JP2016176544A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体の開弁操作の簡素化を図りながら開弁操作を小さな操作力でスムーズに行うことができ、しかも、従来に比して弁装置の小型化と操作の容易化とを図る。
【解決手段】弁箱２内に開閉自在に装着された弁体３に、弁体３で開閉される一次側流路１Ａと二次側流路１Ｂとを連通可能な副流路１５と、副流路１５を開閉する副弁体１６とを設け、弁体３を開閉作動させる弁開閉操作手段Ａの開弁操作に連係して、副弁体１６を開弁作動させたのち弁体３を開弁作動させる弁差動手段Ｂが設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、弁箱内の一次側流路（上流側流路）と二次側流路（下流側流路）とを開閉する弁体と、当該弁体を開閉作動させる弁開閉操作手段とを備えた弁装置に関する。

流体配管系統に接続されている弁装置では、全閉位置にある弁体の一次側流路と二次側流路とに圧力差が発生しているため、全閉位置にある弁体の開弁操作に大きな操作力を要する。
そのため、従来の弁装置では、弁箱に、一次側流路に外部から接続可能な一次側接続口部と二次側流路に外部から接続可能な二次側接続口部とが形成され、一次側接続口部と二次側接続口部とに亘って外装式のバイパス配管が接続され、このバイパス配管には、バイパス流路を開閉するバイパス弁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−０２７３４９号公報

従来の弁装置では、全閉位置にある弁体を開弁操作する際、バイパス弁を開弁操作して、一次側流路内の圧力流体をバイパス配管のバイパス流路を経由して二次側流路に流入させることにより、一次側流路と二次側流路との圧力差が小さくなり、その状態で弁開閉操作手段を開弁操作して弁体を開弁作動させる必要があるため、弁体の開弁操作に多くの手間を要する不都合がある。
しかも、バイパス配管及びバイパス弁が弁箱に外装状態で取付けられるため、弁装置の大型化を招来するとともに、弁装置の操作時に邪魔になり易い。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、弁体の開弁操作の簡素化を図りながら開弁操作を小さな操作力でスムーズに行うことができ、しかも、従来に比して弁装置の小型化と操作の容易化とを図ることのできる弁装置を提供する点にある。

本発明による第１の特徴構成は、弁箱内に開閉自在に装着された弁体に、当該弁体で開閉される一次側流路と二次側流路とを連通可能な副流路と、当該副流路を開閉する副弁体とを設け、前記弁体を開閉作動させる弁開閉操作手段の開弁操作に連係して、前記副弁体を開弁作動させたのち前記弁体を開弁作動させる弁差動手段が設けられている点にある。

上記構成によれば、全閉位置にある弁体の開弁操作時に、弁開閉操作手段の開弁操作に連係する弁差動手段により、弁体の副流路を遮断している全閉位置の副弁体が先行して開弁作動され、一次側流路内の圧力流体が弁体の副流路を経由して二次側流路に流入し、一次側流路と二次側流路との圧力差が小さくなる。
それ以降の弁開閉操作手段の開弁操作により、一次側流路と二次側流路との圧力差が小なる状態で弁体が開弁作動され、弁体の開弁作動に要する操作力を小さくすることができる。

したがって、弁開閉操作手段の一連の開弁操作で副弁体と弁体とを順番に開弁作動させることができるので、副弁体に対する特別な操作が不要で、弁体の開弁操作の簡素化を図りながら開弁操作を小さな操作力でスムーズに行うことができる。
しかも、副流路が弁体に形成され、且つ、この副流路を開閉する副弁体が弁体に設けられているので、従来に比して弁装置の小型化と操作の容易化とを図ることができる。

本発明による第２の特徴構成は、前記弁差動手段が、前記弁開閉操作手段の閉弁操作に連係して、前記副弁体を閉弁作動させたのち前記弁体を閉弁作動させる連係構造に構成されている点にある。

上記構成によれば、全開位置にある弁体の閉弁操作時に、弁開閉操作手段の閉弁操作に連係する弁差動手段により、弁体の副流路を開放している全開位置の副弁体が先行して閉弁作動され、それ以降の弁開閉操作手段の閉弁操作によって弁体が閉弁作動されるので、弁体に副流路を形成しながらも、閉弁時には、副流路を備えていない弁体と同様の流量特性を発揮させることができる。

本発明による第３の特徴構成は、前記副弁体が、前記弁開閉操作手段に前記弁体への操作力伝達部材として介装されている点にある。

上記構成によれば、副弁体が弁体に形成された副流路を開閉する本来の弁機能以外に、弁体に開閉操作力を伝達する操作力伝達部材として機能するので、弁開閉操作手段の簡素化を図りながら副弁体を配置することができる。

本発明による第４の特徴構成は、前記弁差動手段には、前記弁開閉操作手段の開弁操作の初期段階において、全閉位置にある前記弁体には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある前記副弁体には開弁操作力を伝達して開弁作動させる第１融通と、前記弁開閉操作手段の閉弁操作の初期段階において、全開位置にある前記弁体には閉弁操作力を伝達せず、且つ、全開位置にある前記副弁体には閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる第２融通とが備えられている点にある。

上記構成によれば、全閉位置にある弁体の開弁操作時には、弁開閉操作手段の開弁操作に連係する弁差動手段の第１融通により、開弁操作の初期段階においては全閉位置にある弁体への開弁操作力の伝達を断ち、且つ、全閉位置にある副弁体には開弁操作力を伝達して開弁作動させる。
すると、全閉位置にある副弁体が第１融通の範囲で先行して開弁作動され、一次側流路内の圧力流体が弁体の副流路を経由して二次側流路に流入し、一次側流路と二次側流路との圧力差が小さくなる。

