(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心運動するリング状の加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するチューブポンプを、上記外側部材、加圧部材と外側部材の一方に設けた回転止め穴に他方に設けた回転止めピンを挿入してワッシャで抜け止めすることにより、外側部材に対して離脱せず、しかも軸に垂直な面に沿って一定の範囲移動できるように外側部材に取り付けられた加圧部材及びチューブ等で形成される従動側ユニットと、上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸及びこの偏心軸を駆動するモータ等で形成され、上記従動側ユニットに対して着脱自在な駆動側ユニット、とで構成したことを特徴とするチューブポンプ。
【請求項２】
偏心軸が駆動側ユニットの出力軸に固定されている請求項１記載のチューブポンプ。
【請求項３】
偏心軸が駆動側ユニットの出力軸に固定されていない請求項１記載のチューブポンプ。
【請求項４】
従動側ユニットの外側部材に軸受部を設け、従動側ユニットと駆動側ユニットとを結合して一体化した時に上記軸受部で駆動側ユニットの偏心軸の先端を支持するようにした請求項２又は３のいずれかに記載のチューブポンプ。
【請求項５】
偏心運動するリング状の加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するチューブポンプを、上記外側部材、加圧部材と外側部材の一方に設けた回転止め穴に他方に設けた回転止めピンを挿入してワッシャで抜け止めすることにより、外側部材に対して離脱せず、しかも軸に垂直な面に沿って一定の範囲移動できるように外側部材に取り付けられた加圧部材、チューブ及び駆動用モータ等で形成される駆動側ユニットと、駆動用モータによって駆動されて上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸を備えており、上記駆動側ユニットに対して着脱自在な従動側ユニット、とで構成したことを特徴とするチューブポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間にチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させて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】
外側部材の円形状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円形状の加圧部材を外側部材の内周面に沿って偏心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（例えば、特開平１１−６２８５４号公報参照）。このようなポンプではその構造上チューブが損傷しやすいため、チューブの点検や交換などの保守作業が必要であるが、チューブは加圧部材と外側部材との間の狭い空間に配置されている上、一部が加圧された状態になっているため点検を確実に行うのは容易でなく、また交換作業にはかなりの時間を要していた。
【０００３】
この問題を解決するために、本件出願の発明者は加圧部材を両側から挟み込む形状の一対の開閉片で外側部材を構成し、開閉片を開いてチューブが加圧されていない状態でチューブ交換などを実施できるようにしたチューブポンプを提案している（特開２０００−２２７０７６）。しかしながら、この提案では全体の構造が複雑になり、コストも高くなるという問題がある。
【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、比較的簡単な構造でありながらチューブの交換などを容易に実施できるチューブポンプを提供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、この出願の第１の発明では、偏心運動するリング状の加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材を偏心運動させてチューブを長手方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するチューブポンプを、上記外側部材、加圧部材と外側部材の一方に設けた回転止め穴に他方に設けた回転止めピンを挿入してワッシャで抜け止めすることにより、外側部材に対して離脱せず、しかも軸に垂直な面に沿って一定の範囲移動できるように外側部材に取り付けられた加圧部材及びチューブ等で形成される従動側ユニットと、上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸及びこの偏心軸を駆動するモータ等で形成され、上記従動側ユニットに対して着脱自在な駆動側ユニット、とで構成している。