(57)【要約】【課題】  流体の流動方向の負荷が作用しても気密性を維持することができる樹脂製ボール弁を提供する。【解決手段】  弁体３を収容するセンターケース２１とセンターケース２１の両端に固着されるサイドケース２２ａ、２２ｂの内面に装着されかつシートリング４ａ、４ｂが固着されたインナーケース２３ａ、２３ｂを有する熱可塑性樹脂からなる弁箱２と、弁体３を駆動する弁棒５を有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体を収容するセンターケースと前記センターケースの両端に固着されるサイドケースと前記サイドケースの内面に嵌装されかつ前記弁体が着座するシートリングが内装されたインナーケースを有する熱可塑性樹脂からなる弁箱と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁棒の回転範囲を規制する規制手段を有することを特徴とする樹脂製ボール弁。
【請求項２】
前記規制手段は、前記弁棒の外周に固着された係止ピンと前記センターケースに固着され、前記係止ピンの回転範囲を規制する剛性の大なる材料からなる係止片を含む係止部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂製ボール弁。
【請求項３】
前記係止ピンは、前記弁棒の外周に対称位置に固着された一対の金属製ピンであることを特徴とする請求項２に記載の樹脂製ボール弁。
【請求項４】
前記弁箱はオレフィン系樹脂で形成され、かつ前記弁体はエンジニアリングプラスチックで形成されるとともに、前記シートリングは合成ゴムまたはフッ素樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製ボール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、各種ガス配管などに使用される、少なくとも弁箱が熱可塑性樹脂で形成された樹脂製ボール弁に関する。
【背景技術】
【０００２】  ガス配管の分野では、耐震性の点からポリエチレンに代表される樹脂管が埋設配管に多用されている。埋設配管の途中には、ガスの流量を制御するために、球状の弁体とシートリングを収容し両端側が開口した熱可塑性樹脂からなる弁箱と、弁体を回転させる弁棒と、弁箱の上部に装着されたフタを備えたボール弁が設けられている（例えば特許文献1〜３参照）。特許文献１には、樹脂製弁体、樹脂製ステム、樹脂製シートリング、樹脂製内側ボディ、樹脂製ボディキャップを含むバルブ本体要部を仮組付けし、それを金型内にインサートし、次いで樹脂材料を射出成形することにより、内側ボディとボディキャップをフレームで被覆することにより、バルブ本体を組み立てることが記載されている。特許文献２には、弁体とはシートシールで、弁棒とはステムシールでシールして密閉形に組立てた弁箱インナー本体の外側に合成樹脂の弁箱アウター本体を一体的に成形して弁箱を構成し、弁箱の両端に形成されたソケットの内周部に電熱線を埋設し、これに通電して挿入した合成樹脂パイプを融着するようにした合成樹脂製バルブが記載されている。特許文献３には、ボデーとキャップを加熱圧着して本体を構成し、ボデーとキャップには、加熱圧着する接合面と両者を嵌合する嵌合部とこの嵌合部の先端位置で、かつ加熱圧着に影響を与えない位置に当接する面を設けた樹脂製バルブが記載されている。【０００３】  しかしながら特許文献１乃至３に記載されたボール弁には、次のような問題がある。特許文献１に記載されたボール弁は、金型内においてバルブ部材の成形と同時にバルブ本体の組立も完成させてしまうことができるが、大型の射出成形用金型を必要とするので、実用性の点で難点がある。特許文献２に記載されたボール弁は、弁箱インナー本体に適宜内圧を加えて、シートシール及びシステムシールのシール性を確かめることができ、不良であれば再調整できるという利点を有するが、弁箱のインナー本体はその外周面に弁箱アウター本体が成形時に組合って強固に接着するための凹型の溝あるいは凸形の突条を設けるので、複雑な形状となる、また弁箱の両端に形成されたソケットの内周部に電熱線を埋設するので、弁箱の組立工数が大になるという難点がある。特許文献３に記載されたボール弁によれば、加熱圧着に際し、充分な接合強度と寸法精度を維持することができるが、ボデーとキャップが複雑な形状となるという問題がある。