JP2006336836A - 球体バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】球体バルブのシール性向上を図る。
【解決手段】弁座５を有する弁室２と、弁室２に設けられた回動自在な鋼球６と、弁座５と鋼球６を介して対向するスピンドル１とを備えた球体バルブＢにおいて、鋼球６とスピンドル１との間に、鋼球６の当接面を平坦面、または、凹部面に形成した座金２０を設け、スピンドル１の端面と座金２０のスピンドル１側の当接面との間を滑動自在にする。
【選択図】図１

Description

この発明は、アキュムレータ等に用いられる球体バルブに関するものである。

アキュムレータには、気体室内の窒素ガスを外部に開放するための、球体バルブが設けられている。このバルブは、図８に示す様に、スピンドル１００を閉弁方向に回転させ、弁室１０２内の押圧部１０４を弁座１０５側に向って移動させると、鋼球１０６は前記押圧部１０４に押圧されて回動しながら、弁座１０５に当接する。更にスピンドル１００を同方向に回転させると、鋼球１０６は弁座１０５に強く押し付けられ、閉弁状態となる。

従来例では、弁座１０５とスピンドル１００が機械加工されるため、両者の同芯度が確保されていないことがあるが、この場合には、次のような問題が発生する。
スピンドル１００を閉弁方向に回転させ、弁室１０２内の鋼球１０６を弁座１０５に軽く押し付けると、円柱状の押圧部１０４が鋼球１０６より硬度が低いため、該押圧部１０４の先端面には鋼球１０６による窪み１０７が発生する。

シール性を確保するために、更にスピンドル１００を閉弁方向に回転させ、鋼球１０６を強く弁座１０５に押し付けると、図８の鎖線で示されている鋼球１０６は、押圧部１０４の窪み１０７に追従する動きとなるため、該鋼球１０６と弁座１０５の中心は、ずれてしまい、鋼球１０６は図８の実線で示す状態になる。

即ち、鋼球１０６の中心軸１０６ｐは、スピンドル１００の中心軸１００ｐとは一致するが、弁座１０５の中心軸１０５ｐとは一致しない。そのため、弁である鋼球１０６と弁座1０５との間に隙間ｔが発生し、流体入口１０８の流体Ｒは弁座１０５を通り流体出口１１０に漏出する。このように、シール漏れが発生するため、従来例は、弁として致命的な欠陥を含んでいる。

この発明は、上記事情に鑑み、シール性の向上を図ることを目的とする。

この発明は、弁座を有する弁室と、該弁室に設けられた回動自在な球体と、前記弁座と前記球体を介して対向し、該球体を押圧して着座させるスピンドルと、を備えた球体バルブにおいて；前記球体とスピンドルとの間に、芯合わせ部材を設けたことを特徴とする。

この発明の芯合わせ部材が、スピンドルの押圧部に当接する平滑面と、球体に当接する受圧面と、を備えていることを特徴とする。この発明の芯合わせ部材が、平板、又は、座金であることを特徴とする。この発明の弁座の受圧面に球体当接凹部を設けたことを特徴とする。この発明の球体が、鋼球であることを特徴とする。

この発明は、球体とスピンドルとの間に、芯合わせ部材を設けたので、着座時における弁座と球体の軸心は常に一致する。そのため、シール漏れが発生することはない。

この発明の第１実施の形態を図１から図４により説明する。
この実施の形態に示す球体バルブは、高圧用球体バルブ、例えば、アキュムレータ用の球体バルブＢである。
断面円形状の弁室２の一端には、弁座５が設けられ、その他端にはスピンドル１の押圧部４が挿入されている。

弁座５は、流体入口１０を介してアキュムレータの気体室（図示省略）に連通している。前記押圧部４の外周面にはおねじ部が形成され、このおねじ部は弁室２の内周面に形成されためねじ部２ａと螺合している。押圧部４の後端面は、ストッパ３に係止されている。

弁室２内には、球体、例えば、鋼球６が回動自在に収容されている。この鋼球６と前記押圧部４の先端面４ａとの間には、芯合わせ部材、例えば、座金２０が配設されている。

この座金２０は、鋼球６の変形を防止するため、該鋼球６の硬度より低い硬度の材料、例えば、前記押圧部４と同一材料、により形成されている。この座金２０の中央部には、貫通穴２０ｃが設けられているので、該座金２０は、全体として円環状になっている。

座金２０の厚さＴ（軸方向の長さ）は、厚く、例えば、鋼球６の直径Ｄの１／５であり、又、その外径Ｌは、鋼球６の直径Ｄよりも長く形成されている。座金２０の形状、大きさ等は、前記に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択される。

