(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの管材の両側部を口広げ加工である塑性加工を施したボデー中央位置の座出し部にステム挿入穴を形成し、このボデーの両側より接合部を有する一対の環形状のインサート部材を圧入し、前記ステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転自在に設けると共に、前記ボデーの両端面を圧縮成形して一対のインサート部材で前記ボールを回転自在に支受けするようにしたことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
角形状の口広げ加工を施したボデーの両側部に、相似形の角形外周面を有するインサート部材を圧入した請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項３】
上記ステム挿入穴にバーリング加工を施して筒部とこの筒部の一部を突出させたストッパ片を形成し、一方、ステムに設けた鍔部に回転規制用の切欠溝を形成し、このストッパ片を切欠溝に係合してボールを回転規制した請求項１又は２に記載のボールバルブ。
【請求項４】
ステムの装着溝に装着したＯリングを上記筒部の内周面に接触させた請求項３に記載のボールバルブ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の筒部の上縁部に段部を形成し、この段部にパッキンを装着したボールバルブ。
【請求項６】
管材を所定長さに切断し、この管材の両側部を口広げ加工である塑性加工を施してボデーを形成し、このボデーの略中央位置に形成した座出し部にステム挿入穴を形成し、次いで、このボデーの一側より接合部を有する一対の環形状インサート部材の一方を圧入した後に、ステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転自在に接合し、更に、ボデーの他側より他方インサート部材を圧入すると共に、ボデーの両端面を圧縮成形しながら一対のインサート部材でボールに対して所定の締め代を与えながらボールを回転自在に支受けするようにしたことを特徴とするボールバルブの製造方法。
【請求項７】
所定長さの管材の略中央位置にステム挿入穴を形成し、このステム挿入穴の両側近傍の管材を縮径して密封保持部を形成し、このステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転状態に接合し、管材の両端内周に接合部を有する一対の環形状のインサート部材を装着し、ボデー両端を圧縮成形することにより端部の密封保持部を形成して、一対のインサート部材で前記ボールを回転自在に両側から支受けすると共に、この両者の密封保持部によって一対のインサート部材と管材とを接合して構成したことを特徴とするボールバルブ。
【請求項８】
上記ステム挿入穴にバーリング加工を施し、管材の内側に向けて一体に形成した筒部とこの筒部の一部を突出させたストッパ片を形成し、一方、ステムに設けた鍔部に回転規制用の切欠溝を形成し、このストッパ片を切欠溝に係合してボールを回転規制した請求項７に記載のボールバルブ。
【請求項９】
ステムの装着溝に装着したＯリングを上記筒部の内周面に接触させた請求項８に記載のボールバルブ。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の筒部の上縁部に段部を形成し、この段部にパッキンを装着したボールバルブ。
【請求項１１】
管材を所定長さに切断し、この管材の略中央位置にステム挿入穴を形成し、このステム挿入穴の両側近傍の管材を縮径して密封保持部を形成し、次いで、このステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転状態に接合し、管材の両端内周に接合部を有する一対の環形状のインサート部材を装入し、その後、ボデーの両端を圧縮成形して端部の密封保持部を形成することにより、インサート部材で前記ボールを回転自在に両側から支受けし、かつ両者の密封保持部でインサート部材と管材とを接合したことを特徴とするボールバルブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷温水、空気、ガス等の配管に装着して流体の流れを開閉又は制御するボールバルブとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のボールバルブは、鍛造又は鋳造した素材や丸棒材などを切削加工して形成した本体に、所要の内部部品を組込み、ねじ込み、ボルト締めなどによって組み上げたものが通常である。
【０００３】
しかし、これらのボールバルブは、工数が多いことと、素材が高価で部品点数が多いため、材料費が高く、また、切削加工や組立て作業のための加工費も高く、高価なものであり、重量も比較的大であった。更には、加工部品の素材は、予め加工代が必要となることから、それだけ余分な材料費を要していた。
【０００４】
そこで、これらの問題点に対応するため、パイプを利用したプレス加工技術を用いたボールバルブの形態技術が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】
