JP6102094B2 - 流体輸送装置、流体輸送装置の交換ユニット、流体輸送装置の本体ユニット、および流体輸送装置の交換ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体輸送装置、流体輸送装置の交換ユニット、流体輸送装置の本体ユニット、および流体輸送装置の交換ユニットの製造方法に関する。

流体輸送装置の一例として、円弧状に案内されたチューブと、前記円弧の中心を回転軸として回転するカムと、複数の押圧体（フィンガー）とを有する蠕動ポンプが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このような流体輸送装置では、カムを回転することによって、カムが複数のフィンガーを順に押圧して、チューブを閉塞していくことによって、チューブ内の流体を輸送している。

特許第３９５７３２２号公報 特開２００９−２１６０８０号公報

特許文献１、２の流体輸送装置では、円弧状に案内されたチューブとカムが同一平面上に配置されると共に、チューブを押圧するための複数のフィンガーが放射状に同じ平面上に配置されている。具体的には、カムの外周にフィンガーが配置され、フィンガーの更に外周にチューブが円弧状に案内されている。この結果、流体輸送装置の平面サイズが大きくなってしまい、装置の小型化が困難であった。
本発明は、装置の小型化を図ることを課題としている。

上記目的を達成するための主たる発明は、流体を輸送するチューブを有する交換ユニットと、前記交換ユニットが装着され、複数のフィンガーがカムによって押され、前記複数のフィンガーが前記チューブを押して閉塞させる本体ユニットと、を備え、前記チューブと前記複数のフィンガーと前記カムとが前記カムの回転軸の方向に積層配置され、前記フィンガーは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部と、を有することを特徴とする流体輸送装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

第１実施形態のチューブ１１、フィンガー２６、カム２１の配置を上から見た説明図である。 第１実施形態のカム２１の形状の説明図である。 第１実施形態のフィンガー２６の動作の説明図である。 第１実施形態の交換ユニット１０の装着時の様子の説明図である。 図５Ａは、モーター２４の配置の説明図である。図５Ｂは、モーター２４の別の配置の説明図である。 流体輸送装置１の変形例について説明する図である。 第２実施形態のカム２１、チューブ１１、フィンガー２６の配置を上から見た説明図である。 第２実施形態のカム２１の形状の説明図である。 第２実施形態のフィンガー２６の動作の説明図である。 比較例のチューブ、フィンガー、カムの配置の説明図である。 比較例の交換ユニットの装着時の様子の説明図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

流体を輸送するチューブを有する交換ユニットと、前記交換ユニットが装着され、複数のフィンガーがカムによって押され、前記複数のフィンガーが前記チューブを押して閉塞させる本体ユニットと、を備え、前記チューブと前記複数のフィンガーと前記カムとが前記カムの回転軸の方向に積層配置され、前記フィンガーは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部と、を有することを特徴とする流体輸送装置。
このような流体輸送装置によれば、装置の小型化を図ることが可能になる。

かかる流体輸送装置であって、前記フィンガーは、前記交換ユニットを前記本体ユニットに装着する方向に沿って可動に支持されていることが望ましい。
このような流体輸送装置によれば、フィンガーの破損を防止することができる。

かかる流体輸送装置であって、前記本体ユニットに装着する前の前記交換ユニットでは、前記チューブは閉塞しておらず、前記本体ユニットに装着した前記交換ユニットでは、少なくとも１つのフィンガーが前記カムに押されて、前記チューブが閉塞することが望ましい。
このような流体輸送装置によれば、フィンガーが装着方向に沿って可動に支持されていることが特に有効である。

かかる流体輸送装置であって、前記本体ユニットは前記カムを駆動するモーターを有することが望ましい。
このような流体輸送装置によれば、交換ユニットを安価に構成できる。

かかる流体輸送装置であって、前記交換ユニットは前記カムを駆動するモーターを有することが望ましい。
このような流体輸送装置によれば、モーターの耐久性を期待できない場合にモーターを交換することが可能になる。

