(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールシートをリテーナとボールとの間に介在させずにボールとリテーナとの接触を防止し耐久性に優れたボール弁を提供する。【解決手段】入口流路及び出口流路とこれら流路間を連結する内部空間を有するバルブボディと、内部空間に配設され基準軸回りの回転により流路を開閉するボール４と、該ボールを基準軸回りに回転させる操作機構と、該操作機構とボールとを連結するステム５と、ボールの周囲を囲うように内部空間に配設され側面に開口部を有するボールシート６と、ボールシートの開口部に内嵌されたリテーナ７とを備えてなるボール弁であって、リテーナはバルブボディ側の端部に外周端部から突出している突起部７１を有し、ボールシートは突起部が嵌合するように切欠部６１を有し、リテーナは突起部のボール側の端面７１１がボールシートの切欠部に当接するように開口部に嵌合している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口流路及び出口流路とこれら流路間を連結する内部空間を有するバルブボディと、
前記内部空間に配設され、基準軸回りの回転により前記流路を開閉するボールと、
該ボールを基準軸回りに回転させる操作機構と、
該操作機構と前記ボールとを連結するステムと、
前記ボールの周囲を囲うように前記内部空間に配設され、側面に略円筒形状の開口部を有するボールシートと、
前記ボールシートの前記開口部に内嵌されたリテーナと、を備えてなるボール弁であって、
前記リテーナは、前記バルブボディ側の端部に、外周端部から外向きに突出している突起部を有し、
前記ボールシートは、前記突起部が嵌合するように設けられた切欠部を有し、
前記リテーナは、前記突起部の前記ボール側の端面が前記ボールシートの前記切欠部に当接するように、前記開口部に嵌合していることを特徴とするボール弁。
【請求項２】
前記リテーナは、前記流路に対し上部のみに前記突起部を有することを特徴とする請求項１記載のボール弁。
【請求項３】
前記突起部は、前記リテーナの外周端部に亘って円環状に設けられていることを特徴とする請求項１記載のボール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールとリテーナとの間にボールシートを介在させることなくボールとリテーナとの接触を防止し、耐久性に優れたボール弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブボディの内部空間に、流路を開閉する弁体と、該弁体の周囲を囲むように配設されたボールシートと、ボールシートに取り付けられるリテーナとを備えた構造をもち、リテーナはボールシートの変形を抑制するための補強材として設けられ、弁体とは接触しないように配置されているボール弁が知られている。
【０００３】
特許文献１には、このようなボール弁として、図７に示す構造をもつボール弁が記載されている。具体的には、内部空間を有するバルブボディ（Ａ）と、流路を開閉する弁体としてのボール（Ｂ）と、ボールの周囲を囲むように内部空間に配設されたボールシート（Ｃ）と、ボールシート（Ｃ）の開口部に内嵌されているリテーナ（Ｄ）とを備え、リテーナ（Ｄ）とボール（Ｂ）が接触しないようにボールシート（Ｃ）のボール側の一部が流路側に突出し、この突出部（Ｅ）がボール（Ｂ）とリテーナと（Ｄ）の間に介在しているボール弁が記載されている(図７（ａ）参照)。
【０００４】
特許文献２には、左右に流路を有するバルブボディに接続する流路管の先端にシートリテーナを設け、このシートリテーナにボールシートを装着し、このボールシートにばね機構を介してボール弁体のボール面に押圧接触させているボールバルブが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８５１１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の開示技術では、図７（ｂ）に示すようにリテーナ（Ｄ）とボール（Ｂ）との間にボールシートの突出部（Ｅ）が介在している。ここで、ボールシート（Ｃ）は、常にバネ（Ｆ）の付勢力により上方から押し付けられており、材質は樹脂製であるため、突出部（Ｅ）が変形することがある。そのため、ボールシート（Ｃ）の突出部（Ｅ）の変形により、図７（ｃ）に示すように突出部（Ｅ）が流路にはみ出し、流路が狭くなることで、想定していた量よりも流量が少なくなる問題がある。また、ボールシート（Ｃ）の突出部（Ｅ）が流路内に突出するように変形することにより、突出部分近傍に流体が滞留することで、汚れが溜まり易くなりバルブボディの洗浄が困難となる。更にボールとリテーナが接触することによりボールが摩耗し、シート漏れを引き起こす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、ボールシートをリテーナとボールとの間に介在させることなくボールとリテーナとの接触を防止し、耐久性に優れたボール弁を提供することを目的とする。
