JPS6119871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は流動通路の途中に設けられ、弁の開閉
および流量の調整を行なう弁に関し、特に弁体が
球状または球片状の閉鎖部材からなる球弁に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、種々の弁が開発されているが、これらの
弁はスリーブ型バルブやボール型バルブを装備し
たもので弁自体にはその内部を貫く多数の抜け孔
が穿設されていて、その流れを十分に遮えぎつて
弁を閉成することは困難となつていた。

また、このボールバルブ（球弁）においては、
弁の開弁中や流路の圧力により弁を閉成すると
き、この弁の密封面とこの密封面に対して密着係
合している球面との間に摩擦強圧を生じてしま
う。

このようなことから、特開昭49−80632号公報
に開示された海底遮断バルブがある。

このバルブは遠隔の場所に掘設された井戸から
油とガスまたはこれらの一方の井戸流体を採取す
る場合に利用されるもので、外部胴体でなる流体
通路の本体内に設けられた遮断バルブ装置の球弁
が本体の長手方向へ所定範囲移動するとともに回
転して流路の開閉を行なうようになつている。

このバルブを作動するため、球弁を挾んで本体
内に内挿される上下の作動スリーブを流路の長手
方向へ摺動自在に設け、その下部スリーブは圧縮
ばねにより上方へ付勢されて、下部スリーブと球
弁とを押付け球弁の球状密封外表面と上下スリー
ブの密封面とそれぞれ互いに密着している。

また、球弁を開閉するには上部スリーブを介し
て球弁を下部スリーブ側へ押圧する作動装置とし
て本体内を摺動するピストン部があり、ピストン
部を作動させる制御流体圧が上部スリーブの上端
とピストン部とにより画成されるピストン室に供
給されて球弁が開放されるようになつており、し
かも球弁には平衡バルブ装置を備えて、球弁が平
衡バルブ装置の後で開くようになつており、球弁
を支えて作動スリーブを作動させる装置は弁を横
切る差圧によつて生ずる強力な摩擦力を支えた
り、又はその摩擦力に打ち勝つ必要がなくなると
いう特徴を有している。

したがつて、このバルブは井戸の流体圧力に即
応するもので、種々の状況によつて発生し勝ちな
井戸流体に損失事故が起きたときには、開弁状態
から閉弁状態に作動されるようになつている。

これにより、井戸が枯れてしまう程、井戸の流
体を失つたり、油が海中へ漏出して海岸に流れ着
き、海水や海岸を汚染する等発生をなくすため、
未然に弁を自動遮断することが可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の装置は多数の構成部品を
必要としており、かつ、球弁や突片を形成するこ
と、流体通路となる管本体内面、上下スリーブの
摺動面や球弁との密着面及びその形状等の加工精
度を特に要求されるため製作が難しいという問題
点があつた。

また、作動部全体が内部にあるため、外部から
操作することができず、作動機構の突片やピン類
が破損した場合、外部から装置の故障を事前に発
見することができなかつた。

このような問題点を解消させるため、本発明は
弁本体の流動通路に直交するように、球弁の閉鎖
部材両端にスピンドルを設け、このスピンドルの
一方を球弁と一体に形成した球面支承部とし、他
方のスピンドルはその先端に形成した連結部を閉
鎖部材の上面凹部内に配置したベアリングブロツ
ク間にわずかな間隙を置いて係合させたことによ
り、流動通路の圧力差により球弁の閉鎖部材を傾
斜させて閉鎖部材と弁本体との密着係合を維持す
ることができ、弁の開閉作動時には閉鎖部材を立
上がらせて球面支承部の軸線が調整スピンドルの
軸線と一致するように回転することにより密着係
合による摩擦力を取り除き、球弁の開閉を容易に
行なえるようにした球弁を提供することを目的と
している。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は流動通路に
備えた弁本体と、前記弁本体内に回転自在に配置
した球状の閉鎖部材と、流動通路に直交して前記
閉鎖部材の両側にスピンドルを設け、弁本体内に
形成したリング状の横溝にシールリングが適合さ
れている球弁において、 前記調整スピンドルの端部に少なくとも平行二
平面を側部に有する連結部を形成するとともに、
この連結部との両側に間隙を有して配置されたベ
アリングブロツクを設け、前記閉鎖部材に作用す
る圧力媒体により、前記閉鎖部材の反対側に設け
て、もう一方のスピンドルが閉鎖部材の球面支承
部としてそのベアリング中心点に関して閉鎖部材
が傾斜することにより弁の流出側に位置するシー
ルリングに密着し、 前記調整スピンドルが回転する際は、前記間隙
をなくして傾斜した閉鎖部材を前記調整スピンド
ルの軸線に合致させて、前記両スピンドルが弁の
流動通路に直交する位置に形成されることを特徴
としている。