かかる流体輸送装置であって、前記フィンガーは、前記本体ユニットのフィンガー支持孔に該フィンガーの前記軸部を挿通することによって支持され、前記軸部の直径よりも大きな前記抜け防止部と前記本体ユニットとの間に、前記フィンガーを前記カムの方向に付勢する弾性部材、が備えられることが望ましい。
このような流体輸送装置によれば、本体ユニットからフィンガーが脱落することを抑制できる。また、フィンガーがカムに押されていないときは、フィンガーの位置が元に戻るため、流体輸送装置の使用時の姿勢によらずにチューブを押圧して蠕動運動を生じさせることができる。

また、流体を輸送するチューブを有する流体輸送装置の交換ユニットであって、
前記交換ユニットは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部とを有する、複数のフィンガーが前記チューブを押して閉塞させる本体ユニットに着装可能であり、前記交換ユニットが前記本体ユニットに着装されたときに、前記チューブと前記複数のフィンガーとが前記カムの回転軸の方向に積層配置されることを特徴とする流体輸送装置の交換ユニットが明らかとなる。
このような交換ユニットによれば、装置の小型化を図ることが可能になる。
さらに、カムが複数のフィンガーを押す構造を備えた流体輸送装置の本体ユニットであって、前記本体ユニットは、前記複数のフィンガーが交換ユニットのチューブを閉塞可能であり、前記本体ユニットが前記交換ユニットを着装するときに、前記チューブと前記複数のフィンガーとが前記カムの回転軸の方向に積層配置され、前記フィンガーは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部と、を有することを特徴とする流体輸送装置の本体ユニットが明らかとなる。

また、前記チューブの径によって選択された厚さのシートが前記チューブとの間に配置されることを特徴とする流体輸送装置の交換ユニットの製造方法が明らかとなる。
これにより、フィンガーがチューブを押圧したときの押圧量がほぼ一定に保たれ、安定して流体を輸送することができる。

＝＝＝比較例＝＝＝
本実施形態の流体輸送装置の理解を容易にするために、本実施形態の流体輸送装置について説明する前に、比較例の流体輸送装置について説明する。

＜比較例の配置＞
図１０は、比較例のチューブ１１１、フィンガー１１２、カム１２１の配置の説明図である。

チューブ１１１は、円弧形状のチューブ案内壁の内面に沿って、部分的に円弧形状に配置されている。チューブ１１１の円弧の中心は、カム１２１の回転中心と一致している。

フィンガー１１２は、軸部１１２Ａが軸方向に沿って可動になるように、支持されている。軸部のチューブ側の一端に押圧部１１２Ｂが形成されている。軸部のカム側の一端は、半球形状になっており、カムと接触している。

複数のフィンガー１１２は、カム１２１の回転軸から放射状に等間隔で配置されている。複数のフィンガー１１２は、カム１２１の外周面と、チューブ１１１との間に配置されている。

カム１２１は、外周に突起部１２１Ａを有している。カム１２１の外周に複数のフィンガー１１２が配置されており、そのフィンガー１１２の外側にチューブ１１１が配置されている。カム１２１の突起部１２１Ａによってフィンガー１１２が押されることによって、チューブ１１１が閉塞する。フィンガー１１２が突起部１２１Ａから外れると、チューブ１１１の弾性力によってチューブ１１１が元の形状に戻る。カム１２１が回転すると、７本のフィンガー１１２が順に突起部１２１Ａから押されて、輸送方向上流側から順にチューブ１１１が閉塞する。これにより、チューブ１１１が蠕動運動させられて、流体がチューブ１１１に圧搾されて輸送される。

比較例では、円弧状に案内されたチューブ１１１とカム１２１が同一平面上に配置されると共に、複数のフィンガー１１２が放射状に同じ平面上に配置されている。つまり、比較例では、カム１２１の外周にフィンガー１１２が配置され、フィンガー１１２の更に外周にチューブ１１１が円弧状に案内されている。この結果、流体輸送装置の平面サイズが大きくなってしまい、装置の小型化が困難である。

＜比較例の装着時の様子ついて＞
図１１は、比較例の交換ユニット１１０の装着時の様子の説明図である。交換ユニット１１０は、本体ユニット１２０に対して、上から下に向かって装着される。この装着方向は、カム１２１の回転軸と平行な方向になっている。

