JP3951650B2 - Tube pump - Google Patents

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JP3951650B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性を有するチューブ（ポンプチューブ）をしごくことにより、チューブ内の液体を送液するチューブポンプが知られており、例えば医療機器、プリンタ等において広く用いられている。
【０００３】
このチューブポンプは、通常、ロータと、ロータを回転駆動するモータと、ロータに設置された複数のローラとを有し、このローラがロータの外周に沿って配置されたチューブを圧閉しつつロータが回転して、送液を行うようになっている。
【０００４】
しかしながら、従来のチューブポンプでは、ロータを駆動するモータが大きいために、小型化、特に薄型化が困難である、という問題がある。また、モータの電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼすおそれがある、という問題もある。
【０００５】
また、従来のチューブポンプでは、非使用時において、チューブの一部がローラに圧閉（押圧）され続けることにより、この部分に潰れぐせがついてしまう（変形してしまう）、という問題がある。チューブに潰れぐせがつくと、その部分の劣化が進行したり、チューブポンプの吐出量が不安定になったり、所望の吐出量が得られなくなったりする弊害がある。このため、従来のチューブポンプでは、例えば、製造後、長期間保管することができないという不都合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、特に薄型化に有利であり、また非使用時にチューブに潰れぐせがつくのを防止することができるチューブポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（３６）の本発明により達成される。
【０００８】
（１） 弾性を有するチューブを装着する装着部を有する本体と、
前記本体に対し回転可能に設置されたロータと、
前記ロータの回転により前記ロータの回転軸を中心として公転し、前記チューブの一部を圧閉する複数の圧閉部と、
前記ロータに一体化または固着されている被駆動体と、
前記被駆動体に当接して設けられ、圧電素子を備えた少なくとも１つの振動体とを有し、
前記振動体は、長い方向と短い方向とを有する形状をなし、前記ロータの半径方向から前記被駆動体に当接するように設置され、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記被駆動体に力を繰り返し加えて前記被駆動体を駆動し、これにより前記ロータを回転させるものであり、複数の前記圧閉部のうちの少なくとも１つは、前記ロータに対し所定の移動範囲で移動可能であることを特徴とするチューブポンプ。
【０００９】
（２） 前記ロータの停止時において複数の前記圧閉部のいずれもが前記チューブを圧閉していない状態とすることができ、この状態から前記ロータの回転が開始されると、前記移動可能な前記圧閉部が前記ロータに対し前記移動範囲で相対的に移動し、前記移動範囲の後端面に当接後、前記ロータの回転とともに前記ロータの回転軸を中心として公転し、前記ロータの定常回転状態では前記ロータの回転位置によらず、複数の前記圧閉部のうちの少なくとも１つが前記チューブを圧閉する上記（１）に記載のチューブポンプ。
【００１０】
（３） 前記移動可能な前記圧閉部は、前記移動範囲の少なくとも一部で、前記ロータの周方向に移動可能である上記（１）または（２）に記載のチューブポンプ。
【００１１】
（４） 前記ロータの定常回転状態で、複数の前記圧閉部は、前記ロータの周方向に沿ってほぼ等角度間隔で配置される上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００１２】
（５） 前記移動可能な前記圧閉部は、前記ロータに形成された溝または窓に沿って移動可能である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００１３】
（６） 前記圧閉部は、前記ロータから突出する凸部である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００１４】
（７） 前記圧閉部は、前記ロータに対し回転可能に設けられている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００１５】
（８） 前記圧閉部は、任意の方向に回転可能なボールである上記（７）に記載のチューブポンプ。
【００１６】
（９） 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸とほぼ同じ方向の回転軸を中心として回転可能なローラである上記（７）に記載のチューブポンプ。
【００１７】
（１０） 前記ロータと同軸的に設けられた加圧ロータと、
前記ロータに設けられ、前記移動可能な前記ローラを前記ロータの回転方向に押圧する押圧部とを有し、
前記移動可能な前記ローラは、前記ロータによって支持されておらず、前記ロータの定常回転状態では、前記加圧ロータと前記押圧部とに当接しつつ回転する上記（９）に記載のチューブポンプ。
【００１８】
（１１） 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸とほぼ直交する方向の回転軸を中心として回転可能なローラである上記（７）に記載のチューブポンプ。
【００１９】
（１２） 前記移動可能な前記ローラに対し、該ローラの回転軸が前記ロータの回転軸とほぼ直交するように該ローラの姿勢を規制する規制部材が設けられている上記（１１）に記載のチューブポンプ。
【００２０】
（１３） 前記本体は、前記チューブを圧閉していない位置にある前記圧閉部に当接する当接部を有する上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００２１】
（１４） 前記圧閉部は、前記ロータの半径方向から前記チューブを圧閉する上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００２２】
（１５） 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸方向から前記チューブを圧閉する上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００２３】
（１６） 前記装着部に装着された前記チューブの近傍に設けられた可撓性を有する板状体を有し、前記圧閉部は、該板状体を介して前記チューブを圧閉する上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００２４】
（１７） 前記板状体は、前記装着部に装着された前記チューブの前記圧閉部に圧閉される部分のほぼ全域に渡って設けられている上記（１６）に記載のチューブポンプ。
【００２５】
（１８） 前記板状体は、その厚さ方向に変位可能に設けられている上記（１６）または（１７）に記載のチューブポンプ。
【００２６】
（１９） 前記板状体は、その面内方向に変位しないように設けられている上記（１６）ないし（１８）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００２７】
（２０） 前記板状体は、前記本体に対し着脱可能に設置されている上記（１６）ないし（１９）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００２８】
（２１） 前記板状体が一定の限度を超えて変位しないように規制する変位量規制手段を有する上記（１６）ないし（２０）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００３１】
（２４） 前記振動体は、前記ロータの外周側から前記被駆動体に当接するように設置されている上記（２３）に記載のチューブポンプ。
【００３２】
（２５） 前記振動体のほぼ全体は、前記ロータの回転軸方向について前記ロータの厚さ分の空間内に位置している上記（１）ないし（２４）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００３３】
（２６） 前記被駆動体は、回転力伝達機構を介して前記ロータを回転する上記（１）ないし（２５）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００３４】
（２７） 前記回転力伝達機構は、変速機である上記（２６）に記載のチューブポンプ。
【００３５】
（２８） 前記被駆動体に溝が設けられており、前記振動体は、前記溝の内面に当接する上記（１）ないし（２７）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００３７】
（３０） 前記振動体の長手方向の端部付近が前記被駆動体に当接する上記（２９）に記載のチューブポンプ。
【００３８】
（３１） 前記振動体は、板状をなしている上記（１）ないし（３０）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００３９】
（３２） 前記振動体は、略長方形状をなしている上記（３１）に記載のチューブポンプ。
【００４０】
（３３） 前記振動体は、前記ロータと略平行な姿勢で設置されている上記（３１）または（３２）に記載のチューブポンプ。
【００４１】
（３４） 前記振動体から突出して設けられた腕部を有し、前記振動体は、前記腕部により支持されている上記（１）ないし（３３）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００４２】
（３５） 前記装着部に装着された前記チューブの円弧状の部分は、前記ロータの最外周より内側に位置する上記（１）ないし（３４）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００４３】
（３６） 前記本体は、前記ロータを片側から支持する上記（１）ないし（３５）のいずれかに記載のチューブポンプ。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のチューブポンプ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。
【００４５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のチューブポンプの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＸ−Ｘ線での断面側面図、図３は、図１および図２に示すチューブポンプにおける振動体の斜視図、図４は、図１および図２に示すチューブポンプにおける振動体が屈曲振動する様子を示す平面図、図５は、図１および図２に示すチューブポンプにおける振動体の凸部が楕円運動する様子を示す平面図、図６および図７は、それぞれ、図１および図２に示すチューブポンプにおける圧閉部（ボール）のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。なお、以下の説明では、図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００４６】
これらの図に示すチューブポンプ１Ａは、弾性を有するチューブ１００を装着するチューブ装着溝（装着部）９３を有する本体９と、本体９に対し回転可能に設置されたロータ５と、本体９に設置され、ロータ５を回転駆動する振動体６と、圧閉部としてのボール１４および１５と、ロータ５とチューブ１００との間に設けられた薄板（板状体）１６とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
【００４７】
図２に示すように、本体９は、基板９１と、基板９１の中心部から上方に向かって突設されたロータ回転軸９２とを有している。
【００４８】
基板９１の上面には、薄板挿入溝９４がロータ回転軸９２を中心とするほぼ円環状に形成されている。
【００４９】
基板９１の上面には、さらに、図１に示す平面視でほぼＵ字状をなすチューブ装着溝９３が形成されている。
【００５０】
チューブ装着溝９３は、ロータ回転軸９２を中心とするほぼ円弧状をなす円弧部９３１と、円弧部９３１の図１中の左端部から図１中の下方へ延びる直線部９３２と、円弧部９３１の図１中の右端部から図１中の下方へ延びる直線部９３３とで構成されている。
【００５１】
円弧部９３１は、図２に示すように、薄板挿入溝９４の底部９４１に形成されている。すなわち、チューブ装着溝９３の幅は、薄板挿入溝９４の幅より小さくなっており、円弧部９３１は、薄板挿入溝９４の底部９４１にさらに凹部（溝）を形成するようにして設けられている。また、円弧部９３１は、中心角がほぼ１８０°の範囲に形成されている。
【００５２】
チューブ（ポンプチューブ）１００は、このようなチューブ装着溝９３に沿って、本体９に対し、図１に示す平面視でほぼＵ字状に装着されている。すなわち、チューブ１００は、円弧部９３１に位置する円弧部１０３と、直線部９３２に位置する上流部１０１と、直線部９３３に位置する下流部１０２とを有している。
【００５３】
チューブ１００は、弾性（復元性）を有している。チューブ１００の円弧部１０３は、後述するボール１４、１５に押圧されることにより閉塞した状態（図２中の右側に示す状態）になり、この押圧が解除されると、元の状態（図２中の左側に示す状態）に戻る。
【００５４】
このような本体９には、ロータ５が回転可能に設置されている。ロータ５は、ほぼ円盤状をなすロータ本体５１と、ロータ本体５１の外周部に例えば圧入により固着された円環状のリング（被駆動体）５３とを有している。
【００５５】
このロータ５は、ロータ本体５１の中心部に設置された軸受１１、１２を介して本体９のロータ回転軸９２に対し回転可能に設置されている。
【００５６】
このように、本実施形態では、本体９は、ロータ５を片側（下側）から支持しており、ロータ５を上側から覆う部材がない。よって、チューブポンプ１Ａは、薄型化に特に有利である。
【００５７】
ロータ５は、後述する振動体６に駆動され、図１中の時計回りに回転（正転）する。すなわち、振動体６は、リング５３（ロータ５）の外周面に当接して設置されており、振動体６が振動すると、振動体６から摩擦力（押圧力）を繰り返し受けてリング５３（ロータ５）が図１中の時計回りに回転駆動される。すなわち、リング５３は、振動体６に駆動される被駆動体となるものである。
【００５８】
図２に示すように、本実施形態では、リング５３の外周には、周方向に沿って溝５３１が形成されており、振動体６（凸部６６）は、溝５３１の内面（凹面）５３２に当接している。これにより、振動体６のリング５３に対する当接位置が上下にずれるのを防止することができる。また、溝５３１（内面５３２）の断面は、円弧状をなしており、これにより、振動体６のリング５３に対する当接位置が上下に多少ずれた場合であっても、振動体６とリング５３との接触状態が維持され、駆動力をロスすることがない。
【００５９】
ロータ本体５１には、チューブ１００を圧閉（押圧閉塞）する圧閉部として、ボール１４および１５がそれぞれ設置されている。このボール１４、１５は、それぞれ、後述する薄板１６を介して、チューブ１００の円弧部１０３の一部を上側から圧閉する。
【００６０】
図２に示すように、ボール１４は、ロータ本体５１の下面に形成された凹部５４内にその上側が挿入するように設置されており、ボール１４の下側は、ロータ本体５１の下面から突出している。凹部５４とロータ回転軸９２との距離は、円弧部１０３とロータ回転軸９２との距離にほぼ等しくされている。
【００６１】
このボール１４は、ロータ５（ロータ本体５１）に対し、任意の方向に回転（自転）可能になっている。また、ボール１４は、ロータ５（ロータ本体５１）に対し、実質的に移動しないようになっている。すなわち、凹部５４は、ボール１４がロータ５に対し実質的に移動しないような大きさになっている。
【００６２】
一方、ボール１５は、ロータ５に対し移動可能になっている。すなわち、ボール１５は、ロータ本体５１の下面に形成されたボール移動溝５５内にその上側が挿入するように設置されており、このボール移動溝５５に沿って（ボール移動溝５５の範囲）でロータ５に対し移動可能になっている。
【００６３】
ボール１５の下側は、ボール１４と同様に、ロータ本体５１の下面から突出している。また、ボール１５は、ボール１４と同様に、ロータ５に対し、任意の方向に回転（自転）可能になっている。
【００６４】
図１に示すように、ボール移動溝５５は、ロータ５の周方向に沿って円弧状に形成されており、ボール１４の近傍からロータ５の回転（正転）方向と反対方向に向かって（図１中の反時計回りに）半周弱に渡って設けられている。ボール移動溝５５とロータ回転軸９２との距離は、円弧部１０３とロータ回転軸９２との距離にほぼ等しくされている。
【００６５】
以下では、ボール移動溝５５のボール１４に近い方の端部内面を前端面５５１と言い、ボール１４から遠い方の端部内面を後端面５５２と言う。
【００６６】
このような構成により、ボール１５は、ボール１４（前端面５５１）の近傍にある位置（図６に示す状態）と、ボール１４に対しロータ回転軸９２を挟んで反対側（後端面５５２付近）にある位置（図１および図７に示す状態）との間でロータ５に対し移動可能になっている。図１および図７に示す状態では、ボール１４および１５は、ロータ５の周方向に沿って等間隔で、すなわち１８０°間隔で位置する。
【００６７】
本発明では、このようにボール１５がロータ５に対し移動可能になっていることにより、以下に説明するように、非使用時においてチューブ１００に潰れぐせがついたり、内壁が固着して（貼り付いて）チューブ１００が閉塞したりするのを防止することができる。
【００６８】
図６に示すように、チューブポンプ１Ａでは、ボール１５をボール１４の近傍に位置させ、かつ、これらのボール１４および１５がチューブ１００の上流部１０１と下流部１０２との間に位置するようなロータ５の回転位置にすることにより、ボール１４および１５のいずれもがチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉していない状態が得られる。
【００６９】
よって、チューブポンプ１Ａでは、非使用時には図６に示す状態としておくことにより、チューブ１００の潰れぐせや内壁の固着による閉塞等を防止することができる。したがって、例えば工場での組み立て時に図６に示す状態としておくことにより、販売・使用されるまでの間が長期間になった場合であっても、チューブ１００に潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞したりすることがない。
【００７０】
図６に示す状態からロータ５の回転が開始されると、ボール１４は、ロータ回転軸９２を中心として公転を開始する。一方、ボール１５は、本体９に対してはその場にとどまり、ロータ５に対してはボール移動溝５５に沿って相対的に移動する。
【００７１】
後端面５５２がボール１５に当接する位置までロータ５が回転した状態（図７に示す状態）になると、ボール１５は、後端面５５２に押圧されることによって、ロータ回転軸９２を中心として公転を開始する。
【００７２】
すなわち、図６に示す状態からロータ５の回転が開始されると、ボール１５は、ボール１４に遅れて公転を開始することによってロータ５に対して移動し、自動的に図７に示す状態となる。
【００７３】
図７に示す状態となった後、すなわち、ロータ５の定常回転状態においては、ボール１４および１５は、ロータ５の周方向に沿って等間隔（１８０°間隔）で位置した状態で公転する（図１参照）。これにより、ロータ５の定常回転状態では、ロータ５の回転位置によらず、ボール１４および１５の少なくとも一方がチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉する。よって、チューブ１００内の液体は、逆流することなく、一方向に円滑に送液される。
【００７４】
このように、本実施形態では、ロータ５の回転を開始することによってボール１５がロータ５に対し自動的に移動することとなり、特別な操作等を行うことなく非使用時のチューブ１００の潰れぐせや内壁の固着による閉塞等を防止することができ、利便性が高い。また、図６に示す非使用時の状態からロータ５が半回転程度するだけで図７に示す定常回転状態のボール１４、１５の配置が得られることから、作動遅れ（送液の遅れ）等を生じることもない。
【００７５】
チューブポンプ１Ａの作動を停止する場合には、ロータ５を３６０°以下の適当な角度だけ逆回転（図６および図７中の反時計回り）させることにより、再び図６に示す状態に戻してロータ５を停止することができる。このようなことを行うことにより、工場出荷後最初にチューブポンプ１Ａを使用（作動）するまでの間だけでなく、チューブポンプ１Ａの使用時と使用時との間の非使用時においても、チューブ１００の潰れぐせや内壁の固着による閉塞等を防止することができる。
【００７６】
ロータ５が１回転以上逆回転した場合には、ボール１４および１５は、図６に示す位置関係で公転する。よって、ロータ５が逆回転したときには、１回転する間にボール１４および１５のいずれもがチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉していない状態があることとなり、その間にチューブ１００内を逆流した液体が元に戻るため、チューブ１００内の液体は、実質的に逆流しない。このように、本実施形態では、何らかのトラブルによりロータ５が逆回転したような場合であっても、チューブ１００内の液体が実質的に逆流しないという利点もある。
【００７７】
本実施形態では、圧閉部がボール１４、１５で構成されていることにより、保持の方向性がないため凹部５４、ボール移動溝５５内にボール１４、１５を単に収納（挿入）すればよいので、ローラ回転軸が不要であり、構造をより簡素化・小型化することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、チューブ１００をロータ回転軸９２方向から（図示の構成では上側から）圧閉することにより、チューブ１００とロータ５とがロータ５の厚さ方向（ロータ回転軸９２方向）に重ねて配置される。よって、チューブポンプ１Ａ全体の小型化（図１中における占有面積の低減）に特に有利である。
