(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送すべき液体又は気体等の流体と内面で接触し、一部又は全体が弾性体で形成された流体通路と、
前記流体通路のうち弾性体で形成された部分に外側から負圧を及ぼすことによって該部分に定形的な変形を引き起こすとともに加圧を及ぼすことが可能な変形手段と、
前記流体通路の開閉を行う開閉手段とを有するとともに、
前記変形手段は、
前記流体通路の一部又は全体を形成する弾性管を押圧する押圧手段と、
前記押圧手段による前記弾性管の押圧箇所を含む領域に常時負圧を及ぼすことによって、押圧時を除き該弾性管の弾性体部分を定形的に保持する定形的保持手段とを有することを特徴とするバルーン・ポンプ。
【請求項２】
前記変形手段は、
前記弾性管を押圧するため、可動の押圧部をもつ押圧手段と、
前記弾性管が一部又は全体に形成された前記流体通路が貫通するとともに、該流体通路の外面との間で囲まれた密閉空間を、収容した該弾性管内圧力よりも十分低圧に維持する容器、及び、該容器内に設けられ、非変形状態の該弾性管の原体積よりも大きい容積で通気性をもって該弾性管を包囲するとともに、前記押圧部が該弾性管に押圧可能に設けられた定形性のある包囲壁を有し、該包囲壁に該弾性管の外面を剥離可能に密着させて押圧時を除き該弾性管を定形的に保持する定形的保持手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のバルーン・ポンプ。
【請求項３】
前記定形的保持手段は、
前記包囲壁に開口部を設けるとともに、
該開口部には、該開口部を覆いつつ包囲壁で囲まれた内部に進入することによって弾性管を押圧する押圧部が嵌挿されていることを特徴とする請求項２記載のバルーン・ポンプ。
【請求項４】
前記変形手段は、
前記弾性管が一部又は全体に形成された前記流体通路が貫通するとともに、該流体通路の外面との間で囲まれた密閉空間を、収容された該弾性管内の圧力よりも十分低圧に維持する容器、及び、該容器内に設けられ、非変形状態の該弾性管の原体積よりも大きい容積で該弾性管を通気性をもって包囲する定形的変形可能な包囲壁を有し、該包囲壁に該弾性管の外面を剥離可能に密着させて押圧時を除き該弾性管を定形的に保持する定形的保持手段と、
前記包囲壁の壁面を動かして前記弾性管を押圧する押圧手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のバルーン・ポンプ。
【請求項５】
前記開閉手段は、前記変形手段と連動し、前記弾性管の外部から押圧して該弾性管の流路を閉塞し、及び、該弾性管の外部への押圧を除去し又は負圧により該弾性管の流路を開放することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項６】
前記変形手段の前記容器に、
前記流体通路が貫通する貫通孔に該流体通路を固定する固定部を設けたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項７】
前記固定部として、
流体を移送するための移送管を、容器内を通る流体通路部分と容器壁近傍で連結する継手を設けたことを特徴とする請求項６に記載のバルーン・ポンプ。
【請求項８】
前記継手は、
前記容器壁外側に固定して設けられ前記貫通孔に連通するニップル又は受口と、
ニップル又は受口の周縁をニップル又は受口よりもやや大きな径で囲むとともに、外側面が螺刻された円筒状のフランジと、
該フランジと螺合するとともに、中央に移送管を通す孔が設けられ、移送管の端部又はその近傍に固着された鍔を容器壁に密着させて移送管をニップル又は受口と連結する蓋部とを有することを特徴とする請求項７に記載のバルーン・ポンプ。
【請求項９】
前記変形手段は、回転運動を往復運動に変換するカム機構、ボールねじ機構、又はクランク機構等の変換機構を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１０】
前記開閉手段は、前記変形手段と連動するカム機構、ボールねじ機構等の前記変換機構又は電磁制御手段によって駆動されることを特徴とする請求項５又は９のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１１】
前記容器は、
その容器壁に通気孔が設けられ、該通気孔と接続された真空ポンプを有することを特徴とする請求項２乃至１０のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１２】
前記変形手段の前記包囲壁の一部壁面を可動にし、前記押圧手段によって該包囲壁を定形的に、前記弾性管に向かって突出させることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１３】
前記包囲壁は、合成樹脂、金属又はセラミックス等で製造された多孔質材、網状体又は１若しくは２以上の通孔を設けた通気性部材で形成されたことを特徴とする請求項２乃至１２のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１４】
前記弾性管又は弾性体は、化学的に安定な性質をもつ素材で形成されたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載されたバルーン・ポンプ。
【請求項１５】
前記弾性管の前記容器貫通部分の中央近傍の内外径は、両端近傍の内外径よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項２乃至１４のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１６】
前記弾性管は、吸入口から吐出口まで、一体的に形成されたことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１７】
前記容器内で且つ前記弾性管の外側の気圧は、該弾性管が膨張して、その外面が前記包囲壁に密着する程度に、該弾性管内部の圧力より十分低く設定されたことを特徴とする請求項２乃至１６のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１８】
前記変形手段の変形に伴う容積変化量は、前記弾性管に貯溜された流体の吐出又は移送量に略等しいことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項１９】
前記変形手段の押圧量を含む加圧量又は負圧量は可変であって、流体の移送量、流体の移送速度、流体の種類、流体の物性、気圧若しくは温度等の環境状況、又は弾性管の形状、物性等に応じて、自動的に又は操作者によって設定可能であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項２０】
前記弾性管が前記容器に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載のバルーン・ポンプ。
【請求項２１】
流体の種類、移送量、若しくは流体の移送位置等の流体に関する物質データ、装置のとるべき位置、圧力、移送速度、温度、押圧回数、押圧速度等の装置に関する装置データ又は処理内容を表す処理データ等を、検知又は入力することによって指定する指定手段と、指定された物質データ、装置データ又は処理データを解析する解析手段と、解析結果に基づいて、バルーン・ポンプの各部分に実行を指示する実行指示手段とを有することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載されたバルーン・ポンプ。
【請求項２２】
流路の一部又は全体を形成する弾性管に外部から負圧を及ぼして該弾性管を定形的に保持し、該弾性管への加圧を除去すると同時に吸引口側の流路を開放し吐出口側の流路を閉塞して該弾性管を定形的に保持された状態にして流体を吸引口から吸引し、該弾性管を外部から加圧すると同時に吸引口側の流路を閉塞し吐出口側の流路を開放し流体を吐出口側に移送する過程を繰り返すことによって流体を移送する方法において、
前記加圧は、前記弾性管の押圧箇所を押圧することによって行い、前記負圧は、該弾性管の前記押圧箇所を含む領域に常時及ぼされて押圧時を除き該弾性管の弾性体部分を定形的に保持することを特徴とするバルーン・ポンプを用いた流体移送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機からのエネルギーを気体又は液体の流れに変換する液体用又は液体及び圧縮性流体用容積形ポンプに係り、特に、医療、化学、薬品、生化学等の分野で、微小量の移送が必要な定量性の高い処理又は作業を行う場合に適用することができる応用範囲の広いバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第一の従来例として、図１１に示すような、回転式液体用容積形ポンプがあった。該回転式ポンプは５０１は、一端が吸入路５０２に、他端が流出路５０３と連結され、円周状に曲げられた弾性体チューブ５０４と、該弾性体チューブ５０４に沿って弾性体チューブ５０４を潰しながら進んで液体を吸入路５０２から流出路５０３に運搬する回転押圧体５０５とを有するものである。
【０００３】
第二の従来例として、図１２に示すような、往復式ポンプ５１１があった。該ポンプ５１１はピストン５１５ａを内蔵するシリンダ５１５と、該シリンダ５１５と連通する円筒管５１２と、吸入路５１３及び流出路５１４と該円筒管５１２との連結部分に設けられた吸入弁５１６ａ及び流出弁５１６ｂとを有するものである。前記シリンダ５１５内を前記ピストン５１５ａが往復運動することによって、液体を吸入路５１３から流出路５１４へ移送する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第一の従来例に係るポンプでは、前記回転押圧体によるチューブの押圧があると、チューブが潰され、回転押圧体の回転移動に伴ってチューブの潰れた箇所も移動し、該チューブに押されるようにしてチューブ内にある流体が連続的に移送される。該ポンプでは回転押圧体の押圧が除去されるとチューブが原状に復帰することになる。しかし、回転押圧体の押圧が除去されても、チューブは直ちに原状に復帰するものではなく、ある程度の時間を要する。特に肉薄のチューブであると、必ずしも原状に復帰せずに不規則不定形な形状を保つおそれもある。
