてここでは、テフロンチューブやポリ
プロピレンチューブ、ポリエステルチューブなどの比較
的硬質の材料にて構成されて、流体の供給部から吐出部
まで延びる移送チューブ４をハウジング内周壁部分１ａ
と、それぞれのローラ２との間に配設し、さらに、その
移送チューブ４のハウジング内に位置する部分を、それ
より軟質の材料、たとえば、塩化ビニール樹脂やナイロ
ン樹脂、ポリウレタンなどの軟質弾性材料からなる、移
送チューブ４より厚肉の外皮チューブ５によって被覆す
る。

【００１５】ここで、外皮チューブ５による移送チュー
ブ４の所要の被覆は、移送チューブ４に被せた外皮チュ
ーブ５の両端を、ハウジング１の、図では左右の側部に
設けたそれぞれの固定具６に、それ単独で、または移送
チューブ４とともに固定することにより行うこともでき
る。

【００１６】ところで、このような被覆に供される外皮
チューブ５は、図１に示すような単純なストレートチュ
ーブの他、たとえば、図２に示すように、それぞれの端
部分に二枚ずつのフランジ部５ａ、５ｂを有するストレ
ートチューブまたは、図３に示すように、各端部分に二
枚ずつのフランジ部５ａ、５ｂを有するとともに、中央
部分に偏平な括れ部５ｃを有する括れチューブなどにて
構成することもできる。ここにおいて、二枚のフランジ
部５ａ、５ｂを有する外皮チューブ５は、それらのそれ
ぞれのフランジ部５ａ、５ｂを固定具６の各表面に掛合
させることによって、その固定を極めて容易ならしめる
ことができ、また、偏平な括れ部を有する外皮チューブ
５は、その初期状態の故に、移送チューブ４を圧潰する
に際する、ローラ２の駆動トルクを有効に低減させるこ
とができる。

【００１７】以上のような装置によれば、それの組み立
てに当り、ハウジング内周壁部分１ａとローラ２との間
隔を、外皮チューブ５で被覆された移送チューブ４を完
全に圧潰し得る寸法とすることによって、所期した通り
の流体移送、たとえば、液体の定量吐出を行うことが可
能となり、その定量吐出は、ハウジング１に対するそれ
ぞれのローラ２の回転運動に基づき、まずは、それらの
両者によって、移送チューブ４を、外皮チューブ上か
ら、図１に示すように、複数個所にて完全に圧潰して、
相互に隣接する圧潰個所間に、移送チューブ内の液体を
液密に封じ込め、続いて、そこに封じ込められた液体
を、ローラ２の回転につれて吐出口側へ次第にしごき移
動させることにより行われる。

【００１８】かかる定量吐出を行う場合において、ここ
では、移送チューブ４を、前述したように、それの圧潰
およびしごきに対する伸縮変形量の少ない、比較的硬質
の材料にて構成することにより、定量吐出精度を十分に
高めることができる。

【００１９】この一方において、移送チューブ４を硬質
の材料にて構成することに起因する、その移送チューブ
４の早期の圧潰疲労は、移送チューブ４に、必要にして
十分な圧潰を生じさせた後における、その移送チューブ
４への余剰の圧潰力の伝達を、図４に断面図で示すよう
に、クッション材の如くに機能する外皮チューブ５の大
きな変形をもって制限することにより、極めて有効に防
止することができる。

【００２０】すなわち、移送チューブ４の所要の圧潰が
終了した後の、余剰の圧潰力の多くを、外皮チューブそ
れ自身の大きな変形をもって吸収することにより、移送
チューブ４の過圧潰を有効に回避して、それの、繰り返
し圧潰による疲労を効果的に防止することができ、これ
がため、移送チューブ４の圧潰の繰り返しに起因する、
そこへの亀裂の発生、その移送チューブ４の復元力の低
下、それの塑性変形などのおそれを十分に取り除いて、
移送チューブ４の耐久性を大きく向上させ、併せて、定
量吐出精度を長期間にわたって極めて高く維持すること
ができる。

【００２１】ちなみに、移送チューブ４を内径１mm、肉
厚0.5 mmのテフロンチューブで構成し、外皮チューブ５
を肉厚0.75mmのポリウレタンチューブで構成した場合に
は、移送チューブ４に亀裂を生じるまでの吐出回数が、
外皮チューブ５を被覆しない従来技術のそれの約４倍と
なることが確認された。

