JP2010169195A - 弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁箱のリブの応力を十分に分散することができ、弁箱を鋳造する際、溶湯が胴部からリブに流れ込むときの湯流れ性が向上する弁を提供する。
【解決手段】内部に流体が流れる流路を有する円筒状の胴部１３と、弁体を収容する弁体収容部１５とが逆Ｔ形状に交差して形成された弁箱１１を有する仕切弁であって、胴部１３の外周面１３ａと弁体収容部１５の外面とが交差するコーナー部にリブ４０が設けられ、リブ４０は第１のリブ体４１と第２のリブ体４２とを有し、第１のリブ体４１は弁棒の軸心１７方向から胴部１３の軸心２３方向に沿って延び、第２のリブ体４２は、胴部１３の外周面１３ａ上で第１のリブ体４１の両側にわたって設けられて、胴部１３の軸心２３方向に沿って延び、胴部１３の周方向における第２のリブ体４２の幅が第１のリブ体４１の幅よりも広い。
【選択図】図２

Description

本発明は、受口を有する弁箱を備えた弁に関する。

従来、図１０に示すように、バルブ５９の弁箱６０としては、例えば、内部に流体が流れる流路６１を有する円筒状の胴部６２と、弁体６３を収容する弁体収容部６４とが逆Ｔ形状に交差して形成されたものがある。胴部６２の両端部には、流体出入口６５と接続用のフランジ６６とが設けられている。また、胴部６２の外周面と弁体収容部６４の外面とが交差するコーナー部にはリブ６７が設けられている。リブ６７は、弁体収容部６４からフランジ６６にわたって胴部６２の外周面に設けられており、弁棒６８の軸心６９方向に沿って延びる一枚の板状の部材である。

尚、上記のようなリブ６７を設けた弁箱６０は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開２０００−２４０８２２

上記の従来型式では、弁箱６０の流体出入口６５に配管を接続した場合、バルブ５９の重量は配管に比べて大幅に重たいため、バルブ５９を起点として管路が下方に撓む傾向があり、これによってリブ６７に応力が集中する。このような応力集中に耐えるためには、リブ６７全体の厚さＴを分厚くする必要があるといった問題がある。

また、弁箱６０を鋳造する際、弁体収容部６４を上向きにした逆Ｔ形に鋳型を配置して、溶湯を鋳込む。湯面が胴部６２から弁体収容部６４に至るとき、胴部６２とリブ６７とが連結する隅肉部で急激に肉厚が減少するため、胴部６２の周方向の肉厚変動がリブ６７の箇所において急増する。これにより、溶湯のリブ６７への流入抵抗が増大し、溶湯が胴部６２からリブ６７に流れ込むときの湯流れ性が悪くなるといった問題がある。

また、弁体収容部６４を横倒しにして、胴部６２の軸心と弁体収容部６４の軸心とを水平にして鋳造する場合では、湯面がリブ６７の幅（厚さ）方向に通過するとき、湯面の面積が急激に変化するため、湯流れ性が損なわれることがあった。

本発明は、弁箱のリブの応力を十分に分散することができ、また、弁箱を鋳造する際、溶湯が胴部からリブに流れ込むときの湯流れ性が向上する弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明は、流体出入口部に受口を有し、
接続相手の配管に形成された挿口を受口の内部に挿入し、
内部に流体が流れる流路を有する円筒状の胴部と、弁体を収容する弁体収容部とが逆Ｔ形状に交差して形成された弁箱を有する弁であって、
胴部の両端部に流体出入口が形成され、
胴部の外周面と弁体収容部の外面とが交差するコーナー部にリブが設けられ、
リブは第１のリブ体と第２のリブ体とを有し、
第１のリブ体は弁棒の軸心方向から胴部の軸心方向に沿って延び、
第２のリブ体は、胴部の外周面上で第１のリブ体の両側にわたって設けられて、胴部の軸心方向に沿って延び、
胴部の周方向における第２のリブ体の幅が第１のリブ体の幅よりも広いものである。

これによると、リブは弁棒の軸心方向から胴部の軸心方向に沿って延びる第１のリブ体と胴部の外周面上で第１のリブ体の両側にわたり設けられて胴部の軸心方向に沿って延びる第２のリブ体とを有し、第２のリブ体の幅が第１のリブ体の幅よりも広いため、リブに生じる応力は第２のリブ体によって十分に分散される。また、弁箱を鋳造する際、胴部からリブに至る肉厚の変動量が低減され、このため、溶湯が胴部からリブに流れ込むときの湯流れ性が向上する。

