JP6349132B2 - 遮断弁 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、所定の震度を超える地震発生時に、各戸への給水を遮断する遮断弁に関する。

この種の遮断弁として、下記特許文献１に記載された技術が提案されている。特許文献１の遮断弁は、給水路の一次側給水路と二次側給水路を連通する連通開口部が形成された環状の弁台と、連通用開口部を開閉する円盤状の弁体と、弁体の回動中心となる軸体とを有する弁機構部を備え、軸体は弁体の中心部に取付けられている。そして弁台の内周面には、例えば合成ゴムで形成されたシール部材が固着されている。このような弁機構部は、バタフライ弁と称される。また、特許文献１の遮断弁は、弁体を軸体回りに回動させる弁体回動手段を備え、弁体は弁体回動手段により回動して、連通開口部を開閉させる。

特開２０１２−２５１６５６号公報

上記特許文献１の遮断弁では、弁体は弁体回動手段によって軸体回りに回動するものであるが、弁台の内周面にはシール部材が固着されている。このため弁体回動手段は、連通用開口部を開閉させるには、弁体をシール部材に接触させつつ回動させる必要がある。つまり弁体は、シール部材の摩擦力に抗して回動させなければならなく、その分だけ大きなトルクを要し、したがって弁体回動手段には、そのトルクに応じた駆動力が必要であった。

そこで本発明は、従来に比べて小さなトルクで弁体を回動でき、その分だけ弁体回動手段の駆動力を小さくできる遮断弁の提供を目的とする。

本発明の遮断弁は、各戸へ水道水を供給する給水路に設けられる水道メータを収容するメータボックスの内部に配置される遮断弁であり、前記遮断弁は、流体供給路の一次側開口および二次側開口が形成された弁箱と、弁箱に収容された弁体と、弁体の回動中心となる軸体と、弁箱の内部の一次側流体供給路と二次側流体供給路とを連通する連通開口部が形成された弁台と、弁体を軸体回りに回動させる弁体回動手段とを備え、弁体回動手段は、所定の震度以上の地震を検知する地震検知器と、地震検知器が地震を検知した際に弁体の回動を行う制御部とを備え、軸体は弁体の端部側に取付けられ、弁体は連通開口部に対し一次側にあって、弁体回動手段によって軸体回りに回動することで、連通開口部から離れてこれを開放した供給姿勢と連通開口部に当接してこれを閉じた供給遮断姿勢とに切替可能とされ、弁体は、弁体回動手段の駆動によって、供給姿勢から軸体回りに連通開口部側へ回動して供給遮断姿勢となるよう構成されたことを特徴としている。

上記構成の遮断弁では、軸体が弁箱に収容された弁体の端部側に取付けられており、弁体回動手段によって弁体を軸体回りに回動させて、弁体を、弁台に形成された連通開口部を開放して一次側流体供給路と二次側流体供給路とを連通させた供給姿勢と、連通開口部を閉じて一次側流体供給路と二次側流体供給路との連通を遮断し、非連通とした供給遮断姿勢とに切替えるので、弁体が軸体回りに回動しても弁体と弁台とは擦れず、したがって弁体と弁台との間に摩擦力が発生せず、その分だけ、弁体を回動させるのに必要なトルクが小さくなり、弁体回動手段の駆動力が小さくてすむ。

本発明の遮断弁では、弁台の連通開口部は、一次側開口および二次側開口を直線的に結んだ流体供給方向に対して、軸体から離れる方が一次側開口寄りに傾斜した構成を採用できる。この構成によれば、弁台の連通開口部が傾斜している分だけ、弁体の供給姿勢と供給遮断姿勢との切替えに伴う回動量が小さくなり、連通開口部を流体供給方向に対して垂直にした場合に比べて、弁箱の長さを短くさせられる。

本発明の遮断弁では、弁体は、一次側開口および二次側開口を直線的に結んだ流体供給路から外れた位置で供給姿勢となり、軸体は流体供給路から外れた位置にある構成を採用できる。この構成のように、弁体および軸体を流体供給路から外すことにより、流体供給路に流体の流れを邪魔する物がなくなるから、流体の圧力損失が抑えられる。

本発明の遮断弁では、弁体は軸体への取付部分を備え、取付部分は軸体の外周面にがたつきをもって取付けられた構成を採用できる。弁体の取付部分が軸体に対して若干の隙間を介して取付けられていることで、弁体は軸体に対してがたつくことが可能である。そうなると、弁体を供給遮断姿勢とした際に、がたつく分だけの自由度をもって連通開口部が閉じられるから、供給遮断姿勢にある弁体に流体圧が働くことで、弁体を閉じる方向に圧力が付加され、弁体で連通開口部が確実に閉じられる。

本発明の遮断弁では、弁体の取付部分は、軸体の外周面との間に片側0.2〜0.5mmの隙間をもって取付けられることで、取付部分が軸体の外周面にがたつきをもって取付けられた構成を採用できる。弁体の取付部分が、軸体の外周面との間に片側0.2〜0.5mmの隙間をもって取付けられることで、弁体は軸体回りに円滑に回動し、しかも弁体により連通開口が確実に閉じられる。

本発明の遮断弁によれば、軸体が弁箱に収容された弁体の端部側に取付けられており、弁体回動手段によって弁体を軸体回りに回動させて、弁体を、弁台に形成された連通開口部を開放して一次側流体供給路と二次側流体供給路とを連通させた供給姿勢と、連通開口部を閉じて一次側流体供給路と二次側流体供給路とを非連通とさせた供給遮断姿勢とに切替えるので、弁体が軸体回りに回動しても弁体と弁台とが擦れず、したがって弁体と弁台との間に摩擦力が発生せず、その分だけ、弁体を回動させるのに必要なトルクを小さくでき、弁体回動手段の駆動力を小さくできる。

