JP2015094405A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体とシート部材との間に流通対象物が入り込むことを防止することのできるバルブ装置を提供する。【解決手段】所定の軸線回りで回転可能に設けられ、軸線Ｌと直交する仮想面上を通って貫通する連通路Ｒ１が形成された弁体２と、弁体２を収容する弁体収容室ＶＲが形成されるハウジング３であって、連通路R1を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路Ｒ２,Ｒ３が形成されたハウジング３と、主通路Ｒ２,Ｒ３同士を連通させた弁体２の連通路Ｒ１周りと対向する配置された環状のシート部材４と、シート部材４が包囲する領域内に配置される環状のリング部材５と、リング部材５を弁体２側に付勢する付勢部材６とを備えるようにし、弁体２をシート部材４に非接触な状態で回転可能にするとともに、非貫通部分がシート部材４に圧接するように傾動可能にし、リング部材５を弁体２の連通路Ｒ１周りに当接させるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、液体や粉体等の流通対象物を流通させる流路の遮断や切り換えを行うためのバルブ装置に関する。

従来から、流通対象物を流通させる流路の遮断や切り換えを行うバルブ装置には、種々タイプのものがあり、その一つとして、所定の軸線回りで回転可能に設けられる弁体であって、所定の軸線と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路が形成された弁体と、弁体を収容する弁体収容室が形成されるハウジングであって、弁体収容室内の弁体の連通路を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路が形成されたハウジングと、主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路に対応させてハウジング内に配置された環状のシート部材とを備えるものが提供されている。

弁体は、シート部材に非接触な状態で所定の軸線を回転中心にして回転可能に構成される。また、弁体は、非貫通部分がシート部材と対向した状態でシート部材側に傾動するように構成される。

この種のバルブ装置は、弁体をシート部材に対して非接触な状態（離間した状態）で回転可能に構成されており、ハウジングの各主通路と弁体の連通路とを連通させることで、一方の主通路側から他方の主通路側（又は、他方の主通路側から一方の主通路側）に向けて流通対象物を流通させることができる状態になる。

これに対し、この種のバルブ装置は、弁体の非貫通部分（連通路の開口の形成されていない部分）をシート部材に対向させたうえで、弁体をシート部材側に傾動させると、該弁体の非貫通部分がシート部材に圧接して主通路が遮断される。

ところで、この種のバルブ装置は、弁体をシート部材側に傾動させていない場合、弁体の非貫通部分とシート部材とが離間した状態になる。

これに伴い、この種のバルブ装置は、ハウジングの主通路を流通する流通対象物が弁体の外面とシート部材との間に流通対象物が流れ込み、該流通対象物が弁体の外面や、ハウジングの内部に堆積することがある。そのため、この種のバルブ装置は、弁体の回転や傾動が阻害される結果、流路の開閉を円滑に行うことができなくなることがあった。

特許第４１９２１９３号公報

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、弁体とシート部材との間に流通対象物が入り込むことを防止することのできるバルブ装置を提供することを課題とする。

本発明に係るバルブ装置は、所定の軸線回りで回転可能に設けられる弁体であって、該所定の軸線と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路が形成された弁体と、弁体を収容する弁体収容室が形成されるハウジングであって、弁体収容室内の弁体の連通路を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路が形成されたハウジングと、主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路に対応させてハウジング内に配置された環状のシート部材と、該シート部材が包囲する領域内に配置される環状のリング部材と、該リング部材を弁体側に付勢する付勢部材とを備え、前記弁体は、シート部材に非接触な状態で前記所定の軸線を回転中心にして回転可能に構成されるとともに、当該弁体の非貫通部分がシート部材と対向した状態でシート部材側に傾動してシート部材に圧接するように構成され、前記リング部材は、主通路同士を連通させた弁体の連通路周りに当接することを特徴とする。

上記構成のバルブ装置によれば、弁体を軸線回りで回転させることで、弁体の連通路とハウジングの主通路とが互いに連通した状態（流通対象物を流通させる状態）と、弁体の非貫通部分（連通路の開口の形成されていない部分）と環状のシート部材（主通路の開口）とが互いに対向した状態とに切り換えることができる。

そして、バルブ装置は、弁体の非貫通部分とシート部材とが互いに対向した状態で該弁体がシート部材側に傾動すると、弁体の非貫通部分がシート部材に圧接する。これにより、バルブ装置は、弁体の非貫通部分がシート部材の包囲する領域（主通路の開口を含む領域）を閉塞して主通路を遮断することができる。

さらに、バルブ装置は、弁体がシート部材側に傾動していない状態で、シート部材が弁体から離間する。しかしながら、バルブ装置は、リング部材が弁体の主通路周りにおけるシート部材と対向する部分よりも内側の部分に当接するため、ハウジングの主通路からシート部材側に流れ込もうとする流通対象物をリング部材によって遮ることができる。これにより、バルブ装置は、弁体とシート部材との間に流通対象物が入り込むことを防止することができる。

