特許 6239703 ソフトシール仕切弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6239703

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】ソフトシール仕切弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/314 20060101AFI20171120BHJP

   F16K 3/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F16K3/314 C

   F16K3/00 B

【請求項の数】2

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-160981(P2016-160981)

(22)【出願日】2016年8月19日

(62)【分割の表示】特願2014-53827(P2014-53827)の分割

【原出願日】2011年7月8日

(65)【公開番号】特開2016-191475(P2016-191475A)

(43)【公開日】2016年11月10日

【審査請求日】2016年8月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000147291

【氏名又は名称】株式会社清水合金製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100081293

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 哲男

(72)【発明者】

【氏名】小池 公夫

(72)【発明者】

【氏名】小谷 久人

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−１１７９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４２３０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３／００−３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁箱内の流路に対して交叉方向に昇降動する弁体で前記弁箱内に設けた弁座部と止水面とをシールして前記弁箱の流路を開閉するソフトシール仕切弁において、前記弁体には、弁体の母材にゴムライニングが施された状態で前記弁座部にシールする弁体シール部と、前記止水面に圧接シールする止水部とを有し、この止水部が前記止水面に当接する際に、前記弁体の締め過ぎを規制するために前記止水部のテーパ側面に樹脂製又は樹脂塗装から成るストッパ部が設けられ、前記止水部のテーパ側面の圧接部位は、前記ストッパ部より突設した状態で設けられていることを特徴とするソフトシール仕切弁。

【請求項2】

前記弁体には、前記止水面のテーパ側面に当接シール可能な突条部が設けられ、この突条部の間に前記ストッパ部が設けられている請求項１に記載のソフトシール仕切弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流路に対して交叉方向に昇降動して流路を開閉する弁体を有し、この弁体に装着されたゴムシール材で弁閉シールするソフトシール仕切弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、この種のソフトシール仕切弁は、水道設備等の配管などで広く用いられ、弁体に装着されたゴムシール材で止水及び防食する構造になっている。水道用ソフトシール仕切弁の弁体に使用されているゴムシール材は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）が多く用いられている。ＥＰＤＭは、耐水性、耐薬品性、耐オゾン性に優れたゴム材料として過酷な環境下にさらされる場所に設置され、長寿命と高い信頼性が求められるソフトシール仕切弁の弁体ゴムであるため、日本国内のみならず欧米などの海外でも最適エラストマー（ゴム状弾性体）として規格等で採択されている。そして、このようなゴムシール材を弁体に装着する場合には、通常、全面ゴムライニングにより装着している。
全面ゴムライニングによりゴムシール材を弁体に取付けたソフトシール仕切弁として、例えば、特許文献１の仕切弁装置が知られている。この仕切弁装置では弁体の外周全面にゴムライニング層が形成され、このゴムライニング層をフッ素樹脂層で被覆している。
特許文献２のソフトシール弁の弁体シート構造では、弁体における弁箱内流路側に全面ゴムライニングが施されている。更に、この弁体シート構造では、ゴムライニングにおける流体の流れ方向の相対する両側部に一対の弁体シートが形成されている。この一対の弁体シートは、一方側よりも他方側が弁箱の内面に向けて所定距離だけ突出されて肉厚に設けられ、ゴムライニングの肉厚側の圧縮量および面圧を薄肉側よりも高く設定することで、過度な締め付けを防ごうとしている。

【0003】

一方、この種のソフトシール仕切弁として、弁体に対して部分的にゴムシートを設けることもある。この場合、弁体にゴムシール材を嵌め込みや取付け用の固定部材によって装着する場合が一般的である。
例えば、特許文献３の仕切弁では、弁体の下端面から両側端に連なるＶ字状ないしＵ字状の第１パッキン部と、弁体の両側面の上端部に連なる第２パッキン部とからなるゴムパッキンが設けられ、このゴムパッキンは、弁体に形成された装着溝に嵌め込みにより装着されている。
特許文献４のソフトシール仕切弁においては、環状のゴムシール材が流体流路の上流側と下流側とに分割された状態で弁体の外径側に設けられ、この上から一対のシール固定部材によりゴムシール材が弁体に固定されている。
特許文献５の仕切弁では、弁体の外周面の周方向ならびに溝が形成され、この溝にＴ字状の弾性パッキングが嵌め込まれている。更に、この仕切弁においては、ボンネットにボス部が形成され、このボス部内に設けられた過締め防止機構収容孔に過締め防止リングが収容されている。弁閉時には、過締め防止機構収容孔に設けられた段部に過締め防止リングが衝合することで、過締めによる弁締切り時の弁箱や弁体の破損を防ごうとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２７５７５４号公報

