(57)【要約】【課題】  輸液対象の液体の定量供給を確実に行うことができ、さらには構成部材は耐薬品性、防汚性、洗浄性に優れ、簡単に分解・組立可能であって、メンテナンスも簡便なローラ式輸液ポンプを提供する。【解決手段】  復元弾性力を有し、圧潰可能とされた輸液チューブ４と、ポンプハウジング１に配設されたステータ５と、正逆回転可能とされたステッピングモータ１０のシャフト１１を回転軸１２の少なくとも一部とし、前記シャフト１１と一体となって回転するロータ７と、前記回転軸１２から等距離の円周上に等間隔に、回転自在で、かつ、前記ロータ７の回転に応じて各々が前記ステータ５との間で輸液チューブ４を圧潰可能に配設された複数のローラ１３と、ステッピングモータ１０を駆動制御するマイクロステップドライバ２１とを備える。【選択図】      図１
2006223448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復元弾性力を有し、圧潰可能とされた輸液チューブと、ポンプハウジングに配設されたステータと、正逆回転可能とされたステッピングモータのシャフトを回転軸の少なくとも一部とし、前記シャフトと一体となって回転するロータと、前記回転軸から等距離の円周上に等間隔に、回転自在で、かつ、前記ロータの回転に応じて各々が前記ステータとの間で輸液チューブを圧潰可能に配設された複数のローラと、ステッピングモータを駆動制御するマイクロステップドライバとを備えることを特徴とするローラ式輸液ポンプ。
【請求項２】
前記ロータはシャフトを有し、前記ステッピングモータのシャフトおよび前記ロータのシャフトは、前記ロータの軸方向におけるスライド動作によって結合されることにより一体として前記ロータの回転軸を構成するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ式輸液ポンプ。
【請求項３】
前記ロータの表面におけるその回転中心に当接されるボール状押圧部材を該軸方向に揺動可能に支承しつつ先端部に配設させた押さえ軸部材が形成された蓋体を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のローラ式輸液ポンプ。
【請求項４】
前記蓋体には、前記ステータと少なくとも１つのローラとの間に挟持される輸液チューブの、前記ロータの回転軸の軸方向における移動を規制する移動規制部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のローラ式輸液ポンプ。
【請求項５】
前記ポンプハウジングに、前記ステータと少なくとも１つのローラとの間に挟持される輸液チューブの前記ロータの回転軸の軸方向における移動を規制することを可能とする移動規制部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のローラ式輸液ポンプ。
【請求項６】
少なくとも前記ステータ、ロータおよびローラは金属材により形成されており、前記ポンプハウジング、ステータ、ロータ、ローラの露出面は耐薬品性、防汚性、洗浄性に優れた金属皮膜により表面処理されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のローラ式輸液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体化学薬品、液体食品、スラリー、細菌液、研磨剤液、ガソリン、オイル、血液、体液等の液体をチューブを通して供給するローラ式輸液ポンプに関し、特に、高精度な正逆輸液あるいは輸液の停止保持を可能とし、かつ、メンテナンスの容易なローラ式輸液ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータを一定の速度で作動させることで流量を任意設定可能な輸液ポンプとして、ローラ式輸液ポンプ（チューブポンプ）、ロータリーポンプ、ベリスタポンプ、ダイアフラムポンプ、マグネットポンプ、カスケードポンプ、バイデルポンプなどの各種ポンプが汎用されている。
【０００３】
なかでも、ローラ式輸液ポンプは構造が比較的簡単であって小型化できること、輸送の対象となる液体を外部環境と接触させることなく輸液チューブ内を輸液できるため衛生上の観点から好ましいことなどの理由から、特に、医療分野や食品分野において多用されている。
【０００４】