【０００５】
また、該ポンプでは、液体の連続的移送には適しているが、液体を瞬間的に移送する場合には、定量性を十分に確保することができず、医療等の分野で微量の液体を、定量について高い精度で移送する場合には、十分な信頼性を得ることができないおそれがあるという問題点を有していた。
【０００６】
また、第二の従来例に係るポンプでは、シリンダ５１５とピストン５１５ａを用いるために、弾性体を用いる場合に比較して定量性が十分確保されるように見える。しかし、シリンダ５１５とピストン５１５ａとの間には小さな隙間があり、この隙間から液体が漏れたり、その隙間やシリンダ５１５内に液体が残留して、やはり高度の定量性を確保することができないおそれがある。また、残留した液体によって、クロスコンタミネーションが生ずるおそれがあるという問題点をも有していた。
さらに、第一の従来例及び第二の従来例に係るポンプでは、連続的に液体を移送するものであって、液量が十分に大きい場合の移送量の制御は比較的精度良く行うことができるが、微小な移送量の制御を精度良く行うことができないおそれがあるという問題点を有していた。
【０００７】
そこで、本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであり、第一には、従来なかったバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
第二には、定量に関する高度の精密性をもった信頼性の高いバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００８】
第三には、流体を残留なく移送することによって、高度の定量性をもち、且つクロスコンタミネーションなく流体を移送することができるバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
第四には、非連続的（１ショット毎）及び連続的に流体を移送することができ、定量のために扱いやすいバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００９】
第五には、微小量の流体をも確実に高い定量の下で移送することができるバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
第六には、医療の分野等の種々の分野において、応用性の広い、汎用性の高い、マルチ制御可能なバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
第七には、簡単な構成で、安価で経済的なバルーン・ポンプ及びバルーン・ポンプを用いた流体移送方法を提供することを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の技術的課題を解決するため、第一の発明は、移送すべき液体又は気体等の流体と内面で接触し、一部又は全体が弾性体で形成された流体通路と、前記流体通路のうち弾性体で形成された部分に外側から負圧を及ぼすことによって該部分に定形的な変形を引き起こすとともに加圧を及ぼすことが可能な変形手段と、前記流体通路の開閉を行う開閉手段とを有するものである。
【００１１】
ここで、本発明は１本の流体通路について変形及び開閉するだけでなく、複数本の流体通路を並列的に並べて変形及び開閉する場合も含む。さらに、複数の弾性管を直列に並べて、各流体通路に変形及び開閉を施す場合も含む。
「一部又は全体が弾性体で形成された流体通路」であるから、必ずしも、流体通路は弾性体のみで形成されなくてもよく、非可撓性で形成された流体通路の一部に弾性管が設けられている場合や、さらに非可撓性の管の一部に形成された開口部にのみ弾性体で形成された膜が張られたような場合であっても良い。
「定形的な変形」とは、少なくとも、意図した一定の形状に変形することをいう。
【００１２】
「開閉手段」は、流体通路に設けた一方向弁であっても良いし、外部から流体通路の弾性管に加圧しまたは加圧を除去することによって開閉を行うものであっても良い。
一般に、外側から弾性体を加圧した後、加圧を除去しても、弾性体は変形が容易であるため、正確に加圧前の原形に復帰しにくい。そこで、本発明では変形容易な弾性体に負圧を加えることによって、弾性体に定形性を付与し、常に一定の原形に復帰させるようにして、流体の残留なしに高度の定量性を確保するようにしたものである。
【００１３】
第二の発明は、第一の発明において、前記変形手段は、前記流体通路の一部又は全体を形成する弾性管を押圧する押圧手段と、前記押圧手段による前記弾性管の押圧箇所を含む領域に常時負圧を及ぼすことによって、押圧時を除き該弾性管を定形的に保持する定形的保持手段とを有するものである。
ここで、「押圧手段」は、例えば、１回のみ押圧を加えても良いし、連続的又は周期的に押圧を加えるようにしても良い。
【００１４】
第三の発明は、第一の発明又は第二の発明において、前記変形手段は、前記弾性管を押圧するため、可動の押圧部をもつ押圧手段と、前記弾性管が一部又は全体に形成された前記流体通路が貫通するとともに、該流体通路の外面との間で囲まれた密閉空間を、収容した該弾性管内圧力よりも十分低圧に維持する容器、及び、該容器内に設けられ、非変形状態の該弾性管の原体積よりも大きい容積で通気性をもって該弾性管を包囲するとともに、前記押圧部が該弾性管を押圧可能に設けられた定形性のある包囲壁を有し、該包囲壁に該弾性管の外面を剥離可能に密着させて押圧時を除き該弾性管を定形的に保持する定形的保持手段とを有するものである。
【００１５】
ここで、「押圧部が弾性管を押圧可能に設けられた」とは、押圧部は、前記包囲壁によって、弾性管に対する押圧を妨害されないように設けられていることをいい、例えば、押圧部が包囲壁内部に設けられ、包囲壁に穿設した小孔を通して設けた棒によって押圧部を押圧させるような場合や、包囲壁に穿設した開口部を通して、押圧部を包囲壁内に進入可能に設けても良い。
「剥離可能」としたのは、弾性管を変形する際に、弾性管を包囲壁に密着させたままだと、弾性管に大きな変形を加えることが難しく、また、弾性管に局所的に大きな変形力が加わり弾性管を劣化させ又は破壊しやすいからである。
また、弾性管を含む流体通路は容器内に必ずしも１本のみ配置する場合に限られず、複数貫通させて配列するようにしても良い。この場合には、各流体通路毎に包囲壁、押圧手段や開閉手段等が設けられることになる。
【００１６】
第四の発明は、第三の発明において、前記定形的保持手段は、前記包囲壁に開口部を設けるとともに、該開口部には、該開口部を覆いつつ包囲壁で囲まれた内部に進入することによって弾性管を押圧する押圧部が嵌挿されているものである。
これによって、簡単な構造で、弾性管の定形性を保持しながら押圧部によって押圧することができる。
【００１７】
第五の発明は、第一の発明又は第二の発明において、前記変形手段は、前記弾性管が一部又は全体に形成された前記流体通路が貫通するとともに、該流体通路の外面との間で囲まれた密閉空間を、収容された該弾性管内の圧力よりも十分低圧に維持する容器、及び、該容器内に設けられ、非変形状態の該弾性管の原体積よりも大きい容積で該弾性管を通気性をもって包囲する定形的変形可能な包囲壁を有し、該包囲壁に該弾性管の外面を剥離可能に密着させて押圧時を除き該弾性管を定形的に保持する定形的保持手段と、前記包囲壁の壁面を動かして前記弾性管を押圧する押圧手段とを有するものである。
「定形的変形可能」とは、少なくとも、変形した結果として一定の意図した形状を保つことをいう。
第三の発明と第五の発明との相違は、押圧手段が直接弾性管を押圧するのか、押圧手段が包囲壁を介して押圧するかの相違である。
【００１８】
第六の発明は、第一の発明乃至第五の発明のいずれかにおいて、前記開閉手段は、前記変形手段と連動し、前記弾性管を外部から押圧して閉塞し、及び、該弾性管を外部から押圧を除去し又は負圧により開放するものであり、これによって流体を該弾性管の内面とのみ接触させて移送するものである。
本発明によれば、弾性管に対する変形及び開閉を全て外側から制御することができる。従って、流体は、弾性管にのみ接するので、流れがスムーズであるとともに、弾性管のみを変えることによって、種々の流体に対する移送が可能である。また、医療の分野等においてクロスコンタミネーションを防止することが容易である。
【００１９】
第七の発明は、第三の発明乃至第六の発明のいずれかにおいて、前記変形手段の前記容器に、前記流体通路が貫通する貫通孔に該流体通路を固定する固定部を設けたものである。
したがって、容器内の弾性管を含む流体通路部分はその端部で容器壁に固定されている。そのためには、例えば、前記容器壁の前記貫通孔に対向する前記弾性管の内部には硬質のパイプを設ければ、弾性管を容器にしっかりと固定することができ他管との接続を確実に行うことができる。
【００２０】
第八の発明は、第七の発明において、前記固定部として、流体を移送するための移送管を、容器内を通る流体通路部分と容器壁近傍で連結する継手を設けたものである。
これによって、容器に必要に応じて、必要な長さ、径、分岐路、機能をもつ移送管を自由に連結することによって、種々の処理を行うことができる。
【００２１】
第九の発明は、第八の発明において、前記継手は、前記容器壁外側に固定して設けられ前記貫通孔に連通するニップル又は受口と、ニップル又は受口の周縁をニップル又は受口よりもやや大きな径で囲むとともに、外側面が螺刻された円筒状のフランジと、該フランジと螺合するとともに、中央に移送管を通す孔が設けられ、移送管の端部又はその近傍に固着された鍔を容器壁に密着させて移送管をニップル又は受口と連結する蓋部とを有するものである。
これによって、簡単な構成で、気密性の高い容器を製造することができる。したがって、安価に製造することができる。また、弾性管の取り外しも容易である。
【００２２】
第十の発明は、第一の発明乃至第九の発明のいずれかにおいて、前記変形手段は、回転運動を往復運動に変換するカム機構、ボールねじ機構、又はクランク機構等の変換機構を有するものである。
