WO2008007685A1 - 軸封パッキンとバルブ用軸封構造 - Google Patents

Abstract

　初期組立て時に高いシール性を発揮し、また、増し締めを行った後でも、押圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を発揮して優れたシール性を確保することができる軸封パッキンを提供すること。 　バルブ用ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転可能に又は昇降動可能に設け、弁軸を軸装したバルブの軸封室に軸封パッキンを装着し、この軸封パッキンは、断面略Ｖ字形の環状パッキン本体を積層し、この内径側の積層面同士を密接させ、かつ、外径側の積層面同士の間に所定の空隙を形成したバルブ用軸封構造である。このバルブ用軸封構造は、パッキン本体の締付荷重と流体圧により、内径側の積層面のテーパ角度により径向への力に変換させて内径側の内周面を摺動側の弁軸の外周面に面接触シールをし、かつ、空隙により外径側のリップ部を押し拡げて固定側の軸封室に線接触シールするようにした。

Description

、軸方向の押圧力を半径方向に変換し、ステム部 4ゃパッキン収納室 5の側壁 5aとの 面圧を高めてシールするものである。また、流体を環状パッキン 3に導き、これを断面 V型の谷型テーパ面部 3bで受け、環状パッキン 3を半径方向に押し広げることにより 、ステム部 4や側壁 5aとの間の面圧を流体圧によって高め、自封性によってシールす るようにして!/、る。

[0006] これを詳述すると、図 19 (a)において、例えば、山型テーパ面部 3aの垂線からの角 度である山側テーパ角度 αを 47. 5° 、谷型テーパ面部 3bの垂線からの角度である 谷側テーパ角度 0を 45° に形成し、これを同様の角度に形成した谷型テーパ面部 6aを有する上アダプタ 6、山型テーパ面部 7aを有する下アダプタ 7の間に装着して 積層リング 8を構成する。

積層リング 8の初期押圧時には、上アダプタ 6、環状パッキン 3、下アダプタ 7の間に は、頂点を中心として、内径側 ·外径側共に、 2. 5° の角度差によって隙間 Sが生じ

[0007] 環状パッキン 3、上アダプタ 6において、谷型テーパ面部 3b、 6aの内外周側におけ る縁部 3b 、 6aは、それぞれ図において下方に位置する環状パッキン 3、下アダプタ 6の山型テーパ面部 3a、 7aに接しており、ボルト'ナット体 2を締め込んだときに、この 縁部 3b 、 6a力 Sステム部 4側 'パッキン収納室 5側にそれぞれ押圧されて当接シール する。

[0008] また、図 19 (b)において、図 18のボルト'ナット体 2を増し締めすると、積層リング 8 の山型テーパ面部 3a、 7aと、谷型テーパ面部 3b、 6a同士が全面に渡って互いに密 着しょうとする。このとき、谷型テーパ面部 3b、 6aの内外周側の縁部 3b 、 6aは、そ れぞれ内外径側にやや突出するように変形し、この変形部分力ステム部 4ゃパッキン 収納室 5側に押圧されて密接する。このように、増し締めすることによって、シール性 のアップが図られる。

[0009] 一方、図 19 (c)において、ボールバルブ 1内を流体が流れてこの流体圧を受圧す ると、この流体圧によって下アダプタ 7を押し上げる力が作用する。この力は軸方向に 加わるが、積層リング 8に形成された各テーパ面部 3a、 3b、 6a、 7aによって径方向（ 内外径側）への荷重に変換され、この結果、積層リング 8はステム部 4外周面ゃパツキ ン収納室 5に押圧され、これらをシールする。このように、積層リング 8が流体圧によつ て押圧されると、自封性が働き、これによつてシールしている。

[0010] 積層リング 8を構成する上アダプタ 6、環状パッキン 3、下アダプタ 7は、山側テーパ 角度 α、谷側テーパ角度 /3が外径 ·内径側において等しくなつているため、流体圧 を受圧したときに、山型テーパ面部 3a、 7a及び谷型テーパ面部 3b、 6aが中心部位 力 対称的に均等に変形し、積層リング 8間の隙間 Sが狭くなる構造になっている。 このとき、積層リング 8は、半径方向に押し広げられるように変形し、この積層リング 8 の内外径側先端部位がステム部 4外周面ゃパッキン収納室 5に当接シールし、いわ ゆるリップ効果 (線接触によるシール効果）によって封止を行って!/、る。

[0011] 特許文献 1 :特開平 10— 231823号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] しかしながら、特許文献 1や図 18のボールバルブは、長期間に渡って使用すると、 積層リング 8による軸封構造が押圧された状態で長期間保持されることになり、積層リ ング 8を構成する部材が応力により変形し、この変形した部位力 Sステム部 4ゃパッキン 収納室側壁 5aとの間隙、或は、積層リング間の隙間 Sに逃げ込む、いわゆる、タリー プ現象が生じることがある。

[0013] また、流体や周囲が高温になると積層リング 8も高温になり、この積層リング 8は、全 体が膨張し、この膨張によりクリープ現象化が更に進むことに加え、軟化して摩耗し やすい状態になる。

一方、流体や周囲が低温 (例えば、 30°C)になると積層リング 8も低温になり、こ の積層リング 8は、全体が収縮して軸封部位の間の隙間が大きくなりやすくなる。低 温時には、積層リングは、ステム部 4を外周側から抱え込もうとするため、必然的にパ ッキン側壁 5a側よりステム部 4側の方が面圧が高くなる。常温 (約 30°C)時には、ステ ム部 4とパッキン室側壁 5aにパッキン面圧が加わって摩擦力が働くときに、周長が長 く積層リング 8との接触面積が大きいパッキン室側壁 5a側の方が摩擦力が大になつ ているため、ステム部 4のみが回転することができる力 このような低温時の状態では 、パッキン室側壁 5a側の摩擦抵抗が小さくなり、積層リング 8がステム部 4と共回りして 、本来固定部である外周側が摺動することによりシール性能が低下することがあった このように、積層リング 8は、流体や周囲の温度変化に対して熱膨張'収縮現象が 生じやすくなつており、シール性に悪影響を及ぼすことがあった。

[0014] 積層リング 8には、このようなクリープ現象や熱膨張収縮現象による体積変化の結 果として、ボデー側'ステム側とのシールに必要な面圧が低下する、いわゆる応力緩 和現象が生じることがある。このため、この種の Vパッキンを用いたバルブは、積層リ ング 8を押圧するボルト'ナット体 2の増し締めを行うことが必要になっている。

[0015] ところ力 ボルト'ナット体 2の増し締めを過度に行うと、図 19 (c)のように、積層リン グ 8間の隙間 Sが狭くなり、延いてはこの隙間 Sが無くなることがある。このように、従来 の環状パッキン 3は、内外周側において、パッキン同士の間に隙間 Sを設けておき、 増し締めしたときにこの隙間 Sを埋めるように変形させるため増し締め効果には限界 があり、また、高さ方向の寸法変化も大きいことから、ステム部 4ゃパッキン収納室 5と のシール面圧を回復することが困難になっていた。また、環状パッキン 3は、流体圧 を受ける部分が極端に少なくなるため、縁部 3b、 6aによるリップ効果が効き難くなつ て自封性も得られ難くなるという問題が生じていた。

[0016] 本発明は、従来の課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、初期組立て時に高いシール性を発揮し、また、増し締めを行った後でも、押 圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を発揮して優れたシール性を確保 することができる軸封パッキンを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0017] 上記目的を達成するため、請求項 1に係る発明は、断面略 V字形の環状パッキン 本体を積層して構成した軸封パッキンであって、このパッキン本体の内径側の積層 面同士を密接させると共に、外径側の積層面同士の間に所定の空隙を形成した軸

[0018] 請求項 2に係る発明は、パッキン本体の外径側の上下積層面のテーパ角度を異な らせて空隙を形成した軸封パッキンである。

[0019] 請求項 3に係る発明は、パッキン本体の山側の頂点より谷側の頂点を外径方向に 偏位させて山側と谷側の頂点を偏芯させた軸封パッキンである。

[0020] 請求項 4に係る発明は、パッキン本体の外径側の上積層面のテーパ角度である山 側角度を 42. 5° 〜50° とし、外径側の下積層面のテーパ角度である谷側角度を 4 0。 〜47. 5° の範囲とし、山側角度〉谷側角度に設定した軸封パッキンである。

[0021] 請求項 5に係る発明は、パッキン本体を複数個積層し、かつ、積層したパッキン本 体の上方にトップアダプタを、下方にボトムアダプタを積層して軸封パッキンを構成し 、トップアダプタの谷側とボトムアダプタの山側をパッキン本体と同様の角度とした軸

[0022] 請求項 6に係る発明は、バルブ用ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転可能 に又は昇降動可能に設け、弁軸を軸装したバルブの軸封室に軸封パッキンを装着し 、この軸封パッキンは、断面略 V字形の環状パッキン本体を積層し、この内径側の積 層面同士を密接させ、かつ、外径側の積層面同士の間に所定の空隙を形成したバ ルブ用軸封構造である。

[0023] 請求項 7に係る発明は、パッキン本体の締付荷重と流体圧により、内径側の積層面 のテーパ角度により径方向への力に変換させて内径側の内周面を摺動側の弁軸の 外周面に面接触シールをし、かつ、空隙により外径側のリップ部を押し広げて固定側 の軸封室に線接触シールするようにしたバルブ用軸封構造である。

[0024] 請求項 8に係る発明は、バルブ内に設けた貫通孔を有するボール弁体を弁軸を介 して回転自在に設けたボールバルブであって、弁軸を軸装したバルブの軸封室にグ ランドヮッシャを介して締付荷重を与えて軸封パッキンを装着したバルブ用軸封構造 である。

