(57)【要約】      （修正有）【課題】構造簡単でコンパクト化でき、低コストで製作できるチューブポンプを提供する。【解決手段】弾性体からなるチューブ１を「ねじり」「ほどき」駆動（変形）するアクチュエータとして、その両端に加熱通電用の電極７，７、８，８を備え、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した形状記憶合金性のコイルバネ６，６を用いた。そして、このコイルばね６，６を、その長さ寸法変化がチューブ１に「ねじり」「ほどき」変形を生じさせるよう、チューブ１に螺旋状に巻回した。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入用弁手段と送出用弁手段とを接続した弾性体からなるチューブを、アクチュエータにより「ねじり」「ほどき」変形することでチューブの内容積を変化させ、当該チューブに吸入用弁手段を通じて流体を吸入ならびに送出用弁手段を通じて流体を送出させるようにしたチューブポンプであって、前記アクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねであってその長さ寸法変化がチューブに「ねじり」「ほどき」変形を生じさせるよう当該チューブの長手方向に離隔した両端部間の外周に螺旋状に巻回した紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極でもって構成したことを特徴とするチューブポンプ。
【請求項２】
前記紐状ばねは、その一端をチューブの一端側にその他端をチューブの他端側に連結されてチューブの長さ方向の略全域に連続的に螺旋状に巻回されていることを特徴とする請求項１記載のチューブポンプ。
【請求項３】
前記チューブは、その一端側が軸受手段を介して支持枠に回転可能に支持され他端側が回転固定手段を介して支持枠に回転不能に支持されており、前記軸受手段は、チューブの一端側に同心的に結合した軸と、この軸を回転自在に支持する支持枠に配置された支承部でもって構成されていることを特徴とする請求項２記載のチューブポンプ。
【請求項４】
前記支持枠が、チューブを同心的に収容する筒状に構成されていることを特徴とする請求項３記載のチューブポンプ。
【請求項５】
前記軸受手段における軸が、これを回転自在に支持する支承部材を貫通し且つこの貫通部にチューブ内に通じる流体通路を具備しており、チューブの他端側を回転不能に支持する回転固定手段が、チューブ内に通じる流体通路を具備しており、吸入用弁手段および送出用弁手段が、これら各流体通路にそれぞれ介装されていることを特徴とする請求項３または４記載のチューブポンプ。
【請求項６】
前記チューブは、その長さ方向中間点外側に紐状ばねの途中を止着する止着部が配置されており、紐状ばねは、その一端をチューブの一端側に連結され、そこから前記止着部まで連続的に螺旋状に巻回され、止着部に止着された後、チューブの他端側に向かって逆方向に連続的に螺旋状に巻回されてチューブの他端側に連結されており、チューブは、その一端側および他端側が、それぞれチューブ内に連通する流体通路を有する硬質部材を介して支持枠に取り付けられており、吸入用弁手段および流出用弁手段がこれら流体通路側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載のチューブポンプ。
【請求項７】
前記支持枠が、チューブを同心的に収容する筒状に構成されていることを特徴とする７記載のチューブポンプ。
【請求項８】
吸入用弁手段と送出用弁手段とを接続した弾性体からなるチューブを、アクチュエータにより「ねじり」「ほどき」変形することでチューブの内容積を変化させ、当該チューブに吸入用弁手段を通じて流体を吸入ならびに送出用弁手段を通じて流体を送出させるようにしたチューブポンプであって、チューブは、その一端側が軸受手段を介して支持枠に回転可能に支持され他端側が回転固定手段を介して支持枠に回転不能に支持されており、前記軸受手段は、チューブの一端側に同心的に取り付けた軸と、この軸を回転自在に支持する支持枠に配置された支承部でもって構成すると共に、前記アクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねであってその長さ寸法変化が前記チューブに「ねじり」「ほどき」変形を生じさせるよう、一端を前記軸または当該軸近傍のチューブ部分に止着し、他端を支持枠に止着して、軸または当該軸近傍のチューブ一端部に螺旋状に巻回した紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極でもって構成したことを特徴とするチューブポンプ。
【請求項９】
前記支持枠が、チューブを同心的に収容する筒状に構成されていることを特徴とする請求項８記載のチューブポンプ。
【請求項１０】