【０００８】
請求項１に係る発明は、入口流路及び出口流路とこれら流路間を連結する内部空間を有するバルブボディと、前記内部空間に配設され、基準軸回りの回転により前記流路を開閉するボールと、該ボールを基準軸回りに回転させる操作機構と、該操作機構と前記ボールとを連結するステムと、前記ボールの周囲を囲うように前記内部空間に配設され、側面に略円筒形状の開口部を有するボールシートと、前記ボールシートの前記開口部に内嵌されたリテーナと、を備えてなるボール弁であって、前記リテーナは、前記バルブボディ側の端部に、外周端部から外向きに突出している突起部を有し、前記ボールシートは、前記突起部が嵌合するように設けられた切欠部を有し、前記リテーナは、前記突起部の前記ボール側の端面が前記ボールシートの前記切欠部に当接するように、前記開口部に嵌合していることを特徴とするボール弁に関する。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記リテーナは、前記流路に対し上部のみに前記突起部を有することを特徴とする請求項１記載のボール弁に関する。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記突起部は、前記リテーナの外周端部に亘って円環状に設けられていることを特徴とする請求項１記載のボール弁に関する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、リテーナは、突起部のボール側の面とボールシートの切欠部に当接するように、開口部に嵌合していることから、リテーナがボールシートと当接している位置よりもボール側に押圧されることがないため、ボールとリテーナとの接触を防止することができ、ボールが摩耗することがない。また、突出部を備えたボールシートよりもボールシートの形状が簡素化され、ボールシート作製の作業効率を向上させることができる。更にボールシートの開口部が略円筒形状であることから、リテーナとボールの間にボールシートが介在することがなく、ボールシートの変形により流路が狭くなることがなく、ボール弁の流路を流れる流体の流量が常に一定となる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、リテーナは、流路に対し上部に突起部を有することにより、ボール弁を組み立てる際のリテーナの組み間違いを防止することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、突起部がリテーナの外周端部に亘って円環状に設けられることから、リテーナの形状が単純化でき、更にボールシートの切欠部の形状が円環状に設けられることとなり、ボールシートの形状も簡素化され、ボールシート作製の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るボール弁の断面図である。
【図２】本発明に係るボール弁の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係るボール弁を構成するボールと、ステムと、ボールシートと、リテーナを抽出して示す図であり、流路が開状態における（ａ）は流路方向の断面図、（ｂ）は流路に対し直交する断面図、（ｃ）は流路側から見た図である。
【図４】流路を有するリテーナを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。
【図５】流路を有さないリテーナを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。
【図６】本発明に係るボール弁に用いられるボールとリテーナを示す平面図であり、（ａ）は二方弁、（ｂ）は三方弁、（ｃ）は四方弁である。
【図７】従来のボール弁の要部（下部）を示す図であり、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）はボールシートとリテーナの拡大図、（ｃ）はボールシートが流路にはみ出した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係るボール弁の実施形態の一例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るボール弁の断面図であり、図２は、本発明に係るボール弁の要部拡大断面図である。
