JP2001050408A - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールバルブのシール部を摩耗しにくくし
て、安定なシール性を確保できるようにする。 【解決手段】 弾性を有する板体にて弁体シート２８の
シート部３１を構成し、このシート部３１が、閉止時に
のみ全周で弁箱シート３５と密接するようにした。ま
た、回転式の弁体１５に弾性を有する円板体を取り付け
て、この円板体の周縁にて弁体シート２８のシート部３
１を構成した。さらに、弁箱１１内の流体の圧力によっ
て弁体シート２８のシート部３１が弁箱シート３５に押
圧されるようにした。

Description

【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は、図９に示すよう
に、弁箱１の内部に球形の弁体２が設けられ、弁棒３に
よって弁体２が矢印Ａの方向に回転されるように構成さ
れている。４は弁体２における流体通路であり、５は弁
箱１におけるポートである。ポート５の周囲には弁座６
が設けられ、この弁座６が弁体２の球面７に接すること
で、弁箱１と弁体２との間がシールされている。球面７
の中心８は、弁体２の回転中心９上に位置する。そし
て、このように弁箱１との間がシールされた状態で弁体
２が回転されることで、ポート５と流体通路４との連通
状態が変化して、バルブの開度が調節されることにな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、弁座６と弁体２の球面７とが常に接して
おり、このためシール部が摩耗しやすく、バルブの開閉
頻度が高くなるとシール性が不安定になる可能性がある
という問題点を有している。そこで本発明は、このよう
な問題点を解決して、ボールバルブのシール部を摩耗し
にくくして、安定なシール性を確保できるようにするこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、弾性を有する板体にて弁体シートを構成し、
この弁体シートが閉止時にのみ全周で弁箱シートと密接
するように構成したものである。このような構成である
と、弁体シートは閉止時にのみ全周で弁箱シートと密接
し、その他のときは弁箱シートとの密接状態が解除され
ているため、摩耗が発生しにくく、したがって安定なシ
ール性が確保されることになる。

【０００５】また本発明は、回転式の弁体に弾性を有す
る円板体を取り付けて、この円板体の周縁にて弁体シー
トを構成したものである。このような構成であると、弁
体シートは、弾性を有する円板体の周縁によって構成さ
れているため、バルブの閉止時にのみ弁箱シートと接触
し、その他のときは弁箱シートと接触することがないた
め、摩耗が発生しにくく、したがって安定なシール性が
確保されることになる。

【０００６】さらに本発明は、弁箱内の流体の圧力によ
って弁体シートが弁箱シートに押圧されるように構成し
たものである。このような構成であると、弁箱内の流体
の圧力が弾性を有する板状の弁体シートに作用すること
で、この弁体シートが弁箱シートに押圧されるため、確
実なシール性能が達成されることになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に示すボールバルブにおい
て、１１は弁箱であり、第１のポート１２と、第２とポ
ート１３と、第３のポート１４とを備えた三方口弁を構
成できるようにされている。弁箱１１の内部には弁体１
５が設けられている。この弁体１５は、その一端が軸受
１６によって回転自在に支持されるとともに、その他端
が弁棒１７に連結されることで、弁棒１７を回転操作す
ることによってこれと一体に回転するように構成されて
いる。

【０００８】図２は、弁体１５の立体構造を示す。図１
および図２に示すように、弁体１５は、軸受１６を収容
するための一端側の座部１８と、弁棒１７の端部を収容
するための他端側の座部１９とを有するとともに、弁箱
１１の第１〜第３のポート１２〜１４に対応した三叉構
造の流体通路２０を有する。この流体通路２０は、Ｔ字
状に一体に形成された三つの円筒部２１、２２、２３に
よって構成されている。すなわち、これらの円筒部２
１、２２、２３は、弁体１５の周方向に沿って９０度の
角度をおいた三方に突出するように形成されている。

