JP3825903B2

JP3825903B2 - チューブ接続装置

Info

Publication number: JP3825903B2
Application number: JP35318397A
Authority: JP
Inventors: 徹郎奥田; 芳幸山田; 弘明佐野; 正浩清水
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-12-22
Also published as: JPH11178890A

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、その切断面を交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（以下、「ウェハ」という）が加熱後に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、その切断面がウェハ上をスライドするように移動し、次いでウェハが後退する際にそのチューブの切断面同士が合わされて溶着接続される。
そこで、このよう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１５は、従来のチューブ接続装置の主要部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側へ移動することで、凸部間でチューブをクランプする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側へ移動することで、凸部間でチューブをクランプする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が固定され、その枠体２２３，２２４には蓋体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】
ところが、このような構成からなる従来のチューブ接続装置は次のような問題点があった。
前記チューブ接続装置では、図のように２本のチューブ２１６，２１７を加熱したウェハ２３０で切断した後、そのチューブをずらして仕切りとなっていたウェハ２３０を後退させ、切断面同士を溶着して１本のチューブが接続される。
このようにして２本のチューブ２１６，２１７がウェハ２３０によって切断されるに際し、チューブの固定とともにチューブ内に残る液体の液漏れを防止するなどのため、円筒形状のチューブが扁平形状になるまで押し潰されその管内が遮断される。
そのための構成として前記従来のチューブ接続装置では、挟持部材２０５，２１２を挟持部材２０４，２１１に向かって移動させるためのシリンダ２０６，２１３が設けられている。そして、そのシリンダ２０６，２１３が稼働して挟持部材２０５，２１２と挟持部材２０４，２１１との距離が縮められ、その間で２本のチューブ２１６，２１７が押し潰されて挟持される。
【０００７】
しかし、このとき円筒形だったチューブの形状が徐々に扁平され、その変形が進んでチューブ内面が接触する閉塞状態にまでなった場合には、そのチューブを潰すためのクランプ力が急激に増大し、そのための大きな駆動力が必要になってくる。
従って、２本のチューブを十分な状態にまで扁平（押し潰す）させるためには、大きな駆動力を発生させるべくシリンダ２０６，２１３自体を大型化する必要があった。これは、前記従来例で示したシリンダの場合の他、駆動源としてモータを使用した場合にでも同様な問題であり、チューブ接続装置をコンパクトにすることを困難なものとする原因になっていた。
また、モータを使用した場合など、停電時にはチューブを押し潰すクランプ力が解除されてしまい、切断されたチューブが抜け落ちてしまうといった問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題点を解決すべく、チューブをクランプするためのクランプ力を発生する駆動源をコンパクト化した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】
本発明のチューブ接続装置は、可撓性のチューブを第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によって保持し、該チューブが第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間にて加熱した切断板によって溶融して切断した後、チューブ切断面同士を交互に溶着して接続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チューブ保持具を構成する前記チューブを保持するための固定側保持部材と該固定側保持部材に対して当接・離間する可動側保持部材と、前記可動側保持部材を前記固定側保持部材へ当接させる動力を発生する付勢部材と、前記付勢部材と前記可動側保持部材との間に配設され前記付勢部材