JP5108079B2 - チューブポンプ - Google Patents

Description

本発明は、人工透析装置等に搭載されるチューブポンプに関する。

従来より、押圧ローラを有するロータ部を駆動モータによって回転させ、液体が流通するチューブを押圧ローラでしごくことによって、チューブ内の液体を送出するチューブポンプが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなロータ部は、駆動モータの駆動軸に係合するロータ本体部と、このロータ本体部の対称的な位置にそれぞれ揺動自在に軸支された一対の揺動アームと、一対の揺動アームの各先端部に回転自在に支持された押圧ローラと、揺動アームを外側に開く方向に付勢する圧縮ばねと、を備えて構成される。また、ロータ本体部及び揺動アームは、主としてアルミダイカスト等の金属材料により構成される。

特開平６−２１８０４２号公報

ところで、返血時や透析装置の仕様によっては、ロータ部を逆回転させて使用する場合がある。このような場合にも、駆動モータに大きなトルク変動が生じないようにすることが望まれている。

しかし、上記特許文献１に記載のチューブポンプの揺動アームは、ロータ部の正回転時において、押圧ローラがチューブに一定の角度で当接することで、所定の押圧力をチューブに付与できるように構成されている。そのため、ロータ部の逆回転時においては、押圧ローラがチューブに一定の角度で当接できず、押圧ローラによりチューブに付与される押圧力が増大していた。その結果、押圧ローラ（ロータ）がチューブから受ける押圧力の反力（負荷）も増大し、駆動モータ（駆動軸）に大きなトルク変動が生じていた。従って、ロータ部の回転方向によらずに駆動モータのトルク変動を抑制することができるチューブポンプの提供が望まれていた。

また、上記特許文献１に記載のチューブポンプのロータ本体部及び揺動アーム等は、主としてアルミダイカストにより成形されていた。そのため、成形後の穴あけ加工や仕上げ加工、ショットブラスト加工やメッキ加工、塗装等の後加工が必要であり、製造工程が増え、製品のコストアップを招いていた。従って、容易且つ低コストで製造することができるチューブポンプの提供が望まれていた。

本発明は、ロータ部の回転方向によらずに駆動モータのトルク変動を抑制することができると共に、容易且つ低コストで製造することができるチューブポンプを提供することを目的とする。

本発明は、円弧の形状の内周壁面を有し、液体が流通するチューブが該内周壁面に沿って配置されるケーシングと、正逆回転可能な駆動軸を有する駆動モータと、前記円弧の中心位置において前記駆動軸と共に回転するロータ本体部と、前記駆動軸と直交する平面において該駆動軸から離れる方向又は接近する方向に移動可能であって、前記ロータ本体部に対し揺動可能に支持されたローラ支持部と、前記ローラ支持部に回転自在に支持され、前記チューブを前記内周壁面に押圧する押圧ローラと、前記ロータ本体部及び前記ローラ支持部間に介在され、該ローラ支持部を前記駆動軸から離れる方向に付勢すると共に、揺動した該ローラ支持部を揺動前の位置に復帰させるように付勢する付勢手段と、を備え、前記ローラ支持部のロータ本体部に対する揺動方向が前記ロータ本体部の回転方向とは逆向きになるように構成されてなるチューブポンプに関する。

本発明によれば、駆動軸が回転することによりロータ本体部が回転すると、チューブを押圧している押圧ローラは、チューブから反力（負荷）を受ける。その負荷は、押圧ローラを支持するローラ支持部に作用する。ローラ支持部は、その負荷が一定以上になると、ロータ本体部に対しロータ本体部の回転方向とは逆向きに揺動する。そのため、ローラ支持部を介してロータ本体部に大きな負荷がかかることが抑制され、駆動軸に大きなトルク変動が生じることが抑制される。特に、ロータ本体部を逆回転させる場合であっても、正回転時と比較して、駆動モータに大きなトルク負担をかけることなく、駆動モータを駆動することができる。

また、ロータ本体部が更に回転することにより、チューブを押圧していた押圧ローラが、チューブから離れてチューブからの負荷を受けなくなると、ロータ本体部に対して揺動したローラ支持部は、付勢手段の付勢力によって揺動前の位置に復帰する。このように、ロータ本体部が回転することにより、チューブが押圧ローラによってしごかれ、チューブ内の液体が送出される。

また、本発明によれば、ロータ本体部及びローラ支持部、又はロータ本体部は、所定の樹脂により構成することができる。その場合、従来のアルミダイカストにより成形されたものに比べて、成形後の穴あけ加工や仕上げ加工が不要となる。また、ショットブラスト加工やメッキ加工等の後加工が不要となる。

また、前記ロータ本体部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ該駆動軸が延びる方向及び前記付勢手段による付勢方向と交差する方向の両側にそれぞれ設けられ前記ローラ支持部と係合可能な係合凸部を有し、前記係合凸部は、前記ロータ本体部に固定される金属製の軸部と、該軸部に回転自在に支持された樹脂又は金属製のカラー部と、からなり、前記ローラ支持部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ前記カラー部と係合する係合凹部を有することが好ましい。

本発明によれば、ロータ本体部とローラ支持部とが、係合凸部及び係合凹部によって係合する。また、金属製の軸部によって、係合凸部の強度が確保される。また、樹脂又は金属製のカラー部によって、係合凸部が係合凹部と滑らかに係合する。そのため、簡易な構成によって、係合凸部及び係合凹部の磨耗が抑制される。

また、前記ロータ本体部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ該駆動軸が延びる方向及び前記付勢手段による付勢方向と交差する方向の両側にそれぞれ位置し前記ロータ本体部に一体に設けられ前記ローラ支持部と摺動可能に係合する係合凸部を有し、前記ローラ支持部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ前記係合凸部と摺動可能に係合する係合凹部を有することが好ましい。

