| 【発明の名称】 |
ボールコック |
| 【発明者】 |
【氏名】麻野 吉雄
【氏名】赤松 修
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| 【要約】 |
【課題】バネ部材の周囲から両弁座間の中央室への流体漏れを防ぐために、前記本体の貫通孔の内周面と前記弁座の外周面との隙間のシール力を確保しつつ、貫通孔の内周面に接するシール材をなくし、部品点数を削減する。
【解決手段】貫通孔８を有する本体３と、前記貫通孔８内で両開口側のそれぞれに配された弁座５と、これら弁座５間に回動自在に支持されて内部に連絡孔１０を有する弁体４と、前記各弁座５のうち少なくとも一方に対し設けられてその弁座５を前記弁体４へ向けて押圧するバネ部材６とを備えたボールコックにおいて、前記バネ部材６が位置する側の弁座５の外周面５１に、その外周面５１と前記貫通孔８の内周面８１との間から流体漏れを防ぐ凸状シール部５３、５４を形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 貫通孔を有する本体と、前記貫通孔内で両開口側のそれぞれに配された弁座と、これら弁座間に回動自在に支持されて内部に連絡孔を有する弁体と、前記各弁座のうち少なくとも一方に対し設けられてその弁座を前記弁体へ向けて押圧するバネ部材とを備えたボールコックにおいて、前記バネ部材が位置する側の弁座の外周面に、その外周面と前記貫通孔の内周面との間から流体漏れを防ぐ凸状シール部を形成したことを特徴とするボールコック。
【請求項２】 前記凸状シール部は、前記貫通孔の内周径よりも小さく形成された弁座の外周面に設けられ、その凸状部の外周端の径を前記貫通孔の内周径よりも大きく設定した請求項１記載のボールコック。
【請求項３】 前記凸状シール部は、前記弁座における前記バネ部材が位置する側の外周側端部に設けられ、前記バネ部材の押圧力によって径方向外側へ起立されて前記貫通孔の内周面に圧接される請求項１記載のボールコック。
【請求項４】 前記凸状シール部は、前記貫通孔の内周径よりも小さく形成された弁座の外周面に設けられ、その凸状部の外周端の径を前記貫通孔の内周径よりも大きく設定した第１凸状シール部と、前記弁座における前記バネ部材が位置する側の外周側端部に設けられ、前記バネ部材の押圧力によって径方向外側へ起立されて前記貫通孔の内周面に圧接される第２凸状シール部とからなる請求項１記載のボールコック。
【請求項５】 前記ボールコックは、前記各弁座のうち一方のみに対し前記バネ部材を設けたものであって、他方の弁座を一方の弁座と同一形状のものとする請求項１記載のボールコック。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の通路の開閉に用いるボールコックに係り、特に、弁座を弁体へ向けて押圧するバネ部材の周りからの流体漏れを防止するボールコックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるボールコック２１は、図１１及び図１２に示すように、本体２２の中央に貫通孔２３を有し、貫通孔２３の両開口部２４には、それぞれ図示しない流体配管が接続される。前記貫通孔２３の両開口部２４の内側にはそれぞれリング状の弁座２５が配され、これら弁座２５間に中心部を水平に貫通する連絡孔２７を有する球状の弁体２６が回動自在に支持されている。前記弁体２６にはハンドル２８が結合され、前記ハンドル２８により前記弁体２６を回動させて流体通路の開閉をおこなう。図１１は流体通路の開放状態を、図１２は流体通路の閉鎖状態をそれぞれ示している。
【０００３】このようなボールコック２１は、上述したように弁体２６の回動により流体通路の開閉を行うので、弁体２６の回動を繰り返すことにより弁座２５が摩耗し、弁体２６と弁座２５との間のシール力が低下するために、流体漏れが発生することがある。そこでこのような流体漏れを防止するため、前記各弁座２５のうち少なくとも一方に、弁座２５を常に弁体２６に向けて押圧するバネ部材２９を設け、弁体２６と弁座２５との間のシール力を弁体２６の摩耗にかかわらず一定保っている。図１１及び図１２は両側の弁座２５に対してバネ部材２９を設けた例を示している。
【０００４】しかし、バネ部材２９は、皿バネや板バネ等からなり、その形状及び役割から隣接する部材に対して密着させて取り付けることが困難であるため、バネ部材２９の周囲から流体漏れが生じやすい。従って、ボールコック２１の外部への流体漏れを防止するため、バネ部材２９の弁体２６側において流体漏れを防止する手段を設ける必要がある。
