JP5412607B2 - チューブポンプおよびチューブポンプ用チューブ - Google Patents

Description

本発明は、チューブ内の空間を開閉して液を吐出する蠕動型のチューブポンプおよびそのチューブポンプに用いられるチューブに係り、特に、一定量の液を連続して吐出するチューブポンプおよびチューブポンプ用チューブに関する。

従来のチューブポンプは、可撓性チューブをローラーやフィンガー等で変形させ、チューブ内を開閉する位置を順次変えていくことでチューブ内に液体を吸入しかつ順次送りだして吐出している。このようなチューブポンプは、シールが不要であり、滞流がない点で優れている。
このため、チューブポンプは、プリンター、輸液ポンプ、洗剤供給ポンプなどに広く利用されている。すなわち、チューブポンプは、薬液、電解液、添加剤、接着剤、その他の各種液体を吐出、移送する作業を行うポンプとして、量産工場、研究所などで広く利用されている。

このようなチューブポンプでは、一般に、ローラーでチューブをしごいて液体を送り出すローラー式のチューブポンプが大半であった。
しかしながら、ローラー式のチューブポンプでは、チューブをしごいているために、チューブのへたりや移動が大きくなり、吐出精度を向上させることが難しいという問題があった。

このため、ローラー式に比べて、精度が良く、チューブのへたりや移動が少ないという利点を備えるフィンガー式のチューブポンプも開発されている（例えば特許文献１参照）。
このフィンガー式のチューブポンプは、フィンガーを順次往復運動させてチューブを潰して液を送り出すものである。

特開平９−２５６９５７号公報

ところで、チューブポンプでは、ローラー式やフィンガー式を問わず、チューブをローラーやフィンガーで順次押し潰して液を送り出しているため、このチューブを押し潰す部分がチューブの出口位置に達した際には、液の吐出が一旦中断するという問題点があった。このため、チューブポンプでは、通常、構造的に液体を連続的に吐出することができなかった。

このため、一部のローラー式のチューブポンプでは、２本のチューブおよび各チューブを押し潰すための２組のローラーを用意し、各ローラーの位置をずらして一方のチューブから液体が吐出されない時に、他方のチューブから液体を吐出できるようにして、液体が途切れることなく連続的に吐出されるように構成したものもあった。

一方、フィンガー式では、チューブを押圧するためのフィンガーを複数設けなければならないため、２組のチューブを配置すると、フィンガーも２組必要となり、部品点数も増大し、ポンプのサイズも大きくなるという問題があった。
さらに、ローラー式のチューブポンプに比べてチューブの劣化が少ないというフィンガー式のチューブポンプにおいて、吐出量を増やすために２本のチューブを用いて吐出することも考えられる。この場合も、チューブ毎にフィンガーを複数本ずつ設置しなければならず、部品点数が増大し、ポンプのサイズも大きくなるという問題が生じる。
従って、吐出精度や、チューブの劣化を抑えることができるというフィンガー方式の利点を生かしつつ、２本のチューブを用いて液体を吐出でき、かつ、コンパクトなチューブポンプが求められていた。

本発明の目的は、２本のチューブを用いて液体を吐出できるとともに、フィンガー式でありながらコンパクトに製造できるチューブポンプおよびこのチューブポンプ用チューブを提供することを目的とする。

本発明のチューブポンプは、２本のチューブと、第１および第２のチューブ係止部材と、第１および第２のチューブ受け部材と、少なくとも３個以上設けられたフィンガー部材と、前記各フィンガー部材を駆動する駆動機構とを備えたチューブポンプであって、前記第１および第２のチューブ係止部材は、所定間隔離されて設けられ、前記各チューブ係止部材間には、２本のチューブが着脱自在に係止されて互いに平行に張設され、前記第１および第２のチューブ受け部材は、前記２本のチューブを挟んで配置され、かつ、前記２本のチューブに沿って配置され、前記各フィンガー部材は、前記２本のチューブ間に配置されたチューブ押圧部を備え、かつ、前記２本のチューブに沿って配置され、前記駆動機構は、モーターと、このモーターによって回転される駆動軸とを備え、前記フィンガー部材は、薄板状に形成されたフィンガー板と、前記駆動軸と一体で回転するカムとを備え、前記フィンガー板は、チューブポンプの筐体側に固定された固定部と、この固定部に対して第１ヒンジ部を介して連結された移動部と、この移動部に対して第２ヒンジ部を介して連結された駆動軸部とを備えて一体に形成され、前記カムは、前記駆動軸がカムの中心から偏心した位置に固定された偏心カムであり、前記駆動軸部に設けられた孔に対して回転自在に支持され、前記移動部には、前記チューブ押圧部が形成され、前記第１ヒンジ部は、前記固定部に対して前記移動部のチューブ押圧部が、前記２本のチューブ間を往復移動可能に形成され、前記第２ヒンジ部は、前記移動部に対して駆動軸部が、駆動軸の軸直交面内において、前記第１ヒンジ部による移動部の移動方向に対して直交する方向に移動可能に形成され、前記駆動機構は、前記チューブ押圧部が前記２本のチューブのうちの一方を押圧して、前記第１のチューブ受け部材との間で前記一方のチューブを押し潰す位置と、前記チューブ押圧部が前記２本のチューブのうちの他方を押圧して、前記第２のチューブ受け部材との間で前記他方のチューブを押し潰す位置との間で、往復移動するように前記各フィンガー部材を駆動し、かつ、各フィンガー部材を、一方のチューブ係止部材に係止された部分から他方のチューブ係止部材に係止された部分に向かって各チューブ押圧部が前記チューブを押し潰す位置に順次移動するように駆動することを特徴とする。

