JPH09210225A - 合成樹脂製ボール弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボール弁体及びシートリングを収容する弁箱の
弁体保持部間の寸法を一定にして、長期間に渡って均一
なシール性と操作力を持つ合成樹脂製ボール弁を提供す
る。 【構成】本発明は、弁棒を操作して弁体を略９０度回転
することにより開閉するボール弁において、ボール弁体
の下部を弁箱内で回転自在に支持して収容し、弁箱とフ
タを熱融着して一体的に接合した。又、ボール弁体の下
部を弁箱内で回転自在に支持して収容すると共に前記ボ
ール弁体とシートリングとの関係を、弁体の閉止位置で
はシートリングと当接してシールするように設け、弁体
の全開位置ではシートリングとの間に隙間が生じるよう
に弁体貫通孔の軸方向面間寸法を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス、天然ガ
ス等のガス輸送管を埋設配管する際に使用される熱可塑
性樹脂製のボール弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス用埋設配管としてポリエチレ
ン樹脂などの熱可塑性樹脂管を用いることが多くなって
きた。これらの配管に使用される継手やボール弁類も同
じ熱可塑性樹脂から形成し、接続しようとする管との間
を電気融着あるいは熱融着して接続している。上記した
埋設ボール弁は通常弁室内に、流路を形成する貫通口を
有するボール弁体とこの弁体をシールする四フッ化エチ
レン樹脂あるいはゴム製のシートリングを有する。この
シートリングを前記ボール弁体の両側に１個ずつ対向し
て配置し、弁体に反発力を保有した状態で弁室内に保持
し、弁室外上部より弁室内部に通じる弁棒でこのボール
弁体を９０度回転させることにより弁箱とボール弁体を
密封性を持って開閉操作している。ボール弁体はシート
リングを介して弁室内に装着されているので、流体の流
れ方向に対して僅かに移動する。閉弁時は流体の圧力が
ボール弁体に加わってボール弁体が下流側に押圧される
ので、下流側のシートリングと強く密着してシール性が
アップする構造となっている。このようなボール弁を一
般にフローティン型ボール弁と呼んでいる。

【０００３】ボール弁は長期間開閉操作が行なわれない
と、使用しているグリースがボール弁体とシートリング
との接触面から押し出されて逃げ、又グリースの固化等
によりボール弁体とシートリングの摩擦係数が大きくな
り、均一なトルクが得られず、緊急時に開閉操作がスム
ースに行なえないことがあった。又長期の放置状態では
シートリングのクリープによって弾性力が失われ、常に
シール性を良好に保つことができなくなるなどの問題が
あった。このようなことから、実公平４ー３５６４３号
公報で開示されたボール弁もフローティング型であり、
全開時のシートリングとボール弁体の接触面積をシート
リングに逃がし面を設けることにより少なくして操作性
を良好にすることが提案されている。

【０００４】さらに実公平４−３９４９２号公報で開示
されたボール弁は、一方のシートリングを装着した本体
主体部ともう一方のシートリングを装着したボディキャ
ップを熱融着するにあたって、ボディキャップの本体主
体部への挿入度合を一定にするため、即ち両シートリン
グ間の保持寸法を一定にするため、ボディキャップに環
状ストッパー部を設けて挿入度合が一定になるように
し、弁体両側のシール面圧を均一にして安定したシール
性を得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の実
公平４−３５６４３号および実公平４−３９４９２号に
開示されたボール弁は、いずれも上記したフローティン
グ型のボール弁であるから、全閉位置では球状弁体に流
体圧が加わり弁体が下流側シートリングに強く押しつけ
られる。これを開にするには流体圧力で下流側に押され
ながら回転させるため、全開した時でも上流側シートリ
ングに比べて下流側シートリングにボール弁体が強く押
し付けられ、かつ弁体とシートリングとの接触面積が多
く接することになる。その結果、両側のシートリングに
均一な面圧が与えられないこととなり、弁体の回転トル
クが大きくなり、長期的にはシートリングがクリープし
てしまい閉弁時のシール性が得られなくなるという問題
点がある。

