JP2016109202A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体に吹き付ける流体の流通経路内に流通対象物が入り込むことを防止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るとともに連通路が形成された弁体２と、該弁体２を内装する弁体収容室を有するとともに、連通路を介して互いに連通する二つの主通路を有するハウジングと、主通路同士を連通させた弁体２の連通路周りと対向するシート部材４と、ハウジング内に配置される環状部材５とを備え、ハウジングは、シート部材４及び環状部材５を収容する収容部３１と、外部から該収容部３１に流体を供給する供給路３２とを有し、シート部材４と環状部材５とを相対移動させてシート部材４と環状部材５の当接部５３との間に形成される放出路３５を開閉させることを特徴とするバルブ装置。【選択図】図６

Description

本発明は、液体や気体、粉体等を流通させる流路上に配設されるバルブ装置に関する。

従来から、液体や気体、粉体等の流通対象物を流通させる流路の開閉や切り換えを行うバルブ装置が提供されている。

かかるバルブ装置には、例えば、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方向に貫通する連通路が形成された弁体と、該弁体を内装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、シート部材を弁体側に付勢する付勢部材とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

ハウジングは、シート部材を主通路の穴中心に沿って移動可能に収容する収容部を有する。

前記バルブ装置は、弁体を所定の軸線周りで回転させることができる。そのため、前記バルブ装置は、弁体の連通路をハウジングの各主通路に連通させている状態と、弁体の非貫通部分をハウジングの各主通路に連通させている状態とに切り替えることができる。従って、前記バルブ装置は、流通対象物を流通させる流路の開閉を行うことができる。

ところで、前記バルブ装置では、弁体の非貫通部分にシール部材を当接させることによって、弁体とハウジングとの間をシールしている。そのため、前記バルブ装置は、弁体とシート部材との接触を良好な状態で維持すべく、弁体に付着した流通対象物を除去できるように構成されている。

より具体的に説明する。前記バルブ装置において、ハウジングには、外部から供給される流体を収容部に流入させる供給路と、該供給路に供給された流体を弁体に吹き付ける放出路であって、弁体とシート部材との当接位置を含む領域、又は弁体とシート部材との当接位置の近傍の領域に向けて開口する放出路が形成される。

そのため、前記バルブ装置では、供給路に流体が供給されると、該流体が放出路から弁体とシート部材との当接位置を含む領域、又は弁体とシート部材との当接位置の近傍の領域に向けて吹き付けられる。

従って、前記バルブ装置では、弁体とシート部材との当接位置に流通対象物が付着したとしても、該流通対象物を弁体から除去できるとされている。

しかしながら、前記バルブ装置では、上述のように、供給路が常に弁体に向けて開口している。そのため、前記バルブ装置では、供給路への流体の供給を停止している場合、放出路や、供給路内に流通対象物が入り込むことがある。

従って、前記バルブ装置では、放出路や、供給路内に入り込んだ流通対象物によって、弁体に吹き付けるための流体の流れが妨げられる虞がある。そのため、前記バルブ装置では、供給路や、放出路内に対するメンテナンスが必要となることがある。

特開２０１０−２５５７５０号公報

そこで、本発明は、弁体に吹き付ける流体の流通経路内に流通対象物が入り込むことを防止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方向に貫通する連通路が形成された弁体と、該弁体を内装する弁体収容室を有す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を有するハウジングと、前記主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するシート部材であって、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る環状のシート部材と、前記ハウジング内に配置される環状部材とを備え、前記ハウジングは、前記シート部材及び前記環状部材を収容する収容部と、外部から該収容部に流体を供給する供給路とを有し、前記シート部材及び前記環状部材のうちの少なくとも何れか一方は、前記主通路の穴心方向で移動可能に構成されるとともに、該供給路に供給された流体からの圧力を受ける受圧部を有し、前記環状部材は、前記主通路の穴心方向で該シート部材と並ぶ当接部を有し、該当接部は、前記シート部材と前記環状部材とが相対移動するに伴って、前記シート部材に当接している状態と、前記シート部材から離間している状態とに切替可能に構成され、前記シート部材と前記環状部材の当接部との間の隙間によって、前記供給路に供給された流体を弁体に向けて吹き付ける放出路が形成されることを特徴とする。

上記構成のバルブ装置によれば、外部から供給路に流体が供給されると、シート部材及び前記環状部材のうちの少なくとも何れか一方は、受圧部によって該流体から圧力を受ける。これにより、シート部材及び環状部材のうちの少なくとも何れか一方が主通路の穴心方向において移動する。

