JP2006207747A - 流体開閉弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品が少なく、コンパクトで簡単な構成でありながら、すぐれた密封機能を備えた流体開閉弁を提供すること。
【解決手段】 流体本管１の外周面に沿って装着されるサドル２と、サドル２の内側面に周方向へ延びて形成され、接続口３に連通する円弧状の凹部１１と、凹部１１に周方向へ摺動自在に収容され、前端に至るに従って薄くなる楔部１４を有している弁板１２と、弁板１２の駆動手段３６〜３８と、弁板１２を摺接状態で覆うようにサドル２の内側に固定される案内カバー板１３と、案内カバー板１３に設けられた接続口３に対向位置する開口２１と、開口２１の周辺部分に形成され、弁板１２の開放側から密閉側に至るに従って厚みが増す傾斜座面２３と、を備え、弁板１２が密閉位置に移動すると、楔部１４が傾斜座面２３に摺接する楔効果により弁板１２が傾斜座面２３に密着して、開口２１を密封する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば水道の配水管に給水管を分岐接続するのに適した流体開閉弁に関するものである。

現在、地中に埋設した配水管に給水管を分岐接続する不断水による分水工事は、配水管にサドル付き分水栓を取り付ける工法が最も一般的である。この工法は、流体本管である配水管の外周面にサドルを装着し、該サドルに設けた接続口に穿孔機を取り付け、前記配水管の管壁に分水口を穿孔する。そして、一旦分水栓を閉栓し、穿孔機を取り外した後、前記接続口にそれぞれの給水管に適合した継手を装着し、給水管を接続して分水栓を開栓し、分水している。

前記分水栓はサドルから半径方向に突出し、開閉機構を内蔵した該分水栓を介して給水管を配水管に接続するので、水頭ロスが大きいだけでなく、配水管から給水管取り出し部の位置が高くなるため、埋設深度が浅くなり輪加重の影響も大きかった。

本願発明者は、上記のような問題点を解決するため、従来の分水栓を無くし、分水栓に代わる扁平な開閉弁機構をサドル自体に組み込んで全体を小型化し、サドルに設けた接続口に直接、給水管を分岐接続できるようにした流体開閉弁を既に提案している（特許文献１参照）。
特許第２６８１２４１号公報

本発明は、上記した特許文献１に開示されている流体開閉弁を改良したもので、小型で構成部品が少なく、簡単な構成でありながら、すぐれた密封機能を備えた流体開閉弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る流体開閉弁は、流体本管の外周面に沿って装着されるサドルと、前記サドルに設けられた前記本管に分水口を穿孔するための穿孔機を取り付ける接続口と、前記サドルの内側面に周方向へ延びて形成され、前記接続口に連通する円弧状の凹部と、前記凹部に周方向へ摺動自在に収容され、前端に至るに従って薄くなる楔部を有している板状の弁板と、前記サドルに設けられた前記弁板の駆動手段と、前記弁板を摺接状態で覆うように前記凹部に収容され、前記サドルの内側に固定される案内カバー板と、前記案内カバー板に設けられた前記接続口に対向位置する開口と、前記弁板が摺接する前記開口の周辺部分に形成され、前記弁板の開放側から密閉側に至るに従って厚みが増す傾斜座面と、を備え、前記弁板が開放位置にあるとき、前記開口を通じて前記本管に穿孔した前記分水口と前記サドルの前記接続口とが連通し、前記弁板が密閉位置に移動すると、前記楔部が前記傾斜座面に摺接する楔効果により前記弁板が前記傾斜座面に密着して、前記開口を密封するように構成されている。

前記弁板と前記案内カバー板は、すぐれた耐摩耗性を有し、かつ吸水性が小さいポリアセタール樹脂で製造することが好ましい。

前記凹部の内側底面には、水漏れを防止するバックパッキンと、前記弁板の摺接作動の滑りを良くするスラストパッキンとが重ね合わせて配設される。該バックパッキンとスラストパッキンは、前記案内カバー板に設けた前記開口と前記サドルの前記接続口に連通する通孔を有している。

また、前記サドルと前記流体本管との間には、絶縁機能と滑り止め機能を兼ねるガスケットパッキンが介装される。

上記構成により、サドルの内側に開閉弁機構が組み込まれ、給水管は流体本管の外周面に装着した前記サドルの接続口に直接又は継手を介して接続する。そして、前記弁板を開放位置に摺動させ、前記本管に穿孔した分水口と前記接続口とを連通させることにより、前記給水管が前記本管に分岐接続される。なお、前記本管に分水口を穿孔する工法は従来と同様に、前記接続口に穿孔機を装着して行なう。

