JP2017009086A - ピンチバルブ - Google Patents
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Abstract
Description
このようなチューブは、必要に応じて液体や気体の流路を遮断するための手段と組み合わせて使用されることが多い。
図1の装置では、ベース10とブロック4が4つのねじ4aで固定されている。ブロック4は、横穴5を有しており、横穴5には多孔性ゴムまたは多孔性プラスチックからなるスリーブ7が通されている。スリーブ7は、2本のねじ7aでブロック4に固定されている。チューブ6は、スリーブ7内に通されている。
図1の装置は、研磨粒子を含む空気流を流す歯科治療用途などに使用することが記載されている(1頁左欄15〜22行)。
このため、歯科治療用途のような短いチューブの場合には適用できるが、製造ラインで使用するチューブなどのように非常に長いものは使用することが困難であり、さらにチューブが途中から分岐しているような形状の場合やチューブが複数の装置を経由して使用されている場合には、適用することができない。
また、スリーブ7内にチューブ6を通すため、プランジャ8により閉塞する箇所の厳密な位置決めも困難になる。
前記チューブカバーが、厚さ方向の両側の第1面と第2面を有し、半径方向に対向する位置に形成された2カ所の平面部と残部の2カ所の曲面部からなる周面を有している略円板形状のもので、前記第1面側において、前記第1面の中心を通り、前記2カ所の平面部間に形成された板状凸部を有しているものであり、
前記チューブホルダが、厚さ方向の両側の第1面と第2面を有し、半径方向に対向する位置に形成された2カ所の平面部と残部の2カ所の曲面部からなる周面を有している略円板形状のものであり、
前記第2面が、中心部を含む厚さ方向に貫通された孔と、前記貫通孔を通り、前記二カ所の曲面部間に形成された、幅方向の断面形状が円形の第1溝部と、前記貫通孔を通り、前記第1溝部と直交する方向に形成された第2溝部を有しており、
前記アクチュエータが、第1端面から第2端面まで軸方向に貫通する弁体が移動するための弁体移動空間と、前記弁体移動空間内に配置された弁体と、前記弁体を空気圧により軸方向に移動させるための空気供給手段および空気排出手段を有しており、
前記チューブカバーと前記チューブホルダが着脱自在に取り付けられるもので、前記チューブホルダに前記チューブカバーを取り付けるときは、前記チューブカバーの板状凸部が前記チューブホルダの第2溝部に嵌め込まれるものであり、
前記チューブホルダと前記アクチュエータが着脱自在に取り付けられるものであり、
前記チューブカバーと前記チューブホルダの着脱自在の取り付け手段が、前記チューブカバーの周面に形成された弾性突起と、前記チューブホルダに形成された凹部の組み合わせであり、前記弾性突起と前記凹部が嵌合されることで、前記チューブカバーと前記チューブホルダが固定されるものである、ピンチバルブを提供する。
このため、チューブの長さや形状に拘わらず、チューブの所望位置において液体流路を遮断したり、開放したりすることができる。
さらに本発明のピンチバルブは、チューブカバーとチューブホルダが有している固定手段の組み合わせによって、簡単にチューブカバーとチューブホルダが固定されるため、固定時および使用時においてチューブがずれることもない。
ピンチバルブ1は、チューブカバー10とチューブホルダ20が着脱自在に組み合わせされており、チューブホルダ20とアクチュエータ30が着脱自在に組み合わされている。
チューブカバー10は、厚さ方向の両側に第1面11aと第2面11bを有している。
チューブカバー10は、半径方向に対向する位置に形成された2カ所の平面部12a、12bと、残部の半径方向に対向する位置に形成された2カ所の曲面部13a、13bからなる周面を有している。
チューブカバー10は、合成樹脂からなるものが好ましく、チューブ70の液体流路の開閉状態が肉眼で確認できる程度の透明性を有しているものが好ましい。
板状凸部15は、平面12aから平面12b側に延ばされている。
板状凸部15は、幅方向の断面形状が正方形、長方形、台形などの四角形からなるものが好ましい。
チューブカバー10は、2カ所の平面部12a、12bのそれぞれに弾性突起16a、16bを有している。弾性突起16a、16bは、弾性突起ホルダ17により内側から固定されている(図1、図10(b))。弾性突起16a、16は、チューブカバー10とチューブホルダ20を着脱自在にするためのものである。