ここで、ローラ式輸液ポンプの一般的な構造を簡単に説明すると、回動自在なロータの両端部に軸着された回転ローラと、前記回転ローラの外側にあるステータとの間に圧潰可能で且つ復旧可能な弾性を有する輸液チューブの中間部を位置させ、輸液時には、前記ロータを輸液方向へ回転させることにより回転ローラとステータとで輸液チューブを圧迫しつつ回転ローラを回転移動させ、輸液チューブ内において回転ローラ間に挟んだ一定量の薬液等の液体を微少流量づつ間歇吐出させることで輸液する構造とされている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４２２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような構造を有するローラ式輸液ポンプは、輸液チューブの圧潰量制御や回転ロータの回転制御を正確に行なうことができなければ、輸液対象の液体を正確に定量ずつ供給することができないことは云うまでもない。
【０００７】
また、前述のように、医療分野や食品分野において多用されるローラ式輸液ポンプにおいては、特に、回転ロータ、回転ローラ、ステータを含むハウジング等の各部材は、万が一の輸液チューブからの液漏れ等に対しても耐薬品性、防汚性の優れたものであることが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、輸液対象の液体の定量供給を確実に行うことができ、さらには構成部材は耐薬品性、防汚性、洗浄性に優れ、簡単に分解・組立可能であって、メンテナンスも簡便なローラ式輸液ポンプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明のローラ式輸液ポンプは、復元弾性力を有し、圧潰可能とされた輸液チューブと、ポンプハウジングに配設されたステータと、正逆回転可能とされたステッピングモータのシャフトを回転軸の少なくとも一部とし、前記シャフトと一体となって回転するロータと、前記回転軸から等距離の円周上に等間隔に、回転自在で、かつ、前記ロータの回転に応じて各々が前記ステータとの間で輸液チューブを圧潰可能に配設された複数のローラと、ステッピングモータを駆動制御するマイクロステップドライバとを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成を備えたローラ式輸液ポンプは、前記マイクロステップドライバによりステッピングモータの駆動を制御して前記ロータを前記ステッピングモータのシャフトと一体に正逆回転させるとともに、前記複数のローラのうち少なくとも一つのローラと前記ステータとの間に前記輸液チューブの中間部を挟持し、前記輸液チューブを公転する前記少なくとも一つのローラと前記ステータとで前記輸液チューブを圧潰することで、所定量の液体を正逆輸液あるいは輸液の停止保持をすることができる。
【００１１】
その際、本発明のローラ式輸液ポンプは、前記ステッピングモータをマイクロステップドライバ（コントローラ）によりマイクロステップ駆動させることで、輸液対象の液体の流量調節を厳密に行うことが可能となる。
【００１２】
また、正逆回転可能とされたステッピングモータのシャフトを前記ロータの回転軸の少なくとも一部とし、前記ステッピングモータの駆動力をロータに調節伝達する構成としたことにより、ギアやベルトなどの駆動力の伝達機構を介する場合に比してロータの回転の細かな振動を抑えることが可能となるので、前記ロータに回転自在に配設されたローラも、振動を抑えた状態で前記ステータとの間に輸液チューブに圧接させることができる。このようにローラの振動を抑えることにより、輸液チューブの圧潰量を常に一定として厳密に設定することができるので、輸液対象の液体の流量調節を厳密に行うことが可能となる。またさらに、ローラの振動を抑えることにより、輸液チューブのローラが圧接する部位の磨耗や劣化を減少させることができるので、輸液チューブの圧潰量を常に一定とすることも叶い、また、消耗品としての輸液チューブの耐久性を延ばすこともできる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載のローラ式輸液ポンプは、前記ロータはシャフトを有し、前記ステッピングモータのシャフトおよび前記ロータのシャフトは、前記ロータの軸方向におけるスライド動作によって結合されることにより一体として前記ロータの回転軸を構成するように形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成を備えたローラ式輸液ポンプによれば、前記ロータをそのシャフトの軸方向におけるスライド動作によって前記ポンプハウジングの所定位置に着脱させるとともに、前記ステッピングモータのシャフトおよび前記ロータのシャフトを一体として前記回転軸として作用させすることができる。このように、簡単な構成で回転軸を構成し、ポンプハウジングに対する着脱を容易にすることで、清浄や部品交換等のメンテナンスも簡便になる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載のローラ式輸液ポンプは、請求項１または請求項２に記載のローラ式輸液ポンプにおいて、前記ロータの表面におけるその回転中心に当接されるボール状押圧部材を該軸方向に揺動可能に支承しつつ先端部に配設させた押さえ軸部材が形成された蓋体を備えることを特徴とする。