以上説明したように、本発明によれば、サドルの内側に組み込まれる扁平な開閉弁機構の主要な構成部品が板状の弁板と案内カバー板だけの簡単な構成であるから、ボール弁やコックのような開閉機構は不要で、安価に製造することができる。しかも、前記弁板と前記案内カバー板との楔効果により、すぐれた密封機能を有する利点がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明を水道の分水栓に適用した例を示しており、１は配水管（流体本管）、２，２′はサドルである。該サドル２，２′は、従来のサドル付き分水栓に使用されているものと同様に上下一対からなり、配水管１の外周面に沿って周方向に延びる円弧状のサドル本体２ａの両端にフランジ部２ｂ，２ｂが連設され、上側のサドル２のサドル本体２ａの中央部分には図示しない給水管を接続する筒状の接続口３が設けられ、該接続口３の外周面にはねじ部４が設けられている。また、上側のサドル２には、後述する開閉弁機構の作動軸３７が挿通する筒状の取付孔５が設けられ、該取付孔５の外周面にもねじ部６が設けられている。両サドル２，２′は、円弧状のサドル本体２ａ，２ａが配水管１の外周面に沿うように後述するガスケットパッキン４０，４１を介して配設され、相対向するフランジ部２ｂ，２ｂに設けられた孔７に挿通したボルト８とナット９で締め付けて、サドル２，２′が配水管１に密着固定される。

一方のサドル２のサドル本体２ａの内側面には、図２及び３に良く示されているように、周方向へ円弧状に長く延びる長方形状の凹部１１が設けられている。該凹部１１は接続口３及び取付孔５と連通している。また、凹部１１の内側底面１１ａは円弧状の湾曲面に形成され、凹部１１の開口側には後述するガスケットパッキン４０を係合させるため幅広の凹入段部１１ｂが設けられている。そして該凹部１１には、開閉弁機構の主要な構成部品である板状の弁板１２と案内カバー板１３が収容される。

弁板１２及び案内カバー板１３はいずれも、すぐれた耐摩耗性を有し、かつ吸水性が少ないポリアセタール樹脂で成形されている。

弁板１２は、図４に示すように、凹部１１の横幅より僅かに小さい横幅を有し、かつ、凹部１１の湾曲底面１１ａに沿って摺動可能となるように円弧状に湾曲した板状体に形成され、前半部分に前端１５に至るに従って薄くなる楔部１４が設けられている。また、後端からほぼ中央部位まで延びる切欠き部１６が設けられていて、該切欠き部１６の一方の内側縁に作動用のラック１７が設けられている。該弁板１２は周方向へ摺動自在に凹部１１に収容される。

案内カバー板１３は、図５に示すように、弁板１２と同様に凹部１１の横幅より僅かに小さい横幅を有し、かつ、凹部１１の湾曲底面１１ａに沿うように円弧状に湾曲した板状体からなり、弁板１２より長く形成され、凹部１１の周方向長さにほぼ等しい長さを有している。該案内カバー板１３は、中間部分が薄肉で、一端部に厚肉部１８が形成されていると共に、他端分に厚肉部１８と同一厚さの突出部１９が設けられていて、厚肉部１８と突出部１９にサドル２に固定するための取付孔２０が設けられている。また、厚肉部１８と隣接する部位に、サドル２の接続口３に対向位置する開口２１が設けられている。該開口２１は接続口３とほぼ同一の直径を有し、内周面２２が外拡がりのテーパに形成されている。さらに、凹部１１に収容された弁板１２が摺接する開口２１の周辺部分に、弁板１２の開放側（案内カバー板１３の中間薄肉部）から密閉側（厚肉部１８）に至るに従って厚みが増す傾斜座面２３が形成されている。

凹部１１に弁板１２と案内カバー板１３を収容する際、凹部１１の湾曲底面１１ａにバックパッキン２５とスラストパッキン２６が配設される。バックパッキン２５とスラストパッキン２６は、図６及び図７に示すように、湾曲底面１１ａに沿うように円弧状に湾曲していて、案内カバー板１３の開口２１及びサドル２に設けた接続口３に連通する通孔２７と、サドル２に設けた取付孔５に連通する孔２８と案内カバー板１３の取付孔２０に連通する孔２９とが設けられている。バックパッキン２５は、凹部１１からの漏水を防止するため水密性の高いゴムＮＢＲ等の薄板材で作られている。スラストパッキン２６は、摺接する弁板１２の滑りを良くするため弁板１２と同一材料で滑動性のすぐれたポリアセタール樹脂等の薄板材で作られている。

