JPH06307556A - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で、しかも十分な強度を有する中空ボー
ルを具備し、大型化を可能としたボールバルブの提供。 【構成】 ボデー内において転回することによって流体
通路を開閉する通孔付中空ボールの内側球面に、球心に
向う輻射状リブの補強部が設けられており、この中空ボ
ールに設けた補強部が鋳造し易くて強度分布が均一にな
り易い六角形孔を有する蜂巣、三角形孔を有する蜂巣、
円形孔を有する蜂巣などから選ばれた一種の蜂巣構造で
あることを特徴とするボールバルブ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、補強部を内側に設け
た中空ボールを用いて、ボールの自重を減少することに
よりボールバルブの大型化を可能にしたボールバルブに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のボールバルブは、一部切欠した斜
視図である図８に示す如く、ボデー（１）内に左右側の
バルブシート（７）を介して実心バルブボール（２）を
保持し、軸（９）を介して前記のボール（２）の上部溝
（２ａ）に固定されたレバー（５）により９０度転回で
きるように設置し、該バルブボール（２）には、ボデー
（１）に設けた流体通路（４）と同一内径（ｄ）を有す
る通孔（３）を穿設し、バルブが開いている位置では、
流体（Ｐ）が十分に流通できるように構成されていた。

【０００３】前記のボール（２）と、バルブチャムバー
（８）の間には間隙（６）が設けられ、そして該ボデー
（１）の一方の端部には接続部（１０）が設けられ、各
端部には外管に接続できるようパイプネジが切ってあ
る。

【０００４】図８及び図９は、流体通路（４）を開放し
た状態を示しているが、レバー（５）を９０度転回すれ
ば、図１０に示す如く、ボール（２）の通孔（３）は流
体通路（４）と直角をなし、流体（Ｐ）は完全に遮断さ
れる。

【０００５】このように構成されたボールバルブは、ボ
ール（２）が実心で、金属製（例えばステンレス鋼、合
金などの製品）であり、殆どが鋳物素材を機械で切削し
た後に精密研磨を行って仕上げた実心ボール（２）を使
用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ボールバルブは、ボール（２）自身が実心であるため、
自重が大きくて大型のボールバルブの実施に困難がある
という欠点があった。

【０００７】この金属製のボール（２）の重量を減少す
るには、ボールを中空にすれば軽量化の目的を達成する
ことができるけれども、外力に対する強度が著しく減じ
るので、バルブを開放状態から遮断状態に転換したとき
に発生するウォータハンマによって中空ボールは大きく
変形し、この変形が容易に金属の弾性限界を越えるの
で、永久変形になる恐れがあった。

【０００８】もし、この永久変形の程度が、ボールの大
小により真円度が０．０２〜０．０５の範囲を越える
と、バルブに漏れが生じるのでバルブとしての役割が果
たせなくなる。

【０００９】従って単にボールを中空にしても自重は減
少するが、しかし、強度はそれだけ弱くなるので変形を
起こしてバルブの効果を失うという欠点がある。

【００１０】この発明は、以上に説明したような従来の
ボールバルブの諸欠点を解決するために、補強された中
空ボールを使用して大型化可能なボールバルブを提供す
ることを目的としている。

【００１１】この発明の他の目的は、強度の分布が均一
になれるような鋳造し易い中空ボールを具えたボールバ
ルブを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の従来のボールバル
ブの諸欠点を解決するため、この発明は、ボデー内に嵌
装される中空ボールの内側球面に、球心に向う輻射状リ
ブの補強部が設けられていることを特徴とする。

【００１３】この発明の他の特徴は、中空ボールに設け
られた補強部が鋳造し易い六角形孔を有する蜂巣、三角
形孔を有する蜂巣、あるいは円形孔を有する蜂巣の構造
になっているところにある。

【００１４】

【作 用】この発明に係わるボールバルブは、前記
の如く輻射状リブの補強部が設けられている中空ボール
を具えているため、ボール自身の自重が減少でき、しか
も強度の分布が補強部の蜂巣構造によって均一化され、
鋳造し易いという利点がある上に、ボールバルブの大型
化が実施可能になる特徴点もあるものである。

