(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室内に設けられ、かつユニオンに保持されたシートと接触しているボールの回転により弁の開閉を行うボールバルブにおいて、ボール内に設けられた流路の一端側開口部の周縁部には、弁開時に該ボールバルブ内流路と弁室内空間とを連通させる連通孔が設けられ、一方、他端側開口部に相対して配置されているユニオンの内部には、ボールに面する側から、シートを保持している段差部、該段差部に設けられた環状突出部の内径よりも拡径して設けられた空間部及びボールの流路内径と略同一の内径を有する開口部が連続して設けられ、かつ前記段差部には前記空間部と弁室内空間と連通させる連通部が設けられていることを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
請求項１記載のボールに設けられた連通孔のかわりに弁開時に弁室内空間とボール内流路以外の流路とを連通させる連通溝がボール内流路の一端側開口部の周縁部表面に設けられていることを特徴とするボールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体産業、バイオ・医療産業、食品産業及びその他の化学産業等で好適に使用されるボールバルブに係り、とりわけ弁開時において、内部に流体の滞留部分がなく、雑菌の発生等を阻止したボールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記産業界における流体の輸送配管ラインにおいては本体内部の弁室内にボールを配置し、それをシートリングを保持しているユニオンで挟持したボールバルブが一般的に使用されていたが、これらのボールバルブにおいては、弁開状態で長時間流体を流していると、弁室内の本体内周面とボールとの間にできる空間と流体流路との間は完全に遮断されているため、この空間内に閉じ込められた流体は完全に滞留したままとなり、雑菌の繁殖や流体純度の低下等の原因となっていた。
その後、これらの問題を解決したボールバルブとして弁開状態で上記空間と流体の流路を連通させることにより、流体の滞留を防止したものが種々開発され公開された。
本出願人もその中の一つとして好適な構造を有するボールバルブを発明し、平成２年に特許出願し、平成７年に登録された（特許第１９５９５３３号）。
該特許のボールバルブにおけるボール２８は、図８に示されているごとく、内部に設けられた流路２９の一端部３０を大口径に、他端部３１をそれより小さい小口径とし、該大口径及び小口径部の周縁部には、弁開時にボール内流路２９と弁室内空間３２とを連通させる連通部３３、３４が各々設けられた構造になっている。
このボールバルブにおいては、流路内の流体に圧力差を生じさせているため弁全体の弁室内空間３２に流入した流体は常に出口側流路へと流出するため、弁室内空間３２に流体が滞留することがなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ボールバルブにおいては、ボール内に設けられた流路は、その一端部は大口径に、すなわち、ボールバルブに接続されるパイプの内径と同じ口径に設けられているため、流路断面積が傾斜的に小さくなる。つまり、小口径側で流路が絞られた構造になっているため以下のような問題点があることが判った。
（１）ボールの流路を絞ってないものに比較してＣＶ値がかなり小さくなる。すなわち、流体の単位時間当たりの流量が少なくなる。
（２）ボールに設けられた流路の大口径部及び小口径部の周縁部に連通部（孔）を設けなければならない。すなわち、孔加工が必要で経費が高くなり、作業能率を悪くしている。
（３）ユニオンに保持されるシートは内径が異なる大小２種類のものを準備しなければならない。
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、流体のＣＶ値、すなわち、単位時間当たりの流量を低下させることなく、かつ弁開時に弁室内空間に流体を滞留させない構造を有したボールバルブを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記問題点を解決すべく更に研究を重ねた結果、シートを保持しているユニオンの構造を変えることにより、少なくともボールの一方側の連通孔加工を省くことができ、かつ、充分な流体流量をも確保できることを見い出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明の構成をその実施例を示す図１に基づいて説明すると、弁室内に設けられ、かつユニオン９に保持されたシート１０と接触しているボール２の回転により弁の開閉を行うボールバルブにおいて、ボール２内に設けられた流路３の一端側開口部４の周縁部には、弁開時に該ボールバルブ内流路３と弁室内空間６とを連通させる連通孔５が設けられ、一方、他端側開口部７に相対して配置されているユニオン９の内部には、ボール２に面する側から、シート１０を保持している段差部１１、該段差部１１に設けられた環状突出部１２の内径よりも拡径して設けられた空間部１３及びボール２の流路内径と略同一の内径を有する開口部１４が連続して設けられ、かつ前記段差部１１には、前記空間部１３と弁室内空間６と連通させる連通部１５が設けられていることを特徴とするものである。
また、図６に基づいて説明すれば、図１における連通孔５の代わりに、弁開時に弁室内空間６と、ボール内流路以外の流路２７とを連通させる連通溝２６が、ボール内流路３の一端側開口部４の周縁部表面に設けられていることを特徴とするものである。
本発明のボールバルブの材質は、金属、プラスチックまたはセラミック等いずれでもよく、また、その構造も、少なくとも片側にシートを保持するユニオンが装着されていれば良く、特に限定されるものではない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。
図１は弁本体の片側にユニオンがスライド嵌合されているタイプの塩化ビニール樹脂製ボールバルブの開状態を示す縦断面図、図２は図１におけるボールの左側面図、図３は図１におけるユニオンの左側面図、図４は他の実施例を示すユニオンの左側面図、図５は図１におけるボール及びユニオンを中心とした分解斜視図、図６は本発明のボールバルブの他の実施例を示す縦断面図、図７は図６におけるボールの左側面図である。
【０００６】
【実施例】
