WO2019230918A1 - ピンチバルブ - Google Patents

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WO2019230918A1
WO2019230918A1 PCT/JP2019/021631 JP2019021631W WO2019230918A1 WO 2019230918 A1 WO2019230918 A1 WO 2019230918A1 JP 2019021631 W JP2019021631 W JP 2019021631W WO 2019230918 A1 WO2019230918 A1 WO 2019230918A1
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WO
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pinch valve
tubular body
pressing
seal
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/021631
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸宣 佐藤
謙介 増田
Original Assignee
旭有機材株式会社
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Publication date
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Priority to EP19811571.9A priority patent/EP3805619A4/en
Priority to CN201980036077.5A priority patent/CN112204280A/zh
Priority to KR1020207030812A priority patent/KR20210015764A/ko
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/02—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm
    • F16K7/04—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm constrictable by external radial force
    • F16K7/06—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm constrictable by external radial force by means of a screw-spindle, cam, or other mechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K25/005—Particular materials for seats or closure elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0236—Diaphragm cut-off apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/50—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0008—Mechanical means

Definitions

  • the present invention relates to a pinch valve.
  • a valve part a pipe body in which a flow path is formed and accommodated in the valve part, a pressing part that deforms the pipe body by pressing or releasing the pipe, and opens and closes the flow path, and a press
  • a pinch valve having a drive unit for driving the unit is known (for example, see Patent Document 1).
  • the pinch valve described in Patent Document 1 slides the wedge-shaped pressurizing portion (53) (drive portion) along the axial direction of the tube body,
  • the pinch valve described in Patent Document 1 is downsized.
  • a tubular body made of an elastic material such as rubber may rupture due to deterioration or slight surface scratches, and the internal fluid may flow out of the tubular body.
  • the driving part of the pinch valve described in Patent Document 1 is an air actuator that drives the pressing part with air pressure.
  • the fluid that flows out of the tube body is outside the pinch valve via the exhaust port or the intake port. May leak further.
  • the fluid is a chemical that adversely affects the human body, such as sulfuric acid, the fluid must be prevented from flowing out of the pinch valve.
  • the structure of the pinch valve described in Patent Document 1 is effective for a tube having a relatively small wall thickness and a smaller diameter, for example, a tube having a diameter smaller than 25 mm.
  • the larger diameter tubular body has a relatively large wall thickness, and the pressing force and the stroke amount of the pressing portion necessary for closing the flow path of the tubular body are increased.
  • the structure of the pinch valve cannot be applied as it is. For example, by reducing the contact area where the pressing portion abuts the tubular body, the pressure applied to the tubular body can be increased, and the pressing force required to close the flow path of the tubular body can be reduced. However, since the pressing force is concentrated on a part of the tube and is repeatedly applied, the durability of the tube is lowered.
  • the present invention provides a pinch valve in which the fluid inside the pipe does not flow out of the pinch valve even when the pipe is ruptured, and the pipe body without impairing the durability of the pipe body. It is an object of the present invention to provide at least one pinch valve that can reduce the pressing force required to close the flow path.
  • the valve body a pipe body in which a flow path is formed and accommodated in the valve part, and the pipe body is deformed by pressing the pressure body or releasing the pressure.
  • a pinch valve comprising: a pressing part that opens and closes the flow path; and a driving part that drives the pressing part, and seals fluid communication between the space near the outer surface of the tubular body and the outside of the pinch valve.
  • the pinch valve is further provided with a sealing portion.
  • the valve body a pipe body in which a flow path is formed and accommodated in the valve part, and the pipe body by pressing or releasing the press.
  • a pinch valve comprising a pressing part that deforms and opens and closes the flow path, and a driving part that drives the pressing part
  • the curvature of the tip part of the pressing part that comes into contact with the tubular body is such that the curvature of the tubular body
  • a pinch valve characterized by being 1.1 to 4.2 times the wall thickness is provided.
  • the seal portion includes a first seal member, the valve portion includes a contact surface that contacts the end surface of the tubular body, and the first portion is disposed between the end surface of the tubular body and the contact surface.
  • the sealing member may be provided.
  • the seal part may include a second seal member, and the second seal member may be provided between the valve part and the drive part.
  • the seal portion includes a third seal member, and the valve portion includes a main body member and a holding member that holds the tubular body and is accommodated in the main body member, and the main body member and the holding member. The third sealing member may be provided between the two.
  • the valve portion may include a main body member that holds the tubular body, a connection member that is disposed at both ends of the main body member, and a cap nut that is screwed to both ends of the main body member together with the connection member.
  • the seal portion may include a fourth seal member, the drive portion may include a piston and a base plate, and the fourth seal member may be provided between the piston and the base plate.
  • the seal member may be an O-ring.
  • the first seal member may be an annular protrusion formed on the contact surface.
  • the material of the valve part may be plastic.
  • the pressing portion has two straight portions connected to each of a curved portion and an end portion of the curved portion in a longitudinal section in the axial direction of the tubular body, and an angle formed by the two straight portions is 55. It may be up to 90 degrees.
  • a lower support surface for supporting the tubular body is provided on the opposite side of the pressing portion with respect to the axis of the tubular body, and a part of the tubular body protrudes toward the pressing portion on the lower supporting surface. Support protrusions may be provided. The height of the support protrusion may be 7 to 40% of the wall thickness of the tubular body.
  • an upper support surface that supports the tubular body except for a portion corresponding to the pressing portion is provided, and in a longitudinal section in the axial direction of the tubular body, The distance between the center of the tip of the pressing portion and the edge of the upper support surface may be 3 to 6 times the wall thickness of the tubular body.
  • the fluid inside the tube body does not flow out of the pinch valve, and without impairing the durability of the tube body.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pinch valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the pinch valve.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing deformation of the tubular body.
  • FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of the pressing portion.
  • FIG. 7 is another enlarged longitudinal sectional view of the portion of the pressing portion.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the curvature and the fully closed pressing force.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between curvature and strain.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the taper angle and the fully closed pressing force.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the taper angle and the fully closed pressing force.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the taper angle and strain.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the height of the support protrusion and the fully closing pressing force.
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a pinch valve according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the pinch valve.
  • FIG. 15 is a partially enlarged longitudinal sectional view of FIG.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pinch valve 1 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the pinch valve 1
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a holding member 21.
  • the pinch valve 1 includes a valve portion 2, a tube body 3 (tube) in which a flow path is formed and accommodated in the valve portion 2, and the tube body 3 is pressed or released by pressing the tube body 3. It has a pressing part 4 that deforms and opens and closes the flow path, and a driving part 5 that drives the pressing part 4.
  • the tube body 3 is formed from an elastic material.