前記軸受手段における軸が、これを回転自在に支持する支承部材を貫通し且つこの貫通部にチューブ内に通じる流体通路を具備しており、チューブの他端側を回転不能に支持する回転固定手段が、チューブ内に通じる流体通路を具備しており、吸入用弁手段および送出用弁手段が、これら各流体通路にそれぞれ介装されていることを特徴とする請求項８または９記載のチューブポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性体からなるチューブの「ねじり」「ほどき」変形に伴うチューブ内容積の変化を利用して流体を送出するチューブポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のチューブポンプは、チューブをローラ等で外部から押し潰すことによる内容積変化を利用するタイプのチューブポンプ（特開平８−４９６５７号公報、特開平６−３１７２５６号公報）、あるいは、シリンジポンプ（特開平１０−１８４５３４号公報）に比較して、構造が簡単で低コスト、長寿命という利点を持つものとして、特開２００１−８２３４３号公報（特許文献１）にその一例が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１８４５３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平２００１−８２３４３号公報（特許文献１）に開示されたチューブポンプは、チューブを「ねじり」「ほどき」駆動するアクチュエータとして、チューブの一端部に配置した軸（回転軸）を捻転駆動するステッピングモータ、ロータリソレノイド、あるいは、羽根車等を用いるものであるため、なお、アクチュエータ部分の構造が複雑であり高コストになるという問題がある。
【０００６】
また、このようなアクチュエータの使用は、チューブの一端部に配置した軸（回転軸）を、ステッピングモータ等の回転軸そのものとして共用するにしても、ギヤートレインを介してアクチュエータに伝達するようにしても、チューブ外側におけるアクチュエータの占有空間が大きくなり、これがチューブポンプのコンパクト化の障害となるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、前記従来技術に示されたチューブポンプの持つ上記した問題点を解決したチューブポンプの提供にある。
したがって、本発明は、チューブを「ねじり」「ほじき」駆動するための新規なアクチュエータの採用、ならびに、このアクチュエータのチューブに対する新規な関連配置構成の提供により、この種チューブポンプを、更に構造簡単且つ低コストでしかもコンパクト化に適したものとして提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、課題を解決するための手段を、その作用と共に記載する。
本発明は、吸入用弁手段と送出用弁手段とを接続した弾性体からなるチューブを、アクチュエータにより「ねじり」「ほどき」変形することでチューブの内容積を変化させ、当該チューブに吸入用弁手段を通じて流体を吸入ならびに送出用弁手段を通じて流体を送出させるようにしたチューブポンプの改良に関するものである。
【０００９】
そして、本発明の請求項１記載のチューブポンプは、前記アクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねであってその長さ寸法変化がチューブに「ねじり」「ほどき」変形を生じさせるよう当該チューブの長手方向に離隔した両端部間の外周に螺旋状に巻回した紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極でもって構成したものである。
紐状ばねは、形状記憶合金製の素線（細線）を連続的に屈曲して全体として紐状に形成したもので、その屈曲部の形状変化の累積値でもって所要の伸縮量を得るようにしたものである。例えば、素線（細線）をコイル状に屈曲形成したもの、あるいは、波型に形成したもの等が用いられる。
【００１０】
この場合、形状記憶合金製の紐状ばねは、電気絶縁性のシリコンゴム等の弾性体からなるチューブの長手方向に離隔した両端部間の外周に螺旋状に巻回され、その各端部を、それぞれ対応するチューブ端部または当該チューブ端部に結合した硬質部材（チューブより硬質の金属またはプラスチック等）の外周適所に連結されている。
【００１１】
紐状ばねは、それを構成する形状記憶合金の変態温度（オーステナイト相とマルテンサイト相との間で相変化する温度域）を境とする相変化に応じて縮小・伸長する。変態温度は、形状記憶合金を組成比（普通はＮｉとＣｒの比率）の変更で調節できるので、本発明のチューブポンプの使用環境に適した変態温度に調節する。例えば、本発明のチューブポンプを、生体内に埋め込んでインシュリン等の薬剤を微少量宛供給する生体内投薬ポンプとして使用する場合、紐状ばねを構成する形状記憶合金の変態温度は、ポンプの使用環境温度たる生体体温以上、生体に悪影響を与えない温度以下に調節する。
【００１２】
形状記憶合金製の紐状ばねに電極を通じて通電・通電停止してこれを加熱・冷却（冷却は紐状ばねの温度が環境…チューブ内の流体およびチューブ外の環境…に放出されることにより行われる）すると、紐状ばねは、縮小・伸長作動して、チューブを「ねじり」「もどき」駆動（変形）させる。すなわち、紐状ばねが縮小する際には、この紐状ばねから、チューブの紐状ばね巻回域の両端部にこれを反対方向に捻ろうとする力（以下、単に「捻転力」という）が作用する。この「捻転力」は、螺旋状に巻回した紐状ばねに沿って作用する縮小力のチューブ外周方向分力に基づくものである。弾性体からなるチューブは、この「捻転力」によって「ねじり」作動（変形）する。また、紐状ばねが伸長する際には前記「捻転力」が減少し、「ねじり」作動（変形）していたチューブが、それ自身の復元力により「ほどき」駆動（変形）する。
【００１３】
チューブは、「ねじり」状態の内容積に対し「もどき」状態の内容積が大きく、「ねじり」「ほどき」の内容積の差に応じて流体が吸入用弁手段を通じてチューブ内に流入ならびに送出用弁手段を通じてチューブ外に送出される。