弁板１２は、スラストパッキン２６と案内カバー板１３との間に挟むようにして凹部１１に周方向へ摺動自在に収容される。一方、案内カバー板１３は、両端の厚肉部１８と突出部１９に設けた取付孔２０とスラストパッキン２６及びバックパッキン２５の取付孔３０に挿通した固定ビス３１をサドル２の内側に設けたねじ孔３２に螺合して、スラストパッキン２６及びバックパッキン２５と共にサドル２に固定される。このとき、案内カバー板１３の開口２１とスラストパッキン２６及びバックパッキン２５の通孔２７とがサドル２の接続口３に対向位置する。

次に、弁板１２を周方向へ摺動させて、案内カバー板１３の開口２１とサドル２の接続口３とを連通又は密閉遮断する開閉弁機構について説明する。

該開閉弁機構は、図１に示すように、弁板１２のラック１７に噛合するギヤ３６と、該ギヤ３６を回動させる作動軸３７とを有している。作動軸３７はサドル２の取付孔５に挿通して回転自在に取り付けられ、該作動軸３７の下端に固着されたギヤ３６が凹部１１に収容されている弁板１２のラック１７に噛合し、取付孔５から突出する上端部分に角軸部３８が形成されていて、該角軸部３８にスパナ等の回動工具を係合して作動軸３７を回動操作することにより、ギヤ３６、ラック１７を介して弁板１２が凹部１１内で周方向へ摺動せしめられるようになっている。なお、取付孔５の上端開口はねじ部６に螺着したナット状の蓋体３９によって密閉され、作動軸３７の角軸部３８は該蓋体３９を貫通して突出している。弁板１２は常時には、楔部１４が案内カバー板１３の傾斜座面２３に摺接する密閉位置にあって、開口２２を密封している。このとき楔部１４と傾斜座面２３との楔効果により弁板１２が傾斜座面２３に密着して開口２１を密封し、開口２１からの漏水を防止している（図８参照）。

上記のように構成される開閉弁機構を組み付けた上側のサドル２と下側のサドル２′は、図１に示すように、円弧状のサドル本体２ａ，２ａの内側面に沿う円弧状のガスケットパッキン４０，４１を介して配水管１の外周面に取り付け、相対向するフランジ部２ｂ，２ｂの孔７に挿通したボルト８とナット９とで締め付けて、配水管１に密着固定される。ガスケットパッキン４０，４１はサドル２，２′と配水管１との間を絶縁する絶縁機構と滑り止め機能を兼ねており、上側のサドル２に装着するガスケットパッキン４０は、図９に示すように、凹部１１の凹入段部１１ｂに係合する円弧状突出部４２と、円弧状両側縁に沿って突設した鍔部４７とを有し、かつ、案内カバー板１３の開口２１に対向する位置に連通孔４３が設けられている。なお、下側のサドル２′に装着するガスケット４１は、単純な半円弧状で、その両側縁に沿って鍔部４７が突設されている形状であるから、図示は省略する。

上記のような開閉弁機構を備えた上側のサドル２と下側のサドル２′を含む装置全体の金属部品、すなわちボルト８、ナット９、固定ビス３１、ギヤ３６、作動軸３７、蓋体３９は、異種金属の接触による腐食を防止するため、ＳＵＳ３１６などの耐食性にすぐれたステンレス鋼により製作されている。

図１に示すように、配水管１に装着されたサドル２，２′を利用して給水管（図示せず）を配水管１に分岐接続する分水工事を行なう場合、先ず作動軸３７の角軸部３８にスパナ等の回動工具を係合して作動軸３７を回動し、ギヤ３６、ラック１７を介して弁板１２を開放側（楔部１４が傾斜座面２３から離間する方向）へ摺動させ、案内カバー板１３の開口２１を接続口３に連通させる。この状態で接続口３に図示しない穿孔機を取り付け、開口２１、連通孔４３を通じて配水管１の管壁に分水口４４を穿孔する。穿孔作業が終了し、穿孔機を取り外す前に、作動軸３７を逆方向に回動して弁板１２を密閉側へ摺動させ、弁板１２で開口２１を密閉して接続口３と開口２１を遮断状態にする。この遮断状態で穿孔機を取り外し、続いてコア挿入機を接続口３に取り付け、上記同様に弁板１２を開閉操作して分水口４４に仮想線で示す筒状の防食コア５０を挿着する。弁板１２を閉じ位置に操作した状態でコア挿入機を取り外す。そして、接続口３にねじ部４を利用して図示しない給水管を直接又は継手を介して接続する。給水管を接続した後、作動軸３７を回動して弁板１２を開放側へ摺動させ、再び開口２１を接続口３に連通させると、接続口３と分水口４４とが連通状態となり、配水管１から給水管に通水可能となる。

