JPH09250643A - ボールバルブ用ボールシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２面シート形３方ボールバルブに用いられて
内部漏れを起こさないボールシートを提供する。 【解決手段】 環状のシート本体の内径側のリップ部３
ａにボール５との間をシールするためのつぶし代Ａを有
し、それより外径側に流体圧によって押されたボール５
の移動を少なくするためのつぶし代Ｂを有するように成
形した合成樹脂製のボールシート３とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として空調設備
の冷、温水配管などに用いられるボールバルブのボール
シートに関し、特に、このボールシートを装着した２面
シート形３方ボールバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のフローティングボールタ
イプの２方ボールバルブの一例を示す縦断面図であっ
て、２１はこのボールバルブ、２２はボール、２３及び
２４はボールシート、２５はステム、２６はボデー、２
７はシートリテーナである。

【０００３】図５に示したボールバルブ２１は、閉弁状
態になっており、図の右方の配管接続端２６ａを高圧側
とした場合に、ボール２２は流圧体に押され、左方のボ
ールシート２３に圧着して、ボール２２とボデー２６と
の間をシールする。この場合、上流側のボールシート２
４は、ボール２２がボールシート２３を後述するように
圧縮変形させて幾分左方へ移動するので、ボール２２及
びシートリテーナ２７への圧着状態が緩和又は解消し
て、ここでは殆どシールしなくなる。なお、ステム２５
は、その凸形部２５ａがボール２２の凹形溝２２ａに嵌
入していて、ボール２２の左右への移動を拘束していな
い。

【０００４】図６は、図５に示したボールシート２３を
示す部分拡大断面図であって、このボールシート２３は
（図５のボールシート２４も含めて）一般にＰＴＦＥ、
強化ＰＴＦＥ、ＰＣＴＦＥなどのふっ素樹脂製であり、
内径側にリップ部２３ａが形成されていて、このリップ
部２３ａは、このボールシート２３が図５のようにボー
ルバルブ２１に組込まれた場合に、図６に示したように
２点鎖線で示したボール２２と重なり合い、このため、
このリップ部２３ａは、組立時に図において左方へ押さ
れて変形し、この変形したリップ部２３ａの弾発力がボ
ール２２を支承するようになる。図７は、このリップ部
２３ａが変形した状態を示す部分拡大断面図である。

【０００５】図７の状態において、先に説明したよう
に、図５の右方の配管接続端２６ａが高圧側であってボ
ール２２が左方へ押されると、リップ部２３ａは更に左
方へ変形してボール２２が左方へ移動し、圧力が高いと
ボール２２がボールシート２３のリップ部２３ａより外
径側のシート面２３ｂに当接したり、この部分を変形さ
せたりする。

【０００６】このようにして図５に示したような２方ボ
ールバルブ２１においては、流体が下流側のボールシー
ト２３によってシールされ、上流側のボールシート２４
は殆どシールしない。このため、上流側の配管接続端２
６ａとボデーキャビティー２６ｂとは通じて同圧になる
ことが多い。

【０００７】図８は、従来の２面シート形３方ボールバ
ルブの一例を示す縦断面図であって、３１はこの２面シ
ート形３方ボールバルブ、３２はボール、３３及び３４
はボールシート、３５はステム、３６はボデー、３７は
シートリテーナである。

【０００８】図８に示した２面シート形３方ボールバル
ブ３１は、配管接続端３６ａ及び配管接続端３６ｂが流
入口、配管接続端３６ｃが流出口であって、流入口３６
ａ又は３６ｂの何れかから流出口３６ｃへ流体が流れる
ようにしたり、３６ｃが流入口、３６ａ及び３６ｂが流
出口であって、流入口３６ｃから流出口３６ａ又は３６
ｃの何れかへ流体が流れるようにするのに用いられる。

【０００９】図８に示した２面シート形３方ボールバル
ブ３１は、配管接続端３６ｃが図のように下方に設けら
れている立形３方ボールバルブであるが、これが図の手
前側又は後方に設けられた横形３方ボールバルブであっ
ても同様である。

【００１０】この３方ボールバルブ３１に用いられてい
るボールシート３３及び３４は、図６及び図７に示した
ボールシート２３と同様の材料及び形状のものである。
このため、配管接続端３６ａにおける圧力が配管接続端
３６ｂ及び３６ｃにおける圧力よりも高い場合には、先
に図５に示した２方ボールバルブ２１について説明した
のと同じように、ボール３２が左方へ押され、ボールシ
ート３３を変形させて左方へ幾分移動する。

【００１１】このため、ボールシート３４におけるシー
ル性が低下して、配管接続端３６ａからボデーキャビテ
ィー３６ｄに流体が漏れる。ボデーキャビティー３６ｄ
と配管接続端３６ｂとはボールシート３３によって隔絶
されているが、ボデーキャビティー３６ｄと配管接続端
３６ｃとの間にはボールシートが設けられていないの
で、この両者は通じている。従って、配管接続端３６ａ
からボデーキャビティー３６ｄに漏れ出た流体は配管接
続端３６ｃに流出する。また、配管接続端３６ｂが流出
口であれば、更にこれへと流出する。

