(57)【要約】【課題】装置を複雑化あるいは大型化させることなく液体の脈動を抑制または消滅させる。【解決手段】接触位置Ｐｏ１から離間位置Ｐｏ２に至るまでチューブ１０１を押し潰した状態で軸線Ｘ１回りに回転する一対のローラ部１０，２０と、一対のローラ部１０，２０のそれぞれを回転させる一対の駆動部と、一対の駆動部のそれぞれを制御する制御部と、を備え、制御部は、一対のローラ部１０，２０の一方が離間位置Ｐｏ２を通過した後に一対のローラ部１０，２０の他方の離間位置Ｐｏ２へ向けた角速度を漸次減少させるように一対の駆動部のそれぞれを制御するチューブポンプシステムを提供する。【選択図】図２
2019163702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに円弧状に形成される内周面を有する収容部と、
前記内周面に沿って配置されるとともに可撓性を有するチューブと、
前記収容部に収容されるとともに前記軸線回りの接触位置から離間位置に至るまで前記チューブを押し潰した状態で前記軸線回りに回転する一対のローラ部と、
前記一対のローラ部のそれぞれを前記軸線回りに同方向に回転させる一対の駆動部と、
前記チューブの一端から流入した液体を前記チューブの他端から吐出させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過した後に前記一対のローラ部の他方の前記離間位置へ向けた角速度を漸次減少させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御するチューブポンプシステム。
【請求項２】
前記チューブの他端には、可撓性を有するとともに内部を流通する液体の圧力を大気圧よりも高い第１所定圧力に維持する配管が接続されており、
前記制御部は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過する際に、該一対のローラ部との接触により閉塞された前記チューブ内の液体の圧力が前記第１所定圧力と所定圧力差の第２所定圧力に上昇するように前記一対の駆動部のそれぞれを制御する請求項１に記載のチューブポンプシステム。
【請求項３】
前記制御部は、前記一対のローラ部の一方が前記チューブを押し潰した状態を解除する際に、該一対のローラ部の一方の角速度を一時的に増加させる請求項１または請求項２に記載のチューブポンプシステム。
【請求項４】
前記チューブから吐出される液体の流量を計測する流量計を備え、
前記制御部は、前記流量計が計測する液体の流量が目標流量となるように前記一対の駆動部のそれぞれを制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のチューブポンプシステム。
【請求項５】
前記第１所定圧力が、２０ｋＰａＧ以上かつ２５０ｋＰａＧ以下である請求項２に記載のチューブポンプシステム。
【請求項６】
軸線回りに円弧状に形成される内周面を有する収容部と、前記内周面に沿って配置されるとともに可撓性を有するチューブと、前記収容部に収容されるとともに前記軸線回りの接触位置から離間位置に至るまで前記チューブを押し潰した状態で前記軸線回りに回転する一対のローラ部と、前記一対のローラ部のそれぞれを前記軸線回りに同方向に回転させる一対の駆動部と、を備えるチューブポンプシステムの制御方法であって、
前記チューブの一端から流入した液体を前記チューブの他端から吐出させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御する制御工程を備え、
前記制御工程は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過した後に前記一対のローラ部の他方の前記離間位置へ向けた角速度を漸次減少させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御するチューブポンプシステムの制御方法。
【請求項７】
前記チューブの他端には、可撓性を有するとともに内部を流通する液体の圧力を大気圧よりも高い第１所定圧力に維持する配管が接続されており、
前記制御工程は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過する際に、該一対のローラ部との接触により閉塞された前記チューブ内の液体の圧力が前記第１所定圧力と所定圧力差の第２所定圧力に上昇するように前記一対の駆動部のそれぞれを制御する請求項６に記載のチューブポンプシステムの制御方法。
【請求項８】
前記制御工程は、前記一対のローラ部の一方が前記チューブを押し潰した状態を解除する際に、該一対のローラ部の一方の角速度を一時的に増加させる請求項７に記載のチューブポンプシステムの制御方法。
【請求項９】
前記配管の内部を流通する液体の流量を計測する計測工程を備え、
前記制御工程は、前記計測工程が計測する液体の流量が目標流量となるように前記一対の駆動部のそれぞれを制御する請求項７または請求項８に記載のチューブポンプシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記第１所定圧力が、２０ｋＰａＧ以上かつ２５０ｋＰａＧ以下である請求項７に記載のチューブポンプシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブポンプシステムおよびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、可撓性を有するチューブを複数のローラによって間欠的に押し潰すことによってチューブ内の液体を圧送するチューブポンプが知られている。チューブポンプは、間欠的に液体を圧送するため、圧送される液体に脈動（流量の増減が繰り返される動作）が生じる。
ポンプによって圧送される液体に生じる脈動を抑制する装置として、内部に設けた気室と液室との圧力バランスを保持することで液室に導かれる液体の脈動を抑制するダンパーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０５２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたダンパーをチューブポンプの下流側の流路に設けることにより、液体の脈動を抑制することができる。
しかしながら、特許文献１に開示されたダンパーは、一定量の液体を収容する液室を設けた構造であるため、液室内に流通しない液体が保持される空間（いわゆるデッドボリューム）を有する。そのため、この空間に滞留する液体に雑菌等が発生し、液体の純度が適切に維持されない可能性がある。また、特許文献１に開示されたダンパーは、気室と液室とを設けた比較的複雑かつ容積を必要とするため、装置全体が複雑化しかつ大型化してしまう。
【０００５】
更に、発明者らは、チューブポンプにおいて、ローラにより押し潰されたチューブが原形に戻る際に、下流側の流路からチューブポンプ側に液体が引き込まれる現象が発生し、この現象によって脈動が生じるという知見を得た。この現象を抑制または消滅させることにより、液体の脈動を更に抑制することができる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置を複雑化あるいは大型化させることなく液体の脈動を抑制または消滅させることを可能としたチューブポンプシステムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のチューブポンプは以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムは、軸線回りに円弧状に形成される内周面を有する収容部と、前記内周面に沿って配置されるとともに可撓性を有するチューブと、前記収容部に収容されるとともに前記軸線回りの接触位置から離間位置に至るまで前記チューブを押し潰した状態で前記軸線回りに回転する一対のローラ部と、前記一対のローラ部のそれぞれを前記軸線回りに同方向に回転させる一対の駆動部と、前記チューブの一端から流入した液体を前記チューブの他端から吐出させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過した後に前記一対のローラ部の他方の前記離間位置へ向けた角速度を漸次減少させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御する。
