(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体管に穿設された貫通孔からその流体管内に出入りする弁体が、前記貫通孔における弁体周囲をシールする第１シール部材と、流体管内周壁をシールする変形可能な第２シール部材と、該第１シール部材および第２シール部材を支持する支持部材と、からなる仕切弁において、
前記支持部材の下部には前記第１シール部材を取り付ける凹部と、前記第２シール部材を管軸方向より挟持する一対の対向板と、該対向板間に位置し、前記第２シール部材を押圧する押圧部と、該押圧部の内側から前記一対の対向板と前記第２シール部材で形成される内部に延びる突出部とが一体に設けられ、前記対向板の幅が貫通孔よりも小さく、かつ該対向板の先端部が流体管の内径より小径の円弧状に形成されていると共に、前記一対の対向板と第２シール部材で形成される内部に配置され、前記支持部材の突出部が押圧する膨出部材を設け、前記第２シール部材の先端側には前記流体管内周壁の２箇所に当接する当接部を有し、該当接部間を直線状に切り欠かれ、前記膨出部材によって前記流体管内周壁に向かって膨出される切欠部が設けられており、
前記弁体は、閉弁の移動に際し、前記第２シール部材の当接部が流体管内周壁に当接し、該内壁との間に一時的に通水部を形成し、前記支持部材の更なる移動に伴い前記押圧部および前記膨出部材により圧縮され第２シール部材が変形して前記通水部を閉塞することを特徴とする仕切弁。
【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、流体管に対して進退移動する弁体を有する仕切弁であって、前記弁体は貫通孔及び流体管内周壁をシールするための変形可能なシール部を支持している支持部材が移動す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５に示すように、既設の流体管に穿設された貫通孔より流体管内に弁体を挿入あるいは引き出すことにより管路を閉開する形式のものがあり、この場合、既設の流体管Ａに貫通孔Ｂが設けられていて、この貫通孔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が形成された分割ケース体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、貫通孔Ｂをシールするためのゴム製で環状の第１のシール部材Ｉと、流体管内周壁Ｊをシールするためのゴム製で下端面が流体管の内径とほぼ等しい径の円弧状に形成され、Ｕ字形の半径方向に変形可能な第２のシール部材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のシール部材Ｉ、Ｋを伴って徐々に下降し、やがて第２のシール部材Ｋの湾曲した下端面が流体管内周壁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のシール部材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、流体管内周壁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のシール部材Ｋのシール面、すなわち下端面と左右両側面を流体管内周壁Ｊに十分な力で圧着させ、そして、これと同時に第１のシール部材Ｉを貫通孔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】
上述した従来の仕切弁は、第２のシール部材の下端面が流体管の内径とほぼ等しい径の円弧状に形成されているので、閉じ終わりや開き始めにおいては、わずかな弁体の移動距離の変化で通水面積が大きく変化するため、流速が大きく変動する。閉弁あるいは開弁時にその操作が急激に行われると流速の変化が更に大きくなり圧力波が伝播運動を起こし、圧力上昇や圧力降下が急激に生じる水撃圧が発生し、第２のシール部材が損傷することがあり、弁体を閉じても止水が十分に行われないという事故が起きることがあった。
【０００５】
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、水撃圧の発生を抑えた仕切弁を提供する点にある。
【０００６】
【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、流体管に穿設された貫通孔からその流体管内に出入りする弁体が、前記貫通孔における弁体周囲をシールする第１シール部材と、流体管内周壁をシールする変形可能な第２シール部材と、該第１シール部材および第２シール部材を支持する支持部材と、からなる仕切弁において、
前記支持部材の下部には前記第１シール部材を取り付ける凹部と、前記第２シール部材を管軸方向より挟持する一対の対向板と、該対向板間に位置し、前記第２シール部材を押圧する押圧部と、該押圧部の内側から前記一対の対向板と前記第２シール部材で形成される内部に延びる突出部とが一体に設けられ、前記対向板の幅が貫通孔よりも小さく、かつ該対向板の先端部が流体管の内径より小径の円弧状に形成されていると共に、前記一対の対向板と第２シール部材で形成される内部に配置され、前記支持部材の突出部が押圧する膨出部材を設け、前記第２シール部材の先端側には前記流体管内周壁の２箇所に当接する当接部を有し、該当接部間を直線状に切り欠かれ、前記膨出部材によって前記流体管内周壁に向かって膨出される切欠部が設けられており、
