(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディと、
弾性を有し、前記ボディに保持され内部に流体の流通する管体と、
前記ボディに連結され、コイルへの通電作用下に励磁して可動鉄心が固定鉄心側へと吸引されるソレノイド部と、
前記管体に臨んで配置され、前記ボディの軸方向に沿って変位自在な弁体を有し、前記ソレノイド部の励磁作用下に前記弁体を前記管体側へと押圧する弁機構と、
前記可動鉄心を前記固定鉄心側へと付勢する弾発手段と、
を備え、
前記弁体が前記管体側へと変位することで該管体が前記ボディとの間で挟持され前記流体の流通が遮断されることを特徴とするピンチバルブ。
【請求項２】
請求項１記載のピンチバルブにおいて、
前記弾発手段の弾発力を調整可能な調整機構を備えることを特徴とするピンチバルブ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のピンチバルブにおいて、
前記弾発手段は、スプリングであることを特徴とするピンチバルブ。
【請求項４】
請求項３記載のピンチバルブにおいて、
前記スプリングは、前記可動鉄心の端面に設けられた第１凹部と、該端面に臨むように設けられたカバー部材の第２凹部との間に介装されることを特徴とするピンチバルブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のピンチバルブにおいて、
前記弁機構は、前記可動鉄心と前記弁体との間に設けられたシャフトを備え、前記可動鉄心と共に前記シャフトが変位することで前記弁体が押圧され前記管体側へと変位することを特徴とするピンチバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通路における流体の流通状態を切換可能なピンチバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、チューブ等で形成された管体の内部を流通する流体の流通状態を切り換えるためにピンチバルブが用いられている。このピンチバルブは、ボディと、該ボディの内部に設けられ内部に流体が流通する管体と、前記管体を挟むことで変形させ流体の流通状態を切り換える挟圧子と、前記挟圧子を前記管体に接近・離間させる方向に付勢するピストンとを備える。そして、例えば、圧力流体の供給作用下にピストンが管体側に向かって押圧され移動することで、前記ピストンと共に挟圧子が移動し、前記管体がボディと挟圧子との間に挟持されて押し潰される。これにより、管体の内部を通じた流体の流通が遮断される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７４３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようなピンチバルブでは、より一層の小型化を図りたいという要請があると共に、流体の流通状態をより迅速に切り換えたいという要請がある。
【０００５】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、小型軽量化を図りつつ、流体の流通状態をより一層迅速に切り換えることが可能なピンチバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、ボディと、
弾性を有し、前記ボディに保持され内部に流体の流通する管体と、
前記ボディに連結され、コイルへの通電作用下に励磁して可動鉄心が固定鉄心側へと吸引されるソレノイド部と、
前記管体に臨んで配置され、前記ボディの軸方向に沿って変位自在な弁体を有し、前記ソレノイド部の励磁作用下に前記弁体を前記管体側へと押圧する弁機構と、
前記可動鉄心を前記固定鉄心側へと付勢する弾発手段と、
を備え、
前記弁体が前記管体側へと変位することで該管体が前記ボディとの間で挟持され前記流体の流通が遮断されることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、コイルへの通電作用下に励磁して可動鉄心を固定鉄心側へと吸引するソレノイド部において、該ソレノイド部を構成する可動鉄心を固定鉄心側へと付勢する弾発手段を設けている。そして、ソレノイド部の励磁作用下に可動鉄心を固定鉄心側へと吸引し、該可動鉄心を介して弁体を管体側へと変位させて該管体を押圧する際に、前記可動鉄心には、その吸引力に加えて弾発手段の弾発力が合わさるため、弾性を有する管体の反力に打ち勝って前記管体を変形させて流体の流通を遮断することができる。
【０００８】
従って、弾発手段を設けるという簡素な構成で、弁体による管体への押圧力を大きく確保することができるため、例えば、スプリングを設けずに同程度の押圧力を確保しようとした場合と比較し、ソレノイド部を小型軽量化することができる。また、可動鉄心を介して弁体を動作させる際に、弾発手段の弾発力が加わることにより、より一層迅速に前記弁体を管体側に向かって移動させることが可能となる。