また、全開位置にある弁体の閉弁操作時には、弁開閉操作手段の閉弁操作に連係する弁差動手段の第２融通により、閉弁操作の初期段階においては全開位置にある弁体への閉弁操作力の伝達を断ち、且つ、全開位置にある副弁体には閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる。
すると、全開位置にある副弁体が第２融通の範囲で先行して閉弁作動され、それ以降の弁開閉操作手段の閉弁操作によって弁体が閉弁作動されるので、弁体に副流路を形成しながらも、閉弁時には、副流路を備えていない弁体と同様の流量特性を発揮させることができる。

しかも、弁差動手段として上述の第１融通と第２融通を設けるだけで済むので、弁差動手段の構造の簡素化を図ることができる。

本発明による第５の特徴構成は、前記副弁体には、全閉位置にある前記弁体の第１受動部に開弁操作力を伝達する第１能動部と、全開位置にある前記弁体の第２受動部に閉弁操作力を伝達する第２能動部とが設けられ、全閉位置にある前記弁体の第１受動部と全閉位置にある前記副弁体の第１能動部との間に前記第１融通が形成され、全開位置にある前記弁体の第２受動部と全開位置にある前記副弁体の第２能動部との間に前記第２融通が形成されている点にある。

上記構成によれば、全閉位置にある弁体の開弁操作時には、全閉位置にある副弁体が第１融通の範囲で先行して開弁作動されると、副弁体の第１能動部が全閉位置にある弁体の第１受動部に当接して開弁操作力を伝達する。
また、全開位置にある弁体の閉弁操作時には、全開位置にある副弁体が第２融通の範囲で先行して閉弁作動されると、副弁体の第２能動部が全開位置にある弁体の第２受動部に当接して閉弁操作力を伝達する。

したがって、弁体の第１受動部と副弁体の第１能動部との間、及び、弁体の第２受動部と副弁体の第２能動部との間に弁開閉操作に連係して第１融通と第２融通とを可逆的に形成するだけで済むので、弁差動手段の構造の簡素化を図ることができる。

本発明による第６の特徴構成は、前記弁開閉操作手段には、前記弁体に対して当該弁体の開閉作動方向と同方向に一定範囲内で相対移動自在に連係された弁往復作動部材と、この弁往復作動部材のラックギヤ部に噛合するピニオンギヤとが備えられ、前記弁往復作動部材が、前記弁体の副流路を開閉する前記副弁体に構成されている点にある。

上記構成によれば、弁体を開閉作動させる弁開閉操作手段の構成部材のうち、弁体の開閉作動方向と同方向に移動する弁往復作動部材を用いて、この弁往復作動部材を弁体に対して一定範囲内で相対移動自在に連係構成するだけの簡単な改造で副弁体を構成することができる。

本発明による第７の特徴構成は、前記弁体には、前記弁開閉操作手段の弁棒が相対回転自在に挿通される弁棒挿通部と、前記弁棒の軸芯方向に対する交差方向から前記副弁体を脱着自在に収納する副弁体収納部とが連通形成され、前記副弁体収納部に収納された前記副弁体の弁棒挿通部に、前記弁体の弁棒挿通部に挿通された前記弁棒の中間部が一体回転状態で挿通されているとともに、前記副弁体収納部の内面と前記副弁体の外周面との対向面間で、且つ、前記副弁体の全閉位置を除く少なくとも一部の開弁作動領域に前記副流路を構成する隙間が形成されている点にある。

上記構成によれば、弁体の副弁体収納部に副弁体を弁棒の軸芯方向に対する交差方向から収納し、この状態で弁体の弁棒挿通部及び副弁体の弁棒挿通部に弁棒を挿入することにより、副弁体を弁体に簡単に組付けることができる。

しかも、全閉位置にある副弁体が開弁作動すると、副弁体の外周面と副弁体収納部の内面との対向面間に副流路を構成する隙間を形成することができるので、一次側流路内の圧力流体を副弁体の外周面側の隙間を経由して二次側流路にスムーズに流入させることができる。

本発明による第８の特徴構成は、前記弁体には、前記弁開閉操作手段の弁棒が出退移動自在に挿通される弁棒挿通部と、前記弁棒に螺合される前記弁開閉操作手段のネジ駒が弁棒軸芯方向に対して交差する方向から脱着自在に装着される駒装着部と、前記弁棒挿通部の挿入口から前記駒装着部を経由して挿入された筒状の前記副弁体を収納する副弁体収納部とが連通形成され、前記弁体の副弁体収納部には、前記副弁体で開閉される前記副流路が形成されているとともに、前記副弁体収納部に収納された副弁体と前記駒装着部に装着された前記ネジ駒との相対向する部位には、前記弁棒軸芯方向に対する交差方向から係脱自在で、且つ、係合状態では前記ネジ駒と前記副弁体とを前記弁棒軸芯方向に一体移動可能に連結する係合手段が設けられ、前記駒装着部の前記挿入口側の内面部位と前記ネジ駒との相対向する部位には、前記弁棒の開弁操作の初期段階において、全閉位置にある前記弁体には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある前記副弁体には開弁操作力を伝達して開弁作動させる前記弁差動手段としての融通が形成されている点にある。

上記構成によれば、弁体の副弁体収納部に、弁棒挿通部の挿入口から駒装着部を経由して挿入された筒状の副弁体を収納し、弁体の駒装着部に対してネジ駒を弁棒軸芯方向に対する交差方向から装着する際、副弁体収納部に収納されている副弁体と駒装着部に装着されるネジ駒とを係合手段で弁棒軸芯方向に一体移動可能に連結し、この状態で前記弁棒挿通部の挿入口から挿入された弁棒を駒装着部内のネジ駒に螺合することにより、ネジ駒及び副弁体をそれらの離脱を阻止した状態で弁体に簡単に組付けることができる。