【００７９】
また、本実施形態では、チューブ１００の円弧部１０３は、ロータ５の最外周より内側に位置している。これにより、ロータ５を回転させるのに必要なトルクが比較的小さく、よって、振動体６をより小型化することができ、その結果、チューブポンプ１Ａ全体をより小型化することができる。
【００８０】
図２に示すように、本実施形態のチューブポンプ１Ａでは、チューブ１００（円弧部１０３）と、ロータ５との間に、薄板（板状体）１６が設けられており、チューブ１００（円弧部１０３）は、この薄板１６を介してボール１４、１５により圧閉される。
【００８１】
図１に示すように、薄板１６は、ロータ回転軸９２を中心とするほぼ円環状をなすリング部１６１と、リング部１６１から外周側に向かって突出するように形成された固定部１６２とで構成されている。薄板１６は、固定部１６２においてボルト１７、１７により本体９に対し固定されており、その面内方向に変位（移動）しないようになっている。
【００８２】
リング部１６１は、薄板挿入溝９４に沿って設けられており、チューブ１００の円弧部１０３を上側から覆っている。リング部１６１の幅は、薄板挿入溝９４の幅よりもやや小さくなっている。
【００８３】
図２中の右側に示すように、ボール１４（または１５）に押圧された部分のリング部１６１は、その厚さ方向（下方向）に変位（移動）して薄板挿入溝９４内に挿入し、これによりチューブ１００が圧閉される。
【００８４】
本実施形態では、このような薄板１６を用いることにより、ボール１４、１５のような圧閉部とチューブ１００とが直接擦れあうことがなく、チューブ１００は、押し潰される方向（チューブ１００の軸方向と直交する方向）の力のみをボール１４、１５のような圧閉部から受け、引きずられるような力（チューブ１００の軸方向の力）を受けない。よって、チューブ１００の移動やねじれがより確実に防止され、より円滑な送液が可能となる。また、チューブ１００の劣化が防止され、チューブ１００の長寿命化が図れる。
【００８５】
本実施形態では、ボルト１７、１７による固定部１６２の固定を解除することができ、これにより薄板１６は、本体９に対し着脱可能になっている。よって、本実施形態では、薄板１６を交換することができ、薄板１６が劣化、損傷した場合に新しいものに交換することができる。また、送液速度（ロータ５の回転速度）や、ボール１４および１５の径、チューブ１００の径、材質、硬さ等に合わせて、厚さ、材質、硬さ等が異なる同様の薄板１６に交換することができ、最適な薄板１６を適宜選択して使用することができる。
【００８６】
また、図２に示すように、本実施形態では、ボール１４（または１５）に押圧された部分のリング部１６１は、薄板挿入溝９４内に挿入したとき、その縁部が薄板挿入溝９４の底部９４１に当接し、それ以上、下方向に変位することが禁止される。これにより、ボール１４（または１５）に押圧されて厚さ方向に変位した部分のリング部１６１の位置決めがなされ、リング部１６１が傾くことを防ぐとともに、チューブ１００が常に一定のつぶし量で圧閉される。よって、チューブ１００を過剰に圧閉（圧迫）することが防止され、チューブ１００の劣化をさらに低減し、より長寿命化を図ることができる。
【００８７】
このように、本実施形態では、底部９４１（円弧部９３１）は、薄板１６が一定の限度を超えて変位しないように規制する変位量規制手段として機能する。なお、チューブ装着溝９３の円弧部９３１の形状（深さ）は、チューブ１００のつぶし量が最適になるように設定されている。
【００８８】
また、本実施形態では、薄板１６は、チューブ１００のローラ１０に圧閉される部分（円弧部１０３）の全域に渡って設けられている。これにより、この全域に渡って前述した効果が得られる。このように、薄板１６は、チューブ１００のローラ１０に圧閉される部分（円弧部１０３）のほぼ全域に渡って設けられているのが好ましい。
【００８９】
薄板１６の構成材料としては、特に限定されないが、低摩擦材料であるのが好ましく、その例として、各種金属材料や、例えばポリテトラフルオロエチレン（テフロン(登録商標）））等の各種合成樹脂材料等を用いることができる。
【００９０】
また、薄板１６は、変形後に元の形状に復帰する復元性（弾性）を有するものであるのが好ましい。
【００９１】
また、薄板１６の厚さは、特に限定されないが、０．００５〜０．１ｍｍ程度であるのが好ましい。薄板１６の厚さが厚すぎると、薄板１６の構成材料等によっては、変形しにくいものとなって、チューブ１００を好適に圧閉することができない場合がある。また、薄板１６の厚さが薄すぎると、薄板１６の構成材料等によっては、破損しやすくなる場合がある。
【００９２】
また、本実施形態では、薄板１６を用いることにより、ボール１４、１５のような圧閉部の小型化が図れる。
【００９３】
通常、ボール１４、１５のような圧閉部を小型にすると、押圧面積が小さくなって圧閉するときにチューブ１００に食い込むような状態となり、チューブ１００の劣化が速まったり、ロータ５が円滑に回転できなくなったりする不都合を生じる。
【００９４】
これに対し、本実施形態では、薄板１６を介して圧閉することによって、チューブ１００を押圧する面積が拡大し、押圧力を薄板１６の面内に分散することができる。すなわち、ボール１４、１５のような圧閉部を小径化しても、薄板１６の剛性によって大きな曲率で圧閉するので、チューブ１００の局部的な変形を妨げることができる。よって、圧閉部を小型にした場合や、圧接点が小さい場合であっても、前記のような不都合を生じない。このようなことから、本発明では、ボール１４、１５のような圧閉部の小型化を図ることができ、これにより、チューブポンプ１Ａ全体としてもより小型化を図ることができる。
【００９５】
なお、本発明では、薄板１６は、なくてもよい。その場合、すなわち、ボール１４、１５でチューブ１００を直接圧閉する場合には、チューブ装着溝９３は、図示の構成のように底が平面的に形成された形状のものに代えて、断面形状が円弧状（半円状）のもの（底が曲面のもの）とするのが好ましい。これにより、チューブ１００は、ボール１４（または１５）とチューブ装着溝９３との隙間に沿って断面が円弧状に湾曲した形状になるように圧閉され、より確実に（隙間なく）圧閉することができる。
【００９６】
ロータ５を回転駆動する振動体６は、通常のモータ等と比べ、小型（薄型）である。本発明では、この振動体６を用いてロータ５を回転駆動することにより、チューブポンプ１Ａ全体の小型化、特に薄型化（ロータ回転軸９２方向の小型化）を図ることができる。以下、振動体６について説明する。
【００９７】
図３に示すように、振動体６は、ほぼ、長方形の板状をなしている。振動体６は、図３中の上側から板状の電極６１と、板状の圧電素子６２と、補強板６３と、板状の圧電素子６４と、板状の電極６５とをこの順に積層して構成されている。なお、図３では、厚さ方向を誇張して示している。
【００９８】
圧電素子６２、６４は、それぞれ、長方形状をなし、電圧を印加することにより、その長手方向に伸長・収縮する。圧電素子６２、６４の構成材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
【００９９】
これらの圧電素子６２、６４は、補強板６３の両面にそれぞれ固着されている。補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有しており、振動体６が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板６３の構成材料としては、弾性材料（弾性を有するもの）であれば特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
【０１００】
この補強板６３は、圧電素子６２、６４よりも厚さが薄い（小さい）ものであることが好ましい。これにより、振動体６を高い効率で振動させることができる。
【０１０１】
補強板６３は、圧電素子６２、６４に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子６２には、電極６１と補強板６３とによって交流電圧が印加され、圧電素子６４には、電極６５と補強板６３とによって交流電圧が印加される。
【０１０２】
圧電素子６２、６４は、交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補強板６３も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子６２、６４に交流電圧を印加すると、振動体６は、図３中の矢印で示すように、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。
【０１０３】
補強板６３の図３中の右端部には、凸部６６が一体的に形成されている。この凸部６６は、補強板６３の幅方向中央（中心線６９）からずれた位置（図示の構成では角部）に設けられている。また、図示の構成では、反対側の（対角線上にある）角部には、凸部６６と対称的に同様の凸部６７が設けられている。この凸部６７は、図示の構成では使用されていない。
【０１０４】
また、補強板６３の長手方向ほぼ中央からは、腕部６８が長手方向とほぼ垂直な方向に突出するように設けられている。腕部６８の先端部には、ボルト１３が挿入する孔６８１が形成されている。
【０１０５】
図１に示すように、このような振動体６は、ロータ５の外周側に設置されており、凸部６６にてロータ５（リング５３）の外周に当接している。すなわち、本実施形態では、振動体６は、ロータ５に対しロータ５の半径方向外周側から当接して設置されている。
【０１０６】
図２に示すように、ロータ５の外周側における基板９１からは、ネジ穴９５１を有する振動体取付部９５が上方に向かって突設されており、振動体６は、腕部６８の孔６８１に挿入されたボルト１３によって、この振動体取付部９５に固定されている。
【０１０７】
なお、図示の構成と異なり、振動体６は、ロータ回転軸９２方向からロータ５に当接するように設置されていてもよい。
【０１０８】
このように、振動体６は、腕部６８によって支持されている。これにより、振動体６は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。また、振動体６は、腕部６８の弾性によって、凸部６６がリング５３（内面５３２）に圧接された状態で設置されている。
【０１０９】
また、振動体６は、ロータ５とほぼ平行な姿勢で設置されている。これにより、チューブポンプ１Ａ全体の薄型化に特に有利である。
【０１１０】
また、本実施形態では、振動体６の厚さは、ロータ５の厚さよりも薄く、振動体６の全体は、上下方向についてロータ５の厚さ分の空間内に位置している。これにより、チューブポンプ１Ａ全体の薄型化に特に有利である。
【０１１１】
凸部６６がリング５３に当接した状態で、圧電素子６２、６４に交流電圧を印加して振動体６を振動させると、リング５３は、振動体６が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、ロータ５が図１中の時計回りに回転する。
【０１１２】
ロータ５が図１中の時計回りに回転すると、ボール１４および１５の少なくとも一方が薄板１６を介してチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉しつつ図１中の時計回りにしごくように作動する。その結果、チューブ１００内において、図１中の時計回りの流れが生じ、送液がなされる。すなわち、液体は、チューブ１００の上流部１０１から吸入され、チューブ１００の下流部１０２から吐出される。
【０１１３】
前述したように、本実施形態では、被駆動体としてのリング５３がロータ本体５１の外周に例えば圧入により固着されており、ロータ５が振動体６によって直接に回転駆動される。これにより、ロータ５は、チューブポンプ１Ａのロータと、モータ（超音波モータ）のロータとを兼ねるものして機能することから、チューブポンプ１Ａは、小型化（薄型化）に特に有利である。また、構造を極めて簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
【０１１４】
なお、リング５３と、ロータ本体５１とは、一体的に（一部材で）形成されていてもよい。
【０１１５】
また、本実施形態では、振動体６の面内振動をロータ５の回転（面内回転）に直接変換するので、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、ロータ５を高い効率で回転駆動することができる。
【０１１６】
また、本実施形態では、凸部６６がリング５３に及ぼす摩擦力（押圧力）の方向は、ロータ回転軸９２に対しほぼ垂直な方向であるため、ロータ５が傾斜するようなことがなく、ロータ５がより円滑かつ確実に回転する。
【０１１７】
また、振動体６は、通常のモータのように磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力（押圧力）によってリング５３を駆動することから、駆動力が高い。このため、本実施形態のように、変速機構（減速機構）を介さなくてもロータ５を十分なトルクで回転することができる。
【０１１８】
圧電素子６２、６４に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体６の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体６の振幅が大きくなり、高い効率でロータ５を回転駆動することができる。
【０１１９】
前述したように、振動体６は、主に、その長手方向に縦振動するが、縦振動と屈曲振動とを共振させ、凸部６６を楕円振動させることがより好ましい。これにより、より高い効率でロータ５を回転駆動することができる。以下、この点について説明する。
【０１２０】
図４に示すように、振動体６がロータ５を回転駆動するとき、凸部６６は、ロータ５（リング５３）から図４中の矢印で示すような反力を受ける。本実施形態では、凸部６６が振動体６の中心線６９からずれた位置に設けられていることから、振動体６は、この反力によって、図４に示すように面内方向に屈曲するように変形、振動する。なお、図４では、振動体６の変形を誇張して示している。
【０１２１】
印加電圧の周波数、振動体６の形状・大きさ、凸部６６の位置などを適宜選択することにより、この屈曲振動の周波数を縦振動の周波数と同程度にすることができる。このようにすると、振動体６の縦振動と屈曲振動とが共振し、振幅がより大きくなるとともに、凸部６６は、図５中の一点鎖線で示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）する。
【０１２２】
これにより、振動体６の１回の振幅において、凸部６６がリング５３を回転方向に送るときには、凸部６６がリング５３により強い力で圧接され、凸部６６が戻るときには、リング５３との摩擦力を低減または消滅させることができるため、振動体６の振動をロータ５の回転により高い効率で変換することができる。
【０１２３】
本発明では、装置の小型化（薄型化）、および、チューブ１００の潰れぐせ・内壁の固着による閉塞等の防止を図ることができる利点の他に、ロータ５を回転するのに通常のモータを用いないことから、通常のモータのような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがない、という利点もある。
【０１２４】
また、ロータ５を回転駆動していないとき（ロータ５の停止状態）には、凸部６６とリング５３との摩擦力により、ロータ５が回転するのが防止される（ロータ５の保持トルクが高い）。よって、チューブ１００内の液体の圧力等により、ロータ５が不本意に逆回転するようなことがなく、チューブ１００内の液体の逆流を防止することもできる。
【０１２５】
また、本実施形態では、図２に示すように、組み立て時、本体９に下側から組み付ける部品がなく、一方向（図２中の上側）から部品を組み付けて組み立てることができ、組み立てを容易に行うことができる利点もある。
【０１２６】
なお、本実施形態では、振動体６は、１つ設置されているが、本発明では、複数の振動体６を設けてもよい。
【０１２７】
＜第２実施形態＞
図８は、本発明のチューブポンプの第２実施形態を示す断面側面図、図９および図１０は、それぞれ、図８に示すチューブポンプにおける圧閉部のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。なお、以下の説明では、図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１２８】
以下、この図を参照して本発明のチューブポンプの第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１２９】
本実施形態のチューブポンプ１Ｂは、圧閉部の構成および個数が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１３０】
本実施形態では、ロータ本体５１の下面から突出する３つの圧閉部２０、２１および２２がそれぞれ設けられている。これらの圧閉部２０、２１および２２は、それぞれ、ロータ回転軸９２からの距離がチューブ１００の円弧部１０３とロータ回転軸９２との距離にほぼ等しくなるように設けられており、薄板１６を介して円弧部１０３の一部を上側から圧閉する。これらの圧閉部２０、２１および２２は、自転せず、薄板１６に対し摺動する。
【０１３１】
図８に示すように、圧閉部（凸部）２０は、ロータ本体５１に固定的に設けられている。すなわち、圧閉部２０は、ロータ本体５１に固着されており、ロータ５に対し移動しない。この圧閉部２０は、ロータ本体５１の下面からほぼ円柱状（円盤状）に突出するように形成されている。
【０１３２】
一方、圧閉部２１および２２は、ロータ５に対し移動可能になっている。すなわち、ロータ本体５１の下面には、圧閉部移動溝５６および５７が形成されており、圧閉部２１、２２は、この圧閉部移動溝５６、５７に沿って移動する。
【０１３３】
圧閉部２１は、圧閉部本体（凸部）２１１と、圧閉部本体２１１の上面から突出する円柱状の突起２１２とで構成されている。圧閉部本体２１１は、ロータ本体５１の下面から突出する部分であり、ほぼ円柱状（円盤状）をなしている。突起２１２は、圧閉部移動溝５６に挿入する。
【０１３４】
同様に、圧閉部２２は、圧閉部本体２２１と、圧閉部本体２２１の上面から突出する円柱状の突起２２２とで構成されている。突起２２２の外径は、突起２１２よりも細くなっており、この突起２２２は、圧閉部移動溝５６または５７に挿入する。
【０１３５】
図９に示すように、圧閉部移動溝５６および５７は、ロータ５の周方向に沿って円弧状に形成されている。
【０１３６】
圧閉部移動溝５６は、圧閉部２０の近傍からロータ５の回転（正転）方向と反対方向に向かって（図９中の反時計回りに）、中心角６０°弱の範囲に渡って設けられている。この圧閉部移動溝５６の幅は、突起２１２の外径とほぼ同じか、またはやや大きくなっている。
【０１３７】
圧閉部移動溝５７は、圧閉部移動溝５６の端部から連続して同方向に（図９中の反時計回りに）形成されており、ほぼ中心角６０°の範囲に渡って設けられている。この圧閉部移動溝５７の幅は、突起２２２の外径とほぼ同じか、またはやや大きい程度になっている。すなわち、圧閉部移動溝５７の幅は、圧閉部移動溝５６の幅より狭くなっている。
【０１３８】
このような構成により、圧閉部２２は、その突起２２２が圧閉部移動溝５６および５７内を移動することにより、圧閉部移動溝５６および５７に沿って（圧閉部移動溝５６および５７の範囲で）移動可能になっている。
【０１３９】
一方、圧閉部２１は、その突起２１２の外径が圧閉部移動溝５７の幅より大きくなっているため、圧閉部移動溝５６と圧閉部移動溝５７との境界部５８までしか移動できず、圧閉部移動溝５６の範囲で移動可能になっている。
【０１４０】
チューブポンプ１Ｂの非使用時には、図９に示すように、圧閉部２１および２２を圧閉部２０の近くに移動した状態とすることにより、圧閉部２０、２１および２２のいずれもがチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉していない状態が得られる。これにより、前記第１実施形態と同様に、非使用時にチューブ１００に潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞したりするのを防止することができる。
【０１４１】
図９に示す状態からロータ５の回転が開始されると、圧閉部２０は、ロータ回転軸９２を中心として公転を開始する。一方、圧閉部２１および２２は、本体９に対してはその場にとどまり、ロータ５に対しては圧閉部移動溝５６に沿って相対的に移動する。
【０１４２】
境界部５８の壁面が圧閉部２１に当接する位置までロータ５が回転すると、圧閉部２１は、境界部５８の壁面に押圧されることによって、ロータ回転軸９２を中心として公転を開始する。圧閉部２２は、さらにその場にとどまり、ロータ５に対しては圧閉部移動溝５７に沿って相対的に移動する。
【０１４３】
さらにロータ５が回転し、圧閉部移動溝５７の後端面５７１が圧閉部２２に当接する位置までロータ５が回転すると、圧閉部２２は、後端面５７１に押圧されることによって、ロータ回転軸９２を中心として公転を開始する。これにより、図１０に示すように、圧閉部２０、２１および２２は、ロータ５の周方向に沿ってほぼ等間隔（１２０°間隔）で配置された状態（定常回転状態）となり、この状態で公転し、チューブ１００をしごく。
【０１４４】
本実施形態では、３つの圧閉部２０、２１および２２が設けられており、より多くの点（箇所）でチューブ１００を圧閉することから、より円滑な送液が可能となり、ポンプ出力の圧力変動をより低減することができる。
【０１４５】
また、図示の構成では、チューブ１００の円弧部１０３は、中心角１８０°程度の範囲に形成されているが、本実施形態では、圧閉部２０、２１および２２がほぼ１２０°間隔で設置されていることから、チューブ１００の円弧部１０３を中心角１２０°程度の範囲まで短縮することもできる。よって、チューブ１００の配置の自由度が高い。
【０１４６】
なお、本発明では、圧閉部は、４つ以上設けられていてもよい。その場合、それらの圧閉部は、ロータ５の周方向に沿ってほぼ等間隔で配置されるのが好ましい。
【０１４７】
