JPH0220542Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はボールバルブの改良にかかり、特にボ
ールバルブとバルブ本体との間のシール部におけ
るワイパーの改良に関するものである。

従来技術 第１図は、従来のボールバルブの側断面図であ
り、中央に横方向の貫通孔１を有する球形のボー
ル２は、中央で溶接されたバルブ本体３の垂直軸
上に設けたアツパーステム４及びロアーステム５
を中心として回動自在にバルブ本体内に装着され
ており、第１図に示す弁の全開時には、上記貫通
孔１を介してバルブ本体３側の流入孔６及び流出
孔７が連通している。

アツパーステム４とボール２とはキー８によつ
て一体的に連結されており、アツパーステム８を
90度回動すると、前記バルブ本体の流入孔及び流
出孔６，７とボール２側の貫通孔１とが直交し、
流出入孔６，７の連通状態が絶たれる。このよう
な状態がボールバルブの全閉状態である。

かかる全閉状態に於ける流入孔６から流出孔７
への流体の洩れを無くす為に、弁本体３とボール
２との間の摺接部９には洩れ止め用のシールリン
グ１０が装着される。

第２図は、かかる従来のシールリングの構造の
一例を示す側断面図で、この場合バルブ本体のボ
ールとの摺接部分には、段部１１を介して摺動孔
１２及び１３が刻設されており、該摺動孔１３内
には、スプリング１４によつて常時ボール２の方
向に付勢された円環状のシートリテーナ１５が矢
印１６で示すバルブ軸方向に摺動自在に装着され
ている。

１７はシール用のＯリングで、シートリテーナ
１５の先端には、合成ゴム等よりなる円環状のシ
ートリング１８が装着されており、前記摺動孔１
２に摺動自在に装着されたアウターリング１９の
爪２０と、上記アウターリングにボルト止めされ
たアウターリング２１との間に、上記シートリン
グ１８及びシートリテーナ１５の外周環状部２２
を挟み込みことにより、シートリング１８のシー
トリテーナ１５に固着されている。

従つて上記シートリング１８、アウターリング
１９、セツトリング２１及びシートリテーナ１５
は、一体的に摺動孔１２及び１３内で軸方向に摺
動自在であり、スプリング１４の押圧力によつ
て、シートリング１８のシート面２３が、ボール
２の表面２４に押圧されている。

そして第２図に示すバルブの全開状態、若しく
はボール２の回転している状態に於いては、上流
側の圧力P₁と下流側の圧力P₂とが等しいので、
図に示すようにシートリテーナ１５のボール２に
対向する当り面２５とボール２の表面との間に
は、隙間２６が介在している。従つて、ボール２
を図示の状態から90度回転させて全閉状態とする
と、上流側の圧力P₁が下流側の圧力P₂より大き
くなり、その差圧によつてシートリテーナ１５が
矢印２７の方向へ押され、シートリーテナ１５の
当り面２５がボール２の表面２４に当接し、隙間
２６が０となる。

このように上流及び下流側の圧力の状態によつ
て、シートリテーナ１５が矢印１６の方向に摺動
し、特に全閉状態に於いては、隙間２６が０とな
るので、シール状態が著しく向上するが、差圧が
生じない全開時又はボールの回転時には、前記の
ように隙間２６が生じるので、ボール２に付着し
た異物は、隙間２６内に入り込みボール２の回動
によつてシート面２３を損傷させ、これがシート
洩れの原因ともなるのである。

従来技術の問題点 このような欠点を無くす為になされたのが第３
図に示すワイパー２７であり、該ワイパー２７
は、シートリテーナ１５のボール２に対向する面
２８に穿つた溝２９に嵌着固定されたリング状の
合成樹脂等よりなるものであるが、このようなワ
イパーも固定式であるが故に、弁の全閉時に於い
てはワイパー２７とボール２との間には、シート
リテーナ１５の当り面２５とボール２の表面との
間の隙間２６と同一程度の隙間２６′が必要であ
る。従つてこのような固定式のワイパーでは、隙
間２６′よりも小さい異物に対してはワイパーの
役目をせず、ワイパーとボール表面とを常に接触
させると、シート洩れを生じるという問題があ
る。

