JP2775023B2 - 流れ制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、液体の流れ制御弁に関し、特にボール弁に
関する。

〔従来の技術〕

本発明によって示されるような弾性のあるボールを含
むボール弁は新しいものではない。先行技術のこのよう
なボール弁の例は、フィッシャーの米国特許第440,025
号およびドナヒューの米国特許第3,176,720号に示され
ている。弾性ボールを閉止装置として弁座に対し動かす
これらの構成は、弁本体を通過する流れを選択的に閉止
し、または方向を変えていた。しかしながら、前記各特
許は、弁座を閉じるように動く軸方向に接続されたボー
ルを教示している。前記フィッシャーの特許において
は、軸方向に接続されたボールは相対向する２つの軌道
に沿って動くようになっている。前記ドナヒューの特許
は、弾性ボールをその一端部に装着するピボットアーム
を示している。

本発明と同様に、接続されていないボールを使用し、
該ボールを弁座間で移動する構成はバーク等の米国特許
第3,368,790号およびモレイン等の米国特許第3,934,849
号に示されている。これらの弁構造はボールを弁座間で
動かすようになっているが、これらは単独でも、両者を
組み合わせても、どちらも1/4回転により弾性ボールを
１つのポートの弁座から離間させるとともに第二の弁の
位置に合わせ、該第二の弁に着座させるという単一の制
御を提供しないという点で、本発明に類似していない。

本発明は、以前の装置と違って、弁座間における弾性
ボールの自由な動きを提供するために、一つの実施例に
おいてはクラッチカムシステムを使用し、他の実施例に
おいては相対向する相互作用カム面を使用する。両方の
構成において、アクチュエータハンドルを1/4回転させ
るだけで、弾性ボールが収容されているバスケットを垂
直方向に変位させるとともに、ボールを他の弁ポートの
位置に合わせ、そこに着座させるように該バスケットを
回転させることができる。

垂直方向の変位を与えるための相対向するカム面は新
規ではなく、垂直方向の変位を与えるカム面を含む弁の
先行例は、ウォーカーの米国特許第444,514号、シュー
アマンの米国特許第900,598号およびバシュリンの米国
特許第852,155号に示されている。しかしながら、これ
らの特許は、相対向するカム面を有しているが、これら
のカム面は棒構造を持ち上げるためのものではないし、
それらの特許は本発明のように弁閉止機構を一つのポー
トから他のポートへ移動して閉止する機構を含んでいな
い。

〔発明の要約〕

本発明の主な目的は、１つのハンドルを回転させるの
みで、流体の流れを異なる流路に選択的に流すことがで
きる多ポート弁を提供することである。

本発明の他の目的は、１つのハンドルを回転させるこ
とにより、ハウジングに貫通された複数のポートを選択
的に開閉するように構成されたボール弁を提供すること
であり、前記ハンドルの回転はボールを１つのポートの
弁座から離間させ、他の選択されたポートに位置を合わ
せ、該ポートを塞ぐように動かし、それによって弁を通
過する流体の流路を変える。

本発明の他の目的は、第一の実施例においては、相対
向するカム面を有し、一方のカム面はハンドルによって
回転されて他方のカム面上を移動され、該他方のカム面
をバネの付勢に抗して前記ハンドルによって回転された
カム面から離れさせるようにし、それによって前記他方
のカム面に接続されたアームのバスケット側端部を下降
させ、弾性ボールを１つの弁ポートから離間させ、前記
二つのカム面は互いに捕え合って前記バスケットおよび
該バスケットに収容されたボールを第二の弁ポートの位
置に合わせ、そして該ポートに着座させ、弁を通過する
流れの向きを変えるボール弁を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、ボール弁の他の実施例と
して、弁ハンドルを有するクラッチカムを提供すること
であり、そこでは、前記ハンドルが回転されると、バス
ケットを装着するバスケットアームが下方に押され、こ
のバスケットの移動がまず弾性ボールを１つのポートか
ら離間させ、次に、前記バスケットが回転して前記ボー
ルを他のポートの位置に合わせ、着座させる。

本発明のさらに他の目的は、構造が簡単で、可動部が
少なく、組立てが簡単で、長期の使用期間に渡って維持
費を安価にできるボール弁を提供することである。

前記目的にしたがって、ボール弁における本発明は、
同一平面上に位置し、間隔を置いて半径方向に延びるい
くつかのポートを有する円筒状のハウジングないしは本
体を有している。各ポートは前記弁本体内において弁座
で終端している。前記弁本体は、上端部開口されてお
り、この上端開口部に弁ステムケーシングをシール状態
で被せられる。前記弁ステムケーシングは長さ方向に中
空とされており、キャップによって閉じられている。

第一実施例において、前記弁ステムケーシングのキャ
ップは、アクチュエータハンドルの軸を軸支するように
中心を開口されている。前記軸は前記アクチュエータハ
ンドルから直角に延び、上側カムの上端面から延びる首
部ないしはステムに結合する。前記上側カムは、該カム
の下面として形成され、下側カムの上端面として形成さ
れた同様のカム面に噛み合い状態で当接されるカム面を
有している。各カム面は、前記アクチュエータハンドル
の回転によって一方のカム面が他方のカム面上を登り、
両カムを離間させるように構成されている。このカム面
の登り移動は、前記２つのカム面を密接状態に維持しよ
うとするコイルバネに抗してなされる。一方のカム面の
他方のカム面に対する移動は、横抵抗が除去されるまで
続き、横抵抗が除去された後、前記２つのカムは一緒に
回転し移動する。このような構成において、前記下側カ
ムは、前記弁本体内へと下方に延びる首部を有し、前記
２つのカム面が一緒に回転するとき、前記２つのカム面
の移動によって垂直方向および回転方向に変位されるバ
スケットステムの端部を装着する。

