特許 7598507 チュービングポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-03

(45)【発行日】2024-12-11

(54)【発明の名称】チュービングポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/12 20060101AFI20241204BHJP

   F04C 5/00 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

F04B43/12 A

F04C5/00 341B

F04B43/12 G

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2024087882

(22)【出願日】2024-05-30

【審査請求日】2024-05-30

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】301012313

【氏名又は名称】山田 智文

(72)【発明者】

【氏名】山田 智文

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】実開平０２－１４５６８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５９－０２８６９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－１４４９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４３／１２

Ｆ０４Ｃ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のローラーを挟み込み保持した2巻のアタッチメント付きコンベアチェーンは環状運動が可能なように配置された、駆動側スプロケットと従動側スプロケット間を、駆動側スプロケット軸の回転により駆動し、複数のローラーは 駆動側スプロケット軸と従動側スプロケット軸の軸間部の距離部が直線運動となる軌道を含む環状回転運動となり、複数のローラーの直線運動となる軌道部で弾力性チューブをしごくことができるように、チューブ押さえ具を直線形状にし、複数のローラーの直線運動となる軌道部とチューブ押さえ具の直線形状の部分との間に弾力性チューブを挟み込んだ状態で、順次複数のローラーが環状回転運動の直線部で弾力性チューブをしごく機構を有し、弾力性チューブをしごく機構は、複数のローラーが連続的な環状回転運動をするように構成され、チューブ押さえ具は、平板状、且つ、直線形状の直線形状チューブ押さえ具であり、駆動側スプロケットと従動側スプロケットとの間には、アタッチメント付きコンベアチェーンの弛みなく複数のローラーが直線状に移動可能なように、チェーン支持部品を配置したことを特徴とするチュービングポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は理化学機器 医療機器等の分析装置 薬品・食品等の充填装置など、液体、気体等の移送 排出 容器等への充填などに用いるチュービングポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

チュービングポンプは、弾力性のあるチューブを複数のローラーによって
順次しごき 押圧し、流体を吸引、吐出させて流体を移送するポンプであり理化学機器 医療機器等の分析装置 薬品・食品等の充填装置においての 薬液 飲料液等の流体の移送に用いられる。従来、この種のポンプは、これまで各種の方式のものが、考案されているが、その構造上代表的なものを、図１に示す。図1(a)において１はローラー 2は回転軸 3は複数のローラーを有する回転盤 ４は弾力性チューブ 5はチューブ押さえ具で ローラー１とチューブ押さえ具5との間に弾力性チューブ4を挟み モーター等の駆動源によって 回転軸2を介して 複数のローラーを有する回転盤3を回転させ 複数のローラー１にて弾力性チューブ4をしごいて 流体を移送する。図１（ｂ）図１（ｃ）は回転軸2を介して複数のローラーを有する回転盤3を回転させるため 複数のローラー１は円軌道の環状運動となり 複数のローラー１が弾力性チューブ4を 順次しごいていく動作を示した図となる。

【0003】

また、流体を移送するチュービングポンプとして例えば、特許文献１記載のものがあった。着脱可能に装着されるチューブ内の液体をポンプ機構により移送するチュービングポンプであって、前記ポンプ機構は、装着された前記チューブを閉塞及び開放するバルブ機構部と、前記チューブを繰り返し押圧するチューブ押圧機構部とで構成され、前記チューブ押圧機構部は、少なくとも２本のガイドシャフトによって、移動可能に保持されるポンプブロックを備え、前記ポンプブロックが連続して往復動作することで、前記チューブを繰り返し押圧することを特徴とするチュービングポンプ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】再表2014/123178

