(57)【要約】【課題】潤滑剤を使用しない場合であっても長期に亘って閉止部材を円滑に進退移動させることができ、しかも、簡単な構造で安価に実施できるようにする。【解決手段】ハウジング(２)内の閉止弁室(９)に流入口と流出口とを開口し、流入口の周囲に閉止弁座を設ける。閉止弁室(９)に挿入した閉止部材(11)の外周面に雄ネジ部(19)を形成し、閉止弁室(９)の内周面に形成した雌ネジ部(20)に螺合させる。この閉止部材(11)を螺進させることにより、閉止部材(11)の先端部を閉止弁座へ接離させる。雄ネジ部(19)にネジ溝と交差する方向へ摩耗粉排出路(22)を形成する。この摩耗粉排出路(22)の端部を両ネジ部(19・20)の螺合範囲外に開口する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング(２)内に閉止弁(８)の閉止弁室(９)を形成して、この閉止弁室(９)に流入口(16)と流出口(17)とを開口するとともに、この流入口(16)と流出口(17)のいずれかの周囲に閉止弁座(18)を設け、
上記の閉止弁室(９)に挿入した閉止部材(11)の外周面に雄ネジ部(19)を形成して、この雄ネジ部(19)を閉止弁室(９)の内周面に形成した雌ネジ部(20)に螺合させ、
上記の閉止部材(11)を螺進させることにより、閉止部材(11)の先端部を上記の閉止弁座(18)へ接離可能に構成した、バルブ装置であって、
上記の雄ネジ部(19)と上記の雌ネジ部(20)との少なくとも一方に、そのネジ溝と交差する方向へ摩耗粉排出路(22)を形成し、
この摩耗粉排出路(22)の少なくとも一端部を、両ネジ部(19・20)の螺合範囲外に開口したことを特徴とする、バルブ装置。
【請求項２】
上記の摩耗粉排出路(22)を閉止部材(11)の外周面に形成したのち、この閉止部材(11)の外周面に上記の雄ネジ部(19)を形成した、請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
上記の摩耗粉排出路(22)を閉止弁室(９)の内周面に形成したのち、この閉止弁室(９)の内周面に雌ネジ部(20)を形成した、請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項４】
上記の摩耗粉排出路(22)を上記の雄ネジ部(19)に、この雄ネジ部(19)のねじ溝と交差する平面または湾曲面からなる切欠部(21)で形成した、請求項１または請求項２に記載のバルブ装置。
【請求項５】
上記の摩耗粉排出路(22)を、断面がＵ字形またはＶ字形の溝で形成した、請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ装置。
【請求項６】
上記の摩耗粉排出路(22)を、上記の閉止部材(11)の周囲の複数箇所に設けた、請求項１から５のいずれか１項に記載のバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は閉止弁を備えたバルブ装置に関し、さらに詳しくは、潤滑剤を使用しない場合であっても長期に亘って閉止部材を円滑に進退移動でき、バルブ装置の寿命を長くできるうえ、簡単な構造で安価に実施できるバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に閉止弁を備えたバルブ装置には、ハウジング内の閉止弁室に閉止部材を挿入し、この閉止部材を螺進させて開閉するものがある(例えば、特許文献１参照。)。
