JPH0251670A - 立型三方ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 見乳叫ｌ眞 （産業上の利用分野） 本発明は、冷水、御水、燃料油などの流体の流れの開閉
、切替えと共に、供給量すなわちバルブを流過する流体
の流量を調整するのに用いる立型三方ボールバルブ及び
流れの開閉と流量調整を行うアングル型ボールバルブに
関するものである。

（従来の技術） ボールバルブは、ボールに接続したステムを回転させて
流路を開閉する構造であって、構造が簡単であって、操
作性に優れ、シール性に優れるなどの特性を有している
。特に、三方ボールバルブは、切替用バルブとして、構
造が簡単で操作性に優れている。ボールバルブのこのよ
うな特性を生かし、単に開閉操作や切替操作に用いるだ
けでなく、流量調整にも用いる試みがなされた。しかし
。

通常のボールバルブは流量がボールの回転角度に対して
リニアに変化せず、しかもボールの回転角度の僅かな変
化によって流量が著しく変化し開度５０％程度ですでに
最大流量に達するので、希望するような精度の流量調整
を行えなかった。

このようなボールバルブを流量調整にも適するよう改造
した特公昭４６−３６７８６号公報、特開昭６２−１７
７３７３号公報及び実開昭６２−１８３１７３号公報な
どに記載のボールバルブがあるが、いずれも流入口と流
出口を直線上に配置したストレート型のボールバルブで
あり、切替え用の三方ボールバルブや、流量調整バルブ
として知られるアングル型グローブバルブと同様なアン
グル型ボールバルブにおいて流量調整用になるものは未
だ提案されていない。

（発明が解決しようとする課題） 上記特公昭４６−３６７８６号公報に記載されたボール
バルブは、ボールの中心部に形成した円筒形の貫通孔の
一方の開口部をＶ字形に加工することが極めて困難であ
り、更に、流量がボールの回転角度に対して未だリニア
に変化せず、回転角度の微少な変化によって流量特性が
大きく変化するという課題も、同公報の第６図にみられ
るように余り改善されていない。

次に、特開昭６２−１７７３７３号公報に記載されたボ
ールバルブは、上例より流量特性が優れているが、ボー
ルの貫通孔を加工するのに一方からのドリル加工と他方
からのフライスカッター加工とが必要で、加工に多くの
労力と費用が掛かる欠点を有している。

また、実開昭６２−１８３１７３号公報記載のボールバ
ルブでは、流量特性が一層改善されているものの、貫通
孔の少なくとも一部に形成したスリット部の加工に、上
例より更に一層の労力と費用を要するという欠点がある
。

本発明は、上述した各ボールバルブが有する欠点を解消
し、コントローラからの信号に応じてバルブの開度を変
えて流量を調整するバルブとして、流量特性に優れ、簡
易な構造で経済性、信頼性に優れた立型三方ボールバル
ブ及びアングル型ボールバルブを提供することを目的と
する。

ｉ胛皮（處 （課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決するため、次のように構成
した。

すなわち、バルブ本体の下端の流入口から流入しバルブ
本体の両側に対向する一対の流出口のいずれかから流出
する流体の流量を、バルブ本体のほぼ中央部に装着した
ボールをバルブ本体の上方に突出させたステムによって
回転させ該ボールの回転角度にほぼ比例させて調整する
立型三方ボールバルブであって、該流入口はバルブ本体
とボールとの間の空間に通じており、該バルブ本体の一
対の流出口側に装着しボールに接して該ボールを支承す
る一対のボールシートはバルブ本体とボールとの間を密
封する構造であり、該ボールは幅及び深さが比例的に増
大する溝をボールの赤道に沿って経度でほぼ９０度乃至
１８０度の長さに設けたものである。

