(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体管に孔設された貫通孔からこの流体管内に出入りする弁体を有し、該弁体が、流体管に対して進退移動するとともに貫通孔周囲をシールするための第１のシール部と、流体管内周壁をシールするための変形可能な第２のシール部とを支持する支持部材からなる形式の仕切弁において、前記支持部材には、第２のシール部の内径方向への膨出を防ぐ機能を有する補助部材が設けられるとともに、この補助部材の移動と連係して移動する拡幅部材が第２のシール部内に設けられ、弁体の閉弁方向の移動によって前記拡幅部材を第２のシール部と補助部材との間に導き、前記第２のシール部の両側部を弁箱内周壁に向かって膨出させることを特徴とする仕切弁。
【請求項２】
前記補助部材における第２のシール部と対向する外面側には、先細り状の一対のテーパ面が形成されている請求項１に記載の仕切弁。
【請求項３】
前記拡幅部材は、一対の球体または円柱体であって、弁体が開の状態では、第２のシール部の先端方向所定位置に配置されている請求項１または２に記載の仕切弁。
【請求項４】
前記第２のシール部には、拡幅部材を補助部材のテーパ面の外側に位置させる収容溝が形成されている請求項３に記載の仕切弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管やガス管等の流体管の管路を開閉する仕切弁に係り、特に、流体管の管軸に対して垂直方向に移動する弁体を有する仕切弁であって、前記弁体は、上下に移動する支持部材を有しており、該支持部材には、弁箱開口及び弁箱内周壁をシールするための変形可能なシール部が支持されている形式の仕切弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の仕切弁には、図４に示すように、既設の流体管Ａを弁箱として利用するものがあり、この場合、弁箱としての流体管Ａに弁箱開口Ｂが設けられていて、この弁箱開口Ｂを閉塞するとともにねじスピンドルＣを回動可能に支承するためのふたＤが、フランジ結合部Ｅが形成された割Ｔ字管Ｆを介して流体管Ａに結合されており、このふたＤ及び流体管Ａの弁箱内に、弁体ＧがねじスピンドルＣによって上下に移動可能に支承される。弁体Ｇは、ねじスピンドルＣに螺合する金属製の支持部材Ｈと、弁箱開口Ｂをシールするためのゴム製で環状の第１のシール部Ｉと、弁箱内周壁Ｊをシールするためのゴム製でＵ字形の半径方向に変形可能な第２のシール部Ｋとによって構成されている。
【０００３】
このような構成の仕切弁の作用を、特に閉弁過程に関して説明する。ねじスピンドルＣを閉弁方向に回転させると、ねじスピンドルＣに螺合している支持部材Ｈは、第１及び第２のシール部Ｉ、Ｋを伴って徐々に下降し、やがて第２のシール部Ｋの湾曲した下端面が弁箱内周壁Ｊの底部に当接することになる。その後更にねじスピンドルＣを回転させて、支持部材Ｈを強制的に押し下げると、第２のシール部Ｋが垂直方向で圧縮されるので、その両脚部の左右両側面が、横方向に、すなわち半径方向に強制的に膨出させられて、弁箱内周壁Ｊに当接することになる。ねじスピンドルＣを更に回転させて、第２のシール部Ｋのシール面、すなわち下端面と左右両側面を弁箱内周壁Ｊに十分な力で圧着させ、そして、これと同時に第１のシール部Ｉを弁箱開口Ｂの周縁部に同様に圧着させると、仕切弁の閉弁が完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の仕切弁においては、第２のシール部Ｋに対する垂直方向の圧縮に基づいて、その両脚部を間接的に半径方向に膨出させていたので、十分なシール圧力を得るためには、第２のシール部Ｋを相当強力に垂直方向に圧縮しなければならなかった。したがって、このような強力な圧縮に起因して、第２のシール部Ｋは勿論のこと、弁箱としての流体管Ａ、ねじスピンドルＣ、支持部材Ｈ、そしてふたＤ等にも過大な負荷が必然的に発生するようになり、それゆえ、それら各部材の耐用期間が極端に短くなるという欠点があった。
【０００５】
