JPH08247332A

JPH08247332A - 弁装置

Info

Publication number: JPH08247332A
Application number: JP5567495A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ando; 昌幸安藤
Original assignee: Taimei Kinzoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taimei Kinzoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-09-27
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2796699B2

Abstract

(57)【要約】【目的】開閉の操作性が良く全閉時の閉止能力が大き
く逆流を確実に防止すると共に、緊急時の遮断及び通常
時の流量調節の双方に使用することが出来る。【構成】弁座７と、一端が回動可能に軸支された弁子
９とを有する弁装置１において、流路の方向４０に対し
て垂直に移動し弁子９を回動させる操作棒１８と、操作
棒１８の流路側の一端に設けられた第１ピン２４と弁子
９の背面側に設けられた第２ピン２５とを連結するリン
ク２３とを備え、これら二つのピンの各々で操作棒１８
とリンク２３及びリンク２３と弁子９とは回動可能に設
けられ、弁子９を弁座７に密着させたとき、第１ピン２
４は、第２ピン２５を通り流路の方向４０と平行な線に
対して操作棒１８の操作側と反対の側に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流路に設けられ
る弁装置の構造に係り、緊急時及び通常時の双方に使用
することが出来ると共に、流体の流れを遮断し又は調節
する機能を有する弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体流路の途中に設けられる弁に
は各種のものが知られている。図５に示すものは、所謂
玉型弁（グローブバルブ）４３であって、一般に球状の
弁箱をもち、流体入口４６と流体出口４７の中心線が一
直線上にあり、弁子９は流体入口４６と流体出口４７の
中心線に垂直な方向に移動し弁座７に接離し、流体の流
れ流路３９ａから流路３９ｂに流れるＳ字状となる弁で
ある。流体の流れに正面から抵抗して流れを止める形式
の弁である。この弁の長所は、閉止能力がよい、絞った
状態で使用できるので流量の調整が出来る、小さなサイ
ズのものも製作可能である等であるが、構造上大きな操
作トルクが必要で、従って大きなサイズに適さず、流体
抵抗が大きい等の短所もある。

【０００３】図６は、仕切弁（ゲートバルブ）４４であ
って、配管の流れを仕切る弁として典型的なものであ
る。この弁は、一般的に流れに対して、上から円板状の
弁子９が降りてきて弁座７に当接して流路３９ａ、３９
ｂを塞ぎ、全開か全閉即ちＯＮ−ＯＦＦ用の弁である。
この弁の長所は、全開時の流体抵抗がきわめて小さい、
構造的に大口径のサイズも製作出来る、開閉トルクが玉
形弁より小さくてすむ等であるが、中開きの状態では、
弁子９の裏側に流体の渦が生じて流体抵抗が増大し、更
に振動や摩耗を起こすため、流れの調節には不適であ
る、構造上、開閉のストロークが大きくなり、開閉時間
が増大し、急速開閉には不適である、小口径の場合は製
作困難である等の短所もある。

【０００４】図７は、逆止め弁（チャックバルブ）４５
である。弁子９が流体の背圧による流路３９ｂから流路
３９ａへの逆流圧を受けて弁座７に当接して流体の逆流
を防止するように作動する弁で、自動的に且つ速やかに
逆流を防止する弁である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上三つの弁は、それ
ぞれ上記のような機能と長所、短所を持っているが、従
来これら三つの弁の機能と長所を合わせ持った弁は存在
しなかった。

【０００６】本発明の目的は、上記玉形弁、仕切弁及び
逆止弁の機能、長所、即ち、緊急時の遮断及び通常時の
流量調節の双方に使用することが出来と共に、逆流を確
実に防止し、且つ開閉操作性が良く、全開時の流体抵抗
が小で、全閉時の閉止能力が大きく、各種サイズが経済
的に製作可能な弁装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、流体の流路に設けられた弁座と、一端が
回動可能に軸支されて前記弁座に接離する弁子とを有
し、前記流体の流れを遮断し又は調節する弁装置におい
て、前記弁子を前記一端の周りに回動させる操作棒と、
該操作棒の流路側の一端に設けられた第１の支軸と前記
弁子の前記弁座に接離する側と反対の背面側に設けられ
た第２の支軸とを連結する連結材とを備え、これら二つ
の支軸の各々で前記操作棒と前記連結材及び該連結材と
前記弁子とは回動可能に設けられ、前記操作棒の前記流
路側への移動操作によって前記弁子を回動させ前記弁座
に密着させたとき、前記第１の支軸は、前記第２の支軸
を通り前記流路の方向と平行な線に対して前記操作棒の
操作側と反対の側に位置しているものである。

