JP7385821B2 - ボール弁 - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、流体の出入口が設けられた弁箱と、この弁箱内に弁座を介して回転可能に保持される球状または半球状の弁体と、この弁体を回転させる弁棒とを備え、前記弁体には、球状面へ開口して流体流路が形成されており、前記流体流路の球状面への開口部の内、少なくとも一つの開口部には、前記弁体の回転方向一方および/または他方へ延出して、切欠溝が形成されており、この切欠溝は、前記球状面から凹んだ底面が、前記開口部の軸線に対し垂直に形成されているボール弁であって、前記弁箱には、流入路、第一流出路および第二流出路が設けられ、前記弁体には、前記流入路に連通する入口穴と、この入口穴から前記球状面へ開口する第一出口穴および第二出口穴が設けられ、前記第一流出路に第一弁座が設けられる一方、前記第二流出路に第二弁座が設けられ、前記弁体の各出口穴と前記各弁座の弁座穴とは、前記弁体を正転させた際、下記(a)~(e)の順に流通状態が切り替わることを特徴とするボール弁である。
(a)前記弁体の各出口穴およびこれに連接した切欠溝が、前記各弁座の弁座穴のいずれとも連通しない第一位置。
(b)前記弁体の第一出口穴に連接した切欠溝が、前記第一弁座の弁座穴に開口する第二位置。
(c)前記弁体の第一出口穴が、前記第一弁座の弁座穴に開口する第三位置。
(d)前記弁体の第一出口穴と前記第一弁座の弁座穴との連通状態を維持したまま、前記弁体の第二出口穴に連接した切欠溝が、前記第二弁座の弁座穴に開口する第四位置。
(e)前記弁体の第一出口穴と前記第一弁座の弁座穴との連通状態を維持したまま、前記弁体の第二出口穴が前記第二弁座の弁座穴に開口する第五位置。
請求項1または請求項2に記載の発明によれば、弁体の各出口穴と各弁座の弁座穴とは、弁体を正転させた際、所定の第一位置、第二位置、第三位置、第四位置および第五位置の順に、流通状態が切り替わる。弁体の出口穴だけでなくそれに連接した切欠溝でも流通状態を調整することで、弁体の回転角度に対する流量変化を小さくすることができる。
図1は、本発明の一実施例のボール弁1を示す概略縦断面図である。また、図2~図6は、図1のX-X断面図であり、ボール弁1の開閉状況を順に示している。さらに、図7は、図1のボール弁1の弁体2を示す概略斜視図であり、弁棒3および支軸4と共に示している。
いま、ボール弁1が全閉位置(第一位置)にあるとして、弁体2を正転させると、下記の第一位置から第五位置まで、順に流通状態が切り替わる。逆に、ボール弁1が全開位置(第五位置)にあるとして、弁体2を逆転させると、第五位置から第一位置まで、順に流通状態が切り替わる。もちろん、ボール弁1を全閉位置から中途(たとえば第三位置)まで開放した後、再び全閉位置まで戻すなど、適宜に開閉制御可能である。以下、第一位置から第五位置までの各位置について、説明する。
第一位置では、図2に示すように、弁体2の各出口穴15,16およびこれに連接した切欠溝17,18は、各弁座9,10の弁座穴9a,10aのいずれとも連通しない。つまり、第一出口穴15は、球状面への開口部(言い換えれば弁体2の中心からの第一出口穴15の軸線)を左前方へ向けて配置され、第一弁座9の弁座穴9a(および第二弁座10の弁座穴10a)とは連通しない。この際、第一出口穴15に連接された第一切欠溝17も、第一弁座9の弁座穴9a(および第二弁座10の弁座穴10a)には開口しない。
