(57)【要約】【課題】弁体が弁座部材によって傷付けられるのを防止し、しかも弁座部材が焼失したとしても多量のガス漏れ事故が発生するのを防止すること。【解決手段】ガス通路２１の弁収容部２２には、一対の弁座部材３Ａ，３Ｂ及び球状の弁体４を収容する。弁体４を弁座部材３Ａ，３Ｂによって回動可能に支持させる。弁座部材３Ａ，３Ｂを樹脂によって構成する。ガス通路２１の流出孔２４には、金属製の筒状をなす副弁座部材８を摺動可能に設ける。副弁座部材８を金属性のコイルばね９によって弁体４側へ付勢する。コイルばね９は、弁座部材３Ａ，３Ｂが焼失すると、副弁座部材８を弁体４に押圧接触させ、さらに弁体４を流入孔２３側へ押圧移動させて副弁座面２７に押圧接触させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガス通路が形成された弁本体と、上記ガス通路内の上流側と下流側とに互いに対向して配置されたリング状をなす一対の弁座部材と、この一対の弁座部材により閉位置と開位置との間を回動可能に支持された球状の弁体とを備え、上記弁本体及び上記弁体が耐熱材によって構成され、上記一対の弁座部材が樹脂によって構成され、上記弁体が、閉位置に位置しているときには上記ガス通路の上記弁体より上流側部分と下流側部分との間を遮断し、開位置に位置しているときには上記弁体の内部に形成された連通孔を介して上記ガス通路の上流側部分と下流側部分とを連通させるボール弁において、
上記ガス通路の内部の上記弁体より上流側部分と下流側部分との少なくとも一方に、上記弁体に接近する方向へ移動可能とされ、上記弁体に突き当たることによって上記弁体の外面と上記ガス通路の内面との間を封止する副弁座部材と、この副弁座部材を上記弁体に接近するように付勢する付勢手段と、所定の温度以下では上記副弁座部材が上記弁体に対して接近移動するのを阻止し、所定の温度を越えると上記副弁座部材が上記付勢手段により上記弁体に突き当たるまで接近移動させられるのを許容するストッパ部材とを設け、上記副弁座部材及び上記付勢手段を耐熱材によって構成したことを特徴とするボール弁。
【請求項２】
上記副弁座部材が上記一対の弁座部材より上流側又は下流側に配置され、上記一対の弁座部材のうち上記副弁座部材と同一側に配置された一方の弁座部材が上記ストッパ部材として兼用されていることを特徴とする請求項１に記載のボール弁。
【請求項３】
上記ガス通路が一直線状に形成され、上記弁体が少なくとも閉位置に回動しているときには上記ガス通路の長手方向へ移動可能とされ、上記ガス通路のうち上記弁体を間にして上記副弁座部材と逆側に位置する内部には、上記弁体が上記付勢手段により上記副弁座部材を介して移動させられたときに上記弁体に突き当たることにより、上記弁体の外面と上記ガス通路の内面との間を封止する環状の副弁座面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボール弁。
【請求項４】
上記ガス通路が屈曲しており、ガス通路の屈曲部に上記弁体が配置され、この弁体を回動可能に支持する上記一対の弁座部材が上記ガス通路の上記弁体より上流側部分と下流側部分とのいずれか一方の軸線方向に互いに対向して配置され、当該一方の部分に上記副弁座部材が設けられ、この副弁座部材から離れて位置する弁座部材の上記副弁座部材側と逆側を向く面と対向する上記ガス通路の内面に、上記弁体が上記コイルばねにより上記副弁座部材を介して押圧移動させられたときに上記弁体に突き当たることにより、上記弁体を上記副弁座部材と協働して支持する支持座が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボール弁。
【請求項５】
