JP3119219B2 - カートリッジ式のボールバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カートリッジ式の
ボールバルブの改良に関し、詳しくは、バルブボールの
部分をバルブ本体に対して着脱可能にしたカートリッジ
式のボールバルブにおいて、カートリッジのバルブ本体
に対するガスケットをカートリッジと一体に着脱するこ
とができるものを提供する。

【０００２】

【従来の技術】バルブ類の点検や修理を、配管系統に組
み込んだまま行なうことが容易なバルブとして、発明者
らの一部は、共同研究者とともにカートリッジのバルブ
を開発して、以前に提案した（特開昭５６−１２０８６
２号）。 カートリッジ式のバルブは、バルブ本体、ボ
−ルおよびボ−ルシート、ボンネットならびにステムを
基本的な要素とするバルブであって、バルブ本体は箱形
であり、ボ−ルおよびボ−ルシートは流体の通過孔をそ
なえた有底筒状のカートリッジ内に収容されており、こ
のカートリッジを、箱形のバルブ本体内に着脱可能なよ
うに構成したことを特徴とするものである。

【０００３】この構造のバルブは、ボンネットを固定し
ているボルトをゆるめてバルブ本体からそれを取り外す
ことにより、カートリッジの点検や交換が容易に行なえ
る。カートリッジが修理を要するときは、新しいものと
交換して再びボンネットを固定し、古いカートリッジを
その後に分解して必要なら部品の交換をするなどして、
再調整することができる。 従って、カートリッジ式バ
ルブは、配管を通る流体に接触することを極力避けた
い、放射性物質や劇毒物を取扱うプラントに使用して大
いにその意義を発揮して来た。

【０００４】このカートリッジ式のバルブに対して、さ
らに、ボンネット下部とカートリッジ上部とをバヨネッ
トマウント方式で着脱する構造を採用し、ボンネットの
取り外しと同時にカートリッジも取り外せるようにする
改良を施し、これもすでに提案した（特開昭５７−２２
４７７号）。 具体的には、ボンネットの下部とカート
リッジ上部のいずれか一方に少なくとも２個の横方向の
突出片を設けるとともに、他方にはこの突出片と係合す
る溝を設け、溝の一部に突出片の通過を許す切欠きをそ
なえた構造である。

【０００５】カートリッジ式のバルブは、ボールバル
ブ、ゲートバルブなど種々のタイプが可能であるが、と
くにボールバルブへの適用が有利であり、ほとんどボー
ルバルブとして実用されている。 ボールバルブにおい
ては、カートリッジ内でボールに対するボールシートと
カートリッジおよびバルブ本体間のシールをするガスケ
ットの材料としてＰＥＥＫ樹脂のようなエンジニアリン
グプラスチックを使用し、高温かつ放射線下の使用条件
に耐えられるようにし、かつボールシートおよびガスケ
ットの断面形状を工夫することにより、ボール回転のト
ルクを小さく抑えることに成功したタイプも、すでに開
示した（特開平７−２７２３８号）。

【０００６】カートリッジ式のボールバルブであって、
上記バヨネット式の着脱を行なうものの代表例は、図１
および図２に示すような構造である。 カートリッジ
（２）とバルブ本体（１）との間のガスケットは、図３
にみるように、流通方向の一方の側が、カートリッジの
周面に当てられたリング状のシートガスケット（６Ａ）
であって、他方の側が、テーパをもった平面を向い合わ
せてバルブ本体側に設けたリング状の溝にリング状のも
のを挿入したガイドガスケット（７Ａ）であって、これ
らの組み合わせによりシールをしている。 シートガス
ケット（６Ａ）は、図４ＡおよびＢにみるような形状で
あって、その裏面のリング状の突起をカートリッジの外
周に設けた溝に挿入して固定する。

