JP2017067054A - チューブポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】チューブに接触しながら回転する一対の接触部材のそれぞれを独立に回転させることを可能としつつ小型化を実現する。
【解決手段】チューブ２００に接触しながら軸線Ｘ１回りに回転する第１ローラ部１０および第２ローラ部２０と、第１ローラ部１０に連結される駆動軸３０と、駆動軸３０の外周側に配置されるとともに第２ローラ部２０に連結される駆動筒４０と、第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させる第１駆動部５０と、第２駆動軸６１を第２軸線Ｘ２回りに回転させる第２駆動部６０と、第２駆動軸６１の駆動力を駆動筒４０の外周面に伝達する伝達機構７０と、を備え、第１駆動部５０および第２駆動部６０は、軸線Ｘ１方向における第１駆動部５０の第１配置位置と第２駆動部６０の第２配置位置とが重複するように配置されるチューブポンプ１００を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、チューブポンプに関する。

従来、一対の押圧子を回転させてチューブを押圧することにより、チューブの一端側から他端側へ吐出させるポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されるポンプは、一方の押圧子が連結される回転軸を上方に突出させ、他方の押圧子が連結される回転軸を下方に突出させている。特許文献１に開示されるポンプは、一対の電動モータの駆動力を一対の減速機を介して上方および下方に突出する回転軸にそれぞれ伝達し、一対の押圧子を非等速回転させて小さな脈動で流体を吐出させるものである。

特開平５−２６３７６５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるポンプは、一対の押圧子に連結される回転軸を上方および下方に突出させる形状であるため、回転軸が軸線方向に長くなり、それに伴ってポンプが軸線方向に大きくなってしまう。
また、上方および下方に突出した一対の回転軸のそれぞれを回転軸の軸線方向に直交する幅方向に配置された一対の減速機および一対の電動モータで駆動する構造であるため、それに伴ってポンプが幅方向に大きくなってしまう。
このように、特許文献１に開示されるポンプは、回転軸の軸線方向および軸線方向に直交する幅方向にそれぞれ大きく、小型化するのが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、チューブに接触しながら回転する一対の接触部材のそれぞれを独立に回転させることを可能としつつ小型化を実現したチューブポンプを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の第１態様にかかるチューブポンプは、第１軸線回りに円弧状に配置されるチューブに接触しながら前記第１軸線回りに回転する第１接触部材と、前記チューブに接触しながら前記第１軸線回りに回転する第２接触部材と、前記第１軸線上に配置されるとともに前記第１接触部材に連結される軸部材と、前記軸部材の外周側に該軸部材と独立して前記第１軸線回りに回転可能に配置されるとともに前記第２接触部材に連結される筒部材と、前記第１軸線上に配置されて前記軸部材に連結される第１駆動軸を有するとともに該第１駆動軸を前記第１軸線回りに回転させる第１駆動部と、前記第１軸線と平行な第２軸線上に配置される第２駆動軸を有するとともに該第２駆動軸を前記第２軸線回りに回転させる第２駆動部と、前記第２駆動軸の前記第２軸線回りの駆動力を前記筒部材の外周面に伝達して該筒部材を前記第１軸線回りに回転させる伝達部と、を備え、前記第１駆動部および前記第２駆動部は、前記第１軸線に沿った第１軸線方向における前記第１駆動部の第１配置位置と前記第２駆動部の第２配置位置とが重複するように配置される。

本発明の第１態様にかかるチューブポンプによれば、第１接触部材が軸部材に連結され、第２接触部材が軸部材の外周側に軸部材と独立して第１軸線回りに回転可能に配置される筒部材に連結されている。そして、軸部材を第１軸線回りに回転させる第１駆動軸を有する第１駆動部の第１配置位置と、伝達部を介して筒部材を第１軸線回りに回転させる第２駆動軸を有する第２駆動部の第２配置位置とが、第１軸線方向において重複している。そのため、第１配置位置と第２配置位置とを第１軸線方向において重複させない場合に比べ、チューブポンプの第１軸線方向の大きさを小さくすることができる。

また、本発明の第１態様にかかるチューブポンプによれば、第１軸線上に配置される第１駆動部の第１駆動軸が第１接触部材に連結される軸部材に連結されているため、第１駆動部を駆動する第１駆動部が第１軸線上に配置される。そのため、軸部材が配置される第１軸線に対して幅方向にずらして第１駆動部を配置する場合に比べ、チューブポンプの幅方向の大きさを小さくすることができる。
このように、本発明の第１態様にかかるチューブポンプによれば、チューブに接触しながら回転する一対の接触部材のそれぞれを独立に回転させることを可能としつつ小型化を実現したチューブポンプを提供することができる。

本発明の第１態様にかかるチューブポンプにおいて、前記伝達部は、前記第２駆動軸に連結されるとともに該第２駆動軸とともに前記第２軸線回りに回転する第１ギヤと、該第１ギヤから前記第２駆動軸の駆動力が伝達されるとともに前記筒部材の外周面に連結される内周面を有する第２ギヤとを有するものであってもよい。
このようにすることで、第１ギヤと第２ギヤとを有する比較的簡素かつ小型に構成可能な伝達部により第２駆動軸の駆動力を筒部材の外周面に伝達し、第２接触部材を第１軸線回りに回転させることができる。

