(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状のバルブ本体内にボールを装着したボールバルブであって、前記バルブ本体の管端より、外周に係止溝を有するインサートリングを嵌入し、前記バルブ本体の円周方向には、前記係止溝の対応位置に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成した切り曲げ部を形成し、この切り曲げ部をバルブ本体の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部を前記係止溝に落し込んで前記バルブ本体とインサートリングとを固定したことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
前記インサートリングの外端側に配管接合部を一体に形成し、このインサートリングの先端にボールシートを装着する装着部を設けた請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項３】
前記インサートリングの配管接合部は、クイックファスナ接合用の環状段部、或は、めねじ又はおねじを形成した請求項１又は２に記載のボールバルブ。
【請求項４】
前記インサートリングの先端側外周にＯリング装着用の外周溝を形成した請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項５】
前記バルブ本体の中央位置の座出部にステム挿入穴を形成し、この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、前記ストッパ片をこの切欠溝に係合して前記ボールを回転規制した請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項６】
前記バルブ本体の端部側を軸方向に延伸し、この延伸部分に所定の径の絞り加工部を設けることにより配管接続部を形成した請求項１又は２に記載のボールバルブ。
【請求項７】
前記配管接合部は、かしめ継手、或は、接着用継手である請求項６に記載のボールバルブ。
【請求項８】
前記切り曲げ部を、前記絞り加工部とバルブ本体の座出部に形成したステム挿入穴との間に設けた請求項６又は７に記載のボールバルブ。
【請求項９】
外部の配管と接続して流体を流すための配管器材であって、器材本体の端部側に外周に係止溝を有する接合部を設け、この接合部を外部接合用のパイプ材に嵌入し、このパイプ材の円周方向には、前記係止溝の対応位置に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成した切り曲げ部を形成し、この切り曲げ部を器材本体の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部を前記係止溝に落し込んで前記器材本体とパイプ材とを固定したことを特徴とする配管器材。
【請求項１０】
前記器材本体は、ボールバルブ、管継手、或はストレーナ等の器具である請求項９に記載の配管器材。
【請求項１１】
管状のパイプを所定長さに切断してバルブ本体を形成し、このバルブ本体の略中央位置に形成した座出部にステム挿入穴を形成し、このステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを接合すると共に、前記バルブ本体の管端よりインサートリングを嵌入し、このバルブ本体の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れて切り曲げ部を形成し、この切り曲げ部をバルブ本体の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部を前記インサートリングの外周に形成した係止溝に落し込んで、前記バルブ本体とインサートリングを固定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１２】
前記インサートリングの外端側の外周面に位置決め突条部を形成し、前記バルブ本体に前記インサートリングを嵌入したとき、前記位置決め突条部が前記バルブ本体の管端に係合してインサートリングの先端に装着したボールシートより前記ボールのボール面に適切な面圧が加わるようにした請求項１１に記載のボールバルブの製造方法。
【請求項１３】
前記インサートリングの外端側に配管接合部を一体に設けた請求項１１に記載のボールバルブの製造方法。
【請求項１４】
前記インサートリングの先端側外周にＯリング装着用の外周溝を形成した請求項１１に記載のボールバルブの製造方法。
【請求項１５】
流体を流すための配管器材における器材本体の端部側に接合部を形成し、この接合部を外部接合用のパイプ材に嵌入し、このパイプ材の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れて切り曲げ部を形成し、この切り曲げ部を前記器材本体の求心方向へ押圧して前記接合部の外周に形成した係止溝に落し込んで、前記器材本体とパイプ材とを固定するようにしたことを特徴とする配管器材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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配管器材並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のボールバルブは、本体や蓋部分の耐圧力を維持し、また、複雑な形状を有していることから、主に鋳造によって剛性を持たせつつ鋳物を形成し、これを切削加工してボデーを形成し、このボデーにボール等の内部部品を組付けた後に、ねじ込みやボルト締めなどによって一体に組み上げるのが通常であった。
【０００３】
しかし、鋳造によってボデーを形成すると、湯の流動性によって巣の発生、湯流れ不良、砂噛みなどの鋳物欠陥が生じて歩留まりが悪化したり、また、鋳物の形状を確保するためにコーナーの角部の湯道を確保して肉厚を厚くすることが多くなり、バルブ全体の重量が増加する傾向にあった。
【０００４】
また、特に、ボールバルブなどのクォーターターンバルブ類は、操作時のトルクを一定に確保しつつシール性を保持する必要があるが、鋳物によって形成したボールバルブは、高精度に加工したボール等の部品を任意の締め代により密着状態で組付けるようにしているため、各部品の寸法公差により組付け状態が異なる。
この場合、各部品の寸法公差が大きい傾向にあると、各部品が挟着された状態で組付けられて過大な応力が残留し、操作トルクが大きくなることがあった。これを防ぐため、操作時のトルクが大きくなるのを見越して予め剛性の高い材料を用いたり、各部品の形状を厚くしたり太くする対策を取ることがあった。
【０００５】
一方、各部品の寸法公差が小さい傾向にあると、組付け時に各部品間のクリアランスが大きくなる。また、弁体や弁座の有する材料特性の相違や、外的要因により素材が熱収縮した場合に弁体と弁座の面圧力が低下する。これらにより、操作時のトルクとシール性が低下して内部流体が内外部に漏洩することがあった。
【０００６】
また、個々の部品の寸法公差がばらつくと、各製品ごとにボールに対するシール部材の面圧力が異なって偏磨耗が生じたり、操作時のトルクが一定でなくなったりし、流体や使用環境での外的発生応力の発生も相俟ってバルブの消耗が激しく進んで、寿命が短くなることがあった。
【０００７】
更に、上記のバルブは、性能や機能性を確保するために部品点数が多くなったり、高精度の部品を形成するために材料の費用が上がったり、各材料を切削加工したりする場合の加工費も高くなるため、莫大なコストがかかっていた。また、鋳物を切削加工によって形成しているため、予め切削用の加工代も必要になっていた。更には、加工・組付け・検査時などの各加工工数も増大していた。
【０００８】
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が提案されている。
例えば、特許文献１における回転弁は、パイプ状のバルブケースの外周を、シートリテーナの外周に設けた複数の窪みに対応する位置で、ケースの内側に向けてかしめ加工（ダボ打ち）することにより、ケースの窪みをシートリテーナの窪みに係合させて、シートリテーナをバルブケースの内部に固定した回転弁である。
