JPS6228574A - ボ−ルバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は弁の開閉操作時に弁座を弁子から後退させ、弁
子と弁座とが擦れ合わないで、弁子を回動させ、しかる
後弁子に弁座を密接させ得る構成のボールバルブの改良
に関する＝ 従来技術： ボールバルブは円錐乃至岡崎状の弁子を有するコックに
比べて弁座との接触面積が少ないので、弁の開閉が容易
であるため、汎用されるようになって来た。しかし乍ら
、口径が大きくなるにつれてやはりその開閉操作時球形
弁子に当接している弁座シートの接触抵抗は増大し、従
って開閉には大きな回転力を必要とする。

また弁においてその開閉時弁子と弁座とが常時接触状態
のまま流路の開閉を行うことは、当然両者間の摩擦によ
って摩耗が生じ、漏洩の要因となる。殊に口径が大きく
なると当初の弁座と弁子との擦り合せ状態を長期にわた
り維持することは困難であり、擦り合せを回避して漏れ
が生じないようにするにはゴム質材にてなる弁座シート
を使用することになる。ところが′Ｒ形介子の開閉時に
は、球面に開口する弁子内の流路縁が鋭角になっている
ため、弁座シートと接して削る現象が生じ、その結果弁
座シートに傷を付けて漏液の生じる原因となるなどの欠
点がある。

そこでこのような欠点を解決しようとする手段として、
弁の開閉操作に際し、弁子から弁座を引き離して両者が
擦れ合わない状態で、弁子の回動ができるようにし九ボ
ールバルブが開発されている。この既知のものとしては
、持分１１１ｉ３４６−３７５７号公報、特公昭５２−
１１７７７号公報、或いは実公昭４６−３５７５８　′
＆公報のようなものがある。

しかし乍ら、特公昭４６−３７５７号及び特公昭５２−
１１７７７９に目示のものは、いずれも球型弁子を回動
する弁棒に被嵌した管軸と一体の弁座操作円板、或いは
操作アームと、球型弁子に当接する弁座を端面に備えた
スリーブとが、一方に設けた突起部に対して、他方に設
けた切込みが保合するようになっていて、スリーブを回
動させることで弁子から弁座を引離したり、接触させ＋
すする構成であるため、弁子から弁座を引離すとき、或
いは弁子に弁座を当接させるとき、必ず弁座が回動する
。そのため弁座を構成する合成樹脂材が摩耗し易く、そ
のため弁子と弁座との接触状態が次第に変化して、当初
設定の擦り合せによる弁子と弁座との接触シール効果が
著しく低下し、当接に際しその接触圧を高くしないと漏
れが生じ易くなり、その繰返しで漏液を阻止することが
困難となる。

また、実公昭４６−３５７５８　ＪｉｊＫ開示のものは
、球型弁子と一体的に取付けた傘歯車と、弁座を端部に
有するリングの外周に設けた傘歯車とｆ！：噛み合せ、
球型弁子直結の弁棒を回動すると弁座が後退又は引き寄
せられる構成となっている。そのために、この場合は前
記の球型弁と同様に弁座を回動させて進退する構造上の
欠点に加えて、弁子から弁座を離すときには、弁子が回
＃ｊＪ開始してから、弁座が後退することになるので、
−見弁子と弁座とが離れた状態で弁子を回動させるかの
如く見られるが、そのようにはならない。むしろ弁座を
弁子に当接させたときに、弁座を形成するリング状のバ
ッキングが可撓性材であるから過剰に押圧されて変形し
易く、かえって漏洩原因を生み出すことになる。ま九片
方の弁座だけが可動になっているので、これまた固定側
に対しての対策は何もでききておらず、不具合である。

