JP2007056920A - Ball valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として振動が激しく生じる配管中に配設するのに適したボールバルブに関する。 The present invention relates to a ball valve suitable for being disposed in a pipe where vibration is mainly generated.
従来から、ボールバルブの構造としては、例えば特許文献1、2に記載されているように、両側部に流体の流入口と流出口とを同軸上に設け、且つ、中央部にこれらの流入口と流出口間を連通させる流通孔を貫設したボールを回動自在に設けてなる本体と、ボールの上端面に下端を一体に固着していると共に本体の中央部上壁に回動自在に貫通、支持されているステムと、このステムの回動操作用レバーハンドルとからなり、該レバーハンドルを90度の角度範囲内で時計方向、反時計方向に回動することによってそれぞれ開弁、閉弁を行うように構成したものが広く知られている。
しかしながら、上記のように構成したボールバルブを、例えば、自動車のエンジンオイルのドレンパイプにおける開閉用バルブとして使用した場合、エンジンの作動による振動や走行中における自動車自体の振動によってレバーハンドルが不測に回動し、開弁状態となってオイル漏れが生じる虞れがある。 However, when the ball valve configured as described above is used as, for example, a valve for opening and closing a drain pipe of an automobile engine oil, the lever handle rotates unexpectedly due to vibration caused by engine operation or vibration of the automobile itself during traveling. There is a risk of oil leakage due to the valve opening state.
このような事態は、レバーハンドルを閉弁位置や開弁位置で停止状態を保持する機構、例えば、本体の上記ステム挿通部の周囲におけるレバーハンドルの閉弁位置と開弁位置とに断面V字状ないしは半円形状の係止凹部を設ける一方、レバーハンドルの下端部にスプリングを内装すると共にこのスプリングの弾発力によって上記係止凹部に係脱自在に係止する小球体を設けておけば解消することができるが、本体におけるステム挿通部の構造によっては上記係止凹部を設けることが困難な場合があり、特に、レバーハンドルにおいてはその肉厚等の関係からスプリングを内装できる孔などを設けることが困難である。 Such a situation is caused by a mechanism that holds the lever handle in a stopped state at the valve closing position or the valve opening position, for example, a V-shaped cross section between the valve closing position and the valve opening position of the lever handle around the stem insertion portion of the main body. A semi-circular shaped locking recess, and a small spherical body that detachably engages with the locking recess by the spring force of the spring at the lower end of the lever handle. However, depending on the structure of the stem insertion part in the main body, it may be difficult to provide the locking recess.In particular, the lever handle has a hole or the like in which a spring can be installed due to its thickness. It is difficult to provide.
また、例え、このような機構を配設することができても、スプリングの弾発力を調節することができないために、レバーハンドルの回動操作が円滑に行われなくなったり、スプリングの断発力が劣化して上記小球体が係止凹部から不測に離脱しやすくなり、また、離脱すると元の係止状態に復帰することができなくなるといった問題点がある。 Moreover, even if such a mechanism can be provided, the spring force of the spring cannot be adjusted, so that the lever handle cannot be rotated smoothly or the spring breaks. Due to the deterioration of the force, the small sphere is likely to be unexpectedly detached from the locking recess, and when it is detached, there is a problem that the original locking state cannot be restored.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構造によって確実に開弁状態、閉弁状態を保持し得ると共に、開閉操作も円滑に行え、且つ例え衝撃的な大きな振動によって開弁状態から閉弁方向、或いは、閉弁状態から開弁方向にレバーハンドルが回動しても、極く僅かな回動後、瞬時に元の位置まで確実且つ自動的に復帰させることができるボールバルブを提供するにある。 The present invention has been made in view of such problems. The object of the present invention is to reliably hold the valve open state and the valve closed state with a simple structure, and to smoothly perform the opening and closing operation. Even if the lever handle rotates from the open state to the closing direction or from the closed state to the opening direction due to shocking large vibrations, it can be reliably and immediately returned to the original position after a very slight rotation. It is an object of the present invention to provide a ball valve that can be automatically returned.