[0025] 請求項 9に係る発明は、グランドヮッシャを円錐皿ばね形状の座金とし、この座金で 軸封パッキンの外径側と軸封室との面圧を高めたバルブ用軸封構造である。

[0026] 請求項 10に係る発明は、グランドヮッシャと軸封パッキンとの摩擦抵抗を大きくして 一体化することにより、軸封パッキンと弁軸との共回りを防いだバルブ用軸封構造で ある。

[0027] 請求項 11に係る発明は、グランドヮッシャの外周に適宜の間隔で切欠部を形成し、 この切欠部を介してグランドヮッシャと軸封パッキンを一体化することにより、軸封パッ キンと弁軸との共回りを防いだバルブ用軸封構造である。

発明の効果

[0028] 請求項 1に係る発明によると、初期組立て時にパッキン内径側が面接触により接触 し、変形が少なぐパッキンの体積が変化する余地が小さいことから、応力緩和が低 減され、これにより、押圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を発揮して 優れたシール性を確保することができる軸封パッキンを提供できる。

[0029] 請求項 2に係る発明によると、増し締めしたときに積層したパッキン本体同士の間の 空隙を確保することができ、シール性を回復することができる軸封パッキンである。パ ッキン本体は、高い精度によって容易に形成することができ、たとえパッキン本体の 環径などの大きさが変わった場合でもシール面圧の向上と自封性を発揮することが できる軸封パッキンである。

[0030] 請求項 3に係る発明によると、パッキン本体を積層したときにこのパッキン本体同士 の間に簡単かつ確実に空隙を形成することができる軸封パッキンを構成することがで きる。更には、偏位量を変えることで空隙の量を軸方向と径方向の双方に調節するこ とができ、これにより、ボルト'ナットの締付け力や流体圧力を考慮したパッキンやリツ プ部の体積を設定することができる。

[0031] 請求項 4に係る発明によると、装着時や増し締め時のシール性を最も高めることが でき、ボルト'ナットによる締付け力が小さい場合でもパッキン本体によって高いシー ノレ性を維持することができる軸封パッキンである。

[0032] 請求項 5に係る発明によると、あらゆる高さの軸封部位に対応させながら所定の位 置に収納することができる軸封パッキンであり、バルブをはじめとする各種の軸着部 位に適用することができ、操作時の摺動性を兼ね備えつつ、押圧と自封性によるシ 一ル性を高めることのできる軸封パッキンである。

[0033] 請求項 6に係る発明によると、各種の構造のバルブに利用することができ、初期締 付け力での応力緩和が少なぐ増し締め時においても、確実にシール性を高めて保 持すること力 Sでき、押圧によるシール面圧の向上と流体圧による自封性を保持又は 回復して優れたシール性を持続することができるバルブ用軸封構造を提供できる。

[0034] 請求項 7に係る発明によると、内径側を面接触シールとすることにより、摺動部であ るステムを回転したときに優れた摺動性を確保しつつ高!/、シール性を発揮でき、動 的なシール性を向上することができる操作性に優れた強度の強いバルブ用軸封構 造を提供できる。

一方、外径側を線接触シールとすることにより、固定シール側であるボデ一とパツキ ン本体を最も高いシール面圧によって軸封することができ、優れた密封性を発揮して 静的シール性を向上することができるバルブ用軸封構造である。

[0035] 請求項 8に係る発明によると、軸封部分が摩耗や変形した場合でも、繰り返し増し 締めを行うことによりステム側とボデー側の双方のシール性を確実に高めることができ 、更に小さい締付け力でシール性を保持及び回復できるため、操作性にも優れたボ ールバルブを設けることができるバルブ用軸封構造である。

[0036] 請求項 9に係る発明によると、バルブに温度変化が生じても、軸封パッキンの外径 側の面圧を特に高めた状態を維持でき、この軸封パッキンと、内径側に装着された 弁軸との共回りを防レ、で、弁軸と軸封パッキンによる高!/、動的シール性を確保しなが ら、軸封パッキンと軸封室の静的なシール性を維持でき、優れた軸封性能を発揮で きるバルブ用軸封構造である。

[0037] 請求項 10又は請求項 11に係る発明によると、バルブに温度変化が生じても、ダラ ンドヮッシャと軸封パッキンを略一体化してこの軸封パッキンを軸封室に固定でき、弁 軸と軸封パッキンが共回りするのを防いで優れた軸封性能を発揮できるバルブ用軸 封構造である。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]本発明の軸封パッキンを使用したバルブの一例を示した一部切欠き断面図で ある。

[図 2]図 1のバルブの分解斜視図である。

[図 3]図 1のバルブの初期押圧時の状態を示した原理説明図である。

[図 4]図 1のバルブの増し締め押圧時の状態を示した原理説明図である。

[図 5]図 1のバルブの流体圧受圧時の状態を示した原理説明図である。

[図 6]グランドボルト締め込み時の作用説明図である。

[図 7]軸封パッキンのシール状態を示した要部拡大図である。 園 8]本発明の軸封パッキンの一実施形態を示した断面図である。

[図 9]グランドヮッシャの一例を示した断面図である。

[図 10]グランドヮッシャの他例を示した説明図である。 （a)は、グランドヮッシャの平面 図である。 （b)は、グランドヮッシャの断面図である。 （c)は、グランドヮッシャを装着し た状態を示す断面図である。

園 11]グランドヮッシャの更に他例を示した説明図である。 （a)は、グランドヮッシャの 平面図である。 （b)は、グランドヮッシャを装着した状態を示す平面図である。 （c)は、

(b)における A— A端面図である。

[図 12]ボールバルブの一部拡大斜視図である。

園 13]ストッパー機構付近を示した平面図である。

園 14]本発明の軸封パッキンの他の実施形態を示した断面図である。

園 15]本発明の軸封パッキンの更に他の実施形態を示した断面図である。

園 16]Vパッキンを示した断面図である。

園 17]軸封パッキンの応力緩和試験の結果を示したグラフである。

[図 18]従来の Vパッキンを用いたバルブの例を示した一部切欠き断面図である。 園 19]図 18のバルブの軸封構造の原理説明図である。 （a)は、初期押圧時の状態を 示した原理説明図である。 （b)は、増し締め押圧時の状態を示した原理説明図であ る。 （c)は、流体圧受圧時の状態を示した原理説明図である。

符号の説明

10 ボールバルブ（バルブ本体）

10a ノ ルブボデ一

11 ボール弁体

11a 貫通孔

12 弁軸

13 軸封室

14 軸封パッキン

15 パッキン本体

16 上積層面 16a 内径側積層面

16b 外径側積層面

16c 頂点

17 下積層面

17a 内径側積層面

17b 外径側積層面

17c 頂点

19 内周面

20 リップ部

21 トップアダプタ

22 下積層面

25 ボトムアダプタ

26 上積層面

37 グランドヮッシャ (座金）

G 空隙

Θ 山側角度 (テーパ角度）

Θ 谷側角度 (テーパ角度）

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発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下、本発明における軸封パッキンとバルブ用軸封構造の実施形態を図面に基づ いて詳細に説明する。図 1、図 2において、バルブ本体 10は、例えば、ボール弁体 1 1を作動伝達部材である弁軸（ステム） 12を介して回転自在に設けたボールバルブ 力もなつている。バルブ本体 10において、ボデー 10aの両端には、開口部であって 流体の流入出部である流入口 10bと流出口 10cが設けられ、また、ボデー 10a上部 には、軸装部 10dが延設され、この軸装部 10d内部に軸封室 13を設けている。

[0041] 弁軸 12は、下端部近傍位置に鍔部 12aを一体に形成している。また、弁軸 12の上 端部には、ネジ部 12bを設け、このネジ部 12bに固定ボルト 95を螺着できるようにし ている。さらに、弁軸 12の上部には、平行な二面の面取りによって、平行二面部 12c を形成している。また、弁軸 12の下部にも、同様に平行二面部 12dを設けている。 [0042] ボール弁体 11は、貫通孔 11aを有し、また、上部には弁軸 12の平行二面部 12dが 嵌合する嵌合溝 l ibを設けている。このボール弁体 11は、嵌合溝 l ibに平行二面部 12dを嵌合させ、また、 2片のシートリング 38、 38に挟持された状態でボデー 10a内 に取り付けられ、このシートリング 38によりシール性を維持しながらボデー 10a内を回 動自在に設けている。シートリング 38は、例えば、 PTFE等の気密性、又は、水密性 の高レ、素材から成り、良好なシール特性を確保して!/、る。

[0043] ボデーキャップ 10eは、ボデー 10aの開口側（本例においては、流入口 10b側）に、 図示しない締付ボルト'ナットによって取付け可能に設けたものであり、ボデー 10a内 の所定箇所にボール弁体 11や弁軸 12、軸封パッキン 14等を装着した後にこのボデ 一キャップ 10eを一体に取付けることで、シートリング 38を、ボール弁体 11に対して 押圧シールした状態で組み付け可能となる。

[0044] 軸封パッキン 14は、例えば、 PTFE等の樹脂で成形した環状パッキン本体 15を複 数個積層し、この積層状態のパッキン本体 15の上方にトップアダプタ 21、下方にボト ムアダプタ 25を積層して構成している。パッキン本体 15は、ボデー 10a内の軸封室 1 3に装着するが、このとき、バルブ本体 10の形態に応じて適宜の数を配設することが でき、弁軸 12の軸径ゃ封止する圧力等に応じてこのパッキン本体 15の配設する数 を設定し、軸封室 13の広さに合わせて収納して軸封パッキン 14を構成できる。

[0045] 図 8に示すように、パッキン本体 15は、断面略 V字形の環状に形成しており、上面 に山形状の上積層面 16、下面に谷形状の下積層面 17を形成している。パッキン本 体 15は、山側の上積層面 16の頂点 16cより、谷側の下積層面 17の頂点 17cを外径 方向に偏芯量 eにて偏位させてこの頂点 16cと頂点 17cを偏芯させている。