特開昭６２−１６５０８１号公報
【特許文献２】
特開昭６３−２６６２７６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１２２３９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パイプを利用したプレス加工技術のボールバルブは、組立てる際に、弾性体であるボールシート等の弁座部品にボールが締付けられることによってシール性を保持する構造であるから、パイプ内部に部品を組込む際、内部部品をユニット化した仮組み工程が必要となる。
【０００６】
従って、仮組みする工数と組立てた後の仮組みの分解などの工数が加わり、そのため、作業工数も多くなって、コストが高くなるという問題を有していた。
【０００７】
一方、仮に、内部部品の仮組み工程を回避できたとしても、高精度に、かつ、均一なボールバルブ製品を作り出すことは至難の業であった。
【０００８】
また、一般に小口径のバルブと配管との接続には、ねじ込み接続が多用されているが、パイプを利用したボールバルブをねじ込み接続により配管と接続する場合は、弁座部材とは別のめねじ部品をパイプ製ボデーの端部に溶接したり、拡径したパイプ製ボデーの端部に係止する等の構造を用いるため、製造工程が複雑になると共に、バルブの面間寸法が長くなるなどの課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上述の課題点に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、コストの削減を図ることによって経済性に優れ、軽量で信頼性があり、精度が高く均一で、面間寸法の短いコンパクトな製品を製造することを可能としたボールバルブとその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、所定長さの管材の両側部を口広げ加工である塑性加工を施したボデー中央位置の座出し部にステム挿入穴を形成し、このボデーの両側より接合部を有する一対の環形状のインサート部材を圧入し、前記ステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転自在に設けると共に、前記ボデーの両端面を圧縮成形して一対のインサート部材で前記ボールを回転自在に支受けするようにしたボールバルブである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、角形状の口広げ加工を施したボデーの両側部に、相似形の角形外周面を有するインサート部材を圧入したボールバルブである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上記ステム挿入穴にバーリング加工を施して筒部とこの筒部の一部を突出させたストッパ片を形成し、一方、ステムに設けた鍔部に回転規制用の切欠溝を形成し、このストッパ片を切欠溝に係合してボールを回転規制したボールバルブである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、ステムの装着溝に装着したＯリングを上記筒部の内周面に接触させたボールバルブである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、筒部の上縁部に段部を形成し、この段部にパッキンを装着したボールバルブである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、管材を所定長さに切断し、この管材の両側部を口広げ加工である塑性加工を施してボデーを形成し、このボデーの略中央位置に形成した座出し部にステム挿入穴を形成し、次いで、このボデーの一側より接合部を有する一対の環形状インサート部材の一方を圧入した後に、ステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転自在に接合し、更に、ボデーの他側より他方インサート部材を圧入すると共に、ボデーの両端面を圧縮成形しながら一対のインサート部材でボールに対して所定の締め代を与えながらボールを回転自在に支受けするようにしたボールバルブの製造方法である。
【００１６】
請求項７に係る発明は、所定長さの管材の略中央位置にステム挿入穴を形成し、このステム挿入穴の両側近傍の管材を縮径して密封保持部を形成し、このステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転状態に接合し、管材の両端内周に接合部を有する一対の環形状のインサート部材を装着し、ボデー両端を圧縮成形することにより端部の密封保持部を形成して、一対のインサート部材で前記ボールを回転自在に両側から支受けすると共に、この両者の密封保持部によって一対のインサート部材と管材とを接合して構成したボールバルブである。
【００１７】
請求項８に係る発明は、上記ステム挿入穴にバーリング加工を施し、管材の内側に向けて一体に形成した筒部とこの筒部の一部を突出させたストッパ片を形成し、一方、ステムに設けた鍔部に回転規制用の切欠溝を形成し、このストッパ片を切欠溝に係合してボールを回転規制したボールバルブである。