の付勢力を前記可動側保持部材へ伝達する付勢力伝達手段とを有し、前記付勢力伝達手段は、一端が前記付勢部材によって連結されて揺動可能に軸支された揺動部材を備え、前記揺動部材には、チューブを押し潰すことに伴って要する荷重変化を示すクランプ力特性に基づいて形成されたリード溝が前記可動側保持部材に固定されたピン部材に係合されるように設けられており、前記リード溝から前記ピン部材へ伝達される前記付勢部材の付勢力によって前記可動側保持部材を前記固定側保持部材側へ当接させることを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明のチューブ接続装置においては、前記リード溝は、クランプ力が小さい角度とクランプ力が大きい角度の２段階の角度によって構成されていることを特徴とする。
【００１１】
よって、前記可動側保持部材を前記固定側保持部材へ当接させるのに付勢部材を用いてクランプ動作を実行させ、前記付勢力伝達手段による動力の伝達をチューブのクランプ力特性に基づいて形成したリード溝に係合したピン部材を介して伝達するようにしたので、チューブをクランプするための大きなクランプ力を発生する駆動源をコンパクト化したチューブ接続装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明のチューブ接続装置は、前記揺動部材を軸支する支点が偏心して設けられたものであることを特徴とする。
よって、この偏心量を調節することによってチューブのクランプ力特性に基づいて形成したリード溝の寸法公差を補いながら、クランプ時の精度を高め十分なクランプ力を得ることが可能なチューブ接続装置を提供することができる。
【００１３】
【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以下に説明する。そこで先ず、チューブを保持するためのクランプ部の構成について説明する。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示した斜視図である。なお、ここでは、クランプ部の構成を分かりやすくするため後述するものから削除あるいは異なる形状とした点があるが、基本的な考えは同じくするものである（図２乃至図５についても同様）。
本チューブ接続装置は、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、可動クランプ３１，５１が固定クランプ２１，４１に対して当接・離間するよう移動可能なように設けられている。その詳細な構成については後述する。
【００１４】
ところで、本チューブ接続装置には、第１チューブ保持具１に回転機構６３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といった違いがある。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２１，４１の当接面を示した正面図である。
第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１は、ともに図１に示すように一対のカバー部材２３，２４、カバー部材３３，３４が接合され一つのブロックを構成している。カバー部材２３，２４及びカバー部材３３，３４はいずれも同様な形状をなし、互いに対称的な形状をなすものである。この具体的な構成については図３に示す片側のカバー部材２３，３３について説明する。図３は、第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１の縦断面を示した図である。
【００１５】
カバー部材２３，３３には、半円形状の一対のローター片６１，６２からなる保持部としてのクランプローター６３（図１参照）が装填される半円形状の凹部が掘られたローター装填部２５，３５が形成されている。ローター装填部２５，３５の中心部には、それぞれ半円形状の切欠２６，３６が形成され、クランプローター６３の中心部が現れるように形成されている（図１参照）。ローター装填部２５，３５には、半円形状の円周レール２７，３７が形成されている。この円周レール２７，３７は、Ｕ字溝をなしている。
また、カバー部材２３，３３の上下の位置には、ローター装填部２５，３５の外周に連続するようにギヤ装填部２８，２９，３８，３９である凹部が形成されている。
【００１６】
次に、図４は、このような構成からなるカバー部材内にクランプローターを装填した状態を示した図である。カバー部材２３，２４及びカバー部材３３，３４が接合した中に装填されるクランプローター６３（図１参照）は、前述したように一対の半円形状のローター片６１，６２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６１，６２が接合した際に１個の歯車をなすよう構成されている。また、ローター片６１，６２が互いに当接したクランプローター６３の中心、即ち、ローター片６１，６２同士の当接面６１ａ，６２ａの中央には、断面コ字形状の挟持部６１ｂ，６２ｂが形成されている。この挟持部６１ｂ，６２ｂは、この挟持部６１ｂ，６２ｂで２本のチューブ４，５を水平に並べて挟持した場合、その２本のチューブ４，５がともに扁平して塞がれる深さで形成されている。これは、チューブ４，５を切断した際に中の液体が流れ出ないようにチューブ４，５を密閉するためである。