【０００８】
一対のローラ部の一方が離間位置を通過した後に一対のローラ部の他方を一定の角速度で回転させた場合、一対のローラ部の他方がチューブを押し潰す位置から離間位置までの距離が漸次減少する。そのため、一対のローラ部の他方が離間位置に近づくにしたがって離間位置の上流側の液体の圧力が上昇し、それに伴ってチューブの他端から吐出する液体の流量が漸次増加してしまう。そこで、本発明の一態様に係るチューブポンプシステムでは、一対のローラ部の一方が離間位置を通過した後に一対のローラ部の他方の離間位置へ向けた角速度を漸次減少させている。そのため、一対のローラ部の他方が離間位置に近づくことによる上流側の液体の圧力上昇と一対のローラ部の他方の角速度の減少による液体の圧力減少とを相殺することができる。そのため、チューブの他端から吐出する液体の流量の変動を抑制または消滅させ、液体の脈動を抑制または消滅させることができる。
【０００９】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムにおいて、前記チューブの他端には、可撓性を有するとともに内部を流通する液体の圧力を大気圧よりも高い第１所定圧力に維持する配管が接続されており、前記制御部は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過する際に、該一対のローラ部との接触により閉塞された前記チューブ内の液体の圧力が前記第１所定圧力と所定圧力差の第２所定圧力に上昇するように前記一対の駆動部のそれぞれを制御する構成としてもよい。
本構成に係るチューブポンプシステムによれば、配管の内部の液体の静圧が大気圧よりも高く維持されるため、液体の脈動によって配管内の液体の静圧が更に上昇した場合には、配管が弾性変形して液体の脈動が抑制される。
【００１０】
また、本構成に係るチューブポンプにおいて、一対のローラ部の一方が離間位置を通過した後は離間位置の上流側と下流側とでチューブ内部の液体が連通した状態となるため、離間位置の上流側と下流側の液体の圧力に差があるとチューブの他端から吐出される液体の流量が変動してしまう。そこで、本構成に係るチューブポンプシステムでは、一対のローラ部の一方が離間位置を通過する際に、一対のローラ部との接触により閉塞されたチューブ内の液体の圧力を第１所定圧力と所定圧力差の第２所定圧力に上昇させる。そのため、一対のローラ部の一方が離間位置を通過してローラ部により押し潰されたチューブが原形に戻る際に、離間位置の下流側の液体の圧力と離間位置の上流側の液体の圧力との圧力差が小さくなって所定圧力差となる。これにより、この圧力差が所定圧力差よりも大きい場合に比べ、一対のローラ部の一方が離間位置を通過する際に、離間位置で液体の流量が変動して液体の脈動が生じることが抑制される。
【００１１】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムにおいて、前記制御部は、前記一対のローラ部の一方が前記チューブを押し潰した状態を解除する際に、該一対のローラ部の一方の角速度を一時的に増加させるようにしてもよい。
このようにすることで、一対のローラ部の一方がチューブを押し潰した状態を解除する際に、一対のローラ部の一方が離間位置の下流側へ向けて液体を吐出する吐出力を一時的に高めることができる。そのため、離間位置の下流側の高圧力の液体が、離間位置の上流側の低圧力の流体に向けて引き込まれて液体の脈動が発生することを抑制することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムにおいて、前記チューブから吐出される液体の流量を計測する流量計を備え、前記制御部は、前記流量計が計測する液体の流量が目標流量となるように前記一対の駆動部のそれぞれを制御してもよい。
このようにすることで、液体の脈動が発生することを抑制しつつ、流量計が計測する液体の流量が目標流量となるように一対の駆動部のそれぞれを制御することができる。
【００１３】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムにおいては、前記第１所定圧力が、２０ｋＰａＧ以上かつ２５０ｋＰａＧ以下であってもよい。
このようにすることで、配管を流通する液体の第１所定圧力が大気圧よりも十分に高くなり、液体の脈動が配管から更に下流側へ伝達されることが抑制される。
【００１４】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムの制御方法は、軸線回りに円弧状に形成される内周面を有する収容部と、前記内周面に沿って配置されるとともに可撓性を有するチューブと、前記収容部に収容されるとともに前記軸線回りの接触位置から離間位置に至るまで前記チューブを押し潰した状態で前記軸線回りに回転する一対のローラ部と、前記一対のローラ部のそれぞれを前記軸線回りに同方向に回転させる一対の駆動部と、を備えるチューブポンプシステムの制御方法であって、前記チューブの一端から流入した液体を前記チューブの他端から吐出させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御する制御工程を備え、前記制御工程は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過した後に前記一対のローラ部の他方の前記離間位置へ向けた角速度を漸次減少させるよう前記一対の駆動部のそれぞれを制御する。
【００１５】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムの制御方法によれば、一対のローラ部の一方が離間位置を通過した後に一対のローラ部の他方の離間位置へ向けた角速度を漸次減少させるため、一対のローラ部の他方が離間位置に近づくことによる上流側の液体の圧力上昇と一対のローラ部の他方の角速度の減少による液体の圧力減少とを相殺することができる。そのため、チューブの他端から吐出する液体の流量の変動を抑制または消滅させ、液体の脈動を抑制または消滅させることができる。
【００１６】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムの制御方法において、前記チューブの他端には、可撓性を有するとともに内部を流通する液体の圧力を大気圧よりも高い第１所定圧力に維持する配管が接続されており、前記制御工程は、前記一対のローラ部の一方が前記離間位置を通過する際に、該一対のローラ部との接触により閉塞された前記チューブ内の液体の圧力が前記第１所定圧力と所定圧力差の第２所定圧力に上昇するように前記一対の駆動部のそれぞれを制御する構成としてもよい。
本構成に係るチューブポンプシステムの制御方法によれば、配管の内部の液体の静圧が大気圧よりも高く維持されるため、液体の脈動によって配管内の液体の静圧が更に上昇した場合には、配管が弾性変形して液体の脈動が抑制される。
【００１７】
