JP3950094B2 - 流路切替弁とその操作ハンドル - Google Patents

Description

本発明は、機器部の停水が行われてもバイパス流路によって通水し、断水することなく水道用メーター等の水道用機器の交換や修理を行うことができるようにした水道用機器バイパス流路機構における機器通水とバイパス通水との流路切替を行う流路切替弁とその操作ハンドルに関するものである。

即ち、このバイパス流路機構は、水道用機器の交換や修理を行う際に切替え使用するもので、作業終了後はバイパス流路を閉鎖して量水器を通って通水する通常の使用状態に切替えるものであり、バイパス流路への切替えを誰でも行えると水が量水器を通らずに使用される盗水が行われてしまう。

そのため、バイパス流路への切替えは特定の水道管理者だけが行えるようにすることが必要であり、一般人には切替えができない特殊な流路切替弁と切替弁操作ハンドルが用意され、特定の水道管理者だけが切替弁操作ハンドルを所持するようにされている。

従来、この種の流路切替弁と切替弁操作ハンドルは、特許文献１に示されるように、切替弁上端部の閉鎖蓋体を取り外した状態で、スピンドル収容部の上端開口部から操作ハンドルを挿入し、スピンドルの上端と係合させて操作ハンドルを回動させることによりスピンドルと切替え流路を設けた球弁を一体回動させて、流入口と第１流出口とが連通する水流が量水器を通って通水する通常通水状態、流入口と第２流出口とが連通する水流が量水器を通らずにバイパス流路を通って通水するバイパス通水状態、流入口を閉鎖して通水を停止する停水状態にそれぞれ切り換えるように構成されている。

また、操作ハンドルとスピンドルには、操作ハンドルがスピンドルの上端に係合するときの位置決め手段を備え、通常通水状態とバイパス通水状態の一方から他方に切替えるときには第１の操作ハンドルを用い、第１の操作ハンドルとスピンドル収容部に過回動阻止機構を設け、通常通水状態と停水状態の一方から他方に切替えるときには第２の操作ハンドルを用い、第２の操作ハンドルとスピンドル収容部に過回動阻止機構が設けられる構成をとっている。
特許第３３３７５９５号公報

以上のように従来の流路切替弁と切替弁操作ハンドルは、切替の目的によって２つの各別な操作ハンドルを用いるようになっており、役割分担がある場合は別としても、２つの各別な操作ハンドルを用いることは携帯面でも不便であり、コスト的にも無駄がある。

また、操作ハンドルを間違えて持参してしまったりすれば、作業に支障を生ずるという問題もあった。

また、工事作業中は、バイパス通水状態を維持して通水を継続することになるが、作業終了後、通常通水状態に復帰させることを失念すると、水流が量水機器を通過しないで供給使用されてしまう状態が発生してしまうという問題もある。

更に、従来の流路切替弁はスピンドルがフリー回転状態で収容体に収納されているので、流路切替弁の閉鎖蓋体が取り外されて上端部が開放状態となったときに、誤ってスピンドルの回動操作がなされると、球弁の切替え流路が、バルブケースの流入口若しくは２つの流出口の位置からずれて球弁の切替え流路が何処に存在するのか全く不明となり、機器バイパス流路機構から流路切替弁を取り外して設定のし直しをしなければならなくなるという問題があった。

本発明は上記した問題に対応しようとするものであり、操作ハンドルの覆着凹陥孔とスピンドルの上端部の嵌合構造を六角形状に構成して、その各頂点と辺の中点を位置決めの基点とすることにより、球弁の切替え流路とバルブケースの流入口若しくは２つの流出口の位置を把握できるようにし、３６０度の範囲内に２種類の案内溝を配分して１２０度の位置移動によって複数の嵌合設定を行えるようにすると共に、スピンドル収容体の上面、即ち、枠体の底部に段差構造による回動規制機構を設けて単一の操作ハンドルに、通常通水状態とバイパス通水状態との間の切替え操作（以下、バイパス切替えという。）と、通常通水状態と停水状態との間の切替え操作（以下、停水切替えという。）が行えるように構成した。

