(57)【要約】【課題】サドル付き分水栓の水道本管からの高さの低減を図る。【解決手段】水道本管Ｍに固定するサドル部２０と、このサドル部２０に連結され，給水支管への流路を形成する分水栓本体３０と、この分水栓本体３０に内蔵され，流路の開閉の切替を行うボール弁体４０と、分水栓本体内部で水道本管側からボール弁体に接する下ボールシート１１と、分水栓本体の水道本管側に設けられ，下ボールシートをボール弁体に押圧して保持する環状保持体５０と、環状保持体と水道本管とをシールする環状サドルガスケット１３とを備え、環状保持体にサドルガスケットの一端部を受け入れる環状凹部５３を設けた。【選択図】      図１
2005023969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道本管に固定するサドル部と、
このサドル部に連結され，給水支管への流路を形成する分水栓本体と、
この分水栓本体に内蔵され，流路の開閉の切替を行うボール弁体と、
前記分水栓本体内部で前記水道本管側から前記ボール弁体に接する下ボールシートと、
前記分水栓本体の前記水道本管側に設けられ，前記下ボールシートを前記ボール弁体に押圧して保持する環状保持体と、
前記環状保持体と前記水道本管とをシールする環状サドルガスケットとを備え、
前記環状保持体に前記サドルガスケットの一端部を受け入れる環状凹部を設けたことを特徴とするサドル付き分水栓。
【請求項２】
前記環状保持体の外径をその中心線方向全体に渡って前記環状サドルガスケットの外径よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載のサドル付き分水栓。
【請求項３】
前記サドル部は、前記分水栓本体の前記水道本管側端部が嵌め込まれる凹部を備え、
前記分水栓本体は、前記水道本管側端部が前記凹部に嵌め込まれる方向に交差する方向に前記給水支管側の流路を形成する管状部が延設され、
前記サドル部の前記凹部の周縁部に前記給水支管側の管状部に応じた切り欠きを形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のサドル付き分水栓。
【請求項４】
水道本管に固定するサドル部と、
このサドル部に連結され，給水支管への流路を形成する分水栓本体と、
この分水栓本体内部で流路の開閉を切替可能に内蔵されるボール弁体と、
前記分水栓本体内部で前記水道本管側から前記ボール弁体に接する下ボールシートと、
前記分水栓本体内部で前記下ボールシートの反対側から前記ボール弁体に接する上ボールシートと、を備え、
前記分水栓本体は水道本管の逆側に水道本管穿孔治具挿入用の開口部を形成する筒状部を有すると共に当該筒状部の内側に上ボールシートを配置し、
前記筒状部に水道本管穿孔治具挿入用の開口部を閉塞するキャップ部材を設けると共に、
前記上ボールシートの外径を前記下ボールシートよりも小さく設定したことを特徴とするサドル付き分水栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道本管と給水支管とを接続するサドル付き分水栓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に地中に埋設されている水道本管から給水支管を分岐させる部位には、サドル付き分水栓が用いられる。
このサドル付き分水栓では、止水性能を確実に得るために、上下のボールシートで支えられたボール弁体を有する分水栓構造を採用するのが一般的であるが、このような構造を採ると、上側のボールシートの存在により、分水栓の高さが高くなるという問題があった。
一方、サドル付き分水栓の埋設の際には、工事費削減の観点から掘削する深さを浅くする必要があり、また、地震などの外力が加わった際には、水道本管から分水栓までの距離に起因する過大なトルクにより分水栓が損傷するのを防ぐ必要があることから、分水栓の高さを低くしたサドル付き分水栓が求められていた。
【０００３】
そこで、ボール弁体を収納する分水栓本体と、ボール弁体を下ボールシートを介して下方から押圧保持する環状保持体と、環状保持体と水道本管とをシールする環状サドルガスケットとを備え、この環状保持体の取付穴の内周に雌ネジを形成すると共に環状保持体の外周面に雄ネジを形成し、その外周全体を取付穴よりも小径としたサドル付き分水栓が開示されている（特許文献１参照）。このサドル付き分水栓では、環状保持体がその取付穴の奥まで螺入可能とすることで、分水栓本体の下方からの環状サドルガスケットの突出量を低減し、全体の高さの低下を図っている。
また、ボール弁体を半球状とすることで水道本管からの高さを低くしたサドル付き分水栓が開示されている（特許文献２，３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８９３８５号公報（第３図）
【特許文献２】
特開２００１−１８２１０４号公報（第１図）
【特許文献３】
特開２００１−２３５０８３号公報（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の発明は、環状サドルガスケットの上端面を分水栓本体の底面と環状保持体の底面とで受ける構造となっているが、環状保持体が分水栓本体の取付穴の奥に向かって進行可能な構造のため、螺入の度合いによっては分水栓本体の底面と環状保持体の底面とに段差を生じ、環状サドルガスケットの上面の密着性及びシール性が低下するおそれがあるという問題があった。
