(57)【要約】【課題】フィンガー全てを開放する第１の状態と、一つのフィンガーが常にチューブを閉塞する第２の状態とを有し、安定した流量を確保できる流体輸送装置を提供する。【解決手段】弾性を有するチューブ５０と、チューブ５０を円弧状に装着するチューブ枠１２と、チューブ５０の内側に配置される第１カム２０と第２カム３０と、チューブ５０と第１カム２０及び第２カム３０との間にあって、回転中心Ｐから放射状に配置されるフィンガー４０〜４６と、を備え、第１カム２０及び第２カム３０とが、フィンガー４０〜４６の全てを開放する第１の状態と、第１カム２０または第２カム３０とが、フィンガー４０〜４６の少なくとも一つを常にチューブ５０を閉塞する第２の状態とを有し、第１カム２０及び第２カム３０が、フィンガー４０〜４６を順次押し圧し、フィンガー４０〜４６が、チューブ５０を順次閉塞、開放を繰り返し、流体を連続流動する。【選択図】図１
2007138775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有するチューブと、該チューブを円弧状に装着するチューブ案内溝を有するチュ
ーブ枠と、
前記チューブの内側に配置され、前記チューブ案内溝の円弧の中心と回転中心が一致す
るカム駆動車と、
前記カム駆動車の中心軸に軸止される第１カムと、
前記カム駆動車の中心軸に回動可能に軸支される第２カムと、
前記チューブと前記第１カム及び前記第２カムとの間に前記回転中心から放射状に介設
され、前記第１カム及び前記第２カムが回転することによって前記チューブを押圧する複
数のフィンガーと、を備え、
前記第１カム及び前記第２カムとが、前記複数のフィンガーを全て開放する第１の状態
と、前記第１カム及び前記第２カムとが、前記複数のフィンガーの少なくとも一つが常に
前記チューブを閉塞する第２の状態とを有し、
前記第１カム及び前記第２カムが、前記複数のフィンガーを順次押圧し、前記複数のフ
ィンガーが、前記チューブを流体の流入側から流出側に向かって順次閉塞、開放を繰り返
し、流体を連続流動することを特徴とする流体輸送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体輸送装置において、
前記流体輸送装置が駆動開始時点において、前記第２カムが前記第１カムに持着された
状態で前記第１の状態を形成し、前記第１カムと前記第２カムとの持着が開放されて前記
第２の状態が形成されることを特徴とする流体輸送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体輸送装置において、
前記第１カムと前記第２カムとが前記第１の状態で回転し、前記第２のカムが前記フィ
ンガーに当接した際に、前記第２のカムと前記フィンガーとの当接部の摩擦抵抗により、
前記第２カムが前記カム駆動車の中心軸を中心に前記第１カムの回転方向とは相対的に逆
方向に回動され、前記第１カムとの持着が解除され、前記第２カムが前記第１カムによっ
て押動されて前記第２の状態が形成されることを特徴とする流体輸送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の流体輸送装置において、
前記第２カムに設けられた弾性部により、前記第２カムが前記第１カムの厚さ方向に与
えられる付勢力で前記第１カムに持着されることで前記第１の状態を形成し、この付勢力
が除かれることにより持着が解除され、前記第２の状態が形成されることを特徴とする流
体輸送装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の流体輸送装置において、
前記第１カムが、外周部に複数のフィンガー押圧部を備え、
前記第２カムが、外周部に少なくとも一つのフィンガー押圧部を備え、
前記第２の状態のとき、前記第１カム及び前記第２カムそれぞれのフィンガー押圧部の
周方向のピッチが等しいことを特徴とする流体輸送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体輸送装置において、
前記第１カムに形成される複数のフィンガー押圧部と、前記第２カムに形成されるフィ
ンガー押圧部と、の形状が等しく、それぞれのフィンガー押圧部の周方向領域が、前記フ
ィンガーの隣接する二つが当接可能に設定されていることを特徴とする流体輸送装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の流体輸送装置において、
前記複数のフィンガーのうちの二つが前記チューブを閉塞する状態と、一つが前記チュ
ーブを閉塞する状態とが交互に繰り返されることを特徴とする流体輸送装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の流体輸送装置において、
前記流体輸送装置を駆動しているとき、前記カム駆動車が１回転する間において、前記
カム駆動車の負荷トルクが略一定であることを特徴とする流体輸送装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の流体輸送装置において、
前記チューブと前記複数のフィンガーとが、同じ方向から前記チューブ枠に挿着可能で
あることを特徴とする流体輸送装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の流体輸送装置において、
前記チューブが前記フィンガーによって閉塞される状態から、開放される状態に移行す
る際に、前記チューブを閉塞される前の初期位置に復帰させるための斜面を有するチュー
ブ案内部が、前記チューブ案内溝の底部に設けられていることを特徴とする流体輸送装置
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体輸送装置に関し、詳しくは、弾性を有するチューブを複数のフィンガー
をカムの回転により押圧し、チューブを順次閉塞、開放して流体を流動する流体輸送装置
の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体輸送装置（ポンプ）として、湾曲した凹状の圧盤に沿ってチューブを配設し
