WO2016067737A1

WO2016067737A1 - トラニオン型ボールバルブ

Info

Publication number: WO2016067737A1
Application number: PCT/JP2015/074234
Authority: WO
Inventors: 正澄船渡; 風間　正裕
Original assignee: 株式会社キッツ
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2016-05-06
Also published as: KR20170072832A; EP3098491A1; EP3098491B1; KR101956090B1; EP3098491A4; CN107110385A; US20160319940A1; ES2813378T3; CN107110385B; US10018276B2

Abstract

　ボデー（１１）内に設けた貫通孔（１２ａ）を有するボール（１２）の一方又は双方にボールシート（１５）を装着したシートリテーナ（１４）を配設し、ボール（１２）をステム（１３）を介して回動可能に設け、ボールシート（１５）は、シートリテーナ（１４）に形成した装着溝（３２）内に飛び出しを防止し、かつフリーな状態で装着した。全閉時または全開時のキャビティ（３５）内の異常昇圧による余剰の圧力をこの圧力を利用した自緊力でシートリテーナ（１４）をボール（１２）とは反対方向に移動させ、かつ、装着溝（３２）内のボールシート（１５）の裏面側に流入した余剰の圧力でボールシート（１５）をボール（１２）側に押し出してボールシート（１５）の内周面（２７）と装着溝（３２）との間に設けた連通部（４０）を介して流路内にリリーフするようにした。

Description

トラニオン型ボールバルブ

　本発明はトラニオン型ボールバルブに関し、詳しくは、高圧流体に対しても高シール性を発揮できるボールシートとシートリテーナとの装着構造に関する。

　トラニオン型ボールバルブは、特に高圧流体に適したバルブとして知られ、通常、弁座となるボールシートがシートリテーナに保持された状態でボデーに装着され、このボールシートがコイルスプリングの弾発力によって弁体方向に弾発され、ボールシートが押し付けられることにより一次側（上流側）ボールシートで流体が封止される構造に設けられている。

　このように、ボールシートとシートリテーナとが別体になっている場合、シートリテーナからボールシートの脱落が防がれた構造に設けられ、例えば、特許文献１のボール弁では、シートにめねじ、シールリングにおねじがそれぞれ設けられ、これらめねじとおねじとを介してシールリングがシートに取付けられる。シート背面には皿バネが装着され、この皿バネによりシート及びシールリングが弁体方向に押圧されている。これにより、シールリングは、互いのねじ山端部を接触させて緩みによるシートからの飛び出しが防がれた状態で、背面側に装着された圧縮コイルスプリングで弁体に圧接され、このシールリングと弁体との接触面の隙間が防がれている。
　さらに、このボール弁では、シールリングの内径側にはシール部材が設けられ、このシール部材によって背面側への圧力の浸入が防止され、背圧作用によるシールリングの飛び出しに起因するシールリング背面への圧力浸入が防止されている。

　特許文献２におけるボールバルブでは、パッキンライナーに鋸歯状凹凸部が形成され、この鋸歯状凹凸部にシートパッキンが入り込むことにより、シートパッキンがパッキンライナーに結合される。シートパッキンは、この状態で背面がパッキンライナーに圧入された状態で固定されていることにより、流体圧の背圧作用による飛び出しが防がれている。さらに、シートパッキンのパッキンライナーへの圧入により、シートパッキンからの裏漏れも防止されている。

　特許文献３のボール弁では、弁座背面側の外周に弁座保持リングが係合され、この弁座保持リングの係合面に円周状に流体連通溝が設けられている。この流体連通溝より流体連通孔を介して、入口側流路部圧力とポケット部圧力との間の圧力差を等しくすることで、弁座を正常な位置に引き戻すようにしたものである。これにより、弁座の飛び出しや変形、破損を防ごうとしている。

　一方、図１４に示したボールバルブ１においては、シートリテーナ２からボールシート３の脱落が防止された状態に設けられ、かつボールシート３がシートリテーナ２に対してフリーな状態で装着された構造になっている。

　また、この種のボールバルブでは、ボールシートの脱落防止に加えて、ボールシートと弁体とが高シール性を維持しつつ開閉可能であることが要求されることもある。例えば、特許文献１のボール弁では、前記したシールリングの飛び出し防止に加えて、シール性を確保するために、ボールシートのシール面が弁体のシール面と同じ曲率に設けられ、これら同じ曲率のボールシートと弁体とのシール面同士が全周にわたって密着するように設けられている。
　図１４のボールバルブにおいても、特許文献１と同様に、ボールシート３に形成される一次側シール部４から二次側シール部５までの範囲のシール面６が、ボール弁体７外周の弁体シール面８と同じ曲率に設けられている。
　すなわち、これらのボールバルブでは、図１４において、ボールシート３の脱落を防ぐと共に、ボール弁体７の球形とボールシート３のシール面６との形状が同一寸法に設けられていることで、低圧時から高圧時まで、弁体シール面８にシール面６が一次側シール部４から二次側シール部５までの範囲で常に面接触した状態になっていることで、流体圧力が封止されるようになっている。

　特許文献４においては、シート保持部にボールシートが周方向に回転可能な状態で保持され、ボールの回転に伴って周方向に回転することによりボールシートの偏摩耗を防止してシール性の低下を防止しようとするボールバルブが開示されている。
　特許文献５のボールバルブにおいては、シートリングの底面と、シート保持手段のシートリング保持溝の底面との空間が外径になるほどボール側に傾斜しながら広くなるように設けられ、シートリングに押圧力が加わったときの押圧変形が空間に吸収されることにより、シール部の位置が変わることを防いでシール性を保持しようとするものである。
　上述の各トラニオン型ボールバルブでは、一般に樹脂材料がボールシートとして使用され、この場合、流体圧力が高温になるとその圧力に応じてボールシートが弾性変形しながら流体をシールする。

特開平９－１３３２２５号公報実開平２－１２４３７７号公報実用新案登録第２５７７１５６号公報特許第３８１５６６９号公報特許第４８１２０９１号公報

　特許文献１のボール弁では、シートリテーナからボールシートの脱落を防ごうとしたものであるが、このボール弁は、シールリング、シートに加えて、皿バネ、圧縮コイルスプリング、シール部材を有しているために部品点数が多くなり構造も複雑になる。シールリングの内径側にはシール部材が配置され、シールリング背面側には圧縮コイルスプリングが設けられているため、組立性も悪い。この場合、シールリングには部品装着用の溝や凹みが多く形成されることでシールリング全体の剛性が低下しやすくなり、これを解消するためにはシールリング材料として高強度材料を用いる必要が生じることもある。
　さらに、このボール弁では、キャビティ内に異常昇圧が生じた場合のリリーフが考慮されておらず、このようなボールシートがコイルスプリングで弾発される構造の場合、キャビティ内に異常昇圧が生じたときには、ボールシートがシートリテーナと共に一次側に移動してシートと弁体との間から圧力をリリーフするため、シートの弁体との接触面の摩耗が激しくなる。その結果、シールポイントが不安定になってリリーフ圧にばらつきが生じる。リリーフの際には、シートの接触部をこじ開けるように圧力が抜けるため、接触面にダメージが加わりやすいという問題も生じる。