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のその構造上代表的なチュービングは図１に示す複数のローラー1 回転軸2 複数のローラー1を有する回転盤3 弾力性チューブ4 チューブ押え具5からの部材で 複数のローラー１とチューブ押さえ具5との間に弾力性チューブ4を複数のローラーを有する回転盤3を回転させ 複数のローラー１にて弾力性チューブ4をしごいて 流体を移送されます。 また 図2に示す複数のローラー１は主に 2枚の回転盤2に挟まれて支持され 2枚の回転盤2の中心に回転軸1を有し 回転軸を介して2枚の回転盤が 回転し複数のローラー１とチューブ押さえ5との間に挟まれた弾力性チューブは 回転盤2の回転により複数のローラー１によりしごかれ 流体を移送します。チュ-ブ押さえ5は 2枚の回転盤2に挟まれて支持された複数のローラー１の環状の回転運動の外周円と弾力性チューブ4の肉厚みを加えた円周の円弧形状の部品となります。従来のその構造上代表的なチュービングでは 弾力性チューブの厚みが同寸法 材質が同等の種類の弾力性チューブ4を使用することが、流体移送の使用条件となり 弾力性チューブ4の肉厚み 材質が異なる場合は チューブ押さえ具5の円弧形状の寸法形状の異なったチューブ押さえ具5を備えたチュービングポンプが必要となります。また チューブ押さえ具5は円弧形状であり 複数のローラー１との間の隙間は複数のローラー１が円軌道の どの位置においても均等であることが 望ましい隙間位置であり（チューブのしごき始めからしごき終わりまで） 弾性チューブ4の厚み 材質 温度の違いなど また弾力性チューブの性能誤差が発生した場合など 複数のローラー１とチューブ押さえ具5との間の隙間位置を調整する必要性が生じますが 隙間位置の調整を行った場合 弾性チューブ4のしごき始めからしごき終わりまで 複数のローラー１は円軌道でチューブ押さえ具5は円弧形状であるため 均等な隙間の広狭調整は不可能となる。弾性チューブ4のしごき始めからしごき終わりまでで しごき 圧 押さえ圧の強弱が生じ 流体の移送量 弾性チュ-ブ4の耐久性 劣化等などの影響及ぼし 弾力性チューブ4交換頻度が増すことになる。
また、特許文献１によるチューブを閉塞及び開放するバルブ機構部と
チューブを繰り返し押圧するチューブ押圧機構部を組み合わせ動作さるチュービングポンプは 機械的に複雑となり バルブ機構 チューブ押圧機構ともに往復運動を行う機構であり、動きに連続性がなくなり 流体の幅広い移送量 移送時間の調整 設定範囲などに自由度がないなどの 問題が生じる。

【0006】

そこで、本発明は、以上のような問題を解消し、その構造上代表的なチュービングポンプと同じく複数のローラー１は環状の軌道の環状運動はするが、弾力性チュ-ブ4をしごく複数のローラー１の軌道は円状だけではなく 直線となる動きがある環状軌道とし このことによりチューブ押さえ具5は 円弧形状ではなく 平板状の直線形状の特徴を持つものとする。 複数のローラー１と直線形状チューブ押さえ具9との間の隙間位置の広狭調整を 行っても隙間の均等な調整が可能となり、肉厚 寸法 材質 が異なる種類の弾力性チューブ 気温 流体物温度変化の違いなど チューブ押さえ具の位置の調整で 弾性チューブの多様化することでき、弾力性チュ-ブ耐久性の向上も可能となる。
また 複数のローラーは直線運動を含む環状運動であることにより 動きに連続性があり 流体の幅広い移送量 移送時間の設定範囲 設定条件に 自由度を持ち合わせたチュービングポンプを提供できる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のチュービングポンプは ローラー軸端面に取付部のある 複数のローラーを ローラー軸端面に取り付ができる複数の被取付部を有する2巻のアタッチメント付きコンベアチェーンの間に ネジまた止輪などの保持具で取り付をし 前記2巻のアタッチメント付きコンベアチェーンは駆動側スプロケットと従動側スプロケット配置したチェーンの環状の回転運動機構となり 複数のローラーを挟み込み保持した 2巻のアタッチメント付きコンベアチェーンは環状運動が可能なように配置された 駆動側スプロケットと従動側スプロケット間を 駆動側スプロケット軸の回転により駆動し 複数のローラーは 駆動側スプロケット軸と従動側スプロケット軸の軸間部の距離部が 直線運動となる軌道含む環状回転運動となる。複数のローラーの直線運動となる軌道部で弾力性チューブしごくことができるように チューブ押さえ具を直線形状にし 複数のローラーの直線運動となる軌道部と直線形状チューブ押さえ具間に弾力性チューブ挟み込んだ状態で弾力性チューブを順次複数のローラーが弾力性チューブをしごく 直線部を含む環状回転運動の 直線部で弾力性チューブしごく機構であり 弾力性チューブしごく機構の複数のローラーは 環状回転運動で連続的であるため 流体の幅広い移送量 移送時間の調整 設定範囲 設定条件が広がるなど 自由度をもった設定が可能である チューブ押さえ具の形状が平板状 直線形状の直線形状チューブ押さえ具であることを特徴とする。前記直線形状チューブ押さえ具であることにより 弾力性チューブを直線部でしごく動作が可能になるため 弾力性チューブの肉厚 材質 温度の違い また季節 気温 流体温度などの外的要因 弾力性チュ-ブ個体の性能誤差寸法誤差 硬度変化などに対し ローラーとチューブ押さえ具間の隙間位置の広狭調整をネジ式による位置調整 隙間ワッシャ（スペースワッシャ）などで 位置調整が可能な 弾力性チューブの流体の吸引側から吐出側まで均等な隙間調整が可能となることを特徴とする。前記直線形状チューブ押さえ具であることにより 弾力性チューブを直線部でしごく動作が可能になるため ローラーとチューブ押さえ具間の隙間位置の広狭調整をネジ式による位置調整 隙間ワッシャ（スペースワッシャ）による位置調整 などで隙間位置の位置調整が可能な 弾力性チューブの流体の吸引側から吐出側まで均等な隙間調整が可能となることを特徴とする。

