JP3053170B2 - ボールバルブ - Google Patents
ボールバルブInfo
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- JP3053170B2 JP3053170B2 JP9256208A JP25620897A JP3053170B2 JP 3053170 B2 JP3053170 B2 JP 3053170B2 JP 9256208 A JP9256208 A JP 9256208A JP 25620897 A JP25620897 A JP 25620897A JP 3053170 B2 JP3053170 B2 JP 3053170B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フローティングボ
ール式ボールバルブに関する。
ール式ボールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、比較的低い圧力に用いられる従
来のフローティングボール式ボールバルブの一例を示す
縦断面図であって、ハンドル２１によりステム２２を介
してボール２３を回転させ、ボールバルブ２４を開閉さ
せる。シートリング２５がボデー２６とボール２３との
間に、またシートリング２７がボデーギャップ２８とボ
ール２３との間に設けられ、ボール２３はこれらのシー
トリング２５と２７によって支承されていて、閉弁状態
において、流体圧によって押されたボール２３が下流側
のシートリング２５又は２７に圧接してボデー２６又は
ボデーキャップ２８との間をシールする。
来のフローティングボール式ボールバルブの一例を示す
縦断面図であって、ハンドル２１によりステム２２を介
してボール２３を回転させ、ボールバルブ２４を開閉さ
せる。シートリング２５がボデー２６とボール２３との
間に、またシートリング２７がボデーギャップ２８とボ
ール２３との間に設けられ、ボール２３はこれらのシー
トリング２５と２７によって支承されていて、閉弁状態
において、流体圧によって押されたボール２３が下流側
のシートリング２５又は２７に圧接してボデー２６又は
ボデーキャップ２８との間をシールする。
【０００３】図７は比較的高い圧力に用いられる従来の
フローティングボール式ボールバルブの一例を示す縦断
面図であって、ハンドル３１によってステム３２を介し
てボール３３を回転させて、ボールバルブ３４を開閉さ
せる。シートリング３５がシートリテーナ３６に装着さ
れ皿ばね３７によって押されており、閉弁状態におい
て、流体圧によって押されたボール３３が下流側のシー
トリング３５をシートリテーナ３６との間で押圧してシ
ールすると共に、上流側においても、Ｏリング３８のシ
ール径がシートリング３５のシール径よりも大きいの
で、上流側の流体圧がシートリテーナ３６に作用し、皿
ばね３７の弾発力も加わって、シートリング３５がボー
ル３３に圧接してシールする。シートリテーナ３６とボ
デー３９又はボデーキャップ４０との間は、Ｏリング３
８によってシールされている。
フローティングボール式ボールバルブの一例を示す縦断
面図であって、ハンドル３１によってステム３２を介し
てボール３３を回転させて、ボールバルブ３４を開閉さ
せる。シートリング３５がシートリテーナ３６に装着さ
れ皿ばね３７によって押されており、閉弁状態におい
て、流体圧によって押されたボール３３が下流側のシー
トリング３５をシートリテーナ３６との間で押圧してシ
ールすると共に、上流側においても、Ｏリング３８のシ
ール径がシートリング３５のシール径よりも大きいの
で、上流側の流体圧がシートリテーナ３６に作用し、皿
ばね３７の弾発力も加わって、シートリング３５がボー
ル３３に圧接してシールする。シートリテーナ３６とボ
デー３９又はボデーキャップ４０との間は、Ｏリング３
８によってシールされている。
【０００４】図６及び図７に示したフローティングボー
ル式ボールバルブは、いずれもシートリング２５、２７
及び３５には、一般に、強度が高く摩擦係数が小さい四
ふっ化エチレン樹脂等が多く用いられているが、これら
は配管工事後のフラッシング時、あるいは使用中に錆、
砂などの異物がシートリング２５、２７及び３５のシー
ト面を損傷したりシート面に付着したりして、シール性
能を早期に低下させる。このようなことを避けるため
に、ゴム等の軟質弾性材料をシートリングに用いること
があるが、この材料は流体圧によって過度に変形させら
れて損傷することが多く、高圧用途には不向きである。
ル式ボールバルブは、いずれもシートリング２５、２７
及び３５には、一般に、強度が高く摩擦係数が小さい四
ふっ化エチレン樹脂等が多く用いられているが、これら
は配管工事後のフラッシング時、あるいは使用中に錆、
砂などの異物がシートリング２５、２７及び３５のシー
ト面を損傷したりシート面に付着したりして、シール性
能を早期に低下させる。このようなことを避けるため
に、ゴム等の軟質弾性材料をシートリングに用いること
があるが、この材料は流体圧によって過度に変形させら
れて損傷することが多く、高圧用途には不向きである。
【０００５】図８は、上述の課題に鑑みて開発され、特
開平７−５５０２６号公報に開示されたフローティング
ボール式ボールバルブを示す部分断面図であって、ステ
ム４１によってボール４２を回転させて、このボールバ
ルブ４３を開閉させる。シートリング４４は、ゴム等の
軟質弾性材料で作られ、断面形状を図に示したように底
面を傾斜させて内径側が狭い台形に形成されている。こ
のシートリング４４の外側にリップ部４５ａを有する四
ふっ化エチレン樹脂等の低摩擦係数の材料からなるアウ
ターリング４５が装着してある。また、シートリング４
４の底面とこのシートリング４４が挿入されている環状
溝４６との間に空室４７が形成されている。
開平７−５５０２６号公報に開示されたフローティング
ボール式ボールバルブを示す部分断面図であって、ステ
ム４１によってボール４２を回転させて、このボールバ
ルブ４３を開閉させる。シートリング４４は、ゴム等の
軟質弾性材料で作られ、断面形状を図に示したように底
面を傾斜させて内径側が狭い台形に形成されている。こ
のシートリング４４の外側にリップ部４５ａを有する四
ふっ化エチレン樹脂等の低摩擦係数の材料からなるアウ
ターリング４５が装着してある。また、シートリング４
４の底面とこのシートリング４４が挿入されている環状
溝４６との間に空室４７が形成されている。
【０００６】閉弁状態において、流体圧に押されたボー
ル４２は、下流側のシートリング４４を押圧し、このシ
