JPH0552449U - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】比例制御が可能なボールバルブを提供する。 【構成】回転軸に直交する貫通孔が穿設された球状の弁
体により流路の開閉を行うボールバルブであって、弁体
４の貫通孔４Ａを、その回転方向に幅広のほぼ長方形状
の断面形状にする。 【効果】流量が弁体４の回転角度にほぼ正比例するの
で、制御モータ等と組み合わせることにより、精度の高
い流量制御が可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、バルブ操作移動量に応じて流量がほぼ直線的に変化する比例制御 機能を備えたボールバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、各種配管系において、流体の流れの開閉あるいは流量調整を目的として 使用されるバルブには、ニードルバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブなど があり、最近ではこれに各種制御モータを組み合わせて弁の開閉操作を電気的に 行う電動バルブも広く利用されている。

【０００３】 これらバルブの中で、例えば実開平１−６５９８７号公報に示すようなボール 型のバルブは、バルブ部分の構造が簡単で操作性と経済性に優れるという利点が あるが、開弁操作の前半において流量が急激に増大する特性があって流量制御の 精度が良くないため、一般には流量特性の重視されない使用条件もしくは単に流 通と遮断だけを行う用途に適用されている。そして、高精度な流量制御が必要と される場合には、実開昭６２−９３４７９号公報、実開昭６２−１０７１７４号 公報、実公平３−５１５７３公報、実公平３−５１５７４公報等に示すようなニ ードル型の電動バルブが使用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ニードル型のバルブは、ニードルの先端部分が筒状の弁座内を 軸芯方向に進退することにより流量制御を行う構造であるから、ボールバルブや バタフライバルブに比べて全閉点及び全開点の位置が明確ではなく、ニードルが 弁座に対して全閉点以上に入りすぎる危険性がある。このため、特にニードルの 進退をモータで行う場合には、上記従来例に示されるように弁軸停止用の複雑な ストッパ機構を内部に設ける必要があり、かなり高価なものになっていた。

【０００５】 そこで、本考案者らは、複雑なストッパ機構が不要でコスト的に有利なボール バルブに着目し、比例制御機能をボールバルブに付加することについて鋭意検討 を重ねた結果、本考案に想到したのである。即ち、この考案では、経済性と操作 性を低下することなく弁体の回転角度に対する流量の比例特性を大幅に向上させ たボールバルブの提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案では、回転軸に直交する貫通孔が穿設され た球状の弁体により流路の開閉を行うボールバルブにおいて、前記弁体の貫通孔 を、弁体の回転方向に幅広のほぼ長方形状の断面形状に形成したことを特徴とし ている。

【０００７】

【作用】

この考案によるボールバルブでは、弁体の貫通孔の断面形状がその回転方向に 幅広の、ほぼ長方形状に形成されている。このため、バルブの開放状態にあって は、バルブ本体の流体通路に対して開口する弁体の貫通孔の形状は、弁体の回転 軸に平行な二辺の長さが常に一定で、それに直角な二辺の長さが弁体の回転角度 に応じて連続的に変化する矩形状を呈するから、開口部分の面積と弁体の回転角 度とはほぼ一次比例の関係にある。したがって、弁体の回転角度に流量はほぼ正 比例するので、精密な流量制御が可能になる。この場合、弁体の貫通孔の形状の みを変更すればよいから、通常のボールバルブの経済性と操作性はそのまま維持 される。

【０００８】

【実施例】

次に、本考案のボールバルブを図面に基づいて詳細に説明するが、もちろん実 施例に限定されるものではなく、本考案の技術思想内での変更実施は可能である 。

【０００９】 図１はこの考案によるボールバルブの一実施例を示す部分縦断面図で、図２は 図１における弁体の貫通孔の形状を示す縦断面図である。図１において、バルブ 本体１は、それぞれ流体通路２Ａ，３Ａを有するバルブ主本体２とバルブ副本体 ３からなり、バルブ主本体２の流体通路２Ａ内の大径部２Ｂには、図２に示す断 面形状の貫通孔４Ａが形成された球状の弁体４と、一方の面が球面状に形成され たポリテトラフルオロエチレンからなる環状のボールシート５とが、流体通路２ Ａの軸芯と同一に設けられている。そして、このバルブ主本体２の他端側から、 前記ボールシート５と対になるボールシート６を端面の段部３Ｂに装着したバル ブ副本体３が圧入され、これにより弁体４はボールシート５とボールシート６に 対して摺動自在で且つ気密状態に接触保持されている。また、弁体４には、その 上部に形成された溝４Ｂにステム７の先端部分が掛合し、このステム７の他端側 は、アクチュエータ８によって回転駆動される駆動軸に連結された構成になって いる。

