(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦胴部に連設された１対の袖管部と、側方を向く分岐口部とを有する割Ｔ字管を流体管の分岐位置に取り付け、該分岐位置において前記流体管を穿孔切断すると共に、外面に流体管の切断部における縦胴部内への突出端を収容可能な凹部が形成された仕切板と、基端部が前記割Ｔ字管に支承された弁軸に回転可能に支持された上下１対の支持板とにより構成された平面視扇形の弁体を前記切断部に挿入し、流体の流路を切り換える切換弁装置であって、
前記弁軸における弁体の支持部に設けられ、弁軸と一体をなすとともに、弁体の進退方向に対して直角方向のみに移動可能に弁体に設けられた摺動片が嵌合された偏心カムにより、少なくとも前記仕切板が一方の袖管部または分岐口部に対向しているとき、弁体を縦胴部の内面に対して進退移動させる進退手段と、
前記弁軸に固着された駆動ピニオンと、駆動ピニオンに噛合した中間ギヤに噛合するとともに、回動軸を弁体の回転方向に偏倚させて縦胴部の閉塞部に枢支された従動ギヤと、弁体の支持板に、それをほぼ二等分する中心線上に半径方向を向いて穿設され、前記弁体を回転させる直線部分および弁体を回転させない曲線部分とから構成された長孔と、前記回動軸に固定されたアームに突設され、前記長孔に係合されるピンとから構成され、該ピンを前記長孔の直線部分に係合させて前記弁体を弁軸回りに回転させる回動手段と、
前記流体管の管軸に平行な面が形成された第１ストッパーと、分岐口部の管軸に平行な面が形成された第２ストッパーとで構成されるストッパーと、を備え、
前記弁体の支持板には前記第１ストッパーおよび第２ストッパーのそれぞれの前記平行な面に当接する当接部を有し、前記弁体の回転のみを規制することを特徴とする切換弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水道本管等の流体管に、流体管の流れを止めないで分岐管を接続し流体の流路を変更する際に用いられる切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の不断水工事に用いられる従来の切換弁装置には、例えば特開平８−２１９３０７号公報に開示されているものがある。
【０００３】
これを図８および図９に基づいて説明する。流体管Ｐの穿孔機により円形に切断された分岐位置には、従来の切換弁装置Ａが取付けられている。
【０００４】
内径を流体管Ｐの外径よりも大きく形成された縦胴部Ｂと、縦胴部Ｂの両側に連設された袖管部Ｃと、流体管Ｐの側方を向く分岐口部Ｄとにより構成された割Ｔ字管Ｅは、流体管Ｐの中心を通る水平面を境にして上下２分割構造となっており、上下の各対向端部に設けたフランジ（図示略）同士を互いに結合することにより、流体管に取り付けられている。
【０００５】
縦胴部Ｂは、その中心と、切断孔の中心とが同軸をなすようにして流体管Ｐに取り付けられ、その上端開口部は、弁蓋Ｆにより閉塞されている。縦胴部Ｂ内の中心軸線上には、弁軸Ｇが、その上端を弁蓋Ｆにより、かつ下端を縦胴部Ｂの底壁により回動可能に支持されて設けられている。
【０００６】
弁軸Ｇにおける縦胴部Ｂ内に位置する上下の端部には、互いに同形、同位相の偏心カムＨ、Ｈが嵌合固着されている。
【０００７】
上記両偏心カムＨには、弁体Ｉにおける扇形をしている上下１対の支持板Ｊの基部の円筒部が、回転自在に嵌合されている。
【０００８】
支持板Ｊの周端縁には、縦胴部Ｂの内径とほぼ同じ曲率の円弧状断面をなすとともに、外周面の中央部に流体管Ｐの切断端面Ｋが余裕をもって収容しうる矩形または円形の凹部が形成された仕切板Ｌが一体的に連設されている。仕切板Ｌの外面における凹部の周囲には、縦胴部Ｂの内面と密接するパッキンＭが埋設されている。
【０００９】
弁軸Ｇにおける上側の偏心カムＨの上部には、駆動ピニオンＮが嵌着され、この駆動ピニオンＮは、弁蓋Ｆに回転自在に枢着された大径の従動ギヤＯと噛合している。
【００１０】
従動ギヤＯの外周部に下向きに固着されたピンＲは、上側の支持板Ｊに、それをほぼ二等分する中心線上に半径方向を向いて穿設された長孔Ｓと係合している。
【００１１】