ートリング４４は空室４７を一部埋めながら変形すると
共にボール４２に密着してシールする。この場合、シー
トリング４４は断面形状が内径側が狭い台形であるの
で、シートリング４４の内径面と環状溝４６のこれに接
する内側面とが圧接して面圧が高くなり、この接触面か
らシートリング４４の裏側を通る漏れを確実に防止して
いる。
ル４２は、下流側のシートリング４４を押圧し、このシ
ートリング４４は空室４７を一部埋めながら変形すると
共にボール４２に密着してシールする。この場合、シー
トリング４４は断面形状が内径側が狭い台形であるの
で、シートリング４４の内径面と環状溝４６のこれに接
する内側面とが圧接して面圧が高くなり、この接触面か
らシートリング４４の裏側を通る漏れを確実に防止して
いる。
【０００７】上記の状態は流体圧が比較的低い場合であ
って、流体圧が高くなってボール４２の押圧力が高くな
ると、下流側のシートリング４４の変形が更に大きくな
り、空室４７を大きく埋めるように変形し、ボール４２
がアウターリング４５のリップ部４５ａに接触し、これ
を僅か変形させてこのリップ部４５ａによってボール４
２の押圧力の大部分が支承され、同時にシートリング４
４によってシールされる状態になる。従って、シートリ
ング４４は過度に変形することがなく損傷し難い。ま
た、ボール４２が強く圧接するアウターリング４５は四
ふっ化エチレン樹脂等の低摩擦係数の材料で作られてい
るので、ボール４２を回転させる操作力は大きくならな
い。
って、流体圧が高くなってボール４２の押圧力が高くな
ると、下流側のシートリング４４の変形が更に大きくな
り、空室４７を大きく埋めるように変形し、ボール４２
がアウターリング４５のリップ部４５ａに接触し、これ
を僅か変形させてこのリップ部４５ａによってボール４
２の押圧力の大部分が支承され、同時にシートリング４
４によってシールされる状態になる。従って、シートリ
ング４４は過度に変形することがなく損傷し難い。ま
た、ボール４２が強く圧接するアウターリング４５は四
ふっ化エチレン樹脂等の低摩擦係数の材料で作られてい
るので、ボール４２を回転させる操作力は大きくならな
い。
【０００８】流体圧が過度に高くなってボール４２が下
流側のシートリング４４を強く押圧した場合、シートリ
ング４４とアウターリング４５のリップ部４５ａとを更
に変形させるが、ボール４２は、弁箱４８の環状溝４６
よりも内側に形成された弁座部４８ａに当接するので、
シートリング４４とアウターリング４５は、それ以上変
形させられることがなく、過度の変形によって損傷する
ことが多い。
流側のシートリング４４を強く押圧した場合、シートリ
ング４４とアウターリング４５のリップ部４５ａとを更
に変形させるが、ボール４２は、弁箱４８の環状溝４６
よりも内側に形成された弁座部４８ａに当接するので、
シートリング４４とアウターリング４５は、それ以上変
形させられることがなく、過度の変形によって損傷する
ことが多い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図６及び図７に示した
従来のフローティングボール式ボールバルブは、上述の
ようにシートリングが四ふっ化エチレン樹脂等で作られ
ていて錆、砂等の異物がシートリングのシート面を損傷
したりシート面に付着したりして、シール性能を早期に
低下させる。この課題を解決するために開発された図８
に示したフローティングボール式ボールバルブは、上述
のように下流側において良好な作用をするが、上流側で
はシートリングが、断面形状を図に示したように台形に
したためにシール性が更に悪くなり、上流側でシールす
ることができない。このため、下流側でのシール性能が
低下した場合に上流側でバックアップすることが全くで
きない。
従来のフローティングボール式ボールバルブは、上述の
ようにシートリングが四ふっ化エチレン樹脂等で作られ
ていて錆、砂等の異物がシートリングのシート面を損傷
したりシート面に付着したりして、シール性能を早期に
低下させる。この課題を解決するために開発された図８
に示したフローティングボール式ボールバルブは、上述
のように下流側において良好な作用をするが、上流側で
はシートリングが、断面形状を図に示したように台形に
したためにシール性が更に悪くなり、上流側でシールす
ることができない。このため、下流側でのシール性能が
低下した場合に上流側でバックアップすることが全くで
きない。
【００１０】バルブの用途によっては、例えば、メンテ
ナンス時にだけ閉弁されて、この時の漏れが皆無でなけ
ればならないガス減圧設備用元弁のような用途では、フ
ローティングボール式であっても、下流側だけでなく上
流側でもシールすることができる信頼性の高いボールバ
ルブが要求される。本発明は、このような課題を解決す
るための上流側のシート部の構造に関するもので、流れ
方向が一方向である場所で、例えば下流側のシート部を
図８示したような構造にし、上流側にシート部を本発明
の構造にしようとすることを意図したものである。ま
た、シート押圧機構を設け、上下のシートリング間の間
隔を調整にしてシール性を適正にしたり、流体圧によら
ないで手動で完全にシールしたりすることができるよう
にしたものである。
ナンス時にだけ閉弁されて、この時の漏れが皆無でなけ
ればならないガス減圧設備用元弁のような用途では、フ
ローティングボール式であっても、下流側だけでなく上
流側でもシールすることができる信頼性の高いボールバ
ルブが要求される。本発明は、このような課題を解決す
るための上流側のシート部の構造に関するもので、流れ
方向が一方向である場所で、例えば下流側のシート部を
図８示したような構造にし、上流側にシート部を本発明
の構造にしようとすることを意図したものである。ま
た、シート押圧機構を設け、上下のシートリング間の間
隔を調整にしてシール性を適正にしたり、流体圧によら
ないで手動で完全にシールしたりすることができるよう
にしたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、貫通孔を有するボールを弁箱内において
上流側と下流側のシートリングによって支承させ、この
ボールを回転させて流路を開閉させるフローティングボ
ール式ボールバルブの上流側のシート部であって、ゴム
等の弾性体で形成した断面がほぼ長方形のシートリング
とこれの外側に装着したリップ部を有するアウターリン
グとを弁箱のボール球面の近傍に設けた環状溝に装着
し、この環状溝より内側の弁箱に弁座部を設け、シート
リングの底面とこれに接する環状溝の底面とを外径にな