本発明によれば、係合凸部をロータ本体部に一体成形することにより、部品点数及び組立工数が削減される。

また、前記付勢手段は、その付勢方向に互いにほぼ平行に延びる一対の縦板部と、該一対の縦板部と直交する方向に延び且つ該一対の縦板部の両端部をそれぞれ連結する一対の横板部とから実質的に筒状に構成される板ばねであり、前記一対の縦板部は、前記ロータ本体部と固定され、前記一対の横板部は、前記ローラ支持部と固定されることが好ましい。

本発明によれば、ロータ本体部が回転すると、板ばね（主として横板部）により付勢された押圧ローラがチューブを押圧する。このとき押圧ローラは、チューブから反力（負荷）を受ける。その負荷は、押圧ローラを支持するローラ支持部に作用する。ローラ支持部は、その負荷を逃がすように、板ばね（主として縦板部）を撓ませながら、駆動軸を中心としたロータ本体部の回転方向とは逆の方向にロータ本体部に対して揺動する。そのため、ローラ支持部が受ける負荷は、低減される。従って、ローラ支持部を介してロータ本体部が受ける負荷も低減される。その結果、駆動軸に負荷がかかることが抑制される。

また、ロータ本体部が更に回転することにより、チューブを押圧していた押圧ローラが、チューブから離れてチューブからの負荷を受けなくなると、揺動していたローラ支持部は、板ばね（主として縦板部）の付勢力（復元力）によって揺動前の位置に復帰する。

また、前記付勢手段は、所定の弾性を有する樹脂の板により付勢方向に伸縮する蛇腹状に構成され、前記ロータ本体部は、前記樹脂からなり、前記付勢手段の基部において該付勢手段と一体に固定され、前記ローラ支持部は、前記樹脂からなり、前記付勢方向における前記付勢手段の端部において該付勢手段と一体に固定されることが好ましい。

本発明によれば、ロータ本体部が回転すると、付勢手段により付勢された押圧ローラが、チューブを押圧する。このとき押圧ローラは、チューブから反力（負荷）を受ける。その負荷は、押圧ローラを支持するローラ支持部に作用する。ローラ支持部は、その負荷を逃がすように、付勢手段を撓ませながら、ロータ本体部に対してロータ本体部の回転方向とは逆の方向に揺動する。そのため、ローラ支持部が受ける負荷が低減される。従って、ローラ支持部及び付勢手段を介してロータ本体部に大きな負荷がかかることが抑制される。その結果、駆動軸に大きなトルク変動が生じることが抑制される。

また、ロータ本体部が更に回転することにより、チューブを押圧していた押圧ローラが、チューブから離れてチューブからの負荷を受けなくなると、揺動したローラ支持部は、付勢手段の付勢力（復元力）によって揺動前の位置に復帰する。

また、本発明によれば、ロータ本体部、付勢手段及びローラ支持部を一体成形することにより、部品点数及び組立工数が削減される。

本発明によれば、ロータ部の回転方向によらずに駆動モータのトルク変動を抑制することができると共に、容易且つ低コストで製造することができるチューブポンプを提供することができる。

本発明の第１実施形態のチューブポンプ１の全体構成を示す斜視図である。 チューブポンプ１のロータ部５を示す斜視図である。 図２に示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図２に示すＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 反時計回り回転時におけるロータ部５の動作状態を示す部分断面図である。 時計回り回転時におけるロータ部５の動作状態を示す部分断面図である。 本発明の第２実施形態のチューブポンプ１Ａのロータ部５Ａを示す斜視図である。 図７に示すＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 図７に示すＤ−Ｄ線で切断した断面図である。 本発明の第３実施形態のチューブポンプ１Ｂのロータ部５Ｂを示す斜視図である。 図１０に示すＥ−Ｅ線で切断した断面図である。 図１０に示すＦ−Ｆ線で切断した断面図である。 チューブポンプ１Ｂのロータ部５Ｂの動作状態を示す平面図である。 本発明の第４実施形態のチューブポンプ１Ｃのロータ部５Ｃを示す斜視図である。 図１４に示すＧ−Ｇ線で切断した断面図である。 図１４に示すＨ−Ｈ線で切断した断面図である。 ロータ部５Ｃの動作状態を説明する平面図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態のチューブポンプ１の構成について図１から図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態のチューブポンプ１の全体構成を示す斜視図である。図２は、チューブポンプ１のロータ部５を示す斜視図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。図４は、図２に示すＢ−Ｂ線で切断した断面図である。

先ず、本発明の第１実施形態のチューブポンプ１の全体構成について図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態のチューブポンプ１は、図示しない液体が流通するチューブ３（図５参照）が配置されるケーシング２と、駆動軸４ａを有する駆動モータ４と、ケーシング２の内部に配置され、駆動軸４ａの回転によって回転しチューブ３をしごくロータ部５と、カバー部６と、を主体として備える。

ケーシング２は、例えば合成樹脂からなり、内周壁面２ａと、収容凹部７と、カバー８と、案内凹部９と、チューブクランプ１０と、を有する。内周壁面２ａは、ケーシング２を駆動軸４ａの延びる方向から視た場合に、円弧の形状となっている（図５参照）。収容凹部７は、上方に開放しており、チューブ３及びロータ部５を収容する。内周壁面２ａは、収容凹部７の一部を形成する。カバー８は、透明樹脂からなり、収容凹部７を開閉する。案内凹部９は、水平方向に開放しており、チューブ３を収容凹部７の外部に案内する。チューブクランプ１０は、案内凹部９に配置されたチューブ３を押圧し、着脱自在に係止する。なお、ケーシング２は樹脂に限らず、金属により構成することもできる。

