JP6978082B2

JP6978082B2 - 仕切弁

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Publication number: JP6978082B2
Application number: JP2018559033A
Authority: JP
Inventors: 剛堀川; 修平東
Original assignee: Waterworks Technology Development Organization Co Ltd
Current assignee: Waterworks Technology Development Organization Co Ltd
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2037-12-14
Also published as: EP3564561A4; US11248732B2; CN109073096B; US20210222816A1; EP3564561A1; WO2018123618A1; CN109073096A; JPWO2018123618A1

Description

本発明は、流体管の流路を遮断する弁体を備えた仕切弁に関する。

上記構成の仕切弁として特許文献１には、流体管（文献では管）に形成した貫通孔（文献では孔）から弁体を挿入し、この弁体の外周に形成されたシール部材（文献では弾性シール）を貫通孔の周縁と、流体管の内壁と密着させる技術が示されている。

この特許文献１の仕切弁では、弁体のシール部材が貫通孔の周縁に密接すると共に、流体管の内壁に密接することにより、流路を遮断し流体の管外への漏れ出しを阻止する。

また、特許文献２には、管周壁に形成された貫通孔から管内に挿入されるシール部材（文献では弾性シール部材）と、このシール部材に押圧する押圧部材とを備え、押圧部材の挿入方向への移動に伴い、挿入方向に交差する方向に力を作用させてシール部材を管（水道管）の管内壁に圧接させる技術が示されている。

この特許文献２の仕切弁では、シール部材の内部に可動片を備えており、押圧部材の移動に伴い可動片を挿入方向に交差する径方向に変位させる力を得るために押圧部材の傾斜面に対し可動片の傾斜面を接触させた構成を備えている。

また、特許文献３には、弁体芯金具にシール部材（文献では弾性シール部材）を被覆しており、弁体芯金具を管内に挿入した場合にシール部材が管の軸芯方向への張り出しを防止するガイド部を備えた技術が示されている。

この特許文献３の仕切弁では、挿入方向への変位によりシール部材を管内壁に圧接した場合に、シール部材が管の軸芯方向へ張り出す不都合をガイド部が抑制し、管内壁に圧接させる方向への弾性変形を可能にしている。

更に、特許文献４には、仕切り用弁体を流体管に形成された貫通孔から挿入し、仕切り用弁体のシール部材（文献では弾性シール材）を流体管の内壁に接触させると共に、弁棒に備えた可動押圧部材の収縮作動によりシール部材を挿入方向と直交する方向に弾性変形させる技術が示されている。

この特許文献４の仕切弁では、出退移動自在な弁棒の先端に、出退方向に変位自在に可動押圧部材を備え、弁棒と可動押圧部材とに亘りシール部材を備えて仕切り用弁体が構成されている。可動押圧部材の突出端には頭部を備えており、シール部材が圧縮される際に可動押圧部材が収縮することにより、頭部でシール部材を挿入方向と直交する方向に膨出弾性変形させ、シール部材を管内壁に圧接させるように構成されている。

特開昭６３‐１３５６９２号公報特開２００３‐３４３７４８号公報特開２００６‐１７２２０号公報特開平８‐１０９９９７号公報

特許文献１〜４に記載の何れの技術でも、例えば、水道管において任意の位置で水を遮断する場合でも上流側で水の流れを遮断する操作を行うことなく、その任意の位置で水道管の水の流れを遮断できるものである。

また、仕切弁により水道管の水の流れを遮断するためには、シール部材を管の内周に隙間なく密着させることが重要であり、この密着を実現するために特許文献２〜４に記載の技術の利用が考えられる。

しかしながら、特許文献２に示される技術ではシール部材の挿入方向への力を、この挿入方向と直交する径方向に分力するための構成を必要とするため部品点数が増大するものである。

また、特許文献３に示される技術では、シール部材が挿入方向に圧力が作用した場合に、シール部材のうち挿入方向で管内壁に接触する部位が最も大きく弾性変形し、この部位から挿入方向に沿って管内壁から離間する距離が拡大するほど弾性変形量が低減するため、ガイド部を形成しても大きい効果が得られないことも考えられる。