このような構成により、従動側ユニットと駆動側ユニットを分離して、チューブが加圧されていない状態でチューブの点検や交換等の作業を行うことが可能となる。なお、上記の偏心軸は駆動側ユニットの出力軸に固定されていてもよく、あるいは出力軸に固定されていなくてもよい。
【０００６】
また、従動側ユニットの外側部材に軸受部を設け、従動側ユニットと駆動側ユニットとを結合して一体化した時に上記軸受部で駆動側ユニットの偏心軸の先端を支持するようにしている。このような構成により、駆動側ユニットから突き出た形状の偏心軸が片持ちの状態にならないで偏心軸などに無理な力が加わることがなくなり、故障がなく安定した動作を長期間保つことが可能となる。
【０００７】
この出願の第２の発明では、上記と同様に外側部材に取り付けられた加圧部材のほか、外側部材、チューブ及び駆動用モータ等で形成される駆動側ユニットと、駆動用モータによって駆動されて加圧部材を偏心運動させる偏心軸を備えており、上記駆動側ユニットに対して着脱自在な従動側ユニット、とでチューブポンプを構成している。この構成は第１の発明の従動側ユニットにモータを設けてこれを駆動側ユニットとし、モータの無くなった駆動側ユニットを従動側ユニットとしたものであって、第１の発明とはモータの位置が逆になっており、従動側ユニットと駆動側ユニットを分離して、チューブが加圧されていない状態でチューブの点検や交換等を行えることは第１の発明と同様である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態について説明する。図１は第１の発明のチューブポンプの要部を断面で示した全体の側断面図、図２は従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。なお、チューブポンプの一般的な構造は前述の公報などに記載されているので基本構造についての詳細な説明は省略する。
【０００９】
図において、１は外側部材となる本体ケース、２は本体ケース１に装着されてハウジングの一部を構成するベース、３は減速機部３ａとその出力軸３ｂを備えたモータ、４は加圧部材、５は直径方向に偏心して形成された突出部５ａと軸心に沿って形成された先端部５ｂを備えた偏心軸、６は弾性材料製のチューブ、７は蓋である。偏心軸５はビス５ｃで出力軸３ｂに取り付けられており、その外側に摺接するようにリング状の加圧部材４が配置され、偏心軸５の先端部５ｂは本体ケース１に形成されている軸受部１ａに挿入されて支持されている。
【００１０】
加圧部材４は、強度の大きい合成樹脂成形品などで形成された内リング４ａの外側にゴムやウレタンなどの摩擦係数の大きい弾性材料の成形品からなる外リング４ｂをはめた構造であり、内リング４ａに螺合された回転止めピン４ｃと回転止めワッシャ４ｄによって本体ケース１に形成されている回転止め穴１ｂに取り付けられ、本体ケース１に対して一定の範囲で移動できるようになっている。モータ３が駆動されて偏心軸５が回転すると、突出部５ａに押されて加圧部材４が偏心運動し、本体ケース１の円形状の内周面１ｃに沿ってリング状に配置されているチューブ６が長手方向に順次圧迫されるので、チューブ６内の流体が送出されてポンプ作用が行われる。
【００１１】
図において、Ａは上記のような構成のチューブポンプを示しているが、このチューブポンプＡは、図２に示すように従動側ユニットＢと駆動側ユニットＣで構成されている。すなわち、従動側ユニットＢは本体ケース１とこの中に配置されている加圧部材４及びチューブ６等で構成され、駆動側ユニットＣはベース２とこれに取り付けられているモータ３及び偏心軸５等で構成されるのであり、図１のように両ユニットＢ、Ｃが一体に結合されている時には加圧部材４は偏心軸５に押されて偏心しているが、両ユニットＢ、Ｃが分離された状態では偏心軸５による加圧作用がなくなる。従って、加圧部材４は図２のようにチューブ６の弾力でほぼ中央に位置する状態となり、チューブ６はその一部が強く加圧されているという状態から解放されるので、この状態でチューブ６の点検や交換等の作業を容易に行うことができるのである。