また、ローター片６１，６２のそれぞれの両側面には、カバー部材２３，２４，３３，３４に形成された円周レール２７，２７，３７，３７に嵌合する円周状に形成された円周凸部６１ｃ，６２ｃが形成されている。
【００１７】
一方、第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１内には、上下にローター片６１，６２と噛合するギヤ６４，６５，６６，６７が回転可能に軸支して装填される。これらのギヤ６４，６５，６６，６７のうち、固定クランプ２１を構成するカバー部材２３，２４の下方に装填されるギヤ６４が、駆動モータの回転軸に連結されたドライブギヤとして構成されている。
そして、以上のような構成部材からなる第１チューブ保持具１は、固定クランプ２１及び可動クランプ３１のカバー部材２３，２４，３３，３４にローター片６１，６２及びギヤ６４，６５，６６，６７を装填させることによって構成される。そして、そのような固定クランプ２１に対して可動クランプ３１が移動できるよう構成されている（不図示）。
【００１８】
次に、第２チューブ保持具２について説明する。図５は、第２チューブ保持具２を示した斜視図である。
この第２チューブ保持具２を構成する固定クランプ４１及び可動クランプ５１は、クランプ部材４３，４４、クランプ部材５３，５４が接合して形成されたブロックから構成されている。ただし、この第２チューブ保持具２には、第１チューブ保持具１のような回転機構は設けられていない。クランプ部材４３，４４及びクランプ部材５３，５４は、互いに対称的な形状をなすものである。その形状は、当接面にローター片６１，６２に形成した挟持部６１ｂ，６２ｂと同じ深さの挟持部４５，５５が形成されている。即ち２本のチューブ４，５を対面方向に挟持した場合、その２本のチューブ４，５がともに扁平する深さで形成されている。
【００１９】
なお、挟持部６１ｂ，６２ｂと挟持部４５，５５との向かい合う端部はより浅く形成されているが、これは、第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との中間位置、即ち切断位置においてチューブ断面が扁平状態のまま切断・接続されるように設計されている。
このような構成をなす第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２は、駆動手段などとともに不図示の装置本体に装着されている。そこでは、図２に示すよう第１チューブ保持具１と第２チューブ保持具２との間で、ウェハ３がチューブ４，５に対して垂直に上下移動できるよう配設されている。
【００２０】
次に、可動クランプを固定クランプへ当接・離間させる駆動機構について説明する。図６は、クランプ部と、そのクランプ部を可動させる駆動機構の構成を示した外観斜視図である。
クランプ部は、図面手前位置にある前記図１などで示した第１チューブ保持具１に相当するものと、後ろ側に位置する第２チューブ保持具２に相当するものから構成されている。そこで、ここでは、対応する構成部材については同符号を付し同一名称にて説明する。
第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２を構成するそれぞれの可動クランプ３１，５１と固定クランプ２１，４１とは、図示するようにそれぞれ２本づつのガイドシャフト７１によって貫通支持され、固定クランプ２１，４１は固定され、可動クランプ３１，５１は摺動可能なよう構成されている。
【００２１】
一方、この可動クランプ３１，５１を移動させる駆動機構はそれぞれのクランプに対して形成され、図６には可動クランプ３１のみの構成を詳細に示した。そこで、その構成は両可動クランプ３１，５１について同様なため、図示した可動クランプ３１側のものについてのみ説明する。
固定クランプ２１には、可動クランプ３１を移動させる駆動源となるクランプバネ７２がガイドシャフト７１に対して平行に係設されている。即ち、固定クランプ２１下端側面には係合ピン７３が立設され、その係合ピン７３にクランプバネ７２の一端部が嵌合されている。そして、このクランプバネ７２には、その他端部が当接する止め部７４ａの形成された伝達ロッド７４が嵌挿されている。伝達ロッド７４の端部はクランク７５に対して軸支されている。
【００２２】
クランク７５は、支軸７６に対して回動可能なよう軸支されたものであり、円柱形状の支点部材７７と、伝達ロッド７４側に連結されたレバー７８と、可動クランプ３１へ連結された板カム７９とが、図示するように支点部材７７を中心に略Ｌ字状に一体固定して形成されている。