即ち、このバルブ装置はハウジング内に閉止弁の閉止弁室を形成し、この閉止弁室に流入口と流出口とを開口するとともに、この流入口と流出口のいずれかの周囲に閉止弁座を設けてある。上記の閉止弁室に挿入した閉止部材の外周面には雄ネジ部を形成してあり、この雄ネジ部を閉止弁室の内周面に形成した雌ネジ部に螺合させてある。そして上記の閉止部材を螺進させることにより、閉止部材の先端部が上記の閉止弁座へ接離することで閉止弁が開閉される。上記の雄ネジ部は、開閉操作の都度上記の雌ネジ部に対し摺動する。このため、両ネジ部が早期に摩耗したり焼き付いたりしないように、通常は両ネジ部間に潤滑剤が塗布してある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９４２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のバルブ装置が、例えば分析装置に用いる標準ガスのような高純度ガスを取り扱う場合、上記の潤滑剤はこのガスの純度を低下させるなど、悪影響を与える虞のある場合がある。しかしながら、この潤滑剤を省略すると上記の雄ネジ部と雌ネジ部との摺動で摩耗粉が発生し、この摩耗粉が両ネジ部間に噛み込まれた状態となる。このため、この摩耗粉で摩耗が促進されたりネジ部が焼き付いたりして、バルブ装置が早期に使用できなくなる問題がある。
【０００５】
上記の問題点を解消するため、耐摩耗性の優れた材質で閉止部材を形成することが考えられるが、そのような材質は高価であるうえ入手が容易でなく、安価に実施できない問題がある。
また、上記の雄ネジ部と雌ネジ部との螺合隙間を大きくすることが考えられるが、この場合はハウジングと閉止部材とのガタツキが大きくなり、開閉弁の流量特性が安定しないばかりか、適正に開閉作動できなくなる虞もある。
【０００６】
本発明の技術的課題はこれらの問題点を解消し、潤滑剤を使用しない場合であっても長期に亘って閉止部材を円滑に進退移動でき、バルブ装置の寿命を長くできるうえ、簡単な構造で安価に実施できる、バルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するため、例えば本発明の実施の形態を示す図１から図４に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
すなわち本発明はバルブ装置に関し、ハウジング(２)内に閉止弁(８)の閉止弁室(９)を形成して、この閉止弁室(９)に流入口(16)と流出口(17)とを開口するとともに、この流入口(16)と流出口(17)のいずれかの周囲に閉止弁座(18)を設け、上記の閉止弁室(９)に挿入した閉止部材(11)の外周面に雄ネジ部(19)を形成して、この雄ネジ部(19)を閉止弁室(９)の内周面に形成した雌ネジ部(20)に螺合させ、上記の閉止部材(11)を螺進させることにより、閉止部材(11)の先端部を上記の閉止弁座(18)へ接離可能に構成した、バルブ装置であって、上記の雄ネジ部(19)と上記の雌ネジ部(20)との少なくとも一方に、そのネジ溝と交差する方向へ摩耗粉排出路(22)を形成し、この摩耗粉排出路(22)の少なくとも一端部を、両ネジ部(19・20)の螺合範囲外に開口したことを特徴とする。
【０００８】
閉止弁の開閉操作の際に上記の閉止部材が回動すると、雄ネジ部と雌ネジ部とが互いに摺動する。この摺動により発生した摩耗粉は、閉止部材の回動により両ネジ部間の間隙から上記の摩耗粉排出路へ案内され、重力の作用やガスの流動作用等によりこの摩耗粉排出路から両ネジ部の螺合範囲外へ円滑に排出される。この結果、摩耗粉がいつまでも両ネジ部間の間隙に滞留することが抑制され、この摩耗粉による摩耗の促進やネジ部の焼き付きが防止される。
【０００９】
上記の摩耗粉排出路は、上記の雄ネジ部と雌ネジ部のいずれに設けてもよいが、いずれか一方のネジ部にのみ形成すると他方のネジ部は連続したネジ山を備えるので、閉止部材の回動の際にネジ山の端部同士が干渉する虞がなく、円滑に回動できて好ましい。
また、上記の摩耗粉排出路を雄ネジ部に形成した場合は、閉止部材の外周面に形成されるので加工が容易であるうえ、既存のバルブ装置に対してもこの閉止部材を交換するだけで済み、安価に実施できて好ましい。
【００１０】