　特許文献２のボールバルブにおいても、シートパッキンの飛び出しを防ごうとしたものではあるが、シートパッキンがパッキンライナーに圧入されて一体化されているために、シートパッキンが高温になると、膨張によりパッキンライナーから飛び出す可能性がある。このシートパッキンは、漏洩防止構造として背面付近にテーパが設けられ、くさび効果によりパッキンライナーと一体化しようとする構造であるため、これらパッキンライナーとシートパッキンとの寸法設定も困難になる。さらに、この凹凸構造によりシートパッキンをパッキンライナーに圧入する場合、その組立て作業も困難になり、例えば、シートパッキンが所定の状態に変形しないときには、組立時及びバルブ作動時にシートパッキンがパッキンライナーの所定位置に収まらずに偏摩耗する可能性がある。これを防ぐために、圧入後にシート面を加工する必要が生じることもある。
　これに加えて、キャビティ内の異常昇圧のリリーフにより、シートパッキンが消耗しやすいという問題もある。

　特許文献３のボール弁では、弁体の回動時に流体連通溝及び流体連通孔を介して圧力差を減らし、弁座の飛び出しや変形を防止しようとしたものであるが、キャビティ内の異常昇圧への対処が考慮されていない。

　また、前述の特許文献１や図１４の構造のボール弁では、組立後及び低圧時の状態で流路側から高圧が加わった場合、図１５の矢印に示すように樹脂製のボールシート３がシートリテーナ２との当接部９を中心に外側に開く方向に弾性変形する。このようにボールシート３が弾性変形したときに、当接部９が一次側シール部４よりも図１４において外径側にあるため、この一次側シール部４が当接部９を中心としたボールシート３の外側に開く回転作用によりボール弁体７に近づく方向に移動する。その結果、図１５に示すように、ボール弁体７とボールシート３とのシールが一次側シール部４から二次側シール部５までの面接触から一次側シール部４側の線接触に変化し、この線接触のシールにより一次側シール部４のシール面圧が局部的に上昇し、ボールシート３が部分的に変形するおそれがある。この状態でバルブを回転操作すると、一次側シール部４が面圧に耐えきれずに偏摩耗を生じて流体の漏洩につながりやすくなる。

　さらに、図１５において、ボールシート３に当接部９を基点に回転作用が生じ、封止部となる一次側シール部４が二次側シール部５よりもボール弁体７に近づいた位置関係になり、二次側シール部５によるボール弁体７のシールが困難になって一次側シール部４による局部面圧の上昇の回避が困難になる。この現象は、バルブが大口径になるにつれてより顕著となり、高圧時のシール性能が著しく低下することで低圧から高圧までのシール性の確保が困難になる。

　特許文献４については、ボールシートの脱落を防ぎつつ、周方向の回転により偏摩耗を防ごうとし、特許文献５では、ボールシートの脱落を防ぎつつ、シートリングの押圧変形を吸収してシール部の位置の変化を防ごうとしている。しかし、何れの場合にも、流体が高圧の場合には、図１４のボールバルブと同様に、ボールシートが開く方向に弾性変形してボール弁体への接触が面接触から線接触に近づくように変化し、シール面に偏摩耗が生じてシール性能が低下する可能性がある。

　本発明は、従来の課題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、シートリテーナからのボールシートの脱落を防止し、ボールシートの摩耗を回避しつつキャビティ内の異常昇圧をリリーフし、部品点数の増加を抑えて構造を簡略化しながら強度を確保して加工性や組立性を向上し、高圧時においてもボールシートと弁体とのシール性を向上して漏れを防止してボールシートの耐久性を向上できるトラニオン型ボールバルブを提供することにある。

　上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ボデー内に設けた貫通孔を有するボールの一方又は双方にボールシートを装着したシートリテーナを配設し、ボールをステムを介して回動可能に設け、ボールシートは、シートリテーナに形成した装着溝内に飛び出しを防止し、かつフリーな状態で装着したボールバルブにおいて、全閉時または全開時のキャビティ内の異常昇圧による余剰の圧力をこの圧力を利用した自緊力でシートリテーナをボールとは反対方向に移動させ、かつ、装着溝内のボールシートの裏面側に流入した余剰の圧力でボールシートをボール側に押し出してボールシートの内周面と装着溝との間に設けた連通部を介して流路内にリリーフするようにしたトラニオン型ボールバルブである。

　請求項２に係る発明は、装着溝の内周の開口側に設けた係合部にボールシートの外周装着側に設けた係止部を装入方向に係止可能に対向させてシートリテーナの装着溝からのボールシートの飛び出しを防止し、ボールシートを装着溝にフリーな状態で装着したトラニオン型ボールバルブである。

　請求項３に係る発明は、装着溝内周に設けためねじ部を係合部とし、このめねじ部にボールシートのおねじ部を係止部として螺合し、おねじ部の後端側とめねじ部の後端側とを係止可能に設けてボールシートの飛び出しを防止したトラニオン型ボールバルブである。

　請求項４に係る発明は、めねじ部内端のねじ山とおねじ部外端のねじ山とを係止させてボールシートの飛び出しを防止したトラニオン型ボールバルブである。

　請求項５に係る発明は、ボールシートの内周面、または、この内周面に対向するシートリテーナの装着溝に、連通部を構成する少なくとも一つのリリーフ溝を形成したトラニオン型ボールバルブである。

　請求項６に係る発明は、ボールシートの背面シールの支点位置であるＡ部の内径寸法をボールシートのシール部位よりも内径寄りに設け、高圧時におけるボールシートがＡ部を支点として開くように弾性変形してシール部位を外径側より内径側に向けて少なくとも面接触状態にシールするようにしたトラニオン型ボールバルブである。

　請求項７に係る発明は、支点位置であるＡ部とシール部位である封止部Ｂ及び封止部Ｃの位置関係を、内径寸法に対してＡ＜Ｃ＜Ｂとしたトラニオン型ボールバルブである。

　請求項８に係る発明は、組立初期及び流体圧力が低圧の場合、封止部Ｂが線接触状態を保持し、かつ封止部Ｃがボール面に非接触状態としたトラニオン型ボールバルブである。

　請求項９に係る発明は、ボールシートのシール部位を球状面に形成し、この球状面は、その中心をボールの中心と同様にボデー内の流路軸芯上に配置すると共に、その内径をボールの球形よりも縮径して形成したトラニオン型ボールバルブである。

