JP2016191392A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路を開閉する弁体の操作性をより一層向上させた弁装置を提供すること。【解決手段】流体流入路及び流体流出路を有するバルブボディにおける流体流入路と流体流出路とを遮断又は連通させる弁体と、前記弁体を遮断位置と連通位置とに変位させる弁体駆動部と、前記弁体駆動部を駆動可能に保持する弁体駆動部保持体と、前記弁体駆動部を駆動させる操作部とを有する弁装置であって、前記弁体駆動部に螺合する螺合部材を備えることを特徴とする弁装置。【選択図】図１

Description

この発明は、弁装置に関し、更に詳しくは、流路を開閉する弁体の操作性をより一層向上させた弁装置に関する。

従来、特許文献１には、「流体流入路及び流体流出路を有するバルブボディにおける流体流入路と流体流出路とを遮断又は連通させる弁体と、
前記弁体を遮断位置と連通位置とに変位させることができるように中心軸線を中心にして回動する回動部と、
前記回動部を回動可能に保持する回動部保持体と、
前記回動部を回動させる操作部と、
前記回動部にこの回動部の軸線に沿って前後進可能に装着される筒体とを備え、
前記筒体の内周面に前記筒体の中心軸線に沿って形成され、かつ、前記回動部保持体の中心軸線に沿って回動部保持体の外周面に形成された凹部に、筒体の前後進により係合し、若しくは離脱する凸部を有し、又は、前記筒体の内周面に前記筒体の中心軸線に沿って形成され、かつ、前記回動部保持体の中心軸線に沿って回動部保持体の外周面に形成された凸部に、筒体の前後進により係合し、若しくは離脱する凹部を有することを特徴とする弁装置」（特許文献１の特許請求の範囲を参照）が、開示されている。

この弁装置は、「ステムヘッド１４を含む回動部６が回動不能の状態になっていると、流体流通流路内の流体の圧力が変化する場合、及びレバー９が時計方向又は反時計方向に回動させようとする外部の力がレバー９に加わる場合のいずれの場合にあっても、回動部６は回動することがないので、弁体５の位置が不変であり、弁体５による流体流通状態が不変となる」（特許文献１の段落番号００６６欄参照）との優れた技術的効果を奏する。

しかしながら、特許文献１に開示された弁装置に限らず、弁装置においては、流体流通流路内を流通する流体の圧力が急激に高まった場合においても弁体が流体流通路内を確実に遮断しておくことが望まれる。

ところで、特許文献２には、ダンパー内蔵式弁装置が開示されている。このダンパー内蔵式弁装置においては、「弁体２は付勢力部材３に押されて弁閉鎖方向（図中では右方向）に動き、その閉鎖面部２ｅが弁座１ｅに着座して逆流を塞き止めるが、このときダンパー室kの制動の働きで弁体２の閉鎖面部２ｅは衝撃音、振動、異常な圧力上昇等なく緩やかに弁座１ｅに着座し、水撃を防止する」（特許文献２の段落番号００１３欄参照）と記載されているように、付勢力部材は水撃防止に向けて作用する。

特許文献３には、流体制御器が開示される。この流体制御器においては、「ボンネットは、本体と、その下方に配置されたアダプタとから形成されており、前記ダイヤフラムの外縁部は、前記バルブボディと前記アダプタの間に挟持されており、前記本体と前記アダプタとの間には皿ばねが介装され」（特許文献３の請求項２を参照）、「皿ばね（９）は、ダイヤフラム（８）のコールドフローによる応力緩和の発生を防ぐとともに、アダプタ（３２）とバルブボディ（１）によるダイヤフラム（８）の挟持圧を適当に調整する役割を有している」（特許文献３の段落番号００２２参照）。

特開２０１４−２１１１７０号公報 特開平１０−６１８０７号公報 特開２０１１−２２０４１５号公報

この発明が解決しようとする課題は、流体流入路及び流体流出路を有するバルブボディにおける流体流入路と流体流出路とを遮断又は連通させる弁体と、前記弁体を遮断位置と連通位置とに変位させる弁体駆動部と、前記弁体駆動部を回動可能に保持する弁体駆動部保持体と、前記弁体駆動部を回動させる操作部とを有する弁装置において、流体圧力の急激な上昇による操作部の急激な作動を防止して操作部の操作性を向上させた弁装置を提供することである。

前記課題を解決するための手段が、
（１） 流体流入路及び流体流出路を有するバルブボディにおける流体流入路と流体流出路とを遮断又は連通させる弁体と、
前記弁体を遮断位置と連通位置とに変位させる弁体駆動部と、
前記弁体駆動部を駆動可能に保持する弁体駆動部保持体と、
前記弁体駆動部を駆動させる操作部と
を有する弁装置であって、
前記弁体駆動部に螺合する螺合部材を備えることを特徴とする弁装置であり、
（２） 前記弁体駆動部は、前記操作部によって回動する回動部と、前記回動部を保持すると共に、前記回動部の回動運動を弁体の前後進運動に変換する回動部保持体を備えることを特徴とする前記（１）に記載の弁装置であり、
（３） 前記弁体はダイヤフラムを有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の弁装置であり、
（４） 前記螺合部材は、前記回動部の外周面に形成された雄ネジと螺合する雌ネジを内周面に備え、前記回動部の軸線方向に移動不能に形成されてなることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載の弁装置であり、
（５） 前記弁体駆動部は、付勢部材により、前記弁体を前記弁体の連通位置から遮断位置に向かう方向に付勢されてなる前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の弁装置であり、
（６） 前記付勢部材が、コイルスプリングである前記（４）又は（５）に記載の弁装置であり、
（７） 前記弁体駆動部と前記弁体との間に皿ばねが介装されてなる前記（１）から（６）迄のいずれか一項に記載の弁装置である。

