(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のチューブ本体と、前記チューブ本体の外周面に装着される少なくとも１つの筒状の外周部材と、からなり、
前記外周部材は、前記チューブ本体の外周面に回動自在に装着されているピンチバルブ装置用チューブ。
【請求項２】
前記チューブ本体は、長手方向の両端部から中間部側に向けて外径が小さくなるような形状である請求項１に記載のピンチバルブ装置用チューブ。
【請求項３】
前記チューブ本体と前記外周部材とは、いずれもシリコンゴム製である請求項１又は２に記載のピンチバルブ装置用チューブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のピンチバルブ装置用チューブを備えたピンチバルブ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のピンチバルブ装置を配管に取り付けた流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体等を流通する配管の開閉弁、特にピンチバルブ装置に関し、当該ピンチバルブ装置に適用されるチューブに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ピンチバルブ装置は、シリコンゴム等の弾性力の強いチューブを外部から機械的に押しつぶす又は挟む等して当該チューブの内部の流路を閉ざすことにより、流路の閉弁操作を行うバルブである。このようなバルブは、例えば、食料品、乳飲料、医薬、化粧品等を生産するプラントの配管に取り付けられて使用される。
一般的なピンチバルブ装置は、液体や粉体を流す配管を含むラインに装備されることから、当該ピンチバルブ装置の内部で目詰まりを生じないこと、装置内部の洗浄が容易であること、及び装置の分解組立が容易であること等の要件が求められる。
これらの点に優れたピンチバルブ装置として、例えば、円盤形状のバルブハウジングと、バルブハウジングの内部に回転自在に配設されるローターと、ローターの内側に配設される弾性材料でつくられるチューブと、チューブの中央部の外側に揺動自在に配設される１対のピンチレバーと、１対のピンチレバーでチューブを挟み込む方向に駆動する手段を備えるピンチバルブ装置が公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３６３６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているピンチバルブ装置においては、チューブをいったんバルブハウジングに取り付けると、当該チューブの取り付け位置が固定されるため、常にチューブの同一箇所が１対のピンチレバーによって挟み込まれる（ピンチされる）こととなる。
このような使用状態で繰り返しのバルブの開閉動作を長時間にわたって実施すると、チューブ上のピンチレバーが接触する部分のみが負荷を受けて消耗又は摩耗して破断してしまうなど、耐久性の課題を有していた。
また、チューブ内に高圧の流体等が流れる場合には、上記ピンチバルブ装置の構成要素の中ではチューブが最も柔らかい材料で形成されているため、当該流体等の圧力がチューブに集中することとなり、チューブが膨らんで破断に至ることがあるという課題もあった。
さらに、チューブ内が負圧又は真空になり、チューブ自体が内側に収縮した場合も使用上の障害が発生するという課題があった。
このため、チューブに上記障害等が発生した場合にはチューブの交換が必要となり、チューブの交換頻度が高くなると、消耗品としてのチューブにかかるコストが高くなってしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題点を達成するために、本発明のピンチバルブ装置用チューブは、筒状のチューブ本体と、前記チューブ本体の外周面に装着される少なくとも１つの筒状の外周部材と、からなり、前記外周部材は、前記チューブ本体の外周面に回動自在に装着されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の構成により、ピンチバルブ装置に適用されるチューブに対して、内圧が高まった場合の破断やチューブ内の負圧による障害等を抑制し、かつ繰り返しのピンチ動作への耐久性を向上させることができる。
