パック式バルブ
【課題】バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができるパック式バルブを提供する。
【解決手段】中空状のバルブ本体１０と、バルブ本体１０の一端開口に螺合して中空を密閉するグランドナット４０と、バルブ本体１０内の中空内壁に螺合して閉鎖弁室１６を形成するとともに、一端にガスの流入路１４を開閉させる弁体５１を有するケレップ５１と、一端がバルブ本体１０の中空内に収納され、他端がグランドナット４０を貫通する回動自在なスピンドル２０と、スピンドル２０の他端に取り付けられたハンドル３０とを備え、スピンドル２０とケレップ５０との間に、両者の回転軸Ｓの変位を吸収しつつ、スピンドル２０の回転をケレップ５０に伝達することが可能な回転伝達手段２１，６０（６１，６２），５２を設けた構成としてある。
【解決手段】中空状のバルブ本体１０と、バルブ本体１０の一端開口に螺合して中空を密閉するグランドナット４０と、バルブ本体１０内の中空内壁に螺合して閉鎖弁室１６を形成するとともに、一端にガスの流入路１４を開閉させる弁体５１を有するケレップ５１と、一端がバルブ本体１０の中空内に収納され、他端がグランドナット４０を貫通する回動自在なスピンドル２０と、スピンドル２０の他端に取り付けられたハンドル３０とを備え、スピンドル２０とケレップ５０との間に、両者の回転軸Ｓの変位を吸収しつつ、スピンドル２０の回転をケレップ５０に伝達することが可能な回転伝達手段２１，６０（６１，６２），５２を設けた構成としてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスボンベに直接接続されてガスの供給又は充填に用いられるパック式バルブに関し、特に、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができるパック式バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から圧縮ガスや液化ガスを充填したガスボンベに用いられるバルブとして、パック式バルブとダイヤフラム式バルブとがある。パック式バルブは、パッキング式のジョイント又はボルトを用いてバルブ内の気密性を確保しており、一方、ダイヤフラム式バルブは、弁体の移動とともに撓む金属薄板製のダイヤフラムによってバルブ内の気密性を確保している。
【０００３】
そして、ダイヤフラム式バルブとの比較において、パック式バルブは、弁体を開閉させるケレップの移動量が大きく、大量のガスを効率よく流入出させることが可能である。また、消耗品であるダイヤフラムを用いないので寿命が長く、分解してメンテナンスすることにより、繰り返し使用することができるという利点もある。
【０００４】
従来の一般的なパック式バルブの構成を図８及び図９に示す。図８は従来のパック式バルブを示す断面図である。図９は従来のパック式バルブのスピンドル及びケレップを示す斜視図である。
【０００５】
これら図面において、従来のパック式バルブ１００は、中空状のバルブ本体１１０を備え、バルブ本体１１０の中空部１１１内に、ガスの流入出路１１４，１１５を接続させるケレップ１５０を螺合させた構成となっている。ケレップ１５０の下端にはガスの流入口１１４ａを閉鎖する弁体１５１が取り付けてあり、上端には角穴１５２が穿設してある。このケレップ１５０の角穴１５２には、スピンドル１２０の下端に設けた角棒１２１が挿入される。スピンドル１２０の上端に取り付けたハンドル１３０を回転させると、スピンドル１３０の回転が角棒１２１及び角穴１５２を介してケレップ１５０に伝達され、バルブ本体１１０の中空部１１１内で互いに螺合するねじ部１１３，１５３に沿って、ケレップ１５０が上下方向に移動し、ガスの流入口１１４ａが開閉される。
【０００６】
このような従来のパック式バルブとして、例えば、特許文献１及び２に提案されているものがある。
【特許文献１】特開２００６−３３６８１９号公報（図１参照）
【特許文献２】特開平７−２８０１３４号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来のパック式バルブ１１０では、いずれも角棒１２１と角穴１５２との連結を介して、スピンドル１２０の回転をケレップ１５０に伝達させる構成となっていた。このため、ハンドル１３０を操作するときの力の偏り、角穴１５２の芯だしの困難性、構成部品どうしのクリアランスないし寸法誤差などに起因して、スピンドル１２０とケレップ１５０との回転軸Ｓが微小変位してしまい、バルブ本体１１０とケレップ１５０とを螺合させるねじ部１１３，１５３にかじり（以下、単に「ねじ部１１３，１５３のかじり」という）が生じてしまうという問題があった。
【０００８】
従来のパック式バルブ１１０におけるねじ部１１３，１５３のかじりは、使用開始から比較的短期間のうちにほぼ例外なく発生しており、このようなねじ部１１３，１５３のかじりが原因となって、パック式バルブ１１０は、ハンドル１３０の回転操作が重く、操作性や操作感が悪いものと一般ユーザーに認識されている。この結果、パック式バルブ１１０は、ダイヤフラム式バルブと比較して多くの利点を有するにもかかわらず、一般ユーザーの需要はダイヤフラム式バルブに傾きつつある。
【０００９】
なお、上述したねじ部１１３，１５３のかじりを解消するために、バルブ本体１１０とケレップ１５０とを螺合させる雌ねじ１１３及び雄ねじ１５３の間に大きな遊びを意図的にもたせ、この大きな遊びによって回転軸Ｓの微小変位を吸収することが試みられたが、遊びに起因するがたつきがねじ部１１３，１５３に負担を与え、また、ケレップ１５０の開閉動作を不安定にし、結局、パック式バルブ１１０の寿命が短くなってしまうという問題があった。
【００１０】
以上述べたように、パック式バルブには、ねじ部のかじりによってハンドルの操作性が悪いという問題があるが、大量のガスを効率よく流入出させることができる点は、ダイヤフラム式バルブよりも優れている。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができるパック式バルブの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のパック式バルブは、ガスボンベに直接接続され、前記ガスボンベから外部へのガスの供給又は外部から前記ガスボンベへのガスの充填に用いられるパック式バルブであって、前記ガスの流入路と流出路とを接続する閉鎖弁室を設けた中空状のバルブ本体と、前記バルブ本体の一端開口に螺合して前記中空を密閉するグランドナットと、前記バルブ本体内の中空内壁に螺合して前記閉鎖弁室を形成するとともに、一端に前記ガスの流入路を開閉させる弁体を有するケレップと、一端が前記バルブ本体の中空内に収納され、他端が前記グランドナットを貫通する回動自在なスピンドルと、前記スピンドルの他端に取り付けられたハンドルとを備え、前記スピンドルと前記ケレップとの間に、両者の回転軸の変位を吸収しつつ、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達することが可能な回転伝達手段を設けた構成としてある。
【００１２】
このような構成によれば、ハンドルを操作するときの力の偏りや、構成部品どうしのクリアランスないし寸法誤差などに起因して、スピンドルとケレップとの間に回転軸の微小変位（芯ずれ）が生じた場合でも、これらスピンドルとケレップとの間に設けた回転伝達手段によって、両者の回転軸の微小変位が吸収され、スピンドルの回転だけがケレップに伝達されることになる。これにより、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することが可能となり、パック式バルブのハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
ここで、本発明の「回転伝達手段」としては、例えば、車輌、工作機械等において、駆動軸と被駆動軸とを繋ぐ軸継手における軸方向変位の吸収原理を適用する。本発明者が鋭意検討した結果、本発明の回転伝達手段として、パック式バルブのバルブ本体内に収まる大きさであること、部品点数が少ないこと、構造が簡単であること、及び腐食性ガスに対する耐食性などが必要であり、例えば、オルダム継手、ディスクカップリング、ゴムカップリング、ばねカップリング、精密補正継手、精密ばね軸継手、ユニバーサルジョイント等の軸方向変位の吸収原理を適用することが可能である。特に、オルダム継手、ゴムカップリング、ばねカップリングの軸方向変位の吸収原理を利用した回転伝達手段は、簡単な構造で小型かつ少ない部品点数で実現することができ、構成部品の全てを耐食性を有する金属材料又は樹脂材料で構成することが可能である。このような「回転伝達手段」の具体的な構成については、本発明の実施形態で詳述する。