比較例のフィンガー１１２は、カム１２１の外周面から力を受けてチューブ１１１を押圧できるように、カム１２１の回転軸に垂直な方向（平面方向）に可動に支持されており、装着方向（カム１２１の回転軸と平行な方向）には拘束されている。交換ユニット１１０の装着時にフィンガー１１２の軸部１１２Ａの一端がカム１２１の突起部１２１Ａに接触すると、フィンガー１１２が装着方向に拘束されているにも関わらず、軸部１１２Ａの一端が上側に力を受けるため、軸部１１２Ａが破損するおそれがある。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜流体輸送装置の配置＞
図１は、第１実施形態のチューブ１１、フィンガー２６、カム２１の配置を上から見た説明図である。図２は、第１実施形態のカム２１の形状の説明図である。図３は、フィンガー２６の動作の説明図である。

以下の説明では、カム２１の回転軸２２に平行な方向のことを「上下方向」又は「回転軸方向」と呼ぶ。また、本体ユニット２０側から見て交換ユニット１０の側を「上」とし、逆側を「下」とする。また、カム２１の回転軸２２と垂直な方向を「平面方向」と呼ぶ。

流体輸送装置１は、流体を輸送するための装置である。流体輸送装置１は本体ユニット２０と、本体ユニット２０に対して着脱可能な交換ユニット１０によって構成され、チューブ１１と、複数のフィンガー２６と、カム２１とを備えている。

図３に示すように、チューブ１１は、交換ユニット１０の交換用枠体１３に収容されている。カム２１は、本体ユニット２０の本体用枠体２３に設けられ、フィンガー２６は、本体ユニット２０のフィンガー保持用枠体２７に設けられている。なお、カム２１は、本体用枠体２３とフィンガー保持用枠体２７との間の空間に収容される。

チューブ１１は、流体を輸送するための管である。チューブ１１は、フィンガー２６から押されると閉塞し、フィンガー２６からの力が解除されると元に戻る程度に弾性を有している。チューブ１１は、交換用枠体１３に形成された円弧形状のチューブ案内路１３Ａの内面に沿って、部分的に円弧形状に配置されている。チューブ１１の円弧形状の部分は、チューブ案内路１３Ａの上面に設けられる粘着シート１５と、複数のフィンガー２６の押圧部２６Ｂ（フィンガー２６の上端）との間に配置されている。粘着シート１５は、粘着性を有する部材であり、チューブ１１をチューブ案内路１３Ａに留置させる。これにより、チューブ１１がチューブ案内路１３Ａから脱落することが抑制される。

チューブ１１の円弧形状の部分はフィンガー２６の上側に位置しており、フィンガー２６が上に押し上げられると、チューブ１１はフィンガー２６によって閉塞する。チューブ１１（及びチューブ案内路１３Ａ）の円弧の中心は、カム２１の回転中心と一致している。

チューブ１１の一端はリザーバー（不図示）に連通している。リザーバーは、輸送対象である流体を収容するための収容部である。例えば、リザーバーは、薬液を収容している。但し、リザーバーに収容される流体は、薬液に限られるものではなく、他の流体（例えば、水、食塩水、薬液、油類、芳香液、インク等の液体）でも良い。また、液体ではなく、気体でも良い。

フィンガー２６は、チューブ１１を閉塞させるための押圧体である。フィンガー２６は、カム２１から力を受けて、従動的に動作する。フィンガー２６は、棒状の軸部２６Ａと、軸部２６Ａの一端側に設けられる鍔状の押圧部２６Ｂと、該押圧部２６Ｂと同様の鍔状で押圧部２６Ｂと反対側に設けられる抜け防止部２６Ｃと、を有する。フィンガー２６は、軸部２６Ａが軸方向に沿って可動になるように、フィンガー保持用枠体２７によって支持されている。軸部２６Ａのチューブ１１側の一端に押圧部２６Ｂが形成されており、押圧部２６Ｂがチューブ１１と接触する。軸部２６Ａのカム２１側の一端は、半球形状になっており、カム２１と接触する。フィンガー２６は、金属材料又は高剛性の樹脂材料から構成されるが、他の材料で構成されても良い。