これに伴い、環状部材の当接部がシート部材から離間し、シート部材と環状部材の当接部との間の隙間によって放出路が形成される（放出路が開かれる）。

従って、前記バルブ装置は、供給路に供給された流体を放出路から弁体に向けて吹き付けることができる。そのため、前記バルブ装置は、弁体の表面に付着している流通対象物を除去できる。

また、前記バルブ装置では、シート部材と環状部材とを相対移動させることによって、シート部材と環状部材の当接部とを当接させることができる（放出路を閉じることができる）。

このように、前記バルブ装置では、シート部材と環状部材とを相対移動させることによって、弁体に流体を吹き付けているときに放出路を開くことができ、また、弁体に対する流体の吹き付けを停止しているときに放出路を閉じることができる。従って、前記バルブ装置は、放出路や、供給路内に流通対象物が入り込むことを防止できる。

また、本発明のバルブ装置の一態様として、前記シート部材及び前記環状部材のうちの少なくとも何れか一方は、前記シート部材と前記環状部材の当接部とが互いに接近するように付勢されるようにしてもよい。

このようにすれば、供給路に供給された流体がシート部材及び環状部材のうちの少なくとも何れか一方に作用させる圧力がシート部材及び環状部材のうちの少なくとも何れか一方に対する付勢力よりも強くなると、シート部材と環状部材とが相対移動する。

そして、供給路への流体の供給を停止すると、シート部材及び環状部材のうちの少なくとも何れか一方に対する付勢力によって、シート部材と環状部材の当接部とが互いに接近する。

従って、前記バルブ装置は、供給路への流体の供給を停止したときに、より確実に放出路を閉じることができる。

また、本発明のバルブ装置の他態様として、前記弁体は、シート部材に対して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、連通路の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材と対向した状態で前記軸線方向の何れか一端側を支点にしてシート部材側に傾動可能に設けられ、該弁体がシート部材側に傾動することによって非貫通部分がシート部材に圧接して主通路を遮断するように構成されるようにしてもよい。

このようにすれば、弁体がシート部材に非接触で回転するため、シート部材の摩耗を最小限に抑えることができ、弁体とハウジングとの間のシール状態を長期的に維持させることができる。

以上のように、本発明に係るバルブ装置によれば、弁体に吹き付ける流体の流通経路内に流通対象物が入り込むことを防止できるという優れた効果を奏し得る。

図１は、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、弁体の連通穴をハウジングの主通路に対応させている状態の縦断面図である。 図２は、同実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であって、弁体の非貫通部分をハウジングの主通路に対応させている状態の縦断面図である。 図３は、同実施形態に係るバルブ装置の部分拡大図であって、弁体の連通穴をハウジングの主通路に対応させている状態の部分拡大図である。 図４は、同実施形態に係るバルブ装置の部分拡大図であって、弁体の非貫通部分をシート部材に当接させている状態の部分拡大図である。。 図５は、同実施形態に係るバルブ装置の部分拡大断面図であって、放出路が閉じている状態の部分拡大断面図である。 図６は、同実施形態に係るバルブ装置の部分拡大断面図であって、放出路が開いている状態の部分拡大断面図である。

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は、液体や気体、粉体等の流通対象物を流通させる流路の開閉や切り換えを行うためのものである。

図１，及び図２に示すように、本実施形態かかるバルブ装置１は、所定の軸線Ｌ１回りで回転可能に設けられる弁体２であって、該所定の軸線Ｌ１と直交又は略直交する方向に貫通する連通路Ｒ１が形成された弁体２と、該弁体２を内装する弁体収容室３０が形成されるハウジング３であって、弁体収容室３０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を有するハウジング３と、前記主通路Ｒ２，Ｒ３同士を連通させた弁体２の連通路Ｒ１周りと対向するシート部材４であって、少なくとも何れか一つの主通路Ｒ２，Ｒ３に対応させてハウジング３内に配置される環状のシート部材４と、ハウジング３内に配置される環状部材５と、を備えている。

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（以下、第一の付勢部材という）６を備えている。さらに、バルブ装置１は、環状部材５を弁体２側に付勢する付勢部材（以下、第二の付勢部材という）７を備えている。

本実施形態に係るバルブ装置１において、弁体２は、シート部材４に対して非接触な状態で前記所定の軸線Ｌ１を回転中心にして回転可能に構成されるとともに、連通路Ｒ１の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材４と対向した状態で前記軸線方向の一端側を支点にしてシート部材４側に傾動可能に設けられている。

