JP5183971B2 - 弁体研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、安全弁などの弁類の内部の部品である弁体の研磨を行う研磨装置に関し、さらに詳しくは、定盤、弁体固定冶具、弁体固定ハンドルなどから構成される弁体研磨装置に関する。

水、ガス、油などの流体を貯えるためのタンクなどの容器には、その内部圧力が規定以上の圧力になった場合、それ以上の圧力の上昇を防止し、容器の破損を防止するために、安全弁などの弁類が設けられている。この安全弁は、その内部部品として、一方のシール面（着座面）を有する弁体と、その弁体を着座させる他方のシール面（弁座面）を有する弁座形成体とを備えている。この安全弁は、弁体のシール面と弁座形成体のシール面の間を開いて開状態（規定圧力（設定圧力）以下では閉状態）になることによって、上記の流体を容器外へ逃がすことにより、容器内の圧力を規定圧力まで圧力を降下させる。

このような安全弁は、経年劣化などにより、規定圧力以下においても開状態となる現象（出流れ）が発生することがある。このような現象は、安全弁の弁体において、そのシール面の平滑度が損なわれることにより、弁体と弁座形成体との密着性が悪くなることに起因している。
そこで、このような現象が発生した場合、従来、安全弁の内部から弁体を取り出し、作業員の手作業によって、その弁体のシール面を研磨することが行われていた。すなわち、作業員が弁体を直接、手で保持して回転させながら、ステンレス鋼製の定盤上に設置した研磨紙や研磨剤により、その弁体のシール面を研磨し、そのシール面を平滑にすることが行われている。

しかしながら、作業員の手作業による弁体の研磨作業には、職人的な技術や熟練が要求されるため、作業者によって仕上がりの状態（シール面の平滑性）にばらつきが生じるという問題があった。
なお、本件出願人は、これまでに、弁体の研磨装置に関する知見を有していなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、弁類の弁体の研磨作業において、職人的な技術や熟練を必要とすることなく、作業者によって仕上がりの状態にばらつきが生じない弁体研磨装置を提供することを目的とする。

本発明の弁体研磨装置は、シール面と対向する側の端部に凹部が設けられた弁類の弁体の前記シール面を研磨するための弁体研磨装置であって、定盤と、該定盤の一方の面に立設された支柱と、該支柱に支持部を介して固定され、凹部が設けられた固定部材及び押圧手段を備えた本体と、該本体と前記定盤の一方の面に配された弁体との間に介在され、前記本体からの押圧力を前記弁体に加えるための球体とを備え、前記弁体の凹部及び前記固定部材の凹部に嵌合させた前記球体を介して、前記本体と当該弁体を接続し、当該球体を介して当該本体により当該弁体を押圧するとともに、前記弁体を手で回転させて当該弁体のシール面を研磨することを特徴とする。
また、前記本体は、円筒状のホルダと、前記ホルダ内部に収納されたコイルスプリングと、前記コイルスプリング内に挿通された状態で前記ホルダ内に収納される押圧部材と、前記ホルダの一端側に設けられた擦り合わせ圧力調整ハンドルと、前記コイルスプリングを前記ホルダ内に固定するためのスプリングガイドと、前記圧力調整ハンドルと一体化されたネジ部材と、を有する前記押圧手段を備え、前記押圧部材の先端が前記固定部材に当接されるとともに、前記押圧手段によって、前記弁体を、その長手方向に沿う軸を中心として回転可能に固定するための押圧力を調整することが好ましい。

本発明の弁体研磨装置によれば、定盤の一方の面上にフィルム研磨材を載置するか、あるいは、研磨剤を塗布し、これらフィルム研磨材あるいは研磨剤上に弁体を配置し、さらに、弁体の凹部に嵌合した球体を介して、本体と弁体を接続することにより、本体の中心軸と、弁体の中心軸とが多少ずれていても、本体により弁体に対して均等に押圧力を加えることができるので、弁体を手で回転させても、そのシール面の研磨作業にばらつきが生じない。したがって、本発明の弁体研磨装置を用いた弁体の研磨作業によれば、作業者の技量や熟練を必要とすることがなく、本体の中心軸と弁体の中心軸の位置合わせなどの非常に手間がかかる作業を省略することができるため作業効率が向上するとともに、常に弁体のシール面をほぼ均一な平滑面に仕上げることができる。

本発明の弁体研磨装置の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の弁体研磨装置の一実施形態を示す概略斜視図である。図２は、本発明の弁体研磨装置の一実施形態を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は一部断面の概略正面図である。図３は、本発明の弁体研磨装置の一実施形態を構成する本体の概略断面図である。
本実施形態の弁体研磨装置１０は、定盤１１と、この定盤１１の一方の面１１ａに載設されたガラス板１２と、定盤１１の一方の面１１ａに立設された支柱１３と、この支柱１３に支持部１５を介して固定され、押圧手段を備えた本体１４と、この本体１４と定盤１１の一方の面１１ａに配された弁体との間に介在させ、本体１４からの押圧力を弁体に加えるための球体１６とから概略構成されている。