、カムを圧盤とチューブの近傍に配置し、このカムとチューブの間に複数のフィンガーが
介設されており、カムの回転により、複数のフィンガーが、順次チューブの方向に押圧さ
れ、チューブを圧搾して流体を流動する構造が知られている。この流体輸送装置では、チ
ューブは、圧盤を本体に装着することで、流体が流動可能な状態を構成している（例えば
、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５１５５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、チューブを圧盤の凹部に挿着し、さらに圧盤を本体に挿着
することで、流体輸送装置を駆動可能な状態にする。従って、駆動可能な状態にするため
の操作に煩わしさがある。また、この流体輸送装置を他の装置や、取り扱いが困難な場所
に設置する場合には、予め、チューブを本体に挿着しておくことになる。
【０００５】
しかしながら、この流体輸送装置では、チューブを挿着した状態で、常時いくつかのフ
ィンガーが、チューブを閉塞または押圧している。流体輸送装置を駆動開始する前に、チ
ューブを閉塞している期間が長くなる場合には、チューブに永久変形が生じ、流体の流動
ができなくなったり、所定の流動量が得られないというような課題を有している。
【０００６】
本発明の目的は、前述した課題を解決することを要旨とし、流体輸送装置を駆動する前
においては複数のフィンガーを全て開放している第１の状態と、流体輸送装置を駆動した
後には、複数のフィンガーのうちの少なくとも一つが常に前記チューブを閉塞する第２の
状態とを有し、チューブの永久変形を抑制し、安定した流量を確保できる小型の流体輸送
装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体輸送装置は、弾性を有するチューブと、該チューブを円弧状に装着するチ
ューブ案内溝を有するチューブ枠と、前記チューブの内側に配置され、前記チューブ案内
溝の円弧の中心と回転中心が一致するカム駆動車と、前記カム駆動車の中心軸に軸止され
る第１カムと、前記カム駆動車の中心軸に回動可能に軸支される第２カムと、前記チュー
ブと前記第１カム及び第２カムとの間に前記回転中心から放射状に介設され、前記第１カ
ム及び第２カムが回転することによって前記チューブを押圧する複数のフィンガーと、を
備え、前記第１カム及び第２カムとが、前記複数のフィンガーを全て開放する第１の状態
と、前記第１カム及び第２カムとが、前記複数のフィンガーの少なくとも一つが常に前記
チューブを閉塞する第２の状態とを有し、前記第１カム及び第２カムが、前記複数のフィ
ンガーを順次押圧し、前記複数のフィンガーが、前記チューブを流体の流入側から流出側
に向かって順次閉塞、開放を繰り返し、流体を連続流動することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、複数のフィンガーを全て開放する第１の状態と、複数のフィンガー
の少なくとも一つが常に前記チューブを閉塞する第２の状態とを有しているため、流体輸
送装置を駆動する前に、第１の状態にしておくことで、フィンガーがチューブを押圧して
いないため、チューブの永久変形を防止することができる。そのことによって、流体の流
量を所定値に維持することができる。
【０００９】
また、第１カム及び第２カムを第１の状態のときに、チューブをチューブ枠に挿着すれ
ば、フィンガーによる押圧負荷がないので、チューブを挿着しやすいという効果がある。
【００１０】
また、本発明では、前記流体輸送装置が駆動開始時点において、前記第２カムが前記第
１カムに持着された状態で前記第１の状態を形成し、第１カムと第２カムとの持着が開放
されて前記第２の状態が形成されることが好ましい。
【００１１】
このような構造にすれば、第１の状態を形成するためには、第１カムと第２カムを持着
すればよく、第１の状態を形成するために、他の部品を用意する必要がなく、簡単な構造
で実現することができる。
【００１２】
また、上述の構造では、前記第１カムと前記第２カムとが前記第１の状態で回転し、前
記第２のカムが前記フィンガーに当接した際に、前記第２のカムと前記フィンガーとの当
接部の摩擦抵抗により、前記第２カムが前記カム駆動車の中心軸を中心に前記第１カムの
回転方向とは相対的に逆方向に回動され、前記第１カムとの持着が解除され、前記第２カ
ムが前記第１カムによって押動されて前記第２の状態が形成されることが好ましい。
【００１３】
第１カムと第２カムとは、まず持着された状態で回転を開始する。その後第２カムが、
回転方向にある最初のフィンガーに当接することになる。さらに回転させると、第２カム
が徐々にフィンガーを押圧し、そのことにより、第２カムとフィンガーと当接部の摩擦抵
抗が増加する。第２カムはカム駆動車とは遊嵌の関係にあるため、摩擦抵抗が持着力より
も大きくなった時点で、第１カムとは相対的に逆方向に回動し、第１カムとの持着が解除
されて第２の状態が形成される。
従って、本発明の流体輸送装置を駆動させることによって、使用者が特別な操作をする
ことなく、第１の状態から、第２の状態に移行させることができる。
【００１４】
なお、詳しくは後述する実施の形態で説明するが、第１の状態から第２の状態に移行す
る期間においては、第１カムがフィンガーを所定の押圧動作を行い、流体の所定の流動が
可能であり、また、第２の状態に移行した後も、第２カムによって、所定の流動を継続す
ることができる。
【００１５】
また、上述の構造では、前記第２カムに設けられた弾性部により、前記第２カムが前記
第１カムの厚さ方向に与えられる付勢力で前記第１カムに持着されることで前記第１の状
態を形成し、この付勢が除かれることにより持着が解除され、前記第２の状態が形成され
ることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、構成部品を増やすことなく、簡単な構造で第１の状態と第２の状態
とを形成することができる。さらに、第２カムの弾性部を第１カムの厚さの範囲内に形成
すれば、薄型の流体輸送装置を実現できる。
