JPH084917A - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な加工により流水音の抑止が行なえるよ
うにして、流水音の小さいボールバルブが安価に得られ
るようにする。 【構成】 弁箱１内に、回転軸線ｗをもって回転するボ
ール２を装入し、そのボール２には前記回転軸線ｗと直
交する方向に貫通する弁孔２０を開設するとともに、該
ボール２の周面で前記弁孔２０の一端側の開口部２１と
他端側の開口部２２との前述回転軸線ｗによる該ボール
２の回転方向における中間部位に、該ボール２の周面か
ら前記弁孔２０の内壁に透通する小径の透孔５を弁孔２
０に対しバイパス状に開設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弁体を、軸芯部位に弁
孔が貫通するボールにより形成し、このボールを流入口
と流出口とを具備する弁箱内に組込んで、弁孔の軸芯線
と直交する方向の旋回軸線をもって回転させることで、
開弁および閉弁の作動が得られるようにしたボールバル
ブについての改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールバルブＡは、通常、図１に示して
いる如く、一端側に流入口１０を具備し他端側に流出口
１１を具備する軸筒状の弁箱１内に、前記流入口１０お
よび流出口１１と連通する弁室１ａを設けて、そこにボ
ール２を弁箱１の軸線方向と直交する方向の回転軸線ｗ
をもって自在に回転するよう装入し、弁室１ａの内壁面
には、流入口１０側への連通部位および流出口１１側へ
の連通部位に、ボール２の周面に摺接する環状の弁座３
・３を一対に対向させてそれぞれ装設し、ボール２に
は、前記一対の弁座３・３の中心穴３０・３０の中心を
結ぶ方向に沿う弁孔２０を、該ボール２の中心を通って
貫通するように装設し、ボール２の上面側には、軸芯線
を前述の回転軸線ｗに一致させた駆動軸４の下端側を連
結し、その駆動軸４の上端側を、弁箱１の上面側に設け
た組付座１ｂの上方に突出させて、その組付座１ｂに組
付ける減速機構付きのモーターＭの出力軸ｍに連結する
ことで構成してあり、そのモーターＭの作動の制御で駆
動軸４を回転させて、ボール２を図２に示している状態
から９０度回転させて図１の如く弁孔２０が対向する弁
座３の中心穴３０と弁座３の中心穴３０とを連通させる
状態とすることで開弁し、この状態からモーターＭの逆
転により逆に９０度ボール２を回転させて図２にあるよ
うに弁座３・３の中心穴３０・３０に対しボール２の周
面が接合する状態とすることで閉弁するようにしてあ
る。

【０００３】このように構成されるボールバルブＡに
は、ボール２を回転させて開弁するときおよび閉弁する
ときの、開き始めおよび閉じ終る時期、または、ボール
２の回転角度の制御で、弁孔２０の開口部２１・２２の
弁座３・３の中心穴３０・３０に対する開口割合を小さ
く調整して流量を絞ったときに、大きな流水音が発生し
てくる問題がある。

【０００４】そして、このことから、ボール２に設ける
弁孔２０を、図３に示している如く、ボール２の回動方
向における前後の一方の口縁が、その回動方向に先細り
状に延出するように、特殊形状に形成しておいて、ボー
ル２を回転させて弁座３の中心穴３０に対する弁孔２０
の開口割合を絞っていくときに、その開口割合の変化が
ゆるやかなものとなるようにして、流量を絞ったときに
発生してくる流水音を小さく抑えるようにする手段が行
なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ボールバルブＡにおい
て、流量を絞ったときに発生してくる流水音を小さく抑
えるために、ボール２に流水路を形成するように開設す
る弁孔２０の形状を、ボール２の旋回方向における後縁
側が先細り状に延出した形状となるように特殊形状に形
成する手段は、流水音を小さくすることについては、そ
れなりに効果を上げられるが、弁孔２０を特殊な形状に
開設するための加工が難しいことから、製作コストが嵩
み、高価なものとする問題がある。