また、環状保持体と分水栓本体の取付穴との間にＯリングを介挿してシールを図る場合、環状保持体と分水栓本体との間にはＯリング格納スペースが形成される。そして、サドル付き分水栓の高さを低減するためには、環状サドルガスケットの上端面からＯリング格納スペースまでの距離又はＯリング格納スペースからボール弁体までの距離が小さくなることとなり、分水栓本体又は環状保持体の強度が低下するおそれがあるという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２又は３記載のサドル付き分水栓は、ボール弁体を半球状としたことから、上下のボールシートで挟んで支持することができず、そのため、ボール弁体の左右に突出した二本の支軸により支持する構造を採っている。このため、支軸を二本支持する構造が必要となり、構造の複雑化による部品点数の増加及び生産性の低下を招く、という不都合があった。
さらに、特許文献２記載の発明は、支軸ごとに分水栓本体にシール構造を必要とし、さらなる構造の複雑化，部品点数の増加及び生産性の低下を招いていた。
これに対して特許文献３記載の発明は、支軸の内の一本を給水支管側への流路内に設けることでシール構造を不要としているが、当該支軸が給水支管側への流路内において圧力損失の増加を招くという不都合があった。
【０００７】
本発明は、サドル付き分水栓の水道本管からの高さの低減を図ることをその目的とする。
さらにその場合、水道本管とのシール性の向上を図ることをさらなる目的とする。
また、分水栓の強度の維持を図ることをさらなる目的とする。
さらに、構造の複雑化による部品点数の増加及び生産性の低下を抑えることをさらなる目的とする。
また、流路内における圧力損失の抑制を図ることをさらなる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、水道本管に固定するサドル部と、このサドル部に連結され，給水支管への流路を形成する分水栓本体と、この分水栓本体の内部で流路の開閉を切替可能に内蔵されるボール弁体と、分水栓本体内部で水道本管側からボール弁体に接する下ボールシートと、分水栓本体の水道本管側に設けられ，下ボールシートをボール弁体に押圧して保持する環状保持体と、環状保持体と水道本管とをシールする環状サドルガスケットとを備え、環状保持体にサドルガスケットの一端部を受け入れる環状凹部を設ける、という構成を採っている。
【０００９】
上記構成では、サドル部を水道本管に固定した状態において、環状サドルガスケットが水道本管と環状保持体との間に挟持された状態となり、シール効果が発揮される。そして、かかる状態により環状サドルガスケットを通じて水道本管から分水栓本体内の流路内に水が流入し、ボール弁体を弁開状態にすると、給水支管側に給水され、ボール弁体を弁閉状態とすると、給水が停止される。
そして、環状サドルガスケットは、その一端部が環状保持体に設けられた環状凹部に嵌入した状態で保持されるため、その凹部の深さに応じて水道本管からのサドル付き分水栓の高さが低減される。
また、環状サドルガスケットの一端部を環状凹部により環状保持体が受ける構造のため、環状保持体と分水栓本体との段差によるシール性の低下が回避される。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、環状保持体の外径をその中心線方向全体に渡って環状サドルガスケットの外径よりも大きく設定した、という構成を採っている。
【００１１】
上記構成では、請求項１記載の発明と同様の動作が行われると共に、環状保持体の外径が環状サドルガスケットの外径よりも大きく設定されることで、環状凹部と環状保持体の外周とが干渉することなく、環状凹部をより深く形成することが可能となる。なお、「環状保持体の中心線方向全体に渡って」とは、例えば、環状保持体の外周にＯリングを配設するためにその設置構造（一例としてリング溝、無論これに限定されない）を設けた場合であっても、環状保持体のいずれの部位の外径も環状サドルガスケットの外径よりも大きく設定されていることを示す。
これにより、環状サドルガスケットが環状保持体に深く嵌入し、その分水道本管からのサドル付き分水栓の高さをより低減することが可能となる。また或いは、高さの低減を図りつつも環状サドルガスケットの中心線方向高さを十分に確保し、環状サドルガスケットの圧縮量を確保することで当該環状サドルガスケットのシール性を十分に確保することが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、サドル部は、分水栓本体の水道本管側端部が嵌め込まれる凹部を備え、分水栓本体は、水道本管側端部が凹部に嵌め込まれる方向に交差する方向に給水支管側の流路を形成する管状部が延設され、サドル部の凹部の周縁部に給水支管側の管状部に応じた切り欠きを形成する、という構成を採っている。
【００１３】
上記構成では、請求項１又は２記載の発明と同様の動作が行われると共に、分水栓本体の外部からは給水支管側の流路を形成する管状部が延設されている。そして、分水栓本体の水道本管側端部をサドル部の凹部に嵌め込むと、その嵌め込み深さに応じて給水支管側の流路を形成する管状部が凹部の周縁部に当接する状態となり得るが、管状部を凹部周縁の切り欠きに一致させて嵌め込むことで管状部と凹部の周縁部との当接を回避し、環状保持体と環状サドルガスケットとの圧接状態を妨げず、従って、これらのシール性を効果的に維持することができる。
また、上記切り欠きによって、分水栓本体をサドル部の凹部により深く嵌め込むことができるため、水道本管からのサドル付き分水栓の高さを低減することができる。
