仕切弁
【課題】部材を回転させて締め付ける作業を必要とせず、上蓋の固定や解体を手軽な作業で行うことができる仕切弁を提供する。
【解決手段】管路の一部を構成する弁箱と、弁箱内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体と、弁体の変位を操作可能な弁軸２３と、弁軸２３を回転自在に支持する弁蓋２５とを有する仕切弁において、弁蓋２５が、弁蓋２５の頂面に設けられた開口部に嵌入されて弁軸２３を頂面側から支持するブッシュ１６と、ブッシュ１６を覆って開口部を遮蔽する上蓋１７とを備える。ブッシュ１６は、バヨネット機構により開口部に係止される。上蓋１７に形成されている貫通孔１７ａにブッシュ１６に設けられたかしめ突起１６ｃを挿通し、かしめ突起１６ｃをかしめることにより、上蓋１７がブッシュ１６に固定されている。
【解決手段】管路の一部を構成する弁箱と、弁箱内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体と、弁体の変位を操作可能な弁軸２３と、弁軸２３を回転自在に支持する弁蓋２５とを有する仕切弁において、弁蓋２５が、弁蓋２５の頂面に設けられた開口部に嵌入されて弁軸２３を頂面側から支持するブッシュ１６と、ブッシュ１６を覆って開口部を遮蔽する上蓋１７とを備える。ブッシュ１６は、バヨネット機構により開口部に係止される。上蓋１７に形成されている貫通孔１７ａにブッシュ１６に設けられたかしめ突起１６ｃを挿通し、かしめ突起１６ｃをかしめることにより、上蓋１７がブッシュ１６に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道などの流体管路に使用される仕切弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道管などの既設流体管の途中に分岐管を設ける分岐管接続工事では、管路を上流側で止水することなく不断水の状態を維持したまま、流体管の周壁を穿孔し、分岐管を接続する工法が採用されている。かかる工法では、弁軸の操作に応じて弁箱内の流路を開閉自在に変位する弁体を内蔵した仕切弁と、流体管の穿孔箇所を取り囲んで装着される分岐ケースとを備えた分岐管接続装置が用いられ、その分岐ケースに仕切弁を介在させて分岐管が接続される。
【０００３】
本出願人による特許文献１には、図２１に示すような、上下二つ割りの分岐ケース９１と、その分岐ケース９１の分割面に端部を挟み込んで接続される仕切弁９２とを備えた分岐管接続装置が開示されている。この装置では、分岐ケース９１の分割面９０が略水平方向に位置し、その分割面９０の締結により分岐ケース９１と仕切弁９２とが接続されるため、地盤変動などにより管軸方向の大負荷が作用したとしても、締結具９８のボルトが伸長する方向に負荷が作用しにくく、分岐ケース９１の開口を抑えて流体の漏出を効果的に防止できる。
【０００４】
施工の際には、図２１のように仕切弁９２に穿孔装置９６を接続し、弁体９３を上昇させてから、カッター９７を前進させて水道管Ｋの周壁を穿孔する。穿孔が完了したら、カッター９７を後退させ、弁体９３を下降して仕切弁９２の内部を遮断する。続いて、仕切弁９２から穿孔装置９６を取り外し、代わりに分岐管（不図示）を接続する。その後、弁体９３を上昇させて仕切弁９２の内部を開放すれば、水道管Ｋから分岐管へと水が流れる。かかる工法によれば、断水することなく既設の水道管に分岐管を接続できるため、利便性に優れる。
【０００５】
仕切弁９２は、管路の一部を構成する弁箱９４と、弁箱９４内の流路を遮断する閉位置（図２１参照）と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体９３と、弁体９３の変位を操作可能な弁軸９５と、弁軸９５を内蔵する弁蓋９９とを有する。この弁体９３は、箱状をなすボディ９３ａの全面に肉厚のシールゴムをライニングして形成されており、管軸方向における厚みＴ９が大きくなりがちであるため、仕切弁９２の面間寸法Ｌ９が大きく確保されている。
【０００６】
ところで、上記のようなソフトシール仕切弁９２では、弁蓋９９が弁軸９５を回転自在に支持しており、その弁軸９５の回転操作に伴って弁体９３を変位できるように構成されている。弁蓋９９の頂面には開口部が設けられていて、弁軸９５の頂部を突出させた状態で、その開口部を遮蔽するように上蓋が取り付けられている。従来、上蓋の固定には、特許文献２，３に開示されているような複数本のボルトで締結する方式が採用されるが、ボルトの締め付け作業に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
特許文献４に記載の仕切弁では、複数本のボルトで締結する方式に代えて、弁軸を回転自在に支持するパッキン箱を内蔵し、そのパッキン箱を上蓋や押え蓋に螺着する方式を採用している。しかし、この仕切弁においても、やはり部材を回転させて締め付ける作業が必要となり、それ相応に手間がかかってしまう。加えて、パッキン箱の外周面や、上蓋と押え蓋の内周面にネジ切り加工を施さねばならないため、製造コストが高くなる傾向にある。
【０００８】
特許文献５に記載の遮断アーマチュア（仕切弁に相当）では、スピンドルに突設した軸受カラーを軸受フランジとシール支持体とで挟み込み、そのシール支持体をバヨネット機構により係止してネックリング（上蓋に相当）で包囲するように構成している。しかし、この装置では、フック形状のばねアームでネックリングを係止するため、ネックリングの解体作業が煩雑になりやすい。また、スピンドルの回転に伴ってシール支持体が共廻りする恐れがあり、解体時の安全性にも問題があると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３０９４７４号公報
【特許文献２】特開２００８−９５７９５号公報
【特許文献３】実開昭５５−１２７１６９号公報
【特許文献４】実開平０４−１１７２６４号公報
【特許文献５】特表２００５−５３５８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部材を回転させて締め付ける作業を必要とせず、上蓋の固定や解体を手軽な作業で行うことができる仕切弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る仕切弁は、管路の一部を構成する弁箱と、前記弁箱内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体と、前記弁体の変位を操作可能な弁軸と、前記弁軸を回転自在に支持する弁蓋とを有する仕切弁において、前記弁蓋が、前記弁蓋の頂面に設けられた開口部に嵌入されて前記弁軸を頂面側から支持するブッシュと、前記ブッシュを覆って前記開口部を遮蔽する上蓋とを備え、前記ブッシュが、バヨネット機構により前記開口部に係止され、前記上蓋に形成されている貫通孔に前記ブッシュに設けられたかしめ突起を挿通し、前記かしめ突起をかしめることにより、前記上蓋が前記ブッシュに固定されているものである。
【００１２】
この仕切弁では、弁軸を頂面側から支持するブッシュがバヨネット機構により弁蓋の開口部に係止され、そのブッシュのかしめ突起をかしめることにより上蓋がブッシュに固定されることから、上蓋を固定するに際し、部材を回転させて締め付ける作業を必要としない。加えて、ネジ切り加工を施さなくて済み、製造コストが抑えられる。また、上蓋を解体するに際しては、かしめ突起のかしめた部分をグラインダーなどで研削するだけでよく、手軽な作業で行うことができる。
【００１３】
