JP5674400B2 - 制流弁 - Google Patents

Description

本発明は、流体管に穿設される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、ケース内にて非上昇の回転ネジの回転により穿孔を介し操作される弁体と、穿孔に挿入され拡径手段によって穿孔に嵌設される筒状体のコアと、を備え、流体管の流路を遮断若しくは開放可能な制流弁に関する。

従来、流体管の外周を密封したケース内にて管壁に穿孔を穿設し、この穿孔に略筒状体から成るコアを装着するとともに、拡径手段によりコアを拡径することで、穿孔に嵌設している（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３３２５８３号公報（第３頁、第１図）

しかしながら、特許文献１にあっては、拡径手段により拡径されたコアの先端部が流体管の内周面との間に段差を生じるため、このコアを介して流路を開閉する弁体を挿入する場合は、弁体が段差との間に隙間を生じてしまい、流路を確実に遮断できない虞が生じるという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、コアの段差と弁体との間に隙間を生じさせず流路を確実に遮断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、
流体管に穿設される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、該ケース内にて非上昇の回転ネジの回転により前記穿孔を介し操作される弁体と、前記穿孔に挿入され拡径手段によって前記穿孔に嵌設される筒状体のコアと、を備え、前記流体管の流路を遮断若しくは開放可能な制流弁であって、
前記コアは、前記弁体に当接する内周面を有した支持部材と、該支持部材の外周面に設けられ前記穿孔の内周面に亘って当接する弾性部材と、から構成されており、前記弾性部材が、前記支持部材の内周面と略面一に成るとともに前記流体管の内周面に向けて延びた延設部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、コアの弾性部材が、支持部材と弁体との当接箇所に、支持部材の内周面と略面一に成るとともに流体管の内周面に向けて延びた延設部を有しており、弁体に当接する支持部材の内周面及び流体管の内周面の間に弾性部材が介在するため、コアの内部に挿入される弁体が、支持部材の内周面及び略面一の弾性部材に段差無く当接し、更に弾性変形した弾性部材の当接面から滑らかに移行した流体管の内周面に当接することになり、弁体とコア及び流体管との間に隙間を生じさせず流路を確実に遮断できるばかりか、支持部材の内周面に引っ掛かることなく流路を開放できる。

本発明の制流弁は、
前記支持部材は、前記弁体との当接箇所に前記流体管の内周面側を切欠いた切欠部が形成されており、該切欠部に、前記弾性部材が延設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、支持部材の流体管の内周面側を切欠いた切欠部に、弾性部材の延設部が延設されており、弁体に当接する弾性部材の当接面を長く取ることができるため、支持部材の内周面から弾性部材を介し流体管の内周面まで滑らかに移行できる。

本発明の制流弁は、
前記支持部材は、金属材により構成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、支持部材の肉厚を、強度を保ちながら薄く形成することができるので、支持部材の開口面積を大きく形成することができる。

本発明の制流弁は、
前記弾性部材は、前記穿孔の内周面を防食する防食部材であることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製の流体管に穿設された穿孔の場合でも、穿孔を防食することができる。

実施例１における流体管を穿設している状態を示す拡大断面図である。 駆動手段によりコアを取付けた状態を示す正面断面図である。 （ａ）は、コアの側面断面図であり、（ｂ）は、コアの正面断面図である。 駆動手段によりコアを穿孔に挿入配置した状態を示す一部断面の側面図である。 駆動手段によりコアを穿孔に嵌設した状態を示す一部断面の側面図である。 弁体の設置前の状態を示す制流弁の正面断面図である。 弁体が流路を遮断・開放した状態を示す制流弁の正面断面図である。 図７と同じく制流弁の一部断面の側面図である。 実施例２における弁体にコアを取付けた状態を示す正面断面図である。 コアを穿孔に嵌設した状態を示す制流弁の正面断面図である。

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１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７，８に示されるように、制流弁１０は、主として、内部を上水が流れる流体管１の上部に穿設される穿孔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、後述のように穿孔Ｑに嵌設され内部を介し弁体５を挿入可能な略筒状体のコア４０とを有し、弁体５の上下動により流体管１の管路を開放若しくは遮断する。

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。尚、流体管の内周面はモルタル層に限らず、例えばエポキシ樹脂等により被覆されてもよく、若しくは適宜の材料を粉体塗装により流体管の内周面に被覆してもよい。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カバー１１と、からなる。

図１に示されるように、先ず分岐管１２とカバー１１とを、流体管１を挟む位置でシール材２３を介して対向させ、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にカバー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。