このクランク７５は、支点部材７７を軸方向に貫通する支軸７６によって軸支されているが、その支軸７６は、支点部材７７に対して偏心して設けられている。これは、支点部材７７の回転に従って揺動する板カム７９を、クランプ時に合わせて可動クランプ３１から固定クランプ２１側にかけて横移動させるようにするためである。また、板カム７９の途中には従動ローラ８０が回転支持され、その従動ローラ８０に対してカム８１が図示しない駆動モータの出力軸に固定されている。
【００２３】
更に、板カム７９には可動クランプ３１に立設されたカムピン８２を誘導するリードカム溝８３が形成されている。このリードカム溝８３は、チューブを押し潰すことに伴って要する荷重変化を示すクランプ力特性に基づいて、付勢部材であるクランプバネ７２の付勢力を可動クランプ３１へ伝達すべく形成されたものである。ここで、図７は、チューブのクランプ力特性をグラフにして示した図であり、縦軸にクランプ力、横軸にチューブ潰し量をとったものである。使用した円管のチューブの肉厚は１．０ｍｍで、外径６．２ｍｍのものである。
そこで、グラフに示したクランプ力を見てみると、チューブを潰していく過程で、そのチューブが徐々に変形して押し潰されていく状態ではなだらかに上昇し、チューブが押し潰されて内面同士が接触するようになった状態からは急激に上昇することが分かる。
【００２４】
従って、本実施の形態では、クランプ力特性が示すグラフのカーブに基づいて、リードカム溝の傾斜角θが決定されている。そこで、先ずこのリードカム溝の傾斜角θを大きく２段階に分けて、図８（ａ）（ｂ）に示すように下方部分をθ₁、上方部分をθ₂として考える。本装置では、後述するように板カム７９を揺動させ、その板カム７９に作用する力によってカムピン８２を介して可動クランプ３１を移動させるものである。従って、θ_{1 ,}θ₂は、板カム７９が揺動したアンクランプ状態（図（ａ））とクランプ状態（図（ｂ））の位置での角度である。
そこで、可動クランプ３１を移動させようとする板カム７９のカム力ｆは、図８に示すように板カム７９のリードカム溝８３とカムピン８２との接触点からカムピン８２の中心へ向かってＦの大きさとなって作用する。そして、このカムピン力Ｆの水平分力Ｆcosθ₁及びＦcosθ₂がクランプ力となる。従って、クランプ力はカム力ｆを一定とするならばθの関数として求めることができる。
【００２５】
よって、本チューブ接続装置では、先に示した図７のクランプ力特性、即ち、クランプ力はチューブが潰されるのに従って上昇するという点に対応させて形成した。
具体的には、θ₁をθ₂に比して大きくし、アンクランプ状態（図８（ａ））からクランプ状態（図８（ｂ））にかけてクランプ力が大きくなるようにした（０＜θ₁，θ₂＜π／２）。
また、クランプ力特性にも現れるようにクランプ力が急激に上昇するまでは小さな力でよいため、略２段階の角度θ₁，θ₂によって構成し、θ₁の部分ではスピードが速く力を小さくし、θ₂の部分ではスピードを遅く力を大きくするようにした。
更に、急激に増加するクランプ力に対応するθ₂の部分では、より大きなクランプ力を発生するためにθの値を更に小さくするよう微小量づつ変化させている。
但し、リードカム溝８３の角度θは、揺動する板カム７９自体の傾きも勘案して決定する。
【００２６】
以上の構成をなす本実施の形態にかかるチューブ接続装置は、塩化ビニル等のような軟質樹脂で構成され可撓性（柔軟性）を有する２本のチューブを２箇所でクランプして固定し、その固定した２点間で切断した後チューブ切断面の位置を反転させ、それぞれの切断面を交互に接続するものである。
そこで、先ず、本装置のクランプ動作について説明する。図９及び図１０は、駆動機構の側面図であり、図９はアンクランプ時、図１０はクランプ時の状態を示したものである。ここでもクランプ部を構成する第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２のクランプ動作は同様にして行われるため、第１チューブ保持具１側の駆動機構のみを示して説明する。
図９に示すように２本のチューブ４，５を、固定クランプ２１と可動クランプ３１との所定のクランプ部に水平に並べる。このとき、カム８１は図示する状態に停止しており、板カム７９が従動ローラ８０を介して持ち上げられた状態になっている。
【００２７】
そのため、板カム７９は支軸７６を中心に時計方向に揺動し、そのリードカム溝８３の位置が上昇した状態にある。リードカム溝８３内のカムピン８２は可動クランプ３１に固定されているため、相対的にそのリードカム溝８３内に沿って下がり、図示するようその下端側に位置している。
カム８１に板カム７９が持ち上げられた状態では、クランク７５として一体に形成されたレバー７８も同様に時計方向に揺動している。そのため、レバー７８に軸支された伝達ロッド７４には図面左方への力が働き、係設されたクランプバネ７２は弾縮されている。
