JP2017166580A - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路内周面を効果的に洗浄することができるとともに、コンパクトな流体制御装置を提供する。【解決手段】加圧された流体の流れを制御する流体制御装置１は、流体制御装置内に配置され流体が流れる配管６と、配管に接続されたピンチバルブ２とを備える。ピンチバルブは、バルブ本体１１と、バルブ本体の内部に配置され内部に流路１２を形成する管体１３と、管体を径方向に押圧しまたは押圧を解除して変形させて流路を開閉させる挟圧子１４と、バルブ本体に装着され挟圧子を駆動する駆動部１６とを備える。管体は、配管と接続する接続部管体７１と、両端に接続部管体が接続され挟圧子により流路を開閉可能な内部管体７０とを備える。内部管体は弾性を有し、少なくとも内部管体がバルブ本体に囲繞されている。【選択図】図５

Description

本発明は、食品、医薬、バイオ、化学、半導体製造などの各種産業分野における加圧された各種流体を移送するときに用いられる流体制御装置に関する。

加圧された各種流体を移送する流体制御装置は様々なものが存在する。例えば、流体を移送するチューブとして強度が高く流路断面形状が円形状のチューブを用い、チューブの外形をループ状に規制し、ループ状になったチューブを押しつけまたは引き戻すことによって、チューブに折れ部を生じさせ、または折れ部を復帰させて、チューブ内部の流路を開閉する流体制御装置があった。かかる流体制御装置は、内圧による破裂を防ぐために強度の高いチューブを用いながら、チューブ内の流体に直接触れずに流路を開閉することができる。また、かかる流体制御装置は、チューブ内の流れを阻害しないので、洗浄用スポンジによりチューブ内周面を洗浄することができる。（例えば、特許文献１を参照）

特開２００８−２５６０９６号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の流体制御装置のチューブは弾性が低いので、チューブに折れ部を生じさせ、または折れ部を復帰させて流路の開閉を繰り返すと、流路断面形状が楕円形状になる場合がある。流路断面形状が楕円形状になると、洗浄用スポンジが流路内周面に接触しにくくなり、汚れがたまり易くなったり、微生物が生じやすくなったりするため、改善の余地があった。また、流体制御装置内のチューブが一本のチューブで構成されているため、チューブ内周面に洗浄しきれない汚れがたまった場合は流体制御装置内のチューブ全体を交換する必要があり、改善の余地があった。また、流路を開閉するために、チューブをループ状に規制するとともに、ループ状になったチューブを押しつけまたは引き戻しているので、駆動機構が大きくなり、流体制御装置が大型化するため、改善の余地があった。

本発明の目的は、流路を開閉する部分に弾性を有する材質からなる管体を備えたピンチバルブを用いることによって、流路内周面を効果的に洗浄することができるとともに、コンパクトな流体制御装置を提供することである。

請求項１の発明によれば、加圧された流体の流れを制御する流体制御装置であって、前記流体制御装置内に配置され前記流体が流れる配管と、前記配管に接続されたピンチバルブと、前記配管を流れる前記流体の特性を計測し、前記特性の計測値を電気信号に変換して出力する計測器と、前記計測器からの電気信号に基づいて前記ピンチバルブの開度を制御する制御部と、を備える流体制御装置において、前記ピンチバルブが、バルブ本体と、前記バルブ本体の内部に配置され内部に流路を形成する管体と、前記管体を径方向に押圧しまたは押圧を解除して変形させて前記流路を開閉させる挟圧子と、前記バルブ本体に装着され前記挟圧子を駆動する駆動部と、を備え、前記管体は、前記配管と接続する接続部管体と、両端に前記接続部管体が接続され前記挟圧子により前記流路を開閉可能な内部管体と、を備え、前記内部管体は弾性を有し、少なくとも前記内部管体がバルブ本体に囲繞されていることを特徴とする流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項１の発明では、流路を開閉する内部管体がバルブ本体に囲繞されているので、弾性を有する材質を内部管体に用いても、内圧がかかったときに破裂することを防ぐことができる。また、内部管体に弾性を有する材質を使用することができるので、内部管体への押圧力を解除したときに元の流路断面形状に復元しやすく、流路内周面を効果的に洗浄することができるので、汚れの蓄積や微生物の繁殖を防ぐことができる。また、流体制御装置内の配管とピンチバルブの管体とがそれぞれ独立していることから、管体の交換が必要になっても、管体のみを交換することができる。また、弾性を有する内部管体を使用することができるので、駆動部が簡単かつコンパクトになり、ピンチバルブひいては流体制御装置をコンパクトにすることができる。

請求項２の発明によれば、少なくとも前記内部管体が、前記駆動部が装着された状態にある前記バルブ本体から単体で着脱自在に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項２の発明では、駆動部がバルブ本体に装着された状態で内部管体を交換することができるので、交換作業が容易になり、ピンチバルブひいては流体制御装置のメンテナンスを効果的に行うことができる。

請求項３の発明によれば、前記バルブ本体は、前記駆動部が装着される主本体と、前記駆動部が前記主本体に装着された状態で、前記主本体に着脱自在に装着された副本体と、を備え、前記副本体を前記主本体から取り外したときに、前記内部管体が露出することを特徴とする請求項２に記載の流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項３の発明では、駆動部を主本体から取外すことなく、副本体を主本体から取り外すことができ、副本体を取り外したときに内部管体が露出するので、内部管体を効率的に交換することができる。また、内部管体を容易に露出させることができるので、内部管体の損傷や摩耗、汚れの程度を容易に確認することができる。

請求項４の発明によれば、前記ピンチバルブにおいて、前記駆動部が電気駆動手段であり、前記挟圧子を前記流路を閉止する方向に付勢する弾性体を有し、前記流路を全開状態から全閉状態にする閉工程に要する時間が、前記流路を全閉状態から全開状態にする開工程に要する時間よりも短いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項４の発明では、駆動部として空気駆動手段を用いる必要がなく、空気供給源のない環境でも使用することができるので、流体制御装置を幅広い環境下で使用することができる。また、弾性体により挟圧子を付勢し流路を閉止する方向に駆動することができるので、計測器が液切れや異物の混入などを検知したときに、速やかに流路を閉止することができる。

請求項５の発明によれば、前記電気駆動手段が、回転型電動機であり、前記回転型電動機は、前記回転型電動機の動力を出力するモータシャフトと、前記モータシャフトに連結され、前記挟圧子を備える弁軸に前記回転型電動機の動力を伝達する伝達部材を備え、全閉状態において、前記伝達部材と前記弁軸とが離間していることを特徴とする請求項４に記載の流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項５の発明では、全閉状態において、伝達部材と弁軸とが離間しているので、弾性体による押圧力を内部管体に効果的に伝達することができ、流路を確実に閉止することができる。

請求項６の発明によれば、前記計測器が前記配管の外部に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項６の発明では、配管の外部から流体に触れることなく流体の特性を計測することができるので、流体を汚染させたり、計測器の感度を低下させたりすることを防ぐことができ、効果的に計測することができる。

請求項７の発明によれば、前記流体が加圧容器に充填された炭酸飲料であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の流体制御装置が提供される。

すなわち、請求項７の発明では、加圧容器に充填された流体が炭酸飲料であると、加圧容器が空になるときに加圧容器から多量の泡が生じ、これが容器に注がれると注がれた炭酸飲料は廃棄になってしまうところ、多量の泡が流体制御装置を通過することを防ぐことができる。その結果、効率的に炭酸飲料を注ぐことができる。