チューブ３は、所定の弾性を有する透明の樹脂からなる。チューブ３は、収容凹部７において内周壁面２ａに沿って配置される。駆動モータ４の駆動軸４ａは、正逆回転可能に構成される。駆動軸４ａは、内周壁面２ａを形成する円弧の中心位置に配置される。

カバー部６は、ロータ部５に連結され、ロータ部５の外面を覆うロータカバー部６ａと、このロータカバー部６ａに収納自在に設けられ且つ把持可能に構成されたハンドル部６ｂと、を備える。このハンドル部６ｂは駆動モータ４が故障等で駆動しない場合等にロータ部５を手動で回転するためのものである。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、カバー部６をロータ部５から取り外して説明する。

次に、ロータ部５の詳細について図２から図４を参照しながら説明する。図２に示すように、ロータ部５は、ロータ本体部２０と、このロータ本体部２０と係合する一対のローラ支持部４０と、ローラ支持部４０に回転自在に支持される一対の押圧ローラ５０と、所定の弾性力を有する圧縮コイルばね（付勢手段）６０と、から構成される。

ロータ本体部２０は、ケーシング２の内周壁面２ａを形成する円弧の中心位置において、駆動軸４ａと共に回転する部材である（図１参照）。図２に示すように、ロータ本体部２０は、天板部２１と、底板部２２と、連結部２３と、軸穴部２４と、駆動軸４ａを中心に対称位置に設けられる４つの係合凸部２５と、ばね収容凹部２８と、を備える。

図２に示すように、天板部２１は、平面視でほぼ矩形状であり、ロータ本体部２０の上部を構成する。図２及び図３に示すように、底板部２２は、平面視でほぼ矩形状であり、ロータ本体部２０の下部を構成する。天板部２１と底板部２２とは、平行に配置される。天板部２１及び底板部２２は、駆動軸４ａと直交する。

連結部２３は、天板部２１と底板部２２との間に配置され、天板部２１と底板部２２とを連結する。連結部２３は、図３及び図４に示すように、中央に位置する角柱部２３ａと、区画壁部２３ｂと、を有する。角柱部２３ａは、駆動軸４ａの延びる方向Ｐ１に沿って延び、ほぼ四角柱状に構成される。区画壁部２３ｂは、図３に示すように、角柱部２３ａの両側部における中央から、駆動軸４ａより離れる方向にそれぞれ延びる。

軸穴部２４は、図２から図４に示すように、天板部２１、連結部２３及び底板部２２を貫通するように設けられ、連結部２３の上部で小径段差部を有する。軸穴部２４には、ロータ本体部２０の下部から駆動軸４ａが小径段差部まで挿入され、ロータ本体部２０の上方よりねじが締結されて駆動軸４ａにロータ本体部２０が固着される。実際には、ロータ本体部２０上にカバー部６がねじにより共締めされて固定される。天板部２１、連結部２３及び底板部２２は、例えば、ガラスフィラーを充填したＧＦ強化グレードのエンジニアリングプラスチックにより一体成形される。このように構成されるロータ本体部２０は、駆動軸４ａに連結される。

図２及び図３に示すように、ロータ本体部２０において、係合凸部２５は、駆動軸４ａを中心とするほぼ正方形の４つの角部の位置に設けられる。係合凸部２５は、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１に延びる。また、係合凸部２５は、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１及び後述の圧縮コイルばね６０が付勢する方向（以下、「付勢力方向」という）Ｐ２（又はＰ３）と交差する方向Ｐ４（又はＰ５）に突出した状態で位置する。具体的には、係合凸部２５は、図３に示すように、ロータ本体部２０（天板部２１及び底板部２２）に固定される軸部２６と、この軸部２６を覆うカラー部２７と、から構成される。

軸部２６は、金属により円柱状に構成される。カラー部２７は、樹脂により円筒状に構成される。カラー部２７は、例えば、摺動性が良好なポリアセタールからなることが好ましい。このように構成される係合凸部２５は、ローラ支持部４０と係合する。ばね収容凹部２８は、図３及び図４に示すように、連結部２３において駆動軸４ａの側に凹むように設けられ、圧縮コイルばね６０（後述）を収容する。

一対のローラ支持部４０はそれぞれ、押圧ローラ５０を回転自在に支持する部材である。ローラ支持部４０は、図３に示すように、断面形状が、ロータ本体部２０側に向かって開放するほぼＣ字状となるように構成される。このローラ支持部４０の開放側の両先端部はそれぞれ、係合凸部２５における付勢方向Ｐ３（又はＰ２）側の面に対向する位置まで回り込むように延び、係合凹部４２を形成している。ローラ支持部４０は、ロータ本体部２０との反対側に、ローラ用凹部４３と、チューブガイドローラ４７と、を有する。

係合凹部４２は、図３に示すように、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１に延びている。また、係合凹部４２は、ロータ本体部２０（係合凸部２５）のカラー部２７と係合する。具体的には、係合凹部４２の付勢方向Ｐ２（又はＰ３）における大きさは、カラー部２７の大きさ（直径）よりも大きくなっている。また、係合凹部４２において、カラー部２７と係合（接触）する箇所は、円弧の形状に形成される。

ローラ用凹部４３は、図３に示すように、押圧ローラ５０の外周面との間に所定の隙間が形成されるように、ローラ支持部４０におけるロータ本体部２０との反対側の中央部に凹んで構成される。チューブガイドローラ４７は、押圧ローラ５０に隣接する位置に設けられる。チューブガイドローラ４７は、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１におけるチューブ３の位置を規制する。