【００１４】
好ましくは、前記回転伝達手段が、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸と略直交する方向に延びる凸条及び凹溝を備え、これら凸条及び凹溝が互いに遊嵌することによって、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達するとともに、これら凸条及び凹溝が相対的に摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収する構成とする。
【００１５】
この構成は、オルダム継手の軸方向変位の吸収原理を回転伝達手段に適用したものである。このような構成によれば、スピンドルとケレップとの間に回転軸の微小変位が生じた場合でも、この微小変位が、回転伝達手段である凸条及び凹溝の相対的な摺動やクリアランスによって吸収され、スピンドルの回転だけがケレップに伝達されることになる。
【００１６】
これにより、ねじ部のかじりを防止して、パック式バルブのハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。また、回転伝達手段としての凸条及び凹溝は、従来の角棒及び角穴よりも容易かつ高精度に芯だしすることが可能であり、パック式バルブの製造効率の向上を図ることもできる。
【００１７】
特に、従来の角穴には、その内部に溜まったリキッドガスを排出するために、斜め下方向に傾斜する逃げ穴（図８及び図９の符号１５４を参照）を穿設する必要があったが、本回転伝達手段を構成する凹溝には、リキッドガスの逃げ穴を設ける必要がなく、リキッドガスは凹溝の両端から自然に、又は凸条に押されて積極的に排出されることになる。これにより、本回転伝達手段は、従来の角穴のようなリキッドガスによる汚染が少なく、必要最低限の工数で容易に加工することが可能である。
【００１８】
より好ましくは、前記回転伝達手段として、前記スピンドルの一端に第１の凸条又は凹溝、前記ケレップの他端に第２の凸条又は凹溝をそれぞれ設けるとともに、前記スピンドルの一端と前記ケレップの他端との間に介在され、他端に前記第１の凸条又は凹溝と遊嵌する第３の凹溝又は凸条と、一端に前記第２の凸条又は凹溝と遊嵌する第４の凹溝又は凸条とを、互いに略直交する方向に設けた摺動継手を備え、前記摺動継手の外径を前記バルブ本体の中空内径より小さくし、前記外径と中空内径との寸法差の範囲内で前記摺動継手が摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収する構成とする。
【００１９】
上記構成において、凸条と凹溝とは種々の組合せが可能であるが、説明の便宜上、例えば、スピンドルの一端に第１の凹溝、ケレップの他端に第２の凹溝を形成し、これら第１及び第２の凹溝に遊嵌する第３及び第４の凸条を摺動継手に設けたとする。そして、第１の凹溝と第３の凸条との摺動方向をＸ方向、第２の凹溝と第４の凸条の摺動方向をＹ方向とする。
【００２０】
このような構成によれば、例えば、ハンドルを操作するときの力に偏りが生じて、スピンドルとケレップとの間に回転軸の微小変位が生じた場合でも、この微小変位が、第１及び第２の凹溝と、第３及び第４の凸条との間におけるＸ方向及びＹ方向の摺動によって吸収され、スピンドルの回転だけがケレップに伝達されることになる。
【００２１】
この結果、ねじ部のかじりを防止して、パック式バルブのハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。また、回転軸の変位吸収と回転伝達とを、簡単な構造で小型かつ少ない部品点数で実現することができ、パック式バルブの製造効率を向上させることが可能であるとともに、メンテナンス性を向上させることができる。
【００２２】
より好ましくは、前記スピンドルの第１の凸条又は凹溝と、前記摺動継手の第３の凹溝又は凸条との間に、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸方向の間隙を形成し、この間隙の範囲内で前記ケレップが進退動作する構成とする。
【００２３】
このような構成によれば、上記の例示において、スピンドルの第１の凹溝と、摺動継手の第３の凸条との間に間隙が形成された状態で、スピンドルの回転が摺動継手に伝達される。摺動継手の回転は、その第４の凸条及び第２の凹溝を介してケレップに伝達される。このとき、ケレップが、第１の凹溝と第３の凸条との間隙の範囲内で進退動作するので、この進退動作がスピンドルに伝わることがなく、ハンドルの回転操作に伴う移動（例えば、上下動）をなくすことが可能となる。これにより、ハンドルの操作性を良好にすることができ、また、ハンドルの移動による他部材との緩衝を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のパック式バルブによれば、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。また、本発明のパック式バルブは、簡単な構造で小型かつ少ない部品点数で実現することが可能であり、製造効率及びメンテナンス性の向上を図ることができる。この結果、大量のガスを効率よく流入出させることができるというパック式バルブの利点が見直され、パック式バルブの需要増大が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係るパック式バルブについて、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、ステンレス鋼等の種類を例示するにあたってＪＩＳコードを省略して記載してある。
【００２６】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るパック式バルブについて、図１〜５を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るパック式バルブを示す断面図である。図２（ａ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップを示す斜視図であり、同図（ｂ）は上記摺動継手の平面図及び側面図である。図３（ａ），（ｂ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップの相対的な摺動動作を示す説明図である。図４は上記パック式バルブのスピンドル及びケレップに対する摺動継手の摺動動作を示す説明図である。図５（ａ），（ｂ）は上記摺動継手の変更例を示すものである。
【００２７】
図１において、本実施形態に係るパック式バルブ１は、主として、バルブ本体１０と、スピンドル２０と、ハンドル３０と、グランドナット４０と、ケレップ５０と、摺動継手６０と、安全ナット７０と、キャップ８０とで構成してある。
【００２８】
［バルブ本体］
バルブ本体１０は、その内部に断面略円形の中空部１１を設けたハウジングであり、耐腐食性を有する金属材料、例えば、ＳＵＳ３１６のステンレス鋼により形成してある。中空部１１の下方にはガスの流入路１４が連通しており、また、中空部１１の一側方にはガスの流出路１５が連通している。さらに、これら流入路１４及び流出路１５が共に開口する中空部１１の下端側は、後述するケレップ５０によって閉鎖された閉鎖弁室１６となっている。この閉鎖弁室１６内には、ガスの流入口１４ａが開口しており、この流入口１４ａは、後述する弁体５１によって開閉される。
【００２９】
また、ガスの流入路１４の他側方には吹出し路１７が分岐しており、この吹出し路１７は、パッキンＰ２を介して安全ナット７０により密閉されている。安全ナット７０の中心部分には可溶合金７１が充填してある。このような安全ナット７０は、火災などの事故が発生した場合に、ガスボンベ等の高圧ガス容器が爆発することを防止する役割を果たす。すなわち、本パック式バルブ１を取り付けた図示しない高圧ガス容器が、火災などの高温環境下に曝されたときに、安全ナット７０内に充填された可溶合金７１が溶け出して、ガスの流入口１４ａを外部に連通させる通路を形成する。この通路から前記高圧ガス容器内のガスが噴出されることで、前記高圧ガス容器内の圧力が低下して爆発が防止される。
【００３０】
さらに、上述したガスの流出路１５の開口部は、パッキンＰ３を介してキャップ８０により閉鎖してある。パッキンＰ２，Ｐ３の材料として、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いることができる。また、キャップ８０の材料として、例えば、ニッケルメッキを施したＣ３６０４ＢＤを用いることができる。