よって、このような状態では可動クランプ３１が固定クランプ２１から離間した状態にあるため、本装置の使用者は、その間の所定位置に２本のチューブ４，５を水平に並べて配置する。
【００２８】
そして、２本のチューブの設置が終了したならば、カム８１を回転させる駆動モータを駆動させてチューブのクランプ動作を実行する。これは、本チューブ接続装置に設けられたスタートスイッチによってその動作が開始される。
駆動モータからの出力により回転するカム８１は、クランプ完了に至るまでに図１０に示す位置にまで回転することとなる。その間、カム８１にならって回転する従動ローラ８０が設けられた板カム７９は、徐々に反時計方向に揺動しそのリードカム溝８３の位置が下げられていく。
【００２９】
ところで、このようにカム８１が回転し板カム７９が下方へ揺動すると、クランク７５全体は反時計方向へ回動することとなる。これは、カム８１の規制から外れたクランク７５が、クランプバネ７２の弾拡力によって反時計方向へ付勢されるためである。従って、このクランク７５を付勢するクランプバネ７２の力が、リードカム溝８３内に係設されたカムピン８２へ水平方向の分力を与えて可動クランプ３１を固定クランプ２１側へ水平移動させることとなる。
そこで、図９の状態から、クランプバネ７２の弾拡する力が止め部７４ａを介して伝達ロッド７４を図面右方へ水平移動させ、レバー７８を介してクランク７５を反時計方向へ回動させる。そして、クランク７５は図１０に示す状態に向かって回動を続け、その段階で可動クランプ３１を固定クランプ２１へ移動させ、当接させる。
【００３０】
先ず、クランク７５が回動した前半の段階では、リードカム溝８３の角度θ₁が大きくなるよう形成されている。そのため、リードカム溝８３の方向は水平（可動クランプ３１の移動方向）に近く、カムピン８２がリードカム溝８３内を相対的に移動する移動スピードが速くなり、可動クランプ３１も固定クランプ２１に対して急速に接近する。
次いで、クランク７５が更に回動し、可動クランプ３１が固定クランプ２１との間でチューブを押し潰し大きなクランプ力が必要となる段階では、そのリードカム溝８３の角度θ₂が小さくなって、カムピン８２がリードカム溝８３内を相対的に移動する移動スピードが遅くなる。
【００３１】
そして、このようにして板カム７９が揺動し、そのリードカム溝８３上端部にカムピン８２が位置してチューブのクランプが完了した状態では、このチューブ４，５が抜け落ちないようにカムピン８２にトグル作用が働く。
固定クランプ２１と可動クランプ３１によりクランプ状態のチューブ４，５からは反発力Ｗが発生し、その反発力Ｗが図１１に示すように板カム７９のリードカム溝８３にあるカムピン８２に作用し、カムピン８２がリードカム溝８３に沿って移動しようとするため可動クランプ３１が図面右方、即ちクランプしたチューブ４，５を開放しようとする方向へ移動すると考えられ、この反発力は、リードカム溝８３とカムピン８２との垂直方向の力Ｗ₁と接線方向の力Ｗ₂とに分解することができる（Ｗ₁≫Ｗ₂）。
リードカム溝８３とカムピン８２との接触点には摩擦がないとすれば、カムピン８２への可動力としてＷ₂だけが働くことになる。
しかし、実際にはクランプバネ７２の弾拡力が常時作動しているため、リードカム溝８３内のカムピン８２の動きは止まり可動クランプ３１が固定されてチューブ４，５のクランプ状態が保持される。
【００３２】
更に、クランク７５の支点部材７７を軸支する支軸７６は偏心支点として設けられているが、これはチューブクランプ時に合わせて板カム７９を図面左方へ微小量だけ横移動させて、可動クランプ３１が固定クランプ２１へ当接するクランプ力を増減するためのものである。
即ち、この偏心量を調節することによってリードカム溝８３の寸法公差を補いながらクランプ時の精度を高め、十分なクランプ力を得ようとするためのものである。
【００３３】
次に、以上のようにして駆動機構によってクランプされたチューブの切断・接続動作について説明する。なお、ここでは、図１から図５に示したクランプ部を構成する第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２に基づいて説明する。２本のチューブ４，５は、図１２に示すよう固定クランプ２１，４１と可動クランプ３１，５１とによってクランプされた状態にある。このとき、挟持部６１ｂ，６２ｂ及び挟持部４５，５５の間にあったチューブ４，５は前記の如くクランプされて扁平形状となっている。従って、挟持部６１ｂ，６２ｂ及び挟持部４５，５５では、チューブ４，５内の液体の漏れが止められることとなる。
【００３４】
そして、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ウェハ３が上昇し、その間の位置でチューブ４，５が垂直に切断される。即ち、ウェハ３には電圧が印加されて３００〜３５０℃に温度上昇し、このウェハ３がチューブ４，５に対して垂直に当たり溶融しながら切断する。
