(57)【要約】【課題】遮断弁の閉弁操作時、弁座に過度の荷重が付加されることを回避する。【解決手段】遮断弁１０は、ボディ１２と、該ボディ１２の収容孔３２に収容された弁組立体１４とを備える。この弁組立体１４は、弁座２２に対して着座又は離間する弁本体２４と、該弁本体２４を保持する保持部材５４とを別部材として個別に有する。保持部材５４は中空保持部５６を有し、弁本体２４は、その大部分が該中空保持部５６内に挿入されるとともに、該中空保持部５６の内部（圧力室８０）に収容されたコイルスプリング７８によって弁座２２側に弾発付勢されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を連通室に導入するための導入流路と、前記連通室を介して導入流路に連通する導出流路とが形成されたボディと、
前記連通室に対して進入又は離脱する方向に変位可能な弁組立体と、
前記ボディに設けられ、且つ第１案内ネジ部が形成されて前記弁組立体が変位する際に該弁組立体を案内するガイド部材と、
を備え、
前記弁組立体は、前記連通室内に設けられた弁座に対して着座又は離間する弁本体と、前記弁本体を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材は、環状に突出したフランジ部を有するとともに、前記ガイド部材の前記第１案内ネジ部に螺合される第２案内ネジ部が形成された操作ネジ部が回転されることに伴って前記連通室に対して進入する方向又は離脱する方向に変位し、
前記ボディの内部に、前記フランジ部に当接して前記保持部材が前記弁座側に移動することを規制するストッパ部が設けられ、
前記保持部材に、前記弁本体を前記弁座に指向して弾発付勢する弾発部材が設けられていることを特徴とする遮断弁。
【請求項２】
請求項１記載の遮断弁において、前記保持部材が中空保持部を有し、前記中空保持部の内部に前記弁本体及び前記弾発部材が収容されていることを特徴とする遮断弁。
【請求項３】
請求項２記載の遮断弁において、前記弁本体に、前記連通室と前記中空保持部の内部を連通させる連通孔が形成されていることを特徴とする遮断弁。
【請求項４】
請求項２又は３記載の遮断弁において、前記中空保持部の開口に設けられて前記弁本体が前記弁座から離間したときに該弁本体を支持するプラグ部材をさらに有することを特徴とする遮断弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の遮断弁において、前記弁組立体を通す貫通孔が形成され且つ前記ボディの内部に収容された規制部材をさらに有し、前記ストッパ部は、前記規制部材に設けられていることを特徴とする遮断弁。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遮断弁において、前記弁本体が樹脂からなることを特徴とする遮断弁。
【請求項７】
請求項６記載の遮断弁において、前記弁本体がポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、又は固体潤滑剤が添加されたポリアミド樹脂のいずれかからなることを特徴とする遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作ネジ部が螺回されることに伴って開閉する遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高圧ガスを充填したガス容器（タンク等）とその供給ラインには、前記高圧ガスが流通することを遮断する遮断弁が設けられる。この種の遮断弁における弁体は、特許文献１に記載されるように、該弁体を収容した弁室に設けられた弁座に対して着座又は離間する主弁部と、前記弁室の開口部に設けられた雌ネジ部に螺合する操作ネジ部とを一体的に有する単一部材として構成される。操作ネジ部を螺回することに追従して弁体が変位し、その結果、主弁部が弁座に対して着座又は離間する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記から諒解されるように遮断弁は手動操作によって開閉されるが、特に閉弁操作時において、弁体が弁座に着座したことを作業者が認識することが困難である。このため、例えば、弁体が弁座に既に着座しているにも関わらず、作業者が操作ネジ部をさらに螺回してしまうことが起こり得る。