  • the drive unit 5 includes a cylinder 10, a piston 11 slidable within the cylinder 10, a base plate 12 disposed opposite to the piston 11, a display 13, a cap 14, an O-ring 15, and an O-ring 16, an O-ring 17, and an O-ring 18.
  • the drive unit 5 is an air actuator, and the piston 11 can be moved up and down in the cylinder 10 by supplying compressed air from the air port (not shown) into the cylinder 10 or exhausting it from the cylinder 10.
  • the piston 11 has a shaft portion 19 that penetrates the base plate 12. Therefore, the piston 11 moves up and down while being guided by the base plate 12.
  • a pressing portion 4 is attached to the tip of the shaft portion 19.
  • the indicator 13 placed on the piston 11 appears and disappears from the cylinder 10. Therefore, by visually recognizing the state of appearance of the indicator 13, it is possible to grasp the position of the piston 11, and thus the position of the pressing portion 4, that is, the open / closed state of the pinch valve 1.
  • the O-ring 15 is attached to the outer peripheral surface of the piston 11 and seals between the outer peripheral surface of the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder 10.
  • the O-ring 16 is attached to the outer peripheral surface of the base plate 12 and seals between the outer peripheral surface of the base plate 12 and the inner peripheral surface of the cylinder 10.
  • the O-ring 17 is attached to the inner peripheral surface of the through hole of the base plate 12 and seals between the inner peripheral surface of the through hole of the base plate 12 and the outer peripheral surface of the shaft portion 19 of the piston 11.
  • the O-ring 18 is attached to the outer peripheral surface of the display 13 and seals between the outer peripheral surface of the display 13 and the inner peripheral surface of the cylinder 10.
  • the drive part 5 may be an electric actuator, or may manually lift and lower the piston 11.
  • the valve unit 2 includes a cylindrical main body member 20, a holding member 21 that holds the tubular body 3 and is accommodated in the main body member 20, connection members 22 that are disposed at both ends of the main body member 20, and the connection members 22.
  • the main body member 20 has a cap nut 23 that is screwed to both ends.
  • the drive unit 5 is attached to the valve unit 2, specifically, the main body member 20 by a screw 24. At this time, an O-ring 25 is disposed between the valve unit 2 and the drive unit 5, specifically, between the base plate 12.
  • the holding member 21 has an annular member 26 that holds each of the flange portions 6 formed at both ends of the tube body 3, and an upper support member 27 and a lower support member 28 that are connected to each of the annular members 26. .
  • a male screw is formed on the outer peripheral surface of the annular member 26 and is screwed with a female screw formed on the inner peripheral surface of the cap nut 23.
  • an O-ring 29 is disposed on the inner side of the male screw in a state where the annular member 26 is disposed in the tube body 3. Therefore, an O-ring 29 is disposed between the main body member 20 and the holding member 21.
  • the upper support member 27 and the lower support member 28 are combined so as to surround the intermediate portion of the tube body 3 and are connected by screws 30.
  • FIG. 4 is a partially enlarged longitudinal sectional view of FIG.
  • An annular recess 31 for receiving the flange portion 6 of the tube body 3 is formed on the end surface of the annular member 26.
  • An annular contact surface 32 that contacts the annular end surface 8 inside the flange portion 6 of the tubular body 3 is formed on the surface corresponding to the bottom surface of the recess 31.
  • An annular protrusion 33 is formed on the contact surface 32.
  • the upper support member 27 and the lower support member 28 are connected to the annular member 26 in a state where the tube body 3 is slightly extended in the axial direction.
  • each of the flange portions 6 of the tubular body 3 is pressed against the contact surface 32 of the corresponding annular member 26, and the annular protrusion 33 of the annular member 26 is against the end surface 8 of the flange portion 6 of the tubular body 3. Buried. As a result, the annular protrusion 33 seals between the end surface 8 of the flange portion 6 and the contact surface 32 of the annular member 26.
  • a tubular body formed of an elastic material such as rubber may be ruptured due to deterioration or slight surface scratches, and the internal fluid may flow out of the tubular body.
  • the fluid is a chemical that adversely affects the human body, such as sulfuric acid
  • the fluid must be prevented from flowing out of the pinch valve.
  • metal parts cannot be used in pinch valves. Therefore, it is necessary to use a non-metallic part, for example, a plastic part, but the plastic part generally tends to have a poor dimensional accuracy as compared with the metallic part. There is a higher possibility of fluid leaking between parts compared to parts.
  • the pinch valve 1 has a seal portion which is a secondary seal provided when the tube body 3 is ruptured, in addition to a primary seal for ensuring hermeticity during normal use. Thereby, even if the tube 3 is ruptured, the fluid inside the tube 3 does not flow out of the pinch valve 1.
  • the pinch valve 1 includes, as seal portions, an annular protrusion 33 that is a first seal member, an O-ring 25 that is a second seal member, an O-ring 29 that is a third seal member, and a fourth seal.
  • O-ring 17 which is a member, and these seal the fluid communication between the space near the outer surface of the tube body 3 and the outside of the pinch valve 1.
  • the annular protrusion 33 may be replaced with an O-ring.
  • the annular protrusion 33 seals between the end surface 8 of the flange portion 6 and the contact surface 32 of the annular member 26 to prevent the outflow in the L1 direction.
  • the O-ring 25 seals between the valve unit 2 and the drive unit 5 to prevent outflow in the L2 direction.
  • the O-ring 29 seals between the main body member 20 and the holding member 21 to prevent outflow in the L3 direction.
  • the O-ring 17 seals the space between the piston 11 and the base plate 12 to prevent outflow in the L4 direction. Furthermore, since an O-ring or the like is used, the replacement work of consumable parts can be easily performed.
  • the pinch valve 1 uses an air actuator.
  • the O-ring 17 that is the fourth seal member prevents the fluid that has flowed out of the tube from flowing into the cylinder 10 and prevents the drive unit from being damaged. Outflow of the pinch valve 1 to the outside is prevented. Even in the case of the pinch valve 1 that manually lifts and lowers the piston 11 instead of the air actuator, the fluid that has flowed out of the tube further flows out of the pinch valve 1 due to the presence of the fourth seal member. Is prevented.
  • the seal portion is not limited to the above-described seal member, and can be arbitrarily arranged in a place where the fluid communication between the space near the outer surface of the tube body 3 and the outside of the pinch valve 1 needs to be sealed. Further, the specific configuration of the seal member is not limited to the O-ring, and may be arbitrarily configured as long as the sealing property is ensured.
  • the drive unit 5 is attached to the holding member 21 that holds the tubular body 3 via the main body member 20, but directly to the holding member 21 without the main body member 20. You may make it attach to.
  • the O-ring 29 is omitted.
  • the seal member can be omitted by omitting or integrating each member.
  • the pinch valve 1, especially the valve portion 2 can be formed of a plastic material as a whole.
