JP4712219B2 - チューブポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造工程、プリント基板実装工程等に使用される半田ペーストその他の液状体を、微量ずつ定量吐出するに用いて好適なチューブポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここでいう「チューブポンプ」とは、例えば、実開昭５６−１２９５９０号公報において「微量ポンプ」として記載されているようなタイプのものであり、液体が流入する可撓性チューブを複数の押圧部材と受け部材とで挟着し、それらの押圧部材を選択的に可撓性チューブに対して進退動作させることによって、可撓性チューブ内の液体を移送する装置として知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記チューブポンプを用いて液状体を移送するには、可撓性チューブを複数の押圧部材と受け部材とで挟着することが必要であるが、従来技術においては、押圧部材と受け部材とでチューブを挟着する場合、例えば、ポンプ本体に備えた雄ねじを、押圧部材に設けた孔に挿通させ、押圧部材の外側から雌ねじを雄ねじに螺合させて固定する等、ねじを利用した取付けが行われていた。そのような取付け作業では、偏りなく左右のバランスをとりながらねじで締め込み、受け部材を固定装着する必要があり、作業自体が煩雑であった。
【０００４】
また、ねじによる締め付けでは、取り付け時に、可撓性チューブに曲がりや捩れが発生しやすく、曲がったまま、あるいは捩れたままチューブが固定されると、液体の定量的な吐出ができなくなるという問題があった。
【０００５】
さらに、受け部は金属等の不透明な材料から形成されていたので、チューブの曲がりや捩れが存在していても外側から目視できない、すなわち、装着後のチューブ位置の確認をすることができないという問題もあった。このような従来技術においては、予めチューブの曲がりや捩れを検出することができないので、チューブ内に液体を移送してその移送量のばらつきから曲がりや捩れを検出せざるを得ないという問題もあった。
【０００６】
さらにまた、受け部が金属材料から形成されているので、押圧部材の先端が削れや磨耗を受けやすく、それによって液体移送量の定量性が損なわれるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、従来技術が抱える上記問題点を解決することを課題とするものであり、その主たる目的は、受け部をポンプ本体に対して容易に装着することができるようなチューブポンプを提供することにある。
本発明の他の目的は、可撓性チューブのポンプ本体への装着に際して、可撓性チューブの曲がりや捩れを生じることのないチューブポンプを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、可撓性チューブのポンプ本体への装着に際して、可撓性チューブの装着状態を目視によって確認できるようなチューブポンプを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、可撓性チューブを押圧する押圧部材の疲労や磨耗を抑えたチューブポンプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、上記目的の実現に向け鋭意研究した結果、以下に示す内容を要旨構成とする発明の完成に至った。
すなわち、本発明のチューブポンプは、請求項１に記載したように、
液状体が流入される可撓性チューブに沿って設けられた複数の作動部材と、
これらの作動部材の前記チューブを挟んだ反対側に配置された受け部材と、
前記複数の作動部材に対応して複数設けられ、かつ駆動装置によって前記可撓性チューブおよび受け部材に向かって進退変位される押圧部材とを有し、
各前記押圧部材がそれに対応する各前記作動部材を前記可撓性チューブに押圧させることによってその可撓性チューブに撓み変形をもたらして、液状体を所定量ずつ移送するように構成されたチューブポンプにおいて、
前記受け部材を前記押圧部材の進出方向に付勢する手段および、前記押圧部材の進出方向への前記受け部材の移動を規制する手段が設けられ、