【００１４】
なお、上述した各請求項１，２又は３記載の発明については、例えば、前述した特許文献２又は３記載の発明のように、ボール弁体を略半球状としても良い。
その場合、ボール弁体の支持構造或いはシール構造が必要となるが、上記各請求項記載の構成による分水栓の高さ低減の効果に加えてボール弁体を半球状とする高さ低減の効果とを相乗的に得ることが可能となる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、水道本管に固定するサドル部と、このサドル部に連結され，給水支管への流路を形成する分水栓本体と、  この分水栓本体に内蔵され，流路の開閉の切替を行うボール弁体と、分水栓本体内部で水道本管側からボール弁体に接する下ボールシートと、分水栓本体内部で下ボールシートの反対側からボール弁体に接する上ボールシートと、を備え、分水栓本体は水道本管の逆側に水道本管穿孔治具挿入用の開口部を形成する筒状部を有すると共に当該筒状部の内側に上ボールシートを配置し、筒状部に水道本管穿孔治具挿入用の開口部を閉塞するキャップ部材を設けると共に、上ボールシートの外径を下ボールシートよりも小さく設定する、という構成を採っている。
【００１６】
上記構成では、サドル部を介して水道本管にサドル付き分水栓を装着し、水道本管穿孔治具挿入用の開口部から分水栓本体内の流路及びボール弁体に水道本管の穿孔具を挿通させて、水道本管の穿孔を行う。そして、穿孔後は穿孔具を除いてキャップ部材により開口部を閉塞する。
上記構成では、ボール弁体が、上ボールシートと下ボールシートとにより挟持されて支持される構造のため、二本の支軸によりボール弁体を支持する必要がなく、その支持構造やシール構造を不要として、構造の簡易化が図られる。また、支軸を二本必要としないことから流路内における圧力損失も生じない。
【００１７】
また、上記構成では、上ボールシートの外径を下ボールシートよりも小さく設定している。仮に、上ボールシートの外径が大きな場合と小さな場合とでその内径の大きさが等しいキャップ部材を使用した場合を比較すると、上ボールシートの外径が大きな場合には、筒状部の外径も大きくなる。従って、かかる筒状部にキャップ部材を取り付けるためには、当該筒状部の上端部側の外径を上ボールシート側よりも小さくしなければならない。これにより、筒状部は段付き構造となる。この場合、筒状部はその中心線方向長さについて、少なくとも上ボールシートを保持するためのスペースとキャップ部材を取り付けるためのスペース分の長さの合計分が必要となり、筒状部の必要長さが増加し、その結果、サドル付き分水栓の高さが高くなってしまう。
しかし、上ボールシートの外径が小さな場合には、筒状部の外径も小さくすることができる。従って、かかる筒状部にキャップ部材を取り付けるためには、当該筒状部の上端部側の外径を上ボールシート側よりも小さくする必要がない。このため、キャップ部材を取り付けた筒状部の内側に上ボールシートを保持するためのスペースを形成することが可能となる。
従って、上ボールシートを保持するためのスペースとキャップ部材を取り付けるためのスペースとを筒状部の内側と外側とでその中心線方向について重なる配置とすることが可能となり、筒状部をいずれか一方のスペース分の長さまで短縮することが可能となる。その結果、サドル付き分水栓の高さの低減が図られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態の全体構成）
本発明の実施形態について図１乃至図６に基づいて説明する。本実施形態は、水道本管Ｍと給水支管とを接続し、給水支管側への給水とその停止とを切替可能とするサドル付き分水栓１０を開示する。図１は、水道本管Ｍに装着した状態におけるサドル付き分水栓１０を正面方向から見た断面図であり、図２は平面方向からの断面図、図３はサドル付き分水栓の平面図、図４は左側面図、図５は要部を拡大した正面方向断面図である。なお、図４にあっては後述する伸縮可撓式継ぎ手６０の図示を省略している。
【００１９】
上記サドル付き分水栓１０は、図１に示すように、水道本管Ｍに固定するサドル部２０と、このサドル部２０に連結され、給水支管（図示略）への流路を形成する分水栓本体３０と、この分水栓本体３０に内蔵され、流路の開閉の切替を行うボール弁体４０と、分水栓本体３０の内部で水道本管Ｍ側からボール弁体４０に接する下ボールシート１１と、分水栓本体３０の内部で下ボールシート１１の反対側からボール弁体４０に接する上ボールシート１２と、分水栓本体３０の水道本管Ｍ側に設けられ，下ボールシート１１をボール弁体４０に押圧して保持する環状保持体５０と、環状保持体５０と水道本管Ｍとをシールする環状サドルガスケット１３と、分水栓本体３０の管状部３３を分水支管と接続する伸縮可撓式継ぎ手６０と、環状保持体５０の中央貫通孔に保持されると共に水道本管Ｍに穿設された水取り出し口に挿入する挿入スリーブ７０とを備えている。
なお、以下の説明において、上下左右その他の方向又は姿勢を示す文言がある場合には、水道本管Ｍにサドル付き分水栓１０を装着した状態における方向又は姿勢を示すものとする。
【００２０】
（サドル部）
サドル部２０は、図１、図３、図４に示すように、上下で対をなして相互間で水道本管を挟持するサドル２１及びバンド２２と、これらを互いに連結する四本のボルト２３とを備えている。なお、ボルト２３の本数については限定はなく、分水栓１０のサイズにより適宜変更可能である。