【００１７】
また、前記第１カムが、外周部に複数のフィンガー押圧部を備え、前記第２カムが、外
周部に少なくとも一つのフィンガー押圧部を備え、前記第２の状態のとき、前記第１カム
及び前記第２カムそれぞれのフィンガー押圧部の周方向のピッチが等しいことが望ましい
。
【００１８】
フィンガーの押圧部がフィンガーを押圧したときにチューブが閉塞されるが、第１カム
、第２カムのフィンガー押圧部それぞれの周方向ピッチを同じにすることで、１回転する
間の流体流動を一定の流量で、連続的に流動することができる。
【００１９】
また、前記第１カムに形成される複数のフィンガー押圧部と、前記第２カムに形成され
るフィンガー押圧部と、の形状が等しく、それぞれのフィンガー押圧部の周方向領域が、
前記フィンガーの隣接する二つが当接可能に設定されていることが望ましい。
さらに、前記複数のフィンガーのうちの二つが前記チューブを閉塞する状態と、一つが
前記チューブを閉塞する状態とが交互に繰り返されることが望ましい。
【００２０】
このようにすることで、第１カムと第２カムが回転する間に、フィンガー押圧部が、押
圧するフィンガーを順次切換えていく。この際、フィンガー押圧部にフィンガーが同時に
二つ当接可能に設定することにより、切換え過程においても常に一つのフィンガーが押圧
され、チューブを閉塞するため、流体の逆流を防止するとともに、流体の連続流動を可能
にすることができる。
【００２１】
また、前記流体輸送装置を駆動しているとき、前記カム駆動車が１回転する間において
、前記カム駆動車の負荷トルクが略一定であることを特徴とする。
ここで、駆動源としては、例えば、ステップモータを採用できる。
【００２２】
このようにすれば、負荷トルクの変動が少ないため、駆動源の回転トルクの安全率を小
さくすることが可能となり、駆動源を小型化ができるほか、流体の流動量の変動を抑える
ことができる。
【００２３】
また、前記チューブと前記複数のフィンガーとが、同じ方向から前記チューブ枠に挿着
可能であることが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、チューブ及びフィンガーの組立て性が優れ、前述したように第１カ
ムと第２カムとが第１の状態で、チューブ及びフィンガーで組立てることができるので、
小型な流体輸送装置であっても、容易に組立てることができる。
【００２５】
さらに、前記チューブが前記フィンガーによって閉塞される状態から、開放される状態
に移行する際に、前記チューブを閉塞される前の初期位置に復帰させるための斜面を有す
るチューブ案内部が、前記チューブ案内溝の底部に設けられていることが望ましい。
【００２６】
このように、チューブ案内部を設けることにより、閉塞され変形したチューブを確実に
初期状態の位置に復帰させることができるため、流体の安定した流動を継続することがで
きる。
また、この機能をもたせるために、別の部品を設ける必要がなく、簡単な構造でこの機
能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図９は、本発明の実施形態に係る流体輸送装置を示している。図１〜図４は、流
体輸送装置を示す平面図及び断面図、図５〜図９は、流体輸送装置を駆動した状態を説明
する平面図及び断面図である。
（実施形態）
【００２８】
図１は、本実施形態に係る流体輸送装置の一部を示す平面図であり、図２は、図１のＡ
−Ａ切断面を示す部分断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ切断面を示す部分断面図、図４は、
図３のＤ−Ｄ切断面を示す断面図である。なお、図１〜図４は、流体輸送装置１０が通常
に駆動している第２の状態のうちの一状態を表している。
【００２９】
図１、図２を参照して、本実施形態の流体輸送装置１０の構造について説明する。図１
、図２において、本実施形態の流体輸送装置１０は、基本構成として、流体輸送機構に駆
動力を伝達する駆動伝達部と、流体を流動するチューブ５０と、駆動伝達部からの駆動力
によって第１カム２０と第２カム３０とを回転してチューブ５０を流体の流入側から流出
側に順次閉塞しながら流動する流体輸送機構と、流体を収容する流体収容部６０と、を備
えている。
【００３０】
まず、駆動伝達部の構造について図２を参照して説明する。図２は、図１のＡ−Ａ切断
面を示す部分断面図である。図２において、駆動伝達部は、駆動源としてステップモータ
（図示せず）を備え、ステップモータのステップロータ７０の回転を第１伝達車７１、第
２伝達車７２、第３伝達車７３、第４伝達車７４を順次噛合させてカム駆動車７６まで伝
達する。
【００３１】
これらのステップロータ７０、第１伝達車７１、第３伝達車７３、第４伝達車７４は、
第１機枠１１と第２機枠１４によって回転可能に軸支されている。第１機枠１１には、伝
達車軸７５が植立されており、筒部が上方（第１カム２０、第２カム３０が配設される方
向）に突出されている。この伝達車軸７５に開設されている貫通孔に第４伝達車７４の筒
部が挿通され、第４伝達車７４に開設される貫通孔に第２伝達車７２の軸部が挿通されて
いる。
【００３２】
第２伝達車７２は、一方の支持軸が第２機枠１４に軸支され、他方の軸部が第４伝達車
７４の貫通孔によって軸支される。そして、第４伝達車７４の回転は、図示しない第５伝
達車を介してカム駆動車７６に伝達される。
【００３３】
カム駆動車７６は、中央に開設された貫通孔を伝達車軸７５の筒部外周に挿通して軸支
される。カム駆動車７６は、軸部が、第１カム２０及び第２カム３０が配設される方向に
突出している。カム駆動車７６の軸部上方は、蓋体１３に植立されるカム駆動車支持軸受
７８によって軸支される。蓋体１３には、カム駆動車支持軸受７８を軸支する穴が穿設さ
れており、この穴は蓋体１３を貫通せず、カム駆動車支持軸受７８の端部は、蓋体１３に
よって封止されている。そして、カム駆動車７６は、ステップロータ７０の回転を上述し
た各伝達車によって所定の回転速度まで減速される。
【００３４】
なお、カム駆動車７６は、伝達車軸７５とカム駆動車支持軸受７８とによって軸支され
