JPH09276961A - ボールバルブ用ボールの成形方法 - Google Patents

ボールバルブ用ボールの成形方法

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JPH09276961A
JPH09276961A JP11822096A JP11822096A JPH09276961A JP H09276961 A JPH09276961 A JP H09276961A JP 11822096 A JP11822096 A JP 11822096A JP 11822096 A JP11822096 A JP 11822096A JP H09276961 A JPH09276961 A JP H09276961A
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ball
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outer cylinder
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武彦 保坂
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料費、加工費が高くなく、比較的軽くて強
固であり、流体抵抗が小さく、内部に異物が蓄積したり
沈着したりしそれが流出してそのボールバルブや配管系
に悪影響を及ぼすことがないボールバルブ用ボールを製
作する。 【解決手段】 金属材料からなる鍛造用素材2又は12
を鍛造加工して、外筒4又は4aと内筒5又は5aが二
重筒状に配列しその長手方向中央部に円板状の隔壁6又
は摩擦圧接した底6aを有する中間形状体3又は13を
成形し、次にプレス加工して外筒4又は4aを球形状に
成形し、以後所要の切削加工等を加えてボールバルブ用
ボールを製作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水、油、ガスなど
の配管に装着して流体を制御するために用いられるボー
ルバルブ用ボールの成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5の縦断面図に示したようなボールバ
ルブ21に用いられるボール22は、従来、様々な方法
で作られてきた。図6は、丸棒材を切削して作る場合の
例を示す加工工程図であって、(h)に示した丸棒切断
素材23aを、(i)に示したような球形の外形23b
と円筒形の流路孔23cとを有する形状に切削し、更に
(j)に示したようにステムとの接続のための凹形溝2
3dを切削してボールバルブ用ボール23を作る。な
お、このボール23には、クロムなどのメッキが施され
ることが多い。
【0003】図7は、鋳造して作ったボールの一例24
を示す縦断面図であって、外形24aには切削と研磨が
加えられている。流路孔24bにも切削や研磨が加えら
れることが多い。中空部24cは軽量化及び材料節減の
ために設けられたものである。また、24dはステムと
の接続のための凹形溝であり、24eは砂抜き用の孔で
ある。なお、このボール24にも、メッキが施されるこ
とが多い。
【0004】図8は、鋳造して作ったボールの他の例を
示す縦断面図であって、このボール25も外径25aに
切削と研磨が加えられており、メッキが施されているこ
とが多い。25bはステムとの接続のための凹形溝であ
る。
【0005】図9は、パイプ材を用いて作る場合の例を
示す加工工程図であって、(k)に示した所要の長さに
切断したパイプ26aをプレス加工によって(l)に示
したような出入口26bと26cを有する球形体26d
に成形し、これに(m)に示したように所要の長さに切
断した小径のパイプ26eを挿入して両端を溶接し、更
に(n)に示したように外形26fに切削や研磨を加
え、ステムとの接続のための凹形溝26gを切削し、メ
ッキを施してボール26を作る。
【0006】なお、上記の(l)に示した球形体26d
に、(o)に示したようにステムとの接続のための凹形
溝26hをプレス加工によって形成し、外形26iに切
削や研磨を加え、メッキを施してボール26jを作るこ
ともある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のボールの
作り方の図6に示した丸棒から切削によって作る方法で
は、削り取る部分が多くて材料が無駄になり、加工時間
も多く高価になる。また、中空部がないので大径のもの
では甚だしく重くなる。
【0008】図7及び図8に示した鋳造して作る場合に
は、球面加工後に鋳巣などの欠陥が発見されることが多
く、この場合材料と加工時間が無駄になる。また、鋳造
の場合、湯流れや形状不安定のために肉を厚くする必要
があり、それだけ切削代も多く加工に多くの時間を要す
る。これらのため、甚だ高価なものになる。
【0009】なお、図8に示した形状では比較的軽くす
ることができて価格を幾分下げることができるが、この
ボール25の中を流れる流体の流れが乱れて流体抵抗が
大きくなったり、ボール25の内部に異物が蓄積したり
沈着したりし、これが流出してこのボールバルブや配管
系に悪影響を及ぼすことがある。