[0046] また、パッキン本体 15は、略 V字形に形成していることで、上下積層面 16、 17には それぞれ内径側積層面 16a、 17aと、外径側積層面 16b、 17bを有している。

内径側積層面 16a、 17aは、傾斜角度 δによって等しい角度に設けており、本実施 形態においては、この傾斜角度 δを 48° としている。傾斜角度 δは、ボルト 30から の締付け力の有無や締付け荷重の強弱にかかわらず一定の角度（48° )に保持可 能にしている。

[0047] 一方、外径側積層面 16b、 17bのテーパ角度は異ならせるように形成し、外径側の 上積層面 16のテーパ角度である山側角度 θ 42. 5° 〜50° とし、外径側の下積 層面 17のテーパ角度である谷側角度 Θ を 40° 〜47. 5° の範囲とし、山側角度 Θ

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〉谷側角度 Θ に設定している。本実施形態においては、山側角度 Θ を 48° 、谷

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側角度 Θ を 39° としている。

2

[0048] ノ /キン本体 15は、上記のように形成することにより、軸封室 13に装着したときに、 図 3のように内径側の積層面 16a、 17a同士を密着させると共に、外径側の積層面 1 6b、 17b同士の間に所定の空隙 Gを形成できるようにしている。この空隙 Gは、山側 角度 Θ 及び谷側角度 Θ や、頂点 16cと頂点 17cの偏芯量 eを調整することで、適宜

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の広さに調節できる。例えば、山側角度 Θ と谷側角度 Θ の差を大きくしつつ偏芯量

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eを大きくすると空隙 Gは広くなり、また、この逆の場合、空隙 Gは狭くなる。

[0049] また、パッキン本体 15は、内径側の傾斜角度 δを上積層面 16と下積層面 17にお いて一定に保持し、外径側の山側角度 Θ 、谷側角度 Θ を空隙 Gの範囲内で可変と

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した非対称構造に形成している。このとき、傾斜角度 δを一定に保持しつつ、この傾 斜角度 δ上に山側の上積層面 16の頂点 16cと、谷側の下積層面 17の頂点 17cとを 偏芯配置していることにより、空隙 Gを軸方向と径方向の双方に確保している。

[0050] 更に、パッキン本体 15を上記のように偏芯形状に設けることにより、外径側が内径 側に比較してやや薄肉に形成され、この形状によって、流体圧によって拡径しゃすく なるようになつている。パッキン本体 15の下側の外周側積層面 17bは、後述のように アール形状に設けてもよいが、本実施形態においては、この部位の剛性を確保し、 バルブ本体 10の軸封室 13側に強く押圧できるようにするという観点から、テーパ形 状に形成している。また、上記のような偏芯量 eの調整により、空隙 Gの量を調整する と共に、グランドボルト 30の締付け力や流体圧によるシール性を考慮したパッキン本 体 15 (後述するリップ部 20)の体積を設定することができる。

[0051] ノ ッキン本体 15の内径側には、弁軸 12の外周面 12e側に面接触可能な内周面 1 9を設けている。一方、パッキン本体 15の外径側には、軸封室 13に線接触可能なリ ップ部 20を形成し、このリップ部 20は、図 7に示すように、面取り部 20aを施すことに より外側当接部 20b、内側当接部 20cを設けて、やや剛性をもたせながら、この外側 当接部 20b、内側当接部 20cにおいて確実に線接触するようになっている。 図 3において、トップアダプタ 21は、谷側に下積層面 22を有し、この下積層面 22は 、内径側 ·外径側にぉレ、てパッキン本体 15の下積層面 17と同様の角度に形成して いる。トップアダプタ 21の上面側は平坦面状になるように形成し、この平坦面の上に

一方、ボトムアダプタ 25は、山側に上積層面 26を有し、この上積層面 26は、内径 側 ·外径側にぉレ、てパッキン本体 15の上積層面 16と同様の角度に形成して!/、る。ボ トムアダプタ 25の下面側は平坦面状になるように形成し、この平坦面の下に座金 31 を配設している。

[0053] 軸封パッキン 14を軸封室 13に装着すると、パッキン本体 15の締付け荷重と流体圧 により、内径側の上下の積層面 16a、 17aの傾斜角度 δにより径方向への力に変換 させて内径側の内周面 19を摺動側の弁軸 12の外周面 12eに面接触シールし、かつ 、空隙 Gに流体圧を導くことによって外径側のリップ部 20を押し広げて固定側の軸封 室 13に線接触シールするようにしている。このとき、内径側の傾斜角度 δは、上積層 面 16、下積層面 17において必ずしも同じ角度である必要は無ぐこれらが内径側に ぉレ、て密接できるような角度であればょレ、。

[0054] 軸封パッキン 14の上部にはグランド部材 32を設け、このグランド部材 32にはボルト 貫通穴 32aを設け、このボルト貫通穴 32aとボデー 10a側の対応する位置に設けた めねじ 10fを固定部材であるグランドボルト 30によって締め付け可能に設けている。 グランド部材 32が締め付けられると、このグランド部材 32下部に設けた押圧部 32bに よって軸封パッキン 14を上方から押圧することができ、これにより、軸封パッキン 14の 締付けや増し締めを可能にしている。

グランドボルト 30とグランド部材 32との間には、図示しない皿ばねを介在させており 、この皿ばねによって軸封パッキン 14に軸方向の力を与えて封止性を向上させるに あたっての補助を行って!/、る。

[0055] 弁軸 12の上下の軸支部位には軸受け用としてグランドブッシュ 35並びにステムべ ァリング 36をグランド部材 32、バルブ本体 10のボデー 10aとの間にそれぞれ介在さ せ、これらにより弁軸 12を軸支している。グランドブッシュ 35、ステムベアリング 36は、 摺動抵抗や強度に考慮して、例えば、図示しない充填材を混入したフッ素樹脂を材 料として設けるようにするのがよい。この場合、弁軸 12の回転を滑らかにでき、繰り返 しの回転操作にも耐え得るようにしている。

[0056] グランドヮッシャ 37は、グランド部材 32とトップアダプタ 21の間に挟着されて弁軸 1 2の軸支を補助し、また、トップアダプタ 21の上面側を覆って、グランド部材 32からの 軸方向の力をトップアダプタ 21の上面に対して均一に与えて、軸封パッキン 14のシ ール作用を補助している。

[0057] このグランドヮッシャ 37を介して締付荷重を与えて、軸封パッキン 14を装着するよう にしており、図 9 (a)において、グランドヮッシャ 37を、例えば、円錐皿ばね形状の座 金とすることもでき、この座金 37を軸封パッキン 14の上部に配設可能に設けている。 また、図 9 (b)においては、グランド部材 32を締付け、座金 37を平坦状に変形させた 状態を示したものである。このように、図 9 (a)の非圧縮状態から、図 9 (b)の圧縮状態 にすることにより、グランドヮッシャ 37にばね力を発生させ、その復元力により軸封パ ッキン 14の外径側を常に押圧し、この軸封パッキン 14と軸封室 13との面圧を高めて いる。

[0058] また、グランドヮッシャは、図 10 (a)、図 10 (b)に示すように、波形に形成することも でき、このグランドヮッシャ 37'を軸封パッキン 14に装着したときに、波形形状によつ て局部的に面圧を上げ、摩擦抵抗を大きくして一体化することにより、軸封パッキン 1 4と弁軸 12との共回りを防ぐようにしてもよい。

[0059] この場合、図 10 (c)のようにグランド部材 32を締付けたときに、グランドヮッシャ 37' とトップアダプタ 21との間に滑りが発生しなければ、トップアダプタ 21とパッキン本体 15、パッキン本体 15とボトムアダプタ 25の間の滑りが防がれる。これは、パッキン体 1 5同士は、締付け時の力によりお互い径方向に開こうとする力が働き、且つ、このとき の互いの接触面積が大きぐ摩擦抵抗が大きくなるためである。また、グランドヮッシャ 37'とグランド部材 32は、双方が金属部品同士であるため、摩擦抵抗が大きくなつて 摺動が防がれる。

[0060] 更に、図示しないが、上記以外にも、例えば、グランドヮッシャの下面側に凹凸を設 けて軸封パッキン 14との摩擦抵抗を大きくしたり、或は、軸封室 13表面の仕上げ粗 さの精度を、軸封パッキン 14とのシール性が低下しない程度に粗くして、軸封パツキ ン 14外周側と軸封室 13との摩擦抵抗を大きくしてもよい。

また、図示しない金属製のアダプタを設け、この金属製アダプタと樹脂又はゴム製 によって設けた軸封パッキンを組合わせることにより、摩擦抵抗を大きくすることもでき る。この場合、金属製 (又は高剛性の樹脂）アダプタを構成することにより、パッキン部 分の剛性を向上したり、弁軸 12を軸受けするときの機能性を高めることができる。

[0061] 図 11 (a)においては、グランドヮッシャ 37〃 の外周に適宜の間隔で切欠部 39を形 成し、この切欠部 39を介して図 11 (b)のようにグランドヮッシャ 37" と軸封パッキン 1 4を重ねたときに、軸封パッキン 14の一部にグランドヮッシャ 37" の当接しない部分 を設けたものである。これにより、締付け時に軸封パッキン 14の当接しない部分がは み出し部 14aとなって、図 11 (c)のようにグランドヮッシャ 37" 側にはみ出し、このは み出し部 14aによりグランドヮッシャ 37〃 の外周側を包み込むことができる。これによ り、グランドヮッシャ 37" と軸封パッキン 14を一体化して、軸封パッキン 14と弁軸 12と の共回りを防いでいる。

