JP7036555B2 - ボールバルブ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ガス供給会社のスマートメータに設けられるガス流入用のボールバルブに関する。

従来から、ガス等の気体や水等の液体（以下、流体という。）の流路の開閉にボールバルブが用いられている。このようなボールバルブには、弁本体内のボール弁体を回動したときに、ボール弁体の回動を所定の位置で規制する回動規制部が設けられている。このようなボールバルブにおいては、例えば、ステムに固着されたキーロックプレートを、弁本体に固着されたストッパプレートに係止させることにより、ボール弁体の回動をボールバルブの開閉位置で規制することを可能としている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－２０５４８５号公報

しかしながら、特許文献１のボールバルブは、キーロックプレートやストッパプレートが別部材として設けられているため、ボールバルブの構成が複雑化および大型化するおそれがある。ボールバルブにおいては、簡素化および小型化が従来から望まれており、ボールバルブの更なる部品点数の削減および余計な突出物等の削減が求められている。このように、従来のボールバルブに対しては、部品点数の増加を抑え、かつ、大型化を抑えた簡易な構造が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を削減し、かつ、小型化することができる簡易な構成のボールバルブを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るボールバルブは、一方および他方の開口部を有する第１貫通孔が設けられた筒状の弁本体と、前記一方の開口部を形成している前記弁本体の内面に取り付けられ、前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が設けられたカバー部材と、前記弁本体に対して回動可能に軸支され、前記弁本体の前記第１貫通孔と前記カバー部材の前記第２貫通孔とにより形成された流路と連通可能に設けられた第３貫通孔が設けられたボール弁体と、前記ボール弁体と前記カバー部材との間の隙間を封止するシール部材と、前記ボール弁体が前記流路を閉鎖する位置で前記ボール弁体の回動を規制する回動規制部とを備え、前記回動規制部は、前記ボール弁体が回動した際、前記シール部材と接触することのない範囲で、前記弁本体の内面に凸状部または凹状部が設けられると共に、前記ボール弁体の外面に凹状部または凸状部が設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様に係るボールバルブにおいて、前記回動規制部は、前記ボール弁体が前記流路を閉鎖する位置に加えて、前記ボール弁体が前記流路を連通する位置において、前記ボール弁体の前記凹状部または前記凸状部と前記弁本体の前記凸状部または前記凹状部とが係合し、前記ボール弁体の回動を規制することを特徴とする。

本発明の一態様に係るボールバルブにおいて、前記ボール弁体の前記凹状部は、モータの出力軸と嵌合される前記ボール弁体の嵌合凹部の周囲に形成された円弧状の凹状溝であり、前記弁本体の前記凸状部は、前記ボール弁体の軸部を中心として前記シール部材と対向する側であり前記ボール弁体の嵌合凹部と対向する前記弁本体の内面に設けられた突起であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るボールバルブにおいて、前記ボール弁体の前記凹状部は、前記ボール弁体の嵌合凹部の周囲に加えて、前記出力軸の反対側において前記弁本体に軸支される前記ボール弁体の前記軸部の端部の周囲に形成され、前記弁本体の前記凸状部は、前記ボール弁体の前記嵌合凹部と対向する前記弁本体の内面に加えて、前記ボール弁体の前記軸部の端部の側の前記弁本体の内面に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数を削減し、かつ、小型化することができる簡易な構成のボールバルブを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るボールバルブの外観構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブの流路が連通された状態を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブの流路が閉鎖された状態を概略的に示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るボールバルブの弁本体の構成を示し、図４（ａ）は、弁本体の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、弁本体の断面構造を示し、図４（ｃ）は、弁本体の平面構造を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブのボール弁体の構成を示し、図５（ａ）はボール弁体の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、ボール弁体の平面視構造を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブの回動規制部の構成を概略的に示す部分拡大図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブの流路が連通した状態を図２においてＡ方向から見た場合について概略的に示す矢視図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブの流路が閉鎖した状態を図３においてＡ方向から見た場合について概略的に示す矢視図である。 本発明の実施の形態に係るボールバルブの変形例の構成を概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、ボールバルブ１の外観構成を概略的に示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るボールバルブ１の流路２が連通された状態を概略的に示す断面図である。図３は、ボールバルブ１の流路２が閉鎖された状態を概略的に示す断面図である。以下、説明の便宜上、図１における矢印ａｂ方向を流体の流れ方向とし、矢印ａ方向を上側、矢印ｂ方向を下側とする。また、矢印ｃｄ方向（紙面に対して垂直方向）を幅方向とし、矢印ｃ方向を手前側、矢印ｄ方向を奥側とする。さらに、矢印ｅｆ方向を軸線Ｘ１方向とし、矢印ｅ方向を左側、矢印ｆ方向を右側とする。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るボールバルブ１は、弁本体１０と、カバー部材２０と、ボール弁体３０とを備えている。なお、ボールバルブ１には、ボール弁体３０を回動させるモータ４０が一体に取り付けられた構造を有している。

