JP5771066B2 - チューブ溶断溶着装置 - Google Patents

Description

本発明は、１本の樹脂製チューブを溶断して２つの封止端を作るチューブ溶断、及び２本の樹脂製チューブのそれぞれの端部を溶融して端部同士を接続するチューブ溶着を行うためのチューブ溶断溶着装置に関するものである。

従来から、チューブ溶断やチューブ溶着をする場合に、特許文献１、２に開示されている装置が用いられることがある。特許文献１、２のものは、いずれも、チューブを保持するためのチューブホルダと、チューブの溶融温度まで加熱される金属板からなるウエハと、ウエハを保持して移動させるキャリッジとを備えている。ウエハには、厚み方向両側へそれぞれ突出する翼部が設けられている。

そして、チューブを溶断する際には、チューブをチューブホルダに保持した後、加熱状態のウエハをキャリッジにより移動させてチューブに押し当てて溶断する。溶断後、２本になったチューブのそれぞれの端部にウエハの翼部を挿入して各チューブの端部を開口よりも深い部分まで溶融させ、その後、翼部をチューブの端部から抜き、端部を封止状態で冷却して封止端を作る。

また、２本のチューブを接続する際には、各チューブをチューブホルダに保持した後、加熱状態のウエハの各翼部を各チューブの端部に挿入し、各チューブの端部を開口よりも深い部分まで溶融させ、その後、翼部をチューブの端部から抜き、チューブの端部同士を圧接して全周を溶着する。

このようにチューブの溶断及び溶着時にウエハの翼部をチューブの端部に挿入することで、チューブの端部開口よりも深いところまで広い範囲を加熱溶融させることができるので、溶断時には強固で確実な封止が可能となり、また、溶着時には強固で確実な接続が可能となる。

さらに、チューブの溶断及び溶着時に非常に高温のウエハを用いることで、加熱滅菌効果を得て、雑菌等がチューブ内に侵入するのを防止できるので、特に医療分野で有用である。

特開平６−１９７９８６号公報 特許第３１７９５６６号公報

しかしながら、特許文献１、２の装置では、上述した効果を得るためには、ウエハの翼部をチューブの端部に確実に挿入することが前提となる。例えば、ウエハの翼部とチューブの端部とが上下にずれていると翼部をチューブの端部に狙い通りに挿入できなくなることが考えられる。

これを回避するためには、装置を構成する各部品の寸法精度を現状よりも大幅に高め、しかも、各部品の組み付けを高精度に、かつ、厳密に管理して行わなければならず、コストが高騰してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の各部品の寸法精度をそれほど高めることなく、また、各部品の組み付けを厳密に管理しなくても、チューブの端部とウエハの翼部との位置合わせを容易に、かつ、正確に行えるようにすることにある。

上記目的を達成するために本発明では、ウエハを保持するウエハ保持部材をキャリッジの本体部に対してフローティング支持しておき、ウエハ保持部材の高さ調整を行えるようにした。

第１の発明は、厚み方向両側へ突出する翼部を有するウエハを用いて樹脂製チューブを溶断及び溶着するように構成されたチューブ溶断溶着装置において、互いに水平方向に並んで配置され、上記チューブを所定高さで保持する第１及び第２チューブホルダと、上記第１及び第２チューブホルダを互いに接離する方向に移動させるチューブホルダ駆動手段と、上記ウエハを加熱して上記チューブの溶融温度以上とするための加熱手段と、上記ウエハを保持するキャリッジと、上記キャリッジを上記チューブホルダの並び方向に交差する方向に水平移動させることによって上記ウエハを上記チューブホルダ間へ移動させるように構成されたキャリッジ駆動手段と、上記チューブホルダ、上記チューブホルダ駆動手段及び上記キャリッジ駆動手段が取り付けられる装置本体とを備え、上記キャリッジは、上記キャリッジ駆動手段に連結して駆動力が伝達される本体部と、上記ウエハを、上記チューブの中心線に交差して延びる姿勢となるように保持するウエハ保持部材と、上記ウエハ保持部材を上記本体部に対し上下方向に変位可能にフローティング状態で支持する支持部材とを備え、上記装置本体における上記ウエハ保持部材の下方には、該ウエハ保持部材の高さを調整するための高さ調整機構が設けられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、例えば、各部品の寸法公差範囲内でのばらつきや、組み付け公差範囲内でのばらつきに起因して、ウエハの翼部の高さと、第１及び第２チューブホルダに保持されているチューブの高さとがずれている場合に、高さ調整機構によってウエハ保持部材の高さ調整を行うことでウエハの高さが変更される。これにより、各部品の寸法精度をそれほど高めることなく、また、各部品の組み付けを厳密に管理しなくても、ウエハの翼部の高さを、チューブホルダに保持されているチューブの高さと一致させることが可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、上記支持部材は、弾性体であることを特徴とするものである。