　請求項１０に係る発明は、装着溝の内周面とボールシートのシール面側の外周面との間に所定のクリアランスを設け、高圧時にボールシートが開くようにすると共に、開き過ぎを抑制するようにしたトラニオン型ボールバルブである。

　請求項１１に係る発明は、装着溝に形成した係止部内周面とボールシートの外周面側との間にクリアランスを設けたトラニオン型ボールバルブである。

　請求項１に係る発明によると、シートリテーナの装着溝内に飛び出しを防止しながらボールシートを装着し、高圧流体が流れた場合やバルブが微開の場合にもボールシートの脱落を防止しながら高シール性を発揮できる。ボールシートをフリーな状態でシートリテーナに装着し、全閉時または全開時に異常昇圧が生じた場合でも、キャビティ内の圧力を利用する、いわゆる自緊力によりシートリテーナをボールと反対方向に移動させ、かつ、キャビティ内の異常昇圧による余剰の圧力をボールシート内周面と装着溝との間の連通部を介して流路内にリリーフすることで、異常昇圧による余剰圧力のリリーフ時にボールシートのボールとの接触面の摩耗を防止する。このため、弁閉シール時のリリーフポイントを安定させて異常昇圧を確実に回避でき、弁閉時には高シール性を維持して高圧流体に対しても漏れを回避する。しかも、ボールシートとシートリテーナとによりリリーフ機構を構成できることで部品点数の増加を抑えて内部構造を簡略化し、溝や凹みが増えることなく強度を確保しながらボールシートを装着し、加工性や組立性も向上できる。

　請求項２に係る発明によると、ボールシートをシートリテーナの装着溝にフリーな状態で装着していることで、ボールシートに飛び出し方向の力が加わったときにボールシートがシートリテーナに対して可動し、ボールシート背面側とシートリテーナとの間の流体を二次側に流しながら、対向した係合部と係止部とによりボールシートの飛び出しを防止できる。

　請求項３に係る発明によると、めねじ部を係合部、おねじ部を係止部としてこれらを装入方向に係止可能に設けていることにより、これらの螺合を利用して容易にボールシートをシートリテーナに装着することができ、螺合後には対向したおねじ部の後端側とめねじ部の後端側との係止により、ボールシートの飛び出しを確実に防ぐことができる。

　請求項４に係る発明によると、ボールシートとシートリテーナとの再螺合を防止してボールシートのフリーな状態を維持しながら、ねじ山どうしの係止によりボールシートの飛び出しを確実に防止する。しかも、製作時には複雑な加工を施すことなく容易にネジ山を形成でき、組立ても簡単である。

　請求項５に係る発明によると、リリーフ溝によりキャビティと流路側とが連通可能となり、自緊力によりシートリテーナとボールシートとが相反する方向に移動し、ボールシート背面がシートリテーナから離間したときに、リリーフ溝を介してキャビティ内の圧力を排出して異常昇圧を解消できる。

　請求項６に係る発明によると、シートリテーナからのボールシートの脱落を防止しつつ、装着溝内にフリーな状態でボールシートを装着し、このボールシートは、流体圧力が低圧の場合にはシール部位の外径側がボールに線接触し、高圧の場合にはＡ部を支点として開くように弾性変形してシール部位が面接触状態でボールにシールすることにより、大口径のバルブに高圧流体が流れる場合にも、ボールシートと弁体とのシール性を向上して漏れを確実に防止できる。ボールへのシール部位の接触を最小限に抑えつつ封止できることで、低圧時にシール部内径側がボールの回動で削られることを防ぎつつ封止部分の局部面圧の発生を防止でき、これによってボールシートの摩耗を防いで耐久性も向上できる。

　請求項７に係る発明によると、流体圧力が低圧の場合には、支点位置であるＡ部が背面シールした状態で封止部Ｃのボールへの接触を防ぎながら封止部Ｂがボールに接触し、この封止部Ｂによる線接触シールによりボールシートの摩耗を防ぎながら漏れを防止できる。流体圧力が高圧の場合には、支点位置のＡ部を中心にボールシートがボールに対して開く方向に弾性変形することで、封止部Ｃ側がボールに接触して外径側の封止部Ｂから内径側の封止部Ｃ付近までをシール部位とした面接触となることにより、局部面圧の発生を防止してシール部位の偏摩耗を防ぎつつ、シール性を向上して漏れを確実に防止できる。

　請求項８に係る発明によると、流体圧力が低圧時においては、封止部Ｂがボールに接触することを防いで無駄な摩耗を抑えつつ、流体の漏れを防止可能なシール性を確保することができる。

　請求項９に係る発明によると、流体圧力が高圧の場合には、ボールシートがボールに対して開くように弾性変形し、シール部位の球状面がボール外周に面接触状態となることにより、シール部位の偏摩耗を防ぎつつシール性を向上できる。

　請求項１０に係る発明によると、高圧時にボールシートの変形を抑制することなくクリアランス側に弾性変形させて高い封止性を維持し、ボールシートへの装着溝の接触による余計な応力の伝達を回避することでその柔軟性を維持できる。一方、クリアランスを介してボールシートの開き過ぎを防止することにより、高圧時における面接触のシール状態を維持して漏れを防止できる。

　請求項１１に係る発明によると、係止部によりシートリテーナからの飛び出しを防いだ状態でボールシートをフリーな状態で装着して低圧時から高圧時までボールにシール可能に弾性変形させることができる。

本発明のトラニオン型ボールバルブの第１実施形態を示す縦断面図である。図１におけるＦ－Ｆ拡大断面略図である。図１におけるＪ－Ｊ断面図である。ボールシートの組立て工程を示した縦断面図である。異常昇圧発生時の状態を示す一部拡大断面図である。図５のボールシートが移動した状態を示す一部拡大断面図である。図３の領域Ｅにおけるボールの微開状態を示した一部拡大断面図である。本発明のトラニオン型ボールバルブの第２実施形態の要部拡大断面図である。本発明のトラニオン型ボールバルブの第３実施形態の要部拡大断面図である。本発明のトラニオン型ボールバルブの第４実施形態の要部を示す斜視図である。本発明のトラニオン型ボールバルブの第５実施形態を示す一部拡大縦断面図である。図１１のボールシートがシールした状態を示す拡大断面図である。ボールとボールシートとの関係を示す一部省略拡大断面図である。従来のトラニオン型ボールバルブの一次側部付近を示す要部断面図である。図１４のボールシートがシールした状態を示す要部断面図である。

　１０　バルブ本体
　１１　ボデー
　１２　ボール
　１２ａ　貫通孔
　１３　ステム
　１４　シートリテーナ
　１５　ボールシート
　１５ａ　外周面
　１６　ボール面
　２５　シール面（シール部位）
　２７　内周面
　３０　おねじ部（係止部）
　３０ａ　ねじ山
　３１　リリーフ溝
　３２　装着溝
　３２ａ　内周面
　３３　めねじ部（係合部）
　３３ａ　ねじ山
　３５　キャビティ
　４０　連通部
　Ａ部　支点位置
　Ｂ、Ｃ　封止部
　ＣＬ　クリアランス
　Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３　内径寸法
　Ｏ　流路中心軸（流路軸芯）