ているために、支持部間の距離が長くない、カム駆動車７６の傾き量を抑制し、後述する
第１カム２０及び第２カム３０の負荷トルクによって生ずるカム駆動車７６の軸部にかか
る側圧を減じている。
【００３５】
続いて、流体輸送機構の断面構造について図２を参照して説明する。流体輸送機構は、
上述した駆動伝達部に重ねて第１機枠１１の上面側に配設されている。カム駆動車７６の
突出した軸部には、下方から第２カム３０、第１カム２０の順に挿着されている。ここで
、第２カム３０は、カム駆動車７６に遊嵌の関係で軸支され、第１カム２０はカム駆動車
７６と一体で回転するよう軸止されている。
【００３６】
カム駆動車７６の鍔部７６ａには回転止め軸７７が植立されており、突出した軸部が第
１カム２０に開設された孔２０ａに挿入されている。回転止め軸７７は、カム駆動車７６
とは離間した位置に配置され（平面位置は、図１参照）、この回転止め軸７７を設けるこ
とにより、第１カム２０が、カム駆動車７６との間において空転してしまうことに対して
の補強をしている。
【００３７】
なお、図１、図２は、第１カム２０及び第２カム３０が、第２の状態にあるときを表し
ており、第２カム３０に設けられるバネ部３３はフリーの状態であるが、バネ部３３の先
端部（摩擦係合部３４）と第１カム２０との周方向の隙間は、バネ部３３の先端部（摩擦
係合部３４）と第１カム２０との係合が解除できる最小の距離としている。これは、第２
カム３０が衝撃等により第１カム２０の回転より先行したときに、フィンガー押圧部３２
が、第１カム２０のフィンガー押圧部とのピッチがずれないようにしているためである。
【００３８】
第１カム２０及び第２カム３０の周囲には、チューブ枠１２が設けられている。チュー
ブ枠１２は、上述した蓋体１３と第１機枠１１との間に挟持されており、蓋体１３、チュ
ーブ枠１２、第１機枠１１は図示しない螺子により重ねて螺合され、また、第１機枠１１
と第２機枠１４も図示しない螺子により重ねて螺合され、それぞれの接続面は密着されて
いる。
【００３９】
続いて、本実施形態の流体輸送機構について図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る流体輸送装置１０の一部を示す平面図である。なお、図１は
、流体輸送装置１０を定常駆動している状態を示し、蓋体１３を透視して表している。図
１において、本実施形態の流体輸送機構は、カム駆動車７６に軸止または軸支された第１
カム２０と第２カム３０と、流体を流動するチューブ５０と、チューブ５０と第１カム２
０及び第２カム３０との間に、カム駆動車７６の回転中心Ｐから放射状に介設された７本
のフィンガー４０〜４６とから構成されている。フィンガー４０〜４６は、それぞれが等
間隔に配設されている。
【００４０】
第１カム２０は、中心部が、カム駆動車７６の軸部に軸止され、外周部に３箇所の突出
部を備え、最外周部にフィンガー押圧部が形成されている。フィンガー押圧部は、３つの
フィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃから構成されている。フィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃ
は、回転中心Ｐから等距離の同心円上に形成される。フィンガー押圧部２１ａとフィンガ
ー押圧部２１ｂ、及びフィンガー押圧部２１ｂとフィンガー押圧部２１ｃとの周方向ピッ
チと外形形状は等しく形成されている。また、フィンガー押圧部２１ａとフィンガー押圧
部２１ｃとの間は、フィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ、またはフィンガー押圧部２１ｂ，
２１ｃの周方向ピッチの２倍の間隔を有している。
【００４１】
フィンガー押圧部２１ａの基部には、カム駆動車７６の回転中心Ｐ（第１カム２０及び
第２カム３０の回転中心と一致）と同心円上に形成される凹部が設けられ、この凹部の底
面は、後述する第２カム３０のバネ部３３が乗り上げる第２カム載り面２５である。上述
したフィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃは、それぞれ、フィンガー押圧斜面２２と、回転中
心Ｐとを中心とする同心円上の円弧部２３と連続して形成されている。この円弧部２３は
、フィンガー４０〜４６を押圧しない離間した位置に設けられる。
【００４２】
また、フィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの一方の端部と円弧部２３とは、回転
中心Ｐから延長した直線部２４で結ばれている。第１カム２０の下部には、第２カム３０
がカム駆動車７６の軸部に軸支され、カム駆動車７６の軸部に対して回転可能に挿着され
る。
【００４３】
第２カム３０は、上述した第１カム２０のフィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと
同形状のフィンガー押圧部３２と、フィンガー押圧斜面２２と同形状のフィンガー押圧斜
面３１と、を備えている。また、第２カム３０は、半島状に突出した弾性部としてのバネ
部３３が形成されている。このバネ部３３は、回転中心Ｐに対して同心円上に設けられ、
前述した第１カム２０に形成されている凹部（第２カム載り面２５）内に収まることがで
きる形状を有している。バネ部３３の先端裏側には円柱状の摩擦係合部３４が突出してい
る。
【００４４】
第２カム３０には、バネ部３３とは平面方向反対側に、前述した第１カム２０に設けら
れる円弧部２３と同じ径の円弧部３６と、円弧部３６とフィンガー押圧部３２とを接続す
る回転中心Ｐを結ぶ直線部３５とが設けられている。
【００４５】
ここで、第１カム２０と第２カム３０との関係について説明する。第１カム２０は、カ
ム駆動車７６の軸部に軸止されているため、カム駆動車７６の回転と共に矢印Ｒ方向に回
転する。第２カム３０は、カム駆動車７６の軸部とは遊嵌の関係にあるため第１カム２０
に追従して回転しないが、第２カム３０の端部の第１カム係合部３８が、第１カム２０の