【０００４】  上記の樹脂製ボール弁を改良したものとして、現在は、例えば図４〜図６に示すボール弁が実用に供されている。図４は現用のボール弁の縦断面図、図５は図４の一部を拡大した正面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。ボール弁１１は、樹脂管１０ａ、１０ｂの間に接続され、弁体３を収容するセンターケース２１とその両端に熱融着により固着されたサイドケース２２ａ、２２ｂからなる弁箱２０と、サイドケース２２ａ、２２ｂの内周に装着されたシートリング４ａ、４ｂと、センターケース２１の内面に軸支されるピン３１が下部に固着された弁体３と、弁体３を駆動する弁棒５と、弁棒５の回転範囲を規制するストッパー部６と、センターケース２１に固着され、弁棒５の上端部が嵌装されるインナーキャップ７１が内蔵さ��たキャップ７を有する。弁棒５の内周面とセンターケース２１の外周面とは、複数（図４では３個）のＯリング８でシールされている。キャップ７の開口側内周面とセンターケース２１の外周面との間は、複数（図では２個）のＯリング７２でシールされている。ストッパー部６０は、弁棒５の外周面から半径方向に突出する一対の金属製の係止ピン６１ａ、６１ｂと、センターケース２１の上端部を約１／４円周ずつ切欠いて形成された一対の突起部２１１ａ、２１１ｂとで構成されている。【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−８５８２号公報（第２頁、図１、図２、図３）
【特許文献１】特開平１０−３８１１６号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】特開平１０−２０５６３７号公報（第３頁、図１、図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上記の樹脂製ボール弁によれば、弁体の開閉操作が容易で、しかも小さなトルクで急速な開閉が行えるという利点を有するが、次の点で改善が望まれる。すなわち、このような樹脂製ボール弁１１においては、弁箱２０が熱可塑性樹脂で形成されており、しかもサイドケース２２ａ、２２ｂには樹脂管１０ａ、１０ｂが接続されているので、図４に矢印Ｆで示す流体の流動方向に負荷（例えば引張り荷重、曲げ荷重）が加わると、その負荷は樹脂管１０ａ、１０ｂからサイドケース２２ａ、２２ｂに伝達される。したがって、サイドケース２２ａ、２２ｂが変形して、弁体３とシートリング４とが固着するあるいは両者間に隙間が生ずるといった現象が発生し、気密性が低下して、閉弁時に流体が漏れるという問題が生ずる。【０００７】  また、上記の樹脂製ボール弁１には、次のような別の問題が生ずる。すなわちキャップ７の回転により、弁棒５が回転し、弁棒５はその外周から突出する金属製の係止ピン６１、６２が突起部２１１ａ、２１１ｂに当接する位置で停止することにより、弁体３の開度（全開又は全閉における停止位置）が定まる。ここで、突起部２１１ａ、２１１ｂは熱可塑性樹脂で形成されているので、周囲温度が上昇した場合には、樹脂強度が低下する（軟化する）ため、係止ピン６１、６２の押圧力を受けて突起部２１１ａ、２１１ｂが変形し、所定の開度を維持できないことがある。【０００８】  従って本発明の目的は、上記の問題点を解消して、流体の流動方向に負荷が作用しても気密性を維持できる樹脂製ボール弁を提供することである。【０００９】  本発明の他の目的は、上記の問題点を解消して、周囲温度が上昇しても正常な開度を維持できる樹脂製ボール弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記目的を達成するために、本発明の樹脂製ボール弁は、弁体を収容するセンターケースと前記センターケースの両端に固着されるサイドケースと前記サイドケースの内面に装着されかつ前記弁体が着座するシートリングが内装されたインナーケースを有する熱可塑性樹脂からなる弁箱と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁棒の回転範囲を規制する規制手段を有することを特徴とするものである。【００１１】  上記他の目的を達成するために、本発明において、前記規制手段は、前記弁棒の外周に固着された係止ピンと前記センターケースに固着され、前記係止ピンの回転範囲を規制する剛性の大なる材料からなる係止片を含む係止部材とを有することが好ましい。