図１及び図２において、２は筒状弁本体１の弁室内に、ステム２５に支承されて回動自在に装着されているボールである。ボール２の内部には、同一径を有する流路３が形成されており、流路３の一端側開口部４（図では下流側開口部）の周縁部には、流路３と、弁本体１とボール２及びユニオン９に囲まれてできている弁室内空間６とを連通させる連通孔５が設けられている。連通孔５の位置及び数は特に限定されないが、好適には図２に示されているごとく、弁本体１の内部に設けられた切欠き部８に装着されたシートリング１８と接する位置の外側に放射状に複数個設けるのがよい（図２では８箇所設けられている）。
【０００７】
９は、ボール２の他端側開口部７に接触するシートリング１０を保持している円筒状のユニオンであり、弁本体１の片側開口部にスライド嵌合されている。１１はシートリング１０が装着される段差部であり、内部径方向にシートリング１０の背部と接触するボール２の流路径と略同一の内径を有する環状の突出部１２が設けられている。１３は段差部１１の内径、すなわち環状の突出部１２の内径より拡径して設けられた空間部である。空間部１３は、前記突出部１２に連続して設けられており、すなわち、突出部１２に隣接して設けられており、ユニオン９の略中央部に位置している。１４はボール２の流路内径と略同一の内径を有する開口部で、前記空間部１３に連続し、縮径して設けられている。
【０００８】
尚、本実施例では、ユニオン９は、弁本体１の片側開口部にスライド嵌合されているが、その嵌合方法は、スライド嵌合に限定されず、螺着または接着による固定でも良い。
【０００９】
１５は、段差部１１に放射状に複数個切欠いて設けられた連通部である（図３及び図５参照）。連通部１５の数及び大きさは特に限定されず、適宜選択して設けられる。段差部１１の軸方向に位置する連通部は、必ずしも完全に切欠く必要はなく、図４に示すように、溝状に設けても良い。
１６は、ユニオン９の外周部に設けられた環状溝に装着されたＯリングであり、１７は開口部１４の周囲に設けられた環状溝に装着されたＯリングである（図５参照）。
【００１０】
１９及び２０は、弁本体１の外周側面に螺合させることによりボディキャップ２１及び２２を、ユニオン９に装着されたＯリング１７、弁本体１の側面に装着されたＯリング２３を介してそれぞれユニオン９と弁本体１に固定しているキャップナットである。２４はハンドルであり、ボール２を支承しているステム２５に嵌合固定されている。
【００１１】
次に、本実施例の作用について図１に基づいて説明する。
図１の状態、すなわち弁開時には、流体はボール２の流路３を流れボールバルブ内を通過するのはもちろんであるが、矢印で示されているごとく、流体の一部はユニオン９の段差部１１に設けられた連通部１５を通りぬけ弁室内空間６を通って、更にボール２の開口部周縁（図では下流側）に設けられた連通孔５及びボール内流路３を経由して弁本体１の流路２７方向へ流れていく。これはユニオン９の空間部１３の流体の静圧が、ボール２の連通孔５が設けられている付近の流路３における静圧よりも高くなっているからである。したがって、弁室内空間６では弁開時には常に流体は下流側に押し流されるため、流体が滞留することはない。
【００１２】
一方、図１の状態において、上記とは反対方向から流体を通した場合は、流体はボール２の流路３を通過し、ユニオン９の空間部１３に流入した流体の一部は、ユニオン９の段差部１１に設けられた連通部１５を通過して弁室内空間６に入り、ボール２の連通孔５、ボール２の流路３を経由してユニオン９へ流出していく。すなわち、１回転して流出してゆく状態になる。したがって、この場合もやはり弁室内空間６では流体の滞留はなくなる。
【００１３】
図６は本発明ボールバルブの他の実施例を示す縦断面図である。前記実施例と異なる点は、ボール２の下流側開口部４の周縁部に設けられた連通孔５の代わりに、弁室内空間６とボール内流路３以外の流路（本実施例では下流側の弁本体流路２７）とを連通させる連通溝２６が設けられていることである。
【００１４】
連通溝２６は、ボール２の流路３の下流側開口部４の周縁部表面に設けられている。図７に示すごとく、連通溝２６はボール２がシートリング１８と接触する部分を跨いで設けられ、その数や溝巾、溝の深さ、溝の断面形状は特に限定されず適宜選択して設けられる。流体の流れについては、前記実施例の場合とほとんど同一であるので説明は省略する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明ボールバルブは以上のように構成したので、以下のような優れた効果を有する。
（１）弁開時には、ボール内流路と弁室内空間とが連通するので、弁室内空間に流体が滞留することがなく、雑菌の繁殖や純度の低下を防ぐことができる。
（２）従来のように流路内に絞り部が設けられていないため、流体の流量が小さくならない。
（３）ボールに設けられる連通孔の孔加工は、ボール開口部の一端側だけ行えばよく、経費削減、作業能率向上等のメリットが得られる。
（４）ボールを両側から挟持するシートは、同一径のもの一種類で済み、二種類準備しなくて良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】弁本体の片側にユニオンがスライド嵌合されているタイプの塩化ビニール樹脂製ボールバルブの開状態を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるボールの左側面図である。
【図３】図１におけるユニオンの左側面図である。
【図４】他の実施例を示すユニオンの左側面図である。
【図５】図１におけるボール及びユニオンを中心とした分解斜視図である。
【図６】本発明のボールバルブの他の実施例を示す縦断面図である。
【図７】図６におけるボールの左側面図である。
【図８】従来のボールバルブを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    弁本体
２    ボール
３    流路
４    一端側開口部
５    連通孔
６    弁室内空間
７    他端側開口部
８    切欠部
９    ユニオン
１０  シートリング
１１  段差部
１２  環状突出部
１３  空間部
１４  開口部
１５  連通部
１６  Ｏリング
１７  Ｏリング
１８  シートリング
１９  キャップナット
２０  キャップナット
２１  ボディキャップ
２２  ボディキャップ
２３  Ｏリング
２４  ハンドル
２５  ステム
２６  連通溝
２７  流路
【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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