JPH0337673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は流体の流れを遮断するために用いら
れる止め弁に関し、ハンドルの締めすぎ、推進ね
じ部材の振動による緩み、及び閉弁中の弁座また
は弁面の変形による流体の漏洩をなくすようにす
る技術である。

＜従来技術＞ 一般に止め弁の基本構造は、そのハンドルを締
付回転することにより、推進ねじ部材を弁箱に対
して螺進させ、その推力で弁体を閉弁側へ移動さ
せて、弁面を弁座に閉止接当させるように構成さ
れている。

そして、従来例では、例えば実開昭59−189978
号公報に記載されているように、開弁ばねによつ
て開弁側に付勢された弁体を、推進ねじ部材がダ
イヤフラムを介して閉弁側に押圧していた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、上記従来構成の止め弁では流体を遮
断するうえで次のような不都合が生じている。

イ 閉弁操作時に、ハンドルを締込んでいくとき
の抵抗力は、第２図に曲線Ｘで示すように変化
する。

即ち、その抵抗力は、弁面が全開した位置Ａ
から弁座に接当する位置Ｂにまで進む間は、開
弁ばね及びダイヤフラムの変形力によつて生
じ、小さな値で緩やかな角度で上昇する。そし
て、弁座接当位置Ｂを越えた後は、弁面の変形
力も加わつて、急速に上向きになつていき、そ
の後は急峻な角度で直線状に上昇していく。

この場合、弁面の適正な閉止接当力Ｐは、急
峻な直線上昇域の途中にある。このため作業者
は、手応えを感じながらハンドルを回していく
ときに、適正な閉止接当力Ｐに達したかどうか
を正確に感じとる事ができない。

その結果、一般的には、締め足りない場合の
漏洩をおそれて力一杯締込みすぎてしまう事が
多く、弁面の閉止接当力が異常に大きくなり、
弁座または弁面が早期に傷んでしまう。

ロ 閉弁状態に推進ねじ部材が振動を受けて緩み
はじめる事がある。

少しでも緩みはじめると、弁座からの反力に
よつて弁体が開弁側に付勢されているため、弁
面の閉止接当力が急速に弱まるうえ、これに伴
つて推進ねじ部材の摩擦固定力も急速に弱まつ
て、その緩みが進行しやすくなり、流体が漏洩
しやすい。

ハ 閉弁状態中は、閉止接当力により、弁座また
は弁面の塑性変形が、緩やかではあるが、時間
の経過とともに進んで行く。この塑性変形は、
弁座または弁面が合成樹脂製材料の場合、及び
閉弁期間が長い場合ほど、変形量が大きくな
り、このため、弁面の閉止接当力が低下してい
く。そして、塑性変形が一定量以上進むと、弁
面の閉止接当力が適正値よりも低くなり、流体
の漏洩が発生する。

本発明は、閉弁操作途上で弁面が適正な閉止
接当力にさしかかつたときに、これを手応えと
して感じ取れるようにする事、閉弁状態中に推
進ねじ部材が振動を受けても緩み出さないよう
にする事、及び閉弁状態中に弁座または弁面が
閉止接当力によつて塑性変形を起したときで
も、その閉止接当力が低下しないようにする事
を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記目的を達成するために、上記基
本構造において、例えば第１図に示すように、弁
面１４を弁座７ａに適正な力で閉止接当させる適
正閉弁力付与ばねＳを、推進ねじ部材３から弁体
１２に至るまでの閉弁推力伝達系統Ｔ中に介在さ
せた事を特徴とするものである。

＜作 用＞ 上記構成の作用を、例えば第１図と第２図に示
すように、金属製のダイヤフラムを設けた止め弁
を例示して説明する。

第１図中実線は開弁状態の止め弁１を示してい
る。この止め弁１の閉弁操作時において、弁箱２
に対して推進ねじ部材３が下方に螺進するように
ハンドル４を回転操作すると、まず、弁棒２６の
下端がダイヤフラム１７に接当する（図中二点鎖
線図示）。さらに、ハンドル４を締込んでゆくと、
ダイヤフラム１７の変形低抗と開弁ばね１６の付
勢力に抗して弁体１２が弁座７ａに向つて移動さ
れ、この弁座７ａに弁体１２の弁面１４が接当さ
れる（図中二点鎖線図示）。この状態でハンドル
４をさらに操作すると、弁面１４が弾性的に変形
され始める。この弁面１４の変形抵抗が所定以上
の値となると、適正閉弁力付与ばねＳの圧縮が開
始される。そして、この圧縮が完了すると、弁面
１４の弾性変形のみが許容される。

