(57)【要約】【課題】気密性の高い遮断機能を備えた遮断弁を提供すること。【解決手段】遮断弁１は連通部材６の側面に閉止を確実にするための気密リブ１４を形成し、連通部材６の回動と連動してダイアフラム１５を、気密リブ１４に密着させるカム２７、２８を構成し、このカム２７、２８により、連通部材６が閉栓の位置に回動した後にダイアフラム１５が移動して気密リブ１４に当接することで閉栓し、ダイアフラム１５が移動して気密リブ１４から離間した後に連通部材６が回動して流入口３と流出口４とが連通して開栓するように動作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口と流出口を備えたケーシングと、
前記ケーシング内に回動可能に配置され、貫通孔を有する連通部材と、
前記連通部材に設けた閉止部と、
前記ケーシングに移動可能に設けられ、前記閉止部と当接する閉止可動部材と、
を有し、
前記連通部材が閉栓の位置に回動した後に前記閉止可動部材が移動して前記閉止部に当接することで閉栓し、前記閉止可動部材が移動して前記閉止部から離間した後に前記連通部材が回動して前記流入口と前記流出口とが連通して開栓することを特徴とする遮断弁。
【請求項２】
駆動軸と、
前記駆動軸の回転を前記連通部材に取付けられた回動軸に伝達する伝達機構部と、を有し、
前記閉止可動部材は、前記駆動軸の回転に連動して前記駆動軸に取付けられた駆動機構を介して移動し、
前記連通部材は、前記伝達機構を介することで閉栓時には前記閉止可動部材の移動前に回動し、開栓時には前記閉止可動部材の移動後に回動することを特徴とする請求項１に記載の遮断弁。
【請求項３】
前記閉止可動部材を前記閉止部に対して閉止方向に押圧する押圧部材と、
前記閉止可動部材に一体的に取り付けられたガイドと、を有し、
前記ガイドを駆動する駆動機構は、前記連通部材が閉栓の位置に回動した後に前記閉止可動部材が移動して前記閉止部に当接することで閉栓し、前記閉止可動部材が移動して前記閉止部から離間した後に前記連通部材が回動して前記流入口と前記流出口とが連通して開栓するように前記ガイドの移動を制御することを特徴とする請求項２に記載の遮断弁。
【請求項４】
前記伝達機構部が駆動軸が回転しても回動軸が回動しない伝達不感帯を有したことを特徴とする請求項３に記載の遮断弁。
【請求項５】
前記閉止可動部材が形状可変な弾性体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の遮断弁。
【請求項６】
前記形状可変な弾性体の受圧面積が前記閉止部のシール面積より大きい値を有することを特徴とする請求項５に記載の遮断弁。
【請求項７】
前記駆動機構が、カムにて構成されたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス等の流体の遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の遮断弁として、開口部を有するボールバルブを回動して、流路の開閉を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は特許文献１に記載されている従来のボールバルブ方式の遮断弁を示すものである。図９に示すように、バルブ１００は開口部１０１を有するボール１０２を、ボール１０２に設けた軸１０３を中心として回動し、流路１０４の流れに対する開閉を行う。ボール１０２の周囲にはシートリング１０５が円環状に配置されており、シール材１０６による閉止がなされるよう、ばね１０７にて、ボール１０２の球面部１０８の方向に付勢される構成となっている。
【０００４】
シートリング１０５には、ばね１０７に抗してシートリング１０５を図面上、左右移動するためのカム板１０９が当接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−８９５５９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、前記従来の構成では、開口部１０１を回動する場合、カム板１０９が、ばね１０７を図の右方向に移動させてシール材１０６を球面部１０８から遠ざけることにより、シール材１０６の摩擦によるボール１０２の回転を妨げることが無いようにしている。
【０００７】
このようにしてボール１０２が回動し、球面部１０８で流路１０４を閉止する場合には、カム板１０９が左方へ移動して、ばね１０７の付勢により、シール材１０６がボール１０２の球面部１０８に押圧され、流路１０４の遮断における気密を保持するよう作用する構成となっている。
