JPH0718489B2

JPH0718489B2 - クランプ装置

Info

Publication number: JPH0718489B2
Application number: JP63084971A
Authority: JP
Inventors: マービン・アデルバーグ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: US4725037A; JPS63280972A; DE3811552A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明はプラスチックチューブ内を流れる流体の流れを
調節するのに用いるクランプ装置に関するものであり、
特にローラホイールを用い、その位置に対向するクラン
プ面に関して縦軸方向に移動させることによってチュー
ビング内の流体の流量を調節設定するようにしたクラン
プ装置に関するものである。

本発明者の米国再発行特許第31,584号、第4,013,263号
および第4,047,694号には、血管内に流体を注入するた
めに用いるのに特に適しているプラスチックチュービン
グ内の流体の流れを調整するためのクランプ装置が記載
されている。これらの装置の特徴はチュービングの材料
であるプラスチックに周知のクリープないしはコールド
フローと呼ばれる現象が生じるのが最少限に抑えられ、
その結果チュービング内を流れる点滴液等の流体の流量
を一旦設定すれば、その後で再調節しないでも最初に設
定された通りの流量が保たれることである。しかし、そ
のような装置およびそれ以外の従来の装置にも問題点が
見られる。それは以下に述べる例のように、チュービン
グ内を流れる流体の流れを必要なときに完全に遮断する
ことができないことである。米国特許第4,047,694号に
開示されている装置の場合には、流体の流れを正確に調
整することができ、その状態が不用意に乱されないよう
な構成にした点が特色である。問題は流体の流れを遮断
するためにチュービングの中心部を締め付けると、チュ
ービングは断面で見ると偏平な形で圧縮されるが、その
両端部の内部に小さな内腔ないしは隙間が生じて、少量
ではあるが流体が流れることができることである。米国
再発行特許第31,584号に開示されている構造のように、
流量調節用ホイールのコーナとそれに隣り合うハウジン
グ側壁の間のギャップがことさらに大きくない場合に
は、上に述べたような問題点は軽減されはするが、依然
として問題は存在する。クランプされて折り畳まれた状
態になったチュービングの両端の湾曲半径の小さな区域
において小さな隙間ないしはクランプ面の存在しない部
分が生じるのである。平行動作タイプのクランプでは、
クランプホイールの移動行程の全長にわたって前記区域
に隙間が生じてはならないので、できる限りその発生を
抑えるのが望ましい。さもないとチュービングのクリー
プないしはコールドフローによって、流体流量の変動が
生じる。傾斜ランプタイプのクランプでは、流量調節時
にクランプ用のローラホイールとこれに相対するクラン
プ面との間、またはホイール端面に設けた横方向の突出
部とこれに相対するクランプ面との間に一定の距離ない
しは間隔が生じるように構成するのは望ましいことであ
る。さらに平行動作タイプのクランプでも、傾斜ランプ
タイプのクランプでも、チューブ遮断位置ないしは区域
においては隙間が生じないようにすることが重要であ
る。

このような問題点および本発明の意義は米国再発行特許
第31,584号、第4,013,263号および第4,047,694号の構成
に基づいて大量に製造されたクランプ装置の問題点を指
摘すればよく理解できる。これらのクランプ装置では、
流量の安定が確保され、流量設定が不用意に乱されない
という好ましい特色を備えていはいるのであるが、クラ
ンプ用ホイールを遮断位置にセットし、チュービング内
に試験用に水を20psig（1.4kg/cm²）を超える圧力で流
したとき、水の流れが常に完全に遮断されることはなか
った。

この問題を解決するために、1982年にクランプ面から隔
たっていてこれと平行な保持面を備えた横方向の突出素
子を有するクランプ装置が発売された。このクランプ装
置はチュービングを流れる流体の圧力が低い場合には満
足に動作するのではあるが、今では水圧が40psig（2.8k
g/cm²）を超える場合でもその流れを遮断することが求
められるが、上記装置はこのような厳しい条件を満たす
ことはできない。