上記閉弁操作時に、ハンドル４を締込んでいく
ときの抵抗力は、第２図に曲線Ｙで示すように変
化する。

即ち、弁面が全開した位置Ａから適正閉弁力付
与ばねＳの圧縮が開始される位置Ｃまでは、曲線
Ｙは、従来例の曲線Ｘと同様に変化する。そし
て、この曲線Ｙは、上記の位置Ｃを超えた後は緩
やかな角度で上昇し、その後、適正閉弁力付与ば
ねＳの圧縮が完了する位置Ｄを越えると、急峻な
角度で直線状に上昇していく。

＜実施例＞ 以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

（第１実施例） 第１図と第２図は第１実施例を示している。第
１図において、符号１はアングル型の止め弁で、
符号２はその弁箱である。この弁箱２に螺合する
推進ねじ部材３が設けられ、この推進ねじ部材３
の上端に操作用のハンドル４が取り付けられてい
る。

上記弁箱２は、上下方向に延びる弁箱本体５
と、この弁箱本体５の上部開口を覆う蓋部材６と
で構成される。上記弁箱本体５の上下方向中途部
に軸心が縦向きでシリンダ状の弁室７が設けられ
る。この弁室７の底壁中央部には入口孔９の終端
部が開口され、その開口縁に沿つて弁座７ａが形
成されている。また、同上弁室７の周壁下部には
出口孔１０の始端部が開口されている。

上記弁室７に円柱状の弁体１２が上下摺動自在
に内嵌され、この弁体１２の下部には、フツ素樹
脂等によつて環状に形成された弾性のデイスク１
３が嵌着されている。上記デイスク１３の下面に
よつて弁面１４が構成されており、この弁面１４
は、弁箱２に内設された閉弁推力伝達系統Ｔを介
して弁座７ａに押圧可能とされる。

以下、この閉弁推力伝達系統Ｔについて説明す
る。

弁室７の下部側と弁体１２の上部との間に開弁
ばね１６が装着され、この開弁ばね１６を介して
弁座７ａから離れる方向に弁体１２が付勢され
る。この弁体１２の上面に当接すると共に弁室７
を気密状に仕切る円板状の金属性ダイヤフラム１
７が設けられる。このダイヤフラム１７を支持す
る環状の突起５ａが弁箱本体５に形成され、この
突起５ａに、前起の蓋部材６を介してダイヤフラ
ム１７が押圧固定される。

上記蓋部材６は、ダイヤフラム１７上に載置さ
れる押圧環１９と、この押圧環１９を外嵌してこ
れをダイヤフラム１７側に押圧する押え筒２０
と、この押え筒２０を外嵌してこれを同ダイヤフ
ラム１７側に押圧する蓋ボルト２１とで構成され
る。この蓋ボルト２１が弁箱本体５の上部内周面
に螺合されている。

上記蓋部材６における押え筒２０の内周側に、
前記推進ねじ部材３の外周側が螺合され、この推
進ねじ部材３の上端にハンドル４が相対回動不能
に嵌め込まれる。また、推進ねじ部材３内にはこ
れと同軸上で中間伝動部材である弁棒２６が挿通
され、この弁棒２６の上端がナツト２８を介して
推進ねじ部材３の上端に支持される。

また、弁棒２６の下部にはヘツド部２６ａが形
成され、このヘツド部２６ａの下面側に押圧片２
９が取り付けられる。この押圧片２９によつてダ
イヤフラム１７の径方向中央部が下方側に押圧可
能とされる。

上記推進ねじ部材３と弁棒２６との間に上下方
向に延びる環状のばね室３１が形成される、この
ばね室３１内に、適正閉弁力付与ばねＳを構成す
る複数の皿ばね３２が装着される。この皿ばね３
２によつて推進ねじ部材３に対して弁棒２６が下
方側へ向けて付勢されている。

