JP2754140B2 - バルブのシートリング構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブのシートリング
構造に関し、詳しくは、シートリテーナとアウターリン
グとの間にシートを保持し、このシートをボール、ジス
クなどの閉止部材の表面に当接させて閉止部材とシート
リテーナとの間をシールするようにしたボールバルブ、
ゲートバルブ等のバルブのシートリング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、ボールバルブにおけるシートリ
ング構造の従来例を示したもので、同図は、シートリテ
ーナとアウターリングとの間にボールシートを保持し、
このボールシートをボールの表面に当接させてボールと
シートリテーナとの間をシールするようにしたボールバ
ルブの部分断面図である。同図において、シートリテー
ナ１１の先端の段部１１ａに装着されたボールシート１
２がアウターリング１３の段部１３ａとの間で保持さ
れ、シートリテーナ１１の段部１１ｂに係止されたセッ
トリング１４をボルト１５でアウターリング１３に締付
けて、シートリテーナ１１、ボールシート１２及びアウ
ターリング１３を一体に組付けている。

【０００３】１６はボデー又はボデーキャップ（以下、
単にボデーと呼ぶ）、１７はボール、１８はばね、１９
及び２０はＯリングであって、ボールシート１２は、ば
ね１８の力と流体圧の作用によってボール１７の表面１
７ａに当接して、ボール１７とシートリテーナ１１との
間をシールする。この構造において、バルブが閉止さ
れ、図中、右側における上流側に高い圧力が加えられた
場合には、シートリテーナ１１におけるＯリング１９の
位置より左方の部分には、内径側に上流側の高い圧力が
加わり、一方、外径側にボデーキャビティー１６ａの低
い圧力が加わるため、その差圧がシートリテーナ１１を
外方に広げるように作用する。

【０００４】また、図４は、上記の例と同様に、シート
リテーナとアウターリングとの間にボールシートを保持
し、このボールシートをボールの表面に当接させてボー
ルとシートリテーナとの間をシールするようにしたボー
ルバルブの従来の他例を示す部分断面図である。同図に
おいて、シートリテーナ２１の先端の段部２１ａに装着
されたボールシート２２がアウターリング２３の段部２
３ａとの間で保持され、円周上の１個所に切断欠落部を
有する環状形のセットリング２４を、シートリテーナ２
１の外周段部２１ｂの中で切断欠落部の両端部を接近さ
せて又はその両端部を食い違えさせて重ねて圧縮縮径す
ることにより、アウターリング２３の内径部２３ｂに挿
入し、アウターリング２３の内径部２３ｂに形成した内
周溝２３ｃに臨ませ、その瞬発力で圧縮縮径状態を解除
させて、セットリング２４を内周溝２３ｃにはまり込ま
せると共にシートリテーナ２１の外周溝２１ｂの先端側
の側面２１ｃに係止させることにより装着している。

【０００５】２５はボデー又はボデーキャップ（以下、
単にボデーと呼ぶ）、２６はボール、２７はばね、２８
及び２９はＯリングであって、ボールシート２２はばね
２７の力と流体圧の作用によってボール２６の表面２６
ａに当接して、ボール２６のシートリテーナ２１との間
をシールする。この構造において、バルブが閉止され、
図中、右側における上流側に高い圧力が加えられた場合
には、シートリテーナ２１の図におけるＯリング２８の
位置より左方の部分には、内径側に上流側の高い圧力が
加わり、一方、外径側には、ボデーキャビティー２５ａ
の低い圧力が加わるため、その差圧がシートリテーナ２
１を外方に広げるように作用する。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】しかしながら、図３に示した従来例には、
次のような課題を有している。シートリテーナ１１又は
アウターリング１３がボデー１６の内径面１６ｂや１６
ｃに接触して支承されている部分は問題ないが、全く支
承されていない図３においてＨ２で示したシートリテー
ナ１１の部分は、大きな差圧を受けることになる。しか
もこの構造においては、セットリング１４の厚さとボル
ト１５の頭を収容しなければならないため、Ｈ２は大き
く、また、セットリング１４を係止させる段部１１ｂを
形成するために凹溝１１ｃを形成する必要があったり、
また、この部位の強度が不足し、シートリテーナ１１が
変形してシール性が阻害されたり、ボールシート１２の
保持が悪くて飛び出したりする問題が起きやすい。また
ボールシートを厚くするためにバルブ全体が大きくな
り、操作トルクが大きくなり、またシートリテーナを厚
くするため、バルブ全体が大きくなる等の課題を有して
いる。