上に述べた従来の装置では、遮断区域に横方向の突出素
子が設けてあり、この突出素子はクランプ面に軸方向お
よび横方向に平行に向き合う保持面を備えている。本発
明のクランプ装置も保持面を有する突出部を備えている
が、保持面の全体ないしは一部は横方向においてクラン
プ面とは平行ではない。さらに平行動作タイプのクラン
プ装置の場合にも、それ以外のタイプのクランプ装置の
場合にも、上に述べた非平行保持面は近接するクランプ
用ホイールの端面からの距離が増大するにつれて、常に
ハウジングのクランプ面に近づけていく。上に述べた従
来装置の構成を単に修正して、横方向の突出素子をクラ
ンプ面に近い位置に設けるようにすると、クランプ用ホ
イールを動かすのに要する力が極めて大きくなり、また
チュービングを損傷させる危険が大きくなる。さらにそ
のような構成では、流体の完全な遮断を実現できない。

本発明においては、ハウジングの内側壁にチュービング
の横方向の外周端部に対してクランプ作用を及ぼす突出
部を、内側に突出するように設けることによって、上に
述べた好ましい結果が実現される。突出部はチュービン
グまたはハウジングの縦軸を横切る方向の傾斜ないしは
テーパが付けてあり、またチュービングの外周部に対し
て円滑にクランプ作用を及ぼし、チューブに損傷を与え
ることのない外形に作ってあり、さらに必要なクランプ
動作を実現することもできる位置に設けてある。突出部
は「定形」に作ってあるここで「定形」というのは、突
出部が次のような構造になっていることを意味する。す
なわちクランプ用ホイールの端面からこれに隣り合うハ
ウジングの側壁に向かって横方向に移動するにつれて、
その移動距離の全体ではなくて一部にわたって突出部の
底面とクランプ面との間の有効距離が減少し、決して増
大することのないように形成することである。このよう
な「定形」によれば、後に述べるように、ハウジング側
壁と突出部の底面とが合体する区域においてチュービン
グ内に内腔ないしは隙間を生じさせる空間はほとんど生
じない。ここで「有効距離」というのは、平均クランプ
面とこれに相対する突出部の平均底面の間の間隔におい
て小さな変動を許容することを意味するために用いる。
このような変動は定形ではないのであるが、非常に小さ
いので、平均距離と比較すると小さく、この平均距離は
チュービングの周壁の厚さよりも小さな区域にわたって
平均をとると、定形に減少する。したがってこのように
定義された「定形」は、突出部底面にミクロ的に見れば
技術的に定形ではないような多少の不規則性が生じるの
を許容する。定形構造にチュービングの周壁の厚さ程度
の多少の相違が生じても、本発明装置の性能にはほとん
ど影響しない。

このようにして、本発明によれば、特定の位置において
チュービングの横方向の外周端部に対して追加的なクラ
ンプ作用が及ぼされる。

本発明は米国特許第4,013,263号、第4,047,694号、再発
行米国特許第31,584号に開示されているクランプ装置の
非遮断部にも応用でき、また別のタイプの従来装置たと
えば傾斜ランプ型クランプ装置にも応用できる。

以下の説明を理解しやすくするために２つの言葉の定義
を行なっておく。「平行動作型クランプ装置」というの
は、クランプ用ホイールがその移動中にチュービングの
中で少なくとも１つの逃げ溝に露呈している部分を除い
て完全に圧縮閉止するものをいう。このタイプのクラン
プ装置では、チュービングのうちで逃げ溝に露呈してい
る部分の内部にのみ隙間ができる。

チュービングの完全に圧縮閉止されているすなわちクラ
ンプされている部分と逃げ溝に露呈していてクランプさ
れていない部分との比率を、クランプ用ホイールのどの
位置においても変更することにより調整を行なうことが
できる。上記比率の変更は、チュービングが露呈されて
いる逃げ溝の有効サイズをホイールの位置に応じて変え
ることにより行なわれる。あるいはホイールの位置、平
行クランプ面、逃げ溝で決まるチュービングの圧縮閉止
されていない部分の断面積をホイール位置が異なるに応
じて変えることによっても実現できる。

「傾斜ランプ型クランプ装置」というのは、チューブ内
の空間の大きさをクランプ用ホイールとこれに向かい合
うクランプ面との距離を変えることによって調節するも
ので、上記距離の変更はホイールの軸をクランプ面に対
して或る角度傾斜して設けたスロット内を移動させるこ
とによって行なわれる。傾斜型クランプ装置では、クラ
ンプ用ホイールはその移動行程の全体わたってチュービ
ングのいずれかの部分を圧縮閉止し続けるものではな
い。