また、閉弁に際して、ねじスピンドルＣは、第２のシール部Ｋの過大な圧縮抵抗を受けるために、ねじスピンドルＣを回転させるために必要なトルクは急激に増大する。これは、仕切弁の操作性を低下させる原因となっていた。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決するためになされたもので、シール部の全体的な圧縮量を必要最低限に抑えて、耐用期間を十分に延長するとともに、操作性を向上させた仕切弁を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の仕切弁は、流体管に孔設された貫通孔からこの流体管内に出入りする弁体を有し、該弁体が、流体管に対して進退移動するとともに貫通孔周囲をシールするための第１のシール部と、流体管内周壁をシールするための変形可能な第２のシール部とを支持する支持部材からなる形式の仕切弁において、前記支持部材には、第２のシール部の内径方向への膨出を防ぐ機能を有する補助部材が設けられるとともに、この補助部材の移動と連係して移動する拡幅部材が第２のシール部内に設けられ、弁体の閉弁方向の移動によって前記拡幅部材を第２のシール部と補助部材との間に導き、前記第２のシール部の両側部を弁箱内周壁に向かって膨出させることを特徴としている。
この特徴により、仕切弁を閉弁させるために、弁体を下降させると、支持部材、補助部材、拡幅部材及び各シール部が下降運動に追従して下降する。やがて、第２のシール部の下端面が流体管内周壁の底部に当接して、第２のシール部及び拡幅部材の下降運動が停止すると、それ以後は、支持部材及び補助部材のみが下降する。支持部材は第２のシール部をその下降に伴って圧縮するとともに、補助部材は第２のシール部の内面に接触してその圧縮に伴う内径方向への膨出を防ぎつつ、拡幅部材を第２のシール部の内面との間に強制的に誘導し、この第２のシール部を外側へ押し出す。
すなわち、閉弁時に、補助部材と拡幅部材によって第２シール部の左右両側部を直接半径方向に膨出させることができるので、シール部を必要なシール圧力を越えて過大に圧縮させる必要がない。したがって、各部材に過大な負荷が作用することがないので、仕切弁の耐用期間を大幅に延長させることができる。
【０００８】
前記補助部材おける第２のシール部と対向する外面側には、先細り状の一対のテーパ面が形成されているのが好ましい。
このようにすると、第２のシール部及び拡幅部材が下降運動を停止した後、補助部材が更に下降し、拡幅部材が第２のシール部の内面との間に強制的に誘導されるときに、補助部材の先細りのテーパ面で無理な圧縮を伴うことなく誘導されるので、閉弁に際してのトルクが急激に増大することがなくなり、操作性が向上する。
【０００９】
前記拡幅部材は、一対の球体または円柱体であって、弁体が開の状態では、第２のシール部の先端方向所定位置に配置されているのが好ましい。
このようにすると、第２のシール部及び拡幅部材が下降運動を停止した後、補助部材が更に下降し、拡幅部材を第２のシール部の内面との間に強制的に誘導するときに、拡幅部材が球体または円柱体であるので、誘導されて移動するときに回転でき、また、補助部材に接触する面積が少なくなるので移動抵抗が少なくなり、閉弁に際してのトルクが急激に増大することがなく、操作性が向上する。
また拡幅部材が第２のシール部の先端方向に位置しているので、第２のシール部の下降の途中に拡幅力が働かないため、閉弁に際してのトルクが急激に増大することがなく、操作性が向上する。
【００１０】
前記第２のシール部には、拡幅部材を補助部材のテーパ面の外側に位置させる収容溝が形成されているのが好ましい。
このようにすると、拡幅部材が補助部材の外側に常時位置しているので、拡幅部材を補助部材によって第２のシール部の内面との間に誘導することが確実に行われるようになり、第２のシール部を膨出させて弁箱内周壁に圧着させて止水することに対しての信頼性が向上する。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１、２、３には、本発明の弁体１の実施例が示されている。この弁体１は、支持部材２と、この支持部材２の下部に位置する一対の補助部材３と、後記第２シール部６ｂを管軸方向より挟み込む一対の対向板４と、支持部材２を上下させるねじスピンドル８が螺合されているねじコマ５と、図示されていない弁箱開口をシールする第１シール部６ａと弁箱内周壁をシールする第２シール部６ｂとからなるゴム製のシール部６と、拡幅部材７とで構成されている。この支持部材２の上部には、ねじコマ５を係合させる係合溝２ａが管軸直角方向に設けられている。