　以下に、本発明におけるトラニオン型ボールバルブの実施形態を図面に基づいて説明する。図１においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの一実施形態を弁開の状態で示し、図３においては、図１におけるＪ－Ｊ断面図、すなわち本発明のトラニオン型ボールバルブの中央横断面図を示している。

　図１のトラニオン型ボールバルブ（以下、バルブ本体１０という）は、ボデー１１、ボール１２、ステム１３、シートリテーナ１４、ボールシート１５を有し、特に、大口径であって、クラス（呼び圧力）１５０～２５００程度の高圧流体用として用いる場合に適している。

　ボデー１１は、環状ボデー２０と両側の環状のキャップ２１、２１とを有し、これらは炭素鋼やステンレス材料などにより設けられ、ボルトナット２２により一体化される。
　ボデー１１内には、上ステム１３ａ、下ステム１３ｂからなるステム１３を介してボール１２が回動可能に設けられ、このボール１２の双方、すなわち上下流側にシートリテーナ１４が配設され、このシートリテーナ１４にボールシート１５が取付けられる。ボール１２はステンレス鋼を材料として形成され、バルブ本体１０内の流路２３と連通可能な貫通孔１２ａが設けられる。本実施形態では、ボール１２の上下流側にボールシート１５、シートリテーナ１４が取付けられているが、これらは上下流側の一方又は双方に設けられていればよい。図１に示すように、上下流側にボールシート１５、シートリテーナ１４が取付けられているボールバルブ本体１０の場合、図において右側又は左側の何れの側を一次側としてもよい。

　ボールシート１５は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やナイロン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂材料により弾性変形可能な環状に形成され、ボール１２の当接側にはシール面２５が設けられ、このシール面２５に続けて円環状の内周面２７がボールシート１５の裏面１５ａ側まで設けられる。
　ボールシート１５外周のシートリテーナ１４装着側にはおねじ部３０が係止部として設けられ、このおねじ部３０は、ボールシート１５の装着方向の厚さに対して略半分程度の長さまで設けられる。

　図３、図４において、ボールシート１５の内周面２７には少なくとも一つのリリーフ溝３１が形成される。リリーフ溝３１は、所定の深さで内周面２７のシール面２５との境界付近からボールシート１５の裏面１５ａ側に渡って設けられ、このリリーフ溝３１は、シートリテーナ１４への装着後のボールシート１５の内周面２７側と外周面側（おねじ部３０側）との間に設けられる連通部４０を構成可能に設けられる。リリーフ溝３１は、ボールシート内周面２７の複数箇所に均等間隔で設けられていることが望ましい。また、このリリーフ溝３１は、内周面２７に対向する、シートリテーナ１４の後述する装着溝３２に設けてもよい。
　図示しないが、サイズ１０Ｂ以上の大口径バルブについては、ボールシート１５の外周に締付治具により締付け或は取外し可能となる溝や穴が設けられていてもよく、この場合、ボールシート１５の組付けが容易になる。

　一方、シートリテーナ１４は、炭素鋼或はステンレス材料などの金属材料により略円筒状に設けられ、ボールシート１５の装着側がやや拡径するように形成され、その内部にはボールシート１５を装入可能な環状の装着溝３２が設けられる。装着溝３２の内周の開口側にはおねじ部３０と螺合可能なめねじ部３３が突状の係合部として設けられる。めねじ部３３は、開口側から装着溝３２の長さの略半分程度まで設けられ、そのねじ山３３ａは、サイズ３Ｂのバルブ本体１０の場合、ボールシート１５のおねじ部３０のねじ山３０ａと同じ仕様となる。めねじ部３３よりも奥側には、おねじ部３０の外径よりも大径の有底穴３４が設けられ、この有底穴３４の深さはおねじ部３０の長さよりも大きく形成され、有底穴３４の内径はおねじ部３０の外径よりもやや大きく形成される。

　めねじ部３３にはおねじ部３０が螺合され、おねじ部３０が有底穴３４に収容された状態で、上記ボールシート１５が装着溝３２に装入される。おねじ部３０とめねじ部３３との螺合後には、おねじ部３０の後端側とめねじ部３３の後端側とがおねじ部３０の装入方向に係止可能に対向することで、ボールシート１５の装着溝３２からの飛び出しが防止され、このボールシート１５がフリーな状態、すなわち装着溝３２に対して、少なくとも流路中心軸Ｏの方向に可動する状態で装着される。

　ボールシート１５の装着後には、図５において、全閉時または全開時のバルブ本体１０のキャビティ３５内の異常昇圧による余剰の圧力が生じた際、すなわち流路２３内の流体圧を超えてキャビティ３５内に高圧が生じた際には、この高圧を利用した自緊力でシートリテーナ１４がボール１２とは反対方向に移動され、かつ、装着溝３２内のボールシート１５の裏面１５ａ側に流入した前記の余剰の圧力でこのボールシート１５がボール１２側に押し出され、このとき連通部４０を介してキャビティ３５内の異常昇圧による余剰の圧力が流路２３内にリリーフされるようになっている。ここで、キャビティ３５内の異常昇圧とは、流体の温度が上昇したり、バルブ本体１０が設置されている環境が高温となることにより、弁閉状態のバルブ本体１０において、ボデー１１やボール１２、ボールシート１５、シートリテーナ１４等により囲まれた、閉じられた空間（キャビティ３５）内の圧力が上昇する現象をいう。また、ボールシート１５がボール１２側に押し出されるとは、ボールシート１５の位置がボール１２側に移動する状態に限定されるものではなく、少なくともボールシート１５がシートリテーナ１４に追従せず、ボール１２に押圧される状態をいう。

　ここで、図７に示すように、ボールシート１５の裏面１５ａ側に圧力が加わったときには、このボールシート１５に発生する押出し荷重がねじ山３０ａ、３３ａに作用するため、この裏面１５ａに加わる圧力に対してボールシート１５の飛び出しを防ぐような材料強度（ねじ山のせん断強度）を確保できるようなねじ山高さに設定するようにボールシート１５、シートリテーナ１４を設ける必要がある。この場合、ねじ山３０ａ、３３ａにかかる力がボールシート１５の材料の降伏点を越えることを防ぎ、バルブ本体１０の最低使用温度を考慮して低温時にボールシート１５が収縮した場合でもねじ山どうしが引っ掛かるような寸法設定とする。