バンド２２は、水道本管Ｍの下部側の外周面に接する断面弧状の湾曲平板であって、その両端部に設けられたボルト穴を介してサドル２１と連結される。このバンド２２は、鋳鉄材料から形成され、その表面に樹脂粉体塗装が施されている。
【００２１】
サドル２１は、水道本管Ｍの上部側の外周面に接する断面弧状の湾曲平板であって、その両端部に設けられたボルト穴を介してバンド２２と連結される。このサドル２１もまた、鋳鉄材料から形成され、その表面に樹脂粉体塗装が施されている。
さらに、サドル２１は、その弧状の中間位置上部に分水栓本体３０を取り付けるための四角形状の載置部２４を備えている。この載置部２４には分水栓本体３０の水道本管側端部に設けられた円筒状の嵌合部３１が嵌め込まれる円形の凹部２５が形成されている。分水栓本体３０の嵌合部３１よりやや上側には四角形状に張り出されたフランジ部３２が設けられ、その四隅で六角穴ボルト３２ａによりサドル２１の載置部２４に固定される。このとき、分水栓本体３０には水平方向に突出する給水支管側の流路を形成する管状部３３が設けられていることから、当該管状部３３を受け入れる弧状の切り欠き２６が凹部２５の周縁部に形成されている。これにより、管状部３３が凹部２５の周縁部と当接して分水栓本体３０の取り付けが妨げられず、また、管状部３３による影響を排除して分水栓本体３０の載置部２４への嵌め込み量を十分に確保することができることから分水栓１０の水道本管Ｍからの高さを低減することができる。なお、管状部３３は載置部２４上において四方のいずれにも向けられるように、凹部２５の周縁部において、切り欠き２６は９０°の間隔で四方に設けられている。
また、サドル２１には、載置部２４の凹部２５の底面から水道本管Ｍ側に向かって貫通したサドルガスケット１３の挿通用の貫通穴２７が形成されている。
【００２２】
（分水栓本体）
分水栓本体３０は、ステンレス鋼製であり、図１、図５に示すように、その内部中央に設けられたボール弁体４０を格納する弁室３４と、当該弁室３４の下方において水道本管Ｍに向かって開口する水道本管側開口部３５と、弁室３４から上方に開口する水道本管の穿孔治具挿入用開口部３６と、共通する各開口部３５，３６の中心線方向に直交する方向に沿って弁室３４から給水支管に向かって設けられた管状部３３とを備えている。
【００２３】
上記弁室３４は、略球殻状に形成され、球状のボール弁体４０が格納される。水道本管側開口部３５と穿孔治具挿入用開口部３６とは同心の円孔であり、互いの中心線は球殻状の弁室３４の中心点を通過する。また、管状部３３の中心線は弁室３４の中心点において各開口部３５，３６の中心線と直交する。即ち、分水栓本体３０の内部には、水道本管Ｍに装着された状態において当該水道本管Ｍに直結された垂直上下方向に貫通する流路と、この流路の途中から水平方向に分岐して給水支管に接続される流路とが形成され、その分岐点にボール弁体４０が配置された構造となっている。
また、弁室３４の管状部３３の反対側には、後述するボール弁体４０のステム４１の支持部３８が設けられている。この支持部３８は、管状部３３と同心であって小径の円筒状に形成されている。
【００２４】
水道本管側開口部３５は、前述した円筒状の嵌合部３１の中心孔であり、その内周面には雌ネジが形成され、環状保持体５０の外周に設けられた雄ネジが螺合して取り付けられている。また、円筒状の嵌合部３１の下端面であって水道本管側開口部３５の周囲には、環状保持体５０の間に設けられるＯリング５１を格納するためのリング収納凹部３１ａが形成されている。また、前述した円筒状の嵌合部３１は、水道本管側開口部３５を形成する周壁となっている。
【００２５】
穿孔治具挿入用開口部３６は、弁室３４の上部に位置する筒状部３７の中心孔であり、筒状部３７の外周には雄ネジが形成されている。この筒状部３７の雄ネジは、サドル付き分水栓１０の水道本管Ｍへの取り付けに際して使用する穿孔機を分水栓本体３０に装着するためのものである。その寸法の一例を示すと、例えば、分水栓呼び径５０Ａに対して、市販されている穿孔機の取付アダプタに用いられている管用平行ネジ呼びＧ２・１／２（ネジの谷径φ７２［ｍｍ］）を採用している。
【００２６】
そして、この筒状部３７は、サドル付き分水栓１０の装着後にはキャップ部材１４が装着される。このキャップ部材１４には内側に雌ネジが形成されており、ガスケット１４ａを介して雄ネジが形成された筒状部３７に装着される。また、筒状部３７の内側であって弁室３４との境界位置には、穿孔治具挿入用開口部３６より大径の上ボールシート保持用の段部３９が形成されている。この筒状部３７の外側の雄ネジ形成領域と内部に形成された段部３９とは上下方向において重なる配置となっている。即ち、これは、段部３９の内径，即ち上ボールシート１２の外径がキャップ部材１４の内径よりも小さく設定されていることに起因する。かかる設定とすることで、雄ネジ形成領域と段部３９とが上下に重複する配置とすることを可能とし、筒状部３７の高さの低減を図っている。また、同時に、上ボールシート１２の外径を小さく設定することで、雄ネジ形成領域と段部３９とが上下に干渉する配置でも、筒状部３７の肉厚を確保し、その強度を確保している。
【００２７】