図２および図３に示すように、また、ボールバルブ１は、ボール弁体３０とカバー部材２０との間の隙間を封止するシール部材５０と、ボール弁体３０の回動を規制する回動規制部７０とを備えている。

図４は、本発明の実施の形態に係るボールバルブ１の弁本体１０の構成を示し、図４（ａ）は、弁本体の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、弁本体の断面構造を示し、図４（ｃ）は、弁本体の平面構造を概略的に示す上面図である。弁本体１０は、全体が円筒形状または略円筒形状の中空形状に形成されている。なお、弁本体１０は、筒状であれば外形の形状は特に問わない。この弁本体１０は、特に限定するものではないが、一例を開示すると、例えば、樹脂等で形成されている。但し、これに限るものではなく、金属等で形成されていてもよい。

また、弁本体１０は、その外周面の上側（矢印ａ方向）部分に当該弁本体１０の外径よりも長く幅方向（矢印ｃｄ方向）へ突出したボールバルブ側連結部１７が設けられており、当該ボールバルブ側連結部１７を介してモータ４０と連結される。

図２～図４に示すように、弁本体１０の流れ方向（矢印ａｂ方向）には、当該弁本体１０の上端面１０ａおよび下端面１０ｂとの間を貫通する第１貫通孔１０ｈが設けられ、当該第１貫通孔１０ｈを形成する２つの下側開口部１１および上側開口部１２を有している。

下側（矢印ｂ方向）に設けられた下側開口部１１は、円形状または略円形状に形成されている。また、上側（矢印ａ方向）に設けられた上側開口部１２は、下側開口部１１よりも直径の大きい円形状または略円形状に形成されている。下側開口部１１は、流体（例えばガス）の流入口である。上側開口部１２は、下側開口部１１から流入される流体のカバー部材２０への流出口である。

弁本体１０では、下側開口部１１から上側開口部１２へ向かうに連れて次第に内径が拡がる凹球面状の曲面からなる内周曲面１４ａと、当該内周曲面１４ａの上側（矢印ａ方向）の端部から同一内径のまま更に上側（矢印ａ方向）へ平行に延びる円環状の内周面１４ｂとによって形成された弁室１４を有している。弁室１４は、ボール弁体３０を収容した状態で回動自在に軸支するための空間である。

弁本体１０において弁室１４を形成する内周面１４ｂには、モータ４０の出力軸であるモータ出力軸４１を弁室１４の内部にまで挿通する貫通孔からなる出力軸挿通孔１５が設けられている。また、内周面１４ｂには、当該出力軸挿通孔１５と軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において対向する部分に有底円筒形状または略有底円筒形状の所定の深さを有する凹状に形成された軸支持孔１６が設けられている。出力軸挿通孔１５における軸中心と軸支持孔１６における軸中心とは、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において一致している。