この構成によれば、ウエハ保持部材をキャリッジの本体部に対して弾性支持できるので、ウエハ保持部材の高さ調整を高さ調整機構の操作のみで簡単に行えるようになる。

第３の発明は、第２の発明において、上記弾性体は、板バネであり、上記板バネの端部側が上記キャリッジの本体部に固定され、上記ウエハ保持部材は該板バネの中間部に固定されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、ウエハ保持部材の高さを調整する場合には、板バネが撓み変形することによってウエハ保持部材の変位が許容されるので、キャリッジをコンパクトにまとめながら、ウエハ保持部材の上下方向の変位を許容することが可能になる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、上記高さ調整機構は、上下方向に移動して上記キャリッジのウエハ保持部材を上下方向に変位させるための調整ピンを備え、上記調整ピンは、上記第１及び第２チューブホルダに設定されたチューブ保持部の直下方に配置されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、キャリッジのウエハ保持部材がキャリッジ駆動手段により駆動されてチューブホルダのチューブ保持部に対応する所まで移動すると、調整ピンによりウエハ保持部材が上下方向に変位してウエハの翼部の高さがチューブホルダに保持されているチューブの高さと一致するようになる。つまり、ウエハの翼部の高さと、チューブの高さとを一致させる必要がある所（チューブホルダのチューブ保持部に対応する所）で両者を確実に一致させることが可能になる。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、上記キャリッジのウエハ保持部材には、上記高さ調整機構が下方から接する接触面を有する当接部材が結合され、上記接触面におけるキャリッジの移動方向の外縁部には、該接触面から離れるに従って上に位置するように傾斜する傾斜面が連なっていることを特徴とするものである。

この構成によれば、キャリッジをキャリッジ駆動手段により移動させていくと、高さ調整機構が初めに傾斜面に接触することになる。高さ調整機構が傾斜面に接触している間は、ウエハ保持部材の高さが徐々に変化していき、やがて高さ調整機構が接触面に接触すると、ウエハの翼部の高さと、チューブの高さとが一致するようになる。従って、ウエハ保持部材の高さをスムーズに変えることが可能になる。

第６の発明は、第３の発明において、上記キャリッジの本体部には、上下方向に貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔に上記ウエハ保持部材が挿入され、上記板バネは、上記本体部の貫通孔の下端開口を覆うように該本体部の下面に取り付けられ、上記板バネの下面には、上記高さ調整機構が接する当接部材が設けられ、上記当接部材の外形状は、上記貫通孔の下端開口よりも小さく設定されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、高さ調整機構が当接部材に接することによって板バネが上下方向に撓み変形し、ウエハ保持部材がキャリッジの本体部の貫通孔に沿って上下方向に変位することになる。このとき、当接部材の外形状が貫通孔の下端開口よりも小さいので、ウエハ保持部材が上方向に変位する際に当接部材がキャリッジの本体部に干渉しなくなる。

第１の発明によれば、ウエハを保持するウエハ保持部材をキャリッジの本体部に対してフローティング支持しておき、装置本体におけるウエハ保持部材の下方に、ウエハ保持部材の高さを調整するための高さ調整機構を設けたので、各部品の寸法精度をそれほど高めることなく、また、各部品の組み付けを厳密に管理しなくても、低コストでウエハの翼部の高さとチューブの高さとを一致させることができ、強固で確実なチューブの封止や接続を行うことができる。

第２の発明によれば、ウエハ保持部材をキャリッジの本体部に対して弾性支持したので、ウエハ保持部材の高さ調整を簡単に行うことができる。

第３の発明によれば、弾性体を板バネにしたことで、ウエハ保持部材の上下方向の変位を許容する構造をコンパクトに得ることができる。

第４の発明によれば、調整ピンを第１及び第２チューブホルダに設定されたチューブ保持部の直下方に配置したので、ウエハの翼部の高さとチューブの高さとを確実に一致させることができる。

第５の発明によれば、キャリッジのウエハ保持部材に高さ調整機構が接する接触面を有する当接部材を結合させ、接触面におけるキャリッジの移動方向の外縁部に傾斜面が連なっているので、ウエハ保持部材の高さをスムーズに変化させることができる。

第６の発明によれば、キャリッジの本体部に形成した貫通孔にウエハ保持部材を挿入して板バネで支持する場合に、板バネの下面に高さ調整機構が接する当接部材を設け、この当接部材の外形状を貫通孔の下端開口よりも小さく設定したので、ウエハ保持部材を上方へ変位させる際に当接部材がキャリッジの本体部に干渉しなくなり、高さ調整を確実に行うことができる。

実施形態にかかるチューブ溶断溶着装置の使用状態を説明する図である。 チューブ溶断溶着装置の斜視図である。 チューブ溶断溶着装置のブロック図である。 チューブ溶断溶着装置を底面側から見た斜視図である。 ウエハの斜視図である。 ウエハの側面図である。 ウエハの平面図である。 キャリッジを下から見た斜視図である。 キャリッジが高さ調整機構まで移動した場合における図４のIX−IX線に相当する断面図である。 ウエハを保持したキャリッジの平面図である。 図１０のXI−XI線断面図である。 図１０のXII−XII線断面図である。 キャリッジの底面図である。 チューブの溶着時にチューブの端部をウエハの翼部に対向させた状態を示す図１０相当図である。 チューブの端部にウエハの翼部を挿入した状態を示す図１０相当図である。 チューブの端部の溶融部分の一部を除去している状態を示す図１０相当図である。 チューブの端部を溶融している状態を示す図１０相当図である。 チューブの端部同士を突き合わせた状態を示す図１０相当図である。 チューブを溶断している状態を示す図１０相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態にかかるチューブ溶断溶着装置１の使用状態を示すものである。チューブ溶断溶着装置１は、ＣＡＰＤ患者の腹部に埋め込まれた腹部側チューブ１００と、透析液を収容するバッグ１０１ａ，１０１ｂから延びるバッグ側チューブ１０２とを接続する際、及びそれらチューブ１００，１０２を切断する際に用いられるものである。

