JPH10238637A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁座の加工に高精度の困難な作業を必要とせ
ずに、長期に亙って優れた弁座のシール耐久性を維持す
ることが可能であると共に、弁開時の操作力が軽減され
たバタフライ弁を提供する。 【解決手段】 ロッド４に設けられたスライドキー５と
弁体３のボス部９との間に、ボス部に一体的に連結する
ジスクブッシュ１０が配設されている。ジスクブッシュ
の周囲には、ワッシャ７が配設され、該ジスクブッシュ
とワッシャは、ぴったり嵌合すると筒状アセンブリを形
成する。ワッシャの周囲には、シートリング２ａ側にジ
スクブッシュが部分的に突出可能な切欠き６ｃを有する
ブッシュ６が配設されている。ジスクブッシュが切欠き
から突出している間は、弁体は直線的に運動し、切欠き
から退出している間は、前記筒状アセンブリがブッシュ
に回動可能に支持され、弁体はロッドと一緒に回る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バタフライ弁のよ
うな弁装置に関し、特に、シール耐久性の向上を図ると
共に、弁開時の操作力を軽減させるように改良した弁装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のバタフライ弁は、一般に、弁座に
ゴムを使用したものが多く、そのようなバタフライ弁で
は高温高圧の流体が流れる流路において用いるには通常
不適であった。そのため、高温高圧条件下で用いられる
バタフライ弁には、金属製の弁座が用いられるようにな
ってきた。金属製の弁座を有するバタフライ弁として
は、金属製Ｏリングをシール材として弁座部に採用した
ものや、弁体の回転軸を流路の中心軸線から偏芯させる
ことによって、閉弁状態中、勾配弁座面にシール圧を加
えて気密を保つ、いわゆるチルチング型のものが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特に金属製の弁座を有
するバタフライ弁の場合には、弁座におけるシール効果
を確保にするために、弁体を弁座の所定位置に確実に着
座させる必要があり、このために、弁体と弁座の加工精
度を非常に高いものにする必要がある。具体的には、金
属製Ｏリングを使用する弁座においては、閉弁時、弁体
外周のシール部が金属製Ｏリングの弁座に均一に接触し
なければならないが、このために、弁体と金属製Ｏリン
グとの位置関係に留意して、両者を高精度に製作する必
要があった。

【０００４】また、チルチング型のバタフライ弁におい
ては、設計上は、弁体と弁座との接触は全閉点のみであ
るはずであるが、実際には、上述した弁体の回転軸の嵌
合部が弛み、いわゆるガタが生じるため、開弁を始める
と、必ず弁体と弁座とが擦り合ってしまう。また、回転
軸が偏芯しているため、弁閉時に弁体に作用する圧力の
不均衡も大きい。以上のことより、チルチング型のバタ
フライ弁は、全閉時からの開トルクが過大で開弁しにく
いことがあり、特に高圧の流体のシールには不向きであ
った。

【０００５】従って、本発明は、弁座の加工に高精度で
困難な作業を必要とせずに、弁座のシール耐久性を長期
に亙って高く維持することが可能であると共に、弁開時
の操作力を軽減しうる弁装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明によると、流体通路を内部
に画成する弁箱と、該流体通路に形成された弁座と、前
記流体通路を選択的に遮断及び開放するように前記弁座
に対して係合・離脱可能に支持され前記弁箱内に設けら
れた弁体と、前記弁箱を貫いて前記流体通路に入り該弁
体を支持する回動軸とを備えた弁装置は、前記弁体と前
記回動軸との間に設けられ、前記弁座に係合した前記弁
体を前記弁座から離脱させるため及び前記弁座から離脱
している前記弁体を前記弁座に係合させるため、前記回
動軸を回転させる際、該回動軸の所定角度位置の回転に
応動して、該回動軸の回転運動を前記弁体のほぼ直線的
な運動に変換する運動変換機構を備えることを特徴とし
ている。

【０００７】請求項１に記載の弁装置において、回動軸
が全閉状態から開弁方向に所定角度範囲で回動する間
は、運動変換機構は、回動軸の回転運動をほぼ直線的な
運動として弁体に伝達する。これにより、弁体は、弁座
と実質的に摺動することなくほぼ直線的に動作する。一
方、回動軸が前記所定角度範囲外で回動する間は、運動
変換機構は、回動軸の回転運動をそのまま弁体に回転運
動として伝達する。前記運動変換機構は、１個でもよい
し、前記回動軸の長手方向に沿って離間して複数個設け
てもよい。

【０００８】前記運動変換機構は、前記回動軸に設けら
れたカム装置と、前記カム装置及び前記弁体の間に前記
カム装置の運動を前記弁体に伝達するために配設され、
前記カム装置に係合するカム面を有していて、前記弁体
と一体的に運動する運動伝達部材と、該運動伝達部材の
ほぼ直線的な運動を許容するように該運動伝達部材を部
分的に囲む直線運動許容部材と、前記弁箱に取り付けら
れ、前記運動伝達部材及び前記直線運動許容部材を回動
可能に支持し、前記弁座のほぼ軸心方向に前記運動伝達
部材が前記直線運動許容部材から突出可能にする第１の
切欠きが形成されている運動変換部材とから構成される
のが好ましい。