【００１６】
このような構成を備えたローラ式輸液ポンプによれば、前記蓋部材を前記押さえ軸部材の先端部に該軸方向に揺動可能に支承されたボール状押圧部材を前記ロータの表面における回転中心に当接させるようにして前記ポンプハウジングに対して配設することで、前記ロータの表面に当接する前記押さえ軸部材によって回転する前記ロータがその遠心力により浮き上がることを抑止することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項４に記載のローラ式輸液ポンプは、請求項３に記載のローラ式輸液ポンプにおいて、前記蓋体には、前記ステータと少なくとも１つのローラとの間に挟持される輸液チューブの、前記ロータの回転軸の軸方向における移動を規制する移動規制部が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このような構成を備えたローラ式輸液ポンプによれば、前記蓋体を、前記移動規制部を前記ステータと少なくとも１つのローラとの間に挟持される輸液チューブに当接あるいは近接させつつ前記ポンプハウジングに対して配設することで、前記移動規制部によって輸液中の前記輸液ポンプがその正しい配設位置から外れてしまうことを抑止することが可能となる。
【００１９】
またさらに、請求項５に記載のローラ式輸液ポンプは、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のローラ式輸液ポンプにおいて、前記ポンプハウジングに、前記ステータと少なくとも１つのローラとの間に挟持される輸液チューブの前記ロータの回転軸の軸方向における移動を規制することを可能とする移動規制部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このような構成を備えたローラ式輸液ポンプによれば、前記移動規制部を前記ステータと少なくとも１つのローラとの間に挟持される輸液チューブに当接あるいは近接させることを可能に前記ポンプハウジングに対して配設することで、前記移動規制部によって輸液中の前記輸液ポンプがその正しい配設位置から外れてしまうことを抑止することが可能となる。
【００２１】
そして、請求項６に記載のローラ式輸液ポンプは、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のローラ式輸液ポンプにおいて、少なくとも前記ステータ、ロータおよびローラは金属材により形成されており、前記ポンプハウジング、ステータ、ロータ、ローラの露出面は耐薬品性、防汚性、洗浄性に優れた金属皮膜により表面処理されていることを特徴とする。
【００２２】
このような構成を備えたローラ式輸液ポンプによれば、金属材により前記各部材を形成することによって寸法出しをより精密に行うことができるので、輸液対象の液体の流量調節を厳密に行うことができ、また、万が一の輸液チューブからの液漏れ等に対しても、表面コーティングした金属皮膜の有する耐薬品性、防汚性等により、液漏れ等した輸液対象の液体の特質（例えば、強酸であるような場合）によって構成部材を破壊劣化させることなく、また、漏れた液体の拭き取り作業や日常のメンテナンスも容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明のローラ式輸液ポンプによれば、輸液対象の液体の定量供給を確実に行うことができ、さらには輸液対象の液体の特質を原因とする、該ローラ式ポンプの構成部材の破壊劣化を防止することができ、日常のメンテナンスも容易となるといった優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、本発明のローラ式輸液ポンプの一実施形態について説明する。
【００２５】
図１は、本発明のローラ式輸液ポンプの一実施形態において蓋体を省略した状態の平面図であり、図２は、ローラ式輸液ポンプの各部材の螺着状態を模式的に図示した正面図、図３は、図１のＡ−Ａ線におけるローラ式輸液ポンプと蓋体の要部断面図である。
【００２６】