上記の摩耗粉排出路は、雄ネジ部や雌ネジ部を形成したのちこのネジ部に形成してもよい。しかし、この摩耗粉排出路を予め形成したのちネジ部を形成すると、摩耗粉排出路におけるネジ山の端部にバリやカエリなどが形成されず、これらの除去作業が不要であるので好ましい。
即ち、雄ネジ部に摩耗粉排出路を形成する場合は、この摩耗粉排出路を閉止部材の外周面に形成したのち、この閉止部材の外周面に上記の雄ネジ部を形成すると好ましい。
また、雌ネジ部に摩耗粉排出路を形成する場合は、この摩耗粉排出路を閉止弁室の内周面に形成したのち、この閉止弁室の内周面に雌ネジ部を形成すると好ましい。
【００１１】
上記の摩耗粉排出路を雄ネジ部に形成する場合、この摩耗粉排出路は雄ネジ部のねじ溝と交差する平面または湾曲面からなる切欠部で形成することができ、この場合は摩耗粉排出路の形成が容易であり、安価に実施することができる。
【００１２】
上記の摩耗粉排出路は平面状や湾曲面の切欠部に限定されず、断面がＵ字形やＶ字形の溝など、他の形状であってもよく、その溝幅も摩耗粉排出路の長さ方向に広さが変化していてもよい。この摩耗粉排出路を溝形状にした場合は、溝幅を狭くしてネジ山の欠損を少なくし、ネジ部の強度を確保しながら、しかも摩耗粉排出路の断面積を広くできる利点がある。
【００１３】
上記の摩耗粉排出路は、上記の閉止部材の周囲の１箇所にのみ設けてもよく、この場合はネジ山の欠損を少なくして、ネジ部の強度を容易に確保することができる。しかし本発明の上記の摩耗粉排出路は、上記の閉止部材の周囲の複数箇所に設けてもよい。この場合は、ネジ山の欠損部を均等に配置できるので、閉止部材に加わる応力をこのネジ山でバランス良く負担させて、閉止部材に偏荷重が加わることを防止できるので好ましい。またこの場合、両ネジ部間で発生した摩耗粉は、近傍のいずれかの摩耗粉排出路までの距離が少なく済み、摩耗粉を効率よくこの摩耗粉排出路へ案内できるので、好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。
【００１５】
(１)  閉止弁の開閉操作の際に、雄ネジ部と雌ネジ部とが互いに摺動して発生した摩耗粉は、両ネジ部間の間隙から上記の摩耗粉排出路を経て螺合範囲外へ円滑に排出されることから、この摩耗粉による摩耗の促進やネジ部の焼き付きを防止できる。この結果、潤滑剤を使用しない場合であっても長期に亘って閉止部材を円滑に進退移動でき、バルブ装置の寿命を長くすることができる。
【００１６】
(２)  閉止部材の雄ネジ部や閉止弁室の雌ネジ部に摩耗粉排出路を形成するだけでよく、既存のバルブ装置に対しても例えば閉止部材を交換するだけで済み、簡単な構造で安価に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１から図３は本発明の実施形態を示し、図１はバルブ装置の一部破断正面図、図２は閉止部材の斜視図、図３は閉止弁室に挿入した閉止部材であり、図３(ａ)は閉止部材周辺の横断平面図、図３(ｂ)は図３(ａ)のＢ部の拡大断面図である。
【００１８】
図１に示すように、このバルブ装置(１)はハウジング(２)の下部に図外のガス容器へ接続される脚ネジ部(３)が突設してあり、この脚ネジ部(３)の下面にガス入口(４)が開口してある。上記のハウジング(２)の側部には出口ノズル(５)が突設してあり、この出口ノズル(５)の端面にガス出口(６)が開口してある。ハウジング(２)内には上記のガス入口(４)とガス出口(６)との間に、入口路(７)と閉止弁(８)の閉止弁室(９)と出口路(10)とが順に形成してあり、この閉止弁室(９)内に閉止部材(11)が挿入してある。上記の入口路(７)にはガス逃し路(12)が分岐してあり、このガス逃し路(12)に安全弁(13)が設けてある。上記のハウジング(２)の上面には操作ハンドル(14)が付設してあり、この操作ハンドル(14)と上記の閉止部材(11)とがスピンドル(15)を介して連動連結してある。