また、バルブ装置は、弁体が軸線周りで回転するに伴い、非貫通部分の一部がリング部材に包囲された領域内を通過する。このとき、バルブ装置は、弁体の非貫通部分がハウジングの主通路に対応する領域を通過するため、該非貫通部分に流通対象物が付着することがある。

しかしながら、バルブ装置は、リング部材が弁体の非貫通部分に当接するため、弁体が軸線周りで回転すると、該弁体の非貫通部分とリング部材とが擦れる。そのため、バルブ装置は、弁体の非貫通部分に流通対象物が付着したとしても、該流通対象物をリング部材で除去することができる。これにより、バルブ装置は、弁体とシート部材との間に流通対象物が入り込むことをより確実に防止することができる。

また、本発明に係るバルブ装置の一態様として、前記リング部材は、弁体に対する圧力が１Ｎ／ｍｍ²以下に設定されるようにしてもよい。

このようにすれば、バルブ装置は、リング部材の磨耗を抑えつつ、弁体とシート部材との間に流通対象物が入り込むことを防止することができる。

また、本発明に係るバルブ装置の他態様として、前記ハウジングは、外部から供給された流体をシート部材とリング部材との間から弁体収容室側に放出させる流体供給路を有するようにしてもよい。

このようにすれば、バルブ装置は、外部から供給された流体をシート部材とリング部材における弁体の非貫通部分に当接する部分との間から弁体収容室側に放出させることで、弁体の連通路の周囲及びシート部材の外面（環状の領域）に付着した流通対象物を吹き飛ばして除去することができる。

また、バルブ装置は、外部から供給された流体をシート部材とリング部材における弁体の非貫通部分に当接する部分との間から弁体収容室側に放出させるため、主通路に流れ込もうとする流体をリング部材で遮ることができる。従って、バルブ装置は、外部から供給された流体が主通路側に流れることを防止することで、より多くの流体がシート部材と弁体との間に流れるようにすることができる。

以上のように、本発明に係るバルブ装置によれば、弁体とシート部材との間に流通対象物が入り込むことを防止することができるとする優れた効果を奏し得る。

本発明の一実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であって、バルブの非貫通部分がシート部材に対向している状態の縦断面図である。 同実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であって、バルブの連通路が一対の主通路のそれぞれに連通している状態の縦断面図である。 同実施形態に係るバルブ装置の拡大図であって、図１における領域Ｘの拡大図である。 同実施形態に係るバルブ装置の拡大図であって、図１における領域Ｙの拡大図である。 同実施形態に係るバルブ装置の拡大図であって、図２における領域Ｚの拡大図である。 同実施形態に係るバルブ装置の説明図であって、第一ステム挿入部及び第一ステムの説明図である。 同実施形態に係るバルブ装置の説明図であって、主通路を遮断した状態の説明図である。 本発明の他の実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であって、バルブの非貫通部分がシート部材に対向している状態の縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るバルブ装置について、添付図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るバルブ装置１は、図１及び図２に示すように、所定の軸線Ｌ回りで回転可能に設けられる弁体２であって、該軸線Ｌと直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路Ｒ１が形成された弁体２と、弁体２を収容する弁体収容室ＶＲが形成されるハウジング３であって、弁体収容室ＶＲ内の弁体２の連通路Ｒ１を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路Ｒ２，Ｒ３が形成されたハウジング３と、各主通路Ｒ２，Ｒ３同士を連通させた弁体２の連通路Ｒ１周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路（本実施形態では、主通路Ｒ２及び主通路Ｒ３の少なくとも何れか一つ）に対応させてハウジング３内に配置された環状のシート部材４と、該シート部材４が包囲する領域内に配置される環状のリング部材５と、該リング部材５を弁体２側に付勢する付勢部材６とを備える。

また、バルブ装置１は、シート部材４を弁体２側に付勢する付勢部材７を備えている。なお、本実施形態では、リング部材５を弁体２側に付勢する付勢部材６を第一の付勢部材６とし、シート部材４を弁体２側に付勢する付勢部材７を第二の付勢部材７として、以下の説明を行うこととする。

そして、バルブ装置１は、軸線Ｌを通るようにハウジング３に挿通され、弁体２を所定の第一方向の一端側（本実施形態においてはハウジング３の下端側）で傾動可能に支持するとともに該弁体２を所定の軸線Ｌ周りで回転させる軸状のステム（以下、第一ステム８とする）８と、所定の軸線Ｌを通るように第一ステム８とは反対側でハウジング３に挿通され、所定の軸線Ｌの他端側（本実施形態においてはハウジング３の上端側）で弁体２をシート部材４に向けて付勢して該弁体２を傾動させる軸状のステム（以下、第二ステム９とする）９とを備える。

弁体２は、略球状に形成される。そして、弁体２は、連通路Ｒ１が該弁体２の略中心を通る真っ直ぐな穴に形成される。

弁体２は、所定の第一方向の一端側となる下部に第一ステム８の一端部（後述する接続部８０）を挿入する凹状のステム挿入部（以下、第一ステム挿入部とする）２０と（図３参照）、所定の第一方向の他端側（第一ステム挿入部２０とは反対側）となる上部に、第二ステム９の端部を挿入する凹状のステム挿入部（以下、第二ステム挿入部とする）２１とを有する（図４参照）。