また、本構成に係るチューブポンプシステムの制御方法によれば、一対のローラ部の一方が離間位置を通過する際に、一対のローラ部との接触により閉塞されたチューブ内の液体の圧力が第１所定圧力と所定圧力差の第２所定圧力に上昇する。そのため、一対のローラ部の一方が離間位置を通過してローラ部により押し潰されたチューブが原形に戻る際に、離間位置の下流側の液体の圧力と離間位置の上流側の液体の圧力との圧力差が小さくなって所定圧力差となる。これにより、この圧力差が所定圧力差よりも大きい場合に比べ、一対のローラ部の一方が離間位置を通過する際に、離間位置で液体の流量が変動して液体の脈動が生じることが抑制される。
【００１８】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムの制御方法において、前記制御工程は、前記一対のローラ部の一方が前記チューブを押し潰した状態を解除する際に、該一対のローラ部の一方の角速度を一時的に増加させるようにしてもよい。
このようにすることで、一対のローラ部の一方がチューブを押し潰した状態を解除する際に、一対のローラ部の一方が離間位置の下流側へ向けて液体を吐出する吐出力を一時的に高めることができる。そのため、離間位置の下流側の高圧力の液体が、離間位置の上流側の低圧力の流体に向けて引き込まれて液体の脈動が発生することを抑制することができる。
【００１９】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムの制御方法において、前記配管の内部を流通する液体の流量を計測する計測工程を備え、前記制御工程は、前記計測工程が計測する液体の流量が目標流量となるように前記一対の駆動部のそれぞれを制御してもよい。
このようにすることで、液体の脈動が発生することを抑制しつつ、流量計が計測する液体の流量が目標流量となるように一対の駆動部のそれぞれを制御することができる。
【００２０】
本発明の一態様に係るチューブポンプシステムの制御方法において、前記第１所定圧力が、２０ｋＰａＧ以上かつ２５０ｋＰａＧ以下であってもよい。
このようにすることで、配管を流通する液体の第１所定圧力が大気圧よりも十分に高くなり、液体の脈動が配管から更に下流側へ伝達されることが抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、装置を複雑化あるいは大型化させることなく液体の脈動を抑制または消滅させることを可能としたチューブポンプシステムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る流量制御装置を示す構成図である。
【図２】図１に示すチューブポンプの正面図である。
【図３】図２に示すチューブポンプのI-I矢視縦断面図である。
【図４】図３に示すチューブポンプの分解斜視図である。
【図５】図３に示す第１駆動部が第１ローラ部に駆動力を伝達する構造を示す縦断面図である。
【図６】図３に示す第２駆動部が第２ローラ部に駆動力を伝達する構造を示す縦断面図である。
【図７】チューブが閉じた状態のチューブポンプを示す平面図である。
【図８】チューブが開き始める状態のチューブポンプを示す平面図である。
【図９】チューブが開いた状態のチューブポンプを示す平面図である。
【図１０】第２ローラ部が離間位置に到達した状態のチューブポンプを示す図である。
【図１１】図７に示すチューブポンプの部分拡大図である。
【図１２】図８に示すチューブポンプの部分拡大図である。
【図１３】図９に示すチューブポンプの部分拡大図である。
【図１４】図１０に示すチューブポンプの部分拡大図である。
【図１５】図１１に示すチューブのII-II矢視断面図である。
【図１６】図１２に示すチューブのIII-III矢視断面図である。
【図１７】図１３に示すチューブのIV-IV矢視断面図である。
【図１８】図１４に示すチューブのV-V矢視断面図である。
【図１９】第１ローラ部の回転角度に対する第１ローラ部および第２ローラ部の角速度を示すグラフである。
【図２０】第１ローラ部の回転角度に対する第１ローラ部および第２ローラ部の角速度の比較例を示すグラフである。
【図２１】本実施形態のチューブポンプシステムの流量計が計測する液体の流量を示すグラフである。
【図２２】チューブポンプシステムの流量計が計測する液体の流量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るチューブポンプシステムおよびその制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態のチューブポンプシステム７００について、図面を参照して説明する。
本実施形態のチューブポンプシステム７００は、流入端７０１から流出端７０２へ向けて液体を圧送するとともに、チューブポンプ１００により圧送される液体の流量を制御する装置である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のチューブポンプシステム７００は、液体を圧送するチューブポンプ１００と、チューブポンプ１００からニードルバルブ５００へ液体を搬送する配管２００と、配管２００を流通する液体の圧力を検出する圧力センサ３００と、配管２００を流通する液体の流量を計測する流量計４００と、上流側に配置される配管２００を流通する液体の圧力を調整するニードルバルブ５００と、チューブポンプ１００が吐出する液体の吐出量を制御する制御部６００とを備える。
【００２５】
以下、本実施形態のチューブポンプシステム７００が備える各構成について説明する。
チューブポンプ１００は、流入端７０１から流出端７０２へ向けて液体を圧送する装置である。チューブポンプ１００は、可撓性を有するチューブをローラで押し潰した状態でローラを移動させる動作を繰り返すことにより液体を圧送する。チューブポンプ１００から配管２００に吐出された液体は、流量計４００およびニードルバルブ５００を通過して流出端７０２へ到達する。
チューブポンプ１００の詳細については後述する。
【００２６】
配管２００は、チューブポンプ１００からニードルバルブ５００へ液体を搬送する配管である。配管２００は、チューブポンプ１００により圧送される液体の圧力によって弾性変形する可撓性を有する樹脂材料（例えば、シリコーン樹脂）により形成されている。配管２００は、後述するニードルバルブ５００の開度を調整することにより、内部を流通する液体の圧力を大気圧よりも高い第１所定圧力Ｐｒ１に維持することができる。
配管２００の流路長Ｌは、例えば、約１０００ｍｍとするのが望ましい。
【００２７】
圧力センサ３００は、配管２００の内部を流通する液体の圧力を検出する装置である。圧力センサ３００は、チューブポンプ１００からニードルバルブ５００へ液体を導く配管２００において、流量計４００の上流側に配置されている。圧力センサ３００は、検出した圧力を制御部６００へ伝達する。
【００２８】
流量計４００は、配管２００の内部を流通する液体の流量を計測する装置である。流量計４００は、チューブポンプ１００からニードルバルブ５００へ液体を導く配管２００において、圧力センサ３００の下流側に配置されている。流量計４００は、計測した流量を制御部６００へ伝達する。
【００２９】
ニードルバルブ５００は、弁孔（図示略）に対するニードル状の弁体（図示略）の挿入量を調整することにより、配管２００から流出端７０２へ向けて流通させる流体の流量を調整する装置である。ニードルバルブ５００は、チューブポンプ１００から流出端７０２へ液体を導く流路において、流路断面積が最小となる領域を形成する。
【００３０】
