JP6006206B2 - 可撓性の管を受容する複数部片のバルブ本体を有するピンチバルブ - Google Patents

Description

本開示は、概して、流体バルブに関し、より詳細には、可撓性の管を受容する複数部片のバルブ本体を有するピンチバルブに関する。

（例えば、バイオリアクタ業界の）バイオプロセスシステムまたはバイオマニュファクチャリングシステムにおいて、緩衝液または媒体（例えば、生物流体）を収容および移送する使い捨ての流体システムを通るプロセス流体の流量を制御するために、通常、ピンチバルブが使用されている。バイオマニュファクチャリングは、例えば、バッチプロセス中に流体を移送するために、例えば、典型的には、使い捨ての収容手段（例えば、プラスチック製の袋）および使い捨ての流体の流導管（例えば、プラスチック／可撓性の管）の使用を伴う。

ピンチバルブは、典型的には、バルブステム（例えば、摺動式ステム）を有し、そのバルブステムは、プロセス流体がその中を流動する可撓性の管に対して流量制御部材（例えば、バルブプラグまたはプランジャ）を移動させる。流量制御部材は、可撓性の管中を通って流体が流動するのを防止するように流量制御部材が可撓性の管を曲げるかまたは変形させる（例えば、つまむ）閉位置と、流体が可撓性の管中を通る流動を許可するように可撓性の流体管を解放した開位置との間を移動する。このようにして、ピンチバルブは、可撓性の管中を流動するプロセス流体に触れることなく閉止制御する。

典型的には、既知のピンチバルブはアクチュエータ（例えば、ソレノイドアクチュエータ）を含み、そのアクチュエータは、ｏｎ／ｏｆｆを行うために開位置と閉位置との間で流量制御部材を移動させるように手動で動作する。しかし、既知のピンチバルブの多くは、ピンチバルブのバルブ本体内に配設された可撓性の管に係合するかまたはそれを維持するのに十分なクランプ留めの力を与えない。クランプ留めの力が不十分であると、可撓性の管が軸方向にピンチバルブの本体に対して摺動するか、シフトするか、または別法で移動する可能性がある。バルブ本体に対するこうした移動により、ｏｎ／ｏｆｆを行うためのピンチバルブの十分な閉止が欠如し、それにより、ピンチバルブが閉位置にあるときに可撓性の管中を通る流体の漏出が可能になる虞がある。

一例では、例示的なピンチバルブが、第１の凹所を有する第１の本体部分と、第２の凹所を有する第２の本体部分を含む。第１の本体部分は第２の本体部分に対して移動可能である。第１の凹所および第２の凹所は、第１の本体部分が第２の本体部分に接続されているときに可撓性の管を受容するように通路を画定し、その通路は、可撓性の管が第１および第２の本体部分に対して軸方向に移動するのを防止するように可撓性の管を維持するためのものである。

別の例では、例示的なピンチバルブが、ヨークを介してアクチュエータに接続された第１の端部と、第１の端部の反対の上側バルブ本体の第２の端部に対して窪んでいる第１の湾曲した面とを有する、上側バルブ本体を含む。下側バルブ本体が、下側バルブ本体の第１の端部に対して窪んでおり上側バルブ本体の第２の端部に隣接して配置された第２の湾曲した面を含む。その第２の湾曲した面は、上側バルブ本体の第１の湾曲した面と実質的に整列して、下側バルブ本体が上側バルブ本体に接続されているときに第１の可撓性の管を受容する通路を形成する。下側バルブ本体は、第１の可撓性の管が通路から着脱可能な開位置と、第１の可撓性の管が通路内にクランプ留めされている閉位置との間を、上側バルブ本体に対して移動可能である。

本明細書で説明する複数部片のバルブ本体装置を有する例示的なピンチバルブアセンブリを示す図である。 本明細書で説明する複数部片のバルブ本体装置を有する例示的なピンチバルブアセンブリを示す図である。 ピンチバルブを実装するために使用できる本明細書で説明する別の例のバルブ本体装置を示す図である。 ピンチバルブを実装するために使用できる本明細書で説明する別の例のバルブ本体装置を示す図である。 本明細書で説明するさらに別の例のバルブ本体装置を示す図である。 バルブ本体が様々なサイズの管を受容するのを可能にする調節可能な機構を含む、本明細書で説明する別の例のバルブ本体装置を示す図である。 バルブ本体が様々なサイズの管を受容するのを可能にする調節可能な機構を含む、本明細書で説明する別の例のバルブ本体装置を示す図である。 本明細書で説明する別の例のピンチバルブを示す図である。 図５Ａの例のピンチバルブの上面図である。 本明細書で説明するさらに別の例のピンチバルブを示す図である。 図６Ａの例のピンチバルブの上面図である。 本明細書で説明するさらに別の例のピンチバルブを示す図である。

本明細書で説明する例示的なピンチバルブは、可撓性の管が動作中に軸方向に移動するのを実質的に防止するように可撓性の管を捕捉する。具体的には、ピンチバルブは保持アセンブリまたは複数部片のバルブ本体を含み、それらは、第２の本体部分（例えば、下側バルブ本体）に対して着脱可能または移動可能に接続された第１の本体部分（例えば、上側バルブ本体）を有する。例えば、本明細書で説明する例示的なピンチバルブは、流体の流導管または流路（例えば、使い捨ての可撓性の管）の迅速な交換を許可するかまたは容易にする、ヒンジ接続した本体を含む。既知のピンチバルブとは異なり、第１および第２の本体部分は、第１の本体部分が第２の本体部分に接続されているときに比較的大きいクランプ留めの力を与えて可撓性の管を固定するように可撓性のチューブを包囲または実質的に囲繞する通路を形成する。言い換えると、その通路により、バルブ本体とその中に捕捉またはクランプ留めされた任意の可撓性の管との間の接触表面積が既知のバルブ本体装置よりも大きくなる。通路は、可撓性の管を実質的に囲繞し、動作中に可撓性の管がバルブ本体に対して軸方向に移動するのを防止する。留め具および／またはヒンジアセンブリにより、可撓性の管を通路から簡単に着脱できる第１の位置と、可撓性の管が通路内で第１の本体部分と第２の本体部分との間にクランプ留めされた第２の位置との間で、第１の本体部分が第２の本体部分に対して移動することが可能になる。

