JP3640505B2 - チューブ接続装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有するチューブを溶融して切断し、その切断面を相互に溶着して接続するチューブ接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチューブ接続装置では、例えば接続する２本のチューブが平行に保持され、板状の加熱素子からなる切断板が加熱後チューブを横切るように移動することで、そのチューブが溶融して切断される。そして、保持されたチューブは、その切断面が切断板上をスライドするように移動し、次いで切断板が後退する際に所定のチューブの切断面どうしが合わされて接続される。
そこで、このよな作用を施すチューブ接続装置の従来例について簡単に説明する。図１４は、従来のチューブ接続装置を示した斜視図である。
【０００３】
本従来例のチューブ接続装置は、一対の第１チューブ保持手段２０１と第２チューブ保持手段２０２から構成されている。第１チューブ保持手段２０１には、基台２０３上に一対の開閉可能な挟持部材２０４，２０５が設けられ、そのうち挟持部材２０５は、レール上を挟持部材２０４に向かって移動するようシリンダ２０６に固定されている。挟持部材２０４，２０５は、ともに凸部が形成され、挟持部材２０５が挟持部材２０４へ移動することで、凸部間でチューブを潰すように構成されている。また、基台２０３はシリンダ２０７に固定され、そのシリンダ２０７の駆動によって、基台２０３が挟持部材２０５と同方向にレール２０８上を移動するよう構成されている。
【０００４】
一方、第２チューブ保持手段２０２は、基台２１０上に一対の開閉可能な挟持部材２１１，２１２が設けられ、そのうち挟持部材２１２はレール上を挟持部材２１１に向かって移動するようシリンダ２１３に固定されている。挟持部材２１１，２１２にもともに凸部が形成され、挟持部材２１２が挟持部材２１１へ移動することで、凸部間でチューブを潰すように構成されている。また、基台２１０はレール２１４上に載置され、２個のシリンダ２１５，２１５に固定され、そのシリンダ２１５，２１５の駆動によって基台２１０が基台２０３へ接近するよう構成されている。
【０００５】
そして、これら基台２０３，２１０上には、２本のチューブ２１６，２１７を挟持部材２０４，２０５／２１１，２１２によって挟持する位置に位置決めする一対の位置決め手段２２１，２２２が設けられている。
位置決め手段２２１，２２２は、２本のチューブ２１６，２１７を重ねて保持し得る枠体２２３，２２４が支持棒２２５，２２６に固定され、枠体２２３，２２４の一端に蓋体２２７，２２８が開閉可能に軸支されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のチューブ接続装置には次のような問題点が指摘されてる。
従来のチューブ接続装置では、位置決め手段２２１，２２２に関し蓋体２２７，２２８を開閉する煩わしさがあった。一般的に、蓋体を有する位置決め手段には、その蓋体に係合爪が形成され、それを枠体に形成された係合孔に引っかけるようにして容易に蓋体が開かないように構成されている。チューブが挟持部材２０４，２０５／２１１，２１２に潰される時にズレを起こして接続ミスが発生するのを防止するためである。そして、このような蓋体の開閉には１．５〜２ｋｇｆ程度の指先の力が必要であるが、この程度の力であれば健常者の立場からみるとさほど強い力を必要とするわけではなく容易に行えるものと思われがちである。
【０００７】
また、２本の重なったチューブが挟持部材に潰される時ズレが起きないように、位置決め手段は、挟持部材の各々両側の出来るだけ近い位置にすることが適切である。そのため、位置決め手段が装置内部に固定された場合には、操作者は、その装置内部の狭い位置に固定された位置決め手段に２本のチューブを装着することとなる。
ところが、本装置は、例えば腹膜透析患者の腹腔内に透析液を供給すべく、腹腔に接続されたトランスファーチューブと透析バックに接続されたチューブとの接続に利用されるものである。従って、本装置を使用する者には、弱視や力が弱い腹膜患者等のように体に障害がある者が多く、健常者なら何でもない取り扱いが、そのような者にとってみれば大変な労力を要するものとなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題点を解消すべく考案されたものであり、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記目的を達成すべく以下のようなチューブ接続装置を構成する。
即ち、本発明のチューブ接続装置は、２本以上の可撓性を有するチューブを保持する第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具と、前記第１チューブ保持具と第２チューブ保持具とに保持された前記チューブを前記第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間で溶融して切断する切断手段とを有し、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具は、前記２本以上のチューブを保持するための保持部を備え、その一方又は両方の保持部が回転自在な回転対称形状の部材に分割され、前記保持部同士を当接・離間させるように駆動する挟持手段及び、前記回転対称形状に分割された一方又は両方の保持部を回転させる回転手段が連結されたものであって、前記２本以上のチューブを重ねて支持し、当該保持部間の移動領域外から、当該移動領域内へ当該チューブを移動させる支持手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記支持手段が、Ｕ字溝が形成された支持部を有することが好ましい。
また、本発明のチューブ接続装置は、前記支持手段の支持部間に、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具が配設され、一方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径と略同一幅を有し、他方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径の略２倍の幅を有することが好ましい。
また、本発明のチューブ接続装置は、前記支持手段が、前記支持部が荷重を受けることで位置を変動するスライド機構を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記保持部間の移動領域外にあるチューブ装着位置と当該移動領域内にある保持位置との２点間とで前記支持部を位置決めするよう、前記支持手段を移動させる移動手段を有することが好ましい。
また、本発明のチューブ接続装置は、前記移動手段が、モータ、ソレノイド或いは、シリンダであることが好ましい。
【００１２】
このような構成をなす本発明のチューブ接続装置では、チューブは、前記挟持手段によって一対の保持部が当接することで確実に保持部で挟持され、第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間を切断手段が移動することによってチューブが溶融して切断される。そして、前記回転手段によってその保持部に回転が与えられることで、チューブを挟持した保持部が回転してチューブの位置が入れ替えられる。そこで、異なるチューブの切断面が切断手段を介して対面し、その後切断手段が後退すると同時に、前記調節手段によって第１チューブ保持具と第２チューブ保持具とが接近してチューブの切断面が接合される。このように異なるチューブの切断面どうしが溶着して接続された後、再び挟持手段によって第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の一対の保持部が離間される。
一方、このようなチューブ接続装置による接続に際し、支持手段に支持される２本以上のチューブは、その支持手段によって前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の保持部間の保持位置に移される。そのため、使用者は、前記保持部の移動する当該保持部間の移動領域外で接続したいチューブを支持手段に装着し、また、接続されたチューブをその支持手段から取り出せばよい。
【００１３】
また、本発明のチューブ接続装置では、使用者は、開口したＵ字溝に落とすように挿入すればよいため、チューブの装着が容易である。
