JP5596366B2 - 制流弁 - Google Patents

Description

本発明は、流体管に穿設された穿孔に連通し流体管の外周を密封状に被覆したケースと、非上昇の回転ネジの回転によりケース内にて穿孔を介して動作する弁体とを有し、流体管の流路を遮断可能な制流弁に関する。

従来の制流弁は、ケース内にて穿孔を介し動作する弁体の表面が、流体管の内周面に密封状に当接し、更に流体管の内周面に連続する穿孔の内周面にも密封状に当接することで、流体管の流路を遮断している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−９５７９５号公報（第７頁、第２図）

しかしながら、特許文献１にあっては、穿設加工により穿孔の内周面若しくは周縁に鋭利な部分が発生する場合があり、弁体動作の度に、弁体の表面が穿孔の穿孔面に繰り返し摺接することで、弁体の表面に傷が生じてしまい、流体管の流路遮断時の密封性を維持できない虞があるという問題がある。特に、流体管が金属製管の場合は、穿設加工による穿孔面に鋭利な部分が発生し易く、前述した虞が高まる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、穿孔の内周面の表面加工に作業手間をかけることなく、流路の遮断性を維持できる制流弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の制流弁は、
流体管に穿設された穿孔に連通し該流体管の外周を密封状に被覆したケースと、非上昇の回転ネジの回転により前記ケース内にて前記穿孔を介し操作される弁体とを有し、前記流体管の流路を遮断可能な制流弁であって、
前記弁体は、前記回転ネジが挿入される挿入孔が形成される基部と、前記基部から延設され前記穿孔を閉塞する蓋部とを有する弁本体を備え、前記弁本体の前記基部の外面には、鍔部が前記ケース内面に設けられた内側壁と当接することで回転することなく前記ケース内部を上下動され、
前記穿孔の内周面に、両端部が連通開口した略筒状体からなり該筒状体の内部を介し前記弁体が上下動操作可能にコアが密封状に嵌設されており、該コアの内周面に前記弁本体の前記蓋部と密封状に当接する当接部が設けられ、該コアの後端部には前記穿孔よりも大径に張り出した係止部が形成され、該係止部は前記流体管の外周面に当接して設けられ、該コアの先端部は前記穿孔の内周面形状に沿って形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ケース内にて流体管に穿設された穿孔を介して操作される弁体が、回転ネジが挿入される挿入孔が形成される基部と、基部から延設され穿孔を閉塞する蓋部とを有する弁本体を備え、弁本体の前記基部の外面には、鍔部が前記ケース内面に設けられた内側壁と当接することで回転することなく前記ケース内部を上下動され、穿孔に直接に当接することなく、穿孔の内周面に密封状に嵌設された弁体とは別体のコアの当接部に密封状に当接することで、穿孔との間の密封性と防錆性を確保し流体管の流路を確実に遮断できる。

本発明の制流弁は、
前記ケースに、前記穿孔の内周面に嵌設された前記コアの移動を防止する移動防止部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、移動防止部が穿孔の内周面に嵌設されたコアの移動を防止しているため、コアの内部を介して弁体を操作しても、弁体の操作に伴いコアが動いてしまうことがなく、穿孔の密封状態を維持できる。

本発明の制流弁は、
前記コアは、前記流体管の外周面に係止する係止部を有しており、前記移動防止部は、前記係止部を前記流体管の外周面との間で挟む移動防止位置に配設されることを特徴としている。
この特徴によれば、流体管の外周面に係止するコアの係止部を利用して、移動防止部を、流体管外周面との間で係止部を挟む移動防止位置に配設するだけで、コアを移動防止できる。

本発明の制流弁は、
前記移動防止部は、前記穿孔に嵌設されるコアから退避する退避位置と、前記移動防止位置との間を、移動可能に設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、コアを穿孔に嵌設する際には、移動防止部を退避位置に退避させることで、コアの移動を防止する移動防止部により干渉されることなく、コアを嵌設できる。