一部の例では、例示的なバルブは、管中を通る流体の流量を制御するように可撓性の管に係合するかまたはそれを曲げる球形のバルブ制御部材を含む。流量制御部材が可撓性の管に与える曲げの（例えば、つまむ）程度または量を変更することによって、可撓性の管中を通る流体の流量を調整するかまたは別法で制御することができる。さらに、球形の流量制御部材は、例えば、Ｖ字形の流量制御部材よりも可撓性の管をずっと大きく曲げることができるので、きつい閉止が行われる。

他の例では、ｏｎ／ｏｆｆを行いかつ／またはスロットル調整を行うためのピンチバルブの作動を自動化するために、例示的なピンチバルブ装置を、ポジショナまたはデジタル式バルブ制御装置を有して実装することができる。さらに、より正確なまたは高精度の流体の流量制御を行うように（例えば、スロットル調整を行う際に流体の流量を調整するように）、本明細書で説明する例示的なピンチバルブを、位置フィードバックシステム（例えば、リードスイッチ、リニアポテンショメータ、センサなど）を有して実装することができる。さらに別の例では、ピンチバルブ装置を、ピンチバルブの位置（例えば、閉位置、開位置、中間位置など）の視覚的な表示を行う視覚的な表示器または移動距離表示器（例えば、ＬＥＤ、目盛りなど）を有して実装することができる。

図１Ａおよび図１Ｂに、プロセス流体（例えば、生物流体）がその中を流動する使い捨ての流体の流路または導管１０２中を通る流体の流量を制御する、本明細書で説明する例示的なピンチバルブ１００を示す。例えば、使い捨ての流体の流路１０２の入口または第１の端部１０４をプロセス流体収容手段（例えば、プラスチック製の収容用の袋）に流体接続することができ、使い捨ての流路１０２の出口または第２の端部１０６を混合手段（例えば、プラスチック製の混合用の袋）に流体接続することができる。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、例示的なピンチバルブ１００は、ヨーク１１２を介してアクチュエータ１１０に接続されたチューブ保持アセンブリまたはバルブ本体１０８を含む。この例では、バルブ本体１０８は、使い捨ての流体の流路１０２を捕捉するか、クランプ留めするか、または維持する。図示のように、使い捨ての流体の流路１０２は、可撓性の導管または可撓性の管１１４（例えば、弾性の可撓性の管）であり、例えば、ゴム材、ポリマーなどから構成されている。バルブ本体１０８は、可撓性の管１１４が軸１１６に沿ってバルブ本体１０８に対して移動または摺動するのを防止するように可撓性の管１１４を捕捉するか、クランプ留めするか、または維持する。

バルブ本体１０８は、第２の部分または上側本体１２０（例えば、蓋）に対して移動可能な第１の部分または下側本体１１８を含む。図示のように、上側本体１２０は階段状の部分１２２を含み、その階段状の部分１２２は、ヨーク１１２の開口部１２４内に配設されている。階段状の部分１２２は、留め具１２８（例えば、クランプ留めナット）を受容するねじ山のある外面１２６を含み、その留め具１２８は、上側本体１２０とヨーク１１２とを接続する。上側本体１２０はまた、バルブステム１３２を摺動可能に受容する長手方向のアパーチャ１３０も含む。長手方向のアパーチャ１３０内にブシュ１３４を配設して、バルブステム１３２と上側本体１２０との間の移動を容易にする（例えば、摩擦を低減する）ことができる。上側本体１２０はまた、開口部または凹所１３６（例えば、円弧形のもしくは湾曲した開口部、溝、またはチャネルなど）も含み、その開口部１３６は、軸１１６に沿ってバルブ本体１０８の第１の面または端部１３８ａとバルブ本体１０８の第２の面または端部１３８ｂとの間で延在する。この例では、開口部１３６により、上側本体１２０の端部または面１４２に対して窪んだ円弧状のまたは湾曲した面１４０が設けられる。

同様に、下側本体１１８は、開口部または凹所１４４（例えば、円弧形のもしくは湾曲した開口部、溝、またはチャネルなど）を含み、その開口部１４４は、軸１１６に沿ってバルブ本体１０８の第１の面１３８ａと第２の面１３８ｂとの間で延在する。図示のように、開口部または凹所１４４により、下側本体１１８の端部または面１４８に対して窪んだ円弧状のまたは湾曲した面１４６が設けられる。この例では、下側本体１１８の開口部１４４は、上側本体１２０の開口部１３６と実質的に同様であり、そのため、下側本体１１８が上側本体１２０に接続されているときは、開口部１３６および１４４は通路１５０（例えば、キャビティまたは受容領域）を画定する。図１Ｂに最も明確に示すように、上側本体１２０および下側本体１１８によって形成された通路１５０は、可撓性の管１１４を受容するか、固定するか、または捕捉する。一部の例では、通路１５０の曲率半径は、可撓性の管１１４の曲率半径に実質的に同様である。

下側本体部分１１８および／または上側本体部分１２０は、機械加工、注入成形、モールド成形、または他の任意の適切な製造プロセスによって作製することができる。さらに、下側本体部分１１８および／または上側本体部分１２０は、金属（例えば、ステンレス鋼）、プラスチック（硬質プラスチック）、または他の任意の適切な材料から構成することができる。

この例では、下側本体１１８は、ロック機構１５２を介して上側本体１２０に着脱可能に接続されている。図示のように、ロック機構１５２は、複数の留め具１５４（例えば、蝶ねじ）を含み、それらの留め具１５４は、上側本体部分１１８と下側本体部分１２０とを着脱可能に接続するように、上側本体１２０のアパーチャまたは内腔１５５ａおよび下側本体１１８のアパーチャまたは内腔１５５ｂ内に配設される。図示のように、内腔１５５ａと１５５ｂとは実質的に整列され、留め具１５４は、下側本体１１８の底面１５７を介して内腔１５５ａおよび１５５ｂ内に配設される。留め具１５４が上側本体１２０の内腔１５５ａから着脱されて、可撓性の管１１４を通路１５０から着脱できる開位置と、可撓性の管１１４が通路１５０内にクランプ留めされた閉位置との間で、下側本体１１８が上側本体１２０に対して移動することが可能になる。閉位置では、湾曲した窪んだ面１４０および１４６ならびに／または通路１５０は、可撓性の管１１４を定位置に保持または固定し、可撓性の管１１４がバルブ本体１０８に対して軸方向に軸１１６に沿って移動するのを防止するように、可撓性の管１１４を実質的に囲繞または包囲する。言い換えると、面１４０および１４６または通路１５０は、可撓性の管１１４のうちのバルブ本体１０８の第１の面１３８ａと第２の面１３８ｂとの間の通路１５０内に配設された部分（例えば、外面または外壁）を実質的に囲繞する。