　ねじ山３０ａ、３３ａは細目ねじであることが望ましく、この場合、ねじ長さを極力短かくしてねじ山数を確保しつつねじ山の高さを調整できる。また、細目ねじはピッチが短いことから、円周方向において不完全なねじとなる部分が少なくなる点でも、本発明のトラニオン型ボールバルブにおいては好ましい。

　本実施形態では、サイズ３Ｂのバルブ本体１０の場合、ボールシート材質：ＰＴＦＥ、ねじ山高さ：約０．８ｍｍ、ねじピッチ：１．５ｍｍ（細目ねじを使用）とし、最低使用温度：－４６℃、ボールシートの径方向の収縮量：約０．５ｍｍ、掛かり：約０．６ｍｍ（金属側の熱収縮も考慮）となるようにする。

　シートリテーナ１４にボールシート１５を装着する場合、図４（ａ）において、装着溝３２におねじ部３０を位置させながら、ボールシート１５を螺入方向に回転させ、矢印方向に螺じ込むようにする。図４（ｂ）に示すように、ねじ山３０ａがねじ山３３ａから外れるまでボールシート１５を螺入させたときにこれらのねじ結合が外れ、ボールシート１５がシートリテーナ１４に対して抜け止めされた状態でフリーな状態となる。

　このとき、前記のように有底穴３４の深さがおねじ部３０の長さよりも大きいことで、ねじ山３０ａがねじ山３３ａの領域を確実に超え、おねじ部３０が有底穴３４に収容されるまで装入可能となり、これらのねじ山３０、３３ａどうしの間に、図５に示すように装入方向（図１の流路中心軸Ｏの方向）のクリアランスＣＬが設けられる。有底穴３４の内径がおねじ部３０の外径よりもやや大きくなっていることで、これらの間には径方向の隙間Ｇも設けられ、この隙間Ｇによってボールシート１５がシートリテーナ１４のクリアランスＣＬの範囲において、摺動抵抗の少ない状態で進退可能となる。これらクリアランスＣＬ、隙間Ｇの大きさなどの寸法設定は、組立て時の環境温度や、組立場所の違いによる寒暖差を考慮した上で設定される。本実施形態の場合、夏季で最高４０℃、冬季で最低１０℃の組立て温度に対応できるように設けられている。

　組付け後には、ボールシート１５を螺入方向とは反対方向に回転させ、このボールシート１５が再螺合したり、脱落しないことを確認する。この場合、シートリテーナ１４のねじ山３３ａとボールシート１５のねじ山３０ａとの最も高い部分（完全ねじ部）どうしが係止する状態までボールシート１５を回転させ、ねじ先の開始部分どうし（不完全ねじ部の先端側どうし）の位置を合わせないようにする。これにより、ボールシート１５のシートリテーナ１４装着後の再螺合を防ぎ、ボールシート１５が確実に可動するようになる。

　ここで、ねじ先の開始部分は、図２においておねじ部３０ａを時計に例えた場合、３時の位置ｘを避けて配置するのが好ましい。これは、弁閉状態のバルブ本体１０を、ステム１３を反時計回りに回転して弁開状態にする際、ボール１２により閉じられていた流路２３は３時の位置ｘから開き始めるため、この弁の開き始めにおける流速が速い場合、ボールシート１５が飛び出しやすいからである。具体的には、シートリテーナ１４のねじ山３３ａとボールシート１５のねじ山３０ａとの最も高い部分どうしを、上記３時の位置に配置するのが好ましい。

　上記実施形態では、ボールシート１５の外周側におねじ部３０、シートリテーナ１４にめねじ部３３を設けているが、ボールシート１５の内周側にめねじ部、シートリテーナ１４におねじ部を設け（ともに図示せず）、前記と同様にこれらを螺合しながらボールシート１５をシートリテーナ１４の装着溝３２にフリーな状態で装着してもよい。

　また、係止部３０、係合部３３は、それぞれねじ以外であってもよく、係止部３０と係合部３３とが相互に係止してボールシート１５のシートリテーナ１４からの飛び出しを防止し、かつ、ボールシート１５を装着溝３２にフリーな状態で装着できるものであれば、これらを各種の形状に設けることができる。

　次に、本発明のトラニオン型ボールバルブの上記実施形態における作用を説明する。
　本発明のトラニオン型ボールバルブは、図５において、シートリテーナ１４の装着溝３２内で飛び出しを防止し、フリーな状態で装着したボールシート１５により高圧流体を封止できるようにしているため、部品点数を最小限に抑えつつ構造も単純化でき、かつボールシート１５をシートリテーナ１４に螺じ込むだけで装着できる。

　この組立て時には、おねじ部３０とめねじ部３３とを螺合してボールシート１５を有底穴３４まで装入できるため、無理な力を加えることなく、摩耗や傷付いたりすることを防止しながら少ない組立て工数で所定位置まで正確かつ容易に装着できる。その際、特別な治工具等を必要とすることなく、シートリテーナ１４とボールシート１５との間に十分なクリアランスＣＬ及び隙間Ｇを設けながら装着でき、組立ての初期状態から余分な応力の発生を防ぎ、作動時の耐久性もよい。さらに、環境温度の影響を受けにくい状態で組立てできる。

　また、ボールシート１５の螺じ込みにより圧入による装着を回避していることで、シート材料の選択肢が多く、例えば、低温用の材料や高温用の材料、あるいは低強度材料や高強度材料の各種材料を用いることができ、高強度材料でボールシート１５を設けた場合にも装着容易となる。ボールシート１５を完全に螺入させた後には、このボールシート１５を有底穴３４側に空転する状態で装着できるため、緩み防止用の部材を別途設けることなくボールシート１５の自然な緩みや脱落を防止できる。

　バルブ本体１０が全閉状態の場合、図３に示すように、ボールシート１５はコイルばね４１によりシートリテーナ１４を介してボール１２に押圧されており、これにより、ボールシート１５のシール面２５が全周に渡ってボール１２に密着シールすることで漏れを防止する。この場合、シートリテーナ１４とキャップ２１との間は、Ｏリング４２やパッキン４３によりシールされている。
　ボールシート１５の背面１５ａは、図７（ａ）に示すように、最内径位置のシールポイントＰでシートリテーナ１４と密着しており、この部位から流路２３内の流体がキャビティ３５に通過するのを防止している。

　バルブ本体１０を開作動して微開状態となった場合には、上述のようにボール１２に押圧されていたボールシート１５は、ボール１２の回転移動により押圧対象がなくなるため、連通部４０を介して流れ込んだ流体圧がボールシート１５の背面１５ａにおけるシールポイントＰ付近における面取り部分（図示せず）に加わり、ボールシート１５は、図７（ｂ）に示すようにボール１２側に瞬間的に押し出される。

　このとき、おねじ部３０のねじ山３０ａとめねじ部３３のねじ山３３ａとの後端側どうしが当接（係止）することで、ボールシート１５の飛び出しが防止される。ボールシート１５の背面１５ａに加わる圧力とキャビティ３５内の圧力とが同圧になったときに、ボールシート１５がボール１２側に押し出される力は無くなる。