本発明の仕切弁では、前記バヨネット機構が、前記開口部の内周面に形成された第１張出部と、前記ブッシュの外周面に形成された第２張出部とを係止させるものであり、前記開口部の内周面には、前記第２張出部の侵入を許容する切欠部が形成され、前記上蓋に設けられた回転防止突起を前記切欠部に挿入することにより前記ブッシュの回転を防止可能に構成されているものが好ましい。
【００１４】
これにより、弁軸の回転に伴うブッシュの共廻りを防止して、上蓋を解体したときの安全性を確保することができる。即ち、ブッシュの共廻りを許容する構造であると、気付かない間にバヨネット機構によるブッシュの係止が解除されてしまい、上蓋の解体時に弁軸が不意に抜け出して危険であるのに対し、本発明の上記構成によれば、そのような事態を未然に防いで、解体作業を手軽に行うことができる。
【００１５】
本発明の仕切弁では、前記開口部に筒状のカラーが嵌入され、前記弁軸に設けられた鍔部を前記ブッシュと前記カラーとで挟み込んで前記弁軸を回転自在に支持しているものが好ましい。かかる構成により、弁軸を安定して且つ円滑に回転するように支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る仕切弁を備えた分岐管接続装置の一例を示す縦断面図
【図２】閉位置にある弁体を示す要部断面図
【図３】弁軸を支持する弁蓋の頂面周辺を示す縦断面図
【図４】図３のＸ−Ｘ矢視断面図
【図５】弁蓋の頂面周辺を示す（ａ）平面図と（ｂ）縦断面図
【図６】ブッシュの（ａ）平面図と（ｂ）正面視半断面図
【図７】上蓋の（ａ）正面視半断面図と（ｂ）底面図
【図８】上蓋を固定する前の状態を示す縦断面図
【図９】仕切弁の側面図とロックピンの平面図
【図１０】弁蓋の正面図
【図１１】弁箱と弁蓋との接合部位を示す仕切弁の縦断面図
【図１２】弁箱と弁蓋との接合部位の変形例を示す縦断面図
【図１３】図１２のシール材の圧縮前の状態を示す図
【図１４】弁体の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、及び、（ｃ）縦断面図
【図１５】弁体の閉位置への（ａ）移行完了直前と（ｂ）移行完了の状態を示す断面図
【図１６】切欠きに入り込んだ突起を示す要部断面図
【図１７】開位置へ移行するときの弁体を示す要部断面図
【図１８】仕切弁に穿孔装置を接続した状態を示す図
【図１９】本発明の別実施形態に係る仕切弁を示す要部断面図
【図２０】図１９に示した弁体の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、及び、（ｃ）縦断面図
【図２１】上記特許文献１に開示されている分岐管接続装置を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る仕切弁の実施形態について、既設の水道管（流体管の一例）に分岐管を接続する場合を例に挙げ、図面を参照しながら説明する。図１に示した分岐管接続装置は、既設管である水道管Ｋを取り囲んで装着され、その水道管Ｋの周方向で複数に分割された分岐ケース１と、分岐ケース１の分割面１０に端部を挟み込んで接続された仕切弁２とを備える。
【００１８】
仕切弁２は、管路の一部を構成する弁箱２１と、弁箱２１内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体２２と、弁体２２の変位を操作可能な弁軸２３と、弁軸２３を回転自在に支持する弁蓋２５とを有する。弁箱２１は、両端部の間が連通可能な管状体により形成され、水道管Ｋから分岐して設けられる管路の一部を構成する。この仕切弁２では、図１右側の分岐管側端部にフランジを形成しているが、端部の形状は特に制約されず、例えば分岐管の挿口端部を接続可能な受口形状にしても構わない。
【００１９】
弁箱２１の上方には挿通口２４が貫通形成されており、この挿通口２４を通じて弁体２２が弁箱２１の内外を出入りできる。図１では、弁体２２が上昇して開位置にある状態を示しており、この弁体２２が下降すると、図２に示した閉位置に移行して弁箱２１内の流路を遮断する。弁蓋２５は、弁箱２１から管径方向外側に突き出して設けられ、挿通口２４を覆いつつ、弁軸２３と開位置にある弁体２２とを収容している。弁蓋２５の頂面から突出した弁軸２３の頂部２３ａには、必要に応じて治具（不図示）が取り付けられる。
【００２０】
図３〜５に拡大して示すように、弁蓋２５の頂面には、弁軸２３が通過する開口部２５ｂが設けられている。弁蓋２５は、開口部２５ｂに嵌入されて弁軸２３を頂面側から支持するブッシュ１６と、そのブッシュ１６を覆って開口部２５ｂを遮蔽する上蓋１７とを備える。ブッシュ１６は、図６に示すような筒状の部材であって、挿通孔１６ａに弁軸２３を挿通した状態で、弁軸２３に設けられた鍔部２３ｂを上方から受け止め、開口部２５ｂから弁軸２３が抜け出さないように支持する。
【００２１】
ブッシュ１６は、バヨネット機構によって開口部２５ｂに係止される。本実施形態では、バヨネット機構が、開口部２５ｂの内周面に形成された一対の張出部２５ｃ（第１張出部）に、ブッシュ１６の外周面に形成された一対の張出部１６ｂ（第２張出部）を係止させるように構成されている。張出部２５ｃは、開口部２５ｂの内周面に内鍔状に設けられ、その一対の張出部２５ｃの間に、ブッシュ１６の張出部１６ｂの侵入を許容する一対の切欠部２５ｄが形成されている。
【００２２】
つまり、このバヨネット機構では、開口部２５ｂに嵌入したブッシュ１６の張出部１６ｂを切欠部２５ｄに侵入させた後、そのブッシュ１６を軸芯周りに変位させて、張出部１６ｂを張出部２５ｃに対面させることで、ブッシュ１６が開口部２５ｂに係止される状態となる。また、係止状態にあるブッシュ１６を軸芯周りに変位させて、張出部１６ｂと張出部２５ｃとが対面しないようになると、開口部２５ｂからブッシュ１６が外れる状態になる。
【００２３】
ブッシュ１６の上面には、図６に示すように一対のかしめ突起１６ｃが設けられ、上蓋１７には、図７に示すように一対の貫通孔１７ａが形成されている。かしめ突起１６ｃは、ブッシュ１６を覆う上蓋１７の貫通孔１７ａに挿通され、そのかしめ突起１６ｃをかしめることにより上蓋１７がブッシュ１６に固定されている。図８は、上蓋１７を固定する前の状態であり、かしめ突起１６ｃの出代をハンマー等で叩いてかしめることで、図３の状態となる。ブッシュ１６は、例えば砲金により作製されるが、これに限定されない。
【００２４】
このように、仕切弁２では、ブッシュ１６をバヨネット機構により開口部２５ｂに係止した後、上蓋１７で覆ったブッシュ１６のかしめ突起１６ｃをかしめることで、上蓋１７が弁蓋２５に固定される。したがって、部材を回転させて締め付ける作業を必要とせず、ブッシュ１６や上蓋１７にネジ切り加工を施さなくて済む。それでいて、何らかの事情により上蓋１７を解体する場合には、かしめ突起１６ｃのかしめた部分をグラインダーなどで研削するだけでよく、手軽な作業で行うことができる。
【００２５】
本実施形態では、上蓋１７に一対の回転防止突起１７ｂを設けており、それらを図４のように切欠部２５ｄに挿入することで、ブッシュ１６の回転を防止している。これにより、弁軸２３の回転に伴ってブッシュ１６が共廻りすることなく、気付かない間にバヨネット機構によるブッシュ１６の係止が解除されることを防いで、上蓋１７を解体したときの安全性を確保できる。回転防止突起１７ｂは、切欠部２５ｄに対応した湾曲形状をしており、ブッシュ１６を上蓋１７で覆う際に切欠部２５ｄに挿入される。
【００２６】
