JPH065111B2 - ボール弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はボール弁の球状弁体を回転させる機構の改良に
関するものである。

［従来の技術］ ボール弁は入口と出口を備えた弁本体と、中央を流路が
貫通する球状弁体とを備え、球状弁体を回転してその流
路を入口と出口に連通させると弁が開き、連通を遮断す
ると弁が閉じる。その球状弁体は弁本体に取付けられた
ステムの回転駆動を受け、ステムは手動又は自動で回転
する。ステムと球状本体はステムの下端に設けた係合片
を球状弁体の上部球面に設けた係合溝に、入して相互に
連結するが、実開昭６２−１１４２７７号に示すよう
に、従来の係合片は平行な二面を持つ扇形板体であり、
係合溝は係合片の平行な二面と同じ幅の平行な二面を持
つ扇形溝であり、相互に平面接触をしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 第４図に実線で示すように、ボール弁のステム30と球状
弁体20が常に同軸であれば、問題はないが、鎖線で示す
ように、製作及び組立時の誤差によってステムの軸心Ａ
１と球状弁体の軸心Ａ２がずれると、ステムが横方向に
こじられて回転摩擦が貯しく大きくなるだけでなく、球
状弁体20が振れ回るため球状弁体を受けるシートにも無
理な力が加わり、シートの耐久性が低下する。又、第５
図に実線で示すように、製作組立時にステム30と球状弁
体20の軸が同軸であっても、鎖線で示すように、弁を閉
じたときの流体圧ｐによって球状弁体20が流れ方向へ押
されると、ステム30と球状弁体20の回転軸Ａ１、Ａ２が
ずれる。この状態で弁を開くためにステム30を回転させ
ると、第４図の鎖線で示す状態になり、ステムが横方向
にこじれ、弁開閉の所要トルクが大幅に増大する。

このように、従来のボール弁はステム30のこじれのた
め、弁開閉に余分のトルクが必要になるという問題があ
った。特に、自動弁の場合は所要トルクが大きくなる
と、駆動部が大きくなってコストが著しくなるという問
題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは、ステムと球状弁体の回転
軸がずれても、弁を開閉するトルクが著しく大きくなっ
たり、シートの耐久性が低下したりしないボール弁を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明が採用する手段は、ス
テム下端の係合片を球状弁体の上部球面に係合溝に 着
してステムと球状弁体を連結する方式のボール弁におい
て、相互に接触する係合片の長手方向に延びる二つの接
触面を断面において外側にふくらむ円弧状に形成し、係
合溝の長手方向に延びる二つの接触面を平行な平面に形
成したことにある。

［作用］ ボール弁を組立てたとき、誤差のためにステムの軸心と
球状弁体の軸心がずれても、又は、弁開時にステムの軸
心と一致していた球状弁体の軸心が弁閉止時に流体圧に
よってずれても、係合片と係合溝は平面と円弧面の線接
触であるから、相互に容易に滑ることができる。したが
って、ステムが球状弁体によって横方向にこじられるこ
とも、球状弁体がステムによって振り回されることもな
い。又、弁開閉に必要なトルクはステムと球状弁体の軸
心が一致するときとほとんど変らない。

［実施例］ 本発明のボール弁を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。第１図及び第２図に示すように、ボール弁の弁本体
10は本体部11とフランジ部12をボトル13とナット14で結
合したものであり、本体部11とフランジ部12には流体の
入口と出口が設けられる。弁本体10内部の入口と出口の
間に球状弁体20がシート15を介して回転可能に配置され
る。球状弁体20の上部球面には係合溝22が設けられ、そ
の係合溝にステム30の下端に設けられた係合片32が内嵌
される。ステム30は軸受34を介して本体部11に回転自在
に支持され、図示していないが、手動ハンドル又は自動
駆動装置によって回転駆動される。係合片32はステム30
の軸心に直交して延長する偏平な扇形体であり、その偏
平な二つの接触面33、33は長手方向の中心に関して対称
な円弧面に形成される。係合溝22は係合片32の偏平な二
接触面間の幅に等しいかそれよりもわずかに広い幅の平
行な二平面の接触面23、23を持つ偏平な扇形溝である。
係合溝22に係合片32が 着したとき、平面状の二接触面
面23、23と円弧状の二接触面33、33は相互に線状接触を
する。

第３図に示すように、製作組立時の誤差により、球状弁
体20の軸心Ａ２のステム30の軸心Ａ２に対して傾斜す
る。しかし、係合溝22の二接触面23は係合片32の二接触
面33上を転がるようにして傾き、球状弁体20の軸心Ａ２
は係合片32の中央においてステム30の軸心Ａ１と交差す
るから、球状弁体20が傾いてもステム30が横方向にこじ
られることはない。又、この状態でステム30を回転して
も、係合溝22の平面状接触面23は係合片32の円弧状接触
面33に沿って滑がることができるから、球状弁体30は振
り回されることなく、したがって、ステム30の回転抵抗
は球状弁体20の軸心がずれていないときに比べてそれ程
大きくはなく、シートに無理な力が作用することも少な
いといえる。

第５図に示すように、弁閉時に流体圧によって球状弁体
20の軸Ａ２はステム30の軸Ａ１からずれる。そこでステ
ム30を回転すると、第３図と同じ状態になるから、ステ
ム30がこじれたり、球状弁体20がステム30に振り回され
たりすることはない。

［発明の効果］ 上記のとおり、本発明のボール弁はステムの係合弁と球
状弁体の係合溝が、従来の相互に平面接触していたもの
とは異なり、滑りやすい平面と円弧面の線接触であるか
ら、製作組立誤差や流体圧によって球状弁体がステムの
軸心に対してずれても、ステムが横方向にこじられるこ
とはなく、又、球状弁体がステムの軸心に対してずれた
状態でステムを回転しても、球状弁体は振り回されるこ
となくその軸心を中心に回動する。したがって、ステム
と球状弁体の軸心にずれがあっても、ステムの所要回転
トルクが大幅に大きくなったり、シートに無理な力が作
用して耐久性を低下させたりするおそれはないという優
れた効果が得られる。

特に、自動弁の場合は、これまで球状弁体のステムの軸
心に対するずれを考慮して比較的大型の高価な駆動部を
設けていたが、本発明によって駆動部を小さくて安価な
ものに変更することができるので、コストが大幅に低下
するという格別の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例のボール弁の断面
図であり、第１図は弁開時、第２図は弁閉時の状態をそ
れぞれ示す。 第３図は球状弁体がずれた状態を誇張して示す略図、 第４図は従来のボール弁の球状弁体が流体圧によってず
れた状態を誇張して示す略図、 第５図は従来のステムがこじられる状態を誇張して示す
略図である。 図において、符号10は弁本体、20は球状弁体、22は係合
溝、23は接触面、30はステム、32は係合片、33は接触面
をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体(10)と、前記弁本体に回転可能に内
   設された球状弁体(20)と、前記弁本体の上部球面に軸受
   されたステム(30)とを備え、前記ステムの下端に一体に
   形成された係合片(32)を前記球状弁体の上部球面に設け
   た係合溝(22)に内嵌して前記ステムにより前記球状弁体
   を回転させるボール弁において、前記係合片の長手方向
   に延びる二つの接触面(33)を横断面が外方にふくらんだ
   円弧状に形成し、前記係合溝の長手方向に延びる二つの
   接触面(23)を平行な平面に形成してそれぞれが線接触す
   るようにしたことを特徴してなるボール弁。