JP2017125566A

JP2017125566A - 無摺動弁

Info

Publication number: JP2017125566A
Application number: JP2016005215A
Authority: JP
Inventors: 実海老沼; Minoru Ebinuma
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2036-01-14
Also published as: JP6638139B2

Abstract

【課題】弁体と弁棒の連結構造が簡素化され、弁棒の簡単な回転操作で弁体を無摺動で開閉可能な無摺動弁を提供する。
【解決手段】弁座１６が設けられた弁箱２と、弁箱２内の流路６を開閉する弁体３と、弁体３を回転させる弁棒４，５と、を備えた無摺動弁１であって、弁棒４，５に対して弁体３を連れ回り可能かつ弁棒軸心Ｏ１との直交方向に直線移動可能に連結する連結機構４１と、弁体３を弁棒軸心Ｏ１との直交方向における中立位置Ｐ１に付勢する付勢部材４２と、弁箱２と弁体３との間で設けられ、弁体３が閉じるとき付勢部材４２の付勢力に抗して弁体３を弁座１６に押し付ける押し付け機構４３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無摺動弁に関する。

弁座の摩耗の低減を目的とした弁として、弁体が閉じる間際のみ弁体を弁座に密着させ、それ以外の開閉動作行程では弁体と弁座とを非接触状態とする無摺動弁があり、その従来例として特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、弁体に対して第一軸（一方の弁棒）を回転伝達可能に連結する一方、第二軸（他方の弁棒）を回転伝達不能に連結し、第二軸に押圧部を設け、弁体には前記押圧部に押圧される被押圧部を設けたボール弁が記載されている。このボール弁によれば、第一軸の回転操作により弁体の開閉動作を行い、弁体を全閉にするときのみ第二軸を回転操作して押圧部を被押圧部に押し付け、弁体をシート部材（弁座）に密着させる。

特開２００８−９５８１１号公報

特許文献１の技術によれば、弁体に対して一方の弁棒を回転伝達可能に連結し、他方の弁棒を回転伝達不能に連結するため、弁体と弁棒との連結構造が複雑になるという問題がある。また、２つの弁棒の回転操作を要するため、レバー等の回転操作機構も２つ要することとなり、弁が大型化し、開閉操作手順も煩雑になる。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、弁体と弁棒の連結構造が簡素化され、弁棒の簡単な回転操作で弁体を無摺動で開閉可能な無摺動弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、弁座が設けられた弁箱と、前記弁箱内の流路を開閉する弁体と、前記弁体を回転させる弁棒と、を備えた無摺動弁であって、前記弁棒に対して前記弁体を連れ回り可能かつ弁棒軸心との直交方向に直線移動可能に連結する連結機構と、前記弁体を前記直交方向における中立位置に付勢する付勢部材と、前記弁箱と前記弁体との間で設けられ、前記弁体が閉じるとき前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を前記弁座に押し付ける押し付け機構と、を備えることを特徴とする。

本発明は、弁体と弁棒の連結機構として、弁棒に対して弁体を連れ回り可能かつ弁棒軸心との直交方向に直線移動可能に連結する構成としたうえで、弁体を弁座に押し付ける押し付け機構に関しては、特許文献１のように弁体と弁棒との間ではなく、弁箱と弁体との間に設けた。これにより、弁体と弁棒の連結機構は簡単な構造で済み、特許文献１のように、弁体に対して一方の弁棒を回転伝達可能に連結し、他方の弁棒を回転伝達不能に連結する必要がない。また、２つの弁棒の回転操作を別々に要することもないので、弁も小型にでき、開閉操作手順も簡略になる。

また、本発明は、前記連結機構は、前記弁体に前記直交方向に沿って形成される連結溝と、前記弁棒に形成され、連れ回り可能な断面形状を有して前記連結溝に遊嵌される連結ピンと、を備え、前記付勢部材は、前記連結溝の内部に配置されたばね部材であることを特徴とする。

本発明によれば、連結機構の構造を一層簡単にできる。

また、本発明は、前記ばね部材は、前記連結溝の前記直交方向一端の溝壁と前記連結ピンとの間、および前記連結溝の前記直交方向他端の溝壁と前記連結ピンとの間に一対として配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、付勢部材の配置構造を簡単にできる。

また、本発明は、前記押し付け機構は、位置調整可能に前記弁箱に螺合された位置調整ボルトと、前記弁体に突設され前記位置調整ボルトの先端に当接するボス部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、位置調整可能に弁箱に螺合された位置調整ボルトを備えるので、弁座への弁体の押し付け力を簡単に調整できる。