このように構成されるローラ支持部４０は、図２及び図３に示すように、駆動軸４ａと直交する平面において、駆動軸４ａから離れる方向又は接近する方向に移動可能にロータ本体部２０に係合される。また、ローラ支持部４０の係合凹部４２は、ロータ本体部２０の係合凸部２５に対して回動（揺動）可能に係合される。前述したように、ローラ支持部４０の開放側の先端部は、係合する係合凸部２５における付勢方向Ｐ３（又はＰ２）側の面に回り込むように延びている。そのため、ローラ支持部４０は、上記のように回動しても、ロータ本体部２０の係合凸部２５から脱落しないようになっている。

ここで、ローラ支持部４０は２つの係合凸部２５の何れかと係合してその係合凸部２５を中心として回動することから、ロータ本体部２０に対して揺動する形で支持されることになる。

押圧ローラ５０は、一対のローラ支持部４０にそれぞれ回転自在に支持され、チューブ３をケーシング２の内周壁面２ａに押圧する（図５参照）。押圧ローラ５０は、図４に示すように、支持軸５１と、ベアリング５２と、ローラ部５３と、を有する。支持軸５１は、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１と平行に延び、ローラ支持部４０に固定される。ベアリング５２は、ローラ部５３に固定され、ベアリング５２を支持軸５１に摺接させることによりローラ部５３を回転自在に支持する。ローラ部５３は、チューブ３（図５参照）に当接し、チューブ３を押圧する部分である。

圧縮コイルばね６０は、図３及び図４に示すように、ロータ本体部２０のばね収容凹部２８に収容され、ロータ本体部２０とローラ支持部４０との間に配設される。圧縮コイルばね６０の一端は、ばね収容凹部２８から導出してローラ支持部４０を押圧している。これにより、圧縮コイルばね６０は、ローラ支持部４０（押圧ローラ５０）を駆動軸４ａから離れる方向に付勢する。また、圧縮コイルばね６０は、係合凸部２５を中心として揺動したローラ支持部４０を、揺動前の位置に復帰させるように付勢する。

次に、第１実施形態のチューブポンプ１の動作について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、反時計回り回転時におけるロータ部５の動作状態を示す部分断面図である。図６は、時計回り回転時におけるロータ部５の動作状態を示す部分断面図である。

圧縮コイルばね６０により付勢されている押圧ローラ５０のうち、チューブ３に接している押圧ローラ５０（図５において上方に位置する押圧ローラ５０）は、チューブ３から駆動軸４ａに向かう中心方向の反力（負荷）を受けている。そして、図５に示すように、駆動軸４ａの駆動によりロータ本体部２０が、平面視で反時計回りに回転すると、チューブ３に接している押圧ローラ５０は、チューブ３からの反力（負荷）に加えてロータ本体部２０の回転方向とは逆向き方向の反力（負荷）を受ける。このため、押圧ローラ５０には、この２つの力が合成した負荷が作用する。

ローラ支持部４０は、その負荷を逃がすように、このローラ支持部４０に係合している係合凸部２５のうち回転方向側の係合凸部を支点にして回動（傾斜）する。そのため、ローラ支持部４０が受ける負荷が低減される。従って、ローラ支持部４０を介してロータ本体部２０に負荷がかかることが抑制される。その結果、駆動軸４ａに負荷がかかることが抑制される。

また、ロータ本体部２０が更に回転することにより、チューブ３を押圧していた押圧ローラ５０が、チューブ３から離れてチューブ３からの負荷を受けなくなると、係合凸部２５を中心に揺動したローラ支持部４０は、圧縮コイルばね６０の付勢力（復元力）によって揺動前の位置に復帰する。

また、チューブ３に接していなかった他方の押圧ローラ５０（図５において下方に位置する押圧ローラ５０）は、ロータ本体部２０の回転により、やがてチューブ３に接するようになり、上記押圧ローラ５０（図５において上方に位置する押圧ローラ５０）と同様に動作する。このように、ロータ本体部２０が回転することにより、チューブ３が押圧ローラ５０によって連続的にしごかれ、チューブ３内の液体が移送される。

また、図６に示すように、ロータ本体部２０を時計回りに回転させる場合は、ローラ支持部４０の回動方向が上記の場合と逆向きになるだけであり、上記と同様の作用となる。従って、ロータ本体部２０を時計回りに回転させる場合であっても、反時計回りの回転時と比較して、駆動モータ４に大きなトルク負担をかけることなく、駆動モータ４を駆動することができる。

以上に説明した第１実施形態のチューブポンプ１によれば、以下に示す各効果が奏される。第１実施形態のチューブポンプ１は、駆動軸４ａと直交する平面において駆動軸４ａから離れる方向又は接近する方向に移動可能であって、ロータ本体部２０に対し揺動可能に支持された一対のローラ支持部４０と、押圧ローラ５０と、ローラ支持部４０を駆動軸４ａから離れる方向に付勢すると共に、揺動したローラ支持部４０を揺動前の位置に復帰させるように付勢する圧縮コイルばね６０と、を備え、ローラ支持部４０のロータ本体部２０に対する揺動方向がロータ本体部２０の回転方向とは逆向きになるように構成されてなる。

