JP4689318B2

JP4689318B2 - 開放弁

Info

Publication number: JP4689318B2
Application number: JP2005095494A
Authority: JP
Inventors: 弘毅平井
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP2006271701A

Description

この発明は、スプリンクラ消火設備等の消防用設備に用いられる開放弁に関するものである。

従来のピストンを有する開放弁は、バルブ主体の一次側流路と手動バルブを介して接続した一次圧流入孔を有し、小孔を穿設したピストンにより下部室と上部室に区分されたシリンダの上壁面に設けたステム挿入孔にシールリングを嵌装するとともに、ピストンに臨む部分に所定長さの細径部を形成し、上部室に設けた小孔とバルブ主体の二次側流路に嵌装したエゼクタに設けた小孔と連通するバルブ主体の小孔とを制御バルブを有する配管で接続して構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２５８１３７号公報

この種の開放弁では、シリンダはピストンにより上部室と下部室とに区分されているので、作業者は、組立時、下部室側から上部室内を見ることができず、ナットなどの部品が上部室内に置き忘れられたり、ゴミなどが上部室内に混入したままとなる、という不具合がある。しかし、従来の開放弁では、上部室が上壁面により二次側流路と隔離されているので、弁動作時に、上部室内に混入している部品やゴミなどの異物がピストンと上壁面との間に挟まれて、ピストンの変形をもたらし、弁の動作不良を発生させるという問題があった。また、異物が薄い場合には、弁動作時に、ピストンのシリンダとの摺動部に嵌装されているＯリングを傷つけ、弁の動作不良を発生させるという問題もあった。
また、従来の開放弁では、上壁面が上部室と二次側流路とを隔離するようにバルブ主体に一体に形成され、ピストンに突設されたステムを挿通するためのステム挿入孔が上壁面に穿設されているので、バルブ主体の構造が複雑なものとなり、製造コストが高くなるという問題もあった。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、弁ボディに形成されるシリンダと二次側流路との間の隔壁をなくして、シリンダ内の異物をピストンの動作時にシリンダから二次側流路内に排出できるようにし、シリンダ内の異物に起因する動作不良の発生を抑制できるとともに、弁ボディをダイカストし易くし、かつ、材料を削減し、製造コストを低減できる開放弁を得ることを目的とする。

この発明による開放弁は、一次側流路と二次側流路とが連通孔を介して連通され、円筒状のシリンダがその円筒状の開口を一次側流路と二次側流路とのいずれかの流路に臨ませて、かつ、その軸心を該連通孔の孔中心に一致させて、当該流路を挟んで該連通孔と相対して形成された弁ボディと、流路側の上記連通孔の開口縁部に接離して該連通孔を開閉するディスク部、該ディスク部の一側から延設されて該連通孔に摺動自在に嵌挿されるガイド部および該ディスク部の一側中央部に凹設されたステム嵌合凹部を有する主弁と、上記ディスク部を上記連通孔の開口縁部に押圧するように付勢するスプリングと、上記シリンダ内に摺動自在に配設されて、該シリンダ内を流路側のピストン室と反流路側の作動室とに区分し、該作動室内への作動流体の導入および該作動室からの作動流体の排出により該シリンダの軸心方向に往復移動するピストンと、一端が上記ピストンの軸心位置に固着され、他端が上記ステム嵌合凹部に嵌着されて、該ピストンの移動力を上記主弁に伝達するステムと、上記シリンダの内壁面の流路側の開口端部に突設され、流路側に移動する上記ピストンの外周縁部に当接して該ピストンの流路側への移動量を規制するストッパと、を備え、切り欠き部が上記ストッパの一部を切り欠いて上記シリンダ内の鉛直下方に位置するように形成されている。

この発明によれば、円筒状のシリンダがその円筒状の開口を流路に臨ませて、かつ、その軸心を連通孔の孔中心に一致させて、流路を挟んで連通孔と相対して弁ボディに形成されている。そこで、ピストン室と流路とを隔離する隔壁がなく、弁ボディの構造が簡素化されるので、ダイカストし易くなり、かつ、材料が削減され、製造コストを低減できるとともに、小型化が図られる。また、ピストン室内に置き忘れた部品やピストン室内に混入したゴミなどの異物は、ピストンの移動によりシリンダの開口から流路内に排出されるので、組立時に、異物がピストン室５ａ内に入り込んでも、開放弁の動作不良の発生が抑制される。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に開放弁における弁全閉状態を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に開放弁における弁全開状態を示す断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。なお、図１および図２における主弁の断面は、便宜上、図３のＡ−Ｂ断面を示している。