本実施形態のローラ式輸液ポンプは、外形状を略立方体とされたポンプハウジング１を有しており、前記ポンプハウジング１はポンプハウジング本体１ａと、ポンプハウジング側壁部１ｂとから構成されている。前記ポンプハウジング本体１ａの表面には、平面形状略Ｕ字形とされた凹部２が該ポンプハウジング本体１ａの一側面にも開口部を有するようにして形成されている。そして、ポンプハウジング本体１ａの凹部２を構成する内周壁は、輸液チューブ４の案内部３となり、前記案内部３の一部はステータ５として機能するように構成されている。そのステータ５については後述する。
【００２７】
そして、前記Ｕ字形状の凹部２内における略中央部には、さらに段差を形成するようにして円形状の凹部とされたロータ収容部６が形成されており、前記ロータ収容部６内には、その上面を前記凹部２内のベース面と略面一に位置されている円盤状のロータ７が配設されている。前記ロータ７はその裏面中央に先端部の径方向断面形状を略Ｄ字状とするシャフト（以下、ロータシャフトという）８が一体形成されており、前記ロータシャフト８は、前記ロータ収容部６の底壁に形成された軸受開口部９からポンプハウジング本体１ａ内へ嵌挿されたステッピングモータ１０のシャフト（以下、モータシャフトという）１１の径方向断面略Ｄ字状とされた先端部と係合することにより一体となって、該ロータ７の回転軸１２を構成するようになされている。
【００２８】
また、前記ロータ７の表面で、その回転中心から点対称になるように前記回転中心（ロータシャフト８の軸中心）からの同一距離上である円周上の位置には、回転自在で、かつ、前記ロータ７の回転に応じて各々が前記ステータ５との間で輸液チューブ４を圧潰可能に軸着された２つのローラ１３が配設されている。前記ローラ１３は、前記モータシャフト１１を回転させるとロータ７が回転することで、前記回転軸１２を中心として公転運動することとなる。
【００２９】
このローラ１３の公転運動の軌跡は前記回転軸１２を中心とした円を描く。そこで、本実施形態においては、ポンプハウジング本体１ａの凹部２を構成する内周壁は前記ロータを囲むようにして形成されて前記案内部３とされ、その一部をステータ５として機能させるべく、前記回転軸１２を中心とする略円弧状に形成されている。また、その他の案内部３、すなわち略円弧状の前記ステータ５の前記周方向各端部は、ポンプケーシング側壁部１ｂに開口する流入口１５、流出口１６へそれぞれ連接されている。なお、前記ポンプケーシング側壁部１ｂは、該ポンプハウジング本体１ａの一側面に形成された前記凹部２の開口部を塞ぐようにして配設される壁部材であって、その両側下端部に前記輸液チューブを挿通させる流入口１５、流出口１６がそれぞれ形成されている。
【００３０】
また、前記輸液チューブ４は、例えば、シリコーン系樹脂、耐薬品性のフッ素系樹脂、オレフィン系樹脂等の材料により、復元弾性力を有し、圧潰可能に形成されており、その一端側を流入側、他端部側を流出側とされて用いられる。
【００３１】
そして、前記輸液チューブ４は、前記案内部３に沿って前記ポンプハウジング１内に配設される。すなわち、前記輸液チューブ４は流入側の先端部、および流出側の先端部を前記ポンプハウジング本体１ａの凹部２外へ延在させつつ、前記流入側が前記ポンプケーシング側壁部１ｂに形成された流入口１５に配設され、前記流出側が流出口１６に配設され、前記流入側と流出側との中間部が前記ポンプハウジング本体１ａの案内部３に沿わせて前記凹部２内に配設されることとなる。このとき、少なくとも一方のローラ１３で輸液チューブ４に適度のテンションを加え、輸液チューブ４内の輸液対象の液体が流れる流路を封止可能となるように、前記ローラ１３の軌跡外周と輸液チューブ４の管径を調整し、所定量の液体を送給可能とする。具体的には、前記輸液チューブ４を案内する経路の中間位置付近におけるポンプハウジング本体１ａの凹部２を構成する内周壁とローラと１３の間隙を、ポンプ使用時において、前記輸液チューブ４を略完全にその径方向から圧潰可能な寸法に構成する。このように構成されることにより、ローラ１３が前記回転軸１２を中心とする公転運動を行なう際に、輸液チューブ４内の輸液対象が前記流入側から流出側へ向かって間歇送り可能とされる。
【００３２】
さらに、前記ポンプハウジング本体１ａのベース面裏には、適宜の回転数、及びトルクなどによって正逆回転可能とされたステッピングモータ１０が配設されている。前記ステッピングモータ１０は、その駆動をマイクロステップで制御するマイクロステップドライバ２１と電気的に接続されている。
【００３３】
ここで、前記ステッピングモータ１０は、その先端部を径方向断面略Ｄ字状とする回転自在なモータシャフト１１を有し、前記モータシャフト１１は、その先端部の径方向断面略Ｄ字状の部分の平面を、前記ロータシャフト８の先端部の径方向断面略Ｄ字状の部分の平面と面対向させて係合させた状態で、前記凹部２の底壁に形成された軸受開口部９に嵌挿されることで一体となって、該ロータ７の回転軸１２を構成し、前記ロータ７をダイレクトドライブで回転させるように構成されている。
