(57)【要約】【課題】面間距離を短縮することができるカム式作動弁を提供する。【解決手段】カム式作動弁１は、水が流入する流入口１１を有する弁箱１０と、流入口１１の周縁部に設けられた弁座部１２と、弁座部１２に当接又は離間する弁体２０と、弁体２０を弁座１２に当接又は離間する板カム３０とを備え、板カム３０は、弁体２０が弁座１２に当接するときに弁体２０を押下し、弁体２０が弁座から離間するときに弁体２０への押下を解除する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が通過する通過口を有する弁箱と、
前記通過口の周縁部に設けられた弁座部と、
前記弁箱内に配置され、前記弁座部に当接又は離間する弁体と、
前記弁体を前記弁座部に当接又は離間する接離部材と、を備え、
前記接離部材は、前記弁体が前記弁座部に当接するときに前記弁体を押下し、前記弁体が前記弁座部から離間しているときに前記弁体への押下を解除することを特徴とするカム式作動弁。
【請求項２】
前記接離部材を回転させるための回転軸を有し、
前記接離部材の縁部の少なくとも一部が前記回転軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のカム式作動弁。
【請求項３】
前記弁体を支持するための支持部を前記弁体と前記通過口の間に有し、
前記接離部材が前記弁体を押下しているときに、前記支持部は復元力を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカム式作動弁。
【請求項４】
前記弁体が前記弁座部に当接しているときに、前記弁体を固定する固定部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカム式作動弁。
【請求項５】
前記カム式作動弁が他の補修弁に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカム式作動弁。
【請求項６】
前記弁体は略円板状であり、前記弁体の縁部は複数の突起部を周方向に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカム式作動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカム式作動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水道管に接続された消火栓や空気弁等のメンテナンスを容易に実行するために、水道管と消火栓等との間に配設された補修弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された補修弁は弁箱及び弁体を備え、弁体は水道管から消火栓等へ流れる水を堰き止める。また、水道管と消火栓等との間に配設される補修弁として、２つの弁体を格納する弁箱を、備える補修弁が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示された補修弁は、例えば、一方の弁体が破損したとき、他方の弁体が水道管から消火栓等へ流れる水を堰き止める。
【０００３】
特許文献１に開示された補修弁は略半球形状の弁体を格納し、特許文献２に開示された補修弁は略球形状の弁体を格納し、いずれの弁体も弁箱内部で回転して水道管から消火栓等へ流れる水を堰き止めるように構成されている。
【０００４】
ところで、近年、補修弁等を設置する際の工期短縮等を実現するために、空気弁や消火栓等を地上から比較的浅い場所に埋設する浅層埋設工法が採用されている。これに対応して、地上から比較的浅い場所に埋設可能な補修弁等の作動弁が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３９４３４号公報
【特許文献２】特開２０１７−４４２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている補修弁では、水道管から消火栓等へ流れる水を堰き止めるために弁体を回転しなければならず、弁箱は弁体を格納し且つ弁体が弁箱内部で回転するのに必要なスペースを確保しなければならない。したがって、弁箱のサイズ、例えば、水道管からの水が流入するための流入口及び流入口から流入した水を排出するための排出口の距離（以下、「面間距離」という。）は、弁体の形状や弁箱内部での弁体の動作に応じて決定される。すなわち、弁体が回転して流入口及び排出口の少なくともいずれか一方を開閉する作動弁の面間距離を短縮することができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、面間距離を短縮することができるカム式作動弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係るカム式作動弁は、水が通過する通過口を有する弁箱と、前記通過口の周縁部に設けられた弁座部と、前記弁箱内に配置され、前記弁座部に当接又は離間する弁体と、前記弁体を前記弁座部に当接又は離間する接離部材と、を備え、前記接離部材は、前記弁体が前記弁座部に当接するときに前記弁体を押下し、前記弁体が前記弁座部から離間しているときに前記弁体への押下を解除することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、面間距離を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカム式作動弁を説明するための断面図である。