【０００８】
このような構成では、バルブの球面自体がシール面を兼ねているため、必ずしも気密のための十分な性能を発揮できるものではなかった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、気密部を独立して構成するとともに、その気密形成のための駆動メカニズムを構築することにより、確実な閉止性能の確保を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の遮断弁は、可動閉止部材の配置とあわせて、連通部材の側面に閉止を確実にするための閉止部を形成し、連通部材の回転駆動と連携して閉止可動部材を、閉止部に密着するメカニズムを構築する。
【００１１】
これによって、遮断弁閉止時の気密性を高め、閉止の信頼性を高めたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の遮断弁は、閉止可動部材の配置とあわせて、連通部材の側面に閉止を確実にするための閉止部を形成し、連通部材の回転駆動と連携して閉止可動部材を、閉止部に密着するメカニズムを構築することにより、遮断弁閉止時の気密性を高め、閉止の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における遮断弁の概略断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における連通部材の構成を示す正面図、（ｂ）（ａ）のＡ矢視図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１におけるダイアフラムの構成を示す平面図、（ｂ）（ａ）のＢＢ’断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１におけるガイドの構成を示す平面図、（ｂ）（ａ）のＣ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ’断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１におけるカム２７の断面図、（ｂ）同実施の形態１におけカム２８の断面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１におけるギア伝達部の構成を示す正面図、（ｂ）（ａ）のはＧＧ’断面図
【図７】本発明の実施の形態１における遮断弁の閉止状態における概略断面図
【図８】（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるギアとカムの動作説明図
【図９】従来のボールバルブの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、流体の流入口と流出口を備えたケーシングと、前記ケーシング内に回動可能に配置され、貫通孔を有する連通部材と、前記連通部材に設けた閉止部と、前記ケーシングに移動可能に設けられ、前記閉止部と当接する閉止可動部材と、を有し、前記連通部材が閉栓の位置に回動した後に前記閉止可動部材が移動して前記閉止部に当接することで閉栓し、前記閉止可動部材が移動して前記閉止部から離間した後に前記連通部材が回動して前記流入口と前記流出口とが連通して開栓することにより、閉止可動部材が連通部材の動きを妨げることなく動くことができる。また、閉止動作を確実なものにできる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明において、駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記連通部材に取付けられた回動軸に伝達する伝達機構部と、を有し、前記閉止可動部材は、前記駆動軸の回転に連動して前記駆動軸に取付けられた駆動機構を介して移動し、前記連通部材は、前記伝達機構を介することで閉栓時には前記閉止可動部材の移動前に回動し、開栓時には前記閉止可動部材の移動後に回動することにより、伝達機構部により連通部材と閉止可動部材との動きのタイミング調整を可能にすることができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第２の発明において、前記閉止可動部材を前記閉止部に対して閉止方向に押圧する押圧部材と、前記閉止可動部材に一体的に取り付けられたガイドと、を有し、前記ガイドを駆動する駆動機構は、前記連通部材が閉栓の位置に回動した後に前記閉止可動部材が移動して前記閉止部に当接することで閉栓し、前記閉止可動部材が移動して前記閉止部から離間した後に前記連通部材が回動して前記流入口と前記流出口とが連通して開栓するように前記ガイドの移動を制御することを特徴とすることにより、ガイドと駆動機構にるり閉止可動部材の動きを制御することが可能となる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第３の発明において、前記伝達機構部が駆動軸が回転しても回動軸が回動しない伝達不感帯を有したことにより、伝達不感帯による、連通部材と閉止可動部材との独立な動きを保障することが可能となる。