このように構成された切換弁装置Ａによると、図９に示した弁体Ｉが左方の袖管部Ｃの流路を閉じ、流水が右方の袖管部Ｃより分岐口部Ｄに流通している状態から弁軸Ｇを回転させると、偏心カムＨとピンＲの作用により、弁体Ｉは分岐口部Ｄ側に回転しながら縦胴部Ｂ内面から離れ、弁体Ｉが左方の袖管部Ｃと分岐口部Ｄの中間位置で最大に離れ、さらに弁軸Ｇを回転させると、弁体Ｉは徐々に縦胴部Ｂの内面に接近しながら分岐口部Ｄの開口部に向って回転し、弁体Ｉの中央部が分岐口部Ｄの管軸中心とほぼ整合したところで、偏心カムＨの分岐口部Ｄ方向への偏心量が最大となることから、弁体Ｉは分岐口部Ｄに向って押圧され、パッキンＭが縦胴部Ｂの内面に圧接することにより分岐口部Ｄ側の流路が閉止され、流路が切り替えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような切換弁装置においては、流体管の外径よりも大きく、かつ縦胴部の内径よりも小さい外径を持ったホールソーによって流体管を穿孔切断するので、流体管の切断部が縦胴部の内周面より内方に突出することになり、縦胴部の内周面を直接弁座として使用しようとすると、切断部が弁体と干渉するという問題があった。その問題を解決するため、上述した切換弁装置は、偏心カムを用いて、弁体を切断部と干渉しないような構造をとったが、弁体が回転しながら縦胴部内周面より離れるので、仕切板の周囲のパッキンと切断部の離隔を大きく必要とし、縦胴部の内径を大きくしたり、弁体を大きくしたりする必要があり、切換弁装置全体の重量が増大し、コストも嵩む問題があった。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、上記問題点を解決するためになされたもので、偏心カムを用いた縦胴部の内周面を弁座として使用する軽量で、安価な切換弁装置を提供する点にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、縦胴部に連設された１対の袖管部と、側方を向く分岐口部とを有する割Ｔ字管を流体管の分岐位置に取り付け、該分岐位置において前記流体管を穿孔切断すると共に、外面に流体管の切断部における縦胴部内への突出端を収容可能な凹部が形成された仕切板と、基端部が前記割Ｔ字管に支承された弁軸に回転可能に支持された上下１対の支持板とにより構成された平面視扇形の弁体を前記切断部に挿入し、流体の流路を切り換える切換弁装置であって、
前記弁軸における弁体の支持部に設けられ、弁軸と一体をなすとともに、弁体の進退方向に対して直角方向のみに移動可能に弁体に設けられた摺動片が嵌合された偏心カムにより、少なくとも前記仕切板が一方の袖管部または分岐口部に対向しているとき、弁体を縦胴部の内面に対して進退移動させる進退手段と、
前記弁軸に固着された駆動ピニオンと、駆動ピニオンに噛合した中間ギヤに噛合するとともに、回動軸を弁体の回転方向に偏倚させて縦胴部の閉塞部に枢支された従動ギヤと、弁体の支持板に、それをほぼ二等分する中心線上に半径方向を向いて穿設され、前記弁体を回転させる直線部分および弁体を回転させない曲線部分とから構成された長孔と、前記回動軸に固定されたアームに突設され、前記長孔に係合されるピンとから構成され、該ピンを前記長孔の直線部分に係合させて前記弁体を弁軸回りに回転させる回動手段と、
前記流体管の管軸に平行な面が形成された第１ストッパーと、分岐口部の管軸に平行な面が形成された第２ストッパーとで構成されるストッパーと、を備え、
前記弁体の支持板には前記第１ストッパーおよび第２ストッパーのそれぞれの前記平行な面に当接する当接部を有し、前記弁体の回転のみを規制することを特徴としている。
この特徴により、偏心カムに嵌合された摺動片により、偏心カムによる弁体の横方向移動を摺動片が吸収し、偏心カムによる弁体の進退移動のみを取り出し、アームに突設されたピンが弁体の支持板の長孔に係合して弁体を回転させるのことができるので、仕切板が一方の袖管部または分岐管と対向してそれらを閉止しているとき、弁軸を回転させると、弁軸に設けた進退手段が弁体を内方に移動させて、仕切板を縦胴部の内面より隔離させる。その後に回動手段により弁体が回動させられるので、縦胴部の内面を弁座としても弁体が流体管の切断部との干渉を避ける距離を少なくすることができる。そのため、縦胴部の内径を大きくしたり、弁体を大きくしたりする必要が無くなり、切換弁装置全体のコストを下げることができる。
