JP7012869B2 - クランプ - Google Patents

Description

本発明は、特に、しかし排他的にでなく、バイオテクノロジー、製薬および食品産業で使用するためのフランジ付きチューブまたはコネクタを接続するためのクランプに関する。

無菌状態を維持するために、搬送される流体を外部環境から隔離する必要があるバイオテクノロジー、製薬および食品産業では、衛生器具間を迅速かつ効果的に液密接続する機能が特に重要である。

例えば、トライクランプフィッティングを使用して、各々がホースに挿入されている一対のホーステールフィッティングを接続することができる。トライクランプフィッティングは、一般に、互いにヒンジで接続された２つの半円形部分で構成される。半円形部分のうちの１つの自由端は、半円形部分に対して旋回することができるボルト上に配置された蝶ナットを含む。他の半円形部分は、ボルトを受け入れるスロットを規定する二叉分岐部分を含む。蝶ナットは、クランプを閉位置にロックするように、二叉分岐部分と係合するように引っ張ることができる。半円形部分は、概してそれらの間にガスケットを有するホーステールフィッティングのフランジをシール係合に引き込むための内向きの先細りの溝を含む。

本発明の一態様によれば、クランプであって、第１の弧状部分と、ヒンジを介して第１の弧状部分に接続された第２の弧状部分と、第１および第２の弧状部分を閉位置にロックするためのラチェット機構と、を含み、第１および第２の弧状部分は各々、溝の開口部から溝の基部に向かって半径方向に先細になる円周方向の溝を含み、第１および第２の弧状部分のうちの１つの溝は、１８０度を超える角度範囲を有し、両端間の位置よりも溝の両端でより狭い幅の開口部を有する、クランプが提供される。

溝の基部は、対向する端部間で一定の幅を有してもよい。

溝の開口部は、対向する端部間の中間で最も広くてもよい。

ラチェット機構は、第２の弧状部分を備えた線形ラックと、第１の弧状部分を備えた、線形ラックを受け入れるための爪と、を含んでもよい。形ラックは、１つまたは複数の非対称の歯を含んでよく、前記爪は、前記線形ラックの歯と係合するように構成された指を含んでもよい。

クランプは、強化ポリマー材料から形成されてもよい。

本発明をよりよく理解し、それがどのように実施され得るかをより明確に示すために、ここで、例として、添付図面を参照する。

図１は、開位置にある本発明の実施形態によるクランプの斜視図である。 図２は、閉位置にある図１のクランプの側面図である。 図３は、クランプの下部の斜視図である。 図４は、使用中のクランプの断面図である。

図１および図２は、本発明の実施形態によるクランプ２を示す。クランプ２は、第１の下部弧状部分４ａおよび第２の上部弧状部分４ｂを備える。

第１および第２の弧状部分（弓形部分）４ａ、４ｂは、互いにヒンジで接続されている。具体的には、第１の弧状部分４ａは、互いに横方向に間隔を置いて配置された一対のヒンジアーム６ａ、６ｂを備える。ヒンジアーム６ａ、６ｂは弧状であり、１８０°よりわずかに大きい範囲を有する。したがって、ヒンジアーム６ａ、６ｂは、凹部を規定する。

第２の弧状部分４ｂは、ヒンジローブ８を備える。円筒形のスタブシャフト１０ａ、１０ｂは、ヒンジローブ８の各側面から突出している。スタブシャフト１０ａ、１０ｂは、スナップフィット接続を形成するために、ヒンジアーム６ａ、６ｂによって規定される凹部内に受け入れられるようなサイズになっている。したがって、第１および第２の弧状部分４ａ、４ｂは、図１に示されるような閉位置と、図２に示されるような開位置との間で回転することができる。