ここで、前記チューブとしては、チューブ押圧部で押圧される部分が２本のチューブとされていればよいため、２本のチューブが液供給側から液吐出側まで独立して設けられているものでもよいし、中間部が２本のチューブに分岐され、この２本のチューブの各端部同士がコネクタなどで連結されて１本のチューブに接続されているものでもよい。
本発明においては、フィンガー部材が配置された部分に２本のチューブを配置し、この２本のチューブ間にチューブ押圧部が配置されたフィンガー部材を複数個設けている。そして、駆動機構により、フィンガー部材のチューブ押圧部が各チューブを押圧する位置間で往復移動しているため、２本のチューブを交互に押圧して、一方のチューブ内の流路を塞ぎ、かつ、他方のチューブ内の流路を開放する状態と、一方のチューブ内の流路を開放し、かつ、他方のチューブ内の流路を塞ぐ状態とを、１つのフィンガー部材の移動で実現できる。

このため、２本のチューブの開閉動作は、１８０度異なる位相となるが、各チューブ毎に液体を順次送って吐出することができる。
また、２本のチューブの吐出側を１本のチューブに連結しておけば、２本のチューブから１本のチューブに合流された液体の流量をほぼ一定に維持できる。従って、吐出液の脈動を抑制でき、かつ、液を連続して吐出することができる。
そして、１個のフィンガー部材によって、２本のチューブを押圧させることができるので、フィンガー式のチューブポンプでありながら、部品点数の増加を防止でき、コンパクトでかつ安価なチューブポンプとすることができる。

本発明においては、フィンガー板は、一部品で構成されていて安価に製造できるので、例えば１０〜２０枚程度のフィンガー板を設置する場合でも、部品コストの増加を抑制できる。
さらに、フィンガー部材は、第１ヒンジ部および第２ヒンジ部を含めて一体に成形されたフィンガー板を用いているので、チューブ押圧部の移動動作の際にがたつきが無く、吐出精度を向上できる。

本発明は、前記チューブポンプに用いられるチューブポンプ用チューブであって、両端部はそれぞれ１本のチューブで構成され、中間部は前記１本のチューブから分岐された２本のチューブで構成され、中間部の２本のチューブは、前記チューブの各分岐部を前記チューブポンプの各チューブ係止部材に係止された際に、前記チューブ係止部材間に互いに平行に張設可能な長さに設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、中間部の２本のチューブは、分岐部をチューブ係止部材に係止させた際にある程度のテンションが加わって張設される長さに設定されているので、２本のチューブをチューブ押圧部で押圧した場合などに、チューブが移動してしまうことがなく、確実にチューブ押圧部で押圧して流路を開閉できる。このため、チューブポンプの吐出量の精度を向上することができる。

また、チューブは、１本から２本に分岐される分岐部をチューブ係止部材に係止するだけでセットできるため、チューブを容易に着脱することができる。このため、吐出液の種類を変更するためにチューブを交換したり、洗浄などのメンテナンスのためにチューブを交換する作業も容易に行うことができる。

本発明のチューブポンプ用チューブにおいて、前記両端部の各チューブおよび中間部の２本のチューブはそれぞれ別体で構成され、前記両端部の各チューブおよび中間部の２本のチューブはＹ字状のコネクタで連結されていることが好ましい。

本発明によれば、Ｙ字状のコネクタにチューブを連結するだけで、中間部が２本に分岐されたチューブを簡単に製造できる。このため、チューブのコストも低減できる。

本発明の一実施形態のチューブポンプを示す正面図である。 前記チューブポンプを示す側面図である。 前記チューブポンプを示す斜視図である。 前記チューブポンプのポンプ部を示す正面図である。 前記チューブポンプのポンプ部を示す側面図である。 前記チューブポンプを示す上面図である。 前記チューブポンプの要部を示す平断面図である。 前記チューブポンプ用チューブを示す正面図である。 前記チューブポンプのフィンガー板を示す平面図である。 前記チューブポンプの要部を示す平断面図である。 前記チューブポンプの要部を示す平断面図である。 前記チューブポンプの要部を示す平断面図である。 本発明の変形例のフィンガー板を用いたチューブポンプの要部を示す平断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るチューブポンプの構成を説明する。
図１には、本実施形態のフィンガー式のチューブポンプ１を示す正面図が示され、図２には、チューブポンプ１の側面図が示され、図３には斜視図が示されている。
チューブポンプ１は、台２と、平断面がコ字形の一対のカバー３とを備えている。これらの台２およびカバー３により、チューブポンプ１の筐体が構成されている。
筐体内には、図４，５に示すように、モーター４とポンプ部１０とが設けられている。