【０００９】
また、弾発手段の弾発力を調整可能な調整機構を備えるとよい。
【００１０】
さらに、弾発手段は、スプリングであるとよい。
【００１１】
さらにまた、スプリングは、可動鉄心の端面に設けられた第１凹部と、該端面に臨むように設けられたカバー部材の第２凹部との間に介装するとよい。
【００１２】
またさらに、弁機構は、可動鉄心と弁体との間に設けられたシャフトを備え、前記可動鉄心と共に前記シャフトが変位することで前記弁体を押圧して前記管体側へと変位させるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１４】
すなわち、コイルへの通電作用下に励磁して可動鉄心を固定鉄心側へと吸引するソレノイド部において、該ソレノイド部を構成する可動鉄心を固定鉄心側へと付勢する弾発手段を設けることで、弁体による管体への押圧力を大きく確保することができるため、例えば、スプリングを設けずに同程度の押圧力を確保しようとした場合と比較し、ソレノイド部を小型軽量化することができる。また、可動鉄心を介して弁体を動作させる際に、弾発手段の弾発力が加わることにより、より一層迅速に前記弁体を管体側に向かって移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るピンチバルブを示す全体断面図である。
【図２】図１のピンチバルブにおける弁体が変位してチューブを挟み込んで流路を遮断した状態を示す全体断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るピンチバルブを示す全体断面図である。
【図４】図３のピンチバルブにおける弁体が変位してチューブを挟み込んで流路を遮断した状態を示す全体断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るピンチバルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１７】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係るピンチバルブを示す。
【００１８】
このピンチバルブ１０は、図１及び図２に示されるように、例えば、水や血液等の流体が流通するチューブ（管体）１２の挿通されたボディ１４と、前記ボディ１４の上部に連結されるソレノイド部１６と、前記ソレノイド部１６及びボディ１４の内部に設けられ、該ソレノイド部１６の励磁作用下に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位する弁機構１８とを含む。
【００１９】
ボディ１４は、例えば、樹脂製材料から形成され、一直線上に貫通した貫通孔２０を有し、その略中央部には上方（矢印Ａ方向）に向かって突出した挟圧部２２が形成される。挟圧部２２は、貫通孔２０の延在方向に対して直交し、且つ、該貫通孔２０の内周面に対して所定高さだけ突出して形成されると共に、前記挟圧部２２の先端は半球状に形成される。
【００２０】
チューブ１２は、例えば、ゴムや樹脂製材料等の弾性を有する材質から管状に形成され、ボディ１４の貫通孔２０に挿通される。そして、チューブ１２は、その外周面が貫通孔２０の内周面に密着することでボディ１４に対して支持されると共に、その内部には流体の流通する流路２４が形成される。
【００２１】
また、ボディ１４の略中央部には、貫通孔２０と連通し、該貫通孔２０と直交方向に延在して上方（矢印Ａ方向）に向かって開口した弁孔２６が形成される。この弁孔２６には、後述する弁機構１８の弁体５４が変位自在に設けられ、該弁体５４が設けられた状態でカバープレート２８によって閉塞される。すなわち、チューブ１２は、ボディ１４において弁孔２６に対して直交方向に延在している。
【００２２】
ソレノイド部１６は、ボディ１４の上部に連結される円筒状のハウジング３０と、前記ハウジング３０の内部に設けられコイル３２が巻回されるボビン３４と、前記ボビン３４の内部に設けられる固定鉄心３６と、該固定鉄心３６と同軸上で変位自在に設けられる可動鉄心３８とを含む。
【００２３】
ボビン３４は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った両端部に半径外方向に突出した一対の鍔部４０を備え、前記鍔部４０がハウジング３０の内周面に係合されると共に、一方の鍔部４０と他方の鍔部４０との間にコイル３２が巻回されている。なお、コイル３２は、図示しない電源に対して電気的に接続されている。
【００２４】