【０００９】また、前記カム装置は、前記回動軸の外周
面に直径方向に対峙して配設された１対のスライドキー
からなり、前記運動伝達部材は、内周面が前記カム面と
して形成されている筒状部材からなり、前記直線運動許
容部材は、前記筒状部材が該直線運動許容部材の内部か
ら側方に選択的に突出するのを許容する大きさの第２の
切欠きが形成された部分筒状部材からなり、前記第１及
び第２の切欠きが整列した時に前記運動伝達部材の直線
的な運動を許容するのが好適である。

【００１０】更に、前記スライドキーのカム面は円弧面
でよく、前記弁座に係合した前記弁体を前記弁座から離
脱させるため及び前記弁座から離脱している前記弁体を
前記弁座に係合させるため、前記円弧面が係合する前記
筒状部材の前記カム面も円弧面でよい。しかし、少なく
とも一方の前記１対のスライドキーのカム面を平坦面と
し、該平坦面が係合する前記筒状部材の前記カム面も平
坦面とすれば、面接触となるため、ロッドの回転運動を
弁体の直線運動に好適に変換することができる。

【００１１】また、前記カム装置は、一対のスライドキ
ーに加え、更に、回動軸の外周面に配設され前記一対の
スライドキーを補助するセンターキーを含んでいてもよ
く、それに伴い、前記筒状部材の前記内周面に、該筒状
部材が前記第２の切欠きに関し非突出位置にあるときに
前記センターキーの開弁動作時における進行方向側に接
触するセンターキー用カム面を形成してもよい。

【００１２】また、好適には、前記運動変換機構は、前
記回動軸の外周面に直径方向に対峙して配設された１対
のスライドキーからなるカム装置と、前記カム装置及び
前記弁体の間に前記カム装置の運動を前記弁体に伝達す
るために配設され、前記カム装置に係合するカム面を内
周面に有する筒状部材からなり、前記弁体と一体的に運
動する運動伝達部材と、該運動伝達部材のほぼ直線的な
運動を許容するように該運動伝達部材を直径方向に対峙
して部分的に囲む直線運動許容部材と、前記弁箱に取り
付けられ、前記運動伝達部材及び前記直線運動許容部材
を回動可能に支持し、前記弁座のほぼ軸心方向に前記運
動伝達部材が前記直線運動許容部材から突出可能にする
ように直径方向に対峙して部分的に囲む運動変換部材と
から構成される。この場合には、直線運動許容部材及び
運動変換部材の加工が容易となり、製造コストの低減を
図ることができる。前記カム装置は前記回動軸と一体の
部分としてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態即ち実
施形態について添付図面を参照して詳細に説明するが、
図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとす
る。以下の説明は、方向については、図１の紙面右側を
「前側」とし、紙面左側を「後側」とし、また、図１に
おいて中心軸線Ｏ２に関し上方を「上側」とし、下方を
「下側」とし、図１の紙面の表側を「左側」とし、紙面
の裏側を「右側」として行うこととする。

【００１４】図１は、全閉状態にある本実施形態の弁装
置の縦断面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線における
断面であり、図３及び図４は、開弁途中の状態、全開状
態をそれぞれ示す図２に相当する図である。本実施形態
の弁装置は、主に、弁箱１、フランジ部２、弁体３、ロ
ッド４及び駆動装置２０より構成されている。

【００１５】弁箱１は、中心軸線Ｏ２を有する実質的に
ほぼ円筒形の部材であって、内部には流体通路１ａが画
成されている。流体通路１ａにおける流体の流れは、図
１において参照符号Ｒを付した矢印で示されるように、
前側から後側に向かう。流体通路１ａを画成する弁箱１
の内面には、弁体３に形成されたストッパ３ａと当接可
能なストッパ１ｂが形成されている（図２参照）。スト
ッパ１ｂ，３ａが互いに当接する時期については、後述
する弁の動作説明の際に併せて説明する。フランジ部２
は、弁箱１の後側に図２に示すような手段により連結さ
れている。フランジ部２には、環状の弁座面１２を有す
るシートリング２ａが一体的に設けられている。上述の
中心軸線Ｏ２は、弁座面１２の軸心と一致している。
尚、シートリング２ａについては、フランジ部２と別体
であってもよい。

【００１６】弁体３は、弁箱１内において回動可能に配
設されており、該弁体３の後側の周面には、截頭円錐状
の弁座面１１が形成されている。弁座面１１は、弁体３
の全閉時に、図１及び図２に示すように、前述の弁座面
１２と係合して流体通路１ａを遮断する。弁座面１１
は、金属等から剛につくられているので、一般的な弁に
おける弁座補修方法によってシール機能を発揮するよう
好適な形状に維持することができる。また、弁座面１１
及び１２は、通常の玉型弁と同様の截頭円錐形状でもよ
いが、特に小口径の弁の場合には、球座面にすると更に
高いシール効果が発揮される。弁体３の前側部分には、
図１に示されるように、弁箱１内の流体通路１ａを画成
する壁部１ｃに近接して、中心軸線Ｏ２に関し対称的に
上下に１つずつ、合計２つのボス部９が形成されてい
る。弁体３は、ボス部９において、後から詳細に説明す
るジスクブッシュ（運動伝達部材）１０を介して、ロッ
ド（回動軸）４に支持されている。