【０００６】また実公平４−３９４９２号のボール弁
は、弁箱にボディキャップをバット融着するにあたり、
シートリングによるボール弁体保持部の寸法にばらつき
が生じないようにしているが、弁箱を形成する本体主体
部とボデイキャップ間を熱融着しており、弁箱軸方向の
シートリングと弁体の保持寸法に直接影響する方向に熱
融着が行なわれる。このためストッパー部があっても弁
箱軸方向の寸法を一定の間隔で融着することが難しく、
また融着部とストッパー部の距離が近接しているので加
熱溶融工程の熱影響がストッパー部にまで影響して融着
時ストッパーの効果がなくなり、結局、弁箱軸方向のシ
ートリングによるボール弁体保持部間寸法にばらつきが
発生し、常に安定したシール性を有する弁体保持部間寸
法のボール弁を製造するのが困難であるという問題があ
る。

【０００７】また埋設ボール弁は通常土中に埋設される
ことから、弁箱本体の中央部を除いて土中に埋設され
る。このため弁箱両端の配管流路が地上から判別でき
ず、どの方向に埋設配管されているのか、地上からは判
別ができなくなる場合が生じる。従って地上からハンド
ル操作棒を挿入して地中埋設されたボール弁の弁棒を回
転操作しても、ボール弁を閉じたのか開いたのかの操作
位置が解らず、誤操作を行う場合がある。また埋設ボー
ル弁に対して地上からハンドル操作棒を挿入して開閉す
るので、このため弁の下部が円筒面のごとく転び易い不
安定形状であると安定して載置できず、弁の上部を正し
く地上に向けて配管施行するのが難かしい問題がある。

【０００８】本発明は上記の問題点を解消する合成樹脂
製ボール弁を提供するもので、ボール弁体及びシートリ
ングを収容する弁箱の弁体保持部間の寸法を一定にし
て、長期間に渡って均一なシール性と操作力を持ち、又
均一な弁組み立て構造が得られ、更に土中埋設配管され
ても弁箱の流路方向とボール弁体の貫通孔方向を地上か
ら確認できて弁の開閉操作を間違えずに行え、弁箱を安
定して載置でき配管施行が容易な合成樹脂製ボール弁を
提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、軸方向
に貫通孔を有するボール弁体とこのボール弁体の両側に
互いに対向して配置したシートリングと、このシートリ
ングとボール弁体を内部に収容し上部に弁体を挿入する
開口部を有した熱可塑性樹脂製の弁箱と、弁箱上面の開
口部をふたする熱可塑性樹脂製のフタと、フタに装着し
て弁箱内のボール弁体に係合する弁棒とからなり、弁棒
を操作して弁体を略９０度回転することにより開閉する
ボール弁において、前記ボール弁体の下部を弁箱内で回
転自在に支持して収容し、弁箱とフタを熱融着して一体
的に接合したことを特徴とする合成樹脂製ボール弁であ
る。

【００１０】又本発明は、軸方向に貫通孔を有するボー
ル弁体とこのボール弁体の両側に互いに対向して配置し
たシートリングと、このシートリングとボール弁体を内
部に収容し上部に弁体を挿入する開口部を有した熱可塑
性樹脂製の弁箱と、弁箱上面の開口部をふたする熱可塑
性樹脂製のフタと、フタに装着して弁箱内のボール弁体
に係合する弁棒とからなり、弁棒を操作して弁体を略９
０度回転することにより開閉するボール弁において、前
記ボール弁体の下部を弁箱内で回転自在に支持して収容
すると共に、前記ボール弁体とシートリングとの関係
を、弁体の閉止位置ではシートリングと当接してシール
するように設け、弁体の全開位置では前記シートリング
との間に隙間が生じるように弁体貫通孔の軸方向面間寸
法を設けたことを特徴とする合成樹脂製ボール弁であ
る。