【０００６】本発明は、この従前のボールバルブにおけ
る流水音を抑止する手段に生じている問題を解消せしめ
るためになされたものであって、簡単な加工により流水
音の抑止が行なえるようにして、流水音の小さいボール
バルブが安価に得られるようにする新たな手段を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、本発明は、この
目的を達成するための手段として、流入口と流出口とを
具備する弁箱内に、球状の弁室を設けて、それの前記流
入口と連通する部位および流出口と連通する部位とに、
それぞれ中心穴を具備する環状の弁座を対向させて設
け、その弁室内には、回転軸線をもって回転するボール
を装入し、そのボールには前記回転軸線と直交する方向
に貫通する弁孔を開設するとともに、該ボールの周面で
前記弁孔の一端側の開口部と他端側の開口部との前述回
転軸線による該ボールの回転方向における中間部位に、
該ボールの周面から前記弁孔の内壁に透通する小径の透
孔を弁孔に対しバイパス状に開設したことを特徴とする
ボールバルブを提起するものである。

【０００８】

【作用】このように構成する本発明によるボールバルブ
は、ボール２に流水路を形成するよう開設する弁孔２０
を、通常のボールバルブＡのボール２に開設する弁孔２
０と同様に、断面が正円となるように形成してよいこと
から、この弁孔２０を開設するための切削加工の工作が
著しく簡略になる。そして、ボール２の周壁で、そのボ
ール２を貫通するように開設した弁孔２０の流路方向の
一端側の開口部２１と他端側の開口部２２との中間部位
に、ボール２の周面から弁孔２０の流路方向の中間部と
の間を連通するように設ける小径のバイパス状の透孔５
が、ボール２を回転させて、弁孔２０の開口部の開口割
合を小さく絞ってきたときに、流出口１１側の弁座３の
中心穴３０に対して、弁孔２０と一緒に連通する状態と
なって、流出口１１側の弁孔２０の開口面積を、この小
径の透孔５の分だけ大きくして、流速をゆるやかにし、
流水音を低減させるようになる。また、閉弁状態から開
弁していくときの開き始めの時期においても同様にこの
小径の透孔５が弁孔２０の流出口１１側の開口面積を大
きくして、流速を落し、流水音の発生を抑えるようにな
る。

【０００９】そして、このバイパス状の小径の透孔５
は、断面形状を正円としてよいもので、流水路とする弁
孔２０と同様に簡略な切削加工で開設できることから、
全体を安価に作り得るようになる。

【００１０】

【実施例】次に実施例を図面に従い詳述する。なお、図
面符号は、従前のものと同効の構成部材については同一
の符号を用いるものとする。

【００１１】図４は、本発明手段を実施せるボールバル
ブＡの閉弁状態時における一部破断した側面図で、１は
弁箱、１０は流入口、１１は流出口、１ａは弁室、２は
弁室１ａ内に装入したボール、２０は流水路を形成する
ようボール２に形設した弁孔、３・３は弁座、３０・３
０はそれら弁座３・３の中心穴、４はボール２を回転さ
せる駆動軸、Ｍは駆動軸４を駆動回転させるモーター、
５はボール２に設けたバイパス状の透孔を示す。

【００１２】弁箱１は、一端側に流入口１０を具備し他
端側に流出口１１を具備する軸筒状に形成した通常のも
ので、内部には、弁体となるボール２を収容する球状の
弁室１ａが形成してあり、また、上面側には、ボール２
を回転させる駆動軸４を駆動するモーターＭを組付ける
ための組付座１ｂが形成してある。

【００１３】ボール２は、外径が球状に形成する弁室１
ａの内径に対応する球形に形成して、弁室１ａ内に、弁
箱１の軸線方向と直交する上下方向の回転軸線ｗをもっ
て自在に回転するように装入し、上面側に軸芯線が前記
回転軸線ｗに一致する駆動軸４の下端部を連結し、その
駆動軸４の上端側を弁箱１の上面側に形設した組付座１
ｂの上面に突出させて、その組付座１ｂに組付けたモー
ターＭの出力軸ｍに連繋することで、モーターＭの作動
により前述の回転軸線ｗをもって回転するようにし、か
つ、弁箱１の軸方向に沿う横方向の弁孔２０を、該ボー
ル２の中心を通って該ボール２を貫通するように形成し
ておくことについては、従前の電動比例弁タイプのボー
ルと変わりがなく、また、その弁孔２０は、通常のボー
ルバルブＡのボール２における弁孔２０と同様に、断面
が正円をなす形状に形成してある。