座金２０の後面は、平滑面２０ａであり、押圧部４の平滑な先端面４ａと当接している。座金２０の前面は、鋼球６に当接する受圧面２０ｂであり、その中央部には、球体当接凹部２０ｄが設けられている。この凹部２０ｄは、鋼球６の外形に対応する球面状の凹部である。

次に、本実施の形態の作動について説明する。
図１に示す開弁状態の球体バルブＢでは、弁座５の中心軸５ｐは、スピンドル１の中心軸１ｐとも、又、鋼球６の中心軸６ｐとも一致していない。

ハンドル１ａを矢印Ａ１方向に回すと、押圧部４が弁座５に向かって移動すると共に、座金２０も押圧部４に押されて同方向に移動する。そのため、鋼球６は、図２に示すように、弁座５と座金２０の球体当接凹部２０ｄに当接し保持される。この時、弁座５の中心軸５ｐは、鋼球６の中心軸６ｐと一致しており、又、スピンドル１の中心軸１ｐとは一致していない。

シール性を確保するため、スピンドル１を更に同方向に回転させると、鋼球６と座金２０は、弁座５に対し同心を保ちながら移動して、図３の点線で示す状態から実線で示す状態となる。そのため、鋼球６は弁座５に密着し、閉弁状体となるので、流体Ｒの流体入口１０から流体出口１１への排出は、完全に停止される。

この時、座金２０とスピンドル１の押圧部４は、同心でない動きとなるが、スピンドル１は平面による回転運動なので、該座金２０の平滑面２０ａは押圧部４の平滑な先端面４ａ上を滑りながら微動する。そのため、弁座５の中心軸５ｐと鋼球６の中心軸６ｐとが一致する状態を維持できるので、シール漏れが発生することはない。

この発明の第２実施の形態を図５、図６により説明するが、図１〜図４と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と前記第１実施の形態との相違点は、次の通りである。
（１）家庭用及び一般産業用機器等に用いる、低圧用の球体バルブであること。
（２）座金３０の受圧面３０ｂに設けた球体当接凹部３０ｄが、省略されており、鋼球６は、貫通穴３０ｃの周縁部に圧着されること。

（３）座金３０の厚さＴ１は、薄く、例えば、鋼球６の直径Ｄ１の１／１０であること。
（４）座金３０の外径Ｌ１が、鋼球６の直径Ｄ１より小さく、例えば、Ｌ１＝０．８Ｄ１であること。

この発明の第３実施の形態を図７により説明するが、図１〜図４と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態と第１実施の形態との相違点は、次の通りである。
（１）芯合わせ部材として、座金の代わりに、正方形の板体４０が用いられること。この板体４０の一辺の長さＬ２が、鋼球６の直径Ｄ２と同一長さであるが、その長さは必要に応じて適宜選択することができる。
（２）板体４０の厚さＴ２は鋼球６の直径Ｄ２の１／１０であること。この厚さＴ２は必要に応じて適宜変更することができる。

（３）貫通穴が存在せず、受圧面４０ｂに鋼球６が圧接されると、図７の点線で示す鋼球６が実線の状態となり、圧接部分に窪み４０ｄが発生し、該窪み部分が球体当接凹部４０ｄとなる。

本発明の第１実施の形態を示す縦断面図で、開弁状態を示す図である。 図２と異なる状態を示す縦断面図で、球体が着座した状態を示す図ある。 図２と異なる状態を示す縦断面図で、閉弁状体を示す図である。 図３の要部拡大図である。 本発明の第２実施の形態を示す縦断面図で、図６の要部拡大図である。 本発明の第２実施の形態を示す縦断面図である。 本発明の第３実施の形態を示す縦断面図で、図４に対応する図である。 従来例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ スピンドル
１ｐ 中心軸
２ 弁室
４ 押圧部
５ 弁座
６ 鋼球
２０ 座金
２０ａ 平滑面
２０ｂ 受圧面
２０ｃ 貫通穴
２０ｄ 球体当接凹部
Ｂ 球体バルブ

Claims (5)

1. 弁座を有する弁室と、該弁室に設けられた回動自在な球体と、前記弁座と前記球体を介して対向し、該球体を押圧して着座させるスピンドルと、を備えた球体バルブにおいて；
   前記球体とスピンドルとの間に、芯合わせ部材を設けたことを特徴とする球体バルブ。
2. 芯合わせ部材が、スピンドルの押圧部に当接する平滑面と、球体に当接する受圧面と、を備えていることを特徴とする請求項1記載の球体バルブ。
3. 芯合わせ部材が、平板、又は、座金であることを特徴とする請求項１、又は、２記載の球体バルブ。
4. 座金の受圧面に、球体当接凹部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の球体バルブ。
5. 球体が、鋼球であることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載の球体バルブ。

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