また、バルブ本体の下端の流入口から流入し該バルブ本
体の一側の流出口から流出する流体の流量を、バルブ本
体のほぼ中央部に装着したボールをバルブ本体の上方に
突出させたステムによって回転させ該ボールの回転角度
にほぼ比例させて調整するアングル型ボールバルブであ
って、該流入口はバルブ本体とボールとの間の空間に通
じており、該バルブ本体の一対の流出口側に装着しボー
ルに接して該ボールを支承する一対のボールシートはバ
ルブ本体とボールとの間を密封する構造であり、該ボー
ルは幅及び深さが比例的に増大する溝をボールの赤道に
沿って経度でほぼ９０度乃至２７０度の長さに設けたも
のである。

（作用） 本発明の立型三方ボールバルブで、溝の長さが経度でほ
ぼ９０度の長さである場合について説明すると、一対の
流出口のいずれも閉弁状態であるのは、溝がバルブ本体
とボールとの間の空間に面しており、いずれの流出口に
も面していない時である。この閉弁状態からボールを開
弁方向に僅か回転操作すると、ボールの表面に設けた溝
がいずれか一方の流出口流路に覗くようになり、バルブ
本体とボールとの間の空間と一方の流出口側流路とが連
通し、流体が流入口側から一方の流出口側へ流れる。但
し、この場合の一方の流出口側流路に覗いた溝の幅及び
深さは小さいので、流量は極く少ない。

続いて、ボールを開弁方向に更に回転操作すると、一方
の流出口側流路に覗く溝の幅及び深さが比例的に増大す
るので、流量は比例的に増大する。

そして、このように一方の流出口側流路に覗く溝の幅及
び深さが最大になるまでほぼ９０度ボールを操作すると
、一方の流出口へ流れる流量は最大になる。

この状態から更にほぼ９０度、従って最初の閉弁状態か
らほぼ１８０度回転操作すると、一対の流出口のいずれ
もが閉弁状態になる。

この状態から同方向に回転操作すると、溝は他方の流出
口側流路に覗き１回転角度にほぼ比例して他方の流出口
へ流れる流量が増大し、最初の開弁状態からほぼ２７０
度回転操作した時に、他方の流出口へ流れる流量が最大
になる。更にほぼ９０度回転操作すると、最初の閉弁状
態の位置になり、一対の流出口又は他方の流出口のいず
れかから流出しているときには、溝はそれらに対向して
いる流出口には面していないので、その流出口へ流出す
ることがない。

以上のように、この三方ボールバルブは、切替用である
と共に、流量調整もできる。

次に、溝の長さをほぼ９０度を超えてほぼ１８０度まで
にすると、溝が一方の流出口側流路に覗いていない状態
において、溝は他方の流出口側流路に覗いている。この
状態から溝が一方の流出口側流路に覗くように回転操作
すると、一方の流出出口側流路に覗く溝の幅及び深さが
比例的に増大し、流量もリニアに比例的に増大する。こ
の間。

他方の流出口側流路に覗いた溝は、次第に小さくなり、
９０度以内の回転で、溝は他方の流出口側流路に覗かな
くなり、流出口側流路とバルブ本体とボールとの間の空
間とは隔絶される。

更に回転操作すると、一方の流出口側流路に覗く溝の幅
と深さが比例的に増大し、終に最大流量に至る。このと
き、溝の長さは経度で１８０度まであるので、他方の流
出口側流路への流出はない。

この状態から更に回転操作すると、上述の一方の流出口
側を他方の流出口側とし、他方の流出口側を一方の流出
口側とした状態で、同様に作用し。

切替用と電流出口の流量調整用とに使用できる。

このように、本発明の立型三方ボールバルブは、幅及び
深さが比例的に増大する溝をボールの表面に設けて流量
調整を行うので、ボールの回転角度と流量との関係がリ
ニアであり、流量特性が優れている。

更に、溝の長さをほぼ９０度を超えてほぼ１８０度まで
にすると、従来のボールバルブと異なり回転角度が大き
いため、回転角度の僅かな誤差によって流量が大きく変
わることがない。

次に１本発明のアングル型ボールバルブの作用について
説明する。

このバルブでは、流出口側に装着したボールシートがボ
ールに接してボールを支承すると共にバルブ本体とボー
ルとの間を密封し、又、流入口はバルブ本体とボールと
の間の空間に通じている。

