JPH0443664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、流体配管経路に接続される、流量
調整用の弁に関する。

［従来の技術］ 上水道配管等の流体配管経路には、内部を流れ
る流体の流量を調整するために流量調整用の弁が
接続されている。従来よりこの流量調整用の弁と
して、内部を流れる流体圧や流速等の各種条件に
適した様々な形式の弁が提供されている。なかで
も、流入側と流出側との圧力差が大きく、流入側
の高圧力によつて、弁本体の内部を密閉する弁体
の開閉機構が高負荷を受ける時には、弁体の圧力
を受ける面の背面に流入側の流体を導入して弁体
の両面に圧力を作用させ、弁体開閉手段に加わる
力を軽減させる機構を備えた弁が用いられる。

上記の機構を有する弁として従来より知られて
いる弁として、例えば特開昭60−205083に示す弁
が提供されており、以下この弁を第５図を用いて
説明する。

第５図において、符号１は弁本体である。この
弁本体１は、図示しないボルトによつて互いに強
固に固定された胴体２と、蓋３とからなるもので
ある。胴体２は、その側面に第１の配管口２ａ
と、第２の配管口２ｂが形成され、さらに下面に
は、円筒状の脚部４が形成されている。上記胴体
２の内部は、その中央付近に設けられた弁座５に
よつて、下側が上記第１の配管口２ａに通じる第
１の流路６ａ、上側が上記第２の配管口２ｂに通
じる第２の流路６ｂというように上下に分割され
ている。また、上記胴体２の上面には、隔壁７が
設けられ、この隔壁７上面に固定された蓋３の内
面と、隔壁７上面とで、弁本体１の上部には上記
第２の流路６ｂから仕切られた均圧室８が画成さ
れている。そして、上記弁座５及び隔壁７には貫
通孔９及び案内孔１０が一直線上に設けられ、こ
の案内孔１０には、弁体１１の軸部１１ａが摺動
可能にはめ合わされている。この弁体１１は、そ
の先端部に設けられた円盤状のフランジ１１ｂの
下面１１ｃと、上記弁座５との隙間を、その軸方
向の移動により変化させて、上記貫通孔９を通過
する流体の流量を変化させるためのものであり、
上記フランジ１１ｂの下面１１ｃの外周部は、上
記第１の流路２ａと第２の流路２ｂとを完全に遮
断することができるように、上記弁座５と密着可
能な形状に形成されている。また、上記軸部１１
ａは、その外径D₂が上記貫通孔９の内径D₁と同
一で、その内部に上記均圧室８に向けて開放され
た内部空間１２ａが形成されている。そして、上
記弁体１１の下面には、軸部１１ａの内部空間１
２ａと連通する複数の小孔１２ｂが設けられてお
り、この小孔１２ｂと、内部空間１２ａとで、第
１の流路２ａと均圧室８とを結ぶ圧力導入路１２
が構成され、この圧力導入路１２により、第１の
流路２ａの流体が均圧室８に導入され、第１の流
路２ａと均圧室８とが同一圧力に保たれるように
なつている。また、上記軸部１１ａがはめ合わさ
れた隔壁７の案内孔１０の上部には、上記均圧室
８内の流体がはめ合い部分の微小隙間を伝つて上
記第２の流路２ｂに漏れるのを防ぐために、環状
密閉材１３ａが取り付け部材１３ｂによつて取り
付けられている。

一方、上記弁体１１の上側には、上記弁体１１
を軸方向に移動させるための弁棒１４が、その軸
線を弁体１１の軸線と一致させて設けられてい
る。すなわち、上記蓋３の頂上に、上記貫通孔９
及び案内孔１０と一直線上に位置させて設けられ
た密閉材１５に、軸部１４ａが摺動可能に挿入さ
れ、先端部１４ｂがフランジ１１ｂの上面１１ｄ
中心と、図示しないボルトによつて強固に固着さ
れて、弁体１１と同軸上を移動できるようになつ
ているのである。また、弁棒１４の図示しない他
端は、弁本体１の外部に延長され、該弁棒１４を
軸方向に移動させる図示しない駆動装置と連結さ
れている。

上記フランジ１１ｂの下面１１ｃには、上記第
１の流路２ａに向かつて開放された薄肉円筒状の
ポート部材１６が固定されており、上記弁座５の
貫通孔９に案内されて弁体１１と共に軸方向に移
動することができるようになつている。このポー
ト部材１６は、その壁面１６ａの数箇所に設けら
れたＶ字状のポート１６ｂにより、上記貫通孔９
を通過する流体の流れを規制し、弁体１１の移動
による流量変化に伴う衝撃を緩和させるものであ
る。