【００１７】ロッド４は、両ボス部９を貫通して図１に
おいて上下方向に延び、後から詳細に説明するブッシュ
（運動変換部材）６を介して弁箱１に支持されている。
ロッド４の上端部は、弁箱１を貫いて上方に延び、図示
のように配設された通常の駆動装置２０に接続されてい
る。ロッド４には、各ボス部９により囲まれた部分の周
面に、所定の大きさのキー溝が形成されている。キー溝
は、図１及び図２から分かるように、円周方向にほぼ１
８０度離間した２箇所、ロッド軸方向に離間した２箇
所、合計４箇所に形成されている。各キー溝には、スラ
イドキー（カム装置）５が嵌合されている。スライドキ
ー５は、後から詳細に説明するように、ジスクブッシュ
１０に当接している。

【００１８】次に、運動変換機構について説明する。本
実施形態の運動変換機構は、ジスクブッシュ（運動伝達
部材）１０と、ワッシャ（直線運動許容部材）７と、ブ
ッシュ（運動変換部材）６とから構成されている。図５
の（ａ）〜（ｄ）は、キー付きロッド４、ジスクブッシ
ュ１０、ワッシャ７及びブッシュ６を各々単体で示した
図である。図６の（ａ）〜（ｄ）は、図１のＹ−Ｙ線に
沿って、弁の開閉状態別に示した断面図である。ジスク
ブッシュ１０は、ボス部９とロッド４との間に配設さ
れ、弁体３と一体的に動作するようにボス部９に固定さ
れている。

【００１９】ジスクブッシュ１０の外形は、前側部分に
形成された曲率半径Ｄ１／２の曲面Ｓ１と、後側部分に
形成された曲率半径Ｄ２／２（Ｄ２＞Ｄ１）の曲面Ｓ２
と、曲面Ｓ１及びＳ２を接続する平面Ｓ３とからなる。
更に、ジスクブッシュ１０には、軸心方向に延び、ロッ
ド４が貫通する穴１３が設けられており、該穴１３はカ
ム面もしくは円弧面１０ａ〜１０ｇにより画成されてい
る。これらカム面１０ａ〜１０ｇは、カム凸部（カム
面）１０ｈ〜１０ｊと協働して、後から動作説明するよ
うに、ロッド４に嵌合したスライドキー５と当接し、弁
体３に所定の運動を生じさせる。また、カム面１０ａ〜
１０ｇ，カム凸部１０ｈ〜１０ｊの形状は、ロッド４の
回転中、どの角度においても、スライドキー５とジスク
ブッシュ１０との間が完全に離間しないように設計され
ている。それにより、弁装置の開閉動作中、弁体３のガ
タを防ぐことができるようになっている。

【００２０】上述のカム面のうち、カム面１０ｂ，１０
ｄ，１０ｆはぼ同じ中間曲率半径を有する円弧面であ
り、カム面１０ａ，１０ｅはそれより大きい曲率半径及
び小さい曲率半径を有する円弧であり、カム面１０ｃ，
１０ｇはカム１０ｂと１０ｄとを接続する平面である。
曲率半径等の差により各カム間にはカム凸部１０ｈ，１
０ｉ，１０ｊが存在する。

【００２１】ワッシャ７は、ロッド４の軸心方向に関し
て弁体３から外れた位置でジスクブッシュ１０の端部を
部分的に取り囲むように配設される。図１及び図５から
分かるように、ワッシャ７は、中央にロッド４が貫通す
る穴１４が穿設された外径がほぼＤ２の円板部７ａと、
該円板部７ａからほぼ垂直にロッド軸心に沿って延びる
ほぼ外径Ｄ２、内径Ｄ１の部分円環部７ｂとから構成さ
れている。部分円環部７ｂの後側部分は、ジスクブッシ
ュ１０の曲面Ｓ２に相当する部分が切り取られていて、
切欠き７ｃを形成している。また、部分円環部７ｂの内
周面は、ジスクブッシュ１０の曲面Ｓ１及び平面Ｓ３に
対応した形状を有する。従って、ワッシャ７とジスクブ
ッシュ１０とが嵌合すると、部分円環部７ｂの内周面と
ジスクブッシュ１０の曲面Ｓ１及び平面Ｓ３とが当接し
て、図１から了解されるように、外径Ｄ２の筒状アセン
ブリが形成される。

