特許 6374287 遮断弁

(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】6374287

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】遮断弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/36 20060101AFI20180806BHJP

   F16K 31/44 20060101ALI20180806BHJP

   F16K 31/53 20060101ALI20180806BHJP

   F16K 31/04 20060101ALI20180806BHJP

   F16D 41/18 20060101ALI20180806BHJP

   E03B 7/07 20060101ALN20180806BHJP

【ＦＩ】

   F16K17/36 A

   F16K31/44 H

   F16K31/53

   F16K31/04 A

   F16D41/18 A

   !E03B7/07 A

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-203172(P2014-203172)

(22)【出願日】2014年10月1日

(65)【公開番号】特開2016-70461(P2016-70461A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000151025

【氏名又は名称】株式会社タブチ

(74)【代理人】

【識別番号】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100138416

【弁理士】

【氏名又は名称】北田 明

(72)【発明者】

【氏名】寺田 孝

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１５７９４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−１６８３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−９４１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２８１３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−２１５２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−４４３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１９０８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １７／３６−１７／４２

Ｆ１６Ｋ ３１／００−３１／０５

Ｆ１６Ｋ ３１／４４−３１／６２

Ｅ０３Ｂ ７／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転することによって開放位置と閉塞位置とに切り替え可能な弁体と、前記弁体に連動連結される駆動機構と、前記開放位置の弁体を緊急時に閉塞位置へ切り替えるべく前記駆動機構を駆動するためのアクチュエータと、該アクチュエータに電力供給する電池と、前記閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるべく該弁体を回転させる回転操作部と、前記駆動機構とアクチュエータと電池とを収容するケーシングとを備え、
前記回転操作部が、前記ケーシング内に回転自在に支持される回転軸と、該回転軸から前記ケーシング外へ突出する突出部とから構成され、
前記弁体と前記回転操作部の回転軸との間に、前記閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるときにのみ、該回転軸の回転力を該弁体に伝達するワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする遮断弁。

【請求項2】

前記弁体が開放位置に位置すると、前記回転軸の回転力を前記弁体に伝達しないように前記ワンウェイクラッチを強制的に切り状態にする強制切断手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の遮断弁。

【請求項3】

前記弁体は、回転自在な弁軸に取り付けられ、前記駆動機構が、ウォームが外嵌された駆動回転軸と、該ウォームが噛み合うヘリカルギヤとを備え、該ヘリカルギヤに前記弁軸が取り付けられ、前記駆動回転軸と前記回転軸とが前記ワンウェイクラッチを介して接続されていることを特徴とする請求項２に記載の遮断弁。

【請求項4】

前記駆動回転軸の一端と前記回転軸の一端とを突き合わせ、前記回転軸が前記駆動回転軸から離間する側へ移動可能に構成され、前記駆動回転軸の駆動回転に伴って軸方向に移動する当接部材を該駆動回転軸に設け、前記閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるときに前記当接部材が前記回転軸に当接して該回転軸を離間する側へ操作することで前記ワンウェイクラッチを強制的に切り状態にする前記強制切断手段を構成したことを特徴とする請求項３に記載の遮断弁。

【請求項5】

前記回転軸がシール材を介して前記ケーシングに回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の遮断弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば地震発生時に水道水の流れを遮断するための遮断弁に関する。

【背景技術】

【0002】

かかる遮断弁は、回転自在な弁軸に取り付けられ、該弁軸回りの回転によって開放位置と閉塞位置とに切り替え可能な弁体と、弁軸に連動連結されるギヤ部と、開放位置の弁体を緊急時に閉塞位置へ切り替えるべくギヤ部を介して弁軸を回転させるためのモータと、モータに電力供給する電源と、該電源とモータとを接続するためのケーブルと、地震が発生して電源からの電力が途絶えたときに電力供給を行うバックアップ電源としての蓄電池と、弁体の閉塞位置と開放位置との切り替えを手動で行うべくギヤ部を介して弁軸を回転させるための手動式の開閉ノブと、ギヤ部とモータと蓄電池とを収容するケーシングとを備え、開閉ノブが、ケーシングに回転自在に支持される回転軸と、回転軸からケーシング外へ突出する延出部とから構成されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４８７８９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この遮断弁にあっては、地震が発生して電源からの電力が途絶えたときには、蓄電池からの電力により弁軸を回転させて、弁体を閉塞位置に切り替えることになる。
しかしながら、かかる回転の際には、開閉ノブがギヤ部に連動連結されているため、開閉ノブも弁軸と一緒に回転させなければならず、その分、余分な回転力が必要になる。特に、遮断弁が土中に埋設されている場合には、ケーシングと開閉ノブとの隙間から水が入ってくることがないようにシール部材を介して開閉ノブが回転自在に支持されていることが多い。この構成では、シール部材との摩擦抵抗が大きく、大きな回転力が必要となる。そのため、大きな電力を供給することができる大容量の蓄電池を用いなければならず、遮断弁が大型化する不都合があった。