【０００７】このバルブを使用しているうち、つぎの問
題が生じた。 すなわち、カートリッジをバルブ本体か
らとり出すときに、シートガスケットがカートリッジ
から脱落しやすいこと、およびバルブ本体側にあるガ
イドガスケットの交換に当って、取り外しと新品の装着
が面倒なこと、である。 シートガスケットは、テフロ
ンやナイロン、ポリアセタ−ル、ポリカ−ボネ−トある
いはＰＥＥＫのようなプラスチックで成形することが多
いが、図３に示すようなカートリッジ外形に正しく合致
させたものを成形するのは容易でないため、多くの場
合、図４ＡおよびＢに示すような平面形状のものを成形
して使用している。 カートリッジ装着時にはシートガ
イドが押し込まれて屈曲するが、抜去時には弾性で形状
が復元し、カートリッジから離れやすくなる結果、脱落
するわけである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、カー
トリッジ式のボールバルブにおいて経験した上記の問題
を解消し、カートリッジの取り出しに当ってシートガス
ケットが脱落することなく、かつガイドガスケットの交
換も容易にしたものを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する発
明のカートリッジ式のボールバルブは、図５および図６
に示すように、箱形のバルブ本体（１）の中に、有底の
ほぼ円筒状で流体通過孔を有するカートリッジ（２）を
着脱可能に設け、カートリッジ内部に流体通過孔を有す
るバルブボール（３）を回転可能に収容してあり、カー
トリッジ内でバルブボールを流通方向の両側に配置した
一対のボールシート（４Ａ，４Ｂ）でシールするととも
に、カートリッジとバルブ本体との間を流通方向の両側
に配置した一対のガスケットでシールしてなるカートリ
ッジ式のボールバルブにおいて、カートリッジ（２）の
流通方向の一方の側を、図７に示すようにアリミゾ（２
１）つきの平面（２２）とし、そこへ、図８に示すよう
にカートリッジの外形に合致するカマボコ型の断面をも
ったシートガスケット（６Ｂ）を挿入して上記アリミゾ
により固定し、流通方向の他方の側をテーパをもった平
面（２３）とし、このテーパ面にリング状の溝（２４）
を設け、そこへリング状のガイドガスケット（７Ｂ）を
挿入し、これらのガスケットによってカートリッジとバ
ルブ本体とのシールを形成したことを特徴とする。 こ
れらの図において、符号（５）はアジャスター、（８）
はボンネット、（９）はステムを示す。

【００１０】

【発明の実施の形態】シートガスケットの材料として
は、上記のように、テフロン、ナイロン、ＰＥＥＫのよ
うなエンジニアリングプラスチックが好適であって、量
産品においては射出成形品を用意して使用すればよく、
そうでない場合はブロックから切削加工して得た製品を
使用すればよい。

【００１１】図示した例は、カートリッジ式のボールバ
ルブにおいて、前記のバヨネット式マウント法を採用し
たものである。 カートリッジ（２）の詳細は図７Ａ
（平面図）およびＢ(縦断面図)に示すとおりであり、シ
ートガスケットの詳細は図８Ａ（平面図）およびＢ（断
面図）に示すとおりである。 カートリッジ（２）の流
通方向の一方の側にアリミゾ（２１）つきの平面（２
２）をつくり、そこへシートガスケット（６Ｂ）を、ア
リミゾの方向に沿って、つまり有底筒状のカートリッジ
に対して横方向から辷らせてはめ込み、アリミゾで固定
する。 他方のガイドガスケット（７Ｂ）は、リング状
で、カートリッジの流通方向に関し他方の側にあるテー
パつき平面（２３）に設けたリング状溝（２４）にはめ
込む。 いうまでもなく、カートリッジとシートガスケ
ットおよびガイドガスケットとのはめ合い状態を適切に
えらんで、脱落も変形もないようにすべきである。 従
来のバルブに対する本発明のバルブの特徴は、図１およ
び図５の対比により明らかになる。 本発明では、図８
に示したようなカマボコ型の断面をもったシ−トガスケ
ット（６Ｂ）を使用することにより、図４に示したド−
ナツ型のシ−トガスケット（６Ａ）をわん曲させてはめ
込んでいた従来のものより、カ−トリッジ（２）への装
着が容易になるとともに、脱落しにくくなる。 また、
ガイドガスケット（７Ｂ）をカ−トリッジ（２）側にと
りつけたことにより、バルブ本体（１）内にとりつけて
いた従来のものより、その取り外しが容易になる。

【００１２】バルブ全体の組み立ては、すでに開示した
前記のカートリッジ式のバルブにおいてボールバルブで
あるものと、同様に行なうことができる。 すなわち、
まずカートリッジ(２)内にボールシート(４Ａ，４Ｂ)を
介してボール（３）を回転可能に収容する。 このと
き、図５および図６にみるように、アジャスター（５）
によりボールとボールシートの関係を調節して、シール
の確保とボール回転のスムーズさとを調和させる。 次
にカートリッジの両側にシートガスケット（６Ｂ）およ
びガイドガスケット（７Ｂ）を前記のようにしてとりつ
け、カートリッジをバルブ本体内に置く。 ステム
（９）を組み込んだボンネット（８）をバルブ本体上に
のせ、固定ボルトで両者を結合することにより、本発明
のカートリッジ式のボールバルブが完成する。