次に、分岐管１２の上フランジ１２ａに、内部に作業弁３６及び穿孔装置５０を配設した筐体３５を水密に接続する。穿孔装置５０は、図示しない穿孔機に接続され分岐管１２内を流体管１に向け軸方向に伸出するとともに軸周りに回転する軸部材５１の先端に固設され、流体管１を穿設する穿孔刃５２ａを備えたカッタ部材５２から構成されている。このカッタ部材５２を流体管１の外面にアプローチして外壁を穿孔し、流体管１の管壁に穿孔Ｑを穿設する。

穿孔装置５０による穿孔Ｑの穿設後は、穿孔装置５０を上方に引き上げて筐体３５内に配置させた後、作業弁３６を操作して一時的に分岐管１２の止水を行う。そして、図２に示されるように、前記穿孔機に替えて、軸部材６２の下端部にコア４０を嵌設するための本発明における拡径手段としてのアタッチメント５８が接続された挿入機６０を筐体３５に接続する。尚、挿入機６０は、アタッチメント５８が接続された軸部材６２を垂直方向に移動させるための送り軸６３を備えており、この送り軸６３をハンドル６１を用いて回転させることでアタッチメント５８を軸部材６２とともに上下動させることが可能となっている。

このアタッチメント５８の外周部には、弾性変形する拡張ゴム５８ａが取り付けられており、アタッチメント５８の下端部には、軸部材６２に接続され軸部材６２の回転操作によって拡張ゴム５８ａを下方から上方に向けて押圧する押圧板５８ｂが上端部５８ｃに螺合されている。このアタッチメント５８の外周部に、略筒形状のコア４０を取外し可能に取付けておく。

次に、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、本実施例のコア４０は、流体管１の管壁を穿孔形成した穿孔Ｑを防食するために用いられる。詳述するとコア４０は、平面視略円形状の周壁を有し内部が貫通形成された支持部材４１と、この支持部材４１の外周面に配設された弾性部材としての防食部材４２と、から構成されている。コア４０の先端側は、断面視略円形状の流体管１に径方向に穿設された穿孔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。支持部材４１は耐食性を有するステンレスやチタン、銅等の金属材から成り、この支持部材４１の外周面に、支持部材４１と同等種の若しくは異種であって支持部材４１よりも軟質であって弾性を有する樹脂材から成る防食部材４２が、図示しない接着材により接着されている。尚、防食部材４２は、例えば支持部材４１の外周面に熱溶着されていてもよい。

支持部材４１は、より具体的には、外周面に防食部材４２が取り付けられた胴部４１ｃと、更に胴部４１ｃに連続し穿孔Ｑよりも大径に膨出した後端部４１ｄとから成る。また、図３（ａ）に示されるように、支持部材４１の弁体５との当接箇所に、穿孔Ｑへの嵌設状態で流体管１の内周面１ａ側を切り欠いた切欠部４１ａが形成されている。

この胴部４１ｃの外周面に亘って接着された防食部材４２は、その自然状態においては穿孔Ｑよりも大径であって、支持部材４１よりも軟質であるため更に弾性変形し易く形成されている。更に、防食部材４２は、支持部材の４１の切欠部４１ａに延設され、支持部材４１の内周面４１ｅと略面一に成るとともに流体管１の内周面１ａに向けて延びた延設部４２ａを有している。

上記構成を有する制流弁１０において、コア４０の穿孔Ｑへの取り付けについて説明する。図１に示したように穿孔装置５０により流体管１に穿孔Ｑを穿設した後に、図２，３に示すように、外周面にコア４０を取外し可能に取付けたアタッチメント５８が、挿入機６０が備えた送り軸６３のハンドル６１による回転操作により、ケース２内部をコア４０とともに下方に動作することで、アタッチメント５８の外周面に取付けられたコア４０は穿孔Ｑ内に挿入される。

図４に示されるように、コア４０は、防食部材４２の延設部４２ａが流体管１の内周面１ａに沿って進入し、穿孔Ｑに挿入配置される。コア４０は、穿孔Ｑに挿入配置した状態では、流体管１の金属素地が露出した穿孔Ｑの内周面に亘り防食部材４２が当接することで、穿孔Ｑを防食するように成っている。この状態でコア４０の後端部４１ｄは、穿孔Ｑ近傍の流体管１の外周面に当接する。

次に、コア４０の穿孔Ｑへの挿入後に、軸部材６２のハンドル６１による回転操作によって押圧板５８ｂを上方に移動させ、拡張ゴム５８ａをアタッチメント５８の上端部５８ｃと押圧板５８ｂとの間で挟圧して弾性変形させる。弾性変形した拡張ゴム５８ａの一部は、支持部材４１の下端部における弁体５との非当接箇所を支持部材４１の拡径方向に向けて押圧することで支持部材４１の下端部における弁体５との非当接箇所を押し拡げる。このようにすることで、コア４０は、後端部４１ｄと支持部材４１の下端部における弁体５との非当接箇所とで流体管１を挟持し、コア４０の穿孔Ｑへの嵌設が完了する。