上記支持座が環状に形成され、上記支持座の軸線が上記副弁座部材の軸線と一致させられていることを特徴とする請求項４に記載のボール弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弁体として球状をなす弁体が用いられたボール弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のボール弁は、内部にガス通路が形成された弁本体と、ガス通路内の上流側と下流側とに互いに対向して配置された一対の弁座部材と、この一対の弁座部材によって回動可能に支持された球状の弁体とを備えており、弁体が閉位置に回動すると、ガス通路の上流側部分と下流側部分との間が弁体によって遮断され、弁体が開位置に回動すると、ガス通路の上流側部分と下流側部分とが弁体に形成された連通孔を介して連通するように構成されている。
【０００３】
従来のボール弁においては、一対の弁座部材が樹脂で構成されていた。このため、火災時等には弁座部材が溶融ないしは焼失してしまう。弁座部材が焼失すると、弁体を閉位置に位置させていたとしても、ガス通路の上流側部分と下流側部分とが連通してしまい、多量のガスが漏れるおそれがあった。
【０００４】
そこで、実開昭６３−９４３６９号公報に記載のものにおいては、一対の弁座部材のうちの一方の弁座部材を金属で構成している。これにより、他方の弁座部材が焼失したとしても、一方の弁座部材と弁体とによりガス通路の上流側部分と下流側部分とが連通するのを防止している。また、実公平７−１６９４１号公報に記載のものにおいては、一対の弁座部材を弁体にそれぞれ同時に接触する主弁座及び補助弁座で構成している。そして、主弁座を金属、セラミック等で形成する一方、補助弁座を樹脂で形成している。したがって、補助弁座が焼失したとしても、主弁座と弁体とによってガス通路の上流側部分と下流側部分との連通が阻止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記各公報に記載のものは、弁座部材の少なくとも一部が金属等の硬質の材料によって構成されているため、弁体の外面が弁座部材によって傷付けられるという問題があった。さらに、前者の公報に記載のものにおいては、一方の弁座部材が金属で構成されているため、当該一方の弁座部材と弁体とを気密に接触させることが困難であり、使用時に僅かではあるがガス漏れが発生するおそれがあった。一方、後者の公報に記載のものにおいては、補助弁座が樹脂製であるので、通常の使用時におけるガス漏れは補助弁座によって防止することができるが、補助弁座を主弁座の径方向外側に配置しているため、弁座全体が大径化し、ひいてはボール弁が大径化するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の問題を解決するために、内部にガス通路が形成された弁本体と、上記ガス通路内の上流側と下流側とに互いに対向して配置されたリング状をなす一対の弁座部材と、この一対の弁座部材により閉位置と開位置との間を回動可能に支持された球状の弁体とを備え、上記弁本体及び上記弁体が耐熱材によって構成され、上記一対の弁座部材が樹脂によって構成され、上記弁体が、閉位置に位置しているときには上記ガス通路の上記弁体より上流側部分と下流側部分との間を遮断し、開位置に位置しているときには上記弁体の内部に形成された連通孔を介して上記ガス通路の上流側部分と下流側部分とを連通させるボール弁において、上記ガス通路の内部の上記弁体より上流側部分と下流側部分との少なくとも一方に、上記弁体に接近する方向へ移動可能とされ、上記弁体に突き当たることによって上記弁体の外面と上記ガス通路の内面との間を封止する副弁座部材と、この副弁座部材を上記弁体に接近するように付勢する付勢手段と、所定の温度以下では上記副弁座部材が上記弁体に対して接近移動するのを阻止し、所定の温度を越えると上記副弁座部材が上記付勢手段により上記弁体に突き当たるまで接近移動させられるのを許容するストッパ部材とを設け、上記副弁座部材及び上記付勢手段を耐熱材によって構成したことを特徴としている。