るほどボール側に傾くように形成し、このシートリング
の底面と環状溝の底面との間に外径にいくほど隙間が小
さくなる空室を設け、上流側の流体圧でシートリングの
内周面と環状溝の内側面との間が加圧されることにより
シートリングが外方に押されてシートリングをボールに
圧接シールすると共に、前記空室を通って流れるアウタ
ーリング側への裏漏れも防止され、かつ、シートリング
の底面と環状溝の底面との間の面圧も高くなってシート
リングを更にボール側に密封シールし、非使用状態にお
いて、シートリングがボールに圧接し、リップ部がボー
ルとの間に所定の隙間を有し、弁座部がボールとの間に
それよりも大きい隙間を有する構成にした。
めに本発明は、貫通孔を有するボールを弁箱内において
上流側と下流側のシートリングによって支承させ、この
ボールを回転させて流路を開閉させるフローティングボ
ール式ボールバルブの上流側のシート部であって、ゴム
等の弾性体で形成した断面がほぼ長方形のシートリング
とこれの外側に装着したリップ部を有するアウターリン
グとを弁箱のボール球面の近傍に設けた環状溝に装着
し、この環状溝より内側の弁箱に弁座部を設け、シート
リングの底面とこれに接する環状溝の底面とを外径にな
るほどボール側に傾くように形成し、このシートリング
の底面と環状溝の底面との間に外径にいくほど隙間が小
さくなる空室を設け、上流側の流体圧でシートリングの
内周面と環状溝の内側面との間が加圧されることにより
シートリングが外方に押されてシートリングをボールに
圧接シールすると共に、前記空室を通って流れるアウタ
ーリング側への裏漏れも防止され、かつ、シートリング
の底面と環状溝の底面との間の面圧も高くなってシート
リングを更にボール側に密封シールし、非使用状態にお
いて、シートリングがボールに圧接し、リップ部がボー
ルとの間に所定の隙間を有し、弁座部がボールとの間に
それよりも大きい隙間を有する構成にした。
【００１２】また、上記環状溝の奥部にシートリングの
シール径よりも大きい外周面を有し、この外周面にシー
ルリングを装着したシートリテーナを装入し、シートリ
ングの底面とこれに接するシートリテーナの先端部とを
外径になるほどボール側に傾くように形成し、上記の空
室をこのシートリングの底面とシートリテーナの先端部
との間に外径にいくほど隙間が小さくなるように設ける
ようにもした。
シール径よりも大きい外周面を有し、この外周面にシー
ルリングを装着したシートリテーナを装入し、シートリ
ングの底面とこれに接するシートリテーナの先端部とを
外径になるほどボール側に傾くように形成し、上記の空
室をこのシートリングの底面とシートリテーナの先端部
との間に外径にいくほど隙間が小さくなるように設ける
ようにもした。
【００１３】更に、上記シートリテーナと環状溝の底面
との間にばねを圧縮して装着するようにもした。
との間にばねを圧縮して装着するようにもした。
【００１４】なお、以上のいずれの場合にも、空室を設
けないこともある。
けないこともある。
【００１５】又は、上記のシート押圧機構が、外部から
操作できるように弁箱に装着したねじ部材によって、シ
ートリテーナを直接押してボール側へ移動させるように
したものであるとよい。
操作できるように弁箱に装着したねじ部材によって、シ
ートリテーナを直接押してボール側へ移動させるように
したものであるとよい。
【００１６】そして、下流側のシートリング及びそれに
関連する構造が、従来のフローティングボール式ボール
バルブのいずれかのシートリング及びそれに関連する構
造と同じであればよい。
関連する構造が、従来のフローティングボール式ボール
バルブのいずれかのシートリング及びそれに関連する構
造と同じであればよい。
【００１７】本発明のボールバルブは、上述のように構
成したので、閉弁時の上流側において、まず非使用状態
において、シートリングがボールに圧接してボールを支
承している。このため幾分の変形をしていて底面が僅か
ではあるが空室にはみ出しており、シートリングには無
理な力は掛かっていない。
成したので、閉弁時の上流側において、まず非使用状態
において、シートリングがボールに圧接してボールを支
承している。このため幾分の変形をしていて底面が僅か
ではあるが空室にはみ出しており、シートリングには無
理な力は掛かっていない。
【００１８】上流側に流体圧が加わると、この圧力がシ
ートリングの内周面と弁箱の環状溝の内側面との間に加
わってシートリングを外方へ押す。この作用によって、
シートリングの底面と環状溝の底部とは外径になるほど
ボール側に傾いているので、シートリングがボール側へ
も変形してボールとの間に面圧を大きくして確実にシー
ルする。
ートリングの内周面と弁箱の環状溝の内側面との間に加
わってシートリングを外方へ押す。この作用によって、
シートリングの底面と環状溝の底部とは外径になるほど
ボール側に傾いているので、シートリングがボール側へ
も変形してボールとの間に面圧を大きくして確実にシー
ルする。
【００１９】また、シートリングの底面と環状溝の底面
との間の面圧が高くなって、ここを通っての裏漏れも防
いでいる。しかも、シートリングは、シール性が良く、
錆、砂等の異物がシートリングのシート面を損傷した
り、シート面に付着したりすることのないゴム等の軟質
弾性材料で形成されているので、シール性能に優れ、低
下することがない。なお、アウターリングはシートリン
グの変形によってボールに当接するまで、ボール側へ移
動する。また、アウターリングは四ふっ化エチレン樹脂
や金属製の 場合、低摩擦表面処理を行なえば、ボールと
の間の摩擦係数が小さくなる。
との間の面圧が高くなって、ここを通っての裏漏れも防
いでいる。しかも、シートリングは、シール性が良く、
錆、砂等の異物がシートリングのシート面を損傷した
り、シート面に付着したりすることのないゴム等の軟質
弾性材料で形成されているので、シール性能に優れ、低
下することがない。なお、アウターリングはシートリン
グの変形によってボールに当接するまで、ボール側へ移
動する。また、アウターリングは四ふっ化エチレン樹脂
や金属製の 場合、低摩擦表面処理を行なえば、ボールと
の間の摩擦係数が小さくなる。
【００２０】何かの異常で下流側に過大な圧力が生じ
て、ボールが上流側に押された場合、上流側においてボ
ールはシートリングのシール面とアウターリングのリッ
プ部を押し、その後弁箱の弁座部に当接するので、それ
以上シートリングやアウターリングを変形させて損傷さ
せることがない。
て、ボールが上流側に押された場合、上流側においてボ