【００１３】
支持部材２の下部には、第１シール部６ａが取り付けられる凹部が形成され、第２シール部６ｂを挟持する対向板４、４が所定の間隔を管軸方向に空けて一体に設けられている。支持部材２の内部には、ねじスピンドル８が挿通するスピンドル孔２ｂが設けられている。
【００１４】
対向板４は、その幅が弁箱開口よりも小さく形成され、その先端部は、弁箱として使用する流体管の内径より小径の円弧状に形成されている。
【００１５】
補助部材３、３は、支持部材２の下部の対向板４、４の間に、管軸に平行に一体に設けられ、その先端の外面は、中心方向に向かって傾斜するテーパ面３ａが形成されている。また、後述する拡幅部材７の管軸方向の移動を防止するための２条の溝３ｂが弁体の挿入方向に沿って外面に形成されている。溝３ｂは、拡幅部材７が球状の場合に設けられ、拡幅部材７の配置数によって変化し、拡幅部材７が片側１個の場合は１条であり、３個の場合は３条形成されることになる。
【００１６】
ゴム製のシール部６は、支持部材２の下部に設けられた凹部に取り付けられ弁箱開口をシールする第１シール部６ａと、対向板４、４に挟持され弁箱内周壁をシールするＵ字形の第２シール部６ｂとからなる。第１シール部６ａは、閉弁時に図示しない弁箱開口を密封するために、弁箱開口の形状に相応した形状に形成されている。
【００１７】
第２シール部６ｂは、非圧縮状態ではその幅は弁箱開口よりも若干小さくされ弁箱開口からの挿通が可能とされており、その長さは弁箱として使用する流体管の内径よりも長くされている。第２シール部６ｂの内周面の底部中央部には係止部６ｃが形成され、左右に設けられた収容溝６ｄには一対の拡幅部材７が配置されている。
【００１８】
シール部６の収容溝６ｄ内に配置される拡幅部材７は、この実施例の場合、プラスチックまたは金属製の剛性の球体である。しかしながら、この球体に代えて対向板４、４の間隔よりも若干短い長さの剛性の円柱体を使用することもできる。その場合には、対向板４、４が円柱体の管軸方向の移動を防止するので、補助部材３の溝３ｂは設ける必要がない。（図３（ｂ））
【００１９】
なお、支持部材２の上部に形成された係合溝２ａには、ねじコマ５が回転不能に配置され、ねじコマ５に形成された雌ねじ部にねじスピンドル８が螺入されており、ねじスピンドル８を回転させることによって弁体１が上下動するようになっている。
【００２０】
次にこの実施例の作用を説明する。
【００２１】
まず、開弁状態では、拡幅部材７はゴム製のシール部６の収容溝６ｄに配置され、補助部材３は拡幅部材７に接触しない上方に位置している。
【００２２】
次に、この状態から仕切弁を閉弁させるために、ねじスピンドル８を回転させて支持部材２を下降させると、やがて、シール部６の第２シール部６ｂの下端面が、図示しない弁箱内周壁の底部に当接して、第２シール部６ｂの下降運動が停止する。
【００２３】
それ以後は、支持部材２と補助部材３がねじスピンドル８の回転に応じて下降し、支持部材２の下部が第２シール部６ｂを圧縮する。この場合、補助部材３の外周面に第２シール部６ｂの内周面が当接し内径方向への膨出を防止し、補助部材３の下降に伴って、収容溝６ｄ内の拡幅部材７はテーパ面３ａに沿って移動し、溝３ｂに係合しながらシール部６の弾性力に抗して外側へ押し出されるようになる。
【００２４】
したがって、シール部６の第２シール部６ｂは、徐々に押し下げられると同時に横方向へ、すなわち図示しない弁箱内周壁の両側部に向かって膨出させられる（図２の右側）。こうして、シール部６の第２シール部６ｂが、図示しない弁箱内周壁に対して十分な力で圧着されると、それと同時にシール部６の第１シール部６ａが、図示しない弁箱開口の周縁部に対して同様に十分な力で圧着されるようになる。ここでシール部の適正な圧縮作用に基づいて、閉弁時においてねじスピンドルの回転トルクは比較的小さく維持されるので、仕切弁の操作性が向上する。
【００２５】
次に、この閉弁状態から仕切弁を開弁させるには、ねじスピンドル８を逆方向に回転させればよい。この場合、弁体１の各部材の運動は、前記閉弁時の運動と全く逆である。つまり、収容溝６ｄから外側へ押し出されていた拡幅部材７は、補助部材３の上昇に伴って、シール部６の弾性力によって徐々に内側へ押し戻されるので、シール部６の第２シール部６ｂ両側のシール面が図示しない弁箱内周壁の両側部から離れる。同時に、第１シール部６ａも弁箱開口から離れ、ねじスピンドル８の回転に応じて、支持部材２、すなわち弁体１も同様に上昇する。