この発明によると、弁体駆動部を駆動させることにより弁体を遮断位置と連通位置とに変位させる際に、螺合部材と弁体駆動部との螺合に摩擦力が働くので、弁体駆動部の駆動が重くなり、それ故に弁体駆動部の急作動を防止することのできる弁装置を提供することができる。弁体駆動部の駆動が重いことは弁体駆動部を作動させるために操作部に力を入れる必要があり、換言すると僅かな力で操作部を動かすことができないので、例えば物が不用意に操作部に衝突するなどしても操作部が簡単に変位することがなくなるから、弁体駆動部の急作動が防止された弁装置を提供することができる。特に、弁体が流体流入路と流体流出路とを遮断している場合に、或いは弁体が流体流入路と流体流出路とを流通状態にしている場合に、弁体に接する流体の圧力が急激に高まっても、螺合部材と弁体駆動部との螺合に働く摩擦力により弁体駆動部の駆動が重くなるから弁体による遮断状態が容易に破られることがなく、また、弁体が急激に流通状態に変化することのない弁装置を提供することができる。また、螺合部材が弁体駆動部に螺合しているので、この弁装置を組み上げて完成品にする際に生じる各部品における誤差の集積により生じる弁体の遮断位置を、螺合部材を回動させることにより正確に確保することのできる弁装置をも提供することができる。

この発明によると、操作部によって回動する回動部と、前記回動部を保持すると共に、前記回動部の回動運動を弁体の前後進運動に変換する回動部保持体とを備える弁体駆動部を有し、しかも弁体駆動部と螺合する螺合部材を備えているので、操作部により弁体駆動部を駆動させるに際し、回動部の回動運動が円滑に前後進運動に変換されて弁体を遮断位置と連通位置とに滑らかに変位させることができる弁装置を提供することができる。回動運動を弁体の前後進運動に円滑に変換することのできる弁装置は、操作性が良好であると評価することができる。なお、この発明において「前後進運動」は、弁体の直進運動を言い、弁体が連通位置から遮断位置へと直進するのを前進運動又は後進運動と称し、弁体が遮断位置から連通位置へと直進する運動を後進運動又は前進運動と称することができる。また、弁体の運動が上下方向での前後進運動であるならば、この上下方向に着目して弁体の上下運動と称することもできる。いずれの状況においても弁体は並進しているのであって、視点に応じて上下動などと称する。

この発明によると、螺合部材が弁体駆動部における回動部の外周面に形成された雄ネジと螺合する雌ネジを内周面に備えると共に、前記回動部の軸線方向に移動不能に形成されてなるので、弁体駆動部の駆動により弁体の位置を円滑に変位させることができるとともに、弁体駆動部の駆動が重くなるので弁体駆動部の急作動を防止することができ、この意味で操作性の向上した弁装置を提供することができる。また、前記操作性の向上と共に、前記螺合部材を回転させることにより、弁装置を組み上げる各種部品に存在する寸法誤差の集積による寸法の狂いによって生じる弁体の遮断位置を正確に調整することもできるので、操作性の向上とともに流体のリーク事故発生の恐れのない弁装置を提供することができる。

この発明によると、弁体駆動部が、付勢部材例えばコイルスプリングにより、前記弁体駆動部を弁体の連通位置から遮断位置に向かう方向に、付勢されてなるので、遮断位置にある弁体を連通位置に変位させる場合には操作部による操作を簡単かつ小さな力で行うことができなくなるので、操作を慎重に行わざるを得なくなり、それだけ安全な操作をすることができるという点で操作性の向上した弁装置を提供することができる。また、この発明によると、操作性の向上とともに、流体の圧力が上昇することにより弁体に大きな流体圧力がかかったとしても付勢部材により弁体駆動部が弁体を押し付けているので、弁体が遮断位置から浮き上がることがなく、弁体による遮断状態が変化することのない弁装置を提供することができる。

この発明によると、弁体駆動部と弁体との間に皿ばねが介装されているので、操作部を操作して弁体を連通位置から遮断位置へと変位させる場合に、皿ばねの付勢力に抗するように操作部に力を加えねばならないので、より一層慎重に操作部を操作せざるを得ず、その結果として誤操作をする恐れがなくて操作性の向上した弁装置を、提供することができる。また、この発明によると、流体の圧力が上昇することにより弁体に大きな流体圧力がかかったとしても皿ばねが弁体を押し付けているので、弁体が遮断位置から浮き上がることがなく、弁体による遮断状態が変化することのない弁装置を提供することができる。

図１は、この発明の一例である弁装置の、一部を切欠して断面を露出した全体を示す一部切欠斜視図である。 図２は、この発明の一例である弁装置の、ボンネットケースを除去した状態を示す斜視図である。 図３は、この発明の一例である弁装置の、ロック装置における有底円筒体を除去するが凸部を形成するピンを残した状態を示す斜視図である。 図４は、この発明の一例である弁装置における上部の一部について、有底円筒体の移動によりボンネットスリーブが露出した状態を示す断面図である。 図５は、この発明の一例である弁装置における上部の一部について、有底円筒体の移動によりボンネットスリーブの上部を覆っている状態を示す断面図である。