【００１４】弁座３・３は、環状に形成して、図４にあ
るように弁室１ａの流入口１０に向う側と流出口１１に
向う側とに、一対に対向するように配位して弁箱１に組
付けてあり、それらの内周面は、ボール２の周面に摺接
する円孤面に形成してある。

【００１５】そして、これにより、ボール２を回転させ
て、弁孔２０の一端側の開口部２１が流入口１０側の弁
座３の中心穴３０に対面し、他端側の開口部２２が流出
口１１側の弁座３の中心穴３０に対面する状態とするこ
とで、流入口１０から弁箱１内に流入してくる水流が、
弁孔２０内に形成される流水路を経て流出口１１側に流
過していく開弁の状態となり、また、この状態からボー
ル２を９０度逆に回転させることで、再び、図４の状態
となって閉弁の状態となるようにしてある。

【００１６】バイパス状の小径の透孔５は、図５に示し
ている如く、ボール２の周面で、そのボール２に開設し
た弁孔２０の一端側の開口部２１と他端側の開口部２２
との中間部位に、図６に示している如く、弁孔２０の軸
芯線と直交する方向に沿い、ボール２の周面から弁孔２
０の内壁面に達するように形設してある。

【００１７】このバイパス状の小径の透孔５は、それの
内径が、弁孔２０の内径に比して著しく小径に形成して
ある。実施例では、弁孔２０の内径が１０φで、透孔５
の内径が３φに設定してある。

【００１８】また、このバイパス状の小径の透孔５は、
それの開設位置が、図７に示している如く、弁孔２０の
一端側の開口部２１と他端側の開口部２２との、ボール
２の周方向における距離の丁度２分の１となる位置に、
ボール２の中心から、弁孔２０の軸芯線と正しく直交す
る状態として開設してある。

【００１９】しかし、このバイパス状の小径の透孔５の
開設位置および平面視における弁孔２０の軸芯線に対す
る角度は、弁孔２０の口径と弁座３の中心穴の穴径との
関係により適宜に設定してよい。即ち、図８に示してい
る如く、正しく閉弁している状態から反時計回わりにボ
ール２を９０度回転させて図１０の如く開弁した状態と
していくとき、また、この図１０の状態から時計回わり
にボール２を９０度回転させて図８の閉弁状態としてい
くときの、開弁行程の初期および閉弁行程の終期に、図
９に示している如く、この透孔５の開口部５０と弁孔２
０の開口部２２とが、流出口１１側の弁座３の中心穴３
０に対して露出する状態となり、ボール２の回転により
狭められた弁孔２０の開口部２１の弁座３の中心穴３０
に対する開口面積（重合面積）を、この透孔５の分だけ
流出口１１の側において拡大させて流過する流水の流速
を落すようになる位置および角度を適宜に設定して形設
する。また、このバイパス状の小径の透孔５は、実施例
では一本になっているが、複数本並列させて設けてよ
く、また、ボール２の周面で流出口１１に向う側にだけ
設けているが、流入口１０に向う側に設ける場合があ
る。

【００２０】次に図１１は、図１に示している口径が１
０φの弁孔２０をボール２に形設しているボールバルブ
Ａと、そのボール２に図４にあるよう口径３φの透孔５
をバイパス状に設けた本発明手段によるボールバルブＡ
との、ボール２を全閉位置から全開位置まで回転させた
場合における通水音の測定値の変化を示す図表である。
同図において、左右方の目盛およびそれに付した数字
は、ボール２の回転角度量およびそのボール２を回転さ
せるモーターＭに流す電流の通電時間であるパルス数
（×１０パルス）であり、ボール２は左端の０の位置
が、図８の状態で右端の１０８の位置が図１０の状態と
なり、この間に、９０度回転するようにしてある。ま
た、点ａは、ボール２の回転により弁孔２０の開口部２
１・２２が、弁座３・３のそれぞれの中心穴３０・３０
に重合してきて開弁し始めた位置を示し、また点ｂはボ
ール２の回転により開弁が進んで、流量が略半量になっ
た位置を示し、また点ｃは全開した位置を示す。また、
図１１の上下方向の目盛とこれに付した数字は、測定し
た通水音（デシベル）の大きさを示す。

