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JP2809399B2 - ボール弁 - Google Patents

ボール弁

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JP2809399B2
JP2809399B2 JP63024846A JP2484688A JP2809399B2 JP 2809399 B2 JP2809399 B2 JP 2809399B2 JP 63024846 A JP63024846 A JP 63024846A JP 2484688 A JP2484688 A JP 2484688A JP 2809399 B2 JP2809399 B2 JP 2809399B2
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ring
ball
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/06Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0626Easy mounting or dismounting means
    • F16K5/0642Easy mounting or dismounting means the spherical plug being insertable from one and only one side of the housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/06Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks
    • F16K27/067Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks with spherical plugs
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    • F16K5/06Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0663Packings
    • F16K5/0673Composite packings
    • F16K5/0678Composite packings in which only one of the components of the composite packing is contacting the plug
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/08Details
    • F16K5/14Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K5/20Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces
    • F16K5/205Sealing effected by the flowing medium

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Taps Or Cocks (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弁の技術に関し、特に、改良されたボール弁
に関する。
本発明は特に小型の多用途ボール弁に適したものであ
るが、各種サイズの弁および特殊な用途の弁にも適用で
きるものであることが明らかになろう。ボール弁のボデ
ィすなわちハウジングを製造するのに、ボディがバー
材、鍛造材又は鋳造材のいずれで作られている場合であ
っても、多くの比較的複雑な機械加工が必要とされる。
弁の性能に重大な影響を与えることなく機械加工の簡素
化するため、ハウジングを、別々の弁覆い(ボンネッ
ト)と螺着形の端部品とからなる多部品組立体として設
計することがよく行なわれている。また、内部の機械加
工を簡素化するため、弁には、ボールシール要素やボデ
ィシール要素を支持するための別々の挿入体すなわちス
リーブ状部材がよく設けられている。従ってこのように
設計された弁は、比較的複雑でありおよび/又は設計が
妥協的なものとなってしまう。
製造上および設計上の上記問題点は、制御用および計
器用の弁のような小型のボール弁にとって特に重要であ
る。また、現在行なわれている設計では、弁軸、弁座お
よび/又はボールを通って流体が吹出さないように保証
することはできない。
本発明によれば、特に小型のボール弁に使用するのに
適したきわめて頑丈な構造のボール弁が提供される。本
発明によるボール弁は、ホール部材および該ボール部材