腹部側チューブ１００には、ストッパ１０３と、ローラークランプ１０４とが設けられている。バッグ側チューブ１０２の基端側は２つのチューブ１０２ａ，１０２ｂに分岐されており、チューブ１０２ａは排液用バッグ１０１ａに接続され、チューブ１０２ｂは透析液バッグ１０１ｂに接続されている。チューブ１０２ａには、排液側クランプ１０６が設けられている。チューブ１０２ｂには、ストッパ１０７及び注液側クランプ１０８が設けられている。腹部側チューブ１００及びバッグ側チューブ１０２は、加熱により溶融する周知の樹脂材で構成されている。

図２に示すように、チューブ溶断溶着装置１は、左側チューブホルダ（第１チューブホルダ）１０と、右側チューブホルダ（第２チューブホルダ）１１と、チューブホルダ駆動モータ（チューブホルダ駆動手段）１２と、ウエハ１３（図５に示す）と、ウエハ１３を保持するキャリッジ１４（図４に示す）と、キャリッジ１４を駆動するキャリッジ駆動機構（キャリッジ駆動手段）１５（図４に示す）と、ウエハ１３を加熱するためのウエハ加熱ヒータ（加熱手段）１６と、制御部１７と、これらを収容する装置本体１８とを備えている。

装置本体１８は、略直方体の箱状部材１８ａと、箱状部材１８ａの上方を覆うカバー１８ｂとを備えている。カバー１８ｂは、箱状部材１８ａの長手方向の端部に対して回動可能に支持されている。

尚、各図に示すように、チューブ溶断溶着装置１の左側とは、使用時にチューブ１００，１０２をセットする際に使用者から見て左となる側をいい、また、チューブ溶断溶着装置１の右側とは、同様に右となる側をいい、また、チューブ溶断溶着装置１の手前側とは、同様に手前となる側をいい、また、チューブ溶断溶着装置１の奥側とは、同様に奥となる側をいうものとする。

左側チューブホルダ１０は、箱状部材１８ａの左側に配置され、右側チューブホルダ１１は、箱状部材１８ａの右側に配置されている。すなわち、左側チューブホルダ１０と右側チューブホルダ１１は、互いに水平方向に並んでいる。

左側チューブホルダ１０は、腹部側チューブ１００とバッグ側チューブ１０２との一方を保持し、左側チューブホルダ１０は、他方を保持する。この実施形態の説明では、仮想線で示すように、左側チューブホルダ１０で腹部側チューブ１００を保持し、左側チューブホルダ１０でバッグ側チューブ１０２を保持する場合について説明するが、その反対であってもよい。

左側チューブホルダ１０は、ベース部２０と、チューブ１００，１０２を押さえるための押さえカバー２１とを備えている。ベース部２０は、箱状部材１８ａに対して左右方向にのみ移動可能にスライドレール等を介して取り付けられている。ベース部２０の上面には、腹部側チューブ１００又はバッグ側チューブ１０２が嵌る溝部（チューブ保持部）２０ａが形成されている。溝部２０ａは、ベース部２０の左右方向に真っ直ぐに延びており、ベース部２０の左右両側面に開放されている。チューブ１００，１０２は、その中心線が溝部２０ａの延びる方向と一致した状態で該溝部２０ａに挿入されて保持される。

溝部２０ａの右端部の幅は、他の部分に比べて広くなっている。腹部側チューブ１００とバッグ側チューブ１０２を接続する際に溝部２０ａの右端部にチューブ１００，１０２の封止部分を嵌めるためである。すなわち、接続前のチューブ１００，１０２の端部は、径方向に押し潰されたまま溶着されて封止されているので、端部のみが幅広な形状となっており、この封止端部の形状に対応するように溝部２０ａを形成している。

押さえカバー２１は、ベース部２０上面の全体を覆う形状とされている。押さえカバー２１の奥側部分がベース部２０の奥側部分に対して左右方向に延びる支軸２１ａを介して回動可能に取り付けられている。押さえカバー２１は、図示しないが支軸２１ａ周りに上方に回動するとベース部２０の上面を開放した状態になり、一方、図２に示すように開放状態から下に回動するとベース部２０の上面を覆った状態になる。押さえカバー２１は、ベース部２０の上面を覆った状態でロック機構２３によりロックされて開放方向（上方向）に回動しないようになっている。このロック機構２３は、使用者が容易に解除できるようになっている。

押さえカバー２１は、ベース部２０の上面を覆った状態にあるときにチューブ１００，１０２の端部を溝部２０ａの底面と共に径方向（上下方向）に押し潰して閉塞状態とするようになっている。

右側チューブホルダ１１は、左側チューブホルダ１０と左右対称構造とされており、ベース部２３と、押さえカバー２４と、ストッパ２５とを備えている。ベース部２３には溝部２３ａが形成され、押さえカバー２４には支軸２４ａが設けられている。溝部２３ａの左端部は、該溝部２３ａの他の部分に比べて広くなっている。右側チューブホルダ１１の溝部２３ａの延長線と、左側チューブホルダ１０の溝部２０ａの延長線とは、高さ方向及び奥行き方向の両方向で略一致するようになっている。