また、本第２発明における弁は、受口に、胴部の外周面から径方向外側へ突出する第１および第２の段部が形成され、
第２の段部は第１の段部よりも奥側に配置され、
胴部の外周面から第１の段部の外周面までの径方向の高さは胴部の外周面から第２の段部の外周面までの径方向の高さよりも高く形成され、
第１のリブ体は弁体収容部から第１の段部につながって設けられ、
第２のリブ体は、弁体収容部から第２の段部につながって、胴部の外周面に設けられているものである。

これによると、弁箱を鋳造する際、溶湯が胴部の第１および第２の段部からリブに流れ込むときの湯流れ性が向上する。
また、本第３発明における弁は、第１のリブ体が第１の段部につながる端部において、胴部の外周面から第１のリブ体の端部までの径方向の高さが胴部の外周面から第１の段部の外周面までの径方向の高さ以下であるものである。

これによると、第１のリブ体の端部の高さと第１の段部の高さとの変動（差）が少ないため、胴部の軸心方向の応力集中が緩和される。
また、本第４発明における弁は、第２のリブ体が第２の段部につながる端部において、胴部の外周面から第２のリブ体の端部までの径方向の高さが胴部の外周面から第２の段部の外周面までの径方向の高さとほぼ同じ高さであるものである。

これによると、第２のリブ体の端部の高さと第２の段部の高さとの変動（差）が少ないため、胴部の軸心方向の応力集中が緩和される。
また、本第５発明における弁は、受口内面にロックリング収納溝が形成され、
ロックリング収納溝に嵌められたロックリングに、挿口外面の挿口突部が受口奥側から係合するように構成され、
ロックリング収納溝よりも奥側に、挿入された挿口突部を収納する挿口突部収納部が形成され、
第１の段部は内部にロックリング収納溝を有する段部であり、
第２の段部は内部に挿口突部収納部を有する段部であるものである。

これによると、耐震用の弁に対しても、リブに発生する応力の低減および湯流れ性の向上が図れる。
また、本第６発明における弁は、第１のリブ体と第２のリブ体との間に１つ以上の別のリブ体が設けられ、
胴部の周方向における別のリブ体の幅は、第１のリブ体の幅よりも広いとともに、第２のリブ体の幅よりも狭く、且つ上段ほど狭いものである。

これによると、第１および第２のリブ体と別のリブ体とで三段以上のリブ体が形成されるため、さらに、リブに発生する応力の低減および湯流れ性の向上が図れる。

以上のように本発明によると、第２のリブ体の幅が第１のリブ体の幅よりも広いため、リブに生じる応力は第２のリブ体によって十分に分散される。また、弁箱を鋳造する際、胴部からリブに至る肉厚の変動量が抑制され、このため、溶湯が胴部からリブに流れ込むときの湯流れ性が向上する。

本発明の第１の実施の形態における仕切弁の図である。 同、仕切弁の弁箱の斜視図である。 同、仕切弁の弁箱の一部を縦断面で表示した側面図である。 同、仕切弁の弁箱の一部を横断面で表示した平面図である。 同、仕切弁の弁箱の第１および第２のリブ体の端部と第１および第２の段部との拡大断面図である。 同、仕切弁の弁箱の一部切欠き正面図である。 本発明の第２の実施の形態における仕切弁の弁箱の一部を縦断面で表示した側面図である。 本発明の第３の実施の形態における仕切弁の弁箱の一部切欠き正面図である。 本発明の第４の実施の形態における仕切弁の弁箱の一部切欠き正面図である。 従来の仕切弁の図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図を示す。

以下、本発明における第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、１０は鋳造製の弁箱１１を有する耐震用仕切弁（弁の一例）である。図２〜図４に示すように、弁箱１１は、内部に流体が流れる流路１２を有する円筒状の胴部１３と、弁体１４を収容する四角箱状の弁体収容部１５とが逆Ｔ形状に交差して形成されている。

弁体収容部１５には、弁体１４を移動させて流路１２を開閉する回転自在な弁棒１６が挿入されている。また、弁体収容部１５は、弁棒１６の軸心１７の方向における一端に、開口部３８とフランジ部３９とを有している。

胴部１３の両端部には、流体出入口１８を有する受口１９が形成されている。また、接続相手である配管２１の先端部には挿口２２が設けられ、挿口２２を受口１９に挿入することにより、弁箱１１と配管２１とが接続される。

受口１９の内周面には、ロックリング収納溝２４と挿口突部収納部２５とテーパー面２６とが形成されている。ロックリング収納溝２４には、リング状の芯出し用ゴム２７とロックリング２８とが嵌め込まれている。挿口突部収納部２５はロックリング収納溝２４よりも受口１９の奥側に位置している。テーパー面２６は、ロックリング収納溝２４よりも流体出入口１８側に位置しており、流体出入口１８側に向かって拡径している。