第二実施例における弁キャップもまた中心を開口され
ており、クラッチ・カム・アセンブリーのハンドルのス
テムの端部を保持するように前記弁ステムの端部に配設
されている。前記ハンドルのステムの端部は、前記弁ス
テムケーシング内においてアクチュエータハンドルの回
転とともに旋回するようにされている。前記アクチュエ
ータハンドルは、前記弁ステムケーシング内において回
転するようにされた前記カムアセンブリーを回転させる
ように手動で動かされる。この第二実施例のクラッチ・
カム・アセンブリーは、その上端部を前記アクチュエー
タハンドルの端部によって閉じられた円筒を有してな
り、この円筒の壁を除去してなる、位置を合わされた一
対の実質的に二等辺三角形の部分を有している。前記二
等辺三角形の部分は、互いに向き合っている。各前記二
等辺三角形の底部中心部は前記円筒の下端部に開かれて
おり、前記三角形の底部の残りの部分は弁バスケットス
テムの両側から直角に外方に延びる止めピンの両端部の
移動を制限するようになっている。この実施例および第
一の実施例において、前記弁バスケットステムは、前記
弁ステムケーシング内に組み込まれるようになってお
り、かつ円筒状の本体から遠ざかるようにバネで付勢さ
れている。このように構成されることにより、前記アク
チュエータハンドルが回転されたとき、前記止めピンが
二等辺三角形の頂点からアーチ形の辺に沿って移動し、
バスケットステムおよびバスケットを前記円筒状の本体
内へ延ばす。

両実施例の弁バスケットは、手動によるハンドルの回
転に応じて、該弁バスケットステムの端部上で前記円筒
状の本体内に垂直方向に移動される。前記弁バスケット
は、傾斜されたウエブの両端部から延びる、鏡像の関係
でアーチ形とされた両側部を含み、これらの側部および
ウエブは、前記弁バスケットが本体内で下降されたと
き、前記弾性ボールが円筒状の本体の弁座から離間する
のを許す。前記アクチュエータのアームが引き続き回転
すると、前記弁バスケットは前記アームとともに回転
し、弾性ボールを１つの弁座の位置から外し、第二の弁
座の位置に合わせる。ここにおいて、アクチュエータハ
ンドルの回転力が解除されると、バネ付勢が弁ステムお
よびバスケットを元の状態まで上昇させる。この上方へ
の移動において、弁バスケットの両側部およびウエブは
弾性ボールを前記第二の弁座にシール状態に押し付け、
弁を通過する流れの方向変更を完了する。

〔詳細説明〕

第１図は、本発明のボール弁の第一実施例（以下、弁
10という）の図であり、三方弁として示されている。こ
の弁10および後述する弁80は、例えば、単一の弁によっ
て液体の流れを周期的に変更することが必要である酪農
場で使用するに好適である。第１図、第2A図、2B図、2C
図および2D図において、弁10は大略90度間隔で配置され
た３つのポート12,13,14とポケット20を有しており、前
記ポケット20は底部を閉じられた円筒状の弁本体11から
ポート12および14間において外方に延びている。前記ポ
ート12、13、14およびポケット20は実質的に同一平面上
にあり、互いに大略直角方向に配置されている。しかし
ながら、この開示の範囲内においてより多数または小数
の弁ポートを組み込んだ弁本体を使用できることが理解
されなければならない。

第2A、2B、2Cおよび2D図に示されるように、作動時、
アクチュエータハンドル49は90度ずつ回転され、弁バス
ケット15を回転させる。前記弁バスケットは、同一平面
上を延びる脚17aおよび17bを含んでおり、これらの脚は
それらの間に弾性ボール16を保持するように広げられて
いる。前記バスケットは、前述のように弁本体内に下ろ
されるとともにアクチュエータハンドル49の90度回転毎
に回転され、弾性ボールを最初の１つのポートに合致さ
せたり、該ポートから外して他のポートに合致させたり
するように配設されている。前記弾性ボール16は、後で
詳しく説明されるように、このような各ポートを閉じ、
残りのポートに流体の流れを流すようになっている。こ
れにより弁本体を通過する別々の３つの流路が提供さ
れ、前記弾性ボールがポケット20に位置されたとき、該
ボールは自由に浮かび、流れが３つのすべてのポートに
自由に流れるのを許す。

第2A〜2D図に示されるように、弁バスケット15は、好
ましくは前方に傾斜している中央ウエブ18含み、このウ
エブから脚17aおよび17bが延び、このウエブにステム19
が実質的に90度の角度で上方に延びるように取り付けら
れている。より詳細に後述されるように、前記弁バスケ
ットは、該弁バスケットステム19の回転運動によって垂
直方向に変位されるとともに回転されるようになってお
り、前記ステム19の回転はアクチュエータハンドル49が
90度ずつ回転されたときに生じる。