【０００５】そこで例えば、実開昭53−19837号公報に開示されたボールコックは、バネ部材２９の周囲から漏れた流体が、前記貫通孔２３の内周面と前記弁座２５の外周面との隙間を通り、両側の弁座２５間の中央室３０へ流入することを防止するため、弁座２５の外周面に貫通孔２３の内周面と接するシール材３１を設けている。シール材３１としては、例えば樹脂製のＯリング材等が使用される。また、実開昭61−198776号公報に開示されたボールコックは、バネ部材２９と弁座２５との間にバネ受けをその外周面が貫通孔２３内周面と接するように設け、バネ部材２９がバネ受けを介して弁座２５を押圧する構成であって、前記従来例と同様に、バネ部材２９の周囲から漏れた流体が、両側の弁座２５間の中央室３０へ流入することを防止するため、バネ受けの外周面に貫通孔２３の内周面と接するシール材を設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例にかかわるボールコックによると、バネ部材の周囲から両側の弁座間の中央室への流体漏れを防ぐために、バネ部材の弁体側において貫通孔の内周面に接するシール材を設けている。しかしながら、シール材は本体や弁座等とは別部材で作られており、このようなシール材の使用は部品点数の増加につながる。更に、シール材を別部材として組み付ける作業が必要であることにより、組立作業の手数が増える。
【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、バネ部材の周囲から両側の弁座間の中央室への流体漏れを防ぐために、前記本体の貫通孔の内周面と前記弁座の外周面との隙間のシール力を確保しつつ、貫通孔の内周面に接するシール材をなくし、部品点数を削減すると共に、組立作業性を向上させることを技術課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記技術課題を解決するための具体的手段は、次のようなものである。すなわち、請求項１に記載するボールコックは、貫通孔を有する本体と、前記貫通孔内で両開口側のそれぞれに配された弁座と、これら弁座間に回動自在に支持されて内部に連絡孔を有する弁体と、前記各弁座のうち少なくとも一方に対し設けられてその弁座を前記弁体へ向けて押圧するバネ部材とを備えたボールコックにおいて、前記バネ部材が位置する側の弁座の外周面に、その外周面と前記貫通孔の内周面との間から流体漏れを防ぐ凸状シール部を形成したことを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載するボールコックは、請求項１の構成において、前記凸状シール部は、前記貫通孔の内周径よりも小さく形成された弁座の外周面に設けられ、その凸状部の外周端の径を前記貫通孔の内周径よりも大きく設定する。
【００１０】請求項３に記載するボールコックは、請求項１の構成において、前記凸状シール部は、前記弁座における前記バネ部材が位置する側の外周側端部に設けられ、前記バネ部材の押圧力によって、その凸状部が径方向外側へ起立されて前記貫通孔の内周面に圧接されるように形成する。
【００１１】請求項４に記載するボールコックは、請求項１の構成において、前記凸状シール部は、前記貫通孔の内周径よりも小さく形成された弁座の外周面に設けられ、その凸状部の外周端の径を前記貫通孔の内周径よりも大きく設定した第１凸状シール部と、前記弁座における前記バネ部材が位置する側の外周側端部に設けられ、前記バネ部材の押圧力によって径方向外側へ起立されて前記貫通孔の内周面に圧接される第２凸状シール部とからなるものである。
【００１２】請求項５に記載するボールコックは、請求項１の構成において、前記ボールコックは、前記各弁座のうち一方のみに対し前記バネ部材を設けたものであって、他方の弁座を一方の弁座と同一形状のものとする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係るボールコックを図１から図１０に基づいて説明する。図１及び図２は流体の流れる方向が一方向のみの場合に使用するボールコックを示し、便宜上ここでは一方向開通型ボールコック１とする。また、図３及び図４は流体の流れる方向が二方向である場合に使用するボールコックを示し、便宜上ここでは双方向開通型ボールコック２とする。そして共通する部分については、同一の符号を付して説明する。
【００１４】一方向開通型ボールコック１及び双方向開通型ボールコック２共に、ボールコック本体３は２部材からなり、第１部材３ａは流体通路の一次側開口部７ａを有し、第２部材３ｂは弁体４が位置する中央室９と流体通路の二次側開口部７ｂと軸孔１３を有し、第１部材３ａと第２部材３ｂが結合して本体３を形成する。本体３の一次側開口部７ａと二次側開口部７ｂはそれぞれ対向する位置に設けられて流体通路の両端開口部を形成し、中央室９と合わせて本体３に貫通孔８を形成する。そして、一次側開口部７ａ及び二次側開口部７ｂの内周面には、管用テーパねじが設けられており、各々図示しない流体配管に接続される。軸孔１３は本体３の上部に設けられ、その中を弁軸１２が貫通している。弁軸１２は下端を弁体４に固定され、上端をハンドル１１に固定されており、ハンドル１１を弁軸１２周りに回動させることで弁体４を回動させ、ボールコック１、２の流体通路の開閉を行う。