ールはシートリングのシール面とアウターリングのリッ
プ部を押し、その後弁箱の弁座部に当接するので、それ
以上シートリングやアウターリングを変形させて損傷さ
せることがない。
【００２１】シートリテーナを装入した場合、上流側の
圧力がシートリングの内周面と環状溝の内側面との間か
らシートリテーナの内周面と環状溝の内側面との間にも
及び、シートリテーナと環状溝の底面との間にも加わっ
て、シートリテーナとシートリングを、シートリテーナ
の外周面の直径をＤとし、シートリングのシール径をｄ
とし、シートリングの上流側の圧力をＰとし、下流側す
なわちボデーキャビティーの圧力をｐとしたときのπ／
４・（Ｄ ２ −ｄ ２ ）・（Ｐ−ｐ）に相当する力でボール
側へ押してシールする。なお、上記のシートリテーナと
環状溝の底面との間に上流側の圧力が確実に加わるよう
に、環状溝の底部と上流側の流路との間に通孔を設ける
とよい。
圧力がシートリングの内周面と環状溝の内側面との間か
らシートリテーナの内周面と環状溝の内側面との間にも
及び、シートリテーナと環状溝の底面との間にも加わっ
て、シートリテーナとシートリングを、シートリテーナ
の外周面の直径をＤとし、シートリングのシール径をｄ
とし、シートリングの上流側の圧力をＰとし、下流側す
なわちボデーキャビティーの圧力をｐとしたときのπ／
４・（Ｄ ２ −ｄ ２ ）・（Ｐ−ｐ）に相当する力でボール
側へ押してシールする。なお、上記のシートリテーナと
環状溝の底面との間に上流側の圧力が確実に加わるよう
に、環状溝の底部と上流側の流路との間に通孔を設ける
とよい。
【００２２】更に、シートリテーナと環状溝の底面との
間にばねを圧縮して装着すると、シートリングとボール
との間の圧着が一層確実になる。また、流体が上方へ流
れる垂直配管に用いる場合に、このばねの弾発力をボー
ルの重量とバランスさせて、ボールが流体圧によって上
方にある下流側のシートリングに圧着してシールする作
用を確実にすることができる。この場合、ボールの重量
の大部分は上流側のアウターリングのリップ部によって
支えられる。
間にばねを圧縮して装着すると、シートリングとボール
との間の圧着が一層確実になる。また、流体が上方へ流
れる垂直配管に用いる場合に、このばねの弾発力をボー
ルの重量とバランスさせて、ボールが流体圧によって上
方にある下流側のシートリングに圧着してシールする作
用を確実にすることができる。この場合、ボールの重量
の大部分は上流側のアウターリングのリップ部によって
支えられる。
【００２３】シートリテーナを装入した場合は、ばねを
装着した場合も含めて、上流側のシートリングの位置が
移動して、ボールに対する上、下流側のシートリングの
間隔を適正にするので、溶接構造の弁箱のように弁箱の
上、下流側のシート部の間隔が溶接縮みのバラツキによ
り狂いが生じやすい場合に、好適である。この場合、弁
箱の接続溶接部を弁軸部よりも上流側に設けて、狂いが
上流側で起きるように するのがよい。なお、シートリン
グの底面に面して設ける空室は、シートリテーナを装入
した場合には実施に応じて、無くてもよい。
装着した場合も含めて、上流側のシートリングの位置が
移動して、ボールに対する上、下流側のシートリングの
間隔を適正にするので、溶接構造の弁箱のように弁箱の
上、下流側のシート部の間隔が溶接縮みのバラツキによ
り狂いが生じやすい場合に、好適である。この場合、弁
箱の接続溶接部を弁軸部よりも上流側に設けて、狂いが
上流側で起きるように するのがよい。なお、シートリン
グの底面に面して設ける空室は、シートリテーナを装入
した場合には実施に応じて、無くてもよい。
【００２４】弁箱の外から操作してシートリテーナをボ
ール側へ移動させるシート押圧機構を設けると、上流の
シートリテーナを装入した場合及びこれにばねを装着し
た場合と同様に、上流側のシートリングの位置を調整し
て、ボールに対する上、下流側のシートリングの間隔を
適正にすることができ、溶接構造の弁箱のように弁箱の
上、下流のシート部の間隔に狂いを生じやすい場合に好
適である。この場合、弁箱の接続溶接部を弁軸部よりも
上流側に設けて狂いが上流側で起きるようにするのがよ
い。
ール側へ移動させるシート押圧機構を設けると、上流の
シートリテーナを装入した場合及びこれにばねを装着し
た場合と同様に、上流側のシートリングの位置を調整し
て、ボールに対する上、下流側のシートリングの間隔を
適正にすることができ、溶接構造の弁箱のように弁箱の
上、下流のシート部の間隔に狂いを生じやすい場合に好
適である。この場合、弁箱の接続溶接部を弁軸部よりも
上流側に設けて狂いが上流側で起きるようにするのがよ
い。
【００２５】また、シート押圧機構によって上流側のシ
ートリテーナを強く押して上、下流側のシートリングと
ボールとを強く圧着させて、流体圧とは無関係に上、下
流側のシート部で同時にシールさせるようにすることも
できる。流体が上方へ流れる垂直配管の場合に、このシ
ート押圧機構によってボールを上方にある下流側のシー
トリングに圧着するまで押し上げて、下流側でのシール
を確保することができる。
ートリテーナを強く押して上、下流側のシートリングと
ボールとを強く圧着させて、流体圧とは無関係に上、下
流側のシート部で同時にシールさせるようにすることも
できる。流体が上方へ流れる垂直配管の場合に、このシ
ート押圧機構によってボールを上方にある下流側のシー
トリングに圧着するまで押し上げて、下流側でのシール
を確保することができる。
【００２６】以上説明したように、本発明は、上流側の
シート部とこれに関連するシート押圧機構とに関して提
案しており、下流側のシート部については従来のフロー
ティングボール式ボールバルブの何れかのシートリング
及びそれに関連する構造にすることを前提にしている。
この下流側のシート部には、図８に示した構造が好適で
ある。このようにして、上流側と下流側において、同時
に確実にシールすることができる。
シート部とこれに関連するシート押圧機構とに関して提
案しており、下流側のシート部については従来のフロー
ティングボール式ボールバルブの何れかのシートリング
及びそれに関連する構造にすることを前提にしている。
この下流側のシート部には、図８に示した構造が好適で
ある。このようにして、上流側と下流側において、同時
に確実にシールすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下に本発明のフローティングボ
ール式ボールバルブの実施の形態を、図面に 基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施形態の上流側のシート