以上の構成からなる弁において、例えば、第１
の流路２ａより単位面積当たりの圧力p₁なる流体
が第２の流路２ｂに向かつて流されていて、この
p₁に比して第２の流路２ｂの単位面積当たりの圧
力p₂が十分に小さく、その影響が無視しうると考
えれば、弁体１１を上方に押し上げようとする力
F₁は、D₁＝D₂より、弁棒１４の軸部１４ａの断
面積ｄと等しい面積に圧力p₁が作用すると考えれ
ばよく、F₁＝p₁・πd²／４となる。従つて、弁体
１１の自重をＷとして、F₁＝Ｗとなるように軸
部１４ａの軸径ｄを定めれば、弁棒１４を軸方向
に移動させるのに要する力は、環状密閉材１３ａ
や密閉材１５等摺動部分の摺動抵抗力に打ち勝つ
程度の大きさであればよくなり、駆動装置にかか
る負荷が軽減されるのである。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上述した従来の弁においては、以下
に述べるような問題があつた。

すなわち、弁体１１を軸方向に移動させる場
合、弁体１１は案内孔１０に、弁棒１４は密閉材
１５にそれぞれ案内され、さらに弁体１１に固定
されたポート部材１６は貫通孔９に案内される。
ところがこれら駆動装置、弁体１１、弁棒１４及
びポート部材１６は一体に固定されているため、
駆動装置にかかる負荷を軽減させるには、すなわ
ち弁体１１を滑らかに移動させるには、これら駆
動装置、弁棒１４、弁体１１及びポート部材１６
の各構成要素の軸線が完全に一致していることが
要求され、さらに、貫通孔９及び案内孔１０の軸
線も完全に一致していることが要求されるのであ
る。従つて、上記構成の弁を組み立てる場合は、
各構成要素の軸線を完全に一致させて組み立てね
ばならないのであるが、このことは非常に困難で
あり、ある程度の不一致は容認せざるを得なかつ
たのである。すなわち、弁体１１と弁棒１４を固
定する場合を例にとると、弁本体１が密閉された
構造であることから、胴体２に蓋３を固定して内
部を密閉する以前に、弁体１１を胴体２内部に収
めておかねばならず、弁棒１４も、弁体１１が胴
体２に組み付けられる以前に弁体１１に固定して
おかねばならないため、両者の軸線を一致させる
ことができないのである。つまり、弁体１１と弁
棒１４がそれぞれ案内孔１０と密閉材１５にはめ
合わされた状態で両者を固定するならば、その軸
線を一致させることは容易であるが、実際には、
その様な案内基準が全く無い状態で両者を固定し
なければならないため、その軸線を一致させて固
定することが非常に困難となるのである。

以上の様に上記従来の弁においては、各構成要
素の軸線合わせ作業は非常に困難を極め、従来は
ある程度の軸線の不一致を容認せざるを得なかつ
た。よつて、弁棒１４の操作力軽減という目的
は、摺動抵抗の増加に相殺されて、十分にその効
果を発揮させるには至らなかつたのである。そし
て、このことは、また以下の問題を引き起こす要
因となつていた。

すなわち、各構成要素の軸線が不完全に一致し
た状態で弁体１１を移動させると、各案内部分に
偏摩耗が生じ、特に弾性材料からなる環状密閉材
１３ａや密閉材１５の摺動部分には顕著な偏摩耗
が生じて密閉機能が低下し、やがては摺動部分に
隙間が生じて、流体漏れが発生するのである。

この考案は、このような背景の下になされたも
ので、弁棒操作力の軽減機構を備えた弁におい
て、各構成要素の軸線が完全に一致していなくて
も、弁棒操作力が増大することがなく、また、偏
摩耗による流体漏れも生じることのない弁を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの考案は、その
側面に第１、第２の配管口が形成された弁本体の
内部を、下側が第１の配管口に通じる第１の流
路、上側が上記第２の配管口に通じる第２の流路
となるように分割せしめる弁座と、弁本体内部の
上記第２の流路の上側に、上記第２の流路から仕
切られた均圧室を生じせしめる隔壁と、上記第１
の流路と第２の流路が連通されるように上記弁座
に設けられた貫通孔と、この貫通孔と一直線上に
位置するように上記隔壁に設けられた案内孔と、
その軸部分が上記案内孔に摺動可能にはめ合わさ
れ、その先端部が上記弁座と密着可能な形状に形
成された弁体と、上記第１の流路と均圧室が連通
されるように上記弁体を貫通させて設けられた圧
力導入路と、上記貫通孔及び案内孔と一直線上に
設けられた弁本体上部の密閉材に摺動可能に挿入
され、その先端部が上記弁体に連結された弁棒と
からなる弁において、上記弁棒先端部を、その半
径方向に隙間が設けられた状態で弁体に連結させ
た。