平行動作型クランプ装置の場合には、ホイールの軸を案
内するスロットは、クランプ面とほぼ平行である。但
し、上に述べた平行動作型クランプの要件を満たしさえ
すれば、案内スロットに多少傾斜がついていてもよい。

傾斜クランプ型クランプ装置の場合には、クランプ用ホ
イールがその移動行程の終端に達したときに、チューブ
を完全に遮断することのできるように本発明を利用する
こともできる。さらに、その場合に遮断区域にホイール
の移動路にほぼ平行なクランプ面を設けることも可能で
ある。上に述べたいずれの場合にも、本発明は多大な効
果を奏するものである。

本発明およびこれを修正したものは、平行動作型クラン
プ装置において内腔が意図的に形成される場合に近い部
分にも応用することができる。このような応用例になる
クランプ装置では、チュービングはハウジング側壁に近
い部分において完全にクランプされ、同時に、 1.クランプ用ホイールの直径 2.クランプ用ホイールの軸の寸法 3.クランプ用ホイールの直径と軸との同心性 4.クランプ用ホイールのクランプ面の幅に関する許容範囲が緩和される。本発明を流量調節部に
横方向の突起が設けてあるクランプ装置に実施した場合
には、米国特許第4,047,694号の装置の特徴は損なわれ
るか、あるいはこの装置には応用するのが困難となるか
もしれない。傾斜ランプ型クランプ装置の場合には、本
発明において開示する横方向の突出部は、クランプ用ホ
イールの端面の移動路にほぼ沿ってクランプ面に最も近
い位置に設ける。この場合、突出部はホイールの軸を案
内するスロットに平行に設けてもよいし、案内スロット
またはクランプ面に対して或る角度をつけて形成しても
よい。本発明をこのような場合に応用すると、クランプ
用ホイールの幅に対する許容度が拡がり、圧縮閉止され
た状態のチューブを効果的に保持することができる。

本発明の目的はプラスチックチュービング内を流れる流
体の流れを調節するクランプ装置のチューブ内に、高圧
の流体、粘性の低い流体あるいは表面張力の低い流体が
流れるような極端な条件下においても、完全に流体の流
れを遮断できるようにすることである。

本発明の他の目的は、チュービングを傷つける危険性を
伴うことなしに流体の流れを完全に遮断することのでき
るプラスチックチュービング内の流体の流れを調節する
ための改良されたクランプ装置を提供することである。

本発明の他の目的は、クランプ用ホイールの下部コーナ
とこれに隣接するクランプハウジングの側壁との間に隙
間が生じるおそれのある区域のほとんど全域にわたって
保持面が設けてあるローラホイールタイプのクランプ装
置を提供することである。

