JP2019032025A - パックレスバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で弁の開閉状態を確認できるパックレスバルブを提供する。【解決手段】弁本体１に入口開口１１と出口開口１２との間に弁ポート１６を有する流体流路を形成する。弁ポート１６を弁体４によって開閉する。弁体４と流体流路とを弁本体１に設けたベローズ７によって封止する。ベローズ７をカバー２で覆う。ステム５により、弁体４を弁ポート１６の軸線Ｘ上に移動可能に保持する。弁体４とステム５とを弁開方向に付勢する弁開ばね６を設ける。ステム５を弁閉方向に移動させる偏心カム８と、カバー２の外部で偏心カム８のカム軸８ａに取り付けられたレバーハンドル（９）を設ける。レバーハンドル（９）をカム軸８ａ回りに非対称な形状とする。【選択図】図１

Description

本発明は、入口開口と出口開口との間の弁ポートを弁体で開閉するとともに、弁体と弁ポートを含む流体流路を金属製のベローズによって封止してなるパックレスバルブに関する。

従来、パックレスバルブとして、例えば特許第３７５２６３６号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この特許文献１のものは、パックレスバルブのハンドルを数回回転させても、バルブの開閉状態を外部から一見してわかるように表示するものである。なお、特許第３６７２０４５号公報（特許文献２）にはゴムバルブが開示されているが、この特許文献２のゴムバルブは、流体の流路から水を注水するときはコックレバーを操作し、コックレバーから手を離せばゴムバルブは自動的に閉状態に戻る。したがって、バルブの開閉状態を確認する必要がないものである。

特許第３７５２６３６号公報 特許第３６７２０４５号公報

特許文献１のパックレスバルブでは、バルブが開状態であるか閉状態であるかを表示する開閉表示装置という特別な構成を必要とし、構造が複雑になるという点で改良の余地がある。なお、開閉状態がわかるバルブとしては、レバー開閉式のボールバルブがあるが、ボールバルブは構造上、シール構造にＯリングやパッキンを使用する必要があり、シール構造が複雑になるとともに、経年による外部リークが懸念される。

本発明は、簡単な構成で弁の開閉状態を確認できるパックレスバルブを提供することを課題とする。

請求項１のパックレスバルブは、入口開口と出口開口との間に弁ポートを有する流体流路が弁本体に形成され、前記弁ポートを弁体によって開閉する弁作動部と、前記流体流路とが、前記弁本体に設けたベローズによって封止されるとともに、前記ベローズと前記弁作動部とが前記弁本体に組み付けられたカバーで覆われたパックレスバルブであって、前記弁作動部は、前記弁体を前記弁ポートの軸線上に移動可能に保持するステムと、前記弁体及び前記ステムとを弁開方向に付勢する弁開ばねとを備えて構成され、前記カバー内で前記ステムを弁閉方向に移動させる偏心カムと、前記カバーの外部で前記偏心カムのカム軸に取り付けられたレバーハンドルであって前記カム軸回りに非対称な形状のレバーハンドルと、を備え、前記レバーハンドルの前記カム軸回りの１８０度以内の所定操作角度の回動により、前記弁体が弁閉位置と弁開位置との間で遷移されるよう構成されていることを特徴とする。なお、「カム軸回りに非対称な形状」とは、レバーハンドルをカム軸回りに回転させ、弁開状態と弁閉状態の区別が視覚的につき易い形状のものであり、例えば、カム軸回りの回転対称性について、ｎ回対称でない形状、すなわち、ｎ≧２、ｎは整数で、（３６０／ｎ）度対称でない形状としてもよい。

請求項２のパックレスバルブは、請求項１に記載のパックレスバルブであって、前記ステムと前記偏心カムとの間に該ステムを弁閉方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする。

請求項３のパックレスバルブは、請求項１または２に記載のパックレスバルブであって、前記レバーハンドルが、前記カム軸に対して直交して一方向に伸びる長尺部と、該長尺部と反対方向に伸びる短尺部とから構成されていることを特徴とする。

請求項４のパックレスバルブは、請求項３に記載のパックレスバルブであって、前記レバーハンドルの前記長尺部の移動範囲が、略前記弁本体側に位置することを特徴とする。

請求項５のパックレスバルブは、請求項４に記載のパックレスバルブであって、前記所定操作角度が９０度であることを特徴とする。

請求項６のパックレスバルブは、請求項５に記載のパックレスバルブであって、前記入口開口と出口開口とが同軸に形成されるとともに、該入口開口と出口開口との軸に対して、前記レバーハンドルの前記長尺部が平行となる位置が弁開位置であり、直角となる位置が弁閉位置であることを特徴とする。