部を示す部分断面図であって、１はシートリング、２は
アウターリング、３はボール、４は弁箱であって、弁箱
４のボール３の球面の近傍に環状溝５が設けてあり、こ
の環状溝５にゴム等の弾性体で形成した断面がほぼ長方
形のシートリング１と、これの外側に装着したリップ部
２ａを有するアウターリング２とが装着してある。
ール式ボールバルブの実施の形態を、図面に 基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施形態の上流側のシート
部を示す部分断面図であって、１はシートリング、２は
アウターリング、３はボール、４は弁箱であって、弁箱
４のボール３の球面の近傍に環状溝５が設けてあり、こ
の環状溝５にゴム等の弾性体で形成した断面がほぼ長方
形のシートリング１と、これの外側に装着したリップ部
２ａを有するアウターリング２とが装着してある。
【００２８】環状溝５より内側の弁箱４に弁座部４ａを
設け、シートリング１の底面１ａとこれに接する環状溝
５の底面５ａとを外径になるほどボール３の側に傾くよ
うに形成されている。また、このシートリング１の底面
１ａと環状溝５の底面５ａとの間に外径にいくほど隙間
が小さくなる空室６を設け、非使用の流体圧の影響を受
けていない状態において、シートリング１がボール３に
圧着しており、リップ部２ａがボール３との間に所定の
隙間ａを有しており、弁座部４ａがボール３との間にそ
れよりも大きい隙間ｂを有している。
設け、シートリング１の底面１ａとこれに接する環状溝
５の底面５ａとを外径になるほどボール３の側に傾くよ
うに形成されている。また、このシートリング１の底面
１ａと環状溝５の底面５ａとの間に外径にいくほど隙間
が小さくなる空室６を設け、非使用の流体圧の影響を受
けていない状態において、シートリング１がボール３に
圧着しており、リップ部２ａがボール３との間に所定の
隙間ａを有しており、弁座部４ａがボール３との間にそ
れよりも大きい隙間ｂを有している。
【００２９】図２は、本発明の他の実施形態の上流側の
シート部を示す部分断面図であって、７はシートリテー
ナ、８はシールリングである。また、図１に用いた符号
を図２にも同じ部品又は部位に対して用いている。外周
面７ａの直径Ｄがシートリング１のシール径ｄよりも大
きく、この外周面７ａにシールリング８を装着したシー
トリテーナ７が、環状溝５の奥部に装入してあり、シー
トリング１の底面１ａとこれに接するシートリテーナ７
の先端部７ｂとが外径になるほどボール３の側に傾くよ
うに形成してある。シートリング１の底面１ａとシート
リテーナの先端部７ｂとの間に外径にいくほど隙間が小
さくなる空室６を設けることもある。
シート部を示す部分断面図であって、７はシートリテー
ナ、８はシールリングである。また、図１に用いた符号
を図２にも同じ部品又は部位に対して用いている。外周
面７ａの直径Ｄがシートリング１のシール径ｄよりも大
きく、この外周面７ａにシールリング８を装着したシー
トリテーナ７が、環状溝５の奥部に装入してあり、シー
トリング１の底面１ａとこれに接するシートリテーナ７
の先端部７ｂとが外径になるほどボール３の側に傾くよ
うに形成してある。シートリング１の底面１ａとシート
リテーナの先端部７ｂとの間に外径にいくほど隙間が小
さくなる空室６を設けることもある。
【００３０】図３は、本発明の更に他の実施形態の上流
側のシート部を示す部分断面図であって、９はばねであ
り、このばね９は、シートリテーナ７と環状溝５の底面
５ａとの間に圧縮されて装着されている。
側のシート部を示す部分断面図であって、９はばねであ
り、このばね９は、シートリテーナ７と環状溝５の底面
５ａとの間に圧縮されて装着されている。
【００３１】図４は、本発明におけるシート押圧機構を
設けた他の実施例を示す部分断面図であって、１３がね
じ部材であり、外部から操作できるように弁箱４にねじ
こまれている。このシート押圧機構１４は、弁箱４に装
着された複数個のねじ部材１３によってシートリテーナ
７を直接押して、ボール３の側へ移動させるようになっ
ている。なお、ねじ部材１３は、複数個に限定されるも
のでなく、例えば、口径の小さいバルブについては１個
でも良く、必要に応じて個数を増減できる。
設けた他の実施例を示す部分断面図であって、１３がね
じ部材であり、外部から操作できるように弁箱４にねじ
こまれている。このシート押圧機構１４は、弁箱４に装
着された複数個のねじ部材１３によってシートリテーナ
７を直接押して、ボール３の側へ移動させるようになっ
ている。なお、ねじ部材１３は、複数個に限定されるも
のでなく、例えば、口径の小さいバルブについては１個
でも良く、必要に応じて個数を増減できる。
【００３２】図５は、上流側に本発明のシート部構造
を、下流側に従来のシート部構造を有するボールバルブ
の一実施形態を示す部分断面図であって、両シート部を
近接させて示してある。図に矢で示したのが流体の流れ
方向であって、左側が上流側、右側が下流側である。上
流側のシート部の構造は、図１に示して説明した構造と
同じであり、下流側のシート部の構造は、図８に示した
構造と同じである。
を、下流側に従来のシート部構造を有するボールバルブ
の一実施形態を示す部分断面図であって、両シート部を
近接させて示してある。図に矢で示したのが流体の流れ
方向であって、左側が上流側、右側が下流側である。上
流側のシート部の構造は、図１に示して説明した構造と
同じであり、下流側のシート部の構造は、図８に示した
構造と同じである。
【００３３】次に、上記実施形態の作用を説明する。図
１の非使用状態において、シートリング１がボール３に
圧接してボール３を支承しており、このため、シートリ
ング１は幾分変形していて底面１ａが空室６に僅かでは
あるがはみ出しており、シートリング１には無理な力が
掛かっていない。
１の非使用状態において、シートリング１がボール３に
圧接してボール３を支承しており、このため、シートリ
ング１は幾分変形していて底面１ａが空室６に僅かでは
あるがはみ出しており、シートリング１には無理な力が
掛かっていない。
【００３４】上流側にあるこのシート部に流体圧が加わ
ると、この圧力がシートリング１の内周面１ｂと環状溝
５の内周面５ｃとの間に加わり、シートリング１を外方
へ押す。この作用によって、シートリング１の底面１ａ
と環状溝５の底面５ａとは外径になるほどボール３の側
に傾いているので、シートリング１がボール３の側へも
変形してボール３との間の面圧を大きくし、確実にシー