フィンガー保持用枠体２７は、図３に示されるようにフィンガー保持用枠体２７の内側側面を交換用枠体１３の外側側面に嵌め込むようにして固定される。フィンガー保持用枠体２７はフィンガー支持孔２７Ａを複数有し、該フィンガー支持孔２７Ａにフィンガー２６の軸部２６Ａを挿通させることでフィンガー２６を支持する。なお、フィンガー支持孔２７Ａの直径は、フィンガー２６の押圧部２６Ｂ及び抜け防止部２６Ｃよりも小さいため、フィンガー２６はフィンガー支持孔２７Ａから離脱することなく、上下方向にスライド移動可能に支持されている。また、フィンガー保持用枠体２７の中央部には軸受け２８が設けられ、交換用枠体１３にフィンガー保持用枠体２７を固定する際には、該軸受け２８によって回転軸２２が回転可能に支持される。

フィンガー２６の抜け防止部２６Ｃとフィンガー保持用枠体２７との間には弾性部材２９が設けられる。当該弾性部材２９によって、フィンガー２６は下側（すなわち、カム２１の方向）に付勢される。弾性部材２９は、例えば、コイルばね等を用いることが出来る。

フィンガー２６は、軸部２６Ａが上下方向（カム２１の回転軸方向）に沿うように、配置されている。各フィンガー２６の軸部２６Ａからカム２１の回転軸２２までの距離が同じになるように、複数のフィンガー２６（ここでは７本のフィンガー２６）が円弧状に等間隔に配置されている。各フィンガー２６は、チューブ１１の下側に配置されている。図１では、フィンガー２６はチューブ１１の下に隠れており、フィンガー２６の位置が点線で示されている。各フィンガー２６は、カム２１の上側に配置される。言い換えると、各フィンガー２６は、カム２１とチューブ１１の間に配置されている。

前述の比較例のフィンガー１１２はカム１２１の外周に配置されているが、本実施形態のフィンガー２６は、カム２１の上側に配置されている。また、前述の比較例のフィンガー１１２は、カム１２１の回転軸から放射状に配置されており、フィンガー１１２の軸部１１２Ａの軸方向は、平面方向（カム１２１の回転軸と垂直な方向）である。これに対し、本実施形態のフィンガー２６は、軸部２６Ａをカム２１の回転軸方向と平行にしながら、チューブ１１に沿って円弧状に配置されている。また、比較例のフィンガー１１２は、平面方向（カム１２１の回転軸と垂直な方向）に可動であるのに対し、本実施形態のフィンガー２６は、カム２１の回転軸方向に可動である。

カム２１は、回転しながらフィンガー２６を順にチューブ１１側に押すための部品である。第１実施形態のカム２１は、円盤状の板部材の上面に４箇所の突起部２１Ａを有している。突起部２１Ａは、フィンガー２６を上側に押し上げるための突起である。４つの突起部２１Ａは、同じ形状である。カム２１の突起部２１Ａがフィンガー２６を上側に押し上げることによって、チューブ１１が閉塞する。フィンガー２６が突起部２１Ａから外れると、弾性部材２９の弾性力によってフィンガー２６が下側に下がり、チューブ１１が元の形状に戻る。カム２１が回転すると、７本のフィンガー２６が順に突起部２１Ａから押し上げられて、輸送方向上流側から順にチューブ１１が閉塞する。これにより、チューブ１１が蠕動運動させられて、流体がチューブ１１に圧搾されて輸送される。流体の逆流を防止するため、少なくとも１つ、好ましくは２つのフィンガー２６がチューブ１１を閉塞させるように、４つの突起部２１Ａが形成されている。

なお、本実施形態では、逆流防止のために少なくとも１つのフィンガー２６がチューブ１１を閉塞させるようにカム２１の突起部２１Ａが構成されている。このため、交換ユニット１０を本体ユニット２０に取り付ける際に、少なくとも１つのフィンガー２６が突起部２１Ａと接触した状態となる。つまり、少なくとも１つのフィンガー２６が、突起部２１Ａによって上側に押し上げられている。

突起部２１Ａは、傾斜面２１Ｂと水平面２１Ｃとを備えている（図２参照）。傾斜面２１Ｂは、水平面２１Ｃに対して、カム２１の回転方向（輸送方向）の下流側に位置する。このため、カム２１が回転すると、傾斜面２１Ｂが、水平面２１Ｃよりも先にフィンガー２６の軸部２６Ａの下端部に接触し、フィンガー２６を少しずつ押し上げる。水平面２１Ｃがフィンガー２６に接触している間では、チューブ１１は閉塞され続ける。カム２１が更に回転してフィンガー２６が突起部２１Ａの水平面２１Ｃから外れると、フィンガー２６が下に下がり、チューブ１１が元の形状に戻る。