【００３４】
このような配置関係で構成されるステッピングモータ１０とロータ７は、ねじ止め等の係止手段によって一体化する必要がなく、前記ロータ７は、そのロータシャフト８をポンプハウジング本体１ａの凹部２の開口上部側から前記軸受開口部９内へ差し込むスライド動作により、前記ステッピングモータ１０と回転動作においては一体に形成される。また、前記ロータシャフト８を前記軸受開口部９内から引き抜く動作（スライド動作）により、ロータと前記ステッピングモータとを容易に分離させることができる。つまり、前記ロータ７は前記ステッピングモータ１０に対し、容易に着脱可能に配設されている。なお、本実施形態においては、前記モータシャフト１１の先端部および前記ロータシャフト８の先端部は、ともに断面形状Ｄ字状とし、その平面部分を向かい合わせるように配設することで略円形状の回転軸を形成するように構成したが、前記ロータ７の前記回転軸１２の軸方向へのスライド動作によって前記モータシャフト１１と係合し、回転軸１２を構成可能であれば、前記ロータシャフト８およびモータシャフト１１の係合する部分のそれぞれの形状は前述の形状に限らない。例えば、モータシャフト１１の先端部における軸中心部に径方向断面星形の凹部を形成するとともに、前記ロータシャフト８の先端部に前記凹部に係合する断面星形の凸部を形成してもよい。
【００３５】
また、前記ロータ７はモータシャフト１１をその回転軸１２の少なくとも一部とし、前記モータシャフト１１と一体となって回転する構成であればよい。例えば、図４に示すように、前記モータシャフト１１の軸中心にねじ穴２３を形成するとともに、前記ロータ１３の回転中心に前記ねじ穴２３に重ねて配置されるねじ孔２４を形成し、前記モータシャフト１１のねじ穴２３と、前記ロータ１３のねじ孔２４とを重ねて配置しつつ、１本のねじ２５で前記モータシャフト１１とロータ１３とを螺着させて、前記ステッピングモータ１０の駆動力を前記モータシャフト１１を介して前記ロータ７にダイレクトに伝達させる構成とすることもできる。
【００３６】
さらに、前記ロータ７の形状も円盤状に限らない。例えば、本実施形態のように２つのローラを配設するような場合には、１枚羽根のような板状であってもよい。
【００３７】
前記ステッピングモータ１０およびマイクロステップドライバ２１は公知の構成のものを利用することとし、ここでの説明は省略する。なお、前記モータシャフト１１とこのモータシャフト１１を嵌挿させる前記ポンプハウジング本体１ａの軸受開口部９との間にＯリング２６を介在させ、モータの配設側への液体の侵入を防止するように構成するものとする。
【００３８】
また、本実施形態のローラ式輸液ポンプは、ポンプハウジング本体１ａの前記凹部２を覆うようにして前記ポンプハウジング１に配設される蓋体２８を有している。
【００３９】
前記蓋体２８は、図５に示すように、ポンプハウジング本体１ａの前記凹部２の形成面の外形状と略同一の外形とされた板状部材とされている。本実施形態においては、その四隅には、蓋体２８を所定位置に配置した際に、前記ポンプハウジング本体１ａに形成されたねじ穴２９と重なるように形成されたねじ孔３０が形成されており、前記ねじ穴２９とねじ孔３０を連接させて１本のねじ３１で螺着させることにより、前記ポンプハウジング１の蓋体２８として機能するように形成されている。
【００４０】
そして、本実施形態においては、前記蓋体２８の内面には、前記ロータ７の表面におけるその回転中心に当接させるボール状押圧部材３３を先端部に配設させた押さえ軸部材３５が形成されている。前記ボール状押圧部材３３は、ばね部材３４によって軸方向に揺動可能に支承されており、前記蓋体２８は、前記押さえ軸部材３５のボール状押圧部材３３を前記ロータ７の表面における回転中心に当接させた状態で前記ポンプハウジング本体１ａに螺着されることで、前記押さえ軸部材３５のボール状押圧部材３３が前記ばね部材３４によりローラ１３の回転による振動を吸収しながら前記ロータ７に当接し、前記ロータ７がその遠心力により浮き上がることを抑止するように構成されている。
【００４１】
また、前記蓋体２８には、前記ステータ５と少なくとも１つのローラ１３との間に挟持される輸液チューブ４に当接あるいは近接し、前記ロータ７の回転軸１２の軸方向における移動を規制する突起状の移動規制部３７が形成されている。
【００４２】