上記目的を達成するために本発明のボールバルブは請求項1に記載したように、両側部に流体の流入口と流出口とを同軸上に設け、且つ、中央部にこれらの流入口と流出口間を連通させる流通孔を貫設したボールを回動自在に設けてなる本体に、上記流入口と流出口の軸心に対して直交する方向に上記ボールと一体のステムを挿通させた筒部を突設し、この筒部から突出したステムの角軸部にレバーハンドルを取付けてこのレバーハンドルの回動操作により、上記ボールを一体に回動させて弁の開閉を行うボールバルブにおいて、上記筒部の突出端面に、レバーハンドルを弁の開閉位置にそれぞれ保持する凹部を周方向に90度の角度間隔を存して形成していると共にこれらの凹部間の端面を山形状の凸状面に形成してあり、さらに、レバーハンドルをステムの上記角軸部に対して上下動自在に且つ一体に回動可能に取付けると共にこのレバーハンドルをスプリング力によって常時筒部の上記凹部と凸状面を有する端面に向かって付勢して該端面上に周方向に摺動自在に受止させた構造を有している。
In order to achieve the above object, the ball valve according to the present invention is provided with a fluid inlet and outlet on the both sides on the same axis as described in
このように構成したボールバルブにおいて、請求項2に係る発明は、上記レバーハンドルの先端部に上記ステムの角軸部を囲繞した有底短筒部を一体に設けて該有底短筒部の底面中央部に設けた角孔に上記ステムの角軸部を挿通、係合させることによりレバーハンドルの回動力をステムに伝達するように構成していると共に、上記有底短筒部内にコイルスプリングを配設してこのコイルスプリングの両端を有底短筒部の内底面と上記ステムの角軸部の先端部に設けたワッシャとの間に介在させ、このワッシャを角軸部の先端部に形成している螺子部に螺合したナットによって受止させていることを特徴とする。
In the ball valve configured as described above, the invention according to
さらに、請求項3に係る発明は、上記レバーハンドルにおける有底短筒部の底部外周面をステムを挿通させた本体の上記筒部の開口端部内周面に遊嵌させていると共に、上記有底短筒部の外周面にレバーハンドルを延長する方向に向かって突端部を突設してあり、さらに、上記筒部の端面に上記レバーハンドルを弁の開閉位置に保持する凹部とこれらの凹部間に設けた山形状の凸状面とに対向させて上記突辺部を弁の開閉位置に保持する凹部とこれらの凹部間に設けた山形状の凸状面とを設けていることを特徴とする。
Furthermore, in the invention according to
本発明の請求項1に係るボールバルブによれば、ボールと一体のステムを本体の中央部から上方に向かって挿通させている筒部の突出端面に、レバーハンドルを開弁、閉弁位置にそれぞれ保持する凹部を周方向に90度の角度間隔を存して形成していると共にこれらの凹部間の上端面を山形状の凸状面に形成し、さらに、レバーハンドルをステムの角軸部に対して上下動自在に且つ一体に回動可能に取付けると共に、このレバーハンドルをスプリング力によって常時筒部の突出端面である上端面に向かって付勢して該端面上に周方向に摺動自在に受止させているので、簡単な構造によってレバーハンドルを開弁位置、閉弁位置に確実に係止状態に保持しておくことができると共に、大きな振動力等によって不測に開弁状態から閉弁方向に、或いは、閉弁状態から開弁方向に回動しようとしても、これらの開弁位置、閉弁位置にレバーハンドルを保持する上記凹部間には山形状の凸状面を形成しているので、この凸状面の傾斜面によってレバーハンドルの不測の回動を強固に阻止することができ、その上、僅かに回動しても直ちに元の位置まで復帰させることができる。 According to the ball valve of the first aspect of the present invention, the lever handle is opened and closed at the protruding end surface of the cylindrical portion through which the stem integral with the ball is inserted upward from the center of the main body. Recesses to be held are formed at an angular interval of 90 degrees in the circumferential direction, the upper end surface between these recesses is formed in a mountain-shaped convex surface, and the lever handle is attached to the angular shaft portion of the stem The lever handle is always urged toward the upper end surface, which is the protruding end surface of the cylindrical portion, by the spring force, and slides in the circumferential direction on the end surface. Since it is received freely, the lever handle can be securely held in the open and closed positions with a simple structure, and it can be unexpectedly removed from the open state by a large vibration force. In the valve closing direction, or Even if the valve is to be rotated in the valve opening direction from the valve closed state, a mountain-shaped convex surface is formed between the recesses that hold the lever handle at the valve opening position and the valve closing position. The slanted surface can firmly prevent unexpected rotation of the lever handle, and can be immediately returned to the original position even if it is slightly rotated.