請求項１乃至６のパックレスバルブによれば、カム軸回りに非対称な形状のレバーハンドルが、１８０度以内の所定操作角度の範囲内で回動することにより、弁体が弁閉位置と弁開位置との間で遷移されるので、レバーハンドルの回動位置を見るだけで、開状態と閉状態とを容易に区別できる。また、偏心カム及び弁開ばねにより弁作動部のステムを移動するだけで、開閉するので簡単な構造となる。

請求項２にパックレスバルブによれば、偏心カムにより弁閉位置とした状態で、さらに付勢手段によりステムを弁閉方向に所定の荷重で付勢するので、弁体着座時に、弁体への過大な押圧力を防止することで、弁体と弁ポートとのシール部の経年変化を小さくでき、さらに経年変化等が生じても弁閉状態を確実に保持できる。

請求項３のパックレスバルブによれば、レバーハンドルがカム軸に対して直交する長尺部と短尺部とから構成されているので、レバーハンドルの回動位置をさらに確認し易くなる。

請求項４のパックレスバルブによれば、レバーハンドルの長尺部の移動範囲が、略弁本体側に位置するので、弁本体に組み付けられたカバー側にレバーハンドルが飛び出す量を抑えることができ、バルブ全体をコンパクトにできる。

請求項５のパックレスバルブによれば、所定操作角度が９０度であるので、レバーハンドルの回動位置をさらに確認し易くなる。

請求項６のパックレスバルブによれば、入口開口と出口開口とが同軸に形成され、この軸に対して、レバーハンドルの長尺部が平行となる位置が弁開位置であり、直角となる位置が弁閉位置であるので、長尺部が流体の流れ方向に対して交差する方向となったときが弁閉位置となり、弁閉と弁開とを感覚的に把握し易くなる。

本発明の第１実施形態のパックレスバルブの弁開状態の縦断面図である。 本発明の第１実施形態のパックレスバルブの弁閉状態の縦断面図である。 本発明の第１実施形態のパックレスバルブの弁開状態の外観正面図である。 本発明の第１実施形態のパックレスバルブの弁閉状態の外観正面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第２実施形態のパックレスバルブの弁開状態の縦断面図である。 本発明の第２実施形態のパックレスバルブの弁閉状態の縦断面図である。

次に、本発明のパックレスバルブの実施の形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のパックレスバルブの弁開状態の縦断面図、図２は同パックレスバルブの弁閉状態の縦断面図、図３は同パックレスバルブの弁開状態の外観正面図、図４は同パックレスバルブの弁閉状態の外観正面図、図５は図１のＡ−Ａ矢視図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１乃至図４の図面における上下に対応する。

この実施形態のパックレスバルブは、金属部材の切削加工等により形成された弁本体１と、鋳造及び機械加工等により形成されたカバー２とを有している。弁本体１には、入口開口１１と出口開口１２とが開口軸Ｌを中心にして同軸に形成されるとともに、この入口開口１１と出口開口１２とを連通する、２つの弁通路１３，１４と、弁室１５と、弁通路１３に連通して弁室１５に開口する弁ポート１６とが形成されている。弁ポート１６は軸線Ｘを中心とする円形の形状であり、この弁ポート１６の周囲は弁座面１７となっている。なお、弁本体１には、入口開口１１の周囲と出口開口１２の周囲に、図示しない配管を接続するためのフランジ部１１ａ，１２ａがそれぞれ形成されている。

また、弁本体１の上端部には薄型円筒状のリム１８が形成されており、このリム１８の内部には、中心にガイド孔３１を有するガイド３が取り付けられている。ガイド３の外周には雄ねじ３ａが形成されており、雄ねじ３ａをリム１８の内周に形成された雌ねじ１８ａに螺合し、このガイド３は、ガイド３の上部とリム１８の内周との間に設けた半田などのろう材によるシール部材１８ｂより弁室１５を密封状態として弁本体１に固定されている。

弁室１５の内部には、弁座面１７に対向するように、略円柱形状の弁体４が配設されている。弁体４は、金属製のボス部４１とその下端にねじ込まれたフッ素樹脂等の樹脂製のシール部４２とを有している。そして、弁体４はシール部４２を弁座面１７に着座させることにより弁ポート１６を弁閉状態とする。