フィンガー押圧部２１ｃの端部の第２カム係合部２６と係合した状態で、第１カム２０の
回転力が第２カム係合部２６から第１カム係合部３８に伝達され、第１カム２０と共に回
転し、フィンガー４０〜４６を押圧可能な状態となる。このような状態を第２の状態と呼
称する。
【００４６】
このような第２の状態では、第２カム３０のバネ部３３と、第１カム２０の第２カム載
り面２５との係合が解除されており、第１カム２０と第２カム３０とは、あたかも、４箇
所にフィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃ，３２を備える１個のカムを構成した状態となる。
なお、図示は省略しているが、フィンガー押圧部２１ａ〜２１ｃ，３２とは、回転中心
Ｐに対して同心円上に形成され、この同心円で形成されるフィンガー押圧領域に、隣接す
る２本のフィンガーが当接可能な寸法になるように設定されている。
【００４７】
これら第１カム２０と第２カム３０とは離間した位置に流体を流動するチューブ５０が
配設されている。チューブ５０は、弾性を有し、本実施形態ではシリコン系ゴムによって
形成されている。チューブ５０は、チューブ枠１２に形成されたチューブ案内溝１２１内
に装着され、一方の端部は、流体が外部に流出される流出口５３が設けられ、流体輸送装
置１０の外部に突出している。他方の端部の流体が流入する流入口５２は、接続管５５に
接続され、接続管５５の端部が流体を収容する流体収容部６０（図は省略する）に連通し
ている。
【００４８】
チューブ５０は、フィンガー４０〜４６によって押圧される範囲が、回転中心Ｐに対し
て同心円となるように形成されたチューブ案内溝１２１内に装着されている。チューブ５
０と第１カム２０及び第２カム３０との間には、フィンガー４０〜４６が、回転中心Ｐか
ら放射状に配設される。
【００４９】
フィンガー４０〜４６は、同じ形状で形成されているので、フィンガー４４を例示して
説明する。フィンガー４４は、円柱状の軸部４４ａと、軸部４４ａの一方の端部に設けら
れる鍔部４４ｃと、他方の端部が半球状に丸められた当接部４４ｂと、によって構成され
ている。鍔部４４ｃがチューブ５０を押圧する押圧部であり、当接部４４ｂが第１カム２
０または第２カム３０によって押圧される押圧部である。これらフィンガー４０〜４６は
、チューブ枠１２に設けられるフィンガー案内溝１２６内に装着され、蓋体１３によって
断面方向が保持される（図４、参照）。
【００５０】
フィンガー４０〜４６は、フィンガー案内溝１２６に沿って往復移動が可能であり、第
１カム２０及び第２カム３０によって外側方向に押圧され、チューブ案内溝１２１のチュ
ーブ案内壁１２２との間でチューブ５０を押圧して流体流動部５１を閉塞する（図３も参
照）。フィンガー４０〜４６の断面方向の中心位置は、チューブ５０の中心とほぼ一致し
ている。
本実施形態の流体輸送機構は上述したように構成され、図１は、流体を輸送している第
２の状態の一状態を表している。
【００５１】
続いて、本実施形態による流体の輸送に係る作用について、図１を参照して説明する。
図１に図示した状態は、第２の状態のうちの一状態を表しており、第２カム３０のフィン
ガー押圧部３２でフィンガー４４を押圧し、フィンガー４５は、フィンガー押圧部３２と
フィンガー押圧斜面３１との接合部に当接しており、チューブ５０を閉塞している。また
、フィンガー４６は、フィンガー押圧斜面３１上で、チューブ５０を押圧しているが、フ
ィンガー４６はフィンガー４４の押圧量より小さく、チューブ５０を完全には閉塞してい
ない。
【００５２】
フィンガー４１〜４３は、第２カム３０の円弧部３６の範囲にあり、押圧されない初期
位置にある。また、フィンガー４０は、第１カム２０のフィンガー押圧斜面２２に当接し
ているが、この位置では、まだチューブ５０を閉塞していない。
【００５３】
この位置から、さらに第１カム２０と第２カム３０とを矢印Ｒ方向に回転すると、第２
カム３０のフィンガー押圧部３２によって、フィンガー４５，４６の順で押圧してチュー
ブ５０を閉塞していく。フィンガー４４は、フィンガー押圧部３２から解除されチューブ
５０は開放される。チューブ５０のフィンガーから閉塞が開放される位置またはまだ閉塞
されていない位置には、流体流動部５１に流体が流入している。
【００５４】
第１カム２０をさらに回転すると、フィンガー押圧斜面２２が、フィンガー４０，４１
，４２，４３の順に、順次押圧していき、フィンガー押圧部２１ｃに達したときにチュー
ブ５０を閉塞する。
このような動作を繰り返すことにより、流体を流入口５２側から流出口５３側に向けて
流動し、流出口５３から吐出する（矢印Ｆ方向）。
【００５５】
この際、第１カム２０及び第２カム３０のそれぞれのフィンガー押圧部には、フィンガ
ーのうちの２本が当接し、次のフィンガーを押圧する位置に移動するときには、フィンガ
ーのうちに１本を押圧する。このように、フィンガーを２本押圧する状態と、一本を押圧
する状態と、を繰り返すことにより、少なくとも１本のフィンガーがチューブ５０を常時
閉塞している状態を形成する。このことにより、第１カム２０及び第２カム３０がフィン
ガーを順次押圧していくときに、フィンガーの押圧切換時においても、必ず１本のフィン
ガーを押圧してチューブ５０を閉塞し、流体の逆流を防止すると共に、流体を連続流動す
ることを可能にする。
【００５６】
続いて、フィンガーがチューブ５０を閉塞する構造の詳細について図面を参照して説明
する。なお、フィンガー４４がチューブ５０を閉塞する状態を例示して説明する。
図３は、図１のＢ−Ｂ切断面を示す部分断面図である。また図４は、図３のＤ−Ｄ切断
面を示す部分断面図である。図３において、チューブ５０は、チューブ枠１２に設けられ
たチューブ案内溝１２１内に断面方向の大部分が挿入されて、図３に図示する位置に保持
されている（図中、二点鎖線で表す）。
【００５７】
フィンガー４４は、チューブ枠１２に設けられたフィンガー案内溝１２６内に装着され
る（図４、参照）。このフィンガー案内溝１２６とチューブ案内溝１２１と接続する部分
には、フィンガー４４に設けられる鍔部４４ｃが移動可能な凹部１２５が穿設されている