そのため、ロータ本体部２０の回転により、押圧ローラ５０（ローラ支持部４０）が、チューブ３から過大な反力（負荷）を受けた場合、ローラ支持部４０は、その負荷を逃がすように、ロータ本体部２０における係合凸部２５を中心に回動させることができる。従って、ローラ支持部４０を介してロータ本体部２０に過大な負荷がかかることを抑制することができ、その結果、駆動軸４ａのトルク変動を抑制することができる。特に、ロータ本体部２０を逆回転させる場合であっても、正回転時と比較して、駆動モータ４に大きなトルク変動を生じさせることなく、駆動モータ４を駆動することができる。

また、第１実施形態のチューブポンプ１においては、ロータ本体部２０及びローラ支持部４０は、所定のエンジニアリングプラスチックにより一体成形される。そのため、従来のアルミダイカストにより成形されたものに比べて、成形後の穴あけ加工や仕上げ加工を不要にすることができる。また、ショットブラスト加工やメッキ加工等の後加工を不要にすることができる。また、エンジニアリングプラスチックは、金属に対し比重が小さく、比強度が通常のプラスチックに対して優れているため、装置の軽量化を実現することができる。

また、第１実施形態のチューブポンプ１においては、ロータ本体部２０は、前記所定方向に突出し且つローラ支持部４０と係合する係合凸部２５を有し、この係合凸部２５は、ロータ本体部２０に固定される金属製の軸部２６と、軸部２６を覆う樹脂製のカラー部２７と、からなる。また、ローラ支持部４０は、駆動軸４ａが延びる方向に延び且つカラー部２７と係合する係合凹部４２を有する。

そのため、ロータ本体部２０とローラ支持部４０とが、係合凸部２５及び係合凹部４２によって係合することができる。また、金属製の軸部２６によって、係合凸部２５の強度を確保することができる。更に、樹脂製のカラー部２７によって、係合凸部２５が係合凹部４２と滑らかに係合することができる。そのため、簡易な構成によって、ローラ支持部４０が、ロータ本体部２０に対して滑らかに回動（揺動）することができる。従って、係合凸部２５及び係合凹部４２の磨耗を抑制することができる。なお、上記実施形態では、係合凸部２５のカラー部２７を軸部２６に対してすべり支持される円筒体で構成した場合を説明したが、これに限らず、例えば軸部に支持された転がり軸受の外輪（金属製）でカラー部を構成するようにしてもよい。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態のチューブポンプ１Ａについて図７から図９を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２実施形態のチューブポンプ１Ａのロータ部５Ａを示す斜視図である。図８は、図７に示すＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図９は、図７に示すＤ−Ｄ線で切断した断面図である。

図７から図９に示すように、第２実施形態のチューブポンプ１Ａは、第１実施形態のチューブポンプ１（図２から図４参照）と比べて、ロータ部５Ａにおけるロータ本体部２０Ａの構成が異なる。具体的には、ロータ本体部２０Ａが天板部２１（図２参照）を有していない点、及び係合凸部２５Ａが連結部２３と一体に設けられる点が主として異なる。

図７及び図８に示すように、係合凸部２５Ａは、第１実施形態のチューブポンプ１の係合凸部２５と前記延びる方向及び前記突出方向が同様である。係合凸部２５Ａは、ロータ本体部２０Ａ（連結部２３）と一体に設けられる。つまり、係合凸部２５Ａは、連結部２３及び底板部２２と一体成形される。従って、係合凸部２５Ａに対して係合凹部４２は摺動自在に係合することになる。第２実施形態のチューブポンプ１Ａのその他の構成及び基本動作は、第１実施形態のチューブポンプ１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。

以上に説明した第２実施形態のチューブポンプ１Ａによれば、前記第１実施形態のチューブポンプ１と同様の効果が奏されると共に、以下に示す効果が奏される。第２実施形態のチューブポンプ１Ａにおいては、ロータ本体部２０Ａは、ロータ本体部２０Ａに一体に設けられる係合凸部２５Ａを有する。そのため、係合凸部２５Ａをロータ本体部２０に一体成形することにより、部品点数及び組立工数を削減することができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態のチューブポンプ１Ｂの構成について図１０から図１２を参照しながら説明する。図１０は、本発明の第３実施形態のチューブポンプ１Ｂのロータ部５Ｂを示す斜視図である。図１１は、図１０に示すＥ−Ｅ線で切断した断面図である。図１２は、図１０に示すＦ−Ｆ線で切断した断面図である。

前記第１実施形態のチューブポンプ１におけるローラ支持部の付勢手段が、圧縮コイルばね６０（図３参照）からなるのに対して、第３実施形態のチューブポンプ１Ｂにおけるローラ支持部の付勢手段は、板ばね７０（図１０から図１２参照）からなる。この点において、前記第１実施形態のチューブポンプ１と第３実施形態のチューブポンプ１Ｂとは、主として異なる。

第３実施形態のチューブポンプ１Ｂは、ケーシング２と、チューブ３と、駆動軸４ａの回転によって回転しチューブ３をしごくロータ部５Ｂと、を主体として備える（図１３参照）。ロータ部５Ｂは、ロータ本体部２０Ｂと、このロータ本体部２０Ｂと係合する一対のローラ支持部４０Ｂと、ローラ支持部４０Ｂに回転自在に支持される一対の押圧ローラ５０と、所定の弾性力を有する板ばね（付勢手段）７０と、第１のねじ７３、第１の当て板７４及び第１のナット７５と、収容溝部７７と、第２のねじ７８、第２の当て板７９及び第２のナット８０と、ストッパ部８２と、を備える。

ロータ本体部２０Ｂは、所定の樹脂（例えば、エンジニアリングプラスチック）からなる。ロータ本体部２０Ｂは、図１０から図１２に示すように、ほぼ角柱状に構成される。ロータ本体部２０Ｂの所定箇所には、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１と直交する方向に複数の貫通穴（図示せず）が設けられる。これらの貫通穴には、後述の第１のねじ７３が挿通される。また、ロータ本体部２０Ｂには、収容溝部７７及びストッパ部８２が設けられる。収容溝部７７及びストッパ部８２については、後述する。

