(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側流体通路および２次側流体通路を有する流体通路と直交する位置に開口部を有してなるバルブ本体と、貫通孔を有し上記バルブ本体の流体通路内に装着して流量調節するボールと、このボールの貫通孔の両端側に配して上記バルブ本体の流体通路内に装着される１次側弁座アッセンブリー及び２次側弁座アッセンブリーと、上記バルブ本体の開口部に着脱可能に設けられる蓋と、この蓋に設けて上記ボールを操作する操作手段とからなるボールバルブにおいて、
上記１次側弁座アッセンブリーと対峙する１次側流体通路の端面と、２次側弁座アッセンブリーと対峙する２次側流体通路の端面とを、平行で流体通路に対して直交するように形成し、かつ上記貫通孔の両端であるボールの両端面を平行に形成し、かつ上記１次側弁座アッセンブリーの１次側流体通路と対峙する端面を、底部側に行くに従ってボール側に接近するように傾斜する傾斜面とし、かつ上記１次側弁座アッセンブリーと1 次側流体通路との間に、上記流体通路に連通し、１次側弁座アッセンブリーの傾斜面に当接する傾斜面を片面に形成するとともに、もう一方の片面を１次側流体通路の端面と平行に当接するように形成したバックシートを設け、上記１次側弁座アッセンブリーは、上記ボールに当接する１次側ボールシートと、該１次側ボールシートを保持する１次側弁座と、該１次側ボールシートをボールに付勢するために該１次側ボールシートと１次側弁座の間に配設されるバネと、を備え、上記底部側に行くに従ってボール側に接近するように傾斜する傾斜面を、上記バックシートを介して上記１次側流体通路と対峙する１次側弁座の端面に形成してな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、各種の化学プラント、水処理プラント、原子力関連プラント、及び其の他、種々の工場や施設等において、各種流体を移送・ 制御する配管に設けて流量を調節するボールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にボールバルブは、バルブ本体内に貫通孔を有するボールを装着し、外部から操作レバーによって上記ボールを操作し、バルブ本体の流体通路に対するボールの貫通孔の開度を調節して、流量を制御するようにしたものである。
【０００３】
また、従来の例えば図９に示すようなボールバルブでは、バルブ本体１０１の１次側流体通路１０２の内端面１０３、および２次側流体通路１０４の内端面（図示省略）は斜めに形成してある。各内端面１０３を斜めに形成することによって、バルブ本体中央の開口部１０５の開口面積は、今までのボールバルブと比べてより広い面積にすることができる。
【０００４】
そのため、このボールバルブでは、１側弁座アッセンブリー１０６および２次側弁座アッセンブリー（図示省略）とともにボール１０７を、開口部１０５からよりスムーズにバルブ本体１０１内に装着することができる。
【０００５】
また、１次側弁座アッセンブリー１０６、２次側弁座アッセンブリー（図示省略）、ボール１０７をバルブ本体１０１から取り外して、バルブ本体１０１の内部の点検や掃除する場合、開口部１０５が広く形成されているため、点検や掃除作業を容易に行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような多くの利点を有するボールバルブではあるが、開口部１０５を広く形成するためには、１次側流体通路１０２の内端面１０３および２次側流体通路１０４の内端面（図示省略）を斜めに形成しなければならなかった。
【０００７】
そのため、１次側弁座アッセンブリー１０６と２次側弁座アッセンブリー（図示省略）とをボール１０７とともに開口部１０５からバルブ本体１０１内に装着した場合、１次側弁座アッセンブリー１０６と２次側弁座アッセンブリー（図示省略）とが、各内端面１０３に当接して逆ハ字状に傾いた状態に装着されることになる。したがって、ボール１０７の両端面１１０（片側図示省略）を、この斜めになった１次側弁座アッセンブリー１０６および２次側弁座アッセンブリーと当接するようにするには、ボール１０７の両端面１１０も斜めに形成しなければならなかった。
【０００８】
それ故に上記ボールバルブを製造するには、ボール１０７や１次側流体通路１０２および２次側流体通路１０４の内端面の斜め加工に手間がかかり、製造コストが高くなるといった問題があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みて開発されたものであり、その目的とするところは、製作コストを低減でき、バルブ本体内へのボールの組み込みを容易にかつ迅速に行うことができ、さらにバルブ本体内で異常昇圧が生じても、配管内に圧力を逃がすことができるボールバルブを提供することにある。