また、全閉位置にある弁体の開弁操作時には、弁開閉操作手段の弁棒の開弁操作に連係する弁差動手段の融通により、ネジ駒と副弁体とが弁棒軸芯方向に一体移動して副弁体が開弁作動され、一次側流路内の圧力流体が弁体の副流路を経由して二次側流路に流入し、一次側流路と二次側流路との圧力差が小さくなる。
弁棒の開弁操作に伴って融通の終端に到達したネジ駒は駒装着部の挿入口側の内面部位に当接することにより、ネジ駒の開弁操作力が弁体に伝達され、弁体が開弁作動する。

本発明の第１実施形態を示す仕切弁の閉弁時の縦断側面図 第１実施形態を示す仕切弁の閉弁時の縦断正面図 第１実施形態を示す仕切弁の開弁操作の初期段階の縦断側面図 第１実施形態を示す仕切弁の開弁時の縦断側面図 第１実施形態を示す仕切弁の閉弁操作の初期段階の縦断側面図 第１実施形態を示す仕切弁の要部の拡大底面図 本発明の第２実施形態を示すバタフライ弁の組付け時の水平断面図 第２実施形態を示すバタフライ弁の組付け時の一部切欠き正面図 第２実施形態を示すバタフライ弁の開弁操作工程を示す水平断面図 第２実施形態を示すバタフライ弁の閉弁操作工程を示す水平断面図 本発明の第３実施形態を示す仕切弁の閉弁時の一部切欠き側面図と一部切欠き正面図 第３実施形態を示す仕切弁の開弁操作の初期段階の一部切欠き側面図と一部切欠き正面図 第３実施形態を示す仕切弁の要部の分解断面図

〔第１実施形態〕
図１〜図６は水道配管系統（流体配管系統）に用いられる弁装置の一例である仕切弁Ｖ１を示す。この仕切弁Ｖ１には、横断面円形状の弁内流路１を区画形成し、且つ、流路軸線方向の両端部に連結フランジ２Ａが一体形成されている金属製の弁箱２と、流路軸線方向に対する直交方向にスライド移動することにより弁箱２内の弁内流路１を開閉する金属製の弁体３、及び、この弁体３を開閉操作する弁開閉操作手段Ａとが備えられている。

弁箱２の弁内流路１は、全閉位置に操作された弁体３によって一次側流路（上流側流路）１Ａと二次側流路（下流側流路）１Ｂとに遮断され、一次側流路１Ａの流入口１ａは、図１において下方側に位置し、二次側流路１Ｂの流出口１ｂは、図１において上方側に位置する。

弁箱２の流路軸線方向中央部には、全開位置にある弁体３及び弁開閉操作手段Ａの一部を格納する弁体格納室４を形成する弁体格納ケース部５が一体形成され、弁箱２における二次側流路１Ｂ側の内周面２ａには、全閉位置にある弁体３の下流側面３ｂの周縁部分に流路軸線方向で相対向する円環状の弁座６が形成され、弁体３の下流側面３ｂの周縁部分には、全閉位置に操作されたとき、弁座６に上流側から水密状態に当接する円環状のシール材７が設けられている。

弁開閉操作手段Ａは、図１、図２、図６に示すように、弁体３の上流側面３ａに位置して当該弁体３に開閉操作力を伝達する弁往復作動部材１０と、当該弁往復作動部材１０のラックギヤ部１０Ａに噛合するピニオンギヤ１１と、当該ピニオンギヤ１１を人為操作で回転操作する弁操作軸１２とが主要構成として備えられている。
弁往復作動部材１０は、弁体３の幅寸法よりも小なる幅寸法で、且つ、弁体３の長さ寸法よりも大なる長さに構成されているとともに、弁操作軸１２は、弁箱２の弁体格納ケース部５における弁内流路１側に開口する部位で、且つ、弁体３の開閉作動方向と直交する水平方向で相対向する両側壁部２ｂの軸受部２ｃに支承されている。

上述の如く構成された仕切弁Ｖ１の弁体３には、当該弁体３で開閉される一次側流路１Ａと二次側流路１Ｂとを連通可能な副流路１５と、当該副流路１５を開閉する副弁体１６とが設けられ、弁開閉操作手段Ａの開弁操作に連係して、副弁体１６を開弁作動させたのち弁体３を開弁作動させ、且つ、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作に連係して、副弁体１６を閉弁作動させたのち弁体３を閉弁作動させる弁差動手段Ｂが設けられている。

弁開閉操作手段Ａの弁往復作動部材１０は、弁体３の上流側面３ａに形成された摺動ガイド部１９のアリ溝状の摺動ガイド溝に沿って弁体３の開閉作動方向と同方向に一定範囲内で相対移動自在に保持されている。
そして、図１に示すように、弁体３に対して弁往復作動部材１０が閉弁側（図１の左側）に最大限に移動した第１状態では、弁体３の先端側に貫通形成された副流路１５を弁往復作動部材１０の先端部で水密に密封する。
また、図４に示すように、弁体３に対して弁往復作動部材１０が開弁側（図４の右側）に最大限に移動した第２状態では、弁往復作動部材１０の先端部が弁体３の副流路１５から閉弁側に離間した副流路開放状態になる。
つまり、弁開閉操作手段Ａの構成部材（操作力伝達部材）である弁往復作動部材１０は、弁体３の副流路１５を開閉する前記副弁体１６に兼用構成され、図１に示す弁往復作動部材１０の第１状態が副弁体１６の全閉状態となり、図４に示す弁往復作動部材１０の第２状態が副弁体１６の全開状態となる。

副弁体１６の閉弁側となる先端部には、全閉位置に閉弁操作されたとき、弁体３の副流路１５を水密状態で密封する止水ゴム等のシール材１８が設けられている。

また、副弁体１６の閉弁側となる先端部位には、弁体３の摺動ガイド部１９の閉弁側端部をもって構成される第１受動部２０に開弁操作力を伝達する第１能動部としての第１押圧部材２１が設けられている。
副弁体１６の開弁側となる基端部位には、弁体３の基端部をもって構成される第２受動部２２に閉弁操作力を伝達する第２能動部としての第２押圧部材２３が設けられている。