図３に示すチューブホルダ駆動モータ１２は、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を左右方向に移動させるためのものであり、周知のサーボモータで構成されている。チューブホルダ駆動モータ１２は、制御部１７に接続されており、制御部１７から出力される制御信号に基づいて作動するようになっている。

チューブホルダ駆動モータ１２の出力軸の回転は周知の動力変換機構（例えばラックアンドピニオン機構）によって左右方向の直線運動に変換されて左側チューブホルダ１０及び右側チューブホルダ１１に伝達されるようになっている。左側チューブホルダ１０及び右側チューブホルダ１１は、チューブホルダ駆動モータ１２が回転すると、同時に同じ量だけ左右方向に移動する。このとき、左側チューブホルダ１０が左側へ移動すれば、右側チューブホルダ１１は右側へ移動し、一方、左側チューブホルダ１０が右側へ移動すれば、右側チューブホルダ１１は左側へ移動するようになっている。つまり、左側チューブホルダ１０及び右側チューブホルダ１１は、共通のチューブホルダ駆動モータ１２により駆動されて互いに接離する方向に移動する。これにより、腹部側チューブ１００及びバッグ側チューブ１０２の端部を互いに接離する方向に移動させることが可能になる。

図５〜図７に示すように、ウエハ１３は、無酸素銅の板材で構成されており、側面視で左右方向に長い略矩形状とされている。ウエハ１３の厚みは、約０．５ｍｍに設定されている。

ウエハ１３は、略鉛直に延びる姿勢でチューブ溶断溶着装置１に着脱可能に取り付けられる。ウエハ１３の上部の長手方向中間部には、厚み方向両側へそれぞれ延出する翼部３０，３０が形成されている。図７に示すように、翼部３０，３０の延出長さＢは、ウエハ１３の本体部分の表面から１ｍｍ程度に設定されている。また、翼部３０，３０の幅Ｗは、チューブ１００，１０２の封止端部の幅Ｃよりも若干狭く設定されている。

図５及び図６に示すように、ウエハ１３の上部における翼部３０，３０よりも長手方向一側の仮想線３１で囲んだ部分は、チューブ１００，１０２を切断するための切断部とされている。切断部３１は、鉛直方向に略平坦に延びている。

ウエハ１３の上部における翼部３０，３０よりも長手方向他側の部分には、厚み方向両側へそれぞれ膨出する膨出部３２，３２が形成されている。膨出部３２，３２と翼部３０，３０とは、ウエハ１３の長手方向に間隔をあけて配置されている。

図７に示すように、膨出部３２，３２の膨出寸法Ｄは、ウエハ１３の本体部分の表面から１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定されている。膨出部３２，３２におけるウエハ１３の長手方向一側は開放されている。膨出部３２，３２は、詳細は後述するが、接続前のチューブ１００，１０２の端部の溶融部分における一部をすくい取って除去するためものである。

図５及び図６に示すように、ウエハ１３の上部における膨出部３２，３２よりも長手方向他側の仮想線３３で囲んだ部分は、チューブ１００，１０２を溶融するための溶融部とされている。溶融部３３は、ウエハ１３の両面にそれぞれ設けられており、鉛直方向に略平坦に延びている。

上記翼部３０，３０、切断部３１、膨出部３２，３２及び溶融部３３，３３は、同一高さに配置されている。また、ウエハ１３における切断部３１の下方には、係合孔３４が形成されている。

図８及び図９に示すように、キャリッジ１４は、本体ブロック（本体部）４０と、ウエハ保持部材４１と、板バネ４２と、下部ブロック（当接部材）４５とを備えている。本体ブロック４０は、左右方向に長いアルミニウム合金製の部材からなるものである。本体ブロック４０の左側には、手前側から奥側へ向けて略水平に貫通する断面円形のガイド孔４０ａが形成されている。図４に示すように、ガイド孔４０ａには、後述するキャリッジ駆動機構１５のガイド棒５０が挿通するようになっている。

図８及び図９に示すように、本体ブロック４０の右側には、手前側から奥側へ向けて略水平に貫通する軸挿通孔４０ｂが形成されている。軸挿通孔４０ｂの内部には、ナットすべりネジ装置が設けられている。ナットすべりネジ装置の具体例としては、例えば、ボールスクリュー装置が挙げられる。

図４に示すように、軸挿通孔４０ｂには、後述するキャリッジ駆動機構１５のネジ棒５１が挿入される。また、本体ブロック４０の下面には、ガイド孔４０ａと軸挿通孔４０ｂとの間に対応する部分に手間側から奥側へ向けて延びる幅広の溝４０ｃが形成されている。

図１０〜図１２に示すように、本体ブロック４０のガイド孔４０ａと軸挿通孔４０ｂとの間には、上下方向に貫通する貫通孔４０ｄが形成されている。貫通孔４０ｄの下端は、溝４０ｃの内面に開口している。 ウエハ保持部材４１は、例えばポリイミド等の樹脂材をブロック状に成形してなるものである。ウエハ保持部材４１は、本体ブロック４０の貫通孔４０ｄに挿入されるようになっており、挿入状態で貫通孔４０ｄの内面に沿って上下方向に変位可能となっている。

ウエハ保持部材４１の上面には、ウエハ１３の下部が嵌るウエハ嵌入溝４１ａが形成されている。ウエハ嵌入溝４１ａは、手間側から奥側へ向けて延びており、従って、ウエハ１３は、略鉛直で、かつ、手前から奥側へ延びる姿勢でウエハ保持部材４１に保持されることになる。

