JP2004003579A - 弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】弁頭部における隙間形成部を無くし、かつ、軸受とこれにより支持される部分との間の隙間を遮蔽することができる弁装置を提供する。
【解決手段】内部流体通路３の両端に第１接続口３ａ及び第２接続口３ｂが設けられた弁枠体２と、弁枠体２の内部にスライド可能に設けられた軸部材５と、軸部材５の先端部に取付けられる弁体１０と、軸部材５をスライド自在に支持する軸受６と、軸部材５をスライドさせるスライド機構４とを備え、弁体１０は、第１接続口３ａへの接近スライドにより周縁部３ｃに当接して閉弁状態にする弁頭部１１、および弁頭部１１から軸受６側に延出されて軸受６と軸部材５との摺接する部分を内部流体通路３から区画するように端部が固定され、軸部材５のスライドに伴って変形する円筒状シール部１２を有し、シール部１２および弁頭部１１が合成樹脂で一体に形成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】内部流体通路３の両端に第１接続口３ａ及び第２接続口３ｂが設けられた弁枠体２と、弁枠体２の内部にスライド可能に設けられた軸部材５と、軸部材５の先端部に取付けられる弁体１０と、軸部材５をスライド自在に支持する軸受６と、軸部材５をスライドさせるスライド機構４とを備え、弁体１０は、第１接続口３ａへの接近スライドにより周縁部３ｃに当接して閉弁状態にする弁頭部１１、および弁頭部１１から軸受６側に延出されて軸受６と軸部材５との摺接する部分を内部流体通路３から区画するように端部が固定され、軸部材５のスライドに伴って変形する円筒状シール部１２を有し、シール部１２および弁頭部１１が合成樹脂で一体に形成されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば清浄性が要求される食品、薬品等の流体を対象とした通路の連結に好適に用いられる弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した弁装置として、例えばサニタリー用継手が知られている。この継手は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、内部流体通路１０２を有する雌継手１０１と、内部流体通路１１２を有する雄継手１１１とが用いられ、内部流体通路１０２および１１２はそれぞれ別の流体通路に接続される。雌継手１０１は、その上端に突き合わせ面１０１ａを有し、雄継手１１１はその下端に突き合わせ面１１１ａを有し、これら両突き合わせ面１０１ａ、１１１ａは互いに同一軸線上で突き合わされる。突き合わせ後、雌継手１０１に設けた弁体１０３を弁座１０４から離れるようにスライドさせるとともに、雄継手１１１に設けた弁体１１３を弁座１１４から離れるようにスライドさせ、これによりそれぞれの内部流体通路１０２、１１２が連通する接続状態（図６（ｂ）の状態）になる。逆に、弁体１０３を弁座１０４に、弁体１１３を弁座１１４にそれぞれ接触させることで遮断され、かつ両突き合わせ面１０１ａ、１１１ａを互いに離すことで、内部流体通路１０２、１１２がそれぞれ切離された状態（図６（ａ）の状態）になる。
【０００３】
前記弁体１０３および１１３は、それぞれに設けられた軸部１０５および１１５と、これら軸部１０５および１１５をそれぞれ支持する軸受１０６および１１６とによりスライド可能に支持されており、軸部１０５の途中に設けたフランジ１０７と軸受１０６との間が可撓性膜１０８にて覆われ、かつ軸部１１５の途中に設けたフランジ１１７と軸受１１６との間が可撓性膜１１８にて覆われている。前記可撓性膜１０８および１１８は、内部流体通路１０２、１１２が連通する接続状態のとき、軸部１０５、１１５と軸受１０６、１１６との摺動部分である隙間に、移送される流体が入って残るのを防止するために設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した可撓性膜１１８は、図６および図７（雄継手１１１側を示す）に示すように、軸部１１５を２分割した一方の分割軸部１１５ａとフランジ１１７との間に、他方の分割軸部１１５ｂにて押圧した状態で挟み込まれて設けられており、もう一方の可撓性膜１０８も同様にして設けられている。この構成を採用するのは、可撓性膜１０８等の端部を軸部に直接固着することが困難である故に、軸部を分割してその間を固着部として用いるためである。
【０００５】
したがって、従来の継手による場合には、分割軸部１１５ａ等とフランジ１１７等との接合部Ｘが内部流体通路１１２等に露出しているため、その接合部Ｘに、移送される流体が入り込んで残る虞があり、改善の余地があった。
【０００６】
また、弁体１０３、１１３は、先端の弁頭部１０３ａ、１１３ａの周囲に、弁座１０４、１１４に当接するリング状の当接部材１０３ｂ、１１３ｂが別部材により取付けられているため、弁頭部１０３ａ、１１３ａに当接部材１０３ｂ、１１３ｂとの間で生じる隙間形成部が存在し、その隙間形成部でも移送される流体が入り込んで残る虞があり、改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、弁頭部における隙間形成部を無くし、かつ、軸受とこれにより支持される部分との間の隙間を簡潔な構造で遮蔽することができる弁装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る弁装置は、内部流体通路の一端に第１接続口が、その他端に第２接続口がそれぞれ設けられた弁枠体と、該弁枠体の内部に、該第１接続口に対して接離する方向へスライド可能に設けられた軸部材と、該軸部材の先端部に取付けられる弁体と、該軸部材の途中をスライド自在に支持する軸受と、該軸部材をスライドさせるスライド機構とを備え、上記弁体は、軸部材の第１接続口への接近スライドにより該第１接続口の周縁部に当接して第１接続口を閉弁状態にする弁頭部と、該弁頭部から軸受側に延出されて該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するように端部が固定されかつ軸部材のスライドに伴って変形する筒状シール部とを有し、該シール部と該弁頭部の少なくとも表層部とが合成樹脂で一体に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この弁装置にあっては、弁頭部の表層部から軸受側に延出されて端部が固定された筒状シール部までが一体形成されているので、弁頭部における隙間形成部を無くすことが可能となる。また、筒状シール部が該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するので、軸受とこれにより支持される部分との摺接する部分が遮蔽される。更に、弁体は、その外側全体が隙間の無い一体構造となっていて、袋状に形成されているので、筒状シール部の開口端部のみを固定すればよく、固定箇所を少なくすることが可能な簡潔な構造となる。
【００１０】
請求項２の発明に係る弁装置は、請求項１に記載の弁装置において、前記シール部は、その両端部よりも途中部分が小径であって内側へ湾曲して形成され、軸部材の第１接続口からの離隔スライドに伴ってその途中部分が内側に湾曲変形することを特徴とする。
【００１１】
この弁装置にあっては、軸部材のスライドに伴って筒状シール部の湾曲変形する途中部分から一端までの距離が変化すると、当然ながら途中部分から他端までの距離も変化する。つまり、両端間の距離変化に応じて途中部分を挟む両側の傾きが変化するため、軸部材のスライド量を大きく設計することが可能となる。また、離隔スライドに伴って途中部分が小径かつ内側に湾曲するので、開弁状態における内部流体通路の有効断面積を大きくしつつ、弁枠体の外径を小さくすることができる。
