チューブスタビライザ及びチューブポンプ
【課題】ロータの回転に伴うチューブの引き込みを防止する。
【解決手段】チューブポンプ（１）の筐体（１１０）との間で可撓性チューブ（１６０）を挟持する第１の保持部（１３１）と、第１の保持部（１３１）から突出し、チューブポンプの筐体（１１０）と係合して、第１の保持部（１３１）をチューブポンプの筐体（１１０）に付勢する係合部（１３２）とを備えたチューブ固定具（１３０）により可撓性チューブ（１６０）をチューブポンプの筐体（１１０）に固定する。
【解決手段】チューブポンプ（１）の筐体（１１０）との間で可撓性チューブ（１６０）を挟持する第１の保持部（１３１）と、第１の保持部（１３１）から突出し、チューブポンプの筐体（１１０）と係合して、第１の保持部（１３１）をチューブポンプの筐体（１１０）に付勢する係合部（１３２）とを備えたチューブ固定具（１３０）により可撓性チューブ（１６０）をチューブポンプの筐体（１１０）に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブポンプのチューブを固定するためのチューブスタビライザ、及び該チューブスタビライザを備えたチューブポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟なチューブを平たく潰すローラをチューブに沿って移動させてチューブ内の液体を輸送するチューブポンプが広く使用されている。このようなチューブポンプにおいては、しばしばチューブがローラに押されて、ローラの移動方向に引き込まれることがある。チューブの引き込みが発生すると、上流側のチューブの余長が次第に短くなるため、定期的にチューブの張り直しが必要になる。
【０００３】
そのため、このようなチューブの引き込みが発生しないように、チューブポンプ本体にチューブの上流側及び／又は下流側を固定するチューブ固定具が使用されている。特許文献１には、ワイヤを門形に折り曲げて形成されたチューブ固定具（ホルダー４ｄ）を使用するチューブポンプが開示されている。特許文献１のチューブポンプにおいては、駆動モータを収容する本体ハウジングの正面に２つの丸穴が形成されており、この２つの丸穴にチューブ固定具の両端を差し込むことで、チューブ固定具と本体ハウジングとの間でチューブが固定される。特許文献１のチューブ固定具は、部品点数が少なく（１部品のみで構成）、またチューブの固定／固定解除がチューブ固定具の抜き差し（１手順）のみで完了するため、部品コスト及び作業性の面で優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される従来の固定方法では、チューブ固定具によりチューブを保持する力（言い換えればチューブの変形量）が、丸穴へのチューブ固定具の両端の差し込み量によって大きく変動する。丸穴へのチューブ固定具の差し込み量を正確にコントロールすることは難しく、従って特許文献１に記載されているような従来のチューブ固定具によるチューブの保持力には大きなばらつきが避けられなかった。そのため、チューブ固定具によるチューブの固定が不十分となってチューブが引き込まれたり、逆にチューブを押し込み過ぎて流量が低下したり、チューブを劣化・破損させてしまうといった問題がしばしば発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の事情に鑑みて本発明の実施形態によるチューブ固定具が提供される。本発明の実施形態に係るチューブ固定具は、壁面に沿って配置された可撓性チューブの一部を、壁面に沿って移動するローラにより壁面との間で弾性変形により連続的に押し潰すことにより、可撓性チューブ内の液体を輸送するチューブポンプにおいて、可撓性チューブをチューブポンプの筐体に固定するチューブ固定具である。このチューブ固定具は、可撓性チューブをチューブポンプの筐体との間で挟持する第１の保持部と、第１の保持部から突出し、チューブポンプの筐体と係合して、第１の保持部をチューブポンプの筐体に付勢する係合部とを備えている。
【０００７】
このような構成のチューブ固定具を使用すれば、一定の適切な大きさの保持力でチューブを保持することが可能になるため、チューブを過度に変形させて破損させたり、逆に弱すぎる保持力のためにチューブの引き込みが確実に防止されないといった問題が生じない。また、チューブ固定具の着脱をワンタッチで行うことができるため、チューブポンプの組み立てやメンテナンスを効率的に行うことが可能になる。
【０００８】
第１の保持部には可撓性チューブと当接する凹部が形成されていることが望ましい。また、この凹部は可撓性チューブと実質的に同じ曲率を有する凹曲面状に形成されていることが望ましい。
【０００９】
このような凹部を設けることにより、可撓性チューブの正確な位置決めが可能になり、特に細径のチューブや柔らかい材質から形成された可撓性チューブを使用する場合には、可撓性チューブの寿命を向上させることができる。また、凹部が可撓性チューブの側面と同じ曲率を有する凹曲面状に形成されている場合には、可撓性チューブの側面に加わる保持力が均一となり、極度の応力集中が生じないため、可撓性チューブの寿命をより一層向上させることができる。
【００１０】
係合部は、凹部が面する方向に突出することが望ましい。また、典型的には、係合部の突出方向の先端付近には、チューブポンプの筐体に形成された第１の係合構造と係合する第２の係合構造が形成されている。例えば、第１の係合構造と第２の係合構造は、それぞれ係合突起と係合爪、又は係合爪と係合突起である。
【００１１】
このような構成により、筐体に対してチューブ固定具を強い力で取り付けることが可能になる。
【００１２】
凹部は、可撓性チューブの第１端と当接する第１の凹部と、可撓性チューブの第２端と当接する第２の凹部とを含んでいてもよい。この場合、係合部は、第１の凹部の位置と第２の凹部の位置の中間位置から突出する構成が望ましい。
【００１３】
このように、可撓性チューブの両端を一つのチューブ固定具により固定する構成を採用することにより、部品点数の削減や小型化が達成される他、チューブ固定具を装着する作業工数を大幅に削減することが可能になる。
【００１４】
係合部は、第１の保持部の第１面から垂直に突出する第１部と、第１部の先端から凹部が面する正面方向に突出する第２部とを備え、第１部の最も正面側の面は、第１の保持部の最も正面側の面よりも、背面側にオフセットして形成されていることが望ましい。
【００１５】
このように、第１部の最前面を第１の保持部の最前面よりも後ろにオフセットさせることにより、平板部等の支持部の後端に第１部を安定して係合させることが可能になる。これにより、チューブ固定具の取り付け作業が効率化され、またチューブ固定具によるチューブの安定した保持が実現する。
【００１６】
チューブポンプの筐体と第１の保持部との間に配置され、保持部との間で可撓性チューブを挟持する第２の保持部を更に備えていてもよい。
【００１７】
このような第２の保持部を採用することにより、せん断力を与えずに可撓性チューブを把持することが可能になり、特に細径なチューブや柔らかい材質のチューブを使用する場合に、チューブがせん断力により座屈するといった問題が解消される。また、チューブを形状や寸法等に応じて、より適切な位置に配置することが可能になる。
【００１８】
また、本発明の実施形態により、上記のチューブ固定具を装着可能な筐体を備えたチューブポンプが提供される。本発明の実施形態に係るチューブポンプの筐体には、第１の保持部を支持する支持部と、チューブ固定具の係合部に形成された第２の係合構造と係合する第１の係合構造とが形成されている。
【００１９】
典型的には、支持部は、チューブ固定具の第１の保持部と係合部とにより挟まれる第１の平板部を含んでいる。また、支持部は、第１の平板部と平行に設けられ、第１の平板部との間でチューブ固定具の第１の保持部を挟み込む第２の平板部を含んでいてもよい。
【００２０】
本発明の実施形態に係るチューブポンプは、駆動部と、駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジとを備えていてもよい。典型的には、ポンプカートリッジは、ローラと、可撓性チューブと、ローラとの間で可撓性チューブを押し潰す壁面が形成されたポンプカセットとを備えている。この場合において、上記の筐体はポンプカセットであることが望ましい。
【００２１】
このように駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジを備えた構成のチューブポンプは、駆動部と比べて比較的に頻度が多いポンプ機構（ポンプカートリッジ）のメンテナンスの作業性を著しく向上させる。このような構成のチューブポンプに本発明を適用する場合には、ポンプカートリッジの筐体であるポンプカセットに可撓性チューブの端部を固定することにより、駆動部にポンプカートリッジを取り付ける際の作業性が改善される。
【００２２】
上記のチューブポンプは、一般に複数のローラを回転可能に支持するロータを更に備えている。この場合、壁面はポンプカセットに形成された円柱面状の第１の内壁面であり、ポンプカセットの第１の内壁面と略垂直に形成された第２の内壁面には、円柱面状の第１の内壁面の中心軸上に伸び、ロータを回転可能に支持するロータ支持軸が設けられている
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明の実施形態に係るチューブ固定具を使用すれば、ローラの移動に伴う可撓性チューブの引き込みが有効に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るチューブポンプの分解図である。