【００２２】ブッシュ６は、図１及び図５の（ｄ）から
分かるように、弁箱１及びロッド４の間に固定されロッ
ド４が貫通する穴１５を有する相対的に小径の円筒部６
ａと、弁箱１及びワッシャ７の間に位置し内径がほぼＤ
２の部分円筒部６ｂとから主に構成されている。そし
て、該部分円筒部６ｂは、ワッシャ７を取り囲んで配設
され、該ワッシャ７及びジスクブッシュ１０の嵌合によ
り形成された上記筒状アセンブリは、部分円筒部６ｂ内
において回動自在に支持される（図６参照）。部分円筒
部６ｂの後側部分には、弦長Ｈを有する切欠き６ｃが弧
状に形成されている。切欠き６ｃの弦長Ｈは、ジスクブ
ッシュ１０の平面Ｓ３，Ｓ３間の距離にほぼ等しいよう
に設定するのが好適である（図５参照）。

【００２３】次に、本実施形態の弁装置の動作について
説明する。図２には、全閉時の弁装置が示されている。
また、図６の（ａ）には、全閉時のスライドキー５と運
動変換機構の関係が示されている。全閉時は、図６の
（ａ）に示されるように、スライドキー５のうち、後側
スライドキー５ｂがジスクブッシュ１０を後側に押すよ
うにカム凸部１０ｉと当接し、前側スライドキー５ａが
カム面１０ａと当接している。このため、ジスクブッシ
ュ１０の平面Ｓ３の後側端縁は、ブッシュ６の切欠き６
ｃ内へ中心軸線Ｏ２に沿ってＬｍｍ突出し、そのためジ
スクブッシュ１０の曲面Ｓ１は、部分円環部７ｂの内周
面から離間して、曲面Ｓ１と該内周面との間に隙間１６
が生じる。また、弁体３の前側面には、流れ方向Ｒに関
して弁体３の上流側にある流体の圧力Ｐ１（図１）がシ
ートリング２ａの方向に作用している。この圧力Ｐ１に
よって、弁体３の弁座面１１は、シートリング２ａの弁
座面１２に圧着され、弁体３を横断する流体通路１ａの
流れが遮断される。更に、この時、前述した弁体３のス
トッパ３ａは、弁箱１のストッパ１ｂからＬｍｍだけ離
間する（図２参照）。

【００２４】上述した全閉状態からの弁体３の開動作に
ついて説明する。弁体３を開くために駆動装置２０を作
動すると、ロッド４は、図２及び図６の（ａ）において
矢印Ｑで示される方向に、ロッド４の長手方向軸心Ｏ１
の回りに回転する。この回転に伴って、ロッド４に取り
付けられたスライドキー５も矢印Ｑの方向に回転する。
この時、前側スライドキー５ａは、ジスクブッシュ内周
面が円弧面１０ａから凸部１０ｈにかけて長手方向軸心
Ｏ１までの距離が漸減するようなカム面に形成されてい
るため、ジスクブッシュ１０を前側に押しながら回転す
る。そのため、ジスクブッシュ１０は、切欠き６ｃ、切
欠き７ｃ及び部分円環部７ｂ内を中心軸線Ｏ２に沿って
前側方向に摺動する。しかし、ジスクブッシュ１０の平
面Ｓ３が切欠き６ｃ内に突出している限り、ジスクブッ
シュ１０が回転しようとしても、その平面Ｓ３が切欠き
６ｃを画成する部分円筒部６ｂの端面６ｄに引っ掛かる
ので、ジスクブッシュ１０は、ロッド４及びスライドキ
ー５の回転により伴回りすることはない。

【００２５】前述のようにジスクブッシュ１０が前側に
摺動すると、該ジスクブッシュ１０と一体に結合された
弁体３も、中心軸線Ｏ２と平行に前側に移動する。これ
により、弁体３の弁座面１１がシートリング２ａの弁座
面１２から離間し、弁体３の前側面に作用する圧力Ｐ１
は、弁体３の後側に解放される。

【００２６】以上のように、全閉状態からロッド４が本
実施形態では約２０°回転する間は、弁体３の回転が阻
止されているため、ロッド４の回転運動が運動変換機構
によって並進運動に変換されて弁体３に伝達され、弁体
３が確実に前方に移動する。尚、この角度は、臨界的な
値ではなく、カム面、スライドキー等の形状に応じて２
０°以上或いは２０°以下の種々の値とすることができ
る。また、カム面、スライドキー等の形状に応じて弁体
の直線運動も直線状から円弧状まで変化するが、運動距
離（Ｌｍｍ）は僅かであるから、実質的に直線状と考え
ることができる。また、特に弁開時には、弁体に作用す
る流体圧力に勝って同弁体を開く必要があるため、運動
変換機構を介して弁体に大きな力を付与しうるように、
上述の運動距離はある程度小さい方が好ましく、そのよ
うにカム面、スライドキー等の形状を設計するとよい。

