(57)【要約】【課題】弁体の帯電による腐食の発生を防止することができるボールバルブを提供する。【解決手段】ボールバルブは、両端が開口された筒状をなすバルブ本体１１と、同バルブ本体１１の内部に回動可能に支持された球状の弁体１２と、同弁体１２に連結されて弁体１２の回動操作を行うための回転軸２２及び把持部２９とを備えている。また、把持部２９とバルブ本体１１との間にはパッキン３５が介装されている。このパッキン３５は、導電性を有しており、弁体１２は、パッキン３５により、回転軸２２及び把持部２９を介してバルブ本体１１と常時導通可能に構成されている。そして、弁体１２に帯電された電荷は、順番に回転軸２２、把持部２９、パッキン３５及びバルブ本体１１に通電され、そのまま外部へ放電されるようになっている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送流体を流通させるための流路を内部に備える筒状のバルブ本体と、同バルブ本体内の流路上に回動可能に支持され、外面で開口するように連通路が貫通形成された球状の弁体と、同弁体に連結され、バルブ本体内で弁体を回動させるための操作部とを備え、同操作部で弁体の回動操作を行うことにより、流路と連通路とが連通されて輸送流体の流通が許容される開放状態と、流路と連通路とが位置ずれして輸送流体の流通が規制される閉塞状態とを切換可能に構成したボールバルブであって、
前記バルブ本体、弁体及び操作部は金属製であり、弁体はバルブ本体内に絶縁状態で支持されるとともに、操作部とバルブ本体との間には操作部を介してバルブ本体と弁体とを導通可能とするための導電部材を介装したことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
前記導電部材は、合成樹脂材料であるエンジニアリングプラスチックに導電性物質を練り込むことによって得られる導電材料から形成されたものである請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項３】
前記輸送流体は湯である請求項１又は請求項２に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、一組の管体を連結し、両管体の間で水、湯等の輸送流体の流路を開放又は閉塞することにより、輸送流体の流通を許容又は規制するために使用されるボールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のボールバルブは、輸送流体の流路を内部に備えた筒状をなす金属製のバルブ本体と、同バルブ本体内で回動可能に支持された球状をなす金属製の弁体と、同弁体に連結されて弁体をバルブ本体内で回動させるための金属製の操作部とを備えている。前記バルブ本体の両端部にはそれぞれ給水配管、給湯配管等の管体がナットによる螺合等の手段により接続されている。また、前記弁体には、その外面で二方に開口するように直線状に延びる連通路が貫通形成されている。そして、前記操作部を操作して弁体をバルブ本体内で回動させ、流路と連通路とを連通させたとき、流路が開放状態とされ、管体間での輸送流体の流通が許容される。また、操作部を操作して弁体を開放状態から回動させ、流路と連通路とを位置ずれさせたとき、流路が閉塞状態とされ、管体間での輸送流体の流通が規制される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のボールバルブにおいて、前記弁体には腐食を抑制するためにメッキ加工が施されている。また、弁体とバルブ本体との間には、バルブ本体外への輸送流体の漏れをシールするための合成樹脂製のシール部材が介装されている。同様のシール部材は、前記操作部とバルブ本体との間にも介装されており、これらシール部材により、弁体はバルブ本体に対して電気的に絶縁された状態となっていた。
【０００４】
一方、ボールバルブが開放状態とされて連通路に輸送流体が流通される際、連通路の内面と輸送流体との摩擦によって静電気が発生し、この静電気によって絶縁された状態の弁体が帯電される。この帯電された弁体の電荷が大きくなると、やがて弁体とバルブ本体との間で急激な放電が発生してしまう。すると、弁体は放電が発生した箇所で表面のメッキ部分が高い確率で腐食されてしまう。