本発明の制流弁は、
前記移動防止部は、前記ケースの外方から螺挿可能に設けられたネジであることを特徴としている。
この特徴によれば、移動防止部をケースの外方から容易に移動させることができるばかりか、移動防止部をネジとすることで汎用性が高まる。

実施例における制水弁の分岐管を組付けた状態を示す一部断面図である。 流体管に穿孔を穿設した状態を示す断面図である。 穿孔にコアを嵌設した状態を示す断面図である。 （ａ）は、コアの一部断面図であり、（ｂ）は、コアの一部断面側面図である。 制水弁が流路を開放した状態を示す断面図である。 図５と同じく側断面図である。 制水弁が流路を遮断した状態を示す断面図である。 図７と同じく側断面図である。

本発明に係る制流弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る制流弁につき、図１から図８を参照して説明する。図５ないし図８に示されるように、本発明の制流弁としての制水弁１０は、主として、内部を上水が流れる流体管１の上部に穿設された上面視略円形の穿孔Ｑに連通し流体管１の外周を水密に被覆したケース２と、回転ネジ４の回転によりケース２内にて上下動、すなわち回転ネジ４の軸方向に操作される仕切弁である弁体５とを有し、後述のように流体管１の管路を遮断する。

本実施例の流体管１は、断面視略円形状に形成された金属製管から成り、内周面がモルタル層で被覆されている。また、本実施例では流体管１内の流体は上水であるが、流体管の内部を流れる流体は必ずしも上水に限らず、例えば工業用水であってもよいし、また気体や気液混合状態の流体が流れる流体管であっても構わない。

流体管１の外周面に固定に取付けられるケース２は、いわゆる割Ｔ字管であって、流体管１の管軸と略直交する上下方向の内空部を備えた分岐管１２及び弁蓋３と、流体管１の外周の下側を被覆するフランジ１１と、からなる。以下、制水弁１０の流体管１への組付け工程順に説明する。

図１に示されるように、先ず分岐管１２とフランジ１１とを、流体管１を挟む位置で対向させ、流体管１の長手方向に沿って配置された複数のボルト・ナット１３により締結する。ここで、後述する穿設により流体管１内からの溢水が生じないよう、穿孔Ｑの外周に沿ったゴムリング２２が、分岐管１２の内面と流体管１の外面との間に介設されている。そして、流体管１にフランジ１１、分岐管１２を取付けた後に、分岐管１２内に水圧を加えることで、流体管１の外面と分岐管１２の内面との間隙の水密性を適宜確認してもよい。

また、流体管１の管軸方向に対向する分岐管１２の所定箇所に、分岐管１２の管壁を貫通する雌ネジ孔１２ｂ，１２ｂが形成されるとともに、各雌ネジ孔１２ｂに、後述するコア４０の移動を防止する移動防止部としてのネジ４５が、分岐管１２の外方からの螺挿により移動可能に、且つ分岐管１２にパッキンを介し密封状に設けられている。各雌ネジ孔１２ｂは、分岐管１２の外方から内方に向けて、斜下方を向くように形成されている。

次に、分岐管１２の上フランジ１２ａに、図示しない弁体を介し穿孔装置（図示略）を水密に接続する。前記穿孔装置は、分岐管１２内に連通する内部空間を有した連通部材と、前記連通部材内に設けられ流体管１に穿孔Ｑを穿設するカッタ部材と、から構成されており、前記カッタ部材を、前記連通部材そして分岐管１２内を介し流体管１の外面にアプローチし、図２に示されるように、流体管１の管壁を貫通した穿孔Ｑを穿設する。