更に、特許文献４に示される技術では、弁体の挿入方向と直交する方向にシール部材を積極的に弾性変形させることで、挿入方向と直交する方向の管内壁に対するシール部材の密着性を向上させるものである。しかしながら、この構成では、流体管の管軸芯に沿う方向にもシール部材が変形することから流体管の内壁にシール部材を密着させるために必要とするシール部材の量が増大し、密着のための操作に必要とする力の増大を招くものであった。

特に、この特許文献４に記載の構成では、弁棒に対して可動押圧部材を相対移動自在に支持するため、所定の精度が要求され、構成の複雑化を招くものでもあった。

尚、鋳鉄製の水道管を例に挙げると、従来からの水道管では外径と管厚（肉厚）の比率が決まっていたため、外径に対応した直径の貫通孔を形成し、これに対応した仕切弁を選択することにより、水の流れを遮断できるものであった。

しかしながら、近年、管厚（肉厚）が薄い水道管も開発されており、このように薄肉の水道管では、従来のように外径に対応した貫通孔を形成し、これに対応した仕切弁を用いてもシール部材の変形が不足するため、弁体を挿入する力を増大させてもシール部材と水道管の内壁との間に間隙が形成され、水の遮断を行えないこともあった。

このような理由から、シール部材を流体管の内壁に密着させる力を増大させることなく、挿入方向と直交する方向の内壁に対してもシール部材を良好に密着させることが可能な仕切弁を簡便な構成で提供することが求められている。

本発明の特徴は、流体管に形成された貫通孔から前記流体管の径方向に沿う挿入方向への作動により前記流体管の内部に挿入される弁体と、
前記弁体を前記挿入方向に作動させる作動機構とを備え、
前記弁体が、弁本体と、当該弁本体のうち前記挿入方向に延出する保持部を覆う領域に設けられた弾性変形可能なシール部材とを備えており、前記作動機構により前記弁体が前記挿入方向に作動した際に前記シール部材が前記流体管の内壁に接触し弾性変形することにより、前記シール部材が前記流体管の内壁に密着して前記流体管での流体の流れを遮断するように構成され、
前記シール部材のうち前記挿入方向の外面と、前記保持部の延出方向の先端面との間に前記シール部材より硬質で前記保持部と別体の芯材が埋設されている点にある。

この特徴構成によると、作動機構により弁本体を流体管の貫通孔から管内に挿入し、シール部材のうち、挿入方向の外面が流体管の内壁に接触した場合には、保持部の先端面からシール部材に作用する圧力が芯材に伝えられ、この芯材から外面側のシール部材に圧力を分散して伝えるため、外面側のシール部材が局部的に大きく変形する現象を抑制した状態での密着を可能にする。また、この弾性変形時には、弾性変形に伴い芯材が保持部の先端面に近接する方向に変位するため、この変位に伴い、保持部の先端面と芯材との間のシール部材を圧縮し、このように圧縮されたシール部材を挿入方向に対して直交する径方向に変位させ、流体管の内壁に密着させることを可能にする。

つまり、この特徴構成では、シール部材の内部に芯材を埋設したことによりシール部材の一部だけが流体管の内壁に局部的に強く圧接する不都合を解消しており、大きい荷重を作用させなくとも挿入方向と直交する径方向にシール部材の一部を変位させ、挿入方向と直交する領域においてもシール部材を流体管の内壁に密着させることが可能となる。
その結果、シール部材を流体管の内壁に密着させる力を増大させることなく、挿入方向と直交する方向の内壁に対してもシール部材を良好に密着させることが可能な仕切弁が簡便な構成で提供された。

他の構成として、前記芯材のうち前記保持部の前記先端面に対向する対向面には前記流体管の管軸芯に沿う方向での両端位置に前記管軸芯に直交する姿勢で、前記先端面に向けて立ち上がる第１規制壁が形成されても良い。

これによると、シール部材のうち挿入方向の外面が流体管の内壁に接触した状態で圧力が作用した場合には、保持部の先端面と芯材との間のシール部材が圧縮され、この圧縮に伴いシール部材が挿入方向と直交する方向に変位する。このような変形時には第１規制部材が、管軸芯に沿う方向へのシール部材のはみ出しを抑制しながら挿入方向と直交し、且つ、管軸芯に直交する方向にシール部材を案内するため、挿入方向に対して直交する径方向にシール部材を変形させて流体管の内壁に密着させることが可能となる。

他の構成として、前記シール部材の前記外面から前記芯材の対向面までの第１距離より、前記保持部の前記先端面から前記芯材の対向面までの第２距離が大きく設定されても良い。