次に、弁差動手段Ｂについて説明する。
図１に示すように、全閉位置にある弁体３の第１受動部２０と全閉位置にある副弁体１６の第１押圧部材２１との間には、副弁体１６が全閉位置から全開位置に移動する副弁体作動ストロークに相当する空隙が形成され、この空隙が、弁開閉操作手段Ａの開弁操作の初期段階において、全閉位置にある弁体３には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある副弁体１６には開弁操作力を伝達して開弁作動させる第１融通１７ａに構成されている。

また、図４に示すように、全開位置にある弁体３の第２受動部２２と全開位置にある副弁体１６の第２押圧部材２３との間には、副弁体１６が全開位置から全閉位置に移動する副弁体作動ストロークに相当する空隙が形成され、この空隙が、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作の初期段階において、全開位置にある弁体３には閉弁操作力を伝達せず、且つ、全開位置にある副弁体１６には閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる第２融通１７ｂに構成されている。

弁差動手段Ｂを構成する第１融通１７ａと第２融通１７ｂは、弁体３に対する副弁体１６の開閉作動によって可逆的に現出される。

そして、図１に示すように、全閉位置にある弁体３の開弁操作時には、弁開閉操作手段Ａの弁操作軸１２の開弁操作に連係する弁差動手段Ｂの第１融通１７ａ、つまり、全閉位置にある弁体３の第１受動部２０と全閉位置にある副弁体１６の第１押圧部材２１との間に形成されている副弁体作動ストロークに相当する第１融通１７ａにより、開弁操作の初期段階においては全閉位置にある弁体３の第１受動部２０には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある副弁体１６には、弁操作軸１２のピニオンギヤ１１に噛合する弁往復作動部材１０のラックギヤ部１０Ａを介して開弁操作力を伝達して開弁作動させる。
すると、図３に示すように、全閉位置にある副弁体１６が第１融通１７ａの範囲で先行して開弁作動され、一次側流路１Ａ内の圧力流体が弁体３の副流路１５を経由して二次側流路１Ｂに流入し、一次側流路１Ａと二次側流路１Ｂとの圧力差が小さくなる。

その後、図３、図４に示すように、副弁体１６が第１融通１７ａの副弁体作動ストロークだけ開弁移動して全開位置に到達すると、副弁体１６の第１押圧部材２１が全閉位置にある弁体３の第１受動部２０に当接し、それ以降の弁開閉操作手段Ａの弁操作軸１２の開弁操作により、一次側流路１Ａと二次側流路１Ｂとの圧力差が小なる状態で弁体３が開弁作動されるので、弁体３の開弁作動に要する操作力を軽減することができる。

また、全開位置にある弁体３の閉弁操作時には、図４、図５に示すように、弁開閉操作手段Ａの弁操作軸１２の閉弁操作に連係する弁差動手段Ｂの第２融通１７ｂ、つまり、全開位置にある弁体３の第２受動部２２と全開位置にある副弁体１６の第２押圧部材２３との間に形成されている副弁体作動ストロークに相当する第２融通１７ｂにより、閉弁操作の初期段階においては全開位置にある弁体３の第２受動部２２には閉弁操作力を伝達せず、且つ、全開位置にある副弁体１６には、弁操作軸１２のピニオンギヤ１１に噛合する弁往復作動部材１０のラックギヤ部１０Ａを介して閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる。

その後、副弁体１６が第２融通１７ｂの副弁体作動ストロークだけ閉弁移動して全閉位置に到達すると、副弁体１６の第２押圧部材２３が全開位置にある弁体３の第２受動部２２に当接し、それ以降の弁開閉操作手段Ａの弁操作軸１２の閉弁操作により弁体３が閉弁作動されるので、弁体３に副流路１５を形成しながらも、閉弁時には、副流路１５を備えていない弁体３と同様の流量特性を発揮させることができる。

尚、弁往復作動部材１０のラックギヤ部１０Ａのうち、副弁体１６の開弁作動ストロークに対応するギヤ部分を他のギヤ部分の機械強度よりも大に構成してもよい。
また、上述の実施形態では、弁体３を直線状に往復移動させる形態の仕切弁Ｖ１について説明をしたが、弧状に形成されている弁体３を流体管の外周面等に沿って円弧状に開閉作動させる三方弁等の弁装置にも適用することができる。この場合、ラックギヤ部１０Ａを備えた弁往復作動部材１０も弁体３に沿って円弧状に構成する。

〔第２実施形態〕
図７〜図１０は水道配管系統（流体配管系統）に用いられる弁装置の一例であるバタフライ弁Ｖ２を示す。このバタフライ弁Ｖ２には、横断面円形状の弁内流路３１を区画形成してある金属製の弁箱３２と、流路軸線方向に対する直交方向する棒弁軸芯周りで回動することにより弁箱３２内の弁内流路３１を開閉する金属製の弁体３３、及び、この弁体３３を開閉操作する弁開閉操作手段Ａとが備えられている。

弁箱３２の弁内流路３１は、全閉位置に操作された弁体３３によって一次側流路（上流側流路）３１Ａと二次側流路（下流側流路）３１Ｂとに遮断され、一次側流路３１Ａは、図７において下方側に位置し、二次側流路３１Ｂは、図７において上方側に位置する。

弁箱３２の内周面３２ａには、全閉位置にある弁体３３の外周面に相対向する円環状の弁座３６が形成され、弁体３３の外周面のシール装着溝には、全閉位置に操作されたとき、弁座３６に水密状態に当接する円環状のシール材３７が設けられている。