【００１１】前記フタと弁箱とは、前記熱融着部分から
離れた個所で融着の突き合わせ代を一定にするストッパ
ー部を設けることが望ましい。又前記ボール弁におい
て、前記フタの上面に、上部から弁箱の配管軸方向が解
るようにした識別部分を設け、前記弁棒の上端に上部か
ら球状弁体の貫通孔方向が解るようにした樹脂製のキャ
ップを設けることが望ましい。更に前記弁箱の下面に弁
箱中央部の下面より下方に延びる突出リブを複数個所設
け、弁箱が転ばずに載置できるようにすることが望まし
い。

【００１２】

【作用】本発明は従来のフローティング型ボール弁では
なく、ボール弁体の下部を弁箱内面に回転自在に支持し
てあり、そして弁箱部材間を熱融着するものでもなく、
弁体とシートリングを収容する弁箱を一体の部材で形成
してあるから、シートリングとボール弁体を収容する弁
室は常に一定の寸法に保たれる。また弁箱上部の開口部
から弁体とシートリングを挿入して弁体の下部を弁箱内
面に支持しており、このため弁箱中心に対して弁体が左
右均等に装着保持され、この軸を中心にボール弁体の回
転が行なわれ、左右のシートリングとの接触面圧も均等
に行なわれる。この状態で弁箱上部の開口部にフタを熱
融着したものであるから、弁体とシートリングを装着す
る弁室内面寸法に関しては、弁箱とフタを組み立てる際
の熱融着による熱の影響や弁室内ボール弁体へのシール
面間寸法に影響を受けることがなく、弁体と常に均一な
シール面圧を保持する弁が得られる。

【００１３】更にシートリングのシール面圧保持寸法
（これは弁体にシートリングが接触した時のシール性が
良好に行なわれる弁体とシートリング間の寸法をさ
す。）に関して、全閉時はシートリングと適度なシール
面圧でシールが行なわれ、全開時にはシートリングと接
触しない状態になるように、ボール弁体の貫通口軸方向
の面間寸法を設けてある。従って全開状態で長期間使用
されるボール弁の場合、シートリングが弁体と接触して
ないので、シートリングにクリープが生じず弾力性が失
われない。又いざという時の弁体閉止操作が軽く、閉止
時のシートリングのシール性もよい。このことは両シー
トリング間の組立て寸法が一定になるように、弁箱上部
に弁体挿入用開口部を設けて一体で形成し、弁体の下部
を弁箱内で回転自在に支持して収容したことも大きく寄
与している。

【００１４】また弁箱とフタとの融着は融着部から離れ
た部分に融着の突き合わせ代を一定にするストッパー部
を設けてあるので、ストッパーが軟化したりして寸法に
ばらつきが生じることなく、ストッパーによって均一な
融着代が得らる。また弁箱上部に融着したフタの上面に
弁箱の流路が判る識別部を設けてあり、更に弁棒の上部
にボール弁体の貫通口方向が判るようにしたキャップを
設けてあるので、弁箱が埋設されて弁箱両端の配管軸線
方向が判らなくても、地上からフタ上面の識別部と弁棒
上部のキャップを見て、間違いのない確実な弁の開閉操
作が行なえる。更に弁箱の下面に弁箱が転ばずに載置で
きる複数個所の突出リブを設けてあるので弁箱を安定し
て載置でき、従って水平や垂直方向の芯出しが容易で配
管施行が行ない易く、また配管前の単体での取扱も容易
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は、第一実施例を示すボール弁の
縦断面図である。１はポリエチレン樹脂製の弁箱であ
り、ボール弁体３及びシートリング５を収容する弁室１
ａ，流路１ｂ及び管との接続部１ｃを左右対称に有し、
上部に開口部１ｅを有して射出成形により一体成形して
いる。２はフタであり、中心には弁棒４が嵌合する嵌合
孔２ａがあり、フタ２も同じポリエチレン樹脂製で弁箱
１にバット融着により融着固定される。フタ２の形状は
丸形又オーバル形のどちらでもよいが、特にオーバル形
の場合は成形時の材料が少なくてすむという利点があ
る。また、フタ２には弁箱３へのバット融着にあたって
フタ２の嵌合孔２ａと弁棒４とボール弁体３との同芯度
をだすためにガイド部２ｂを設けている。