【００１２】
従動側ユニットＢと駆動側ユニットＣの結合は、例えば本体ケース１とベース２の双方に互いに係合する係合部を形成してこれを係合させ、あるいは本体ケース１とベース２に互いに対応するねじをそれぞれ形成して両ユニットをねじ結合する等の適宜の結合手段によって行えばよい。以下、係合部を設けた本体ケース１とベース２及び他の主要な部材の具体的な構造の一例について説明する。
【００１３】
図３は本体ケース１を示したものである。本体ケース１は内周面１ｃを有する円筒部１ｄと中央に軸受部１ａを有する円盤状の基板１ｅで構成された有底円筒状のもので、２個の回転止め穴１ｂは軸受部１ａを挟んで直径方向に配置されている。円筒部１ｄには回転止め穴１ｂが配列されている方向の一方に内周面１ｃから滑らかに続く開口部１ｆが形成され、内周面１ｃに沿って配置されるチューブ６の両端がこの開口部１ｆから外部に導出されるようになっている。円筒部１ｄの端縁には１２０°の間隔で３個の係合突部１ｇを形成し、各係合突部１ｇの先端には中心軸方向に向けて折れ曲がった係合爪１ｈを設け、係合爪１ｈの内面に段差部１ｊを形成してある。
【００１４】
図４はベース２を示したものである。ベース２は本体ケース１の円筒部１ｄの端縁外周に嵌合する浅い円筒状の縁部２ａを有する円盤状のもので、中心部には出力軸３ｂが貫通する軸穴２ｂを、軸穴２ｂの外周にモータ取付ねじ用の穴２ｃをそれぞれ形成してある。このベース２の周縁には、縁部２ａが形成されていない非形成部２ａ′を本体ケース１の係合突部１ｇに対応して１２０°の間隔で設けてあり、非形成部２ａ′は中心軸方向に向けて形成された切欠凹部２ｄと、これに円周方向に連接して形成された薄肉の係止部２ｅで構成され、係止部２ｅには小さな突起２ｆを設けてある。
【００１５】
図５の（ａ）は内リング４ａ、（ｂ）は外リング４ｂをそれぞれ示しており、内リング４ａには回転止めピン４ｃの螺合穴４ｅが設けられると共に、軸穴４ｆの先端にはテーパ部４ｇが設けられている。また外リング４ｂには回転止めピン４ｃの先端が挿入される係止穴４ｈを設けて内リング４ａと共に回転止めされるようにしてあり、この係止穴４ｈは回転止めピン４ｃに対して余裕のある大きさとして加圧部材４が加圧されて変形した時の逃げ代を設けてある。外リング４ｂの外周面は円筒状であるが、外径が一方の係止穴４ｈ側がやや大きく、中心軸からの距離ａ、ｂがａ＞ｂとなるように中心軸に対してやや偏心した形状となっている。
【００１６】
図６は偏心軸５を示す図であり、出力軸３ｂが挿入される軸穴５ｄとビス５ｃの螺合穴５ｅを設け、先端部５ｂ側の端縁にテーパ部５ｆを形成すると共に、先端部５ｂの端縁に面取り部５ｇを形成してある。また偏心軸５の外周面は円筒状であるが、軸穴５ｄや先端部５ｂに対して偏心させることによって突出部５ａが形成されている。
【００１７】
従動側ユニットＢと駆動側ユニットＣは上記のような部材を組み合わせて構成される。すなわち、螺合穴４ｅと挿入穴４ｇの位置を合わせて内リング４ａを外リング４ｂにはめて加圧部材４を構成し、これを回転止めピン４ｃと回転止めワッシャ４ｄによって本体ケース１の回転止め穴１ｂに取り付ける。この時、加圧部材４は外径が大きくなっている側を開口部１ｆの方に向けて配置される。次いで、本体ケース１の内周面１ｃと加圧部材４の間にチューブ６を配置してその両端を開口部１ｆから外部に導出するのであり、蓋７を取り付けて従動側ユニットＢが組み立てられる。また駆動側ユニットＣは、ベース２に減速機部３ａ付きのモータ３を固定し、軸穴２ｂから突出している出力軸３ｂに偏心軸５をビス５ｃで固定することによって組み立てられる。
【００１８】