また、本実施形態では、開口部２５ｂに筒状のカラー１８を嵌入し、鍔部２３ｂをブッシュ１６とカラー１８とで挟み込んで弁軸２３を回転自在に支持している。かかる構成により、弁軸２３を安定して且つ円滑に回転するように支持することができる。カラー１８は、弁軸２３との摩擦抵抗が小さい材料で形成されることが好ましく、例えばジュラコン（登録商標）などの樹脂で作製されるが、これに限定されない。
【００２７】
本実施形態では、弁箱２１と弁蓋２５が別体であり、図９に示すように、一組のロックピン４を用いて弁箱２１と弁蓋２５とを接合する例を示す。図１０は、弁蓋２５の正面図であり、図１１は、弁箱２１と弁蓋２５との接合部位を示す仕切弁２の縦断面図である。図１，２の断面は図１０のＡ−Ａ矢視に対応し、図１１の断面は図１０のＢ−Ｂ矢視に対応している。弁箱２１の外周面には上方が開口した箱状部２１ａが設けられ、そこに弁蓋２５の下端部を差し込んでいる。
【００２８】
ロックピン４は、一対の挿入軸４ａを備えたＵ字状をなし、弁箱２１と弁蓋２５との接合部位に形成された孔に挿入されている（図９で描かれない反対側においても同様）。この孔は、箱状部２１ａの内壁に形成された凹溝２１ｂと、弁蓋２５の下端部に形成された凹溝２５ａとが、互いに向かい合うことにより構成される。ロックピン４を挿入した状態では、弁蓋２５が挿入軸４ａを介して弁箱２１と係合し、弁箱２１と弁蓋２５とが堅固に接合される。
【００２９】
シール材２１ｃは、箱状部２１ａの内壁に形成された窪みに嵌め込まれており、弁箱２１と弁蓋２５との間で圧縮されて、それらの隙間を密封している。かかる構成によれば、弁箱２１に弁蓋２５を接合する際に、シール材２１ｃを取り付けた箱状部２１ａに弁蓋２５の下端部を差し込んで、ロックピン４を差し込むだけでよいため、ボルトとナットで締結する構造（図２１参照）に比べて、弁蓋２５の着脱時の作業性を格段に向上できる。
【００３０】
図１２に示す変形例では、弁蓋２５の下端部に形成された窪みにシール材２０が嵌め込まれている。図１１の構造では、弁箱２１に弁蓋２５を接合する際に、シール材２１ｃが弁蓋２５に押されて窪みから外れるという不具合が懸念されるのに対し、図１２の構造であれば、シール材２０を取り付けた弁蓋２５の下端部を箱状部２１ａに差し込むことになるため、そのような不具合の発生を回避することができる。
【００３１】
弁蓋２５の下端部に取り付けられるシール材２０は、圧縮される前の状態において、図１３に例示するような形状をしている。これらシール材２０の先端部２０ａは、断面略円形状をなして膨出形成されている。弁箱２１に弁蓋２５を接合した際には、箱状部２１ａの内壁に設けられている傾斜面２１ｄに、シール材２０の先端部２０ａが押し当たって十分に圧縮され、密封状態が的確に得られるように構成されている。
【００３２】
弁体２２は、開位置にて管軸方向（図１における左右方向）の片側から弁軸２３に対向する板状体により形成され、詳しくは図１４に示す通りである。かかる構造により、従来のソフトシール仕切弁が備える弁体と比べて、弁体２２の厚みを大幅に低減できており、仕切弁２の面間寸法Ｌが短縮されたものとなっている。本例のように分岐管側端部にフランジを形成した場合、面間寸法Ｌは、管径に関わらず、例えば２３０ｍｍ以下に設定できる。本実施形態では、弁体２２の厚みＴ（後述するボディ２２ａの厚み）が弁軸２３の太さ（ネジ径）よりも小さく、シール材３の厚みｔが弁体２２の厚みＴよりも小さい。
【００３３】
また、仕切弁２は、分岐管側となる正面に薄膜状のシール材３を有しており、閉位置にある弁体２２と弁箱２１との間を、管軸方向に圧縮されるシール材３により密封するように構成してある。具体的には、弁箱２１の内周面に形成された周溝２６に、閉位置にある弁体２２の周縁部が入り込み、その周溝２６の溝壁面２６ａにシール材３が管軸方向から押し当たって圧縮される。このため、弁箱２１の内周面に弁体２２を強く押し付けて径方向に密着させる必要がなく、弁体２２の厚みを低減しながらもシール機能を適切に確保できる。
【００３４】
この仕切弁２では、弁体２２を径方向に密着させる必要がないことから、水道管Ｋの穿孔時に発生した切粉が周溝２６の溝底に溜まっていても、それによってシール機能が阻害されることがない。尚、本実施形態の弁箱２１では、周溝２６や弁体２２に切粉が付着しないように、図２に示すように周溝２６よりも既設管側に窪み３６を形成し、そこに切粉が溜まるように対策している。窪み３６の周辺にある切粉は、ドレン３７を通じて外部に排出できる。
【００３５】
図１４のように、弁体２２は、円板状のボディ２２ａと、そのボディ２２ａから上方に突出したヘッド２２ｂと、ボディ２２ａの正面に接着された薄膜状のシール材３とを有する。ボディ２２ａは、止水に適した剛性の高い材料、例えばスチールなどの金属により形成され、シール材３は、ゴムなどの弾性材料により形成される。本実施形態では、シール材３がボディ２２ａの分岐管側に設けられているため、閉位置にある仕切弁２に水道管Ｋからの水圧が作用すると、シール材３の管軸方向への圧縮を促して密封性能が高められる。
【００３６】
本実施形態のシール材３は円形に形成されているが、弁体２２と弁箱２１との間の密封に実質的に寄与するのは、弁体２２の周縁部に沿って環状に延びた部分である。シール材３は、その環状の部分に、管軸方向に隆起して弁体２２の周縁部に沿って延びるリップ部３０を有している。リップ部３０は、外側リップ３１と、外側リップ３１の内周側に凹溝３３を介して形成され、外側リップ３１よりも隆起高さの小さい内側リップ３２とからなる。リップ部３０は、溝壁面２６ａに対向して、後述するような圧縮作用を発現する。
【００３７】
弁体２２のヘッド２２ｂには弁軸２３が連結され、その弁軸２３に対して、開位置にある弁体２２が図１左側となる既設管側から対向する。弁軸２３は、弁体２２の変位方向に沿って延在する雄ねじ部材であり、この弁軸２３に螺合した雌ねじこま２７が、管軸方向に遊びをもった状態でヘッド２２ｂに嵌め込まれている。頂部２３ａに取り付けたハンドルなどの治具（不図示）を介して弁軸２３を回転操作すると、雌ねじこま２７が上下動し、それに連動して弁体２２が昇降する。
【００３８】
既述のように、この仕切弁２では、弁体２２の周縁部が周溝２６に入り込むことで、シール材３による密封状態が得られる。このとき、周溝２６の溝幅を弁体２２の厚みＴよりも適度に大きく設定しておくことで、弁体２２の周縁部が周溝２６に円滑に入り込み、仕切弁２を遮断する際のトルクが軽減される。しかし、その反面、シール材３が管軸方向に圧縮されにくくなるため、この仕切弁２では、図１５に示すように弁箱２１の内周面に突起５を設けている。
【００３９】
図１５は、図２の右方向から仕切弁２を見た図であり、周溝２６の中央で弁箱２１及び弁体２２を切断した断面を描いている。周溝２６の溝壁面２６ｂには、複数の突起５が周方向に間隔を置いて設けられており、これらが弁体２２の周縁部の背面を管軸方向に（本実施形態では分岐管側に）押圧して、シール材３の圧縮を促すように構成されている。かかる構成によれば、シール材３による密封状態を円滑に発現して、シール機能を良好に向上することができる。
【００４０】
また、弁体２２の周縁部が周溝２６に入り始めてから閉位置への移行が完了するまで、弁体２２は幾分か下降することになるが、この間にシール材３が溝壁面２６ａに押圧されると、シール材３が引きずられて損傷したり、トルクが増大したりする恐れがある。そこで、この仕切弁２では、弁箱２１の内周面に突起５を設けるだけでなく、弁体２２の突起５と対向する箇所に、傾斜面を有する切欠き６を形成している。切欠き６には、弁体２２の閉位置への移行に伴って、突起５が入り込むようになっている。
【００４１】
