(57)【要約】【課題】チューブを押圧により流体を輸送するときに、流体が脈流として輸送されることを低減するとともに、チューブの内径寸法や外径寸法の精度管理を向上させる。【解決手段】チューブは、輸送方向に対して略垂直方向から押圧部材３３６を用いて押圧さることにより少なくとも一箇所が閉塞され、閉塞箇所を移動されることによって、流体を輸送するチューブであって、チューブ３３０は、押圧部材３３６が接触する接触部３３０ａと、接触部３３０ａと対向する対向部３３０ｂと、接触部３３０ａと対向部３３０ｂとを連結し、弾性を有する材料で形成される側部３３０ｃ，３３０ｄと、を備え、接触部３３０ａのチューブ内部と対向部３３０ｂのチューブ内部とは、輸送方向に対する断面視で平行且つ同一形状であって、接触部３３０ａと側部３３０ｃ，３３０ｄとの連結部位と、対向部３３０ｂと側部３３０ｃ，３３０ｄとの連結部位は、少なくとも４つの角を有する。【選択図】図４
2012026352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送方向に対して垂直方向から押圧部材を用いて押圧されることにより少なくとも一箇所が閉塞され、該閉塞箇所を移動されることによって、流体を輸送するチューブであって、
前記チューブは、
前記押圧部材が接触する接触部と、
前記接触部と対向する対向部と、
前記接触部と前記対向部とを連結し、弾性を有する材料で形成される側部と、
を備え、
前記接触部のチューブ内部と前記対向部のチューブ内部とは、前記輸送方向に対する断面視で平行且つ同一形状であって、
前記接触部と前記側部との連結部位と、前記対向部と前記側部との連結部位は、少なくとも４つの角を有することを特徴とするチューブ。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブにおいて、
前記接触部と前記対向部とは、非弾性を有する材料で形成されたことを特徴とするチューブ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のチューブにおいて、
前記側部は、前記断面視で平行且つ同一形状であることを特徴とするチューブ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のチューブにおいて、
前記接触部のチューブ内部と前記対向部のチューブ内部とは、曲面を含むことを特徴とするチューブ。
【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チューブにおいて、
前記角は、一定の曲率半径を有する角であることを特徴とするチューブ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のチューブにおいて、
前記側部は、前記接触部および前記対向部とは異なる光屈折率で形成することを特徴とするチューブ。
【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チューブを用いた流体輸送装置。
【請求項８】
請求項７に記載の流体輸送装置を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブを押圧して流体を輸送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を輸送する装置として、円形状のチューブを押圧する方式のポンプが用いられている。チューブポンプは、大まかには弾性材料で形成されたチューブと、チューブを押圧してチューブの少なくとも一箇所を閉塞させる押圧部材とによって構成されている。この押圧部材としては、モーター等の駆動手段によって回転するローターに、チューブを押さえるローラーが取り付けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ローターの回転によってローラーが移動すると、チューブの閉塞箇所が移動し、チューブ内の流体が下流側に押し出されるとともに、ローラーが通過した後はチューブの復元力によって上流側から流体が吸い込まれるようになっている。こうした円形状のチューブを押圧する方式のポンプは、低速で安定した輸送が可能であることから、例えば、規定量の薬液の投与といった高い輸送精度が求められる医療分野でも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平１０−５０７７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、円形状のチューブを押圧する方式のポンプは、チューブを押圧させることで流体の押し出しと吸い込みとを行う関係上、チューブを押圧し始める段階とチューブが半分まで押圧された段階とチューブが押圧されて閉塞状態となる段階が存在し、押圧されるチューブの断面が円形状であるため、チューブを押圧し始める段階からチューブが半分まで押圧された段階にかけて、チューブの押圧される断面積が徐々に増加し、押圧される断面積に比例するようにチューブから輸送される流量が増加する。また、チューブが半分まで押圧された段階とチューブが押圧されて閉塞状態となる段階にかけては、チューブの押圧される断面積が減少し、押圧される断面積に比例するようにチューブから輸送される流量が徐々に減少する。