本発明の第１態様にかかるチューブポンプにおいて、前記１駆動部および前記第２駆動部を内部に収容する収容部材と、前記収容部材の内部に取り付けられるとともに前記第１軸線に沿って延びる第１貫通穴と前記第２軸線に沿って延びる第２貫通穴が形成された支持部材とを備え、前記第１駆動部は前記第１貫通穴に前記第１駆動軸を挿入した状態で前記支持部材に取り付けられ、前記第２駆動部は前記第２貫通穴に前記第２駆動軸を挿入した状態で前記支持部材に取り付けられる構成であってもよい。

本構成によれば、第１駆動部および第２駆動部は、収容部材の内部に収容されるとともに支持部材に取り付けられる。そのため、第１駆動部および第２駆動部を共通の支持部材に取り付けて幅方向に近接した位置に配置しつつ、これらを収容部材に収容した状態とすることができる。

本発明の第２態様にかかるチューブポンプは、第１軸線回りに円弧状に配置されるチューブに接触しながら前記第１軸線回りに回転する第１接触部材と、前記チューブに接触しながら前記第１軸線回りに前記第１接触部材と同方向に回転する第２接触部材と、前記第１接触部材に駆動力を伝達する第１駆動軸を有するとともに該第１駆動軸を回転させる第１駆動部と、前記第２接触部材に駆動力を伝達する第２駆動軸を有するとともに該第２駆動軸を回転させる第２駆動部と、前記第１駆動部による前記第１駆動軸の回転と前記第２駆動部による前記第２駆動軸の回転とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１接触部材および前記第２接触部材による前記チューブ内の流体の吐出を行うよう前記第１接触部材および前記第２接触部材を同一方向に回転させる第１制御モードと、前記第１接触部材および前記第２接触部材が前記チューブと接触しないように前記第１接触部材および前記第２接触部材それぞれの回転角度を固定する第２制御モードとを実行可能である。

本発明の第２態様にかかるチューブポンプによれば、第１駆動部による第１駆動軸の回転と第２駆動部による第２駆動軸の回転とを制御する制御部が第２制御モードを実行することにより、第１接触部材および第２接触部材がチューブと接触しない退避位置に配置されるようすることができる。第１接触部材および第２接触部材を退避位置に配置することにより、使用中のチューブと他のチューブとの交換を容易に行うことができる。

本発明によれば、チューブに接触しながら回転する一対の接触部材のそれぞれを独立に回転させることを可能としつつ小型化を実現したチューブポンプを提供することができる。

チューブポンプの一実施形態を示す平面図である。 図１に示すチューブポンプのＡ−Ａ矢視縦断面図である。 図２に示すチューブポンプの分解斜視図である。 図１に示す第１駆動部が第１ローラ部に駆動力を伝達する構造を示す縦断面図である。 図１に示す第２駆動部が第２ローラ部に駆動力を伝達する構造を示す縦断面図である。 チューブポンプシステムの一実施形態を示す構成図である。 第１ローラ部が０°の位置に配置される状態を示すチューブポンプの平面図である。 第１ローラ部が４０°の位置に配置される状態を示すチューブポンプの平面図である。 第１ローラ部が１６０°の位置に配置される状態を示すチューブポンプの平面図である。 第１ローラ部が２４０°の位置に配置される状態を示すチューブポンプの平面図である。 ローラ部の回転角度と角速度との関係を示すグラフである。 一方のローラ部の回転角度と他方のローラ部の回転角度との差の関係を示すグラフである。 ローラ部の回転角度と流量との関係を示すグラフである。 第１ローラ部および第２ローラ部を退避位置に退避させた状態を示すチューブポンプの平面図である。

以下、本発明の一実施形態のチューブポンプ１００について図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態のチューブポンプ１００は、軸線Ｘ１（第１軸線）回りに第１ローラ部１０（第１接触部材）と第２ローラ部２０（第２接触部材）とを同方向に回転させることにより、流入側２００ａから流入するチューブ２００内の流体を流出側２００ｂへ吐出させる装置である。

図１の正面図に示すように、チューブポンプ１００には、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を収容するローラ収容部８２の凹所８２ａの内周面に沿って、軸線Ｘ１回りに円弧状にチューブ２００が配置される。図１に示すように、ローラ収容部８２に収容される第１ローラ部１０および第２ローラ部２０は、チューブ２００に接触しながら反時計回りの回転方向（図１中に矢印で示す方向）に沿って軸線Ｘ１回りに回転する。
なお、図１は、図２に示すカバー８３を取り外した状態のチューブポンプ１００を示すものである。

図２の縦断面図および図３の分解斜視図に示すように、本実施形態のチューブポンプ１００は、チューブ２００に接触しながら軸線Ｘ１回りに回転する第１ローラ部１０および第２ローラ部２０と、軸線Ｘ上に配置されるとともに第１ローラ部１０に連結される駆動軸３０（軸部材）と、第２ローラ部２０に連結される駆動筒（筒部材）４０と、駆動軸３０に駆動力を伝達する第１駆動部５０と、第２駆動部６０と、第２駆動部６０の駆動力を駆動筒４０に伝達する伝達機構７０（伝達部）と、を備える。