管状部３３は、弁室３４から水平方向に延設されており、その延設端部には伸縮可撓式継ぎ手６０が設けられている。この伸縮可撓式継ぎ手６０は、管状部３３の延設端部外周に形成されたネジ部６１と、等間隔に複数のボールを配した中心方向に伸縮可能なロックリング６２と、内側のテーパ周面によりロックリング６２を締結可能な袋ナット６３と、この袋ナット６３と管状部３３とのシールを図るパッキングと、袋ナット６３の内側に設けられたダストシールとを備えている。そして、管状部３３と接続される図示しないステンレス製の給水支管の端部外周には周溝が形成され、まず袋ナット６３を遊挿した状態で管状部３３に挿入される。そして、給水支管の外周溝をロックリング６２に位置決めして袋ナット６３をネジ部６１に螺合させると、袋ナット６３のテーパ周面がロックリング６２をその外周から締結し、当該ロックリング６２の各ボールが給水支管の外周溝に嵌合すると共に、管状部３３の内側に形成されたテーパ面によりパッキングが給水支管と密着する。これにより、管状部３３と給水支管とがシール性をもって連結される。なお、伸縮可撓式継ぎ手ではなく、管用ネジを形成し、給水支管を接続するようにしても良い。
【００２８】
（ボール弁体）
ボール弁体４０は、ステンレス鋼製の球体であり、図１、図２、図５に示すように、その中心を通過して貫通する円孔である貫通流路４２と、この貫通流路４２の中間位置から直交して分岐する円孔である分岐流路４３とが形成されている。即ち、このボール弁体４０にはその内部にＴ字状の流路が形成されている。そして、ボール弁体４０は、分水栓本体３０の内部において、貫通流路４２が垂直上下方向に沿うように配置されると共に分岐流路４３の開口端部が管状部３３の基端部に臨むように配置されることにより、水道本管側開口部３５と穿孔治具挿入用開口部３６と管状部３３とを連通可能とする。
【００２９】
ボール弁体４０は、分水栓本体３０の内部において、その上部が上ボールシート１２に当接し、その下部が下ボールシート１１に当接する。そして、環状保持体５０が下方から下ボールシート１１を介して押圧することで各ボールシート１１，１２に挟み込まれて支持される。また、各ボールシート１１，１２が分水栓本体３０内部で各開口部３５，３６及び管状部３３から水漏れを防止するための機能を果たすことはいうまでもない。
【００３０】
さらに、ボール弁体４０には、分岐流路４３の開口部と反対側の位置において当該分岐流路４３の中心線と同軸となるようにステム４１により軸支されている。このステム４１は、その一端部が略四角柱状に形成されてボール弁体４０に凹状に形成されたステム係止部に挿入状態で固定されている。また、ステム４１の他端部は分水栓本体３０の支持部３８から分水栓本体３０の外部に突出すると共に平坦に形成された切替操作部４１ａが設けられている。さらに、ステム４１の中間部は円柱状であり、その外周には二本のリング溝が形成され、各リング溝には支持部３８の内周面とのシールを図るＮＢＲ製のＯリング４１ｂが配設されている。また、ステム４１の中間部外周にはその回転範囲を制限する規制突起４１ｃが設けられている。
【００３１】
ステム４１は、その切替操作部４１ａから回転力を加えることにより、ボール弁体４０を水平線方向を中心として回転させることができる。そして、貫通流路４１を図１の状態（弁開状態とする）から９０°回転させると、水道本管側開口部３５及び穿孔治具挿入用開口部３６をボール弁体４０の球面により閉塞し（弁閉状態とする）、水道本管Ｍと給水支管とを給水状態から停止状態に切り替えることができる。
【００３２】
（下ボールシート）
下ボールシート１１は、環状保持体５０に保持されると共に当該環状保持体５０とボール弁体４０との間に介挿される。この下ボールシート１１は、ＰＴＦＥ等の樹脂製であり、図１，２，５に示すようにリング状を呈している。下ボールシート１１の中央貫通孔は分水栓本体３０の水道本管側開口部３５と連通するように配置され、下ボールシート１１の内側にはテーパ周面が二段階で形成されている。下ボールシート１１は、このテーパ周面によりボール弁体４０の球面に当接してボール弁体４０を支持すると共に当該ボール弁体４０と環状保持体５０とのシール性を担持している。
下ボールシート１１の主要寸法は、例えば、分水栓呼び径５０Ａに対して内径５５［ｍｍ］，外径７０［ｍｍ］，厚さ７［ｍｍ］である。
【００３３】
（上ボールシート）
上ボールシート１２は、分水栓本体３０の筒状部３７の内側に設けられた上ボールシート保持用の段部３９に格納保持される。保持状態において上ボールシート１２は、下方から押圧されるボール弁体４０の上部球面と圧接することとなる。この上ボールシート１１は、ＰＴＦＥ等の樹脂製であり、図１に示すようにリング状を呈している。上ボールシート１２の中央貫通孔は分水栓本体３０の穿孔治具挿入用開口部３６と連通するように配置され、上ボールシート１２の内側にはテーパ周面が二段階で形成されている。上ボールシート１２は、このテーパ周面によりボール弁体４０の球面を当接させて支持すると共に当該ボール弁体４０と穿孔治具挿入用開口部３６とのシール性を担持している。
【００３４】
上ボールシート１２の主要寸法は、例えば、分水栓呼び径５０Ａに対して内径５５［ｍｍ］，外径６６［ｍｍ］，厚さ８［ｍｍ］である。つまり、この上ボールシート１２は下ボールシート１１に比して内径は等しいが外径は小さく設定されている。また、上ボールシート１２は、その厚さを下ボールシート１１よりも厚くしてその体積を下ボールシート１１とほぼ等しく設定している。
つまり、この上ボールシート１２は、外径の小径化を図ることにより、分水栓本体３０の筒状部３７の小径化を図ることができる。
例えば、筒状部３７は前述したように穿孔機の取り付けに応じて規格に従った径のネジが形成されているが、仮に筒状部３７の内側で大径の上ボールシートを格納するとなると、上ボールシート格納用の段部３９と雄ネジ形成領域とに段差を設けて筒状体３７を段差構造としなければならないが、上ボールシート１２の小径化により筒状部３７に設ける雄ネジの規格寸法に自由度を持たせることが可能となり、その結果、筒状部３７を段差構造とする必要性が低減される。