弁体２２が閉位置へ移行するに際し、図１５（ａ）から図１５（ｂ）の状態に至る過程では、図１６に示すように、切欠き６に入り込んだ突起５が傾斜面に擦れるように接触する。このように、突起５が切欠き６の傾斜面に摺接して弁体２２を徐々に押圧することで、シール材３の引きずりを抑えて少しずつ圧縮できるため、シール材３の損傷やトルクの増大を防止できる。本実施形態では、閉位置への移行が完了した図１５（ｂ）の状態で、切欠き６の上側に突起５が位置し、切欠き６から脱した突起５が弁体２２を安定して押圧する。
【００４２】
弁体２２の閉位置への移行が完了すると、シール材３によって弁体２２と弁箱２１との間が密封される。このとき、溝壁面２６ａにはリップ部３０が押し当たり、図１４（ｃ）のように、外側リップ３１が凹溝３３に入り込むようにして内周側に倒れ変形し、シール材３の圧縮作用が高められる。また、その倒れ変形した外側リップ３１を内側リップ３２で支えることで、シール材３の切れや剥がれを防止できる。更に、図１７のようにリップ部３０が挿通口２４を通過する際には、外側リップ３１よりも先に内側リップ３２が弁箱２１の内周面に当接しうるため、衝撃を和らげてシール材３の切れを防止できる。
【００４３】
これに対し、内側リップ３２を形成していない場合には、倒れ変形した外側リップ３１を支えられないことでリップ部３０が全体的に内周側に引っ張られ、シール材３がボディ２２ａから剥がれてしまう懸念がある。また、リップ部３０が凹溝３３を具備せずに単なる山状に隆起している場合には、上述した圧縮作用の向上が得られないうえ、付け根から切れてしまう懸念がある。凹溝３３は、本実施形態のようなＵ字状溝であることが好ましく、それによって外側リップ３１が内周側に倒れやすくなる。
【００４４】
図１４（ｂ）に示すように、弁体２２の背面には、上側と左右両側の三箇所に、管軸方向に突出したガイド部７が形成されている。ガイド部７の外面は、弁体２２の変位方向に沿って傾斜しており、弁箱２１におけるガイド部７との接触部位には、ガイド部７の外面と合致した傾斜を持つ傾斜面２８が形成されている。これによって、弁体２２を閉位置に移行する際には、ガイド部７と傾斜面２８との接触により弁体２２を案内して適切に位置決めできる。
【００４５】
本実施形態では、仕切弁２の外周面に位置決め突起２９を形成しており、これらは分岐ケース１との接続に利用される。分岐ケース１は、水道管Ｋに水密に装着可能な分割体１Ａ，１Ｂにより構成され、図１にて上下２つ割となる割Ｔ字管形状をしている。分岐ケース１の分割面１０では、分割体１Ａ，１Ｂのフランジ同士が、ボルトとナットで構成した締結具１１により締結される。この締結具１１の締め付けにより、パッキン１２，１３を介して分割面１０が水密に閉じられ、分岐ケース１に仕切弁２が接続される。
【００４６】
分岐ケース１の分割面１０が略水平方向に位置するため、地盤変動や経年変化などによる大負荷が発生しても、締結具１１のボルトが伸長する方向に負荷が作用しにくく、分割面１０の不意の開口を抑えて漏水を効果的に防止できる。仕切弁２の位置決め突起２９は、分岐ケース１に形成した延出部１５の凹部に嵌め込まれ、それによって仕切弁２が周方向に位置決めされる。かかる分岐ケースとしては、上記特許文献１のほか、本出願人による特開２００９−１２７６８６号公報や特開２００９−２９９８２６号公報に開示される構造も適用可能である。
【００４７】
この分岐管接続装置を用いて既設の水道管Ｋに分岐管を接続する手順の一例について、簡単に説明する。まず、図１に示すように、分岐ケース１を水道管Ｋに外嵌して装着し、分割面１０に仕切弁２の端部を挟み込んで水密に接続する。次に、図１８に示すように、仕切弁２に穿孔装置８を接続し、カッター８０で水道管Ｋの周壁を穿孔する。穿孔が完了したら、カッター８０を後退させて、図２のように弁体２２を閉位置に移行させる。
【００４８】
この仕切弁２では面間寸法が抑えられるため、水道管Ｋの周壁を穿孔するに際してカッター８０の移動ストロークが短くて済み、小型の穿孔装置を利用可能となる。本例のように分岐管側端部にフランジを形成した場合であれば、該フランジから水道管Ｋの周壁までの管軸方向距離は、仕切弁２の管径に関わらず、例えば２４０ｍｍ以下に設定することが可能である。
【００４９】
本実施形態では、弁体２２が弁軸２３に対して分岐ケース寄り（即ち、水道管Ｋ側）に配置されているため、後退位置にあるカッター８０に対して、閉位置にある弁体２２を管軸方向に遠ざけて干渉を回避できるとともに、分岐ケース１から弁軸２３を管軸方向に遠ざけることができるため、仕切弁２の面間寸法を巧みに短縮して、穿孔ストロークを有効に短くできる。仕切弁２から穿孔装置８を取り外して、代わりに分岐管（不図示）を接続し、弁体２２を開位置に変位させれば、水道管Ｋからの分水が行われ、分岐管を利用できる状態となる。
【００５０】
前述の実施形態では、分岐管側となる弁体の正面にシール材を設け、既設管側となる弁体の背面に切欠きやガイド部を設けた例を示したが、本発明では、図１９のように、それらを逆に配置しても構わない。図１９に示した弁体２２では、中央のガイド部７が弁軸２３に干渉することを防ぐため、図２０に示すように中央のガイド部７に縦溝７２を設けている。尚、錆止めなどを目的として、弁体の両面にゴムライニングを施しても構わない。
【００５１】
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。したがって、仕切弁の構造に関し、例えば弁箱と弁蓋を一体化に作製したり、ねじこまを使わずに弁軸に弁体を直接螺合したりしても構わない。或いは、前述の実施形態とは逆に、分岐管側となる弁体の正面にシール材を設け、弁体の背面に切欠きやガイド部を設けてもよく、開位置にある弁体を弁軸の分岐管側に配置しても構わない。
【００５２】
前述の実施形態では、本発明に係る仕切弁を、既設水道管に分岐管を接続するための分岐管接続工事に用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、上水道や下水道、農業用水、工業用水などの各種流体管路に使用される仕切弁において、特に制約なく適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
２ 仕切弁
３ シール材
４ ロックピン
１６ ブッシュ
１６ｂ 張出部（第２張出部）
１６ｃ かしめ突起
１７ 上蓋
１７ａ 貫通孔
１７ｂ 回転防止突起
１８ カラー
２１ 弁箱
２１ａ 箱状部
２１ｂ 凹溝
２１ｃ シール材
２１ｄ 傾斜面
２２ 弁体
２３ 弁軸
２３ｂ 鍔部
２５ 弁蓋
２５ａ 凹溝
２５ｂ 開口部
２５ｃ 張出部（第１張出部）
２５ｄ 切欠部
Ｋ 水道管（流体管の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道などの流体管路に使用される仕切弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道管などの既設流体管の途中に分岐管を設ける分岐管接続工事では、管路を上流側で止水することなく不断水の状態を維持したまま、流体管の周壁を穿孔し、分岐管を接続する工法が採用されている。かかる工法では、弁軸の操作に応じて弁箱内の流路を開閉自在に変位する弁体を内蔵した仕切弁と、流体管の穿孔箇所を取り囲んで装着される分岐ケースとを備えた分岐管接続装置が用いられ、その分岐ケースに仕切弁を介在させて分岐管が接続される。
【０００３】