この発明について図面を参照しつつ具体的に説明する。
図１に示されるように、この発明の一例である弁装置１は、流体流入路２と流体流出路３とを有するバルブボディ４を有する。

前記バルブボディ４は、流体の入り口となる流体流入路２を有する口輪（ferrule）と流体の出口となる流体流出路３を有する口輪（ferrule）とを有する。

図１に示されるように、弁装置１は、バルブボディ４に形成された弁装置装着用の開口部に取り付けられる環状のサポート部材５と、このサポート部材５に固定して結合され、且つ下部が大径となり、上部をその下部の径よりも小さな径に形成された筒状のボンネットケース６と、ボンネットケース６の上部に固定された筒状のボンネットスリーブ１７とを有する。なお、図１においては、ボンネットケース６は、ボンネットケースの中心軸線が縦方向となるようにその姿勢が調整されているが、この発明においては、弁装置１を配設する周囲の環境によってボンネットケースの中心軸線が斜め方向となるようにその姿勢が調整されていてもよい。
このボンネットスリーブ１７は前記バルブボディ４に固定されたサポート部材５に固定され、しかも後述するように弁体駆動部を保持する構造を有するので、ボンネットスリーブ１７は、この発明における弁体駆動部保持体の一例である。なお、この発明における弁体駆動部保持体は、弁体駆動部を駆動可能に、例えば弁体駆動部をその軸線に沿って前後進可能に、形成されている限り、弁体駆動部保持体の構造にはこの技術分野の技術者であれば容易に案出することのできる様々の変形がある。
ボンネットケース６の内部であって、ボンネットケース６の下部には、コンプレッサーカバー７、コンプレッサ８と、ダイヤフラム９、及びバックアップ弾性膜９ａが、装着される。
このダイヤフラム９が、この発明における弁体の一例である。この発明における弁体は、バルブボディの流体流入路と流体流出路とを遮断又は連通させることができる限り、ダイヤフラムに限定されることはない。この発明における弁体の構造及びその材質等について、この技術分野の技術者であれば容易に案出することのできる様々の変形がある。

前記コンプレッサーカバー７は、周側面が円錐台形の円錐周面に形成され、中央部に貫通開口部を備えた略円錐台形に形成される。このコンプレッサーカバー７における円錐台形における平らな底面を上平面となる姿勢でコンプレッサーカバー７を配設することにより、このコンプレッサーカバー７の上面に他の部材を配設乃至搭載することができる。
前記コンプレッサ８は、中央部に貫通開口部を備えた円錐台形に形成される。このコンプレッサ８は、前記ボンネットケース６の内部であってこのボンネットケース６内の下部に位置するように、しかも、円錐台形における底面を上面にするとともに円錐台形における円錐状周側面が下方に向かうように、前記コンプレッサーカバー７を覆うようにこのコンプレッサーカバー７を円錐台形内に収めるようにこれを固定している。このコンプレッサ８は、直接又は間接に前記環状のサポート部材５に結合され、固定される。

このコンプレッサ８は、その中心部に開口部を備え、この開口部から抜け落ちることがないようにこの開口部に挿通されたジョイント１０を、有する。

このジョイント１０は、この発明における弁体であるダイヤフラム９とコンプレッサ８とバックアップ弾性膜９ａとを一体に結合する。すなわち、ダイヤフラム９はバックアップ弾性膜９ａに重ね合わせられており、ダイヤフラム９とバックアップ弾性膜９ａは平面から見て円形であり、全体として凸状の形状をなしている。重ねたダイヤフラム９とバックアップ弾性膜９ａとの中心部と前記コンプレッサ８の中心部とが前記ジョイント１０により一体に結合される。ダイヤフラム９とバックアップ弾性膜９ａとの周縁部は、サポート部材５に固定され、結合される。
このダイヤフラム９は、屈曲性、耐食性及び耐熱性に優れた弾性素材により形成されることができる。前記弾性素材として、四沸化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、三弗化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、四弗化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）等の合成樹脂が好適に採用される。
一方、バックアップ弾性膜９ａの材料としては、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、ブタジエン・イソブチレン合成ゴム、ポリクロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴムを好適例として挙げることができる。

コンプレッサ８がその軸線方向に移動すると、ダイヤフラム９の中心部が軸線方向に前後進してダイヤフラム９により管体内で流体の流通不能となる遮断状態が実現され、また、流体の流通可能な流通状態が実現される。ダイヤフラム９によって遮断状態が実現されるときのダイヤフラム９の位置が遮断位置であり、ダイヤフラム９によって流通状態が実現されるときのダイヤフラム９の位置が流通位置である。

コンプレッサーカバー７の上方には、環状をした一対の皿ばね１１ａ、１１ｂを介して、アダプタ１２が配設される。この一対の皿ばね１１ａ、１１ｂがこの発明における皿ばねの一例である。

前記皿ばね１１ａは、この皿ばね１１ａの外周縁辺を水平面に接するように水平面に置くと、この皿ばね１１ａの内周縁辺が水平面よりも高い位置になるように形成される。つまり、この皿ばね１１ａの環状周面はテーパ面に形成されている。二つの皿ばね１１ａ及び１１ｂは同じ形状をしているが、コンプレッサーカバー７の上面に、二つの皿ばね１１ａ、１１ｂの外周面が接触するように二つの皿ばね１１ａ及び１１ｂが重ねて配設されている。