即ち、図１７に示すように覆着凹陥孔６３を構成する六角形の頂点位置に案内溝６２Ｂの基点となる縦溝６２ｃが配置され、縦溝６２ｃの位置から１２０度の位置にある六角形の頂点位置に案内溝６２Ａの基点となる縦溝６２ａを配置することにより、９０度の回動範囲を持つ２種類の案内溝を配分して３６０度の範囲内に設定することができた。

更に、スピンドル下端の球弁頂部との接合部の上部に回動規制ピンを突設し、スピンドル収容体の底面に段差構造による回動規制機構を設けたことにより、スピンドルの回動範囲をバイパス切替えと停水切替えのそれぞれ９０度ずつの切替え回動範囲による１８０度の範囲、即ち、流路切替えの範囲しか回動しないので、スピンドルの過回転が防止されると共に、閉鎖蓋体が取り外されたときに誤操作がなされても切替え流路の位置が外れないように構成した。

更に、流路切替弁がバイパス通水状態のままに放置されると、水道メーターを通過しない通水が継続し水道水が無償で供給されてしまうため、バイパス通水状態であることの失念を防止するため、バイパス切替え操作のためにハンドル本体部の外周に設けられる案内溝を、バイパス通水位置で停止して、通常通水状態への切替えを行わなければ操作ハンドルを切替弁本体から抜くことができないように構成した。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。１はバルブケース本体で、球弁格納部１１と給水流入口１２及び通常通水のための第１流出口１３、バイパス通水のための第２流出口１４が設けられ、上部にスピンドル収容体２、操作ハンドル等を嵌入する枠体３が接合されている。

スピンドル収容体２には、水密性を確保するＯリング２１を介して、スピンドル４が回動可能に収容され、上面には操作ハンドルの円柱状本体部６の下端に突設された回動規制突起６１と協働して球弁５の回動位置を位置決め規制する突段部２２と２３が設定され、底面にはスピンドル４の回動範囲を規制する１８０度段差構造２４が設けられている。

枠体３は、上端部に閉鎖蓋体着合部３１が形成され、下端部はスピンドル収容体２に着合して操作ハンドルの嵌合空間を構成するもので、内壁には操作ハンドルの円柱状本体部６の嵌入を規制する嵌入規制ピン３２が突設されている。また、枠体フランジ部３３には操作ハンドルの円柱状本体部６の嵌入位置と切替え作動の回動方向を示す表示３４がなされる。

この嵌入規制ピン３２は、スピンドル頂部の六角嵌合構造の嵌入形状に対応した位置に設定され、操作ハンドルの円柱状本体部６は外周に設けられる案内溝６２に嵌入規制ピン３２が嵌入し、且つ、ハンドル本体底部の覆着凹陥孔６３の六角形状とスピンドル頂部嵌入体４１の六角形状とが符合して嵌入しなければ、枠体３内に挿入できないように規制される。

スピンドル４は、前記のようにそのスピンドル頂部嵌入体４１が操作ハンドルの円柱状本体部６の覆着凹陥孔６３と嵌合係止される六角柱形状に構成され、その頂部には、枠体３上端部に着合される閉鎖蓋体７に設けられた覆着固定螺子７１が螺合する雌螺子孔４２が設けられて、枠体３に閉鎖蓋体７が着合されて切替弁を閉鎖すると、更に、覆着固定螺子７１がスピンドル４の雌螺子孔４２に螺合締着されて切替弁操作孔は完全に閉鎖されるようになっている。

スピンドル４の先端は、球弁５の頂部と係合するスピンドル係合部４３となっており、その上部には回動規制ピン４４を突設し、枠体下部のスピンドル収容体２の底面が１８０度ずつの１８０度段差構造２４に構成されているので、１８０度段差構造２４による回動スペースの範囲内でスピンドルを回動させ、段差構造と回動規制ピン４４の突合によって誤操作による過回転が防止される。