ウエハ保持部材４１には、ウエハ１３の係合孔３４に挿入されて該係合孔３４に係合する係合爪（図示せず）が内蔵されている。係合爪は、例えばアクチュエータ等によって動作し、ウエハ１３に係脱自在となっている。係合爪をウエハ１３から離脱させることでウエハ１３を交換できるようになっている。

板バネ４２は、略矩形状に成形された金属バネ材からなるものである。板バネ４２は、本体ブロック４０の溝４０ｃ内において貫通孔４０ｄの下端開口を覆うように略水平に配置されている。

板バネ４２の４つの角部近傍には、図８及び図１３に示すネジＡが挿通する外側ネジ挿通孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。これら外側ネジ挿通孔にネジＡを挿通して本体ブロック４０に形成されたネジ孔（図示せず）に螺合させることによって板バネ４２の端部側が本体ブロック４０に締結固定されている。この状態で、板バネ４２は、その手前側と奥側との間の中間部が貫通孔４０ｄ内に臨むことになり、その中間部が上下方向に弾性変形するようになっている。

板バネ４２の手前側と奥側との中間部には、ネジＢが挿通する内側ネジ挿通孔（図示せず）が形成されている。図１１に示すように、板バネ４２の中間部の上面には、ウエハ保持部材４１が載置されており、ウエハ保持部材４１の下面と板バネ４２の上面とは接している。

また、板バネ４２の中間部の下面には、上記下部ブロック４５が取り付けられている。下部ブロック４５は、厚肉板状に成形されている。下部ブロック４５の４つの角部近傍には、板バネ４２の内側ネジ挿通孔と一致するネジ挿通孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。ネジＢを下部ブロック４５のネジ挿通孔及び板バネ４２のネジ挿通孔に挿入してウエハ保持部材４１に形成されたネジ孔（図示せず）に螺合させることによってウエハ保持部材４１及び下部ブロック４５が板バネ４２に固定される。つまり、ウエハ保持部材４１及び下部ブロック４５は、共通のネジＢによって板バネ４２に固定されており、これによって下部ブロック４５がウエハ保持部材４１に結合した状態となっている。

ウエハ保持部材４１は、上記のように上下方向に弾性変形する板バネ４２を介して本体ブロック４０に固定されているので、本体ブロック４０に対してはフローティング状態となっており、上下方向に変位可能である。本発明の支持部材は、板バネ４２で構成されている。

尚、フローティング状態とは、ウエハ保持部材４１が本体ブロック４０に対して剛結合されておらず、上下方向の外力が作用した際に上下方向の相対変位を許容する状態のことである。

図８に示すように、下部ブロック４５の下面における中央部には、略水平に延びる水平面（接触面）４５ｃが形成されている。下部ブロック４５の下面における水平面４５ｃよりも手前側には、手前側傾斜面４５ｄが連なっている。手前側傾斜面４５ｄは水平面４５ｃから離れて手前側に行くほど上に位置するように傾斜している。また、下部ブロック４５の下面における水平面４５ｃよりも奥側には、奥側傾斜面４５ｅが連なっている。奥側傾斜面４５ｅは水平面４５ｃから離れて奥側に行くほど上に位置するように傾斜している。

図４に示すように、キャリッジ駆動機構１５は、ガイド棒５０と、ネジ棒５１と、ネジ棒５１を回転させるキャリッジ駆動モータ５２とを備えている。ガイド棒５０は、箱状部材１８ａ内の左側に配置されて手前側から奥側へ向けて略水平に延びている。ガイド棒５０の両端部は箱状部材１８ａに固定されている。ネジ棒５１は、ガイド棒５０と略平行に延びており、両端は箱状部材１８ａに対して軸周りに回転可能に支持されている。キャリッジ駆動モータ５２は、正逆回転可能なサーボモータであり、制御部１７により制御されて任意のタイミングで停止するようになっている。

キャリッジ１４の本体ブロック４０の軸挿通孔４０ｂにネジ棒５１を挿通してナットすべりネジ装置に螺合させることによって本体ブロック４０とネジ棒５１とが連結状態となり、ネジ棒５１を回転させることによってキャリッジ駆動モータ５２の回転力が本体ブロック４０に伝達されてキャリッジ１４が手前側及び奥側へ直線移動する。

箱状部材１８ａの下端部には、ウエハ保持部材４１の高さを調整するための高さ調整機構５５が設けられている。高さ調整機構５５は、左側及び右側チューブホルダ１０，１１の溝部２０ａ，２３ａの直下方に配置されており、左右方向に延びるプレート５６と、一対の調整ピン５７，５７と、ロックナット５３，５３とを備えている。

プレート５６は、箱状部材１８ａの左右両側壁を連結するように左右方向に略水平に延びており、左右方向両端部が箱状部材１８ａの左右両側壁部に固定されている。プレート５６の左右方向中間部には、上下方向に貫通するネジ孔５６ａ，５６ａ（図９にのみ示す）が左右方向に互いに間隔をあけて形成されている。同図に示すように、ネジ孔５６ａ，５６ａは、キャリッジ１４の下部ブロック４５の直下方に位置するようになっている。