固定鉄心３６は、例えば、電磁ステンレス等の磁性材料から形成され、その下端部がカバープレート２８に対して固定されると共に、上端部がボビン３４の内部に挿入され固定されている。また、固定鉄心３６の中央部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したシャフト孔４２が形成され、後述する弁機構１８のシャフト５６が挿通され変位自在に支持される。
【００２５】
可動鉄心３８は、固定鉄心３６と同様に、例えば、電磁ステンレス等の磁性材料から形成され、ボビン３４の内部に沿って変位自在に設けられる。この可動鉄心３８の一端部が固定鉄心３６に臨むと共に、該固定鉄心３６側（矢印Ｂ方向）に向かって先細状となるテーパ面を有している。また、可動鉄心３８の一端部には、該可動鉄心３８の軸線と直交した平面状で、且つ、シャフト５６に当接する当接面４４が形成される。一方、可動鉄心３８の他端部は、ハウジング３０の上部に連結されたエンドカバー４６に臨むように配置される。
【００２６】
そして、可動鉄心３８とエンドカバー４６との間には、該可動鉄心３８を固定鉄心３６側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢するスプリング（弾発手段）４８が設けられている。
【００２７】
スプリング４８は、例えば、コイルスプリングからなり、可動鉄心３８の他端部に設けられた第１凹部５０と、エンドカバー４６の端面に形成された第２凹部５２との間に介装される。この第１及び第２凹部５０、５２は、互いに対向するように配置され、スプリング４８の位置決めを行う位置決め手段として機能しており、前記スプリング４８が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交方向に移動してしまうことを規制する。
【００２８】
そして、図示しない電源に接続されたコイル３２に通電を行うことにより、該コイル３２が励磁して可動鉄心３８が固定鉄心３６側（矢印Ｂ方向）へと吸引され所定距離だけ移動する。
【００２９】
弁機構１８は、ボディ１４の弁孔２６に設けられる弁体５４と、前記弁体５４の上端面に当接し固定鉄心３６に対して変位自在に支持されるシャフト５６と、前記ボディ１４に設けられる挟圧部２２とを含む。弁体５４は、例えば、樹脂製材料から断面矩形状に形成され、チューブ１２に臨む下端面には該チューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって突出して当接する突起部５８が設けられる。この突起部５８は、チューブ１２を挟んで挟圧部２２と対向するように配置されると共に、前記挟圧部２２と同様に先端が半球状に形成される。
【００３０】
また、弁体５４の上部は略中央部が凹状に窪み、その内部に受圧体６０が装着される。受圧体６０は、例えば、金属製材料から形成され、弁体５４の上面と略同一面となるように収納される。そして、受圧体６０には、シャフト５６の端部が常に当接しており、前記シャフト５６から付勢される押圧力を受ける。
【００３１】
シャフト５６は、一定径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在した軸体であり、固定鉄心３６の内部にシャフト孔４２を介して変位自在に挿通される。シャフト５６の一端部が弁体５４に装着された受圧体６０に当接し、他端部が可動鉄心３８の当接面４４に当接している。そして、可動鉄心３８がボディ１４側（矢印Ｂ方向）に変位することでシャフト５６が押圧され、該シャフト５６を介して弁体５４が下方（矢印Ｂ方向）へと押圧され、それに伴って、弁孔２６に沿ってチューブ１２側（矢印Ｂ方向）へと移動して突起部５８がチューブ１２を押し潰すように変形させる。
【００３２】
この際、チューブ１２を弁体５４によって押圧して変形させる際に、該チューブ１２から弁体５４へと付与されるチューブ１２の反力Ｆａは、可動鉄心３８に対して付勢されるスプリング４８の弾発力Ｆｂに対して大きく設定されている（Ｆａ＞Ｆｂ）。換言すれば、スプリング４８の弾発力Ｆｂが、チューブ１２の反力Ｆａに対して小さくなるように設定されている。
【００３３】
このチューブ１２の反力Ｆａは、該チューブ１２の上方に設けられた弁体５４に向かって鉛直上方向（矢印Ａ方向）に付勢され、一方、スプリング４８の弾発力Ｆｂ、可動鉄心３８の吸引力Ｆｃは、前記反力Ｆａと同軸上で、且つ、該反力Ｆａと反対方向となるチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かった鉛直下方向に付勢される。
【００３４】