これによると、保持部の先端面と芯材との間のシール部材の体積が、芯材からシール部材の外面までの領域のシール部材の体積より大きいため、シール部材に挿入方向に圧力が作用した場合には、挿入方向と直交する方向へのシール部材の変形量を大きくして流体管の内壁との確実な密着を可能にする。

他の構成として、前記保持部の前記先端面が、前記挿入方向に直交する平坦面に形成されても良い。

これによると、弁本体が挿入方向に作動した場合には保持部の先端面に形成された平坦面に沿ってシール部材が変形するので、先端面より挿入方向上手側にシール部材がはみ出しにくい。よって、保持部の先端面と、芯材との間でシール部材を適正に圧縮する形態となり、この圧縮時に保持部の先端面からシール部材に対して大きい圧縮力を作用させ、挿入方向に対して直交する径方向に向かう変形を効果的に生じさせることが可能となる。

他の構成として、前記保持部の前記先端面には、前記流体管の管軸芯に沿う方向での両端位置に前記管軸芯に直交する姿勢で、前記芯材に向けて立ち上がる第２規制壁が形成されても良い。

これによると、シール部材のうち挿入方向の外面が流体管の内壁に接触した状態で圧力が作用した場合には、保持部の先端面と芯材との間のシール部材が圧縮され、この圧縮に伴いシール部材が挿入方向と直交する方向に変位する。このような変形時には第２規制部材が管軸芯に沿う方向へのシール部材のはみ出しを抑制しながら、挿入方向と直交し、且つ、管軸芯に直交する方向にシール部材を案内するため、挿入方向に対して直交する径方向にシール部材を変形させて流体管の内壁に密着させることが可能となる。

他の構成として、前記シール部材のうち、前記流体管の管軸芯に沿う方向視で前記保持部の前記先端面と前記芯材との間の外面には、前記流体管の径方向に長い溝状のスリットが形成されても良い。

これによると、シール部材に対して挿入方向に圧力が作用した場合には、保持部の先端面と芯材との間のシール部材が圧縮され、この部位のシール部材が管軸芯方向に膨れるように弾性変形する現象を招く。この弾性変形時にスリットの隙間が拡大することにより作動機構を作動させる駆動力の軽減が可能となる。

他の構成として、前記第２規制壁は、前記シール部材が前記流体管の内壁に密着して前記流体管での流体の流れを遮断したとき、前記流体管の管軸芯に沿う方向視で前記芯材の少なくとも一部が重複するように形成されていても良い。

これによると、管軸芯方向に沿う流体圧により、シール部材および芯材に対して管軸芯方向に沿って移動する力が作用した場合でも、芯材の移動が第２規制壁によって阻止される。その結果、保持部の先端面と芯材との間にあるシール部材の管軸芯に沿う方向へのはみ出しが抑制される。よって、弁本体を挿入方向に作動させることで、挿入方向に対して直交する径方向にシール部材を変形させて流体管の内壁に密着した状態を維持することが可能となる。

他の構成として、前記保持部のうち、基端側で一対の前記第２規制壁の間の部位には、前記シール部材の前記挿入方向と反対方向への移動を規制する規制凸部が形成されていても良い。

これによると、弁本体を挿入方向に作動させることで、保持部の挿入方向と反対側へのシール部材のはみ出しが規制凸部によって抑制される。その結果、弁本体を挿入方向に作動させることで、挿入方向に対して直交する径方向に変形するシール部材の変形量を十分に確保することができる。しかも、シール部材が挿入方向と反対方向にはみ出し難いので、弁本体を挿入方向に作動させることによってシール部材が流体管の貫通孔に当接して破損するといった不都合を防止することができる。

仕切弁と流体管との縦断正面図である。仕切弁と流体管との縦断側面図である。流体管に弁体を挿入した状態の仕切弁の縦断正面図である。弁体の正面図である。弁体の側面図である。別実施形態にかかる弁体の縦断正面図である。別実施形態にかかる弁体の縦断側面図である。別実施形態にかかる弁本体の斜視図である。別実施形態での流体管に弁体を挿入した状態の仕切弁の縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１、図２に示すように、流体管の一例としての水道管１に形成された貫通孔１ａから弁体Ｖを挿入することにより、既設の水道管１において上流側の弁等の操作により水の流れを遮断することなく、図３に示す如く弁体Ｖのシール部材３０を水道管１の内壁１ｓに密着させる形態で水（流体）の流れを遮断する仕切弁Ａが構成されている。