【００１２】
請求項３の発明に係る弁装置は、請求項１または２に記載の弁装置において、前記弁頭部は、前記合成樹脂からなる表層部の背面側に、該表層部で覆われるように設けられた非可撓性の背面部を有することを特徴とする。
【００１３】
この弁装置にあっては、弁体弁頭部が第１接続口の周縁部に当接する閉弁時に、弁頭部の非可撓性背面部が第１接続口の周縁部からの力を受けるので、長時間閉弁状態にあっても弁頭部における合成樹脂製表層部の周縁部が第１接続口の周縁部により背面側に押されて背面側に垂れるように変形する変形量が低減される。
【００１４】
請求項４の発明に係る弁装置は、請求項３に記載の弁装置において、前記弁頭部の表層部よりも背面側であって、この弁頭部が第１接続口の周縁部に当接する箇所に、該周縁部への当接により該表層部が押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
ここで、変形許容部として、空洞、或いはシール部よりも軟質な材料からなる部材などが該当する。
【００１６】
この弁装置にあっては、第１接続口の周縁部に当接する箇所に変形許容部が設けられているので、弁体弁頭部の表層部が変形し易くなり、弁体の第１接続口周縁部への当接力を小さくしても閉弁状態の確保が可能であるため、スライド機構を小型化できる。
【００１７】
請求項５の発明に係る弁装置は、請求項３または４に記載の弁装置において、前記表層部は前記シール部よりも内径の大きい部分を有し、前記背面部は軸方向と直交する方向に分割されていて上記表層部の内側で組立可能な構造となっていることを特徴とする。
【００１８】
この弁装置にあっては、表層部の内側よりもシール部が狭いので、表層部の内側に非可撓性の背面部を入れることは困難であるものの、その背面部が軸方向と直交する方向に分割されていれば、各分割部分を表層部の内側に入れることができ、しかも背面部が組立可能に構成されていれば、表層部の内側で組立られるので、弁体弁頭部の表層部内に非可撓性の背面部を取付けることが可能となる。
【００１９】
ここで、分割方向としての軸方向と直交する方向とは、軸方向と直交する方向は勿論のこと、軸心回りの方向も含んでいる。よって、軸心回りに放射状に分割してもよい。
【００２０】
請求項６の発明に係る弁装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の弁装置において、前記シール部は、軸部材の離隔スライドに伴って弁体が第１接続口を開弁状態とする後退限位置にあるとき、前記弁頭部に繋がる部分より軸受側が連続して軸受側寄りに位置する構成となっていることを特徴とする。
【００２１】
この弁装置にあっては、軸部材の離隔スライドに伴って弁体が後退限位置にあるとき、シール部は弁頭部に繋がる部分より軸受側が連続して軸受側寄りに位置し、つまり弁頭部側への折り返しが無いので、流体が溜まり難くなって残留することを防止でき、また洗浄性に優れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき具体的に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の弁装置を適用したサニタリー用の継手を示す縦断面図であり、閉弁状態を示す。図２はその継手が開弁状態となっているときを示す縦断面図である。
【００２４】
この継手１は、内部流体通路３を有する弁枠体２と、スライド機構４によりスライドされる軸部材５と、その軸部材５の途中を支持する軸受６と、軸部材５の先端部に取付けられた弁体１０とを備える。
【００２５】
弁枠体２には、内部流体通路３の一端（上側）に第１接続口３ａが、その他端（右側）に第２接続口３ｂがそれぞれ設けられている。第１接続口３ａは、例えば移送先（または移送元）に繋がった別の継手（図示せず）に、着脱可能な状態で連結され、第２接続口３ｂは、例えば移送元（または移送先）に繋がったホース等の配管（図示せず）に連結される。
【００２６】
上記軸部材５は、弁枠体２の内部に設けられ、基端側に設けられたスライド機構４により第１接続口３ａに対して接離する方向へスライド可能となっている。軸部材５の途中は、弁枠体２の内部に設けられた軸受６によりスライド自在に支持されている。スライド機構４は、例えば空気アクチュエータ、電磁石或いは手動ハンドル等の公知手段が用いられる。
【００２７】
上記弁体１０は、上述したように軸部材５の先端部に取付けられ、弁頭部１１と、弁頭部１１から軸受６側に延出された円筒状のシール部１２とを有する袋状のもので、全体が合成樹脂、例えばテフロン（ＰＴＦＥ：四フッ化エチレン樹脂）により一体成形にて形成されている。弁頭部１１は、軸部材５の第１接続口３ａへの接近スライドにより、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接して第１接続口３ａを閉弁状態にし（図１参照）、軸部材５の第１接続口３ａからの離隔スライドにより、第１接続口３ａの周縁部３ｃから離隔して第１接続口３ａを開弁状態にする（図２参照）。
【００２８】
上記弁頭部１１の最大径部１１ａよりも背面側の少し窄まった部分から軸受６側に、シール部１２が延出されていて、そのシール部１２の基端側は、開口端となっていて、その全周が弁枠体２と軸受６との間で固定（挟持）されて、軸受６と軸部材５との摺接する部分を内部流体通路３から区画しており、軸部材５のスライドに伴って変形する。そのシール部１２の変形は、本実施形態では、軸部材５の離隔スライドに伴って弁体１０が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置（図２に示す位置）にあるときに、内側になだらかに湾曲変形するようになっている。より詳細には、シール部１２は、閉弁状態においてはその上端および下端（基端）よりも途中部分が小径であって内側になだらかに湾曲しており、その状態から開弁状態になっても、途中部分の湾曲状態が大きくなるものの、上下端よりも内側になだらかに湾曲変形するようになっている。また、弁体１０が後退限位置にあるとき、シール部１２は弁頭部１１ａと繋がる部分より軸受６側が連続して軸受６側寄りに位置し、弁頭部１１ａ側へ折り返しされることがないように設計されている。
【００２９】
したがって、第１実施形態の継手１にあっては、弁体１０が、弁頭部１１から軸受６側に延出されて軸受６に固定された筒状シール部１２までが一体形成されているので、従来のようにリング状の当接部材（１０３ｂ、１１３ｂ）を使用することなく、弁頭部１１における隙間形成部を無くすことが可能となる。また、シール部１２が軸受６と軸部材５との摺接する部分を内部流体通路３から区画するので、軸受６とこれにより支持される軸部材５との摺接する部分を遮蔽することができる。更に、弁体１０は、その外側全体が隙間の無い一体構造となっていて、袋状に形成されているので、シール部１２の基端側の開口端部のみを固定すればよく、固定箇所を少なくすることが可能な簡潔な構造にすることができる。
【００３０】
また、シール部１２は、軸部材５の離隔スライドに伴って弁体１０が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置（図２に示す位置）にあるとき、内側になだらかに湾曲変形し、シール部１２は弁頭部１１ａと繋がる部分より軸受６側が連続して軸受６側寄りに位置し、弁頭部１１ａ側へ折り返しされることがないように設計されているので、流体が溜まり難くなって残留することを防止でき、また洗浄性に優れるものとなる。
【００３１】