【図２】図１のカム式作動弁を底部から眺めた底面図である。
【図３】図１のカム式作動弁を左側面から眺めた左側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、弁体が流入口を塞ぐ閉弁状態を説明するための図である。
【図５】図４における弁体が流入口を開口する開弁状態を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るカム式作動弁及び補修弁を説明するための部分断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るカム式作動弁に使用される弁体を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカム式作動弁１を説明するための断面図である。
【００１３】
図１のカム式作動弁１は、水道管（不図示）に接続される消火栓や空気弁（共に不図示）等のメンテナンスを容易に行うために、水道管と消火栓等との間に配設され、消火栓等に供給される水道管の水が弁箱１の内部を通過するための貫通孔を有する弁箱１０を備える。弁箱１０は、その消火栓側（以下、「上側」という。）の一端に円板状の部材である上側部材１５を備え、上側部材１５はその中央に弁箱１０の貫通孔の端部である排出口１６を有する。また、弁箱１０は、その水道管側（以下、「下側」という。）の一端に円板状の部材である下側フランジ部１４を備え、下側フランジ部１４はその中央に弁箱１０の貫通孔の端部である流入口１１（通過口）を有する。排出口１６及び流入口１１はいずれも円形であって、それぞれの口径は同一である。本実施の形態では、排出口１６は常時開放されていることを前提とする。
【００１４】
上側部材１５は、その周縁部に上側フランジ部１７を有し、上側フランジ部１７は排出口１６の周囲に等間隔に形成されている複数の弁箱接続用孔１７ａ及び複数の上側フランジ孔１７ｂを有する。各弁箱接続用孔１７ａには、上側フランジ部１７を弁箱１０に固定するためのボルトが挿通される。また、各上側フランジ孔１７ｂには、上側フランジ部１７を消火栓等に固定するためのボルトが挿通される。
【００１５】
下側フランジ部１４は流入口１１の周囲に等間隔に形成されている複数の下側フランジ孔１４ａ（図２）を有する。カム式作動弁１は、例えば、継手管としてフランジ部を有するフランジ付Ｔ字管（不図示）を介して水道管に接続されるが、各下側フランジ孔１４ａには、下側フランジ部１４をフランジ付Ｔ字管に固定するためのボルトが挿通される。
【００１６】
弁箱１０は略円板状の弁体２０及び弁体２０の上側に当接又は離間する板カム（接離部材）３０を格納する（図１では板カム３０が弁体２０の上側に当接している）。弁体２０は流入口１１を開閉するための円板部２１、後述の弁座部１２に当接する当接面２２、及び円板部２１の上側に配置され、板カム３０が接触する受部２３を有する。弁体２０及び流入口１１の間には、弁座部１２が配置され、弁座部１２には、当接面２２が当接又は離間する。弁座部１２は弁箱１０の内壁から流入口１１の中心Ｏに向けて傾斜し、当接面２２は弁座部１２の形状に対応している。当接面２２が弁座部１２から離間しているとき、水道管の水は流入口１１から弁箱１０の内部に流入し、当接面２２が弁座部１２に当接しているとき、水道管の水は弁体１０の内部に流入することなく弁体２０によって止水される。
【００１７】
流入口１１は、弁体２０の下側に接続される円柱部２５、円柱部２５を支持し且つ弁体２０の移動を規制するガイド部１１ａ、及びガイド部１１ａを支持する支持部材１１ｂを備える。ガイド部１１ａは管状に構成され、支持部材１１ｂは流入口１１の壁面から突出する複数の支柱から構成されている。円柱部２５の一端は円板部２１の中央から下側に突出するように弁体２０に接続され、他端は管状のガイド部１１ａに挿通される。円柱部２５が挿通されたガイド部１１ａは、例えば、支持部材１１ｂを構成する４本の支柱によって支持され、各支柱はガイド部１１ａの外周面から流入口１１の内壁面に向かって放射状に延び、ガイド部１１ａと流入口１１の内壁面とを連結する。なお、隣接する各支柱は互いに直交している。
【００１８】