調整ピン５７は、円柱状をなしている。調整ピン５７の外周面にはプレート５６のネジ孔５６ａに螺合するネジ山が形成されている。調整ピン５７は、上下方向に延びる姿勢とされてネジ孔５６ａに螺合するようになっており、調整ピン５７を回転させることで調整ピン５７の上端の高さを変えることが可能である。ロックナット５３は、各調整ピン５７におけるプレート５６よりも下に突出した部分に螺合している。ロックナット５３をプレート５６側に締め付けていくことで調整ピン５７の回転をロックすることが可能になっている。

図２に示すように、ウエハ加熱ヒータ１６は、箱状部材１８ａの内部においてチューブホルダ１０，１１よりも手前側に位置している。ウエハ加熱ヒータ１６は、例えば電熱線等のように電流を流すことによって発熱する発熱体を備えている。ウエハ加熱ヒータ１６は、ウエハ１３の温度をチューブ１００，１０２の溶融温度以上（例えば３００℃程度）に加熱できる能力を有している。ウエハ加熱ヒータ１６は制御部１７に接続されており、制御部１７から出力される制御信号に基づいて作動するようになっている。

ウエハ加熱ヒータ１６には、ウエハ１３が挿入されるウエハ挿入スリット１６ａが形成されている。ウエハ挿入スリット１６ａは、箱状部材１８ａの奥行き方向に延びている。ウエハ１３は、切断部３１が奥側に位置するようにウエハ挿入スリット１６ａに挿入されてキャリッジ１４のウエハ保持部材４１で保持されるようになっている。

箱状部材１８ａの上面には、操作パネル部１８ｃが設けられている。操作パネル部１８ｃには、操作ボタン４６が設けられている。操作ボタン４６は制御部１７に接続されている。操作ボタン４６は本チューブ溶断溶着装置１の動作を開始する際に操作するためのものである。

制御部１７は、チューブホルダ駆動モータ１２、ウエハ加熱ヒータ１６及びキャリッジ駆動機構１５を制御するように構成されている。制御部１７は、周知のマイクロコンピュータで構成することができる。

制御部１７は、腹部側チューブ１００及びバッグ側チューブ１０２を接続するチューブ溶着制御と、腹部側チューブ１００又はバッグ側チューブ１０２を溶断するチューブ溶断制御との両方を行うことができるように構成されている。チューブ溶着制御とチューブ溶断制御とは、操作ボタン４６の操作により、使用者が任意に切り替え選択できるようになっている。

チューブ溶着制御では、端部が封止されている腹部側チューブ１００及びバッグ側チューブ１０２を接続するのであるが、まず、キャリッジ１４を箱状部材１８ａの手前側へ向けて移動させてウエハ１３の係合孔３４にキャリッジ１４の係合爪（図示せず）を係合させてウエハ１３をキャリッジ１４で把持する。そして、キャリッジ１４を奥側へ向けて移動させ、ウエハ１３をウエハ加熱ヒータ１６の内部に配置し、ウエハ加熱ヒータ１６を作動させてウエハ１３を加熱する。このとき、左側及び右側チューブホルダ１０，１１はチューブ１００，１０２の封止端部が互いに離れるように位置付けておく。

その後、キャリッジ駆動機構１５を作動させてウエハ１３の翼部３０，３０をチューブ１００，１０２の端部と対向させる（図１４に仮想線で示す）。

そして、チューブホルダ駆動モータ１２を作動させて、図１５に示すように、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を互いに接近する方向に移動させ、チューブ１００，１０２の封止端部を翼部３０，３０に押し付ける。翼部３０，３０は加熱されているので、チューブ１００，１０２の封止端部を溶融させ、チューブ１００，１０２の端部から内部に入り込む。これにより、チューブ１００，１０２の端部の広い範囲が溶融する。

しかる後、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を移動させずに、ウエハ１３を箱状部材１８ａの奥側に移動させる。ウエハ１３を奥側に移動させていくと、図１６に示すように、膨出部３２，３２の開放部分がチューブ１００，１０２の封止端部に接触する。この封止端部は溶融しているので、膨出部３２，３２の開放部分によって溶融部分の一部が掻き取られて除去される。

その後、ウエハ１３を箱状部材１８ａの奥側に更に移動させていき、ウエハ１３の溶融部３３，３３をチューブ１００，１０２の端部に対向させる。そして、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を互いに接近する方向に移動させ、図１７に示すように、チューブ１００，１０２の端部をウエハ１３の溶融部３３，３３に接触させ、そのまま所定時間保持する。この所定時間は、チューブ１００，１０２の端部が十分に溶融する程度の時間である。

次いで、ウエハ１３を箱状部材１８ａの奥側に移動させていき、ウエハ１３をチューブ１００，１０２の端部の間から抜く。そして、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を互いに接近する方向に移動させ、図１８に示すように、チューブ１００，１０２の端部同士を接触させ、そのまま所定時間保持する。この所定時間は、チューブ１００，１０２の端部が冷却されて固化するのに要する時間である。以上がチューブ溶着制御である。

一方、チューブ溶断制御では、まず、ウエハ１３を箱状部材１８ａ内の奥側へ移動させてウエハ加熱ヒータ１６によってウエハ１３を加熱する。

その後、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を互いに離れる方向に移動させながら、図１９に示すように、ウエハ１３を箱状部材１８ａの奥側に移動させて切断部３１をチューブ１００に押し付ける。切断部３１は加熱されているので、チューブ１００が溶断される。

