JPH11193785A - チューブポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チューブの着脱が容易で小型、低価格のチュ
ーブポンプを提供する。 【解決手段】 ベース１４と、ベース１４に取り付けら
れたモータ１２と、モータ１２の回転軸１６の回転方向
の違いによって選択的に回転するよう回転軸に取り付け
られた第１、第２のロータ２０、２４と、第１、第２の
ロータ２０、２４の各回転によりモータの回転軸１６の
周りを旋回する第１、第２のローラ群２８、３２と、第
１、第２のチューブ３４、３６が接続され前記ベースに
着脱可能なカセットとを備えており、モータ１２の回転
軸１６の回転方向を変えることにより、第１、第２のロ
ーラ群を選択的に旋回させて第１、第２のチューブで選
択的に流体移送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性チューブをロ
ーラでしごくことにより流体移送を行うチューブポンプ
（ペリスタポンプ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】チューブポンプにおいて低価格化が求め
られている。そこで１つの駆動源によって複数の流体移
送を行うことが考えられた。１つのモータで複数の流体
を移送するものとしては、例えば（ａ）特開平９−９６
２８２号公報に記載されたものが知られている。この公
報には、１つのモータで回転される１つのロータに複数
のチューブを装着し、モータの回転方向の変更に同期し
て各チューブに接続された三方弁を切換えることにより
チューブごとに流体移送を可能とすることが開示されて
いる。また、（ｂ）アメリカ特許第４，１０８，６０８
号公報には、２つのうち１つのポンプにワンウェイクラ
ッチを設けることにより、モータの回転方向の違いによ
り１つのポンプだけを動作させたり、両方のポンプを動
作させたりすることが開示されている。

【０００３】一方、チューブポンプにおいてはチューブ
交換等が簡単に行えることが必要である。ローラに着脱
可能なカセットを使用するものとしては、例えば（ｃ）
特公平４−５９４７６号公報に記載されたものが知られ
ている。この公報にはプラスティックハウジングと２本
の可撓性チューブとからなる使い捨て可能なカートリッ
ジが開示されている。また、セットされたカートリッジ
はリニアアクチュエータの移動によりチューブのローラ
への押圧／開放を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記（ａ）の場合、三
方弁を備え、それらを制御する必要があるので低価格化
は十分に図れていなかった。上記（ｂ）の場合、ギアを
介して２つのポンプを駆動しているので、装置全体が大
型にならざるを得ず、小型化の点で問題があった。上記
（ｃ）の場合、チューブの着脱について簡略化や低価格
化の点で問題があった。本発明の課題は、（１）低価格
で小型のチューブポンプ、（２）チューブの着脱操作が
容易なチューブポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のチューブポンプ
は、第１に、一つの駆動源で複数のローラ群を選択的に
旋回させることにより、各チューブで選択的に流体移送
することができるようにしたことを特徴とする。第２
に、チューブを接続したカセットを用いそのカセットを
ローラ側に着脱操作容易にしたことを特徴とする。

【０００６】第１の観点によると、本発明のチューブポ
ンプは、ベースと、ベースに取り付けられ正逆回転可能
な回転軸を有する駆動源と、駆動源の回転軸の回転方向
の違いによって選択的に回転するよう回転軸に取り付け
られた第１、第２のロータと、第１、第２のロータの各
回転により上記駆動源の回転軸の周りを旋回する第１、
第２のローラ群と、第１、第２のローラ群にそれぞれし
ごかれる第１、第２のチューブが接続され前記ベースに
着脱可能なカセットとを備え、駆動源の回転軸の回転方
向を変えることにより、第１、第２のローラ群を選択的
に旋回運動させることことを特徴とする。