さらに、スプリング力を外部操作によって簡単に調整することができてレバーハンドルと凹部との係止力の微調整が可能となると共に、レバーハンドルの回動操作が円滑に行えるように簡単に調整することができる。 Furthermore, the spring force can be easily adjusted by an external operation, so that the locking force between the lever handle and the recess can be finely adjusted, and the lever handle can be adjusted smoothly so that the turning operation can be performed smoothly. be able to.
請求項2に係る発明によれば、レバーハンドルの先端部にステムの上記角軸部を囲繞した有底短筒部を一体に設けて、該有底短筒部の底面中央部に設けた角孔に上記ステムの角軸部を挿通、係合させることによりレバーハンドルの回動力をステムに伝達するように構成しているので、レバーハンドルの回動力を有底短筒部を介してステムに確実に伝達することができると共に、レバーハンドルの回動操作も振れることなく軽快に行えるものである。 According to the second aspect of the present invention, the bottomed short cylindrical portion surrounding the angular shaft portion of the stem is integrally provided at the distal end portion of the lever handle, and the corner provided at the center of the bottom surface of the bottomed short cylindrical portion. The lever handle turning force is transmitted to the stem by inserting and engaging the angular shaft portion of the stem into the hole, so the lever handle turning force is transmitted to the stem via the bottomed short tube portion. In addition to being able to transmit reliably, the turning operation of the lever handle can be performed lightly without shaking.
さらに、上記有底短筒部内にコイルスプリングを配設してこのコイルスプリングの両端を有底短筒部の内底面と上記ステムの角軸部の先端部に設けたワッシャとの間に介在させ、このワッシャの上面を角軸部の先端部に形成している螺子部に螺合したナットによって受止させているので、有底短筒部の内部を利用してコイルスプリングの配設が可能となって全体の構造をコンパクトに形成することができるばかりでなく、このコイルスプリングの弾発力を有底短筒部の内底面を介してレバーハンドルにダイレクトに作用させて該レバーハンドルを上記筒部の突出端面に常時、押し付けておくことができると共に、上記ナットの回動操作によってコイルスプリングの圧縮度を微妙に調節することができ、従って、筒部の突出端面に形成している上記凹部に対するレバーハンドルの係止力や、このレバーハンドルの回動操作力を簡単且つ正確に調整することができる。 Further, a coil spring is disposed in the bottomed short tube portion, and both ends of the coil spring are interposed between the inner bottom surface of the bottomed short tube portion and the washer provided at the tip of the angular shaft portion of the stem. Since the upper surface of this washer is received by a nut screwed into a screw part formed at the tip of the square shaft part, a coil spring can be arranged using the inside of the bottomed short cylinder part Thus, the entire structure can be formed compactly, and the elastic force of the coil spring can be directly applied to the lever handle via the inner bottom surface of the bottomed short tube portion to It can always be pressed against the protruding end surface of the cylindrical portion, and the compression degree of the coil spring can be finely adjusted by the turning operation of the nut, and therefore, it is formed on the protruding end surface of the cylindrical portion. And locking force of the lever handle to serial recess, it is possible to adjust the rotational operation force of the lever handle easily and accurately.
