JP3112557U - ボール弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度変化する条件下で長時間安定して密封することができ，密封効果に優れたボール弁を提供すること。
【解決手段】 本体部１と，本体部１に螺合する弁座２と，本体部１の内部に配置されたボール弁体３と，ボール弁体３の両側に配置された２つのプラスチック製シール部材６，１１と，ボール弁体３に連結された弁ロッド４と，弁ロッドを覆うキャップ５とを備えるボール弁が提供される。２つのシール部材の一方は異形シール部材６であり，該異形シール部材６の外周には弾性体アセンブリ７が配設されている。この弾性体アセンブリ７は，テーパ状の断面を有する２つの環状弾性体１２を相互に逆方向に接合して構成される。異形シール部材６の内周面はボール弁体３の球面と密接し，異形シール部材６の外周面には，弾性体アセンブリ７を支持する支持面８と，弾性体アセンブリ７からの弾性力が作用する作用面９とが形成されている。
【選択図】図２

Description

本考案は，例えば空調機の配管系統などに用いられるボール弁に関する。

例えば，組立式空調機の配管系統等に用いられる従来のボール弁は，相互に連結された２つの管内に流れる冷媒を，遮断する，或いはその流量を調節する機能を有する。従来の一般的なボール弁（図１参照）は，本体部１０１と弁座１０２をネジ作用などにより連結した構造であり，この本体部１０１の内部に，流路が貫通形成されたボール弁体１０３が配置されている。このボール弁体１０３の流路方向の両側には，例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のプラスチック製の密封ガスケット１１０が，当該ボール弁体１０３と好適に密着するように装着されている。

このようなボール弁では，本体部１０１の一側に弁座１０２を緊密に螺合することによって，所定の圧縮量で本体部１０１の内部に配設されたボール弁体１０３と密封ガスケット１１０とを緊密に密接させて，ボール弁体１０１と弁座１０２との隙間を密封する作用が発揮される。また，Ｏリング（オー・リング）が装着された弁ロッド１０４が，ボール弁体１０３に連結されており，この弁ロッド１０４を回転させることによって，ボール弁体１０３を回転させて，ボール弁を好適に開閉することができる。

しかし，上記のようなボール弁のＰＴＦＥプラスチック密封ガスケット１１０は，大きい圧縮クリープが発生し，高温及び圧力が作用するために，大きい永久圧縮変形が発生するので，ボール弁体１０３と，ＰＴＦＥ等のプラスチック製の密封ガスケット１１０とを密接させる圧力が徐々に小さくなるので，優れた密封作用を達成することができないという問題があった。

そこで，本考案は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本考案の目的とするところは，温度が絶え間なく変化する条件下で，長時間にわたり安定して密封することができ，密封効果に優れた，新規かつ改良されたボール弁を提供することにある。

上記課題を解決するために，本考案のある観点によれば，本体部と，本体部に螺合する弁座と，本体部の内部に配置されたボール弁体と，ボール弁体の両側に配置された２つのプラスチック製シール部材と，ボール弁体に連結された弁ロッドと，弁ロッドを覆うキャップと，を備えるボール部が提供される。上記２つのシール部材のうち少なくとも１つは，異形シール部材であり，該異形シール部材の外周には，弾性体アセンブリが配設されている。この弾性体アセンブリは，テーパ状の断面を有する少なくとも２つの環状弾性体を，相互に逆方向に接合して構成される。また，異形シール部材の内周面は，ボール弁体の球面と密接し，異形シール部材の外周面には，弾性体アセンブリを支持する支持面と，弾性体アセンブリからの弾性力が作用する作用面とが形成されている。

また，上記弾性体アセンブリの両側には，金属製の環状ガスケット１０が配設されているようにしてもよい。

上記のような構成のボール弁により，弁座と本体部の一側を螺合して緊密に接合することにより，弾性体アセンブリを圧縮し，かつ弾性体アセンブリの軸方向の弾性力によって，ボール弁体の両側に配置されたプラスチックシール部材とボール弁体を密着させて，ボール弁体と弁座又は本体部とを，安定して密封することができる。

つまり，圧縮された弾性体アセンブリ７が伸張しようとする弾性力によって，プラスチックシール部材に対する推力を常に維持することができる。このため，温度が変化する条件下でプラスチックシール部材に生じる変形によって発生する流体の内部漏れを解消できる。