また、軸部材５のスライドに伴って筒状シール部１２の湾曲変形する途中部分から一端（上端または下端（基端））までの距離が変化すると、当然ながら途中部分から他端（下端（基端）または上端）までの距離も変化する。つまり、両端間の距離変化に応じて途中部分を挟む両側の傾きが変化するため、軸部材５のスライド量を大きく設計することが可能となる。また、途中部分が両端よりも小径でかつ内側に湾曲するので、開弁状態における内部流体通路３の有効断面積を大きくしつつ、弁枠体２の外径を小さくすることができる。
【００３２】
ところで、上記テフロンは、伸び率がゴムなどに比べて非常に低い。このような合成樹脂を用い、筒状シール部に代えて、円錐状のダイアフラムをシール部として形成した場合は、軸部材５のスライド量が、例えば配管径の２５％に相当する寸法となるようにするには、配管径よりも遙かに大きい径のダイアフラムを要する。
【００３３】
そこで、本発明のように筒状シール部とすると、同径のダイアフラムに比べて伸縮長を長くすることができる。すなわち、筒状シール部を軸方向に伸ばすことで、伸縮する部分の距離が長くなり、テフロンのように伸び率が非常に低い樹脂等を用いても伸縮長が長くなる。よって、ダイアフラムよりも小径に形成することができる。また、両端よりも途中部分が内側に湾曲した鼓状にすると、より伸縮長が長くなる。
【００３４】
なお、自然流下のパイプラインを組み替える工場設備の場合には、上述のような弁装置が数十個まとめて同一平面上に設置される。このような工場設備において、本発明のように筒状シール部にすることで、ダイアフラムにする場合よりも小径とすることができるため、工場設備の設置面積を小さくすることが可能となる。
【００３５】
更に、シール部を筒状に形成することにより、筒状シール部の径を配管径とほぼ同径寸法にすることが可能となる。なお、ダイアフラムを折り曲げて使用することにより、ダイアフラム径を小さくすることが考えられるが、ダイアフラムの折り曲げ部が凹状になって、その部分に内部流体が残存して好ましくない。
【００３６】
第１実施形態の弁装置は、筒状シール部を用いるので、折り曲げた状態にすることなく開弁・閉弁状態にすることができ、前記凹状になる部分の発生を抑制して内部流体の残存を防止し、これにより洗浄性能、つまり内部流体を簡単に洗い流す性能および洗浄用流体の残留を減らす性能を向上させ得る。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。この弁装置は、弁体２０が第１実施形態と異なっていて、他の部分は第１実施形態と同一構造となっている。
【００３８】
上記弁体２０は、その弁頭部２１の表層部２１ａの背面側に、表層部２１ａで覆われて、例えばステンレス製等からなる非可撓性の背面部２２が設けられた構成となっており、表層部２１ａと円筒状のシール部２３とは一体の合成樹脂、例えばテフロンで形成されている。ここで、表層部２１ａとは、シール部２３と繋がった括れ部分よりも上の部分を言う。なお、本実施形態では背面部２２の背面まで合成樹脂からなる部分を設けているが、その部分は省略してもよい。
【００３９】
また、弁頭部２１の表層部２１ａよりも背面側であって、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所には、周縁部３ｃへの当接により表層部２１ａが押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部２４がリング状に設けられている。図３中の２２ａは、背面部２２に設けられた、リング状の変形許容部２４を入れる窪みである。上記変形許容部２４としては、シール部２３よりも軟質な材料、例えばゴム等からなる部材などが該当する。
【００４０】
なお、この弁体２０の作製は、例えばゴム等からなる変形許容部２４を取付けた非可撓性背面部２２を、成形用の金型の内部にセットし、その後で射出成形を実行することなどにより行われる。また、シール部２３は、第１実施形態のシール部１２と同一の形態で変形するように設計されている。
【００４１】
したがって、この第２実施形態の弁装置にあっては、第１実施形態と同様の効果が得られることに加えて、弁体弁頭部２１が第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する閉弁時に、弁頭部２１の非可撓性背面部２２が第１接続口３ａの周縁部３ｃからの力を受けるので、長時間閉弁状態にあっても弁頭部２１における合成樹脂部分である弁頭部２１ａの周縁部が、第１接続口３ａの周縁部３ｃにより下側に押されて垂れ下がるように変形する変形量を低減させ得る。換言すれば、図１に示すものでは、弁頭部１１ａの全体が樹脂で形成されているため、弁頭部１１ａの周縁部が長時間閉弁状態にあると垂れ下がる虞があるが、第２実施形態のように非可撓性背面部２２が弁頭部２１の背面側に設けられていると、上記合成樹脂部分の垂れ下がりを抑制することができる。更に、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所に変形許容部２４が設けられているので、弁体弁頭部２１の表層部２１ａが変形し易くなり、弁体２０の第１接続口３ａの周縁部３ｃへの当接力を小さくしても閉弁状態の確保が可能であるため、スライド機構（４）を小型化できる。
【００４２】
なお、上記変形許容部２４は、第１実施形態の弁体１０に対して設けるようにしてもよい。
【００４３】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。この弁装置は、弁体３０が第１実施形態と異なっていて、他の部分は第１実施形態と同一構造となっている。
【００４４】
上記弁体３０は、その弁頭部３１の表層部３１ａの背面側に、表層部３１ａで覆われて、例えばステンレス製等からなる非可撓性の背面部３２が設けられた構成となっており、表層部３１ａと円筒状のシール部３３とは一体の合成樹脂、例えばテフロンで形成されている。ここで、表層部３１ａとは、シール部３３と繋がった括れ部分よりも上の部分を言う。
【００４５】
表層部３１ａには、シール部３３よりも内径が大きい収納部３４が形成され、その収納部３４内に背面部３２が取付けられ、その背面部３２に軸部材５の先端が固定されている。また、弁頭部３１の表層部３１ａよりも背面側であって、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所には、周縁部３ｃへの当接により表層部３１ａが押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部４２がリング状に設けられている。その変形許容部４２としては、シール部３３よりも軟質な材料、例えばゴム等からなる部材などが該当する。また、シール部３３は、第１実施形態のシール部１２と同一の形態で変形するように設計されている。
【００４６】
図５は、非可撓性背面部３２を示す分解図である。背面部３２は、上述した軸部材５の先端に固定される基端部３５と、基端部３５の先端側に環状に取付けられ、軸心回りに分割される複数、本実施形態では４つの先端部３６、３７、３８、３９とを有する。４つの先端部３６〜３９は、これら全てを組み合わせると内側に上側が下側よりも直径が小さい円形空洞４０が形成される円環状となり、離すと断面がほぼ扇形となる形状であり、各先端部３６〜３９は、円形空洞４０側（内周側）の上部に、下側に向けて折れ曲がった鉤状の係止部３６ａ〜３９ａが設けられている。また、各先端部３６〜３９における外表面であって、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所に対応する部分には、前記変形許容部４２を入れる窪み３６ｃ〜３９ｃが形成され、また各先端部３６〜３９における円形空洞４０側の下端部には、Ｃ形止め輪４１を挿入固定する凹溝３６ｂ〜３９ｂが形成されている。