【００３１】
［スピンドル］
スピンドル２０は、ケレップ５０を進退させて弁体５１を開閉動作させるための軸部材であり、例えば、耐腐食性を有するＳＵＳ３０４等のステンレス鋼又はニッケルメッキを施したＣ３６０４ＢＤにより形成してある。
【００３２】
スピンドル２０の上端部には、ハンドル３０を取り付けるための雄ねじ部２２が設けてあり、この雄ねじ部２２に止めナット３２を締結させることによりハンドル３０を固定している。スピンドル２０とハンドル３０との間にはスプリング３１が介設してあり、このスプリング３１によって、ハンドル３０は、下記のグランドナット４０側に付勢されている。スピンドル２０の下端面に形成した第１の凹溝２１（回転伝達手段）については、後述する［回転伝達手段］の項目で詳細に説明する。
【００３３】
［グランドナット］
グランドナット４０は、上述したバルブ本体１０の中空部１１の蓋となり、かつスピンドル２０と螺合してこれを回動自在に支持するものである。このグランドナット４０の材料としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、又はニッケルメッキを施して耐食性をもたせたＣ３６０４ＢＤ等の黄銅（真鍮）などを例示することができる。例えば、ニッケルメッキを施して耐食性をもたせたＣ３６０４ＢＤ等の黄銅（真鍮）が好適である。
【００３４】
グランドナット４０の中心部には、スピンドル２０の軸部が貫通される軸受孔４１が設けてある。この軸受孔４１の内壁面には、スピンドル２０の軸部との密閉性を保つための二つのＯリング（符号「Ｏ（オー）」参照）が介設してある。Ｏリングの材料として、例えば、ＦＰＭ等のフッ素ゴム又はＮＢＲ等のニトリルゴムなどを用いることができ、好ましくは、ＦＰＭ等のフッ素ゴムを用いるとよい。
【００３５】
また、グランドナット４０の下端部外周には雌ねじ部４２が設けてあり、この雌ねじ部４２は、バルブ本体１０の上端外周に形成した雄ねじ部１２と螺合している。さらに、グランドナット４０の雌ねじ部４２に囲まれた下端面（当接面）には、スピンドル２０の軸部及びバルブ本体１０の上端縁に圧接する環状のパッキンＰ１が介設してある。このパッキンＰ１により、バルブ本体１０の中空部１１内の気密性が保たれている。パッキンＰ１の材料として、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いることができる。
【００３６】
［ケレップ］
ケレップ５０は、上述したバルブ本体１０の中空部１１の下端側に適合した形状をしており、その側部には雄ねじ部５３（図２（ａ）参照）が設けてある。この雄ねじ部５３を、バルブ本体１０の中空部１１内壁に設けた雌ねじ部１３に螺合させることで、中空部１１の下端側に閉鎖弁室１６が形成される。また、ケレップ５０の下端側には、ガスの流入口１４ａを塞ぐ弁体５１が取り付けてある。
【００３７】
ケレップ５０の材料としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０６等のステンレス鋼を用いることができる。ここで、使用するガスによってはバルブ本体１０、スピンドル２０及びケレップ５０に高い耐食性が要求される場合がある。このような場合には、バルブ本体１０、スピンドル２０及びケレップ５０の材料をいずれもＳＵＳ３０６とすることが好ましい。このようにバルブ本体１０及びケレップ５０を同一硬度の材料とすると、一般には、互いのねじ部１３，５３にかじりが生じやすいことになるが、本実施形態では、後述する回転伝達手段によって、スピンドル２０とケレップ５０との間に生じた回転軸Ｓの微小変位を吸収することができるので、互いのねじ部１３，５３にかじりが生じにくい。
【００３８】
弁体５１は、上述したように、バルブ本体１０のガスの流入口１４ａを開閉させて、ガスの流通を制御するためのものである。この弁体５１は、気密性に優れ、長年使用しても容易に変形しない樹脂材料により形成してある。この材料として、例えば、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ又はポリアミドを用いることができ、特に、ＰＣＴＦＥが好適である。
【００３９】
上述したハンドル３０ないしスピンドル２０の回転がケレップ５０に伝達されると、雄ねじ部５３及び雌ねじ部１３の螺合に従って、ケレップ５０が上下方向に進退動作し、弁体５１によってガスの流入口１４ａが開閉される。ケレップ５０の上端面に形成した第２の凹溝５２（回転伝達手段）については、下記の［回転伝達手段］の項目で詳細に説明する。
【００４０】
［回転伝達手段］
スピンドル２０の回転をケレップ５０に伝達するために、本実施形態では、これらスピンドル２０とケレップ５０との間に、図２（ａ），（ｂ）に示すような回転伝達手段を介設してある。本実施形態の回転伝達手段は、オルダム継手の軸方向変位の吸収原理を利用した構成としてある。
【００４１】
これら図面において、本実施形態に係る回転伝達手段は、スピンドル２０の下端面に第１の凹溝２１、ケレップ５０の上端面に第２の凹溝５２をそれぞれ設けるとともに、これらスピンドル２０とケレップ５０との間に摺動継手６０を介在させた構成となっている。この摺動継手６０の上面には、第１の凹溝２１と遊嵌する第３の凸条６１が設けてあり、下面には、第２の凹溝５２と遊嵌する第４の凸条６２が設けてある。同図（ｂ）に示すように、第３の凸条６１は平面視Ｘ方向、第４の凸条６２は平面視Ｙ方向に延びており、これら第３及び第４の凸条６１，６２は、摺動継手６０の上面と下面とにおいて、互いに略十文字に直交している。
【００４２】
さらに詳述すると、スピンドル２０の下端部は、バルブ本体１０の中空部１１の内径Ｌ１とほぼ等しい大径円形となっており、この大径円形の直径に沿って第１の凹溝２１が設けてある。一方、摺動継手６０の外径Ｌ２は、中空部１１の内径Ｌ１よりも小さくしてある。これにより、摺動継手６０を中空部１１内に配設したときに、摺動継手６０と中空部１１内壁との間に、寸法差Ｌ１−Ｌ２の間隙が形成される（図１及び図４参照）。
【００４３】
上述したような第１の凹溝２１と第３の凸条６１、及び第４の凸条６２と第２の凹溝５２を互いに遊嵌させた本回転伝達手段の動作について説明する。まず、図３（ａ），（ｂ）に示すように、本回転伝達手段をバルブ本体１０の中空部１１外において構成すると、スピンドル２０と摺動継手６０とがＸ方向に、また、摺動継手６０とケレップ５０とがＹ方向に、それぞれ相対的に摺動可能となる。そして、図４に示すように、このような本回転伝達手段をバルブ本体１０の中空部１１内において構成すると、寸法差Ｌ１−Ｌ２の範囲内で、摺動継手６０がＸ−Ｙ方向に摺動可能となる。
【００４４】
図４において、摺動継手６０は、スピンドル２０とケレップ５０との回転軸Ｓに微小変位が生じた場合に摺動する。例えば、ハンドル３０を操作するときの力に偏りが生じて、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合は、この力の偏りを受けた摺動継手６０が、寸法差Ｌ１−Ｌ２の範囲内でＸ−Ｙ方向に摺動する。これにより、回転軸Ｓの微小変位が吸収され、第１の凹溝２１と第３の凸条６１、及び第４の凸条６２と第２の凹溝５２の遊嵌を通じて、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。
【００４５】
ここで、本実施形態では、図４に示すように、ケレップ５０、摺動継手６０及びスピンドル２０を、この順番でバルブ本体１０の中空部１１内に組み付けるときに、第１の凹溝２１と第３の凸条６１との間に、所定の間隙Ｌ３を形成するようにしてある。すなわち、ケレップ５０の組み付け時において、弁体５１がガスの流入口１４ａを閉鎖するまで螺合させ、この状態で、第２の凹溝５２に第４の凸条６２が遊嵌するように、摺動継手６０を組み付ける。そして、第３の凸条６１に第１の凹溝２１が遊嵌するように、スピンドル２０を組み付ける。このスピンドル２０の組み付け時において、第１の凹溝２１と第３の凸条６１との間に、所定の間隙Ｌ３を形成する。
【００４６】
このような構成によれば、摺動継手６０を介してスピンドル２０の回転を受けたケレップ５０が、所定の間隙Ｌ３の範囲内で進退動作して、ガスの流入口１４ａを開閉させるようになり、このときのケレップ５０の進退動作がスピンドル２０に伝達されなくなる。これにより、ハンドル３０の回転操作に伴う上下動（図４中の「Ｚ方向」参照）をなくすことが可能となる。この結果、ハンドル３０の操作性を良好にすることができ、また、ハンドル３０の上下動による他部材との緩衝を防止することができる。