第１ローラ部１０は、チューブ２００と接触しながら軸線Ｘ１と平行な軸線回りに回転する第１ローラ１１と、軸線Ｘ１回りに一体に回転するように駆動軸３０に連結された第１ローラ支持部材１２と、両端部が第１ローラ支持部材１２に支持されるとともに第１ローラ１１を回転可能に取り付ける第１ローラシャフト１３とを有する。

第２ローラ部２０は、チューブ２００と接触しながら軸線Ｘ１と平行な軸線回りに回転する第２ローラ２１と、軸線Ｘ１回りに一体に回転するように駆動筒４０に連結された第２ローラ支持部材２２と、両端部が第２ローラ支持部材２２に支持されるとともに第２ローラ２１を回転可能に取り付ける第２ローラシャフト２３とを有する。

図２に示すように、第１駆動部５０および第２駆動部６０は、ケーシング８０（収容部材）の内部に収容されている。ケーシング８０の内部には、伝達機構７０を収容するためのギヤ収容部８１と、第１駆動部５０および第２駆動部６０を支持する支持部材９０が取り付けられている。また、ケーシング８０の上部には、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０とを収容するためのローラ収容部８２が取り付けられている。

支持部材９０には、軸線Ｘ１に沿って延びる第１貫通穴９１と軸線Ｘ２に沿って延びる第２貫通穴９２が形成されている。第１駆動部５０は、支持部材９０に形成された第１貫通穴９１に第１駆動軸５１を挿入した状態で支持部材９０に締結ボルト（図示略）により取り付けられている。同様に、第２駆動部６０は、支持部材９０に形成された第２貫通穴９２に第２駆動軸６１を挿入した状態で支持部材９０に締結ボルト（図示略）により取り付けられている。このように、第１駆動部５０および第２駆動部６０のそれぞれは、一体に形成された部材である支持部材９０に取り付けられている。

図２に示すように、第１駆動部５０の軸線Ｘ１方向における配置位置（第１配置位置）は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの範囲となっている。位置Ｐ１は第１駆動軸５１の上端位置であり、位置Ｐ２は後述する第１電動モータ５２の下端位置である。
また、第２駆動部６０の軸線Ｘ１方向における配置位置（第２配置位置）は、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの範囲となっている。位置Ｐ３は第２駆動軸６１の上端位置であり、位置Ｐ４は後述する第２電動モータ６２の下端位置である。
図２に示すように、第１駆動部５０および第２駆動部６０は、軸線Ｘ１方向における第１駆動部５０の配置位置（位置Ｐ１〜位置Ｐ２）と第２駆動部６０の配置位置（位置Ｐ３〜位置Ｐ４）とが重複するように配置されている。

ここで、第１駆動部５０が第１ローラ部１０に駆動力を伝達する構造について、図４を参照して説明する。図４において、実線で示す部分が、第１駆動部５０の駆動力を第１ローラ部１０に伝達する構造を構成する部分である。
図４に示すように、第１駆動部５０は、軸線Ｘ１上に配置されて駆動軸３０に連結される第１駆動軸５１を有する。第１駆動軸５１は、軸線Ｘ１に直交する方向に延びるピン５１ａを挿入した状態で駆動軸３０の下端に取り付けられている。ピン５１ａにより駆動軸３０が第１駆動軸５１に対して軸線Ｘ１回りに相対的に回転しないように固定されている。そのため、第１駆動部５０が第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させると、第１駆動軸５１の駆動力が駆動軸に３０に伝達され、駆動軸３０が軸線Ｘ１回りに回転する。

第１駆動部５０は、第１駆動軸５１と、第１電動モータ５２と、第１電動モータ５２が回転させる回転軸（図示略）の回転を減速して第１駆動軸５１に伝達する第１減速機５３とを有する。第１駆動部５０は、第１電動モータ５２の駆動力を第１駆動軸５１に伝達することにより、第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させる。

第１駆動軸５１には、第１駆動軸５１とともに軸線Ｘ１回りに回転する位置検出用部材５１ｂが取り付けられている。位置検出用部材５１ｂは、円環状に形成される外周縁部に軸線Ｘ１回りの周方向に第１ローラ部１０の軸線Ｘ１回りの回転位置を検出するためのスリット（図示略）が形成されている。

図４に示すように、位置検出用部材５１ｂの外周縁部の上面と下面を挟み込むように位置検出センサ５４が配置されている。位置検出センサ５４は、上面側および下面側の一方に発光素子を配置し、上面側および下面側の他方に受光素子を配置したセンサである。位置検出センサ５４は、位置検出用部材５１ｂの軸線Ｘ１回りの回転に伴ってスリットにより発光素子が発光する光が通過することを受光素子で検知することにより、第１ローラ部１０が軸線Ｘ１回りのどの位置に配置されているかを示す回転位置を検出し、制御装置４００（図６参照）へ送信するものである。