本実施形態では、フィンガー２６がカム２１の上側に配置されており、チューブ１１がフィンガー２６の上側に配置されている（これに対し、比較例では突起部１２１Ａがカム１２１の外周に設けられており、フィンガー１１２はカム１２１の外周に配置されており、チューブ１１はフィンガー１１２の外側に配置されている）。本実施形態のように、カム２１の回転軸方向（本体ユニット２０に交換ユニット１０を装着する方向）にチューブ１１、フィンガー２６及びカム２１を積層配置することによって、平面サイズ（平面方向の寸法、特にカム２１の回転軸２２を中心とした径方向の寸法）を小さくできる。

＜チューブ１１の押圧量の調整＞
チューブ１１は、フィンガー２６によって押圧されるため、劣化しやすく、長期間使用することが難しい。そこで、チューブ１１を交換ユニット１０側に配置して、チューブ１１を交換可能にしている。

一方、チューブ１１の径はばらつきが大きい。このため、チューブ１１を交換したときに、チューブ１１の径が変わってしまうことがある。チューブ１１の径が変わってしまうと、フィンガー２６がチューブ１１を押圧したときの押圧量が変わってしまい、流体の輸送量の精度が低下するおそれがある。

フィンガー２６によるチューブ１１の押圧量を一定に保つために、チューブ１１の径のばらつきに応じてフィンガー２６の長さを適宜変更する方法が考えられる。しかし、流体輸送装置１では、フィンガー２６が本体ユニット２０側に設けられているため、チューブ１１の径のばらつきに応じてフィンガー２６の長さを変更することは容易でない。

そこで、本実施形態では、交換ユニット１０に設けられる粘着シート１５の厚さを変更してチューブ１１の上下方向位置を調節することにより、チューブ１１の押圧量を一定に保つことを可能にしている。

あらかじめ、厚さの異なる複数種類の粘着シート１５を用意しておく。交換ユニット１０にチューブ１１を取り付ける際には、該チューブ１１の径に応じて適切な厚さの粘着シート１５を選択する。そして、選択した厚さの粘着シート１５が交換ユニット１０とチューブ１１との間に配置されるようにして交換ユニット１０が構成される。

例えば、厚さの異なる３種類の粘着シート１５（基準の厚さの粘着シート１５、基準よりも厚い粘着シート１５、基準よりも薄い粘着シート１５）を用意する。或る交換ユニット１０に収容するチューブ１１の径が基準範囲であれば、基準の厚さの粘着シート１５が選択され、当該基準の厚さの粘着シート１５によってチューブ案内路１３Ａ（交換用枠体１３）にチューブ１１が留置される（図３参照）。一方、チューブ１１の径が基準範囲よりも小さい場合は、基準よりも厚い粘着シート１５が選択され、チューブ１１の径が基準範囲よりも大きい場合は、基準よりも薄い粘着シート１５が選択される。

これにより、チューブ１１の上下方向の位置がほぼ一定に保たれる。したがって、フィンガー２６がチューブ１１を押圧したときの押圧量もほぼ一定に保たれ、安定して流体を輸送することができる。また、フィンガー２６がチューブ１１を押圧したときの押圧量が所定の範囲内に安定するので、カム２１を回転させるための負荷（トルク）も所定範囲内に収まり、カム２１を駆動するモーター２４への過負荷を回避できる。

異なる厚さの複数の粘着シート１５の中から、チューブ１１の径に合った粘着シート１５を選択して交換用枠体１３にセットするだけなので、チューブ１１の押圧量の調整が容易である。また、チューブ１１の交換時に共に交換される部材は粘着シート１５だけであり、交換ユニット１０のその他の構成や本体ユニット２０自体は変更する必要がないため、製造コストやランニングコストを低く抑えることができ、部品の管理も容易である。

＜装着時の様子＞
比較例では、交換ユニット１１０を本体ユニット１２０に装着する際に、フィンガー１１２が損傷しやすいという問題があった。これに対して本実施形態では、フィンガーの可動方向が比較例とは異なるため、フィンガー２６が損傷するというような問題は生じにくい。以下、この点を説明する。