　バルブ本体１０が全開状態になると、図１に示すように、ボールシート１５のシール面２５は、再び全周に渡ってボール１２に密着シールする。

　異常昇圧によりキャビティ３５内の圧力が高くなったときには、図５に示すようにボールシート１５がこの圧力に押されて図中の矢印に示すように内径側に傾倒する。この変形により、ボールシート１５とボール１２とは、異常昇圧発生前のシールポイントとはやや小径のシールポイントＲにおいてシール径φｄＲによりシールし、ボールシート１５とシートリテーナ１４とは、シールポイントＰにおいて背面シール径φｄＰによりシールしている。

　このボールシート１５には、キャビティ３５内の圧力（キャビティ圧）がシール面２５側と背面１５ａ側の双方に加わる。ここでシール面２５側と背面１５ａ側とでは、各シールポイントが、シール径φｄＲ＞背面シール径φｄＰの関係となるよう、シール径に差Ｓを設けている。この径の差Ｓを利用して、キャビティ圧によりボールシート１５の背面側に加わる力がボール１２側に加わる力よりも大きくなるようにし、ボールシート１５がボール１２側に押し出されるように設定している。

　この押し出し力は、
［キャビティ圧ＰＲ］×［ボールシート６の背面におけるキャビティ圧の受圧面積Ｍ］
で表すことができる。
　また、受圧面積Ｍは、
受圧面積Ｍ＝（φｄＲ－φｄＰ）^２×π×４
で表すことができる。

　一方、シートリテーナ１４には、キャビティ圧がキャップ２１側とボールシート１４の装着溝３２側との双方に加わる。このシートリテーナ１４は、キャップ２１側において、Ｏリング４２によりキャップ２１の内周とシールしている。本実施形態では、このシールポイントをＤと表し、このシール径をリテーナシール径φＤと示している。

　ここで、キャップ２１側とボールシート１５の装着溝３２側とでは、各シールポイントがφｄＤ＞φｄＲ
の関係となるよう、シール径に差Ｔを設けている。この径の差Ｔを利用して、キャビティ圧によりシートリテーナ１４がコイルばね４１の弾発力に抗して、ボール１２とは反対側に引き戻されるように設定している。
　この引き戻し力は、自緊力ともいい、
［キャビティ圧ＰＲ］×［ボールシート１５の装着溝３２におけるキャビティ圧の受圧面積Ｎ］
で表すことができる。また、受圧面積Ｎは、
受圧面積Ｎ＝（φｄＰ－φｄＲ）^２×π×４
で表すことができる。

　ボールシート１５がキャビティ圧によりボール１２側に押し出された状態を、図６に示す。このように、装着溝３２内のボールシート１５のおねじ部３０とシートリテーナ１４のめねじ部３３との隙間Ｇに流入したキャビティ３５からの余剰の圧力がボールシート１５をボール１２側に押し出し、ボールシート１５の内周面２７と装着溝３２との間の連通部４０からリリーフ溝３１を通ってキャビティ３５内の余剰の圧力をボール１２の一次側の流路内にリリーフする。

　そして、シートリテーナ１４も前述のようにキャビティ圧によりボール１２とは反対側に引き戻されるので、押し出されるボールシート１４と相まって速やかにボールシート１５の背面１５ａとシートリテーナ１４の装着溝３２との間に隙間Ｇを形成することができ、キャビティ３５内の余剰の圧力をボールシート１５の背面１５ａから連通部４０を介して一次側の流路２３にリリーフすることができる。

　このように、シートリテーナ１４の装着溝３２をボールシート１５がフリーな状態で移動し、何らかの要因でキャビティ３５内が異常昇圧した場合にも、この圧力を流路側に逃がすことが可能な機構に設けていることで、いわゆるセルフリリーフ機能を発揮し、背面側のシールポイントＰの位置が常に一定になってこのセルフリリーフ機能を安定させ、確実に異常昇圧を解消し、さらに、セルフリリーフの方向性も容易に制御可能になる。

　高圧流体によりボールシート１５が膨張して体積が増加する場合にも、この体積増加分をクリアランスＣＬ内で緩和して、ボールシート１５の抜け出しやボール１２側へ膨出によるシール面２５の摩耗を回避できる。

　この場合、流体圧の背圧作用によるボールシート１５の飛び出しは、ねじ山のせん断強度とボールシート背圧との関係で制御可能であり、すなわち、材料強度と背面側の圧力作用面積との関係を調整しながらボールシート１５を形成すれば、確実に飛び出しを防止できる。

　図８においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第２実施形態を示している。なお、この実施形態以降において上記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。

　ここで、図８に示すように、ボールシート１５がボール１２に押圧されたときには、この押圧によりボールシート１５の特にシール面側には、矢印に示すようなボール１２の球面に沿って拡径方向に変形する力が加わる。すると、ボールシート１５とボール１２とのシール位置がずれるおそれがある。
　また、ボールシート１５が拡径し、シートリテーナ１４の装着溝３２に設けられためねじ部３３に過度に押圧されると、ボールシート１５が損傷するおそれがある。このようなボールシート１５の拡径現象は、図７に示すようなバルブ本体１０の微開状態において、ボール１２とボールシート１５との狭小な空間に、流れの速い流体が浸入したときにより顕著となる。

　これらを防ぐため、この実施形態では、めねじ部３３のねじ山３３ａ先端側を切り欠き、ボールシート１５の外周と平行な面３３ｂを設けたものである。これにより、ねじ山３３ａとボールシート１５との当接部位における応力集中を緩和し、ボールシート１５の損傷を防ぐことができる。
　また、平行面３３ｂの内径を、ボールシート１５の外径に近い寸法に設定することにより、ボールシート１５の拡径を抑制し、ボールシート１５とボール１２とのシール位置のずれを低減することができる。

　図９においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第３実施形態を示している。この実施形態では、ボールシート１５の背面１５ａ側に、内径に向かって傾斜させた傾斜面１５ｂを形成することにより、この傾斜面１５ｂの最も内径に近い位置のシールポイントＰでボールシート１５の背面１５ａとシートリテーナ１４の装着溝３２との間のシールをおこなうようにしている。これにより、図１に示す全開状態、あるいは図３に示す全閉状態において、ボールシート１５の背面１５ａには、流路２３からの流体圧が浸入しないようにしている。

　また、前述した図８において、ボールシート１５の背面１５ａを、シートリテーナ１４の装着溝３２の底面と並行で図１の流路中心軸Ｏと直交する面としつつ、最も内径に近い位置のシールポイントＰに環状突部４５を設けるようにしてもよい。この場合、ボールシート１５の背面１５ａの最内径側のこの環状突部４５により、シートリテーナ１４の装着溝３２との間をシールできる。

