説明

バルブ装置

【課題】 シート部材の移動と該シート部材を付勢する付勢手段の機能を確実に担保することができ、弁体とハウジングとの間のシールを長期的に良好な状態で維持することのできるバルブ装置を提供する。
【解決手段】 所定の軸線回りで回転可能に設けられた弁体と、該弁体を内装する弁体収容室が形成されたハウジングと、ハウジングに形成された主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するようにハウジング内に配置された環状のシート部材と、シート部材を弁体側に付勢する付勢手段とを備えたバルブ装置において、シート部材を収容したシート部材収容部に外部から供給される流体を流入させる流体流入路がハウジングに形成されるとともに、シート部材収容部に流入した流体を弁体収容室側及び主通路側の少なくとも何れか一方側に放出させる流体放出路が形成されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体や気体、粉体等を流通させる流路上に配設されるバルブ装置に関し、より詳しくは、ハウジングに所定の軸線周りで回転可能な弁体が内装されたバルブ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、液体や気体、粉体等の流通対象物を流通させる流路の開閉や切り換えを行うためのバルブ装置には、種々のタイプのものがあり、その一つとして、ボールバルブが周知である。かかるボールバルブは、所定の軸線回りで回転可能に設けられるとともに、前記所定の軸線と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路が形成された弁体と、該弁体を内装する弁体収容室が形成されるとともに、弁体収容室内の弁体の連通路を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路が形成されたハウジングと、前記主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するように、各主通路に対応させてハウジング内に配置された環状のシート部材とを備えている。そして、ボールバルブは、シート部材と弁体とが常時圧接しており、これによってハウジングと弁体との間をシールする(液密又は気密な状態にする)ようになっている。
【0003】
また、図8に示す如く、前記ボールバルブと同様に、所定の軸線L’回りで回転可能に設けられるとともに、前記所定の軸線L’と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路R1’が形成された弁体2’と、該弁体2’を内装する弁体収容室30’が形成されるとともに、弁体収容室30’内の弁体2’の連通路R1’を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路R2’,R3’が形成されたハウジング3’と、前記主通路R2’,R3’同士を連通させた弁体2’の連通路R1’周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路R2’,R3’に対応させてハウジング3’内に配置された環状のシート部材4’とを備えたバルブ装置1’として、弁体2’がシート部材4’に対して非接触な状態で所定の軸線L’を回転中心にして回転可能で、且つ、連通路R1’の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材4’と対向した状態で前記軸線L’の延びる方向の何れか一端側を支点にしてシート部材4’側に傾動可能に設けられ、弁体2’がシート部材4’側に傾動することによって非貫通部分がシート部材4’に圧接して主通路R2’,R3’を遮断するように構成された無摺動式のバルブ装置が提供されている。かかるバルブ装置1’は、弁体2’を所定の軸線L’周りで回転させる際に弁体2’がシート部材4’に接触しないため、シート部材4’の摩耗を最小限に抑えることができ、上述の一般的なボールバルブに比して弁体2’とハウジング3’との間を長期に亘って適正にシールできるとして注目を集めている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