コア４０の穿孔Ｑへの嵌設完了後には、押圧板５８ｂによる拡張ゴム５８ａの押圧を解除するとともに、送り軸６３のハンドル６１による逆回転操作によりアタッチメント５８をケース２内部に移動させ、コア４０をアタッチメント５８から取り外す。

この後、挿入機６０に替えて、図６に示されるように、流体管１の管路を遮断若しくは開放するための弁体５をケース２内に配設する。より詳しくは、内部に弁体５を備えた弁蓋３を接続して、外カバー７０の開口７１，７１を蓋体７２，７２及びボルト・ナット７３によって閉塞する。

外カバー７０内に、弁蓋３、弁体５、そして回転ネジ４の各部材を互いに組付けた状態で配設し、更にこれ等部材を、前記外カバーに予め取付けた押圧手段（図示略）により不断水状態で押圧することで、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の下部の外周に沿って設けられたＯリング１９により、分岐管１２の内周面に沿って水密に嵌挿されている。

図７に示されるように、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で弁蓋３の位置固定を行いながら、ボルト・ナットでフランジ９と分岐管１２とを締結する。フランジ９は、その内周部が弁蓋３の外周部に係合することで、弁蓋３を上下方向に規制している。

回転ネジ４は、弁蓋３の頂部に穿設された挿通孔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の上端面にボルト３４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しない。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（図６参照）に嵌合するとともに、ネジ部４ｂに螺合しており、回転ネジ４の上端部に形成された回転操作部４ａの回転に応じネジ部４ｂが回転することで、ネジ部４ｂに沿って螺挿するネジこま２５に追随して弁体５が上下動可能となる。

図６，図７及び図８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、弁本体６の略全面に亘り被覆して弾性材から成るゴム体７とを備える。弁体５は、回転ネジ４のネジ部４ｂを挿入する挿入孔３１が形成されている。

また、弁体５における上下流側の外面に、上下方向に沿った張出部８、８が、ケース２を構成する弁蓋３若しくは分岐管１２の内面に設けられた溝部３ａに沿って摺接可能に上下方向に延設されている。上記のように構成された張出部８、８が溝部３ａに当接することで、回転ネジ４の回転に伴う弁体５の回転を規制できるように成っている。

尚、ゴム体７は、流体管１の内周面、及び後述のように穿孔Ｑに嵌設されるコア４０の周面に沿って水密に当接することで流体管１の管路を遮断可能に形成されている。また、弁本体６は、その略全表面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本体６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、離型剤により弁本体６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６，７参照）、流体管１の内周面に追随して弾性変形し易く、流体管１の内周面に亘って十分に水密性を維持できる。

以降、図７，８に示されるように、コア４０が穿孔Ｑに対し嵌設された状態、すなわちコア４０が穿孔Ｑを防食している状態を維持したまま、使用者が任意で回転ネジ４を回転することにより、弁体５が下方に移動することで流体管１の管路を遮断し、若しくは弁体５が上方に移動することで管路を開放できるように成る。

以上、本実施例における制流弁１０にあっては、コア４０は、弁体５に当接する内周面４１ｅを有した支持部材４１と、支持部材４１の外周面に設けられ穿孔Ｑの内周面に亘って当接する弾性部材と、から構成されており、弾性部材が、支持部材４１の内周面４１ｅと略面一に成るとともに流体管１の内周面に向けて延びた延設部４２ａを有しているので、弁体５に当接する支持部材４１の内周面４１ｅ及び流体管１の内周面の間に弾性部材が介在するため、コア４０の内部に挿入される弁体５が、支持部材４１の内周面４１ｅ及び略面一の弾性部材に段差無く当接し、更に弾性変形した弾性部材の当接面から滑らかに移行した流体管１の内周面に当接することになり、弁体５とコア４０及び流体管１との間に隙間を生じさせず流路を確実に遮断できるばかりか、支持部材４１の内周面４１ｅに引っ掛かることなく流路を開放できる。

また、支持部材４１は、弁体５との当接箇所に流体管１の内周面側を切欠いた切欠部４１ａが形成されており、切欠部４１ａに、弾性部材が延設されているので、支持部材４１の流体管１の内周面側を切欠いた切欠部４１ａに、弾性部材の延設部４２ａが延設されており、弁体５に当接する弾性部材の当接面を長く取ることができるため、支持部材４１の内周面４１ｅから防食部材４２を介し流体管１の内周面まで滑らかに移行できる。

また、支持部材４１は、金属材により構成されているので、支持部材４１の肉厚を、強度を保ちながら薄く形成することができるので、支持部材４１の開口面積を大きく形成することができる。

