(57)【要約】      （修正有）【課題】ロードセル等のセンサー機器の測定機器を使用せず、開放容器または密閉容器へ流体を定量充填や液面規制充填、液だれの防止、粘度のある流体の充填作業等が行える流体充填方法を提供する。【解決手段】排出用のポンプ８と、吸い込み用のポンプ９の計2台のポンプと、内管と外管で構成される多重充填管１１を用い、チューブ又はパイプで接続配管し流体を移動させる。または排出用のポンプ８と、吸い込み用のポンプ９の計2台のポンプと分離された2本の各充填管１０を用い、チューブ又はパイプで接続配管し流体を移動させる。前途に述べた様に、各ポンプと充填管から成る構成で、一方の管は流体の排出用に、他方の管を流体の吸引用にし、流体の排出量と吸引量を制御することで、流体を開放容器、または密閉容器へ移動させる際に充填量の調節ができることを特徴とする流体の充填方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出用のポンプ1台と、吸い込み用のポンプ1台の計2台のポンプと、内管と外管で構成される多重充填管を用い、チューブ又はパイプで接続配管し流体を移動させる。または排出用のポンプ1台と、吸い込み用のポンプ1台の計2台のポンプと分離された2本の各充填管を用い、チューブ又はパイプで接続配管し流体を移動させる。前途に述べた様に、各ポンプと充填管から成る構成で、一方の管は流体の排出用に、他方の管を流体の吸引用にし、流体の排出量と吸引量を制御することで、流体を開放容器、または密閉容器へ移動させる際に充填量の調節ができることを特徴とする流体の充填方法。  
【請求項２】
上記請求項１の充填方法において、各管はチュウビングポンプ、またはチュウビングポンプ以外の正駆動、逆駆動（正回転、逆回転）により流体の排出や、流体の吸い込み動作の切換が可能なポンプを使用し、充填時間中に、排出動作と吸引動作を充填目的により、各管ごとに動作の切換をし、開放容器または密閉容器へ定量充填や液面規制による充填、液だれの防止、粘度のある流体の充填作業等を行うことを特徴とする流体の充填方法。    
【請求項３】
上記請求項１又は請求項２記載の充填方法で、容器への充填時に各管を容器内で動作（充填管排出吸い込み口部を容器内の底部・容器の開口部の間で昇降動作）させての充填や、動作後に任意の位置で充填管を排出、吸い込み口部を一時停止させる充填や、充填管排出吸い込み口部任意の位置に設定し充填を行うなど、容器内で充填管排出吸い込み口部の位置を調整し充填を行うことにより、開放容器または密閉容器への定量充填や液面規制による充填、液だれの防止、粘度のある流体の充填作業等が行える動作を特徴とする流体の充填方法。                            
【請求項４】
上記請求項１から請求項３のいずれか記載の充填方法においてチュウビングポンプ、またはチュウビングポンプ以外で流体の排出や、流体の吸い込み動作の切換が可能なポンプと、2本の各充填管とをチューブ・パイプで接続配管し、各ポンプ・充填管は、１方の管は排出用で他方の管は吸引とする１組の充填方法を複数回連動作させて１組の充填システムとする、開放容器または密閉容器への定量充填や液面規制による充填、液だれの防止、粘度のある流体の充填作業等を行える動作を特徴とする流体の充填方法。                            
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、気体等の流体の開放容器または密閉容器等への充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の容器等への充填・分注作業はシリンジに擱けるピストン動作による容積定量充填方法。チュービングポンプにおける１方向への流体の送液に、定量精度を必要とされる場合には、ロードセルや液量を検出するセンサー類を使用しての充填方法。流体の保存タンクから、機械的機構を要する充填管（充填ノーズル）等を用い、それらの内部を密閉常態、また真空常態、加圧状態などにするため真空ポンプ、ブロワーなどの機器を使用して人為的環境を作り、サイフォン効果等の効果による流体の定量充填方法等が通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４７０６９
【特許文献２】特開昭６０−２３０５８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような方法によれば、シリンジに擱けるピストン動作による容積定量充填方法では、流体のシリンジ内へ吸い込み、吐出の動作を繰り返し行う為、連続送液ができず、送液量はシリンジ内容積量となる。