【0005】

本発明は前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、小さな電力で閉塞位置に弁体を切り替えることができる遮断弁を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の遮断弁は、前述の課題解決のために、回転することによって開放位置と閉塞位置とに切り替え可能な弁体と、前記弁体に連動連結される駆動機構と、前記開放位置の弁体を緊急時に閉塞位置へ切り替えるべく前記駆動機構を駆動するためのアクチュエータと、該アクチュエータに電力供給する電池と、前記閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるべく該弁体を回転させる回転操作部と、前記駆動機構とアクチュエータと電池とを収容するケーシングとを備え、前記回転操作部が、前記ケーシング内に回転自在に支持される回転軸と、該回転軸から前記ケーシング外へ突出する突出部とから構成され、前記弁体と前記回転操作部の回転軸との間に、前記閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるときにのみ、該回転軸の回転力を該弁体に伝達するワンウェイクラッチを設けたことを特徴としている。

【0007】

本発明によれば、例えば地震が発生した緊急時に、電池からアクチュエータに電力が供給される。アクチュエータにより駆動機構が駆動されて弁体が回転し、開放位置の弁体が閉塞位置へ切り替えられる。この開放位置の弁体を閉塞位置へ切り替えるときに、ワンウェイクラッチによって駆動回転軸からの駆動力が回転軸に伝達されることがない。従って、駆動回転軸の回転によって回転軸が回転されることがないから、駆動回転軸を回転させるだけの電力をアクチュエータへ供給すれば済むことになる。

【0008】

又、本発明の遮断弁は、前記弁体が開放位置に位置すると、前記回転軸の回転力を前記弁体に伝達しないように前記ワンウェイクラッチを強制的に切り状態にする強制切断手段を備えていることが好ましい。

【0009】

上記のように、弁体が開放位置に位置すると、強制切断手段がワンウェイクラッチを強制的に切り状態にすることから、ワンウェイクラッチを切り状態にすることを忘れるといったことがない。

【0010】

又、本発明の遮断弁は、前記弁体が、回転自在な弁軸に取り付けられ、前記駆動機構が、ウォームが外嵌された駆動回転軸と、該ウォームが噛み合うヘリカルギヤとを備え、該ヘリカルギヤに前記弁軸が取り付けられ、前記駆動回転軸と前記回転軸とが前記ワンウェイクラッチを介して接続されていることが好ましい。

【0011】

上記のように、ウォームが噛み合うヘリカルギヤに弁軸が取り付けられているから、水圧によって閉塞位置に位置している弁体が開放位置側へ動いてしまうことを防止しつつ、弁体を閉塞位置から開放位置へ切り替えたい場合には、ワンウェイクラッチを入りにして確実に開放位置に切り替えることができる。

【0012】

又、本発明の遮断弁は、前記駆動回転軸の一端と前記回転軸の一端とを突き合わせ、前記回転軸が前記駆動回転軸から離間する側へ移動可能に構成され、前記駆動回転軸の駆動回転に伴って軸方向に移動する当接部材を該駆動回転軸に設け、前記閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるときに前記当接部材が前記回転軸に当接して該回転軸を離間する側へ操作することで前記ワンウェイクラッチを強制的に切り状態にする前記強制切断手段を構成してもよい。

【0013】

上記のように、閉塞位置の弁体を開放位置へ切り替えるときに当接部材が回転軸に当接して回転軸を離間する側へ操作することでワンウェイクラッチを強制的に切り状態にしておけば、緊急時に開放位置の弁体を閉塞位置に切り替える切り替え時に、ワンウェイクラッチの係止部同士が不測に当接してしまい、駆動回転軸に回転負荷がかかるといったことを確実に回避することができ、その分、小さな電力で閉塞位置に弁体を切り替えることができる。

【0014】

又、本発明の遮断弁は、前記回転軸がシール材を介して前記ケーシングに回転自在に支持されていてもよい。

【0015】

上記のように、回転軸がシール材を介してケーシングに回転自在に支持されている場合には、回転軸を回転させるための大きな回転力を必要とするため、本発明の構成が特に有利になる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、開放位置の弁体が閉塞位置へ切り替えるときに、ワンウェイクラッチによって駆動回転軸からの駆動力が回転軸に伝達されない構成にすることによって、駆動回転軸を駆動するだけの小さな電力で弁体を閉塞位置に切り替えることができる遮断弁を提供することができる。よって、遮断弁の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の遮断弁を備えた給水管構造の概略平面図である。