請求項１乃至請求項７に記載の発明によれば、流路を開閉する部分に弾性を有する材質からなる管体を備えたピンチバルブを用いることによって、流路内周面を効果的に洗浄することができるとともに、コンパクトな流体制御装置を提供することができる。

第一の実施の形態に係る流体制御装置の概略構成図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの斜視図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全開状態を示す図２のＡ−Ａ断面図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全閉状態を示す図２のＡ−Ａ断面図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの分解斜視図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの他の分解斜視図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブのさらに他の分解斜視図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの伝達部材と当接部材の位置関係の変化を示す図２のＢ−Ｂ部分断面図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの伝達部材と当接部材の位置関係の変化を示す図２のＢ−Ｂ部分断面図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの伝達部材と当接部材の位置関係の変化を示す図２のＢ−Ｂ部分断面図。 第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの伝達部材と当接部材の位置関係の変化を示す図２のＢ−Ｂ部分断面図。 第二の実施の形態に係る流体制御装置の概略構成図。 第二の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全開状態を示す縦断面図。 第二の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全閉状態を示す縦断面図。 第三の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全開状態を示す縦断面図。 第三の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全閉状態を示す縦断面図。 第三の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの部分分解斜視図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明がこれらの実施の形態に限定されないことは言うまでもない。

―第一の実施の形態―
以下、図１〜図８を参照して、本発明による流体制御装置１の第一の実施の形態について説明する。図１は第一の実施の形態に係る流体制御装置の概略構成図であり、図２は第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの斜視図であり、図３は第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全開状態を示す図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの全閉状態を示す図２のＡ−Ａ断面図であり、図５は第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの分解斜視図であり、図６は第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの他の分解斜視図であり、図７は第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブのさらに他の分解斜視図であり、図８Ａ〜８Ｄは第一の実施の形態に係る流体制御装置に使用されるピンチバルブの伝達部材と当接部材の位置関係の変化を示す図２のＢ−Ｂ部分断面図である。

図１に示されるように、第一の実施の形態に係る流体制御装置１は、ピンチバルブ２と、制御部３と、計測器４と、ケーシング５と、配管６と、を備えている。

第一の実施の形態において、ケーシング５はポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと記す。）製である。ケーシング５には流体制御装置１の外部配管と流体制御装置１の内部の配管６とを接続する継手が設けられている。また、ケーシング５は、蓋（図示せず）を取り外すことによって形成された開口から流体制御装置１の構成を視認することができる。

第一の実施の形態において、流体制御装置１内に配置されている配管６はポリエチレン（以下、ＰＥと記す。）製であり、透明である。配管６はピンチバルブ２と計測器４に着脱自在に接続されている。配管６の内径は、流体制御装置１の外部配管の内径と略同一に形成されている。

図１〜７に示すように、第一の実施の形態おいて、流体制御装置１に使用するピンチバルブ２は、バルブ本体１１と、内部に開閉可能な流路１２を有する管体１３と、管体１３を径方向に押圧して流路１２を開閉させる挟圧子１４を有する弁軸１５と、挟圧子１４および弁軸１５を上下方向に駆動させる駆動部１６とを有する。

第一の実施の形態において、バルブ本体１１はポリプロピレン（以下、ＰＰと記す。）製である。図２〜８に示すように、バルブ本体１１は略四角柱形状に形成されている。バルブ本体１１は第一本体１９と、第二本体２０と、蓋部２１とを有する。ここで、第一本体１９と第二本体２０とが主本体１１ａとなり、蓋部２１が副本体１１ｂとなる。

図２〜７に示すように、第一本体１９の上面には、第二本体２０が位置決めされた状態で固定されている。また、第一本体１９の正面には、蓋部２１が位置決めされた状態で固定されている。第一本体１９の側面には回転型電動機１７を取り付ける、第一の実施の形態ではステンレス鋼（以下、ＳＵＳと記す。）製の取り付け板２２が位置決めされた状態で固定されている。第一本体１９の上部には有底穴が形成され、有底穴は流路１２を閉止する方向に挟圧子１４を付勢する弾性体である、第一の実施の形態ではＳＵＳ製のコイルバネ２４を受容する弾性体受容部２５となる。弾性体受容部２５の底部には断面矩形状の貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６は挟圧子１４の断面形状に合わせて形成されている。

図５、６に示すように、第一本体１９の正面には、蓋部２１を受容する蓋部受容部２３が形成されている。蓋部受容部２３には、断面半円形状の溝２７ａが形成されている。溝２７ａは、第一本体１９と対面する蓋部２１の面に形成された同形状の溝２７ｂとともに、管体１３を受容する管体受容部２８を形成する。溝２７ａの中央部には、断面矩形状の凹部２９ａが形成されている。凹部２９ａは、第一本体１９と対面する蓋部２１の面に形成された同形状の凹部２９ｂとともに、流路を開閉したときの管体１３の変形を許容する弁室３０を形成する。弁室３０の底面には、弁室３０内に形成される第一本体１９と蓋部２１との境目や段差が管体１３内の流路１２の開閉を阻害することを防ぐために、平滑部材３７が配置されている。ここで、平滑部材３７は第一本体１９または蓋部２１に一体形成されてもよい。また、平滑部材３７の管体１３と接触する部分の形状は、管体１３内の流路１２の開閉を阻害しない限り特に限定されない。

図３、４に示すように、管体１３は、内部管体７０と、内部管体７０の両端に接続される二つの接続部管体７１と、を有する。さらに、図３〜６に示すように、管体１３は第一本体１９と蓋部２１に挟持固定されている。すなわち、管体１３はバルブ本体１１に囲繞されており、さらに具体的には、内部管体７０はバルブ本体１１に囲繞されている。管体１３が配置される管体受容部２８の弁室３０の近傍部には、管体１３の内部管体７０の外周面に当接して、内部管体７０を支持する内側支持部３１が設けられている。また、管体受容部２８の両端部には、管体１３の接続部管体７１の外周面に当接して、接続部管体７１を支持する外側支持部３２が設けられている。さらに、管体受容部２８の両端部には、後述する接続部管体７１の鍔部７３に対応する形状を有する溝３３ａが形成されている。溝３３ａは、蓋部２１の第一本体１９と対面する面に形成された同形状の溝３３ｂとともに、接続部管体７１の鍔部７３を受容する鍔受部３４を形成する。溝２７ａの接続部管体７１と内部管体７０が重なり合って配置される部分には複数の突条３５ａが形成されている。突条３５ａは、蓋部２１の第一本体１９と対面する面に形成された同形状の突条３５ｂとともに、複数の環状突条３６を形成する。第一本体１９には、ピンチバルブ２の背面をパネルなどに固定するために、正面から背面にかけて貫通孔が形成されている。

図２〜４に示すように、第二本体２０は平坦部４０とブロック部４１とを有している。平坦部４０には後述する開度センサ４６を支持するセンサ支持部４２と、回転型電動機１７のモータシャフト８０を支持するモータシャフト支持部４３が配置されている。また、第二本体２０の中央部には、上下方向に延在する弁軸１５が挿通されている貫通孔４４が形成され、ブロック部４１の平坦部４０側の側面には凹部４５が形成されている。貫通孔４４と凹部４５は連続的に形成されているとともに、弁軸１５の軸部６０の断面形状に合わせて形成されている。第二本体２０には、ピンチバルブ２の背面をパネルなどに固定するために、正面から背面にかけて貫通孔が形成されている。