このバルブは、打抜き・叩き・曲げ・縮径・圧入・仮締めなどの塑性加工を施すことで、鋳造や鋳造加工後の切削時における加工技術に寄与することがなく、鋳造により形成した場合のバルブの上記問題を解消しようとしたものである。
【０００９】
ところで、通常、この種のバルブのような配管器材は、両端側に外部配管との接合部を備えている。この接合部をパイプ状の薄肉形状とし、これを鋳造によりバルブ本体とのワンピース構造で一体成形すると、湯が厚肉のバルブ本体に集中してしまい、薄肉の接合部には鋳造欠陥が生じやすくなる。また、この接合部は、薄肉状であるため、バルブ本体に対して加工も困難になっている。特許文献１では、バルブ本体（シートリング）とバルブケースからなる２ピース構造において、塑性加工で一体化されるバルブケース側に接合部が設けられており、このような鋳物による一体成形の場合の問題が回避されている。
【００１０】
さらに、上記のように塑性加工によりバルブを形成する場合には、接合部をバルブ本体やバルブケースと別に設けることがある。この場合、バルブは、バルブ本体、バルブケース、接合部になる接合用のパイプ（端管）からなる３ピース構造となる。このバルブにおいて、パイプをバルブ本体に接合する場合、バルブ本体の端面に溶接又はロウ付けする溶着・接着接合手段や、食込み、鍔出しによるユニオンねじ式などによるメカニカル接合手段がある。
【００１１】
【特許文献１】実用新案登録第２５４０３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１のような回転弁は、図１８に示すように、かしめ加工を行う際に、バルブケース１がシートリテーナ２の窪み３の縁部位に当接しながら変形しようとし、バルブケース１は、この縁部位から窪み３に沿って変形しようとする。このため、このバルブケース１には、垂直方向の圧縮力Ｆ１以外にも、窪み３に係合しようとする方向に変形しようとするための斜め方向の引張力Ｆ２、Ｆ３が加わっている。この力Ｆ２、Ｆ３をＸ軸とＹ軸方向の成分に分けると、求心方向の力であるＦ２ｙ、Ｆ３ｙに加えて、配管の軸方向（以下、軸方向という）の力Ｆ２ｘ、Ｆ３ｘに分解されるが、この力Ｆ２ｘ、Ｆ３ｘは、素材の成分などにより均一化していないことから均等に力が加わらず、バルブケース１に対してシートリテーナ２が軸方向にずれることがあった。そのため、各部品の軸方向の寸法精度が規定の公差内であっても、かしめ加工時にこの公差が累積した状態で部品が組付けられて、操作時におけるトルクとシール性の確保が難しかった。
【００１３】
また、このかしめ加工により生じた残留応力により、バルブケース１の変形部分が元の平面形状に戻ろうとする現象、いわゆる、スプリングバック現象が生じ、この現象によりバルブケース１の変形部分と窪み３との間に隙間が生じて、シートリテーナ２の位置がずれ、シール性が低下するおそれがあった。さらに、バルブケース１が、シートリテーナ２の窪み３の縁部位に発生する引張力Ｆ２、Ｆ３により長手方向に延ばされて肉厚が薄くなり、強度低下や外力による割れが生じるおそれがあった。
【００１４】
また、上記のように、かしめ加工により変形したバルブケース１は、その窪み３の側壁に対応する部位が傾斜した形状になる。このため、図示しない配管などからこのバルブに引張り荷重が加わった場合には、バルブケース１の変形部分の傾斜が緩やかに変形して、スプリングバック現象の発生や引張力による薄肉変形や外部応力での強度不足による破損発生時と同様にバルブケース１に対してシートリテーナ２がずれ、シール性が低下するおそれがあった。更に、この引張り荷重が強いと、バルブケース１とシートリテーナ２の十分な引抜き阻止力が発揮できず、シートリテーナ２が脱落するおそれもあった。
更に、かしめ加工時には、バルブケース１のかしめ位置を、窪み３の形成位置に正確に合わせて加工を施す必要があり、このように高い精度により加工を行わなければならなかった。
【００１５】
一方、バルブを特許文献１のように２ピース構造に設けると、接合部に対しても次のような問題が生じる。すなわち、２ピース構造のバルブは、バルブ本体に対してバルブケースを塑性加工により組み合わせているため管軸方向の寸法精度が悪くなる。これを防ぐためには、バルブとバルブケースを高精度に組合わせる必要があり、そのために部品点数が増えるという問題があった。また、このバルブは、加工工数が増えたり、組付け作業が複雑化したり、検査工程が増えたりするなどの工程及び作業性の問題もあった。
【００１６】
更に、３ピース構造によってバルブの接合部を設ける場合、溶着・接着接合手段により加工を施すと、熱の影響によってボールシートや接合部位が変形したり破損することがあった。また、作業時には特別な接合技術を必要とするため作業が難しかった。
また、メカニカル接合手段によると、曲げ、圧縮、引張りなどの塑性加工によって接合部位に残留応力が発生したり、寸法精度が悪化したり、所定時間経過後に置き割れ現象が生じることがあった。さらに、このメカニカル接合手段は、２ピース構造の場合と同様に部品点数が増えるという問題もあった。
【００１７】
本発明は、上記の実情に鑑みて鋭意研究の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、鋳造によってボデーを形成する場合に起こりうる様々な問題を解決できるボールバルブであり、本体内の部品を適正な位置に保持しながら高い寸法精度によって組付けして安定したトルクとシール性を発揮でき、簡単な組立て加工により高い引抜き阻止力を発揮しながら少ない部品点数で一体に組付けできるボールバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、管状のバルブ本体内にボールを装着したボールバルブであって、前記バルブ本体の管端より、外周に係止溝を有するインサートリングを嵌入し、前記バルブ本体の円周方向には、前記係止溝の対応位置に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成した切り曲げ部を形成し、この切り曲げ部をバルブ本体の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部を前記係止溝に落し込んで前記バルブ本体とインサートリングとを固定したボールバルブである。切り曲げ部は、バルブ本体の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成したボールバルブである。
【００２０】
請求項２に係る発明は、インサートリングの外端側に配管接合部を一体に形成し、このインサートリングの先端にボールシートを装着する装着部を設けたボールバルブである。
【００２１】
請求項３に係る発明は、インサートリングの配管接合部は、クイックファスナ接合用の環状段部、或は、めねじ又はおねじを形成したボールバルブである。
【００２２】
請求項４に係る発明は、インサートリングの先端側外周にＯリング装着用の外周溝を形成したボールバルブである。
【００２３】
請求項５に係る発明は、バルブ本体の中央位置の座出部にステム挿入穴を形成し、この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、ストッパ片をこの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。
【００２４】
請求項６に係る発明は、バルブ本体の端部側を軸方向に延伸し、この延伸部分に所定の径の絞り加工部を設けることにより配管接続部を形成したボールバルブである。
【００２５】
請求項７に係る発明は、配管接合部は、かしめ継手、或は、接着用継手であるボールバルブである。
【００２６】
請求項８に係る発明は、切り曲げ部を絞り加工部とバルブ本体の座出部に形成したステム挿入穴との間に設けたボールバルブである。
【００２７】
請求項９に係る発明は、外部の配管と接続して流体を流すための配管器材であって、器材本体の端部側に外周に係止溝を有する接合部を設け、この接合部を外部接合用のパイプ材に嵌入し、このパイプ材の円周方向には、係止溝の対応位置に切り曲げ部を形成し、この切り曲げ部を器材本体の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部を係止溝に落し込んで器材本体とパイプ材とを固定した配管器材である。
【００２８】
