JPH0738828U - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールリングの数を少なくしてもボールの位
置がずれることなく確実な回転と良好なシール性が得ら
れ、より小さな力でボールを回転させて弁の切替えを行
うことのできるボールバルブの提供を図る。 【構成】 弁室１０を介して連通する複数の流入孔１
１，１２及び流出孔１３を備えたボールバルブ本体１
と、弁室内に配されボールバルブの開閉を行うボール２
を備える。ボール２は、回転軸３の反対側において、支
持軸２２と支持凹部２３とにより回動可能に支持されて
いることにより、位置ずれが防止される。弁室１０の流
入孔側に、加圧空間１０ｃが形成され、加圧空間内の流
体圧力により、シールリング４１，４２をボール２に押
圧して良好なシール性を得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボールバルブの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のボールバルブとしては、図７及び図８に示すようなものが広く知られて いる。このバルブは、バルブ本体ａの弁室ｂ内に、３方向に連通した連通孔ｆを 有するボールｃを配し、この弁室ｂの壁面とボールｃとの間にＯリング等のシー ルリングｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４を配位する。これにより、弁室が、流入孔側と 流出孔側とに区画され、流体はボールｃの連通孔ｆを介して流入孔ｇ１又は流入 孔ｇ２の何れかから、流出孔ｈへ流れる。ボールｃの回動は、図８に示すように 、ボールｃに回転軸ｊを取り付け、この回転軸ｊを回転させることにより、ボー ルｃを回転させるもので、連通孔ｆを何れか一方の流入孔ｇ１，ｇ２につながる 位置に配位させることにより、何れか一方の流入孔ｇ１又はｇ２から流入して、 流出孔ｈに流れるようにしたものである。

【０００３】 このシールリングｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４は、ボールｃと弁室ｂとの間の気密 性を確保すると共に、そのボールを弾性によって弁室ｂの中央に位置させる働き をなす。そのため、３個のシールリングｅ１，ｅ２，ｅ３が、各流入孔ｇ１，ｇ ２及び流出孔ｈに設けられると共に、流入孔ｇ２に対向する側にもシールリング ｅ４が設けられ、全部で４個のシールリングが用いられることになる。

【０００４】 尚、図示は略するが、２方向のボールバルブの際には、次の２通りの場合が考 えられる。その１は、図７の流入孔ｇ２がなくなり、流入孔ｇ１と、その反対側 の流出孔ｈのみで実施される場合である。この場合には、２個のシールリングｅ １，ｅ３のみで足ることになる。その２は、流入孔ｇ１，ｇ２のみで実施し、流 出口ｈをなくする場合である。即ち、流入孔ｇ１はそのままとして、流入孔ｇ２ を流出口として実施する場合である。この場合には、４個のシールリングｅ１， ｅ２，ｅ３，ｅ４が必要となる。即ち、直交位置に配位された２個のシールリン グｅ１，ｅ２のみで実施せんとすると、ボールが図７の左下隅に偏るようになり 、シールが不完全になると共にボールの円滑の回転が維持されない。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このように、従来のバルブにあっては、ボールを挟んで対向する両側に１個ず つ、即ち対向位置にある２個を１組としてシールリングを用いる必要があり、流 入孔、流出孔が無い部分にもシールリングを配位しなければ、ボールの正確な位 置決めと円滑な回転が実現できなかった結果、多くのシールリングを用いる必要 があったが、組付けの簡便性やコストの削減の点からは、使用するシールリング は、１個でも少ないことが望ましい。シールリングは、シールを行うために不可 欠なものであるが、その反面、シールの弾性力によりボールが押圧される結果、 シールリングが多くなればなるだけ、ボールの回転抵抗が大きくなり、ボールを 回転させて弁の切替えを行う際に、より大きな力が必要となる。そこで、本願考 案は、シールリングの数を少なくしてもボールの位置がずれることなく確実な回 転が得られ、より小さな力でボールを回転させて弁の切替えを行うことのできる ボールバルブを提供せんとするものである。さらに、本願の第２の目的は、シー ルリングの数を少なくしても、良好なシール性（気密性、水密性）を得ることの できるボールバルブを提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本願考案は、弁室１０を介して連通する複数の流入孔及び流出孔１１，１２， １３を備えたボールバルブ本体１と、弁室内に配されボールバルブの開閉を行う ボール２と、弁室の流入孔側と流出孔側との間に配されボールに当接することに より、この弁室の流入孔側と流出孔側との間のシールを行うためのシールリング ４，４１，４２とを備えたボールバルブにおいて、次の構成を有するものを提供 することにより、上記の課題を解決する。即ち、本願の第１の考案においては、 ボール２が、上記の回転軸３の反対側において、弁室に対して回動可能に係合す る係合手段により支持されたものであり、この係合手段が、ボール或いは弁室に 設けられた支持軸２２と、弁室或いはボールに設けられ当該支持軸が回動可能に 挿入される支持凹部２３とから構成されていることを特徴とするボールバルブを 提供する。

