(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有し、球状外面を有する球状弁体と、この弁体の両側に互いに対抗して配置されたシートリングと、このシートリングと球状弁体とを収容するとともに、前記球状弁体の両側に流路を設けた熱可塑性合成樹脂製の弁箱と、前記弁体の上部に係合されて弁箱上部に突出する弁棒とからなり、その際、前記球状弁体は前記弁棒を介して回転され、これによって、前記貫通孔を、前記流路と合致させる全開状態と、前記貫通孔を前記流路と直交させ、これによって前記流路を閉じた全閉状態とに切替えるように構成されたボール弁において、
前記球状弁体とシートリングとの位置関係を、前記球状弁体が全閉状態にある時は前記球状弁体の外面が前記両側のシートリングを加圧してシールするように定め、前記球状弁体の貫通孔の両端部の外面に環状凹溝を設け、前記球状弁体の全開時に、この環状凹溝に前記シートリングのシール部を収容するように構成したことを特徴とする合成樹脂製ボール弁。
【請求項２】
弁の全開時において、前記球状弁体の外面の両端部が前記シートリングの内周側に張出しており、この球状外面上にシートリングのシール部を受容するための環状凹溝を設けた請求項１記載の合成樹脂製ボール弁。
【請求項３】
弁の全開時において、前記環状凹溝はシートリングのシール部を収容し、前記弁の閉止時のシートリングのシール部を収容し、これによって前記弁の閉止時のシートリングの圧力を前記環状凹溝内で開放して減少させるように構成された請求項１又は２記載の合成樹脂製ボール弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスや水等の流体を輸送する主として埋設配管に使用される合成樹脂製ボール弁に関するもので、詳しくは閉弁時にシールに必要なシートリングの押付け力を確保し且つ開弁時にシートリングのクリープ現象を防止すると共に、流体中の異物によって弁閉止時のシール性が損なわれるのを防止した、長期に亘って良好なシール性を有する合成樹脂製ボール弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、本出願人の発明による特開平９ー２１０２２５号で開示された図６で示す合成樹脂製ボール弁がある。このものは弁箱１の下部と上部で回転自在に軸支してボール弁体２を装着し、ボール弁体２の貫通孔軸方向の面間寸法を弁体２の両側に装着したシート５、５間の面間寸法より小さく設け、弁の全開時にはボール弁体２がシート５、５と当接しないようにして、シート５、５が常に圧縮変形を受けてクリープ劣化するのを防止し、シール性とボール弁体の回動操作性を向上したものである。
また実開昭６１ー１１０６４号で開示されたガス用ボール弁がある。このものは図７に示すごとく、弁の開放時にボール弁体３のシート４と接触する球状外面の一部を他の部分よりも急なカーブの球面となるように削って弁の閉弁時よりシート４との接触面積が小さくなるように流路８ａ側に逃がし面７を設け、また図８に示すごとく、ボール弁体３の流路８ａ側のシート４と接触する部分の一端部を切り欠いて、シート４との接触面積が小さくなるように流路８ａ側に逃がし面７を設け、シート４に加わる接触面積を小さくしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水、ガス等配管内の流体中には砂や鋼屑、繊維等種々の異物が混入している場合があり、図６の従来例では開弁時に流体が弁内を通過中にこれらの異物が弁体２とシート５との隙間に引っ掛って堆積する場合がある。また図７、図８の従来例では開弁時も閉弁時と同じ力で弁体がシートリングを押付けており、通常開弁状態で用いる場合にもシートリングがクリープ劣化する場合がある。一方クリープ劣化を防止するために弁体がシートリングを押付ける力を弱くすれば、閉弁時のシール性能に影響が出てくる。また流路８ａ側の逃がし面７に流体中の異物が引っ掛って堆積する場合がある。
【０００４】
この異物が引っ掛った状態で弁体２、３の回転が行なわれると、流体中の異物が弁体２、３とシート４、５との間に巻き込んでシールが行なわれなかったり、またシート４、５のシール面を損傷させたり、また樹脂製ボール弁体２、３の球状外面に傷を付けたりする場合があり、弁閉止時のシール性が損なわれる問題があった。
本発明は上記の課題を解消して、閉弁時にシールに必要なシートリングへの押付け力を確保し、且つ開弁時にシートリングのクリープ劣化を防止すると共に、流体中の異物によって弁体とシートリング間に流体中の異物が巻き込んでシール性が損なわれるのを防止し、長期に亘って良好なシール性を得る合成樹脂製ボール弁を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、貫通孔を有し球状外面を有する球状弁体と、この球状弁体の両側に互いに対向して配置したシートリングと、このシートリングと球状弁体を内部に収容した熱可塑性樹脂製の弁箱と、前記球状弁体の上部に係合して弁箱上部に突出する弁棒とからなり、前記弁棒を介して球状弁体を回転して弁箱内の流路を開閉するボール弁において、