本実施形態において、前記移動規制部３７は、図５に示すように、前記Ｕ字状の案内部３における中間位置に配設される輸液チューブ４に対し、前記凹部２の開口上部側から、前記輸液チューブ４を圧潰してその流路を閉ざした状態においては前記輸液チューブ４の上端部に当接し、前記輸液チューブ４に対する圧接を解除してその流路を開放した状態においては前記輸液チューブ４の上端部との間に僅かな間隙を介在させて近接する円弧状の突起部３８が形成されている。なお、前記移動規制部３７は、本実施形態のような円弧状に連なった突起状のものである必要はなく、例えば、前記ポンプハウジング本体１ａ内に位置する輸液チューブ４に対し、前記凹部２の開口上部側から当接あるいは近接する単一点状の突起であってもよい。
【００４３】
ここで、本実施形態のローラ式輸液ポンプを構成する主要な各部材の材質について説明すると、本実施形態においては、前記ステータ５を含むポンプハウジング１、ロータ７、ローラ１３、モータシャフト１１はそれぞれ金属材により形成されており、少なくともそれらの前記ポンプハウジング１の前記凹部２内に臨む各部は、テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂やアルマイトなどの金属皮膜により表面処理されている。より具体的には、前記金属材としてはその寸法精度出し、耐磨耗性、表面処理の容易さなどから、アルミニウム材や、鉄材などを例示することができる。
【００４４】
次に、本実施形態のローラ式輸液ポンプにおけるセッティング例を説明する。
【００４５】
先ず、前記ポンプハウジング本体１ａに形成された凹部２の内周壁である前記案内部２に沿わせるようにして、輸液チューブ４の中間部を配置させる。その際、前記輸液チューブ４の流入側、流出側は、前記凹部２外へ延在させるようにする。続いて、前記凹部２内の底壁に開口する軸受開口部９へ前記ロータシャフト８を挿入し、該軸受開口部９に臨むモータシャフト１１と係合させて一つの回転軸１２を構成させるとともに、前記ロータ収容部６に前記ロータ７を、その上面が前記凹部２内のベース面と略面一となるように配設する。その際、前記ロータ７に軸着された少なくとも１つのローラ１３により前記輸液チューブ４を前記ステータ５との間で圧潰させつつ、前記ロータ７を凹部２に配設する。そして、前記輸液チューブ４の流入側、流出側を前記ポンプハウジング側壁部１ｂに形成された流入口１５、流出口１６に位置させるようにして前記ポンプハウジング側壁部１ｂを前記ポンプハウジング本体１ａの所定の位置に螺着させて固定し、該ローラ式輸液ポンプのセットを完了する（図１参照）。
【００４６】
続いて、本実施形態のローラ式輸液ポンプの動作及び作用を説明する。
【００４７】
先ず、ステッピングモータ１０をマイクロステップドライブ２１によりマイクロステップで回転動作させると、モータシャフト１１の回転と一体に前記ロータが７輸液方向へ回転する。この状態で流入側から輸液対象の液体を連続的に流入させると、前記２つのローラ１３のうちの少なくとも一方のローラ１３と前記ステータ５との間に前記輸液チューブ４の中間部を挟持することとなる。そして、一方のローラ１３が輸液チューブ４を圧潰して液体の流通を塞き止め、ロータ７が更に回転することによって、２つのローラ１３間に介在する輸液チューブ４の中間部内に所定量の液体をため込むことになる。そして、ロータ７がまたさらに回転することによって、流出側においては、一方のローラ１３が輸液チューブ４から次第に離間することで、前記２つのローラ１３間に介在する輸液チューブ４内の流路を徐々に開放するとともに輸液チューブ４の復元力によって流入側から液体を吸引し、次に回転してくるローラ１３により、２つのローラ１３間に介在する輸液チューブ４の中間部内に挟まれた所定量の液体を流出側へ押し出して輸液する。この動作を繰り返すことで、所定量の輸液を行なう。
そして、このように動作し、作用する本実施形態のローラ式輸液ポンプにおいては、前記ステッピングモータ１０をマイクロステップドライバ２１によりマイクロステップ駆動させることで、輸液対象の液体の流量調節を厳密に行うことができ、更に、低回転時に発生するステッピングモータ１０の振動を大幅に低減することが可能となる。すなわち、ステッピングモータ１０を用い、その通常のステップを大幅に増やすことで、高精度に位置（ロータの回転量）を制御することができる。例えば、１回転に１００００パルスの印加を要していたのを、１０００００パルスで１回転するように制御することでロータの回転量を厳密に制御することができるので、輸液対象の液体の流量調節も厳密に行うことが可能となる。また、マイクロステップで駆動させることにより、回転をスムーズに行なうことが可能となり、振動を大幅に低減させることが可能となる。通常のステップモータの場合、動力負荷、電流、回転速度の諸条件が複雑に絡んで、ある回転状態で大きな振動を発生させるという問題点があるが、マイクロステップドライバを用いてマイクロステップで駆動させることにより、この問題点を解決することが可能となる。