考案の目的 本考案は上記したような問題点を解決するため
に、ワイパーを可動形となしてシートリテーナが
移動したり、ワイパー自身が摩耗した場合にも、
適正な圧力で常時ボールの表面を接触するように
なし、ボールの表面に付着した異物がシート面に
まわり込まないようにしてシート洩れを防止する
ことを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために本考案が採用する手
段は、その要旨とするところが、バルブ本体のボ
ールとの間のシール部分にバルブ軸方向に摺動自
在のシートリテーナを設けると共に、このシート
リテーナとバルブ本体との間にシートリテーナを
ボール方向へ弾性付勢する第１の弾性部材を介設
し、該シートリテーナの先端に設けたシートリン
グのシート部をボールに押圧して洩れ止めをなす
ボールバルブにおいて、シートリテーナのボール
に対向する側面に円環状の溝を穿設し、該溝内に
溝に対して摺動自在のワイパーと、該ワイパーを
ボール表面に押圧する第２の弾性部材とを装着す
ると共に、上記第１の弾性部材がシートリテーナ
をボールに押し付ける力よりも、第２の弾性部材
及びシートリングがシートリテーナをボールから
離間させる力を大きく設定し、シートリテーナの
移動にかかわらず、またワイパーの摩耗にかかわ
らず、シートリングとワイパーとが常時ボール表
面に当接するようにした点にかかるボールバルブ
のシール構造である。

実施例 続いて本考案を具体化した実施例につき、第４
図以下の添付図面を参照して説明する。

ここに第４図ａ，ｂは、本考案の一実施例であ
るシール構造の側断面図で、ａはボールの全開、
若しくは回転時の状態を示し、ｂは全閉状態を示
す。第５図はワイパーの変形例を示す側断面図
で、第６図はワイパーの脱落防止機構を示す側断
面図である。

図中、第１図及至第３図に示した部品と共通の
部品には、それらと同一の符号を使用する。

第４図ａにおいて、１８は前記したようにシー
ト面２３をボール２の表面２４に押圧して洩れ止
めを行う為のシートリングであり、バルブ本体３
に刻設した摺動孔１３に軸方向に摺動自在のシー
トリテーナ１５の先端に、ボルトによつて取り付
けられたアウターリング１９及びセツトリング２
１によつて固着されており、バルブ本体３とシー
トリテーナ１５との間に縮着された第１の弾性部
材の一例である圧縮スプリング１４の押圧力によ
り、シート面２３が常時ボール２の表面２４に押
圧されている。

上記シートリテーナ１５のボールに対向する側
面３０には、円環状の溝３１が全周に刻設されて
おり、該溝３１の奥部３５には、断面Ｕ字状の第
２の弾性部材の一種であるスプリング３２が装着
され、溝３１の出口側には、上記スプリング３２
と当接して溝３１の軸方向に摺動自在の円環状の
ワイパー３３が装着されている。

このワイパー３３は、上記スプリング３２に押
圧されて常時ボール２の表面２４に密着するよう
に設定されているもので、ボール２との接触面３
４は、ボール２の表面形状に沿うようにテーパ状
に形成されている。

第４図ｂは、バルブの全閉状態を示し、上流側
圧力P₁と下流側圧力P₂との差圧によつて、シー
トリテーナがボール２の方向に摺動し、シートリ
テーナ１５のボール２側の当り面３０が、ボール
２に当接した状態を示している。このようにシー
トリテーナ１５は、第４図ａの状態とｂの状態と
の間で、自由に左右に摺動することができるもの
でなければならないから、上記スプリング３２を
収納した溝３１の奥部３５の寸法とスプリング３
２の寸法とは、シートリテーナ１５の動き代を吸
収しうるものでなければならない。

また上流側圧力P₁と下流側圧力P₂とがほぼ等
しい状態、即ちバルブ開又バルブの回転状態下で
は、シートリテーナ１５は、上流方向へ移動し、
逆に、バルブ全閉状態、即ち上流側圧力P₁が下
流側圧力P₂より大きくなると、その差圧及びス
プリング１４の力により下流方向へ移動する。即
ち、この場合、ワイパー３３の動き代は、図に明
らかな如く溝３１の奥底部３５の幅と、Ｕ字形ス
プリング３２の幅との差であり、これがシートリ
テーナ１５の当接面とボール２の表面２４との間
の隙間２６よりも広いものでなければならないの
である。