また、１方向への流体の送液充填や、機械的機構を要する充填管（充填ノーズル）等は、定量精度を必要とされる場合には、ロードセルや液量を検出するセンサー類や、真空常態、加圧状態などの人為的環境を作るために真空ポンプ、ブロワーなどの機器類など流体を送液するポンプ以外に付属する装置の使用が必要となます。    
【０００５】
通常、シリンジに擱けるピストンの往復動作による容積定量充填方法では  連続送液ができず、送液量はシリンジ内容積量となる、またピストンのパッキン類の磨耗、部品同士こすれなどの問題も生じます。
また、１方向への流体の送液充填や、機械的機構を要する充填管（充填ノーズル）等は、定量精度を必要とされる場合には、ロードセルや液量を検出するセンサー類や、真空常態、加圧状態など人為的環境を作るために真空ポンプ、ブロワーなどの機器類など流体を送液するポンプ以外に付属する装置を使用する為、複雑な機器の調整の必要性や接液部が複雑機構なとなる為、衛生面の問題、機器のコストが上がる、シンプルさに欠けるなどの問題
また、充填時に容器が密閉でないと充填できないため、容器の強度が必要とされるなど充填を行う容器の種類や、充填される流体の粘度などにより、センサー類が限定される等の問題も生じます。              
【０００６】
そこで本発明の目的は、以上のような問題を解消し、流体の排出量と吸引量を制御することにより、流体の開放または密閉容器への充填量調節動作行うことを  特徴とする流体充填方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成する為、流体の吸込み、排出が行える1台・２台または複数のチューブポンプ、またはチュウビングポンプ以外の正駆動逆駆動（正回転逆回転）により流体の排出、吸い込み動作切換が可能なポンプ、または  流体の排出、吸い込み動作が同時に行える、以下の補足説明に記載したポンプを使用します。
流体の保存タンク(図１  ７．)と流体の排出用ポンプ（図1  ８．）吸い込み用ポンプ（図1  ９．）とをチューブ・パイプ（図1  １０．）で接続配管し、流体の排出用ポンプ、吸い込み用ポンプと内管と外管から構成される多重充填管（図1  １１．）、（図2）または分離された2本の各充填管（図3）を、チューブ・パイプ（図1  ９．）で接続配管し、各ポンプ・充填管は、１管は排出、１管は吸引として使用されます。
保存タンク(図１  ７．)の流体は排出用ポンプ（図１  ８．から排出充填管を通り容器内へ、容器内の流体は排出充填管から吸い込み用ポンプ（図１  ９．）を通り保存タンク（図１  ７．）へ戻ります。
上記の液体を循環させる動作と、１各管を容器内で動作（充填管排出吸い込み口部を容器内底部・容器開口部の間で昇降動作）させる（図4）。
２また、動作後、任意の位置で充填管排出吸い込み口部を一時停止させし充填を行う（図５）３充填管排出吸い込み口部任意の位置に設定し充填を行う（図6）４容器内で充填管排出吸い込み口部の位置を調整し充填を行う（図7）動作を使用し、液面規制による充填作業や、吸込み・排出を必要とする正・逆方向を要する送液作業や、容器への流体の充填・排出作業や、タンクに送液する時の液面制御の動作が行えることも可能となる。
使用ポンプの補足説明ロータの中心に組み込まれた回転軸を中心に、１個から複数の自由回転する円筒形状をしたローラを配置したロータと、ロータの外周に円弧状のくぼみが向かい合うように対称に配置されたステータにより、1個のロータと２個のステータからなる組合せで、モーターを利用し回転軸を回転させることで、回転軸と同方向にロータが回転するが、ローラが反対方向に回転する構造により、ステータとロータの間に介在させた柔軟性を有するチューブをロータの周縁に設けたローラがチューブに圧接、押し付けしごき、回転することで、チューブ内の流体を運び給排出を行います。
同じように、柔軟性を有するチューブをもう一方の対称に配置されたステータとロータの間にも介在させ、ロータの回転に伴ってロータの周縁に設けたローラがチューブに圧接、押し付けしごき、回転することによりチューブ内の流体を運び給排出を行います。
このように一方のチュ−ブでは吸込み・排出、もう一方のチューブでは排出・吸込みとなり異なった方向へ同時に流体を運ぶことができます。
【発明の効果】
【０００８】
このように、液体を循環させる動作と各充填管を容器内で動作により、開放容器または密閉容器への定量充填、液面規制充填を行うことが可能となります。