  • the cylinder 10, the piston 11, the base plate 12, and the lower support member 28 are formed of glass-filled polypropylene (PPG), and the pressing portion 4 and the upper support member 27 are formed of recycled polyvinylidene fluoride (regenerated PVDF).
  • the member 20, the connecting member 22, the cap nut 23 and the annular member 26 are made of polyvinyl chloride (U-PVC), the indicator 13 is made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), and the cap 14 is made of polypropylene.
  • the tube 3 is made of ethylene / propylene / diene rubber (EPDM) or fluororubber (FKM).
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the deformation of the tube body 3.
  • 5A shows a fully opened state of the pinch valve 1 when there is no pressure when no fluid flows in the flow path
  • FIG. 5B shows a pinch valve 1 when pressurized when the fluid flows in the flow path.
  • C shows the fully closed state of the pinch valve 1 when there is no pressure flowing through the flow path
  • D shows the time when pressure is applied when the fluid flows through the flow path.
  • the fully closed state of the pinch valve 1 is shown.
  • FIG. 5 is schematically illustrated, and therefore, the base plate 12, the annular member 26, the upper support member 27, and the lower support member 28 are integrally illustrated as one support member.
  • the tube 3 in the fully opened state during pressurization is regulated by the pressing portion 4 and the support member, specifically, the upper support member 27. No part expands. Further, as is clear from a comparison between (C) and (D) of FIG. 5, the tubular body 3 in the fully closed state during pressurization expands so as to be more closely attached to the outer surface of the pressing portion 4.
  • the pressure applied to the tube can be increased, and the pressure required to close the flow path of the tube can be reduced.
  • the durability of the tube is lowered.
  • FIG. 6 is an enlarged vertical cross-sectional view of the pressing portion 4.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to (D) of FIG.
  • the curvature of the distal end portion of the pressing portion 4 that contacts the tubular body 3 is defined as a curvature R.
  • the center of curvature of the curvature R is disposed on the axis of symmetry in the cross section of the pressing portion 4.
  • the pressing part 4 has two straight parts 4b connected to each of the curved part 4a and the end part of the curved part 4a in the longitudinal section in the axial direction of the tubular body 3, and the angle formed by the two straight parts 4b is , Defined as a taper angle A.
  • the straight line portion 4b is a tangent line at the end of the curved portion 4a.
  • the straight line portion 4b may not be a complete straight line, but may be a curve close to a straight line to the extent that it can be visually recognized as a straight line.
  • the upper support member 27 is provided on the side of the pressing portion 4, that is, the upper support member 27 except for the portion corresponding to the pressing portion 4. ing.
  • a lower support surface 35 that supports the tube body 3 is provided on the opposite side of the pressing portion 4 with respect to the axis C of the tube body 3, that is, on the lower support member 28.
  • a support protrusion 36 is formed on the lower support surface 35 to project a part of the tube body 3 toward the pressing portion 4.
  • the support protrusion 36 is located at a position facing the tip of the pressing portion 4 and is formed across the transverse direction of the tube body 3.
  • the amount of protrusion from the lower support surface 35, that is, the height of the support protrusion 36 is defined as a height H.
  • FIG. 7 is another enlarged longitudinal sectional view of the pressing portion 4.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to (C) of FIG.
  • the distance between the center of the tip of the pressing portion 4 and the edge of the upper support surface 34 is defined as a distance D.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the curvature R and the fully closed pressing force F
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the curvature F and the strain E.
  • “Fully closed pressing force” refers to a pressing force required to deform the tube 3 by the pressing unit 4 driven by the driving unit 5 to bring the pinch valve 1 into a fully closed state. In the fully closed state, it refers to the strain in the most deformed portion of the tubular body 3, for example, the portion of the tubular body 3 with which the tip of the pressing portion 4 abuts.
  • the strain E is a value obtained by dividing the change in length before and after deformation by the length before deformation.
  • the curvature R is 1.1 to 4.2 times the wall thickness T (FIG. 6) of the tube body 3.
  • T wall thickness
  • the curvature R is 4 to 15 mm.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the taper angle A and the fully-closed pressing force F
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the taper angle A and the strain E.
  • the strain E increases. That is, when the taper angle A is small, the contact surface with the tubular body 3 becomes smaller. As a result, the force applied per unit area of the tube body 3, that is, the pressure increases. Therefore, the strain E also increases, and the durability of the tube body 3 decreases.
  • the taper angle A is 55 to 90 degrees.
  • the full closing pressure F is smaller than 1,000N. There is a need to.
  • the taper angle A is 55 to 90 degrees.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the height H of the support protrusion 36 and the fully closing pressing force F.
  • the height H of the support protrusion 36 is increased, the fully closing pressing force F is decreased.
  • the height H exceeds a predetermined value the fully closing pressing force F becomes substantially constant.
  • the height H is larger than 7% of the wall thickness T of the tube body 3 and smaller than 40% of the wall thickness T.
  • the full closing pressing force F needs to be smaller than 1,000N.
  • the height H is greater than 0.25 mm and 1.5 mm.
  • the distance D shown in FIG. 7 is preferably 3 to 6 times the wall thickness T of the tube 3.
  • the thickness T must be increased.
  • the distance D is preferably 3 to 6 times the wall thickness T of the tube 3.
  • the distance D is preferably in the above range.
  • the tube body 3 having a diameter of 25 mm has a wall thickness T of 3.5 mm, and as a design example, the distance D is 17.5 mm. In this case, the distance D is 5 times the wall thickness T.
  • the tube body 3 having a diameter of 40 mm has a thickness T of 6 mm, and as a design example, the distance D is 25.0 mm. In this case, the distance D is 4.2 times the wall thickness T.
  • the optimal values of the curvature R, the taper angle A, the height H of the support protrusion 36, and the distance D may be arbitrarily combined.
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the pinch valve 100 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the pinch valve 100.
  • the pinch valve 100 according to the second embodiment is different from the pinch valve 1 according to the first embodiment only in the configuration of the valve portion, but has the same effect. Therefore, only different points will be described below.
  • the shape of the base plate is also different from each other, but the shape of the base plate is different depending on the shape of the valve portion.
  • the valve portion 2 of the pinch valve 1 includes the tubular main body member 20, the holding member 21 that holds the tubular body 3 and is accommodated in the main body member 20, and the main body member 20. It has the connection member 22 arrange
  • valve portion 102 of the pinch valve 100 according to the second embodiment is screwed into both ends of the main body member 120 together with the cylindrical main body member 120, the connection members 122 disposed at both ends of the main body member 120, and the connection members 122. And a cap nut 123. That is, the valve portion 102 of the second embodiment does not have a configuration corresponding to the holding member 21 in the valve portion 2 of the first embodiment, and the main body member 120 directly holds the tube body 3. .