図２に示すように、蓋部２１は、第一本体１９に位置決めされた状態で固定されている。図５に示すように、蓋部２１の第一本体１９と対面する面には、溝２７ｂ、凹部２９ｂ、溝３３ｂ、突条３５ｂが形成され、それぞれ、第一本体１９の溝２７ａ、凹部２９ａ、溝３３ａ、突条３５ａとともに管体受容部２８、弁室３０、鍔受部３４、環状突条３６を形成している。蓋部２１の凹部２９ｂの上側には切欠５１が形成され、切欠５１は弁軸１５の軸部６０の断面形状に合わせて形成されている。蓋部２１には、ピンチバルブ２の背面をパネルなどに固定するために、正面から背面にかけてピンチバルブ２をパネルに固定するための貫通孔が形成されている。ここで、蓋部２１の第一本体１９への固定方法は、蓋部２１が第一本体１９に着脱自在に接合されていれば特に限定されない。例えば、ボルトによる固定方法、嵌合などのようにボルトを使用しない固定方法などが挙げられる。また、蓋部２１を第一本体１９から取り外した後に紛失しないように、蓋部２１と第一本体１９とを蝶番などで連結してもよい。

弁軸１５は第一の実施形態ではＳＵＳ製であり、図３、４に示すように、挟圧子１４と軸部６０と当接部材６１とを有する。軸部６０は断面矩形状に形成されている。挟圧子１４は軸部６０の下端部に設けられ、流路軸線方向に直交する方向に長手方向を有する断面矩形状に形成されている。挟圧子１４の流路軸線方向の幅は基端では軸部６０と同じ幅であり、流路軸線方向に直交する方向の幅は軸部６０よりも大きく形成されている。挟圧子１４の上面と第二本体２０の下面とでバネ２４を挟持している。挟圧子１４の先端部は、流路軸線方向の両端角部に傾斜面を付した先細り形状に形成されており、管体１３を押圧する部分は曲面で形成されている。当接部材６１は軸部６０の上端部にボルト等の締結手段によって固定されている。また、当接部材６１はベアリングであり、ベアリングの回転軸が軸部６０と直交するように設けられている。弁軸１５の軸部６０は第二本体２０の貫通孔４４と凹部４５に軸支され、挟圧子１４は第一本体１９の貫通孔２６および蓋部２１の切欠５１に軸支されているので、挟圧子１４が上下動するときに、弁軸１５が傾くことを防ぐことができる。

第一の実施の形態において、内部管体７０はシリコンゴムから形成され、接続部管体７１はＰＰから形成されている。接続部管体７１はピンチバルブ２の外部の配管と接続される外側接続部７２と、外形が矩形板状に形成された鍔部７３と、内部管体７０の端部に水密状態で挿入される内側接続部７４とを有する。外側接続部７２はワンタッチ継手から形成されている。管体１３は管体受容部２８に配置されるとともに、第一本体１９と蓋部２１との間に挟持固定されている。このとき、内部管体７０は内側支持部３１に当接し支持されている。そのため、管体１３内にウォーターハンマなどの過剰な圧力が生じても、内部管体７０の膨張を抑えることができ、内部管体７０が破裂するのを防ぐことができる。内側支持部３１の弁室３０に相当する部分については、特に流路１２が閉止された状況において内部管体７０の膨張を抑えることができるように弁室３０の大きさを設計している。接続部管体７１は外側支持部３２に当接し支持されているので、接続部管体７１の機械的強度を補強することができる。内側接続部７４の外周面には環状突条７５が形成されている。環状突条７５は、管体１３が管体受容部２８に配置されたときに、管体受容部２８の複数の環状突条３６の間に位置するように形成されている。環状突条３６、７５は内部管体７０をそれぞれ押圧し、内部管体７０と接続部管体７１との間の水密性を向上させるとともに、管体１３内を流れる流体の圧力によって内部管体７０が内側接続部７４から抜けることを防いでいる。

図３、４に示すように、駆動部１６はモータシャフト８０を備える回転型電動機１７と伝達部材１８を有する。第一の実施の形態では、回転型電動機１７は電動であり、モータシャフト８０を所定のトルクで回転させる。モータシャフト８０の端部には回転型電動機１７の動力を弁軸１５に伝える伝達部材１８が接合されている。伝達部材１８は第一の実施形態ではＳＵＳ製であり、モータシャフト８０が貫通している。伝達部材１８はカム部８１と円筒部８２を有し、カム部８１は円筒部８２の先端部に一体的に形成されている。モータシャフト８０は伝達部材１８を介してモータシャフト支持部４３に支持されている。回転型電動機１７は、回転型電動機１７とモータシャフト８０が流路軸線方向に沿って配置されるように、取り付け板２２を介して第一本体１９に位置決めされた状態で固定されている。取り付け板２２にはセンサ支持部４２が位置決めされた状態で固定されている。センサ支持部４２には、開度センサ４６であるリミットスイッチが装着されている。伝達部材１８の円筒部８２は概ね円筒形状であるが、開度センサ４６を作用させるための面取り部８３が形成されている。これにより、伝達部材１８が回転し、開度センサ４６が面取り部８３に当接すると、開度センサ４６は当接部材６１が伝達部材１８上の所定の位置に到達したことを検出する。面取り部８３は円筒部８２の同一円周上に二か所設けられ、開度センサ４６が面取り部８３に当接することによって、当接部材６１が伝達部材１８上の全開位置Ｐ、原点位置Ｒに到達したことをそれぞれ検出する（ここで図２において、原点位置Ｒを検出するための面取り部は図示しない。）。ここで、回転型電動機１７のバルブ本体１１への取り付け方向は特に限定されないが、回転型電動機１７とモータシャフト８０とを流路軸線方向に沿って配置すると、バルブ本体１１の蓋部２１側に回転型電動機１７が突出することがなく、ケーシング５を薄くすることができる。

カム部８１は、大小二つの略半円形状の板を互いの曲面が繋がるように結合した板カムであり、ここでは大きい略半円形状の部分を第一半円形部８４と、小さい略半円形状の部分を第二半円形部８５とを含む。第二半円形部８５の弦は第一半円形部８４の弦に接するとともに、これら半円形部８４、８５の中心点はモータシャフト８０の中心軸上に配置されている。また、第二半円形部８５の半径は円筒部８２よりも小さく形成されている。その結果、カム部８１の第一半円形部８４の周側面は当接部材６１に当接するが、第二半円形部８５の周側面は当接部材６１と離間する。伝達部材１８の外周には全開位置Ｐ、全閉位置Ｑ、原点位置Ｒが存在する。全開位置Ｐとは、ピンチバルブ２が全開状態のときに、伝達部材１８と当接部材６１が当接している伝達部材１８上の位置である（図８Ａ参照）。全開位置Ｐは開度センサ４６によって検出される。全閉位置Ｑとは、ピンチバルブ２が全閉状態のときに、モータシャフト８０の中心軸と当接部材６１との間の距離が最短距離になる、当接部材６１が対向する伝達部材１８上の位置であり、かつ最も全開位置Ｐに近い位置である（図８Ｂ参照）。すなわち、ピンチバルブ２が全開状態から全閉状態になった直後の位置である。原点位置Ｒとは、全閉位置Ｑから全開位置Ｐとは周方向反対側に更に移動した点である（図８Ｃ参照）。上述のように、原点位置Ｒは開度センサ４６によって検出される。全閉位置Ｑから更に移動した点に原点位置Ｒを設けることによって、ピンチバルブ２が確実に全閉状態になったことを検出することができる。ここで、伝達部材１８の周方向領域を、流路１２を全閉状態から全開状態にする開工程において弁軸１５に作用する第一領域と、流路１２を全開状態から全閉状態にする閉工程において弁軸１５に作用する第二領域と、に区分する。このとき、第一領域は原点位置Ｒから全開位置Ｐまでの部分であり、第二領域は全開位置Ｐから原点位置Ｒまでの部分である。