【００１８】
請求項９に係る発明は、ステムの装着溝に装着したＯリングを上記筒部の内周面に接触させたボールバルブである。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、筒部の上縁部に段部を形成し、この段部にパッキンを装着したボールバルブである。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、管材を所定長さに切断し、この管材の略中央位置にステム挿入穴を形成し、このステム挿入穴の両側近傍の管材を縮径して密封保持部を形成し、次いで、このステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを非回転状態に接合し、管材の両端内周に接合部を有する一対の環形状のインサート部材を装入し、その後、ボデーの両端を圧縮成形して端部の密封保持部を形成することにより、インサート部材で前記ボールを回転自在に両側から支受けし、かつ両者の密封保持部でインサート部材と管材とを接合したボールバルブの製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
従って、これらの発明によると、本体などの素材が安価な管材であるから、従来の鋳物や鋳造品より重量が軽いので、製品の軽量化を図ることができる。また、従来のように、本体や蓋或は各接合部分の切削工数と比較して、本発明製品は切削工数がないため、製造時の時間を大幅に短縮できると共に、量産に供することができ、その結果、製造コストが大幅に安価となり、極めて経済性に優れたボールバルブを提供できる。更に、ボデーは、一体構造であって、接合箇所や部品点数が極めて少ないため、安価で信頼性の向上に寄与したボールバルブを得ることができる。
【００２２】
また、管材を口広げ加工や縮径加工等の塑性加工によって成形しているので、安定した封止力と操作トルクを発揮させることができると共に、インサート部材を両端で押え込むため、ボールにボールシートを圧接するのに均一な圧力がかかり、高精度な製品を得ることができる。
【００２３】
更に、インサート部材、ボール等の各部材をボデー挿入前に仮組みする必要なく、精度良くボデー内に挿入・組立ができるため、組立時間の短縮になると共に、インサート部材の相互距離を確保するための部位をインサート部材に設ける必要がないため、軽量化に寄与したボールバルブを得ることができ、また、インサート部材を各種の接合状態にしやすく、製品の対応化が容易である。
【００２４】
また、パイプを利用したボールバルブであっても、面間寸法を長くする必要がなく、少ない部品点数でコンパクトなボールバルブを得ることができる。
【００２５】
上記の各発明において、ステム挿入穴にバーリング加工を施して筒部とこの筒部の一部を突出させたストッパ片を形成し、一方、ステムに設けた鍔部に回転規制用の切欠溝を形成し、このストッパ片を切欠溝に係合してボールを回転規制したり、ステムの装着溝に装着したＯリングを上記筒部の内周面に接触させたり、筒部の上縁部に段部を形成し、この段部にパッキンを装着するようにボールバルブを構成している。
【００２６】
このことによって、ボデー内にストッパ機能を持たせることによってコンパクト化とコスト低減に寄与できると共に、ボデーとストッパ機能とを一体化したので、開閉の精度が向上し、更に、バルブのハンドルが単純構造となり、歩留まりがよく、量産性に極めて優れている。また、幅広い流体の特性（温度や圧力等）に適し、シール性の良好なボールバルブを得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に設述するために、添付の図面によってこれを説明する。
第１図から第１０図は、第一発明におけるボールバルブとその製造法について示したものである。
【００２８】
図中において、１は管材であり、この管材１は、銅合金又はステンレス製等の薄肉（非厚肉）タイプの継目なしパイプであり、又は鋼鈑をロール状に成形した後、溶接等の手段にて筒状に接合した継目のある管材１でもよい。この管材１を所定の長さ、即ち、ボールバルブの弁箱を構成する長さに切断し、両端のバリ取りを行い、次いで、管材１の両側部を口広げ加工を施してボールバルブのボデー２を形成する。本例における口広げ加工は、アール面を呈する角形状（例えば六角形）の圧入保持部３を塑性加工する。更に、ボデー２の中央位置を絞りまたはタタキ成形してフラット状の座出し部４を形成し、この座出し部４の内方域にステム挿入穴５を形成する。
【００２９】
第２図において、１２は、貫通孔１２ａを有するボールであり、このボール１２は、ステム取付位置に、弁全開時又は全閉時において、流路と平行になるようにステム嵌合面１４を形成し、このステム嵌合面１４にステム１５の下端に形成した非円形の突設部１６を係合してボール１２とステム１５を非回転状態に接合している。ステム１５の下部に形成した鍔部１７は、ステム１５が流体の圧力により外方へ飛び出すのを防止している。
【００３０】