以上説明したように本考案のボール弁は，温度が絶え間なく変化する条件下で長時間にわたり密封することができ，密封効果に優れる。

以下に添付図面を参照しながら，本考案の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
以下に，図２〜図５に基づき，本考案の第１の実施形態にかかるボール弁について説明する。なお，ボール弁は，弁体が球状のバルブである。

図２に示すように，本実施形態にかかるボール弁は，例えば，中空筒状の本体部１と，この本体部１に螺合する弁座２と，本体部１の内部に配置された球状のボール弁体３と，ボール弁体３の両側に配置された二つのプラスチック製（例えばＰＴＦＥ製）のシール部材６と，ボール弁体３に連結されるシャフトである弁ロッド４と，この弁ロッド４を覆うキャップ５と，を備える。

弁座２は，中空筒状の部材であり，その一側の内部には管が接続され，その他側の外周面には，本体部の一側の内周面に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじが形成されている。この弁座２は，上記管と本体部１とを連結する。ボール弁体３は，中央に流路が貫通形成されている。

２つのシール部材６，１１は，例えばシールリングであり，ボール弁体３の流路方向の両側にそれぞれ配置され，ボール弁体３の球面と弁座２の内周面との隙間，ボール弁体３の球面と本体部１の内周面との隙間に密着して，この隙間を密封（シール）する。このシール部材のうち一方は，本実施形態にかかる特徴である異形シール部材６であり，他方は，プラスチック製の環状シール部材１１である。本実施形態では，例えば，異形シール部材６は，ボール弁体３と弁座２との間（図２ではボール弁体３の左側）に配置され，一方，環状シール部材１１は，ボール弁体３と本体部１との間（図２ではボール弁体３の右側）に配置されている。

弁ロッド４は，その一端（例えば下部）がボール弁体３に対して連結され，他端（例えば上部）が，本体１部から露出していている。弁ロッド４の外周の環状溝には，Ｏリング１３が嵌着されている。このＯリング１３によって，本体部１と弁ロッド４との隙間を密封し，冷媒等の流体の漏れを防止できる。キャップ５は，この弁ロッド４の上部を覆って，本体部１の上部に装着される。この弁ロッド４を回転させることによって，ボール弁体３を回転させて，ボール弁を好適に開閉することができる。

このようなボール弁において，上記２つのシール部材６，１１のうち一方は，異形シール部材６である。この異形シール部材６は，通常の環状ではなく，後述する弾性体アセンブリ７を支持および圧縮できるように，一側が小径で他側が大径の左右非対称な断面形状を有するシールリングである。

この異形シール部材６の外周には，弾性体アセンブリ（例えば，ばねアセンブリ）７が配設されている。この弾性体アセンブリ７は，２つの環状弾性体（例えば，ばね）１２を，流路方向に相互に逆向きにして接合して構成される。各環状弾性体１２は，図４に示すように，断面形状は略台形（テーパ状）であり，外周面がテーパ面となっている。図３に示すように，２つの環状弾性体１２の小径部を相互に接合させて，弾性体アセンブリ７が構成される。

また，図２に示すように，上記異形シール部材６の内周面の一側（右側）は，ボール弁体３の球面と密接している。さらに，図５に示すように，この異形シール部材６の外周面には，弾性体アセンブリ７を支持する支持面８と，弾性体アセンブリ７からの弾性力が作用する作用面９とが形成されている。支持面８は，異形シール部材６の外周面の一側（弁座２側）に形成された，弁座２側に向かって下るようなテーパ面である。この支持面８の部分に，上記弾性体アセンブリ７が嵌合され，支持面８は弾性体アセンブリ７を支持する。また，作用面９は，支持面８の他側に形成された，流路方向（異形シール部材６の軸方向）に対して垂直な面である。この作用面９は，弾性体アセンブリ７を弁座２に向けて軸方向に押圧することにより，弾性体アセンブリ７が，異形シール部材６と弁座２の内側との間に挟まれて，弾性的に圧縮される。

以上のような構成のボール弁では，弁座２と本体部１の一側を螺合し，所定のモーメントで緊密にして，弾性体アセンブリ７を圧縮し，かつ弾性体アセンブリ７の軸方向に沿う弾力によって，ボール弁体３の両側に配置されたプラスチックシール部材６，１１とボール弁体３を緊密に接合させて，密封作用を達成することができる。

