WO2005036036A1

WO2005036036A1 - 二方ボール弁

Info

Publication number: WO2005036036A1
Application number: PCT/JP2004/012541
Authority: WO
Inventors: Motohiro Furuya; Yoshio Nomaguchi
Original assignee: Yamatake Corporation
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2005-04-21
Also published as: JP2005114116A

Abstract

　弁本体（２）とボールプラグ（３）との隙間を一次側シートリング（２４）と、一次側Ｏリング（２６）によってシールする。ボールプラグ（３）を９０°回動させて二方ボール弁（１）を全開状態から全閉状態に切り替えると、一次側流路（５Ａ）内の一次側流体圧（Ｐ1 ）がボールキャビティ（６）内の圧力より高くなるため、その差圧によって一次側Ｏリング（２６）を拡径方向に弾性変形させ、一次側Ｏリング（２６）と一次側環状溝（３０）との間に隙間Ｇ1 を生じさせる。これにより、一次側流路（５Ａ）とボールキャビティ（６）が一次側シートリング用溝（２８）および一次側環状溝（３０）を介して連通し、一次側流体圧（Ｐ1 ）とボールキャビティ（６）およびボールプラグ（３）内の圧力（Ｐ3 ）を等しくする。

Description

明細書

二方ボール弁

技術分野

[0001] 本発明は、貫通流路を有する球状のボールプラグを備えた二方ボール弁に関し、特にフローティングタイプの二方ボール弁に関するものである。

背景技術

[0002] 各種流体の制御、例えば空調用の冷温媒体を制御するために使用される弁としては、二方ボール弁が従来力知られている。この種の二方ボール弁をボールプラグの支持方式の違いによって大別すると、一対のシートリングによって回動自在に支持するフローティングタイプと、弁軸によって回動自在に支持するトラニオンタイプの二種類がある。フローティングタイプは、全閉時にボールプラグが一次側流体圧によつて二次側シートリングに押し付けられるため、主としてボールプラグと二次側シートリングとの接触によってシールを図っている。一方、トラニオンタイプは、弁軸の両端を弁本体に設けた弁軸用孔によって回転自在に枢支し、弁軸の移動を規制しているので、全閉時にボールプラグが一次側流体圧によって二次側シートリングに強く押し付けられることがなレ、。このため通常ボールプラグと一次側シートリングとの接触によつてシールを図っている。このうち、特に本発明は前者のフローティングタイプの二方ボール弁に関する。

[0003] フローティングタイプの二方ボール弁において、バルブの操作トルクが増大する主な要因としては 2つ考えられる。その第 1の要因は、弁本体、ボールプラグ、シートリング等の部品の加工精度のバラツキである。すなわち、加工精度のバラツキの程度が大きいと必然的に部品間の摩擦力が増大するため、バルブの操作トルクは大きくなるその第 2の要因は、バルブを全閉状態にしたとき一次側流体圧とボールキヤビティ内の圧力との間に生じる圧力差である。すなわち、バルブを閉じると流体の流れを遮断するため、一次側流体圧がボールキヤビティ内の圧力より高くなり、その差圧によつてボールプラグを二次側シートリングに押し付けた状態になる。このため、バルブを全閉状態から開状態に切り替えるときは、バルブを全開状態から全閉状態または中間開度に切り替えるときに比べて大きな操作力を必要とする。

[0004] そこで、従来からバルブ全閉時における操作に要するトノレクを小さくするようにしたバルブが種々提案されており、その一例として例えば、特許文献 1 , 2に記載されたボールバルブが知られている（特開 2003—113948号公報、特開平 1 1—218240号公報参照）。

[0005] 特開 2003—113948号公報に開示された二方ボール弁は、弁本体内に組み込まれるボール弁体を一対のシートリングによって回動自在に支持し、各シートリングと弁本体の内壁との隙間を〇リングによってそれぞれシールしたものである。

[0006] 特開平 11—218240号公報に開示されたボールバルブは、弁ケーシング内にボールプラグを挟んで一次側流路と対向し二次側流路とは連通しなレ、流体導入空間を形成したものである。したがって、この流体導入空間に一次側流体の一部を外部導入管によって導くことにより、流体導入空間内の流体圧力と一次側流体圧とをバランスさせること力 Sできる。このような構造によれば、一次側流体圧と二次側の流体圧との差圧が大きレ、場合や、口径が大きレ、場合であっても操作に要するトノレクが増大せず、ボールプラグを確実に操作することができる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 特開 2003-113948号公報に記載された二方ボール弁は、 Oリングの弾性変形によって部品寸法の加工精度のバラツキを吸収させることにより、シールを確保するようにしている。このため、部品の寸法精度を高くする必要がなぐバルブの操作トルクが増大する 2つの要因のうち第 1の要因（部品寸法の加工精度のバラツキ）については解消することができる利点を有する。しかし、第 2の要因（圧力差）については何らの対策をも講じていないため、依然として改良の余地があった。また、一次側に比べて二次側の流体圧が高くなつたり、流体の流れる方向が変わった場合（逆流する可能性がある場合）に全く対応できないという問題があった。