弁本体１０において弁室１４を形成する内周曲面１４ａは、ボール弁体３０の外周面との間に僅かな隙間（クリアランス）を有して対向しており、出力軸挿通孔１５の近傍であって、当該出力軸挿通孔１５の下側（矢印ｂ方向）の位置に側面視三角形状の突起部分である凸状部１８が一体に形成されている。なお、凸状部１８の構成については、後述する回動規制部７０において詳述する。

図１～図３に示すように、カバー部材２０は、全体が円筒形状または略円筒形状の中空形状に形成されている。カバー部材２０の材質は、特に限定するものではないが、一例を開示すると、例えば、樹脂等である。但し、これに限るものではなく、金属等であってもよい。

カバー部材２０は、流れ方向（矢印ａｂ方向）すなわち軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）と垂直な方向に沿って第２貫通孔２０ｈが設けられ、当該第２貫通孔２０ｈを形成する２つの下側開口部２１および上側開口部２２を有している。

下側（矢印ｂ方向）に設けられた下側開口部２１は、円形状または略円形状に形成されおり、弁本体１０の上側開口部１２から流入される流体の流入口である。この下側開口部２１は、弁本体１０の下側開口部１１の直径と略同一の直径に形成されている。

上側開口部２２は、下側開口部２１よりも僅かに直径の大きい円形状または略円形状に形成されており、下側開口部２１から流入された流体の図示しない配管への流出口である。但し、これに限るものではなく、下側開口部２１および上側開口部１２の内径は同じ大きさであってもよく、または、下側開口部２１の方が上側開口部１２よりも大きな内径を有していてもよい。

カバー部材２０は、弁本体１０の上側開口部１２から第１貫通孔１０ｈに一部挿入されるように嵌め込まれ、当該カバー部材２０の外周壁２０ａが当該弁本体１０の内周面１４ｂに当接された状態で固定される。この固定状態において、弁本体１０の第１貫通孔１０ｈと、カバー部材２０の第２貫通孔２０ｈとが連通され、ボールバルブ１における流体の流路２が形成される。

図５は、本発明の実施の形態に係るボールバルブ１のボール弁体の構成を示し、図５（ａ）はボール弁体３０の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、ボール弁体３０の平面視構造を示す側面図である。図２、図３および図５に示すように、ボール弁体３０は、全体が球状または略球状に形成されている。ボール弁体３０の材質は、特に限定するものではないが、一例を開示すると、例えば、樹脂等である。但し、これに限るものではなく金属等であってもよい。

ボール弁体３０には、弁本体１０の下側開口部１１およびカバー部材２０の下側開口部２１と同一または略同一の内径を有する第３貫通孔３１が流れ方向（矢印ａｂ方向）すなわち軸線Ｘ１方向とは垂直な方向に沿って形成されている。ボール弁体３０は、第３貫通孔３１を形成している下側（矢印ｂ方向）の下側開口部３１ｂと上側（矢印ａ方向）の上側開口部３１ａを有している。また、ボール弁体３０は、弁本体１０の弁室１４に回動自在に軸支された状態において出力軸挿通孔１５と対向するように平坦に形成された円形状または略円形状の平坦面３２を有している。

この平坦面３２には、軸線Ｘ１を中心として、所定形状および所定深さの嵌合凹部としての出力軸嵌合凹部３３が形成されている。出力軸嵌合凹部３３は、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）においてモータ４０のモータ出力軸４１を軸支する有底円柱形状または略有底円柱形状の所定深さの凹部である。

また、ボール弁体３０は、弁本体１０の軸支持孔１６と対向した状態において当該軸支持孔１６よりも直径の大きな円形状または略円形状の平坦面３４を有している。ボール弁体３０の平坦面３２と平坦面３４とは背向し、互いに平行な面を形成している。

ボール弁体３０の平坦面３４には、軸線Ｘ１を中心として所定径および所定高さの円柱形状または略円柱形状の突起からなる軸部３５が設けられている。軸部３５は、弁本体１０の軸支持孔１６に回動可能に軸支される軸支持部として機能する部分である。軸部３５の高さは、軸支持孔１６の深さよりも僅かに小さい。ボール弁体３０の軸部３５と弁本体１０の軸支持孔１６との間には、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において所定の隙間（クリアランス）を有しており、ボール弁体３０は、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において僅かに移動可能となっている。