。さらに、チューブ案内溝１２１に垂直に設けられるチューブ案内壁１２２の下部には、
チューブ５０が閉塞された際の変形可能な領域となる凹部が形成されている。
【００５８】
チューブ５０の上方には、蓋体１３が載置され、蓋体１３には、チューブ案内溝１２１
に対応する位置にチューブ５０が装着可能な大きさの溝と、凹部１２５に対応する凹部１
３１と、チューブ５０が閉塞されて変形可能な領域となる凹部とが形成されている。チュ
ーブ５０は、第１カム２０または第２カム３０のチューブ押圧部がフィンガーを押圧して
いないときには、流体流動部５１は閉塞されていない（このときのフィンガー４４の位置
を二点鎖線で表す）。
【００５９】
図３は、第２カム３０がフィンガー４４を押圧している状態を示しているが、フィンガ
ー４４は、フィンガー押圧部３２によって押圧されチューブ５０を閉塞する。続いて、フ
ィンガー４４が後退してチューブ５０の閉塞が開放されると流体流動部５１の形状が復帰
する。この際、チューブ５０は、チューブ枠１２の凹部１２５に部分的に突設されたチュ
ーブ案内部１２３によって、初期の位置（二点鎖線で表す位置）まで確実に復帰する。
【００６０】
チューブ案内部１２３には、チューブ５０の方向に斜面が形成され、チューブ５０が初
期位置まで復帰することを補助している。このチューブ案内部１２３は、図１に示すよう
に、フィンガー４０の外側近傍、フィンガー４１，４２の間、フィンガー４４，４５の間
、フィンガー４６の外側近傍の４箇所に設けられ、チューブ５０が閉塞位置から開放位置
への確実な復帰を促す。
【００６１】
次に、フィンガー４０〜４６及びチューブ５０の組立方法について説明する。フィンガ
ー（フィンガー４４を例示）は、チューブ枠１２に穿設されるフィンガー案内溝１２６内
に上方から挿着する（図４、参照）。そして、チューブ５０をチューブ案内溝１２１内に
装着して蓋体１３を載置することで組立てが終了する。この際、第１カム２０と第２カム
３０の位置は、図５に示す第１の状態で組立てられる。第１の状態は、詳しくは後述する
が、第１カム２０と第２カム３０とが共にフィンガー４０〜４６のいずれも押圧しない状
態であるため、チューブ５０及びフィンガー４０〜４６に負荷が加わっていないため組立
作業を容易にしている。
なお、フィンガー４０〜４６とチューブ５０の組立順序は入れ替え可能である。
【００６２】
続いて、本実施形態の流体輸送装置１０の駆動開始直前の第１の状態と、定常駆動状態
の第２の状態への移行方法について図面を参照して説明する。
図５は、流体輸送装置１０の第１の状態を表す説明図である。この状態は、流体輸送装
置１０を組立てた直後の状態でもある。第１カム２０と第２カム３０とは、第２カム３０
のバネ部３３が、第１カム２０の第２カム載り面２５に配設されるよう組立てられている
。つまり、第２カム３０のバネ部３３を上方に若干曲げ起こして、第２カム載り面２５の
図示する位置に重ねることで、第１の状態を形成する。
このときの状態を図６に表す。
【００６３】
図６は、図５のＦ−Ｆ切断面を示す断面図である。図６に示すように第２カム３０のバ
ネ部３３は、第２カム載り面２５に載り上げ、バネ部３３の先端に突出された摩擦係合部
３４が、バネ部３３の上下方向（厚さ方向）の弾性力によって第２カム載り面２５に付勢
されている。この弾性力で、第２カム３０は第１カム２０に持着され、流体輸送装置１０
を駆動するまでこの状態が維持される。この摩擦係合部３４は、第１の状態においては、
その状態を維持するとともに、第２の状態に移行する際には、摩擦抵抗を減ずるために設
けられている。
【００６４】
なお、第２カム載り面２５の上面からの深さは、図６の状態で、第２カムのバネ部３３
の上面が、第１カム２０の上面から突出しない深さに設定することが望ましい。
【００６５】
さらに、第１カム２０と第２カム３０との相互位置関係を図５を参照して説明する。第
１カム２０と第２カム３０との平面位置は、図５に示すように、第１カム２０のフィンガ
ー押圧部２１ｃと第２カム３０のフィンガー押圧部３２との間にフィンガー４０〜４６が
配設されている。従って、フィンガー４０はフィンガー押圧斜面２２の一部に当接してい
るが、この位置ではフィンガー４０はチューブ５０を押圧していない。
【００６６】
また、フィンガー４１，４２，４３は、第１カム２０と第２カム３０が共に存在してい
ない位置、フィンガー４４，４５，４６は、第２カム３０の円弧部３６の範囲にあり、こ
れらもチューブ５０を押圧していない。従って、このような第１の状態で流体輸送装置１
０（流体輸送機構）を組立てれば、第１カム２０、第２カム３０、フィンガー４０〜４６
、チューブ５０が相互に干渉せずに、同じ方向からフィンガー４０〜４６、及びチューブ
５０を組立てることが可能となる。
【００６７】
さらに、このように上述した第１の状態に保持しておけば、チューブ５０の流体流動部
５１は開放された状態を維持するため、変形してしまうことはない。
【００６８】
次に、上述した第１の状態から第２の状態への移行過程について図面を参照して説明す
る。
図７は、流体輸送装置１０を駆動し、第１の状態から第２の状態への移行する最初の状
態を示す説明図である。図７において、第１カム２０と第２カム３０とは、図５、図６で
示した状態のまま矢印Ｒ方向に回転する。図５に示した状態から、第２カム３０と第１カ
ム２０とは、相互に持着された状態で回転していく。この際、第１カム２０のフィンガー
押圧部２１ｃ，２１ｂ，２１ａは、フィンガー４０〜４６を順次押圧し、流体を流動する
。
【００６９】
そして、第２カム３０のフィンガー押圧斜面３１がフィンガー４０に当接する位置に達
したときに第２の状態への移行が始まる。フィンガー４０にフィンガー押圧斜面３１が達
し、さらに第１カム２０が矢印Ｒ方向に回転すると、フィンガー押圧斜面３１がフィンガ
ー４０を徐々に押圧し、フィンガー４０は、チューブ５０を押圧し始める。すると、フィ
ンガー押圧部３２とフィンガー４０との摩擦抵抗が増加する。
【００７０】
第２カム３０は、カム駆動車７６とは遊嵌の関係であり、バネ部３３と第２カム載り面
２５との間の摩擦抵抗のみで、第１カム２０との相互位置関係が保持されているため、フ