【０００７】なお、ローラ群はロータに直接的に設けら
れていてもよく、ロータに係合する別の部品に、すなわ
ちロータに間接的に設けられていてもよい。要するに、
ロータの回転運動により旋回運動するように構成されて
いればよい。駆動源の回転軸がある方向に回転すると、
第１のロータは回転し第１のローラ群は旋回する。旋回
する第１のローラ群は第１のチューブをしごき流体を移
送する。このとき第２のロータ及び第２のローラ群は停
止しており第２のチューブは流体を移送しない。駆動源
の回転軸を上記とは逆の方向に回転すると、第２のロー
タが回転し第２のローラ群が旋回する。旋回する第２の
ローラ群は第２のチューブをしごき流体を移送する。こ
のとき第１のロータ及び第１のローラ群は停止しており
第１のチューブは流体を移送しない。これが「選択的
に」の意味するところである。なお、第１，第２のロー
タを選択的に回転させるためには、例えば、それぞれあ
る回転方向にはロックし逆回転方向にはスライドする一
方向クラッチを用いれば実現することができる。

【０００８】さらには、一方のローラ群が他方のローラ
群よりも回転軸側に近く配置されていてもよい。すなわ
ち第１、第２のローラ群の旋回半径を異なるようするこ
とができる。この場合、旋回半径の小なる方を小流量の
流体移送用に、大なる方を大流量の流体移送用とするこ
とにより駆動源の回転軸の回転数をあまり変えることな
く大小流量の流体移送を実現することができる。回転数
によりトルクや振動などの特性が変化する駆動源を用い
る場合には特性をあまり変えずに移送流量を変えること
ができるというメリットが生じる。また、小径のローラ
群を駆動源の回転軸と大径のローラ群の間に配置するよ
うにすればよりコンパクト化が図れる。

【０００９】第２の観点によると、本発明のチューブポ
ンプは、ベースと、ベースに取り付けられ回転軸を有す
る駆動源と、駆動源の回転軸に取り付けられたロータ
と、ロータの各回転により上記駆動源の回転軸の周りを
旋回するローラ群と、ローラ群にしごかれるチューブが
接続され前記ベースに着脱可能なカセットとを備え、ベ
ース及びカセットに係止部が設けられ、その係止部同士
の係合具合により、チューブがローラ群に押圧された状
態でカセットがベースに取り付けられる着状態、チュー
ブがローラ群の押圧から開放された状態でカセットがベ
ースに取り付けられる遊着状態、カセットがベースから
取り外される脱状態、の３状態をとりうるよう構成され
てなることを特徴とする。これは、チューブの長寿命化
やチューブ交換の容易性の点で好ましい。具体的には、
凸部とその凸部に嵌まる凹部により上記各状態をとりう
るように構成することが可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図５は、本発明の実施の一
形態によるチューブポンプを示す。図１は側断面図であ
る。このチューブポンプ１０の駆動源１２としてはステ
ッピングモータなどのモータを使用している。駆動源１
２はベース１４に取り付けられている。第１のロータ２
０と第２のロータ２４を駆動源１２の回転方向に応じて
選択的に回転させるため、ここでは第１のロータ２０は
第１の一方向クラッチ１８を介し、第２のロータ２４は
第２の一方向クラッチ２２を介し、それぞれ駆動源１２
の回転軸１６に取り付けられている。一方向クラッチは
筒状であり外筒部と内筒部とを備えている。内筒部は回
転軸に固定され、外筒部はロータに固定される。第１の
一方向クラッチ１８と第２の一方向クラッチ２２とは天
地逆に取り付けられる。

【００１１】第１のロータ２０には同一半径上に等角度
間隔で複数の軸２６が立設されている。複数のローラ２
８がそれら軸２６に回転自在に支持されている。第２の
ロータ２４にも同様に複数の軸３０が立設され複数のロ
ーラ３２が回転自在に支持されている。３８、４０はそ
れぞれ第１の軸２８、第２の軸３０の他端を保持するド
ーナツ状円盤型の支持具である。

【００１２】第１のローラ群２８には第１のチューブ３
４が捲回され、第２のローラ群３２には第２のチューブ
３６が捲回される。チューブ３４、３６は弾性変形可能
なチューブであればよく素材には特にこだわらないが、
ここではシリコンチューブを使用している。第１のチュ
ーブ３４は大径であり大流量移送用のチューブである。
第２の弾性チューブ３６は小径であり小流量移送用のチ
ューブである。