【００２６】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、本発明の具体的な構成はこれに限定されるものではない。
【００２７】
実施例では、補助部材は支持部材に一体に設けられていたが、別体として第２シール部の内側に配置し、第２シール部が圧縮されるときに補助部材も押圧されて第２シール部の底部に移動するようにしてもよい。
【発明の効果】
発明によれば、仕切弁を閉弁させるために、弁体を下降させると、支持部材、補助部材、拡幅部材及び各シール部が下降運動に追従して下降する。やがて、第２のシール部の下端面が流体管内周壁の底部に当接して、第２のシール部及び拡幅部材の下降運動が停止すると、それ以後は、支持部材及び補助部材のみが下降する。支持部材は第２のシール部をその下降に伴って圧縮するとともに、補助部材は第２のシール部の内面に接触してその圧縮に伴う内径方向への膨出を防ぎつつ、拡幅部材を第２のシール部の内面との間に強制的に誘導し、この第２のシール部を外側へ押し出す。
すなわち、閉弁時に、補助部材と拡幅部材によって第２シール部の左右両側部を直接半径方向に膨出させることができるので、シール部を必要なシール圧力を越えて過大に圧縮させる必要がない。したがって、各部材に過大な負荷が作用することがないので、仕切弁の耐用期間を大幅に延長させることができる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、第２のシール部及び拡幅部材が下降運動を停止した後、補助部材が更に下降し、拡幅部材が第２のシール部の内面との間に強制的に誘導されるときに、補助部材の先細りのテーパ面で無理な圧縮を伴うことなく誘導されるので、閉弁に際してのトルクが急激に増大することがなくなり、操作性が向上する。
【００２９】
請求項３の発明によれば、第２のシール部及び拡幅部材が下降運動を停止した後、補助部材が更に下降し、拡幅部材を第２のシール部の内面との間に強制的に誘導するときに、拡幅部材が球体または円柱体であるので、誘導されて移動するときに回転でき、また、補助部材に接触する面積が少なくなるので移動抵抗が少なくなり、閉弁に際してのトルクが急激に増大することがなく、操作性が向上する。
また拡幅部材が第２のシール部の先端方向に位置しているので、第２のシール部の下降の途中に拡幅力が働かないため、閉弁に際してのトルクが急激に増大することがなく、操作性が向上する。
【００３０】
請求項４の発明によれば、拡幅部材が補助部材の外側に常時位置しているので、拡幅部材を補助部材によって第２のシール部の内面との間に誘導することが確実に行われるようになり、第２のシール部を膨出させて弁箱内周壁に圧着させて止水することに対しての信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における弁体の部分的縦断面を含む側面図である。
【図２】同じく、１−１縦断面図であって、左側は開弁状態を示し、右側は閉弁状態を示している。
【図３】同じく、２−２横断面図であって、（ａ）は拡幅部材が球体の場合であり、（ｂ）は拡幅部材が円柱体の場合である。
【図４】従来の仕切弁の縦断面図であって、左側は開弁状態を示し、右側は閉弁状態を示している。
【符号の説明】
１          弁体
２          支持部材
２ａ        係合溝
２ｂ        スピンドル孔
３          補助部材
３ａ        テーパ面
３ｂ        溝
４          対向板
５          ねじコマ
６          シール部
６ａ        第１シール部
６ｂ        第２シール部
６ｃ        係止部
６ｄ        収容溝
７          拡幅部材
８          ねじスピンドル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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