定盤１１は、ステンレス鋼などの耐食性に優れる鋼材からなる円盤状の基材である。
定盤１１は、その一方の面１１ａの中央部にガラス板１２を嵌脱可能に嵌合するための凹部１１ｂが設けられている。この凹部１１ｂは、その深さが、ここにガラス板１２を嵌合した場合、ガラス板１２の外周面の少なくとも一部が露出するように形成されている。これにより、ガラス板１２は、定盤１１の一方の面１１ａに、その面よりも突出した状態で固定され、ガラス板１２の表面１２ａと、定盤１１の一方の面１１ａとは同一面上に配されておらず、両者の間には段差が設けられている。

また、定盤１１の外縁部には、その厚み方向に貫通し、支柱１３を固定するためのネジ孔１１ｃが穿設されている。
さらに、定盤１１の外縁部には、その厚み方向に貫通し、球体１５を一時的に載置することが可能な複数の貫通孔１１ｄが等間隔に穿設されている。

支柱１３は、ステンレス鋼などの耐食性に優れる鋼材からなる円柱状の部材である。
支柱１３は、定盤１１に設けられたネジ孔１１ｃに支柱１３の一端部に設けられたネジ部１３ａが螺合されることにより、定盤１１の一方の面１１ａに対して垂直に固定されている。

本体１４は、主として、ステンレス鋼などの耐食性に優れる鋼材からなる部材から構成されている。
本体１４は、支柱１３に本体１４を固定するための支持部１５と、ガラス板１２の表面１２ａに弁体を固定するためのホルダ部１７とから概略構成されている。また、本体１４は、支持部１５を介して、支柱１３に沿って移動可能に固定することができるようになっている。

ホルダ部１７は、円筒状のホルダ１８と、この内部に収納されたコイルスプリング１９と、コイルスプリング１９内に挿通された状態でホルダ１８内に収納され、ネジ無しの六角ボルト状の部材からなる押圧部材２０と、ホルダ１８の一端側（図１〜３においてホルダ１８の上端側）に設けられた擦り合わせ圧力調整ハンドル（以下、「圧力調整ハンドル」と略す。）２１とから概略構成されている。

また、ホルダ１８の一端には、ホルダキャップ２２が嵌合されている。また、ホルダ１８内には、その他端側（図１〜３においてホルダ１８の下端側）に、コイルスプリング１９をホルダ１８内に固定するためのスプリングガイド２３が設けられている。また、ホルダキャップ２２には、その厚み方向に貫通するネジ孔２２ａが穿設されている。このネジ孔２２ａに、圧力調整ハンドル２１と一体化されたネジ部材２４を螺合することにより、ネジ部材２４の先端がホルダ１８内の押圧部材２０の頭部２０ａに当接するようになっている。また、押圧部材２０の先端は、ホルダ１８の他端側に設けられ、上記の球体１６を緩嵌する（緩く嵌合する）ための凹部２９ａが設けられた固定部材２９に当接している。

このように、弁体研磨装置１０において、ホルダ１８、コイルスプリング１９、押圧部材２０、圧力調整ハンドル２１、ホルダキャップ２２、スプリングガイド２３、ネジ部材２４などから構成される押圧手段を用いて、弁体の研磨に際して、圧力調整ハンドル２１のねじ込み度合いを調整することにより、ガラス板１２の表面１２ａに、弁体を、その長手方向に沿う軸を中心として回転可能に固定するための押圧力を調整することができる。

支持部１５は、支柱１３を挿通するための挿通孔２５ａを有する挿通部材２５と、ホルダ１８の他端に嵌合、接続され、押圧部材２０の先端部を挿通する円筒状の円筒部材２６と、挿通部材２５と円筒部材２６を、それぞれの長手方向（図１〜３において紙面の上下方向）の中心軸が平行となるように接続する接続部材２７と、挿通部材２５の側面に設けられた高さ調整ハンドル２８とから概略構成されている。また、ホルダ１８に円筒部材２６を嵌合することにより、円筒部材２６は、その長手方向の中心軸が、ホルダ１８の長手方向（図１〜３において紙面の上下方向）の中心軸と平行になるように配置されている。さらに、円筒部材２６内には、ホルダ１８の他端側が開口した凹部２９ａが設けられた固定部材２９が嵌合されており、その凹部２９ａの長手方向の中心軸が、ホルダ１８の長手方向の中心軸と平行になっている。また、挿通部材２５には、その側面から挿通孔２５ａまで貫通するネジ孔２５ｂが穿設されている。このネジ孔２５ｂに、高さ調整ハンドル２８と一体化されたネジ部材３０を螺合することにより、ネジ部材３０の先端が挿通孔２５ａ内の支柱１３の側面に当接し、支柱１３に対して、本体１４が固定されるようになっている。