その後、キャリッジ駆動機構１５を作動させてウエハ１３を箱状部材１８ａの奥側へ移動させて、図１４に示すように翼部３０，３０をチューブ１００の切断端部と対向させる。

しかる後、チューブホルダ駆動モータ１２を作動させて、図１５に示すように、左側及び右側チューブホルダ１０，１１を互いに接近する方向に移動させ、チューブ１００の切断端部を翼部３０，３０に押し付ける。翼部３０，３０が加熱されているので、チューブ１００，１０２の端部の広い範囲が溶融する。

次いで、ウエハ１３を箱状部材１８ａの奥側に移動させる。ウエハ１３を奥側に移動させていくと、膨出部３２，３２の開放部分がチューブ１００の切断端部に接触する。この切断端部は溶融しているので、その溶融部分の一部が膨出部３２，３２の開放部分によって掻き取られて除去される。残った溶融部分は冷却して固化し、これにより、チューブ１００の切断端部が封止される。

上記したように、チューブ溶着制御及びチューブ溶断制御では、ウエハ１３の翼部３０，３０をチューブ１００，１０２の端部に挿入するようにしている。このときに翼部３０，３０の高さとチューブ１００，１０２の端部の高さとがずれていると、翼部３０，３０を狙い通りにチューブ１００，１０２の端部に挿入できず、チューブ１００，１０２の端部を十分に溶融できない恐れがある。

本実施形態では、高さ調整機構５５を用いてウエハ１３の翼部３０，３０とチューブ１００，１０２の端部との高さを一致させることができるようになっている。すなわち、本実施形態では、予め、ウエハ１３の翼部３０，３０の方がチューブ１００，１０２の端部よりも低くなるように、各部品の組み付け位置を設定している。そして、高さ調整機構５５の調整ピン５７，５７が上方に移動するように該調整ピン５７，５７を回転させる。すると、調整ピン５７，５７の上端部の高さが高くなり、図９に示すように、調整ピン５７，５７がキャリッジ１４の下部ブロック４５の水平面４５ｃに接触した際に下部ブロック４５に対して上方向に力を作用させることになる。この調整ピン５７，５７からの力により、板バネ４２が上に弾性変形してウエハ保持部材４１が上に変位する。このとき、調整ピン５７，５７は、下部ブロック４５の水平面４５ｃに接触する前に傾斜面４５ｄ，４５ｅに接触することになり、調整ピン５７，５７が傾斜面４５ｄ，４５ｅに接触している間は、その傾斜度合いに対応してウエハ保持部材４１は徐々に上に変位していくことになる。

上記のようにしてウエハ１３の翼部３０，３０を高くしてチューブ１００，１０２の端部と一致させることができる。尚、図９に示す状態で、仮に、ウエハ１３の翼部３０，３０の方がチューブ１００，１０２の端部よりも高い場合には、調整ピン５７，５７を下方に移動させればよい。

ウエハ保持部材４１の高さ調整が終了したら、ロックナット５３，５３をプレート５６に接する方向に締め込む。これにより、調整ピン５７，５７が不意に動くことはない。

ウエハ保持部材４１の高さ調整は、例えばチューブ溶断溶着装置１の工場出荷時に行えば、その後、ユーザーによる調整は不要である。また、ウエハ保持部材４１の高さ調整をチューブ溶断溶着装置１のメンテナンス時に行うようにしてもよい。

調整ピン５７，５７はネジ機構によって上下方向に移動させるようにしているので、高さは無段階に設定できる。よって、微妙な高さ調整も可能である。

また、調整ピン５７，５７は左右方向に離れているので、ウエハ保持部材４１に対して上方への力を左右両側から付与することができる。これにより、ウエハ保持部材４１の姿勢を安定させることができる。

以上説明したように、この実施形態にかかるチューブ溶断溶着装置１によれば、例えば、各部品の寸法公差範囲内でのばらつきや、組み付け公差範囲内でのばらつきに起因して、ウエハ１３の翼部３０，３０の高さと、チューブ１００，１０２の高さとがずれている場合に、高さ調整機構５５によって両者の高さを一致させることができる。これにより、各部品の寸法精度をそれほど高めることなく、また、各部品の組み付けを厳密に管理しなくても、低コストでウエハ１３の翼部３０，３０の高さとチューブ１００，１０２の高さとを一致させることができ、強固で確実なチューブ１００，１０２の封止や接続を行うことができる。

また、ウエハ保持部材４１をキャリッジ１４の本体ブロック４０に対して弾性支持したので、ウエハ保持部材４１の高さ調整を、高さ調整機構５５の操作のみで簡単に行うことができる。

また、板バネ４２でウエハ保持部材４１を弾性支持にしたことで、ウエハ保持部材４１の上下方向の変位を許容する構造をコンパクトに得ることができる。

また、調整ピン５７を、チューブホルダ１０，１１の溝部２０ａ，２３ａの直下方に配置したので、ウエハ１３の翼部３０，３０の高さとチューブ１００，１０２の高さとを確実に一致させることができる。

また、キャリッジ１４に、高さ調整機構５５が接する水平面４５ｃを設け、水平面４５ｃにおけるキャリッジ１４の移動方向の外縁部に傾斜面４５ｄ，４５ｅが連なっているので、ウエハ保持部材４１の高さをスムーズに変化させることができる。