また、本発明のチューブ接続装置では、保持部材に潰されて挟持されるチューブは、前記支持手段の一方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径と略同一幅であるため両チューブがずれることはなく、また、他方の支持部が前記チューブ外径の略２倍の幅であるため、保持部とともに回転するチューブがスムーズに回転し、ひねられて無理な力が加わることもない。
【００１４】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記保持部によってチューブが挟持される際、スライド機構が前記支持手段の支持部を荷重方向にスライドさせるため、片方へ偏って加わるチューブへの負荷を逃がして両チューブの変形のバランスがとられ、適切な接続が行われる。
また、本発明のチューブ接続装置では、使用者が前記保持部間の移動領域外にある支持手段へチューブを装着すれば、移動手段が支持手段を移動させることでチューブが前記保持位置へ確実に配置され、また、接続後のチューブは再び移動領域外へ配置される。
また、本発明のチューブ接続装置は、チューブを保持位置へ配置するよう支持手段を移動させる前記移動手段は、モータ、ソレノイド、或いはシリンダの何れかを選択することで、他の機構との組立或いはコストを考慮した最適な駆動源とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるチューブ接続装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のチューブ接続装置のクランプ部を下方から見た外観斜視図である。チューブを挟持するクランプ部は、第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２とから構成され、それらが不図示の装置本体に係設されている。第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２は、固定クランプ１１，３１に対してそれぞれ接離可能な移動クランプ２１，４１が設けられている。即ち、固定クランプ１１，３１が装置本体に固定される一方、移動クランプ２１，４１は上下にスライド自在に係設され、クランプ部が構成されている。
【００１６】
本チューブ接続装置のクランプ部は、第１チューブ保持具１に回転機構を備え、第２チューブ保持具２にはそのような回転機構がない構成をとっている。ここで図２は、第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の固定クランプ１１，３１を示した外観斜視図である。また、図３は、第１チューブ保持具１の固定クランプ１１を示した図である。なお、固定クランプ１１，３１及び移動クランプ２１，４１は、ほぼ上下対象の形状をなしているため、固定クランプ１１，３１のみを示し、該当する移動クランプ２１，４１の構成はカッコで示した。
そこで、先ず回転機構を備えた第１チューブ保持具１について説明する。図１からも分かるように固定クランプ１１及び移動クランプ２１は、いずれもロータを装填するブロック１２，２２にカバー１３，２３が張り合わされて構成されている。また、図２に示すように、ブロック１２（２２）は、半円形状の凹部が掘られたローター装填部１４（２４）が形成されている。ここへは、保持部を構成する半円形状の一対のローター片５１，５２からなるクランプローター５３がそれぞれ装填される。
【００１７】
図３に示すように、ローター装填部１４（２４）の中心部には、それぞれ半円形状の切欠１４ａ（２４ａ）が形成されている。また、ローター装填部１４（２４）には、円周レール１４ｂ（２４ｂ）が形成されている。この円周レール１４ｂ（２４ｂ）は、凸形の突起が半円状に形成されている。また、ブロック１２（ブロック２２にはない）には、ローター装填部１４に連続するギヤ装填部１５が形成されている。そして、ブロック１２，２２には、上下方向に２本のガイドシャフトが貫通するガイド孔１６ａ，１６ｂ（２６ａ，２６ｂ）が穿設されている。
一方、カバー１３（２３）には、ブロック１２，２２に対応して、半円形状の切欠１７ａ（２７ａ）及び半円状の円周レール１７ｂ（２７ｂ）が形成されている。また、カバー１３（カバー２３にはない）には、後述するドライブギヤ５４の回転軸５４ａが貫通する（図１参照）貫通孔１８が穿設されている。
【００１８】
次に、図４は、クランプローター５３が装填された第１チューブ保持具１のブロック１２，２２を示した図である。ブロック１２，２２内に装填されたクランプローター５３は、一対の半円形状のローター片５１，５２から構成されたものであり、その円周上には歯形が形成され、両ローター片５１，５２が互いに当接した際に１個の歯車をなすよう構成されている。
一方、ギヤ装填部１５には、ローター片５１，５２と噛合するドライブギヤ５４が回転可能に装填され、不図示の駆動モータの回転軸に直結されている。
クランプローター５３の中心、即ち、ローター片５１，５２どうしの当接面中央には、それぞれ図２に示すような１本のチューブが入る深さのＵ字溝５１ｂ，５２ｂが形成され、第２チューブ保持具２に対面する側に突出し、その端部にはチューブを潰して挟持する挟持部５１ａ，５２ａが形成されている。この挟持部５１ａ，５２ａは、２本のチューブを鉛直方向に並べて潰した際、その２本のチューブがともに上下に扁平する高さで形成されている。これは、チューブを切断した際に中の液体が流れ出ないよう塞ぐためである。
【００１９】
次に、第２チューブ保持具２は、図２に示すよう両クランプ３１（４１）が、上下方向に２本のガイドシャフトに案内されるガイド孔３２ａ，３２ｂ（４２ａ，４２ｂ）が穿設され、第１チューブ保持具１側へ突設された挟持部３３ａ（４３ａ）が形成されたものである。ローター片５１，５２に形成されたものと同様、１本のチューブが入る深さのＵ字溝３３ｂ（４３ｂ）が第１チューブ保持具１側に突設され、その端部に挟持部３３ａ（４３ａ）が形成されている。
【００２０】
次に、図８にチューブ接続装置の制御部をブロック図で示す。第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間には、後述するようにチューブ切断手段である切断板５が上下動可能に配設され、前述したドライブギヤ５４へ回転力を与えるモータ５５、移動クランプ２１，４１を移動させるためのモータ５６，５７及び第２チューブ保持具２を第１チューブ保持具１側へ移動させるためのモータ５８がそれぞれ係設されている。
【００２１】
駆動手段には、先ず、クランプローター５３に回転を伝達するためのモータ５５が、ドライブギヤ５４に対して回転軸５４ａを介して連結されている。また、移動クランプ２１，４１を固定クランプ１１，３１に対して当接・離間させるためのモータ５６，５７が設けられている。移動クランプ２１，４１を固定クランプ１１，３１に対して近接・離間させるためには、例えば、モータ５６，５７の回転軸に移動クランプ２１，４１と当接させた偏心カムを設けるなどの構成が考えられる。
更に、第２チューブ保持具２を第１チューブ保持具１側へ微小距離移動させるためのモータ５８が設けられている。この場合にもモータ５８の回転軸に偏心カムを設けることで、第２チューブ保持具２を第１チューブ保持具１側へ微小距離スライドさせるような構成としてもよい。ここで、第２チューブ保持具２を移動させる微小距離とは、チューブの溶融断面を圧着させるための距離である。
なお、モータ５６，５７，５８，７８には、一般のモータでもよいが位置決めに優れたステッピングモータを使用するのが好ましい。
【００２２】
一方、チューブは、このように配置された固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１との間、特に挟持部５１ａ，５２ａ，３３ａ，４３ａが形成された上下のＵ字溝５１ｂ，５２ｂに重なる保持位置へ支持部７１によって搬送されるよう構成されている。
支持部７１は、移動クランプ２１，４１が上下に重なる移動空間外から保持位置へ、チューブ３，４を移動させるよう構成されたものである。即ち、上述した従来の課題を解決するものであり、本発明の特徴をなす部分である。そこで、支持部７１について具体的に説明する。
【００２３】
図５は、支持部７１を示す外観斜視図である。支持部７１は、コの字型をなすよう角材で本体７２が形成され、その両先端部にはホルダ部７３，７４が係設されている。ホルダ部７３，７４は、ともにＵ字溝７３ａ，７４ａが同一方向に重なるように形成されている。
この第２チューブ保持具２側にあるホルダ部７４のＵ字溝７４ａは、溝幅がほぼチューブ３，４外径と同一であるのに対し、第１チューブ保持具１側にあるホルダ部７３のＵ字溝７３ａは、溝幅がほぼチューブ３，４外径の２倍で形成されている。これは、ホルダ部７４でチューブ３，４が確実に支持されるとともに、ホルダ部７３では、クランプローター５３によって回転するチューブ３，４が溝内でねじれないようにするためである。