【図２】本発明の実施形態に係るチューブポンプの正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るチューブポンプの縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るチューブポンプのポンプカセットの背面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るチューブポンプのポンプカセットの底面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの外観図である；（ａ）背面図、（ｂ）上面図、（ｃ）正面図、（ｄ）側面図
【図７】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの変形例の上面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの取り外し方を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るチューブポンプ１の分解斜視図である。図２及び図３は、それぞれチューブポンプ１の正面図及び縦断面図である。また、図４及び図５は、それぞれ図１に示されるポンプカセット１１０の背面図及び底面図である。
【００２６】
図１に示されるように、チューブポンプ１は、駆動モータ１０、ギアボックス２０及びポンプ本体１００を備えている。駆動モータ１０が発生する軸出力は、ギアボックス２０によりトルクが増幅されて、ポンプ本体１００に供給される。
【００２７】
なお、以下の説明においては、チューブポンプ１のポンプ本体１００側（図１における左下側、図２における紙面表側、図３における左側）を「手前側」、駆動モータ１０側（図１における右上側、図２における紙面裏側、図３における右側）を「奥側」と定義する。また、手前側から奥側（又は奥側から手前側）へ向かう方向を、奥行方向と定義する。また、図２及び〜図３における上側を「上側」、下側を「下側」と定義する。
【００２８】
ポンプ本体１００は、ポンプカセット１１０、ロータ１２０、ベース１４０、固定用プレート１５０、チューブ１６０、プレート保持筒１７０及び本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ（チューブ固定具）１３０を備えている。チューブ１６０の一部とロータ１２０は、ポンプカセット１１０とベース１４０とで囲まれた作動室内に配置される。
【００２９】
ポンプカセット１１０は、ＰＰ（polypropylene）等の透明樹脂の射出成形により形成された椀状の部材である。ポンプカセット１１０の材質は透明樹脂に限定されず、一般的な構造材料を使用することができる。しかし、透明樹脂を使用することにより、内部状態を容易に観察することができるようになるため、保守管理性を高めることができる。ポンプカセット１１０には、チューブ１６０、ロータ１２０、及びチューブスタビライザ１３０が装着され、ベース１４０に対して着脱自在なポンプカートリッジが形成される。ポンプカセット１１０の各部の構造については後述する。
【００３０】
固定用プレート１５０は、例えば鋼板等の金属板から形成され、図３に示されるように、ベース１４０とプレート保持筒１７０とに挟まれて保持される。ベース１４０の側面（外周面）は略円柱面状に形成されているが、中途に段差が形成され、奥側は手前側より幾分外径が細くなっている。ベース１４０の奥側の外周面には、雄ねじ（不図示）が形成されている。また、プレート保持筒１７０はベース１４０の奥側の外周面の直径と同じ大きさの内径を有する略円筒形の部材であり、プレート保持筒１７０の内周面にはベース１４０の外周面に形成された雄ねじと係合する雌ねじ（不図示）が形成されている。固定用プレート１５０には、ベース１４０の奥側の外周面の直径と同じ大きさの丸穴が形成されている。固定用プレート１５０の丸穴にベース１４０を奥側から通すと、ベース１４０の外周面の段差が固定用プレート１５０の丸穴に引っ掛かる。次いで、プレート保持筒１７０を雄ねじが形成されたベース１４０の外周面にねじ込むことにより、固定用プレート１５０はベース１４０の外周面の段差とプレート保持筒１７０との間で挟まれて、ベース１４０に固定される。なお、プレート保持筒１７０を取り外すことにより、固定用プレート１５０をベース１４０から取り外すことができる。
【００３１】
図１〜３に示されるように、固定用プレート１５０には、一対の取り付け穴１５１が設けられている。チューブポンプ１を組み込む装置（例えば洗浄装置）のフレーム等にチューブポンプ１を取り付ける際は、取り付け穴１５１にボルトを通して、固定用プレート１５０をフレーム等に固定する。
【００３２】
上記のように、本実施形態においては、チューブポンプ１を固定するための固定用プレート１５０が取り外し可能となっている。このため、チューブポンプ１を取り付けるフレーム等に適した形状の固定用プレート１５０を使用することによって、様々な装置にチューブポンプ１を取り付けることができる。
【００３３】
ロータ１２０は、ロータ本体１２１、３組のローラ１２２及びロータ押さえ１２３を備えている。３組のローラ１２２は、ロータ本体１２１とロータ押さえ１２３との間で軸周りに回転自在に支持されている。また、図３に示されるように、ポンプカセット１１０の手前側にある天井部１１９の中央には、奥側に向かって延びるロータ支持軸１１４が形成されている。ロータ本体１２１及びロータ押さえ１２３にはロータ支持軸１１４が差し込まれる係合穴１２１ａ及び１２３ａがそれぞれ形成されており、ロータ本体１２１及びロータ押さえ１２３はロータ支持軸１１４によって回転可能に支持されている。
【００３４】
図２〜４に示されるように、ポンプカセット１１０には略円柱面状の内周面１１１が形成されており、チューブ１６０の一部が内周面１１１に沿って（具体的には、長さ方向を内周面１１１の円周方向に沿わせて）配置されている。チューブ１６０は、ローラ１２２とポンプカセット１１０の内周面１１１の間で押し潰されるようになっており、ロータ１２０がポンプカセット１１０のロータ支持軸１１４の周りを回転すると、ローラ１２２がチューブ１６０を押し潰しながらポンプカセット１１０の内周面１１１に沿って公転する。この結果、チューブ１６０は蠕動運動を起こし、チューブ１６０の内容物が移動する。例えば、図２において時計回りにロータ１２０を回転させる場合は、チューブ１６０の内容物は、図２中左下にある第１端１６１から、図２中右下にある第２端１６２に向かって送り出される。このように、ロータ１２０を駆動することによって、チューブ１６０の内容物を送り出すことが可能になっている。
【００３５】
また、図４及び図５に示されるように、ポンプカセット１１０の下側には、図５の紙面と平行に広がる二つの平板部１１２及び１１３が形成されている。平板部１１２及び１１３には、奥側の端部から手前側に向かって延びる一対の溝１１２ａ、１１２ｂ及び１１３ａ、１１３ｂがそれぞれ形成されている。チューブ１６０の第１端１６１は溝１１２ａ及び１１３ａを通って、チューブ１６０の第２端１６２は溝１１２ｂ及び１１３ｂを通って、それぞれポンプカセット１１０の作動室内から外部へ突出している。各溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂの幅は、チューブポンプ１に装着可能なチューブ１６０のうち最も太いチューブ１６０の外径と略同じ大きさに設定されている。また、各溝の底（最も手前側の端部）の位置は、チューブ１６０を溝の底まで押し込んでも、ローラ１２２（図３）の円筒面上にチューブ１６０が乗るように設定されている。
【００３６】
２つの平板部１１２及び１１３の間に形成された隙間には、本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ１３０（詳細には保持部１３１）が差し込まれ、チューブスタビライザ１３０と平板部１１２及び１１３との間でチューブ１６０が挟持され、チューブ１６０の固定及び位置決めが行われる。チューブスタビライザ１３０の外観図を図６に示す。図６（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図である。チューブスタビライザ１３０は、略直方体の保持部１３１と、保持部１３１の下面から手前側に突出するフック１３２を有する部材であり、後述する係合／係合解除動作が可能な程度の柔軟性を有している。本実施形態のチューブスタビライザ１３０はＰＥＴ（polyethylene terephthalate）やＰＰ等の樹脂から射出成形により形成されている。保持部１３１の幅方向（図６（ｂ）における左右方向）両端付近の手前側の面には、１対の凹部１３１ａ及び１３１ｂが形成されている。また、フック１３２の先端付近の上面には、奥側上方に向かって突出する係合爪１３３が形成されている。係合爪１３３は、幅方向に伸びる細長い三角柱状の構造であり、奥側上方に突出する先端は鋭角に形成されている。また、図６（ｄ）に示されるように、フック１３２は縦断（図６（ｄ）の紙面と平行な断面）がＬ字状に形成されており、Ｌ字の短尺部の手前側の面１３２ｄ（以下「オフセット面１３２ｄ」という。）は、保持部１３１の最も手前側の面１３１ｃよりも奥側にオフセットして形成されている。また、本実施形態においては、オフセット面１３２ｄは保持部１３１まで延長され、オフセット面１３２ｄと連続するオフセット面１３１ｄが形成されている。なお、保持部１３１のオフセット面１３１ｄは、射出成形の効率を高めると共に、樹脂使用量を削減する目的で設けられたものであり、必ずしも保持部１３１にオフセット面１３１ｄを設ける必要はない。また、チューブスタビライザ１３０を奥行方向に貫通する開口１３４は加工上の都合により設けられた構造であり、加工方法によっては必ずしも開口１３４を設ける必要はない。