【００４７】
［回転伝達手段の変更例］
本回転伝達手段は、上記のような第１の凹溝２１と第３の凸条６１、及び第４の凸条６２と第２の凹溝５２の組合せに限定されるものではない。本回転伝達手段を構成する凸条と凹溝とは、図５（ａ），（ｂ）に示すような種々の組合せに変更することが可能である。
【００４８】
例えば、図５（ａ）に示すように、摺動継手６０の上面に第３の凸条６１、下面に第４の凹溝６４を設けた構成としてもよい。この場合は、スピンドル２０の下端面に第１の凹溝２１を設けるとともに、ケレップ５０の上端面に第２の凸条（図示せず）を設ける。
【００４９】
また例えば、摺動継手６０の上面及び下面にそれぞれ第３及び第４の凹溝６３，６４を設けた構成としてもよい。この場合は、スピンドル２０の下端面に第１の凸条（図示せず）を設けるとともに、ケレップ５０の上端面に第２の凸条（図示せず）を設ける。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るパック式バルブについて、図６を参照しつつ説明する。図６は本発明の第２実施形態に係るパック式バルブの主要部を示すものであり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。
【００５１】
本実施形態のパック式バルブ２における回転伝達手段は、ゴムカップリングの軸方向変位の吸収原理を利用した構成としてある。すなわち、同図（ａ），（ｂ）に示すように、スピンドル２０の下端、及びケレップ５０の上端には、それぞれ中空部１１の内径Ｌ１とほぼ等しい外径のカップリング２２，５３が設けてある。これらカップリング２２，５３には、隙間Ｌ４を開けて噛み合う凹凸壁２２ａ，５３ａが突設してある。そして、これらカップリング２２，５３の間には、略歯車状のゴムスペーサ９１を介在させてある。このゴムスペーサ９１の外周には、各間隙Ｌ４の形状に一致する複数のゴム小片９１ａ，９１ａ，９１ａ…が放射状に突設してある。
【００５２】
このような構成によれば、例えば、ハンドル３０を操作するときの力に偏りが生じて、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合は、この微小変位がゴムスペーサ９１の各ゴム小片９１ａの弾性変形によって吸収され、各ゴム小片９１ａを介したカップリング２２，５３の噛み合いを通じて、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。
【００５３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るパック式バルブについて、図７を参照しつつ説明する。図７は本発明の第３実施形態に係るパック式バルブの主要部を示す断面図である。
【００５４】
本実施形態のパック式バルブ３における回転伝達手段は、ばねカップリングの軸方向変位の吸収原理を利用した構成としてある。すなわち、同図に示すように、スピンドル２０の下端、及びケレップ５０の上端には、それぞれ中空部１１の内径Ｌ１とほぼ等しい外径のカップリング２３，５４が設けてあり、これらカップリング２３，５４をスプリング９２によって連結した構成となっている。
【００５５】
このような構成によれば、例えば、ハンドル３０を操作するときの力に偏りが生じて、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合は、この微小変位がスプリング９２の弾性変形によって吸収され、このスプリング９２を通じて、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。
【００５６】
＜パック式バルブの作用効果＞
以上のように、上述した各実施形態に係るパック式バルブ１〜３によれば、ハンドル３０を操作するときの力の偏りや、構成部品どうしのクリアランスないし寸法誤差などに起因して、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合でも、これらスピンドル２０とケレップ５０との間に設けた回転伝達手段によって、回転軸Ｓの微小変位が吸収され、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。これにより、バルブ本体１０とケレップ５０とを螺合させるねじ部１３，５３のかじりを防止することが可能となり、ハンドル３０の操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパック式バルブを示す断面図である。
【図２】同図（ａ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップを示す斜視図であり、同図（ｂ）は上記摺動継手の平面図及び側面図である。
【図３】同図（ａ），（ｂ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップの相対的な摺動動作を示す説明図である。
【図４】上記パック式バルブのスピンドル及びケレップに対する摺動継手の摺動動作を示す説明図である。
【図５】同図（ａ），（ｂ）は上記摺動継手の変更例を示すものである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るパック式バルブの主要部を示すものであり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るパック式バルブの主要部を示す断面図である。
【図８】従来のパック式バルブを示す断面図である。
【図９】従来のパック式バルブのスピンドル及びケレップを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ パック式バルブ
１０ バルブ本体
１１ 中空部
１２ 雄ねじ部
１３ 雌ねじ部
１４ 流入路
１４ａ 流入口
１５ 流出路
１６ 閉鎖弁室
２０ スピンドル
２１ 第１の凹溝（回転伝達手段）
２２ 雄ねじ部
３０ ハンドル
４０ グランドナット
４１ 軸受孔
４２ 雌ねじ部
５０ ケレップ
５１ 弁体
５２ 第２の凹溝（回転伝達手段）
５３ 雄ねじ部
６０ 摺動継手（回転伝達手段）
６１ 第３の凸条（回転伝達手段）
６２ 第４の凸条（回転伝達手段）
７０ 安全ナット
８０ キャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスボンベに直接接続されてガスの供給又は充填に用いられるパック式バルブに関し、特に、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができるパック式バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から圧縮ガスや液化ガスを充填したガスボンベに用いられるバルブとして、パック式バルブとダイヤフラム式バルブとがある。パック式バルブは、パッキング式のジョイント又はボルトを用いてバルブ内の気密性を確保しており、一方、ダイヤフラム式バルブは、弁体の移動とともに撓む金属薄板製のダイヤフラムによってバルブ内の気密性を確保している。
【０００３】
そして、ダイヤフラム式バルブとの比較において、パック式バルブは、弁体を開閉させるケレップの移動量が大きく、大量のガスを効率よく流入出させることが可能である。また、消耗品であるダイヤフラムを用いないので寿命が長く、分解してメンテナンスすることにより、繰り返し使用することができるという利点もある。
【０００４】
従来の一般的なパック式バルブの構成を図８及び図９に示す。図８は従来のパック式バルブを示す断面図である。図９は従来のパック式バルブのスピンドル及びケレップを示す斜視図である。
【０００５】
これら図面において、従来のパック式バルブ１００は、中空状のバルブ本体１１０を備え、バルブ本体１１０の中空部１１１内に、ガスの流入出路１１４，１１５を接続させるケレップ１５０を螺合させた構成となっている。ケレップ１５０の下端にはガスの流入口１１４ａを閉鎖する弁体１５１が取り付けてあり、上端には角穴１５２が穿設してある。このケレップ１５０の角穴１５２には、スピンドル１２０の下端に設けた角棒１２１が挿入される。スピンドル１２０の上端に取り付けたハンドル１３０を回転させると、スピンドル１３０の回転が角棒１２１及び角穴１５２を介してケレップ１５０に伝達され、バルブ本体１１０の中空部１１１内で互いに螺合するねじ部１１３，１５３に沿って、ケレップ１５０が上下方向に移動し、ガスの流入口１１４ａが開閉される。
【０００６】