第一ステム挿入部２０は、図６に示すように、非貫通状態の穴（凹部）で構成されている。そのため、第一ステム挿入部２０は、内周面の一部で構成される一対の第一平面部２０ａ，２０ｂと、一対の第二平面部２０ｃ，２０ｄとを有する。

より具体的に説明する。第一ステム挿入部２０は、弁体２の非貫通部分がシート部材４と対向した状態において、一対の主通路Ｒ２、Ｒ３が並ぶ方向（以下、第二方向とする）で軸線Ｌを挟んで並ぶ一対の第一平面部２０ａ，２０ｂと、弁体２の非貫通部分がシート部材４と対向した状態において、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する方向（以下、第三方向とする）で軸線Ｌを挟んで並ぶ一対の第二平面部２０ｃ，２０ｄとを有する。

一対の第一平面部２０ａ，２０ｂのそれぞれは、互いに平行又は略平行をなして対向する平面で構成される。そして、一対の第二平面部２０ｃ，２０ｄのそれぞれは、互いに平行又は略平行をなして対向する平面で構成される。このように、バルブ装置１は、第一ステム８（接続部８０）の周囲が一対の第一平面部２０ａ，２０ｂ及び一対の第二平面部２０ｃ，２０ｄによって取り囲まれている。

第二ステム挿入部２１は、図４に示すように、弁体２の非貫通部分がシート部材４と対向した状態において、第二方向で軸線Ｌを挟んで並ぶ一対の被押圧部２１ａ，２１ｂを有する。

一対の被押圧部２１ａ，２１ｂのそれぞれは、互いに平行又は略平行をなして対向する平面で構成される。そのため、弁体２の非貫通部分がシート部材４と対向した状態において、一方の被押圧部２１ａは、シート部材４側に作用する押圧力を第二ステム９の後述する押圧部９０から受けることができ、他方の被押圧部２１ｂは、シート部材４側とは反対側に作用する押圧力を押圧部９０から受けることができるようになっている。

ハウジング３は、図１、図２に示すように、内部に弁体２を収容する弁体収容室ＶＲが形成されており、二つの主通路（穴）Ｒ２，Ｒ３が弁体収容室ＶＲを挟んで互いに対向するように形成される。そのため、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３は、弁体２の連通路Ｒ１と略同心になるように形成される。また、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３は、弁体２の連通路Ｒ１の内径と同径に設定される。

より具体的に説明する。ハウジング３は、弁体２を収容するメインフレーム３０と、該メインフレーム３０に取り付けられるサブフレーム３１とを有する。

メインフレーム３０は、内部に弁体２が非接触状態で配置される空間を有する本体部３００と、該本体部３００の空間に連通するステム挿通穴（以下、第一ステム挿通穴とする）Ｈ１を有する第一ステム挿通部３０１であって、第一ステム８を挿通する第一ステム挿通部３０１と、該本体部３００の空間に連通するステム挿通穴（以下、第二ステム挿通穴とする）Ｈ２を有する第二ステム挿通部３０２であって、第二ステム９を挿通するための第二ステム挿通部３０２と、主通路（Ｒ３）を画定する筒状の配管接続部３０３とを有する。さらに、メインフレーム３０は、サブフレーム３１を取り付けるための取付部３０４を有する。

本体部３００は、第二方向で第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。本体部３００は、第一端側に形成される導入口部（採番しない）であって、弁体２を内部の空間に導入するための導入口部を有する。導入口部は、中心線ＣＬ（弁体収容室ＶＲ（凹部）の中心又は略中心を通って軸線Ｌと直交する中心線ＣＬ）を中心にして略円形状に形成されている。

第一ステム挿通部３０１は、図３に示すように、本体部３００から軸線Ｌに沿って延出する筒状の第一延出部３０１ａを有する。また、第一ステム挿通部３０１は、第一延出部３０１ａに嵌め込まれる第一嵌込部材３０１ｂを有する。

第一延出部３０１ａは、本体部３００側の基端と該基端とは反対側の先端とを有する。

第一嵌込部材３０１ｂは、第一延出部３０１ａの先端側の内部に挿入される筒状の第一挿入部３０１ｃであって、軸心方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する第一挿入部３０１ｃと、該第一挿入部３０１ｃの外周から径方向外方に延出する第一フランジ部３０１ｄと、第一挿入部３０１ｃの第一端側の内部から径方向内方に向けて突出する第一突出部３０１ｅとを有する。

第一挿入部３０１ｃは、第一端側が第一延出部３０１ａに挿入される。そのため、本実施形態における第一ステム挿通穴Ｈ１は、第一挿入部３０１ｃの内部によって構成されている。第一フランジ部３０１ｄは、周方向に間隔をあけて複数の貫通穴（図示しない）が形成されている。そのため、第一嵌込部材３０１ｂは、例えば、第一フランジ部３０１ｄの貫通穴に挿通させたボルトを第一延出部３０１ａ等に螺合させることで固定することができる。そして、第一突出部３０１ｅは、第一挿入部３０１ｃの内周全周に亘って形成されている。