本発明の一実施形態を表した給水配管構造の全体平面図である。 同給水配管構造の側面図である。 同弁体が開いた状態の遮断弁の縦断面図である。 同弁体が閉じた状態の遮断弁の縦断面図である。 同弁箱内で弁体が開いた状態の横断面図である。 同弁箱内で弁体が閉じた状態の横断面図である。 同弁体の単体構造を表す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は底面図である。 同遮断弁の駆動機構部を表した縦断面図である。 同駆動機構部を表した平面図である。 同図８と直交する方向での駆動機構部を表した縦断面図である。 同図１０におけるＹ−Ｙ線断面矢視図である。 同弁箱に駆動機構部を装着し駆動機構部に電子部品群を装着した状態の縦断面図である。 同給水配管構造を下流側から観た全体図である。 同水密用カバーの取付状態を表した一部破断縦断面図である。 同電子部品群を第二のケースに組付けた状態の縦断面図である。 別の実施形態を表す弁箱の断面図で、（ａ）は弁箱内で弁体が開いた状態の横断面図、（ｂ）は弁体が開いた状態の縦断面図である。

以下、本発明の遮断弁の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態に係る遮断弁は、所定の震度を超える地震発生時に、各戸への給水（流体の一例）を遮断する緊急遮断弁である。まず、図１ないし図４を参照して、遮断弁１を備えた給水配管構造２の概略構造を説明する。

給水配管構造２は、メータボックス３と、メータボックス３内に配置された止水栓部５と、遮断弁１とを備えている。メータボックス３内の水道水の仮想流路方向中心４（図１ないし図４の一点鎖線で示す、水平な一直線）において、止水栓部５が一次側（上流側）寄りに配置され、遮断弁１は二次側（下流側）寄りに配置されている。また、止水栓部５と遮断弁１との間に水道メータ６が配置される。

メータボックス３は、平面視して矩形の底壁３Ａと、底壁３Ａの四方から立設された側壁３Ｂとを備え、底壁３Ａおよび側壁３Ｂは一体的に形成されている。メータボックス３の上部は開放され、図２における、仮想流路方向中心４方向であるメータボックス３の長手方向Ｌ、仮想流路方向中心４と直交する水平方向であるメータボックス３の短手方向Ｓともに、下方ほど広げられている。

メータボックス３の上流側の側壁３Ｂに流入管７を挿通させる上流側開口８が形成されている。メータボックス３の下流側の側壁３Ｂに流出管９を挿通させる下流側開口１０が形成されている。上流側開口８は、不図示の一次側配管を接続するために、流入管７に比べて大径に形成されている。下流側開口１０は、二次側配管を接続するために、流出管９に比べて大径に形成されている。

流入管７、流出管９、止水栓部５、水道メータ６、および遮断弁１は、メータボックス３の短手方向Ｓ中心に配置されている。また、流入管７、止水栓部５、水道メータ６、および弁箱１１の仮想流路方向中心４は略水平となるよう設定されている。止水栓部５は台座１２を介して底壁３Ａに支持され、水道メータ６は直接的に底壁３Ａに着座、あるいはわずかに底壁３Ａから浮くよう配置されている。メータボックス３の内部には、流入管７、止水栓部５、水道メータ６、遮断弁１および流出管９が接続されることによって、流体供給路（以下「給水路」と称する）１４が形成されている。

流入管７と止水栓部５とは継手部１５を介して接続され、止水栓部５と水道メータ６とは継手部１６を介して接続され、水道メータ６と遮断弁１とは継手部１７を介して接続され、遮断弁１と流出管９とは継手部１８を介して接続されている。

ここで遮断弁１の構成を説明する。遮断弁１は、弁機構部７１と、弁体回動手段７２とを備えている。図３ないし図６に示すように、弁機構部７１は、給水配管の一部である弁箱１１と、弁箱１１に収容された弁台７３と、弁箱１１に収容された弁体１３と、弁箱１１の内部から外部に延長されて弁体１３に連結される軸体である弁軸１９とを備えている。なお、図３および図４に表されている弁機構部７１は、図５および図６のＡ−Ａ線での断面図である。なお、給水配管は水道管とも称され、本実施形態では、遮断弁１はメータボックス３内の給水配管に設置される場合で説明する。

弁箱１１には、給水路１４の一次側端に一次側開口７４が形成され、二次側端に二次側開口７５が形成されている。給水路１４は仮想流路方向中心４上に設定される。弁箱１１において、その給水路１４途中部分である一次側端および二次側端の間に、一次側部および二次側部に対して拡径された弁体収容部７６が形成されている。弁体１３は、弁体収容部７６に収容されており、弁台７３（連通開口部７７）に対し一次側に配置されている。

弁台７３は環状に形成され、二次側開口７５の弁体収容部７６寄りの内周面に、シール部材ｍ９を介して嵌着されている。弁台７３の中心部には、給水路１４上に位置する連通開口部７７が形成されている。連通開口部７７は、仮想流路方向中心４を通るように弁箱１１の内部に配置されている。具体的には、側面視して、連通開口部７７の中心は仮想流路方向中心４と一致され、平面視して、連通開口部７７の中心は仮想流路方向中心４に対して位置ずれされている。