【００１８】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれかの１つの発明において、前記閉止可動部材を形状可変な弾性体とすることにより、閉止の確実性を高めることができる。
【００１９】
第６の発明は、特に、第５の発明において、前記形状可変な弾性体の受圧面積が前記閉止部のシール面積より大きい値を有するように構成することにより、より閉止力を高めることができる。
【００２０】
第７の発明は、特に、第２〜６のいずれかの１つの発明において、前記駆動機構がカムにて構成されたことにより、カムの採用によるガイドの動きをシンプルに構成することができる。
【００２１】
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
実施の形態１について、図１〜図８を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態１における遮断弁の概略断面図を示すもので、図１において１は遮断弁である。円筒型のケーシング２は、流入口３、および流出口４を有している。ケーシング２の内部には、貫通孔５を有する円筒型の連通部材６が配置されている。また、連通部材６は、回動軸７ａと回動軸７ｂとを有している。回動軸７ａと回動軸７ｂとは、同軸上に配置されており、回動軸７ａはケーシング２に設けられた軸受け部８ａにて、また、回動軸７ｂはケーシング２に設けられた軸受け部８ｂにて、回転可能に保持されている。
【００２４】
駆動源９は、駆動軸７ｃに接続されており、ケーシング２に設けられた軸受け部８ｃにて支持されており、伝達機構部１０を介して連通部材６との連携駆動がなされるよう構成されている。
【００２５】
図２は、連通部材６の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）においてＡ方向から見た側面図である。
【００２６】
図２（ａ）において，連通部材６の貫通孔５を有しない側面１１には図２（ｂ）に示すようにシート部１２が形成されている。シート部１２はその上部において、円柱状の窪み１３を有している。また、窪み１３の上部外周には気密リブ１４（閉止部）が形成されている。
【００２７】
図１において、連通部材６の上部には、ダイアフラム（閉止可動部材）１５が、ケーシング２に固定して取り付けられている。また、ダイアフラム１５はケーシング２に設けられた凹部１６に配置されたスプリング（押圧部材）１７により、下方に付勢されている。さらに、このダイアフラム１５は、下部に気密部１８を有するとともに、ガイド１９が取り付けられている。
【００２８】
図３にダイアフラム１５の構成図を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ’断面図である。
【００２９】
ダイアフラム１５は形状可変な弾性体により形成されている。また、図３（ａ）に示すように、ダイアフラム１５は円環状の形状をしている。更に、図３（ｂ）に示すように、ガイド１９を保持するための保持部２０が円周上に形成されている。
【００３０】
図４は、ガイド１９の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ’断面図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、ガイド１９は平板状の円環部２１に一対の脚部２２，２３を有した構成となっている。更に、図４（ｃ）に示すように、一対の脚部２２、２３はそれぞれ先端部２４，２５を有している。また、円環部２１の内側端部２６が、ダイアフラム１５の保持部２０にて保持される構造となっている。
【００３２】
このようにすることにより、図１において、ガイド１９は、ダイアフラム１５と一体的に移動するように構成されている。
【００３３】