【０００７】また、図４に示した従来の他例には、次の
ような課題を有している。シートリテーナ２１又はアウ
ターリング２３がボデー２５の内周面２５ｂや２５ｃに
接触して支承されている部分は問題ないが、全く支承さ
れていない図中においてＨ３で示したシートリテーナ２
１の外周段部２１ｂの部分は、長さ方向に対して広い段
部が形成されているので、この部分が大きな差圧を受け
ることになる。この構造では、Ｈ３が図３に示された例
におけるＨ２より短いが、上述のようにセットリング２
４を圧縮縮径してアウターリング２３の内径部２３ｂに
挿入するため、シートリテーナ２１に深くて長さ方向に
長い外周段部２１ｂを形成しなければならず、このた
め、シートリテーナ２１のＨ３の部分の肉厚が薄くな
る。このため、この部位の強度が不足し、シートリテー
ナ２１が変形してシール性が阻害されたり、ボールシー
ト２２の保持が悪くて飛び出したりする問題が起きやす
い。また、ボールシートを厚くするためにバルブ全体が
大きくなり、操作トルクが大きくなり、また、シートリ
テーナを厚くする必要があるため、バルブ全体が大きく
なる等の課題も有している。

【０００８】本発明は、上記のような従来の課題を解決
するために開発したもので、バルブのシートリング構造
における組立てや分解を容易にし、しかも、各部品を必
要限度のサイズに小さく製作することによりシートリン
グ構造のコンパクト化と耐久性を図ることを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は環形状のシートリテーナとアウターリング
との間に保持した環形状のシートを閉止部材の表面に当
接させて閉止部材とシートリテーナとの間をシールする
ように構成したバルブにおいて、上記したシートリテー
ナの外周面に凹状の外周溝を形成し、この外周溝内に
は、円周上に少なくとも１個所の切断欠落部を有する環
形状のセットリングを圧縮縮径した状態で埋入させると
共に、非圧縮状態でのセットリングをアウターリングの
内周面に形成した内周溝と上記したシートリテーナの外
周溝との両方に係合させ、上記したアウターリングをシ
ートリテーナに固着することによりシートを保持するよ
うにした。また、上記したアウターリングの外周面から
内周溝に通ずる複数個の貫通孔を半径方向に放射状に形
成するのが好ましい。更に、上記したセットリングの円
周上に２個所の切断欠落部を設けるのが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明は、シートリテーナの先端の段部にシー
トを装着し、外周面に形成した凹状の外周溝にセットリ
ングを組付け、このセットリングの切断欠落部を接近さ
せるようにセットリングを圧縮縮径しておいて、シート
にアウターリングを、その内周面がこのシートを覆うよ
うに被せて押し入れ、アウターリングの内周面に形成し
た内周溝にセットリングを臨ませてその弾発力で拡径さ
せて内周溝に装入し、セットリングがアウターリングの
内周溝とシートリテーナの外周溝の両方に同時に係合す
るようにする。

【００１１】このようにしてシートリテーナとアウター
リングとの間に保持されたシートは、その先端部が閉止
部材の表面に当接して、閉止部材とシートリテーナとの
間をシールする。この場合、シートを閉止部材に押し付
けるために、シートリテーナとアウターリングがばねの
力によって閉止部材の方向に押され、更に流体圧が押付
力として作用するようになっている。