チューブポンプＡは、上記のような従動側ユニットＢに駆動側ユニットＣを一体に結合して構成される。まず、係合突部１ｇと切欠凹部２ｄの位置を合わせながら偏心軸５の先端部５ｂを本体ケース１の軸受部１ａに挿入し、更に偏心軸５を加圧部材４の軸穴４ｆに挿入する。これらの挿入は、面取り部５ｇとテーパ部４ｇ及び５ｆが案内機構の作用を発揮するのでスムーズに行うことができる。次に、本体ケース１の係合爪１ｈをベース２の切欠凹部２ｄを通過させて本体ケース１をベース２に対して時計方向に回転させると、係合爪１ｈが係止部２ｅに係止すると共に係合爪１ｈの段差部１ｊが突起２ｆに当たる位置まで回転し、両ユニットＢ及びＣは一体に結合した状態となるのである。また、両ユニットを分離するには上記とは逆の操作を行えばよい。
【００１９】
なお図示していないが、上記のような結合状態を確実に維持するためには、例えば固定ねじを使用して両ユニット間を固定する構成や、係合爪１ｈと係止部２ｅの間に凹凸の組み合わせによるクリック機構を設ける構成など、周知の手段を適宜採用すればよい。
【００２０】
上述のように、この実施の形態は両ユニットＢ、Ｃを結合してチューブポンプを構成するのであるが、両ユニットＢ及びＣを分離することは容易であり、分離された状態ではチューブ６はすべての部分が加圧されていない状態となるので、チューブ６の点検や交換を容易に行うことができるのである。なお、この例では加圧部材４の外径が大きくなっている側を開口部１ｆの方に向けて配置しているので、各部材の寸法を適切に選定することにより、偏心軸５の突出部５ａが丁度開口部１ｆ方向に向いている時にチューブ６の両端が同時に、あるいは少なくとも一方が加圧されて閉塞状態になっているようにすることができ、逆止弁を使用しなくても逆流が生ずることはない。
【００２１】
また両ユニットＢ及びＣを結合した時に、本体ケース１の軸受部１ａで偏心軸５の先端部５ｂが支持されるので偏心軸５が片持ちの状態にならず、偏心軸５などに無理な力が加わることによる故障がなくなり、安定した動作を長期間保つことが可能となるのである。
【００２２】
上述の例では、偏心軸５は出力軸３ｂにビス５ｃで固定されており、駆動側ユニットＣの着脱の際に偏心軸５も一緒に着脱されるので操作が容易であるが、偏心軸５が出力軸３ｂから容易にはずれる構造も可能である。これは、例えば出力軸３ｂの外周に軸方向に複数の溝を形成し、これにはまり合う溝を偏心軸５の軸穴５ｄに形成したスプライン方式や、出力軸３ｂの先端をプラスあるいはマイナスのドライバー状とし、これに対応して偏心軸５側にプラスあるいはマイナスの溝を形成しておく構造などで実現できる。この場合には、駆動側ユニットＣを従動側ユニットＢからはずした時に偏心軸５が従動側ユニットＢに残るので、チューブの交換の際には偏心軸５を取り出す必要があるが、偏心軸５で加圧された状態のチューブ６を目視点検したり、チューブ交換後に加圧状態を確認してから両ユニットを結合できる利点がある。
【００２３】
図７は第２の発明のチューブポンプの要部を断面で示した全体の側断面図、図８は従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。なお、基本的な構造は上述した第１の発明と同様であるから、同一と見なされる部分は同じ符号で示して説明は省略または簡単に行い、異なる部分を詳述する。
【００２４】
図において、Ｂ′は従動側ユニット、Ｃ′は駆動側ユニットであり、従動側ユニットＢ′はベース２に偏心軸５を取り付けたものである。偏心軸５は図６に示したものとは若干形状が異なるもので、軸穴５ｄが形成されていない側の端面に基部５ｈが突設されており、この基部５ｈをベース２に設けられた軸受８ａで支持され、止めワッシャ８ｂによって抜け止めされている。なお、加圧部材４を偏心駆動するための突出部５ａを図６と同様に備えているが、図７及び図８には現れていない。ベース２は例えばねじによって本体ケース１に取り付けられるようになっている。
【００２５】
モータ３は蓋７と共に本体ケース１に取り付けられており、その出力軸３ｂには出力軸アダプタ３ｃがビス３ｄによって固定されている。この出力軸アダプタ３ｃと偏心軸５の軸穴５ｄは断面が同じ形状の非円形で、且つ軸穴５ｄに出力軸アダプタ３ｃが支障なく抜き差しされる大きさとなっており、出力軸アダプタ３ｃが軸穴５ｄに挿入されるとモータ３と偏心軸５が連結され、回転力が伝達されるようになっている。出力軸アダプタ３ｃの先端部には、軸穴５ｄへの挿入が容易になるように面取部３ｅを形成してある。
【００２６】
