| 【発明の名称】 |
ボールバルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 知広
【氏名】武田 慎次
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| 【要約】 |
【課題】ボール面と当接するボールシートのシール部を一定の位置にすることで、ボールシート本来のシール寿命を発揮できるボールバルブを提供する。
【解決手段】バルブ本体１内に流路を開閉可能とするボール２が配置され、このボール２に流路両側よりボールシート４が当接され、このボールシート４が、その先端側の内周面に、ボール２側に開口して設けられた環状の係止溝５４にバックアップ用のＯリング５４１が装着されたボール押え５によりボール２に向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、ボールシート４のボール面と当接する環状のシール部４１が、ボールシート４とＯリング５４１とが当接している環状の当接面の範囲内に位置しているボールバルブＶ。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】バルブ本体内に流路を開閉可能とするボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートの少なくとも一方が、その先端側の内周面に、ボール側に開口して設けられた環状の係止溝にバックアップリングが装着されたボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、前記ボールシートのボール面と当接するエッジ状のシール部が、ボールシートとバックアップリングとが当接している環状の当接面の範囲内に位置していることを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】バルブ本体内に流路を開閉可能とするボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートの少なくとも一方が、その先端側の内周面に、ボール側に開口して設けられた環状の係止溝にバックアップリングが装着されたボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、前記ボールシートのバックアップリング側の端面に環状の窪みが設けられていることを特徴とするボールバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のボールバルブとして、円筒状のバルブ本体内に流路を開閉可能なボールが配置され、このボールに流路両側よりポリテトラフルオロエチレン製のボールシートが当接され、このボールシートがボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされた所謂ユニオンタイプのボールバルブがある。このボールバルブは接続スリーブをバルブ本体に接続することにより、ボール押えが接続スリーブで押されてボールに向けて押圧されるようになっている。たとえば、ユニオンナットによりバルブ本体に接続される接続スリーブによりボール押えが押圧され、ユニオンナットの締め具合を調整することによりボールとボールシートとの当接圧力が調整されるようになされ、ボールシートが摩耗して流体の漏れを生じたときにはユニオンナットを増締めして漏れを防止できる機構となっている。
【０００３】また、ユニオンナットの増締めによる流体の漏れ防止効果をより有効にするために、ボール押えのボールシート取付け部に環状溝を設け、この環状溝内にバックアップリングとしての合成ゴム製のＯリングを装着し、このＯリングを介してボール押えにてボールシートをボールに押圧するようにしたボールバルブも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のボールバルブでは、図１１に示すように、ボール面と当接するボールシート４のシール部４１が、ボールシート４とＯリング状のバックアップリング５４１とが当接している環状の当接面の範囲内よりも内方に位置しているので、ボール押え５をボール２側に押圧すると、ボールシート４が図に示すように内側に倒れることになる。この結果、ボール面と当接するボールシートの当接位置が一定しないため、予期しないボールシートの変形や磨耗が生じて、ボールシート本来のシール寿命を発揮させることができなかった。
【０００５】また、上記バックアップリングを併用したボールバルブでは、バックアップリングの弾性反発力を大きくするために、このバックアップリングが装着される環状溝の溝幅を小さくする必要がある。しかしながら、この溝幅を小さくすると、環状溝の内壁側に大きな応力が発生することになり、その結果、環状溝の内壁が破損する恐れがあった。
【０００６】本発明の目的は、ボール面と当接するボールシートのシール部を一定の位置にすることができ、その結果、ボールシート本来のシール寿命を発揮することができるボールバルブを提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、環状溝の内壁の破損が生じず、ボールシート本来のシール寿命を発揮することができるボールバルブを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明は、バルブ本体内に流路を開閉可能とするボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートの少なくとも一方が、その先端側の内周面に、ボール側に開口して設けられた環状の係止溝にバックアップリングが装着されたボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、前記ボールシートのボール面と当接するエッジ状のシール部が、ボールシートとバックアップリングとが当接している環状の当接面の範囲内に位置しているものである。