次いで上記実施例の作動について説明すると、
ボールが全開又は回転状態を示す第４図ａの状態
では、上流側圧力P₁と下流側圧力P₂とが相等し
いから、シートリテーナ１５をボール側に押圧す
る力は、シートリテーナ１５を上流方向へ押圧し
ようとするシートリング１８の弾性力及びスプリ
ング３２の力と、シートリテーナ１５を下流方向
へ押圧してボール２に押しつけようとするスプリ
ング１４の押圧力との差であり、スプリング１４
の力の方が弱く設定されているので、シートリテ
ーナ１５は上流方向へ移動し、シートリテーナの
押圧面３０と、ボールの表面２４との間には、隙
間２６が介在し、シートリング１８のシート面２
３は、ボール２の表面２４に押圧され、同時に溝
３１内に収納されたワイパー３３は、スプリング
３２によつてボール２の方向に付勢され、その先
端の接触面３４がボール２の表面２４に接触し、
前記隙間２６に入り込んだ異物が、シート面２３
に入り込むことを防止する。

この状態でボールを第４図ｂに示すように全閉
状態とすると、上流側の圧力P₁が下流側の圧力
P₂より大となり、その差圧とスプリング１４の
力の合力によつてシートリテーナ１５がボール２
の方向に押圧され、シートリテーナ１５の当接面
３０がボール２の表面２４に当接するまで移動す
る。その為ワイパー３３がボール２の表面２４に
押されて溝３１内をボール２とは反対の方向に相
対的に移動し、Ｕ字形スプリング３２が第４図ｂ
に示すようにワイパー３３の移動量の分だけ変形
する。

このようにしてワイパー３３は、シートリテー
ナ１５の摺動状態に関係なく、常時ボール２の表
面２４にスプリング３２の弾発力に応じた力で接
触するので、ボール２の表面に付着した異物がシ
ート面２３に到着する前に、ワイパー３３によつ
て拭き取られ除去される。

ワイパー３３はスラリ等の異物により早期に摩
滅していくが、上記のようにワイパー３３がシー
トリテーナ１５に対して摺動自在で、ボール２の
表面に対して弾性的に常時付勢されているので、
ワイパー３３の摩耗にもかかわらず、ワイパー３
３の摺接面は常時ボール２の表面に押し付けら
れ、異物拭き取りの機能が低下することがない。

このように本考案のワイパーは固定されず、又
スプリング３２の弾発力に応じた任意の面圧でボ
ールに接触する為、ワイパーとボールとの接触面
には必要以上の面圧が働かず、ワイパーの材質を
自由に選択できる。

従つてワイパーの材質として金属を使用するこ
とも可能であり、金属を用いた場合、合成樹脂等
のようなへたりを起こす虞れもないから、その形
状が長期に安定すると共に、任意の形状を選択す
ることができる。

たとえば第５図に示すようにワイパー３３′の
ボール２の表面との接触部分を鋭角状に形成し、
ワイパー３３′によるボール表面の異物の拭き取
り付け効果を高めることも可能である。

又ワイパー３３は上記のような形状に拘わら
ず、種々の形態を採用することが可能であると共
に、このワイパーをボールの方向に押圧する弾性
部材も前記Ｕ字状スプリングに限定されるもので
はなく、断面Ｖ字状、波形状、その他種々の形状
の弾性部材を用いることが可能である。

更に上記ワイパー３３は、常時弾性部材３２に
よつて溝３１の外方向に付勢されている。従つ
て、バルブを組付ける時には、ワイパー３３を弾
性部材３２の弾発力に逆らつて溝３１内に固定し
ておくことが望ましい。