駆動軸３０は、その下端が第１駆動軸５１に連結され、その上端がカバー８３に形成された挿入穴に挿入される。カバー８３の挿入穴には、第１駆動軸５１の先端を軸線Ｘ１回りに回転可能に支持する第３軸受部材３３が挿入されている。
また、駆動軸３０は、外周面に沿って挿入された円筒状の第１軸受部材３１と、第１軸受部材３１とは独立に形成された円筒状の第２軸受部材３２とにより、駆動筒４０の内周側に軸線Ｘ１回りに回転可能に支持されている。

このように、駆動軸３０は、下端側の外周面が第１軸受部材３１により支持され、中央部の外周面が第２軸受部材３２により支持され、先端側の外周面が第３軸受部材３３により支持されている。そのため、駆動軸３０は、中心軸を軸線Ｘ１上に保持した状態で軸線Ｘ１回りに円滑に回転する。

なお、第１軸受部材３１と第２軸受部材３２とは独立に形成されているため、駆動軸３０を軸線Ｘ１回りに回転可能に支持する機構は、以下の手順により容易に組み立てることができる。
第１に、駆動軸３０の外周面に沿って第１軸受部材３１を挿入する。第２に、駆動筒４０を駆動軸３０の外周面に沿って挿入する。第３に、駆動軸３０の外周面に沿って第２軸受部材３２を挿入する。第４に、駆動筒４０の外周面に沿ってシャフトカバー３４を挿入し、第１軸受部材３１，第２軸受部材３２，駆動筒４０が駆動軸３０から抜けるのを防止する。
ここで、図４に示すように第１軸受部材３１と第２軸受部材３２とが軸線Ｘ１方向に離れた状態で配置されているのは、駆動筒４０の内周面に軸線Ｘ１回りに延びる無端状の環状突起部４０ａが形成されているからである。

駆動軸３０の先端側には、第１ローラ部１０の第１ローラ支持部材１２が軸線Ｘ１回りに一体に回転するように連結されている。
以上のように、第１駆動部５０が第１駆動軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させる駆動力は、第１駆動軸５１から駆動軸３０を介して第１ローラ部１０に伝達される。

図４に示すように、駆動軸３０の下端は円環状に形成されるスラスト軸受３５の上面に支持されており、スラスト軸受３５の下面は支持部材９０により支持されている。そのため、駆動軸３０に軸線Ｘ１に沿って下方に向けたスラスト力が加わった場合には、そのスラスト力は第１減速機５３および第１電動モータ５２に伝達されることなく、スラスト軸受３５により支持される。
そのため、駆動軸３０に軸線Ｘ１に沿って下方に向けたスラスト力が加わった場合に、そのスラスト力によって第１減速機５３および第１電動モータ５２に衝撃が加わることが抑制される。

次に、第２駆動部６０第１ローラ部１０に駆動力を伝達する構造について、図５を参照して説明する。図５において、実線で示す部分が、第２駆動部６０の駆動力を第２ローラ部２０に伝達する構造を構成する部分である。図５に示す構造は、第２ローラ部２０と、駆動筒４０と、第２駆動部６０と、伝達機構７０とを有する。
図５に示す伝達機構７０は、軸線Ｘ１と平行な軸線Ｘ２（第２軸線）回りに回転する第１ギヤ部７１と、第１ギヤ部７１から第２駆動軸６１の駆動力が伝達される第２ギヤ部７２とを有する。伝達機構７０は、第２駆動軸６１の軸線Ｘ２回りの駆動力を駆動筒４０の外周面に伝達して駆動筒４０を軸線Ｘ１回りに回転させる。

図５に示すように、第２駆動部６０は、軸線Ｘ２上に配置される第２駆動軸６１と、第２電動モータ６２と、第２電動モータ６２が回転させる回転軸（図示略）の回転を減速して第２駆動軸６１に伝達する第２減速機６３とを有する。第２駆動部６０は、第２電動モータ６２の駆動力を第２駆動軸６１に伝達することにより、第２駆動軸６１を軸線Ｘ２回りに回転させる。

第２駆動軸６１は、軸線Ｘ２回りに円筒状に形成される第１ギヤ部７１の中心部に形成された挿入穴に挿入されている。第１ギヤ部７１は、第２駆動軸６１が挿入された状態で固定ネジ７１ａを締結して固定ネジ７１ａの先端を第２駆動軸６１に突き当てることにより、第２駆動軸６１に固定される。このようにして、第１ギヤ部７１は、第２駆動軸６１に連結されて第２駆動軸６１とともに軸線Ｘ２回りに回転する。

第１ギヤ部７１の軸線Ｘ２回りに形成された第１ギヤ７１ｂは、第２ギヤ部７２の軸線Ｘ１回りに形成された第２ギヤ７２ｂと係合している。そのため、第１ギヤ部７１の軸線Ｘ２回りの回転による駆動力は、第２ギヤ部７２を軸線Ｘ１回りに回転させる駆動力として伝達される。