ヒンジローブ８の放射状の端面は、ヒンジローブ８の周りに互いに角度的に間隔を置いて配置された一対の戻り止め突起１２ａ、１２ｂを備える。戻り止め突起１２ａ、１２ｂ（一方の突起、突起１２ａのみが図１に見え、他方は第１の弧状部分４ａの後ろに隠されている）は、第１の弧状部分４ａのエッジ１４とインターフェースする。具体的には、クランプ２を開くとき、戻り止め突起１２ａは、図３に最もよく示されるように、戻り止め突起１２ａ、１２ｂがエッジ１４にまたがるように、エッジ１４上に強制されなければならない。この位置では、戻り止め突起１２ａはクランプ２が閉じるのを防ぎ、戻り止め突起１２ｂはクランプ２がそれ以上開くのを防ぐ。したがって、戻り止め突起１２ａ、１２ｂは、クランプを開位置に保持して、使用の容易さを改善する。しかしながら、クランプ２は、エッジ１４を越えて戻り止め突起１２ｂを強制するのに十分な力を加えることによって、第２の弧状部分４ｂを第１の弧状部分４ａから切り離すために、スタブシャフト１０ａ、１０ｂをヒンジアーム６ａ、６ｂから解放するためにさらに開くことができる。同様に、エッジ１４を越えて戻り止め突起１２ａを強制するのに十分な力を加えることによって、クランプを閉じることができる。戻り止め突起１２ａ、１２ｂは、クランプ２の変形を通してエッジ１４を通過することができる。例えば、変形は、戻り止め突起１２ａ、１２ｂ、エッジ１４、スタブシャフト１０ａ、１０ｂ、およびヒンジアーム６ａ、６ｂのうちの１つまたは複数で発生し得る。戻り止め突起１２ａ、１２ｂの変形が付勢機構の変形によって可能になるように、戻り止め突起１２ａ、１２ｂは、ばねなどの付勢機構によって移動可能で、外側に付勢されてもよい。

第１および第２の弧状部分４ａ、４ｂの遠位の自由端は、クランプ２を閉位置にロックするためのラチェット機構を備える。具体的には、第２の弧状部分４ｂは、第２の弧状部分４ｂから実質的に円周方向に突出する舌部１８（ラック）を備える。舌部１８は、各々が１つまたは複数の歯を備えている対向する側面２０ａ、２０ｂを備える。

第１の弧状部分４ａは、舌部１８を受け入れる受容部分２２を備える。受容部分２２は、クランプ２のいずれかの側面にある爪部分３４ａ、３４ｂによって規定される。爪部分３４ａ、３４ｂは、それらの下端でのみ接続されている。したがって、爪部分３４ａ、３４ｂは片持ち梁であり、それらの下端を中心に旋回することができる。解放タブ５０ａ、５０ｂは、各爪部分３４ａ、３４ｂから垂直に突出している。

爪部分３４ａ、３４ｂの各々は、爪部分３４ａ、３４ｂのヒンジ付き端部から離間された一対の指３６ａ、３６ｂ（図１では一対の指３６ｂのみが見える；他の実施形態では１本の指のみを使用できる）を備える。指３６ａ、３６ｂは、それぞれ、舌部１８の対向する側面２０ａ、２０ｂの歯と係合するように構成される。

舌部１８は、ヒンジ周りに第２の弧状部分４ｂの回転中に歯が指３６ａ、３６ｂと平行に保たれるように、その長さに沿って湾曲している。

指３６ａ、３６ｂの各対は、第１の上指および第２の下指を形成する。第１の指は第２の指よりも大きくてもよい。第１の指は、主にクランプが閉じているときに使用され得る。第２の指は、舌部１８と係合し、クランプが圧力下にあるときに接触面積を増加させるために使用される。これにより、２本の指の間で負荷が効果的に分散され、万一、第１の指が滑った場合のバックアップとして機能する。両方の指を一緒に結合するために、両方の指の間の最も内側の縁にリブを設けることができる。このリブは両方の指を補強し、オートクレーブ処理後の加圧中の変形を防ぐ。指３６ａ、３６ｂの間のリブを受け入れるために、対応するスロットを舌部１８に設けてもよい。

垂直方向の力が解放タブ５０ａ、５０ｂに加えられると、爪部分３４ａ、３４ｂが舌部１８から離れるように移動するように、爪部分３４ａ、３４ｂは、クランクされている。これにより、クランプを開くのに必要な力が軽減される。