連通開口部７７の下流側に二次側開口７５が配置され、連通開口部７７の上流側に弁体収容部７６が配置されている。弁台７３の弁体収容部７６側の環状面は弁体１３が離着座する弁座面であり、以下この弁座面を、一次側面７８と称する。一次側面７８は、仮想流路方向中心４に対して略直交する方向に配置されている。

弁軸１９は上下方向に沿う軸であり、弁体収容部７６における二次側寄りには、弁軸１９をその上部および下部で外嵌して支持するべく、上下方向に離間した一対の筒状の膨出部７９，８０が形成されている。図５および図６（平面断面図）に示すように、膨出部７９，８０は、仮想流路方向中心４から、仮想流路方向中心４に直交する方向で一方側に位置ずれして配置されている。このため、膨出部７９，８０に支持される弁軸１９は、仮想流路方向中心４から位置ずれして配置されている。したがって、弁軸１９に支持された弁体１３のうち、少なくとも弁軸１９への取付部分は、仮想流路方向中心４から位置ずれして配置されている。弁軸１９は上側の膨出部７９にシール部材ｍ１０を介して挿通されている。

図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、弁体１３は、弁軸１９への取付部分である嵌合部８１と、弁軸１９から離れる横方向に、嵌合部８１に一体的に延設された弁本体８２とを備える。換言すれば、嵌合部８１は弁本体８２の端部に形成されている。嵌合部８１は、弁軸１９のうち、上下の膨出部７９，８０（例えば、図３参照）の間で露出する部分の周面に外嵌するよう取付けられる。嵌合部８１の側面には取付用穴８１ａが形成され、取付用穴８１ａに軸体状の固定部材８６が挿入され、固定部材８６の先端側部分は、弁軸１９の側部から弁軸１９に挿入されている。

嵌合部８１は、弁軸１９の外周面に若干の隙間を介して嵌合されており、しかも固定部材８６の外周面と取付用穴８１ａの周面とは若干の隙間を有している。これによって弁本体８２は、弁軸１９に対してがたつくことができるよう構成されている。隙間の具体的な量として、片側０．２〜０．５mm空けることが好ましい。

弁本体８２は、嵌合部８１に一体的に形成された弁部８３を備える。弁部８３は、略円盤状に形成されている。弁本体８２は、弁部８３の一側面に固着されたパッキン８４をさらに備える。パッキン８４は略円盤状に形成され、外周部に、弁台７３の一次側面７８に当接可能な環状の当接部８４ａが、膨出して一体的に形成されている。

弁本体８２は、嵌合部８１とともに弁軸１９回りに回動することで、弁台７３の連通開口部７７を開放した供給姿勢（以下「給水姿勢」と称する）Ｗ１と、嵌合部８１とともに弁軸１９回りに回動することで、弁台７３の連通開口部７７を閉じ、パッキン８４の当接部８４ａが一次側面７８に当接した供給遮断姿勢（以下「給水遮断姿勢」と称する）Ｗ２とに切替可能とされている。

給水姿勢Ｗ１とは、弁体１３の弁本体８２が仮想流路方向中心４から外れた位置で仮想流路方向中心４に沿う姿勢である。給水遮断姿勢Ｗ２とは、給水姿勢Ｗ１に保持された弁本体８２が、弁体回動手段７２の駆動によって仮想流路方向中心４に対し略直交する方向にまで弁軸１９回りに回動して、連通開口部７７を閉じている姿勢である。

図５に示すように、弁本体８２は、給水姿勢Ｗ１において、弁軸１９の中心線に対して仮想流路方向中心４側に位置ずれするよう配置されている。このため弁箱１１は、弁本体８２の給水姿勢Ｗ１を許容する許容領域８５を備えている。このように、弁本体８２が弁軸１９の中心線に対して位置ずれするよう配置されていることで、弁本体８２は給水遮断姿勢Ｗ２において連通開口部７７を閉じることができる。

図３および図４に示すように、弁体回動手段７２は、弁軸１９を介して、弁体１３を弁箱１１内で回動操作させるための駆動機構部２０と、駆動機構部２０を駆動させるための、複数の電子部品を有した電子部品群２１とを備えている。

駆動機構部２０は、第一のケース２２の内側にまとめられるよう収納され（組付けられ）て、駆動機構部２０と第一のケース２２とがユニットとされている。電子部品群２１は第一のケース２２とは別体の第二のケース２３の内側にまとめられるよう収納され（組付けられ）て、電子部品群２１と第二のケース２３とがユニットとされている。換言すれば、電子部品群２１が第二のケース２３を用いてユニットとされている。第一のケース２２は弁箱１１側に配置され、第二のケース２３は、第一のケース２２の上面に着脱自在に取付けられている。

図８〜図１１に示すように、第一のケース２２における第一ケース本体２４は、平面視して矩形状の底壁２５と、底壁２５の四方から立設された側壁２６とを備えて上方を開放部２７とした直方体形状に形成されている。開放部２７は板状の蓋体２８で被覆されている。第一ケース本体２４と蓋体２８とはシール部材ｍ１を介して組付けられている。底壁２５は弁箱１１の上面１１ａに載置され、第一のケース２２は、第一のケース２２の内部から底壁２５および弁箱１１の上面１１ａに挿通するボルトＢ１によって、上面１１ａに着脱自在に取付けられている。底壁２５と上面１１ａとはシール部材ｍ２を介して取付けられている。図１０に示すように、底壁２５には、弁軸１９を挿通する挿通穴２９が形成されている。