このような目的の為に、シートリテーナ１５内
面３６に刻設したネジ部３７にセツトボルト３８
を螺着し、該セツトボルトの位置に対応するワイ
パー側の位置に上記セツトボルトの挿入孔３９を
穿設し、セツトボルトをこの挿入孔内に突出させ
ることによつて、ワイパー３３の脱落を防止する
ようにすれば、バルブの組立てが極めて容易とな
る。挿入孔３９の大きさをセツトボルト３８に対
し摺動方向にその摺動量より大きくしておけば、
セツトボルトはそのままセツトしておくことがで
きる。

考案の効果 以上述べたように本考案に於いては、バルブ本
体のボールとの間のシール部分にバルブ軸方向に
摺動自在のシートリテーナを設けると共に、この
シートリテーナとバルブ本体との間にシートリテ
ーナをボール方向へ弾性付勢する第１の弾性部材
を介設し、該シートリテーナの先端に設けたシー
トリングのシート部をボールに押圧して洩れ止め
をなすボールバルブにおいて、シートリテーナの
ボールに対向する側面に円環状の溝を穿設し、該
溝内に溝に対して摺動自在のワイパーと、該ワイ
パーをボール表面に押圧する第２の弾性部材とを
装着すると共に、上記第１の弾性部材がシートリ
テーナをボールに押し付ける力よりも、第２の弾
性部材及びシートリングがシートリテーナをボー
ルから離間させる力を大きく設定し、シートリテ
ーナの移動にかかわらず、またワイパーの摩耗に
かかわらず、シートリングとワイパーとが常時ボ
ール表面に当接するようにしたことを特徴とする
ボールバルブのシール構造であるから、ワイパー
が常時適切な押圧力でボール表面に接触し、ボー
ル表面に付着した異物がシート面にまでまわり込
まないので、シート面の損傷が少なくなり、その
寿命が極めて長期化すると共に、ワイパーの材質
や形状を任意に選びうるから、ワイパーによる異
物の拭き取り効果や、その経時的変化を少なくす
る等、種々の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的なボールバルブの側断面
図、第２図及び第３図は同ボールバルブのシール
部の側断面図、第４図ａ，ｂは本考案の一実施例
であるシール構造を示すシール部の側断面図、第
５図は同実施例に用いることのできるワイパーの
変形例を示す側断面図、第６図は同ワイパーの脱
落防止構造を示す側断面図である。 符号の説明、２……ボール、３……バルブ本
体、９……シール部分、１５……シートリテー
ナ、１８……シートリング、２３……シート面
（シート部）、３０……当接面、３１……溝、３２
……弾性部材（Ｕ字状スプリング）、３３，３
３′……ワイパー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ バルブ本体のボールとの間のシール部分にバ
   ルブ軸方向に摺動自在のシートリテーナを設け
   ると共に、このシートリテーナとバルブ本体と
   の間にシートリテーナをボール方向へ弾性付勢
   する第１の弾性部材を介設し、該シートリテー
   ナの先端に設けたシートリングのシート部をボ
   ールに押圧して洩れ止めをなすボールバルブに
   おいて、シートリテーナのボールに対向する側
   面に円環状の溝を穿設し、該溝内に溝に対して
   摺動自在のワイパーと、該ワイパーをボール表
   面に押圧する第２の弾性部材とを装着すると共
   に、上記第１の弾性部材がシートリテーナをボ
   ールに押し付ける力よりも、第２の弾性部材及
   びシートリングがシートリテーナをボールから
   離間させる力を大きく設定し、シートリテーナ
   の移動にかかわらず、またワイパーの摩耗にか
   かわらず、シートリングとワイパーとが常時ボ
   ール表面に当接するようにしたことを特徴とす
   るボールバルブのシール構造。 ２ ワイパーが金属により構成されている実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載したシール構
   造。 ３ 弾性部材が断面Ｕ字形又はＶ字形である実用
   新案登録請求の範囲第１項に記載したシール構
   造。 ４ ワイパーのボール表面との接触部が鋭角に形
   成されている実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載したシール構造。 ５ シートリテーナに前記溝向かつて開口するネ
   ジ部が刻設されていると共に、該ネジ部に螺着
   したセツトボルトの先端を挿入するための孔が
   ワイパーに穿設されている実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載したシール構造。