【００１４】
なお、吸入用弁手段と排出用弁手段は、チューブ内に通じる流体通路中にそれぞれ介装されている。
【００１５】
このように構成した本発明の請求項１記載のチューブポンプは、チューブの「ねじり」「ほどき」用のアクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極で構成したものであるから、構造が簡単になり低コストで製作できるという効果がある。また、アクチュエータの本体部分たる形状記憶合金製の紐状ばねが、チューブに螺旋状に巻回配置されているので、チューブポンプのコンパクト化に著しい効果を持つものである。
【００１６】
なお、本発明の請求項１記載のチューブポンプにおいて、チューブを所要の支持構造物に取り付ける場合には、前記「捻転力」によるチューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を拘束しないよう、チューブの紐状ばね巻回域の両端部（チューブの長さ方向全域に螺旋状に巻回したものにあってはチューブの両端部）を相対的に回転自在なよう取り付けることはいうまでもないことであるが、この両端部を、互いにチューブ軸線方向に移動可能なよう取り付けるようにするのが、チューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を効率的に実現する上で極めて好ましい。
【００１７】
なぜなら、チューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）は、チューブの長さの縮小・伸長の変化を伴うため、上記両端部を互いにチューブ軸線方向に移動自在にしておくことが、チューブに軸線方向応力の発生を低下させることができるからである。また、チューブに螺旋状に巻回した紐状ばねの縮小・伸長作動は、チューブに作用する上述した「捻転力」を増加・減少させる他、チューブの紐状ばね巻回域の長さを縮めようとする圧縮力（以下、単に「圧縮力」という）を増加・減少させる（この「圧縮力」は、螺旋状に巻回した紐状ばねに沿って作用する縮小力のチューブ軸線方向分力に基づく）のであるが、上記両端部を互いにチューブ軸線方向に移動自在にしておくことで、この「圧縮力」の増加・減少を、チューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）伴って生じるチューブの縮小・伸長を促進するよう機能させることができるからである。
【００１８】
本発明の請求項２記載のチューブポンプは、上記した請求項１記載のチューブポンプにおいて、紐状ばねのチューブへの巻回域を特定したものである。ここでは、紐状ばねを、その一端をチューブの一端側に、他端をチューブの他端側に連結してチューブの長さ方向の略全域に連続的に螺旋状に巻回されている。
この場合、チューブの長さ方向の略全域の「ねじり」「ほどき」による内容積の変化をポンプ作用に利用できる。
【００１９】
本発明の請求項３記載のチューブポンプは、上記した請求項２記載のチューブポンプにおいてチューブの支持構造を特定したものである。ここでは、チューブは、その一端側が軸受手段を介して支持枠に回転可能に支持され他端側が固定手段を介して支持枠に回転不能に支持されており、前記軸受手段は、チューブの一端側に同心的に結合した軸と、この軸を回転自在に支持する支持枠に配置された支承部でもって構成されている。
【００２０】
チューブの一端部を回転自在に支承する軸受手段を構成する軸（チューブの一端側に結合）および支承部は、硬質部材（金属またはプラスチック等）で構成される。また、支持枠およびチューブの他端側を回転不能に支持枠に取り付ける固定手段もまた硬質部材で構成される。
【００２１】
このように支持されたチューブは、その両端部の相対的な回転が可能となるので、前記「捻転力」による「ねじり」「ほどき」駆動（変形）が保証される。
【００２２】
なお、軸受手段を、チューブの一端側の回転自在な支持機能に加えて、当該一端側をチューブ軸線方向に移動自在に支持する機能を持たせた場合には、前記「圧縮力」をチューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を促進するよう機能させることができ、チューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を効率的に実現できることは、上述したとおりである。
【００２３】
本発明の請求項４記載のチューブポンプは、上記請求項３記載のチューブポンプにおいて支持枠の構造を特定したものである。ここでは、支持枠は、チューブを同心的に収容する筒状に構成されている。
【００２４】
このような筒状の支持枠の採用は、支持枠のコンパクト化ひいては支持枠を含めた本発明のチューブポンプのコンパクト化に有利であり、しかもこの支持枠によって、チューブに螺旋状に巻回された紐状ばねを外部から保護できるという利点がある。
【００２５】
本発明の請求項５記載のチューブポンプは、上記請求項３または４記載のチューブポンプにおいて、吸入用弁手段および送出用弁手段の配置構成を特定したものである。ここでは、軸受手段における軸が、これを回転自在に支持する支承部材を貫通し且つこの貫通部にチューブ内に通じる流体通路を具備しており、チューブの他端側を回転不能に支持する固定手段が、チューブ内に通じる流体通路を具備しており、吸入用弁手段および送出用弁手段が、これら各流体通路にそれぞれ介装されている。
【００２６】