[0062] なお、グランド部材 32の内周上方には、図 1のように、縮径部 32cを形成しており、 この縮径部 32cとグランドヮッシャ 37、座金 31、及びステムベアリング 36の 3点により 、弁軸 12を回動自在に支持しており、これにより、弁軸 12の振れを抑制して、軸封パ ッキン 14によるシール性を更に高めている。縮径部 32cは、グランド部材 32の内周 下方にも設けてもよぐこの場合、上方側のグランドヮッシャ 37を省略することができる

〇

[0063] 以上のように、本実施形態においては、軸封パッキン 14をボールバルブに装着し た例を説明している力 バルブ本体は、ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転 可能に又は昇降動可能に設けたものであればよぐボールバルブに限定することなく 各種のバルブに同様に軸封パッキンを装着できる。この発明におけるバルブ用軸封 構造は、前記のように弁軸 12を装着したバルブの軸封室 13に軸封パッキン 14を装 着し、この軸封パッキン 14は、パッキン本体 15を積層し、この内径側の積層面 16a、 17a同士を密接させ、かつ、外径側の積層面 16b、 17b同士の間に所定の空隙 Gを 形成したものである。グランドボルト 30により締付け荷重を加えると、この締付け荷重 を支持しながら積層面 16a、 17aに沿って内径側のシール性を高め、外径側の初期 シール性も締付けで得られる。さらに、その一方で、空隙 Gに流体圧を導いてシール 可能とし、ノ ンキン本体 15を含む軸封パッキン 14の内径側と外径側を非対称構造に 設けることによって内径側と外径側のシール特性が異なり、各部位にお!/、て特有の シール機能を発揮できるようにしたものである。

[0064] 更に、本実施形態のバルブ本体 10は、弁軸 12側に開閉位置を指示 ·規制するた めのストッパー部位を設け、本体側にこの弁軸 12の位置を定める係止部位を取り付 け、弁軸 12を回転したときにストッパー部位を係止部位に当接させて、バルブの全開 •全閉位置を定めることができるストッパー機構 60を設けている。バルブ本体をこのよ うな構造に設けた場合、特許文献 1や図 18のボールバルブと同様に、グランドボルト によってパッキンの締付けや増し締めを行えることができることは勿論、同文献 1、図 18のバルブの場合のように、バルブを開閉操作したときに、増し締め用のボルトに振 れる方向の力が加わってグランドボルトが緩むことがない。すなわち、本実施形態の バルブ本体 10は、軸封パッキン 14のシール性に悪影響を及ぼすことなく手動操作 でき、軸封パッキン 14の高いシール性を維持しながら手動操作できる構造になって いる。また、このストッパー機構 60は、組立て容易で、作業性に優れ、高い安全性を 発揮でき、しかも、低コストにて製作することができるボールバルブである。以下に、ス トッパー機構 60を詳しく説明する。

[0065] 図 1、図 12、図 13のストッパー機構 60において、固定部材 61は、ボデー 10a上面 側の載置部 10gに固定可能に設けたストッパプレートであり、このストッパプレート 61 は、下方位置にボデー 10a上部に固定可能に固定部 62を折り曲げ形成して設け、こ の固定部 62にボデー 10aの凸部 10hの外周側に係合可能な略円弧状の底面円弧 部 63を形成している。このように、ストッパプレート 61は、図 1に示すような断面略 J字 状に形成しており、固定部 62の上方位置には係止プレート部 64を形成している。こ の係止プレート部 64は、グランド部材 32の上面側に係止可能に設けている。

[0066] 係止プレート部 64の略中央付近には開口部 65を形成しており、この開口部 65に、 図 13に示すように中心に向けて 2ケ所の係合部 66、 66を設けており、この係合部 66 、 66を 180° の角度で設けている。係合部 66の突設する角度 γ は、中心 Ο力 45 ° になるように形成している。 また、係止プレート部 64の端部である扇状部 64aには孔部 67、 67を形成しており、 この 2つの孔部 67、 67の角度をバルブ本体 10のボール弁体 11の回転角度である 9 0° の角度に形成し、後述するキーロックプレート 80の孔部 54が弁閉'弁開時にお V、て連通可能になるように設けて!/、る。

[0067] ストッパプレート 61は、凸部 10hによって位置決めされた状態でボデー 10aの載置 部 10gに載置され、この載置部 10gに形成されたァクチユエ一タ取付用のボルト穴 1 0iに、図 2に示すように 2本の固定部材（ストッパーボルト） 68、 68によって固定するこ とでボデー 10aの軸装部 10d近傍に固着され、開口部 65内の中央位置に弁軸 12を 配設するようにしている。

これにより、ボール弁体 11の開閉位置決め部分であるストッパプレート 61を、ボデ 一 10aの軸装部 10dに加工を施すことなぐ簡単かつ確実に位置決めした状態で装 着でき、軸装部分と別に設けることにより軸封パッキン 14への悪影響を防いでいる。

[0068] 回転部材 69は、キーロック部材（キーロックプレート） 80と、このキーロックプレート 8 0の一面に設けた板状の可動係止部材 (ストッパー） 70との双方を弁軸 12に固着し て、プレート状より成っている。これにより、弁軸 12を回転したとき、バルブの開閉停 止動作とキーロックを可能にするための動作を一度に行うようにしている。

[0069] キーロックプレート 80は、図 2、図 13に示すように、環状部 81と、この環状部 81より 延設した突設片 82を有して!/、る。

環状部 81は、開口部 85よりも大径に形成し、図 1に示すように、ストツバプレート 61 上に取付けたときに開口部 65を塞ぐことができるようにしている。環状部 81の略中央 位置には、平行二面部 12cに嵌合可能な嵌合穴 83を形成し、また、突設片 82の先 端側には孔部 84を形成している。この孔部 84は、ストッパプレート 61の孔部 67と略 同じ穴径によって形成している。

[0070] キーロックプレート 80は、突設片 82をストツパプレート 61の一面に面接触させた状 態で摺動可能に取付け、このキーロックプレート 80 (弁軸 12)をストツパプレート 61に 対して回転させたときに孔部 84とストツバプレート 61の前記開 ·閉位置用の孔部 37と 合わせて、図 13 (a)に示すような南京錠等の施錠具 85の施錠用の施錠穴 86を有し ている。この施錠穴 86を施錠具 85で施錠することにより、弁閉或は弁開状態を維持 できる。

[0071] 一方、ストッパー 70は、弁軸 12の平行二面部 12cに嵌合可能な穴部 71を設けて おり、また、放射状の係止部 72を設け、この係止部 72を図 13に示すように 180° の 角度で 2ケ所に突設形成することで、この係止部 72がストツパプレート 61の係合部 66 に対して 2ケ所で当接し、開口部 65内で回転を規制した状態で回転可能に設けてい

[0072] 係止部 72の突設する角度 γ は、図 13に示すように中心 Οから 45° になるようにし

2

ており、ストッパー 70を回転したときに、この係止部 72と係合部 66の当接により回転 角度 γ 力 Sストッパプレート 61に対して、図のように 0〜90° となるようにしている。こ

3

れにより、弁軸 12が 0〜90° の回転角度で回転できるようになつている。

[0073] 回転部材 69は、嵌合穴 83と穴部 71を弁軸 12の平行二面部 12cに嵌合させながら 弁軸 12上端部のグランド部材 32に載置するように固着し、弁軸 12とともに共回り（共 に回転）可能に設けている（なお、この場合の「共回り」とは、弁軸 12とストッパー 70に 関するものである）。これにより、回転部材 69の係止部 72を開口部 65内に位置させ ていると共に、係合部 66と係止部 72をこの開口部 65内で係止可能に設けている。 装着後には、ストッパー 70と同様に弁軸 12に対して回転不能となり、この状態で、弁 軸 12に形成した環状溝部 12fに対して固着部材（C型止め輪） 24を嵌め込むことに より、ストッパー 70とキーロックプレート 80の上下方向の位置決めがなされた状態でこ れらの抜け出しが防止される。

[0074] このように、可動側である回転部材 69は、固定側であるストッパプレート 61に対して 回動可能、かつ周面接触した状態で装着され、係止部 72がストツバプレート 61に内 包されて外部への露出を防いでいる。また、ストッパプレート 61内に回転部材 69が 内包されることにより、ストッパプレート 61及びストッパー 70からなるストッパー機構 60 の高さをストツパプレート 61の薄さ内に納めることができ、これにより、ストッパー機構 60全体を小型化している。

[0075] また、回転部材を一体化していることにより簡単な構成にでき、部品点数を減らして 組立て容易となると共に、製作に力、かるコストを削減している。更に、回転部材、及び キーロックプレート 50を板材から構成し、プレス加工によって成形することで更に低コ ストに設けている。この回転部材は、本実施形態のようにキーロックプレートとストッパ 一によつて別体に設ける以外にも、キーロックプレートの一面に係止部を一体に形成 したプレート（図示せず）とすることもでき、このプレートを弁軸 12に固着して、係止部 をストツパプレート 61の開口部に係止できるように設けてもよい。

[0076] 操作部材（レバーハンドル） 88は、図 1、図 2に示すように弁軸 12の上部側に取付 けられ、このレバーハンドル 88を手動操作することによってボール弁体 11を開閉可 能に設けている。レバーハンドル 58は、通常用いられるタイプのものであり、弁軸 12 の平行二面部 12cに対して嵌合可能な装着穴 89を形成したものであればよぐ全体 の形状に拘ることはない。

[0077] ハンドルロック部材（ノヽンドルロックプレート） 90は、図 1、図 2に示すように、プレート 状に形成し、中央部には六角ボルト等の固定ボルト 95のおねじ部 96が揷入可能な 口径を有する孔部 91を設け、固定ボルト 95を緩めたときに、この固定ボルト 95に対 して回転可能に設けている。