そして、これらのバルブ装置1’には、ハウジング3’に対してシート部材4’を主通路R2’,R3’の穴中心に沿って移動可能に収容するシート部材収容部300’が形成されるとともに、該シート部材収容部300’内でシート部材4’が弁体2’に向けて付勢されたものがある。かかるバルブ装置1’は、付勢手段5’の付勢力をシート部材4’に作用させることで、弁体2’とシート部材4’との圧接を適正な状態にできるようになっており、シート部材4’を一定位置に固定したものに比して弁体2’とハウジング3’との間のシール性能が高いとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許4192193号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記構成のバルブ装置1’は、何れにおいても、粉体や液体等の各種流通対象物が主通路R2’,R3’及び連通路R1’を通過する際、流通対象物がシート部材収容部300’内に入り込んでしまうことがある。すなわち、上記構成のバルブ装置1’は、何れもシート部材4’が主通路R2’,R3’の穴中心に沿って移動可能に設けられているため、その移動を許容するのにシート部材4’とハウジング3’との間に隙間が形成されるとともに、シート部材4’の背面側(シート部材4’における弁体2’と圧接する先端側とは反対側)にシート部材4’の移動代として空間が形成されることから、流通対象物が主通路R2’,R3’及び連通路R1’を通過する際に、シート部材4’とハウジング3’との間に形成される隙間から流通対象物がシート部材収容部300’内に入り込んでしまうことがある。
【0007】
そうすると、流通対象物が微小な粉体等である場合、シート部材収容部300’に入り込んだ流通対象物がシート部材4’の移動を阻害し、流通対象物が付勢手段5’を腐食させたり劣化させたりする液体や気体等である場合、流通対象物が付勢手段5’の機能を低下させてしまう。そのため、従来のバルブ装置1’は、シート部材4’が弁体2’に対して適正に圧接しなくなり、弁体2’とハウジング3’との間を適正にシールできなくなるといった問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、シート部材の移動と該シート部材を付勢する付勢手段の機能を確実に担保することができ、弁体とハウジングとの間のシールを長期的に良好な状態で維持することのできるバルブ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るバルブ装置は、所定の軸線回りで回転可能に設けられるとともに、前記所定の軸線と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路が形成された弁体と、該弁体を内装する弁体収容室が形成されるとともに、弁体収容室内の弁体の連通路を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路が形成されたハウジングと、前記主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路に対応させてハウジング内に配置された環状のシート部材と、シート部材を弁体側に付勢する付勢手段とを備え、ハウジングは、前記シート部材を主通路の穴中心に沿って移動可能に収容するシート部材収容部が形成されるとともに、付勢手段は、シート部材収容部を画定する内面とシート部材の背面との間に介設され、シート部材と弁体とが圧接することでハウジングと弁体との間をシールするように構成されたバルブ装置において、外部から供給される流体をシート部材収容部に流入させる流体流入路がハウジングに形成されるとともに、シート部材収容部に流入した流体を弁体収容室側及び主通路側の少なくとも何れか一方側に放出させる流体放出路が形成されていることを特徴とする。
【0010】
上記構成のバルブ装置によれば、外部から供給される流体をシート部材収容部に流入させる流体流入路がハウジングに形成されるとともに、シート部材収容部に流入した流体を弁体収容室側及び主通路側の少なくとも何れか一方側に放出させる流体放出路が形成されているため、流通対象物がシート部材収容部内に入り込んだとしても、流体流入路から流体を供給することで、シート部材収容部内にある流通対象物が供給された流体とともに流体放出路から弁体収容室側及び主通路側の少なくとも何れか一方側に放出されることになる。従って、シート部材の移動の阻害や、付勢手段の劣化・腐食の原因となる流通対象物がシート部材収容部内に存在しなくなるため、シート部材の移動及び付勢手段の機能が確実に担保されることになり、弁体とハウジングとの間のシールを長期的に良好な状態で維持することができる。