円柱部２５の外周面には、保持スプリング（弾性部材）２７が巻回され、保持スプリング２７は弁体２０を支持している。本実施の形態では、保持スプリング２７はコイルばねであり、ガイド部１１ａの上端に載置されている。当接面２２が弁座部１２に当接するとき、保持スプリング２７は圧縮され、保持スプリング２７に作用する復元力（当接面２２が弁座部１２から離間するように働く力）は最大となる。
【００１９】
板カム３０は長板状であり、長手方向に関する端部として長手方向端部３０ａ，３０ｂを有し、長手方向端部３０ａ，３０ｂの輪郭は円弧形状である（後述の図４及び図５参照。）。長手方向端部３０ａの曲率は長手方向端部３０ｂの曲率よりも大きい。板カム３０は、長手方向端部３０ａ，３０ｂの中心よりも長手方向端部３０ｂ側に貫通孔を備え、水平方向に延びる弁軸３５が当該貫通孔に挿入される。板カム３０の貫通孔に挿入された弁軸３５は板カム３０に固定される。具体的に、弁軸３５の外周面及び板カム３０の貫通孔の内周面のそれぞれにキー溝３３，３６が形成され、キー溝３３，３６に対応するキー３４がキー溝３３，３６に嵌入されると、弁軸３５は板カム３０に固定される。
【００２０】
板カム３０の長手方向端部３０ａは弁軸３５を中心に回動し、弁体２０の受部２３に当接し、又は離間する。このとき、長手方向端部３０ａは受部２３をスライドしながら当接し、又は離間する。ところで、受部２３は、長手方向端部３０ａが受部２３をスライドするときに長手方向端部３０ａの移動方向を規制するためのガイドを備えてもよい。受部２３が備えるガイドは、例えば、受部２３から上側に突出するように設けられる。
【００２１】
弁箱１０は、その内部に軸受部３８ａ，３８ｂを備え、軸受部３８ａ，３８ｂは板カム３０の回転軸である弁軸３５を回転可能に支持するとともに、その間に板カム３０を配置する。軸受部３８ａは弁軸３５の一端を支持し、軸受部３８ｂは弁軸３５の中央部を支持する。弁軸３５の他端は弁箱１０を貫通し、レバー４０を有する。
【００２２】
レバー４０は、弁軸３５を回転させるために操作され、例えば、水平方向及び鉛直方向の間（図３の矢印Ｘの範囲）を回動し、例えば、レバー４０が水平方向に関して位置するとき、板カム３０の長手方向端部３０ａ，３０ｂは水平方向に関して位置し、レバー４０が鉛直方向に関して位置するとき、板カム３０の長手方向端部３０ａ，３０ｂは鉛直方向に関して位置する。また、レバー４０は貫通孔４０ａ（固定部）を有し、貫通孔４０ａには、後述のねじピン４１が挿入される。レバー４０及び弁箱１０の間には、弁軸３５を囲むように環状部１３が配置されている。環状部１３は水平方向に関して位置するレバー４０（図３中の実線のレバー４０）の貫通孔４０ａに対応する連通孔４６ａと、鉛直方向に関して位置するレバー４０（図３中の仮想線のレバー４０）の貫通孔４０ａに対応する連通孔４６ｂとを備える。
【００２３】
レバー４０ａが水平方向に関して位置し且つ貫通孔４０ａ及び連通孔４６ａにねじピン４１が挿入されるとき、レバー４０は水平方向に関して固定され、レバー４０ａが鉛直方向に関して位置し且つ貫通孔４０ａ及び連通孔４６ｂにねじピン４１が挿入されるとき、レバー４０は鉛直方向に関して固定される。本実施の形態では、レバー４０ａが鉛直方向に関して位置しているとき、弁体２０は弁座部１２に当接し、レバー４０ａが水平方向に関して位置しているとき、弁体２０は弁座部１２から離間していることを前提とする。なお、レバー４０に代えて弁軸３５の回転を制御するためのバルブコントローラーが、弁軸３５の他端に接続されてもよい。
【００２４】
図４は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、弁体２０が流入口１１を塞ぐ閉弁状態を説明するための図であり、図５は、図４における弁体２０が流入口１１を開口する開弁状態を説明するための図である。
【００２５】
まず、図５における弁体２０は弁座部１２から離間し、板カム３０は長手方向端部３０ａ，３０ｂが水平方向に沿うように配置される。このとき、板カム３０は弁体２０を押圧（押下）していない。また、板カム３０の一部が弁体２０の受部２３に当接してもよいが、弁体２０を押圧しない。したがって、弁体２０が弁座部１２から離間しているとき、保持スプリング２７は、主として弁体２０の重量に基づく負荷を受ける。
【００２６】
続いて、図４における弁体２０は、ユーザが水平方向に延びるレバー４０を鉛直方向に沿うように回動すると、板カム３０が回転して弁座部１２に当接し、板カム３０は長手方向端部３０ａ，３０ｂが鉛直方向に沿うように配置される。このとき、板カム３０は弁体２０を押圧している。したがって、弁体２０が弁座部１２に当接しているとき、保持スプリング２７は板カム３０が弁体２０を押し下げる力によって圧縮され、復元力が弁体２０に作用する。円柱部２５はガイド部１１ａに移動を規制されているので、例えば、弁体２０が弁座部１２から離間しているとき、ガイド部１１ａの一部に挿通され、弁体２０が弁座部１２に当接しているとき、ガイド部１１ａの全部に挿通される。その後、ユーザがレバー４０を水平方向に沿うように回動すると、弁体２０への押圧が解除されるとともに、保持スプリング２７の復元力が解放され、弁体２０は弁座部１２から離間する。