チューブホルダ20は、厚さ方向の両側に第1面21aと第2面21bを有している。
チューブホルダ20は、半径方向に対向する位置に形成された2カ所の平面部22a、22bと、残部の半径方向に対向する位置に形成された2カ所の曲面部23a、23bからなる周面を有している。
チューブホルダ20は、貫通孔24を通り、2カ所の曲面部23a、23b間に形成された、幅方向の断面形状が円形の第1溝部25を有している。第1溝部25は、チューブ70を嵌め込んで保持するためのものであるから、使用するチューブ70が嵌め込むことができる大きさに調整されている。
チューブホルダ20は、貫通孔24を通り、第1溝部25の長さ方向と直交する方向に形成された第2溝部26を有している。第2溝部26は、第1溝部25で二つに分断された状態になっている。
第2溝部26は、チューブカバー10の板状凸部15が嵌め込まれるものである。
第1溝部25と第2溝部26が交差する部分(貫通孔24がある部分)には、図4、図5、図9および図12(a)、(b)に示すとおり、使用時にチューブ70が押し拡げられて潰れるようにするため、第1溝部25の幅が部分的に拡張された拡張部25aが形成されている。
なお、拡張部25aは、第1溝部25の幅とチューブ70の外径の大きさを考慮して寸法が決められるものであり、チューブ70として第1溝部25の幅よりも小さなものを使用して、それらの外径の差から実質的に拡張部25aに相当する隙間が形成されているようなときには、拡張部25aを形成しなくてもよい。
第1固定板27と第2固定板28は、それぞれの内側面に凹部36を有している。2カ所の凹部36は、チューブカバー10が有している2つの弾性突起16a、16bに嵌合できる形状および大きさのものである。
チューブカバー10とチューブホルダ20は、2つの弾性突起16a、16bと2つの凹部36の組み合わせにより取り付けたり、取り外したりすることができる。
チューブホルダ20の第1面21a側の周面には、チューブホルダ20とアクチュエータ30を着脱自在にするためのねじ部29を有している。
アクチュエータ30は、円柱形状の第1本体部31と円柱形状の第2本体部32を有している。
第1本体部31と第2本体部32の外径は、第1本体部31の方が大きくなっているが、全体が均一な外径のものでもよく、さらに異なる外径部分があるものでもよい。
アクチュエータ30の第1端面30aには、チューブホルダ20のねじ部29に対応するねじ部39が形成されている。
なお、第1本体部31と第2本体部32は、使用時に台などに固定するため、ボルトなどで固定するための孔を有するものでもよいし、さらに前記固定孔が形成されたフランジ部などを有するものでもよい。
弁体移動空間40は、第1端面30a側の第1小径空間部41と、第2端面30b側の第2小径空間部43と、第1小径空間部41と第2小径空間部43の間の大径空間部42を有している。
第1端面30a側の第1小径空間部41は、組み立てたとき、チューブホルダ20の貫通孔24と連続した空間を形成する。
図4、図5では、第1小径空間部41と第2小径空間部43の内径は同一であり、大径空間部42の内径は第1小径空間部41と第2小径空間部43の内径よりも大きくなっている。
使用する弁体50の先端部51の形状に応じて、第1小径空間部41の内径を第2小径空間部43の内径よりも大きくすることができる。
シリンダ部45内には、内周面45aに当接され、シリンダ部45内を軸方向に移動可能に環状ピストン部46が配置されている。
環状ピストン46の孔46aには、円柱形状の弁体50が固定されており(図4)、環状ピストン46がシリンダ部45内を軸方向に移動することで、弁体50も軸方向に移動するようになっている。
大径空間部42の底面(第2端部30b側の底面)と環状ピストン46は当接されておらず、底面と環状ピストン46の間には、第1空気導入空間48aが形成されている。
大径空間部42内の環状ピストン46とチューブホルダ20の第1面21aの間には、第1空気導入空間48bが形成されている。
弁体50は、第1小径空間部41の内壁面41aと第2小径空間部43の内壁面43aに対して摺動自在に当接されており、大径空間42と第1小径空間41および第2小径空間43の間は、実質的に空気の出入りが遮断された状態に維持されている。
図7(a)に示すように、弁体50は、先端部51がねじ53により本体部52に固定されたものを使用することができる。
図7(a)の弁体50は、使用するチューブ70の外径に応じて、先端部51の外径が本体部52の外径よりも大きなもの、または小さなものを使用することができる。