【００２７】上述したジスクブッシュ１０及び弁体３の
前方への移動は、ロッド４が全閉状態から矢印Ｑの方向
に約２０°回転する間継続する。即ち、ロッド４が約２
０°回転すると、弁体３は、図２の状態から前側にＬｍ
ｍ移動し、図３に示されるように、弁体３のストッパ３
ａが弁箱１のストッパ１ｂに当接する。同時に、ジスク
ブッシュ１０は、図６の（ａ）の状態から前側にＬｍｍ
移動し、図６の（ｂ）に示すように、ジスクブッシュ１
０の曲面Ｓ１が部分円環部７ｂの内周面に当接する。こ
れにより、ジスクブッシュ１０の平面Ｓ３は、Ｌｍｍだ
け前側に移動し、切欠き６ｃを画成する端面６ｄよりも
内側に引っ込むので、切欠き６ｃとの係合から外れる。
また、ブッシュ６内においては、ジスクブッシュ１０及
びワッシャ７がぴったり嵌合し、切欠きにおいて両者の
境界線に凹凸の無い直径Ｄ２の筒状アセンブリが形成さ
れる。更に、スライドキー５については、前側スライド
キー５ａが凸部１０ｈに引っ掛かった状態となり、後側
スライドキー５ｂはカム面１０ｅ内にぴったり嵌まり込
んだ状態となる［図６の（ｂ）参照］。

【００２８】弁装置の各部が図３及び図６の（ｂ）に示
される状態になった後、更に、ロッド４が矢印Ｑの方向
に回転すると、ロッド４の回転力は、スライドキー５を
介してジスクブッシュ１０にそのまま回転力として伝達
される。即ち、上述のように、前側スライドキー５ａが
凸部１０ｈに引っ掛かり、平面Ｓ３が切欠き６ｃから外
れているため、ジスクブッシュ１０及びワッシャ７から
なる筒状アセンブリが、ブッシュ６内において、ロッド
４と一緒に回転し［図６の（ｃ）参照］、ジスクブッシ
ュ１０と一体的に連結された弁体３も、ロッド４と一緒
に回転して、最終的には、図４及び図６の（ｄ）に示さ
れる全開状態となる。

【００２９】以上のように、ロッド４が全閉状態から本
実施形態では約２０°回転した後、弁体３は中心軸線Ｏ
２に沿って直線的に移動することはできず、ロッド４の
回転力が運動変換機構によって回転力としてそのまま弁
体３に伝達されるため、弁体３が確実に開弁方向に回転
する。

【００３０】次に、全開状態から弁体３が閉動作する場
合について説明する。図４及び図６の（ｄ）に示される
状態から、ロッド４が矢印Ｑと反対方向に回転すると、
カム面１０ｅに嵌合した後側スライドキー５ｂが凸部１
０ｄに引っ掛かり、ジスクブッシュ１０及びワッシャ７
からなる筒状アセンブリがブッシュ６内においてロッド
４と同方向に回転する。これにより、ジスクブッシュ１
０と一体的に連結した弁体３も、ロッド４と同方向（閉
弁方向）に回転する。運動変換機構が、図６の（ｃ）の
状態を経て（ｂ）の状態になると、ブッシュ６の切欠き
６ｃに対するワッシャ７の切欠き７ｃの角度位置が一致
して両者が直線的に整列すると共に、図３に示されるよ
うに、弁体３に設けられたストッパ３ａが弁箱１側のス
トッパ１ｂに当接する。ロッド４が矢印Ｑと反対方向に
更に回転すると、弁体３はストッパ１ｂ，３ａにより回
転を阻止されているため、後側スライドキー５ｂにより
凸部１０ｉが押されるジスクブッシュ１０は、切欠き６
ｃ、切欠き７ｃ及び部分円環部７ｂ内を中心軸心Ｏ２に
沿って後側に摺動する。これにより、ジスクブッシュ１
０と連結した弁体３も、中心軸心Ｏ２と平行に後側に移
動する。弁体３が図３の状態からＬｍｍ後方に移動する
と、弁座面１１が弁座面１２とぴったり封止係合し、弁
装置は全閉状態となる。

【００３１】以上に説明してきた本実施形態の弁装置で
は、弁体３は、全閉状態から開動作する場合、弁座面１
２の中心軸心Ｏ２と平行にシートリング２ａから離間す
るため、弁体３とシートリング２ａの弁座面１１，１２
間における摺動が実質的に生じない。このため、弁座面
１１，１２の摩耗が減り、長期に亙って優れたシール耐
久性を維持することが可能となると共に、摺動による摩
擦抵抗が減少することで弁体操作力を極めて軽くするこ
とが可能となる。

【００３２】また、閉弁する際は、弁体３は、弁座面１
２の中心軸線Ｏ２と平行に移動してシートリング２ａと
係合し、流体圧力をシールするため、極めて高いシール
効果が得られる。

【００３３】更に、弁座面は、弁体が上述の如く実質的
に平行移動することから、一般的な弁における通常の弁
座補修方法により、高精度で困難な作業を必要とせず
に、シール機能を発揮するよう好適な形状に維持するこ
とができる。

【００３４】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は、この実施形態に限定されるもので
はなく、様々な改変が可能であり、例えば、図７及び図
８［前述した実施形態における図６の（ｂ）に相当する
図である］に示すように変更して実施することも可能で
ある。