【0011】
本発明の一態様として、前記流体流入路は、シート部材収容部の付勢手段が介設される領域内に流体を流入させるように形成されていることが好ましい。このようにすれば、流体流入路から供給された流体がシート部材収容部内にある流通対象物を流体放出路から弁体収容室側及び主通路側の少なくとも何れか一方側に放出されるのに併せ、付勢手段に付着した流通対象物を効率的に除去する(洗浄する)ことができる。
【0012】
また、本発明の他態様として、前記流体放出路は、シート部材における弁体に対する圧接位置近傍に流体を放出するように形成されてもよい。このようにすれば、流体放出路から放出された流体で、弁体に付着した流通対象物を除去することができ、弁体の回転や弁体とシート部材との接触を適正な状態で維持することができる。
【0013】
本発明の別の態様として、前記弁体は、シート部材に対して非接触な状態で前記所定の軸線を回転中心にして回転可能に構成されるとともに、連通路の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材と対向した状態で前記軸線方向の何れか一端側を支点にしてシート部材側に傾動可能に設けられ、該弁体がシート部材側に傾動することによって非貫通部分がシート部材に圧接して主通路を遮断するように構成され、前記流体放出路は、シート部材における弁体に対する圧接位置近傍に流体を放出するように形成されていることが好ましい。このようにすれば、弁体がシート部材に非接触で回転するため、シート部材の摩耗を最小限に抑えることができ、弁体とハウジングとの間のシール状態を長期的に維持させることができる。また、この種のバルブ装置は、弁体がシート部材と非接触で回転するように構成されているため、弁体とシート部材との間に形成される隙間に流通対象物が介入することがあるが、シート部材における弁体に対する圧接位置近傍に流体を放出することで弁体とシート部材との間に介在する流通対象物を除去することができる。これにより、弁体を傾動させたときに弁体とシート部材との間に流通対象物が介在することがなくなるため、弁体とシート部材との密接性が確保され、弁体とハウジングとの間のシールを適正な状態で維持させることができる。
【発明の効果】
【0014】
以上のように、本発明に係るバルブ装置によれば、シート部材の移動と該シート部材を付勢する付勢手段の機能を確実に担保することができ、弁体とハウジングとの間のシールを長期的に良好な状態で維持することができるといった優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であって、弁体の連通路を介してハウジングの主通路が連通した状態を示す。
【図2】同実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であって、弁体の非貫通部分がシート部材に密接し、ハウジングの主通路を遮断した状態を示す。
【図3】同実施形態に係るバルブ装置の第一ステム挿入部及び第一ステム(接続部)の関係を説明するための説明図を示す。
【図4】同実施形態に係るバルブ装置の部分拡大断面図であって、図1のA部拡大断面図を示す。
【図5】本発明の他実施形態に係るバルブ装置の部分拡大断面図を示す。
【図6】本発明の別の実施形態に係るバルブ装置の部分拡大断面図を示す。
【図7】本発明のさらに別の実施形態に係るバルブ装置の部分拡大断面図を示す。
【図8】従来のバルブ装置の部分拡大断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施形態に係るバルブ装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【0017】
本実施形態に係るバルブ装置は、流通対象物を流通させる流路上に配設され、該流路の遮断と開放とを切り換えるための二方弁である。すなわち、本実施形態に係るバルブ装置は、流路を構成する二本の配管が接続され、その配管間で流通対象物の流通が可能な状態と流通が不能な状態とに切り換えることができるようになっている。なお、流通の対象(流通対象物)は、流路が設置される設備やプラント等に応じて適宜選択されるもので、例えば、異物を含んでいない液体や気体等の流体は勿論のこと、粉体や、異物を含んだ流体、小さく破砕された雑多な廃棄物等が流通の対象として選択されることがある。
【0018】