【０００５】
この場合、弁座に過度の荷重が付加されることになる。その結果として、弁体や弁座に傷やかじりが生じることが懸念される。
【０００６】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、弁座に過度の荷重が付加することを回避し得、このために弁体や弁座に傷やかじりが生じることを回避することが可能な遮断弁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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明に係る遮断弁は、流体を連通室に導入するための導入流路と、前記連通室を介して導入流路に連通する導出流路とが形成されたボディと、
前記連通室に対して進入又は離脱する方向に変位可能な弁組立体と、
前記ボディに設けられ、且つ第１案内ネジ部が形成されて前記弁組立体が変位する際に該弁組立体を案内するガイド部材と、
を備え、
前記弁組立体は、前記連通室内に設けられた弁座に対して着座又は離間する弁本体と、前記弁本体を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材は、環状に突出したフランジ部を有するとともに、前記ガイド部材の前記第１案内ネジ部に螺合される第２案内ネジ部が形成された操作ネジ部が回転されることに伴って前記連通室に対して進入する方向又は離脱する方向に変位し、
前記ボディの内部に、前記フランジ部に当接して前記保持部材が前記弁座側に移動することを規制するストッパ部が設けられ、
前記保持部材に、前記弁本体を前記弁座に指向して弾発付勢する弾発部材が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明においては、弁体を、弁座に対して着座又は離間する弁本体と、該弁本体を保持する保持部材とを別個の部材として組み立てられた弁組立体として構成し、さらに、弁本体を弾発部材によって弁座側に弾発付勢するようにしている。
【０００９】
従って、閉弁操作時に弁本体が弁座に着座した後、さらに弁本体を弁座に押し付けようとする力（荷重）が作用したときには、弾発部材が圧縮する。この圧縮により、前記荷重が緩和される。
【００１０】
その結果、弁座に対して過度の荷重が付加されることが回避される。従って、仮に、弁本体が弁座に着座した後にさらに操作ネジ部を回転させた場合においても、弁体や弁座に傷やかじりが生じる懸念を払拭することができる。
【００１１】
なお、操作ネジ部は、保持部材に設けるようにしてもよいし、保持部材とは別個の部材として設けるようにしてもよい。
【００１２】
弁本体を保持部材で保持するには、例えば、保持部材に中空保持部を設ければよい。そして、中空保持部の内部に弁本体及び弾発部材を収容すればよい。
【００１３】
この場合、弁本体に、連通室と中空保持部の内部を連通させる連通孔を設けることが好ましい。この連通孔から中空保持部の内部に流体が導入されるので、連通室と中空保持部の内部の圧力が均衡する。このため、連通室に導入された流体から圧力を受けた弁本体が弁座から離間すること、換言すれば、遮断弁が開放状態となることが回避される。
【００１４】
また、中空保持部の開口に、弁本体を支持するプラグ部材を設けることが好ましい。弁本体が弁座から離間したときには、このプラグ部材が弁本体を支持する。これにより、弁本体が中空保持部から脱離することが防止される。
【００１５】
ストッパ部は、ボディに設けるようにしてもよいが、ボディの内部に規制部材を収容し、この規制部材にストッパ部を設けるようにしてもよい。規制部材がスペーサとして機能するので、弁座に対する弁本体の押圧力を調節することが可能となる。
【００１６】
上記の弁本体の素材は、樹脂であることが好ましい。特に、摩擦係数が小さなものが好適である。この場合、弁本体は、潤滑性を示すものとなる。従って、仮に保持部材が回転したとしても、この回転力が弁本体に伝達され難くなる。すなわち、弁本体が回転し難くなるので、上記と同様に、弁本体に傾きが生じることや、このことに起因して弁座にかじりが発生することが回避される。
【００１７】