を操作する弁軸部材がブローアウトプルーフすなわち弁
内の流体を吹出させないように構成されているため、比
較的構造が簡単ではあるが、高圧用に使用できるという
特徴を有するものである。
特に本発明の1つの特徴によれば、第1の単一ボディ
部材を有し、該ボディ部材が軸線方向に配置された第1
端部と第2端部とを備えており、円筒状の弁室が前記第
1端部から内方に延在していて横方向に延在している端
面に終端しており、前記第1の単一ボディ部材が更に、
前記第2端部から第1の単一ボディ部材内に延入してい
て前記端面から前記弁室内に開口している第1の流路
と、該第1の流路のまわりに形成されていて前記弁室内
に向って軸線方向に延在しており、軸線方向凹所を形成
している第1スリーブ部分と、前記弁室から半径方向外
方に延在していて、内方に向いた肩部を通して前記第1
の単一ボディ部材の外部に開口している円筒状の弁軸受
入れ室とを備えており、 第2の単一ボディ部材を有し、該ボディ部材は前記第
1の単一ボディ部材の第1端部に着脱自在に連結され
て、前記弁室の第1端部を閉鎖しかつ前記第1の流路と
軸線方向に整合していて前記弁室内に開口している第2
の流路を形成し、前記第2の単一ボディ部材と一体に成
形されていて前記第2の流路のまわりに円周方向に前記
弁室内に延びており、前記弁室に開口した軸線方向凹所
を形成している互に半径方向に間隔をへだてて配置され
た内方および外方のスリーブ部分を有し、前記内方のス
リーブ部分は、前記第1の単一ボディ部材の前記第1の
流路のまわりに形成された第1スリーブ部分と整合して
おり、前記外方のスリーブ部分は、前記弁室と連続する
ようになっており、前記弁室の径と実質的に等しい内径
を有し、 前記第1および第2の流路と軸線方向に整合するよう
に前記弁室内に取付けられたボール部材と、 前記第1スリーブ部分と前記内方のスリーブ部分のま
わりに配置されていて、前記凹所内に支持されたOリン
グによって前記ボール部材に対し押し付けられて係合し
ている弁座リングと、 前記ボール部材を回転させる弁軸部材とを更に有して
おり、該弁軸部材は前記弁軸受入れ室の軸線方向に配置
されていて、かつ、前記内方に向いた肩部を通って延在
している外方の端部と、前記内方に向いた肩部よりも軸
線方向内方の位置において弁軸部材から半径方向に外方
に延在しているフランジを備えており、該フランジと前
記内方に向いた肩部との間には弾性の支持リングが配置
されており、 前記フランジよりも軸線方向内方において前記弁軸部
材に支持されている弁軸部材の肩部と、 該弁軸部材の肩部と前記フランジとの間に配置された
弁軸シール手段とを更に有する、 ことを特徴とするボール弁が提供される。
弁軸部材と一体のフランジを設け、このフランジと弁
軸支持体とが上記の関係をなすように構成された弁軸受
入れ開口部すなわち弁軸受入れ室によって、ブローアウ
トプルーフすなわち弁内の流体が弁軸を通って吹出さな
いようにすることができる。また、弁軸の支持面が弁室
の内部からシールされているため、支持面を非ウエット
形にすることができる。
本発明の他の特徴によれば、弁室がその第1端部に形
成された拡大穴ぐり部を備えている。この穴ぐり部は前
記第2のボディ部材の外方のスリーブを受入れることが
できる寸法を有していて、外方のスリーブと第1のボデ
ィ部材との間に環状の空間を形成している。
本発明の他の特徴によれば、環状の各凹所内には弁座
リング組立体が配置されている。各弁座リング組立体
は、前記スリーブ部分のまわりを密接して取囲んでおり
かつ弁室の端壁と係合している弾性Oリングを備えてい
る。各環状凹所内には、該凹所に密接してはいるがスラ
イド可能に弁座リングが受入れられている。この弁座リ
ングは、Oリングと係合する第1端部と、環状凹所から
突出していて前記ボール部材とシール係合する第2端部
とを備えている。弁座リングの第1端部には、該弁座リ
ングと一体に成形された内方および外方の連続壁すなわ
ちリップを設けておくのが好ましく、これらのリップは
関連するOリングの半径方向両側において関連する凹所
内に軸線方向に延入するように構成する。Oリングのサ
イズはリップ内に受入れられる大きさとし、ボール部材
の軸線方向運動の一部範囲において弁座リングが圧縮さ
れた状態でボール部材と係合するように構成する。Oリ
ングのサイズは関連する凹所のサイズに基いて定めら
れ、弁座リングは、弁がきわめて高い圧力を受ける場合
であっても、ボール部材がスリーブ部分と係合すること
がないように、スリーブ部分へ向かうボール部材の軸線
方向運動を制限できる寸法を有している。また、連続し
ているリップによってOリングが閉じ込められ、高圧力
下でOリングがはみ出してしまうことを防止している。
作動に際しOリングは、低いライン圧力下でも弁座リ
ングがボール部材をシールできるようにするため、弁座
リングに充分な予荷重を維持するよう作用する。しかし