球弁５はバルブケース１の底部支軸１５とスピンドル係合部４３とで、球弁格納部１１内に格納され、操作ハンドル回動によって切り替わる切替え切替え流路５１、５２、５３が設けられ、図５に示されるように切替え流路５１と５２がバルブケース１の給水流入口１２と第１流出口１３に接合すると通常通水状態、図６に示されるように切替え流路５１と５３が給水流入口１２と第２流出口１４に接合するとバイパス通水状態、図７に示されるように流路が給水流入口１２と接合せずに流入口が閉鎖されると停水状態となる。

操作ハンドルは、流路切替弁上部の枠体３に嵌入される円柱状本体部６、該円柱状本体部６に連接するハンドル部６４を備え、円柱状本体部６の外周には、前記枠体３の内壁に設定された嵌入規制ピン３２を収容して、ハンドル本体の嵌入を案内する縦溝と、該縦溝の上端において円周方向に延びてハンドル本体の回動を案内する円周溝とから成るバイパス切替えの案内溝６２Ａと停水切替えの案内溝６２Ｂが刻設され、円柱状本体部６の底部には、流路切替弁スピンドル４のスピンドル頂部嵌入体４１に嵌合する覆着凹陥孔６３と枠体３の下部に接合されるスピンドル収容体２の上端部に設けられた突段部２２、２３の段差端面に突合して球弁５の回動位置を規制する回動規制突起６１が設けられる。

突段部２２は１２０度角の範囲で、突段部２３は６０度角の範囲で対向位置に設けられ、バイパス切替え操作の場合には、図８に示すように、嵌入規制ピン３２が案内溝６２Ａに嵌入されて円周溝６２ｂの嵌入口端部にあるとき、回動規制突起６１は突段部２２の端部２２ａに突合し、スピンドル４先端の回動規制ピン４４は１８０度段差構造２４の凹陥部の中央９０度の位置にあり、フリー状態となっている。操作ハンドルフランジ部６５の表示６６ｘは、その背向位置に案内溝６２Ａへの縦溝６２ａが存在することを示し、嵌入規制ピン３２の植設位置の対向位置を表示する枠体３のフランジ部の通水の表示と表示６６ｘを符合させることにより、円柱状本体部６を枠体３に嵌入できる。

スピンドル４の回動によりバイパス通水の状態に移行すると、回動規制突起６１は端部２２ａから端部２３ａに移行して突合し、回動規制ピン４４は１８０度段差構造２４の突段部に突合してスピンドル４の回動を９０度角の範囲に制限する（図１２）。

案内溝６２Ａ、６２Ｂへの嵌入を案内する縦溝の配設は、操作ハンドルの円柱状本体部６の下端面六角形状に構成された操作ハンドルの覆着凹陥孔６３とスピンドル頂部嵌入体４１の嵌合構造に対応して、図１１に示すように３６０度を６分割した六角形の頂点を基点として設けられた回動規制突起６１の右に６０度角移動して案内溝６２Ａの縦溝６２ａ、左に６０度角移動して案内溝６２Ｂの縦溝６２ｃが相互に１２０度角のずれをもって設定される。この配置により円柱状本体部６の底面位置に設定された回動規制突起６１と辺の中点を位置決めの基点として、球弁の切替え流路とバルブケースの流入口若しくは２つの流出口の位置を把握できるようにし、３６０度の範囲内に２種類の案内溝を配分して１２０度の位置移動によって複数の嵌合設定を行うようにしたものである。

以上のように構成された流路切替弁は、図１に示されるような水道用メーター、量水器等の水道用機器バイパス流路機構の一次側に配設され、機器交換作業時等に給水流路をバイパス通水に切替えたり、停水状態にしたりするものであるが、以下、その切替え作業について説明する。

先ず、枠体フランジ部３３の表示と操作ハンドルフランジ部６５の表示６６ｘ、６６ｙによって、前記のようにバイパス切替えか停水切替えかを選択し、操作ハンドル６の覆着凹陥孔６３とスピンドル頂部嵌入体４１の六角形状位置が一致し、嵌入規制ピン３２が操作ハンドルの嵌入を案内する縦溝６２ａ、若しくは６２ｃに嵌入する位置を探して枠体３内に操作ハンドルの円柱状本体６を嵌入する。