【図2】同給水管構造の縦断側面図である。

【図3】弁体が開放位置にある遮断弁の縦断側面図である。

【図4】弁体が閉塞位置にある遮断弁の縦断側面図である。

【図5】弁体が閉塞位置にある遮断弁の駆動機構の縦断面図である。

【図6】弁体が閉塞位置にある遮断弁の駆動機構の平面図である。

【図7】（ａ）は弁体が開放位置の直前にある遮断弁の駆動機構の縦断面図、（ｂ）は弁体が開放位置にある遮断弁の駆動機構の要部の縦断面図である。

【図8】弁体が開放位置にある遮断弁の駆動機構の平面図である。

【図9】図５と直交する方向での駆動機構を表した縦断面図である。

【図10】駆動機構の上に電子部品群を装着した状態の縦断面図である。

【図11】水密用カバーを装着した遮断弁の背面図である。

【図12】水密用カバーを装着した遮断弁の一部破断にした背面図である。

【図13】遮断弁を構成する第二のケースの内部構造を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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（以下、単に遮断弁という）である。まず、図１〜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。

【0019】

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。

【0020】

メータボックス３は、平面視において矩形の底壁３Ａと、底壁３Ａの外周縁の四辺から上方へ立設された側壁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及び仮想流路方向中心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の両方向共に、下方ほど広げられている。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

次に、遮断弁１の構成を説明する。図３〜図６及び図１０に示すように、遮断弁１は、回転自在な弁軸１９に取り付けられ、開放位置（図３参照）と閉塞位置（図４参照）とに切り替え可能な弁体１３と、弁軸１９に連動連結される駆動回転軸３７を有する駆動機構２１と、開放位置の弁体１３を緊急時に閉塞位置へ操作すべく駆動機構２１を駆動するためのアクチュエータとしてのモータＭと、モータＭに電力供給する複数（ここでは２個であるが、１個でも３個以上でもよい）の電池Ｄ，Ｄと、モータＭの電動力により閉塞位置へ操作された弁体１３を開放位置へ切り替えるべく駆動機構２１を操作するための回転操作部２４と、駆動機構２１とモータＭと電池Ｄ，Ｄとを収容するケーシングＫとを備えている。

【0025】

ケーシングＫは、図１０〜図１２に示すように、駆動機構２１を収容する第一のケース２２と、モータＭ及び電池Ｄ，Ｄを収容する第二のケース２３とを備えている。また、第二のケース２３を上から被せて密閉度を上げるための水密用カバー２５を更に備えている。

【0026】

図３及び図４に戻って、弁体１３は、弁箱１１に収容される。その弁箱１１には、給水路１４の一次側端に一次側開口２６が形成され、二次側端に二次側開口２７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の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２８が形成されている。弁体１３は、弁体収容部２８に収容されている。

【0027】

二次側開口２７の弁体収容部２８寄りの内周面に、環状の弁台２９がシール部材ｍ９を介して嵌着されている。弁台２９の中心部には、給水路１４上に位置する連通開口部３０が形成されている。連通開口部３０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、側面視において、連通開口部３０の中心は、仮想流路方向中心４と一致され、平面視において、連通開口部３０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。

【0028】

弁軸１９は、上下方向に沿う軸であり、弁体収容部２８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べく、上下方向に離間した一対の筒状の膨出部３１，３２が形成されている。弁軸１９は、上側の膨出部３１にシール部材ｍ１０を介して挿通されている。

【0029】

そして、弁軸１９が、上下軸芯周りで一方側に回転することによって、弁体１３を図３の開放位置に切り替えることができる。このときの駆動機構２１は、図７（ｂ）及び図８の状態である。また、弁軸１９が、上下軸芯周りで他方側に回転し、弁体１３を図４の閉塞位置に切り替えることができる。このときの駆動機構２１は、図５及び図６の状態である。

【0030】

図１０に示すように、駆動機構２１は、第一のケース２２の内部にまとめられて収納され（組付けられ）、ユニット化されている。駆動機構２１の駆動を制御するための電子部品群３３が設けられ、その電子部品群３３は、第一のケース２２とは別体の第二のケース２３の内部にまとめられて収納され（組付けられ）、ユニット化されている。第一のケース２２は、弁箱１１上に配置され、第二のケース２３は、第一のケース２２上に着脱自在に取付けられている。つまり、下から弁箱１１、第一のケース２２、第二のケース２３の順に積み重ねられた状態で一体化されている。