先端部51の外径が本体部52の外径よりも大きなものを使用できるようにするときは、第1小径空間41の内径とチューブホルダ20の貫通孔24の大きさを調整する。
図8に示す先端部56は、幅方向の断面形状が台形のものであが、正方形または長方形のものでもよい。
図8に示す先端部56の先端面56aは、平面になっているが、曲面になっていてもよい。
図6(b)に示す弁体55は、全体が一体になったものでもよいが、図7(b)に示すように、先端部56がねじ58により本体部57に固定されたものでもよい。本体部57と本体部52は、同じものを使用することができる。
図6(b)に示す弁体55を使用できるようにするときは、第1小径空間41の内径とチューブホルダ20の貫通孔24の大きさを調整する。
図7に示す弁体50または55を使用すると、チューブの外径に応じて先端部51または56のみを取り替えることができるので好ましい。
なお、弁体50(弁体55)の先端部を取り替える場合には、必要に応じてチューブホルダ20も取り替えることができる。
第1空気供給口60と第1空気導入空間48a(シリンダ45内部)は、第1内部供給ライン62で接続されている。
第2空気供給口65と第2空気導入空間48bは、第2内部供給ライン67で接続されている。
チューブカバー10の半径方向に対向する2つの平面12a、12bには、チューブホルダ20に対して固定するための固定手段となる弾性突起16a、16b(図3)を有している。
図10に示すとおり、チューブホルダ20の半径方向に対向する2つの平面22a、22bには、第1固定板27と第2固定板28が、それぞれの一端部側の支点37にて回転自在に取り付けられている。
第1固定板27と第2固定板28の内側面には、それぞれ弾性突起16a、16bと嵌合できる形状および大きさの凹部36が形成されている。
第1固定板27と第2固定板28がそれぞれ支点37において回転したとき、弾性突起16a、16bが凹部36に嵌合されることで、チューブカバー10とチューブホルダ20が軸方向両側から締め付けられて固定される。
図2に示すアクチュエータ30のねじ部39にチューブホルダ20のねじ部29をねじ込んで取り付けた後、第1溝部25に沿ってチューブ70を配置する。
チューブ70は、合成樹脂(シリコーンなど)やゴムからなる柔軟性のあるものである。
チューブ70の内径および外径は、ピンチバルブ1の用途に応じて異なるものであるが、例えば、内径3.175〜25.4mm(1/8〜1インチ)、外径6.35〜38.1mm(1/4〜1.5インチ)の範囲から選択することができる。
一例を示すと、チューブ70として、シリコーン製の内径12.7mm、外径19.05mm、厚さ3.175mmのチューブを使用することができる。
なお、本発明のピンチバルブ1は、チューブホルダ20にチューブカバー10を被せていない状態で、チューブホルダ20の上から第1溝部25にチューブ70を嵌め込むことができる。このため、チューブ70が分岐している場合や他の機器との接続状態に拘わらず、第1溝部25の拡張部25aおよび貫通孔24(拡張部25aがないときは貫通孔24)とチューブ70の開閉位置を一致させることができるため、所望位置の液体流路が開閉できるように嵌め込むことができる。
このとき、チューブホルダ20の第2溝部26にチューブカバー10の板状凸部15を嵌め込んで被せるため、位置決めが容易である。
なお、図10(a)、(b)では、第1固定板27により説明するが、第2固定板28を使用した場合でも同様の手順で固定することができる。
また、図10(a)では、第1固定板27は、固定前の状態を第1固定板27a、固定後の状態を第1固定板27bとして、いずれも実線で示している。
チューブカバー10とチューブホルダ20を固定するときは、支点37において90度回転させて第2固定板27bの位置まで移動させる。
このとき、チューブカバー10の平面12aに形成されている弾性突起16aに、第1固定板27に形成されている凹部36が嵌め込まれることで、チューブカバー10とチューブホルダ20が互いに固定される(図1の状態)。
このように簡単な操作で固定されるため、固定時にチューブカバー10とチューブホルダ20がずれることもなく、チューブ70は、チューブカバー10とチューブホルダ20により上下から挟み込まれて固定されるため、ずれることがない。
ピンチバルブ1の第1空気供給口60は、空気の第1外部供給ライン61と電磁弁を介して、圧縮空気源と接続され、第2空気供給口65は、空気の第2外部供給ライン66と電磁弁を介して、開放されている。