このような従来のパック式バルブとして、例えば、特許文献１及び２に提案されているものがある。
【特許文献１】特開２００６−３３６８１９号公報（図１参照）
【特許文献２】特開平７−２８０１３４号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来のパック式バルブ１１０では、いずれも角棒１２１と角穴１５２との連結を介して、スピンドル１２０の回転をケレップ１５０に伝達させる構成となっていた。このため、ハンドル１３０を操作するときの力の偏り、角穴１５２の芯だしの困難性、構成部品どうしのクリアランスないし寸法誤差などに起因して、スピンドル１２０とケレップ１５０との回転軸Ｓが微小変位してしまい、バルブ本体１１０とケレップ１５０とを螺合させるねじ部１１３，１５３にかじり（以下、単に「ねじ部１１３，１５３のかじり」という）が生じてしまうという問題があった。
【０００８】
従来のパック式バルブ１１０におけるねじ部１１３，１５３のかじりは、使用開始から比較的短期間のうちにほぼ例外なく発生しており、このようなねじ部１１３，１５３のかじりが原因となって、パック式バルブ１１０は、ハンドル１３０の回転操作が重く、操作性や操作感が悪いものと一般ユーザーに認識されている。この結果、パック式バルブ１１０は、ダイヤフラム式バルブと比較して多くの利点を有するにもかかわらず、一般ユーザーの需要はダイヤフラム式バルブに傾きつつある。
【０００９】
なお、上述したねじ部１１３，１５３のかじりを解消するために、バルブ本体１１０とケレップ１５０とを螺合させる雌ねじ１１３及び雄ねじ１５３の間に大きな遊びを意図的にもたせ、この大きな遊びによって回転軸Ｓの微小変位を吸収することが試みられたが、遊びに起因するがたつきがねじ部１１３，１５３に負担を与え、また、ケレップ１５０の開閉動作を不安定にし、結局、パック式バルブ１１０の寿命が短くなってしまうという問題があった。
【００１０】
以上述べたように、パック式バルブには、ねじ部のかじりによってハンドルの操作性が悪いという問題があるが、大量のガスを効率よく流入出させることができる点は、ダイヤフラム式バルブよりも優れている。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができるパック式バルブの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のパック式バルブは、ガスボンベに直接接続され、前記ガスボンベから外部へのガスの供給又は外部から前記ガスボンベへのガスの充填に用いられるパック式バルブであって、前記ガスの流入路と流出路とを接続する閉鎖弁室を設けた中空状のバルブ本体と、前記バルブ本体の一端開口に螺合して前記中空を密閉するグランドナットと、前記バルブ本体内の中空内壁に螺合して前記閉鎖弁室を形成するとともに、一端に前記ガスの流入路を開閉させる弁体を有するケレップと、一端が前記バルブ本体の中空内に収納され、他端が前記グランドナットを貫通する回動自在なスピンドルと、前記スピンドルの他端に取り付けられたハンドルとを備え、前記スピンドルと前記ケレップとの間に、両者の回転軸の変位を吸収しつつ、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達することが可能な回転伝達手段を設けた構成としてある。
【００１２】
このような構成によれば、ハンドルを操作するときの力の偏りや、構成部品どうしのクリアランスないし寸法誤差などに起因して、スピンドルとケレップとの間に回転軸の微小変位（芯ずれ）が生じた場合でも、これらスピンドルとケレップとの間に設けた回転伝達手段によって、両者の回転軸の微小変位が吸収され、スピンドルの回転だけがケレップに伝達されることになる。これにより、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することが可能となり、パック式バルブのハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
ここで、本発明の「回転伝達手段」としては、例えば、車輌、工作機械等において、駆動軸と被駆動軸とを繋ぐ軸継手における軸方向変位の吸収原理を適用する。本発明者が鋭意検討した結果、本発明の回転伝達手段として、パック式バルブのバルブ本体内に収まる大きさであること、部品点数が少ないこと、構造が簡単であること、及び腐食性ガスに対する耐食性などが必要であり、例えば、オルダム継手、ディスクカップリング、ゴムカップリング、ばねカップリング、精密補正継手、精密ばね軸継手、ユニバーサルジョイント等の軸方向変位の吸収原理を適用することが可能である。特に、オルダム継手、ゴムカップリング、ばねカップリングの軸方向変位の吸収原理を利用した回転伝達手段は、簡単な構造で小型かつ少ない部品点数で実現することができ、構成部品の全てを耐食性を有する金属材料又は樹脂材料で構成することが可能である。このような「回転伝達手段」の具体的な構成については、本発明の実施形態で詳述する。
【００１４】
好ましくは、前記回転伝達手段が、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸と略直交する方向に延びる凸条及び凹溝を備え、これら凸条及び凹溝が互いに遊嵌することによって、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達するとともに、これら凸条及び凹溝が相対的に摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収する構成とする。
【００１５】
この構成は、オルダム継手の軸方向変位の吸収原理を回転伝達手段に適用したものである。このような構成によれば、スピンドルとケレップとの間に回転軸の微小変位が生じた場合でも、この微小変位が、回転伝達手段である凸条及び凹溝の相対的な摺動やクリアランスによって吸収され、スピンドルの回転だけがケレップに伝達されることになる。
【００１６】
これにより、ねじ部のかじりを防止して、パック式バルブのハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。また、回転伝達手段としての凸条及び凹溝は、従来の角棒及び角穴よりも容易かつ高精度に芯だしすることが可能であり、パック式バルブの製造効率の向上を図ることもできる。
【００１７】
特に、従来の角穴には、その内部に溜まったリキッドガスを排出するために、斜め下方向に傾斜する逃げ穴（図８及び図９の符号１５４を参照）を穿設する必要があったが、本回転伝達手段を構成する凹溝には、リキッドガスの逃げ穴を設ける必要がなく、リキッドガスは凹溝の両端から自然に、又は凸条に押されて積極的に排出されることになる。これにより、本回転伝達手段は、従来の角穴のようなリキッドガスによる汚染が少なく、必要最低限の工数で容易に加工することが可能である。
【００１８】
より好ましくは、前記回転伝達手段として、前記スピンドルの一端に第１の凸条又は凹溝、前記ケレップの他端に第２の凸条又は凹溝をそれぞれ設けるとともに、前記スピンドルの一端と前記ケレップの他端との間に介在され、他端に前記第１の凸条又は凹溝と遊嵌する第３の凹溝又は凸条と、一端に前記第２の凸条又は凹溝と遊嵌する第４の凹溝又は凸条とを、互いに略直交する方向に設けた摺動継手を備え、前記摺動継手の外径を前記バルブ本体の中空内径より小さくし、前記外径と中空内径との寸法差の範囲内で前記摺動継手が摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収する構成とする。
【００１９】
上記構成において、凸条と凹溝とは種々の組合せが可能であるが、説明の便宜上、例えば、スピンドルの一端に第１の凹溝、ケレップの他端に第２の凹溝を形成し、これら第１及び第２の凹溝に遊嵌する第３及び第４の凸条を摺動継手に設けたとする。そして、第１の凹溝と第３の凸条との摺動方向をＸ方向、第２の凹溝と第４の凸条の摺動方向をＹ方向とする。
【００２０】
このような構成によれば、例えば、ハンドルを操作するときの力に偏りが生じて、スピンドルとケレップとの間に回転軸の微小変位が生じた場合でも、この微小変位が、第１及び第２の凹溝と、第３及び第４の凸条との間におけるＸ方向及びＹ方向の摺動によって吸収され、スピンドルの回転だけがケレップに伝達されることになる。
【００２１】
この結果、ねじ部のかじりを防止して、パック式バルブのハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。また、回転軸の変位吸収と回転伝達とを、簡単な構造で小型かつ少ない部品点数で実現することができ、パック式バルブの製造効率を向上させることが可能であるとともに、メンテナンス性を向上させることができる。