これら２枚の皿ばね１１ａ、１１ｂの上に、アダプタ１２が配置されている。

このアダプタ１２は、円筒に形成される。このアダプタ１２の外周面にボール１３が、そのボール１３の一部がアダプタ１２の外周面に埋め込まれ、そのボール１３がボンネットケース６の内周面に圧接されるように、配設される。このボール１３によって、ボンネットケース６内で前記アダプタ１２がガタつきのないように、しかもこのボール１３によってこのアダプタ１２がボンネットケース６内でその軸線方向に円滑移動が可能なように、前記アダプタ１２が前記ボンネットケース６内に固定される。このアダプタ１２は、この発明における回動部保持体の一例であり、また、この発明における弁体駆動部の一部品となっている。

このアダプタ１２には、その上端に開口する開口部から内部に、ステム１４の一部が挿入されている。

このステム１４の一端上部には、ステムヘッド１５が装着される。このステム１４とステムヘッド１５とアダプタ１２との組み合わせが、この発明における弁体駆動部の一例を形成する。この発明における弁体駆動部は、操作部の駆動により弁体を遮断位置と連通位置とに変位させることができる限り、様々の構成乃至構造を採用することができ、前記ステム１４、ステムヘッド１５及びアダプタ１２の組み合わせに限らない。

ステム１４は、円筒状の外形を有する大径部１４ａと、その大径部１４ａの一端において段差を介して大径部１４ａに一体に形成され、かつその大径部１４ａよりも小さな直径を有する円柱形の外形を有する中径部１４ｂと、その中径部１４ｂの一端において段差を介して前記中径部１４ｂに一体に形成され、かつその中径部１４ｂよりも小さな直径を有する円柱形の外形を有する小径部１４ｃとを有する。

前記大径部１４ａは、アダプタ１２の上端開口部からアダプタ１２の内部に挿入配置される。この大径部１４ａの外周面が前記アダプタ１２の内周面に摺動するように、大径部１４ａの外径が決定されている。なお、後述するように、このステム１４はその軸線を中心にして回転することができるが、軸線方向に並進移動することができないように規制されている。

前記アダプタ１２の周側面には斜めに切り欠かれ、アダプタ１２の内周面から外周面に貫通する長穴形状をした案内溝１２ａが形成される。案内溝１２ａは、アダプタ１２の周側面に二か所形成される。

また、前記大径部１４ａの周側面には、図２に示されるように、周側面から突出するように突出部１４ｄが形成され、この突出部１４ｄの外周には、突出部１４ｄを中心にして回転可能に形成された回転リング１４ｅが取り付けられている。したがって、この回転リング１４ｅは前記案内溝１２ａ内を回転移動することができるようになっている。換言すると、ステム１４をその軸線を中心にして回動すると、大径部１４ａも回転し、大径部１４ａの回転により前記突出部１４ｄが案内溝１２ａ内を移動することになり、前記突出部１４ｄが案内溝１２ａ内を移動することにより、アダプタ１２をその軸線方向に沿って前後進させる。アダプタ１２がその軸線方向に前後進することにより、前記コンプレッサーカバー７、コンプレッサ８の前後進により、コンプレッサ８に結合されているダイヤフラム９を前後進移動させることができ、ダイヤフラム９によって流体の流通路を遮断し、また連通させることができる。前記回転リング１４ｅは、前記突出部１４ｄの案内溝１２ａ内の移動を円滑にする。
なお、ここで、「前後進」と記載される運動はある視点からして前進し、又は後進することであり、アダプタ１２がその中心軸線を縦にして縦方向に配置されているときには、アダプタの「前後進する」とはアダプタが「上下動する」と表現することができる。

前記突出部１４ｄと前記回転リング１４ｅとでこの発明における移動子の一例を形成している。

また、図１に示されるように、ステム１４の大径部１４ａ内は、円筒形の空間となるようにコイルスプリング装着部１４ｆが形成される。このコイルスプリング装着部１４ｆ内に、コイルスプリング１６が装着される。このコイルスプリング１６は、この発明における付勢部材の一例である。この発明における付勢部材は、弁体を弁体の連通位置から遮断位置に向かう方向に付勢する部材である限り、前記コイルスプリングに限定されず、様々の変形例、例えば弾性ゴム、板バネ等がこの付勢部材に含まれる。

このコイルスプリング１６は、前記ダイヤフラム９を付勢する。

一方、前記ボンネットスリーブ１７は内部に段差１７ａを有する貫通孔１７ｂを備える。

前記ステム１４の大径部１４ａの上方に段差を介して形成されている中径部１４ｂは、前記ボンネットスリーブ１７の貫通孔１７ｂ内を挿通する。

前記中径部１４ｂの外周面には雄ネジが形成される。この中径部１４ｂの雄ネジには、前記ボンネットスリーブ１７における貫通孔１７ｂとこの中径部１４ｂの雄ネジ形成面との間に嵌められるスリーブソケット１８の内周面に形成された雌ネジが、螺合する。このスリーブソケット１８の上端面に、ステム１４の中径部１４ｂに遊嵌されたロックナット１９が配設される。