そして、腐食したメッキ部分はシール部材に固着されてしまい、その結果、操作部による弁体の回動操作を行うことができなくなり、開放状態から閉塞状態へ切り替えることができなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、弁体の帯電による腐食の発生を防止することができるボールバルブを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載のボールバルブの発明は、輸送流体を流通させるための流路を内部に備える筒状のバルブ本体と、同バルブ本体内の流路上に回動可能に支持され、外面で開口するように連通路が貫通形成された球状の弁体と、同弁体に連結され、バルブ本体内で弁体を回動させるための操作部とを備え、同操作部で弁体の回動操作を行うことにより、流路と連通路とが連通されて輸送流体の流通が許容される開放状態と、流路と連通路とが位置ずれして輸送流体の流通が規制される閉塞状態とを切換可能に構成したボールバルブであって、前記バルブ本体、弁体及び操作部は金属製であり、弁体はバルブ本体内に絶縁状態で支持されるとともに、操作部とバルブ本体との間には操作部を介してバルブ本体と弁体とを導通可能とするための導電部材を介装したことを特徴とすることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載のボールバルブの発明は、請求項１に記載の発明において、合成樹脂材料であるエンジニアリングプラスチックに導電性物質を練り込むことによって得られる導電材料から形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載のボールバルブの発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記輸送流体は湯であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ボールバルブは、両端が開口された筒状をなすバルブ本体１１と、同バルブ本体１１の内部に回動可能に支持された球状の弁体１２と、同弁体１２に連結されて弁体１２の回動操作を行うための操作部１３とを備えている。また、バルブ本体１１と弁体１２との間には、これらの間に形成された間隙をシールするための一対の環状をなすシール部材１４が介装されている。
【００１０】
前記バルブ本体１１は、図１（ａ）で左側となる一端側に配置された雄型筒状分体１５と、図１（ａ）で右側となる他端側に配置された雌型筒状分体１６とを螺合することによって略円筒状に形成されている。このバルブ本体１１の内部には、その軸線方向に沿って直線状に延びる流路１７が形成されている。また、バルブ本体１１の両端部内周面にはそれぞれ雌ねじ部１８が螺設されている。同雌ねじ部１８を介してバルブ本体１１の一端部には湯供給配管が接続され、他端部には給湯配管が接続される。なお、湯供給配管はボイラー装置等の湯供給源とボールバルブとの間を接続するものであり、給湯配管はボールバルブと蛇口等の屋内設備との間を接続するものである。そして、湯供給配管から供給された輸送流体としての湯は、バルブ本体１１の流路１７を流通し、給湯配管へと送られる。
【００１１】
前記雄型筒状分体１５の内周面において、他端縁よりも一端寄りには、第１当接支持部１９ａが雄型筒状分体１５の軸線と直交するように円環状に設けられている。前記雌型筒状分体１６の内周面において、その軸線方向のほぼ中央部には、第２当接支持部１９ｂが雌型筒状分体１６の軸線と直交するように円環状に設けられている。雌型筒状分体１６の内部において、前記流路１７上で第１当接支持部１９ａと第２当接支持部１９ｂとの間には、前記弁体１２を収容するための収容空間２０が形成されている。
【００１２】
該弁体１２は、その内部に直線状に延びる連通路１７ａが貫通形成されており、同連通路１７ａの両端は弁体１２の外面で二方に開口されている。収容空間２０内で第１当接支持部１９ａ及び第２当接支持部１９ｂの内面上には、一対のシール部材１４がそれぞれの外面を当接させることによって支持されている。そして、これらシール部材１４の内面がそれぞれ弁体１２の外面に接触されることにより、流路１７と収容空間２０との間の隙間がシールされる。
【００１３】
前記雌型筒状分体１６の外周面において、該収容空間２０と対応する位置には、筒状をなす軸受け部２１が上方へ突設されている。同軸受け部２１の上端はバルブ本体１１の外部に向かって開口されるとともに、下端は収容空間２０の上部で開口されており、軸受け部２１の内部と収容空間２０とが連通されている。そして、同軸受け部２１内には、操作部１３を構成する回転軸２２が回動可能に挿入保持されている。
【００１４】