尚、その他にモータ等の駆動機構が必要なことはいうまでもない。また、これらの変換機構を用いずに、直接モータ等によって押圧を行うようにしても良い。
これによって、簡単な構成によってポンプ駆動を行うことができる。
【００２３】
第十一の発明は、第六の発明又は第十の発明のいずれかにおいて、前記開閉手段は、前記変形手段と連動するカム機構、ボールねじ機構等の前記変換機構又は電磁制御手段によって駆動されるものである。
ここで、「電磁制御手段」とは、電磁気力を用いて、開閉駆動を行うものであって、例えば、電磁石によって弾性管を外部から直接押圧することによって開閉したり、又は電磁弁であっても良い。
【００２４】
第十二の発明は、第三の発明乃至第十一の発明のいずれかにおいて、前記容器は、その容器壁に通気孔が設けられ、該通気孔と接続された真空ポンプを有するものである。
これによって、容器の密閉空間内を弾性管内の気圧に対して十分に低圧に維持することができる。
また、真空ポンプを逆回転させることによって、容器内を加圧し、前記弾性管を加圧により潰して、弾性管内に残留した流体を全部吐出させることができる。
【００２５】
第十三の発明は、第五の発明乃至第十二の発明のいずれにおいて、前記変形手段の前記包囲壁の一部壁面を可動にし、前記押圧手段によって該包囲壁を定形的に、前記弾性管に向かって突出させるものである。
ここで、「一部壁面」の部分に、押圧手段による押圧によって突出し、押圧を除去することによって元に戻るような金属製の隔膜、ダイヤフラム(diaphragm) を設けた構造であっても良い。
【００２６】
第十四の発明は、第三の発明乃至第十三の発明のいずれかにおいて、前記包囲壁は、合成樹脂、金属又はセラミックス等で製造された多孔質材、網状体又は１又は２以上の通孔を設けた通気性部材で形成されたものである。
第十五の発明は、第一の発明乃至第十四の発明のいずれかにおいて、前記弾性管又は弾性体は、化学的に安定な性質をもつ素材によって形成されたものである。化学的に安定な性質をもつ素材として、例えば、テフロン（登録商標）系のゴム、シリコン系のゴム、バイトン等がある
【００２７】
第十六の発明は、第三の発明乃至第十五の発明のいずれかにおいて、前記弾性管の前記容器貫通部分の中央近傍の内外径は、両端近傍の内外径よりも大きく形成されたものである。
これによって、弾性管の径の大きさに比較して移送量の大きい、また、移送力の大きなポンプを提供することができる。
【００２８】
第十七の発明は、第一の発明乃至第十六の発明のいずれかにおいて、前記弾性管は、吸入口から吐出口まで、一体的に形成されたものである。
これによって、ポンプをも一体化された継ぎ目なしの１本の弾性管からなる流体移送装置を提供することができる。したがって、弾性管の途中での流体の残留や漏れのない、信頼性のあるバルーン・ポンプを提供することができる。
【００２９】
第十八の発明は、第三の発明乃至第十七の発明のいずれかにおいて、前記容器内で且つ前記弾性管の外側の気圧は、該弾性管が膨張して、その外面が前記包囲壁に密着する程度に、該弾性管内部の圧力より十分低く設定されたものである。
これによって、必要最小限の圧力で包囲壁に密着させることができる。
【００３０】
第十九の発明は、第一の発明乃至第十八の発明のいずれかにおいて、前記変形手段による変形に伴う容積変化量は、前記弾性管に貯溜された流体の吐出又は移送量に略等しいものである。
これによって、弾性管内に吸引された流体を全て残留なく吐出することができる。
【００３１】
第二十の発明は、第一の発明乃至第十九の発明のいずれかにおいて、前記変形手段の押圧量を含む加圧量又は負圧量は可変であって、流体の移送量、流体の移送速度、流体の種類、流体の物性、気圧若しくは温度等の環境状況、又は弾性管の形状、物性等に応じて、自動的に又は操作者によって設定可能なものである。
これによって、種々の条件に応じて柔軟性があり、汎用性のあるバルーン・ポンプを提供することができる。また、各種のセンサを設けて、自動的に加圧量又は負圧量を設定することによって、操作性を向上させることができる。
【００３２】
第二十一の発明は、第一の発明乃至第二十の発明のいずれかにおいて、前記弾性管が前記容器に着脱自在に設けられたものである。
これによって、使い捨ての弾性管を使用することによって、クロスコンタミネーションのない、信頼性のある扱いやすいバルーン・ポンプを提供することができる。
【００３３】
第二十二の発明は、第一の発明乃至第二十一の発明のいずれかにおいて、流体の種類、移送量、若しくは流体の移送位置等の流体に関する物質データ、装置のとるべき位置、圧力、移送速度、温度、押圧回数、押圧速度等の装置に関する装置データ又は処理内容を表す処理データ等を、検知又は入力することによって指定する指定手段と、指定された物質データ、装置データ又は処理データを解析する解析手段と、解析結果に基づいて、バルーン・ポンプの各部分に実行を指示する実行指示手段とを有するものである。
【００３４】
これによって、種々の処理を、種々の状況に応じて、高精度に行うことができるので、汎用性の高い、且つ自動的に処理が可能な扱いやすいバルーン・ポンプを提供することができる。
【００３５】
第二十三の発明は、弾性管に外部から負圧を及ぼして該弾性管を定形的に保持し、該弾性管への加圧を除去すると同時に吸引口側の流路を開放し吐出口側の流路を閉塞して該弾性管を定形的に保持した状態にして流体を吸引口から吸引し、該弾性管を外部から加圧すると同時に吸引口側の流路を閉塞し吐出口側の流路を開放し流体を吐出口側に移送する過程を繰り返すことによって流体を移送するものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るバルーン・ポンプにおける以下の実施の形態では、液体を移送する場合について説明する。また、この実施の形態は特に指定のない限り本発明を制限するものではない。
第一の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る流体移送系は、バルーン・ポンプ１１と、該バルーン・ポンプ１１と後述する継手を介して着脱自在に取り付けられた移送管２２，２３とを有する。各移送管２２，２３の一方の端部に、吸引口２４と吐出口２５とが設けられている。該吸引口２４は、移送しようとする液体が収容された液体容器２６内に位置させ、該吐出口２５は移送された液体が収容される液体容器２７内に位置させる。該吐出口２５として垂下ノズルが用いられる。
【００３７】
図１に示すように、前記移送管２２，２３及び弾性管１２を含む前記吸引口２４から前記吐出口２５までの液体通路（流体通路に相当）は、真空容器１３に穿設された貫通孔１７ａ，１７ｂを通り該真空容器１３を上下方向に貫通している。該真空容器１３内には前記弾性管１２が収容されている。該弾性管１２の両端と、容器壁に設けられた貫通孔１７ａ，１７ｂとの間には、該弾性管１２への液体の流入及び流出を制御するための一方向弁（逆止弁）１５ａ，１５ｂが設けられている。該一方向弁としては、種々のものがあり、例えば、球体によって流体の逆流を防止するようなものであっても良い。
【００３８】
前記弾性管１２は、例えば、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の肉薄のテフロン系、シリコン系のゴム等の化学的に安定な素材で中空の略円筒状に形成されている。一般に、弾性管の肉厚をあまり薄くすると、押圧制御を行う際に、局所的に変形しやくすくなり、摺動による弾性管の劣化や振動が起こりやすく適当でない。逆に肉厚を厚くすると、押圧制御を行う際に局所的な変形がしにくいが、負圧等による定形的な変形を起こしにくく、高度の定量性のある制御がしにくくなる。肉厚や素材はこのような事情を勘案して定められる。該弾性管１２の両端の細径部分及び移送管２２、２３の径は例えば、数ｍｍ程度であり、該弾性管１２の太径部分は、例えば、前記細径の数倍程度（例えば、約５倍）の大きさをもつものを念頭においている。これによって、弾性管１２の１回の押圧による移送可能な液量を大きくしている。該弾性管１２の両端の細径部分には、非可撓性の合成樹脂等で形成されたパイプが挿入され、弾性管１２の端部に剛性を与えている。
【００３９】
図１又は図２に示すように、該真空容器１３内には、前記一方向弁１５ａ，１５ｂ及び前記弾性管１２の他に、該弾性管１２の外面を非変形状態の該弾性管１２の原体積より大きい容積で包囲するプラスチック等の合成樹脂や金属等の非可撓性部材で形成された包囲壁１４が設けられている。ここで、非変形状態とは、弾性管の内外の圧力差を“０”とした条件で取り得る状態をいう。該包囲壁１４は、例えば、前記弾性管１２の肉厚より十分小さい孔をもつ多孔性部材や一若しくは複数の穴が設けられた部材で形成されているため通気性を有する。
【００４０】
図１又は図２に示すように、該包囲壁１４の壁面には前記弾性管１２押圧用の開口部１４ａが設けられている。該開口部１４ａの周縁で包囲壁１４の外側方向には、該開口部１４ａを囲み弾性管１２へ押圧部１６を確実に導くための筒状壁１４ｂが設けられている。また、真空容器１３の器壁１３ｂには通気孔２９が穿設され、パイプ３０を介して真空ポンプ３１と接続されている。尚、容器１３内は、通気孔２９から真空ポンプ３１によって中の空気を排気して弾性管に負圧を及ぼす場合、又は空気を注入して弾性管を加圧する場合を除き外気と遮断されて密閉空間２８を形成している。
【００４１】
前記真空容器１３の器壁の前記貫通孔１７ａ，ｂには、前記移送管２２，２３との間を連結する継手が設けられている。前記移送管２２と連結する継手としては、該移送管２２を挿入して連結する受口２０と、前記貫通孔１７ａの周縁に固着され、該貫通孔１７ａを囲み外側面が螺刻された円筒状のフランジ１８ａと、移送管２２の先端近傍に固着された鍔２２ａを真空容器１３の器壁に押し付けるとともに中央に移送管２２の貫通用孔が穿設されて前記フランジ１８ａに螺合する蓋体１９ａとを有するものである。
【００４２】