本実施形態かかるバルブ装置は、図1及び図2に示す如く、所定の軸線Lと直交又は略直交する仮想面(図示しない)上を通って貫通する連通路R1が形成された弁体2と、該弁体2を内装する弁体収容室30が形成されるとともに、弁体収容室30内の弁体2の連通路R1を介して互いに連通する二つの主通路R2,R3が形成されたハウジング3と、前記主通路R2,R3同士を連通させた弁体2の連通路R1周りと対向するように、一方の主通路R2に対応させてハウジング3内に配置された環状のシート部材4と、シート部材4を弁体2側に付勢する付勢手段5とを備えている。
【0019】
前記弁体2は、シート部材4に対して非接触な状態で前記所定の軸線Lを回転中心にして回転可能に構成されるとともに、連通路R1の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材4と対向した状態で前記軸線L方向の一端側を支点にしてシート部材4側に傾動可能に設けられている。
【0020】
そして、本実施形態に係るバルブ装置1は、上述の如く、弁体2をシート部材4に対して非接触な状態で回転させた上で、該弁体2をシート部材4側に傾動させるに伴い、上記構成に加え、所定の軸線Lを通るようにハウジング3に挿通され、弁体2を所定の軸線L方向の一端側(本実施形態においてはハウジング3の下端側)で傾動可能に支持するとともに該弁体2を所定の軸線L周りで回転させる軸状のステム(以下、第一ステムという)8と、所定の軸線Lを通るように第一ステム8とは反対側でハウジング3に挿通され、所定の軸線Lの他端側(本実施形態においてはハウジング3の上端側)で弁体2をシート部材4に向けて付勢して該弁体2を傾動させる軸状のステム(以下、第二ステムという)9とをさらに備えている。
【0021】
前記弁体2は、一般的なボールバルブと同様、略球状に形成され、前記連通路R1が該弁体2の略中心を通る真っ直ぐな穴に形成されている。本実施形態に係る弁体2は、所定の軸線L方向の一端側となる下部に第一ステム8の一端部(後述する接続部80)を挿入するためのステム挿入部(以下、第一ステム挿入部という)20が凹設されている。該第一ステム挿入部20は、図3に示す如く、前記弁体2の回転中心となる所定の軸線Lと直交又は略直交する方向に沿って延びる一対の第一平面部20a,20bが前記所定の軸線Lを挟んで形成されるとともに、一対の第一平面部20a,20bと直角又は略直角をなし、且つ前記所定の軸線Lと直交又は略直交する方向に延びる一対の第二平面部21a,21bが前記所定の軸線Lを挟んで形成されている。
【0022】
図1及び図2に戻り、本実施形態に係る弁体2は、所定の軸線L方向の他端側(第一ステム挿入部20とは反対側)となる上部に、第二ステム9の後述する押圧部90に押圧(付勢)される被押圧部(以下、第一被押圧部という)22aが設けられている。該第一被押圧部22aは、弁体2の非貫通部分がシート部材4と対向した状態で、押圧部90による押圧力が該シート部材4に向けて作用するように設けられている。本実施形態において、弁体2は、上部に第二ステム9の端部を挿入するステム挿入部(以下、第二ステム挿入部という)22が凹設されている。
【0023】
該第二ステム挿入部22も、第一ステム挿入部20と同様に、非貫通状態の穴(凹部)で構成されており、該第二ステム挿入部22の内周(開口形状)を所定の形状とすることで、該第二ステム挿入部22の内周面の一部が第一被押圧部22aとされている。具体的には、該第二ステム挿入部22は、連通路R1の穴中心CLと略同方向に延びる平面からなる第一被押圧部22aを備えた内周面によって画定されており、弁体2の非貫通部分と一方の主通路R2とが対向した状態(連通路R1の穴心と主通路R2,R3の中心線とが直交した状態)で、第一被押圧部22a(内面)が弁体2の変位(傾動)を許容する方向と直交した方向に延び、押圧部90の押圧力が弁体2を変位させる方向に作用するようになっている。
【0024】
本実施形態に係るバルブ装置1は、押圧部90による押圧で弁体2をシート部材4側に変位(傾動)させた状態(弁体2がシート部材4に密接した状態)から弁体2を反対側に強制的に変位させる(弁体2をシート部材4から離間させる)ことができるようにもなっている。これに伴い、第二ステム挿入部22を画定する内周面は、前記第一被押圧部22aと略平行をなして対向する平面からなる別の被押圧部(以下、第二被押圧部という)22bを備えている。
【0025】