これに伴い、バルブ装置１は、所定の軸線Ｌ１を通るようにハウジング３に挿通される軸状のステムＳ１であって、弁体２を軸線方向の一端側（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Ｌ１周りで回転させるステム（以下、第一ステムという）Ｓ１と、所定の軸線Ｌ１を通るように第一ステムＳ１とは反対側でハウジング３に挿通される軸状のステムＳ２であって、所定の軸線Ｌ１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を傾動させるステム（以下、第二ステムという）Ｓ２とをさらに備えている。

弁体２は、略球状に形成されている。弁体２の連通路Ｒ１は、該弁体２の略中心を通る真っ直ぐに形成される穴によって構成されている。

弁体２は、下部（所定の軸線Ｌ１が延びる方向における一端側）に第一ステムＳ１を挿入するためのステム挿入部（以下、第一ステム挿入部という）２０であって、凹状の第一ステム挿入部２０を有する。また、弁体２は、上部（所定の軸線Ｌ１が延びる方向における他端側）に第二ステムＳ２を挿入するステム挿入部（以下、第二ステム挿入部２１という）２１であって、凹状の第二ステム挿入部２１を有する。

なお、本実施形態では、所定の軸線Ｌ１が延びる方向を軸線方向として説明を行う。

図３、図４に示すように、第一ステム挿入部２０は、軸線方向と直交する方向に延びる一対の第一平面部２００（図４参照）が前記所定の軸線Ｌ１を挟んで形成されるとともに、一対の第一平面部２００と直角又は略直角をなし、且つ前記所定の軸線Ｌ１と直交又は略直交する方向に延びる一対の第二平面部２０１（図３参照）が前記所定の軸線Ｌ１を挟んで形成されている。

上述のように、第一ステム挿入部２０は、凹状に形成されている。そのため、第一ステム挿入部２０は、軸線方向と直交する方向において広がる底面と、該底面から垂下する周壁とを有する。従って、本実施形態において、第一平面部２００と、第二平面部２０１とは、周壁によって構成されている。

図４に示すように、第二ステム挿入部２１は、軸線方向と直交する方向に広がる第一被押圧部２１０と、該第一被押圧部２１０と平行又は粗平行をなす第二被押圧部２１１とを有する。

そのため、弁体２は、弁体２の非貫通部分とシート部材４とが対向している状態において、第一被押圧部２１０が第二ステムＳ２の後述する押圧軸部Ｓ２０によって押圧されると、シート部材４側に変位（傾動）する（弁体２の非貫通部分がシート部材４に密接する）ように構成される。

また、弁体２は、弁体２の非貫通部分とシート部材４とが対向している状態において、第二被押圧部が第二ステムＳ２の後述する押圧軸部Ｓ２０によって押圧されると、シート部材４側に変位した状態から弁体２を反対側に強制的に変位させる（弁体２の非貫通部分をシート部材４から離間させる）ことができるように構成されている。

図１、図２に示すように、ハウジング３は、シート部材４及び環状部材５を収容する収容部３１を有する。また、ハウジング３は、内部に流体を供給するための供給路３２を有する。

ハウジング３では、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３が弁体収容室３０を挟んで互いに対向するように形成されている。また、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ている。さらに、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ている。

ハウジング３について、より具体的に説明する。本実施形態に係るハウジング３は、
内部に弁体２が配置されるメインフレーム３３と、該メインフレーム３３に取り付けられるサブフレーム３４とを有する。また、ハウジング３では、メインフレーム３３にサブフレーム３４を取り付けた状態で内部に弁体収容室３０が形成されるようになっている。

メインフレーム３３は、内部に弁体２が配置される本体部３３０と、該本体部３３０に形成される挿通部（以下、第一ステム挿通部とする）３３１と、該本体部３３０に形成される挿通部（以下、第二ステム挿通部とする）３３２と、を有する。また、メインフレーム３３は、筒状の配管接続部３３３であって、本体部３３０に繋がる配管接続部３３３を有する。

本体部３３０は、内部に弁体２を非接触状態で収容できる空間が形成されている。すなわち、本体部３３０は、一側面に弁体２を挿入するための開口（採番しない）を形成した凹部が形成されている。本体部３３０の開口は、弁体収容室３０（凹部）の略中心を通って弁体２の所定の軸線Ｌ１と直交する中心線Ｌ２を中心にして略円形状に形成されている。

これにより、ハウジング３では、メインフレーム３３にサブフレーム３４を取り付けることによって、内部に弁体２を内装するための弁体収容室３０を画定するように構成されている。