[0008] 特開平 11-218240号公報に開示されたボールバルブは、差圧の発生を防止してレ、るため第 2の要因については解消することができる。しかし、第 1の要因については全く対応できないという問題があった。また、ボールプラグに L字状の弁孔を形成する必要があるため、直管からなる配管の途中に取付ける場合は、弁ケーシングを特殊な形状に製作する必要があり製造コストが嵩むという問題がある。さらに、弁本体に流体導入空間を設ける必要があるため、バルブ自体が大型、重量化するという問題もある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明は、以上のような従来の問題点を解消するためになされたものであり、そのため、内部に一次側流路、二次側流路およびこれら両流路間に位置するボールキヤビティが形成された弁本体と、前記弁本体のボールキヤビティ内に一次側および二次側シートリングを介して回動自在に組み込まれ前記一次側流路と前記二次側流路とを選択的に遮断および連通させるボールプラグと、前記ボールプラグを回動させる回動手段とを備えた二方ボール弁において、ボール弁の全閉状態への切り替えにより前記一次側流路内の一次側流体圧が前記ボールキヤビティ内の圧力より高くなつた時に、その差圧により前記ボールプラグと前記一次側シートリングとの間と前記弁本体の内周面と前記一次側シートリングとの間の一方に生じた隙間を介して前記一次側流路と前記ボールキヤビティが連通し、前記一次側流路内の流体が前記ボールキヤビティの内部に導かれることを特徴とするものである。

発明の効果

[0010] 本発明においては、ボールプラグを閉じたとき、一次側流路内の一次側流体圧がボールキヤビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記ボールプラグと一次側シートリングとの間、または弁本体の内周面と一次側シートリングとの間に隙間が生じ、この隙間を通って一次側流体がボールキヤビティ内に導かれる。また、ボールキヤビティの内部に入った流体は、ボールプラグの一次側および二次側開口部を通ってボールプラグの内部にも流入し、ボールプラグ内の圧力をボールキヤビティ内の圧力と等しくする。このため、一次側流路内の一次側流体圧と、ボールキヤビティおよびボールプラグ内の圧力との間に差圧が生じず、差圧が生じなければ一次側流体圧によつてボールプラグを二次側シートリングに押しつけることがないので、全閉状態から開状態に切り替えるときの操作力を小さくすることができる。また、隙間の発生により部品の寸法精度のバラツキによる部品間の摩擦力の増大を防止すること力 Sできる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]図 1は、本発明に係る二方ボール弁の第 1の実施例を示す全開時における断面図である。

[図 2]図 2は、図 1の A部の拡大断面図である。

[図 3]図 3は、図 1の B部の拡大断面図である。

[図 4]図 4は、図 1に示した実施例の変形例を示す要部の断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 2の実施例を示す要部の断面図である。

[図 6]図 6は、第 2の実施例の変形例を示す要部の断面図である。

[図 7A-D]図 7A—図 7Dは、それぞれ一次側シートリングをの変形例を示す図である

[図 8A-B]図 8A、図 8Bは、本発明の第 3の実施例を示すシール部の断面図および連通路を示す図である。

[図 9A-B]図 9A、図 9Bは、それぞれ本発明の第 3の実施例の変形例を示す図である

[図 10A-D]図 10A—図 10Dは、それぞれシートリングの変形例を示す図である。

[図 11]図 11は、本発明の第 4の実施例を示す要部の断面図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 5の実施例を示す要部の断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明に係る二方ボール弁を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

図 1一図 3において、全体を符号 1で示す二方ボール弁は、配管 7 (7A, 7B)の途中に接続された弁本体 2と、この弁本体 2の内部中央に回転自在に組み込まれたボールプラグ 3と、このボールプラグ 3を略 90° の角度範囲内で回動させる回動手段としての弁軸 4等で構成されてレ、る。