【００１０】 次に、上記実施例の動作について説明する。本実施例のボールバルブでは、弁 体４の貫通孔４Ａがその回転方向に細長いほぼ長方形状に形成されているので、 閉止状態にあるボールバルブの弁体４を回転させて流路を開くと、弁体４の貫通 孔４Ａは、まず初めに弁体４の回転軸に平行な二辺が残りの二辺よりも長い略長 方形状の開口部として流体通路２Ａ，３Ａ内に顕れ、さらに弁体４を回転させる とほぼ正方形に開口し、それを過ぎると弁体４の回転軸に対して直角の二辺のほ うが長い略長方形状の開口部として顕れる。この場合、図２に示す長方形状貫通 孔４Ａの二つの短辺４Ｃ，４Ｃは弁体４の回転軸に平行であるから、バルブ本体 １の流体通路２Ａ，３Ａ内に開口部として顕れるときの長さは、弁体４の回転角 度に関係なく常に一定である。それに対して、貫通孔４Ａの長辺４Ｄ，４Ｄの長 さは、弁体４の回転方向に平行であるので、弁体４の回転角度に比例して変化す る。即ち、開放途中において、弁体４の矩形状開口部の面積は、短辺４Ｃが一定 で長辺４Ｄの長さのみが弁体４の回転角度に応じて変化するから、流量は弁体４ の回転角度にほぼ正比例することになる。

【００１１】 図３は、この考案によるボールバルブと、弁体の貫通孔が円形である従来のボ ールバルブについて、弁体の回転角度と流量との関係を示す流量特性図である。 この図から明らかなように、従来例のボールバルブは、開放状態の前半において 流量が急激に増大するのに対して、貫通孔の形状を略長方形状にした本考案のボ ールバルブでは、開放初期と全開（最大）流量付近でわずかに直線から外れるも のの、弁体の回転角度と流量とがほぼ正比例した関係にあることから、アクチュ エータ８との組み合わせにより、精密な流量自動制御を容易に行うことができる 。

【００１２】 上記実施例では、ボールシート５，６として通常のボールバルブに使用する円 形の貫通孔が形成されたものを使用したが、少なくとも弁体４の貫通孔４Ａの短 辺４Ｃに重なる部分を弁体の回転軸に平行な直線に形成したバルブシートを使用 すれば、バルブを開いたときの流体通路２Ａ，３Ａ内に顕れる貫通孔の開口部の 形状は完全な矩形となるので、弁体４の回転角度に対する流量の関係はより直線 に近くなり、極めてリニアな比例流量特性を得ることができる。また、貫通孔４ Ａにおいて、長辺４Ｄの長さを弁体４の直径に近づけるほど弁体４の有効回転角 度は大きくなり、より精度り高い流量制御が可能になる。

【００１３】 なお、弁体４の貫通孔４Ａは、使用条件によっては図に示すような完全な長方 形にする必要はなく、例えば長辺４Ｄに対して短辺４Ｃの長さが著しく小さい場 合には、短辺部分を曲線にしてもよい。また、実施例では電動バルブに適用した 場合について説明したが、アクチュエータを設けずに手動にすることももちろん 可能である。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によるボールバルブでは、弁体の貫通孔の断面 形状を円形からほぼ長方形に変更することにより、ボールバルブの利点である操 作性と経済性を低下することなく比例制御機能を付加することが可能になり、し かもその比例流量特性の直線性が高いから、高精度な流量制御ができるという実 用上優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるボールバルブの一実施例を示す部
分縦断面図である。

【図２】図１に示すボールバルブにおいて使用する弁体
の縦断面図である。

【図３】本考案によるボールバルブ及び従来のボールバ
ルブについて、弁体の回転角度と流量との関係を示す流
量特性図である。

【符号の説明】

１ バルブ本体 ２ バルブ主本体 ３ バルブ副本体 ４ 弁体 ４Ａ 貫通孔 ５，６ ボールシート ７ ステム ８ アクチュエータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に直交する貫通孔が穿設された球状
   の弁体により流路の開閉を行うボールバルブにおいて、
   前記弁体の貫通孔をその回転方向に幅広のほぼ長方形状
   の断面形状に形成したことを特徴とするボールバルブ。