JP2724722B2 - 容易に組立て及び分解可能な弁座リテーナを有する弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、弁に係り、更に詳細には弁のための弁座リ
テーナの構造に係る。本明細書による弁は、弁座が組立
て、ハンドリング、輸送及び設置の目的で容易に固定さ
れ得るよう構成され、しかも保守の目的で特殊な工具を
使用することなく現場の作業者によって容易に取外し得
るよう構成されたものである。

従来の技術 弁製造業に於ては、弁座リテーナによって弁座を弁本
体に固定することがよく行なわれている。弁座を弁本体
に固定する一つのよく行なわれている方法は、弁座リテ
ーナに設けられたねじ孔を貫通して弁本体に設けられた
穴に螺合によって受入れられるねじを使用する方法であ
る。

近年弁座リテーナに設けられたねじ孔により郭定され
る空間により弁とガスケットとの間の界面に於て流体の
漏洩の虞れが増大されることが認識されており、かかる
漏洩空間の無いガスケット当接面を有する弁座リテーナ
を構成する努力が払われている。更に多くの工業用の弁
は、その使用時には導管のフランジの間に配置され、従
って組立て、輸送、ハンドリング及び設置時にのみ弁座
リテーナを弁本体に固定すればよいことが認識されてい
る。弁座リテーナを弁本体に対し所定の位置に保持する
一つの従来の方法は、スナップリング組立体を使用する
方法である。しかし従来のスナップリング組立体の多く
は必ずしも満足し得るものではない。従来のスナップリ
ング組立体により固定される弁座リテーナは、現場の作
業者がその取外しを行うことが困難であることが多い。
かかる従来の弁座リテーナは、ハンマによって内側より
打たれたりドライバによる梃子作用によって弁本体より
取外される場合には、ねじりやこじりを生じ易い。

発明の概要 従って、本発明の主要な目的は、輸送、ハンドリング
及び設置時に弁座を所定の位置に保持し、しかも現場の
作業者によって容易に分解され、容易に組立て可能な弁
座リテーナを有する弁を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、かじりやこじりを生じる
ことなく容易に取外すことのできる弁座リテーナを提供
することである。

本発明の更に他の一つの目的は、漏洩空間の無い面を
備えた容易に組立て可能な弁座リテーナを提供すること
である。

上述の目的及び他の目的を達成すべく、本発明によれ
ば、容易に組立て及び分解可能な弁座を有する改良され
た弁が得られる。本発明の弁は、弁の軸線に実質的に垂
直な第一及び第二の端面を有しこれらの端面の間に流体
通路が延在する弁本体を含んでいる。弁本体は第一の端
面に設けられ流体通路を囲繞する環状リセスを有してい
る。環状リセスは弁の軸線に実質的に垂直な端壁と周方
向の側壁とを含んでいる。リセスの周方向の側壁は少く
とも二つの部分、即ち円錘面と環状キャビティとを含ん
でいる。円錘面は弁本体の第一の端面に隣接し、第一の
端面より第二の端面へ向かう方向に先細状をなし、これ
により第一の端面より軸線方向に隔置された位置に最小
半径を郭定している。環状キャビティは弁本体の第一の
端面より軸線方向に配置され、円錘面の最小半径の部分
に隣接して設けられている。環状キャビティは円錘面の
最小半径よりも大きい半径を有している。

また本発明の弁は、開弁位置と閉弁位置との間に運動
可能であり流体通路を流る流体の流量を制御する弁部材
を含んでいる。弁部材がその閉弁位置にある時に弁部材
にシール係合する弁座が流体通路の周りにて環状リセス
内に配置されている。弁座リテーナは該弁座リテーナと
環状リセスの端壁との間に弁座を固定するよう作用す
る。弁座リテーナは第一及び第二の端面と内周面及び外
周面とを有している。弁座リテーナの外周面は半径方向
に撓み得るようになっており、弁座リテーナの第一の端
面に隣接して半径方向外方へ突出する突起を含んでい
る。弁座リテーナの第一の端面には外周面に近接した位
置にて環状の解放部が形成されており、該解放部は弁座
リテーナの外周面の少くとも一部が半径方向内方へ撓む
ことを許すようになっている。突起は弁座リテーナの外
周面が撓んでいない状態にある場合に於ける環状リセス
の円錘面の最小半径より大きい半径を有している。弁座
リテーナの外周面はそれが組立て及び分解時に半径方向
内方への圧縮力に曝されると、環状リセスの円錘面の最
小半径よりも小さい寸法に弾性によって撓むようになっ
ている。