この仕切弁Ａは、所定の工法により水道管１に貫通孔１ａを形成する必要があるものの、ケース１０に収容した弁体Ｖを水道管１の管軸芯Ｘに直交するシフト軸芯Ｙ（水道管１の径方向）に沿う挿入方向Ｆに挿入することにより、弁体Ｖのシール部材３０を挿入方向Ｆと、この挿入方向Ｆに直交する案内方向Ｇとに弾性変形させ、このシール部材３０を水道管１の内壁１ｓに密着させて水の流れを遮断するように構成されたものである。

また、この仕切弁Ａでは、水道管１での水の流れを遮断した際には、弁体Ｖのシール部材３０が貫通孔１ａの部位に密着して貫通孔１ａから外方への水の流出を阻止するようにも構成されている。このように水を遮断する際のシール部材３０の弾性変形の様子は後述する。

〔仕切弁〕
図１、図２に示すように、仕切弁Ａは、水道管１の貫通孔１ａに連通する内部空間を形成する密封構造のケース１０と、ケース１０の内部空間に収容される弁体Ｖと、この弁体Ｖをシフト軸芯Ｙに沿って作動させる作動機構４０とを備えている。

ケース１０は、水道管１の貫通孔１ａを覆う位置に配置される半円筒状の基端部１１と、基端部１１に一体形成された筒状部１２と、筒状部１２に連結する有蓋筒状の機構支持部１３とを備えており、筒状部１２が水道管１のうち貫通孔１ａと反対側に配置される半円筒状のホルダ１４により水道管１に保持される。

つまり、基端部１１に一体形成された基端側突出片１１ａと、ホルダ１４に形成されたホルダ側突出片１４ａとを締結ボルト１５で締結することにより、基端部１１とホルダ１４とが水道管１を抱き込む状態で連結状態に達する。

このケース１０では、基端部１１とホルダ１４との内周で水道管１の外周に密接する部位に第１パッキン１６を備え、基端部１１とホルダ１４との境界部位に第２パッキン１９を備えている。基端部１１及びホルダ１４の端部には、ケース１０の姿勢を決める調節ボルト１７が螺合している。

また、筒状部１２の開口部分に形成した第１フランジ１２ａに対し、機構支持部１３に形成した第２フランジ部１３ａを連結ボルト１８で連結することにより、筒状部１２と機構支持部１３とを連結する。

尚、水道管１に貫通孔１ａを形成する場合には、ホルダ１４に対して穿孔装置（不図示）を装着し、この穿孔装置のカッターで水道管１に貫通孔１ａを形成する。この貫通孔１ａは円形のものを想定しており、貫通孔１ａが形成された後には、水道管１のうち穿孔により切り取られた外壁部や切粉等を除去する。この後に、ホルダ１４に対し穿孔装置に代えてケース１０を装着することになる。

〔仕切弁：弁体〕
弁体Ｖは、鉄材やステンレス材等の金属材で成る弁本体２０と、柔軟に変形するゴムや樹脂等の弾性材で成るシール部材３０とを備えて構成されている。

図１〜図５に示すように、弁本体２０は、ブロック状部２１と、ブロック状部２１の外面においてシフト軸芯Ｙに沿う姿勢で外方に張り出すプレート状に形成された一対の係合片２２と、このブロック状部２１の外面を取り囲む領域に形成された鍔状部２３とを備えている。更に、この弁本体２０は、鍔状部２３からシフト軸芯Ｙに沿って延びる部位に角棒状の保持部２４が一体形成されている。

保持部２４の延出方向の端部位置には、シフト軸芯Ｙに対して直交する姿勢の平坦面である先端面２４ｓが形成されている。更に、この保持部２４の延出方向の端部位置において管軸芯Ｘに沿う方向での両端部には、この保持部２４の延出方向に突出し、管軸芯Ｘに直交する姿勢となる主規制壁２５（第２規制壁の一例）が互いに平行姿勢で形成されている。また、主規制壁２５は、先端面２４ｓにおいて管軸芯Ｘに沿う方向での両端に配置され、この主規制壁２５は、先端面２４ｓの部位から保持部２４の側面に亘る領域に形成されている。