カバー２は、入口開口１１と出口開口１２とにそれぞれ対応する位置に、ボルト座２１，２２を有し、このボルト座２１，２２の位置で、ボルトＢにより弁本体１に固定されている。カバー２内には、ステム５と、弁開ばね６と、ベローズ７と、偏心カム８とが配設されている。

ステム５はガイド３側に伸びるロッド部５１を有し、このロッド部５１がガイド３のガイド孔３１内に挿通されるとともに、ロッド部５１の端部に弁体４が取り付けられている。すなわち、弁体４の中央上部にステム５のロッド部５１の下端が嵌合され、弁体４に設けた固定ネジ４ａにより弁体４がロッド部５１に固定されている。

また、弁開ばね６は、ステム５のロッド部５１の周囲に嵌め込まれるとともに、ステム５とガイド３との間に圧縮した状態は配設されている。そして、ステム５の上端部外周のフランジ５２とガイド３の上端面との間にベローズ７が気密に固着され、このベローズ７により、ステム５とガイド３のガイド孔３１との間隙から弁室１５内の流体が外部に流出するのを防止している。すなわち、ガイド３とステム５と弁開バネ６とからなる「弁作動部」をベローズ７により封止されている。

偏心カム８は、カム軸８ａに軸支されてステム５の平坦な上端面５ａに対向配置されている。偏心カム８は、弁開状態（図１）でステム５の上端面５ａに当接する平坦な第１面８１と、弁閉状態（図２）でステム５の上端面５ａに当接する平坦な第２面８２と、第１面８１と第２面８２とを繋ぐ湾曲した摺動面８３とを有している。第１面８１と第２面８２は互いに９０°の角度を成しており、第２面８２のカム軸８ａの回転中心軸からの距離は、第１面８１のカム軸８ａの回転中心軸からの距離より長くなっている。

図５に示すように、カム軸８ａは、カバー２の側部を貫通するようにカバー２に取り付けられており、このカム軸８ａの片側端部には、レバーハンドル９が取り付けられている。なお、カム軸８ａとカバー２との間には、Ｏリング８ａ１が配設されている。これにより、カバー２内への水分の進入が防止される。レバーハンドル９は、板金のプレス加工等により形成されており、カム軸８ａに対して直交して一方向に伸びる長尺部９１と、長尺部９１と反対方向に伸びる短尺部９２とから構成されている。すなわち、長尺部９１と短尺部９２とは、カム軸８ａに対して直交方向に位置して、このカム軸８ａを挟んで異なる長さで延長されている。これにより、レバーハンドル９は、カム軸８ａ回りに非対称な形状、すなわち、カム軸８ａ回りの回転対称性について、ｎ回対称（ｎ≧２、ｎは整数で、（３６０／ｎ）度対称）でない形状となっている。ここでは、ｎ回対称でない例を示したが、視覚的に開状態と閉状態の区別がつき易いレバーハンドル形状であれば良く、この実施例の形状に限定されるものではない。

以上の構成により、図３（及び図１）のように、レバーハンドル９の長手方向が水平位置、すなわち、開口軸Ｌと平行となる位置にあるときは、偏心カム８の第１面８１がステム５の上端面５ａに当接した状態となり、ステム５と弁体４は弁開ばね６の付勢力により上昇した位置となり、弁体４のシール部４２が弁座面１７から離間し、弁ポート１６が開状態となる。そして、図１及び図３の状態からレバーハンドル９を反時計回りに回動すると、偏心カム８の湾曲した摺動面８３がステム５の上端面５ａを押し下げながら回動し、図２に示すように、偏心カム８の第２面８２がステム５の上端面５ａに当接する。このとき、ステム５及び弁体４は弁開ばね６の付勢力に抗して下方に移動し、弁体４のシール部４２が弁座面１７に着座し、弁ポート１６が閉状態となる。逆に、図４（及び図２）の閉状態からレバーハンドル９を時計回りに回動すると、図１及び図３の開状態となる。