  • the main body member 120 of the second embodiment is configured in a shape such that the main body member 20 and the holding member 21 of the first embodiment are integrated.
  • the pinch valve 100 of the second embodiment does not have the O-ring 29 arranged between the main body member 20 and the holding member 21 in the first embodiment. It can also be said that the holding member, not the main body member 120, is configured in a shape in which the main body member 20 and the holding member 21 of the first embodiment are integrated.
  • FIG. 15 is a partially enlarged longitudinal sectional view of FIG.
  • An annular recess 131 for receiving the flange portion 6 of the tube body 3 is formed on the end surface of the main body member 120.
  • An annular contact surface 132 that contacts the annular end surface 8 inside the flange portion 6 of the tubular body 3 is formed on the surface corresponding to the bottom surface of the recess 131.
  • An annular protrusion 133 is formed on the contact surface 132.
  • the main body member 120 holds the tube body 3 in a state where the tube body 3 is slightly extended in the axial direction.
  • each of the flange portions 6 of the tube body 3 is pressed against the corresponding contact surface 132 of the main body member 120, and the annular protrusion 133 is buried in the end surface 8 of the flange portion 6 of the tube body 3.
  • the annular protrusion 133 seals between the end surface 8 of the flange portion 6 and the contact surface 132 of the main body member 120.
  • the pinch valve 100 according to the second embodiment has a seal portion that is a secondary seal provided when the tubular body 3 is ruptured, in addition to a primary seal for ensuring hermeticity during normal use. Thereby, even if the tube 3 is ruptured, the fluid inside the tube 3 does not flow out of the pinch valve 1.
  • the pinch valve 1 includes an annular protrusion 133 that is a first seal member, an O-ring 25 that is a second seal member, and an O-ring 17 that is a fourth seal member as seal portions, These seal the fluid communication between the space near the outer surface of the tube 3 and the outside of the pinch valve 1.
  • the pinch valve 100 according to the second embodiment does not have a configuration corresponding to the O-ring 29 that is the third seal member of the first embodiment.
  • the annular protrusion 133 may be replaced with an O-ring.
  • the annular protrusion 133 seals the gap between the end surface 8 of the flange portion 6 and the contact surface 132 of the main body member 120 to prevent outflow in the L1 direction.
  • the O-ring 25 seals between the valve unit 2 and the drive unit 5 to prevent outflow in the L2 direction.
  • the O-ring 17 seals the space between the piston 11 and the base plate 112 to prevent outflow in the L4 direction.
  • the pinch valve 1 according to the first embodiment has a larger number of parts than the pinch valve 100 according to the second embodiment, but can be easily assembled. Furthermore, at the time of maintenance, it is only necessary to replace consumable parts such as a tube body and an O-ring, so that the maintenance cost is excellent.
  • the pinch valve 100 according to the second embodiment is configured such that the main body member 20 and the holding member 21 are integrated as compared with the pinch valve 1 according to the first embodiment, and does not have the O-ring 29. For this reason, the number of parts is small, and it can be manufactured at a lower cost. Furthermore, maintenance can be easily performed by exchanging the main body member in which the tubular body and the O-ring are assembled.