出力軸嵌合凹部３３における軸中心と軸部３５における軸中心とは、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において一致している。また、ボール弁体３０は、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）と平行であって、上側開口部３１ａ、下側開口部３１ｂとはそれぞれモータ４０の回動方向へ約９０度異なる位置において一対の平行な円形状または略円形状の平坦面３６、３７を有している。また、ボール弁体３０の外周面には、ボール弁体３０の平坦面３２を部分的に取り囲むように平面視円弧状の凹状部としての凹状溝３８が設けられている。なお、凹状溝３８の構成については、後述する回動規制部７０において詳述する。

図１～図３に示すように、モータ４０は、例えば、ステッピングモータ、ＤＣ（direct current）モータ、ブラシレスＤＣモータ等である。モータ４０の本体の外周面には、幅方向（矢印ｃｄ方向）へそれぞれ突出したモータ側連結部４３が設けられている。モータ側連結部４３は、弁本体１０のボールバルブ側連結部１７と一体に連結される部分であり、例えば、ネジやスナップフィット等により連結されている。モータ４０には、例えば、モータ４０をコントロールするコントローラ等から図示しないリード線を介して駆動信号が供給され、当該駆動信号に基づいてモータ出力軸４１を回動駆動させる。

モータ４０のモータ出力軸４１は、弁本体１０の出力軸挿通孔１５に挿通される。したがって、モータ４０は、モータ出力軸４１を介してボール弁体３０を回動駆動させることが可能となる。モータ出力軸４１には、ボール弁体３０の出力軸嵌合凹部３３と嵌合する出力軸嵌合凸部４２が設けられている。

モータ４０のモータ出力軸４１とボール弁体３０の出力軸嵌合凹部３３との間には、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において所定の隙間（クリアランス）を有している。モータ４０の出力軸嵌合凸部４２とボール弁体３０の出力軸嵌合凹部３３の嵌合には、Ｄカットが用いられており、この場合、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）に沿って対向する位置に２つの平面が形成されることでＤ状のカット部分が形成された支柱からなる出力軸嵌合凸部４２と、上述の２つの平面に対向する２つの平面が形成された出力軸嵌合凹部３３が用いられている。但し、これに限るものではなく、出力軸嵌合凸部４２として周方向に沿って外側に歯状の溝が形成され、出力軸嵌合凹部３３として出力軸嵌合凸部４２に形成された歯状の溝と対向する内側に、互いに噛合する歯状の溝が形成されたスプラインやセレーションが用いられてもよい。

モータ４０の出力軸嵌合凸部４２とボール弁体３０の出力軸嵌合凹部３３との嵌合は、モータ４０の回動方向においては、モータ４０のモータ出力軸４１とボール弁体３０とが一体に回動する一方、軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）においては、モータ４０のモータ出力軸４１に対して、上述したクリアランスの分だけボール弁体３０が僅かに移動可能となっている。モータ４０のモータ出力軸４１は、出力軸挿通孔１５、軸支持孔１６、出力軸嵌合凹部３３および軸部３５における軸中心と軸線Ｘ１方向において一致している。

なお、弁本体１０の上側開口部１２とカバー部材２０の外周面との間には、Ｏリング６０が取り付けられており、弁本体１０とカバー部材２０との間の隙間を封止している。また、弁本体１０の出力軸挿通孔１５を形成している弁本体１０の内周面とモータ４０のモータ出力軸４１の外周面との間にはＯリング６１が取り付けられており、弁本体１０とモータ出力軸４１との隙間を封止している。

シール部材５０は、流れ方向（矢印ａｂ方向）においてボール弁体３０とカバー部材２０との間に設けられており、ボール弁体３０とカバー部材２０との間の隙間を封止している。シール部材５０は、ボール弁体３０からの押し圧力やカバー部材２０との図示しない係合等により保持されている。

