JPH01106986A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体吐出装置に関するもので、制がん剤、飲
料水用の殺菌剤などの薬剤、接着剤などの化学液等の輸
送に利用できる。

〔従来の技術〕

定量の薬剤等を正確に輸送するため、液体吐出装置が用
いられているが、この液体吐出装置として、ローラポン
プや、ダイヤフラム等を利用したポンプが知られている
。これらのポンプの従来例は次のように構成されている
。

まず、ローラポンプにあっては、チューブ受けの円弧状
のガイド面に沿って配された弾性チューブを多数の押圧
ローラにて押圧挟持させながら、押圧ローラを円軌跡上
に回転移動させ、これによりチューブの押圧閉塞箇所を
駆動軸の回転方向に沿って順次移動させてチューブ内の
流体を吸引吐出するものである。この際、隣合う２つの
押圧ローラによりチューブ内の流体が計量して送られる
ため、前記ガイド面には少なくとも１つの押圧ローラが
チューブを介して当接されている。

次に、ダイヤフラム等を利用したポンプにあっては、ダ
イヤフラムまたはベローズに入口側及び出口側のチュー
ブを接続し、これら両側のチューブにそれぞれ逆止弁を
設け、偏心カム等によりダイヤフラム等を押し込んでチ
ューブ内の液体を吐出し、ダイヤフラム等の復元力によ
り液体を吸引するものである。この際、出口側逆止弁は
、ダイヤフラム等の外から加わる比較的大きい圧縮力に
より開放されるので弁の作動力は大きくできるが、入口
側逆止弁は、ダイヤフラム等の復元力により比較的小さ
い力で開放されるため、出口側逆止弁より作動力が弱く
設定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前述の従来のポンプでは次のような問題点が
ある。まず、ローラポンプでは、ガイド面に常時少なく
とも１つの押圧ローラがチューブを介して当接されてい
るため、ポンプでの液体輸送を休止している時でも押圧
ローラがチューブをガイド面との間で押圧していること
となり、チューブが偏平に変形したままとなる。ポンプ
休止時間が長くなると、ポンプ稼働時にチューブの復元
力が弱くなるとともに、チューブが疲労して長期にわた
り正確な吸引吐出操作が行えない。つぎに、ダイヤフラ
ム等を利用したポンプでは、ポンプ休止時間にチューブ
が偏平にされるという不都合はないものの、入口側逆止
弁の作動力が比較的弱いため、入口側逆止弁にごみ等の
異物が詰まった場合、吸引操作の不良を生じやすくなる
。

ここに、本発明の目的は、長期にわたって正確な吸引吐
出繰作を行うことができる液体吐出装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、本体に駆動軸を回転可能に設け、この駆動軸
の軸芯を中心とする円軌跡上を移動する１もしくは複数
の押圧ローラを配し、円弧状ガイド面を有するチューブ
受けをガイド面が前記駆動軸の円軌跡と同心上になるよ
う配置し、チューブを前記ガイド面に沿って配置し、こ
のチューブのガイド面配置箇所より下流側に弁を設け、
前記押圧ローラを、チューブを押圧する位置と全ての押
圧ローラがガイド面から離れてチューブをガイド面の全
長にわたって開放する位置とがあるように配置し、 前記弁を、チューブ内の液体が吐出方向に流通する際に
開放されるとともに、前記押圧ローラがチューブをガイ
ド面全長にわたって開放した際に閉塞されるように構成
したものである。

〔作用〕

これにより、本発明は、駆動軸により円軌跡上に移動さ
れる１もしくは複数の押圧ローラによってチューブを順
次押圧閉塞すると、弁を開放してチューブ内の液体を吐
出し、駆動軸がさらに回転して全ての押圧ローラがガイ
ド面から離れて押圧チューブがガイド面全長にわたって
開放されると、弁を閉じて液体の逆流を阻止し、この動
作を繰り返すことによりチューブ内の液体が間欠的に吸
引吐出される。このように構成された液体吐出装置では
、押圧ローラがガイド面との間でチューブを押圧しない
位置を確保でき、装置の吐出操作を休止しても、押圧ロ
ーラをこの位置にセットし、あるいは、押圧ローラをこ
の位置に自動的に停止させれば、チューブの長期にわた
る偏平を阻止でき、しかも、円軌跡上を移動する押圧ロ
ーラでチューブ内の液体を送るので、ダイヤフラム等を
利用したポンプに使用される入口側逆止弁を排すること
ができて長期にわたり正確な吸引吐出操作を行うことが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ここ
で、各実施例中、同一または同様構成部分は同一符号を
付し説明を省略もしくは簡略にする。