[0013] 弁本体 2は、上流側弁本体 2Aと下流側弁本体 2Bとの二つの部材によって構成されており、両端および上方に開放し全体形状が逆 T字状を呈するように形成されている。上流側弁本体 2Aの内部空間は、流体 40が流入する一次側（上流側）流路 5Aと、ボールプラグ 3が組み込まれるボールキヤビティ 6を形成している。上流側弁本体 2 Aの上側中央には、弁軸 4の取付部を構成する筒部 14が上方に向かって一体に突設されている。この筒部 14の下端は、ボールキヤビティ 6に連通している。上流側弁本体 2Aの上流側開口部 15の内周面には、上流側配管 7Aのテーパ雄ねじに螺合するテーパ雌ねじ 16が形成されており、下流側開口部 17の内周面には、後述する下流側弁本体 2Bが螺合する雌ねじ 11が形成されている。

[0014] 下流側弁本体 2Bは、両端が開放する筒体に形成されており、内部空間が二次側（下流側）流路 5Bを形成している。下流側弁本体 2Bの上流側開口端部 18の外周面には雄ねじ 12が形成されており、下流側開口部 19の内周面には下流側配管 7Bのテーパ雄ねじに螺合するテーパ雌ねじ 20が形成されてレ、る。上流側弁本体 2Aと下流側弁本体 2Bとは、雌ねじ 11と雄ねじ 12の螺合によって一体的に結合され、かつ結合部がシール部材 13によってシールされている。

[0015] ボールプラグ 3は、略球状に形成されており、図中左右方向に貫通する流路 23が形成されている。そして、このボールプラグ 3は、弁本体 2のボールキヤビティ 6内に一次側、二次側シートリング 24, 25および一次側、二次側 Oリング（シール部材） 26, 2 7を介して回動可能に組み込まれている。

[0016] ボールプラグ 3の流路 23は、ボールプラグ 3の中心を通る断面円形の直線流路からなり、流入側開口部 23aが所定の流量特性を示す形状、例えば流路 23の断面形状より小さい略三角形状を呈する穴によって形成されている。一方、流路 23の流出側開口部 23bは、流路 23の断面形状と同一の大きさの円形に形成されている。ボールプラグ 3の外周面で流路 23の流出側開口部 23bが開口している部分は平坦面に形成されており、一次側、二次側シートリング 24， 25がそれぞれ接触する部分は球面状の着座部を形成してレ、る。

[0017] 図 1一図 3において、一次側シートリング 24と一次側 Oリング 26は、上流側弁本体 2 Aの内周面で一次側流路 5 Aとボールキヤビティ 6との間に形成したシートリング用溝 28と一次側環状溝 30にそれぞれ嵌揷されている。

[0018] 一方、二次側シートリング 25と二次側〇リング 27は、下流側弁本体 2Bの上流側開口端部の内周面に形成したシートリング用溝 29と二次側環状溝 31にそれぞれ嵌挿されている。下流側弁本体 2Bは、雌ねじ 11と雄ねじ 12の螺合によって上流側弁本体 2Aに一体的に結合されることにより、二次側シートリング 25の内周面をボールプラグ 3の外周面に押しつけ、これによつてボールプラグ 3を一次側シートリング 24の内周面に押しつけている。

[0019] シートリング用溝 28， 29は、ボールキヤビティ 6の両側にそれぞれ形成されており、ボールキヤビティ 6を介して互いに連通している。一次側、二次側シートリング 24， 25 の外周面と弁本体 2の内周面、言い換えれば一次側、二次側シートリング用溝 28， 2 9の壁面 28a, 29aとの間には、適宜な隙間 Gがそれぞれ設定されている。一次側、二次側シートリング用溝 28, 29の壁面 28a， 29aは、弁本体 2の軸線を中心とする円筒面である。

[0020] 一次側環状溝 30は、一次側シートリング用溝 28の上流側に位置し、一次側シートリング 24との間に形成された空間（隙間 G )を含む溝であって、一次側〇リング 26が収納されている。一次側環状溝 30の内周壁 32は環状の突起からなり、ボールプラグ 3の外周面と離間している。また、内周壁 32の先端面と一次側シートリング 24の一次側側面との間には僅かな隙間 G が設定されており、この隙間 G によって一次側流路 5Aと一次側環状溝 30を連通させている。また、ボールキヤビティ 6と一次側環状溝 30は、シートリング用溝 28の壁面 28aと一次側シートリング 24の外周面との間に形成された僅かな隙間 Gを介して互いに連通している。一次側環状溝 30の底面 30a は、弁本体 2の軸線と交叉する面であって、図 2に示すように弁本体 2の中心から径方向外方に向かって溝深さが徐々に深くなるように傾斜した斜面によって形成されている。一次側環状溝 30の最内側の深さは、一次側〇リング 26の線径 dより小さく設定されており、最外側の深さは一次側〇リング 26の線径 dより大きく設定されている。