バイパス切替えの場合、嵌入規制ピン３２は嵌入を案内する縦溝６２ａに沿って操作ハンドルの円柱状本体部６の嵌入を許容され、円周溝６２ｂとなる円周溝刻設部まで嵌入されると、スピンドル頂部嵌入体４１が覆着凹陥孔６３の奥まで挿入されて操作ハンドルの円柱状本体部６とスピンドル４が係合されて一体回動が可能となる。

その時、嵌入規制ピン３２は円周溝６２ｂの刻設部まで案内されているので、操作ハンドルの円柱状本体部６は円周溝に沿っての回動が可能となっており、回動によって球弁５の流路は通常通水状態からバイパス通水状態に切替えられるが、バイパス切替えの場合に選択される案内溝６２Ａは切替え終了回動位置で終わっているので、操作ハンドルを通常通水状態に戻さないと嵌入規制ピン３２は操作ハンドルの円柱状本体部６の案内溝６２Ａに嵌まったままとなり、操作ハンドルを枠体３から引き抜くことができない。

従って、操作ハンドルの存在を忘れてしまわない限り、切替え流路がバイパス通水状態のまま放置されることはない。この場合、切替え回動は嵌入規制ピン３２の案内溝６２Ａへの摺接案内によって行われるが、操作ハンドルの円柱状本体部６の下端には回動規制突起６１が設けられており、回動によって回動規制突起６１はスピンドル収容体上面に設定された突段部２２の端部２２ａから、突段部２３の端部２３ａに移動突合して、それ以上の回動ができないように規制される。

停水切替えの場合は、コの字形に形成された案内溝６２Ｂが選択されるので、嵌入規制ピン３２は縦溝６２ｃに沿って摺動し、円周溝６２ｄとなる円周溝刻設部まで案内されると、スピンドル頂部嵌入体４１が覆着凹陥孔６３の奥まで挿入されて操作ハンドルの円柱状本体部６とスピンドル４が係合されて一体回動が可能となる。

その時、嵌入規制ピン３２は円周溝６２ｄの刻設部まで案内されているので、操作ハンドルの円柱状本体部６は円周溝に沿っての回動が可能となっており、回動によって球弁５の流路は通常通水状態から停水状態に切替えられるが、停水切替えの場合に選択される案内溝６２Ｂは切替え終了回動位置で下降する縦溝６２ｅに到達するので、縦溝６２ｅに沿って嵌入規制ピン３２を円柱状本体部６の案内溝から外すことができ、操作ハンドルを枠体３から引き抜くことができる。

また、回動規制突起６１が突段部２２の端部２２ａ若しくは２２ｂに当接している位置は、球弁５の切替え流路５１と５２がバルブケース１の流入口１２と第１流出口１３に接合している位置であり、突段部２３の端部２３ａに当接している位置は、球弁５の切替え流路５１と５３が流入口１２と第２流出口１４に接合する位置である。この構成によって、球弁５は正確に流路切替え位置まで回動し過回動が阻止されるものである。

更に、回動規制ピン４４がスピンドル収容体２の１８０度段差構造２４の図１２に示す端部に当接している位置は、球弁５の切替え流路５１と５３がバルブケース１の流入口１２と第２流出口１４に接合している位置であり、図１３に示す端部に当接している位置は、球弁５の背部が流入口１２を閉塞する位置である。この構成によって、球弁５は正確にバイパス切替えと停水切替えの流路切替え位置まで回動し過回動が阻止される。

本発明は以上のように構成したので、従来の切替弁操作ハンドルのように切替の目的によって２つの各別な操作ハンドルを用いる必要がなく、単一の操作ハンドルによってバイパス切替えと停水切替えを行うことができ、誤操作による球弁の過回転やバイパス通水のまま切替弁が放置されることを防止することができたものである。