なお、本実施形態に係る第一嵌込部材３０１ｂは、第一端側の内部に筒状のシール部材Ｓが配置されている。これに伴い、第一ステム挿通部３０１は、第一嵌込部材３０１ｂの第二端側から第一嵌込部材３０１ｂの第一端側に挿入してシール部材Ｓを押圧する第一押圧部材３０１ｆを有する。

第二ステム挿通部３０２は、図４に示すように、本体部３００から軸線Ｌに沿って延出する筒状の第二延出部３０２ａを有する。また、第二ステム挿通部３０２は、第二延出部３０２ａに嵌め込まれる第二嵌込部材３０２ｂを有する。

第二延出部３０２ａは、本体部３００側の基端と該基端とは反対側の先端とを有する。

第二嵌込部材３０２ｂは、第二延出部３０２ａの先端側の内部に挿入される筒状の第二挿入部３０２ｃであって、軸心方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する第二挿入部３０２ｃと、該第二挿入部３０２ｃの外周から径方向外方に延出する第二フランジ部３０２ｄと、第二挿入部３０２ｃの第一端側の内部から径方向内方に向けて突出する第二突出部３０２ｅとを有する。

第二挿入部３０２ｃは、第一端側が第二延出部３０２ａに挿入される。そのため、本実施形態では、第二ステム挿通穴Ｈ２が第二挿入部３０２ｃの内部で構成される。そして、第二フランジ部３０２ｄは、周方向に間隔をあけて複数の貫通穴（図示しない）が形成されている。そのため、第二嵌込部材３０２ｂは、例えば、第二フランジ部３０２ｄの貫通穴に挿通させたボルトを第二延出部３０２ａ等に螺合させることで固定することができる。第一突出部３０１ｅは、第一挿入部３０１ｃの内周全周に亘って形成されている。

第二突出部３０２ｅは、第二挿入部３０２ｃの内周全周に亘って形成されている。なお、本実施形態に係る第二嵌込部材３０２ｂは、第一端側の内部に筒状のシール部材Ｓが配置されている。これに伴い、第二ステム挿通部３０２は、第二嵌込部材３０２ｂの第二端側から挿入してシール部材Ｓを押圧する第二押圧部材３０２ｆを有する。また、図４において図示していないが、第二嵌込部材３０２ｂは、例えば、第二フランジ部３０２ｄの貫通穴に挿通させたボルトを本体部３００に螺合させる等して本体部３００に固定することができる。

配管接続部３０３は、図１及び図２に示すように、筒状の通路形成部３０３ａであって、軸心方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端側とを有する通路形成部３０３ａと、該通路形成部３０３ａの一端側に形成される第三フランジ部３０３ｂとを有する。

通路形成部３０３ａは、上述のように、筒状に形成されている。そのため、配管接続部３０３は、主通路Ｒ３が通路形成部３０３ａの内部で構成されている。また、通路形成部３０３ａは、内部が本体部３００の内部と本体部３００の外部とに亘って連通する。そのため、配管接続部３０３は、主通路Ｒ３が本体部３００の内部と本体部３００の外部とに連通する。

第三フランジ部３０３ｂは、通路形成部３０３ａの外周全周に亘って形成されており、通路形成部３０３ａの外周から径方向外方に延出する。

サブフレーム３１は、第二方向で貫通する貫通穴（採番しない）を有するベース部３１０であって、第二方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有するベース部３１０と、ベース部３１０の第一端側に形成される接続用フランジ部３１１と、ベース部３１０の第二端側に形成される配管用フランジ部３１２とを有する。

また、サブフレーム３１は、図６に示すように、シート部材４を配置するシート部材配置部３１３であって、ベース部３１０の内部に形成されるシート部材配置部３１３と、リング部材５を配置するリング部材配置部３１４であって、ベース部３１０の内部に形成されるリング部材配置部３１４とを有する。

さらに、サブフレーム３１は、外部から供給された流体をシート部材４とリング部材５との間から弁体収容室ＶＲ側に放出させる流体供給路３１５を有する。

接続用フランジ部３１１は、ベース部３１０の外周全周に亘って形成されており、ベース部３１０の径方向外方に延出する。なお、図示しないが、接続用フランジ部３１１は、周方向で間隔をあけて複数の貫通穴が形成されている。

配管用フランジ部３１２は、ベース部３１０の外周全周に亘って形成されており、ベース部３１０の径方向外方に延出する。なお、図示しないが、配管用フランジ部３１２も、周方向で間隔をあけて複数の貫通穴が形成されている。そのため、配管用フランジ部３１２は、例えば、貫通穴に挿通させたボルトを取付部３０４に螺合させることで、メインフレーム３０に固定することができる。

シート部材配置部３１３は、内径がシート部材４の外径と同一又は略同一に設定されている。また、シート部材配置部３１３は、サブフレーム３１の第一端上で開放している。すなわち、シート部材配置部３１３は、弁体収容室ＶＲに向けて開口するように形成されている。これに伴い、サブフレーム３１は、第一端に取り付けられる環状のストッパー３１６をさらに有する。