蓋体２８は矩形状に形成され、矩形状の受台板３０と、四辺から立設される支持枠３４を備える。図８に示すように、受台板３０には、後述する第二のケース２３の嵌合部３１が内嵌される被嵌合部３２が形成されている。被嵌合部３２は、蓋体２８の片側寄り（図８では右側寄り）に配置されている。被嵌合部３２は円筒状に形成され、蓋体２８の板面に対して下方および上方に突出するよう形成されている。被嵌合部３２の直下に、被駆動伝達部である従動傘歯車３３が配置されている。支持枠３４の外周面部には、シール部材ｍ３が嵌合されている。

図８〜図１２を参照しつつ、駆動機構部２０の構成を説明する。駆動機構部２０は、従動傘歯車３３を有する歯車機構３５と、歯車機構３５に連結されたウオーム３６と、ウオーム３６に噛合するヘリカルギヤ３７と、ウオーム３６に連結されたクラッチ機構３８とを備える。

歯車機構３５は、従動傘歯車３３と、従動傘歯車３３とのギヤ比を変えるための複数の平歯車３９とを備える。従動傘歯車３３は、仮想流路方向中心４と直交する方向である短手方向Ｓに沿う方向の中心軸回りに回転するもので、その軸部４０は平歯車とされている。この軸部４０に一つの平歯車３９が噛合するよう構成されている。ウオーム３６は、短手方向Ｓを長手方向とする主軸４１に外嵌固定されている。ウオーム３６は、主軸４１の軸方向途中部分に配置されている。

第一のケース２２の底壁２５の上面から複数本の支持柱４２が立設され、支持柱４２に上側を開放した断面コ字形のブラケット４３の底壁４３Ａが支持されている。主軸４１の軸方向両端部側が、ブラケット４３の縦壁４３Ｂに回転自在に支持されている。ヘリカルギヤ３７は弁軸１９回りに回動するもので、平面視して扇状に形成されている。

クラッチ機構３８は、主軸４１の先端側（歯車機構３５とは反対側の端部側）に連結されている。主軸４１において、クラッチ機構３８のさらに先端側には、手動操作ハンドル４４（図１３参照）が連結する、ハンドルシャフト４５が連結されている。ハンドルシャフト４５は、第一のケース２２の側壁２６に、短手方向Ｓに突出するよう形成された取付部４６に内嵌され、ハンドルシャフト４５の軸方向途中部には、シール部材ｍ４が外嵌されている。

なお、本実施形態では、取付部４６は第一のケース２２の側壁２６から突出するよう形成され、ハンドルシャフト４５は取付部４６の奥まった位置に配置され、手動操作ハンドル４４の柄の部分は取付部４６に挿入されている。この構成により、手動操作ハンドル４４の柄の部分と取付部４６の連結部分を砂利や泥から保護することができ、しかも取付部４６に手動操作ハンドル４４の柄が挿入されていることにより取付部４６がガイドとなって、手動操作ハンドル４６を円滑に回転させることができる。

ハンドルシャフト４５には第一のケース２２の外部でハンドルシャフト４５を回転させ得る手動操作ハンドル４４が固定されている。そして、手動であっても、手動操作ハンドル４４を所定の回転方向に回転させることで、クラッチ機構３８を介して、弁体１３を開くことができるよう構成されている。あるいは、クラッチ機構３８を省略して、ハンドル弁体１３を回転させることで弁体１３を開閉させるよう構成することもできる。

図１０に示すように、弁軸１９は上部が挿通穴２９に挿通され、挿通穴２９に挿通する弁軸１９の軸方向途中部分には、シール部材ｍ５が外嵌されている。なお、弁軸１９において、挿通穴２９に挿通して第一のケース２２の内部に挿入された部分は、段付面１９ａを介して上部が下部に比べて小径となるよう形成されている。

ヘリカルギヤ３７の中心部は、段付面１９ａまで挿入されており、ヘリカルギヤ３７は、抜止め手段によって弁軸１９から抜止めされている。抜止め手段は、弁軸１９の上面とヘリカルギヤ３７の上面に亘るアーム状の押え部材４７と、押え部材４７を弁軸１９の上端面に固定させる取付ボルト４８とを備えている。取付ボルト４８が押え部材４７を挿通して、弁軸１９の上端面に螺合されている。

図９に示すように、押え部材４７は、主軸４１およびウオーム３６に接することなく水平面内（主軸４１の上側）で延長されて杆状に形成されている。押え部材４７は、ヘリカルギヤ３７とともにヘリカルギヤ３７の中心（弁軸１９の中心でもある）回りに、歯部３７Ａが形成された範囲内で回動可能に構成されている。さらに詳しくは、後述するように、直流電動機４９を駆動する時間内で、歯部３７Ａが形成された範囲内で回動可能に構成されている。なお、押え部材４７の先端部上面には、永久磁石Ｍが装着されている。

図１２，１４，１５に示すように、第二のケース２３は、直方体形状に形成されている。第二のケース２３は、第一のケース２２の蓋体２８に着脱自在に取付けられる。第二のケース２３は平面視して矩形状の底壁２３Ａと、底壁２３Ａを上方から被覆する被覆体５０とを備えている。底壁２３Ａと被覆体５０とは、シール部材ｍ６を介して組付けられている。底壁２３Ａには、被嵌合部３２に内嵌する前記嵌合部３１が形成されている。嵌合部３１は円筒状に形成され、底壁２３Ａの壁面に対して下方へ向けて突出されている。嵌合部３１の外周面には、シール部材ｍ７が外嵌されている。嵌合部３１で囲繞される底壁２３Ａの中心には、後述する駆動伝達部である駆動傘歯車５１の、駆動軸５１Ａが挿通される挿通孔５２が形成されている。この駆動軸５１Ａは、上下方向に沿う軸である。