第３図は前述の好ましいゲート弁10の分解斜視図を示
し、前述の円筒状の弁本体11を含んでおり、この弁本体
は弁バスケット15を収容している。そして、脚17aおよ
び17b間には弾性ボール16が保持されている。弾性ボー
ル16は、前記バスケットの脚間において自由に前後に転
動するようになっている。前述のようにバスケットのウ
エブ18から直角に延びる弁バスケットステム19は、小径
の首部21で終端しており、この首部21は長さ方向に中心
穴を設けられており、かつボルトを螺合される雌ネジ21
aを設けられている。弁バスケットステム19は、第4A図
〜4D図の断面図に示されるように、弁ステムケーシング
22の底部22aに長さ方向に形成された中心穴にスライド
可能に嵌合される。前記弁バスケットステム19は下側カ
ム23の首部ないしはステム側端部24に長さ方向に貫通さ
れた中心穴に嵌合されている。前記下側カム23の下面を
弁バスケットステム19に結合するためにボルト25が設け
られている。前記ボルト25は下側カムの長さ方向の穴の
上端部に挿通され、さらにゲート弁のステムの首部21に
形成されたネジ穴21aに螺合されている。

第３図に最もよく示されるように、前記弁10はコイル
バネとして示されているカム付勢バネ26を含んでおり、
このバネは、前記下側カムと弁バスケットステムとの結
合の前に弁バスケットステムに嵌合される。前記カム付
勢バネは、第4A図〜4D図に最もよく示されるように、下
側カム23の下面とステムケーシングの底部22aとの間に
圧縮されている。この圧縮は、弁の動作説明に関連して
後で詳細に説明されるように、弁バスケットステムが弁
本体内に押し込まれるときに行われる。加えるに、第３
図に最もよく示されるように、弁ステムケーシング22の
外方に広げられたフレア部28の下面と弁本体11の上端開
口部の周囲に形成されたリップ29との間を液密にシール
するためにガスケット27が設けられている。

弁10を組立てる際には、弁ステムケーシング22が弁本
体11の上端開口部の外周に嵌合され、ガスケットを該弁
本体11との間に挟み、クランプ30が弁ステムケーシング
22と弁本体11の上端開口部との周囲に嵌合され、締付け
る。このクランプ30は、好ましくは、弁本体のリップ29
と弁ステムケーシングのフレア部28のエッジ部とにそれ
ぞれ密接するように中央に蝶番を設けられた円弧状のあ
ご部を有している。前記クランプのあご部の一方の端部
はネジ軸33を含んでおり、このネジ軸33は該端部から延
びていて、該軸の端部にノブ31を螺着されている。前記
ネジ軸の他端部は前記クランプのあご部の端部に旋回可
能に接続されている。前記ネジ軸33のノブ31は、クラン
プのあご部の他端部に形成されたスロット32に嵌合され
るようになっている。このように構成されていることに
より、ノブ31を回転すると、その下面がスロット32の縁
部ないしは側部に押し付けられ、クランプのあご部の両
端部を互いに近付ける。

第３図および4A〜4D図に示されるように、下側カム23
は、一連の４つの２等辺三角形状のパイ形部分37からな
る下側カム面35を含んでいる。前記部分37は同一の上り
勾配および下り勾配を有し、円周上に約45度間隔で一連
の凹部と頂点部とを形成している。勿論、この開示の範
囲内において、凹部および頂点部を形成する上り勾配お
よび下り勾配の他の構成も採用することができる。この
ような構成の他の例は第６図に示され、後述される。

第３図に示されるように、上側カム40は下側カム23の
カム面35と同一のカム面41となる底面ないしは下面を含
んでおり、このカム面41は谷42と頂点部43とを有してい
て、カム面35に当接されている。上側および下側カム面
41,35は、第4A図および4D図に示されるようにそれぞれ
噛み合わされたとき、それらの間が最小の厚さないしは
距離となる。第4B図および4C図は、互いに離間されたと
きの各カム面を示す。このカムの動作ないしは機能およ
び効果は、後で詳細に説明される。

第３図に最もよく示されるように、下側カム23と同様
に、上側カム40は、その上面から直角に延びる首部ない
しはステム44を有しており、この首部44はボルト46を挿
通される中心穴45を長さ方向に設けられている。前記ボ
ルト46はアクチュエータハンドルの頭部48の中心から直
角に延びる軸47の開口のネジ端部に螺合される。アクチ
ュエータハンドル49が前記アクチュエータハンドルの頭
部48の側部から実質的に直角方向に外方に延びてしる。
このハンドル49は図示されていない操作者によって手動
回転されるためのものである。アクチュエータハンドル
49の回転運動は、これに接続された上側カムを以下に述
べるように動かす。

第2A〜2D図および第4A〜4D図において、アクチュエー
タハンドル49は脚17aと17bとの間の間隙と反対側に向け
て示されている。この配置は選択の問題に過ぎず、この
開示の範囲内においてアクチュエータハンドルはバスケ
ットの脚17aおよび17bと同方向に配置してもよいし、脚
17aおよび17bと90度に配置してもよい。

第３図に最もよく示されるように、キャップ50が弁ス
テムケーシングの上端部51に被せられて該上端部を閉
じ、シールするように設けられている。キャップ50のシ
ールを得るために、ガスケット52が互いに位置を合わさ
れたステムケーシングの上端部51とキャップ50の下面の
縁部50aとの間に挟まれており、この組立構造はステム
ケーシングの上端部51とキャップ50の下面の縁部に嵌合
されるクランプ53の締付けにより適切に保持される。好
ましいクランプ53は通常のホースクランプと同様であ
り、横方向に延びるスロットを間隔置いて複数形成され
たベルトを含んでおり、前記スロットは前記ベルトの一
端部に装着されたネジの条を螺合されるようになってい
る。前記ベルトの内面は、該ベルトの上縁および下縁付
近に間隔を置いて設けられた複数のフランジ54を含んで
おり、これらのフランジは、ベルトが締付けられたと
き、キャップ50および弁ステムケーシングの上端部51に
係合し、それらを密着させるようになっている。

