JP5996100B2 - 帯電防止機能付バルブとその装着治具 - Google Patents

Description

本発明は、弁体やステムへの静電気の帯電を防止する帯電防止機能付バルブとその装着治具に関する。

ボールバルブ、バタフライバルブ、プラグバルブなどの弁体側或は弁本体側の弁座にゴム又は合成樹脂が用いられているバルブでは、開閉時の弁座間摩擦や、弁体と流体との摩擦によって弁体やステムに静電気が発生することがある。この場合、弁体から弁本体までの導通性が確保されていないと弁体に静電気が蓄積し、弁体と弁本体との間で放電して流体が燃焼や爆発して災害等を招くおそれがある。このような事態を防ぐため、弁体と、ステム、弁本体を導通させて静電気を除去するようにした帯電防止機能を備えたバルブが知られている。

この種のバルブとして、例えば、特許文献１の帯電防止装置付弁が提案されている。この弁では、ステムの凹溝への嵌め込み部分に孔が設けられ、この孔に金属製圧縮ばねを介して金属球が嵌装され、圧縮ばねの弾発力で金属球が凹溝内面に弾圧されることで静電気の帯電が防止される。金属球、圧縮ばねは、孔の口縁のカシメによって孔内に抜け止めされ、このような金属球とばねとにより帯電を防止したバルブは、一般的に多く用いられている。
一方、特許文献２においては、ステムとステム受筒との間にパッキンを押える導電性グランドが設けられ、この導電性グランドの内周面に形成された凹溝に折り曲げ加工した導電性の板ばねが嵌入係止された帯電防止装置付きのボールバルブが開示されている。

実公昭５９−１１２３０号公報 実公昭６３−３９４８８号公報

しかしながら、前者の特許文献１のような帯電防止構造のバルブでは、金属球と圧縮ばねとを凹溝に格納しつつカシメ加工を行うことが難しいことから、この帯電防止構造を設ける場合には手間がかかる。しかも、カシメ加工を失敗した場合には、金属球が弁体に接触できなかったり適切に動作できなくなるおそれがあるため、ステムを交換したり製作し直して再度カシメ加工を施す必要がある。金属球、圧縮ばねのステムへの取付スペースの確保も難しく、ステムの強度を保持しながら取付スペースを設ける必要がある。金属球、圧縮ばねが接液部に設けられているため、接液状態で動作できるようにするためには、特殊な材料で成形する必要が生じることもある。
さらには、カシメ状態の良否を外部から判断することが難しく、組立後の金属球や圧縮ばねの装着の確認も困難になっていた。

後者の特許文献２のボールバルブは、導電性の板ばねの脱落防止用として、この板ばねが装着されるグランドの上面が押圧板で覆われているため、板ばねの装着の確認が困難になる。板ばねを装着する場合には、グランドをステムから取外した状態で、予め折り曲げ加工した板ばねをさらに手で折り曲げながらグランド内周の凹溝に装着しなければならないため、板ばねの装着が困難であり、グランドやステムとの接触点を一定に保つことも難しくなる。板ばねの装着後には、再度グランドをステムに装着する必要があり、バルブの使用時には、板ばねの両端部と、これらと１８０°の角度で対向する屈曲部とをそれぞれグランド内周に接触させているため、接触が不安定になって静電気を除去できない場合がある。このとき、静電気を導電させるためのルートが、グランドから押え板を介してボルトからボデーになっていることも導電性悪化の不安定要素になる。
ステムを外周囲から抱きかかえるように板ばねが配置されているため、この板ばねのステムへの接触力が大きくなり、板ばねのばね荷重によりステムのトルクが上昇して操作に悪影響を及ぼすこともあった。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、弁体やステムへの静電気を除去して帯電を確実に防止し、簡単な構造により導電用の部品を外部から容易に取付けでき、バルブの組立て前後にかかわらずこの部品の有無や装着状態を外部から判別することができ、接触抵抗を軽減して操作性を確保し、高い汎用性により製作できる帯電防止機能付バルブとその装着治具を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ボデー内に設けた弁体が軸装部に軸装したステムを介して回転自在に設けられ、軸装部或は前記ステムの何れか一方又は双方に設けた環状の装着溝に所定の長さを有する導電性の薄板波形部材が、その波の高さ（H）方向が軸装部或はステムのほぼ径方向となるように、かつその板幅（X）方向が軸装部或はステムのほぼ軸方向となるように装着され、薄板波形部材が自身のもつ弾性復元力により、薄板波形部材の一方側の山と他方側の谷とがステムの外周面と軸装部の内周面の双方に確実に接触されるようにした帯電防止機能付バルブである。

請求項２に係る発明は、前記軸装部と前記ステムとの上方の間隙には、前記薄板波形部材の波形状の波の高さを縮めた状態で前記装着溝に挿入するための環状の挿入口が形成された帯電防止機能付バルブである。