本発明に係るボール弁（１）は、入口流路（２１）及び出口流路（２２）とこれら流路（２）間を連結する内部空間を有するバルブボディ（３）と、内部空間に配設され、基準軸（垂直軸）回りの回転により流路を開閉するボール（４）と、該ボールを基準軸回りに回転させる操作機構（１１）と、該操作機構（１１）とボール（４）とを連結するステム（５）と、略円筒形状であって、側面の対向位置に開口部を有し、ボール（４）の周囲を囲うように内部空間に配設されたボールシート（６）と、該ボールシート（６）の開口部に内嵌されたリテーナ（７）とを備えている。
【００１６】
バルブボディ（３）は、図１に示すように、入口流路（２１）及び出口流路（２２）を備えており、略円筒状の内部空間を有している。内部空間には、図１に示すようにボール（４）と、ボールシート（６）と、リテーナ（７）とが配設されている。
【００１７】
ボール（４）は、略球形状であって、入口流路（２１）及び出口流路（２２）との間の流通路となる水平方向の貫通孔（４１）を有している。
ボール（４）は、垂直軸回りに回転することにより、入口流路（２１）と出口流路（２２）の間の流通を許容又は遮断して流路（２）を開閉する。すなわち、ボール（４）に形成された貫通孔（４１）が入口流路（２１）及び出口流路（２２）と重なったときには流路が開状態となり、重なっていないときには流路が閉状態となる。
【００１８】
ボール（４）の上部には棒状のステム（５）が一体的に設けられている。
ステム（５）は、下端部がボール（４）の上面に一体化されており、上端部にはハンドル等の操作機構（１１）が連結されている。
これにより、操作機構（１１）を回転させると、ステム（５）と共にボール（４）が垂直軸回りに回転し、流路の開閉が行われるようになる。
尚、ステム（５）とボール（４）とは、１つの部材から構成しても良いし、ステム（４）とボール（５）を夫々別部材とし、これら２つの部材を結合することにより構成しても良い。
【００１９】
図３は、本発明に係るボール弁を構成するボール（４）と、ステム（５）と、ボールシート（６）と、リテーナ（７）を抽出して示す図であり、流路が開状態における（ａ）は流路方向の断面図、（ｂ）は流路に対し直交する断面図、（ｃ）は流路側から見た図である。
ボールシート（６）は、ボール（４）の周囲を囲むようにバルブボディ（３）の内部空間に配設されている。ボールシート（６）はバルブボディ（３）の入口流路（２１）及び出口流路（２２）側の側面に開口部を有している。ボールシート（６）の開口部は流路の一部となる略円筒形状の内部空間を形成する。ボールシート（６）は、開口部のバルブボディ（３）側の端部に切欠部（６１）を有しており、切欠部（６１）は、後述するリテーナ（７）の突起部（７１）と嵌合している。
ボールシート（６）は、合成樹脂材料から形成されており、より具体的には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、超高分子量ポリエチレン等から形成されることが好ましい。
【００２０】
ボールシート（６）の上部には、図１に示すようにリング状の押さえ部材（８）とバネ（９）と押さえネジ（１０）とが、下から上にこの順番に配設されており、これらの部材の中心をステム（５）が貫いている。
バネ（９）は、その付勢力によって、押さえ部材（８）を介してボールシート（６）を上方から押圧している。
押さえネジ（１０）はバルブボディ（３）に対して螺着されており、この押さえネジの位置を上下方向に調節することにより、バネ（９）の長さを変化させてその付勢力を調節することができる。
【００２１】
リテーナ（７）は、ボール（４）の周方向に９０°間隔で４箇所にボール（４）を覆うように設けられており、ボールシート（６）の開口部に内嵌されている。リテーナ（７）は、例えばステンレス鋼のような金属材料から形成され、ボールシート（６）と接触するように設けられており、上部からの押圧によるボールシート（７）の変形を抑制するための補強材としての機能を有している。また、リテーナ（７）は、円筒状であっても、角筒状であっても構わない。
【００２２】
リテーナ（７）は、バルブボディ（３）側の端部に、外周端部から外向き（半径方向外方）に突出している半円状の突起部（７１）を備えており、突起部（７１）は図２に示す如く２箇所に設けられている。図３（ａ）のリテーナ（７）とボールシート（６）の要部拡大図に示す如く、リテーナ（７）は、突起部（７１）のボール側の面（７１１）がボールシート（６）の切欠部（６１）に当接するように、ボールシート（６）の開口部に嵌合している。これにより、リテーナ（７）がボールシート（６）の当接位置よりもボール（４）側に押圧されることがなくなり、リテーナ（７）とボール（４）との接触を防止でき、リテーナ（７）とボール（４）との接触によってボール（４）が摩耗することがない。そのため、ボール（４）は、耐久性に優れたものとなる。
【００２３】