【００１６】弁箱１の弁室１ａ内にはボール弁体３が組
込まれている。弁体３は内部に貫通孔流路３ａを有し、
かつ下部にトラニオンスタブ３ｂを設けてあり、弁箱１
の弁室１ａの下部にスタブ嵌合孔１ｄを設けてある。そ
してトラニオンスタブ３ｂとスタブ嵌合孔１ｄが嵌合
し、この軸を中心にボール弁体３が弁箱１内で回転自在
に支持されている。従って流体圧によって弁体３が流れ
方向に移動されるようなことがない。このトラニオンス
タブ３ｂは、図１のように弁体３と一体に設けてもよい
し、また別の部品として弁箱１内で回転自在に支持して
もどちらでもよい。

【００１７】ボール弁体３の上部には弁棒４と嵌合する
為の嵌合部３ｃを有している。弁室１ａには弁体３の両
端に全閉時の密封性を保持する為のシートリング５を前
記球状弁体３及び弁棒４の回転軸に対し左右均等に振り
分けられた位置に設置してある。図面は弁体の全開時を
示しており、この状態ではシートリング５と弁体３との
間に隙間ができるように弁体閉止位置でのシール面圧保
持寸法より弁体流路３ａの面間寸法を小さく設けてあ
る。具体的には弁体３の外表面との交叉部の角を取るよ
うに垂直方向に面取りすることでもよい。従って、シー
トリング５は弁が全開時に弁体３とは左右均一な一定の
隙間を有しているので、シートリング５に何等の接触圧
力が加わらず、又弁箱上部の開口部１ｅからも弁体３を
容易に装着可能である。そうして、弁体３に嵌合した弁
棒４を90°回転させることにより、弁が全閉或いは全開
する構造である。よって、全開位置から全閉側に回転す
るトルクは軽くてすむ。

【００１８】弁棒４はステンレス製でフタ２とＯリング
シールして上部に９０度開閉ストッパーピン１５を嵌合
し、その上部にキャップ６を装着してある。キャップ６
はフタ２に回転可能にＯリングシールして嵌合してあ
る。弁箱上部の開口部１ｅにはフタ２と内周側ガイド部
２ｂでを嵌合し、ガイド部２ｂと空間をあけて外周側７
でバット融着してある。図１、図２の弁の全開状態にお
いて、ボール弁体３とシートリング５は一定の隙間を有
し、かつボール弁体は弁箱内面の回転中心で支えられて
装着されているので、シートリングにクリープが加わら
ず、小さな操作力で弁体を回転操作できる。また弁体の
回転操作段階においてもボール弁体３は弁箱中心に回転
軸が決められている構造なので、流体圧力の影響をうけ
ることがなく、球状弁体３の両側に設けられたシートリ
ング５に対し均一な面圧を与えながら回転する。このた
め弁体とシートリングが強圧されたり固着したりして弁
体開閉の操作力が急激に変化するようなことが生じず、
スムーズな操作が可能になり、常にシートリングと一定
のシール面圧を保持して良好なシール性が得られる。