　図１０においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第４実施形態におけるシートリテーナ、ボールシートを示している。この実施形態では、図１０（ａ）に示すように、シートリテーナ１４において装着溝の内周に設けるめねじ部に代え、円周方向に２～４ヶ所の切り欠き部５０を有する環状縁部５１を設け、一方、ボールシート１５の外周に設けるおねじ部に代え、円周方向に上記切り欠き部５０に対応する２～４ヶ所の環状突部５２を設けたものである。

　ボールシート１５をシートリテーナ１４に装着する際には、図１０（ｂ）に示すように環状突部５２を切り欠き部５０の位置に合わせた状態でボールシート１５をシートリテーナ１４に装入し、次いで、図１０（ｃ）に示した環状突部５２が環状縁部５１に対向する位置になるまで、ボールシート１５をシートリテーナ１４に対して図１０（ｂ）の矢印の方向に回転させるようにする。これにより、図１０（ｃ）において環状縁部５１に環状突部５２が係合し、この回転係合によりボールシート１５をフリーな状態、すなわち装着溝３２に対して可動する状態で装着しつつ、その脱落を防止することができる。

　図１１においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第５実施形態を示している。
　この実施形態では、ボールシート１５の装着溝３２側にはＡ部が環状に突出形成され、このＡ部は、装着溝３２に当接して背面シール可能であり、支点位置となるように設けられている。ボールシート１５は、装着溝３２から飛び出し防止され、かつ、支点位置Ａ部を中心にボール１２側が開口する方向に弾性変形可能な状態で、図１２のバルブ本体１０の流路軸芯（流路中心軸）Ｏの方向に移動可能なフリーな状態で装着されている。

　この場合、Ａ部の内径寸法Ｌ１は、ボールシート１５のシール部位であるシール面２５よりも内径寄りに設けられ、このようにＡ部が環状に突設形成されていることにより、ボールシート１５と装着溝３２の有底穴３４との間には間隙Ｈが形成される。ボールシート１５は、高圧時においてＡ部を支点として開くように弾性変形して、シール面２５を外径より内径側に向けてボール１２に少なくとも面接触状態にシールするように設けられる。その際、間隙Ｈを設けていることで、この間隙Ｈもボールシート１５が開くように弾性変形するときの回転作用に寄与している。

　シール面２５は、ボール１２外周に面接触可能な球状面である球面部により形成され、シール面２５の流路２３方向における一次側に封止部Ｃ、二次側に封止部Ｂが形成され、低圧時において封止部Ｂがボール１２に線接触可能に設けられている。

　支点位置であるＡ部と、シール面２５である封止部Ｂ及び封止部Ｃの位置関係は、封止部Ｂの内径寸法をＬ２、封止部Ｃの内径寸法をＬ３としたときに、Ａ部、封止部Ｂ、封止部Ｃの内径寸法に対してＡ＜Ｃ＜Ｂとなるように、内径寸法Ｌ１＜内径寸法Ｌ３＜内径寸法Ｌ２となるように設けられる。

　さらに、ボールシート１５が装着溝３２に装着された組立初期、及び流体圧が低圧であるときには、シール面２５の封止部Ｃから封止部Ｂまでの内径φＤＳがボール１２の球径φＤＢと異なり、これらが異径寸法になるように形成される。本実施形態においては、内径φＤＳがボール球径φＤＢよりも縮径した形状、すなわち、シール部内径φＤＳ＜ボール球径φＤＢの関係になるように形成されている。これらの内径φＤＳの中心Ｑ１、ボール球径φＤＢの中心Ｑ２は、図１２に示すように、何れもバルブ本体１０の流路中心軸Ｏ上に配置されている。

　これらによって、組立初期及び流体圧力が低圧の場合、封止部Ｂのボール１２への接触が線接触状態に保持され、かつ封止部Ｃがボール面１６に非接触状態となる。

　装着溝３２の内周面３２ａとボールシート１５のシール面側の外周面１５ｂとの間には、所定のクリアランスＣＬが設けられ、高圧時にはこのクリアランスＣＬ側にボールシート１５が開くようにすると共に、開き過ぎが抑制されるようになっている。

　ボールシート外周面１５ｃには、装着溝３２の奥側に、突起状の係合部６０がボールシート１５の装着方向の厚さに対して略半分程度の長さに形成される。一方、シートリテーナ１４の装着溝３２には、突起状の係止部６１が開口側から装着溝３２の長さの略半分程度まで形成される。少なくとも係止部６１の内周面３２ａと、ボールシート１５の係合部６０よりもボール１２側の外周面１５ｃ側との間に、上記のクリアランスＣＬが設けられる。

　シートリテーナ１４の係止部６１の奥側には、係合部６０の外径よりも大径の有底穴３４が設けられ、この有底穴３４の深さは係合部６０の長さよりも大きく形成され、有底穴６０の内径は係合部６０の外径よりもやや大きく形成される。

　シートリテーナ１４には、係合部３２が有底穴３４に収容された状態でボールシート１５が装着溝２６に装着される。ボールシート１５の装着後には、係合部６０の後端側と係止部６１の後端側とが係合部６０の装入方向に係止可能に対向することで、ボールシート１５の装着溝３２からの飛び出しが防止されつつ、ボールシート１５がフリーな状態となる。

　ボールシート１５のシートリテーナ１４への装着後には、ボールシート１５の内周面２７側と外周側（係合部６０側）との間にキャビティ３５とボール１２の上流側とを連通する連通部４０が設けられる。これにより、全閉時または全開時のバルブ本体１０のキャビティ３５内の異常昇圧による余剰の圧力が生じた際、すなわち流路２３内の流体圧を超えてキャビティ３５内に高圧が生じた際には、この高圧を利用した自緊力でシートリテーナ１４がボール１２とは反対方向に移動され、かつ、装着溝３２内のボールシート１５の裏面１５ａ側に流入した前記の余剰の圧力でこのボールシート１５がボール１２側に押し出され、このとき連通部４０を介してキャビティ３５内の異常昇圧による余剰の圧力が流路２３内にリリーフされるようになっている。

　この実施形態におけるトラニオン型ボールバルブは、８インチ以上の大口径である場合に好適であり、本実施形態では、例えば、クラス６００のサイズ１２Ｂのバルブ本体１０の場合、ボールシート材質：ＰＴＦＥ、ボール球径：φ４６０ｍｍ、シール部の内径φＤＳがボール球径φＤＢに対して３％から５％程度縮径し、封止部Ｃの内径（内径寸法Ｌ３）と支点位置であるＡ部の内径（内径寸法Ｌ１）との寸法差：２ｍｍ以下（半径方向において１ｍｍ以下）、封止部Ｂの内径（内径寸法Ｌ２）と封止部Ｃの内径（内径寸法Ｌ３）との寸法差：２ｍｍ以上（半径方向において１ｍｍ以上）とすればよい。この場合、高圧負荷時のボールシート１５のボール１２側への開口する弾性変形を１°程度拡径すると想定するものとする。