【００１５】
また、長孔が、ピンの動きに合わせて弁体を回転させる直線部分と、ピンの動きを吸収し弁体を回転させない曲線部分とから構成されているので、弁軸を回転したときに、弁体を回転させる区間と、弁体を回転させない区間とを持つことができるので、弁体が進退移動しているときには弁体を回転させないでおくことができるようになる。したがって、パッキンと流体管の切断部との距離を極力小さくしても確実に避けることができるので弁体を小さくでき経済的になる。
【００１６】
更に、弁体がストッパーに当接して弁体の回転をとめることができるので、確実に切断部をパッキンが避けることができ、止水に対する安全性が高まる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１および図２において、２は流体管であり、穿孔機により円形に切断された分岐位置には、本発明の切換弁装置１が取付けられている。
【００１９】
流体管２の外径よりも大きな内径に形成された縦胴部４と、縦胴部４に連設された袖管部５と、袖管部５に対して側方を向く分岐口部６とによって構成される割Ｔ字管３は、流体管２の中心を通る水平面を境にして上下２分割構造となっており、上下の各対向端部に設けたフランジ（図示略）同士を互いに結合することにより一体に形成されている。
【００２０】
割Ｔ字管３は、縦胴部４の中心と、切断孔の中心とが同軸をなすようにして流体管２に取付けられ、袖管部５の受口部５ａにゴム輪７を挿入し、２つ割押輪８で押圧することにより、流体管２との水密性を保っている。
【００２１】
縦胴部４の上端開口部は、弁蓋９により閉塞されている。縦胴部４内の中心軸線上には、弁軸１０が、その上端を弁蓋９により、かつ下端を縦胴部４の底壁により回動可能に枢支されて立設されている。
【００２２】
弁軸１０における縦胴部４内に位置する上下の端部には、互いに同形、同位相をなす偏心カム１１、１１が嵌合固着されている。
【００２３】
上記両偏心カム１１には、弁体１２における扇形をなす上下１対の支持板１２ａの基部に設けられた摺動片１２ｂが、回転自在に嵌合されている。なお、偏心カム１１の偏心方向は、弁体１２が左方の袖管部５および分岐口部６を閉じた時、それらの管軸方向を向くようにしてあり、また、偏心カム１１の偏心量は流体管２における切断端面の縦胴部４内への突出寸法よりも若干大としてある。
【００２４】
前記摺動片１２ｂは、支持板１２ａの中心線に対して直角方向にのみ摺動可能に設けられている。
【００２５】
支持板１２ａの周端縁には、縦胴部４の内径とほぼ同じ曲率の円弧状断面をなすとともに、外周面の中央部に流体管２の切断端面が余裕をもって収容しうる矩形又は円形の凹部１３が形成された仕切板１２ｃが一体的に連設されている。
【００２６】
仕切板１２ｃの外面における凹部１３の周囲には、縦胴部４の内面と密接するパッキン１４が埋設されている。
【００２７】
なお、上記仕切板１２ｃは、縦胴部４における分岐口部６と流体管２に連通する開口部を閉塞しうる所要の面積を有している。
【００２８】
弁軸１０における上側の偏心カム１１の上部には、駆動ピニオン１５が嵌着され、この駆動ピニオン１５は、弁蓋９に回転自在に枢着された大径の中間ギヤ１６と噛合し、中間ギヤ１６は、同じく弁蓋９に回転自在に枢着された従動ギヤ１７と噛合している。従動ギヤ１７の支軸１７ａは、支持板１２ａを半径方向に沿って二等分する中心線に対し分岐口部６側にほぼ４５゜ずらした線上に位置させてある。
【００２９】
従動ギヤ１７に設けられたアーム１７ｂの端部に下向として固着されたピン１８は、上側の支持板１２ａに、それをほぼ二等分する中心線上に半径方向を向いて穿設された長孔１９と係合しており、長孔１９は図２に示すように、支持板１２ａの周端縁側には、ピン１８の直径とほぼ同じ幅の直線部１９ａが形成され、弁軸側には曲線部１９ｂが形成されている。弁体１２が流体管２の流路を閉止しているときには、ピン１８は、長孔１９の曲線部１９ｂの弁軸側終端部と当接又は近接している。なお、上記駆動ピニオン１５、中間ギヤ１６、従動ギヤ１７、ピン１８および長孔１９により、弁体１２の回動手段を構成している。