また、請求項3に係る発明によれば、上記レバーハンドルにおける有底短筒部の底部外周面をステムを挿通させた本体の筒部の開口端部内周面に遊嵌させているので、この筒部の内周面をガイドとしてレバーハンドルをステムの軸心回りに円滑に回動させることができ、その上、上記有底短筒部の外周面にレバーハンドルを延長する方向に向かって突端部を突設する一方、上記筒部の端面に上記凹部とこれらの凹部間に設けた凸状面とは別に、この突端部の下面を係止させてレバーハンドルを弁の開閉位置に保持する凹部とこれらの凹部間に形成した凸状面とを設けているので、ステムを中心とした本体の筒部の端面上における対称位置でレバーハンドルとその突端部とをそれぞれ凸状面を介して弁の開閉位置に位置させることができる。
Further, according to the invention according to
従って、レバーハンドルに拗れ変形が生じることなくステムを中心とする回動操作が軽快に行えると共に、レバーハンドルと突端部とに親指と人指し指とを押し付けた状態でレバーハンドルの有底短筒部を中心として時計方向又は反時計方向に回動操作することが可能となって、凹部間の凸状面が形成されているにもかかわらず、開閉操作が素早く且つ容易に行うことができる。 Therefore, the lever handle can be easily rotated around the stem without being bent and deformed, and the bottomed short cylinder portion of the lever handle is pressed with the thumb and the index finger pressed against the lever handle and the protruding end. Can be rotated clockwise or counterclockwise, and the opening / closing operation can be performed quickly and easily despite the formation of the convex surface between the recesses.
本発明を具体的な実施の形態を図面について説明すると、1は中央部に弁室2を設けていると共に両側部にこの弁室2に連通する流体の流入口3と流出口4とを同軸上にして設けている本体で、上記弁室2の上壁面の中央部に、垂直上方に向かって弁室2から外部に連通した筒部1aを一体に突設してあり、弁室2内に配設したボール5の上端面中央部に下端を一体に固着しているステム6をこの筒部1a内に挿通させて上記流入口3と流出口4の軸心に対して直交する該ステム6の軸心上回りにボール5を弁室2内で回動可能に配設している。このボール5には、ステム6の軸心に対して直交する方向に流通孔7が貫通状態で設けられてあり、この流通孔7を通じて上記流入口3と流出口4を連通させることにより開弁し、その状態からボール5を90度、回動させることによって閉弁するように構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
上記ステム6はその下半部をOリング13を介して筒部1aに回動自在に挿嵌、支持されていると共に筒部1aから上方に向かって突出している上半部を角軸部6aに形成してあり、この角軸部6aにレバーハンドル8の先端部を取付けて該レバーハンドル8を回動操作することにより、ステム6を介してボール5を回動させて上述したように弁の開閉を行うようにしている。
The lower half of the
ステム6の角軸部6aに対するレバーハンドル8の取付け構造を具体的に説明すると、このレバーハンドル8の先端部に、内径がステム6の角軸部6aの外径よりも大径で外径が上記筒部1aの外径よりも小径の有底短筒部8aを一体に設けていると共に、この有底短筒部8aの外周面にレバーハンドル8を延長する方向に向かって下端面がレバーハンドル8の下端面と同一水平面上で面一状に形成されている突端部8bを突設してあり、上記ステム6の角軸部6aを囲繞するように上記有底短筒部8aを該角軸部6aに被せてこの有底短筒部8aの底面中央部に設けている角孔8cに角軸部6aを係合状態に挿通させることにより、レバーハンドル8の回動力を角孔8cと角軸部6aとの係合を介してステム6に伝達するように構成している。
The structure of the
また、レバーハンドル8の有底短筒部8aの底部をレバーハンドル8の下端面から下方に突出させて、上記筒部1aの上端開口部の内周面に回動自在に且つ上下動可能に遊嵌させていると共に、この有底短筒部8aの底部を囲んでいる該筒部1aの上端部における上端面(突出端面)に、レバーハンドル8を開弁位置と閉弁位置とにそれぞれ保持する凹部9、10を周方向に90度の角度間隔を存して形成してあり、さらに、これらの凹部9、10間における周方向に90度の角度範囲に亘る筒部1aの上端面部を、両端がこれらの凹部9、10の下端面に連続し且つ凹部9、10の下端から上方に向かって緩やかな凸円弧状に湾曲している山形状の凸状面11に形成している。なお、これらの凹部9、10における凸状面11に連続する側と反対側の端部はレバーハンドル8のそれ以上の回動を阻止するストッパ部12に形成されている。