本出願人による特許文献１には、図２１に示すような、上下二つ割りの分岐ケース９１と、その分岐ケース９１の分割面に端部を挟み込んで接続される仕切弁９２とを備えた分岐管接続装置が開示されている。この装置では、分岐ケース９１の分割面９０が略水平方向に位置し、その分割面９０の締結により分岐ケース９１と仕切弁９２とが接続されるため、地盤変動などにより管軸方向の大負荷が作用したとしても、締結具９８のボルトが伸長する方向に負荷が作用しにくく、分岐ケース９１の開口を抑えて流体の漏出を効果的に防止できる。
【０００４】
施工の際には、図２１のように仕切弁９２に穿孔装置９６を接続し、弁体９３を上昇させてから、カッター９７を前進させて水道管Ｋの周壁を穿孔する。穿孔が完了したら、カッター９７を後退させ、弁体９３を下降して仕切弁９２の内部を遮断する。続いて、仕切弁９２から穿孔装置９６を取り外し、代わりに分岐管（不図示）を接続する。その後、弁体９３を上昇させて仕切弁９２の内部を開放すれば、水道管Ｋから分岐管へと水が流れる。かかる工法によれば、断水することなく既設の水道管に分岐管を接続できるため、利便性に優れる。
【０００５】
仕切弁９２は、管路の一部を構成する弁箱９４と、弁箱９４内の流路を遮断する閉位置（図２１参照）と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体９３と、弁体９３の変位を操作可能な弁軸９５と、弁軸９５を内蔵する弁蓋９９とを有する。この弁体９３は、箱状をなすボディ９３ａの全面に肉厚のシールゴムをライニングして形成されており、管軸方向における厚みＴ９が大きくなりがちであるため、仕切弁９２の面間寸法Ｌ９が大きく確保されている。
【０００６】
ところで、上記のようなソフトシール仕切弁９２では、弁蓋９９が弁軸９５を回転自在に支持しており、その弁軸９５の回転操作に伴って弁体９３を変位できるように構成されている。弁蓋９９の頂面には開口部が設けられていて、弁軸９５の頂部を突出させた状態で、その開口部を遮蔽するように上蓋が取り付けられている。従来、上蓋の固定には、特許文献２，３に開示されているような複数本のボルトで締結する方式が採用されるが、ボルトの締め付け作業に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
特許文献４に記載の仕切弁では、複数本のボルトで締結する方式に代えて、弁軸を回転自在に支持するパッキン箱を内蔵し、そのパッキン箱を上蓋や押え蓋に螺着する方式を採用している。しかし、この仕切弁においても、やはり部材を回転させて締め付ける作業が必要となり、それ相応に手間がかかってしまう。加えて、パッキン箱の外周面や、上蓋と押え蓋の内周面にネジ切り加工を施さねばならないため、製造コストが高くなる傾向にある。
【０００８】
特許文献５に記載の遮断アーマチュア（仕切弁に相当）では、スピンドルに突設した軸受カラーを軸受フランジとシール支持体とで挟み込み、そのシール支持体をバヨネット機構により係止してネックリング（上蓋に相当）で包囲するように構成している。しかし、この装置では、フック形状のばねアームでネックリングを係止するため、ネックリングの解体作業が煩雑になりやすい。また、スピンドルの回転に伴ってシール支持体が共廻りする恐れがあり、解体時の安全性にも問題があると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３０９４７４号公報
【特許文献２】特開２００８−９５７９５号公報
【特許文献３】実開昭５５−１２７１６９号公報
【特許文献４】実開平０４−１１７２６４号公報
【特許文献５】特表２００５−５３５８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部材を回転させて締め付ける作業を必要とせず、上蓋の固定や解体を手軽な作業で行うことができる仕切弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る仕切弁は、管路の一部を構成する弁箱と、前記弁箱内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体と、前記弁体の変位を操作可能な弁軸と、前記弁軸を回転自在に支持する弁蓋とを有する仕切弁において、前記弁蓋が、前記弁蓋の頂面に設けられた開口部に嵌入されて前記弁軸を頂面側から支持するブッシュと、前記ブッシュを覆って前記開口部を遮蔽する上蓋とを備え、前記ブッシュが、バヨネット機構により前記開口部に係止され、前記上蓋に形成されている貫通孔に前記ブッシュに設けられたかしめ突起を挿通し、前記かしめ突起をかしめることにより、前記上蓋が前記ブッシュに固定されているものである。
【００１２】
この仕切弁では、弁軸を頂面側から支持するブッシュがバヨネット機構により弁蓋の開口部に係止され、そのブッシュのかしめ突起をかしめることにより上蓋がブッシュに固定されることから、上蓋を固定するに際し、部材を回転させて締め付ける作業を必要としない。加えて、ネジ切り加工を施さなくて済み、製造コストが抑えられる。また、上蓋を解体するに際しては、かしめ突起のかしめた部分をグラインダーなどで研削するだけでよく、手軽な作業で行うことができる。
【００１３】
本発明の仕切弁では、前記バヨネット機構が、前記開口部の内周面に形成された第１張出部と、前記ブッシュの外周面に形成された第２張出部とを係止させるものであり、前記開口部の内周面には、前記第２張出部の侵入を許容する切欠部が形成され、前記上蓋に設けられた回転防止突起を前記切欠部に挿入することにより前記ブッシュの回転を防止可能に構成されているものが好ましい。
【００１４】
これにより、弁軸の回転に伴うブッシュの共廻りを防止して、上蓋を解体したときの安全性を確保することができる。即ち、ブッシュの共廻りを許容する構造であると、気付かない間にバヨネット機構によるブッシュの係止が解除されてしまい、上蓋の解体時に弁軸が不意に抜け出して危険であるのに対し、本発明の上記構成によれば、そのような事態を未然に防いで、解体作業を手軽に行うことができる。
【００１５】
本発明の仕切弁では、前記開口部に筒状のカラーが嵌入され、前記弁軸に設けられた鍔部を前記ブッシュと前記カラーとで挟み込んで前記弁軸を回転自在に支持しているものが好ましい。かかる構成により、弁軸を安定して且つ円滑に回転するように支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る仕切弁を備えた分岐管接続装置の一例を示す縦断面図
【図２】閉位置にある弁体を示す要部断面図
【図３】弁軸を支持する弁蓋の頂面周辺を示す縦断面図
【図４】図３のＸ−Ｘ矢視断面図
【図５】弁蓋の頂面周辺を示す（ａ）平面図と（ｂ）縦断面図
【図６】ブッシュの（ａ）平面図と（ｂ）正面視半断面図
【図７】上蓋の（ａ）正面視半断面図と（ｂ）底面図
【図８】上蓋を固定する前の状態を示す縦断面図
【図９】仕切弁の側面図とロックピンの平面図
【図１０】弁蓋の正面図
【図１１】弁箱と弁蓋との接合部位を示す仕切弁の縦断面図
【図１２】弁箱と弁蓋との接合部位の変形例を示す縦断面図
【図１３】図１２のシール材の圧縮前の状態を示す図
【図１４】弁体の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、及び、（ｃ）縦断面図
【図１５】弁体の閉位置への（ａ）移行完了直前と（ｂ）移行完了の状態を示す断面図
【図１６】切欠きに入り込んだ突起を示す要部断面図
【図１７】開位置へ移行するときの弁体を示す要部断面図
【図１８】仕切弁に穿孔装置を接続した状態を示す図
【図１９】本発明の別実施形態に係る仕切弁を示す要部断面図
【図２０】図１９に示した弁体の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、及び、（ｃ）縦断面図