その結果、円形状のチューブポンプは押圧段階によって輸送される流量に変動があり、脈流として流体を吐出するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］輸送方向に対して垂直方向から押圧部材を用いて押圧されることにより少なくとも一箇所が閉塞され、該閉塞箇所を移動されることによって、流体を輸送するチューブであって、前記チューブは、前記押圧部材が接触する接触部と、前記接触部と対向する対向部と、前記接触部と前記対向部とを連結し、弾性を有する材料で形成される側部と、を備え、前記接触部のチューブ内部と前記対向部のチューブ内部とは、前記輸送方向に対する断面視で平行且つ同一形状であって、前記接触部と前記側部との連結部位と、前記対向部と前記側部との連結部位は、少なくとも４つの角を有することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、チューブは、前記押圧部材が接触する接触部と、前記接触部と対向する対向部と、前記接触部と前記対向部とを連結し、弾性を有する材料で形成される側部と、を備え、前記接触部のチューブ内部と前記対向部のチューブ内部とは、前記輸送方向に対する断面視で平行且つ同一形状であるため、チューブを押圧し始める段階からチューブが半分まで押圧された段階にかけて、押圧部材がチューブと接触する接触面積は略同一であり、また、チューブが半分まで押圧された段階とチューブが押圧されて閉塞状態となる段階にかけても、押圧部材がチューブと接触する接触面積は略同一である。つまり、チューブを押圧し始めるときから閉塞するまでの押圧力と押圧する速度が一定であれば、押圧部材がチューブと接触する接触面積は、チューブを押圧し始める段階から閉塞する段階まで略同一である。また、輸送方向に対する断面視でチューブの接触部のチューブ内面とチューブの対向部のチューブ内面とは平行且つ同一形状であるため、チューブは押圧される速度とチューブ断面積の増減とは比例し、脈流として流体を輸送することを抑制することができる。
【０００８】
［適用例２］上記チューブであって、前記接触部と前記対向部とは、非弾性を有する材料で形成されたことを特徴とするチューブ。
【０００９】
これによれば、チューブのうち、弾性を有する材料で構成されている箇所が一部分であれば、チューブの使用環境の温度などに伴うチューブ形状の変形や弾性の度合いが影響を受ける箇所が一部分に限定されるため、あらゆる環境下においてチューブが精度良く流体を輸送する。
【００１０】
［適用例３］上記チューブであって、前記側部は、前記断面視で平行且つ同一形状であることを特徴とするチューブ。
【００１１】
これによれば、チューブが押圧されるどの段階でも略同一のチューブ断面積となり、流体の脈流を抑制することが可能であり、さらに、チューブが押圧された後、側部の弾性により押圧される前の形状へ回復するとき、側部と、対向する側部とが、押圧される前の形状に回復する。押圧されなくなると、チューブが押圧される前の形状に回復し、再度押圧されるため、輸送される流体の流量は常に定量となる。
【００１２】
［適用例４］上記チューブであって、前記接触部のチューブ内部と前記対向部のチューブ内部とは、曲面を含むことを特徴とするチューブ。
【００１３】
これによれば、押圧部材のチューブを押圧する押圧部と、チューブの押圧部の接触する接触部とが曲面などの凹凸を含むことにより、押圧するとき、押圧部と、チューブの押圧部材の接触する接触部とが、曲面が凹凸として合致しやすくなり、押圧力が確実に流体に伝わるため、信頼性が高い。また、押圧部材の接触する接触部と、接触部と対向する対向部とは、平行且つ同一形状のため、上述したとおり、流体の脈流を抑制することが可能である。
【００１４】
［適用例５］上記チューブであって、前記角は、一定の曲率半径を有する角であることを特徴とするチューブ。
【００１５】
これによれば、角が、一定の曲率半径を有することにより、チューブを輸送される流体が、チューブの角によって生じる乱流を引き起こすことを防止することができる。
【００１６】
［適用例６］上記チューブであって、前記側部は、前記接触部および前記対向部とは異なる光屈折率で形成することを特徴とするチューブ。
【００１７】
これによれば、チューブを押圧部材の接触する接触部と対向する対向部から視認したとき、側部の弾性材料による弾性作用である側部の膨張や収縮などの様子が、例えば、光屈折率計を用いて確認することができる。また、側部が前記接触部および前記対向部とは大きく異なる光屈折率であれば、目視などにより、確認することもできる。そこで、弾性材料による弾性作用の様子を確認することにより、流体の輸送の状況や、押圧機能やチューブが正常かどうかの確認ができる。
【００１８】
［適用例７］上記のいずれか一例に記載のチューブを用いた流体輸送装置。
【００１９】
こうした本発明のチューブは、流体輸送装置に用いることが望ましい。本発明のチューブは、あらゆる環境下において、脈流として流体を輸送することを抑制し、輸送精度を向上させることができるため、信頼性が高い流体輸送装置を提供することができる。
【００２０】
［適用例８］上記流体輸送装置を用いた電子機器。
【００２１】
この発明によれば、輸送精度が高く、耐久性および信頼性が高い流体輸送装置を有しているので、耐久性および信頼性が高い電子機器を提供することができる。