また、ガイド１９の脚部２２、２３は、駆動軸７ｃ、および回動軸７ｂにそれぞれ設けられたカム２７、２８に当接して、駆動軸７ｃ、および回動軸７ｂの回転に伴い、カム２７、２８の形状にしたがって上下移動を行うように形成されている。
【００３４】
図５は、カム２７、２８の断面図であり、（ａ）は図１におけるカム２７のＥＥ’断面図、（ｂ）は図１におけるカム２８のＦＦ’断面図である。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、本実施の形態の場合、カム２７の外周面は、駆動軸７ｃの中心からの距離ｒが時計方向への回転とともにｒ１＝ｒ２＞ｒ３となるように形成され、ｒ３以降では、カム２７としての役割を維持する形状とはなっていない。
【００３６】
また、図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の場合、カム２８の外周面は、駆動軸７ｃの中心からの距離ｒがＲ１として一定となるように扇状に形成されており、その開き角θは９０°である。
【００３７】
図６は、伝達機構部１０の構成図であり、（ａ）は連通部材６を含む正面図、（ｂ）は（ａ）のＧＧ’断面図である。
【００３８】
図６（ａ）に示すように伝達機構部１０は、駆動軸７ｃに設けられたギアＰ２９と，連通部材６が有している回動軸７ａに設けられたギアＱ３０とより構成されている。
【００３９】
また、図６（ｂ）に示すようにギアＰ２９は端面３２と端面３３とで区切られた扇形の形状をしている。この場合、扇形形状の開き角は９０°に設定されている。ギアＱ３０は全周にわたるものである。
【００４０】
なお、図６ではギアＰ２９とギアＱ３０に関して、ギアの歯は示さず、かみ合いの中心線のみを示している。以降の図も同じである。
【００４１】
以上のように構成された遮断弁１について、以下、その動作、作用を説明する。
【００４２】
図１は、遮断弁の開放状態を示すものである。連通部材６は、その貫通孔５が図の上下方向を向いており、ケーシング２の流入口３より流入する流れは、流出口４より流れ出る。
【００４３】
図８は、駆動源９の駆動軸７ｃの回転に伴い生じる、カム２７，２８とギアＰ２９、ギアＱ３０の動作を示したものであり、図８の（ａ）はカム２７とギアＰ２９、ギアＱ３０の動作を示したものであり、図８の（ｂ）はカム２８の動作を示したものである。
【００４４】
図１における駆動軸７ｃの状態を初期位置（角度０°）とし、駆動軸７ｃを時計方向に
回転させた場合の３つのケースについて示してある。（１）〜（３）のそれぞれの角度は（ａ）と（ｂ）とで対応している。
【００４５】
図１の場合、ギアＰ２９と、カム２７、カム２８の位置は、図８の（ａ）、（ｂ）それぞれについて（１）の場合に該当する。
【００４６】
図８（ａ）の（１）において、伝達機構部１０について言えば、ギアＰ２９はギアＱ３０とかみ合った状態である。
【００４７】
カム２７について言えば、図８（ａ）の（１）に示すように、カム２７はｒがもっとも大きいｒ１の位置にある。このときのガイド１９の脚部２２先端部２４の垂直方向の位置をｙ１とする。
【００４８】
カム２８について言えば、図８（ｂ）の（１）に示すように、カム２８はｒ＝Ｒ１の位置にある。このときのガイド１９の脚部２３先端部２５の垂直方向の位置をＹ１とする。
【００４９】
この状態は、図１に示すように、ガイド１９、およびガイド１９と一体的に移動するダイアフラム１５がもっとも上の位置に上げられた状態である。
【００５０】
このとき、連通部材６は、図１に示すように、貫通孔５が上下方向に配置された状態である。
【００５１】
これらの状態により、ケーシング２の流入口３より流した流れは、抵抗を生じることなく、下方の流出口４より、流れ出る。
【００５２】
次に、駆動源９により、駆動軸７ｃが時計方向に９０°回転したとする。
【００５３】
このとき、ギアＰ２９と、カム２７、カム２８の位置は、図８の（ａ）、（ｂ）それぞれについて（２）の場合に該当する。
【００５４】
図８（ａ）の（２）において、ギアＰ２９はギアＱ３０とかみ合った状態で（１）の状態から（２）の状態へと推移する。
【００５５】
これにより、ギアＱ３０に連結されている回動軸７ａは反時計方向に９０°回転する。すなわち、図１において、回動軸７ａに連結している連通部材６は図１の状態から９０°回転する。
【００５６】
カム２７について言えば、図８（ａ）の（２）に示すように、カム２７はｒがｒ１に等しいｒ２の位置にある。このときのガイド１９の脚部２２先端部２４の位置はｙ１の状態に維持される。
【００５７】