まず第１図を参照すると、図には先行技術になるクラン
プ装置が完全な「遮断位置」にある状態が示してある。
図からわかるように、チューイング14はハウジング11と
ホイール12の間に閉じ込められており、チュービング14
の中心部は完全に圧縮されて締め付けられているが、高
い流体圧が加わったり、流体の表面張力が小さくなる
と、小さいが好ましくない内腔ないは隙間15が締め付け
られた状態のチュービング14の両端内部に長さ方向に生
じる。先行技術のクランプ装置では、このような内腔15
の発生を防ぐために、１対の長方形の突出部21を設けそ
の平坦な底面をクランプ面と平行になるように形成して
ある。しかし、これでもチュービング14、突出部21およ
び側壁20の間に空間19が生じ、小さな内腔ないしは隙間
15が生じる傾向があることがわかった。このような場合
には、チュービング14は完全に遮断されることはなく、
少量の流体が依然として内腔15の中に流れる。その原因
の一部は、チュービング14がホイール12によってクラン
プされるとき、中心部の湾曲半径は小さくて変形が小さ
いのに対して、両端部では湾曲半径が小さくて変形が大
きくなるのに加えて、この部分にはホイール12による加
圧面が存在しないからである。そのためこの両端部で高
圧の流体ないしは表面張力の小さい流体が流れ出ること
になる。このクランプ装置におけるもう１つの重要な要
素はホイールに設けられた肩部16で、ホイール12が流量
調整位置にあるときに、不用意に動かないように抵抗力
をつけるためのものである。ホイール12が遮断位置にあ
るとき、チュービング14の両端部も完全にクランプない
しは圧縮閉止されるようにするためには、さらにクラン
プ手段が必要とされる。そのようなクランプ装置につい
て、次に第２−５図を参照して説明する。第２、３図に
示すように、このクランプはハウジング11を備えてお
り、その内部にローラホイール12が取付けてある。ロー
ラホイール12はプラスチックチュービング14をクランプ
面18に向けて押し付けてクランプする。図に示し、以下
に述べるクランプ装置は、本発明に関わる完全に流体遮
断を行なうためのクランプ構造を除いては、本発明者の
米国特許第4,047,694号と同じものであり、その記載を
本発明においても援用する。第３−5B図に示すように、
ハウジング11の内側壁11a,11b図にそれぞれ突出部26、2
7が内側に突き出すように設けてある。これらの突出部2
6、27の底面26a、27aは、クランプ面18に関して次の関
係になるように形成してある。すなわちローラホイール
12の進行方向を横切りかつそれから遠ざかる方向で見た
とき、突出部底面26a、27aがクランプ面18に向かって傾
斜するように形成する。図に示すように、クランプ面18
には間隔をおいて隆起部14aが設けてある。本発明によ
れば、突出部26、27の底面26a、27aはそれぞれ「定形
（monotonic）」に形成してある。すなわち突出部底面2
6a、27aとクランプ面18との距離ないしは間隔が、ロー
ラホイール12の端面からハウジングの側壁11a、11bに至
る間隔の一部分にわたって増大するのではなく減少する
ように構成する。この構成によって得られる効果は、ク
ランプ装置が完全な遮断状態にあるとき、突出部底面26
a、27aと、それに対応するハウジング側壁11a、11bの付
近に締め付けられた状態のチュービング14の端部外周が
入り込むことのできる空間が存在しないようにするか、
またはほとんど生じないようにできることで、しかもチ
ュービングに過度の力を加えることなくこれを実現する
ことができる。

突出部底面26a、27aを「定形」に構成することは重要な
ことである。たとえば、突出部底面が平坦な平行面であ
る場合には、上に述べたような効果を実現することはで
きない。突出部底面とクランプ面の隔たりないしは間隔
が増大するように構成した場合も同じである。それはチ
ュービング内に流体の流れる内腔が生じるのを可能にす
るような空間が存在するようになるからであり、そのよ
うな内腔は一端生じると完全になくすることはできな
い。突出部底面26a、27aの一部を図に示すように湾曲さ
せ、あるいは傾斜させ、突出部、ハウジング内側壁およ
びクランプ面の間の区域にチュービングが入り込むこと
のできる空間を極めて少なくするかほとんど存在しない
ようにする。特に、ローラホイルの遮断位置においてそ
のような構成にする。チュービングを損傷するような鋭
利や角を突出部底面26a、27aに設けるのを避けると、チ
ュービングの外周にホイールによるクランプ作用が円滑
に伝わるようになり、チュービングの横方向外端に向か
ってクランプ作用が高められるようになる。突出部26、
27は遮断位置ないしは遮断区域を貫通するように延びて
おり、ローラホイール12が第３図に示す区域から遮断区
域に移動してくると、チュービング14は徐々に第５図に
示す完全に遮断された状態に締め付けられる。突出部2
6、27の入口端部は軸方向に傾斜がつけてあり、ホイー
ル12がハウジングの端壁11cに向かう方向に移動するに
つれて、突出部26、27は徐々にホイール12の両端面に接
近する。この構成によりホイール12はハウジング内の中
心位置に保たれる。なお本実施例においては、突出部底
面26a、27aの内端縁は、ホイールが遮断位置を含めて移
動する際、そのホイールの最下端と実質上相対する位置
にある。突出部底面26a、27aはホイール12の端面から離
れるに従って、クランプ面18に近づくように傾斜させる
のが特色である。本発明の装置は上に述べた本発明者の
特許において開示されている以外のクランプ装置にも用
いることができる。また、ローラホイールを移動させ
て、プラスチックチュービングをハウジング内でクラン
プ面に押し付けることによって、チュービング内の流体
の流れを遮断する構成において、ホイールのコーナとこ
れに隣接するハウジング側壁との間に横方向に隙間が存
在するために、より完全な流体の遮断を行なう必要のあ
るような場合であれば、いかなる場合にも本発明の装置
を利用することができる。