【００１９】
上記の閉止弁室(９)内には、上記の入口路(７)に連通する流入口(16)と、出口路(10)に連通する流出口(17)とが開口してあり、この流入口(16)の周囲に閉止弁座(18)が設けてある。上記の閉止部材(11)は、外周面に雄ネジ部(19)が形成してあり、閉止弁室(９)の内面に形成した雌ネジ部(20)に螺合させるとともに、この閉止部材(11)の下面を上記の閉止弁座(18)へ対面させてある。そしてこの閉止部材(11)を上記の操作ハンドル(14)で操作して螺進させ、閉止部材(11)の下端部を上記の閉止弁座(18)へ接離させることにより、この閉止弁(８)が開閉される。
【００２０】
図２と図３(ａ)に示すように、上記の閉止部材(11)の外周面に形成した雄ネジ部(19)には、ねじ溝と交差する垂直方向の平面で、周方向の３箇所に切欠部(21)が形成してある。この切欠部(21)はネジ溝の谷底まで達しており、このため、図３(ｂ)に示すように、閉止弁室(９)内面の雌ネジ部(20)との間に摩耗粉排出路(22)が形成されている。
【００２１】
上記の切欠部(21)は、閉止部材(11)の雄ネジ部(19)の上下方向の全幅に亘って形成してあり、従って上記の摩耗粉排出路(22)は、図１に示すように、その上下の両端が両ネジ部(19・20)の螺合範囲よりも外側に開口してある。
【００２２】
上記の閉止部材(11)は、外周面へ予め上記の切欠部(21)を切削加工等により形成したのち、上記の雄ネジ部(19)を形成してある。このため、雄ネジ部(19)のネジ溝には、いわゆるバリやカエリなどが形成されず、閉止弁室(９)内面の雌ネジ部(20)と円滑に螺合する。但し、本発明では、閉止部材(11)の外周面へ先に雄ネジ部(19)を形成したのち、上記の切欠部(21)を加工してもよい。
【００２３】
上記の閉止弁(８)を開閉操作する際は、前述のように、操作ハンドル(14)によりスピンドル(15)を介して閉止部材(11)を回動させる。このとき、上記の雄ネジ部(19)が上記の雌ネジ部(20)に対し摺動して閉止部材(11)が螺進し、これによりこの閉止部材(11)の下端部が上記の閉止弁座(18)に接離する。
【００２４】
上記の雄ネジ部(19)と雌ネジ部(20)の間に潤滑剤が塗布されていない場合には、両ネジ部(19・20)の摺動により摩耗粉が発生することがある。この摩耗粉は、閉止部材(11)の回動により両ネジ部(19・20)間の間隙から、発生した場所の近傍のいずれかの摩耗粉排出路(22)へ案内される。そしてこの摩耗粉排出路(22)へ案内された摩耗粉は、重力の作用やガスの流動作用等により、閉止部材(11)の上下へ排出される。
【００２５】
上記の閉止部材(11)は、両ネジ部(19・20)間に摩耗粉が滞留しないことから、発生した摩耗粉による摩耗の促進が抑制され、また両ネジ部(19・20)の焼付きが防止されるので、長期に亘って円滑に進退移動することができる。
【００２６】
上記の実施形態では、上記の摩耗粉排出路(22)を閉止部材(11)の外周面の３箇所に形成された平面状の切欠部(21)で構成した。しかし本発明の摩耗粉排出路は、例えば図４の変形例に示すように、１箇所または任意の複数箇所に設けることができ、その形状も特定の断面形状に限定されない。
【００２７】
即ち、図４(ａ)に示す第１変形例では、閉止部材(11)の外周面の１箇所に平面状の切欠部(21)を形成し、この切欠部(21)により摩耗粉排出路(22)を構成するものである。なお、本発明ではこの切欠部(21)を閉止部材(11)の外周面の２箇所や４箇所に設けることも可能である。さらにこの切欠部は凹曲面で形成してもよい。
【００２８】
図４(ｂ)に示す第２変形例では、断面がＶ字形の溝からなる摩耗粉排出路(22)が、閉止部材(11)の外周面の８箇所に設けてある。この場合、摩耗粉排出路(22)の溝幅が狭く済むので雄ネジ部(19)の欠損を少なくできるうえ、隣接する摩耗粉排出路(22)との間隔が狭いので、雄ネジ部(19)の摺動で発生した摩耗粉を、いずれかの摩耗粉排出路(22)へ速やかに排出することができる。