【特許文献2】特許第３４２３２２２号公報

【特許文献3】特開平１１−２０１２９９号公報

【特許文献4】特開２０１０−２１６６１７号公報

【特許文献5】特開平６−２５７６７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献２における全面ゴムライニングのソフトシール仕切弁は、弁体の表面全体がゴムライニングにより覆われていることにより、他の構造のバルブと比べてゴムと水道水との接触面積が特に大きくなるため、浸出性を満足することが困難になる。そして、コンディショニング無しでの浸出試験等も満足できないこともある。また、ソフトシール仕切弁に適したＥＰＤＭ等のゴムシール材を使用した場合でも、水道水中の残留塩素により弁体表面のゴムシール材に劣化現象が生じ、ゴムシール材中のカーボン等が剥離して水道水中に混入することがあった。弁体に全面ゴムライニングを施す場合には、使用するゴムシール材が多くなるばかりでなく、高価なゴムシール材を使いにくいという問題もある。
更に、同文献２においては、ゴム材料で形成された弁体シートのうちの一方側を他方側よりも弁箱内面に突出させて過度な締め付けを防ぐ構造としているため、この小さいゴム材料の当接部分に締め付け時の力が集中的に加わって圧縮量が過度に増え、ゴム材料が余計に弱くなって破断しやすくなる。締め付けが完了したことを一対の弁体シートで確認しようとしているが、この弁体シートはゴム材料で構成されているため、操作力に対する反力がゴム材料の弾性力によって緩衝されて弁閉位置が分かりづらくなる問題も生じる。

【0006】

一方、同文献３〜５のように、嵌め込みや固定部材を用いて弁体に部分的にゴムシートを装着した場合には、弁体ゴムの浸出性向上及び耐塩素対策のために表面積を減らす設計が可能にはなるが、弁体とゴムシートとを密着させることが難しいことから弁体とゴムシートとの間に隙間が生じて漏れを生じたり、これらの間に流体が浸入して弁体からゴムシートが剥離する可能性がある。これを防ぐためにゴムシートと弁体との間に接着剤を塗布することがあるが、接着剤を塗布する際には流体内に溶出することを防ぐために接着部分以外にはみ出さないように塗布する必要がある。そのため、ゴムシートの装着作業に手間がかかり、作業工数も増加することになる。
更に、同文献５においては、ふたに形成したボス部内に過締め防止機構収容孔を設け、この収容孔に収容した過締め防止リングによって過締めによる弁箱や弁体の破損を防ごうとしているため、全体が大型化すると同時に構造も複雑になり、部品点数も増加していた。

【0007】

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、ゴムシール材の流体への接触面積を少なくして浸出性を改善すると同時にゴムの劣化によるカーボンなどの剥離を抑えながら使用でき、接着剤を使用しなくても弁体とゴムシートとを高い精度で緊密に取付けてゴムシートの抜け出しを防止しつつ、高いシール性を発揮して流体漏れを確実に防止すると共に、弁体の過剰な締め付けを防止したソフトシール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】

【0008】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、弁箱内の流路に対して交叉方向に昇降動する弁体で前記弁箱内に設けた弁座部と止水面とをシールして前記弁箱の流路を開閉するソフトシール仕切弁において、前記弁体には、弁体の母材にゴムライニングが施された状態で前記弁座部にシールする弁体シール部と、前記止水面に圧接シールする止水部とを有し、この止水部が前記止水面に当接する際に、前記弁体の締め過ぎを規制するために前記止水部のテーパ側面に樹脂製又は樹脂塗装から成るストッパ部が設けられ、前記止水部のテーパ側面の圧接部位は、前記ストッパ部より突設した状態で設けられているソフトシール仕切弁である。

【0009】

請求項２に係る発明は、弁体には、止水面のテーパ側面に当接シール可能な突条部が設けられ、この突条部の間にストッパ部が設けられているソフトシール仕切弁である。

【発明の効果】

【0010】

請求項１に係る発明によると、弁体の母材の上流側面と下流側面の上方円弧部位と下方端部位にゴムライニングを施して、弁座部にシールする弁体シール部と止水面に圧接シールする止水部とを部分ライニングにより構成しているため、ゴムシール材の水道水などの流体への接触面積を低減し、その結果、水道水の臭気や全有機体炭素（ＴＯＣ）等の水質改善を図り、コンディショニングの無い浸出試験においても浸出性を満足し、ゴムシール材が劣化したときの黒粉発生量を低減できる。しかも、ゴムライニングで弁体にシール部分を設けているため、接着剤を使用しなくても弁体とゴムシートとを高精度で緊密に取付けてゴムシートの離脱を防止する。この部分ライニングによる構成によってゴムの使用量を低減できることから、高性能のゴムを使用しやすくなり、これによりバルブの長寿命化を図ることができるようになる。