【００２４】
また、ホルダ部７３，７４には、本体７２に形成されたレール溝に嵌合する突起７３ｂ，７４ｂが形成され、その本体７２に内装されたスプリング７９，７９によって図示する状態で支持されて、上下にスライドするようスライド機構が設けられている。ここで、図６及び図７に支持部７１の送り機構の側面図を示す。図６及び図７は、それぞれ各動作状態を示しているが、それについては後述する。
このような支持部７１には、回転自在に設けられた送りネジ７５が、その本体７２に形成された雌ネジ７６ａ（図５参照）に貫通・螺合されている。そして、送りネジ７５に固定されたギヤ７７ａとモータ７８の出力軸に固定されたギヤ７７ｂとが噛合され動力が伝達されるよう構成されている。
一方、支持部７１の本体７２には雌ネジ７６ａに平行してガイド孔７６ｂが穿設され（図５参照）、装置本体に設けられた不図示のガイドシャフトが貫通することで回転止めの働きをなしている。
【００２５】
一方、チューブを切断するための切断板５は、自己発熱型の加熱切断板である。その切断板５の詳細は図示しないが、例えば銅板のような金属板を２つ折りにし、その内面に絶縁層を介して所望パターンの発熱用の抵抗体が形成され、その抵抗体の両端の端子がそれぞれ金属板の一端部に形成された開口より露出した構成をなすものである。
そして、その切断板５は、上下に往復運動する切断板保持部材に挟持される。切断板保持部材は、耐熱性を有するセラミックス又は樹脂から構成され、シリンダ９６（図８）に連結されて位置決めされている。また、この切断板５は１回の使用毎に交換が行われ、不図示の切断板カセットから１枚づつ送り出された新たな切断板５と交換される。
【００２６】
次に、本実施の形態のチューブ接続装置を制御する制御部について説明する。図８は、チューブ接続装置の制御部を示したブロック図である。制御部１００は、エンジンコントローラ１０１、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４を備えており、ＲＡＭ１０４の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ１０３に記憶された駆動プログラムに従って信号処理を行うものである。
この制御部１００は、前記モータ５５，５６，５７，５８，７８に対し、駆動回路５５Ａ，５６Ａ，５７Ａ，５８Ａ，７８Ａを介してエンジンコントローラ１０１が接続される。そして、そのエンジンコントローラ１０１から駆動回路５５Ａ，５６Ａ，５７Ａ，５８Ａ，７８Ａへ駆動信号が出力され、後述するようモータ５５，５６，５７，５８，７８の駆動が制御される。また、シリンダ９６も、駆動回路９６Ａを介してエンジコントローラ１０１へ接続されている。
【００２７】
よって、本実施の形態のチューブ接続装置は、次のような動作によってチューブの切断及び接続が実行される。
使用者は、先ず図６に示すよう支持部７１へチューブ３，４を上下に重ねて入れる。このとき、チューブ３，４を入れるホルダ部７３，７４は、移動クランプ２１，４１が上下に移動する移動領域外に配置されているため、使用者は、両手でチューブ３，４をホルダ部７３，７４の距離以上の長さに持ち、上方からＵ字溝７３ａ，７４ａへ沿って落とすように挿入するだけでよい。そして、チューブ３，４を挿入後に動作スイッチを押すことで、チューブ接続装置の以下の動作が実行されることとなる。動作スイッチのＯＮによって、所定のプログラムに従い以下のように本チューブ接続装置が制御される。
【００２８】
先ず、チューブ３，４を支持した支持部７１が、そのチューブ３，４を固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１とで保持するための保持位置へ移動する。モータ７８が駆動することで、その回転出力がギヤ７７ａ，７７ｂを介して送りネジ７５へ伝達される。送りネジ７５が回転することにより、回転止めが設けられた支持部７１には推力が生じ、チューブ３，４が図６左方へ送られることとなる。モータ７８からは所定量の回転が与えられ、支持部７１の移動によって送られるチューブ３，４は、図７に示すように上下のＵ字溝５１ｂ，５２ｂ（３３ｂ，４３ｂ）からなる保持部に重なる保持位置まで送られて位置決めされる。
【００２９】
チューブ３，４が位置決めされると、先ず、モータ５６，５７が駆動し、その回転出力が、例えば前記したように偏心カムなどの回転によって移動クランプ２１，４１に伝達される。そのため、その偏心カムに当接した移動クランプ２１，４１が、偏心カムのカム面にならって固定クランプ２１，４１側へ移動することとなる。そして、固定クランプ１１，３１に移動クランプ２１，４１が当接したところでモータ５６，５７の回転が停止され、移動クランプ２１，４１の移動も停止することとなる。このとき、挟持部５１ａ，５２ａ及び挟持部３３ａ，４３ａの間にあったチューブ３，４は圧閉されて扁平形状となる。従って、挟持部５１ａ，５２ａ及び挟持部３３ａ，４３ａで、チューブ３，４が切断された際の液漏れ防止となる。
【００３０】
ところで、このように挟持部５１ａ，５２ａ及び挟持部３３ａ，４３ａで潰されてＵ字溝５１ｂ，５２ｂ，３３ｂ，４３ｂ内に保持されるチューブ３，４は、移動クランプ２１，４１から固定クランプ１１，３１側への一方向に荷重を受けることになる。また、下側のチューブ４は、チューブ３に重ねられて間接的に荷重を受ける一方、チューブ３は、挟持部５２ａ，４３ａによって局部的に荷重を受けることになる。
そのため、両チューブ３，４の受ける荷重分布に違いが生じ、断面形状にも違いが生じることとなる。特に、挟持部４３ａ，５２ａから直接荷重を受けるチューブ３の変形量が大きくなってしまい、チューブ４との切断面の形状が異なったものになってしまう。
【００３１】
この点、本実施の形態では、ホルダ部７３，７４にスライド機構を設けたことで解消している。
先ず、支持部７１によって保持位置に位置決めされたチューブ３，４は、図９に示すように固定クランプ１１上面よりもチューブ４が高い位置にある。そして、移動クランプ２１，４１が下降するクランプ動作によってチューブ３，４は押し下げられ、下降するチューブ３，４を介してホルダ部７３，７４へ荷重がかかることとなる。従って、ホルダ部７３，７４は、図１０に示すようにチューブ３，４から受ける荷重によってスプリング７９，７９の付勢力に抗し下方へスライドすることとなる。
【００３２】
このように、ホルダ部７３，７４の高さが下降してチューブ３，４の位置を下げ、チューブ３，４の接触面全体の高さを挟持部３３ａ，４３ａ及び挟持部５１ａ，５２ａで挟持された位置の高さ（図１０に点線で示す）とほぼ同じにすることで、チューブ３，４にかかる荷重のバランスがとられ、均等な扁平形状で潰されることになる。
【００３３】
挟持部３３ａ，４３ａ及び挟持部５１ａ，５２ａによってチューブ３，４が圧閉された後、第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間に配設された切断板５が、シリンダ９６によってチューブ３，４に向かって上昇する。そして、図１１に示すように切断板５は、挟持部３３ａ，４３ａ及び挟持部５１ａ，５２ａとの間の位置でチューブ３，４を垂直に切断する。即ち、送り手段によって新たに切断板保持部材に取り付けられた切断板５は、電圧が印加されて３００〜３５０℃に温度上昇し、この切断板５がチューブ３，４を横切るように上昇する際に溶融され切断されることとなる。
【００３４】
そして、切断板５は、チューブ３，４を切断した図１１に示す位置で停止し、次いでモータ５５が駆動され、その回転出力が回転軸５４ａを介してドライブギヤ５４を回転させる。ドライブギヤ５４の回転は、歯形が噛み合ったクランプローター５３に伝達される。モータ５５は、クランプローター５３が１８０°回転するまで駆動する。
【００３５】
そして、クランプローター５３が１８０°回転すると、ローター片５１，５２が固定クランプ１１と移動クランプ２１とで入れ替わり、図１２に示すように第１チューブ保持具１側に挟持された切断後のチューブ３ａ，４ａの切断面が切断板５の側面を１８０°旋回して入れ替わることとなる。従って、その切断部は、チューブ３ａとチューブ４ｂとの切断面、チューブ４ａとチューブ３ｂとの切断面どうしが切断板５を挟んで対面した状態となる。なお、この位置でクランプローター５３が容易に回転しないように、不図示のロック機構によって、例えば歯形のフックを掛けるなどする。
【００３６】
ところで、クランプローター５３によって保持されて回転するチューブ３ａ，４ａは、ホルダ部７３のＵ字溝７３ａが幅広く形成されているため、ねじれることなく回転する。