ニードルバルブ５００の流路断面積を最小としているのは、ニードルバルブ５００の配管抵抗をチューブポンプ１００から流出端７０２へ液体を導く流路において最も高くするためである。そのため、ニードルバルブ５００の上流側の配管２００の液体の静圧が高い状態に維持される。本実施形態においては、配管２００の内部を流通する液体の圧力が大気圧よりも高い第１所定圧力Ｐｒ１となるようにニードルバルブ５００の開度が調整される。
ここで、第１所定圧力Ｐｒ１は、２０ｋＰａＧ以上かつ２５０ｋＰａＧ以下の範囲のいずれかの値に設定するのが望ましい。特に、９０ｋＰａＧ以上かつ１１０ｋＰａＧ以下の範囲のいずれかの値に設定するのが望ましい。ここで、Ｇはゲージ圧を意味している。
【００３１】
内部の液体の静圧が高い状態に維持される配管２００を可撓性の樹脂材料によって形成しているのは、液体の脈動によって配管２００内の静圧がさらに上昇した場合に弾性変形することにより、液体の脈動が下流側に伝達されることを抑制するためである。
このように、チューブポンプ１００から流出端７０２へ液体を導く流路において最も配管抵抗の高いニードルバルブ５００の上流側に可撓性の樹脂材料によって形成される配管２００を配置することにより、チューブポンプ１００から圧送される液体の脈動を抑制することができる。
【００３２】
制御部６００は、チューブポンプ１００が備える可撓性のチューブ１０１の一端から流入した液体をチューブ１０１の他端から吐出させるよう後述する第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれを制御する装置である。
制御部６００は、圧力センサ３００から伝達される圧力が第１所定圧力Ｐｒ１と一致するように第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれを制御する。また、制御部６００は、流量計４００が計測する流量が予め定めた目標流量となるように第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれを制御する。制御部６００による第１駆動部５０および第２駆動部６０の詳細な制御方法については、後述する。
【００３３】
次に、チューブポンプシステム７００が備えるチューブポンプ１００について説明する。
図２に示す本実施形態のチューブポンプ１００は、軸線Ｘ１（第１軸線）回りに第１ローラ部１０（第１接触部材）と第２ローラ部２０（第２接触部材）とを同方向に回転させることにより、流入側端部１０１ａから流入するチューブ１０１内の流体を流出側端部１０１ｂへ吐出させる装置である。流出側端部１０１ｂには、配管２００が接続されている。
なお、図２は、図３に示すカバー８３を取り外した状態のチューブポンプ１００を示すものである。
【００３４】
図２の正面図に示すように、チューブポンプ１００には、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を収容するローラ収容部８２の凹所８２ａの内周面８２ｂに沿って、軸線Ｘ１回りに円弧状にチューブ１０１が配置される。図２に示すように、ローラ収容部８２に収容される第１ローラ部１０および第２ローラ部２０は、チューブ１０１に接触しながら反時計回りの回転方向（図２中に矢印で示す方向）に沿って軸線Ｘ１回りに回転する。
【００３５】
図２の正面図において、接触位置Ｐｏ１は、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０がチューブ１０１から離間した状態からチューブ１０１へ接触した状態へ切り替わる軸線Ｘ１回りの位置を示す。また、離間位置Ｐｏ２は、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０がチューブ１０１に接触した状態からチューブ１０１から離間した状態へ切り替わる軸線Ｘ１回りの位置を示す。図２に示す破線は、接触位置Ｐｏ１および離間位置Ｐｏ２に配置された第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を示している。
第１ローラ部１０および第２ローラ部２０は、接触位置Ｐｏ１から離間位置Ｐｏ２に至るまでチューブ１０１を内周面８２ｂとの間で押し潰した状態で、それぞれ独立して軸線Ｘ１回りを回転する。
【００３６】
図３の縦断面図および図４の分解斜視図に示すように、本実施形態のチューブポンプ１００は、チューブ１０１に接触しながら軸線Ｘ１回りに回転する第１ローラ部１０および第２ローラ部２０と、軸線Ｘ１上に配置されるとともに第１ローラ部１０に連結される駆動軸３０（軸部材）と、第２ローラ部２０に連結される駆動筒（筒部材）４０と、駆動軸３０に駆動力を伝達する第１駆動部５０と、第２駆動部６０と、第２駆動部６０の駆動力を駆動筒４０に伝達する伝達機構７０（伝達部）と、を備える。
【００３７】
第１ローラ部１０は、チューブ１０１と接触しながら軸線Ｘ１と平行な軸線回りに回転する第１ローラ１１と、軸線Ｘ１回りに一体に回転するように駆動軸３０に連結された第１ローラ支持部材１２と、両端部が第１ローラ支持部材１２に支持されるとともに第１ローラ１１を回転可能に取り付ける第１ローラシャフト１３とを有する。
【００３８】
第２ローラ部２０は、チューブ１０１と接触しながら軸線Ｘ１と平行な軸線回りに回転する第２ローラ２１と、軸線Ｘ１回りに一体に回転するように駆動筒４０に連結された第２ローラ支持部材２２と、両端部が第２ローラ支持部材２２に支持されるとともに第２ローラ２１を回転可能に取り付ける第２ローラシャフト２３とを有する。
【００３９】
図３に示すように、第１駆動部５０および第２駆動部６０は、ケーシング（収容部材）８０の内部に収容されている。ケーシング８０の内部には、伝達機構７０を収容するためのギヤ収容部８１と、第１駆動部５０および第２駆動部６０を支持する支持部材９０が取り付けられている。また、ケーシング８０の上部には、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０とを収容するためのローラ収容部８２が取り付けられている。
【００４０】
ローラ収容部８２は、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を収容する凹所８２ａを有する。凹所８２ａには、軸線Ｘ１回りに円弧状に形成される内周面８２ｂが設けられている。
図３に示すように、チューブ１０１は、内周面８２ｂに沿って軸線Ｘ１回りに円弧状に配置されている。
【００４１】
支持部材９０には、軸線Ｘ１に沿って延びる第１貫通穴９１と軸線Ｘ２に沿って延びる第２貫通穴９２が形成されている。第１駆動部５０は、支持部材９０に形成された第１貫通穴９１に第１駆動軸５１を挿入した状態で支持部材９０に締結ボルト（図示略）により取り付けられている。同様に、第２駆動部６０は、支持部材９０に形成された第２貫通穴９２に第２駆動軸６１を挿入した状態で支持部材９０に締結ボルト（図示略）により取り付けられている。このように、第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれは、一体に形成された部材である支持部材９０に取り付けられている。
【００４２】
ここで、第１駆動部５０が第１ローラ部１０に駆動力を伝達する構造について、図５を参照して説明する。図５において、実線で示す部分が、第１駆動部５０の駆動力を第１ローラ部１０に伝達する構造を構成する部分である。
図５に示すように、第１駆動部５０は、軸線Ｘ１上に配置されて駆動軸３０に連結される第１駆動軸５１を有する。第１駆動軸５１は、軸線Ｘ１に直交する方向に延びるピン５１ａを挿入した状態で駆動軸３０の下端に取り付けられている。ピン５１ａにより駆動軸３０が第１駆動軸５１に対して軸線Ｘ１回りに相対的に回転しないように固定されている。そのため、第１駆動部５０が第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させると、第１駆動軸５１の駆動力が駆動軸３０に伝達され、駆動軸３０が軸線Ｘ１回りに回転する。
