JPH0219672A - 弾性チューブポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 蓋生光互 本発明は１弾性チューブポンプ、より詳細には、弾性チ
ューブが押圧ローラにより繰返し圧縮応力を受け、これ
により疲労し、流体移送が不能になるという不具合を防
止するため、所定量の駆動毎に弾性チューブを移動し新
規の弾性チューブの部位で押圧する機能を備えた弾性チ
ューブポンプに関する。

従】ｌＵｌ 弾性チューブポンプは、レシプロポンプのように被圧送
流体が摺動面に挟圧摺動されることがないため、高分子
の溶質を変質させたり、生物細胞を破壊することがない
等の特徴をもっているもので、コロイドや高分子量の溶
質、血液等の移送用として医療面例えば人口透析等に使
用され、特に、近年バイオ技術の進展とともに生物工学
分野でも多用されている。

第６図は弾性チューブポンプの基本形を示すもので、図
中、１はポリ塩化ビニール等の樹脂からなる平板状のケ
ーシングで、該ケーシング１には円筒室７が穿設されて
いる。該円筒室７内にはシリコン系ゴム等からなる安定
な弾性チューブ２が直線溝９に導かれて半円状に挿入さ
れ、該弾性チューブ２は、前記円筒室７と同軸に回転駆
動される円板４の外周近傍に回動自在に枢支されて遊星
回転する押圧ローラ３により円筒室７の内壁面８に押圧
される。円板４はモータ（図示せず）の駆動軸５により
駆動され１図において矢標Ｒ方向に回転した場合、弾性
チューブ２内の液体は押圧ローラ３によって押圧移送さ
れ、矢ＩＪＩＱの方向に流れる５円板４の回転が逆方向
であれば流体流れも逆方向となる。尚、ケーシング１の
表面には、円板４の回転運動を妨げない透明なカバーが
装着され（図示せず）、弾性チューブ２が円筒室内に安
定して収納保持され、流体が移動するのを観測できるよ
うにしている。

上述のように弾性チューブポンプは押圧ローラ３を弾性
チューブ２に対して絶えず少なくとも２点間で押圧して
液シールしながら同一方向に回動することにより流体を
移送する作用を持っており、弾性チューブ２には内圧並
びに弾性による張力と押圧による圧縮力とによる繰返し
応力が作用するので疲労が進行し、最初円形断面であっ
た弾性チューブ２は楕円形となって復元力がなくなり、
終には破断に至る０弾性チューブ２の材質、寸法、押圧
力、押圧ローラの数等によっても異なるが例えば３０ｒ
−Ｐ−ｍで７００時間の連続運転において使用不能とな
ることが実験により確認されている。以上のような問題
点に対して特開昭５０−３７００６号公報には、弾性チ
ューブの押圧される押圧両側面に各々金属板等の剛体を
接合し、該金属板を互いに離間させる方向に作用するば
ね等の伸張手段を付加し弾性チューブの変形を強制的に
復元させる技術が開示されている。

笠米挟亙五皿皿嘉 上述の弾性チューブを強制的に原形に復元する技術は、
剛体の金属板が押圧復元力を与えるものであるから、弾
性チューブは弾性材である必要はなく、可撓性のある材
料まで広く利用できるという特徴を持っているが、この
可撓性チューブと金属板との接合方法は、例えば、接着
剤を使用して接着する方法、チューブの一部を剛体板で
構成して一体成形により加工する方法、チューブの外側
面に係止突起を設けて剛体との機械的接合を行う方法、
更には、チューブ内に係止具の一部を埋込み成形して剛
体板との機械的接合を行なう方法等が好適な方法として
開示されている。しかし、このような方法によりチュー
ブと金属板とを接合し、チューブを強制的に押圧復元さ
せるとしても、金属板間で繰返し曲げ応力が印加される
チューブの中央部側面には特に大きい応力が加わるので
、仮に、復元力が得られたとしても疲労限界を向上させ
ることは不可能である。更に、チューブ自体に剛体を接
合し且つ該剛体間に復元力を付与する加工を施すことは
高価となる等の問題点があった。