弁本体２０には、ブロック状部２１から保持部２４に亘りシフト軸芯Ｙと同軸芯上に孔部が形成され、ブロック状部２１には孔部と同軸芯でナット４２が回転不能に備えられている。

シール部材３０は、弁本体２０の保持部２４を覆う位置に備えられるものであり、挿入方向Ｆでの突出端（挿入方向Ｆの下手側）に水道管１の半径と略等しい半径の第１接触面３１が形成され、これに連なる側面に第２接触面３２が形成されている。

また、シール部材３０は、第１接触面３１から第２接触面３２に亘る領域の厚みが略一定で形成され、この厚み方向が管軸芯Ｘに沿う方向となる。更に、鍔状部２３に沿う領域には前述した設定厚より厚い封止部３３が形成されている。

更に、図１、図２に示すようにシール部材３０のうち、第１接触面３１と保持部２４の先端面２４ｓとの間に芯材３６が埋設されている。芯材３６は、保持部２４とは別体として形成され、鉄材やステンレス材等のシール部材３０より硬質の材料が使用されている。芯材３６の挿入方向Ｆの先端側には第１接触面３１に沿うように緩やかに湾曲する形状の外壁面３６ａ（対向面の一例）が形成され、この反対側には僅かに窪む内壁面３６ｂが形成されている。

また、芯材３６のうち、保持部２４の先端面２４ｓと対向する部位で、管軸芯Ｘに沿う方向での両端位置に管軸芯Ｘに直交する姿勢で、先端面２４ｓに向けて立ち上がる姿勢の副規制壁３７（第１規制壁の一例）が互いに平行となる姿勢で形成されている。

特に、シール部材３０のうち挿入方向Ｆの外面（第１接触面３１）から芯材３６の外壁面３６ａまでの第１距離Ｄ１より、保持部２４の先端面２４ｓから芯材３６の内壁面３６ｂまでの第２距離Ｄ２が大きく設定されている（図１を参照）。

シール部材３０は芯材３６をインサートする形態で金型により成形される。従って、成形時に金型の内部で芯材３６の位置を決めるピン等が挿通するために芯材３６に位置決め孔３６ｃが形成され、シール部材３０の先端には孔部３０ａが形成されている。尚、シール部材３０の先端に孔部３０ａが形成されることにより、弁体Ｖを水道管１に挿入した場合に、水道管１の内壁１ｓに錆等の粒子が存在しても孔部３０ａに入り込むことが可能であり、良好な止水を可能にする。

図４、図５に示すように、シール部材３０のうち、管軸芯Ｘに沿う方向視で保持部２４の先端面２４ｓと芯材３６との中間位置で、外面に径方向に長い溝状となるスリット３４が形成されている。

図１、図２に示すように、シール部材３０は、保持部２４のうち管軸芯Ｘに直交する直交壁面２４ａの外面、及び、芯材３６の全周に接着されるが、管軸芯Ｘと平行する平行壁面２４ｂの一部、先端面２４ｓ、及び、一対の主規制壁２５の内面（互いに向かい合う面）には接着されない。

〔仕切弁：作動機構〕
図１、図２に示すように、作動機構４０は機構支持部１３の端部壁１３Ｗに一端が貫通する状態で回転自在、且つ、ネジ軸芯方向に移動不能に支持されたネジ軸４１と、前述したように弁本体２０に備えられたナット４２と、機構支持部１３の内面において弁本体２０の係合片２２を案内する壁状のガイド部４３とを備えている。

ネジ軸４１のうち、機構支持部１３の外部に露出する部位にはネジ軸４１を回転操作する操作部４１ａが形成されている。また、このネジ軸４１に弁本体２０のナット４２が螺合する関係で配置される。

〔作動形態〕
図１、図２には弁体Ｖを貫通孔１ａに挿入する以前の位置関係を示しており、この状態からネジ軸４１を回転操作して弁体Ｖを挿入方向Ｆに作動させ貫通孔１ａから挿入することにより、図３に示す如くシール部材３０の第１接触面３１が水道管１の内壁１ｓに接触する。

この接触状態でネジ軸４１を更に操作することにより、シール部材３０が挿入方向Ｆ（シフト軸芯Ｙに沿う方向）に沿って圧縮され、芯材３６の挿入方向Ｆの外壁面３６ａが水道管１の内壁１ｓに沿う形状であるため、この芯材３６と水道管１の内壁１ｓとの間のシール部材３０に平均的に圧力を作用させ、第１距離Ｄ１が僅かに縮小するものの、局部的に大きく弾性変形する現象が抑制される。