第一領域は主に第一半円形部８４から形成され、曲率が第二半円形部８５の曲率から第一半円形部８４の曲率へと徐々に変化する曲率移行部分８７を含む。曲率移行部分８７の曲率半径は原点位置Ｒから全開位置Ｐに近づくにつれて大きくなっている。第一領域では、ピンチバルブ２の開度が大きくなるにつれてカム部８１と当接部材６１との当接点がモータシャフト８０の中心軸から離れ、全開状態のときにモータシャフト８０から最も離れるように設計されている（図８Ｄ、図８Ａ参照）。また、第二領域は直線部分８６を含んでおり、第二領域の全開位置Ｐから全閉位置Ｑまでの部分はほとんどが直線部分８６で形成されている。第二領域の全開位置Ｐから全閉位置Ｑまでの部分を直線形状で形成することによって、伝達部材１８のわずかな回転でカム部８１の当接部材６１と対向する部分を第一半円形部８４から第二半円形部８５に移行させることができる。その結果、バネ２４によって付勢された挟圧子１４を瞬間的に管体１３側に下降させることができるので、瞬間的に流路１２を閉止することができる。また、全閉状態では、当接部材６１は伝達部材１８から離間している。伝達部材１８と当接部材６１すなわち弁軸１５とが離間することによって、バネ２４によって挟圧子１４を効果的に付勢することができ、さらには挟圧子１４によって内部管体７０を効果的に押圧することができ、流路１２を確実に閉止することができる。全閉位置Ｑから原点位置Ｒまでの間では、全閉位置Ｑと同様にピンチバルブ２を全閉状態に維持している。

第一の実施の形態では、駆動部１６が回転型電動機１７を備えているが、モータシャフトを前後に進退させる直線型電動機でもよく、特に限定されない。また、第一の実施の形態では、カム部８１を有する伝達部材１８を用いているが、伝達部材１８の構成および形状は、回転型電動機１７の動力を弁軸１５に伝達し挟圧子１４を上下動させることができればよく、特に限定されない。

第一の実施の形態において、計測器４は光センサであり、投光素子と受光素子と信号処理部を備えるものを用いている。計測器４は、投光素子は配管６の外側に配され、受光素子は投光素子の発する光を受光するために投光素子に対向した配管６外側に配され、信号処理部が受光素子の受光量レベルによって配管６内を流通する流体、気泡若しくは異物の有無、配管６自体の汚れの有無、又はこれらの組合せの有無等を検知するものである。第一の実施の形態では、主に、流体や気泡、異物の有無を検出している。

本発明において、計測器４は配管６を流れる流体の特性を計測し、特性の計測値を電気信号に変換して出力することができれば、どのような計測器４でもよく、特に限定されない。流体の特性としては、例えば、圧力、流量、温度、粘度、色度、濃度、電気伝導度、ｐＨ、異物（パーティクルや気泡、凝集物など）の有無、流体の有無、配管６を流れる流体が混合流体であれば混合の程度、などが挙げられる。計測器４としては、所望の流体の特性を測定することができれば、どのような計測器４でもよく、特に限定されることはない。ここで、計測器４としては、流体が流動性食品や飲料などのように、接液部の洗浄が適宜必要な場合は、配管６の外側から非接触で流体の特性を測定できるものが好適であり、例えば、光センサ、近赤外線センサ、超音波センサ、静電容量センサなどが挙げられる。

第一の実施の形態において、制御部３は計測器４から出力された電気信号に基づいてピンチバルブ２の開度を制御する。第一の実施の形態では、主に、計測器４が流体や気泡、異物の混入を検知し、制御部３に電気信号を出力したときに、ピンチバルブ２を全開状態から全閉状態にするように電気信号を駆動部１６に出力する。また、計測器４から出力された電気信号に基づいて、ピンチバルブ２の開度をフィードバック制御してもよい。

次に、第一の実施の形態に係る流体制御装置１の主要な作用について説明する。

図１に示すように、加圧容器８（例えば、ビールタンク。）に充填された流体（例えば、生ビール）は外部配管から流体制御装置１内の配管６に流入する。そして、流体は配管６の途中に配置された計測器４および全開状態にあるピンチバルブ２を通過した後、流体制御装置１外へ流出し、流体供給装置（例えば、ビールサーバ。図示せず。）に流入する。

ここで、本発明において、図１〜８に示されるように、管体１３は、内部管体７０の外周面が内側支持部３１に支持され、接続部管体７１の外周面が外側支持部３２に支持されている。内部管体７０は弾性を有する材質で形成されているが、内側支持部３１に支持されているので、過剰な内圧がかかっても、内部管体７０が膨張し破裂することを防止することができる。また、接続部管体７１の環状突条７５は、管体１３が管体受容部２８に配置されたときに、管体受容部２８の複数の環状突条３６の間に位置するように形成されている。環状突条３６、７５は内部管体７０をそれぞれ押圧し、内部管体７０と接続部管体７１との間の水密性を向上させるとともに、管体１３を流れる流体の圧力によって内部管体７０が内側接続部７４から抜けることを防いでいる。

ここで、加圧容器８内の流体が無くなったり、流体中に異物（例えば、泡）が発生したりすると、流体の有無や異物の混入の状態に応じて計測器４の受光素子の受光量の測定値が変化する。受光量の測定値が予め設定された値に達すると、計測器４が流体の有無や異物の混入を検知し、電気信号として制御部３に出力する。制御部３は計測器４からの電気信号に基づいて、ピンチバルブ２を全開状態から全閉状態にするように電気信号を駆動部１６に出力する。

全開状態のピンチバルブ２では、伝達部材１８のカム部８１は当接部材６１に当接し、当接部材６１を持ち上げている。また、挟圧子１４は当接部材６１に連動して持ち上げられ、管体１３から離間している。このとき、バネ２４は挟圧子１４と第二本体２０とによって圧縮されている。ピンチバルブ２が全開状態であることは、開度センサ４６が円筒部８２の一方の面取り部８３に当接することによって検出されている。

制御部３からの電気信号が駆動部１６に伝わり、回転型電動機１７が作動すると、モータシャフト８０が回転する。モータシャフト８０が回転することによって、モータシャフト８０に連結されている伝達部材１８がモータシャフト８０と同じ回転速度で回転する。伝達部材１８が回転すると、伝達部材１８と当接部材６１との当接部が全開位置Ｐから外れ、さらに回転すると、伝達部材１８が当接部材６１から離間する。伝達部材１８が当接部材６１から離間すると、当接部材６１は伝達部材１８に支持されなくなる。このとき、バネ２４は、バネ２４を圧縮していた力から解放され、挟圧子１４を管体１３方向に付勢する。バネ２４によって付勢された挟圧子１４は管体１３を押圧し、管体１３の内周面を密着させて流路１２を閉止して、ピンチバルブ２が全閉状態となる。このとき、当接部材６１は伝達部材１８の全閉位置Ｑに位置している。ここで、全閉状態では、当接部材６１と伝達部材１８は離間しているので、回転型電動機１７の動力は当接部材６１に伝達されていない。すなわち、挟圧子１４を管体１３方向に駆動しているのはバネ２４のみであるので、バネ２４の復元力を効果的に管体１３に作用させることができ、流路１２を確実に閉止することができる。さらにモータシャフト８０が回転すると当接部材６１は伝達部材１８の原点位置Ｒに位置する。第一の実施の形態において、ピンチバルブ２が全閉状態であり、かつ、当接部材６１が原点位置Ｒに位置していることは、開度センサ４６が円筒部８２の他方の面取り部（図示せず）に当接することによって検出されている。なお、当接部材６１が原点位置Ｒに位置していることが検出されると、回転型電動機１７の作動が停止する。