本発明の実施例を示すもので、水道用機器バイパス流路機構に本発明による流路切替弁を設定した状況を示した全体図 同じく、閉鎖蓋体を着合した状態における流路切替弁の全体縦断面側面図 同じく、バルブケースの閉鎖蓋体を取り外し、枠体内に操作ハンドルを嵌入した状態における流路が通水状態の流路切替弁の縦断面側面図 同じく、バルブケースの閉鎖蓋体を取り外し、枠体内に操作ハンドルを嵌入した状態におけるバイパス流路が通水状態の流路切替弁の縦断面側面図 同じく、バルブケースの給水流入口、第１流出口、第２流出口と、球弁の切替え流路との関係を示すもので、通常通水状態におけるバルブケースと球弁の流路部位における横断面平面図 同じく、バイパス通水状態におけるバルブケースと球弁の流路部位における横断面平面図 同じく、停水状態におけるバルブケースと球弁の流路部位における横断面平面図 同じく、バイパス切替えにおける嵌入規制を操作ハンドルの円柱状本体部挿入孔の状態を示す操作ハンドル底面図、流路切替弁枠体の上面から見た平面図とスピンドル収容体の底面突段部とスピンドル先端回動規制ピンの関係を示す回動状况の説明図 同じく、停水切替えにおける嵌入規制を操作ハンドルの円柱状本体部挿入孔の状態を示す操作ハンドル底面図、流路切替弁枠体の上面から見た平面図とスピンドル収容体の底面突段部とスピンドル先端回動規制ピンの関係を示す回動状况の説明図 同じく、バイパス切替えにおける操作ハンドルの円柱状本体部挿入孔の状態を示す流路切替弁枠体の上面から見た平面図とスピンドル収容体の底面突段部とスピンドル先端回動規制ピンの関係を示す操作ハンドル嵌入状况の説明図 同じく、停水切替えにおける嵌入規制を操作ハンドルの円柱状本体部挿入孔の状態を示す流路切替弁枠体の上面から見た平面図とスピンドル収容体の底面突段部とスピンドル先端回動規制ピンの関係を示す操作ハンドル嵌入状况の説明図 同じく、バイパス通水状態における操作ハンドルの円柱状本体部挿入孔の状態を示す流路切替弁枠体の上面から見た平面図とスピンドル収容体の底面突段部とスピンドル先端回動規制ピンの関係を示す回動状况の説明図 同じく、停水状態における操作ハンドルの円柱状本体部挿入孔の状態を示す流路切替弁枠体の上面から見た平面図とスピンドル収容体の底面突段部とスピンドル先端回動規制ピンの関係を示す回動状况の説明図 同じく、スピンドルの全体側面図 同じく、操作ハンドルの側面図 同じく、操作ハンドルの嵌入位置表示状况を示す操作ハンドルの平面図 同じく、同じく、操作ハンドルの覆着凹陥孔と回動規制突起の設定状况を示す操作ハンドルの底面図 同じく、スピンドル収容体の縦断面側面図 同じく、操作ハンドル外周の弁体からの離脱を案内する縦溝を設けた案内溝の設定状况を示す操作ハンドルの側面図 同じく、円周溝を切替え完了回動位置で終了させた案内溝の設定状况を示す操作ハンドルの側面図

符号の説明

１ バルブケース本体
１１ 球弁格納部
１２ 給水流入口
１３ 通常通水のための第１流出口
１４ バイパス通水のための第２流出口
１５ 球弁底部支軸
２ スピンドル収容体
２１ Ｏリング
２２ 通常通水を位置決めする突段部
２２ａ 通常通水を位置決めする上面突段部の端部
２２ｂ 通常通水を位置決めする上面突段部の端部
２３ バイパス通水を位置決めする突段部
２３ａ バイパス通水を位置決めする上面突段部の端部
２３ｂ バイパス通水を位置決めする上面突段部の端部
２４ スピンドル収容体底面の１８０度段差構造
３ 枠体
３１ 閉鎖蓋体着合部
３２ 嵌入規制ピン
３３ 枠体フランジ部
３４ 嵌入位置と切替え作動の回動方向を示す表示
４ スピンドル
４１ スピンドル頂部嵌入体
４２ 雌螺子孔
４３ 球弁頂部と係合するスピンドル係合部
４４ スピンドルの回動規制ピン
５ 球弁
５１ 切替え流路
５２ 切替え流路
５３ 切替え流路
６ 操作ハンドルの円柱状本体部
６１ 回動規制突起
６２ 嵌入規制ピン案内溝
６２ａ 嵌入規制ピンの嵌入を案内する縦溝
６２ｂ 嵌入規制ピンの回動を案内する円周溝
６２ｃ 停水切替え案内溝の嵌入規制ピン嵌入を案内する縦溝
６２ｄ 停水切替え案内溝の嵌入規制ピン回動を案内する円周溝
６２ｅ 停水切替え案内溝の嵌入規制ピン抜去を案内する縦溝
６２Ａ 切替え終了回動位置で途切れる嵌入規制ピン案内溝
６２Ｂ 回動位置で操作ハンドルを抜去できる嵌入規制ピン案内溝
６３ 覆着凹陥孔
６４ ハンドル部
６５ 操作ハンドルフランジ部
６６ｘ 操作ハンドルフランジ部の表示
６６ｙ 操作ハンドルフランジ部の表示
７ 閉鎖蓋体
７１ 覆着固定螺子
Ａ 水道用メーター
Ｂ バイパス管