この圧縮時には、芯材３６が保持部２４の先端面２４ｓに接近する方向に変位するため、第２距離Ｄ２が第１距離Ｄ１より大きく縮小する。これにより保持部２４の先端面２４ｓと芯材３６との間のシール部材３０に圧縮力が作用し、シール部材３０は挿入方向Ｆと直交する方向に膨らむ形態で弾性変形しようとする。

このように弾性変形しようとする状況において、一対の主規制壁２５と一対の副規制壁３７とが管軸芯Ｘに沿う方向へのシール部材３０の弾性変形を抑制するため、シール部材３０を、挿入方向Ｆと直交する案内方向Ｇに優先的に弾性変形させ、シール部材３０の第２接触面３２を水道管１の内壁１ｓに接触させて水の流れを確実に遮断する。

また、シール部材３０が挿入方向Ｆと管軸芯Ｘとに直交する案内方向Ｇに弾性変形する際には、保持部２４の平行壁面２４ｂのうち中間部分より先端側、先端面２４ｓ、一対の主規制壁２５の内面（互いに向かい合う面）に対してシール部材３０が接着していないため、挿入方向Ｆと管軸芯Ｘとに直交する方向への弾性変形を容易に行わせ、圧縮操作のための操作力の軽減を可能にしている。

更に、シール部材３０にはスリット３４が形成されているため、保持部２４の先端面２４ｓと芯材３６の内壁面３６ｂとに挟まれたシール部材３０が圧縮され、その一部が管軸芯Ｘに沿う方向に膨らむように弾性変形する場合に、このスリット３４の溝幅を拡大させることにより、シール部材３０の弾性変形を容易にし、圧縮操作のための操作力の軽減を可能にしている。

〔実施形態の作用・効果〕
このように、仕切弁Ａを構成するシール部材３０に芯材３６を埋め込み、保持部２４の先端面２４ｓの姿勢を設定し、芯材３６と弁本体２０の保持部２４との相対的な位置関係と、相対的な距離との設定により、挿入方向Ｆに沿って圧力が作用した場合には、保持部２４の先端面２４ｓと芯材３６の内壁面３６ｂとの間のシール部材３０に強い圧力を作用させ、この部位のシール部材３０に対して軽負荷での圧縮力の作用を可能にしている。

また、保持部２４の先端面２４ｓの部位に一対の主規制壁２５を形成し、芯材３６に一対の副規制壁３７を形成している。この構成により、保持部２４の先端面２４ｓと芯材３６の間に圧力が作用した場合に、この圧力によるシール部材３０の弾性変形の方向を、管軸芯Ｘに直交し、且つ、挿入方向Ｆに直交する案内方向Ｇに向かわせ、シール部材３０のうち第２接触面３２も水道管１の内壁１ｓに密接させて水の流れの完全な遮断を実現している。

更に、保持部２４のうち水道管１の内壁１ｓに対向する位置となる平行壁面２４ｂのうち中間部分より先端側、先端面２４ｓ、一対の主規制壁２５の内面に対してシール部材３０を接着しておらず、シール部材３０の表面にスリット３４を形成することにより、圧縮力が作用した場合のシール部材３０の弾性変形を容易にしてネジ軸４１を操作する際の負荷の軽減を実現している。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）仕切弁Ａを、水道管１に限らずガス管や、水やガス以外の流体が流れる流体管において流体の流れを遮断するように用いる。

（ｂ）主規制壁２５（第２規制壁）と副規制壁３７（第１規制壁）との数は３つ以上でも良く、これらを省略しても良い。

（ｃ）保持部２４の先端面２４ｓを曲率が、水道管１（流体管）の曲率に対して小さい面（曲率半径が大きい面）として形成する。つまり、保持部２４の先端面２４ｓを僅かに突出する面や僅かに窪む面として形成することも可能である。

（ｄ）スリット３４の形状や深さは任意に設定することが可能であり、このスリット３４を省略しても良い。

（ｅ）上述した弁体Ｖに代えて、図６〜図９に示すような弁体ＶＡで構成しても良い。弁体ＶＡは、鉄材やステンレス材等の金属材で成る弁本体２０Ａと、柔軟に変形するゴムや樹脂等の弾性材で成るシール部材３０Ａとを備えて構成されている。