従って、筒状部３７の雄ネジ形成領域と上ボールシート１２を格納する段部３９とを上下方向について重なる配置とすることを可能として筒状部３７の高さの低減化、ひいてはサドル付き分水栓１０の高さの低減化を図っている。
また、上ボールシート１２を下ボールシート１１の体積とほぼ等しくすることにより、その外径を小さくしても下ボールシート１１と同様の圧縮率を確保することを可能とし、耐久性の低減を回避している。
【００３５】
（環状保持体）
環状保持体５０は、ステンレス鋼製であり、図１、図２、図５に示すように、厚さの薄い略円筒形状に形成されている。この環状保持体５０の中央貫通孔は、分水栓本体３０の水道本管側開口部３５に連通し、環状保持体５０の上面（ボール弁体側）における中央貫通孔の周囲には、当該中央貫通孔より大径の下ボールシート格納用段部５２が形成されている。
【００３６】
また、環状保持体５０の下面（水道本管側）には、環状サドルガスケット１３の上端部を受け入れる環状凹部５３が形成されている。この環状凹部５３により、環状サドルガスケット１３の上端部がその側面も含めて入り込むため、当該環状サドルガスケット１３の厚みを低減することなく、その嵌入量に応じて環状サドルガスケット１０の水道本管Ｍからの高さを低減することが可能となっている。
【００３７】
さらに、環状凹部５３の内側には、下方に突出した筒状部５４が形成され、環状サドルガスケット１３の装着時には当該環状サドルガスケット１３の中央貫通孔に筒状部５４が挿入された状態となる。この筒状部５４の下端部外周には絶縁体からなる絶縁リング５８が装着されている。
さらに、この筒状部５４には、その下端部内側にその中心位置に向かって張り出された内側フランジ部５５が設けられ、水道本管Ｍに穿設された水取り出し口に挿入する挿入スリーブ７０の取り付け保持を可能としている。
【００３８】
環状保持体５０の外周面には雄ネジが形成され、前述した分水栓本体３０の水道本管側開口部３５の内周に設けられた雌ネジに螺合する。従って、環状保持体５０は、分水栓本体３０の水道本管側開口部３５に螺嵌され取り付けられる。このとき、ネジの締結により環状保持体５０が上方に移動し、かかる移動により下ボールシート１１を押圧し、下ボールシート１１及び上ボールシート１２の挟持によりボール弁体４０が支持される。
また、環状保持体５０の下端部には半径方向に張り出された外側フランジ部５６が形成されており、環状保持体５０の締結時にはこの外側フランジ部５６が分水栓本体３０の下端部に当接することでその締結量が定められる。
さらに、外側フランジ部５６の上側には、前述したＯリング５１のリング溝５７が形成されている。なお、このＯリング５１はＮＢＲ製である。
【００３９】
環状保持体５０は、上述のようにその外周には雄ネジ、リング溝５７、外側フランジ部５６等が形成され、その外径が中心線方向全体に渡って均一ではないが、いずれの部位においても、前述した環状凹部５３の内径（凹部５３の最も外側の径）よりも大きく設定されている。従って、環状保持体５０の外周面上には雄ネジ、リング溝５７、外側フランジ部５６等のいずれの構造にも干渉することなく環状凹部５３を充分に深く形成することが可能となり、よりサドル付き分水栓１０の高さの低減を図ることを可能としている。
【００４０】
（環状サドルガスケット）
環状サドルガスケット１３は、ＮＢＲ製の筒状体であり、図１、図５に示すように、サドル２１の貫通穴２７に挿通された状態で環状保持体５０の下面側に保持される。環状サドルガスケット１３は、その上端部が環状保持体５０の環状凹部５３に挿入されると共にその中央貫通孔に環状保持体５０の筒状部５４が挿入された状態で環状保持体５０の下側に保持される。
そして、サドル付き分水栓１０を水道本管Ｍに装着された状態にあっては、環状サドルガスケット１３の下端面が水道本管Ｍの外周面に密着するように周面に沿った形状に形成されている。
【００４１】
このように、環状サドルガスケット１３は、サドル付き分水栓１０が水道本管Ｍに装着された状態において、上下から押圧されて収縮しながら、その下端面が水道本管Ｍの管の外周面に密着し、その上端面が環状凹部５３に挿入されて環状保持体５０と密着して水道本管Ｍと分水栓本体３０の水道本管側開口部３５とのシール性を維持することができる。
なお、本実施形態のサドル付き分水栓１０の環状サドルガスケット１３は、環状保持体５０の環状凹部５３に上端部が挿入された状態で保持されることから、サドル付き分水栓１０の高さ低減の効果を得ると共に、その中心線方向について厚さが厚いものを使用することが可能であり、そのため、厚さが薄いものと比して長寿命化を図ることも可能となる。
【００４２】
（挿入スリーブ）
挿入スリーブ７０は、図１、図５に示すように、内側から順に金属コア７１，樹脂リング７２，ゴム層７３を重ねて一体の筒状体を形成している。そして、金属コア７１と樹脂リング７２とは、いずれもその上端部に外側に張り出されたフランジ部を備えている。このため、環状保持体５０の中央貫通孔に挿入スリーブ７０が挿入された状態において、金属コア７１と樹脂リング７２の双方のフランジ部が内側フランジ部５５に係止され、挿入スリーブ７０が環状保持体５０の中央貫通孔の下端部内において支持される。また、ゴム層７３は、環状保持体５０の内側フランジ部５５の内周面に当接し、その圧着力によって挿入スリーブ７０を環状保持体５０内に保持すると共に環状保持体５０と挿入スリーブ７０とのシール性を維持する。