【０００９】請求項２記載の本発明は、バルブ本体内に流路を開閉可能とするボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートの少なくとも一方が、その先端側の内周面に、ボール側に開口して設けられた環状の係止溝にバックアップリングが装着されたボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、前記ボールシートのバックアップリング側の端面に環状の窪みが設けられているものである。
【００１０】（作用）請求項１記載の本発明においては、ボールシートのボール面と当接するエッジ状のシール部が、ボールシートとバックアップリングとが当接している環状の当接面の範囲内に位置しているので、ボールシートは、内側に倒れて変形することなく、流路の軸方向に真っ直ぐにバックアップリングを圧縮する。このため、ボールとボールシートとのシール位置は常に一定となり、安定したシール性能が得られ、かつ、ボールシートは本来のシール寿命を発揮できる。
【００１１】請求項２記載の本発明においては、ボールシートのバックアップリング側の端面に設けられた環状の窪みにてバックアップリングの一部を収容することができるので、バックアップリングが装着された環状の係止溝の内壁の破損を防止できる。また、環状の窪みに相当する分、ボールシートを形成している高価な原料であるポリテトラフルオロエチレン樹脂原料が少なくて済むので、ボールシートのコストを安くできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のボールバルブＶの第１実施例を示す縦断面図、図２は図１におけるバルブ本体を示す半断面図、図３は図２対応の右側面半断面図である。ボールバルブＶは硬質塩化ビニル樹脂製のものである。
【００１３】図において、１はバルブ本体で、バルブ本体１内にボール２が挿入され、バルブ本体１の壁面を貫通するスピンドル３がボール２の凹溝２１と嵌り合っている。このボール２の両側にはボールシート４が当てがわれ、ボール押え５が挿入保持されている。ボールシート４はボール押え５に嵌め込まれて支持されている。そして、バルブ本体１の端部外周の雄ねじ１１にユニオンナット７が螺合され、このユニオンナット７で接続スリーブ６をボール押え５に向けて押圧して管と接続するようになっている。８はハンドルであり、スピンドル３の上端部に嵌着されている。
【００１４】そして、ボール押え５のバルブ本体１への係合保持は、バルブ本体１の内周面に設けられた雌ねじ１２と、ボール押え５の外周面に設けられた雄ねじ５１との螺合によりなされる。図２に示すように、バルブ本体１のボール押え５が挿入される両端部の奥部内周面には雌ねじ１２，１２が設けられている。
【００１５】図４はボール２を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図５はボール２の断面を示すものであり、（ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】図４および図５に示すように、ボール２は従来のものと同一であるが、その外径Ｄ２は、ボール２を流路が閉となる方向に向けた状態（図６を参照）において、バルブ本体１の雌ねじ１２の山部の内径ｄ２よりも少し小さくされている。
【００１７】図７に示すように、ボール押え５の外周面には一端側より雄ねじ５１と、Ｏリング５２１が装着される環状溝５２が設けられている。また、雄ねじ５１の反対側に位置する端面にはＯリング５３１が装着される環状溝５３が設けられている。この環状溝５３よりも外方に位置する端面の対向する２箇所には小さな窪み５５，５５が設けられている。この窪み５５はボール押え５の雄ねじ５１をバルブ本体１の雌ねじ１２に螺合させる際に、回転治具（図示せず）の先端を係止させてボール押え５を廻すためのものである。
【００１８】なお、窪み５５は少なくとも２箇所に設けられておればよい。また、窪み５５はＯリング５３１のシール性を損なわない位置に設けられておればよく、環状溝５３の位置によっては、環状溝５３の内方に位置する端面に設けてもよい。
【００１９】そして、雄ねじ５１側のボール押え５の内面にはボールシート４を嵌め込み支持する環状の係止溝５４が設けられている。
【００２０】両環状溝５２，５３にはＯリング５２１，５３１が装着されており、ボール押え５とバルブ本体１の内周面および接続スリーブ６との間からの漏れが防止されるようになっている。また、係止溝５４にはバックアップ用のＯリング５４１を介してボールシート４が装着されている。このボールシート４のエッジ状の環状シール部４１は、図８に示すように、ボールシート４とＯリング５４１とが当接している環状の当接面の範囲内に位置するようにされている。
【００２１】そして、上記構造のボールバルブＶを組立てるには、バルブ本体１に貫通孔１０を通じてスピンドル３を嵌挿し、その下端部をバルブ本体１内方に突出させておき、一方、ボール２を流路孔２０が閉の状態となる方向に向けてバルブ本体１の端部より挿入してスピンドル３の下端部と嵌合する。