２２はハンドルであり、このハンドル２２は、ステム１５に非回転状態で取付けられ、このハンドル２２の上下部に設けたバネ座金２４と座金２３を介してナット２５で締付固定されている。
【００３１】
また、６，６は、一対の環形状インサート部材の一例を示したものであり、このインサート部材６は、ボール１２に対して左右対称に組み込む。このインサート部材６は、その先端部の内周面側にシール性を有するシートリング９を保持し、また、インサート部材６の外周に装着した樹脂製等のシール部材（Ｏリング）１０でボデー２の内周面とのガスケット機能を発揮させている。
【００３２】
このインサート部材６は、厚肉パイプ又は厚肉板をロール状に成形した後、溶接等の手段で接合したメタル製の筒を転造手段によって切削、又はプレス加工するか、或は厚肉板材をプレス加工にて図に示す形状に絞り加工しており、その他、ロストワックス鋳造等の精密鋳造、又は金属粉末を焼結することによって成形するようにしてもよい。
【００３３】
また、本発明におけるインサート部材６は、接合において十分な強度を有する厚みを有しており、また、管材１への圧入により加わる力に対しても十分な強度を有する。即ち、本発明のボールバルブは、圧力容器としての強度を薄肉部たる管材１からなるボデー２に主に有し、配管接合や管材１への圧入に対する強度、或はボール１２とシートリング９との面圧を維持するための強度を厚肉部たるインサート部材６に主に有する構造として機能分担を図り、軽量で、かつコンパクト化を図っている。各インサート部材６，６において、ボール１２側とは反対側に端部において、角形状の外周面８，８に沿って適宜の角度に設けたテーパ部７を有している。このインサート部材６は、適宜の接合形状を施すことができ、本例では、めねじ６ａを形成している。このように、所定長さの管材１からなるボデー２の長さを変更することなく、ボデー２にめねじ等の接合部位を適宜に配置できる。
【００３４】
また、第３図は、ボデー内にハンドルのストッパ機構を設けた例を示したものであり、同図において、ステム挿入穴５にバーリング加工を施して短筒状の筒部１１とこの筒部１１の一部に一体に突出させたストッパ片１３を形成する。一方、第８図に示すようにステム１５に設けた鍔部１７に回転規制用の切欠溝１９を形成し、前記ストッパ片１３を切欠溝１９に係合したストッパ機構によりボール１２を略９０°の角度で回転規制するように設ける。また、第２図に示すように、ステム１５の装着溝１５ａに装着したＯリング１８を上記筒部１１の内周面に接触させてコンパクトな構造で確実に密封シールするようにしている。更に、第６図に示すように、筒部１１の上縁部に段部２０を形成し、この段部２０に座金２３、グランド４３、グランドパッキン４２を装着することにより、ステム１５のシール性の保持とトルク性能を向上させている。この場合、第８図において鍔部１７に鎖線に示すように２つの切欠溝１９を設け、この切欠溝１９に２つのストッパ片１３を係合するようにして、ハンドルの操作トルクによりストッパ機構にかかる力を分散させて、ストッパ機構が変形しないようにしても良い。
【００３５】
次に、本発明におけるボールバルブの製造方法の一例を図面に従って具体的に説明する。
第１図において、管材（パイプ）１を所定長さに切断し、この管材１の両側部を口広げ加工による塑性加工を施して略六角形の圧入保持部３を有するボデー２を形成する。このボデー２の略中央位置に絞り加工により座出し部４を形成し、この座出し部４に穴加工をしてステム挿入穴５を形成して、座出し・穴加工工程を行う。次いで、ステム挿入穴５にバーリング加工をを行う。このバーリング加工により筒部１１とこの筒部１１の一部を突出させたストッパ片１３を形成する。
【００３６】
次に、同図に示すように、このボデー２の一側より、圧入保持部３と相似形である一対の環形状インサート部材６の一方を圧入した後に、ステム挿入穴５に挿入したステム１５の下端にボール１２を非回転自在に接合する。この場合、ステム１５に設けた鍔部１７に略９０°の角度で回転規制用の切欠溝１９を形成し、前記ストッパ片１３を切欠溝１９に係合してボール１２を回転規制するように組み込む。更に、ボデー２の他側の圧入保持部３より他方のインサート部材６を圧入する。その後、ボデー２の両方の端面部（縮径部）２６を治具４７により端面同時叩きしてインサート部材６のテーパ部７に沿って圧縮成形しながら一対のインサート部材６，６のシートリング９でボール１２に対して所定の締め代を与えながらボール１２を回転自在に支受けするようにしてボールバルブを製造するようにする。このようにして、ボール１２は、シートリング９に支受けされながら、所定のシール性とトルク性を保持する。
【００３７】
第２図及び第４図に示すようにボデー２がストレートタイプのボールバルブは、上記の工程を経て製造されるが、第９図に示すように、口広げ工程を広くする加工工程に際しては、まず、円形に管材１の両側部を口広げ、次いで、六角形に口広げ工程を経て、第９図に示すボデー２の形状に成形する。その他は、上記の加工工程と同様である。
【００３８】
本発明のボールバルブの実施に際しては、ボア寸法（ボールポート径）によってその構造が異なり、フルポート形のボール弁に関しては第２図に示す構造を適用し、また、レデュースポート形のボールバルブに関しては第４図の構造を適用するのが望ましい。