【0031】

図５〜図９に示すように、第一のケース２２は、平面視において矩形状の底壁２２Ａと、底壁２２Ａの四方から立設された側壁２２Ｂとを備えて上方を開放部２２Ｃとした直方体形状に形成されている。この直方体形状の第一のケース２２は、メータボックス３の横幅方向に長辺方向が沿うように配置されている。開放部２２Ｃは、板状の蓋体３４で被覆されている。第一ケース２２と蓋体３４とは、シール部材ｍ１を介して組付けられている。底壁２２Ａ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２２Ａ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２２Ａ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９に示す底壁２２Ａには、弁軸１９を挿通する挿通穴２２ａが形成されている。また、弁軸１９は、挿通穴２２ａにシール部材ｍ５を介して組付けられている。

【0032】

図７（ａ）、図９〜図１２に示すように、蓋体３４は矩形状に形成され、矩形状の受台板３４Ａと、四辺から立設される支持枠３４Ｂとを備える。受台板３４Ａには、後述する第二のケース２３の嵌合部２３Ｂ（図１３参照）が内嵌される被嵌合部３４ａが形成されている。被嵌合部３４ａは、蓋体３４の片側寄り（図７（ａ）では右端寄り）に配置されている。被嵌合部３４ａは円筒状に形成され、蓋体３４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３４ａの直下に、後述する従動傘歯車３５が配置されている。支持枠３４Ｂの外周面部には、シール部材ｍ３が嵌合されている。

【0033】

図５〜図１０を参照しつつ、駆動機構２１の構成を説明する。駆動機構２１は、従動傘歯車３５を有する歯車機構３６と、歯車機構３６に連動連結された駆動回転軸３７と、駆動回転軸３７に外嵌固定されたウォーム３８と、ウォーム３８に噛合して弁軸１９に動力を伝達するヘリカルギヤ３９とを備える。駆動回転軸３７と後述する回転操作部２４の回転軸２４Ａとの間には、ワンウェイクラッチ４０が配置されている。また、ウォーム３８とヘリカルギヤ３９とから減速機構を構成して、弁軸１９を確実に回転させて弁体１３を閉塞位置にするためのトルクを得ることができるようにしている。前記のようにウォーム３８が噛み合うヘリカルギヤ３９に弁軸１９が取り付けられているから、水圧によって閉塞位置に位置している弁体１３が開放位置側へ動いてしまうことを防止しつつ、弁体１３を閉塞位置から開放位置へ切り替えたい場合には、ワンウェイクラッチ４０を入りにして確実に開放位置に弁体１３を切り替えることができる。

【0034】

歯車機構３６は、従動傘歯車３５と、従動傘歯車３５とのギヤ比を変えるための複数（図５では２個）の平歯車４１とを備える。従動傘歯車３５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３５Ａに一方の平歯車４１が噛合するよう構成されている。ウォーム３８は、短手方向Ｓを長手方向とする駆動回転軸３７に一体回転するように外嵌固定されている。ウォーム３８は、駆動回転軸３７の軸方向途中部分に配置されている。

【0035】

図５及び図７（ａ）に示すように、第一のケース２２の底壁２２Ａ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。駆動回転軸３７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。また、ウォーム３８と噛み合うヘリカルギヤ３９は、図６及び図８に示すように、弁軸１９の上端に一体回転自在に取り付けられ、平面視において扇状に形成されている。

【0036】

ワンウェイクラッチ４０は、回転操作部２４の回転軸２４Ａの回転力を弁軸１９に伝達しないために設けられたものである。このワンウェイクラッチ４０は、図５〜図８に示すように、駆動回転軸３７の一端と回転操作部２４の回転軸２４Ａとが突き合わされた突き合わせ端部間に設けられている。具体的には、駆動回転軸３７の先端側（歯車機構３６とは反対側の端部側、図５では左端部側）に一体回転自在に取り付けられた回転体４０Ａの外周に一体形成された複数（図では２個）の係止部としての係止爪４０ａと、回転操作部２４の回転軸２４Ａの駆動回転軸３７側の端部に一体回転自在に取り付けられ、かつ、前記回転体４０Ａよりも大径に構成された円板状部材４０Ｂの端面４０ｂに周方向に間隔を置いて一体形成された複数（図６では２個のみ図示）の係止部４０ｃとを備えている。従って、図５及び図６において駆動回転軸３７を左端側から見た状態で時計回りに回転させた場合には、係止爪４０ａが係止部４０ｃを乗り越えるだけで係止爪４０ａが係止部４０ｃに係止されない。これにより駆動回転軸３７の回転力が回転操作部２４の回転軸２４Ａへ伝達されることがない。これに対して、図７（ａ）及び図８において回転操作部２４の回転軸２４Ａを左端側から見た状態で反時計回りに手動操作ハンドル４５を用いて回転させた場合には、係止部４０ｃが係止爪４０ａに係止して駆動回転軸３７を一体的に回転させる。これによって、閉塞位置の弁体１３を手動操作力で開放位置に切り替えることができる。