ＩＳＩ　　点　　のための 弾性チューブポンプにおける弾性チューブは、押圧ロー
ラにより押圧される場合、押圧面に生ずる弾性チューブ
と押圧ローラとの摩擦力及び押圧方向の分力とにより、
弾性チューブは押圧力向に移動するので、使用時は一般
に弾性チューブをポンプ本体に係止するストッパ（図示
せず）により固定している。本発明は、この点に着目し
てなされたもので、給液源に連通ずる弾性チューブを一
つの区間において少くとも２つの地点で押圧して該弾性
チューブ内の液体をシールする押圧手段と、弾性チュー
ブの押圧区間において前記押圧手段を一方向に押圧駆動
するｌＧｌ’ｉ動手段と、押圧駆動により移動する弾性
チューブを係止する係止手段と、前記駆動手段の暉動量
に応じて前記係止手段を解除し弾性チューブを少なくと
も前記−つの区間の長さ相当量を移動する移動手段とを
具備した弾性チューブポンプを提供するものである。

実施例 第１図は本発明の概要を示すブロック図で、図中、１は
弾性チューブポンプで、本体１１内に穿設した円形の押
圧溝１２に同心に回転軸　１３まわりに回動する円筒体
１４が配設され、該円筒体の外周には遊星回転する同形
等大の押圧ローラ１５が複数個配設されている。該押圧
ローラ１５と押圧みぞ１２との間には弾性チューブ１６
が挿通されている。前記回転軸１３はモータ２１により
減速機構２２を介して駆動軸２３と接合されて回動され
る。円筒体１４が矢標Ｒ方向に回動する場合、給液源（
図示せず）と連通する給液側１６１の液体は流出側１６
２に向けて圧送される。このとき弾性チューブ１６には
、該弾性チューブ１６と押圧ローラ１５との摩擦力によ
り回転方向の力が加わり、この力が押圧溝１２との摩擦
力に打ち勝って弾性チューブ１６は矢標Ｖの方向に移動
する。３０は周知のクランパで、クランプ片３１゜３２
により弾性チューブ１６を押圧狭持することにより弾性
チューブ１６の前記の移動を阻止している。

第２図は、クランパ３０の詳細を示す図で、ケーシング
３５内には空室３３が設けられ、該空室３３内に磁性体
のプランジャー３４が軸方向に移動可能に支持されてお
り、プランジャー３４には先端突起３４１が設けられ、
該先端突起３４１と空室３３の端面３３１との間に、ば
ね３４２が常時伸張するように圧縮されて配設されてい
る。ケーシング３５のプランジャー３４の外周にコイル
３６が巻回されている。プランジャ３５の他端には軸３
４３が固着され、その先端に駆動ピン３４５が固設され
、該駆動ピン３４５は直角形状のクランプ片３１．３２
の溝３１２に嵌挿される。クランプ片３１．３２の直角
部分は各々支点軸３１１．３２１において回転可能に固
着される。クランプ片３１．３２は、コイル３６に通電
することにより、ばね３４２の伸張力に打勝って矢標り
方向に吸引され、これに伴って軸３４３先端の駆動ピン
３４５を介して溝３１２が移動し、支点軸３１１．３２
１を支点としてＭ方向に回動し、図示しない弾性チュー
ブ１６を押圧狭持する。また、クランパ３０と弾性チュ
ーブポンプ１との間において、移動検出器４０が配設さ
れ１弾性チューブ１６を移動可能に検出ローラ４３．４
４によって狭持し、該検出ローラの回動を検出して弾性
チューブ１６の移動を検出する。

第３図は移動検出器４ｏの一例を示す詳細図で。

固定片４１と該固定片４１の凹部４１１に摺動部４２１
が摺動可能に挿入された押圧片４２とに、各々検出ロー
ラ４３．４４が固定軸４３１．４４１に回動可能に、且
つ弾性チューブ１６を狭持するように配設されている。

固定片４１上に４よ、ビン４４２が埋設され、該ピン４
４２と押圧弁４２上の調節ねじ４４４との間にばね４４
３が伸張し、検出ローラ４４を弾性チューブ１６に押圧
している。従って、検出ローラ４３．４４は弾性チュー
ブ１６の移動に滑ることなく忠実に応動する。検出ロー
ラ４３の端面には柱状磁石４３２が、直径上に反対極と
なるように埋設されており、該磁石４３２の回動を図示
しない磁気検出器により磁電変換して求める。第１図に
おいて、２４は第１のタイマーで、該タイマー２４はモ
ータ２１が回動してから予め定められた時間、具体的に
は、弾性チューブ１６が疲労開始する時間例えば５００
時間等をセットする。２５は第２のタイマーで、該タイ
マー２５は前記第１のタイマー２４の設定時間後に作動
を開始し、弾性チューブ１６がクランパ３０開放時に移
動し未使用部が押圧溝１２に達する時間ΔＴをセットす
る。３３は、駆動回路で、クランパ３０のコイル３６を
ΔＴ時間通電するための回路である。５０はクランパ３
０が開放された６１時間の間に弾性チューブ１６が許容
範囲移動したことを移動検出器４０の検出信号に基づい
て判別する判別手段で、許容範囲内であるときは゛′良
″、許容範囲外、即ち、正確に弾性チューブ１６が移動
しないとか、停止することなく移動するとかの場合は“
否”のランプを点灯するものである。