図６〜図８に示すように、弁本体２０Ａは、円筒状のブロック状部２１Ａと、ブロック状部２１Ａの外面においてシフト軸芯Ｙに沿う姿勢で外方に張り出すプレート状に形成された一対の係合片２２Ａと、このブロック状部２１Ａの端部で周方向に沿って形成された鍔状部２３Ａとを備えている。更に、この弁本体２０Ａは、鍔状部２３Ａからシフト軸芯Ｙに沿って延びる部位に角筒状の保持部２４Ａが一体形成されている。

図６〜図９に示すように、芯材３６Ａは、保持部２４Ａとは別体として形成され、鉄材やステンレス材等のシール部材３０Ａより硬質の材料が使用されている。芯材３６Ａの挿入方向Ｆの先端側には第１接触面３１Ａに沿うように緩やかに湾曲する形状の外壁面３６Ａａが形成され、この反対側には湾曲面から膨らんだ内壁面３６Ａｂが形成されている。本実施形態における芯材３６Ａは、上述した芯材３６における副規制壁３７を備えていないが、副規制壁３７を備える構成であってもよい。

保持部２４Ａの管軸芯Ｘに沿う方向での両端部には、この保持部２４の延出方向に突出し、管軸芯Ｘに直交する姿勢となる主規制壁２５Ａ（第２規制壁の一例）が互いに平行姿勢で形成されている。図９に示すように、本実施形態における主規制壁２５Ａは、シール部材３０Ａが水道管１の内壁１ｓに密着して水道管１での水の流れを遮断したとき、水道管１の管軸芯Ｘに沿う方向視で、芯材３６Ａの少なくとも一部が重複するように形成されている。つまり、主規制壁２５Ａにおける保持部２４Ａの先端面２４Ａｓからの突出量Ｄ３は、弁体ＶＡが水道管１に挿入されてシール部材３０Ａが最も圧縮したときにおける保持部２４Ａの先端面２４Ａｓから芯材３６Ａの内壁面３６Ａｂまでの第２距離Ｄ２よりも大きく構成されている（図９参照）。なお、本実施形態では、弁体ＶＡが水道管１に挿入される前（シール部材３０Ａが圧縮する前）においては、主規制壁２５Ａにおける保持部２４Ａの先端面２４Ａｓからの突出量Ｄ３は、保持部２４Ａの先端面２４Ａｓから芯材３６Ａの内壁面３６Ａｂまでの第２距離Ｄ２よりも小さく構成されている（図７参照）。これに代えて、主規制壁２５Ａにおける保持部２４Ａの先端面２４Ａｓからの突出量Ｄ３を、シール部材３０Ａが圧縮する前における保持部２４Ａの先端面２４Ａｓから芯材３６Ａの内壁面３６Ａｂまでの第２距離Ｄ２よりも大きく構成してもよい。

上述した実施形態と同様に、保持部２４のうち一対の主規制壁２５Ａに挟まれる側面および先端面２４ｓ、一対の主規制壁２５の内面（互いに向かい合う面）に対してシール部材３０が接着されていない。

本実施形態では、管軸芯Ｘ方向に沿う流体圧により、シール部材３０Ａおよび芯材３６Ａに対して管軸芯Ｘ方向に沿って移動する力が作用した場合でも、芯材３６Ａの移動が主規制壁２５Ａによって阻止される。その結果、保持部２４Ａの先端面２４Ａｓと芯材３６Ａとの間にあるシール部材３０Ａの管軸芯Ｘに沿う方向へのはみ出しが抑制される。よって、弁本体２０Ａを挿入方向Ｆに作動させることで、挿入方向Ｆに対して直交する案内方向Ｇにシール部材３０Ａを変形させて水道管１の内壁１ｓに密着させた状態を維持することが可能となる。

また、本実施形態のおける主規制壁２５Ａは、保持部２４の延出方向に突出するのに加えて、保持部２４から、挿入方向Ｆと管軸芯Ｘとに直交する案内方向Ｇにも突出している。これによって、保持部２４Ａの先端面２４Ａｓと芯材３６Ａとの間にあるシール部材３０Ａの管軸芯Ｘに沿う方向へのはみ出しをさらに抑制することができる。