このような弁手段の配置構成の採用により、ポンプ作用時のチューブ内の流体の流れが一方向（吸入用弁手段側から送出側弁手段側へ）に定めることができるので、チューブ内の流体循環効率、ひいてはポンプ効率を高めることができるという利点がある。
【００２７】
本発明の請求項６記載のチューブポンプは、上記請求項１記載のチューブポンプにおいてチューブの支持構造、に紐状ばねの配置、ならびに吸入用弁手段および送出用弁手段の配置について特定したものである。ここでは、チューブは、その長さ方向中間点外側に紐状ばねの途中を止着する止着部が配置されており、紐状ばねが、その一端をチューブの一端側に連結され、そこから前記止着部まで連続的に螺旋状に巻回され、止着部に止着された後、チューブの他端側に向かって逆方向に連続的に螺旋状に巻回されてチューブの他端側に連結されている。また、チューブは、その一端側および他端側が、それぞれチューブ内に連通する流体通路を有する硬質部材を介して支持枠に取り付けられており、吸入用弁手段および流出用弁手段がこれら流体通路側にそれぞれ配置されている。
【００２８】
チューブは、紐状ばねの巻回方向が互いに逆方向となる止着部を境にして、その「ねじり」「もどき」の方向が逆になる。この場合、チューブの一端側および他端側は、硬質部材を介して支持枠に取付けられているが、チューブは、紐状ばねの伸縮作動より、これら取り付け部分（一端部および他端部）と、止着部を取り付けた部分とが相対的に「ねじり」「もどき」駆動（変形）させられる。
【００２９】
このような構成を採用することにより、チューブの両端側に取り付けられた硬質部材を、回転不能なよう支持枠に取り付けることができるので、流体通路の外部への連結を簡単にできるという利点がある。
【００３０】
この場合において、チューブの両端に取り付けた硬質部材のうち少なくとも一方の硬質部材を支持枠に対してチューブ軸心方向に移動自在なよう取り付けるようにし、チューブの軸心方向の伸縮作動を拘束しないようにした場合には、前記「圧縮力」をチューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を促進するよう機能させることができ、チューブの「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を効率的に実現できることは、上述したとおりである。
【００３１】
本発明の請求項７記載のチューブポンプは、上記請求項６記載のチューブポンプにおいて支持枠の構造を特定したものである。ここでは、支持枠は、チューブを同心的に収容する筒状に構成されている。
【００３２】
このような筒状の支持枠の採用は、支持枠のコンパクト化ひいては支持枠を含めた本発明のチューブポンプのコンパクト化に有利であり、しかもこの支持枠によって、チューブに螺旋状に巻回された紐状ばねを外部から保護できるという利点がある。
【００３３】
本発明の請求項８記載のチューブポンプは、上記した請求項１ないし７に示したチューブポンプとは異なるものである。すなわち請求項１ないし７に示したチューブポンプは、チューブの紐状ばね巻回域を「ねじり」「ほどき」駆動（変形）するものであるが、チューブの一端側に同心的に取り付けた軸を介してチューブを「ねじり」「ほどき」駆動（変形）させるものである。
【００３４】
ここでは、弾性体からなるチューブは、その一端側が軸受手段を介して支持枠に回転可能に支持され他端側が固定手段を介して支持枠に回転不能に支持されており、前記軸受手段は、チューブの一端側に同心的に取り付けた軸と、この軸を回転自在に支持する支持枠に配置された支承部でもって構成し、更に、チューブを「ねじり」「ほどき」駆動（変形）するためのアクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねであってその長さ寸法変化がチューブに「ねじり」「ほどき」変形を生じさせるよう、一端を前記軸または当該軸近傍のチューブ部分に止着し、他端を支持枠に止着して、軸または当該軸近傍のチューブ一端部に螺旋状に巻回した紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極でもって構成している。
【００３５】
この構成によれば、その一端側からチューブの一端側に同心的に取り付けた軸を介してチューブを「ねじり」「ほどき」駆動（変形）させることができる。
この場合においても、チューブの「ねじり」「ほどき」用のアクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極で構成したものであるから、構造が簡単になり低コストで製作できるという効果がある。また、アクチュエータの本体部分たる形状記憶合金製の紐状ばねが、チューブの一端部に同心的に取り付けた軸または当該軸近傍のチューブ一端部に螺旋状に巻回配置されているので、チューブポンプのコンパクト化に著しい効果を持つものである。
【００３６】
本発明の請求項９記載のチューブポンプは、上記請求項８記載のチューブポンプにおいて支持枠の構造を特定したものである。ここでは、支持枠は、チューブを同心的に収容する筒状に構成されている。
【００３７】
このような筒状の支持枠の採用は、支持枠のコンパクト化ひいては支持枠を含めた本発明のチューブポンプのコンパクト化に有利であり、しかもこの支持枠によって、チューブに螺旋状に巻回された紐状ばねを外部から保護できるという利点がある。
【００３８】