【0037】

回転操作部２４は、図７（ａ）及び図１１に示すように、ワンウェイクラッチ４０を介して駆動回転軸３７に手動回転力を伝達するための回転軸２４Ａと、回転軸２４Ａに一体回転自在に連結され側壁２２Ｂ外へ突出する突出部を構成する手動操作ハンドル４５（図１１参照）とを備えている。この手動操作ハンドル４５には、回転軸２４Ａに着脱自在に外嵌される軸部４５Ａを備えている。また、回転軸２４Ａは、第一のケース２２の側壁２２Ｂに、短手方向Ｓに突出するよう形成された円筒状部４４に隙間なく内嵌されている。また、回転軸２４Ａの軸方向途中部には、ケース２２との回転抵抗となる防水用のシール部材ｍ４が外嵌され、第一のケース２２の円筒状部４４にシール部材ｍ４を介して回転自在に支持されている。従って、手動操作ハンドル４５を図７（ａ）及び図１１の左端から見て反時計周りに回転させることによって、前述したようにワンウェイクラッチ４０を構成する係止部４０ｃが係止爪４０ａに係止して回転軸２４Ａが駆動回転軸３７を一体的に回転させる。これによって、閉塞位置の弁体１３を開放位置に強制的に切り替えることができる。また、回転軸２４Ａは、駆動回転軸３７から離間する側、つまりケース２２の外部へ移動可能に構成されており、後述する当接部材４９によって、駆動回転軸３７から離間する側へ操作されてワンウェイクラッチ４０が強制的に切り状態にされる。

【0038】

前記のようにワンウェイクラッチ４０を強制的に切り状態にする強制切断手段を備えている。この強制切断手段は、弁体１３が開放位置に位置すると、回転軸２４Ａの回転力を弁軸１９に伝達しないようにするための手段である。具体的には、強制切断手段は、図７（ａ），（ｂ）及び図８に示すように、駆動回転軸３７の回転軸２４Ａ側の端部の外面に形成された螺子３７Ｎに螺合する当接部材４９と、駆動回転軸３７の回転力を当接部材４９の軸方向への移動力へ変換するための変換機構とを備えている。当接部材４９は、螺子３７Ｎに螺合する螺子部を内面に形成した小径円筒部４９Ａと、小径円筒部４９Ａよりも大径な大径円筒部４９Ｂと、小径円筒部４９Ａと大径円筒部４９Ｂとを径方向で連結する連結部４９Ｃとを備えている。変換機構は、第一のケース２２の底壁２２Ａにメータボックス３の短手方向Ｓへ延びるように設けられた一対の縦壁５０，５０と、当接部材４９の回転時に縦壁５０，５０に当接するように当接部材４９に備えた一対の当接部４９Ｄ，４９Ｄとから構成されている。一方の当接部４９Ｄは、大径円筒部４９Ｂの幅方向一方側の下部に第一のケース２２の底壁２２Ａまで延びる縦壁部４９ｄから構成されている。また、他方の当接部４９Ｄは、大径円筒部４９Ｂの幅方向他方側の下部に第一のケース２２の底壁２２Ａまで延びる縦壁部４９ｄと縦壁部４９ｄの下端から水平方向に延びる板状の水平部４９ｅとから構成されている。従って、駆動回転軸３７を一方に回転させた場合には、一方の縦壁５０にこれに対応する当接部４９Ｄが当たって当接部材４９の回転が阻止される。これにより当接部材４９を回転させる回転力が当接部材４９の軸方向への移動力に変換されて、軸方向一方側に当接部材４９を移動させる。換言すれば、この当接部材４９は、電動モータＭの駆動により弁体１３が開放位置から閉塞位置へ切り替えられることによって、軸方向一方側（図５では右側）に変換機構で自動的に移動する。これに対して、駆動回転軸３７を他方に回転させた場合には、他方の縦壁５０にこれに対応する当接部４９Ｄが当たって当接部材４９の回転が阻止される。これにより当接部材４９を回転させる回転力が当接部材４９の軸方向への移動力に変換されて、軸方向他方側に当接部材４９を移動させる。換言すれば、この当接部材４９は、図７（ａ）において手動操作ハンドル４５を左端側から見た状態で反時計回りに回転させて弁体１３が閉塞位置から開放位置へ切り替えられることによって、軸方向他方側（図７では左側）に変換機構で自動的に移動する。