上記構成において、閉弁操作時には、弁箱２に
対して推進ねじ部材３が下方に螺進するようにハ
ンドル４を回転操作すると、その推力で、皿ばね
３２、弁棒２６、ダイヤフラム１７を介して弁体
１２が閉弁側に移動され、弁面１４が弁座７ａに
接当される（第１図中二点鎖線図示）。そして、
ハンドル４をさらに締付回転すると、デイスク１
３と皿ばね３２とが圧縮されると共に、弁面１４
が弁座７ａに締め付けられ、これによつて弁座７
ａが閉じられる。第２図中曲線Ｙは、ハンドル４
を締込んでいくときの抵抗力を示している。

一方、開弁操作時には、上記とは逆に、弁箱２
に対して推進ねじ部材３が上方に螺進するように
ハンドル４を回転操作すると、開弁ばね１６の付
勢力によつて弁体１２が上方へ移動され、弁座７
ａが開かれる（第１図中実線図示）。

第３図から第６図は他の実施例を示し、上記第
１実施例とは異なる構成について説明する。

（第２実施例） 第３図と第４図は第２実施例を示している。第
３図において、符号３６は袋ナツト状に形成され
た押え蓋で、この押え蓋３６と押圧環１９とで蓋
部材６が構成されている。即ち、弁箱本体５の上
部に、ダイヤフラム１７を突起５ａに押圧する押
圧環１９が内嵌され、この押圧環１９は、弁箱本
体５の上部外周に螺合された上記押え蓋３６によ
つて下方に向けて押圧されている。この押え蓋３
６に推進ねじ部材３が螺合される。

第４図はこの第２実施例の部分変形例を示して
いる。この場合、弁室７を気密状に仕切るダイヤ
フラムに代えてＯリング３７が設けられる。即
ち、弁体１２の上部に周溝３８が形成され、この
周溝３８と弁室７の周壁との間にＯリング３７が
装着される。

（第３実施例） 第５図は第３実施例を示している。この場合、
弁箱本体５の上部に螺合された蓋ボルト２１の下
端によつてダイヤフラム１７が突起５ａに押圧さ
れる。上記蓋ボルト２１に推進ねじ部材３が螺合
され、この推進ねじ部材３の下端に押圧片２９が
取り付けられている。

一方、弁体１２内には、上方が開口したシリン
ダ状のばね室３１が形成される。このばね室３１
に複数の皿ばね３２が上下方向に装着されると共
に、この皿ばね３２を下方側に押圧するばね押え
４１がばね室３１に内嵌される。上記ばね押え４
１の突出端が蓋板４２を貫通してダイヤフラム１
７の下面側に当接している。

そして、押圧片２９を介してダイヤフラム１７
を下方へ移動させると、このダイヤフラム１７に
よつてばね押え４１が押圧され、皿ばね３２が圧
縮可能とされる。

（第４実施例） 第６図は第４実施例を示している。この場合、
弁箱本体５に推進ねじ部材３が螺合され、この推
進ねじ部材３の上部に、弁棒２６におけるヘツド
部２６ａの突出端が係合されている。

また、推進ねじ部材３の下部内に、上下摺動自
在に弁体１２が嵌入される。符号１３はデイスク
である。これら推進ねじ部材３と弁体１２との間
にばね室３１が形成され、このばね室３１に、適
正閉弁力付与ばねＳを構成する一対の皿ばね３２
が装着されている。

なお、符号４５はＯリングで、符号４６はガス
ケツトである。

＜発明の効果＞ 本発明は、上記のように構成され、作用する事
から、次の効果を奏する。

イ 閉弁操作時に、ハンドルを締込んでいくとき
の抵抗力は、例えば、第２図に曲線Ｙで示すよ
うに変化する。

即ち、その抵抗力は、適正閉弁力付与ばねの
圧縮が開始される位置Ｃからこの圧縮が完了さ
れる位置Ｄまでは緩やかな角度で上昇するが、
位置Ｄを越えると、急峻な角度で上昇する。そ
して、作業者は、ハンドルを回していくと、上
記位置Ｄで急に抵抗が大きくなるため、弁面が
適正な閉止接当力Ｐにさしかかつたことを手応
えとして感じ取ることができる。