更に言うと、ロックナット１９の中央開口部に中径部１４ｂが貫通するように挿通され、ロックナット１９の外周面に形成された雄ネジとボンネットスリーブ１７の内周面に形成された雌ネジとが螺合している。また、前記スリーブソケット１８の下端面は前記段差１７ａにより、スリーブソケット１８の下方への移動が規制されている。また、このスリーブソケット１８の上端面には治具穴（図示せず）が形成されてあり、前記ロックナット１９をボンネットスリーブ１７に螺合する前に、適宜の治具を前記治具穴に挿入することによりスリーブソケット１８を回動することができるようになっている。スリーブソケット１８を回動させると、このスリーブソケット１８の下端面が前記段差１７ａによりその変位が規制されているから、このスリーブソケット１８の回転によって前記ステム１４の中径部１４ｂがその軸線方向に沿って移動する。このスリーブソケット１８の雌ネジと前記中径部１４ｂにおける雄ネジとが螺合しているので、ステム１４に軸線方向に沿う力、例えばステム１４を軸線方向に沿って上昇させる力が作用しても、雌ネジと雄ネジとの摩擦力によりステム１４が容易に変位しないようになっている。このスリーブソケット１８をステム１４の中径部１４ｂに螺合した後に、ロックナット１９をボンネットスリーブ１７に螺合することにより、スリーブソケット１８が緩まないようになっている。

このスリーブソケット１８は、ステム１４の中径部１４ｂの雄ネジと螺合して弁体駆動部であるステム１４と係合しているので、この発明における螺合部材の一例である。

ステム１４における中径部１４ｂの一部と小径部１４ｃとには、ステムヘッド１５が装着される。

ステムヘッド１５は小径部１４ｃに固定されている。したがって、ステム１４をその中心軸線を中心にして回動すると小径部１４ｃの回動と同じくステムヘッド１５も回動する。ステム１４とステムヘッド１５とはこの発明における回動部の一例である。この発明における回動部は操作部により回動することできる限りその構造及び構成には様々の変形例がある。

前記ボンネットスリーブ１７の上端部近傍の外周面の直径と前記ステムヘッド１５の外周面の直径とは同じに設計される。したがって、前記ボンネットスリーブ１７と前記ステムヘッド１５とをそれぞれの中心軸線が同じになる様に重ね合わせると、換言すると積み重ねると、前記ボンネットスリーブ１７の上端部近傍の外周面と前記ステムヘッド１５の外周面とが面一になる。このように前記ボンネットスリーブ１７と前記ステムヘッド１５とをそれぞれの中心軸線が同じになる様に重ね合わせると、前記ボンネットスリーブ１７の上端部近傍の外周面と前記ステムヘッド１５の外周面とが面一になるように、前記ボンネットスリーブ１７と前記ステムヘッド１５との形状を設計するのは、後述するロック装置を形成するのに好都合だからである。前記ステムヘッド１５の一端面、つまり図１においては下端面とボンネットスリーブ１７の一端面、つまり図１においては上端面とが相対向し、かつ近接して配置される。

ステムヘッド１５の周側面には、ステムヘッド１５の中心軸線、換言するとステム１４の中心軸線に直交する方向に延在する長尺棒状のレバー２０が装着され、レバー２０のステムヘッド１５とは反対側の先端部にはグリップ２１が装着される。前記ステムヘッド１５の周側面に形成した取付穴の内周面に形成された雌ネジに前記レバー２０の先端部に形成した雄ネジを螺合することにより前記ステムヘッド１５に前記レバー２０を一体に結合することができる。なお、ステムヘッド１５についての詳細は更に後に説明する。

また、レバー２０とグリップ２１とからなる操作部を回動させると、ステム１４がその軸線方向に沿って移動して弁体であるダイヤフラム９を遮断位置と連通位置とに変位させるので、前記レバー２０とグリップ２１とでこの発明における操作部の一例が形成される。この発明における操作部は、弁体駆動部を駆動させて弁体を遮断位置と連通位置とに変位させることができる限り前記レバーとグリップとの組み合わせに限られない。前記レバー及びグリップは回動運動をすることにより弁体の前後進運動を実現するが、操作部における前後進運動により弁体の前後進運動を実現するような構造乃至構成の操作部であってもよい。回動運動を前後進運動に変換する機構乃至構造として、例えば、ラックとピニオンとを組み合わせた構造、かさ歯歯車を組み込んだ構造等を挙げることができる。

なお、この弁装置１には、ロック装置が設けられる。このロック装置は、特開２０１４−２１１１７０号公報に記載されたロック装置と同様の構成を有するが、以下に説明する。

図１、図２、図３に示されるように、このロック装置は、前記弁体駆動部の一部であるステムヘッド１５の中心軸線に沿って前後進可能に装着される筒体例えば円筒体、特に有底円筒体２９を有する。

図に示される例においては、有底円筒体２９は、一端を開口するとともに他端を閉鎖する円筒体の形状を有する。

図４及び図５に示されるように、この有底円筒体２９は、その一端開口からステムヘッド１５とボンネットスリーブ１７とを円滑に挿入することができるように、有底円筒体２９の内周面の直径すなわち内径が、決定される。この有底円筒体２９の内周面には、この有底円筒体２９の中心軸線を中心にしてこの内周面を一巡するように環状に形成された、上下二段の二つの係合凹部３０が、形成される。上下二段の二つの係合凹部３０のうち、有底円筒体２９の一端開口に近い位置に形成された係合凹部３０が下方凹部３０ａであり、有底円筒体２９の他端閉鎖面側に形成された係合凹部３０が上方凹部３０ｂである。下方凹部３０ａ及び上方凹部３０ｂは、有底円筒体２９の中心軸線を共有する断面において、円弧状に形成される。係合凹部３０の断面を円弧状に形成するので、後述する係止ボール３１をガタつきなく係合凹部３０に嵌め合うことができる。下方凹部３０ａ及び上方凹部３０ｂの形成位置は、前記係止ボール３１の取り付け位置を勘案して、下方凹部３０ａに前記係止ボール３１を嵌め合う場合には、有底円筒体２９がボンネットスリーブ１７の外周面を覆うことがなく、上方凹部３０ｂに前記係止ボール３１が嵌め合う場合には、有底円筒体２９がボンネットスリーブ１７の外周面を覆う状態となるように、適宜に決定することができる。