配管接続部３３３は、上述のように、筒状に形成されている。そのため、ハウジング３では、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３のうちの一方の主通路Ｒ２，Ｒ３が配管接続部３３３の内部の空間によって構成されている。また、ハウジング３では、配管接続部３３３の内部の空間と、本体部３３０の内部の空間とが互いに連通している。

サブフレーム３４は、メインフレーム３３に取り付けられる取付部３４０であって、筒状に形成される取付部３４０を有する。

取付部３４０は、穴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。そして、取付部３４０は、第一端がメインフレーム３３に取り付けられている。また、上述のように、取付部３４０は、筒状に形成されている。そのため、取付部３４０は、所定の軸線Ｌ１が延びる方向（以下、軸線方向という）と直交する方向に貫通する穴を有する。

図５に示すように、本実施形態に係るハウジング３において、収容部３１は、取付部３４０における内周面の一部によって構成されている。

より具体的に説明する。サブフレーム３４は、取付部３４０の内部に形成される配置部（以下、第一配置部という）３４１であって、シート部材４を配置する第一配置部３４１と、取付部３４０の内部に形成される配置部（以下、第二配置部という）３４２であって、環状部材５を配置する第二配置部３４２とをさらに有する。

第一配置部３４１は、取付部３４０の第一端側に形成される。第二配置部３４２は、第一配置部３４１と隣り合う位置に形成されている。

取付部３４０の内周面における第二配置部３４２を画定する部分の内径は、取付部３４０の内周面における第一配置部３４１を画定する部分の内径よりも小さくなっている。そして、取付部３４０の第二端の内周面の内径は、取付部３４０の内周面における第二配置部３４２を画定する部分の内径よりも小さくなっている。

また、サブフレーム３４は、取付部３４０に形成される貫通穴３４３を有する。貫通穴３４３は、取付部３４０の外面上で開口する第一開口端と、取付部３４０の内周面上で開口する第二開口端とを有する。第二開口端は、取付部３４０の内周面における第二配置部３４２を画定する部分上で開口している。そのため、本実施形態に係るハウジング３において、供給路３２は、サブフレーム３４における取付部３４０に形成される貫通穴３４３によって構成されている。

シート部材４は、弁体２に圧接させるためのシートリング４０と、該シートリング４０を部分的に露出させた状態で内装可能な環状のホルダ４１とを有する。

シートリング４０は、ホルダ４１から露出している部分が弁体２における連通路Ｒ１周りの部分と対向するように構成されている。

ホルダ４１は、取付部３４０の第一配置部３４１に嵌め込まれるホルダ本体部４１０と、該ホルダ本体部４１０から取付部３４０の第二配置部３４２に向けて延出する延出部４１１とを有する。

ホルダ本体部４１０は、弁体２側の第一端と、該第一端とは反対側の第二端とを有する。そのため、ホルダ本体部４１０は、第一端側において、シートリング４０を部分的に露出させるように構成されている。

環状部材５は、該供給路３２に供給された流体からの圧力を受ける受圧部５０を有する。環状部材５は、第二配置部３４２に嵌め込まれる環状の嵌込部５１と、該嵌込部５１から弁体２側に向けて延出する延出筒部５２と、を有する。さらに、環状部材５は、主通路Ｒ２，Ｒ３の穴心方向で該シート部材４と並ぶ当接部５３を有する。

受圧部５０は、弁体２側に向く面によって構成されている。そのため、環状部材５は、受圧部５０が流体から受けた圧力によって、弁体２側とは反対側の方向に移動するように構成されている。

嵌込部５１は、弁体２側に向く第一面と、該第一面とは反対側の第二面とを有する。そのため、本実施形態に係る環状部材５では、嵌込部５１の第一面によって構成されている。

嵌込部５１の第二面は、ハウジング３の内面における収容部３１（第二配置部３４２）を画定する部分と対向している。なお、嵌込部５１では、第二面上で開口する凹部が形成されており、該凹部内に第二の付勢部材７の一部が配置されている。嵌込部５１の内径は、取付部３４０の第二端側の内径と同一又は略同一に設定されている。

また、嵌込部５１は、当接部５３がシート部材４に当接していない状態において（受圧部５０が流体からの圧力を受けていない状態において）、第二面とハウジング３の内面との間に隙間が形成されるように配置されている。そのため、本実施形態に係るバルブ装置１では、シート部材４が弁体２に押されて移動するに伴い、環状部材５が弁体２から離間する方向に移動する。

