JPH0712057A - チューブポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ動作の停止時にチューブ内に流体が残
留せず、しかも耐久性が高いチューブポンプを提供す
る。 【構成】 本体１０２は内部に、内面１０４の特定方向
の断面形状が、少なくとも所定角度範囲に亙る円弧面に
形成された空間部１０３が形成されている。支持枠１２
は空間部１０３内に設けられ、軸線Ｌを中心に回転可能
である。チューブ１１８は弾性材料で形成され、内面に
沿って少なくとも周方向へ所定角度範囲にわたり敷設さ
れている。ローラ１２０は支持枠１２の軸線Ｌに対して
周方向へ所定角度以下の角度離間して支持枠１２へ複数
個配設され、支持枠１２の軸線Ｌに対して接離動自在で
ある。支持枠１２が回転した際に遠心力で支持枠１２の
軸線Ｌに対して離反する方向へ移動する。支持枠１２が
回転した際、少なくとも１つのローラ１２０が、その外
周面と円弧面との間でチューブ１１８を押し潰しつつ、
移動することでチューブ１１８内の流体を送り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チューブポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のチューブポンプについて添付図面
を用いて説明する。図７は従来のチューブポンプの一例
を示す一部切欠正面図である。図８は、図７の矢印Ａ方
向から見た内部構造を示す側面断面図である。図９は、
ローラが図８の位置Ｂに在る場合のチューブ、ローラの
外周面、および本体の内面との関係を示す要部切欠拡大
図である。図１０は、チューブポンプの一使用例を示す
説明図である。

【０００３】まず、図７、図８、および図９を用いて従
来のチューブポンプ１００の構造について説明する。１
０２は、内部に空間部１０３が形成され、空間部１０３
の内面１０４の特定方向（図７において直線Ｌに直角な
方向）の断面形状が円形であると共に、両端（図７にお
いて左右端）が閉塞された筒状の本体である。本体１０
２の上部および下部には、空間部１０３と連通する透孔
１０６が設けられている。また、後述する各ローラの外
周面は、常時、内面１０４と接しており、また内面１０
４のローラとの接触面の一部には凹溝１０８が周設され
ている。凹溝１０８の深さおよび幅は、後述するチュー
ブの直径および厚みを勘案して決定され、図９に示すよ
うにローラの外周面と本体１０２の内面との間でチュー
ブが押し潰された際に、チューブが過度に押し潰され、
耐久性が低下するのを防止するためのものである。な
お、直線Ｌは空間部１０３の軸線でもある。１１０は支
持枠であり、筒状に形成された芯体１１２と、芯体１１
２の両端部分に設けられたフランジ部１１４、１１６と
から形成されている。支持枠１１０は、後述する駆動手
段の一部を構成する減速装置の出力軸に取り付けられて
本体１０２の空間部１０３内に配され、本体１０２の軸
線Ｌを中心に回転可能となっている。またフランジ部１
１４、１１６の対向面にはローラを取り付けるための取
付孔（不図示）が設けられている。１１８は弾性材料
（例えばゴム、合成樹脂等）を用いて形成されたチュー
ブである。チューブ１１８は、本体１０２の下部に設け
られた透孔１０６から上部の透孔１０６に至り、本体１
０２の空間部１０３を介して貫通して配されている。ま
た空間部１０３内においては、チューブ１１８は本体１
０２の内面１０４に沿って周方向へ軸線Ｌを中心とした
所定角度（一例として１２０度、図８においてＣ−Ｄ
間）範囲にわたり円弧状に敷設されている。またチュー
ブ１１８は弾性復元力を有し、常に通常状態（非圧潰状
態）を維持しようとする性質を有する。

【０００４】１２０はローラであり、フランジ部１１
４、１１６の取付孔内にローラ１２０の回転軸１２２が
挿入されることで、２つのフランジ部１１４、１１６間
に挟持されて支持枠１１０に取り付けられている。取り
付けられているローラ１２０は３つであり、各ローラ１
２０は、互いに周方向へ所定角度（１２０度）毎離間し
て取り付けられると共に、軸線Ｌと平行な軸線を中心に
回転可能である。ローラ１２０の数はチューブ１１８の
敷設範囲により変化し、本例ではチューブ１１８の敷設
範囲が１２０度であるため、ローラ１２０も同様に１２
０度以下の角度毎に３つ以上設ければ良い。従って、チ
ューブ１１８の敷設範囲が１８０度であれば、ローラ１
２０も同様に１８０度以下の角度毎に２つ以上設けるこ
とになり、またチューブ１１８の敷設範囲が９０度であ
れば、ローラ１２０も同様に９０度以下の角度毎に４つ
以上設けることとなる。１２４は、支持枠１１０を矢印
Ｅ方向に回転駆動する駆動手段としてのモータである。
また、１２６は減速装置であり、モータ１２４と支持枠
１１０との間に配置されてモータ１２４と共に駆動手段
の一部を構成する。支持枠１１０は、その芯体１１２が
減速装置の出力軸１２８に装着されることで、本体１０
２内で回転可能となっている。