[0078] 次に、上記のように構成されたボールバルブについて、その組立て手順を説明する 図 1、図 2において、ボデー 10a内にボール弁体 11、シートリング 38を内装し、軸装 部 l i d内に、ステムベアリング 36を装着した弁軸 12を、開口部 10b側から装着し、図 示しない締付ボルト'ナットを締付けてボデー 10aとボデーキャップ 10eを一体化する 次いで、グランドヮッシャ 37、座金 31で上下を挟むようにしながら軸封パッキン 14を 弁軸 12に装着し、更に、この上からグランドブッシュ 35を装着したグランド部材 32を 装着し、図 12に示すようにグランドボルト 30で締付けることにより、軸封パッキン 14で シールしながらグランド部材 32を固定する。

[0079] 続いて、図 2に示すように、ストッパーボルト 68によってストッパプレート 61をボデー

10aに固定する。このとき、底面円弧部 63を環状の凸部 10hに合わせて装着するこ とで、ストツバプレート 61が確実に位置決めされた状態で固着される。ストツバプレー ト 61は、ァクチユエータ取付け用のボルト穴 10iを利用して固定される。

以上のようにして、ストッパプレート 61は、凸部 10hによってボデー 10aの軸装部 10 dに対して調芯した状態で、ストッパーボルト 68により固定される。

[0080] 次に、弁軸 12に対してストッパー 70を装着する。ストッパー 70は、弁軸 12の平行 二面部 12cに穴部 71を嵌合させた状態で装着し、これにより、ストッパー 70は、弁軸 12に位置決めされた状態となり、この弁軸 12を回転させたときにこの弁軸 12と共に 回転可能になる。ストッパー 70は、平行二面部 12cの底面側の位置において固定さ れる。

[0081] 更に、ストッパー 70の上にキーロックプレート 80を装着する。キーロックプレート 80 は、ストッパー 70と同様に嵌合穴 83を形成しているため、この嵌合穴 83に平行二面 部 12cを嵌合させることで弁軸 12に回転不能に装着され、弁軸 12と共に回転可能に なる。キーロックプレート 80を装着することにより、ストッパー 70は、このキーロックプレ ート 80とストツパプレート 61の中に内包された状態となる。続いて、この上から、弁軸 12の環状溝部 12fに C型止め輪 24を装着する。この C型止め輪 24によってストッパ 一 70及びキーロックプレート 80の脱落が確実に抑えられる。

[0082] 次に、装着穴 89を平行二面部 12cの向きを合わせるようにレバーハンドル 88を弁 軸 12の上部側に装着し、この上からレバーハンドル 88の取付け部 88aにハンドル口 ックプレート 90を取付ける。以上のようにして、バルブ本体 10を一体化する。

[0083] 続いて、このバルブ本体 10を開閉操作する場合を述べる。図 13において、（a)は バルブの全開状態、（b)はバルブの全閉状態を示している。バルブ開閉時の動作の 例として、バルブの全開状態から全閉状態に操作する場合を説明する。

レバーハンドル 88を手動回転し、ボール弁体 11を全開から全閉の状態に回転する と、装着穴 89と平行二面部 12cの嵌合によって弁軸 12も回転する。このとき、平行二 面部 12cに嵌合しているストッパー 70とキーロックプレート 80も弁軸 12の回転ととも に共に回転し、このストッパー 70とキーロックプレート 80は、ストッパプレート 81の開 口部 85内において回転する。

[0084] 図 13 (b)のように、係止部 72が係合部 66に当接すると、ストッパー 70はこれ以上 回転することができず、弁軸 12の回転が停止する。このように、図 13 (a)の状態から 図 13 (b)に回転する時の回転角度を、 90° になるように係止部 72と係合部 66の位 置を形成しているため、ストッパー 70が当接したときに確実に弁開又は弁閉状態とな [0085] しかも、係止部 72と係合部 66を 2ケ所で当接させて係止するようにしているため、弁 軸 12を確実に停止させることができ、更に、 180° の角度で設けた係合部 66に対し て係止部 72を係止させるようにしているため、弁軸 12の回転軸を中心として、点対称 の位置でこれらを係止させることができ、これによつて係止時に回転軸に偏荷重が加 わるのを防ぎ、強度を強くしている。

[0086] このバルブの回転操作時における作用は、図 13 (b)の状態から図 13 (a)の状態に 回転する場合でも全く同様であり、このように弁開と弁閉を係止部 72と係合部 66を係 止させて行っているため、利用者は、レバーハンドル 88を回転したときにこのレバー ハンドル 88の停止する位置まで回転すれば、意識することなくバルブを開閉状態ま で操作することができ、しかも、正確な弁閉'弁開状態で停止することができる。

[0087] このとき、キーロックプレート 80もストッパー 70と同じ回転角度で回転するため、この キーロックプレート 80の突設片 82に設けた孔部 84をストツパプレート 61の弁閉、又 は弁開の何れかの孔部 67に重ねることができ、孔部 84と孔部 67からなる施錠穴 86 に、図 13に示すように施錠具 85を通してロックすることで、弁閉或は弁開状態を維持 でき、ボール弁体 11の誤動作を防止できる。

[0088] このように、バルブ本体 10は、ボデー 10aの軸装部 10dの近傍に固着したストッパ プレート 61の開口部 65内に係合部 66を設け、弁軸 12とともに共に回転するように固 着した回転部材 69の係止部 72を開口部 65内に位置させた状態で係合部 66に係止 させ、ストッノ プレート 61、及び回転部材 69を、グランド部材 32やグランドボルト 30と は別の組み込み構造によって独自にボデー 10aに取付けた構造としているため、レ バーハンドル 88を回転してストッパー 70 (ボール弁体 11)が回転したときに、グランド 部材 32やグランドボルト 30等のシール性に係る部材にストッパー 70が当接すること がない。よって、弁軸 12が開又は閉状態まで回転してストップ機能が働く際に、ダラ ンド部材 32やグランドボルト 30に力が作用することがなぐグランド部材 32によって 締付けられている軸封パッキン 14のシール性に悪影響を及ぼすことなぐ高いシー ノレ性を確実に維持できる。

[0089] また、ボデー 10aの上面側に回転停止用のピン等を突設する必要がなぐストツバ プレート 61の内側に回転部材 69を収納できるため、ボデー 1 Oaから弁軸 12上面ま での高さを低く維持することができる。また、回転停止用のネジ込みピンを螺着するた めのメネジをボデー側にあらたに切削加工する必要がなくコストアップすることもない 。よって、手動操作と自動操作の何れにも対応させることができ、国際規格やその他 の規格に準拠した製品を製作することができる。

[0090] また、バルブ本体 10を組立てる際には、ストッパプレート 61をボデー 10aに形成さ れているァクチユエ一タ取付用のボルト穴 10iをそのまま利用して固定することにより

、余分な加工を施す必要がなく製作コストを低減しながら簡単に組み込むことができ 、組立て時の作業性を向上することができる。

[0091] また、組立て後においては、ストッパー 70は、開口部 65内に収納された状態となり 、この上力もキーロックプレート 80を装着していることにより、ストッパー 70の可動部分 が外部に露出することがなぐまた、キーロックプレート 80の突設片 82は係止プレー ト部 64から外方にはみ出ることがないため、手動操作には手を挟んだりするのを防い で高い安全性を確保でき、このとき、ストッパー 70とストツパプレート 61が面接触によ つて可動するため、これらの間にも隙間が生じることがなぐ手などの挟み込みをより 確実に防止できる。

[0092] また、ストッパプレート 61における係止部 72が当接する当接面 61aを、弁軸 12の軸 芯方向に設けていることにより、この当接面 61aが形成される係合部 36は、流路と直 交方向に形成されるため、ストッパプレート 61の幅を余分に広げる必要がなぐこのス トツパプレート 61とグランドボルト 30との干渉を確実に避けることができる。

[0093] 続!/、て、本発明の軸封パッキンとバルブ用軸封構造の上記実施形態における作用 を説明する。

図 3において、バルブ本体 10使用前の軸封パッキン 14の初期押圧時においては、 この軸封パッキン 14は、内径側（弁軸 12との接触側）では、図 8のように、同じ傾斜角 度 δであることにより、積層面 16aと積層面 17aが互いに面接触によって密接し、傾 斜角度 δは一定の角度（48° )に保持される。

[0094] この状態からグランドボルト 30を締め込むと、図 3、図 6のように、荷重 Fが働き、上 側のパッキン本体 15は、下側のパッキン本体 15に押し付けられる。図において、左 側を内径側（弁軸 12側）、右側を外径側（軸封室 13側）とすると、上側のパッキン本 体 15は、下側のパッキン本体 15の山側の斜面に沿って、左右に開こうとする。

内径側積層面 16aと 17aの傾斜角度 δによる密接と、外径側積層面 16bと 17bとの 間に形成された空隙 Gにより、上側のパッキン本体 15は、傾斜角度 δに沿って内径 側にスライドし、軸方向の締付荷重が積層面 16aと 17aの傾斜角度 δによって内径 方向への力に変換される。すなわち、軸方向のスラスト荷重を径方向のラジアル荷重 に変換し、この力によって内周面 19と外周面 12eをシールする。

[0095] このとき、内径側においては、上側のパッキン本体 15の内径側積層面 17aが、下側 のパッキン本体 15の内径側積層面 16aに全面で接触（面接触）して!/、るため、上側 のパッキン本体 15は、内径側にスライドするように平行移動し、このパッキン本体 15 の内周面 19が弁軸 12に対して面接触シールする。なお、面接触シールは、流体圧（ 内圧）によって下方からパッキンが押し上げられる力が働く自封性シールの場合でも 発揮される。