【００１５】

【実 施 例】次に、この発明に係わるボールバルブの
実施例を図面に基づいて説明する。

【００１６】（実施例１）図１乃至図５には実施例１の
ボールバルブが示されており、ボルト（１２）の締め付
けによってパッキング（２５）を介して、左右両側の半
割ボデー（１１ａ）（１１ｂ）が一体に結合されて一つ
のボデー（１１）を構成すると共に、一対のバルブシー
ト（１４）（１５）を介して通孔（１７）を有する補強
済みの中空ボール（１６）を嵌装し、軸（１８）を介し
てハンドル（１９）の一端部を該中空ボール（１６）の
溝部（１６ａ）に固定し、前記の軸（１８）の外周に填
めたグランドパッキング（２１）を押板（２２）で、ス
リーブ（２３）を介して適当に押圧して軸（１８）周囲
からの漏れを防止し、前記のハンドル（１９）を９０度
転回させることによりバルブが開閉し、中空ボール（１
６）の通孔（１７）と、ボデー（１１）の流体通路（１
３）が整列または直交した時には、流体（Ｐ）を開放ま
たは遮断することができるようにこのボールバルブが構
成されている。

【００１７】なお、この実施例１に用いられる中空ボー
ル（１６）の構成は、図２乃至図５に示す如く、ボール
本体の内側球面に、球心（Ｏ）に向う輻射状リブの補強
部（２６）が蜂巣の構造になっているところに特徴があ
る。

【００１８】具体的には、この蜂巣の構造が、六角形孔
を有する蜂巣（２６ａ）になっており、該蜂巣（２６
ａ）のリブの厚さ（ｔ₂ ）は、中空ボール（１６）の肉
厚（ｔ₁ ）よりも薄いが、大体肉厚（ｔ₁ ）の０．６乃
至０．９位であり、好ましくは厚さ（ｔ₂ ）が肉厚（ｔ
₁ ）の０．８位の厚さが適当である。

【００１９】また、前記の蜂巣（２６ａ）の高さ（ｈ）
はボールのサイズによって違うが、概ね肉厚（ｔ₁ ）の
１．５倍乃至６倍の範囲にあるが、好ましくは高さ
（ｈ）が肉厚（ｔ₁ ）の２乃至５倍位が適当である。

【００２０】そして、六角形孔の対角線の長さ（Ｌ）
は、ボールの半径の１／４乃至１／12の範囲内にある
が、特別に限定する必要はない。

【００２１】又、中空ボール（１６）に設けた通孔（１
７）の内径（ｄ₂ ）は、ボデー（１１）に設けた流体通
路（１３）の内径（ｄ₁ ）と同じである。

【００２２】なお、前記の六角形孔を有する蜂巣（２６
ａ）の補強部（２６）は、シェルモルド(Shell moldin
g) による六角柱を有した中子(core)を用いれば、簡単
にボール本体の鋳造と共に一体に形成することができ
る。

【００２３】このように鋳造された補強部（２６）を設
けた中空ボール本体は、工作機械で切削され、研磨など
の精密仕上げの工程を経てバルブ用の中空ボール（１
６）に仕上げられる。

【００２４】なお、この中空ボール（１６）は、一般の
ボールバルブと同じような要領で、図１に示したような
ボールバルブに組立てられる。

【００２５】このように構成されたこの実施例１のボー
ルバルブは、図１に示した開放の状態からハンドル（１
９）を９０度転回すると、図５に示す如く、中空ボール
（１６）の通孔（１７）とボデー（１１）の流体通路
（１３）が直角に交わって、流体（Ｐ）の流れを完全に
遮断することができると共に、流れが遮断された時に生
じたウォータハンマによる衝撃力（Ｆ）は、補強された
中空ボール（１６）の一方（図６では右側）球面から補
強部（２６）を介して他方の球面と接触しているバルブ
シート（１４）によって受け止められ、ボデー（１１）
へ伝達される。

【００２６】この際、中空ボール（１６）は、蜂巣（２
６ａ）構造の補強部（２６）によって十分補強されてい
るので、永久変形が免れてボールの変形を失円度（非円
形比）の２／100 から５／100 の間に抑えることがで
き、バルブの漏洩が完全に防止されると共に、ボールの
自重が大幅に減少され、ボールバルブの大型化が実施可
能になるものである。