電子部品群２１は第二のケース２３に内装されており、電子部品として、直流電動機４９と、直流電動機４９に電力を供給するための二つの電池（外部から給電を受けない蓄電池）５５，５５と、所定の震度以上の地震を検知する地震検知器５３と、地震検知器からの震度信号の入力により電池５５，５５から直流電動機４９へ電力を供給するよう制御する機能を有する一組の制御基板（図示せず）とを備えている。制御基板は図示されてないが、例えば電池５５，５５と第二のケース２３の奥側壁との間にあって、電池５５，５５に沿って直立するよう配置されている。

駆動伝達部は、駆動傘歯車５１と直流電動機４９とを備える。さらに、第二のケース２３には、永久磁石Ｍの磁力で反応する磁気センサとＬＥＤが内装されている。この磁気センサは、永久磁石Ｍと上下方向で対応すると、押え部材４７が回動したことを検出するものである。この検出により弁体１３の開閉状態を報知するために、制御基板の制御回路を介して、ＬＥＤに点灯、あるいは点滅信号が出力される。

これら電子部品のうち、直流電動機４９は、従動傘歯車３３の上方に配置されるという規制は受けているものの、他の電子部品の配置については特に規制を受けない。本実施形態では、直流電動機４９、電池５５，５５（制御基板）、地震検知器５３の順に短手方向Ｓに並べて配置されている。しかし、電子部品の配置の順序や上下方向の配置位置などは、特に問わない。

図１３に示すように、電子部品群２１に対する水密性を確保するために、第二のケース２３は、水密用カバー５６で上方から被覆されている。すなわち、第二のケース２３と水密用カバー５６とで二重にシールされた構成により、電子部品群２１に対する水密性が確保されている。水密用カバー５６は下側が開放された箱状に形成されている。水密用カバー５６の四方の側壁５６Ｂは、蓋体２８の支持枠３４に嵌合されたシール部材ｍ３に対して外側から嵌合するよう構成されている。

図１４に示すように、水密用カバー５６は天壁５６Ａを備え、水密用カバー５６は、蓋体２８の支持枠３４に嵌合した状態では、天壁５６Ａの裏面が第二のケース２３の上面に当接するよう構成されている。また、水密用カバー５６は、不測に支持枠３４から容易に外れない（外されない）よう固定するための取付杆５７を備えている。取付杆５７は、水密用カバー５６の内側で第二のケース２３の外側を通って、第一のケース２２（例えば受台板３０）に螺合している。

これにより、第二のケース２３は、水密用カバー５６により第一のケース２２に押えられるようにして装着されている。取付杆５７は、その頭部が回転***作部５７Ａとされ、図１４の仮想線で示す手動操作ハンドル４４を工具として用いて回転操作される。回転***作部５７Ａにおいて、天壁５６Ａを挿通する一部に、シール部材ｍ８が外嵌されている。

水密用カバー５６の天壁５６Ａに、回転***作部５７Ａをその外周部で覆う覆壁６０が上方に突出するよう形成されている。常時的には、覆壁６０に、キャップ６１が被せられて回転***作部５７Ａが隠蔽されている。逆に、取付杆５７を取外す際には、キャップ６１を取外し、手動操作ハンドル４４をハンドルシャフト４５から取外して工具として用い、取付杆５７を回転させて、これを取外す。

このような弁体回動手段７２は、弁体１３を給水姿勢Ｗ１、給水遮断姿勢Ｗ２に保持する保持手段を備えている。具体的に、保持手段は、ウオーム３６と、ウオーム３６に噛合するヘリカルギヤ３７とを備えている。すなわち、ウオーム３６にヘリカルギヤ３７が噛合することで構成されている。換言すれば、ヘリカルギヤ３７の弁軸１９回りの回動は、ウオーム３６によって規制されており、逆にウオーム３６が回転することで、ヘリカルギヤ３７が弁軸１９回りに回動する。

上記構成において、メータボックス３内に遮断弁１を配置した状態における遮断弁１の動作について説明する。地震が発生する前の通常時では、図３および図５に示すように、弁体１３は、弁箱１１の内部の給水路１４である、弁台７３の連通開口部７７を開放するよう開いている。すなわち、弁体１３は給水姿勢Ｗ１であって、弁本体８２が仮想流路方向中心４から外れた位置で仮想流路方向中心４に沿っている。弁体１３の給水姿勢Ｗ１では各戸に給水が可能となっており、弁体１３の給水姿勢Ｗ１における駆動機構部２０は図９に示す状態であり、ヘリカルギヤ３７は、弁軸１９を中心として時計方向側に回転した状態にあって、これととともに押え部材４７も弁軸１９を中心として時計方向側に回転した状態にある。

本実施形態の遮断弁１では、弁軸１９と第一のケース２２の底壁２５との嵌合部、第一ケース本体２４と蓋体２８との組付け部分、支持枠３４と水密用カバー５６との嵌合部分、水密用カバー５６の天壁５６Ａと取付杆５７との嵌合部分、第二のケース２３の底壁２３Ａと被覆体５０との組付け部分には、それぞれシール部材ｍ１〜ｍ１０が設けられている。このように、異なる部材どうしは、シール部材を介して取付けられているため、仮にメータボックス３内に雨水等が侵入してきたとしても、駆動機構部２０、電子部品群２１に対する水の侵入や、弁箱１１内への不測の水の侵入が抑えられる。