【００３９】
第１１図から第１９図は、第二発明におけるボールバルブとその製造法について示したものである。
【００４０】
本発明におけるボールバルブとその製造方法と上記の発明における同一部分は同一符号を用いてその説明を省略する。
【００４１】
第１２図において、３ａは管材１の略中央位置をスウェージングやプレス加工等の塑性加工により縮径して形成したテーパ形状の密封保持部であり、この密封保持部３ａの近傍位置である管材１の内外に平面形状の座出し部４を絞り加工等により形成すると共に、座出し部４の内方域にステム挿入穴５を形成する。
【００４２】
次に、第二発明におけるボールバルブとその製造法について説明する。
先ず、第１１図に示すように、管材（パイプ）１をボールバルブのボデー２を構成する長さに切断し、次いで、第１２図に示すように、管材１の中央部付近を縮径してテーパ形状の密封保持部３ａ，３ａを形成し、この密封保持部３ａ，３ａの近傍位置で、管材１の中央部に平面状の座出し部４を加工し、かつ、この座出し部４の内方域に穴あけ加工を施して円形状のステム挿入穴５を形成する。
【００４３】
次に、ステム１５をボデー２の内側からステム挿入穴５に挿入すると共に、ステム嵌合面１４を流路と平行になる向きでボール１２を管材１の何れかの側から挿入してステム１５の突設部１６をステム嵌合面１４に非回転状態で接合した状態で保持する。
【００４４】
第１４図に示すように、インサート部材６，６にシートリング９，９、シール部材（Ｏリング）１０，１０を夫々装着し、このインサート部材６，６を管材１の両端側から挿入し、インサート部材６の先端部位であるシートリング９でボール１２を回転自在に両側から支受けするようにし、また、シール部材１０が密封保持部３ａに密接してシールした状態に組み込む。
【００４５】
続いて、ボール１２の貫通孔１２ａに対してシートリング９の貫通孔９ａが略同一軸心上になるように、管材１をスウェージングやプレス加工等の手段で縮径又は圧縮してテーパ形状の密封保持部３ｂ，３ｂを設け、インサート部材６，６と管材１とを接合して構成する。
【００４６】
密封保持部３ｂは、インサート部材６のテーパ部７に沿うようにして形成されるので、インサート部材６，６にはくさび効果が働き、インサート部材６，６は、ボール１２側に若干移動し、一対のシートリング９，９の相互距離が所定の値に調整され、正確に位置決めされる。また、シール部材１０，１０が密封保持部３ａ，３ａを押圧する際には、密封保持部３ａ，３ａのテーパ形状によるくさび効果によりインサート部材６に軸心方向の力が加わるので、より正確なインサート部材６が調芯される。
【００４７】
このときの縮径又は圧縮加工は、テーパ部７に沿って密封保持部３ｂの全周に亘って行なうのが望ましいが、保持部３ｂは、テーパ部７に沿って少なくとも１ヵ所以上設けるように加工すれば、各シール部材１０，１０がボール１２側に移動して密封保持部３ａ，３ａに当接するので、インサート部材６とボデー２とのシール性を保つことができる。なお、上記の工程は、適宜の治具等の手段によって自動化が望ましい。更に、ボデー２のテーパ部７は、バルブ使用時において、内圧によりインサート部材６がバルブ外方へ抜け出すのも防止している。
【００４８】
上記の縮径加工は、複数回の絞り工程を経て、所定の値まで縮径するようにしても良く、複数回に分けることにより、縮径部分の強度が増大する機能が発揮されることから、ボールバルブとしての強度も増すと共に、更なるインサート部材６，６の正確な位置決めにも有効である。この場合の縮径絞り量や成形回数は、適宜に実施に応じて任意に決定する。
【００４９】
第１５図は、第二発明におけるボールバルブの製造方法の他の例を示す断面図である。なお、本例において上記の例と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。
【００５０】
本例においては、管材１を所定長さに切断し、この管材１の略中央位置にステム挿入穴５を形成し、管材１の一方側内周に環形状のインサート部材６を装入し、この管材１を縮径又は圧縮してインサート部材６を管材１に固定し、次いで、ステム挿入穴５にステム１５を挿入し、かつステム１５の下端にボール１２を非回転状態に接合する。
【００５１】
続いて、管材１の他方側内周に環形状のインサート部材６を装入して一対のインサート部材６，６でボール１２を回転自在に支受けし、更に、他方側内側に装入したインサート部材６に管材１を縮径又は圧縮してインサート部材６と管材１とを接合して製造するようにしている。縮径又は圧縮時には、インサート部材６，６の外周に沿って適宜の位置に設けた凹部２６ａに、管材１を縮径させた縮径部２６を係止させて、インサート部材６，６が回転しないよう管材１に固定している。
【００５２】
凹部２６ａは、第１７図に示すようにインサート部材６の管接続部側に適宜の角度の勾配２６ｂを設けるようにし、また、ボール１２側においては、略垂直に形成し、凹状に切欠くようにして設けている。
【００５３】