【0011】

この場合、弁体の止水面とシールする止水部に、この弁体の締め切り時に止水面に当接可能なストッパ部を設けていることにより、弁閉シール時に続けて弁体を締め付けたときに、ストッパ部が止水面に当接することで止水部の過剰な変形を防止し、この止水部の負担を軽減して止水部が傷付いたり破断したりすることを防止する。ストッパ部は、部分ゴムライニングの弁体に加えて、全面ゴムライニングや嵌め込みによりゴムシール材を装着する弁体の場合にも設けることができ、これらの場合にも部分ゴムライニングの場合と同様にストッパ部による機能を発揮する。特に、弁閉シール時には、先ずテーパ側面の圧接部位が止水面に当接し、続いて弁体を締め付けたときに、この圧接部位がゴム材料の弾性により変形しながら弁体の下降によりテーパ側面のストッパ部が止水面に当接し、テーパ側面における圧接部位の過剰な変形を防止でき、止水部が傷付いたり破断したり、又は弁箱の表面処理部位も剥がれ難くなる等の効果を有する。

【0012】

請求項２に係る発明によると、弁体に止水面に当接シール可能な突条部を設け、この突条部の間にストッパ部を設けていることにより、弁閉シール時には、突条部が止水面に圧接し、この圧接により締め付け時の面圧力を高め、密着性の向上によりシール性が高まる。弁閉シール時で続けて弁体を締め付けたときには、突条部がその弾性により変形しながらストッパ部が止水面に当接することで、突条部の過剰な変形を防止する。この場合、例えば、弁体に２条の突条部を形成すれば、弁閉シール時にはこれら突条部が止水面に線接触状態で圧接し、小さい接触面積による圧接により締め付け時の面圧力が一層高まる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のソフトシール仕切弁の第１実施形態を示す縦断面図である。

【図2】図１の中央縦断面図である。

【図3】ソフトシール仕切弁の弁閉状態を示した一部省略拡大断面図である。

【図4】弁体を示す斜視図である。

【図5】弁体を示す正面図である。

【図6】図５の中央縦断面図である。

【図7】図６の中央貫通穴付近を示す一部拡大断面図である。

【図8】図５におけるＡ−Ａ断面図である。

【図9】図５におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図10】（ａ）、（ｂ）は図５におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図11】図５の底面図である。

【図12】母材を示す斜視図である。

【図13】図１２の正面図である。

【図14】図１３の中央縦断面図である。

【図15】ゴムライニングを示した模式図である。

【図16】（ａ）は本発明のソフトシール仕切弁の第２実施形態の弁体を示す底面図である（ｂ）は本発明のソフトシール仕切弁の第２実施形態の弁体を示す縦断面図である。

【図17】（ａ）は本発明のソフトシール仕切弁の第３実施形態の弁体を示す底面図である（ｂ）は本発明のソフトシール仕切弁の第３実施形態の弁体を示す縦断面図である。

【図18】ストッパ部の他例を示す要部拡大断面図である。

【図19】図１８の底面図である。

【0014】

以下に、本発明におけるソフトシール仕切弁の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明のソフトシール仕切弁の実施形態を示しており、図２は図１の中央縦断面図、図３においてはソフトシール仕切弁の弁閉状態を示している。

【0015】

図に示すように、本発明のソフトシール仕切弁は、弁体１、弁箱２、ふた３、弁棒４を有しており、弁体１が弁箱２内の流路５に対して弁棒４により交叉方向に昇降動自在に取付けられている。弁体１にはＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどのゴム材料によりゴムライニングが施され、このゴムライニングで弁箱２内に設けられた弁座部６と止水面７とをシールすることで弁箱２の流路５を開閉するようになっている。

【0016】

図４〜図１１における弁体１は、図１２〜図１４に示した母材１０を有し、この母材１０は、例えば、球状黒鉛鋳鉄（例えば、ＦＣＤ４５０−１０）もしくはステンレス鋼（ＳＣＳ）等の材料により鋳造成形される。母材（例えば、球状黒鉛鋳鉄）１０には表面処理がなされて表面処理部１１が設けられ、この表面処理部１１は、例えば、エポキシ・ポリアミド樹脂等の樹脂の流動浸漬・静電粉体塗装、或は、琺瑯加工により設けられる。このうちの適宜の表面処理部１１を母材に施すようにすればよいが、特に、エポキシ・ポリアミド樹脂を流動浸漬により加工して表面処理部１１を設けることが望ましい。この場合、エポキシ・ポリアミド樹脂の静電粉体塗装により表面処理する場合に比較して膜厚が均一になって安定しやすく、ガラス質を焼き付けによる琺瑯加工の場合よりも表面の割れが生じにくくなって運搬時などの取り扱いも容易になる。これによってゴムライニングを施す際に、流路５に露出する表面処理部１１への傷付きが極力抑えられる。この表面処理部１１の均一の膜厚に対してゴム材料の密着精度を高めつつ加硫成形を施すことが可能になる。

【0017】

このように、母材１０の表面にポリアミド合成樹脂（ナイロン樹脂）等の樹脂塗装を施すことで、後述する止水部３２に位置し、母材１０に一体成形されたストッパ部３６にこの樹脂塗装でストッパ機能を発揮させることが可能になっている。