流量制御部材またはバルブプラグ１５６が、バルブステム１３２の第１の端部１５８に接続されており、通路１５０内に配設されている。図示のように、流量制御部材１５６は、可撓性の管１１４中を通る流体の流量を制御するように可撓性の管１１４に対して移動する（例えば、それを曲げるかたまたはそれに係合する）球形のプランジャである。流量制御部材１５６が可撓性の管１１４に与える曲げの（例えば、つまむ）程度または量を変更することによって、可撓性の管１１４中を通る流体の流量を制御することができる。しかし、他の例では、流量制御部材１５６は、ゲートプラグ、Ｖ字形のプラグ、または他の任意の流量制御部材でよい。

バルブステム１３２、したがって、流量制御部材１５６は、アクチュエータステム１６０を介してアクチュエータ１１０に動作可能に接続されている。図示のように、バルブステム１３２の第２の端部１６２は、継ぎ手１６４を介してアクチュエータステム１６０に接続されており、ヨーク１１２に接続された目盛り１６８に対して移動する移動距離表示器１６６（例えば、ワッシャ）を含む。移動距離表示器１６６は、バルブステム１３２の位置、したがって、可撓性の管１１４に対する流量制御部材１５６の位置（例えば、開位置、閉位置など）を視覚的に表示する。

図示の例では、アクチュエータ１１０は、上側ケーシング１７２と下側ケーシング１７４との間に配設された作動制御部材１７０（例えば、ダイアフラム、ピストンなど）を含む。上側ケーシング１７２は、複数の留め具１７６を介して下側ケーシング１７４に接続されている。この例では、作動制御部材１７０はダイアフラム１７０であり、そのダイアフラム１７０は、上側ケーシング１７２と下側ケーシング１７４との間に捕捉されて、ダイアフラム１７０の第１の面１８０および上側ケーシング１７２が第１のチャンバまたは上側チャンバ１８２を画定し、ダイアフラム１７０の第２の面１８４および下側ケーシング１７４が第２のチャンバまたは制御チャンバ１８６を画定する。上側チャンバ１８２には付勢要素１８８（例えば、ばね）が配設されており、その付勢要素１８８は、ダイアフラム１７０を下側ケーシング１７４に向かって付勢するようにダイアフラム１７０の第１の面１８０に力を加える。図示のように、付勢要素１８８は、ダイアフラム板またはばね座１９０と上側ケーシング１７２の面１９２との間に配設される。アクチュエータステム１６０は、ダイアフラム板１９０および留め具１９４を介してダイアフラム１７０に接続されている。

図示しないが、ピンチバルブ１００は、スロットル調整を行いかつ／またはｏｎ／ｏｆｆを行うために可撓性の管１１４中を通る流体の流量を制御または調整するように、ポジショナ（例えば、気圧式ポジショナ、電空式制御装置など）またはバルブ制御装置（例えば、デジタル式バルブ制御装置）を含むことができる。

動作の際には、アクチュエータ１１０は、可撓性の管１１４中を通る流体の流量を制御または調整するように、可撓性の管１１４に対して流量制御部材１５６を移動させる。ピンチバルブ１００は、プロセス流体に接触することなく、可撓性の管１１４中を通る流体の流量を制御する。例えば、アクチュエータ１１０は、流量制御部材１５６を可撓性の管１１４から離れる方に移動させて可撓性の管１１４中を通る流体の流動を許可し（例えば、開位置）、流量制御部材１５６を可撓性の管１１４に向かって移動させて（例えば、曲げるかまたはつまんで）可撓性の管１１４中を通る流体の流量を制限または調整する（例えば、閉位置）。

下側ケーシング１７４のポート１９６を介して、例えば圧縮空気などの制御流体が下側チャンバ１８６に供給されるか、またはそこから除去される。下側チャンバ１８６内の制御流体および付勢要素１８８により、ダイアフラム１７０の両側に圧力差が生み出されて、軸１３９に沿って第１の方向にまたは軸１３９に沿って第１の方向の反対の第２の方向にダイアフラム１７０が移動する。例えば、ダイアフラム１７０は、下側チャンバ１８６内の制御流体の圧力が、付勢要素１８８によってダイアフラム１７０の第１の面１８０に加えられる力よりも小さい力をダイアフラム１７０の第２の面１８４に加える（例えば、制御チャンバ１８６内の制御流体が除去される）ときに、第１の方向（例えば、図１Ａの配向の下方向）に移動する。逆に、ダイアフラム１７０は、下側チャンバ１８６内の制御流体の圧力が、付勢要素１８８によってダイアフラム１７０の第１の面１８０に加えられる力よりも大きい力をダイアフラム１７０に第２の面１８４に加えるときに、第１の方向の反対の第２の方向（例えば、図１Ａの配向の上方向）に移動する。上側チャンバ１８２は通気孔１９８を含むことができ、その通気孔１９８は大気圧に逃がすことができ、そのため、ダイアフラム１７０を上側ケーシング１７２に向かって移動させるために、下側チャンバ１８６内の制御流体が付勢要素１８８の力を克服しさえすればよい。

流量制御部材１５６は、アクチュエータ１１０が流量制御部材１５６を可撓性の管１１４に向かって移動させると、可撓性の管１１４に係合するかまたはそれを曲げて（例えば、それをつまむかまたは押しつぶして）、動作中に流体の流量特性を与える（例えば、流体の流量を調整するかまたはきつく閉止する）ように流体の流量を制御する。例えば、閉位置では、流量制御部材１５６は、可撓性の管１１４を曲げて、可撓性の管１１４をきつく閉止し可撓性の管１１４中を通る流体の流動を防止する。