このように先行技術によるものは、いずれも目的を充分
に達成することができないものである。

発明の目的： 本発明は所かる従来技術の問題点を解決して、弁の開閉
操作時、弁座を回動させることなく進退できるようにし
、弁子と弁座シートとの擦り合せ接触状態を一定に保っ
て弁座シートに摩耗が生じないで低トルクで弁の開閉が
でき、長期間の使用に際して漏洩の発生がないボールバ
ルブを目的とする。

発明の構成： 所かる目的を達成するなめに、本発明にては、弁本体中
央部に設けた弁室内に位置する球形弁子に対し、管部に
弁座スリーブを挿通して、該弁座スリーブ内端の弁座が
、外部からの操作で、弁子全回動させるときに離れるよ
うにしたボール弁において、弁棒に被嵌した管軸の弁室
内挿入端には弁座操作ギヤを付設し、弁座スリーブは軸
線方向にのみ移動可能にして、その弁室内に突き出した
部分の外周にねじ部を設け、該ねじ部には雌ねじを備え
たスリーブ操作ギヤを螺合して前記弁座操作ギヤに噛合
し、該スリーブ操作ギヤを定位置に保って管軸の回動で
弁座操作ギヤにより、各弁座が回動することなく弁子に
対して進退するよう足構成したのである。

弁座操作ギヤとこれに噛合するスリーブ操作ギヤとは傘
歯車にして、１個の弁座操作ギヤに対して複数のスリー
ブ操作ギヤが同条件で噛合するよう圧し、各スリーブ操
作ギヤは弁座スリーブ上で定位置に保たれるよう、その
ボス部端が弁本体の管部内端に当接規制し、ねじつがい
運動による・スリーブ進退時のギヤに作用する推力を介
木体または弁座操作ギヤにて受支させるようにし九ので
あるＯ 弁座を操作するギヤとしては上記した傘歯車方式のほか
に、スリーブ操作ギヤはスパーギヤにして、弁座操作ギ
ヤはクラクンギヤに構成してもよい。

弁座スリーブを弁子に対して進退させるためのねじとし
ては、そのピッチを小さくするとギヤの回転量に対して
スリーブの移動量を少くできるので微細な調節ができ、
弁座の弁子に対する接紗圧の加減が容易である。これに
対しねじピッチを粗くすると僅かなギヤの回転量でスリ
ーブを大きく移Ｕ、＋させることができるので、弁の開
閉を速やかに行う場合に適する。

また本発明にては、弁子と弁座との擦り合せ状態を一定
に保ち得るよう弁座スリーブが介木体の管部に設けたキ
ー・係止ビンなどの廻り止め片と係合して１ｌｉｌｌｂ
線方回にのみ摺動可能なようにし、この廻り止め片植投
部分は外部に対してシールするように＠成したのである
。

なお、弁棒及び管軸を回動するための手段としては、両
者を切換えて回動させるクラッチ付きハンドル、内歯車
と欠き歯機構とを組み合せて一台のモータでＷ、動する
ようにしたアクチェータ、或いはエアシリングによりギ
ヤ駆動する方式など任意の方式が採用できる。

本発明の方式によれば、弁子と弁座とはいわゆるメタル
タッチによって確実にシールすることができ、過度な弁
座接触圧を加えることなく開閉操作することができる。

本発明は二方向弁のみならず、二方向以上の管路をもつ
弁にも、弁座スリーブに螺合するギヤーを増し得る範囲
で採用できる。

実施例： 以下本発明ボールバルブを一実施例について図面により
詳述すれば、次の通りである。

第１図に示すのは本発明パルプの縦断面図であって、弁
本体Ｉｌｌの中央は通常の弁よりやや広い弁室１）にな
りてお抄、弁室１２）の両側に突き出した管部（３１ｆ
ｉｌ内にはそれぞれ弁座スリーブ１４）が摺動可能に妖
押しである。この弁座スリーブ（４１ｆ４１はいずれも
内端が弁座シートｉ５）　ｖｃなっており、弁室ｔ２）
内に突出する外周適宜区間にはねじ（６）がそれぞれ刻
設してあり、かつ弁本体Ｉｔｌ管部（ｓ）　、（ｓｌに
外部から水密な状ｆｆ１Ｋしてねじ込んだボルト（８）
の先端（８）と外周端部に刻設の廻り止め溝（７）とを
係合させて回動不能になっている。（９）はシールバッ
キングである。