また、本実施形態では、薄板１６が設けられていることにより、圧閉部２０、２１および２２のように自転しないようなものであっても、チューブ１００を劣化・損傷するようなことを防止することができる。
【０１４８】
なお、本実施形態では、薄板１６と、圧閉部２０、２１および２２との両方または一方の少なくとも表面を比較的摩擦係数の低い材料で構成することにより、薄板１６と圧閉部２０、２１および２２との摩擦を低減することが好ましい。前記低摩擦材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））のようなフッ素系樹脂等が挙げられる。
【０１４９】
また、潤滑剤を用いて、薄板１６と圧閉部２０、２１および２２との摩擦を低減してもよい。この潤滑剤としては、例えば、グリス、シリコンオイル等が挙げられる。
【０１５０】
なお、本実施形態では、振動体６は、１つ設置されているが、本発明では、複数の振動体６を設けてもよい。
【０１５１】
＜第３実施形態＞
図１１は、本発明のチューブポンプの第３実施形態を示す一部切欠き平面図、図１２は、図１１に示すチューブポンプにおけるロータ付近の断面側面図、図１３は、図１１に示すチューブポンプにおける回転力伝達機構の断面展開図、図１４および図１５は、それぞれ、図１１に示すチューブポンプにおける圧閉部（ローラ）のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。なお、以下の説明では、図１２および図１３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１５２】
以下、これらの図を参照して本発明のチューブポンプの第３実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１５３】
本実施形態のチューブポンプ１Ｃは、弾性を有するチューブ１００を装着する装着部３０を有する本体３と、本体３に対し回転可能に設置されたギアロータ４（ロータ）と、圧閉部としてのローラ２３および２４と、本体３に設置された振動体６と、振動体６に駆動される被駆動体１８と、回転力伝達機構１９とを備えている。
【０１５４】
図１１および図１２に示すように、本体３は、全体としてほぼ板状をなしており、その中心部からは、ロータ回転軸３１が上方に向かって突設されている。
【０１５５】
また、本体３には、ロータ回転軸３１を中心とする円弧状をなす内周面３２および３３を有する壁部が形成されている。内周面３２は、図１１中の上側のほぼ半周に渡って形成されており、内周面３３は、図１１中の下側のほぼ半周に渡って形成されている。
【０１５６】
また、本体３には、直線状のチューブ装着溝３４、３５がそれぞれ形成されている。
【０１５７】
このような本体３に対し、チューブ１００は、チューブ装着溝３４、内周面３２およびチューブ装着溝３５に沿って、ほぼＵ字状に装着されている。換言すれば、チューブ１００は、内周面３２に沿って円弧状に配置された円弧部１０３と、円弧部１０３の図１１中の左端部からチューブ装着溝３４を通って本体３の外部に延びる上流部１０１と、円弧部１０３の図１１中の右端部からチューブ装着溝３５を通って本体３の外部に延びる下流部１０２とを有している。
【０１５８】
このように、内周面３２の近傍と、チューブ装着溝３４、３５とで、チューブ１００の装着部３０が構成されている。
【０１５９】
図１２に示すように、ギアロータ４は、ほぼ円板状をなすロータ本体４１と、ロータ本体４１の中心部に形成された孔４２の縁部から下方に向かって円筒状に突出する軸受設置部４３とを有している。ロータ本体４１の外周には、歯車（ギア）の歯が形成されており、ギアロータ４は、歯車ともなっている。
【０１６０】
このようなギアロータ４は、軸受設置部４３の内側（孔４２）にロータ回転軸３１が挿入され、軸受設置部４３の内側にそれぞれ設置された軸受１１、１２を介して、本体３（ロータ回転軸３１）に対し回転可能に設置されている。ギアロータ４は、後述するように、振動体６の駆動により、図１１中の時計回りに回転する。
【０１６１】
図１２に示すように、ロータ回転軸３１には、さらに加圧ロータ２９が回転可能に設置されている。すなわち、加圧ロータ２９は、ギアロータ４と同軸的に設けられている。この加圧ロータ２９は、ほぼ有底円筒状をなし、その底部中心に形成された孔２９１にロータ回転軸３１が挿入された状態で設置されている。
【０１６２】
組み立ての順としては、ロータ回転軸３１に先にこの加圧ロータ２９が設置され、その上からギアロータ４が設置されており、加圧ロータ２９の内側に軸受設置部４３が位置している。この加圧ロータ２９は、ギアロータ４とは独立して回転可能になっている。
【０１６３】
ロータ本体４１からは、ローラ回転軸４４が下方向に突出するように固定的に設置されている。すなわち、ローラ回転軸４４は、ロータ回転軸３１と平行に設置されている。
【０１６４】
ローラ回転軸４４には、ローラ２３が図示しない軸受を介して回転（自転）可能に設置されている。すなわち、このローラ２３は、ギアロータ４に対して移動しないようになっている。
【０１６５】
もう一方のローラ２４は、単にほぼ円柱状をなす部材であり、ローラ回転軸４４のような回転軸部材によってギアロータ４に支持されたものとなっていない。
【０１６６】
ローラ２３および２４は、チューブ１００の円弧部１０３の内周側に位置し得るようになっており、円弧部１０３を内周面３２との間で圧閉する。すなわち、ローラ２３および２４は、円弧部１０３をギアロータ４の半径方向内周側から圧閉する。これにより、本実施形態では、ギアロータ４がチューブ１００（円弧部１０３）から受ける反力の方向がロータ回転軸３１にほぼ垂直になるため、ギアロータ４は、傾斜したりするようなことがなく、より円滑かつ確実に回転する。
【０１６７】
内周面３３は、ローラ２３および２４に接触し得るか、またはローラ２３および２４との間にやや隙間が空く程度の曲率半径で形成されている。
【０１６８】
ロータ本体４１には、ローラ２４をギアロータ４の回転方向に押圧する押圧ローラ（押圧部）４５が設けられている。この押圧ローラ４５は、ロータ本体４１から下方向に突出するように固定的に設置された押圧ローラ回転軸４６に対し、図示しない軸受を介して回転（自転）可能に設置されている。押圧ローラ４５の径は、ローラ２３および２４より小さくなっており、押圧ローラ４５は、円弧部１０３および内周面３３に接触しないようになっている。
【０１６９】
ローラ２４は、押圧ローラ４５にギアロータ４の回転方向と反対方向（図１１中の反時計回り）から当接し得るような位置に挿入されている。
【０１７０】
このような構成により、ローラ２４は、押圧ローラ４５に当接した位置（図１１および図１５に示す状態）と、ローラ２３に当接した位置（図示せず）との間でギアロータ４に対し移動可能になっている。ローラ２４が押圧ローラ４５に当接した状態では、ローラ２３および２４は、ギアロータ４の周方向に沿ってほぼ等間隔（１８０°間隔）で配置されるようになっている。
【０１７１】
チューブポンプ１Ｃの非使用時には、図１４に示すように、ローラ２４をローラ２３の近くに移動した状態とすることにより、ローラ２３および２４のいずれもがチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉していない状態が得られる。これにより、前記第１実施形態と同様に、非使用時にチューブ１００に潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞したりするのを防止することができる。
【０１７２】
図１４に示す状態からギアロータ４の回転が開始されると、ローラ２３は、ロータ回転軸３１を中心として公転を開始する。一方、ローラ２４は、本体３に対してはその場にとどまり、ギアロータ４に対しては相対的に周方向に移動する。
【０１７３】
押圧ローラ４５がローラ２４に当接する位置までギアロータ４が回転した状態（図１５に示す状態）になると、ローラ２４は、押圧ローラ４５によってギアロータ４の回転方向に押圧されることによって、ロータ回転軸３１を中心として公転を開始する。
【０１７４】
ギアロータ４の定常回転状態（図１５に示す状態となった後の状態）においては、図１１に示すように、ローラ２３および２４は、ギアロータ４の周方向に沿ってほぼ等間隔で配置された状態で公転を続ける。
【０１７５】
ローラ２４は、チューブ１００（円弧部１０３）を圧閉するときには、加圧ロータ２９からギアロータ４の半径方向外周側に向かう力を受けてチューブ１００を圧閉する。
【０１７６】
また、ローラ２４は、加圧ロータ２９と押圧ローラ４５とに接触しつつ、その中心を回転軸２４１として自転する。すなわち、ローラ２３および２４と、加圧ロータ２９とは、それぞれ、図１１中の各矢印で示すように回転（自転）し、全体として遊星歯車機構のように作動する。これにより、本実施形態のチューブポンプ１Ｃでは、極めて円滑な作動が得られる。
【０１７７】
このように本実施形態では、加圧ロータ２９および押圧ローラ４５を設けたことにより、ギアロータ４に対し移動可能なローラ２４を回転軸部材で支持することが不要となる。
【０１７８】
このような構成と異なり、ローラ２４を回転軸部材で支持することとした場合には、その回転軸部材の上・下を支持し、ギアロータ４に対し移動可能とするための例えば腕のような部材をギアロータ４の上・下に設ける必要があり、厚さ方向（図１２中の上下方向）の寸法の増大を招く。これに対し、本実施形態では、そのようなことがなく、よって、チューブポンプ１Ｃは、チューブ１００の潰れぐせを防止しつつ、薄型化に特に有利なものとすることができる。
【０１７９】
また、本実施形態では、振動体６に駆動される被駆動体１８とギアロータ４とが別体になっており、被駆動体１８が回転力伝達機構１９を介してギアロータ４を回転させる。
【０１８０】
図１１および図１３に示すように、被駆動体１８は、ほぼ円盤状をなしており、本体３に設けられた被駆動体回転軸３６に図示しない軸受を介して回転可能に設置されている。被駆動体１８の外周には、前記溝５３１と同様の溝１８１が形成されている。
【０１８１】
本体３には、振動体６が、その凸部６６にて溝１８１の内面に当接するように設置されている。これにより、被駆動体１８は、前記ロータ５と同様に、振動体６によって回転駆動される。
【０１８２】
回転力伝達機構１９は、平歯車列で構成されており、小歯車１９１と、小歯車１９１と噛み合う大歯車１９２と、大歯車１９２に同軸的に固着された小歯車１９３とを有している。
【０１８３】
小歯車１９１は、被駆動体１８に同軸的に固着されており、被駆動体１８とともに回転する。
【０１８４】
大歯車１９２と、小歯車１９３とは、本体３に設けられた歯車回転軸３７に図示しない軸受を介して回転可能に設置されており、ともに回転する。小歯車１９３は、ギアロータ４に噛み合うように設置されている。
【０１８５】
このような回転力伝達機構１９により、被駆動体１８の回転が２段階に減速されてギアロータ４に伝達される。すなわち、回転力伝達機構１９は、変速機（減速機）となるものである。
【０１８６】
図示の構成では、被駆動体１８と、ギアロータ４とは、同方向に回転する。なお、歯車の数を選択すること等により被駆動体１８と、ギアロータ４とが互いに逆方向に回転するようにすることもできる。
【０１８７】
本実施形態では、このような回転力伝達機構１９を介してギアロータ４を駆動することにより、振動体６の設置箇所の自由度を高めることができる。また、回転力伝達機構１９で回転速度を変速することにより、ギアロータ４を所望の速さで回転させることができ、送液速度を調節することができる。特に、回転力伝達機構１９で回転速度を減速する場合には、振動体６の駆動力が小さくて済むので、振動体６をより小型化することができる。
【０１８８】
なお、回転力伝達機構１９としては、図示のような歯車列に限らず、例えば、プーリー、ベルト、チェーン等を用いた巻き掛け伝動機構によるものであってもよい。また、ベベルギア（傘歯車）、ウォームギア等を用いて被駆動体１８と、ギアロータ４との回転軸方向を変換するようなものであってもよい。さらに、減速の段数も本実施形態に限定されるものではない。
【０１８９】
また、本実施形態では、振動体６は、１つ設置されているが、本発明では、複数の振動体６を設けてもよい。
【０１９０】
＜第４実施形態＞
図１６は、本発明のチューブポンプの第４実施形態を示す平面図、図１７は、図１６に示すチューブポンプにおけるロータ付近の断面側面図、図１８は、図１６に示すチューブポンプにおける移動可能なローラの設置部の断面図である。なお、以下の説明では、図１７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１９１】
以下、これらの図を参照して本発明のチューブポンプの第４実施形態について説明するが、前記第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１９２】
本実施形態のチューブポンプ１Ｄは、弾性を有するチューブ１００を装着するチューブ装着溝（装着部）７０を有する本体７と、本体７に対し回転可能に設置されたギアロータ４（ロータ）と、ギアロータ４に設置された圧閉部としてのローラ８０および８１と、本体７に設置された振動体６と、振動体６に駆動される被駆動体１８と、被駆動体１８の回転を減速してギアロータ４に伝達する回転力伝達機構１９とを備えている。
【０１９３】
図１６および図１７に示すように、本体７は、全体としてほぼ板状をなしており、その中心部からは、ロータ回転軸７１が上方に向かって突設されている。
【０１９４】
また、本体７の上面には、図１６に示す平面視でほぼＵ字状をなすチューブ装着溝７０が形成されている。チューブ１００は、このチューブ装着溝７０に沿って、本体７に対しほぼＵ字状に装着されている。
【０１９５】
ギアロータ４のロータ本体４１には、圧閉部として、ローラ８０および８１がそれぞれ回転（自転）可能に設置されている。ローラ８０、８１には、それぞれ、回転軸８０１、８１１が突設されており、これらの回転軸８０１、８１１がロータ回転軸７１にほぼ直交するように配置されている。このローラ８０、８１は、チューブ１００の円弧部１０３をチューブ装着溝７０の底７０１との間で上側から圧閉する。
【０１９６】
ローラ８０は、ギアロータ４に対し移動しないように設置されている。このローラ８０は、ロータ本体４１に形成された窓（孔）４７にその上側が挿入された状態で設置されている。
【０１９７】
ロータ本体４１の下面における窓４７の近傍には、回転軸挿入溝４７１、４７１が形成されており、この回転軸挿入溝４７１、４７１に回転軸８０１の両端部が挿入することにより、ローラ８０がギアロータ４に回転可能に支持されている。
【０１９８】
ローラ８１は、ギアロータ４に対し移動可能に設置されている。ローラ８１は、ロータ本体４１に形成された窓（孔）４８にその上側が挿入された状態で設置されている。ロータ本体４１の下面における窓４８の近傍には、回転軸挿入溝４８１、４８１が形成されており、この回転軸挿入溝４８１、４８１に回転軸８１１の両端部が挿入することにより、ローラ８１がギアロータ４に回転可能に支持されている。
【０１９９】
窓４８および回転軸挿入溝４８１は、ギアロータ４の周方向に沿って円弧状に長く形成されている。ローラ８１は、この窓４８内においてギアロータ４の周方向に沿って移動可能になっている。これにより、ローラ８１は、ローラ８０に近い位置（図１６に示す状態）と、ギアロータ４の回転中心（ロータ回転軸７１）を挟んでローラ８０と反対側の位置（図示せず）との間で移動可能になっている。
【０２００】
なお、ローラ８０、８１の下側には、チューブ１００または後述する当接部７２が常に当接するので、回転軸８０１、８１１が回転軸挿入溝４７１、４８１から外れることはない。
【０２０１】
このローラ８１に対しては、規制部材８９が設けられている。図１６に示すように、規制部材８９は、ロータ回転軸７１を中心として回転可能に設けられている。また、図１８に示すように、規制部材８９は、ギアロータ４の周方向の両側からローラ８１に当接し得る規制板８９１、８９１を有しており、この規制板８９１、８９１の間にローラ８１が挿入されている。この規制板８９１の規制により、ローラ８１は、回転軸８１１がロータ回転軸７１にほぼ直交した姿勢を維持する。
【０２０２】
ローラ８１が窓４８に沿って移動すると、規制部材８９もこれに伴なってギアロータ４に対し回動する。これにより、ローラ８１は、その回転軸８１１がロータ回転軸７１にほぼ直交した姿勢を維持しつつギアロータ４に対し移動するようになっている。
【０２０３】
このようなチューブポンプ１Ｄにおいては、非使用時には、図１６に示すように、ローラ８１をローラ８０の近くに移動した状態とすることにより、ローラ８０および８１のいずれもがチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉していない状態が得られる。これにより、前記の実施形態と同様に、非使用時にチューブ１００に潰れぐせがついたり、内壁が固着して閉塞したりするのを防止することができる。
【０２０４】
図１６に示す状態からギアロータ４の回転が開始されると、ローラ８０は、ロータ回転軸７１を中心として公転を開始する。一方、ローラ８１は、本体７に対してはその場にとどまり、ギアロータ４に対しては図１６中の矢印で示すように窓４８に沿って相対的に周方向に移動する。
【０２０５】
回転軸挿入溝４８１の後端面４８２が回転軸８１１に当接するまでギアロータ４が回転すると、回転軸８１１が後端面４８２に押圧されることにより、ローラ８１も公転を開始する。
【０２０６】
この後は、ローラ８０および８１は、ギアロータ４の周方向に沿って等間隔（１８０°間隔）で配置された状態となり、ローラ８０および８１の少なくとも一方がチューブ１００（円弧部１０３）を圧閉する。
【０２０７】
本実施形態では、ローラ８０、８１の回転軸８０１、８１１がそれぞれギアロータ４（ロータ本体４１）にほぼ平行な向きになることにより、チューブポンプ１Ｄ全体の薄型化に特に有利なものとなっている。また、ローラ８０、８１がそれぞれ窓４７、４８に挿入された状態で設置されていることにより、さらに薄型化に有利なものとなっている。
【０２０８】
また、本体７は、チューブ１００（円弧部１０３）を圧閉しない位置にあるローラ８０または８１（図１７中ではローラ８１）に当接する当接部７２を有している。この当接部７２が設けられていることにより、次のような効果が得られる。
【０２０９】
ギアロータ４は、ローラ８０または８１（図１７中ではローラ８０）が圧閉するチューブ１００（円弧部１０３）からの反力により、ギアロータ４を傾斜させるような力を受ける。すなわち、図１７中では、この力は、ギアロータ４を左下がりに傾斜させるように作用する。このとき、本実施形態では、ローラ８０または８１が当接部７２に当接することにより、ギアロータ４が傾斜するのが防止され、ギアロータ４をより円滑かつ確実に回転させることができる。また、チューブ１００を圧閉している方のローラ８０または８１が浮き上がることがなく、チューブ１００（円弧部１０３）を確実に圧閉することができる。また、チューブ１００の圧閉に伴う反力の変化も小さくなるので、ギアロータ４の回転負荷の変動や、回転速度変動が減少し、吐出量が安定する。
【０２１０】
なお、本実施形態では、振動体６は、１つ設置されているが、本発明では、複数の振動体６を設けてもよい。
【０２１１】
以上、本発明のチューブポンプを図示の第１〜第４実施形態について説明したが、本発明では、第１〜第４実施形態のうちの任意の２以上の特徴を組み合せることもできる。
【０２１２】
また、本発明では、チューブ１００の内径は、細いものから太いものまでいかなるものでもよく、例えば内径０．１〜２０ｍｍ程度のものを使用することができ、特に、内径０．２〜２ｍｍ程度の細径のチューブを使用するチューブポンプに好適である。
【０２１３】
また、本発明のチューブポンプの吐出量（流量）は、特に限定されず、例えば、０．０１〜６００ｍＬ／分程度のものとすることができるが、本発明は、特に、吐出量が３０ｍＬ／分以下程度の微量の送液ポンプに好適である。
【０２１４】
なお、本発明のチューブポンプは、間欠的に送液を行うもの（一時的に吐出量が０になるもの）であってもよいことは言うまでもないが、その場合、前記の吐出量の値は、送液を行っているとき（ロータが回転しているとき）の値を指す。
【０２１５】
また、本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、チューブポンプを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
【０２１６】
例えば、本発明では、振動体の形状、構造は、図示の構成に限らず、被駆動体を駆動することができるものであればいかなるものでもよい。例えば、圧電素子が１枚のものや、補強板を有さないものや、被駆動体と当接する部分に向かって幅が漸減するような形状のものなどであってもよい。
【０２１７】
また、振動体への通電状態（振動体の振動形態）を変更することなどにより、ロータを正・逆両方向に回転させることができるようなもの（送液方向を切り換えられるもの）であってもよい。
【０２１８】
また、本発明では、複数の圧閉部のうちの少なくとも１つがロータに対し移動可能であればよい。また、複数の圧閉部のすべてがロータに対し移動可能になっていてもよい。
【０２１９】
また、ロータに対し移動可能な圧閉部の移動範囲を拘束（規定）する手段としては、ロータに形成された溝または窓のようなものに限らずに、いかなるものでもよく、例えば、ロータに形成された突起（凸部）によって圧閉部の移動範囲を拘束するような構成であってもよい。
【０２２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、振動体を用いてロータを回転させることにより、チューブポンプ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
【０２２１】
また、複数の圧閉部のうちの少なくとも１つをロータに対し移動可能としたことにより、非使用時のチューブの潰れぐせや内壁の固着による閉塞等を防止することができる。よって、潰れぐせがついた部分の劣化が進行したり、チューブポンプの吐出量が不安定になったり、所望の吐出量が得られなくなったりするという弊害を防止することができる。
【０２２２】
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、チューブ内の液体が不本意に逆流するのを防止することができる。
【０２２３】