[0096] 一方、外径側（軸封室 13側）では、パッキン本体 15の谷側角度 Θ 力 ¾9° 、山側

2

角度 Θ 力 5° にて保持され、パッキン本体 15の上下間では後述するリップ部 20の 内側当接部 20cを始点とし、この 6° の角度差によって空隙 Gが形成されている。グ ランド部材 32の締付け力や流体圧が軸封パッキン 14に加わった際には、パッキン本 体 15には、この空隙 Gが確保されていることにより、傾斜角度 δに沿って円滑に外径 側にスライドすることができる。

[0097] このとき、図 6に示すように、上側のパッキン本体 15の外径側積層面 17b側におけ るリップ部 20は、下側のパッキン本体 15の外径側積層面 16bに部分的に接している ため、このリップ部 20に集中的に力が加わって、リップ部 20付近が外径側積層面 16 bの山側角度 Θ に沿うように外径側へ部分的に広がろうとする。この力により、リップ 部 20が軸封室 13に線接触により押圧されてシールできるようにしている。

[0098] このようにして、パッキン本体 15の内径側では弁軸 12に当接する内周面 19、外径 側では軸封室 13に接触するリップ部 20の外側当接部 20bにシール力が働き、この 上側のパッキン本体 15は、下側のパッキン本体 15に対して、内径側積層面 17aとリ ップ部 20の内側当接部 20cが当接してシール力が働いている。また、空隙 Gは、内 径側積層面 16a、 17aの重なりによって左下方向に移動しょうとするため、図 6 (a)に おける方向 Cに向けて狭まっていくことになる。このとき、この空隙 Gが潰れない限り、 繰り返しの締め付け（増し締め）によるシール効果が得られる力 内径側が前記のよう に、内径側が面接触による密度の高い構造で接しているため、容易に空隙 Gが完全 に潰れることはない。

[0099] なお、パッキン本体 15の内径側には、径方向のラジアル荷重の反力として、図 3の 点線に示すような、空隙 G側への反力も作用する。しかし、パッキン本体 15の内径側 は、積層面 16aと 17aが互いに面接触していることから、空隙 G側への移動は抑制さ れ、弁軸 12に対する面接触によるシールが維持される。このように、初期押圧時にお V、て高!/、シール性が確保される。

[0100] 次に、バルブ本体 10内に、図 5のように流体圧（内圧）が加わる場合を説明する。初 期の締付け状態においては、図 6 (b)において、各パッキン本体 15 (15a、 15a、 1

1 2

5a )の内周面 19 (19a、 19a、 19a )、外側当接部 20b (20b 、 20b、 20b )、内径

3 1 2 3 1 2 3 側積層面 17a (17a 、 17a 、 17a )、内側当接部 20c (20c 、 20c 、 20c )のそれぞ

1 2 3 1 2 3 れにシール力が働いている。また、このとき同時に、トップアダプタ 21の内周面 21 a、 外側当接部 22b、内径側積層面 22a、内側当接部 22cのそれぞれにシール力が働 いている。

[0101] 図 7において、バルブ本体 10内に流体が流れ、軸封パッキン 14が流体圧を受ける と軸封パッキン 14にはボトムアダプタ 25を下方から押し上げる軸方向の力が作用し、 内周面 19a、外周当接部 20b、内径側積層面 17a、内側当接部 20cのシール効 果により、ボトムアダプタ 25が全体的に持ち上げられる。ボトムアダプタ 25に上向き の力が働くと、この力は、積層面 16bと積層面 17bによるテーパ面の作用によって径 方向（内径側）への荷重に変換され、内周面 19が外周面 12eを押圧するようにしてこ れらを面圧シールすることができる。

[0102] 一方、外径側（軸封室 13側）においては、流体圧が加わる前には、軸封パッキン 1 4の谷側角度 Θ 力 ¾9° 、山側角度 Θ 力 5° となり、 6° の角度差によって空隙 G

2 1

が確保されている。

下方側から流体圧による力が加わると、この力はボトムアダプタ 25を下方から押し 上げる力となり、この力は、外径側積層面 16bと線接触している、リップ部 20を介して 径方向（外径側）への荷重に変換され、このリップ部 20と軸封室 13によって強いシー ルカを発揮しながら線接触シールすることができ、流体圧による自封性を働かせるこ と力できる。同時に、軸封パッキン 14間には空隙 Gが確保されているため、流体圧が この空隙 Gに入り込み、外径側の下積層面である積層面 17bの全体に圧力が加わり 、積層面 17bを外径側に押し広げる力が働き、リップ部 20を軸封室 13側により強く押 圧することにより自封性を更に向上できる。このように、パッキン本体 15の外径側に確 保した空間 Gは、パッキン本体 15全体を内径側に移動し易くすることができ、内径側 のシール性を維持するのに重要であると共に、軸封パッキン 14の外径側のシール性 を維持するのにも重要である。

[0103] 上記の軸封時には、パッキン本体 15aは左に移動しょうとして内周面 19aの面圧 が高まり、更に、リップ部 20aが跳ね上げられて、更に図 6 (a)の状態のシール効果 が増大し、内周面 19a、外周当接部 20b、内径側積層面 17a、内側当接部 20cに よる高いシール力が得られる。このシール効果は、パッキン本体 15a、 15a、及びト

2 3 ップアダプタ 21にも同様に働!/、て、優れたシール機能を発揮する。

[0104] 仮に、軸封パッキン 14に応力緩和が生じて、パッキン本体 15aの内径側積層面 1 7a、内径側当接部 20cのシール力が弱まると、図 6 (b)のように、空隙 Gに圧力が 浸入し、これにより、パッキン本体 15aが V字形状の開く方向に力が働き、外側当接 部 20bのシール性を高める自封力が得られる。

[0105] また、内径側においては、内径側積層面 17a側に圧力が浸入するため、パッキン 本体 15aが開いて内周面 19aの面圧を高めようとする力 パッキン本体 15aには、 同時に上向きの力が働くため、内径側積層面 17aの傾斜により、パッキン本体 15a

2 1 は、図において右側に移動しょうとして内周面 19aのシール力は弱まり、内周面 19a 、内径側積層面 17a、外側当接部 20bでシール性が確保される。

2 2 1

[0106] 一方、内周面 19a 、 19a 、 19aは、弁軸 12の回転により磨耗し、シール力が次第

1 2 3

に弱まっていくが、軸封パッキン 14は、図 6に ωにおけるシール効果により、全体的 により上側のパッキン本体の方が内径へ移動する（内径の面圧を高めようとする）力 が大きく働くため、この内周面 19a 、 19a 、 19aが同時に磨耗した場合でも、シール 性は下側のパッキン本体から順に弱まっていく。このため、個々のパッキン本体は、 それぞれのシール性を維持して段階的にパッキン本体間で漏れを発生させることが でき、一度に外部漏れが発生するのを防ぐことができる。

[0107] ノ /キン本体 15は、初期押圧により、内径側が面接触によりシールしており、弁軸 1 2との間隙はほとんど無いことから、変形が少なぐパッキンの体積が変化する余地が 小さ!/、ことから、応力緩和を抑制することができる。

[0108] なお、パッキンの体積変化は、空隙 Gに及ぶ場合がある力 パッキン本体 15の内径 側は、上述のように面接触により弁軸 12とのシールが維持される一方、パッキン本体 15の外径側は、予め、空隙 Gの容積を、パッキンのクリープ現象や熱膨張による体積 変化を上回る容積に設定し、常に空隙 Gを確保することにより、流体圧による自封性 を働かせることができ、線接触により自封室 13とのシール性も維持される。

[0109] 次に、例えば、軸封パッキン 14に応力緩和や摩耗が生じてシール性が悪くなつたと きなどに、増し締めを行う場合について述べる。

図 4において、グランド部材 32を増し締めすると、軸封パッキン 14の内径側におい ては積層面 16aと積層面 17aが再び強く密接し、このとき傾斜角度 δ力 8° にて一 定に保持されているため、スラスト荷重がラジアル荷重に変換される。軸封パッキン 1 4は、増し締めによる強い押圧力によって内周面 19の下端部が弁軸外周面 12e側に 突出しようとする方向にスライドしょうとする力 この押圧力は積層面 16a、 17aに加わ つて全体的に内径側にスライドしょうとするため、内周面 19が外周面 12eに面接触で 押圧する力となる。このように、増し締めを行っても、内径側積層面 16a、 17aが密接 しているためクリープし難ぐ高さ方向の寸法変化が少ないため、応力緩和やへたり が抑制されると共に、空隙 Gは一定以上確保される。このため、グランド部材 32を増 し締めすると、軸封パッキン 14と弁軸 12との間に再び強いシール面圧が加わり、シ ール性が回復する。

[0110] このとき、この力は、一方のパッキン本体 15から他方のパッキン本体 15に反力とし て働いている。この力 Fを X方向と Y方向の成分に分解すると、分力 Fxと分力 Fyに分 けられる。締付け力が加わったときには、径方向には分力 Fxの成分によって反力が 働き、この力によってシール面圧を働かせることができる。 ノ /キン本体 15の傾斜角度 δは、内径側に向かって傾斜しているため、押圧力が 加わった際には、パッキン本体 15が内径側に縮径するように変形し、これによつて弁 軸 12との間に面圧が発生し、高いシール性によって軸封することができる。

[0111] 一方、パッキン本体 15の外径側では、リップ部 20が初期押圧時と同様に外径方向 に押し広げられながら、図 3の場合と同様の作用によって軸封パッキン 14と軸封室 1 3の線接触シールが行われる。これにより、図 3と同様にシール力が回復する。増し締 め時には、軸封パッキン 14全体が内径側に移動することにより空隙 Gは減少する力 この空隙 Gが完全に無くなることはなく所定のスペースを確保することができる。

[0112] 以上のように、軸封パッキン 14に初期及び増し締めによる締付け力や流体圧が加 わった際には、弁軸外周面 12eは、軸封パッキン 14の内径側によって面接触シール でき、軸方向の押圧力を傾斜角度 δによって径方向に変換すると共に内径側に移 動しょうとする力でシール力を向上している。この面接触によるシールによって、摺動 部位のシール部位の強度を強くして摩耗にも耐え、弁軸 12のシール性を確保しなが ら、この弁軸 12を自由に回動させることができる。