これにより、挿通部材２５の挿通孔２５ａに、支柱１３を挿通することにより、本体１４を、定盤１１の一方の面１１ａに対して垂直な方向において、任意の位置に固定することができる。

球体１６は、ステンレス鋼などの耐食性に優れるとともに、比較的硬度の高い部材からなるものである。
球体１６の大きさは限定されるものではなく、固定部材２９の凹部２９ａの開口径、および、研磨処理の対象となる弁体の大きさ、すなわち、弁体に設けられ、球体１６を緩嵌するための凹部の開口径の大きさに応じて、適宜調整される。

なお、この弁体研磨装置１０は、弁体の研磨作業に際して、定盤１１、ガラス板１２、支柱１３、本体１４などの構成要素を組み立てて使用される。言い換えれば、この弁体研磨装置１０は、弁体の研磨作業を行わない場合、分解して小型化して保管することができる。したがって、この弁体研磨装置１０は、携帯性にも優れている。

次に、図１、２および４を参照して、この実施形態の弁体研磨装置の作用について、弁体の研磨を行う場合を例に挙げて説明する。
図４は、この実施形態の弁体研磨装置を用いた弁体の研磨方法を示す概略斜視図である。
「弁体研磨装置の組み立て」
先ず、定盤１１のネジ孔１１ｃに、支柱１３のネジ部１３ａを螺合し、定盤１１の一方の面１１ａに支柱１３を立設する。
次いで、定盤１１の凹部１１ｂにガラス板１２を嵌合し、定盤１１の一方の面１１ａにガラス板１２を固定する。
次いで、支持部１５の挿通部材２５の挿通孔２５ａに支柱１３を挿通した後、高さ調整ハンドル２８を回し、定盤１１の一方の面１１ａと所定の間隔を置いて、支柱１３に本体１４を仮固定し、弁体研磨装置１０の組み立てを完了する。なお、支柱１３に本体１４を仮固定する位置は、定盤１１の一方の面１１ａ上に後述するフィルム研磨材４０、弁体４１、球体１６を順に配置する際に、作業の妨げとならない位置とする。

「弁体の研磨方法」
次いで、ガラス板１２の表面１２ａ上に、所定の大きさに成形したフィルム研磨材４０を載置する。
フィルム研磨材４０としては、特に限定されず、一般的に精密機器部品などの研磨に用いられるフィルム状の研磨材が用いられるが、例えば、厚みが均一なポリエステルフィルムに、高分子系合成接着剤を用いて、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの超微粒子からなる研磨材を塗布してなるフィルム研磨材が挙げられる。

次いで、本体１４の円筒部材２６の直下となるように、ガラス板１２上のフィルム研磨材４０上に、弁体４１を配置する。この時、フィルム研磨材４０に、弁体４１のシール面（研磨処理の対象となる面）が接するように、弁体４１を配置する。
次いで、フィルム研磨材４０上の弁体４１の凹部４１ａに、球体１６の一部を嵌合する。
なお、この弁体研磨装置１０によって研磨処理可能される弁体４１は、ステンレス鋼などの耐食性に優れるとともに、比較的硬度の高い材質からなる円筒状の部品であり、安全弁、減圧弁、逆止弁、調整弁などの弁類の内部部品である。また、この弁体４１は、そのシール面と対向する側の端部に、少なくとも球体１６の一部を緩嵌する（緩く嵌合する）ことができる凹部が設けられている弁体である。なお、この実施形態では、弁体４１は円筒状の部材であるから、その貫通孔４１ａが凹部の役割を果たす。

次いで、高さ調整ハンドル２８を回して本体１４の固定を解除し、本体１４を下げて、円筒部材２６内の固定部材２９の凹部２９ａに、弁体４１上の球体１６の一部を嵌合する。この時、弁体４１の中心軸と、固定部材２９の中心軸とが一致していなければ、弁体４１の位置を変えるなどして一致させる。
次いで、高さ調整ハンドル２８を回して、支柱１３に本体１４を固定する。この時、弁体４１には、本体１４の重さのみが加えられるようにすれば十分であり、本体１４を押圧するなどして、弁体４１に余分な力を加える必要はない。

次いで、圧力調整ハンドル２１を回し、球体１６を介して本体１４により弁体４１を押圧し、弁体４１のシール面をフィルム研磨材４０に押し当てる。この時、本体１４による弁体４１に対する押圧力を大きくし過ぎないようにすることが好ましく、具体的には、本体１４による押圧力を、弁体４１を抑えたまま、フィルム研磨材４０上にて、弁体４１をその中心軸周りに回転することができる程度の力とする。