【００２２】
また、上述した構成を有する本発明のチューブでは、輸送方向に対する断面に少なくとも４つの角を備えているため、４つの角を管理基準とすることができる。特許文献１を含めた従来技術では、円形および楕円形のチューブを用いるため、断面の管理基準は断面全体として精度管理する方法が用いられ、精度管理するときの定点を定めることができないため、チューブ断面が小さいほど精度管理することは困難であるが、本発明のチューブでは４つの角を管理基準とすることにより、チューブ断面の大きさやチューブ断面の傾きなどの精度管理を行うことができるため、断面精度が高いチューブを提供することができる。すなわち、チューブ断面のばらつきがないため、輸送精度を向上させることができる。
【００２３】
また、断面精度が高いチューブであるため、チューブの個体差は解消される。そのため、流体輸送装置に本願発明のチューブを用いる場合、流体輸送装置毎に流量調整を行う必要がなく、流量調整の工数が削減できるので、安価な流体輸送装置を提供することが可能となる。
【００２４】
また、チューブのうち、側部だけが弾性を有する材料で構成されていれば、チューブの使用環境の温度などに伴うチューブ形状の変形や弾性の度合いが影響を受ける箇所が側部に限定されるため、あらゆる環境下においてチューブが精度良く流体を輸送する。
【００２５】
加えて、弾性材料で形成されたチューブからは、気化した流体が抜けていき易いことが知られており、例えば、流体輸送装置で流体として薬液を輸送する場合、輸送中にチューブから薬液が蒸発して、規定量の薬液を精度よく輸送する（投与する）ことが困難となる虞がある。また、チューブから蒸発した薬液が、流体輸送装置の内部機構に付着し、正常に薬液を輸送することが困難となり、流体輸送装置の使用期間が短くなる場合がある。この点、チューブの側部を除いて、非弾性を有する材料で形成されれば、側部部分を除いた箇所については、チューブよりもガスバリア性が高まるので、チューブの全てを弾性材料で構成する場合に比べて、輸送中の流体の減少が抑えられる。その結果、所定量の流体量を輸送することができる。さらに、チューブから蒸発する流体が少なくなるため、流体輸送装置の内部機構に蒸発した流体が付着し、内部機構の作動に支障をきたすことを防止するため、流体輸送装置の耐久性や信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、チューブの側部が、左右対称で平行な部を有する形状であることは、次のような観点からも、流体の輸送精度を向上させる方向に作用する。すなわち、チューブが押圧されるどの段階でも略同一のチューブ断面積となり、流体の脈流を抑制することが可能であり、さらに、チューブが押圧された後、側部の弾性により押圧される前の形状へ回復するとき、側部と、対向する側部とが、同時且つ同形状に回復する。押圧されなくなると、チューブが押圧される前の形状に回復し、再度押圧されるため、輸送される流体の流量は常に定量となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係る流体輸送装置の大まかな構成を示した斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る流体輸送装置の本体およびカートリッジのそれぞれの構成を示した平面図。
【図３】第１の実施形態に係る流体輸送装置の本体にカートリッジを装着した状態を示した平面図。
【図４】第１の実施形態に係る流体輸送装置の押圧軸によってチューブが押圧される様子を示した断面図。
【図５】第２の実施形態に係る流体輸送装置の本体の構成を示した平面図。
【図６】第２の実施形態に係る流体輸送装置の押圧軸によってチューブが押圧される様子を示した平面図。
【図７】第２の実施形態に係る流体輸送装置の押圧軸によってチューブが押圧される様子を示した断面図。
【図８】変形例１に係るチューブの接触部および対向部を示した断面図。
【図９】変形例２に係るチューブの側部を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
以下では、次のような順序に従って、図面に基づいて本実施形態に係るチューブを用いた流体輸送装置を説明する。
Ａ：（装置構成）
Ｂ：（本実施形態の流体輸送動作）
【００２９】
Ａ：（装置構成）
図１は、本実施形態に係る流体輸送装置の大まかな構成を示した斜視図である。図示されているように、本実施形態の流体輸送装置１００は、大まかには本体２００と、この本体２００に対して着脱可能なカートリッジ３００とによって構成されている。また、本体２００は、第１本体ケース２１０と第２本体ケース２１２とを貼り合わせて形成されており、カートリッジ３００は、第１カートリッジケース３１０と第２カートリッジケース３１２とを貼り合わせて形成されている。尚、これら第１本体ケース２１０、第２本体ケース２１２、第１カートリッジケース３１０、および第２カートリッジケース３１２は、例えば、プラスチックなどの軽量で一定の強度を有する材料で形成されており、本実施形態の流体輸送装置１００を生体に触れるように使用する場合は、生体適合性を有する材料で形成されていることがより好ましいが、特に制限されるものではない。
【００３０】