ローラ支持部４０Ｂは、図１２に示すように、支持軸５１の軸方向において切断した断面形状が、ほぼコ字状となっている。このローラ支持部４０Ｂにおいて、ロータ本体部２０Ｂと隣接する箇所には、後述の第２のねじ７８を挿通する貫通穴（図示せず）が複数設けられる。

板ばね７０は、図１０から図１２に示すように、互いにほぼ平行に延びる一対の縦板部７１と、一対の縦板部７１と直交する方向に延び且つ一対の縦板部７１の両端部をそれぞれ連結する一対の横板部７２とから実質的に角筒状に構成される。具体的には、板ばね７０は、図１１に示すように、駆動軸４ａと直交する方向において切断した断面形状がほぼコ字状の板ばねを２つ設けることにより、実質的に角筒状に構成される。すなわち、板ばね７０の一対の横板部７２は、ローラ支持部４０Ｂの中央位置で端縁が向き合うように分割され、縦板部７１の両側に分割された横板部７２がそれぞれ連結されるようなコ字状に形成されている。板ばね７０の所定箇所には、後述の第１のねじ７３及び第２のねじ７８を挿通する複数の貫通穴（図示せず）が設けられる。このように構成される板ばね７０は、図１０及び図１１に示すように、ロータ本体部２０Ｂの側面を覆うように配置される。

第１のねじ７３、第１の当て板７４及び第１のナット７５は、図１０及び図１１に示すように、板ばね７０の縦板部７１をロータ本体部２０Ｂに固定する部材である。第１の当て板７４は、例えば、断面がほぼコ字状の金属板からなり、第１のねじ７３を挿通するための貫通穴（図示せず）を有する。第１のねじ７３は、第１の当て板７４の前記貫通穴及びロータ本体部２０Ｂの前記貫通穴に挿通され、第１のナット７５と螺合する。

第１のナット７５は、例えば、矩形の金属板からなり、第１のねじ７３が螺合する雌ねじが設けられる。第１のナット７５は、後述の収容溝部７７に収容される。第１のねじ７３、第１の当て板７４及び第１のナット７５によれば、第１の当て板７４と第１のナット７５との面圧力によって、ロータ本体部２０Ｂと縦板部７１とを強固に固定することができる。

第２のねじ７８、第２の当て板７９及び第２のナット８０は、図１０から図１２に示すように、板ばね７０の横板部７２とローラ支持部４０Ｂとを固定する部材であり、２つのコ字状の板ばねのそれぞれの横板部７２の継ぎ目を固定する部材でもある。第２の当て板７９は、断面がほぼコ字状の金属板からなり、第２のねじ７８を挿通するための貫通穴（図示せず）を有する。第２のねじ７８は、第２の当て板７９の前記貫通穴及びローラ支持部４０Ｂの前記貫通穴に挿通され、第２のナット８０と螺合する。

第２のナット８０は、例えば、インサートナットからなり、第２のねじ７８が螺合する雌ねじが設けられる。第２のねじ７８、第２の当て板７９及び第２のナット８０によれば、第２の当て板７９と第２のナット８０との面圧力によって、ローラ支持部４０Ｂと横板部７２とを強固に固定することができる。

収容溝部７７は、図１０及び図１１に示すように、ロータ本体部２０Ｂにおいて、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１に延び、ほぼＴ字状に開口する溝である。収容溝部７７は、前記貫通穴と連通する。図１１に示すように、収容溝部７７には、第１のナット７５が配置される。この収容溝部７７によれば、第１のナット７５及び第１のねじ７３の先端部をロータ本体部２０Ｂの内部に収容することができる。そのため、第１のねじ７３の挿通方向におけるロータ本体部２０Ｂの寸法を小さくすることができる。

ストッパ部８２は、ロータ本体部２０Ｂにおいて、駆動軸４ａが延びる方向Ｐ１に延び、且つ、ローラ支持部４０Ｂの側に突出する。このストッパ部８２によれば、横板部７２のロータ本体部２０Ｂ側への撓み量を規制することにより、横板部７２が過剰に撓むことを抑制し、板ばね７０の金属疲労の発生を抑制することができる。

次に、第３実施形態のチューブポンプ１Ｂの動作について図１３を参照しながら説明する。図１３は、チューブポンプ１Ｂのロータ部５Ｂの動作状態を示す平面図である。図１３に示すように、駆動軸４ａの駆動によりロータ本体部２０Ｂが、例えば反時計回りに回転すると、板ばね７０（主として横板部７２）により付勢された押圧ローラ５０（図１３において上方に位置する押圧ローラ５０）が、チューブ３を押圧する。このとき押圧ローラ５０は、チューブ３から反力（負荷）を受ける。その負荷は、押圧ローラ５０を支持するローラ支持部４０Ｂ（図１３において上方に位置するローラ支持部４０Ｂ）に作用する。

ローラ支持部４０Ｂは、その負荷を逃がすように、板ばね７０（主として縦板部７１）を撓ませながら、ロータ本体部２０Ｂに対して時計回り揺動（傾斜）する。そのため、ローラ支持部４０Ｂが受ける負荷は、低減される。従って、ローラ支持部４０Ｂを介してロータ本体部２０Ｂに負荷がかかることが抑制される。その結果、駆動軸４ａに大きなトルク変動が生じることが抑制される。