前記ステムヘッド１５の外周面には、図４及び図５に示されるように、ステムヘッド１５の半径方向に沿って開削された穴３２に、付勢部材たとえば小型コイルスプリング３３とその小型コイルスプリング３３に付勢された係止ボール３１とが、装填される。この係止ボール３１は、有底円筒体２９が、ステムヘッド１５の中心軸線に沿って移動するときに、係止ボール３１が上方凹部３０ｂ又は下方凹部３０ａに向かう場合には、前記小型コイルスプリング３３の付勢力により係止ボール３１が上方凹部３０ｂ又は下方凹部３０ａに嵌りこみ、また係止ボール３１が上方凹部３０ｂと下方凹部３０ａとの間に位置する有底円筒体２９の内周面に向かう場合には、小型コイルスプリング３３の付勢力に抗して係止ボール３１が前記穴３２の中に一部嵌り込むように、なっている。つまり、ステムヘッド１５の外周面に、出没可能に係止ボール３１が、設けられている。

したがって、有底円筒体２９をその中心軸線に沿ってステムヘッド１５からボンネットスリーブ１７へと移動させると、下方凹部３０ａに嵌っていた係止ボール３１が下方凹部３０ａと上方凹部３０ｂとの間の有底円筒体２９の内周面を円滑に転動し、その後に上方凹部３０ｂに係止ボール３１が嵌り込むことにより、又は、有底円筒体２９をその中心軸線に沿ってボンネットスリーブ１７からステムヘッド１５へと移動させると、上方凹部３０ｂに嵌っていた係止ボール３１が下方凹部３０ａと上方凹部３０ｂとの間の有底円筒体２９の内周面を円滑に転動し、その後に下方凹部３０ａに係止ボール３１が嵌り込むことにより、有底円筒体２９が所定位置にあることを、操作する手の触感により確実に認識することができる。

また、前記ステムヘッド１５の外周面には、図４に示されるように、縦長の溝３４が開削され、この溝３４に、有底円筒体２９の外周面に貫通形成されたネジ穴に螺合されたボルト３５の先端部が、嵌められている。この溝３４とボルト３５との組合せにより、有底円筒体２９がステムヘッド１５から抜け出ることが防止され、また、有底円筒体２９がボンネットスリーブ１７に対して必要以上に覆うことがないようになっている。

前記有底円筒体２９の内周面には、図３に示されるように、この有底円筒体２９の中心軸線に平行な方向に、ピン装着溝３６が形成される。このピン装着溝３６は、前記有底円筒体２９の中心軸線に直交する方向の断面における形状が、半円形に形成されている。このピン装着溝３６には、ピン３７が嵌着されている。したがって、このピン３７の軸線に直交する断面において、ピン３７の半円部分が前記ピン装着溝３６に嵌着され、ピン３７の残る半円部分が前記有底円筒体２９の内周面から突出した状態になっており、ピン３７の、有底円筒体２９の内周面から突出する部分は、この発明における凸部である。

一方、前記ボンネットスリーブ１７の外周面には、図３に示されるように、ボンネットスリーブ１７の中心軸線に平行に形成された５個の縦溝３８、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０が形成される。これら５個の縦溝３８、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０はいずれも同じ形状を有する。５個の縦溝３８、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０を代表して言うと、縦溝３８は、ボンネットスリーブ１７の一端面、すなわちステムヘッド１５の端面に向かう相対向面に開口するとともに、ボンネットスリーブ１７の中心軸線に平行に、ボンネットスリーブ１７の外周面に、所定長さに形成される。この縦溝３８の長さは、有底円筒体２９がボンネットスリーブ１７を覆う状態になっている場合に、有底円筒体２９の内表面に設けられたピン３７の突出する部分が挿入されることのできる長さであれば良い。

並んだ５個の縦溝３８、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０のうち、縦溝３８は、この弁装置１におけるダイヤフラム９が流通流路を遮断した状態に対応するように、その位置が決定される。通常の場合、流体流入路２及び流体流出路３を含む直線状の流体流路に対して直交する方向にレバー２０が延在するときに、縦溝３８にピン３７が嵌り込むことができるように、縦溝３８の形成位置が決定される。縦溝３８の位置によって弁体が流通流路を遮断する状態を示すことができる。したがって、縦溝３８はこの発明における第１縦溝である。

並んだ５個の縦溝３８、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０のうち、縦溝４０は、この弁装置１におけるダイヤフラム９が流通流路を完全に開放した状態に対応するように、その位置が決定される。通常の場合、流体流入路２及び流体流出路３を含む直線状の流体流路の延在方向に添う方向にレバー２０が延在するときに、縦溝４０にピン３７が嵌り込むことができるように、縦溝４０の形成位置が決定される。縦溝４０の位置によって弁体が流通流路を完全開放する状態を示すことができる。したがって、縦溝４０はこの発明における第２縦溝である。