前記弁体は、閉弁の移動に際し、前記第２シール部材の当接部が流体管内周壁に当接し、該内壁との間に一時的に通水部を形成し、前記支持部材の更なる移動に伴い前記押圧部により圧縮され第２シール部材が変形して前記通水部を閉塞す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、支持部材は貫通孔から流体管の内部に進入し、通水面積を徐々に減少させながら移動する。やがて、当接部が第２シール部材と流体管内周壁との間に通水部を形成して流体管内周壁に当接し、第２シール部材の下降運動が停止する。この状態では第２シール部材と流体管内周壁との間に形成された通水部を介して流体が流れており、更なる弁体の閉弁移動に伴ってこの通水部が、第２シール部材の変形により徐々に閉塞されることによって、通水面積の変化を緩慢に行なえる。したがって、流速の急激な変化を抑えることができ、水撃圧の発生が抑制される。
【０００７】
前記第２シール部材の先端側には前記流体管内周壁の２箇所に当接する当接部を有し、該当接部間を直線状に切り欠かれ、前記膨出部材によって前記流体管内周壁に向かって膨出される切欠部が設けられているので、当接部が流体管内周壁に当接して下降運動を停止したときに、円形の流体管内周壁とその円形に対して弦となる切欠部との間に通水部が形成され、更に支持部材が下降すると、第２シール部材は圧縮されて変形し、下方に移動して通水部を徐々閉塞する。従って、仕切弁の閉止間際での急激な通水面積の減少を緩和することができ、水撃圧の発生を抑止することができる。
【０００８】
前記一対の対向板と第２シール部材で形成される内部に膨出部材が配置されているので、前記支持部材が閉弁方向に移動することによって、前記膨出部材が第２シール部材の切欠部を流体管内周壁に向かって膨出させ、通水部を確実に閉塞することができ、止水性能が向上する。また、膨出部材が第２シール部材を直接変形させるので、弁体の操作トルクの増大を防ぐことができ、操作性が向上する。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１、２、３には、本発明の弁体１の第１実施例が示されている。この弁体１は、支持部材２と、後記第２シール部材３ｂを管軸方向より挟み込む一対の対向板４と、支持部材２を上下動させるねじスピンドル６が螺合されているねじコマ５と、流体管８に穿設された貫通孔９をシールする第１シール部材３ａと流体管８内周壁をシールする第２シール部材３ｂとからなるゴム製のシール部材３と、シール部材３の内側に配置された膨出部材７とで構成されている。
【００１２】
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、下部には、第１シール部材３ａが取り付けられる凹部２ｂと第２シール部材３ｂを押圧する押圧部２ｃが形成され、第２シール部材３ｂ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おり、内部にはねじスピンドル６が挿通するスピンドル孔２ｄが設けられている。
【００１３】
対向板４、４の間には、第２シール部材３ｂの内側への膨出を防ぎ、膨出部材を押圧する突出部２ｅが設けられている。
【００１４】
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６が螺入されており、ねじスピンドル６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。
【００１５】
対向板４は、その幅が貫通孔９よりも小さく、その先端部は、流体管８の内径より小径の円弧状に形成されている。
【００１６】
ゴム製のシール部材３は、支持部材２の下部に設けられた凹部２ｂに取り付けられ貫通孔９の周囲をシールする第１シール部材３ａと、対向板４、４に挟持され流体管８内周壁をシールするＵ字形の第２シール部材３ｂとからなる。第１シール部材３ａは、閉弁時に貫通孔９を密封するために、貫通孔９の形状に相応した形に形成されている。
【００１７】
第２シール部材３ｂは、非圧縮状態ではその幅は貫通孔９よりも若干小さく、貫通孔からの挿通が可能となっており、その長さは流体管８の内径よりも長く、先端部には、ねじスピンドル６に対してほぼ垂直な切欠部３ｃが形成され、切欠部３ｃと側面の交点に当接部３ｄが設けられている。
【００１８】
膨出部材７は、管軸方向視が逆二等辺三角形で、管軸方向の厚さが対向板４、４の間隔とほぼ同じに設けられた三角柱に形成され、支持部材２の下部で対向板４、４と第２シール部材３ｄのＵ字形の内部に配置される。
【００１９】
次にこの実施例の作用を説明する。
【００２０】
開弁状態では、弁体１は流体管８の外に配置されており、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６を回転させて弁体１を下降させると、支持部材２が貫通孔９より流体管８に進入し、流体管８内の通水面積を徐々に減少させながら下方に移動する。
【００２１】
通水面積が減少するに伴って流速が速くなり、圧力の低下が起きてくる。第２シール部材３ｂの下部両端の当接部３ｄが流体管８内周壁に当接して第２シール部材３ｂの下降運動が停止し、第２シール部材３ｂの切欠部３ｃと流体管８内周壁との間に通水部１０が形成される。
【００２２】
それ以後は、支持部材２がねじスピンドル６の回転に応じて下降し、第２シール部材３ｂを支持部材２の下部に設けられた押圧部２ｃで圧縮する。また、第２シール部材３ｂの中に配置された膨出部材７が支持部材２の下部に設けられた突出部２ｅの下端部で下方に押圧され、切欠部の中央を押圧する。押圧部２ｃ及び膨出部材７により圧縮され第２シール部材３ｂが次第に変形し、通水部１０を閉塞するように移動する。
【００２３】
シール部材３の第２シール部材３ｂは、徐々に押し下げられると同時に横方向へ、すなわち流体管８内周壁に向かって膨出させられる。こうして、シール部材３の第２シール部材３ｂが、流体管８内周壁に対して圧着されると、それと同時に第１シール部材３ａが、貫通孔９の周縁部に対して同様に圧着されるようになり閉弁が完了する。