第１図から第５図には本発明の第１実施例が示されてい
る。第１実施例は弁を逆止弁としたものである。

第１図及び第２図において、ケーシング１内に設けられ
た比較的厚肉の平板状の基板２には所定径の真円状丸孔
２Ａが穿設され、この丸孔２Ａには略円管状の固定ガイ
ド３が嵌入されている。この固定ガイド３の図中左半分
には支柱部３Ａが残され、図中右半分側面には所定の範
囲で周方向に沿って切欠かかれてなる窓部３Ｂが形成さ
れている。また、この固定ガイド３が丸孔２Ａに嵌入さ
れた状態にあっては、窓部３Ｂの下端縁は基板２の上端
面と略一致するようになっているとともに、固定ガイド
３の内周面は丸孔２Ａと同心状になっている。

前記丸孔２Ａの下方側にはモータ４が設けられ、このモ
ータ４の出力軸４Ａは、基板２に対する前記モータ４の
取付位置を正確に定めることにより、前記丸孔２Ａの中
心位置に正確に固定されている。

ここで、前記ケーシング１、基板２、固定ガイド３及び
モータ４から本体１０が構成されている。

前記モータ４の出力軸４Ａの先端部にはカップリング６
を介して駆動軸５が取付けられ、この駆動軸５は出力軸
４Ａと一体に回転されるようになっている。また、駆動
軸５は、中間部に大径部を有する円柱体状に形成され、
その下方小径部は、固定ガイド３の下端に取付けられた
支持部材７にメタル軸受を介して軸支されている。

前記駆動軸５の大径部の側面には、それぞれフランジ８
が固定され、これらのフランジ８間に１本の軸８Ａが掛
は渡され、この軸８Ａには押圧ローラ９が回転自在に設
けられている。この押圧ローラ９は、駆動軸３の回転に
より固定ガイド３の内周面に沿って、回転移動、すなわ
ち、駆動軸３の軸芯を中心とする円軌跡上を移動するよ
うになっている。この際、押圧ローラ９は、カラー１１
によって前記窓部３Ｂと路間−の高さに位置されている
。

前記基板２上の所定位置には略肉厚長方形板状のチュー
ブ受け１３が取付けられている。チューブ受け１３は、
支軸ねじ１２を介して回動自在に基板２に取付けられる
ようになっており、即ち、チューブ受け１３は拡開可能
とされている。

このチューブ受け１３の図中駆動軸５側の側面の縦方向
略中央部には前記駆動軸３の円軌跡と同心上に配置され
る円弧状のガイド面１３Ａが前記側面を切欠くように形
成されている。このガイド面１３Ａの駆動軸５の軸方向
に沿った幅は前記窓部３Ｂの幅と同一となるよう形成さ
れている。また、ガイド面１３Ａは、前記固定ガイド３
の内周径より大きくかつ外周径より小さい径を有する真
円状とされるとともに、ガイド面１３Ａの上端縁には断
面角型の当接縁１３Ｂが周方向に沿って形成されている
。この当接縁１３Ｂは固定ガイド３の外周径と同一径と
されており、当接縁１３Ｂが固定ガイド３の窓部３Ｂの
上端縁の周面に嵌合されるようにして当接されることに
よりチューブ受け１３の位置決めがなされている。

前記基板２の第１図下方側には前記チューブ受け１３に
当接可能とされる回動軸４１が回動可能に取付けられて
いる。第３図に示されるように、この回動軸４１の外周
には、チューブ受け１３の回動端部に形成された溝１３
Ｃに進入可能なボルト４２が一体的に取付けられ、この
ボルト４２にはチューブ受け１３を回動軸４１とによっ
て挟持可能とするノブ４３が嵌挿され、このノブ４３と
ボルト４２の頭部４２Ａとの間にはコイルばね４４が介
装されている。ここで、前記回動軸４１、ボルト４２、
ノブ４３及びコイルばね４４によりロック手段４０が構
成され、このロック手段４０によりチューブ受け１３が
適正に位置決めされて基板２に固定されるようになって
いる。

前記ガイド面１３Ａの周方向に沿った両端縁と支柱部３
Ａとの間には所定の間隔が設けられ、この間隔には一端
開口部が図示しない液体入り容器に接続されたチューブ
１５が挿通されている。このチューブ１５は、ガイド面
１３Ａに沿って円弧上に湾曲され、湾曲されたチューブ
１５の側面の外周側はガイド面１３Ａに当接されるとと
もに、内周側は前記押圧ローラ９に押圧されている。チ
ューブ１５は、押圧ローラ９とガイド面１３Ａとの間で
押圧された箇所は完全に閉塞され、押圧箇所以外におい
てはチューブ１５自身の有する復元力により管壁間に隙
間を生ずるように復元される。

