JP5057914B2 - 仕切弁 - Google Patents

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Description

本発明は、弁棒は軸心方向に移動せず、弁体のみが弁棒の軸心方向へ移動して流路が開閉される仕切弁に関する。
従来、この種の仕切弁としては、例えば図18に示すようなソフトシール仕切弁1がある。この仕切弁1の弁箱2内には、外表面全面にゴムライニングを施した弁体3が収納されている。弁体3は、弁棒5の回転によって、弁棒5に対して昇降移動して流路4を開閉する。
弁体3はその上部に挿入部7を有しており、挿入部7には、四角板状のめねじこま8が挿入されている。図19に示すように、挿入部7は、弁棒5の軸心方向(上下方向)において相対向する上面7aおよび下面7bと、これら上下両面7a,7b間に形成された挿入空間7cとを有している。図20に示すように、めねじこま8は、上下両面8a,8bに貫通する孔部12を有しており、挿入空間7cに挿入されている。
弁棒5は弁体3に形成された弁棒挿通孔10に挿入されており、弁棒5に形成されたおねじ部5aがめねじこま8の孔部12に形成されためねじ部12aに螺合している。
これによると、弁棒5を一方向に回転させると、めねじこま8が下方へ送られ、弁体3が下降して弁箱2に押し付けられ、流路4が全閉される。この際、めねじこま8の下面8bが、挿入部7の下面7bに接触して、下面7bを下向きに押圧する。
弁棒5を他方向に回転させると、めねじこま8が上方へ送られ、弁体3が上昇して流路4が開かれる。この際、めねじこま8の上面8aが挿入部7の上面7aに接触する。
尚、めねじこま8の下面8bの形状と上面8aの形状とは同一であり、このため、挿入部7の下面7bとめねじこま8の下面8bとの接触面積は、挿入部7の上面7aとめねじこま8の上面8aとの接触面積と同一である。また、一般に、図18に示した全閉時に弁体3に作用する弁閉方向の押圧力は、シール性を保つために、全開時に弁体3に作用する弁開方向の押圧力よりも大きくなる。
上記のようなめねじこま8を備えたソフトシール仕切弁1は、例えば下記特許文献1に記載されている。
特開昭59−147169
しかしながら上記の従来形式では、図18に示すように、弁全閉時、弁体3が弁箱2に押し付けられた状態で、操作者が流体の流れをより確実に遮断しようとして、さらに弁棒5を一方向に過剰に回転させてしまうことがある。このような場合、めねじこま8の下面8bが挿入部7の下面7bに過大な力で押圧され、めねじこま8の下面8bに過大な面圧が作用するという問題がある。これにより、挿入部7の下面7bのゴムライニングの損傷に伴う、弁体3の腐食を招く虞れがある。この対策として、めねじこま8の下面8bの面積を十分に広く保ち、上記下面8bの面圧が過大にならないように設計している。
しかしながら、上記のようにめねじこま8の下面8bの面積を十分に広くすると、それに伴ってめねじこま8の上面8aの面積も増大し、上面8aの面積が過剰(必要以上)に広くなり過ぎてオーバースペックとなり、このため、めねじこま8の重量が増大し、仕切弁1の軽量化を妨げるという問題がある。
本発明は、弁全閉時、弁棒を閉方向に回し過ぎても、めねじこまの一方の面の面圧を過大にならないように抑制することができ、めねじこまを軽量化することが可能な仕切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第1発明は、弁箱の流路を弁体で開閉する仕切弁であって、
弁体に形成された挿入部にめねじこまが挿入され、
挿入部は、弁棒の軸心方向において相対向する弁閉方向側の面および弁開方向側の面と、これら両面間に形成された挿入空間とを有し、
めねじこまは弁棒の軸心方向において貫通する孔部と、挿入部の挿入空間に挿入される板部を有し、
めねじこまの板部は四角形状に形成され、
弁棒に形成されたおねじ部がめねじこまの孔部に形成されためねじ部に螺合し、
弁閉時、めねじこまの板厚方向における一方の面が挿入部の上記弁閉方向側の面に接触し、