ィンガー押圧斜面３１とフィンガー４０との摩擦抵抗が、バネ部３３と第２カム載り面２
５との間の摩擦抵抗よりも大きくなった時点で、第２カム３０が第１カム２０に対して相
対的に矢印ｒ方向に回動を始める。
そして、図８に示すように第１カム２０と第２カム３０との相対的な位置が移動してい
く。
【００７１】
図８は、図７の状態から、さらに第１カム２０が矢印Ｒ方向に回転した時の状態を示し
ている。図８において、第１カム２０は、フィンガー押圧部２１ａがフィンガー４３，４
４を押圧する位置まで回転している。このとき、第２カム３０は、第１カム２０に追従し
て回転するが、フィンガー４０，４１がフィンガー押圧斜面３１に乗り上げている。ここ
で、フィンガー押圧部３２とフィンガー４０，４１との摩擦抵抗の和が、バネ部３３と第
２カム載り面２５との間の摩擦抵抗よりも徐々に大きくなり、第２カム３０が第１カム２
０に対して相対的に矢印ｒ方向に回転を始める。そして、バネ部３３と第２カム載り面２
５との係合が外れる（図中、二点鎖線で示す状態）、第１カム２０と第２カム３０との持
着状態が解除される。
【００７２】
その状態を図９の断面図で示している。第２カム３０のバネ部３３は、第２カム載り面
２５との係合が外れ、自身の弾性力で初期状態に復帰する。
【００７３】
さらに、第１カム２０が矢印Ｒ方向に回転すると、第２カム３０の第１カム係合部３８
が第１カム２０の第２カム係合部２６と当接し、第２カム３０は、第１カム２０によって
矢印Ｒ方向に回転される。つまり、図１で示す第２の状態となり、第１カム２０と第２カ
ム３０とが、各フィンガー押圧部の間のピッチ、形状が等しいあたかも一枚のカムと考え
られる状態となり、各フィンガー押圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，３２が、フィンガー４
０〜４６を押圧及び開放し、フィンガー４０〜４６がチューブ５０を流入口５２から流出
口５３方向に順次閉塞と開放を繰り返して、流体を連続的に流動する。
【００７４】
第２の状態において回転を継続するときの、カム駆動車７６の負荷トルク（回転トルク
）は、カム駆動車７６（第１カム２０と第２カム３０）が１回転する間、略一定になるよ
うに設定されている。図７と図８に表す状態で説明する。
【００７５】
図７の状態におけるカム駆動車７６の負荷トルクは、第１カム２０のフィンガー押圧部
２１ａがフィンガー４１を押圧するときの負荷トルクと、フィンガー押圧斜面２２がフィ
ンガー４２，４３，４４を押圧するときの負荷トルクと、第２カム３０のフィンガー押圧
斜面３１がフィンガー４０を押圧するときの負荷トルクと、の和で表される。フィンガー
４５，４６は円弧部２３の領域にあるため負荷トルクは無視できる。
【００７６】
図８の状態におけるカム駆動車７６の負荷トルクは、第１カム２０のフィンガー押圧部
２１ａがフィンガー４３，４４を押圧するときの負荷トルクと、フィンガー押圧斜面２２
がフィンガー４５，４６を押圧するときの負荷トルクと、第２カム３０のフィンガー押圧
斜面３１がフィンガー４０を押圧するときの負荷トルクと、の和で表される。フィンガー
４１，４２の負荷トルクは無視できる。
【００７７】
第１カム２０と第２カム３０との第２状態における各フィンガー押圧部のピッチ、形状
は同じであり、また、各フィンガーも等間隔であるため、図７における負荷トルクと、図
８における負荷トルクは、略一定である。図７、図８で示す位置に限らず、１回転する間
の負荷トルクは変動が少なく略一定である。
【００７８】
従って、前述した実施形態によれば、フィンガー４０〜４６の全てを開放している第１
の状態と、フィンガー４０〜４６のうちの少なくとも一つが常に前記チューブを閉塞する
第２の状態とを有している。よって、流体輸送装置１０を駆動する前に、第１の状態にし
ておく（組立てた状態で維持する）ことで、チューブ５０をフィンガー４０〜４６が押圧
しない状態を維持するため、チューブ５０が変形してしまうことを防止することができる
。そのことによって、流体の流量を所定値に維持することができる。
【００７９】
また、第１カム２０及び第２カム３０が第１の状態のときに、チューブ５０またはフィ
ンガー４０〜４６をチューブ枠に装着すれば、押圧負荷がないので、チューブ５０やフィ
ンガー４０〜４６が組立て易いという効果がある。
【００８０】
また、流体輸送装置１０が駆動開始時点（組立てたときの状態）において、第２カム３
０に設けられたバネ部３３の弾性力により、第２カム３０が第１カム２０の厚さ方向に付
勢し持着することで前記第１の状態を形成し、第１カム２０とバネ部３３との持着が開放
されて第２の状態を形成する構造であるため、第１の状態を形成するために、他の部品を
必要とせず、簡単な構造で実現することができる。
【００８１】
また、第１の状態で駆動開始すると、第２カム３０のフィンガー押圧斜面３１が、フィ
ンガー４０に当接する。さらに回転させると、第２カム３０が徐々にフィンガー４０を押
圧し、そのことにより、第２カム３０とフィンガー４０との当接部の摩擦抵抗が増加する
。摩擦抵抗が持着力よりも大きくなった時点で持着が解除され第２の状態が形成される。
従って、使用者が操作することなく、第１の状態から、第２の状態に移行させることがで
きる。
【００８２】
なお、第１の状態から第２の状態に移行する期間においては、第１カム２０によりフィ
ンガーが所定の押圧動作を行うことにより所定流量の流動が可能であり、また、第２の状
態に移行した後も、第２カム３０によって、所定の流動を継続することができる。
【００８３】
このようにすれば、構成部品を増やすことなく、簡単な構造で第１の状態と第２の状態
とを形成することができる。さらに、バネ部３３を第１カム２０の厚さの範囲内に形成す
れば、突出部がない薄型の流体輸送装置を実現できる。
【００８４】
また、第２の状態では、第１カム２０と第２カム３０とで、フィンガー押圧部それぞれ
の周方向ピッチ、形状を同じにすることであたかも一枚のカムとなり、第１カム２０、第
２カム３０が１回転する間に、流体を一定の流量でしかも連続的に流動することができる
。
【００８５】