弁開閉操作手段Ａは、弁体３３の軸受け部に人為操作力で回転操作自在に支承された弁棒３８の中間部を、弁箱３２内に配置された弁体３３の弁棒挿通部３３Ａに挿通させることにより、弁棒３８の開閉操作力を弁体３３に伝達するように構成されている。

そして、上述の如く構成されたバタフライ弁Ｖ２の弁体３３には、図９、図１０に示すように、当該弁体３３で開閉される一次側流路３１Ａと二次側流路３１Ｂとを連通可能な副流路３９と、当該副流路３９を開閉する副弁体４１とが設けられ、弁開閉操作手段Ａの弁棒３８の開弁操作に連係して、副弁体４１を開弁作動させたのち弁体３３を開弁作動させ、且つ、弁棒３８の閉弁操作に連係して、副弁体４１を閉弁作動させたのち弁体３３を閉弁作動させる弁差動手段Ｂが設けられている。

弁体３３には、図７、図８に示すように、弁棒３８が挿通される弁棒挿通部３３Ａの中間部位において、弁棒軸芯方向に対する交差方向から副弁体４１を脱着自在に収納する副弁体収納部４０が連通形成され、この副弁体収納部４０によって分離された弁体３３の両弁棒挿通部３３Ａと副弁体収納部４０に収納された副弁体４１の弁棒挿通部４１Ａとが一直線状に連通形成されている。

弁体３３の両弁棒挿通部３３Ａの内周面とこれに挿通される弁棒３８の両挿通軸部３８Ａの外周面は、相対回転可能な横断面円形状に形成され、副弁体４１の弁棒挿通部４１Ａの内周面とこれに挿通される弁棒３８の中央挿通軸部３８Ｂの外周面は、相対回転が不能な円形以外の横断面異形状（当該実施形態では横断面四角形）に形成されている。
そのため、弁棒３８を回転操作しても、この回転操作力は弁体３３には伝達されず、副弁体４１にのみに伝達され、この副弁体４１が操作力伝達部材として機能して弁体３３に回転操作力が伝達される連係構造に構成されている。

この連係構造は、弁体３３の副弁体収納部４０の内面に、図９に示すように、閉弁位置にある副弁体４１の一側半部をもって構成される第１能動部としての第１押圧部４３と係合して開弁操作力が伝達される第１受動部としての第１受動突起４４と、図１０に示すように、開弁位置にある副弁体４１の他側半部をもって構成される第２能動部としての第２押圧部４５と係合して閉弁操作力が伝達される第２受動部としての第２受動突起４６とが形成されている。

副弁体４１の外周面のシール装着溝には、当該副弁体４１が全閉位置にあるとき、弁体３３の副弁体収納部４０の内面との間を水密状態に密封するシール材４７が装着されているとともに、弁体３３の副弁体収納部４０の内面のうち、副弁体４１の全閉位置に相当する内面部位を除く開弁作動領域に相当する内面部位の内径を、副弁体４１の全閉位置に相当する内面部位での内径よりも大径に形成し、換言すれば、副弁体４１のシール材４７から少し径方向外方側に離間する内径に形成して、副弁体収納部４０の内面と副弁体４１の外周面との対向面間で、且つ、副弁体４１の全閉位置を除く開弁作動領域に副流路３９の一部を構成する隙間３９Ａが現出されるように構成されている。

さらに、副弁体４１の第１受動突起４４には、図９（ｂ）に示すように、弁開閉操作手段Ａの開弁操作の初期段階において、全開位置に回動した副弁体４１の第１押圧部４３が弁体３３の第１受動突起４４に係合したとき、副弁体収納部４０の内面と副弁体４１の外周面との対向面間に形成されている隙間３９Ａと連通して、一次側流路３１Ａと二次側流路３１Ｂとを連通する副流路３９の残部としての貫通孔３９Ｂが形成されている。

次に、弁差動手段Ｂについて説明する。
図９（ａ）に示すように、全閉位置にある弁体３３の第１受動突起４４と全閉位置にある副弁体４１の第１押圧部４３との間には、副弁体４１が全閉位置から全開位置に回動する副弁体回動角（副弁体回動ストローク）に相当する空隙が形成され、この空隙が、弁開閉操作手段Ａの開弁操作の初期段階において、全閉位置にある弁体３３には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある副弁体４１には開弁操作力を伝達して開弁作動させる第１融通４８ａに構成されている。

また、図１０（ａ）に示すように、全開位置にある弁体３３の第２受動突起４６と全開位置にある副弁体４１の第２押圧部４５との間には、副弁体４１が全開位置から全閉位置に回動する副弁体回動角（副弁体回動ストローク）に相当する空隙が形成され、この空隙が、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作の初期段階において、全開位置にある弁体３３には閉弁操作力を伝達せず、且つ、全開位置にある副弁体４１には閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる第２融通４８ｂに構成されている。

弁差動手段Ｂを構成する第１融通４８ａと第２融通４８ｂは、弁体３３に対する副弁体４１の開閉作動によって可逆的に現出される。

そして、図９（ａ）に示すように、全閉位置にある弁体３３の開弁操作時には、弁開閉操作手段Ａの弁棒３８の開弁操作に連係する弁差動手段Ｂの第１融通４８ａ、つまり、全閉位置にある弁体３３の第１受動突起４４と全閉位置にある副弁体４１の第１押圧部４３との間に形成されている副弁体回動角に相当する第１融通４８ａにより、開弁操作の初期段階においては全閉位置にある弁体３３の第１受動突起４４には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある副弁体４１には、弁棒３８の開弁操作力を伝達して開弁作動させる。
すると、図９（ｂ）に示すように、全閉位置にある副弁体４１が第１融通４８ａの範囲で先行して開弁作動され、一次側流路３１Ａ内の圧力流体が、副弁体収納部４０の内面と副弁体４１の外周面との対向面間に形成されている隙間３９Ａ及び副弁体４１の第１受動突起４４に形成された貫通孔３９Ｂから構成される副流路３９を経由して二次側流路３１Ｂに流入し、一次側流路３１Ａと二次側流路３１Ｂとの圧力差が小さくなる。