[0021] 一次側 Oリング 26は、二方ボール弁 1を組み立てた状態において、図 2に実線で示すように内周壁 32付近に位置し、一次側シートリング 24によって一次側環状溝 30の底面 30aに押し付けられている。このため、一次側環状溝 30の一次側〇リング 26より内側の溝部分と外側の溝部分とは、一次側〇リング 26によって仕切られている。したがって、一次側〇リング 26には一次側流路 5A内の一次側流体圧 P と、ボールキヤビティ 6内の圧力 P が隙間 G, G を介して常時加えられている。

3 0

[0022] 図 3において、二次側環状溝 31は、二次側シートリング用溝 29の下流側に位置し、二次側シートリング 25との間に形成された空間（隙間 G )を含む溝であって、一次

0

側環状溝 30と対向するように形成されており、二次側〇リング 27が収納されている。二次側環状溝 31の内周壁 33は、環状の突起からなり、ボールプラグ 3の外周面と離間している。また、内周壁 33の先端面と二次側シートリング 25の二次側側面との間には僅かな隙間 G が設定されており、この隙間 G によって二次側流路 5Bと二次側

0 0

環状溝 31を連通させている。また、ボールキヤビティ 6と二次側環状溝 31は、二次側シートリング用溝 29の壁面 29aと二次側シートリング 25の外周面との間に形成された僅かな隙間 Gを介して互いに連通している。二次側環状溝 31の底面 31aは弁本体 2 の軸線と交叉する面であって、図 3に示すように弁本体 2の中心から径方向外方に向力、つて溝深さが徐々に深くなるように傾斜した斜面によって形成されている。二次側環状溝 31の最内側の深さは、二次側 Oリング 27の線径 dより小さく設定されており、最外側の深さは二次側〇リング 27の線径 dより大きく設定されている。

[0023] 二次側 Oリング 27は、二方ボール弁 1を組み立てた状態において、図 3に実線で示すように内周壁 33付近に位置し、二次側環状溝 31の底面 31aによって二次側シートリング 25に押し付けられている。このため、二次側環状溝 31の二次側〇リング 27より内側の溝部分と外側の溝部分は、二次側〇リング 27によって仕切られている。したがつて、二次側 Oリング 27には二次側流路 5B内の二次側流体圧 P と、ボールキヤビ

2

ティ 6内の圧力 P が隙間 G, G を介して常時カ卩えられている。

3 0

[0024] 図 1において、上流側弁本体 2Aの筒部 14には、弁軸 4が Oリング 36を介して回転自在に揷入されている。弁軸 4の上端部は、筒部 14の上方に突出しており、図示を省略した駆動モータ、空気式操作器等の駆動装置に連結されるかまたは手動操作用のハンドルが取付けられている。一方、弁軸 4の下端部 4aは、ボールプラグ 3の上面中央に形成した角穴 35に回転が規制された状態で嵌合している。弁軸 4の最大回動角度は略 90° である。

[0025] 次に、このような構造からなる二方ボール弁 1の動作について説明する。

図 1は二方ボール弁 1の全開状態を示す。この状態においては、弁本体 2の軸線とボールプラグ 3の流路 23の軸線とがー致し、一次側流路 5Aと二次側流路 5Bが流路 23を介して互いに連通している。したがって、上流側配管 7Aに供給された流体 40 は二方ボール弁 1の一次側流路 5A -流路 23 -二次側流路 5Bを通って下流側配管 7Bに流れる。このとき、一次側 Oリング 26は、図 2に実線で示す位置に保持されることにより、一次側環状溝 30をシールしている。したがって、一次側流路 5A内の流体 4 0は、隙間 G ——次側環状溝 30—隙間 G—一次側シートリング用溝 28を通ってボー

0

ルキヤビティ 6に流れることはない。

[0026] 二方ボール弁 1の全開状態において、弁軸 4によってボールプラグ 3を矢印 C方向に徐々に回動させていくと、流路 23の流入側開口部 23aと流出側開口部 23bがー次側、二次側シートリング 24， 25の外側に少しずつ移動していくため、二方ボール弁 1 を流れる流体 40の流量は徐々に減少する。そして、ボールプラグ 3を略 90° 回動させると、流路 23の流入側開口部 23aと流出側開口部 23bは一次側、二次側シートリング 24, 25の外側に移動するため、一次側、二次側流路 5A, 5Bに対して連通しなくなる。このため、二方ボール弁 1は全開状態から全閉状態に切り替えられ流体 40の通過を遮断する。

[0027] 二方ボール弁 1が全開状態から全閉状態に切り替えられると、一次側流路 5A内の流体 40の一次側流体圧 P は二次側流路 5B内の流体 40の二次側流体圧 P よりも