この場合、上記副弁座部材が上記一対の弁座部材より上流側又は下流側に配置され、上記一対の弁座部材のうち上記副弁座部材と同一側に配置された一方の弁座部材が上記ストッパ部材として兼用されていることが望ましい。
また、上記ガス通路が一直線上に設けられ、上記弁体が少なくとも閉位置に回動しているときには上記ガス通路の長手方向へ移動可能とされ、上記ガス通路のうち上記弁体を間にして上記副弁座部材と逆側に位置する内部には、上記弁体が上記付勢手段により上記副弁座部材を介して移動させられたときに上記弁体に突き当たることにより、上記弁体の外面と上記ガス通路の内面との間を封止する環状の副弁座面が形成されていることが望ましい。
上記ガス通路が屈曲しており、ガス通路の屈曲部に上記弁体が配置され、この弁体を回動可能に支持する上記一対の弁座部材が上記ガス通路の上記弁体より上流側部分と下流側部分とのいずれか一方の軸線方向に互いに対向して配置され、当該一方の部分に上記副弁座部材が設けられ、この副弁座部材から離れて位置する弁座部材の上記副弁座部材側と逆側を向く面と対向する上記ガス通路の内面に、上記弁体が上記コイルばねにより上記副弁座部材を介して押圧移動させられたときに上記弁体に突き当たることにより、上記弁体を上記副弁座部材と協働して支持する支持座が形成されていることが望ましい。この場合には、上記支持座が環状に形成され、上記支持座の軸線が上記副弁座部材の軸線と一致させられていることが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１〜図３は、この発明の一実施の形態を示す。この実施の形態のボール弁１は、弁本体２を有している。この弁本体２は、一端部どうしが互いに螺合固定された半体２Ａ，２Ｂによって構成されている。半体２Ａ，２Ｂは、耐火材によって構成されている。通常、半体２Ａ，２Ｂは金属によって構成される。弁本体２は、その全体を金属等の耐火材によって一体に形成してもよい。
【０００８】
弁本体２の内部には、その一端面２ａから他端面２ｂまで一直線状に貫通するガス通路２１が形成されている。このガス通路２１は、一直線上に配置された弁収容部２２、流入孔２３及び流出孔２４を有している。弁収容部２２は、弁本体２の略中間部に配置されている。流入孔２３の一端は、一端面２ａに開口し、他端は弁収容孔２２の内面に開口している。弁本体２の一端面２ａ側における流入孔２３の端部には、ねじ孔２３ａが形成されており、このねじ孔２３ａに螺合された一次側ガス管（図示せず）から流入孔２３にガスが供給されるようになっている。流出孔２４の一端は、他端面２ｂに開口し、他端は弁収容部２２の内面に開口している。弁体２の他端面２ｂ側における流出孔２４の端部には、ねじ孔２４ａが形成されている。このねじ孔２４ａには、二次側ガス管（図示せず）が螺合されている。そして、一次側ガス管から流入孔２３に供給されたガスが、流出孔２４を通って二次側ガス管に流入し、二次側ガス管を介して例えば家庭のガス機器（図示せず）に供給されるようになっている。
【０００９】
上記弁収容部２２の流入孔２３側及び流出孔２４側の各端部には、一対の弁座部材３Ａ，３Ｂがそれぞれ配置されている。弁座部材３Ａ，３Ｂは、ＰＴＦＥ等の樹脂からなるものであり、リング状に形成されている。一方の弁座部材３Ａの外周面及び外側の端面は、弁収容孔２２の内周面及び流入孔２３側の端面にそれぞれ気密に押圧接触させられている。他方の弁座部材３Ｂの外周面及び外側の端面は、弁収容孔２２の内周面及び流出孔２４側の端面にそれぞれ気密に押圧接触させられている。弁座部材３Ａの内周面と内側の端面との交差部には、弁座面３１が形成されている。弁座部材３Ｂにも同様の弁座面３１が形成されている。一対の弁座部材３Ａ，３Ｂの各弁座面３１，３１は、同一の曲率中心及び同一の曲率半径を有している。
【００１０】
