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発明の名称 ボールバルブ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−90857(P2001−90857A)
公開日 平成13年4月3日(2001.4.3)
出願番号 特願平11−271043
出願日 平成11年9月24日(1999.9.24)
代理人
発明者 武田 慎次
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】バルブ本体内に流路を開閉可能とするボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートの少なくとも一方が、バルブ本体の内周面に設けられた雌ねじに、その外周面に設けられた雄ねじが螺合されたボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、前記バルブ本体の雌ねじは、ボール押えが挿入される奥側の内周面に、この内周面よりも内方に突出して設けられ、この雌ねじはその周方向の一部が流路の軸方向に切り欠かれて不連続ねじとされ、一方、ボール押えの雄ねじは挿入される奥側の外周面に設けられるとともに、この雄ねじよりもバルブ本体の開口端側に位置するボール押えの外周面に環状溝が設けられ、この環状溝にOリングが装着され、ボールシートに当接しないボールの外周面の一部が切り欠かれ、この切り欠かれた部分のボールの外径が、ボールを流路が閉となる方向に向けた状態において、バルブ本体の雌ねじ山部の内径以下とされ、かつ、ボールの最大外径が雌ねじが設けられていない部分のバルブ本体の内径以下とされていることを特徴とするボールバルブ。
【請求項2】ボールの反対側に位置するボール押えの端面の少なくとも2箇所に、回転治具の先端が係止される窪みが設けられている請求項1記載のボールバルブ。
【請求項3】ボールの反対側に位置するボール押えの端面に、Oリング装着用の環状溝が設けられ、この環状溝よりも内側あるいは外側に、回転治具の先端が係止される窪みが設けられている請求項2記載のボールバルブ。
【請求項4】流入側および流出側となるバルブ本体の両内周面に雌ねじが設けられている請求項1記載のボールバルブ。
【請求項5】流入側となるバルブ本体の内周面にのみ雌ねじが設けられている請求項1記載のボールバルブ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボールバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のボールバルブとして、円筒状のバルブ本体内に流路を開閉可能なボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートがボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされた所謂ユニオンタイプのボールバルブがある。このボールバルブは接続スリーブをバルブ本体に接続することにより、ボール押えが接続スリーブで押されてボールに向けて押圧されるようになっている。たとえば、ユニオンナットによりバルブ本体に接続される接続スリーブによりボール押えが押圧され、ユニオンナットの締め具合を調整することによりボールとボールシートとの当接圧力が調整されるようになされ、ボールシートが摩耗して流体の漏れを生じたときにはユニオンナットを増締めして漏れを防止できる機構となっている。
【0003】この種のボールバルブの最大の欠点はボールが流路を閉じた状態であって、かつボールの片側に流体圧力を保った状態で、反対側のユニオンナットおよび接続スリーブを取り外すことができないことである。すなわち、接続スリーブに接続されたパイプの修理または交換を必要とするときなどには、ユニオンナットをゆるめて接続スリーブを取り外さなければならないが、接続スリーブを取り外すと、圧力によってボールおよびボール押えがバルブ本体から飛び出し、危険を伴うものであった。
【0004】この欠点を解消したボールバルブとして、特公平1−55832号公報には、ボールの流路孔の部分が球面よりへこむのを利用して、スピンドルとボールとの嵌合組立が可能なようにバルブ本体の内周部分に一対の突条を設け,この突条にボール押えに設けた係合溝を係合させることによって、ボール押えの飛び出しを防止したものが開示されている。