ポンプ部１０は、上下方向に離れて配置された平面略矩形状の一対の端板１１Ａ，１１Ｂを備えている。端板１１Ａ，１１Ｂ間には、各端板１１Ａ，１１Ｂの四隅部に配置された４本の支持軸１２が配置され、各端板１１Ａ，１１Ｂは支持軸１２の端部に当接されてネジで固定されている。

下側の端板１１Ｂには、モーターフランジ１３が取り付けられている。モーターフランジ１３には、前記モーター４が取り付けられている。モーター４は、ステッピングモーターやサーボモーターなどの制御モーターが用いられている。
モーター４の出力軸には、モーターフランジ１３内に配置されたカップリングを介して駆動軸５が連結されている。
駆動軸５は、後述するようにスプライン軸であり、端板１１Ａ，１１Ｂに対してボールベアリングを介して回転自在に支持されている。
従って、モーター４および駆動軸５により、本発明の駆動機構が構成されている。

モーターフランジ１３および上側の端板１１Ａには、取付ブロック１５が固定されている。
各取付ブロック１５にはネジ穴が形成されており、このネジ穴にカバー３を介して外側からネジをねじこむことでカバー３に各取付ブロック１５つまりポンプ部１０が取り付けられている。
カバー３には、モーター４を制御する信号線をコントローラーに接続するためのコネクタ１６も取り付けられている。

端板１１Ａの下面および端板１１Ｂの上面には、それぞれ軸アーム２１、受アーム２２が各１つずつ取り付けられている。
軸アーム２１および受アーム２２は、図６に示すように、基端側がアーム軸２３を介して端板１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ回動自在に取り付けられている。
従って、チューブポンプ１を正面から見た際に、図３にも示すように、軸アーム２１はチューブポンプ１の右側に上下に所定間隔離れて一対設けられ、受アーム２２は左側に上下に所定間隔離れて一対設けられている。

各軸アーム２１、受アーム２２間には、図６に示すように、付勢手段としてのコイルばね２４が介在されている。このため、軸アーム２１、受アーム２２は、フリー状態では、前記コイルばね２４によって、支持軸１２に当接する位置まで移動し、先端側が互いに離れた状態とされている。
各軸アーム２１の先端には、図３にも示すように、トグル板軸２５を介してトグル板２６の上下のフランジ部２６１が取り付けられている。このため、トグル板２６は、軸アーム２１に対して回動自在に取り付けられている。

トグル板２６の各フランジ部２６１間には、図３，６に示すように、トグル外軸２７が回動自在に取り付けられている。トグル外軸２７には、３本の連結ロッド２８を介してトグル受軸２９が取り付けられている。トグル受軸２９の上下両端には、細軸の係止部２９１が突出されている。
一方、受アーム２２の先端には、前記係止部２９１が係止可能な係止溝２２１が形成されている。
従って、一般的なトグル機構と同様に、トグル受軸２９の係止部２９１を受アーム２２の係止溝２２１に係止した状態で、トグル板２６を受アーム２２側に移動すると、図７に示すように、トグル外軸２７がトグル板軸２５よりも外側に移動し、トグル板軸２５が取り付けられた軸アーム２１と、トグル外軸２７に連結ロッド２８を介して連結されたトグル受軸２９が係止された受アーム２２との距離が短くなる。このため、各軸アーム２１、受アーム２２は、図６の先端側が開いた状態から、図７のコイルばね２４を圧縮して各軸アーム２１、受アーム２２がほぼ平行に配置された状態となり、この状態で維持される。

軸アーム２１間には、第１のチューブ受け部材３１が取り付けられている。受アーム２２間には、第２のチューブ受け部材３２が取り付けられている。
各チューブ受け部材３１，３２は、上下方向に延長された直方体状のブロックで構成され、互いに対向する面がチューブ受け面とされている。

図１〜５に示すように、端板１１Ａ，１１Ｂには、チューブ係止部材であるフック部材３５がそれぞれ取り付けられている。各フック部材３５は、同一部材であり、端板１１Ａの下面に取り付けられたフック部材３５と、端板１１Ｂの上面に取り付けられたフック部材３５とは、上下逆向きに取り付けられている。
フック部材３５には、２本の溝３５１が形成されている。この溝３５１は、図４に示すように、頂点から２方向に分かれて斜めに形成されている。この溝３５１には、図３，４に示すように、チューブ４０が装着されている。

チューブ４０は、図８にも示すように、Ｙ字状に形成された２つのコネクタ４１と、各コネクタ４１の２つの分岐連結部４１１間に取り付けられた２本の中間チューブ４２Ａ，４２Ｂと、コネクタ４１の連結部４１２に端部が取り付けられた端部チューブ４３Ａ，４３Ｂとを備えて構成されている。
従って、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂにより、チューブ４０において分岐された中間部の２本のチューブが構成されている。また、一方の端部チューブ４３Ａにより、チューブ４０における液供給側端部のチューブが構成され、他方の端部チューブ４３Ｂにより、チューブ４０における液吐出側端部のチューブが構成されている。

端板１１Ａ，１１Ｂ間には、複数のフィンガー部材６０が配置されている。本実施形態では、１５枚のフィンガー部材６０が配置されている。
各フィンガー部材６０は、図５，７に示すように、プラスチック製で薄板状に形成されたフィンガー板６１と、リング状のボールベアリング６７と、円板状のカム６８とを備えている。