Further, the bottom portion of the bottomed
そして、上記レバーハンドル8における有底短筒部8aとの連設部下端面を上記凹部9、10間の凸状面11上で周方向に摺動自在に往復移動させるようにしていると共にこれらの凹部9、10に該下端面を係止状態に支持させるようにしているが、筒部1aの上端面におけるこれらの凹部9、10から周方向にそれぞれ180 度の角度間隔を存した部分にも同じく上記突端部8bの下端面を係止状態に支持してレバーハンドル8を開閉位置に保持する同一形状、同一大きさの凹部9a、10a をそれぞれ設けていると共にこれらの凹部9a、10a 間における周方向に90度の角度範囲に亘る筒部1aの上端面部を、両端がこれらの凹部9a、10a の下端面に連続し、凹部9a、10a の下端から上方に向かって緩やかな凸円弧状に湾曲している山形状の凸状面11a に形成している。即ち、レバーハンドル8を開弁位置に保持する凹部9と凹部9a、及び、閉弁位置に保持する凹部10と凹部10a とは、ステム6を中心として筒部1aの上端面における対称位置に設けられている。なお、上記突端部8bの下端面を受け入れる上記凹部9a、10a における凸状面11a に連続する側と反対側の端部にも、レバーハンドル8のそれ以上の回動を阻止するストッパ部12a を形成している。
Then, the lower end surface of the connecting portion with the bottomed
また、上記ステム6の角軸部6aの上端部を螺子部6bに形成して該螺子部6bをレバーハンドル8の有底短筒部8aの上端から上方に突出させていると共に、有底短筒部8a内にコイルスプリング14を配設して該コイルスプリング14を上記螺子部6bの下部に上下動自在に外嵌させたワッシャ15と有底短筒部8aの内底面間に圧入状態に介在させ、上記ワッシャ15の上端面を角軸部6aの上端螺子部6bに螺合したナット16の下面により受止させて該ナット16の螺進、螺退させることによりコイルスプリング14の弾発力を調整し、この弾発力によってレバーハンドル8を常時、下方に押圧してレバーハンドル8と突端部8bとの下端面を上記凹部9、9a、10、10a 及び凸状面11、11a を設けた筒部1aの上端面に押し付けている。
Further, the upper end portion of the
なお、本体1の弁室2内に配設している上記ボール5の両側外周面は、弁室2に開口している上記流入口3と流出口4の開口端の周囲にそれそれ装着した円環状シート17、17に摺動自在に密接している。また、流出口4は本体1とは別体にして該流出口4を接続させる本体1の開口端部の内径をボール5の径よりも大径にして、組立時における弁室2内へのボール5の挿入、配設が容易に行えるようにしている。そして、この開口端部に、中央部に上記ボール5の流通孔7に連通可能な通孔19を設け且つボール5との対向面に上記環状シート17を装着しているソケット体18を螺合させると共に、開口端部から外部に突出している該ソケット体18に短管状の上記流出口4を突き合わせて該流出口4を上記通孔19に連通させ、この状態にして、該流出口4のフランジ部に係止したユニオンナット20をソケット体18の外周面に螺合させることにより流出口4を本体1の開口端部に取付けている。
It should be noted that the outer peripheral surfaces on both sides of the
このように構成したボールバルブの開閉作動を説明すると、図2〜図4は開弁状態を示すものであり、この状態においては、レバーハンドル8における有底短筒部8aとの連設部分の下端面と有底短筒部8aからレバーハンドル8の延長方向に突出している突端部8bの下端面とがそれぞれ開弁位置に設けている一方の凹部9、9a上にコイルスプリング14の弾発力によって押し付けられていると共に、この位置からの周方向の移動は凸状面11、11a の上向き傾斜面とストッパ部12、12a とによってそれぞれ阻止され、流入口3をボール5の流通孔7を通じて流出口4に連通させた開弁状態を保持している。
The opening / closing operation of the ball valve configured as described above will be described. FIGS. 2 to 4 show the valve opening state. In this state, the