前記穿孔装置による穿孔Ｑの穿設後、穿孔装置に替えて、分岐管１２の上フランジ１２ａに、図示しない弁体を介しコア４０の取付装置（図示略）を水密に接続する。前記取付装置は、分岐管１２内に連続する内部空間を有した連続部材と、前記連続部材内に設けられコア４０を穿孔Ｑに向けて嵌合し設置する設置部材と、から構成されており、コア４０を着脱自在に取付けた前記設置部材を、前記連続部材そして分岐管１２内を介し流体管１の外面にアプローチし、図３に示されるように、コア４０を穿孔Ｑの内周面に亘り当接するように嵌合させる。

コア４０を前記設置部材により穿孔Ｑに向けてアプローチする際には、各ネジ４５は分岐管１２の外方に螺出することで、穿孔Ｑに嵌設されるコア４０から当接せずに退避する退避位置に配置されている。

コア４０について詳述すると、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、コア４０は、略Ｌ字形状の断面が延設された芯材４１と、この芯材４１の全表面を被覆した弾性部材４２とから成り、穿設により露出した流体管の金属素地を防錆するための防錆コアであって、穿孔Ｑと略同径の外周面を備え、両端部が連通開口した略筒状体である。コア４０の表面である内周面と、後端側に連続するテーパ面とは、後述のように弁体５と密封状に当接する当接部４０ｂとして設けられている。コア４０の後端部に、穿孔Ｑよりも大径に張り出した係止部４０ａが形成されており、コア４０の先端部は、断面視略円形状の流体管１に穿設された穿孔Ｑの内周面形状に沿うように、周方向に曲線形状に形成されている。

図３に示されるように、コア４０は、その外周面が流体管１の金属素地が露出した穿孔Ｑの内周面に周方向に亘り密接するとともに、係止部４０ａの下面が穿孔Ｑ周縁である流体管１の外周面に当接する嵌合位置に於いて、穿孔Ｑに嵌設される。

次に、各ネジ４５を、分岐管１２内方に向けて螺入することで、ネジ４５の先端部を係止部４０ａの上面に当接させコア４０の移動を防止する移動防止位置に移動させる（図３白抜矢印参照）。すなわち、ネジ４５を移動防止位置に移動させ、コア４０の係止部４０ａを、流体管１の外周面とネジ４５の先端部との間で挟むことで、コア４０の前記嵌合位置からの移動が防止される。

図５，６に示されるように、分岐管１２の上フランジ１２ａに弁蓋３を密封状に組付ける。弁蓋３は分岐管１２の内径より小径の外径を有しており、弁蓋３の下部は、分岐管１２の内周面に沿って嵌挿されている。弁蓋３の底面と下部外周面は、分岐管１２の内上面と内周面にそれぞれ当接されており、この当接面の水密性を高くするよう、弁蓋３下部の外周面に可撓性材質のＯリング１９が設けられる。また弁蓋３を定置させるよう、リング状のフランジ９が弁蓋３に挿入され、固定ボルト１６で位置固定を行いながら、ボルト・ナット１４でフランジ９と分岐管１２とを締結する。また、弁蓋３の頂部には挿通孔３２が穿設されている。

回転ネジ４は、弁蓋３の挿通孔３２に回転自在に貫通して、上端部を弁蓋３の外部に突出して取り付けられている。押え板３３は、弁蓋３の上端面に図示しないボルトで固定され、回転ネジ４の抜出しを阻止する。上記構成により、回転ネジ４はケース２に対し正逆両方向に回転自在であるが上下動はない。４ｂは、回転ネジ４の上端部を除いて略全長に亘ってその周面が螺設されたネジ部である。ネジこま２５は、後述する弁体５の上端部に形成されたガイド溝２１に嵌合されるとともに、ネジ部４ｂに螺合されており、回転ネジ４の上端部に形成された回転操作部４ａを回転させると、それに応じてネジ部４ｂが回転することにより、ネジこま２５に追随して弁体５が上下動可能となる。