請求項３に係る発明は、軸装部における装着溝の位置は、ステムの軸シール位置の上方であり、当該装着溝に薄板波形部材が湾曲状態に装着され、この薄板波形部材は、その両端部を拡径方向の弾性力が蓄積された状態で装着溝の内周面に弾性係合され、かつ薄板波形部材の中心側を支点に湾曲させたときに生じる圧力によりステムに弾性接触された帯電防止機能付バルブである。

請求項４に係る発明は、ステムの外周には、テーパまたはＲ面が設けられ、薄板波形部材がテーパまたはＲ面に沿わせて挿入口から挿入可能に設けられた帯電防止機能付バルブである。

請求項５に係る発明は、挿入口の幅をステムの外周面と軸装部の内周面との幅より小さくした帯電防止機能付バルブである。

請求項６に係る発明は、薄板波形部材がステムの円周の２５％から５０％程度の長さである帯電防止機能付バルブである。

請求項７に係る発明は、軸装部にグランドプレートが設けられ、このグランドプレートに設けられた装着溝に薄板波形部材が挿入された状態で、薄板波形部材とステムが断続的に接触されるようにした帯電防止機能付バルブである。

請求項８に係る発明は、帯電防止機能付バルブの装着治具であって、円筒体の端部に環状突部が形成され、この環状突部は、挿入口に挿入された状態で薄板波形部材が装着溝に装着される装着治具である。

請求項１に係る発明によると、軸装部或はステムの何れか一方又は双方に設けた環状の装着溝に導電性の薄板波形部材を装着し、この薄板波形部材をステムと軸装部とに接触させることにより、この薄板波形部材を介して弁体やステムに帯電しようとする静電気を軸装部側からボデー側に導電し、ボデーから外部に放電することで静電気の帯電を確実に防止する。しかも、薄板波形部材が外周方向に弾発しながら接触していることで、ステムへの接触抵抗を軽減して軽い操作トルクで優れた操作性を確保しながらバルブ操作できる。バルブを分解したり部品を取り外すことなく導電用の部品を簡単な構造により外部から容易に取付けでき、バルブの組立て前後にかかわらずこの部品の有無を外部から目視で判別して誤装着も防止できる。各種のバルブサイズに応じて薄板波形部材を設けることができ、薄板波形部材の取付スペースも小さいため高い汎用性により製作できる。

請求項２に係る発明によると、軸装部をボデーに一体化した状態で、軸装部とステムとの上方の間隙の挿入口から薄板波形部材を波形状による弾性力を蓄積しながら挿入し、挿入口に続いて設けられた装着溝に装着できる。このため、軸装部を着脱することなくバルブを組立てた状態で容易に薄板波形部材を取付けでき、薄板波形部材が装着溝まで到達したときに弾性力により復元することで、抜け出しを防止しながら所定位置に確実に配置できる。装着後には、軸装部を取り外すことなく装着溝の上方の挿入口から薄板波形部材の有無や装着状態を目視により確認でき、使用時においては、波状の薄板波形部材が複数箇所でステムと軸装部との双方に接触することにより、連続した導通が可能になる。

請求項３に係る発明によると、装着溝がステムの軸シール位置の上方であることで流体の接液を確実に防ぎ、流体の種類に左右されることなく薄板波形部材を各種材料により形成できる。湾曲状態の薄板波形部材の両端部が装着溝の内周面に弾性係合し、かつ中心側を支点に湾曲させたときの圧力によりステムに弾性接触することで、この薄板波形部材の装着溝への係止状態が保持されて抜け出しを確実に防止できる。

請求項４に係る発明によると、薄板波形部材をテーパまたはＲ面に沿わせて装着溝の挿入口から滑らせるように挿入することで、この薄板波形部材をテーパまたはＲ面に沿って弾性力に抗するように自然に縮径させて装着溝まで案内し、装着溝に到達したときに拡径させて装着溝の外周に沿って装着できる。このため、薄板波形部材に縮径させる方向に無理な力を加えることなく、容易な装着が可能になる。

請求項５に係る発明によると、薄板波形部材が復元状態でステム外周面と軸装部内周面との間の装着溝に係止したときに、挿入口の幅がこの装着溝より小さいことによって薄板波形部材の装着溝への装着状態を維持して挿入口からの脱落を防止できる。

請求項６に係る発明によると、薄板波形部材を装着溝よりも短く設け、この薄板波形部材に適度の拡径方向の弾性力を与えつつ装着溝に係止可能になり、この薄板波形部材でステムと装着溝との接触状態を維持して静電気を除去しつつ、ステムに対して必要最小限の接触状態に抑えることで操作トルクの増加を防いで軽い操作力によるバルブ開閉が容易となる。