また、被駆動体をロータに一体化または固着した場合には、さらに小型化、薄型化を図ることができるとともに、極めて簡素な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチューブポンプの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線での断面側面図である。
【図３】図１および図２に示すチューブポンプにおける振動体の斜視図である。
【図４】図１および図２に示すチューブポンプにおける振動体が屈曲振動する様子を示す平面図である。
【図５】図１および図２に示すチューブポンプにおける振動体の凸部が楕円運動する様子を示す平面図である。
【図６】図１および図２に示すチューブポンプにおける圧閉部（ボール）のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。
【図７】図１および図２に示すチューブポンプにおける圧閉部（ボール）のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。
【図８】本発明のチューブポンプの第２実施形態を示す断面側面図である。
【図９】図８に示すチューブポンプにおける圧閉部のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。
【図１０】図８に示すチューブポンプにおける圧閉部のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。
【図１１】本発明のチューブポンプの第３実施形態を示す一部切欠き平面図である。
【図１２】図１１に示すチューブポンプにおけるロータ付近の断面側面図である。
【図１３】図１１に示すチューブポンプにおける回転力伝達機構の断面展開図である。
【図１４】図１１に示すチューブポンプにおける圧閉部（ローラ）のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。
【図１５】図１１に示すチューブポンプにおける圧閉部（ローラ）のロータおよびチューブに対する位置関係を説明するための断面平面図である。
【図１６】本発明のチューブポンプの第４実施形態を示す平面図である。
【図１７】図１６に示すチューブポンプにおけるロータ付近の断面側面図である。
【図１８】図１６に示すチューブポンプにおける移動可能なローラの設置部の断面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ チューブポンプ
１１、１２ 軸受
１３ ボルト
１４、１５ ボール
１６ 薄板
１６１ リング部
１６２ 固定部
１７ ボルト
１８ 被駆動体
１８１ 溝
１９ 回転力伝達機構
１９１、１９３ 小歯車
１９２ 大歯車
２０ 圧閉部
２１ 圧閉部
２１１ 圧閉部本体
２１２ 突起
２２ 圧閉部
２２１ 圧閉部本体
２２２ 突起
２３、２４ ローラ
２４１ 回転軸
２９ 加圧ロータ
２９１ 孔
３ 本体
３０ 装着部
３１ ロータ回転軸
３２、３３ 内周面
３４、３５ チューブ装着溝
３６ 被駆動体回転軸
３７ 歯車回転軸
４ ギアロータ
４１ ロータ本体
４２ 孔
４３ 軸受設置部
４４ ローラ回転軸
４５ 押圧ローラ
４６ 押圧ローラ回転軸
４７ 窓
４７１ 回転軸挿入溝
４８ 窓
４８１ 回転軸挿入溝
４８２ 後端面
５ ロータ
５１ ロータ本体
５３ リング
５３１ 溝
５３２ 内面
５４ 凹部
５５ ボール移動溝
５５１ 前端面
５５２ 後端面
５６、５７ 圧閉部移動溝
５７１ 後端面
５８ 境界部
６ 振動体
６１、６５ 電極
６２、６４ 圧電素子
６３ 補強板
６６、６７ 凸部
６８ 腕部
６８１ 孔
６９ 中心線
７ 本体
７０ チューブ装着溝
７０１ 底
７１ ロータ回転軸
７２ 当接部
８０ ローラ
８０１ 回転軸
８１ ローラ
８１１ 回転軸
８９ 規制部材
８９１ 規制板
９ 本体
９１ 基板
９２ ロータ回転軸
９３ チューブ装着溝
９３１ 円弧部
９３２、９３３ 直線部
９４ 薄板挿入溝
９４１ 底部
９５ 振動体取付部
９５１ ネジ穴
１００ チューブ
１０１ 上流部
１０２ 下流部
１０３ 円弧部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tube pump.
[0002]
[Prior art]
A tube pump for feeding a liquid in a tube by squeezing an elastic tube (pump tube) is known, and is widely used in, for example, medical equipment and printers.
[0003]
This tube pump usually has a rotor, a motor that rotationally drives the rotor, and a plurality of rollers installed on the rotor, and the rotor closes the tube disposed along the outer periphery of the rotor while pressing the tube. Rotates to feed liquid.
[0004]
However, the conventional tube pump has a problem that it is difficult to reduce the size, particularly to reduce the thickness, because the motor for driving the rotor is large. There is also a problem that the electromagnetic noise of the motor may affect other devices.
[0005]
Further, in the conventional tube pump, there is a problem that, when not in use, a part of the tube is kept closed (pressed) by the roller, so that this part is crushed (deformed). If the tube is crushed, there is a problem that the deterioration of the portion proceeds, the discharge amount of the tube pump becomes unstable, or a desired discharge amount cannot be obtained. For this reason, the conventional tube pump has a disadvantage that it cannot be stored for a long period of time after manufacture, for example.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a tube pump that has a simple structure, is advantageous for downsizing, particularly thinning, and can prevent the tube from being crushed when not in use.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention of the following (1) to (36).
[0008]
(1) a main body having a mounting portion for mounting an elastic tube;
A rotor installed rotatably with respect to the main body;
A plurality of pressure-closure portions that revolve around the rotation axis of the rotor by rotation of the rotor, and crush a part of the tube;
A driven body integrated or fixed to the rotor;
Having at least one vibrating body provided in contact with the driven body and provided with a piezoelectric element;
The vibrating body has a shape having a long direction and a short direction, is installed so as to contact the driven body from the radial direction of the rotor, and vibrates by applying an AC voltage to the piezoelectric element. Due to the vibration, a force is repeatedly applied to the driven body to drive the driven body, thereby rotating the rotor, and at least one of the plurality of pressure-closing portions is A tube pump characterized by being movable within a predetermined movement range.
[0009]
(2) When the rotor is stopped, any of the plurality of pressure-closing portions can be in a state in which the tube is not pressure-closed. When the rotation of the rotor is started from this state, the movement is possible. The pressure closing portion moves relative to the rotor in the moving range, contacts the rear end surface of the moving range, revolves around the rotation axis of the rotor together with the rotation of the rotor, In the steady rotation state, the tube pump according to (1), in which at least one of the plurality of the pressure closing portions presses the tube closed regardless of the rotational position of the rotor.
[0010]
(3) The tube pump according to (1) or (2), wherein the movable pressure closing unit is movable in a circumferential direction of the rotor in at least a part of the movement range.
[0011]
(4) The tube according to any one of (1) to (3), wherein the plurality of pressure-closing portions are arranged at substantially equal angular intervals along a circumferential direction of the rotor in a steady rotation state of the rotor. pump.
[0012]
(5) The tube pump according to any one of (1) to (4), wherein the movable pressure closing portion is movable along a groove or a window formed in the rotor.
[0013]
(6) The tube pump according to any one of (1) to (5), wherein the pressure closing portion is a convex portion protruding from the rotor.
[0014]
(7) The tube pump according to any one of (1) to (6), wherein the pressure closing unit is rotatably provided to the rotor.
[0015]
(8) The tube pump according to (7), wherein the pressure closing unit is a ball that is rotatable in an arbitrary direction.
[0016]
(9) The tube pump according to (7), wherein the pressure closing portion is a roller that is rotatable about a rotation axis that is substantially in the same direction as the rotation axis of the rotor.
[0017]
(10) a pressure rotor provided coaxially with the rotor;
A pressing portion that is provided on the rotor and presses the movable roller in the rotation direction of the rotor;
The tube pump according to (9), wherein the movable roller is not supported by the rotor, and rotates while contacting the pressure rotor and the pressing portion in a steady rotation state of the rotor.
[0018]
(11) The tube pump according to (7), wherein the pressure closing unit is a roller that is rotatable about a rotation axis in a direction substantially orthogonal to the rotation axis of the rotor.
[0019]
(12) The control member according to (11), wherein a restriction member that restricts the posture of the movable roller is provided so that a rotation shaft of the roller is substantially orthogonal to a rotation shaft of the rotor. Tube pump.
[0020]
(13) The tube pump according to any one of (1) to (12), wherein the main body includes an abutting portion that abuts on the pressure closing portion at a position where the tube is not pressure closed.
[0021]
(14) The tube pump according to any one of (1) to (13), wherein the pressure closing unit press-closes the tube from a radial direction of the rotor.
[0022]
(15) The tube pump according to any one of (1) to (13), wherein the pressure closing unit press-closes the tube from a rotation axis direction of the rotor.
[0023]
(16) A flexible plate-like body provided in the vicinity of the tube attached to the attachment portion, and the press-closing portion press-closes the tube via the plate-like body. The tube pump according to any one of (1) to (15).
[0024]
(17) The tube pump according to (16), wherein the plate-like body is provided over substantially the entire area of the portion of the tube attached to the attachment portion that is closed by the pressure-closing portion.
[0025]
(18) The tube pump according to (16) or (17), wherein the plate-like body is provided so as to be displaceable in a thickness direction thereof.
[0026]
(19) The tube pump according to any one of (16) to (18), wherein the plate-like body is provided so as not to be displaced in an in-plane direction.
[0027]
(20) The tube pump according to any one of (16) to (19), wherein the plate-like body is detachably installed on the main body.
[0028]
(21) The tube pump according to any one of (16) to (20), further including a displacement amount restricting unit that restricts the plate-like body from being displaced beyond a certain limit.
[0031]
(24) The tube pump according to (23), wherein the vibrating body is installed so as to contact the driven body from an outer peripheral side of the rotor.
[0032]
(25) The tube pump according to any one of (1) to (24), wherein substantially the entire vibrating body is located in a space corresponding to a thickness of the rotor in a rotation axis direction of the rotor.
[0033]
(26) The tube pump according to any one of (1) to (25), wherein the driven body rotates the rotor via a rotational force transmission mechanism.
[0034]
(27) The tube pump according to (26), wherein the rotational force transmission mechanism is a transmission.
[0035]
(28) The tube pump according to any one of (1) to (27), wherein the driven body is provided with a groove, and the vibrating body is in contact with an inner surface of the groove.
[0037]
(30) The tube pump according to (29), wherein a vicinity of an end portion in a longitudinal direction of the vibrator is in contact with the driven body.
[0038]
(31) The tube pump according to any one of (1) to (30), wherein the vibrating body has a plate shape.