弁開時、めねじこまの板厚方向における他方の面が挿入部の上記弁開方向側の面に接触し、
めねじこまの他方の面に陥没部を形成することにより、一方の面の接触面積を他方の面の接触面積よりも大きくし、
めねじこまの陥没部は板部の四隅部分を除いた他方の面に形成され、
めねじこまの他方の面は、孔部の径方向における孔部と陥没部との間の領域と、板部の四隅部分の領域とにわたって連続して形成されているものである。
これによると、弁棒を閉方向に回転させると、めねじこまが弁閉方向に移動し、弁体が弁閉方向に移動して弁箱に押し付けられ、流路が全閉される。この際、めねじこまの一方の面が弁体の挿入部の弁閉方向側の面に接触してこの弁閉方向側の面を押圧する。
めねじこまの一方の面を大きく形成して、めねじこまの一方の面と挿入部の弁閉方向側の面との接触面積(すなわち一方の面の接触面積)をめねじこまの他方の面と挿入部の弁開方向側の面との接触面積(すなわち他方の面の接触面積)よりも大きく確保しておくことで、全閉状態において、弁体が弁箱に押し付けられた状態で、さらに弁棒を閉方向に回転させた場合であっても、めねじこまの一方の面の面圧が過大にならないように抑制することができる。
また、弁棒を開方向に回転させると、めねじこまが弁開方向に移動し、弁体が弁開方向に移動して、流路が開かれる。この際、めねじこまの他方の面が弁体の挿入部の弁開方向側の面に接触する。
ここで、めねじこまの一方の面の接触面積が他方の面の接触面積より大きいということは、言い換えれば、他方の面の接触面積が一方の面の接触面積より小さいということである。尚、弁開時におけるめねじこまの他方の面が挿入部の弁開方向側の面を押圧する際の押圧力は、弁閉時におけるめねじこまの一方の面が挿入部の弁閉方向側の面を押圧する際の押圧力に比べて、小さい。このため、上記のようにめねじこまの他方の面と挿入部の弁開方向側の面との接触面積(すなわち他方の面の接触面積)がめねじこまの一方の面と挿入部の弁閉方向側の面との接触面積(すなわち一方の面の接触面積)より小さくても、めねじこまの他方の面が損傷することはなく、さらには、めねじこまを軽量化することもできる。
本第発明は、弁棒は径方向外方へ拡がった鍔部を有し、
弁箱に設けられた蓋に、弁棒の鍔部を支持する支持板部が設けられ、
支持板部は、弁棒の軸心方向において相対向する内向き面および外向き面と、これら両面に貫通する弁棒貫通孔とを有し、
弁棒は弁棒貫通孔に挿通され、
弁棒の鍔部と支持板部の外向き面との間に円環状のシール部材が設けられ、
全開位置において、弁体の弁開方向における端部が支持板部の内向き面に当接するものである。
これによると、弁棒を開方向に回転させて弁体が全開位置まで移動した際、弁体の端部が支持板部の内向き面に当接して内向き面を押圧するため、弁棒が弁閉方向へ引っ張られ、シール部材が、弁棒の鍔部と支持板部の外向き面との間に挟まれて、鍔部と外向き面との間をシールする。この際、めねじこまの板部の四隅部分が弁体の挿入部の弁開方向側の面に接触して弁開方向へ押圧しているため、弁体の端部が支持板部の内向き面をバランス良く押圧することができ、シール部材は均等な力で弁棒の鍔部と支持板部の外向き面との間に挟まれ、これにより、鍔部と外向き面との間を均等にシールすることができる。
以上のように本発明によると、全閉状態において、弁体が弁箱に押し付けられた状態で、さらに弁棒を閉方向に回転させた場合であっても、めねじこまの一方の面の面圧が過大にならないように抑制することができる。
また、めねじこまの一方の面の接触面積が他方の面の接触面積より大きいということは、言い換えれば、他方の面の接触面積が一方の面の接触面積より小さいということである。ここで、弁開時におけるめねじこまの他方の面が挿入部の弁開方向側の面を押圧する際の押圧力は、弁閉時におけるめねじこまの一方の面が挿入部の弁閉方向側の面を押圧する際の押圧力に比べて、小さい。このため、上記のようにめねじこまの他方の面と挿入部の弁開方向側の面との接触面積(すなわち他方の面の接触面積)がめねじこまの一方の面と挿入部の弁閉方向側の面との接触面積(すなわち一方の面の接触面積)より小さくても、めねじこまの他方の面が損傷することはない。さらに、弁閉方向側の面のゴムライニングの損傷が防止でき、弁体本体部の腐食を防止することができる。