弁本体を構成する樹脂の好適な具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂が挙げられる。
【００１８】
ここで、本発明においていう「樹脂」には、樹脂単体のみならず、樹脂を主成分（概ね７０重量％以上）とするものが含まれる。すなわち、樹脂は、固体潤滑剤等が添加されたものであってもよい。この種の樹脂の好適な具体例としては、二硫化モリブデンが添加されたポリアミド樹脂（ナイロン−６，６やナイロン−６等）が挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、弁体に相当する弁組立体を、弁本体と保持部材を別部材として（個別に有するものとして）構成し、さらに、弁本体を弾発部材によって弁座側に弾発付勢するようにしている。このため、閉弁操作時に弁本体が弁座に着座した後、さらに弁本体を弁座側に押し付けるような荷重が付与されたときには前記弾発部材が収縮し、これにより前記荷重が緩和される。
【００２０】
従って、弁座に対して過度の荷重が付加されることが回避される。このため、弁本体や弁座に傷やかじりが生じることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る遮断弁が閉止状態にあるときの要部概略縦断面図である。
【図２】図１の遮断弁が開放状態にあるときの全体概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る遮断弁につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明における「下方」、「上方」、「左方」及び「右方」は、図１中の下方、上方、左方及び右方を指称するものとする。「下端」や「上端」等も同様である。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る遮断弁１０の要部概略縦断面図である。この遮断弁１０は、例えば、高圧水素を充填したタンクの供給ラインへの流路を遮断（閉止）するための栓体に設けられ、前記栓体を構成するハウジングからなるボディ１２と、該ボディ１２内に収容される弁組立体１４とを有する。
【００２４】
以下、高圧水素を流体とする場合を例示して説明すると、ボディ１２には、連通室１６に高圧水素を導入するための導入流路１８と、前記連通室１６から高圧水素を導出するための導出流路２０とが形成される。すなわち、導入流路１８と導出流路２０は、連通室１６を介して連通する。また、導出流路２０の開口は弁座２２として機能し、弁組立体１４を構成する弁本体２４が着座又は離間する。
【００２５】
ボディ１２には、内径が最小である小径孔２６、中程度である中径孔２８、内径が最大である大径孔３０を含む弁室としての収容孔３２が形成されており、この中の小径孔２６に弁組立体１４の下端部が挿入されることで前記連通室１６が形成される。小径孔２６（連通室１６）の内周壁には、弁組立体１４の下端部の側周壁が摺接する。
【００２６】
中径孔２８には、弁組立体１４の下端部が通される貫通孔３４が底壁に形成された略有底椀形状（カップ形状）の規制部材３８が収容される。この規制部材３８の下端面は、小径孔２６と中径孔２８の内径差に基づいて形成される段部４０に着座する。
【００２７】
さらに、大径孔３０には、ガイド部材４２が嵌合されて位置決め固定されている。このガイド部材４２には、その厚み（上下）方向に延在するネジ孔５０が貫通形成される。このネジ孔５０の内周壁には、第１案内ネジ部５２が螺設される。
【００２８】
弁組立体１４につき詳述すると、該弁組立体１４は、前記弁本体２４と、該弁本体２４を保持する保持部材５４とを有する。
【００２９】
この中の保持部材５４は、略円筒形状をなす中空保持部５６と、該中空保持部５６に比して若干大径なフランジ部５８と、該フランジ部５８から上方に向かって突出した略円柱形状の操作ネジ部６０とからなる。
【００３０】