弁収容部２２の内部には、弁体４が収容されている。この弁体４は、金属等の耐火材からなるものであり、球状に形成されている。弁体４は、弁座面３１と実質的に同一の曲率半径を有しており、一対の弁座部材３Ａ，３Ｂの弁座面３１，３１によって回動可能に支持されている。弁体４の回動範囲は、図１に示す開位置と、この開位置からほぼ９０°回動した図２に示す閉位置との間に規制されている。弁体４の外周面は、弁座面３１との間からガスが漏れるのを十分に防止することができるよう、弁座面３１に押圧接触させられている。
【００１１】
弁体４には、その一側部から他側部まで貫通する連通孔４１が形成されている。この連通孔４１は、図１に示すように、弁体４が開位置に回動させられると、その軸線をガス通路２１の軸線と一致させるように配置されており、開状態では連通孔４１の一端部が弁座部材３Ａの内部を介して流入孔２３と連通し、他端部が弁座部材３Ｂの内部を介して流出孔２４と連通する。この結果、流入孔２３と流出孔２４とが連通孔４１を介して連通し、ガス通路２１内をガスが流れる。連通孔４１は、図２に示すように、弁体４が閉位置に回動すると、弁座部材３Ａ，３Ｂの各弁座面３１から離れる。この結果、流入孔２３と流出孔２４との間が、弁座部材３Ａ，３Ｂ及び弁体４によって遮断される。
【００１２】
弁本体２には、挿通孔２５が形成されている。この挿通孔２５は、ガス通路２１の軸線と直交するように配置されており、弁本体２の外面から弁収容孔２２の中央部内面まで延びている。挿通孔２５には、連結軸５が回動可能に挿通されている。連結軸５は、挿通孔２５の内径とほぼ同一の外径を有している。したがって、連結軸５の外周面と挿通孔２５の内周面との間からはほとんどガスが漏れることがないが、それらの間をより確実に封止するために、連結軸５の外周面と挿通孔２５の内周面との間には、ゴム等の樹脂からなるＯリング６が設けられている。
【００１３】
連結軸５の一端部は、挿通孔２５から外部に突出しており、そこにはハンドル７が固定されている。連結軸５の他端部は、弁収容部２２の内部まで延びており、そこには連結軸５の直径線上を一側部外周面から他側部外周面まで延びる係合突起５１が形成されている。この係合突起５１は、弁体４の外周面に形成された係合凹部４２に回動不能に嵌合している。したがって、ハンドル７を回すと、弁体４が連結軸５を介して回動させられる。
【００１４】
係合突起５１は、弁体４の係合凹部４２に係合突起５１の長手方向へ相対移動可能に嵌合している。係合突起５１の長手方向は、弁体４が閉位置に位置しているときには、ガス通路２１の軸線方向（弁座部材３Ａ，３Ｂの対向方向）と同一方向を向き、弁体４が開位置に位置しているときには、ガス通路２１の軸線方向と直交する方向を向いている。したがって、弁体４は、開位置に位置しているときには、連結軸５に対しガス通路２１の軸線方向へ移動不能であるが、閉位置に位置しているときには連結軸５に対してガス通路２１の軸線方向へ移動可能である。ただし、弁体４は、通常時は弁座部材３Ａ，３Ｂによって移動不能に支持されているので、弁座部材３Ａ，３Ｂが溶融ないしは焼失しない限りガス通路２１の軸線方向へ移動することはない。
【００１５】
流出孔２４の弁収容部２２側の端部には、副弁座部材８がほぼ気密な状態で摺動可能に嵌合されている。この副弁座部材８は、金属、セラミック等の耐熱材によって筒状に形成されている。副弁座部材８は、コイルばね（付勢手段）９により弁体４に向かって付勢されている。コイルばね９は、通常は金属によって形成されるが、弾性及び耐熱性を同時に有するものであれば他の材質によって形成してもよい。
【００１６】
副弁座部材８は、弁座部材３Ｂに突き当たり、それによって弁体４側への移動が阻止されている。したがって、副弁座部材８は、弁座部材３Ｂが溶融ないし焼失することなく原形を維持している限りは弁体４に接触することがない。これから明らかなように、この実施の形態では、弁座部材３Ｂが副弁座部材８の弁体４側への移動を阻止するストッパ部材として兼用されている。副弁座部材８は、弁座部材３Ｂが溶融ないしは焼失すると、コイルばね８によって弁収容部２２側へ移動させられ、弁体４に押圧接触する。これにより、弁体４の外周面と流出孔２４の内周面との間を気密に封止する。