請求項１０に係る発明は、器材本体は、ボールバルブ、管継手、或はストレーナ等の器具である配管器材である。切り曲げ部は、器材本体の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成した配管器材である。
【００３０】
請求項１１に係る発明は、管状のパイプを所定長さに切断してバルブ本体を形成し、このバルブ本体の略中央位置に形成した座出部にステム挿入穴を形成し、このステム挿入穴に挿入したステムの下端にボールを接合すると共に、バルブ本体の管端よりインサートリングを嵌入し、このバルブ本体の円周方向に形成した切り曲げ部をバルブ本体の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部をインサートリングの外周に形成した係止溝に落し込んで、バルブ本体とインサートリングを固定するようにしたボールバルブの製造方法である。切り曲げ部は、バルブ本体の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成したボールバルブの製造方法である。
【００３２】
請求項１２に係る発明は、インサートリングの外端側の外周面に位置決め突条部を形成し、バルブ本体に前記インサートリングを嵌入したとき、位置決め突条部がバルブ本体の管端に係合してインサートリングの先端に装着したボールシートよりボールのボール面に適切な面圧が加わるようにしたボールバルブの製造方法である。
【００３３】
請求項１３に係る発明は、インサートリングの外端側に配管接合部を一体に設けたボールバルブの製造方法である。
【００３４】
請求項１４に係る発明は、インサートリングの先端側外周にＯリング装着用の外周溝を形成したボールバルブの製造方法である。
【００３５】
請求項１５に係る発明は、流体を流すための配管器材における器材本体の端部側に接合部を形成し、この接合部を外部接合用のパイプ材に嵌入し、このパイプ材の円周方向に形成した切り曲げ部を器材本体の求心方向へ押圧して接合部の外周に形成した係止溝に落し込んで、器材本体とパイプ材とを固定するようにした配管器材の製造方法である。切り曲げ部は、パイプ材の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れて形成した配管器材の製造方法である。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１に係る発明によると、ボールバルブのボデーを鋳造によって形成する際に起こりうる、鋳物の欠陥品の発生や、全体の重量増加を防いで軽量でコンパクトに形成することができる。製品の組付け後には、切り曲げ部を係止溝に落とし込むことにより、バルブ本体とインサートリングがずれるのを防いで、各部品を適正な位置に組付けできることにより、操作時には安定したトルクとシール性を発揮でき、仮に、温度変化等の外的要因が作用した場合でも性能を一定に確保して内部流体が漏洩することを防ぐことができ、しかも、各製品の性能差を少なくでき、長寿命化を図ることができるボールバルブを提供できる。更に、各部品を高精度に形成する必要もなく、簡単な組立て加工により低コストで製作でき、加工工数も抑えながら高い引抜き阻止力を発揮させつつ一体に組付けることができる。また、切り曲げ部をボデーの軸方向に対して独立して変形させることができるため、この切り曲げ部を形成したときにインサートリングを軸方向に移動させることなくこのインサートリングとボデーを一体に固定することができると共に、スプリングバック現象が生じても、その作用は径方向のみに働くため、このインサートリングの位置を維持することができる。これにより、ボールとインサートリングの間に隙間が生じることなく、ボールとボールシートとのシール性を長期に渡って維持することができる。更に、切り曲げ部をバルブ本体の円周方向に形成することにより、その側面によりボデーとインサートリングを係止し、この側面の係止面積も広く確保されるので、インサートリングが軸方向に移動するのを確実に防ぐことができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によると、インサートリングに配管接合部とボールシート装着部を設けていることで全体の形状を単純化でき、このインサートリングの配管接合部の構造を変えることにより、バルブ本体の形状を変更することなく各種の配管を接合することもできる。また、インサートリングを嵌入したときに、先端側のボールシートが適切な面圧によりボールに当接して安定したトルクとシール性を確保できる。
【００４０】
請求項３に係る発明によると、クイックファスナを用いてワンタッチで他の配管等と接合でき、このクイックファスナ接合によって優れたパイプ脱管阻止力を発揮でき、また、取付け箇所などに応じて接合部位をおねじ又はめねじとすることもでき、様々な態様の管路に接合できる。
【００４１】
請求項４に係る発明によると、インサートリングとボデーとの間の隙間を確実に塞いで優れたシール性を発揮し、内部流体が外部に漏れるのを防ぐことができる。
【００４２】
請求項５に係る発明によると、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、このボデーとストッパ機能とを一体化して設けることで、開閉の精度が向上し、更に、バルブのハンドルを単純構造にでき、歩留まりがよく、量産性に極めて優れたボールバルブを提供できる。
【００４３】
請求項６に係る発明によると、バルブ本体を鋳造で形成するときに生じる鋳物の欠陥や重量の増加を防いで全体のコンパクト化を図ることができ、バルブ本体とインサートリングのずれを防いで適正な位置に各部品を組付け、優れた機能性を発揮するボールバルブを提供できる。しかも、２ピース構造による組付けでありながら部品点数が増えたりすることなく簡単な加工によって管軸方向の寸法精度を極めて高くしながら形成することができる。
【００４４】
請求項７に係る発明によると、配設位置に応じて適宜の接続構造に設けることができ、既存の接続用配管に対して正確な位置決め状態により接続することができる。
【００４５】
請求項８に係る発明によると、絞り加工に伴ってバルブ本体が軸方向に伸びようとする現象を切り曲げ部により断つことができ、絞り加工によるステム挿入穴の形状・寸法に与える影響を最小限に抑えてバルブ本体内のボールの位置ずれを防ぎ、高いシール性を確保できるボールバルブである。また、配管接合部の面間寸法についても、高い精度で形成できる。
【００４６】
請求項９に係る発明によると、器材本体とパイプ材との軸方向のずれを防いで寸法精度を維持しながら外部への接合部位を形成することができ、また、器材本体とパイプ材との軸心の高い同心度を維持しながら一体化できる配管器材である。これにより、パイプ材に軸方向や遠心方向の力が外部より加わったとしても、この力が器材本体に影響を及ぼすことがなく、その機能や性能を維持できる配管器材である。更に、切り曲げ加工により、パイプ材の切断面が器材本体の深溝状の係止溝側面に接する為、配管時の外的要因である熱・圧力・振動・応力等に対しても十分な強度を維持できる。また、パイプ材を器材本体と別体に設けていることでこのパイプ材の形成が容易であり、偏肉することなく所定の配管接続用の寸法を維持できる配管器材である。しかも、インサート部材と器材本体の軸方向の位置ずれを確実に防ぎながら一体化でき、高い精度を維持することができる配管器材である。
【００４７】
請求項１０に係る発明によると、高い寸法精度を発揮できる接合部位を各種の目的の器具に設けることができる配管器材である。
【００４９】
請求項１１に係る発明によると、切り曲げ部をボデーの求心方向に向けて垂直に切り曲げ加工できることから、軸方向の圧縮・引張・曲げやねじりの応力がかからず、配管軸の面間寸法の精度と、配管軸方向と弁軸方向の同心度の精度を高く確保することができる。その結果、部品の加工精度や仮組み時の精度により悪影響を受けることが少なく、組付け後には、安定したトルクとシール性を確保して、製品ごとにバラツキのない安定した製品を提供できる。また、簡単な加工により形成できるため、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、製造コストを大幅に削減して極めて経済性に優れたボールバルブの製造方法を提供できる。しかも、切り曲げ部を容易に折り曲げ加工できることにより、かしめ加工に比較して小さい押圧力により加工することができ、量産に適したボールバルブの製造方法である。