また、充填時間の短縮の為、開放容器または密閉容器への目的充填量近くまで排出ポンプは排出ポンプとし、吸い込みポンプは逆転させこちらも排出ポンプとして容器内に流体を排出させ充填を行い、目的充填量に近づいた時点で吸い込みポンプを正転させ吸い込みポンプとして使用し、各充填の動作と連動させ液量制御し充填時間の短縮も行えます。また、開放容器または密閉容器への充填終了時に、排出用充填管側のポンプを逆転することにより、排出用充填管口、先端部内の流体を吸い込み、排出用充填管口、先端部内に流体が残らないようにし、充填後充填管からの液だれの防止を行うことが可能です。
このような動作は粘度流体のように管内の流れが遅く、圧力がかかりポンプ停止後に流体が流れきるまで時間がかかるような流体の充填時にも、液切れの時間短縮に使用が有効となり、開放容器または密閉容器へ粘度流体の充填作業を行えます。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の容器  ポンプ  充填管  チューブ.パイプの接続方法の構成図
【図２】本発明の多重充填管の断面図
【図３】本発明の分離された充填管の正面断面図と平面断面図
【図４】本発明の充填動作一連の説明図
【図５】本発明の充填動作一連の説明図
【図６】本発明の充填動作一連の説明図
【図７】本発明の充填動作一連の説明図
【図８】実施形態を示すポンプヘッドの斜視図
【図９】使用ロータの形状の斜視図
【図１０】使用ステータの形状の斜視図
【図１１】使用ポンプヘッド部分の断面図
【図１２】送液動作図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。
【００１１】
図１において、流体の保存タンク(図１  ７．)と流体の排出用ポンプ（図1  ８．）吸い込み用ポンプ（図1  ９．）とをチューブ・パイプ（図1  １０．）で接続配管し、流体の排出用ポンプ、吸い込み用ポンプと内管と外管から構成される多重充填管（図1  １１．）、（図2）または分離された2本の各充填管（図3）を、チューブ・パイプ（図1  ９．）で接続配管し、各ポンプ・充填管は、１管は排出、１管は吸引として使用されます。
保存タンク(図１  ７．)の流体は排出用ポンプ（図１  ８．から排出充填管を通り容器内へ、容器内の流体は排出充填管から吸い込み用ポンプ（図１  ９．）を通り保存タンク（図１  ７．）へ戻ります。
【００１２】
図４においては、上記の液体を循環させる動作と、１各管を容器内で動作（充填管排出吸い込み口部を容器内底部・容器開口部の間で昇降動作）を順を追って表わしています。
図５では、動作後、任意の位置で充填管排出吸い込み口部を一時停止させ充填を行えることを表わしています。
図６では、容器内に液体を充填するのに、充填管排出吸い込み口部を任意の位置に設定し充填を行えることを表わしています。  
図７では容器内に液体を充填するのに、容器内で充填管排出吸い込み口部の位置を調整し充填を行う方法を表しています。
【００１３】
図８においては使用ポンプヘッドの部分について表しています。４はロータで、モーター５を用いて回転軸６を回転させることで、ロータ４が回転する。回転軸６を回転させるとロータ４はそれと同じ方向に回転する。また、ロータ４の中心の左右対称にローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを配置する。ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ自身では回転しないよう設計してあるので、ロータ4とステータ２との関係からチューブを介在させることで逆方向に各ローラは回転する。
図１１では、ステータ２とロータ4の間にチューブ1を挟み込む。同じ様にステータ２とロータ4の間にもチューブ１を挟み込む。
図８で、モーター５を用いて、回転軸６を回転させることで、ロータ４が回転軸と同じ方向に回り、各ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが上下ステータとロータに挟まれたチューブに接し、回転する構造となっている。その各ローラの回転を利用して、容器に入っている流体を、チューブを用いて送液する。ステータ２とロータ４の間に挟んだチューブ１を用いて回転するローラの各々が、チューブ１をステータ２に押し圧し、各ローラの回転とステータの回転を使ってチューブ１に溜まっている流体を移動させる。それぞれの回転により、それが繰り返されることで、送液でき、別の容器へと液体の充填がおこなえる。