図１乃至図３において、弁ボディ１は、例えば、鉄等のダイカスト製であり、一次側流路２と、二次側流路３と、一次側流路２と二次側流路３とを連通する連通孔４と、軸心を連通孔４の孔中心に一致させて、かつ、二次側流路３を挟んで連通孔４と相対して、二次側流路３に開口するように形成された円筒状のシリンダ５と、を備えている。

主弁６は、ディスク部７と、ディスク部７の一側の縁部近傍から周方向に等角ピッチで主弁６の軸心方向に延設された４本のガイド部８と、ディスク部７の一側中央部に凹設されたステム嵌合凹部９と、ディスク部７の外周部に嵌着されたＯリング１０と、を備えている。そして、主弁６は、一次側流路２側からガイド部８を連通孔４に挿入して、摺動自在に装着されている。

ガイドロッド１１は、ディスク部７の他側中央部に突設され、蓋体１２に穿設されたロッド挿通孔１２ａに摺動自在に嵌挿されている。そして、Ｏリング１３が、ガイドロッド１１とロッド挿通孔１２ａとの間に介装され、一次側流路２からロッド挿通孔１２ａを介しての流体の漏れを防止している。また、スプリング１４がディスク部７と蓋体１２との間に縮設され、ディスク部７を二次側流路３側に押圧している。これにより、Ｏリング１０が連通孔４の外周縁部で構成されるバルブシート４ａに密接している。

シリンダ蓋体１５は、シリンダ５の反二次側流路３側の開口を塞口するように弁ボディ１に取り付けられている。そして、ピストン１６がシリンダ５内に摺動自在に挿入され、Ｏリング１７がピストン１６の外周部に嵌装されて、シリンダ５内が二次側流路３側のピストン室５ａとシリンダ蓋体１５側の作動室５ｂとに区画されている。さらに、ストッパ１８が、シリンダ５の内壁面の二次側流路３側の開口端部に周方向の全周にわたって径方向に突設され、ピストン１６の二次側流路３側への移動量を規制している。なお、ストッパ１８は過度に突出させる必要はなく、ピストン１６の外周縁部に当接してピストン１６の移動を阻止できる程度の突出量であればよい。
ステム１９は、一端をピストン１６の中心位置に固着され、他端をディスク部７のステム嵌合凹部９に嵌着されて、その軸心がシリンダ５の軸心に一致するように取り付けられている。

ここで、このように構成された開放弁を加圧開放式に用いた場合についての動作について説明する。
まず、開放弁が閉止しているとき、流体である水が一次側流路２内に導入されており、一次側の水圧とスプリング１４のばね力がディスク部７を加圧して、Ｏリング１０がバルブシート４ａに密接している。これにより、一次側流路２から連通孔４を介して二次側流路３への水の流入が阻止される。
ついで、開放弁に開放信号があると、パイロット弁（図示せず）が開放され、作動流体としての水が蓋体１５に設けられた導入孔１５ａから作動室５ｂ内に導入される。そして、作動室５ｂ内の水圧がディスク部７を加圧している一次側の水圧とスプリング１４のばね力との総和を上回ると、ピストン１６が二次側流路３側に移動する。このピストン１６の移動力がステム１９を介して主弁６に伝達され、主弁６が一次側流路２側に移動し、Ｏリング１０が連通孔４の開口縁部で構成されるバルブシート４ａから離れ、開放弁が開放される。そして、ピストン１６が移動してストッパ１８に当接すると、それ以上の移動が阻止される。これにより、水が、図２中矢印で示されるように、一次側流路２から連通孔４を介して二次側流路３に流入する。
ついで、開放弁に閉止信号があると、パイロット弁が閉止され、作動室５ｂ内の水がシリンダ蓋体１５に設けられた排出孔１５ｂから排出される。そして、作動室５ｂ内の水圧が低下すると、スプリング１４の付勢力により主弁６が二次側流路３側に押圧され、Ｏリング１０がバルブシート４ａに密接し、開放弁が閉止状態となる。
ここで、導入孔１５ａと排出孔１５ｂを記載したが、導入孔１５ａおよび排出孔１５ｂの一方の孔のみを設置し、１つの孔で導入と排出とを行うことも可能である。