第一の実施の形態では、付勢体であるバネ２４を用いて流路１２を閉止しているので、瞬間的かつ十分な押圧力で流路１２を閉止することができる。また、伝達部材１８のカム部８１における全開位置Ｐから全閉位置Ｑまでの部分を直線部分８６で形成することによって、計測器４が流体の有無や異物の混入などの異常を検知したらすぐに流路１２を閉止することができるので、計測器４とピンチバルブ２との間隔を狭くすることができ、流体制御装置１をコンパクトにすることができる。特に、加圧容器８内の流体が生ビールなどの炭酸飲料であるときは、加圧容器８が空になるときに、加圧容器８から多量の泡が生じ配管６に移送される。泡が流体制御装置１を通過し、ビールサーバなどの流体供給装置から容器に注がれると、容器内が泡だらけになり、注がれたビールは廃棄される。従って、流路１２を瞬間的に閉止することによって、多量の泡が流体制御装置１を通過することを防ぐことができ、効率的に生ビールなどの炭酸飲料を注ぐことができる。

ピンチバルブ２が全閉状態になった後、加圧容器８を交換するなどして計測器４が検出した異常の原因が除去されると、ピンチバルブ２を全閉状態から全開状態にするために、手動スイッチ７から制御部３に電気信号を入力することができる。制御部３は手動スイッチ７からの電気信号に基づいて、ピンチバルブ２の開度を全閉状態から全開状態にするように電気信号を駆動部１６に出力する。

ここで、加圧容器８がビールタンクのように内圧がかけられている場合は、空の加圧容器８を新しい加圧容器８に交換するときに、加圧容器８の内圧が流体制御装置１にかかるので、流体制御装置１にかかる圧力が瞬間的に通常よりも高くなる。このとき、ピンチバルブ２にも瞬間的に通常よりも高い圧力がかかるが、管体１３は内側支持部３１と外側支持部３２に支持されているので、破裂することを防止することができる。

制御部３からの電気信号が駆動部１６に伝わり、回転型電動機１７が作動すると、モータシャフト８０とともに伝達部材１８が回転する。伝達部材１８が回転すると、伝達部材１８が当接部材６１に当接する。伝達部材１８がさらに回転すると、第一領域上に位置する伝達部材１８と当接部材６１との当接部がモータシャフト８０の中心軸から遠ざかるように移動し、当接部材６１が持ち上げられる。このとき、当接部材６１に連動して挟圧子１４が持ち上げられ、挟圧子１４はバネ２４を圧縮させながら管体１３から離間する方向に移動する。伝達部材１８がさらに回転すると、伝達部材１８と当接部材６１との当接部が全開位置Ｐに到達する。このとき、当接部材６１が伝達部材１８上の全開位置Ｐに到達したことを開度センサ４６が検出すると、制御部３に電気信号が出力される。制御部３は開度センサ４６からの電気信号に基づいて、回転型電動機１７の作動を停止させ、ピンチバルブ２が全開状態となる。

挟圧子１４が管体１３から離間する方向に移動すると、管体１３は挟圧子１４の移動に伴って元の形状に復元し始め、全開状態では管体１３の流路断面形状は円形状となる。ここで、管体１３は流体制御装置１内の配管６から独立しているので、管体１３として最適な材質を選択することができ、内部管体７０であれば、押圧力を解除したときに元の形状に復元しやすい材質を選択することができる。本発明において、流体制御装置１内における流体の流通の開放または遮断はピンチバルブ２で行っているので、流体の流通の開放または遮断を行う部分である内部管体７０を、弾性を有する材質で形成することができる。そのため、ピンチバルブ２が全開状態にあるときは、流体制御装置１内の配管６および管体１３の流路断面形状が同一内径の円形状に維持することができる。配管６および管体１３の流路断面形状が同一内径の円形状に維持されると、配管６および管体１３に清掃用スポンジを通したときに、くまなく清掃用スポンジと配管６および管体１３の内周面が接触することから、配管６および管体１３の内周面の汚れや菌の除去を効果的に行うことができる。

第一の実施の形態では、ピンチバルブ２を開放および閉止する手段に圧縮空気駆動手段を用いていないので、圧縮空気供給源を必要とせず、幅広い場所で使用することができる。特に、加圧容器８内の流体が生ビールなどの炭酸飲料であるときは、流体制御装置１は飲食店で使用されることが多くなる。従って、流体制御装置１の動作に圧縮空気供給源を必要としないことにより、幅広い場所で使用することができるだけでなく、安全性を向上させることができる。本発明において、流体制御装置１内における流体の流通の開放または遮断はピンチバルブ２で行っているので、流体の流通の開放または遮断を行う機構をコンパクトにすることができ、流体制御装置１をコンパクトにすることができる。第一の実施の形態では、伝達部材１８に第一領域、第二領域が設けられ、第二領域の多くは伝達部材１８が当接部材６１に当接しないが、第一領域、第二領域の全領域が当接部材６１に当接するようにしてもよい。このような場合は、第一領域、第二領域の形状を調整することによって、開工程に要する時間、閉工程に要する時間を自由に調整することができる。第一の実施の形態では、上述のように流路１２は瞬間的に閉止されるので、閉工程に要する時間が開工程に要する時間よりも短いということができる。

次に、第一の実施の形態に係るピンチバルブ２の管体１３の交換方法について図５〜７を参照して説明する。第一の実施の形態においては、内部管体７０が交換対象となる。まず、内部管体７０をピンチバルブ２から外す工程について説明する。図５に示すように、バルブ本体１１に弁軸１５および駆動部１６が装着された状態で、蓋部２１が第一本体１９から外される。このとき、管体１３の全体が露出するので、ピンチバルブ２を分解することなく、蓋部２１を外すだけで、管体１３の交換作業をすることができる。また、ピンチバルブ２のパネル取り付け方向から管体１３を視認することができるので、管体１３の交換作業が容易になる。次に、図６に示すように、管体１３が第一本体１９から外され、更に、図７に示すように、内部管体７０が接続部管体７１から外される。

次に、新しい内部管体７０をピンチバルブ２に装着する工程について説明する。新しい内部管体７０をピンチバルブ２に装着する工程は、内部管体７０をピンチバルブ２から外す工程と逆の順序で行う。まず、図６に示すように、内側接続部７４を内部管体７０に端部から挿入する。このとき、内部管体７０の端部が鍔部７３に当接するように挿入する。次に、図５に示すように、管体１３が第一本体１９に装着される。このとき、管体１３は鍔部７３が鍔受部３４に嵌挿されることによって位置決めされている。最後に、蓋部２１が第一本体１９に装着され、管体１３の交換作業が完了する。このとき、第一本体１９に形成された凸部３８と、蓋部２１に形成された凹部５０によって蓋部２１が位置決めされるため、蓋部２１の着脱が容易になる。

第一の実施の形態では、鍔部７３と鍔受部３４が矩形に形成されている。鍔部７３と鍔受部３４を矩形にすることによって、管体１３をしっかりと位置決めすることができる。また、鍔部７３の少なくとも一方を円形状に形成してもよい。鍔部７３を円形状にすることによって、鍔部７３を鍔受部３４に嵌挿するときに、両方の鍔部の周方向位置を合わせることができ、内部管体７０が捩れた状態で第一本体１９に装着されることを防ぐことができる。