【0018】

母材１０は、図１４に示すように弁棒挿入穴１２、この弁棒挿入穴１２の両側に位置する上流側面１３、下流側面１４を有し、流路５に対して左右対称形状の楔型に設けられる。弁棒挿入穴１２は、母材１０の中央位置に貫通して設けられ、この弁棒挿入穴１２の上部側にはやや拡径した段部面１５が形成されている。母材１０の上流側面１３、下流側面１４の上方円弧部位と下方端部位とには、図１３に示したゴム固着部１６が設けられる。このうち、上方円弧部位におけるゴム固着部１６は円弧状溝部からなり、係合面１７ａを残して小穴である中央貫通穴１７、貫通穴１８を有している。母材１０の両側にはガイド部１９、１９が形成されている。

【0019】

図１４において、中央貫通穴１７は、母材１０の弁棒挿入穴１２に貫通して円弧状溝部１６の略中央位置に溝幅より小さく形成される。貫通穴１８は、上方円弧部位に設けたゴム固着部１６の上流側面と下流側面とを貫通するように、図１３において、中央貫通穴１７を中心に左右対称に設けられる。本実施形態では、４つの貫通穴１８が長穴形状により形成されているが、この貫通穴１８の数を増減したり異なる穴形状に設けることも可能である。その場合にも、中央貫通穴１７を中心に左右対称の貫通穴１８を配置することが望ましい。この場合、係合面１７ａにゴムが係合されながら中央貫通穴１７に確実に固着される。

【0020】

ガイド部１９は、弁体１の両側に突設形成され、弁箱２内部の両側に形成されたガイド溝２０に遊嵌状態で装着される。このようにして弁体１を弁箱２の所定位置に装着することで、弁体１は弁箱２内を上下動可能になっている。図示しないが、ガイド部１９のガイド溝との当接面は、弁棒４が上下動する方向に対して上部側から下部側にやや傾斜する傾斜面とし、この当接面の傾きを後述する流体圧による弁体１の傾きと同じ傾きに設けておくことが望ましい。

【0021】

一方、母材１０のゴム固着部１６の下方端部位においては、図１２に示すように環状下端面２５、テーパ側面２６が設けられる。環状下端面２５は母材１０の弁棒挿入穴１２の下端に形成され、テーパ側面２６はこの環状下端面２５の両側から続けて環状下端面２５から傾斜するように形成される。図１２に示すように、環状下端面２５とテーパ側面２６との間には溝部２７が形成され、この溝部２７は、母材１０の下方端部位にテーパ保持部２８ａを延設した外筒保持部２８と仕切壁２９ａを延設した内筒保持部２９とが形成される。更に、外筒保持部２８とテーパ保持部２８ａには溝部２７に貫通する長穴状の複数の貫通部３０が形成されている。貫通部３０は、上記した貫通穴１８と同様に、その数や形状を任意に設定することが可能である。その場合にも、貫通穴１８のように母材１０に対して左右対称に設けることが望ましい。

【0022】

弁体１を製作する場合には、上記した母材１０のゴム固着部１６にゴム材料を加硫成形する。これにより、図４〜図６に示すように弁座部６にシールする弁体シール部３１と、止水面７に圧接シールする止水部３２とがそれぞれ設けられる。このとき、弁体シール部３１と止水部３２とは同時に成形加工される。
その際、母材１０の上方円弧部位側においては、図７に示した中央貫通穴１７を介してゴムライニングを施すことにより弁体シール部３１が母材１０に一体成形される。具体的には、円弧状溝部１６と中央貫通穴１７と段部面１５とにゴム加硫成形を施すことにより、図６、図７に示すように円弧状溝部１６に膨出した弁体シール部３１と段部面１５に環状保持部３３とが設けられ、これらが中央貫通穴１７を介して一体に設けられる。これにより、上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１同士が中央貫通穴１７と環状保持部３３とにより一体化される。

【0023】

これと同時に、図８、図９に示すように貫通穴１８に対してもゴムライニングが施され、これによって上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１同士がこの貫通穴１８を介して一体化される。このようにして、上方円弧部位の弁体シール部３１は、円弧状溝部１６、中央貫通穴１７、段部面１５、貫通穴１８を介して母材１０に一体成形される。

【0024】

一方、母材１０の下方端部位側においては、図１２における貫通部３０を介して環状下端面２５とテーパ側面２６とにゴムライニングを施すことで止水部３２が母材１０に一体成形される。具体的には、外筒保持部２８の外側から貫通部３０を介して溝部２７にゴム加硫成形を施すことにより、止水部３２が環状下端面２５、テーパ側面２６に一体成形される。

【0025】

この場合、図１１に示すように、テーパ側面２６における止水面７とのシール部位にはそれぞれ２条の突条部３５、３５が突設形成されていてもよい。この場合、弁体１の締め切り時にこの２条の突条部３５、３５が止水面７に当接シール可能になる。更に、これらの２条の突条部３５、３５の間には、後述するストッパ部３６が配設されている。