【0008】

前記２巻のアタッチメント付きコンベアチェーンは ある定時間稼働でチェーンの個々のリンクの連結部に伸び 緩みが生じることあるため 初期伸軽減処理を施し またアタッチメント付きコンベアチェーンのリンクごとに特殊含油ブシュを用いた無給油 長寿命である アタッチメント付きコンベアチェーンを使用することし 駆動側スプロケットと従動側スプロケット間には 前記２巻のアタッチメント付きコンベアチェーンの弛みなく複数のローラーが 直線状に移動可能なように チェーン支持部品を配置するなどの アタッチメント付きコンベアチェーン伸び 緩み 弛みなどに対する対策も含めて本発明を実施している。

【0009】

また、本発明は、複数のローラーと直線形状チューブ押さえ具の間の隙間位置調整をネジ式による位置調整 隙間ワッシャ（スペースワッシャ）によるの位置調整などが行える機構であり チューブ押さえ具が平板状 直線形状の直線形状チューブ押さえ具であることで 電気 圧空を動力とする駆動機器により 複数のローラーと直線形状チューブ押さえ具の間の隙間位置の位置調整 弾力性チューブのしごき圧調整 チューブの押さえの解放動作などを 駆動機器による可動制御を用いた自動制御化も 可能となることを特徴とする。

【0010】

前記 チューブ押さえ具が平板状 直線形状の直線形状チューブ押さえ具であることで 複数のローラーと直線形状チューブ押さえ具の間の隙間位置の 位置調整を位置センサー（エンコーダー レーザー・ホトセンサーなどの数値センサーなど）で数値制御 また弾力性チューブのしごき圧調整を ロードセルなどの圧力センサーで計測制御が可能となり 複数のローラーと直線形状チューブ押さえ具の間の隙間位置を 前記 位置 圧力センサ―からの信号で 人手を必要としない 自動調整制御化も可能となることを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、前記２巻のアタッチメント付きコンベアチェーン７の代わりに２巻のアタッチメント付タイミングベルトなどの 複数のローラーの取付が可能な ローラー軸端面に取付ができる複数の被取付部を有する 環状の伝導部品で形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、弾力性チュ-ブをしごく複数のローラーの軌道は直線の動きがあることにより直線形状チューブ押さえは平板状の直線形状なものとなり 複数のローラーと直線形状チューブ押さえ具の間の隙間位置は均等な調整が可能となり弾力性チューブの肉厚 材質 温度の違い また季節 気温 流体温度などの外的要因 弾力性チュ-ブ個体の性能誤差寸法誤差 硬度変化などに 対応し チューブのしごき位置 押し圧の調整 弾力性チューブの流体の吸引側から吐出側まで均等な隙間調整が可能な設定できる チュービングポンプよる流体の移送が可能となります。