【0005】また、上記欠点を解消したボールバルブとして、特開昭57−37160号公報や実開昭57−105474号公報において、バルブ本体の開口端部の内周面に雌ねじを設け、一方、ボール押えの接続スリーブ側の外周面に雄ねじを設け、ボール押えの雄ねじをバルブ本体の雌ねじに螺合させることによって、ボール押えの飛び出しを防止したものが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特公平1−55832号公報に開示のボールバルブでも、突条と係合溝との係合に多少の遊びを設けることで、ユニオンナットを増し締めして、接続スリーブの鍔部を介してボール押えをボール側に摺動させ、ボールとボールシートとの当接圧力を上げて止水性を確保することは可能である。
【0007】しかしながら、ユニオンナットの増し締めは人為的作業であるため、たとえば現場でユニオンナットを緩めて接続スリーブを外し、この接続スリーブに接続されたパイプの補修や交換などを行ったのち、ボールバルブを再度組み立てる際に、ボールとボールシートとの当接圧力を調整することは困難であった。組み立てを行う際に、たとえばユニオンナットを締め込み過ぎた場合、ボールとボールシートとの当接圧力が上がり過ぎて、ボールの開閉が困難となる問題があった。
【0008】一方、上記特開昭57−37160号公報や実開昭57−105474号公報に開示のボールバルブでは、バルブ本体内へのボールの挿入性を考慮して、雌ねじをバルブ本体の開口端部の内周壁に設けているので、この雌ねじが存在していることによって、バルブ本体の強度が実質的に低下するという問題があった。
【0009】本発明の目的は、バルブ本体の内周面にねじ部が存在するにもかかわらず、バルブ本体の強度低下が生じず、しかも、バルブ本体の流路内にボールを挿入して配置でき、バルブ本体からのボールおよびボール押えの飛び出しを防止することができるボールバルブを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明は、バルブ本体内に流路を開閉可能とするボールが配置され、このボールに流路両側よりボールシートが当接され、このボールシートの少なくとも一方が、バルブ本体の内周面に設けられた雌ねじに、その外周面に設けられた雄ねじが螺合されたボール押えによりボールに向けて押圧されるようになされたボールバルブにおいて、前記バルブ本体の雌ねじは、ボール押えが挿入される奥側の内周面に、この内周面よりも内方に突出して設けられ、この雌ねじはその周方向の一部が流路の軸方向に切り欠かれて不連続ねじとされ、一方、ボール押えの雄ねじは挿入される奥側の外周面に設けられるとともに、この雄ねじよりもバルブ本体の開口端側に位置するボール押えの外周面に環状溝が設けられ、この環状溝にOリングが装着され、ボールシートに当接しないボールの外周面の一部が切り欠かれ、この切り欠かれた部分のボールの外径が、ボールを流路が閉となる方向に向けた状態において、バルブ本体の雌ねじ山部の内径以下とされ、かつ、ボールの最大外径が雌ねじが設けられていない部分のバルブ本体の内径以下とされているものである。
【0011】請求項2記載の本発明は、請求項1記載のボールバルブにおいて、ボールの反対側に位置するボール押えの端面の少なくとも2箇所に、回転治具の先端が係止される窪みが設けられているものである。
【0012】請求項3記載の本発明は、請求項1記載のボールバルブにおいて、ボールの反対側に位置するボール押えの端面に、Oリング装着用の環状溝が設けられ、この環状溝よりも内側あるいは外側に、回転治具の先端が係止される窪みが設けられているものである。
【0013】請求項4記載の本発明は、請求項1記載のボールバルブにおいて、流入側および流出側となるバルブ本体の両内周面に雌ねじが設けられているものである。
【0014】請求項5記載の本発明は、請求項1記載のボールバルブにおいて、流入側となるバルブ本体の内周面にのみ雌ねじが設けられているものである。