挿口２２の先端部外周面には、径方向外向きに突出した挿口突部３０が形成されている。尚、受口１９に挿入された挿口突部３０は挿口突部収納部２５に収納される。
受口１９は、流体出入口１８の外周部に、フランジ３１を有している。挿入された挿口２２の外周面と受口１９の内周面との間にはゴム輪３２が挿入されている。ゴム輪３２は、ロックリング２８よりも流体出入口１８側に配置され、押輪３３によって受口１９の奥側へ向かって押圧されている。押輪３３は複数のボルト・ナット３４によってフランジ３１に連結され、押輪３３に挿口２２が挿通されている。

受口１９には、胴部１３の外周面１３ａから径方向外側へ突出する第１および第２の段部３６，３７が形成されている。第１の段部３６は内部にロックリング収納溝２４を有している。また、第２の段部３７は、内部に挿口突部収納部２５を有しており、第１の段部３６よりも奥側に配置されている。図５に示すように、胴部１３の外周面１３ａから第１の段部３６の外周面までの径方向の高さＨ１は胴部１３の外周面１３ａから第２の段部３７の外周面までの径方向の高さＨ２よりも高く形成されている。

尚、上記受口１９と挿口２２とからなる継手構造は、耐震継手の一例であるＮＳ形継手（日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｇ１１３・１１４）に準拠するものである。
図２に示すように、胴部１３の外周面１３ａと弁体収容部１５の流路１２方向（流れ方向）において対向する外面とが交差するコーナー部には、リブ４０が設けられている。リブ４０は第１のリブ体４１と第２のリブ体４２とを有している。第１のリブ体４１は弁棒１６の軸心１７の方向から胴部１３の軸心２３の方向に沿って延びている。また、第２のリブ体４２は、胴部１３の外周面１３ａ上で第１のリブ体４１の両側にわたって設けられ、胴部１３の軸心２３の方向に沿って延びている。

第１のリブ体４１は、胴部１３の軸心２３の方向において、弁体収容部１５の外面から第１の段部３６につながって形成され、また、弁棒１６の軸心１７方向において、フランジ部３９から胴部１３にわたってつながって形成されている。

第２のリブ体４２は、胴部１３の外周面１３ａに形成されており、胴部１３の軸心２３の方向において、弁体収容部１５の外面から第２の段部３７につながっている。尚、図６に示すように、胴部１３の周方向における第２のリブ体４２の幅Ｗ２は第１のリブ体４１の幅Ｗ１よりも広く形成されている。

また、図５に示すように、第１のリブ体４１は第１の段部３６につながる端部４１ａを有しており、胴部１３の外周面１３ａから第１のリブ体４１の端部４１ａまでの径方向の高さＨ３が上記外周面１３ａから第１の段部３６までの高さＨ１よりも僅かに低く形成されている。尚、第１のリブ体４１の他端４１ｂには所定半径のアール部４４が形成されている。

また、第２のリブ体４２は第２の段部３７につながる端部４２ａを有しており、胴部１３の外周面１３ａから第２のリブ体４２の端部４２ａまでの径方向の高さＨ４が上記外周面１３ａから第２の段部３７までの高さＨ２と同じ高さに形成されている。

また、図２に示すように、弁体収容部１５の外周面には横リブ部材４５が設けられている。
以下、上記構成における作用を説明する。

図１に示すように、ロックリング収納溝２４に芯出し用ゴム２７とロックリング２８とを嵌め、弁箱１１の受口１９に配管２１の挿口２２を挿入して、ゴム輪３２と押輪３３とボルト・ナット３４とを取付けることにより、仕切弁１０が配管２１に接続される。例えば地震発生時、脱抜方向Ａにおいて挿口突部３０が受口１９の奥側からロックリング２８に係合することで、挿口２２が受口１９から抜け出すのを防止することができる。

また、図２，図６に示すように、リブ４０は弁棒１６の軸心１７方向から胴部１３の軸心２３方向に沿って延びる第１のリブ体４１と胴部１３の外周面１３ａ上で第１のリブ体４１の両側にわたり設けられて胴部１３の軸心２３方向に沿って延びる第２のリブ体４２とを有し、第２のリブ体４２の幅Ｗ２が第１のリブ体４１の幅Ｗ１よりも広いため、リブ４０に生じる応力は第２のリブ体４２によって十分に分散される。