【００３７】
チューブスタビライザ１３０をポンプカセット１１０に取り付ける際、保持部１３１が平板部１１２と１１３の間に形成された隙間に差し込まれる。保持部１３１のオフセット面１３２ｄより手前側に突出した部分の厚さ（図６（ｄ）における上下方向の寸法）は、平板部１１２と１１３の間隔と略同じ寸法に設定されており、平板部１１２及び１１３により略隙間無く挟み込まれる。また、チューブスタビライザ１３０のフック１３２は、平板部１１２の下方に、平板部１１２に沿って配置される。なお、図６（ｄ）におけるオフセット面１３２ｄの高さ（言い換えれば、保持部１３１の下面とフック１３２の上面との間隔）は、平板部１１２の厚さと略同じ寸法に設定されており、フック１３２の上面は平板部１１２の下面と略密着する。また、ポンプカセット１１０の正面中央部の下端には係合突起１１８ａが形成されており、チューブスタビライザ１３０のフック１３２の先端付近に形成された係合爪１３３が係合突起１１８ａに引っ掛かり、チューブスタビライザ１３０がポンプカセット１１０から外れないようになっている。
【００３８】
チューブ１６０の第１端１６１は、平板部１１２の溝１１２ａ及び平板部１１３の溝１１３ａと、チューブスタビライザ１３０の凹部１３１ａとで挟み込まれ、長手方向に移動しないように固定されている。また、チューブ１６０の第２端１６２は、平板部１１２の溝１１２ｂ及び平板部１１３の溝１１３ｂと、チューブスタビライザ１３０の凹部１３１ｂとで挟み込まれ、長手方向に移動しないように固定されている。ポンプカセット１１０とチューブスタビライザ１３０との間でチューブ１６０を保持する力（すなわちチューブの変形量）は、ポンプカセット１１０の溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂの深さと、チューブスタビライザ１３０の凹部１３１ａ、１３１ｂの深さ、及びオフセット面１３２ｄのオフセット量（オフセット面１３２ｄを含む平面と保持部１３１の最前面１３１ｃを含む平面との距離）によって決定される。これらのパラメータは、ポンプカセット１１０及びチューブスタビライザ１３０の加工寸法によって決定されるため、同一のチューブ１６０を使用する限り、予め設定された一定の保持力によりチューブ１６０が保持される。そのため、チューブ１６０を過度に変形させて劣化させたり、不十分な保持力のためにチューブ１６０が長手方向に移動してしまうようなことがない。また、チューブ１６０の寸法や材質（硬さ）に応じて、凹部１３１ａ、１３１ｂの寸法及び形状を設定することで、様々な種類のチューブを適切な保持力で保持することができる。凹部１３１ａ、１３１ｂの形状の変更例を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。図７（ａ）は小径のチューブ１６０に適したチューブスタビライザ１３０の例であり、チューブと同じく半径の小さい半円状の凹部１３１ａ、１３１ｂが形成されている。図７（ｂ）は、比較的に硬い太径のチューブに適したチューブスタビライザ１３０の例であり、チューブとの接触面積が小さくなるように凹部１３１ａ、１３１ｂの深さが浅く形成されている。このような形状にすることにより、チューブを強い力で保持することができる。図７（ｃ）は、凹部１３１ａ、１３１ｂを深く形成し、更に間口を広げた例である。このような形状にすることにより、チューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０を固定する際に、チューブ１６０を凹部１３１ａ、１３１ｂ及びポンプカセット１１０の溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂに案内し易くなる。
【００３９】
ポンプカセット１１０は、チューブ１６０及びロータ１２０を収容し、更にチューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０がポンプカセット１１０に固定された状態で、ベース１４０に固定される。予めチューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０をポンプカセット１１０の下端に固定することにより、ポンプカセット１１０をベース１４０に固定する際のチューブ１６０の取り回しが容易になる。
【００４０】
ポンプカセット１１０がベース１４０に固定されると、ロータ１２０はポンプカセット１１０とベース１４０との間に挟み込まれて保持される。また、ロータ１２０にギアボックス２０の出力軸３０が連結されて、出力軸３０による回転駆動が可能になる。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ１３０の装着及び取り外し方法について説明する。上述のように、チューブスタビライザ１３０は、チューブ１６０及びロータ１２０をポンプカセット１１０に収容した後に、ポンプカセット１１０に取り付けられる。チューブスタビライザ１３０を装着するときは、先ず、チューブ１６０の第１端１６１を平板部１１２の溝１１２ａ及び平板部１１３の溝１１３ａに、第２端１６２を平板部１１２の溝１１２ｂ及び平板部１１３の溝１１３ｂに通す。次に、チューブスタビライザ１３０の保持部１３１を平板部１１２と平板部１１３との間の隙間に差し込む。更に、フック１３２の背面の下部を手前側に（図６（ｄ）における矢印Ａの方向に）押し込むと（場合によっては、フック１３２の背面を手前側に押しながら、更にフック１３２の先端を上方に持ち上げると）、チューブスタビライザの係合爪１３３がポンプカセット１１０の係合突起１１８ａと係合し、装着が完了する。
【００４２】
次にチューブスタビライザ１３０の取り外し方を説明する。図８はチューブスタビライザ１３０の取り外し方を説明する図である。図８に示されるように、フック１３２の先端を指先で下方に押し下げると、チューブスタビライザ１３０の係合爪１３３とポンプカセット１１０の係合突起１１８ａとの係合が解除される。この状態で更にチューブスタビライザ１３０を奥側に押し込むと、チューブスタビライザ１３０が取り外される。このように、本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ１３０は、ワンタッチ操作により取り外すことができるため、チューブ１６０の交換等のチューブポンプ１のメンテナンス作業を容易にする。
【００４３】
上記に説明したように、本発明の実施形態に係るチューブポンプ１においては、ポンプカセット１１０、チューブ１６０、ロータ１２０及びチューブスタビライザ１３０によりポンプ機能を提供するポンプカートリッジが形成され、このポンプカートリッジは駆動部（駆動モータ１０、ギアボックス２０及びベース１４０）に対して着脱自在になっている。また、チューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０がポンプカートリッジに固定されるようになっている。このような構成においては、チューブの各端部１６１、１６２がポンプカセット１１０に位置決めされ、固定されるため、ポンプカートリッジを駆動部に取り付ける際にチューブ１６０の位置を整える作業が不要になり、チューブポンプ１の組み立てやメンテナンスの作業が効率化される。しかしながら、本発明の実施形態の構成はこれに限定されず、駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジが形成されない構成であってもよく、またチューブスタビライザ１３０によりチューブが駆動部（例えばベース１４０）に固定される構成であってもよい。
【００４４】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。以下に本発明の実施形態の幾つかの変形例を示す。なお、以下の変形例の説明において、上記の実施形態と同一又は対応する要素には同一又は類似の参照符号を使用する。
【００４５】
上記の実施形態においては、ポンプカセット１１０の平板部１１２、１１３（具体的には溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ）とチューブスタビライザ１３０の凹部１３１ａ、１３１ｂとの間でチューブ１６０を挟み込むことによりチューブ１６０が保持される。この構成においては、平板部１１２、１１３と保持部１３１が同一平面状にないため、チューブにせん断力が加わる。そのため、柔らかい樹脂から形成された薄肉のチューブ１６０を使用する場合には、チューブが座屈する可能性がある。そのような場合には、平板部１１２と１１３の間に保持部１３１と対向して配置され、保持部１３１との間でチューブ１６０を保持する第２の保持部１３５を設けてもよい。
【００４６】
第２の保持部１３５を有するチューブスタビライザ１３０の一例を図９に示す。図９は、チューブスタビライザ１３０を装着したポンプカセット１１０を平板部１１２の上面で切断して、下方から見た図である。第２の保持部１３５は、平板部１１２と平板部１１３の間に形成された隙間の手前側（図９における上側）に配置される。具体的には、第２の保持部１３５は、平板部１１２と平板部１１３を連結する下部側壁１１８の手前側部分と保持部１３１とで挟まれた状態で使用される。第２の保持部１３５の奥側（図９における下側）には凹部１３５ａ、１３５ｂが形成されている。凹部１３５ａ及び１３５ｂの形状及び寸法は、使用するチューブ１６０の材質や寸法に応じて適宜設定される。図９に示される例では、凹部１３５ａ及び１３５ｂは使用するチューブよりわずかに小さい径の半円状に形成されている。チューブ１６０の第１端１６１（不図示）は、保持部１３１の凹部１３１ａと第２の保持部１３５の凹部１３５ａとで挟まれて保持される。また、チューブ１６０の第２端１６２（不図示）は、保持部１３１の凹部１３１ｂと第２の保持部１３５の凹部１３５ｂとで挟まれて保持される。