【０００５】上記構成により、モータ１２４により支持
枠１１０が回転駆動された際には、３つのローラ１２０
が本体１０２の内部空間内で矢印Ｅ方向に回転し、その
内の少なくとも１つのローラ１２０がＣ−Ｄ間を、その
外周面と本体１０２の内面との間でチューブ１１８を押
し潰しつつ、移動することでチューブ１１８内の流体が
下方（図８中下部）から上方（図８中上部）へ蠕動移動
することができる。このチューブポンプ１００を図１０
に示すように、流体の入った下方に位置する第１の容器
１３０と、上方に位置する第２の容器１３２との間に配
することで、流体を第２の容器１３２に移すことが可能
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のチューブポンプには次の様な課題が有る。チュー
ブは常に、少なくとも１つのローラにより押し潰された
状態にある。このため、ローラが回転している際には押
し潰される部分が常に変化しているが、ポンプ動作の停
止時には、チューブの一点のみが常時押し潰された状態
となり、停止期間が長期にわたるとその部分がクリープ
を起こし、永久変形を生じさせるので断面積が減少して
チューブポンプとしての性能が低下する。また、飲料水
や醤油等、人が飲用したり食したりする流体の汲み上げ
に使用する場合においては、チューブポンプの停止時に
も上述したように、チューブが常に押し潰された状態に
あるため、流体がチューブ内に残留し、残留した流体内
に人体に有害なバクテリアや緑藻等が発生し易くなり、
衛生上好ましくない。また特に、流体の吸い込み始めに
おいて、流体がチューブ内を通して本体内に入った瞬間
でのローラの受ける負荷変動は大きく、駆動手段等に大
きな力が加わるため、機械的連結部分の耐久性が低下す
るという課題がある。従って、本発明は上記課題を解決
すべくなされ、その目的とするところは、ポンプ動作の
停止時にチューブ内に流体が残留せず、しかも耐久性が
高いチューブポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、内部に空間部が
形成され、該空間部の内面の特定方向の断面形状が、少
なくとも所定角度範囲に亙る円弧面に形成された本体
と、前記空間部内に設けられ、前記特定方向の軸線を中
心に回転可能な支持枠と、弾性材料で形成され、前記円
弧面に沿って少なくとも周方向へ前記所定角度範囲にわ
たり敷設されたチューブと、前記支持枠の軸線に対して
周方向へ前記所定角度以下の角度離間して前記支持枠へ
配設されると共に、支持枠の軸線と平行な軸線を中心に
回転可能な複数のローラと、前記支持枠を回転駆動する
駆動手段とを具備し、前記駆動手段により前記支持枠が
回転駆動された際には、前記複数のローラの内の少なく
とも１つのローラが、その外周面と前記円弧面との間で
前記チューブを押し潰しつつ、移動することでチューブ
内の流体を送り出すチューブポンプにおいて、前記複数
のローラは、前記支持枠の軸線に対して接離動自在であ
り、前記駆動手段により前記支持枠が回転駆動された場
合に、遠心力により支持枠の軸線に対して離反する方向
へ移動することを特徴とする。また、前記支持枠が停止
した状態において前記ローラを前記支持枠の軸線方向へ
移動させるための付勢手段を各ローラに設けるようにし
ても良い。

【０００８】

【作用】複数のローラは、支持枠の軸線に対して接離動
自在であるため、駆動手段により支持枠が回転駆動され
た場合にはローラは遠心力により本体の内面の少なくと
も所定角度範囲に亙り形成された円弧面に接近して当接
し、チューブを押し潰し可能である。また支持枠の回転
が停止した際には、チューブは、チューブと接している
ローラを自らの弾性復元力により支持枠の軸線方向へ押
し戻すことができ、チューブは非圧潰状態となり、クリ
ープ現象や、チューブ内での流体の残留の発生を防止で
きる。また、ポンプ動作時においては、流体の吸い上げ
開始時の急激な負荷変動に対し、ローラがチューブと当
接する瞬間に、遠心力に抗して支持枠の軸線方向へ接近
可能であり、当接時の負荷変動を低減できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るチューブ
ポンプの第１実施例を示す一部切欠正面図である。図２
は、図１の矢印Ａ方向から見たチューブポンプの内部構
造を示す側面断面図である。図３は、図１のチューブポ
ンプが停止した際のローラの状態を示す側面断面図であ
る。図４は、第２実施例におけるローラの支持枠への取
り付け構造を示す要部切欠拡大図である。図５は、第３
実施例の本体の構造を示す側面断面図である。図６は、
図５のローラの支持枠への取り付け構造を示す要部切欠
拡大図である。