一方、前記移送管２３と連結する継手としては、移送管２３に挿入されて連結するニップル２１と、前記貫通孔１７ｂの周縁に固着され、該貫通孔１７ｂを囲み該側面が螺刻された円筒状のフランジ１８ｂと、移送管２３の先端に固着された鍔２３ａを真空容器１３の器壁に押しつけるとともに中央に移送管２３の貫通用孔が穿設されて前記フランジ１８ｂに螺合する蓋体１９ｂとを有するものである。尚、前記受口２０及びニップル２１にはパッキンを設けるようにしても良い。また、継手としては、移送管の抜け落ちを防止し、容器内部の密閉性を保つことができれば、以上説明したものに限られるのではなく市販の種々のものを利用することができる。
【００４３】
前記弾性管１２を押圧する押圧手段は、ステッピング・モータ３４（又はモータ）と、ステッピング・モータ３４の回転軸３８の正逆回転を外周面がプーリ等に形成されたボールねじ駆動部３５に伝達するための歯車、タイミングベルトやチェーン等の伝達機構３９と、ボールねじ駆動部３５に螺合し、該ボールねじ駆動部３５の正逆回転によって正逆両方向への往復運動を可能とするボールねじ３３と、該ボールねじ３３を往復運動可能に支持する支持部４０，４１と、前記ボールねじ駆動部３５を挟持して、その並進運動を規制する規制部４２と、該支持部４０，４１及び該規制部４２を固定するためのシャフト３６とを有する。
【００４４】
さらに、該押圧手段は、前記筒状壁１４ｂに摺動可能に嵌まり、前記開口部１４ａを通って包囲壁１４の内部に進入して弾性管１２を押圧する、略升状の押圧部１６が設けられている。該押圧部１６の側面の高さは、押圧部の最大進入距離よりもやや長く形成する必要がある。該押圧部１６は、前記包囲壁１４と同じ通気性をもつ素材又はそれ以外の素材で形成しても良く、該押圧部１６には、該押圧部１６に押圧力を与えるロッド１６ａの一端が固定されている。ロッド１６ａの他端近傍には、前記押圧部１６を弾性管１２から離れる方向に付勢するばね４４、及び、前記押圧部１６の到達範囲を調節して、押圧部１６の包囲壁１４内への進入の深さを決定するための調節ねじ部４８が設けられている。
【００４５】
図３に示すように、調節ねじ部４８は、ロッド１６ａの上端に設けられ前記ボールねじ３３の下端が当接するロッド頭部３７と、ロッド頭部３７の下方の側周面の一定の長さに渡って螺刻された螺合部４３と、該螺合部４３に螺合し、ばね４４を係止するとともにロッド１６ａの包囲壁１４内への進入の深さを決定する調節ナット４７と、該調節ナット４７を螺合部４３に固定するための小ねじ４５とを有する。さらに、該ロッド１６ａの外側に、前記容器壁１３ｂ外部と該調節ナット４７との間に挟まれて前記ばね４４が嵌められ、該調節ナット４７を容器壁１３ｂの外側へ離間する方向に付勢する。したがって、該調節ナット４７が螺合するロッド１６ａ及び該ロッド１６ａの上端にあるロッド頭部３７も同方向に付勢され、該ロッド頭部３７は前記ボールねじ３３の下端を弾圧する。このような構成なので該ロッド１６ａにボールねじ３３の往復運動が伝達されて前記押圧部１６は往復駆動される。
【００４６】
前記ロッド１６ａが挿入される容器１３の器壁に穿設された孔には例えば２個のＯリング３２が嵌められて容器１３内の空間を密閉するとともに、ロッド１６ａを摺動可能に保持している。
【００４７】
好ましくは、前記容器１３は２つ容器壁部分１３ａ，１３ｂに分割可能にするとともに、前記弾性管１２を脱着可能に設けることによって、使用者が弾性管１２を交換可能にしても良い。これによって、弾性管１２の洗浄を行うことなく、種々の液体について移送処理を行うことができる。
好ましくは、容器壁部分１３ａは内部を監視することができるように透明壁をもつようにし、前記弾性管１２の一部及び包囲壁１４の一部をも透明体又は半透明体で形成して内部の液体を観察可能となるようにしても良い。
【００４８】
続いて、本実施の形態に係るバルーン・ポンプの動作について説明する。
移送しようとする液体が収容された液体容器２６に移送管２２の吸引口２４を浸し、移送目的位置にある液体容器２７内に移送管２３の吐出口２５を配置する。また、ステッピング・モータの回転量の指示又は必要ならば前記調節ねじ部４８を微調節して１回の移送量を設定する。この移送量の調節は、ＣＰＵ、メモリ、Ｄ／Ａ等を用いて、操作者の指示によって電気的に自動的に行うようにしても良い。
真空ポンプ３１を駆動させることによって、パイプ３０及び通気孔２９を介して前記容器１３内の密閉空間２８内にある空気を除去することによって、真空容器１３内部を略真空状態にして、前記弾性管１２に負圧を及ぼす。尚、真空容器１３内の気圧は、前記弾性管１２内の圧力よりも十分に低圧であれば良く、必ずしも真空でなくても良い。
【００４９】
すると、包囲壁１４は通気性をもつ部材で形成されているので、包囲壁１４内部にある空気も包囲壁１４の孔を通して排気され、前記弾性管１２は、弾性管１２内の内部圧力によって膨張し、包囲壁１４及び押圧部１６に剥離可能に密着し、弾性管１２の形状は包囲壁１４及び押圧部１６の内面形状に従って変形されるので一定の形状を保つ、即ち、定形的に保持される。同時に前記容器１３内に設けられた吸引口２４側の一方向弁１５ａが開放され、吸引口２４から該弾性管１２内に液体が吸引される。
【００５０】
次に、前記モータ３４を駆動させ、該モータ３４の回転軸３８の回転を回転伝達系３９によってボールねじ駆動部３５に伝えてボールねじ駆動部３５を回転運動させる。すると、該ボールねじ駆動部３５の並進運動は規制されているので、ボールねじ駆動部３５の回転によって、それに螺合する前記ボールねじ３３は並進駆動される。この並進運動によって該ボールねじ３３はその下端が弾性的に当接している前記ロッド頭部３７を介して前記ロッド１６ａを押し、前記押圧部１６を前記筒状壁１４ｂに沿って摺動させ前記包囲壁１４に設けられた前記開口部１４ａを覆いつつ該包囲壁１４の内部に進入する。これによって、該弾性管１２に保持された液体のうち指示された容量分押圧される。
【００５１】
その押圧の際、吸引口２４側の一方向弁１５ａが閉塞し、吐出口２５側の一方向弁１５ｂは開放され、前記弾性管１２内に吸引された液体の内前記容量分が前記移送管２３を通って前記吐出口２５から吐出される。尚、押圧の際、容器１３内の密閉空間２８内が略真空状態に減圧されている。そのため、該弾性管１２は通気性のある包囲壁１４に剥離可能に密着して定形性を維持しつつ下降するので定量性が高い。
【００５２】
次に、ステッピングモータ３４の回転軸３８を逆回転させると、前記ボールねじ３３は押圧時と逆に弾性管１２から離間する方向に並進移動する。すると、ばね４４によって付勢されているロッド１６ａは、ばね４４の弾性力によって弾性管１２から離間する方向に移動し、前記押圧部１６が弾性管と接触する押圧面は、包囲壁１４の位置迄戻る。その際、一方向弁１５ａが開放され、一方向弁１５ｂは閉塞されて、新たな液体が移送管２２を通って、弾性管１２内に流入する。
【００５３】
以上の過程を繰り返すことによって、液体容器２６に貯溜された液体を吸引口２４から吸引して、液体容器２７に移送することができる。尚、弾性管１２内は、吸引口側から吸引した液体を上方向から、吸引口側の下方向へ移送するようにしているので、弾性管１２内の液体は、液体容器２６内にある液体がなくなって吸引口２４が開放されると、吐出口側の一方向弁１５ｂを通って、重力及び大気圧の作用によって残留無く移送することができる。
【００５４】
さらに、前記真空ポンプ３１を逆に回して前記容器１３内の密閉空間２８に空気を逆流させて弾性管１２を加圧して、弾性管１２の容積を０にするまで潰して絞るようにすれば、より完全に残留なしに液体を移送することができる。
尚、以上の例では、前記弾性管は、円筒状のものを用いたが、該場合に限られることなく、角筒状、その他の形状のものであっても良い。
【００５５】
続いて、第二の実施の形態に係るバルーン・ポンプについて図４に基づいて説明する。
本実施の形態に係るバルーン・ポンプ５１は、弾性管を含む液体通路を１本だけ用いた第一の実施の形態に係るバルーン・ポンプと異なり、１つの真空容器５３を用いて、弾性管を含む液体通路を複数並列に配したものである。
【００５６】
本実施の形態に係るバルーン・ポンプ５１では、図４に示すように、複数の液体通路が貫通し、内部に複数（この例では７個）の弾性管（図示せず）が配列された真空容器５３を有し、各弾性管と継手１９ｂ1 〜１９ｂ7 を介して接続された移送管２２1 〜２２7 、２３1 〜２３7 を有するものである。
【００５７】
前記容器５３内の複数の弾性管には、各々押圧手段としてロッド１６ａ1 〜１６ａ7 が設けられ、ロッド１６ａ1 〜１６ａ7 の他端には、ロッドの到達範囲を調節して、押圧部（図示せず）の包囲壁（図示せず）内への進入の深さを調節可能とする調節ねじ部４８1 〜４８7 が設けられている。さらに、調節ねじ部４８1 〜４８7 の下方のロッド１６ａ1 〜１６ａ7 外周にはばねが嵌められ押圧部を弾性管の外方向に付勢している。
【００５８】
さらに、該バルーン・ポンプ５１には、前記調節ねじ部４８1 〜４８7 の上方に沿ってレールが設けられた支持棚６０が前記容器５３に固定されて設けられている。該支持棚６０には、前記調節ねじ部４８1 〜４８7 に沿って移動可能な移動体５６が前記レール上に載置されている。該移動体５６は、ステッピング・モータ５４によって伝達機構５５を介して回転駆動されるスライド駆動軸５９によって並進移動する。該スライド駆動軸５９は螺刻され、該スライド駆動軸５９に移動体５６が螺合するものである。該移動体５６には電磁石５７が設けられ、該電磁石５７には、磁場の発生除去に応じて進出後退する押圧棒５８が設けられ、別個に設けたスイッチやキーボード又はマウス等により指示された前記調節ねじ部４８1 〜４８7 の直上に移動体５６を移動させ各ロッド頭部を押圧して、指定された容器から容器に液体を移動させる。
【００５９】
これによって、１つの電磁石等の駆動部を移動させることによって複数の弾性管を駆動させるようにしているので、装置がコンパクトで且つ安価に作成することができる。
【００６０】
尚、以上の例では、１つの移動部を移動させることによって、複数の弾性管を押圧駆動するようにしたが、移動体を設けずに、各弾性管毎に駆動部を設けて押圧駆動するようにしても良い。または、移動部を複数設けて押圧駆動するようにしても良い。
また、駆動部は、必ずしも電磁石を用いて押圧するものに限られず、前述したボールねじや、カム機構等の機構によって駆動するものであっても良い。