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Abstract

管体が破裂した場合であっても、管体の内部の流体がピンチバルブの外部へ流出することのないピンチバルブを提供する。 ピンチバルブ（１）は、バルブ部（２）と、内部に流路が形成され且つバルブ部（２）に収容される管体（３）と、管体（３）を押圧し又は押圧を解除することによって管体（３）を変形させ、流路を開閉させる押圧部（４）と、押圧部（４）を駆動させる駆動部（５）と、を具備し、管体（３）の外面近傍の空間と、ピンチバルブ（１）の外部との流体連通をシールするシール部をさらに具備する。

Description

ピンチバルブ
　本発明は、ピンチバルブに関する。
　バルブ部と、内部に流路が形成され且つバルブ部に収容される管体と、管体を押圧し又は押圧を解除することによって管体を変形させ、流路を開閉させる押圧部と、押圧部を駆動させる駆動部と、を有するピンチバルブが公知である（例えば、特許文献１参照。）。
　特許文献１に記載されたピンチバルブは、図１及び図２に示されるように、楔形状の加圧部（５３）（駆動部）を管体の軸線方向に沿って摺動させることによって、ピンチ手段（１９）（押圧部）が管体を押圧し又は押圧を解除している。こうした構造によって、特許文献１に記載されたピンチバルブは、小型化が実現されている。
欧州特許出願公開第２３０６０５５号明細書
　一般にゴム等の弾性材料で形成された管体は、劣化や表面の微少な傷に起因して破裂し、内部の流体が管体の外部に流出する可能性がある。特許文献１に記載のピンチバルブの駆動部は、空気圧で押圧部を駆動させるエアアクチュエータであるが、管体の外部に流出した流体は、排気口又は吸気口等を介して、ピンチバルブの外部へさらに流出する可能性がある。特に、流体が硫酸等のように人体に悪影響を及ぼす薬品の場合、ピンチバルブの外部に流体を流出させないようにしなければならない。
　特許文献１に記載のピンチバルブの構造は、肉厚が比較的小さく且つより小径の管体、例えば２５ｍｍよりも小さい径の管体に対しては有効である。しかしながら、より大径の管体は、肉厚が比較的大きく、管体の流路を閉鎖するために必要な、押圧力及び押圧部のストローク量が大きくなることから、特許文献１に記載のピンチバルブの構造をそのまま適用することはできない。例えば、押圧部が管体に当接する接触面積を小さくすることによって、管体に加わる圧力を高めることができ、管体の流路を閉鎖するために必要な押圧力を低くすることができる。しかしながら、押圧力が管体の一部に対して集中して、且つ、それが繰り返し加わることから、管体の耐久性が低下してしまう。
　本発明は、管体が破裂した場合であっても、管体の内部の流体がピンチバルブの外部へ流出することのないピンチバルブ、及び、管体の耐久性を損なうことなく、管体の流路の閉鎖に必要な押圧力を低くすることができるピンチバルブの少なくとも一方を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、バルブ部と、内部に流路が形成され且つ前記バルブ部に収容される管体と、前記管体を押圧し又は押圧を解除することによって前記管体を変形させ、前記流路を開閉させる押圧部と、前記押圧部を駆動させる駆動部と、を具備するピンチバルブにおいて、前記管体の外面近傍の空間と、当該ピンチバルブの外部との流体連通をシールするシール部をさらに具備することを特徴とするピンチバルブが提供される。
　本発明の別の態様によれば、バルブ部と、内部に流路が形成され且つ前記バルブ部に収容される管体と、前記管体を押圧し又は押圧を解除することによって前記管体を変形させ、前記流路を開閉させる押圧部と、前記押圧部を駆動させる駆動部と、を具備するピンチバルブにおいて、前記管体と当接する前記押圧部の先端部の曲率が、前記管体の肉厚の１．１～４．２倍であることを特徴とするピンチバルブが提供される。
　前記シール部が第１のシール部材を有し、前記バルブ部が前記管体の端面と当接する当接面を有し、前記管体の前記端面と前記当接面との間に前記第１のシール部材が設けられていてもよい。前記シール部が第２のシール部材を有し、前記バルブ部と前記駆動部との間に前記第２のシール部材が設けられていてもよい。前記シール部が第３のシール部材を有し、前記バルブ部が、本体部材と、前記管体を保持し且つ前記本体部材に収容される保持部材とを有し、前記本体部材と前記保持部材との間に前記第３のシール部材が設けられていてもよい。前記バルブ部が、前記管体を保持する本体部材と、前記本体部材の両端に配置される接続部材と、前記接続部材と共に前記本体部材の両端に螺合するキャップナットとを有していてもよい。前記シール部が第４のシール部材を有し、前記駆動部が、ピストンと、ベースプレートとを有し、前記ピストンと前記ベースプレートとの間に前記第４のシール部材が設けられていてもよい。前記シール部材がＯリングであってもよい。前記第１のシール部材が前記当接面に形成された環状突起であってもよい。前記バルブ部の材料がプラスチックであってもよい。
　前記押圧部が、前記管体の軸線方向における縦断面において、曲線部と該曲線部の端部の各々に接続された２つの直線部を有し、前記２つの直線部のなす角が、５５～９０度であってもよい。前記管体の軸線に対して前記押圧部の反対側には、前記管体を支持する下支持面が設けられ、前記下支持面には前記管体の一部を前記押圧部の側に突出させるサポート突起が設けられていてもよい。前記サポート突起の高さが、前記管体の肉厚の７～４０％であってもよい。前記管体の軸線に対して前記押圧部の側には、前記押圧部に対応する部分を除いて前記管体を支持する上支持面が設けられ、前記管体の軸線方向における縦断面において、前記押圧部の先端部の中心と前記上支持面の縁との距離が、前記管体の肉厚の３～６倍であってもよい。
　本発明の態様によれば、管体が破裂した場合であっても、管体の内部の流体がピンチバルブの外部へ流出することのないピンチバルブ、及び、管体の耐久性を損なうことなく、管体の流路の閉鎖に必要な押圧力を低くすることができるピンチバルブの少なくとも一方を提供するという共通の効果を奏する。
図１は、本発明の第１実施形態によるピンチバルブの縦断面図である。 図２は、ピンチバルブの分解斜視図である。 図３は、保持部材の分解斜視図である。 図４は、図１の部分拡大縦断面図である。 図５は、管体の変形を示す縦断面図である。 図６は、押圧部の部分の拡大縦断面図である。 図７は、押圧部の部分の別の拡大縦断面図である。 図８は、曲率と全閉押圧力との関係を示す図である。 図９は、曲率とひずみとの関係を示す図である。 図１０は、テーパ角度と全閉押圧力との関係を示す図である。 図１１は、テーパ角度とひずみとの関係を示す図である。 図１２は、サポート突起の高さと全閉押圧力との関係を示す図である。 図１３は、本発明の第２実施形態によるピンチバルブの縦断面図である。 図１４は、ピンチバルブの分解斜視図である。 図１５は、図１３の部分拡大縦断面図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