【００４３】
第１駆動部５０は、第１駆動軸５１と、第１電動モータ５２と、第１電動モータ５２が回転させる回転軸（図示略）の回転を減速して第１駆動軸５１に伝達する第１減速機５３とを有する。第１駆動部５０は、第１電動モータ５２の駆動力を第１駆動軸５１に伝達することにより、第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させる。
【００４４】
第１駆動軸５１には、第１駆動軸５１とともに軸線Ｘ１回りに回転する位置検出用部材５１ｂが取り付けられている。位置検出用部材５１ｂは、円環状に形成される外周縁部に軸線Ｘ１回りの周方向に第１ローラ部１０の軸線Ｘ１回りの回転位置を検出するためのスリット（図示略）が形成されている。
【００４５】
図５に示すように、位置検出用部材５１ｂの外周縁部の上面と下面を挟み込むように位置検出センサ５４が配置されている。位置検出センサ５４は、上面側および下面側の一方に発光素子を配置し、上面側および下面側の他方に受光素子を配置したセンサである。位置検出センサ５４は、位置検出用部材５１ｂの軸線Ｘ１回りの回転に伴ってスリットにより発光素子が発光する光が通過することを受光素子で検知することにより、第１ローラ部１０が軸線Ｘ１回りのどの位置に配置されているかを示す回転位置を検出し、制御部６００へ送信するものである。
【００４６】
駆動軸３０は、その下端が第１駆動軸５１に連結され、その上端がカバー８３に形成された挿入穴に挿入される。カバー８３の挿入穴には、第１駆動軸５１の先端を軸線Ｘ１回りに回転可能に支持する第３軸受部材３３が挿入されている。
また、駆動軸３０は、外周面に沿って挿入された円筒状の第１軸受部材３１と、第１軸受部材３１とは独立に形成された円筒状の第２軸受部材３２とにより、駆動筒４０の内周側に軸線Ｘ１回りに回転可能に支持されている。
【００４７】
このように、駆動軸３０は、下端側の外周面が第１軸受部材３１により支持され、中央部の外周面が第２軸受部材３２により支持され、先端側の外周面が第３軸受部材３３により支持されている。そのため、駆動軸３０は、中心軸を軸線Ｘ１上に保持した状態で軸線Ｘ１回りに円滑に回転する。
ここで、図４に示すように第１軸受部材３１と第２軸受部材３２とが軸線Ｘ１方向に離れた状態で配置されているのは、駆動筒４０の内周面に軸線Ｘ１回りに延びる無端状の環状突起部４０ａが形成されているからである。
【００４８】
駆動軸３０の先端側には、第１ローラ部１０の第１ローラ支持部材１２が軸線Ｘ１回りに一体に回転するように連結されている。
以上のように、第１駆動部５０が第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させる駆動力は、第１駆動軸５１から駆動軸３０を介して第１ローラ部１０に伝達される。
【００４９】
図５に示すように、駆動軸３０の下端は円環状に形成されるスラスト軸受３５の上面に支持されており、スラスト軸受３５の下面は支持部材９０により支持されている。そのため、駆動軸３０に軸線Ｘ１に沿って下方に向けたスラスト力が加わった場合には、そのスラスト力は第１減速機５３および第１電動モータ５２に伝達されることなく、スラスト軸受３５により支持される。
そのため、駆動軸３０に軸線Ｘ１に沿って下方に向けたスラスト力が加わった場合に、そのスラスト力によって第１減速機５３および第１電動モータ５２に衝撃が加わることが抑制される。
【００５０】
次に、第２駆動部６０が第１ローラ部１０に駆動力を伝達する構造について、図６を参照して説明する。図６において、実線で示す部分が、第２駆動部６０の駆動力を第２ローラ部２０に伝達する構造を構成する部分である。図６に示す構造は、第２ローラ部２０と、駆動筒４０と、第２駆動部６０と、伝達機構７０とを有する。
図６に示す伝達機構７０は、軸線Ｘ１と平行な軸線Ｘ２（第２軸線）回りに回転する第１ギヤ部７１と、第１ギヤ部７１から第２駆動軸６１の駆動力が伝達される第２ギヤ部７２とを有する。伝達機構７０は、第２駆動軸６１の軸線Ｘ２回りの駆動力を駆動筒４０の外周面に伝達して駆動筒４０を軸線Ｘ１回りに回転させる。
【００５１】
図６に示すように、第２駆動部６０は、軸線Ｘ２上に配置される第２駆動軸６１と、第２電動モータ６２と、第２電動モータ６２が回転させる回転軸（図示略）の回転を減速して第２駆動軸６１に伝達する第２減速機６３とを有する。第２駆動部６０は、第２電動モータ６２の駆動力を第２駆動軸６１に伝達することにより、第２駆動軸６１を軸線Ｘ２回りに回転させる。
【００５２】
第２駆動軸６１は、軸線Ｘ２回りに円筒状に形成される第１ギヤ部７１の中心部に形成された挿入穴に挿入されている。第１ギヤ部７１は、第２駆動軸６１が挿入された状態で固定ネジ７１ａを締結して固定ネジ７１ａの先端を第２駆動軸６１に突き当てることにより、第２駆動軸６１に固定される。このようにして、第１ギヤ部７１は、第２駆動軸６１に連結されて第２駆動軸６１とともに軸線Ｘ２回りに回転する。
【００５３】
第１ギヤ部７１の軸線Ｘ２回りに形成された第１ギヤ７１ｂは、第２ギヤ部７２の軸線Ｘ１回りに形成された第２ギヤ７２ｂと係合している。そのため、第１ギヤ部７１の軸線Ｘ２回りの回転による駆動力は、第２ギヤ部７２を軸線Ｘ１回りに回転させる駆動力として伝達される。
【００５４】
第１ギヤ部７１には、第２駆動軸６１とともに軸線Ｘ１回りに回転する位置検出用部材７１ｃが形成されている。位置検出用部材７１ｃは、円環状に形成される外周縁部に軸線Ｘ２回りの周方向に第２ローラ部２０の軸線Ｘ１回りの回転位置を検出するためのスリット（図示略）が形成されている。
【００５５】
図６に示すように、位置検出用部材７１ｃの外周縁部の上面と下面を挟み込むように位置検出センサ６４が配置されている。位置検出センサ６４は、上面側および下面側の一方に発光素子を配置し、上面側および下面側の他方に受光素子を配置したセンサである。位置検出センサ６４は、位置検出用部材７１ｃの軸線Ｘ２回りの回転に伴ってスリットにより発光素子が発光する光が通過することを受光素子で検知することにより、第２ローラ部２０が軸線Ｘ１回りのどの位置に配置されているかを示す回転位置を検出し、制御部６００へ送信するものである。
【００５６】
駆動筒４０は、軸線Ｘ１回りに円筒状に形成される第２ギヤ部７２の中心部に形成された挿入穴に挿入されている。挿入穴は、駆動筒４０の外周面に連結される内周面を有する穴である。
第２ギヤ部７２は、駆動筒４０が挿入された状態で固定ネジ７２ａを締結して固定ネジ７２ａの先端を駆動筒４０に突き当てることにより、駆動筒４０に固定される。このようにして、第２ギヤ部７２は、駆動筒４０に連結されて駆動筒４０とともに軸線Ｘ１回りに回転する。
【００５７】
図６に示すように、駆動筒４０は、駆動軸３０の外周側に第１軸受部材３１および第２軸受部材３２を挟んだ状態で配置されている。そのため、駆動筒４０は、駆動軸３０と独立して軸線Ｘ１回りに回転可能となっている。駆動軸３０は第１駆動部５０による駆動力により軸線Ｘ１回りに回転し、駆動筒４０は駆動軸３０とは独立した状態で、第２駆動部６０による駆動力により軸線Ｘ１回りに回転する。
【００５８】
駆動筒４０の先端側には、第２ローラ部２０の第２ローラ支持部材２２が軸線Ｘ１回りに一体に回転するように連結されている。
以上のように、第２駆動部６０が第２駆動軸６１を軸線Ｘ２回りに回転させる駆動力は、伝達機構７０によって駆動筒４０の外周面に伝達され、駆動筒４０から第２ローラ部２０に伝達される。