【００１２】この構造では、シートリテーナは、外周面
のほとんどが直接又はアウターリングを介してボデー又
はボデーキャップの内周面で支承される構造にすること
ができ、組立て余裕とシートの圧縮余裕のための僅かな
距離だけ支承できないだけであるため、シートリテーナ
は、薄くても強度は十分であり、シートリテーナが変形
してシール性が阻害されたり、シートが飛び出したりす
ることがなく、シートリテーナを厚くする必要がないの
で、バルブをコンパクトに製作することができ、このこ
とが操作トルクの低下にもつながる。

【００１３】次に、アウターリングとシートリテーナと
の組付けを外す時には、アウターリングの外周面から内
周溝に通ずる複数個の放射状の貫通孔を用いて、スプリ
ングピンを打込むなどしてセットリングを圧縮縮径させ
ることにより、アウターリングの内周溝から出させて、
アウターリングをシートリテーナから抜き出すようにす
る。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明におけるバルブのシートリン
グ構造の一実施例であるボールバルブの部分断面図であ
る。同図において、１は環状形のシートリテーナであっ
て、このシートリテーナ１は、ボデー（又はボデーキャ
ップ）５とボール６との間に位置させ、２はアウターリ
ング、３はボールシート、４は環形状のセットリング、
７はばねであって、８及び９はＯリングである。ボール
シート３は、シートリテーナ１とアウターリング２との
間に保持され、このバルブの閉止部材であるボール６の
表面６ａに当接して、ボール６とシートリテーナ１との
間をシールするようになっている。

【００１５】シートリテーナ１の外周面１ａに凹形状の
外周溝１ｂが形成されており、図２に示すように円周上
の１個所（又は２個所）に切断欠落部４ａを有する環状
のセットリング４をこの外周溝１ｂに嵌めて、このセッ
トリング４を切断欠落部４ａの両端部を接近させるよう
に圧縮縮径すると、セットリング４は外周溝１ｂに完全
に埋入させることができる。このセットリング４を、圧
縮されてない状態でアウターリング２の内周面２ａに形
成された内周溝２ｂとシートリテーナ１の外周溝１ｂと
の両方に同時に係合させて、アウターリング２をシート
リテーナ１に固定し、ボールシート２を保持させてい
る。

【００１６】また、アウターリング２の外周面２ｃから
内周溝２ｂに通ずる、図１において破線で示した貫通孔
２ｄが、複数個半径方向に放射状に形成してある。

【００１７】次に、図１に示したこの実施例について、
その作用を説明する。シートリテーナ１の先端の段部１
ｃにボールシート３を装着し、外周面１ａに形成した外
周溝１ｂにセットリング４を組付け、このセットリング
４の切断欠落部４ａの両端部を接近させるようにセット
リング４を圧縮縮径しておいて、ボールシート３にアウ
ターリング２を、その内周面２ａがこのボールシート２
を覆うように被せて押し入れ、アウターリング２の内周
面２ａに形成した内周溝２ｂにセットリング４を臨ませ
てその弾発力で拡径させて内周溝２ｂに入らせ、セット
リング４がアウターリング２の内周溝２ｂとシートリテ
ーナ１の外周溝１ｂとの両方に同時に係合するようにす
る。この場合、シートリテーナ１の外周溝１ｂの両側の
外周面１ａはアウターリング２の内周面２ａに接触状態
で組み込まれている。

【００１８】このようにしてシートリテーナ１とアウタ
ーリング２との間に保持されたボールシート３は、その
先端部３ａがボール６の表面６ａに当接してボール６と
シートリテーナ１との間をシールする。なおこの場合、
ボールシート３をボール６に押し付けるために、アウタ
ーリング２がばね７の力によってボール６の方向に押さ
れており、更に流体圧が押圧力として作用する。