ながら、ライン圧力が上昇するとボール部材が下流側の
弁座の方向に移動し、ボール部材と下流側の弁座リング
との間のシール圧力を増大させる。しかしながら、下流
側の弁座リングは、少くともOリングが最大限に圧縮さ
れるまでは、Oリングの押圧力に抗して移動する或程度
の自由度を有しており、この自由度は、環状の弁座リン
グ受入れ室内で利用できる空間によって制御される。
本発明の主目的は、特に小型に製造することのできる
ボール弁を提供することにある。
本発明の他の目的は、ボール部材および弁軸がブロー
アウトプルーフ構造すなわち弁内の流体が吹出さない構
造に構成されているボール弁を提供することにある。
本発明の他の目的は、弁軸の支持面すなわち弁軸の作
動組立体が弁室から隔絶されていて、弁軸の支持面が非
ウエット形支持面となっている形式のボール弁を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、浮動形のボール部材および弁座
リング構成を有する双方向使用が可能なボール弁を提供
することにある。
以下、添付図面に基いて本発明の好ましい実施例を説
明するが、図示の実施例は単なる例示であり本発明の範
囲を制限するものではない。第1図〜第4図は本発明の
弁10の全体的構成を示すものであり、該弁10は、ハウジ
ングすなわちボディ組立体12を有し、該ボディすなわち
ハウジング12は、1対の互に協働する第1および第2の
ボディ部材14、16から構成されている。第4図に示すよ
うに、ハウジング12は円筒状の内部弁室18を形成してお
り、該弁室18内には回転自在に取付けられた弁要素すな
わちボール部材20および該ボール部材20と協働する弁座
すなわちシール組立体22、24が支持されている。ボール
部材20は、弁軸組立体28を介して該ボール部材20に適当
に連結されたハンドル26によって、開放位置と閉鎖位置
との間で回転できるように取付けられている。
第2図および第4図に最も良く示すように、第1のボ
ディ部材14は全体として長方形をなす第1端部30を有し
ており、この第1端部30は、該第1端部30と一体に成形
された1対の横方向に延在しているフランジ部32、34を
備えている。第1端部30と軸線方向に整合して、六角形
状の第2端部36が設けられている。第4図に最も良く示
すように、全体的に円筒状をなす開口部40が第1のボデ
ィ部材14の第1端部30から軸線方向内方に延在してい
て、弁室18を形成している。開口部40は全体として横方
向に延在している端壁42を備えており、該端壁42は弁室
18の第1端部を形成している。開口部40の入口端のまわ
りには、大きなカウンタボアすなわち穴ぐり部44が形成
されているが、この穴ぐり部44を設けた理由については
後述する。
第1のボディ部材14の第2端部36から第1のボディ部
材14内に、円筒状の流路48が軸線方向に延入している。
この流路48は、開口部40により形成された弁室18に連通
しておりかつ該弁室18と軸線方向に整合している。ま
た、この流路48は、小径の内端部50と大径の外端部52と
から構成されている。流路48を流体の流れライン等に連
結可能にする手段を設けることができ、種々の形式の従
来の連結手段を使用できることは明らかであろう。この
実施例においては、流路48の大径の外端部52に、連結用
の雌ねじが設けてある。
流路48の内端部50に近接して該内端部50を取り囲むよ
うにして、スリーブ部54が弁室18内へと軸線方向に延入
している。このスリーブ部分54は、開口部40の外方の壁
と共に、軸線方向に開放している環状の凹所56を形成し
ている。
全体として円筒状をなすボンネット部分(弁覆い部
分)58が、第1のボディ部材14の第1端部30と一体に成
形されている。図示の実施例においては、ボンネット部
分58に外ねじ62が設けてあって、所望に応じて弁10をパ
ネルに取付けることができるようになっている。
弁室18を横切る方向に弁軸受入れ開口部60が設けてあ
り、該弁軸受入れ開口部60はボンネット部分58を軸線方
向に貫通して形成されている。この弁軸受入れ開口部60
は、半径方向内方に延在している円形状の肩部すなちフ
ランジ部64を通ってボディすなわちハウジング12の外に
開口している。
第1図〜第4図に最も良く示すように、第2のボディ
部材16は横方向に延在している1対のフランジ部78、80
を備えていて、全体として六角形状をなしている。この
第2のボディ部材16のフランジ部78、80は、第1のボデ
ィ部材14の前述のフランジ部32、34とほぼ同じ形状をな
している。これらのフランジ部32、34と78、80とには互
に整合する孔が設けてあり、この孔に図示のようなソケ
ットヘッド付きのキャップねじ82を通すことにより、両
フランジ部を分離自在に相互連結することができるよう
になっている。また、フランジ部32、34には、ねじ82と