【０００７】 本願の第２の考案においては、第１の考案に係るボールバルブにおいて、上記 の弁室１０の流入孔側に、シールリング４１，４２に対する加圧空間１０ｃが形 成され、上記のシールリング４１，４２がボール２に対する弁体当接部４ａを有 し、この弁体当接部４ａの流入孔側の背面に受圧面４ｂが形成されると共に、こ の受圧面４ｂが上記の加圧空間１０ｃに配位され、受圧面４ｂが受ける加圧空間 内の流体圧力により、弁体当接部４ａがボール２に押圧されることを特徴とする ボールバルブを提供する。

【０００８】

【作用】

従来では、ボールを挟んで対向する両側に１個ずつ、即ち対向位置にある２個 を１組としてシールリングを用いる必要があったが、本願考案では、必ずしも対 向位置にシールリングを用いる必要がなくなる。即ち、従来では、対向位置にあ る２個を１組としてもちいられるべきシールリングの内、一方のシールリングを 外してしまうと、ボールはシールリングが無い方にずれてしまう。ところが、本 願考案では、ボール２は、回転軸３と支持軸２２及び支持凹部２３とによって両 端が支持されているため、一方のシールリングを無くしてしまっても、同方向へ のボールのずれは生じないものである。

【０００９】 但し、流体圧力が大きいものに使用する場合には、流体圧力により、僅かなが らボールのずれが生ずるおそれがある。即ち、本願の第１の考案ではボール２の 両側からの支持により、ボールのずれを防止するものであるが、ボールが回動す る以上、その回動に必要な僅かなクリアランス分だけは、ボール２のずれが生ず る余地はある。特に、流体圧力が大きくなり、これがボールに加わると、僅かな ボール２のずれが生じて、このずれによってシールが不完全になるおそれがある 。ところが、本願の第２の考案のボールバルブにあっては、弁室１０の流入孔側 に、シールリング４１に対する加圧空間１０ｃが形成され、このシールリング４ １がボール２に対する弁体当接部４ａを有し、この弁体当接部の流入孔側の背面 に受圧面４ｂが形成されると共に、この受圧面４ｂが上記の加圧空間１０ｃに配 位されている。従って、流入孔側の流体の圧力は、加圧空間１０ｃ内に配位され たシールリングの受圧面４ｂに加わり、その圧力により、シールリングの弁体当 接部４ａがボール２に押圧される。その結果、流体圧力が大きくなればなるほど 、流体が、シールリング４１の弁体当接部４ａをボール２へ押し付ける力も大き くなる。従って、流体圧力を受けることによって、ボール２に僅かなずれが生じ ても、その分、シールリング４１の弁体当接部４ａがボール２へ強く押し付けら れる結果、ボール２とシールリング４１との間に空間が生じたり、或いはシール 性が劣化するといった事がなく、そのシール性は確保されるものである。

【００１０】

【実施例】

以下、図面を基に本願考案の一実施例を具体的に説明する。 図１は本願考案の一実施例のバルブの正面中央縦断面図であり、図２は同バル ブを図１とは直交する方向に断面した側面中央縦断面図である。図３は図１の要 部拡大断面図である。

【００１１】 この実施例におけるボールバルブは、ボールバルブ本体１と、ボール２と、回 転軸３とを備えてなる３方向バルブである。 ボールバルブ本体１は、通常のボールバルブと同様に複数の部材を適宜シール 部材を介して接合すれば足り、この実施例では、中央部１ａと、その左右及び下 方に配された管状部１ｂ、１ｃ、１ｄとから構成され、中央部１ａと、各管状部 １ｂ、１ｃ、１ｄ間には、図示は省略するがシール部材としてＯリングが配位さ れている。尚、左の管状部１ｂは貫通していないが、これを貫通させて４方向バ ルブとすることもできる。右の管状部１ｃと下の管状部１ｄには、夫々、右流入 孔１２、流出孔１３とが形成され、弁室１０と連通している。