【０００９】弁体１５には、もう一つの円筒部２４が、
円筒部２１、２３からそれぞれ９０度の角度をおいた位
置で外方へ突出するように形成されている。すなわち、
弁体１５は、四つの円筒部２１〜２４がそれぞれ９０度
おきに放射状に突出するように形成されている。円筒部
２４は、仕切壁２５によって、その内部が流体通路２０
とは連通しないように形成されている。

【００１０】円筒部２４の中央の位置には、仕切壁２５
から円筒部２４と同方向に突出する円柱状の取付け座２
６が、この仕切壁２５と一体に形成されている。取付け
座２６の突出高さは、円筒部２４の突出高さとほぼ等し
くなるように形成されている。この取付け座２６を利用
して、板状の弁体シート２８が取り付けられている。２
９は取付けボルトで、取付け座２６にねじ込まれること
で、この取付け座２６との間に弁体シート２８をシール
状態で挟み込んで固定する。

【００１１】弁体シート２８は、円板体にて皿状に形成
されて、中央の円形の平板部３０と、この平板部３０の
周縁のシート部３１とを一体に有する。平板部３０は、
弁体１５の円筒部２４よりもやや大径に形成されてい
る。シート部３１は、弁体１５の回転中心軸３２上の中
心点３３を中心とする球面状に形成されている。上述の
ように弁体１５の円筒部２４が取付け座２６と同等の突
出高さで形成されているため、弁体シート２８をボルト
２９によって取付け座２６に固定すると、この弁体シー
ト２８におけるシート部３１の近傍が円筒部２４によっ
てバックアップされることになる。また弁体シート２８
は、ばね鋼などの弾性を有する材料、たとえばＪＩＳの
ＳＵＰ材などによって形成されている。その場合は、シ
ート部３１に、クロムメッキなどが施されるのが好適で
ある。

【００１２】図１において、３５は環状の弁箱シート
で、第１のポート１２に設けられて、図示のように弁体
シート２８がたとえばその弾性によって密接できるよう
に構成されている。図１のバルブにおいては、第１のポ
ート１２のみならず第３のポート１４にも同様の弁箱シ
ートが設けられている。ただし、その図示は省略する。
なお、図１のバルブにおいて、第２のポート１３には弁
箱シートは設けられていない。

【００１３】この図１に示す状態から弁体１５が回転し
て、たとえば円筒部２２が第１のポート１２の弁箱シー
ト３５に向かい合ったときの状態を図３に示す。図示の
ように、この状態で円筒部２２と弁箱シート３５とは接
触しておらず、両者の間に隙間３６が形成されている。
第１のポート１２が上流側であるとともに、たとえば第
３のポート１４が下流側である場合に、弁体シート２８
がその弾性によって弁箱シート３５に密着してこの第１
のポート１２を閉じたときの状態を、図４に示す。この
ときは、流体の圧力Ｐが第１のポート１２から弁体シー
ト２８の平板部３０に作用するが、前述のように平板部
３０は弁体１５の円筒部２４によってバックアップされ
ているため、このバックアップ部が支点となって、弾性
を有するシート部３１には弁箱シート３５を押圧する方
向の力Ｆが全周にわたって作用することになる。すなわ
ち、弁箱１１内の流体の圧力によって、弾性を有する弁
体シート２８のシート部３１が弁箱シート３５に所定の
力で押圧されることになる。

【００１４】反対に図１および図４において第１のポー
ト１２が下流側である場合は、弁体シート２８のほぼ全
面すなわち平板部３０とシート部３１との双方に弁箱１
１内の流体の圧力が作用するため、しかも平板部３０に
おける円筒部２４よりも内周側の部分においても流体の
圧力を受け得るので、やはり流体の圧力によって弾性を
有する弁体シート２８のシート部３１が弁箱シート３５
に押圧されることになる。