前記チューブ１５のガイド面配置箇所より下流側には、
逆止弁からなる弁３０が設けられている。

この逆止弁３０は、弁本体３０Ａ内にボール３０Ｂをチ
ューブ長手方向に移動自在に設けるとともに、弁本体３
０Ａに形成されたチューブ上流側開口部３０Ｃが閉塞さ
れるようにボール３０Ｂを付勢するばね３０Ｄを設け、
チューブ１５内の液体が吐出方向に流通されるとばね３
０Ｄの付勢力に抗してボール３０Ｂが移動されることに
より開放され、チューブ１５内の液体の流通が中断され
ると、ばね３０Ｄの付勢力によってボール３０Ｂが前記
開口部３０Ｃを閉じることにより閉塞されるよう構成さ
れている。

前記基板２の第１図中上方側には保持手段５０が設けら
れている。この保持手段５０は、第４図にも示されるよ
うに、基板２の側面に取付けられた長板状の第１保持板
５１と、この第１保持板５１に重合されかつ第１保持板
５１の長手方向に移動可能にねじ５３によって取付けら
れた長板状の第２保持板５２とから構成され、前記第１
保持板５１の長手方向に直交する方向に形成されたチュ
ーブ外径よりやや狭い溝５１Ａと、第２保持板５２の移
動方向に溝５１Ａと同一の幅の溝５２Ａとによりチュー
ブ１５を互いに交わる方向から変形させて挟持するよう
になっている。

また、前記駆動軸５の上方小径部は、メタル軸受を介し
て固定ガイド３の上端に設けられた支持部材１６に軸支
され、さらに駆動軸５の上端にはキャップ１７が固定ね
じ１８を介して取付けられている。固定ねじ１８の先端
は前記駆動軸５の上方小径部上端に当接されており、キ
ャップ１７は駆動軸５とともに回転するようになってい
る。

なお、図中、ケーシング１及びモータ４の一部が省略さ
れている。

次に本実施例の作用につき第５図も参照して説明する。

まず、吐出装置を作動させる前に、拡開されたチューブ
受け１３のガイド面１３Ａと押圧ローラ９との間にチュ
ーブ１５を配置するとともに、そのチューブ１５を保持
手段５０で互いに交わる２方向から挟持する。即ち、チ
ューブ１５０所定位置を第１保持板５１に形成された溝
５１Ａに挟持させるとともに、第２保持板５２を移動さ
せて溝５２Ａにより前記所定位置近傍を挟持する。その
後、チューブ受け１３を押圧ローラ接近方向に移動して
ロック手段４０の回動軸４１と当接させ、チューブ１５
をガイド面１３Ａと押圧ローラ９とで挟持した状態とし
た後、ノブ４３をコイルばね４４の付勢力に抗して引っ
張りながらポルト４２を溝１３Ｃに進入させ、コイルば
ね４４の付勢力によりノブ４３と回動軸４１との間でチ
ューブ受け１３を挟持する。

チューブ１５が装着されたなら、駆動軸５を出力軸４Ａ
により回転させる。すると、駆動軸５と一体となった押
圧ローラ９は、第５図（Ａ）に示されるガイド面１３Ａ
から離れた位置から（Ｂ）に示されるチューブ１５を押
圧する位置へ、さらに、（Ｃ）に示されるガイド面１３
Ａから離れてチューブ１５をガイド面１３Ａ全長にわた
って開放する位置へと移動する。ここで、押圧ローラ９
は、第５図（Ｂ）に示される位置では、固定ガイド３の
内周面を転がりながらガイド面１３Ａに沿ってチューブ
１５を押圧しているので、押圧ローラ９のこのような移
動に伴い、チューブ１５の押圧箇所も移動し、その結果
、チューブ１５の押圧箇所より上流側ではその復元力に
よりチューブ内の液体を吸引するとともに、押圧箇所よ
り下流側ではチューブ内流体を吐出方向に流通する。

この際、逆止弁３０は、チューブ１５内の液体が吐出方
向に流通する際にボール３０Ｂがばね３０Ｄの付勢力に
抗して移動することにより開放され、これによって液体
が弁本体３０Ａ内を通過してチューブ１５の他端開口部
から吐出される。また、逆止弁３０は、第５図（Ｃ）に
示される位置では、押圧ローラ９がガイド面１３Ａから
離れて押圧ローラ９による液体の吐出方向への流通が中
断された際にばね３０Ｄの付勢力によりボール３０Ｂが
弁本体３０Ａのチューブ上流側開口部３０Ｃを閉塞し、
これにより逆止弁３０が閉じられて液体の逆流が阻止さ
れる。