【００４７】
一方、基端部３５は、上記円形空洞４０に下側から挿入され、上側よりも下側が直径が大きい断面円形に形成されたもので、先端側（上側）の外周縁部に４つの凹部３５ａが形成され、その凹部３５ａは軸心側の内奥が深く、外側が浅くなっており、各凹部３５ａには、上記各先端部３６〜３９の係止部３６ａ〜３９ａが係止されるようになっている。
【００４８】
よって、図５に示すように４つの先端部３６〜３９の全てを、内側に円形空洞４０が形成されるように組み合わせ、上記窪み３６ｃ〜３９ｃにリング状の変形許容部４２を入れ、その状態を保持して表層部３１ａの収納部３４に入れる。そして、その下側から基端部３５を上向きに挿入して、基端部３５の各凹部３５ａに各先端部３６〜３９の係止部３６ａ〜３９ａを入れて係止させ、その後に、Ｃ形止め輪４１を両端が狭くなるように押し付けて凹溝３６ｂ〜３９ｂに挿入固定する。なお、凹溝３６ｂ〜３９ｂの位置は、各凹部３５ａに各係止部３６ａ〜３９ａが係止された状態のとき、基端部３５の背面とほぼ同じ位置となるように設定されている。よって、凹溝３６ｂ〜３９ｂに挿入固定されたＣ形止め輪４１により、基端部３５と各先端部３６〜３９とが、一体に収納部３４内で組立てられる。このような組立構造とした理由は、収納部３４の背面側（開口）が先端側（内奥）よりも狭くても、収納部３４内に非可撓性背面部３２を所定状態に設けることができるようにするためである。
【００４９】
したがって、第３実施形態による場合には、第１実施形態と同様の効果が得られることに加えて、少量生産のときのように金型を用いずに、合成樹脂を切削等して表層部３１ａおよびシール部３３を形成し、その表層部３１ａの収納部３４の内部に非可撓性背面部３２を設置するときに有効である。更に、第３実施形態による場合には、表層部３１ａおよびシール部３３と、背面部３２とを別々に作製し、収納部３４内に背面部３２を取付けるので、変形許容部４２として上記ゴム等からなる部材に代えて空洞を用いることが可能となる。
【００５０】
なお、この第３実施形態では、非可撓性背面部を、基端部と、軸心回りに分割された４つの先端部とを有する構成としているが、本発明はこれに限らない。例えば、軸心方向と直交する方向に２以上で分割する等してもよい。
【００５１】
また、上述した第１〜第３実施形態では筒状のシール部１２、２３、３３は、軸部材５の離隔スライドに伴って弁体が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置にあるとき、内側になだらかに湾曲変形するよう設計されているが、本発明はこれに限らない。例えば、シール部１２、２３、３３の軸心方向の一部が内側または外側に断面「く」の字状に屈伸変形するように設計してもよい。但し、その場合にあっても、流体が溜まり難くなって残留することを防止でき、また洗浄性に優れるものとなるように、屈伸変形する部分より軸受６側が連続して軸受６側寄りに位置するように設計しておくことが好ましい。
【００５２】
また、シール部が断面「く」の字状に屈伸変形する場合、そのシール部は、弁体が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置にあるとき、つまり折れ曲がり部分の内角が最小となるときに、各部寸法を定め、その寸法で金型の設計或いは切削時の寸法を決定し、作製するのが好ましい。このようにすると、シール部の折れ曲がり部分は、弁体が後退限位置にあるときに、内部応力が発生せず、繰り返し変形を受けても応力集中に伴って亀裂或いは破損が発生するのを防止できるからである。
【００５３】
或いは、弁体が後退限位置にある、つまり折れ曲がり部分の内角が最小となるときと、弁体が第１接続口３ａを閉弁状態とする前進限位置にある、つまり折れ曲がり部分の内角が最大となるときとの間の角度のときに、各部寸法を定め、その寸法で金型の設計或いは切削時の寸法を決定し、シール部を作製するのが好ましい。このようにすると、シール部の折れ曲がり部分は、弁体が後退限位置にあるときに圧縮力が軽減され、しかも弁体が前進限位置にあるときに引っ張り力が軽減されるので、繰り返し変形を受けても応力集中に伴って亀裂或いは破損が発生するのを、より効果的に防止できるからである。なお、この場合において、各部寸法を定める角度は、経験的に決めればよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では弁体の合成樹脂としてテフロンを用いているが、本発明はこれに限らず、可撓性を有する一般の合成樹脂を用いることもできる。特に食品、薬品等の流体である場合には、耐薬品性に優れるテフロン、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）或いはＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂）などを用いるのが好ましい。
【００５５】
また、上述した実施形態では弁体の背面側に設ける非可撓性背面部としてステンレスを用いているが、本発明はこれに限らず、他の金属或いは金属以外の他の非可撓性材料を用いることもできる。
【００５６】
また、上述した実施形態ではサニタリー用継手に適用しているが、本発明はこれに限らず、その他の各種継手或いは開閉動作を行わせる弁に広く適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による場合には、弁頭部の表層部から軸受側に延出されて端部が固定された筒状シール部までが一体形成されているので、弁頭部における隙間形成部を無くすことが可能となる。また、筒状シール部が該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するので、軸受とこれにより支持される部分との摺接する部分を遮蔽することができる。更に、弁体は、その外側全体が隙間の無い一体構造となっていて、袋状に形成されているので、筒状シール部の開口端部のみを固定すればよく、固定箇所を少なくすることが可能な簡潔な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弁装置を適用したサニタリー用の継手を示す縦断面図であり、閉弁状態を示す。
【図２】図１の継手が開弁状態となっているときを示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。
【図５】図４の弁装置に設けた非可撓性背面部を示す分解図である。
【図６】従来例のサニタリー用継手を示す縦断面図であり、（ａ）は両継手が離間された状態を示し、（ｂ）は両継手が接続された状態を示す。
【図７】従来例のサニタリー用継手の問題点の説明図である。
【符号の説明】
１ 継手
２ 弁枠体
３ 内部流体通路
３ａ 第１接続口
３ｂ 第２接続口
４ スライド機構
５ 軸部材
６ 軸受
１０、２０、３０ 弁体
１１、２１、３１ 弁頭部
１２、２３、３３ シール部
２１ａ、３１ａ 表層部
２２、３２ 背面部
２４、４２ 変形許容部
３４ 収納部
３５ 基端部
３５ａ 凹部
３６、３７、３８、３９ 先端部
３６ａ、３７ａ、３８ａ、３９ａ 係止部
３６ｂ、３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ 凹溝