（作用） 上記構成としたことにより、流動通路に圧力差
が生じると、スピンドルの連結部とベアリングブ
ロツクとの間隙により、閉鎖部材は球面支承部と
してのスピンドルに関して傾斜し、弁の流出側の
シールリングと密着係合して良好なシール効果を
達成できる。

また、閉鎖部材を90゜回転させて流路を開放し
たり、逆に遮断する場合、スピンドルの作動は、
まず連結部が第１ａ図の状態から第２ａ図に示す
ように所定角度回転すると間隙がなくなる。

この結果、さらに調整スピンドルを回転させよ
うとすると、このスピンドルは流動通路に対して
常に直角を保つているので、傾斜した閉鎖部材は
立ち上がり、両スピンドルの軸線に沿つて回転す
ることになる。このとき、シールリングとの密着
は解除されるので低トルク回転が可能となる。

（実施例） 本発明を図面に基づいて以下に詳細に説明す
る。

第１，２図において、弁は弁本体１と閉鎖部材
２とを備え、前記閉鎖部材２は、球片状に形成さ
れてその両側で弁本体１に設けられた円形流動通
路４と同一径の孔、すなわち通路３が設けられて
いる。第１，２図において、弁１は閉鎖位置にあ
り、前記孔すなわち通路３は流動通路４に対して
交差する方向に配置されている。

閉鎖部材２は、下方に延びるスピンドル９を一
体に連結し、かつ上方へ延びる別の長いスピンド
ル１０に係合するようになつている。スピンドル
９は弁本体内の対応中空部にはめ込められ、閉鎖
部材２の球面支承部を構成しスピンドル１０は弁
本体の上部の対応孔１７に貫挿されて組付けられ
ている。

本体１には、閉鎖部材２の両側においてリング
状の溝５と６が設けられ、これは流動通路４に対
して交又する方向に形成されており、ここには好
ましくは金属製のシールリング１１と１２が取付
けられている。

弁が閉鎖されている時、閉鎖部材２を、パイプ
システム内の圧力差により流出側に配置されたシ
ールリング１１，１２へ押圧できるようにするた
め、閉鎖部材２は、圧力差によりたとえば第１図
の右方向へ少し、点１６の回りに回転できるよう
にされる。

そのため、スピンドル９の円形横断面は、中央
から上方および下方へ小さくなつて、図示のよう
な凸面状のベアリング面を形成している。

スピンドル１０が通過するとシール構造は、い
わゆるボツクスシール７により弁の本体に連結さ
れる。包囲されたシールソケツト８を、ボルト等
（図示しない）によりシール構造の本体部１３へ
加圧することにより、スピンドル１０の周囲に配
置されたシール７は本体部１３に押圧される。

この発明において、閉鎖部材２と調整スピンド
ル１０との間に連結部１４が形成されている。こ
の連結部１４はその先端突部１５の側壁が少なく
とも平行二平面を有するもので、本実施例では両
端部をカツトした断面略小判形状となつている。
この先端突部１５が調整スピンドル１０の端部に
形成されると共に、調整スピンドル１０の先端突
部１５の両側で調整スピンドルに対面する閉鎖部
材２の部分に設けられたベアリングブロツク１８
が、調整スピンドル１０に平行な軸心の回りに回
転するように構成され、あるいは取付けられてお
り、その場合相互に対面するベアリングブロツク
の面は平面になつている。ベアリングブロツク１
８は閉鎖部材２に形成された円形中空部内に適合
され、好ましくはその全幅にわたつて単一の楕円
状又はトラツク形状の円形中空部１９に適合され
る。調整スピンドル１０の方向に見て、ベアリン
グブロツク１８は円形中空部１９の両端に形成さ
れる半円より小さい円切片の形状であることが好
ましい。調整スピンドル１０の連結部１４と前述
のベアリングブロツク１８との間には間隙が形成
され、この間隙は、連結部１４が閉鎖部材２の孔
３と平行な位置にある時に最大の幅となり、そし
て調整スピンドル１０の連結部１５の方向がいず
れかの回転方向において、閉鎖部材２に対して偏
向する時に次第に小さくなり、最終的には零にな
る。

これは、円形中空部１９内のベアリングブロツ
ク１８，１８の半円部間に挾まれる連結部１４の
先端突部１５における二平面の幅Ｓは両半円ブロ
ツク１８の回転中心間を結んだ線分から上記間隙
分を引いた長さであり、ベアリングブロツク１８
の半円が各々傾斜しても回転中心間の距離は変化
しない。

一方、連結部１４は再度θだけ回転して先端突
部１５が傾斜するとそれまで回転中心間における
二平面の距離はＳであつたものが、角度θだけ傾
斜するのでＳ／ｃｏｓθ（〓cos＜１）となりベアリン
グ ブロツク１８と先端突部１５間の間隙は狭まり所
定角度αで先端突部の二平面がベアリングブロツ
ク１８の平面と当接することになる。