［作用］ 上記構成によれば、案内孔と密閉材との軸線が
完全に一致していなくとも、弁棒先端部に設けら
れた半径方向の隙間により、弁体と弁棒は半径方
向にそれぞれ独自に移動して、弁体は案内孔に、
弁棒は密閉材にそれぞれなじんで、同軸上を滑ら
かに摺動するのである。

［実施例］ 以下、第１図ないし第４図を参照して、本考案
の実施例を説明する。

第１図において、符号１７は弁本体である。こ
の弁本体１７は、図示しないボルトによつて互い
に強固に固定された胴体１８と蓋１９とからなる
ものである。胴体１８は、その側面に第１の配管
口２０ａと、第２の配管口２０ｂが形成され、さ
らにその下部には円筒状の脚部２１が形成されて
いる。上記胴体１８の内部は、その中央付近に設
けられた弁座２２によつて、下側が第１の配管口
２０ａに通じる第１の流路２３ａ、上側が第２の
配管口２０ｂに通じる第２の流路２３ｂというよ
うに上下に分割されている。また、上記胴体１８
の上面には、隔壁２４が設けられ、この隔壁２４
の上面に固定された蓋１９の内面と、隔壁２４上
面とで、弁本体１７の上部には上記第２の流路２
３ｂから仕切られた均圧室２５が画成されてい
る。そして、上記弁座２２に設けられた嵌合孔２
２ａには、第２図Ａに示すように、貫通孔２６ａ
が形成された円筒状のスリーブ２６が嵌装されて
いる。また、上記隔壁２４に設けられた嵌合孔２
４ａには、第２図Ｂに示すようにシリンダ部材２
７が嵌装され、このシリンダ部材２７には案内孔
２７ａが、上記スリーブ２６の貫通孔２６ａと一
直線上に位置させて設けられている。

そして、上記案内孔２７ａには、第１図に示す
ように弁体２８の軸部２８ａが摺動可能にはめ合
わされている。この弁体２８は、上記弁座２２と
の隙間量を、その軸方向の移動により変化させ
て、貫通孔２６ａを通過する流体の流量を変化さ
せるために設けられているものであり、薄肉円筒
体からなる軸部２８ａの内周面上端に、円形の仕
切り板２８ｂを嵌装させて溶接し、下端面に円盤
状のフランジ２８ｃを突き合わせて溶接すること
により形成されている。なお、上記軸部２８ａの
外径D₂は、上記貫通孔２６ａの内径D₁と同一に
定められている。また、上記フランジ２８ｃの下
面２８ｄの外周部分には、第２図Ａに示すように
長方形断面の環状溝２８ｅが形成され、この環状
溝２８ｅにはＯリング２９が装着されている。こ
れは、該下面２８ｄと上記スリーブ２６の上面２
６ｂとを当接させた場合（以下、この場合を流路
閉の状態と呼ぶ）に、この部分を確実に密着させ
て流体漏れが発生することを防止するために設け
られているものである。

また、第１図に示すように、上記軸部２８ａの
上端面２８ｆは、流路閉の状態において上記シリ
ンダ部材２７の上面２７ａと同一高さとなるよう
に定められ、この上端面２８ｆにはリング状の均
圧室密閉板（以下、密閉板と略称する）３０が固
定されている。この密閉板３０は、流路閉の状態
において上記均圧室２５が、第２の流路２３ｂか
ら確実に密閉されるように設けられたものであ
り、その密閉効果を確実にするため、第２図Ｂに
示すように、下面３０ａには長方形断面の環状溝
３０ｂが形成され、この環状溝３０ｂにはＯリン
グ３１が装着されている。また、第２図Ａに示す
ように上記フランジ２８ｃの下面２８ｄには、軸
部２８ａと同軸上に位置させて取り付け穴２８ｇ
が形成され、この取り付け穴２８ｇには、第１図
に示すように上記第１の流路２３ａに向かつて開
放された薄肉円筒状のポート部材３３が嵌装さ
れ、上記スリーブ２６の貫通孔２６ａに案内され
て弁体２８と共に軸方向に移動することができる
ようになつている。このポート部材３３は、その
壁面３３ａの数箇所に、逆Ｖ字形と正方形を組み
合わせた形状のポート３３ｂを形成してなるもの
で、このポート３３ｂによつて、上記貫通孔２６
ａを通過する流体の流れを規制して、弁体２８の
移動による流量変化に伴う衝撃を緩和させるため
のものである。