1 2 高くなるため、その差圧（P -P )によってボールプラグ 3を二次側シートリング 25に

1 2

押し付ける。このとき、一次側流体圧 P は、一次側シートリング 24と内周壁 32との隙

1

間 G を通って一次側環状溝 30内の一次側 Oリング 26にも加わるため、一次側 Oリン

0

グ 26はその一次側流体圧 P によって拡径方向に弾性変形し、図 2に 2点鎖線で示

1

すように一次側環状溝 30の外周寄りに移動し、一次側シートリング 24による押圧状態から解放される。このため、一次側〇リング 26と一次側環状溝 30の底面 30aとの間に隙間 G が生じる。また、隙間 G が生じると、一次側流路 5Aとボールキヤビティ 6が

1 1

、隙間 G——次側環状溝 30—隙間 G —隙間 G—一次側シートリング用溝 28を介して

0 1

連通する。したがって、一次側流路 5A内の流体 40の一部は、一次側環状溝 30—— 次側シートリング用溝 28を通ってボールキヤビティ 6内に流入し、ボールキヤビティ 6 内の流体圧 P を一次側流体圧 P と等しくする (P =P )。また、ボールキヤビティ 6 内に流入した一次側流体は、流入側開口部 23aおよび流出側開口部 23bを通ってボールプラグ 3の流路 23内に入り、ボールプラグ 3の内部圧力を外部圧力（ボールキャビティ 6内の圧力 P )と等しくする。したがって、ボールプラグ 3に加わる差圧（P -

3 1

P )は零となり、ボールプラグ 3を一次側流体圧 P によって二次側シートリング 25に

3 1

強く押し付けることがなぐ全閉状態から開弁するときの二方ボール弁 1の操作に要するトノレクを小さくすること力できる。また、操作に要するトルクが小さくなれば一次側

、二次側シートリング 24， 25の摩耗が少なぐこれらシートリング 24， 25の耐久性を向上させることができる。なお、一次側 Oリング 26は、一次側流体圧 P とボールキヤ

1

ビティ 6内の流体圧 P が等しくなると弾性復帰する。

3

[0028] 一方、二次側〇リング 27は、ボールキヤビティ 6内の圧力 P が高くなると、この圧力

3

P によって小径方向に圧縮変形させられるため、二次側シートリング 25と内周壁 33

3

との隙間 G をより一層シールするように機能する。したがって、ボールキヤビティ 6内

0

の流体 40が二次側に漏れることはなぐ二方ボール弁 1の全閉状態を維持することができる。

[0029] また、一次側、二次側 Oリング 26, 27の圧縮によって一次側、二次側環状溝 30, 3 1をそれぞれシールしているので、弁本体 2、ボールプラグ 3、一次側、二次側シートリング 24， 25等の部品に高い寸法精度が要求されず、これら部品の製作が容易で、部品の寸法精度のバラツキに起因する操作に要するトノレクの増大を防止することができる。したがって、この点力らもボールプラグ 3を小さな操作力で円滑かつ確実に操作すること力できる。

[0030] また、ボールプラグ 3の二次側においても、二次側シートリング 25、二次側〇リング 2 7および二次側環状溝 31を一次側シートリング 24，一次側〇リング 26および一次側環状溝 30と全く同一構造にしているので、バルブを閉じたとき、二次側流体圧 P

2 一次側流体圧 P に比べて高くなり、その差圧によってボールプラグ 3を一次側シート

1

リング 24に押し付ける場合においても、全閉状態から開弁するときの二方ボール弁 1 の操作に要するトノレクを小さくすることができる。すなわち、二次側流体圧 P がー次

2 側流体圧 P に比べて高くなつた場合、その差圧（P -P )によってボールプラグ 3を

1 2 1

一次側シートリング 24に押し付ける。このとき、二次側流体圧 P は、二次側シートリング 25と内周壁 33との隙間 G を通って二次側環状溝 31内の二次側 Oリング 27にも

0

加わる。このため、二次側〇リング 27はその流体圧 P によって拡径方向に弾性変形

2

して、図 3に 2点鎖線で示すように二次側環状溝 31の外周寄りに移動し、下流側弁本体 2Bによる二次側シートリング 25に対する押圧状態から解放される。このため、二次側 Oリング 27と二次側環状溝 31の底面 31aとの間に隙間 G が生し、これにより二