【００１２】このようなことは、配管接続端３６ｃが流
入口である場合にも、流出口である場合にも、ボール３
２によって閉止された側の配管接続端３６ａ又は３６ｃ
における圧力が配管接続端３６ｃにおける圧力よりも高
い場合に起きる問題である。

【００１３】図９は、図８に示した２面シート形３方ボ
ールバルブ３１のボール３２を僅か回転させた状態を示
した横断面図であって、この状態では、ボール３２のポ
ート３２ａがボールシート３３に対して回転して移動し
たために、ボールシート３３がボール３２を支承する面
積が図からわかるように狭くなっている。

【００１４】この状態でボール３２が図において左方に
押され、ボールシート３３が狭い面積でこのボール３２
を支承しているので、ボールシート３３のこの部分が局
部的な永久変形を起こして、ボール３２が図８に示した
状態から１８０度回転した場合におけるシール性を悪く
する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の２
面シート形３方ボールバルブでは、流体の圧力差によっ
て内部漏れが生ずること、及びボールシートが局部的に
永久変形を起こして、シール性が悪くなる課題を有して
いる。本発明は、特に、２面シート形３方ボールバルブ
に用いられて上記の課題を解決するボールシートを提供
するためのものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、環状のシート本体の内径側のリップ部に
ボールとの間をシールするためのつぶし代を有し、それ
より外径側に流体圧によって押されたボールの移動を少
なくするためのつぶし代を有するように形成した。

【００１７】この場合、環状のシート本体をＰＴＦＥ、
強化ＰＴＦＥなどの合成樹脂で形成するのが好ましい。
また、このボールシートを２面シート形３方ボールバル
ブに装着させた。

【００１８】このボールシートの材料であるＰＴＦＥ、
強化ＰＴＦＥなどの合成樹脂は、加圧された場合には、
形状変化（変形）を起こし、上記の「つぶし代」の「つ
ぶし」は、形状変化（変形）させることを意味し、従っ
て、「つぶし代」はこの形状変化（変形）させる体積
（断面では面積）又はそのための部分を意味する。

【００１９】本発明のボールシートを装着したボールバ
ルブにおいて、閉止された高圧側の圧力に押されたボー
ルが低圧側のボールシートを押すが、このボールシート
は、内径側のリップ部にボールとの間をシールするため
のつぶし代を有している他に、それより外径側に流体圧
によって押されたボールの移動を少なくするためのつぶ
し代を有しているので、ボールは、このつぶし代をつぶ
して極く僅かな距離しか移動しない。このため、高圧側
のボールシートは、装着時につぶされたリップ部の弾発
力が低下していない。

【００２０】このボールバルブが２面シート形３方ボー
ルバルブであっても、高圧側のボールシートは、ボール
が流体圧（高圧側と低圧側との圧力の差）によって極く
僅か移動しても、依然としてそのリップ部の弾発力とこ
れに作用する流体圧（高圧側の配管接続端とボデーキャ
ビティーとの圧力の差）によって高圧側のボデー（又は
シートリテーナ）とボールとの間をシールしている。

【００２１】この２面シート形３方ボールバルブにおい
て、ボールが僅か回転して、ボールのポートが低圧側の
ボールシートに斜に面して、このボールシートが全周で
なく一部でボールを支承する状態になっても、このボー
ルシートはその内径側のリップ部だけでなくその外径側
でもボールを支承するので、支承する面積が狭くてボー
ルシートが局部的な永久変形を起こすということは起き
ない。

【００２２】なお、本発明のボールシートの背面にＯリ
ングを装着すると、流体圧を受けたボールに押されてい
ない高圧側のボールシートでの裏漏れを完全に防止し、
このＯリングの弾発力がボールシートのボールへの圧着
力を補う作用も行って、高圧側でのシール性を向上させ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のボールシートを
装着した２面シート形３方ボールバルブの一実施例を示
す縦断面図であって、１は２面シート形３方ボールバル
ブ、２はボデー、３及び４は環状のシート本体、５はボ
ール、６はステム、７はＯリング、８はシートリテーナ
である。

【００２４】図１に示した２面シート形３方ボールバル
ブ１は、配管接続端２ａ及び２ｂが流入口、配管接続端
２ｃが流出口であって、流入口２ａ又は２ｂの何れかか
ら流出口２ｃへ流体が流れるようにしたり、２ｃが流入
口、２ａ及び２ｂが流出口であって、流入口２ｃから流
出口２ａ又は２ｂの何れかへ流体が流れるようにするの
に用いられる。