【００４７】
図９に示される例では、第２の保持部１３５の奥側（図９における下側）の端面は平面状に形成されており、保持部１３１の手前側の端面と当接するように形成されている。従って、チューブ１６０を保持する力（チューブ１６０の変形量）は、保持部１３１の凹部１３１ａ、１３１ｂ及び第２の保持部１３５の凹部１３５ａ、１３５ｂの形状及び寸法によって決定される。また、別の変形例では、保持部１３１の手前側の端面が第２の保持部１３５の端面と当接しなくてもよく、その場合にもチューブスタビライザ１３０の寸法によって決定される一定の保持力がチューブ１６０に加えられる。従って、使用するチューブ１６０の材質や寸法が変わらない限り、チューブスタビライザ１３０を着脱しても、常にチューブ１６０に所定の保持力を与えることができる。
【００４８】
また、図９に示される例では、第２の保持部１３５の凹部１３５ａ及び１３５ｂの先端部の位置が、破線で示される平板部１１３の溝１１３ａ及び１１３ｂの先端部の位置よりも奥側に位置するようになっている。平板部１１３の溝１１３ａ及び１１３ｂは、多様な種類・寸法のチューブを使用できるように、幅と深さが大きめに形成されている。そのため、上述した実施形態のように溝１１３ａ及び１１３ｂの先端部にチューブ１６０を突き当てる位置決め方法では、必ずしもチューブ１６０を最適な位置に配置することができない。第２の保持部１３５を設けることにより、チューブの太さや材質に合わせて、より適切なチューブの位置決めが実現される。
【００４９】
また、図９に示される例では、第２の保持部１３５がワンピースで形成されているが、チューブ１６０の第１端１６１を保持する部分（凹部１３５ａが形成される部分）と第２端１６２を保持する部分（凹部１３５ｂが形成される部分）は別体であってもよい。また、図９に示される例では、第２の保持部１３５の手前側端部は、ポンプカセット１１０の下部側壁１１８に沿った形状に形成されているが、確実に適切な位置に安定して配置される形状であれば、図９に示される形状に限定されない。更に、図９に示される例では、保持部１３１と第２の保持部１３５が別体となっているが、一体に形成されたものであってもよい。例えば、図１０に示されるように、チューブスタビライザ１３０は、第１の保持部１３１と第２の保持部１３５が連結部１３６を介して連結された構造であってもよい。この場合、連結部１３６が弾性変形により一種の蝶番として機能し、連結部１３６を軸に第１の保持部１３１と第２の保持部１３５を互いに離隔させて、チューブ１６０にチューブスタビライザ１３０を取り付けることができる。
【００５０】
また、上記の実施形態においては、チューブスタビライザ１３０の係合爪１３３と、ポンプカセット１１０の係合突起１１８ａが、それぞれ１つずつ形成されている。しかしながら、係合爪１３３と係合突起１１８ａの数、位置及び形状は上記実施形態の構成に限定されない。チューブの材質や寸法、配置間隔等に応じて、複数の係合爪１３３と係合突起１１８ａが設けられる。また、係合爪１３３と係合突起１１８ａの数は１対１でなくてもよい。例えば、１つの長い係合突起１１８ａに複数の短い係合爪１３３が係合する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態のチューブポンプ１は、ポンプカセットの円柱面状の内壁面に沿ってチューブを配置し、ローラを内壁面に沿って公転させることで、連続的にチューブを押し潰してチューブ内の液体を搬送する回転式のポンプであるが、本発明の実施形態はこの構成に限定されない。例えば、細長い平板上にチューブを配置し、平板に沿ってローラを直進させる直進式のポンプであってもよい。
【００５２】
また、上記実施形態のチューブポンプ１には、２つの平行な平板部１１２及び１１３が形成されており、この２つの平板部１１２と１１３の間にチューブスタビライザ１３０の保持部１３１が差し込まれる構成が採用されている。しかしながら、本発明の実施形態の構成はこれに限定されない。例えば、第２の保持部１３５を使用しない場合には、保持部１３１とフック１３２とで挟まれる一方の平板部のみがあればチューブスタビライザ１３０によるチューブ１６０の固定は可能である。また、平板部の代わりに、チューブスタビライザ１３０の端部（例えば幅方向両端）のみを支持するレールや突起を下部側壁１１８の内壁面に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１ チューブポンプ
１０ 駆動モータ
２０ ギアボックス
１００ ポンプ本体
１１０ ポンプカセット
１１８ａ 係合突起（第１の係合構造）
１２０ ロータ
１２１ ロータ本体
１２２ ローラ
１２３ ロータ押さえ
１３０ チューブスタビライザ（チューブ固定具）
１３１ （第１の）保持部
１３２ フック（係合部）
１３３ 係合爪（第２の係合構造）
１３５ 第２の保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブポンプのチューブを固定するためのチューブスタビライザ、及び該チューブスタビライザを備えたチューブポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟なチューブを平たく潰すローラをチューブに沿って移動させてチューブ内の液体を輸送するチューブポンプが広く使用されている。このようなチューブポンプにおいては、しばしばチューブがローラに押されて、ローラの移動方向に引き込まれることがある。チューブの引き込みが発生すると、上流側のチューブの余長が次第に短くなるため、定期的にチューブの張り直しが必要になる。
【０００３】
そのため、このようなチューブの引き込みが発生しないように、チューブポンプ本体にチューブの上流側及び／又は下流側を固定するチューブ固定具が使用されている。特許文献１には、ワイヤを門形に折り曲げて形成されたチューブ固定具（ホルダー４ｄ）を使用するチューブポンプが開示されている。特許文献１のチューブポンプにおいては、駆動モータを収容する本体ハウジングの正面に２つの丸穴が形成されており、この２つの丸穴にチューブ固定具の両端を差し込むことで、チューブ固定具と本体ハウジングとの間でチューブが固定される。特許文献１のチューブ固定具は、部品点数が少なく（１部品のみで構成）、またチューブの固定／固定解除がチューブ固定具の抜き差し（１手順）のみで完了するため、部品コスト及び作業性の面で優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される従来の固定方法では、チューブ固定具によりチューブを保持する力（言い換えればチューブの変形量）が、丸穴へのチューブ固定具の両端の差し込み量によって大きく変動する。丸穴へのチューブ固定具の差し込み量を正確にコントロールすることは難しく、従って特許文献１に記載されているような従来のチューブ固定具によるチューブの保持力には大きなばらつきが避けられなかった。そのため、チューブ固定具によるチューブの固定が不十分となってチューブが引き込まれたり、逆にチューブを押し込み過ぎて流量が低下したり、チューブを劣化・破損させてしまうといった問題がしばしば発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の事情に鑑みて本発明の実施形態によるチューブ固定具が提供される。本発明の実施形態に係るチューブ固定具は、壁面に沿って配置された可撓性チューブの一部を、壁面に沿って移動するローラにより壁面との間で弾性変形により連続的に押し潰すことにより、可撓性チューブ内の液体を輸送するチューブポンプにおいて、可撓性チューブをチューブポンプの筐体に固定するチューブ固定具である。このチューブ固定具は、可撓性チューブをチューブポンプの筐体との間で挟持する第１の保持部と、第１の保持部から突出し、チューブポンプの筐体と係合して、第１の保持部をチューブポンプの筐体に付勢する係合部とを備えている。
【０００７】
このような構成のチューブ固定具を使用すれば、一定の適切な大きさの保持力でチューブを保持することが可能になるため、チューブを過度に変形させて破損させたり、逆に弱すぎる保持力のためにチューブの引き込みが確実に防止されないといった問題が生じない。また、チューブ固定具の着脱をワンタッチで行うことができるため、チューブポンプの組み立てやメンテナンスを効率的に行うことが可能になる。
【０００８】
第１の保持部には可撓性チューブと当接する凹部が形成されていることが望ましい。また、この凹部は可撓性チューブと実質的に同じ曲率を有する凹曲面状に形成されていることが望ましい。
【０００９】
このような凹部を設けることにより、可撓性チューブの正確な位置決めが可能になり、特に細径のチューブや柔らかい材質から形成された可撓性チューブを使用する場合には、可撓性チューブの寿命を向上させることができる。また、凹部が可撓性チューブの側面と同じ曲率を有する凹曲面状に形成されている場合には、可撓性チューブの側面に加わる保持力が均一となり、極度の応力集中が生じないため、可撓性チューブの寿命をより一層向上させることができる。
【００１０】
係合部は、凹部が面する方向に突出することが望ましい。また、典型的には、係合部の突出方向の先端付近には、チューブポンプの筐体に形成された第１の係合構造と係合する第２の係合構造が形成されている。例えば、第１の係合構造と第２の係合構造は、それぞれ係合突起と係合爪、又は係合爪と係合突起である。
【００１１】