【００２１】通水音は、４０デシベル以下であれば、殆
んど気にならないことから、４０デシベル以下に抑えら
れることが望ましいとされている。

【００２２】ところで、上述の図１１から明らかなよう
に、従前手段にあっては、流量を絞った回動範囲である
ゾーンＺ１の範囲において、急激に通水音が４０デシベ
ルを超えて上昇していくのに対し、本発明手段のものに
おいては、この流量を絞ったゾーンＺ１の範囲における
通水音が４０デシベル以下に抑えられる結果となってい
る。

【００２３】また、通水音が最も大きくなる流量を半量
に絞ったゾーンＺ２においては、従前手段のものが５５
デシベルに近い値となるのに対し、本発明手段のものに
おいては、５デシベル程度低い略５０デシベルに近い値
を示し、本発明手段が通水音を低減させるのに効果のあ
ることを示している。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるボー
ルバルブＡは、ボール２に開設した弁孔２０とその弁孔
２０に対してバイパス状に形設する小径の透孔５とを組
合わせることで、流量を絞ったときに大きく発生してく
る通水音を低く抑えるようにすることから、ボール２に
開設する弁孔２０は特殊形状に作ることを要さず、通常
の弁孔２０のように開設してよく、また、バイパス状の
小径の透孔５も、断面が正円となる通常の孔として形設
してよいので、加工が著しく容易となって、通水音の低
いボールバルブを安価に作り得るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前のボールバルブの開弁状態時における一部
破断した側面図である。

【図２】同上ボールバルブの閉弁状態時における一部破
断した側面図である。

【図３】通水音を低減させる手段を施したボールバルブ
のボールの側面図である。

【図４】本発明を実施せるボールバルブの閉弁状態時に
おける一部破断した側面図である。

【図５】同上ボールバルブのボールの側面図である。

【図６】同上ボールバルブのボールの正面図である。

【図７】同上ボールバルブのボールの横断平面図であ
る。

【図８】同上ボールバルブの要部の閉弁状態時の横断平
面図である。

【図９】同上ボールバルブの要部の開弁行程の途中にお
ける横断平面図である。

【図１０】同上ボールバルブの要部の開弁状態時の横断
平面図である。

【図１１】同上ボールバルブの作用の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…ボールバルブ、Ｍ…モーター、ｍ…出力軸、ｗ…回
転軸線、Ｚ１・Ｚ２…ゾーン、１…弁箱、１ａ…弁室、
１ｂ…組付座、１０…流入口、１１…流出口、２…ボー
ル、２０…弁孔、２１・２２…開口部、３…弁座、３０
…中心穴、４…駆動軸、５…透孔、５０…開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口１０と流出口１１とを具備する弁
   箱１内に、球状の弁室１ａを設けて、それの前記流入口
   １０と連通する部位および流出口１１と連通する部位と
   に、それぞれ中心穴３０を具備する環状の弁座３・３を
   対向させて設け、その弁室１ａ内には、回転軸線ｗをも
   って回転するボール２を装入し、そのボール２には前記
   回転軸線ｗと直交する方向に貫通する弁孔２０を開設す
   るとともに、該ボール２の周面で前記弁孔２０の一端側
   の開口部２１と他端側の開口部２２との前述回転軸線ｗ
   による該ボール２の回転方向における中間部位に、該ボ
   ール２の周面から前記弁孔２０の内壁に透通する小径の
   透孔５を弁孔２０に対しバイパス状に開設したことを特
   徴とするボールバルブ。