爪部分３４ａ、３４ｂの動きを制限するために、一対のタブストップ５４ａ、５４ｂが設けられる。タブストップ５４ａ、５４ｂは、それぞれ解放タブ５０ａ、５０ｂの下に配置され、クランプ２を開くためにそれらが引き下げられるときに、解放タブ５０ａ、５０ｂに接触する。したがって、タブストップ５４ａ、５４ｂは、爪部分３４ａ、３４ｂが過度に開かれ、さもなければそれらを永久的に変形させる可能性があることを防止する。タブストップ５４ａ、５４ｂはまた、ユーザが解放タブ５０ａ、５０ｂの下に指を置くことを防止し、したがって、クランプを開く正しい方法をユーザに伝えるという二次的な目的を果たす。

図１に示されるように、舌部１８の放射状の端面は、爪部分３４ａ、３４ｂの間に見える、その長さに沿った目盛りまたは他のしるしを含み得、したがって、受容部分２２内の舌部１８の位置、したがって弧状部分４ａ、４ｂの相対位置の指標を提供する。したがって、目盛りを使用して、クランプ２が十分に閉じていることを確認できる。爪部分３４ａ、３４ｂは、舌部１８上の目盛りの相対位置を定義するために使用される矢印などの参照標識を備えていてもよい。

第１および第２の弧状部分４ａ、４ｂは各々、実質的に半円形の（円周方向）溝１６ａ、１６ｂを備える。溝１６ａ、１６ｂの側壁は、溝の幅がその開口部からその基部まで半径方向に先細になるように（すなわち、溝が小さい半径よりも大きい半径で狭くなるように）、互いに対して角度が付けられている。図２に示す閉位置では、第１および第２の弧状部分４ａ、４ｂの半円形溝１６ａ、１６ｂが合流して、実質的に連続した円形チャネルを形成する。

図３は、下側の弧状部分４ａを単独で示している。溝１６ａの基部（すなわち、溝１６ａの半径方向外側の範囲）は、溝の長さに沿って一定の幅を有することができるが、溝への開口部の幅（その半径方向内側の範囲、すなわち、溝１６ａの最も広い部分）溝１６ａ）は、その長さに沿って変化し得る。具体的には、図３に示すように、溝１６ａの開口部は、ヒンジ端部に隣接する（すなわち、ヒンジアーム６ａ、６ｂの近くの）溝１６ａの第１の端部に第１の幅ｗ_１を有し得、ラチェット端部に隣接して（すなわち、受容部分２２の近くで）第１の端部の反対側にある溝１６ａの第２の端部に第２の幅ｗ_２を有し得、および溝１６ａの第１の端部と第２の端部との間の中間の溝の中央に第３の幅ｗ_３を有し得る。第３の幅ｗ_３は、第１の幅ｗ_１および第２の幅ｗ_２よりも大きい。第１の幅ｗ_１と第２の幅ｗ_２とは同じであってもよい。したがって、溝への開口部の幅は、ヒンジに隣接する第１の端部から溝１６ａの中点に向かって増加し、次いで、ラチェット機構に隣接する第２の端部に向かって幅が減少する。

図４に示されるように、クランプ２は、ホースの２つのセクションを一緒に結合するために使用される一対のホーステールフィッティング４０ａ、４０ｂを接続するために使用され得る。テールフィッティング４０ａ、４０ｂは、ホースに挿入されるバーブ４２ａ、４２ｂおよびフランジ４４ａ、４４ｂを備える。

使用中、クランプ２が図２に示される開位置にある状態で、フランジ４４ａ、４４ｂは、ガスケットシール４６が間に配置された第１の弧状部分４ａの半円形溝１６ａに受け入れられる。図示されるように、フランジ４４ａ、４４ｂの対向する表面は、ガスケットシール４６を受け入れるための円形の溝を備えていてもよい。次に、クランプ２は、第２の弧状部分４ｂがフランジ４４ａ、４４ｂを越えて受け入れられるように閉じられる。この閉位置では、舌部１８は受容部分２２に受容され、舌部１８の歯は、爪要素２８の指３６ａ、３６ｂと係合する。