【０００８】更に、上記発明において、前記操作棒は、
前記流路の方向に対して垂直に移動するものである。

【０００９】そして、上記いずれかの発明において、前
記弁装置の本体の操作棒のある側と対面する内側壁形状
は、前記流路の方向に平行であることである。

【００１０】

【作用】上記構成により、本発明の弁装置は、弁子を一
端の周りに回動させる操作棒と、第１の支軸と第２の支
軸とを連結する連結材とを備え、これら二つの支軸の各
々で回動可能に設けられ、弁子を弁座に密着させたと
き、第１の支軸は、第２の支軸を通り流路の方向と平行
な線に対して操作棒の操作側と反対の側に位置している
ものであるので、弁装置が全開の時には流体は抵抗なく
流れる。操作棒の流路側への移動操作によって弁子は流
路を除々に塞ぎ、流体の流れを調節する。弁子は、その
一端が回動可能に軸支されているので、操作棒の移動操
作と共に回動し、流路の流体の流れを絞るように作用す
る。更に操作棒の移動操作によって弁子は、弁座の開口
面に当接し密着する。この時、第１の支軸は、第２の支
軸を通り流路の方向と平行な線に対して操作棒の操作側
と反対の側に位置しているので、何らかの原因で当初の
流体の流れ方向とは逆の方向に流れようとしても、この
逆流によって弁子に加わった力は、第２の支軸から第１
の支軸の向きに加わり、その力の操作棒の移動操作方向
の分力は、操作棒を流路側に引き込む方向に加わり、例
え操作棒を移動操作する力が無くなっても、操作棒は弁
子を弁座から離れような移動方向に移動することがなく
逆流を確実に防止する。一方、流体の動圧に抗して弁子
を弁座に押圧することが出来るので、この弁装置を順流
と逆流とを区別せずに流路に取り付けることが出来る。

【００１１】更に、上記発明において、操作棒は、流路
の方向に対して垂直に移動するものであるので、上記発
明の作用に加え、弁装置の作動が確実であると共に、弁
装置の製作が容易で経済的である。

【００１２】そして、上記いずれかの発明において、前
記弁装置の本体の操作棒のある側と対面する内側壁形状
は、前記流路の方向に平行であるので、内側壁には流体
中の浮遊異物が堆積せず、弁子と弁座の密着を阻害しな
い。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の弁装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明に係る弁装置の実施例を示
し、弁子が弁座に密着して、流体の流れを遮断した状態
の断面図、図２は図１の弁装置の実施例において、弁子
が弁座から離れて全開した状態の断面図、図３は図１の
弁装置の実施例において、弁子が弁座から離れて半開し
た状態の断面図、図４は本実施例の作用を説明する要部
断面図、を各々示す。尚、図１〜４において、同一の構
造、作用部分には同一の参照番号を付けている。

【００１４】図１〜３において、本発明に係る実施例の
弁装置１は、流体の流路３９ａ〜３９ｃに設けられた弁
座７と、一端１０が回動可能に軸支されて弁座７に接離
する平板状の弁子９とを有し、流体の流れを遮断し又は
調節するもので、流路の方向４０に対して垂直に移動し
弁子９を一端１０の周りに回動させる操作棒１８と、こ
の操作棒１８の流路側の一端１９に設けられた第１の支
軸である第１ピン２４と弁子９の弁座７に接離する側と
反対の背面側１１に設けられた第２の支軸である第２ピ
ン２５とを連結する連結材であるリンク２３とを備えて
いる。

【００１５】これら二つの支軸２４、２５の各々で操作
棒１８と連結材２３及び連結材２３と弁子９とは回動可
能に設けられ、操作棒１８の流路側への移動操作によっ
て弁子９を回動させ弁座７に密着させたとき、第１の支
軸２４は、第２の支軸２５を通り流路の方向４０と平行
な線４１に対して操作棒１８の操作側と反対の側に位置
しているものである。そして、弁装置の本体２の操作棒
１８のある側と対面する内側壁５の形状は、流路の方向
４０に平行である。