【図２１】上記特許文献１に開示されている分岐管接続装置を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る仕切弁の実施形態について、既設の水道管（流体管の一例）に分岐管を接続する場合を例に挙げ、図面を参照しながら説明する。図１に示した分岐管接続装置は、既設管である水道管Ｋを取り囲んで装着され、その水道管Ｋの周方向で複数に分割された分岐ケース１と、分岐ケース１の分割面１０に端部を挟み込んで接続された仕切弁２とを備える。
【００１８】
仕切弁２は、管路の一部を構成する弁箱２１と、弁箱２１内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体２２と、弁体２２の変位を操作可能な弁軸２３と、弁軸２３を回転自在に支持する弁蓋２５とを有する。弁箱２１は、両端部の間が連通可能な管状体により形成され、水道管Ｋから分岐して設けられる管路の一部を構成する。この仕切弁２では、図１右側の分岐管側端部にフランジを形成しているが、端部の形状は特に制約されず、例えば分岐管の挿口端部を接続可能な受口形状にしても構わない。
【００１９】
弁箱２１の上方には挿通口２４が貫通形成されており、この挿通口２４を通じて弁体２２が弁箱２１の内外を出入りできる。図１では、弁体２２が上昇して開位置にある状態を示しており、この弁体２２が下降すると、図２に示した閉位置に移行して弁箱２１内の流路を遮断する。弁蓋２５は、弁箱２１から管径方向外側に突き出して設けられ、挿通口２４を覆いつつ、弁軸２３と開位置にある弁体２２とを収容している。弁蓋２５の頂面から突出した弁軸２３の頂部２３ａには、必要に応じて治具（不図示）が取り付けられる。
【００２０】
図３〜５に拡大して示すように、弁蓋２５の頂面には、弁軸２３が通過する開口部２５ｂが設けられている。弁蓋２５は、開口部２５ｂに嵌入されて弁軸２３を頂面側から支持するブッシュ１６と、そのブッシュ１６を覆って開口部２５ｂを遮蔽する上蓋１７とを備える。ブッシュ１６は、図６に示すような筒状の部材であって、挿通孔１６ａに弁軸２３を挿通した状態で、弁軸２３に設けられた鍔部２３ｂを上方から受け止め、開口部２５ｂから弁軸２３が抜け出さないように支持する。
【００２１】
ブッシュ１６は、バヨネット機構によって開口部２５ｂに係止される。本実施形態では、バヨネット機構が、開口部２５ｂの内周面に形成された一対の張出部２５ｃ（第１張出部）に、ブッシュ１６の外周面に形成された一対の張出部１６ｂ（第２張出部）を係止させるように構成されている。張出部２５ｃは、開口部２５ｂの内周面に内鍔状に設けられ、その一対の張出部２５ｃの間に、ブッシュ１６の張出部１６ｂの侵入を許容する一対の切欠部２５ｄが形成されている。
【００２２】
つまり、このバヨネット機構では、開口部２５ｂに嵌入したブッシュ１６の張出部１６ｂを切欠部２５ｄに侵入させた後、そのブッシュ１６を軸芯周りに変位させて、張出部１６ｂを張出部２５ｃに対面させることで、ブッシュ１６が開口部２５ｂに係止される状態となる。また、係止状態にあるブッシュ１６を軸芯周りに変位させて、張出部１６ｂと張出部２５ｃとが対面しないようになると、開口部２５ｂからブッシュ１６が外れる状態になる。
【００２３】
ブッシュ１６の上面には、図６に示すように一対のかしめ突起１６ｃが設けられ、上蓋１７には、図７に示すように一対の貫通孔１７ａが形成されている。かしめ突起１６ｃは、ブッシュ１６を覆う上蓋１７の貫通孔１７ａに挿通され、そのかしめ突起１６ｃをかしめることにより上蓋１７がブッシュ１６に固定されている。図８は、上蓋１７を固定する前の状態であり、かしめ突起１６ｃの出代をハンマー等で叩いてかしめることで、図３の状態となる。ブッシュ１６は、例えば砲金により作製されるが、これに限定されない。
【００２４】
このように、仕切弁２では、ブッシュ１６をバヨネット機構により開口部２５ｂに係止した後、上蓋１７で覆ったブッシュ１６のかしめ突起１６ｃをかしめることで、上蓋１７が弁蓋２５に固定される。したがって、部材を回転させて締め付ける作業を必要とせず、ブッシュ１６や上蓋１７にネジ切り加工を施さなくて済む。それでいて、何らかの事情により上蓋１７を解体する場合には、かしめ突起１６ｃのかしめた部分をグラインダーなどで研削するだけでよく、手軽な作業で行うことができる。
【００２５】
本実施形態では、上蓋１７に一対の回転防止突起１７ｂを設けており、それらを図４のように切欠部２５ｄに挿入することで、ブッシュ１６の回転を防止している。これにより、弁軸２３の回転に伴ってブッシュ１６が共廻りすることなく、気付かない間にバヨネット機構によるブッシュ１６の係止が解除されることを防いで、上蓋１７を解体したときの安全性を確保できる。回転防止突起１７ｂは、切欠部２５ｄに対応した湾曲形状をしており、ブッシュ１６を上蓋１７で覆う際に切欠部２５ｄに挿入される。
【００２６】
また、本実施形態では、開口部２５ｂに筒状のカラー１８を嵌入し、鍔部２３ｂをブッシュ１６とカラー１８とで挟み込んで弁軸２３を回転自在に支持している。かかる構成により、弁軸２３を安定して且つ円滑に回転するように支持することができる。カラー１８は、弁軸２３との摩擦抵抗が小さい材料で形成されることが好ましく、例えばジュラコン（登録商標）などの樹脂で作製されるが、これに限定されない。
【００２７】
本実施形態では、弁箱２１と弁蓋２５が別体であり、図９に示すように、一組のロックピン４を用いて弁箱２１と弁蓋２５とを接合する例を示す。図１０は、弁蓋２５の正面図であり、図１１は、弁箱２１と弁蓋２５との接合部位を示す仕切弁２の縦断面図である。図１，２の断面は図１０のＡ−Ａ矢視に対応し、図１１の断面は図１０のＢ−Ｂ矢視に対応している。弁箱２１の外周面には上方が開口した箱状部２１ａが設けられ、そこに弁蓋２５の下端部を差し込んでいる。
【００２８】
ロックピン４は、一対の挿入軸４ａを備えたＵ字状をなし、弁箱２１と弁蓋２５との接合部位に形成された孔に挿入されている（図９で描かれない反対側においても同様）。この孔は、箱状部２１ａの内壁に形成された凹溝２１ｂと、弁蓋２５の下端部に形成された凹溝２５ａとが、互いに向かい合うことにより構成される。ロックピン４を挿入した状態では、弁蓋２５が挿入軸４ａを介して弁箱２１と係合し、弁箱２１と弁蓋２５とが堅固に接合される。
【００２９】
シール材２１ｃは、箱状部２１ａの内壁に形成された窪みに嵌め込まれており、弁箱２１と弁蓋２５との間で圧縮されて、それらの隙間を密封している。かかる構成によれば、弁箱２１に弁蓋２５を接合する際に、シール材２１ｃを取り付けた箱状部２１ａに弁蓋２５の下端部を差し込んで、ロックピン４を差し込むだけでよいため、ボルトとナットで締結する構造（図２１参照）に比べて、弁蓋２５の着脱時の作業性を格段に向上できる。
【００３０】
図１２に示す変形例では、弁蓋２５の下端部に形成された窪みにシール材２０が嵌め込まれている。図１１の構造では、弁箱２１に弁蓋２５を接合する際に、シール材２１ｃが弁蓋２５に押されて窪みから外れるという不具合が懸念されるのに対し、図１２の構造であれば、シール材２０を取り付けた弁蓋２５の下端部を箱状部２１ａに差し込むことになるため、そのような不具合の発生を回避することができる。
【００３１】
弁蓋２５の下端部に取り付けられるシール材２０は、圧縮される前の状態において、図１３に例示するような形状をしている。これらシール材２０の先端部２０ａは、断面略円形状をなして膨出形成されている。弁箱２１に弁蓋２５を接合した際には、箱状部２１ａの内壁に設けられている傾斜面２１ｄに、シール材２０の先端部２０ａが押し当たって十分に圧縮され、密封状態が的確に得られるように構成されている。