加えて、本体２００には、カートリッジ３００を装着するための装着空間２５０が設けられており、この装着空間２５０にカートリッジ３００を装着した状態で、流体輸送装置１００は、流体輸送装置として機能するようになっている。尚、図１では、本体２００に設けられた装着空間２５０が破線で表されている。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る流体輸送装置１００の本体２００およびカートリッジ３００のそれぞれの構成を示した平面図である。図２（Ａ）には、本体２００の構成が示されており、図２（Ｂ）には、カートリッジ３００の構成が示されている。先ず、図２（Ａ）に示されているように、本体２００には、カム２２０や、カム２２０を回転させるための駆動部２３０や、駆動部２３０の動作を制御する制御部２４０などが搭載されている。前述したように、本体２００は、第１本体ケース２１０と第２本体ケース２１２とによって外枠が形成されており、カム２２０、駆動部２３０、および制御部２４０は、この内部に設置されている。尚、図２（Ａ）では、第１本体ケース２１０が透明部材で形成されているものとして表している。また、前述したように、本体２００には、カートリッジ３００を装着するための装着空間２５０が設けられている。
【００３２】
本実施形態の駆動部２３０は、いわゆる圧電素子によって構成されており、圧電素子を駆動することにより、カム２２０を時計回りに回転させることが可能となっている。尚、駆動部２３０は、カム２２０に対して回転力を与えられるものであればよく、圧電素子に限定されるわけではない。ステップモーターなども適用できる。
【００３３】
カム２２０の外周には、カム２２０の中心からの半径が最も小さい凹部２２０ａと、カム２２０の中心からの半径が最も大きい凸部２２０ｂとが設けられている。そして、凹部２２０ａから反時計回りに凸部２２０ｂに向かう間には、カム２２０の中心からの半径が滑らかに変化する遷移領域が設けられている。これに対して、凸部２２０ｂを過ぎると、凹部２２０ａへと半径が直接変化するようになっている。こうした凹部２２０ａおよび凸部２２０ｂは、カム２２０の外周に等間隔に４つ設けられている。
【００３４】
一方、図２（Ｂ）に示されているように、カートリッジ３００は、薬液等の流体を貯留するリザーバー３２０や、本実施形態のチューブ３３０や、リザーバー３２０内の流体をチューブ３３０まで導く上チューブ３４０や、チューブ３３０から流体を流出口３５０まで導く下チューブ３４２や、チューブ３３０を押圧する複数（本実施形態では、７本）の押圧軸３３６が取り付けられた軸保持部３３４などを備えている。尚、本実施形態のチューブ３３０には、シリコン製のチューブが用いられている。
【００３５】
詳しくは後述するが、上チューブ３４０および下チューブ３４２は、カートリッジ３００の外枠を構成する第１カートリッジケース３１０および第２カートリッジケース３１２によって形成されるチューブである。また、チューブ３３０と上チューブ３４０とは、接続コネクター３４４を介して接続されており、チューブ３３０と下チューブ３４２とは、接続コネクター３４６を介して接続されている。尚、図２（Ｂ）では、第１カートリッジケース３１０が透明部材で形成されているものとして表している。
【００３６】
本実施形態のチューブ３３０は、チューブ３３０の位置を規制するガイド壁３３２に沿って、円弧形状に配設されている。また、軸保持部３３４には、この本実施形態のチューブ３３０の円弧形状と中心を同じくして放射状に複数の押圧軸３３６が等間隔に配置されている。また、各押圧軸３３６は、軸保持部３３４に形成された貫通孔に通されており、往復動が可能となっている。
【００３７】
本実施形態の流体輸送装置１００は、以上のような本体２００とカートリッジ３００とによって構成されており、本体２００にカートリッジ３００を装着して一体とすることで、流体輸送装置１００として機能するようになっている。以下では、本実施形態の流体輸送装置１００における流体輸送動作について説明する。
【００３８】
Ｂ：（本実施形態の流体輸送動作）
図３は、本実施形態に係る流体輸送装置１００の本体２００にカートリッジ３００を装着した状態を示した平面図である。本実施形態の流体輸送装置１００では、本体２００の装着空間２５０（図２参照）にカートリッジ３００を装着した後、固定用ビス１０２を用いて第１本体ケース２１０側からビス留めすることにより、カートリッジ３００が本体２００から抜け落ちることを防止するようになっている。
【００３９】
図示されているように、本体２００にカートリッジ３００を装着した状態では、カートリッジ３００の軸保持部３３４に取り付けられた複数（本実施形態では、７本）の押圧軸３３６の一端（本実施形態のチューブ３３０に接する側とは反対側の端部）が、本体２００に搭載されたカム２２０の外周部に当接するようになっている。また、前述したように、カム２２０の外周には、凹部２２０ａ、凸部２２０ｂ、および凹部２２０ａから凸部２２０ｂに向かう間の遷移領域が設けられている。このうち、凹部２２０ａに当接する押圧軸３３６は、本実施形態のチューブ３３０の弾性力によって押し退けられたままであり、本実施形態のチューブ３３０を押圧することはない。これに対して、遷移領域および凸部２２０ｂに当接する押圧軸３３６は、本実施形態のチューブ３３０に向けて押し出され、ガイド壁３３２との間で本実施形態のチューブ３３０を押圧する。特に、凸部２２０ｂに当接する押圧軸３３６は、本実施形態のチューブ３３０を最も強く押圧することになる。チューブ３３０は、輸送方向に対して垂直方向から押圧軸３３６を用いて押圧されることにより少なくとも一箇所が閉塞され、該閉塞箇所を移動されることによって、流体を輸送する。