本発明において、管体１３は流体制御装置１内の配管６と独立かつ交換可能に配置されているので、管体１３の内周面に許容できない損耗や汚れなどが生じても、管体１３のみを交換するだけで、継続してピンチバルブ２を使用することができる。更に、第一の実施の形態では、内部管体７０のみを交換することができるので、交換部品の量や費用を抑えることができ、高性能高価格な内部管体７０でも選択しやすくなる。また、交換部品が管体１３のみであるので、交換部品が嵩張らず管理が容易である。また、第一の実施の形態では、管体１３が内部管体７０と接続部管体７１とに分かれているので、内部管体７０と接続部管体７１とで異なる材質や形状などを選択することができる。すなわち、内部管体７０は、流路１２を流れる流体への耐薬品性や溶出性の他に、流路１２を開閉するときのシール性や流路形状の復元性、変形耐久性などに優れた材質や形状などを適宜選択することができる。また、接続部管体７１は、流路１２を流れる流体への耐薬品性や溶出性の他に、強度やピンチバルブ２の上流側または下流側の配管との接続のし易さ、などに優れた材質や形状などを適宜選択することができる。

―第二の実施の形態―
以下、図９〜１１を参照して、本発明による流体制御装置１の第二の実施の形態について説明する。図９は本発明の第二の実施の形態に係る流体制御装置の概略構成図である。図１０は本発明の第二の実施の形態に使用されるピンチバルブ２の全開状態を示す縦断面図である。図１１は本発明の第二の実施の形態に使用されるピンチバルブ２の全閉状態を示す縦断面図である。第二の実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、主に、複数のピンチバルブ２、２’が配置されたこととピンチバルブ２、２’の構成である。なお、図９〜１１では第一の実施の形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図１〜８と同一の符号を付し、以下では第一の実施の形態との相違点を主に説明する。

第二の実施の形態に係る流体制御装置１は、２つのピンチバルブ２、２’と、制御部３と、計測器４と、ケーシング５と、配管６と、を備えている。当該２つのピンチバルブ２、２’は同一の構成であるので、以下では、一方のピンチバルブ２の構成のみについて説明する。制御部３と計測器４とケーシング５の構成は第一の実施の形態と同様なので、説明を省略する。

第二の実施の形態に使用されるピンチバルブ２は、バルブ本体１１と、管体１３と、挟圧子１４を有する弁軸１５を備えるピストン１２１と、駆動部１６とを有する。

第二の実施の形態において、ピンチバルブ２のバルブ本体１１はＰＰ製である。図１０〜１１に示すように、バルブ本体１１は略四角柱形状に形成されている。バルブ本体１１の上端面には、駆動部１６のシリンダ本体１１１が位置決めされた状態で固定されている。バルブ本体１１には、管体１３を収容する管体受容部１０１が形成されている。管体受容部１０１はバルブ本体１１の一方の側面から他方の側面に直線的に設けられた断面円形状の貫通孔である。管体受容部１０１の両端部は接続部管体７１を受容する部分であり、両端部の内径は接続部管体７１の外径とほぼ同じに形成されている。また、管体受容部１０１の中央部は内部管体７０を受容する部分であり、当該中央部の内径は内部管体７０の外径よりもわずかに大きく形成されている。内部管体７０と管体受容部１０１との間に隙間を形成することによって、管体受容部１０１に内部管体７０を円滑に挿入することができる。また、内部管体７０と管体受容部１０１との間の隙間が存在していても、隙間はわずかであることから、内部管体７０が膨張したときに、内部管体７０の外周面を管体受容部１０１の内周面に当接させることができる。すなわち、内部管体７０が膨張したときに、内部管体７０を管体受容部１０１で支持することができる。バルブ本体１１の上端面中央部には管体受容部１０１に連通する断面矩形状の貫通孔１０２が形成されている。管体１３の延在方向と直交する方向における貫通孔１０２の幅は管体受容部１０１の中央部の内径よりも大きく形成されている。貫通孔１０２は管体受容部１０１の底部と同じ位置まで穿設されている。また、貫通孔１０２は内部管体７０が挟圧子１４に押圧されたときの内部管体７０の変形を許容する。

第二の実施の形態において、ピンチバルブ２の駆動部１６のシリンダ本体１１１はＰＰ製である。図１０〜１１に示すように、シリンダ本体１１１は略四角柱形状に形成されている。シリンダ本体１１１の上部には、円筒状空間を形成するシリンダ部１１２が形成されている。シリンダ本体１１１の上端部には、中央に貫通孔１１３が形成された板状のシリンダ蓋１１４が固定されている。シリンダ本体１１１の下端部にはシリンダ部１１２に連通する断面矩形状の貫通孔１１５が形成されている。貫通孔１１５の上方には、シリンダ部１１２の内周面および底面と、ピストン１２１と一体的に形成されておりかつシリンダ部１１２の内周面と摺接するようにシリンダ部１１２内部に組み込まれた円盤部１２２の下端面とによって第一の空間部１１６が形成されている。さらに、ピストン１２１の上方には、シリンダ部１１２の内周面とシリンダ蓋１１４の下端面とピストン１２１の円盤部１２２の上端面とによって第二の空間部１１７が形成されている。シリンダ本体１１１の周側面には第一の空間部１１６、第二の空間部１１７のそれぞれに連通する空気孔１１８が設けられ、空気孔１１８を介して各空間部１１６、１１７に圧縮空気供給機器（図示せず）から圧縮空気が供給される。

第二の実施の形態において、ピンチバルブ２のピストン１２１はポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと記す）製である。図１０〜１１に示すように、円盤部１２２と弁軸１５を備えている。弁軸１５は上軸部１２３と下軸部１２４とを備えている。円盤部１２２は円盤形状で周側面にＯリングが装着され、シリンダ部１１２の内周面に摺動自在に配置されている。上軸部１２３は円盤部１２２の中央から上方に突出して設けられている。上軸部１２３の上端面には上軸部１２３よりも小径の支持突起１２５が突出して設けられている。支持突起１２５はシリンダ蓋１１４の貫通孔１１３に摺動自在に配置されている。下軸部１２４は円盤部１２２の中央から下方に突出して設けられ、シリンダ本体１１１の下端部に設けられている貫通孔１１５に摺動自在に配置されている。下軸部１２４の下端部は挟圧子１４となる。

第二の実施の形態において、ピンチバルブ２の管体１３は接続部管体７１と内部管体７０とを備えている。接続部管体７１は主にＰＰ製のワンタッチ継手である。接続部管体７１は、一端部には配管６が圧入される受容部を有し、他端部には内部管体７０の開口部に圧入される円筒状の差し込み部を有する。内部管体７０は二層構造であり、第二の実施形態では、内層はパーフロロエラストマーから形成され、外層はフッ素ゴムから形成されている。管体１３はバルブ本体１１の管体受容部１０１の内周面に支持されているので、管体１３に内部流体の圧力がかかっても、管体１３が破裂することを防ぐことができる。また、管体１３は駆動部１６をバルブ本体１１から取り外すことなく交換することができる。例えば、管体１３の内部管体７０を交換するときは、まず、接続部管体７１をバルブ本体１１および内部管体７０から取り外し、次に、内部管体７０を管体受容部１０１から抜き出す。そして、新しい内部管体７０を管体受容部１０１に配置し、次に、内部管体７０の両端部に接続部管体７１を圧入する。