球形弁子１（１はｆＦ欅α乃と一体に形成されて、弁棒
！Ｊ乃部分とその反対側のピボット座１当接のピボット
贈とで回動自在に支持されており、ボールＩＦ。

部分において回転軸線に直交して穿った流通孔：１１）
が、全開時前記両弁座スリーブ＋４１　（４１の内径と
ほぼ合致するようにして弁座シート（６）（５）が当接
する。

そして弁棒（ｌ多部分には管軸す（が被嵌し、この管軸
α４Ｉは、弁本体Ｉｌｌの弁室（２）開口部に嵌合して
ボルト締着した蓋体α荀のボスｔＪＩＧて遊嵌支持され
ており、該管軸Ｃ１４１の弁室（２）内端には傘歯車ｆ
Ｊ１が一体に取付けである。

該傘歯車Ｑｌｌには前記各弁座スリーブｆ４１ｆ＋）の
ねじＷＪｆ６）　ｆｉｌ）に、それぞれ雄ねじり７）を
螺合して弁室（２）内に各々突出する座（３）部にボス
αη端を当接するようにしてスリーブ操作傘歯車ａ１、
αηが対称に噛合する０ なお、弁棒α乃の中間部外周にはＯリングガスクツ）Ｑ
１９Ｈがその受入れ溝に嵌って管軸（１４）の内周面と
接し、また管軸（１４の中間部外周にもＯリングガスケ
ット（ＩＩ　ＩＩがその受入れ溝に嵌って蓋体（１＠の
ボス−内周面と接し、それぞれ弁室（２）と外部とのシ
ールがこれらＯリングガスグツト（ＩＩ（ＩＬ　Ｈｕｌ
によって行われる。

而して弁棒０１の端部には弁棒回動用歯車シυが固着し
てあり、管軸Ｉの端にも前記歯車−と同歯敗の歯車（５
）が固着して上下に揃えて位置する。なお、歯車＠１１
は第３図示のように一部に歯＠υを有したものとし、歯
車（２）は二個所に歯翰翰部を有し他は欠歯になったも
のである。これに対して弁棒ａ乃中心か−ら所要寸法図
上右側へ偏心した位置に、回転中心を有するほぼ９０°
の範囲で回動可能なよう廻した扇形歯車（至）を配し、
この扇形歯車−には内歯車−を形成して、該内歯車−は
第１図及び第３図に示すようにその歯幅を％にとって、
図上上側の歯部輛は中央部分に設け、その前後を欠歯（
２４ａ）Ｋし、これに対する下側は一端から約１８°程
度（基準線から）を歯部−にして、それ以外部の部分は
欠歯とし、これら歯部に対し上側の部分には弁棒回動用
歯車？（転）を噛合するように、そして下側の部分には
管軸回動用の歯車器が噛合するように、それぞれ関係付
けである。丈に、扇形歯車列の回転中心軸＠には欠歯の
小歯車器が固着してあり、この小歯車器は管軸回動用歯
車（ロ）と噛合するようにして、扇形歯車器の歯部中心
線（至）上か終＠までの位置に歯部器があるように関係
付けである。このようにし之歯車駆動機１ｆｉは蓋体α
〜のポス部（１５１上端の７ランジ状取付は座りＱに、
ボルト制締着するギヤーボックス−内に収でされており
、前記軸間は該ギヤーボックス■とボックスカバー□□
□とによって回動自在に支持されている。このボックス
カバー０２の上面にモータ（至）が取付けてあり、出力
軸−に取付けた駆動歯車（ハ）が前記扇形歯車μｓの外
歯部器に噛合して駆動するようにしである。（これに限
定されず、他の歯車駆動方式も採用できる）なお、歯車
駆動機構−の各歯車の噛み合い関係は、第１図に示すよ
うに開弁状態において、扇形歯車（ハ）と駆動歯車（社
）とＶｉ第３図示の関係にあし、この状態では管軸回動
用歯車（２）の歯部が内歯車２４１の歯部と噛合し、弁
棒回動用歯車りυけ欠歯（２４ａ）の位置にある。これ
らの歯車列による駆動順序は、まづ管軸回動用歯車器が
扇形歯車（転）の回動開始で内歯車（２）の歯部ａ４１
により回動し、約６０°歯車翰が回動変位する。次いで
内歯車□□□の欠歯（２４ｂ）位置で歯車器は停止する
。これに代って今度は弁棒回動用歯車？υが内歯車（財
）の歯部器と噛合して約９０°回動する。そしてこの歯
車シηの回動停止＠に扇形歯車（ロ）支持軸（至）と一
体の小歯車器の歯部器が管軸回動用歯車（２）の歯部器
に噛合して、該小歯車（至）の回動につれて逆回転する
ようになっている。