この開状態から閉状態、閉状態から開状態に遷移するとき、偏心カム８においてステム５の上端面５ａに当接する面が、第１面８１から第２面８２へ、または第２面８２から第１面８１へと切り替わるが、この第１面８１と第２面８２は互いに９０°の角度を成しているので、レバーハンドル９を９０°回転することになる。この９０°の回転範囲が所定操作角度の範囲である。また、第１面８１、第２面８２及びステム５の上端面５ａはそれぞれ平坦面となっているので、レバーハンドル９を操作するとき、上記の閉状態となるとき、開状態となるときに、それぞれ操作している手に対してレバーハンドル９から節度感が得られるので、操作し易くなる。また、レバーハンドルから手を放しても開状態、閉状態を保持することができる。

また、開状態ではレバーハンドル９の長手方向が開口軸Ｌと平行な方向となり、閉状態ではレバーハンドル９の長手方向が開口軸Ｌと直角な方向となるので、このレバーハンドル９を見るだけで、開状態か閉状態かを容易に判断できる。

また、図３（及び図１）に示す状態では、レバーハンドル９の長尺部９１は水平位置にあり、図４（及び図２）に示す閉状態では、レバーハンドル９の長尺部９１は弁本体１側にある。すなわち、レバーハンドル９の長尺部９１の移動範囲が、弁本体１側に略位置している。したがって、短尺部９２の一部のみがカバー２から上部に突出するだけであり、当該パックレスバルブのサイズがコンパクトになっている。

図６は本発明の第２実施形態のパックレスバルブの弁開状態の縦断面図、図７は第２実施形態のパックレスバルブの弁閉状態の縦断面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同じ要素には図１乃至図５と同符号を付記し、第１実施形態と重複する説明は省略する。なお、この第２実施形態における外観正面図は、図３及び図４と同様である。

この第２実施形態のパックレスバルブは、ステム５′と偏心カム８′との間に、「付勢手段」としてコイルばね５３と、ばね受け５４とを備えている。ステム５′は偏心カム８′側に開口する大孔５５と、スライド孔５６とを有しており、ばね受け５４の円柱部５４ａがスライド孔５６内に挿通されるとともにコイルばね５３が、円柱部５４ａの周囲に嵌め込まれるとともに、大孔５５の底部とばね受け５４のフランジ部５４ｂとの間に圧縮した状態で配設されている。このコイルばね５３のばね力は、図７に示す閉状態で、弁ポート１６側から弁体４に加わる流体の圧力と弁開ばね６の付勢力との合力より強くなるように設定されている。なお、この第２実施形態における偏心カム８′と第１実施形態における偏心カム８との違いは、この第２実施形態における第２面８２′のカム軸８ａの回転中心軸からの距離が第１実施形態における第２面８２のカム軸８ａの回転中心軸からの距離より僅かに長くなっている点と、摺動面８３′の長さだけである。その他の構造、作用は第１実施形態の偏心カム８と同様である。

以上の構成により、この第２実施形態では、図３と同様にレバーハンドル９の長手方向が水平位置、すなわち、開口軸Ｌと平行となる位置にあるときは、図６に示すように、偏心カム８′の第１面８１がばね受け５４の上端面５４ｃに当接した状態となり、ステム５′と弁体４は弁開ばね６の付勢力により上昇した位置となり、前記同様に弁ポート１６が開状態となる。また、図３の状態からレバーハンドル９を反時計回りに回動すると、図７に示すように、偏心カム８′の摺動面８３′がばね受け５４の上端面５４ｃと、コイルばね５３を押し下げながら回動し、図７に示すように、偏心カム８′の第２面８２′がばね受け５４の上端面５４ｃに当接する。このとき、ステム５′及び弁体４は弁開ばね６の付勢力に抗して下方に移動し、前記同様に弁ポート１６が閉状態となる。この閉状態において、コイルばね５３は、ステム５′及び弁体４（シール部４２）を常時、所定の荷重で弁座面１７に押圧している。したがって、弁体着座時に、弁体への過大な押圧力が防止されることで、シール部４２の経年変化を小さくでき、さらにシール部４２に経年変化等が生じても弁閉状態を確実に保持できる。

この第２実施形態においても、開状態でレバーハンドル９の長手方向が開口軸Ｌと平行な方向となり、閉状態でレバーハンドル９の長手方向が開口軸Ｌと直角な方向となり、このレバーハンドル９を見るだけで、開状態か閉状態かを容易に判断できる。また、閉状態では、レバーハンドル９の長尺部９１は弁本体１側にあり、レバーハンドル９の短尺部９２の一部のみがカバー２から上部に突出するだけであり、当該パックレスバルブのサイズがコンパクトになっている。