なお、スプリング４８の弾発力Ｆｂは、該弾発力Ｆｂによって押圧された弁体５４がチューブ１２を押圧した際に、前記チューブ１２の流路２４において流体が所定流量で流通可能な流路断面積を確保できる大きさで設定される。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態に係るピンチバルブ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以下の説明では、図１に示されるソレノイド部１６が非励磁状態で、可動鉄心３８、シャフト５６及び弁体５４に下方（矢印Ｂ方向）への推力が付勢されておらず、チューブ１２の内部を流体が流通している連通状態を初期状態として説明する。
【００３６】
先ず、このような初期状態において、図示しない電源からソレノイド部１６のコイル３２に対して通電を行うことにより、該コイル３２が励磁され、その励磁作用下によって可動鉄心３８が固定鉄心３６側（矢印Ｂ方向）へと吸引される（図２参照）。この際、可動鉄心３８は、ソレノイド部１６における固定鉄心３６側（矢印Ｂ方向）への吸引力Ｆｃに対してスプリング４８の弾発力Ｆｂが加えられた状態で移動する。
【００３７】
これにより、図２に示されるように、可動鉄心３８によってシャフト５６がボディ１４側（矢印Ｂ方向）に向かって押圧されると同時に、弁体５４が前記シャフト５６によって押圧されてチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって移動する。そして、弁体５４の突起部５８がチューブ１２を挟圧部２２側（矢印Ｂ方向）へと押圧し、該挟圧部２２との間で前記チューブ１２を押し潰すことで、該チューブ１２の流路２４を閉塞する。その結果、チューブ１２の流路２４を通じた流体の流通が遮断される。
【００３８】
すなわち、弁体５４に付勢される押圧力は、可動鉄心３８に対する吸引力Ｆｃとスプリング４８の弾発力Ｆｂとが合算されたものであり、チューブ１２の反力Ｆａに対して大きいため（Ｆａ＜Ｆｂ＋Ｆｃ）、前記弁体５４が前記反力Ｆａに打ち勝って前記チューブ１２を変形させることが可能となる。
【００３９】
一方、ソレノイド部１６への通電を停止することで、コイル３２の励磁状態が解除されて可動鉄心３８に対する固定鉄心３６側（矢印Ｂ方向）への吸引力Ｆｃが滅勢される。これにより、弁体５４側（矢印Ａ方向）に向かって付勢するチューブ１２の反力Ｆａが、該弁体５４をチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢するスプリング４８の弾発力Ｆｂに対して大きいため（Ｆａ＞Ｆｂ）、前記弁体５４が、チューブ１２の反力Ｆａによってソレノイド部１６側（矢印Ａ方向）へと押し戻され、それに伴って、シャフト５６及び可動鉄心３８がスプリング４８の弾発力Ｆｂに抗してエンドカバー４６側（矢印Ａ方向）へと変位する。
【００４０】
その結果、弁体５４と挟圧部２２とによるチューブ１２に対する押圧状態が解除され、前記チューブ１２はその弾性作用下に図１に示される初期形状へと復帰し、流路２４を通じて流体が流通可能な連通状態（初期状態）となる。
【００４１】
以上のように、第１の実施の形態では、ピンチバルブ１０において、コイル３２への通電作用下に弁体５４をチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢するソレノイド部１６を有し、前記ソレノイド部１６の可動鉄心３８を前記弁体５４側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢するスプリング４８を設けている。そして、スプリング４８の弾発力Ｆｂは、可動鉄心３８の吸引力Ｆｃと合わさることで初めてチューブ１２の反力Ｆａに対して大きくなるように設定されている（Ｆａ＜Ｆｂ＋Ｆｃ）。このような構成とすることにより、弁体５４をチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に変位させ該チューブ１２を押し潰して流体の流通を遮断する際に、弁体５４には、可動鉄心３８の吸引力Ｆｃに加えてスプリング４８の弾発力Ｆｂが付勢されるため、より一層迅速に流体の流通状態を遮断することができる。
【００４２】
換言すれば、スプリング４８は、可動鉄心３８が吸引力Ｆｃによって弁体５４を押圧する際に同一方向に弾発力を付勢することでアシストする機能を有している。
【００４３】
また、スプリング４８を設けるという簡素な構成で、弁体５４によるチューブ１２への押圧力を大きく確保することができるため、例えば、前記スプリング４８を設けずに同程度の押圧力を確保しようとした場合と比較し、ソレノイド部１６の小型軽量化を図ることが可能となる。
【００４４】
さらに、チューブ１２の反力Ｆａに応じて弾発力Ｆｂの異なるスプリング４８へと交換することで、様々な前記チューブ１２に対応させることが可能である。
【００４５】
次に、第２の実施の形態に係るピンチバルブ１００を図３及び図４に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係るピンチバルブ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
