JP3637366B2 - チューブポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チューブを円形の円筒室に添わせてリング状に配置し、その内側に設けた加圧部材でチューブを順次圧迫してポンプ作用を行うチューブポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内周面が円形の円筒室を基板に設けてその内周面に添わせて弾性材料からなるチューブをリング状に配置し、その内側に設けた回転ローラでチューブを一方向に順次圧迫し、あるいはチューブの内側に設けたリング状の加圧部材を円筒室の内周面に沿って円運動させてチューブを一方向に順次圧迫することにより、閉塞部を移動させてポンプ作用を行うチューブポンプは公知である。このような構造のものは、ポンプを休止させるとチューブの一部が回転ローラや加圧部材で圧迫されて閉塞されたままとなり、長期間休止していると圧迫部のチューブ内面が互いに粘着した状態になって元の形状に復元しない現象、いわゆるスティッキング現象を起こしてポンプ作用を行えなくなる。
【０００３】
このスティッキング現象は、特にシリコンチューブに起こりやすく、また耐薬品性の高いフッ素ゴムにおいても、例えばエーテル型の非イオン界面活性材を含んだ洗剤の移送に用いた場合には１日乃至２日程度でスティッキング現象が起こることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明はこのような問題点に着目し、チューブの復元性を向上させてスティッキング現象を防止することを課題としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、この発明では、圧迫によって生じた閉塞部のチューブ内面同士を圧迫力の除去後に離間させる粘着状態阻止部材をチューブの内部に設けている。この粘着状態阻止部材としては、チューブに対して剥離しやすい材質であるフッ素樹脂製の薄板状の紐帯材が用いられ、これをチューブ内に挿入してその一端あるいは両端をチューブの端部に固着するなどの手段で固定することによって構成される。
【０００６】
このような粘着状態阻止部材が設けられていても、圧迫時にはチューブの材料が変形して内部流路は完全に閉塞されるのでポンプ作用には支障は生じないが、粘着状態阻止部材がチューブ内部に存在することによって閉塞部でのチューブ内面同士の粘着性が緩和され、また粘着状態阻止部材の周辺のチューブ材料内には局部的な反発力が発生する。このため、圧迫力が除去された時の復元性が向上し、スティッキング現象が発生しにくくなるのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、リング状の加圧部材を円筒室の内周面に沿って円運動させてチューブを圧迫する方式のチューブポンプにこの発明を適用した実施の形態について説明する。
【０００８】
図１において、１は円筒室２を形成した基板であり、円筒室２の内周面２ａは円形で半円周より大きく全円周よりは小さな範囲で形成され、内周面２ａが形成されていない部分は開口部２ｂとなっている。３は弾性材料からなるチューブであり、円筒室２の内周面２ａに添わせてリング状に配置すると共に、その両端を基板１の外部に引き出して流入口３ａと流出口３ｂを構成している。基板１は例えばＮＢＲ等のゴム系材料やＡＢＳ等の合成樹脂の成形品で構成され、またチューブ３は移送される流体に応じてゴム系や各種の合成樹脂製のチューブが適宜選択使用される。
【０００９】
４はチューブ３の内側に配置されたリング状の加圧部材であって、内リング４１と外リング４２の二重構造となっており、加圧部材４の内リング４１は摩擦係数の小さい剛体材料、例えばフッ素樹脂系の合成樹脂成形品で構成され、外リング４２はゴムなどの摩擦係数の大きい弾性材料の成形品で構成されている。内リング４１と外リング４２は断面が長方形で丁度重なるような寸法で形成されており、内リング４１の外周面４１ｂに設けた突条を外リング４２の内周面４２ａに設けた周溝に嵌めることによって、外リング４２は自由に回転できる状態で内リング４１に保持されている。
【００１０】
５は加圧部材４の内側に配置された偏心ローター、６は偏心ローター５が取り付けられている回転軸であって、偏心ローター５の先端５ａが内リング４１の内周面４１ａに摺接しながら回転して加圧部材４を円筒室２の内周面２ａ側に圧迫し、加圧部材４を内周面２ａに沿って円運動させるように構成されている。なお、基板１の背面側には回転軸６を駆動するための減速機付きモータなどが配置されており、また手前側には蓋が設けられるが、これらは図示してない。
【００１１】
加圧部材４の外リング４２の外周面４２ｂの半径は、円筒室２の半径からチューブ３の肉厚の２倍以上を差し引いた寸法に選定されている。また、回転軸６の軸心から偏心ローター５の先端５ａまでの距離と内リング４１の内周面４１ａから外リング４２の外周面４２ｂまでの寸法の和は、偏心ローター５の先端５ａによって加圧部材４が基板１の内周面２ａ側に押された場合に、外リング４２によってチューブ３が押しつぶされて内部の流路が完全に閉塞されるように選定されている。
【００１２】
７はこの発明によって設けられた粘着状態阻止部材であり、チューブ３の内部に挿入してその両端７ａ、７ａを折り曲げ、チューブ３の流入口３ａと流出口３ｂの端部にそれぞれ接着してある。この粘着状態阻止部材７の材質や寸法はチューブ３に応じて選定されるのであり、具体的には例えば次のように選定される。
【００１３】
すなわち、実験によればチューブ３が内径５ｍｍ、肉厚１．６ｍｍ、硬度ショアーＡ６０°のゴムチューブの場合、これに用いられる粘着状態阻止部材７としては、厚さ０．０２ｍｍ、幅３ｍｍのフッ素樹脂、例えばポリ四フッ化エチレン製の薄板状の紐帯材が強度、剥離性、耐薬品性の点で適当であった。