【００５１】
請求項１２に係る発明によると、インサートリングを嵌入するだけで、このインサートリングの位置決め突条部とバルブ本体の管端が接触固定されることで、治具を介することなくインサートリングをバルブ本体の適切な位置に簡単に装着でき、適切なシート面圧をボールに加えることができ、トルクとシール性が均一な製品を提供できる。
【００５２】
請求項１３に係る発明によると、バルブ本体の形状を変更することなく各種の態様の配管を接合することができるボールバルブの製造方法である。
【００５３】
請求項１４に係る発明によると、インサートリングとボデーとの間の隙間を確実に塞いで優れたシール性を発揮し、内部流体が外部に漏れるのを防ぐことができる。
【００５４】
請求項１５に係る発明によると、切り曲げ部をインサート部材の求心方向に向けて垂直に切り曲げ加工できることから、軸方向の圧縮・引張・曲げやねじりの応力がかからず、配管軸の面間寸法の精度と同心度の精度を高く確保できる配管器材の製造方法である。その結果、部品の加工精度や仮組み時の精度による悪影響を受けることが少なく、組付け後には、安定した組付け状態を確保して製品ごとにバラツキのない安定した製品を提供できる。しかも、切り曲げ部を容易に折り曲げ加工できることにより、かしめ加工に比較して小さい押圧力により加工することができ、量産に適した配管器材の製造方法である。
また、簡単な加工により形成できるため、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、製造コストを大幅に削減して極めて経済性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下に、本発明におけるボールバルブとその製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１ないし図７においては、本発明のボールバルブの第１実施形態を示し、図８においては、その製造方法を示している。
【００５７】
図中において、ボールバルブ本体１０を構成する管材１１は、ステンレス又は銅合金製等の金属製薄肉（非厚肉）タイプの継目なしパイプによって形成され、又は、鋼板をロール状に成形した後に溶接等の手段にて筒状に接合した継目のあるタイプの材料により形成される。管材１１は、均一な肉厚によるパイプをベースに塑性加工され、軽量化が図られている。この管材１１は、所定長さ、即ち、バルブ本体１０を構成する長さに切断され、両端のバリ取りが行われて、管状のバルブ本体１０が形成される。
バルブ本体１０は、中央位置に絞り又はタタキ成形してフラット状の座出部１３が形成され、この座出部１３の内方域にステム挿入穴１４が設けられる。
【００５８】
バルブ本体１０の円周方向には、一対の適宜長さの切り込み１５ｂを入れて切り曲げ部１５を形成しており、この切り曲げ部１５は、バルブ本体１０を構成する管材１１の軸方向（以下、軸方向という）に対して独立して変形可能に設けている。本実施形態において、切り曲げ部１５は、図２のように、円周上の４箇所に等間隔で放射状に形成しているが、この切り曲げ部１５の形成数は適宜に変更できる。その場合、少なくとも２箇所以上、等間隔に形成するのが望ましい。この切り曲げ部１５によると、塑性加工技術により加工できるため精度が向上し、また、機械的切削加工を少なくすることができる。
【００５９】
インサートリング２０は、略環形状に形成し、このインサートリング２０をバルブ本体１０の両側の管端より嵌入してボール３０に対して左右から対称に組付け可能に設けている。インサートリング２０は、例えば、ロストワックス鋳造等の精密鋳造や熱間または冷間による鍛造などによって図１のような形状に成形し、また、バルブ本体１０への圧入により強い力が加わっても変形しないように十分な強度を有している。
【００６０】
インサートリング２０の外周には凹状の係止溝２１を有しており、この係止溝２１に対応する位置に、前記のバルブ本体１０の切り曲げ部１５を形成することにより、図２に示すように、この切り曲げ部１５をバルブ本体１０の求心方向へ押圧して、当該切り曲げ部１５を係止溝２１に落し込んでバルブ本体１０とインサートリング２０を固定できるようにしている。本実施形態においては、係止溝２１を環状により形成しているが、この係止溝は、バルブ本体１０の切り曲げ部１５に対応する位置にのみ形成してもよい。なお、係止溝２１を環状に形成した場合には、インサートリング２０がバルブ本体１０に対して回転可能にできることから、このインサートリング２０を図示しない配管と共回りさせることもでき、これにより、配管からの回転力がバルブ本体１０に及ぶのを防ぐことができる。
【００６１】
インサートリング２０の外端側には配管接合部２８を一体に形成しており、また、このインサートリング２０の先端には装着部２９を設け、この装着部２９にボールシート２４を装着している。このボールシート２４は、ボール３０が回転したときに一定のトルクとシール性を確保できる材料により形成し、例えば、超精密樹脂成形により加工することにより、このボールシート２４をボール３０に当接させたときに、接合する配管に付着した切粉がボールシート２４に付着した場合でもボール３０を動作によるカジリ傷や、各部品の寸法精度のバラツキを原因とした組付け時の変形・ズレによる偏磨耗の発生などを防ぐことができる。
【００６２】
配管接合部２８は、図示しないクイックファスナ接合用の環状段部２３を形成しており、この環状段部２３を介してクイックファスナによって図示しない他の配管を接合できるように設けている。環状段部２３の深さや幅は、接合用クイックファスナの仕様に応じて任意に変更することができる。また、インサートリング２０は、クイックファスナ以外の適宜の接合形状に施すことができ、この接合部位は、バルブ本体１０の長さを変えることなく形成できる。
【００６３】
また、このインサートリング２０の先端側外周にはＯリング装着用の外周溝２６を形成し、この外周溝２６に、ゴムや樹脂製等のＯリング２７を装着する。このＯリング２７により、インサートリング２０の外周面とバルブ本体１０の内周面の間をシールし、ボールバルブ内の流体がボール３０の収容部位から切り曲げ部１５に流出するのを防止している。
【００６４】
更に、インサートリング２０の外端側の外周面には、位置決め突条部２２を形成しており、バルブ本体１０にインサートリング２０を嵌入したとき、この位置決め突条部２２がバルブ本体１０の管端１６に係合し、インサートリング２０に装着したボールシート２４よりボール３０のボール面３０ａに適切な面圧が加わるようにしている。このため、突状部２２は、軸方向に対して予め正確な位置に形成しておく必要がある。
【００６５】
図１において、ボール３０は、貫通孔３１を有し、また、ステム１７の取付位置に、弁全開時又は全閉時において、流路（軸方向）と平行になるようにステム嵌合面３２を形成し、このステム嵌合面３２にステム１７の下端に形成した非円形の突設部１７ａを係合し、ボール３０とステム１７を非回転状態に接合している。ステム１７の下部には鍔部１７ｂを形成し、この鍔部１７ｂは、ステム１７が流体の圧力により外方へ飛び出すのを防止している。
【００６６】
また、ボール３０は、上記したボールシート２４のカジリ傷や偏磨耗を防ぐために、真球度や偏芯度等の寸法精度を高く保つように成形するようにし、この場合、例えば、アモルファス金属を材料として、これを精密ダイカスト成形により加工すれば、後加工を必要とすることなく寸法精度を高くでき、また、軽量化を図ることができる。
【００６７】
ハンドル１８は、ステム１７の上部に形成した平行二面部１７ｃに、嵌合凹部１８ａを介して非回転状態で取付けられ、この嵌合凹部１８ａに形成した係合突部１８ｂを平行二面部１７ｃの側部に設けた係合凹部１７ｄに着脱自在に係合している。ハンドル１８を回転すると、ボール３０を略９０°の範囲内で手動回転できる。本実施形態においては、ハンドル１８による手動回転としているが、図示しないアクチュエータ等によって自動回転させるようにしてもよい。
【００６８】