【００２２】そしてまた、発明装置と従来装置とのそれ
ぞれにつき、瞬間接着剤の定量吐出を行ったところ、実
吐出量の経時的変化は、図５にグラフで示す通りとな
り、発明装置では、１８０分間の継続運転中における実
吐出量の変動は極めてわずかであるに対し、従来技術で
は、運転時間が長くなるにつれて実吐出量が低下する傾
向にあり、２０分間の継続運転の後においてすでに、約
４０mg/min. もの実吐出量の低下があった。

【００２３】しかも、この装置によれば、外皮チューブ
５の存在によって、チューブ４、５の圧潰後の厚みが厚
くなるため、図６(ａ）に断面図で示すように、複数本
の移送チューブ４を、並列装置状態で同時に圧潰する場
合に、外皮チューブ５を伴う一の移送チューブ４が、隣
接する他の移送チューブ４の下方もしくは上方に挟み込
まれるおそれがないのに対し、従来装置では、移送チュ
ーブが外皮チューブを有していないが故に、その移送チ
ューブの圧潰後の厚みは、図６ (ｂ）に示すように相当
薄くなり、これがため、それの圧潰に際して、一の移送
チューブが他の移送チューブの下方もしくは上方に挟み
込まれることがしばしば発生し、この結果として、挟み
込まれたチューブおよび挟み込んだチューブのそれぞれ
にとくにそれらの側端部分で、過圧潰に起因する、極め
て早期の疲労が発生することになる問題がある。

【００２４】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、とくに
は、軟質材料からなる厚肉の外皮チューブの作用に基づ
き、繰返しの圧潰による移送チューブの疲労を、長期間
にわたって十分に防止することができ、このことによっ
て、移送チューブの耐久性を高めるとともに、定量吐出
精度を、長期間にわたって極めて高く維持することがで
きる。

【００２５】しかも、外皮チューブは、移送チューブを
ハウジング内でだけ被覆すれば足りるので、外皮チュー
ブをも含む設備コストの増加を極力小ならしめることが
でき、また、この外皮チューブは、それの各端部分に設
けた二枚のフランジ部を各固定具に掛合させることで取
付け固定されるので、移送チューブを被覆したその外皮
チューブのセットはもちろん、移送チューブもしくは外
皮チューブそれ自体の交換、移送チューブの洗浄、ポン
プのオーバーホール等に際する、固定具に対する着脱を
極めて容易ならしめて、外皮チューブを設けることに起
因する、各種作業の工数の増加を十分小さく抑えること
ができる。加えてここでは、外皮チューブを、中央部分
に偏平な括れ部を有する括れチューブとし、それに内接
する移送チューブに予め圧潰方向の外力を及ぼすこと
で、その移送チューブを圧潰するに要するローラの駆動
トルクを有効に低減させること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す断面図である。

【図２】外皮チューブを例示する図である。

【図３】外皮チューブの他の例を示す図である。

【図４】移送チューブおよび外皮チューブの圧潰状態を
示す断面図である。

【図５】発明装置と従来装置との吐出量の変化を示すグ
ラフである。

【図６】複数本の移送チューブの同時の圧潰状態を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 内周壁部分 ２ ローラ ２ａ 取付けピン ３ 回転駆動軸 ４ 移送チューブ ５ 外皮チューブ ５ａ，５ｂ フランジ部分 ５ｃ 括れ部 ６ 固定具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 5/00 341 F04B 43/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周壁が円弧状の断面部分を有する、硬
   質材料製のハウジングと、ハウジングの内側に、その周
   方向に間隔を置いて配設されて、ハウジングに対して回
   転駆動される、これも硬質材料製の複数個のローラと、
   ハウジング内で、それの内周壁とローラとの間で圧潰さ
   れる移送チューブとを具え、 その移送チューブをハウジング内で、移送チューブより
   軟質の材料からなって、移送チューブより厚肉の外皮チ
   ューブで被覆し、この外皮チューブを、中央部分に偏平
   な括れ部を有する括れチューブとするとともに、各端部
   分に設けた二枚のフランジ部の、ハウジングの外側に配
   設した固定具への掛合によって固定してなる定量吐出チ
   ューブポンプ。