【００１７】
弁収容部２２の流入孔２３側の端面には、環状突出部２６が流入孔２３を囲むようにしてそれと同軸に形成されている。環状突出部２６の先端面には、副弁座面２７が形成されている。この副弁座面２７は、弁座部材３Ａが原形を留めている間は弁体４から離間してそれに接触することがない。しかし、弁体４が閉位置に位置した状態において、弁座部材３Ａ、３Ｂが火災等によって溶融ないしは焼失し、その結果弁体４がコイルばねにより流出孔２４側から流入孔２３側へ移動させられると、副弁座面２７に弁体４の外周面が押圧接触する。それにより、弁体４の外周面と流入孔２３の内周面との間が気密に封止される。
【００１８】
上記構成のガス栓１においては、弁座部材３Ａ，３Ｂが樹脂によって構成されているので、弁体４の外周面と弁座面３１との間の密封性を、弁座部材を金属等で構成した場合に比して大きく向上させることができる。したがって、通常の使用時にはガス漏れが発生するのを確実に防止することができる。また、弁体４の外周面が弁座部材３Ａ，３Ｂによって傷付けられるのを防止することができる。さらに、副弁座部材８を弁座部材３Ｂの外側に配置することなく、弁座部材３Ｂの外周面より内側に配置しているので、ガス栓１が大径化するのを防止することができる。
【００１９】
また、弁座部材３Ａ，３Ｂが火災等によって溶融ないしは焼失した場合には、多量のガスが漏れるのを防止することができる。すなわち、いま弁体４が閉位置に位置させられているものとする。この閉時に弁座部材３Ａ，３Ｂが火災等によって溶融ないしは焼失すると、図３に示すように、コイルばね９の付勢力によって副弁座部材８が弁体４に押圧接触させられる。この結果、流出孔２４の内周面と弁体４の外周面との間が副弁座部材８によって気密に封止される。しかも、弁体４がコイルばね９によって流出孔２４側から流入孔２３側へ移動させられて副弁座面２７に押圧接触させられるので、流入孔２３の内周面と弁体４の外周面との間が副弁座面２７によって封止される。したがって、弁座部材３Ａ，３Ｂが焼失したとしても、流入孔２３と流出孔２４との間が副弁座面２７、弁体４及び副弁座部材８によって遮断される。よって、流入孔２３と流出孔２４とが連通して多量のガス漏れるという事故を防止することができる。
【００２０】
副弁座部材８及び副弁座面２７と弁体４とによる封止性は、弁座部材３Ａ，３Ｂと弁体４とによる封止性には及ばず、僅かなガス漏れはあるかもしれないが、その量は火災等を助長するようなものではなく、緊急時には十分なものである。また、図３から明らかなように、弁座部材３Ａ，３Ｂが溶融ないしは焼失するような高温時には、Ｏリング６も焼失するが、連結部材５の外周面が挿通孔２５に高い気密性をもって嵌合しているので、連結部材５の外周面と挿通孔２５の内周面との間から漏れるガスの量は微量であり、ほとんど問題になることはない。
【００２１】
図４及び図５は、この発明の他の実施の形態を示している。この実施の形態のボール弁１′においては、ガス通路２１が直角に屈曲して形成されている。すなわち、ガス通路２１の弁収容孔２２と流出孔２４が一直線上に連続して形成されている。勿論、両者は互いに連通している。一方、流入孔２３は、弁収容孔２２及び流出孔２４と直交する方向に延びている。流入孔２３の一端部は弁本体２の下端面２ｃに開口し、他端部は弁収容孔２２の下側の内面に開口している。したがって、このボール弁１′においては、ガス通路２１が弁収容孔２２の部分において直角に屈曲している。勿論、収容孔２２内には、弁体４が配置されている。この弁体４を回動可能に支持する一対の弁座部材３Ａ，３Ｂが、流出孔２４の軸線方向において互いに対向して配置されている。
【００２２】