前記受け部材は、前記押圧部材の進出方向に対して垂直な方向のスライド動作を含む動作によって、ポンプ本体に着脱可能に装着されるとともに、前記付勢する手段による付勢力の作用下において、前記スライド動作が規制されてその位置が固定され、前記可撓性チューブを前記作動部材とで挟着した状態に保持するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、可撓性チューブを作動部材とで挟着した状態で受け部材をポンプ本体に対してワンタッチで容易に装着できるので、従来技術のように雄ねじと雌ねじとを螺合させながら行なう煩雑な取付け作業が不要となる。
【００１０】
また、受け部材と複数の作動部材とにより挟着された可撓性チューブに対して、いくつかの押圧部材を受け部材に向かって進出移動させ、対応する作動部材によって可撓性チューブの入り口側と出口側とを押潰して、液状体をチューブ内の計量空間内に充満させ、その後、出口側の押圧部材を後退させてチューブの出口側を開放した状態で、可撓性チューブの入り口側と出口側との間にある押圧部材を予め定めた所定量だけ受け部材に向かって進出変位させて、液体が充満した可撓性チューブの外周面を押圧して所要量の変形をもたらすことで、チューブ内の液状体を、その変形量に応じた量だけ移送させることができる。
【００１１】
上記チューブポンプにおいて、受け部材は、凸部または凹部を有し、前記付勢する手段による付勢力の作用下において、その凸部または凹部をポンプ本体に係合させることによって、前記スライド動作が規制されてその位置が固定されることにより、ポンプ本体に装着されるように構成することができる。
【００１２】
また、上記チューブポンプにおいて、ポンプ本体はピンを有し、受け部材はピンが入るガイド溝を有し、受け部材は、ガイド溝にピンを入れた状態で、ピンを支点とする回動動作をした後にスライド動作することで、ポンプ本体に装着されるように構成することができる。
また、受け部材のガイド溝内には、係止溝が設けられており、受け部材は、付勢力の作用下において、その係止溝がピンに係合することによって前記スライド動作が規制されてその位置が固定されるように構成することができる。
さらに、付勢する手段による受け部材の付勢は、作動部材によって可撓性チューブを介して受け部材を押圧することによって行われるように構成することができる。
【００１３】
さらに、上記チューブポンプにおいて、作動部材は、それに対応する押圧部材の先端に取り外し可能に取付けられていることが望ましい実施の形態である。
【００１４】
このように構成することによって、口径や肉厚の異なる可撓性チューブを使用する場合に、それらに対応した他の異なる作動部材に即座に交換することができる。
【００１５】
また、上記チューブポンプにおいて、受け部材は、光透過性材料から形成されていることが望ましく、さらに、可撓性チューブの装着位置を示すマークが設けられていることが望ましい実施の形態である。
【００１６】
このような構成によれば、可撓性チューブのポンプ本体への装着に際して、曲がりや捩れの発生がないかどうかの装着状態を目視によって確認することができるとともに、吐出作業中においても可撓性チューブに磨耗破損がないかどうかを確認することができる。
【００１７】
さらに、上記チューブポンプにおいて、受け部材は、作動部材よりも軟かい材料から形成されることが望ましく、そのような構成によって、作動部材先端の潰れ、磨耗といった疲労を最小限に抑えることが可能であり、従って、前記疲労による液状体の吐出量のばらつきも抑えることができる。また、作動部材からの力を受け部材が吸収することができるので、可撓性チューブの寿命を延ばすこともできる。
【００１８】
以下に、この発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態を示すチューブポンプ全体の斜視図、図２および図３は要部斜視図であり、図中１０はチューブポンプのポンプ本体を示している。
【００１９】
ポンプ本体１０の外側には、液状体を貯留する容器（図示を省略する）内に接続され、かつその液状体が流入する入口端と、その流入した液状体の所定量を流出させる出口端とを有する可撓性チューブ１２が上下方向に配置され、ポンプ本体１０の側壁からほぼ水平方向に延設された上下２つの保持部材１４，１６のほぼ中央に形成した切溝１８，１８にそれぞれ挿入され、そこで挟持されている。