【0026】

図１５のゴムライニングの模式図に示すように、前記の弁体シール部３１と止水部３２とに設けられる加硫ゴム材料は、円弧状溝部１６とテーパ側面２６とにおいて一体に繋がっており、ゴム加硫成形を施す際に弁体シール部３１と止水部３２とが前記のように一度に成形される。このように、弁体シール部３１と止水部３２とは流路５の交叉方向において環状に一体成形され、流路５側に露出するゴム材料部分が最小限に抑えられている。

【0027】

ゴム加硫成形を施す場合には、接着剤を塗布することのない加硫成形によって加工でき、このゴム加硫成形によって母材１０にゴム材料を強固に固定・密着できることで、弁体１としての機能を十分に発揮できる。更に、ゴムライニングの経年変化を考慮した場合、接着剤を塗布しながら加硫成形する加硫接着によってゴム加硫成形を施すようにしてもよい。

【0028】

図３、図４に示したストッパ部３６は、樹脂製又は硬質ゴム製或は樹脂塗装からなり、止水部３２において環状下端面２５を中心に各テーパ側面２６、２６に左右対称に設けられている。ストッパ部３６は、止水部３２を成すゴム材料よりも硬度が高い材料により形成される。しかも、この実施形態では、テーパ側面２６の圧接部位にこのストッパ部３６が設けられ、テーパ側面２６の圧接部位がこのストッパ部３６より突設して形成される。

【0029】

図３、図１０において、ストッパ部３６は、止水面７に対向する当接面３７と、この当接面３７の両側から垂直方向に延びる保持部３８、３８と、この保持部３８、３８同士を繋ぐ補強部３９とを有し、断面略コ字形状に形成される。当接面３７は、テーパ側面２６の圧接部位が止水面７に圧接して変形したときに止水面７に当接可能になっている。保持部３８は、母材１０とゴムライニング部分との間に保持され、この保持部３８の保持によりストッパ部３６が母材１０に一体化される。補強部３９は、保持部３８、３８同士を繋ぐように設けられることで保持部３８を補強し、かつ、この補強部３９が母材１０に形成された取付凹溝１０ａに嵌合装着されることでストッパ部３６を位置決め可能になっている。

【0030】

ストッパ部３６は、補強部３８を取付凹溝１０ａに嵌め込みつつ両保持部３８、３８で下方端部位を挟むようにして表面処理された母材１０の所定位置に仮着される。更に、この一体化した母材１０とストッパ部３６とに対して加硫成形により部分ゴムライニングを施すことで、母材１０からのストッパ部３６の抜け出しが阻止された状態でこれらが一体化される。

【0031】

上述したストッパ部３６は、弁体１の締め切り時に止水面７に当接可能であれば、止水部３２の任意の位置に配設することができ、また、このストッパ部３６を省略することも可能である。ストッパ部３６を設ける場合、本実施形態のような部分ゴムライニングの弁体以外の弁体に適用することも可能であり、例えば、全面ゴムライニングや嵌め込みによりゴムシール材を装着するタイプの弁体にも前記と同様にストッパ部を設けることができる。この場合にも、部分ゴムライニングの場合と同様にストッパ部による機能を発揮できる。

【0032】

上記の弁体１を弁箱に装着する場合、図３に示すように、弁体１は、弁棒４、めねじこま４１を介して上下動自在に取付けられる。弁棒４は、例えば、ステンレス鋼からなり、その外周の一部にはおねじからなるねじ部４２が設けられている。弁棒４の上部側には環状鍔部４３が形成され、弁棒４はこの環状鍔部４３が弁箱２被蓋用のふた３の上に当接した状態で装着される。そのため、弁棒４は、弁箱２に対して上下動が阻止された状態で回動するようになっている。図１、図２において、環状鍔部４３とふた３との間にはスラストワッシャ等の緩衝部材４５が介在されており、この緩衝部材４５により、環状鍔部４３とふた３とが直接接触することが防止されている。

【0033】

同図に示した弁箱２、ふた３は、例えば、ＦＣＤ４５０−１０等の球状黒鉛鋳鉄を材料として成形され、これらの全面には、弁体１の場合と同様にエポキシ樹脂が塗装により表面処理される。弁箱２とふた３とは、ゴム製のシール部材４６を介してボルト等の固着部材５７により固着されている。

【0034】

めねじこま４１は、例えば、銅合金から成り、内周にねじ部４２に螺合するめねじ部４７が形成され、図２の弁体１の上部側に形成された鉤状の係止部４８の内側に抜け止め状態で収容される。弁棒４を弁閉又は弁開方向に回転させると、ガイド部１９がガイド溝２０により回転規制されていることで、ねじ部４２とめねじ部４７との螺合によって弁体１が弁棒４に対して上下動する。弁体１の係止部４８の一方側にはこの係止部４８を補強するための連結部４９が形成されているが、この連結部４９を省略するようにしてもよい。この場合には、弁体１が流路方向において左右対称になる。
弁棒４は、図示しないハンドルにより手動で回動操作されるが、この弁棒４を図示しない電動アクチュエータ等により自動操作で操作することもできる。