管材１の何れか一方の端部付近を縮径又は圧縮し、次に、残りの端部付近を同様に縮径又は圧縮すると、くさび効果によってインサート部材６，６がボール１２側に移動し、軸心を調芯させながらシートリング９をボール１２に密接させることができる。
【００５４】
このように、本発明のボールバルブの実施に際しては、ボア寸法（ボールポート径）によってその構造が異なり、本例のようにフルポート形のボール弁に関しては第１５図に示す構造を適用し、また、レデュースポート形のボールバルブに関しては第１４図の構造を適用するのが望ましい。
【００５５】
また、第一発明、及び第二発明の何れの例においても、ボデー２の外周を縮径又は圧縮する際には、装入するインサート部材６，６の両端部位を予め第１９図に示すように、互いに平行な平坦部６ｂを設けて略六角形状に設けるか、或は、少なくとも２ヶ所以上の偶数箇所の互いに平行する平坦部位を形成するようにすれば、第３図、及び第１８図に示すように、ボデー２の両端付近に互いに平行な把持部２ａを形成することができ、この把持部２ａをレンチ等の固定用治具で固定しながら管継手の取付作業等の作業を行なうことができる。
【００５６】
第２０図から第３２図は、第三発明におけるボールバルブとその製造法について示したものである。
【００５７】
本発明におけるボールバルブとその製造方法と上記の発明における同一部分は同一符号を用いてその説明を省略する。
【００５８】
第２１図において、３ａは管材１の一方の端部をスウェージングやプレス加工等の塑性加工により縮径して形成したテーパ形状の密封保持部であり、この密封保持部３ａの近傍で縮径していない部位に、管材１の内外に平面形状の座出し部４を絞り加工等により形成すると共に、座出し部４の内方域にステム挿入穴５を形成する。
【００５９】
第２４図において、２７はシートリングとボデー２のガスケットの機能を兼用する樹脂製等の円環状密封リングであり、この密封リング２７は、一対であり、内周側の角部分をボール面のシール部２７ａに、外周側２７ｂをボデー２の密封保持部３ａの内周面を密封シールするガスケット機能を発揮させている。
【００６０】
第２５図において、２８は金属製等の円環形状インサートリングであり、このインサートリング２８には、その外周面にテーパ部２８ａとストレート部２８ｂを形成し、このテーパ部２８ａは、管材１を縮径する際のくさび効果により、ボール１２に対する密封リング２７の位置決め精度を高める。
【００６１】
また、ストレート部２８ｂは、管材１を縮径する際、絞り荷重に対する管材１と密封リング２７との変形を防止する機能を有している。この場合、第２６図に示すように、インサートリング２８のテーパ部２８ａを密封リング２７の後端面に形成した断面円錐形の嵌合部２７ｃに嵌合すると共に、密封リング２７の段部２７ｄとインサートリング２８の突起部２８ｃを嵌合してインサートリング２８が調芯される際に密封リング２７が追随して密封リング２７に同心状態に組み込まれるようにしている。
【００６２】
また、ステム１５の下部に形成した鍔部１７と座出し部４の間にスラストワッシャ１８ａを介在し、このスラストワッシャ１８ａの径は、第２７図に示すように、管材１の縮径加工による楕円の歪み（ｄ＋Δｄ）を予め見込んだ直径Ｄ（Ｄ＞ｄ＋Δｄ）に設定してあり、ステムの円滑な作動に支障のない大きさとしている。
【００６３】
また、第２２図において、管材１の一方の端部に形成した密封保持部３ａ側を治具２９ａによって、また、密封リング２７を治具２９ｂによって支持し、管材１の他方の端部側に成形治具３０ａ、３０ｂを設置し、このうち成形治具３０ａを矢印方向に押圧しながら、スウェージングやプレス加工等の塑性加工により管材１を縮径し、かつ、テーパ形状の密封保持部３ｃを形成する。この場合、成形治具３０ａを距離Ｌ分、押圧することにより、一対の密封リング２７，２７の相互距離が所定の値に調整され、正確に位置決めされる。
【００６４】
第２８図及び第２９図において、２２はハンドルであり、このハンドル２２は、ステム１５に非回転状態で取付けられ、図示しないが略９０°の間隔で停止するストッパを設けており、このハンドル２２の上下部に設けたバネ座金２４と座金２３を介してナット２５で締付固定している。
【００６５】
他の例として、上述した各発明と同様なストッパ機構を設けることもできる。即ち、第３２図に示すように、ステム挿入穴５にバーリング加工を施して短筒状の筒部１１とこの筒部１１の一部に一体に突出させたストッパ片１３を形成する。一方、ステム１５に設けた鍔部１７に回転規制用の切欠溝１９を形成し、このストッパ片１３を切欠溝１９に係合したストッパ機構によりボール１２を略９０°の角度で回転規制するように設ける。また、第６図に示すように、筒部１１の上縁部に座金２３、グランド４３、グランドパッキン４２を装着することにより、ステム１５のシール性の保持とトルク性能を向上させている。
【００６６】
第２８図乃至第３１図において、第三発明におけるボールバルブの両端部に設ける接合部の各例を示す。
【００６７】
第２８図は、管材１の両端部にフレアー加工部３１を形成し、袋ナット３２、３２の先端突起部３２ａをフレアー加工部３１に合わせて、ローラー加工等により、袋ナット３２の先端突起部３２ａを傾斜させて接合した構造である。
【００６８】