このような構成により、筐体に対してチューブ固定具を強い力で取り付けることが可能になる。
【００１２】
凹部は、可撓性チューブの第１端と当接する第１の凹部と、可撓性チューブの第２端と当接する第２の凹部とを含んでいてもよい。この場合、係合部は、第１の凹部の位置と第２の凹部の位置の中間位置から突出する構成が望ましい。
【００１３】
このように、可撓性チューブの両端を一つのチューブ固定具により固定する構成を採用することにより、部品点数の削減や小型化が達成される他、チューブ固定具を装着する作業工数を大幅に削減することが可能になる。
【００１４】
係合部は、第１の保持部の第１面から垂直に突出する第１部と、第１部の先端から凹部が面する正面方向に突出する第２部とを備え、第１部の最も正面側の面は、第１の保持部の最も正面側の面よりも、背面側にオフセットして形成されていることが望ましい。
【００１５】
このように、第１部の最前面を第１の保持部の最前面よりも後ろにオフセットさせることにより、平板部等の支持部の後端に第１部を安定して係合させることが可能になる。これにより、チューブ固定具の取り付け作業が効率化され、またチューブ固定具によるチューブの安定した保持が実現する。
【００１６】
チューブポンプの筐体と第１の保持部との間に配置され、保持部との間で可撓性チューブを挟持する第２の保持部を更に備えていてもよい。
【００１７】
このような第２の保持部を採用することにより、せん断力を与えずに可撓性チューブを把持することが可能になり、特に細径なチューブや柔らかい材質のチューブを使用する場合に、チューブがせん断力により座屈するといった問題が解消される。また、チューブを形状や寸法等に応じて、より適切な位置に配置することが可能になる。
【００１８】
また、本発明の実施形態により、上記のチューブ固定具を装着可能な筐体を備えたチューブポンプが提供される。本発明の実施形態に係るチューブポンプの筐体には、第１の保持部を支持する支持部と、チューブ固定具の係合部に形成された第２の係合構造と係合する第１の係合構造とが形成されている。
【００１９】
典型的には、支持部は、チューブ固定具の第１の保持部と係合部とにより挟まれる第１の平板部を含んでいる。また、支持部は、第１の平板部と平行に設けられ、第１の平板部との間でチューブ固定具の第１の保持部を挟み込む第２の平板部を含んでいてもよい。
【００２０】
本発明の実施形態に係るチューブポンプは、駆動部と、駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジとを備えていてもよい。典型的には、ポンプカートリッジは、ローラと、可撓性チューブと、ローラとの間で可撓性チューブを押し潰す壁面が形成されたポンプカセットとを備えている。この場合において、上記の筐体はポンプカセットであることが望ましい。
【００２１】
このように駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジを備えた構成のチューブポンプは、駆動部と比べて比較的に頻度が多いポンプ機構（ポンプカートリッジ）のメンテナンスの作業性を著しく向上させる。このような構成のチューブポンプに本発明を適用する場合には、ポンプカートリッジの筐体であるポンプカセットに可撓性チューブの端部を固定することにより、駆動部にポンプカートリッジを取り付ける際の作業性が改善される。
【００２２】
上記のチューブポンプは、一般に複数のローラを回転可能に支持するロータを更に備えている。この場合、壁面はポンプカセットに形成された円柱面状の第１の内壁面であり、ポンプカセットの第１の内壁面と略垂直に形成された第２の内壁面には、円柱面状の第１の内壁面の中心軸上に伸び、ロータを回転可能に支持するロータ支持軸が設けられている
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明の実施形態に係るチューブ固定具を使用すれば、ローラの移動に伴う可撓性チューブの引き込みが有効に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るチューブポンプの分解図である。
【図２】本発明の実施形態に係るチューブポンプの正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るチューブポンプの縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るチューブポンプのポンプカセットの背面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るチューブポンプのポンプカセットの底面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの外観図である；（ａ）背面図、（ｂ）上面図、（ｃ）正面図、（ｄ）側面図
【図７】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの変形例の上面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの取り外し方を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るチューブスタビライザの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るチューブポンプ１の分解斜視図である。図２及び図３は、それぞれチューブポンプ１の正面図及び縦断面図である。また、図４及び図５は、それぞれ図１に示されるポンプカセット１１０の背面図及び底面図である。
【００２６】
図１に示されるように、チューブポンプ１は、駆動モータ１０、ギアボックス２０及びポンプ本体１００を備えている。駆動モータ１０が発生する軸出力は、ギアボックス２０によりトルクが増幅されて、ポンプ本体１００に供給される。
【００２７】
なお、以下の説明においては、チューブポンプ１のポンプ本体１００側（図１における左下側、図２における紙面表側、図３における左側）を「手前側」、駆動モータ１０側（図１における右上側、図２における紙面裏側、図３における右側）を「奥側」と定義する。また、手前側から奥側（又は奥側から手前側）へ向かう方向を、奥行方向と定義する。また、図２及び〜図３における上側を「上側」、下側を「下側」と定義する。
【００２８】
ポンプ本体１００は、ポンプカセット１１０、ロータ１２０、ベース１４０、固定用プレート１５０、チューブ１６０、プレート保持筒１７０及び本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ（チューブ固定具）１３０を備えている。チューブ１６０の一部とロータ１２０は、ポンプカセット１１０とベース１４０とで囲まれた作動室内に配置される。
【００２９】
ポンプカセット１１０は、ＰＰ（polypropylene）等の透明樹脂の射出成形により形成された椀状の部材である。ポンプカセット１１０の材質は透明樹脂に限定されず、一般的な構造材料を使用することができる。しかし、透明樹脂を使用することにより、内部状態を容易に観察することができるようになるため、保守管理性を高めることができる。ポンプカセット１１０には、チューブ１６０、ロータ１２０、及びチューブスタビライザ１３０が装着され、ベース１４０に対して着脱自在なポンプカートリッジが形成される。ポンプカセット１１０の各部の構造については後述する。
【００３０】
固定用プレート１５０は、例えば鋼板等の金属板から形成され、図３に示されるように、ベース１４０とプレート保持筒１７０とに挟まれて保持される。ベース１４０の側面（外周面）は略円柱面状に形成されているが、中途に段差が形成され、奥側は手前側より幾分外径が細くなっている。ベース１４０の奥側の外周面には、雄ねじ（不図示）が形成されている。また、プレート保持筒１７０はベース１４０の奥側の外周面の直径と同じ大きさの内径を有する略円筒形の部材であり、プレート保持筒１７０の内周面にはベース１４０の外周面に形成された雄ねじと係合する雌ねじ（不図示）が形成されている。固定用プレート１５０には、ベース１４０の奥側の外周面の直径と同じ大きさの丸穴が形成されている。固定用プレート１５０の丸穴にベース１４０を奥側から通すと、ベース１４０の外周面の段差が固定用プレート１５０の丸穴に引っ掛かる。次いで、プレート保持筒１７０を雄ねじが形成されたベース１４０の外周面にねじ込むことにより、固定用プレート１５０はベース１４０の外周面の段差とプレート保持筒１７０との間で挟まれて、ベース１４０に固定される。なお、プレート保持筒１７０を取り外すことにより、固定用プレート１５０をベース１４０から取り外すことができる。
【００３１】
図１〜３に示されるように、固定用プレート１５０には、一対の取り付け穴１５１が設けられている。チューブポンプ１を組み込む装置（例えば洗浄装置）のフレーム等にチューブポンプ１を取り付ける際は、取り付け穴１５１にボルトを通して、固定用プレート１５０をフレーム等に固定する。
【００３２】
上記のように、本実施形態においては、チューブポンプ１を固定するための固定用プレート１５０が取り外し可能となっている。このため、チューブポンプ１を取り付けるフレーム等に適した形状の固定用プレート１５０を使用することによって、様々な装置にチューブポンプ１を取り付けることができる。
【００３３】
ロータ１２０は、ロータ本体１２１、３組のローラ１２２及びロータ押さえ１２３を備えている。３組のローラ１２２は、ロータ本体１２１とロータ押さえ１２３との間で軸周りに回転自在に支持されている。また、図３に示されるように、ポンプカセット１１０の手前側にある天井部１１９の中央には、奥側に向かって延びるロータ支持軸１１４が形成されている。ロータ本体１２１及びロータ押さえ１２３にはロータ支持軸１１４が差し込まれる係合穴１２１ａ及び１２３ａがそれぞれ形成されており、ロータ本体１２１及びロータ押さえ１２３はロータ支持軸１１４によって回転可能に支持されている。