【0035】

図１に示すように、この実施形態におけるソフトシール仕切弁では弁棒４のねじ部４２が弁箱２内に隠れ、弁体１の開閉操作時に弁棒４が定位置で回動する内ねじ式の仕切弁になっている。図示しないが、ソフトシール仕切弁は、外ねじ式の仕切弁構造であってもよい。外ねじ式の仕切弁は、弁棒のねじ部が弁箱の外部にあり、バルブの開操作により弁棒が上昇し、閉操作により弁棒が下降するようになっている。

【0036】

また、このソフトシール仕切弁は、図３に示すように、弁箱２に対して楔型の弁体１（母材１０）を上下動させて流路５を弁体１で閉止する際に、弁体シール部３１、止水部３２を弁座部６、止水面７にシールさせる、いわゆる楔型構造と呼ばれる態様の仕切弁であるが、この弁体は、楔型形状に限られることはない。例えば、図示しないが、上流側面と下流側面とが略平行の弁体を上下動させて弁体シール部を弁体の弁座部分に圧着させて弁閉状態とする、いわゆる圧着型と呼ばれる態様の仕切弁とすることもできる。

【0037】

更に、図示しないが、弁体の両側のガイド部を溝状に設け、この溝状ガイド部に弁箱に形成した図示しない凸状ガイド部を遊嵌させるようにして弁体を弁箱に装着してもよい。このように弁棒４の回動動作によって弁体１が回転停止した状態でガイド部を上下方向にスライドできる構造であれば、ガイド部分の構造も限定されるものではない。

【0038】

本発明のソフトシール仕切弁では、母材１０の上流側面１３と下流側面１４の上方円弧部位と下方端部位とにおけるゴム固着部１６にゴムライニングを施し、このゴムライニングにより弁体シール部３１と止水部３２とをそれぞれ設けているので、部分ゴムライニングによる弁体のシール部位を構成できる。これにより、水道水などの流体に接触するゴム材料を少なくでき、特に、弁閉時において、流体側に露出するゴム材料を最小限に抑えることができる。その結果、浸出性の改善をすると同時に弁体シール部３１と止水部３２のゴム材料の劣化によるカーボンなどの剥離を最小限に抑えることができる。

【0039】

このようにゴム材料の使用料を必要最小限にできるため、より性能の高い高価なゴム材料を使用することも可能になる。この場合には全面ゴムライニングや取付け用固定部材を用いてゴムシール材を設ける場合よりもソフトシール仕切弁全体の重量を軽減できる。

【0040】

上方円弧部位のゴム固着部１６が円弧状溝部からなり、この円弧状溝部１６と中央貫通穴１７と弁棒挿入穴１２の段部面１５にゴム加硫成形を施して、弁体シール部３１に環状保持部３３を中央貫通穴１７を介して一体成形していることにより、上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１をこの環状保持部３３により抜け止めした状態で一体化できる。更に、貫通穴１８にゴム加硫成形を施して上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１を母材１０に一体成形していることにより、母材１０を固定しながら円弧状溝部１６に嵌り込んだ弁体シール部３１を一体化できる。これらにより、ゴム加硫成形で接着剤を使用することなく母材１０にゴム材料を強固に固定し、円弧状溝部１６から弁体シール部３１がずれたり剥離することを確実に防ぎつつ、弁体１と弁体シール部３１との隙間を防いで嵌め込みや取付け用の固定部材を用いるような部分的なゴムシート装着の場合よりも高いシール性を発揮でき、流体への接着剤の溶出がないため、接着剤の塗布による作業工数が増えることもない。更に、加硫接着の場合のように接着剤の浸出試験を実施する必要もなくなる。

【0041】

一方、弁体１の下方端部位では、環状下端面２５とテーパ側面２６とに溝部２７を形成し、この溝部２７を介して外筒保持部２８と内筒保持部２９とを設け、外筒保持部２８に溝部２７に貫通する複数個の貫通部３０を形成し、環状下端面２５とテーパ側面２６とにこの貫通部３０を介してゴム加硫成形を施して止水部３２を母材に一体成形していることにより、外筒保持部２８の外側と溝部２７に設けられるゴム材料で外筒保持部２８を巻き付けるように貫通部３０を介して止水部３２を一体化できる。このため、弁体シール部３１の場合と同様に、止水部３２がずれたり剥離したりすることが無く、母材１０に止水部３２を強固に固定できる。