[0039]
(32) The tube pump according to (31), wherein the vibrating body has a substantially rectangular shape.
[0040]
(33) The tube pump according to (31) or (32), wherein the vibrating body is installed in a posture substantially parallel to the rotor.
[0041]
(34) The tube pump according to any one of (1) to (33), further including an arm portion that protrudes from the vibrating body, wherein the vibrating body is supported by the arm portion.
[0042]
(35) The tube pump according to any one of (1) to (34), wherein the arc-shaped portion of the tube attached to the attachment portion is located inside the outermost periphery of the rotor.
[0043]
(36) The tube pump according to any one of (1) to (35), wherein the main body supports the rotor from one side.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the tube pump of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0045]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the tube pump of the present invention, FIG. 2 is a sectional side view taken along line XX in FIG. 1, and FIG. 3 is a tube pump shown in FIGS. FIG. 4 is a plan view showing how the vibrating body in the tube pump shown in FIGS. 1 and 2 bends and vibrates. FIG. 5 shows the vibrating body in the tube pump shown in FIGS. FIG. 6 and FIG. 7 are cross-sectional views for explaining the positional relationship of the pressure closing part (ball) in the tube pump shown in FIG. 1 and FIG. 2 with respect to the rotor and the tube, respectively. It is a top view. In the following description, the upper side in FIG. 2 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
[0046]
A tube pump 1A shown in these drawings includes a main body 9 having a tube mounting groove (mounting portion) 93 for mounting an elastic tube 100, a rotor 5 that is rotatably installed with respect to the main body 9, and a main body 9. In addition, a vibrating body 6 that rotationally drives the rotor 5, balls 14 and 15 as pressure-closing portions, and a thin plate (plate-like body) 16 provided between the rotor 5 and the tube 100 are provided. Hereinafter, the configuration of each unit will be described.
[0047]
As shown in FIG. 2, the main body 9 includes a substrate 91 and a rotor rotation shaft 92 that protrudes upward from the center of the substrate 91.
[0048]
On the upper surface of the substrate 91, a thin plate insertion groove 94 is formed in a substantially annular shape centering on the rotor rotation shaft 92.
[0049]
On the upper surface of the substrate 91, a tube mounting groove 93 having a substantially U shape in a plan view shown in FIG.
[0050]
The tube mounting groove 93 includes an arc portion 931 having a substantially arc shape with the rotor rotation shaft 92 as the center, a linear portion 932 extending downward from the left end portion of the arc portion 931 in FIG. 1, and an arc portion 931. 1 and a straight line portion 933 extending downward in FIG. 1 from the right end portion in FIG.
[0051]
As shown in FIG. 2, the arc portion 931 is formed at the bottom portion 941 of the thin plate insertion groove 94. That is, the width of the tube mounting groove 93 is smaller than the width of the thin plate insertion groove 94, and the arc portion 931 is provided so as to further form a recess (groove) in the bottom portion 941 of the thin plate insertion groove 94. . Further, the arc portion 931 is formed in a range where the central angle is approximately 180 °.
[0052]
The tube (pump tube) 100 is attached to the main body 9 along such a tube attachment groove 93 in a substantially U shape in a plan view shown in FIG. That is, the tube 100 has an arc portion 103 located at the arc portion 931, an upstream portion 101 located at the straight portion 932, and a downstream portion 102 located at the straight portion 933.
[0053]
The tube 100 has elasticity (restorability). The arc portion 103 of the tube 100 is in a closed state (state shown on the right side in FIG. 2) by being pressed by balls 14 and 15, which will be described later, and when this pressing is released, the original state (FIG. 2). Return to the state shown on the left side.
[0054]
In such a main body 9, the rotor 5 is rotatably installed. The rotor 5 includes a rotor main body 51 having a substantially disk shape, and an annular ring (driven body) 53 fixed to the outer peripheral portion of the rotor main body 51 by press-fitting, for example.
[0055]
The rotor 5 is installed so as to be rotatable with respect to the rotor rotation shaft 92 of the main body 9 via bearings 11 and 12 installed at the center of the rotor main body 51.
[0056]
Thus, in this embodiment, the main body 9 supports the rotor 5 from one side (lower side), and there is no member that covers the rotor 5 from the upper side. Therefore, the tube pump 1A is particularly advantageous for thinning.
[0057]
The rotor 5 is driven by a vibrating body 6 described later, and rotates (forward) in the clockwise direction in FIG. That is, the vibrating body 6 is installed in contact with the outer peripheral surface of the ring 53 (rotor 5), and when the vibrating body 6 vibrates, the ring 53 (rotor 5) repeatedly receives frictional force (pressing force) from the vibrating body 6. 5) is driven to rotate clockwise in FIG. That is, the ring 53 is a driven body that is driven by the vibrating body 6.
[0058]
As shown in FIG. 2, in this embodiment, a groove 531 is formed along the circumferential direction on the outer periphery of the ring 53, and the vibrating body 6 (convex portion 66) has an inner surface (concave surface) 532 of the groove 531. Abut. Thereby, it can prevent that the contact position with respect to the ring 53 of the vibrating body 6 shifts up and down. In addition, the cross section of the groove 531 (inner surface 532) has an arc shape, so that even when the contact position of the vibrating body 6 with respect to the ring 53 is slightly shifted up and down, the vibrating body 6 and the ring 53 The contact state is maintained, and the driving force is not lost.
[0059]
The rotor body 51 is provided with balls 14 and 15 as pressure closing portions for pressing and closing (pressing and closing) the tube 100, respectively. Each of the balls 14 and 15 press-closes a part of the arc portion 103 of the tube 100 from above via a thin plate 16 described later.
[0060]
As shown in FIG. 2, the ball 14 is installed so that its upper side is inserted into a recess 54 formed on the lower surface of the rotor body 51, and the lower side of the ball 14 projects from the lower surface of the rotor body 51. ing. The distance between the recess 54 and the rotor rotation shaft 92 is substantially equal to the distance between the arc portion 103 and the rotor rotation shaft 92.
[0061]
The ball 14 is rotatable (spinned) in any direction with respect to the rotor 5 (rotor body 51). Further, the ball 14 does not substantially move with respect to the rotor 5 (rotor body 51). That is, the recess 54 is sized so that the ball 14 does not substantially move with respect to the rotor 5.
[0062]
On the other hand, the ball 15 is movable with respect to the rotor 5. That is, the ball 15 is installed so that its upper side is inserted into a ball movement groove 55 formed on the lower surface of the rotor body 51, and along the ball movement groove 55 (in the range of the ball movement groove 55). The rotor 5 can be moved.
[0063]
Similar to the ball 14, the lower side of the ball 15 projects from the lower surface of the rotor body 51. Further, like the ball 14, the ball 15 can rotate (spin) in any direction with respect to the rotor 5.
[0064]
As shown in FIG. 1, the ball moving groove 55 is formed in an arc shape along the circumferential direction of the rotor 5, from the vicinity of the ball 14 toward the direction opposite to the rotation (forward rotation) direction of the rotor 5 ( (Counterclockwise in FIG. 1) is provided over a little less than a half turn. The distance between the ball moving groove 55 and the rotor rotation shaft 92 is substantially equal to the distance between the arc portion 103 and the rotor rotation shaft 92.
[0065]
Hereinafter, the inner surface of the end portion closer to the ball 14 of the ball moving groove 55 is referred to as a front end surface 551, and the inner surface of the end portion farther from the ball 14 is referred to as a rear end surface 552.
[0066]
With such a configuration, the ball 15 is positioned near the ball 14 (front end surface 551) (the state shown in FIG. 6) and on the opposite side of the ball 14 with the rotor rotation shaft 92 therebetween (near the rear end surface 552). It is possible to move with respect to the rotor 5 between the positions (states shown in FIGS. 1 and 7). In the state shown in FIGS. 1 and 7, the balls 14 and 15 are positioned at equal intervals along the circumferential direction of the rotor 5, that is, at intervals of 180 °.
[0067]
In the present invention, since the ball 15 is movable with respect to the rotor 5 as described above, the tube 100 is crushed or the inner wall is fixed (attached) when not in use, as will be described below. It is possible to prevent the tube 100 from being blocked.
[0068]
As shown in FIG. 6, in the tube pump 1A, the balls 15 are positioned in the vicinity of the balls 14, and the balls 14 and 15 are positioned between the upstream portion 101 and the downstream portion 102 of the tube 100. By setting the rotation position of the rotor 5, a state is obtained in which neither of the balls 14 and 15 press-closes the tube 100 (arc portion 103).
[0069]
Therefore, in the tube pump 1A, when the tube pump 1A is not in use, the tube 100 can be prevented from being crushed or blocked due to the inner wall being fixed by being in the state shown in FIG. Therefore, for example, by setting the state shown in FIG. 6 at the time of assembly in a factory, the tube 100 is crushed or the inner wall is fixed even if it is a long time until it is sold and used. And will not be blocked.
[0070]
When the rotation of the rotor 5 is started from the state shown in FIG. 6, the ball 14 starts to revolve around the rotor rotation shaft 92. On the other hand, the ball 15 stays on the spot with respect to the main body 9 and moves relative to the rotor 5 along the ball moving groove 55.
[0071]
When the rotor 5 is rotated to the position where the rear end surface 552 contacts the ball 15 (the state shown in FIG. 7), the ball 15 is revolved around the rotor rotation shaft 92 by being pressed against the rear end surface 552. Start.
[0072]
That is, when the rotation of the rotor 5 is started from the state shown in FIG. 6, the ball 15 moves relative to the rotor 5 by starting the revolution after the ball 14, and automatically enters the state shown in FIG. 7. Become.
[0073]
After the state shown in FIG. 7 is reached, that is, in the steady rotation state of the rotor 5, the balls 14 and 15 revolve in a state where they are positioned at equal intervals (180 ° intervals) along the circumferential direction of the rotor 5 ( (See FIG. 1). Thereby, in the steady rotation state of the rotor 5, at least one of the balls 14 and 15 press-closes the tube 100 (arc portion 103) regardless of the rotational position of the rotor 5. Therefore, the liquid in the tube 100 is smoothly fed in one direction without flowing backward.
[0074]
As described above, in this embodiment, when the rotation of the rotor 5 is started, the ball 15 automatically moves with respect to the rotor 5, and the tube 100 can be crushed when not in use without performing a special operation or the like. In addition, it is possible to prevent clogging or the like due to adhesion of the inner wall, and the convenience is high. Further, since the arrangement of the balls 14 and 15 in the steady rotation state shown in FIG. 7 can be obtained only by half rotation of the rotor 5 from the non-use state shown in FIG. 6, operation delay (liquid supply delay), etc. Will not occur.
[0075]
When stopping the operation of the tube pump 1A, the rotor 5 is reversely rotated by an appropriate angle of 360 ° or less (counterclockwise in FIGS. 6 and 7) to return to the state shown in FIG. The rotor 5 can be stopped. By doing this, the tube pump 1A will not only be used (operated) for the first time after shipment from the factory, but also when the tube pump 1A is used and not used. 100 can be prevented from being crushed or blocked by the inner wall sticking.
[0076]
When the rotor 5 rotates in the reverse direction by one rotation or more, the balls 14 and 15 revolve in the positional relationship shown in FIG. Therefore, when the rotor 5 rotates in the reverse direction, there is a state in which neither of the balls 14 and 15 is closing the tube 100 (arc portion 103) during one rotation, and the inside of the tube 100 flows back in the meantime. Since the liquid returns, the liquid in the tube 100 does not substantially flow backward. Thus, in this embodiment, even if it is a case where the rotor 5 reversely rotates by some trouble, there also exists an advantage that the liquid in the tube 100 does not flow backward substantially.
[0077]
In the present embodiment, since the pressure-closing portion is composed of the balls 14 and 15, there is no holding directionality, so the balls 14 and 15 may be simply stored (inserted) in the recess 54 and the ball moving groove 55. Therefore, the roller rotation shaft is unnecessary, and the structure can be simplified and miniaturized.
[0078]
In this embodiment, the tube 100 and the rotor 5 are closed in the thickness direction of the rotor 5 (in the direction of the rotor rotation axis 92) by closing the tube 100 from the direction of the rotor rotation axis 92 (from the upper side in the illustrated configuration). Are placed on top of each other. Therefore, it is particularly advantageous for downsizing the entire tube pump 1A (reduction of the occupied area in FIG. 1).
[0079]
In the present embodiment, the arc portion 103 of the tube 100 is located inside the outermost periphery of the rotor 5. Thereby, the torque required to rotate the rotor 5 is relatively small. Therefore, the vibrating body 6 can be further downsized, and as a result, the entire tube pump 1A can be further downsized.
[0080]
As shown in FIG. 2, in the tube pump 1A of the present embodiment, a thin plate (plate-like body) 16 is provided between the tube 100 (arc portion 103) and the rotor 5, and the tube 100 (arc portion) 103) is closed by the balls 14 and 15 through the thin plate 16.
[0081]
As shown in FIG. 1, the thin plate 16 includes a ring portion 161 having a substantially annular shape around the rotor rotation shaft 92 and a fixing portion 162 formed so as to protrude from the ring portion 161 toward the outer peripheral side. It is configured. The thin plate 16 is fixed to the main body 9 by bolts 17 and 17 at the fixing portion 162, and is not displaced (moved) in the in-plane direction.
[0082]
The ring portion 161 is provided along the thin plate insertion groove 94 and covers the arc portion 103 of the tube 100 from above. The width of the ring portion 161 is slightly smaller than the width of the thin plate insertion groove 94.
[0083]
As shown on the right side in FIG. 2, the ring portion 161 of the portion pressed by the ball 14 (or 15) is displaced (moved) in the thickness direction (downward) and inserted into the thin plate insertion groove 94. As a result, the tube 100 is closed.
[0084]
In the present embodiment, by using such a thin plate 16, the crushing portion such as the balls 14 and 15 and the tube 100 do not directly rub against each other, and the tube 100 is crushed (the axis of the tube 100). Only the force in the direction orthogonal to the direction) is received from the pressure-closed portion such as the balls 14 and 15, and the force that is dragged (the axial force of the tube 100) is not received. Therefore, movement and twisting of the tube 100 are more reliably prevented, and smoother liquid feeding is possible. Moreover, deterioration of the tube 100 is prevented, and the lifetime of the tube 100 can be extended.
[0085]
In this embodiment, fixing of the fixing portion 162 by the bolts 17 and 17 can be released, so that the thin plate 16 can be attached to and detached from the main body 9. Therefore, in this embodiment, the thin plate 16 can be replaced, and when the thin plate 16 is deteriorated or damaged, it can be replaced with a new one. Further, the same thin plate 16 having different thickness, material, hardness and the like according to the liquid feeding speed (rotational speed of the rotor 5), the diameters of the balls 14 and 15, the diameter, material, hardness, etc. of the tube 100 is used. The optimum thin plate 16 can be appropriately selected and used.
[0086]
In addition, as shown in FIG. 2, in this embodiment, when the ring portion 161 of the portion pressed by the ball 14 (or 15) is inserted into the thin plate insertion groove 94, the edge portion thereof is the thin plate insertion groove 94. Abutting on the bottom 941 and further downward displacement are prohibited. As a result, the ring portion 161 of the portion displaced in the thickness direction by being pressed by the ball 14 (or 15) is positioned, and the ring portion 161 is prevented from tilting, and the tube 100 is always closed with a constant crushing amount. Is done. Therefore, it is possible to prevent the tube 100 from being excessively closed (squeezed), to further reduce the deterioration of the tube 100 and to achieve a longer life.
[0087]
Thus, in this embodiment, the bottom part 941 (arc part 931) functions as a displacement amount restricting means for restricting the thin plate 16 from being displaced beyond a certain limit. The shape (depth) of the arc portion 931 of the tube mounting groove 93 is set so that the crushing amount of the tube 100 is optimized.
[0088]
Further, in the present embodiment, the thin plate 16 is provided over the entire region (the arc portion 103) of the tube 100 that is press-closed by the roller 10. Thereby, the effect mentioned above is acquired over this whole region. Thus, it is preferable that the thin plate 16 is provided over almost the entire region of the portion (the arc portion 103) that is press-closed by the roller 10 of the tube 100.
[0089]
The constituent material of the thin plate 16 is not particularly limited, but is preferably a low friction material. Examples thereof include various metal materials and various synthetic resin materials such as polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)). Etc. can be used.
[0090]
Moreover, it is preferable that the thin plate 16 has the restoring property (elasticity) which returns to an original shape after a deformation | transformation.
[0091]
The thickness of the thin plate 16 is not particularly limited, but is preferably about 0.005 to 0.1 mm. If the thickness of the thin plate 16 is too thick, it may be difficult to deform depending on the constituent material of the thin plate 16 and the tube 100 may not be properly closed. If the thickness of the thin plate 16 is too thin, it may be easily damaged depending on the constituent material of the thin plate 16.
[0092]
In the present embodiment, the use of the thin plate 16 can reduce the size of the pressure-closed portions such as the balls 14 and 15.
[0093]
Normally, when the pressure closing parts such as the balls 14 and 15 are made small, the pressing area becomes small and the tube 100 is bitten when the pressure closing is performed, and the deterioration of the tube 100 is accelerated, and the rotor 5 is made smooth. Inconvenience that it becomes impossible to rotate.