延出筒部５２は、軸線方向と直交する方向において、嵌込部５１の第一端から延出している。そのため、延出筒部５２は、嵌込部５１に繋がる基端と、該基端とは反対側の先端とを有する。

延出筒部５２の外径は、嵌込部５１の外径よりも小さくなっている。そのため、延出筒部５２の外周面と、取付部３４０の内周面（取付部３４０の内周面における第二配置部３４２を確定する部分）との間には、空間が形成されている。

さらに、延出筒部５２の外径は、シート部材４の延出部４１１の内径よりも小さく設定されている。そして、延出筒部５２の第二端側は、シート部材４の延出部４１１よりも内側に配置されている。そのため、延出筒部５２の第二端の外周面と、シート部材４における延出部４１１の内周面との間には、隙間が形成されている。

延出筒部５２における第二端は、シート部材４に当接可能に構成されている。すなわち、環状部材５は、延出筒部５２における第二端によって、当接部５３が構成されている。そのため、本実施形態に係るバルブ装置１では、シート部材４（シート部材４の内周面）と環状部材５の当接部５３との間の隙間によって、供給路３２に供給された流体を弁体２に向けて吹き付ける放出路３５が形成される。

なお、上述のように、延出筒部５２の外周面と、取付部３４０の内周面との間に隙間が形成されている。そのため、本実施形態に係る放出路３５は、シート部材４（シート部材４の内周面）と環状部材５の当接部５３との間の隙間と、延出筒部５２の外周面と取付部３４０の内周面との間の隙間とによって、構成されている。

延出筒部５２の内径は、嵌込部５１の内径と同一に設定されている。そのため、本実施形態に係るバルブ装置１では、取付部３４０の第二端側の内径、嵌込部５１の内径、延出筒部５２の内径のそれぞれが、同一又は略同一の大きさに設定されている。そして、本実施形態に係るバルブ装置１では、取付部３４０の第二端側の内面、嵌込部５１の内面、延出筒部５２の内面のそれぞれによって、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３のうちの他方の主通路Ｒ２，Ｒ３が構成されている。

第一の付勢部材６は、取付部３４０の第一配置部３４１（取付部３４０の内部における、第一配置部３４１を画定して弁体収容室３０側に向く面）と、シート部材４のホルダ４１の第二端（ホルダ４１本体の弁体収容室３０とは反対側に向く面）との間に介設されている。そのため、第一の付勢部材６は、シート部材４を弁体収容室３０側に付勢している。

これに伴い、本実施形態に係るバルブ装置１は、シート部材４が規定位置よりも弁体収容室３０（弁体２）側に移動するのを規制するストッパーＳｔが設けられている（図１，図２参照）。本実施形態において、規定位置とは、シート部材４のホームポジションであって、弁体２がシート部材４側に傾動した状態で、該弁体２がシート部材４（シートリング４０）に対して適正に圧接し得る状態となるシート部材４の位置を意味する。

なお、第一の付勢部材６には、コイルバネや皿バネ等の種々タイプのものを採用でき、本実施形態においては、皿バネが採用されている。皿バネは、円環状に形成されており、その中心が主通路Ｒ２，Ｒ３の穴中心ＣＬと同心又は略同心となるように、シート部材４のホルダ４１の第二端とハウジング３の内面との間に介装されている。本実施形態において、前記皿バネは、穴中心ＣＬ方向に三つ重ねて設けられており、シート部材４が規定位置に位置した状態で、自然長になるように設けられている。

第二の付勢部材７は、取付部３４０の第二配置部３４２（取付部３４０の内部における、第二配置部３４２を画定して弁体収容室３０側に向く面）と、環状部材５の嵌込部５１（嵌込部５１の弁体収容室３０とは反対側に向く面）との間に介設されている。そのため、第二の付勢部材７は、環状部材５を弁体収容室３０側に付勢している。

なお、第二の付勢部材７は、環状部材５の当接部５３とがシート部材４とが当接している状態において、環状部材５に対して付勢力を作用させるように構成されている。

第一ステムＳ１は、図３、図４に示すように、ハウジング３（第一ステム挿通部３３１）に挿通されている。第一ステムＳ１は、ハウジング３内に位置する一端と、該一端とは反対側の第二端とを有する。第一ステムＳ１は、弁体２の第一ステム挿入部２０（一対の第一平面部２００及び一対の第二平面部２０１で包囲される領域）に挿入される挿入軸部Ｓ１０を有する。

また、第一ステムＳ１は、第一の挿入軸部Ｓ１０に形成される一対の凸条部Ｓ１００を有する（図４参照）。また、第一ステムＳ１は、一対の凸条部Ｓ１００の間に配置される一対の接触面部Ｓ１０１を有する。