【００１３】駆動源１２の回転軸１６が一の方向に回転
するときには、第１の一方向クラッチ１８の外筒部は内
筒部に対してロックする。このため第１のロータ２０は
回転軸１６とともに同方向に回転する。一方、第２の一
方向クラッチ２２の外筒部は内筒部に対してスライドし
第２のロータ２４は回転しない。これらのことにより、
第１のローラ群２８は回転軸１６の周りを旋回し第１の
チューブ３４をしごいて流体移送し、第２のローラ群３
２は停止したままで第２のチューブ３６は流体移送しな
い。

【００１４】駆動源１２の回転軸１６が逆の方向に回転
するときには、第２の一方向クラッチ２２の外筒部は内
筒部に対してロックする。このため第２のロータ２４は
回転軸１６とともに同方向に回転する。一方、第１の一
方向クラッチ１８の外筒部は内筒部に対してスライドし
第１のロータ２０は回転しない。これらのことにより、
第２のローラ群３２は回転軸１６の周りを旋回し第２の
チューブ３６をしごいて流体移送し、第１のローラ群２
８は停止したままで第１のチューブ３４は流体移送しな
い。

【００１５】図２はカセット４２部分の分解斜視図であ
る。カセット４２はプラスチック製であり、チューブ接
続用のポート４４、４６、４８、５０を備える。第１の
チューブ３４はカセット４２の内側からポート４４、４
６に接続され、第２のチューブ３６もカセット４２の内
側からポート４８、５０に接続され、それぞれカセット
４２の内側に収納される。

【００１６】ベース１４とカセット４２にはそれぞれ係
合部が設けられており、第１、第２の弾性チューブ３
４、３６が接続されたカセット４２はベース１４に着脱
される。図３〜図５はベース１４とカセット４２との係
合を説明するための斜視図である。５２はカセット４２
をベース１４から引き離す方向に力を与える弾性体であ
り、ここではコイルバネを使用している。ベース１４と
カセット４２との係合は、ここでは一方に設けられた溝
と他方に設けられた突起を各係止部としその係合により
実現している。ベース１４には一連の溝部５４が設けら
れ、カセット４２にはその溝部５４に嵌まる突起部６２
が設けられている。両者の係合具合によりカセット４２
をベース１４に着脱等することができる。溝部５４はセ
ンターの縦溝５５がベース１４上端まで到達し開放端５
６を形成している。溝部５４にはセンター溝５５の両側
に２箇所、突起部６２が一時的に安定して位置すること
ができる横溝５８、６０が設けられている。

【００１７】図３は、各チューブが各ローラ群に押圧さ
れた状態でカセット４２がベース１４に取り付けられた
状態を示す（着状態と称する）。これは駆動源が駆動す
れば流体移送が可能な状態である。カセット４２の突起
部６２は図において下側の横溝５８の端に位置してい
る。

【００１８】図４は、各チューブが各ローラ群の押圧か
ら開放された状態でカセット４２がベース１４に取り付
けられた状態を示す（遊着状態と称する）。これは長時
間チューブポンプを動作させないときに弾性チューブの
劣化を軽減させるためのものである。図３の状態からカ
セット４２を下方に押えつつ回転させることにより突起
部６２を横溝５８、５９と移動させ、突起部６２が横溝
５９の端に当接した時点でカセット４２の押圧を開放す
ることにより突起部６２は縦溝６１を通り、図において
上側の横溝６０の端に位置する。

【００１９】図５は、カセット４２がベース１４から取
り外された状態を示す（脱状態と称する）。図４の状態
からカセット４２を回転させることにより突起部６２は
横溝６０通って縦溝５５の開放端を通り抜ける。これは
弾性チューブをカセットごと交換するためのものであ
る。