次いで、ウェハ３は、チューブ４，５を切断した位置で停止したまま、可動クランプ３１のドライブギヤ６４を回転させる（図４）。ドライブギヤ６４の回転は、歯形が噛み合ったクランプローター６３に伝達され、クランプローター６３に１８０°の回転が与えられる。
【００３５】
クランプローター６３が１８０°回転すると、ローター片６１，６２が固定クランプ２１と可動クランプ３１とで入れ替わり、図１３に示すように第１チューブ保持具１に挟持された切断後のチューブ４ａ，５ａの切断面がウェハ３の側面を旋回して１８０°入れ替わり、チューブ４ａとチューブ５ｂとの切断面、チューブ５ａとチューブ４ｂとの切断面同士がウェハ３を挟んで対面した状態となる。
ところで、チューブ４，５の切断面は樹脂が溶融又は軟化した高温の状態であるため、その切断面はウェハ３に気密に接触している。そのため、回転に際してもチューブ４，５の切断面はウェハ３に気密に接触したまま側面を旋回することとなる。従って、チューブ４，５内部が大気に触れることなく無菌状態が維持される。
【００３６】
そして、ウェハ３を下方へ後退させると同時に第２チューブ保持具２が、不図示の駆動手段（例えばシリンダなど）によって第１チューブ保持具１へ微小距離寄せられる。これは、切断代分（ウェハ３の厚さ分）移動させてチューブ同士を圧着させるためである。そこで、チューブ４ｂ，５ｂとチューブ５ａ，４ａとの切断面同士が溶着接続され、図１４に示すような交互に入れ替えられた２本のチューブ６，７が形成される。
チューブの接続が完了したならば、カム８１は再び図１０から図９に示す状態になるよう回転し、従動ローラ８０を介して板カム７９が持ち上げられる。そのため、クランク７５はクランプバネ７２の弾拡力に抗して支軸７６を中心に時計方向に回動し、カムピン８２の位置がリードカム溝８３内を相対的に下方へ移動する。よって、可動クランプ３１が固定クランプ２１から離間される。
そこで形成したチューブが取り外される。
【００３７】
よって、以上説明した本実施の形態のチューブ接続装置では、駆動機構の直接の駆動源としてクランプバネ７２を用いてクランプ部を動作させることができた。特に、板カム７９のリードカム溝８３をチューブのクランプ力特性に基づいて形成したことで、クランプ時に大きなクランプ力を発生することができ、従来のようにクランプ力を高めるために駆動源を大きくしなければならないといった問題が解消された。また、クランク７５をメインにした駆動機構は簡易な構成によってその機能を発揮し得るため、コンパクトなものとすることができ装置自体の小型化を図ることができ、コスト低下にもつながるものである。
また、可動クランプ３１の移動させる駆動源にクランプバネ７２を用いるので、オーバーロードに対する保護クラッチ機構が不要であり、その点で安全面及びコスト面からの効果をも奏する。
【００３８】
また、前記従来例のものでは切断したチューブを平行移動し必要とするチューブの切断面同士を接続するものであり、接続されないチューブの切断面は開口したままとなってしまう。そのため、チューブ内に液体が残っていた場合にはそれがこぼれ落ち、装置への悪影響を及ぼしたり汚れの原因となっていた。
しかし、本チューブ接続装置では、ロータ片６１，６２を備えたクランプローター６３採用したことにより、交互に切断面を接続することができるためこのような問題はなくなった。
また、クランプローター６３を構成するロータ片６１，６２は、固定クランプ２１と可動クランプ３１とでの位置が限定されないので、接続後の状態で固定クランプ２１から可動クランプ３１を離間させてクランプを解除することができ、制御し易いものとなった。
【００３９】
以上、本発明にかかるチューブ接続装置の実施の形態の一例を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定される訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において様々な変更が可能である。
例えば、リードカム溝８３の形状を図７に示したクランプ力特性のグラフに基づいて形成したが、このクランプ力特性は、チューブの材質や径、或いは肉厚、更には温度といった要因によって変化するものであるため、使用するチューブなどに適合した形状に設計変更するものとする。