【００２９】
図４(ｃ)に示す第３変形例では、断面がＵ字形の溝からなる摩耗粉排出路(22)が、閉止部材(11)の外周面の４箇所に設けてある。この場合は、溝の断面がＵ字形であるので上記のＶ字形の溝の場合よりも雄ネジ部(19)の欠損をさらに少なくしながら、しかも溝底部での幅を広くすることができ、摩耗粉を一層確実に排出することができる。
【００３０】
図４(ｄ)に示す第４変形例では、摩耗粉排出路(22)の溝幅が上方へいくほど広くなるように形成してある。これにより、圧力の加わり易い下方での雄ネジ部(19)の欠損を少なくするとともに、摩耗粉が閉止部材(11)の上方へ円滑に排出され易くしてある。
【００３１】
上記の実施形態や変形例では、いずれも閉止部材(11)に摩耗粉排出路を形成したので、この摩耗粉排出路の加工が容易であり、また、既存の閉止部材と交換するだけで容易に摩耗粉排出路を備えたバルブ装置にすることができる。しかしながら、本発明ではこの摩耗粉排出路を、断面がＵ字形またはＶ字形の溝にして、上記の閉止弁室内面の雌ネジ部に設けることも可能である。さらにこの場合、摩耗粉排出路を閉止弁室の内周面に形成したのち、この閉止弁室の内周面に雌ネジ部を形成してもよい。
【００３２】
なお、上記の実施形態や変形例で説明したバルブ装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、ハウジングや閉止弁、操作ハンドル、閉止部材、安全弁等の形状、構造などをこれらの実施形態のものに限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。例えば、上記の操作ハンドルをハウジングの側面に配置し、閉止部材を水平方向へ移動させるものであってもよく、また、上記のガス出口とは別にガス充填口を備えたり、或いは減圧弁や逆止弁など、他の構成部材を備えたものであってもよい。さらに上記のバルブ装置が取り扱うガス種は、標準ガスなどの高純度ガス以外のガス種であってもよいことは、いうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のバルブ装置は、潤滑剤を使用しない場合であっても長期に亘って閉止部材を円滑に進退移動でき、バルブ装置の寿命を長くできるうえ、簡単な構造で安価に実施できるので、分析装置用の標準ガスなど高純度ガスを使用するバルブ装置に特に好適であるが、他の用途のガスを取り扱うバルブ装置にも好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態を示す、バルブ装置の一部破断正面図である。
【図２】本発明の実施形態の、閉止部材の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の、閉止弁室に挿入した閉止部材を示し、図３(ａ)は閉止部材周辺の横断平面図、図３(ｂ)は図３(ａ)のＢ部の拡大断面図である。
【図４】実施形態の変形例を示し、図４(ａ)は第１変形例の閉止部材の平面図、図４(ｂ)は第２変形例の閉止部材の平面図、図４(ｃ)は第３変形例の閉止部材の平面図、図４(ｃ)は第４変形例の閉止部材の正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…バルブ装置
２…ハウジング
８…閉止弁
９…閉止弁室
11…閉止部材
16…流入口
17…流出口
18…閉止弁座
19…雄ネジ部
20…雌ネジ部
21…切欠部
22…摩耗粉排出路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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