シール部材５０は、弁本体１０の内周曲面１４ａを形成している内径と同一外径を有する円環状または略円環状の弾性体である。シール部材５０の流れ方向（矢印ａｂ方向）の厚さは、ボール弁体３０とカバー部材２０との間の隙間の密封性を上げるため、当該隙間の寸法よりも大きく形成されている。シール部材５０の材質は、特に限定するものではないが、一例を開示すると、例えば、ゴムや樹脂やエラストマー等の高弾性部材である。

シール部材５０には、ボール弁体３０の第３貫通孔３１およびカバー部材２０の下側開口部２１よりも僅かに直径の大きい円形状または略円形状の開口部５１が形成されている。シール部材５０は、その断面形状において、ボール弁体３０と接触する下側（矢印ｂ方向）の角部分がＲ状に形成されている。したがって、シール部材５０は、ボール弁体３０が回動したときに抵抗の少ない状態で当接される。

図６は、本発明の実施の形態に係るボールバルブ１の回動規制部７０の構成を概略的に示す部分拡大図である。回動規制部７０は、弁本体１０の内周曲面１４ａに設けられた凸状部１８と、ボール弁体３０の凹状溝３８とによってボール弁体３０の回動範囲を規制する回動規制構造である。具体的には、回動規制部７０は、ボール弁体３０が回動した際に、シール部材５０と接触することのない範囲で、ボール弁体３０の回動を規制するものである。

ボール弁体３０の凹状溝３８は、図５および図６に示すように、ボール弁体３０の平坦面３２を部分的に取り囲むように当該ボール弁体３０の外周面に形成された平面視円弧状の凹み部分である。また、凹状溝３８は、ボール弁体３０の外周面から内部へ向かって断面三角形状または断面略三角形状に切り欠かれたような凹状の溝である。

凹状溝３８は、ボール弁体３０の回動範囲を規制するべく、上側開口部３１ａを上側（矢印ａ方向）に向け、かつ、平坦面３６を左側（矢印ｄ方向）に向けた状態を基準とした場合、軸線Ｘ１を回動中心として所謂ＸＹ軸平面におけるほぼ第３象現の範囲に約９０度の範囲で形成されている。言い換えると、凹状溝３８は、平坦面３２の周囲に沿って、ボール弁体３０の平坦面３６近傍の位置から下側開口部３１ｂ近傍の位置までの範囲にわたって略Ｃ字状に形成されている。

凹状溝３８は、弁本体１０の凸状部１８と対向する円弧状の曲面（以下、これを「対向曲面」ともいう。）３８ａと、対向曲面３８ａと垂直を為して弁本体１０の凸状部１８と対向する平坦な面（以下、これを「対向平坦面」ともいう。）３８ｂと、対向曲面３８ａおよび対向平坦面３８ｂと垂直を為すとともに凸状部１８と当接した際に係止する平坦な面（以下、これを「係止端面」ともいう。）３８ｃおよび３８ｄとを有している。

弁本体１０の凸状部１８は、図４および図６に示すように、シール部材５０と流れ方向（矢印ａｂ方向）において対向する弁本体１０の内周曲面１４ａに一体的に設けられ、当該内周曲面１４ａからボール弁体３０へ向かって突出した側面視三角形状の三角柱状または略三角柱状の突起部分である。

この凸状部１８は、凹状溝３８の円弧状の対向曲面３８ａと僅かな隙間（クリアランス）を有して対向する表面円弧状の対向曲面１８ａと、対向曲面１８ａと垂直を為して凹状溝３８の対向平坦面３８ｂと僅かな隙間（クリアランス）を有して対向する平坦な対向平坦面１８ｂと、対向曲面１８ａおよび対向平坦面１８ｂと垂直を為すとともに凹状溝３８の係止端面３８ｃおよび３８ｄと当接した際に係止する平坦な面（以下、これを「係止端面」ともいう。）１８ｃおよび１８ｄとを有している。