【００１９】この構造では、シートリテーナ１は、外周
面のほとんどが直接及びアウターリング２を介してボデ
ー５の内周面５ｂ及び５ａによって支承されている。図
のＨ１は組立て余裕とボールシート３の圧縮余裕のため
の透き間であって、この僅かな距離だけのＨ１の長さが
短いので、シートリテーナ１は薄肉であっても強度が十
分あり、シートリテーナ１が変形してシール性が阻害さ
れたり、ボールシート１が飛び出したりすることがな
く、シートリテーナ１を厚肉にする必要がないためバル
ブを小型に製作することができる。このことは、操作ト
ルクの低下にもつながる。

【００２０】次に、アウターリング２とシートリテーナ
１との組付けを外す時には、アウターリング２の外周面
２ｃから内周溝２ｂに通ずる複数個の放射状の貫通孔２
ｄを用いて、スプリングピンを打込むなどしてセットリ
ング４を圧縮縮径させて、アウターリング２の内周溝２
ｂから出すことにより、アウターリング２をシートリテ
ーナ１から抜き出す。

【００２１】

【発明の効果】以上のことから本発明によると、シート
リテーナが変形してシール性を阻害することがなく、シ
ートリングにおけるシートの保持が悪くて飛び出すこと
がなく、また、シートリテーナを薄肉にできるため、バ
ルブ全体をコンパクトに製作でき、ひいては操作トルク
を小さくすることができる。このため、本発明のバルブ
は、高性能で信頼性、耐久性が高く、経済性に優れたバ
ルブを提供することができる。シートリテーナの外周面
を外周溝の両側に設け、この両側の外周面をアウターリ
ングの内周面に嵌合接触させているから、本願の図１に
おけるＨ１に示すように、透き間を短かくしているの
で、シートリテーナが内側から受ける曲げ応力に対して
も強度を有し、シートリテーナは薄肉であっても強度が
十分にあり、シートリテーナが変形してシール性が阻害
されることはない。また、アウターリングの外周面から
内周溝に通ずる貫通孔を半径方向に放射状に形成したか
ら、シートリテーナの外周面とアウターリングの内周面
が嵌合接触していても、アウターリングとシートリテー
ナとの組付け状態から確実に外すことができる等の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるバルブのシートリング構造の一
実施例であるボールバルブの部分断面図である。

【図２】図１におけるセットリングを示した正面図であ
る。

【図３】従来例を示す部分断面図である。

【図４】他の従来例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ シートリテーナ １ａ 外周面 １ｂ 外周溝 ２ アウターリング ２ａ 内周面 ２ｂ 内周溝 ２ｃ 外周面 ２ｄ 貫通孔 ３ ボールシート ４ セットリング ４ａ 切断欠落部 ６ ボール（閉止部材）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環形状のシートリテーナとアウターリン
   グとの間に保持した環形状のシートを閉止部材の表面に
   当接させて閉止部材とシートリテーナとの間をシールす
   るように構成したバルブにおいて、上記シートリテーナ
   の外周面に凹状の外周溝を形成し、この外周溝内には、
   円周上に少なくとも１個所の切断欠落部を有する環形状
   のセットリングを圧縮縮径した状態で埋入させると共
   に、非圧縮状態でのセットリングをアウターリングの内
   周面に形成した内周溝と上記シートリテーナの外周溝と
   の両方に係合させ、上記アウターリングをシートリテー
   ナに固着することによりシートを保持し、上記シートリ
   テーナの外周面は、外周溝を跨いだ両側面に設けられて
   おり、このシートリテーナの両側面をアウターリングの
   内周全面に嵌合接触させ、更には、アウターリングの外
   周面から内周溝に通ずる貫通孔を半径方向に放射状に形
   成するようにしたことを特徴とするバルブのシートリン
   グ構造。
2. 【請求項２】 上記セットリングの円周上に２個所の切
   断欠落部を設けたことを特徴とする請求項１記載のバル
   ブのシートリング構造。