その結果として、ピンチバルブ装置用チューブ、ピンチバルブ装置及びこれらを備えた流体供給システムのメンテナンスにかかる負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明のピンチバルブ装置用チューブが装着される代表的なピンチバルブ装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したピンチバルブ装置のバルブ本体の内部構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１によるピンチバルブ装置用チューブの概要を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２によるピンチバルブ装置用チューブの概要を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施例３によるピンチバルブ装置用チューブの外周部材の概要を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例４によるピンチバルブ装置用チューブの外周部材の概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明のピンチバルブ装置用チューブ１５０を適用したピンチバルブ装置１の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１に示したピンチバルブ装置１のバルブ本体１０の内部構造を示す斜視図である。
なお、図１及び図２においては、後述する実施例１のピンチバルブ装置用チューブ１５０を適用した例を示しているが、実施例２〜実施例４として示すピンチバルブ装置用チューブについても、同様に適用することができる。
【０００９】
図１に示すように、ピンチバルブ装置１は円盤状の外観を有するバルブ本体１０と、バルブ本体１０の内部に設けられた機構を駆動させる駆動装置２０とを備えている。
また、図１に示したバルブ本体１０は、図２に示すように、第１のバルブハウジング１００と、当該第１のバルブハウジングに設けられた配管取付部１０２と、第２のバルブハウジング１１０と、当該第２のバルブハウジングに設けられた配管取付部１１２と、を備えている。
【００１０】
本発明のピンチバルブ装置用チューブ１５０は、上記第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０とに跨る態様で内部に取り付けられ、後述するフランジ部１５３が上記配管取付部１０２及び配管取付部１１２にそれぞれ接触するように取り付けられる。
このため、フランジ部１５３は、ピンチバルブ装置用チューブ１５０をピンチバルブ装置１に取り付ける際の位置決め部としても機能する。
【００１１】
図２に示すように、バルブ本体１０を構成する第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０との内部には、ローター１２０が回動自在に挿入される。ローター１２０の外周部の一部にはギヤ部１２２が形成され、ローター１２０の内部には第１のカム山１２４及び第２のカム山１２５が対向して１対設けられる。
ローター１２０の内部には、本発明のピンチバルブ装置用チューブ１５０が配置される。上記のとおり、ピンチバルブ装置用チューブ１５０のその両端部のフランジ部１５３は、第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０のフランジ部に堅固に把持される。
【００１２】
また、ローター１２０の内側でピンチバルブ装置用チューブ１５０の中央部の外側には、当該ピンチバルブ装置用チューブ１５０をピンチして内部を流れる流体の流れを封止する１対のピンチレバー１６０が支柱１１６を中心に回動自在に設けられる。
ローター１２０が回動すると、ローター１２０の内部に形成された第１のカム山１２４によりピンチレバー１６０は内側に押圧されて回動する。当該回動動作により１対のピンチレバー１６０の間隔が小さくなり、ピンチバルブ装置用チューブ１５０の中央部を押しつぶしてピンチする。
【００１３】
＜実施例１＞
図３は、本発明の実施例１によるピンチバルブ装置用チューブの概要を示す斜視図である。
図１に示すように、実施例１のピンチバルブ装置用チューブ１５０は、筒状のチューブ本体１５１と、チューブ本体１５１の外周面に装着される外周部材１５２と、チューブ本体１５１の長手方向の両端に形成された外向きのフランジ部１５３と、からなる。
【００１４】
実施例１におけるチューブ本体１５１は、同一の肉厚で同一の内径を長手方向に有する筒状の部材である。ここで、チューブ本体１５１の長手方向両端にはフランジ部１５３が一体的に形成されているが、フランジ部１５３は、チューブ本体１５１の端部の一方のみに形成されてもよい。
また、フランジ部１５３は、本発明のピンチバルブ装置用チューブ１をピンチバルブ装置に装着したときに他の配管との接続部として機能するとともに、装着時の位置決め部としても機能させることもできる。
【００１５】