【００２２】
より好ましくは、前記スピンドルの第１の凸条又は凹溝と、前記摺動継手の第３の凹溝又は凸条との間に、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸方向の間隙を形成し、この間隙の範囲内で前記ケレップが進退動作する構成とする。
【００２３】
このような構成によれば、上記の例示において、スピンドルの第１の凹溝と、摺動継手の第３の凸条との間に間隙が形成された状態で、スピンドルの回転が摺動継手に伝達される。摺動継手の回転は、その第４の凸条及び第２の凹溝を介してケレップに伝達される。このとき、ケレップが、第１の凹溝と第３の凸条との間隙の範囲内で進退動作するので、この進退動作がスピンドルに伝わることがなく、ハンドルの回転操作に伴う移動（例えば、上下動）をなくすことが可能となる。これにより、ハンドルの操作性を良好にすることができ、また、ハンドルの移動による他部材との緩衝を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のパック式バルブによれば、バルブ本体とケレップとを螺合させるねじ部のかじりを防止することによってハンドル操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。また、本発明のパック式バルブは、簡単な構造で小型かつ少ない部品点数で実現することが可能であり、製造効率及びメンテナンス性の向上を図ることができる。この結果、大量のガスを効率よく流入出させることができるというパック式バルブの利点が見直され、パック式バルブの需要増大が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係るパック式バルブについて、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、ステンレス鋼等の種類を例示するにあたってＪＩＳコードを省略して記載してある。
【００２６】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るパック式バルブについて、図１〜５を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るパック式バルブを示す断面図である。図２（ａ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップを示す斜視図であり、同図（ｂ）は上記摺動継手の平面図及び側面図である。図３（ａ），（ｂ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップの相対的な摺動動作を示す説明図である。図４は上記パック式バルブのスピンドル及びケレップに対する摺動継手の摺動動作を示す説明図である。図５（ａ），（ｂ）は上記摺動継手の変更例を示すものである。
【００２７】
図１において、本実施形態に係るパック式バルブ１は、主として、バルブ本体１０と、スピンドル２０と、ハンドル３０と、グランドナット４０と、ケレップ５０と、摺動継手６０と、安全ナット７０と、キャップ８０とで構成してある。
【００２８】
［バルブ本体］
バルブ本体１０は、その内部に断面略円形の中空部１１を設けたハウジングであり、耐腐食性を有する金属材料、例えば、ＳＵＳ３１６のステンレス鋼により形成してある。中空部１１の下方にはガスの流入路１４が連通しており、また、中空部１１の一側方にはガスの流出路１５が連通している。さらに、これら流入路１４及び流出路１５が共に開口する中空部１１の下端側は、後述するケレップ５０によって閉鎖された閉鎖弁室１６となっている。この閉鎖弁室１６内には、ガスの流入口１４ａが開口しており、この流入口１４ａは、後述する弁体５１によって開閉される。
【００２９】
また、ガスの流入路１４の他側方には吹出し路１７が分岐しており、この吹出し路１７は、パッキンＰ２を介して安全ナット７０により密閉されている。安全ナット７０の中心部分には可溶合金７１が充填してある。このような安全ナット７０は、火災などの事故が発生した場合に、ガスボンベ等の高圧ガス容器が爆発することを防止する役割を果たす。すなわち、本パック式バルブ１を取り付けた図示しない高圧ガス容器が、火災などの高温環境下に曝されたときに、安全ナット７０内に充填された可溶合金７１が溶け出して、ガスの流入口１４ａを外部に連通させる通路を形成する。この通路から前記高圧ガス容器内のガスが噴出されることで、前記高圧ガス容器内の圧力が低下して爆発が防止される。
【００３０】
さらに、上述したガスの流出路１５の開口部は、パッキンＰ３を介してキャップ８０により閉鎖してある。パッキンＰ２，Ｐ３の材料として、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いることができる。また、キャップ８０の材料として、例えば、ニッケルメッキを施したＣ３６０４ＢＤを用いることができる。
【００３１】
［スピンドル］
スピンドル２０は、ケレップ５０を進退させて弁体５１を開閉動作させるための軸部材であり、例えば、耐腐食性を有するＳＵＳ３０４等のステンレス鋼又はニッケルメッキを施したＣ３６０４ＢＤにより形成してある。
【００３２】
スピンドル２０の上端部には、ハンドル３０を取り付けるための雄ねじ部２２が設けてあり、この雄ねじ部２２に止めナット３２を締結させることによりハンドル３０を固定している。スピンドル２０とハンドル３０との間にはスプリング３１が介設してあり、このスプリング３１によって、ハンドル３０は、下記のグランドナット４０側に付勢されている。スピンドル２０の下端面に形成した第１の凹溝２１（回転伝達手段）については、後述する［回転伝達手段］の項目で詳細に説明する。
【００３３】
［グランドナット］
グランドナット４０は、上述したバルブ本体１０の中空部１１の蓋となり、かつスピンドル２０と螺合してこれを回動自在に支持するものである。このグランドナット４０の材料としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、又はニッケルメッキを施して耐食性をもたせたＣ３６０４ＢＤ等の黄銅（真鍮）などを例示することができる。例えば、ニッケルメッキを施して耐食性をもたせたＣ３６０４ＢＤ等の黄銅（真鍮）が好適である。
【００３４】
グランドナット４０の中心部には、スピンドル２０の軸部が貫通される軸受孔４１が設けてある。この軸受孔４１の内壁面には、スピンドル２０の軸部との密閉性を保つための二つのＯリング（符号「Ｏ（オー）」参照）が介設してある。Ｏリングの材料として、例えば、ＦＰＭ等のフッ素ゴム又はＮＢＲ等のニトリルゴムなどを用いることができ、好ましくは、ＦＰＭ等のフッ素ゴムを用いるとよい。
【００３５】
また、グランドナット４０の下端部外周には雌ねじ部４２が設けてあり、この雌ねじ部４２は、バルブ本体１０の上端外周に形成した雄ねじ部１２と螺合している。さらに、グランドナット４０の雌ねじ部４２に囲まれた下端面（当接面）には、スピンドル２０の軸部及びバルブ本体１０の上端縁に圧接する環状のパッキンＰ１が介設してある。このパッキンＰ１により、バルブ本体１０の中空部１１内の気密性が保たれている。パッキンＰ１の材料として、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いることができる。
【００３６】
［ケレップ］
ケレップ５０は、上述したバルブ本体１０の中空部１１の下端側に適合した形状をしており、その側部には雄ねじ部５３（図２（ａ）参照）が設けてある。この雄ねじ部５３を、バルブ本体１０の中空部１１内壁に設けた雌ねじ部１３に螺合させることで、中空部１１の下端側に閉鎖弁室１６が形成される。また、ケレップ５０の下端側には、ガスの流入口１４ａを塞ぐ弁体５１が取り付けてある。
【００３７】
ケレップ５０の材料としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０６等のステンレス鋼を用いることができる。ここで、使用するガスによってはバルブ本体１０、スピンドル２０及びケレップ５０に高い耐食性が要求される場合がある。このような場合には、バルブ本体１０、スピンドル２０及びケレップ５０の材料をいずれもＳＵＳ３０６とすることが好ましい。このようにバルブ本体１０及びケレップ５０を同一硬度の材料とすると、一般には、互いのねじ部１３，５３にかじりが生じやすいことになるが、本実施形態では、後述する回転伝達手段によって、スピンドル２０とケレップ５０との間に生じた回転軸Ｓの微小変位を吸収することができるので、互いのねじ部１３，５３にかじりが生じにくい。