【００１２】 中央部１ａには、ボール２を回動可能に収容する弁室１０と、この弁室１０の 上方に連なる上流入孔１１とが形成され、さらに、前方には図２に示すように、 回転軸挿入孔が形成されている。この回転軸挿入孔には、シール部材３１を介し て回転軸３が回動可能に挿入されており、この回転軸３の先端に、ボール２が取 り付けられている。

【００１３】 ボール２は、ボールバルブの開閉を行うものであり、図１に示すように、ボー ルの中央から上方向開口部２１ａ、下方向開口部２１ｂ及び横方向開口部２１ｃ に通じる連通孔２１が形成されている。そして、回転軸３が回動されることによ ってボール２の回動が行われ（図１ではボール２は時計回り或いは反時計回りに 回動し、図２では回転軸３を中心として上下に回動する）、上流入孔１１と右流 入孔１２の何れか一方が、連通孔２１を介して流出孔１３と導通する。

【００１４】 ここで、図２に示すように、ボール２には、回転軸３の軸線上の反対側に、支 持軸２２が突出形成されている。この支持軸２２は弁室１０を構成する中央部１ ａの側壁に設けられた支持凹部２３に回動可能に挿入されている。しかして、ボ ール２は、回転軸３と支持軸２２及び支持凹部２３とによって両端が支持された 状態で回動するものであり、位置ずれのおそれはない。尚、ボール側に支持凹部 を形成し、弁室側に支持軸を形成して、弁室の支持軸をボールの支持凹部に挿入 するようにしてもよい。

【００１５】 図１に示すように、この弁室１０の上流入孔１１と右流入孔１２には、各流入 孔１１，１２と同心円上に、シールリング４１，４２が配位されている。従来で は、上のシールリング４１と右のシールリング４２の反対側にも、即ち図１の下 側及び左方にも、シールリングを配位したが、本願考案では、これらが用いられ ていない。即ち、従来では、上のシールリング４１と右のシールリング４２から ボール２に弾性力が加わると、ボール２は左下方向に押圧され、位置ずれが生ず るおそれがあったが、この実施例では、上記のように、ボール２は、回転軸３と 支持軸２２及び支持凹部２３とによって両端が支持されているため、左下方向へ のずれが防止されるものである。

【００１６】 ここで、上と右のシールリング４１，４２及びその周辺の構成について、図３ に基づき詳細に説明するが、その機能及び形状は同一であるため、上流入孔１１ 側のシールリング４１について詳細に説明し、右流入孔１２側のシールリング４ ２については、必要な場合にのみ説明するに止める。

【００１７】 シールリング４１は、弁室１０の壁面に形成された受容凹部６内に、その基端 が装着されている。シールリング４１の先端は、ボール２に当接する弁体当接部 ４ａとなっており、これにより、弁室１０は、流入孔側部分１０ａと流出孔側部 分１０ｂとに区画される。この弁室の流入孔側部分１０ａには、シールリング４ １に対する加圧空間１０ｃが形成されている。また、シールリング４１の弁体当 接部４ａの流入孔側の背面には、受圧面４ｂが形成されている。そして、この受 圧面４ｂが加圧空間１０ｃに配位されている。

【００１８】 このシールリング４１は、圧力により変形する弾性を備えたもので、具体的に は、テフロン等の合成樹脂や合成ゴム等により形成されている。この実施例では 、組立時点において、弁体当接部４ａがボールに当接して若干変形しているが、 極端に大きな変形を与える必要はない。

【００１９】 次に、このバルブの使用状態について説明する。このバルブでは流体（液体或 いは気体）が、上流入孔１１又は右流入孔１２から流入して、流出孔１３へ流出 する。そして、流体は、弁室の流入孔側部分１０ａの加圧空間１０ｃにも流入し 、シールリング４１の弁体当接部４ａを、その背面側の受圧面４ｂから、径内方 向に押圧してボール２へ押し付ける。