第二位置では、図3に示すように、弁体2の第一出口穴15に連接した第一切欠溝17の少なくとも一部が、第一弁座9の弁座穴9aに開口する。つまり、第一弁座9の弁座穴9aに対して、第一切欠溝17のみが開口する。弁体2を正転させるに従って、第一切欠溝17は、第一弁座9の弁座穴9aへの開口面積を拡大させる。但し、第二位置では、第一出口穴15の開口部(第一出口穴15の軸線に沿った球状面への開口部)は、第一弁座9の弁座穴9aには開口しない。また、第二出口穴16および第二切欠溝18は、第二弁座10の弁座穴10aには開口しない。
第三位置では、図4に示すように、弁体2の第一出口穴15の開口部(第一出口穴15の軸線に沿った球状面への開口部)の少なくとも一部が、第一弁座9の弁座穴9aに開口する。弁体2を正転させるに従って、第一出口穴15は、第一弁座9の弁座穴9aへの開口面積を拡大させる。但し、第三位置では、第二出口穴16および第二切欠溝18は、第二弁座10の弁座穴10aには開口しない。本実施例では、第一出口穴15の全部が第一弁座9の弁座穴9aに開口すると、第四位置へ移行する。
第四位置では、図5に示すように、弁体2の第一出口穴15と第一弁座9の弁座穴9aとの連通状態を維持したまま、弁体2の第二出口穴16に連接した第二切欠溝18の少なくとも一部が、第二弁座10の弁座穴10aに開口する。つまり、第二弁座10の弁座穴10aに対して、第二切欠溝18のみが開口する。弁体2を正転させるに従って、弁体2の第一出口穴15と第一弁座9の弁座穴9aとの連通状態を維持したまま、第二切欠溝18は、第二弁座10の弁座穴10aへの開口面積を拡大させる。但し、第四位置では、第二出口穴16の開口部(第二出口穴16の軸線に沿った球状面への開口部)は、第二弁座10の弁座穴10aには開口しない。
第五位置では、図6に示すように、弁体2の第一出口穴15と第一弁座9の弁座穴9aとの連通状態を維持したまま、弁体2の第二出口穴16の開口部(第二出口穴16の軸線に沿った球状面への開口部)の少なくとも一部が、第二弁座10の弁座穴10aに開口する。弁体2を正転させるに従って、弁体2の第一出口穴15と第一弁座9の弁座穴9aとの連通状態を維持したまま、第二出口穴16は、第二弁座10の弁座穴10aへの開口面積を拡大させる。そして、最終的には、第一弁座9の弁座穴9aに第一出口穴15を全開すると共に、第二弁座10の弁座穴10aに第二出口穴16を全開した状態とされる。この状態がボール弁1としての全開位置となる。一方、弁体2を逆転させれば、第五位置から第一位置まで順に移行して、ボール弁1を全閉位置まで閉めることができる。
2 弁体
3 弁棒
4 支軸
5 弁箱
6 流入路
7 第一流出路(7a:小径穴、7b:大径穴、7c:ネジ穴)
8 第二流出路(8a:小径穴、8b:大径穴、8c:ネジ穴)
9 第一弁座(9a:弁座穴)
10 第二弁座(10a:弁座穴)
11 駆動機構
12 弁体収容部
13 弁棒挿通穴
14 入口穴
15 第一出口穴
16 第二出口穴
17 第一切欠溝(17a:底面)
18 第二切欠溝(18a:底面)
19 軸封部
20 アタッチメント
21 Xリング
22 ワッシャ
23 Oリング
24 蓋材
25 ベアリング
26 フレーム材
27 減速機構
28 出力軸
29 カップリング
30 Oリング
31 第一コイルバネ
32 第一バネ押え
33 Oリング
34 第二コイルバネ
35 第二バネ押え
36 位置検出部
37 回転板
38 光透過検出部
Claims (4)
- 流体の出入口が設けられた弁箱と、この弁箱内に弁座を介して回転可能に保持される球状または半球状の弁体と、この弁体を回転させる弁棒とを備え、
前記弁体には、前記弁体の中心部から球状面へ開口して流体流路が形成されており、
前記流体流路の球状面への開口部の内、少なくとも一つの開口部には、前記弁体の回転方向一方および/または他方へ延出して、切欠溝が形成されており、