ストッパー３１６は、内径がシート部材配置部３１３の穴径よりも小さく設定されている。そのため、ストッパー３１６は、内周部がベース部３１０におけるシート部材配置部３１３を画定する部分よりも内側に進出している。従って、シート部材配置部３１３は、第二の付勢部材７の付勢力によってストッパー３１６に当接し、該ストッパー３１６よりも弁体２側に移動することが防止された状態になっている。

リング部材配置部３１４は、シート部材配置部３１３と連続する第一配置部３１４ａと、該第一配置部３１４ａの内径よりも小さい内径で形成される第二配置部３１４ｂとを有する。

第一配置部３１４ａの内径は、シート部材配置部３１３よりも小さく設定されている。そして、第二配置部３１４ｂの内径は、第一配置部３１４ａの内径よりも小さく設定され、且つベース部３１０の第二端側の内径よりも大きく設定されている。

そのため、サブフレーム３１は、シート部材配置部３１３と第一配置部３１４ａとの間に段差（以下、第一の段差とする）が形成されている。また、サブフレーム３１は、第一配置部３１４ａと第二配置部３１４ｂとの間に段差（以下、第二の段差とする）が形成されている。さらに、サブフレーム３１は、第二配置部３１４ｂとベース部３１０の第二端側の内周面との間にも段差（以下、第三の段差とする）が形成されている。

流体供給路３１５は、環状に形成されており、連通路Ｒ１回りで弁体収容室ＶＲ側に向けて開放している。本実施形態において、流体供給路３１５は、シート部材４の内周面と、リング部材５の外周面との間の隙間によって構成されている。そのため、流体供給路３１５は、外部から供給された流体をシート部材４とリング部材５における弁体２の非貫通部分に当接する部分との間から弁体収容室ＶＲ側に放出させるようにしてもよい。

なお、本実施形態に係る流体供給路３１５には、ハウジング３の内面（本実施形態では、シート部材配置部３１３と第一配置部３１４ａとの間の段差）からハウジング３の外面に亘って貫通穴Ｃが形成されている。

シート部材４は、外径がシート部材配置部３１３の内径と同一又は略同一に設定されている。

また、シート部材４は、第二方向における寸法が第二方向におけるシート部材配置部３１３の寸法よりも小さく設定されている。そのため、シート部材４は、第一の段差との間に隙間が形成されるようにしてシート部材配置部３１３に配置することができる。なお、本実施形態に係るシート部材４は、外周全周に亘って連続する溝（採番しない）が形成されており、該溝にシール部材（採番しない）が嵌め込まれている。

リング部材５は、筒状に形成されており、リング部材配置部３１４内に第二方向でスライド可能に配置されている。より具体的に説明する。リング部材５は、第一配置部３１４ａ内に第二方向でスライド可能に配置されるリング部材本体部５０と、該リング部材本体部５０から第二配置部３１４ｂ側に延びる延出筒部５１と、リング部材本体部５０からシート部材配置部３１３側に延びる当接筒部５２とを有する。

リング部材本体部５０は、外径が第一配置部３１４ａの内径と同一又は略同一に設定されている。

また、リング部材本体部５０は、第二方向における寸法が第二方向における第一配置部３１４ａの寸法よりも小さく設定されている。そのため、リング部材本体部５０は、第二の段差との間に隙間が形成されるようにして第一配置部３１４ａに配置することができる。

延出筒部５１は、リング部材本体部５０側の第一端と、該第一端とは反対側の第二端とを有する。

そして、延出筒部５１は、外径が第二配置部３１４ｂの内径と同一又は略同一に設定されている。そのため、リング部材５は、延出筒部５１と第一配置部３１４ａとの間に隙間が形成される。

さらに、延出筒部５１は、弁体２がシート部材４側に傾動していない状態において、先端と第三の段差との間に隙間が形成されるように配置されている。従って、リング部材５は、弁体２がシート部材４側に傾動するに伴い、該弁体２が傾動する方向にスライドする。

当接筒部５２は、リング部材本体部５０側の基端と該基端とは反対側の先端とを有する。そして、当接筒部５２は、先端の形状が、弁体２の非貫通部分の形状に対応するように形成されている。

さらに、当接筒部５２は、シート部材４の下方側に位置する。そのため、本実施形態に係るバルブ装置１は、シート部材４（シート部材４の内回面）とリング部材５（リング部材５の当接筒部５２の外周部）との間の隙間で流体供給路３１５が構成されている。

さらに、リング部材５は、リング部材本体部５０、延出筒部５１、当接筒部５２、のそれぞれの内径がベース部３１０の第二端側の内径と同一に設定されている。そのため、主通路Ｒ２は、リング部材本体部５０、延出筒部５１、当接筒部５２、ベース部３１０の第二端側の内周面によって構成されている。