フィンガー板６１は、図９に示すように、固定部６２と、移動部６３と、駆動軸部６４と、第１ヒンジ部６５と、第２ヒンジ部６６とを備えて、一体に成型されている。
固定部６２は、支持軸１２が挿通される孔６２１が形成された一対の固定軸部６２２と、各固定軸部６２２間を連結する連結板部６２３とを備えている。連結板部６２３は、固定軸部６２２に比べて厚さ寸法が小さくされ、軽量化が図られている。

移動部６３は、図９において、平面略Ｊ字状に形成された本体部６３１と、この本体部６３１から突出されたチューブ押圧部６３２とを備えている。この移動部６３の輪郭部分はリブ状に肉厚に形成され、中間部分は薄板状に形成されている。
そして、固定部６２の各固定軸部６２２部分と、移動部６３とは、一対の第１ヒンジ部６５で連結されている。各第１ヒンジ部６５は、固定軸部６２２に連続する第１変形部６５１と、第１変形部６５１に連続する補強部６５２と、補強部６５２および移動部６３間に設けられた第２変形部６５３とを備えている。補強部６５２も周囲がリブ状に形成され、中間部分は薄板状に形成されている。
各変形部６５１，６５３は、補強部６５２に比べて幅寸法が薄く形成され、変形部６５１，６５３が撓む（変形する）ことで、固定部６２に対して移動部６３は、図９において左右方向に移動可能とされている。このため、チューブ押圧部６３２も左右方向に移動可能とされている。

駆動軸部６４は、前記ボールベアリング６７が配置される貫通孔６４１Ａが形成されたリング部６４１と、リング部６４１に連続して形成された連結部６４２とを備えている。連結部６４２も周囲がリブ状に形成され、中間部分は薄板状に形成されている。
そして、駆動軸部６４と、移動部６３の本体部６３１とは、一対の第２ヒンジ部６６で連結されている。
各第２ヒンジ部６６は、本体部６３１に連続する第１変形部６６１と、第１変形部６６１に連続する平面三日月形の補強部６６２と、補強部６６２および連結部６４２間に設けられた第２変形部６６３とを備えている。補強部６６２も周囲がリブ状に形成され、中間部分は薄板状に形成されている。

各変形部６６１，６６３は、補強部６６２に比べて幅寸法が薄く形成され、変形部６６１，６６３が撓む（変形する）ことで、移動部６３に対して駆動軸部６４は、図９において上下方向に移動可能とされている。

駆動軸部６４の貫通孔６４１Ａには、図７に示すように、ボールベアリング６７を介してカム６８が配置されている。
カム６８は、平面円形に形成され、外周部はリブ状に肉厚に形成され、中間部分は薄板状に形成されている。そして、この薄板部分に駆動軸５が嵌合する嵌合孔６８１が形成されている。嵌合孔６８１は、カム６８の平面中心から偏心した位置に形成されている。そして、カム６８には、この嵌合孔６８１の中心からカム６８の外周までが最も長い部分を容易に識別できるように、段部６８２が形成されている。

ここで、前記駆動軸５はスプライン軸とされ、軸方向に沿って１４個のキー（突条部）が形成されている。一方、カム６８には、前記スプライン軸のキーが嵌合する１４個の溝が形成されている。
フィンガー部材６０は、孔６２１に支持軸１２が挿通された状態で、上下方向に１５個積み重ねられている。そして、各フィンガー部材６０のカム６８は、駆動軸５に対する嵌合位置が、最上段の１段目のフィンガー部材６０から最下段の１５段目のフィンガー部材６０に向かうにしたがって、駆動軸５のキー１つずつ分だけ順次ずれるようにされている。従って、各カム６８の位相は、１段目から１５段目に向かうにしたがって、順次３６０／１４度毎ずれており、１段目および１５段目のフィンガー部材６０のカム６８の位相は同位相とされている。

次に、本実施形態の作用について、図７、図１０〜１２の動作説明図をも参照して説明する。
モーター４により駆動軸５を回転させると、カム６８が回転する。カム６８は駆動軸５の回転中心に対して偏心されており、かつ、フィンガー部材６０の固定部６２は、孔６２１に支持軸１２が挿通されて固定されている。このため、カム６８が回転すると、後述するように、フィンガー板６１のチューブ押圧部６３２が左右に往復移動する。
また、カム６８は、駆動軸５の１４条のキーに順次ずれて嵌合されているため、各フィンガー板６１のチューブ押圧部６３２は、位相がずれながら左右に往復駆動される。

ここで、図７に示すように、カム６８の段部６８２が図面において右側に配置されている場合、つまり駆動軸５の回転中心からカム６８の外周までが最も長い位置が右側に配置されている場合は、駆動軸部６４も駆動軸５に対して右側に移動する。
第２ヒンジ部６６は、変形部６６１，６６３が図７において左右方向に延長されているため、駆動軸部６４の左右方向の変位はそのまま移動部６３に伝達し、移動部６３も駆動軸５に対して右側に移動する。この際、第１ヒンジ部６５の各変形部６５１，６５３が変形して固定部６２に対する移動部６３の移動を許容している。