前記ハウジング3は、内部に弁体2を収容する弁体収容室30が形成されており、二つの主通路(穴)R2,R3が弁体収容室30を挟んで互いに対向するように形成されている。すなわち、上述の如く、弁体2の連通路R1が真っ直ぐな穴で構成されるため、二つの主通路R2,R3は、弁体2の連通路R1と略同心になるように形成されている。また、二つの主通路R2,R3は、弁体2の連通路R1の内径と同径に設定されている。
【0026】
本実施形態に係るハウジング3は、メインフレーム31と、該メインフレーム31に取り付けられるサブフレーム32とで構成されており、メインフレーム31にサブフレーム32と取り付けた状態で内部に弁体収容室30が形成されるようになっている。
【0027】
前記メインフレーム31は、弁体2を内装する弁体収容室30の一部を画定する本体部310と、第一ステム8を挿通するための第一ステム挿通部311と、第二ステム9を挿通するための第二ステム挿通部312と、他方の主通路R3を画定した筒状の配管接続部313とで構成されている。
【0028】
前記本体部310は、内部に弁体2を非接触状態で収容できる空間が形成されている。すなわち、本体部310は、一側面に弁体2を挿入するための開口(採番しない)を形成した凹部が形成されている。該本体部310の開口は、弁体収容室30(凹部)の略中心を通って弁体2の所定の軸線Lと直交する中心CLを中心にして略円形状に形成されている。そして、この開口回りには、環状のガスケットGを嵌め込むための段差が形成さている。
【0029】
第一ステム挿通部311は、本体部310の下部に設けられており、弁体2の所定の軸線Lと略同心をなして貫通したステム挿通穴(以下、第一ステム挿通穴という)H1が形成されている。すなわち、第一ステム挿通部311には、本体部310の開口の中心CLと直交するように、内外(本体部310の凹部(弁体収容室30)と外部)を連通させる第一ステム挿通穴H1が穿設されている。
【0030】
第一ステム挿通部311は、本体部310の一部として構成してもよいが、本実施形態においては、本体部310から独立した別の部材(以下、第一部材という)314を本体部310に取り付けることが構成されている。該第一部材314は、筒状部314aと、該筒状部314aの一端に連設されたフランジ部314bとを備えている。該第一部材314は、本体部310の下部に穿設された貫通穴(採番しない)に対して筒状部314aが挿入された状態でフランジ部314bに挿通したボルト(採番しない)が本体部310に穿設されたネジ穴に螺合されることで本体部310に固定されるようになっている。そして、第一ステム挿通穴H1は、筒状部314aとフランジ部314bとの連続した穴で形成されている。
【0031】
第一ステム挿通穴H1は、内外を連通させる貫通した段付き穴で構成されている。そして、該第一ステム挿通穴H1(外向きに開口した部分)には、筒状のガスケットG(採番しない)が内嵌されており、ガスケットGにより所定の軸線L周りで回転可能とされる第一ステム8とのシール性を担保するようにしている。
【0032】
本実施形態に係る第一ステム挿通部311のガスケットGは、第一ステム挿通穴H1に内嵌され、且つ第一ステム8が挿通された状態で、第一ステム8の軸線方向に押圧されることで第一ステム8の外周面と第一ステム挿通穴H1の内周面とに密接し、第一ステム8の回転を許容しつつもシール性を担保できるようになっている。そのため、本実施形態に係るバルブ装置1は、第一ステム挿通部311のガスケットGを押圧するためのガスケット押圧部材(以下、第一押圧部材という)350を備えている。かかる第一押圧部材350は、第一ステム8が挿通されるとともに、第一ステム挿通穴H1の外向きに開口した部分に挿入可能な筒状の押圧部351と、該押圧部351の一端部から外方に延出した鍔部352とを備えており、鍔部352に挿通したボルト(図示しない)を第一部材314のフランジ部314bに穿設されたネジ穴(図示しない)に螺入させることで、押圧部351がガスケットGを押圧できるようになっている。
【0033】
第二ステム挿通部312は、弁体収容室30(本体部310)を挟んで第一ステム挿通部311の反対側(本体部310の上部)に設けられている。そして、該第二ステム挿通部312には、弁体2の所定の軸線Lと略同心をなして貫通したステム挿通穴(以下、第二ステム挿通穴H2という)が設けられている。すなわち、第二ステム挿通部312には、本体部310の開口の中心CLと直交するように、内外(本体部310の凹部(弁体収容室30)と外部)を連通させる第二ステム挿通穴H2が第一ステム挿通穴H1と略対向するように穿設されている。該第二ステム挿通部312は、本体部310の一部として形成してもよいが、本実施形態においては、本体部310の一部と、該本体部310とは独立した別の部材(以下、第二部材という)316とで構成されている。