【００４０】
以下では、上述した本実施形態の内容を、より明確にするために、図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る流体輸送装置１００の押圧軸３３６によってチューブ３３０が押圧される様子を示した断面図である。図４（Ａ）は、押圧軸３３６が凹部２２０ａによって矢印方向に押圧され、チューブ接触部３３６ａがチューブ３３０に接触したときの様子を示し、図４（Ｂ）は、押圧軸３３６が凹部２２０ａから凸部２２０ｂに向かう間の遷移領域によって矢印方向に図４（Ａ）の状態よりさらに押圧され、チューブ接触部３３６ａがチューブ３３０を押圧している様子を示し、図４（Ｃ）は、押圧軸３３６が凸部２２０ｂによって矢印方向に図４（Ｂ）の状態よりさらに押圧された様子を示した断面図である。また、３３０ａは、押圧軸３３６が接触する接触部であり、３３０ｂは、接触部３３０ａと対向する位置に存在する対向部であり、３３０ｃおよび３３０ｄは、側部を示している。
【００４１】
接触部３３０ａと側部３３０ｃと対向部３３０ｂと側部３３０ｃとの境界は、一定の曲率半径を有する角３５２を有している。一定の曲率半径を有する角３５２を有するため、角３５２よる流体の乱流を引き起こすことを抑制するが、乱流が引き起こす可能性が少ない流速やチューブの内部抵抗である場合は、一定の曲率半径を有さない角であってもよい。チューブ３３０の断面に角３５２を有することにより、チューブの角３５２を定点とした精度管理が行える。精度管理とは、例えば、チューブの角３５２をスキャンニングして、チューブの角度やチューブの角３５２ともう一方の別の角３５２との距離などを計測することにより、チューブの内径寸法や外形寸法や厚さが確認することができることを示している。
【００４２】
また、精度管理の方法としては、チューブの角３５２を管理点として計測手段により計測するため、管理点と管理点との点間情報を座標として管理し、チューブの内径や外形、チューブの厚さなど様々な精度管理ができる。
【００４３】
押圧軸３３６のチューブ接触部３３６ａと接触部３３０ａと対向部３３０ｂとは、平行且つ同一形状である。接触部３３０ａと対向部３３０ｂとは平行且つ同一形状であれば、接触部３３０ａと対向部３３０ｂとは、流体を輸送するときに流体が漏洩するなどの支障がない程度の気密性が確保でき、流体との化学反応が発生しにくく、流体に溶出しない安全性が高い材料であればよい。材料は、プラスチックや軽金属など適度な硬度を有し、加工しやすく安価なものが望ましいが、弾性を有する材料で形成されていても良い。
【００４４】
側部３３０ｃと側部３３０ｄとは、平行な部を有する。詳しくは後述するが、側部同士が平行な部であるため、チューブが押圧されているとき、一定の流量が輸送される。
【００４５】
押圧軸３３６のチューブ接触部３３６ａと接触部３３０ａと対向部３３０ｂとは、曲部を含む。押圧軸３３６のチューブ接触部３３６ａの曲部と接触部３３０ａの曲部とが凹凸として機能するため、チューブ接触部３３６ａと接触部３３０ａとが合致しやすくなり、チューブを押圧する押圧力が確実にチューブに伝わるようになる。また、押圧軸３３６のチューブ接触部３３６ａと接触部３３０ａとが合致し、押圧軸３３６のチューブ接触部３３６ａと接触部３３０ａとの摩擦が生じにくくなり、押圧軸３３６のチューブ接触部３３６ａと接触部３３０ａとの磨耗が少なくなるため、耐久性が向上する。
【００４６】
側部３３０ｃと側部３３０ｄとは、接触部３３０ａと対向部３３０ｂとは異なる光屈折率で形成される。異なる光屈折率を有するとは、例えば、チューブ３３０を形成している材料が異なることにより光屈折率が異なる他、チューブ３３０の内側および外側に対し着色することにより、チューブ３３０の側部３３０ｃ，３３０ｄが、接触部３３０ａおよび対向部３３０ｂとは異なる光屈折率で形成されることを示している。チューブ３３０の側部３３０ｃ，３３０ｄは、接触部３３０ａおよび対向部３３０ｂとは異なる光屈折率で形成することにより、例えば、チューブ３３０を、対向部３３０ｂから押圧軸３３６の接触する接触部３３０ａに向かって視認したとき、側部３３０ｃ，３３０ｄの弾性材料による弾性作用である側部３３０ｃ，３３０ｄの膨張や収縮などの様子が、例えば、光屈折率計を用いて光屈折率を計測することで、確認することができる。また、接触部３３０ａと対向部３３０ｂを、接触部３３０ａから対向部３３０ｂまで視認できる一定の透度を有する材料で形成し、側部３３０ｃと側部３３０ｄとは、透度を有さないように着色した材料を用いる。そこで、弾性材料による弾性作用の様子を確認することにより、流体が輸送されているか否かを含めた流体の輸送状況や、押圧機能やチューブが正常に機能しているかの確認ができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
以下に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、チューブを押圧する押圧部が流路の長手方向に沿って移動し、チューブを押圧する点で第１の実施形態とは異なる。第２の実施形態は、一般的にはチューブポンプの名称で広い産業分野で使用されているものである。