この実施形態においては、１本の可撓性チューブ１２を用いた例を示すが、これに限らず、複数の可撓性チューブ１２を用いることもできる。この場合には、上下２つの保持部材１４，１６にほぼ等間隔で複数の切り溝１８を設け、それぞれの可撓性チューブ１２をそこに挿入し、挟持させ、共通の作動部材によって押圧されるような構成とする。
【００２０】
この可撓性チューブ１２は、塩化ビニル、シリコンゴム、ウレタン等の材料から形成されるのが好ましく、押圧されて押し潰されても押圧力が解除されればほぼ元の形状に復元するような材料であれば使用することができる。
【００２１】
上記保持部材１４，１６には、可撓性チューブ１２を挟んで後述する作動部材と対向する位置に配置される受け部材２２が着脱自在に取付けられるように構成される。
この実施の形態では、受け部材２２は矩形板状に形成され、ポンプ本体１０の側壁とそこから外方に延設されている上下２つの保持部材１４、１６とで規定される空間に、受け部材２２が配置されるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、上側の保持部材１４には左右方向に離間した位置において、垂直下方に突出する２つのピン２４が配設され、同様に、下側の保持部材１６には、ピン２４に対応した位置に、垂直上方に突出するピン２６がそれぞれ配設されている。
【００２３】
一方、受け部材２２の４つのコーナー近辺には、保持部材１４に設けた２つのピン２４、２４と、保持部材１６に設けた２つのピン２６、２６とにそれぞれ対応して、各ピンの直径と突出量にほぼ相当する幅と深さを有し、かつ左右方向に適切な長さを有する切溝３２、３２および３４、３４が形成され、さらに、各切溝３２、３２、３４，３４のポンプ本体１０側の内壁には、ピン２４、２４および２６，２６にそれぞれ対応してその内壁底部に至る水平断面がほぼ半球状の細長の溝３６，３６および３８，３８（溝３８は図示せず）がそれぞれ形成されている。
【００２４】
上記受け部材２２に設けた４つの切溝は、その受け部材２２のポンプ本体本体１０への装着時において、保持部材１４，１６に設けた４つのピンがそれらの切溝内で相対的に移動できるように、しかも上下に位置する切溝対が対応する一対のピンに係合した状態では、その一対のピンを軸とする回動動作ができるように設けられる、すなわち、４つのピンは受け部材２２のスライド動作を案内するとともに対向する上下２つのピンは受け部材２２の回動動作の中心軸として機能する。
【００２５】
また、上記４つの切溝内にそれぞれ形成した細長の溝３６、３６，３８、３８は、受け部材２２の装着位置に対応して設けられ、後述する作動部材５４からの付勢力によって各ピン２４，２４，２６，２６がそれらの溝内に係止されるように構成される。
【００２６】
この実施形態において上記受け部材２２は、例えば、アクリル樹脂等の光透過性の樹脂材料から形成され、その中央部には前記可撓性チューブ１２が挿入される切溝１８，２０の位置に対応して目印４０が付されている。この目印４０によって、可撓性チューブ１２のポンプ本体１０への装着に際して、その装着状態を目視によって確認することができる、すなわち曲がりや捩れがないかどうかを確認することができる。
【００２７】
図３は、上側の保持部材１４をポンプ本体１０の側壁から取り外した図であり、可撓性チューブ１２に撓み変形を起こさせる３つの作動部材５０、５２、５４がポンプ本体１０の側壁の外側に露出した状態を示す。
【００２８】
これらの作動部材５０，５２，５４は、前記受け部材２２に比べて硬質の材料から形成され、図４に示すように、ポンプ本体１０の内側に進退移動可能に配設され、かつポンプ本体１０の側壁に設けた貫通孔から外側に延設された押圧部材６０，６２、６４の先端に、ボルト等の締結手段によって取り外し可能に固定され、可撓性チューブ５０を図５(a)〜(f)に示すような所定のサイクルに従って順次押圧するように駆動される。
なお、図５においては、各作動部材５０，５２，５４の進出駆動による可撓性チューブ１２の撓み変形は、簡単化のため正確に図示されていない。
【００２９】
上記押圧部材６０，６２，６４は、その先端部近傍がポンプ本体１０の側壁に設けた貫通孔の周縁部によって支持されるとともに、その後端部から後方に向けてガイド部材８０，８２，８４が延設され、それらの各ガイド部材は、ポンプ本体１０の内側に固定されたスリーブ９０，９２，９４内に挿入され、それらのスリーブによって軸方向への進退移動が案内されるようになっている。