移動部６３が右側に移動すると、チューブ押圧部６３２がチューブ受け部材３１側に移動し、中間チューブ４２Ａがチューブ受け部材３１およびチューブ押圧部６３２で押圧されて潰される。このため、中間チューブ４２Ａ内の空間（流路）が閉じられる。
一方、チューブ押圧部６３２および第２のチューブ受け部材３２間の隙間寸法は広がるため、中間チューブ４２Ｂは潰されず、内部の空間（流路）も開かれている。

この図７の状態から、駆動軸５が図中時計回り方向に９０度回転し、図１０の状態になると、カム６８の段部６８２は図１０の下側つまりチューブポンプ１の正面側に移動する。
この状態では、駆動軸部６４は、駆動軸５に対して図中下側に移動する。この駆動軸部６４の移動は、第２ヒンジ部６６の変形部６６１，６６３が変形することで吸収される。そして、カム６８は、駆動軸５に対して左右方向には移動していないので、チューブ押圧部６３２は、カム６８が図７から図１０の状態に回転する際に、各チューブ受け部材３１、３２間の隙間の中心位置に徐々に移動する。

このため、チューブ押圧部６３２が押圧されて潰されていた中間チューブ４２Ａの流路は徐々に開かれる。一方、チューブ押圧部６３２は、中間チューブ４２Ｂを徐々に押圧する。ただし、中間チューブ４２Ｂの流路は断面積が徐々に小さくなるが、完全に閉じられていない。

この図１０の状態から、駆動軸５が図中時計回り方向に９０度回転し、図１１の状態になると、カム６８の段部６８２は図１１の左側に移動する。
この状態では、駆動軸部６４は、駆動軸５に対して図中左側に移動し、第１ヒンジ部６５の変形部６５１，６５３が変形して移動部６３も左側に移動する。
チューブ押圧部６３２は、カム６８が図１０から図１１の状態に回転する際に、各チューブ受け部材３１、３２間の隙間の中心位置から第２のチューブ受け部材３２側に徐々に移動する。

移動部６３が左側に移動すると、チューブ押圧部６３２がチューブ受け部材３２側に移動し、中間チューブ４２Ｂがチューブ受け部材３２およびチューブ押圧部６３２で押圧されて潰される。このため、中間チューブ４２Ｂ内の空間（流路）が閉じられる。
一方、チューブ押圧部６３２およびチューブ受け部材３１間の隙間寸法は広がるため、中間チューブ４２Ａの流路はさらに開かれる。

この図１１の状態から、駆動軸５が図中時計回り方向に９０度回転し、図１２の状態になると、カム６８の段部６８２は図１２の上側つまりチューブポンプ１の背面側に移動する。
この状態では、駆動軸部６４は、駆動軸５に対して図中上側に移動する。この駆動軸部６４の移動は、第２ヒンジ部６６の変形部６６１，６６３が変形することで吸収される。そして、カム６８は、駆動軸５に対して左右方向には移動していないので、チューブ押圧部６３２は、カム６８が図１１から図１２の状態に回転する際に、各チューブ受け部材３１、３２間の隙間の中心位置に徐々に移動する。

このため、チューブ押圧部６３２が押圧されて潰されていた中間チューブ４２Ｂの流路は徐々に開かれる。一方、チューブ押圧部６３２は、中間チューブ４２Ａを徐々に押圧し、中間チューブ４２Ａの流路は断面積が徐々に小さくなるが、完全に閉じられていない。

この図１２の状態から、駆動軸５が図中時計回り方向に９０度回転すると、図７の状態に戻る。従って、駆動軸５およびカム６８が一回転すると、フィンガー部材６０のチューブ押圧部６３２は、チューブ受け部材３１，３２間を一往復する。この動作を繰り返すことで、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂが交互に押圧される。
また、図４に示すように、上下に積層された１５個のフィンガー部材６０は、前述したように、カム６８の位相が順次ずらされているため、チューブ押圧部６３２の左右方向の位置も順次ずれている。このため、各チューブ押圧部６３２は、上下方向に沿って略サインカーブとなるように配置されている。

以上の構成のチューブポンプ１を用いて所定の液体を吐出するには、まず、図３に示すように、トグル板２６を開いて、軸アーム２１および受アーム２２の先端部間を開いた状態とし、チューブ４０をフック部材３５に引っ掛けて取り付ける。この際、チューブ４０の中間チューブ４２Ａ，４２Ｂは、若干テンションが加わってチューブ押圧部６３２の左右位置で上下方向に直線状に配置されるようにしている。各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂはテンションが加わるため、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂは前後左右に動かないようにセットされる。

次に、トグル板２６を受アーム２２側に移動して閉じる。すると、先端側が開いていた軸アーム２１、受アーム２２も互いに平行に配置され、チューブ受け部材３１、３２も中間チューブ４２Ａ，４２Ｂに接触した状態になる。
そして、チューブ４０の端部チューブ４３Ａを液供給側、例えば、液体が貯蔵されている容器に接続し、端部チューブ４３Ｂを液吐出側、例えば吐出ノズルなどに接続する。
以上により、チューブポンプ１の準備作業が終了する。