【００２７】
本実施の形態のカム式作動弁１によれば、板カム３０は、弁体２０が弁座部１２に当接するときに弁体２０を押圧し、弁体２０が弁座部１２から離間しているときに弁体２０への押圧を解除する。すなわち、弁体２０は流入部１１を開閉するために上下方向への直線運動を実行して弁座部１２に接離するので、弁体２０は流入部１１を開閉する際に回転する必要がない。したがって、略球形状の弁体に代えて円板状の弁体２０及び弁体２０を押圧する板カム３０が弁箱１０に格納されるので、弁箱１０の流入口１１から排出口１６までの面間距離を短縮することができる。
【００２８】
また、保持スプリング２７は弁体２０を支持し、板カム３０が弁体２０を押圧しているとき、復元力を有する。これにより、弁座部１２に当接している弁体２０を弁座部１２から離間するとき、ユーザは弁体２０を上側に簡単に移動することができる。さらに、弁体２０が弁座部１２に当接しているときに、レバー４０を固定するねじピン４１を有する。弁体２０が弁座部１２に当接しているとき、保持スプリング２７から弁体２０に復元力が作用するが、レバー４０は固定されているので、復元力によって弁体２０が弁座部１２から離間するのを防止することができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３０】
本発明の第２の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、第１の実施の形態のカム式作動弁１に対応するカム式作動弁２に補修弁３が接続されている点で本発明の第１の実施の形態と異なる。以下、重複した構成、作用については説明を省略し、異なる構成、作用についての説明を行う。
【００３１】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るカム式作動弁２及び補修弁３を説明するための部分断面図である。
【００３２】
図６のカム式作動弁２及び補修弁３は、互いに上下方向に並んで、例えば、タイロットボルト（不図示）によって接続されている。図６における下側のカム式作動弁２は、第１の実施の形態に係るカム式作動弁１に対応する。図６における上側の補修弁３は流入口５１ａ及び排出口５１ｂを有する弁箱５１を備え、弁箱５１は、中空の略球状の球状弁体５２を格納する。当該球状弁体５２は、排出口５１ｂを塞ぐための止水面５３と、排出口５１ｂを開放するための開口面５４とを有する。球状弁体５２は、弁箱５１の内部で回転し、止水面５３及び開口面５４のいずれか一方が球状弁体５２の回転に応じて排出口５１ｂに対向する。止水面５３が排出口５１ｂに対向しているとき、弁箱５１の内部に流入した水は止水面５３で止水され、開口面５４が排出口５１ｂに対向しているとき、排出口５１ｂ及び開口面５４は連通し、弁箱５１の内部に流入した水は排出口５１ｂを通過する。
【００３３】
カム式作動弁２は、弁体２０の上側の面に上下方向に延びるガイドピン２８及びガイドピン２８を固定するためのガイド受１９を備え、ガイド受１９はガイドピン２８の上側の端部周辺に配置されている（図７）。すなわち、本実施の形態では、第１の実施の形態における円柱部２５やガイド部１１ａの代わりに、ガイドピン２８及びガイド受１９が設けられている。弁体２０の移動はガイドピン２８によって上下方向に規制されている。
【００３４】
本実施の形態のカム式作動弁２によれば、カム式作動弁２と異なる補修弁３が接続されるので、補修弁３に消火栓や空気弁が取り付けられ、消火栓や空気弁のメンテナンスを実行する際にカム式作動弁２及び補修弁３のいずれか一方が故障しても他方のバルブにより、水道管からの水は止水される。これにより、カム式作動弁２及び補修弁３のいずれかの故障によって消火栓や空気弁のメンテナンスに関する作業性が低下するのを防止することができる。このとき、短面間のカム式作動弁２が補修弁３に接続されるので、２つの補修弁３が接続される場合よりも上下方向に関する長さを短縮することができる。
【００３５】
また、第１の実施の形態に係るカム式作動弁１は弁体２０を開閉するために、弁体２０の下側にガイド部１１ａ、円柱部２５、及び保持スプリング２７を備えるが、カム式作動弁２は弁体２０を開閉するために、弁体２０の上側にガイドピン２８及びガイド受１９を備える。すなわち、第１の実施の形態ではガイド部１１ａ、円柱部２５、及び保持スプリング２７を配置するための領域を必要とするが、第２の実施の形態では板カム３０を配置するための領域を活用してガイドピン２８及びガイド受１９を配置している。したがって、ガイドピン２８及びガイド受１９を配置するための別個の領域はカム式作動弁２において必要ないので、カム式作動弁２及び補修弁３の面間距離をカム式作動弁１及び補修弁３の面間距離よりもさらに短縮することができる。