【0042】

しかも、上記の弁体シール部３１と止水部３２とが一体成形され、母材１０にこの環状シール部位を巻き付けるように加硫成形していることで母材１０からよりゴム材料が外れ難くなっている。そのため、弁体１が上下移動して弁座部６に着座或いは弁座部６から離間する際にも、ゴム材料がずれたり外れたりすることを防止できる。この場合、弁体１を楔型に設けていることにより、この弁体１を図２の弁開状態から図１の弁閉状態まで下降させる際に、弁閉シール状態になる直前まで弁体シール部３１、止水部３２が弁箱２内に擦れることがない。このため、弁体シール部３１、止水部３２の摩耗が最小限に抑えられてゴム材料の消耗が少なくなり、弁体１動作時の摺動抵抗も少なくなる。

【0043】

ストッパ部３６を母材１０のテーパ側面２６側に設けており、図１０（ａ）に示すように、テーパ側面２６側の止水部３２の止水面７への圧接部位をストッパ部３６より突設形成している。図３の弁閉シール時には、先ずテーパ側面２６の圧接部位が止水面７に当接し、続いて弁体１を締め付けたときにこの圧接部位がゴム材料の弾性により変形しながら弁体１の下降によりストッパ部３６が止水面７に当接する。ストッパ部３６は樹脂製又は硬質ゴム製、或は樹脂塗装であるため止水面７に当接したときにゴム材料よりも変形しにくくなっている。これにより、部分ライニング構造や突条部３５を形成することで圧接部位の接触面積が小さくなるにもかかわらず、テーパ側面２６における圧接部位の過剰な変形を防止でき、止水部３２の負担を軽減してこの止水部３２が傷付いたり破断したりすることを防止できる。このストッパ部３６により、弁箱２の表面処理部位も剥がれ難くなる。

【0044】

弁体１の締め切り完了時には、止水部３２を成すゴム材料よりも硬質のストッパ部３６が止水面７に当接することで、弾性材料であるゴム材料が緩やかに変形する場合に比較して締め切りトルクが急激に変化する。このため締め切り時の感覚が伝わりやすくなり、弁体１の締め切り完了状態を確実に把握できる。

【0045】

テーパ側面２６のシール部位に２条の突条部３５、３５を突設形成しているため、弁閉シール時には、この突条部３５が止水面７に線接触状態で圧接し、この小さい接触面積による圧接で締め付け時の面圧力が高まることで、密着性を向上して高シール性を発揮できる。この場合、突条部は１条でも良い。

【0046】

その際、図１において、２条の突条部３５を設けていることで突条部３５の止水面７への圧接力を高めることができ、確実に漏れを防ぐことができる。この場合、上記したストッパ部３６によって強い圧接力による突条部３５の破断も防がれる。

【0047】

更に、ガイド部１９におけるガイド溝２０との当接部位を弁棒４の上下動の方向に対して上部側から下部側にやや傾斜させ、この当接部位の傾きを弁体１の流体圧による傾きと同じ傾きに設けていることにより、弁体１が流体圧で傾いたときに当接部位がガイド溝２０に面接触により接触する。この面接触は、弁閉状態に限らず弁体１を昇降動させる際に流体圧により継続することになる。このため、ガイド部１９とガイド溝２０とが極部的に圧接することを防いで、弁体１のガイド部の表面処理１９が傷付いたり剥離することを防止できるとともに、この面接触によって弁体１をスムーズに昇降動できる。ガイド部の表面処理１９の剥がれを防ぐことで、母材１０の錆の発生を防止できる。

【0048】

流体圧は、弁体１における表面処理部１１、弁体シール部３１、止水部３２に働くことになるが、このときの弁体１と弁箱２とのシール性は、弁体シール部３１及び止水部３２が弁座部６及び止水面７にシール或は圧接シールすることで発揮されている。弁体シール部３１において、上方円弧部位の中央貫通穴１７・貫通穴１８の無い部分では弁体シール部３１に伝わる流体圧を母材１０で直接受け、この流体圧による力が弁体１から弁座部６に伝達される。このように二次側に母材１０が位置しているため、この母材１０で流体圧の力を受けることによりゴム材料の弁体内部方向への抜け出しを防ぎ、かつ、流体圧によりゴム材料と母材１０とが密接して高シール性を発揮する。

【0049】

上方円弧部位の貫通穴１８付近では、流体圧が上流側のゴムライニング部分から貫通穴１８を介して下流側のゴムライニング部分に伝わり、この流体圧による力が弁座部６に伝達される。このように貫通穴１８の二次側には弁座部６が位置しており、この弁座部６で流体圧の力を受けることによりゴム材料の二次側への抜け出しを防止する。

【0050】

一方、止水部３２において、下方端部位の貫通部３０の無い部分では、止水部３２に伝わる流体圧をテーパ保持部２８ａと外筒保持部２８とで直接受ける。このため、この付近のゴム材料は、流体圧によりゴム材料と母材１０とが密接して高シール性を発揮する。
下方端部位の貫通部３０付近では、流体圧が貫通部３０を介して溝部２７に施されたゴムライニング部分に伝わる。このゴムライニング部分の二次側には内筒保持部２９と仕切壁２９ａとを設けているため、この流体圧による力を内筒保持部２９と仕切壁２９ａとで受けてゴムの固着性を保持する。このように溝部２７に設けられたゴムライニング部分の二次側には内筒保持部２９と仕切壁２９ａとが位置しているため、この部分でゴム材料の二次側への抜け出しを確実に防止している。