以下では、上述した本実施形態の内容を明確にするために、次のような順序に従って本実施形態を説明する。
Ａ：（装置構成）
Ｂ：（流体輸送動作）
【００４８】
Ａ：（装置構成）
図５は、本実施形態に係る流体輸送装置の本体の構成を示した平面図である。図示されているように、本実施形態の流体輸送装置４００は、チューブ４３０とローター４２０とローラー４１０とチューブホルダー４４０とチューブカバー４５０と流体収容器４８０とによって構成されている。
【００４９】
ローター４２０は、図示しないモーター等回転する機構により回転し、ローター４２０に中心部を固定され外径部が自由回転可能なローラー４１０を複数備えている。尚、ローラー４１０は、自由回転せずローターに固定されていても良い。また、チューブ４３０は、チューブホルダー４４０によって、ローター４２０と接するように固定され、チューブ４３０の１つの端部は流体収容器４８０と連結され、チューブホルダー４４０との流入口４６０および流出口４７０とは、チューブ４３０が屈折しないようチューブカバー４５０を備えている。
【００５０】
Ｂ：（流体輸送動作）
流体輸送装置４００は、輸送するための指示を受けると、図示しないモーターが回転し、モーターの回転に伴いローター４２０が回転する。ローター４２０が回転すると連動してローラー４１０はチューブ４３０の押圧箇所を移動しながらチューブ４３０を押圧し、押圧されたチューブ４３０の体積と等しい体積の流体が流出口４７０より流出され、押圧されたチューブ４３０の弾性によってチューブ４３０を押圧される前の形状に回復しようとする作用によって、流出口４７０より流出した流出量と等しい流体量が、流体収容器４８０より流入口を通ってチューブ４３０に供給される。
【００５１】
図６は、本実施形態に係る流体輸送装置４００のローラー４１０によってチューブ４３０が押圧される様子を示した平面図であり、図７は、図６のチューブ４３０が押圧される様子を示した断面図である。ローラー４１０はＡ−Ａ´断面からＥ−Ｅ´断面に向かって随時移動する。Ａ−Ａ´断面では、チューブ４３０はローラー４１０に押圧された後であり、チューブ４３０の弾性作用により、ローラー４１０に押圧される前の形状に復元されている。Ｂ−Ｂ´断面では、チューブ４３０は押圧された直後であり、チューブ４３０の弾性作用により、ローラー４１０に押圧される前の形状に復元しようとしている。Ｃ−Ｃ´断面では、チューブ４３０はローラー４１０に押圧されている。Ｄ−Ｄ´断面では、チューブ４３０はローラー４１０に一部押圧されている。Ｅ−Ｅ´断面では、チューブ４３０はローラー４１０に押圧される前であり、チューブ４３０の形状を保っている。
【００５２】
このような本実施形態のチューブ４３０は、Ｄ−Ｄ´断面のチューブ４３０を押圧し始める段階からＣ−Ｃ´断面のチューブ４３０が押圧されて閉塞状態となる段階にかけて、押圧部材４１０とチューブ４３０の接触面積は同一であり、Ｅ−Ｅ´断面の押圧される前の段階からＡ−Ａ´断面の押圧された後の段階まで、押圧部材４１０とチューブ４３０の接触面積は同一である。そのため、チューブ４３０は、押圧段階により流量が大きく異なることはなく、脈流として流体を輸送することを抑制することができる。
【００５３】
また、上述した構成を有する本実施形態のチューブ４３０では、輸送方向に対する断面に少なくとも４つの角４８２を備えているため、４つの角４８２を管理基準とすることができる。本実施形態のチューブ４３０では４つの角４８２を管理基準とすることにより、チューブ断面の大きさやチューブ断面の傾きなどの精度管理を行うことができるため、断面精度が高いチューブを提供することができる。すなわち、チューブ断面のばらつきがないため、輸送精度を向上させることができる。
【００５４】
また、断面精度が高いチューブであるため、チューブの個体差は解消される。そのため、流体輸送装置に本実施形態のチューブ４３０を用いる場合、流体輸送装置毎に流量調整を行う必要がなく、流量調整の工数が削減できるので、安価な流体輸送装置を提供することが可能となる。
【００５５】
また、チューブ４３０のうち、側部４３０ｃと側部４３０ｄとが弾性を有する材料で構成され、接触部４３０ａと対向部４３０ｂとが非弾性の材料で構成されていれば、チューブの使用環境の温度などに伴うチューブ形状の変形や弾性の度合いが影響を受ける箇所が側部に限定されるため、あらゆる環境下においてチューブ４３０が精度良く流体を輸送する。
【００５６】
また、チューブ４３０の側部４３０ｃと側部４３０ｄとが、左右対称で平行な部を有する形状であることは、次のような観点からも、流体の輸送精度を向上させる方向に作用する。すなわち、チューブ４３０が押圧されるどの段階でも略同一のチューブ断面積となり、流体の脈流を抑制することが可能であり、さらに、チューブ４３０が押圧された後、側部４３０ｃと側部４３０ｄとの弾性により押圧される前の形状へ回復するとき、側部４３０ｃと、側部４３０ｄとが、同時且つ同形状に回復する。押圧されなくなると、チューブ４３０が押圧される前の形状に回復し、再度押圧されるため、輸送される流体の流量は常に定量となる。
【００５７】