弁の閉止時は、前記球状弁体の球状外面が前記両側のシートリングを押付けてシールする関係に球状弁体とシートリングを設け、
前記球状弁体の貫通孔側両端部の球状外面に環状凹溝を設け、
弁の全開時において、この環状凹溝はシートリングのシール部を収容することを特徴とする合成樹脂製ボール弁である。
【０００６】
この場合弁の全開時において、前記球状外面の両端部が前記シートリングの内周側に張出しており、この球状外面上にシートリングのシール部を収容する環状凹溝を設けることができる。
また弁の全開時において、前記環状凹溝はシートリングのシール部を収容し前記弁閉止時のシートリングの押付け力をこの環状凹溝内で開放して減少させることができる。
また弁の全開時において、前記環状凹溝はシートリングのシール部と僅かの隙間を形成して収容することができる。
【０００７】
【作用】
本発明は上記の構成であって、弁体の全開回転時において弁箱内に装着されたシートリングは弁体の貫通孔側球状外面に設けた環状凹溝内に収容される。従って環状凹溝がシートリングのシール部を収容するためシートリングの内周側を覆い、従来のように流体流路中に異物が引っ掛るような隙間や逃がし面がなくなる。また閉弁時のシートリングの押付け力が環状凹溝内で開放され減少する。
このため閉弁時にシールに必要なシートリングの押付け力が確保され且つシートリングのクリープがなくなるので弁閉止時のシール性が向上する。
従って球状弁体とシートリング間に流体中の異物が堆積せず、長期に亘って良好なシール面圧と、弁体およびシートリングのシール面精度が維持され、良好なシール性が得られる。
【０００８】
また大口径の合成樹脂製ボール弁では、弁箱本体を射出成形する成形上の問題から、流路軸方向に分割した複数の弁箱部材を設け、この弁箱部材を軸方向にバット融着して一体の弁箱を形成する製造方法がとられる。
この弁箱をバット融着して形成する場合、本発明品では弁箱内に装着する球状弁体を全開状態で装着して弁箱部材同志をバット融着することにより、両側のシートリングと弁体の貫通流路を軸芯として、シートリングに与える圧縮変形が少ない状態か圧縮しない状態で融着作業が行なわれる。このため従来のごとく、閉弁時と同じ力でシートリングに圧縮応力が加わった状態でバット融着されるものに比べて、シートリングの圧縮応力による影響を受けずに弁箱部材同志をバット融着でき、融着工程時に圧縮に対する反発力で弁箱軸芯が変形したり弁箱部材間の寸法が伸びたりして融着するような従来の不具合が生じなく、弁箱部材同志の軸芯及び面間寸法共に合致して正確なバット融着が行なえる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第一実施例を示すボール弁の縦断面図である。
この実施例で弁箱１０は熱可塑性樹脂を射出成形して形成した弁箱で、弁箱中央部材１１に球状弁体２０および弁棒３０を装着し、左右の弁箱接続部材１２、１３にシートリング４０、４０を装着して、球状弁体２０の貫通孔２１を弁箱接続部材１２、１３の流路１４、１５と合致した全開状態で、弁箱中央部材１１と弁箱接続部材１２、１３とを軸方向にバット融着して一体の弁箱１０に形成してある。なおこの弁箱１０は軸方向に２分割した弁箱部材をバット融着して設けてもよく、また上部に弁体挿入用の開口部を設けた一体品の弁箱で設け、上部の開口部にフタ部材を融着して設けてもよい。
【００１０】
球状弁体２０は、中央部に貫通孔２１を有し球状外面２２の上部側係合孔２３に弁棒３０の下端を係合させ、弁棒３０上部に取付けたハンドル３１を回転することにより、弁体２０を９０度回転して弁箱両側の流路１４、１５を開閉する。この弁体の球状外面２２の両端はシートリング４０、４０の内周側に張出しており、この球状外面２２上に環状凹溝２４を両側に設けてある。
弁箱１０内のシート装着溝１６に装着したシートリング４０は、内部に補強リング４１を鋳ぐるんだニトリルゴム等の弾性体で作られており、弁体２０の球状外面２２と当接するシール部４３を断面円弧状に設けてある。
【００１１】
図２で示すように球状弁体２０が閉止時において、シートリング４０のシール部４３は、弁体の球状外面２２と潰し代４４をもって押付けられた状態で当接し、弁体の球状外面２２と弁箱１０内面との間をシールしている。
図１で示すように球状弁体２０が上記図２の弁閉止状態から９０度回転して貫通孔２１が弁箱の流路１４、１５と連通した全開状態において、球状外面２２に設けた環状凹溝２４内にシートリングのシール部４３を収容し、閉弁時のシートリングの押付け力が環状凹溝２４内で開放されて減少し自由状態に近い形状に戻る。