また、めねじこまを軽量化することができる。さらに、弁体が全開位置まで移動した際、弁体の端部が支持板部の内向き面をバランス良く押圧することができ、シール部材が均等な力で弁棒の鍔部と支持板部の外向き面との間に挟まれ、これにより、弁棒の鍔部と支持板部の外向き面との間を均等にシールすることができ、通水した状態で、ブッシュと弁棒との間を止水するOリングの交換ができる。
以下、本発明における実施の形態を図1〜図4、第一の参考例を図5〜図9を参照して説明する。
図1〜図4に示すように、31は仕切弁の一種のソフトシール仕切弁であり、弁棒32の回転により弁体33が弁棒32に対して上下方向(軸心方向)へ移動して弁箱34の流路44を開閉するように構成されている。弁箱34の上部には蓋57が設けられている。
弁体33は、弁体本体部35と、弁体本体部35の表面を被覆するゴムライニング部36とで構成されている。弁体本体部35には、弁棒32の軸心方向(上下方向)に貫通した弁棒挿通孔40が形成されている。また、弁体本体部35の両側部には案内溝37が形成されている。さらに、弁箱34の内面には、案内溝37に挿入された案内突起38が一対設けられている。案内溝37と案内突起38とによって、弁体33が弁閉方向と弁開方向とに案内される。
弁体33はその上部に挿入部41を有しており、挿入部41にはめねじこま42が挿入されている。図5,図6に示すように、挿入部41は、弁体本体部35の上端に立設された前後一対の端板部41a,41bと、これら端板部41a,41bの上端間に設けられた上板部41cとで構成されており、弁棒32の軸心方向(上下方向)において相対向する平坦な下面41d(弁閉方向側の面)および上面41e(弁開方向側の面)と、これら上下両面41d,41e間に形成された挿入空間41fとを有している。
挿入部41の下面41dは弁体本体部35の上端部に形成され、上面41eは上板部41cの下側に形成されている。また、上板部41cには、一側方が開放され且つ挿入空間41fに連通する開口部41gが形成されている。尚、上記弁棒挿通孔40の上端は挿入部41の下面41dに連通している。また、挿入部41の表面も、弁体本体部35と同様に、ゴムライニング部36により被覆されている。
図7に示すように、めねじこま42は、挿入空間41fに挿入される四角形状の板部46と、板部46の上面に設けられた円形の突部47と、弁棒32の軸心方向(上下方向)において板部46と突部47とにわたり貫通する孔部48とを有している。図5に示すように、めねじこま42の板部46が一側方Dから挿入空間41fに挿入されているとともに突部47が一側方Dから開口部41gに挿入されている。また、弁棒32に形成されたおねじ部32aがめねじこま42の孔部48に形成されためねじ部48aに螺合している。
図8に示すように、めねじこま42の板部46の下面46a(一方の面)が挿入部41の下面41dに対向し、上記板部46の上面46b(他方の面)が挿入部41の上面41eに対向している。
めねじこま42の板部46の上面46bの前後両端縁部には、下向きに陥没した段差部50(陥没部の一例)が形成されている。尚、段差部50は板部46の全幅Wにわたって形成されている。
段差部50を形成することにより、図9(b)に示すように、弁閉時において挿入部41の下面41dと接触するめねじこま42の板部46の下面46a(一方の面)の接触面積B(斜線部分)が、図9(a)に示すように、弁開時において挿入部41の上面41eと接触するめねじこま42の板部46の上面46b(他方の面)の接触面積A(斜線部分)より大きくなるように構成されている(すなわち、接触面積B>接触面積Aの関係にある)。