この状態からレバーハンドル8を操作して該レバーハンドル8をステム6を中心として時計方向に回動させると、レバーハンドル8と突端部8bの下端面が凹部9、9aからそれぞれ凸状面11、11a の傾斜面に接して該傾斜面上に乗り上げながら周方向に移動すると共にレバーハンドル8の回動に従って該レバーハンドル8の有底短筒部8aに設けている角孔8cを介してこの角孔8cに係合しているステム6の角軸部6aが一体に回動し、ボール5を開状態から閉状態へと徐々に回動させる。
When the
この際、レバーハンドル8はその下端面が凸状面11、11a の頂部に達するまでは、その有底短筒部8aを下方に押圧しているコイルスプリング14の弾発力に抗して上動し、凸状面11、11a の頂部を通過すると凸状面11、11a の下向き傾斜面上をコイルスプリング14の弾発力によって該下向き傾斜面に押し付けらた状態で摺動しながら下動し、レバーハンドル8を一方の凹部9、9aから時計方向に90度、回動させた時に該レバーハンドル8と突端部8bの下端面が他方の凹部10、10a に達してストッパ部12a によりそれ以上の回動を阻止され、図5、図6に示すように、ボール5を完全に閉弁位置まで回動させた状態にする。
At this time, the
また、この状態からボール5を、その流通孔7を流入口3と流出口4とに連通させた開弁状態にするには、レバーハンドル8を上記と反対方向、即ち、反時計方向に回動操作すればよい。即ち、レバーハンドル8における有底短筒部8aとの連設部分の下端面と有底短筒部8aからレバーハンドル8の延長方向に突出している突端部8bの下端面とがそれぞれ閉弁位置に設けている他方の凹部10、10a 上に位置している状態からレバーハンドル8を反時計方向に回動させると、このレバーハンドル8の有底短筒部8aの角孔8cに挿通、係止しているステム6の角軸部6aがその中心回りに一体に回動してこのステム6と一体のボール5が反時計方向に回動し、レバーハンドル8と突端部8bの下端面が凸状面11、11a を乗り越えて一方の凹部9、9a上に達し、ストッパ部12に当接してそれ以上の回動を阻止されて開弁状態となる。
Further, from this state, in order to bring the
この場合においても、レバーハンドル8はコイルスプリング14の弾発力によって常時下方に押圧されていて突端部8bの下端面と共に凹部9、9a、10、10a と凸状面11、11a を設けている筒部1aの上端面に押し付けられている。このコイルスプリング14の弾発力はレバーハンドル8の有底短筒部8aから上方に突出しているステム6の上端部に螺合したナット16をステム6に対して軸心方向に螺進、螺退させることによって簡単且つ精度よく微調整することができる。
Also in this case, the
また、レバーハンドル8の回動操作は、該レバーハンドル8の端部を親指と人指し指で摘んで行うことができるが、時計方向の回動時には親指をレバーハンドル8の突端部8bの一側面に押し付け、人指し指を有底短筒部8aを介して直径方向に対向するレバーハンドル8の他側面に押し付けた状態でステム6回りに時計方向に捻るように回動操作すれば、軽快に且つ円滑に開弁させることができる。同様に、反時計方向に回動させる際には、人指し指をレバーハンドル8の突端部8bの他側面に押し付け、親指を有底短筒部8aを介して直径方向に対向するレバーハンドル8の一側面に押し付けた状態でステム6回りに反時計方向に捻るように回動操作すればよい。
The lever handle 8 can be turned by holding the end of the lever handle 8 with a thumb and an index finger, but when turning clockwise, the thumb is placed on one side of the
そして、このように構成したボールバルブを激しい振動が連続的に発生する自動車のエンジンオイルのドレンパイプ等の配管に介装して使用すれば、その振動にもかかわらず、確実に閉弁状態を保持することができる。 If the ball valve configured as described above is used in a pipe such as a drain pipe of an engine oil of an automobile in which intense vibrations are continuously generated, the valve valve is surely closed despite the vibrations. Can be held.
1 本体
2 弁室
3 流入口
4 流出口
5 ボール
6 ステム
6a 角軸部
7 流通孔
8 レバーハンドル
9、9a 凹部
11 凸状面
14 コイルスプリング
15 ワッシャ
16 ナット
1
6a
11 Convex surface
14 Coil spring
15 Washer
16 nuts
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