また、弁箱１１を鋳造する際、弁体収容部１５を上向きにした逆Ｔ形に鋳型を配置して、溶湯を鋳込む。このとき、第１のリブ体４１と胴部１３とが連結する隅肉部に第２のリブ体４２が形成されているため、胴部１３から第１のリブ体４１に至る肉厚の変動量が低減され、これにより、溶湯が胴部１３から第１のリブ体４１に流れ込むときの湯流れ性が向上する。

また、図５に示すように、第１のリブ体４１の端部４１ａが第１の段部３６に一体につながっているため、第１の段部３６の内部に位置するロックリング収納溝２４が変形するのを防止することができる。また、鋳造時、溶湯が第１の段部３６から第１のリブ体４１に流れ込むときの湯流れ性が向上する。

また、第１のリブ体４１の端部４１ａの高さＨ３と第１の段部３６の高さＨ１との変動（差）が少ないため、胴部１３の軸心方向の応力集中が緩和される。
また、第２のリブ体４２の端部４２ａが第２の段部３７に一体につながっているため、第２の段部３７の内部に位置する挿口突部収納部２５が変形するのを防止することができる。また、鋳造時、溶湯が第２の段部３７から第２のリブ体４２に流れ込むときの湯流れ性が向上する。

また、第２のリブ体４２の端部４２ａの高さＨ４と第２の段部３７の高さＨ２との変動（差）が少ないため、胴部１３の軸心方向の応力集中が緩和される。
また、第２の実施の形態として、図７に示すように、弁体収容部１５と第２のリブ体４２とが交差する隅肉部分に円弧状のアール部４７を形成してもよい。

これによると、上記隅肉部分の応力を低減することができる。
また、第３の実施の形態として、図８に示すように、第２のリブ体４２は、胴部１３の周方向における端部ほど、厚さが次第に薄くなるようになだらかに傾斜している。

これによると、胴部１３の周方向の肉厚変動が低減され、さらに湯流れ性が向上する。
上記第１の実施の形態では、図６に示すように、第１および第２のリブ体４１，４２からなるリブ４０を弁箱１１に設けたが、第４の実施の形態として、図９に示すように、第１〜第３のリブ体４１，４２，５０からなるリブ４０を弁箱１１に設けてもよい。この場合、第３のリブ体５０は、別のリブ体の一例であり、第１のリブ体４１と第２のリブ体４２との間に形成されている。胴部１３の周方向における第３のリブ体５０の幅Ｗ３は、第１のリブ体４１の幅Ｗ１よりも広く、且つ、第２のリブ体４２の幅Ｗ２よりも狭く形成されている。

これによると、リブ４０に発生する応力がさらに低減され、また、溶湯が胴部１３からリブ４０に流れ込むときの湯流れ性がさらに向上する。
尚、上記第４の実施の形態では、別のリブ体の一例として第３のリブ体５０を形成したが、このように別のリブ体を単数形成してもよいし、或いは複数形成してもよい。別のリブ体を複数形成する場合は、このうちの上段のリブ体（第１のリブ体４１に近い側の別のリブ体）の幅が下段のリブ体（第２のリブ体４２に近い側の別のリブ体）の幅よりも狭く形成される。

上記各実施の形態では、弁体収容部１５を上向きにした逆Ｔ形に鋳型を配置して弁箱１１を鋳造したが、別の実施の形態として、弁体収容部１５を横倒しにして、胴部１３の軸心２３と弁体収容部１５の軸心（すなわち弁棒１６の軸心１７）とを水平方向にした姿勢で鋳造してもよい。この場合、湯面が第１のリブ体４１の幅（厚さ）方向に通過するとき、第２のリブ体４２が存在するため、先ず、第２のリブ体４２で湯面の面積が一度増加し、次いで、第１のリブ体４１で湯面の面積が増加する。これにより、湯面の面積の変化が緩和されることになり、湯流れ性が向上する。

さらに別の実施の形態として、弁体収容部１５を下向きにして、弁箱１１をＴ形状で鋳造してもよい。この場合、第１のリブ体４１の端部４１ａは、第１の段部３６から切り離されているのではなく、第１の段部３６につながっているため、湯面が第１のリブ体４１から第１の段部３６にさしかかるときに、湯面の面積の変化が緩和され、湯流れ性が向上する。

或いは、胴部１３の軸心２３を鉛直方向にして弁箱１１を鋳造してもよく、この場合には、同様に、第１のリブ体４１の端部４１ａが第１の段部３６につながっているため、湯面が第１の段部３６から第１のリブ体４１にさしかかるとき（又は第１のリブ体４１から第１の段部３６にさしかかるとき）に、湯面の面積の変化が緩和され、湯流れ性が向上する。