【００３２】
弁体２２は、開位置にて管軸方向（図１における左右方向）の片側から弁軸２３に対向する板状体により形成され、詳しくは図１４に示す通りである。かかる構造により、従来のソフトシール仕切弁が備える弁体と比べて、弁体２２の厚みを大幅に低減できており、仕切弁２の面間寸法Ｌが短縮されたものとなっている。本例のように分岐管側端部にフランジを形成した場合、面間寸法Ｌは、管径に関わらず、例えば２３０ｍｍ以下に設定できる。本実施形態では、弁体２２の厚みＴ（後述するボディ２２ａの厚み）が弁軸２３の太さ（ネジ径）よりも小さく、シール材３の厚みｔが弁体２２の厚みＴよりも小さい。
【００３３】
また、仕切弁２は、分岐管側となる正面に薄膜状のシール材３を有しており、閉位置にある弁体２２と弁箱２１との間を、管軸方向に圧縮されるシール材３により密封するように構成してある。具体的には、弁箱２１の内周面に形成された周溝２６に、閉位置にある弁体２２の周縁部が入り込み、その周溝２６の溝壁面２６ａにシール材３が管軸方向から押し当たって圧縮される。このため、弁箱２１の内周面に弁体２２を強く押し付けて径方向に密着させる必要がなく、弁体２２の厚みを低減しながらもシール機能を適切に確保できる。
【００３４】
この仕切弁２では、弁体２２を径方向に密着させる必要がないことから、水道管Ｋの穿孔時に発生した切粉が周溝２６の溝底に溜まっていても、それによってシール機能が阻害されることがない。尚、本実施形態の弁箱２１では、周溝２６や弁体２２に切粉が付着しないように、図２に示すように周溝２６よりも既設管側に窪み３６を形成し、そこに切粉が溜まるように対策している。窪み３６の周辺にある切粉は、ドレン３７を通じて外部に排出できる。
【００３５】
図１４のように、弁体２２は、円板状のボディ２２ａと、そのボディ２２ａから上方に突出したヘッド２２ｂと、ボディ２２ａの正面に接着された薄膜状のシール材３とを有する。ボディ２２ａは、止水に適した剛性の高い材料、例えばスチールなどの金属により形成され、シール材３は、ゴムなどの弾性材料により形成される。本実施形態では、シール材３がボディ２２ａの分岐管側に設けられているため、閉位置にある仕切弁２に水道管Ｋからの水圧が作用すると、シール材３の管軸方向への圧縮を促して密封性能が高められる。
【００３６】
本実施形態のシール材３は円形に形成されているが、弁体２２と弁箱２１との間の密封に実質的に寄与するのは、弁体２２の周縁部に沿って環状に延びた部分である。シール材３は、その環状の部分に、管軸方向に隆起して弁体２２の周縁部に沿って延びるリップ部３０を有している。リップ部３０は、外側リップ３１と、外側リップ３１の内周側に凹溝３３を介して形成され、外側リップ３１よりも隆起高さの小さい内側リップ３２とからなる。リップ部３０は、溝壁面２６ａに対向して、後述するような圧縮作用を発現する。
【００３７】
弁体２２のヘッド２２ｂには弁軸２３が連結され、その弁軸２３に対して、開位置にある弁体２２が図１左側となる既設管側から対向する。弁軸２３は、弁体２２の変位方向に沿って延在する雄ねじ部材であり、この弁軸２３に螺合した雌ねじこま２７が、管軸方向に遊びをもった状態でヘッド２２ｂに嵌め込まれている。頂部２３ａに取り付けたハンドルなどの治具（不図示）を介して弁軸２３を回転操作すると、雌ねじこま２７が上下動し、それに連動して弁体２２が昇降する。
【００３８】
既述のように、この仕切弁２では、弁体２２の周縁部が周溝２６に入り込むことで、シール材３による密封状態が得られる。このとき、周溝２６の溝幅を弁体２２の厚みＴよりも適度に大きく設定しておくことで、弁体２２の周縁部が周溝２６に円滑に入り込み、仕切弁２を遮断する際のトルクが軽減される。しかし、その反面、シール材３が管軸方向に圧縮されにくくなるため、この仕切弁２では、図１５に示すように弁箱２１の内周面に突起５を設けている。
【００３９】
図１５は、図２の右方向から仕切弁２を見た図であり、周溝２６の中央で弁箱２１及び弁体２２を切断した断面を描いている。周溝２６の溝壁面２６ｂには、複数の突起５が周方向に間隔を置いて設けられており、これらが弁体２２の周縁部の背面を管軸方向に（本実施形態では分岐管側に）押圧して、シール材３の圧縮を促すように構成されている。かかる構成によれば、シール材３による密封状態を円滑に発現して、シール機能を良好に向上することができる。
【００４０】
また、弁体２２の周縁部が周溝２６に入り始めてから閉位置への移行が完了するまで、弁体２２は幾分か下降することになるが、この間にシール材３が溝壁面２６ａに押圧されると、シール材３が引きずられて損傷したり、トルクが増大したりする恐れがある。そこで、この仕切弁２では、弁箱２１の内周面に突起５を設けるだけでなく、弁体２２の突起５と対向する箇所に、傾斜面を有する切欠き６を形成している。切欠き６には、弁体２２の閉位置への移行に伴って、突起５が入り込むようになっている。
【００４１】
弁体２２が閉位置へ移行するに際し、図１５（ａ）から図１５（ｂ）の状態に至る過程では、図１６に示すように、切欠き６に入り込んだ突起５が傾斜面に擦れるように接触する。このように、突起５が切欠き６の傾斜面に摺接して弁体２２を徐々に押圧することで、シール材３の引きずりを抑えて少しずつ圧縮できるため、シール材３の損傷やトルクの増大を防止できる。本実施形態では、閉位置への移行が完了した図１５（ｂ）の状態で、切欠き６の上側に突起５が位置し、切欠き６から脱した突起５が弁体２２を安定して押圧する。
【００４２】
弁体２２の閉位置への移行が完了すると、シール材３によって弁体２２と弁箱２１との間が密封される。このとき、溝壁面２６ａにはリップ部３０が押し当たり、図１４（ｃ）のように、外側リップ３１が凹溝３３に入り込むようにして内周側に倒れ変形し、シール材３の圧縮作用が高められる。また、その倒れ変形した外側リップ３１を内側リップ３２で支えることで、シール材３の切れや剥がれを防止できる。更に、図１７のようにリップ部３０が挿通口２４を通過する際には、外側リップ３１よりも先に内側リップ３２が弁箱２１の内周面に当接しうるため、衝撃を和らげてシール材３の切れを防止できる。
【００４３】
これに対し、内側リップ３２を形成していない場合には、倒れ変形した外側リップ３１を支えられないことでリップ部３０が全体的に内周側に引っ張られ、シール材３がボディ２２ａから剥がれてしまう懸念がある。また、リップ部３０が凹溝３３を具備せずに単なる山状に隆起している場合には、上述した圧縮作用の向上が得られないうえ、付け根から切れてしまう懸念がある。凹溝３３は、本実施形態のようなＵ字状溝であることが好ましく、それによって外側リップ３１が内周側に倒れやすくなる。
【００４４】
図１４（ｂ）に示すように、弁体２２の背面には、上側と左右両側の三箇所に、管軸方向に突出したガイド部７が形成されている。ガイド部７の外面は、弁体２２の変位方向に沿って傾斜しており、弁箱２１におけるガイド部７との接触部位には、ガイド部７の外面と合致した傾斜を持つ傾斜面２８が形成されている。これによって、弁体２２を閉位置に移行する際には、ガイド部７と傾斜面２８との接触により弁体２２を案内して適切に位置決めできる。
【００４５】
本実施形態では、仕切弁２の外周面に位置決め突起２９を形成しており、これらは分岐ケース１との接続に利用される。分岐ケース１は、水道管Ｋに水密に装着可能な分割体１Ａ，１Ｂにより構成され、図１にて上下２つ割となる割Ｔ字管形状をしている。分岐ケース１の分割面１０では、分割体１Ａ，１Ｂのフランジ同士が、ボルトとナットで構成した締結具１１により締結される。この締結具１１の締め付けにより、パッキン１２，１３を介して分割面１０が水密に閉じられ、分岐ケース１に仕切弁２が接続される。