1

次側流路 5Bとボールキヤビティ 6が隙間 G —二次側環状溝 31—隙間 G —隙間 G—

0 1 二次側シートリング用溝 29を介して連通する。したがって、二次側流路 5B内の流体 40の一部は二次側環状溝 31—二次側シートリング用溝 29を通ってボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3内に流入し、ボールキヤビティおよびボールプラグ 3内の流体圧 P を二次側流体圧 P と等しくする (P =P )。この結果、ボールプラグ 3は差圧（P

3 2 2 3

-P )による負荷から解放されるため、二次側流体圧 P によって一次側シートリング

2 3 2

24に強く押し付けられることがなぐ全閉状態から開弁するときの二方ボール弁 1の操作に要するトルクを小さくすることができる。したがって、一次側の流体圧 P に比べ

1 て二次側の流体圧 P が高くなつたり、あるいは逆流により流体 40の流れ方向が変わ

2

つた場合にもボールプラグ 3を小さな操作力で円滑かつ確実に操作することができる。なお、二次側〇リング 27は、二次側流体圧 P とボールキヤビティ 6内の流体圧 P

2 3 が等しくなると弾性復帰する。

[0031] 図 4は図 1に示した実施例の変形例を示す要部の断面図である。

この実施例では、弁本体 2内に形成される一次側環状溝 30の底面 30aを弁本体 2 の軸線と垂直な面に形成し、一次側シートリング 24の一次側環状溝 30と対向する面 24aを内周より外周に向かって傾斜するテーパ面に形成している。このような構造においても、一次側環状溝 30は、一次側シートリング 24との間の空間を含む溝であるため、一次側シートリング 24のテーパ面 24aによって溝深さを内周側より外周側に向力、つて漸次増大させることができる。このため、二方ボール弁を全開状態から全閉状態に切り替えたときに一次側流体圧 P が高くなると一次側 Oリング 26を拡径方向に

1

膨張させて一次側環状溝 30の外周側に移動させることができる。したがって、この場合も図 1に示した第 1の実施例と同様な効果が得られる。

[0032] 図 5は本発明の第 2の実施例を示す要部の断面図である。この実施例では、図 1に示した第 1の実施例に加えて、一次側シートリング 24の外周面にボールキヤビティ 6と一次側環状溝 30とを連通させる連通路 42を形成している。バルブを全閉状態に切り替えたとき、一次側 Oリング 26は図 5に示すように一次側流体圧 P によって拡径方向に弾性変形して一次側環状溝 30の外周面に当たると

1

、一次側シートリング 24の外周面と一次側シートリング用溝 28の壁面 28aとの隙間 G を塞いでしまう。このとき、一次側〇リング 26が連通路 42を完全に閉塞しないように連通路 42の深さを設定しておくと、一次側流路 5A内の一次側流体を一次側環状溝 30 —連通路 42——次側シートリング用溝 28を通ってボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3内に導くことができる。

[0033] 一次側環状溝 30としては、図 5に示すように内周側より外周側に向かって溝深さが増大するものに限らず、図 6に示すように深さが均一なものであってもよい。

[0034] 図 7A 図 7Dは、一次側シートリング 24に設けられる連通路 42の種々の形態を示す図である。すなわち、図 7A、図 7Bは、一次側シートリング 24の外周に形成した所要個数の溝を連通路 42として用いた例を示す。溝の形状は、矩形、半円形に限らず種々の形状とすることが可能である。

[0035] 図 7Cは、一次側シートリング 24に形成した板厚方向に貫通する所要個数の貫通孔を連通路 42として用いた例を示す。

[0036] 図 7Dは、一次側シートリング 24の外周に形成した所要個数の切欠き部を連通路 4 2として用いた例を示す。

[0037] このような構造においても、二方ボール弁を全開または中間開度状態から全閉状態に切り替えたとき、一次側流路 5A内の一次側流体圧 P を一次側環状溝 30およ

1

び連通路 42によってボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3内に導くことができるので、一次側流体圧 P とボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3内の流体圧 P を速

1 3 やかに等しくすることができる。

[0038] 図 8A、図 8Bは一次側シートリング 24側に連通路 42を設ける代わりに弁本体 2側に連通路 50を形成し、この連通路 50によってボールキヤビティ 6、シートリング用溝 2 8および一次側環状溝 30を連通させるようにしたものである。連通路 50は、弁本体 2 の内周面で一次側シートリング用溝 28と一次側環状溝 30に対応する部分に形成された断面円形の溝で構成されている。

[0039] 図 9Aは、弁本体 2の内周面で一次側環状溝 30に対応する部分に、一次側シートリング用溝 28と一次側環状溝 30を連通させる連通路 52を有する通路形成部材 51を配設したものである。