これまで説明した構造から明らかなように、調
整スピンドル１０と閉鎖部材２との間に設けられ
た連結部１４によつて閉鎖部材２は、流動通路の
圧力差により、このような閉鎖部材が通常もたさ
れるように、閉鎖部材２の反対側に配置されたス
ピンドル９のベアリング中心点１６に関して弁の
流出端側に位置するシールリング１１または１２
にもたれかかつて傾斜させることを許容する。

弁を開く際は、閉鎖部材はその垂直軸心または
スピンドル９と１０の回りに90゜回転され、その
場合、孔３は流動通路４の方向にある。

しかしこの発明の弁構造においては、調整スピ
ンドル１０の回転運動は前述の連結部１４の結果
として行なわれ、この場合調整スピンドル１０が
回転する際、第１段階において閉鎖部材２に関し
て回転して、傾斜位置から、両スピンドル９と１
０とが弁の流動通路４の長手方向軸心に対して直
角となる位置まで、立ち上がり、シールリング１
２と閉鎖部材２間の密着係合を解除して回転させ
るようになつている。

したがつて、調整スピンドル１０を同一方向に
さらに回転すると閉鎖部材２は密着係合による摩
擦力がなくなるので低トルクで所望位置へ回転で
きる。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように、本発明
は単純な弁構造で球弁を密着係合させることによ
り、圧力を25MPa（メガパスカル）又はそれ以上
の高圧において使用することができる。

また熱的に弱い弾性部材を用いることもないの
で高温に適する弁であり、かつ良好なシール効果
を発揮するとともに比較的トルクで球弁の開閉動
作を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、閉鎖部材がパイプ圧により弁の流出
端側のシールにもたれかかつて傾斜されている状
態を示す、この発明における球弁のスピンドルと
流動通路に沿う長手方向断面図、第１ａ図は、調
整スピンドルと閉鎖部材との間の連結部を示す第
１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第２図は、閉鎖部
材が傾斜位置から調整位置へ傾斜または回転され
た時の第１図の弁の断面図、第２ａ図は、第２図
のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 １……弁本体、２……閉鎖部材、３……孔、４
……流動通路、５，６……リング状横溝、７……
シール、８……ソケツト、９，１０……スピンド
ル、１１，１２……シールリング、１４……連結
部、１５……連結部の先端突部、１８……ベアリ
ングブロツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動通路を備えた弁本体１と、前記弁本体内
   に回転自在に配置された球状または球片状の閉鎖
   部材２とを備え、前記閉鎖部材にはその両側にス
   ピンドル９，１０が設けられると共に前記スピン
   ドル９，１０は前記流動通路４の長手方向軸心に
   対して直角なして前記閉鎖部材２の両側に取付け
   られており、前記スピンドル９，１０のうちの一
   方のスピンドル１０は、ボツクスシールのような
   シール７を備えたソケツト８を介して弁壁を通し
   て弁の外側へ延びており、前記閉鎖部材の両側に
   おいて前記弁本体１に形成されたリング状の横溝
   ５，６にシールリング１１，１２が適合されてい
   る球弁において、 前記調整スピンドル１０の端部に少なくとも平
   行二平面を有する連結部１５を形成すると共に前
   記閉鎖部材２上に前記調整スピンドル１０に対面
   するベアリングブロツクを前記平行二平面の両側
   で該調整スピンドル１０に平行な軸心の回りに回
   転するように配設し、 さらに前記ベアリングブロツクの相互に対面す
   る面を平面に形成して前記連結部１５と該ベアリ
   ングブロツク１８との間に間隙を形成し、 前記連結部１５の平行二平面が前記閉鎖部材の
   孔３と平行な位置にあつて、該連結部１５が前記
   調整スピンドル１０のいずれかの回転方向で該閉
   鎖部材２に対して偏向する時に、前記間隙を除去
   する構成となつており、 前記閉鎖部材２に作用する圧力媒体により、該
   閉鎖部材２の球面支承部となる前記スピンドル９
   のベアリング中心点に関して、前記閉鎖部材２が
   弁の流出側に位置するシールリング１１又は１２
   にもたれかかつて密着係合し、 前記調整スピンドル１０が回転する際は、前記
   間隙をなくすとともに傾斜した閉鎖部材の回転軸
   線を該調整スピンドル１０の軸線に合わせて該閉
   鎖部材の密着係合を解除したことを特徴とする球
   弁。 ２ 前記ベアリングブロツク１８が、前記閉鎖部
   材２に形成された円形溝に嵌め込まれていること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の球
   弁。 ３ 前記ベアリングブロツク１８が、前記調整ス
   ピンドル１０の方向に見て円切片の形状を有する
   こと特徴とする、特許請求の範囲第１または第２
   項に記載の球弁。 ４ 前記調整スピンドル１０の方向に見て、前記
   円切片状ベアリングブロツク１８が半円形または
   それより小さい形状であることを特徴とする、特
   許請求の範囲第３項に記載の球弁。