　図１は、本発明の第１実施形態によるピンチバルブ１の縦断面図であり、図２は、ピンチバルブ１の分解斜視図であり、図３は、保持部材２１の分解斜視図である。ピンチバルブ１は、バルブ部２と、内部に流路が形成され且つバルブ部２に収容される管体３（チューブ）と、管体３を押圧し又は押圧を解除することによって管体３を変形させ、流路を開閉させる押圧部４と、押圧部４を駆動させる駆動部５とを有している。管体３は、弾性材料から形成される。
　駆動部５は、シリンダ１０と、シリンダ１０内で摺動可能なピストン１１と、ピストン１１に対向して配置されたベースプレート１２と、表示器１３と、キャップ１４と、Ｏリング１５と、Ｏリング１６と、Ｏリング１７と、Ｏリング１８とを有している。駆動部５は、エアアクチュエータであり、図示しない空気口より圧縮空気をシリンダ１０内に供給し又はシリンダ１０内から排気することによって、シリンダ１０内でピストン１１を昇降させることができる。ピストン１１は、ベースプレート１２を貫通する軸部１９を有している。したがって、ピストン１１は、ベースプレート１２によってガイドされながら昇降する。軸部１９の先端には押圧部４が取り付けられている。ピストン１１の昇降に伴い、ピストン１１上に載置された表示器１３がシリンダ１０に対して出没する。したがって、表示器１３の出没の状態を視認することによって、ピストン１１の位置、ひいては押圧部４の位置、すなわちピンチバルブ１の開閉状態を把握することができる。
　Ｏリング１５は、ピストン１１の外周面に取り付けられ、ピストン１１の外周面とシリンダ１０の内周面との間をシールしている。Ｏリング１６は、ベースプレート１２の外周面に取り付けられ、ベースプレート１２の外周面とシリンダ１０の内周面との間をシールしている。Ｏリング１７は、ベースプレート１２の貫通孔の内周面に取り付けられ、ベースプレート１２の貫通孔の内周面とピストン１１の軸部１９の外周面との間をシールしている。Ｏリング１８は、表示器１３の外周面に取り付けられ、表示器１３の外周面とシリンダ１０の内周面との間をシールしている。なお、駆動部５は、電動アクチュエータであってもよく、又は、手動でピストン１１を昇降させるものであってもよい。
　バルブ部２は、筒状の本体部材２０と、管体３を保持し且つ本体部材２０に収容される保持部材２１と、本体部材２０の両端に配置される接続部材２２と、接続部材２２と共に本体部材２０の両端に螺合するキャップナット２３とを有している。駆動部５は、ネジ２４によってバルブ部２、具体的には本体部材２０に対して取り付けられる。このとき、バルブ部２と、駆動部５との間、具体的にはベースプレート１２との間には、Ｏリング２５が配置される。
　保持部材２１は、管体３の両端に形成されたフランジ部６の各々を保持する環状部材２６と、環状部材２６の各々と連結する上支持部材２７及び下支持部材２８とを有している。環状部材２６の外周面には、雄ネジが形成され、キャップナット２３の内周面に形成された雌ネジと螺合する。環状部材２６の各々には、管体３に配置された状態において、雄ネジよりも内側にＯリング２９が配置される。したがって、本体部材２０と保持部材２１との間には、Ｏリング２９が配置される。上支持部材２７及び下支持部材２８は、管体３の中間部を包囲するように組み合わされ、ネジ３０によって連結される。
　図４は、図１の部分拡大縦断面図である。環状部材２６の端面には、管体３のフランジ部６を受容する環状の凹部３１が形成されている。凹部３１の底面に相当する面には、管体３のフランジ部６の内側の環状の端面８と当接する環状の当接面３２が形成されている。当接面３２には、環状突起３３が形成されている。上支持部材２７及び下支持部材２８は、管体３を僅かばかり軸線方向に伸張させた状態で、環状部材２６と連結している。したがって、管体３のフランジ部６の各々は、対応する環状部材２６の当接面３２に対して押圧され、環状部材２６の環状突起３３は、管体３のフランジ部６の端面８に対して埋没する。その結果、環状突起３３は、フランジ部６の端面８と環状部材２６の当接面３２との間をシールしている。
　ところで、一般に、ゴム等の弾性材料で形成された管体は、劣化や表面の微少な傷に起因して破裂し、内部の流体が管体の外部に流出する可能性がある。特に、流体が硫酸等のように人体に悪影響を及ぼす薬品の場合、ピンチバルブの外部に流体を流出させないようにしなければならない。また、硫酸のように金属と反応する流体については、ピンチバルブにおいて金属製の部品は使用することができない。したがって、非金属製の部品、例えばプラスチック製の部品を使用する必要があるが、プラスチック製の部品は、金属製の部品と比べると一般的に寸法精度が悪い傾向があり、したがって、金属製の部品と比べて部品間から流体が漏出する可能性が高くなる。
　第１実施形態によるピンチバルブ１は、通常使用時に密閉性を確保するための１次シールに加え、管体３が破裂した場合に備えた２次シールであるシール部を有する。それによって、管体３が破裂したとしても、管体３の内部の流体がピンチバルブ１の外部へ流出することがない。具体的には、ピンチバルブ１は、シール部として、第１シール部材である環状突起３３と、第２シール部材であるＯリング２５と、第３シール部材であるＯリング２９と、第４シール部材であるＯリング１７とを有し、これらは管体３の外面近傍の空間と、ピンチバルブ１の外部との流体連通をシールする。なお、環状突起３３をＯリングに代えてもよい。
　これに関し、図４を参照すると、環状突起３３によって、フランジ部６の端面８と環状部材２６の当接面３２との間をシールし、Ｌ１方向の流出を防止している。また、Ｏリング２５によって、バルブ部２と駆動部５との間をシールし、Ｌ２方向の流出を防止している。また、Ｏリング２９によって、本体部材２０と保持部材２１との間をシールし、Ｌ３方向の流出を防止している。また、Ｏリング１７によって、ピストン１１とベースプレート１２との間をシールし、Ｌ４方向の流出を防止している。さらに、Ｏリング等を使用していることから、消耗部品の交換作業を容易に行うことができる。
　上述したように、第１実施形態によるピンチバルブ１は、エアアクチュエータを使用している。第４シール部材であるＯリング１７があることによって、管体の外部に流出した流体のシリンダ１０内への流入が防止され、駆動部の破損が防止されると共に、排気口又は吸気口等を介したピンチバルブ１の外部への流出が防止される。また、エアアクチュエータではなく、手動でピストン１１を昇降させるピンチバルブ１の場合であっても、第４シール部材があることによって、管体の外部に流出した流体がピンチバルブ１の外部へさらに流出することが防止される。
　シール部は、上述したシール部材に限られず、管体３の外面近傍の空間と、ピンチバルブ１の外部との流体連通をシールする必要がある場所について、任意に配置し得る。また、シール部材の具体的な構成は、Ｏリングに限定されず、密閉性を確保する限りにおいて任意に構成し得る。
　第１実施形態では、駆動部５を、本体部材２０を介して、管体３を保持する保持部材２１に対して取り付けていたが、本体部材２０を介することなく、直接的に保持部材２１に対して取り付けるようにしてもよい。この場合、Ｏリング２９が省略される。同様に、各部材を省略又は一体化することによって、シール部材を省略することができる。
　ピンチバルブ１、特にバルブ部２は、全体としてプラスチックの材料で形成することができる。例えば、シリンダ１０、ピストン１１、ベースプレート１２及び下支持部材２８は、ガラス入りポリプロピレン（ＰＰＧ）で形成され、押圧部４及び上支持部材２７は、再生ポリフッ化ビニリデン（再生ＰＶＤＦ）で形成され、本体部材２０、接続部材２２、キャップナット２３及び環状部材２６は、ポリ塩化ビニル（Ｕ－ＰＶＣ）で形成され、表示器１３は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）で形成され、キャップ１４は、ポリプロピレン（ＰＰ）で形成され、管体３は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）で形成される。