弁座リテーナの外周面は環状リセスの円錘面に対し実
質的に平行であってよい。

弁座リテーナ及び弁本体は弁座リテーナが環状リセス
内に固定されている場合には常に実質的に互いに同一平
面の側面を呈する。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

実施例 添付の図に於て、第１図及び第２図はバタフライ弁の
形態をなす本発明の一つの実施例による弁10を示してい
る。図示の弁10は弁の軸線に対し実質的に垂直な第一の
端面12a及び第二の端面12b（端面12bは第１図では見え
ないが端面12aと反対の側の面である。図中の符号は省
略する。）を有するラグ形の弁本体12を有しており、弁
本体は互いにに隔置され半径方向に延在する複数個のラ
グ12cを有している。各ラグ12cは一方の端面12aより他
方の端面（12b）まで弁本体12を貫通して延在する孔12d
を有している。弁本体12の中央にはボア（流体通路）14
が設けられており、該ボアは弁本体を貫通して延在し、
弁10により制御される流体を通す流体通路として作用す
るようになっている。

図示の実施例に於ては、特にディスク16として示され
た弁部材がボア14内に枢動可能に枢着されており、この
弁部材は弁本体12を貫通して延在するボアを選択的に開
閉し、これにより該流体通路を流れる流体の流量を制御
するようになっている。ディスク16はシャフト18の外面
に装着されており、シャフト18はボアより半径方向に延
在し、弁本体12を貫通して外方へ延在し、弁本体の外部
にて図には示されていないアクチュエータに連結される
ようになっている。図には示されていないアクチュエー
タはシャフト18の外端に設けられた平坦面18aに係合
し、シャフト18を回動するようになっており、シャフト
18は当技術分野に於て周知の要領にて開弁位置と閉弁位
置との間にディスク16を枢動させるようになっている。

第１図に於ては部分的に開弁された位置にて図示され
たディスク16は、その周縁に球面状のシール面16aを有
している。ディスク16が閉弁位置へ駆動されてボア14を
流れる流体の流れが完全に遮断されると、シール面16a
はボア14内へ半径方向に延在する環状の弁座部材20にシ
ール接触する。弁座部材20は環状リセス22内に固定され
ており、ディスク16がその閉弁位置にある時には該ディ
スクと半径方向に整合するよう位置決めされている。環
状リセス22は弁本体12の第一の端面12aに近接して流体
通路を囲繞するよう形成されている。図示の弁座部材20
は、本願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第
4,289,296号に記載された軸線方向と半径方向の二方向
に柔軟な圧力補助型弁座である。弁座20は環状の弁座リ
テーナ26により環状リセス22内に固定されている。

弁座リテーナ26は第２図及び第４図により一層明瞭に
示されている。図には示されていないが、弁10は一般に
導管の二つのフランジの間に装着され、従ってそれらの
フランジにより弁の使用中には弁座リテーナが外れるこ
とが阻止される。弁が二つのフランジの間に設置された
後、弁座リテーナ26と端面12aと導管のフランジ（図示
せず）との間に図には示されていないガスケットが介装
される。従って本発明の弁座リテーナはそれが完全に遮
断部のない表面を与え、これによりシール性能を改善す
るという点に於て有利である。また弁10が導管のフラン
ジの間に組付けられている時には、それらのフランジに
より弁座リテーナが外れることが阻止されるので、組立
て、輸送、ハンドリング及び設置時には弁座リテーナを
弁本体12に固定しさえすればよい。

第２図及び第３図に示されている如く、環状リセス22
は弁の軸線に実質的に垂直な端壁30及び周方向の側壁32
により郭定されている。本発明によれば、周方向の側壁
32は、少くとも二つの互いに独立した面、即ち円錘面34
及び環状キャビティ36よりなっている。円錘面34は第２
図及び第３図で見て右方より左方へ向う方向に先細状を
なしている。換言すれば、円錘面34は第一の端面12aの
面に於ける最大の半径（ボア14の軸線を基準に測定した
場合の寸法）より、第一の端面12aより軸線方向に隔置
された位置34aに於ける最小半径まで先細状をなしてい
る。

好ましい実施例に於ては、環状キャビティ36は、円錘
面34の最小半径の位置に軸線方向に隣接して設けられた
円筒面36aにより形成されている。添付の図より明らか
である如く、環状リセス22の直径は環状キャビティ36へ
の遷移領域に於て急激に階段状に変化しており、円錘面
34の最小半径に対し環状キャビティ36の半径が急激に増
大している。しかしこの円錘面と環状キャビティとの間
の遷移領域の形状は他の形状であってもよく、また他の
形状が望ましい場合もあることに留意されたい。かかる
遷移領域の形状により弁座リテーナ26を環状リセス22へ
嵌入させたり該リセスより弁座リテーナを取外すために
或る大きさの力が必要とされる。