図５においては、バルブ本体１０内にハンドル１８のストッパ機構４０を示している。本例においては、ステム挿入穴１４にバーリング加工を施して、短筒状の筒部４１とこの筒部４１の一部に一体に突出させたストッパ片４２を形成している。一方、図６に示すように、ステム１７の鍔部１７ｂに回転規制用の切欠溝４５を形成し、この切欠溝４５にストッパ片４２を係合してストッパ機構４０を設けている。このストッパ機構４０により、ボール３０を略９０°の角度で回転規制することができる。このとき、図１に示すように、ステム１７の装着凹溝１７ｅに装着したシールリング１９を筒部４１の内周面に接触させ、コンパクトな構造で密封シールできるようにしている。また、切欠溝４５は、図６における鎖線を切欠いて２つ形成してもよく、この場合、２つの切欠溝に２つのストッパ片を係合させるようにして、ハンドル１８の操作トルクによりストッパ機構４０に加わる力を分散させて、ストッパ機構４０が変形するのを防ぐことができる。
バーリング加工は、バルブの軸封部を一体の深絞りによって形成でき、溶接などの間接的固定をしないことから精度が出しやすく、軸封部分と軸方向の直角度や同心度を向上させやすいというメリットがある。
【００６９】
次に、他の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。
図８において、同図（ａ）に示すように、管状のパイプ（管材）１１を所定長さに切断してバルブ本体１０を形成し、続いて、同図（ｂ）に示すように、このバルブ本体１０の略中央位置に絞り加工により座出部１３を形成し、この座出部１３に穴抜き加工を施してステム挿入穴１４を形成する。次いで、このステム挿入穴１４にバーリング加工を施し、筒部４１とこの筒部４１の一部を突出させたストッパ片４２を形成する。
【００７０】
次いで、同図（ｃ）に示すように、ステム挿入穴１４にステム１７を挿入し、このステム１７の突設部１７ａをボール３０のステム嵌合面３２に嵌合させてボール３０を非回転自在に接合する。このとき、図６に示したステム１７の鍔部１７ｂに設けた回転規制用の切欠溝４５にストッパ片４２を係合させることにより、ボール３０は、略９０°の角度で回転規制しながら組付けられる。次いで、バルブ本体１０の管端１６よりインサートリング２０、２０を嵌入する。
【００７１】
インサートリング２０、２０の嵌入時には、同図（ｄ）に示すように、位置決め突条部２２がバルブ本体１０の管端１６に係合して、このインサートリング２０、２０はバルブ本体１０に対して正確な位置まで嵌入でき、ボールシート２４によりボール面３０ａに加わるシール面圧を適切な状態に確保している。この状態で、同図（ｅ）〜（ｇ）に示すように、バルブ本体１０の円周方向に形成した切り曲げ部１５をバルブ本体１０の求心方向に押圧して、当該切り曲げ部１５をインサートリング２０、２０の外周に形成した係止溝２１に落し込んで、バルブ本体１０とインサートリング２０、２０を固定する。図８における斜視図（ｅ）、（ｆ）は、バルブ本体１０を切り曲げ加工の前後のボデーの状態を示している。
【００７２】
図４において、切り曲げ部１５の幅Ｗは、パイプの肉厚Ｔと同等以上の寸法に設定するのがよく、この幅Ｗをある程度の寸法に形成することで、切り曲げ部１５の係止溝２１への係止後の耐力を確保可能に設けている。この幅Ｗは、広い方が引抜き阻止力を大きくできるが、バルブの面間寸法が広がりバルブが大型化してしまう点も考慮し、肉厚Ｔの２〜３倍に設定している。これにより、接合後の剛性を確保している。
【００７３】
また、切り曲げ部１５の深さＧは、この切り曲げ部１５の端面部１５ａが係止溝２１の側面２１ａに当接する面積を増やすため、パイプの肉厚Ｔ以上に設定している。但し、過剰な押し込みは残留応力の上昇を招くため、パイプの肉厚Ｔの２倍を超えない値としている。
【００７４】
次に、図７を用いて、切り曲げ部１５の円周方向長さｅと、非切り曲げ部１０ｂの円周方向長さｆとの関係について述べる。ここで、非切り曲げ部は、パイプ材からなるバルブ本体１０自体であるが、切り曲げ部１５との関係を説明する便宜上、符号１０ｂを付して説明する。
【００７５】
切り曲げ部１５の円周方向長さｅを長く設定すると、インサートリング２０に形成した係止溝２１との係合力が増すものの、相対的に非切り曲げ部１０ｂの円周方向長さｆが短くなり、バルブ本体１０における配管軸方向の強度が低下する。また、切り曲げ部１５をプレス加工する際、円周方向の加工長さが長くなるため、プレスに要する力を多く必要とすることに加え、加工後に切り曲げ部１５に残留する応力も増加してしまう。
【００７６】
これに対し、切り曲げ部１５の円周方向長さｅを短く設定すると、係止溝２１との係合力が低下することから、切り曲げ部１５の数を増加する必要があり、この場合、プレス加工を要する部位が増加することとなる。
【００７７】
このように、切り曲げ部１５の円周方向長さｅと、非切り曲げ部１０ｂの円周方向長さｆは、「１．切り曲げ部１５と係止溝２１との係合力」と、「２．非切り曲げ部１０ｂの強度」とのバランスの他、「切り曲げ部１５のプレス加工の容易性」や「切り曲げ部１５の残留応力」を考慮して設定する。
【００７８】
本実施例においては、図２に示すように、切り曲げ部１５の円周方向長さｅと、非切り曲げ部１０ｂの円周方向長さｆとを、１：１の割合で４５°毎に交互に配置しており、切り曲げ部１５の円周方向長さｅの総計は、円周の１／２である。
【００７９】
なお、切り曲げ部１５における残留応力の抑制を必要とする場合には、切り曲げ部１５の円周方向長さｅを非切り曲げ部１０ｂの円周方向長さｆに対してやや短いものとし、例えば、図７において、切り曲げ部１５の底部１５ｂの円周方向長さｅ１を、テーパ部１５ｃの円周方向長さｅ２の３倍程度、或は、切り曲げ部１５の円周方向長さｅと非切り曲げ部１０ｂの円周方向長さｆとの比を０．７５〜１：１の割合で設定する。
【００８０】
また、切り曲げ部１５は、配管軸方向に対して放射状に垂直方向に精密に切り曲げされるようにし、例えば、切り曲げ部１５と係止溝２１とのクリアランスが±０．０２ｍｍ程度になるように加工する。これにより、配管軸の面間寸法の誤差は、±０．０５ｍｍ程度に抑えられ、かつ、配管軸方向とステム１７の駆動軸方向との同心度は、±０．１ｍｍ以下に抑えられる。その結果、ステム１７操作時のトルク値は、部品加工毎の加工精度と組込みトルク値などの精度にも影響を受けることが少なく、安定した一定のトルク値が確保できる。このように、寸法精度と加工精度の組合わせを極力抑制できるため、適正な同心度を面圧が得られ、操作トルク値が軽減される。
【００８１】
更に、切り曲げ部１５は、図４に示すように、切り曲げ部位が断面弓なり状に形成され、この弓なり状の形状により切り曲げ部１５が係止溝２１の側壁側に広がろうとする力を発生させることができる。これにより、切り曲げ部１５を係止溝２１に落し込んだ後に切り曲げ部１５はこの落し込みの状態を保持しようとして、バルブ本体１０とインサートリング２０の固定の強度を向上することができる。また、端面部１５ａと係止溝２１の側面２１ａの間に隙間が発生するのが防がれ、バルブ本体１０に対してインサートリング２０を強固に位置保持することができる。また、端面部１５ａは、鋭い刃状に形成された状態で側面２１ａに当接するため、加工後には、切り曲げ部１５の係止溝２１への係止状態が保持される。
【００８２】
ここで、断面弓なり状に形成される切り曲げ部位について詳述する。プレス加工により、切り曲げ部１５を係止溝２１に落とし込む際には、切り曲げ部１５の端面部（側面）１５ａが、係止溝２１の側面２１ａに当接しながら落とし込まれる。これにより、端面部１５ａには、側面２１ａとの摩擦抵抗が加わることから、端面部１５ａがやや遅れる状態で係止溝２１に落とし込まれ、その結果、切り曲げ部１５の断面は、図４のような弓なり状となる。この弓なり状の形状により、切り曲げ部１５が係止溝２１の側面２１ａに広がろうとする力を発生させ、切り曲げ部１５の端面部１５ａと係止溝２１の側面２１ａとの密着状態を保持することにより、位置ずれの無い固定を確実なものにしている。
【００８３】
なお、図４において、プレスの刃を係止溝２１の奥深くにまで過剰に押し込んでしまうと、切り曲げ部１５の断面は弓なり状ではなくなり、単なる矩形状となってしまうことから、同図のように、切り曲げ部１５と係止溝２１の底部両側に隙間ｐが残る状態となるよう、プレス加工における刃の位置（最下点）を調整している。
【００８４】
このとき、プレス工具の刃の幅Ｓは、切り曲げ部１５の幅Ｗと略同じ寸法として切り曲げを行なうことにより、弓なり状の断面を得ている。ここで、幅Ｓが幅Ｗよりも小さく、隙間を生ずる状態で切り曲げを行なってしまうと、切り曲げ部の断面が末広がりの断面形状になるので注意する必要がある。