ルする。
ると、この圧力がシートリング１の内周面１ｂと環状溝
５の内周面５ｃとの間に加わり、シートリング１を外方
へ押す。この作用によって、シートリング１の底面１ａ
と環状溝５の底面５ａとは外径になるほどボール３の側
に傾いているので、シートリング１がボール３の側へも
変形してボール３との間の面圧を大きくし、確実にシー
ルする。
【００３５】また、シートリング１の底面１ａの環状溝
５の底面５ａとの間の面圧が高くなり、ここを通っての
裏漏れを防いでいる。しかも、シートリング１は、シー
ル性 が良く、錆、砂等の異物がシートリングのシート面
を損傷したりシート面に付着したりすることがないゴム
等の軟質弾性材料で形成されているので、シール性能に
優れ低下することがない。 なお、アウターリング２は、
シートリング１の変形によってボール３に当接するまで
ボール３の側へ移動する。また、アウターリング２は、
四ふっ化エチレン樹脂や金属製の場合、低摩擦表面処理
を行なえば、ボール３との間の摩擦抵抗が少なくなる。
５の底面５ａとの間の面圧が高くなり、ここを通っての
裏漏れを防いでいる。しかも、シートリング１は、シー
ル性 が良く、錆、砂等の異物がシートリングのシート面
を損傷したりシート面に付着したりすることがないゴム
等の軟質弾性材料で形成されているので、シール性能に
優れ低下することがない。 なお、アウターリング２は、
シートリング１の変形によってボール３に当接するまで
ボール３の側へ移動する。また、アウターリング２は、
四ふっ化エチレン樹脂や金属製の場合、低摩擦表面処理
を行なえば、ボール３との間の摩擦抵抗が少なくなる。
【００３６】何らかの異常で下流側に過大な圧力が生じ
て、ボール３が上流側すなわち図において左方へ押され
た場合、ボール３はシートリング１のシール面とアウタ
ーリング２のリップ部２ａを押し、その後弁箱４の弁座
部４ａに当接するので、それ以上シートリング１やアウ
ターリング２を変形させて損傷させることがない。
て、ボール３が上流側すなわち図において左方へ押され
た場合、ボール３はシートリング１のシール面とアウタ
ーリング２のリップ部２ａを押し、その後弁箱４の弁座
部４ａに当接するので、それ以上シートリング１やアウ
ターリング２を変形させて損傷させることがない。
【００３７】図２に示したように、シートリテーナ７を
装入した場合には、上流側の圧力がシートリング１の内
周面１ｂと環状溝５の内周面５ｃとの間からシートリテ
ーナ７の内周面７ｃと環状溝５の内周面５ｃとの間にも
及び、シートリテーナ７と環状溝５の底面５ａとの間に
も加わって、シートリテーナ７とシートリング１を、シ
ートリテーナ７の外周面７ａの直径をＤとしシートリン
グ１のシール径をｄとし、シートリング１の上流側の圧
力をＰとし下流側すなわちボディキャビティの圧力をｐ
としたときのπ／４・（Ｄ ２ −ｄ ２ ）・（Ｐ−ｐ）に相
当する力でボール３の側へ押してシールする。なお、シ
ートリテーナ７と環状溝５の底面５ａとの間に上流側の
圧力が確実に加わるように、ここと上流側の流路１４と
の間に通孔１５を設けるとよい。
装入した場合には、上流側の圧力がシートリング１の内
周面１ｂと環状溝５の内周面５ｃとの間からシートリテ
ーナ７の内周面７ｃと環状溝５の内周面５ｃとの間にも
及び、シートリテーナ７と環状溝５の底面５ａとの間に
も加わって、シートリテーナ７とシートリング１を、シ
ートリテーナ７の外周面７ａの直径をＤとしシートリン
グ１のシール径をｄとし、シートリング１の上流側の圧
力をＰとし下流側すなわちボディキャビティの圧力をｐ
としたときのπ／４・（Ｄ ２ −ｄ ２ ）・（Ｐ−ｐ）に相
当する力でボール３の側へ押してシールする。なお、シ
ートリテーナ７と環状溝５の底面５ａとの間に上流側の
圧力が確実に加わるように、ここと上流側の流路１４と
の間に通孔１５を設けるとよい。
【００３８】図３に示したようにシートリテーナ７と環
状溝５の底面５ａとの間にばね９を圧縮して装着する
と、シートリング１とボール３との間の圧着が一層確実
になる。また、流体が上方へ流れる垂直配管に用いる場
合に、このばね９の弾発力をボール３の重量とバランス
させて、ボール３が流体圧によって上方にある下流側の
シ ートリングに圧着してシールする作用を確実にするこ
とができる。この場合、ボール３の重量の大部分はアウ
ターリング２のリップ部２ａによって支えられる。
状溝５の底面５ａとの間にばね９を圧縮して装着する
と、シートリング１とボール３との間の圧着が一層確実
になる。また、流体が上方へ流れる垂直配管に用いる場
合に、このばね９の弾発力をボール３の重量とバランス
させて、ボール３が流体圧によって上方にある下流側の
シ ートリングに圧着してシールする作用を確実にするこ
とができる。この場合、ボール３の重量の大部分はアウ
ターリング２のリップ部２ａによって支えられる。
【００３９】シートリテーナ７を装入した図２の場合
も、更にばね９を装着した図３の場合も、上流側のシー
トリング１の位置が移動して、ボール３に対する上、下
流側のシートリングの間隔を適正にするので、後で図４
について説明するような溶接構造の弁箱のように、上、
下流側のシート部の間隔に狂いが生じやすい場合に好適
である。この場合、弁箱溶接部を、図４におけるよう
に、弁軸部よりも上流側に設けて狂いが上流側で起きる
ようにするとよい。なお、シートリング１の底面１ａに
面して設ける空室は、シートリテーナ７を装入した場合
には、実施に応じて、図３のように無くてもよい。
も、更にばね９を装着した図３の場合も、上流側のシー
トリング１の位置が移動して、ボール３に対する上、下
流側のシートリングの間隔を適正にするので、後で図４
について説明するような溶接構造の弁箱のように、上、
下流側のシート部の間隔に狂いが生じやすい場合に好適
である。この場合、弁箱溶接部を、図４におけるよう
に、弁軸部よりも上流側に設けて狂いが上流側で起きる
ようにするとよい。なお、シートリング１の底面１ａに
面して設ける空室は、シートリテーナ７を装入した場合
には、実施に応じて、図３のように無くてもよい。
【００４０】図４に示したように、弁箱４の外から操作
してシートリテーナ７をボール３の側へ移動させるシー
ト押圧機構１０又は１４を設けると、図２及び図３の場
合と同様に、上流側のシートリング１の位置が移動して
ボール３に対する上、下流側のシートリングの間隔を適
正にすることができ、また、図４においては弁箱４を隅
肉溶接部１６において溶接した溶接構造の弁箱のよう
な、上、下流側のシート部の間隔に狂いが生じやすい場