本発明の請求項１０記載のチューブポンプは、上記請求項８または請求項９記載のチューブポンプにおいて吸入用弁手段および送出用弁手段の配置構成を特定したものである。ここでは、軸受手段における軸が、これを回転自在に支持する支承部材を貫通し且つこの貫通部にチューブ内に通じる流体通路を具備しており、チューブの他端側を回転不能に支持する固定手段が、チューブ内に通じる流体通路を具備しており、吸入用弁手段および送出用弁手段が、これら各流体通路にそれぞれ介装されている。
【００３９】
このような弁手段の配置構成の採用は、ポンプ作用時のチューブ内の流体の流れを一方向（吸入用弁手段側から送出側弁手段側へ）とするので、チューブ内の流体循環を高めるという利点がある。
【００４０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。
本発明は、独立の請求項１およびこれと従属関係にある請求項２ないし７記載の発明に係るチューブポンプと、独立の請求項８およびこれに従属する請求項９ないし１０記載の発明に係るチューブポンプに大別される。図１〜３は前者の実施例を示しており、図４は後者の実施例を示している。まず、図１〜３に基づいて前者の実施例について説明する。
【００４１】
図１において、１は、弾性体からなるチューブでありシリコンゴム等の電気絶縁性の柔軟な材料で作られている。チューブの一端部および他端部には、それぞれ硬質部材（チューブ１より硬質の金属またはプラスチック等）２および３が取り付けられている。この硬質部材２および３には、チューブ１内に通じる流体通路２ａおよび３ａがそれぞれ設けられている。チューブ１はその両端部を硬質部材２および３で閉塞され、その内部にポンプチャンバーＡが形成されている。
【００４２】
前記硬質部材２および３の流体通路２ａおよび３ａには、それぞれ排出用弁手段５および流出用弁手段４が介装されている。これら弁手段４，５をどちらの側に配置するかは任意である。
【００４３】
チューブ１を「ねじり」「もどき」駆動（変形）することでその内容積（ポンプチャンバーＡの容積）が変化し、当該チューブ１内（ポンプチャンバーＡ）に吸入用弁手段４を通じて流体を吸入ならびに当該チューブ１内（ポンプチャンバーＡ）から送出用弁手段５を通じて流体を送出するようになっている。
【００４４】
６，６は、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねであり、例えば、形状記憶合金の素線（細線）をコイル状に屈曲形成したもの、あるいは、波型に屈曲形成したもの等が用いられる。７，７および８，８は、紐状ばね６，６の両端に配置された通電加熱用の電極である。紐状ばね６，６への通電および通電遮断は、電極７，７、８，８に接続された通電制御装置Ｃにより制御されるようになっている。通電制御装置Ｃは、紐状ばね６，６への通電・通電遮断サイクルを制御する機能を備えている。
【００４５】
電極７，７、８，８を通じて通電制御装置Ｃから紐状ばね６，６に通電すると、紐状ばね６，６はそれ自身の発熱により加熱され、通電遮断すると紐状ばね６，６はそれが保有する熱を外部に放出して冷却される。そして、加熱状態温度と冷却状態温度との間に存在する形状記憶合金の変態温度（オーステナイト相とマルテンサイト相との間で相変化する温度域）を境として、紐状ばね６，６は、縮小・伸長しその長さ寸法が変化する。
【００４６】
紐状ばね６，６および電極７，７、８，８は、前記チューブ１を「ねじり」「もどき」駆動（変形）させるアクチュエータを構成している。
【００４７】
紐状ばね６，６のチューブ１に対する配置構成は、次のようになっている。
すなわち、紐状ばね６，６は、その長さ寸法変化が前記チューブ１を「ねじり」「ほどき」駆動（変形）に転嫁されるよう、チューブ１の長手方向に離隔した両端部間の外周に螺旋状に巻回している。
【００４８】
紐状ばね６，６は、一端をチューブ１の一端側に取り付けた前記硬質部材２の外周適所に固定され、他端をチューブ１の他端側に取り付けた前記硬質部材３の外周適所に固定されて、チューブ１の全域に渡って巻回されている。この例では、紐状ばね６，６のチューブ１に対する巻回角度は、１８０度となっている。
【００４９】
また図示の例では、二条の紐状ばね６，６が用いられており、これら紐状ばね６，６が、それぞれチューブ円周方向に１８０度の位相差を持つようにしてチューブ１に同方向に螺旋状に巻回されている。そして、紐状ばね６，６への通電経路は、一方の紐状ばね６の他端（硬質部材３への固定側）の電極７、一方の紐状ばね６、一方の紐状ばね６の一端（硬質部材２への固定側）の電極８、当該電極８と他方の紐状ばね６の一端（硬質部材２への固定側）の電極８を電気的に接続する配線９、他方の紐状ばね６、他方の紐状ばね６の他端（硬質部材３への固定側）の順路で形成されている。すなわち、二条の紐状ばね６，６をチューブ１の一端側に取り付けられた硬質部材２側で電気的に接続して直列構造とし、この直列構造の二条の紐状ばね６，６に、チューブ１の他端部側（硬質部材３側）から通電できるようになっている。
【００５０】
このような二条の紐状ばね６，６の配置は、紐状ばね６，６の縮小・伸長時にチューブ１に曲げ力を作用させない利点がある。しかし、チューブ１を曲げようとする偏力が問題とならない場合には一条の紐状ばね６を用いても良い。また、三条以上の紐状ばね６，６…を、各紐状ばねがチューブ１の円周方向に等間隔を置いてチューブ１の外周に螺旋状に巻回し、これら紐状ばね６，６…の縮小・伸長時にチューブ１に曲げ力が作用しないようにしながら、紐状ばね６，６…によるチューブ１の「ねじり」力を高めるようにしても良い。