バルブ本体の開口部を通して可撓性の管が供給され押し込まれる既知のピンチバルブとは異なり、例示的なバルブ本体１０８を、開放し、次いで、可撓性の管１１４の周りにクランプ留めして、可撓性の管１１４を捕捉または固定して可撓性の管１１４が動作中に軸方向に移動するのを防止することができる。さらに、または代替的には、可撓性の管がその上に着座する実質的に平坦な板を含む既知のピンチバルブとは異なり、通路１５０により（例えば、湾曲した面１４０および１４６を介して）可撓性の管１１４に接触または係合する表面積が大きくなり、それにより、クランプ留めの力が大きくなって、可撓性の管１１４が軸方向にバルブ本体１０８に対して移動または摺動するのが防止される。言い換えると、通路１５０は、可撓性の管１１４の外面または外壁を実質的に囲繞または包囲する。

さらに、球形の流量制御部材１５６は、その形状が例えばＶ字形のバルブプラグと比べて可撓性の管１１４を大きく変形させるので、非常に高い閉止性能をもたらす。球形の流量制御部材１５６の輪郭または形状は、可撓性の管１１４が流量制御部材１５６によってつままれるかまたは係合されているときは、可撓性の管１１４の輪郭と実質的に同様である。したがって、球形の流量制御部材１５６により、可撓性の管１１４が流量制御部材１５６によって曲がるときに可撓性の管１１４に接触または係合する表面積が大きくなり、それにより、閉止性能が改善される。

下側チャンバ１８６内の圧力を、完全に排出することもでき、部分的にのみ排出することもでき、それにより、ｏｎ／ｏｆｆを行うようにまたはスロットル調整を行うように、可撓性の管１１４に対する流量制御部材１５６の移動距離全体が制御される。例えば、ピンチバルブ１００は、流体の流量を調整するように、アクチュエータの行程全体のうちの一部分（例えば、１行程の２分の１、行程全体の３分の２など）にわたって移動するように構成することができる。具体的には、ポジショナ（例えば、気圧式ポジショナ、電空式ポジショナなど）またはバルブ制御装置（例えば、デジタル式バルブ制御装置）を使用することによって、様々なプロセスシステムパラメータまたはアプリケーションに関する流体の流量特性を与えるように（例えば、スロットル調整を行うために流体の流量を調整するか、またはｏｎ／ｏｆｆを行うために流体の流量を制御するように）、ピンチバルブ１００（すなわち、流量制御部材１５６）を、特定の位置まで移動するように構成することができる。

図１Ａおよび図１Ｂの例では、アクチュエータ１１０は、ばね／ダイアフラム気圧式アクチュエータである。しかし、他の例では、アクチュエータ１１０は、ピストンアクチュエータ、複動アクチュエータ、ソレノイドアクチュエータ、または他の任意の適切なアクチュエータでよい。さらに、または代替的には、図１Ａおよび図１Ｂの例では、アクチュエータ１１０は、例えば、図１Ａおよび図１Ｂのバルブ本体１０８などのバルブ本体に接続されているときはエアツゥオープン構成として構成されている。言い換えると、例示的なアクチュエータ１１０は、休止または故障した（例えば、下側チャンバ１８６から空気が除去された）状況では、アクチュエータ１１０により、流量制御部材１５６が可撓性の管１１４に向かって移動して、可撓性の管１１４中を通る流体の流動を防止する（例えば、閉止させる）ように構成されている。しかし、他の例では、アクチュエータ１１０は、休止または故障した状況では、アクチュエータ１１０により、流量制御部材１５６が可撓性の管１１４から離れる方に移動して、可撓性の管１１４中を通る流体の流動を許可するように、エアツゥクローズ構成として構成することができる。

図２Ａおよび図２Ｂに、例えば、図１Ａおよび図１Ｂのピンチバルブ１００などのピンチバルブを実装するために使用できる、本明細書で説明する別の例のチューブ保持用アセンブリまたは複数部片のバルブ本体２００を示す。図２Ａに、閉位置またはクランプ留め位置２０２にあるバルブ本体２００を示し、図２Ｂに、開位置または解放位置２０４にあるバルブ本体２００を示す。図では、バルブ本体２００は、第１の部分または上側本体２０６（例えば、蓋）および第２の部分または下側本体２０８を含む。上側本体は、バルブステム２１２および流量制御部材２１４を摺動可能に受容するアパーチャ２１０を含む。

この例では、下側本体２０８は、移動可能にまたはヒンジ接続で上側本体２０６に接続されている。具体的には、下側本体２０８は、上側本体２０６にヒンジピン２１６を介して接続されている。他の例では、他の任意の適切なヒンジ（例えば、ヒンジブラケットなど）を使用して、上側本体２０６と下側本体２０８とをヒンジ式に接続することができる。ロック機構２１８が、下側本体２０８と上側本体２０６とを維持または接続する。この例では、ロック機構２１８は留め具２２０（例えば、蝶ねじ）を含み、その留め具２２０は、下側本体２０８の底面２２６を介して上側本体２０６の内腔またはアパーチャ２２２および下側本体２０８の内腔またはアパーチャ２２４に係合する。図示のように、内腔２２２と２２４とは、下側本体２０８が（留め具２２０を介して）上側本体２０６に留められているときは、軸２２８に沿って実質的に整列されている。図１Ａおよび図１Ｂのバルブ本体１０８と同様に、上側本体２０６および下側本体２０８は、それぞれの窪んだ面２３０および２３２またはチャネル（例えば、湾曲した面）を含み、それらは、下側本体２０８が留め具２２０を介して上側本体２０６に接続されているときは、使い捨ての流体の流路または可撓性の管（図示せず）を受容する通路２３４を形成する。

バルブ本体２００の通路２３４内に配設された可撓性の管を解放または着脱するには、留め具２２０の第１の部分２３６が上側本体２０６の内腔２２２から取り出されるまで留め具２２０を緩める。下側本体２０８は、可撓性の管を通路２３４から着脱できるかまたは通路２３４内に配設できる図２Ｂに示すような開位置２０４まで、ヒンジピン２１６を中心にして移動または回転する。留め具２２０が上側本体２０６の内腔２２２内に配設されるように、下側本体２０８は、上側本体２０６と係合するように回転または旋回し、留め具２２０は締め付けられる。留め具２２０が締め付けられると、通路２３４がクランプ留めの力を与えて、可撓性の管が通路２３４内に維持され、可撓性の管が軸方向にバルブ本体２００に対して移動するのが防止される。他の例では、留め具２２０はばね利用のピンでよく、そのピンは、上側本体２０６の内腔２２２に向かって付勢されていて、底面２２６から引き離されたとき、上側本体２０６に対して下側本体２０８の移動を可能にする。