【００２０】 ここで、本願考案では、前述のように、回転軸３と支持軸２２及び支持凹部２ ３とによってボール２の両側を支持することにより、上、右の各流入孔にシール リング４１，４２を配位するに止まり、下側及び左方にはシールリングが配位さ れていない。このように、本願ではボール２の両側からの支持により、ボールの ずれを防止するものであるが、ボールが回動する以上、その回動に必要な僅かな クリアランス分だけは、ボール２のずれが生ずる余地はある。特に、流体圧力が 大きくなり、これがボールに加わると、僅かなボール２のずれが生じて、このず れによってシールが不完全になるおそれがある。ところが、上記のシールリング ４１の構成を用いることによって、流体圧力が大きくなればなるほど、流体が、 シールリング４１の弁体当接部４ａをボール２へ押し付ける力も大きくなる。従 って、流体圧力を受けることによって、ボール２に僅かなずれが生じても、その 分、シールリング４１の弁体当接部４ａがボール２へ強く押し付けられる結果、 ボール２とシールリング４１との間に空間が生じたり、或いはシール性が劣化す るといった事がなく、そのシール性は確保されるものである。

【００２１】 尚、上記のシールリングの押圧の力は、流入孔側の流体圧力が大きくなる従い 強くなり、流入孔側の流体圧力が小さくなる従い弱くなる。その結果、流体圧力 が大きいときには、強い押圧力で確実なシールが可能となり、逆に、流体圧力が 小さいときには、弱い押圧力でシールすることにより、シールリングの耐久性を 高めることができる。

【００２２】 しかも、図３から明らかなように、加圧空間１０ｃから、径外方向に押圧され る結果、シールリング４１は、受容凹部６の流出側壁面６ａにも押し付けられ、 シールリング４１と受容要部６との間のシール性も向上する。

【００２３】 ここで、図１に戻り、ボール２の回動による流入経路の切替え状態を説明して おく。まず、図１の状態では、上の流入孔１１と流出孔１３とが導通して、右の 流入孔１２が遮断された状態にある。このとき、上のシールリング４１とボール ２との間では上記の作用により、シールが確実になされている。また、右のシー ルリング４２とボール２との間でも上記のシールリング４１と同一の作用により 、シールが確実になされている。従って右の流入孔１２からの流体は、ボール２ の外周面とシールリング４２とにより、完全に閉ざされ、何れにも流れない。上 の流入孔１１からの流体は、シールリング４１により漏れが防止された状態で、 全て、ボール２の連通孔２１のボールの上方向開口部２１ａ内に流入する。そし て、大部分の流体は、ボール２の連通孔２１の下方向開口部２１ｂから、流出孔 １３へ流出する。但し、流出孔１３にはシールリングが配位されていないため、 一部の流体は、下方向開口部２１ｂから、流出孔１３へ直接流出せずに、弁室１ ０内に漏れ出すことになる。また、さらに他の一部の流体は、ボール２の連通孔 ２１の横方向開口部２１ｃから流出して、弁室１０内に漏れ出す。このように、 弁室１０内に流体が漏れ出しても、シールリング４１，４２により、流入孔１１ ，１２とのシールはなされているため、全て最終的には、流出孔１３へ流れ出す ことになる。

【００２４】 次に、図１の状態からシールリング４１が反時計回りに９０度回転すると、図 １のボール２の連通孔２１は、上方向開口部２１ａが左側に、横方向開口部２１ ｃが下側に、下方向開口部２１ｂが右側に位置することになる。そして、上の流 入孔１１からの流体は、ボールの外周面とシールリング４１により遮断される。 他方、右の流入孔１２には、図１のボールの連通孔２１の下方向開口部２１ｂが 位置する結果、右の流入孔１２からの流体は、ボールの連通孔２１内に流入し、 上方向開口部２１ａ及び横方向開口部２１ｃから、弁室１０を介して、流出孔１ ３に流出する。

【００２５】 このように、この実施例では、２個のシールリングにより、漏れなく流体の流 路の切替えが行うことができるものであり、その分、ボール２の回動の抵抗が、 従来の４個のシールリングの場合の約半分となり、より小さな力で流体流路の切 替えが可能となる。さらに、組付けに際しては、２個のシールリング４１，４２ を配位して、ボール２で押さえるだけであり、極めて能率的な作業が可能となる 。

【００２６】 図４は他の実施例を示すものであり、先の実施例が２方向の流入孔と１方向の 流出孔との３方向バルブであったのに対して、この実施例は１方向の流入孔と１ 方向の流出孔との２方向バルブである点が相違する。即ち、右流入孔１２が無く されている点、ボール２の連通孔２１の横方向開口部２１ｃが無くされている点 及びシールリングの位置が異なる点が先の実施例と相違するに止まるため、先の 実施例と実質的に同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略す る。