【0039】

具体的には、閉塞位置の弁体１３を開放位置へ切り替えるべく、図７（ａ）において回転操作部２４の回転軸２４Ａに外嵌された手動操作ハンドル４５を左端側から見た状態で反時計回りに回転させることによって、係止部４０ｃが係止爪４０ａに係止して駆動回転軸３７を一体的に回転させる。これによって、閉塞位置の弁体１３を開放位置に強制的に切り替えることができるだけでなく、図７（ａ）及び図８に示すように、当接部材４９が左側へ移動して円板状部材４０Ｂに当接する。この当接状態から更に当接部材４９が左側へ移動して円板状部材４０Ｂを押すことによって、図７（ｂ）に示すように、回転体４０Ａから回転軸２４Ａを離間させることができる（尚、図７（ｂ）では、手動操作ハンドル４５を省略している）。このように、当接部材４９が円板状部材４０Ｂに当接して回転軸２４Ａを離間する側へ操作することでワンウェイクラッチ４０を強制的に切り状態にする。このようにしておけば、緊急時に開放位置の弁体１３を閉塞位置に切り替えるときに、ワンウェイクラッチ４０の係止部４０ａ，４０ｃ同士が不測に当接してしまい、駆動回転軸３７に回転負荷がかかるといったことを確実に回避することができ、その分、小さな電力で閉塞位置に弁体１３を切り替えることができる。また、当接部材４９が円板状部材４０Ｂに当接して回転軸２４Ａを離間する側へ操作されることによって、係止部４０ｃと係止爪４０ａとの係止が解除される。このように、弁体１３が開放位置に位置すると、強制切断手段がワンウェイクラッチ４０を強制的に切り状態にすることから、ワンウェイクラッチ４０を切り状態にすることを忘れるといったことがない。更に、前記のように係止が解除されることにより、手動操作ハンドル４５を回転操作しても、駆動回転軸３７が回転操作されることがないから、手動操作ハンドル４５の過剰回転操作による駆動機構２１の損傷を招くことがなく、信頼性の高い遮断弁とすることができる。また、手動操作ハンドル４５を回転操作しても、駆動回転軸３７が回転操作されることがないから、第３者により弁体１３が勝手に開閉操作されることを防止することができ、悪戯防止においても有効である。尚、閉塞位置の弁体１３を開放位置へ切り替えるときには、前記のように係止部４０ｃと係止爪４０ａとの係止が解除されている状態であるため、係止部４０ｃと係止爪４０ａとの係止が可能となるように手動操作ハンドル４５を駆動回転軸３７側へ少し押し込んだ後、手動操作ハンドル４５を回転操作することになる。尚、図６では、係止部４０ｃが係止爪４０ａに係止した状態を示しており、図７（ｂ）では、係止部４０ｃ（図６参照）が係止爪４０ａに係止しないように両者が離間した状態になっている。

【0040】

なお、円筒状部４４は、第一のケース２２の側壁２２Ｂから突出するよう形成され、回転軸２４Ａは、円筒状部４４の奥まった位置に配置され、手動操作ハンドル４５の軸部４５Ａが、円筒状部４４に挿入されて回転軸２４Ａに連結される。この構成により、手動操作ハンドル４５の軸部４５Ａと回転軸２４Ａとの連結部分を砂利や泥から保護することができ、しかも円筒状部４４に手動操作ハンドル４５の柄が挿入されていることにより円筒状部４４がガイドとなって、手動操作ハンドル４５を円滑に回転させることができる。

【0041】

図９に示すように、弁軸１９は上部が挿通穴２２ａに挿通され、挿通穴２２ａ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２２ａ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。

【0042】

ヘリカルギヤ３９の中心部は、段付面１９ａまで挿入されており、ヘリカルギヤ３９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３９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。

【0043】

図８及び図９に示すように、押え部材４７は、駆動回転軸３７及びウォーム３８に接することなく水平面内（駆動回転軸３７の上方）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３９とともにヘリカルギヤ３９の中心（弁軸１９の中心でもある）回りに、歯部３９Ａ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、モータＭを駆動する時間内で、歯部３９Ａ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Ｈが装着されている。

【0044】

図１０〜図１３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３４に着脱自在に取付けられる。第二のケース２３は、平面視において矩形状の底壁２３Ａと、底壁２３Ａを上方から被覆する被覆体５１とを備えている。底壁２３Ａと被覆体５１とは、シール部材ｍ６を介して組付けられている。底壁２３Ａの短手方向一端側には、被嵌合部３４ａに内嵌する前記嵌合部２３Ｂが形成されている。嵌合部２３Ｂ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２３Ｂの外周面には、シール部材ｍ７が外嵌されている。嵌合部２３Ｂ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５２の、駆動軸５２Ａが挿通される挿通孔５４が形成されている。この駆動軸５２Ａは、上下方向に沿う軸である。