図４は、第１実施形態の交換ユニット１０の装着時の様子の説明図である。交換ユニット１０は、本体ユニット２０に対して、上から下に向かって装着される。この装着方向は、カム２１の回転軸方向と平行である。なお、交換ユニット１０のチューブ１１は、装着前は閉塞していない。

交換ユニット１０を本体ユニット２０に装着するとき、まず、フィンガー保持用枠体２７の外周面２７Ｂによって交換用枠体１３の案内面１３Ｂ（内周面）がカム２１の回転軸方向（上下方向）に案内される。この段階で、交換ユニット１０の平面方向の動きが制限される。

更に交換ユニット１０を本体ユニット２０に近づけると、交換用枠体１３の軸穴１３Ｃにカム２１の回転軸２２が挿入される。カム２１の回転軸２２が軸穴１３Ｃに挿入される前に交換ユニット１０の平面方向の動きが制限されているので、カム２１の回転軸２２が軸穴１３Ｃから平面方向に無理な力を受けることは無く、カム２１の回転軸２２を損傷させるおそれはない。

その後、更に交換ユニット１０を本体ユニット２０に近づけると、フィンガー２６の押圧部２６Ｂがチューブ１１と接触する。フィンガー２６はカム２１の上面や突起部２１Ａによって上側に力を受ける。ここで、フィンガー２６はフィンガー保持用枠体２７によって上下方向に可動に支持されており、装着時において上側に力を受けた場合であっても、フィンガー２６は上側に移動できるため、破損しにくい（これに対し、比較例では、フィンガー１１２が上下方向に拘束されているため、装着時にフィンガー１１２がカム１２１から上側に力を受けると、フィンガー１１２が破損するおそれがある）。

交換ユニット１０を本体ユニット２０に装着した後、交換用枠体１３とフィンガー保持用枠体２７（及び本体用枠体２３）がネジなどの固定手段（不図示）によって固定される。

＜モーター等の配置＞
図５Ａは、モーター２４の配置の説明図である。ここでは、カム２１を駆動するためのモーター２４が、本体ユニット２０の本体用枠体２３に収容されている。本体ユニット２０の本体用枠体２３には、モーター２４と共に、駆動力伝達機構２５と制御部（不図示）が設けられている。駆動力伝達機構２５は、モーター２４の駆動力を減速して、カム２１の回転軸２２に伝達する。制御部（不図示）は、モーターを制御するためのコントローラーである。

図５Ｂは、モーター２４の別の配置の説明図である。ここでは、モーター２４は、交換ユニット１０側に設けられている。交換ユニット１０が本体ユニット２０に装着されると、モーター２４の駆動軸２４Ａが本体ユニット２０のフィンガー保持用枠体２７を貫通して本体用枠体２３に挿入される。そして、本体ユニット２０に設けられた駆動力伝達機構２５と駆動軸２４Ａとが噛み合う。これにより、駆動力伝達機構２５が交換ユニット１０のモーター２４の駆動力をカム２１の回転軸２２に伝達する。

モーター２４に耐久性があれば、図５Ａのようにモーター２４を本体ユニット２０に設けることによって、交換ユニット１０を安価に構成することが望ましい。但し、流体輸送装置１を生体に装着する場合、モーター２４は超小型なものが用いられ、耐久性を確保できないことがある。このようにモーター２４の耐久性を期待できない場合には、図５Ｂのようにモーター２４を交換ユニット１０に設けると良い。

＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態の流体輸送装置では、本体ユニット側に複数のフィンガーを有し、当該フィンガーによって交換ユニット側に設けられたチューブを押すことにより、流体の輸送を行なう。

本体ユニットにおけるフィンガーの配置（支持方向）を上下方向にすることにより、装置の平面サイズを小さくすることが可能であり、本体ユニットに交換ユニットを装着する際にフィンガーが破損しにくい構造となる。また、フィンガーが本体ユニット側に設けられるため、従来の流体輸送装置と比較して交換ユニットの構成部品の数が少なくなりコストを低く抑えることができる。また、交換ユニットの構造が単純になる。したがって、交換ユニットを使い捨てにしたい場合などに特に有効である。

