JP3672814B2

JP3672814B2 - バルブ装置

Info

Publication number: JP3672814B2
Application number: JP2000352533A
Authority: JP
Inventors: 貴志近藤
Original assignee: Chiyoda Kuchokiki Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Kuchokiki Co Ltd
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: JP2002147647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に冷凍機・空調機の冷媒配管系に介装する閉鎖弁、開閉弁等のバルブ装置に関し、特に、弁筐内の通路を弁棒により開いた開操作位置でのシール構造の改善に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実公平４−１４２７号公報に開示され且つ図７に示すように、弁筐Ｂの弁棒受入筒Ｒに連続させて内向き斜めのカシメ筒部Ｔを設けると共に、弁穴Ｈと連続する曲げ始端内面に所定深さの環状溝Ｍを設け、該環状溝Ｍの下向き角部Ｅに開操作位置にある弁棒Ｖの操作端側上面Ｆを圧接させ、オーリングＯによるシールを補助して内部通路Ｐの気密性を保つようにしたシール構造が知られている。尚、Ｃはネジ嵌合式の弁蓋であり、この弁蓋Ｃにより更にシール性能を補うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上のものでは、環状溝Ｍの下向き角部Ｅと弁棒Ｖの操作端側上面Ｆとを環状に、しかも均等に圧接させるのが困難であると共に、カシメ筒部Ｔの曲げ始端内面に所定深さの環状溝Ｍを設けることから弁棒Ｖを引き上げる開操作位置での破壊トルクが弱く、構造が複雑でコスト高になる反面、実使用に耐える十分なシール効果を得がたく、未だ実用化されていない問題がある。従って、本発明の課題は、弁棒の操作端側の接触構造を工夫することにより、実使用に十分耐え得る良好なシール性能が安価に得られるバルブ装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、図１〜５に示すように、弁筐１に設ける弁穴２に弁棒３を受入れると共に、弁穴２の開放側にカシメ筒部４を一体に設け、弁棒３の回転操作に伴う進退により内部の通路５を開閉するバルブ装置において、前記カシメ筒部４の内外面間の肉厚ｄを所定厚み確保し且つ該カシメ筒部４のカシメ前の内径を前記弁穴２の内径に対し大きくして、該カシメ筒部の曲げ始端内面ｓを弁穴の内面よりも径方向外方に位置させると共に該カシメ筒部のカシメ後の曲げ終端内面ｅを弁穴の内面よりも径方向内方に位置させて、カシメ筒部４における曲げ始端と終端を結ぶ傾斜状の内面に、弁棒３の開操作位置において該弁棒の操作端側環状部６と圧接する圧接部７を設けると共に、前記カシメ筒部４の曲げ始端と連続する前記弁筐１の弁棒受入筒１１に、前記カシメ筒部４の肉厚よりも厚い厚肉部８を所定長さにわたり設けた。
【０００６】
請求項２記載の発明は、弁棒３の繰り返し開閉操作に対して圧接部７が食い込み等により形状変化を起こすのを低減して耐久性を向上等するため、図３，４に明示するように、弁棒３の操作端側環状部６に、圧接部７と摩擦接触するアール６０を設けた。
【０００８】
【発明の作用効果】
請求項１記載の発明では、図２，３に明示するように、カシメ筒部４の内外面間の肉厚ｄを所定厚み確保して、該カシメ筒部４の曲げ始端内面ｓを弁穴２の内面よりも径方向外方に位置させると共に該カシメ筒部４の曲げ終端内面ｅを弁穴２の内面よりも径方向内方に位置させたから、カシメ時の座屈点を安定させることができると共に、弁棒３を開操作位置にした時のカシメ筒部４の破壊強度を向上できる。しかも、カシメ筒部４内面の圧接部７近傍の形状及び角度を安定させることができ、その内面にシワや波打ち等もなく、シール性能を良好にできる。このため、安価でありながら実使用上十分なシール性能が得られる。また、従来必要としていたシール性能を補うための弁蓋も不要にできた。
【０００９】
しかも、同図２，３に明示するように、カシメ筒部４の曲げ始端と連続する弁筐１の弁棒受入筒１１に、カシメ筒部４の肉厚ｄよりも厚い厚肉部８を設けたから、カシメ筒部４の肉厚は所定厚みｄを有するも、その曲げ始端は、該カシメ筒部４と弁筐１側の所定長さの厚肉部８とが連続する部分における弁穴２の内面よりも径方向外方に位置され、カシメ筒部４の破壊強度を一層向上できると共に、圧接部７の形状や角度を一層安定させることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、図３，４に明示するように、弁棒３の操作端側環状部６に、圧接部７と摩擦接触するアール６０を設けたから、弁棒３の繰り返し開閉操作に対して圧接部７が弁棒３の食い込み等により形状変化を起こすのを低減でき、耐久性を向上できる。更に、カシメ工程は機械的に行うため、弁棒３の軸線と圧接部７の傾き角が円周方向に不均等となることがあるが、弁棒３の操作端側環状部６にアール６０を設けたから、エッジとする場合に比べ、アール６０に沿って圧接部７に摩擦接触しながら多少滑ってなじむため、過度な弁棒引き上げトルクを要することなく、良好なシール性を確保できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は冷媒回路における一方側閉鎖弁であり、その弁筐１は、弁棒受入筒１１、基部１２、外部配管継手１３、サービスポート部１４を備え、内部に一次側通路５１と二次側通路５２とを弁座５３を挟んで直交させた冷媒の通路５を形成している。弁座５３部分のオリフィス径は例えば８ｍｍ程度である。材質は真鍮等から成る。弁棒受入筒１１の内部の弁穴２には弁棒３を受入れ、弁穴２の開放側にはカシメ筒部４を弁棒受入筒１１に連続させて一体に設けている。