この第２の実施の形態に係るピンチバルブ１００では、可動鉄心３８に付与されるスプリング４８の弾発力Ｆｂを適宜調整可能な調整機構１０２を備えている点で、第１の実施の形態に係るピンチバルブ１０と相違している。
【００４７】
このピンチバルブ１００は、図３及び図４に示されるように、エンドカバー１０４の略中央部に第２凹部５２と連通したボルト孔１０６が形成され、前記ボルト孔１０６には調整機構１０２を構成する調整ボルト１０８が螺合されている。
【００４８】
この調整ボルト１０８は、例えば、スタッドボルトからなり、その下端部にはスプリング４８の端部が当接し、上端部がエンドカバー１０４に対して上方に突出している。そして、調整ボルト１０８は、螺回させることでボルト孔１０６に沿って進退動作する。また、調整ボルト１０８の上部には、エンドカバー１０４に近接するようにロックナット１１０が螺合されている。
【００４９】
そして、ロックナット１１０を回転させエンドカバー１０４から離間させる方向に移動させた状態で、調整ボルト１０８を前記エンドカバー１０４に対して螺回させる。これにより、調整ボルト１０８が第２凹部５２にスプリング４８に対して接近又は離間する方向に進退動作し、前記調整ボルト１０８の端部によって押圧されるスプリング４８の弾発力Ｆｂが変化する。
【００５０】
すなわち、調整ボルト１０８をスプリング４８側（矢印Ｂ方向）に移動させることで、該スプリング４８が可動鉄心３８との間で圧縮されるため、前記可動鉄心３８、シャフト５６及び弁体５４をチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢する押圧力が増加する。一方、調整ボルト１０８をスプリング４８から離間する方向（矢印Ａ方向）へと移動させることで、該スプリング４８に対する圧縮状態が緩和されるため、前記可動鉄心３８、シャフト５６及び弁体５４をチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢する押圧力が減少する。
【００５１】
以上のように、第２の実施の形態では、例えば、弾性の異なる材質から形成された別のチューブ１２へと交換し、該チューブ１２の反力Ｆａが変化した場合でも、該反力Ｆａに応じて調整機構１０２でスプリング４８から可動鉄心３８へと付勢される弾発力Ｆｂを調整することが可能となるため、前記チューブ１２の交換に応じてその都度弾発力の異なる別のスプリングへと交換する必要がなく好適である。
【００５２】
詳細には、チューブ１２の交換によって該チューブ１２の反力Ｆａが増加した場合には、調整ボルト１０８を前記チューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって移動させることでスプリング４８を圧縮し、該スプリング４８の弾発力Ｆｂを増加させればよく、反対に、前記チューブ１２の反力Ｆａが減少した場合には、調整ボルト１０８を前記チューブ１２から離間させる方向（矢印Ａ方向）へ移動させることでスプリング４８の圧縮を緩和し、該スプリング４８の弾発力Ｆｂを減少させればよい。
【００５３】
なお、調整機構１０２によるスプリング４８の弾発力Ｆｂの調整は、ソレノイド部１６の非励磁状態において、チューブ１２の反力Ｆａがスプリング４８の弾発力Ｆｂに対して大きくなり（Ｆａ＞Ｆｂ）、前記ソレノイド部１６の励磁状態において、前記チューブ１２の反力Ｆａがスプリング４８の弾発力Ｆｂと可動鉄心３８の吸引力Ｆｃとが合算された押圧力（Ｆｂ＋Ｆｃ）に対して小さくなるように行われる（Ｆａ＜Ｆｂ＋Ｆｃ）。
【００５４】
なお、本発明に係るピンチバルブは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５５】
１０、１００…ピンチバルブ          １２…チューブ
１４…ボディ                        １６…ソレノイド部
１８…弁機構                        ２２…挟圧部
３０…ハウジング                    ３２…コイル
３６…固定鉄心                      ３８…可動鉄心
４６、１０４…エンドカバー          ４８…スプリング
５４…弁体                          ５６…シャフト
５８…突起部                        １０２…調整機構
１０６…ボルト孔                    １０８…調整ボルト
１１０…ロックナット
【図１】
0005338885.tif 000002
【図２】
0005338885.tif 000003
【図３】
0005338885.tif 000004
【図４】
0005338885.tif 000005