【００４８】
また、前記ロータ７をステッピングモータ１０のモータシャフト１１に対し直接配設する構成とし、更にマイクロステップドライバの分割ステップ駆動によりロータ７の回転の細かな振動を抑えることが可能となり、前記ロータ７に回転自在に配設されたローラ１３も、振動を抑えた状態で前記ステータ５との間に輸液チューブ４に圧接させることができ、輸液チューブ４の圧潰量を常に一定として厳密に設定することができるので、輸液対象の液体の流量調節を厳密に行うことが可能となる。なお、前記圧潰量としては、０．２〜０．２５が好ましい。
【００４９】
またさらに、ローラ１３の振動を抑えることにより、輸液チューブ４のローラ１３が圧接する部位の磨耗を減少させることができるので、輸液チューブ４の圧潰量を常に一定とすることも叶い、また、消耗品としての輸液チューブ４の耐久を延ばすこともできる。
【００５０】
そして、前記ロータ７をロータシャフト８の軸方向におけるスライド動作によって前記ポンプハウジング本体１ａの所定位置に着脱可能な簡単な構成とされているので、各部材の清浄や部品交換等のメンテナンスも簡便になる。
【００５１】
また、前記押さえ軸部材３５が形成された蓋体２８を備えることで、前記ロータ７の表面に当接する前記押さえ軸部材３５によって、回転する前記ロータ７がその遠心力により浮き上がることを抑止することができ、また、移動規制部材３７が前記蓋体２８あるいは前記ポンプハウジング本体１ａに形成されることで、前記輸液チューブ４が前記ローラ１３の摺接により浮き上がって遊ぶことを抑止して、輸液を確実に行うことが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態のローラ式輸液ポンプは金属材により寸法出しをより精密にした状態で前記各部材が形成されることで、輸液対象の液体の流量調節を厳密に行うことができる。また、万が一の輸液チューブからの液漏れ等に対しても、表面コーティングした金属皮膜の有する耐薬品性、防汚性により、液漏れ等した輸液対象の液体の特質（例えば、強酸であるような場合）によって構成部材を破壊劣化させることなく、また、漏れた液体の拭き取り作業や日常のメンテナンスも容易となる。
【００５３】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００５４】
例えば、本実施形態においては、一方向への輸液対象の輸液状態を説明したが、前記ステッピングモータのシャフトの回転方向を正逆切り替えることにより、所定量の液体を正逆方向に輸液可能となる。また、ロータに配設されるローラの数は本実施形態の２つに限らない。例えば、３つのローラを配設してもよいし、４つのローラを配設してもよい。例えば、３つのローラを配設する場合には、各ローラは前記回転軸を中心として１２０°づつの等角度で前記ロータに配設され、４つのローラを配設する場合には、各ローラは前記回転軸を中心として９０°づつの等角度で前記ロータに配設されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のローラ式輸液ポンプの一実施形態において蓋体を省略した状態の平面図
【図２】図１のローラ式輸液ポンプの各部材の螺着状態を模式的に図示した正面図
【図３】図１のＡ−Ａ線におけるローラ式輸液ポンプと蓋体の要部断面図
【図４】本発明のローラ式輸液ポンプの一実施形態におけるローラシャフトとロータを一体化する構成の他の例を示す要部断面説明図
【図５】本発明のローラ式輸液ポンプの一実施形態における蓋体の内側面の要部平面図
【符号の説明】
【００５６】
１  ポンプハウジング
１ａ  本体
１ｂ  側壁部
２  凹部
３  案内部
４  輸液チューブ
５  ステータ
６  ロータ収容部
７  ロータ
８  ロータシャフト
９  軸受開口部
１０ステッピングモータ
１１  モータシャフト
１２  回転軸
１３  ローラ
１５  流入口
１６  流出口
２１  マイクロステップドライバ
２３  ねじ穴
２４  ねじ孔
２６  Ｏリング
２８  蓋体
２９  ねじ穴
３０  ねじ孔
３１  ねじ
３３  ボール状押圧部材
３４  ばね部材
３５  押さえ軸部材
３７  移動規制部材
３８  突起部
【図１】
2006223448.tif 000003
【図２】
2006223448.tif 000004
【図３】
2006223448.tif 000005
【図４】
2006223448.tif 000006
【図５】
2006223448.tif 000007