第１ギヤ部７１には、第２駆動軸６１とともに軸線Ｘ１回りに回転する位置検出用部材７１ｃが形成されている。位置検出用部材７１ｃは、円環状に形成される外周縁部に軸線Ｘ２回りの周方向に第２ローラ部２０の軸線Ｘ１回りの回転位置を検出するためのスリット（図示略）が形成されている。

図５に示すように、位置検出用部材７１ｃの外周縁部の上面と下面を挟み込むように位置検出センサ６４が配置されている。位置検出センサ６４は、上面側および下面側の一方に発光素子を配置し、上面側および下面側の他方に受光素子を配置したセンサである。位置検出センサ６４は、位置検出用部材７１ｃの軸線Ｘ２回りの回転に伴ってスリットにより発光素子が発光する光が通過することを受光素子で検知することにより、第２ローラ部２０が軸線Ｘ１回りのどの位置に配置されているかを示す回転位置を検出し、制御装置４００（図６参照）へ送信するものである。

駆動筒４０は、軸線Ｘ１回りに円筒状に形成される第２ギヤ部７２の中心部に形成された挿入穴に挿入されている。挿入穴は、駆動筒４０の外周面に連結される内周面を有する穴である。
第２ギヤ部７２は、駆動筒４０が挿入された状態で固定ネジ７２ａを締結して固定ネジ７２ａの先端を駆動筒４０に突き当てることにより、駆動筒４０に固定される。このようにして、第２ギヤ部７２は、駆動筒４０に連結されて駆動筒４０とともに軸線Ｘ１回りに回転する。

図５に示すように、駆動筒４０は、駆動軸３０の外周側に第１軸受部材３１および第２軸受部材３２を挟んだ状態で配置されている。そのため、駆動筒４０は、駆動軸３０と独立して軸線Ｘ１回りに回転可能となっている。駆動軸３０は第１駆動部５０による駆動力により軸線Ｘ１回りに回転し、駆動筒４０は駆動軸３０とは独立した状態で、第２駆動部６０による駆動力により軸線Ｘ１回りに回転する。

駆動筒４０の先端側には、第２ローラ部２０の第２ローラ支持部材２２が軸線Ｘ１回りに一体に回転するように連結されている。
以上のように、第２駆動部６０が第２駆動軸６１を軸線Ｘ２回りに回転させる駆動力は、伝達機構７０によって駆動筒４０の外周面に伝達され、駆動筒４０から第２ローラ部２０に伝達される。

次に、本実施形態のチューブポンプ１００により実行される流体の吐出について、図６から図１３を参照して説明する。
図６は、本実施形態のチューブポンプ１００を備えるチューブポンプシステム５００を示す構成図である。本実施形態のチューブポンプシステム５００は、チューブポンプ１００から吐出される流体の流量を流量計３００で計測し、その計測結果を制御装置４００が受信して計測結果に基づいてチューブポンプ１００の第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するシステムである。

なお、図６に示すチューブポンプシステム５００は、チューブポンプ１００の第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するための制御信号を制御装置４００からチューブポンプ１００へ送信するものである。
なお、チューブポンプ１００を、制御装置４００が内部に組み込まれた装置として構成するようにしてもよい。この場合、チューブポンプ１００の内部に組み込まれた制御装置４００が第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するための制御信号を生成し、第１駆動部５０および第２駆動部６０へ伝達する。

図７から図１３に示す例は、チューブ２００の流入側２００ａから脈動が発生していない流体（流量の変動が発生していない流体）が流入し、それを脈動が発生しない状態で流出側２００ｂから吐出するようにした例である。
図６に示す制御装置４００は、図７から図１３に示す状態となるように、第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御するための制御信号をチューブポンプ１００へ送信する。

図７から図１０は、制御装置４００が第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御して、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を軸線Ｘ１回りに回転させた状態を示す正面図である。
以下の説明においては、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０（以下、これらを総称する場合は単にローラ部という。）の軸線Ｘ１回りの回転角度を、各図の下端を回転角度０°とし、反時計回りに回転角度が増加するものとする。

図１１は、ローラ部の回転角度（°）と角速度（ｒａｄ／ｓ）との関係を示すグラフである。ローラ部が０°位置から１６０°位置に至るまでのローラ部の角速度をＶとした場合、ローラ部は、回転角度１６０°から増速を開始して角速度が２Ｖとなり、その後に減速を開始して回転角度２４０°で再び角速度がＶとなるように軸線Ｘ１回りに回転する。このように、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０は、軸線Ｘ１回りの回転角度に応じて、異なる角速度で回転する。そのため、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０との回転角度の差は、これらが軸線Ｘ１回りに１周する際に増減する。

図１２は、一方のローラ部の回転角度と他方のローラ部の回転角度との差の関係を示すグラフである。縦軸は、一方のローラ部の現在の回転角度に対して、他方のローラ部の現在の回転角度が軸線Ｘ１回りに反時計回りでどれだけ回転しているかを示している。