また、フィンガーがカムによって押されていないときは、コイルばね等の弾性部材によって該フィンガーがカムの方向に付勢される。これにより、フィンガーが元の位置に戻るので、流体輸送装置の姿勢によらず適切にチューブを押圧することができる。例えば、流体輸送装置を傾けたり上下逆にしたりして使用する場合でも、チューブを蠕動運動させることができるため、流体輸送装置の使用条件に対する制約が少なく、広い応用性を有する。

＜変形例＞
前述の実施形態では、チューブ案内路１３Ａの上面に設けられた粘着シート１５によってチューブ１１が交換ユニット１０に留置されていたが、粘着シート１５以外の部材によって、チューブ１１を留置するようにしてもよい。

図６は、流体輸送装置１の変形例について説明する図である。変形例では、チューブ案内路１３Ａに粘着シート１５が設けられておらず、代わりにチューブサポート１７Ａ及び１７ＢＲ，１７ＢＬが設けられる。

チューブサポート１７Ａはチューブ案内路１３Ａの上面側とチューブ１１との間に設けられるシートである。チューブサポート１７Ａの厚さを調整することによってチューブ１１の上下方向位置を調節することができる。また、チューブサポート１７Ａのチューブ１１と接触する面は粘着性を有さない。

チューブサポート１７ＢＲ及び１７ＢＬは、チューブ案内路１３Ａの側面側に設けられ、平面方向に突出する部材である。チューブサポート１７ＢＲはチューブ案内路１３Ａの右側面に設けられ、チューブサポート１７ＢＬはチューブ案内路１３Ａの左側面に設けられる。また、チューブサポート１７ＢＲと１７ＢＬとの平面方向の間隔は、チューブ１１の直径よりも小さい。

変形例では、チューブサポート１７Ａ及び１７ＢＲ，１７ＢＬによって、チューブ１１がチューブ案内路１３Ａ内に留置される。具体的には、図６に示されるようにチューブサポート１７Ａ及び１７ＢＲ，１７ＢＬによって形成される空間にチューブ１１を嵌め込むようにしてチューブ１１を固定する。これにより、交換ユニット１０からチューブ１１が脱落することが抑制される。

また、変形例のチューブサポート１７Ａは粘着性を有していないので、フィンガー２６によってチューブ１１が押圧されて閉塞した際に、チューブ１１がチューブサポート１７Ａに付着しにくい。これにより、閉塞したチューブ１１が元の形状に戻る動作が妨げられにくくなる。したがってチューブ１１は正確な蠕動運動を行ないやすく、より正確に流体を輸送することができるようになる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図７は、第２実施形態のカム２１、チューブ１１、フィンガー２６の配置を上から見た説明図である。図８は、第２実施形態のカム２１の形状の説明図である。図９は、フィンガー２６の動作の説明図である。

第２実施形態においても、チューブ１１は交換ユニット１０の交換用枠体１３に収容されている。また、フィンガー２６は本体ユニット２０のフィンガー保持用枠体２７に設けられ、カム２１は、本体ユニット２０の本体用枠体２３に設けられている。

第１実施形態では、円盤状の板部材の上面に突起部２１Ａが形成されているのに対し、第２実施形態では、円盤状の板部材の外周に突起部２１Ａが形成されている。但し、第２実施形態のカム２１の突起部２１Ａは、第１実施形態と同様に、フィンガー２６を上側（カム２１の回転軸２２と平行な方向）に押し上げる機能を有する。

第２実施形態によれば、第１実施形態のカム２１よりも、カム２１の厚さ（上下方向の寸法）を薄くできる。これにより、流体輸送装置１の薄型化を図ることができる。特に、流体輸送装置１では、本体用枠体２３とフィンガー保持用枠体２７との間の空間にカム２１が収容される構造であるため、カム２１を薄くすることにより本体ユニット２０全体を薄くすることができるため効果的である。

第２実施形態においても、カム２１の回転軸方向（本体ユニット２０に交換ユニット１０を装着する方向）にチューブ１１、フィンガー２６及びカム２１を積層配置することによって、平面サイズを小さくできる。また、第２実施形態においても、フィンガー２６が上下方向に可動に支持されていれば、装着時にフィンガー２６がカム２１の突起部２１Ａから上側に力を受けても、フィンガー２６は上側に移動でき、破損しないで済む。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としての流体輸送装置について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