請求項７に係る発明によると、ボデーと別体に設けたグランドプレートに薄板波形部材を簡単に挿入して装着でき、グランドプレートを介して装着溝をボデーの上部側に設けることができるため、バルブを分解することなくボデー上部から薄板波形部材を装着できる。薄板波形部材とステムとが断続的に接触するため、薄板波形部材の接触面積を小さくしてステムの摩耗や操作トルクの上昇を防ぎ、多数の接触ポイントでこれらを当接させることにより導電性が安定して確実に静電気を除去する。

請求項８に係る発明によると、薄板波形部材をボデーに仮着した状態でこのボデーの上部から環状突部を装着溝に挿入することで、この環状突部が薄板波形部材を押圧して装着溝まで挿入し、薄板波形部材を装着溝の適切な位置に簡単に装着できる。

本発明の帯電防止機能付バルブの実施形態を示した断面図である。 図１のＡ−Ａ拡大断面図である。 装着溝の挿入口付近を示した拡大斜視図である。 図３の薄板波形部材を挿入した状態を示す拡大斜視図である。 薄板波形部材を示す正面図である。 図５のＢ部拡大図である。 薄板波形部材の他例を示した斜視図である。 装着治具による装着状態を示す縦断面図である。 薄板波形部材の他の装着例を示す要部拡大断面図である。 本発明の帯電防止機能付バルブの他の実施形態を示した断面図である。

１ バルブ本体
２ ボデー
３ 弁体
５ ステム
６ 軸装部
９ グランドプレート
１０ 装着溝
２０ 薄板波形部材
２２ ステム外周面
２３ 軸装部内周面
２４ 端部
２５ 中心部
３０ テーパ（Ｒ面）
３１ 挿入口
３２ テーパ面
６０ 治具本体
６１ 円筒体
６２ 環状突部
Ｌ 長さ

以下に、本発明における帯電防止機能付バルブとその装着治具の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明の帯電防止機能付バルブの一実施形態を示しており、図２においては、図１におけるＡ−Ａ拡大断面図を示している。

図１において、本発明における帯電防止機能付バルブ（以下、バルブ本体１という）は、例えば、トラニオン型のボールバルブからなり、このバルブ本体１は、ボデー２の両側にキャップ２ａをボルトナット２ｂにより固定したスリーピース構造を有している。バルブ本体１において、ボデー２内には弁体３が設けられ、この弁体３は、ボデー２上部に設けられた軸装部６に軸装されたステム５を介して回転自在に設けられている。

弁体３の上下は、円筒状のラジアルベアリング１１、円板状のスラストワッシャ１２を介して、例えば、ステンレスなどの金属製トラニオンプレート１３に軸支されている。ラジアルベアリング１１は、非導電性の樹脂からなり、本実施形態では外周がステンレスで補強されたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなり、スラストワッシャ１２についても、例えば、ＰＴＦＥなどの非導電性の樹脂からなっている。トラニオンプレート１３は、位置決めピン１４によりボデー２に位置決め固定されている。

弁体３の両側には、非導電性の樹脂、例えばＰＴＦＥ製のボールシート１５が装着されたシートリテーナ１６がそれぞれ配置され、このシートリテーナ１６は、ばね１７により弁体３の方向に付勢されている。このため、弁体３に帯電した静電気は、ばね１７によりボールシート１５を介してはボデー２、キャップ２ａに逃がすことのできない構造になっている。

ボデー２、キャップ２ａ、弁体３、ステム５、後述のボンネット８及びグランドプレート９は、導電性の金属、例えばＳＵＳ３１６などのステンレス鋼により形成される。
ボンネット８とグランドプレート９とはボルト１８により固定されており、グランドプレート９は、図示しないボルトによりボデー２に固定されている。ステム５とボンネット８、ステム５とグランドプレート９とは、それぞれの部品の間にステム５が回転するための隙間を設けており、非接触の状態で配置されている。

軸装部６はボンネット８と、このボンネット８の上部側に設けられたグランドプレート９とを有している。ボンネット８の内周にはシール用Ｏリング７が装着され、このＯリング７とステム外周側との当接部位が軸シール位置となる。さらに、ボンネット８とステム５との間には、ＰＴＦＥ等の非導電性材料からなるラジアルベアリング２６が装着されている。図８に示すように、ボンネット８とグランドプレート９との間には、例えば、ＰＴＦＥ等の樹脂からなる非導電性材料からなるガスケット１９が部分的に装着される。本実施形態においては、グランドプレート９は、下面にはガスケット１９を押圧する機能を備え、上面にはバルブを開閉操作するアクチュエータ（図示せず）を搭載する機能を備える。グランドプレート９とステム５との間には、ＰＴＦＥ等の非導電性材料からなるラジアルベアリング２７が装着されている。

軸装部６とステム５との間において、軸装部６側であるグランドプレート９の上部には環状の装着溝１０が設けられ、図２に示すように、この装着溝１０に導電性を有し、所定の長さを有する薄板波形部材２０が装着されている。装着溝１０は、ステム５の軸シール位置の上方側に設けられ、これにより薄板波形部材２０が、流体が流れる接液部分の外側に配置されている。