【００２４】
通水部１０が支持部材２の移動に伴う第２シール部材３ｂの変形及び移動により閉塞され、通水面積の減少が緩慢に行われる。したがって、急激な流速の変化が防止されるので水撃圧の発生が抑止される。
【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６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、シール部材３の第２シール部材３ｂ両側及び下部のシール面が流体管８の周壁のから離れ、同時に、第１シール部材３ａも貫通孔９から離れ、閉塞されていた通水部１０が現れる。ねじスピンドル６の回転に会わせて、支持部材２、すなわち弁体１も同様に上昇し、当接部３ｄが流体管８の内周壁より離れ、通水面積が徐々に拡大し、弁体１が流体管８から外に出て開弁が終了する。
【００２６】
図４は、本発明の弁体１の第２実施例が示されている。この弁体１は、第１実施例とほぼ同様に構成されており、切欠部３ｃが２箇所設けられ、膨出部材７が省略された点で異なる。
【００２７】
第２シール部材３ｂは、下端中央に当接部３ｄが形成され、その両側に所定の角で切欠部３ｃが設けられており、他は第１実施例と同様に構成されている。
【００２８】
この実施例の作用もほぼ第１実施例と同様であり、仕切弁を閉弁させるために、ねじスピンドル６を回転させて弁体１を下降させると、支持部材２が貫通孔９より流体管８に進入し、流体管８内の通水面積を徐々に減少させながら下方に移動し、第２シール部材３ｂの下部中央の当接部３ｄが流体管８内周壁底部に当接して第２シール部材３ｂの下降運動が停止し、第２シール部材３ｂの切欠部３ｃと流体管８内周壁との間に通水部１０が２箇所に形成される。
【００２９】
それ以後は、支持部材２がねじスピンドル６の回転に応じて下降し、第２シール部材３ｂを支持部材２の下部に設けられた押圧部２ｃで圧縮し、第２シール部材３ｂが次第に変形し、通水部１０を閉塞するように移動する。第２シール部材３ｂは、徐々に押し下げられると同時に横方向へ、すなわち流体管８内周壁に向かって膨出させられ、第２シール部材３ｂが、流体管８内周壁に対して圧着されると、それと同時に第１シール部材３ａが、貫通孔９の周縁部に対して同様に圧着されるようになり閉弁が完了する。
【００３０】
２箇所に設けられた通水部１０が支持部材２の移動に伴う第２シール部材３ｂの変形及び移動により閉塞され、通水面積の減少が緩慢に行われるので、急激な流速の変化が防止され、水撃圧の発生が抑止される。
【００３１】
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。
【００３２】
実施例では、膨出部材は切欠部を下方に押圧するものであったが、第２シール部材の側方を押圧するものを組み合わせても良い。
【００３３】
また、膨出部材が設けられているが、膨出部材を用いなくてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、仕切弁を閉弁させるために、弁体を下降させると、支持部材は貫通孔から流体管の内部に進入し、通水面積を徐々に減少させながら移動する。やがて、当接部が第２シール部材と流体管内周壁との間に通水部を形成して流体管内周壁に当接し、第２シール部材の下降運動が停止する。この状態では第２シール部材と流体管内周壁との間に形成された通水部を介して流体が流れており、更なる弁体の閉弁移動に伴ってこの通水部が、第２シール部材の変形により徐々に閉塞されることによって、通水面積の変化を緩慢に行なえる。したがって、流速の急激な変化を抑えることができ、水撃圧の発生が抑制される。
【００３５】
また、当接部が流体管内周壁に当接して下降運動を停止したときに、円形の流体管内周壁とその円形に対して弦となる切欠部との間に通水部が形成され、更に支持部材が下降すると、第２シール部材は圧縮されて変形し、下方に移動して通水部を徐々閉塞するので、仕切弁の閉止間際での急激な通水面積の減少を緩和することができ、水撃圧の発生を抑止することができる。
【００３６】
また、一対の対向板と第２シール部材で形成される内部に膨出部材が配置されているので、前記支持部材が閉弁方向に移動することによって、前記膨出部材が第２シール部材の切欠部を流体管内周壁に向かって膨出させ、通水部を確実に閉塞することができ、止水性能が向上する。また、第２シール部材を直接変形させる膨出部材が設けられるので、弁体の操作トルクの増大を防ぐことができ、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における弁体の縦断正面図である。
【図２】同じく、横断面図である。
【図３】同じく、閉弁状態の縦断正面図である。
【図４】本発明の第２実施例における弁体の縦断正面図である。
【図５】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        凹部
２ｃ        押圧部
２ｄ        スピンドル孔
２ｅ        突出部
３          シール部材
３ａ        第１シール部材
３ｂ        第２シール部材
３ｃ        切欠部
３ｄ        当接部
４          対向板
５          ねじコマ
６          ねじスピンドル
７          膨出部材
８          流体管
９          貫通孔
１０        通水部
【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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