その後、副弁体４１が第１融通４８ａの副弁体回動角だけ開弁回動して全開位置に到達すると、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、副弁体４１の第１押圧部４３が全閉位置にある弁体３３の第１受動突起４４に当接し、それ以降の弁開閉操作手段Ａの弁棒３８の開弁操作により、一次側流路３１Ａと二次側流路３１Ｂとの圧力差が小なる状態で弁体３３が開弁回動されるので、弁体３３の開弁回動に要する操作力を軽減することができる。

また、図１０（ａ）に示すように、全開位置にある弁体３３の閉弁操作時には、弁開閉操作手段Ａの弁棒３８の閉弁操作に連係する弁差動手段Ｂの第２融通４８ｂ、つまり、全開位置にある弁体３３の第２受動突起４６と全開位置にある副弁体４１の第２押圧部４５との間に形成されている副弁体回動角に相当する第２融通４８ｂにより、閉弁操作の初期段階においては全開位置にある弁体３３の第２受動突起４６には開弁操作力を伝達せず、且つ、全開位置にある副弁体４１には、弁棒３８の閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる。

その後、図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、副弁体４１が第２融通４８ｂの副弁体回動角だけ閉弁移動して全閉位置に到達すると、副弁体４１の第２押圧部４５が全開位置にある弁体３３の第２受動突起４６に当接し、それ以降の弁開閉操作手段Ａの弁棒３８の閉弁操作により弁体３３が閉弁回動されるので、弁体３３に副流路３９を形成しながらも、閉弁時には、副流路３９を備えていない弁体３３と同様の流量特性を発揮させることができる。

〔第３実施形態〕
図１１〜図１３は水道配管系統（流体配管系統）に用いられる弁装置の一例である仕切弁Ｖ３を示す。この仕切弁Ｖ３には、横断面円形状の弁内流路５１を区画形成する金属製の弁箱５２と、流路軸線方向に対する直交方向にスライド移動することにより弁箱５２内の弁内流路５１を開閉する弁体５３、及び、この弁体５３を開閉操作する弁開閉操作手段Ａとが備えられている。
弁箱５２の弁内流路５１は、全閉位置に操作された弁体５３によって一次側流路（上流側流路）５１Ａと二次側流路（下流側流路）５１Ｂとに遮断される。

弁箱５２の流路軸線方向中央部には、全閉位置にある弁体５３が弁内流路５１を横断する状態で配置される閉弁体配置空間部５４と、全開位置にある弁体５３及び弁開閉操作手段Ａの一部を格納する弁体格納室５５を形成する弁体格納ケース部５６とが設けられている。

閉弁体配置空間部５４は、弁内流路５１の底部側ほど流路軸線方向での幅が小となるテーパ状に構成され、この閉弁体配置空間部５４における一次側流路５１Ａ側となる一次側開口部及び二次側流路５１Ｂ側となる二次側開口部には、弁座を形成する環状の弁座形成部材５７が設けられている。
弁体５３も、先端側ほど流路軸線方向での幅が小となるテーパ状に構成され、この弁体５３の一次側流路５１Ａ側となる一次側面及び二次側流路５１Ｂ側となる二次側面には、両弁座形成部材５７の弁座に水密状態で当接するゴムや砲金（銅及び銅合金）製等の環状のシール材５８が設けられている。

弁開閉操作手段Ａには、弁箱５２の弁体格納ケース部５６に人為操作力で回転自在に支承された弁棒６０と、弁体５３に開閉操作力を伝達する状態で弁棒６０に螺合されたネジ駒６１とが備えられている。

そして、上述の如く構成された仕切弁Ｖ３の弁体５３には、当該弁体５３で開閉される一次側流路５１Ａと二次側流路５１Ｂとを連通可能な副流路６２と、当該副流路６２を開閉する副弁体６３とが設けられ、弁開閉操作手段Ａの開弁操作に連係して、副弁体６３を開弁作動させたのち弁体５３を開弁作動させ、且つ、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作に連係して、弁体５３を閉弁作動させたのち副弁体１６を閉弁作動させる弁差動手段Ｂが設けられている。

弁体５３には、図１３に示すように、弁開閉操作手段Ａの弁棒６０が出退移動自在に挿通される弁棒挿通部６４と、弁棒６０に螺合される弁開閉操作手段Ａのネジ駒６１が弁棒軸芯方向に対して交差する方向から脱着自在に装着される駒装着部６５と、弁棒挿通部６４の挿入口６４ａから駒装着部６５を経由して挿入されたテーパ筒状の副弁体６３を収納するテーパ状の副弁体収納部６６とが連通形成されている。

弁体５３の副弁体収納部６６の弁棒軸芯方向中間位置には、弁体５３で開閉される一次側流路５１Ａと二次側流路５１Ｂとを連通する副流路６２が流路軸線方向に沿って貫通形成されている。
副流路６２は、弁棒挿通部６４の挿入口６４ａから駒装着部６５を経由して副弁体収納部６６内に挿入された副弁体６３で水密状態に閉止され、この副弁体収納部６６内の副弁体６３が副流路６２の形成位置よりも上方に移動されることで副流路６２が開放された開弁状態になる。

また、副弁体収納部６６に収納された副弁体６３と駒装着部６５に装着されたネジ駒６１との相対向する部位には、弁棒軸芯方向に対する交差方向から係脱自在で、且つ、係合状態ではネジ駒６１と副弁体６３とを相対回転自在な状態で弁棒軸芯方向に一体移動可能に連結する係合手段６７が設けられている。
この係合手段６７は、ネジ駒６１の下端部に形成された凸状の係合突起６７Ａと、当該係合突起６７Ａに棒軸芯方向に対する交差方向からのみ係脱自在に副弁体６３の上端部に形成された係合凹部６７Ｂとから構成されている。