続いて、上述した構成を有するボールバルブ１の動作について説明する。ボールバルブ１において、モータ４０によりボール弁体３０が一方側へ回動し、図２に示したように、ボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）と当該ボール弁体３０の第３貫通孔３１とが連通した状態になると、弁本体１０の下側開口部１１からカバー部材２０の上側開口部２２まで流体を流動可能な状態に設定することが可能となる。

ここで、図７は、本発明の実施の形態に係るボールバルブ１の流路２が連通した状態を図２においてＡ方向から見た場合について概略的に示す矢視図である。ボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）と当該ボール弁体３０の第３貫通孔３１とが連通した状態では、ボール弁体３０の凹状溝３８の係止端面３８ｄに対して弁本体１０の凸状部１８の係止端面１８ｄとが当接して係止されたデフォルト状態にある。

このデフォルト状態では、ボール弁体３０の第３貫通孔３１とボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）とが連通状態にあり、弁本体１０の下側開口部１１からカバー部材２０の上側開口部２２に向かって流体を流すことができる。

その後、この状態において、モータ４０がコントローラ等からボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）を閉鎖状態にするための駆動信号を受けると、モータ４０はモータ出力軸４１を図７において反時計回り方向へ回動させ、モータ４０のモータ出力軸４１の回動に合わせてボール弁体３０が反時計回り方向へ回動する。

続いて、図８は、ボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）が閉鎖した状態を図３においてＡ方向から見た場合について概略的に示す矢視図である。上述したように、ボール弁体３０が反時計回り方向へ回動すると、図８に示すように、ボール弁体３０の凹状溝３８における係止端面３８ｃに弁本体１０の凸状部１８における係止端面１８ｃが当接して係止された結果、ボール弁体３０の更なる反時計周り方向への回動が規制される。

これにより、ボール弁体３０が反時計回り方向へ約９０度回動し、ボール弁体３０の第３貫通孔３１とボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）とが直交することにより当該流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）が閉鎖状態となり、弁本体１０の下側開口部１１からカバー部材２０の上側開口部２２への流れが遮断されて流体の流動が停止する。

さらに、図８に示すように、流路２の閉鎖状態において、モータ４０がコントローラ等からボールバルブ１の流路２を連通状態にする駆動信号を受けると、モータ４０はモータ出力軸４１を時計回り方向へ回動させ、モータ４０のモータ出力軸４１の回動に合わせてボール弁体３０を時計回り方向へ回動させる。

ボール弁体３０が時計回り方向へ回動すると、図７に示したようにボール弁体３０の凹状溝３８における係止端面３８ｄに弁本体１０の凸状部１８における係止端面１８ｄが当接して係止され、ボール弁体３０の更なる時計回り方向への回動が規制される。

これにより、ボールバルブ１の流路２とボール弁体３０の第３貫通孔３１とが連通状態となり、弁本体１０の下側開口部１１からカバー部材２０の上側開口部２２に向かって再び流体が流れ出す。

このように、ボールバルブ１では、回動規制部７０がボール弁体３０の凹状溝３８と、弁本体１０の凸状部１８とより構成されているので、回動規制部７０を弁本体１０およびボール弁体３０とは別部材として設けることや、余計な突出物等を設けることがない。

このため、ボールバルブ１の構成が複雑化および大型化するのを防止しつつ、簡易かつ小型化した構成を実現することができる。また、回動規制部７０を構成する凹状溝３８が射出成型によってボール弁体３０と一体に形成されていると共に、回動規制部７０を構成する凸状部１８が射出成型によって弁本体１０と一体に形成されている。

このように、ボールバルブ１では、弁本体１０の弁室１４にボール弁体３０を軸支可能な状態で取り付けるだけで、わざわざ回動規制部７０を別部材として設ける必要がないので、ボールバルブ１を構成する部品の部品点数が増加するのを防止し、簡易に形成することができる。かくして、ボールバルブ１では、ボール弁体３０の凹状溝３８の回動範囲内で、弁本体１０の凸状部１８によりボール弁体３０の回動範囲を容易に制限することができる。