　図５は、管体３の変形を示す縦断面図である。図５において、（Ａ）は、流路に流体が流れていない無圧時のピンチバルブ１の全開状態を示し、（Ｂ）は、流路に流体が流れている加圧時のピンチバルブ１の全開状態を示し、（Ｃ）は、流路に流体が流れていない無圧時のピンチバルブ１の全閉状態を示し、（Ｄ）は、流路に流体が流れている加圧時のピンチバルブ１の全閉状態を示している。なお、図５は模式的に描かれており、したがって、ベースプレート１２、環状部材２６、上支持部材２７及び下支持部材２８が、１つの支持部材として一体的に示されている。
　図５の（Ａ）と（Ｂ）との比較から明らかなように、加圧時の全開状態における管体３は、押圧部４と支持部材、具体的には上支持部材２７によって規制されていない部分が膨張する。また、図５の（Ｃ）と（Ｄ）との比較から明らかなように、加圧時の全閉状態における管体３は、押圧部４の外面に対してより密着するように膨張する。
　一般に、押圧部が管体に当接する接触面積を小さくすることによって、管体に加わる圧力を高めることができ、管体の流路を閉鎖するために必要な押圧力を低くすることができる。しかしながら、押圧力が管体の一部に対して集中して、且つ、それが繰り返し加わることから、管体の耐久性が低下してしまう。以下、押圧部４及び支持部材の最適形状について説明する。
　図６は、押圧部４の部分の拡大縦断面図である。図６は、図５の（Ｄ）に相当する図である。管体３と当接する押圧部４の先端部の曲率を、曲率Ｒと定義する。曲率Ｒの曲率中心は、押圧部４の断面における対称軸上に配置される。押圧部４が、管体３の軸線方向における縦断面において、曲線部４ａと曲線部４ａの端部の各々に接続された２つの直線部４ｂを有し、２つの直線部４ｂのなす角を、テーパ角度Ａと定義する。したがって、直線部４ｂは、曲線部４ａの端部における接線である。直線部４ｂは、完全な直線でなくてもよく、直線と視認できる程度に直線に近い曲線であってもよい。
　管体３の軸線Ｃ（図１）に対して押圧部４の側、すなわち上支持部材２７には、押圧部４に対応する部分を除いて管体３を支持する上支持面３４が設けられている。管体３の軸線Ｃに対して押圧部４の反対側、すなわち下支持部材２８には、管体３を支持する下支持面３５が設けられている。下支持面３５には、管体３の一部を押圧部４側に突出させるサポート突起３６が形成されている。サポート突起３６は、押圧部４の先端部と対向する位置にあり、管体３の横断方向に亘って形成されている。下支持面３５からの突出量、すなわちサポート突起３６の高さを、高さＨと定義する。
　図７は、押圧部４の部分の別の拡大縦断面図である。図７は、図５の（Ｃ）に相当する図である。管体３の軸線方向における縦断面において、押圧部４の先端部の中心と上支持面３４の縁との距離を、距離Ｄと定義する。
　図８は、曲率Ｒと全閉押圧力Ｆとの関係を示す図であり、図９は、曲率ＦとひずみＥとの関係を示す図である。「全閉押圧力」とは、駆動部５によって駆動された押圧部４によって管体３を変形させ、ピンチバルブ１を全閉状態にするのに必要な押圧力をいい、「ひずみ」とは全閉状態において、管体３の最も変形している部分、例えば、押圧部４の先端部が当接する管体３の部分におけるひずみをいう。ひずみＥは、変形前後の長さの変化分を、変形前の長さで割った値である。
　図８に示されるように、曲率Ｒが小さくなると、全閉押圧力Ｆも小さくなる。他方、図９に示されるように、曲率Ｒが小さくなると、管体３の変形時の管体３の曲率も押圧部４の曲率Ｒに倣って小さくなる。その結果ひずみＥは大きくなり、管体３の耐久性が低下してしまう。
　これらを考慮すると、曲率Ｒが、管体３の肉厚Ｔ（図６）の１．１～４．２倍であることが好適である。例えば、口径が２５ｍｍの管体３で、管体３のゴムの許容ひずみが０．５の場合、ピンチバルブ１を要求寸法内とするためには、全閉押圧力Ｆは１，０００Ｎより小さくする必要がある。その結果、曲率Ｒは、４～１５ｍｍとなる。
　図１０は、テーパ角度Ａと全閉押圧力Ｆとの関係を示す図であり、図１１は、テーパ角度ＡとひずみＥとの関係を示す図である。図１０に示されるように、テーパ角度Ａが小さくなると、全閉押圧力Ｆも小さくなる。他方、図１１に示されるように、テーパ角度Ａが小さくなると、ひずみＥは大きくなる。すなわち、テーパ角度Ａが小さいと、管体３との接触面がより小さくなる。その結果、管体３の単位面積あたりに加わる力、すなわち圧力が大きくなる。したがって、ひずみＥも大きくなり、管体３の耐久性が低下してしまう。
　これらを考慮すると、テーパ角度Ａが、５５～９０度であることが好適である。例えば、口径が２５ｍｍの管体３で、管体３のゴムの許容ひずみが０．５の場合、ピンチバルブ１を要求寸法内とするためには、全閉押圧力Ｆは１，０００Ｎより小さくする必要がある。その結果、テーパ角度Ａが、５５～９０度となる。
　図１２は、サポート突起３６の高さＨと全閉押圧力Ｆとの関係を示す図である。サポート突起３６の高さＨが高くなると、全閉押圧力Ｆが小さくなるが、高さＨが所定値を越えると、全閉押圧力Ｆは略一定となる。これを考慮すると、高さＨが、管体３の肉厚Ｔの７％より大きく且つ肉厚Ｔの４０％より小さい場合が好適である。例えば、口径が２５ｍｍの管体３で、ピンチバルブ１を要求寸法内とするためには、全閉押圧力Ｆは１，０００Ｎより小さくする必要がある。その結果、高さＨは、０．２５ｍｍよりも大きく且つ１．５ｍｍとなる。
　さらに、図示はしないが、図７に示された距離Ｄは、管体３の肉厚Ｔの３～６倍であることが好適である。加圧時の管体３の膨張は小さいほど、ひずみＥ、すなわち管体３への負荷は小さい。距離Ｄが小さいほど、管体３の膨張は小さくなり、ひずみＥも小さくなる。しかしながら、管体３の口径が大きい場合、ピストン１１の昇降に伴う押圧部４のストロークが大きくなるので、結果として、必要な距離Ｄが大きくなってしまう。距離Ｄが大きい場合でもひずみＥを規定値に抑えるためには、肉厚Ｔを大きくしなければならない。肉厚Ｔを大きくすると、全閉押圧力Ｆが大きくなるので、駆動部５を大型化する必要性も生じる。よって、これらのバランス考慮し、距離Ｄは、管体３の肉厚Ｔの３～６倍が好適である。
　これらを考慮すると、距離Ｄは、上記範囲であることが好適である。口径が２５ｍｍの管体３は肉厚Ｔが３．５ｍｍであり、設計例として、距離Ｄは１７．５ｍｍである。この場合、距離Ｄは、肉厚Ｔの５倍となる。また、口径が４０ｍｍの管体３は肉厚Ｔが６ｍｍであり、設計例として、距離Ｄは２５．０ｍｍである。この場合、距離Ｄは、肉厚Ｔの４．２倍となる。
　以上より、押圧部４及び支持部材の形状を最適化することによって、管体の耐久性を損なうことなく、管体の流路の閉鎖に必要な押圧力を低くすることができる。なお、曲率Ｒ、テーパ角度Ａ、サポート突起３６の高さＨ及び距離Ｄの最適な値は、任意に組み合わせて設計してもよい。
　図１３は、本発明の第２実施形態によるピンチバルブ１００の縦断面図であり、図１４は、ピンチバルブ１００の分解斜視図である。第２実施形態によるピンチバルブ１００は、第１実施形態によるピンチバルブ１と比較して、バルブ部の構成のみ異なるが、奏する効果は同一である。したがって、以下、異なる点についてのみ説明する。なお、ベースプレートの形状も互いに異なるが、ベースプレートの形状は、バルブ部の形状に応じて異なる。
　第１実施形態によるピンチバルブ１のバルブ部２は、上述したように、筒状の本体部材２０と、管体３を保持し且つ本体部材２０に収容される保持部材２１と、本体部材２０の両端に配置される接続部材２２と、接続部材２２と共に本体部材２０の両端に螺合するキャップナット２３とを有している。