【００１０】
上記の目的を有効に達成するために、本発明は次のような構成にしてある。すなわち、請求項１記載の本発明のボールバルブは、１次側流体通路および２次側流体通路を有する流体通路と直交する位置に開口部を有してなるバルブ本体と、貫通孔を有し上記バルブ本体の流体通路内に装着して流量調節するボールと、このボールの貫通孔の両端側に配して上記バルブ本体の流体通路内に装着される１次側弁座アッセンブリー及び２次側弁座アッセンブリーと、上記バルブ本体の開口部に着脱可能に設けられる蓋と、この蓋に設けて上記ボールを操作する操作手段とからなるボールバルブにおいて、上記１次側弁座アッセンブリーと対峙する１次側流体通路の端面と、２次側弁座アッセンブリーと対峙する２次側流体通路の端面とを、平行で流体通路に対して直交するように形成し、かつ上記貫通孔の両端であるボールの両端面を平行に形成し、かつ上記１次側弁座アッセンブリーの１次側流体通路と対峙する端面を、底部側に行くに従ってボール側に傾斜する傾斜面とし、かつ上記１次側弁座アッセンブリーと1 次側流体通路との間に、上記流体通路に連通し、１次側弁座アッセンブリーの傾斜面に当接する傾斜面を片面に形成するとともに、もう一方の片面を１次側流体通路の端面と平行に当接するように形成したバックシートを設けたことを特徴とする構成にしてある。
【００１１】
請求項２記載の本発明のボールバルブは、請求項１記載のボールバルブの構成において、上記１次側弁座アッセンブリーは、１次側弁座、皿バネ、リングおよび上記ボールに当接する１次側ボールシートとからなり、１次側弁座の端面は、上記バックシートの傾斜面に当接する傾斜面であることを特徴とする構成にしてある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は本発明のボールバルブの断面図であり、図２は操作手段の要部の説明図であり、図３は１次側弁座アッセンブリーを分解した断面図であり、図４は２次側弁座アッセンブリーを分解した断面図であり、図５は本発明のボールバルブの要部を示す分解した断面図であり、図６はバルブ本体を開口部からみた斜視図であり、図７は本発明の１例の手動式のボールバルブの斜視図であり、図８は本発明の１例の自動式のボールバルブの斜視図である。
【００１３】
上記の図１〜図７に示すように、１は本発明に係る１例の手動式のボールバルブであって、バルブ本体２、ボール３、１次側弁座アッセンブリー４、２次側弁座アッセンブリー５、蓋６、操作手段７、蓋６をバルブ本体２に固定するボルト１２、およびバックシート２７によって構成されている。
【００１４】
より具体的に説明すると、上記バルブ本体２（図１、 図５参照）は、バルブ本体２内に流入する流体の上流側の通路に当たる1 次側流体通路８および下流側の通路に当たる２次側流体通路９からなる筒状の流体通路１０と、1 次側流体通路８および２次側流体通路９の間で流体通路１０と直交する方向の片側に形成された開口部１１からなる。
【００１５】
対峙する1 次側流体通路８の端面８ａと、２次側流体通路９の端面９a とは、流体通路１０に対して直交するように形成されている。また、バルブ本体２の開口部１１の上部は凹状に形成してあり、この凹状部１１ａに蓋６を着脱可能に係合できるようにしてある。さらにバルブ本体２の開口部１１の周囲には、蓋６をボルト１２（またはネジ）によってバルブ本体２に固定できるように複数のネジ孔１３（図６参照）が形成してある。
【００１６】
上記ボール３（図１、図５、図６参照）は、開口部１１からバルブ本体２内に挿入できる大きさの球体を加工形成したものである。すなわち、ボール３は、中央に1 次側流体通路８および２次側流体通路９と同径の貫通孔１４を有している。この貫通孔１４の両端の位置するボール３の両端面１５，１６は、平行となるように形成してある。さらに、ボール３の外周面には、後述する操作手段７のステム４１の先端部４１a を係合させるためのステム溝１７が形成してある。
【００１７】
上記１次側弁座アッセンブリー４（図１、図３参照）は、１次側弁座１８、皿バネ１９，２０、リング２１および上記ボール３と当接する１次側ボールシート２２からなる。
【００１８】
１次側弁座１８は、２枚の皿バネ１９，２０とリング２１および１次側ボールシート２２を収納できる円形状の凹部２３を有し、かつ1 次側流体通路８および２次側流体通路９と同形の貫通孔２４を有している。凹部２３の内径は、貫通孔２４の径より大なる径に形成してある。
【００１９】
さらに、バックシート２７を介して1 次側流体通路８の端面８ａと対峙する１次側弁座１８の端面１８ａ側は、バルブ本体２の内底部２ａ方向に行くにしたがって、バルブ本体２内に挿入されるボール３側（図５参照）に傾斜するように形成した傾斜面２５としてある。