次に、外部のコントローラーによりモーター４を駆動する。モーター４の駆動により、駆動軸５が回転すると、各フィンガー部材６０のチューブ押圧部６３２が左右に移動し、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂの流路を閉じたり、開いたりすることで、端部チューブ４３Ａ側から液が吸引され、端部チューブ４３Ｂに移送される。
すなわち、最下段のフィンガー部材６０のチューブ押圧部６３２で一方の中間チューブ４２Ａ，４２Ｂが閉じられていた状態から、順次一段上のフィンガー部材６０で中間チューブ４２Ａ，４２Ｂが閉じられていくため、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂにおいて流路閉鎖位置は、順次上方に移動する。

そして、閉じられていた流路が開くと、負圧が発生して端部チューブ４３Ａ側から液体を吸引する。吸引された液体は、端部チューブ４３Ａからコネクタ４１で分離され、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂに移動する。
各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂ内では、チューブ押圧部６３２により各流路が順次開閉されることにより、液体は徐々に中間チューブ４２Ａ，４２Ｂ内を上方に移動し、コネクタ４１から端部チューブ４３Ｂ内を移動して吐出される。
この際、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂの開閉タイミングは、位相が１８０度異なるため、端部チューブ４３Ａから各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂに分離され、再度、端部チューブ４３Ｂに合流した液体の吐出量は常に一定に維持される。

液体の吐出作業が終了した場合など、チューブ４０を交換する場合には、モーター４を停止し、トグル板２６を開き、フック部材３５に係止されていたチューブ４０を取り外す。そして、洗浄・乾燥されたチューブ４０や、別途用意されている他のチューブ４０を、フック部材３５に係止し、トグル板２６を閉じることで、再度、液体の吐出動作を行うことができる。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
複数のフィンガー部材６０を用いたフィンガー式のチューブポンプ１において、２本の中間チューブ４２Ａ，４２Ｂの押圧を、１つのフィンガー部材６０を移動させることで実現することができる。このため、１本のチューブ毎に、それぞれ異なるフィンガーを設ける場合に比べて、フィンガー部材６０の数を半減できる。
このため、２本のチューブ４２Ａ，４２Ｂを用いたフィンガー式のチューブポンプ１であっても、部品点数の増加を抑えることができるので、チューブポンプ１をコンパクトに構成でき、かつ、安価に製造できる。

また、チューブ４０は、液供給側の端部チューブ４３Ａから、コネクタ４１を介して中間チューブ４２Ａ，４２Ｂに分岐され、再度、コネクタ４１を介して端部チューブ４３Ｂに液体が流れるように二股のチューブとし、さらに、前記フィンガー部材６０のチューブ押圧部６３２は、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂを１８０度の位相で開閉するため、２系統の１８０度位相がずれた液の送りを実現することができ、吐出液の脈動を押さえることができる。

さらに、吐出液の種類を変更するためにチューブ４０を交換する場合や、メンテナンスのためにチューブ４０を洗浄する場合など、チューブポンプ１に対してチューブ４０を着脱する際に、トグル板２６を開閉して軸アーム２１、受アーム２２の先端間を開くことができ、かつ、チューブ４０は、フック部材３５の溝３５１に、コネクタ４１部分を引っ掛けるだけでよいので、チューブ４０の交換作業を簡単に行うことができる。このため、１日にチューブ４０を複数回交換する必要がある場合でも、交換作業を簡単にかつ短時間に行うことができる。
その上、トグル板２６等を用いたトグル機構により、軸アーム２１、受アーム２２を移動させているので、この点でも交換作業を簡単にかつ短時間で行うことができる。

チューブ４０の中間チューブ４２Ａ，４２Ｂは、フック部材３５に係止させた際にテンションが加わる長さに設定したので、各中間チューブ４２Ａ，４２Ｂをチューブ押圧部６３２で押圧した場合などに、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂが移動してしまうことがなく、確実にチューブ押圧部６３２で押圧して流路を開閉できる。このため、チューブポンプ１の吐出量の精度を向上することができる。

その上、チューブ４０の特に中間チューブ４２Ａ，４２Ｂを、上下方向に直線状にセットしているので、吐出量の誤差の原因となるチューブ内の空気を抜けやすくでき、この点でも吐出精度を向上できる。このため、チューブ４０を交換した場合でも、吐出量の変動を抑制でき、チューブ４０を交換しても吐出量の変動が少ない、安定した吐出動作を行うことができる。

さらに、フィンガー部材６０は、固定部６２、移動部６３、駆動軸部６４、第１ヒンジ部６５、第２ヒンジ部６６が一体に形成されたフィンガー板６１を用いているので、駆動軸５およびカム６８の回転動作により、フィンガー板６１のチューブ押圧部６３２を往復駆動させることができる。一方、通常のチューブポンプのフィンガー部材は、カムによって軸方向に進退し、突出時にチューブを押し、戻った際にチューブを開放している。この際、フィンガー部材をカムに連動させるため、フィンガー部材は常時カムに当接するようにバネなどでカム側に付勢されている。このため、フィンガー部材が戻った際にもチューブを押圧させることは、前記バネ力の調整なども必要となり、実現が困難である。このため、従来のフィンガー部材をカムに付勢して駆動する場合には、２本のチューブを１つのフィンガー部材で押圧することは困難である。これに対し、本実施形態のフィンガー部材６０の構成を採用すれば、ヒンジ機構を用いてチューブ押圧部６３２を左右に往復駆動できるので、チューブ押圧部６３２の両側にチューブを配置することで、各チューブを交互に押圧することができる。