第２図は弁座部材20を弁本体12に固定する弁座リテー
ナ26を解図的に示している。より詳細には、弁座部材20
は弁座リテーナ26と環状リセス22の端壁30との間に介装
されている。弁座リテーナ26は端壁30と共働して弁座部
材20に圧縮係合し、これにより弁座部材20を所定の位置
に保持し且つ所定の整合状態に維持するようになってい
る。説明を明瞭にする目的で、弁座リテーナ26の外周面
44（第４図参照）が環状キャビティ22の円錘面34よりの
間隔が誇張された状態にて第２図に図示されている。

弁座リテーナ26の構造の詳細が第２図及び第４図に最
も明瞭に図示されている。好ましい実施例の弁座リテー
ナは、第一の端面40と第二の端面42と外周面44と内周面
46とを有している。外周面44はボア14の軸線及び第一の
端面40及び第二の端面42に対し傾斜して配向されてい
る。かくして弁座リテーナ26は環状リセス22の円錘面34
に係合する円錘面44aを含んでいる。円錘面44aは第一の
端面40に隣接した位置にて断面球状の突起44bにて終っ
ている。突起44bは半径方向外方へ延在し、外周面44の
半径を急激に増大している。

弁座リテーナ26は外周面44に隣接した位置にて第一の
端面40まで延在する環状の解放部50を有している。この
環状の解放部50が設けられているので、突起44b及び円
錘面44aの一部を含む弁座リテーナ26の半径方向外方の
部分は、半径方向の圧縮力を受けると半径方向内方へ撓
む弾性を有する脚部を形成している。

以上の説明より、弁座リテーナ26は該弁座リテーナを
弁本体12内へ軸線方向へ押進めることにより環状リセス
22内に固定されることが理解されよう。第２図に示され
ている如く、突起44bは円錘面34の最小半径（34aの部
分）よりも大きい半径を有している。弁座リテーナ26が
軸線方向に押進められて環状リセス22内に嵌込まれる
と、弁本体12の円錘面34は突起44bに対し半径方向の圧
縮力を及ぼし、これにより突起44b（及び円錘面44aの突
起44bに隣接する部分）を半径方向内方へ弾性変形させ
る。弁座リテーナ26が更に軸線方向に押進められると、
突起44bは半径方向内方へ更に弾性変形し、遂には突起4
4bは最小半径の位置34aを越えて環状キャビティ36へ押
進められる。この時点に於て突起44bに対し及ぼされて
いた半径方向の圧力が解放され、弁座リテーナの弾性に
よって突起44bがキャビティ36内へ半径方向外方へ付勢
され、これにより弁座リテーナ26が環状リセス22内に固
定される。

図示の実施例の弁座リテーナ26が第２図に示された位
置に固定されると、弁座リテーナの第二の端面42は弁本
体12の第一の端面12aと実質的に同一平面状をなす。更
に弁座リテーナ26の外周面44aは環状リセスの円錘面34
に対し実質的に平行である。

好ましい実施例に於ては、円錘面34及び44aの直径は
円錘面34の直径が円錘面44aより僅かに大きい範囲にて
互いに近い範囲に設定される。これらの円錘面をボア14
の軸線方向に対し斜めに配向させることによって、これ
らの円錘面を互いに近い寸法にてテーパ状をなすように
することにより、弁座リテーナ26が不用意に外れること
が実質的に排除される。これと同時に本発明のかかる特
徴により、現場の作業者は弁座リテーナ26を容易に取外
すことができる。現場に於ては、弁座リテーナは、一般
にハンマや他の衝撃工具にて第一の端面40に対し衝撃を
与えることにより、或いはドライバにて弁座リテーナを
梃子作用によって移動させることにより取外される。か
くして発生される力は必然的にボア14の軸線に対し或る
角度にて弁座リテーナに及ぼされる。第２図乃至第４図
に示されている如く、ボアの軸線に対し或る角度にて互
いに平行な円錘面34及び44aをテーパ状にすることによ
り、こじり等を生じることなくハンマの衝撃によって弁
座リテーナ26をリセス22より取外すことができる。