【００２０】
上記の１次側弁座１８の凹部２３内には、２枚の皿バネ１９，２０、リング２１、１次側ボールシート２２の順に組み込まれる。
【００２１】
２枚の皿バネ１９，２０は、図示のように対称に配して１次側弁座１８の凹部２３に組み込む。
【００２２】
リング２１は、貫通孔２４と同径の孔２１ａを有する。また、１次側ボールシート２２は、片面側をすり鉢状に形成してあり、ボール３（図５参照）の端面１５に当接してボール３を保持できるようにしてあり、中央に上記貫通孔２４と同じ内径の孔２６を形成してある。
【００２３】
上記の１次側弁座アッセンブリー４と、1 次側流体通路８との間には（図１、図５参照）、バックシート２７が介設される。このバックシート２７は、1 次側流体通路８と同径の孔２８を有し、上記１次側弁座１８の傾斜面２５と当接する面を傾斜面２９とし、1 次側流体通路８側に当接する端面３０を鉛直形成してある。上記傾斜面２９は、バックシート２７をバルブ本体２内に設けた場合、上部から下部に拡大傾斜するように形成されている。
【００２４】
このバックシート２７の傾斜面２９と、１次側弁座１８の傾斜面２５とが当接することにより、１次側弁座アッセンブリー４は、バルブ本体２の内底部２ａに対して傾くことなく直角にバルブ本体２内に装着される。
【００２５】
次に２次側弁座アッセンブリー５（図４、図１、図５参照）は、バルブ本体２の２次側流体通路９と、ボール３との間に介設されるものであって、シートリテーナ３１と２次側ボールシート３２からなる。
【００２６】
シートリテーナ３１は、２次側流体通路９より大径で２次側ボールシート３２の外径とほぼ同径の孔３３を有し、片面側の内周部に２次側ボールシート３２を収納係止できるように段差部３４を形成してある。段差部３４の径は、上記孔３３より大きい径である。
【００２７】
２次側ボールシート３２は、２次側流体通路９と同径の孔３５を有し片面側をすり鉢状に形成して上記ボール３を係合させて保持できるようにしてある。
【００２８】
蓋６（図１、図２、図６、図７参照）は、バルブ本体２の凹状部１１ａに着脱可能に係合できる形状であって、中央に貫通孔３６ｂを形成した操作手段取付け部３６を有し、操作手段取付け部３６の周囲にボルト１２を挿入するための孔３７を形成してある。蓋６の裏面寄りの操作手段取付け部３６の内部には、係止部３６ａを形成してある。さらに、操作手段取付け部３６の上部外周には、所定間隔毎に複数の係止凸片３６ｃが形成してある。
【００２９】
上記蓋６の操作手段取付け部３６に設けられる操作手段７（図１、図２、図６、図７参照）は、ハンドル３８、ナット３９、スプリングワッシャ４０、ステム４１、グランド押え４２、トップアダプター４３、複数のＶパッキン４４、ボトムアダプター４５、およびＯリング４６からなる。
【００３０】
蓋６に操作手段７を組み込む場合は、蓋６の裏面側からステム４１を操作手段取付け部３６に挿入し、ステム４１の下部近傍の外周に形成した係止部４７を、蓋６の係止部３６ａに係止させる。
【００３１】
そして操作手段取付け部３６に挿入したステム４１に対して、蓋６の表面側からボトムアダプター４５、複数のＶパッキン４４、トップアダプター４３を挿着し、さらにグランド押え４２を挿着して操作手段取付け部３６の上部開口４８をこのグランド押え４２によって封じる。
【００３２】
さらに、このステム４１の上部には、ハンドル３８、スプリングワッシャ４０、ナット３９を順に設ける。ステム４１は、ナット３９を弛めてハンドル３８を回すことにより所望の角度だけ回すことができる。ステム４１の先端部４１ａは、上記ボール３のステム溝１７に係合できるように形成してある。
【００３３】
上記のような構成からなる本発明のボールバルブ１にあっては、組み立てる場合（図５参照）、先ずバルブ本体２の１次流体通路８の端面８ａ側に、バックシート２７を装着する。この場合、バックシート２７の傾斜面２９側は、上記端面８ａと反対側にし、かつバックシート２７の肉厚側がバルブ本体２の内底部２ａ側となるようにして装着する。
【００３４】
次に１次側弁座１８の中に皿バネ１９，２０、リング２１、１次側ボールシート２２を順に組み込んで１次側弁座アッセンブリー４を形成する。一方、シートリテーナ３１の中に２次側ボールシート３２を組み込んで２次側弁座アッセンブリー５を形成する。
【００３５】
そして１次側弁座アッセンブリー４の１次側ボールシート２２は、ボール３の一方の端面１５に当接させるとともに、ボール３の他方の端面１６に２次側弁座アッセンブリー５の２次側ボールシート３２を当接させ、１次側弁座アッセンブリー４とボール３および２次側弁座アッセンブリー５からなる内部アッセンブリー４９を形成する。