また、例えば、前記実施の形態では、クランプ部にクランプロータ６３を用いたチューブ接続装置について、その可動クランプ３１，５１を移動させる駆動機構について説明したが、従来例で示したチューブ接続装置の挟持部材２０５，２１２を移動させるのに利用することも可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、可撓性のチューブを保持する第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具がそれぞれチューブ内を密閉状態にまで潰すよう挟み込み、その間にて加熱した切断板によって溶融して切断した後、チューブ切断面同士を交互に溶着して接続するものであって、第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具を構成するチューブを保持するための固定側保持部材と、それに対して当接・離間する可動側保持部材と、可動側保持部材を固定側保持部材へ当接させる動力を発生する付勢部材と、その付勢部材と可動側保持部材との間に配設され付勢部材の付勢力を可動側保持部材へ伝達する付勢力伝達手段とを有し、付勢力伝達手段は、一端が前記付勢部材によって連結されて揺動可能に軸支された揺動部材を備え、揺動部材には、チューブを押し潰すことに伴って要する荷重変化を示すクランプ力特性に基づいて形成されたリード溝が可動側保持部材に固定されたピン部材に係合されるように設けられており、リード溝からピン部材へ伝達される付勢部材の付勢力によって可動側保持部材を固定側保持部材側へ当接させるよう構成したので、チューブをクランプするための大きなクランプ力を発生する駆動源をコンパクト化したチューブ接続装置を提供することが可能となった。
【００４１】
また、本発明は、揺動部材を軸支する支点が偏心して設けた構成としたので、この偏心量を調節することによってチューブのクランプ力特性に基づいて形成したリード溝の寸法公差を補いながら、クランプ時の精度を高め十分なクランプ力を得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】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主要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２１，４１の当接面を示した正面図である。
【図３】第１チューブ保持具１の固定クランプ２１及び可動クランプ３１の縦断面を示した図である。
【図４】カバー部材内にクランプローターを装填した状態を示した図である。
【図５】第２チューブ保持具２を示した斜視図である。
【図６】クランプ部を可動させる駆動機構の構成を示した外観斜視図である。
【図７】チューブのクランプ力特性のグラフを示した図である。
【図８】カムピン８２に作用する力の関係を示した図である。
【図９】クランプ部を可動させる駆動機構を示したアンクランプ時の側面図である。
【図１０】クランプ部を可動させる駆動機構を示したクランプ時の側面図である。
【図１１】カムピン８２に作用する力の関係を示した図である。
【図１２】チューブクランプ時の第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２を示した外観斜視図である。
【図１３】クランプローター６３回転時の第１チューブ保持具１及び第２チューブ保持具２を示した外観斜視図である。
【図１４】接続後のチューブを示した図である。
【図１５】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】
３ウェハ
４，５チューブ
２１，４１固定クランプ
３１，５１可動クランプ
６１，６２ローター片
６３クランプローター
７１ガイドシャフト
７２クランプバネ
７４伝達ロッド
７５クランク
７８短レバー
７９板カム
８０従動ローラ
８１カム
８２カムピン
８３リードカム溝

Claims

可撓性のチューブを第１チューブ保持具及び第２チューブ保持具によって保持し、該チューブが第１チューブ保持具と第２チューブ保持具との間にて加熱した切断板によって溶融して切断した後、チューブ切断面同士を交互に溶着して接続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チューブ保持具を構成する前記チューブを保持するための固定側保持部材と該固定側保持部材に対して当接・離間する可動側保持部材と、
前記可動側保持部材を前記固定側保持部材へ当接させる動力を発生する付勢部材と、
前記付勢部材と前記可動側保持部材との間に配設され前記付勢部材の付勢力を前記可動側保持部材へ伝達する付勢力伝達手段とを有し、
前記付勢力伝達手段は、一端が前記付勢部材によって連結されて揺動可能に軸支された揺動部材を備え、
前記揺動部材には、チューブを押し潰すことに伴って要する荷重変化を示すクランプ力特性に基づいて形成されたリード溝が前記可動側保持部材に固定されたピン部材に係合されるように設けられており、
前記リード溝から前記ピン部材へ伝達される前記付勢部材の付勢力によって前記可動側保持部材を前記固定側保持部材側へ当接させ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、
前記リード溝は、クランプ力が小さい角度とクランプ力が大きい角度の２段階の角度によって構成されてい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、
前記揺動部材を軸支する支点が偏心して設けられたものであることを特徴とするチューブ接続装置。