加えて、ローラー４１０が接触する接触部４３０ａと、接触部４３０ａと対向する対向部４３０ｂとは、曲部を含むことが望ましい。チューブ４３０を押圧するローラー４１０と、チューブ４３０の押圧部材の接触する接触部４３０ａが曲部を含むことにより、押圧するとき、ローラー４１０と、ローラー４１０が接触する接触部４３０ａとが、曲部が凹凸として機能するため合致しやすくなり、押圧力が確実に流体に伝わるため、効率が良い。また、ローラー４１０が接触する接触部４３０ａのチューブ内面と、接触部４３０ａと対向する対向部４３０ｂのチューブ内面とは、平行且つ同一形状のため、上述したとおり、流体の脈流を抑制することが可能である。
【００５８】
さらに、チューブ４３０のうち、角４８２は、一定の曲率半径を有する角であることが望ましい。角４８２が、一定の曲率半径を有することにより、チューブ４３０内を輸送される流体が、チューブ４３０の鋭角な角によって乱流を引き起こすことを防止する。さらに、一定の曲率半径を管理基準とした精度管理ができるため、流体輸送装置４００による流体の輸送精度を向上させることができる。
【００５９】
さらに加えて、チューブ４３０の側部４３０ｃと側部４３０ｄとは、チューブの接触部４３０ａおよび対向部４３０ｂとは異なる光屈折率で形成することが望ましい。異なる光屈折率で形成するとは、例えば、チューブを形成している材料が異なることにより光屈折率が異なる他、チューブの内側および外側に対し着色することにより、チューブの側部４３０ｃと側部４３０ｄとが、接触部４３０ａおよび対向部４３０ｂとは異なる光屈折率で形成されることを示している。チューブの側部４３０ｃと側部４３０ｄとは、接触部４３０ａおよび対向部４３０ｂとは異なる光屈折率で形成することにより、例えば、チューブを、押圧部材の接触する接触部４３０ａと対向する対向部４３０ｂから視認したとき、側部４３０ｃと側部４３０ｄとの弾性材料による弾性作用である側部４３０ｃと側部４３０ｄとの膨張や収縮などの様子が、例えば、光屈折率計を用いたり、または、目視などにより、確認したりすることができる。そこで、弾性材料による弾性作用の様子を確認することにより、流体の輸送の状況や、押圧機能やチューブ４３０が正常かどうかの確認ができる。
【００６０】
こうした本実施形態のチューブ４３０は、流体輸送装置に用いることが望ましい。本実施形態のチューブ４３０は、あらゆる環境下において、脈流として流体を輸送することを抑制し、輸送精度を向上させることができるため、信頼性が高い流体輸送装置４００を提供することができる。尚、第１の実施形態においても、上述した効果を有し、信頼性が高い流体輸送装置を提供することができる。
【００６１】
また、この実施形態によれば、輸送精度が高く、耐久性および信頼性が高い流体輸送装置４００を有しているので、例えば、生体に必要とされる液体を供給する流体輸送装置として医療機器に用いたり、様々な試験に用いられる流体輸送装置として試験機器などに適用したりできる。尚、第１の実施形態においても、上述した効果を有し、医療機器に用いたり様々な試験に用いられることも可能とし、信頼性が高い流体輸送装置を提供することができる。
【００６２】
（変形例１（接触部および対向部））
図８は、本変形例に係るチューブの接触部および対向部を示した断面図である。接触部および対向部は説明上、図の上段にあるものを接触部とし、図の下段にあるものを対向部として説明するが、図の上段にあるものを対向部とし、図の下段にあるものを接触部としても良い。尚、図中の点線で示した箇所は側部であり、チューブの断面図を示している。
【００６３】
図８（Ａ）の接触部５０１は、平滑な外面と平滑な内面とを備えており、対向部５０２は、平滑な外面と接触部５０１の内面と合致する平滑な内面とを備えている。接触部５０１および対向部５０２、または、接触部５０１もしくは対向部５０２の平滑な外面は、すべり抵抗が大きいものでも良い。例えば、接触部５０１の外面のすべり抵抗を大きくすれば、チューブを押圧する押圧部が、接触部５０１と接触しチューブを押圧するとき、すべることなく確実に押圧部がチューブを押圧することができる。また、対向部５０２の外面のすべり抵抗を大きくすれば、図５に示したチューブホルダー４４０を簡略化することができる。
【００６４】
図８（Ｂ）の接触部５１１は、平滑な外面と曲面を有する内面とを備え、対向部５１２は、平滑な外面と接触部５１１の内面と合致する曲面を有する内面とを備えている。
【００６５】
図８（Ｃ）の接触部５２１は、平滑な外面と凸部を有する内面とを備え、対向部５２２は、平滑な外面と接触部５２１の内面と合致する凹部を有する内面とを備えている。
【００６６】
図８（Ｄ）の接触部５３１は、平滑な外面と凹部を有する内面とを備え、対向部５３２は、平滑な外面と接触部５３１の内面と合致する凸部を有する内面とを備えている。
【００６７】
図８（Ｅ）の接触部５４１は、凹部を有する外面と平滑な内面とを備え、対向部５４２は、平滑な外面と接触部５４１の内面と合致する平滑な内面とを備えている。接触部５４１が凹部を有する外面であるため、接触部５４１の外面の凹部と合致する凸部を有する押圧軸を用いることで、確実に押圧部がチューブを押圧することができる。
【００６８】
図８（Ｆ）の接触部５５１は、凹部を有する外面と凸部を有する内面とを備え、対向部５５２は、凹部を有する外面と接触部５５１の内面と合致する凹部を有する内面とを備えている。対向部５５２が凹部を有する外面であるため、例えば、凹部を有する外面に合致する凸部を有するチューブ保持機構を備えることにより、図５に示したチューブホルダー４４０が簡略化できるとともに、流体輸送装置４００にチューブを確実に保持することができる。