上記各実施の形態では、図５に示すように、胴部１３の外周面１３ａから第１のリブ体４１の端部４１ａまでの径方向の高さＨ３を上記外周面１３ａから第１の段部３６までの高さＨ１よりも僅かに低くしているが、上記高さＨ３を上記高さＨ１と同じ高さにしてもよい。

上記各実施の形態では、図５に示すように、胴部１３の外周面１３ａから第２のリブ体４２の端部４２ａまでの径方向の高さＨ４を上記外周面１３ａから第２の段部３７までの高さＨ２と同じ高さにしているが、上記高さＨ４を上記高さＨ２よりも僅かに高くしてもよい。

上記各実施の形態では、図１に示すように、弁の一例として仕切弁１０を挙げたが、仕切弁１０以外の他の形式の弁であってもよい。

１０ 仕切弁（弁）
１１ 弁箱
１２ 流路
１３ 胴部
１３ａ 胴部の外周面
１４ 弁体
１５ 弁体収容部
１６ 弁棒
１７ 弁棒の軸心
１８ 流体出入口
１９ 受口
２１ 配管
２２ 挿口
２３ 胴部の軸心
２４ ロックリング収納溝
２５ 挿口突部収納部
２８ ロックリング
３０ 挿口突部
３６ 第１の段部
３７ 第２の段部
４０ リブ
４１ 第１のリブ体
４１ａ 第１のリブ体の端部
４２ 第２のリブ体
４２ａ 第２のリブ体の端部
５０ 第３のリブ体（別のリブ体）
Ｈ１ 胴部の外周面から第１の段部の外周面までの径方向の高さ
Ｈ２ 胴部の外周面から第２の段部の外周面までの径方向の高さ
Ｈ３ 胴部の外周面から第１のリブ体の端部までの径方向の高さ
Ｈ４ 胴部の外周面から第２のリブ体の端部までの径方向の高さ
Ｗ１ 第１のリブ体の幅
Ｗ２ 第２のリブ体の幅
Ｗ３ 第３のリブ体の幅

Claims (6)

1. 流体出入口部に受口を有し、
   接続相手の配管に形成された挿口を受口の内部に挿入し、
   内部に流体が流れる流路を有する円筒状の胴部と、弁体を収容する弁体収容部とが逆Ｔ形状に交差して形成された弁箱を有する弁であって、
   胴部の両端部に流体出入口が形成され、
   胴部の外周面と弁体収容部の外面とが交差するコーナー部にリブが設けられ、
   リブは第１のリブ体と第２のリブ体とを有し、
   第１のリブ体は弁棒の軸心方向から胴部の軸心方向に沿って延び、
   第２のリブ体は、胴部の外周面上で第１のリブ体の両側にわたって設けられて、胴部の軸心方向に沿って延び、
   胴部の周方向における第２のリブ体の幅が第１のリブ体の幅よりも広いことを特徴とする弁。
2. 受口に、胴部の外周面から径方向外側へ突出する第１および第２の段部が形成され、
   第２の段部は第１の段部よりも奥側に配置され、
   胴部の外周面から第１の段部の外周面までの径方向の高さは胴部の外周面から第２の段部の外周面までの径方向の高さよりも高く形成され、
   第１のリブ体は弁体収容部から第１の段部につながって設けられ、
   第２のリブ体は、弁体収容部から第２の段部につながって、胴部の外周面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の弁。
3. 第１のリブ体が第１の段部につながる端部において、胴部の外周面から第１のリブ体の端部までの径方向の高さが胴部の外周面から第１の段部の外周面までの径方向の高さ以下であることを特徴とする請求項２記載の弁。
4. 第２のリブ体が第２の段部につながる端部において、胴部の外周面から第２のリブ体の端部までの径方向の高さが胴部の外周面から第２の段部の外周面までの径方向の高さとほぼ同じ高さであることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の弁。
5. 受口内面にロックリング収納溝が形成され、
   ロックリング収納溝に嵌められたロックリングに、挿口外面の挿口突部が受口奥側から係合するように構成され、
   ロックリング収納溝よりも奥側に、挿入された挿口突部を収納する挿口突部収納部が形成され、
   第１の段部は内部にロックリング収納溝を有する段部であり、
   第２の段部は内部に挿口突部収納部を有する段部であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の弁。
6. 第１のリブ体と第２のリブ体との間に１つ以上の別のリブ体が設けられ、
   胴部の周方向における別のリブ体の幅は、第１のリブ体の幅よりも広いとともに、第２のリブ体の幅よりも狭く、且つ上段ほど狭いことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の弁。

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