また、ロータ本体部２０Ｂが更に回転することにより、チューブ３を押圧していた押圧ローラ５０が、チューブ３から離れてチューブ３からの負荷を受けなくなると、揺動したローラ支持部４０Ｂは、板ばね７０（主として縦板部７１）の付勢力（復元力）によって揺動前の位置に復帰する。

また、チューブ３を押圧していなかった他方の押圧ローラ５０（図１３において下方に位置する押圧ローラ５０）は、ロータ本体部２０Ｂの回転により、上記押圧ローラ５０（図１３において上方に位置する押圧ローラ５０）と同様に動作する。このように、ロータ本体部２０Ｂが回転することにより、チューブ３が押圧ローラ５０によって連続的にしごかれ、チューブ３内の液体が送出される。

また、ロータ本体部２０Ｂを逆回転させる場合は、ローラ支持部４０Ｂの回動方向が上記回転の場合と逆向き（時計回り）になるだけであり、上記反時計回りの回転の場合と同様の作用となる。従って、ロータ本体部２０Ｂを正逆の何れに回転させる場合であっても、駆動モータ４に大きなトルク変動を生じさせることなく、駆動モータ４を駆動することができる。

以上に説明した第３実施形態のチューブポンプ１Ｂによれば、前記第１実施形態のチューブポンプ１と同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。第３実施形態のチューブポンプ１Ｂにおいては、ロータ本体部２０Ｂと固定される一対の縦板部７１と、ローラ支持部４０と固定される一対の横板部７２とから実質的に角筒状に構成される板ばね７０を備える。そのため、板ばね７０によって付勢手段を簡易に構成することができる。また、板ばね７０の縦板部７１，７１をロータ本体部２０Ｂに固定することによって、板ばね７０の撓み量を十分に確保することができると共に、板ばね７０の板厚を薄くすることができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態のチューブポンプ１Ｃについて図１４から図１７を参照しながら説明する。図１４は、本発明の第４実施形態のチューブポンプ１Ｃのロータ部５Ｃを示す斜視図である。図１５は、図１４に示すＧ−Ｇ線で切断した断面図である。図１６は、図１４に示すＨ−Ｈ線で切断した断面図である。図１７は、ロータ部５Ｃの動作状態を説明する平面図である。

第４実施形態のチューブポンプ１Ｃは、ケーシング２と、チューブ３と、駆動軸４ａの回転によって回転しチューブ３をしごくロータ部５Ｃと、を主体として備える（図１７参照）。図１４から図１６に示すように、ロータ部５Ｃは、付勢部（付勢手段）９０と、ロータ本体部２０Ｃと、一対のローラ支持部４０Ｃと、ローラ支持部４０Ｃに回転自在に支持される一対の押圧ローラ５０と、を備える。

図１４及び図１５に示すように、付勢部９０は、所定の弾性を有する樹脂の板により蛇腹状に構成される。また、付勢部９０は、付勢方向Ｐ２（図１５参照）に伸縮するように構成される。

ロータ本体部２０Ｃは、前記樹脂からなり、ほぼ楕円柱状に構成される。付勢部９０は、その付勢方向（伸縮方向）Ｐ２（又はＰ３）がロータ本体部２０Ｃの長軸と平行となるように、ロータ本体部２０Ｃの両側に一対配置される。そして、ロータ本体部２０Ｃは、付勢方向Ｐ２における付勢部９０の基部９０ａにおいて付勢部９０と一体に固定される。

ローラ支持部４０Ｃは、前記樹脂からなり、ほぼ三角柱状に構成される。ローラ支持部４０Ｃは、付勢方向Ｐ２における付勢部９０の両端部９０ｂ，９０ｂにおいて付勢部９０と一体に固定される。付勢部９０、ロータ本体部２０Ｃ及びローラ支持部４０Ｃは、一体成形により製造される。

次に、第４実施形態のチューブポンプ１Ｃの動作について図１７を参照しながら説明する。図１７は、チューブポンプ１Ｃのロータ部５Ｃの動作状態を示す平面図である。図１７に示すように、駆動軸４ａの駆動によりロータ本体部２０Ｃが、例えば反時計回りに回転すると、付勢部９０により付勢された押圧ローラ５０（図１７において上方に位置する押圧ローラ５０）が、チューブ３を押圧する。このとき押圧ローラ５０は、チューブ３から反力（負荷）を受ける。その負荷は、押圧ローラ５０を支持するローラ支持部４０Ｃ（図１７において上方に位置するローラ支持部４０Ｃ）に作用する。

ローラ支持部４０Ｃは、その負荷を逃がすように、付勢部９０を撓ませながら、ロータ本体部２０Ｃに対して時計回りに揺動（傾斜）する。そのため、ローラ支持部４０Ｃが受ける負荷が低減される。従って、ローラ支持部４０Ｃ及び付勢部９０を介してロータ本体部２０Ｃに負荷がかかることが抑制される。その結果、駆動軸４ａに大きなトルク変動が生じることが抑制される。

また、ロータ本体部２０Ｃが更に回転することにより、チューブ３を押圧していた押圧ローラ５０が、チューブ３から離れてチューブ３からの負荷を受けなくなると、揺動していたローラ支持部４０Ｃは、付勢部９０の付勢力（復元力）によって揺動前の位置に復帰する。

また、チューブ３を押圧していなかった他方の押圧ローラ５０（図１７において下方に位置する押圧ローラ５０）は、ロータ本体部２０Ｃの回転により、上記押圧ローラ５０（図１７において上方に位置する押圧ローラ５０）と同様に動作する。このように、ロータ本体部２０Ｃが回転することにより、チューブ３が押圧ローラ５０によって連続的にしごかれ、チューブ３内の血液が送出される。