図１（ａ）及び図３に示すように、回転軸２２は円柱状に形成され、その下端周面には抜出規制部２３が円環状をなすように横方向へ突設されるとともに、下端面には略矩形状をなす連結凸部２４が突設されている。また、前記弁体１２の外面の上部には、該連結凸部２４と対応する形状となるように連結凹部２５が切り欠き形成されている。当該回転軸２２は、収容空間２０側から軸受け部２１の内部へ挿入することにより、その上端部を軸受け部２１の上端開口から外部へ露出させるとともに、抜出規制部２３を収容空間２０の内面に接触させた状態で軸受け部２１内に保持されている。この状態で、回転軸２２は、抜出規制部２３と収容空間２０の内面との係合関係により、軸受け部２１内から外方への抜け出しを規制されている。そして、軸受け部２１内に回転軸２２が挿入保持された状態で回転軸２２の連結凸部２４に弁体１２の連結凹部２５が係合されることにより、連結凸部２４及び連結凹部２５を連結部として回転軸２２の下端に弁体１２が連結される。
【００１５】
回転軸２２と弁体１２との連結部を構成する連結凹部２５の内底面には、連通路１７ａで開口する減圧孔２６が透設されている。この減圧孔２６を介して連通路１７ａと流路１７の一部である収容空間２０とが連通されている。同減圧孔２６は、次に示すような目的で設けられる。すなわち、前述のように輸送流体を湯とした場合、前記シール部材１４によって密閉状態とされた収容空間２０は、内部の空気が膨張することによって昇圧される。すると、シール部材１４が流路１７又は連通路１７ａに押し出され、湯の流通が妨げられるおそれがある。このため、当該減圧孔２６は、連通路１７ａと収容空間２０との間で空気を流通させ、収容空間２０を減圧することにより、連通路１７ａの圧力と収容空間２０の圧力との均衡を図る目的で設けられる。
【００１６】
輸送流体である湯は、若干ではあるが、連通路１７ａから減圧孔２６を介して収容空間２０へ流出する。この収容空間２０へ流出した湯は、軸受け部２１の内周面と回転軸２２の周面との隙間から外部へ漏出しようとする。この軸受け部２１から外部への湯の漏出をシールするため、回転軸２２の周面上には一対のＯリング２８が装着されている。すなわち、回転軸２２の軸線方向の中間部において、その周面には一対の環状溝２７が凹設されている。これら環状溝２７にはそれぞれ前記Ｏリング２８が嵌着されている。そして、これらＯリング２８により、軸受け部２１の内周面と回転軸２２の周面との隙間がシールされる。
【００１７】
図１（ａ）及び図２に示すように、当該回転軸２２の上端部には、操作部１３を構成する把持部２９が取付けられている。同把持部２９は金属製の長板を曲げることによって形成され、その基端部には長孔状の連結孔３０が透設されている。回転軸２２の上端部には、同上端部周面を切り欠くことにより、その断面形状が連結孔３０の形状と対応するように連結部３１が形成されている。そして、連結部３１に把持部２９の連結孔３０が位置合わせされた状態で係合されることにより、把持部２９は回転軸２２に位置決め装着されている。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）、図２及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、回転軸２２の上端面には雄ねじ部３２が突設されている。把持部２９は、連結部３１に連結孔３０が係合された状態で同雄ねじ部３２にワッシャ３３を介してナット３４が螺合され、締め付けられることにより、回転軸２２に固定される。この状態で把持部２９を把持して回動させることにより、回転軸２２を介して弁体１２が連動して収容空間２０内で回動する。回動された弁体１２は、流路１７と連通路１７ａとが連通する開放状態から、流路１７に対して連通路１７ａが位置ずれした閉塞状態へと切り換えられる。また、軸受け部２１の上端外周面には位置決突起３６が突設され、これと対応して把持部２９の基端部には一対の係合片３７が互いに９０゜の間隔となるように設けられている。そして、位置決突起３６にいずれかの係合片３７が係合されることにより、開放状態又は閉塞状態で把持部２９が位置決めされる。
【００１９】
図１（ａ）及び図２に示すように、把持部２９の基端部の下面と、軸受け部２１の上端面との間にはパッキン３５が介装されている。把持部２９は、同パッキン３５を介して軸受け部２１に接触することにより、弁体１２を開放状態又は閉塞状態とするための回動操作時に摺動抵抗が軽減されている。また、当該パッキン３５によって、軸受け部２１の上端から外部への水漏れがシールされている。
【００２０】
このパッキン３５は、耐熱性、耐寒性、耐熱水性、耐候性及び耐摩耗性に優れ、動摩擦係数が低い合成樹脂材料から形成される。このような合成樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等のエンジニアリングプラスチックが挙げられる。なかでも、ＰＯＭは耐疲労性に優れ、吸水性が少ないため、パッキン３５として最も好ましい。
【００２１】