各凸条部Ｓ１００は、所定の軸線Ｌ１と直交又は略直交方向に延びており、第一平面部２００と対向する。

各凸条部Ｓ１００は、対向する第一平面部２００に対して僅かに隙間があくように形成されている。すなわち、弁体２が傾動できるように一対の第一平面部２００の間隔よりも一対に凸条部Ｓ１００の間隔が狭く設定されており、弁体２が傾動したときに各凸条部Ｓ１００が対向する各第一平面部２００に対して線接触するように構成されている。

また、接触面部Ｓ１０１は、対向する弁体２側の第二平面部２０１と面接触している。そのため、第一ステムＳ１は、所定の軸線Ｌ１周りで回転させたときのトルクを接触面部Ｓ１０１から弁体２の第二平面部２０１に伝達できるとともに、弁体２の傾動を許容できるように構成されている。

なお、第一ステムＳ１は、ハンドル等を取り付けることで手動によって回転させることも可能であるが、本実施形態においては、第一ステムＳ１の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）が他端側に接続され、該駆動モータによる駆動により、弁体２の所定の軸線Ｌ１周りで回転するようになっている。

第二ステムＳ２は、ハウジング３（第二ステム挿通部３３２）に挿通されている。第二ステムＳ２は、ハウジング３内に位置する一端と、該第一端とは反対側の第二端とを有する。そして、第二ステムＳ２は、弁体２の第二ステム挿入部２１に挿入される押圧軸部Ｓ２０を有する。

押圧軸部Ｓ２０は、湾曲した外周面に対する曲率中心が挿入軸部Ｓ１０の軸心に対して偏心した偏心カムである。そのため、押圧軸部Ｓ２０は、第二ステムＳ２を弁体２の非貫通部分がシート部材４に対向した状態において、第二ステムＳ２を所定の軸線Ｌ１周りで回転させると、弁体２の第一被押圧部２１０に接触乃至押圧するようになっている。

また、押圧軸部Ｓ２０は、弁体２の非貫通部分がシート部材４に対向した状態において、第二ステムＳ２を所定の軸線Ｌ１周りで逆回転（押圧軸部Ｓ２０に第一被押圧部２１０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、第二被押圧部２１１に対しても押圧できるようになっており、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。

上記構成の第二ステムＳ２は、第一ステムＳ１と同様に、ハンドル等を取り付けることで手動によって回転させることも可能であるが、本実施形態においては、第二ステムＳ２の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）が他端側に接続されている。すなわち、本実施形態に係るバルブ装置１は、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で第二ステムＳ２を回転させることにより、弁体２を傾動させるに際して押圧軸部Ｓ２０（偏心カム）による弁体２に対する押圧力が所定の押圧力となるよう構成されている。

これにより、押圧軸部Ｓ２０が摩耗して弁体２に対する押圧力が所定の押圧力よりも小さくなったとき、第二ステムＳ２の回転角度を大きくすることで押圧軸部Ｓ２０（第二ステムＳ２）を交換することなく、既存の押圧軸部Ｓ２０で弁体２に対して所定の押圧力を作用させることができるようになっている。

なお、駆動モータ（第二ステムＳ２）の回転角度の設定は、手動であってもよいが、例えば、第二ステムＳ２のトルクを測定するトルクセンサを設け、そのトルクセンサの検知結果が所定値（押圧軸部Ｓ２０による押圧力が所定の押圧力となるトルク値）になるように駆動モータの回転角度を自動的に変更するように制御しても勿論よい。

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１に示すように、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３が弁体２の連通路Ｒ１を介して連通した状態で、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、弁体２は、シート部材４に対して非接触状態になっている。また、押圧軸部Ｓ２０は、弁体２の第一被押圧部２１０及び第二被押圧部２１１の何れに対しても押圧していない状態になっている。

そして、流通対象物の流通を許容した状態から主通路Ｒ２，Ｒ３を遮断するには、第二ステムＳ２をそのままの状態で維持させつつ第一ステムＳ１のみを９０°回転させる。このようにすると、第一ステムＳ１の回転力が接触面部Ｓ１０１を介して弁体２の第二平面部２０１に伝達され、弁体２が９０°回転する。

第二ステムＳ２を回転させることなく弁体２を回転させるとき、押圧軸部Ｓ２０（カム）は、第一被押圧部２１０及び第二被押圧部２１１の何れも押圧しない状態（弁体２を傾動させるような付勢を作用させない状態）で維持させる。このようにすると、弁体２は、シート部材４に対して非接触状態のままで、所定の軸線Ｌ１周りで回転する。