【００３４】
図２〜４に示されるように、ポンプカセット１１０には略円柱面状の内周面１１１が形成されており、チューブ１６０の一部が内周面１１１に沿って（具体的には、長さ方向を内周面１１１の円周方向に沿わせて）配置されている。チューブ１６０は、ローラ１２２とポンプカセット１１０の内周面１１１の間で押し潰されるようになっており、ロータ１２０がポンプカセット１１０のロータ支持軸１１４の周りを回転すると、ローラ１２２がチューブ１６０を押し潰しながらポンプカセット１１０の内周面１１１に沿って公転する。この結果、チューブ１６０は蠕動運動を起こし、チューブ１６０の内容物が移動する。例えば、図２において時計回りにロータ１２０を回転させる場合は、チューブ１６０の内容物は、図２中左下にある第１端１６１から、図２中右下にある第２端１６２に向かって送り出される。このように、ロータ１２０を駆動することによって、チューブ１６０の内容物を送り出すことが可能になっている。
【００３５】
また、図４及び図５に示されるように、ポンプカセット１１０の下側には、図５の紙面と平行に広がる二つの平板部１１２及び１１３が形成されている。平板部１１２及び１１３には、奥側の端部から手前側に向かって延びる一対の溝１１２ａ、１１２ｂ及び１１３ａ、１１３ｂがそれぞれ形成されている。チューブ１６０の第１端１６１は溝１１２ａ及び１１３ａを通って、チューブ１６０の第２端１６２は溝１１２ｂ及び１１３ｂを通って、それぞれポンプカセット１１０の作動室内から外部へ突出している。各溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂの幅は、チューブポンプ１に装着可能なチューブ１６０のうち最も太いチューブ１６０の外径と略同じ大きさに設定されている。また、各溝の底（最も手前側の端部）の位置は、チューブ１６０を溝の底まで押し込んでも、ローラ１２２（図３）の円筒面上にチューブ１６０が乗るように設定されている。
【００３６】
２つの平板部１１２及び１１３の間に形成された隙間には、本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ１３０（詳細には保持部１３１）が差し込まれ、チューブスタビライザ１３０と平板部１１２及び１１３との間でチューブ１６０が挟持され、チューブ１６０の固定及び位置決めが行われる。チューブスタビライザ１３０の外観図を図６に示す。図６（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図である。チューブスタビライザ１３０は、略直方体の保持部１３１と、保持部１３１の下面から手前側に突出するフック１３２を有する部材であり、後述する係合／係合解除動作が可能な程度の柔軟性を有している。本実施形態のチューブスタビライザ１３０はＰＥＴ（polyethylene terephthalate）やＰＰ等の樹脂から射出成形により形成されている。保持部１３１の幅方向（図６（ｂ）における左右方向）両端付近の手前側の面には、１対の凹部１３１ａ及び１３１ｂが形成されている。また、フック１３２の先端付近の上面には、奥側上方に向かって突出する係合爪１３３が形成されている。係合爪１３３は、幅方向に伸びる細長い三角柱状の構造であり、奥側上方に突出する先端は鋭角に形成されている。また、図６（ｄ）に示されるように、フック１３２は縦断（図６（ｄ）の紙面と平行な断面）がＬ字状に形成されており、Ｌ字の短尺部の手前側の面１３２ｄ（以下「オフセット面１３２ｄ」という。）は、保持部１３１の最も手前側の面１３１ｃよりも奥側にオフセットして形成されている。また、本実施形態においては、オフセット面１３２ｄは保持部１３１まで延長され、オフセット面１３２ｄと連続するオフセット面１３１ｄが形成されている。なお、保持部１３１のオフセット面１３１ｄは、射出成形の効率を高めると共に、樹脂使用量を削減する目的で設けられたものであり、必ずしも保持部１３１にオフセット面１３１ｄを設ける必要はない。また、チューブスタビライザ１３０を奥行方向に貫通する開口１３４は加工上の都合により設けられた構造であり、加工方法によっては必ずしも開口１３４を設ける必要はない。
【００３７】
チューブスタビライザ１３０をポンプカセット１１０に取り付ける際、保持部１３１が平板部１１２と１１３の間に形成された隙間に差し込まれる。保持部１３１のオフセット面１３２ｄより手前側に突出した部分の厚さ（図６（ｄ）における上下方向の寸法）は、平板部１１２と１１３の間隔と略同じ寸法に設定されており、平板部１１２及び１１３により略隙間無く挟み込まれる。また、チューブスタビライザ１３０のフック１３２は、平板部１１２の下方に、平板部１１２に沿って配置される。なお、図６（ｄ）におけるオフセット面１３２ｄの高さ（言い換えれば、保持部１３１の下面とフック１３２の上面との間隔）は、平板部１１２の厚さと略同じ寸法に設定されており、フック１３２の上面は平板部１１２の下面と略密着する。また、ポンプカセット１１０の正面中央部の下端には係合突起１１８ａが形成されており、チューブスタビライザ１３０のフック１３２の先端付近に形成された係合爪１３３が係合突起１１８ａに引っ掛かり、チューブスタビライザ１３０がポンプカセット１１０から外れないようになっている。
【００３８】
チューブ１６０の第１端１６１は、平板部１１２の溝１１２ａ及び平板部１１３の溝１１３ａと、チューブスタビライザ１３０の凹部１３１ａとで挟み込まれ、長手方向に移動しないように固定されている。また、チューブ１６０の第２端１６２は、平板部１１２の溝１１２ｂ及び平板部１１３の溝１１３ｂと、チューブスタビライザ１３０の凹部１３１ｂとで挟み込まれ、長手方向に移動しないように固定されている。ポンプカセット１１０とチューブスタビライザ１３０との間でチューブ１６０を保持する力（すなわちチューブの変形量）は、ポンプカセット１１０の溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂの深さと、チューブスタビライザ１３０の凹部１３１ａ、１３１ｂの深さ、及びオフセット面１３２ｄのオフセット量（オフセット面１３２ｄを含む平面と保持部１３１の最前面１３１ｃを含む平面との距離）によって決定される。これらのパラメータは、ポンプカセット１１０及びチューブスタビライザ１３０の加工寸法によって決定されるため、同一のチューブ１６０を使用する限り、予め設定された一定の保持力によりチューブ１６０が保持される。そのため、チューブ１６０を過度に変形させて劣化させたり、不十分な保持力のためにチューブ１６０が長手方向に移動してしまうようなことがない。また、チューブ１６０の寸法や材質（硬さ）に応じて、凹部１３１ａ、１３１ｂの寸法及び形状を設定することで、様々な種類のチューブを適切な保持力で保持することができる。凹部１３１ａ、１３１ｂの形状の変更例を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。図７（ａ）は小径のチューブ１６０に適したチューブスタビライザ１３０の例であり、チューブと同じく半径の小さい半円状の凹部１３１ａ、１３１ｂが形成されている。図７（ｂ）は、比較的に硬い太径のチューブに適したチューブスタビライザ１３０の例であり、チューブとの接触面積が小さくなるように凹部１３１ａ、１３１ｂの深さが浅く形成されている。このような形状にすることにより、チューブを強い力で保持することができる。図７（ｃ）は、凹部１３１ａ、１３１ｂを深く形成し、更に間口を広げた例である。このような形状にすることにより、チューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０を固定する際に、チューブ１６０を凹部１３１ａ、１３１ｂ及びポンプカセット１１０の溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂに案内し易くなる。
【００３９】
ポンプカセット１１０は、チューブ１６０及びロータ１２０を収容し、更にチューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０がポンプカセット１１０に固定された状態で、ベース１４０に固定される。予めチューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０をポンプカセット１１０の下端に固定することにより、ポンプカセット１１０をベース１４０に固定する際のチューブ１６０の取り回しが容易になる。
【００４０】
ポンプカセット１１０がベース１４０に固定されると、ロータ１２０はポンプカセット１１０とベース１４０との間に挟み込まれて保持される。また、ロータ１２０にギアボックス２０の出力軸３０が連結されて、出力軸３０による回転駆動が可能になる。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ１３０の装着及び取り外し方法について説明する。上述のように、チューブスタビライザ１３０は、チューブ１６０及びロータ１２０をポンプカセット１１０に収容した後に、ポンプカセット１１０に取り付けられる。チューブスタビライザ１３０を装着するときは、先ず、チューブ１６０の第１端１６１を平板部１１２の溝１１２ａ及び平板部１１３の溝１１３ａに、第２端１６２を平板部１１２の溝１１２ｂ及び平板部１１３の溝１１３ｂに通す。次に、チューブスタビライザ１３０の保持部１３１を平板部１１２と平板部１１３との間の隙間に差し込む。更に、フック１３２の背面の下部を手前側に（図６（ｄ）における矢印Ａの方向に）押し込むと（場合によっては、フック１３２の背面を手前側に押しながら、更にフック１３２の先端を上方に持ち上げると）、チューブスタビライザの係合爪１３３がポンプカセット１１０の係合突起１１８ａと係合し、装着が完了する。