第２９図は、管材１の両端部に袋ナット３３を差込み、ろう付けなどによる溶接３３ａにより接合した構造であり、第３０図は、予め管材１の両端に袋ナット３４を組込んでおき、次いで、管材１の両端部をフレアー加工により拡管部３５を形成し、袋ナット３４を図示のように、接合位置に回転自在に設けた例である。
【００６９】
第３１図は、管材１の両端部をフレアー加工にして略直角に広げて係止部３６を設け、かつ、接合部材３７の取付部３７ａと係止部３６とを特殊クランプ３８により接合する構造である。
【００７０】
次に、第三発明におけるボールバルブの製造方法の一例を説明する。
先ず、第２０図に示すように、管材（パイプ）１をボールバルブのボデー２を構成する長さに切断し、次いで、第２１図に示すように、管材１の一方の端部を縮径してテーパ形状の密封保持部３ａを形成し、この密封保持部３ａの近傍位置で、管材１の中央部に平面状の座出し部４を加工し、かつ、この座出し部４の内方域に穴あけ加工を施して円形状のステム挿入穴５を形成する。
【００７１】
その後、管材１内へ密封リング２７を挿入して密封保持部３ａの位置に当該リング２７を装着する。この場合、密封リング２７は、その外周側２７ｂを密封保持部３ａの内周面に密封シールされてボデー２とのガスケット機能を発揮している。
【００７２】
次に、ステム１５の鍔部１７上にスラストワッシャ１８ａを保持させた状態で、ステム１５をボデー２の内側からステム挿入穴４に挿入すると共に、ステム嵌合面１４を流路と平行になる向きでボール１２を管材１の未縮径側から挿入してステム１５の突設部１６をステム嵌合面１４に非回転状態で連結すると、ボール１２は、密封リング６にやや弾性を有した状態で当接する。この場合、密封リング６は、シートリングとガスケットの機能を兼用しており、部品点数の低減に寄与している。
【００７３】
次いで、第２２図に示すように、管材１の未縮径側から対をなす他の密封リング２７を挿入すると共に、インサートリング２８を管材１に挿入して密封リング２７の嵌合部２７ｃにインサートリング２８のテーパ部２８ａを嵌合した状態で組み込む。なお、上記の各種の工程は、適宜の構造によって自動化が好ましい。
【００７４】
その後、第２３図に示すように、管材１の一方の端部に形成した密封保持部３ａを治具２９ａによって、また、密封リング２７を治具２９ｂによって支持し、管材１の他方の端部側に成形治具３０ａ、３０ｂをセットする。このうち成形治具３０ｂは、インサートリング２８の後端を支持すると共に、治具先端部をインサートリング２８の貫通孔２８ｄ、密封リング２７の貫通孔２７ｅ、ボール１２の貫通孔１２ａに内挿して、各部材を調芯・支持する。
【００７５】
次に、成形治具３０ａを矢印方向に押圧しながら、スウェージングやプレス加工等の塑性加工により管材１を縮径し、かつ、テーパ形状の密封保持部３ｃを形成する。この場合、成形治具３０ａを距離Ｌ分、押圧すると、テーパ形状密封保持部３ｃの形成時のくさび効果により、インサートリング２８、密封リング２７がボール１２側に若干移動し、一対の密封リング２７，２７の相互距離が所定の値に調整され、正確な位置決めが可能となる。
【００７６】
上記の各工程における縮径加工は、複数回の絞り工程を経て、所定の値まで縮径するようにしても良く、複数回分けることにより、縮径部分の強度が増大する機能が発揮されることから、ボールバルブとしての強度も増すとともに、密封リング２７やインサートリング２８の部品の正確な位置決めにも有効である。この場合の縮径絞り量や成形回数は、適宜に実施に応じて任意に決定する。
【００７７】
第３２図は、第２１図に示したボデー２の他例を示したもので、第一発明及び第二発明に示したステム挿入穴５にバーリング加工を施して、ステム（ハンドル）のストッパ機構をボデーの内部に設けた例であり、その他の部品構造は、上記の例と同様である。
また、更に他の発明におけるボールバルブの一例を説明する。本例は、上記の第一発明から第三発明の例にも応用可能である。なお、同一部分は、同一符号で説明し、その説明を省略する。
【００７８】
第３３図において、１は管材であり、この管材１は、銅合金又はステンレス製等の薄肉タイプのパイプであり、又は鋼鈑をロール状に成形した後、溶接等の手段にて筒状に接合した管材１でもよい。この管材１を所定の長さ、即ち、ボールバルブの弁箱を構成する長さに切断し、両端のバリ取りを行い、次いで、管材１の両側部に塑性加工を施してボールバルブのボデー２を形成する。またステム１５を回転不能に貫通させる角形状の貫通孔３９ａを有する保持容体３９並びに保持リング４０を薄板材にて塑性加工又は鋳物・熱間鍛造・射出加工法などで成形する。次に同図に示すように、ボデー２のステム挿入穴５に挿入するステム１５の鍔部１７を保持容体３９に入れ、この鍔部１７の上面の保持容体３９にスラストワッシャ４１を内蔵し、このスラストワッシャ４１をボデー２の座出し部４の裏面と鍔部１７との間に介在させる。一方、座出し部４の上面に、保持リング４０に挿入したグランドパッキン４２を位置させ、ステム１５に装着し、ナット２５をステム１５に螺合し、グランド４３、座金２３等を介して締め付け固定している。
【００７９】