【0045】

電子部品群３３は、第二のケース２３に内装されており、電子部品として、モータ（直流電動機）Ｍと、モータＭ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）Ｄ，Ｄ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５３からの震度信号の入力により電池Ｄ，ＤからモータＭ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Ｄ，Ｄと第二のケース２３の奥側壁との間にあって、電池Ｄ，Ｄに沿って直立するよう配置されている。

【0046】

駆動伝達部は、駆動傘歯車５２とモータＭとを備える。さらに、第二のケース２３には、永久磁石Ｈ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Ｈ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。

【0047】

図１２に示すように、電子部品群３３（図１３参照）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２５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２５とで二重にシールされた構成により、電子部品群３３に対する水密性が確保されている。水密用カバー２５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２５の四方（図１２では３方のみ図示）の側壁２５Ｂは、蓋体３４の支持枠３４Ｂ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。

【0048】

水密用カバー２５は、天壁２５Ａを備えている。また、水密用カバー２５は、蓋体３４の支持枠３４Ｂに嵌合した状態では、天壁２５Ａ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。更に、水密用カバー２５は、不測に支持枠３４Ｂから容易に外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２５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（例えば図１０の受台板３４Ａ）に螺合している。

【0049】

これにより、第二のケース２３は、水密用カバー２５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、その頭部が回転被操作部５７Ａに構成されている。前記回転軸２４Ａから手動操作ハンドル４５を取り外し、その手動操作ハンドル４５を、図１２の仮想線で示すように、回転被操作部５７Ａに外嵌する。この状態で手動操作ハンドル４５を回転させることによって、回転被操作部５７Ａを回転させて取付杆５７を螺合したり、螺合解除することができる。回転被操作部５７Ａの天壁２５Ａを挿通する部分に、シール部材ｍ８が外嵌されている。

【0050】

水密用カバー２５の天壁２５Ａに、回転被操作部５７Ａをその外周部で覆う覆壁５６が上方に突出するよう形成されている。常時的には、覆壁５６に、キャップ５５が被せられて回転被操作部５７Ａが隠蔽されている。前述のように取付杆５７を取外す又は取り付ける作業を行う際には、キャップ５５を取外し、作業終了後は、再度キャップ５５を取り付けておくことになる。

【0051】

上記のように構成されたメータボックス３内の遮断弁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２９の連通開口部３０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、弁体１３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いる。弁体１３の給水姿勢Ｗ１における駆動機構２１は、図７（ｂ）及び図８に示す状態であり、ヘリカルギヤ３９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。

【0052】

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２２Ａとの嵌合部、第一のケース２２と蓋体３４との組付け部分、支持枠３４Ｂと水密用カバー２５との嵌合部分、水密用カバー２５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５１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、第一のケース２２及び第二のケース２３の内部への水の浸入を阻止して、駆動機構２１や電子部品群３３が水に浸ることがないようにしている。

【0053】

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Ｄ，ＤからモータＭへ電力を供給するよう制御する。すると、モータＭが駆動し、駆動傘歯車５２がその軸心回りに回転をし、駆動傘歯車５２に噛合している従動傘歯車３５が軸部３５Ａ回りに回転し、軸部３５Ａに噛合している平歯車４１が、その軸心回りに回転し、平歯車４１に連結されている駆動回転軸３７、および駆動回転軸３７に外嵌しているウォーム３８がその軸心回りに回転する。

【0054】

そうすると、ウォーム３８に噛合しているヘリカルギヤ３９が回転し、ヘリカルギヤ３９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が、弁台２９の一次側面２９Ａに当接して、連通開口部３０を閉じた給水遮断姿勢Ｗ２（図４参照）となる。

【0055】

給水遮断姿勢Ｗ２では、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、モータＭ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。

【0056】

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て、駆動機構２１は、図５及び図６に示す状態になる。ヘリカルギヤ３９は、弁軸１９を中心として反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を中心として反時計方向側に回転した状態にある（図６及び図８の２点鎖線参照）。図５及び図６に示す状態になると、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第３者に報知する。この場合、ＬＥＤの報知は、磁気センサの検出信号に基づいて行われる。

【0057】

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、ケーシングＫを、３つのケース２２，２３，２５から構成したが、１つのケース又は２つのケース、あるいは４つ以上のケースから構成することもできる。

【0058】

また、上記実施形態では、ウォーム３８と、ウォーム３８に噛合しているヘリカルギヤ３９とから減速機構を構成したが、ウォームと、ウォームに噛合しているウォームホイールとから減速機構を構成してもよいし、ウォームギヤと、ウォームギヤに噛合している平歯車とから減速機構を構成してもよく、その具体構成は自由に変更可能である。