前述のように、バスケットの脚17a,17bおよびウエブ1
8は、好ましくは、弾性ボールの表面のカーブに適合す
るように適当に傾斜ないしは湾曲される。このような傾
斜ないしは湾曲は、弁バスケットステム19が弁本体11内
へ押し込まれたとき、弾性ボール16が後方に動いて弁ポ
ートから離間するのを許す。前記傾斜ないしは勾配は、
弁バスケット15が上昇されたとき、弾性ボールを弁本体
11のポート12,13および14に押し付け、これらのポート
を塞がせるようになっている。弾性ボールがポートに着
座するには高圧の流れに打ち勝たなければならないが、
弾性ボール16を着座させるようにさらに押すためにボー
ルチェックレバー51を弁バスケット15に設けることが望
ましい。このようなボールチェックレバー51は、第３図
の分解斜視図と第4A〜4C図に示されている。第３図にお
いて、ボールチェックレバー51は中央部で屈曲されてく
の字状とされた棒として示されており、第4A〜4C図に最
もよく示されるように、その頭部ないしは上端部52は弁
ステムケーシングの底部22aの平らな下面22bに沿って自
由にスライドするように該下面に当接されるようになっ
ている。前記ボールチェックレバー51は、バスケットの
ウエブ18に、ピボット結合53の回りに回動可能なように
装着されており、このボールチェックレバー51の回動は
該レバーの足端部54を弾性ボール16に対して動かす。弁
10の機能は第4A〜4D図に最もよく示されている。第4A図
の弁10の状態から、第4B図のようにアクチュエータハン
ドル49が約90度回転されるのに応じて、上側カム面41が
下側カム面35上を動くと、上側カム面41が下側カム面35
の真直ぐな傾斜面を登って行く。カム付勢バネ26はそれ
によって圧縮され、弁バスケットステム19は本体11内に
下降して行く。図示されているように、弁バスケット15
は弁バスケットステムに取り付けられており、53におい
てボールチェックレバーに回動可能に結合している。こ
れにより、弁バスケットを下降させると、ボールチェッ
クレバーの頭部ないしは上端部52が弁ステムケーシング
の底部22aの平らな表面22bに沿って弁バスケットステム
の方に移動する。ボールチェックレバーの足端部54はそ
れによって弾性ボール16の表面に沿って下方に動かさ
れ、弾性ボール16が弁ポートの１つから外れ、バスケッ
ト内に転がり入るのを許す。それによって、ボールチェ
ックレバー51は、第4A図に示される状態から第4B図の状
態へ回動される。第4B図において、弾性ボールに接触し
ているボールチェックレバー51の足端部54は下降してお
り、弾性ボールは弁ポートから転がり出ている。

第4B図は、対向する下側カム面35に対する上側カム面
41の最高点を示している。ここにおいて、一方のカム面
の他方のカム面に対する最大変位が与えられ、弾性ボー
ル16は弁ポートから離間され、弁バスケット15の回転に
対する抵抗を除去する。この点において、弁バスケット
は、アクチュエータハンドル49が引き続き回転される
と、自由に回転できるようになる。それによって、上側
カム面は下側カム面を第４図Ｃに示されるように捕らえ
る。そして、アクチュエータハンドルがさらに回転され
ると、上側および下側カム面が一緒に回転する。弁バス
ケット15はそれによって１つの弁ポートに位置を合わさ
れた状態から次の弁ポートに位置を合わされる状態に移
動される。

第4D図は第4A図の状態から約90度回転されたアクチュ
エータハンドル49を示す。弁10が第４図Ｄに示される位
置に位置されたとき、アクチュエータハンドル49が引き
続き回転されなければ、カム付勢バネ26は、第4A図に示
されるように再配置されて上側および下側カム面が噛み
合うように、下側カム面35を上側カム面41に押し付け
る。弁バスケットステム19は、第4A図の状態に戻る際
に、弁バスケット15を、弾性ボール16の中心を通る水平
面に大略位置する場所に再び持ち上げる。この状態にお
いて、ボールチェックレバーの頭部ないしは上端部52は
弁ステムケーシングの底部22aの平らな下面22bに沿って
弁バスケットステムから外方に遠ざかるように移動して
いる。このボールチェックレバー51の回動運動は該レバ
ーの足端部54を弾性ボールが位置を合わされている弁ポ
ートに対して動かし、弾性ボールを該ポートに押し付
け、該ポートに着座させる。

前述のように、アクチュエータハンドル49が回転され
ると、１つの弁ポートが開かれ、他方の弁ポートが閉じ
られる。ただし、アクチュエータハンドル49が、弾性ボ
ールを弁本体のポケット20内に移動させるように回転さ
れた場合は例外である。この場合は、すべての弁ポート
が開かれる。アクチュエータハンドルへの回転力が解除
されると、カム付勢バネ26は下側カム面35を、各カム面
が最初の位置関係に戻るように上側カム面41に沿って移
動させる。弁10の作動の如何なる場合においても、一方
のカム面の頂点部が他方のカム面の頂点部を乗り越える
ことはない。

