JPH1182324A - チューブポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チューブポンプにおけるチューブの復元性を
向上し、長期間休止した場合のスティッキング現象を防
止する。 【解決手段】 チューブ３の内部に粘着状態阻止部材７
を設け、加圧部材４による圧迫でチューブ内面同士が互
いに圧接されていた部分を圧迫力の除去後に離間させる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、チューブを円形
の円筒室に添わせてリング状に配置し、その内側に設け
た加圧部材でチューブを順次圧迫してポンプ作用を行う
チューブポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】内周面が円形の円筒室を基板に設けてそ
の内周面に添わせて弾性材料からなるチューブをリング
状に配置し、その内側に設けた回転ローラでチューブを
一方向に順次圧迫し、あるいはチューブの内側に設けた
リング状の加圧部材を円筒室の内周面に沿って円運動さ
せてチューブを一方向に順次圧迫することにより、閉塞
部を移動させてポンプ作用を行うチューブポンプは公知
である。このような構造のものは、ポンプを休止させる
とチューブの一部が回転ローラや加圧部材で圧迫されて
閉塞されたままとなり、長期間休止していると圧迫部の
チューブ内面が互いに粘着した状態になって元の形状に
復元しない現象、いわゆるスティッキング現象を起こし
てポンプ作用を行えなくなる。

【０００３】このスティッキング現象は、特にシリコン
チューブに起こりやすく、また耐薬品性の高いフッ素ゴ
ムにおいても、例えばエーテル型の非イオン界面活性材
を含んだ洗剤の移送に用いた場合には１日乃至２日程度
でスティッキング現象が起こることがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
問題点に着目し、チューブの復元性を向上させてスティ
ッキング現象を防止することを課題としてなされたもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、この発明では、圧迫によって生じた閉塞部のチュ
ーブ内面同士を圧迫力の除去後に離間させる粘着状態阻
止部材をチューブの内部に設けている。このような粘着
状態阻止部材が設けられていても、圧迫時にはチューブ
の材料が変形して内部流路は完全に閉塞されるのでポン
プ作用には支障は生じないが、粘着状態阻止部材がチュ
ーブ内部に存在することによって閉塞部でのチューブ内
面同士の粘着性が緩和され、また粘着状態阻止部材の周
辺のチューブ材料内には局部的な反発力が発生する。こ
のため、圧迫力が除去された時の復元性が向上し、ステ
ィッキング現象が発生しにくくなるのである。

【０００６】上記の粘着状態阻止部材としては、断面が
円、楕円、正方形、長方形等の形状でチューブに対して
剥離しやすい材質からなる線状の部材や、薄板状の帯材
の部材などが用いられ、これをチューブ内に挿入してそ
の一端あるいは両端をチューブの端部に固着するなどの
手段で固定することによって構成される。また、チュー
ブ内面に突条を一体に形成してこれを粘着状態阻止部材
とすることもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、リング状の加圧部材を円筒
室の内周面に沿って円運動させてチューブを圧迫する方
式のチューブポンプにこの発明を適用した実施の形態に
ついて説明する。

【０００８】図１において、１は円筒室２を形成した基
板であり、円筒室２の内周面２ａは円形で半円周より大
きく全円周よりは小さな範囲で形成され、内周面２ａが
形成されていない部分は開口部２ｂとなっている。３は
弾性材料からなるチューブであり、円筒室２の内周面２
ａに添わせてリング状に配置すると共に、その両端を基
板１の外部に引き出して流入口３ａと流出口３ｂを構成
している。基板１は例えばＮＢＲ等のゴム系材料やＡＢ
Ｓ等の合成樹脂の成形品で構成され、またチューブ３は
移送される流体に応じてゴム系や各種の合成樹脂製のチ
ューブが適宜選択使用される。

【０００９】４はチューブ３の内側に配置されたリング
状の加圧部材であって、内リング４１と外リング４２の
二重構造となっており、加圧部材４の内リング４１は摩
擦係数の小さい剛体材料、例えばフッ素樹脂系の合成樹
脂成形品で構成され、外リング４２はゴムなどの摩擦係
数の大きい弾性材料の成形品で構成されている。内リン
グ４１と外リング４２は断面が長方形で丁度重なるよう
な寸法で形成されており、内リング４１の外周面４１ｂ
に設けた突条を外リング４２の内周面４２ａに設けた周
溝に嵌めることによって、外リング４２は自由に回転で
きる状態で内リング４１に保持されている。

【００１０】５は加圧部材４の内側に配置された偏心ロ
ーター、６は偏心ローター５が取り付けられている回転
軸であって、偏心ローター５の先端５ａが内リング４１
の内周面４１ａに摺接しながら回転して加圧部材４を円
筒室２の内周面２ａ側に圧迫し、加圧部材４を内周面２
ａに沿って円運動させるように構成されている。なお、
基板１の背面側には回転軸６を駆動するための減速機付
きモータなどが配置されており、また手前側には蓋が設
けられるが、これらは図示してない。