このように、この実施の形態１では、シリンダ５が二次側流路３に開口しているので、ピストン室５ａ内に置き忘れた部品やピストン室５ａ内に混入したゴミなどの異物は、開放弁の開放動作時のピストン１６の移動によりピストン室５ａから二次側流路３内に排出される。これにより、組立時に、異物がピストン室５ａ内に入り込んでも、開放弁の動作不良の発生が抑制される。
また、ピストン室５ａと二次側流路３とを隔離する隔壁がないので、弁ボディ１の構造が簡素化され、ダイカストし易くなり、かつ、材料が削減され、製造コストを低減できるとともに、小型化が図られる。
また、ステム１９の他端がディスク部７のステム嵌合凹部９に嵌着されているので、ピストン１６の動作時に、ステム１９の軸心がシリンダ５の軸心に対してずれることがない。これにより、ピストン１６の動作が安定し、開放弁の動作不良を引き起こすことが抑制される。

なお、上記実施の形態１では、ストッパ１８が周方向の全周にわたって一続きに形成されているものとしているが、ストッパは必ずしも周方向に一続きに形成されている必要はなく、島状に分割形成されてもよい。そして、ストッパを島状に分割形成する場合、分割形成された各ストッパ部を周方向に等角ピッチに配列させることで、各ストッパ部の周方向長さを短くすることができる。例えば、２つ、或いは３つのストッパ部を周方向に等角ピッチに配列させれば、ストッパ部間の周方向間隔が広くなり、ストッパ部の周方向隙間が後述する実施の形態２，３における切り欠き部として機能する。
また、上記実施の形態１では、開放弁を加圧開放式に使用しているが、連通孔４に対してディスク部７を逆側に配置することで減圧開放式とすることも可能である。さらに、上記実施の形態１の流水方向を逆にして、一次側と二次側とを逆にすることも可能である。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係る開放弁の要部断面図である。
図４において、切り欠き部２０ａ，２０ｂがストッパ１８の一部を切り欠いて形成されている。この切り欠き部２０ａは、開放弁が縦置きに設置された場合に、即ち図１が鉛直面における断面を示すような状態に開放弁が設置された場合に、ストッパ１８の鉛直下方の部位を切り欠いて形成されている。また、切り欠き部２０ｂは、開放弁が横置きに設置された場合に、即ち図１が水平面における断面を示すような状態に開放弁が設置された場合に、ストッパ１８の鉛直下方の部位を切り欠いて形成されている。そして、切り欠き部２０ａ，２０ｂは９０度ずれて形成され、その切り欠き幅Ｌがその弁サイズに使用されるナット六角寸法もしくは六角ナットが滑らず保持される位置より広く形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２によれば、開放弁を縦置き或いは横置きに設置しても、切り欠き部２０ａ，２０ｂのいずれかが、鉛直下方に位置している。そこで、異物がピストン室５ａ内に入り込んでも、異物はピストン室５ａの鉛直下方に集まり、ピストン１６がシリンダ５内を摺動移動しつつ異物を二次側流路３側に移動させ、切り欠き部２０ａ，２０ｂから二次側流路３内に押し出す。これにより、組立時に、異物がピストン室５ａ内に入り込んでも、開放弁の動作不良の発生がより確実に抑制される。

また、切り欠き部２０ａ，２０ｂの切り欠き幅Ｌがその弁サイズに使用されるナット六角寸法もしくは六角ナットが滑らず保持される位置より広く形成されているので、例えナットがピストン室５ａ内に入り込んでも、ピストン１６の動作時にナットを切り欠き部２０ａ，２０ｂから確実に二次側流路３に排出することができる。
また、切り欠き部２０ａ，２０ｂは９０度ずれて形成されているので、開放弁の縦置きに設置されても、横置きに設置されても、ピストン１６の動作時に、異物を二次側流路３に確実に排出できる。