外周部材１５２は、チューブ本体１５１の外径と同一寸法の内径で形成されてチューブ本体１５１の外周面と密着するように配置されるか、又はチューブ本体１５１の外径よりやや大きい寸法の内径で形成されてチューブ本体１５１の外周面を回動自在となるように配置される。
本発明のピンチバルブ装置用チューブ１５０において、チューブ本体１５１、フランジ部１５３及び外周部材１５２は、いずれも例えばシリコンゴム等の弾性材料で形成することができる。
【００１６】
このような構成により、従来はピンチバルブ装置用チューブをピンチするピンチレバーが直接チューブに接触していたことにより生じていた、チューブの摩耗や破断を抑制できる。
従来のピンチバルブ装置のピンチ機構（例えば図１のピンチレバー１６０）は、チューブへの接触面となる先端が先細に尖ったものや断面が半円等の曲面のものが採用される。
このとき、従来のチューブでは、上記した接触面積を小さくしたピンチレバーがチューブの外周面に直接接触するため、結果としてピンチ時のチューブへの負荷が局部的となり、チューブの外周面の摩耗が大きくなる。
【００１７】
これに対して、実施例１のピンチバルブ装置用チューブ１５０では、チューブ本体１５１の外周面に外周部材１５２が装着されているため、接触面積が小さいピンチレバーでピンチ動作を行った場合であっても、外周部材１５２が緩衝材となってチューブ本体１５１への局所的な負荷が低減される。
また、外周部材１５２がチューブの長手方向に所定の長さ（幅）を有するため、ピンチレバーと外周部材１５２とが局所的に接触したとしても、外周部材１５２とチューブ本体１５１とは面接触していることから、ピンチ動作時におけるチューブ本体１５１への負荷が低減できる。
【００１８】
上記のとおり、外周部材１５２は、チューブ本体１５１の外径と同一寸法の内径で形成されてチューブ本体１５１の外周面と密着するように配置してもよいし、チューブ本体１５１の外周面と外周部材１５２の内周面とを接着して配置してもよく、あるいはチューブ本体１５１の外径よりやや大きい寸法の内径で形成されてチューブ本体１５１の外周面を回動自在となるように配置してもよい。
【００１９】
特に、外周部材１５２をチューブ本体１５１の外周面に接着して配置した場合、チューブ内が急激に負圧又は真空になってチューブ本体１５１が内側に収縮しようとしても、外周部材１５２と接着されているために内側への収縮の程度を抑制することが可能となり、チューブの使用上の障害を抑制することができる。
【００２０】
また、外周部材１５２をチューブ本体１５１の外周面に回動自在に設けた場合、例えば図１又は図２に示すピンチバルブ装置１において、ピンチレバー１６０が回動しつつ外周部材１５２に接触するため、繰り返しのピンチ動作のたびに外周部材１５２にはチューブ本体１５１の周りを回転する方向の力が働くこととなる。
このため、上記回転させる方向の力により外周部材１５２がチューブ本体１５１の外周面の周りを回動し、外周部材１５２とピンチレバー１６０との接触位置がピンチ動作のたびに変化するため、外周部材１５２の同一位置での摩耗を防ぐことができる。
また、ピンチ動作によって外周部材１５２に摩耗等が生じた場合であっても、ピンチバルブ装置用チューブ全体を交換することなく外周部材１５２を交換するのみでチューブ全体の寿命を延ばすことも可能となる。
【００２１】
さらに、従来はチューブを流れる流体の圧力が高くなることにより、チューブの中央部（ピンチされる領域）が膨張してしまって破断に至ることがある。
これに対して、実施例１のピンチバルブ装置用チューブ１５０では、外周部材１５２がチューブ本体１５１の外周面に装着されるので、チューブ本体１５１の内部を流れる流体等の内圧が大きくなってチューブ本体１５１が膨張したとしても、外周部材１５２がストッパの役割を果たし、チューブ本体１５１は外周部材１５２の内径より大きく膨張することがないため、内圧の上昇によるチューブ本体１５１の破断を防ぐことができる。
【００２２】
＜実施例２＞
図４は、本発明の実施例２によるピンチバルブ装置用チューブの概要を示す斜視図である。
図４に示すように、本発明の実施例２のピンチバルブ装置用チューブ２５０において、筒状のチューブ本体２５１は、長手方向の両端の開口部付近から中間部側に向けて徐々に（連続的に）外径が小さくなるような形状で形成されている。
また、実施例２におけるチューブ本体２５１には、上記実施例１のものと同様に、その長手方向両端にフランジ部２５３が一体的に形成されている。なお、実施例２においても、フランジ部２５３はチューブ本体２５１の端部の一方のみに形成されてもよい。
【００２３】
外周部材２５２は、上記したチューブ本体２５１の長手方向中間部の最も内径が小さい領域における外径と同一寸法でチューブ本体２５１の外形に倣うように形成されてチューブ本体２５１の外周面と密着するように配置されるか、又は当該外径よりやや大きい寸法の内径で形成されてチューブ本体２５１の外周面を回動自在となるように配置される。