【００１６】更に、本実施例の弁装置１は、流路３９ｃ
を形成する空間部を有する弁装置の本体２と、この空間
部の両側に流路３９ａ、３９ｂを形成するパイプ３、３
が接続されている。本体２の空間部の両側には、段部
４、４が設けられ、その片方の段部４には弁座７が嵌入
固定されている。本体２の流路３９ａ〜３９ｃに垂直な
方向が開口しており、この本体２の開口した部分にカバ
ー３１がＯリング３７を介して密封するように嵌合さ
れ、止めねじ３２によって本体２とカバー３１は固定さ
れている。

【００１７】操作棒１８は、カバー３１によりＯリング
３６を介して流路の方向４０に対して垂直に移動可能に
支持され流体の漏洩が防止される。更に、操作棒１８
は、カバー３１によって垂直移動方向と直角方向に力が
加わっても流路の方向４０に平行な方向への揺動を規制
され、操作棒１８自体の剛性もこの揺動を防止するよう
に高められて形成されている。Ｏリング３６、３７は、
流路の流体の種類、圧力及び温度等の条件により適宜選
定される。

【００１８】操作棒１８の設計は、流体の種類、温度及
び圧力等によって行われるが、操作棒１８の垂直方向の
操作力は、例えば、流体圧２５０ｍｍＡｑ、流路３９
ａ、３９ｂの径７５Ａの場合、約１．１ｋｇｆとなり比
較的小さい。従って、比較的硬い硬質ポリエチレン等の
合成樹脂、ステンレス、表面処理した鋼材等適宜用い、
十分な強度を有するように設計する。

【００１９】カバー３１には、シリンダー２７が密着、
固定され、このシリンダー２７内を操作棒１８の他端側
２０に固定されたピストン３０がＯリング３５を介して
作動流体の入出に伴って摺動し、弁子９を回動させる。
シリンダー２７の一端側２７ａにはピストン３０を流路
３９ｃ側に移動操作させる作動流体の入口２８が設けら
れ、他端側２７ｂには上記ピストン３０の移動に伴い作
動流体が流出する出口２９が設けられている。ピストン
３０が流路３９ｃ側と反対側に移動操作される際には、
上記作動流体の入口２８は出口に、作動流体の出口２９
は入口になる。

【００２０】操作棒１８の流路３９ｃ側の一端１９の第
１ピン２４と弁子９の背面側１１のブラケット１４に設
けられた第２ピン２５との間にはリンク２３がどちらの
ピンに対しても回動可能に設けられているが、第１ピン
２４は操作棒１８とリンク２３のどちらに固定されても
良く、或いは両方に摺動可能に設けられても良い。同様
に第２ピン２５もブラケット１４とリンク２３のどちら
に固定されても良く、或いは両方に摺動可能に設けられ
ても良い。リンク２３の材質は、流体の種類、温度及び
圧力等によって適宜選定されるが、比較的硬い硬質ポリ
エチレン等の合成樹脂、ステンレス、表面処理した鋼材
等が使用される。

【００２１】弁子９は、弁座７に密着するディスク１２
と、このディスク１２を固着した基体１３からなり、基
体１３の一端１０とカバー３１に固定されたブラケット
３３との間に設けられた固定支軸１６によって回動可能
に軸支される。基体１３は、ディスク１２を支え、剛性
の大きい材質、例えば硬質ポリエチレン、ステンレス、
その他の金属等で形成される。ディスク１２は、シリコ
ンゴム等の合成ゴムやテフロン等のシール性を有する弾
性材料が焼き付け接着その他の手段により固着されてい
る。弁子９のシール性を有する弾性材料は、弁子９側に
設けられる替わりに弁座７側に設けられても良い。