[0113] 一方、軸封室 13は、軸封パッキン 14の外径側によって線接触シールでき、面圧を 集中させてシール性を高めることができる。このように、外径側は固定部位をシール するものであるから摩耗するおそれがなぐ高い強度を必要としないため、面接触シ ールと比較してより高いシール力を発揮できる線接触シールとすることができる。パッ キン本体 15の頂点 16cと頂点 17cが偏芯していることでパッキンの上下間に空隙 G を確保し、この空隙 Gによってシール力を一層向上させている。

[0114] また、軸封パッキン 14が高温 ·低温流体や周囲の温度変化によって熱膨張 ·収縮し たとしても、図 9のように、円錐皿ばね形状の座金 37により、軸封パッキン 14の外径 側と軸封室 13の面圧を高めることができ、特に、低温時においても、軸封パッキン 14 の外径側における面圧（摩擦力）を内径側よりも高くでき、これにより、軸封パッキン 1 4が弁軸 12によって共回りするのを防ぐことができる。よって、軸封パッキン 14と弁軸 12の動的シール性を確保しながら、この軸封パッキン 14と軸封室 13の静的シール 性を維持できる。しかも、図 9 (b)の状態において、内周側においても必要な面圧が 加わるため、パツキン耐 15の内周側のシール性も確保できる。 [0115] この場合、図 10のように、グランドヮッシャを波形に形成したり、グランドヮッシャの下 面側に凹凸を設けたり、軸封室 13表面の仕上げ粗さの精度を粗くすることなどにより 、グランドヮッシャと軸封パッキン 14との摩擦抵抗を大きくしてこれらを一体化すること でも、前述したように軸封パッキン 14と弁軸 12との共回りを防ぐことができ、これにより 上記の場合と同様に優れた軸封性能を発揮できる。

[0116] 更に、図 11のように、グランドヮッシャ 37〃 の外周に適宜の間隔で切欠部 39を形 成した場合、前述したように、はみ出し部 14aによりグランドヮッシャ 37" と軸封パツキ ン 14を一体化して、軸封パッキン 14と弁軸 12の共回りを防いで軸封性能を向上でき

[0117] ところで、図 1のようなフローティングタイプのボールバルブは、ボール弁体 11が流 体によって下流側に押され、シートリング 38と密着することにより流路を閉じる構造で ある。従って、ボール弁体 11を回動操作する弁軸 12は、ボール弁体 11の移動に伴 つてやや偏芯した状態で回動する。

軸封パッキン 14の内径側は、上述のとおり回動する弁軸 12と摺接する部位である ため、本来は弁軸 12の偏芯により偏摩耗や変形が生じやすい。本発明によれば、軸 封パッキン 14の内径側でグランドボルト 30の締付け荷重を支持すると共に、この荷 重を利用して、パッキン全体を一定に保持された傾斜角度 δを有する積層面 16a、 1 7aに沿って内径側に移動しょうとする力を働かせ、弁軸 12の外周方向に強く押圧し て面全体で拘束力を発生させることができる。このため、弁軸 12の偏芯を矯正するこ とができ、軸封パッキン 14の偏摩耗や変形を防ぐことができる。

[0118] さらに、弁軸 12は、下方側をステムベアリング 36、上方側をグランドブッシュ 35及び グランドヮッシャ 37で支持していることにより、バルブ本体 10に図示しないハンドル操 作によって偏芯力が加わったり、ボール弁体 11が流体の圧力によって流路の方向に 移動する力などによる弁軸 12の偏芯を防止でき、軸封構造の耐久性を向上させてい

[0119] 一方、軸封パッキン 14の外径側は、ボデー 10aとの固定部位をシールする部位で あるため偏摩耗などは生じにくい。この部分にパッキン本体 15間の空隙 Gを確保でき るようにしていることで、長期に渡って自封性を確保することができる。 [0120] なお、上記においては、軸封パッキン 14の内外周をシール機能を発揮する部位と して主に説明したが、トップアダプタ 21の下方内外周とボトムアダプタ 25の上方内外 周も同様にシール部位として機能するのは勿論である。

また、上記実施形態では、テーパ面の傾斜方向をボール弁体 11側とする、下向き テーパ面に設定している力、バルブ本体 10内部を流れる流体が負圧の場合には、 上向きテーパ面に設定してもよい。

[0121] ノ /キン本体 15は、前述のように頂点 16cと頂点 17cを偏芯させ、山側角度 Θ と谷 側角度 Θ が異なるように形成し、さらに、山側角度 Θ 〉谷側角度 Θ の関係とした

2 1 2

特殊な V型形状に形成しているので、内径側及び外径側の各々の特性に合わせた シール特性を持たせることができ、さらに、流体圧を利用した自封性により、少ない締 付け力でシールを行うことができる。

このパッキン本体 15は、樹脂製とすることでゴムのように大きく変形することがなぐ 空隙 Gを確保して優れたシール特性を発揮できる。軸封パッキン 14は、様々な樹脂 によって形成することもできる力 S、PTFE等のフッ素樹脂によって形成することでその 性能を一層高めることができる。

[0122] さらに、軸封パッキン 14は、例えば、一般的な Vパッキンの締付け面圧が 15N/m m²であるのに対して、 10〜20%程度のシール面圧に抑えることができる。この締付 け面圧を減少できることにより、経時や温度変化によって応力緩和現象が生じてシー ル面圧が低下したときにもシール性を容易に回復することができ、高いシール性を維 持できる。

[0123] また、軸封パッキン 14は、傾斜角度 δに設けて内径側を密着させているので、増し 締め時の締付け力によるリップ部 20の変形防止と内径側の弁軸 12の回転駆動に対 する変形を防止することができ、耐久性を向上させることができる。

[0124] 軸封パッキン 14の下積層面 17の外径側積層面 17bは、テーパ状に形成すること で成形が容易となり、この積層面 17bの谷側角度 Θ 、及び内径側積層面 17aの山

2

側角度 Θ と、偏芯量 eとの関係をそのまま他の軸封パッキンに応用することができ、 バルブ本体 10の大小によりパッキン本体 15の径ゃ大きさが異なる場合でも、容易に 軸封パッキン 14を製作することができる。 [0125] 図 14においては、本発明の軸封パッキンの他の実施形態を示している。この軸封 パッキン 44は、パッキン本体 45の上積層面 46と下積層面 47の偏芯量を eとし、下積 層面 47における外径側積層面 47aをアール形状に形成したものである。この場合、 剛性の点においてテーパ形状にはやや劣るものの、空隙 CTをより多く確保すること ができ、外径側のシール性を高めることができる。

[0126] 図 15においては、本発明の軸封パッキンの更に他の実施形態を示している。この 軸封パッキン 48は、パッキン本体 49の上積層面 50と下積層面 51の偏芯量を設けな いものとし、下積層面 51における外径側積層面 51 aをアール形状に形成したもので ある。この場合、偏芯量を設けた場合に比較して外径側の肉厚を厚くすることができ 、肉厚の薄くなる外径側の強度を補うことができる。このように、山側の頂点と谷側の 頂点を偏芯させずに軸封パッキンを形成することもできる。この場合にも、上記と同様 に空隙 G〃 をより多く確保でき、外周側のシール性を高めることができる。

[0127] 以上のように、本発明の軸封パッキンでは、パッキン本体 15の山側の頂点 16cに対 して、谷側の頂点 17cを外径方向に偏芯させているので、パッキン本体 15の積層面 同士の間には、外径側に従来技術と同様の隙間 gが形成されることに加え、内径側 にも谷の頂点 17c付近に隙間 gが形成される（図 3参照）。この内径側に形成された

2

隙間 gは、軸封パッキンの自封性に寄与するものではなぐパッキン本体 15が、テー

2

パ状の内径側積層面に沿って、内径側にスライドするのを妨げない部位として機能 する。

[0128] そして、軸封パッキン 14の押圧時においては、内径側において傾斜密着した上下 積層面により、パッキン本体 15の内径側全体が内径側にスライドすることから、パツキ ン本体 15の内周面 19は、その全体が弁軸 12に対して垂直に押圧されて面接触とな り、シール面が磨耗しやすい内周面におけるシール性を維持することができる。

[0129] また、パッキン本体 15の外周面においては、空隙 gが存在することにより、軸封パ ッキン 14の押圧時に、リップ部 20を上積層面に押圧することができ、この部位を軸封 室 13に対して押圧して線接触とし、外周面におけるシール性を維持することができる 。しかも、本発明の軸封パッキンでは、内径側の積層面同士を密着させているので、 常に外径側の空隙 gが確保され、流体圧による自封性も働かせることができる。 [0130] 従って、本発明の軸封パッキンでは、軸封室 13などの静的部をシールする外径方 向に対して従来と同等のシール性を確保する一方、シール性が損なわれやすい回 転'昇降動部位、すなわち動的部をシールする内径方向に対して、指向性を高めた シール性を得ることができる。

[0131] 本発明の軸封パッキンを利用する場合として、例えば、ボールバルブに適用した例 を説明したが、ボールバルブ以外であってもよぐ例えば、バタフライバルブなどの他 の回転弁や、或は、ゲートバルブ等の昇降動するバルブにも適用することができる。 さらには、バルブ用軸封構造以外の軸封構造に利用することもでき、様々な軸着部 分に応用することができる。