図５に示されるように、弁体５は、鋳物や鋼材などにより形成された弁本体６と、ゴム部として弾性体より形成されるゴム体７とから成る。弁本体６は、回転ネジ４のネジ部４ｂを挿入する挿入孔３１が形成された基部６ａと、基部６ａから延設され流体管１の穿孔Ｑを閉塞する蓋部６ｂと、流体管１の上下流側に対向配置するように基部６ａから延設された一対の弁板部６ｃ、６ｃから成る。

また、弁本体６の基部６ａにおける上下流側の外面に、上下方向に沿った鍔部８、８が、ケース２を構成する弁蓋３若しくは分岐管１２の内面に上下方向に設けられた溝部（図示略）内に摺接可能に延設されている。

ゴム体７は、一対の弁板部６ｃ、６ｃの対向面間に挟持されるとともに、管軸方向視弁板部６ｃより径方向に膨出して、弁板部６ｃ、６ｃ、蓋部６ｂそして基部６ａの略全表面を被覆して形成され、流体管１の内周面及び穿孔Ｑの周面に沿って水密に当接するように成っている。また、弁板部６ｃは、弁板部６ｃの略全表面（図示斜線部）に塗布された離型剤を介してゴム体７により被覆されており、この離型剤により弁板部６ｃとゴム体７との互いの密着が防止されている。

このようにすることで、ゴム体７が、離型剤により弁板部６ｃに対して密着していないため、回転ネジ４の回転により弁体５を流体管１に向かって仕切り動作する際に（図５参照）、流体管１の内周面に追随して弾性変形し易い。特に、ゴム体７が、上下流側に対向配置された弁板部６ｃ、６ｃにより挟持されているため、ゴム体７の上下流側に向けての膨出は拘束され、径方向、即ち流体管１の内周面に向かって膨出し、流体管１の内周面に亘って十分に水密性を維持できる。

上記構成を有する制水弁１０の機能を説明すると、図５ないし図８に示すように、制水弁１０は、非上昇の回転ネジ４の回転により、鍔部８、８が、ケース２内面に設けられた前記した溝部の内側壁（図示略）と当接することで自身の回転を止めつつ、ネジ部４ｂに螺合されたネジこま２５とともにケース２内部を上下動されるようになっており、弁体５をケース２内で上昇させた場合に、回転ネジ４の一部を挿入孔３１内に収容できるように成っている（図５，６参照）。

また、弁体５をケース２内で下降させた場合に、弁板部６ｃ、６ｃの対向面間に挟持されるとともに管軸方向視弁板部６ｃより径方向に膨出したゴム体７が、流体管１の内周面に周方向に沿って密封状に当接するとともに、蓋部６ｂを被覆したゴム体７が、流体管１の穿孔Ｑに嵌設されたコア４０の内周面に沿って密封状に当接することで、流体管１の管路を遮断する。

以上、説明したように、穿孔Ｑの内周面に、略筒状体であって内部を介し弁体５を操作可能なコア４０が密封状に嵌設されており、コア４０の弾性部材４２の表面に、弁体５と密封状に当接する当接部４０ｂが設けられていることで、ケース２内にて流体管１に穿設された穿孔Ｑを介して操作される弁体５が、穿孔Ｑに直接に当接することなく、穿孔Ｑの内周面に密封状に嵌設されたコア４０の当接部４０ｂに密封状に当接することで、穿孔Ｑとの間の密封性を確保し流体管１の流路を確実に遮断できる。

また、ケース２の分岐管１２に、穿孔Ｑの内周面に嵌設されたコア４０の移動を防止する移動防止部としてのネジ４５が設けられていることで、ネジ４５が穿孔Ｑの内周面に嵌設されたコア４０の移動を防止しているため、コア４０の内部を介して弁体５を操作しても、弁体５の操作に伴いコア４０が動いてしまうことがなく、穿孔Ｑの密封状態を維持できる。

また、流体管１の外周面に係止するコア４０の係止部４０ａを利用して、ネジ４５を、流体管１外周面との間で係止部４０ａを挟む移動防止位置に配設するだけで、コア４０を移動防止できる。