以上は、本発明の概念を採用することにより得られる
多数の利点について説明した。本発明によれば、ねじを
必要とすることなく弁本体に容易に固定される弁座リテ
ーナ及び該弁座リテーナにより得られる利点が得られ
る。更に本発明の弁座リテーナは現場の作業者によって
も非常に容易に組立てたり分解したりすることができる
ものである。更に本発明の弁座リテーナはかじりやこじ
りを生じることなく現場の作業者により容易に取外され
得るものであり、また不用意に外れる虞れのないもので
ある。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。例えば、以上
に於てはバタフライ弁に適用された本発明の好ましい実
施例について説明したが、本発明はボール弁の如き他の
型式の弁に使用されてもよい。また上述の実施例は、本
発明の原理及びその用途を最も良好に説明し、これによ
り当業者が本発明を種々の実施例及び特定の用途に適し
た種々の修正を行なって本発明を最も良好に使用し得る
よう選定された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁の一つの実施例をその一部を破
断して示す斜視図である。 第２図は本発明の弁座リテーナを示す第１図の弁の部分
断面図である。 第３図は説明を明瞭にする目的で弁座リテーナ及び弁座
が除去された状態にて弁本体の要部を示す第２図と同様
の部分断面図である。 第４図は第２図の弁座リテーナの部分断面図である。 10……弁,12……弁本体,12a、12b……端面,12c……ラ
グ,14……ボア（流体通路）,16……ディスク（弁部
材）,18……シャフト,20……弁座部材,22……環状リセ
ス,26……弁座リテーナ,30……端壁,32……周方向の側
壁,34……円錘面,36……環状キャビティ,40、42……端
面,44……外周面,46……内周面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容易に組立て及び分解可能な弁座構造を有
   する弁にして、 a.弁は該弁の軸線に実質的に垂直な第一及び第二の端面
   （12a,12b）を有する弁本体（12）を有し、該弁本体は
   該第一の端面より該第二の端面まで前記弁本体を軸線方
   向に貫通して延在する流体通路（14）と、前記第一の端
   面（12a）に設けられ前記流体通路を囲繞する環状リセ
   ス（22）とを有し、該環状リセスは弁の軸線に実質的に
   垂直な端壁（30）と周方向の側壁（34,36a）とを有し、
   前記環状リセス（22）の前記周方向の側壁（34,36a）は i.前記弁本体の前記第一の端面（12a）に近接して設け
   られ前記第一の端面（12a）より前記第二の端面（12b）
   の方向に先細状をなして前記第一の端面より軸線方向に
   隔置された位置（34a）に最小半径を郭定する円錘面（3
   4）と、 ii.前記弁本体の前記第一の端面（12a）より軸線方向に
   隔置され前記円錘面の前記最小半径の位置（34a）に隣
   接して配置され前記円錘面（34）の前記最小半径よりも
   大きい半径を有する環状キャビティ（36）とを有してお
   り、 b.弁は更に前記弁本体（12）内にて開弁位置と閉弁位置
   との間に運動可能であり前記流体通路（14）内を流れる
   流体の流量を選択的に制御する弁部材（16）を有し、 c.弁は更に前記流体通路（14）の周りにて前記環状リセ
   ス（22）内に配置された前記弁部材（16）が前記閉弁位
   置にある時には前記弁部材とシール係合するよう構成さ
   れた弁座（20）を有し、 d.弁は更に前記環状リセス（22）内に選択的に固定され
   前記環状リセスの前記端壁（30）との間に前記弁座（2
   0）を挾持するよう構成された弁座リテーナ（26）を有
   し、該弁座リテーナは、 i.前記環状リセスの前記端壁（30）と共働して前記弁座
   （20）に圧縮係合するよう構成された第一の端面（40）
   及びこれと反対側の第二の端面（42）と、 ii.半径方向に撓み得るよう構成され該弁座リテーナの
   前記第一の端面（40）に隣接して半径方向外方へ突出す
   る突起（44b）を含む外周面（44）とを有しており、該
   弁座リテーナの前記第一の端面（40）は前記外周面（4
   4）に隣接して設けられ該外周面の少なくとも一部が半
   径方向内方へ撓むことを許す環状の解放部（50）を有
   し、前記突起（44b）は前記外周面（44）が撓んでいな
   い状態に於ては前記弁本体の前記円錘面（34）の前記最
   小半径よりも大きい半径を有するが、前記外周面（44）
   が前記弁座リテーナの組立て及び分解時に半径方向内方
   への圧縮力に曝されると前記円錘面（34）の前記最小半
   径よりも小さい寸法に弾性によって撓み得るよう構成さ
   れており、該弁座リテーナの前記外周面（44）は該弁座
   リテーナの前記第一の端面（40）が前記環状リセスの前
   記端壁（30）まで軸線方向に押進められる際に半径方向
   内方へ撓み、該弁座リテーナは前記突起（44b）を前記
   リセスの環状キャビティ（36）内に位置決めすることに
   より前記弁本体に固定されるよう構成されている弁。