【００１９】図２は、弁箱上部及びフタ部分の拡大断面
図である。弁箱１及びフタ２のバット融着時の突き合わ
せ融着量を一定にする為に、フタ２の嵌合ガイド部２ｂ
の端面部にストッパー２ｃを設け、ガイド部２ｂと空間
をあけて外周側に融着部７を設け、融着部７をバット融
着時に弁箱１のガイド底部１ｆにストッパー２ｃが突き
当たることにより、融着部７の突き当て融着量を一定に
する。この構造であれば弁箱１及びフタ２の融着部７を
加熱溶融する際にも、ストッパー部２ｃが融着溶融部７
より大きく離れており、融着部７による熱影響を受ける
ことがなく、確実に融着部７の突き合せ融着量を一定す
ることができる。尚、ガイド部２とストッパー部２ｃと
は弁箱とフタで逆の凹凸関係に設けてもよい。

【００２０】図３は本発明による第２実施例で、フタ周
りの縦断面図である。この実施例では配管された弁本体
を土中に埋設後、フタの上面に保護管９を取り付けて地
上より弁の開閉操作が可能なようにしたものである。フ
タ２の上面に弁棒４の回転中心からフタ２の外周に放射
状にリブ８を上方に突出して設け、リフ゛８の外周をガ
イドにして保護管９を容易に取りつけることができるよ
うにした。これによって、地中に配管された弁の操作部
を土砂で埋設してしまわず、地上からハンドル操作棒を
挿入して弁の開閉操作が行なえる。

【００２１】図４は図３の平面図を示すもので、上記の
上方に突出するリブ８は弁の上方から見て弁箱１の流路
方向が判るように、リブ８の周方向の間隔寸法を図のご
とく流路方向のリブ８ａを狭く対になるように違えて設
け、この弁箱の軸線方向を示すリブ８ａにより、弁箱の
接続口１１が埋設されて地上から見えなくなっても、リ
ブ８ａを見て弁の配管方向が判別できる。更に弁棒４の
上端に被せるキャップ６も、上方から見て弁体３の流路
３ａの方向が判るようにキャップ６の上面にボール弁体
の貫通流路方向を示す線１２を凹みで設け蛍光色で塗装
して見易くしてある。これによって弁本体が地中に埋設
されていても地上から保護管９内の弁の操作部を覗いて
確認することにより、弁の開閉状態を判別することがで
き、確実な開閉操作が行なえる。キャップ６の線１２は
凸部で設けてもよく、また線１２に代えてキャップの全
体形状を流路方向に長細い菱形状に設けてもよい。

【００２２】図５は本発明の第３実施例で、この実施例
では、ボール弁体３と弁棒４とを一体で成形したもの
で、かつトラニオンスタブとも一体に成形してある。弁
棒又はスタブとの一体成形については、同材質で一体成
形しても他材質の弁棒又はスタブをインサート成形して
一体成形としてもどちらでもよい。また弁箱両端の接続
口１１に予め同じポリエチレン製の接続管１０を差し込
んでソケット融着して備えている。従ってこの接続管１
０を利用して埋設現場でポリエチレン配管と電気融着継
手を用い、あるいはバット融着して直ぐに配管接続でき
るので便利である。本発明においても前記第１実施例と
同様の効果が得られる。

【００２３】また図１、図５に示すように、弁箱１の下
面両側に弁箱が平面上で回転して転ばないようにする突
出リブ１３、１３を設けて弁箱を安定して載置できるよ
うにしてある。この突出リブ１３は弁箱１の下面に４個
所設けてもよく、また弁箱１が転ばない設置幅を有する
突出リブ１３を両側に２個所設けてもよい。この突出リ
ブ１３は、弁箱中央部の下面１４より下方で載置するよ
うになっており、弁箱本体１を樹脂射出成形によって設
けた際の堰跡の残りがこの中央部下面１４に残っても、
突出リブ１３、１３によって安定して載置できるように
してある。