【００１０】（第１実施例）まず、構成について説明す
る。なお、従来例と同じ構成については、同じ符号を付
し、説明は省略する。チューブポンプ１０の複数（本実
施例では３つ）のローラ１２０は、支持枠１２に、支持
枠１２の軸線Ｌに対して接離動自在であり、モータ１２
４により支持枠１２が回転駆動された場合に、遠心力に
より本体１０２の内面１０４に接近し、チューブ１１８
を押し潰し可能な構造となっている。さらに詳細に支持
枠１２およびローラ１２０の構造について説明すると、
支持枠１２は従来例の支持枠１１０と略同様の構造であ
るが、支持枠１２のフランジ部１４、１６の対向面に
は、軸線Ｌからフランジ部１４、１６の端縁に向かう長
孔１８が放射状にそれぞれ３つずつ設けられており、各
ローラ１２０の回転軸１２２が長孔１８内に挿入され、
支持枠１２に取り付けられている。この取付構造によ
り、各ローラ１２０は支持枠１２内を長孔１８に沿って
矢印Ｆ方向へ移動自在となっている。

【００１１】次に、動作について説明する。モータ１２
４が動作し、支持枠１２が回転し始めると、支持枠１２
に取り付けられた各ローラ１２０には遠心力が作用し始
め、各ローラ１２０は長孔１８に沿って軸線Ｌからフラ
ンジ部１４、１６の端縁方向へ、その外周面が本体１０
２の内面１０４と当接する位置まで移動する。支持枠１
２が所定の回転数以上となり、各ローラ１２０に作用す
る遠心力がチューブ１１８の弾性復元力を上回り、チュ
ーブ１１８はローラ１２０により押し潰されて、ポンプ
動作を開始する（図２参照）。各ローラ１２０は、長孔
１８に沿って軸線Ｌ方向へ移動自在であるため、流体の
吸い上げ開始時において、チューブ１１８から急激な圧
力を受けた場合であっても、瞬間的に軸線Ｌ方向へ移動
してこの圧力を緩和し、モータ１２４や減速装置１２
６、ローラ１２０と支持枠１２との機械的な連結部分に
加わる負荷の変動を低減させることができる。

【００１２】続いて、モータ１２４が停止し、ポンプ動
作が終了した際には、図３に示すように、各ローラ１２
０は重力により、長孔１８内を下方（図３において下部
方向）へ移動する。なお、チューブ１１８と当接した状
態のローラ１２０は、チューブ１１８の弾性復元力によ
り軸線Ｌ方向へ押し戻されて、チューブ１１８の弾性復
元力とローラ１２０の重力とがバランスした位置で停止
する。従って、ローラ１２０に加わる重力が、チューブ
１１８の弾性復元力より小さくなるようにローラ１２０
の重さを決めておけば、ポンプ動作が停止した際にチュ
ーブ１１８がローラ１２０により押し潰されない状態と
することが可能となり、チューブ１１８のクリープ現象
や、流体がチューブ１１８内に残留することを防止する
ことができる。

【００１３】（第２実施例）構成および動作について説
明する。なお、第１実施例と同じ構成については、同じ
符号を付し、説明は省略する。図４に示すように、ロー
ラ１２０の回転軸１２２と支持枠１２との間をバネ２０
を用いて連結する構成となっている。これによりローラ
１２０は、常時支持枠１２の軸線Ｌ方向へバネ２０によ
り付勢される。なお、バネ２０の付勢力は、支持枠１２
が回転した際にローラ１０２に作用する遠心力より弱
く、かつ支持枠１２の回転が停止した際にはローラ１２
０を本体１０２の内面１０４から離反する方向へ移動可
能なものに予め設定しておく。上記構造を採用すること
で、ローラ１２０の質量が大きく、ポンプ動作の停止時
にチューブ１１８の弾性復元力がローラ１２０を軸線Ｌ
方向へ十分に押し戻せない場合にも、バネ２０の付勢力
によりローラ１２０を軸線Ｌ方向へ移動させ、チューブ
１１８を確実に非圧潰状態にすることができる。また、
逆にバネ２０の付勢力が、常時ローラ１２０を軸線Ｌか
ら離間する方向へ移動させるようにすると、支持枠１２
の回転数が低い場合や、ローラ１２０の質量が小さい場
合、または軸線Ｌとローラ１２０との距離が短い場合
等、ローラ１２０に作用する遠心力が小さい場合であっ
てもローラ１２０がチューブ１１８を押し潰す力をバネ
２０の付勢力で補って、チューブ１１８を完全に押し潰
すことが可能となる。