このとき、回動規制部７０におけるボール弁体３０の凹状溝３８の回動範囲は、軸線Ｘ１よりも弁本体１０の下側開口部１１側で凸状部１８を中心として最大約９０度である。つまり、ボール弁体３０の凹状溝３８は、弁本体１０とカバー部材２０との間に取り付けられたシール部材５０と接触することはない。

このため、ボール弁体３０の凹状溝３８がシール部材５０と接触することがないので、ボール弁体３０とシール部材５０との間の密封状態が凹状溝３８によって損なわれ、弁室１４に流体が漏れることを未然且つ有効に防止することができる。

さらに、回動規制部７０では、弁本体１０の内周曲面１４ａに凸状部１８が設けられ、ボール弁体３０の外周面に凸状部１８と僅かな隙間（クリアランス）を有して凹状溝３８が設けられたことにより、ボール弁体３０が弁本体１０の弁室１４内で回動する際に凹状溝３８に対して凸状部１８を確実に係止させることができる。すなわち、弁本体１０の弁室１４内においてボール弁体３０が軸線Ｘ１方向へ僅かなクリアランスの分だけ移動した場合でも、凹状溝３８に対して凸状部１８が係止されなくなるという事態を回避することができる。これは、軸線Ｘ１方向に対する組付け誤差や弁本体１０およびボール弁体３０の加工誤差をある程度許容し得ることを意味する。

なお、回動規制部７０においては、弁本体１０の内周曲面１４ａに凸状部１８が設けられ、ボール弁体３０の外周面に凹状溝３８が設けられた別個の組み合わせにより構成されている。これにより、ボールバルブ１では、弁本体１０の弁室１４にボール弁体３０を取り付ける際の当該ボール弁体３０の軸線Ｘ１方向における取り付け方向を凸状部１８および凹状溝３８により作業者に視覚的に示唆し、容易かつ正確に取り付けることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

また、ボールバルブ１としては、ボール弁体３０の凹状溝３８および弁本体１０の凸状部１８により回動規制部７０を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、回動規制部７０を複数備えていてもよい。例えば、図９に示すように、ボールバルブ１は、回動規制部７０と共に、当該回動規制部７０とは軸線Ｘ１方向におけるボール弁体３０の反対側の対称となる位置に同様の構成の凹状溝８１および凸状部８２からなる回動規制部８０を備えていてもよい。

より具体的には、回動規制部８０は、ボール弁体３０の凹状溝３８と軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において背向する位置に設けられた凹状溝８１と、弁本体１０の凸状部１８と軸線Ｘ１方向（矢印ｅｆ方向）において対向する位置に設けられた凸状部８２とを備えている。このようにして、複数の回動規制部７０、８０によりボール弁体３０の回動を規制することで、回動規制部への負荷を分散すると共に、凹状溝３８、８１および凸状部１８、８２に対する破損を予め防止し、ボール弁体３０の回動を確実に規制することができる。また、部材の対称性を確保することで、成型時の寸法精度が向上するほか、重量バランスも向上するため、ボール弁体３０の回動時の回動精度を高めることができ、ボール弁体３０の回動挙動を安定させることができる。

さらに、ボールバルブ１として、ボール弁体３０の凹状溝３８および弁本体１０の凸状部１８を有する回動規制部７０を備えた場合を一例に本発明の実施の形態について説明したが、ボール弁体３０に対して凸状部１８を設け、弁本体１０に対して凹状溝３８を設けるようにしてもよい。

さらに、凹状溝３８および凸状部１８による回動範囲を約９０度に設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ボールバルブ１の流路２（第１貫通孔１０ｈおよび第２貫通孔２０ｈ）とボール弁体３０の第３貫通孔３１とが連通しさえすれば、例えば、約８０度から約１００度の回動範囲に設定してもよい。