ボール表面に設けられた溝は、閉弁状態においてバルブ
本体とボールとの間の空間に面しており。

流出口側流路に面していない、このため、ボールシート
によって、流入口側流路と流出口側流路とは隔絶されて
いる。この閉弁状態からボールを開弁方向に僅か回転操
作すると、ボール表面に設けた溝が、ボールシートを通
過して流出口側流路に覗くようになり、バルブ本体とボ
ールとの間の空間が流出口側流路と連通し、流体が流入
口側から流出口側へと流れる。但し、この場合の流出口
側流路に覗いた溝の幅及び深さは小さいので、流量は極
く少ない。

続いて、ボールを開弁方向に回転操作すると。

ボールシートを通過して流出口側流路に覗く溝の幅及び
深さがリニアに比例的に増大するので、流量は比例的に
増大する。そして、このように流出口側流路に覗く溝の
幅及び深さが最大になるまでボールを回転操作すると、
流量は最大になる。

このように本発明のアングル型ボールバルブは。

ボール表面に設けた溝によって流量の調整を行うので、
大きな労力と費用は必要なく、ボールの回転角度と流量
との関係がリニアである。又、溝の長さを経度でほぼ９
０度乃至はぼ２７０度の長さに設けたので、回転角度の
僅かな誤差によって流量が大きく変わることがない、な
お、溝の長さはなるべく長いのが望ましい。

従って、上記アングル型ボールバルブは、流量調整バル
ブとして最も広く用いられているアングル型グローブバ
ルブに代えて用いることができる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の立型三方ボールバルブの一実施例を示
す半裁斜視図であり、第２図は本発明のアングル型ボー
ルバルブの一実施例を示す半裁斜視図である。

先ず、第１図において、■は立型三方ボールバルブ、２
はバルブ本体で、このバルブ本体２は２つの部分２ａ及
び２ｂで構成されている。３はバルブ本体２の下端に設
けた流入口であり、４及び５は各々バルブ本体２の両側
に対向させて設けた一対の流出口である。流体は矢で示
したように流入口側３から流出口側４又は５へ流れる。

６はボールであり、７及び８はバルブ本体２の流出口４
及び５側に装着しボール６を支承する一対のボールシー
トであって、このボールシート７及び８は、バルブ本体
２とボール６との間を密封する構造である。９はボール
６に接続され、バルブ本体２の上方に突出させたステム
であって、このステムの上端はハンドル又は駆動装置（
いずれも図示せず）に連結しである。

上記ボール６の表面には、溝６ａがボール６の赤道に沿
って経度でほぼ９０度乃至はぼ１８０度の長さに設けで
ある。

第３図及び第４図はいずれもボール６の断面図で、第３
図は溝６ａの長さ６ｄが経度でほぼ９０度の場合、第４
図は溝６ａの長さ６ｄが経度でほぼ１８０度の場合を示
している。また、第３図及び第４図において、（ａ）は
ボール６の横断面図であり、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
は、それぞれ（ａ）のＢ、Ｃ及びＤ断面における部分縦
断面図である。

これらの図かられかるように、溝６ａは幅６ｂ及び深さ
６ｃが、ボール６の表面に赤道に沿って比例的に増大す
るように設けである。

なお、第１図において、１０はバルブ本体２とボール６
との間の空間である。

次に、上記した立型三方ボールバルブの作用を図面に基
づいて説明する。

本実施例では一対の流出口４及び５側に装着した一対の
ボールシート７及び８は、バルブ本体２とボール６との
間を密封し、流入口３は、バルブ本体２とボール６との
間の空間に通じている。

先ず、溝６ａが、第１図で実線で示したように、また第
３図で断面を示したように、溝の長さ６ｄが経度でほぼ
９０度の長さである場合について説明すると、一対の流
出口４及び５のいずれも閉弁状態にあるのは、溝６ａが
バルブ本体２とボール６との間の空間１０に面しており
、いずれの流出口４及び５にも面していない時である。