この切欠溝は、前記球状面から凹んだ底面が、前記弁体の中心部を通る線上に配置されないように形成されているボール弁であって、
前記弁箱には、流入路、第一流出路および第二流出路が設けられ、
前記弁体には、前記流入路に連通する入口穴と、この入口穴から前記球状面へ開口する第一出口穴および第二出口穴が設けられ、
前記第一流出路に第一弁座が設けられる一方、前記第二流出路に第二弁座が設けられ、
前記弁体の各出口穴と前記各弁座の弁座穴とは、前記弁体を正転させた際、下記(a)~(e)の順に流通状態が切り替わる
ことを特徴とするボール弁。
(a)前記弁体の各出口穴およびこれに連接した切欠溝が、前記各弁座の弁座穴のいずれとも連通しない第一位置。
(b)前記弁体の第一出口穴に連接した切欠溝が、前記第一弁座の弁座穴に開口する第二位置。
(c)前記弁体の第一出口穴が、前記第一弁座の弁座穴に開口する第三位置。
(d)前記弁体の第一出口穴と前記第一弁座の弁座穴との連通状態を維持したまま、前記弁体の第二出口穴に連接した切欠溝が、前記第二弁座の弁座穴に開口する第四位置。
(e)前記弁体の第一出口穴と前記第一弁座の弁座穴との連通状態を維持したまま、前記弁体の第二出口穴が前記第二弁座の弁座穴に開口する第五位置。 - 流体の出入口が設けられた弁箱と、この弁箱内に弁座を介して回転可能に保持される球状または半球状の弁体と、この弁体を回転させる弁棒とを備え、
前記弁体には、球状面へ開口して流体流路が形成されており、
前記流体流路の球状面への開口部の内、少なくとも一つの開口部には、前記弁体の回転方向一方および/または他方へ延出して、切欠溝が形成されており、
この切欠溝は、前記球状面から凹んだ底面が、前記開口部の軸線に対し垂直に形成されているボール弁であって、
前記弁箱には、流入路、第一流出路および第二流出路が設けられ、
前記弁体には、前記流入路に連通する入口穴と、この入口穴から前記球状面へ開口する第一出口穴および第二出口穴が設けられ、
前記第一流出路に第一弁座が設けられる一方、前記第二流出路に第二弁座が設けられ、
前記弁体の各出口穴と前記各弁座の弁座穴とは、前記弁体を正転させた際、下記(a)~(e)の順に流通状態が切り替わる
ことを特徴とするボール弁。
(a)前記弁体の各出口穴およびこれに連接した切欠溝が、前記各弁座の弁座穴のいずれとも連通しない第一位置。
(b)前記弁体の第一出口穴に連接した切欠溝が、前記第一弁座の弁座穴に開口する第二位置。
(c)前記弁体の第一出口穴が、前記第一弁座の弁座穴に開口する第三位置。
(d)前記弁体の第一出口穴と前記第一弁座の弁座穴との連通状態を維持したまま、前記弁体の第二出口穴に連接した切欠溝が、前記第二弁座の弁座穴に開口する第四位置。
(e)前記弁体の第一出口穴と前記第一弁座の弁座穴との連通状態を維持したまま、前記弁体の第二出口穴が前記第二弁座の弁座穴に開口する第五位置。 - 前記弁体は、球状部を備え、この球状部には、径方向外側へ延出して前記弁棒が設けられており、
前記弁体は、前記弁棒の軸線まわりに回転可能に、前記弁箱に保持され、
前記球状部の外側から中心部へ向けて入口穴が形成される一方、前記球状部の中心部から球状面へ開口して第一出口穴および第二出口穴が形成され、
前記各出口穴の開口部に前記切欠溝が形成されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のボール弁。 - 前記弁体に前記弁棒が一体成形された
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のボール弁。
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