次に、弁差動手段Ｂについて説明する。
図１１に示すように、弁体５３が全閉位置にあり、且つ、副弁体６３の全閉位置にあるとき、駒装着部６５の挿入口側の内面部位６５ａとネジ駒６１の弁棒軸芯方向の中間部位に形成されている鍔部６１ａの上面との対向面間には、弁棒６０の開弁操作の初期段階において、全閉位置にある弁体５３には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある副弁体６３には開弁操作力を伝達して開弁作動させる弁差動手段Ｂとしての第１融通６８ａが形成されている。

また、弁体５３が全開位置にあり、且つ、副弁体６３も全開位置にあるとき、駒装着部６５の底面側の内面部位６５ａとネジ駒６１の鍔部６１ａの下面との対向面間には、弁体５３のみが全閉位置に開弁作動されたのち、全閉位置にある副弁体６３に閉弁操作力を伝達して全閉位置にまで閉弁作動させる第２融通６８ｂが形成されている（図１２参照）。

弁差動手段Ｂを構成する第１融通６８ａと第２融通６８ｂは、弁体５３に対する副弁体６３の開閉作動によって可逆的に現出される。

そして、図１１に示すように、全閉位置にある弁体５３の開弁操作時には、弁開閉操作手段Ａの弁棒６０の開弁操作に連係する弁差動手段Ｂの第１融通６８ａ、つまり、駒装着部６５の挿入口側の内面部位６５ａとネジ駒６１の鍔部６１ａの上面との対向面間に形成されている副弁体６３の開弁作動ストロークに相当する第１融通６８ａにより、開弁操作の初期段階においては、全閉位置にある弁体５３には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある副弁体６３には弁棒６０の開弁操作力を伝達して開弁作動させる。
すると、図１２に示すように、全閉位置にある副弁体６３が第１融通６８ａの範囲で先行して全開位置まで開弁作動され、一次側流路５１Ａ内の圧力流体が、弁体５３の副弁体収納部６６に貫通形成されている副流路６２を経由して二次側流路５１Ｂに流入し、一次側流路５１Ａと二次側流路５１Ｂとの圧力差が小になる。

副弁体６３が第１融通６８ａの開弁作動ストロークだけ開弁移動して全開位置に到達した状態では、図１２に示すように、ネジ駒６１の鍔部６１ａの上面が駒装着部６５の挿入口側の内面部位６５ａに当接し、それ以降の弁開閉操作手段Ａの弁棒６０の開弁操作により、一次側流路５１Ａと二次側流路５１Ｂとの圧力差が小なる状態で弁体５３が開弁作動されるので、弁体５３の開弁作動に要する操作力を軽減することができる。

また、全開位置にある弁体５３の閉弁操作時には、ネジ駒６１の鍔部６１ａの上面が駒装着部６５の挿入口側の内面部位６５ａに当接して、弁体５３の荷重がネジ駒６１に受け止め支持された状態にあるため、弁棒６０の閉弁操作の初期段階から後期段階まで、換言すれば、弁体５３が全閉位置にまで閉弁して当該弁体５３のシール材５８が弁箱５２の閉弁体配置空間部５４における一次側開口部及び二次側開口部に設けた両弁座形成部材５７の弁座に水密に当接する後期段階までは、全開位置にある副弁体６３には閉弁操作力が伝達されず、且つ、全開位置にある弁体５３には、弁棒６０の閉弁操作力が伝達されて全閉位置にまで閉弁作動される。

弁体５３が全閉位置に到達すると、弁体５３の荷重が弁箱５２の閉弁体配置空間部５４の両弁座形成部材５７に受け止め支持された状態にあるため、それ以降の弁開閉操作手段Ａの弁棒６０の閉弁操作により、副弁体６３のみが閉弁作動ストロークに相当する第２融通６８ｂにより全閉位置にまで閉弁作動される。

〔その他の実施形態〕
（１）上述の各実施形態では、二方弁式の弁装置について説明したが、三方弁式の弁装置に本発明の技術を適用して実施してもよい。

（２）上述の各実施形態では、弁開閉操作手段Ａを人為操作力で開閉操作する形態について説明したが、サーボモーター、油圧シリンダー、空圧シリンダー、油圧モーター等のアクチュエーターで弁開閉操作手段Ａを開閉操作する形態であってもよい。

（３）上述の第１実施形態では、弁差動手段Ｂを構成するにあたって、弁開閉操作手段Ａの開弁操作に連係して、副弁体１６を開弁作動させたのち弁体３を開弁作動させ、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作に連係して、副弁体１６を閉弁作動させたのち弁体３を閉弁作動させる連係構造に構成したが、弁差動手段Ｂとしては、弁開閉操作手段Ａの開弁操作に連係して、副弁体１６を開弁作動させたのち弁体３を開弁作動させる機能だけで構成されているものであってもよい。

（４）上述の第１実施形態では、弁差動手段Ｂを第１融通１７aと第２融通１７ｂとから構成したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、連係形態の一例である弁開閉操作手段Ａの開弁操作信号に基づいて、副弁体１６を開弁作動させたのち弁体３を開弁作動させる差動制御信号を弁体３の開閉駆動手段及び副弁体１６の開閉駆動手段に出力し、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作信号に基づいて、副弁体１６を閉弁作動させたのち弁体３を閉弁作動させる差動制御信号を弁体３の開閉駆動手段及び副弁体１６の開閉駆動手段に出力するように構成してもよい。