【００５１】
また、二条の紐状ばね６，６のへの通電を、チューブ１の他端部側（硬質部材３側）から行うことができるようにした場合にあっては、当該他端部側（硬質部材３側）を適宜の取り付け対象物に固定する（この場合チューブ１の一端側…硬質部材２を取り付けた側は少なくとも回転自在であることが必要）ことで、通電制御装置Ｃへの結線が容易になるという利点がある。このような利点は、二条以上の偶数条の紐状ばね６，６・・を、チューブ１の円周方向に等間隔を置いてチューブ１の外周に螺旋状に巻回して配置した場合において、これら紐状ばね６，６・・を二条ごとに分け、各２条の紐状ばねを前記と同様に硬質部材２側で電気的に接続した直列構造とし硬質部材３側から通電できるようにても得られ、また、その通電制御装置Ｃへの接続ポイントが硬質部材３側になるよう全紐状ばねを直列接続するようにしても得られるものである。
【００５２】
しかしながら、本発明は、紐状ばね６の数、および、紐状ばねへの通電経路をどのようにするかは問わないものである。
【００５３】
以上のように構成した図１のチューブポンプにおいて、紐状ばね６，６に電極を通じて通電・通電停止してこれを加熱・冷却（冷却は紐状ばねの温度が環境…チューブ内の流体およびチューブ外の環境…に放出されることにより行われる）すると、紐状ばね６，６は、縮小・伸長作動して、チューブ１を「ねじり」「もどき」駆動（変形）させる。すなわち、紐状ばね６，６が縮小する際には、上述した「捻転力」が作用し、チューブ１はこの「捻転力」によって「ねじり」作動（変形）し、紐状ばね６，６が伸長する際には前記「捻転力」が減少し「ねじり」作動（変形）していたチューブが、それ自身の復元力により「ほどき」駆動（変形）する。
その結果、チューブ１内容積（ポンプチャンバーＡの容積）が変動し、ポンプ作用が行われる。
【００５４】
なお、図１のチューブポンプの支持構造物への取り付け構成は、下記のいずれかで行う。
ア）硬質部材２，３の流体通路２ａ，３ａを可撓性のパイプで外部に接続し、これら可撓性のパイプを介して支持構造物に取り付ける。
イ）  硬質部材２または３のいずれか一方をチューブ１軸心まわりで回転自在で且つチューブ１軸心方向に移動自在なよう支持構造物に取り付け、他方を支持構造物に固定（回転ならびに軸心方向移動不能）する。
ウ）硬質部材２または３のいずれか一方をチューブ１軸心方向に移動自在であるが回転不能に取り付け、他方を回転可能ではあるがチューブ軸心方向に移動不能に取り付ける。
エ）硬質部材２または３のいずれか一方を支持構造物に固定（回転ならびに軸心方向移動不能）し、他方を回転自在ではあるがチューブ１軸心方向に移動不能に取り付ける。
【００５５】
チューブポンプの支持構造物への取り付け構成が、上記ア）、イ）、ウ）の場合には、チューブ１の両端部は、相対的に回転自在で且つチューブ１軸心方向に移動自在となる。このような取り付け構成は、紐状ばね６，６の伸縮による前記「捻転力」および「圧縮力」を利用してチューブ１の「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を効率的に実現することができる。
【００５６】
また、チューブポンプの支持構造物への取り付け構成が、上記エ）の場合には、チューブ１の両端部は相対的な回転のみが可能であり、チューブ１軸心方向の移動は拘束される。このような取り付け構成は、紐状ばね６，６による前記「捻転力」により「ねじり」「もどき」駆動（変形）され前記「圧縮力」は利用されない。チューブ１の「ねじり」「ほどき」に伴うチューブ１の長さ変動は、チューブ１の長さ方向の弾性的な伸縮変形により吸収される。
【００５７】
ここで、吸入用弁手段４と排出用弁手段５について付言しておく。これらの弁手段４，５は、一方への流れのみを許容する一方向弁、あるいは、チューブ１の「ねじり」「もどき」作動（変形）に関連して開閉制御される開閉弁等を用いればよい。
また、正逆方向の流れ抵抗に差を持たせたいわゆるディフューザを２個用いてもよい。この場合、吸入側弁手段４を、チューブ１内への流体の流入抵抗に対して流出抵抗が大きなディフューザとすると共に、送出用弁手段５をチューブ１からの流体の流出に対して流入抵抗の大きなディフューザとし、且つ、これら吸入用弁手段４を構成するディフューザと、送出用弁手段５を構成するディフューザとは、チューブ１の「ほどき」時にチューブ１内への流体流入量が前者が大きく、チューブの「ねじり」時にチューブ１外への流体流出量が後者が大きなものとして設定すればよい。吸入用弁手段４および流出用弁手段５にこのようなディフューザを採用するときは、これら弁手段が可動部のない単純なものになるので、故障が少ないという利点がある。
【００５８】
以上の如く構成した図１のチューブポンプは、チューブ１の「ねじり」「ほどき」用のアクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばね６と、この紐状ばね６に通電加熱するための電極で構成したものであるから、構造が簡単になり低コストで製作できるという効果がある。
また、アクチュエータの本体部分たる形状記憶合金製の紐状ばね６が、チューブ１に螺旋状に巻回配置されているので、チューブポンプのコンパクト化に著しい効果を持つものである。
【００５９】
以上説明した図１に示すチューブポンプは、本発明の請求項１記載の発明の基本的な構成を備えている。この基本的な構成は、本発明の請求項２〜７に採用されている。但し、請求項５〜７記載のチューブポンプの実施例たる図３のチューブポンプは、紐状ばね６，６のチューブへの巻回方法が上記した図１のものと一部異なっているが、図１に示すチューブポンプの基本的な構成はそこに内在している。