【００１５】前記貫通孔８の一次側開口部７ａ内側には一次側弁座５ａが、二次側開口部７ｂ内側には二次側弁座５ｂが、それぞれ配され、これら両弁座５の間に球状の弁体４が回動自在に支持されている。弁体４はその中心部を水平に貫通する連絡孔１０を有する。そして、図１又は図３に示すように、ボールコック１、２の流体通路を開放した状態においては、本体３の一次側開口部７ａ、連絡孔１０、二次側開口部７ｂが直線的に連通される。また、ハンドル１１を回動させて弁体４を約９０°回動させると、図２又は図４に示すように、一次側開口部７ａと二次側開口部７ｂとの間の連通状態が弁体４により遮断され、ボールコック１、２の流体通路を閉鎖した状態になる。この際、一方向開通型ボールコック１においては、図２に示すように、二次側開口部７ｂと排気孔１５とが側孔１６及び中央室９を介して連通され、二次側開口部７ｂに接続された空気配管内に溜まった圧縮空気が外部へ排気されるようになっている。
【００１６】上記のように、ボールコック１、２の流体通路の開閉は弁体４の回動により行うので、弁体４の回動を繰り返すことにより弁座５が摩耗し、弁体４と弁座５との間のシール力が低下することを防止するため、一次側弁座５ａ及び二次側弁座５ｂのうち少なくとも一方に、弁座５を常に弁体４に向けて押圧するバネ部材６を備え、弁体４と弁座５との間のシール力を一定に保つ必要がある。そこで、図１及び図２に示す一方向開通型ボールコック１においては、一次側弁座５ａの一次側開口部７ａ側にバネ部材６を備えている。また、図３及び図４に示す双方向開通型ボールコック２においては一次側弁座５ａの一次側開口部７ａ側及び二次側弁座５ｂのの二次側開口部７ｂ側の双方にバネ部材６を備えている。本実施形態においては、バネ部材６として皿バネを使用し、弁座５を均等に押圧するためのバネ受け１４を介して弁座５を押圧している。バネ部材６は皿バネに限定されるものではなく、弁座５を弁体４に向けて押圧することができるものであれば、他のバネ部材であっても良い。
【００１７】一次側弁座５ａ及び二次側弁座５ｂのうち、どちらか一方のみにバネ部材６を備える場合は、バネ部材６を備える側の開口部を流体の高圧側に接続する。これは、バネ部材６を備える側の開口部を流体の低圧側に接続すると、流体の圧力により弁体４が低圧側に押圧された際にバネ部材６が圧縮され、弁体４が低圧側に移動するため、高圧側の弁座５と弁体４の間に隙間が生じてしまいシール力が確保できなくなるからである。従って、前記一方向開通型ボールコック１においては、一次側開口部７ａを流体の高圧側に、二次側開口部７ｂを流体の低圧側に接続し、一次側から二次側に流体が流れるようにする。一方、前記双方向開通型ボールコック２においては、一次側開口部７ａ及び二次側開口部７ｂのどちらも高圧側に接続することが可能である。
【００１８】次に、前記一方向開通型ボールコック１における一次側弁座５ａ、又は前記双方向開通型ボールコック２における一次側弁座５ａ及び二次側弁座５ｂのようにバネ部材６を備える弁座５について図５から図１０に基づいて説明する。先ず第１の実施形態について説明する。弁座５は、テフロン等の低摩擦で弾性を有する材料よりなり、図５及び図６に示すように、外周面５１が本体３に設けられた貫通孔８の内周面８１に嵌合する、軸方向に短い円筒形に形成されており、一方の面に球状の弁体４と嵌合する球状凹部５２を有している。そして、バネ部材６の周囲から漏れた流体が、両側の弁座５間の中央室９へ流入することを防止するため、従来のシール材に代わり、前記外周面５１に第1凸状シール部５３が形成されている。第1凸状シール部５３は、前記外周面５１に沿って凸状部を輪状に一体として形成したものである。第1凸状シール部５３は本実施の形態においては断面形状が半円形状であるが、断面形状が四角形状や三角形状等であっても良い。
【００１９】弁座５の寸法は、弁座５を前記貫通孔８内に装着する際に、第1凸状シール部５３の先端をたわませるだけで容易に装着することができるようにするため、図５及び図６に示すように、弁座５の外周径Ｄ１を貫通孔８の内周径Ｄ３よりも小さく形成し、貫通孔８内に装着する前の第1凸状シール部５３の外周径Ｄ２を貫通孔８の内周径Ｄ３よりも大きく形成する。
【００２０】次に第２の実施形態について説明する。図７に示すように、この実施形態にかかわる弁座５は、前記第１凸状シール部５３を設けない代わりに、第２凸状シール部５４を設けている。第2凸状シール部５４は、径方向に対して４５°の方向に突出する凸状部を、弁座５のバネ部材が位置する側の外周側端部に沿って輪状に一体として形成したものである。