【００５９】
次に、本実施形態のチューブポンプシステム７００により実行される液体の吐出について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のチューブポンプシステム７００は、チューブポンプ１００から配管２００へ吐出される液体の圧力を圧力センサ３００で検出し、制御部６００へ伝達する。また、チューブポンプシステム７００は、配管２００を流通する液体の流量を流量計で計測し、制御部６００へ伝達する。制御部６００は、配管２００を流通する液体の流量が目標流量と一致するように、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の軸線Ｘ１回りの角速度を制御する。また、チューブポンプシステム７００の作業者は、圧力センサ３００が検出する圧力が第１所定圧力Ｐｒ１と一致するように、ニードルバルブ５００の開度を調整する。
【００６０】
図１に示すチューブポンプシステム７００は、チューブポンプ１００の第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するための制御信号を制御部６００からチューブポンプ１００へ送信する。
なお、チューブポンプ１００を、制御部６００が内部に組み込まれた装置として構成するようにしてもよい。この場合、チューブポンプ１００の内部に組み込まれた制御部６００が第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するための制御信号を生成し、第１駆動部５０および第２駆動部６０へ伝達する。
【００６１】
図７から図１８に示す例は、チューブ１０１の流入側端部１０１ａから脈動が発生していない液体（流量の変動が発生していない液体）が流入し、それを脈動が発生しない状態で流出側端部１０１ｂから吐出するようにした例である。
図７−図１０はチューブポンプ１００を示す平面図であり、第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２に近づく様子を時系列で示している。図１１−図１４は、それぞれ図７−図１０に示すチューブポンプ１００の第２ローラ２１の近傍の部分拡大図である。図１５−図１８は、それぞれ図１１−図１４に示すチューブ１０１の縦断面図である。
【００６２】
図７は、チューブ１０１が閉じた状態のチューブポンプ１００を示す平面図である。チューブ１０１が閉じた状態とは、図１１および図１５に示すように第２ローラ部２０の第２ローラ２１がチューブ１０１を押し潰した状態をいう。この時点において、図１５に示すチューブ１０１の流路断面積は０となる。
【００６３】
図８は、チューブ１０１が開き始める状態のチューブポンプ１００を示す平面図である。チューブ１０１が開き始める状態とは、図１２および図１６に示すように第２ローラ部２０の第２ローラ２１がチューブ１０１を押し潰した状態の解除が開始される状態をいう。この時点において、図１６に示すチューブ１０１の流路断面積は０よりも大きな値となる。
【００６４】
図９は、チューブ１０１が開いた状態のチューブポンプ１００を示す平面図である。チューブ１０１が開いた状態とは、図１３および図１７に示すように第２ローラ部２０の第２ローラ２１がチューブ１０１を押し潰した状態が解除された状態をいう。この時点において、図１７に示すチューブ１０１の流路断面積は第２ローラ２１が接触しない状態と同じ流路断面積となる。
【００６５】
図１０は、第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２に到達した状態のチューブポンプ１００を示す平面図である。第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２に到達した状態とは、図１４および図１８に示すように、第２ローラ部２０によるチューブ１０１の変形が解除された状態をいう。この時点において、図１８に示すチューブ１０１の流路断面積は図１７に示すチューブ１０１の流路断面積と同じである。これは、第２ローラ部２０が図９に示す位置に到達した後は、チューブ１０１の変形が徐々に解除されるもののチューブ１０１の流路断面積が変化しないことを意味している。
【００６６】
図１９は、第１ローラ部１０の回転角度Ｒａ（°）に対する第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の角速度（ｒａｄ／ｓ）を示すグラフである。ここで、第１ローラ部１０の回転角度Ｒａとは、図７に示す各位置を０°，９０°，１８０°，２７０°とした軸線Ｘ１回りの角度をいう。
図１に示す制御部６００は、第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２を通過する際に、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０が図１９に示す角速度で回転するように、第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するための制御信号をチューブポンプ１００へ送信する。
【００６７】
次に、図１９を参照して、第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２を通過する際の制御部６００によるチューブポンプ１００の制御方法について説明する。なお、以下では第１ローラ部１０の制御方法を説明するが、第２ローラ部２０の制御方法も同様であるので、以下での重複する説明を省略する。
【００６８】
図７に示すように、離間位置Ｐｏ２は、軸線Ｘ１回りの回転角度Ｒａが２７０°より大きく３６０°（０°）より小さい範囲に存在している。以下では、回転角度が０°から３６０°に至るまでにチューブポンプ１００が実行する動作を説明する。
【００６９】
回転角度Ｒａ１は、図７に示すように、第２ローラ部２０との接触によりチューブ１０１が閉じた状態に対応する。また、回転角度Ｒａ２は、図８に示すように、第２ローラ部２０と接触したチューブ１０１が開き始める状態に対応する。また、回転角度Ｒａ３は、図９に示すように、チューブ１０１が開いた状態に対応する。また、回転角度Ｒａ４は、図１０に示すように、第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２に到達した状態に対応する。
【００７０】
回転角度Ｒａ５は、第１ローラ部１０との接触によりチューブ１０１が閉じた状態に対応する。また、回転角度Ｒａ６は、第１ローラ部１０と接触したチューブ１０１が開き始める状態に対応する。また、回転角度Ｒａ７は、チューブ１０１が開いた状態に対応する。また、回転角度Ｒａ８は、第１ローラ部１０が離間位置Ｐｏ２に到達した状態に対応する。
【００７１】
制御部６００は、回転角度０°から回転角度Ｒａ１に至るまで第１ローラ部１０を角速度Ｖ１に維持したままとし、回転角度Ｒａ１において第１ローラ部１０を角速度Ｖ１から角速度Ｖ４に増加させる。ここで、角速度Ｖ４は、チューブポンプ１００の各部の特性に応じて、流量計４００が計測する流量に変動（脈動）が生じないように、角速度Ｖ１より大きい任意の角速度とすることができる。例えば、制御部６００は、角速度Ｖ４を、圧力センサ３００が検出する第１所定圧力Ｐｒ１に比例するように設定する。これにより、チューブ１０１の内部で閉塞された液体の圧力を、配管２００の液体の第１所定圧力Ｐｒ１と一致させることができる。
【００７２】