上述のように構成されているので、ベース２を本体ケース１から取り外して従動側ユニットＢ′を駆動側ユニットＣ′から分離すると、図８に示すように偏心軸５の軸穴５ｄから出力軸アダプタ３ｃが抜けて加圧部材４に対する偏心加圧力がなくなる。従って、チューブ６はすべての部分が加圧されていない状態となるので、チューブ６の点検や交換を容易に行うことができるのである。
【００２７】
なおこの第２の発明による構成は、例えば駆動側ユニットＣ′をポンプ室の壁などに取り付けた状態で使用しているような場合に特に適しており、従動側ユニットＢ′であるベース２を本体ケース１から外せば、容易にチューブ６の点検などを実施できる。これに対して第１の発明による構成は、例えば従動側ユニットＢを液の種類に応じて複数個用意しておき、駆動側ユニットＣを共用して従動側ユニットＢを付け替えて使うような場合に特に適している。
【００２８】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、第１の発明のチューブポンプは、偏心運動する加圧部材と円形状の内周を有する外側部材の間に弾性材料からなるチューブを配置し、加圧部材によりチューブを長手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を、上記加圧部材、外側部材及びチューブ等で形成される従動側ユニットと、上記加圧部材を偏心運動させる偏心軸及びこの偏心軸を駆動するモータ等で形成され、上記従動側ユニットに対して着脱自在な駆動側ユニット、とで構成するようにしたものである。
【００２９】
従って、従動側ユニットから駆動側ユニットを分離すればチューブは加圧されていない状態になるから、チューブの点検や交換を容易に行うことが可能となって保守作業に要する手数や費用が軽減されるのであり、チューブが損傷しやすいというチューブポンプの問題点を比較的簡単な構造で解決してその実用性を大幅に向上することができる。
【００３０】
また、偏心軸を出力軸に固定したものでは、駆動側ユニットの着脱操作が容易となり、偏心軸が出力軸からはずれるようにしたものでは、偏心軸で加圧された状態の確認が可能となる。
【００３１】
また、従動側ユニットの外側部材に軸受部を設け、従動側ユニットと駆動側ユニットとを結合して一体化した時に上記軸受部で駆動側ユニットの偏心軸の先端を支持することにより、駆動側ユニットから突き出た形状の偏心軸が片持ちの状態にならないで偏心軸などに無理な力が加わることがなくなり、故障がなく安定した動作を長期間保つことが可能となる。
【００３２】
また第２の発明は、加圧部材、外側部材、チューブ及び駆動用モータ等で形成される駆動側ユニットと、駆動用モータによって駆動されて加圧部材を偏心運動させる偏心軸を備えており、上記駆動側ユニットに対して着脱自在な従動側ユニット、とでチューブポンプを構成したものである。従って、第１の発明と同様に従動側ユニットと駆動側ユニットとを分離することにより、チューブが加圧されていない状態で容易に点検や交換等を行うことができる。
【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要部を断面で示した全体の側断面図である。
【図２】同上の従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。
【図３】同上の本体ケースを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】同上のベースを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】同上の加圧部材を示す図であり、（ａ）は内リングの断面図、（ｂ）は外リングの断面図である。
【図６】同上の偏心軸の側面図である。
【図７】実施の形態の他の例における要部を断面で示した全体の側断面図である。
【図８】同上の従動側ユニットと駆動側ユニットを分離した状態の側断面図である。
【符号の説明】
Ａ  チューブポンプ
Ｂ、Ｂ′  従動側ユニット
Ｃ、Ｃ′  駆動側ユニット
１  本体ケース（外側部材）
１ａ  軸受部
２  ベース
３  モータ
４  加圧部材
５  偏心軸
５ｂ  先端部
６  チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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