ロ 閉弁状態中に止め弁が振動を受けても、適正
閉弁力付与ばねの弾性反発力によつて、推進ね
じ部材を弁箱側に強固に摩擦固定することがで
きる。このため、この推進ねじ部材が緩むこと
は規制され、流体の漏洩が防止される。

ハ 閉弁状態中に弁座または弁面が閉止接当力に
よつて塑性変形を起した場合でも、この塑性変
形量に追従して、適正閉弁力付与ばねの弾性反
発力によつて、弁面を閉弁側に押圧することが
できる。従つて、弁面の閉止接当力が適正値よ
りも低くなることは抑制され、この結果、流体
の漏洩はより確実に防止される。

ニ 皿ばね製の適正閉弁力付与ばねは、大きなエ
ネルギー密度を確保できるので、強力な弾圧力
を確保しながらもコンパクトですみ、止め弁を
小形に造れる。

また、皿ばねは、積層枚数を変更したり積層
の向きを変更することにより、ばね特性を容易
に変更できるので、閉弁力が異なる機種の止め
弁に対して、ばね装着用の部品を共通化して製
作コストを低減できる。

ホ 固定シール部材である金属性ダイヤフラムに
よつて弁室を封止できるので、弁箱からの流体
漏れを防止でき、高圧の用途に使用できる。

ヘ 適正閉弁力付与ばねは、弁室の外部空間に装
着されるので、弁室の容積に左右されることが
なく、小形弁にも採用できる。

ト 上記ばねは、弁室の外部空間に装着されて使
用流体と接触することが防止されるので、ばね
性能を長期間良好に保てる。

チ 金属製ダイヤフラムの短い開閉リフトに複数
枚の皿ばねの伸縮ストロークを付加できること
から、そのストローク分だけハンドルの回転操
作角度を大きくできる。これにより、ハンドル
の操作角度を非ダイヤフラム式の止め弁に近づ
けることができ、作業者に違和感を与えなくて
すむ。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図と第２図
はその第１実施例で、第１図は止め弁の縦断面
図、第２図はハンドル締込時の抵抗力とハンドル
の回転角度との関係を示す図、第３図と第４図は
第２実施例で、第３図は第１図に相当する図、第
４図は第３図の部分変形例を示す部分図、第５図
は第３実施例を示し同第１図に相当する図、第６
図は第４実施例を示し同第１図に相当する図であ
る。 １…止め弁、２…弁箱、３…推進ねじ部材、４
…ハンドル、７ａ…弁座、１２…弁体、１４…弁
面、２６…弁棒、３１…ばね室、３２…皿ばね、
Ｓ…適正閉弁力付与ばね、Ｔ…閉弁推力伝達系
統。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 止め弁１のハンドル４を締付回転することに
   より、推進ねじ部材３を弁箱２に対して螺進さ
   せ、その推力によつて、弁室７内に挿入した弁体
   １２を閉弁側へ移動させて、その弁体１２の弁面
   １４を弁座７ａに閉止接当させるように構成した
   止め弁において、 前記弁室７を金属製ダイヤフラム１７で保密状
   に区画すると共に、前記弁体１２を開弁ばね１６
   で上記ダイヤフラム１７へ向かう開弁側へ弾圧
   し、 そのダイヤフラム１７を挟んで弁室７とは反対
   側に前記の推進ねじ部材３を配置し、 その推進ねじ部材３に対して中間伝動部材２６
   を弁体１２の開閉方向へ一定範囲内で移動自在に
   内嵌し、 これら両部材３，２６間に、複数枚の皿ばね３
   ２からなる適正閉弁力付与ばねＳを挿嵌して、そ
   のばねＳの弾圧力によつて、推進ねじ部材３に対
   して中間伝動部材２６をダイヤフラム１７へ向け
   て弾圧し、 ハンドル４の締付け操作力を、推進ねじ部材３
   から適正閉弁力付与ばねＳ・中間伝動部材２６・
   ダイヤフラム１７を順に介して弁体１２に伝達さ
   せた、ことを特徴とする止め弁。