このようにして分水工事が終了すると、図１０に示すように、弁板１２の開閉弁機構の蓋体３９に代えて、作動軸３７の角軸部３８を覆う袋ナット状の密閉蓋体４５がシーリング４６を介して装着され、取付孔５からの漏水を確実に防止することが望ましい。また、このような密閉蓋体４５を用いると、作動軸３７に土砂等が付着するのを防止できるので、再度、弁板１２を開閉操作するときに好都合である。

図１１は、サドル２に設ける接続口３の変形例を示している。該実施の形態においては、接続口３が、穿孔機及びコア挿入機を取り付ける取出口５１と給水管を接続する分岐口５２とを別個に設けたＴ型に形成されている。取出口５１は、分水工事が終了すると蓋体５３で密閉される。

弁板１２を摺動させる駆動手段は、上記した実施の形態に例示したギヤ３６とラック１７に限定されるものではなく、カムその他公知の往復運動機構を採用することが可能である。

また、上記の実施形態においては、本発明を水道の分水栓に適用した例を示したが、本発明に係る流体開閉弁は、種々の流体管の分岐接続に利用できるものである。

本発明に係る流体開閉弁を水道の分水サドルに適用した使用例を示す縦断正面図である。 同上サドルの縦断正面図である。 図２の３−３線に沿う矢視図である。 同上流体開閉弁の主要構成部品である弁板を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 同上流体開閉弁の主要構成部品である案内カバー板を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断正面図、（ｃ）は左側面図である。 バックパッキンを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 スラストパッキンを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１の要部拡大断面図である。 上側サドルに装着するガスケットパッキンを示しており、（ａ）は中央縦断正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は中央縦断側面図である。 密閉蓋体による弁開閉機構部の密閉状態を示す断面図である。 サドルに設ける接続口の別の実施形態を示す要部断面図である。

符号の説明

１ 配水管（流体本管）
２ 上側サドル
２′ 下側サドル
３ 接続口
５ 取付孔
１１ 凹部
１１ａ 内側底面
１１ｂ 凹入段部
１２ 弁板
１３ 案内カバー板
１４ 楔部
１７ ラック
１８ 肉厚部
１９ 突出部
２１ 開口
２３ 傾斜座面
２５ バックパッキン
２６ スラストパッキン
４０，４１ ガスケットパッキン
４２ 連通孔
４３ 分水口

Claims (2)

1. 流体本管の外周面に沿って装着されるサドルと、
   前記サドルに設けられた前記本管に分水口を穿孔するための穿孔機を取り付ける接続口と、
   前記サドルの内側面に周方向へ延びて形成され、前記接続口に連通する円弧状の凹部と、
   前記凹部に周方向へ摺動自在に収容され、前端に至るに従って薄くなる楔部を有している板状の弁板と、
   前記サドルに設けられた前記弁板の駆動手段と、
   前記弁板を摺接状態で覆うように前記凹部に収容され、前記サドルの内側に固定される案内カバー板と、
   前記案内カバー板に設けられた前記接続口に対向位置する開口と、
   前記弁板が摺接する前記開口の周辺部分に形成され、前記弁板の開放側から密閉側に至るに従って厚みが増す傾斜座面と、を備え、
   前記弁板が開放位置にあるとき、前記開口を通じて前記本管に穿孔した前記分水口と前記サドルの前記接続口とが連通し、前記弁板が密閉位置に移動すると、前記楔部が前記傾斜座面に摺接する楔効果により前記弁板が前記傾斜座面に密着して、前記開口を密封するように構成されている流体開閉弁。
2. 前記サドルと前記流体本管との間に、絶縁機能と滑り止め機能を兼ねるガスケットパッキンが介装されていることを特徴とする請求項１記載の流体開閉弁。

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