この閉弁状態からボール６を開弁方向に、第１図では時
計回り方向に僅か回転操作すると、ボール６の表面に設
けた溝６ａは一方の流出口４側の流路に覗くようになり
、空間１ｏと流出口４側の流路は連通し、流体が流入口
３側から一方の流出口４側へ流れる。但し、この場合の
一方の流出口４側の流路に覗いた溝６ａの幅６ｂ及び深
さ６ｃは小さいので、流量は極く少ない。

続いて、ボール６を時計回り方向の開弁方向に更に回転
操作すると、流出口４側の流路に覗く溝６ａの帽６ｂ及
び深さ６ｃが比例的に増大するので、流量は比例的に増
大する。そして、このように一方の流出口４側の流路に
覗く溝６ａの幅６ｂ及び深さ６ｃが最大になるまでほぼ
９０度ボール６を操作すると、流出口４へ流れる流量は
最大になる。

この状態から更にほぼ９０度時計回り方向に、従って最
初の閉弁状態からほぼ１８０度回転操作すると、一対の
流出口４及び５のいずれもが閉弁状態になる。

この状態から同時計回り方向に回転操作すると。

溝６ａは他方の流出口５側の流路に覗き、回転角度にほ
ぼ比例して流出口５へ流れる流量が増大し。

最初の開弁状態からほぼ２７０度回転操作した時に、該
流出口５へ流れる流量が最大になる。更にほぼ９０度回
転操作すると、最初の閉弁状態の位置になり、一対の流
出口４及び５のいずれもが閉弁状態になる。

そして、上記の操作の間、一方の流出口４又は５から流
出しているときには、溝６ａは他方の流出口５又は４側
の流路に面しておらず、そこからは流出することはない
。

従って、この三方ボールバルブ・は、切替用であると共
に、流量調整もできる。

次に、溝６ａの長さ６ｄをほぼ９０度を超えてほぼ１８
０度までにした場合を、第４図に示したように１８０度
にした場合を例にして説明する。

溝６ａは、第１図に破線で示したように、一方の流出口
４側流路に覗いていない状態において。

他方の流出口５側流路に覗いている。この状態から溝６
ａを時計回り方向に回転操作すると、一方の流出口４側
の流路に覗く溝６ａの幅６ｂ及び深さ６ｃが比例的に増
大し、流量もリニアに比例的に増大する。この間、流出
口５側の流路を覗いていた溝６ａは１次第に小さくなり
、９０度以内の回転で、流出口５側の流路を覗かなくな
り、流出側の流路と空間１０とは隔絶される。

更に回転操作すると、流出口４側の流路に覗く溝６ａの
幅６ｂと深さ６ｃが比例的に増大し、終に最大流量に至
る。このとき、溝６ａの長さ６ｄは経度で１８０度まで
あるので、流出口５側の流路への流出はない。

この状態から更に時計回り方向に回転操作すると、上述
の一方の流出口４側を他方の流出口５側とし、他方の流
出口側を一方の流出口側とした状態で、同様に作用し、
切替用と両流出口４及び５の流量調整用とに使用できる
。

次に、第２図に示した本発明のアングル型ボールバルブ
の一実施例について説明する。

第２図において、１１はアングル型ボールバルブ、１２
はバルブ本体、１３は該バルブ本体１２に取付けたキャ
ップ、１４はバルブ本体１２の下端に設けた流入口、１
５はバルブ本体１２の一側に設けた流出口、１６はボー
ルで、このボール１６はバルブ本体１２のほぼ中央部に
装着しである。

また、１７はボールシートで、ボールシート１７はバル
ブ本体１２の流出口１５側に装着され、ボール１６に接
してボール１６を支承し、バルブ本体１２とボール１６
との間を密封する。なお、１８もボールシートであって
、ボール１６に接してボール１６を支承しているが、バ
ルブ本体１２の一部であってもよい。

１９はボール１６に接続され、バルブ本体１２の上方に
突出させたステムで、ステム１９の上端は、ハンドル又
は駆動装置（いずれも図示せず）に連結しである。また
、２０はバルブ本体１２とボール１６との間の空間で、
この空間２０と流入口１５側の流路とは常に連通してい
る。