[0040] 図 9Bは、弁本体 2の内周面で一次側シートリング用溝 28と一次側環状溝 30に対応する部分に、一次側シートリング用溝 28と一次側環状溝 30を連通させる連通路 5

2を有する通路形成部材 51を配設したものである。

[0041] 図 10A 10Dは、図 9A、図 9Bに示した通路形成部材 51の種々の形態を示す図である。すなわち、図 10Aは通路形成部材 51を一部周面が切欠き開放したリング状

(筒状）に形成し、その切欠き開放部を連通路 52として用いるようにしたものである。

[0042] 図 10Bは、通路形成部材 51を開放部を有さない筒状に形成し、その内周面に形成した複数個の溝（凹み）を連通路 52として用いるようにしたものである。

[0043] 図 10Cは、通路形成部材 51を開放部を有さない筒状に形成し、その内周と外周に

V字状の凹凸を交互に連続して形成し、外周側の凹凸部分を連通路 52として用いるようにしたものである。

[0044] 図 10Dは、螺旋状に卷回された線材を通路形成部材 51として用い、隣り合うコイル間の隙間を連通路 52として用いるようにしたものである。

[0045] このような構造においても、二方ボール弁を全開状態から全閉状態に切り替えたとき一次側流体圧 P を連通路 52によってボールキヤビティ 6内に速やかに導くことが

1

できる。

[0046] 図 11は本発明の第 4の実施例を示す要部の断面図である。

この実施例は、弁本体 2の内周面でボールキヤビティ 6とシートリング用溝 28との境部に一次側シートリング 24が下流側に移動するのを制限する環状の突起からなる移動規制部 60を一体に突設したものである。

[0047] 二方ボール弁を全開状態から全閉状態に切替えると、一次側流体圧 P はボーノレ

1 キヤビティ 6内の圧力 P より高くなり、その差圧によってボールプラグ 3および一次側

3

シートリング 24を押圧し下流側に移動させようとする。このとき、一次側シートリング 24 は、移動規制部 60に押しつけられる。一方、ボールプラグ 3は下流側に移動するため一次側シートリング 24から離間する。このため、ボールプラグ 3の外周面と一次側シートリング 24の内周面との間には隙間 G が生じ、この隙間 G によって一次側流

4 4

路 5Aとボールキヤビティ 6を連通させる。したがって、このような構造においても、二方ボール弁を全開状態から全閉状態に切り替えたとき一次側流路 5A内の流体が隙間 G を通ってボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3内に流入するため、一次側流

4

体圧 P とボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3内の圧力 P を等しくすることができ

1 3

る。

[0048] 図 12は本発明の第 5の実施例を示す要部の断面図である。

この実施例は、弁本体 2の軸線方向に弾性変形可能な一次側シートリング 61を弁本体 2の内周面に形成したシートリング用溝 28に装着したものである。一次側シートリング 61は、金属板によって截頭円錐形に形成された 2枚のリング 61a, 61bを互いに反対に向けて内周縁どうしを突き合わせ溶接することにより形成されている。このため、一次側シートリング 61は、外周に V字状の溝 62を有し、弁本体 2の軸線方向に弾性変形自在に形成されている。このような一次側シートリング 61は、弁本体 2内に組み込まれることにより、リング 61a, 61bの接合部がボールプラグ 3によって上流側に押圧され、リング 61aの外周縁が一次側シートリング用溝 28の側面 28bに圧接されている。したがって、この状態（開弁状態）において、一次側シートリング 61は、一次側シートリング用溝 28をシールし、一次側流路 5Aとボールキヤビティ 6の連通を遮断している。なお、リング 61a, 61bの外周縁は、一次側シートリング用溝 28の壁面 28a 力適宜な隙間を保って離間している。

[0049] 二方ボール弁を全開状態から全閉状態に切り替えると、一次側流路 5A内の一次側流体圧 P が上昇してボールキヤビティ 6内の圧力 P より高くなるため、一次側シー

1 3

トリング 61のリング 6 laを 2点鎖線で示すように二次側に弾性変形させる。このため、リング 61aの外周縁が一次側シートリング用溝 28の側壁 28bから離間し、一次側流路 5Aとボールキヤビティ 6を一次側シートリング用溝 28を介して連通させる。したがつて、一次側流路 5A内の流体の一部が一次側シートリング用溝 28を通ってボールキャビティ 6およびボールプラグ 3内に流入し、ボールキヤビティ 6およびボールプラグ 3 内の圧力 P を一次側流体圧 P と等しくする。それ故、このような構造においても、図 1、図 5、図 8および図 11に示した第 1一第 4の実施例と同様に二方ボール弁の全閉状態から開状態に切り替えるときの操作に要するトノレクを小さくすることができる。