係合するナット84が嵌まり込むことができる寸法の凹所
が形成してあり、ねじ82を締付けるときにナット84が回
転しないようになっている。また、フランジ部78、80に
は、ねじ82のソケットヘッドを受入れることができる同
様の凹所が形成されている。
第4図および第5図に最も良く示すように、第2のボ
ディ部材16の内端部は、第1のボディ部材14の第1端部
30と係合して、弁室18の外端部を閉鎖するように構成さ
れている。図示のように、第2のボディ部材16は軸線方
向に延在している流路86を備えている。この流路86は、
大径部88と内方の小径部90とからなり、小径部90は弁室
18に対し軸線方向に開口している。図示の実施例の場
合、流路86の外端部すなわち大径部88には雌ねじが設け
てあり、この弁10を関連する流れラインに連結できるよ
うになっている。
第2のボディ部材16の内端面には、半径方向に互に間
隔をへだてておりかつ円周方向に連続している1対のス
リーブ部分92、94が設けられている。スリーブ部分92は
流路86の内端部すなわち小径部90に近接して該小径部を
取り囲んでおりかつ前述のスリーブ54に向って弁室18の
軸線方向に延在している。スリーブ部分94はスリーブ部
分92の半径方向外方に配置されていて、スリーブ部分94
と共に軸線方向に開口した環状の溝すなわち凹所96を形
成している。この凹所96は前述の環状の開口部40とほぼ
同じ大きさを有しておりかつ該開口部40と整合してい
る。スリーブ部分94の内壁98は、弁室18を形成している
開口部40の直径と同じ直径にするのがよい。スリーブ部
分94の外壁100は開口部40のカウンタボアすなわち穴ぐ
り部44より半径方向内方に間隔をへだてて配置されてい
て、円周方向に連続しているチャンバ102を形成してい
る。互に組み合わされる第1および第2のボディ部材1
4、16は、チャンバ102内に配置される適当な弾性Oリン
グ104によりシールされている。Oリング104のはみ出し
は、第2のボディ部材16の端面と係合した状態でチャン
バ102内に配置されているバックアップリング106により
防止される。
本発明にとって重要なことは、ボール部材20に対する
弁座すなわちシールの構成にある。図示のように、ボー
ル部材20は従来のボール部材に形成されているものと同
様な中央通路110を備えていて、第4図に示すように流
路48、46と整合する開放位置と、該開放位置から90゜回
転した閉鎖位置に(第5図)との間で回転することがで
きる。ボール部材20は、互に対向している弁座リングす
なわちシールリング部材112と114との間で、弁室18内に
おいて軸線方向に動き得るように取付けられている。図
示の実施例の場合、両シールリング部材112、114は同じ
形状に作られているためシールリング部材112について
のみ詳細に説明するが、シールリング部材112に関する
記載はシールリング部材114にも等しく適用できるもの
である。特に第5図に示すように、シールリング部材11
2はポリエチレン、「テフロン」等の適当な弾性材料で
作られた中実の環状体として構成されており、いかなる
材料で作るかは、シールリング部材112が受ける圧力お
よび/又は他の条件に基いて定められる。シールリング
部材112は、凹所56内にぴったりではあるがスライドで
きるように受入れられる寸法を有している。第5図に示
すように、シールリング部材112のシール面116は、ボー
ル部材20に対しぴったりと係合するように構成されてお
り、かつ、シール面16の半径はボール部材20の半径と実
質的に等しい。
各シールリング部材112、114の内端面には、円周方向
に連続している半径方向内方および外方の短壁すなわち
リップ113が設けてある。これらのリップ113は各シール
リング部材112、114の本体と一体に成形されていて、該
本体から軸線方向に延在している。好ましくはリップ11
3の長さを、該リップ113と関連するOリング120、122の
常態すなわち非圧縮状態の厚さよりも小さくしておき、
Oリング120、122の半径方向両側において、関連する凹
所56、96の壁に対してぴったりと係合するように構成す
る。リップ113の機能の詳細については後述するが、そ
の主な目的は関連するOリング120、122を半径方向に閉
じ込めておき、高圧状態においてOリング120、122がは
み出さないように防止することにある。
第5図に示すように、シールリング部材112および該
シールリング部材112に対向しているシールリング部材1
14には、Oリング120、122が環状の凹所56、96と関連す
るシールリング部材112、114との間で圧縮されているこ
とにより生じる押圧力が作用しており、この押圧力によ
ってボール部材20に対し押し付けられる。シールリング
部材112、114および関連するOリング120、122の軸線方
向の全長は弁室18とボール部材20の寸法に基いて定めら