【００６９】
図８（Ｇ）の接触部５６１は、波状の形状を有する外面と波状の形状を有する内面とを備え、対向部５６２は、波状の形状を有する外面と接触部５６１の内面と合致する波状の形状を有する内面とを備えている。接触部５６１および対向部５６２の外面が波状の形状を有するため、例えば、図５に示したチューブホルダー４４０が対向部５６２の外面の波状の形状に合致するような波状の形状を有するチューブ保持機構を備えることにより、チューブホルダー４４０にチューブを挿入し易く、チューブホルダー４４０から引き抜くことも容易い。さらに、チューブを押圧する押圧部の形状を、接触部５６１の外面と合致する形状にすることにより、確実に押圧部がチューブを押圧することができる。
【００７０】
（変形例２（側部））
図９は、本変形例に係るチューブの側部を示した断面図である。点線で示した箇所は、チューブの接触部および対向部であり、説明上、図の右側を右側部とし、図の左側を左側部として説明するが、図の右側を左側部とし、図の左側を右側部としても良い。
【００７１】
図９（Ａ）の左側部６０１は、内外面ともジグザグ形状で構成され、右側部６０２は、左側部内面のジグザグ形状と平行且つ同一の長さ（Ｌ１＝Ｌ２）で構成され、外面もジグザグ形状で構成される。左側部６０１および右側部６０２がジグザグ形状であるため、ジグザグ形状が有する復元作用により、チューブが押圧された後の形状回復が早くできるため、流体を高速吐出することが可能となる。
【００７２】
図９（Ｂ）の左側部６１１は、内外面とも波形状で構成され、右側部６１２は、左側部内面の波形状と平行且つ同一の長さ（Ｌ１＝Ｌ２）で構成され、外面も波形状で構成される。左側部６１１および右側部６１２が波形状であるため、波形状が有する復元作用により、チューブが押圧された後の形状回復が早くできるため、流体を高速吐出することが可能となる。
【００７３】
図９（Ｃ）の左側部６２１は、内外面ともジグザグ形状で構成され、右側部６２２は、左側部内面のジグザグ形状と同一の長さ（Ｌ１＝Ｌ２）で構成され、外面もジグザグ形状で構成される。左側部６２１内面のジグザグ形状と右側部６２２内面のジグザグ形状とは平行であっても、非平行で異なる形状でも良い。左側部６２１内面のジグザグ形状と右側部６２２内面のジグザグ形状とが非平行な形状の場合、接触部６２３および対向部６２４の長さを、左側部６２１および右側部６２２より長くすることで、脈流を低減することができる。また、左側部６２１および右側部６２２がジグザグ形状であるため、ジグザグ形状が有する復元作用により、チューブが押圧された後の形状回復が早くできるため、流体を高速吐出することが可能となる。
【００７４】
尚、図８および図９は、それぞれの組合せであっても良く、本実施形態の趣旨に合っているものならば、形状および形状の組合せは、図に記載されたものに限定されるものではない。
【００７５】
上記実施形態によれば、輸送精度が高く、耐久性および信頼性が高い流体輸送装置を有しているので、耐久性および信頼性が高い電子機器を提供することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００…チューブポンプ（流体輸送装置）  １０２…固定用ビス  ２００…本体  ２１０…第１本体ケース  ２１２…第２本体ケース  ２２０…カム  ２２０ａ…凹部  ２２０ｂ…凸部  ２３０…駆動部  ２４０…制御部  ２５０…装置空間  ３００…カートリッジ  ３１０…第１カートリッジケース  ３１２…第２カートリッジケース  ３２０…リザーバー  ３３０…チューブ  ３３０ａ…接触部  ３３０ｂ…対向部  ３３０ｃ…側部  ３３０ｄ…側部  ３３２…ガイド壁  ３３４…軸保持部  ３３６…押圧軸（押圧部材）  ３３６ａ…チューブ接触部  ３４０…上チューブ  ３４２…下チューブ  ３４４，３４６…接続コネクター  ３５０…流出口  ３５２…角  ４００…流体輸送装置  ４１０…ローラー（押圧部材）  ４２０…ローター  ４３０…チューブ  ４３０ａ…接触部  ４３０ｂ…対向部  ４３０ｃ，４３０ｄ…側部  ４４０…チューブホルダー  ４５０…チューブカバー  ４６０…流入口  ４７０…流出口  ４８０…流体収容器  ４８２…角  ５０１…接触部  ５０２…対向部  ５１１…接触部  ５１２…対向部  ５２１…接触部  ５２２…対向部  ５３１…接触部  ５３２…対向部  ５４１…接触部  ５４２…対向部  ５５１…接触部  ５５２…対向部  ５６１…接触部  ５６２…対向部  ６０１…左側部  ６０２…右側部  ６１１…左側部  ６１２…右側部  ６２１…左側部  ６２２…右側部  ６２３…接触部  ６２４…対向部。
【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】
2012026352.tif 000008
【図７】
2012026352.tif 000009
【図８】
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【図９】
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