【0013】

流体の移送能力 大きく異なる肉厚・寸法の弾力性チューブの場合 チュービングポンプはローラーの長さ寸法 ローラー径 大きさを変え 小型 中型 大型等に機種別されます使用しますが 本発明よれば 弾力性チューブとチューブ押さえ具の間の隙間位置は調整が可能であるため 使用する弾力性チューブの肉厚 材質 寸法に合わせ その範囲でロ－ラー長さのチュービングポンプを設計することにより 小型中型兼用型 中型大型兼用型などの幅広い種類の弾力性チューブ合わせたチュービングポンプを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】代表的なチュービング動作の説明図(a)(b)(ⅽ)である。

【図2】代表的なチュービング構造図である。

【図3】本発明のチュービングポンプを示し、そのポンプ部本体 (a)正面図(b)側面図(ｃ)上面図である。

【図4】本発明のチュービングポンプを示し、その簡易型ポンプ装置で(a) 正面図(b)側面図である。

【図5】本発明のチュービングポンプの肉厚チューブ使用時とローラーの動きを示す説明図(a)(b)である。

【図6】本発明のチュービングポンプの肉薄チューブ使用時とローラーの動きを示す説明図(a)(b)である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下本発明の実施の形態を図3～図6に基づいて説明する。

【0016】

図3は ポンプ本体の図です。ローラー軸端面に取付部21のある複数のローラー１を ローラー軸端面に取付ができる複数の被取付部22を有する２巻のアタッチメント付きコンベアチェーン７の間にネジまた止輪などの保持具で取付をし 前記２巻のアタッチメント付きコンベアチェーンは駆動側スプロケット10と従動側スプロケット11を配置し 複数のローラー１を保持具で取付された 前記２巻のアタッチメント付きコンベアチェーン７は 駆動側スプロケット軸にモーター等の駆動源で回転運動を伝達し環状の回転駆動が可能なように製作し 駆動側スプロケット軸10と従動側スプロケット軸11の軸間部の距離は直線運動となる軌道の環状回転運動機構となり 複数のローラー1の直線運動となる軌道部に、直線形状チューブ押さえ9を配置することにより 弾力性チューブ4を直線でしごく機構ができる。直線形状チューブ押さえ9は平板の直線形状なものになり 複数のローラー１と直線形状チューブ押さえ9との間の隙間位置を隙間ワッシャ8の厚みで吸引側から吐出側まで均等な隙間調整が可能が可能となる。
弾力性チューブ4は、しごき動作による滑りでの位置ズレを生ずることがあるため弾力性チューブ4位置ズレ防止ための チューブ固定具17を、ポンプ本体の流体の吸引側吐出側に備えつけています。２巻のアタッチメント付きコンベアチェーン7はある定時間稼働でチェーンの個々のリンクの連結部に伸びが生じることあるため 初期伸軽減処理を施し またアタッチメント付きコンベアチェーンのリンクごとに特殊含油ブシュを用いた無給油 長寿命である アタッチメント付きコンベアチェーンを使用し 駆動側スプロケット10と従動側スプロケット11間には 前記２巻のアタッチメント付きコンベアチェーン7は 弛みなく複数のローラーが 直線状に移動可能なように チェーン支持部品15を配置しました。

【0017】

図4はポンプ本体17を制御操作盤18装置フレーム19駆動モーター6とを組み合わせた 簡易型ポンプ装置です。

【0018】

図５(a)（b）は本発明のチュービングポンプがローラー軸端面に取付部21のある 複数のローラー1を ローラー軸端面に取付ができる複数の被取付部22を有するアタッチメント付きコンベアチェーン7に 駆動スプロケット10と従動側スプロケット11を配置し 駆動スプロケット軸が右回転することで アタッチメント付きコンベアチェーン7が 直線軌道を持った環状の回転運動をし 複数のローラー1が肉厚力弾性チューブ４aをしごく動きを 図５(a)から（b）と 順に示した図です。複数のローラー１と直線形状チューブ押さえ具9の隙間は 肉厚弾力性チューブ４aを しごき押さえた厚みに相当し ワッシャ8（スペースワッシャ）厚みで調整で設定します。直線形状チューブの押さえ取付具17と直線形状チューブの押さえ具9はワッシャ8（スペースワッシャ）を挟んだ状態で調整保持具14（直線形状チューブ押さえ調整ネジ）で 固定保持されいる状態を示しています。アタッチメント付きコンベアチェーンの弛みなく複数のローラーと直線状に移動可能なように チェーン支持部品15を配置している。