また、弾性部材は、穿孔Ｑの内周面を防食する防食部材４２であるので、金属製の流体管１に穿設された穿孔Ｑの場合でも、穿孔Ｑを防食することができる。

次に、実施例２に係るコアにつき、図９，１０を参照して説明する。尚、前記実施例と重複する構成については説明を省略する。

上述した実施例１と同様に、穿孔装置５０による穿孔Ｑの穿設後（図１参照）、穿孔装置５０及び筐体３５に替えて、図９に示されるように、穿孔Ｑを開閉する弁体５と、弁体５の外周面に予め取外し可能に取付けておいたコア４０とをケース２内に配設する。

ゴム体７の外面に凹設部７ａが周方向に形成されており、この凹設部７ａにコア４０を係合させて取付けることで、コア４０は、後述する弁体５の下方動作においては弁体５から外れてしまうことが無い。

上記構成を有する制流弁１０において、コア４０の穿孔Ｑへの取り付けについて説明する。図１に示したように穿孔装置５０により流体管１に穿孔Ｑを穿設した後に、図９に示すように、外周面にコア４０を取外し可能に取付けた弁体５が、非上昇の回転ネジ４の回転により、ケース２内部をコア４０とともに下方に動作することで、弁体５の外周面に取付けられたコア４０は穿孔Ｑ内に挿入される（図１０参照）。

弁体５のゴム体７が穿孔Ｑを介し流体管１内周面に亘って密接することで管路を遮断するとともに、図１０に示されるように、コア４０は、管路を遮断することによって弾性変形したゴム体７によって支持部材４１の下端部における弁体５との非当接箇所を支持部材４１の拡径方向に向けて押圧される。このため、コア４０は、後端部４１ｄと支持部材４１の下端部における弁体５との非当接箇所とで流体管１を挟持し、コア４０の穿孔Ｑへの嵌設が完了する。つまり、本実施例においては、弁体５が拡径手段を構成している。

次に、図１０に示されるように、回転ネジ４の回転により、弁体５がケース２内部を上方に動作することで、弁体５の外面に取付けられたコア４０に対し上方に向かう引上げ力が作用するが、コア４０は、後端部４１ｄと支持部材４１の下端部における弁体５との非当接箇所とで流体管１を挟持しているため、前記引上げ力に抗して穿孔Ｑに嵌設された状態を維持し、すなわち上方に移動するゴム体７の凹設部７ａから取外されることになる。コア４０を穿孔Ｑに残して弁体５がケース２内を上方に移動しゴム体７が流体管１の内周面から離間することで、流体管１の管路は開放される。

以降、コア４０が穿孔Ｑに対し嵌設された状態、すなわちコア４０が穿孔Ｑを防食している状態を維持したまま、使用者が任意で回転ネジ４を回転することにより、弁体５が下方に移動することで流体管１の管路を遮断し、若しくは弁体５が上方に移動することで管路を開放できるように成る。

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を防食する防食部材４２を備えた防食用のコアであるが、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管壁を強度を増進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、コア４０を構成する支持部材４１及び防食部材４２が、ポリエチレン等の樹脂材から成っているが、コアを構成する部材の材質は、例えばゴム材であってもよいし、エラストマー等の他の材料から成るものでも構わない。

１ 流体管
２ ケース
４ 回転ネジ
５ 弁体（拡径手段）
１０ 制流弁
４０ コア
４１ 支持部材
４１ａ 切欠部
４２ 防食部材（弾性部材）
４２ａ 延設部
５０ 穿孔装置
５２ カッタ部材
５８ アタッチメント（拡径手段）
５８ａ 拡張ゴム
６０ 挿入機

Claims (4)

1. 流体管に穿設される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、該ケース内にて非上昇の回転ネジの回転により前記穿孔を介し操作される弁体と、前記穿孔に挿入され拡径手段によって前記穿孔に嵌設される筒状体のコアと、を備え、前記流体管の流路を遮断若しくは開放可能な制流弁であって、
   前記コアは、前記弁体に当接する内周面を有した支持部材と、該支持部材の外周面に設けられ前記穿孔の内周面に亘って当接する弾性部材と、から構成されており、前記弾性部材が、前記支持部材の内周面と略面一に成るとともに前記流体管の内周面に向けて延びた延設部を有していることを特徴とする制流弁。
2. 前記支持部材は、前記弁体との当接箇所に前記流体管の内周面側を切欠いた切欠部が形成されており、該切欠部に、前記弾性部材が延設されていることを特徴とする請求項１に記載の制流弁。
3. 前記支持部材は、金属材により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制流弁。
4. 前記弾性部材は、前記穿孔の内周面を防食する防食部材であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制流弁。

Images