【００６１】
以上の例では、複数の弾性管を並列に配したが、直列に配して順次駆動したり、縦横マトリクス状に配置したり、３次元マトリクス状に配置するようにしても良い。
本実施の形態では、１つの容器内に複数の弾性管を収容して、処理を行うことができるので、装置構成を簡単化するとともに、装置をコンパクトにして省空間を達成でき、また、安価に製造することができる。
【００６２】
続いて、第三の実施の形態に係るバルーン・ポンプを図５に基づいて説明する。尚、前述した図面に示された符号と同一の符号のものは同一のものを表すので説明を省略する。本実施の形態では、バルーン・ポンプの開閉手段と押圧手段との動作を１つのステッピング・モータ３４によって連動させるようにしたものである。
【００６３】
本実施の形態に係るバルーン・ポンプで用いるボールねじ８５の一端は、ステッピング・モータ３４の回転軸３８の回転をタイミングベルト等の回転伝達系３９を介して回転駆動されるプーリ８３ａが同心に設けられ他端は軸受８４で支えられている。該ボールねじ８５の中間には、３種類のピッチ及び螺子向きをもつボールの無限循環の転走路が設けられている。
【００６４】
第１種部分８５ａには、回転運動が規制され並進運動のみが許されるナット部７７が螺合している。ナット部７７には、弾性管７２の吸引口側の流路の開閉を行うため該流路を潰して閉じる大きさ又は形状をもつロッド１６ｂが連結するロッド頭部３７ｂに当接して押圧する押圧棒８６が取り付けられている。第２種部分８５ｂには、第１種部分８５ａと同一向きでより大きいピッチをもつ転走路が軸方向に沿って所定の長さに渡り設けられている。該ピッチは前記ボールねじ８５の往復運動の運動幅が前記第１種部分８５ａに比較して大きくなるように設定されている。これは流路の開閉よりも押圧部１６の押圧距離が長いからである。
【００６５】
該第２種部分８５ｂには、回転運動が規制され並進運動のみが許されるナット部７８が螺合している。ナット部７８には、弾性管７２を押圧するロッド１６ａが連結するロッド頭部３７ａに当接して押圧する押圧棒８７が取り付けられている。第３種部分８５ｃには、第１種部分８５ａと同一のピッチで逆向きの転走路が軸方向に沿って前記第１種部分と同じ長さに渡り設けられている。該第３種部分８５ｃには、回転運動が規制され並進運動のみが許されるナット部７９が螺合している。ナット部７９には、弾性管７２の吐出口側の流路の開閉を行うため該流路を潰して閉じることのできる大きさ又は形状をもつロッド１６ｃが連結するロッド頭部３７ｃに当接して押圧する押圧棒８８が取り付けられている。ロッド１６ｂ及びロッド１６ｃは、閉塞時において、ロッド１６ｂ及びロッド１６ｃが嵌合する溝７５ｂ，７５ｃが設けられ、閉塞を完全なものとしている。
【００６６】
各第１、２、３種部分のピッチや、前記「所定の長さ」は、動作距離の他、ステッピング・モータの能力やばね４４ａ，４４ｂ，４４ｃのばね定数、並進運動体やボールねじの重量等に依存して定められる。前記押圧棒８６、８７、８８は、シャフト７６に固定された支持部材８０、８１、８２によって回転運動を規制しつつ並進運動可能に摺動自在に支持している。尚、前記ボールねじ８５の第１種部分８５ａ，第２種部分８５ｂ，第３種部分８５ｃは１つのボールねじ８５に一体に形成しても良いが、別体に形成されたボールねじを接合して１本のボールねじに組み合わせても良い。
【００６７】
続いて、本実施の形態に係る動作について説明する。
最初に、真空容器７３内の空気を抜き、真空容器７３内を負圧にして前記包囲壁７４に弾性管７２を密着させる。その後、ステッピング・モータ３４を駆動し、その回転軸３８の回転を回転伝達系３９を介して例えばプーリ８３に伝達する。ボールねじ８５は回転運動のみを可能とするように軸受８４等によって拘束されている。
【００６８】
すると、第１種部分８５ａに螺合するナット部７７は図面右方向に並進移動し、第２種部分８５ｂに螺合するナット部７８は図面右方向に並進移動し、第３種部分８５ｃに螺合するナット部７９は、前記ナット部７７と同一距離分を図面左方向に並進移動する。したがって、押圧部１６を弾性管７２に押圧させる際に、吸引口側の流路が閉塞し、吐出口側の流路が開放されるので、弾性管７２内の液体は吐出口側の流路を通って弾性管７２から流出されることになる。
【００６９】
一方、ステッピング・モータ３４の回転を前述の回転方向と逆方向に回転駆動すると、前記ボールねじ８５を含む機構は、前述した場合とすべて逆方向に動作することになる。即ち、ナット部７７及びナット部７８は図面左方向に移動し、ナット部７９は図面右方向に移動する。すると、ロッド１６ａ，１６ｂは設けられたバネの弾性力によって、非押圧状態に復帰し、弾性管７２から押圧力が除去された状態で、吸引口側の流路が開放され、吐出口側の流路が閉塞されて、吸引口側から液体が弾性管７２内に流入することになる。
【００７０】
本実施の形態によれば、共通のステッピング・モータを用いて、開閉手段と押圧手段とを駆動させているので、構造を簡単化することができるとともに、動作が連動しているので、制御に信頼性がある。
【００７１】
また、本実施の形態の変形例として、開閉手段に係る部分、即ち、第１種部分及び第３種部分と、押圧手段に係る部分、即ち第２種部分を分離して、別個のボールねじ及び別個のモータを用いて、同一周期で異なる時間位相差を設けて駆動するようにすれば、より精度の高い制御を行うことができる。
【００７２】
続いて、第四の実施の形態に係るバルーン・ポンプを図６に基づいて説明する。尚、前述の図面と同一符号のものは同一のものを表すので説明を省略する。  図６に示すように、本実施の形態に係る流体移送系は、第一の実施の形態に係るバルーン・ポンプ１１と異なり、移送すべき液体と内面で接触する肉薄のテフロン系のゴム等で鍋状に形成された弾性管９２を含む液体通路を有する。該弾性管９２を含む液体通路は容器９３に穿設された貫通孔１７ａ，１７ｂを通り該容器９３を上下方向に貫通する。
【００７３】
該容器９３内には、前記弾性管９２の外面を前記非変形状態の前記鍋状の弾性管９２の原体積より大きい容積で包囲する包囲壁９４を有する。前記包囲壁９４は、前記弾性管９２の肉厚より十分小さい孔をもつ多孔性部材等で形成され通気性を有する。該包囲壁９４は、例えば、プラスチック等の合成樹脂、金属等の非可撓性部材で形成される。
【００７４】
包囲壁９４の鍋蓋にあたる壁面には、弾性管９２の押圧用の開口部９４ａが設けられている。該開口部９４ａの周縁で包囲壁９４の外側には、該開口部９４ａを囲み弾性管９２へ押圧部９６を導くための筒状壁９４ｂが設けられている。本実施の形態では、該押圧部９６が弾性管９２に接触する押圧面は前記包囲壁９４の鍋底の球面に略密接する形状に形成され、押圧部９６がカム９９に押されて図面上、最左端に押された場合にその間の隙間をなるべく小さくするようにしている。これによって、弾性管９２は押圧部９６と包囲壁９４の底に挟まれて、残留する液体の容量を小さくすることができるので、最終的にバルーン・ポンプ内に残留する液体を排除しやすい。
【００７５】
前記容器９３内には、前記弾性管９２を外側から押圧するために用いるカム９９が前記押圧部９６の押圧棒９６ａの一端（他端は押圧部９６に固定されている）に近接して設けられ、容器９３の外に設けられたモータ９５によって回転軸９７を介して回転駆動される。該回転軸９７の他端は容器壁に設けられた軸受９８に支持されている。カム９９は、前記押圧棒９６ａに押圧力を加える領域と、非押圧状態にある領域とを有するようにカム９９の径を形成する。
【００７６】
前記真空容器９３には、押圧棒９６ａを往復運動可能に支持する孔、及び、カムの回転軸９７が貫通する孔が設けられて、押圧棒９６ａの動きを規制する支持部９６ｃが固定して設けられている。押圧棒９６ａの前記一端の近傍に押圧部９６を弾性管９２から離れる方向に付勢するばね９６ｂが嵌められ、該ばね９６ｂが押圧棒９６ａの一端にある接触部９６ｄと前記支持部９６ａとの間に挟まれて設けられている。尚、前記押圧部９６ａに前述したようにねじを設けることによって、押圧部９６の進入距離、従って、押圧部９６によって吸引吐出される液量を調節するようにさせることができる。
【００７７】
続いて、本実施の形態に係るバルーン・ポンプの動作について説明する。
移送しようとする液体が収容された液体容器２６に移送管２２の吸引口２４を浸し、移送目的位置にある液体容器２７に移送管２３の吐出口２５を配置する。
真空ポンプ３１を駆動させることによって、パイプ３０及び通気孔２９を介して前記容器９３内の密閉空間２８内にある空気を除去することによって、容器９３内部を略真空状態にして、前記弾性管９２に負圧を及ぼす。
【００７８】
すると、包囲壁９４は通気性をもつ部材で形成されているので、包囲壁９４内部にある空気も包囲壁９４の微小孔を通して排気され、前記弾性管９２は、弾性管９２内の内部圧力によって膨張し、包囲壁９４に剥離可能に密着し、弾性管９２の形状は包囲壁９４の内面形状に従って変形され、その状態が一定の形状を保つ、即ち、定形的に保持される。すると、同時に前記弾性管９２に設けられた一方向弁１５ａ，１５ｂのうち、吸引口２４側の一方向弁１５ａが開放され、吸引口２４から弾性管９２内に液体が吸引される。
【００７９】
次に、前記モータ９５を駆動させ、前記カム９９を回転駆動させる。カム９９の回転によって、前記押圧部９６は押圧棒９６ａを介してカム９９によって押圧され、前記弾性管９２方向に突出し該弾性管９２を押圧する。これによって、吸引口２４側の一方向弁１５ａが閉塞し、吐出口２５側の一方向弁１５ｂが開放され、弾性管９２内に吸引された液体は吐出口２５に向かって移送される。
【００８０】
前記カム９９が回転して押圧が除去されると、前記押圧部９６は前記ばね９６ｂによって原状に復帰するとともに、常時負圧が及ぼされている前記弾性管９２も膨張するように付勢されているので、押圧部９６の戻りに従って原状に復帰する。
以上の過程を繰り返すことによって、予め定めた量の液体を液体容器２６から液体容器２７に移送することができる。
尚、以上の例では、１本の弾性管を用いた場合について説明したが、この例に限られず、弾性管を並列又は直列に配して同時に又は順次駆動するようにしても良い。
【００８１】