【００３０】
さらに、上記ポンプ本体１０の側壁と各押圧部材６０，６２，６４の後端部との間には、圧縮コイルばね１００，１０２，１０４がそれぞれ介装され、可撓性チューブ１２を押し潰すことができるような付勢力を常時、各押圧部材６０、６２，６４に与えるように構成される。
【００３１】
上記各押圧部材６０，６２，６４を直線往復動させる機構は、電動モータおよび減速機からなる駆動源６６と、その減速機の出力軸６８に固定されるとともに、各押圧部材６０，６２，６４を所定のサイクルに従って順次、可撓性チューブ１２に向かって進退移動させるように形成されたカム面を有して、各押圧部材にそれぞれ操作的に結合された偏心カム７０、７２，７４とから構成される。
【００３２】
特に、この実施形態においては、３つの押圧部材のうちの、最も下方に位置する押圧部材６４を駆動する偏心カム７４は、サイクルの初期状態（図５(a)参照）において、押圧部材６４のストロークが最大となるように、しかもコイルばね１０４の付勢力と反対方向の力が作動部材５４に印加された場合には、押圧部材６４との結合が解除され、押圧部材６４はコイルばね１０４の弾性力に抗してわずかに後退できるように、そのカム面の形状が形成されている。
【００３３】
このような構成により、押圧部材６４およびコイルばね１０４は、受け部材２２を押圧部材６４の進出方向に付勢する付勢手段としても機能し、受け部材２２の取付けピン２４，２４，２６，２６への装着が、受け部材２２の上下一対の取付けピン２４，２６を中心とする回動操作および他の上下一対の取付けピン２４，２６に向かうスライド操作によって行われるので、可撓性チューブ１２は作動部材５４の先端に押し付けられ、曲がりや捩れを生じることがない。また受け部材２２が取付けピン２４，２４，２６，２６に装着された後には、それらの取付けピンは、受け部材２２の４つの切溝内にそれぞれ形成した細長の溝３６、３６，３８、３８にしっかりと係止されるので、受け部材２２はその装着位置に確実に保持される。
【００３４】
この実施形態においては、上記付勢手段を押圧部材６４および圧縮コイルばね１０４によって兼用したが、それらと類似の構成により、たとえば、ポンプ本体１０内に設けたばね受けと、そのばね受けと後端との間に圧縮コイルばねを介設させ、先端をポンプ本体１０の側壁に設けた貫通孔から外側に突出させ、その突出端をもって、別個に独立した付勢手段とすることもできる。
【００３５】
また、各押圧部材６０，６２，６４を駆動する機構としてモータ、減速機、偏心カムを用いたが、単動もしくは複動タイプのシリンダまたはソレノイドによって進退駆動させることもできる。
このようなエアシリンダー駆動の場合には、受け部材２２を付勢する付勢手段は、エアシリンダーから独立して設ける必要がある。
【００３６】
以上のように構成してなる本発明のチューブポンプの作用を、図５(a)〜(f)を参照にして説明する。
【００３７】
図示を省略した容器内の液状体を所定量づつ移送する作業の開始に当たっては、図５(a) に示すように、入口側の作動部材５０および計量用の作動部材５２を後退させ（開放状態）、出口側の作動部材５４だけを進出させておく（閉止状態）。流状体をそこへのわずかな加圧力の作用の下でチューブ１２内に充満させ、その後、流状体への加圧を停止させ、図５(b) に示すような入口側の作動部材５０を進出させてチューブを閉止する。
従ってここでは、計量用の作動部材５２はそれの後退限位置にある。
【００３８】
そして、吐出作業の開始に際しては、図５(c)に示すように出口側の作動部材５４だけを後退させて開放する。これにより、チューブ１２が元の形状に自己復帰して、対応部分の吐出路容積が増加することから、液状体の初期充満状態のいかんにかかわらず、下流側の液状体の一部が容積の増えた前記対応部分へ吸い込まれる。
【００３９】
次いで、作動部材５２を、図５(d) に示すように、それの後退限位置から、予め定めた量だけ進出ストロークさせてチューブ１２の撓み変形をもたらし、これにより、その撓み変形量に相当する分、いいかえれば、その撓み変形によって減少された吐出路容積分だけ液状体を出口側へ送出する。
【００４０】
その後は、図５(e) に示すように、出口側の作動部材５４を再度進出させることで、計量用の作動部材５２の進出ストローク量と対応する量の液状体をより下流側へ送り出し、そこから吐出させる。
【００４１】