また、チューブ３，４の切断面は樹脂が溶融又は軟化した高温の状態にあり、その切断面は切断板５に気密に接触している。従って、回転に際してもチューブ３，４の切断面は切断板５に気密に接触したまま側面を旋回することとなる。そのため、チューブ３，４内部が大気に触れることなく無菌状態が維持される。
【００３７】
次に、切断板５をシリンダ９６によって下方へ後退させると同時に、第２チューブ保持具２が第１チューブ保持具１へ移動される。即ち、モータ５８が駆動されて偏心カムなどにより第２チューブ保持具２が第１チューブ保持具１側へ微小距離移動する。これは、切断代分（切断板５の厚さ分）移動させてチューブどうしを圧着させるためである。そこで、チューブ３ｂ，４ｂとチューブ４ａ，３ａとの切断面どうしが溶着接続され、図１３に示すような相互に入れ替えられた２本のチューブ３Ａ，４Ｂが形成される。
その後、モータ５６，５７が更に回転し、移動クランプ２１，４１が後退することとなる。また、同時にモータ５８も更に回転し、第２チューブ保持具２も後退することとなる。
【００３８】
そして、固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１とが離間されたところでモータ７８が逆転し、送りネジ７５の回転により支持部７１が後退することとなる。そのため、図１３に示す接続後のチューブ３Ａ．４Ｂを保持した支持部７１が図６に示す初期位置へ戻され、そこで使用者はチューブ３Ａ，４Ｂを取り出す。
【００３９】
以上、本実施の形態のチューブ接続装置について説明してきたが、本装置によれば、使用者は、チューブ３，４を支持部７１のホルダ部７３，７４へ挿入するだけでよく、わざわざチューブ３，４を固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１との間に持っていき、その保持部で位置決めするといった煩わしさがなくなり、チューブの装着が容易な極めて簡易な取り扱いを可能とした。
特に、チューブ３，４の挿入時には、支持部７１のホルダ部７３，７４が第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の外側に配置されているため、挿入に際し障害になるようなものはなく、極めて簡単である。
【００４０】
また、ホルダ部７３，７４にはＵ字溝７３ａ，７４ａが形成され、そこへチューブ３，４を落とすようにして入れるだけでよく、使用者は何ら力を要せず、その点でも取り扱いが容易となった。
また、前述したように、チューブ３，４を支持したホルダ部７３，７４が本体７２に対してチューブの反力を受けるか、またはクランプの開閉力によりスライドするよう構成したことで、挟持の際にチューブ３，４にかかる荷重のバランスをとり、チューブ３，４の切断面が均等な形状に扁平され、相互に入れ替えられて行われる接着が正確に行われるよになった。
【００４１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、支持部７１をモータ７８の回転を利用して駆動させるようにしたが、この他シリンダやソレノイドなどを利用したものであってもよい。また、送りネジ７５の代わりに偏心カムを用いるようにしてもよい。
また、例えば、前記実施の形態では２本のチューブを対象に切断及び接続するチューブ接続装置について説明したが、３本或いはそれ以上のチューブを対象とするものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の一方又は両方の保持部が、２本以上のチューブを保持する回転自在な回転対称形状の部材に分割され、切断手段によって切断された後、チューブを回転させることによって相互に入れ替え接続するものであって、チューブの位置決めをするものとして、保持部の移動方向に２本以上のチューブを重ねて支持し、当該保持部間の移動領域外から、当該移動領域内へ当該チューブを移動させる支持手段を有することとしたので、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００４３】
また、本発明は、支持手段の支持部をＵ字溝で形成したので、チューブを落とすように挿入すればよく、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、支持手段の支持部間に第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具が配設され、一方の支持部のＵ字溝をチューブ外径と略同一幅とし、他方の支持部のＵ字溝をチューブ外径と略２倍の幅としたので、一方でチューブがずれることなく位置決めされ、他方ではチューブがひねられて無理な力が加わることなく回転できるチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００４４】
また、本発明は、支持手段の支持部に荷重を受けることで位置を変動するスライド機構を設けたので、スライド機構が支持手段の支持部をスライドさせることで、上下のチューブにかかる偏った荷重のバランスをとり、チューブの扁平形状を均等にするチューブ接続装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、支持手段を移動させる移動手段が、保持部間の移動領域外にあるチューブ装着位置と当該移動領域内にある保持位置との２点間とで支持部を位置決めするので、使用者は支持部にチューブを装着するだけでよく、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、移動手段にモータ、ソレノイド或いは、シリンダの何れかを選択するので、他の機構との組立或いはコストを考慮した最適な駆動源とすることができるチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】チューブ接続装置のクランプ部を示した外観斜視図である。
【図２】第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の固定クランプ１１，３１を示した外観斜視図である。
【図３】第１チューブ保持具１の固定クランプ１１及び移動クランプ２１の内部を示した図である。
【図４】クランプローターが装填された第１チューブ保持具１のブロック１２，２２を示した図である。
【図５】支持部７１を示す外観斜視図である。
【図６】支持部の送り機構を示した模式図である。
【図７】支持部の送り機構を示した模式図である。
【図８】チューブ接続装置の制御部を示したブロック図である。
【図９】チューブ接続装置のクランプ部を示した側面図である。
【図１０】チューブ接続装置のクランプ部を示した側面図である。
【図１１】チューブの切断時の状態を示した模式図である。
【図１２】チューブの切断後、クランプローター５３を回転させたときにチューブの状態を示した模式図である。
【図１３】接続後のチューブを示した図である。
【図１４】従来のチューブ接続装置を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
１ 第１チューブ保持具
２ 第２チューブ保持具
３，４ チューブ
５ 切断板
１１，３１ 固定クランプ
２１，３１ 移動クランプ
５１，５２ ローター片
５３ クランプローター
３３ａ，４３ａ，５１ａ，５２ａ 挟持部
３３ｂ，４３ｂ，５１ｂ，５２ｂ Ｕ字溝
５４ ドライブギヤ
７１ 支持部
７２ 本体
７３，７４ ホルダ部
７３ａ，７４ａ Ｕ字溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有するチューブを溶融して切断し、その切断面を相互に溶着して接続するチューブ接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチューブ接続装置では、例えば接続する２本のチューブが平行に保持され、板状の加熱素子からなる切断板が加熱後チューブを横切るように移動することで、そのチューブが溶融して切断される。そして、保持されたチューブは、その切断面が切断板上をスライドするように移動し、次いで切断板が後退する際に所定のチューブの切断面どうしが合わされて接続される。
そこで、このよな作用を施すチューブ接続装置の従来例について簡単に説明する。図１４は、従来のチューブ接続装置を示した斜視図である。
【０００３】
本従来例のチューブ接続装置は、一対の第１チューブ保持手段２０１と第２チューブ保持手段２０２から構成されている。第１チューブ保持手段２０１には、基台２０３上に一対の開閉可能な挟持部材２０４，２０５が設けられ、そのうち挟持部材２０５は、レール上を挟持部材２０４に向かって移動するようシリンダ２０６に固定されている。挟持部材２０４，２０５は、ともに凸部が形成され、挟持部材２０５が挟持部材２０４へ移動することで、凸部間でチューブを潰すように構成されている。また、基台２０３はシリンダ２０７に固定され、そのシリンダ２０７の駆動によって、基台２０３が挟持部材２０５と同方向にレール２０８上を移動するよう構成されている。