続いて、第五の実施の形態に係るバルーン・ポンプ１０１について図７に基づいて説明する。尚、前述した図面に示された符号と同一の符号のものは同一のものを表すので説明を省略する。
本実施の形態では真空容器１０３内の液体通路が一体に形成されたものであり、一方向弁の機能は、真空容器１０３内にある前記弾性管１０２の両端近傍の細径部分を、弾性管１０２を押圧するためのカム１０９ｃに連動したカム１０９ａ，１０９ｂによって外側から通路を押圧することによって行わせるものである。
【００８２】
本実施の形態では、カム１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃは回転軸１０６を共有し、容器１０３の外側に設けられたモータ（図示せず）によって回転駆動される。軸１０６の他端は容器１０３に設けられた軸受９８に支持されている。カム１０９ａ、１０９ｂは、弾性管１０２の流路の開閉用のためにばねで原状に復帰するように付勢された各々吐出口側と吸引口側に設けられた栓１０５ａ、１０５ｂを押圧するものである。カム１０９ｃはカム１０９ａ，１０９ｂの中間位置に設けられ、包囲壁１０４に設けられたダイアフラム（・スプリング）１０５ｃを押して、ダイアフラム１０５ｃを凹ませて弾性管１０２を押圧するものであり、力を加えない状態ではダイアフラム１０５ｃは膨らんだ状態に復帰する。液体を移送する場合には、吸引側のカム１０９ａの流路開放時にはカム１０９ｃは非押圧状態になり、吐出側のカム１０９ｂは流路を閉塞する必要がある。また、吸引側のカム１０９ａの流路閉塞時には、カム１０９ｃは押圧状態となり、吐出側のカム１０９ｂは流路開放状態となる。
【００８３】
図７（ｃ）は、各カム１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃに向かい合う包囲壁１０４を示す図である。
尚、図中符号１０７ａは受口、１０７ｂはニップルであるが、これらを設けずに、弾性管及び移送管を含めた液体通路を一体に形成しても良い。この場合には、移送管の部分は真空容器１０３内の弾性管の部分よりも変形しにくいように肉厚に形成される。
本実施の形態に係るバルーン・ポンプでは、弾性管１０２への加圧、開閉がすべて弾性管１０２の外部から加えることによって行うことができるので、ポンプに使用する弾性管の製造が容易であり、従って安価に提供することができる。
さらに吸引口からバルーン・ポンプを通り吐出口までを１本の弾性管で製造することができるので、容易に、安価に、且つ液漏れない信頼性のある液体の移送を行うことができる。
【００８４】
第六の実施の形態に係るバルーン・ポンプの制御系１１１を図８に示す。
同図に示すように、本実施の形態に係るバルーン・ポンプ制御系１１１は、メモリ１１３に格納されたプログラムに基づいて種々の論理的処理を行うＣＰＵ１１２と、種々のデータを格納するメモリ１１３と、キーボード、マウス、タッチボード若しくはスイッチの押下若しくは操作、ＣＤＲＯＭ若しくはフロッピーの装着、又はマークシートの読み込み等による種々のデータの入力又は指示等の種々の操作を行う操作部１１４とを有する。
【００８５】
また、本制御系１１１は、操作内容や、種々の指示内容、状況を表示する表示部１１５と、種々のデータや指示の送信又は受信を行う通信部１１６と、デジタル・アナログ変換器１１８ａ〜１２０ａ，１２４ｂと、アナログ・デジタル変換器１２１ａ〜１２４ａと、負圧が及ぼされる密閉空間を内部にもつ容器内に配置した複数の弾性管（図示せず）に押圧を加えるために、例えば、１個設けられたボールねじによって駆動部が設けられた移動体を移動させるためのスライド駆動部１１８とを有する。
【００８６】
さらに、本制御系１１１は、前記ボールねじを回転駆動するためのステッピング・モータ１１９（尚、１回の押圧による移送容量が定まっている場合には通常の直流モータ等でも良い）と、前記容器内を負圧にするための真空ポンプ１２０と、指示された移送液量を精密に調節等のために、液体、容器又は弾性管内の温度を計測する温度センサ１２１と、容器内の気圧又は大気圧を計測する圧力センサ１２２と、例えば、前記液体容器内の液面を検出する液面センサ１２３と、前記バルーン・ポンプを含む液体移送装置の吸引口、吐出口若しくは容器又は両者を輸送する輸送手段１２４とを有する。輸送手段１２４として、例えば、前後方向に移動可能なステージ上に設けられた左右方向及び上下方向に移動可能な装置によって実現することができる。
【００８７】
続いて、本実施の形態に係る制御系１１１の動作について説明する。
操作者は、前記操作部１１４から、バルーン・ポンプによって移送しようとする液体が収容されている液体容器、移送目的位置にある液体容器を指定する。各液体容器位置は予めメモリ１１３内にその容器識別番号とともに記憶させておき容器識別番号を指定するようにしても良い。また、操作者は移送しようとする液体の種類、液量を指定する。本制御系１１１では、液体の種類に応じて、予め、その液体の物性、例えば粘性や、比重、揮発性の有無等の物質データが前記メモリ１１３に記憶されているので、前記操作部１１４から、そのつど入力させる必要はない。
【００８８】
また、どの装置を用いるかとか、移送速度等の装置に関する装置データ、さらには、処理の流れに関するデータとか、定量性に関しどの程度の許容範囲の要求か、単なる１か所から１か所への移送か、１か所から複数箇所への移送か、複数箇所から１か所への移送か、これらの組み合わせか、又は測定処理等の他の処理との組み合わせか等の処理内容を表す処理データを指定する。
すると、前記ＣＰＵ１１２は、入力された処理データ及びメモリ１１３に格納されているプログラム・データや他のデータに基づいて、複数のバルーン・ポンプのうちのどれを使用するか、またはどういう順序で使用するのか、その時のステッピング・モータの回転量、押圧量、許される精度範囲、液容量速度を解析する。
【００８９】
この解析は、例えば、効率性を考えて、なるべく処理全体が最短時間で終了するようにバルーン・ポンプの使用順番等を設定する。複数の液体の移送を行う場合には、１つの液体の移送が終了すると、洗浄液を何回か移送して洗浄した後に、次の液体の移送を行うように設定する。また、複数のバルーン・ポンプには、定量の高精度のものから低精度であるが効率の良いもの等を用意して、要求に応じて選択して用いるようにしても良い。
【００９０】
また、本制御系では、操作者が操作部１１４から、装置データを入力して、加圧量や負圧量を定めるだけでなく、圧力センサ１２２や温度センサ１２１に応じて設定することもできる。
前記ＣＰＵ１１２の解析手段の解析結果に基づいて、実行指示手段は実行指示を各部分に対して行う。まず、複数のバルーン・ポンプの中から、要求精度にあい且つ不使用状態にあるバルーン・ポンプに、スライド駆動部１１８を用いて、ボールねじ等の駆動部を配置するように移動を指示する。
【００９１】
次に、輸送手段１２４に対し、該バルーン・ポンプに接続された移送管の先端についている吸引口を指定された移送対象の液体が収容されている液体容器内に移動させ、移送目的位置にある液体容器内に吐出口を移動する指示を行う。その際、該輸送手段１２４は、吸引口に設けられた液面センサ１２３によって液面を検知し、吸引口を液面の下に位置させるように制御される。
【００９２】
尚、バルーン・ポンプに接続されている前記移送管の長さは、全容器間の最長の間隔を結ぶことができる長さが用意されているものとする。さらに、前記ＣＰＵ１１２は、指示された液体の種類、１回の吸引・吐出による液体の移送量、移送すべき全液量、又は、前記温度センサ１２１によって検知された液体等の温度、圧力センサ１２２によって検知された圧力に応じて、前記モータの回転量の指示、及び真空ポンプ１２０への圧力の大きさを指示又は設定する。
【００９３】
以上の準備が完了すると、処理を開始させる。その際、前記液面センサ１２３によって、吸引口は常に液面の下に潜るように位置制御がされる。ＣＰＵ１１２は、前記ステッピング・モータ１１９の駆動状況や、移送目的位置に設けた液量計によって常に移送される液量を監視し、目的の移送量を達成した場合には、駆動を停止させる。または、液体容器から液体容器への全液体の移送の場合には、バルーン・ポンプ内の残留液体を絞り出すために例えば、前記真空ポンプ１２０の逆駆動を指示して弾性管を加圧させるようにしても良い。
【００９４】
続いて、第七の実施の形態について説明する。
図９に示すように、本実施の形態に係るバルーン・ポンプ１３１は、押圧手段として、皿状の押圧部１３６をもち、ボールねじ等（図示せず）により駆動される押圧棒１３３によって押圧される。該実施の形態では、弾性管１３２を囲む包囲壁１３４の底部の形状は、前記皿状の押圧部１３６の押圧面の曲面に適合する形状に形成され、該包囲壁１３４の上部は、該押圧部１３６の押圧棒１３３及び板状部材１３５ａ，ｂが嵌入可能な開口部が設けられている。非押圧状態にある該押圧部１３６の上側で包囲壁１３４の開口部周縁に設けた軸支部１３８ａ，１３８ｂで軸支された板状部材１３５ａ，１３５ｂが載置されている。該軸支部１３８ａ，ｂにはトーション・スプリング（ねじりばね）が設けられ、前記板状部材１３５ａ，ｂを、該軸支部１３８ａ，ｂを中心として図面の下方向に弾性的に付勢されている。
【００９５】
次に、本実施の形態に係るバルーン・ポンプ１３１の動作を説明する。
非押圧状態では、前記板状部材１３５ａ，ｂの端部が、押圧部１３６の上平面に接触載置されている。押圧部１３６が弾性管１３２の押圧を開始すると、押圧部１３６が弾性管方向に下降し、下方向に付勢されている板状部材１３５ａ，ｂもその一端が押圧部１３６の下降に伴って下降する方向に前記軸支部１３８ａ，ｂを中心として回転する。
この板状部材１３５ａ，ｂの存在によって、押圧された弾性管１３２が押圧部１３６の裏側にまで膨張することによって進入することによる不規則な変形や、押圧部１３６の摺動による無理な力が弾性管１３２にかかることを防止することになる。
尚、板状部材等の形状、個数、取付け位置等は、本実施の形態に限られることはなく、板状部材を４枚取り付けて、前記押圧部の上面を完全に覆うようにすれば、より効果は高いことになる。
【００９６】
さらに、第八の実施の形態に係るバルーン・ポンプ１５１について説明する。