第５図は弁バスケットの他の形態を示す。弁バスケッ
ト60は、第１図から第4D図までに関して述べられた弁バ
スケット15と同様に機能することが理解されなければな
らない。ただし、この場合、弁バスケットの脚60a,60b
およびウエブ61自体が、弁バスケット15の動作に関して
述べられたように、弁バスケットステム62が弁本体内に
移動されるときに弾性ボール16を弁ポートに押し付ける
ように、傾斜ないしはアーチ形に湾曲されている。第５
図に示されるように、弁バスケットのステップ62は上端
部付近において小径の首部63へと段差を設けられてお
り、この首部63は長さ方向に穴64を設けられており、弁
バスケット15に関し前述したように下側カム23の軸端部
に接続されるようになっている。弁バスケット15と同様
に、弁バスケット60は前記弁10の組立体に組み込まれる
ことができるが、好ましくは以下に詳細に述べられるよ
うに弁80に含められる。

前述の弁10の実施例は、上側および下側カムの相対向
するカム面を、等しい上り勾配および下り勾配によって
形成された一連の頂点部および谷部としている。それ
故、辺を真直ぐにされた２等辺三角形部分が全周に沿っ
て形成される。第６図はその代りに、上側および下側カ
ムの他の実施例70,71をそれぞれ示し、これらのカムは
それぞれ前述の上側および下側カム40,23と実質的に同
様で同じ機能を果す。ただし、カム70および71の相対向
するカム面72および73はそれぞれアーチ状に湾曲されて
いる。さらに、相対向するカム面72および73は、好まし
くは、３つの三角形状部分を有している。第６図に示さ
れるように、上側および下側カム面72,73の辺はカムの
中心から外周へ半径方向に若干湾曲されており、相対向
する螺旋とされている。このような構成により、湾曲さ
れた２つの面は、一方のカム面が他方のカム面に沿って
登るとき、一方のカム面を他方のカム面上を円滑に滑ら
せる。この動きにおいて、一方のカム面は、該カム面
が、弁バスケットが自由に移動するところまで他方のカ
ム面を降りるときにねじれ、その後、２つのカム面は一
緒に回転する。湾曲されたカム面72および73は、カム付
勢バネが２つのカム面を初期位置に戻すときに、より均
一な力を弁バスケットステムに作用して円滑な解除を行
うようにする。それ故、前述の相対向する湾曲ないしは
螺旋カム面72および73を組み込んだ弁は、前述のカム面
31および45によって与えられるアクチュエータハンドル
の回転に対する抵抗より均一な抵抗をアクチュエータハ
ンドルの回転に対し示す。この湾曲した相対向するカム
面72および73を有するカム70および71の第二実施例は、
この開示の範囲内において第4A〜4D図のカム23および40
の代りに使用することができる。

これまで、弁バスケットおよび弁バスケットステムに
垂直方向の移動および回転を与えるための、異なる形態
の、相対向するカム面を有する上側および下側カムの構
成を述べてきたが、第７図および８図は、弁バスケット
およびステムの必要な垂直方向の移動および回転をやは
り与えるためのボール弁80のカムクラッチシステム81の
構成を示す。

第７図は第4A図の弁10の図と同様の弁80（以下、弁と
言う）の側断面図を示す。弁10と同様に、弁80は３つの
開放されたポートとして示された同一平面状に位置する
ポート83を有する円筒状の弁本体82を含んでおり、前記
ポート83は弁本体82の周に延びている。前記弁本体82は
また第2A〜2D図のポケット20と同様のポケット83aを含
むことができる。前記弁本体82はその底部端部を閉じら
れており、その上端部の中心開口において開放されてい
る。弁本体11と同様に、弁本体82は、好ましくは、中心
開口付近において、その上端部の回りに形成された平ら
なリップ84を含む。前記弁本体の平らなリップ84は弁ス
テムケーシング85のフランジ端部85aの平らな表面86を
受け入れて、該表面86との間にガスケット87を挟むよう
になっている。弁10と同様に、クランプ88は、好ましく
はクランプ30と同様に、前記挟み結合を維持するために
装着される。弁ステムケーシング22と同様に、弁ステム
ケーシング85は、弁バスケットステム89を、該ステム89
が垂直方向に動きかつ回転するのを許すように収容する
ためのものである。前記弁バスケットステムは、好まし
くはその下端部に第５図にも示されるような弁バスケッ
ト60を装着する真直ぐな円筒状の棒である。第７図に示
されるように、好ましくはＯリング90が弁ステムケーシ
ング85のフランジ端部85aを貫通する中心穴の回りに配
設され、このＯリング90は弁バスケットステムの側部に
係合しシールする。このように構成されることにより、
弁バスケットに沿う弁本体からの流体の流れはＯリング
90およびガスケット87によって阻止される。

第８図に最もよく示されるように、円筒状の弁バスケ
ットステム89は、その上端部において、該ステム89の中
心から長さ方向に延びる円柱状のガイドピン91へと内方
に段差を設けられている。このガイドピン91の下方にお
いて、弁バスケットステムは止めピン93を挿通されるた
めの横穴92を含んでいる。前記円柱状のガイドピン91
は、アクチュエータハンドル94の円筒状部95と、破線で
示されるようにアクチュエータハンドル94のカラー端部
96に貫通されたガイド穴97とに軸方向に移動可能に嵌合
されるようになっている。それによって、前記弁バスケ
ットステム89はそのガイドピン端部91およびＯリング90
において弁ステムケーシング85内に保持され、弁10の作
動に関して前述され、かつ第4A〜4D図に示されたよう
に、バスケット60および弾性ボール16を変位させるよう
に垂直方向に動くとともに回転する。