[0094]
On the other hand, in this embodiment, the area which presses the tube 100 is expanded by press-closing via the thin plate 16, and the pressing force can be dispersed in the plane of the thin plate 16. That is, even if the diameter of the pressure-closed portion such as the balls 14 and 15 is reduced, the tube 100 is closed with a large curvature due to the rigidity of the thin plate 16, so that local deformation of the tube 100 can be prevented. Therefore, even when the pressure closing part is downsized or the pressure contact is small, the above-described disadvantage does not occur. For this reason, in the present invention, it is possible to reduce the size of the pressure-closed portions such as the balls 14 and 15, and thus it is possible to further reduce the size of the tube pump 1A as a whole.
[0095]
In the present invention, the thin plate 16 may be omitted. In that case, that is, when the tube 100 is directly closed with the balls 14 and 15, the tube mounting groove 93 has a cross-sectional shape instead of a shape having a flat bottom as in the configuration shown in the figure. Is preferably arcuate (semicircular) (the bottom is curved). As a result, the tube 100 is closed so that the cross section is curved in an arc shape along the gap between the ball 14 (or 15) and the tube mounting groove 93, and more reliably (without a gap). be able to.
[0096]
The vibrating body 6 that rotationally drives the rotor 5 is smaller (thin) than a normal motor or the like. In the present invention, by rotating the rotor 5 using the vibrating body 6, the tube pump 1A as a whole can be reduced in size, particularly reduced in thickness (down in the direction of the rotor rotation shaft 92). Hereinafter, the vibrating body 6 will be described.
[0097]
As shown in FIG. 3, the vibrating body 6 has a substantially rectangular plate shape. The vibrating body 6 includes a plate-like electrode 61, a plate-like piezoelectric element 62, a reinforcing plate 63, a plate-like piezoelectric element 64, and a plate-like electrode 65 laminated in this order from the upper side in FIG. Configured. In FIG. 3, the thickness direction is exaggerated.
[0098]
Each of the piezoelectric elements 62 and 64 has a rectangular shape, and expands and contracts in the longitudinal direction when a voltage is applied. The constituent materials of the piezoelectric elements 62 and 64 are not particularly limited, and lead zirconate titanate (PZT), crystal, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, zinc niobate Various materials such as lead and lead scandium niobate can be used.
[0099]
These piezoelectric elements 62 and 64 are fixed to both surfaces of the reinforcing plate 63, respectively. The reinforcing plate 63 has a function of reinforcing the entire vibrating body 6 and prevents the vibrating body 6 from being damaged by over-amplitude, external force, or the like. The constituent material of the reinforcing plate 63 is not particularly limited as long as it is an elastic material (having elasticity), but for example, various metal materials such as stainless steel, aluminum or aluminum alloy, titanium or titanium alloy, copper or copper alloy, etc. Preferably there is.
[0100]
The reinforcing plate 63 is preferably thinner (smaller) than the piezoelectric elements 62 and 64. Thereby, the vibrating body 6 can be vibrated with high efficiency.
[0101]
The reinforcing plate 63 also has a function as a common electrode for the piezoelectric elements 62 and 64. That is, an alternating voltage is applied to the piezoelectric element 62 by the electrode 61 and the reinforcing plate 63, and an alternating voltage is applied to the piezoelectric element 64 by the electrode 65 and the reinforcing plate 63.
[0102]
The piezoelectric elements 62 and 64 repeatedly expand and contract in the longitudinal direction when an AC voltage is applied, and accordingly, the reinforcing plate 63 also repeatedly expands and contracts in the longitudinal direction. That is, when an AC voltage is applied to the piezoelectric elements 62 and 64, the vibrating body 6 vibrates (longitudinal vibration) with a minute amplitude in the longitudinal direction, as indicated by an arrow in FIG.
[0103]
A convex portion 66 is integrally formed at the right end of the reinforcing plate 63 in FIG. The convex portion 66 is provided at a position (corner portion in the illustrated configuration) that is shifted from the center (center line 69) in the width direction of the reinforcing plate 63. Further, in the illustrated configuration, a convex portion 67 similar to the convex portion 66 is provided at the opposite corner portion (on the diagonal line). The convex portion 67 is not used in the illustrated configuration.
[0104]
Further, the arm portion 68 is provided so as to protrude from the substantially longitudinal center of the reinforcing plate 63 in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction. A hole 681 into which the bolt 13 is inserted is formed at the tip of the arm portion 68.
[0105]
As shown in FIG. 1, such a vibrating body 6 is installed on the outer peripheral side of the rotor 5, and is in contact with the outer periphery of the rotor 5 (ring 53) at the convex portion 66. That is, in this embodiment, the vibrating body 6 is installed in contact with the rotor 5 from the outer peripheral side in the radial direction of the rotor 5.
[0106]
As shown in FIG. 2, a vibrating body mounting portion 95 having a screw hole 951 protrudes upward from the substrate 91 on the outer peripheral side of the rotor 5, and the vibrating body 6 has a hole 681 in the arm portion 68. The vibrating body mounting portion 95 is fixed by a bolt 13 inserted into the vibration member.
[0107]
Unlike the illustrated configuration, the vibrating body 6 may be installed so as to contact the rotor 5 from the direction of the rotor rotation shaft 92.
[0108]
As described above, the vibrating body 6 is supported by the arm portion 68. Thereby, the vibrating body 6 can vibrate freely and vibrates with a relatively large amplitude. In addition, the vibrating body 6 is installed in a state in which the convex portion 66 is pressed against the ring 53 (the inner surface 532) by the elasticity of the arm portion 68.
[0109]
The vibrating body 6 is installed in a posture substantially parallel to the rotor 5. This is particularly advantageous for reducing the thickness of the entire tube pump 1A.
[0110]
Moreover, in this embodiment, the thickness of the vibrating body 6 is thinner than the thickness of the rotor 5, and the entire vibrating body 6 is located in a space corresponding to the thickness of the rotor 5 in the vertical direction. This is particularly advantageous for reducing the thickness of the entire tube pump 1A.
[0111]
When the vibrating body 6 is vibrated by applying an AC voltage to the piezoelectric elements 62 and 64 in a state where the convex portion 66 is in contact with the ring 53, the ring 53 is rubbed from the convex portion 66 when the vibrating body 6 extends. The force (pressing force) is received, and the rotor 5 rotates clockwise in FIG. 1 by this repeated frictional force (pressing force).
[0112]
When the rotor 5 rotates in the clockwise direction in FIG. 1, at least one of the balls 14 and 15 operates in a clockwise direction in FIG. 1 while closing the tube 100 (arc portion 103) via the thin plate 16. . As a result, a clockwise flow in FIG. 1 is generated in the tube 100, and liquid feeding is performed. That is, the liquid is sucked from the upstream portion 101 of the tube 100 and discharged from the downstream portion 102 of the tube 100.
[0113]
As described above, in this embodiment, the ring 53 as a driven body is fixed to the outer periphery of the rotor body 51 by, for example, press fitting, and the rotor 5 is directly driven to rotate by the vibrating body 6. Thereby, since the rotor 5 functions as both the rotor of the tube pump 1A and the rotor of the motor (ultrasonic motor), the tube pump 1A is particularly advantageous for downsizing (thinning). In addition, the structure can be greatly simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0114]
The ring 53 and the rotor main body 51 may be formed integrally (one member).
[0115]
Further, in the present embodiment, since the in-plane vibration of the vibrating body 6 is directly converted into rotation (in-plane rotation) of the rotor 5, energy loss accompanying this conversion is small, and the rotor 5 is driven to rotate with high efficiency. be able to.
[0116]
Further, in this embodiment, the direction of the frictional force (pressing force) exerted by the convex portion 66 on the ring 53 is a direction substantially perpendicular to the rotor rotation shaft 92, so that the rotor 5 is not inclined. The rotor 5 rotates more smoothly and reliably.
[0117]
In addition, unlike the case where the vibrating body 6 is driven by a magnetic force like a normal motor, the ring 53 is driven by the frictional force (pressing force) as described above, and thus the driving force is high. For this reason, the rotor 5 can be rotated with sufficient torque without using a speed change mechanism (deceleration mechanism) as in this embodiment.
[0118]
The frequency of the AC voltage applied to the piezoelectric elements 62 and 64 is not particularly limited, but is preferably approximately the same as the resonance frequency of vibration (longitudinal vibration) of the vibrating body 6. Thereby, the amplitude of the vibrating body 6 becomes large, and the rotor 5 can be rotationally driven with high efficiency.
[0119]
As described above, the vibrating body 6 mainly vibrates longitudinally in the longitudinal direction, but it is more preferable to resonate the longitudinal vibration and the bending vibration and cause the convex portion 66 to elliptically vibrate. Thereby, the rotor 5 can be rotationally driven with higher efficiency. Hereinafter, this point will be described.
[0120]
As shown in FIG. 4, when the vibrating body 6 rotationally drives the rotor 5, the convex portion 66 receives a reaction force as indicated by an arrow in FIG. 4 from the rotor 5 (ring 53). In the present embodiment, since the convex portion 66 is provided at a position shifted from the center line 69 of the vibrating body 6, the vibrating body 6 bends in the in-plane direction as shown in FIG. 4 by this reaction force. It will deform and vibrate. In FIG. 4, the deformation of the vibrating body 6 is exaggerated.
[0121]
By appropriately selecting the frequency of the applied voltage, the shape / size of the vibrating body 6, the position of the convex portion 66, and the like, the frequency of this bending vibration can be made substantially the same as the frequency of the longitudinal vibration. In this way, the longitudinal vibration and the bending vibration of the vibrating body 6 resonate and the amplitude becomes larger, and the convex portion 66 is displaced along an ellipse (ellipse) as shown by a one-dot chain line in FIG. Vibrate.
[0122]
As a result, when the convex portion 66 sends the ring 53 in the rotational direction with one amplitude of the vibrating body 6, the convex portion 66 is pressed against the ring 53 with a strong force, and when the convex portion 66 returns, Since the frictional force can be reduced or eliminated, the vibration of the vibrating body 6 can be converted with high efficiency by the rotation of the rotor 5.
[0123]
In the present invention, in addition to the advantage that the apparatus can be reduced in size (thinned) and the tube 100 can be prevented from being crushed and the inner wall is blocked, the normal motor is used to rotate the rotor 5. Since it is not used, there is also an advantage that there is no electromagnetic noise as in a normal motor or there is little, if any, and there is no influence on peripheral devices.
[0124]
Further, when the rotor 5 is not rotationally driven (the rotor 5 is stopped), the rotor 5 is prevented from rotating by the frictional force between the convex portion 66 and the ring 53 (the holding torque of the rotor 5 is reduced). high). Therefore, the rotor 5 does not rotate unintentionally due to the pressure of the liquid in the tube 100 or the like, and the backflow of the liquid in the tube 100 can be prevented.
[0125]
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 2, there is no part assembled | attached to the main body 9 from the lower side at the time of an assembly, components can be assembled | attached and assembled from one direction (upper side in FIG. 2), and an assembly is easy There are also advantages that can be made.
[0126]
In the present embodiment, one vibrating body 6 is provided. However, in the present invention, a plurality of vibrating bodies 6 may be provided.
[0127]
Second Embodiment
FIG. 8 is a cross-sectional side view showing a second embodiment of the tube pump of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are respectively for explaining the positional relationship of the pressure closing portion with respect to the rotor and the tube in the tube pump shown in FIG. FIG. In the following description, the upper side in FIG. 8 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
[0128]
Hereinafter, the second embodiment of the tube pump of the present invention will be described with reference to this figure, but the description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
[0129]
The tube pump 1B of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the configuration and the number of the pressure closing parts are different.
[0130]
In the present embodiment, three pressure closing portions 20, 21, and 22 that protrude from the lower surface of the rotor body 51 are provided. These pressure closing parts 20, 21 and 22 are provided so that the distance from the rotor rotation shaft 92 is substantially equal to the distance between the arc portion 103 of the tube 100 and the rotor rotation shaft 92. Then, a part of the arc portion 103 is closed from above. These pressure closing portions 20, 21, and 22 do not rotate and slide with respect to the thin plate 16.
[0131]
As shown in FIG. 8, the pressure closing part (convex part) 20 is fixedly provided on the rotor body 51. That is, the pressure closing unit 20 is fixed to the rotor body 51 and does not move with respect to the rotor 5. The pressure closing portion 20 is formed so as to protrude from the lower surface of the rotor body 51 in a substantially cylindrical shape (disk shape).
[0132]
On the other hand, the pressure closing parts 21 and 22 are movable with respect to the rotor 5. That is, pressure closing part moving grooves 56 and 57 are formed on the lower surface of the rotor body 51, and the pressure closing parts 21 and 22 move along the pressure closing part moving grooves 56 and 57.
[0133]
The pressure closing part 21 includes a pressure closing part main body (convex part) 211 and a columnar protrusion 212 protruding from the upper surface of the pressure closing part main body 211. The pressure-closing portion main body 211 is a portion that protrudes from the lower surface of the rotor main body 51 and has a substantially cylindrical shape (disc shape). The protrusion 212 is inserted into the pressure closing part moving groove 56.
[0134]
Similarly, the pressure closing part 22 includes a pressure closing part main body 221 and a columnar protrusion 222 protruding from the upper surface of the pressure closing part main body 221. The outer diameter of the protrusion 222 is smaller than that of the protrusion 212, and the protrusion 222 is inserted into the pressure closing portion moving groove 56 or 57.
[0135]
As shown in FIG. 9, the pressure closing portion moving grooves 56 and 57 are formed in an arc shape along the circumferential direction of the rotor 5.
[0136]
The pressure-closing portion moving groove 56 extends from the vicinity of the pressure-closing portion 20 in the direction opposite to the rotation (forward rotation) direction of the rotor 5 (counterclockwise in FIG. 9) with a central angle of less than 60 °. Is provided. The width of the pressure closing portion moving groove 56 is substantially the same as or slightly larger than the outer diameter of the protrusion 212.
[0137]
The pressure closing part moving groove 57 is continuously formed in the same direction (counterclockwise in FIG. 9) from the end of the pressure closing part moving groove 56, and is provided over a range of substantially a central angle of 60 °. It has been. The width of the pressure closing portion moving groove 57 is substantially the same as or slightly larger than the outer diameter of the protrusion 222. That is, the width of the pressure closing part moving groove 57 is narrower than the width of the pressure closing part moving groove 56.
[0138]
With such a configuration, the pressure closing part 22 moves along the pressure closing part moving grooves 56 and 57 (the pressure closing part moving grooves 56 and 57) by the protrusion 222 moving in the pressure closing part moving grooves 56 and 57. It is movable (within 57).
[0139]
On the other hand, since the outer diameter of the protrusion 212 is larger than the width of the pressure closing part moving groove 57, the pressure closing part 21 has only the boundary part 58 between the pressure closing part moving groove 56 and the pressure closing part moving groove 57. It cannot move, but can move within the range of the pressure closing portion moving groove 56.
[0140]
When the tube pump 1B is not in use, as shown in FIG. 9, the pressure closing parts 21, 22 are moved to the vicinity of the pressure closing part 20, so that all of the pressure closing parts 20, 21 and 22 are tubes. 100 (arc part 103) is not closed. Thereby, similarly to the first embodiment, it is possible to prevent the tube 100 from being crushed or the inner wall from being fixed and closed when not in use.
[0141]
When the rotation of the rotor 5 is started from the state shown in FIG. 9, the pressure closing unit 20 starts to revolve around the rotor rotation shaft 92. On the other hand, the pressure closing portions 21 and 22 remain in place with respect to the main body 9 and move relative to the rotor 5 along the pressure closing portion moving groove 56.
[0142]
When the rotor 5 rotates to a position where the wall surface of the boundary portion 58 comes into contact with the pressure closing portion 21, the pressure closing portion 21 starts to revolve around the rotor rotation shaft 92 by being pressed against the wall surface of the boundary portion 58. . The pressure closing part 22 further remains in place, and moves relative to the rotor 5 along the pressure closing part moving groove 57.
[0143]
When the rotor 5 further rotates and the rotor 5 rotates to a position where the rear end surface 571 of the pressure closing portion moving groove 57 contacts the pressure closing portion 22, the pressure closing portion 22 is pressed against the rear end surface 571. Revolution is started around the rotation shaft 92. As a result, as shown in FIG. 10, the pressure closing portions 20, 21, and 22 are in a state (steady rotation state) arranged at substantially equal intervals (120 ° intervals) along the circumferential direction of the rotor 5. Revolve and squeeze tube 100.
[0144]
In the present embodiment, the three pressure closing portions 20, 21 and 22 are provided, and the tube 100 is pressure closed at more points (locations), so that smoother liquid feeding is possible, and the pump output is reduced. Pressure fluctuation can be further reduced.
[0145]
In the illustrated configuration, the arc portion 103 of the tube 100 is formed in the range of the central angle of about 180 °. However, in the present embodiment, the pressure closing portions 20, 21 and 22 are installed at intervals of about 120 °. Therefore, the arc portion 103 of the tube 100 can be shortened to a range of about 120 ° central angle. Therefore, the freedom degree of arrangement | positioning of the tube 100 is high.
[0146]
In the present invention, four or more pressure closing portions may be provided. In that case, it is preferable that these press-close portions are arranged at substantially equal intervals along the circumferential direction of the rotor 5.
[0147]
Further, in the present embodiment, the thin plate 16 is provided to prevent the tube 100 from being deteriorated / damaged even if it does not rotate like the press-close portions 20, 21 and 22. can do.