また、図1〜図3に示すように、弁棒32は、おねじ部32aの上方に、径方向外方へ拡がった鍔部52を有している。蓋57の内部には、弁棒32の鍔部52を下方から回転自在に支持する支持板部53が設けられている。支持板部53は、弁棒32の軸心方向(上下方向)において相対向する内向き面53a(下面)および外向き面53b(上面)と、これら両面53a,53bに貫通する弁棒貫通孔53cとを有している。弁棒32は弁棒貫通孔53cに挿通されている。
鍔部52と外向き面53bとの間には樹脂製で円環状のシール部材54が設けられている。また、弁棒32の鍔部52よりも上方部分は蓋57の内部に設けられたブッシュ55に挿通され、ブッシュ55の内周面と弁棒32の外周面との間を止水するOリング58が設けられている。また、蓋57の上端には保護カバー56が設けられている。
尚、図4に示すように、全開位置において、弁体33の上端部(弁開方向における端部)が支持板部53の内向き面53aに当接し、図3に示すように、全閉位置において、弁体33が弁箱34の内面に当接する。また、一般に、ソフトシール仕切弁31では、全閉時に弁体33に作用する弁閉方向(下方向)の押圧力は、シール性を保つために、全開時に弁体33に作用する弁開方向(上方向)の押圧力よりも大きい。
以下、上記構成における作用を説明する。
操作者が弁棒32を閉方向(一方向)に回転させると、めねじこま42が弁閉方向(下方向)に送られるとともに弁体33が弁閉方向(下方向)に移動し、図3に示すように、全閉位置において、弁体33が弁箱34の内面に押し付けられ、流路44が全閉される。この際、めねじこま42の板部46の下面46aが弁体3の挿入部41の下面41dに接触してこの下面41dを下向きに押圧する。
図8,図9に示すように、めねじこま42の板部46の下面46aを大きく形成して、めねじこま42の下面46a(一方の面)と挿入部41の下面41d(弁閉方向側の面)との接触面積B(すなわち図9(b)の斜線部で示す一方の面の接触面積B)をめねじこま42の上面46b(他方の面)と挿入部41の上面41e(弁開方向側の面)との接触面積A(すなわち図9(a)の斜線部で示す他方の面の接触面積A)よりも大きく確保しておくことで、全閉状態において、弁体33が弁箱34に押し付けられた状態で、操作者がさらに弁棒32を閉方向に回転させた場合であっても、めねじこま42の下面46aの面圧が過大にならないように抑制することができる。また、挿入部41の下面41dのゴムライニング36の損傷が防止でき、それに伴う弁体本体部35の腐食を防止することができる。
また、弁棒32を開方向(他方向)に回転させると、めねじこま42が弁開方向(上方向)に送られるとともに弁体33が弁開方向(上方向)に移動し、流路44が開かれる。この際、めねじこま42の板部46の上面46bが弁体3の挿入部41の上面41eに接触する。
図4に示すように、弁体33が全開位置まで移動した際、弁体33の上端部が支持板部53の内向き面53aに当接して内向き面53aを上向きに押圧するため、弁棒5が弁閉方向(下方向)へ引っ張られ、シール部材54が、弁棒32の鍔部52と支持板部53の外向き面53bとの間に挟まれて、鍔部52と外向き面53bとの間をシールする。これにより、通水した状態で、ブッシュ55と弁棒32との間を止水するOリング58の交換ができる。
ここで、めねじこま42の下面46aの接触面積Bが上面46bの接触面積Aより大きいということは、言い換えれば、上面46bの接触面積Aが下面46aの接触面積Bより小さいということである。尚、弁開時におけるめねじこま42の上面46bが挿入部41の上面41eを押圧する際の押圧力は、弁閉時におけるめねじこま42の下面46aが挿入部41の下面41dを押圧する際の押圧力に比べて、小さい。このため、上記のようにめねじこま42の上面46bと挿入部41の上面41eとの接触面積A(すなわち図9(a)の斜線部で示す他方の面の接触面積A)がめねじこま42の下面46aと挿入部41の下面41dとの接触面積B(すなわち図9(b)の斜線部で示す一方の面の接触面積B)より小さくても、めねじこま42の上面46bの損傷と挿入部41の下面41dのゴムライニング部36の損傷とを防止することができる。