実施例 1

[0132] 本発明の軸封パッキンの山側角度 Θ 、及び谷側角度 Θ を設定するために異なる

1 2

テーパ角度のパッキン本体を用いたシール面圧の試験を行った。

供試品のバルブは、 10Kステンレス製フローティング型ボールバルブであり、 50A のサイズを用いた。また、軸封パッキンは、 5つのリングを積層させたものであり、 PTF E製（内径 (i> 22mm X外径 (i> 30mm X高さ 13. 5mm)とし、断面 V型の対称形状と した。

[0133] パッキン本体のリング幅を W、上積層面 16と下積層面 17を結ぶ垂直面部の高さ（ シール高さ）を tとすると、 t = 0. 45Wの関係を有するものとし、ボルト'ナットの空気圧 0. 6MPaの圧力を封止可能な最低締付けトルクを測定し、シール面圧を測定した。

[0134] 各供試品は、山側の角度（山側角度 θ X 2)を Θ '、谷側の角度 (谷側角度 θ X

2)を θ

'は、供試品 1が 75° /70° 、供試品 2が 85° /80° 、供試品 3が 95° /90° 、 供試品 4が 100° /95° 、供試品 5が 105° /100° に設定した。

[0135] 各供試品のシール面圧を測定した結果、供試品 1、供試品 5のシール面圧が 6MP aであったのに対し、供試品 2、供試品 3、供試品 4のシール面圧は 2〜4MPaの範囲 内にて空気圧をシールすることができた。

よって、この中で比較したときにシール面圧の低い、供試品 2、供試品 3、供試品 4 における角度 Θ 7 Θ 'の角度範囲が最適な角度範囲となる。 [0136] 次に、角度 θ 7 Θ 'を供試品 4である 100° /95° に固定し、リング幅 W、シー

1 2

ル高さ tの関係を、 t = 0. 3W、 t = 0. 55Wに設定し、前記試験と同様の試験を行つ た。

試験の結果、 t = 0. 3W、t = 0. 55Wの何れの場合もシール面圧が 10MPa、 14 MPaとなり、前記のものと比較して上昇する結果となった。よって、この間の t = 0. 45 Wを最適の関係とした。

[0137] 上記の最適角度範囲を、本発明における軸封パッキンに適用し、山側角度 Θ (角 度 Θ '/2)を 42· 5〜50° 、谷側角度 Θ (角度 Θ '/2)を 40〜47. 5° の範囲内

1 2 2

とし、山側角度 Θ 〉谷側角度 Θ に設定して小さいシール面圧でシール可能に設け

1 2

ると好適あるとの結論が得られた。

実施例 2

[0138] 次に、本発明の軸封パッキンに対して応力緩和試験を実施した。

試験用バルブとしては、呼び圧力 10Kボールバルブ サイズ 50Aとし、バルブ本体 の材質は、 SCS13Aとした。

軸封パッキンの寸法は、内径 X外径 X—体に組合わせたときの全体高さを、 22( mm) X φ 32(mm) X l l . 5(mm)とした。パッキン本体は、図 3において、山側角度 Θ を 48° 、谷側角度 Θ を 39° とし、このパッキン本体を 2ケ重ねた状態で、これに対

1 2 一方、比較例としては、図 16に示すように、パッキン体 101の山側テーパ角度 α ' = (95/2) = 47· 5° 、谷側テーパ角度 /3 ' =(90/2) = 45° とし、このパッキン 101 体を本発明と同様に 2ケ重ねた状態（図示しない）で、これに対応する上アダプタ 10 2と下アダプタ 103を上下に装着して Vパッキン 100を構成した。これらの材質として は、何れも PTFEとし、その体積も略同等とした。

[0139] 続いて、試験方法を説明する。

(1)先ず、試験用バルブを 40°Cに加熱し、この状態で 24時間保温する。このとき、各 パッキン部材を含むその他の構成部品を同様に加熱する。

(2)この 40°C環境下において、軸封パッキン (Vパッキン)組付けを実施する。このと きの組付け基準は、グランドボルト（呼び径 M10)の締付トルク 7N'mとする。そして 、流体圧（空気圧）を 0. 6MPa負荷し、このときのシール性を確認する。

(3)次に、試験用バルブを 5°Cまで冷却し、この状態で 24時間保温する。そして、 24時間後に、グランドボルトの締付トルクと、空気圧 0. 6MPa負荷時のシール性を 確認する。

(4)次!/、で、試験用バルブを 40°Cまで加熱してこの状態で 24時間保温し、 24時間 後にグランドボルト締付トルクと、空気圧 0. 6MPa負荷時のシール性を確認する。こ のとき、 40°C環境下で、グランドボルト締付トルクが組付け基準値（7N*m)を下回る 場合には、基準値まで増し締めを行う。

(5)以降、（3)と（4)の工程を繰り返し、上記と同様に、グランドボルト締付トルクと、空 気圧 0. 6MPa負荷時のシール性を確認する。

以上の試験により得られた試験結果を表 1に示す。また、表 1をグラフ化したものを 図 17に示す。

[表 1]

※！：ボルト締付トルク（N · m)、 Π： 0 . 6 M P aシール性

[0141] 表 1、図 17の結果より、 5°Cへの冷却により、パッキンは収縮することから、 24時 間 (24h)後において、本発明'比較例共に、グランドボルトの締付トルクが低下した。 これは、パッキンの材料自体 (フッ素樹脂）の応力緩和特性が影響して!/、る割合が大 きいものと考えられる。しかし、本発明の軸封パッキンによれば、グランドボルト締付ト ルクが低下した状態でも、自封性が維持され、空気圧 0. 6MPa負荷時の状態でシ ール可能であることが確認された。

[0142] 次に、 40°Cへの昇温により、パッキンは膨張することから、 48時間後において、ダラ ンドボルトの締付トルクは回復に転じた。この際、本発明は、比較例に比して締付力 の回復率が良い結果となった。

[0143] 更に、この 40°Cの状態でグランドボルトの増し締めを行った後に、再度、 5°Cに冷 却した 72時間後においては、パッキンの収縮により、再びグランドボルトの締付トルク の低下が確認された。しかし、その低下量は、最初の冷却時（24時間後）に比して抑 制されたものであり、これにより、本発明のパッキンにおける応力緩和の抑制効果が 確認された。

この抑制効果は、更なる 40°Cへの昇温と 5°Cへの冷却を行った 120時間後にお いても同様に再現され、しかも、グランドボルトの締付トルクの低下量は、 72時間後に 比して抑制されたものとなった。

[0144] 従って、上記試験結果により、本発明は、パッキン内径側が面接触により接触し、 変形が少なぐパッキンの体積が変化する余地が小さいことから、応力緩和が低減さ れ、これにより、押圧によるシール面圧の向上と、流体圧による自封性を発揮して、優 れたシール性を確保できることが確認された。

Claims

請求の範囲

[1] 断面略 V字形の環状パッキン本体を積層して構成した軸封パッキンであって、この パッキン本体の内径側の積層面同士を密接させると共に、外径側の積層面同士の 間に所定の空隙を形成したことを特徴とする軸封パッキン。

[2] 前記パッキン本体の外径側の上下積層面のテーパ角度を異ならせて前記空隙を 形成した請求項 1記載の軸封パッキン。

[3] 前記パッキン本体の山側の頂点より谷側の頂点を外径方向に偏位させて山側と谷 側の頂点を偏芯させた請求項 1又は 2に記載の軸封パッキン。

[4] 前記パッキン本体の外径側の上積層面のテーパ角度である山側角度を 42. 5° 〜

50° とし、外径側の下積層面のテーパ角度である谷側角度を 40° 〜47. 5° の範 囲とし、前記山側角度〉前記谷側角度に設定した請求項 1乃至 3の何れか 1項に記 載の軸封パッキン。

[5] 前記パッキン本体を複数個積層し、かつ、積層したパッキン本体の上方にトツプア ダプタを、下方にボトムアダプタを積層して軸封パッキンを構成し、前記トップァダプ タの谷側と前記ボトムアダプタの山側をパッキン本体と同様の角度とした請求項 1乃 至 4の何れ力、 1項に記載の軸封パッキン。

[6] バルブ用ボデー内に設けた弁体を弁軸を介して回転可能に又は昇降動可能に設 け、前記弁軸を軸装したバルブの軸封室に軸封パッキンを装着し、この軸封パッキン は、断面略 V字形の環状パッキン本体を積層し、この内径側の積層面同士を密接さ せ、かつ、外径側の積層面同士の間に所定の空隙を形成したことを特徴とするバノレ ブ用軸封構造。

[7] 前記パッキン本体の締付荷重と流体圧により、内径側の積層面のテーパ角度によ り径向への力に変換させて内径側の内周面を前記摺動側の弁軸の外周面に面接触 シールをし、かつ、前記空隙により外径側のリップ部を押し拡げて固定側の軸封室に 線接触シールするようにした請求項 6に記載のバルブ用軸封構造。

[8] バルブ内に設けた貫通孔を有するボール弁体を弁軸を介して回転自在に設けた ボールバルブであって、前記弁軸を軸装したバルブの軸封室にグランドヮッシャを介 して締付荷重を与えて前記軸封パッキンを装着した請求項 6又は 7に記載のバルブ 用軸封構造。

[9] 前記グランドヮッシャを円錐皿ばね形状の座金とし、この座金で前記軸封パッキン の外径側と軸封室との面圧を高めた請求項 6乃至 8の何れ力、 1項に記載のバルブ用 軸封構造。

[10] 前記グランドヮッシャと軸封パッキンとの摩擦抵抗を大きくして一体化することにより 、前記軸封パッキンと弁軸との共回りを防いだ請求項 6乃至 8の何れか 1項に記載の バルブ用軸封構造。

[11] 前記グランドヮッシャの外周に適宜の間隔で切欠部を形成し、この切欠部を介して 前記グランドヮッシャと軸封パッキンを一体化することにより、前記軸封パッキンと弁軸 との共回りを防いだ請求項 6乃至 8の何れか 1項に記載のバルブ用軸封構造。