次に、第二の実施の形態に使用されるピンチバルブ２の主要な作用について説明する。図１１に示すように、ピンチバルブが全閉状態において、圧縮空気が空気孔１１８から第一の空間部１１６に供給されると、ピストン１２１が上昇し始める。ピストン１２１の下軸部１２４には挟圧子１４が形成されているので、挟圧子１４はピストン１２１とともに上昇する。挟圧子１４が上昇するにつれて、管体１３にかけられていた押圧力が解放され、管体１３の開口面積が大きくなる。ピストン１２１が上昇して、ピストン１２１の上軸部１２３の上端面がシリンダ蓋１１４の下端面に当接すると、ピストン１２１の上昇が止まり、ピンチバルブ２は図１０に示すような全開状態となる。このとき、管体１３は自己の復元力によって元の形状（全開状態のときの形状）に復元する。

次に、図１０の全開状態において、圧縮空気が空気孔１１８から第二の空間部１１７に供給されると、ピストン１２１が下降し始める。挟圧子１４はピストン１２１とともに下降し、挟圧子１４が下降するにつれて、管体１３に押圧力をかけられ、管体１３の開口面積が小さくなる。ピストン１２１が下降して、内部管体７０が押し潰され、内部管体７０の内周面が互いに密着すると、ピストン１２１の下降が止まり、ピンチバルブ２は図１１に示すような全閉状態となる。

次に、第二の実施の形態に係る流体制御装置１の主要な作用について説明する。図９に示すように、加圧容器８（例えば、液肥貯留タンク）に充填された流体（例えば、液肥）はポンプ９により流体制御装置１に向かって圧送される。流体は流体制御装置１内の配管６に流入し、配置された計測器４および全開状態であるピンチバルブ２を通過して流体制御装置１外に流出し、流体制御装置１の外部に設置された装置（例えば、液肥希釈装置）に流入する。このとき、ピンチバルブ２’は全閉状態にある。

ここで、例えば加圧容器８内の流体が凝集沈降し、流体中に異物が発生すると、流体とともに異物が流体制御装置１内に圧送される。流体中の異物が計測器４を通過すると、計測器４が異物の混入を検知して電気信号として制御部３に出力する。制御部３は計測器４からの電気信号に基づいて、ピンチバルブ２を全開状態から全閉状態にするとともに、ピンチバルブ２’を全閉状態から全開状態にするように電気信号を圧縮空気供給機器（図示せず）に出力する。

ピンチバルブ２が全閉状態となり、ピンチバルブ２‘が全開状態となったことにより、異物を含む流体はピンチバルブ２’を通過して流体制御装置１外に流出し、流体制御装置１の外部に設置された装置（例えば、排液タンク）に流入する。そして、計測器４が異物を検出しない時間が所定時間継続すると、制御部３はピンチバルブ２を全閉状態から全開状態にするとともに、ピンチバルブ２’を全開状態から全閉状態にするように電気信号を圧縮空気供給機器（図示せず）に出力する。このように、ピンチバルブ２、２’を並列に配置すると、ピンチバルブ２を全閉状態にしたときに異物が噛み込むおそれがなく、効果的に異物を排除することができる。

―第三の実施の形態―
以下、図１２〜１４を参照して、本発明による流体制御装置の第三の実施の形態について説明する。図１２は本発明の第三の実施の形態に使用されるピンチバルブ２の全開状態を示す縦断面図である。図１３は本発明の第三の実施の形態に使用されるピンチバルブ２の全閉状態を示す縦断面図である。図１４は本発明の第三の実施の形態に使用されるピンチバルブ２の部分分解斜視図である。第三の実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、主に、ピンチバルブ２の構成である。第三の実施の形態において、ピンチバルブ２以外の流体制御装置の構成は第一の実施の形態と同様であるので、流体制御装置の説明は省略する。なお、図１２〜１４では第一の実施の形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図１〜８と同一の符号を付し、以下では流体制御装置に使用されるピンチバルブ２における第一の実施の形態との相違点を主に説明する。

第三の実施の形態に使用されるピンチバルブ２は、バルブ本体１１と、内部に流路１２を有する管体１３と、挟圧子１４を有する弁軸１５と、駆動部１６と、を有する。第三の実施の形態では、ピンチバルブ２は駆動部１６の後述する操作レバー２１２を揺動させることによって、操作レバー２１２に連結された弁軸１５を上下動させ流路１２の開閉を行う。

第三の実施の形態において、ピンチバルブ２のバルブ本体１１はＰＰ製である。図１２〜１４に示すように、バルブ本体１１は略四角柱形状に形成されている。バルブ本体１１は本体部２０１、蓋部２１と、を備えている。第三の実施の形態では、本体部２０１が主本体１１ａとなり、蓋部２１が副本体１１ｂとなる。蓋部２１は本体部２０１に着脱自在に固定されている。

本体部２０１の上面には、ボンネット２０２が位置決めされた状態で固定されている。また、本体部２０１の正面には蓋部２１が固定されている。本体部２０１の上部には断面矩形状の貫通孔２０４が形成されている。本体部２０１の正面には蓋部２１を受容する蓋部受容部２３が形成されている。蓋部受容部２３には断面半円形状の溝２７ａが形成されている。溝２７ａは蓋部２１に形成された断面半円形状の溝２７ｂとともに管体受容部２８を形成し、管体受容部２７の内周面は管体１３の内部管体７０を支持する。溝２７ａの中央部には断面矩形状の凹部２９ａが形成されている。凹部２９ａは蓋部２１に形成された断面矩形状の凹部２９ｂとともに弁室３０を形成し、弁室３０は貫通孔２０４と連通している。管体受容部２８の両端は円錐台形状の貫通孔２０３に連通している。それぞれの貫通孔２０３には接続部管体７１が配置されている。接続部管体７１は本体部２０１に溶着され、一端には流体制御装置の配管が接続され、他端には内部管体７０が接続される。

第三の実施の形態において、ボンネット２０２はＰＰ製である。図１２、１３に示すように、ボンネット２０２は略四角柱形状に形成されている。ボンネット２０２の内部には円筒状空間が形成されており、当該円筒状空間は弾性体受容部２５となる。ボンネット２０２の上部中央には断面矩形状の貫通孔２０５が形成されている。貫通孔２０５は弾性体受容部２５に連通している。ボンネット２０２の側面には、直線型電動機２０９を取り付ける取り付け板２２が位置決めされた状態で固定されている。取り付け板２２には後述する操作レバー２１２の状態を検知する光センサ２１１が装着されている。

第三の実施の形態において、弁軸１５はＳＵＳ製である。図１２、１３に示すように、弁軸１５は上軸部２０６と、下軸部２０７と、円盤部２０８と、を備えている。上軸部２０６は断面矩形状であり、円盤部２０８の中央からボンネット２０２の外部にかけて突出して設けられている。上軸部２０６の上端部には後述する操作レバー２１２が装着されている。下軸部２０７断面矩形状であり、円盤部２０８の中央から下方に突出して設けられている。下軸部２０７の下端部は挟圧子１４となる。円盤部２０８は円盤形状であり、弾性体受容部２５の内周面に摺動自在に配置されている。円盤部２０８の上面とボンネット２０２の弾性体受容部２５の天井面との間には、は挟圧子１４を管体１３方向に付勢するバネ２４が挟持されている。