【００１１】加圧部材４の外リング４２の外周面４２ｂ
の半径は、円筒室２の半径からチューブ３の肉厚の２倍
以上を差し引いた寸法に選定されている。また、回転軸
６の軸心から偏心ローター５の先端５ａまでの距離と内
リング４１の内周面４１ａから外リング４２の外周面４
２ｂまでの寸法の和は、偏心ローター５の先端５ａによ
って加圧部材４が基板１の内周面２ａ側に押された場合
に、外リング４２によってチューブ３が押しつぶされて
内部の流路が完全に閉塞されるように選定されている。

【００１２】７はこの発明によって設けられた粘着状態
阻止部材であり、チューブ３の内部に挿入してその両端
７ａ、７ａを折り曲げ、チューブ３の流入口３ａと流出
口３ｂの端部にそれぞれ接着してある。この粘着状態阻
止部材７の材質や寸法はチューブ３に応じて選定される
のであり、具体的には例えば次のように選定される。

【００１３】すなわち、実験によればチューブ３が内径
５ｍｍ、肉厚１．６ｍｍ、硬度ショアーＡ６０°のゴム
チューブの場合、粘着状態阻止部材７としては直径０．
３乃至０．５ｍｍの線材が適当であり、その材質はナイ
ロンが強度と耐薬品性の点で適している。また、薄板状
の紐帯材を用いることもでき、この場合には上記チュー
ブ３に対して厚さ０．０２ｍｍ、幅３ｍｍのフッ素樹
脂、例えばポリ四フッ化エチレンが強度、剥離性、耐薬
品性の点で適当である。

【００１４】図２はチューブ３が加圧部材４で圧迫され
ている閉塞部の断面を示したものであり、丸線状の粘着
状態阻止部材７はほとんど変形せず、チューブ３が上下
から圧迫されて押しつぶされ、内部の流路が完全に閉塞
された状態になっている。チューブ３は粘着状態阻止部
材７の上下で材料が引き伸ばされて肉厚が薄くなってい
るので、特にこの部分では強い反発力が生じており、チ
ューブ３と粘着状態阻止部材７の間の剥離性が良いこと
と相まって圧迫力が除去された時の復元性が向上し、ス
ティッキング現象は発生しなくなるのである。

【００１５】図３は粘着状態阻止部材７として薄板状の
紐帯材を用いたものにおいて、圧迫力が加わっていない
場合の断面図である。このように紐帯材を用いたもので
は、チューブ３が圧迫された時にチューブ内面の間に粘
着状態阻止部材７が層状に挟まれた状態となり、内部の
流路を完全に閉塞するために必要な圧迫力は図２のよう
な丸線状の場合よりも小さくてよい。またチューブの内
面同士が互いに圧接されている部分が少なくなって内面
同士の粘着性が緩和されるので、復元性を向上させやす
くなる。

【００１６】なお、線材の粘着状態阻止部材７には、安
価で取り扱いが容易であるという利点があるが、図２に
も示すように圧迫時には粘着状態阻止部材７がチューブ
３の内面に強く食い込んだ状態になるので、チューブの
材質によっては帯状の粘着状態阻止部材７を用いた方が
よい。例えば、フッ素ゴムには比較的粘性が少なくもろ
い性質があるので、粘着状態阻止部材７が線状のもので
あると食い込み箇所に線状の窪みが残り、圧迫を繰り返
すことによって内面がぼろぼろになって短時間で使用で
きなくなる。これに対して、粘着状態阻止部材７が帯状
であればチューブ内面との接触面がほぼ平面で強く食い
込む箇所がないため、チューブの損傷が生じないのであ
る。

【００１７】図４はチューブ３の内面に突条３ｃを一体
に形成してこれを粘着状態阻止部材７とした例の断面図
である。この突条３ｃはチューブ３の長手方向に沿って
複数個形成されることが望ましく、図４は３個の突条３
ｃを設けた例を示している。突条３ｃの寸法としては、
チューブ３が前述した内径５ｍｍ、肉厚１．６ｍｍのゴ
ムチューブの場合には幅１ｍｍ、高さ２ｍｍが適当であ
る。

【００１８】このようにチューブ３の内面に突条３ｃを
形成することにより、チューブ３が押しつぶされた時に
突条３ｃの部分に反発力が発生するので、圧迫力が除去
された時の復元性が向上する。また、上述の例のように
チューブ内部に線材などを挿入してこれを粘着状態阻止
部材７とする場合には、構成部品の点数が多くなると共
に組立時の工数が必要となるが、この例では部品点数や
組立工数が増加しないという利点もある。