れ、例えば第5図に示すように、低圧状態においては両
シールリング部材112、114が所定の接触力でボール部材
20とシール係合して充分なシール力が得られるようにす
る。
第6図には、高圧が作用しているときのボール部材20
と弁座リングすなわちシールリング部材112、115との関
係が示してあり、特にボール部材20は、上流側が高圧状
態になったときに弁室18の軸線方向に動き得るように取
付けられている。図示のように、流路48内の圧力が高圧
になると、ボール部材20がシールリング部材114の方に
移動し、これによりシールリング部材114とボール部材2
0との間にシール圧力が増大する。シールリング部材114
に作用する圧力が増大すると、シールリング部材114が
凹所96内に押し込まれ、これによりOリング122が圧縮
される。Oリング122が圧縮される間、Oリング122はシ
ールリング部材114のリップ113によって半径方向に閉じ
込められる。また、Oリング122が圧縮されることによ
ってリップ113に半径方向の力が付与され、これにより
リップ113は凹所96の壁に対してより強く係合するよう
になる。この関係によって、Oリング122がシールリン
グ部材114のまわりにはみ出してしまうことが防止され
る。
下流側の弁座リングすなわちシールリング部材114が
圧縮されると、ボール部材20と共に上流側の弁座リング
すなわちシールリング部材112が僅かな距離だけ移動す
る。しかしながら、ボール部材20が移動を続けると、シ
ールリング部材112とボール部材20との間のシールが行
なわれなくなり、ボール部材20を取囲んでいる弁室領域
が大きな圧力を受けるようになる。Oリング120、122の
寸法はそれぞれの凹所56、96内の有効空間に関連して定
められ、シールリング部材112、114の変形によってボー
ル部材20が最大に変位したときでも、ボール部材20が内
方のスリーブ部分54、92と接触することがないようにな
っている。
シールリング部材112、114は、これらが最大荷重状態
にあるとき、シールリング部材112、114の内方および外
方の両表面のまわりでほぼ完全に閉じ込められてしまう
ことに注目することが重要である。シールリング部材11
2、114がそのように閉じ込められることにより、下流側
のシールリング部材が高い圧力を受けたときに該シール
リング部材に低温塑性流れが生じたり歪みが生じたりす
ることを無くすことができる。従って弁座すなわちシー
ルリング部材に作用する力は実質的に純粋な圧縮荷重と
なり、シールリング部材を構成している材料は曲げ荷重
や引張り荷重に対するよりも強い耐久性を有する。ま
た、シールリング部材、Oリングおよびボール部材とシ
ールリング部材との間の空間を上流側および下流側で同
じに構成しておけば、弁10を両方向性の弁とすることが
できる。すなわち、流路48又は86のいずれの側を上流側
(入口通路)として用いてもよい。流路86を入口流路と
して用いた場合には、上流側が高圧状態になったときボ
ール部材20がシールリング部材112の方向に移動する
が、このことは、前述のように流路48が入口流路として
作動する場合にシールリング部材114に関して述べたこ
とと同様にして行なわれる。
本発明の他の重要な特徴は、ステムすなわち弁軸組立
体28の全体的構造および配置にある。前述のように、本
発明の弁軸組立体28は、弁軸および関連部品の全体が前
述のフランジ部によって弁の本体すなわちハウジング内
に閉じ込められていて、流体が吹出すことのないように
構成されている。すなわち、本発明の弁軸組立体28によ
れば、弁軸の支持面を非ウエット形にすることができ
る。
第4図〜第6図に最も良く示すように、弁軸組立体28
は、一体形のワンピース弁軸部材130を有し、該弁軸部
材130は小径の下端部132を備えている。この下端部132
には互に対向位置に配置された1対の平坦部134が設け
てあり、該平坦部134はボール部材20に形成された側壁
から平らな弧状の溝136内に自由に受入れられている。
第4図および第5図に示すように、凹所すなわち溝136
は弁軸130とボール部材20との間の駆動連結部を構成し
ていると同時に、上流側に高圧が作用したときにはボー
ル部材20を自由に下流側に動くことができるように保持
している。このため、溝136は、ボール部材20の中央通
路110を横切る方向に形成されている。
更に弁軸130には、半径方向に延在しているフランジ1
38が一体に成形されている。このフランジ138の直径
は、前述の弁軸受入れ開口部60の直径より極く僅かに小
さく形成されている。また弁軸130には、半径方向に延
在している肩部140が支持されている。図示のように、
肩部140の上面は弁軸130の軸線に対してほぼ垂直に形成
し、肩部130の下面はテーパ状に形成しておくのが望ま
しい。フランジ138、肩部140および弁軸受入れ開口部60
