(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第１シール部と、流体管内周壁をシールする変形可能な第２シール部と、前記第１シール部および第２シール部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シール部が取り付けられる凹部と、前記第２シール部を管軸方向より挟持する一対の閉止板と、該閉止板間に位置し、前記第２シール部を押圧する押圧部とが一体に設けられ、前記閉止板の幅が貫通孔よりも小さく、かつ当該閉止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、前記第２シール部の中央下部には当該第２シール部の非圧縮状態で前記閉止板に重ならない位置に通水孔が設けられており、前記弁体の下降移動によって前記第２シール部を流体管内壁に当接させ、その後の下降による圧縮で前記通水孔を閉塞すると共に、前記閉止板が閉塞された前記通水孔を覆うことを特徴とする仕切弁。
【請求項２】
前記通水孔が、弁体の移動方向に対して異なる位置に複数設けられている請求項１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。
【従来の技術】
従来の仕切弁には、図５に示すように、既設の流体管に孔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Ｉと、流体管内周壁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。
【０００２】
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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記仕切弁は流量を調整するものではないので中間開度での使用をされることはないが、前記閉弁過程において、弁の開度が減少してくると上流では圧力が若干上昇し、下流では圧力低下の部分が生じる。低下した圧力の値がそのときの流体の飽和蒸気圧力付近になると流体中に気泡が現れはじめ、この気泡が大きくなると空洞となり、下流で圧力低下が回復するとこの空洞が崩壊していくキャビテーションが発生することがある。弁体の周辺部付近と弁体の中央部付近での圧力不均衡がこのキャビテーションを誘発し、キャビテーションの発生によって衝撃音や衝撃圧あるいは振動が発生することにより第２のシール部が損傷し、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。
【０００４】
また、このような仕切弁にあっては、弁の閉じ終わりや開き始めの部分においては、わずかな開度の変化で通水面積が大きく変化するため、流速が大きく変化する。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、キャビテーションと同様に第２のシール部が損傷する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、キャビテーションや水撃圧の発生を抑えるとともに、確実な密封機能を有する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第１シール部と、流体管内周壁をシールする変形可能な第２シール部と、前記第１シール部および第２シール部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シール部が取り付けられる凹部と、前記第２シール部を管軸方向より挟持する一対の閉止板と、該閉止板間に位置し、前記第２シール部を押圧する押圧部とが一体に設けられ、前記閉止板の幅が貫通孔よりも小さく、かつ当該閉止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、前記第２シール部の中央下部には当該第２シール部の非圧縮状態で前記閉止板に重ならない位置に通水孔が設けられており、前記弁体の下降移動によって前記第２シール部を流体管内壁に当接させ、その後の下降による圧縮で前記通水孔を閉塞すると共に、前記閉止板が閉塞された前記通水孔を覆う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進入し、通水面積を徐々に減少させながら下降する。やがて、第２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シール部の下降運動が停止する。この状態では第２シール部の両側部と内周壁との隙間および通水孔に流体が流れ、通水部が弁体の周辺部と中央部に分散されるので、弁体の下流側での圧力の不均衡が是正される。こうして、第２シール部のシール面が、流体管内周壁に対して圧着され、通水孔の閉塞が完了すると、それと同時に第１シール部が、図示しない貫通孔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。すなわち、弁体の移動に伴って閉塞される通水孔が弁体に設けられていることによって、弁体の下流側の圧力不均衡が改善され、また、通水面積の変化を緩慢に行なえる。したがって、キャビテーションや水撃圧の発生が抑制されるとともに、これと同時に閉弁時にあっては、上流、下流間および流体管に穿けられた貫通孔を確実に密封封止できることになる。
【０００７】
また、第２シール部には弁体の下降移動により第２シール部を流体管内壁に当接させ、その後の下降による圧縮で閉塞する通水孔が設けられているので、第２シール部が流体管内周壁の底部に当接して下降運動を停止した後に、支持部材が更に下降し、第２シール部を圧縮して通水孔を徐々に変形させて閉塞するので、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。また、通水孔を閉塞する構造が単純なので、動作の信頼性が高く、確実に水撃圧の抑止を行なえる。
【０００８】
また、支持部材には一対の閉止板が設けられており、弁体の下降移動によって、前記一対の閉止板が弁体の上、下流側で前記通水孔を覆うようになっているので、圧縮力で閉塞される通水孔が閉止板によって補助的に閉塞されるため、通水孔を確実に閉塞することができ、止水性能が向上する。
【０００９】
前記通水孔が、弁体の移動方向に対して異なる位置に複数設けられているのが好ましい。
このようにすると、第２のシール部が下降運動を停止した状態での流体の通水部が、異なる位置に複数あるので、弁体の下流側での圧力不均衡が改善され、キャビテーションの発生が抑制される。また、各通水孔が圧縮されて変形し閉塞するのに時間な差が生じ、閉弁が緩やかに行われるようになり水撃圧の発生が抑止される。
【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３ｂを管軸方向より挟み込む一対の閉止板４（閉止部）と、支持部材２を上下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、貫通孔をシールする第１シール部３ａと流体管内周壁をシールする第２シール部３ｂとからなるゴム製のシール部３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。
支持部材２の下部には、第１シール部３ａが取り付けられる凹部２ｂと第２シール部３ｂを押圧する押圧部２ｃが形成され、第２シール部３ｂを挟持する閉止板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。
【００１２】
支持部材２の内部には、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】