この場合、外周部材２５２の内径はチューブ本体２５１の外径と同様に、中央部に向けて徐々に小さくなるものとしてもよいし、長手方向の全体で同一の内径としてもよい。
【００２４】
このような構成により、実施例１の場合と同様にチューブのチューブ本体２５１とピンチレバー１６０との間に外周部材２５２が介在することとなって両者が直接接触することがないため、実施例１の場合と同様にチューブ本体２５１の摩耗や破損を抑制することができる。
また、チューブ内の内圧の急激な上昇又は降下が発生した場合に、チューブ本体２５１の耐久性を高めることができるという点についても、実施例１の場合と同様にその効果を得ることができる。
さらに、実施例２において、チューブ本体２５１の長手方向の中間部が縮径する形状となっているため、外周部材２５２をチューブ本体２５１の外周面に装着した際に当該外周部材がチューブ本体２５１の拡径する側には動きにくい構造となり、結果として外周部材２５２の取付位置が安定する。
【００２５】
＜実施例３＞
図５は、実施例１及び２で示した外周部材の変形例を実施例３として示すものであり、外周部材をチューブの軸方向から見た概要を示す側面図である。
図５に示すように、本発明の実施例３のピンチバルブ装置用チューブにおいて、外周部材３５２は、テープ状の部材の端部を接合して筒状としたものである。
このとき、テープ状の部材の一方の面に接着剤を有するものを用いれば、筒状の外周部材３５２の内面をチューブ本体に固定できるとともに、必要に応じて当該テープ状の部材を取り外すことにより、チューブ本体をピンチバルブ装置に取り付けた状態で外周部材のみを交換することもできる。
【００２６】
また、チューブ本体の長手方向におけるテープ状の部材の重なり具合を適宜調整することにより、外周部材を設ける上記長手方向の長さも適宜調整することができる。
さらに、テープ状の部材を２重、３重と巻き重ねることにより、外周部材３５２自体の強度や剛性を高めることができ、結果としてピンチバルブ装置用チューブの耐久性を一層向上することができる。
【００２７】
＜実施例４＞
図６は、本発明の実施例１〜３で示したもの以外の外周部材の他の変形例を実施例４として示す平面図である。
本発明の実施例４のピンチバルブ装置用チューブにおいて、外周部材４５２は、その外面に補強部材４５４として、少なくとも１つの補強リブ（厚肉部）を一体又は別体で設けたものである。
図６（ａ）は、補強部４５４を外周部材４５２の長手方向に形成した場合を示している。このような補強部４５４を形成することにより、外周部材４５２自体の強度及び剛性を高めることができるので、結果としてピンチバルブ装置用チューブの耐久性が向上する。
【００２８】
また、図６（ｂ）は、補強部４５４を外周部材４５２の外周面の周方向に形成した場合を示している。このような補強部４５４を形成することにより、図６（ａ）で示した場合と同様に、外周部材４５２の強度を高めることができるとともに、チューブの耐久性を向上させることができる。
さらに、当該補強部４５４を外周部材４５２の長手方向の全長にわたって設けることなく、図６（ｂ）に示したように長手方向の一部（例えばピンチレバーの接触位置）のみに局部的に配置すれば、補強部４５４の付加による重量の増加をできるだけ抑えた上で補強の機能を備えた外周部材４５２とすることができる。
【００２９】
これらの補強部４５４を備えるピンチバルブ装置用チューブによれば、ピンチ動作に対するチューブの耐久性を向上させるだけでなく、チューブ内の内圧が高まってチューブが膨張した場合やあるいはチューブ内が急激に負圧又は真空になってチューブが内側に収縮した場合であっても、上記補強部４５４がこれらの内圧の負荷による変形に対する抵抗力を発揮したり、あるいは内圧の負荷から解放された段階で元のチューブの形状に復元する復元力を発揮することができる。
【００３０】
なお、図６においては、補強部４５４を外周部材４５２の外周面に形成した場合を例示したが、補強部４５４は外周部材４５２の内面側に形成してもよい。
この場合、外周部材４５２をチューブ本体の外周面に装着した際に、チューブ本体と外周部材４５２との間には補強部４５４の高さに相当する隙間が形成されるため、上記の他の実施例の場合と同様に、外周部材４５２はチューブ本体に対して回動自在に装着された場合の効果を奏する。
また、実施例４に示した補強部４５４を設けた外周部材４５２の他の変形例としては、例えば、外周部材の材質を部分的に強度の大きい材料に変えて構成してもよい。
【００３１】
上記した実施の形態では、本発明のピンチバルブ装置用チューブを、バルブハウジングと該バルブハウジング内に設けられて互いに接近離反動作する１対のピンチレバーとを備えたピンチバルブ装置に適用した場合を例示した。