第1空気供給口60から供給された高圧空気は、第1内部供給ライン62から第1空気導入空間48aに導入され、環状ピストン46を上方に押し上げるため、弁体50も上方に移動する。このとき、環状ピストン46と弁体50は、チューブホルダ20の第1面21aに衝突するまで上昇して、第1空気導入空間48aは同じ距離だけ拡大され、第2空気導入空間48bは同じ距離だけ縮められる。
図11(a)から図11(b)、および図12(a)から図12(b)に示すとおりの弁体50の移動によって、第1溝部25の拡張部25aにおいてチューブカバー10の板状凸部15と弁体50の先端部51との間でチューブ70が押し潰されるため、液体流路が遮断される。
第2空気供給口65から供給された高圧空気は、第2内部供給ライン67から第2空気導入空間48bに導入され、環状ピストン46を下方に押し下げるため、弁体50も下方に移動するため、図11(a)、図12(a)の状態になり、チューブ70の液体流路が開放される。
このため、チューブカバー10とアクチュエータ30はそのまままで、チューブ70の外径の大きさに応じてチューブホルダ20のみを交換するか、アクチュエータ30はそのまままで、チューブ70の外径の大きさに応じてチューブカバー10とチューブホルダ20を交換することができる。
本発明のピンチバルブ1は、必要に応じてアクチュエータ30とセンサを電気的に接続することで、チューブ70の開閉状態を確認できるようにすることもできる。
また本発明のピンチバルブ1は、製造ラインになどにおいて使用するとき、ピンチバルブ1を台などに固定して使用することができ、そのためにチューブホルダ20とアクチュエータ30には、固定用ボルトの差し込み孔などを適宜形成することができる。
図13では、三つのアクチュエータ130a、130b、130cが、一つのチューブカバー110と一つのチューブホルダ120を共有した実施形態が示されている。
チューブカバー110とチューブホルダ120は、それぞれの周面が三カ所の平面を有しており、三カ所の平面部分に図10に示す固定手段と同じものが配置され(図示せず)、三カ所にて固定できるようになっている。
チューブホルダ120は、三つ叉状態に配置された、第1a溝部125a、第1b溝部125b、第1c溝部125cを有している。
第1a溝部125aは、厚さ方向への第1a貫通孔124aを有し、第1b溝部125bは、厚さ方向への第1b貫通孔124bを有し、第1c溝部125cは、厚さ方向への第1c貫通孔124cを有している。
チューブホルダ120は、第1a溝部125a、第1b溝部125b、第1c溝部125cのそれぞれの長さ方向と直交する方向に形成された、第2a溝部126a、第2b溝部126b、第2c溝部126cを有している。
チューブホルダ120には、第1a貫通孔124a、第1b貫通孔124bおよび第1c貫通孔124cの中心と弁体50の中心が一致するようにして、図2に示すアクチュエータ30と同じアクチュエータ130a、130bおよび130cが接続されている。
チューブカバー110は、第1面111aの三カ所において、それぞれ板状突起115a、115b、115cを有している。
図13(a)のチューブホルダ120の第1a溝部125a、第1b溝部125b、第1c溝部125cに沿って、三つ叉チューブ170(チューブ170a、170b、170c)を嵌め込む。
その後、チューブカバー110と一つのチューブホルダ120を固定する。
図13の実施形態では、三つのアクチュエータ120a、120b、120cが、一つのチューブカバー110と一つのチューブホルダ120を共有しているが、図9に示すように一つのピンチバルブ1を3個組み合わせて使用することもできる。
10 チューブカバー
15 板状突起
20 チューブホルダ
24 貫通孔
25 第1溝部
25a 拡張部
26 第2溝部
30 アクチュエータ
Claims (5)
- チューブカバー(10)、チューブホルダ(20)およびアクチュエータ(30)を有する、チューブ内の液体流路の開閉操作に使用するピンチバルブ(1)であって、
前記チューブカバー(10)が、厚さ方向の両側の第1面(11a)と第2面(11b)を有し、半径方向に対向する位置に形成された2カ所の平面部(12a、12b)と残部の2カ所の曲面部(13a、13b)からなる周面を有している略円板形状のもので、前記第1面(11a)側において、前記第1面(11a)の中心を通り、前記2カ所の平面部(12a、12b)間に形成された板状凸部(15)を有しているものであり、
前記チューブホルダ(20)が、厚さ方向の両側の第1面(21a)と第2面(21b)を有し、半径方向に対向する位置に形成された2カ所の平面部(22a、22b)と残部の2カ所の曲面部(23a、23b)からなる周面を有している略円板形状のものであり、