また、挿入スリーブ７０の下端部は水道本管Ｍの水取り出し口に挿入されるが、その場合もゴム層７３によりシールされる。
【００４３】
（サドル付き分水栓の組み立て）
まず、図１、図５に示すように、分水栓本体３０の筒状部３７の内側に形成された段部３９に、上ボールシート１１を収容する。上ボールシート１１の外径は下ボールシート１２よりも小径としているので、筒状部３７の外周に設ける穿孔機取り付け用の雄ネジの形状・寸法を変えることなく、筒状部３７の肉厚を十分に確保することができる（例えば、本実施形態においては約３［ｍｍ］以上）。
従って、サドル付き分水栓１０は、水道本管からの高さを低くしつつ、穿孔機の固定や流体の封止に十分な強度を維持することが可能となる。また、前述したように、筒状部３７の外径の設定の自由度が確保されるので、市販の穿孔機の取り付けアダプタをそのまま用いることが可能となる。
【００４４】
次に、ステム４１及びボール弁体４０を分水栓本体３０に収納した後に、Ｏリング５１及び下ボールシート１１を装着した環状保持体５０を分水栓本体３０の水道本管側開口部３５に螺合し、サドル付き分水栓１０の環状保持体５０より上側の構成の組立てを完了する。
環状保持体５０は、その外周面下端部に設けられた外側フランジ部５６が分水栓本体３０の嵌合部３１の下端面に当接することにより、分水栓本体３０に対する上下方向における位置が正確に固定され、上下各ボールシート１１，１２が適切な面圧でボール弁体４０に圧接する。
【００４５】
次に、図３、図４に示すように、ボール弁体４０を格納した状態の分水栓本体３０をサドル部２０にボルト３２ａを用いて固定する。分水栓本体３０の嵌合部３１が、載置部２１上面の凹部２５に嵌め込まれ、その際、管状部３３は、凹部２５の周縁に設けられたいずれかの切り欠き２６に収容させる。これにより、管状部３３が載置部２１の上面に干渉して分水栓本体３０の嵌合部３１を凹部２５に嵌合できなくなる事態を効果的に回避し、分水栓本体３０を凹部２５に十分に挿入し、分水栓１０の高さを低減することができる。なお、切り欠き２６は、分水栓本体３０をサドル２１の載置部２４に固定する際の位置決め手段としても機能する。
【００４６】
次に、サドル２１の下方から貫通穴２７を介して、サドルガスケット１３を装着する。サドルガスケット１３は環状保持体５０の筒状部５４を挿入しつつその先端部が環状凹部５３に嵌入して係止される。このとき、その先端部が環状凹部５３に挿入されることから、その挿入量に応じてサドル付き分水栓１０の高さを低減することができる。
また、かかる挿入量に応じて、環状サドルガスケット１３の中心線方向長さを十分に確保することができるので、その伸縮性を十分に確保することができ、高いシール性を確保することが可能となる。
また、環状サドルガスケット１３の上端部がその側面も含めて環状保持体５０の環状凹部５３に当接，嵌入するので、環状サドルガスケット１３が単一の環状保持体５０に密着し、且つ密着する面積が増えることにより、二部品の境界位置にて当接する場合と比較してシール性の向上を図ることが可能となる。
【００４７】
（サドル付き分水栓の水道本管Ｍへの取り付け）
水道本管Ｍを上下からサドル２１とバンド２２とにより挟み、ボルト２３で連結することでサドル付き分水栓１０を固定する。サドルガスケット１３は、水道本管Ｍの外周と環状保持体５０との間で圧縮され両部品間を液密にシールする。
次に、分水栓本体３０の筒状部３７からキャップ部材１４及びガスケット１４ａを外し、筒状部３７の雄ネジ部にアダプタを介して穿孔機を取り付けた後、穿孔刃具を筒状部３７からボール弁体４０の貫通流路４２及び水道本管側開口部３５に通して下降させ、水道本管Ｍを穿孔する。
【００４８】
穿孔刃具を上昇させた後、ボール弁体４０のステム４１を操作し、ボール弁体４０を９０°回転させて弁閉状態とし、下ボールシート１１によりボール弁体４０の分岐流路４３から流出しようとする水道水を封止する。
分水栓本体３０から穿孔機を取り外したのち、筒状部３７の雄ネジ部にアダプタを介して防食用の挿入スリーブ挿入機を取り付ける。そして、ボール弁体４０のステム４１を操作し、ボール弁体４０を前回とは逆に９０°回転させて弁開状態とする．この弁開の過程における弁微開時には、水道水がボール弁体４０と下ボールシート１１とのわずかな隙間から貫通流路４２に向かって勢い良く流れ出すため、この流速により、下ボールシート１１には貫通流路４２側に押し流す力が働く（図６参照）。しかし、下ボールシート１１は、分水栓高さ低減の為の外径寸法等の変更を行っていないことから、十分な剛性を有しており、流出することはない。
【００４９】
次に、防食用の挿入スリーブ取り付け治具をボール弁体４０の貫通流路４２を介して下降させ、環状保持体５０の筒状部５４から水道本管に設けた穿孔にかけて防食用の挿入スリーブ７０を取り付ける。挿入スリーブ７０には前述したように、フランジ部が形成されており、このフランジ部が環状保持体５０の筒状部５４の下端部内周に設けられた内側フランジ部５５に係止され、サドル付き分水栓１０は水道本管Ｍに対して位置決めされる。
そして、防食用挿入スリーブ挿入機を上昇させ、再びボール弁体４０を９０°回転させて弁閉状態とする。
分水栓本体３０の筒状部３７から防食用挿入スリーブ挿入機を取り外した後、キャップ部材１４及びガスケット１４ａを取り付け、サドル付き分水栓１０の取り付け完了後、分水栓本体３０の管状部３３に延設された伸縮可撓式継ぎ手６０に給水支管を配管し、再びボール弁体４０を９０°回転させて弁開状態とし、水道本管からの分岐作業を完了する。