【００８５】
切り曲げ部１５は、ファインブランキング（精密打ち抜き）を応用した加工方法によって形成するのが望ましく、このファインブランキング（精密打ち抜き）の応用によって加工した場合、板厚の厚い金属をバリ無しで打ち抜き加工のみにより成形でき、一般のプレス金型に比較して高精度の部品を製作できる。
【００８６】
切り曲げ部１５は、バルブ本体に予め切り込み１５ｂを設けた後にこれを押圧して曲げ加工する以外にも、バルブ本体１０にインサートリング２０を挿入した後に、一回のプレス工程により切り込みの形成と曲げ加工を同時に施して設けるようにしてもよく、何れの加工方法の場合にも、突条部２２と管端１６の係合により確実に位置決めした状態で切り曲げ部１５を係止溝２１に確実に落し込むことができる。
【００８７】
次に、本発明のボールバルブの上記実施形態における作用を説明する。
本発明のボールバルブは、管材１１を利用してバルブ本体１０を形成しているので、鋳造による製作に比較して簡単に形成でき、また、このバルブ本体１０を薄肉状に形成できることにより、材料の歩留まりを向上して軽量化することができる。
【００８８】
バルブ本体１０にインサートリング２０を固定する際には、切り曲げ部１５をバルブ本体１０の軸方向に対して独立して曲げ変形させることができ、この切り曲げ部１５を、求心方向に曲げて係止溝２１に落し込んでいるので、切り曲げ部１５以外の部位がバルブ本体１０の軸方向に縮径することがない。これにより、切り曲げ部１５の変形時にインサートリング２０に対して、求心方向のみの力を加えることができる。
【００８９】
よって、切り曲げ加工時にインサートリング２０が軸方向に移動することがなく、バルブ本体１０に対してインサートリング２０を軸方向に位置決めした状態で固定することができる。これにより、インサートリング２０の先端側に装着したボールシート２４が軸方向にずれることがなく、ボール３０に対してボールシート２４を適切な面圧により保持して高いシール性を発揮でき、操作時には、このシール性とトルクを一定に維持した状態でボール３０を回転自在に支受けすることができる。従って、ボールシート２４の偏磨耗も防がれ、長期に渡って安定したトルクとシール性を確保して長寿命化を図ることができる。
【００９０】
このとき、所定の溝深さの係止溝２１に切り曲げ部１５を落し込み、この切り曲げ部１５は、図２に示すように上下左右に設け、それぞれインサートリング２０を介して対向位置に配置されている。そして、各切り曲げ部１５の平面部１５ｂは、環状のインサートリング２０における係止溝２１の底面に当接している。
従って、インサートリング２０は、管材からなるバルブ本体２０、或は、接合短管用パイプ材に対して調芯状態に固定されることとなる。
【００９１】
これにより、インサートリング２０とバルブ本体１との間をシールするＯリング２６や、後述する図１１に示すようなインサートリングと接合短管用パイプ材との間のＯリングシールを周方向に均一に行なうことができる。
【００９２】
このとき、所定の溝深さの係止溝２１に切り曲げ部１５を落し込んでいるため、バルブ本体１０に対してインサートリング２０をほぼ一定の位置に固定でき、更に、図２に示すように、切り曲げ部１５の底部１５ａを、係止溝２１の内周２１ｂに当接させて調芯することにより、バルブ本体１０とインサートリング２０の同心度や同軸度等の精度を向上することもできる。
【００９３】
また、切り曲げ部１５は、前述のように、切り込み１５ｂによりバルブ本体１０の軸方向に対して独立して形成しているため、管材１１との接続部位は、図２におけるＣ点（頂部）のみとなる。従って、かしめ加工に比較して小さい押圧力により加工することができることに加え、この切り曲げ部１５とバルブ本体１０との間に軸方向の残留応力が発生し難くなり、これにより、スプリングバック現象の発生を防ぎ、しかも、切り曲げ部１５の端面部１５ａが係止溝２１の側面２１ａに当接して、この端面部１５ａにより軸方向の力を受ける構成としているため、固定後のバルブ本体１０とインサートリング２０のずれを防ぎつつ優れた引抜き防止力を発揮できる。このとき、引抜き阻止力は、切り曲げ部１５の個数でなく端面部１５ａの面積に関係しているため、この円周方向の端面部１５ａの必要断面積を確保して、端面部１５ａにかかる単位面積当たりの力をできるだけ少なくすることにより、一層向上させることができる。
【００９４】
しかも、切り曲げ部１５は、引抜き方向（インサートリング２０の外端側の方向）と同様に、圧縮方向（インサートリング２０の先端側の方向）にも強度を発揮するため、例えば、ボールバルブが高温又は低温の場所に設置されたり、ボールバルブ内を高温又は低温流体が流れる場合などに、温度変化によってバルブ本体１０が膨張、或は、収縮した場合でも、破損を防いで流体漏れを確実に防止できる。
また、切り曲げ部１５は、配管内の流体に接することが無いので、流体に起因する応力腐食割れ等の現象を生ずることがない。
【００９５】
ここで、本発明のボールバルブの切り曲げ部による固定構造と一般的に利用されている固定構造とを比較するために、一般的な固定構造を説明する。
例えば、特開２００２−３６４６８５号公報並びに特開２００７−１０１０８号公報には、いわゆる、「切片曲げ」と呼ばれる技術を利用した固定構造が開示されている。この切片曲げは、溝状部分に落とし込む部位を、本発明のようにその両端がそれぞれバルブ本体に連続した、いわゆる、両持ち梁状の切り曲げ部ではなく、図１９（ａ）に示すように、端部を有する切片、いわゆる、片持ち梁状の切片４として固定する技術である。仮に、この技術を、本発明のような円周方向に適用した場合には、切片の側面と溝状部分との接触面積が不足し、また、インサートリング２０に軸方向の力が加わる場合には、切片の端部が変形し、弓なり状の断面による効力を維持することができない。
【００９６】
また、いわゆる、「ハーフピアス」と呼ばれる技術は、板の肉厚の半分をせん断し、溝状部分に落とし込むようにしたものであり、主に、仮固定に用いられている。この固定構造は、特許文献１（図１８）の技術に相当する。この技術は、係止する部分がテーパ状になったり、曲げ加工後に元の状態に復元しようとするスプリングバック現象が生じて位置ずれを起こす可能性がある。
【００９７】
一方、特開２００３−２４７５１６号公報には、「切り曲げ」と称する技術を利用した固定構造が開示されている。この切り曲げ５は、図１９（ｂ）に示すように、切り曲げた部位の平面部６を接続部材に形成された溝７に係止して、板材の切断方向（同図のｙ方向）への移動を規制する技術である。一方、本発明においては、切り曲げ部の側面側を溝部に係止し、インサート部材がパイプ材であるバルブ本体の切断方向に直交する方向（同図のｘ方向）に移動することを規制する技術である。従って、この技術は、「切り曲げ」と称してはいるものの、その固定構造は本発明における「切り曲げ」とは全く異なり、本発明の切り曲げ部のように切り曲げ部の切断方向に対して直交方向の移動を阻止する機能を発揮することはできない。むろん、この切り曲げ５は、切り曲げ部の側面８が溝７に接触していないので、切り曲げ部分において弓なり状の断面を得ることもできない。
【００９８】
図９においては、本発明のボールバルブの第２実施形態を示したものである。なお、以降の実施形態において、それより以前の実施形態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。
この実施形態におけるバルブ本体４６は、インサートリング４７の外周に管接合用のおねじ４８を形成したものであり、このおねじ４８に図示しない配管の雌ねじを螺合してこれらを一体に接合することができるようにしたものである。
【００９９】
一方、図１０においては、本発明のボールバルブの第３実施形態を示したものである。この実施形態のバルブ本体５０は、インサートリング５１の内周に管接合用のめねじ５２を形成し、このめねじ５２に図示しない配管の雄ねじを螺合して、これらを一体に接合可能に設けたものである。このように、インサートリングには、おねじ又はめねじの何れかを管接合用として設けることもでき、しかも、このおねじ又はめねじをインサートリングの何れか１方に設けるようにしてもよい。
【０１００】