並んだ５個の縦溝３８、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０のうち、３個の縦溝３９ａ、３９ｂ、３９ｃは弁体が完全遮断状態と完全開放状態との中間段階となるように、その位置が決定される。

以上に説明した弁装置は以下のように作用する。

先ず初期段階は、図４に示されるように、有底円筒体２９がその内部にステムヘッド１５を収納し、かつボンネットスリーブ１７の外周面が有底円筒体２９により覆われていない状態であるとする。この初期段階では、アダプタ１２がステム１４における大径部１４ａによって引き下げられ切った状態でもあるので、ダイヤフラム９は、弁装置１における流体流通路を完全に遮断した状態にしている。つまりは、ダイヤフラム９は遮断位置にある。

このダイヤフラム９の状態を遮断状態から全開状態に変えるには、次のようにする。

図１〜図３に示されるように、グリップ２１に手で力を加えてレバー２０を反時計方向に回動する。

レバー２０の回動とともに、ステムヘッド１５及びステム１４が同時に反時計方向に回動する。なお、ボンネットスリーブ１７は回動しない。ステム１４の回動に伴い、大径部１４ａも反時計方向に回動する。大径部１４ａが回動すると、突出部１４ｄも同時に回動する。突出部１４ｄが案内溝１２ａ内に嵌められており、しかも突出部１４ｄは大径部１４ａの中心軸線に直交する平面内で回動するから、突出部１４ｄの回動に連れてアダプタ１２がアダプタ１２の中心軸線に沿って上昇する。なお、アダプタ１２が上昇動作を開始してもアダプタ１２は回動しない。

更にレバー２０をなおも回動させていくと、大径部１４ａもまた回動し、大径部１４ａの回動に連れてアダプタ１２が尚も上昇動作を継続する。弁体装着部レバー２０の長手方向と流体流通路の方向とが一致するところにレバー２０を位置させると、アダプタ１２が上昇し切った状態になる。アダプタ１２が上昇し切った状態であると、ダイヤフラム９が、流体流通流路を完全に開放した状態、つまり全開状態となる。

ダイヤフラム９を閉鎖状態から全開状態に変化させる場合、コイルスプリング１６がダイヤフラム９を押し付ける方向に付勢しているので、レバー２０の回動には前記コイルスプリング１６の付勢力、及び皿ばね１１ａ、１１ｂの付勢力に抗する力を要する。したがって、レバー２０の回動動作を軽く行うことがなく、緩慢な動作を以て行うことができる。緩慢な動作でレバー２０を回動することができるので、操作者はレバー２０の回動操作を慎重に行うことができる。

この全開状態を固定し、維持するために、有底円筒体２９を下降させる。有底円筒体２９を下降させると、下方凹部３０ａに嵌められていた係止ボール３１が前記下方凹部３０ａから外れ、したがって係止ボール３１が小型コイルスプリング３３の付勢力に抗して穴３２内に移動する。有底円筒体２９を更に下降させると、前記係止ボール３１は有底円筒体２９の内周面を転動しつつ上方凹部３０ｂへと移動する。有底円筒体２９を更に下方に移動させることによる上方凹部３０ｂに係止ボール３１が位置するようになると、小型コイルスプリング３３の付勢力によって係止ボール３１が上方凹部３０ｂに嵌り込む。このとき、この有底円筒体２９を手動で移動させている場合には、係止ボール３１が上方凹部３０ｂに嵌り込んだときの微妙な抵抗感を操作者は感じることができる。したがって、操作者は、この有底円筒体２９を更に移動させることを停止する。

有底円筒体２９における上方凹部３０ｂに係止ボール３１が嵌められた状態になると、ピン３７が第２縦溝４０に嵌り込んだ状態になっている。

したがって、回動不能に固定されたボンネットスリーブ１７とステムヘッド１５とがピン３７により結合されているので、ステムヘッド１５及びステム１４からなる弁体駆動部は回動不能になる。

有底円筒体２９がボンネットスリーブ１７に向かって移動せずにボンネットスリーブ１７の外周面を露出させた状態になっていると、弁体駆動部は回動不能にロックされていないので、流体流通流路内の流体の圧力が低下する場合、及び外部の力によってレバー２０が時計方向に回動する場合に、弁体駆動部の回動により回動角度に応じてダイヤフラム９による完全開放状態から一部開放状態へとダイヤフラム９による流体流通状態が変化する。

ところが、有底円筒体２９により弁体駆動部がロックされた状態になっていると、流体流通流路内の流体の圧力が変化する場合、及びレバー２０が時計方向に回動させようとする外部の力がレバー２０に加わる場合のいずれの場合にあっても、弁体駆動部は回動することがないので、ダイヤフラム９の位置が不変であり、ダイヤフラム９による完全連通状態が維持固定される。

次にダイヤフラム９による完全連通状態から、完全遮断状態ではなくて一部連通状態に弁体の位置を変更する場合には、次のように操作する。

ボンネットスリーブ１７の外周面を覆い、しかもピン３７が第２縦溝４０に嵌り込んでいる状態にある有底円筒体２９を、この有底円筒体２９の中心軸線に沿って上方に引き上げる。有底円筒体２９の内周面に形成された上方凹部３０ｂに嵌り込んでいた係止ボール３１が下方凹部３０ａに嵌り込むまで有底円筒体２９を引き上げる。そうすると、ピン３７と第２縦溝４０とによる結合が解消されるので、ボンネットスリーブ１７に対してステムヘッド１５及びステム１４を有する弁体駆動部が回動自在の状態になる。