【0010】図9に示したパイプ材を用いて作る場合
は、パイプ径と肉厚との関係が限られて、一般に軟弱な
ものとなって変形しやすく、取扱いが厄介なものにな
る。また、図9の(m)に示したように球形体26dに
パイプ26eの両端を溶接する必要があり、この作業が
溶接部が比較的薄肉であることやそのため熱変形しやす
いことのため厄介である。
【0011】図9の(o)に示した形状にすると、軽量
で材料費、加工費共に安くなるが、図8に示したボール
25におけると同様に、流体抵抗が大きくなったり異物
による問題を起こしたりしやすい。
【0012】本発明のボールバルブ用ボールは、図6乃
至図9に示した従来の様々な方法で作られるボールバル
ブ用ボールが有する上述のような幾多の問題点を解決す
るために開発したものであり、その目的とするところ
は、材料費や加工費を安価にし、歩留りを良好にすると
共に、軽量で、且つ強度的に優れ、流体が乱流を起こし
たりボール内に異物が蓄積又は沈着したりすることがな
く、バルブの機能を向上させることにある。
【0013】
【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、金属材料からなる鍛造用素材を鍛造加工
して、外筒と内筒とを二重筒状に配列させ、その長手方
向の略中央部に円板状の隔壁を有する中間形状体を成形
し、次に、この中間形状体をプレス加工して上記外筒を
球形状に成形することを特徴とするボールバルブ用ボー
ルの成形方法である。
【0014】また、他の手段は、金属材料からなる鍛造
用素材を鍛造加工して、底付きの外筒と内筒との二重筒
状体である中間形状体を成形し、この一対の中間形状体
の底と底とを摩擦圧接し、次に、この中間形状体をプレ
ス加工して上記外筒を球形状に成形することを特徴とす
るボールバルブ用ボールの成形方法である。
【0015】また、上記の円板状の隔壁又は底付きの二
重筒状体の底が、内筒より内径部分が欠除したものであ
ると後の加工が容易になる。更に、上記の中間形状体を
プレス加工して上記外筒を球形状に成形した後に所要の
切削加工等を施こしてボールを成形するのが好ましい。
【0016】上記の金属材料からなる鍛造素材が黄銅材
であると、鍛造、プレスなどの加工が容易であり、本発
明による製作の効果が大きい。
【0017】本発明のボールバルブ用ボールは、先ず、
鍛造用素材を熱間鍛造してボールの外殻になる外筒と流
路になる内筒とを成形するので、最適な肉厚にして、強
固で重過ぎず、過剰な材料と加工が必要でない経済的な
ボールを作ることができる。
【0018】また、円筒形の流路が形成されるので流体
の流れが乱れて流体抵抗を大きくすることがなく、ボー
ル内に異物が蓄積したり沈着したりし、これが流出して
このボールバルブや配管系に悪影響を及ぼすことがな
い。
【0019】更に、ボール内に隔壁の内筒より外側の部
分が残っており、これがボールの変形を防ぐ補強部材と
なり、ボールバルブのボデーキャビティーが温度昇圧な
どの原因で異常に昇圧しても、このボールは、ほとんど
変形することがない。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のボールバルブ用
ボールの製作の一例を示す加工工程図であって、図中、
1はボールバルブ用ボール、2は金属材料からなる鍛造
用素材、3は中間形状体、4は外筒、5は内筒、6は円
板状の隔壁、7は底付きの二重筒状体であって、4aは
その外筒、5aはその内筒、6aはその底である。
【0021】図1の(a)は、金属材料からなる鍛造用
素材2を示しており、この実施例では所要の太さの黄銅
棒を所要の長さに切断したものである。(b)は、鍛造
用素材2を熱間鍛造して成形した中間形状体3を示して
おり、この中間形状体3は、外筒4と内筒5とが二重筒
状に配列し、その長手方向中央部に円板状の隔壁6を有
している。
【0022】(c)は、中間形状体3を冷間でプレス加
工して外筒4を球形状に成形すると共に、隔壁6の内筒
5より内径部分6bを打ち抜いた球状体8を示してお
り、この実施例では、プレス加工によって変形された外
筒4の両端部が内筒5の両端部に圧着している。この圧
着部を溶接又はろう付けしてもよいが、このままで後述
する外形9と貫通孔10の切削や研磨を行なってもよ
い。
【0023】(d)は、球状体8にステムとの接続のた
めの凹形溝11を切削し、その以後の外形9と流路孔1
0の切削や研磨やメッキなどの所要の加工を行なって完
成させたボールバルブ用ボール1を示している。
【0024】図1の(e)、(f)及び(g)は、上述
の中間形状体3を作る別の方法を示したもので、(e)
はこの場合の鍛造用素材12を示しており、これは鍛造
用素材2の半分の長さのものが2個である。(f)は、
鍛造用素材12を熱間鍛造して成形した底付きの二重筒
状体7を示しており、この底付きの二重筒状体7には底
6aの上に外筒4aと内筒5aとが二重筒状に付いてい
る。
【0025】(g)は、この2個の底付きの二重筒状体
7の底6aと底6aとを摩擦圧接して成形した中間形状
体13を示しており、この中間形状体13と(b)に示
した中間形状体3とは同一形状のものである。
【0026】また、(a)に示した鍛造用素材2を熱間
鍛造して形成した中間形状体3は、(b)に示したよう