【００１２】  本発明において、前記係止ピンは、前記弁棒の外周に対称位置に固着された一対のピンであることが好ましい。【００１３】  本発明において、前記弁箱はオレフィン系樹脂で形成され、かつ前記弁体はエンジニアリングプラスチックで形成されるとともに、前記シートリングは合成ゴムまたはフッ素樹脂で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】  本発明によれば、センターケースの両端に固着されるサイドケースの内面に、シートリングが内装されたインナーケースが装着されているので、流体の流動方向に負荷が作用しても、直接配管に接続されているサイドケースは変形するが、その内側のインナーケースの変形は少ないので、弁体とシートリングとの正常な密着状態は維持され、もって気密性を確保することができる。【００１５】  本発明によれば、熱可塑性樹脂で形成されたセンターケースの係止ピンとの当接部に剛性の大なる材料からなる係止片が設けられているので、周囲温度の上昇によっても、この当接部に加わる負荷が軽減され、正常な開度調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】    以下本発明の詳細を図面に基づいて説明する。  図１は本発明の実施の形態に係わる樹脂製ボール弁の断面図、図２は図１の一部を拡大した正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４〜６と同一部分は同一の参照符号で示す。【００１７】  図１において、１は樹脂製ボール弁であり、その両端にＰＥ管などの樹脂管１０ａ、１０ｂが、熱融着（例えばバッド融着）により接続されている。樹脂製ボール弁１は、弁体３を収容する弁箱２と、弁体３が着座するシートリング４と、弁体３を駆動する弁棒５と、弁棒５の回転範囲を規制するストッパー部６と、弁棒５を操作する、インナーキャップ７１が内蔵されたキャップ７を有する。弁箱１は、熱可塑性樹脂で形成され、弁体３の底部に固着されたピン３１を支持しかつ弁体３の上部に固着された弁棒５を支持するセンターケース２１と、センターケース２１の両端に固着されるサイドケース２２ａ、２２ｂと、サイドケース２２ａ、２２ｂの内面に各々嵌装されるインナーケース２３ａ、２３ｂを有する。弁棒５の外周面とセンターケース２１の内周面とは、複数（図１では３個）のＯリング８でシールされている。インナーケース２３ａ、２３ｂの内周側には、各々シートリング４ａ、４ｂが固着されている。センターケース２１とサイドケース２２ａ、２２ｂとは、熱融着（例えばバッド融着）の手法により接合・一体化されている。センターケース２１の上端部には、有底円筒状のキャップ７が装着され、その内周面には、弁棒５の端部を受容するインナーキャップ７１が固着され、またキャップ７の開口側端部内周面には、複数（図１では２個）のＯリング７２が嵌装され、弁棒５の外周面との間がシールされている。【００１８】  ストッパー部６の詳細を図２及び図３により説明する。弁棒５の上部には、対称位置に一対のストッパピン６１ａ、６１ｂが突設され、そこから上の部分は、両側にフライス面を有する係止部５１が形成されている。センターケース２１の上部は、図２に示すように（平面から見て）、対照位置において一対の突起部２１１ａ、２１１ｂが形成されるように、略１／４円周の範囲が切欠かれている。その切欠かれた部位には、円弧状の補強板６２ａ、６２ｂが固着されている。補強板６２ａの両端部は上向き（略直角）に折り返されて（図３参照）、ストッパピン６１ａが当接するフランジ部６２１ａ、６２２ａが形成されている。同様に補強板６２ｂの両端部も上向き（略直角）に折り返されて、ストッパピン６１ａ、６１ｂが当接するフランジ部６２１ｂ、６２２ｂが形成されている。【００１９】  本発明において、各部を構成する材料はその使用目的に応じて適宜選定されるが、例えば主要部は次のような材料で形成することができる。弁箱２を構成するセンターケース１１、サイドケース２２、２３、インナーケース２４、２５は、ポリオレフィン（ポリエチレン等）、ポリブテン等のオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂で形成される。