また、例えば、制御部６００は、角速度Ｖ４を第１所定圧力Ｐｒ１に比例させずに一定とし、回転角度Ｒａ１から回転角度Ｒａ３までの回転角度の範囲を第１所定圧力Ｐｒ１に比例するように設定してもよい。この場合、回転角度Ｒａ１を変動させずに回転角度Ｒａ３を増加させてもよいし、回転角度Ｒａ３を変動させずに回転角度Ｒａ１を減少させてもよい。さらに、回転角度Ｒａ１を減少させかつ回転角度Ｒａ３を増加させてもよい。これにより、チューブ１０１の内部で閉塞された液体の圧力を、配管２００の液体の第１所定圧力Ｐｒ１と一致させることができる。
【００７３】
制御部６００が回転角度Ｒａ１から第１ローラ部１０の角速度を増加させているのは、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０との軸線Ｘ１回りの角度差を減少させるためである。
図７および図８に示すように、回転角度Ｒａ１，Ｒａ２においては、チューブ１０１の一部が第１ローラ部１０および第２ローラ部２０との接触により押し潰されて閉塞された状態となっている。そのため、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０との軸線Ｘ１回りの角度差が減少すると、閉塞されたチューブ１０１の内部の体積が減少し、内部に存在する液体の圧力が上昇する。
【００７４】
制御部６００は、チューブ１０１が開き始める状態となる回転角度Ｒａ２においてチューブ１０１内の液体の圧力が、配管２００の液体の圧力である第１所定圧力Ｐｒ１との圧力差が所定圧力差となる第２所定圧力Ｐｒ２に上昇するように第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御する。
ここで、所定圧力差としては、第１所定圧力Ｐｒ１の０．２倍以内とするのが望ましい。すなわち、第２所定圧力Ｐｒ２が以下の条件式（１）を満たすようにするのが望ましい。
０．８Ｐｒ１≦Ｐｒ２≦１．２Ｐｒ１          （１）
【００７５】
制御部６００は、条件式（１）を満たす第２所定圧力Ｐｒ２となるようにチューブ１０１内の液体の圧力を上昇させる。これにより、チューブ１０１が開き始める状態において、チューブ１０１が開き始める位置の上流側と下流側の液体の圧力差が小さくなる。そのため、チューブ１０１が開き始める位置の上流側と下流側との間で液体の流出入が起こり、それにより脈動が生じるという不具合を抑制することができる。
【００７６】
制御部６００は、第１ローラ部１０の角速度を、チューブ１０１が開き始める状態となる回転角度Ｒａ２を通過した後も、回転角度Ｒａ３に至るまでは角速度Ｖ４を維持する。これは、回転角度Ｒａ２を通過してもチューブ１０１が開いた状態である回転角度Ｒａ３に至るまでは、チューブ１０１の流路断面積が増加するからである。制御部６００は、チューブ１０１の流路断面積が増加する際に、チューブ１０１が開く位置の上流側と下流側との間で液体の流出入が生じないように、第２ローラ部２０の角速度よりも第１ローラ部１０の角速度を高い速度に維持する。
【００７７】
制御部６００は、チューブ１０１が開いた状態となる回転角度Ｒａ３を通過した後に、第１ローラ部１０を角速度Ｖ４から角速度Ｖ２まで減速する。図１９に示すように、角速度Ｖ２は、角速度Ｖ１よりも高い速度である。
【００７８】
図１９に示す例では、第１ローラ部１０の角速度を角速度Ｖ４から角速度Ｖ２まで一定の勾配で漸次減少させるようにしたが、他の態様であってもよい。例えば、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を軸線Ｘ１回りに一定速度で回転させたときに流量計４００が計測する流量の時系列変化の波形を予め測定し、流量の時系列変化の波形の逆波形となるように角速度Ｖ４から角速度Ｖ２まで角速度を減少させるようにしてもよい。このようにすることで、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を軸線Ｘ１回りに一定速度で回転させたときの流量の時系列変化を相殺するように、第１ローラ部１０を角速度Ｖ４から角速度Ｖ２まで減速させることができる。
【００７９】
制御部６００は、回転角度Ｒａ４に到達した後は、回転角度Ｒａ５に至るまで、第１ローラ部１０を角速度Ｖ２から角速度Ｖ１まで漸次減少させる。すなわち、制御部６００は、第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２を通過した後に第１ローラ部１０の離間位置Ｐｏ２へ向けた角速度を漸次減少させるよう第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれを制御する。
ここで、角速度Ｖ２は、チューブポンプ１００の各部の特性に応じて、流量計４００が計測する流量に変動（脈動）が生じないように、角速度Ｖ１より大きい任意の角速度とすることができる。例えば、制御部６００は、角速度Ｖ２を、圧力センサ３００が検出する第１所定圧力Ｐｒ１に比例するように設定する。これにより、チューブ１０１内の液体の圧力を、配管２００の液体の第１所定圧力Ｐｒ１と一致させることができる。
【００８０】
制御部６００は、第１ローラ部１０が回転角度Ｒａ５を通過した後に、第１ローラ部１０が回転角度Ｒａ６に至るまで第１ローラ部１０を角速度Ｖ１から一定の加速度で角速度Ｖ３まで増加させる。ここで、回転角度Ｒａ６は、第１ローラ部１０がチューブ１０１を押し潰した状態を解除してチューブ１０１が開き始める状態に対応する。したがって、制御部６００は、第１ローラ部１０がチューブ１０１を押し潰した状態を解除する際に、第１ローラ部１０の角速度を一時的に増加させる。このようにすることで、第１ローラ部１０がチューブ１０１を押し潰した状態を解除する際に、第１ローラ部１０が離間位置Ｐｏ２の下流側へ向けて液体を吐出する吐出力を一時的に高めることができる。
【００８１】
このようにしているのは、チューブ１０１が、図１５に示す流路断面積が０の状態から図１６に示す流路断面積が０より大きい状態に変化する際に、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０により閉塞されたチューブ１０１の内部の体積が漸次増大するからである。チューブ１０１の内部の体積の増大に伴ってチューブポンプ１００から吐出される液体の流量が減少する。前述したように、第１ローラ部１０の吐出力を一時的に高めることにより、チューブポンプ１００から吐出される液体の流量が減少して液体の脈動が発生することを抑制することができる。
【００８２】
ここで、角速度Ｖ３は、チューブポンプ１００の各部の特性に応じて、流量計４００が計測する流量に変動（脈動）が生じないように、角速度Ｖ１より大きい任意の角速度とすることができる。例えば、制御部６００は、角速度Ｖ３を、圧力センサ３００が検出する第１所定圧力Ｐｒ１に比例するように設定する。これにより、チューブ１０１内の液体の圧力を、配管２００の液体の第１所定圧力Ｐｒ１と一致させることができる。
【００８３】
第１ローラ部１０の吐出力を一時的に高めることは、配管２００の内部を流通する液体の圧力である第１所定圧力Ｐｒ１が比較的低い場合（例えば、９０ｋＰａ以下）に特に有効である。第１所定圧力Ｐｒ１が比較的低い場合、チューブポンプ１００から吐出される液体の流量の減少による圧力変動が第１所定圧力Ｐｒ１に対して相対的に大きくなるからである。
【００８４】
次に、本実施形態のチューブポンプシステム７００により制御される液体の流量について、比較例と対比しながら説明する。
図２０は、第１ローラ部１０の回転角度Ｒａ（°）に対する第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の角速度（ｒａｄ／ｓ）の比較例を示すグラフである。比較例において、制御部６００は、チューブ１０１が開いた状態となる回転角度Ｒａ３を通過した後に、第１ローラ部１０を角速度Ｖ４から角速度Ｖ１まで減速している。また、比較例において、制御部６００は、第１ローラ部１０が回転角度Ｒａ３に至るまで角速度Ｖ１を維持している。