【００３６】
次に内部アッセンブリー４９のボール３のステム溝１７を上方にして、内部アッセンブリー４９の両側を摘み、１次側弁座アッセンブリー４の皿バネ１９、２０を撓まして１次側弁座アッセンブリー４をボール３側に寄せた状態で、バルブ本体２の開口部１１から内部アッセンブリー４９をバルブ本体２内に装着する。
【００３７】
この場合、内部アッセンブリー４９の１次側弁座アッセンブリー４の傾斜面２５は、バルブ本体２内に装着されたバックシート２７の傾斜面２９に当接して摺動し、容易に内部アッセンブリー４９をバルブ本体２内に装着することができる。
【００３８】
次に蓋６に設けたステム４１の先端部４１ａが、内部アッセンブリー４９のボール３のステム溝１７に係合できるように位置合わせをして、蓋６をバルブ本体２の凹状部１１ａに係合させる。
【００３９】
次にボルト１２を蓋６の各孔３７に挿入してバルブ本体２のネジ孔１３に締め付けて、本発明のボールバルブ１を組み立てる。
【００４０】
このボールバルブ１は、バルブ本体２の１次流体通路８および２次流体通路９に夫々の配管を接続して使用する。そしてハンドル３８を操作することによって、ボール３が回り、バルブ本体２の流体通路１０に対するボール３の貫通孔１４の開度が変わる。このことにより、ボールバルブ１を通過する流量を所望の流量に調節することができる。
【００４１】
なお、本発明のボールバルブ１は、手動式に限らず、図８に示すような空気等の流体圧によって上記したボール３を自動的に操作できるものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明のボールバルブでは、組み立て時に、１次側弁座アッセンブリーをバックシートの傾斜面を滑らせることによって、この１次側弁座アッセンブリーと２次側弁座アッセンブリーとで挟持したボールを、容易にバルブ本体内に装着することができる。
【００４３】
また、本発明のボールバルブは、傾斜面を有するバックシートをバルブ本体内に設けることにより、従来のようにボールの両端面や、バルブ本体内の１次側流体通路および２次側流体通路の内側の各端面を傾斜形成する必要もなくなり、従来のボールバルブに比べて加工を容易に行うことができ、製造コストを低減することができる。さらに、開口部を広く形成してあるので、部品交換やバルブ本体内の点検、掃除も容易に行うことができる。
【００４４】
また、１次側弁座アッセンブリーと２次側弁座アッセンブリーとによってボールを挟持することによって、１次側弁座アッセンブリーに組み込まれた皿バネを撓ませることができ、１次側弁座アッセンブリーとボールと２次側弁座アッセンブリーとの幅を小さくして開口部からバルブ本体内にこれらを挿入することができ、よりスムーズに装着することができる。
【００４５】
さらに、バルブ本体内で異常昇圧が生じても皿バネの撓み作用によって、ボルブ本体内の各部や蓋、操作手段に悪影響を及ぼすことなく配管内に圧力を逃がすことができる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボールバルブの断面図である。
【図２】操作手段の要部の説明図である。
【図３】１次側弁座アッセンブリーの分解した断面図である。
【図４】２次側弁座アッセンブリーの分解した断面図である。
【図５】本発明のボールバルブの要部を示す分解した断面図である。
【図６】バルブ本体を開口部からみた斜視図である。
【図７】本発明の１例の手動式のボールバルブの斜視図である。
【図８】本発明の１例の自動式のボールバルブの斜視図である。
【図９】従来のボールバルブの一部断面図である。
【符号の説明】
１    ボールバルブ
２    バルブ本体
３    ボール
４    １次側弁座アッセンブリー
５    ２次側弁座アッセンブリー
６    蓋
７    操作手段
８    １次側流体通路
８ａ    １次側流体通路の端面
９    ２次側流体通路
９ａ    ２次側流体通路の端面
１０    流体通路
１１    開口部
１４    ボールの貫通孔
１５    ボールの端面
１６    ボールの端面
１８    １次側弁座
１９    皿バネ
２０    皿バネ
２１    リング
２２    １次側ボールシート
２５    １次側弁座アッセンブリー（１次側弁座）の傾斜面
２７    バックシート
２９    バックシートの傾斜面
３０    バックシートの１次側流体通路側の端面
【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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