ステータ２側でも同様にチューブ１をロータ４とステータに挟みこみ設置することで、ステータ２側と同じ方法で送液が行える。
ステータ２側とステータ２側では、ロータの中心を対称になるため、送液方向が逆になる。
そのため、吸込みと排出が出来るというわけである。
【００１４】
図１２では、チューブに入った流体が、各ローラにより、送液される方法を表しています。
ここでは、ロータの回転方向は時計周りとしています。
ステータとロータに挟んだチューブに流体が流れてきます。ローラ３aが図面（ｂ）のローラ３aの位置に移動すると、ステータに、押し圧されたチューブ内の流体が移動します。
それぞれのローラ３ｂ、３ｃ、３ｄにおいても同じ様にローラでステータに押し圧されたチューブ内の流体が移動します。
これらの連続動作により、１個のチュービングポンプで吸込みと排出方向への送液が可能になります。
【００１５】
以上により、吸込みと排出が２組のロータの２個のポンプででき、容器への送液時において、容器へのチューブの先端部の位置調整を実施すれば、液面規制による流体の充填作業も正確に行える。
好ましくは、流体の容器への充填及び満杯充填。粘度のある流体の容器への充填。
液面規制,液面制御を必要とする容器への充填。流体の所定量の充填。
また、透析器に用いて人口肺における血液の体外循環や、医療用のチュービングポンプに用いると有効な効果を奏することができる。
【実施例】
【００１６】
円形のロータ４を回転させるためにモーター５を使用します。モーター５の回転を利用してロータ４を回転させるため、回転軸６をロータ４の中心に組み込みます。ロータ４の回転軸を１個の円弧状のくぼみを有するステータ2とロータ４の間に柔軟性を有するチューブ１を介在させます。回転中のロータ４の回転軸６をロータ４の周縁に等間隔に配置した複数のローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各々が回転軸６の回転している方向とは異なった方向に回転し、前記ステータ2とローラの間に介在しているチューブ1を圧接、押し圧し、チューブ内の流体をしごき、吸込み・排出の2方向のポンプの送液の動作を同時に行う方法。試作例として、チューブは内径１２．７ｍｍ  外径１９．３ｍｍ〜１９．６ｍｍ程度のものを使用しました。
材質はシリコンやC―フレックス、ファーメッドです。ローラやロータや回転軸に使用した材質は鉄やステンレス鋼またプラスチックの硬いものです。モーター５は能力最高600回転/分で電気駆動を使用しています。
その他、圧空エアーを使用したエアーモーターも使用できます。
モーター５に接続している、回転軸６がロータ４に組み込まれていることで、同一方向に回転軸６を回転させる事ができ、ロータ４が回転し、その周縁に配置されている複数のローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄも回転するように構造されている。その時、回転した複数のローラは自身では回転せず、自由運動をするように設計している。
吸込み側の構造は、ステータ2とロータ４の間に挟み込んでいるチューブ1をロータ４が回転することで、ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが同一方向に回転し、チューブ1圧接、押し圧し、しごき動作を行う。しごき運動によりチューブに流体が溜まる。それを繰り返すことで溜まった流体をローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの回転を利用し、移動させることで、送液が行える。
これらの動作を２個のポンプで行うこととしている。
またロータの回転を逆回転させることで、吸込み側と排出側は、上記に記載した逆の方向へ送液することが出来る。
モーターの回転数を変えるだけで、送液量や粘度のある液体も対応できる。
【符号の説明】
【００１７】
チューブ1
ステータ2 
ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ
ロータ4
モーター5
回転軸６
保存タンク７
排出用ポンプ８
吸い込みタンク９
チューブ・パイプ１０
多重充填管１１
【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】
2013177817.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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