【００２７】（実施例２）前記の実施例１では、中空ボ
ール（１６）の補強部（２６）の形状が六角形孔を有す
る蜂巣（２６ａ）の構造になっているが、しかし、これ
らに限られるものではなく、この実施例２では図６に示
したような三角形孔を有する蜂巣（２６ｂ）となしたも
のである。

【００２８】（実施例３）又、実施例３のものは、中空
ボール（１６）の補強部（２６）について、図７に示し
たような円形孔を有する蜂巣（２６ｃ）の構造に構成し
たものである。

【００２９】更には、ボールの自重を減少し、強度分布
が均一に補強されてボールの永久変形が免れるような多
角形孔を有する蜂巣構造もこの発明の中空ボール（１
６）の補強部（２６）の他の実施例として適用されるこ
とは非常に明白である。

【００３０】また、前記の補強部（２６）を設けたこの
中空ボール（１６）は、一般のボールバルブのボデーに
組入れて使用することができるものであることは詳しく
説明するまでもなく当然のことである。

【００３１】

【発明の効果】以上の通りに、この発明に係るボールバ
ルブにあっては、中空ボールの内側球面に、球心に向う
輻射状リブの補強部が設けられたものであるから、流体
圧によっても中空ボールが変形されて漏洩が発生される
おそれは完全に防止されるものであり、しかもその補強
部は蜂巣構造に形成されているため、強度分布が一様に
なって丈夫で、しかも、中空ボールの大幅な軽量化を図
ることができるため、ボールバルブ全体の自重が低減さ
れ、結果的にボールバルブの大型化を可能とし、その利
用範囲が拡大される優れたものである。

【００３２】又、ボールの軽量化に伴う材料費の節約
と、バルブの製作が容易に行なえるので、比較的安価な
ボールバルブを得ることができるという効果もあるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るボールバルブの実施例１を示す
縦断面図。

【図２】図１における中空ボールのＡ−Ａ断面図。

【図３】図１における中空ボールの蜂巣構造の一部分の
斜視図。

【図４】図３に示す蜂巣構造の平面図。

【図５】図１におけるボールバルブを遮断した状態の作
用説明図。

【図６】この発明による中空ボールに設けた補強部の構
成の三角形孔を有する実施例２の蜂巣構造の平面図。

【図７】この発明による中空ボールに設けた補強部の構
成の円形孔を有する実施例３の蜂巣構造の平面図。

【図８】従来例のボールバルブの一部破断斜視図。

【図９】図８に示すボールバルブが開放状態にある時の
縦断面図。

【図１０】図８に示すボールバルブが遮断状態にある時
の縦断面図。

【符号の説明】

１ 従来例のバルブボデー ２ 実心ボール ３ 実心ボール（２）に設けた通孔 ４ ボデー（１）に設けた流体通路 ５ 実心ボール（２）を転回させるハンドル ６ 実心ボール（２）とボデー（１）間の間隙 １１ ボデー １１ａ 左半割ボデー １１ｂ 右半割ボデー １２ ボルト １３ ボデー（１１）の液体通路 １４ バルブシート（左側） １５ バルブシート（右側） １６ 補強された中空ボール １７ 中空ボール（１６）に設けた通孔 １８ 軸 １８ａ 軸（１８）のスラストベアリング １９ 中空ボールの転回用ハンドル ２１ グランドパッキング ２２ 押板 ２３ スリーブ ２５ パッキング ２６ 補強部 ２６ａ 六角形孔を有する蜂巣 ２６ｂ 三角形孔を有する蜂巣 ２６ｃ 円形孔を有する蜂巣 Ｐ 流体 ｄ₁ 中空ボールに設けた通孔 ｄ₂ ボデー（１１）に設けた流体通路 Ｏ 球心 ｔ₁ 中空ボール（１６）の肉厚 ｔ₂ リブの厚さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボデー内において転回することによって
   流体通路を開閉する通孔付中空ボールの内側球面に、球
   心に向う輻射状リブの補強部が設けられている中空ボー
   ルを具えてなることを特徴とするボールバルブ。
2. 【請求項２】 前記の中空ボールに設けた補強部が鋳造
   し易くて強度分布が均一になりやすい六角形孔を有する
   蜂巣、三角形孔を有する蜂巣、円形孔を有する蜂巣から
   選ばれた一種の蜂巣構造であることを特徴とするボール
   バルブ。