これにより、弁体２の非貫通部分が一方の主通路Ｒ２（シート部材４）に対して隙間をあけた状態で対向することになる。また、第一ステムＳ１のトルクを伝達した弁体２側の第二平面部２０１と第一ステムＳ１の接触面部Ｓ１０１とが、弁体２を傾動させる方向に沿った状態（主通路Ｒ２，Ｒ３の穴中心ＣＬと平行又は略平行になった状態）になる。そのため、弁体２は、第二平面部２０１と接触面部Ｓ１０１とが接触していても、傾動が許容された状態になる。

そして、第二ステムＳ２を回転させると、図２に示すように、押圧軸部Ｓ２０が第一被押圧部２１０（弁体２の上部側）を押圧して弁体２をシート部材４側に付勢し、その付勢で弁体２が傾動しようとする。このとき、第一ステムＳ１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、弁体２が所定の移動量傾動した状態で、弁体２の非貫通部分がシート部材４に圧接する。そうすると、シート部材４（圧接部４０１）は、弁体２の圧接によって全周に亘って規定した変形量で弾性変形し、その弾性によって弁体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Ｓ２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２１０に対する押圧軸部Ｓ２０の当接が解除される一方、該押圧軸部Ｓ２０が第二被押圧部２１１を押圧することになり、第二被押圧部２１１に対する押圧軸部Ｓ２０の押圧作用で、弁体２がシート部材４（圧接部４０１）から離間する方向に傾動する。

その結果、弁体２が元の位置に復帰する一方で、シート部材４が規定位置で位置決めされ、弁体２とシート部材４とが非接触状態（略一定の間隔）に戻ることになる。そして、第二ステムＳ２を回転させることなく第一ステムＳ１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ことになる。

本実施形態では、連通路Ｒ１によって二つの主通路Ｒ２，Ｒ３を連通させている弁体２を回転させる際に、供給路３２に流体を供給する。そのため、バルブ装置１では、二つの主通路Ｒ２，Ｒ３及び弁体２の連通路Ｒ１に流通対象物を流通させている状態において、シート部材４と環状部材５の当接部５３とが互いに当接している（すなわち、放出路３５が閉じられている）。

外部から供給路３２に流体が供給されると、延出筒部５２の外周面と、取付部３４０の内周面（取付部３４０の内周面における第二配置部３４２を確定する部分）との間の空間内の圧力が高まる。

これにより、環状部材５の受圧部５０に該流体からの圧力が作用する。そして、環状部材５の受圧部５０が流体から受ける圧力が環状部材の嵌込部５１が第二の付勢部材７から受ける付勢力よりも強くなると、環状部材５が弁体２から離れる方向に移動する。

これに伴い、環状部材５の当接部５３がシート部材４から離間する。そして、シート部材４と環状部材５の当接部５３との間に隙間が形成される。すなわち、放出路３５が開かれる。そして、供給路３２に供給された流体が放出路３５から弁体２に向けて吹き付けられ、弁体２の表面に付着している流通対象物が除去される。

供給路３２への流体の供給を停止すると、第二の付勢部材７の付勢力によって、環状部材５が弁体２側に移動する。これにより、シート部材４と環状部材５の当接部５３とが互いに当接する。すなわち、放出路３５が閉じられる。

このようにして、バルブ装置１では、弁体２に吹き付ける流体の流通経路が開閉される。

以上のように、本実施形態に係るバルブ装置１によれば、弁体２に流体を吹き付けているときに放出路３５を開くことができ、また、弁体２に対する流体の吹き付けを停止しているときに放出路３５を閉じることができる。従って、前記バルブ装置１は、放出路３５や、供給路３２内に流通対象物が入り込むことを防止できる。

また、環状部材５が第二の付勢部材７によって、弁体２側に向けて付勢されているため、供給路３２への流体の供給を停止するに伴って、シート部材４と環状部材５の当接部５３とが互いに接近する。従って、バルブ装置１は、供給路３２への流体の供給を停止したときに、より確実に放出路３５を閉じることができる。

また、バルブ装置１では、弁体２をシート部材４に非接触で回転させることができる。そのため、バルブ装置１は、シート部材４の摩耗を最小限に抑えることができ、弁体２とハウジング３との間のシール状態を長期的に維持させることができる。