【００２２】本実施例の弁装置１の本体２、パイプ３
は、比較的硬い硬質ポリエチレン等の合成樹脂、ステン
レス、表面処理した鋼材等適宜用いることが出来る。

【００２３】以上の構成を有する本実施例の弁装置１
は、次のように作用する。即ち、図２において、最初に
弁装置１が、全開状態の場合は、弁子９は流体の流れに
対し、平行に位置した状態に配置され、流体は流路３９
ａ側から流路３９ｂ側へ抵抗が非常に少ない状態で流れ
る。次に、流体の流れを調節する場合には、シリンダ２
７の入口２８から作動流体を供給するとピストン３０が
下がり、操作棒１８を図２の下方に移動させる。弁子９
の他端１５が流路３９ｃに差し掛かった状態から、流路
の抵抗は増加し始め、流量調節が始まる。更に、操作棒
１８を下方に移動させると、図３に示すように、弁装置
１は半開の状態になり、この状態では流体の流れはかな
り絞られているが、流路３９ａ〜３９ｃの抵抗は比較的
小さい。

【００２４】更に、操作棒１８を押し下げると、弁子９
の一端に設けられた固定支軸１６を中心に回動し、弁子
９のディスク１２が弁座７に当接し密着する。しかし、
この時の第１ピン２４の中心は、第２ピン２５の中心を
通り流路の方向４０と平行な線４１に対して、図１の上
側乃至平行な線４１上に位置する（この状態の図示はな
い）。更に、操作棒１８を押し下げると、図１に示すよ
うに、第１ピン２４は、流路の方向４０と平行な線４１
を越えて平行な線４１の下側に位置するようになり、弁
子９は弁座７に密着する。この状態は、弁子９が弁座７
に増し締め密着し、謂わばロックされた状態である。

【００２５】図４は、図１の要部断面図である。この状
態は、第１ピン２４の中心が、操作棒１８の中心軸２１
と第２ピンの中心を通る流路の方向４０と平行な線４１
との交点４２よりも下側にある。もし何らかの原因で、
図１に示した流路３９ａ、３９ｃ側の圧力よりも、流路
３９ｂ側の圧力の方が高くなった場合、この圧力差に基
づく弁子９に加わる力は、第２ピン２５の中心から第１
ピン２４の中心方向に加わる力Ｆとなり、平行な線４１
の方向の分力Ｆｈは、操作棒１８を図の水平方向に移動
させる力となるが、先に述べた構造により第１ピンの位
置は移動しない。

【００２６】一方、操作棒１８の中心軸２１方向の分力
Ｆｖは、操作棒１８を図４の下方に押し下げるように働
くが、第１ピンの位置は、リンク２３、弁子９を介して
図１に示した固定支軸１６で支えられて動かず、従っ
て、弁子９と弁座７の密着は、保持され逆流を防止す
る。この際、操作棒１８に、第１ピン２４が流路の方向
と平行な線４１を越えた位置で弁子９が弁座７に密着す
る下限用のストッパー、例えば、図１〜３に示すよう
に、操作棒１８に形成された段部２２が、カバーで３１
の上面に当接して操作棒１８の下降を止める等のストッ
パーを付けておけば更に好ましい。

【００２７】従来技術の弁装置では、全閉時に弁子と弁
座の面圧を維持するために、操作棒にねじ等の駆動部を
装備したり、スプリングを弁装置本体内部に装備しなけ
ればならなかったが、本実施例の弁装置１によれば、単
純なリンク機構により、弁子と弁座の面圧が維持出来
る。又、上記実施例の弁装置１においては、操作棒１８
の移動操作を複動式のシリンダー及びピストンを使用す
ることにより操作しており、弁装置１の全閉時の操作棒
１８の固定装置は特に設けなくてもよい。そして、操作
棒１８の移動が、シリンダーとピストンとの間の移動で
あるので、複雑なねじ機構を用いず、速やかに操作出来
ると共に、スプリング力に頼る構造にする必要は無いの
で駆動装置が単純で故障が少ない。更に、上記実施例の
弁装置１においては、操作棒１８の移動操作に複動式の
シリンダー及びピストンを使用しているが、例え作動流
体の圧力がさがっても、又は無くなっても、先に述べた
リンク機構により、全閉時の弁子と弁座の面圧が維持出
来るものである。