さらに、内周曲面１４ａとボール弁体３０の外周面との間に僅かな隙間（クリアランス）を有している場合について述べたが、内周曲面１４ａとボール弁体３０の外周面との間が摺動可能に接触していてもよい。さらに、対向曲面３８ａと対向曲面１８ａとの間および対向平坦面３８ｂと対向平坦面１８ｂとの間に僅かな隙間（クリアランス）を有している場合について述べたが、対向曲面３８ａと対向曲面１８ａとの間および対向平坦面３８ｂと対向平坦面１８ｂとの間が摺動可能に接触していてもよい。

１…ボールバルブ、２…流路、１０…弁本体、１０ａ…上端面、１０ｂ…下端面、１０ｈ…第１貫通孔、１１…下側開口部、１２…上側開口部、１４…弁室、１４ａ…内周曲面、１４ｂ…内周面、１５…出力軸挿通孔、１６…軸支持孔、１７…ボールバルブ側連結部、１８…凸状部、１８ａ…対向曲面、１８ｂ…対向平坦面、１８ｃ…係止端面、１８ｄ…係止端面、２０…カバー部材、２０ｈ…第２貫通孔、２０ａ…外周壁、２１…下側開口部、２２…上側開口部、３０…ボール弁体、３１…第３貫通孔、３１ａ…上側開口部、３１ｂ…下側開口部、３２…平坦面、３３…出力軸嵌合凹部、３４…平坦面、３５…軸部、３６…平坦面、３７…平坦面、３８…凹状溝、３８ａ…対向曲面、３８ｂ…対向平坦面、３８ｃ…係止端面、３８ｄ…係止端面、４０…モータ、４１…モータ出力軸、４２…出力軸嵌合凸部、４３…モータ側連結部、５０…シール部材、５１…開口部、６０、６１…Ｏリング、７０…回動規制部、８０…回動規制部、８１…凹状溝、８２…凸状部

Claims (3)

1. 一方および他方の開口部を有する第１貫通孔が設けられた筒状の弁本体と、
   前記一方の開口部を形成している前記弁本体の内面に取り付けられ、前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔が設けられたカバー部材と、
   前記弁本体に対して回動可能に軸支され、前記弁本体の前記第１貫通孔と前記カバー部材の前記第２貫通孔とにより形成された流路と連通可能に設けられた第３貫通孔が設けられたボール弁体と、
   前記ボール弁体と前記カバー部材との間の隙間を封止するシール部材と、
   前記ボール弁体が前記流路を閉鎖する位置で前記ボール弁体の回動を規制する回動規制部と
   を備え、
   前記回動規制部は、前記ボール弁体が回動した際、前記シール部材と接触することのない範囲で、前記弁本体の内面に凸状部または凹状部が設けられると共に、前記ボール弁体の外面に凹状部または凸状部が設けられており、
   前記ボール弁体の前記凹状部は、モータの出力軸と嵌合される前記ボール弁体の嵌合凹部の周囲に形成された円弧状の凹状溝であり、
   前記弁本体の前記凸状部は、前記ボール弁体の軸部を中心として前記シール部材と対向する側であり前記ボール弁体の嵌合凹部と対向する前記弁本体の内面に設けられた突起部分である
   ことを特徴とするボールバルブ。
2. 前記回動規制部は、前記ボール弁体が前記流路を閉鎖する位置に加えて、前記ボール弁体が前記流路を連通する位置において、前記ボール弁体の前記凹状部または前記凸状部と前記弁本体の前記凸状部または前記凹状部とが係合し、前記ボール弁体の回動を規制する
   ことを特徴とする請求項１記載のボールバルブ。
3. 前記ボール弁体の前記凹状部は、前記ボール弁体の嵌合凹部の周囲に加えて、前記出力軸の反対側において前記弁本体に軸支される前記ボール弁体の前記軸部の端部の周囲に形成され、
   前記弁本体の前記凸状部は、前記ボール弁体の前記嵌合凹部と対向する前記弁本体の内面に加えて、前記ボール弁体の前記軸部の端部の側の前記弁本体の内面に設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のボールバルブ。

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