このように、本発明のボールバルブは、配管接合部を各種の態様に設けることができ、しかも、インサートリングの軸方向の長さを変えることにより、任意の長さの配管接合部を設けることができるため、ボデーの形状や寸法を変えることなく、あらゆるタイプの管路に対応したボールバルブを設けることができる。これにより、例えば、振動などの外部要因にも耐えうる強度の強い配管接合部を有するボールバルブを形成することもできる。
【０１０１】
バルブ本体４６、５０のインサートリング４７、５１には、前記実施形態と同様に、外周面に位置決め突条部４９、５３をそれぞれ形成しており、バルブ本体４６、５０にインサートリング４７、５１を嵌入した際には、この位置決め突条部４９、５３がバルブ本体４６、５１の管端１６、１６に係合して位置決めがなされる。切り曲げ部１５、１５を切り曲げ加工すると、インサートリング４７、５１をこの位置決め状態でバルブ本体４６、５０に固定でき、ボールシート２４の装着位置を適切に保って安定したシール性とトルクを発揮することができる。
【０１０２】
図１１、１２においては、本発明のボールバルブの第４実施形態を示している。
この実施形態では、前述の第１実施形態のボールバルブに対して、バルブ本体６０の端部側を軸方向に延伸し、この延伸部分に所定の径の絞り加工部６２を設けることにより配管接続部６３を形成したものである。図中において、管材６４は、バルブ本体６０と配管接合部６３とを構成する長さに切断されて管状に形成され、さらに、配管接合部６３の端部にはバリ取り加工が施されている。
【０１０３】
切り曲げ部６５は、前記実施形態と同様にバルブ本体６０の円周方向に一対の適宜長さの切り込みにより形成され、管材６４の軸方向に対して独立して変形可能になっている。この切り曲げ部６５は、絞り加工部６２とバルブ本体６０の座出部６０ａに形成したステム挿入穴６０ｂとの間に設けるようにする。バルブ本体６０を構成している管材６４は、金属組織の方向性が軸方向にあり、絞り加工に伴って軸方向に伸びる傾向があるが、切り曲げ部６５の加工の後に絞り加工を施すことで、切り曲げ部６５により縁切りされてこの傾向が抑えられる。このように絞り加工に伴ってバルブ本体６０が軸方向に伸びようとする現象を切り曲げ部６５により断つことができ、座出部６０ａ（ステム挿入穴６０ｂ）の形状・寸法を維持できる。
【０１０４】
一方、インサートリング６１の外周には、凹状の係止溝６６が形成され、この係止溝６６に切り曲げ部６５が落とし込まれることによりバルブ本体６０とインサートリング６１とが固定される。
【０１０５】
配管接合部６３は、かしめ継手、或は接着用継手用の短管部であり、この配管接合部を介して図示しない外部の配管を直接接合できるようになっている。外部の配管の接合時には、配管接合部６３を外部配管に挿入するか、又は、外部配管を配管接合部６３に挿入した状態でかしめ加工を施して一体化するか、或は、配管接合部と外部の配管との間に図示しない接着剤を塗布して両者を接合するようにすればよい。
【０１０６】
ハンドル６７は、ステム１７への装着部位を中心として２つの操作部６８、６８を有し、各操作部６８、６８を操作することによりステム１７を回動可能に設けている。これにより、このボールバルブを狭い場所に設置した場合でも何れかの操作部６８を容易に操作でき、あらゆる場所にを設置できるようになる。
【０１０７】
ハンドル６７は、ステム１７上部の平行二面部１７ｃに嵌合可能な嵌合穴部６９を有しており、これらを互いに嵌合させることでステム１７に対して非回転状態で取付け可能になっている。さらに、ハンドル６７には、切り曲げ加工により突設片７０が下向きに突設形成され、この突設片７０は、ハンドル６７を固定したときにバルブ本体６０の各切り曲げ部６５に対応する位置になっている。これにより、ハンドル６７を開又は閉状態に操作したときに、突設片７０が各切り曲げ部６５の係止面６５ａに係止し、このハンドル６７の回転が略９０°に回転規制される。
【０１０８】
ボールバルブを組付ける際には、先ず、バルブ本体６０にインサートリング６１、６１とステム１７、グランドパッキン７１を装着する。このとき、インサートリング６１には凹部７２が形成され、この凹部７２にはＯリング７３を装着し、このＯリング７３により、ボールバルブ内の流体がバルブ本体６０の端部側から切り曲げ部６５に流出するのを防止している。
【０１０９】
次いで、切り曲げ部６５を求心方向に押圧して当該切り曲げ部６５をインサートリング６１の係止溝６６に落し込んでバルブ本体６０とインサートリング６１を固定する。
更に、バルブ本体６０の左右に絞り加工（縮径加工）を施して絞り加工部６２を設けることにより配管接合部６３を形成する。絞り加工後には、バルブ本体６０がインサートリング６１に形成したテーパ部６１ａに沿うようにテーパ状に変形し、Ｏリング７３を押圧してこの部位をシールする。そして、このテーパ部位を介してバルブ本体６０の開口側に配管接合部６３が設けられる。
【０１１０】
この構造により、本発明のボールバルブは、インサートリング６１が軸方向に移動しようとすることを確実に防ぎながらこのインサートリング６１とバルブ本体とを一体に固定している。また、スプリングバック現象が生じても、インサートリング６１の位置を維持するようになっている。これにより、ボール３０とボールシート２４との間に隙間が生じることを防ぎ、長期に渡ってシール性が維持される。
【０１１１】
図１３ないし図１５においては、他の発明における配管器材の第１実施形態を示したものである。この配管器材は、外部の配管に接続されて流体を流すために用いられる。
器材本体８０は、所定の形状に形成され、例えば、図におけるボールバルブや、又は、図示しない管継手やストレーナ等の器具を構成可能になっている。器材本体８０は、バルブ本体となるボデー８１にインサートリング８２を嵌入し、ボデー８１に形成した切り曲げ部８３をボデー８１の求心方向に押圧してインサートリング８２の外周に形成された係止溝８４に落し込んで、ボデー８１とインサートリング８２とを固定することにより形成したものである。更に、器材本体８０は、端部側外周に係止溝８６を有する接合部８５を備えている。この接合部８５は、図のようなボールバルブにおいてはインサートリング８２に設けており、管継手或はストレーナにおいては、本体部品に直接設けている。
【０１１２】
一方、パイプ材８７は、図示しない外部の配管に接続可能であり、器材本体８０の接合部８５が嵌入可能な内径になっている。また、このパイプ材８７の円周方向には、切り曲げ部８８が形成され、この切り曲げ部８８は、接合部８５に形成された係止溝８６の位置に対応している。切り曲げ部８８は、前記実施形態と同様に、パイプ材８７の円周方向に一対の適宜長さの切り込みを入れることにより形成される。
【０１１３】
配管器材の接合部位の製造時には、図１６に示すように、器材本体８０の接合部８５をパイプ材８７に嵌入し、パイプ材８７の端部を、インサートリング８２の位置決め突条部８２ａに当接して、軸方向位置を正確な状態にする。その後、切り曲げ部８８を器材本体８０の求心方向へ押圧して当該切り曲げ部８８を係止溝８６に落し込むことにより、器材本体８０とパイプ材８７とが固定される。このように、端管部分（パイプ材８７）と器材本体８０とを別体に設けているので、インサートリング８２とボデー８１との切り曲げ固定部位にパイプ材８７からの応力が伝播することが防がれる。
【０１１４】
これにより、パイプ材８７に外部の配管を接合した後、このパイプ材８７に配管からの曲げ応力が加わったとしてもボール３０とボールシート２４とのシール性が確保されてシート漏れが防がれる。また、ボデー８１のステム１７の軸封部位付近の変形を防いで軸シール漏れが生じることが防がれる。更に、パイプ材８７を別体とすることでこのパイプ材８７が外部応力により偏肉することが防がれる。
なお、切り曲げ部８３の径＞切り曲げ部８８の径の関係により、切り曲げ部８３の強度がより強くなっている。
また、このように器材本体８０とパイプ材８７とが別体構造であることから、面間寸法と駆動軸方向の同心度の精度を高くできる。
【０１１５】
更に、この実施形態においては、切り曲げ部８８と係止溝８６との固定によるインサートリング８２とパイプ材８７との接合によって発揮される簡易的構造の精密接合に加えて、バーリング加工によって精密突起状に形成した筒部４１にステム１７を軸着する軸封構造により、軽量でコンパクトかつ高品質なボールバルブを配管器材として形成できる。
【０１１６】