【００３８】
弁体５１は、上述したように、バルブ本体１０のガスの流入口１４ａを開閉させて、ガスの流通を制御するためのものである。この弁体５１は、気密性に優れ、長年使用しても容易に変形しない樹脂材料により形成してある。この材料として、例えば、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ又はポリアミドを用いることができ、特に、ＰＣＴＦＥが好適である。
【００３９】
上述したハンドル３０ないしスピンドル２０の回転がケレップ５０に伝達されると、雄ねじ部５３及び雌ねじ部１３の螺合に従って、ケレップ５０が上下方向に進退動作し、弁体５１によってガスの流入口１４ａが開閉される。ケレップ５０の上端面に形成した第２の凹溝５２（回転伝達手段）については、下記の［回転伝達手段］の項目で詳細に説明する。
【００４０】
［回転伝達手段］
スピンドル２０の回転をケレップ５０に伝達するために、本実施形態では、これらスピンドル２０とケレップ５０との間に、図２（ａ），（ｂ）に示すような回転伝達手段を介設してある。本実施形態の回転伝達手段は、オルダム継手の軸方向変位の吸収原理を利用した構成としてある。
【００４１】
これら図面において、本実施形態に係る回転伝達手段は、スピンドル２０の下端面に第１の凹溝２１、ケレップ５０の上端面に第２の凹溝５２をそれぞれ設けるとともに、これらスピンドル２０とケレップ５０との間に摺動継手６０を介在させた構成となっている。この摺動継手６０の上面には、第１の凹溝２１と遊嵌する第３の凸条６１が設けてあり、下面には、第２の凹溝５２と遊嵌する第４の凸条６２が設けてある。同図（ｂ）に示すように、第３の凸条６１は平面視Ｘ方向、第４の凸条６２は平面視Ｙ方向に延びており、これら第３及び第４の凸条６１，６２は、摺動継手６０の上面と下面とにおいて、互いに略十文字に直交している。
【００４２】
さらに詳述すると、スピンドル２０の下端部は、バルブ本体１０の中空部１１の内径Ｌ１とほぼ等しい大径円形となっており、この大径円形の直径に沿って第１の凹溝２１が設けてある。一方、摺動継手６０の外径Ｌ２は、中空部１１の内径Ｌ１よりも小さくしてある。これにより、摺動継手６０を中空部１１内に配設したときに、摺動継手６０と中空部１１内壁との間に、寸法差Ｌ１−Ｌ２の間隙が形成される（図１及び図４参照）。
【００４３】
上述したような第１の凹溝２１と第３の凸条６１、及び第４の凸条６２と第２の凹溝５２を互いに遊嵌させた本回転伝達手段の動作について説明する。まず、図３（ａ），（ｂ）に示すように、本回転伝達手段をバルブ本体１０の中空部１１外において構成すると、スピンドル２０と摺動継手６０とがＸ方向に、また、摺動継手６０とケレップ５０とがＹ方向に、それぞれ相対的に摺動可能となる。そして、図４に示すように、このような本回転伝達手段をバルブ本体１０の中空部１１内において構成すると、寸法差Ｌ１−Ｌ２の範囲内で、摺動継手６０がＸ−Ｙ方向に摺動可能となる。
【００４４】
図４において、摺動継手６０は、スピンドル２０とケレップ５０との回転軸Ｓに微小変位が生じた場合に摺動する。例えば、ハンドル３０を操作するときの力に偏りが生じて、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合は、この力の偏りを受けた摺動継手６０が、寸法差Ｌ１−Ｌ２の範囲内でＸ−Ｙ方向に摺動する。これにより、回転軸Ｓの微小変位が吸収され、第１の凹溝２１と第３の凸条６１、及び第４の凸条６２と第２の凹溝５２の遊嵌を通じて、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。
【００４５】
ここで、本実施形態では、図４に示すように、ケレップ５０、摺動継手６０及びスピンドル２０を、この順番でバルブ本体１０の中空部１１内に組み付けるときに、第１の凹溝２１と第３の凸条６１との間に、所定の間隙Ｌ３を形成するようにしてある。すなわち、ケレップ５０の組み付け時において、弁体５１がガスの流入口１４ａを閉鎖するまで螺合させ、この状態で、第２の凹溝５２に第４の凸条６２が遊嵌するように、摺動継手６０を組み付ける。そして、第３の凸条６１に第１の凹溝２１が遊嵌するように、スピンドル２０を組み付ける。このスピンドル２０の組み付け時において、第１の凹溝２１と第３の凸条６１との間に、所定の間隙Ｌ３を形成する。
【００４６】
このような構成によれば、摺動継手６０を介してスピンドル２０の回転を受けたケレップ５０が、所定の間隙Ｌ３の範囲内で進退動作して、ガスの流入口１４ａを開閉させるようになり、このときのケレップ５０の進退動作がスピンドル２０に伝達されなくなる。これにより、ハンドル３０の回転操作に伴う上下動（図４中の「Ｚ方向」参照）をなくすことが可能となる。この結果、ハンドル３０の操作性を良好にすることができ、また、ハンドル３０の上下動による他部材との緩衝を防止することができる。
【００４７】
［回転伝達手段の変更例］
本回転伝達手段は、上記のような第１の凹溝２１と第３の凸条６１、及び第４の凸条６２と第２の凹溝５２の組合せに限定されるものではない。本回転伝達手段を構成する凸条と凹溝とは、図５（ａ），（ｂ）に示すような種々の組合せに変更することが可能である。
【００４８】
例えば、図５（ａ）に示すように、摺動継手６０の上面に第３の凸条６１、下面に第４の凹溝６４を設けた構成としてもよい。この場合は、スピンドル２０の下端面に第１の凹溝２１を設けるとともに、ケレップ５０の上端面に第２の凸条（図示せず）を設ける。
【００４９】
また例えば、摺動継手６０の上面及び下面にそれぞれ第３及び第４の凹溝６３，６４を設けた構成としてもよい。この場合は、スピンドル２０の下端面に第１の凸条（図示せず）を設けるとともに、ケレップ５０の上端面に第２の凸条（図示せず）を設ける。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るパック式バルブについて、図６を参照しつつ説明する。図６は本発明の第２実施形態に係るパック式バルブの主要部を示すものであり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。
【００５１】
本実施形態のパック式バルブ２における回転伝達手段は、ゴムカップリングの軸方向変位の吸収原理を利用した構成としてある。すなわち、同図（ａ），（ｂ）に示すように、スピンドル２０の下端、及びケレップ５０の上端には、それぞれ中空部１１の内径Ｌ１とほぼ等しい外径のカップリング２２，５３が設けてある。これらカップリング２２，５３には、隙間Ｌ４を開けて噛み合う凹凸壁２２ａ，５３ａが突設してある。そして、これらカップリング２２，５３の間には、略歯車状のゴムスペーサ９１を介在させてある。このゴムスペーサ９１の外周には、各間隙Ｌ４の形状に一致する複数のゴム小片９１ａ，９１ａ，９１ａ…が放射状に突設してある。
【００５２】
このような構成によれば、例えば、ハンドル３０を操作するときの力に偏りが生じて、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合は、この微小変位がゴムスペーサ９１の各ゴム小片９１ａの弾性変形によって吸収され、各ゴム小片９１ａを介したカップリング２２，５３の噛み合いを通じて、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。
【００５３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るパック式バルブについて、図７を参照しつつ説明する。図７は本発明の第３実施形態に係るパック式バルブの主要部を示す断面図である。
【００５４】
本実施形態のパック式バルブ３における回転伝達手段は、ばねカップリングの軸方向変位の吸収原理を利用した構成としてある。すなわち、同図に示すように、スピンドル２０の下端、及びケレップ５０の上端には、それぞれ中空部１１の内径Ｌ１とほぼ等しい外径のカップリング２３，５４が設けてあり、これらカップリング２３，５４をスプリング９２によって連結した構成となっている。
【００５５】
このような構成によれば、例えば、ハンドル３０を操作するときの力に偏りが生じて、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合は、この微小変位がスプリング９２の弾性変形によって吸収され、このスプリング９２を通じて、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。