なお、この一方で、より上流側に配設した容器内の液状体に対しては、出口側の作動部材５４のこのような再度の進出とタイミングを合わせて、またはそれに幾分先立って、それをチューブ１２の入口側に再び充填するための加圧を開始することが好ましい。
【００４２】
このようにして液状体の一回の吐出を終えた後は、図５(f)に示すように、入口側の作動部材５０を後退させてチューブ入口側を開放することで、その部分のチューブ１２の自己復元力と、容器内の液状体の加圧力とに基づいて、その入口側の作動部材５０と対応する部分への液状体の流入を、そして、図５(a)に示すように、計量用の作動部材５２を後退させることによって同様に、それと対応する部分への液状体の流入をそれぞれもたらし、これらのことによって一の吐出サイクルを終了する。
従ってその後は、図５(b) に示すように、入口側の作動部材５０を進出させて開放するところから、次の吐出サイクルを開始する。
なお、この実施形態においては、液状体を加圧して可撓性チューブ１２に送出する例で説明したが、加圧しなくてもよい場合もあることは勿論のことである。
【００４３】
図６は、本発明にかかるチューブポンプの受け部材２２およびそれが取付けられるピンの変形例を示している。
この場合には、上下の保持部材１４，１６の間に２つの取付けピン２５を配設し、受け部材２２にはその左側と右側の短辺に沿って２つのガイド溝３６，３６を設けた例である。
【００４４】
受け部材２２の装着は、まず、図６に示すような状態から受け部材２２の左側の短辺を中心としてほぼ９０度だけ時計回りに回転させる。
【００４５】
次いで、図７に示すように、左側にあるガイド溝３２を、保持部材１４、１６の左側に設けた取付けピン２５に嵌合させた後、受け部材２２を取付けピン２５を軸として矢印で示されるように反時計回りにほぼ９０度回動させる。
【００４６】
その後、図８に示すように、受け部材２２は、その右側にあるガイド溝３２が、保持部材１４、１６の右側に設けた取付けピン２５に嵌合し、付勢手段を兼ねる作動部材５４からの付勢力によって、取付けピン２５が係止溝３６に嵌合するまで、右方向にスライドさせられることによって、取付けピン２５への装着が行われる。
【００４７】
図９は、本発明にかかるチューブポンプの受け部材２２を取付けピンを用いないで取付ける構造を示している。
この場合には、上下の保持部材１４，１６の左側と右側に、水平断面がほぼ半球状の係止溝２７、２７を垂直方向に延設し、一方、受け部材２２には係止溝２７、２７に対応して左側と右側の短辺に平行な２つの細長の凸部３３を設けた例である。
【００４８】
受け部材２２の保持部材１４，１６への装着は、まず、図９に示すような状態を維持したまま、受け部材２２の右側の短辺が保持部材１４、１６の左側に位置するように平行移動し、その後、受け部材２２を保持部材１４，１６の間にスライドさせて、細長の凸部３３、３３を係止溝２７、２７に嵌合させることによって行なう。
【００４９】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、本発明によれば、可撓性チューブを作動部材とで挟着した状態で受け部材をポンプ本体に対してワンタッチで容易に装着できるので、従来技術のように雄ねじと雌ねじとを螺合させながら行なう煩雑な取付け作業が不要となり、可撓性チューブのポンプ本体への装着に際して、曲がりや捩れの発生を最小限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一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１における受け部材および保持部材の構成を示す要部拡大斜視図である。
【図３】図２における保持部材を取り外した状態を示す要部拡大斜視図である。
【図４】図１におけるポンプ本体内の構成を示す要部拡大図である。
【図５】 (a)〜(f)は、チューブポンプの作用を説明する図である。
【図６】受け部材と取付けピンの変形例を示す要部斜視図である。
【図７】図６に示す実施形態における受け部材の装着を説明する図である。
【図８】図６に示す実施形態における受け部材の装着を説明する図である。
【図９】取付けピンを用いない受け部材の取付け構造を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１０ ポンプ本体