【０００４】
一方、第２チューブ保持手段２０２は、基台２１０上に一対の開閉可能な挟持部材２１１，２１２が設けられ、そのうち挟持部材２１２はレール上を挟持部材２１１に向かって移動するようシリンダ２１３に固定されている。挟持部材２１１，２１２にもともに凸部が形成され、挟持部材２１２が挟持部材２１１へ移動することで、凸部間でチューブを潰すように構成されている。また、基台２１０はレール２１４上に載置され、２個のシリンダ２１５，２１５に固定され、そのシリンダ２１５，２１５の駆動によって基台２１０が基台２０３へ接近するよう構成されている。
【０００５】
そして、これら基台２０３，２１０上には、２本のチューブ２１６，２１７を挟持部材２０４，２０５／２１１，２１２によって挟持する位置に位置決めする一対の位置決め手段２２１，２２２が設けられている。
位置決め手段２２１，２２２は、２本のチューブ２１６，２１７を重ねて保持し得る枠体２２３，２２４が支持棒２２５，２２６に固定され、枠体２２３，２２４の一端に蓋体２２７，２２８が開閉可能に軸支されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のチューブ接続装置には次のような問題点が指摘されてる。
従来のチューブ接続装置では、位置決め手段２２１，２２２に関し蓋体２２７，２２８を開閉する煩わしさがあった。一般的に、蓋体を有する位置決め手段には、その蓋体に係合爪が形成され、それを枠体に形成された係合孔に引っかけるようにして容易に蓋体が開かないように構成されている。チューブが挟持部材２０４，２０５／２１１，２１２に潰される時にズレを起こして接続ミスが発生するのを防止するためである。そして、このような蓋体の開閉には１．５〜２ｋｇｆ程度の指先の力が必要であるが、この程度の力であれば健常者の立場からみるとさほど強い力を必要とするわけではなく容易に行えるものと思われがちである。
【０００７】
また、２本の重なったチューブが挟持部材に潰される時ズレが起きないように、位置決め手段は、挟持部材の各々両側の出来るだけ近い位置にすることが適切である。そのため、位置決め手段が装置内部に固定された場合には、操作者は、その装置内部の狭い位置に固定された位置決め手段に２本のチューブを装着することとなる。
ところが、本装置は、例えば腹膜透析患者の腹腔内に透析液を供給すべく、腹腔に接続されたトランスファーチューブと透析バックに接続されたチューブとの接続に利用されるものである。従って、本装置を使用する者には、弱視や力が弱い腹膜患者等のように体に障害がある者が多く、健常者なら何でもない取り扱いが、そのような者にとってみれば大変な労力を要するものとなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題点を解消すべく考案されたものであり、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記目的を達成すべく以下のようなチューブ接続装置を構成する。
即ち、本発明のチューブ接続装置は、２本以上の可撓性を有するチューブを保持する第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具と、前記第１チューブ保持具と第２チューブ保持具とに保持された前記チューブを前記第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間で溶融して切断する切断手段とを有し、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具は、前記２本以上のチューブを保持するための保持部を備え、その一方又は両方の保持部が回転自在な回転対称形状の部材に分割され、前記保持部同士を当接・離間させるように駆動する挟持手段及び、前記回転対称形状に分割された一方又は両方の保持部を回転させる回転手段が連結されたものであって、前記２本以上のチューブを重ねて支持し、当該保持部間の移動領域外から、当該移動領域内へ当該チューブを移動させる支持手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記支持手段が、Ｕ字溝が形成された支持部を有することが好ましい。
また、本発明のチューブ接続装置は、前記支持手段の支持部間に、前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具が配設され、一方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径と略同一幅を有し、他方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径の略２倍の幅を有することが好ましい。
また、本発明のチューブ接続装置は、前記支持手段が、前記支持部が荷重を受けることで位置を変動するスライド機構を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記保持部間の移動領域外にあるチューブ装着位置と当該移動領域内にある保持位置との２点間とで前記支持部を位置決めするよう、前記支持手段を移動させる移動手段を有することが好ましい。
また、本発明のチューブ接続装置は、前記移動手段が、モータ、ソレノイド或いは、シリンダであることが好ましい。
【００１２】
このような構成をなす本発明のチューブ接続装置では、チューブは、前記挟持手段によって一対の保持部が当接することで確実に保持部で挟持され、第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間を切断手段が移動することによってチューブが溶融して切断される。そして、前記回転手段によってその保持部に回転が与えられることで、チューブを挟持した保持部が回転してチューブの位置が入れ替えられる。そこで、異なるチューブの切断面が切断手段を介して対面し、その後切断手段が後退すると同時に、前記調節手段によって第１チューブ保持具と第２チューブ保持具とが接近してチューブの切断面が接合される。このように異なるチューブの切断面どうしが溶着して接続された後、再び挟持手段によって第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の一対の保持部が離間される。
一方、このようなチューブ接続装置による接続に際し、支持手段に支持される２本以上のチューブは、その支持手段によって前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の保持部間の保持位置に移される。そのため、使用者は、前記保持部の移動する当該保持部間の移動領域外で接続したいチューブを支持手段に装着し、また、接続されたチューブをその支持手段から取り出せばよい。
【００１３】
また、本発明のチューブ接続装置では、使用者は、開口したＵ字溝に落とすように挿入すればよいため、チューブの装着が容易である。
また、本発明のチューブ接続装置では、保持部材に潰されて挟持されるチューブは、前記支持手段の一方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径と略同一幅であるため両チューブがずれることはなく、また、他方の支持部が前記チューブ外径の略２倍の幅であるため、保持部とともに回転するチューブがスムーズに回転し、ひねられて無理な力が加わることもない。
【００１４】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記保持部によってチューブが挟持される際、スライド機構が前記支持手段の支持部を荷重方向にスライドさせるため、片方へ偏って加わるチューブへの負荷を逃がして両チューブの変形のバランスがとられ、適切な接続が行われる。
また、本発明のチューブ接続装置では、使用者が前記保持部間の移動領域外にある支持手段へチューブを装着すれば、移動手段が支持手段を移動させることでチューブが前記保持位置へ確実に配置され、また、接続後のチューブは再び移動領域外へ配置される。