【００４２】
次にチューブスタビライザ１３０の取り外し方を説明する。図８はチューブスタビライザ１３０の取り外し方を説明する図である。図８に示されるように、フック１３２の先端を指先で下方に押し下げると、チューブスタビライザ１３０の係合爪１３３とポンプカセット１１０の係合突起１１８ａとの係合が解除される。この状態で更にチューブスタビライザ１３０を奥側に押し込むと、チューブスタビライザ１３０が取り外される。このように、本発明の実施形態に係るチューブスタビライザ１３０は、ワンタッチ操作により取り外すことができるため、チューブ１６０の交換等のチューブポンプ１のメンテナンス作業を容易にする。
【００４３】
上記に説明したように、本発明の実施形態に係るチューブポンプ１においては、ポンプカセット１１０、チューブ１６０、ロータ１２０及びチューブスタビライザ１３０によりポンプ機能を提供するポンプカートリッジが形成され、このポンプカートリッジは駆動部（駆動モータ１０、ギアボックス２０及びベース１４０）に対して着脱自在になっている。また、チューブスタビライザ１３０によりチューブ１６０がポンプカートリッジに固定されるようになっている。このような構成においては、チューブの各端部１６１、１６２がポンプカセット１１０に位置決めされ、固定されるため、ポンプカートリッジを駆動部に取り付ける際にチューブ１６０の位置を整える作業が不要になり、チューブポンプ１の組み立てやメンテナンスの作業が効率化される。しかしながら、本発明の実施形態の構成はこれに限定されず、駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジが形成されない構成であってもよく、またチューブスタビライザ１３０によりチューブが駆動部（例えばベース１４０）に固定される構成であってもよい。
【００４４】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。以下に本発明の実施形態の幾つかの変形例を示す。なお、以下の変形例の説明において、上記の実施形態と同一又は対応する要素には同一又は類似の参照符号を使用する。
【００４５】
上記の実施形態においては、ポンプカセット１１０の平板部１１２、１１３（具体的には溝１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ）とチューブスタビライザ１３０の凹部１３１ａ、１３１ｂとの間でチューブ１６０を挟み込むことによりチューブ１６０が保持される。この構成においては、平板部１１２、１１３と保持部１３１が同一平面状にないため、チューブにせん断力が加わる。そのため、柔らかい樹脂から形成された薄肉のチューブ１６０を使用する場合には、チューブが座屈する可能性がある。そのような場合には、平板部１１２と１１３の間に保持部１３１と対向して配置され、保持部１３１との間でチューブ１６０を保持する第２の保持部１３５を設けてもよい。
【００４６】
第２の保持部１３５を有するチューブスタビライザ１３０の一例を図９に示す。図９は、チューブスタビライザ１３０を装着したポンプカセット１１０を平板部１１２の上面で切断して、下方から見た図である。第２の保持部１３５は、平板部１１２と平板部１１３の間に形成された隙間の手前側（図９における上側）に配置される。具体的には、第２の保持部１３５は、平板部１１２と平板部１１３を連結する下部側壁１１８の手前側部分と保持部１３１とで挟まれた状態で使用される。第２の保持部１３５の奥側（図９における下側）には凹部１３５ａ、１３５ｂが形成されている。凹部１３５ａ及び１３５ｂの形状及び寸法は、使用するチューブ１６０の材質や寸法に応じて適宜設定される。図９に示される例では、凹部１３５ａ及び１３５ｂは使用するチューブよりわずかに小さい径の半円状に形成されている。チューブ１６０の第１端１６１（不図示）は、保持部１３１の凹部１３１ａと第２の保持部１３５の凹部１３５ａとで挟まれて保持される。また、チューブ１６０の第２端１６２（不図示）は、保持部１３１の凹部１３１ｂと第２の保持部１３５の凹部１３５ｂとで挟まれて保持される。
【００４７】
図９に示される例では、第２の保持部１３５の奥側（図９における下側）の端面は平面状に形成されており、保持部１３１の手前側の端面と当接するように形成されている。従って、チューブ１６０を保持する力（チューブ１６０の変形量）は、保持部１３１の凹部１３１ａ、１３１ｂ及び第２の保持部１３５の凹部１３５ａ、１３５ｂの形状及び寸法によって決定される。また、別の変形例では、保持部１３１の手前側の端面が第２の保持部１３５の端面と当接しなくてもよく、その場合にもチューブスタビライザ１３０の寸法によって決定される一定の保持力がチューブ１６０に加えられる。従って、使用するチューブ１６０の材質や寸法が変わらない限り、チューブスタビライザ１３０を着脱しても、常にチューブ１６０に所定の保持力を与えることができる。
【００４８】
また、図９に示される例では、第２の保持部１３５の凹部１３５ａ及び１３５ｂの先端部の位置が、破線で示される平板部１１３の溝１１３ａ及び１１３ｂの先端部の位置よりも奥側に位置するようになっている。平板部１１３の溝１１３ａ及び１１３ｂは、多様な種類・寸法のチューブを使用できるように、幅と深さが大きめに形成されている。そのため、上述した実施形態のように溝１１３ａ及び１１３ｂの先端部にチューブ１６０を突き当てる位置決め方法では、必ずしもチューブ１６０を最適な位置に配置することができない。第２の保持部１３５を設けることにより、チューブの太さや材質に合わせて、より適切なチューブの位置決めが実現される。
【００４９】
また、図９に示される例では、第２の保持部１３５がワンピースで形成されているが、チューブ１６０の第１端１６１を保持する部分（凹部１３５ａが形成される部分）と第２端１６２を保持する部分（凹部１３５ｂが形成される部分）は別体であってもよい。また、図９に示される例では、第２の保持部１３５の手前側端部は、ポンプカセット１１０の下部側壁１１８に沿った形状に形成されているが、確実に適切な位置に安定して配置される形状であれば、図９に示される形状に限定されない。更に、図９に示される例では、保持部１３１と第２の保持部１３５が別体となっているが、一体に形成されたものであってもよい。例えば、図１０に示されるように、チューブスタビライザ１３０は、第１の保持部１３１と第２の保持部１３５が連結部１３６を介して連結された構造であってもよい。この場合、連結部１３６が弾性変形により一種の蝶番として機能し、連結部１３６を軸に第１の保持部１３１と第２の保持部１３５を互いに離隔させて、チューブ１６０にチューブスタビライザ１３０を取り付けることができる。
【００５０】
また、上記の実施形態においては、チューブスタビライザ１３０の係合爪１３３と、ポンプカセット１１０の係合突起１１８ａが、それぞれ１つずつ形成されている。しかしながら、係合爪１３３と係合突起１１８ａの数、位置及び形状は上記実施形態の構成に限定されない。チューブの材質や寸法、配置間隔等に応じて、複数の係合爪１３３と係合突起１１８ａが設けられる。また、係合爪１３３と係合突起１１８ａの数は１対１でなくてもよい。例えば、１つの長い係合突起１１８ａに複数の短い係合爪１３３が係合する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態のチューブポンプ１は、ポンプカセットの円柱面状の内壁面に沿ってチューブを配置し、ローラを内壁面に沿って公転させることで、連続的にチューブを押し潰してチューブ内の液体を搬送する回転式のポンプであるが、本発明の実施形態はこの構成に限定されない。例えば、細長い平板上にチューブを配置し、平板に沿ってローラを直進させる直進式のポンプであってもよい。
【００５２】
また、上記実施形態のチューブポンプ１には、２つの平行な平板部１１２及び１１３が形成されており、この２つの平板部１１２と１１３の間にチューブスタビライザ１３０の保持部１３１が差し込まれる構成が採用されている。しかしながら、本発明の実施形態の構成はこれに限定されない。例えば、第２の保持部１３５を使用しない場合には、保持部１３１とフック１３２とで挟まれる一方の平板部のみがあればチューブスタビライザ１３０によるチューブ１６０の固定は可能である。また、平板部の代わりに、チューブスタビライザ１３０の端部（例えば幅方向両端）のみを支持するレールや突起を下部側壁１１８の内壁面に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１ チューブポンプ
１０ 駆動モータ
２０ ギアボックス
１００ ポンプ本体
１１０ ポンプカセット
１１８ａ 係合突起（第１の係合構造）
１２０ ロータ
１２１ ロータ本体
１２２ ローラ
１２３ ロータ押さえ
１３０ チューブスタビライザ（チューブ固定具）
１３１ （第１の）保持部
１３２ フック（係合部）
１３３ 係合爪（第２の係合構造）
１３５ 第２の保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に沿って配置された可撓性チューブの一部を、前記壁面に沿って移動するローラにより前記壁面との間で弾性変形により連続的に押し潰すことにより、前記可撓性チューブ内の液体を輸送するチューブポンプにおいて、前記可撓性チューブを前記チューブポンプの筐体に固定するチューブ固定具であって、
前記可撓性チューブを前記チューブポンプの筐体との間で挟持する第１の保持部と、