[0050] また、本実施例においては、弁本体 2の軸線方向に弾性変形可能な一次側シートリング 61によって一次側シートリング用溝 28をシールしているので、図 1に示した拡径方向に弾性変形する Oリング 26， 27を必要とせず、部品点数を削減することができる。さらに、 Oリング 26, 27が不要になれば弁本体 2内に一次側、二次側環状溝 3 0, 31を形成する必要もないので、上記した実施例に比べて弁本体 2の内部形状が簡単で容易に製作することができる利点がある。なお、一次側シートリング 61としては、断面形状が V字状のものに限らず U字状のものであってもよい。

産業上の利用可能性

[0051] 本発明は、一次側のシール構造として第 2—第 5の実施例を図 4一図 12に基づいて説明したが、二次側のシール構造も一次側と全く同様な構造にしておくことが望ましい。その場合には一次側に比べて二次側の流体圧が高くなつたり、逆流によって流体の流れ方向が変わる場合にもバルブを開くときの操作に要するトノレクを小さくすること力 Sできる。

Claims

請求の範囲

[1] 内部に一次側流路、二次側流路およびこれら両流路間に位置するボールキヤビティが形成された弁本体と、

前記弁本体のボールキヤビティ内に一次側および二次側シートリングを介して回動自在に組み込まれ前記一次側流路と前記二次側流路とを選択的に遮断および連通させるボールプラグと、

前記ボールプラグを回動させる回動手段とを備えた二方ボール弁において、ボール弁の全閉状態への切り替えにより前記一次側流路内の一次側流体圧が前記ボールキヤビティ内の圧力より高くなつた時に、その差圧により前記ボールプラグと前記一次側シートリングとの間と前記弁本体の内周面と前記一次側シートリングとの間の一方に生じた隙間を介して前記一次側流路と前記ボールキヤビティが連通し、前記一次側流路内の流体が前記ボールキヤビティの内部に導かれることを特徴とする二方ボール弁。

[2] 前記弁本体は、前記一次側流路と前記ボールキヤビティとの間の内周面および前記二次側流路と前記ボールキヤビティとの間の内周面にそれぞれ形成された一次側および二次側シートリング用溝とをさらに有し、

前記一次側および二次側シートリングは、前記一次側および二次側シートリング用溝にそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項 1記載の二方ボール弁。

[3] 前記弁本体は、前記一次側流路と前記一次側シートリング用溝との間の内周面、および前記二次側流路と前記二次側シートリング用溝との間の内周面にそれぞれ形成された一次側および二次側環状溝と、これらの環状溝内にそれぞれ配設された一次側および二次側シール部材とをさらに備え、

前記一次側シール部材は、ボール弁が全閉状態に切り替えられたとき前記一次側流路内の流体圧により拡径方向に弾性変形し、

前記一次側流路と前記ボールキヤビティは、前記一次側シール部材の弾性変形により前記一次側環状溝および前記一次側シートリング用溝を介して連通することを特徴とする請求項 2記載の二方ボール弁。

[4] 前記一次側環状溝は、前記一次側シートリングとの間に形成された空間を含む溝であって、溝深さが内周側より外周側に向かって漸次増大することを特徴とする請求項 3記載の二方ボール弁。

[5] 前記一次側シートリングは、その外周面に前記ボールキヤビティと前記一次側環状溝を連通させる連通路が形成されていることを特徴とする請求項 3記載の二方ボール弁。

[6] 前記一次側シートリング用溝と前記一次側環状溝を連通させる連通路が、前記弁本体の内周面にさらに形成されていることを特徴とする請求項 3記載の二方ボール弁。

[7] 前記一次側シートリング用溝と前記一次側環状溝を連通させる連通路を有する通路形成部材が、前記弁本体の内周面で前記一次側環状溝が形成されている部分にさらに配設されていることを特徴とする請求項 3記載の二方ボール弁。

[8] 前記一次側シートリング用溝と前記一次側環状溝を連通させる連通路を有する通路形成部材が、前記弁本体の内周面で前記一次側シートリング用溝と前記一次側環状溝が形成されている部分にわたって延在するようにさらに配設されていることを特徴とする請求項 3記載の二方ボール弁。

[9] 前記二次側シール部材は、ボール弁が全閉状態に切り替えられたとき前記二次側流路内の流体圧により拡径方向に弾性変形し、

前記二次側流路と前記ボールキヤビティは、前記二次側シール部材の弾性変形により前記二次側環状溝および前記二次側シートリング用溝を介して連通することを特徴とする請求項 3記載の二方ボール弁。