弁軸１９は、仮想流路方向中心４から位置ずれして配置されている。また、給水姿勢Ｗ１にある弁体１３は、仮想流路方向中心４から位置ずれして配置されている。この構成のように、弁体１３および弁軸１９を仮想流路方向中心４（給水路）から外すことにより、給水路１４に給水を邪魔する物を最小限に抑えられるから、給水の圧力損失が抑えられる。

所定の震度以上の地震が発生した場合、これを地震検知器５３が検知して、震度信号が制御基板の制御回路に出力されると、制御回路は、地震検知器５３からの震度信号の入力により電池５５，５５から直流電動機４９へ電力を供給するよう制御する。そうすると、直流電動機４９が駆動し、駆動傘歯車５１がその軸心回りに回転をし、駆動傘歯車５１に噛合している従動傘歯車３３が軸部４０回りに回転し、軸部４０に噛合している平歯車３９が、その軸心回りに回転し、平歯車３９に連結されている主軸４１、および主軸４１に外嵌しているウオーム３６がその軸心回りに回転する。

そうすると、ウオーム３６に噛合しているヘリカルギヤ３７が回転し、ヘリカルギヤ３７に連結されている弁軸１９がその軸心回りに回動し、給水姿勢Ｗ１にある弁体１３の弁本体８２が、弁台７３の一次側面７８に当接して、連通開口部７７を閉じた給水遮断姿勢Ｗ２となる。具体的には、弁軸１９が回動すると、弁本体８２の弁軸１９への取付部分である嵌合部８１とともに、弁本体８２の弁部８３が弁軸１９とともに回動する。そして、弁部８３の一面に固着されたパッキン８４の当接部８４ａが、弁台７３の一次側面７８に当接して、連通開口部７７はパッキン８４の当接部８４ａによって閉じられる。

給水遮断姿勢Ｗ２では、図４および図６で示すように、弁本体８２を介して給水路１４における一次側流体供給路（以下「一次側給水路」と称する）と、二次側流体供給路（以下「二次側給水路」と称する）とが非連通とされ、弁箱１１内での給水が遮断される。すなわち、各戸への給水が遮断される。なお、直流電動機４９の駆動は、例えばタイマー制御されており、所定時間だけ駆動を継続すると、弁体１３が給水遮断姿勢Ｗ２となるよう設定されている。

弁軸１９が回動すると、弁軸１９に固定されている押え部材４７が弁軸１９の軸心回りに反時計方向に回動し、ＬＥＤが点灯、あるいは点滅するなどして、給水路１４での給水が遮断されている状態を報知する。この場合、ＬＥＤの報知は、磁気センサによって検知される。

上記のように、弁体１３は、給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２へ切替わる際に、弁体１３の端部側に取付けられた弁軸１９回りに回動するものである。そして弁体１３は、給水遮断姿勢Ｗ２へ切替わる際に、弁台７３の一次側面７８に当接して連通開口部７７を閉じるように動作する。すなわち、弁体１３の姿勢の切替えの際に、弁体１３は、他部材と摩擦（摺動）することがない。

このため、弁体１３を駆動させるためのトルクである、弁体回動手段７２の駆動に必要な動力が少なくてすむ。また、弁体１３は、給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２に切替えられる途中で、給水圧（流体圧）を受ける。この給水圧が、弁本体８２を給水遮断姿勢Ｗ２とする方向に加算されることで、弁体１３を回動させるためのトルクはいっそう少なくてすむ。

この遮断弁１では、弁体１３が給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２へ切替わる際には、弁箱１１内で弁体１３および弁軸１９が回動するのみで、弁箱１１（給水路１４）内に挿入される部材はない。つまり、遮断弁１は、大気圧と弁箱１１の内部の水圧との圧力差に抗して弁台７３の連通開口部７７を閉じるという構成ではないため、弁体１３は水圧の影響を受けることがない。このことからも、弁体１３を回動させるためのトルクは少なくてすむ。

嵌合部８１は、弁軸１９に、若干の隙間を介して取付けられている。このように、弁体１３が弁軸１９に対して若干の隙間を介して取付けられていることで、弁体１３は弁軸１９に対してがたつくことが可能になっている。そうなると、弁体１３が給水遮断姿勢Ｗ２となった際に、がたつく分だけの自由度をもって連通開口部７７が閉じられる。このため、給水遮断姿勢Ｗ２にある弁体１３に給水圧が働くことで、弁体１３により連通開口部７７が確実に閉じられ、給水の遮断を確実に行うことができる。

ところで、この種の遮断弁１では、電子部品を定期的に交換する要請がある。本実施形態の遮断弁１では、特に、電子部品群２１をカートリッジとして交換することができる。すなわち、水密用カバー５６の覆壁６０からキャップ６１を外し、回転***作部５７Ａに手動操作ハンドル４４（工具）を装着して取付杆５７を回転させることで、取付杆５７を取外す。このようにしてから水密用カバー５６を第一のケース２２から取外す。そうすると、第二のケース２３が露出するので、第二のケース２３を把持して引き上げるようにして、被嵌合部３２から嵌合部３１を外す。そうすると、被駆動伝達部である従動傘歯車３３と駆動伝達部である駆動傘歯車５１との噛合が外れ、電子部品群２１を、第二のケース２３ごと駆動機構部２０から取外すことができる。

本実施形態の遮断弁１によれば、複数の電子部品がまとめられて電子部品群２１という形態でユニットとされており、電子部品群２１と駆動機構部２０とは、駆動伝達部を介して連結されているのみであるから、駆動機構部２０に対し電子部品群２１をまとめて取り扱うことができ、駆動機構部２０に対する電子部品群２１の取外しを、極めて容易に行うことができる。