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、弁体２がシート部材４に対して非接触で回転でき、且つ連通路Ｒ１の両端開口間に形成される非貫通部分が主通路Ｒ２，Ｒ３と対向した状態で該弁体２を傾動させる非接触式のバルブ装置１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、バルブ装置１は、ハウジング３内に配置されたシート部材４に対して弁体２が常時圧接し、弁体２を所定の軸線Ｌ１回りで回転させたときに弁体２がシート部材４に摺接する一般的なボールバルブ（バルブ装置１）であってもよい。

上記実施形態において、前記環状部材５は、主通路Ｒ２，Ｒ３の穴心方向で移動可能に構成されるとともに、供給路に供給された流体からの圧力を受ける受圧部を有す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い。

例えば、環状部材５は、所定の位置に固定されていてもよい。但し、上記構成を採用する場合、バルブ装置１は、シート部材４が主通路Ｒ２，Ｒ３の穴心方向で移動可能に構成されるとともに、供給路に供給された流体からの圧力を受ける受圧部５０を有するように構成されることが必要となる。

この場合、環状部材５は、弁体２側に付勢されていなくてもよい。また、シート部材４は、弁体２側とは反対側に付勢されることが好ましいが、シート部材４は、弁体２が押し付けられることによって、弁体収容室３０から離間する方向に移動するように構成されていてもよい。

この場合、弁体２をシート部材４に押し付けることによって、シート部材４と環状部材５の当接部５３とを互いに当接させることができるように構成されていればよい。

上記実施形態において、特に言及しなかったが、供給路３２（貫通穴３４３）は、環状部材５の受圧部５０に向けて開口するように形成されていても良い。このようにすれば、環状部材５の受圧部５０に対して、効率良く流体からの圧力を作用させることができるようになる。

なお、シート部材４が受圧部を有するように構成する場合、供給路３２（貫通穴３４３）は、シート部材４が受圧部に向けて開口するように形成されていても良い。

１…バルブ装置、２…弁体、３…ハウジング、４…シート部材、５…環状部材、２０…第一ステム挿入部、２１…第二ステム挿入部、３０…弁体収容室、３１…収容部、３２…供給路、３３…メインフレーム、３４…サブフレーム、３５…放出路、４０…シートリング、４１…ホルダ、５０…受圧部、５１…嵌込部、５３…当接部、２００…第一平面部、２０１…第二平面部、２１０…第一被押圧部、２１１…第二被押圧部、３３０…本体部、３３１…第一ステム挿通部、３３２…第二ステム挿通部、３３３…配管接続部、３４０…取付部、３４１…第一配置部、３４２…第二配置部、３４３…貫通穴、４０１…圧接部、４１０…ホルダ本体部、４１１…延出部、ＣＬ…穴中心、Ｌ１…軸線、Ｌ２…中心線、Ｒ１…連通路、Ｒ２，Ｒ３…主通路、Ｓ１…第一ステム、Ｓ１０…挿入軸部、Ｓ１００…凸条部、Ｓ１０１…接触面部、Ｓ２…第二ステム、Ｓ２０…押圧軸部、Ｓｔ…ストッパー

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、該所定の軸線と直交又は略直交する方向に貫通する連通路が形成された弁体と、該弁体を内装する弁体収容室を有す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を有するハウジングと、前記主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するシート部材であって、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る環状のシート部材と、前記ハウジング内に配置される環状部材とを備え、前記ハウジングは、前記シート部材及び前記環状部材を収容する収容部と、外部から該収容部に流体を供給する供給路とを有し、前記シート部材及び前記環状部材のうちの少なくとも何れか一方は、前記主通路の穴心方向で移動可能に構成されるとともに、該供給路に供給された流体からの圧力を受ける受圧部を有し、前記環状部材は、前記主通路の穴心方向で該シート部材と並ぶ当接部を有し、該当接部は、前記シート部材と前記環状部材とが相対移動するに伴って、前記シート部材に当接している状態と、前記シート部材から離間している状態とに切替可能に構成され、前記シート部材と前記環状部材の当接部との間の隙間によって、前記供給路に供給された流体を弁体に向けて吹き付ける放出路が形成されることを特徴とするバルブ装置。
2. 前記シート部材及び前記環状部材のうちの少なくとも何れか一方は、前記シート部材と前記環状部材の当接部とが互いに接近するように付勢される請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記弁体は、シート部材に対して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、連通路の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材と対向した状態で前記軸線方向の何れか一端側を支点にしてシート部材側に傾動可能に設けられ、該弁体がシート部材側に傾動することによって非貫通部分がシート部材に圧接して主通路を遮断するように構成される請求項１又は請求項２に記載のバルブ装置。

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