図３に、例えば、図１Ａおよび図１Ｂのピンチバルブ１００など、例示的なピンチバルブを実装するために使用できる別の例のチューブ保持用アセンブリまたは複数部片のバルブ本体３００を示す。この例では、バルブ本体３００は、第２の部分または上側本体３０４（例えば、蓋）に対して移動可能にまたはヒンジ式に接続された第１の部分または下側本体３０２を含む。図１Ａおよび図１Ｂのバルブ本体１０８および図２Ａおよび図２Ｂのバルブ本体２００と同様に、下側本体３０２および上側本体３０４は、それぞれの窪んだ面３０６および３０８を含み、それらが協働して、下側本体３０２が上側本体３０４に接続されているときに使い捨ての流体の流路または可撓性の管（図示せず）を受容する通路３１０を形成する。

この例では、下側本体３０２は、ヒンジピン３１２を介して上側本体３０４に接続されている。さらに、ロック機構３１４が、下側本体３０２と上側本体３０４とを着脱可能に接続する。具体的には、ロック機構３１４はばね利用のピン３１６を含む。そのピン３１６は、ロック機構３１４の作動を容易にするような輪郭の形状を有する端部３１８を含む。下側本体３０２は、上側本体３０４の階段状の部分またはプロフィル３２２と結合可能に係合する階段状の部分またはプロフィル３２０を含む。階段状の部分３２２の突出部分３２４ａが、階段状の部分３２０の突出部分３２４ｂのアパーチャ３２５と整列するアパーチャ（図示せず）を含む。アパーチャは、下側本体３０２が図３に示すように閉位置３２６で上側本体３０４と係合するときにロック機構３１４を受容する。ロック機構３１４が突出部分３２４ａおよび３２４ｂのアパーチャ内に受容されると、ロック機構３１４は、図３に示す閉位置にバルブ本体３００の位置を維持またはロックする。

下側本体３０２を上側本体３０４に対して（例えば、開位置に）解放し移動させるには、ピン３１８が突出部分３２４ａのアパーチャから着脱または係合解除されるまで、ピン３１６を該ピン３１６の軸に沿って横方向に移動させるかまたは引っ張る。通路３１０内に可撓性の管（図示せず）を配設することができ、次いで、下側本体３０２が上側本体３０４に係合するまで下側本体３０２を、ヒンジピン３１２を中心にして回転することができる。係合位置にあるときは、ピン３１６は解放され、付勢要素（図示せず）が突出部分３２４ａのアパーチャ内でピン３１６を付勢して、バルブ本体３００を閉位置３２６に維持する。

図４Ａおよび図４Ｂに、例えば、図１Ａおよび図１Ｂのピンチバルブ１００など、例示的なピンチバルブを実装するために使用できる例示的なバルブ本体を示す。例示的なバルブ本体４００は、バルブ本体４００が様々な形状（例えば、様々なサイズまたは形状）を有する使い捨ての流体の流路（例えば、図１Ｂの使い捨ての流体の流路１０２）を受容可能にする調節可能な機構４０２を含む。

図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、および図３のバルブ本体１０８、２００および３００と同様に、複数部片のバルブ本体４００は、上側本体４０６に着脱可能に接続された下側本体４０４を含む。下側本体４０４は、窪んだ面４０８（例えば、湾曲した面）を含み、上側本体４０６は、窪んだ面４１０（例えば、湾曲した面）を含み、それらの面は、下側本体４０４が図４Ａに示すような閉位置４１４で上側本体４０６に接続されているときに、バルブ本体４００の通路４１２を形成する。閉位置では、通路４１２は、クランプ留めの力を与えて、可撓性の管４１６が軸方向にバルブ本体４００に対して移動するのを防止する。この例では図示しないが、バルブ本体４００は、下側本体４０４が上側本体４０６に接続されているときにバルブ本体４００を閉位置４１４に維持するロック機構を含む。

この例では、様々なサイズの（例えば、比較的小さい）可撓性の管を収容または受容するようために通路４１２のサイズを低減するように、スリーブまたはインサート４１８などの調節可能な機構４０２を通路４１２内に配設することができる。インサート４１８は、一体の部片または構造でもよく、複数の部品または部片から構成してもよい。インサート４１８は、上側本体４０６の窪んだ面４１０および／または下側本体４０４の窪んだ面４０８のいずれかに接続することができる。

やはり図４Ｂを参照すると、インサート４１８は円筒体４２０を含み、その円筒体４２０は開口部またはアパーチャ４２２を有し、その開口部またはアパーチャ４２２は、流量制御部材４２８が可撓性の管４１６に係合することを許可するかまたは可能にするようにバルブ本体４００の軸４２６と軸方向に整列する軸４２４を有する。円筒体４２０は、アパーチャ４３０ａ〜４３０ｄを含むこともでき、それらのアパーチャはいずれも留め具（図示せず）（例えば、ピン、ねじ、リベットなど）を受容して、インサート４１８を上側本体４０６の窪んだ面４１０および／または下側本体４０４の窪んだ面４０８に接続することができる。窪んだ面４０８は、例えば、アパーチャ４３２を含むことができ、そのアパーチャ４３２は、留め具を受容してインサート４１８を窪んだ面４０８に接続するようにアパーチャ４３０ａと整列する。

さらに、または代替的には、円筒体４２０は、留め具４３８ａ（例えば、蝶ねじ、ピンなど）を受容するようにバルブ本体４００のアクセス用の内腔または開口部４３６ａと整列する開口部またはスロット４３４ａを含むことができる。留め具４３８ａを、内腔４３６ａを介してスロット４３４ａ内に接続または配設して、インサート４１８をバルブ本体４００の通路４１２内に維持または接続することができる。図示のように、インサート４１８（例えば、第２のインサートまたはインサート４１８の分割部分）を通路４１２内に維持または接続するように、バルブ本体４００の第２の内腔または開口部４３６ｂを介してインサート４１８の開口部またはスロット４３４ｃ内に第２の留め具４３８ｂを配設することができる。図示のように、開口部４３４ａおよび４３４ｂは、バルブ本体４００の軸４２６に実質的に垂直である。しかし、他の例では、開口部４３４ａおよび４３４ｂ、つまり、内腔４３６ａおよび４３６ｂは、例えば、軸４２６に対して他の任意の角度をなしてよい。