【００２５】図１に示した２面シート形３方ボールバル
ブ１は、配管接続端２ｃが図のように下方に設けられて
いる立形３方ボールバルブであるが、これが図の手前側
又は後方に設けられた横形３方ボールバルブであっても
同じである。

【００２６】ボールシート３及び４は、ＰＴＦＥ、強化
ＰＴＦＥなどの合成樹脂で作られており、それらの背後
に合成ゴムや合成樹脂で作られたＯリング７が装着され
ている。図２及び図３は、図１に示したシート本体３、
４及びＯリング７を示す部分拡大断面図であって、シー
ト本体３及び４は、図において２点鎖線で示したボール
５によって変形させられる前の形状が示されている。

【００２７】図２及び図３に示したように、シート本体
３及び４は、内径側のリップ部３ａ、４ａにボール５に
押されて変形してボール５との間をシールするためのつ
ぶし代Ａと、リップ部３ａより外径側に流体圧によって
押されたボール７の移動を少なくするためのつぶし代Ｂ
とを有するように形成されている。

【００２８】次に、図１乃至図３と、後に説明する図４
に基づいて、図１に示した実施例の作用について説明す
る。２面シート形３方ボールバルブ１の高圧側の配管接
続端２ａの圧力に押されたボール５が低圧側のシート本
体３を押すが、シート本体３は、内径側のリップ部３ａ
にボール５との間をシールするためのつぶし代Ａを有す
る他に、それより外径側に流体圧によって押されたボー
ル５の移動を少なくするためのつぶし代Ｂを有している
ので、ボール５は、これらのつぶし代Ａ及びＢをつぶし
て極く僅かの距離しか移動しない。このため、高圧側の
シート本体４は、装着時につぶされたリップ部４ａの弾
発力が余り低下していない。

【００２９】このため、更にこのリップ部４ａの背面４
ｂに流体圧が作用してリップ部４ａをボール５に押し付
けて、シート本体４がシートリテーナ８とボール５との
間をシールする。

【００３０】図４は、図１に示した２面シート形３方ボ
ールバルブ１のボール５を僅か回転させた状態を示した
横断面図であって、この状態ではボール５のポート５ａ
がシート本体３に斜に面して、シート本体３がボール５
をシート本体３の全周でなく図からわかるように一部で
支承する状態であるが、このシート本体３は、図２に示
したようにリップ部３ａだけでなく、その外径側でもボ
ール５を支承しているので、支承する面積が狭くてシー
ト本体３が局部的な永久変形を起こすということは起き
ない。

【００３１】また、図３のシート本体４の背面にＯリン
グ７が装着してあるので、裏漏れが完全に防止され、こ
のＯリングの弾発力がシート本体４のボール５への圧着
力を補う作用も行って、このシート本体４のシール性を
向上させている。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のボールシ
ートは、高圧側においても完全にシールすることができ
るので、３方ボールバルブにおいて、４面シート形にし
なくても２面シート形で内部漏れを確実に防ぐことがで
きる。また、ボールシートが部分的に変形してシール性
を損なうこともない。このため、このボールシートを装
着した２面シート形３方ボールバルブは、信頼性、耐久
性、経済性に優れて極めて有用なバルブである。

【００３３】更に、このボールバルブを２方ボールバル
ブに装着した場合、上流側、下流側の両方のボールシー
トでシールしてボデーキャビティーを流路から隔絶する
ことができるので、ブロックエンドブリードの機能を持
つボールバルブになり、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボールシートを装着した２面シート形
３方ボールバルブの一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１に示したボールシートとＯリングを示す部
分拡大断面図である。

【図３】図１に示したボールシートとＯリングを示す部
分拡大断面図である。

【図４】図１に示した２面シート形３方ボールバルブの
ボールを僅か回転させた状態を示す横断面図である。

【図５】従来のフローティングボールタイプの２方ボー
ルバルブの一例を示す縦断面図である。

【図６】図５に示したボールシートを示す部分拡大断面
図である。

【図７】図６に示したボールシートのリップ部が変形し
た状態を示す部分拡大断面図である。

【図８】従来の２面シート形３方ボールバルブの一例を
示す縦断面図である。

【図９】図８に示した２面シート形３方ボールバルブの
ボールを僅か回転させた状態を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ ２面シート形３方ボールバルブ ３、４ 環状のシート本体 ３ａ、４ａ リップ部 ５ ボール ７ Ｏリング Ａ ボールとの間をシールするためのつぶし代 Ｂ ボールの移動を少なくするためのつぶし代

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状のシート本体の内径側のリップ部に
   ボールとの間をシールするためのつぶし代を有し、それ
   より外径側に流圧体によって押されたボールの移動を少
   なくするためのつぶし代を有するように形成したことを
   特徴とするボールバルブ用ボールシート。
2. 【請求項２】 環状のシート本体をＰＴＦＥ製又は強化
   ＰＴＦＥ製などの合成樹脂で形成した請求項１記載のボ
   ールバルブ用ボールシート。