【００３０】
弁蓋９には、縦胴部内側に突出し、弁体１２の支持板１２ａの上部に形成された当接部材１２ｄに当接する流体管２の管軸に平行な面が形成された第１ストッパー２０と、分岐口部６の管軸に平行な面が形成された第２ストッパー２１とが設けられている。
【００３１】
次に図３〜図７を参照して上記実施例の作用を説明する。
【００３２】
図３は、弁体１２が左方の袖管部５の流路を閉じ、水が右方の袖管部５より分岐口部６に流通している状態を示すもので、この状態では偏心カム１１は左方に変位して、弁体１２はパッキン１４を介して割Ｔ字管３の縦胴部４の内周面に押圧されている。また、摺動片１２ｂは弁体１２の中央に位置し、ピン１８は、長孔１９の曲線部１９ｂの弁軸側端面と近接した位置にあり、当接部材１２ｄは第１ストッパー２０に当接している。
【００３３】
この状態から弁軸１０を平面視時計方向に回転させると、摺動片１２ｂが偏心カム１１の回転により流体管２の管軸直角方向に変位し始め、図４に示すように、偏心カム１１が９０゜を超え、１３５゜まで回転すると、弁体１２は縦胴部４の内面より弁体１２が袖管部５を向いた状態での最大寸法離間する。
【００３４】
上記回転時において、弁体１２は、摺動片１２ｂが弁体軸直角方向に摺動することによって偏心カム１１による弁体１２の軸直角方向の動きが吸収され、長孔１９の曲線部１９ｂに当接して摺動しているピン１８と、第１ストッパー２０に当接している当接部材１２ｄによって管軸方向にのみ移動する。
【００３５】
このように、弁軸１０の回転初期には、弁体１２の回転を抑えながら縦胴部４より大きく離間するので、弁体１２が縦胴部４内に突出している流体管２の切断部と干渉するのが防止される。
【００３６】
図５に示すように、弁軸１０をさらに回転させ、偏心カム１１がほぼ２２５゜まで回転すると、偏心カム１１は仕切板１２ｃと正反対方向に変位して弁体１２と縦胴部４との離間距離が最大となる。ピン１８は長孔１９の直線部１９ａの外方端まで移動する。
【００３７】
この状態から、偏心カム１１がさらにほぼ９０゜回転すると、図６に示すように、弁体１２は、その中央部が分岐口部６の管軸中心とほぼ整合するまで移動し、弁体１２の当接部材１２ｄが第２ストッパー２１と当接する。ピン１８は長孔１９の直線部１９ａと曲線部１９ｂの境界部に位置している。
【００３８】
弁軸１０および偏心カム１１がほぼ４５０゜回転すると、図７に示すように、弁体１２は、偏心カム１１の作用により、徐々に縦胴部４の内面に接近し、偏心カム１１の分岐口部６方向への偏心量が最大となることから、弁体１２は分岐口部６に向って押圧され、パッキン１４が縦胴部４の内面に圧接することにより分岐口部６側の流路が閉止される。その結果、水の流路は流体管２側に切り換る。そして弁体１２は摺動片１２ｂと第２ストッパー２１と曲線部１９ｂの相互作用により、分岐口部方向に直線的に移動することができる。
【００３９】
弁体１２を再度左方の袖管部５側に回動する際は、弁軸１０を平面視反時計方向に回転させればよく、これにより上記と逆の作用で弁体１２を図３に示す元の位置まで回転させることができる。
【００４０】
以上説明したように、上記実施例の切換弁装置においては、弁軸１０の回転初期には、弁体１２は回転せずに縦胴部４の内周面から離れるように後退し、弁体１２が袖管部５および分岐口部６の開口部より内方に所定寸法離間したのち、回転するので、流体管２の切断部が縦胴部４内に突出していても、弁体１２は支障なく回転することができる。
【００４１】
したがって、弁体が回転せずに後退するので、従来の切換弁装置に比べて縦胴部４の内周面からの離間距離を小さくすることができるので、縦胴部の内径を大きくしたり、弁体を大きくする必要がないので、コスト低減が図れ、かつ装置全体が軽量化する。
【００４２】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００４３】
例えば、駆動ピニオン１５や、中間ギヤ１６、従動ギヤ１７等の回動手段を、縦胴部内の下方にも配設し、上下両側の支持板１２ａにピン１８を係合して弁体１２を回動させるようにしてもよい。
【００４４】