合に好適である。この場合、弁箱の溶接部１５及び１６
を弁軸部よりも上流側に設けて、狂いが上流側で起きる
ようにするとよい。
してシートリテーナ７をボール３の側へ移動させるシー
ト押圧機構１０又は１４を設けると、図２及び図３の場
合と同様に、上流側のシートリング１の位置が移動して
ボール３に対する上、下流側のシートリングの間隔を適
正にすることができ、また、図４においては弁箱４を隅
肉溶接部１６において溶接した溶接構造の弁箱のよう
な、上、下流側のシート部の間隔に狂いが生じやすい場
合に好適である。この場合、弁箱の溶接部１５及び１６
を弁軸部よりも上流側に設けて、狂いが上流側で起きる
ようにするとよい。
【００４１】また、シート押圧機構１０又は１４によっ
て上流側のシートリテーナ７を強く押して上、下流側の
シートリングをボール３に強く圧着させて、流体圧とは
無関係に上、下流側のシート部で同時にシールさせるよ
うにすることもできる。流体が上方へ流れる垂直配管の
場合には、このシート押圧機構１０又は１４によってボ
ール３を上方にある下流側のシートリングに圧着するま
で押し上げて、下流側でのシールを確保することができ
る。
て上流側のシートリテーナ７を強く押して上、下流側の
シートリングをボール３に強く圧着させて、流体圧とは
無関係に上、下流側のシート部で同時にシールさせるよ
うにすることもできる。流体が上方へ流れる垂直配管の
場合には、このシート押圧機構１０又は１４によってボ
ール３を上方にある下流側のシートリングに圧着するま
で押し上げて、下流側でのシールを確保することができ
る。
【００４２】図５についての作用は、図１についての説
明と、図８についての説明の通りで あって、上流側と下
流側において、同時に確実にシールすることができる。
明と、図８についての説明の通りで あって、上流側と下
流側において、同時に確実にシールすることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフローテ
ィングボール式ボールバルブは、上流側のシート部にお
いても流体圧の作用によってシールするようにしたの
で、しかも、シートリングにシール性に優れたゴム等の
弾性材料を用いたので、漏れが皆無でなければならない
用途にも安心して使うことができる。また、シートリン
グはゴム等の材料でも損傷しない構造になっていて、高
圧用途にも適している。更に、本発明のシートリテーナ
やばねを装入したボールバルブもシート押圧機構を設け
たボールバルブも、弁箱のシート間距離の狂いを吸収す
ることができるので、弁箱が溶接構造のバルブに好適で
ある。また、シート押圧機構を設けたバルブでは、流体
圧とは無関係に上、下シート部で同時に強くシールする
ことができる。更に、流体が上方に流れる垂直配管で
は、本発明のボールバルブにおいて、ばねを装入したり
シート押圧機構を設けたりすることによって、ボールよ
りも上方にある下流側のシート部においても確実にシー
ルすることができる。
ィングボール式ボールバルブは、上流側のシート部にお
いても流体圧の作用によってシールするようにしたの
で、しかも、シートリングにシール性に優れたゴム等の
弾性材料を用いたので、漏れが皆無でなければならない
用途にも安心して使うことができる。また、シートリン
グはゴム等の材料でも損傷しない構造になっていて、高
圧用途にも適している。更に、本発明のシートリテーナ
やばねを装入したボールバルブもシート押圧機構を設け
たボールバルブも、弁箱のシート間距離の狂いを吸収す
ることができるので、弁箱が溶接構造のバルブに好適で
ある。また、シート押圧機構を設けたバルブでは、流体
圧とは無関係に上、下シート部で同時に強くシールする
ことができる。更に、流体が上方に流れる垂直配管で
は、本発明のボールバルブにおいて、ばねを装入したり
シート押圧機構を設けたりすることによって、ボールよ
りも上方にある下流側のシート部においても確実にシー
ルすることができる。
【図１】本発明の一実施形態の上流側のシート部を示す
部分断面図である。
部分断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態の上流側のシート部を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態の上流側のシート部
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【図４】本発明におけるシート押圧機構を設けた他の実
施形態を示す部分断面図である。
施形態を示す部分断面図である。
【図５】上流側に本発明のシート部構造を、下流側に従
来のシート部構造を有するボー ルバルブの一実施形態を
示す部分断面図である。
来のシート部構造を有するボー ルバルブの一実施形態を
示す部分断面図である。
【図６】比較的低い圧力を用いられる従来のフローティ
ングボール式ボールバルブの一例を示す縦断面図であ
る。
ングボール式ボールバルブの一例を示す縦断面図であ
る。
【図７】比較的高い圧力に用いられる従来のフローティ
ングボール式ボールバルブの一例を示す縦断面図であ
る。
ングボール式ボールバルブの一例を示す縦断面図であ
る。
【図８】フローティングボール式ボールバルブを示す公
開特許公報に開示された部分断面図である。
開特許公報に開示された部分断面図である。
１ シートリング ２ アウターリング ２ａ リップ部 ３ ボール ４ 弁箱 ５ 環状溝 ６ 空室 ７ シートリテーナ ８ シールリング ９ ばね１４ シート押圧機構 １１ 楔形リング １２、１３ ねじ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井村 和人 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目10番１ 株式会社キッツ内 (72)発明者 矢部 武 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目10番１ 株式会社キッツ内 (56)参考文献 特開 平８−303615（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−303614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−136728（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−139443（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−118466（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 5/06