図２〜図４に示すように、薄板波形部材２０は、軸装部６側に形成された装着溝１０にステム５と同芯状の湾曲状態で装着され、ステム５の外周面２２と軸装部６の内周面２３に、それぞれ波形の山と谷が断続的に接触された状態に設けられる。薄板波形部材２０の両端部２４、２４は、拡径方向の弾性力が蓄積された状態で軸装部内周面２３の装着溝１０に弾性係合され、かつこの薄板波形部材２０を、長さ方向の中心側である中心部２５を支点に湾曲させたときに生じる圧力により弾性接触させている。

図５、図６において、薄板波形部材２０は金属製からなり、例えば、ＳＵＳ３０４−ＣＳＰなどのばね鋼や銅合金などの金属材料で設けられる。なお、図５、図６では、薄板波形部材２０の形状を、外力が加えられていない自然な状態で図示している。
薄板波形部材２０の長さＬは、ステム５の円周の２５％から５０％程度であることが望ましい。長さＬがステム５の円周の２５％を下回ると短すぎて薄板波形部材２０の湾曲が小さくなり、薄板波形部材２０が装着溝１０から外れてしまうおそれがある。ステム５が回動の際にやや傾いた場合、このステム５に薄板波形部材２０に接触しなくなるおそれもある。一方、長さＬがステム５の円周の５０％を超えると長すぎて薄板波形部材２０を装着溝１０に装着するときに手間がかかることがある。

薄板波形部材２０の板厚ｔについては、０．０６ｍｍ＜板厚ｔ＜０．２ｍｍの範囲内であり、好ましくは０．１ｍｍ程度であるとよい。板厚ｔが０．０６ｍｍ以下であると薄すぎて弾性力が弱くなり、導電のために必要な接触が得られなくなる可能性がある。一方、板厚ｔが０．２ｍｍ以上であると厚すぎて固くなり、特に波形になっていることで強度が強すぎて湾曲させることが困難になることがある。

薄板波形部材２０全体の形状としては、波の数、波の高さＨ、波の幅Ｗを特に考慮する必要がある。１つの波の幅Ｗを山から山、或は谷から谷までとし、この１サイクルを１つの波としたときに、１サイクルの波の数を増やすことで、ステム外周面２２と軸装部内周面２３とのそれぞれの接触ポイントが増えるため、これらが導通しやすくなる。しかし、波の数を多くし過ぎると、薄板波形部材２０を湾曲させて装着溝１０に挿入するときに、この波がボンネット８に引っ掛かりやすくなって取扱いにくくなるため、この点を考慮しながら適宜の波の数にするとよい。

波の高さＨは、大きくすることでばね荷重が安定しやすくなるため、ステム外周面２２、軸装部内周面２３への接触状態が安定する。しかし、波の高さＨを大きくし過ぎると、ステム外周面２２、軸装部内周面２３との接触抵抗の大きさが過剰になり、操作トルクが過大となるため、適度の大きさに設けることが望ましい。
波の幅Ｗは、広くすることで薄板波形部材２０を装着溝１０に挿入する際に、湾曲状に弾性変形しやすくでき、装着時の塑性変形を防いで均一なばね荷重を確保できる。

これらのことを考慮した上で、薄板波形部材２０を製作する場合には、波の数は、最少で２つ、最大で６つ程度が適当であり、波の高さＨは、装着溝１０の溝幅よりも、例えば０．２〜０．４ｍｍ程度大きくなることが望ましく、波の幅Ｗは、薄板波形部材２０の挿入時に塑性変形しない寸法に設定する必要がある。

本実施形態における薄板波形部材２０の寸法としては、例えば、図１におけるステム径φＤがφ６０ｍｍである場合、図５、図６において、薄板波形部材２０の波の数：６、波の高さＨ：１．７ｍｍ、波の幅Ｗ：１５ｍｍとし、長さＬを９０ｍｍ、板厚ｔを０．１ｍｍとし、図３、図４に示した板幅Ｘを４ｍｍとするとよい。この場合、１つの波の曲面Ｒは、半径８〜９ｍｍ程度になる。この曲面Ｒを有することで、ステム５や装着溝１０との接触点を多くしながらも、ステム５への接触抵抗を軽減して軽い操作トルクでバルブ本体１を操作することができる。

図４に示すように、ステム５におけるグランドプレート９の上面付近の外周にはテーパ３０が設けられ、軸装部６とステム５との上方の間隙には環状の挿入口３１が形成され、この挿入口３１に続けて下方側に装着溝１０が位置している。挿入口３１には、テーパ３０と対向する位置にテーパ面３２が設けられ、これらテーパ３０とテーパ面３２との間から薄板波形部材２０が挿入口３１を介して装着溝１０に挿入可能に設けられる。これによって、挿入口３１の開口側が広くなって薄板波形部材２０を挿入しやすくなり、挿入された薄板波形部材２０が、テーパ３０、テーパ面３２により装着溝１０まで案内される。テーパ３０はＲ面であってもよく、薄板波形部材２０をこのテーパ３０またはＲ面に沿わせて装着溝１０の挿入口３１から挿入可能となる。また、本実施形態において、挿入口３１にテーパ面３２を設けているが、このテーパ面３２は必須ではなく、テーパ面３２を設けないストレート形状の挿入口３１であってもよい。テーパ面３２の代わりに図示しないアール面を設けるようにしてもよい。