ここで、図７から図１０に示す各状態について説明する。なお、以下では第１ローラ部１０および第２ローラ部２０の回転角度の具体例を示して説明するが、回転角度の具体的数値については種々の変形が可能である。
図７は、第１ローラ部１０が回転角度０°に配置され、第２ローラ部２０が回転角度１６０°に配置される状態を示す。図７および図１２に示すように、第１ローラ部１０が回転角度０°に配置される場合、第２ローラ部２０との回転角度の差が１６０°となっている。
図７に示す状態では、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０のそれぞれが、回転角度０°と回転角度１６０°とでチューブ２００に接触している。これにより、チューブ２００の内部の流体が、回転角度１６０°から回転角度３６０°（０°）に至る領域で略閉塞された状態となる。

図８は、第１ローラ部１０が回転角度４０°に配置され、第２ローラ部２０が回転角度２４０°に配置される状態を示す。図８および図１２に示すように、第１ローラ部１０が回転角度４０°に配置される場合、第２ローラ部２０との回転角度の差が２００°となっている。
図７に示す状態で第１ローラ部１０と第２ローラ部２０との回転角度の差が１６０°であったのが２００°まで大きくなっているのは、第１ローラ部１０の角速度（Ｖ）よりも第２ローラ部２０の角速度（２Ｖ）が大きいからである。

図８に示す状態では、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０のそれぞれが、回転角度４０°と回転角度２４０°とでチューブ２００に接触している。これにより、チューブ２００の内部の流体が、第２ローラ部２０により流入側２００ａへ逆流しないように閉塞された状態となる。図７に示す状態から図８に示す状態に変化する過程で、チューブ２００の内部に閉塞された流体は、２００°の回転角度の範囲（１６０°位置から３６０°位置までの範囲）で閉塞される状態から、１２０°の回転角度の範囲（２４０°位置から３６０°位置までの範囲）で閉塞される状態へ変化する。

図７に示す状態から第１ローラ部１０が更に回転することにより、第１ローラ部１０がチューブ２００から徐々に離間する。
本実施形態においては、図７に示す状態から図８に示す状態に変化する過程で、チューブ２００の内部に閉塞された流体の圧力が上昇している。そのため、第１ローラ部１０がチューブ２００から離間しても、チューブ２００の内部に閉塞された流体の圧力により、チューブ２００の下流側から上流側への流体の引きこみが抑制される。これにより、チューブポンプ１００から吐出される流体に脈動が発生することが抑制される。

図９に示す状態では、第１ローラ部１０がチューブ２００へ再び接触して回転角度１６０°に配置されている。また、第２ローラ部２０は、回転角度３６０°（０°）に配置されている。第１ローラ部１０と第２ローラ部２０との回転角度が図８に示す状態と同じであるのは、第１ローラ部１０の角速度（Ｖ）と第２ローラ部２０の角速度（Ｖ）とが同じだからである（図１２参照）。

図１０に示す状態では、第１ローラ部１０が回転角度２４０°に配置され、第２ローラ部２０が回転角度４０°に配置されている。図９に示す状態に比べて、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０との回転角度の差が１６０°から２００°に増加しているのは、第２ローラ部２０の角速度（Ｖ）よりも第１ローラ部１０の角速度（２Ｖ）が大きいからである（図１２参照）。
チューブポンプ１００は、図１０に示す状態の後、再び図７に示す状態となる。チューブポンプ１００は、図７，図８，図９，図１０に示す状態へ順次変化して再び図７に示す状態に至る動作を繰り返すことにより、流入側２００ａから流出側２００ｂへ流体を連続的に流通させる。

図１３は、本実施形態のチューブポンプ１００において、ローラ部の回転角度とチューブ２００の流出側２００ｂへ吐出する流体の流量との関係を示すグラフである。
図１３において破線で示す比較例は、第１ローラ部１０と第２ローラ部２０の回転角度の差を１８０°で維持したまま一定の回転速度で回転させた例である。図１３に示すように、比較例においては、ローラ部がチューブ２００から離間する方向へ移動し始める回転角度０°，１８０°において、流量の変化が大きくなっている。これは、ローラ部がチューブ２００から離間する方向へ移動し始める際に、チューブ２００の変形が解消することによって、流体を下流側から上流側へ引き込む負圧が発生するからである。

一方、図１３に実線で示す本実施形態では、ローラ部（第１ローラ部１０または第２ローラ部２０）がチューブ２００から離間する方向へ移動し始める回転角度０°，１８０°において、流量の変化はなく一定の流量を維持している。これは、ローラ部がチューブ２００から離間する方向へ移動し始める際に、チューブ２００の内部に閉塞された流体の圧力が上昇しているからである。

また、本実施形態のチューブポンプ１００は、ローラ部（第１ローラ部１０または第２ローラ部２０）がチューブ２００から離間する方向へ移動し始める回転角度０°，１８０°以外の回転角度においても、一定の流量を維持している。これは、図１１に示すように、先行するローラ部がチューブ２００から離間する方向へ移動し始めてから後続するローラ部がチューブ２００から離間する方向へ移動し始めるまでの回転角度の範囲において、一定の回転速度（Ｖ）でローラ部が回転するからである。