[0148]
In the present embodiment, the thin plate 16 and the press-closing portions 20, 21 and 22 are formed of a material having a relatively low coefficient of friction by forming at least the surfaces of both or one of the press-closing portions 20, 21, and 22. It is preferable to reduce the friction between the first and second members. Examples of the low friction material include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)).
[0149]
Moreover, you may reduce the friction of the thin plate 16 and the press-closing parts 20, 21, and 22 using a lubricant. Examples of the lubricant include grease and silicone oil.
[0150]
In the present embodiment, one vibrating body 6 is provided. However, in the present invention, a plurality of vibrating bodies 6 may be provided.
[0151]
<Third Embodiment>
FIG. 11 is a partially cutaway plan view showing a third embodiment of the tube pump of the present invention, FIG. 12 is a sectional side view of the vicinity of the rotor in the tube pump shown in FIG. 11, and FIG. 13 is a tube shown in FIG. FIG. 14 and FIG. 15 are sectional plan views for explaining the positional relationship of the pressure closing part (roller) with respect to the rotor and the tube in the tube pump shown in FIG. 11, respectively. . In the following description, the upper side in FIGS. 12 and 13 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
[0152]
Hereinafter, the third embodiment of the tube pump of the present invention will be described with reference to these drawings. However, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be omitted.
[0153]
The tube pump 1 </ b> C of the present embodiment includes a main body 3 having a mounting portion 30 to which a tube 100 having elasticity is mounted, a gear rotor 4 (rotor) installed rotatably with respect to the main body 3, and a roller 23 as a pressure closing portion. And 24, a vibrating body 6 installed in the main body 3, a driven body 18 driven by the vibrating body 6, and a rotational force transmission mechanism 19.
[0154]
As shown in FIGS. 11 and 12, the main body 3 has a substantially plate shape as a whole, and a rotor rotation shaft 31 protrudes upward from the center thereof.
[0155]
Further, the main body 3 is formed with a wall portion having inner circumferential surfaces 32 and 33 having an arc shape centered on the rotor rotation shaft 31. The inner peripheral surface 32 is formed over almost the upper half of FIG. 11, and the inner peripheral surface 33 is formed over the lower half of FIG. 11.
[0156]
The main body 3 is formed with linear tube mounting grooves 34 and 35, respectively.
[0157]
The tube 100 is mounted on the main body 3 in a substantially U shape along the tube mounting groove 34, the inner peripheral surface 32, and the tube mounting groove 35. In other words, the tube 100 extends to the outside of the main body 3 through the tube mounting groove 34 from the arc portion 103 arranged in an arc shape along the inner peripheral surface 32 and the left end portion of the arc portion 103 in FIG. An upstream portion 101 and a downstream portion 102 extending from the right end portion of the arc portion 103 in FIG. 11 through the tube mounting groove 35 to the outside of the main body 3 are provided.
[0158]
As described above, the mounting portion 30 of the tube 100 is configured by the vicinity of the inner peripheral surface 32 and the tube mounting grooves 34 and 35.
[0159]
As shown in FIG. 12, the gear rotor 4 includes a substantially disc-shaped rotor main body 41 and a bearing installation portion that protrudes in a cylindrical shape downward from the edge of the hole 42 formed in the center of the rotor main body 41. 43. Gear teeth are formed on the outer periphery of the rotor body 41, and the gear rotor 4 is also a gear.
[0160]
In such a gear rotor 4, the rotor rotation shaft 31 is inserted inside the bearing installation portion 43 (hole 42), and the main body 3 (rotor rotation) is installed via the bearings 11 and 12 installed inside the bearing installation portion 43. It is installed rotatably with respect to the shaft 31). As will be described later, the gear rotor 4 rotates clockwise in FIG. 11 by driving the vibrating body 6.
[0161]
As shown in FIG. 12, a pressure rotor 29 is further rotatably installed on the rotor rotation shaft 31. In other words, the pressure rotor 29 is provided coaxially with the gear rotor 4. The pressurizing rotor 29 has a substantially bottomed cylindrical shape, and is installed in a state where the rotor rotating shaft 31 is inserted into a hole 291 formed at the center of the bottom.
[0162]
As for the order of assembly, the pressure rotor 29 is first installed on the rotor rotating shaft 31, the gear rotor 4 is installed from above, and the bearing installation portion 43 is located inside the pressure rotor 29. The pressurizing rotor 29 is rotatable independently of the gear rotor 4.
[0163]
From the rotor body 41, the roller rotating shaft 44 is fixedly installed so as to protrude downward. That is, the roller rotation shaft 44 is installed in parallel with the rotor rotation shaft 31.
[0164]
On the roller rotation shaft 44, the roller 23 is installed so as to be able to rotate (rotate) via a bearing (not shown). That is, the roller 23 does not move with respect to the gear rotor 4.
[0165]
The other roller 24 is simply a substantially cylindrical member, and is not supported by the gear rotor 4 by a rotating shaft member such as the roller rotating shaft 44.
[0166]
The rollers 23 and 24 can be positioned on the inner peripheral side of the arc portion 103 of the tube 100 and press-close the arc portion 103 with the inner peripheral surface 32. That is, the rollers 23 and 24 press-close the arc portion 103 from the radially inner peripheral side of the gear rotor 4. Thereby, in this embodiment, since the direction of the reaction force which the gear rotor 4 receives from the tube 100 (arc part 103) becomes substantially perpendicular to the rotor rotating shaft 31, the gear rotor 4 is not inclined. Rotates more smoothly and reliably.
[0167]
The inner peripheral surface 33 is formed with a radius of curvature that can be in contact with the rollers 23 and 24 or that there is a slight gap between the rollers 23 and 24.
[0168]
The rotor body 41 is provided with a pressing roller (pressing portion) 45 that presses the roller 24 in the rotation direction of the gear rotor 4. The pressing roller 45 is installed so as to be rotatable (spinned) via a bearing (not shown) with respect to a pressing roller rotating shaft 46 fixedly provided so as to protrude downward from the rotor body 41. The diameter of the pressing roller 45 is smaller than that of the rollers 23 and 24, and the pressing roller 45 is not in contact with the arc portion 103 and the inner peripheral surface 33.
[0169]
The roller 24 is inserted at a position where it can come into contact with the pressing roller 45 from a direction opposite to the rotation direction of the gear rotor 4 (counterclockwise in FIG. 11).
[0170]
With such a configuration, the roller 24 is located with respect to the gear rotor 4 between a position in contact with the pressing roller 45 (state shown in FIGS. 11 and 15) and a position in contact with the roller 23 (not shown). It can be moved. When the roller 24 is in contact with the pressing roller 45, the rollers 23 and 24 are arranged at substantially equal intervals (180 ° intervals) along the circumferential direction of the gear rotor 4.
[0171]
When the tube pump 1C is not in use, as shown in FIG. 14, the roller 24 is moved close to the roller 23 so that both the rollers 23 and 24 press the tube 100 (the arc portion 103). The state that is not. Thereby, similarly to the first embodiment, it is possible to prevent the tube 100 from being crushed or the inner wall from being fixed and closed when not in use.
[0172]
When the rotation of the gear rotor 4 is started from the state shown in FIG. 14, the roller 23 starts to revolve around the rotor rotation shaft 31. On the other hand, the roller 24 stays in place with respect to the main body 3 and moves relative to the gear rotor 4 in the circumferential direction.
[0173]
When the gear rotor 4 is rotated to a position where the pressing roller 45 contacts the roller 24 (the state shown in FIG. 15), the roller 24 is pressed in the rotation direction of the gear rotor 4 by the pressing roller 45, thereby rotating the rotor rotation shaft. The revolution starts around 31.
[0174]
In the steady rotation state of the gear rotor 4 (the state after the state shown in FIG. 15), the rollers 23 and 24 are arranged at substantially equal intervals along the circumferential direction of the gear rotor 4 as shown in FIG. 11. Continue to revolve in state.
[0175]
When the roller 24 press-closes the tube 100 (arc portion 103), the roller 24 receives the force from the pressure rotor 29 toward the outer peripheral side in the radial direction of the gear rotor 4 to press-close the tube 100.
[0176]
In addition, the roller 24 rotates around its rotation shaft 241 while contacting the pressure rotor 29 and the pressure roller 45. That is, the rollers 23 and 24 and the pressure rotor 29 rotate (spin) as indicated by the arrows in FIG. 11 and operate as a planetary gear mechanism as a whole. Thereby, in tube pump 1C of this embodiment, very smooth operation is obtained.
[0177]
Thus, in this embodiment, by providing the pressure rotor 29 and the pressure roller 45, it becomes unnecessary to support the roller 24 movable with respect to the gear rotor 4 by the rotating shaft member.
[0178]
Unlike such a configuration, when the roller 24 is supported by the rotary shaft member, the upper and lower sides of the rotary shaft member are supported and movable with respect to the gear rotor 4 such as an arm, for example. It is necessary to provide members above and below the gear rotor 4, which increases the dimension in the thickness direction (vertical direction in FIG. 12). On the other hand, in the present embodiment, such a situation does not occur. Therefore, the tube pump 1 </ b> C can be particularly advantageous for thinning while preventing the tube 100 from being crushed.
[0179]
In the present embodiment, the driven body 18 driven by the vibrating body 6 and the gear rotor 4 are separate from each other, and the driven body 18 rotates the gear rotor 4 via the rotational force transmission mechanism 19.
[0180]
As shown in FIGS. 11 and 13, the driven body 18 has a substantially disk shape and is rotatably installed on a driven body rotating shaft 36 provided in the main body 3 via a bearing (not shown). . A groove 181 similar to the groove 531 is formed on the outer periphery of the driven body 18.
[0181]
In the main body 3, the vibrating body 6 is installed so that the convex portion 66 contacts the inner surface of the groove 181. As a result, the driven body 18 is rotationally driven by the vibrating body 6 in the same manner as the rotor 5.
[0182]
The rotational force transmission mechanism 19 includes a spur gear train, and includes a small gear 191, a large gear 192 that meshes with the small gear 191, and a small gear 193 that is coaxially fixed to the large gear 192. .
[0183]
The small gear 191 is coaxially fixed to the driven body 18 and rotates together with the driven body 18.
[0184]
The large gear 192 and the small gear 193 are rotatably installed on a gear rotation shaft 37 provided in the main body 3 via a bearing (not shown) and rotate together. The small gear 193 is installed so as to mesh with the gear rotor 4.
[0185]
By such a rotational force transmission mechanism 19, the rotation of the driven body 18 is decelerated in two stages and transmitted to the gear rotor 4. That is, the rotational force transmission mechanism 19 is a transmission (reduction gear).
[0186]
In the illustrated configuration, the driven body 18 and the gear rotor 4 rotate in the same direction. Note that the driven body 18 and the gear rotor 4 may be rotated in opposite directions by selecting the number of gears.
[0187]
In the present embodiment, by driving the gear rotor 4 through such a rotational force transmission mechanism 19, the degree of freedom of the place where the vibrating body 6 is installed can be increased. Further, by changing the rotational speed with the rotational force transmission mechanism 19, the gear rotor 4 can be rotated at a desired speed, and the liquid feeding speed can be adjusted. In particular, when the rotational speed is reduced by the rotational force transmission mechanism 19, the driving force of the vibrating body 6 can be reduced, and therefore the vibrating body 6 can be further downsized.
[0188]
The rotational force transmission mechanism 19 is not limited to a gear train as shown in the figure, and may be, for example, a winding transmission mechanism using a pulley, a belt, a chain, or the like. Further, the rotational axis direction of the driven body 18 and the gear rotor 4 may be converted using a bevel gear (bevel gear), a worm gear, or the like. Furthermore, the number of stages of deceleration is not limited to this embodiment.
[0189]
In the present embodiment, one vibrating body 6 is provided, but a plurality of vibrating bodies 6 may be provided in the present invention.
[0190]
<Fourth embodiment>
16 is a plan view showing a tube pump according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 17 is a sectional side view of the vicinity of the rotor in the tube pump shown in FIG. 16, and FIG. 18 is movable in the tube pump shown in FIG. It is sectional drawing of the installation part of a roller. In the following description, the upper side in FIG. 17 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
[0191]
Hereinafter, a tube pump according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to these drawings. However, the difference from the third embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
[0192]
The tube pump 1D of the present embodiment includes a main body 7 having a tube mounting groove (mounting portion) 70 for mounting an elastic tube 100, a gear rotor 4 (rotor) that is rotatably installed on the main body 7, and a gear rotor 4 Rollers 80 and 81 as pressure-closed portions installed in the main body 7, the vibrating body 6 installed in the main body 7, the driven body 18 driven by the vibrating body 6, and the gear rotor by reducing the rotation of the driven body 18 4 is provided.
[0193]
As shown in FIGS. 16 and 17, the main body 7 has a substantially plate shape as a whole, and a rotor rotating shaft 71 protrudes upward from the center thereof.
[0194]
Further, a tube mounting groove 70 having a substantially U shape in a plan view shown in FIG. 16 is formed on the upper surface of the main body 7. The tube 100 is attached to the main body 7 along the tube attachment groove 70 in a substantially U shape.
[0195]
In the rotor body 41 of the gear rotor 4, rollers 80 and 81 are installed as pressure-closing portions so as to be able to rotate (rotate). The rollers 80 and 81 are respectively provided with rotating shafts 801 and 811, and these rotating shafts 801 and 811 are arranged so as to be substantially orthogonal to the rotor rotating shaft 71. The rollers 80 and 81 press-close the arc portion 103 of the tube 100 with the bottom 701 of the tube mounting groove 70 from above.
[0196]
The roller 80 is installed so as not to move with respect to the gear rotor 4. The roller 80 is installed with its upper side inserted into a window (hole) 47 formed in the rotor body 41.
[0197]
Rotation shaft insertion grooves 471 and 471 are formed in the vicinity of the window 47 on the lower surface of the rotor body 41, and both ends of the rotation shaft 801 are inserted into the rotation shaft insertion grooves 471 and 471, so that the roller 80 The gear rotor 4 is rotatably supported.
[0198]
The roller 81 is installed so as to be movable with respect to the gear rotor 4. The roller 81 is installed with its upper side inserted into a window (hole) 48 formed in the rotor main body 41. Rotation shaft insertion grooves 481 and 481 are formed in the vicinity of the window 48 on the lower surface of the rotor body 41, and both ends of the rotation shaft 811 are inserted into the rotation shaft insertion grooves 481 and 481, so that the roller 81 The gear rotor 4 is rotatably supported.
[0199]
The window 48 and the rotary shaft insertion groove 481 are formed long in an arc shape along the circumferential direction of the gear rotor 4. The roller 81 is movable in the window 48 along the circumferential direction of the gear rotor 4. Accordingly, the roller 81 is positioned between the position close to the roller 80 (the state shown in FIG. 16) and the position opposite to the roller 80 (not shown) across the rotation center (rotor rotation shaft 71) of the gear rotor 4. It is possible to move with.
[0200]
In addition, since the tube 100 or a contact portion 72 (described later) is always in contact with the lower side of the rollers 80 and 81, the rotation shafts 801 and 811 are not detached from the rotation shaft insertion grooves 471 and 481.
[0201]
A regulating member 89 is provided for the roller 81. As shown in FIG. 16, the regulating member 89 is provided to be rotatable about the rotor rotation shaft 71. As shown in FIG. 18, the restricting member 89 has restricting plates 891 and 891 that can come into contact with the roller 81 from both sides in the circumferential direction of the gear rotor 4, and the roller 81 is interposed between the restricting plates 891 and 891. Has been inserted. Due to the restriction of the restriction plate 891, the roller 81 maintains a posture in which the rotation shaft 811 is substantially orthogonal to the rotor rotation shaft 71.
[0202]
When the roller 81 moves along the window 48, the regulating member 89 rotates with respect to the gear rotor 4. As a result, the roller 81 moves relative to the gear rotor 4 while maintaining the posture in which the rotation shaft 811 is substantially orthogonal to the rotor rotation shaft 71.
[0203]
In such a tube pump 1D, when not in use, as shown in FIG. 16, by moving the roller 81 close to the roller 80, both the rollers 80 and 81 are in the tube 100 (arc portion 103). ) Is not closed. Thereby, like the above-mentioned embodiment, it can prevent that tube 100 gets crushed at the time of non-use, or an inner wall adheres and is blocked.
[0204]
When the rotation of the gear rotor 4 is started from the state shown in FIG. 16, the roller 80 starts to revolve around the rotor rotation shaft 71. On the other hand, the roller 81 stays on the spot with respect to the main body 7 and moves relative to the gear rotor 4 in the circumferential direction along the window 48 as indicated by an arrow in FIG.
[0205]
When the gear rotor 4 rotates until the rear end surface 482 of the rotation shaft insertion groove 481 contacts the rotation shaft 811, the rotation shaft 811 is pressed against the rear end surface 482, and the roller 81 also starts to revolve.
[0206]
Thereafter, the rollers 80 and 81 are arranged at equal intervals (180 ° intervals) along the circumferential direction of the gear rotor 4, and at least one of the rollers 80 and 81 press-closes the tube 100 (arc portion 103). To do.
[0207]
In the present embodiment, the rotation shafts 801 and 811 of the rollers 80 and 81 are oriented substantially parallel to the gear rotor 4 (rotor main body 41), respectively, which is particularly advantageous for reducing the overall thickness of the tube pump 1D. . Further, since the rollers 80 and 81 are installed in the state of being inserted into the windows 47 and 48, respectively, it is advantageous for further thinning.