【００３５】説明が冗長となることを避けるため、前述
した実施形態とは異なる部分についてのみ主に説明する
と、図７の変形実施形態においては、ロッド４’に設け
られたスライドキーのうち後側のスライドキー５ｂ’
は、その下半部のカム面ｂ１の形状は前述したものと同
様に円弧状でよいが、図７において見て上半部のカム面
ｂ２はほぼ直線状の平坦面ｂ２となっており、従って、
この平坦面ｂ２と係合するジスクブッシュ１０’のカム
面１０Ｉもほぼ直線状の平坦面となっている。また、他
方の前側のスライドキー５ａ’は、図７において見て上
半部のカム面ａ２が直線状の傾斜平坦面からなる。下半
部のカム面ａ１も傾斜の向きを除いてほぼ同様の直線状
の平坦面からなっているが、必ずしもその必要はなく、
円弧状とすることができる。ジスクブッシュ１０’のカ
ム面１０Ａ及び１０Ｈは、かかるスライドキー５ａ’の
形状及び動作に適応する形状を有し、カム面１０Ｈは傾
斜平坦面である。

【００３６】従って、この変形実施形態においては、ロ
ッド４’を所定角度の範囲で正逆方向に回転させ弁体を
開閉する際に、いずれの場合でも、スライドキーとジス
クブッシュとが直線状に傾斜した平坦面で面接触しなが
ら弁体を直線状に移動させるため、ロッドの回転力が確
実に弁体に伝わるので、作動の信頼性が向上し、特に大
型の弁に使用するのに好適である。

【００３７】図８の変形実施形態においては、スライド
キー５ａ’５ｂ’のカム面及びジスクブッシュ１０’の
カム面の形状は図７と同様であるが、ブッシュ６’及び
ワッシャ７’の形状が異なっている。即ち、これらの部
材に必要とされることは、前述した切欠きを有すると共
に、ロッドの回転に伴うジスクブッシュの回転及び摺動
を案内することであるから、図１〜図７に示した実施形
態のように、断面がＵ字状に形成する必要はなく、図示
のように上下からジスクブッシュ１０’を挟むような構
造としてもよい。この場合、ブッシュ６’及びワッシャ
７’の加工が簡単になり、製造コストの低減を期待する
ことができる。

【００３８】また、本発明は、例えば、図９［図６の
（ａ）及び（ｂ）に相当する図である］に示すように変
更して実施することも可能である。

【００３９】この改変実施形態についても、説明が冗長
となることを避けるため、前述した図１から図６に示し
た実施形態に係るものと異なる部分についてのみ主に説
明する。図９の改変実施形態において、ロッド４の外周
面には、前側スライドキー５ａ及び後側スライドキー５
ｂの各々に対しほぼ直角となる位置にセンターキー１７
が設けられている。このセンターキー１７のカム面は、
円弧状に形成されている。一方、ジスクブッシュ１０の
カム面１０ａとカム面１０ｆとの間には、カム面１０
ｋ，１０ｍ，１０ｎが形成されている。カム面１０ｍ
は、センターキー１７の円弧状カム面の前半分側（開弁
動作時における進行方向側）の曲率とほぼ同じ曲率の円
弧面であり、図９の（ｂ）に示される状態すなわちジス
クブッシュ１０が切欠き７ｃに関し非突出位置にありロ
ッド４の長手方向軸心Ｏ１とジスクブッシュ１０の曲面
Ｓ１、Ｓ２の曲率中心Ｏ３とが合致した状態のときに、
センターキー１７のカム面の前半分側と全体的に係合す
るように形成されている。カム面１０ｎは、カム面１０
ｍとカム面１０ｆとを結ぶ曲面であり、カム面１０ｍよ
りもその曲率が大きく、センターキー１７と接触するこ
とがないように形成されている。このカム面１０ｎによ
り、センターキー１７の動作空間が形成されている。カ
ム面１０ｋは、カム面１０ａとカム面１０ｍとを結ぶ平
面である。また、曲率半径等の差によりカム面１０ｋと
カム面１０ｍとの間にはカム凸部１０ｐが存在する。

【００４０】図９の（ａ）に示される全閉時から開弁動
作が始まり、ロッド４がＱ方向に回転すると、前側スラ
イドキー５ａがジスクブッシュ１０を前側に押しながら
回転し、ジスクブッシュ１０は、ワッシャ７内において
中心軸線Ｏ２に沿って前進する。ジスクブッシュ１０が
全閉時からＬｍｍ前進すると、図９の（ｂ）に示される
ように、ロッド４の長手方向軸心Ｏ１とジスクブッシュ
１０の曲面Ｓ１、Ｓ２の曲率中心Ｏ３とが合致した状態
となる。この間、センターキー１７はカム面１０ｍと接
触することなく弧状に移動し、図９の（ｂ）に示される
状態においてセンターキー１７の前半分側がカム面１０
ｍと係合する。しかし、数十万回の作動による部品の摩
耗によって或いは実施者による部品製作時の加工精度が
十分でなかったことによって、前側スライドキー５ａ又
は後側スライドキー５ｂとジスクブッシュ１０のカム面
との間に僅かに隙間が生じた場合には、上記の動作中、
センターキー１７は、図９の（ｂ）に示される位置に移
動し終わる前からカム面１０ｍ或いはカム凸部１０ｐと
当接してそのままジスクブッシュ１０を前方に押し続
け、長手方向軸心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とが合致した状態
に導くことができる。すなわち、本実施形態では、前側
スライドキー５ａ及び後側スライドキー５ｂに加え、こ
れらスライドキー５ａ，５ｂの働きを補助するセンター
キー１７が設けられているため、長手方向軸心Ｏ１と曲
率中心Ｏ３との合致をその分更に確実なものとしてい
る。