１２ 可撓性チューブ
１４、１６ 保持部材
１８ チューブ取付け溝
２２ 受け部材
２４、２６ 取付けピン
３２、３４ 切溝
３６ 係止溝
４０ 目印
５０、５２、５４ 作動部材
６０、６２、６４ 押圧部材
６６ 駆動源
６８ 出力軸
７０、７２、７４ 偏心カム
９０、９２、９４ スリーブ
１００、１０２、１０４ コイルばね

Claims (8)

1. 液状体が流入される可撓性チューブ（１２）に沿って設けられた複数の作動部材（５０，５２，５４）と、
   これらの作動部材の前記チューブを挟んだ反対側に配置された受け部材（２２）と、
   前記複数の作動部材に対応して複数設けられ、かつ駆動装置によって前記可撓性チューブおよび受け部材に向かって進退変位される押圧部材（６０，６２，６４）とを有し、
   各前記押圧部材（６０，６２，６４）がそれに対応する各前記作動部材を前記可撓性チューブに押圧させることによってその可撓性チューブに撓み変形をもたらして、液状体を所定量ずつ移送するように構成されたチューブポンプにおいて、
   前記受け部材（２２）を前記押圧部材（６０，６２，６４）の進出方向に付勢する手段（１００，１０２，１０４）および、前記押圧部材の進出方向への前記受け部材の移動を規制する手段（２４，２５，２６，１４，１６）が設けられ、
   前記受け部材（２２）は、前記押圧部材（６０，６２，６４）の進出方向に対して垂直な方向のスライド動作を含む動作によって、ポンプ本体（１０）に着脱可能に装着されるとともに、前記付勢する手段（１００，１０２，１０４）による付勢力の作用下において、前記スライド動作が規制されてその位置が固定され、前記可撓性チューブ（１２）を前記作動部材（５０，５２，５４）とで挟着した状態に保持するように構成されていることを特徴とするチューブポンプ。
2. 前記受け部材（２２）は、凸部（３３）または凹部（３６，３８）を有し、前記付勢する手段（１００，１０２，１０４）による付勢力の作用下において、その凸部または凹部をポンプ本体（１０）に係合させることによって、前記スライド動作が規制されてその位置が固定されることにより、前記ポンプ本体（１０）に装着されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチューブポンプ。
3. 前記ポンプ本体（１０）はピン（２４，２５，２６）を有し、前記受け部材（２２）は前記ピンが入るガイド溝（３２，３４）を有し、
   前記受け部材は、前記ガイド溝に前記ピンを入れた状態で、前記ピンを支点とする回動動作をした後にスライド動作することで、前記ポンプ本体（１０）に装着されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のチューブポンプ。
4. 前記受け部材（２２）のガイド溝（３２，３４）内には、前記凹部としての係止溝（３６，３８）が設けられており、前記受け部材は、前記付勢力の作用下において、その係止溝が前記ピン（２４，２５，２６）に係合することによって前記スライド動作が規制されてその位置が固定されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のチューブポンプ。
5. 前記付勢する手段（１００，１０２，１０４）による受け部材（２２）の付勢は、前記作動部材（５０，５２，５４）によって前記可撓性チューブ（１２）を介して前記受け部材を押圧することによって行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のチューブポンプ。
6. 前記受け部材（２２）は、光透過性材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のチューブポンプ。
7. 前記受け部材（２２）には、前記可撓性チューブ（１２）の装着位置を示すマーク（４０）が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のチューブポンプ。
8. 前記受け部材（２２）は、前記作動部材（５０，５２，５４）よりも軟かい材料から形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のチューブポンプ。

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