次に、チューブポンプ１００から使用中のチューブ２００を取り外して他のチューブとの交換を行うチューブ交換モードについて説明する。
本実施形態のチューブポンプ１００は、制御装置４００からの制御信号により、図７から図１０に示すように、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０によるチューブ２００内の流体の吐出を行うよう第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を同一方向に回転させる吐出制御モード（第１制御モード）を実行可能である。

この吐出制御モードにおいては、図７から図１０に示すように、第１ローラ部１０または第２ローラ部２０のいずれか一方がチューブ２００に接触しているため、チューブ２００を交換するのが容易でない。
本実施形態のチューブポンプ１００は、制御装置４００からの制御信号により、吐出制御モードに替えて、チューブ交換モード（第２制御モード）を実行可能である。

制御装置４００は、チューブポンプ１００をチューブ交換モードで動作させる場合、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０がチューブ２００と接触しないように第１ローラ部１０および第２ローラ部２０それぞれの回転角度を固定する。第１ローラ部１０および第２ローラ部２０がチューブ２００と接触しない回転角度とは、図１４に示す回転角度である。

以上の説明において、チューブポンプ１００は、制御装置４００からの制御信号により吐出制御モードとチューブ交換モードとを実行可能であるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、制御装置４００をチューブポンプ１００に組み込み、チューブポンプ１００が第１駆動部５０による第１駆動軸５１の回転と第２駆動部６０による第２駆動軸６１の回転とを制御する制御部を備えるようにしてもよい。

以上説明した本実施形態のチューブポンプ１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のチューブポンプ１００によれば、第１ローラ部１０が駆動軸３０に連結され、第２ローラ部２０が駆動軸３０の外周側に駆動軸３０と独立して軸線Ｘ１回りに回転可能に配置される駆動筒４０に連結されている。そして、駆動軸３０を軸線Ｘ１回りに回転させる第１駆動軸５１を有する第１駆動部５０の第１配置位置と、伝達機構７０を介して駆動筒４０を軸線Ｘ１回りに回転させる第２駆動軸６１を有する第２駆動部６０の第２配置位置とが、軸線Ｘ１方向において重複している。そのため、第１配置位置と第２配置位置とを軸線Ｘ１方向において重複させない場合に比べ、チューブポンプ１００の軸線Ｘ１方向の大きさを小さくすることができる。

また、本実施形態のチューブポンプ１００によれば、軸線Ｘ１上に配置される第１駆動部５０の第１駆動軸５１が第１ローラ部１０に連結される駆動軸３０に連結されているため、第１駆動部５０を駆動する第１駆動部５０が軸線Ｘ１上に配置される。そのため、駆動軸３０が配置される軸線Ｘ１に対して幅方向にずらして第１駆動部５０を配置する場合に比べ、チューブポンプ１００の幅方向の大きさを小さくすることができる。
このように、本実施形態のチューブポンプ１００によれば、チューブ２００に接触しながら回転する一対のローラ部のそれぞれを独立に回転させることを可能としつつ小型化を実現したチューブポンプ１００を提供することができる。

本実施形態のチューブポンプ１００は、伝達機構７０は、第２駆動軸６１に連結されるとともに第２駆動軸６１とともに軸線Ｘ２回りに回転する第１ギヤ部７１と、第１ギヤ部７１から第２駆動軸６１の駆動力が伝達されるとともに駆動筒４０の外周面に連結される内周面を有する第２ギヤ部７２とを有する。
このようにすることで、第１ギヤ部７１と第２ギヤ部７２とを有する比較的簡素かつ小型に構成可能な伝達機構７０により第２駆動軸６１の駆動力を駆動筒４０の外周面に伝達し、第２ローラ部２０を軸線Ｘ１回りに回転させることができる。

本実施形態のチューブポンプ１００は、第１駆動部５０および第２駆動部６０を内部に収容するケーシング８０と、ケーシング８０の内部に取り付けられるとともに軸線Ｘ１に沿って延びる第１貫通穴９１と軸線Ｘ２に沿って延びる第２貫通穴９２が形成された支持部材９０とを備える。第１駆動部５０は第１貫通穴９１に第１駆動軸５１を挿入した状態で支持部材９０に取り付けられ、第２駆動部６０は第２貫通穴９２に第２駆動軸６１を挿入した状態で支持部材９０に取り付けられる。
このようにすることで、第１駆動部５０および第２駆動部６０は、ケーシング８０の内部に収容されるとともに支持部材９０に取り付けられる。そのため、第１駆動部５０および第２駆動部６０を共通の支持部材９０に取り付けて幅方向に近接した位置に配置しつつ、これらをケーシング８０に収容した状態とすることができる。

また、本実施形態のチューブポンプ１００によれば、第１駆動部５０による第１駆動軸５１の回転と第２駆動部６０による第２駆動軸６１の回転とを制御する制御部がチューブ交換モードを実行することにより、第１ローラ部１０および第２ローラ部２０がチューブ２００と接触しない退避位置に配置されるようすることができる。第１ローラ部１０および第２ローラ部２０を退避位置に配置することにより、使用中のチューブと他のチューブとの交換を容易に行うことができる。