弁体４に形成された連通孔４１は、ガス通路２１が直角に屈曲していることに対応して直角に屈曲させられている。連通孔４１の上流側端部（図において下端部）は、流入孔２３と常時連通している。一方、連通孔４１の下流側端部は、図４において想像線で示すように、弁体４を開位置に回動させると流入孔２４と連通する。この結果、流入孔２３と流出孔２４とが連通孔４１を介して連通する。しかし、弁体４を閉位置に回動させると、連通孔４１の下流側端部が弁座部材３Ｂの弁座面３１から離間する。この結果、流入孔２３と流出孔２４との間が弁体４によって遮断される。なお、弁座部材３Ａは、流出孔２４の軸線方向において弁座部材３Ｂより上流側に配置されている点において上記の実施の形態と同様であるが、流入孔２３と流出孔２４との連通、遮断については全く関与しておらず、弁体４を単に回動可能に支持しているだけである。
【００２３】
弁座部材３Ａの弁体４側と逆側を向く弁収容孔２２の内面、つまり流出孔２４と対向する弁収容孔２２の内面には、環状をなす支持座２８が弁座部材３Ａと同芯に形成されている。この支持座２８は、弁座部材３Ａが溶融ないしは焼失せずに原形を留めている間は弁体４に接触することはないが、弁座部材３Ａが溶融ないしは焼失して、弁体４がコイルばね９により副弁座部材８を介して流出孔２４から離れるようにその軸線方向へ押圧移動させられると、副弁座部材８と協働して弁体４を支持する。これにより、弁座部材３Ａ，３Ｂの溶融又は焼失時、弁体４が下方へ落下するのを防止している。
その他の構成は、上記の実施の形態と同様であるので、同様な部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２４】
なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、各種の変形が可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、副弁座部材８を流出孔２４に設けているが、流入孔２３に設けてもよい。これは、上記二つの実施の形態のボール弁１，１′を、それらの流入孔２３及び流出孔２４をそれぞれ流出孔、流入孔としても問題なくボール弁として使用し得ることから明らかであろう。
また、上記の実施の形態においては、弁座部材３Ｂを副弁座部材８に対するストッパ部材として兼用しているが、ストッパ部材を弁座部材３Ｂとは別に設けてもよい。その場合、ストッパ部材は、弁座部材３Ｂと同等若しくはそれより低い所定の温度で溶融ないしは焼失する樹脂、又は当該所定の温度に達すると変形して副弁座部材８の弁体４側への移動を許容する形状記憶合金によって構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、弁体が弁座部材によって傷付けられるのを防止し、通常の使用時におけるガス漏れをほとんど皆無にし、さらにガス栓が大径化するのを防止することができ、しかも弁座部材が溶融ないしは焼失したとしても多量のガスが漏れるのを確実に防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を開状態で示す断面図である。
【図２】同実施の形態を閉状態で示す断面図である。
【図３】同実施の形態を弁座部材が焼失した閉状態で示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施の形態を閉状態で示す断面図である。
【図５】同実施の形態を弁座部材が焼失した閉状態で示す断面図である。
【符号の説明】
１　ボール弁
１′　ボール弁
２　弁本体
３Ａ　弁座部材
３Ｂ　弁座部材
４　弁体
８　副弁座部材
２１　ガス通路
２２　弁収容部
２３　流入孔（上流側部分）
２４　流出孔（下流側部分）
２７　副弁座面
３１　弁座面
【図１】
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【図２】
2004092767.tif 000004
【図３】
2004092767.tif 000005
【図４】
2004092767.tif 000006
【図５】
2004092767.tif 000007