の上端部に設けられたフランジ部64の間の関係は、ベア
リング要素およびシール要素を閉じ込めておくチャンバ
の機能を有するが、この点について以下に説明する。
第4図に最も良く示すように、弁軸130の上端部は小
径部144になっていて、該小径部144はフランジ部64を通
って第1のボディ部材14の外部に出ている。この小径部
144の上端にはハンドル26が連結されていて、例えば止
めねじ146等の慣用的手段により固定されている。
図示の実施例においては、ハンドル26はプラスチック
で成形されていて、第1図に最も良く示すように、全体
として長楕円形状をなしている。ハンドル26をこのよう
に楕円形状にしておくことによって、弁の位置を容易に
視認することができる。ハンドル26には金属インサート
部材148を一体成形しておくことが望ましい。インサー
ト部材148には停止部材150を一体成形しておき、該停止
部150が、ボンネット部分58の外端部に設けた適当な停
止面(図示せず)と係合するように構成するのだよい。
また、インサート部材148の対向する両側面を平らにし
ておき、万一ハンドル26が割れてしまったような場合に
は、インサート部材148をレンチで掴んで弁を操作でき
るようにしておくのがよい。
再度弁軸組立体28に戻れば、第4図に最も良く示すよ
うに、弁軸部材130は弾性リング154、156、157およびO
リング158によりシールされかつ案内される。弾性リン
グ154は弁軸の上方のフランジ138と第1のボディ部材14
の肩部すなわちフランジ部64との間に嵌め込まれてい
る。この弾性リング154は、中実のテフロン等のような
比較的に剛性に富んでいるけれども弾性をもつ材料で作
るのが望ましい。弾性リング156、157は、フランジ138
の下でOリング158の両側に配置されている。フランジ1
38の下面と肩部140との間の間隔は、弾性リング156、15
8およびOリング158の全体の厚さに基いて定められ、O
リング158には予圧縮力を与えておく。
弁部材130の主たる案内面および支持面は、弾性リン
グ154、156によって与えられる。図示の位置にOリング
158を配置することによって、弾性リング154、156によ
り与えられる支持面および案内面を非ウエット形の表面
にすることができ、弁室18内の流体から隔絶することが
できる。
上記のごとく弁軸部材130は全体として弁軸受入れ開
口部60内に入れられていて、ねじ又はボルト等による連
結手段によって該開口部内に保持されるようには構成さ
れていないため、本発明の弁10は流体が吹出すことがな
いようになっている。また、弁軸が上記のように構成さ
れているため、弁軸は、第1のボディ部材14に第2のボ
ディ部材16を取付ける前に、第1のボディ部材の外端部
から穴ぐり部44に挿入することによって、第1のボディ
部材14の外部から組立てなければならない。弁軸部材13
0の全長と開口部40の直径との関係から、第1のボディ
部材14には逃げ領域すなわち切欠き部160が設けてあ
り、該切欠き部160が弁軸部材130を挿入するためのスペ
ースを与えている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のボール弁の斜視図である。 第2図は、第1図のボール弁の左側端を示す端面図であ
る。 第3図は、第1図のボール弁の右側端を示す端面図であ
る。 第4図は、第1図のボール弁の縦断面図である。 第5図は、ボール部材(弁要素)が閉鎖位置にあるとこ
ろを示す、第4図の弁室部分の拡大図である。 第6図は、第5図と同様な拡大図であり、ボール部材
(弁要素)が上流側の高圧の作用によって下流側に最大
変位している状態を示すものである。 10……弁、12……ハウジング 14……第1のボディ部材 16……第2のボディ部材 20……ボール部材(弁要素) 24……弁座(シール組立体) 28……弁軸組立体、48、46……流路 104、120、122、158……Oリング 112、114……シールリング部材 154、156、157……弾性リング
フロントページの続き (72)発明者 ロバート チャールズ スチュワート アメリカ合衆国 オハイオ州 44146 ベッドフォード ハイツ モーティマー ドライヴ 401 アパートメント 806 (72)発明者 ピーター チャールズ ウィリアムス アメリカ合衆国 オハイオ州 44121 クリーヴランド ハイツ エディソン ロード 3495 (56)参考文献 実開 昭58−122073(JP,U) 実公 昭48−30979(JP,Y1)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の単一ボディ部材を有し、該ボディ部
    材が軸線方向に配置された第1端部と第2端部とを備え
    ており、円筒状の弁室が前記第1端部から内方に延在し
    ていて横方向に延在している端面に終端しており、前記