また、本発明のチューブ接続装置は、チューブを保持位置へ配置するよう支持手段を移動させる前記移動手段は、モータ、ソレノイド、或いはシリンダの何れかを選択することで、他の機構との組立或いはコストを考慮した最適な駆動源とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるチューブ接続装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のチューブ接続装置のクランプ部を下方から見た外観斜視図である。チューブを挟持するクランプ部は、第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２とから構成され、それらが不図示の装置本体に係設されている。第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２は、固定クランプ１１，３１に対してそれぞれ接離可能な移動クランプ２１，４１が設けられている。即ち、固定クランプ１１，３１が装置本体に固定される一方、移動クランプ２１，４１は上下にスライド自在に係設され、クランプ部が構成されている。
【００１６】
本チューブ接続装置のクランプ部は、第１チューブ保持具１に回転機構を備え、第２チューブ保持具２にはそのような回転機構がない構成をとっている。ここで図２は、第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の固定クランプ１１，３１を示した外観斜視図である。また、図３は、第１チューブ保持具１の固定クランプ１１を示した図である。なお、固定クランプ１１，３１及び移動クランプ２１，４１は、ほぼ上下対象の形状をなしているため、固定クランプ１１，３１のみを示し、該当する移動クランプ２１，４１の構成はカッコで示した。
そこで、先ず回転機構を備えた第１チューブ保持具１について説明する。図１からも分かるように固定クランプ１１及び移動クランプ２１は、いずれもロータを装填するブロック１２，２２にカバー１３，２３が張り合わされて構成されている。また、図２に示すように、ブロック１２（２２）は、半円形状の凹部が掘られたローター装填部１４（２４）が形成されている。ここへは、保持部を構成する半円形状の一対のローター片５１，５２からなるクランプローター５３がそれぞれ装填される。
【００１７】
図３に示すように、ローター装填部１４（２４）の中心部には、それぞれ半円形状の切欠１４ａ（２４ａ）が形成されている。また、ローター装填部１４（２４）には、円周レール１４ｂ（２４ｂ）が形成されている。この円周レール１４ｂ（２４ｂ）は、凸形の突起が半円状に形成されている。また、ブロック１２（ブロック２２にはない）には、ローター装填部１４に連続するギヤ装填部１５が形成されている。そして、ブロック１２，２２には、上下方向に２本のガイドシャフトが貫通するガイド孔１６ａ，１６ｂ（２６ａ，２６ｂ）が穿設されている。
一方、カバー１３（２３）には、ブロック１２，２２に対応して、半円形状の切欠１７ａ（２７ａ）及び半円状の円周レール１７ｂ（２７ｂ）が形成されている。また、カバー１３（カバー２３にはない）には、後述するドライブギヤ５４の回転軸５４ａが貫通する（図１参照）貫通孔１８が穿設されている。
【００１８】
次に、図４は、クランプローター５３が装填された第１チューブ保持具１のブロック１２，２２を示した図である。ブロック１２，２２内に装填されたクランプローター５３は、一対の半円形状のローター片５１，５２から構成されたものであり、その円周上には歯形が形成され、両ローター片５１，５２が互いに当接した際に１個の歯車をなすよう構成されている。
一方、ギヤ装填部１５には、ローター片５１，５２と噛合するドライブギヤ５４が回転可能に装填され、不図示の駆動モータの回転軸に直結されている。
クランプローター５３の中心、即ち、ローター片５１，５２どうしの当接面中央には、それぞれ図２に示すような１本のチューブが入る深さのＵ字溝５１ｂ，５２ｂが形成され、第２チューブ保持具２に対面する側に突出し、その端部にはチューブを潰して挟持する挟持部５１ａ，５２ａが形成されている。この挟持部５１ａ，５２ａは、２本のチューブを鉛直方向に並べて潰した際、その２本のチューブがともに上下に扁平する高さで形成されている。これは、チューブを切断した際に中の液体が流れ出ないよう塞ぐためである。
【００１９】
次に、第２チューブ保持具２は、図２に示すよう両クランプ３１（４１）が、上下方向に２本のガイドシャフトに案内されるガイド孔３２ａ，３２ｂ（４２ａ，４２ｂ）が穿設され、第１チューブ保持具１側へ突設された挟持部３３ａ（４３ａ）が形成されたものである。ローター片５１，５２に形成されたものと同様、１本のチューブが入る深さのＵ字溝３３ｂ（４３ｂ）が第１チューブ保持具１側に突設され、その端部に挟持部３３ａ（４３ａ）が形成されている。
【００２０】
次に、図８にチューブ接続装置の制御部をブロック図で示す。第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間には、後述するようにチューブ切断手段である切断板５が上下動可能に配設され、前述したドライブギヤ５４へ回転力を与えるモータ５５、移動クランプ２１，４１を移動させるためのモータ５６，５７及び第２チューブ保持具２を第１チューブ保持具１側へ移動させるためのモータ５８がそれぞれ係設されている。
【００２１】
駆動手段には、先ず、クランプローター５３に回転を伝達するためのモータ５５が、ドライブギヤ５４に対して回転軸５４ａを介して連結されている。また、移動クランプ２１，４１を固定クランプ１１，３１に対して当接・離間させるためのモータ５６，５７が設けられている。移動クランプ２１，４１を固定クランプ１１，３１に対して近接・離間させるためには、例えば、モータ５６，５７の回転軸に移動クランプ２１，４１と当接させた偏心カムを設けるなどの構成が考えられる。
更に、第２チューブ保持具２を第１チューブ保持具１側へ微小距離移動させるためのモータ５８が設けられている。この場合にもモータ５８の回転軸に偏心カムを設けることで、第２チューブ保持具２を第１チューブ保持具１側へ微小距離スライドさせるような構成としてもよい。ここで、第２チューブ保持具２を移動させる微小距離とは、チューブの溶融断面を圧着させるための距離である。
なお、モータ５６，５７，５８，７８には、一般のモータでもよいが位置決めに優れたステッピングモータを使用するのが好ましい。
【００２２】
一方、チューブは、このように配置された固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１との間、特に挟持部５１ａ，５２ａ，３３ａ，４３ａが形成された上下のＵ字溝５１ｂ，５２ｂに重なる保持位置へ支持部７１によって搬送されるよう構成されている。
支持部７１は、移動クランプ２１，４１が上下に重なる移動空間外から保持位置へ、チューブ３，４を移動させるよう構成されたものである。即ち、上述した従来の課題を解決するものであり、本発明の特徴をなす部分である。そこで、支持部７１について具体的に説明する。
【００２３】
図５は、支持部７１を示す外観斜視図である。支持部７１は、コの字型をなすよう角材で本体７２が形成され、その両先端部にはホルダ部７３，７４が係設されている。ホルダ部７３，７４は、ともにＵ字溝７３ａ，７４ａが同一方向に重なるように形成されている。
この第２チューブ保持具２側にあるホルダ部７４のＵ字溝７４ａは、溝幅がほぼチューブ３，４外径と同一であるのに対し、第１チューブ保持具１側にあるホルダ部７３のＵ字溝７３ａは、溝幅がほぼチューブ３，４外径の２倍で形成されている。これは、ホルダ部７４でチューブ３，４が確実に支持されるとともに、ホルダ部７３では、クランプローター５３によって回転するチューブ３，４が溝内でねじれないようにするためである。
【００２４】
また、ホルダ部７３，７４には、本体７２に形成されたレール溝に嵌合する突起７３ｂ，７４ｂが形成され、その本体７２に内装されたスプリング７９，７９によって図示する状態で支持されて、上下にスライドするようスライド機構が設けられている。ここで、図６及び図７に支持部７１の送り機構の側面図を示す。図６及び図７は、それぞれ各動作状態を示しているが、それについては後述する。
このような支持部７１には、回転自在に設けられた送りネジ７５が、その本体７２に形成された雌ネジ７６ａ（図５参照）に貫通・螺合されている。そして、送りネジ７５に固定されたギヤ７７ａとモータ７８の出力軸に固定されたギヤ７７ｂとが噛合され動力が伝達されるよう構成されている。
一方、支持部７１の本体７２には雌ネジ７６ａに平行してガイド孔７６ｂが穿設され（図５参照）、装置本体に設けられた不図示のガイドシャフトが貫通することで回転止めの働きをなしている。
【００２５】
一方、チューブを切断するための切断板５は、自己発熱型の加熱切断板である。その切断板５の詳細は図示しないが、例えば銅板のような金属板を２つ折りにし、その内面に絶縁層を介して所望パターンの発熱用の抵抗体が形成され、その抵抗体の両端の端子がそれぞれ金属板の一端部に形成された開口より露出した構成をなすものである。