上記したバルブ本体１に薄板波形部材２０を装着する場合には、図２、図３に示すように薄板波形部材２０を湾曲させ、ステム５とグランドプレート９との間から図３に示した実線の下方向の矢印の向きに挿入口３１から挿入する。これにより、薄板波形部材２０が湾曲状態でテーパ３０、テーパ面３２に沿って滑り、装着溝１０に達したときに拡がる。

挿入口３１の幅Ｗ１は、図６に示した薄板波形部材２０の板厚ｔよりも大きく、且つ、波の高さＨよりも小さく形成されている。
従って、薄板波形部材２０は、波形状の波の高さを縮めた状態、具体的には、径方向に押し潰されつつもそれぞれの波形部分の弾性力を蓄積した状態で、挿入口３１から装着溝１０に挿入される。

挿入された薄板波形部材２０が装着溝１０まで達すると、この装着溝１０におけるステム５と軸装部６との対向位置で前記の弾性力により復元して、薄板波形部材２０の波形部分の山や谷を、それぞれステム５の外周面２２と軸装部６の内周面２３との両方に接触させるようになっている。

装着溝１０の形成位置におけるステム５とグランドプレート９（装着溝１０）との幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも大きくなっており、換言すると、挿入口３１の幅Ｗ１は、ステム外周面２２と装着部内周面２３との幅である幅Ｗ２より小さくなっており、且つ、図６の薄板波形部材２０の波高さＨよりも小さく形成されている。
従って、薄板波形部材２０は、波形部分の弾性力を蓄積した状態で装着溝１０に係止固定される。

このとき、薄板波形部材２０は固定されておらず、装着溝１０内を周方向に自由に動けるようになっており、この状態で湾曲状に装着されていることにより、図２、図３において、その端部２４、２４側には直線状態に戻ろうとする外向きの力Ｆ１、Ｆ１が発生し、中央部２５にも直線状態に戻ろうとする内向きの力Ｆ２が生じることになる。そのため、薄板波形部材２０は、端部２４、２４側を支点にして初期の状態に戻ろうとし、力Ｆ１によりこの端部２４、２４が装着溝１０に圧接し、力Ｆ２により中央部２５がステム外周面２２に圧接する。このため、薄板波形部材２０を介してステム５とグランドプレート９とが導通する。
薄板波形部材２０は、軸装部内周面２３の装着溝１０とステム外周面２２との間に弾発した状態で係止しているため、装着溝１０から脱落が確実に防がれる。

さらに、薄板波形部材２０は、その波形により外周側突部４０、内周側突部４１が形成され、これらは、波形の山、谷をなしている。薄板波形部材２０の装着溝１０への装着状態において、これら外周側突部４０、内周側突部４１は、軸装部内周面２３とステム外周円２２との間でやや圧縮された状態で配置され、これにより、薄板波形部材２０のステム５、グランドプレート９への弾発力が高まり、これらの導通状態を高めた状態にできる。

外周側突部４０、内周側突部４１は、薄板波形部材２０を装着溝１０に装着するときに決定されるものであり、予め決められているものではない。薄板波形部材２０には表裏側がないため、その装着の向きにこだわることなく任意の向きに装着できる。

なお、上記実施形態の帯電防止機能付バルブにおいて、装着溝１０を軸装部６の内周面側に設ける場合、この装着溝１０をグランドプレート９に設ける以外にも、軸シール位置の上方であればボンネット８に設けるようにしてもよい。さらに、装着溝１０を、グランドプレート９と図示しないアクチュエータ取付部品との二部品で構成したり、グランドプレート９の内周に止め輪（図示せず）を係止して構成してもよい。

一方、装着溝１０をステム５の外周面２２に設け、この装着溝１０に薄板波形部材２０を装着してもよい。このように、環状の装着溝１０を軸装部６或はステム５の何れか一方又は双方に設け、この装着溝１０に装着した薄板波形部材２０をステム外周面２２と軸装部内周面２３との両方に接触させて帯電を防止できる。

さらに、装着溝１０は、脱落を防止しつつ薄板波形部材２０を装着可能であって帯電を防止できるものであれば、環状以外の各種の形状に設けられていてもよい。例えば、外周側突部４０、内周側突部４１が均等に圧接可能な形状に設けることにより、ステム回転時のトルクの軽減化やトルクの安定化も可能になる。