４１ Ｃ形止め輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば清浄性が要求される食品、薬品等の流体を対象とした通路の連結に好適に用いられる弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した弁装置として、例えばサニタリー用継手が知られている。この継手は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、内部流体通路１０２を有する雌継手１０１と、内部流体通路１１２を有する雄継手１１１とが用いられ、内部流体通路１０２および１１２はそれぞれ別の流体通路に接続される。雌継手１０１は、その上端に突き合わせ面１０１ａを有し、雄継手１１１はその下端に突き合わせ面１１１ａを有し、これら両突き合わせ面１０１ａ、１１１ａは互いに同一軸線上で突き合わされる。突き合わせ後、雌継手１０１に設けた弁体１０３を弁座１０４から離れるようにスライドさせるとともに、雄継手１１１に設けた弁体１１３を弁座１１４から離れるようにスライドさせ、これによりそれぞれの内部流体通路１０２、１１２が連通する接続状態（図６（ｂ）の状態）になる。逆に、弁体１０３を弁座１０４に、弁体１１３を弁座１１４にそれぞれ接触させることで遮断され、かつ両突き合わせ面１０１ａ、１１１ａを互いに離すことで、内部流体通路１０２、１１２がそれぞれ切離された状態（図６（ａ）の状態）になる。
【０００３】
前記弁体１０３および１１３は、それぞれに設けられた軸部１０５および１１５と、これら軸部１０５および１１５をそれぞれ支持する軸受１０６および１１６とによりスライド可能に支持されており、軸部１０５の途中に設けたフランジ１０７と軸受１０６との間が可撓性膜１０８にて覆われ、かつ軸部１１５の途中に設けたフランジ１１７と軸受１１６との間が可撓性膜１１８にて覆われている。前記可撓性膜１０８および１１８は、内部流体通路１０２、１１２が連通する接続状態のとき、軸部１０５、１１５と軸受１０６、１１６との摺動部分である隙間に、移送される流体が入って残るのを防止するために設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した可撓性膜１１８は、図６および図７（雄継手１１１側を示す）に示すように、軸部１１５を２分割した一方の分割軸部１１５ａとフランジ１１７との間に、他方の分割軸部１１５ｂにて押圧した状態で挟み込まれて設けられており、もう一方の可撓性膜１０８も同様にして設けられている。この構成を採用するのは、可撓性膜１０８等の端部を軸部に直接固着することが困難である故に、軸部を分割してその間を固着部として用いるためである。
【０００５】
したがって、従来の継手による場合には、分割軸部１１５ａ等とフランジ１１７等との接合部Ｘが内部流体通路１１２等に露出しているため、その接合部Ｘに、移送される流体が入り込んで残る虞があり、改善の余地があった。
【０００６】
また、弁体１０３、１１３は、先端の弁頭部１０３ａ、１１３ａの周囲に、弁座１０４、１１４に当接するリング状の当接部材１０３ｂ、１１３ｂが別部材により取付けられているため、弁頭部１０３ａ、１１３ａに当接部材１０３ｂ、１１３ｂとの間で生じる隙間形成部が存在し、その隙間形成部でも移送される流体が入り込んで残る虞があり、改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、弁頭部における隙間形成部を無くし、かつ、軸受とこれにより支持される部分との間の隙間を簡潔な構造で遮蔽することができる弁装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る弁装置は、内部流体通路の一端に第１接続口が、その他端に第２接続口がそれぞれ設けられた弁枠体と、該弁枠体の内部に、該第１接続口に対して接離する方向へスライド可能に設けられた軸部材と、該軸部材の先端部に取付けられる弁体と、該軸部材の途中をスライド自在に支持する軸受と、該軸部材をスライドさせるスライド機構とを備え、上記弁体は、軸部材の第１接続口への接近スライドにより該第１接続口の周縁部に当接して第１接続口を閉弁状態にする弁頭部と、該弁頭部から軸受側に延出されて該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するように端部が固定されかつ軸部材のスライドに伴って変形する筒状シール部とを有し、該シール部と該弁頭部の少なくとも表層部とが合成樹脂で一体に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この弁装置にあっては、弁頭部の表層部から軸受側に延出されて端部が固定された筒状シール部までが一体形成されているので、弁頭部における隙間形成部を無くすことが可能となる。また、筒状シール部が該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するので、軸受とこれにより支持される部分との摺接する部分が遮蔽される。更に、弁体は、その外側全体が隙間の無い一体構造となっていて、袋状に形成されているので、筒状シール部の開口端部のみを固定すればよく、固定箇所を少なくすることが可能な簡潔な構造となる。
【００１０】
請求項２の発明に係る弁装置は、請求項１に記載の弁装置において、前記シール部は、その両端部よりも途中部分が小径であって内側へ湾曲して形成され、軸部材の第１接続口からの離隔スライドに伴ってその途中部分が内側に湾曲変形することを特徴とする。
【００１１】
この弁装置にあっては、軸部材のスライドに伴って筒状シール部の湾曲変形する途中部分から一端までの距離が変化すると、当然ながら途中部分から他端までの距離も変化する。つまり、両端間の距離変化に応じて途中部分を挟む両側の傾きが変化するため、軸部材のスライド量を大きく設計することが可能となる。また、離隔スライドに伴って途中部分が小径かつ内側に湾曲するので、開弁状態における内部流体通路の有効断面積を大きくしつつ、弁枠体の外径を小さくすることができる。
【００１２】
請求項３の発明に係る弁装置は、請求項１または２に記載の弁装置において、前記弁頭部は、前記合成樹脂からなる表層部の背面側に、該表層部で覆われるように設けられた非可撓性の背面部を有することを特徴とする。
【００１３】
この弁装置にあっては、弁体弁頭部が第１接続口の周縁部に当接する閉弁時に、弁頭部の非可撓性背面部が第１接続口の周縁部からの力を受けるので、長時間閉弁状態にあっても弁頭部における合成樹脂製表層部の周縁部が第１接続口の周縁部により背面側に押されて背面側に垂れるように変形する変形量が低減される。
【００１４】
請求項４の発明に係る弁装置は、請求項３に記載の弁装置において、前記弁頭部の表層部よりも背面側であって、この弁頭部が第１接続口の周縁部に当接する箇所に、該周縁部への当接により該表層部が押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
ここで、変形許容部として、空洞、或いはシール部よりも軟質な材料からなる部材などが該当する。
【００１６】
この弁装置にあっては、第１接続口の周縁部に当接する箇所に変形許容部が設けられているので、弁体弁頭部の表層部が変形し易くなり、弁体の第１接続口周縁部への当接力を小さくしても閉弁状態の確保が可能であるため、スライド機構を小型化できる。
【００１７】
請求項５の発明に係る弁装置は、請求項３または４に記載の弁装置において、前記表層部は前記シール部よりも内径の大きい部分を有し、前記背面部は軸方向と直交する方向に分割されていて上記表層部の内側で組立可能な構造となっていることを特徴とする。
【００１８】