これによって、流体の特性（温度・圧力）に影響されることなく、スラストワッシャ４１とグランドパッキン４２が使用に際して、変形や破損が防止され、シール効果が高められるばかりでなく、長期間の使用に耐えられる等の効果がある。
【００８０】
また、第３４図は、ボデー内にハンドルのストッパ機構を設けない場合に各発明において応用することができるハンドルの他の実施例を示したものであり、板材４４よりハンドル４５の中間品４５ａを打ち抜き、この中間品４５ａにストッパ突片４６を塑性加工により打ち抜き形成したものである。
【００８１】
これによって、廃材が発生せず、量産効果があり、コストの低減化に寄与でき、その実用的価値は大きい。
【００８２】
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明におけるボールバルブ及びその製造方法は、冷温水、空気、ガス等の配管に装着して流体の流れを開閉又は制御するボールバルブに好適であり、従来の鋳物や鋳造品より重量が軽いので、製品の軽量化を図ることができ、製造時の時間を大幅に短縮できると共に、量産に供することができ、その結果、製造コストが大幅に安価となり、極めて経済性に優れたボールバルブを提供できる。更に、本発明は、ボールバルブとその製造方法を対象とするが、バタフライバルブ等のバルブのボデー成形にも適宜に応用することが可能である。
【００８３】
【図面の簡単な説明】
第１図は、第一発明におけるボールバルブの製造法について示した説明図である。
第２図は、第一発明におけるボールバルブを示した断面図である。
第３図は、第２図のボデーの平面図である。
第４図は、第一発明におけるボールバルブの他の例を示した断面図である。
第５図は、第４図の平面図である。
第６図は、ボデーに段部を設けた例を示した断面図である。
第７図は、ステム部分を示した正面図である。
第８図は、第７図の底面図である。
第９図は、第一発明におけるボールバルブの更に他の例を示した断面図である。
第１０図は、第９図の平面図である。
第１１図は、第二発明におけるボールバルブの製造工程の一例を示したもので、所定の長さを有する管材の断面図である。
第１２図は、第１１図の管材の中央部付近を縮径した断面図である。
第１３図は、第１２図の管材に内部部品を組込んだ状態を示す断面図である。
第１４図は、第二発明におけるボールバルブを示した断面図である。
第１５図は、第二発明におけるボールバルブの他の例を示したもの断面図である。
第１６図は、第１４図の一部拡大断面図である。
第１７図は、第１５図の一部拡大断面図である。
第１８図は、第１４図のボデーの平面図である。
第１９図は、第１６図のインサート部材の断面図である。
第２０図は、第三発明におけるボールバルブの製造工程の一例を示したもので、所定の長さを有する管材の断面図である。
第２１図は、第２０図の管材の一方側を縮径した断面図である。
第２２図は、第２１図の管材に内部部品を組込んだ状態を示す断面図である。
第２３図は、第２２図の管材を治具により縮径する状態を示した断面図である。
第２４図は、第三発明における密封リングの拡大断面図である。
第２５図は、第三発明におけるインサートリングの拡大断面図である。
第２６図は、密封リングにインサートリングを組込んだ状態を示す拡大断面図である。
第２７図は、ステム挿入孔とスラストワッシャとの関係を示した管材の一部切欠き平面図である。
第２８図は、第三発明におけるボールバルブに回転自在な袋ナットを設けた断面図である。
第２９図は、第三発明におけるボールバルブにロー付け状態の袋ナットを設けた断面図である。
第３０図は、管材の端部にフレアー加工によって袋ナットを設けた断面図である。
第３１図は、管材の端部に接合部を設けた一例を示す断面図である。
第３２図は、第三発明における第２１図に示したボデーの他例を示したものである。
第３３図は、本発明におけるステムのシール構造の他例を示す部分拡大断面図である。
第３４図は、ハンドルの他の実施例を示した一部切欠き平面図である。
第３５図は、第３４図のＡ−Ａ線拡大断面図である。
第３６図は、板材からハンドルの半製品を打抜き成型するための平面参考図である。
【００８４】
【符号の説明】
１  管材
２  ボデー
３  密封保持部
４  座出し部
５  ステム挿入穴
６  インサート部材
６ａ  めねじ
６ｂ  平坦部
７  テーパ部
９  シートリング
９ａ  貫通孔
１０  シール部材
１１  筒部
１２  ボール
１２ａ  貫通孔
１３  ストッパ片
１５  ステム
１５ａ  装着溝
１６  突設部
１７  鍔部
２０  段部
２６  縮径部
２６ａ  凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004615175.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0004615175.tif 000019
【図１９】
0004615175.tif 000020
【図２０】
0004615175.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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