ボール１６の表面には、溝１６ａがボール１６の赤道に
沿って経度でほぼ９０度乃至はぼ２７０度の長さに設け
である。

第５図及び第６図は、いずれもボール１６の断面図で、
第５図は溝Ｌ６ａの長さＬ６ｄが経度でほぼ９０度の場
合、第６図は溝１．６　ａの長さ１６ｄが経度でほぼ２
７０度の場合を示している。また、第５図及び第６図に
おいて、（ａ）はボール１６の横断面図であり、（ｂ）
、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ同図（ａ）のＢ、Ｃ及
びＤ断面にお番プる部分縦断面図である。これらの図か
られかるように、溝１６ａは幅１６ｂ及び深さ１６ｃが
、ボール１６の表面に赤道に沿って比例的に増大する比
測的に増大するように設けである。

なお、第２図において、２０はバルブ本体１２とボール
１６との間の空間である。

次に、上記第２図で示した実施例のアングル型ボールバ
ルブの作用について説明する。

このバルブでは、流出口１５側のバルブ本体１２に装着
したボールシート１７がボール１６に接してボール１６
を支承すると共にバルブ本体１２とボール１６との間を
密封し、又、流入口１４はバルブ本体１２とボール１６
との間の空間２０に通じている。

ボール１６表面に設けられた溝１６ａは、閉弁状態にお
いてバルブ本体１２とボール１６との間の空間２０に面
しており、流出口１５側の流路に面していない、このた
め、ボールシート１７によって、流入口１４側流路と流
出口１５側流路とは隔絶されている。この閉弁状態から
ボール１６を開弁方向、第２図においては反時計回り方
向に僅か回転操作すると、ボール１６表面に設けた溝１
６ａが、ボールシート１７を通過して流出口１５側流路
に覗くようになり、バルブ本体１２とボール１６との間
の空間２０が流出口１５側流路と連通し、流体が流出口
１５側へと流れる。但し、この場合の流出口１５側に覗
いた溝１６ａの幅１６ｂ及び深さ１６ｃが小さいので、
流量は極く少ない。

続いて、ボール１６を開方向、すなわち反時計回り方向
に操作すると、ボールシート１７を通過して流出口１５
側流路に覗く溝１６ａの幅１６ｂ及び深さ１６ｃがリニ
アに比例的に増大するので。

流量は比例的に増大する。そして、このように流出口１
５側流路に覗く溝１６ａの幅１６ｂ及び深さ１６ｃが最
大になるまでボール１６を回転操作すると、流量は最大
になる。

このように本実施例のアングル型ボールバルブ１１は、
ボール１６表面に設けた溝１６ａによって流量の調整を
行うので、大きな労力と費用は必要なく、ボール１６の
回転角度と流量との関係がリニアである。又、溝１６ａ
の長さ１６ｂを経度でほぼ９０度乃至はぼ２７０度の長
さに設けたので１回転角度の僅かな誤差によって流量が
大きく変わることがない、なお、溝１６ａの長さ１６ｄ
はなるべく長いのが望ましい。

従って、上記アングル型ボールバルブ１１は、流量調整
バルブとして最も広く用いられているアングル型グロー
ブバルブに代えて用いることができる。

ｘ息！蔓側ｉ 本発明の立型三方ボールバルブ及びアングル型ボールバ
ルブは、ボールの表面に設けた溝によって流量の調整を
行う構造であるので、ボールに貫通孔を設けこの貫通孔
の開口部をＶ字形にしたり、貫通孔の少なくとも一部に
スリットを設けるなど多大な労力と費用を要する複雑な
加工を必要とせず、比較的に容易に溝加工ができるので
、経済的な流量調整ボールバルブである。

また、溝の幅及び深さが比例的に増大するように設けで
あるので、ボールの回転角度と流量との関係がリニアで
あり、流量特性に優れている。

更に、溝の長さを経度で、立型三方ボールバルブにおい
てはほぼ９０度乃至はぼ１８０度の長さに、アングル型
ボールバルブにおいてはほぼ９０度乃至はぼ２７０度の
長さに設けたので１回転角度の僅かな誤差によって流量
が大きく変わることがないので微妙な流量調整が可能で
ある。この効果は溝が長い程大きい。