図１０（ａ）に示すように、本実施の形態に係るバルーン・ポンプ１５１は、第一の実施の形態と同様にボールねじ１６５で押圧部１６を駆動するものであるが、第一の実施の形態と異なり、一方向弁として電気信号により電磁石を駆動して開閉を行う電磁弁１５５ａ，ｂを用いている。本実施の形態に係るボールねじ１６５には、軸心を同一にしてボールねじ１６５に回動可能に支持された環状部材１６２を有し、該環状部材１６２の外側面には、導電性の金属針１６３が突出している。該金属針１６３の回動による移動範囲内には、該金属針１６３と同時接触可能な各々２個の端子１６４ａ，ｂが設けられたスイッチ１６１ａ，ｂが固定して設けられている。該金属針１６３が接触することによって前記端子間が電気的に接続し、電磁弁１５５ａ又は電磁弁１５５ｂを駆動して閉成することになる。
【００９７】
ここで、前記環状部材１６２は、図１０（ｂ）に示すように前記ボールねじ１６５に、所定の動摩擦係数及び静摩擦係数をもって嵌合している。ここで、「所定の」とは、ボールねじが回転駆動されると、ボールねじの回転に伴って環状部材がボールねじと一体となって回転するが、環状部材の回転を阻止する外力が加わると環状部材は停止するが、それによってボールねじの回転続行が妨害されない場合をいう。これは、一般に静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいので実現可能な条件である。
【００９８】
次に、本実施の形態に係るバルーン・ポンプ１５１の動作について説明する。
非押圧状態にある押圧部１６に対し、モータ３４を駆動させ前記ボールねじ１６５を回転させる。すると、該ボールねじ１６５に螺合する螺合部７８が移動して、押圧部１６がロッド１６ａを介して押圧方向に移動する。該押圧部１６の移動とともに、該ボールねじ１６５に回動可能に軸支された環状部材１６２がボールねじ１６５との間の摩擦係数により、ボールねじ１６５と一体に回転を開始する。所定角度回転すると、該環状部材１６２の外側面に突出した前記金属針１６３が、該金属針１６３の回転による通過範囲内に設置されたスイッチ１６１ｂに接触するとともに、金属針１６３及び環状部材１６２の回転は阻害されて停止する。環状部材１６２の回転が停止しても、該環状部材１６２が所定の摩擦係数をもって軸支されているボールねじ１６５の回転は何ら阻害されることなく（動摩擦係数は静摩擦係数よりも小さい）回転し続けることになる。
【００９９】
金属針１６３のスイッチ１６１ｂへの接触によって、スイッチ１６１ｂに設けられた両端子１６４ｂが、金属針１６３を介して電気的に導通して前記電磁弁１５５ｂを閉成させることになる。一方、吐出口側の電磁弁１５５ａには、金属針１６３が接触していないので開成状態になっている。これによって、弾性管７２内に吸引された液体が吸引側に戻ることなく吐出口側に移動することになる。
【０１００】
その後、前記モータ３４を逆回転駆動させて、ボールねじ１６５を逆回転させる。すると、該ボールねじ１６５に螺合する前記螺合部７８を逆移動させ、押圧部１６をロッド１６ａを介して押圧除去方向に移動させる。該押圧部１６の逆移動とともに、該ボールねじ１６５に回転可能に軸支された環状部材１６２がボールねじ１６５との間の摩擦係数により、該環状部材１６２の該側面に突出した金属針１６３が接触したスイッチ１６１ｂから離間してボールねじ１６５と一体に逆回転を開始する。しかし、所定角度回転すると前記金属針１６２の通過範囲内で前記スイッチ１６１ｂとは別の位置に、例えば、図１０（ｃ）に示すように、軸心を含む平面に対し面対称位置に設置されたスイッチ１６１ａに接触するとともに環状部材１６２の回転が阻害される。
【０１０１】
環状部材１６２の回転が阻害されても、前述の場合と同様に、ボールねじ１６５は回転し続けることになる。金属針１６３のスイッチ１６１ａへの接触によって、スイッチ１６１ａに設けられた両端子１６４ａが、金属針１６３を介して電気的に導通して前記電磁弁１５５ａを閉成するとともに、金属針１６３と非接触状態となったスイッチ１６１ｂは、両端子１６４ｂ間が非接続状態となって、電磁弁１５５ｂを開成状態とする。これによって液体を吸引側から弾性管７２内に吸入することになる。
【０１０２】
以上の動作を繰り返すことにより、吸引口側から吸入した液体を吐出口側に移動することになる。
尚、本実施の形態では、弾性管に電磁弁を接続しさらに移送管を接続するようにして弾性管、電磁弁及び移送管を別体に設けたが、１本の弾性管を用いて、電磁弁の位置に弾性管の外側から、電磁力により弾性管を押圧する押圧部材によって弾性管の開閉を行うようにしても良い。この場合には、接続による継ぎ目がないので、液体の移送がよりスムーズに確実に行うことができる。
以上説明したように、本実施の形態では、電磁力によって、ポンプの開閉を行うようにしているので、液体の移送量、移送タイミングを精密に制御することができるのでより信頼性が高い。
【０１０３】
以上の各実施の形態に係るバルーン・ポンプの説明では、押圧手段は、ボールねじによる駆動又はカム機構による駆動のみを述べてきたが、このような場合に限られることなく、例えば、モータの回転軸と回転可能に連結された、クランク機構を用いて回転運動を往復運動に変換して、前記弾性管に押圧力を加えるようにしても良い。その際、プランジャによって押圧しても良いし、ダイヤフラムを用いて撓みによって押圧しても良い。
【０１０４】
以上説明した各実施の形態において、バルーン・ポンプの弾性管と、吸引口又は吐出口と接続された移送管とを一体に形成したものを用いた場合には、さらに、管の接続がないので、液漏れや、外部物質の混入を効果的に防止することができるとともに、構造を簡素化して安価に作成することができる。
【０１０５】
また、押圧手段のみならず、開閉手段による開閉についても、弾性管の外部から押圧力を加えることによって行うようにすれば、一方向弁を不必要とし、構造を簡素化することができて安価に作成することができる。
さらに、前記容器開閉自在に設け、前記弾性管を該容器及び前記包囲壁に対して着脱自在に設けることによって、弾性管のみを入れ換えることによって、洗浄なしに種々の処理を行うことができるようにすることができる。即ち、使い捨ての弾性管を用いるようにしても良い。
【０１０６】
特に、吸引から吐出までを一体の弾性管で形成することによって、扱いやすい、バルーン・ポンプを提供することができる。
さらに、バルーン・ポンプと分注器とを組み合わせることによって種々の処理を液の運搬を行うことなく、液を移送することができる。
【０１０７】
これらの実施の形態は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明したものであって、別態様を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、以上の説明では、流体として液体について説明したが、気体についても適用可能である。また、弾性管を円筒状に形成したが、該例に限られることなく、種々の形状に形成することができる。また、押圧手段も前述した機構に限られるものではない。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、第一の発明又は第二十三の発明は、前記流体通路の弾性体の部分の外側から負圧を及ぼして該弾性体に定形的な変形を引き起こすとともに加圧するものである。
したがって、変形容易な弾性体に定形性を付与し、常に一定の原形に復帰させるようにして、流体の移送の定量について高い精密度を確保することができ、且つ信頼性の高い流体の移送処理をすることができる。
【０１０９】
さらに、弾性管を用いることによって、流体を覆っているので、流体に接触する部分に接合や隙間がなく、微小な流体の残留を防止することができ、クロスコンタミネーションを防止することができる。また、負圧によって弾性体を原状に復帰させるようにしているので、応答性が良く、しかも不連続的又は連続的に流体の移送をすることができる。また、応用範囲が広い。
【０１１０】
第二の発明は、第一の発明において、前記弾性管の押圧箇所を含む領域に常時負圧を及ぼすことによって、押圧時を除き該弾性管を定形的に保持するようにしたものである。
したがって、第一の発明で奏する効果の他に、弾性管の定形性を確実に保つことができる。また、弾性管を用いるので安価に且つ容易に製造することができる。
【０１１１】
第三の発明は、第一の発明又は第二の発明において、通気性があり且つ定形性のある包囲壁を有し、包囲壁に弾性管の外面を剥離可能に密着させて押圧時を除き弾性管を定形的に保持するものである。
したがって、第一の発明又は第二の発明で奏する効果の他に、不定形な変形を容易に起こす弾性管を包囲壁に剥離可能に密着させ、その形状を容易に且つ確実に保持されるので、高い定形性が得られ且つ簡単な構造で安価に製造することができるので、高精度の定量性を得ることができる。
また、通気性のある包囲壁を用いているので、弾性管の原状復帰が早く、応答性が良く、従って、不連続的又は連続的に流体の移送を行うことができる。
複数の流体通路を前記容器内に集積して設けることによってマルチ制御が可能であり、構造を簡略化、コンパクトに製造することができて省空間に寄与する。
【０１１２】
第四の発明は、第三の発明において、前記定形的保持手段は、前記包囲壁に開口部に押圧部が嵌挿され包囲壁で囲まれた内部に進入することによって弾性管を押圧するものである。
これによって、第三の発明で奏する効果の他に、簡単な構造で定形性を保ちつつ弾性管を押圧することができるので、安価且つ簡単に製造することができるとともに、より高精度の定量の制御をすることができる。
【０１１３】
第五の発明は、第一の発明又は第二の発明において、定形的変形可能な包囲壁を有し、該包囲壁に該弾性管の外面を剥離可能に密着させて押圧時を除き該弾性管を定形的に保持し、前記包囲壁の壁面を動かして前記弾性管を押圧するものである。
したがって、第三の発明で奏する効果の他に、包囲壁自体を動かすので、弾性管を密着させたまま押圧することができるので、応答性が高く且つ、定形性がより高い。
【０１１４】
第六の発明は、第一の発明乃至第五の発明のいずれかにおいて、前記開閉手段は、前記変形手段と連動し、前記弾性管を外部から押圧して閉塞し、及び、該弾性管を外部から押圧を除去し又は負圧により開放するものである。