実施例では、長孔１９の曲線部１９ｂは袖管部５を閉塞するときにピン１８が接する曲線部分と分岐口部６閉塞するときにピンが接する曲線部分との間が大きくあいているが、二股状の溝に形成してもよい。また、長孔１９は、支持板１２ａに形成された溝であったが、支持板１２にピン１８が接する突出提を連続形成してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、偏心カムに嵌合された摺動片により、偏心カムによる弁体の横方向移動を摺動片が吸収し、偏心カムによる弁体の進退移動のみを取り出し、アームに突設されたピンが弁体の支持板の長孔に係合して弁体を回転させるのことができるので、仕切板が一方の袖管部または分岐管と対向してそれらを閉止しているとき、弁軸を回転させると、弁軸に設けた進退手段が弁体を内方に移動させて、仕切板を縦胴部の内面より隔離させる。その後に回動手段により弁体が回動させられるので、縦胴部の内面を弁座としても弁体が流体管の切断部との干渉を避ける距離を少なくすることができる。そのため、縦胴部の内径を大きくしたり、弁体を大きくしたりする必要が無くなり、切換弁装置全体のコストを下げることができる。
【００４６】
また、弁軸を回転したときに、弁体を回転させる区間と、弁体を回転させない区間とを持つことができるので、弁体が進退移動しているときには弁体を回転させないでおくことができるようになる。したがって、パッキンと流体管の切断部との距離を極力小さくしても確実に避けることができるので弁体を小さく造ることができ経済的になる。
【００４７】
更に、弁体がストッパーに当接して弁体の回転をとめることができるので、確実に切断部をパッキンが避けることができ、止水に対する安全性が高まる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す中央縦断正面図である。
【図２】同じく、Ｉ−Ｉ線に沿う横断平面図である。
【図３】本発明の概略平面図で、弁体が袖管部を閉止している状態を示す説明図であり、（ａ）は弁体を示し、（ｂ）は偏心カムと摺動片を示す。
【図４】同じく、弁軸を１３５゜回転させたときの説明図である。
【図５】同じく、弁軸を２２５゜回転させたときの説明図である。
【図６】同じく、弁軸を３１５゜回転させたときの説明図である。
【図７】同じく、弁軸を４５０゜回転させたときの説明図である。
【図８】従来例を示す中央縦断正面図である。
【図９】同じく、ＩＩ−ＩＩ線に沿う横断平面図である。
【符号の説明】
１              切換弁装置
２              流体管
３              割Ｔ字管
４              縦胴部
５              袖管部
５ａ            受口部
６              分岐口部
７              ゴム輪
８              ２つ割押輪
９              弁蓋
１０              弁軸
１１              偏心カム
１２              弁体
１２ａ            支持板
１２ｂ            摺動片
１２ｃ            仕切板
１２ｄ            当接部材
１３              凹部
１４              パッキン
１５              駆動ピニオン
１６              中間ギヤ
１７              従動ギヤ
１７ａ            支軸
１７ｂ            アーム
１８              ピン
１９              長孔
１９ａ            直線部
１９ｂ            曲線部
２０              第１ストッパー
２１              第２ストッパー
【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】
0004155424.tif 000008
【図８】
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【図９】
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