に隔壁6が内筒5より内径部分6bにまで及んでいる
が、図2の断面図に示したような隔壁6の内筒5より内
径部分6bが欠落した形状の中間形状体13に熱間鍛造
すると、それ以後の加工が容易になる。
【0027】同様に、図1の(e)に示した鍛造用素材
12を熱間鍛造して形成した底付きの二重筒状体7は、
図1の(f)に示したように底6aが内筒5aより内径
部分6cにまで及んでいるが、図3の断面図に示したよ
うな底6aの内筒5aより内径部分6cが欠落した形状
の底付きの二重筒状体14に熱間鍛造すると、それ以後
の加工が容易になる。
【0028】更に、図1の(b)に示した中間形状体3
から冷間プレス加工によって図1の(c)に示した球状
体8に成形する時に、図4の断面図に示したように内筒
5より内径部分6bを打ち抜かないで、この部分の除去
を後の切削加工によるようにしてもよく、こうすれば、
冷間プレス加工が単純になり容易になる。
【0029】以上図1乃至図4について説明したよう
に、本実施例のボールバルブ用ボール1は、鍛造用素材
2又は12を熱間鍛造してボール1の外殻になる外筒4
又は4aと流路になる内筒5又は5aとを成形するの
で、最適な肉厚にして、強固で重過ぎず、過剰な材料と
加工が必要でない経済的なボール1を作ることができ
る。
【0030】また、内筒4又は4aによって流路が形成
されるので、流体の流れが乱れて流体抵抗を大きくする
ことがなく、ボール1内に異物が蓄積したり沈着したり
し、これが流出してこのボールバルブや配管系に悪影響
を及ぼすことがない。
【0031】更に、ボール1内に隔壁6又は底6aの内
筒5又は5aより外側の部分が残っており、これがボー
ル1の変形を防ぐ補強部材となり、ボールバルブのボデ
ーキャビティーが温度上昇などの原因で異常に昇圧して
も、このボール1は変形することがほとんどない。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のボールバ
ルブ用ボールは、材料費、加工費等を低減することがで
き、最適な肉厚であって強固で、かつ軽量で、極めて経
済的である。また、円筒形の流路が形成されていて流体
抵抗が小さく、ボール内に異物が蓄積したり沈着したり
することがなく、これらの流出によってこのボールバル
ブや配管系に悪影響を及ぼすことがない。更に、隔壁の
存在によってボールが強固であって、ボールバルブのボ
デーキャビティーが温度上昇などによって異常に昇圧し
ても、このボールは変形することがほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボールバルブ用ボールの製作の一実施
例を示す加工工程図である。
【図2】本発明のボールバルブ用ボールの製作の途中の
中間形状体の他の例を示す断面図である。
【図3】本発明のボールバルブ用ボールの製作の途中の
底付きの二重筒状体の他の例を示す断面図である。
【図4】本発明のボールバルブ用ボールの製作の途中の
球状体の他の例を示す断面図である。
【図5】ボールバルブの一例を示す縦断面図である。
【図6】丸棒材を切削してボールを作る方法の従来の例
を示す加工工程図である。
【図7】鋳造して作ったボールの従来の例を示す縦断面
図である。
【図8】鋳造して作ったボールの従来の例を示す縦断面
図である。
【図9】パイプ材を用いてボールを作る方法の従来の例
を示す加工工程図である。
【符号の説明】
1 ボールバルブ用ボール 2、12 鍛造用素材 3、13 中間形状体 4、4a 外筒 5、5a 内筒 6 隔壁 6a 底 6b 内筒より内径部分 7、14 二重筒状体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料からなる鍛造用素材を鍛造加工
    して、外筒と内筒とを二重筒状に配列させ、その長手方
    向の略中央部に円板状の隔壁を有する中間形状体を成形
    し、次に、この中間形状体をプレス加工して上記外筒を
    球形状に成形することを特徴とするボールバルブ用ボー
    ルの成形方法。
  2. 【請求項2】 金属材料からなる鍛造用素材を鍛造加工
    して、底付きの外筒と内筒との二重筒状体である中間形
    状体を成形し、この一対の中間形状体の底と底とを摩擦
    圧接し、次に、この中間形状体をプレス加工して上記外
    筒を球形状に成形することを特徴とするボールバルブ用
    ボールの成形方法。
  3. 【請求項3】 上記の円板状の隔壁又は底付きの二重筒
    状体の底の内筒より内径部分を欠除するようにした請求
    項1又は2記載のボールバルブ用ボールの成形方法。
  4. 【請求項4】 上記の中間形状体をプレス加工して上記
    外筒を球形状に成形した後に所要の切削加工等を施こし
    てボールを成形するようにした請求項1乃至3の何れか
    1項に記載のボールバルブ用ボールの成形方法。
  5. 【請求項5】 上記の金属材料からなる鍛造素材が黄銅
    材であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項
    に記載のボールバルブ用ボールの成形方法。
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