上記弁体２８には、第１の流路２３ａと均圧室
２５を結んで両者を同一圧力に保つための圧力導
入路３４が設けられている。この圧力導入路３４
は、上記軸部２８ａ内周面、上記仕切り板２８ｂ
及びフランジ２８ｃとで画成された中間部３４ａ
と、フランジ２８ｃを貫いて設けられた流入孔３
４ｂと、上記仕切り板２８ｂの、密閉板３０内周
面より内側の部分に設けられた複数の流出孔３４
ｃとからなるものである。

一方、上記蓋１９の頂上には、上記貫通孔２６
ａ及び案内孔２７ａと一直線上に位置させて密閉
材３５が設けられ、この密閉材３５には、上記弁
体２８を移動させる弁棒３６が、軸方向に摺動可
能な状態で挿入されている。この弁棒３６は、そ
の先端部が上記弁体２８と遊動状態で連結されて
おり、以下、この連結部分を第３図を用いて詳細
に説明する。

第３図に示すように、弁棒３６は、その先端部
３６ａが連結プレート３７の軸線上に形成された
連通孔３７ａに挿入され、さらに、その端面には
連結プレート３７の係止穴３７ｂに挿入された係
止ボルト３８が捩込まれている。そして、上記貫
通孔３７ａは、弁棒３６の軸径より大きく、かつ
係止ボルト３８の大径部３８ａ外径より小さく定
められているために、係止ボルト３８の肩部３８
ｃは連結プレート３７の係止穴３７ｂの底面３７
ｃに係止され、弁棒３６は連結プレート３７に連
結される。そして、連結プレート３７は、ボルト
３９によつて仕切り板２８ｂ上面の中心部に固定
され、従つて弁棒３６は、連結プレート３７を介
して弁体２８に連結されるのである。そして、上
記係止穴３７ｂの内径及び深さ寸法は、上記係止
ボルト３８の大径部３８ａの外径及び幅寸法より
それぞれ大きく定められているため、弁棒３６
は、その先端部３６ａの半径方向及び軸方向に隙
間が設けられた状態で、弁体２８に連結されるの
である。

また、上記弁棒３６の他端は、第１図に示すよ
うに密閉材３５を貫いて弁本体１７の外部上方に
延長され、弁本体１７の上部に固定された駆動装
置４０と連結されている。この駆動装置４０は、
弁体２８の開閉を、弁本体１７が接続された配管
経路から隔離された遠隔地において行うために設
けられているものである。

以上の構成からなる弁において、例えば、第１
の流路２３ａより単位面積当たりの圧力p₁なる流
体が第２の流路２３ｂに向かつて流されていて、
このp₁に比して、第２の流路２３ｂの単位面積当
たりの圧力p₂が十分に小さく、その影響が無視し
うると考えた配管口の弁体２８を押し上げようと
する力F₁について考察すると、 流路閉の場合には、ポート部材３３の壁面３
３ａ下面、フランジ２８ｃの上下面、仕切り板
２８ｂの下面及び密閉板３０上面にそれぞれ圧
力p₁が加わるため、 F₁＝π・p₁（D₁ ²−D₃ ²）／４ となる。

流路開の場合には、上記流路閉の場合に加え
て、密閉板３０の下面外周縁部にも圧力p₁が加
わるため、 F₁＝π・p₁（D₁ ²−D₃ ²＋（D₃ ² −D₂ ²））／４＝π・p₁（D₁ ²−D₂ ²）／４ となり、D₁＝D₂より、F₁＝０となり、弁体２
８は圧力p₁の作用を受けないことになる。

そして、上記流路閉の場合においても、実際に
は密閉板３０の下面のＯリング３１より外側の部
分に圧力p₁が上向きに作用することを考慮すれ
ば、F₁＝０と考えてよく、従つて、弁棒３６を
軸方向に移動させるのに要する力は、弁体２８と
協動す総ての構成要素の自重に、密閉材３０等摺
動部分の摺動抵抗分を加えた大きさでよくなる。

ところで、本実施例の弁においては、上記貫通
孔２６ａ及び案内孔２７ａの軸線と、密閉材３５
との軸線が一致していなくても、弁棒３６の先端
部３６ａには半径方向の隙間が設けられているた
め、弁体２８は貫通孔２６ａ及び案内孔２７ａの
軸線上に、また、弁棒３６は密閉材３５の軸線上
にそれぞれ移動し、それぞれの案内に対して正確
に同軸上を摺動可能である。従つて、弁棒３６の
操作力を軽減させるために設けられた各構成要素
が、軸線不一致による摺動抵抗の増大により、十
分にその機能を発揮できないという問題は解消さ
れ、また、偏摩耗による流体漏れの心配も無用の
ものとなるのである。