また、本実施形態における弁体ＶＡにおける保持部２４Ａのうち、挿入方向Ｆの後側となる基端側で一対の主規制壁２５Ａの間の部位には、シール部材３０Ａの挿入方向Ｆと反対方向への移動を規制する規制凸部３８が外側に突出形成されている。この規制凸部３８は、シール部材３０Ａが水道管１の内壁１ｓに密着して水道管１での水の流れを遮断したとき、水道管１の貫通孔１ａ近傍（水道管１の径方向において貫通孔１ａに対応する箇所）に位置するように設定されている（図９参照）。

弁本体２０Ａを挿入方向Ｆに作動させることで、保持部２４Ａの挿入方向Ｆと反対方向へのシール部材３０Ａのはみ出しが規制凸部３８によって抑制される。その結果、弁本体２０Ａを挿入方向Ｆに作動させることで、挿入方向Ｆに対して直交する案内方向Ｇに変形するシール部材３０Ａの変形量を十分に確保することができる。しかも、シール部材３０Ａが挿入方向Ｆと反対方向にはみ出し難いので、弁本体２０Ａを挿入方向Ｆに作動させることによってシール部材３０Ａが水道管１の貫通孔１ａに当接して破損するといった不都合を防止することができる。その他の構成および作用効果は、上述した実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。

本発明は、流体管の流路を遮断する弁体を備えた仕切弁に利用することができる。

１水道管（流体管）
１ａ貫通孔
１ｓ内壁
２０弁本体
２０Ａ弁本体
２４保持部
２４Ａ保持部
２４ｓ先端面
２５主規制壁（第２規制壁）
３０シール部材
３０Ａシール部材
３１第１接触面（挿入方向の外面）
３４スリット
３６芯材
３６Ａ芯材
３６ａ外壁面（対向面）
３７副規制壁（第１規制壁）
３７Ａ副規制壁（第１規制壁）
３８規制凸部
４０作動機構
Ａ仕切弁
Ｄ１第１距離
Ｄ２第２距離
Ｖ弁体
Ｘ管軸芯

Claims

流体管に形成された貫通孔から前記流体管の径方向に沿う挿入方向への作動により前記流体管の内部に挿入される弁体と、
前記弁体を前記挿入方向に作動させる作動機構とを備え、
前記弁体が、弁本体と、当該弁本体のうち前記挿入方向に延出する保持部を覆う領域に設けられた弾性変形可能なシール部材とを備えており、前記作動機構により前記弁体が前記挿入方向に作動した際に前記シール部材が前記流体管の内壁に接触し弾性変形することにより、前記シール部材が前記流体管の内壁に密着して前記流体管での流体の流れを遮断するように構成され、
前記シール部材のうち前記挿入方向の外面と、前記保持部の延出方向の先端面との間に前記シール部材より硬質で前記保持部と別体の芯材が埋設されている仕切弁。
前記芯材のうち前記保持部の前記先端面に対向する対向面には前記流体管の管軸芯に沿う方向での両端位置に前記管軸芯に直交する姿勢で、前記先端面に向けて立ち上がる第１規制壁が形成されている請求項１に記載の仕切弁。
前記シール部材の前記外面から前記芯材の対向面までの第１距離より、前記保持部の前記先端面から前記芯材の対向面までの第２距離が大きく設定されている請求項１又は２に記載の仕切弁。
前記保持部の前記先端面が、前記挿入方向に直交する平坦面に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の仕切弁。
前記保持部の前記先端面には、前記流体管の管軸芯に沿う方向での両端位置に前記管軸芯に直交する姿勢で、前記芯材に向けて立ち上がる第２規制壁が形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の仕切弁。
前記シール部材のうち、前記流体管の管軸芯に沿う方向視で前記保持部の前記先端面と前記芯材との間の外面には、前記流体管の径方向に長い溝状のスリットが形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の仕切弁。
前記第２規制壁は、前記シール部材が前記流体管の内壁に密着して前記流体管での流体の流れを遮断したとき、前記流体管の管軸芯に沿う方向視で前記芯材の少なくとも一部が重複するように形成されている請求項５に記載の仕切弁。
前記保持部のうち、基端側で一対の前記第２規制壁の間の部位には、前記シール部材の前記挿入方向と反対方向への移動を規制する規制凸部が形成されている請求項５又は７に記載の仕切弁。