【0051】

しかも、円弧状溝部１６からなる形状のゴム固着部を弁体１に形成し、この円弧状溝部１６にゴム加硫成形を施して弁体シール部３１を設けているため、弁閉時の面圧力を保持しつつ弁箱２に摺動などの摩擦が生じた場合でも円弧状溝部１６に囲まれるように装着された構造によりゴム材料のずれが防がれる。止水部３２は弁体シール部３１に一体に設けられているため、この止水部３２も弁体からずれ難くなっている。
このような部分ゴムライニング構造で弁体１を設けていることで、例えば、日本水道協会の規格による水道用ソフトシール仕切弁（ＪＷＷＡ Ｂ １２０）の耐久試験で、弁体の全開、全閉作動を５００回以上繰り返したとしても、弁体シール部３１や止水部３２が抜け出したりシール性の悪化により漏れを生じたりすることを回避でき、長期に渡ってソフトシール仕切弁としての止水性能を維持できる。

【0052】

弁棒４の環状鍔部４３とふた３との間に緩衝部材４５を設けているため、弁体１の昇降動時に弁棒４を回転させるとこの緩衝部材４５がスラスト荷重を受け、環状鍔部４３の回転によるふた３の表面処理の剥がれを防止する。

【0053】

図１６においては、本発明のソフトシール仕切弁の第２実施形態の弁体を示している。この実施形態におけるストッパ部７０は、環状下端面７１に位置する環状ストッパ部７２と、各テーパ側面７３、７３に位置する当接面７４、保持部７５、補強部７６を有するテーパストッパ部７７とを有し、環状ストッパ部７２に左右対称にこのテーパストッパ部７７が一体成形されて円弧状に形成されている。
このソフトシール仕切弁では、弁体７８の環状下端面７１とテーパ側面７３の圧接部位にストッパ部７０が一体に設けられ、環状下端面７１とテーパ側面７３の圧接部位がこのストッパ部７０より突出した状態に設けられている。

【0054】

弁閉時には、環状ストッパ部７２の当接部位とストッパ部７０の当接面７４とが図示しない止水面に当接するため、環状下端面７１及びテーパ側面７３全体の圧接部位の過剰な変形を防止しながら止水部７９が止水面をシールし、止水部７９全体の傷付きや破断を防いで高シール性を維持できる。この実施形態では一体のストッパ部７０としているが、図示しない環状ストッパ部とテーパストッパ部とを別体に形成し、これらをそれぞれ環状下端面とテーパ側面の圧接部位に設け、環状下端面とテーパ側面の圧接部位とを各ストッパ部より突出させるようにしてもよい。

【0055】

図１７においては、本発明のソフトシール仕切弁の第３実施形態の弁体を示している。この実施形態におけるストッパ部８０は、各テーパ側面７３に位置するテーパストッパ部８１を有し、これらのテーパストッパ部８１が接続部８２によって接続されて円弧状に形成されている。更に、このストッパ部８０では延設部８３が形成され、この延設部８３は、止水部７９のテーパ側面７３に設けられるテーパストッパ部８１の両端がガイド部１９まで延設されて形成されている。

【0056】

弁体８５の締め切り時には、延設部８３を介してガイド部１９が図示しない止水面に接触するため、ガイド部１９の端面側と止水面が直接接触することがない。そして、延設部８３が緩衝剤としての機能を発揮するため、ガイド部１９及び止水面が傷付くことを防止できる。更に、弁体締め切り完了時に延設部８３を介してガイド部１９が止水面に当接する構造であることから、弁体８５がこれ以上下降することを強制的に防ぐことができる。そのため、弁体締め切り時の感覚を確認することなく、回転が停止する位置まで図示しない弁棒を回転させることで所定の締め切り状態まで操作できる。

【0057】

図１８、図１９においては、ストッパ部の他例を示している。図に示すように、このストッパ部９０の図示しない止水面に当接する当接面９１の周囲において、突条部３５との間に空隙部９３が形成され、かつ、当接面９１が突条部３５の先端側にやや近づくように延長して形成されている。このストッパ部９０においては、当接面９１を迅速に止水面に当接させることで突条部３５の弾性変形量を最小限に抑えて止水面の損傷を防ぐことが可能になる。しかも、空隙部９３を設けていることで突条部３５がこの空隙部９３側に弾性変形しやすくなるため突条部３５に加わる圧縮力を緩和できる。

【符号の説明】

【0058】

１ 弁体
２ 弁箱
５ 流路
６ 弁座部
７ 止水面
１０ 母材
２５ 環状下端面
２６ テーパ側面
３２ 止水部
３５ 突条部
３６、７０、８０、９０ ストッパ部

【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】