そして、新たな電子部品群２１を駆動機構部２０に装着するには、電子部品群２１のうち駆動傘歯車５１を、従動傘歯車３３に噛合するように、電子部品群２１を第二のケース２３ごと第一のケース２２（駆動機構部２０）に装着すればよい。

さらに本実施形態では、駆動機構部２０を弁箱１１から外すことも容易である。具体的に図１０を参照して説明すると、上記のようにして電子部品群２１を駆動機構部２０から取外した後に、第一のケース２２の蓋体２８を取外して第一のケース２２を開放すると、取付ボルト４８が露出するので、この取付ボルト４８、また、ボルトＢ１を取外して、第一のケース２２を上方へ引き上げる。そうすると、ヘリカルギヤ３７、底壁２５（挿通穴２９）から弁軸１９が引き抜かれて、駆動機構部２０を第一のケース２２ごと、弁箱１１から取外すことができる。

このようにして、例えば、駆動機構部２０のメンテナンスを行うことができる。あるいは、駆動機構部２０を交換する場合では、第一のケース２２の内部から底壁２５および弁箱１１の上面１１ａにボルトＢ１を挿通させて締め付け、第一のケース２２の底壁２５の挿通穴２９に弁軸１９を挿通し、弁軸１９の上端部側をヘリカルギヤ３７の中心部に挿通し、押え部材４７を弁軸１９の上端面に載せ、取付ボルト４８により弁軸１９、ヘリカルギヤ３７、および押え部材４７を一体とすることで、弁箱１１の上面に駆動機構部２０を第一のケース２２ごと取付けることができる。

本実施形態の遮断弁１によれば、駆動機構部２０がユニットとされており、駆動機構部２０と弁軸１９とは取付ボルト４８によって連結されているのみであるから、弁軸１９に対する駆動機構部２０の着脱を、極めて容易に行うことができる。

本発明の遮断弁は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上記実施形態では、弁台７３の一次側面７８は、仮想流路方向中心４に対して略直交する方向に配置した場合で説明した。しかしながら、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、弁台７３の一次側面７８は、仮想流路方向中心４に対して傾斜するよう設定することも可能である。

具体的には、一次側面７８は、弁軸１９から遠のく端部側を上流側に傾斜する環状の傾斜平面とされる。一次側面７８を傾斜させたことで、連通開口部７７は、一次側開口７４および二次側開口７５を結んだ仮想流路方向中心４に対して傾斜されている。弁体１３の給水遮断姿勢Ｗ２は、傾斜させた一次側面７８に当接する姿勢である。このように構成することによれば、一次側面７８を傾斜させた分だけ弁体１３の回動量を少なくすることができる。これにより、弁箱１１の長手方向長さ（面間距離）を短くすることが可能となる。

上記実施形態では、弁体１３は垂直方向（上下方向）に沿う弁軸１９回りに回動する構成で説明した。しかしながら、図示しないが、弁軸を、仮想流路方向中心に対して上側に外れる位置で、仮想流路方向中心に直角な方向の水平方向に配置し、弁体をこの弁軸回りに回動させることで、給水姿勢と給水遮断姿勢に切替えるよう構成することができる。このような構成では、弁台の一次側面を、仮想流路方向中心に対して略直交する方向に配置してもよいし、一次側面を、仮想流路方向中心に対して傾斜するよう設定することも可能である。一次側面は、その下方を上流側に位置するよう傾斜させた構成とする。そして、給水遮断姿勢W2では、弁体自体の重さが一次側面７８に働くため、連通開口部７７を確実に閉じることができる。

上記実施形態では、給水流方向（流体供給方向）の仮想流路方向中心４は、一次側開口７４および二次側開口７５を水平な一直線的に結んだ場合で示した。しかしながら、この遮断弁１では、給水流方向は、水平な流れの途中で垂直に変更される構成も考えられる。この場合、仮想流路方向中心４も水平方向から垂直方向に沿うようになり、連通開口部７７は、上方へ向けて開放される。すなわち、連通開口部７７は水平方向に沿うよう構成される。

また、給水流方向の仮想流路方向中心４は、水平な流れの途中で垂直方向に沿う場合に限らず、水平（垂直）に対して傾斜する場合も考えられる。何れにしても、連通開口部７７は、給水流方向に対して直角な方向で開口するよう構成される。したがって、連通開口部７７は水平方向から垂直方向の間の任意の方向で開口させることが可能であり、弁体１３の給水姿勢Ｗ１、給水遮断姿勢Ｗ２は、連通開口部７７の開口方向に応じて決められる。

弁体回動手段７２は上記構成に限定されない。上記実施形態では、弁体回動手段７２は、ウオーム３６と、ウオーム３６に噛合するヘリカルギヤ３７とを備え、直流電動機４９を駆動させてウオーム３６を回転させることでヘリカルギヤ３７を回動させ、弁体１３を回動させるよう構成した。しかしながら、図示しないが、例えばラック・ピニオンの機構を用いて、弁軸を回動させるようにした弁体回動手段等が考えられる。この場合、ラック・ピニオンの機構が、保持手段として用いられる。また、弁軸を電動によって駆動する構成に限定されず、例えばゼンマイ（発条）を、弁軸を回動させるための駆動源とする構成も考えられる。

上記各実施形態では、遮断弁を緊急遮断弁として説明した。ここで参考例として、遮断弁は、緊急遮断弁のみ限らず、例えば、止水用弁（交換やメンテナンスの為の一時的なものから、停水や廃栓のような継続的な目的のものを含む）、あるいは止水栓、仕切弁、ゲートバルブ、逆流防止弁等にも適用できる。