また、めねじこま42の板部46の上面46bに段差部50を形成したため、上記板部46の上面46bの接触面積Aが下面46aの接触面積Bより小さくなるとともに、めねじこま42を軽量化することができる。
次に、本発明における第一の実施の形態を図10,図11を参照して説明する。
めねじこま42の板部46の上面46bの前後両端縁部には段差部50が形成されている。段差部50の長さは板部46の全幅Wよりも短く、段差部50は板部46の四隅部分46cを除いた上面46bに形成されている。
これによると、弁体33が全開位置まで移動した際、めねじこま42の板部46の四隅部分46cが弁体33の挿入部41の上面41eに接触して弁開方向(上方向)へ押圧しているため、弁体33の上端部が支持板部53の内向き面53aをバランス良く上向きに押圧することができ、シール部材54は均等な力で弁棒32の鍔部52と支持板部53の外向き面53bとの間に挟まれ、これにより、鍔部52と外向き面53bとの間を均等にシールすることができる。
次に、本発明における第二の実施の形態を図12を参照して説明する。
めねじこま42の板部46の前後両端縁部に形成された段差部50の長さは、先述した第一の実施の形態と同様に、板部46の全幅Wよりも短い。また、板部46の左右両端縁部には、凹形状に切り欠かれた切欠部60が下面46aと上面46bとにわたって形成されている。
これによると、切欠部60を形成しているため、めねじこま42をより一段と軽量化することができる。
また、本発明における第二,第三の参考例を図13,図14を参照して説明する。
上記参考例および実施の形態では陥没部の一例として、図7に示すように、段差部50をめねじこま42の板部46の上面46bに形成しているが、第二の参考例として、段差部50の代わりに、図13に示すように、凹部65(陥没部の一例)を形成している。
また、上記参考例および実施の形態では段差部50(又は凹部65)を板部46の上面46bの前後両端縁部に形成しているが、段差部50(又は凹部65)を左右両端縁部に形成してもよい。
さらに、上記参考例および実施の形態では段差部50(又は凹部65)を形成しているが、第三の参考例として、段差部50(又は凹部65)の代わりに、図14に示すように、板部46の前後両側端に傾斜面67が形成され、これら両傾斜面67の面間距離Sは弁開方向(上方向)ほど縮小している。
次に、本発明における第三の実施の形態を図15,図16を参照して説明する。
先述した第一の参考例では、図5に示すように、めねじこま42の板部46を弁体33の径方向における一側方Dから挿入空間41fに挿入しているが、第三の実施の形態として、図15に示すように、めねじこま42の板部46を弁体33の厚さ方向(前後方向)における一方Eから挿入空間41fに挿入してもよい。
次に、本発明における第四の参考例を図17を参照して説明する。
上記参考例および実施の形態では、陥没部の一例として、段差部50又は凹部65をめねじこま42の板部46の上面46bに形成しているが、第四の参考例として、図17に示すように、段差部50又は凹部65を形成していないめねじこま42を用い、弁体33の厚さを分厚くして、めねじこま42の上面46b(他方の面)と挿入部41の上面41e(弁開方向側の面)との接触面積Aをめねじこま42の下面46a(一方の面)と挿入部41の下面41d(弁閉方向側の面)との接触面積Bより小さくすることもできる。
上記参考例および実施の形態では、例えば図7に示すように、めねじこま42は板部46と突部47と孔部48とを有しているが、突部47を備えておらず、板部46に孔部48を形成したものであってもよい。