【0059】

また、上記実施形態では、弁体１３を垂直方向（上下方向）に沿う弁軸１９回りに回動する構成にしたが、水平方向に沿うように弁軸を配置し、水平方向に沿う弁軸回りに回動する構成であってもよい。

【0060】

上記実施形態では、モータＭに電力供給をする電池として充電式電池である蓄電池を用いたが、充電不能な一次電池を用いてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、駆動機構２１を駆動するアクチュエータとしてモータＭを用いたが、流体圧シリンダや電磁式アクチュエータ等を用いることができる。

【0062】

また、上記実施形態では、弁体１３の開放位置において当接部材４９により回転軸２４Ａを駆動回転軸３７から離間させる構成としたが、バネや弾性体により回転軸２４Ａを駆動回転軸３７から離間させる側へ移動付勢させる構成であってもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、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が、配水管から各戸の蛇口に至る間の給水配管（水道管）の適宜の場所に遮断弁１を設置してもよい。例えば遮断弁１を、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。

【0064】

また、上記実施形態では、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にする。しかしながら本発明は、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とする構成に限定されない。

【0065】

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。

【0066】

また、上記実施形態では、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。しかしながら、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は、工業用水、燃料油、清涼飲料、水薬等が挙げられる。

【0067】

また、上記実施形態では、回転操作部２４の回転軸２４Ａを手動で回転させる場合を示したが、動力を用いて回転軸２４Ａを回転させる構成にしてもよい。この場合の動力は、図１０で示したモータＭを用いてもよいし、他のアクチュエータを用いてもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、駆動機構２１を多数のギヤ３８，３９，４１から構成したが、これに代えて、弁軸１９とモータＭ軸とをギヤで直結する構成としてもよい。この場合、回転軸２４Ａも弁軸にギヤで直結する構成としてもよい。

【0069】

また、上記実施形態では、弁軸１９と弁体１３とを別々に構成し、それらが一体回転するように連結したが、両者を一体形成して弁体１３としてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１…遮断弁、２…給水配管構造、３…メータボックス、３Ａ…底壁、３Ｂ…側壁、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、１１ａ…上面、１２…台座、１３…弁体、１４…給水路、１５〜１８…継手部、１９…弁軸、１９ａ…段付面、２１…駆動機構、２２…第一のケース、２２Ａ…底壁、２２Ｂ…側壁、２２Ｃ…開放部、２２ａ…挿通穴、２３…第二のケース、２３Ａ…底壁、２３Ｂ…嵌合部、２３Ｂ…嵌合部、２４…回転操作部、２４Ａ…回転軸、２５…水密用カバー、２５Ａ…天壁、２５Ｂ…側壁、２６…一次側開口、２７…二次側開口側開口、２８…弁体収容部、２９…弁台、２９Ａ…一次側面、３０…連通開口部開口部、３１，３２…膨出部、３３…電子部品群、３４…蓋体、３４Ａ…受台板、３４Ｂ…支持枠、３４ａ…被嵌合部、３５…従動傘歯車、３５Ａ…軸部、３６…歯車機構、３７…駆動回転軸、３７Ｎ…螺子、３８…ウォーム、３９…ヘリカルギヤ、３９Ａ…歯部、４０…ワンウェイクラッチ、４０Ａ…回転体、４０Ｂ…円板状部材、４０ａ…係止爪（係止部）、４０ａ，４０ｃ…係止部、４０ｂ…端面、４１…平歯車、４２…支持柱、４３…ブラケット、４３Ａ…底壁、４３Ｂ…縦壁、４４…円筒状部、４５…手動操作ハンドル、４５Ａ…軸部、４７…押え部材、４８…取付ボルト、４９…当接部材、４９Ａ…小径円筒部、４９Ａ…当接部、４９Ｂ…大径円筒部、４９Ｃ…連結部、４９Ｄ…当接部、４９ｄ…縦壁部、４９ｅ…水平部、５０…縦壁、５１…被覆体、５２…駆動傘歯車、５２Ａ…駆動軸、５３…地震検知器、５４…挿通孔、５５…キャップ、５６…覆壁、５６Ａ…天壁、５７…取付杆、５７Ａ…回転被操作部、Ｂ１…ボルト、Ｄ…電池、Ｈ…永久磁石、Ｋ…ケーシング、Ｌ…長手方向、Ｍ…モータ、ｍ１〜ｍ１０…シール部材、Ｓ…短手方向、Ｗ１…給水姿勢、Ｗ２…給水遮断姿勢

【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】