【0015】(作用)請求項1記載の本発明においては、バルブ本体の内周面に、この内周面よりも突出して雌ねじが設けられ、この雌ねじはその周方向の一部が流路の軸方向に切り欠かれて不連続ねじとされ、一方、ボールシートに当接しないボールの外周面の一部が切り欠かれ、この切り欠かれた部分のボールの外径が、ボールを流路が閉となる方向に向けた状態において、バルブ本体の雌ねじ山部の内径以下とされ、かつ、ボールの最大外径が雌ねじが設けられていない部分のバルブ本体の内径以下とされているので、雌ねじがバルブ本体の内周面よりも内方に突出して設けられているにもかかわらず、ボールを流路が閉となる方向に向けた状態にして、バルブ本体の端部より挿入して配置することができる。
【0016】そして、ボール押えのボール側の外周面に設けられた雄ねじを、バルブ本体の雌ねじに螺合することで、ボールシートを介して、ボール押えにてボールを押圧することができる。
【0017】また、雌ねじがバルブ本体の内周面よりも突出して設けられているので、バルブ本体の壁部の厚みは薄くならず、バルブ本体の強度は低下しない。
【0018】さらに、雄ねじよりもバルブ本体の開口端側に位置するボール押えの外周面に設けられた環状溝にOリングが装着されているので、このOリングによって、ボール押えの外周面とバルブ本体の内周面との間の止水性は保持される。
【0019】請求項2記載の本発明においては、ボールの反対側に位置するボール押えの端面の2箇所に設けられた窪みに回転治具の先端を係止して、ボール押えを回転させることで、バルブ本体とボール押えの螺合作業を容易に行える。
【0020】請求項3記載の本発明においては、ボールの反対側に位置するボール押えの端面にOリング装着用の環状溝が設けられ、この環状溝よりも内側あるいは外側に回転治具の先端が係止される窪みが設けられているので、ボール押えの端面側における止水性はなんら影響を受けることがない。
【0021】請求項4記載の本発明においては、流入側および流出側となるバルブ本体の両内周面に雌ねじが設けられているので、ボールとボールシートとの当接圧力の調整を容易に行える。
【0022】請求項5記載の本発明においては、流入側となるバルブ本体の内周面にのみ雌ねじが設けられているので、バルブの組立て作業が簡単になる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明のボールバルブVの第1実施例を示す縦断面図、図2は図1におけるバルブ本体を示す半断面図、図3は図2対応の右側面図である。ボールバルブVは硬質塩化ビニル樹脂製のものである。
【0024】図において、1はバルブ本体で、バルブ本体1内にボール2が挿入され、バルブ本体1の壁面を貫通するスピンドル3がボール2の凹溝21と嵌り合っている。このボール2の両側にはボールシート4が当てがわれ、ボール押え5が挿入保持されている。ボールシート4はボール押え5に嵌め込まれて支持されている。そして、バルブ本体1の端部外周の雄ねじ11にユニオンナット7が螺合され、このユニオンナット7で接続スリーブ6をボール押え5に向けて押圧して管と接続するようになっている。8はハンドルであり、スピンドル3の上端部に装着されている。
【0025】そして、本発明において、ボール押え5のバルブ本体1への係合保持はバルブ本体1の内周面に設けられた雌ねじ12と、ボール押え5の外周面に設けられた雄ねじ51との螺合によりなされる。
【0026】バルブ本体1のボール押え5が挿入される両端部の奥部内周面には雌ねじ12、12が設けられている。この雌ねじ12、12はその周方向の4箇所が流路の軸心方向に切り欠かれて不連続ねじとされている。すなわち、図2および図3に示すように、スピンドル3が挿入される貫通孔10の中心軸から左右に約34〜53度の範囲内に位置する4箇所のねじ部が流路の軸心方向に切り欠かれて切欠部13とされている。
【0027】図4はボール2を示すものであり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は底面図である。図5はボール2の断面を示すものであり、(a)は図4(b)のA−A断面図、(b)は図4(a)のB−B断面図である。
【0028】図4および図5に示すように、ボールシート4に当接しないボール2の外周面の一部は切り欠かれ、この切欠部22,23のボール2の外径D2が、ボール2を流路が閉となる方向に向けた状態(図6を参照)において、バルブ本体1の雌ねじ12の山部の内径d2よりも少し小さくなるようにされ、かつ、ボール2の最大外径D1が雌ねじ12が設けられていない部分のバルブ本体1の内径d1よりも少し小さくなるようにされている。