【００３６】
さらに、弁箱に２つの弁体が格納されるバルブでは、例えば、いずれかの弁体が破損した場合、破損した弁体のみ交換することができず、バルブ全体を交換しなければならないが、本実施の形態では、カム式作動弁２は補修弁３と別体である。したがって、補修弁３の弁体が破損したとき、カム式作動弁２が水道管からの水を止水すれば、簡単に補修弁３を新しい補修弁３に交換することができる。
【００３７】
ところで、従来より、自然災害等で地中に埋設された水道管の一部が破損した場合、破損した水道管の一部を修理、交換等するために、まず、掘削作業が実行される。これにより、地中に埋設された水道管が露出する。次いで、不断水工法、すなわち、破損した水道管の上流側で破損した水道管に水が流れないように仕切弁等で水道水の流れを遮断するとともに、破損した水道管とは異なる水の流路を形成して水道水の供給は継続する工法に基づいて破損した水道管を修理、交換等する。しかしながら、自然災害等が起きたとき、掘削作業に使用する機器の確保が困難な場合がある。その場合であっても破損した水道管を介してカム式作動弁２及び補修弁３（以下、「一群の弁体」という。）が隣接して配置されていれば、互いに隣接する一群の弁体を活用して破損した水道管と異なる水の流路を形成してもよい。
【００３８】
具体的に、カム式作動弁２及び補修弁３は分離可能に構成されているため、ユーザは一方の一群の弁体から補修弁３を取り外すとともに、他方の一群の弁体から補修弁３を取り外す。このとき、一方の一群の弁体のカム式作動弁２及び他方の一群の弁体のカム式作動弁２は、いずれも弁体２０が弁座部１２に当接している。次いで、ユーザは一方の一群の弁体のカム式作動弁２及び他方の一群の弁体のカム式作動弁２を導管で接続する。その後、いずれのカム式作動弁２の弁体が弁座部１２から離間すると、一方のカム式作動弁２及び他方のカム式作動弁２を接続する導管に水が流入する。これにより、自然災害等で掘削作業に使用する機器の確保が困難であっても、破損した水道管を経由することなく水道水を継続して供給することができる。
【００３９】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００４０】
本発明の第３の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態と基本的に同じであり、第１の実施の形態及び第２の実施の形態における弁体２０の縁部に突起部が設けられている点で本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる。以下、重複した構成、作用については説明を省略し、異なる構成、作用についての説明を行う。
【００４１】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係るカム式作動弁１に使用される弁体２９を説明するための図であり、図８（Ａ）は図４における弁体２０を弁体２９に代えたカム式作動弁１であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）における弁体２９の部分平面図である。
【００４２】
第３の実施の形態のカム式作動弁１は、弁体２０に代えて弁体２９を備え、弁体２９は円板部２１の上側の縁部に、くし歯部（突起部）２９ａを有する。くし歯部２９ａは複数の突出部２９ｂからなり、複数の突出部２９ｂは円板部２１の周方向に関して等間隔に、円板部２１の上側の縁部から突出する。
【００４３】
これにより、弁座部１２に当接している弁体２９が弁座部１２から離間するとき、水道管から流入口１１に流入する水は各突出部２９ｂの間を通過するので、弁体２９が受ける水の衝撃が緩和される。したがって、弁体２９が水の強い衝撃を受け、弁体２９を支持する保持スプリング２７が上下方向に変動して弁体２９が上下方向に変動し、流入口を通過する水の量が安定しないのを防止することができる。
【００４４】
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１，２  カム式作動弁
１０  弁箱
１１  流入口
１６  排出口
２０  弁体
２１  円板部
２５  円柱部
２７  保持スプリング
３０  板カム
３５  弁軸
【図１】
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【図２】
2018179170.tif 000004
【図３】
2018179170.tif 000005
【図４】
2018179170.tif 000006
【図５】
2018179170.tif 000007
【図６】
2018179170.tif 000008
【図７】
2018179170.tif 000009
【図８】
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