また、請求項２記載の発明は、紐状ばね６，６のチューブ１への巻回域をチューブ１の長さ方向の略全域とし、チューブの長さ方向の略全域の「ねじり」「ほどき」による内容積の変化をポンプ作用に利用できるようにしたものであり、図１でその実施例が示されている。
【００６０】
したがって、図２〜図３基づいて本発明の請求項３〜７の実施例を説明するにあたり、図１に基づく上記の基本的な説明をそのまま援用し、重ねての説明は省略する。
【００６１】
図２は、本発明の請求項３ないし５に係るチューブポンプの実施例を示している。図２において、１０は、チューブ１の一端側および他端側を支持する支持枠である。チューブ１の一端側に取り付けられた硬質部材２には、チューブ１と同心的な軸１１が形成され、この軸１１は、前記支持枠１０に取り付けた支承部１０ａにより回転自在に支承されている。軸１１および支承部１０ａは、チューブ１の一端側を回転可能に支持する軸受手段１２を構成している。図２ではチューブ１の一端側を回転自在に支持する軸受手段１２は、当該チューブ１の一端側をチューブ１軸心方向に移動自在に支持するものとなっている。
チューブ１の他端側に取り付けられた硬質部材３は前記支持枠９に回転不能に支持されている。図２のでは硬質部材３の支持枠９への固着連結部分が回転固定手段１３を構成している。
【００６２】
図２は、本発明の請求項３の実施例である。なお、チューブ１の一端側を回転自在に支持する軸受手段１２は、チューブ１の一端部を回転自在に支持する機能を持つものであるが、当該チューブの一端側をチューブ１の軸線方向に移動自在に支持するものと、移動自在に支持しないもののいずれであっても良く、また、チューブ１の他端部を回転不能に支持する回転固定手段１３は、チューブ１の他端側を回転不能に支持する機能を持つものであるが、当該チューブ１の他端側を、チューブ軸線方向に移動自在に支持するものと、移動不能に支持するもののいずれであっても良い。
【００６３】
そして、これら軸受手段１１および回転固定手段１２を適宜組み合わせることで、チューブ１の両端部が、相対的に回転自在で且つチューブ１軸心方向に移動自在となるよう支持枠に取り付け、あるいは、相対的な回転のみが可能であるがチューブ１軸心方向の移動が拘束されるよう支持枠９に取り付けることが可能である。前者の取り付け構成と後者の取り付け構成の作用的な差異は、上記文番００５４および００５５に示した通りである。
【００６４】
図２における支持枠９は、特に、チューブを同心的に収容する筒状に構成されている。このような構成は、支持枠９を含めた本発明のチューブポンプのコンパクト化に有利であり、しかもこの支持枠９によって、チューブ１に螺旋状に巻回された紐状ばねを外部から保護できるという利点がある。この構成は請求項４記載のチューブポンプに対応している。
【００６５】
また、請求項５記載のチューブポンプは、上述の図２の構成に既に示されている。
【００６６】
次に、図３に基づいて本発明の請求項６〜７記載のチューブポンプの実施例を説明する。図３に示すチューブポンプにおいても、上述した基本的構成（図１に示し上述した請求項１の基本的構成）を備えているものであるから、この部分についての説明は省略する。
図３において、チューブ１は、その長手方向中間点外側に、紐状ばね６，６の途中を止着する止着部１４，１４が配置されている。そして、紐状ばね６，６は、その一端をチューブ１の一端側（硬質部材２側）に連結され、そこから前記止着部まで連続的に螺旋状に巻回され、止着部１４，１４に止着された後、チューブの他端側に向かって逆方向に連続的に螺旋状に巻回されて、その他端をチューブの他端側（硬質部材３側）に連結されている。
【００６７】
図３では、各紐状ばね６，６のチューブに対する巻回角度は、チューブ１の一端側と止着部１３，１３の間、および、止着部１４，１４とチューブ１の他端側の間が、それぞれ１８０度になっている。
【００６８】
９はチューブ１の一端側と他端側とを支持する支持枠であり、この支持枠９は、チューブ１の両端側にそれぞれ取り付けた硬質部材２および３を支持している。図示の例では、硬質部材３の支持枠９による支持が、これら両者を固定（回転不能、移動不能）してなされ、硬質部材２の支持枠の支持枠９よる支持が、チューブ１軸線方向への両者の相対的な移動を可能とするものが採用されている。
このような支持構成を取るときは、紐状ばね６，６の伸縮による前記「捻転力」と「圧縮力」の双方を利用してチューブ１を効率的に「ねじり」「もどき」駆動（変形）できる。
【００６９】
しかし、硬質部材２および３の双方を支持枠９に固定（回転不能、チューブ１軸心方向への移動不能）にするようにしても良い。この場合、紐状ばね６，６の伸縮による前記「捻転力」のみでチューブ１の「ねじり」「もどき」駆動（変形）がなされる。チューブ１の「ねじり」「ほどき」駆動（変形）に伴うチューブ１の長さ変動は、チューブ１の長さ方向の弾性的な伸縮変形により吸収される。このようにすると、硬質部材２，３の各流体通路２ａ，３ａの外部への連結を固定配管とすることができる。
【００７０】
図３における支持枠９は、特に、チューブを同心的に収容する筒状に構成されている。このような構成は、支持枠９を含めた本発明のチューブポンプのコンパクト化に有利であり、しかもこの支持枠９によって、チューブ１に螺旋状に巻回されたコイルばね６，６を外部から保護できるという利点がある。この構成は請求項７記載のチューブポンプに対応している。
