JP2001108118A - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【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。

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５
５，５５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ｄ
２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５
２１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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボールバルブの第１実施例を示す断面
図である。

【図２】図１におけるバルブ本体を示す半断面図であ
る。

【図３】図２対応の右側面半断面図である。

【図４】図１におけるボールを示す平面図および正面図
である。

【図５】図４（ｂ）のＡ−Ａ断面図および図４（ａ）の
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図６】バルブ本体内へのボールの挿入状態を示す説明
図である。

【図７】図１におけるボール押えを示す断面図である。

【図８】図１の要部を示す拡大断面図である。

【図９】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。

【図１０】バルブ本体の変形例を示す断面図である。

【図１１】従来のボールバルブの要部を示す拡大断面図
である。

【符号の説明】

Ｖ ボールバルブ １ バルブ本体 ２ ボール ３ スピンドル ４ ボールシート ４１ シール部 ４２ 環状の窪み ５ ボール押え ５４ 係止溝 ５４１ Ｏリング（バックアップリング） ６ 接続スリーブ ７ ユニオンナット ８ ハンドル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。