第一の付勢部材６は、円環状に形成されており、その中心が主通路Ｒ２の穴中心と同心又は略同心となるように、リング部材本体部５０と第二の段差との間に配置されている。

なお、第一の付勢部材６は、リング部材５の弁体２に対する圧力が１Ｎ／ｍｍ²以下となるように該弁体２を付勢することが好ましい。また、第一の付勢部材６は、コイルバネや皿バネ等の種々タイプのものを採用することができる。

第二の付勢部材７は、円環状に形成されており、その中心が主通路Ｒ２の穴中心と同心又は略同心となるように、シート部材４と第一の段差との間に配置されている。また、第二の付勢部材７は、シート部材４側に傾動した弁体２が圧接したときにたわむようになっている。なお、第二の付勢部材７も、コイルバネや皿バネ等の種々タイプのものを採用できる。

前記第一ステム８は、図３に示すように、ハウジング３（第一ステム挿通部３０１）に挿通される接続部８０を有する。

接続部８０は、一対の第一平面部２０ａ，２０ｂと対向するように、前記所定の軸線Ｌと直交又は略直交方向に延びる一対の凸条部８０ａ，８０ｂが前記所定の軸線Ｌを挟んで形成されるとともに、一対の凸条部８０ａ，８０ｂの延びる方向と直交又は略直交する方向に延び且つ前記所定の軸線Ｌと平行又は略平行な一対の第三平面部８０ｃ，８０ｄを有する。

一対の凸条部８０ａ，８０ｂと第一平面部２０ａ，２０ｂとの間には、僅かな隙間が形成される。すなわち、一対の凸条部８０ａ，８０ｂの間隔は、一対の第一平面部２０ａ，２０ｂの間隔よりも狭く設定されている。そのため、各凸条部８０ａ，８０ｂは、弁体２が傾動したときに、各第一平面部２０ａ，２０ｂに対して線接触する。

第三平面部８０ｃ，８０ｄは、対向する弁体２側の第二平面部２０ｃ，２０ｄと面接触しており、第一ステム８を回転させたときのトルクが第二平面部２０ｃ，２０ｄから第三平面部８０ｃ，８０ｄに伝達できるように構成されるとともに、その接触面に沿った弁体２の移動（傾動）を許容できるように構成されている。

そして、図３に示すように、ハウジング３内に位置する第一ステム８の先端には、弁体２と点接触するように構成された凸部（採番しない）が形成されている。この凸部は、頂点（最も突出した部分）が第一ステム８（弁体２）の所定の軸線Ｌ上に位置するように形成されており、本実施形態においては、外面が球面状をなすように形成されている。そして、該第一ステム８は、前記凸部が弁体２の第一ステム挿入部２０の奥部に形成される面（平面）に接触するように設けられる。すなわち、第一ステム８は、上方にある弁体２を支持できるように取り付けられる。

なお、第一ステム８は、ハンドルを取り付けたり、回転角度を任意に設定できるパルスモータ等の駆動モータ（図示しない）を取り付けたりすることができる。

第二ステム９は、図４に示すように、ハウジング３（第二ステム挿通部３０２）に挿通されている。そして、第二ステム９は、ハウジング３（第二ステム挿通部３０２）に挿通されるステム本体９１と、該ステム本体９１の外周に対して部分的に突設された押圧部９０とを有する。

押圧部９０は、湾曲した外周面に対する曲率中心がステム本体９１の軸心に対して偏心した偏心カムであり、弁体２の非貫通部分がシート部材４に対向した状態で、第二ステム９を所定の軸線Ｌ周りで回転させると、一方の被押圧部２１ａに接触乃至押圧するようになっている。

また、押圧部９０は、弁体２の非貫通部分がシート部材４に対向した状態で、第二ステム９を所定の軸線Ｌ周りで逆回転（押圧部９０に第一被押圧部２１ａを押圧させるとき回転方向とは逆方向に回転）させることで、他方の被押圧部２１ｂに対しても押圧できるようになっている。そのため、バルブ装置１は、シート部材４側に傾動（変位）した弁体２（非貫通部分）をシート部材４から強制的に離間させることもできるようになっている。

なお、第二ステム９は、第一ステム８と同様に、ハンドルを取り付けたり、回転角度を任意に設定できるパルスモータ等の駆動モータ（図示しない）を取り付けたりすることができる。

本実施形態に係るバルブ装置１は、以上の構成からなり、次に、本実施形態に係るバルブ装置１の作動について説明する。

上記構成のバルブ装置１は、図２に示すように、弁体２の連通路Ｒ１とハウジング３の主通路Ｒ２，Ｒ３とが互いに連通した状態で、一方の主通路Ｒ２側から他方の主通路Ｒ３側（又は、他方の主通路Ｒ３側から一方の主通路Ｒ２側）に向けて流通対象物の流通が許容される。

このとき、図７に示すように、弁体２がシート部材４に対して非接触状態になっている一方で、リング部材５（当接筒部５２）が弁体２の連通路Ｒ１周りにおけるシート部材４と対向する部分よりも内側の部分に当接する。そのため、ハウジング３の主通路Ｒ２からシート部材４側に流れ込もうとする流通対象物がリング部材５によって遮られる。