【００１３】
図２に示すように、弁棒３は、その先端から、円錐台形の弁頭３１、外周にネジ３０をもつネジ円柱部３２、ムクの円柱部３３、Ｏリング２０を介装する下鍔部３４，環状溝３５，上鍔部３６、上鍔部上縁の操作端側環状部６、弁棒３の開操作位置で弁穴２の開放側に空く内方空間を埋める突出部９、その内方の６角レンチ穴から成る操作部９０を一体に備える。材質は同じく真鍮等から成る。
【００１４】
弁棒３側のネジ３０は弁筐１側のネジ１０と螺合しており、操作部９０をレンチで回転操作することにより弁棒３を弁穴２内で進退させ、弁座５３を弁頭３１で塞いで通路５を閉じ、弁座５３から弁頭３１を離間させて通路５を開くようにしている。図１は通路５を開いた開操作位置を示す。
【００１５】
図１において、基部１２には、圧縮機側と接続する銅管等から成る連絡管５４を挿入してロウ付け部５５で結合している。外部配管継手１３には、配管未接続時に通路５の開口部を閉鎖する鍔付き半球状閉鎖具５６をフレアナット５７で止めている。サービスポート部１４にはバルブコア５８を取付け、保護ナット５９を被せている。
【００１６】
図２に示すように、カシメ筒部４の内外面間の肉厚ｄは、所定厚み、例えば１．６ｍｍ程度確保している。通常は１．２ｍｍ程度のものが多いが、このものではやや厚めに確保している。又、カシメ筒部４の内径は弁穴２の内径１１ｍｍに対し例えば１１．４ｍｍ程度と大きくしており、カシメ筒部４の内面側に０．２ｍｍ程度の環状のヌスミ４０を設けている。こうして、カシメ筒部４の曲げ始端内面ｓを弁穴２の内面よりも径方向外方に位置させている。
【００１７】
更に、カシメ筒部４の曲げ始端と連続する弁棒受入筒１１には、カシメ筒部４の肉厚よりも厚い例えば２．５ｍｍ程度の厚肉部８を所定長さ、例えば７ｍｍ程度にわたり設けている。カシメ加工時は、アール３ｍｍ程度の治具ＵをもつリベッティングマシンＷを回転させながら押し付ける。
【００１８】
図３に示すように、カシメ後は、カシメ筒部４の外面には、リベッティングマシンＷの治具Ｕと同程度のアールが付き、内面には多少のアールが付いて約６０度程度に傾き、カシメ筒部４の曲げ終端内面ｅは弁穴２の内面よりも径方向内方に位置する。そして、カシメ筒部４における曲げ始端と終端を結ぶ内面に、弁棒３の開操作位置において該弁棒３の操作端側環状部６と圧接する圧接部７を設けている。一方、弁棒３の操作端側環状部６には、圧接部７と摩擦接触する例えばアール０．５ｍｍ程度のアール６０を設けている。
【００１９】
尚、カシメ筒部４の破壊強度は１５Ｎｍ以上得られるが、安全性のため、カシメ筒部４が破壊する前に、１３Ｎｍ以上でネジ３０，１０の螺合又は操作部９０の６角レンチ穴が先につぶれる構造にしている。
【００２０】
図４に示すように、弁棒３の操作端側環状部６に設けるアール６０は、円錐台状の上鍔部３６０の上端に連続させて設けてもよい。尚、図１〜３のものは円柱状の上鍔部３６の上端にアール６０を設けている。
【００２１】
図５は冷媒回路における他方側閉鎖弁であり、図１のものと異なり、サービスポート部１４は具備せず、弁座５３部分のオリフィス径は例えば６ｍｍ程度、カシメ筒部４の内径は１０．４ｍｍ程度、弁穴２の内径１０ｍｍ程度であり、連絡管５４はやや細めになっている。これ以外は、図１と同様である。
【００２２】
尚、連絡管５４のロウ付けは、カシメ筒部４のカシメ後にカシメ部分を冷却しながら行った。これにより、加熱による素材の結晶粒度を肥大させることなくカシメ筒部４の破壊強度を一層増し安全性を確保できた。同時にカシメ形状を均等なアールにすることにより加工時の応力も一層分散できた。そして、次記のとおり応力腐食割れ試験も満足し、長時間大気中に暴露されても安全性及びシール性を確保できた。
【００２３】
図６は、通信機械工業会技術標準（ＣＥＳ、Ｍ００１０−３、Ａ法）に基づく応力腐食割れ試験の結果であり、図１の閉鎖弁（便宜上、試験品３／８”と表わす）及び図５の閉鎖弁（同試験品１／４”と表わす）を、各５つのサンプルについて弁棒３を１１Ｎｍで引き上げた状態すなわちカシメ筒部４に応力をかけた状態で試験したところ、何れもカシメ筒部４等に割れは生じなかった。
【００２４】
この試験方法は、１級塩化アンモニウム１０７ｇを約７００ｍｌの蒸留水に溶解し、その溶液に、１級水酸化ナトリウム５０〜７０ｇを約２５０ｍｌの蒸留水に溶解させた液を加え、水素イオン濃度（ＰＨ）が１０±０．１になった時、全量が約１０００ｍｌになるよう調整した溶液をデシケータ底部に入れ、試験品が液に接触しない状態で、２０±２℃で７２時間放置し、この放置後、１０％の硫酸で洗浄し、割れの確認を行ったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明バルブ装置の第１実施形態の断面図。
【図２】図１のカシメ前の要部拡大断面図。
【図３】図１のカシメ後の要部拡大断面図。
【図４】第２実施形態の要部拡大断面図。
【図５】第３実施形態の断面図。
【図６】応力腐食割れ試験結果図表。
【図７】従来技術の断面図。
【符号の説明】
１；弁筐、１１；弁棒受入筒
２；弁穴
３；弁棒
４；カシメ筒部
５；通路
６；操作端側環状部、６０；アール
７；圧接部
８；厚肉部
９；突出部