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。
【００１４】
閉止板４は、その幅が貫通孔よりも小さく、その先端部は、流体管Ａの内径より小径の円弧状に形成され、通水孔７を第２シール部押圧完了時に閉塞できる大きさに設けられている。
【００１５】
ゴム製のシール部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をシールする第１シール部３ａと、閉止板４、４に挟持され流体管内周壁をシールするＵ字形の第２シール部３ｂとからなる。第１シール部３ａは、閉弁時に図示しない貫通孔を密封するために、貫通孔の形状に相応した形状に形成されている。
【００１６】
第２シール部３ｂは、非圧縮状態ではその幅は貫通孔よりも若干小さく、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Ａの内径よりも長く、先端部は流体管内径とほぼ等しい円弧状に形成されている。
【００１７】
第２シール部３ｂの中央下部には、管軸に平行で、弁体１の上、下流側に通水が可能な通水孔７が形成されている。通水孔７は、第２シール部３ｂが非圧縮状態では閉止板４に重ならない位置に設けられている。
【００１８】
次にこの実施例の作用を説明する。
まず、開弁状態では、弁体１は流体管の外に配置され、通水孔７は閉止板４より下方に位置し開口している。
【００１９】
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が貫通孔より流体管に進入し、流体管内の通水面積を徐々に減少させながら移動する。通水面積が減少するに伴って流速が大きくなり、圧力の低下が起きてくる。シール部３の第２シール部３ｂの下端面が、図示しない流体管内周壁の底部に当接して、第２シール部３ｂの下降運動が停止すると、通水部は第２シール部３ｂの両側部と通水孔７となる。
【００２０】
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。この場合、圧縮により通水孔７が次第に押しつぶされるように変形し、閉塞される。また、閉止板４が支持部材２とともに下降するので閉塞した通水孔７を覆い隠すような位置になり止水を確実に行なう。
【００２１】
通水孔７が第２シール部３ｂの中央下部に設けられているので通水個所が３箇所になり弁体下流側での圧力の不均衡が従来に比べて減少され、また、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るのでキャビテーションの発生や水撃圧の発生が抑止される。
【００２２】
シール部３の第２シール部３ｂ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流体管周壁の両側部に向かって膨出させられる。こうして、シール部３の第２シール部３ｂが、図示しない流体管周壁に対して圧着されると、それと同時にシール部３の第１シール部３ａが、図示しない貫通孔の周縁部に対して同様に力で圧着されるようになり閉弁が完了する。
【００２３】
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３の第２シール部３ｂ両側のシール面が図示しない流体管周壁の両側部から離れ、同時に、第１シール部３ａも貫通孔から離れ、また,圧縮によって閉塞されていた通水孔７も徐々に開口してくる。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、通水面積が徐々に拡大して開弁が終了する。
【００２４】
図４は本発明の弁体１の第２実施例を示し、通水孔が複数設けられたものである。弁体の構造は、ほぼ第１実施例と同じであり、シール部３の第２シール部３ｂの設けられた通水孔7が異なっている。
【００２５】
通水孔７は、第２シール部３ｂの中央下部に１つ設けられ、その左右両側の上方で、開弁状態において閉止板４に重ならない位置に２つ形成されている。
【００２６】
この弁体の作用も第１実施例とほぼ同様であり、通水孔７が複数設けられており、通水部がより分散されるので弁下流側における圧力の不均衡はよりいっそう是正される。また、移動方向に対する通水孔７の位置が異なるので、圧縮されて閉塞するときに中央に位置する通水孔7項から始まり、時間差で閉塞が進行するので急激な流速の変化を抑制することができる。したがって、キャビテーションの発生や水撃圧の発生が抑止される。
【００２７】
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。
【００２８】
実施例では、通水孔は第２シール部に設けられていたが、閉止板に設けて、圧縮された第２シール部の内側で閉塞する構造にしてもよい。
【００２９】
【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進入し、通水面積を徐々に減少させながら下降する。やがて、第２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シール部の下降運動が停止する。この状態では第２シール部の両側部と内周壁との隙間および通水孔に流体が流れ、通水部が弁体の周辺部と中央部に分散されるので、弁体の下流側での圧力の不均衡が是正される。こうして、第２シール部のシール面が、流体管内周壁に対して圧着され、通水孔の閉塞が完了すると、それと同時に第１シール部が、図示しない貫通孔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。すなわち、弁体の移動に伴って閉塞される通水孔が弁体に設けられていることによって、弁体の下流側の圧力不均衡が改善され、また、通水面積の変化を緩慢に行なえる。したがって、キャビテーションや水撃圧の発生が抑制されるとともに、これと同時に閉弁時にあっては、上流、下流間および流体管穿けられた貫通孔を確実に密封封止できることになる。
【００３０】
また、第２シール部が流体管内周壁の底部に当接して下降運動を停止した後に、支持部材が更に下降し、第２シール部を圧縮して通水孔を徐々に変形させて閉塞するので、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。また、通水孔を閉塞する構造が単純なので、動作の信頼性が高く、確実に水撃圧の抑止を行なえる。
【００３１】
また、圧縮力で閉塞される通水孔が閉止板によって補助的に閉塞されるため、通水孔を確実に閉塞することができ、止水性能が向上する。
【００３２】
請求項２の発明によれば、第２シール部が下降運動を停止した状態での流体の通水部が、異なる位置に複数あるので、弁体の下流側での圧力不均衡が改善され、キャビテーションの発生が抑制される。また、各通水孔が圧縮されて変形し閉塞するのに時間な差が生じ、閉弁が緩やかに行われるようになり水撃圧の発生が抑止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における弁体の縦断正面図であって、左側は開弁状態を示し、右側は閉弁状態を示している。
【図２】同じく、開弁状態の１−１縦断面図である。
【図３】同じく、閉弁状態の１−１縦断面図である。
【図４】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
３          シール部
３ａ        第１シール部
３ｂ        第２シール部
４          閉止板（閉止部）
５          ねじコマ
６          ねじスピンドル
７          通水孔
【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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