舌部１８の歯は、舌部１８が受容部分２２に挿入されるにつれて指３６ａ、３６ｂが歯の上に乗るが、舌部１８が受容部分２２から引っ込められる場合に歯と係合するように、非対称である。したがって、第１および第２の弧状部分４ａ、４ｂは、歯が指３６ａ、３６ｂを徐々に通過するように一緒に圧搾することができる。溝１６ａ、１６ｂの先細りの形状のために、この作用により、フランジ４４ａ、４４ｂが互いに向かって強制され、それらの間に配置されたガスケットシール４６を圧縮する。したがって、クランプ２は、テールフィッティング４０ａ、４０ｂとの間に液密シールを提供することができ、ラチェット機構は、第１および第２の弧状部材４ａ、４ｂが所望の圧縮レベルで閉位置に保持されることを確実にする。

図２に示されるように、下部弧状部分４ａは、実際には、１８０度を超える角度範囲を有する。換言すれば、第１および第２の弧状部分４ａ、４ｂは等しく半分ではなく、第１の弧状部分４ａは１９２度を超えて延びる。これにより、クランプする前にコンポーネントを保持できる。

前述のように、溝１６ａへの開口部は、両端部よりも中央部の方が広い。溝１６ａの対向する端部は、典型的には、それらがクランプ２に組み立てられるときにフィッティング４０ａ、４０ｂのフランジ４４ａ、４４ｂとの最初の接触領域である。逆に、それらは、フランジ４４ａ、４４ｂがクランプ２から取り外される（または逃げる）ときの最後の接触領域である。両端の開口部の幅が狭い溝１６ａを採用することにより（１８０度を超える角度範囲と組み合わせて）、フィッティング４０ａ、４０ｂのより良好な保持が提供される。これは、下部弧状部分４ａ自体が、２つのフィッティングおよび圧縮ガスケットシールを分解することなくその溝に保持できることを意味する。この特徴は、組み立て作業者が手を離して別のタスク（例えば、クランプを閉じる）を実行できるので、非常に便利である。

上記の溝１６ａのプロファイルは、上部弧状部分４ｂの溝１６ｂにも使用できることが理解されよう。溝の両端は狭くなっているが、溝の最も広い点が両端の中間にある必要はない。溝の開口部の幅は、中心から端に向かって滑らかに減少するか、または代わりに、一定の幅の中央セクションと、中央セクションの両側に、それらの間の遷移を伴うより狭い幅を有する２つのセクションとを含み得る。

上記の溝１６ａの形状は、上記のものとは異なるラチェット機構およびヒンジ構造を有するクランプとともに使用することができる。

明細書における不必要な労力の重複およびテキストの繰り返しを回避するために、本発明の１つまたはいくつかの態様または実施形態のみに関連して特定の特徴が説明されている。しかしながら、技術的に可能である場合、本発明の任意の態様または実施形態に関連して記載された特徴は、本発明の他の任意の態様または実施形態とともに使用することもできることを理解されたい。

第１および第２の弧状部分は半円形である必要はなく、追加の（弧状または非弧状）部分を第１および第２の弧状部分の間に配置することができることが理解されよう。したがって、第２の弧状部分は、１つまたは複数の追加部分を介して第１の弧状部分にヒンジで接続することができる。

本発明は、本明細書に記載の実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく修正または適合させることができる。

Claims (4)

1. クランプであって、
   第１の弧状部分と、
   ヒンジを介して前記第１の弧状部分に接続された第２の弧状部分と、
   前記第１および第２の弧状部分を閉位置にロックするためのラチェット機構と、
   を含み、
   前記第１および第２の弧状部分は各々、溝の開口部から溝の基部に向かって半径方向に先細になる円周方向の溝を含み、
   前記第１および第２の弧状部分のうちの１つの前記溝は、１８０度を超える角度範囲を有し、当該１つの前記溝は、前記溝の円周方向における両端間の中間の位置よりも前記溝の両端の位置でより狭い幅の開口部を有する、クランプ。
2. 前記溝の基部は、前記溝の円周方向における両端間で一定の幅を有する、請求項１に記載のクランプ。
3. 前記溝の開口部は、前記溝の円周方向における両端間の中間の位置で最も広い、請求項１または２に記載のクランプ。
4. 前記ラチェット機構は、前記第２の弧状部分を備えた線形ラックと、前記第１の弧状部分を備えた、前記線形ラックを受け入れるための爪と、を含み、
   前記線形ラックは、１つまたは複数の非対称の歯を含み、前記爪は、前記線形ラックの歯と係合するように構成された指を含む、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のクランプ。

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