【００５６】
＜パック式バルブの作用効果＞
以上のように、上述した各実施形態に係るパック式バルブ１〜３によれば、ハンドル３０を操作するときの力の偏りや、構成部品どうしのクリアランスないし寸法誤差などに起因して、スピンドル２０とケレップ５０との間に回転軸Ｓの微小変位が生じた場合でも、これらスピンドル２０とケレップ５０との間に設けた回転伝達手段によって、回転軸Ｓの微小変位が吸収され、スピンドル２０の回転だけがケレップ５０に伝達される。これにより、バルブ本体１０とケレップ５０とを螺合させるねじ部１３，５３のかじりを防止することが可能となり、ハンドル３０の操作を滑らかにし、操作性の向上及び部品の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパック式バルブを示す断面図である。
【図２】同図（ａ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップを示す斜視図であり、同図（ｂ）は上記摺動継手の平面図及び側面図である。
【図３】同図（ａ），（ｂ）は上記パック式バルブのスピンドル、摺動継手及びケレップの相対的な摺動動作を示す説明図である。
【図４】上記パック式バルブのスピンドル及びケレップに対する摺動継手の摺動動作を示す説明図である。
【図５】同図（ａ），（ｂ）は上記摺動継手の変更例を示すものである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るパック式バルブの主要部を示すものであり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るパック式バルブの主要部を示す断面図である。
【図８】従来のパック式バルブを示す断面図である。
【図９】従来のパック式バルブのスピンドル及びケレップを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ パック式バルブ
１０ バルブ本体
１１ 中空部
１２ 雄ねじ部
１３ 雌ねじ部
１４ 流入路
１４ａ 流入口
１５ 流出路
１６ 閉鎖弁室
２０ スピンドル
２１ 第１の凹溝（回転伝達手段）
２２ 雄ねじ部
３０ ハンドル
４０ グランドナット
４１ 軸受孔
４２ 雌ねじ部
５０ ケレップ
５１ 弁体
５２ 第２の凹溝（回転伝達手段）
５３ 雄ねじ部
６０ 摺動継手（回転伝達手段）
６１ 第３の凸条（回転伝達手段）
６２ 第４の凸条（回転伝達手段）
７０ 安全ナット
８０ キャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスボンベに直接接続され、前記ガスボンベから外部へのガスの供給又は外部から前記ガスボンベへのガスの充填に用いられるパック式バルブであって、
前記ガスの流入路と流出路とを接続する閉鎖弁室を設けた中空状のバルブ本体と、
前記バルブ本体の一端開口に螺合して前記中空を密閉するグランドナットと、
前記バルブ本体内の中空内壁に螺合して前記閉鎖弁室を形成するとともに、一端に前記ガスの流入路を開閉させる弁体を有するケレップと、
一端が前記バルブ本体の中空内に収納され、他端が前記グランドナットを貫通する回動自在なスピンドルと、
前記スピンドルの他端に取り付けられたハンドルとを備え、
前記スピンドルと前記ケレップとの間に、両者の回転軸の変位を吸収しつつ、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達することが可能な回転伝達手段を設けたことを特徴とするパック式バルブ。
【請求項２】
前記回転伝達手段が、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸と略直交する方向に延びる凸条及び凹溝を備え、これら凸条及び凹溝が互いに遊嵌することによって、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達するとともに、これら凸条及び凹溝が相対的に摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収することを特徴とする請求項１記載のパック式バルブ。
【請求項３】
前記回転伝達手段として、
前記スピンドルの一端に第１の凸条又は凹溝、前記ケレップの他端に第２の凸条又は凹溝をそれぞれ設けるとともに、
前記スピンドルの一端と前記ケレップの他端との間に介在され、他端に前記第１の凸条又は凹溝と遊嵌する第３の凹溝又は凸条と、一端に前記第２の凸条又は凹溝と遊嵌する第４の凹溝又は凸条とを、互いに略直交する方向に設けた摺動継手を備え、
前記摺動継手の外径を前記バルブ本体の中空内径より小さくし、前記外径と中空内径との寸法差の範囲内で前記摺動継手が摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収することを特徴とする請求項２記載のパック式バルブ。
【請求項４】
前記スピンドルの第１の凸条又は凹溝と、前記摺動継手の第３の凹溝又は凸条との間に、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸方向の間隙を形成し、この間隙の範囲内で前記ケレップが進退動作することを特徴とする請求項３記載のパック式バルブ。
【請求項１】
ガスボンベに直接接続され、前記ガスボンベから外部へのガスの供給又は外部から前記ガスボンベへのガスの充填に用いられるパック式バルブであって、
前記ガスの流入路と流出路とを接続する閉鎖弁室を設けた中空状のバルブ本体と、
前記バルブ本体の一端開口に螺合して前記中空を密閉するグランドナットと、
前記バルブ本体内の中空内壁に螺合して前記閉鎖弁室を形成するとともに、一端に前記ガスの流入路を開閉させる弁体を有するケレップと、
一端が前記バルブ本体の中空内に収納され、他端が前記グランドナットを貫通する回動自在なスピンドルと、
前記スピンドルの他端に取り付けられたハンドルとを備え、
前記スピンドルと前記ケレップとの間に、両者の回転軸の変位を吸収しつつ、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達することが可能な回転伝達手段を設けたことを特徴とするパック式バルブ。
【請求項２】
前記回転伝達手段が、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸と略直交する方向に延びる凸条及び凹溝を備え、これら凸条及び凹溝が互いに遊嵌することによって、前記スピンドルの回転を前記ケレップに伝達するとともに、これら凸条及び凹溝が相対的に摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収することを特徴とする請求項１記載のパック式バルブ。
【請求項３】
前記回転伝達手段として、
前記スピンドルの一端に第１の凸条又は凹溝、前記ケレップの他端に第２の凸条又は凹溝をそれぞれ設けるとともに、
前記スピンドルの一端と前記ケレップの他端との間に介在され、他端に前記第１の凸条又は凹溝と遊嵌する第３の凹溝又は凸条と、一端に前記第２の凸条又は凹溝と遊嵌する第４の凹溝又は凸条とを、互いに略直交する方向に設けた摺動継手を備え、
前記摺動継手の外径を前記バルブ本体の中空内径より小さくし、前記外径と中空内径との寸法差の範囲内で前記摺動継手が摺動することによって、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸の変位を吸収することを特徴とする請求項２記載のパック式バルブ。
【請求項４】
前記スピンドルの第１の凸条又は凹溝と、前記摺動継手の第３の凹溝又は凸条との間に、前記スピンドル及び前記ケレップの回転軸方向の間隙を形成し、この間隙の範囲内で前記ケレップが進退動作することを特徴とする請求項３記載のパック式バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１９２７４（Ｐ２０１０−１９２７４Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７８０８（Ｐ２００８−１７７８０８）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（５０１３４３１７８）株式会社 幸田 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（５０１３４３１７８）株式会社 幸田 (4)
【Ｆターム（参考）】
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