このような動作が繰り返されることによって、チューブ
１５内の液体が間欠的に吸引、吐出される。

また、本実施例による液体の吸引吐出操作を休止するに
は、モータ４の駆動をストップさせ、押圧ローラ９がガ
イド面１３Ａから離れた位置になるように駆動軸１３を
セットする。

このような本実施例によれば、１本の押圧ローラ９にて
チューブ１５を押圧するようにしたので、装置休止時に
押圧ローラ９をガイド面１３Ａから離れる位置にセット
すればチューブ１５を押圧ローラ９で変形させることが
ない。従って、装置稼働時にチューブ１５の復元力が弱
くなるという従来例の不都合を回避でき、長期にわたる
正確な吸引吐出操作を確保することができる。また、円
軌跡上を移動する押圧ローラ９でチューブ１５内の液体
を送るので、ダイヤフラム等を利用した従来のポンプで
使用される入口側逆止弁を排することができることにな
り、よって入口側逆止弁の作動不良を回避でき、この点
からも正確な吸引吐出操作を確保することができる。ま
た、本実施例では、保持手段５０によってチューブ１５
を互いに交わる２方向から挟持するようにしたので、押
圧ローラ９がチューブ１５に沿って移動してもチューブ
１５を送ることがなく、しかも、チューブ１５を保持す
るためには、溝５１Ａ、５２Ａの幅をチューブ１５の外
径に比べてやや狭くすれば十分なので、チューブ１５の
流路差を小さくできるとともに、大きな流路差に起因す
るキャビテーションの発生を阻止することができる。さ
らに、ロック手段４０によってチューブ受け１３をワン
タッチで基板２に固定するようにしたので、チューブ受
け１３の固定が容易にできる。さらに、弁３０として逆
止弁を用いたので、弁の開閉を自動的に行え、装置の構
造を簡易なものとすることができる。さらにまた、押圧
ローラ９は、その上下両側において固定ガイド３の内周
面に当接しながら回転移動するため、チューブ１５が押
圧ローラ９の回転によって引っ張られてチューブ１５に
位置ずれを生ずることがなく、また、押圧ローラ９が必
要以上の力でチューブ１５をガイド面１３Ａとの間で押
圧挟持することもない。また、支持部材７，１６で駆動
軸５の両端近傍を軸支しているので、駆動軸５の回転の
偏心を防止し、この偏心に伴うフランジ８の不適正な回
転を防止することができる。

次に本発明の第２実施例を第６図から第１０図に基づい
て説明する。第２実施例は弁をピンチバルブとしたもの
で、他の構成は前記第１実施例と略同様である。

これらの図において、第２実施例のピンチバルブ６０は
、前記ガイド面１３Ａの下流側で前記チューブ１５が所
定長さにわたって当接されるチューブ受け１３の当接面
１３Ｄと、この当接面１３Ｄに当接されたチューブ１５
の側面を押圧してチューブ１５を閉塞する押圧部材６１
とから構成されている。この押圧部材６１には、基板２
の長円状案内孔２Ｂの長手方向に進退可能とされた取付
部材６２を介してアーム６３の一端が取付けられている
。このアーム６３は、ケーシング１内において、その他
端が前記基板２の下面に回動可能に取付けられている。

前記アーム６３の押圧部材側端部とケーシング１との間
には押圧部材６１をチア６ ユ ーブ いる。

前記駆動軸５にはアーム６３の側面と当接されるカム６
５が取付けられ、このカム６５は、第８図に示されるよ
うに、大径部６５Ｂと小径部６５Ｃとのカム面６５Ａを
有している。このカム面６５Ａは、その大径部６５Ｂが
アーム６３と当接される時には第６図、第７図に示され
るように、押圧ローラ９がチューブ１５を押圧するとと
もに押圧部材６１がばね６４の付勢力に抗して後退され
るようにされ、一方、その小径部６５Ｃがアーム６３に
当接される時には第９図、第１０図に示されるように、
押圧ローラ９がガイド面１３Ａから離れてチューブ１５
をガイド面１３Ａの全長に沿って開放するとともに押圧
部材６１がばね６４の付勢力により前進してチューブ１
５を閉塞するようになっている。なお、図中、カム６５
は形状を理解しやすくするため、大径部６５Ｂと小径部
６５Ｃとの径の比が実際よりも大きくされている。

また、第２実施例では押圧ローラ９がガイド面１３Ａか
ら離れた位置にあることを検知するリミットスイッチ７
０をケーシング１内に設け、このリミットスイッチ７０
によって液体のワンショット毎の吐出を行ってもよい。