第８図に最もよく示されるように、弁バスケットステ
ム89に必要な回転および垂直方向の変位を与えるため、
アクチュエータハンドルの円筒状部分95は該円筒の相対
向する側壁を除去してなる三角形状部分98を含んでい
る。これらの同一の三角形状部分は、実質的に二等辺三
角形であって、僅かにアーチ形で中央の頂点100にて合
する等しい左辺99aおよび右辺99bを有するとともに底部
101の左角部101aおよび右角部101bを有する。前記角部1
01aおよび101bは、カムのロックフックを構成する。こ
れらのロックフックの機能は以下に述べられる。

前記三角形の底部101は、102において円筒の端部へ開
かれており、この開放部は以下に述べるようにカムクラ
ッチシステム81を組立てるために止めピン93を通過させ
るためのものである。弁バスケットステム89に垂直方向
の変位および回転変位を与えるために、該ステムはアク
チュエータハンドルの円筒状部分95内に組み込まれる。
前記止めピン93の両端部は、弁バスケットステム89が円
筒状部分95に完全に嵌合されたとき、三角形部分の頂点
100に着座するようになっている。この状態はコイルバ
ネ103によって維持される。前記コイルバネ103には弁バ
スケットステム89が挿通されている。前記コイルバネ10
3の上端部は、弁バスケットステムを収容する中心穴104
aを有する保持具104を装着されている。前記保持具104
は、止めピン93の両端部を嵌合される横穴105を設けら
れている。前記保持具はまた105において内方に段部を
設けられており、コイルバネ103の上端部を下端側から
嵌合されるようになっている。このように構成されるこ
とにより、コイルバネの上端部は、止めピン93および弁
バスケットステム89が保持具104に嵌合された状態で、
保持具104とともに移動する。前記コイルバネの他端部
は、弁バスケットステムを挿通される中心穴108を設け
られたスラストブッシュ107上に載せられる。前記スラ
ストブッシュ107は、第７図に最もよく示されるよう
に、弁ステムケーシングの底部85a上に置かれ、カムク
ラッチ81の回転中、コイルバネ103の端部が該ブッシュ1
07の上面上を自由に滑るのを許すように構成される。

作動時、カムクラッチシステム81の止めピン93は、コ
イルバネ103によって円筒状部95の三角形部分の頂点100
に押し付けられる。これは、勿論、第７図に示される状
態である。弁バスケットステム89およびバスケット60を
コイルバネ103の付勢に抗して弁本体内に移動させるた
めに、第4B図に示された弁10の弁バスケット15の配置と
同様に、アクチュエータハンドル94の把持柄ないしは棒
109が手動回転される。この回転において、止めピン93
は円筒の三角形部分の頂点100から左側壁99aまたは右側
壁99bに沿って下方に移動し、左側カム・リミット・フ
ック101aまたは右側カム・リミット・フック101bとなっ
ている側壁99aまたは99bと底部101との接続部ないしは
角部に落ち付く。この移動において、弁バスケットステ
ム89は、コイルバネ10の付勢に抗して弁本体82内への移
動限界まで移動する。これは、第4Bおよび4C図の弁10の
弁バスケット15に対して示されている状態と実質的に同
じ状態である。

この状態において、弾性ボール16は弁ポート83から離
間している。棒109が回転され続けると、止めピン93が
カムのリミット・フック101aまたは101bに着座すること
によってアクチュエータハンドル95および弁バスケット
ステム89の確実なロックがなされ、以後、弁バスケット
のステムとバスケット60は、第4D図において弁10に対し
て示される状態までアクチュエータハンドルとともに回
転する。この回転において、コイルバネ103は、該バネ
の下端部を弁バスケットケーシングの底部85a上に支持
されたスラストブッシュ107の上面に沿って滑らせなが
ら、弁バスケットステムとともに回転する。第4D図に示
される状態において、アクチュエータハンドル94に掛け
る回転力を除去すると、コイルバネ103によって発生さ
れる付勢力は弁バスケットステム89を第７図に示される
状態まで戻す。それによって、止めピン93は三角形部分
の辺99aまたは99bに沿って頂点100まで上方に移動され
る。ここにおいて、第５図に最もよく示されるバスケッ
トの脚およびウエブの湾曲は、弾性ボール16を弁ポート
にきつく押し付けて塞ぐ。

これまで本発明の流れ制御弁の好ましい実施例が、弁
バスケットを垂直方向に動かし、回転するための弁バス
ケットおよび相対向するカムの代替実施例並びにカムク
ラッチシステムとともに述べられた。したがって、本発
明の好ましい形が述べられ示されて来たが、述べられ示
された精神ないしは本質的な特徴から逸脱することなし
に本発明が他の構成に具体化できることが理解されなけ
ればならない。したがって、本開示は、あらゆる点で説
明的なものであり、例示の目的のみでなされているこ
と、および私が私の発明とみなす前記特許請求の範囲お
よびそれに合理的に均等なものの範囲内に入る主題から
逸脱することなしに、本開示に対する変形が可能である
ことが理解されなければならない。