また、ロータ本体部２０Ｃを逆方向に回転させる場合は、ローラ支持部４０Ｃの回動方向が上記の場合と逆向き（時計回り）になるだけであり、上記の場合と同様の作用となる。従って、ロータ本体部２０Ｃを正逆の何れに回転させる場合であっても、駆動モータ４に大きなトルク変動を生じさせることなく、駆動モータ４を駆動することができる。

以上に説明した第４実施形態のチューブポンプ１Ｃによれば、前記第１実施形態のチューブポンプ１と同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。第４実施形態のチューブポンプ１Ｃにおいては、付勢部９０は、所定の弾性を有する樹脂の板により蛇腹状に構成され、且つ、付勢方向Ｐ２に伸縮すると共に押圧ローラ５０が上記付勢方向に直交する方向に首を振るように前後両側に撓むように構成され、ロータ本体部２０は、前記樹脂からなり、付勢方向Ｐ２における付勢部９０の基部９０ａにおいて付勢部９０と一体に固定され、一対のローラ支持部４０は、前記樹脂からなり、付勢方向Ｐ２における付勢部９０の両端部９０ｂ，９０ｂにおいて付勢部９０と一体に固定される。そのため、ロータ本体部２０Ｃ、付勢部９０及びローラ支持部４０Ｃを前記樹脂により一体成形することができ、部品点数及び組立工数を削減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。前記第１実施形態から前記第３実施形態においては、ロータ本体部２０及びローラ支持部４０は、エンジニアリングプラスチックにより一体成形されるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、ロータ本体部２０のみをエンジニアリングプラスチックにより一体成形してもよい。また、所定の耐熱性、強度及び曲げ弾性率等の条件を満たすものであれば、エンジニアリングプラスチック以外の樹脂によって、ロータ本体部２０及びローラ支持部４０、又はロータ本体部２０を、一体成形してもよい。

また、前記第１実施形態から前記第４実施形態においては、押圧ローラ５０は、ロータ部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃにおける付勢方向Ｐ２に沿って２つ設けられるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、押圧ローラ５０は、ロータ部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃに３つ以上設けられてもよい。また、チューブガイドローラ４７の数を必要に応じ増やしてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ チューブポンプ
２ ケーシング
２ａ 内周壁面
３ チューブ
４ 駆動モータ
４ａ 駆動軸
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ ロータ本体部
２５，２５Ａ 係合凸部
２６ 軸部
２７ カラー部
２８ ばね収容凹部
４０，４０Ｂ，４０Ｃ ローラ支持部
４２ 係合凹部
５０ 押圧ローラ
６０ 圧縮コイルばね（付勢手段）
７０ 板ばね
７１ 縦板部
７２ 横板部
９０ 付勢部（付勢手段）
９０ａ 基部
９０ｂ 端部

Claims (5)

1. 円弧の形状の内周壁面を有し、液体が流通するチューブが該内周壁面に沿って配置されるケーシングと、
   正逆回転可能な駆動軸を有する駆動モータと、
   前記円弧の中心位置において前記駆動軸と共に回転するロータ本体部と、
   前記駆動軸と直交する平面において該駆動軸から離れる方向又は接近する方向に移動可能であって、前記ロータ本体部に対し揺動可能に支持されたローラ支持部と、
   前記ローラ支持部に回転自在に支持され、前記チューブを前記内周壁面に押圧する押圧ローラと、
   前記ロータ本体部及び前記ローラ支持部間に介在され、該ローラ支持部を前記駆動軸から離れる方向に付勢すると共に、揺動した該ローラ支持部を揺動前の位置に復帰させるように付勢する付勢手段と、
   を備え、
   前記ローラ支持部の前記ロータ本体部に対する揺動方向が前記ロータ本体部の回転方向とは逆向きになるように構成されてなるチューブポンプ。
2. 前記ロータ本体部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ該駆動軸が延びる方向及び前記付勢手段による付勢方向と交差する方向の両側にそれぞれ設けられ前記ローラ支持部と係合可能な係合凸部を有し、
   前記係合凸部は、前記ロータ本体部に固定される金属製の軸部と、該軸部に回転自在に支持された樹脂又は金属製のカラー部と、からなり、
   前記ローラ支持部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ前記カラー部と係合する係合凹部を有する請求項１に記載のチューブポンプ。
3. 前記ロータ本体部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ該駆動軸が延びる方向及び前記付勢手段による付勢方向と交差する方向の両側にそれぞれ位置し前記ロータ本体部に一体に設けられ前記ローラ支持部と摺動可能に係合する係合凸部を有し、
   前記ローラ支持部は、前記駆動軸が延びる方向に延び且つ前記係合凸部と摺動可能に係合する係合凹部を有する請求項１に記載のチューブポンプ。
4. 前記付勢手段は、その付勢方向に互いにほぼ平行に延びる一対の縦板部と、該一対の縦板部と直交する方向に延び且つ該一対の縦板部の両端部をそれぞれ連結する一対の横板部とから実質的に筒状に構成される板ばねであり、
   前記一対の縦板部は、前記ロータ本体部と固定され、
   前記一対の横板部は、前記ローラ支持部と固定される請求項１に記載のチューブポンプ。
5. 前記付勢手段は、所定の弾性を有する樹脂の板により付勢方向に伸縮する蛇腹状に構成され、
   前記ロータ本体部は、前記樹脂からなり、前記付勢手段の基部において該付勢手段と一体に固定され、
   前記ローラ支持部は、前記樹脂からなり、前記付勢方向における前記付勢手段の端部において該付勢手段と一体に固定される請求項１に記載のチューブポンプ。

Images