【００２７】 この実施例では、シールリング４は、流出孔１３に設けられ、流入孔１１には 設けられていない。但し、この実施例のシールリング４も、先の実施例のシール リング４１と同一の形状をなすものであり、その形状についての説明は省略する 。

【００２８】 作動状態は、先の実施例と同様、ボール２が回転軸３と支持軸２２及び支持凹 部２３とによって支持されているため、下方の流出孔にシールリング４を配位す るに止まり、上方にはシールリングが配位されていなくとも、ボールのずれをな くした状態で、ボール２を回動させることができるものである。但し、ボールが 回動する以上、その回動に必要な僅かなクリアランス分だけは、ボール２のずれ が生ずる余地はある。特に、流体圧力が大きくなり、これがボールに加わると、 僅かなボール２のずれが生じて、このずれによってシールが不完全になるおそれ がある。ところが、この実施例では、下方の流出孔１３にシールリング４を配位 しているため、上方の流入孔１１から流体圧力を受けると、ボール２は、下方の 流入孔１３のシールリング４に押し付けられることになり、流体の漏れは生じな い。

【００２９】 尚、この実施例では、流入孔と流出孔とを逆にしても使用可能である。即ち、 下方の流出孔１３側から流体を流入させ、上方の流入孔１１から側へ流出させて もよい。この場合、シールリング４は先の実施例のシールリング４１と同様の作 用により、流体の漏れを防ぐことができる。

【００３０】 さらに、本願考案は適宜変更して実施することができ、例えば、各実施例のシ ールリングの断面形状を、図５及び図６のものに変更することもできる。尚、図 ５においては、シールリングを４３の符号で示し、図６においては、シールリン グを４４の符号で示したが、その作用は先の実施例と同様であり、他の構成につ いても、第１の実施例と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略す る。

【００３１】

【考案の効果】

以上、本願の第１の考案にあっては、シールリングの数を少なくしてもボール の位置がずれることなく確実な回転が得られ、より小さな力でボールを回転させ て弁の切替えを行うことのできるボールバルブを提供することができたものであ る。

【００３３】 さらに、本願の第２の考案にあっては、シールリングの数を少なくしても、良 好なシール性（気密性、水密性）を得ることのできるボールバルブを提供するこ とができたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願考案の一実施例のバルブの正面中央縦断面
図である。

【図２】同バルブを図１とは直交する方向に断面した側
面中央縦断面図である。

【図３】図１の要部拡大断面図である。

【図４】他の実施例のバルブの断面図である。

【図５】他の実施例のシールリングを示す断面図であ
る。

【図６】さらに他の実施例のシールリングを示す断面図
である。

【図７】従来のバルブの正面中央縦断面図である。

【図８】同バルブを図７とは直交する方向に断面した側
面中央縦断面図である。

【符号の説明】

１…ボールバルブ本体、２…ボール、４、４１、４２、
４３、４４…シールリング、４ａ…弁体当接部、４ｂ…
受圧面、６…受容凹部、１０…弁室、１０ｃ…加圧空
間、１１，１２…流入孔、１３…流出孔、２２…支持
軸、２３…支持凹部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁室(10)を介して連通する複数の流入孔
   及び流出孔(11)，(12)，(13)を備えたバルブ本体(1)
   と、回動軸(3) の回転によりバルブの開閉を行うボール
   (2) と、弁室の流入孔側と流出孔側との間に配され上記
   のボールに当接することにより、この弁室の流入孔側と
   流出孔側との間のシールを行うためのシールリング(4)
   (41)(42)とを備えたボールバルブにおいて、 ボール(2) が、上記の回転軸(3) の反対側において、弁
   室に対して回動可能に係合する係合手段により支持され
   たものであり、 この係合手段が、ボール或いは弁室に設けられた支持軸
   (22)と、弁室或いはボールに設けられ当該支持軸が回動
   可能に挿入される支持凹部(23)とから構成されているこ
   とを特徴とするボールバルブ。
2. 【請求項２】 上記の弁室(10)の流入孔側に、シールリ
   ング(41)(42)に対する加圧空間(10c) が形成され、 上記のシールリング(41)(42)がボール(2) 等の回転弁体
   に対する弁体当接部(4a)を有し、この弁体当接部(4a)の
   流入孔側の背面に受圧面(4b)が形成されると共に、この
   受圧面(4b)が上記の加圧空間(10c) に配位され、 受圧面(4b)が受ける加圧空間内の流体圧力により、弁体
   当接部(4a)がボール(2) に押圧されることを特徴とする
   請求項１記載のボールバルブ。