    第1の単一ボディ部材が更に、前記第2端部から第1の
    単一ボディ部材内に延入していて前記端面から前記弁室
    内に開口している第1の流路と、該第1の流路のまわり
    に形成されていて前記弁室内に向って軸線方向に延在し
    ており、軸線方向凹所を形成している第1スリーブ部分
    と、前記弁室から半径方向外方に延在していて、内方に
    向いた肩部を通して前記第1の単一ボディ部材の外部に
    開口している円筒状の弁軸受入れ室とを備えており、 第2の単一ボディ部材を有し、該ボディ部材は前記第1
    の単一ボディ部材の第1端部に着脱自在に連結されて、
    前記弁室の第1端部を閉鎖しかつ前記第1の流路と軸線
    方向に整合していて前記弁室内に開口している第2の流
    路を形成し、前記第2の単一ボディ部材と一体に成形さ
    れていて前記第2の流路のまわりに円周方向に前記弁室
    内に延びており、前記弁室に開口した軸線方向凹所を形
    成している互に半径方向に間隔をへだてて配置された内
    方および外方のスリーブ部分を有し、前記内方のスリー
    ブ部分は、前記第1の単一ボディ部材の前記第1の流路
    のまわりに形成された第1スリーブ部分と整合してお
    り、前記外方のスリーブ部分は、前記弁室と連続するよ
    うになっており、前記弁室の径と実質的に等しい内径を
    有し、 前記第1および第2の流路と軸線方向に整合するように
    前記弁室内に取付けられたボール部材と、 前記第1スリーブ部分と前記内方のスリーブ部分のまわ
    りに配置されていて、前記凹所内に支持されたOリング
    によって前記ボール部材に対し押し付けられて係合して
    いる弁座リングと、 前記ボール部材を回転させる弁軸部材とを更に有してお
    り、該弁軸部材は前記弁軸受入れ室の軸線方向に配置さ
    れていて、かつ、前記内方に向いた肩部を通って延在し
    ている外方の端部と、前記内方に向いた肩部よりも軸線
    方向内方の位置において弁軸部材から半径方向外方に延
    在しているフランジを備えており、該フランジと前記内
    方に向いた肩部との間には弾性の支持リングが配置され
    ており、 前記フランジよりも軸線方向内方において前記弁軸部材
    に支持されている弁軸部材の肩部と、 該弁軸部材の肩部と前記フランジとの間に配置された弁
    軸シール手段とを更に有する、 ことを特徴とするボール弁。
  2. 【請求項2】前記外方のスリーブ部分と前記第1の単一
    ボディ部材との間に配置されたシールリングを有してい
    る、ことを特徴とする請求項1に記載のボール弁。
  3. 【請求項3】前記弁室が、該弁室の第1端部に形成され
    た拡大穴ぐり部を有しており、該穴ぐり部は前記第2の
    単一ボディ部材の外方のスリーブ部分を受入れることが
    できる寸法を有していて、前記外方のスリーブ部分と前
    記第1の単一ボディ部材との間に環状の空間を形成して
    いる、ことを特徴とする請求項1に記載のボール弁。
  4. 【請求項4】前記第1および第2の単一ボディ部材は、
    前記環状の空間内に配置されたシールリングによってシ
    ールされていることを特徴とする請求項3に記載のボー
    ル弁。
  5. 【請求項5】前記弁軸シール手段は、前記弁軸受入れ室
    の壁と密接して係合している1対のリング部材からな
    る、ことを特徴とする請求項1に記載のボール弁。
  6. 【請求項6】前記弁軸部材は、該弁軸部材の外端部に対
    し着脱自在に連結されたハンドル部材によって外方の位
    置に維持されている、ことを特徴とする請求項1に記載
    のボール弁。
  7. 【請求項7】前記Oリングは、該Oリングが関連してい
    るスリーブ部分の方向への前記ボール部材の軸線方向運
    動によって圧縮され、前記弁座リングの全体の体積はそ
    れぞれの環状凹所の容積に基づいて定められ、ボール部
    材とスリーブ部分との接触が生じることのないように前
    記Oリングの圧縮量が制限される、ことを特徴とする請
    求項1に記載のボール弁。
  8. 【請求項8】前記弁座リングが各々、関連したOリング
    と係合した第1の端と、該弁座リングの第1端部に配置
    された1対の比較的短いリップ部材を備えており、各リ
    ップ部材は関連するOリングの半径方向両側において弁
    座リングの軸線方向に関連した凹所内へ延在しており、
    前記各リップ部材は、関連した凹所の壁によって半径方
    向に閉じ込められており、関連したOリングを閉じ込め
    ている、ことを特徴とする請求項1に記載のボール弁。
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