次に本考案の他の実施例について、第４図を用
いて説明する。なお、上記実施例と同一の構成要
素についてはその説明を省略する。

本実施例は、上記弁体２８と、弁棒３６の連結
部分を変更したものである。第４図に示すよう
に、弁棒３６の先端には小径部３６ｂが設けら
れ、この小径部３６ｂが仕切り板２８ｂ中心に設
けられた取り付け孔２８ｉに挿入されている。な
お、この取り付け孔２８ｉは、弁棒３６の小径部
３６ｂより大径に形成されている。そして、小径
部３６ｂ先端にはおねじ３６ｃが、その切り上が
り位置が仕切り板２８ｂ下面より下方に位置する
ように形成されており、このおねじ３６ｃにナツ
ト４１を捩込んで締め切ることにより、弁棒３６
と弁体２２は連結される。以上により、取り付け
孔２８ｉ内周面と弁棒３６の小径部３６ｂ外周面
には隙間が空いて、上記実施例と同様に、貫通孔
２６ａ及び案内孔２７ａと、密閉材３５との軸線
の不一致を吸収することができるのである。

本実施例においては、弁体２２と、弁棒３６を
連結するナツト４１としては、いわゆる市販品を
使用すればよいので、上記実施例の連結プレート
３７に相当する部品を製作する必要がない。従つ
て、容易に本考案を実施することができ、またコ
ストもかからないという効果がある。

上記各実施例においては、均圧室２５と弁体２
８の軸部２８ａとの密閉を、上記従来例の環状密
閉材１３ａのような常時密閉の外周面シールとせ
ずに、流路閉の状態のみ密閉の面シールとしたた
め、弁棒操作の摺動抵抗がより小さくなるという
特別の効果が得られた。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案は、弁棒先端部
と弁体との連結部分に半径方向の隙間を設けたも
のである。従つて、弁体と弁棒は半径方向にそれ
ぞれ独自に移動することができるので、案内孔と
密閉材の軸線が完全に一致していなくても弁体は
案内孔に、弁棒は密閉材にそれぞれなじんで、そ
の軸線上を滑らかに摺動可能である。よつて、弁
棒操作力軽減のために設けられた各構成要素の軸
線が、完全に一致していなくても弁棒操作力は増
大せず、また、偏摩耗も起こらないので、流体漏
れが生じることもないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例を示すも
のであり、第１図は弁本体の断面図、第２図は弁
体の部分拡大断面図であり、Ａは弁体下部の拡大
断面図、Ｂは弁体上部の拡大断面図、第３図は弁
体と弁棒の連結部分の拡大断面図、第４図は本考
案の他の実施例における弁体と弁棒の連結部分の
拡大図、そして、第５図は従来例の弁の断面図で
ある。 １７……弁本体、２０ａ……第１の配管口、２
０ｂ……第２の配管口、２２……弁座、２３ａ…
…第１の流路、２３ｂ……第２の流路、２４……
隔壁、２５……均圧室、２６ａ……貫通孔、２７
ａ……案内孔、２８……弁体、２８ａ……軸部、
３４……圧力導入路、３５……密閉材、３６……
弁棒、３７……連結プレート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. その側面に第１、第２の配管口が形成された弁
   本体の内部を、下側が第１の配管口に通じる第１
   の流路、上側が上記第２の配管口に通じる第２の
   流路となるように分割せしめる弁座と、弁本体内
   部の上記第２の流路の上側に、上記第２の流路か
   ら仕切られた均圧室を生じせしめる隔壁と、上記
   第１の流路と第２の流路が連通されるように上記
   弁座に設けられた貫通孔と、この貫通孔と一直線
   上に位置するように上記隔壁に設けられた案内孔
   と、その軸部分が上記案内孔に摺動可能にはめ合
   わされ、その先端部が上記弁座と密着可能な形状
   に形成された弁体と、上記第１の流路と均圧室が
   連通されるように上記弁体を貫通させて設けられ
   た圧力導入路と、上記貫通孔及び案内孔と一直線
   上に設けられた弁本体上部の密閉材に摺動可能に
   挿入され、その先端部が上記弁体に連結された弁
   棒とからなる弁であつて、上記弁棒の先端部が、
   その半径方向に隙間が設けられた状態で上記弁体
   に連結されたことを特徴とする弁。