また、板バネ４２の下面に、高さ調整機構５５が接する下部ブロック４５を設け、この下部ブロック４５の外形状を本体ブロック４０の貫通孔４０ｄの下端開口よりも小さく設定したので、ウエハ保持部材４１を上方へ変位させる際に下部ブロック４５がキャリッジ１４の本体ブロック４０に干渉しなくなり、高さ調整を確実に行うことができる。

本発明は、ＣＡＰＤ患者の腹部側チューブ１００とバッグ側チューブ１０２とを接合する場合以外にも、加熱により溶融する各種チューブを接合する場合に用いることができる。

上記実施形態では、調整ピン５７，５７を２本設けているが、これに限らず、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。また、調整ピン５７，５７の形状は円柱状に限られるものではなく、任意の形状に設定することができる。

また、調整ピン５７，５７の上端部には、例えば鋼球のような転動部材を取り付けるようにしてもよい。これにより、調整ピン５７，５７と下部ブロック４５との間の摩擦力を低減することができる。

また、上記実施形態では、キャリッジ１４のウエハ保持部材４１に下部ブロック４５を結合して高さ調整機構５５の調整ピン５７，５７を下部ブロック４５に接触させるようにしているが、これに限らず、例えばウエハ保持部材４１を、板バネ４２を貫通するように形成して該板バネ４２の下面よりも下方へ突出させ、この突出部分に調整ピン５７，５７を接触させるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明にかかるチューブ溶断溶着装置は、例えば、ＣＡＰＤ患者のバッグ側チューブと腹部側チューブとを接続する場合や、該チューブを切断する場合に用いることができる。

１ チューブ溶断溶着装置
１０ 左側チューブホルダ（第１チューブホルダ）
１１ 右側チューブホルダ（第２チューブホルダ）
１２ チューブホルダ駆動モータ（チューブホルダ駆動手段）
１３ ウエハ
１４ キャリッジ
１５ キャリッジ駆動機構（キャリッジ駆動手段）
１６ ウエハ加熱ヒータ（加熱手段）
１８ 装置本体
３０ 翼部
４０ 本体ブロック（本体部）
４１ ウエハ保持部材
４２ 板バネ（支持部材）
４５ 下部ブロック（当接部材）
４５ｃ 水平面（接触面）
４５ｄ 手前側傾斜面
４５ｅ 奥側傾斜面
５５ 高さ調整機構
５７ 調整ピン
１００ 腹部側チューブ
１０２ バッグ側チューブ

Claims (6)

1. 厚み方向両側へ突出する翼部を有するウエハを用いて樹脂製チューブを溶断及び溶着するように構成されたチューブ溶断溶着装置において、
   互いに水平方向に並んで配置され、上記チューブを所定高さで保持する第１及び第２チューブホルダと、
   上記第１及び第２チューブホルダを互いに接離する方向に移動させるチューブホルダ駆動手段と、
   上記ウエハを加熱して上記チューブの溶融温度以上とするための加熱手段と、
   上記ウエハを保持するキャリッジと、
   上記キャリッジを上記チューブホルダの並び方向に交差する方向に水平移動させることによって上記ウエハを上記チューブホルダ間へ移動させるように構成されたキャリッジ駆動手段と、
   上記チューブホルダ、上記チューブホルダ駆動手段及び上記キャリッジ駆動手段が取り付けられる装置本体とを備え、
   上記キャリッジは、上記キャリッジ駆動手段に連結して駆動力が伝達される本体部と、上記ウエハを、上記チューブの中心線に交差して延びる姿勢となるように保持するウエハ保持部材と、上記ウエハ保持部材を上記本体部に対し上下方向に変位可能にフローティング状態で支持する支持部材とを備え、
   上記装置本体における上記ウエハ保持部材の下方には、該ウエハ保持部材の高さを調整するための高さ調整機構が設けられていることを特徴とするチューブ溶断溶着装置。
2. 請求項１に記載のチューブ溶断溶着装置において、
   上記支持部材は、弾性体であることを特徴とするチューブ溶断溶着装置。
3. 請求項２に記載のチューブ溶断溶着装置において、
   上記弾性体は、板バネであり、
   上記板バネの端部側が上記キャリッジの本体部に固定され、上記ウエハ保持部材は該板バネの中間部に固定されていることを特徴とするチューブ溶断溶着装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のチューブ溶断溶着装置において、
   上記高さ調整機構は、上下方向に移動して上記キャリッジのウエハ保持部材を上下方向に変位させるための調整ピンを備え、
   上記調整ピンは、上記第１及び第２チューブホルダに設定されたチューブ保持部の直下方に配置されていることを特徴とするチューブ溶断溶着装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のチューブ溶断溶着装置において、
   上記キャリッジのウエハ保持部材には、上記高さ調整機構が下方から接する接触面を有する当接部材が結合され、
   上記接触面におけるキャリッジの移動方向の外縁部には、該接触面から離れるに従って上に位置するように傾斜する傾斜面が連なっていることを特徴とするチューブ溶断溶着装置。
6. 請求項３に記載のチューブ溶断溶着装置において、
   上記キャリッジの本体部には、上下方向に貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔に上記ウエハ保持部材が挿入され、
   上記板バネは、上記本体部の貫通孔の下端開口を覆うように該本体部の下面に取り付けられ、
   上記板バネの下面には、上記高さ調整機構が接する当接部材が設けられ、
   上記当接部材の外形状は、上記貫通孔の下端開口よりも小さく設定されていることを特徴とするチューブ溶断溶着装置。

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