[0208]
The main body 7 has a contact portion 72 that contacts the roller 80 or 81 (the roller 81 in FIG. 17) in a position where the tube 100 (arc portion 103) is not closed. By providing the contact portion 72, the following effects can be obtained.
[0209]
The gear rotor 4 receives a force that causes the gear rotor 4 to incline due to a reaction force from the tube 100 (arc portion 103) that the roller 80 or 81 (roller 80 in FIG. 17) press-closes. That is, in FIG. 17, this force acts to incline the gear rotor 4 downwardly to the left. At this time, in the present embodiment, the roller 80 or 81 abuts against the abutment portion 72 to prevent the gear rotor 4 from being inclined, and the gear rotor 4 can be rotated more smoothly and reliably. In addition, the roller 80 or 81 that press-closes the tube 100 does not float, and the tube 100 (arc portion 103) can be reliably closed. Further, since the change in the reaction force accompanying the pressure closing of the tube 100 is also reduced, fluctuations in the rotational load of the gear rotor 4 and fluctuations in the rotational speed are reduced, and the discharge amount is stabilized.
[0210]
In the present embodiment, one vibrating body 6 is provided. However, in the present invention, a plurality of vibrating bodies 6 may be provided.
[0211]
As mentioned above, although the tube pump of this invention was demonstrated about the 1st-4th embodiment of illustration, in this invention, arbitrary 2 or more characteristics of the 1st-4th embodiment can also be combined.
[0212]
In the present invention, the inner diameter of the tube 100 may be anything from a thin one to a thick one. For example, an inner diameter of about 0.1 to 20 mm can be used, and in particular, an inner diameter of about 0.2 to 2 mm. It is suitable for a tube pump using a small diameter tube.
[0213]
Further, the discharge amount (flow rate) of the tube pump of the present invention is not particularly limited, and can be, for example, about 0.01 to 600 mL / min, but the present invention particularly has a discharge amount of 30 mL / min. It is suitable for a liquid feed pump with a minute amount of less than a minute.
[0214]
Needless to say, the tube pump of the present invention may be one that intermittently feeds liquid (one that temporarily discharges 0). In that case, the value of the discharge amount is This refers to the value when the liquid is being fed (when the rotor is rotating).
[0215]
Further, the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and each part constituting the tube pump can be replaced with any structure that can exhibit the same function.
[0216]
For example, in the present invention, the shape and structure of the vibrating body are not limited to the configuration shown in the figure, and may be anything as long as the driven body can be driven. For example, the piezoelectric element may be a single element, may not have a reinforcing plate, or may have a shape in which the width gradually decreases toward a portion in contact with the driven body.
[0217]
Even if the rotor can be rotated in both forward and reverse directions by changing the energization state (vibration mode of the vibrator), etc. (the liquid feeding direction can be switched). Good.
[0218]
In the present invention, it is only necessary that at least one of the plurality of press-closing portions is movable with respect to the rotor. Further, all of the plurality of press-close portions may be movable with respect to the rotor.
[0219]
In addition, the means for restricting (defining) the movement range of the pressure closing portion movable with respect to the rotor is not limited to a groove or window formed in the rotor, and any means may be used. A configuration in which the movement range of the pressure-closure part is constrained by the formed protrusion (convex part) may be employed.
[0220]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the entire tube pump can be reduced in size, in particular, reduced in thickness by rotating the rotor using the vibrating body.
Further, the structure can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0221]
In addition, since at least one of the plurality of press-close portions can be moved with respect to the rotor, it is possible to prevent clogging of the tube when not in use and blockage due to adhesion of the inner wall. Therefore, it is possible to prevent adverse effects such as deterioration of the crushed portion, the discharge amount of the tube pump becoming unstable, or the desired discharge amount cannot be obtained.
[0222]
Further, since a normal motor is not used, there is no electromagnetic noise at all, or even a small amount, so that it is possible to prevent peripheral devices from being affected.
Moreover, the liquid in the tube can be prevented from flowing back unintentionally.
[0223]
Further, when the driven body is integrated or fixed to the rotor, the size and thickness can be further reduced, and an extremely simple structure can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a tube pump according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional side view taken along line XX in FIG.
3 is a perspective view of a vibrating body in the tube pump shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a plan view showing a state where a vibrating body in the tube pump shown in FIGS. 1 and 2 bends and vibrates. FIG.
FIG. 5 is a plan view showing a state in which the convex portion of the vibrating body in the tube pump shown in FIGS. 1 and 2 moves elliptically.
6 is a cross-sectional plan view for explaining the positional relationship of a pressure closing part (ball) in the tube pump shown in FIGS. 1 and 2 with respect to a rotor and a tube. FIG.
7 is a cross-sectional plan view for explaining a positional relationship of a pressure closing part (ball) with respect to a rotor and a tube in the tube pump shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional side view showing a second embodiment of the tube pump of the present invention.
9 is a cross-sectional plan view for explaining the positional relationship of the pressure-closing portion with respect to the rotor and the tube in the tube pump shown in FIG.
10 is a cross-sectional plan view for explaining the positional relationship of the pressure closing portion with respect to the rotor and the tube in the tube pump shown in FIG.
FIG. 11 is a partially cutaway plan view showing a third embodiment of the tube pump of the present invention.
12 is a sectional side view of the vicinity of the rotor in the tube pump shown in FIG.
13 is a developed sectional view of a rotational force transmission mechanism in the tube pump shown in FIG.
14 is a cross-sectional plan view for explaining the positional relationship of the pressure closing portion (roller) with respect to the rotor and the tube in the tube pump shown in FIG.
15 is a cross-sectional plan view for explaining the positional relationship of the pressure closing portion (roller) with respect to the rotor and the tube in the tube pump shown in FIG.
FIG. 16 is a plan view showing a fourth embodiment of the tube pump of the present invention.
17 is a cross-sectional side view of the vicinity of the rotor in the tube pump shown in FIG.
18 is a cross-sectional view of a movable roller installation portion in the tube pump shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1A, 1B, 1C, 1D Tube pump
11, 12 Bearing
13 volts
14, 15 balls
16 Thin plate
161 Ring part
162 Fixed part
17 volts
18 Driven object
181 groove
19 Rotational force transmission mechanism
191, 193 Small gear
192 Large gear
20 Pressure closure
21 Pressure closure
211 Pressure closure body
212 protrusion
22 Pressure closure
221 Pressure closure body
222 Protrusions
23, 24 Roller
241 axis of rotation
29 Pressure rotor
291 holes
3 Body
30 Wearing part
31 Rotor shaft
32, 33 Inner peripheral surface
34, 35 Tube mounting groove
36 Driven object rotation axis
37 Gear rotation shaft
4 Gear rotor
41 Rotor body
42 holes
43 Bearing installation part
44 Roller rotating shaft
45 Pressure roller
46 Pressing roller rotating shaft
47 windows
471 Rotary shaft insertion groove
48 windows
481 Rotary shaft insertion groove
482 Rear end face
5 Rotor
51 Rotor body
53 rings
531 Groove
532 inner surface
54 recess
55 Ball movement groove
551 Front end face
552 Rear end face
56, 57 Pressure closing part moving groove
571 Rear end face
58 Border
6 Vibrating body
61, 65 electrodes
62, 64 Piezoelectric element
63 Reinforcing plate
66, 67 Convex
68 arms
681 hole
69 Centerline
7 Body
70 Tube mounting groove
701 bottom
71 Rotor rotation axis
72 Contact part
80 Laura
801 Rotating shaft
81 Laura
811 Rotating shaft
89 Restriction member
891 Regulatory plate
9 Body
91 substrates
92 Rotor rotation axis
93 Tube mounting groove
931 Arc part
932, 933 Straight section
94 Thin plate insertion groove
941 Bottom
95 Vibrating body mounting part
951 Screw hole
100 tubes
101 upstream
102 Downstream part
103 Arc part

Claims (31)

弾性を有するチューブを装着する装着部を有する本体と、
前記本体に対し回転可能に設置されたロータと、
前記ロータの回転により前記ロータの回転軸を中心として公転し、前記チューブの一部を圧閉する複数の圧閉部と、
前記ロータに一体化または固着されている被駆動体と、
前記被駆動体に当接して設けられ、圧電素子を備えた少なくとも１つの振動体とを有し、
前記振動体は、長い方向と短い方向とを有する形状をなし、前記ロータの半径方向から前記被駆動体に当接するように設置され、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記被駆動体に力を繰り返し加えて前記被駆動体を駆動し、これにより前記ロータを回転させるものであり、複数の前記圧閉部のうちの少なくとも１つは、前記ロータに対し所定の移動範囲で移動可能であることを特徴とするチューブポンプ。A main body having a mounting portion for mounting a tube having elasticity;
A rotor installed rotatably with respect to the main body;
A plurality of pressure-closure portions that revolve around the rotation axis of the rotor by rotation of the rotor, and crush a part of the tube;
A driven body integrated or fixed to the rotor;
Having at least one vibrating body provided in contact with the driven body and provided with a piezoelectric element;
The vibrating body has a shape having a long direction and a short direction, is installed so as to contact the driven body from the radial direction of the rotor, and vibrates by applying an AC voltage to the piezoelectric element. Due to the vibration, a force is repeatedly applied to the driven body to drive the driven body, thereby rotating the rotor, and at least one of the plurality of pressure-closing portions is A tube pump characterized by being movable within a predetermined movement range. 前記ロータの停止時において複数の前記圧閉部のいずれもが前記チューブを圧閉していない状態とすることができ、この状態から前記ロータの回転が開始されると、前記移動可能な前記圧閉部が前記ロータに対し相対的に移動し、前記移動範囲の末端まで移動後、前記ロータの回転とともに前記ロータの回転軸を中心として公転し、前記ロータの定常回転状態では前記ロータの回転位置によらず、複数の前記圧閉部のうちの少なくとも１つが前記チューブを圧閉する請求項１に記載のチューブポンプ。  When the rotor is stopped, none of the plurality of pressure-closing portions can close the tube, and when the rotation of the rotor is started from this state, the movable pressure can be reduced. After the closing part moves relative to the rotor and moves to the end of the moving range, it revolves around the rotation axis of the rotor along with the rotation of the rotor, and in the steady rotation state of the rotor, the rotational position of the rotor However, the tube pump according to claim 1, wherein at least one of the plurality of the pressure-closure portions crushes the tube. 前記移動可能な前記圧閉部は、前記移動範囲の少なくとも一部で、前記ロータの周方向に移動可能である請求項１または２に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to claim 1 or 2, wherein the movable pressure closing part is movable in a circumferential direction of the rotor in at least a part of the movement range. 前記ロータの定常回転状態で、複数の前記圧閉部は、前記ロータの周方向に沿ってほぼ等角度間隔で配置される請求項１ないし３のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of pressure-closing portions are arranged at substantially equal angular intervals along a circumferential direction of the rotor in a state of steady rotation of the rotor. 前記移動可能な前記圧閉部は、前記ロータに形成された溝または窓に沿って移動可能である請求項１ないし４のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 4, wherein the movable pressure closing portion is movable along a groove or a window formed in the rotor. 前記圧閉部は、前記ロータから突出する凸部である請求項１ないし５のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 5, wherein the pressure closing portion is a convex portion protruding from the rotor. 前記圧閉部は、前記ロータに対し回転可能に設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 6, wherein the pressure closing portion is rotatably provided to the rotor. 前記圧閉部は、任意の方向に回転可能なボールである請求項７に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to claim 7, wherein the pressure closing part is a ball that can rotate in an arbitrary direction. 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸とほぼ同じ方向の回転軸を中心として回転可能なローラである請求項７に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to claim 7, wherein the pressure closing portion is a roller that is rotatable about a rotation axis that is substantially in the same direction as the rotation axis of the rotor. 前記ロータと同軸的に設けられた加圧ロータと、 前記ロータに設けられ、前記移動可能な前記ローラを前記ロータの回転方向に押圧する押圧部とを有し、
前記移動可能な前記ローラは、前記ロータによって支持されておらず、前記ロータの定常回転状態では、前記加圧ロータと前記押圧部とに当接しつつ回転する請求項９に記載のチューブポンプ。A pressure rotor provided coaxially with the rotor, and a pressing portion provided on the rotor and pressing the movable roller in a rotation direction of the rotor,
The tube pump according to claim 9, wherein the movable roller is not supported by the rotor and rotates while being in contact with the pressure rotor and the pressing portion in a steady rotation state of the rotor. 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸とほぼ直交する方向の回転軸を中心として回転可能なローラである請求項７に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to claim 7, wherein the pressure closing unit is a roller that is rotatable about a rotation axis in a direction substantially orthogonal to the rotation axis of the rotor. 前記移動可能な前記ローラに対し、該ローラの回転軸が前記ロータの回転軸とほぼ直交するように該ローラの姿勢を規制する規制部材が設けられている請求項１１に記載のチューブポンプ。  12. The tube pump according to claim 11, wherein a restricting member for restricting a posture of the movable roller is provided so that a rotation shaft of the roller is substantially orthogonal to a rotation shaft of the rotor. 前記本体は、前記チューブを圧閉していない位置にある前記圧閉部に当接する当接部を有する請求項１ないし１２のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 12, wherein the main body has an abutting portion that abuts on the press-closing portion at a position where the tube is not press-closed. 前記圧閉部は、前記ロータの半径方向から前記チューブを圧閉する請求項１ないし１０または１３のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 10 or 13, wherein the pressure closing unit press-closes the tube from a radial direction of the rotor. 前記圧閉部は、前記ロータの回転軸方向から前記チューブを圧閉する請求項１ないし８または１１ないし１３のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 8, or 11 to 13, wherein the pressure closing unit press-closes the tube from a rotation axis direction of the rotor. 前記装着部に装着された前記チューブの近傍に設けられた可撓性を有する板状体を有し、前記圧閉部は、該板状体を介して前記チューブを圧閉する請求項１ないし１５のいずれかに記載のチューブポンプ。  2. A flexible plate-like body provided in the vicinity of the tube attached to the attachment portion, and the pressure-closure portion press-closes the tube via the plate-like body. The tube pump according to any one of 15. 前記板状体は、前記装着部に装着された前記チューブの前記圧閉部に圧閉される部分のほぼ全域に渡って設けられている請求項１６に記載のチューブポンプ。  17. The tube pump according to claim 16, wherein the plate-like body is provided over substantially the entire region of a portion that is press-closed by the pressure-closing portion of the tube attached to the attachment portion. 前記板状体は、その厚さ方向に変位可能に設けられている請求項１６または１７に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to claim 16 or 17, wherein the plate-like body is provided so as to be displaceable in a thickness direction thereof. 前記板状体は、その面内方向に変位しないように設けられている請求項１６ないし１８のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 16 to 18, wherein the plate-like body is provided so as not to be displaced in an in-plane direction. 前記板状体は、前記本体に対し着脱可能に設置されている請求項１６ないし１９のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 16 to 19, wherein the plate-like body is detachably installed on the main body. 前記板状体が一定の限度を超えて変位しないように規制する変位量規制手段を有する請求項１６ないし２０のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 16 to 20, further comprising a displacement amount restricting means for restricting the plate-like body from being displaced beyond a certain limit. 前記振動体は、前記ロータの外周側から前記被駆動体に当接するように設置されている請求項１ないし２１に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 21, wherein the vibrating body is installed so as to come into contact with the driven body from an outer peripheral side of the rotor. 前記振動体のほぼ全体は、前記ロータの回転軸方向について前記ロータの厚さ分の空間内に位置している請求項１ないし２２のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 22, wherein substantially the whole of the vibrating body is located in a space corresponding to a thickness of the rotor in a rotation axis direction of the rotor. 前記被駆動体に溝が設けられており、前記振動体は、前記溝に当接する請求項１ないし２３のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 23, wherein a groove is provided in the driven body, and the vibrating body abuts on the groove. 前記振動体の長手方向の端部付近が前記被駆動体に当接する請求項１ないし２４に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 24, wherein a vicinity of an end portion in a longitudinal direction of the vibrating body abuts on the driven body. 前記振動体は、板状をなしている請求項１ないし２５のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 25, wherein the vibrating body has a plate shape. 前記振動体は、略長方形状をなしている請求項２６に記載のチューブポンプ。  27. The tube pump according to claim 26, wherein the vibrating body has a substantially rectangular shape. 前記振動体は、前記ロータと略平行な姿勢で設置されている請求項２６または２７に記載のチューブポンプ。  The tube pump according to claim 26 or 27, wherein the vibrating body is installed in a posture substantially parallel to the rotor. 前記振動体から突出して設けられた腕部を有し、前記振動体は、前記腕部により支持されている請求項１ないし２８のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 28, further comprising: an arm portion that protrudes from the vibrating body, wherein the vibrating body is supported by the arm portion. 前記装着部に装着された前記チューブの円弧状の部分は、前記ロータの最外周より内側に位置する請求項１ないし２９のいずれかに記載のチューブポンプ。  30. The tube pump according to any one of claims 1 to 29, wherein an arc-shaped portion of the tube mounted on the mounting portion is positioned on the inner side of the outermost periphery of the rotor. 前記本体は、前記ロータを片側から支持する請求項１ないし３０のいずれかに記載のチューブポンプ。  The tube pump according to any one of claims 1 to 30, wherein the main body supports the rotor from one side.
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