本発明によれば、前述した発明で奏する効果の他に、弾性管に対する変形及び開閉を全て外側から制御することができるとともに、構造が単純で製造が容易である。また、接合や隙間がないので、流体は、弾性管にのみ接するようにすることができるので、漏れがなく流れがスムーズであるとともに、弾性管を交換することによって、種々の流体に対する移送が可能であり汎用性が高い。また、クロスコンタミネーションを防止することが容易である。
【０１１５】
第七の発明は、第三の発明乃至第六の発明のいずれかにおいて、前記変形手段の前記容器に、前記流体通路が貫通する貫通孔に該流体通路を固定する固定部を設けたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他、本発明では容器内の弾性管を含む流体通路部分はその端部で容器壁に固定されるので、弾性管を容器にしっかりと固定して、弾性管の容積変化の影響を他部分に及ぼすことがない。
【０１１６】
第八の発明は、第七の発明において、容器に、流体を移送するための移送管を、容器内を通る流体通路部分と容器壁近傍で連結する継手を設けたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、種々の移送管を容器内の流体通路と着脱可能に連結して、種々の処理を行うことができるので汎用性が高い。
【０１１７】
第九の発明は、第八の発明において、前記継手は、前記容器壁外側に固定して設けられ前記貫通孔に設けられたニップル又は受口と、該ニップル又は受口の周縁をニップル又は受口よりもやや大きな径で囲むとともに外側面が螺刻された円筒上のフランジと、該フランジと螺合するとともに、中央に移送管を通す孔が設けられ、移送管の端部又はその近傍に固着された鍔に当接して該鍔を容器壁に密着させる蓋部を有するものである。
これによって、簡単な構成で、確実な流体通路の連結を行うことができ、且つ、気密性の高い容器を安価に得ることができるとともに、移送管の取付け取り外しが容易であり扱い易い。
【０１１８】
第十の発明は、第一の発明乃至第九の発明のいずれかにおいて、前記変形手段は、回転運動を往復運動に変換するカム機構、ボールねじ機構又はクランク機構等の変換機構を有するものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、簡単な機構で、安価に製造できかつ信頼性良く流体の移送を行うことができる。
【０１１９】
第十一の発明は、第六の発明又は第十の発明において、前記開閉手段は、前記変形手段と連動するカム機構、ボールねじ機構等の前記変換機構又は電磁制御手段によって駆動されるものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、弾性管を外部から押圧することによって開閉を行うので、内部に弾性管等と別体の弁を接合して用いる必要がなく構造を簡単化し、安価に製造することができ、且つ弾性管の交換が容易である。また、接合や隙間が生じないので、液体の残量がなく、定量性に対し精度が高く、また、コンタミネーションを有効に防止することができる。
さらに電磁制御手段を用いることによって、開閉動作を確実且つ的確に行うことができるので信頼性のある制御を行うことができる。
【０１２０】
第十二の発明は、第三の発明乃至第十一の発明のいずれかにおいて、前記容器は、その容器壁に通気孔が設けられ、該通気孔と接続された真空ポンプを有するものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、容器の密閉空間内を弾性管内の気圧に対して十分に低圧に維持することができる。
また、真空ポンプを逆駆動することによって、容器内の圧力を高め、前記弾性管を加圧して、弾性管内の流体の残留を除去することができる。
【０１２１】
第十三の発明は、第五の発明乃至第十二の発明のいずれにおいて、前記変形手段の前記包囲壁の一部壁面を可動にし、前記押圧手段によって該包囲壁を定形的に、前記弾性管に向かって突出させるものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、押圧時においても定形性を保つことができるので、定形性が高く、定量に関して精度が高い。
【０１２２】
第十四の発明は、第三の発明乃至第十三の発明のいずれかにおいて、前記包囲壁は、合成樹脂、金属又はセラミックス等の多孔質材、網状体又は１又は２以上の通孔を設けた通気性部材で形成されたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、通気性とともに包囲壁に剛性を持たせることができるので、弾性管を定形的に確実に保持することができる。
【０１２３】
第十五の発明は、第一の発明乃至第十四の発明のいずれかにおいて、前記弾性管又は弾性体は、化学的に安定な性質をもつ素材で形成されたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、移送する流体との間で反応が生じて流体に不純物が混入したり、流体の移送によって弾性管又は弾性体が破壊されたりせず、信頼性の高い、且つ寿命の長いポンプを提供することができる。
【０１２４】
第十六の発明は、第三の発明乃至第十五の発明のいずれかにおいて、前記弾性管の前記容器貫通部分の中央近傍の内外径は、その両端近傍の内外径よりも大きく形成されたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、弾性管の径の大きさに比較して移送量の大きい、高性能で高効率のポンプを提供することができる。
【０１２５】
第十七の発明は、第一の発明乃至第十六の発明のいずれかにおいて、前記弾性管は、吸入口から吐出口まで、一体的に形成されたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、ポンプをも一体化された継ぎ目なしの１本の弾性管からなる流体移送装置を提供することができる。したがって、弾性管の途中での流体の残留や漏れのない、信頼性のあるバルーン・ポンプを提供することができる。
さらに、弾性管の交換のみで、洗浄の必要なしに、種々の移送処理を行うことができる。
【０１２６】
第十八の発明は、第三の発明乃至第十七の発明のいずれかにおいて、前記容器内で且つ前記弾性管の外側の気圧は、該弾性管が膨張して、その外面が前記包囲壁に密着する程度に、該弾性管内部の圧力より十分低く設定されたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、必要最小限の圧力で包囲壁に密着させることができる。
【０１２７】
第十九の発明は、第一の発明乃至第十八の発明のいずれかにおいて、前記変形手段による変形に伴う容積変化量は、前記弾性管に貯溜された流体の吐出又は移送量に略等しいものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、流体の移送量を精密にコントロールすることができる。
【０１２８】
第二十の発明は、第一の発明又は第十九の発明において、前記変形手段の押圧量を含む加圧量又は負圧量は可変であって、流体の移送量、流体の移送速度、流体の種類、流体の物性、気圧若しくは温度等の環境状況、又は弾性管の形状、物性等に応じて、自動的に又は操作者によって設定可能なものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、種々の条件に応じて柔軟性があり、汎用性のあるバルーン・ポンプを提供することができる。また、各種のセンサを設けて、自動的に加圧量又は負圧量を設定することによって、操作性を向上させることができる。
【０１２９】
第二十一の発明は、第一の発明乃至第二十の発明のいずれかにおいて、前記弾性管が前記容器に着脱自在に設けられたものである。
これによって、前述した発明で奏する効果の他に、使い捨ての弾性管を使用することによって、クロスコンタミネーションのない、信頼性のある扱いやすいバルーン・ポンプを提供することができる。
【０１３０】
第二十二の発明では、指定手段と、解析手段と、実行指示手段とを有する。
したがって、前述した発明で奏する効果の他に、種々の条件の下で、流体の移送を高い精度で行うことができるとともに、自動的に広範囲の種々の指示又は設定を容易に行うことができるので汎用性及び柔軟性に富み扱いやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施の形態に係る全体概略図
【図２】第一の実施の形態に係るバルーン・ポンプの斜視図
【図３】第一の実施の形態に係るロッドの端部近傍を示す図
【図４】第二の実施の形態に係るバルーン・ポンプの斜視図
【図５】第三の実施の形態に係るバルーン・ポンプを示す図
【図６】第四の実施の形態に係る全体概略図
【図７】第五の実施の形態に係る図
【図８】第六の実施の形態に係るブロック図
【図９】第七の実施の形態に係る図
【図１０】第八の実施の形態に係る図
【図１１】第一の従来例に係るポンプを示す図
【図１２】第二の従来例に係るポンプを示す図
【符号の説明】
１１，５１，７１，９１，１０１，１３１，１５１…バルーン・ポンプ
１２，７２，９２，１３２…弾性管
１３，７３，９３…真空容器（容器）
１４，７４，９４…包囲壁
１５ａ，１５ｂ…一方向弁
１６…押圧部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ロッド
１７ａ，１７ｂ…貫通孔
２０…受口
２１…ニップル
２２，２３…移送管
２４，２５…吸引口、吐出口
２６，２７…容器
２８…密閉空間
２９…通気孔
３１…真空ポンプ
３３，８５…ボールねじ
３５…ボールねじ駆動部
３６…シャフト
３９…回転伝達系
４０，４１…支持部
４８…調節ねじ部
５６…移動体
５７…電磁石
７７，７８，７９…ナット部
８５ａ，ｂ，ｃ…第１、２、３種部分
【図１】
0004109332.tif 000002
【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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