弁本体２４は、中空保持部５６の内部に挿入されている。一層具体的には、長尺な弁本体２４には、その上端部近傍にスプリング受部６２が形成される。このスプリング受部６２の外径は、該スプリング受部６２の側周壁が中空保持部５６の内周壁に対して容易に摺接し得る程度に設定されている。また、中空保持部５６の開口した下端部には、プラグ部材６４の上端部が挿入される。弁本体２４において、スプリング受部６２よりも下方は、プラグ部材６４の長手方向に沿って形成された挿入孔６６に間隙（遊び）を伴って通される。従って、保持部材５４が上昇した際、これに追従して上昇したプラグ部材６４の上端面がスプリング受部６２の下端面に当接することが可能であり（図２参照）、この当接により、弁本体２４がプラグ部材６４から支持されるとともに、該弁本体２４の中空保持部５６からの抜け止めがなされる。
【００３１】
なお、中空保持部５６の下端部の内周壁、及びプラグ部材６４の上端部の外周壁にはネジ部６８、７０がそれぞれ螺設され、双方が互いに螺合されることによってプラグ部材６４が中空保持部５６に位置決め固定されている。
【００３２】
また、弁本体２４の下端部先端は、プラグ部材６４の挿入孔６６から若干突出する。
【００３３】
弁本体２４の下端部には、直径方向に沿って延在する径方向孔７２が形成される。この径方向孔７２には、弁本体２４の長手方向に沿って延在し該弁本体２４の上端面で開口する内孔７４が連通する。
【００３４】
さらに、中空保持部５６の内部天井壁には、図１における下方に指向する環状凸部７６が突出形成される。この環状凸部７６と、弁本体２４のスプリング受部６２との間にはコイルスプリング７８（弾発部材）が介在する。弁本体２４は、このコイルスプリング７８の弾発作用により、弁座２２側に常時弾発付勢される。従って、スプリング受部６２と環状凸部７６は所定距離で互いに離間しており、このために互いの間に圧力室８０が形成される。図１から容易に諒解されるように、連通室１６と圧力室８０は、プラグ部材６４の挿入孔６６と弁本体２４の側周壁との間の間隙（遊び）、弁本体２４の径方向孔７２及び内孔７４を介して連通する。すなわち、径方向孔７２及び内孔７４は、連通室１６と圧力室８０（中空保持部５６の内部）を連通する連通孔として機能する。
【００３５】
弁本体２４は、摩擦係数が可及的に小さな樹脂からなることが好ましい。そのような樹脂の好適な例としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又はポリエーテルエーテルケトン樹脂等を挙げることができる。
【００３６】
保持部材５４を構成するフランジ部５８は、遮断弁１０を閉弁する際、規制部材３８の開口端部の底壁に当接して堰止される。すなわち、前記底壁は、保持部材５４（弁組立体１４）が弁座２２側に移動することを規制するストッパ部８２である。図１は、ストッパ部８２によって弁組立体１４のそれ以上の移動が阻止されている状態を示している。
【００３７】
また、前記操作ネジ部６０の側周壁には、第２案内ネジ部８４が螺設される。操作ネジ部６０は、ガイド部材４２のネジ孔５０に通され、この際、第１案内ネジ部５２と第２案内ネジ部８４が互いに螺合される。
【００３８】
操作ネジ部６０の上端面には、六角レンチ（図示せず）を差し込むための六角穴８６が陥没形成される。作業者は、この六角穴８６に六角レンチを差し込み、該六角レンチを介して操作ネジ部６０を螺回することが可能である。これにより、後述するように、保持部材５４（弁組立体１４）が変位する。
【００３９】
以上の構成において、小径孔２６と中径孔２８の境界近傍には、中径孔２８に連なり内径が略等径である第１等径孔１０２が設けられる。さらに、規制部材３８の下端面には、内径が略等径である第２等径孔１０４が、第１等径孔１０２に連なるようにして陥没形成される。
【００４０】
これら第１等径孔１０２及び第２等径孔１０４には、それぞれ、シール部材であるＯリング１０８、バックアップリング１１０が収容される。これらＯリング１０８及びバックアップリング１１０には、中空保持部５６が通される。
【００４１】
バックアップリング１１０もシール機能を営むため、Ｏリング１０８及びバックアップリング１１０によってシール部が形成される。この場合、Ｏリング１０８はウレタンゴム等の弾性体からなり、一方、バックアップリング１１０は樹脂からなる。
【００４２】
樹脂は、摩擦係数が可及的に小さなものであることが好ましい。この場合、弁組立体１４が変位するときに保持部材５４がバックアップリング１１０に摺接する際の摺動抵抗が上昇することを回避することができるからである。そのような樹脂の好適な例としては、弁本体２４と同様に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又はポリエーテルエーテルケトン樹脂等を挙げることができる。