しかも、本発明の立型三方ボールバルブは、切替と流量
調整とを１つのバルブで行うことができ、又１本発明の
アングル型ボールバルブはアングル型であるので、流量
調整バルブとして最も広く用いられているアングル型グ
ローブバルブに代えて用いることができる、等の効果を
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の立型三方ボールバルブの一実施例を示
す半裁斜視図、第２図は本発明のアングル型ボールバル
ブの一実施例を示す半裁斜視図、第３図及び第４図はい
ずれも第１図に示したボールの断面図であり、第３図は
溝の長さが経度でほぼ９０度の場合、第４図は溝の長さ
が経度でほぼ１８０度の場合であり、両図において（ａ
）はボ−ルの横断面図、（ｂ）、（Ｃ）及び（ｄ）は、
横断面図（ａ）のＢ、Ｃ及びＤ断面における部分縦断面
図。 第５図及び第６図はいずれも第２図に示したボールの断
面図で、第５図は溝の長さが経度でほぼ９０度の場合、
第６図は溝の長さが経度でほぼ２７０殿場合であり、両
図において、（ａ）はボールの横断面図、（ｂ）　、（
ｃ）及び（ｄ）は横断面図（ａ）のＢ、Ｃ及びＤ断面に
おける部分縦断面図である。 １７・・・・ボールシート ２０・・・・空間 １９ステム 株式会社北沢パルブ ト・・・立型三方ボールバルブ　２・・・・バルブ本体
３・・・・流入口　　　　　　　　４，５・・・・流出
口６・・・・ボール　　　　　　　　６ａ・・・・ボー
ル６ａ・・・・溝　　　　　　　　　６ｂ・・・・幅６
ｃ・・・・深さ　　　　　　　　　６ｄ・・・・長さ７
．８・・・・ボールシート　　　９・・・・ステム１０
・・・・空間　１１・・・・アングル型ボールバルブ１
２・・・・バルブ本体　　　　　１４・・・・流入口１
５・・・・流出口　　　　　　　１６・・・・ボール１
６ａ・・・・溝　　　　　　　　１６ｂ・・・・幅１６
ｃ・・・・深さ　　　　　　　　１６ｄ・・・・長さ第 ！ 図 第３ 第２図 第４図 第５図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） ６ｃ ６ｃ 第６図 （σ］ （ｂ） （Ｃ） （ｄ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルブ本体の下端の流入口から流入しバルブ本体
   の両側に対向する一対の流出口のいずれかから流出する
   流体の流量を、バルブ本体のほぼ中央部に装着したボー
   ルをバルブ本体の上方に突出させたステムによって回転
   させ該ボールの回転角度にほぼ比例させて調整する立型
   三方ボールバルブであって、該流入口はバルブ本体とボ
   ールとの間の空間に通じており、該バルブ本体の一対の
   流出口側に装着しボールに接して該ボールを支承する一
   対のボールシートはバルブ本体とボールとの間を密封す
   る構造であり、該ボールは幅及び深さが比例的に増大す
   る溝をボールの赤道に沿って経度でほぼ９０度乃至１８
   ０度の長さに設けたことを特徴とするボールバルブ。
2. （２）バルブ本体の下端の流入口から流入し該バルブ本
   体の一側の流出口から流出する流体の流量を、バルブ本
   体のほぼ中央部に装着したボールをバルブ本体の上方に
   突出させたステムによって回転させ該ボールの回転角度
   にほぼ比例させて調整するアングル型ボールバルブであ
   って、該流入口はバルブ本体とボールとの間の空間に通
   じており、該バルブ本体の一対の流出口側に装着しボー
   ルに接して該ボールを支承する一対のボールシートはバ
   ルブ本体とボールとの間を密封する構造であり、該ボー
   ルは幅及び深さが比例的に増大する溝をボールの赤道に
   沿って経度でほぼ９０度乃至２７０度の長さに設けたこ
   とを特徴とするボールバルブ。