【図面の簡単な説明】

図面は、現在のところ本発明を実施するに最適な態様と
見做されている態様を示す。 第１図は、三方弁として示された、ボール弁における本
発明の第一実施例の斜視図を示し； 第2A図は、第１図の２−２線における平断面図であり、
弾性ボールをその側部ないしは脚部間に保持している弁
バスケットを示しており、弾性ボールは弁本体の３つの
弁ポートの１つを閉じている； 第2B図は、第2A図と同様の図で、弁ゲートおよび弾性ボ
ールが移動して中央の弁ポートを閉じている状態を示し
ている； 第2C図は、第2A図および第2B図と同様の図であり、弁ゲ
ートおよび弾性ボールが移動して第３のポートを閉じて
いる状態を示している； 第2D図は、第2A図、第2B図および第2C図と同様の図であ
り、弾性ボールが弁本体内に形成されているポケットに
位置されている状態を示しており、前記３つのポートは
流れを通過させるように開いている； 第３図は、第１図のボール弁の分解斜視図； 第4A図から4D図までは、第１図の第一実施例のボール弁
の断面図であり（断面位置は第１図の４−４線）、弁バ
スケットおよび弾性ボールがアクチュエータハンドルに
よって90度移動される過程を示している； 第５図は、弁バスケットの他の実施例であり； 第６図は、第３図の第一実施例のボール弁とともに使用
される相対向するカム面の他の実施例の斜視図； 第７図は、本発明のボール弁の第二実施例の第4A図と同
様の断面図、 第８図は第７図のボール弁の分解斜視図である。 10,80……弁、11……弁本体、12,13,14,83……ポート、
15,60……弁バスケット、16……弾性ボール、17a,17b…
…脚、18……ウエブ、19,89……弁バスケットステム、2
0,83a……ポケット、22,85……弁ステムケーシング、22
a……底部、23,71……下側カム、24……首部、26……カ
ム付勢バネ、35,73……下側カム面、40,70……上側カ
ム、41,72……上側カム面、44……首部、49,94……アク
チュエータハンドル、50……キャップ、81……カムクラ
ッチシステム、85a……フランジ端部、91……ガイドピ
ン、93……止めピン、98……三角形状部分、99a,99b…
…三角形状部分の辺、100……頂点、101……底部、101
a,101b……角部、103……コイルバネ、104……保持具。