【００４３】
バックアップリング１１０は、その全体が第２等径孔１０４に収容されるように、外径及び内径が設定されている。
【００４４】
本実施の形態に係る遮断弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００４５】
図１に示す閉止状態から図２に示す開放状態とするには、上記したように手動操作が営まれる。すなわち、作業者は、六角穴８６に六角レンチを差し込み、該六角レンチを介して操作ネジ部６０、ひいては保持部材５４を回転させる。これにより第２案内ネジ部８４が第１案内ネジ部５２に沿って螺回され、その結果、保持部材５４が連通室１６から離脱する方向に変位する。すなわち、上昇する。この際、操作ネジ部６０は、ガイド部材４２に案内される。
【００４６】
保持部材５４が回転する間、弁本体２４が保持部材５４に追従して回転することは抑制される。すなわち、弁本体２４は、摩擦係数が小さな樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又はポリエーテルエーテルケトン樹脂等）から構成されているために潤滑性を示すので、保持部材５４と弁本体２４との間の摩擦抵抗が小さいからである。このため、弁本体２４が摩耗することが回避される。
【００４７】
保持部材５４が上昇することに追従し、中空保持部５６の下端部に位置決め固定されたプラグ部材６４も連通室１６から離脱する方向に変位する（すなわち、上昇する）。また、コイルスプリング７８が伸張する。
【００４８】
プラグ部材６４の上端面が弁本体２４のスプリング受部６２の下端面に当接すると、弁本体２４がプラグ部材６４に支持されて保持部材５４及びプラグ部材６４と同期して変位し、弁座２２から離間する。その結果、遮断弁１０が、導入流路１８と導出流路２０が連通室１６を介して連通する開放状態となり、高圧水素が遮断弁１０内を流通するようになる。圧力室８０に高圧水素が充填されているときには、この際、内孔７４、径方向孔７２及び連通室１６を介して導出流路２０から導出される。
【００４９】
図２に示す開放状態から図１に示す閉止状態に戻すには、上記に準じて操作ネジ部６０を回転させればよい。ただし、この際の回転（螺回）方向は、閉止状態から開放状態とするときの回転（螺回）方向と逆である。勿論、保持部材５４は、連通室１６に進入する方向に変位する。すなわち、下降する。同時に、保持部材５４に保持された弁本体２４も下降して弁座２２に着座する。
【００５０】
弁座２２に弁本体２４が着座した状態でさらに操作ネジ部６０が回転されると、コイルスプリング７８が圧縮される。この圧縮により、弁本体２４から弁座２２に作用する荷重が緩和されるので、弁本体２４が弁座２２に過度の荷重で押し付けられることが防止される。
【００５１】
また、保持部材５４が所定位置まで下降すると、フランジ部５８が規制部材３８の底壁（ストッパ部８２）に当接する。この当接により保持部材５４が堰止されるので、弁組立体１４のそれ以上の下降が阻止される。このことも、弁本体２４が弁座２２に過度の荷重で押し付けられることの防止に寄与する。
【００５２】
以上のように、本実施の形態によれば、保持部材５４、弁本体２４を個別の部材とする弁組立体１４を構成し、且つ弁本体２４をコイルスプリング７８によって弁座２２側に弾発付勢するようにしているので、閉弁操作時、弁座２２に対して過度の荷重が付加されることが回避される。このため、弁本体２４や弁座２２に傷やかじりが発生することを回避することができる。
【００５３】
このようにして遮断弁１０が閉止状態となったときに高圧水素が供給されると、高圧水素は、導入流路１８を経由して連通室１６に到達する。この際、高圧水素は、プラグ部材６４と弁本体２４との間隙（遊び）から径方向孔７２に進入し、さらに、内孔７４を通過して圧力室８０に進入する。すなわち、圧力室８０が高圧水素で充填される。このため、連通室１６内の圧力と圧力室８０内の圧力とが均衡する。
【００５４】
その結果、弁本体２４のスプリング受部６２には、プラグ部材６４に臨む下端面、圧力室８０に臨む上端面の双方に、高圧水素による押圧力が均等に作用する。従って、弁本体２４が上方に変位して弁座２２から離間すること、換言すれば、遮断弁１０が開放状態となることが回避される。