　一方、第２実施形態によるピンチバルブ１００のバルブ部１０２は、筒状の本体部材１２０と、本体部材１２０の両端に配置される接続部材１２２と、接続部材１２２と共に本体部材１２０の両端に螺合するキャップナット１２３とを有している。すなわち、第２実施形態のバルブ部１０２は、第１実施形態のバルブ部２における保持部材２１に相当する構成を有しておらず、本体部材１２０が直接的に管体３を保持している。言い換えると、第２実施形態の本体部材１２０は、第１実施形態の本体部材２０及び保持部材２１が一体化されたような形状に構成されている。したがって、第２実施形態のピンチバルブ１００は、第１実施形態において本体部材２０と保持部材２１との間に配置されるＯリング２９も有していない。なお、本体部材１２０ではなく、保持部材が、第１実施形態の本体部材２０及び保持部材２１が一体化されたような形状に構成されていると言うこともできる。
　図１５は、図１３の部分拡大縦断面図である。本体部材１２０の端面には、管体３のフランジ部６を受容する環状の凹部１３１が形成されている。凹部１３１の底面に相当する面には、管体３のフランジ部６の内側の環状の端面８と当接する環状の当接面１３２が形成されている。当接面１３２には、環状突起１３３が形成されている。本体部材１２０は、管体３を僅かばかり軸線方向に伸張させた状態で、管体３を保持している。したがって、管体３のフランジ部６の各々は、対応する本体部材１２０の当接面１３２に対して押圧され、環状突起１３３は、管体３のフランジ部６の端面８に対して埋没する。その結果、環状突起１３３は、フランジ部６の端面８と本体部材１２０の当接面１３２との間をシールしている。
　第２実施形態によるピンチバルブ１００は、通常使用時に密閉性を確保するための１次シールに加え、管体３が破裂した場合に備えた２次シールであるシール部を有する。それによって、管体３が破裂したとしても、管体３の内部の流体がピンチバルブ１の外部へ流出することがない。具体的には、ピンチバルブ１は、シール部として、第１シール部材である環状突起１３３と、第２シール部材であるＯリング２５と、第４シール部材であるＯリング１７とを有し、これらは管体３の外面近傍の空間と、ピンチバルブ１の外部との流体連通をシールする。なお、上述したように、第２実施形態によるピンチバルブ１００は、第１実施形態の第３シール部材であるＯリング２９に相当する構成を有していない。環状突起１３３をＯリングに代えてもよい。
　これに関し、図１５を参照すると、環状突起１３３によって、フランジ部６の端面８と本体部材１２０の当接面１３２との間をシールし、Ｌ１方向の流出を防止している。また、Ｏリング２５によって、バルブ部２と駆動部５との間をシールし、Ｌ２方向の流出を防止している。また、Ｏリング１７によって、ピストン１１とベースプレート１１２との間をシールし、Ｌ４方向の流出を防止している。
　第１実施形態によるピンチバルブ１は、第２実施形態によるピンチバルブ１００と比較して、部品点数は多いが、組み立てを容易に行うことができる。さらに、メンテナンス時には、管体やＯリング等の消耗部品のみを交換すればよいため、メンテナンスコストに優れている。一方、第２実施形態によるピンチバルブ１００は、第１実施形態によるピンチバルブ１と比較して、本体部材２０及び保持部材２１が一体化されたような構成であり、Ｏリング２９を有さないことから、部品点数が少なく、より低コストで製造することができる。さらに、管体やＯリングが組み立てられた本体部材ごと交換することによって、メンテナンスを容易に行うことができる。
　１　　ピンチバルブ
　２　　バルブ部
　３　　管体
　４　　押圧部
　５　　駆動部
　１０　　シリンダ
　１１　　ピストン
　１２　　ベースプレート
　１３　　表示器
　１４　　キャップ
　２０　　本体部材
　２１　　保持部材
　２２　　接続部材
　２３　　キャップナット
　２５　　Ｏリング
　２６　　環状部材
　２７　　上支持部材
　２８　　下支持部材
　２９　　Ｏリング
　３１　　凹部
　３２　　当接面
　３３　　環状突起
　３４　　上支持面
　３５　　下支持面
　３６　　サポート突起
　Ａ　　テーパ角度
　Ｄ　　距離
　Ｈ　　高さ
　Ｒ　　曲率
　Ｔ　　肉厚

Claims (14)

  1. 　バルブ部と、
    　内部に流路が形成され且つ前記バルブ部に収容される管体と、
    　前記管体を押圧し又は押圧を解除することによって前記管体を変形させ、前記流路を開閉させる押圧部と、
    　前記押圧部を駆動させる駆動部と、を具備するピンチバルブにおいて、
    　前記管体の外面近傍の空間と、当該ピンチバルブの外部との流体連通をシールするシール部をさらに具備することを特徴とするピンチバルブ。
  2. 　前記シール部が第１のシール部材を有し、前記バルブ部が前記管体の端面と当接する当接面を有し、前記管体の前記端面と前記当接面との間に前記第１のシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のピンチバルブ。
  3. 　前記シール部が第２のシール部材を有し、前記バルブ部と前記駆動部との間に前記第２のシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のピンチバルブ。
  4. 　前記シール部が第３のシール部材を有し、前記バルブ部が、本体部材と、前記管体を保持し且つ前記本体部材に収容される保持部材とを有し、前記本体部材と前記保持部材との間に前記第３のシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
  5. 　前記バルブ部が、前記管体を保持する本体部材と、前記本体部材の両端に配置される接続部材と、前記接続部材と共に前記本体部材の両端に螺合するキャップナットとを有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
  6. 　前記シール部が第４のシール部材を有し、前記駆動部が、ピストンと、ベースプレートとを有し、前記ピストンと前記ベースプレートとの間に前記第４のシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
  7. 　前記シール部材がＯリングであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
  8. 　前記第１のシール部材が前記当接面に形成された環状突起であることを特徴とする請求項２に記載のピンチバルブ。
  9. 　前記バルブ部の材料がプラスチックであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
  10. 　前記管体と当接する前記押圧部の先端部の曲率が、前記管体の肉厚の１．１～４．２倍であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
  11. 　前記押圧部が、前記管体の軸線方向における縦断面において、曲線部と該曲線部の端部の各々に接続された２つの直線部を有し、前記２つの直線部のなす角が、５５～９０度であることを特徴とする請求項１０に記載のピンチバルブ。
  12. 　前記管体の軸線に対して前記押圧部の反対側には、前記管体を支持する下支持面が設けられ、前記下支持面には前記管体の一部を前記押圧部の側に突出させるサポート突起が設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のピンチバルブ。
  13. 　前記サポート突起の高さが、前記管体の肉厚の７～４０％であることを特徴とする請求項１２に記載のピンチバルブ。
  14. 　前記管体の軸線に対して前記押圧部の側には、前記押圧部に対応する部分を除いて前記管体を支持する上支持面が設けられ、前記管体の軸線方向における縦断面において、前記押圧部の先端部の中心と前記上支持面の縁との距離が、前記管体の肉厚の３～６倍であることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のピンチバルブ。
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