カム２８について言えば、図８（ｂ）の（２）に示すように、連通部材６の回転に伴い、連通部材６の回動軸７ｂに形成されているカム２８も反時計方向に９０°回転する。このとき、カム２８はその機能を発揮しない位置にある。
【００５８】
このときのガイド１９の脚部２３先端部２５の位置は、カム２８の規制を受けないが、もう一方の側の脚部２２の先端部２４が規制を受けているためほぼＹ１の状態で維持される。
【００５９】
この状態は、図１に示すように、ガイド１９、およびガイド１９と一体的に移動するダ
イアフラム１５が最も上の位置に上げられた状態のままである。
【００６０】
これらの状態により、連通部材６は図１の状態から９０°回転しているが、ダイアフラム１５は、図１の状態に維持されているため、ケーシング２の流入口３より流した流れは、下方の流出口４より流れ出る。
【００６１】
次に、駆動源９により、駆動軸７ｃがさらに時計方向に１８０°回転したとする。
【００６２】
このとき、ギアＰ２９と、カム２７、カム２８の位置は、図８の（ａ）、（ｂ）それぞれについて（３）の場合に該当する。
【００６３】
図８（ａ）の（３）において、ギアＰ２９はギアＱ３０とのかみ合いが外れた状態で（２）の状態から（３）の状態へと推移する。
【００６４】
すなわち、ギアＰ２９からの動力は、もはやギアＱ３０に伝達されないため、駆動軸７ｃの回転は回動軸７ａに伝わらない。すなわち、伝達機構部１０の動作としては、伝達不感帯領域にあるといえる。このとき、回動軸７ａと一体である連通部材６は、９０°回転された状態のままにとどまる。
【００６５】
カム２７について言えば、図８（ａ）の（３）に示すように、カム２７はｒが最少のｒ３に等しい位置にある。
【００６６】
このときのガイド１９の脚部２２先端部２４の位置はｙ１より低いｙ２の状態となるが、もはやカム２７の規制を受けない状態となる。
【００６７】
これは、図７に示すように、ガイド１９がスプリング１７の押圧力により下降して、ガイド１９の気密部１８が連通部材６のシート部１２の気密リブ１４に当接している状態である。
【００６８】
カム２８について言えば、図８（ｂ）の（３）に示すように、連通部材６は動かないため、連通部材６の回動軸７ｂに連結されているカム２８も、図８（ｂ）（２）と同じ状態のままである。
【００６９】
しかしながら、図８（ａ）（３）に示すように、もう一方の側の脚部２２先端部２４の位置がｙ２に下降しているため、脚部２３先端部２５の位置もこれに伴い同程度移動したＹ２の位置まで下降する。
【００７０】
この状態は、図７に示すように、ガイド１９、およびガイド１９と一体的に移動するダイアフラム１５が下降して、ダイアフラム１５の気密部１８が連通部材６のシート部１２の気密リブ１４に当接している状態である。
【００７１】
これらの状態により、ダイアフラム１５の下降により、流れが閉止されているため、ケーシング２の流入口３より流した流れは、下方の流出口４より、流れ出ることは無い。
【００７２】
また、このときダイアフラム１５の受圧面積を気密リブ１４の気密を構成している当接面のシール面積より大きな値としているため、ダイアフラム１５にかかる背圧により、シール効果が一層効果的に働くものである。
【００７３】
このように、本発明の遮断弁１は、ダイアフラム１５の配置とあわせて、連通部材６の側面に閉止を確実にするための気密リブ１４を形成し、連通部材６の回転駆動と連携して
ダイアフラム１５を、気密リブ１４に密着するメカニズムを構築することにより遮断弁１の閉止時における気密性を高め、閉止の信頼性を高めることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる遮断弁は、閉止時の気密性の向上を図ることが可能となるとともに、小さい力での開放動作が可能となるため、ガスメータ等、少ない消費電力で高い安全性を要求される装置の弁として、幅広い応用が可能となるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１  遮断弁
２  ケーシング
３  流入口
４  流出口
５  貫通孔
６  連通部材
７ａ  回動軸
７ｂ  回動軸
７ｃ  駆動軸
１０  伝達機構部
１４  気密リブ（閉止部）
１５  ダイアフラム（閉止可動部材）
１７  スプリング（押圧部材）
１９  ガイド
２７  カム（駆動機構）
２８  カム（駆動機構）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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