前記第2面(21b)が、中心部を含む厚さ方向に貫通された孔(24)と、前記貫通孔(24)を通り、前記二カ所の曲面部(23a、23b)間に形成された、幅方向の断面形状が円形の第1溝部(25)と、前記貫通孔(24)を通り、前記第1溝部(25)と直交する方向に形成された第2溝部(26)を有しており、
前記アクチュエータ(30)が、第1端面(30a)から第2端面(30b)まで軸方向に貫通する弁体(50)が移動するための弁体移動空間(40)と、前記弁体移動空間(40)内に配置された弁体(50)と、前記弁体(50)を空気圧により軸方向に移動させるための空気供給手段および空気排出手段を有しており、
前記チューブカバー(10)と前記チューブホルダ(20)が着脱自在に取り付けられるもので、前記チューブホルダ(20)に前記チューブカバー(10)を取り付けるときは、前記チューブカバー(10)の板状凸部(15)が前記チューブホルダ(20)の第2溝部(26)に嵌め込まれるものであり、
前記チューブホルダ(20)と前記アクチュエータ(30)が着脱自在に取り付けられるものであり、
前記チューブカバー(10)と前記チューブホルダ(20)の着脱自在の取り付け手段が、前記チューブカバー(10)の周面に形成された弾性突起と、前記チューブホルダに形成された凹部の組み合わせであり、前記弾性突起と前記凹部が嵌合されることで、前記チューブカバー(10)と前記チューブホルダ(20)が固定されるものである、ピンチバルブ。 - 前記アクチュエータが、第1端面から第2端面まで軸方向に貫通する、前記弁体が移動するための弁体移動空間を有しており、
前記弁体移動空間(40)が、第1端部(30a)側の第1小径空間部(41)と、第2端部(30b)側の第2小径空間部(43)と、前記第1小径空間部(41)と前記第2小径空間部(43)の間の大径空間部(42)を有しており、
前記大径空間部(42)の内径が、前記第1小径空間部(41)と前記第2小径空間部(43)の内径よりも大きくなっており、
前記大径空間部(42)には、内壁面(42a)に固定されたシリンダ部(45)と、前記シリンダ部(45)の内壁面(45a)に当接され、前記シリンダ部(45)内を軸方向に移動可能に配置された環状ピストン部(46)と、前記環状ピストン部(46)の孔(46a)に固定され、前記ピストン部(46)の移動により軸方向に移動する弁体(50)を有しており、
前記弁体(50)が、前記第1小径空間部(41)から前記第2小径空間部(43)までの範囲において、前記第1小径空間部(41)の内壁面(41a)と前記第2小径空間部(43)の内壁面(43a)に摺動自在に配置されているものであり、
前記アクチュエータ(30)が、周壁面において、空気の第1外部供給ライン(61)と接続するための第1空気供給口(60)と、空気の第2外部供給ライン(66)と接続するための第2空気供給口(65)を有しており、
さらに前記第1空気供給口(60)と前記大径空間部(42)内の前記環状ピストン(46)と前記第2小径空間部(43)の間の第1空気導入空間(48a)が第1内部供給ライン(62)で接続され、前記第2空気供給口(65)と前記大径空間部(42)内の前記環状ピストン(46)と前記第1小径空間部(41)の間の第2空気導入空間(48b)が第2内部供給ライン(67)で接続されている、請求項1記載のピンチバルブ。 - 前記弁体が、円柱形状または角柱形状で、本体部と前記本体部と着脱自在の先端部からなるものである、請求項1または2記載のピンチバルブ。
- 前記チューブカバーと前記チューブホルダの着脱自在の取り付け手段が、
前記チューブカバーの2カ所の平面部の外表面が有している弾性突起と、
前記チューブホルダの2カ所の平面部に回転自在に取り付けられた、それぞれの内側面に凹部を有している第1固定板と第2固定板の組み合わせからなるものであり、
前記第1固定板と前記第2固定板が回転されたとき、それぞれの前記凹部と、前記前記チューブカバーの弾性突起が嵌合されることで、前記チューブカバーと前記チューブホルダが固定されるものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のピンチバルブ。 - 液体医薬品または液体原薬の製造ラインのチューブに使用する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のピンチバルブ。
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