（５）上述の第１実施形態及び第２実施形態では、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作に連係して、副弁体１６，４１を閉弁作動させたのち弁体３，３３を閉弁作動させる連係構造に構成し、第３実施形態では、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作に連係して、弁体５３を閉弁作動させたのち副弁体６３を閉弁作動させる連係構造に構成したが、弁開閉操作手段Ａの閉弁操作に連係して、弁体と副弁体とを同時に閉弁作動させてもよい。

Ａ 弁開閉操作手段
Ｂ 弁差動手段
１Ａ 一次側流路
１Ｂ 二次側流路
２ 弁箱
３ 弁体
１０ 弁往復作動部材
１０Ａ ラックギヤ部
１１ ピニオンギヤ
１５ 副流路
１６ 副弁体
１７ａ 第１融通
１７ｂ 第２融通
２０ 第１受動部
２１ 第１能動部（第１押圧部材）
２２ 第２受動部
２３ 第２能動部（第２押圧部材）
３１Ａ 一次側流路
３１Ｂ 二次側流路
３２ 弁箱
３３ 弁体
３３Ａ 弁棒挿通部
３８ 弁棒
３９ 副流路
３９Ａ 隙間
４０ 副弁体収納部
４１ 副弁体
４１Ａ 弁棒挿通部
４３ 第１能動部（第１押圧部）
４４ 第１受動部（第１受動突起）
４５ 第２能動部（第２押圧部）
４６ 第２受動部（第２受動突起）
４８ａ 第１融通
４８ｂ 第２融通
５１Ａ 一次側流路
５１Ｂ 二次側流路
５２ 弁箱
５３ 弁体
６０ 弁棒
６１ ネジ駒
６２ 副流路
６３ 副弁体
６４ 弁棒挿通部
６４ａ 挿入口
６５ 駒装着部
６７ 係合手段
６８ａ 融通（第１融通）

Claims (8)

1. 弁箱内に開閉自在に装着された弁体に、当該弁体で開閉される一次側流路と二次側流路とを連通可能な副流路と、当該副流路を開閉する副弁体とを設け、前記弁体を開閉作動させる弁開閉操作手段の開弁操作に連係して、前記副弁体を開弁作動させたのち前記弁体を開弁作動させる弁差動手段が設けられている弁装置。
2. 前記弁差動手段が、前記弁開閉操作手段の閉弁操作に連係して、前記副弁体を閉弁作動させたのち前記弁体を閉弁作動させる連係構造に構成されている請求項１記載の弁装置。
3. 前記副弁体が、前記弁開閉操作手段に前記弁体への操作力伝達部材として介装されている請求項１又は２記載の弁装置。
4. 前記弁差動手段には、前記弁開閉操作手段の開弁操作の初期段階において、全閉位置にある前記弁体には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある前記副弁体には開弁操作力を伝達して開弁作動させる第１融通と、前記弁開閉操作手段の閉弁操作の初期段階において、全開位置にある前記弁体には閉弁操作力を伝達せず、且つ、全開位置にある前記副弁体には閉弁操作力を伝達して閉弁作動させる第２融通とが備えられている請求項２又は３記載の弁装置。
5. 前記副弁体には、全閉位置にある前記弁体の第１受動部に開弁操作力を伝達する第１能動部と、全開位置にある前記弁体の第２受動部に閉弁操作力を伝達する第２能動部とが設けられ、全閉位置にある前記弁体の第１受動部と全閉位置にある前記副弁体の第１能動部との間に前記第１融通が形成され、全開位置にある前記弁体の第２受動部と全開位置にある前記副弁体の第２能動部との間に前記第２融通が形成されている請求項４記載の弁装置。
6. 前記弁開閉操作手段には、前記弁体に対して当該弁体の開閉作動方向と同方向に一定範囲内で相対移動自在に連係された弁往復作動部材と、この弁往復作動部材のラックギヤ部に噛合するピニオンギヤとが備えられ、前記弁往復作動部材が、前記弁体の副流路を開閉する前記副弁体に構成されている請求項４又は５記載の弁装置。
7. 前記弁体には、前記弁開閉操作手段の弁棒が相対回転自在に挿通される弁棒挿通部と、前記弁棒の軸芯方向に対する交差方向から前記副弁体を脱着自在に収納する副弁体収納部とが連通形成され、前記副弁体収納部に収納された前記副弁体の弁棒挿通部に、前記弁体の弁棒挿通部に挿通された前記弁棒の中間部が一体回転状態で挿通されているとともに、前記副弁体収納部の内面と前記副弁体の外周面との対向面間で、且つ、前記副弁体の全閉位置を除く少なくとも一部の開弁作動領域に前記副流路を構成する隙間が形成されている請求項４又は５記載の弁装置。
8. 前記弁体には、前記弁開閉操作手段の弁棒が出退移動自在に挿通される弁棒挿通部と、前記弁棒に螺合される前記弁開閉操作手段のネジ駒が弁棒軸芯方向に対して交差する方向から脱着自在に装着される駒装着部と、前記弁棒挿通部の挿入口から前記駒装着部を経由して挿入された筒状の前記副弁体を収納する副弁体収納部とが連通形成され、前記弁体の副弁体収納部には、前記副弁体で開閉される前記副流路が形成されているとともに、前記副弁体収納部に収納された副弁体と前記駒装着部に装着された前記ネジ駒との相対向する部位には、前記弁棒軸芯方向に対する交差方向から係脱自在で、且つ、係合状態では前記ネジ駒と前記副弁体とを前記弁棒軸芯方向に一体移動可能に連結する係合手段が設けられ、前記駒装着部の前記挿入口側の内面部位と前記ネジ駒との相対向する部位には、前記弁棒の開弁操作の初期段階において、全閉位置にある前記弁体には開弁操作力を伝達せず、且つ、全閉位置にある前記副弁体には開弁操作力を伝達して開弁作動させる前記弁差動手段としての融通が形成されている請求項１記載の弁装置。

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