【００４１】また、センターキー１７に関しては、上記
のごとくカム面１０ｎとは接触しないことから、常にジ
スクブッシュ１０のカム面と接触している前側スライド
キー５ａや後側スライドキー５ｂと比べて摩耗条件は好
適である。更に、センターキー１７は、図９の（ｂ）に
示されるようにカム面１０ｍと係合した後、図示省略す
るが更にロッド４がＱ方向に回転する場合には、ロッド
４の回転力をジスクブッシュ１０に伝達する役割も果た
すため、その分、前側スライドキー５ａ及び後側スライ
ドキー５ｂに課される回転力の負担は軽減される。

【００４２】また、別の変更として、図示しないが、ボ
ス部９と最初から一体に、ジスクブッシュ１０に相当す
る部分を形成してもよい。即ち、ジスクブッシュ１０を
別部材として付加せずに、弁体３のボス部９のロッド４
が貫通する穴の内面に、直接、上述したカム面、凸部１
０ａ〜１０ｊと同様の作用を奏するカム面、凸部を形成
してもよい。

【００４３】また、特に弁が大口径のものである場合に
は、ロッド４にキー溝を設けてスライドキー５を嵌合さ
せる代わりに、スライドキー５に相当する凸部分を備え
た板状のカムをロッド４に設けたり、ロッド自体にスラ
イドキーに相当する凸部を形成して、スライドキーをロ
ッドと一体の部分としてもよい。更に、ボス部９はロッ
ドの長手方向に沿って２つ設けるのが弁体の支持の安定
上から好ましいが、ただ一つでも、また、その他の数で
もよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の弁装置に
よれば、弁座面間の摺動が実質的に無くなるので、弁座
の摩耗を防止できると共に、従来、摺動時の摩擦抵抗に
抗して弁体を動作させていた分の操作力が必要なく、弁
体の開閉操作が極めて軽くなる。また、カム装置である
スライドキーのカム面と運動伝達部材であるジスクブッ
シュのカム面とが面接触するように構成すれば、弁体の
開閉動作の信頼性が向上することができる。更に、カム
装置にスライドキーを補助するセンターキーを設けるこ
とにより、弁体の開閉動作の確実性が増加している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態による弁装置の横断面
図である。

【図２】 全閉状態における弁装置を図１のＸ−Ｘ線に
沿って示す断面図である。

【図３】 開弁途中もしくは閉弁途中にある弁装置を図
１のＸ−Ｘ線に沿って示す断面図である。

【図４】 全開状態における弁装置を図１のＸ−Ｘ線に
沿って示す断面図である。

【図５】 （ａ）〜（ｄ）は、図１の第１実施形態によ
る弁装置のロッド、ジスクブッシュ、ワッシャ及びブッ
シュを各々単体で示した断面図である。

【図６】 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に
よる弁装置の運動変換機構を説明するため、図１のＹ−
Ｙ線に沿って弁装置の異なる開閉過程別に示した断面図
である。

【図７】 本発明の第２実施形態による弁装置の図６の
（ｂ）に相当する断面図である。

【図８】 本発明の第３実施形態による弁装置の図６の
（ｂ）に相当する断面図である。

【図９】 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態
による弁装置の図６の（ａ）及び（ｂ）に相当する断面
図である。