【００４６】
分岐ケース１の分割面１０が略水平方向に位置するため、地盤変動や経年変化などによる大負荷が発生しても、締結具１１のボルトが伸長する方向に負荷が作用しにくく、分割面１０の不意の開口を抑えて漏水を効果的に防止できる。仕切弁２の位置決め突起２９は、分岐ケース１に形成した延出部１５の凹部に嵌め込まれ、それによって仕切弁２が周方向に位置決めされる。かかる分岐ケースとしては、上記特許文献１のほか、本出願人による特開２００９−１２７６８６号公報や特開２００９−２９９８２６号公報に開示される構造も適用可能である。
【００４７】
この分岐管接続装置を用いて既設の水道管Ｋに分岐管を接続する手順の一例について、簡単に説明する。まず、図１に示すように、分岐ケース１を水道管Ｋに外嵌して装着し、分割面１０に仕切弁２の端部を挟み込んで水密に接続する。次に、図１８に示すように、仕切弁２に穿孔装置８を接続し、カッター８０で水道管Ｋの周壁を穿孔する。穿孔が完了したら、カッター８０を後退させて、図２のように弁体２２を閉位置に移行させる。
【００４８】
この仕切弁２では面間寸法が抑えられるため、水道管Ｋの周壁を穿孔するに際してカッター８０の移動ストロークが短くて済み、小型の穿孔装置を利用可能となる。本例のように分岐管側端部にフランジを形成した場合であれば、該フランジから水道管Ｋの周壁までの管軸方向距離は、仕切弁２の管径に関わらず、例えば２４０ｍｍ以下に設定することが可能である。
【００４９】
本実施形態では、弁体２２が弁軸２３に対して分岐ケース寄り（即ち、水道管Ｋ側）に配置されているため、後退位置にあるカッター８０に対して、閉位置にある弁体２２を管軸方向に遠ざけて干渉を回避できるとともに、分岐ケース１から弁軸２３を管軸方向に遠ざけることができるため、仕切弁２の面間寸法を巧みに短縮して、穿孔ストロークを有効に短くできる。仕切弁２から穿孔装置８を取り外して、代わりに分岐管（不図示）を接続し、弁体２２を開位置に変位させれば、水道管Ｋからの分水が行われ、分岐管を利用できる状態となる。
【００５０】
前述の実施形態では、分岐管側となる弁体の正面にシール材を設け、既設管側となる弁体の背面に切欠きやガイド部を設けた例を示したが、本発明では、図１９のように、それらを逆に配置しても構わない。図１９に示した弁体２２では、中央のガイド部７が弁軸２３に干渉することを防ぐため、図２０に示すように中央のガイド部７に縦溝７２を設けている。尚、錆止めなどを目的として、弁体の両面にゴムライニングを施しても構わない。
【００５１】
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。したがって、仕切弁の構造に関し、例えば弁箱と弁蓋を一体化に作製したり、ねじこまを使わずに弁軸に弁体を直接螺合したりしても構わない。或いは、前述の実施形態とは逆に、分岐管側となる弁体の正面にシール材を設け、弁体の背面に切欠きやガイド部を設けてもよく、開位置にある弁体を弁軸の分岐管側に配置しても構わない。
【００５２】
前述の実施形態では、本発明に係る仕切弁を、既設水道管に分岐管を接続するための分岐管接続工事に用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、上水道や下水道、農業用水、工業用水などの各種流体管路に使用される仕切弁において、特に制約なく適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
２ 仕切弁
３ シール材
４ ロックピン
１６ ブッシュ
１６ｂ 張出部（第２張出部）
１６ｃ かしめ突起
１７ 上蓋
１７ａ 貫通孔
１７ｂ 回転防止突起
１８ カラー
２１ 弁箱
２１ａ 箱状部
２１ｂ 凹溝
２１ｃ シール材
２１ｄ 傾斜面
２２ 弁体
２３ 弁軸
２３ｂ 鍔部
２５ 弁蓋
２５ａ 凹溝
２５ｂ 開口部
２５ｃ 張出部（第１張出部）
２５ｄ 切欠部
Ｋ 水道管（流体管の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路の一部を構成する弁箱と、前記弁箱内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体と、前記弁体の変位を操作可能な弁軸と、前記弁軸を回転自在に支持する弁蓋とを有する仕切弁において、
前記弁蓋が、前記弁蓋の頂面に設けられた開口部に嵌入されて前記弁軸を頂面側から支持するブッシュと、前記ブッシュを覆って前記開口部を遮蔽する上蓋とを備え、
前記ブッシュが、バヨネット機構により前記開口部に係止され、
前記上蓋に形成されている貫通孔に前記ブッシュに設けられたかしめ突起を挿通し、前記かしめ突起をかしめることにより、前記上蓋が前記ブッシュに固定されていることを特徴とする仕切弁。
【請求項２】
前記バヨネット機構が、前記開口部の内周面に形成された第１張出部と、前記ブッシュの外周面に形成された第２張出部とを係止させるものであり、
前記開口部の内周面には、前記第２張出部の侵入を許容する切欠部が形成され、前記上蓋に設けられた回転防止突起を前記切欠部に挿入することにより前記ブッシュの回転を防止可能に構成されている請求項１に記載の仕切弁。
【請求項３】
前記開口部に筒状のカラーが嵌入され、前記弁軸に設けられた鍔部を前記ブッシュと前記カラーとで挟み込んで前記弁軸を回転自在に支持している請求項１又は２に記載の仕切弁。
【請求項１】
管路の一部を構成する弁箱と、前記弁箱内の流路を遮断する閉位置と該流路を開放する開位置との間で変位する弁体と、前記弁体の変位を操作可能な弁軸と、前記弁軸を回転自在に支持する弁蓋とを有する仕切弁において、
前記弁蓋が、前記弁蓋の頂面に設けられた開口部に嵌入されて前記弁軸を頂面側から支持するブッシュと、前記ブッシュを覆って前記開口部を遮蔽する上蓋とを備え、
前記ブッシュが、バヨネット機構により前記開口部に係止され、
前記上蓋に形成されている貫通孔に前記ブッシュに設けられたかしめ突起を挿通し、前記かしめ突起をかしめることにより、前記上蓋が前記ブッシュに固定されていることを特徴とする仕切弁。
【請求項２】
前記バヨネット機構が、前記開口部の内周面に形成された第１張出部と、前記ブッシュの外周面に形成された第２張出部とを係止させるものであり、
前記開口部の内周面には、前記第２張出部の侵入を許容する切欠部が形成され、前記上蓋に設けられた回転防止突起を前記切欠部に挿入することにより前記ブッシュの回転を防止可能に構成されている請求項１に記載の仕切弁。
【請求項３】
前記開口部に筒状のカラーが嵌入され、前記弁軸に設けられた鍔部を前記ブッシュと前記カラーとで挟み込んで前記弁軸を回転自在に支持している請求項１又は２に記載の仕切弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１７２７３１（Ｐ２０１２−１７２７３１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３５５５（Ｐ２０１１−３３５５５）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（３９６０２０３６１）株式会社水道技術開発機構 (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（３９６０２０３６１）株式会社水道技術開発機構 (113)
【Ｆターム（参考）】
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