しかしながら、本発明のピンチバルブ装置用チューブ及び外周部材は、チューブを外部から押圧して押しつぶす態様で流路の開閉動作を行うことができれば、ピンチレバー以外の様々な手段でピンチするタイプのピンチバルブ装置に適用が可能である。
【００３２】
実施例１〜４において、チューブ本体及び外周部材の材質としてシリコンゴムを例示したが、シリコンゴムに代えて、例えばフッ素系樹脂やエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の高分子材料を用いることができる。
また、チューブ本体及び外周部材の内部に強化繊維を内包させることも可能である。さらに、シリコンゴム等のチューブ本体の内面にフッ素系樹脂等のコーティングを施してもよい。
上記したフッ素樹脂等の材料をチューブ本体に用いた場合、優れた耐熱性や酸又はアルカリの薬品に対する耐薬品性を得ることができる。特に、化粧品等のシリコンを含む流体を流す配管に本発明のチューブを適用した場合、シリコンゴム製のチューブを用いると内面の一部が剥離したり流体に含まれる薬品と反応してチューブに含まれるシリコンの成分が流体に混合されてしまうおそれがあるが、上記した耐薬品性を備えた材質とすることにより、配管を流れる流体等の品質の安定化を図ることができる。
【００３３】
また、外周部材とチューブ本体とは異なる材料で構成してもよい。このとき、外周部材をチューブ本体より強度又は硬度の大きい材料で形成した場合には、外周部材自体の剛性が高くなるため、ピンチバルブ装置用チューブ全体としての耐久性を向上させることができる。
さらに、外周部材の肉厚をチューブ本体の肉厚よりも大きくなるように形成してもよい。この場合も、外周部材はチューブ本体よりもピンチレバーからの機械的押圧力に対して剛性が高くなるため、結果としてピンチバルブ装置用チューブ全体の耐久性が向上するという効果がある。
【００３４】
本発明のチューブを備えたピンチバルブ装置は、例えば、液体食料品、乳飲料、医薬、化粧品等を生産するプラントの配管に取り付けられて、気体、液体、粉末等の様々な流体を流す流体供給システムに適用することができる。
また、上記したピンチバルブ装置において、バルブの開閉動作は単に開又は閉の選択的な切換だけでなく、例えばピンチする手段のギャップを制御することによりバルブの開度の制御を行うものであってもよい。
【００３５】
また、本発明のピンチバルブ装置用チューブ及び外周部材は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例や組合せが含まれる。
その他、本発明のピンチバルブ装置用チューブ及び外周部材は、その構成の一部について、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、その他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００３６】
例えば、外周部材は２重又は３重等の積層構造として形成してもよい。また、外周部材をチューブ本体の長手方向に複数配置し、その際に個々の外周部材の厚みを変えるようにしてもよい。
さらに、外周部材として、筒状の部材の一部に穴又は切欠を形成したものを用いてもよい。このような場合、上記したピンチレバーが接触する位置や膨張が集中する位置とは異なる部分に穴や切欠を形成することにより、本発明の課題を解決しつつピンチバルブ装置用チューブ全体の軽量化を図ることができる。その一例として、本発明の課題を解決できる範囲において、例えば外周部材をメッシュ状の部材として構成することも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    ピンチバルブ装置
１０    バルブ本体
２０    駆動装置
１００    第１のバルブハウジング
１０２    配管取付部
１１０    第２のバルブハウジング
１１２    配管取付部
１１６    支柱
１２０    ローター
１２２    ギヤ部
１２４    第１のカム山
１２５    第２のカム山
１５０、２５０    ピンチバルブ装置用チューブ
１５１、２５１    チューブ本体
１５２、２５２、３５２、４５２    外周部材
１５３、２５３    フランジ部
１６０    ピンチレバー
４５４    補強部
【図１】
0006478385.tif 000002
【図２】
0006478385.tif 000003
【図３】
0006478385.tif 000004
【図４】
0006478385.tif 000005
【図５】
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【図６】
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