そこで、レバー２０を時計方向に回動することにより、弁体駆動部を回動させる。弁体駆動部を回動させると、回転リング１４ｅを装着した突出部１４ｄが案内溝１２ａ内を移動し、突出部１４ｄが移動することによりアダプタ１２がその中心軸線に沿って下降し、アダプタ１２の下降運動によりダイヤフラム９が下降する。ダイヤフラム９の下降により、それまでダイヤフラム９によって流体流通流路の完全連通状態が徐々に一部連通状態へと変化する。つまり、ダイヤフラム９の完全連通位置からダイヤフラム９の一部連通位置へと変化する。

レバー２０の回動動作を停止してから、有底円筒体２９をその中心軸線に沿って下降させるとピン３７が例えば縦溝３９ａに嵌り込む。有底円筒体２９が完全に下降し切ると、ピン３７が縦溝３９ａに完全に嵌り込む。その結果、ステムヘッド１５が、ボンネットスリーブ１７に一体に結合されて回動不能の状態になる。

このようにステムヘッド１５を含む弁体駆動部が回動不能の状態になっていると、流体流通流路内の流体の圧力が変化する場合、及びレバー２０が時計方向又は反時計方向に回動させようとする外部の力がレバー２０に加わる場合のいずれの場合にあっても、弁体駆動部は回動することがないので、ダイヤフラム９の位置が不変であり、ダイヤフラム９による流体流通状態が不変となる。また、コイルスプリング１６及び皿ばね１１ａ、１１ｂによる付勢力、及び螺合部材であるスリーブソケット１８の螺合状態における摩擦力によって、流体圧力が急激に高まってもステム１４及びステムヘッド１５が上方向に押し出されることがなく、したがって流体流路における流体リークがなくなる。

以上に説明したように、弁体駆動部保持体に設けられた縦溝に、有底円筒体における凸部を、嵌め合うことにより、弁体の位置を固定することができるとともに、流体流通流路内を流通する流体の圧力が上昇するなどによる圧力変化がある場合、及び外部から弁体駆動部を回動させる力が加わる場合のいずれにあっても、弁体の位置は不変となる。

しかも、螺合部材、コイルスプリング等の付勢部材、及び皿ばねの存在により、弁体駆動部の駆動中に流体流通路内における流体圧力の急激な上昇が発生しても弁体駆動部が弁体から離れるように突発的移動が防止される。また、前記螺合部材の装着により、特に前記螺合部材、前記付勢部材、及び皿ばねにより、操作部による操作を緩慢に行うことができるようになり、簡単且つ軽く操作することによる操作部による誤操作を防止することができ、誤操作の防止と言う点においても操作性が向上している。

１ 弁装置
２ 流体流入路
３ 流体流出路
４ バルブボディ
５ サポート部材
６ ボンネットケース
７ コンプレッサーカバー
８ コンプレッサ
９ ダイヤフラム
９ａ バックアップ弾性膜
１０ ジョイント
１１ａ 皿ばね
１１ｂ 皿ばね
１２ アダプタ
１２ａ 案内溝
１３ ボール
１４ ステム
１４ａ 大径部
１４ｂ 中径部
１４ｃ 小径部
１４ｄ 突出部
１４ｅ 回転リング
１４ｆ コイルスプリング装着部
１５ ステムヘッド
１６ コイルスプリング
１７ ボンネットスリーブ
１７ａ 段差
１７ｂ 貫通孔
１８ スリーブソケット
１９ ロックナット
２０ レバー
２１ グリップ
２９ 有底円筒体
３０ 係合凹部
３０ａ 下方凹部
３０ｂ 上方凹部
３１ 係止ボール
３２ 穴
３３ 小型コイルスプリング
３４ 溝
３５ ボルト
３６ ピン装着溝
３７ ピン
３８ 縦溝
３９ａ 縦溝
３９ｂ 縦溝
３９ｃ 縦溝
４０ 縦溝

Claims (7)

1. 流体流入路及び流体流出路を有するバルブボディにおける流体流入路と流体流出路とを遮断又は連通させる弁体と、
   前記弁体を遮断位置と連通位置とに変位させる弁体駆動部と、
   前記弁体駆動部を駆動可能に保持する弁体駆動部保持体と、
   前記弁体駆動部を駆動させる操作部と
   を有する弁装置であって、
   前記弁体駆動部に螺合する螺合部材を備えることを特徴とする弁装置。
2. 前記弁体駆動部は、前記操作部によって回動する回動部と、前記回動部を保持すると共に、前記回動部の回動運動を弁体の前後進運動に変換する回動部保持体とを備えることを特徴とする前記請求項１に記載の弁装置。
3. 前記弁体はダイヤフラムを有することを特徴とする前記請求項１又は２に記載の弁装置。
4. 前記螺合部材は、前記回動部の外周面に形成された雄ネジと螺合する雌ネジを内周面に備え、前記回動部の軸線方向に移動不能に形成されてなることを特徴とする前記請求項２又は３に記載の弁装置。
5. 前記弁体駆動部は、付勢部材により、前記弁体を前記弁体の連通位置から遮断位置に向かう方向に付勢されてなる前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の弁装置。
6. 前記付勢部材が、コイルスプリングである前記請求項４又は５に記載の弁装置。
7. 前記弁体駆動部と前記弁体との間に皿ばねが介装されてなる前記請求項１から６迄のいずれか一項に記載の弁装置。

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