本発明によれば、弁体と弁棒の連結構造が簡素化され、弁棒の簡単な回転操作で弁体を無摺動で開閉できる。

本発明に係る無摺動弁の全開状態を示す側断面図である。本発明に係る無摺動弁の全閉状態を示す側断面図である。（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。図１のＣ矢視図である。

図１において、無摺動弁１は、弁箱２と、弁箱２内の流路６を開閉するボール弁体（以降、単に弁体という）３と、弁体３を回転させる弁棒４，５と、を備えている。

弁箱２は、第１弁箱７と第２弁箱９とに分割構成されている。第１弁箱７には、流路６の一方の開口部回りに形成され相手側の配管に接続される第１フランジ部１０と、流路６との直交方向に延設し一方の弁棒５を支承する筒状の弁棒支持部１３と、流路６との直交方向に延設し他方の弁棒４を支承する筒状の弁棒支持部１１と、が形成されている。弁棒支持部１３の先端には、後記するロックプレート３２を取り付けるためのフランジ部１４が形成されている。弁棒支持部１１の先端には、後記する抜け止め部材２５を取り付けるためのフランジ部１２が形成されている。第２弁箱９には、流路６の他方の開口部回りに形成され相手側の配管に接続される第２フランジ部１５が形成されている。第１弁箱７と第２弁箱９とは、適宜に水密のシール部材が介設されて図示しないボルトにより互いに組み付けられている。第１弁箱７には、リング状の弁座１６がボルト１７により組み付けられている。

弁体３は、互いに平行な一対の平面部が形成された略球状を呈しており、一対の平面部に掛けて貫通孔１８が形成されているとともに、短柱状の一対の支軸部１９，２０が貫通孔１８と直交する方向に突設されている。支軸部１９，２０には、それぞれ後記する連結機構４１を介して弁棒４，５が連結されている。弁棒４は、弁棒支持部１１の内周面に回転可能に支承され、両者の間には水密のシール部材２１，２１が介設されている。弁棒４の先端には小径のレバー取付軸部２２が形成されており、回転操作用のレバー２３の基端部がボルト２４によりレバー取付軸部２２に締結固定されている。弁棒４，５および弁体３は、レバー２３の回転操作により弁棒軸心Ｏ１回りに回転する。フランジ部１２には、弁棒４のレバー取付軸部２２周りの段差面に当接することで弁棒４の抜けを防止する抜け止め部材２５がボルト２６により締結固定されている。弁棒５は、弁棒支持部１３の内周面に回転可能に支承され、両者の間には水密のシール部材２７，２７が介設されている。

「中間開度ロック機構」
通常、ボール弁は全開状態或いは全閉状態で使用されるため、弁体が中間開度で保持（ロック）される構造とはなっていない。これに対し、本実施形態の無摺動弁１は、弁箱２と弁棒５との間での凹凸係合し、弁体３を中間開度状態でロックする中間開度ロック機構３１を備えている。フランジ部１４には、リング形状のロックプレート３２がボルト３３により締結固定されている。ロックプレート３２には、凹部として、図４に示すように、弁棒軸心Ｏ１の円周方向に沿って、弁体３の全開位置をロックするための全開位置孔３４Ａと、中間開度位置をロックするための複数（図では３つ）の中間開度位置孔３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄと、全閉位置をロックするための全閉位置孔３４Ｅとが穿孔されている。

一方、図１において、弁棒５の先端には小径のアーム取付軸部３５が形成されており、アーム部材３６の基端部がボルト３７によりアーム取付軸部３５に締結固定されている。アーム部材３６の先端側には、弁棒軸心Ｏ１に沿う貫通孔が形成されており、アーム部材３６の一面には当該貫通孔に重なるようにナット３８が溶接等により固定されている。ナット３８には凸部としてのロックボルト３９が螺合され、ロックボルト３９を締め付けた際にはロックボルト３９の先端が前記貫通孔を介してロックプレート３２の全開位置孔３４Ａ、中間開度位置孔３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ、全閉位置孔３４Ｅのいずれかに係合するようになっている。図４において、全開位置孔３４Ａによりロックされたときの弁体３の回転角度を０°とすると、全閉位置孔３４Ｅでの弁体３の回転角度は９０°であり、中間開度位置孔３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄでのそれは、例えばそれぞれ３０°，４５°，６０°である。

次に、図１において、無摺動弁１は、弁棒４，５に対して弁体３を連れ回り可能かつ弁棒軸心Ｏ１との直交方向に直線移動可能に連結する連結機構４１と、弁体３を弁棒軸心Ｏ１との直交方向における中立位置Ｐ１に付勢する付勢部材４２と、弁箱２と弁体３との間で設けられ、弁体３が閉じるとき付勢部材４２の付勢力に抗して弁体３を弁座１６に押し付ける押し付け機構４３と、を備えている。