【００５５】
なお、上記のようにして連通室１６に高圧水素が充填されると、該高圧水素によってプラグ部材６４が押圧されることで保持部材５４が上昇する方向の力を受けることになるが、第１案内ネジ部５２と第２案内ネジ部８４との螺合によって保持部材５４（弁組立体１４）がガイド部材４２に堅牢に連結されているので、弁組立体１４が収容孔３２から離脱することが防止される。
【００５６】
また、万一、ガイド部材４２及び保持部材５４が若干上昇したときには、コイルスプリング７８が伸張して弁本体２４を弁座２２側に弾発付勢する。
【００５７】
以上のような理由から、弁本体２４が弁座２２に着座した状態、換言すれば、遮断弁１０の閉止状態が保たれる。従って、後述する手動操作以外で遮断弁１０が開放状態となること、すなわち、高圧水素が遮断弁１０内を通過するような事態が発生することが回避される。
【００５８】
上記の開弁操作又は閉弁操作を行う最中、小径孔２６の内周壁、及び規制部材３８の貫通孔３４の内周壁には、変位する中空保持部５６の外周壁が摺接する。このため、場合によっては、小径孔２６の内周壁と中空保持部５６、貫通孔３４の内周壁と中空保持部５６の間に摩耗粉が発生することが考えられる。
【００５９】
そのような場合、摩耗粉は、バックアップリング１１０によって掃拭される。このため、摩耗粉がＯリング１０８まで到達することが回避される。すなわち、Ｏリング１０８は、バックアップリング１１０によって保護されている。
【００６０】
従って、中空保持部５６とＯリング１０８の間に摩耗粉が噛み込むことが防止される。その結果、Ｏリング１０８が損傷したり、このことに起因してシール部のシール性能が低下したりすることが回避される。
【００６１】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、弁本体２４及びバックアップリング１１０は、樹脂単体からなるものに特に限定されるものではなく、潤滑成分を含んだ樹脂からなるものであってもよい。そのようなものの好適な例としては、二硫化モリブデンや炭素等の固体潤滑剤が分散された樹脂、炭素繊維を含んだ樹脂が挙げられる。一層具体的には、二硫化モリブデンが添加されたポリアミド樹脂（ナイロン−６，６又はナイロン−６等）が例示される。
【００６３】
また、規制部材３８を設けず、ボディ１２内の段部４０をストッパ部８２とするようにしてもよい。
【００６４】
さらに、バックアップリング１１０を省略し、Ｏリング１０８のみでシール部とするようにしてもよい。Ｏリング１０８に代替し、直径方向に沿う断面が略Ｘ字形状であり、いわゆるリップ部を有するシール部材を用いるようにしてもよいことは勿論である。
【００６５】
そして、遮断弁１０は、高圧水素以外のガスや液体が流体として流通する経路に設けることも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…遮断弁                          １２…ボディ
１４…弁組立体                        １６…連通室
１８…導入流路                        ２０…導出流路
２２…弁座                            ２４…弁本体
３２…収容孔                          ３８…規制部材
４０…段部                            ４２…ガイド部材
５２、８４…案内ネジ部                ５４…保持部材
５６…中空保持部                      ５８…フランジ部
６０…操作ネジ部                      ６４…プラグ部材
６８、７０…ネジ部                    ７２…径方向孔
７４…内孔                            ７８…コイルスプリング
８０…圧力室                          ８２…ストッパ部
１０２、１０４…等径孔                １０８…Ｏリング
１１０…バックアップリング
【図１】
2014190397.tif 000003
【図２】
2014190397.tif 000004