インサート４１８は、通路が様々なサイズの管を受容するのを可能にするように、インサート４１８のサイズ、形状、および／または厚さとは異なるサイズ（例えば、内径）、形状、および／または厚さを有する別のインサート（図示せず）と交換することができる。代替的には、通路４１２のサイズ（例えば、直径）をさらに低減するために、複数のインサートを、（例えば、あるインサートを別のインサートの中に、または入れ子にして）一緒に接続することができる。図示のように、通路４１２のサイズを低減するために、第２のインサート４４０を、インサート４１８に接続するかまたはそれと入れ子にすることができる。例えば、インサート４１８を使用して通路４１２のサイズを低減して、例えば、直径１インチの可撓性の管を受容することができ、インサート４４０を使用して、通路４１２のサイズをさらに低減して、例えば、直径０．７５インチの可撓性の管４１６を受容することができる。

例示的なインサート４１８および４４０により、バルブ本体４００が様々な異なるサイズの可撓性の管をバルブ本体４００の通路４１４内に維持または受容することが可能になる。インサート４１８および４４０を金属材料、プラスチック材料、ゴム材および／または他の任意の適切な材料から作製することができる。図示しないが、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、および図３の例示的なバルブ本体１０８、２００および３００は、それぞれの通路１５０、２３４、３１０のサイズ（例えば、直径）を低減して、様々なサイズの管を受容するように、図４Ａおよび図４Ｂのインサートを有して実装することができる。さらに、または代替的には、図示しないが、調節可能な機構４０２は、様々なサイズの管（例えば、様々な外径を有する管）を受容または収容するために通路のサイズを調節できるクランプ留め機構（例えば、気圧式の調節可能なクランプ留め機構）を含むことができる。

図５Ａに、フィードバック制御システム５０２を有して実装される本明細書で説明する別の例のピンチバルブ５００を示す。図５Ｂに、図５Ａの例示的なピンチバルブ５００の上面図を示す。例示的なピンチバルブ５００は、例えば、図１Ａおよび図１Ｂのピンチバルブ１００よりも占有面積がコンパクトまたは小型である。

図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、ピンチバルブ５００は、アクチュエータ５０６に接続されたバルブ本体５０４を含む。この例では、バルブ本体５０４は、ヒンジ５１２（例えば、ヒンジピン）を介して第２の部分または上側本体５１０に枢動式または移動可能に接続された、第１の部分または下側本体５０８を含む。上側本体５１０の面５１４（例えば、湾曲した面）と下側本体５０８の面５１６（例えば、湾曲した面）とが協働してバルブ本体５０４を通る通路５１８が形成され、その通路５１８は、バルブ本体５０４に対して軸方向に可撓性の管が移動するのを防止するように可撓性の流体の流路または可撓性の管（例えば、図１Ｂの可撓性の管１１４）を受容またはクランプ留めする。ロック機構５２０（例えば、蝶ねじ）が、下側本体５０８および上側本体５１０を維持または着脱可能に接続する。図示のように、留め具５２２（例えば、蝶ねじ）が、上側本体５１０と一体形成されたフランジ５２４を介してバルブ本体５０４およびアクチュエータ５０６を接続する。

アクチュエータ５０６は、第１のチャンバまたは上側チャンバ５３０および第２のチャンバまたは下側チャンバ５３２を画定するようにピストン５２８が内部に配設されたハウジング５２６を含む。付勢要素５３４が、ピストン５２８を上側チャンバ５３０に向かって付勢するように、下側チャンバ５３２内に配設されており、制御流体（例えば、圧縮空気）が、ポート５３６を介して上側チャンバ５３０に流体接続されている。制御流体および付勢要素５３４により、ピストン５２８の両側に圧力差が生み出されて、長手方向軸５３８に沿って下側チャンバ５３２に向かう第１の方向、または第１の方向の反対の第２の方向にピストン５２８が移動する。ピストン５２８は、上側チャンバ５３０と下側チャンバ５３２との間で制御流体が流出または漏出するのを防止するシール５４０を含む。

位置フィードバックシステム５０２は、例えば、ピストン５２８の別々の位置または配置（例えば、開位置、閉位置など）を表示または提供するセンサまたはスイッチ５４２（例えば、マグネティックスイッチ）を含むことができる。この例では、位置フィードバックシステムは、ピストン５２８の位置を検出または判定し、したがって、通路５１８内に配設されたステム５４８を介してピストン５２８に動作可能に接続された流量制御部材５４６の位置を検出または判定するスイッチアセンブリ５４４（例えば、近接スイッチアセンブリ）を含む。図示のように、ハウジング５２６は、スイッチアセンブリ５４４を受容する（例えば、摺動可能に受容する）ようにハウジング５２６と一体形成されたスロットまたは開口部５５０ａおよび５５０ｂを含む。

例えば、スイッチアセンブリ５４４は、第１のスイッチ５５２ａおよび第２のスイッチ５５２ｂを含むことができる。この例では、第１のスイッチ５５２ａおよび第２のスイッチ５５２ｂは、Ｆｅｓｔｏ ＡＧ ＆ ＣＯによって製造されるＦｅｓｔｏリードスイッチでよい。一部の例では、ハウジング５２６の外周に沿った部分でハウジング５２６と一体形成された複数の開口部またはスロット内に複数のスイッチを配設することができる。スロット５５０ａおよび／または５５０ｂは、スイッチ５５２ａおよび／または５５２ｂの断面形状と同様の断面形状を含むかまたは有することができる。さらに、または代替的には、図示しないが、スロット５５０ａおよび／または５５０ｂは、スイッチ５５２ａおよび５５２ｂを、摩擦を伴って受容するように、テーパ状にするかまたは形成することができる。他の例では、スイッチ５５２ａおよび５５２ｂを、継ぎ手機構（例えば、機械式留め具、化学的留め具、クリップなど）を介してスロット５５０ａおよび５５０ｂ内に接続することができる。一部の例では、スイッチ５５２ａおよび５５２ｂは、ピストン５２８の位置を視覚的に表示する、例えば、ＬＥＤ（例えば、ピンチバルブ５００の閉位置を示す赤色のＬＥＤ、およびピンチバルブ５００開位置を示す緑色のＬＥＤ）などの視覚的な表示器を含むことができる。