「連結機構」
連結機構４１は、弁体３の支軸部１９，２０に弁棒軸心Ｏ１との直交方向に沿って形成される連結溝４４，４４と、弁棒４，５に形成され、連れ回り可能な断面形状を有して連結溝４４，４４に遊嵌される連結ピン４５，４５と、を備えている。弁棒４の基端面には、図３（ａ），（ｂ）に示すように弁棒軸心Ｏ１方向から見て断面四角形状の連結ピン４５が形成されている。連結ピン４５は、弁体３の支軸部１９の端面に形成された連結溝４４に、連結ピン４５の側面が連結溝４４の溝側面を押圧することで弁体３を連れ回り可能、かつ連結溝４４に沿って移動可能に遊嵌されている。弁棒５と支軸部２０との間の連結機構４１も同様の構造である。

「付勢部材」
付勢部材４２は、連結溝４４の内部に配置されたばね部材からなる。ばね部材は、例えば圧縮コイルばねや圧縮板ばね等であり、連結溝４４の弁棒軸心Ｏ１との直交方向一端の溝壁と連結ピン４５との間には第１ばね部材４２Ａが配置され、連結溝４４の弁棒軸心Ｏ１との直交方向他端の溝壁と連結ピン４５との間には第２ばね部材４２Ｂが配置されている。第１ばね部材４２Ａの付勢力と第２ばね部材４２Ｂの付勢力とのバランスにより、弁体３は常に中立位置Ｐ１に位置するように付勢される。中立位置Ｐ１は弁棒軸心Ｏ１上の位置である。弁体３が中立位置Ｐ１にあるとき、弁体３と弁座１６との間には隙間Ｔが形成される。

「押し付け機構」
押し付け機構４３は、位置調整可能に弁箱２に螺合された位置調整ボルト４６と、弁体３に突設され位置調整ボルト４６の先端に当接するボス部４７と、を備えて構成されている。弁体３の支軸部１９と支軸部２０の外周にはそれぞれ球面状を呈したボス部４７が突設されている。弁箱２には、この一対のボス部４７に対応するように一対の位置調整ボルト４６が螺合されている。弁箱２の外部に臨む位置調整ボルト４６の基端面には、六角工具を差し込むための六角穴が形成されている。六角穴に六角工具を差し込んで位置調整ボルト４６の螺合位置を調整することで、位置調整ボルト４６の先端がボス部４７を押し付ける力、すなわち弁体３を弁座１６に押し付ける力が調整される。位置調整ボルト４６と弁箱２（第２弁箱９）との間には水密のシール部材４８が介設される。

「作用」
図１および図３（ａ）に示すように、無摺動弁１が開状態のとき、弁体３は第１ばね部材４２Ａの付勢力と第２ばね部材４２Ｂの付勢力とのバランスにより中立位置Ｐ１に位置している。弁体３の開状態の位置は、ロックボルト３９の先端がロックプレート３２の全開位置孔３４Ａに係合することで保持される。この状態では、位置調整ボルト４６の先端とボス部４７とは接触しておらず、弁体３と弁座１６との間に隙間Ｔが形成されている。この隙間Ｔは、無摺動弁１がほぼ全閉状態となって位置調整ボルト４６の先端がボス部４７を押し付けるまで形成され続ける。これにより、無摺動弁１の開閉動作に伴って弁体３が弁座１６に摺動することが無くなるので、弁座１６の摩耗を低減でき、弁座１６のメンテナンス頻度や交換頻度を少なくできる。

無摺動弁１を中間開度にしたい場合には、ロックボルト３９を緩めてロックボルト３９の先端を全開位置孔３４Ａから外したうえでレバー２３を操作して弁体３を弁棒軸心Ｏ１回りに所定の回転角度（本実施形態では３０°，４５°，６０°）だけ回転させ、ロックボルト３９を締め付けてロックボルト３９の先端を所定の中間開度位置孔３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄに係合させる。

図２および図３（ｂ）において、レバー２３を操作して弁体３を全開状態から９０°回転させると、その間際でボス部４７が位置調整ボルト４６の先端に当接して下方に押し付けられることで、第１ばね部材４２Ａの付勢力に抗して弁体３が中立位置Ｐ１から下方に移動する。そして、距離Ｓを移動した全閉状態において弁体３が弁座１６に押し付けられ、無摺動弁１が全閉状態となる。その後、ロックボルト３９の先端を全閉位置孔３４Ｅに係合させ、弁体３の全閉位置を保持する。