【００１９】図示のポンプは上述のような構成であり、
偏心ローター５を矢印のように時計方向に回転させて加
圧部材４を円運動させると、加圧部材４に圧迫されて生
ずるチューブ３の閉塞箇所も時計方向に移動し、チュー
ブ内部の流体が流出口３ｂから吐出されると同時に流入
口３ａから吸入されてポンプ作用が行われる。

【００２０】この加圧部材４の円運動に伴って加圧部材
４には反時計方向の自転が生ずるが、チューブ３にはゴ
ム系や各種の合成樹脂材料が使用され、また外リング４
２にはゴムなどの摩擦係数の大きい弾性材料が使用され
ているので、チューブ３と外リング４２の間は滑りにく
くなっている。従って、チューブ３に接触している外リ
ング４２はほとんど自転せず、外リング４２と内リング
４１との間でスリップが生じて内リング４１のみが自転
することになる。このため、チューブ３に対する引っ張
り力はほとんど発生せず、チューブ３が引っ張られて損
傷したり、駆動用モータの負荷が増大したりしてポンプ
の耐久性が損なわれ、あるいはチューブ３の内径が変化
して吐出量が変わるなどの問題は生じなくなる。

【００２１】しかも、この発明による粘着状態阻止部材
７によって圧迫力が除去された時の復元性が向上してい
るので、長時間運転を休止した後でも圧迫されたままに
なっていた部分のチューブ内面が互いに粘着した状態に
なるスティッキング現象が起こらず、支障なく運転を再
開できるのである。

【００２２】なお、上述の例はリング状の加圧部材でチ
ューブを間接的に圧迫する方式のチューブポンプについ
てのものであるが、この発明は回転ローラでチューブを
直接圧迫する方式のものにも適用できることはもちろん
である。特にこの直接圧迫方式ではチューブに当たるロ
ーラの径が小さく、圧迫力が閉塞部に集中してスティッ
キング現象が生じやすくなるので、粘着状態阻止部材を
設けて復元力を向上することはスティッキング現象の防
止に大きな効果がある。

【００２３】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、この発
明のリングポンプは、圧迫によって生じた閉塞部のチュ
ーブ内面同士を圧迫力の除去後に離間させる粘着状態阻
止部材をチューブの内部に設けたものである。

【００２４】従って、粘着状態阻止部材が存在すること
によってチューブ内面同士の密着性が緩和されると同時
に、粘着状態阻止部材の周辺のチューブ材料内には局部
的な反発力が発生し、圧迫力が除去された時の復元性が
向上するのであり、長時間運転を休止した後でもスティ
ッキング現象を生ずることなく運転を再開することが可
能となる。またスティッキング現象を考慮してチューブ
の材料を決定する必要性が低くなるので、チューブの選
択が容易となる。

【００２５】また、粘着状態阻止部材として線状の部材
を用いたものでは、安価で取り扱いが容易であるという
利点がある。また粘着状態阻止部材として帯状の部材を
用いたものでは、圧迫時にチューブの内面同士が互いに
圧接されている部分が少なくなって内面同士の粘着性が
緩和されるので復元性の向上が容易であり、圧迫時にチ
ューブ内面に粘着状態阻止部材が強く食い込むことがな
いので、例えば粘性の少ない材料のチューブの場合でも
粘着状態阻止部材によってチューブ内面が損傷すること
がない。またチューブ内面に突条を一体に形成してこれ
を粘着状態阻止部材としたものでは、部品点数や組立工
数が増加しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一例における概略正面
図である。

【図２】同上のチューブの圧迫時における断面図であ
る。

【図３】同上において帯状の粘着状態阻止部材を用いた
場合のチューブの断面図である。

【図４】他の実施の形態におけるチューブの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 円筒室 ３ チューブ ３ｃ 突条 ４ 加圧部材 ５ 偏心ローター ７ 粘着状態阻止部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面が円形の円筒室内に弾性材料から
   なるチューブを内周面に添わせてリング状に配置し、こ
   のチューブを一方向に順次圧迫してチューブ内の流体を
   送出するように構成されたチューブポンプにおいて、 圧迫によって生じた閉塞部のチューブ内面同士を圧迫力
   の除去後に離間させる粘着状態阻止部材をチューブの内
   部に設けたことを特徴とするチューブポンプ。
2. 【請求項２】 上記粘着状態阻止部材がチューブ内に挿
   入された線状の部材である請求項１記載のチューブポン
   プ。
3. 【請求項３】 上記粘着状態阻止部材がチューブ内に挿
   入された帯状の部材である請求項１記載のチューブポン
   プ。
4. 【請求項４】 上記粘着状態阻止部材がチューブ内面に
   一体に形成された突条である請求項１記載のチューブポ
   ンプ。