また、フィンガー部材６０は、第１ヒンジ部６５および第２ヒンジ部６６を含めて一体に成形されたフィンガー板６１を用いているので、チューブ押圧部６３２の移動動作の際にがたつきが無く、この点でも吐出精度を向上できる。
さらに、チューブ押圧部６３２は、固定部６２側を基準に左右に移動するが、ストローク（移動量）が小さいので、ほぼ平行な運動（移動）にできる。このため、チューブ押圧部６３２は、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂを、チューブ受け部材３１、３２に対して平行に押圧するため、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂを均等に押圧して流路を確実に閉塞することができる。
その上、フィンガー板６１は、他の部品と擦れる部分がなく、１つの部品で構成できるので、安価に製造できる。特にフィンガー板６１は数多く用いるため、部品コストの低減効果も増大できる。

また、駆動軸５を一回転した際の吐出量は一定であるため、時間あたりの吐出量は、駆動軸５の回転スピードを調整することで容易に設定できる。この点でも、使いやすいチューブポンプ１とすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良ならびに設計の変更が可能である。
例えば、チューブ４０の構成は、コネクタ４１を用いたものに限らず、例えば、端部チューブ４３Ａ，４３Ｂと、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂとを接着等で接続して構成してもよく、チューブポンプ１に設置される部分が二股に分岐されたチューブであればよい。

フィンガー板６１の構成も前記実施形態に限定されない。例えば、図１３に示すように、移動部６３に左右方向の突出するガイドピン９１を取り付け、このガイドピン９１を案内するガイド９２を筐体側に設けて、移動部６３つまりチューブ押圧部６３２が左右方向のみに移動するように案内されたフィンガー板６１Ａを用いてもよい。
このフィンガー板６１Ａは、前記ガイドピン９１、ガイド９２で筐体側に支持されており、かつ、駆動軸５およびカム６８の回転により、駆動軸部６４が左右に移動すると、移動部６３およびチューブ押圧部６３２も左右に移動する。このため、前記第１実施形態のフィンガー板６１に対して、フィンガー板６１Ａは、固定部６２および第１ヒンジ部６５が設けられてない。
なお、フィンガー板６１Ａも、駆動軸部６４が前後に移動した場合は、第２ヒンジ部６６の変形でその移動を吸収する点はフィンガー板６１と同じである。

このようなフィンガー板６１Ａを用いた場合も、前記実施形態と同じ動作で作動され、同じ作用効果を奏することができる。
一方、フィンガー板６１Ａは、ガイドピン９１、ガイド９２等の別部品が必要となるため、部品点数が増える。この点で、部品数が少ない前記実施形態のフィンガー板６１のほうがコストを低減できる利点がある。

さらに、カム６８と駆動軸部６４との間にボールベアリング６７を介在させていたが、ボールベアリング６７を設けずに、直接カム６８を駆動軸部６４の貫通孔６４１Ａに配置してもよい。
また、貫通孔６４１Ａの内周面に溝を形成してアウターレースとし、カム６８の外周面に溝を形成してインナーレースとし、これらの間にボール（必要に応じて保持器）を配置して直接ボールベアリングを構成してもよい。
また、前記実施形態では、フィンガー部材６０を１５個設けていたが、フィンガー部材６０の数は、より少なくてもよいし、多くてもよい。ただし、フィンガー部材６０の数が少ないと、吐出液の変動が大きくなるため、吐出量をほぼ一定にすることが難しくなる。
一方、フィンガー部材６０の数を多くすると、チューブポンプ１が大型化し、コストも増大する。従って、これらの点を考慮してフィンガー部材６０の数を設定すればよい。

また、前記実施形態では、中間チューブ４２Ａ，４２Ｂを上下方向に配置していたが、水平方向に配置してもよい。
さらに、チューブ受け部材３１、３２は、軸アーム２１、受アーム２２に取り付けられ、コイルばね２４およびトグル板２６等のトグル機構によって、チューブ４０を着脱しやすいように移動していたが、この移動機構は前記実施形態のものに限定されない。

前記実施形態では、チューブ受け部材３１、３２間に２本の中間チューブ４２Ａ，４２Ｂを配置していたが、本発明のチューブポンプは、１本のチューブのみをセットしても用いることができる。すなわち、チューブ受け部材３１、３２のいずれか一方と、チューブ押圧部６３２との間のみにチューブを配置すれば、このチューブを用いて液を送り出して吐出することができる。
この場合、チューブ押圧部６３２は、固定部６２側を基準に左右に移動するが、ストローク（移動量）が小さいので、ほぼ平行な運動（移動）にできる。このため、チューブ押圧部６３２は、１本のチューブしか配置されていない場合も、チューブ受け部材に対して平行に押圧するため、チューブを均等に押圧して流路を確実に閉塞することができ、チューブの劣化も抑えることができる。すなわち、本発明のフィンガー部材６０は、一体成形されたフィンガー板６１を備えることで、チューブが１本の場合でも、チューブを均等に押圧できるという利点がある。