第４図は移動検出器４０の他の実施例を示したもので、
弾性チューブ１６には予めスケール１６３を等間隔に刻
印しておき、スケール１６３の移動を、該スケール１６
３に射光する投光器４６の明暗像としてレンズ４８で受
光器４７に影響して、スケール１６３の明暗信号の数と
して弾性チューブ１６の移動を検出するものである。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は、上述の第１のタイマー２４　
（（ａ）図）、第２のタイマー２５（（ｃ）図）、及び
移動量検出量（（Ｃ）図）の良否判断のタイムチャート
を示したものである。

以上の説明においては疲労予測を第１のタイマー２４で
時間設定したが、モータ２１の回転数が、駆動軸２３の
回転数等の押圧ローラ１５の実押圧回数に基づく設定の
仕方等があるが、本発明には、これらの範囲も含まれて
いる。

羞−一米 以上の説明から明らかなように、本発明の弾性チューブ
ポンプによれば、弾性チューブポンプの稼働において要
部弾性チューブが繰返し圧縮応力により早期疲労した部
分を未使用部分である新規の弾性チューブと交換するた
め、従来弾性チューブの移動を防ぐため係止していたの
を、疲労予想期間又は実働押圧回数に達したとき、弾性
チューブの未使用区間が弾性チューブ押圧区間に達する
間、この係止を解除し、自動的に新旧交替するという簡
単な操作により前記従来例の不都合をなくし、信頼性が
高く、能率的な弾性チューブポンプを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するブロック図、第２図
及び第３図は、該ブロック図における要素のクランパ３
０及び移動検出器４０の詳細図、第４図は、移動検出器
の他の実施例、第５図は、本発明の動作説明をするため
のタイムチャート、第６図は、従来技術を説明するため
の図である。 １・・・弾性チューブポンプ、１１・・・本体、１２・
・・押圧溝、１５・・・押圧ローラ、１６・・・弾性チ
ューブ、２１・・・モータ、２２・・・減速機構、２４
．２５・・・タイマー、３０・・・クランパ、３１．３
２・・・クランプ片、３３・・・駆動回路、４０・・・
移動検出器、４３．４４・・・検出ローラ、５０・・・
判別手段。 第１図 第２図 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給液源に連通する弾性チューブと、該弾性チューブ
   を一つの区間において少くとも２つの地点で押圧し、弾
   性チューブ内の液体をシールする押圧手段と、弾性チュ
   ーブの押圧区間において押圧手段を一方向に押圧駆動す
   る駆動手段と、押圧駆動により移動する弾性チューブを
   係止する係止手段と、前記駆動手段の駆動量に応じて前
   記係止手段を解除して前記弾性チューブを前記一つの区
   間の長さ移動する移動手段とを具備したことを特徴とす
   る弾性チューブポンプ。 ２、前記移動手段を、前記駆動手段の作動開始後係止手
   段を解除するまでの時間と、係止解除してから再び係止
   するまでの解除時間とを設定する時間設定手段と、前記
   解除時間において移動する弾性チューブの移動量を検知
   する移動量検出手段と、該移動量検出手段により検出さ
   れた移動量の大きさが所定範囲以外のとき警報を発信す
   る警報発信器とで構成したことを特徴とする請求項第１
   項に記載の弾性チューブポンプ。 ３、前記移動手段を、前記駆動手段の作動開始後、係止
   手段を解除するまでの該駆動手段の回転数を設定する回
   転数設定手段と、係止手段の係止を解除してから弾性チ
   ューブが移動する移動量を検知する移動量検知手段と、
   定められた値の前記移動量を移動する時間を計測し、該
   時間が規定範囲にないとき警報を発信する警報発信器と
   で構成したことを特徴とする請求項第１項に記載の弾性
   チューブポンプ。 ４、移動量の検出を弾性チューブの軸に直交して該弾性
   チューブを回動可能に狭持する一対の検出ローラの回転
   角から求めることを特徴とする請求項第１項乃至第３項
   のいずれか１項に記載の弾性チューブポンプ。 ５、移動量の検出を弾性チューブの軸方向に一定間隔で
   刻印したマーカの数から求めることを特徴とする請求項
   第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の弾性チューブ
   ポンプ。