【００２４】

【発明の効果】本発明の合成樹脂製ボール弁は、ボール
弁体が流体圧力に左右されて移動することがなく常に弁
箱中心に保持されて回転が行なわれ、弁体の両側に装着
されたシートリングとは常に一定の位置関係を保ち、ま
た全開時にはシートリングに加わる面圧が全閉時に比べ
て少なくなる。このため均一なシール性と操作性が得ら
れ、シートリングにクリープが発生し難く、シートリン
グの弾性力が保持されて長期の寿命が維持される。更に
組み立て方によってシートリングの面圧保持寸法が変わ
らず、シール性能が変化することがない。このため長期
に渡って良好なシール性能を保持することができ、弁の
開閉操作が容易に行なわれ、また埋設配管された状態で
も弁の開閉操作が間違いなく行なえ、更に弁を安定して
載置できるので施行性が良く、取扱が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】 図１の弁箱とフタとの融着周りの拡大断面図
である。

【図３】 本発明の第２実施例のフタ周りの縦断面図で
ある。

【図４】 図３の平面図である。

【図５】 本発明の第３実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…弁箱 １ａ…弁室 １
ｆ…弁箱ガイド底部 ２…フタ ２ｂ…フタのガイド部 ２
ｃ…フタストッパー ３…ボール弁体 ３ｂ…トラニオンスタブ ４
…弁棒 ５…シートリング ６…キャップ ７
…融着部 ８…リブ ９…保護管 １
０…接続管 １１…弁箱の接続口 １２…流路方向を示す線 １
３…突出リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 靖 三重県三重郡朝日町小向200番地日立バル ブ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に貫通孔を有するボール弁体とこ
   のボール弁体の両側に互いに対向して配置したシートリ
   ングと、このシートリングとボール弁体を内部に収容し
   上部に弁体を挿入する開口部を有した熱可塑性樹脂製の
   弁箱と、弁箱上面の開口部をふたする熱可塑性樹脂製の
   フタと、フタに装着して弁箱内のボール弁体に係合する
   弁棒とからなり、弁棒を操作して弁体を略９０度回転す
   ることにより開閉するボール弁において、 前記ボール弁体の下部を弁箱内で回転自在に支持して収
   容し、弁箱とフタを熱融着して一体的に接合したことを
   特徴とする合成樹脂製ボール弁。
2. 【請求項２】 軸方向に貫通孔を有するボール弁体とこ
   のボール弁体の両側に互いに対向して配置したシートリ
   ングと、このシートリングとボール弁体を内部に収容し
   上部に弁体を挿入する開口部を有した熱可塑性樹脂製の
   弁箱と、弁箱上面の開口部をふたする熱可塑性樹脂製の
   フタと、フタに装着して弁箱内のボール弁体に係合する
   弁棒とからなり、弁棒を操作して弁体を略９０度回転す
   ることにより開閉するボール弁において、 前記ボール弁体の下部を弁箱内で回転自在に支持して収
   容すると共に、前記ボール弁体とシートリングとの関係
   を、弁体の閉止位置ではシートリングと当接してシール
   するように設け、弁体の全開位置では前記シートリング
   との間に隙間が生じるように弁体貫通孔の軸方向面間寸
   法を設けたことを特徴とする合成樹脂製ボール弁。
3. 【請求項３】 前記フタと弁箱とは、前記熱融着部分か
   ら離れた個所で融着の突き合わせ代を一定にするストッ
   パー部を設けたことを特徴とする請求項１ないし２記載
   の合成樹脂製ボール弁。
4. 【請求項４】 前記フタの上面に、上部から弁箱の配管
   軸方向が解るようにした識別部分を設け、前記弁棒の上
   端に上部から球状弁体の貫通孔方向が解るようにした樹
   脂製のキャップを設けたことを特徴とする請求項１ない
   し３記載の合成樹脂製ボール弁。
5. 【請求項５】 前記弁箱の下面に、弁箱中央部の下面よ
   り下方に延びる突出リブを複数個所設け、弁箱が転ばず
   に載置できるようにしたことを特徴とする請求項１ない
   し４記載の合成樹脂ボール弁。