また、流体供給路３１５を介してハウジング３内に流体を供給すると、該流体がシート部材４とリング部材５の当接筒部５２との間を通過して弁体２の非貫通部分（弁体収容室ＶＲ側）に放出される。これにより、弁体２の連通路Ｒ１の周囲及びシート部材４の外面（環状の領域）に付着した流通対象物を吹き飛ばして除去することができる。このとき、主通路Ｒ２側に流れようとする流体がリング部材５によって遮られるため、シート部材４と弁体２との間により多くの流体が流れるようにすることができる。

そして、第一ステム８のみを９０°回転させると、第一ステム８の回転力が第三平面部８０ｃ，８０ｄを介して弁体２の第二平面部２０ｃ，２０ｄに伝達され、弁体２が９０°回転する。

このときも、弁体２がシート部材４に対して非接触状態になっている一方で、リング部材５（当接筒部５２）が弁体２の連通路Ｒ１周りにおけるシート部材４と対向する部分よりも内側の部分に当接している。そのため、弁体２を回転させている最中においても、ハウジング３の主通路Ｒ２からシート部材４側に流れ込もうとする流通対象物をリング部材５で遮ることができ、また、主通路Ｒ２側に流れ込もうとする流体をリング部材５で遮ることができる。

また、バルブ装置１は、弁体２が軸線Ｌ周りで回転するに伴い、非貫通部分の一部がリング部材５に包囲された領域内（ハウジング３の主通路Ｒ２に対応する領域）を通過する。このとき、流通対象物が弁体２の非貫通部分に付着することがある。

しかしながら、バルブ装置１は、リング部材５が弁体２の非貫通部分に当接するため、弁体２が軸線Ｌ周りで回転すると、該弁体２の非貫通部分とリング部材５とが擦れる。そのため、バルブ装置１は、弁体２の非貫通部分に流通対象物が付着したとしても、該流通対象物をリング部材５（当接筒部５２）で除去する（掻き取る）ことができる。これにより、バルブ装置１は、弁体２とシート部材４との間に流通対象物が入り込むことをより確実に防止することができる。

そして、弁体２の非貫通部分と環状のシート部材４とが対向する。このような状態で第二ステム９を回転させると、押圧部９０が第一被押圧部２１ａ（弁体２の上部側）を押圧して弁体２をシート部材４側に付勢する。これにより、第一ステム８の先端（弁体２を支持した支持点）を傾動支点にして弁体２が傾動し、図７に示すように、弁体２の非貫通部分がシート部材４に圧接する。従って、弁体２とハウジング３との間がシールされる結果、一方の主通路Ｒ２（二つの主通路Ｒ２，Ｒ３間）が遮断され、流通対象物の流通が停止することになる。

これに対し、第二ステム９を逆回転（弁体２をシート部材４側に変位させる場合とは反対側に回転）させると、第一被押圧部２１ａに対する押圧部９０の当接が解除される一方、該押圧部９０が第二被押圧部２１ｂを押圧することになり、第二被押圧部２１ｂに対する押圧部９０の押圧作用で、弁体２がシート部材４から離間する方向に傾動する。

そして、第一ステム８のみを逆回転（弁体２の非貫通部分をシート部材４と対向させる場合とは反対側に回転）させると、弁体２がシート部材４に対して非接触状態で回転し、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３が弁体２の連通路Ｒ１を介して連通して流通対象物の流通を許容した状態に戻る。

以上のように、バルブ装置１は、リング部材５が弁体２の連通路Ｒ１周りにおけるシート部材４と対向する部分よりも内側の部分に当接するため、ハウジング３の主通路Ｒ２からシート部材４側に流れ込もうとする流通対象物をリング部材５によって遮ることができる。従って、バルブ装置１は、弁体２とシート部材４との間に流通対象物が入り込むことを防止することができる。

また、バルブ装置１は、回転している最中に弁体２に付着した流通対象物をリング部材５で除去することができるため、弁体２とシート部材４との間に流通対象物が入り込むことをより確実に防止することができる。

そして、バルブ装置１は、リング部材５の弁体２に対する圧力が１Ｎ／ｍｍ²以下に設定されるため、リング部材５の磨耗を抑えつつ、弁体２とシート部材４との間に流通対象物が入り込むことを防止することができる。

さらに、バルブ装置１は、流体供給路３１５を介してハウジング３内に流体を供給すると、該流体がシート部材４とリング部材５の当接筒部５２との間を通過して弁体２の非貫通部分（弁体収容室ＶＲ側）に放出されるため、主通路Ｒ２側に流れ込もうとする流体がリング部材５によって遮られる。従って、バルブ装置１は、外部から供給された流体が主通路Ｒ２側に流れることを防止することで、シート部材４と弁体２との間により多くの流体が流れるようにすることができる。

尚、本発明のバルブ装置１は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

上記実施形態において、バルブ装置１は、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３の形成された二方弁を一例に挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、弁体収容室ＶＲ回りに三つ以上の主通路の形成された分岐用のバルブ装置であってもよい。