前記第１の保持部から突出し、前記チューブポンプの筐体と係合して、前記第１の保持部を前記チューブポンプの筐体に付勢する係合部と、
を備えることを特徴とするチューブ固定具。
【請求項２】
前記第１の保持部には前記可撓性チューブと当接する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチューブ固定具。
【請求項３】
前記凹部は前記可撓性チューブの側面と実質的に同じ曲率を有する凹曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項４】
前記係合部は、前記凹部が面する方向に突出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項５】
前記係合部の突出方向の先端付近には、前記チューブポンプの筐体に形成された第１の係合構造と係合する第２の係合構造が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項６】
前記第１の係合構造と前記第２の係合構造は、それぞれ係合突起と係合爪、又は係合爪と係合突起であることを特徴とする請求項５に記載のチューブ固定具。
【請求項７】
前記凹部は、前記可撓性チューブの第１端と当接する第１の凹部と、前記可撓性チューブの第２端と当接する第２の凹部とを含むことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項８】
前記係合部は、前記第１の凹部の位置と前記第２の凹部の位置の中間位置から突出することを特徴とする請求項７に記載のチューブ固定具。
【請求項９】
前記係合部は、
前記第１の保持部の第１面から垂直に突出する第１部と、
前記第１部の先端から前記凹部が面する正面方向に突出する第２部と
を備え、
前記第１部の最も正面側の面は、前記第１の保持部の最も正面側の面よりも、背面側にオフセットして形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項１０】
前記チューブポンプの筐体と前記第１の保持部との間に配置され、前記保持部との間で前記可撓性チューブを挟持する第２の保持部を更に備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のチューブ固定具を装着可能な前記筐体を備えたチューブポンプであって、
前記筐体には、
前記第１の保持部を支持する支持部と、
前記チューブ固定具の係合部に形成された第２の係合構造と係合する第１の係合構造と
が形成されていることを特徴とするチューブポンプ。
【請求項１２】
前記支持部は、前記チューブ固定具の前記第１の保持部と前記係合部とにより挟まれる第１の平板部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のチューブポンプ。
【請求項１３】
前記支持部は、前記第１の平板部と平行に設けられ、前記第１の平板部との間で前記チューブ固定具の第１の保持部を挟み込む第２の平板部を含むことを特徴とする請求項１２に記載のチューブポンプ。
【請求項１４】
前記チューブポンプは、
駆動部と、
前記駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジと
を備え、
前記ポンプカートリッジは、
前記ローラと、
前記可撓性チューブと、
前記ローラとの間で前記可撓性チューブを押し潰す前記壁面が形成されたポンプカセットとを備え、
前記筐体は前記ポンプカセットであることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載のチューブポンプ。
【請求項１５】
複数の前記ローラを回転可能に支持するロータを更に備え、
前記壁面は前記ポンプカセットに形成された円柱面状の第１の内壁面であり、
前記ポンプカセットの前記第１の内壁面と略垂直に形成された第２の内壁面には、前記円柱面状の第１の内壁面の中心軸上に伸び、前記ロータを回転可能に支持するロータ支持軸が設けられていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載のチューブポンプ
【請求項１】
壁面に沿って配置された可撓性チューブの一部を、前記壁面に沿って移動するローラにより前記壁面との間で弾性変形により連続的に押し潰すことにより、前記可撓性チューブ内の液体を輸送するチューブポンプにおいて、前記可撓性チューブを前記チューブポンプの筐体に固定するチューブ固定具であって、
前記可撓性チューブを前記チューブポンプの筐体との間で挟持する第１の保持部と、
前記第１の保持部から突出し、前記チューブポンプの筐体と係合して、前記第１の保持部を前記チューブポンプの筐体に付勢する係合部と、
を備えることを特徴とするチューブ固定具。
【請求項２】
前記第１の保持部には前記可撓性チューブと当接する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチューブ固定具。
【請求項３】
前記凹部は前記可撓性チューブの側面と実質的に同じ曲率を有する凹曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項４】
前記係合部は、前記凹部が面する方向に突出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項５】
前記係合部の突出方向の先端付近には、前記チューブポンプの筐体に形成された第１の係合構造と係合する第２の係合構造が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項６】
前記第１の係合構造と前記第２の係合構造は、それぞれ係合突起と係合爪、又は係合爪と係合突起であることを特徴とする請求項５に記載のチューブ固定具。
【請求項７】
前記凹部は、前記可撓性チューブの第１端と当接する第１の凹部と、前記可撓性チューブの第２端と当接する第２の凹部とを含むことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項８】
前記係合部は、前記第１の凹部の位置と前記第２の凹部の位置の中間位置から突出することを特徴とする請求項７に記載のチューブ固定具。
【請求項９】
前記係合部は、
前記第１の保持部の第１面から垂直に突出する第１部と、
前記第１部の先端から前記凹部が面する正面方向に突出する第２部と
を備え、
前記第１部の最も正面側の面は、前記第１の保持部の最も正面側の面よりも、背面側にオフセットして形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項１０】
前記チューブポンプの筐体と前記第１の保持部との間に配置され、前記保持部との間で前記可撓性チューブを挟持する第２の保持部を更に備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のチューブ固定具。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のチューブ固定具を装着可能な前記筐体を備えたチューブポンプであって、
前記筐体には、
前記第１の保持部を支持する支持部と、
前記チューブ固定具の係合部に形成された第２の係合構造と係合する第１の係合構造と
が形成されていることを特徴とするチューブポンプ。
【請求項１２】
前記支持部は、前記チューブ固定具の前記第１の保持部と前記係合部とにより挟まれる第１の平板部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のチューブポンプ。
【請求項１３】
前記支持部は、前記第１の平板部と平行に設けられ、前記第１の平板部との間で前記チューブ固定具の第１の保持部を挟み込む第２の平板部を含むことを特徴とする請求項１２に記載のチューブポンプ。
【請求項１４】
前記チューブポンプは、
駆動部と、
前記駆動部に対して着脱自在なポンプカートリッジと
を備え、
前記ポンプカートリッジは、
前記ローラと、
前記可撓性チューブと、
前記ローラとの間で前記可撓性チューブを押し潰す前記壁面が形成されたポンプカセットとを備え、
前記筐体は前記ポンプカセットであることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載のチューブポンプ。
【請求項１５】
複数の前記ローラを回転可能に支持するロータを更に備え、
前記壁面は前記ポンプカセットに形成された円柱面状の第１の内壁面であり、
前記ポンプカセットの前記第１の内壁面と略垂直に形成された第２の内壁面には、前記円柱面状の第１の内壁面の中心軸上に伸び、前記ロータを回転可能に支持するロータ支持軸が設けられていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載のチューブポンプ
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−７５４６（Ｐ２０１２−７５４６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４４７１３（Ｐ２０１０−１４４７１３）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（５９２０７７９９２）株式会社ウエルコ (9)
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（５９２０７７９９２）株式会社ウエルコ (9)
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