以上のように、弁棒４，５に対して弁体３を連れ回り可能かつ弁棒軸心Ｏ１との直交方向に直線移動可能に連結する連結機構４１と、弁体３を弁棒軸心Ｏ１との直交方向における中立位置Ｐ１に付勢する付勢部材４２と、弁箱２と弁体３との間で設けられ、弁体３が閉じるとき付勢部材４２の付勢力に抗して弁体３を弁座１６に押し付ける押し付け機構４３と、を備える無摺動弁１によれば、次のような効果が奏される。

弁体３と弁棒４，５の連結機構４１として、弁棒４，５に対して弁体３を連れ回り可能かつ弁棒軸心Ｏ１との直交方向に直線移動可能に連結し、弁体３を弁座１６に押し付ける押し付け機構４３に関しては、弁箱２と弁体３との間に設けた。これにより、弁体３と弁棒４，５の連結機構４１は簡単な構造で済み、従来のように、弁体に対して一方の弁棒を回転伝達可能に連結し、他方の弁棒を回転伝達不能に連結する必要がない。また、２つの弁棒の回転操作を別々に要することもないので、弁も小型にでき、開閉操作手順も簡略になる。

また、連結機構４１として、弁体３に弁棒軸心Ｏ１との直交方向に沿って形成される連結溝４４と、弁棒４，５に形成され、連れ回り可能な断面形状を有して連結溝４４に遊嵌される連結ピン４５と、を備えるものとし、付勢部材４２を連結溝４４の内部に配置されたばね部材とすれば、連結機構４１の構造を一層簡単にできる。

また、ばね部材を、連結溝４４の弁棒軸心Ｏ１との直交方向一端の溝壁と連結ピン４５との間に配置した第１ばね部材４２Ａと、連結溝４４の弁棒軸心Ｏ１との直交方向他端の溝壁と連結ピン４５との間に配置した第２ばね部材４２Ｂとから構成すれば、ばね部材の配置構造を簡単にできる。

また、押し付け機構４３として、位置調整可能に弁箱２に螺合された位置調整ボルト４６と、弁体３に突設され位置調整ボルト４６の先端に当接するボス部４７と、を備える構成とすれば、弁座１６への弁体３の押し付け力を簡単に調整できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。実施形態では、レバー２３の弁棒軸心Ｏ１周りの回転操作により弁棒４，５を回動させる構造とした。しかし、レバー２３に限らず、例えば、鉛直軸（図１における上下方向軸）周りに回転操作する回転ハンドル（回転キャップ）により、傘歯車等のギヤ機構等を介して弁棒４，５を回動させる構造でもよい。また、手動弁の他に電動弁等の自動弁として弁棒４，５を回動させてもよい。なお、ギヤ機構を設けた場合や電動弁にした場合等には、中間開度ロック機構３１を省略してもよい。

１無摺動弁
２弁箱
３弁体
４，５弁棒
６流路
１６弁座
３１中間開度ロック機構
４１連結機構
４２付勢部材
４３押し付け機構
４４連結溝
４５連結ピン
４６位置調整ボルト
４７ボス部
Ｏ１弁棒軸心
Ｐ１中立位置

Claims

弁座が設けられた弁箱と、前記弁箱内の流路を開閉する弁体と、前記弁体を回転させる弁棒と、を備えた無摺動弁であって、
前記弁棒に対して前記弁体を連れ回り可能かつ弁棒軸心との直交方向に直線移動可能に連結する連結機構と、
前記弁体を前記直交方向における中立位置に付勢する付勢部材と、
前記弁箱と前記弁体との間で設けられ、前記弁体が閉じるとき前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を前記弁座に押し付ける押し付け機構と、
を備えることを特徴とする無摺動弁。
前記連結機構は、前記弁体に前記直交方向に沿って形成される連結溝と、前記弁棒に形成され、連れ回り可能な断面形状を有して前記連結溝に遊嵌される連結ピンと、を備え、
前記付勢部材は、前記連結溝の内部に配置されたばね部材であることを特徴とする請求項１に記載の無摺動弁。
前記ばね部材は、前記連結溝の前記直交方向一端の溝壁と前記連結ピンとの間、および前記連結溝の前記直交方向他端の溝壁と前記連結ピンとの間に一対として配置されていることを特徴とする請求項２に記載の無摺動弁。
前記押し付け機構は、位置調整可能に前記弁箱に螺合された位置調整ボルトと、前記弁体に突設され前記位置調整ボルトの先端に当接するボス部と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の無摺動弁。