【００５０】
本発明のサドル付き分水栓１０によれば、分水栓呼び径５０Ａにおける水道本管Ｍの管頂（水道本管の円形断面の最上点）から分水栓部上面までの高さを、環状保持体に環状凹部を設けず且つ上ボールシートの外径を下ボールシートと等しくした従来のサドル付き分水栓１２９［ｍｍ］であるのに対し、１００［ｍｍ］に抑えることができた。
【００５１】
（その他）
上記実施形態に示したサドル付き分水栓１０にあっては、ボール弁体４０の流路やステムを除く全体的な形状を球状としているが、特許文献２又は３記載の発明のように、ボール弁体を略半球状としても良い。その場合、上ボールシート１１は不要となり、ボール弁体の支持構造或いはシール構造が必要となるが、サドル付き分水栓１０の分水栓の高さ低減の効果に加えてボール弁体を半球状とする高さ低減の効果とを相乗的に得ることが可能となる。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、環状サドルガスケットの一端部が環状保持体に設けられた環状凹部に嵌入した状態で保持されるため、その凹部の深さに応じて水道本管からのサドル付き分水栓の高さを低減することが可能となる。
また、環状サドルガスケットの一端部を環状凹部により環状保持体が受ける構造のため、環状保持体と分水栓本体との段差と環状サドルガスケットとの当接状態の発生を回避し、シール性の低下を回避することが可能となる。
【００５３】
請求項２記載の発明は、環状保持体の外径が環状サドルガスケットの外径よりも大きく設定されることで、環状凹部と環状保持体の外周とが干渉することなく、環状凹部をより深く形成することが可能となる。このため、環状凹部の深さ分、水道本管からのサドル付き分水栓の高さをより低減することが可能となる。また或いは、高さの低減を図りつつも環状サドルガスケットの中心線方向高さを十分に確保し、環状サドルガスケットのシール性を十分に確保することが可能となる。
また、環状保持体の中心線方向全体に渡って環状サドルガスケットよりも外径が大きいため、環状保持体と分水栓本体との間にＯリング格納スペースが形成された場合であっても環状凹部との干渉を生じないことから、環状サドルガスケットの上端面からＯリング格納スペースまでの距離又はＯリングからボール弁体までの距離が小さくなることを原因とする分水栓本体又は環状保持体の強度の低下を効果的に抑制することが可能となる。
【００５４】
請求項３記載の発明は、凹部の周縁部に分水支管側の管状部に応じた切り欠きを備えるため、管状部と凹部周縁の切り欠きとの位置を一致させることで管状部と凹部の周縁部との当接を回避し、環状保持体を環状サドルガスケットに良好に圧接させることができ、環状サドルガスケットによるシール性を効果的に発揮させることが可能となる。
また、凹部の周縁部に設けた切り欠きによって、管状部の影響を低減して分水栓本体をサドル部の凹部により深く嵌め込むことができるため、水道本管からのサドル付き分水栓の高さをより低減することが可能となる。
【００５５】
請求項４記載の発明は、上ボールシートの外径を下ボールシートよりも小さくすることで筒状部の外径の小径化を図り、筒状部を段付き構造とすることなく従前の小径のキャップ部材を使用することが可能となる。そして、これに伴い、筒状部の中心線方向において、上ボールシートの保持スペースとキャップ部材の取付スペースとを重なる配置とすることが可能となり、筒状部をいずれか一方のスペース長さまで短縮することが可能となる。このため、筒状部の短縮化によるサドル付き分水栓の高さの低減が図られる。
さらに、本発明は、上ボールシートと下ボールシートとによりボール弁体を支持する構造のため、二本の支軸によりボール弁体を支持する必要がなく、その支持構造やシール構造を不要として、構造の簡易化により部品点数の低減及び生産性の向上を図ることが可能となる。また、支軸を二本必要としないことから流路内における圧力損失を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水道本管に装着した状態におけるサドル付き分水栓正面方向から見た断面図である。
【図２】サドル付き分水栓の平面方向からの断面図である。
【図３】サドル付き分水栓の平面図である。
【図４】サドル付き分水栓の左側面図である。
【図５】サドル付き分水栓の要部を拡大した正面方向断面図である。
【図６】ボール弁体微開時における水道水の急流に対する下ボールシートの状態を示す状態説明図である。
【符号の説明】
１０サドル付き分水栓
１１  下ボールシート
１２  上ボールシート
１３  環状サドルガスケット
１４  キャップ部材
２０  サドル部
２１  サドル
２４  載置部
２５  凹部
２６  切り欠き
３０  分水栓本体
３１  嵌合部
３１ａ  リング収納凹部
３２  フランジ部
３３  管状部
３４  弁室
３５  水道本管側開口部
３６  水道本管穿孔治具挿入用開口部
３７  筒状部
３９  上ボールシート保持用の段部
４０  ボール弁体
４１  ステム
５０  環状保持体
５１  Ｏリング
５２  下ボールシート格納用段部
５３  環状凹部
５６  外側フランジ部
Ｍ  水道本管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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