この製造方法においては、インサートリング８２の切り曲げ部８３による切り曲げ固定と、パイプ材８７の切り曲げ部８８による切り曲げ固定を同時に行うこともできる。この場合、インサートリング８２をボデー８１に挿入する際、パイプ材８７もインサートリング８２に装着しておくようにする。また、切り曲げ部８３と切り曲げ部８８の上下左右の位置は、切り曲げ部８３と同等の切り曲げ部１５の断面を示す図２と切り曲げ部８８の断面を示す図１５との対応で示すように、軸方向において同じ位置になるようにする。
【０１１７】
図１７においては、他の発明における配管器材の第２実施形態を示したものである。この実施形態では、器材本体９０に接合する外部接合用のパイプ材９１の内径φｘと、器材本体９０内に装着されたボール９２の口径（弁体内径）φｙが略同じになるようにパイプ材９１に絞り加工部９３を設けたものである。これによると、ボールバルブをいわゆるフルボア構造に設けることができ、このフルボア構造のバルブは、全開時において圧損を極めて少なくできることでパイプライン用として利用したり、高粘性流体、スラリ等を扱うのに適している。
この実施形態の場合にも、前記と同様に切り曲げ部８８と係止溝８６によってインサートリング８２にパイプ材８７を接合しており、更に、この切り曲げ部と係止溝とによる配管接続構造は、上述した実施形態に限ることなく、各種の構造の配管に利用することができる。
【実施例】
【０１１８】
本発明のボールバルブの性能評価試験を実施した。試験に用いた供試品は、図１に示した第１実施形態のようなインサートリング２０である、配管接合部にクイックファスナ接合用の環状段部を形成した構造のボールバルブと、図９に示した第２実施形態のようなインサートリング４７である、配管接合部におねじ４８を設けたボールバルブとした。
各ボールバルブは、他の発明におけるボールバルブの製造方法により製作した。このとき、インサートリングは、周方向においては、位置合わせはしないものとし、一方、軸方向においては、位置決め突条部２２と管端１６によって位置合わせを行った。
【０１１９】
続いて、各ボールバルブに対して行った性能評価試験について記す。
（１）耐圧・弁座シール性試験
第１実施形態（図１）の構造のボールバルブであり、バルブ呼び径１／２Ｂのバルブを供試品として使用した。
耐圧試験として、バルブ内部に水圧２．５９ＭＰａを負荷した状態で、６０秒間維持した後に、バルブ外部への水漏れの有無を確認したところ、水漏れは確認されず、合格であった。
次に、弁座シール性試験として、弁閉状態としたバルブ内部において、１次側（図１における左側）から、空気圧０．５９ＭＰａを負荷した状態で１０秒間維持した後に、２次側（図１における右側）における空気漏れの有無を確認したところ、空気漏れは確認されず、合格であった。
【０１２０】
（２）引抜き抵抗力の確認試験
第２実施形態（図９）の構造のボールバルブ（呼び径１／２Ｂ）を本発明の供試品とし、比較例として、図９の構造のボールバルブのかしめ部位を図１１の形状に形成したボールバルブを使用した。
引抜き阻止力の試験方法としては、供試品、又は比較例の双方のインサートリングのおねじに、図示しないステンレス製配管（材質ＳＵＳ３０４）を接続した上、それぞれの配管をアムスラー万能試験機の治具に固定し、供試品に引張荷重を加え、バルブ本体からインサートリングが脱落する時点の引張荷重の値を測定した。
【０１２１】
この試験結果として、比較例のボールバルブの引抜き荷重の値が１２８００Ｎであったのに対し、供試品のボールバルブは、引抜き荷重が２２５００Ｎであった。なお、ＳＡＳ３２２（ステンレス協会規格：一般配管用ステンレス鋼管の管継手性能基準）の規格値は、継手呼び径１３Ｓｕ（１３Ｓｕは、呼び径１／２Ｂに相当）における引抜き荷重が１０２０Ｎであり、本発明のボールバルブは、この規格値の約２２倍の値を得ることができ、インサートリングが軸方向にずれる現象を確実に抑制できる構造であることが確認された。
【０１２２】
（３）残留応力値の確認試験
供試品、比較例のボールバルブとしては、（２）引抜き抵抗力の確認試験と同じボールバルブを使用した。
試験方法としては、島津製作所製のＸ線応力測定器を用い、供試品においては、図２のＣ点（切り曲げの頂部）、Ｄ点（切り曲げのテーパ部分の中央部）、Ｅ点（切り曲げの最下点の中央部）、一方、比較例においては、かしめ加工時における図２と略同一箇所付近のＣ´点（かしめの頂部）、Ｄ´点（かしめのテーパ部分の中央部）、Ｅ´点（かしめの最下点の中央部）の位置にてそれぞれ残留応力を測定した。この測定結果を表１に示す。
【０１２３】
【表１】
0005184130.tif 000002
【０１２４】
表１の測定結果において、マイナスの値は圧縮応力であり、応力腐食割れのおそれのないことを示している。本発明のボールバルブは、Ｄ点、Ｅ点の測定位置において比較例のＤ´点、Ｅ´点よりも高い値を示したものの、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４の引張強度５２０ＭＰａを下回る値であり、これにより、応力腐食割れに対する感受性は低いものと認められる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明のボールバルブの第１実施形態を示した部分断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のボールバルブの平面図である。
【図４】図１のＢ部を示した拡大図である。
【図５】図３のバーリング加工前の状態を示す平面図である。
【図６】ステムの底面図である。
【図７】切り曲げ部の形状を示す模式図である。
【図８】他の発明におけるボールバルブの製造方法について示した説明図である。
【図９】本発明のボールバルブの第２実施形態を示した部分断面図である。
【図１０】本発明のボールバルブの第３実施形態を示した断面図である。
【図１１】本発明のボールバルブの第４実施形態を示した断面図である。
【図１２】図１１の平面図である。
【図１３】他の発明における配管器材の第１実施形態を示した断面図である。
【図１４】図１３の平面図である。
【図１５】図１３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１６】配管器材の製造工程を示した説明図である。
【図１７】他の発明における配管器材の第２実施形態を示した断面図である。
【図１８】従来のボールバルブにおける固定構造の例を示した要部説明図である。
【図１９】従来のボールバルブにおける固定構造の他例を示した要部説明図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  バルブ本体
１１  パイプ（管材）
１３  座出部
１４  ステム挿入穴
１５  切り曲げ部
１５ｂ  切り込み
１６  管端
１７  ステム
１７ｂ  鍔部
２０  インサートリング
２１  係止溝
２２  位置決め突条部
２３  環状段部
２４  ボールシート
２６  外周溝
２７  Ｏリング
２８  配管接合部
２９  装着部
３０  ボール
３０ａ  ボール面
４１  筒部
４２  ストッパ片
４８  おねじ
４５  切欠溝
【図１】
0005184130.tif 000003
【図２】
0005184130.tif 000004
【図３】
0005184130.tif 000005
【図４】
0005184130.tif 000006
【図５】
0005184130.tif 000007
【図６】
0005184130.tif 000008
【図７】
0005184130.tif 000009
【図８】
0005184130.tif 000010
【図９】
0005184130.tif 000011
【図１０】
0005184130.tif 000012
【図１１】
0005184130.tif 000013
【図１２】
0005184130.tif 000014
【図１３】
0005184130.tif 000015
【図１４】
0005184130.tif 000016
【図１５】
0005184130.tif 000017
【図１６】
0005184130.tif 000018
【図１７】
0005184130.tif 000019
【図１８】
0005184130.tif 000020
【図１９】
0005184130.tif 000021