この弁装置にあっては、表層部の内側よりもシール部が狭いので、表層部の内側に非可撓性の背面部を入れることは困難であるものの、その背面部が軸方向と直交する方向に分割されていれば、各分割部分を表層部の内側に入れることができ、しかも背面部が組立可能に構成されていれば、表層部の内側で組立られるので、弁体弁頭部の表層部内に非可撓性の背面部を取付けることが可能となる。
【００１９】
ここで、分割方向としての軸方向と直交する方向とは、軸方向と直交する方向は勿論のこと、軸心回りの方向も含んでいる。よって、軸心回りに放射状に分割してもよい。
【００２０】
請求項６の発明に係る弁装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の弁装置において、前記シール部は、軸部材の離隔スライドに伴って弁体が第１接続口を開弁状態とする後退限位置にあるとき、前記弁頭部に繋がる部分より軸受側が連続して軸受側寄りに位置する構成となっていることを特徴とする。
【００２１】
この弁装置にあっては、軸部材の離隔スライドに伴って弁体が後退限位置にあるとき、シール部は弁頭部に繋がる部分より軸受側が連続して軸受側寄りに位置し、つまり弁頭部側への折り返しが無いので、流体が溜まり難くなって残留することを防止でき、また洗浄性に優れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき具体的に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の弁装置を適用したサニタリー用の継手を示す縦断面図であり、閉弁状態を示す。図２はその継手が開弁状態となっているときを示す縦断面図である。
【００２４】
この継手１は、内部流体通路３を有する弁枠体２と、スライド機構４によりスライドされる軸部材５と、その軸部材５の途中を支持する軸受６と、軸部材５の先端部に取付けられた弁体１０とを備える。
【００２５】
弁枠体２には、内部流体通路３の一端（上側）に第１接続口３ａが、その他端（右側）に第２接続口３ｂがそれぞれ設けられている。第１接続口３ａは、例えば移送先（または移送元）に繋がった別の継手（図示せず）に、着脱可能な状態で連結され、第２接続口３ｂは、例えば移送元（または移送先）に繋がったホース等の配管（図示せず）に連結される。
【００２６】
上記軸部材５は、弁枠体２の内部に設けられ、基端側に設けられたスライド機構４により第１接続口３ａに対して接離する方向へスライド可能となっている。軸部材５の途中は、弁枠体２の内部に設けられた軸受６によりスライド自在に支持されている。スライド機構４は、例えば空気アクチュエータ、電磁石或いは手動ハンドル等の公知手段が用いられる。
【００２７】
上記弁体１０は、上述したように軸部材５の先端部に取付けられ、弁頭部１１と、弁頭部１１から軸受６側に延出された円筒状のシール部１２とを有する袋状のもので、全体が合成樹脂、例えばテフロン（ＰＴＦＥ：四フッ化エチレン樹脂）により一体成形にて形成されている。弁頭部１１は、軸部材５の第１接続口３ａへの接近スライドにより、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接して第１接続口３ａを閉弁状態にし（図１参照）、軸部材５の第１接続口３ａからの離隔スライドにより、第１接続口３ａの周縁部３ｃから離隔して第１接続口３ａを開弁状態にする（図２参照）。
【００２８】
上記弁頭部１１の最大径部１１ａよりも背面側の少し窄まった部分から軸受６側に、シール部１２が延出されていて、そのシール部１２の基端側は、開口端となっていて、その全周が弁枠体２と軸受６との間で固定（挟持）されて、軸受６と軸部材５との摺接する部分を内部流体通路３から区画しており、軸部材５のスライドに伴って変形する。そのシール部１２の変形は、本実施形態では、軸部材５の離隔スライドに伴って弁体１０が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置（図２に示す位置）にあるときに、内側になだらかに湾曲変形するようになっている。より詳細には、シール部１２は、閉弁状態においてはその上端および下端（基端）よりも途中部分が小径であって内側になだらかに湾曲しており、その状態から開弁状態になっても、途中部分の湾曲状態が大きくなるものの、上下端よりも内側になだらかに湾曲変形するようになっている。また、弁体１０が後退限位置にあるとき、シール部１２は弁頭部１１ａと繋がる部分より軸受６側が連続して軸受６側寄りに位置し、弁頭部１１ａ側へ折り返しされることがないように設計されている。
【００２９】
したがって、第１実施形態の継手１にあっては、弁体１０が、弁頭部１１から軸受６側に延出されて軸受６に固定された筒状シール部１２までが一体形成されているので、従来のようにリング状の当接部材（１０３ｂ、１１３ｂ）を使用することなく、弁頭部１１における隙間形成部を無くすことが可能となる。また、シール部１２が軸受６と軸部材５との摺接する部分を内部流体通路３から区画するので、軸受６とこれにより支持される軸部材５との摺接する部分を遮蔽することができる。更に、弁体１０は、その外側全体が隙間の無い一体構造となっていて、袋状に形成されているので、シール部１２の基端側の開口端部のみを固定すればよく、固定箇所を少なくすることが可能な簡潔な構造にすることができる。
【００３０】
また、シール部１２は、軸部材５の離隔スライドに伴って弁体１０が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置（図２に示す位置）にあるとき、内側になだらかに湾曲変形し、シール部１２は弁頭部１１ａと繋がる部分より軸受６側が連続して軸受６側寄りに位置し、弁頭部１１ａ側へ折り返しされることがないように設計されているので、流体が溜まり難くなって残留することを防止でき、また洗浄性に優れるものとなる。
【００３１】
また、軸部材５のスライドに伴って筒状シール部１２の湾曲変形する途中部分から一端（上端または下端（基端））までの距離が変化すると、当然ながら途中部分から他端（下端（基端）または上端）までの距離も変化する。つまり、両端間の距離変化に応じて途中部分を挟む両側の傾きが変化するため、軸部材５のスライド量を大きく設計することが可能となる。また、途中部分が両端よりも小径でかつ内側に湾曲するので、開弁状態における内部流体通路３の有効断面積を大きくしつつ、弁枠体２の外径を小さくすることができる。
【００３２】
ところで、上記テフロンは、伸び率がゴムなどに比べて非常に低い。このような合成樹脂を用い、筒状シール部に代えて、円錐状のダイアフラムをシール部として形成した場合は、軸部材５のスライド量が、例えば配管径の２５％に相当する寸法となるようにするには、配管径よりも遙かに大きい径のダイアフラムを要する。
【００３３】
そこで、本発明のように筒状シール部とすると、同径のダイアフラムに比べて伸縮長を長くすることができる。すなわち、筒状シール部を軸方向に伸ばすことで、伸縮する部分の距離が長くなり、テフロンのように伸び率が非常に低い樹脂等を用いても伸縮長が長くなる。よって、ダイアフラムよりも小径に形成することができる。また、両端よりも途中部分が内側に湾曲した鼓状にすると、より伸縮長が長くなる。
【００３４】
なお、自然流下のパイプラインを組み替える工場設備の場合には、上述のような弁装置が数十個まとめて同一平面上に設置される。このような工場設備において、本発明のように筒状シール部にすることで、ダイアフラムにする場合よりも小径とすることができるため、工場設備の設置面積を小さくすることが可能となる。
【００３５】
更に、シール部を筒状に形成することにより、筒状シール部の径を配管径とほぼ同径寸法にすることが可能となる。なお、ダイアフラムを折り曲げて使用することにより、ダイアフラム径を小さくすることが考えられるが、ダイアフラムの折り曲げ部が凹状になって、その部分に内部流体が残存して好ましくない。