【００１５】弁体１５側の部材は、その全閉時に弁体シ
ート２８における環状のシート部３１のみが弁箱シート
３５に接触するだけで、その他の部材は弁箱シート３５
に接触することがない。たとえば図５は第１のポート１
２が全開と全閉の中間の状態にあるときの様子を示す
が、このときは、図示のように弁体シート２８のシート
部３１における周方向に沿った２箇所の部分３７、３７
が弁箱シート３５に近づいた状態にあるものの、接触は
していない。このため、弁箱シート３５や弁体シート２
８における摩耗の発生が低減され、したがって安定なシ
ール性が長期にわたって確保され、特に開閉頻度の高い
バルブであってもシール性能が低下しにくいという利点
がある。また、弁操作のために必要なトルクも小さくな
る。なお、シート部３１以外の部材も、この中間の状態
において、いっさい弁箱シート３５に接触しない。

【００１６】図６〜図８は、上記で説明した三方口弁の
開閉状態を説明するものである。このうち図６は、弁体
シート２８が一対の弁箱シート３５、３５のいずれから
も離れた状態、すなわち、弁体１５における円筒部２３
が弁箱１１の第１のポート１２に向かい合い、円筒部２
２が第２のポート１３に向かい合い、円筒部２１が第３
のポート１４に向かい合った状態を示す。ここで、同図
（ｂ）に示すように、第１のポート１２と第３のポート
１４とが本管３８を構成するとともに、第２のポートが
分岐管３９を構成する場合には、この図６は本管３８が
全開状態にあってしかも分岐管３９に連通している状態
を示すことになる。このとき、弁体シート２８は、いず
れのポートにも向かい合っていない。

【００１７】図７は、弁体シート２８が第３のポート１
４の弁箱シート３５に密接した状態を示す。この場合
は、第３のポート１４が閉じられるとともに、第１のポ
ート１２と第２のポート１３とが連通する。図８は、弁
体シート２８が第１のポート１２の弁箱シート３５に密
接した状態を示す。この場合は、第１のポート１２が閉
じられるとともに、第２のポート１３と第３のポート１
４とが連通する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によると、弾性を有
する板体にて弁体シートを構成し、この弁体シートが閉
止時にのみ全周で弁箱シートと密接するように構成した
ため、閉止時以外のときには弁箱シートとの密接状態が
解除されることになり、このため摩耗を発生しにくくす
ることができ、したがって安定なシール性を確保するこ
とができる。

【００１９】また本発明によると、回転式の弁体に弾性
を有する円板体を取り付けて、この円板体の周縁にて弁
体シートを構成したため、弁体シートは、バルブの閉止
時にのみ弁箱シートと接触し、その他のときは弁箱シー
トと接触することがなく、このため摩耗を発生しにくく
することができ、したがって安定なシール性を確保する
ことができる。

【００２０】さらに本発明によると、弁箱内の流体の圧
力が弾性を有する板状の弁体シートに作用することで、
この弁体シートが弁箱シートに押圧されるため、確実な
シール性能を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のボールバルブの要部の一
部切欠正面図である。

【図２】図１における弁体の斜視図である。

【図３】図１の状態から弁体が回転して、円筒部が第１
のポートの弁箱シートに向かい合ったときの状態を示す
要部の拡大図である。

【図４】図１の状態において弁体に流体の圧力が作用し
ている様子を示す図である。

【図５】第１のポートが全開と全閉の中間の状態にある
ときの様子を示す図である。

【図６】図１のボールバルブにて構成された三方口弁に
おける第１の開閉状態を示す図である。

【図７】同三方口弁における第２の開閉状態を示す図で
ある。

【図８】同三方口弁における第３の開閉状態を示す図で
ある。

【図９】従来のボールバルブの要部の断面図である。

【符号の説明】

１５ 弁体 ２８ 弁体シート ３０ 平板部 ３１ シート部 ３５ 弁箱シート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性を有する板体にて弁体シートを構成
   し、この弁体シートが閉止時にのみ全周で弁箱シートと
   密接するように構成したことを特徴とするボールバル
   ブ。
2. 【請求項２】 回転式の弁体に弾性を有する円板体を取
   り付けて、この円板体の周縁にて弁体シートを構成した
   ことを特徴とするボールバルブ。
3. 【請求項３】 弁箱内の流体の圧力によって弁体シート
   が弁箱シートに押圧されるように構成されていることを
   特徴とする請求項１または２記載のボールバルブ。