この全開状態において環状凹溝２４は、図３で示すようにシートリング４０のシール部４３の内面と当接し、閉弁時の押付け力が全部ないし５０％程度開放される環状凹溝２４の形状に設けてもよい。
また図４で示すようにシール部４３全体と僅かな隙間を形成して、閉弁時の押付け力の全部が開放される環状凹溝２４の形状に設けてもよい。
更に図５で示すように、シール部４３の内周流路側のみ当接し弁体外周側に隙間を設けて、流路軸側方向の押付け力のみ開放する環状凹溝２４の形状に設けてもよい。
【００１２】
上記のように、開弁時において弁箱内に装着されたシートリング４０は、弁体の球状外面２２に設けた環状凹溝２４によって閉弁時の押付け力によるシール部４３が減少して開放され、またシール部４３が環状凹溝２４内に収容され弁体２０の貫通孔２１側端面がシートリング４０の内周側に張出してシートリングのシール部４３の内周面を覆う。このため従来のように弁箱内流路中に異物が引っ掛るような隙間や逃がし面が除かれる。また閉弁時のシールに必要なシートリングの押付け力を確保して開弁時にシール部４３の押付け力が環状凹溝２４内で開放されるので、流体中の異物噛み込みによるシール性の問題がなくなり、また弁閉止時のシートリングのクリープが解消され、長期に亘って良好なシールが得られる。
【００１３】
また本実施例では、流路軸方向に分割した弁箱中央部材１１と左右の弁箱接続部材１２、１３を軸方向にバット融着して一体の弁箱１０を形成しているが、弁箱１０内に装着する球状弁体２０と両側のシートリング４０、４０は、全開状態でシートリング４０を強い力で圧縮せずに装着してあるため、この全開状態で弁箱部材１１、１２、１３互いにバット融着することにより、シートリング４０には大きな圧縮変形が加わらず、非常に少ない状態で融着作業が行なわれる。このため、従来のシートリングに閉弁時と同じ大きな圧縮応力が加わった状態でバット融着するものに比べて、シートリング４０の押付け力による影響を受けずに弁箱部材同志をバット融着でき、シートリング４０の圧縮応力による反発力で融着作業中に弁箱部材間の軸芯が変形したり弁箱部材間の寸法が伸びたりするような不具合が生じなく、正確なバット融着が行なえる。
【００１４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の合成樹脂製ボール弁は、弁全開時においてシートリングのクリープ現象を防止すると共に、弁体とシートリングとのシール面に流体中の異物が巻き込んだりして弁閉止時のシール性が損なわれるのを防止し、長期に亘って良好なシール性を得ることができる。
また弁箱本体を成形時、流路方向に複数に分割した弁箱部材を互いにバット融着して一体の弁箱を成形する大口径品のものにおいても、シートリングに大きな圧縮変形が加わらない状態で融着作業が行なえるため、シートリングの圧縮応力による反発力で融着作業中に弁箱部材間の軸芯が変形したり弁箱部材間の寸法が伸びたりするような従来の不具合が生じなく、正確な融着成形が行なえるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のボール弁を示す弁全開時の縦断面図である。
【図２】図１のボール弁の弁体閉止時を示す縦断面図である。
【図３】図１の弁全開時における弁体とシートリングとの関係を示す部分断面図である。
【図４】図１の弁全開時における弁体とシートリングとの関係を示す部分断面図である。
【図５】図１の弁全開時における弁体とシートリングとの関係を示す部分断面図である。
【図６】従来技術を示すボール弁の要部断面図である。
【図７】別の従来技術の主要部を示す断面図である。
【図８】別の従来技術の主要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  弁箱
１１  弁箱中央部材              １２、１３  弁箱接続部材
１４、１５  流路                １６  シート装着溝
２０  球状弁体                  ２１  貫通孔
２２  球状外面                  ２３  弁棒との係合孔
２４  環状凹溝                  ３０  弁棒
３１  ハンドル                  ４０  シートリング
４１  補強リング                ４３  シール部
４４  シートリングの潰し代
【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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