さらに、または代替的には、ピンチバルブ５００は、ピンチバルブ５００の位置を検出するために、ピストン５２８および／または他の任意の位置フィードバックシステム５０２に接続されたリニアポテンショメータ（図示せず）を含むことができる。ポテンショメータにより、より高精度にまたは正確に流体の流量を制御するために位置のフィードバックの正確さ（例えば、行程の位置の３５％）をより良好にすることができる。例えば、リニアポテンショメータを使用して、ピストン５２８の行程の位置を約０．００１インチ内に制御することができる。さらに、ピストン５２８が開位置（例えば、全開位置）または閉位置（例えば、全閉位置）の間を移動するときに、リニアポテンショメータを駆動しスイッチ５５２ａおよび５５２ｂを作動させるように、ステムエクステンダ（図示せず）をハウジング５２６の上面５５４に摺動可能に接続することができる。図示しないが、上記に記載したように、例示的なピンチバルブ５００は、位置フィードバックシステム５０２によって生成された信号を受信するポジショナまたはバルブ制御装置を含むことができる。そのポジショナまたは制御装置は、ある特定のまたは所望の流体の流量特性を与えるかまたは流体の流量の制御を行うために（例えば、スロットル調整を行う、ｏｎ／ｏｆｆを行うなどのために）、信号を処理し、流量制御部材５４６を可撓性の管に対して移動させることができる。

動作の際には、この例では、スイッチ５５２ａおよび５５２ｂは、ピストン５２８の、したがって流量制御部材５４６の移動距離または行程位置を示すようにピストン５２８に接続されたマグネット５５６を介して起動する。図示のように、スイッチ５５２ａおよび５５２ｂは、ピンチバルブ５５０の全開位置および全閉位置を示す。したがって、ピストン５２８、したがって、マグネット５５６が下側チャンバ５３２に向かって移動するかまたは進むと、スイッチ５５０ｂは、閉位置のピンチバルブ５００の位置を示す信号を与えるかまたは生成する。同様に、ピストン５２８、したがって、マグネット５５６が上側チャンバ５３０に向かって移動すると、スイッチ５５２ａは、開位置のピンチバルブ５００の位置を示す信号を与えるかまたは生成する。しかし、他の例では、スイッチ５５２ａおよび／または５５２ｂは、ピストン５２８が全開位置と全閉位置との間にあるときに信号を与えるかまたは生成するように配置または構成することができる。

図６Ａに、フィードバック制御システム６０２を有して実装される本明細書で説明する別の例のピンチバルブ６００を示す。図６Ｂに、図６Ａの例示的なピンチバルブ６００の上面図を示す。この例では、アクチュエータ６０４（例えば、ピストンアクチュエータ）が、着脱可能な部分６０８を有するバルブ本体６０６に接続されており、フィードバック制御システム６０２は、アクチュエータ６０４のハウジング６１０に接続されている。図示のように、フィードバック制御システム６０２はスイッチアセンブリ６１２を含む。スイッチアセンブリ６１２は、留め具６１６を介してアクチュエータ６０６のハウジング６１０に接続されたブラケット６１４を含む。ブラケット６１４は、第１のスイッチ６２０を受容する第１の開口部またはスロット６１８と、第２のスイッチ６２４を受容する第２の開口部またはスロット６２２とを有する本体を含む。スロット６１８および６２２の断面形状は、スイッチ６２０および６２４の断面形状と同様でよい。さらに、または代替的には、図示しないが、スロット６１８および６２２は、スイッチ６２０および６２４を、摩擦を伴って受容するように、テーパ状にするかまたは形成することができる。

図７に、本明細書で説明するさらに別の例のピンチバルブ７００を示す。その例示的なピンチバルブ７００は、フランジ７０６および留め具７０８を介してバルブ本体７０４に接続されたアクチュエータ７０２（例えば、ピストンアクチュエータ）を含む。バルブ本体７０４は、ヒンジ７１４を介して第２のバルブ本体部分７１２に移動可能に接続された第１のバルブ本体部分７１０を含む。第１のバルブ本体部分７１０の第１の面７１８および第２のバルブ本体部分７１２の第２の面７２０がバルブ本体７０４を通る通路７２２を形成または画定するように、ロック機構７１６は第１のバルブ本体部分７１０および第２のバルブ本体部分７１２を閉位置に維持する。

この例では、第２のバルブ本体部分７１２は、第１のセンサ７２５ａを受容する第１の開口部７２４と、第１の開口部７２４に隣接して配置された、第２のセンサ７２５ｂを受容する第２の開口部７２６とを含む。例えば、第１の開口部７２４は、ピンチバルブ７００の第１の位置または開位置（例えば、全開位置）に対応するようにバルブ本体７０４上に配置されており、第２の開口部７２６は、ピンチバルブ７００の第２の位置または閉位置（例えば、全閉位置）に対応するようにバルブ本体７０４上に配置されている。第２のバルブ本体部分７１２内に形成されたチャネルまたは内腔７３０内において、第１の開口部７２４および第２の開口部７２６に隣接してロッド７２８が配設される。そのロッド７２８の第１の端部７３２は、留め具７３６を介してアクチュエータ７０２のピストン７３４に接続されている。そのロッド７２８は、例えば、ピンチバルブ７００の開位置と閉位置との間をピストン７３４と一緒に移動するかまたは進む。ロッド７２８の第２の端部７３８は第１または第２のセンサを作動または始動させるマグネット７４０を含み、マグネット７４０が第１の開口部７２４に隣接する開位置と、マグネット７４０が第２の開口部７２６に隣接する閉位置との間にてピストン７３４が移動するとき、センサ７２５ａ、７２５ｂは、ピストン７３４の位置、つまり、ピストン７３４に動作可能に接続された流量制御部材７４２の位置を示す信号を生成する。

図示しないが、他の例において、本明細書で説明するピンチバルブ１００、５００、６００または７００は、センサ（例えば、２つのリードスイッチ）および視覚的検出表示器（例えば、２つのＬＥＤ）を含むことができるプリント回路基板を有して実装することができる。プリント回路基板は、アクチュエータ（例えば、アクチュエータ１１０、５０６、６０４または７０２）のハウジング（例えば、ハウジング５２６または６１０）内に収納することができ、そのハウジングは、視覚的検出表示を示すように開口部または視覚的検出通路（例えば、ハウジングと共に形成されたシースルー部分、アパーチャなど）を含むことができる。