また、第１カム２０及び第２カム３０に形成される各フィンガー押圧部それぞれの周方
向領域が、隣接する二つのフィンガーが当接可能に設定され、さらに、フィンガー４０〜
４６のうち、隣接する二つがチューブ５０を閉塞する状態と、一つがチューブ５０を閉塞
する状態とが交互に繰り返されることにより、第１カム２０と第２カム３０が回転する間
に、フィンガー押圧部が押圧するフィンガーを順次切換えられていく。この際、フィンガ
ー押圧部に二つのフィンガーが当接可能となるように設定することにより、押圧するフィ
ンガーを切換える過程において、常に一つのフィンガーが押し圧され、チューブ５０を閉
塞しているため、流体の逆流を防止するとともに、流体の連続流動を可能にすることがで
きる。
【００８６】
また、本実施形態では、第１カム２０及び第２カム３０の負荷トルク（カム駆動車７６
の負荷トルク）が、１回転する間において略一定となるように設定されている。従って、
負荷トルクの変動が少ないため、第１カム２０及び第２カム３０の駆動源としてのステッ
プモータを小型化できるほか、流体の流動量の変動を抑えることができる。
【００８７】
また、チューブ５０が閉塞される状態から、開放される状態に移行する際に、チューブ
５０が閉塞される前の初期位置に復帰させるための斜面を有するチューブ案内部１２３を
設けることにより、閉塞され変形したチューブ５０を確実に初期状態の位置に復帰させる
ことができるため、チューブ５０とフィンガー４０〜４６との押圧が安定し、流体の安定
流動を継続することができる。
また、この機能をもたせるために、別の部品を設ける必要がないというような効果もあ
る。
【００８８】
なお、本発明の流体輸送装置１０の具体的実施例としては、チューブ５０の外径が１．
１ｍｍ、流体流動部５１の直径０．６ｍｍ、第１カム２０及び第２カム３０の回転速度を
４回転／時間としたときに、流体を水として１５μｌ／時間の微量、連続輸送を実現して
いる。
また、流体輸送装置１０のサイズは、幅１８ｍｍ、長さ３２ｍｍ、厚さ８．５ｍｍとい
う小型化を実現している。
【００８９】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる
範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
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、且つ、説明している
が、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対
し、形状、材質、組み合わせ、その他の詳細な構成、及び製造工程間の加工方法において
、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【００９０】
従って、上記に開示した形状、材質、製造工程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ないから、それ
らの形状、材質、組み合わせなどの限定の一部もしくは全部の限定をはずした部材の名称
での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、前述した実施形態では、第２の状態において、第１カム２０が第２カム３０を
押動する構造としているが、カム駆動車７６の鍔部７６ａに軸を植立し、第２カム３０に
この軸が挿通される凹部または孔を設け、カム駆動車７６の回転に伴い、第２カム３０を
第１カム２０と共に回転させることができる。
【００９１】
このような構造では、凹部または孔の形状を、回転中心Ｐを中心とする同心円上の長円
状に形成することで、第１の状態と第２の状態を形成することができる。
【００９２】
また、上述の構造とは逆に、第２カム３０の下方に軸を、カム駆動車７６の鍔部７６ａ
に凹部または孔を設ける構造とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の流体輸送装置１０は、様々な機械装置において、装置内、または装置外に搭載
し、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク、気体等の流体の輸送に利用することがで
きる。また、流体輸送装置単独で、前記流体の流動、供給に利用することができる。
また、小型化が可能で、微量流量を安定して連続的に流動することができるため、生体
内に装着し、新薬の開発などの医療用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態に係る流体輸送装置の流体輸送機構を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ切断面を示す部分断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ切断面を示す部分断面図。
【図４】図３のＤ−Ｄ切断面を示す断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る流体輸送装置の第１の状態を表す説明図。
【図６】図５のＦ−Ｆ切断面を示す断面図。
【図７】流体輸送装置を駆動し、第１の状態から第２の状態への移行する最初の状態を示す説明図。
【図８】図７の状態から、さらに第１カムが回転した時の状態を示す説明図。
【図９】図８で示す状態を説明する部分断面図。
【符号の説明】
【００９５】
１０…流体輸送装置、２０…第１カム、３０…第２カム、１２…チューブ枠、４０〜４
６…フィンガー、５０…チューブ。
【図１】
2007138775.tif 000003
【図２】
2007138775.tif 000004
【図３】
2007138775.tif 000005
【図４】
2007138775.tif 000006
【図５】
2007138775.tif 000007
【図６】
2007138775.tif 000008
【図７】
2007138775.tif 000009
【図８】
2007138775.tif 000010
【図９】
2007138775.tif 000011