Claims (7)
- 【請求項１】 貫通孔を有するボールを弁箱内において
上流側と下流側のシートリングによって支承させ、この
ボールを回転させて流路を開閉させるフローティングボ
ール式ボールバルブの上流側のシート部であって、ゴム
等の弾性体で形成した断面がほぼ長方形のシートリング
とこれの外側に装着したリップ部を有するアウターリン
グとを弁箱のボール球面の近傍に設けた環状溝に装着
し、この環状溝より内側の弁箱に弁座部を設け、シート
リングの底面とこれに接する環状溝の底面とを外径にな
るほどボール側に傾くように形成し、このシートリング
の底面と環状溝の底面との間に外径にいくほど隙間が小
さくなる空室を設け、上流側の流体圧でシートリングの
内周面と環状溝の内側面との間が加圧されることにより
シートリングが外方に押されてシートリングをボールに
圧接シールすると共に、前記空室を通って流れるアウタ
ーリング側への裏漏れも防止され、かつ、シートリング
の底面と環状溝の底面との間の面圧も高くなってシート
リングを更にボール側に密封シールし、非使用状態にお
いて、シートリングがボールに圧接し、リップ部がボー
ルとの間に所定の隙間を有し、弁座部がボールとの間に
それよりも大きい隙間を有するように構成したことを特
徴とするボールバルブ。 - 【請求項２】 上記環状溝の奥部にシートリングのシー
ル径よりも大きい外周面を有し、この外周面にシールリ
ングを装着したシートリテーナを装入し、シートリング
の底面とこれに接するシートリテーナの先端部とを外径
になるほどボール側に傾くように形成し、上記の空室を
このシートリングの底面とシートリテーナの先端部との
間に外径にいくほど隙間が小さくなるように設けたこと
を特徴とする請求項１記載のボールバルブ。 - 【請求項３】 上記シートリテーナと環状溝の底面との
間にばねを圧縮して装着したことを特徴とする請求項２
記載のボールバルブ。 - 【請求項４】 上記空室を設けないことを特徴とする請
求項１乃至３記載のボールバルブ。 - 【請求項５】 上記シートリテーナを弁箱の外部から操
作してボール側へ移動させるようにしたシート押圧機構
を設けたことを特徴とする請求項２乃至４記載のボール
バルブ。 - 【請求項６】 上記シート押圧機構が、外部から操作で
きるように弁箱に装着したねじ部材によって、シートリ
テーナを直接押してボール側へ移動させるようにしたも
のであることを特徴とする請求項５記載のボールバル
ブ。 - 【請求項７】 下流側のシートリング及びそれに関連す
る構造が、従来のフローティングボール式ボールバルブ
のいずれかのシートリング及びそれに関連する構造と同
じであることを特徴とする請求項１乃至６記載のボール
バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256208A JP3053170B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ボールバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256208A JP3053170B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ボールバルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182762A JPH1182762A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3053170B2 true JP3053170B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=17289430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256208A Expired - Fee Related JP3053170B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ボールバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053170B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102591488B1 (ko) * | 2021-09-29 | 2023-10-19 | 주식회사 정우에이앤씨 | 환기용 소음저감소켓 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257245A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Kyosei:Kk | ボールバルブのシート構造 |
| JP2005114116A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Yamatake Corp | 二方ボール弁 |
| WO2010107834A2 (en) * | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Bray International, Inc. | Multi-component metal seat design for ball valves |
| JP5524120B2 (ja) * | 2011-04-01 | 2014-06-18 | 株式会社日本製鋼所 | 射出成形機のロータリ式シャットオフ弁 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP9256208A patent/JP3053170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102591488B1 (ko) * | 2021-09-29 | 2023-10-19 | 주식회사 정우에이앤씨 | 환기용 소음저감소켓 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1182762A (ja) | 1999-03-26 |
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