〔他の実施形態〕
図７から図１３に示す例は、チューブ２００の流入側２００ａから脈動が発生していない流体（流量の変動が発生していない流体）が流入し、それを脈動が発生しない状態で流出側２００ｂから吐出するようにした例であるが、他の例としてもよい。
例えば、制御装置４００は、チューブ２００の流入側２００ａから脈動が発生していない流体（流量の変動が発生していない流体）が流入し、それを所定の脈動が発生する状態で流出側２００ｂから吐出するようにしてもよい。
この場合、制御装置４００は、流量計３００が計測する流体の流量の変化（脈動）が所定の脈動（流量の変化の周期および流量の変化量が所定の状態）となるように、第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御する制御信号をチューブポンプ１００に伝達する。

また、例えば、制御装置４００は、チューブ２００の流入側２００ａから所定の脈動が発生している流体が流入し、それを同じ脈動が発生する状態で流出側２００ｂから吐出するようにしてもよい。すなわち、流入側２００ａから流入する流体の脈動を維持した状態で流出側２００ｂから流出させるようにしてもよい。
この場合、制御装置４００は、流量計３００が計測する流体の流量の変化（脈動）が所定の脈動（流量の変化の周期および流量の変化量が所定の状態）となるように、第１駆動部５０および第２駆動部６０を制御する制御信号をチューブポンプ１００に伝達する。

１０ 第１ローラ部（第１接触部材）
２０ 第２ローラ部（第２接触部材）
３０ 駆動軸（軸部材）
４０ 駆動筒（筒部材）
５０ 第１駆動部
５１ 第１駆動軸
５２ 第１電動モータ
５３ 第１減速機
５４ 位置検出センサ
６０ 第２駆動部
６１ 第２駆動軸
６２ 第２電動モータ
６３ 第２減速機
６４ 位置検出センサ
７０ 伝達機構（伝達部）
７１ 第１ギヤ部
７２ 第２ギヤ部
８０ ケーシング（収容部材）
９０ 支持部材
９１ 第１貫通穴
９２ 第２貫通穴
１００ チューブポンプ
２００ チューブ

Claims (4)

1. 第１軸線回りに円弧状に配置されるチューブに接触しながら前記第１軸線回りに回転する第１接触部材と、
   前記チューブに接触しながら前記第１軸線回りに回転する第２接触部材と、
   前記第１軸線上に配置されるとともに前記第１接触部材に連結される軸部材と、
   前記軸部材の外周側に該軸部材と独立して前記第１軸線回りに回転可能に配置されるとともに前記第２接触部材に連結される筒部材と、
   前記第１軸線上に配置されて前記軸部材に連結される第１駆動軸を有するとともに該第１駆動軸を前記第１軸線回りに回転させる第１駆動部と、
   前記第１軸線と平行な第２軸線上に配置される第２駆動軸を有するとともに該第２駆動軸を前記第２軸線回りに回転させる第２駆動部と、
   前記第２駆動軸の前記第２軸線回りの駆動力を前記筒部材の外周面に伝達して該筒部材を前記第１軸線回りに回転させる伝達部と、を備え、
   前記第１駆動部および前記第２駆動部は、前記第１軸線に沿った第１軸線方向における前記第１駆動部の第１配置位置と前記第２駆動部の第２配置位置とが重複するように配置されるチューブポンプ。
2. 前記伝達部は、前記第２駆動軸に連結されるとともに該第２駆動軸とともに前記第２軸線回りに回転する第１ギヤと、該第１ギヤから前記第２駆動軸の駆動力が伝達されるとともに前記筒部材の外周面に連結される内周面を有する第２ギヤとを有する請求項１に記載のチューブポンプ。
3. 前記１駆動部および前記第２駆動部を内部に収容する収容部材と、
   前記収容部材の内部に取り付けられるとともに前記第１軸線に沿って延びる第１貫通穴と前記第２軸線に沿って延びる第２貫通穴が形成された支持部材とを備え、
   前記第１駆動部は前記第１貫通穴に前記第１駆動軸を挿入した状態で前記支持部材に取り付けられ、
   前記第２駆動部は前記第２貫通穴に前記第２駆動軸を挿入した状態で前記支持部材に取り付けられる請求項１または請求項２に記載のチューブポンプ。
4. 第１軸線回りに円弧状に配置されるチューブに接触しながら前記第１軸線回りに回転する第１接触部材と、
   前記チューブに接触しながら前記第１軸線回りに前記第１接触部材と同方向に回転する第２接触部材と、
   前記第１接触部材に駆動力を伝達する第１駆動軸を有するとともに該第１駆動軸を回転させる第１駆動部と、
   前記第２接触部材に駆動力を伝達する第２駆動軸を有するとともに該第２駆動軸を回転させる第２駆動部と、
   前記第１駆動部による前記第１駆動軸の回転と前記第２駆動部による前記第２駆動軸の回転とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１接触部材および前記第２接触部材による前記チューブ内の流体の吐出を行うよう前記第１接触部材および前記第２接触部材を同一方向に回転させる第１制御モードと、前記第１接触部材および前記第２接触部材が前記チューブと接触しないように前記第１接触部材および前記第２接触部材それぞれの回転角度を固定する第２制御モードとを実行可能なチューブポンプ。

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