【００１４】（第３実施例）まず、構成について図５、
図６を用いて説明する。なお、第１実施例と同じ構成に
ついては、同じ符号を付し、説明は省略する。本体５０
は、内部に空間部１０３が形成され、その空間部１０３
の内面であって、支持枠１２の軸線Ｌを中心とした所定
角度範囲（一例としてＣ−Ｄ間の１２０度の範囲）内に
位置する内面が円弧面５２に形成されている。また、本
体５０の円弧面５２の両端部（図５中では上下端部）に
は、円弧面５２の接線方向に延びるスロープ部５４が設
けられている。チューブ１１８の中途部分は、円弧面５
２に沿って円弧面５２の周方向へ所定角度範囲にわたり
敷設されている（図５参照）。支持枠１２に放射状に設
けられた長孔１８の、フランジ部１４、１６の端縁方向
の縁部分は閉塞されている（図６参照）。次に、動作に
ついて説明する。チューブ１１８は、所定角度範囲内に
おいては、ローラ１２０の外周面と円弧面５２との間で
押し潰され、第１実施例と同様にポンプ動作を行う。ま
た、長孔１８の、フランジ部１４、１６の端縁方向の縁
部分は閉塞されているため、円弧面５２およびスロープ
部５４からローラ１２０が外れた位置に来た場合であっ
ても、ローラ１２０は外方へ飛びだすことなく、支持枠
１２に保持される。また、スロープ部５４により、ロー
ラ１２０はスムーズに円弧面５２に導かれる。

【００１５】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べてきたが、本発明は上述する実施例に限定されるも
のではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変
を施し得るのはもちろんである。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係るチューブポンプを用いる
と、 複数のローラは、本体の内面に対して接離動自在
に取り付けられているため、駆動手段により支持枠が回
転駆動された場合にはローラは遠心力により本体の内面
に接近して当接し、チューブを押し潰し可能である。ま
た支持枠の回転が停止した際には、チューブは、チュー
ブと接しているローラを自らの弾性復元力により支持枠
の中心方向へ押し戻すことができ、チューブは非圧潰状
態となり、クリープ現象や、チューブ内での流体の残留
の発生を防止でき、チューブの耐久性が向上すると共
に、飲料水等の汲み上げに使用しても衛生的である。ま
た、ポンプ動作開始時においては、ローラがチューブと
当接する瞬間に、遠心力に抗して支持枠の中心方向へ接
近可能であり、当接時の負荷変動が低減されるため、駆
動手段や、支持枠とローラとの取付部分などの機械的な
耐久性も向上し、製品寿命を長く出来るという著効を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチューブポンプの第１実施例を示
す一部切欠正面図である。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見たチューブポンプの内
部構造を示す側面断面図である。

【図３】図１のチューブポンプが停止した際のローラの
状態を示す側面断面図である。

【図４】第２実施例におけるローラの支持枠への取り付
け構造を示す要部切欠拡大図である。

【図５】第３実施例の本体の構造を示す側面断面図であ
る。

【図６】図５のローラの支持枠への取り付け構造を示す
要部切欠拡大図である。

【図７】従来のチューブポンプの一例を示す一部切欠正
面図である。

【図８】図７の矢印Ａ方向から見た内部構造を示す側面
断面図である。

【図９】ローラが図８の位置Ｂに在る場合のチューブ、
ローラの外周面、および本体の内面との関係を示す要部
切欠拡大図である。

【図１０】チューブポンプの一使用例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ チューブポンプ １２ 支持枠 １０２ 本体 １０４ 内面 １１８ チューブ １２０ ローラ １２４ モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に空間部が形成され、該空間部の内
   面の特定方向の断面形状が、少なくとも所定角度範囲に
   亙る円弧面に形成された本体と、 前記空間部内に設けられ、前記特定方向の軸線を中心に
   回転可能な支持枠と、 弾性材料で形成され、前記円弧面に沿って少なくとも周
   方向へ前記所定角度範囲にわたり敷設されたチューブ
   と、 前記支持枠の軸線に対して周方向へ前記所定角度以下の
   角度離間して前記支持枠へ配設されると共に、支持枠の
   軸線と平行な軸線を中心に回転可能な複数のローラと、 前記支持枠を回転駆動する駆動手段とを具備し、 前記駆動手段により前記支持枠が回転駆動された際に
   は、前記複数のローラの内の少なくとも１つのローラ
   が、その外周面と前記円弧面との間で前記チューブを押
   し潰しつつ、移動することでチューブ内の流体を送り出
   すチューブポンプにおいて、 前記複数のローラは、前記支持枠の軸線に対して接離動
   自在であり、前記駆動手段により前記支持枠が回転駆動
   された場合に、遠心力により支持枠の軸線に対して離反
   する方向へ移動することを特徴とするチューブポンプ。
2. 【請求項２】 前記支持枠が停止した状態において前記
   ローラを前記支持枠の軸線方向へ移動させるための付勢
   手段が各ローラに設けられていることを特徴とする請求
   項１記載のチューブポンプ。