また、薄板波形部材２０は、少なくともステム５の円周の２５％以上の長さを有し、両端部２４、２４が軸装部内周面２３、中心部２５がステム外周面２２に当接可能であれば、流路方向に対してステム５の一次側、二次側の何れに装着されていてもよい。

さらに、薄板波形部材２０は、その端部２４、２４が装着溝１０の内周面に係止していなくてもよく、この場合、端部２４に近い外周側突部４０が支点となって上記の力Ｆ２により中央部２５がステム外周面２２に圧接することになる。

続いて、本発明の帯電防止機能付バルブの上記実施形態における作用を説明する。
本発明の帯電防止機能付バルブにおいて、薄板波形部材２０の装着時には、軸装部６が取り付けられたボデー２のステム５の上方から、波の高さを縮めた状態の薄板波形部材２０を挿入口３１に挿入すればよく、この挿入口３１からテーパ３０とテーパ面３２とを介して装着溝１０まで薄形波形部材２０を滑らせるように案内して装着できる。このように、挿入口３１を挿入するだけで装着溝１０の所定位置に確実に配置できるため、取付け作業が容易になる。

薄板波形部材２０の装着後には、前述したように幅Ｗ２が幅Ｗ１よりも大きく、且つ、波高さＨよりも小さく形成されていることにより、薄板波形部材２０が弾性力により幅Ｗ２の大きさまで復元しながら装着溝１０に係止して装着溝１０への装着状態を保持でき、挿入口３１からの脱落を防止できる。

挿入口３１に続けて下方側に装着溝１０が形成されていることにより、ステム５の上方外部から挿入口３１を介して装着溝１０を目視でき、装着部１０への薄板波形部材２０の装着の有無や装着状態を容易に確認できる。この場合、前述したようにグランドプレート９の上部には、アクチュエータが搭載されることがあるが、このアクチュエータは出荷検査後に搭載されるため、薄板波形部材２０の装着状態をアクチュエータ搭載前に確認できる。

軸装部６のグランドプレート９に形成された装着溝１０に導電性の薄板波形部材２０を装着することで、外周側突部４０がグランドプレート９の装着溝１０に圧接し、かつ内周側突部４１がステム５に圧接する。これにより、薄板波形部材２０がステム外周面２２と軸装部内周面側２３との双方に接触し、この薄板波形部材２０を介してステム５からグランドプレート９と一体化されたボンネット８、ボデー２までをアース部品として弁体３からボデー２までの導電性を確保し、薄板波形部材２０を介して弁体３やステム５に帯電した静電気を確実に除去可能となる。

この場合、ステム５の操作等により弁体３に静電気が発生すると、弁体３に帯電した静電気は金属同士で直接接触しているステム５に導電される。この静電気は、薄板波形部材２０を介してグランドプレート９に導電され、次いで、グランドプレート９に直接接触しているボンネット８、さらには、ボンネット８と直接接触しているボデー２に導電されることで、弁体３への帯電が防止される。ボデー２に導電された静電気は、このボデー２と直接接触しているキャップ２ａ、キャップ２ａに金属製ボルトを介して接続される配管（何れも図示せず）に導電され、外部に放電される。

薄板波形部材２０は、装着溝１０におけるステム５と軸装部６との対向位置で弾性力により復元してこれら双方に接触するようにしていることで、弁体３をステム５により回動させた場合にも、薄板波形部材２０のステム５及び軸装部６双方への接触状態を弾性力により確保でき、長期に渡って帯電防止性能を維持できる。

図７においては、薄板波形部材の他例を示している。この薄板波形部材５０は、線状の材料が波形に形成されて設けられ、上記の薄板波形部材２０の場合と同様に、図２における軸装部内周面２３、ステム外周面２２に圧接可能になる外周側突部４０、内周側突部４１が設けられる。この薄板波形部材５０を図２〜図４の装着溝１０に装着した場合にも、前記の薄板波形部材２０と同等の機能が発揮される。この場合、薄板波形部材５０の断面が円形状になることで歪みが生じる可能性が生じるが、バルブ本体１の組立てと同時にこの薄板波形部材５０を挿入すれば、装着溝１０への装着が容易になる。その際、薄板波形部材５０を装着溝１０に斜めに傾けるように装着することで確実に脱落が防止される。さらに、薄板波形部材の断面形状は、このような円形状や前記の矩形状以外であってもよく、各種の形状に設けることができる。

図８においては、帯電防止機能付バルブの装着治具（以下、治具本体６０という）を用いて、例えば、薄板波形部材２０を装着する場合を示している。治具本体６０は、薄板波形部材２０をグランドプレート９に簡単に装着するために用いられる。
治具本体６０は、例えば金属により一体成形され、円筒体６１と環状の環状突部６２とを有している。円筒体６１の中央には貫通穴６３が形成され、円筒体６１の端部側に環状突部６２が設けられている。環状突部６２の厚さＳは、挿入口３１を構成するテーパ３０とテーパ面３２との間、具体的にはステム５の最大外周とグランドプレート９の最小内周との間に挿入可能な寸法に設けられる。環状突部６２の高さＴは、薄板波形部材２０を装着溝１０に挿入可能であり、この薄板波形部材２０を下方に押し過ぎない寸法に設けられる。具体的には、高さＴは、グランドプレート９の上面（装着溝１０近傍の上面）から装着溝１０の上端までの長さと略同じ寸法に設けられる。貫通穴６３は、ステム５を挿入可能に、このステム５の軸径に合わせた内径寸法に設けられる。