【0019】

図６は 図5の肉厚弾力性チューブ４aから肉薄弾力性チューブ４bに変えた場合チューブの押さえ取付具17と直線形状チューブの押さえ具9間の隙間はワッシャ8（スペースワッシャ）厚みに調整用隙間用ワッシャ8a（調整用スペースワッシャ）を加えることにより隙間調整行っている例を 示している図となります。図５と同様に肉薄弾力性チューブ４bをしごく動きを 図6(a)から（b）と 順に示します。

【実施例】

【0020】

複数のローラー1（直径20ｍｍ長さ38ｍｍはヘ゛アリンク゛両端仕様 軸径６ｍｍ）で8本 アタッチメント付きコンベアチェーンはRS40型チェーン16リンク2巻（リンクの連結部の伸び対策として初期伸軽減処理を施し無給油ブッシュ仕様） 駆動側スプロケット10従動側スプロケット11はともに歯数9を各2枚ずつ使用し製作いたしました。スプロケット軸間は44.5ｍｍで設計し この長さが複数のローラー1と直線形状チューブ押さえ9による弾力性チューブ4aしごき動作を行う寸法と致しました。ポンプ本体の材質はステンレス材を使用し回転速度0～600回転/分で 弾力性チューブ4aは材質シリコン外径11.5ｍｍ内径6.4ｍｍ使用し試運転致しました。試運転時 600回転/分で 水道水を流体し1700ｍｌの移送ができ 前記弾力性チューブ寸法を使用した既存チュービングポンプの液体移送と同等の能力があることを確認でき 弾力性チューブ4aを肉薄材質シリコン外径11.3ｍｍ内径7.9ｍｍ（弾力性チューブ4ｂ）使用し調整用
隙間用ワッシャ８aを加え隙間調整を行い試運転をし良好な運転が可能でした。実施例は小型の2本と他5種のチューブの使用できるのチュービングポンプで設計 製作しましたが 大型中型など また駆動モーター精密制御化 直線形状チューブ押さえ具9の押し圧の自動制御など 多種の動きの制御化を図ることにより 幅広い産業分野での応用も期待できる。

【符号の説明】

【0021】

1 複数のローラー
2 回転軸
3 回転盤
4 弾力性チューブ
4a 肉厚弾力性チューブ
4b 肉薄弾力性チューブ
5 チューブの押さえ具
6 駆動モーター
7 アタッチメント付きコンベアチェーン
8 隙間ワッシャ（スペースワッシャ）
8a 調整用隙間用ワッシャ（調整用スペースワッシャ）
9 直線形状チューブ押さえ
10 駆動側スプロケット
11 従動側スプロケット
12 駆動側スプロケット軸
13 従動側スプロケット軸
14 直線形状チューブ押さえ調整保持具
（直線形状チューブ押さえ調整ネジ）
15 チェーン支持部品
16 弾力性チュ-ブ固定具
17 直線形状チューブの押さえ取付具
18 チュ-ブポンプ本体
19制御操作盤
20ポンプフレーム
21ローラー軸端面に取付部(21 22は同位置)
22 ローラー軸端面に取付ができる複数の被取付部(21 22は同位置)

【要約】      （修正有）

【課題】均等な複数のローラーと直線形状チューブ押さえ具の間の隙間位置またチューブ押し圧の調整が可能な流体移動を実現可能とするチューブポンプを提供する。
【解決手段】複数のローラーを保持具で取付された２巻のアタッチメント付きコンベアチェーンを回転する駆動側スプロケットと従動側スプロケットとの間を環状回転運動させ複数のローラーは駆動側スプロケット軸と誘導側スプロケット軸の軸間部の距離は直線運動となる軌道の直線を含む環状回転運動機構となり複数のローラーの直線運動となる軌道部に、直線形状チューブ押さえ具を配置し弾力性チューブを複数のローラーにより直線でしごく機構を特徴とするチュービングポンプであってチューブ押さえの形状が平板状の直線形状なものになり弾力性チューブを挟む複数のローラーとチューブ押さえとの間の隙間位置は弾力性チューブの流体の吸引側から吐出側まで均等な隙間調整が可能となる。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】