　なお、ボールシート１５のシール面２５は、ボール１２へのシール付近に設けられ、流体圧の高さに応じてボール１２に線接触ないし面接触してシール可能であれば球面部以外の形状であってもよく、例えばテーパ状や円弧面状に形成されていてもよい。

　シートリテーナ１４にボールシート１５を装着する場合には、係止部６１に対して係合部６０を押し込むようにボールシート１５を装着溝３２方向に開口側から装入するようにする。係合部６０が有底穴３４に達したときにボールシート１５の装着が完了し、ボールシート１５がシートリテーナ１４に対して抜け止めされ、フリーな状態で装着される。このとき、前記したように有底穴３４の深さが係合部６０の長さよりも大きいことで、この係合部６０が係止部６１の領域を確実に超えて、係合部６０が有底穴３４に収容される。

　ボールシート１５の装入後には、装着溝３２との間にクリアランスＣＬが形成され、このクリアランスＣＬによりボールシート１５のボール１２側が支点位置となるＡ部を中心に開口する方向に弾性変形可能になる。
　係合部６０と係止部６１との間の図１１に示すように装入方向（図１の流路の軸芯Ｏの方向）には、空間Ｕが設けられる。有底穴３４の内径が係合部６０の外径よりもやや大きく設けられていることで、これらの間には径方向の隙間Ｇも設けられる。この隙間Ｇにより、ボールシート１５がシートリテーナ１４の空間Ｕの範囲において、摺動抵抗の少ない状態で進退可能となる。

　クリアランスＣＬ、空間Ｕ、隙間Ｇの大きさなどの寸法設定は、組立て時の環境温度や、組立場所の違いによる寒暖差を考慮した上で設定される。本実施形態の場合、夏季で最高４０℃、冬季で最低１０℃の組立て温度に対応できるように設けられている。

　バルブ本体１０において、流路２３の上流側の流体圧が低圧である場合には、図１１に示すように、ボールシート１５のＡ部が装着溝３２の底面側に当接した状態で封止部Ｂがボール１２に線接触してシールした状態を保つ。この線接触によるシールは面接触のシールに比較してシール力は低下するが、流体が低圧であるためにボールシート材質の降伏点まで到達しないことにより、シール性能を損なう摩耗が生じることがなく、この低圧時の漏れを確実に防止する。

　高圧の流体圧が加わる場合には、シートリテーナ１４にはコイルばね４１の弾発力に加え、高圧の流体圧を利用した力が加わるため、ボールシート１５は更にボール１２側に押され、図１３に示すように流体圧の高さに応じてボールシート１５がＡ部を中心にボール１２側が開口する方向に弾性変形し、シール面２５を外径側より内径側に向けてボール１２に対して少なくとも面接触状態にシールすることにより、高圧の流体を確実に封止できる。

　この場合、図１１において、支点位置であるＡ部とシール部位である封止部Ｂ及び封止部Ｃの位置関係を、内径寸法に対してＡ＜Ｃ＜Ｂとしており、Ａ部よりも外径側に封止部Ｂが位置していることで、図１３の回転作用において封止部Ｂ側が確実にボール１２から離れる方向に移動するように左回転し、この回転によりそれまでボール１２から離間していた封止部Ｃ側がボール１２に確実に面接触する。

　装着溝３２とボールシート１５との間に所定のクリアランスＣＬを設けていることにより、シール面２５側が開口方向に変形する際の動作が阻害されることが防がれ、且つ、ボールシート１５の外周面１５ａが装着溝３２の内周面３２ａに接触することにより、ボールシート１５の開き過ぎを抑制してボール１２へのシール状態を確保できる。

　以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

Claims

　ボデー内に設けた貫通孔を有するボールの一方又は双方にボールシートを装着したシートリテーナを配設し、前記ボールをステムを介して回動可能に設け、前記ボールシートは、前記シートリテーナに形成した装着溝内に飛び出しを防止し、かつフリーな状態で装着したボールバルブにおいて、全閉時または全開時のキャビティ内の異常昇圧による余剰の圧力をこの圧力を利用した自緊力で前記シートリテーナをボールとは反対方向に移動させ、かつ、装着溝内のボールシートの裏面側に流入した前記余剰の圧力でボールシートをボール側に押し出してボールシートの内周面と装着溝との間に設けた連通部を介して流路内にリリーフするようにしたことを特徴とするトラニオン型ボールバルブ。
　前記装着溝の内周の開口側に設けた係合部に前記ボールシートの外周装着側に設けた係止部を装入方向に係止可能に対向させて前記シートリテーナの装着溝からの前記ボールシートの飛び出しを防止し、前記ボールシートを前記装着溝にフリーな状態で装着した請求項１に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記装着溝内周に設けためねじ部を係合部とし、このめねじ部に前記ボールシートのおねじ部を係止部として螺合し、前記おねじ部の後端側と前記めねじ部の後端側とを係止可能に設けて前記ボールシートの飛び出しを防止した請求項２に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記めねじ部内端のねじ山と前記おねじ部外端のねじ山とを係止させて前記ボールシートの飛び出しを防止した請求項３に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記ボールシートの内周面、または、この内周面に対向するシートリテーナの装着溝に、前記連通部を構成する少なくとも一つのリリーフ溝を形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記ボールシートの背面シールの支点位置であるＡ部の内径寸法を前記ボールシートのシール部位よりも内径寄りに設け、高圧時におけるボールシートがＡ部を支点として開くように弾性変形して前記シール部位を外径側より内径側に向けて少なくとも面接触状態にシールするようにした請求項１に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記支点位置であるＡ部と前記シール部位である封止部Ｂ及び封止部Ｃの位置関係を、内径寸法に対してＡ＜Ｃ＜Ｂとした請求項６に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　請求項７において、組立初期及び流体圧力が低圧の場合、前記封止部Ｂが線接触状態を保持し、かつ前記封止部Ｃがボール面に非接触状態としたトラニオン型ボールバルブ。
　前記ボールシートのシール部位を球状面に形成し、この球状面は、その中心を前記ボールの中心と同様に前記ボデー内の流路軸芯上に配置すると共に、その内径を前記ボールの球形よりも縮径して形成した請求項６乃至８の何れか１項に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記装着溝の内周面と前記ボールシートのシール面側の外周面との間に所定のクリアランスを設け、高圧時にボールシートが開くようにすると共に、開き過ぎを抑制するようにした請求項６に記載のトラニオン型ボールバルブ。
　前記装着溝に形成した係止部内周面と前記ボールシートの外周面側との間にクリアランスを設けた請求項１０に記載のトラニオン型ボールバルブ。