Claims (3)

1. スピンドルと操作ハンドルの嵌合空間を構成する枠体の上端部に閉鎖蓋体着合部、その周囲に操作ハンドルの回動方向等を表示するフランジを形成し、
   内壁に操作ハンドルに刻設された２種類の案内溝の選択嵌入を規制する嵌入規制ピンを突設した枠体の下部に、
   上端面に前記２種類の案内溝に対応して、選択された案内溝による操作ハンドルの回動範囲を位置決め規制する２つの突段部、下端面にスピンドル下端の球弁頂部との接合部の上部に突設される回動規制ピンの回動範囲を１８０度の範囲に制限する段差構造に構成したスピンドル収容体を接合すると共に、
   同スピンドル収容体に六角柱状の上端部が操作ハンドルの断面六角形状の覆着凹陥孔に嵌入係合し、下端部が、回動位置によって流入口と第１流出口、第２流出口との間の連通を切り替える内部流路を設けた球弁の頂部に接合して一体回動するスピンドルを
   回動可能に収容固定して成る流路切替弁
2. スピンドル収容体の上部に設けられた枠体に嵌入される円柱状本体部と、該円柱状本体部に連接するハンドル部を備え、
   円柱状本体部の外周には、円柱状本体部の下端面に開口する断面六角形状の覆着凹陥孔の六角形の頂点位置に設けた回動規制突起を基点とした反時計方向に６０度の位置に、
   前記枠体の内壁に設定された嵌入規制ピンを収容可能で、円柱状本体部の下端から上方へ延びてハンドル本体の嵌入を案内する縦溝と、該縦溝の上端において反時計方向に９０度円周方向に延びてハンドル本体の回動を案内する円周溝とを組合せた案内溝を設け、
   更に、前記回動規制突起を基点として時計方向に６０度の位置に、
   前記枠体の内壁に設定された嵌入規制ピンを収容可能で、円柱状本体部の下端から上方へ延びてハンドル本体の嵌入を案内する縦溝と、該縦溝の上端において時計方向に９０度円周方向に延びてハンドル本体の回動を案内する円周溝とを組合せた案内溝を設け、
   前記回動規制突起は、スピンドルの頂部に嵌合する覆着凹陥孔とスピンドル収容体上端面に設けられた突段部に突合して回動範囲を規制するように構成したことを特徴とする流路切替弁操作ハンドル
3. 回動規制突起を基点として反時計方向に６０度の位置と時計方向に６０度の位置に
   それぞれ、流路切替弁枠体の内壁に設定された嵌入規制ピンを収容し、溝内をスライドさせてハンドル本体の嵌入を案内する縦溝を設定した２種類の切替弁操作案内溝の
   一方をハンドル本体の嵌入を案内する縦溝と円周方向に９０度の回動を案内する円周溝、同円周溝の回動完了位置から下降して弁体からの離脱を案内する縦溝とから成る第１流出口への通水と停水の切替操作を案内する案内溝とし、
   他方をハンドル本体の嵌入を案内する縦溝と円周方向に９０度の回動を案内する円周溝を鉤形に形成した第２流出口への通水と停水の切替操作を案内する案内溝
   とした請求項２記載の流路切替弁操作ハンドル