図４、図８において、薄板波形部材２０の装着の際には、先ず、この薄板波形部材２０をテーパ３０とテーパ面３２との間から軽く挿入する。続いて、貫通穴６３にステム５を挿入するようにしながら、薄板波形部材２０を挿入した装着溝１０とステム５との間に環状突部６２を挿入するように治具本体６０を上方より装着する。これにより、環状突部６２が薄板波形部材２０を装着方向に押圧し、この薄板波形部材２０を湾曲状態で装着溝１０まで案内して係止させることができる。

この場合、薄板波形部材２０は、テーパ３０とテーパ面３２とにより径方向に押し潰されながら挿入され、装着溝１０まで押し込まれたときに弾性力により径方向に拡がることでこの装着溝１０に固定される。その際、薄板波形部材２０は、装着溝１０に達すると同時に瞬時に拡がって接触音を発するため、この接触音を確認するまで治具本体６０を挿入することで薄板波形部材２０を確実に装着溝１０に装着できる。このように治具本体６０を用いるようにすれば、薄板波形部材２０の装着がより簡単になるが、必ずしも治具本体６０を用いて装着することはなく、手指等により直接装着してもよい。

図９においては、薄板波形部材２０の他の装着例を示しており、例えば、この薄板波形部材２０を軸装部６におけるボンネット８に装着したものである。この場合、ボンネット８の接液部分の上方、具体的には軸シール位置であるＯリング７の上方に環状の装着溝７０を設け、この装着溝７０に薄板波形部材２０を装着するようにする。組み立て時には、装着溝７０に沿わせるように薄板波形部材２０を装着し、その後、ステム５の上部からこのボンネット８をボデー２に装着すればよい。この場合の薄板波形部材２０の長さは、組み立て後の脱落を防ぐためにステム５の円周の５０％程度に設けることが望ましく、長い寸法にすることで装着溝７０への装着も容易になる。

ボンネット８に薄板波形部材２０を装着した場合には、グランドプレート９を装着する前に上方からの目視により薄板波形部材２０の装着有無や装着状態を確認すればよい。グランドプレート９の装着後においては、適宜のテスタ等を用いることで薄板波形部材２０を確認可能になる。薄板波形部材２０をボンネット８の接液側に装着することも可能ではあるが、帯電防止機能を確実に発揮させるためには、接液部分の外側に装着することが望ましい。

さらに、薄板波形部材２０をボンネット８やグランドプレート９以外の軸装部分に設けるようにしてもよく、例えば、装着溝をボデー２に直接形成したりステム５の外周側に形成し、それぞれの装着溝に薄板波形部材を装着することもできる。何れの場合にも、前述の場合と同様に帯電防止機能を発揮するが、ボデー２への装着溝の加工は困難であり、ステム５への装着溝の加工はステム径φＤを太くして強度を確保し、このステムが高強度の材料であるために加工が困難になるという問題が生じる。これらを考慮した上で、薄板波形部材２０は、グランドプレート９に設けられた装着溝１０に装着されていることが望ましい。なお、グランドプレート９をボンネット８に一体に設けるようにしてもよい。

図１０においては、本発明の帯電防止機能付バルブの他の実施形態を示している。なお、この実施形態において、前記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。
この実施形態におけるバルブ本体８０は、フローティング型ボールバルブからなり、ボデー８１にキャップ８２をボルトナット２ｂにより固定したツーピース構造を有している。ボデー２内には弁体８３が設けられ、この弁体８３は、ボデー８１上部に設けられた軸装部８４に軸装されたステム８５を介して回転自在に設けられている。

弁体８３の両側には、例えばＰＴＦＥ製のボールシート８６がそれぞれ配置されている。このため、弁体８３に帯電した静電気は、ボールシート８６からはボデー８１、キャップ８２に逃がすことのできない構造になっている。

ボデー８１、キャップ８２、弁体８３、ステム８５、パッキン押さえ輪８７は、導電性の金属、例えばＳＵＳ３１６などのステンレス鋼により形成される。
パッキン押さえ輪８７は、軸装部８４内に装着したシール用パッキン８８を上方より押さえるために下部が軸装部８４に挿入可能に設けられ、このパッキン押さえ輪８７を図示しないボルトによりボデー８１に締付けることで、パッキン８８とステム８５外周側との当接位置が軸シール位置となる。ステム８５とボデー８１（軸装部８４を含む）、ステム８５とパッキン押さえ輪８７とは、それぞれの部品の間にステム８５が回転するための隙間を設けており、非接触の状態で配置されている。図中、９０は、ステム８５のつば部９１とボデー８１との間に装着された、断面略Ｌ字形のＰＴＦＥ製ステムベアリングである。また、弁体８３とステム８５との間には、ステム８５の半径方向に図示しないばね部材を装着して導電性を確保してもよい。