【００１３】

【発明の効果】本発明のカートリッジ式のボールバルブ
は、すでに開示したカートリッジ式のバルブにおいてボ
ールバルブのタイプであるものが享受する、すべての利
益が得られる。 すなわち、基本的な態様にあっては、
バルブ本体からカートリッジを取り出すことによりバル
ブボールの周辺を配管系統から切り離して取り扱うこと
ができ、検査や修理に好都合である。 バヨネットマウ
ント方式を採用した好ましい態様においては、これに加
えてボンネットとバルブ本体との着脱に当って、カート
リッジを同時に着脱できるという効果を、あわせて奏す
る。 ボールシートに適切なエンジニアリングプラスチ
ックを使用し、その断面形状を適切に選択することによ
って、高温での使用に耐え、かつボールの回転をスムー
ズにするという、その後の開発により奏した効果もま
た、得ることができる。

【００１４】その上で本発明は、カートリッジにシート
ガスケットがはめ込まれていて脱落せず、かつ、従来は
バルブ本体側にあって取り出しにくかったガイドガスケ
ットがカートリッジ側に一体になっていて、取り出しや
交換が容易であるという利益が得られる。

【００１５】このようにして本発明は、危険・有害物質
を取扱う配管系統のバルブとして、検査や修理の所要時
間をいっそう短縮するとともに、危険・有害物質との接
触の機会をさらに減らすことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のカートリッジ式のボールバルブの構造
を示す縦断面図。

【図２】 図１のボールバルブの、図１のＩ−Ｉ方向断
面図。

【図３】 図１のボールバルブのカートリッジをバルブ
本体から抜き出したところを示す、ボールとボールシー
トを含まない要部についての縦断面図。

【図４】 図３のカートリッジにとりつけるシートガス
ケットを示す図であって、Ａは平面図、Ｂは断面図。

【図５】 本発明のカートリッジ式のボールバルブの構
造を示す、図１に対応する縦断面図。

【図６】 図５のボールバルブの図５のII−II方向断面
図。

【図７】 図５のボールバルブのカートリッジを示す図
であって、Ａは平面図、ＢはＡのIII−III方向縦断面
図。

【図８】 図５のカートリッジにはめ込んで使用するシ
ートガスケットを示す図であって、Ａは平面図、ＢはＡ
のIV−IV方向断面図。

【符号の説明】

１ バルブ本体 ２ カートリッジ ２１ アリミゾ ２２ 平面 ２３ テーパをも
った平面 ２４ リング状の溝 ３ ボール ４Ａ，４Ｂ ボールシート ５ アジャスター ６Ａ リング状のシートガスケット ６Ｂ カマボコ型のシ−トガスケット ７Ａ ガイドガスケット（本体側） ７Ｂ ガイドガスケット（カ−トリッジ側） ８ ボンネット ９ ステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 靖三 千葉県佐倉市染井野２−38−５ (72)発明者 川島 唯司 東京都世田谷区野沢４−21−23 (72)発明者 松井 典夫 茨城県東茨城郡桂村下圷2879−３ (72)発明者 豊田 義弘 茨城県ひたちなか市元町１−６ (72)発明者 山崎 純 神奈川県鎌倉市扇ヶ谷２−24−16 (72)発明者 小泉 忠義 神奈川県川崎市麻生区上麻生1087−191 (72)発明者 大野 勝男 東京都世田谷区桜丘４−20−18 (56)参考文献 特開 昭56−120862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−22477（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−27238（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−6278（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 5/00 - 5/20 F16K 27/00 - 27/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱形のバルブ本体の中に、有底のほぼ円
   筒状で流体通過孔を有するカートリッジを着脱可能に設
   け、カートリッジ内部に流体通過孔を有するバルブボー
   ルを回転可能に収容してあり、カートリッジ内でバルブ
   ボールを流通方向の両側に配置した一対のボールシート
   でシールするとともに、カートリッジとバルブ本体との
   間を流通方向の両側に配置した一対のガスケットでシー
   ルしてなるカートリッジ式のボールバルブにおいて、カ
   ートリッジの流通方向の一方の側をアリミゾつきの平面
   とし、そこへカートリッジの外形に合致するカマボコ型
   の断面をもったシートガスケットを挿入して上記アリミ
   ゾにより固定し、流通方向の他方の側をテーパをもった
   平面とし、このテーパ面にリング状の溝を設け、そこへ
   リング状のガイドガスケットを挿入し、これらのガスケ
   ットによってカートリッジとバルブ本体とのシールを形
   成したことを特徴とするカートリッジ式のボールバル
   ブ。
2. 【請求項２】 シートガスケットとして、テフロン、ナ
   イロン、ポリアセタール、ポリカーボネートおよびＰＥ
   ＥＫからえらんだプラスチックの射出成形品または切削
   加工品を使用した請求項１のボールバルブ。