【００３６】
第１実施形態の弁装置は、筒状シール部を用いるので、折り曲げた状態にすることなく開弁・閉弁状態にすることができ、前記凹状になる部分の発生を抑制して内部流体の残存を防止し、これにより洗浄性能、つまり内部流体を簡単に洗い流す性能および洗浄用流体の残留を減らす性能を向上させ得る。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。この弁装置は、弁体２０が第１実施形態と異なっていて、他の部分は第１実施形態と同一構造となっている。
【００３８】
上記弁体２０は、その弁頭部２１の表層部２１ａの背面側に、表層部２１ａで覆われて、例えばステンレス製等からなる非可撓性の背面部２２が設けられた構成となっており、表層部２１ａと円筒状のシール部２３とは一体の合成樹脂、例えばテフロンで形成されている。ここで、表層部２１ａとは、シール部２３と繋がった括れ部分よりも上の部分を言う。なお、本実施形態では背面部２２の背面まで合成樹脂からなる部分を設けているが、その部分は省略してもよい。
【００３９】
また、弁頭部２１の表層部２１ａよりも背面側であって、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所には、周縁部３ｃへの当接により表層部２１ａが押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部２４がリング状に設けられている。図３中の２２ａは、背面部２２に設けられた、リング状の変形許容部２４を入れる窪みである。上記変形許容部２４としては、シール部２３よりも軟質な材料、例えばゴム等からなる部材などが該当する。
【００４０】
なお、この弁体２０の作製は、例えばゴム等からなる変形許容部２４を取付けた非可撓性背面部２２を、成形用の金型の内部にセットし、その後で射出成形を実行することなどにより行われる。また、シール部２３は、第１実施形態のシール部１２と同一の形態で変形するように設計されている。
【００４１】
したがって、この第２実施形態の弁装置にあっては、第１実施形態と同様の効果が得られることに加えて、弁体弁頭部２１が第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する閉弁時に、弁頭部２１の非可撓性背面部２２が第１接続口３ａの周縁部３ｃからの力を受けるので、長時間閉弁状態にあっても弁頭部２１における合成樹脂部分である弁頭部２１ａの周縁部が、第１接続口３ａの周縁部３ｃにより下側に押されて垂れ下がるように変形する変形量を低減させ得る。換言すれば、図１に示すものでは、弁頭部１１ａの全体が樹脂で形成されているため、弁頭部１１ａの周縁部が長時間閉弁状態にあると垂れ下がる虞があるが、第２実施形態のように非可撓性背面部２２が弁頭部２１の背面側に設けられていると、上記合成樹脂部分の垂れ下がりを抑制することができる。更に、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所に変形許容部２４が設けられているので、弁体弁頭部２１の表層部２１ａが変形し易くなり、弁体２０の第１接続口３ａの周縁部３ｃへの当接力を小さくしても閉弁状態の確保が可能であるため、スライド機構（４）を小型化できる。
【００４２】
なお、上記変形許容部２４は、第１実施形態の弁体１０に対して設けるようにしてもよい。
【００４３】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。この弁装置は、弁体３０が第１実施形態と異なっていて、他の部分は第１実施形態と同一構造となっている。
【００４４】
上記弁体３０は、その弁頭部３１の表層部３１ａの背面側に、表層部３１ａで覆われて、例えばステンレス製等からなる非可撓性の背面部３２が設けられた構成となっており、表層部３１ａと円筒状のシール部３３とは一体の合成樹脂、例えばテフロンで形成されている。ここで、表層部３１ａとは、シール部３３と繋がった括れ部分よりも上の部分を言う。
【００４５】
表層部３１ａには、シール部３３よりも内径が大きい収納部３４が形成され、その収納部３４内に背面部３２が取付けられ、その背面部３２に軸部材５の先端が固定されている。また、弁頭部３１の表層部３１ａよりも背面側であって、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所には、周縁部３ｃへの当接により表層部３１ａが押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部４２がリング状に設けられている。その変形許容部４２としては、シール部３３よりも軟質な材料、例えばゴム等からなる部材などが該当する。また、シール部３３は、第１実施形態のシール部１２と同一の形態で変形するように設計されている。
【００４６】
図５は、非可撓性背面部３２を示す分解図である。背面部３２は、上述した軸部材５の先端に固定される基端部３５と、基端部３５の先端側に環状に取付けられ、軸心回りに分割される複数、本実施形態では４つの先端部３６、３７、３８、３９とを有する。４つの先端部３６〜３９は、これら全てを組み合わせると内側に上側が下側よりも直径が小さい円形空洞４０が形成される円環状となり、離すと断面がほぼ扇形となる形状であり、各先端部３６〜３９は、円形空洞４０側（内周側）の上部に、下側に向けて折れ曲がった鉤状の係止部３６ａ〜３９ａが設けられている。また、各先端部３６〜３９における外表面であって、第１接続口３ａの周縁部３ｃに当接する箇所に対応する部分には、前記変形許容部４２を入れる窪み３６ｃ〜３９ｃが形成され、また各先端部３６〜３９における円形空洞４０側の下端部には、Ｃ形止め輪４１を挿入固定する凹溝３６ｂ〜３９ｂが形成されている。
【００４７】
一方、基端部３５は、上記円形空洞４０に下側から挿入され、上側よりも下側が直径が大きい断面円形に形成されたもので、先端側（上側）の外周縁部に４つの凹部３５ａが形成され、その凹部３５ａは軸心側の内奥が深く、外側が浅くなっており、各凹部３５ａには、上記各先端部３６〜３９の係止部３６ａ〜３９ａが係止されるようになっている。
【００４８】
よって、図５に示すように４つの先端部３６〜３９の全てを、内側に円形空洞４０が形成されるように組み合わせ、上記窪み３６ｃ〜３９ｃにリング状の変形許容部４２を入れ、その状態を保持して表層部３１ａの収納部３４に入れる。そして、その下側から基端部３５を上向きに挿入して、基端部３５の各凹部３５ａに各先端部３６〜３９の係止部３６ａ〜３９ａを入れて係止させ、その後に、Ｃ形止め輪４１を両端が狭くなるように押し付けて凹溝３６ｂ〜３９ｂに挿入固定する。なお、凹溝３６ｂ〜３９ｂの位置は、各凹部３５ａに各係止部３６ａ〜３９ａが係止された状態のとき、基端部３５の背面とほぼ同じ位置となるように設定されている。よって、凹溝３６ｂ〜３９ｂに挿入固定されたＣ形止め輪４１により、基端部３５と各先端部３６〜３９とが、一体に収納部３４内で組立てられる。このような組立構造とした理由は、収納部３４の背面側（開口）が先端側（内奥）よりも狭くても、収納部３４内に非可撓性背面部３２を所定状態に設けることができるようにするためである。
【００４９】
したがって、第３実施形態による場合には、第１実施形態と同様の効果が得られることに加えて、少量生産のときのように金型を用いずに、合成樹脂を切削等して表層部３１ａおよびシール部３３を形成し、その表層部３１ａの収納部３４の内部に非可撓性背面部３２を設置するときに有効である。更に、第３実施形態による場合には、表層部３１ａおよびシール部３３と、背面部３２とを別々に作製し、収納部３４内に背面部３２を取付けるので、変形許容部４２として上記ゴム等からなる部材に代えて空洞を用いることが可能となる。