パッキン押さえ輪８７の上部には環状の装着溝８９が設けられ、この装着溝８９に薄板波形部材２０が装着されている。このように、装着溝８９は、ステム８５の軸シール位置（パッキン８８）の上方側に設けられ、これにより薄板波形部材２０が、ステム８５の外周面８５ａと装着溝８９の内周面に接触した状態で、流体が流れる接液部分の外側に配置される。

弁体８３に静電気が発生すると、この弁体８３に帯電した静電気は金属同士で直接接触しているステム８５に導電される。静電気は、薄板波形部材２０を介してパッキン押さえ輪８７に導電され、次いで、パッキン押さえ輪８７に直接接触あるいはパッキン押さえ輪８７をボデー８１に締付け固定するボルト（図示せず）を介して間接的に接触している軸装部８４（ボデー８１）に導電されることで、弁体８３への帯電が防止される。ボデー８１に導電された静電気は、このボデー８１と直接接触あるいはボルト２ｂを介して間接接触しているキャップ８２、キャップ８２に金属製ボルトを介して接続される配管（何れも図示せず）に導電される。
このようにして、前記実施形態のトラニオン型ボールバルブの場合と同様に、薄板波形部材２０を介して静電気の帯電を防止できる。薄板波形部材２０の取付け時には、バルブ上方よりステム８５とパッキン押さえ輪８７との間に容易に装着でき、外方からの目視により装着有無や装着状態の確認も可能になる。

このフローティング型ボールバルブの場合、薄板波形部材２０を接液部分に設けるようにし、この薄板波形部材２０を特殊な材料で成形することで所定の流体に対応することもできる。
また、薄板波形部材をボールバルブ以外のバルブに装着することもでき、この場合にも前記と同様にステムと軸装部との間に薄板波形部材を設けることで前述の場合と同様の機能を発揮できる。

Claims (8)

1. ボデー内に設けた弁体が軸装部に軸装したステムを介して回転自在に設けられ、前記軸装部或は前記ステムの何れか一方又は双方に設けた環状の装着溝に所定の長さを有する導電性の薄板波形部材が、その波の高さ（H）方向が前記軸装部或は前記ステムのほぼ径方向となるように、かつその板幅（X）方向が前記軸装部或は前記ステムのほぼ軸方向となるように装着され、前記薄板波形部材が自身のもつ弾性復元力により、前記薄板波形部材の一方側の山と他方側の谷とが前記ステムの外周面と前記軸装部の内周面の双方に確実に接触されるようにしたことを特徴とする帯電防止機能付バルブ。
2. 前記軸装部と前記ステムとの上方の間隙には、前記薄板波形部材の波形状の波の高さを縮めた状態で前記装着溝に挿入するための環状の挿入口が形成された請求項１に記載の帯電防止機能付バルブ。
3. 前記軸装部における前記装着溝の位置は、前記ステムの軸シール位置の上方であり、当該装着溝に前記薄板波形部材が湾曲状態に装着され、この薄板波形部材は、その両端部を拡径方向の弾性力が蓄積された状態で前記装着溝の内周面に弾性係合され、かつ前記薄板波形部材の中心側を支点に湾曲させたときに生じる圧力により前記ステムに弾性接触された請求項１又は２に記載の帯電防止機能付バルブ。
4. 前記ステムの外周には、テーパまたはＲ面が設けられ、前記薄板波形部材が前記テーパまたはＲ面に沿わせて前記挿入口から挿入可能に設けられた請求項２又は３に記載の帯電防止機能付バルブ。
5. 前記挿入口の幅を前記ステムの外周面と前記軸装部の内周面との幅より小さくした請求項２乃至４の何れか１項に記載の帯電防止機能付バルブ。
6. 前記薄板波形部材が前記ステムの内周の２５％から５０％程度の長さである請求項１乃至５の何れか１項に記載の帯電防止機能付バルブ。
7. 前記軸装部にグランドプレートが設けられ、このグランドプレートに設けられた前記装着溝に前記薄板波形部材が挿入された状態で、前記薄板波形部材と前記ステムが断続的に接触されるようにした請求項１乃至６の何れか１項に記載の帯電防止機能付バルブ。
8. 請求項２乃至７の何れか１項に記載の帯電防止機能付バルブの装着治具であって、円筒体の端部に環状突部が形成され、この環状突部は、前記挿入口に挿入された状態で前記薄板波形部材が前記装着溝に装着されることを特徴とする装着治具。

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