また、チューブとしては、前記実施形態のものに限らない。例えば、液供給側から前記中間部までは２本の独立したチューブとし、これらのチューブの液吐出側をコネクタ４１で連結して液吐出側の端部チューブ４３Ｂに接続してもよい。
さらに、チューブとしては、液供給側から中間部、液吐出側まで完全に独立した２本のチューブを用いてもよい。
また、前記実施形態では、チューブ押圧部６３２とチューブ受け部材３１、３２間にそれぞれ１本ずつチューブ４２Ａ，４２Ｂを配置していたが、それぞれ２本以上のチューブを配置してもよい。すなわち、チューブ押圧部６３２とチューブ受け部材３１、３２との間において、チューブ押圧部６３２の突出方向に複数本のチューブを並べ、複数本のチューブをチューブ押圧部６３２およびチューブ受け部材３１、３２で挟んで押圧することで、各チューブの流路を開閉してもよい。このように構成すれば、チューブの本数に応じて吐出量を増大できる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１…チューブポンプ、４…モーター、１０…ポンプ部、１１Ａ，１１Ｂ…端板、１２…支持軸、２１…軸アーム、２２…受アーム、２４…コイルばね、２６…トグル板、３１、３２…チューブ受け部材、３５…フック部材、４０…チューブ、４１…コネクタ、４２Ａ，４２Ｂ…中間チューブ、４３Ａ，４３Ｂ…端部チューブ、６０…フィンガー部材、６１，６１Ａ…フィンガー板、６２…固定部、６３…移動部、６４…駆動軸部、６５…第１ヒンジ部、６６…第２ヒンジ部、６７…ボールベアリング、６８…直接カム、３５１…溝、６３２…チューブ押圧部、６５１，６６１…第１変形部、６５３，６６３…第２変形部。

Claims (3)

1. ２本のチューブと、第１および第２のチューブ係止部材と、第１および第２のチューブ受け部材と、少なくとも３個以上設けられたフィンガー部材と、前記各フィンガー部材を駆動する駆動機構とを備えたチューブポンプであって、
   前記第１および第２のチューブ係止部材は、所定間隔離されて設けられ、前記各チューブ係止部材間には、２本のチューブが着脱自在に係止されて互いに平行に張設され、
   前記第１および第２のチューブ受け部材は、前記２本のチューブを挟んで配置され、かつ、前記２本のチューブに沿って配置され、
   前記各フィンガー部材は、前記２本のチューブ間に配置されたチューブ押圧部を備え、かつ、前記２本のチューブに沿って配置され、
   前記駆動機構は、モーターと、このモーターによって回転される駆動軸とを備え、
   前記フィンガー部材は、薄板状に形成されたフィンガー板と、前記駆動軸と一体で回転するカムとを備え、
   前記フィンガー板は、チューブポンプの筐体側に固定された固定部と、この固定部に対して第１ヒンジ部を介して連結された移動部と、この移動部に対して第２ヒンジ部を介して連結された駆動軸部とを備えて一体に形成され、
   前記カムは、前記駆動軸がカムの中心から偏心した位置に固定された偏心カムであり、前記駆動軸部に設けられた孔に対して回転自在に支持され、
   前記移動部には、前記チューブ押圧部が形成され、
   前記第１ヒンジ部は、前記固定部に対して前記移動部のチューブ押圧部が、前記２本のチューブ間を往復移動可能に形成され、
   前記第２ヒンジ部は、前記移動部に対して駆動軸部が、駆動軸の軸直交面内において、前記第１ヒンジ部による移動部の移動方向に対して直交する方向に移動可能に形成され、
   前記駆動機構は、前記チューブ押圧部が前記２本のチューブのうちの一方を押圧して、前記第１のチューブ受け部材との間で前記一方のチューブを押し潰す位置と、前記チューブ押圧部が前記２本のチューブのうちの他方を押圧して、前記第２のチューブ受け部材との間で前記他方のチューブを押し潰す位置との間で、往復移動するように前記各フィンガー部材を駆動し、かつ、各フィンガー部材を、一方のチューブ係止部材に係止された部分から他方のチューブ係止部材に係止された部分に向かって各チューブ押圧部が前記チューブを押し潰す位置に順次移動するように駆動する
   ことを特徴とするチューブポンプ。
2. 請求項１に記載のチューブポンプに用いられるチューブポンプ用チューブであって、
   両端部はそれぞれ１本のチューブで構成され、中間部は前記１本のチューブから分岐された２本のチューブで構成され、
   中間部の２本のチューブは、前記チューブの各分岐部を前記チューブポンプの各チューブ係止部材に係止された際に、前記チューブ係止部材間に互いに平行に張設可能な長さに設定されている
   ことを特徴とするチューブポンプ用チューブ。
3. 請求項２に記載のチューブポンプ用チューブにおいて、
   前記両端部の各チューブおよび中間部の２本のチューブはそれぞれ別体で構成され、
   前記両端部の各チューブおよび中間部の２本のチューブはＹ字状のコネクタで連結されている
   ことを特徴とするチューブポンプ用チューブ。

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