弁体３は、機械的強度（引張り強さ及び曲げ弾性率など）が高くかつ寸法安定性が大なるプラスチック材料、例えばエンジニアリングプラスチック（特にポリアセタールのような硬くて粘り強いものが好ましい）で形成される。弁棒５、ストッパピン６１ａ、６１ｂ及び補強板６２ａ、６２ｂは、耐食性を有しかつ剛性の大なる金属材料（例えばオーステナイト系ステンレス鋼）で形成される。シートリング４は、通常のボール弁と同様に、気密性を高めるために、軟質の材料（合成ゴムあるいはフッ素樹脂など）からなるソフトシートで形成される。特に、シートリング４を摩擦係数の少ない材料（例えばフッ素樹脂）で形成した場合には、弁体３との摺動抵抗が低減され、流出口の開閉を速やかに行うことができる。弁体３が回転すると、開弁時に弁体４の回転トルクが上昇するが、その場合でも、シートリング４を例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成することにより、円滑な開弁動作を保証することができる。Ｏリング７２、８は、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）で形成される。【００２０】  上記樹脂製ボール弁１は、次のようにして組み立てることができる。インナーケース２３ａ、２３ｂの内部に、各々シートリング４ａ、４ｂを固着した後、サイドケース２２ａ、２２ｂの内周側に、各々インナーケース２３ａ、２３ｂが嵌め込まれる。これらのインナーケース２３ａ付サイドケース２２ａ及びインナーケース２３ｂ付サイドケース２２ｂは、例えばバット融着の手法により、弁体３及び弁棒５が挿入されたセンターケース２１の両端面に固着される。次いでサイドケース２２ａ、２２ｂの両端に、樹脂管１０ａ、１０ｂが接続されて配管施工が完了する。ここで矢印Ｆ方向に負荷（例えば引張り荷重、曲げ荷重）が作用すると、樹脂管１０ａ、１０ｂが接続されたサイドケース２２ａ、２２ｂは変形するが、樹脂管１０ａ、１０ｂが接続されていないインナーケース２３ａ、２３ｂは殆ど変形しないので、シートリング４と弁体２との適正な接触状態が維持される。したがって弁箱からの流体の漏れを確実に防止できる。【００２１】  上記樹脂製ボール弁１の開閉操作は、次のようにして行うことができる。キャップ７（図１参照）を反時計方向に回転させると、弁棒５の上部に形成された係止部５１と噛み合うので、ストッパピン６１ａ、６１ｂがフランジ部６２１ａ、６２１ｂに当接する位置まで弁棒５が回転する。逆にキャップ７を時計方向に回転させると、ストッパピン６１ａ、６１ｂがフランジ部６２２ａ、６２２ｂに当接する位置まで弁棒５が回転する。この操作を繰り返すことにより、弁体３が所定方向に所定角度（約１／４円周分）だけ回転して流路の開閉を行うことができる。ここで、ストッパピン６１ａ及び６１ｂは、それぞれ補強板６２及び６２ｂのフランジ部６２１ａ、６２２ａ及び６２１ｂ、６２２ｂに当接し、熱可塑性樹脂で形成された突起部２１１ａ及び２１１ｂに直接当接しないので、周囲温度の上昇により突起部２１１ａ、２１１ｂの機械的強度が低下した場合でも、突起部２１１ａ、２１１ｂの変形を防止することが可能となる。したがって広範な環境条件の下で弁の開度を正確に調整することができる。【００２２】  図２及び図３に示すストッパー部６の構造は、図４に示す通常の弁箱を有するボール弁に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる樹脂製ボール弁の断面図である。
【図２】図１の一部を拡大した図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】従来の樹脂製ボール弁の断面図である。
【図５】図４の一部を拡大した正面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００２４】１：樹脂製ボール弁、２：弁箱、２１：センターケース、２１１ａ、２１１ｂ：突起部、２２ａ、２２ｂ：サイドケース、２３ａ、２３ｂ：インナーケース、４：シートリング、５：弁棒、５１：係止部、６：ストッパー部、６１ａ、６１ｂ：ストッパピン、６２ａ、６２ｂ：補強板、６２１ａ、６２２ａ、６２１ｂ、６２２ｂ：フランジ部、７：キャップ、７１：インナーキャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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