【0029】このように、ボール2の外周面の切欠部22,23がボールシート4の最大外径部よりも外方に位置しているので、この切欠部22,23が存在していても、ボール2とボールシート4との当接面での止水性には全く影響は生じない。
【0030】図7に示すように、ボール押え5の外周面には一端側より雄ねじ51と、Oリング521が装着される環状溝52が設けられている。また、雄ねじ51の反対側に位置する端面にはOリング531が装着される環状溝53が設けられている。この環状溝53よりも外方に位置する端面の対向する2箇所には小さな窪み55,55が設けられている。この窪み54はボール押え5の雄ねじ51をバルブ本体1の雌ねじ12に螺合させる際に、回転治具(図示せず)の先端を係止させてボール押え5を廻すためのものである。
【0031】なお、窪み55は少なくとも2箇所に設けられておればよい。また、窪み55はOリング531のシール性を損なわない位置に設けられておればよく、環状溝53の位置によっては、環状溝53の内方に位置する端面に設けてもよい。
【0032】そして、雄ねじ51側のボール押え5の内面にはボールシート4を嵌め込み支持する環状の係止溝54が設けられている。
【0033】これらの環状溝52,53にはOリング521,531が装着されており、ボール押え5とバルブ本体1の内周面および接続スリーブ6との間からの漏れが防止されるようになっている。また、係止溝54にはOリング541を介してボールシート4が装着されている。
【0034】そして、上記構造のボールバルブVを組立てるには、バルブ本体1に貫通孔10を通じてスピンドル3を嵌挿し、その下端部をバルブ本体1内方に突出させておき、一方、ボール2を流路孔20が閉の状態となる方向に向けてバルブ本体1の端部より挿入してスピンドル3の下端部と嵌合する。
【0035】この際、上記図4および図5にて示したように、ボールシート4に当接しないボール2の外周面の一部は切り欠かれ、この切欠部22,23のボール2の外径D2が、ボール2を流路が閉となる方向に向けた状態において、バルブ本体1の雌ねじ12の山部の内径d2よりも小径とされ、かつ、ボール2の最大外径D1が切欠部13に対応するバルブ本体1の内径d1よりも小径とされているので、図6に示すように、バルブ本体1の内周面に雌ねじ12が存在しているにもかかわらず、バルブ本体1の開口端側からバルブ本体1内にボール2を挿入することができる。
【0036】つぎに、先端内部にOリング541およびボールシート4を、環状溝52にOリング521をそれぞれ装着したボール押え5をそのボールシート4を装着した側を前方にしてバルブ本体1内に挿入し、このボール押え5を回転治具にて周方向に回して、ボール押え5の雄ねじ51をバルブ本体1の雌ねじ12に螺合させてねじ込み、ボール押え5の係止溝54に装着されたボールシート4にて、ボール2とボールシート4との当接面の面圧が所定の押圧力となるようにする。
【0037】そして、ボール押え5の端面の環状溝53にOリング531を装着して接続スリーブ6を当てがい、ユニオンナット7をバルブ本体1の端部外周の雄ねじ11に螺合して接続スリーブ6をボール押え5に向けて押圧し、スピンドル3の上端部にハンドル8を嵌め込んで、バルブVの組立てを完了する。
【0038】この第1実施例のボールバルブでは、切欠部22,23のボール2の外径D2がバルブ本体1の雌ねじ12の山部の内径d2よりも小径とされ、また、ボール2の最大外径D1が切欠部13に対応するバルブ本体1の内径d1よりも小径とされているので、バルブ本体1の内周面に雌ねじ12が存在していても、バルブ本体1の開口端側からバルブ本体1内にボール2を挿入することができる。
【0039】そして、雌ねじ12はバルブ本体1の内周面から内方に突出して設けられているので、バルブ本体1の壁部厚みが薄くならず、このため、バルブ本体1の強度低下が生じることはない。
【0040】また、ボール2の外周面に設けられた切欠部22,23がボールシート4の最大外径部よりも外方に位置しているので、この切欠部22,23の存在は、ボール2とボールシート4との当接面での止水性に全く影響を与えない。
【0041】図8は本発明のボールバルブの第2実施例を示す半断面図、図9は図8におけるバルブ本体を示す断面図、図10は図8のボールバルブVの組立て状態を示す右側面図、図11は流路を閉じた状態の図8対応のボールバルブを示す半断面図である。