圧縮された弾性体アセンブリ７が伸張しようとする弾性力によって，プラスチックシール部材６，１１に対する推力を常に維持することができる。このため，温度が変化する条件下でプラスチックシール部材６，１１に生じる変形によって発生する流体の内部漏れを解消できる。その弾性体アセンブリ７を構成する例えば金属製の環状弾性体（ばね）１２は，他の種類のばねとは異なり，プラスチックシール部材６，１１の密封作用を効果的に発揮させる。

この環状弾性体２を一つだけ使用した場合には，例えば金属製の環状弾性体１２の剛性が大き過ぎるため，環状弾性体１２の軸方向の圧縮量が，プラスチックシール部材６，１１の軸方向の変化量に比べると小さくなるので，環状弾性体１２によって上記密封作用をうまく発揮することができない。一方，この環状弾性体１２を３つ以上使用して弾性体アセンブリ７を構成した場合には，製造コストが増加する。従って，この環状弾性体１２を二つ使用して弾性体アセンブリ７を構成することが，最適である。

また，上記ボール弁について，弾性体アセンブリ７の軸方向の両側に，金属製の環状ガスケット１０をそれぞれ配設するようにしてもよい。一側の環状ガスケット１０は，弾性体アセンブリ７と弁座２との間に介在し，他側の環状ガスケット１０は，弾性体アセンブリ７と異形シール部材６の支持面９との間に介在する。この２つの環状ガスケット１０は，弾性体アセンブリ７を構成する環状弾性体１２を支持し，環状弾性体１２が弁座２又は本体部１と接触することを回避させることができる。このため，当該接触により金属粉（銅粉等）が生じるのを防止して，弁座２又は本体部１の変形を減少することができる。

本実施形態にかかるでは，弾性体アセンブリ７によって，プラスチックシール部材６，１１に対する推力を常に作用させて，プラスチックシール部材６，１１をボール弁体３に密着できる。従って，温度変化の条件でプラスチックシール部材６，１１の変形によって発生する内部漏洩を防止して，ボール弁体３と本体部１又は弁座２との隙間を，長期間にわたり安定して密封でき，密封効果を向上できる。

以上，添付図面を参照しながら本考案の好適な実施形態について説明したが，本考案は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，実用新案登録請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本考案の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，本体部１とボール弁体３の間に，上記異形シール部材６及び当該異形シール部材６に嵌着される弾性体アセンブリ７を配置し，一方，弁座２とボール弁体３の間に，上記プラスチック製の環状シール部材１１を配置するようにしてもよい。

従来のボール弁を示す断面図である。 本考案の第１の実施形態にかかるボール弁を示す断面図である。 同実施形態にかかる弾性体アセンブリを示す断面図である。 図３の弾性体アセンブリをなす１つの環状弾性体を示す断面図である。 同実施形態にかかる異形シール部材を示す断面図である。

符号の説明

１ 本体部
２ 弁座
３ ボール弁体
４ 弁ロッド
５ キャップ
６ 異形シール部材
７ 弾性体アセンブリ
８ 支持面
９ 作用面
１０ 環状ガスケット
１１ 環状シール部材
１２ 環状弾性体
１３ Ｏリング

Claims (2)

1. 本体部と；
   前記本体部に螺合する弁座と；
   前記本体部の内部に配置されたボール弁体と；
   前記ボール弁体の両側に配置された２つのプラスチック製のシール部材と；
   前記ボール弁体に連結された弁ロッドと；
   前記弁ロッドを覆うキャップと；
   を備え，
   前記２つのシール部材のうち少なくとも１つは，異形シール部材であり，
   前記異形シール部材の外周には，弾性体アセンブリが配設されており，
   前記弾性体アセンブリは，テーパ状の断面を有する少なくとも２つの環状弾性体を，相互に逆方向に接合して構成され，
   前記異形シール部材の内周面は，前記ボール弁体の球面と密接し，
   前記異形シール部材の外周面には，前記弾性体アセンブリを支持する支持面と，前記弾性体アセンブリからの弾性力が作用する作用面とが形成されていることを特徴とする，ボール弁。
2. 前記弾性体アセンブリの両側には，金属製の環状ガスケットが配設されていることを特徴とする，請求項１に記載のボール弁。
   
   

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