このパッキン３５は、前記エンジニアリングプラスチックに導電性を付与して得られる導電材料より形成された導電部材であり、導電性が付与されている。エンジニアリングプラスチックに導電性を付与する方法としては、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、カーボン等の微粒子等のような導電性物質を練り込む方法が挙げられる。通常は、製造コストを抑えることができ、安定した導電性を付与することができるという観点から、導電性物質としてカーボンが使用される。そして、弁体１２は、この導電性を有するパッキン３５により、操作部１３を構成する回転軸２２及び把持部２９を介してバルブ本体１１の軸受け部２１と常時導通可能に構成されている。
【００２２】
次に、前記ボールバルブの作用を説明する。
さて、湯供給配管から給湯配管への湯の流通を停止するときは、図４（ａ），（ｂ）に示したように、一方の係合片３７が位置決突起３６に係合するまで把持部２９が回動され、これに連動して弁体１２が回動される。すると、弁体１２内の連通路１７ａと、バルブ本体１１内の流路１７とが互いに直交する方向に延びるような位置関係とされる。このとき、ボールバルブは、弁体１２の周壁によって流路１７が閉塞された閉塞状態とされる。この状態では、流路１７での湯の流通が遮られ、湯供給配管から給湯配管への湯の流通が停止される。
【００２３】
一方、湯供給配管から給湯配管へ湯を流通させるときには、把持部２９が図４（ｂ）に示した状態から、他方の係合片３７が位置決突起３６に係合するまで、反時計方向に９０゜回動される。すると、把持部２９に連動して回動された弁体１２はバルブ本体１１に対し、その連通路１７ａが流路１７と一直線状に延びるような位置関係とされる。このとき、ボールバルブは、弁体１２の連通路１７ａとバルブ本体１１の流路１７とが連通され、流路１７が開放された開放状態とされる。この状態では、流路１７での湯の流通は遮られず、湯供給配管から給湯配管へと湯が流通される。
【００２４】
上記のようにボールバルブが開放状態とされて流路１７で湯が流通されるとき、湯が連通路１７ａを通過する際の摩擦によって静電気が発生し、同静電気によって弁体１２が帯電される。この弁体１２に帯電された電荷は、回転軸２２を介して把持部２９に通電される。このとき、同把持部２９は、導電部材であるパッキン３５によってバルブ本体１１と導通可能となっている。そして、把持部２９に通電された電荷は、バルブ本体１１へと通電され、そのまま外部へ放電される。
【００２５】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・　実施形態のボールバルブによれば、バルブ本体１１の軸受け部２１と操作部１３の把持部２９との間には導電部材であるパッキン３５が介装されている。そして、湯が連通路１７ａを通過する際の摩擦により、弁体１２に溜まろうとする電荷は、回転軸２２及び把持部２９に導通され、パッキン３５を介してバルブ本体１１で迅速に放電されている。従って、弁体１２の静電気による帯電を防止することができ、同帯電による急激な放電による弁体１２の腐食の発生を防止することができる。
【００２６】
・　また、パッキン３５は、エンジニアリングプラスチックに導電性物質を練り込むことによって得られた導電材料から形成されている。このため、エンジニアリングプラスチックが有する優れた特性に、さらに導電性を付与することができる。
【００２７】
・　また、輸送流体には湯が選択されている。この湯を流通させる場合、収容空間２０の昇圧によるシール部材１４の流路１７へのはみ出しを防止するため、弁体１２と回転軸２２との連結部に減圧孔２６を設けることが好ましい。この減圧孔２６を設ける場合、連通路１７ａと収容空間２０との間で空気とともに湯も流通されてしまう。そして、収容空間２０に流れ込んだ湯によって、従来のボールバルブならば、弁体１２がさらに帯電しやすく、また腐食しやすくなってしまう。しかし、実施形態のボールバルブは、弁体１２とバルブ本体１１との間が常時導通可能とされており、弁体１２の帯電が防止されている。このため、輸送流体を湯とした場合であっても、弁体１２の帯電を効果的に防止することができ、弁体１２の腐食の発生を防止することができる。
【００２８】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・　導電部材は、パッキン３５に限らず、例えば回転軸２２の周面に装着されたＯリング２８を導電材料から形成された導電部材とし、回転軸２２とバルブ本体１１との間で導通可能に構成してもよい。あるいは、抜出規制部２３と収容空間２０の内面との間に導電部材であるパッキンを介装し、回転軸２２とバルブ本体１１との間で導通可能に構成してもよい。
【００２９】