以上の各実施形態では、カバー２のボルト座２１，２２を入口開口１１と出口開口１２とにそれぞれ対応する位置、すなわち開口軸Ｌ上に形成しているので、カバー２を弁本体１に対して１８０°回転した位置に固定することもできる。これにより、同一部品により、レバーハンドル９の位置が異なる別のタイプのパックレスバルブとすることもできる。

なお、以上の各実施形態では、開状態と閉状態とを遷移させるレバーハンドル９の回転範囲すなわち所定操作角度を９０°としているので、開状態と閉状態とを視覚的に区別し易くなっているが、この所定操作角度は、１８０°以内であればどのような角度でもよい。

また、各実施形態のレバーハンドル９は長さの異なる長尺部９１と短尺部９２を有する例として示しているが、レバーハンドルはカム軸回りに非対称であれば、カム軸を挟んで同じ長さの部分で構成されたものでもよい。

また、各実施形態では、入口開口１１と出口開口１２を、フランジ部１１ａ，１２ａにより図示しない配管に接続するような構造となっているが、この配管との接続構造は他の構成でもよい。例えば、ガスねじにより接続する「ガスねじタイプ」、あるいはフレアナットにより接続する「フレアタイプ」などでもよい。

また、各実施形態では、カム軸８ａを開口軸Ｌと直交する方向に設けるようにしているが、カム軸８ａを開口軸Ｌと平行となる方向に設けてもよいし、その他の位置関係で設けるようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１ 弁本体
１１ 入口開口
１２ 出口開口
１５ 弁室
１６ 弁ポート
１７ 弁座面
Ｌ 開口軸
Ｘ 弁ポートの軸線
２ カバー
２１ ボルト座
２２ ボルト座
３ ガイド（弁作動部）
３１ ガイド孔
４ 弁体
４１ ボス部
４２ シール部
Ｂ ボルト
５ ステム（弁作動部）
５ａ 上端面
５１ ロッド部
６ 弁開ばね（弁作動部）
７ ベローズ
８ 偏心カム
８ａ カム軸
８１ 第１面
８２ 第２面
８３ 摺動面
９ レバーハンドル
９１ 長尺部
９２ 短尺部
５′ ステム
５３ コイルばね（付勢手段）
５４ ばね受け（付勢手段）
５４ａ 円柱部
５４ｂ フランジ部
５４ｃ 上端面
５５ 大孔
５６ スライド孔
８′ 偏心カム
８２′ 第２面
８３′ 摺動面

Claims (6)

1. 入口開口と出口開口との間に弁ポートを有する流体流路が弁本体に形成され、前記弁ポートを弁体によって開閉する弁作動部と、前記流体流路とが、前記弁本体に設けたベローズによって封止されるとともに、前記ベローズと前記弁作動部とが前記弁本体に組み付けられたカバーで覆われたパックレスバルブであって、
   前記弁作動部は、前記弁体を前記弁ポートの軸線上に移動可能に保持するステムと、前記弁体及び前記ステムとを弁開方向に付勢する弁開ばねとを備えて構成され、
   前記カバー内で前記ステムを弁閉方向に移動させる偏心カムと、前記カバーの外部で前記偏心カムのカム軸に取り付けられたレバーハンドルであって前記カム軸回りに非対称な形状のレバーハンドルと、を備え、
   前記レバーハンドルの前記カム軸回りの１８０度以内の所定操作角度の回動により、前記弁体が弁閉位置と弁開位置との間で遷移されるよう構成されている
   ことを特徴とするパックレスバルブ。
2. 前記ステムと前記偏心カムとの間に該ステムを弁閉方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のパックレスバルブ。
3. 前記レバーハンドルが、前記カム軸に対して直交して一方向に伸びる長尺部と、該長尺部と反対方向に伸びる短尺部とから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパックレスバルブ。
4. 前記レバーハンドルの前記長尺部の移動範囲が、略前記弁本体側に位置することを特徴とする請求項３に記載のパックレスバルブ。
5. 前記所定操作角度が９０度であることを特徴とする請求項４に記載のパックレスバルブ。
6. 前記入口開口と出口開口とが同軸に形成されるとともに、該入口開口と出口開口との軸に対して、前記レバーハンドルの前記長尺部が平行となる位置が弁開位置であり、直角となる位置が弁閉位置であることを特徴とする請求項５に記載のパックレスバルブ。

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