Claims

弁筐（１）に設ける弁穴（２）に弁棒（３）を受入れると共に、弁穴（２）の開放側にカシメ筒部（４）を一体に設け、弁棒（３）の回転操作に伴う進退により内部の通路（５）を開閉するバルブ装置において、前記カシメ筒部（４）の内外面間の肉厚を所定厚み確保し且つ該カシメ筒部（４）のカシメ前の内径を前記弁穴（２）の内径に対し大きくして、該カシメ筒部の曲げ始端内面を弁穴の内面よりも径方向外方に位置させると共に該カシメ筒部のカシメ後の曲げ終端内面を弁穴の内面よりも径方向内方に位置させて、カシメ筒部（４）における曲げ始端と終端を結ぶ傾斜状の内面に、弁棒（３）の開操作位置において該弁棒の操作端側環状部（６）と圧接する圧接部（７）を設けると共に、前記カシメ筒部（４）の曲げ始端と連続する前記弁筐（１）の弁棒受入筒（１１）に、前記カシメ筒部（４）の肉厚よりも厚い厚肉部（８）を所定長さにわたり設けたことを特徴とするバルブ装置。
弁棒（３）の操作端側環状部（６）に、圧接部（７）と摩擦接触するアール（６０）を設けた請求項１記載のバルブ装置。