【００２０】ところで、上記の、カセットとベースの係
合方法については、ロータ、ローラ群、チューブの数に
関わらず例えば１の場合にも使用することができる。

【００２１】次に、本発明の実施の他の形態によるチュ
ーブポンプ６４について説明する。図６はその側断面図
であり、前記した遊着状態にある。この例は先の例とは
第１のローラ群を旋回させるための方式が異なる。第１
のロータ６６の周囲には等角度間隔で複数の遊星ローラ
６８が配置されている。第１のロータ６６と複数の遊星
ローラ６８とは歯車により噛み合っている。複数の遊星
ローラ６８はドーナツ型の部材７０に等角度間隔に立設
された複数の軸７２に支持されることによりお互いの相
対位置関係が規定され、複数の遊星ローラ６８が確実に
等角度間隔に配置されるようになっている。

【００２２】

【発明の効果】本発明のチューブポンプは、複数のロー
タが駆動源の回転軸に選択的に回転するよう回転軸に取
り付けられ、各ロータの回転により各ローラを旋回させ
ているので、弁などの他部品を使用することなく、複数
のチューブで選択的に流体移送することができる。しか
も、装置を小型にすることができる。また、各ローラ群
の旋回半径を異なるようすることにより、駆動源の回転
軸の回転数をあまり変えることなく大小流量の流体移送
を実現することができる。小径のローラ群を駆動源の回
転軸と大径のローラ群の間に配置するようにすればより
コンパクト化が図れる。また、ベースとカセットとの係
合に工夫することによりカセットの着脱、遊着の操作を
簡単にかつ低価格で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様によるチューブポンプの側
断面図。

【図２】図１のチューブポンプのカセット部分の分解斜
視図。

【図３】カセットの着状態を示す斜視図。

【図４】カセットの遊着状態を示す斜視図。

【図５】カセットの脱状態を示す斜視図。

【図６】本発明の他の実施態様によるチューブポンプの
側断面図。

【符号の説明】

１０、６４ チューブポンプ １２ モータ（駆動源） １４ ベース １６ 回転軸 ２２ 第１のロータ ２４ 第２のロータ ２８ 第１のローラ群 ３２ 第２のローラ群 ３４ 第１のチューブ ３６ 第２のチューブ ４２ カセット ５４、６２ 係止部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースと、ベースに取り付けられ正逆回
   転可能な回転軸を有する駆動源と、駆動源の回転軸の回
   転方向の違いによって選択的に回転するよう回転軸に取
   り付けられた第１、第２のロータと、第１、第２のロー
   タの各回転により上記駆動源の回転軸の周りを旋回する
   第１、第２のローラ群と、第１、第２のローラ群にそれ
   ぞれしごかれる第１、第２のチューブが接続され前記ベ
   ースに着脱可能なカセットとを備え、 駆動源の回転軸の回転方向を変えることにより、第１、
   第２のローラ群を選択的に旋回させることを特徴とする
   チューブポンプ。
2. 【請求項２】 いずれか一方のローラ群が他方のローラ
   群よりも回転軸側に近く配置されてなることを特徴とす
   る請求項１記載のチューブポンプ。
3. 【請求項３】 ベース及びカセットに係止部が設けら
   れ、その係止部同士の係合具合により、各チューブが各
   ローラ群に押圧された状態でカセットがベースに取り付
   けられる着状態、各チューブが各ローラ群の押圧から開
   放された状態でカセットがベースに取り付けられる遊着
   状態、カセットがベースから取り外される脱状態、の３
   状態をとりうるよう構成されてなることを特徴とする請
   求項１記載のチューブポンプ。
4. 【請求項４】 ベースと、ベースに取り付けられ回転軸
   を有する駆動源と、駆動源の回転軸に取り付けられたロ
   ータと、ロータの各回転により上記駆動源の回転軸の周
   りを旋回するローラ群と、ローラ群にしごかれるチュー
   ブが接続され前記ベースに着脱可能なカセットとを備
   え、 ベース及びカセットに係止部が設けられ、その係止部同
   士の係合具合により、チューブがローラ群に押圧された
   状態でカセットがベースに取り付けられる着状態、チュ
   ーブがローラ群の押圧から開放された状態でカセットが
   ベースに取り付けられる遊着状態、カセットがベースか
   ら取り外される脱状態、の３状態をとりうるよう構成さ
   れてなることを特徴とするチューブポンプ。