【００８５】
図２１は、本実施形態のチューブポンプシステム７００の流量計４００が計測する液体の流量を示すグラフである。図２２は、比較例のチューブポンプシステムの流量計４００が計測する液体の流量を示すグラフである。
【００８６】
図２２に示すように、比較例のチューブポンプシステムでは、流量計４００が計測する液体の流量について、約３秒間隔で振幅が２ｍｌ／ｍｉｎ程度の周期的な脈動が生じている。流量が減少している期間においては、第１ローラ部１０が回転角度Ｒａ３を通過してチューブ１０１が開いた状態となり、チューブ１０１の内部体積の増大に伴ってチューブポンプ１００から吐出される液体の流量が減少していると推察される。また、流量が増加している期間においては、第１ローラ部１０が離間位置Ｐｏ２に近づくにつれて第１ローラ部１０がチューブ１０１を押し潰す位置と離間位置Ｐｏ２までの距離が短くなり、第１ローラ部１０の下流側の液体の圧力が増加していると推察される。このように、比較例においては、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０が離間位置Ｐｏ２を通過した後に流量計４００が計測する液体の流量の変動が生じており、周期的な流量の変動（脈動）が発生している。
【００８７】
一方、図２１に示すように、本実施形態のチューブポンプシステム７００では、流量計４００が計測する液体の流量について、周期的な脈動が発生していない。これは、第１ローラ部１０が回転角度Ｒａ３を通過してチューブ１０１が開いた状態となっても、第１ローラ部１０の角速度を角速度Ｖ１よりも高い角速度Ｖ２までしか減速させず、チューブ１０１の内部体積の増大に伴うチューブポンプ１００からの液体の吐出量の減少を抑制しているためと推察される。また、第１ローラ部１０が離間位置Ｐｏ２に近づくにつれて第１ローラ部１０の角速度を漸次減少させることで、第１ローラ部１０の下流側の液体の圧力の増加を抑制しているためと推察される。
【００８８】
以上で説明した本実施形態のチューブポンプシステム７００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のチューブポンプシステム７００によれば、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の一方が離間位置Ｐｏ２を通過した後に第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の他方の離間位置Ｐｏ２へ向けた角速度を漸次減少させるため、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の他方が離間位置Ｐｏ２に近づくことによる上流側の液体の圧力上昇と第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の他方の角速度の減少による液体の圧力減少とを相殺することができる。そのため、チューブ１０１の流出側端部１０１ｂから吐出する液体の流量の変動を抑制または消滅させ、液体の脈動を抑制または消滅させることができる。
【００８９】
また、本実施形態のチューブポンプシステム７００によれば、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の一方が離間位置Ｐｏ２を通過する際に、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０との接触により閉塞されたチューブ１０１内の液体の圧力が第１所定圧力Ｐｒ１と所定圧力差の第２所定圧力Ｐｒ２に上昇する。そのため、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の一方が離間位置Ｐｏ２を通過して第１ローラ部１０および第２ローラ部２０により押し潰されたチューブ１０１が原形に戻る際に、離間位置Ｐｏ２の下流側の液体の圧力と離間位置Ｐｏ２の上流側の液体の圧力との圧力差が小さくなって所定圧力差となる。これにより、この圧力差が所定圧力差よりも大きい場合に比べ、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の一方が離間位置Ｐｏ２を通過する際に、離間位置Ｐｏ２で液体の流量が変動して液体の脈動が生じることが抑制される。
【００９０】
また、本実施形態のチューブポンプシステム７００は、配管２００の内部を流通する液体の流量を計測する流量計４００を備え、制御部６００は、流量計４００が計測する液体の流量が目標流量となるように第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれを制御する。
このようにすることで、液体の脈動が発生することを抑制しつつ、流量計４００が計測する液体の流量が目標流量となるように第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれを制御することができる。
【００９１】
本実施形態のチューブポンプシステム７００においては、第１所定圧力Ｐｒ１を、２０ｋＰａＧ以上かつ２５０ｋＰａＧ以下とするようにニードルバルブ５００の開度を調整するのが望ましい。
このようにすることで、配管２００を流通する液体の第１所定圧力Ｐｒ１が大気圧よりも十分に高くなり、液体の脈動が配管２００から更に下流側へ伝達されることが抑制される。
【００９２】
〔他の実施形態〕
以上の説明において、チューブポンプシステム７００は、チューブポンプ１００から流出端７０２へ液体を導く流路において流路断面積を最小とするニードルバルブ５００を設けるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、チューブポンプ１００から流出端７０２へ液体を導く流路において流路断面積を最小とするオリフィス等をニードルバルブ５００の代わりに設けても良い。
【００９３】
また、以上の説明において、チューブポンプシステム７００は、流量計４００が計測する液体の流量が目標流量となるように制御部６００がチューブポンプ１００を制御するものであったが、他の態様であってもよい。例えば、流量計４００が計測する流量をチューブポンプ１００により制御しない態様や、流量計４００を設けない態様としても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１０    第１ローラ部
２０    第２ローラ部
３０    駆動軸（軸部材）
４０    駆動筒（筒部材）
５０    第１駆動部
６０    第２駆動部
７０    伝達機構（伝達部）
８０    ケーシング（収容部材）
８１    ギヤ収容部
８２    ローラ収容部
８２ａ  凹所
８２ｂ  内周面
８３    カバー
９０    支持部材
１００  チューブポンプ
１０１  チューブ
１０１ａ  流入側端部
１０１ｂ  流出側端部
２００  配管
３００  圧力センサ
４００  流量計
５００  ニードルバルブ
６００  制御部
７００  チューブポンプシステム
７０１  流入端
７０２  流出端
Ｐｏ１  接触位置
Ｐｏ２  離間位置
Ｘ１    軸線（第１軸線）
Ｘ２    軸線（第２軸線）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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