また、上記実施形態において、ハウジング３は、流体供給路３１５を有するようになっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、ハウジング３は、図９に示すように、流体供給路３１５を有していなくてもよい。このようにする場合においても、リング部材５が弁体２の連通路Ｒ１周りにおけるシート部材４と対向する部分よりも内側の部分に当接するため、ハウジング３の主通路Ｒ２からシート部材４側に流れ込もうとする流通対象物をリング部材５によって遮ることができる。従って、バルブ装置１は、弁体２とシート部材４との間に流通対象物が入り込むことを防止することができる。

また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、リング部材５は、硬度が弁体２の硬度よりも低く設定されることが好ましく、弁体２の硬度及びシート部材４の硬度よりも低く設定されることがより好ましい。

リング部材５の硬度を弁体２の硬度よりも低くする場合、例えば、弁体２をオーステナイト系ステンレス鋼で構成し、リング部材５を弁体２よりも硬度が小さい材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＵＰＥ、ＰＰＳ、ＰＯＭ、ＰＢＩ、ＰＩ等の樹脂や、アルミニウム、銅、ニッケル等の非鉄金属) で構成してもよい。そして、弁体２とリング部材５とを同一の材料で構成する場合は、例えば、弁体２の表面を硬化処理することで、リング部材５の硬度を弁体２の硬度よりも低くしてもよい。

また、上記実施形態におけるバルブ装置１は、リング部材５の弁体２に対する圧力が１Ｎ／ｍｍ²以下となるように構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、リング部材５の弁体２に対する圧力が２Ｎ／ｍｍ²〜８Ｎ／ｍｍ²の間で設定されていてもよい。

また、上記実施形態において特に言及しなかったが、第一の付勢部材６は、弁体２がシート部材４側に傾動していない状態において、僅かにたわむようにしたり、弁体２がシート部材４側に傾動していない状態において、自然長になるように構成したりすることができる。

弁体２がシート部材４側に傾動していない状態において、第一の付勢部材６が僅かにたわむようにする場合は、リング部材５が磨耗したとしても、リング部材５を弁体２に当接させた状態を維持することができる。

１…バルブ装置、２…弁体、３…ハウジング、４…シート部材、５…リング部材、６…付勢部材、７…付勢部材、８…第一ステム、９…第二ステム、２０…第一ステム挿入部、２０ａ，２０ｂ…第一平面部、２０ｃ，２０ｄ…第二平面部、２１…第二ステム挿入部、２１ａ，２１ｂ…被押圧部、３０…メインフレーム、３１…サブフレーム、５０…リング部材本体部、５１…延出筒部、５２…当接筒部、８０…接続部、８０ａ，８０ｂ…凸条部、８０ｃ，８０ｄ…第三平面部、９０…押圧部、９１…ステム本体、３００…本体部、３０１…第一ステム挿通部、３０１ａ…第一延出部、３０１ｂ…第一嵌込部材、３０１ｃ…第一挿入部、３０１ｄ…第一フランジ部、３０１ｅ…第一突出部、３０１ｆ…第一押圧部材、３０２…第二ステム挿通部、３０２ａ…第二延出部、３０２ｂ…第二嵌込部材、３０２ｃ…第二挿入部、３０２ｄ…第二フランジ部、３０２ｅ…第二突出部、３０２ｆ…第二押圧部材、３０３…配管接続部、３０３ａ…通路形成部、３０３ｂ…第三フランジ部、３０４…取付部、３１０…ベース部、３１１…接続用フランジ部、３１２…配管用フランジ部、３１３…シート部材配置部、３１４…リング部材配置部、３１４ａ…第一配置部、３１４ｂ…第二配置部、３１５…流体供給路、３１６…ストッパー、Ｃ…貫通穴、ＣＬ…中心線、Ｈ１…第一ステム挿通穴、Ｈ２…第二ステム挿通穴、Ｌ…軸線、Ｒ１…連通路、Ｒ２，Ｒ３…主通路、Ｓ…シール部材、ＶＲ…弁体収容室

Claims (3)

1. 所定の軸線回りで回転可能に設けられる弁体であって、前記所定の軸線と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路が形成された弁体と、弁体を収容する弁体収容室が形成されるハウジングであって、弁体収容室内の弁体の連通路を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路が形成されたハウジングと、主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路に対応させてハウジング内に配置された環状のシート部材と、該シート部材が包囲する領域内に配置される環状のリング部材と、該リング部材を弁体側に付勢する付勢部材とを備え、前記弁体は、シート部材に非接触な状態で前記所定の軸線を回転中心にして回転可能に構成されるとともに、当該弁体の非貫通部分がシート部材と対向した状態でシート部材側に傾動してシート部材に圧接するように構成され、前記リング部材は、主通路同士を連通させた弁体の連通路周りに当接することを特徴とするバルブ装置。
2. 前記リング部材は、弁体に対する圧力が１Ｎ／ｍｍ²以下に設定される請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記ハウジングは、外部から供給された流体をシート部材とリング部材との間から弁体収容室側に放出させる流体供給路を有する請求項１又は請求項２に記載のバルブ装置。

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