【００２１】第2凸状シール部５４は、弁座５を装着しない状態において、その上端部が弁座５の外周面５１と略同一面上にあるように形成され、弁座５を貫通孔８内に装着した際に、図８に示すように、バネ部材６の押圧力Ｆによって、第２凸状シール部５４が径方向外側へ起立されて貫通孔８の内周面８１及びバネ受け１４に圧接される。従って、弁座５を貫通孔８内に挿入する際に凸状シール部が邪魔にならずスムーズに挿入することができる。第2凸状シール部５４の形状は、本実施形態においては断面形状が略四角形状であるが、他の形状であってもバネ部材６の押圧力により起立された状態で、貫通孔８の内周面８１に圧接される形状であれば良く、断面形状が円弧形状等であっても良い。
【００２２】更に、弁座５を貫通孔８内装着した際に、第2凸状シール部５４を容易に起立させることができるように、第2凸状シール部５４の凸状部の根元に凹溝５５を設けると良い。これによって、第2凸状シール部５４の根元付近での変形が容易になり、確実に貫通孔８の内周面８１及びバネ受け１４に圧接することができる。凹溝５５の形状については特に制約はない。
【００２３】次に第３の実施形態について説明する。図９及び図１０に示すように、この実施形態にかかわる弁座５は、前記第１凸状シール部５３と前記第２凸状シール部５４の両方を設けて形成される。異なる２種類の形状の凸状シール部を2箇所に形成することで、貫通孔８内に挿入する際にスムーズに挿入することができ、しかも確実なシール力を得ることを目的とするものである。
【００２４】図１及び図2に示す一方向開通型ボールコック１における二次側弁座５ｂのように、バネ部材６を備えていない弁座５は、バネ部材６の周囲からの流体漏れを考慮する必要がないため、凸状シール部５３、５４を設ける必要はない。しかし、バネ部材６を備えない側の弁座５にもバネ部材６を備える側の弁座５と同様のものを用いることで、部品の共通化を図ることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１に係るボールコックは、バネ部材が位置する側の弁座の外周面に、その外周面と本体の貫通孔の内周面との間から流体漏れを防ぐ凸状シール部を形成したことにより、従来別部材として使用していたＯリング材等のシール材を使用することなく、簡単な構成で本体と弁座との間のシール力を確保することができる。従って、部品点数を削減することができる。また、部品点数が減少したことによる組立性の向上も図ることができる。
【００２６】請求項２に係るボールコックは、請求項１の構成において、凸状シール部が、本体の貫通孔の内周径よりも小さく形成された弁座の外周面に設けられ、その凸状部の外周端の径を前記貫通孔の内周径よりも大きく設定したことにより、弁座を貫通孔内に装着する際に、凸状シール部の先端をたわませるだけで容易に装着できるとともに、より簡単な構成でシール力を確保することができる。
【００２７】請求項３に係るボールコックは、請求項１の構成において、凸状シール部が、弁座におけるバネ部材が位置する側の外周側端部に設けられ、弁座を本体の貫通孔内に装着した状態で、バネ部材の押圧力によって径方向外側へ起立するように弾性変形され、前記貫通孔の内周面に圧接されてシール力を得る。従って、弁座を前記貫通孔内へ装着するする際に凸状シール部が邪魔にならず、スムーズに装着できるとともに、より確実なシール力を得ることができる。
【００２８】請求項４に係るボールコックは、請求項１の構成において、凸状シール部が、本体の貫通孔の内周径よりも小さく形成された弁座の外周面に設けられ、その凸状部の外周端の径を前記貫通孔の内周径よりも大きく設定した第１凸状シール部と、前記弁座におけるバネ部材が位置する側の外周側端部に設けられ、前記バネ部材の押圧力によって径方向外側へ起立されて前記貫通孔の内周面に圧接される第２凸状シール部とからなり、異なる２種類の形状の凸状シール部を２箇所に形成することで、より確実なシール力を得ることができる。
【００２９】請求項５に係るボールコックは、請求項１の構成において、ボールコックは、弁体の左右の各弁座のうち一方のみに対しバネ部材を設ける場合であっても、他方の弁座を一方の弁座と同一形状のものとすることで、各弁座を共通部品とすることができる。それによって、部品種類数を減らすことができ、組立時のミスも防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４０１９
【氏名又は名称】株式会社ナブコ
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 三彦
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０４０１４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１０７５６３ |
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