【００７１】
以上、図１〜図３に基づいて本発明の請求項１ないし請求項７記載のチューブポンプの実施例を説明した。次に、図４に基づいて独立の請求項８およびこれと従属関係にある請求項９ないし１０記載の発明に係るチューブポンプの実施例を説明する。
【００７２】
上記したように、請求項１ないし７に該当するチューブポンプは、チューブ１の紐状ばね６，６巻回域を「ねじり」「ほどき」駆動（変形）するものであったが、この請求項８ないし１０のチューブポンプは、チューブ１の一端側にチューブ１と同心的に取り付けた軸を介してチューブ１を「ねじり」「ほどき」駆動（変形）させるものである。
【００７３】
図４において、チューブ１、このチューブ１の一端部および他端部に取り付けられた硬質部材２および３、ならびに、硬質部材２および３に形成された流体通路２ａおよび３ａ、流体通路２ａおよび３ａに介装された吸入用弁手段４および５の配置構成は、上記した図１のそれと同一である。また、両端に通電用の電極７，８が取り付けられた形状記憶合金製の紐状ばね６も、それが巻回される箇所を除き、図１のそれと同一である。
図において、硬質部材２にはチューブ１と同心的に軸１１が形成されており、この軸１１は、支持枠１０に取り付けた支承部１０ａで回転自在に支持されている。軸１１および支承部１０ａは、チューブ１の一端側を回転自在に支持する軸受１２を構成している。チューブ１の他端側に取り付けられた硬質部材３は、支持枠１０に回転不能に固定されている。硬質部材３と支持枠１０の固定部が固定手段１３を構成している。
【００７４】
紐状ばね６は、加熱・冷却による長さ寸法変化がチューブ１に「ねじり」「ほどき」変形を生じさせるよう、一端を前記硬質部材２（軸１１）に止着し、他端を支持枠１０に止着して、硬質部材２（軸１１）に螺旋状に巻回している。なお、この紐状ばね６は、硬質部材２（軸１１）近傍のチューブ１の一端部に止着し、支持枠１０に止着して、硬質部材２（軸１１）近傍のチューブ外周に巻回しても良い。
【００７５】
このように構成した本発明の請求項８のチューブポンプは、電極７，８を介して紐状ばね６に通電・通電停止することで、チューブ１をその一端側から硬質部材２（軸１１）側から、「ねじり」「もどき」駆動（変形）できる。なお、紐状ばね６の一端に配置された電極８は、チューブ１の「ねじり」「もどき」駆動（変形）の際に、支持枠１０に対して移動するので、これへの配線はルーズなものにしている。
【００７６】
上記軸受１２は、チューブ１の「ねじり」「ほどき」駆動（変形）を拘束しないよう回転自在なものであるが、図示のものでは、チューブ１の「ねじり」「もどき」駆動（変形）に応じて生じるチューブ１自身の長さ変動を拘束しないよう、支承部１０ａに対して軸１１がチューブ１の軸心方向に移動自在なものが採用されている。
【００７７】
この構成によれば、チューブ１の「ねじり」「ほどき」駆動（変形）用のアクチュエータを、形状記憶合金製の紐状ばね６と、この紐状ばね６に通電加熱するための電極７，８で構成したものであるから、構造が簡単になり低コストで製作できるという効果がある。また、アクチュエータの本体部分たる形状記憶合金製の紐状ばね６が、チューブの一端部に同心的に取り付けた軸または当該軸近傍のチューブ一端部に螺旋状に巻回配置されているので、チューブポンプのコンパクト化に著しい効果を持つものである。
【００７８】
図４では、支持枠１０は、チューブ１を同心的に収容する筒状に構成されている。この構成は、請求項９に該当するものであり、支持枠１０を含めチューブポンプをコンパクトに製作できるものである。
【００７９】
また、図４には、請求項１０記載のチューブポンプが具現されている。
【００８０】
【効果】
以上のように構成し作用する本発明のチューブポンプは、「チューブの「ねじり」「ほどき」用のアクチュエータを、加熱・冷却によりその長さ寸法が変化するよう形成した長尺な形状記憶合金製の紐状ばねと、この紐状ばねに通電加熱するための電極で構成したものであるから、構造が簡単になり低コストで製作できるという効果がある。また、アクチュエータの本体部分たる形状記憶合金製の紐状ばねが、チューブまたはチューブの一端部に螺旋状に巻回配置されているので、チューブポンプのコンパクト化に著しい効果を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すチューブポンプの断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すチューブポンプの断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すチューブポンプの断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すチューブポンプの断面図である。
【符号の説明】
１  チューブ
２，３  硬質部材
２ａ，３ａ  流体通路
Ａ  ポンプチャンバー
４  吸入用弁手段
５  流出用弁手段
６，６  紐状ばね
７，７  電極
８，８  電極
Ｃ  通電制御装置
９  配線
１０  支持枠
１０ａ  支承部
１１  軸
１２  軸受手段
１３  回転固定手段
１４，１４  止着部
【図１】
2004278495.tif 000003
【図２】
2004278495.tif 000004
【図３】
2004278495.tif 000005
【図４】
2004278495.tif 000006