所くの如く構成された本発明のポールパルプは、モータ
＠尋を起動して正転すれば、駆動歯車器の回転により扇
形歯車列が反時計方向に回動し、始動時噛合状態にある
管軸回動用歯車（財）が回動することにより、管Ｎｕ４
）付設の重両ＪＩＴ−Ｏ１１７Ｉ：て雨傘歯車（Ｉ乃α
でが回動し、この歯車ａｎηのねじ（１７１０ηに螺合
する雄ねじ（６＋、＋６１にて弁座スリーブ＋４１、＋
４１が後退し、弁座シー）　１５１　ｆｉ＋が球形弁子
叫と離れる。歯車器と内歯車（財）の歯部（財）との噛
合か解かれると、今度は内歯車の歯部（財）が弁棒回動
用歯車？幻と噛合して、弁棒（Ｉ匂を９０°回幼し、こ
の弁棒（ｌ乃の回動停止位置に達する少し前、先に回動
変位してい丸管軸回動用歯車（ロ）の歯部器に、扇形歯
車支持軸Ｔ２四上の小歯車μｓの歯部（イ）が噛合して
、扇形歯車器が所定位置まで回動する間に管軸回動用歯
車器を約６０°逆転させ、管軸−の金歯車α１によって
雨傘歯車αηθηを逆転すると、この傘歯車（１７）Ｏ
ηのねじ０η０η回幼によって弁座スリーブ１４＋、（
４）が曲進し、弁子（１０１に弁座シー）　＋５１　ｔ
ｌｉ＋が当接して閉弁することになる。

モータ酸は所定量回転すると停止するようにして、その
正逆転各操作で弁の開閉が自動的に行われるのであり、
所定方向の回転操作で弁座シート＋５１　ｔｆｉ＋が離
れ念後弁子ｔｌ（１１が９０°回動し、しかる後弁座シ
ー）　＋５＋　＋５１が弁子（１αに当接するように作
動する。この際両弁座スリーブ（４）ｆ４１ｉｊ：廻り
止め手段によって直進摺動のみ可能になっているので、
弁子（ｌαに対し弁座シート（６）が当接・退避を繰返
しても、常時等しい接触条件を保って移動することにな
り、閉弁時の漏液のおそれはない。

以上はモータで欠歯歯車機構を用いて開閉操作するもの
にクハて説明したが、これ以外の手段によってもよい。

他の弁開閉手段について説明すれば、第５図に示すのは
クラッチ機構を用いて一軸上で操作するモノで、弁棒ｏ
′４の突出部にハンドルｉ４１のボス（ηを遊被嵌し、
このボス＠ηには上下に爪に（４カを刻設し、管軸０荀
の上端には前記ハンドルポス（４＋）の爪ηと噛み合う
爪（４１を、また弁棒ａ４端にはポス０萄の爪晶と噛み
合う爪（４を備えた爪片（ロ）を固着し、ハンドル顛を
上下いずれかに動かせて爪を噛み合せることにより管軸
全弁して弁座シート全進退するようハンドル晴の回動操
作ｔし、ま；ｔは爪片を介して弁棒０２を回動する切換
え操作するような方式を採用してもよい。