・　輸送流体は、湯に限らず、例えば水、オイル、熱風、冷風等のように流動性を有するものならばいずれであってもよい。
・　前に挙げたように、回転軸２２とバルブ本体１１とが導通可能に構成されているならば、パッキン３５は必ずしも必要とはならず、これを省略して構成してもよい。この場合、把持部２９を省略し、ドライバー、スパナ等の道具を使用して回転軸２２を回動させてもよく、また回転軸２２に対して把持部２９を着脱可能に構成してもよい。
【００３０】
・　実施形態ではバルブ本体１１の両端部に雌ねじ部１８を設けたが、これに限らず、少なくとも一方の端部に雄ねじ部を設けてもよい。
・　実施形態ではボールバルブをバルブ本体１１の流路１７が二方に開口するものとしたが、これに限らず、バルブ本体がＴ字状をなし、その流路が三方に開口するもの、あるいはバルブ本体がＨ字状をなし、その流路が四方に開口するものとしてもよい。このように流路が三方又は四方に開口するボールバルブは、輸送流体の流通を許容又は規制するのみならず、輸送流体の流通経路を切り換えるという目的で使用される。
【００３１】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記操作部は、一端がバルブ本体内で弁体に連結され、他端がバルブ本体の外部に露出するように配設された金属製の回転軸を備え、前記導電部材は、回転軸とバルブ本体との間に介装されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のボールバルブ。このように構成した場合、弁体の帯電による腐食の発生を効果的に防止することができる。
【００３２】
（２）前記操作部は、一端がバルブ本体内で弁体に連結され、他端がバルブ本体の外部に露出するように配設された金属製の回転軸と、同回転軸の他端にバルブ本体の外部で連結された金属製の把持部とを備え、前記導電部材は、把持部とバルブ本体との間に介装されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のボールバルブ。このように構成した場合、弁体の帯電による腐食の発生を効果的に防止することができる。
【００３３】
（３）前記導電部材は、回転軸とバルブ本体との間で輸送流体の外部への漏れをシールするためのＯリング又はバルブ本体に対する回転軸の摺動抵抗を軽減するためのパッキンであることを特徴とする（１）に記載のボールバルブ。このように構成した場合、バルブ本体と弁体とを導通可能とする機能と、シール機能又は摺動抵抗を軽減する機能とを兼ね備えることができる。
【００３４】
（４）前記導電部材は、バルブ本体に対する把持部の摺動抵抗を軽減するためのパッキンであることを特徴とする（２）に記載のボールバルブ。このように構成した場合、バルブ本体と弁体とを導通可能とする機能と、摺動抵抗を軽減する機能とを兼ね備えることができる。
【００３５】
（５）前記弁体と操作部との連結部には、開放状態で流路及び連通路に輸送流体である湯を流通させるとき、弁体の周囲の空間と連通路とを連通し、弁体の周囲の空間の圧力と連通路の圧力との均衡を図るための減圧孔を設けたことを特徴とする請求項３に記載のボールバルブ。このように構成した場合、輸送流体に湯を使用することによって生じる不具合の発生を防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、弁体の帯電による腐食の発生を防止することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、導電部材に導電性に加え、エンジニアリングプラスチックの有する優れた特性をも付与することができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、弁体の帯電による腐食の発生を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は開放状態のボールバルブを示す正断面図、（ｂ）は開放状態のボールバルブを示す平面図。
【図２】バルブ本体に把持部を取付ける状態を示す分解斜視図。
【図３】回転軸を示す斜視図。
【図４】（ａ）は閉塞状態のボールバルブを示す正断面図、（ｂ）は閉塞状態のボールバルブを示す平面図。
【符号の説明】
１１…バルブ本体、１２…弁体、１３…操作部、１７…流路、１７ａ…連通路、２２…操作部を構成する回転軸、２９…操作部を構成する把持部、３５…導電部材としてのパッキン３５。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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