更に、コア４０を穿孔Ｑに嵌設する際には、ネジ４５を前述した退避位置に退避させることで、コア４０の移動を防止するネジ４５により干渉されることなく、コア４０を嵌設できる。

また、本発明の移動防止部が、ケース２の外方から螺挿可能に設けられたネジ４５であることで、移動防止部をケース２の外方から容易に移動させることができるばかりか、移動防止部をネジ４５とすることで汎用性が高まる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、制流弁としての制水弁１０の弁体５は、ケース２内で回転ネジ４の軸方向に操作される仕切弁であったが、本発明の弁体は、流体管の流路の遮断時にコアの当接部と密封状に当接する構成を有していれば、例えば軸回りに回転操作されることで流路を遮断するいわゆるバタフライ弁等であってもよい。

また例えば、前記実施例では、流体管１が金属製の管であって、コア４０が流体管１に穿設された穿孔Ｑを防錆する防錆コアであるが、流体管の材質若しくはコアの用途は必ずしも本実施例に限られず、例えば流体管が塩ビ管等の樹脂製の管であるとともに、コアが前記樹脂製の管に穿設された穿孔の周囲を強度補強する用途で設けられるコアであっても構わない。

また例えば、前記実施例では、移動防止部としてネジ４５がケース２外方から螺挿可能に設けられているが、例えば移動防止部として板形状等の係止片が、コアの上面を係止可能に設けられていてもよい。

更に例えば、前記実施例では、移動防止部としてネジ４５が、穿孔Ｑに嵌設されるコア４０から退避する待避位置と、穿孔Ｑに嵌設されたコア４０の移動を防止する移動防止位置との間を移動可能に設けられているが、例えば移動防止部が、当初から前記移動防止位置に固設されており、コアが、前記移動防止位置に於ける移動防止部との干渉を避けながら、穿孔に嵌設されてもよい。

１ 流体管
２ ケース
４ 回転ネジ
５ 弁体
７ ゴム体
１０ 制水弁（制流弁）
１２ 分岐管
１２ｂ 雌ネジ孔
４０ コア
４０ａ 係止部
４０ｂ 当接部
４５ ネジ（移動防止部）

Claims (5)

1. 流体管に穿設された穿孔に連通し該流体管の外周を密封状に被覆したケースと、非上昇の回転ネジの回転により前記ケース内にて前記穿孔を介し操作される弁体とを有し、前記流体管の流路を遮断可能な制流弁であって、
   前記弁体は、前記回転ネジが挿入される挿入孔が形成される基部と、前記基部から延設され前記穿孔を閉塞する蓋部とを有する弁本体を備え、前記弁本体の前記基部の外面には、鍔部が前記ケース内面に設けられた内側壁と当接することで回転することなく前記ケース内部を上下動され、
   前記穿孔の内周面に、両端部が連通開口した略筒状体からなり該筒状体の内部を介し前記弁体が上下動操作可能にコアが密封状に嵌設されており、該コアの内周面に前記弁本体の前記蓋部と密封状に当接する当接部が設けられ、該コアの後端部には前記穿孔よりも大径に張り出した係止部が形成され、該係止部は前記流体管の外周面に当接して設けられ、該コアの先端部は前記穿孔の内周面形状に沿って形成されていることを特徴とする制流弁。
2. 前記ケースに、前記穿孔の内周面に嵌設された前記コアの移動を防止する移動防止部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制流弁。
3. 前記コアは、前記流体管の外周面に係止する係止部を有しており、前記移動防止部は、前記係止部を前記流体管の外周面との間で挟む移動防止位置に配設されることを特徴とする請求項２に記載の制流弁。
4. 前記移動防止部は、前記穿孔に嵌設されるコアから退避する退避位置と、前記移動防止位置との間を、移動可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の制流弁。
5. 前記移動防止部は、前記ケースの外方から螺挿可能に設けられたネジであることを特徴とする請求項４に記載の制流弁。

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