このように構成された第２実施例では駆動軸５を回転さ
せると、第１実施例と同様に押圧ローラ９が回転される
ほか、カム６５及びばね６４により回動されるアーム６
３によって押圧部材６１がチューブ受け１３の当接面１
３Ｄに向かって進退される。この際、第６図、第゛７図
に示されるように押圧ローラ９がガイド面１３Ａとの間
でチューブ１５を押圧しながら移動する際には、押圧部
材６１が後退してチューブ１５から液体が吐出され、一
方、第９図、第１０図に示されるように押圧ローラ９が
ガイド面１３Ａから離れてチューブ１５がガイド面１３
Ａの全長にわたって開放される際には、押圧部材６１が
前進してチューブ１５を閉塞して液体の逆流が阻止され
る。

このような第２実施例によれば、前記第１実施例と同様
な効果を奏することができるほか、チューブ１５内に逆
止弁で使用されるボール等の異物を排することができる
ため、吐出される液体の種類がボール等の異物の材質に
より制限されることがないという効果も奏することがで
きる。

なお、前記各実施例では、押圧ローラ９を１個としたが
、本発明の押圧ローラは、チューブ１５を押圧する位置
とガイド面１３Ａがら全ての押圧ローラが離れてチュー
ブ１５をガイド面１３Ａの全長にわたって開放する位置
とがあるように配置されるものであるならば、複数個で
あってもよい。

この場合、ガイド面１３Ａの円弧の中心角に応じて押圧
ローラ９の個数が決定される。即ち、押圧ローラ９を２
個とする場合は、中心角は１８０度以下に、押圧ローラ
９を３個とする場合は中心角は１２０度以下に、押圧ロ
ーラ９を４個とする場合は中心角は９０度以下に決定さ
れる。さらに、本発明では、チューブ１５が接続された
容器（図示せず）内の液体をより円滑に送るために、そ
の容器を可撓性に形成するとともに、この容器を外側か
ら押圧し、あるいは、容器内に気体を注入して容器から
強制的に液体をチューブ１５へ送る構成としてもよい。

また、本発明では、本体１ｏに駆動軸５の角度を検知す
るセンサを設け、このセンサからの信号を受けて押圧ロ
ーラ９をガイド面１３Ａから離れた位置に停止させる信
号をモータ４に送る制御手段を設けてもよい。さらにま
た、本発明では、前記各実施例のようなロック手段４０
、保持手段５０を必ずしも設けることを要せず、さらに
、チューブ受け１３は基板２に対して拡開可能にしない
で固定させたものでもよい。さらに、押圧ローラ９は２
枚のフランジ８間に固定したものでもよい。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、長期にわたって正確な吸
引吐出操作を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本発明に係る第１実施例を示すもの
で、第１図はその一部を破断した平面図、第２図、第３
図はそれぞれ第１図の■−■線、■一■線に沿う矢視断
面図、第４図は第１図の■−■線に沿う矢視図、第５図
は第１実施例の動作説明図、第６図から第１０図は本発
明の第２実施例を示すもので、第６図は弁が開かれた状
態の平面図、第７図は第９図中Ｘ−Ｘ線に沿う矢視断面
図、第８図はカムの平面図、第９図は弁が閉じられた状
態の平面図、第１０図は第９図中Ｘ−Ｘ線に沿う矢視断
面図である。 ５・・・駆動軸、９・・・押圧ローラ、１０・・・本体
、１３・・・チューブ受け、１３Ａ・・・ガイド面、１
５・・・チューブ、３０・・・弁としての逆止弁、６０
・・・弁としてのピンチバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体に回転可能に設けられた駆動軸と、この駆動
   軸の軸芯を中心とする円軌跡上に配されるとともに駆動
   軸の回転によりその円軌跡上を移動する１もしくは複数
   の押圧ローラと、前記駆動軸の円軌跡と同心上に配置さ
   れる円弧状ガイド面を有するチューブ受けと、前記ガイ
   ド面に沿って配置されるチューブと、このチューブのガ
   イド面配置箇所より下流側に設けられる弁とを備え、前
   記押圧ローラは、チューブを押圧する位置とガイド面か
   ら全ての押圧ローラが離れてチューブをガイド面の全長
   にわたって開放する位置とがあるように配置され、 前記弁は、チューブ内の液体が吐出方向に流通する際に
   開放されるとともに、前記押圧ローラがチューブをガイ
   ド面全長にわたって開放した際に閉塞されるように構成
   されたことを特徴とする液体吐出装置。