そして、その切断板５は、上下に往復運動する切断板保持部材に挟持される。切断板保持部材は、耐熱性を有するセラミックス又は樹脂から構成され、シリンダ９６（図８）に連結されて位置決めされている。また、この切断板５は１回の使用毎に交換が行われ、不図示の切断板カセットから１枚づつ送り出された新たな切断板５と交換される。
【００２６】
次に、本実施の形態のチューブ接続装置を制御する制御部について説明する。図８は、チューブ接続装置の制御部を示したブロック図である。制御部１００は、エンジンコントローラ１０１、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４を備えており、ＲＡＭ１０４の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ１０３に記憶された駆動プログラムに従って信号処理を行うものである。
この制御部１００は、前記モータ５５，５６，５７，５８，７８に対し、駆動回路５５Ａ，５６Ａ，５７Ａ，５８Ａ，７８Ａを介してエンジンコントローラ１０１が接続される。そして、そのエンジンコントローラ１０１から駆動回路５５Ａ，５６Ａ，５７Ａ，５８Ａ，７８Ａへ駆動信号が出力され、後述するようモータ５５，５６，５７，５８，７８の駆動が制御される。また、シリンダ９６も、駆動回路９６Ａを介してエンジコントローラ１０１へ接続されている。
【００２７】
よって、本実施の形態のチューブ接続装置は、次のような動作によってチューブの切断及び接続が実行される。
使用者は、先ず図６に示すよう支持部７１へチューブ３，４を上下に重ねて入れる。このとき、チューブ３，４を入れるホルダ部７３，７４は、移動クランプ２１，４１が上下に移動する移動領域外に配置されているため、使用者は、両手でチューブ３，４をホルダ部７３，７４の距離以上の長さに持ち、上方からＵ字溝７３ａ，７４ａへ沿って落とすように挿入するだけでよい。そして、チューブ３，４を挿入後に動作スイッチを押すことで、チューブ接続装置の以下の動作が実行されることとなる。動作スイッチのＯＮによって、所定のプログラムに従い以下のように本チューブ接続装置が制御される。
【００２８】
先ず、チューブ３，４を支持した支持部７１が、そのチューブ３，４を固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１とで保持するための保持位置へ移動する。モータ７８が駆動することで、その回転出力がギヤ７７ａ，７７ｂを介して送りネジ７５へ伝達される。送りネジ７５が回転することにより、回転止めが設けられた支持部７１には推力が生じ、チューブ３，４が図６左方へ送られることとなる。モータ７８からは所定量の回転が与えられ、支持部７１の移動によって送られるチューブ３，４は、図７に示すように上下のＵ字溝５１ｂ，５２ｂ（３３ｂ，４３ｂ）からなる保持部に重なる保持位置まで送られて位置決めされる。
【００２９】
チューブ３，４が位置決めされると、先ず、モータ５６，５７が駆動し、その回転出力が、例えば前記したように偏心カムなどの回転によって移動クランプ２１，４１に伝達される。そのため、その偏心カムに当接した移動クランプ２１，４１が、偏心カムのカム面にならって固定クランプ２１，４１側へ移動することとなる。そして、固定クランプ１１，３１に移動クランプ２１，４１が当接したところでモータ５６，５７の回転が停止され、移動クランプ２１，４１の移動も停止することとなる。このとき、挟持部５１ａ，５２ａ及び挟持部３３ａ，４３ａの間にあったチューブ３，４は圧閉されて扁平形状となる。従って、挟持部５１ａ，５２ａ及び挟持部３３ａ，４３ａで、チューブ３，４が切断された際の液漏れ防止となる。
【００３０】
ところで、このように挟持部５１ａ，５２ａ及び挟持部３３ａ，４３ａで潰されてＵ字溝５１ｂ，５２ｂ，３３ｂ，４３ｂ内に保持されるチューブ３，４は、移動クランプ２１，４１から固定クランプ１１，３１側への一方向に荷重を受けることになる。また、下側のチューブ４は、チューブ３に重ねられて間接的に荷重を受ける一方、チューブ３は、挟持部５２ａ，４３ａによって局部的に荷重を受けることになる。
そのため、両チューブ３，４の受ける荷重分布に違いが生じ、断面形状にも違いが生じることとなる。特に、挟持部４３ａ，５２ａから直接荷重を受けるチューブ３の変形量が大きくなってしまい、チューブ４との切断面の形状が異なったものになってしまう。
【００３１】
この点、本実施の形態では、ホルダ部７３，７４にスライド機構を設けたことで解消している。
先ず、支持部７１によって保持位置に位置決めされたチューブ３，４は、図９に示すように固定クランプ１１上面よりもチューブ４が高い位置にある。そして、移動クランプ２１，４１が下降するクランプ動作によってチューブ３，４は押し下げられ、下降するチューブ３，４を介してホルダ部７３，７４へ荷重がかかることとなる。従って、ホルダ部７３，７４は、図１０に示すようにチューブ３，４から受ける荷重によってスプリング７９，７９の付勢力に抗し下方へスライドすることとなる。
【００３２】
このように、ホルダ部７３，７４の高さが下降してチューブ３，４の位置を下げ、チューブ３，４の接触面全体の高さを挟持部３３ａ，４３ａ及び挟持部５１ａ，５２ａで挟持された位置の高さ（図１０に点線で示す）とほぼ同じにすることで、チューブ３，４にかかる荷重のバランスがとられ、均等な扁平形状で潰されることになる。
【００３３】
挟持部３３ａ，４３ａ及び挟持部５１ａ，５２ａによってチューブ３，４が圧閉された後、第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間に配設された切断板５が、シリンダ９６によってチューブ３，４に向かって上昇する。そして、図１１に示すように切断板５は、挟持部３３ａ，４３ａ及び挟持部５１ａ，５２ａとの間の位置でチューブ３，４を垂直に切断する。即ち、送り手段によって新たに切断板保持部材に取り付けられた切断板５は、電圧が印加されて３００〜３５０℃に温度上昇し、この切断板５がチューブ３，４を横切るように上昇する際に溶融され切断されることとなる。
【００３４】
そして、切断板５は、チューブ３，４を切断した図１１に示す位置で停止し、次いでモータ５５が駆動され、その回転出力が回転軸５４ａを介してドライブギヤ５４を回転させる。ドライブギヤ５４の回転は、歯形が噛み合ったクランプローター５３に伝達される。モータ５５は、クランプローター５３が１８０°回転するまで駆動する。
【００３５】
そして、クランプローター５３が１８０°回転すると、ローター片５１，５２が固定クランプ１１と移動クランプ２１とで入れ替わり、図１２に示すように第１チューブ保持具１側に挟持された切断後のチューブ３ａ，４ａの切断面が切断板５の側面を１８０°旋回して入れ替わることとなる。従って、その切断部は、チューブ３ａとチューブ４ｂとの切断面、チューブ４ａとチューブ３ｂとの切断面どうしが切断板５を挟んで対面した状態となる。なお、この位置でクランプローター５３が容易に回転しないように、不図示のロック機構によって、例えば歯形のフックを掛けるなどする。
【００３６】
ところで、クランプローター５３によって保持されて回転するチューブ３ａ，４ａは、ホルダ部７３のＵ字溝７３ａが幅広く形成されているため、ねじれることなく回転する。
また、チューブ３，４の切断面は樹脂が溶融又は軟化した高温の状態にあり、その切断面は切断板５に気密に接触している。従って、回転に際してもチューブ３，４の切断面は切断板５に気密に接触したまま側面を旋回することとなる。そのため、チューブ３，４内部が大気に触れることなく無菌状態が維持される。
【００３７】
次に、切断板５をシリンダ９６によって下方へ後退させると同時に、第２チューブ保持具２が第１チューブ保持具１へ移動される。即ち、モータ５８が駆動されて偏心カムなどにより第２チューブ保持具２が第１チューブ保持具１側へ微小距離移動する。これは、切断代分（切断板５の厚さ分）移動させてチューブどうしを圧着させるためである。そこで、チューブ３ｂ，４ｂとチューブ４ａ，３ａとの切断面どうしが溶着接続され、図１３に示すような相互に入れ替えられた２本のチューブ３Ａ，４Ｂが形成される。
その後、モータ５６，５７が更に回転し、移動クランプ２１，４１が後退することとなる。また、同時にモータ５８も更に回転し、第２チューブ保持具２も後退することとなる。
【００３８】
そして、固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１とが離間されたところでモータ７８が逆転し、送りネジ７５の回転により支持部７１が後退することとなる。そのため、図１３に示す接続後のチューブ３Ａ．４Ｂを保持した支持部７１が図６に示す初期位置へ戻され、そこで使用者はチューブ３Ａ，４Ｂを取り出す。
【００３９】