【００１４】
図２は比較例として丸線状の粘着状態阻止部材を用いたものにおいて、チューブ３が加圧部材４で圧迫されている閉塞部の断面を示したものである。この場合には丸線状の粘着状態阻止部材７はほとんど変形せず、チューブ３が上下から圧迫されて押しつぶされ、内部の流路が完全に閉塞された状態になっている。チューブ３は粘着状態阻止部材７の上下で材料が引き伸ばされて肉厚が薄くなっているので、特にこの部分では強い反発力が生じており、チューブ３と粘着状態阻止部材７の間の剥離性が良いことと相まって圧迫力が除去された時の復元性が向上し、スティッキング現象は発生しなくなるのである。
【００１５】
図３は粘着状態阻止部材７として薄板状の紐帯材を用いたこの発明のものにおいて、圧迫力が加わっていない場合の断面図である。このように紐帯材を用いたものでは、チューブ３が圧迫された時にチューブ内面の間に粘着状態阻止部材７が層状に挟まれた状態となり、内部の流路を完全に閉塞するために必要な圧迫力は図２のような丸線状の場合よりも小さくてよい。またチューブの内面同士が互いに圧接されている部分が少なくなって内面同士の粘着性が緩和されるので、復元性を向上させやすくなる。更に粘着状態阻止部材７が帯状であるからチューブ内面との接触面がほぼ平面で強く食い込む箇所がなく、チューブの損傷が生じないのである。
【００１９】
図示のポンプは上述のような構成であり、偏心ローター５を矢印のように時計方向に回転させて加圧部材４を円運動させると、加圧部材４に圧迫されて生ずるチューブ３の閉塞箇所も時計方向に移動し、チューブ内部の流体が流出口３ｂから吐出されると同時に流入口３ａから吸入されてポンプ作用が行われる。
【００２０】
この加圧部材４の円運動に伴って加圧部材４には反時計方向の自転が生ずるが、
チューブ３にはゴム系や各種の合成樹脂材料が使用され、また外リング４２にはゴムなどの摩擦係数の大きい弾性材料が使用されているので、チューブ３と外リング４２の間は滑りにくくなっている。従って、チューブ３に接触している外リング４２はほとんど自転せず、外リング４２と内リング４１との間でスリップが生じて内リング４１のみが自転することになる。このため、チューブ３に対する引っ張り力はほとんど発生せず、チューブ３が引っ張られて損傷したり、駆動用モータの負荷が増大したりしてポンプの耐久性が損なわれ、あるいはチューブ３の内径が変化して吐出量が変わるなどの問題は生じなくなる。
【００２１】
しかも、この発明による粘着状態阻止部材７によって圧迫力が除去された時の復元性が向上しているので、長時間運転を休止した後でも圧迫されたままになっていた部分のチューブ内面が互いに粘着した状態になるスティッキング現象が起こらず、支障なく運転を再開できるのである。
【００２２】
なお、上述の例はリング状の加圧部材でチューブを間接的に圧迫する方式のチューブポンプについてのものであるが、この発明は回転ローラでチューブを直接圧迫する方式のものにも適用できることはもちろんである。特にこの直接圧迫方式ではチューブに当たるローラの径が小さく、圧迫力が閉塞部に集中してスティッキング現象が生じやすくなるので、粘着状態阻止部材を設けて復元力を向上することはスティッキング現象の防止に大きな効果がある。
【００２３】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、この発明のチューブポンプは、フッ素樹脂製の薄板状の紐帯材からなり、圧迫によって生じた閉塞部のチューブ内面同士を圧迫力の除去後に離間させる粘着状態阻止部材をチューブの内部に設けたものである。
【００２４】
従って、粘着状態阻止部材が存在することによってチューブ内面同士の密着性が緩和されると同時に、粘着状態阻止部材の周辺のチューブ材料内には局部的な反発力が発生し、圧迫力が除去された時の復元性が向上するのであり、長時間運転を休止した後でもスティッキング現象を生ずることなく運転を再開することが可能となる。またスティッキング現象を考慮してチューブの材料を決定する必要性が低くなるので、チューブの選択が容易となる。
【００２５】
また粘着状態阻止部材として薄板状の紐帯状部材を用いているので、圧迫時にチューブの内面同士が互いに圧接されている部分が少なくなって内面同士の粘着性が緩和されるので復元性の向上が容易であり、圧迫時にチューブ内面に粘着状態阻止部材が強く食い込むことがないので、例えば粘性の少ない材料のチューブの場合でも粘着状態阻止部材によってチューブ内面が損傷することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の一例における概略正面図である。
【図２】同上のチューブの圧迫時における断面図である。
【図３】同上において帯状の粘着状態阻止部材を用いた場合のチューブの断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 円筒室
３ チューブ
３ｃ 突条
４ 加圧部材
５ 偏心ローター
７ 粘着状態阻止部材

Claims (1)

1. 内周面が円形の円筒室内に弾性材料からなるチューブを内周面に添わせてリング状に配置し、このチューブを一方向に順次圧迫してチューブ内の流体を送出するように構成されたチューブポンプにおいて、
   チューブに対して剥離しやすく、圧迫時におけるチューブ内部の流路閉塞を妨げず、且つ圧迫によって生じた閉塞部のチューブ内面同士を圧迫力の除去後に離間させるフッ素樹脂製の薄板状の紐帯材からなる粘着状態阻止部材をチューブの内部に挿通したことを特徴とするチューブポンプ。

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