【0042】この第2実施例のボールバルブV1は、上記第1実施例のボールバルブVにおけるバルブ本体の一端部を、図9に示すように、ボール押え5に対応する部分をバルブ本体と一体化させた以外は、基本的には第1実施例のボールバルブと同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【0043】すなわち、この第2実施例の場合、図9に示すように、管路内に配管接続する際に、流入側となるバルブ本体1Aの内周面にのみ雌ねじ12が設けられている。そして、図9におけるバルブ本体1Aの左側端部の内周面に設けられた係止溝54AにOリング541およびボールシート4が装着され、このバルブ本体1A内に右側開口端側からボール2が挿入され、バルブ本体1の壁面を貫通するスピンドル3がボール2の凹溝21と嵌合され、このボール2の右側に、その係止溝54にボールシート4が挿入されたボール押え5が挿入保持されている。そして、バルブ本体1の端部外周の雄ねじ11にユニオンナット7が螺合され、このユニオンナット7で接続スリーブ6をボール押え5に向けて押圧して管と接続するようになっている。
【0044】この第2実施例の場合も、切欠部22,23のボール2の外径D2がバルブ本体1Aの雌ねじ12の山部の内径d2よりも小径とされ、また、ボール2の最大外径D1が切欠部13に対応するバルブ本体1Aの内径d1よりも小径とされているので、バルブ本体1Aの内周面に雌ねじ12が存在していても、図10に示すように、バルブ本体1Aの開口端側からバルブ本体1A内にボール2を挿入することができる。
【0045】また、バルブ本体1Aが片キャリア型のものであるので、ボールバルブの組立て作業が簡単になる。
【0046】上記実施例では、ボールバルブを樹脂製のものとしたが、金属製のものであってもよい。
【0047】
【発明の効果】請求項1ないし5記載の本発明のボールバルブでは、バルブ本体の内周面に、この内周面よりも突出して雌ねじが設けられ、この雌ねじはその周方向の一部が流路の軸方向に切り欠かれて不連続ねじとされ、一方、ボールシートに当接しないボールの外周面の一部が切り欠かれ、この切り欠かれた部分のボールの外径が、ボールを流路が閉となる方向に向けた状態において、バルブ本体の雌ねじ山部の内径以下とされ、かつ、ボールの最大外径が雌ねじが設けられていない部分のバルブ本体の内径以下とされているので、雌ねじがバルブ本体の内周面よりも内方に突出して設けられているにもかかわらず、ボールを流路が閉となる方向に向けた状態にして、バルブ本体の端部より挿入して配置することができる。
【0048】そして、ボール押えのボール側の外周面に設けられた雄ねじを、バルブ本体の雌ねじに螺合することで、ボールシートを介して、ボール押えにてボールを押圧することができる。
【0049】また、雌ねじがバルブ本体の内周面よりも突出して設けられているので、バルブ本体の壁部の厚みは薄くならず、バルブ本体の強度は低下しない。
【0050】さらに、雄ねじよりもバルブ本体の開口端側に位置するボール押えの外周面に位置するボール押えの外周面に設けられた環状溝にOリングが装着されているので、このOリングによって、ボール押えの外周面とバルブ本体の内周面との間の止水性は保持される。
【0051】請求項2記載の本発明においては、ボールの反対側に位置するボール押えの端面に設けられた窪みに回転治具の先端を係止して、ボール押えを回転させることで、バルブ本体とボール押えの螺合作業を容易に行える。
【0052】請求項3記載の本発明においては、ボールの反対側に位置するボール押えの端面にOリング装着用の環状溝が設けられ、この環状溝よりも内側あるいは外側に回転治具の先端が係止される窪みが設けられているので、ボール押えの端面側における止水性はなんら影響を受けることがない。
【0053】請求項4記載の本発明においては、流入側および流出側となるバルブ本体の両内周面に雌ねじが設けられているので、ボールとボールシートとの当接圧力の調整を容易に行える。
【0054】請求項5記載の本発明においては、流入側となるバルブ本体の内周面にのみ雌ねじが設けられているので、バルブの組立て作業が簡単になる。




 

 


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