次いで、弁体４１を把持し、フィルム研磨材４０上にて、弁体４１をその中心軸周りに回転させることにより、弁体４１のシール面を研磨する。
なお、弁体４１のシール面を所定の粗さ（平滑度）とするためには、粒度が粗いフィルム研磨材４０による研磨から開始して、次第に、粒度が細かいフィルム研磨材４０による研磨へと移行する。

以上説明したように、この実施形態の弁体研磨装置１０によれば、定盤１１の一方の面１１ａ上にフィルム研磨材４０を載置し、そのフィルム研磨材４０上に弁体４１を配置し、その弁体４１の凹部４１ａに嵌合した球体１６を介して、本体１４により弁体４１に対して均等に押圧力を加えることができる。なぜならば、球体１６を介して、本体１４と弁体４１を接続することにより、本体１４の中心軸と、弁体４１の中心軸とが多少ずれていても、本体１４により弁体４１に対して均等に押圧力を加えることができるからである。したがって、この状態で弁体４１を手で回転させても、そのシール面の研磨作業にばらつきが生じない。
したがって、この弁体研磨装置１０を用いた弁体４１の研磨作業によれば、作業者の技量や熟練を必要とすることがなく、本体１４の中心軸と弁体４１の中心軸の位置合わせなどの非常に手間がかかる作業を省略することができるため作業効率が向上するとともに、常に弁体４１のシール面をほぼ均一な平滑面に仕上げることができる。

また、この弁体研磨装置１０では、ガラス板１２は、本体１４からの押圧力により破損するおそれや、弁体４１の研磨作業による摩耗により平坦度が損なわれるおそれがあるが、そのような不具合が生じた場合には、定盤１１からガラス板１２を脱離して、新しいものと交換することができる。したがって、ガラス板１２の表面１２ａの平坦度を保つことができる。

なお、この実施形態では、フィルム研磨材４０を用いて弁体４１を研磨する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、フィルム研磨材の替わりに、超微粒子からなる研磨材を含むペースト状などの研磨剤を用いることもできる。

本発明の弁体研磨装置は、球体を嵌合するために、そのシール面と対向する側の端部に凹部が設けられた弁体であれば、その他の形状に依ることなく、シール面を研磨することができる。

本発明の弁体研磨装置の一実施形態を示す概略斜視図である。 本発明の弁体研磨装置の一実施形態を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は一部断面の概略正面図である。 本発明の弁体研磨装置の一実施形態を構成する本体の概略断面図である。 本発明の一実施形態の弁体研磨装置を用いた弁体の研磨方法を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０・・・弁体研磨装置、１１・・・定盤、１２・・・ガラス板、１３・・・支柱、１４・・・本体、１５・・・支持部、１６・・・球体、１７・・・ホルダ部、１８・・・ホルダ、１９・・・コイルスプリング、２０・・・押圧部材、２１・・・擦り合わせ圧力調整ハンドル、２２・・・ホルダキャップ、２３・・・スプリングガイド、２４・・・ネジ部材、２５・・・挿通部材、２６・・・円筒部材、２７・・・接続部材、２８・・・高さ調整ハンドル、２９・・・固定部材、３０・・・ネジ部材、４０・・・フィルム研磨材、４１・・・弁体。

Claims (2)

1. シール面と対向する側の端部に凹部が設けられた弁類の弁体の前記シール面を研磨するための弁体研磨装置であって、
   定盤と、該定盤の一方の面に立設された支柱と、該支柱に支持部を介して固定され、凹部が設けられた固定部材及び押圧手段を備えた本体と、該本体と前記定盤の一方の面に配された弁体との間に介在され、前記本体からの押圧力を前記弁体に加えるための球体とを備え、
   前記弁体の凹部及び前記固定部材の凹部に嵌合させた前記球体を介して、前記本体と当該弁体を接続し、当該球体を介して当該本体により当該弁体を押圧するとともに、
   前記弁体を手で回転させて当該弁体のシール面を研磨することを特徴とする弁体研磨装置。
2. 前記本体は、円筒状のホルダと、前記ホルダ内部に収納されたコイルスプリングと、前記コイルスプリング内に挿通された状態で前記ホルダ内に収納される押圧部材と、前記ホルダの一端側に設けられた擦り合わせ圧力調整ハンドルと、前記コイルスプリングを前記ホルダ内に固定するためのスプリングガイドと、前記圧力調整ハンドルと一体化されたネジ部材と、を有する前記押圧手段を備え、
   前記押圧部材の先端が前記固定部材に当接されるとともに、
   前記押圧手段によって、前記弁体を、その長手方向に沿う軸を中心として回転可能に固定するための押圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載の弁体研磨装置。

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