【００２２】この際、ボール２の外径Ｄ２が、ボール２を流路が閉となる方向に向けた状態において、バルブ本体１の雌ねじ１２の山部の内径ｄ２よりも小径とされているので、図６に示すように、バルブ本体１の内周面に雌ねじ１２が存在しているにもかかわらず、バルブ本体１の開口端側からバルブ本体１内にボール２を挿入することができる。
【００２３】つぎに、先端内部にＯリング５４１およびボールシート４を、環状溝５２にＯリング５２１をそれぞれ装着したボール押え５をそのボールシート４を装着した側を前方にしてバルブ本体１内に挿入し、このボール押え５を回転治具にて周方向に回して、ボール押え５の雄ねじ５１をバルブ本体１の雌ねじ１２に螺合させてねじ込み、ボール押え５の係止溝５４に装着されたボールシート４にて、ボール２とボールシート４との当接面の面圧が所定の押圧力となるようにする。
【００２４】その際、上記図８にて示したように、ボール２の外周面と当接するボールシート４の環状シール部４１がボールシート４とＯリング５４１とが当接している環状の当接面の範囲内に位置しているので、ボールシート４は、内側に倒れて変形することなく、流路の軸方向に真っ直ぐにＯリング５４１を圧縮することになる。このため、ボール２とボールシート４とのシール位置は変化せず、安定したシール性能を得ることができる。また、ボールシート４は本来の設計通りのシール寿命を発揮することができる。
【００２５】そして、ボール押え５の端面の環状溝５３にＯリング５３１を装着して接続スリーブ６を当てがい、ユニオンナット７をバルブ本体１の端部外周の雄ねじ１１に螺合して接続スリーブ６をボール押え５に向けて押圧し、スピンドル３の上端部にハンドル８を嵌め込んで、バルブＶの組立てを完了する。
【００２６】この第１実施例のボールバルブでは、ボール２の外径がバルブ本体１の雌ねじ１２の山部の内径ｄ２よりも小径とされているので、バルブ本体１の内周面に雌ねじ１２が存在していても、バルブ本体１の開口端側からバルブ本体１内にボール２を挿入することができる。
【００２７】そして、雌ねじ１２はバルブ本体１の内周面から内方に突出して設けられているので、バルブ本体１の壁部厚みが薄くならず、このため、バルブ本体１の強度低下が生じることはない。
【００２８】さらに、ボール２の反対側に位置するボール押え５の外周面に設けられた環状溝５２にＯリング５２１が装着されているので、このＯリング５２１によって、ボール押え５とバルブ本体１との間の止水性は良好に保持される。
【００２９】図９は本発明のボールバルブの第２実施例の要部を示す拡大断面図である。この第２実施例では、図９に示すように、ボールシート４のＯリング５４１側のボールシート４の端面に環状の窪み４２を設け、この窪み４２にて弾性反発状態にあるＯリング５４１の一部を収容するようにした以外は、上記第１実施例のボールバルブと基本的に同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】このように、Ｏリング５４１の一部がボールシート４の環状の窪み４２にて収容されることで、環状の係止溝５４の内壁の破損を防止できる。
【００３１】また、ボールシート４のエッジ状の環状シール部４１は、図９に示すように、ボールシート４とＯリング５４１とが当接している環状の当接面の範囲内に位置するようにされているので、ボールシート４の倒れが生じない。このため、ボールとボールシートとのシール位置が常に一定となり、安定したシール性能が得られ、ボールシートは本来のシール寿命を発揮できる。
【００３２】上記実施例では、バルブ本体１の流入側および流出側の内周面にそれぞれ雌ねじ１２，１２を設けたが、図１０に示すように、管路内に配管接続する際に、流入側となるバルブ本体１Ａの内周面にのみ雌ねじ１２を設けてもよい。このように、バルブ本体１Ａを片キャリア型のものとすることで、ボールバルブの組立て作業が簡単になる。
【００３３】また、上記実施例では、ボールバルブを樹脂製のものとしたが、金属製のものであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載の本発明のボールバルブでは、ボールシートのボール面と当接するエッジ状のシール部が、ボールシートとバックアップリングとが当接している環状の当接面の範囲内に位置しているので、ボールシートは内側に倒れて変形することがなく、流路の軸方向にバックアップリングを圧縮する。このため、ボールとボールシートとのシール位置は常に一定となり、安定したシール性能が得られ、かつ、ボールシートは本来のシール寿命を発揮できる。
【００３５】請求項２記載の本発明のボールバルブでは、ボールシートのバックアップリング側の端面に環状の窪みが設けられているので、この環状の窪みにてバックアップリングの一部を収容することができ、環状の係止溝の内壁の破損が生じない。このため、ボールシートは長期にわたって本来のシール寿命を発揮できる。また、同じ磨耗量を確保するための、ボールシートを形成しているポリテトラフルオロエチレン樹脂量が少なくて済み、ボールシートが安価となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１７４
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月８日（１９９９．１０．８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１１８（Ｐ２００１−１０８１１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８８３８１ |
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