以上、本実施の形態のチューブ接続装置について説明してきたが、本装置によれば、使用者は、チューブ３，４を支持部７１のホルダ部７３，７４へ挿入するだけでよく、わざわざチューブ３，４を固定クランプ１１，３１と移動クランプ２１，４１との間に持っていき、その保持部で位置決めするといった煩わしさがなくなり、チューブの装着が容易な極めて簡易な取り扱いを可能とした。
特に、チューブ３，４の挿入時には、支持部７１のホルダ部７３，７４が第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の外側に配置されているため、挿入に際し障害になるようなものはなく、極めて簡単である。
【００４０】
また、ホルダ部７３，７４にはＵ字溝７３ａ，７４ａが形成され、そこへチューブ３，４を落とすようにして入れるだけでよく、使用者は何ら力を要せず、その点でも取り扱いが容易となった。
また、前述したように、チューブ３，４を支持したホルダ部７３，７４が本体７２に対してチューブの反力を受けるか、またはクランプの開閉力によりスライドするよう構成したことで、挟持の際にチューブ３，４にかかる荷重のバランスをとり、チューブ３，４の切断面が均等な形状に扁平され、相互に入れ替えられて行われる接着が正確に行われるよになった。
【００４１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、支持部７１をモータ７８の回転を利用して駆動させるようにしたが、この他シリンダやソレノイドなどを利用したものであってもよい。また、送りネジ７５の代わりに偏心カムを用いるようにしてもよい。
また、例えば、前記実施の形態では２本のチューブを対象に切断及び接続するチューブ接続装置について説明したが、３本或いはそれ以上のチューブを対象とするものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具の一方又は両方の保持部が、２本以上のチューブを保持する回転自在な回転対称形状の部材に分割され、切断手段によって切断された後、チューブを回転させることによって相互に入れ替え接続するものであって、チューブの位置決めをするものとして、保持部の移動方向に２本以上のチューブを重ねて支持し、当該保持部間の移動領域外から、当該移動領域内へ当該チューブを移動させる支持手段を有することとしたので、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００４３】
また、本発明は、支持手段の支持部をＵ字溝で形成したので、チューブを落とすように挿入すればよく、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、支持手段の支持部間に第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具が配設され、一方の支持部のＵ字溝をチューブ外径と略同一幅とし、他方の支持部のＵ字溝をチューブ外径と略２倍の幅としたので、一方でチューブがずれることなく位置決めされ、他方ではチューブがひねられて無理な力が加わることなく回転できるチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００４４】
また、本発明は、支持手段の支持部に荷重を受けることで位置を変動するスライド機構を設けたので、スライド機構が支持手段の支持部をスライドさせることで、上下のチューブにかかる偏った荷重のバランスをとり、チューブの扁平形状を均等にするチューブ接続装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、支持手段を移動させる移動手段が、保持部間の移動領域外にあるチューブ装着位置と当該移動領域内にある保持位置との２点間とで支持部を位置決めするので、使用者は支持部にチューブを装着するだけでよく、チューブの装着が容易なチューブ接続装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、移動手段にモータ、ソレノイド或いは、シリンダの何れかを選択するので、他の機構との組立或いはコストを考慮した最適な駆動源とすることができるチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】チューブ接続装置のクランプ部を示した外観斜視図である。
【図２】第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２の固定クランプ１１，３１を示した外観斜視図である。
【図３】第１チューブ保持具１の固定クランプ１１及び移動クランプ２１の内部を示した図である。
【図４】クランプローターが装填された第１チューブ保持具１のブロック１２，２２を示した図である。
【図５】支持部７１を示す外観斜視図である。
【図６】支持部の送り機構を示した模式図である。
【図７】支持部の送り機構を示した模式図である。
【図８】チューブ接続装置の制御部を示したブロック図である。
【図９】チューブ接続装置のクランプ部を示した側面図である。
【図１０】チューブ接続装置のクランプ部を示した側面図である。
【図１１】チューブの切断時の状態を示した模式図である。
【図１２】チューブの切断後、クランプローター５３を回転させたときにチューブの状態を示した模式図である。
【図１３】接続後のチューブを示した図である。
【図１４】従来のチューブ接続装置を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
１ 第１チューブ保持具
２ 第２チューブ保持具
３，４ チューブ
５ 切断板
１１，３１ 固定クランプ
２１，３１ 移動クランプ
５１，５２ ローター片
５３ クランプローター
３３ａ，４３ａ，５１ａ，５２ａ 挟持部
３３ｂ，４３ｂ，５１ｂ，５２ｂ Ｕ字溝
５４ ドライブギヤ
７１ 支持部
７２ 本体
７３，７４ ホルダ部
７３ａ，７４ａ Ｕ字溝
Claims (6)
- ２本以上の可撓性を有するチューブを保持する第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具と、前記第１チューブ保持具と第２チューブ保持具とに保持された前記チューブを前記第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間で溶融して切断する切断手段とを有するチューブ接続装置において、
前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具は、前記２本以上のチューブを保持するための保持部を備え、その一方又は両方の保持部が回転自在な回転対称形状の部材に分割され、前記保持部同士を当接・離間させるように駆動する挟持手段及び、前記回転対称形状に分割された一方又は両方の保持部を回転させる回転手段が連結されたものであって、
前記２本以上のチューブを重ねて支持し、当該保持部間の移動領域外から、当該移動領域内へ当該チューブを移動させる支持手段を有することを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項１に記載のチューブ接続装置において、
前記支持手段は、Ｕ字溝が形成された支持部を有することを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項２に記載のチューブ接続装置において、
前記支持手段の支持部間に前記第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具が配設され、一方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径と略同一幅を有し、他方の支持部のＵ字溝が前記チューブ外径の略２倍の幅を有することを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項２又は請求項３に記載のチューブ接続装置において、
前記支持手段は、前記支持部が荷重を受けることで位置を変動するスライド機構を有することを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のチューブ接続装置において、
前記保持部間の移動領域外にあるチューブ装着位置と当該移動領域内にある保持位置との２点間とで前記支持部を位置決めするよう、前記支持手段を移動させる移動手段を有することを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項５に記載のチューブ接続装置において、
前記移動手段は、モータ、ソレノイド或いは、シリンダであることを特徴とするチューブ接続装置。
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