【００２８】本実施例の弁装置１は、流体が流路３９ｂ
側から流路３９ａ側に流れている場合、操作棒１８を移
動することにより弁子９は、流体の流れを押さえる働き
をし、図６の従来の玉形弁４３の働きをする。更に、弁
子９が徐々に弁座７に回動、接近し、当接後密着して流
路を遮断するので、図６の従来の仕切弁４４と同じ働き
をする。更に、図７の従来の逆止め弁４５と同じ働きを
する。従って、本実施例の弁装置１は、従来の玉形弁、
仕切弁及び逆止め弁の機能を持つと共に、弁子９の増し
締めの機能を持つ。

【００２９】又、本実施例の弁装置１は、流体が流路３
９ｂ側から流路３９ａ側に流れる場合と、流体が流路３
９ａ側から流路３９ｂ側に流れる場合との両方の流体の
流れに使用することが出来、どちらの場合も弁装置１の
全閉時の閉止能力が大きい。

【００３０】本発明の実施例において、弁装置の本体２
の下部内側壁５の形状は、流路の方向４０に沿って直線
状であるので、弁装置の本体２の内側壁５近傍の流体
は、絶えず流路の方向に流れ、流体中の浮遊異物が堆積
せず、弁子９と弁座７の密着を阻害しない。

【００３１】

【発明の効果】本発明の弁装置によれば、弁子を一端の
周りに回動させる操作棒と、第１の支軸と第２の支軸と
を連結する連結材とを備え、これら二つの支軸の各々で
回動可能に設けられ、弁子を弁座に密着させたとき、第
１の支軸は、第２の支軸を通り流路の方向と平行な線に
対して操作棒の操作側と反対の側に位置しているもので
あるので、操作棒の移動操作を行なう力が無くなっても
逆流を確実に防止する。一方、流体の動圧に抗して弁子
を弁座に密着させることが出来、この弁装置を順流と逆
流を区別せずに流路に取り付けることが出来る。更に、
緊急時の遮断及び通常時の流量調整の双方に使用するこ
とが出来、且つ開閉操作性が良く、全開時の流体抵抗が
小で、閉止能力が大きい。

【００３２】更に、上記発明において、操作棒は、流路
の方向に対して垂直に移動するものであるので、上記発
明の効果に加え、弁装置の作動が確実であると共に、弁
装置の製作が容易で経済的である。

【００３３】そして、上記いずれかの発明において、弁
装置の本体の操作棒のある側と対面する内側壁形状は、
流路の方向に平行であるので、内側壁には流体中の浮遊
異物が堆積せず、弁子と弁座の密着を阻害しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弁装置の実施例を示し、弁子が弁
座に密着して、流体の流れを遮断した状態の断面図であ
る。

【図２】図１の弁装置の実施例において、弁子が弁座か
ら離れて全開した状態の断面図である。

【図３】図１の弁装置の実施例において、弁子が弁座か
ら離れて半開した状態の断面図である。

【図４】本実施例の作用を説明する要部断面図である。

【図５】従来技術に係る玉形弁を示す断面図である。

【図６】従来技術に係る仕切弁を示す断面図である。

【図７】従来技術に係る逆止め弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１弁装置５内側壁７弁座９弁子１０一端１１背面側１８操作棒１９一端２３リンク（連結材）２４第１ピン（第１の支軸）２５第２ピン（第２の支軸）３９ａ、３９ｂ、３９ｃ流路４０流路の方向４１平行な線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の流路に設けられた弁座と、一端が
回動可能に軸支されて前記弁座に接離する弁子とを有
し、前記流体の流れを遮断し又は調節する弁装置におい
て、前記弁子を前記一端の周りに回動させる操作棒と、
該操作棒の流路側の一端に設けられた第１の支軸と前記
弁子の前記弁座に接離する側と反対の背面側に設けられ
た第２の支軸とを連結する連結材とを備え、これら二つ
の支軸の各々で前記操作棒と前記連結材及び該連結材と
前記弁子とは回動可能に設けられ、前記操作棒の前記流
路側への移動操作によって前記弁子を回動させ前記弁座
に密着させたとき、前記第１の支軸は、前記第２の支軸
を通り前記流路の方向と平行な線に対して前記操作棒の
操作側と反対の側に位置しているものであることを特徴
とする弁装置。
【請求項２】請求項１において、前記操作棒は、前記
流路の方向に対して垂直に移動するものであることを特
徴とする弁装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記弁装置の
本体の操作棒のある側と対面する内側壁形状は、前記流
路の方向に平行であることを特徴とする弁装置。