【符号の説明】

１…弁箱、１ａ…流体通路、２ａ…シートリング（弁
座）、３…弁体、４，４’…ロッド（回動軸）、５，５
ａ，５ａ’，５ｂ，５ｂ’…スライドキー（カム装
置）、６，６’…ブッシュ（運動変換部材）、６ｃ…第
１の切欠き、７，７’…ワッシャ（直線運動許容部
材）、７ｃ…第２の切欠き、１０，１０’…ジスクブッ
シュ（運動伝達部材）、１０ａ〜１０ｇ，１０ｋ，１０
ｎ…カム面、１０ｍ…カム面（センターキー用カム
面）、１０ｈ〜１０ｊ，１０ｐ…カム凸部（カム面）、
１０Ａ，１０Ｈ…平坦面（カム面）、１１，１２…弁座
面、１７…センターキー（カム装置）、ａ１，ａ２…平
坦面、ｂ１…カム面、ｂ２…平坦面（カム面）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 直武 福岡県北九州市門司区中町１番14号 岡野 バルブ製造株式会社内 (72)発明者 那須 利勝 福岡県北九州市門司区中町１番14号 岡野 バルブ製造株式会社内 (72)発明者 井本 幸夫 福岡県北九州市門司区中町１番14号 岡野 バルブ製造株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路を内部に画成する弁箱と、該流
   体通路に形成された弁座と、前記流体通路を選択的に遮
   断及び開放するように前記弁座に対して係合・離脱可能
   に支持され前記弁箱内に設けられた弁体と、前記弁箱を
   貫いて前記流体通路に入り該弁体を支持する回動軸とを
   備えた弁装置において、前記弁体と前記回動軸との間に
   設けられ、前記弁座に係合した前記弁体を前記弁座から
   離脱させるため及び前記弁座から離脱している前記弁体
   を前記弁座に係合させるため、前記回動軸を回転させる
   際、該回動軸の所定角度位置の回転に応動して、該回動
   軸の回転運動を前記弁体のほぼ直線的な運動に変換する
   運動変換機構を備えたことを特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 前記運動変換機構は、前記回動軸の長手
   方向に沿って離間して複数個設けられている請求項１記
   載の弁装置。
3. 【請求項３】 前記運動変換機構は、前記回動軸に設け
   られたカム装置と、前記カム装置及び前記弁体の間に前
   記カム装置の運動を前記弁体に伝達するために配設さ
   れ、前記カム装置に係合するカム面を有していて、前記
   弁体と一体的に運動する運動伝達部材と、該運動伝達部
   材のほぼ直線的な運動を許容するように該運動伝達部材
   を部分的に囲む直線運動許容部材と、前記弁箱に取り付
   けられ、前記運動伝達部材及び前記直線運動許容部材を
   回動可能に支持し、前記弁座のほぼ軸心方向に前記運動
   伝達部材が前記直線運動許容部材から突出可能にする第
   １の切欠きが形成されている運動変換部材とから構成さ
   れる請求項１又は請求項２記載の弁装置。
4. 【請求項４】 前記カム装置は、前記回動軸の外周面に
   直径方向に対峙して配設された１対のスライドキーから
   なり、前記運動伝達部材は、内周面が前記カム面として
   形成されている筒状部材からなり、前記直線運動許容部
   材は、前記筒状部材が該直線運動許容部材の内部から側
   方に選択的に突出するのを許容する大きさの第２の切欠
   きが形成された部分筒状部材からなり、前記第１及び第
   ２の切欠きが整列した時に前記運動伝達部材の直線的な
   運動を許容する請求項３記載の弁装置。
5. 【請求項５】 前記カム装置には、前記１対のスライド
   キーに加え、前記回動軸の外周面に配設され該一対のス
   ライドキーを補助するセンターキーが含まれている請求
   項４記載の弁装置。
6. 【請求項６】 前記筒状部材の前記内周面には、該筒状
   部材が前記第２の切欠きに関し非突出位置にあるときに
   前記センターキーの開弁動作時における進行方向側に接
   触するセンターキー用カム面が形成されている請求項５
   記載の弁装置。
7. 【請求項７】 前記スライドキーのカム面は円弧面であ
   り、前記弁座に係合した前記弁体を前記弁座から離脱さ
   せるため及び前記弁座から離脱している前記弁体を前記
   弁座に係合させるため、前記円弧面が係合する前記筒状
   部材の前記カム面も円弧面である請求項４〜６のいずれ
   かに記載の弁装置。
8. 【請求項８】 少なくとも一方の前記１対のスライドキ
   ーのカム面は平坦面を含み、前記弁座に係合した前記弁
   体を前記弁座から離脱させるため及び／又は前記弁座か
   ら離脱している前記弁体を前記弁座に係合させるため、
   前記平坦面が係合する前記筒状部材の前記カム面も平坦
   面である請求項４〜６のいずれかに記載の弁装置。
9. 【請求項９】 前記運動変換機構は、前記回動軸の外周
   面に直径方向に対峙して配設された１対のスライドキー
   からなるカム装置と、前記カム装置及び前記弁体の間に
   前記カム装置の運動を前記弁体に伝達するために配設さ
   れ、前記カム装置に係合するカム面を内周面に有する筒
   状部材からなり、前記弁体と一体的に運動する運動伝達
   部材と、該運動伝達部材のほぼ直線的な運動を許容する
   ように該運動伝達部材を直径方向に対峙して部分的に囲
   む直線運動許容部材と、前記弁箱に取り付けられ、前記
   運動伝達部材及び前記直線運動許容部材を回動可能に支
   持し、前記弁座のほぼ軸心方向に前記運動伝達部材が前
   記直線運動許容部材から突出可能にするように直径方向
   に対峙して部分的に囲む運動変換部材とから構成される
   請求項１又は請求項２記載の弁装置。
10. 【請求項１０】 前記カム装置は前記回動軸と一体の部
    分からなる請求項３〜９のいずれかに記載の弁装置。