特定の例の方法および装置を本明細書で説明してきたが、本発明の有効範囲はそれに限定されない。一方、本発明は、字義通りにまたは均等論の下で添付の請求項の範囲内に公正に包含される全ての方法、装置、および製造品をカバーする。

Claims (18)

1. 第１の凹所を有する第１の本体部分と、
   第２の凹所を有する第２の本体部分であって、前記第１の本体部分が前記第２の本体部分に対して移動可能であり、前記第１の本体部分が前記第２の本体部分に接続されたとき、前記第１の凹所および前記第２の凹所が可撓性の管を受容する通路を画定し、前記可撓性の管が前記第１および第２の本体部分に対して軸方向に移動するのを防止するように前記通路が前記可撓性の管を維持する、第２の本体部分と、
   前記第１および第２の本体部分が比較的に小さい可撓性の管を受容すべく互いに接続されたとき、前記通路のサイズを低減するために前記第１の凹所に着脱可能に接続された第１のスリーブ、または、前記第２の凹所に着脱可能に接続された第２のスリーブと、
   を備える、ピンチバルブ。
2. 前記第２の本体部分が、バルブステムを摺動可能に受容するために前記通路に実質的に垂直なアパーチャを含む、請求項１に記載のピンチバルブ。
3. 前記第１の凹所および第２の凹所が、湾曲した壁を有する第１および第２のチャネルをそれぞれ備える、請求項１または２に記載のピンチバルブ。
4. 前記第１および第２のチャネルが、前記可撓性の管を受容するように前記通路を形成する、請求項３に記載のピンチバルブ。
5. 前記可撓性の管が前記ピンチバルブに接続されているときは、前記通路が前記可撓性の管の外面を実質的に囲繞する、請求項１〜４のいずれかに記載のピンチバルブ。
6. 前記第１の本体部分と前記第２の本体部分とを着脱可能に接続するロック機構をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載のピンチバルブ。
7. 前記ロック機構が留め具を備える、請求項６に記載のピンチバルブ。
8. 前記第１の本体部分がヒンジを介して前記第２の本体部分に接続されている、請求項１〜７のいずれかに記載のピンチバルブ。
9. 前記第１および第２の本体部分によって形成された前記通路内に配設された流量制御部材をさらに備える、請求項１〜８のいずれかに記載のピンチバルブ。
10. 前記流量制御部材が球形のバルブプラグを備える、請求項９に記載のピンチバルブ。
11. 前記ピンチバルブのアクチュエータのハウジングに接続された位置フィードバックシステムをさらに備える、請求項１〜１０のいずれかに記載のピンチバルブ。
12. 前記位置フィードバックシステムが、前記アクチュエータの前記ハウジング内に取り付けられたセンサを備える、請求項１１に記載のピンチバルブ。
13. 上側バルブ本体であって、
    ヨークを介してアクチュエータに接続された第１の端部および前記第１の端部の反対の前記上側バルブ本体の第２の端部に対して窪んでいる第１の湾曲した面を有する、上側バルブ本体と、
    下側バルブ本体であって、
    前記下側バルブ本体の第１の端部に対して窪みかつ前記上側バルブ本体の前記第２の端部に隣接して配置された第２の湾曲した面を有し、
    前記下側バルブ本体が前記上側バルブ本体に接続されたとき、前記第２の湾曲した面が前記上側バルブ本体の前記第１の湾曲した面と実質的に整列して、第１の可撓性の管を受容する通路を形成し、
    前記下側バルブ本体が前記第１の可撓性の管を前記通路から着脱可能にする開位置と、前記第１の可撓性の管を前記通路内にクランプ留めする閉位置との間で、前記上側バルブ本体に対して移動可能である、下側バルブ本体と、
    を備え、
    前記下側バルブ本体が前記上側バルブ本体にヒンジを介して移動可能に接続されている、ピンチバルブ。
14. 前記下側バルブ本体と前記上側バルブ本体とを着脱可能に接続するロック機構をさらに備える、請求項１３に記載のピンチバルブ。
15. 前記第１の湾曲した面の曲率半径が、前記第２の湾曲した面の曲率半径に実質的に同様である、請求項１３または１４に記載のピンチバルブ。
16. 前記第１の曲率半径および前記第２の曲率半径がそれぞれ、前記第１の可撓性の管の曲率半径と実質的に同様であり、そのため、前記第１の可撓性の管が前記通路内に配設されているときは、前記通路が前記第１の可撓性の管を実質的に囲繞する、請求項１３〜１５のいずれかに記載のピンチバルブ。
17. 前記第１の湾曲した面または前記第２の湾曲した面に着脱可能に接続されたインサートをさらに備え、前記インサートが、前記第１の湾曲した面または前記第２の湾曲した面の半径を低減して、前記通路を前記第１の可撓性の管よりも小さい第２の可撓性の管のクランプ留めを可能にする、請求項１３〜１６のいずれかに記載のピンチバルブ。
18. 第１の保持手段および第２の保持手段であって、
    互いに接続されたときに、前記第１の保持手段および前記第２の保持手段が可撓性の管を受容する通路を形成し、
    前記可撓性の管が前記通路内に配設されたとき、前記第１および第２の保持手段が前記可撓性の管を実質的に囲繞する、第１の保持手段および第２の保持手段と、
    前記可撓性の管が前記通路から着脱可能な第１の位置と、前記可撓性の管が前記通路に対して固定される第２の位置との間で前記第２の保持手段に対して前記第１の保持手段を移動可能にすべく、前記第２の保持手段に対して前記第１の保持手段を移動可能に接続する接続手段と、
    を備え、
    前記接続手段はヒンジであり、
    様々なサイズの可撓性の管を受容するように前記通路のサイズを調節する調節手段を更に備え、
    前記調節手段は、前記通路のサイズを減少するために前記通路内に配置されるべき円筒体を含み、
    該円筒体は開口を備え、該開口は前記第１及び第２の保持手段からなるバルブ本体の軸線と整列された軸線を有する、ピンチバルブ。

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