或いは前記管軸と弁棒とにセれぞれ取付は之ギヤーて、
流体圧作動シリンダにより進退するラックギヤーを噛合
させて開閉操作する方式テ採用することもできる。

発明の効果： 本発明ボールバルブは弁の開閉に際して必ず弁座シート
を弁子から離して後に、弁子全回動するようにして、弁
子と弁座シートとの凍れ合いかない状態にするので、弁
座シートを損傷することがなく、シかもこの弁座シート
の引き離し時は、弁座シートと弁子との擦り合せ位置を
そのまま保って該弁座シートを有するスリーブが進退す
るようになっているので、閉弁後の漏液を確実に防止で
きる。また、このような構成であるから弁座シートの摩
耗がなく、従って弁子と弁座とは同質材でもって製作す
ることが容易となり、耐久性の高い弁が得られ、比較的
高い圧力から負圧までの広い範囲で使用できる。更に弁
の開閉が僅かなトルクで行えるので、大型介であっても
小動力で開閉操作ができる等、従来にない優れ九ボール
バルグとなし得九のである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明ボールバルブの一実施例を示し、第１図は
アクチュエータを備えたものの縦断面図、第２図は要部
の詳細図、第３図は第１図の■−■視図、第４図は＠１
図のｆｆ−■視図、第５図は手動式弁開閉機構を備えた
ものの一例要部断面図である。 Ｉｌｌ・・・弁本体　　（２）・・・介　室（３）・・
・管　　　部　　　　（４）・・・弁座スリーブ１Ｆｉ
ｌ・・・弁座シート　　　　　（６）・・・スリーブ上
のねじ部（７）・・・廻り止め溝　　　　　（８）・・
・廻り止め用ボルトＣＩＯ＋・・・球形弁子　　　（Ｉ
ｒｅ・・・流通孔Ｑ訃・・弁　　捧　　　霞・・・ピボ
ット側・・・管　　　軸　　　　（１〜・・・蓋　　　
休ａＱ・・・ボ　　　ス　　　　　傾・・・弁座操作用
傘歯車Ｏη・・・スリーブ操作傘歯車 ＋１７）・・・雌　ね　じ　　　　　彌・・・歯車駆動
機構＠η・・・弁棒回動用歯車　　器・・・管軸回動用
歯車器・・・扇形歯車　　　（財）・・・内　歯　車間
・・・逆転小歯車　　　　−・・・ギヤボックス−・・
・モ　−　タ　　　　（６）・・・ハン　ドル（ロ）・
・・ボ　　　ス　　　　（６）（ハ）！４ａｈ←・・爪
（財）・・・爪　　　片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁本体の弁室内に位置する球形弁子に対し、該弁本体の
   各管部に挿通した弁座スリーブ内端の弁座が、外部から
   の操作で、弁子を回動させるとき離れるようにしたボー
   ル弁において、弁棒に被嵌した管軸は該弁棒と別個に回
   動するようにして、その弁室内に挿入した端に弁座操作
   ギヤを付設し、弁座スリーブは軸線方向にのみ移動可能
   にして、その弁室内に突き出した部分の外周にねじ部を
   設け、該ねじ部には雌ねじを備えたスリーブ操作ギヤを
   螺合して前記弁座操作ギヤに噛合し、該スリーブ操作ギ
   ヤを定位置に保つて管軸の回動で弁座操作ギヤにより、
   各弁座が回動することなく弁子に対し進退するように構
   成したことを特徴とするボールバルブ。