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流れ制御弁であって、 上端部が開口されており、かつ少なくとも一対の同一平
   面上に位置する弁ポートを設けられている弁本体を有
   し、 弁ステムケーシングを有し、 前記弁ステムケーシングを前記弁本体の上端開口部に、
   該開口部をシール状態で閉じるようにして結合する手段
   を有し、 前記弁ステムケーシング内で回転するように軸支された
   アクチュエータ手段を有し、 前記アクチュエータ手段を回転する手段を有し、 ステムを設けられた弁バスケット手段を有し、前記ステ
   ムは前記ステムケーシングに軸支されており、前記弁バ
   スケット手段は、弾性ボールを保持し、かつ該ボールを
   各前記弁ポートの位置に合わせるように動かすために前
   記弁本体内へ延びており、前記弾性ボールは各前記弁ポ
   ートを閉じるに十分な直径を有しており、 前記アクチュエータ手段と前記弁バスケット手段との間
   に配設され、前記アクチュエータ手段が回転されたと
   き、前記弁バスケット手段および前記ステムを前記弁本
   体内へ長さ方向に変位させるとともに前記弁バスケット
   手段を前記弁ポート間で回転させる手段を有し、 前記弁バスケット手段とともに配設され、前記アクチュ
   エータ手段から回転力が除去されたとき、前記弁バスケ
   ット手段を上方に押す付勢手段を有する流れ制御弁。
2. 【請求項２】前記弁本体は間隔を置かれて同一平面上に
   位置する３つの同一の弁ポートを有する請求項１記載の
   流れ制御弁。
3. 【請求項３】前記弁ステムケーシングおよび前記弁本体
   はそれぞれそれらの開口の回りに形成されたフランジを
   有し、これらのフランジは相対向する表面を有し、該対
   向するフランジの表面は該表面をシール状態で閉じ合わ
   せる手段を受け入れるように位置を合わされる請求項１
   記載の流れ制御弁。
4. 【請求項４】前記弁ステムケーシングは長さ方向に中空
   とされており、該ケーシングの前記弁本体との結合部と
   反対側の端部は該端部に取り付けられたキャップ手段に
   よってシール状態で閉じられており、前記キャップ手段
   は前記アクチュエータ手段を軸支して収容するようにな
   っている請求項１記載の流れ制御弁。
5. 【請求項５】前記アクチュエータ手段を回転する手段は
   前記アクチュエータ手段から外方に延びるように取り付
   けられたハンドルである請求項１記載の流れ制御弁。
6. 【請求項６】前記弁バスケット手段および前記ステムを
   長さ方向に変位させるとともに回転させる手段は、 前記弁ステムケーシング内にそれぞれ重ねられた第一お
   よび第二のカム手段を有してなり、前記第一のカム手段
   は前記アクチュエータ手段によって回転されるように接
   続されており、前記第二のカム手段は前記弁バスケット
   手段のステムに接続されており、前記第一および第二の
   カム手段はそれぞれ同一の相対向するカム面を有し、前
   記カム面のそれぞれは、噛み合い状態からの一方のカム
   面の他方のカム面に対する移動が前記第一および第二の
   カム手段間の距離を増大するような少なくとも１つの上
   り勾配および該上り勾配に続く下り勾配を有している請
   求項１記載の流れ制御弁。
7. 【請求項７】前記第一および第二のカム手段は互いに同
   一で、各カム手段はそのカム面と反対側に向かう首部を
   有し、前記第一のカム手段の前記首部は前記アクチュエ
   ータ手段によって回転されるように該アクチュエータ手
   段に結合され、前記第二のカム手段の前記首部は前記弁
   バスケット手段のステムの一端部に結合されるようにな
   っている請求項６記載の流れ制御弁。
8. 【請求項８】各カム手段はカム面を有する偏平な円筒
   で、前記カム面は前記円筒の上端面の中心から等間隔に
   放射状に延び、一連の等しい直線状の上り面および下り
   面を形成する複数の同一の区画部分からなる請求項６記
   載の流れ制御弁。
9. 【請求項９】各カム面は４つの同一の区画部分からなる
   請求項８記載の流れ制御弁。
10. 【請求項１０】各カム手段はカム面を有する偏平な円筒
    で、前記カム面は前記円筒の上端面の中心から放射状に
    延び、一連の等しいアーチ形の上り面および下り面を形
    成する複数の同一の区画部分からなり、前記上り面およ
    び下り面はそれぞれ螺旋状をなす請求項６記載の流れ制
    御弁。
11. 【請求項１１】各カム面は３つの同一の区画部分からな
    る請求項10記載の流れ制御弁。
12. 【請求項１２】前記弁バスケット手段のステムは前記弁
    バスケット手段から大略直角方向に延びており、前記第
    二のカム手段に、該カム手段のカム面と反対側において
    接続されるようになっている請求項６記載の流れ制御
    弁。
13. 【請求項１３】前記弁ステムケーシングは、前記弁バス
    ケット手段のステムを挿通される中央に穴を設けられた
    内方に延びる内向きフランジを有し、 前記カム面を噛み合い状態に押す手段は圧縮され、かつ
    前記弁バスケット手段のステムに嵌合されたコイルバネ
    であり、該バネの一端部は前記弁ステムケーシングのフ
    ランジに係合し、該バネの他端部は前記第二のカム手段
    の下面に係合する請求項12記載の流れ制御弁。
14. 【請求項１４】前記弁バスケット手段および前記ステム
    を長さ方向に変位させるとともに回転させる手段は、カ
    ムクラッチシステムであり、このカムクラッチシステム
    は、上端部において前記アクチュエータ手段に接続され
    た円筒と、前記円筒の壁を除去してなる位置を合わされ
    た一対の実質的に二等辺三角形状の部分とを有してな
    り、各前記三角形状の部分の中央部は前記円筒の端部へ
    開かれており、 前記弁バスケット手段のステムは前記弁バスケット手段
    を一端部に取り付けられるとともに、他端部に止めピン
    を横方向に挿通される横穴を形成された棒部分であり、 前記止めピンは前記弁バスケット手段のステムの両側か
    ら等しく延び、該止めピンの各端部は前記一対の三角形
    状の部分の側辺の１つに沿って移動し、前記接続された
    弁バスケット手段および前記ステムを該端部とともに垂
    直方向に変位させる請求項１記載の流れ制御弁。
15. 【請求項１５】前記付勢手段は前記弁バスケット手段の
    ステムに嵌合されたコイルバネであり、このバネの上端
    部に保持具が載せられており、この保持具は中心に穴を
    設けられるとともに、前記止めピンを挿通される横穴を
    有している請求項14記載の流れ制御弁。
16. 【請求項１６】前記弁バスケット手段のステムから軸方
    向に延び、前記アクチュエータ手段に形成されたガイド
    穴に嵌合されるガイドピンをさらに含む請求項14記載の
    流れ制御弁。
17. 【請求項１７】前記弁バスケット手段はウエブから直角
    に延びる円筒状の棒を前記ステムとして含み、 前記弁バスケット手段は前記円筒状の棒に接続する前記
    ウエブの両端部から実質的に平行に延びる一対の同一平
    面上に位置する脚を有してなり、前記一対の脚は該脚間
    に位置された前記弾性ボールの表面を収容する実質的に
    球の一部である相対向する表面を持つように反対方向に
    凹面とされており、前記ウエブも前記脚間の間隙に対し
    垂直方向から傾斜するように湾曲されている請求項１記
    載の流れ制御弁。
18. 【請求項１８】前記弁バスケット手段とともに配設さ
    れ、前記アクチュエータ手段に作用する回転力が除去さ
    れたとき、弁本体のポートに前記弾性ボールを押し付け
    るように前記弾性ボールに係合するボールチェック手段
    をさらに含む請求項１記載の流れ制御弁。
19. 【請求項１９】前記ボールチェック手段は前記弁バスケ
    ット手段のウエブに回動可能に接続された棒であり、こ
    の棒は前記弁バスケット手段の前記同一平面上に位置す
    る脚間に延びるように該棒の端部に設けられた足部を含
    み、この足部は前記弾性ボールの表面のカーブに適合し
    ている請求項18記載の流れ制御弁。
20. 【請求項２０】前記ボールチェック手段の前記足部と反
    対側の端部は前記弁ステムケーシングのフランジの下面
    に、該下面に沿って移動するように接触する請求項19記
    載の流れ制御弁。