【００５０】
なお、この第３実施形態では、非可撓性背面部を、基端部と、軸心回りに分割された４つの先端部とを有する構成としているが、本発明はこれに限らない。例えば、軸心方向と直交する方向に２以上で分割する等してもよい。
【００５１】
また、上述した第１〜第３実施形態では筒状のシール部１２、２３、３３は、軸部材５の離隔スライドに伴って弁体が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置にあるとき、内側になだらかに湾曲変形するよう設計されているが、本発明はこれに限らない。例えば、シール部１２、２３、３３の軸心方向の一部が内側または外側に断面「く」の字状に屈伸変形するように設計してもよい。但し、その場合にあっても、流体が溜まり難くなって残留することを防止でき、また洗浄性に優れるものとなるように、屈伸変形する部分より軸受６側が連続して軸受６側寄りに位置するように設計しておくことが好ましい。
【００５２】
また、シール部が断面「く」の字状に屈伸変形する場合、そのシール部は、弁体が第１接続口３ａを開弁状態とする後退限位置にあるとき、つまり折れ曲がり部分の内角が最小となるときに、各部寸法を定め、その寸法で金型の設計或いは切削時の寸法を決定し、作製するのが好ましい。このようにすると、シール部の折れ曲がり部分は、弁体が後退限位置にあるときに、内部応力が発生せず、繰り返し変形を受けても応力集中に伴って亀裂或いは破損が発生するのを防止できるからである。
【００５３】
或いは、弁体が後退限位置にある、つまり折れ曲がり部分の内角が最小となるときと、弁体が第１接続口３ａを閉弁状態とする前進限位置にある、つまり折れ曲がり部分の内角が最大となるときとの間の角度のときに、各部寸法を定め、その寸法で金型の設計或いは切削時の寸法を決定し、シール部を作製するのが好ましい。このようにすると、シール部の折れ曲がり部分は、弁体が後退限位置にあるときに圧縮力が軽減され、しかも弁体が前進限位置にあるときに引っ張り力が軽減されるので、繰り返し変形を受けても応力集中に伴って亀裂或いは破損が発生するのを、より効果的に防止できるからである。なお、この場合において、各部寸法を定める角度は、経験的に決めればよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では弁体の合成樹脂としてテフロンを用いているが、本発明はこれに限らず、可撓性を有する一般の合成樹脂を用いることもできる。特に食品、薬品等の流体である場合には、耐薬品性に優れるテフロン、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）或いはＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂）などを用いるのが好ましい。
【００５５】
また、上述した実施形態では弁体の背面側に設ける非可撓性背面部としてステンレスを用いているが、本発明はこれに限らず、他の金属或いは金属以外の他の非可撓性材料を用いることもできる。
【００５６】
また、上述した実施形態ではサニタリー用継手に適用しているが、本発明はこれに限らず、その他の各種継手或いは開閉動作を行わせる弁に広く適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による場合には、弁頭部の表層部から軸受側に延出されて端部が固定された筒状シール部までが一体形成されているので、弁頭部における隙間形成部を無くすことが可能となる。また、筒状シール部が該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するので、軸受とこれにより支持される部分との摺接する部分を遮蔽することができる。更に、弁体は、その外側全体が隙間の無い一体構造となっていて、袋状に形成されているので、筒状シール部の開口端部のみを固定すればよく、固定箇所を少なくすることが可能な簡潔な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弁装置を適用したサニタリー用の継手を示す縦断面図であり、閉弁状態を示す。
【図２】図１の継手が開弁状態となっているときを示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る弁装置の一部を示す縦断面図である。
【図５】図４の弁装置に設けた非可撓性背面部を示す分解図である。
【図６】従来例のサニタリー用継手を示す縦断面図であり、（ａ）は両継手が離間された状態を示し、（ｂ）は両継手が接続された状態を示す。
【図７】従来例のサニタリー用継手の問題点の説明図である。
【符号の説明】
１ 継手
２ 弁枠体
３ 内部流体通路
３ａ 第１接続口
３ｂ 第２接続口
４ スライド機構
５ 軸部材
６ 軸受
１０、２０、３０ 弁体
１１、２１、３１ 弁頭部
１２、２３、３３ シール部
２１ａ、３１ａ 表層部
２２、３２ 背面部
２４、４２ 変形許容部
３４ 収納部
３５ 基端部
３５ａ 凹部
３６、３７、３８、３９ 先端部
３６ａ、３７ａ、３８ａ、３９ａ 係止部
３６ｂ、３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ 凹溝
４１ Ｃ形止め輪
Claims (6)
- 内部流体通路の一端に第１接続口が、その他端に第２接続口がそれぞれ設けられた弁枠体と、
該弁枠体の内部に、該第１接続口に対して接離する方向へスライド可能に設けられた軸部材と、
該軸部材の先端部に取付けられる弁体と、
該軸部材の途中をスライド自在に支持する軸受と、
該軸部材をスライドさせるスライド機構とを備え、
上記弁体は、軸部材の第１接続口への接近スライドにより該第１接続口の周縁部に当接して第１接続口を閉弁状態にする弁頭部と、該弁頭部から軸受側に延出されて該軸受と該軸部材との摺接する部分を内部流体通路から区画するように端部が固定されかつ軸部材のスライドに伴って変形する筒状シール部とを有し、該シール部と該弁頭部の少なくとも表層部とが合成樹脂で一体に形成されていることを特徴とする弁装置。 - 請求項１に記載の弁装置において、前記シール部は、その両端部よりも途中部分が小径であって内側へ湾曲して形成され、軸部材の第１接続口からの離隔スライドに伴ってその途中部分が内側に湾曲変形することを特徴とする弁装置。
- 請求項１または２に記載の弁装置において、前記弁頭部は、前記合成樹脂からなる表層部の背面側に、該表層部で覆われるように設けられた非可撓性の背面部を有することを特徴とする弁装置。
- 請求項３に記載の弁装置において、前記弁頭部の表層部よりも背面側であって、この弁頭部が第１接続口の周縁部に当接する箇所に、該周縁部への当接により該表層部が押圧を受ける方向に変形するのを許容する変形許容部が設けられていることを特徴とする弁装置。
- 請求項３または４に記載の弁装置において、前記表層部は前記シール部よりも内径の大きい部分を有し、前記背面部は軸方向と直交する方向に分割されていて上記表層部の内側で組立可能な構造となっていることを特徴とする弁装置。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の弁装置において、前記シール部は、軸部材の離隔スライドに伴って弁体が第１接続口を開弁状態とする後退限位置にあるとき、前記弁頭部に繋がる部分より軸受側が連続して軸受側寄りに位置する構成となっていることを特徴とする弁装置。
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