本発明の実施の形態における仕切弁の一部切欠き斜視図である。 同、実施の形態における仕切弁の一部切欠き正面図である。 同、実施の形態における仕切弁を側面から見た縦断面図であり、全閉状態を示す。 同、実施の形態における仕切弁を側面から見た縦断面図であり、全開状態を示す。 本発明の第一の参考例における仕切弁の弁体とめねじこまとの平面図である。 図5におけるX−X矢視図である。 同、第一の参考例における仕切弁のめねじこまの図であり、(a)は一部切欠き側面図、(b)は(a)におけるX−X矢視図、(c)は(a)におけるY−Y矢視図である。 同、第一の参考例における仕切弁の弁体の挿入部にめねじこまを挿入した状態での縦断面図であり、図3,図4の一部分の拡大を示す。 同、第一の参考例における仕切弁のめねじこまの図であり、(a)はめねじこまの板部の上面の接触面積を示し、(b)はめねじこまの板部の下面の接触面積を示す。 本発明の第一の実施の形態における仕切弁のめねじこまの図であり、(a)は一部切欠き側面図、(b)は(a)におけるX−X矢視図、(c)は(a)におけるY−Y矢視図である。 同、第一の実施の形態における仕切弁の弁体とめねじこまとの平面図である。 本発明の第二の実施の形態における仕切弁のめねじこまの図であり、(a)は平面図、(b)は(a)におけるX−X矢視図である。 本発明の第二の参考例における仕切弁のめねじこまの図であり、(a)は一部切欠き側面図、(b)は(a)におけるX−X矢視図である。 本発明の第三の参考例における仕切弁のめねじこまの図であり、(a)は一部切欠き側面図、(b)は(a)におけるX−X矢視図である。 本発明の第三の実施の形態における仕切弁の弁体とめねじこまとの平面図である。 図15におけるX−X矢視図である。 本発明の第四の参考例における仕切弁の弁体の挿入部にめねじこまを挿入した状態での縦断面図である。 従来の仕切弁を側面から見た縦断面図であり、全閉状態を示す。 同、仕切弁の弁体の挿入部の側面から見た縦断面図である。 同、仕切弁のめねじこまの縦断面図である。
符号の説明
31 仕切弁
32 弁棒
32a おねじ部
33 弁体
34 弁箱
41 挿入部
41d 下面(弁閉方向側の面)
41e 上面(弁開方向側の面)
41f 挿入空間
42 めねじこま
44 流路
46 板部
46a 下面(一方の面)
46b 上面(他方の面)
46c 四隅部分
48 孔部
48a めねじ部
50 段差部(陥没部)
52 鍔部
53 支持板部
53a 内向き面
53b 外向き面
53c 弁棒貫通孔
54 シール部材
57 蓋
65 凹部(陥没部)
A 上面(他方の面)の接触面積
B 下面(一方の面)の接触面積

Claims (2)

  1. 弁箱の流路を弁体で開閉する仕切弁であって、
    弁体に形成された挿入部にめねじこまが挿入され、
    挿入部は、弁棒の軸心方向において相対向する弁閉方向側の面および弁開方向側の面と、これら両面間に形成された挿入空間とを有し、
    めねじこまは弁棒の軸心方向において貫通する孔部と、挿入部の挿入空間に挿入される板部を有し、
    めねじこまの板部は四角形状に形成され、
    弁棒に形成されたおねじ部がめねじこまの孔部に形成されためねじ部に螺合し、
    弁閉時、めねじこまの板厚方向における一方の面が挿入部の上記弁閉方向側の面に接触し、
    弁開時、めねじこまの板厚方向における他方の面が挿入部の上記弁開方向側の面に接触し、
    めねじこまの他方の面に陥没部を形成することにより、一方の面の接触面積を他方の面の接触面積よりも大きくし、
    めねじこまの陥没部は板部の四隅部分を除いた他方の面に形成され、
    めねじこまの他方の面は、孔部の径方向における孔部と陥没部との間の領域と、板部の四隅部分の領域とにわたって連続して形成されていることを特徴とする仕切弁。
  2. 弁棒は径方向外方へ拡がった鍔部を有し、
    弁箱に設けられた蓋に、弁棒の鍔部を支持する支持板部が設けられ、
    支持板部は、弁棒の軸心方向において相対向する内向き面および外向き面と、これら両面に貫通する弁棒貫通孔とを有し、
    弁棒は弁棒貫通孔に挿通され、
    弁棒の鍔部と支持板部の外向き面との間に円環状のシール部材が設けられ、
    全開位置において、弁体の弁開方向における端部が支持板部の内向き面に当接することを特徴とする請求項1記載の仕切弁。
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