１ 流体輸送装置、
１０ 交換ユニット、１１ チューブ、
１３ 交換用枠体、１３Ａ チューブ案内路、１３Ｂ 案内面、１３Ｃ 軸穴、
１５ 粘着シート、１７Ａ・１７ＢＲ・１７ＢＬ チューブサポート、
２０ 本体ユニット、２１ カム、
２１Ａ 突起部、２１Ｂ 傾斜面、２１Ｃ 水平面、
２２ 回転軸、２３ 本体用枠体、
２４ モーター、２４Ａ 駆動軸、２５ 駆動力伝達機構、
２６ フィンガー、２６Ａ 軸部、２６Ｂ 押圧部、２６Ｃ 抜け防止部、
２７ フィンガー保持用枠体、２７Ａ フィンガー支持孔、２７Ｂ 外周面、
２８ 軸受け、２９ 弾性部材、
１１０ 交換ユニット（比較例）、１１１ チューブ（比較例）、
１１２ フィンガー（比較例）、
１１２Ａ 軸部（比較例）、１１２Ｂ 押圧部（比較例）、
１２０ 本体ユニット（比較例）、
１２１ カム（比較例）、１２１Ａ 突起部（比較例）

Claims (9)

1. 流体を輸送するチューブを有する交換ユニットと、
   前記交換ユニットが装着され、複数のフィンガーがカムによって押され、前記複数のフィンガーが前記チューブを押して閉塞させる本体ユニットと、を備え、
   前記チューブと前記複数のフィンガーと前記カムとが前記カムの回転軸の方向に積層配置され、
   前記フィンガーは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部と、を有することを特徴とする流体輸送装置。
2. 請求項１に記載の流体輸送装置であって、
   前記フィンガーは、前記交換ユニットを前記本体ユニットに装着する方向に沿って可動に支持されていることを特徴とする流体輸送装置。
3. 請求項２に記載の流体輸送装置であって、
   前記本体ユニットに装着する前の前記交換ユニットでは、前記チューブは閉塞しておらず、
   前記本体ユニットに装着した前記交換ユニットでは、少なくとも１つのフィンガーが前記カムに押されて、前記チューブが閉塞することを特徴とする流体輸送装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の流体輸送装置であって、
   前記本体ユニットは前記カムを駆動するモーターを有することを特徴とする流体輸送装置。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の流体輸送装置であって、
   前記交換ユニットは前記カムを駆動するモーターを有することを特徴とする流体輸送装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の流体輸送装置であって、
   前記フィンガーは、前記本体ユニットのフィンガー支持孔に該フィンガーの前記軸部を挿通することによって支持され、
   前記軸部の直径よりも大きな前記抜け防止部と前記本体ユニットとの間に、前記フィンガーを前記カムの方向に付勢する弾性部材、が備えられることを特徴とする流体輸送装置。
7. 流体を輸送するチューブを有する流体輸送装置の交換ユニットであって、
   前記交換ユニットは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部とを有する、複数のフィンガーが前記チューブを押して閉塞させる本体ユニットに着装可能であり、
   前記交換ユニットが前記本体ユニットに着装されたときに、前記チューブと前記複数のフィンガーとが前記カムの回転軸の方向に積層配置されることを特徴とする流体輸送装置の交換ユニット。
8. カムが複数のフィンガーを押す構造を備えた流体輸送装置の本体ユニットであって、
   前記本体ユニットは、前記複数のフィンガーが交換ユニットのチューブを閉塞可能であり、
   前記本体ユニットが前記交換ユニットを着装するときに、前記チューブと前記複数のフィンガーとが前記カムの回転軸の方向に積層配置され、
   前記フィンガーは、棒状の軸部と、該軸部の一端側に設けられる鍔状の押圧部と、該押圧部と同様の鍔状で前記押圧部と反対側に設けられる抜け防止部と、を有することを特徴とする流体輸送装置の本体ユニット。
9. 請求項７に記載の流体輸送装置の交換ユニットの製造方法であって、
   前記チューブの径によって選択された厚さのシートが前記チューブとの間に配置されることを特徴とする流体輸送装置の交換ユニットの製造方法。

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