上記各実施形態では、遮断弁１をメータボックス３内の給水配管に配置した場合を説明した。ここで参考例として、遮断弁１は、配水管から各戸の蛇口に至る間の給水配管（水道管）の適宜の場所に設置することが可能である。例えば遮断弁１はマンション（あるいは、工場、病院等）に設備されたパイプシャフトに対して設置することも可能である。パイプシャフトは、左右横方向に配置されていたり、上下方向に配置されていたりする。

パイプシャフトに遮断弁１を適用させるには、上記実施形態と同様に、遮断弁１の長手方向をパイプシャフトに対して鉛直面内で直交する方向となるよう、遮断弁１を配置し、電子部品群２１を第二のケース２３ごと手前に引くようにして駆動機構部２０から取外したり、電子部品群２１を手前から第二のケース２３ごと駆動機構部２０に装着したりできるよう、パイプシャフトに遮断弁１を設置する。このようにすることにより、駆動機構部２０を第一のケース２２ごと手前に引くようにしてパイプシャフトから取外したり、駆動機構部２０を第一のケース２２ごと、手前からパイプシャフトに設置したりできる。

上記各実施形態では、所定の震度以上の地震を検知する地震検知器５３を用い、地震を検知することで、弁体１３を給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２とするように構成した。この地震感知器５３としては、感震器や加速度センサ等が用いられ、所定の震度や加速度を検知することで、弁体１３を給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２とする。ここで参考例として、本発明は、地震を検知することで、弁体１３を給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２とする構成とすることもできる。

例えば、水道管（メータボックス３内およびそれ以外を含む）の管破断や不図示の給水ポンプ等の設備機器の異常に伴い水道水が所定の流量を超えた場合に、これを流量センサによって検知して、弁体１３を給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２とするように構成することが考えられる。あるいは、メータボック３に対して一次側に配置した弁や給水ポンプ等の設備機器の異常に伴い水道水が所定の圧力を超えた場合に、これを圧力センサによって検知して、弁体１３を給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２とするように構成することが考えられる。さらに、設備機器の異常に伴い水道水が所定の温度を超えた場合に、これを温度センサによって検知して、弁体１３を給水姿勢Ｗ１から給水遮断姿勢Ｗ２とするように構成することが考えられる。

上記各実施形態では、流体の一例として水道水を挙げ、水道水の給水遮断を行うようにした遮断弁１を例に挙げた。ここで参考例として、本発明は水道水の給水遮断を行う遮断弁１に限定されず、他の流体の遮断を行う遮断弁として適用することもできる。他の流体である液体として、工業用水、燃料油、清涼飲料、水薬等が挙げられ、流体である気体として、水蒸気、圧縮空気、燃料ガス、医療ガス等が挙げられる。

１…遮断弁、２…給水配管構造、３…メータボックス、４…仮想流路方向中心、５…止水栓部、６…水道メータ、７…流入管、８…上流側開口、９…流出管、１０…下流側開口、１１…弁箱、１３…弁体、１４…給水路、１９…弁軸、３６…ウオーム、３７…ヘリカルギヤ、７１…弁機構部、７２…弁体回動手段、７３…弁台、７４…一次側開口、７５…二次側開口、７６…弁体収容部、７７…連通開口部、７８…一次側面、８１…嵌合部、８２…弁本体、８３…弁部、８４…パッキン、８４ａ…当接部、Ｌ…長手方向、Ｓ…短手方向、Ｗ１…給水姿勢、Ｗ２…給水遮断姿勢

Claims (5)

1. 各戸へ水道水を供給する給水路に設けられる水道メータを収容するメータボックスの内部に配置される遮断弁であり、
   前記遮断弁は、流体供給路の一次側開口および二次側開口が形成された弁箱と、弁箱に収容された弁体と、弁体の回動中心となる軸体と、弁箱の内部の一次側流体供給路と二次側流体供給路とを連通する連通開口部が形成された弁台と、弁体を軸体回りに回動させる弁体回動手段とを備え、
   弁体回動手段は、所定の震度以上の地震を検知する地震検知器と、地震検知器が地震を検知した際に弁体の回動を行う制御部とを備え、
   軸体は弁体の端部側に取付けられ、弁体は連通開口部に対し一次側にあって、弁体回動手段によって軸体回りに回動することで、連通開口部から離れてこれを開放した供給姿勢と連通開口部に当接してこれを閉じた供給遮断姿勢とに切替可能とされ、
   弁体は、弁体回動手段の駆動によって、供給姿勢から軸体回りに連通開口部側へ回動して供給遮断姿勢となるよう構成されたことを特徴とする遮断弁。
2. 弁台の連通開口部は、一次側開口および二次側開口を直線的に結んだ流体供給方向に対して、軸体から離れる方が一次側開口寄りに傾斜した請求項１記載の遮断弁。
3. 弁体は、一次側開口および二次側開口を直線的に結んだ流体供給路から外れた位置で供給姿勢となり、軸体は流体供給路から外れた位置にある請求項１または請求項２の何れか１項に記載の遮断弁。
4. 弁体は軸体への取付部分を備え、取付部分は軸体の外周面にがたつきをもって取付けられた請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の遮断弁。
5. 弁体の取付部分は、軸体の外周面との間に片側0.2〜0.5mmの隙間をもって取付けられることで、取付部分が軸体の外周面にがたつきをもって取付けられた請求項４に記載の遮断弁。

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