また、ボールシート（６）の開口部が略円筒形状であることから、換言すれば、ボールシート（６）が図７に示すような突出部（Ｅ）を有さないことから、ボール（４）とリテーナ（７）との間にボールシート（６）が介在しなくなり、介在している場合に生ずるボールシート（６）の変形による流量の低下が起こることがない。従って、ボール弁（１）は、流量の経時劣化が少なく常に一定にして流体を供給することができる。更に、ボールシート（６）の形状が簡素化され、ボールシート作製の作業効率を向上させることができる。
【００２４】
リテーナ（７）の突起部（７１）と、ボールシート（６）の切欠部（６１）との当接部分がアール形状に形成されていることが好ましい。これにより、ボール（４）とリテーナ（７）との接触を防止できることに加え、ボールシート（６）に傷が付くことを防ぐことができる。
【００２５】
リテーナ（７）は、ボール（４）の周方向に９０°間隔で４箇所にボール（４）を覆うように設けられている。リテーナ（７）は、バルブボディ（３）の入口流路（２１）又は出口流路（２２）の一部となる流路を有する場合と、流路を有さない場合において、その形状は異なる。
図４は、流路を有するリテーナ（７）を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図であり、図５は、流路を有さないリテーナ（７）を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。リテーナ（７）がバルブボディ（３）の流路に面する箇所に設けられる場合、リテーナ（７）は、図４に示すように流路を有する円筒形状であり、バルブボディ（３）の流路に面さない箇所に設けられる場合、リテーナ（７）は図５に示すように流路を有さない略円柱形状である。リテーナ（７）は、ボール（４）を覆うように設けられ、ボール（４）と対向する面に球面状の凹部（７２）が形成されている。
【００２６】
本発明に係るボール弁について、これまで図１に示す二方弁について説明したが、これに限らず、三方弁、四方弁であっても良い。図６は、本発明に係るボール弁に用いられるボールとリテーナを示す図であり、（ａ）は二方弁、（ｂ）は三方弁、（ｃ）は四方弁である。
リテーナ（７）は、ボール（４）の周方向に９０°間隔で４箇所にボール（４）を覆うように設けられている。ボール弁（１）が二方弁である場合、図６（ａ）に示すように入口流路（２１）及び出口流路（２２）となる２箇所に円筒形状であるリテーナ（７）が設けられ、流路とならない２箇所に円柱形状のリテーナ（７）が設けられる。三方弁の場合、図６（ｂ）に示すように３箇所に円筒形状であるリテーナ（７）が設けられ、１箇所に円柱形状のリテーナ（７）が設けられる。四方弁の場合、図６（ｃ）に示すように４箇所に円筒形状のリテーナ（７）が設けられる。
二方弁、三方弁、四方弁のボール弁を作製する際、ボールシート（６）の形状を同一とし、リテーナ（７）の形状のみが異なるように設計することでボールシート（６）の作製を簡素化することができる。
【００２７】
リテーナ（７）の突起部（７１）は、１箇所のみに設けられても良いが、２箇所以上に設けられていても良い。リテーナ（７）の上部に１箇所設けた場合、ボール弁を組み立てる際のリテーナの組み間違いを防止することができる。突起部（７１）を複数箇所に設けた場合、リテーナ（７）とボールシート（６）の接触面積が大きくなり、リテーナ（７）がボールシート（６）の当接位置よりもボール（４）側に押圧され難くなることで、リテーナ（７）とボール（４）との接触を確実に回避することができる。
【００２８】
更に突起部（７１）は、リテーナ（７）の外周端部に亘って円環状に設けられていても良く、この場合ボールシート（６）の開口部に突起部（７１）と嵌合するように円環状の切欠部（６１）を設ける。これにより、リテーナ（７）の形状が単純化でき、ボールシート（６）の形状も簡素化され、ボールシート作製の作業効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は流体の流通を許容及び遮断するためのボール弁として利用される。
【符号の説明】
【００３０】
１      ボール弁
２      流路
２１    入口流路
２２    出口流路
３      バルブボディ
４      ボール
５      ステム
６      ボールシート
６１    切欠部
７      リテーナ
７１    突起部
７１１  ボール側の面
１１    操作機構
【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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【図７】
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