本発明を図面を参照して説明したのであるが、これは例
示の目的でなされたものであり、本発明は上記記載によ
って限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求
範囲の記載によってのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が克服しようとする従来技術になるクラ
ンプ装置の問題点を示す部分断面図である。第２図は本発明の好ましい実施例になるクランプ装置の
斜視図で、クランプ用ホイールが遮断位置にある状態を
示す。第３図は第２図の３−３線に沿って切断した部分断面
図。第４図は本発明の実施例になるクランプ装置の一部を切
除して示す斜視図。第５図は本発明の実施例になるクランプ装置の突出部が
遮断位置においてチュービングの外周部を完全にクラン
プした状態を示す部分断面図。第5A図は第４図の5A-5A線に沿って見た部分側面図。第5B図は第４図の5A-5A線に沿って見た部分側面図。第5C図は本発明の実施例になるクランプ装置に設けられ
た内側に突出する突出部の詳細を示す拡大部分断面図で
ある。 11:ハウジング、11a、12b:ハウジング側壁、12:クラン
プ用ローラホイール、14:チュービング、18:クランプ
面、26、27:突出部、26a、27a:突出部底面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チューブが置かれる長手方向に延びるクラ
ンプ面と、前記クランプ面に対して直角に延びる少なく
とも１つの側壁を有するハウジングと、前記クランプ面
に関し、長手方向に移動するように前記ハウジング内で
前記クランプ面に相対するように取付けられたローラホ
イールとを備えたプラスチックチュービング内を流れる
流体の流れを調整するためのクランプ装置であって、ロ
ーラホイールが完全な遮断位置に移動するに従ってチュ
ービングの横方向外周端を追加的にクランプするものに
おいて、前記ハウジングの中心に向かって突出する突出部を有
し、前記突出部は前記クランプ面の近辺でこれに対向す
るように前記ハウジングの側壁に突起の形で設けられて
おり、前記突出部はクランプ面においてこれと向き合う
チューブの部分を完全にクランプする部分の近辺におい
てハウジング側壁の一部に沿って長手方向に形成してあ
り、前記突出部はまた前記クランプ面と直接に対向する底面
を有し、前記底面と前記クランプ面との間隔はローラホ
イールから横方向に遠ざかる方向に狭くなるように形成
してあり、前記側壁はさらに、ローラホイールを遮断位置に向かっ
て前記クランプ面に平行に移動するようガイドするスロ
ットを含み、ローラホイールが遮断位置に向かって移動するにつれて
チューブの横方向外周部が突出部とクランプ面との間で
下方向に半径方向内側に向かって次第に締め付けられ、
遮断位置において前記チューブの横方向外周部はローラ
ホイールと突出部との間でさらに圧縮されてその底面に
向けて押しつけられ、それによって突出部の底面の近辺
における空間を減少させ、チューブの相対する部分が完
全にクランプされるようにしたことを特徴とする、クラ
ンプ装置。
【請求項２】前記ローラホイールの両端面には同じよう
なアンダーカットされた段付きの肩部が設けられてあっ
て、ホイール両端面において凹所を形成しており、前記ハウジングは前記クランプ面の両端から直角に延び
る相対する一対の側壁を有し、前記第１の突出部と同様の第２の突出部が前記ハウジン
グの第２の側壁から前記第１のハウジングの側壁に向か
って突出するように設けてあり、これによってチュービ
ングの両端の横方向外周部がクランプされるようにした
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のクラ
ンプ装置。
【請求項３】前記突出部は入口部を有し、この入口部に
はホイールが遮断位置に移動するにつれて徐々にホイー
ルに接近するよう縦方向に傾斜が付けてあり、それによ
ってホイールがハウジング内の中心位置に保たれるよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
クランプ装置。
【請求項４】前記第１の突出部と同様の第２の突出部を
前記ハウジングの一対の側壁の他方の側壁から突出する
ように設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
に記載のクランプ装置。