なお、開放弁を縦置きに設置する場合、図１が鉛直面における断面を示すような第１の縦置き状態と、この第１の縦置き状態をシリンダ５の軸心周りに１８０度回転させた第２の縦置き状態とがある。また、開放弁を横置きに設置する場合、図１が水平面における断面を示すような第１の横置き状態と、この第１の横置き状態をシリンダ５の軸心周りに１８０度回転させた第２の横置き状態とがある。そこで、各設置状態で、切り欠き部がシリンダ５内の鉛直下方に位置するように、９０度間隔で４つの切り欠き部を形成してもよい。この場合、開放弁は４つの設置状態のいずれの状態に設置されても、ピストン１６の動作時に、切り欠き部から異物を確実に二次側流路３に排出でき、さらに優れた汎用性が得られる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に開放弁における弁全閉状態を示す断面図である。
図５において、ステム嵌合凹部９ａがステム嵌合凹部９より深くしてディスク部７の一側中央部に凹設されている。この深さは、ピストン１６とディスク部７が最も離れた場合でもステム１９がステム嵌合凹部９ａから外れない量とする。そして、ステム１９が、一端をピストン１６の中心位置に固着され、他端をディスク部７のステム嵌合凹部９ａに嵌着されて、その軸心がシリンダ５の軸心に一致するように取り付けられている。さらに、切り欠き部２０ａがシリンダ５内の鉛直下方に位置するストッパ１８の部位を切り欠いて形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態３によれば、ステム嵌合凹部９ａがステム嵌合凹部９より深く形成され、ピストン１６とディスク部７が最も離れた場合でもステム１９がステム嵌合凹部９ａから外れないので、ステム１９の軸心ずれがより起こりにくくなり、より安定したピストン１６の動作が実現できる。
また、切り欠き部２０ａがシリンダ５内の鉛直下方に位置するように形成されているので、シリンダ５内に入り込み、シリンダ５内の鉛直下方に集まった異物は、ピストン１６の移動とともに二次側流路３側に押され、切り欠き部２０ａから二次側流路３に排出される。これにより、異物がピストン室５ａ内に入り込んでも、開放弁の動作不良の発生がより確実に抑制される。

この発明の実施の形態１に開放弁における弁全閉状態を示す断面図である。この発明の実施の形態１に開放弁における弁全開状態を示す断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。この発明の実施の形態２に係る開放弁の要部断面図である。この発明の実施の形態３に開放弁における弁全閉状態を示す断面図である。

符号の説明

１弁ボディ、２一次側流路、３二次側流路、４連通孔、５シリンダ、５ａピストン室、５ｂ作動室、６主弁、７ディスク部、８ガイド部、９，９ａステム嵌合凹部、１４スプリング、１６ピストン、１８ストッパ、１９ステム、２０ａ，２０ｂ切り欠き部。

Claims

一次側流路と二次側流路とが連通孔を介して連通され、円筒状のシリンダがその円筒状の開口を一次側流路と二次側流路とのいずれかの流路に臨ませて、かつ、その軸心を該連通孔の孔中心に一致させて、当該流路を挟んで該連通孔と相対して形成された弁ボディと、
流路側の上記連通孔の開口縁部に接離して該連通孔を開閉するディスク部、該ディスク部の一側から延設されて該連通孔に摺動自在に嵌挿されるガイド部および該ディスク部の一側中央部に凹設されたステム嵌合凹部を有する主弁と、
上記ディスク部を上記連通孔の開口縁部に押圧するように付勢するスプリングと、
上記シリンダ内に摺動自在に配設されて、該シリンダ内を流路側のピストン室と反流路側の作動室とに区分し、該作動室内への作動流体の導入および該作動室からの作動流体の排出により該シリンダの軸心方向に往復移動するピストンと、
一端が上記ピストンの軸心位置に固着され、他端が上記ステム嵌合凹部に嵌着されて、該ピストンの移動力を上記主弁に伝達するステムと、
上記シリンダの内壁面の流路側の開口端部に突設され、流路側に移動する上記ピストンの外周縁部に当接して該ピストンの流路側への移動量を規制するストッパと、
を備え、
切り欠き部が上記ストッパの一部を切り欠いて上記シリンダ内の鉛直下方に位置するように形成されていることを特徴とする開放弁。