図１２、１３に示すように、ピンチバルブ２の管体１３は接続部管体７１と内部管体７０とを備えている。第三の実施の形態では、接続部管体７１は本体部２０１の貫通孔２０３に溶着されており、内部管体７０はシリコンゴム製である。内部管体７０の両端部は接続部管体７１に着脱可能に接続されている。内部管体７０は本体部２０１の管体受容部２８の内周面に支持されているので、内部管体７０に過剰な圧力がかかっても、内部管体７０が破裂することを防ぐことができる。内部管体７０を交換するときは、まず、主本体１１ａである本体部２０１から副本体１１ｂである蓋部２１を取り外し、内部管体７０を露出させる。次に、内部管体７０を屈曲させながら、内部管体７０の両端部を接続部管体７１から順番に取り外す。そして、新しい内部管体７０の両端部を順番に接続部管体７１に装着する。最後に、本体部２０１に蓋部２１を装着する。

図１２、１３に示すように、ピンチバルブ２の駆動部１６は操作レバー２１２と直線型電動機２０９とを備える。第三の実施の形態では、操作レバー２１２はＰＶＤＦ製である。操作レバー２１２の一端部には取手部２１３が形成され、他端部には切欠部２１４が形成されている。切欠部２１４において、操作レバー２１２と上軸部２０６の上端部とがピンによって連結されている。操作レバー２１２を弁軸１５の軸線方向に揺動すると、弁軸１５が上方に持ち上げられ、操作レバー２１２が弁軸１５の軸線方向と平行に延在するように起こされると流路１２が開放される（図１２）。操作レバー２１２を管体１３の軸線方向に揺動すると、弁軸１５がバネ２４によって押し下げられ、操作レバー２１２が管体１３の軸線方向と平行に延在するように倒されると流路１２が閉止される（図１３）。直線型電動機２０９はロッド２１０の伸縮方向が管体１３の軸線方向となるように取り付け板２２に位置決めされた状態で固定されている。

次に、第三の実施の形態において、ピンチバルブ２の主要な作用について説明する。図１３に示すように、ピンチバルブ２が全閉状態において、手動により操作レバー２１２を管体１３の軸線方向から弁軸１５の軸線方向に揺動させると、操作レバー２１２の動きに伴って弁軸１５がコイルバネ２４を圧縮させながら上昇する。弁軸１５が上昇すると挟圧子１４も上昇する。操作レバー２１２が弁軸１５の軸線方向と平行に延在するように起こされると弁軸１５の上昇が止まり、ピンチバルブ２は図１２に示すような全開状態となる。このとき、管体１３は自己の復元力によって管体１３の形状を元の形状（全開状態のときの形状）に復元する。

次に、図１２に示すように、ピンチバルブ２が全開状態において、取り付け板２２に装着された光センサ２１１は、操作レバー２１２が弁軸１５の軸線方向に向いていることを検出している。このときに、駆動部１６が流体制御装置の制御部から流路１２を閉止するように電気信号を受けると、直線型電動機２０９はロッド２１０を伸ばし、操作レバー２１２を管体１３の軸線方向に搖動するように付勢する。操作レバー２１２がロッド２１０によって付勢されると圧縮されていたバネ２４が瞬間的に開放され、弁軸１５が管体１３方向に瞬間的に付勢される。弁軸１５が下降すると、弁軸１５に伴って挟圧子１４が下降する。挟圧子１４が下降して、内部管体７０が押し潰され、内部管体７０の内周面が互いに密着すると、弁軸１５の下降が止まり、ピンチバルブ２は図１３に示すような全閉状態となる。そして、光センサ２１１が操作レバー２１２を検出しなくなると、直線型電動機２０９はロッド２１０を内部に収納する。

本発明において、バルブ本体１１、弁軸１５、コイルバネ２４、当接部材６１、伝達部材１８などの各種構成部品は、各種構成部品に求められる特性を満たす材料であれば、金属、プラスチック、ガラス、陶器などの公知の材料を使用することができる。好適な材料としては、ポリビニリデンフルオロライド、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＳＵＳなどが好ましい。また、本発明において、管体１３などの各種構成部品は、各種構成部品に求められる特性を満たす材料であれば、ゴム、プラスチックなどの公知の材料を使用することができる。好適な材料としては、パーフロロエラストマー、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルゴムなどのエラストマーや、ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などのプラスチックなどが挙げられる。

なお、上記の第一の実施の形態〜第三の実施の形態を任意に組み合わせて流体制御装置を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴および機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の流体制御装置に限定されない。

１ 流体制御装置
２、２’ ピンチバルブ
３ 制御部
４ 計測器
８ 加圧容器
１１ バルブ本体
１２ 流路
１３ 管体
１４ 挟圧子
１５ 弁軸
１６ 駆動部
１８ 伝達部材
１９ 第一本体
２０ 第二本体
２１ 蓋部
２４ コイルバネ
３１ 内側支持部
３２ 外側支持部
４６ 開度センサ
６１ 当接部材
８１ カム部
８２ 円筒部
Ｐ 全開位置
Ｑ 全閉位置
Ｒ 原点位置

Claims (7)

1. 加圧された流体の流れを制御する流体制御装置であって、
   前記流体制御装置内に配置され前記流体が流れる配管と、
   前記配管に接続されたピンチバルブと、
   前記配管を流れる前記流体の特性を計測し、前記特性の計測値を電気信号に変換して出力する計測器と、
   前記計測器からの電気信号に基づいて前記ピンチバルブの開度を制御する制御部と、
   を備える流体制御装置において、
   前記ピンチバルブが、
   バルブ本体と、
   前記バルブ本体の内部に配置され内部に流路を形成する管体と、
   前記管体を径方向に押圧しまたは押圧を解除して変形させて前記流路を開閉させる挟圧子と、
   前記バルブ本体に装着され前記挟圧子を駆動する駆動部と、
   を備え、
   前記管体は、
   前記配管と接続する接続部管体と、
   両端に前記接続部管体が接続され前記挟圧子により前記流路を開閉可能な内部管体と、
   を備え、
   前記内部管体は弾性を有し、
   少なくとも前記内部管体がバルブ本体に囲繞されていることを特徴とする、
   流体制御装置。
2. 少なくとも前記内部管体が、前記駆動部が装着された状態にある前記バルブ本体から単体で着脱自在に配置されていることを特徴とする、
   請求項１に記載の流体制御装置。
3. 前記バルブ本体は、
   前記駆動部が装着される主本体と、
   前記駆動部が前記主本体に装着された状態で、前記主本体に着脱自在に装着された副本体と、
   を備え、
   前記副本体を前記主本体から取り外したときに、前記内部管体が露出することを特徴とする、
   請求項２に記載の流体制御装置。
4. 前記ピンチバルブにおいて、
   前記駆動部が電気駆動手段であり、
   前記挟圧子を前記流路を閉止する方向に付勢する弾性体を有し、
   前記流路を全開状態から全閉状態にする閉工程に要する時間が、前記流路を全閉状態から全開状態にする開工程に要する時間よりも短いことを特徴とする、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の流体制御装置。
5. 前記電気駆動手段が、回転型電動機であり、
   前記回転型電動機は、前記回転型電動機の動力を出力するモータシャフトと、
   前記モータシャフトに連結され、前記挟圧子を備える弁軸に前記回転型電動機の動力を伝達する伝達部材を備え、
   全閉状態において、前記伝達部材と前記弁軸とが離間していることを特徴とする、
   請求項４に記載の流体制御装置。
6. 前記計測器が前記配管の外部に設けられていることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の流体制御装置。
7. 前記流体が加圧容器に充填された炭酸飲料であることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の流体制御装置。

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