【0034】
該第二部材316は、筒状部317と、該筒状部317の両端部に設けられたフランジ部318a,318bとを備えており、一対のフランジ部318a,318b及び筒状部317の連続した穴で、第二ステム挿通穴H2の一部を構成するようになっている。そして、本体部310の上部には、第二ステム挿通穴H2の一部を構成する貫通穴(採番しない)が穿設されており、第二部材316の穴が本体部310の貫通穴と同心になるように第二部材316を配置した上で、第二部材316の一方のフランジ部318aに挿通したボルト(採番しない)を本体部310に螺入することで第二部材316が本体部310に固定され、これらが第二ステム挿通部312を構成するようになっている。
【0035】
第二ステム挿通穴H2は、内外を連通させる貫通した段付き穴で構成されている。そして、第二ステム挿通穴H2(外向きに開口した部分)には、筒状のガスケットGが内嵌されており、該ガスケットGにより所定の軸線L周りで回転可能とされる第二ステム9とのシール性を担保するようにしている。
【0036】
本実施形態に係る第二ステム挿通部312のガスケットGは、第二ステム挿通穴H2に内嵌され、且つ第二ステム9が挿通された状態で、第二ステム9の軸線方向に押圧されることで第二ステム9の外周面と第二ステム挿通穴H2の内周面とに密接し、第二ステム9の回転を許容しつつもシール性を担保できるようになっている。そのため、本実施形態に係るバルブ装置1は、第一ステム挿通部311と同様に、ガスケットGを押圧するためのガスケット押圧部材(以下、第二押圧部材という)353を第二ステム挿通部312にも備えている。
【0037】
かかる第二押圧部材353は、第二ステム9が挿通されるとともに、第二ステム挿通穴H2の外向きに開口した部分に挿入可能な筒状の押圧部354と、該押圧部354の一端部から外方に延出した鍔部355とを備えており、鍔部355に挿通したボルト(図示しない)を第二部材316の他方のフランジ部318bに穿設されたネジ穴(図示しない)に螺入することによって、押圧部354がガスケットGを押圧できるようになっている。
【0038】
メインフレーム31の配管接続部313は、内部の主通路R3が該本体部310の凹部内と連通し、該主通路R3の中心CLが弁体2の所定の軸線Lと直交するように、一端側が本体部310に接続されている。すなわち、該配管接続部313は、主通路R3が第一ステム8の軸線Lと略直交し、且つ本体部310の凹部(開口)の中心CLと略同心になるように、本体部310に連設されている。そして、該配管接続部313は、他端側に配管を接続するためのフランジ319が設けられている。
【0039】
前記サブフレーム32は、メインフレーム31に取り付けられるもので、本体部310の一側面の開口回りに固定される接続用フランジ部320と、一方の主通路R2の一部を画定する筒状の配管接続部321とを備えている。本実施形態に係るバルブ装置1は、一方の主通路R2がハウジング3に形成された穴(配管接続部321の穴)と、サブフレーム32に嵌入された筒状の通路形成部材335の穴とが連なることで形成されている。
【0040】
前記接続用フランジ部320は、板状の固定部320aと、該固定部320aの一方の面(メインフレーム31側に向く面とは反対側の面)に連設され、該固定部320a側から先端に向けて外径が縮径した縮径部320bとを備えており、固定部320a及び縮径部320bを貫通した穴(後述するシート部材収容部300及び小径穴330)が形成されている。前記固定部320aには、本体部310の開口の周囲に形成された複数のネジ穴(図示しない)に対応する複数の貫通穴(図示しない)が穿設されており、該貫通穴に挿通したボルトを本体部310のネジ穴に螺入することで、当該サブフレーム32をメインフレーム31に固定できるようになっている。
【0041】
なお、接続用フランジ部320は、本体部310の一側面に密接するように固定してもよいが、本実施形態においては、後述するストッパー6をメインフレーム31とサブフレーム32とで挟み込んだ状態にして固定するようにしている。そのため、接続用フランジ部320の弁体収容室30側の面(固定部320aの他方の面)に形成された凹部(採番しない)にガスケットGが嵌め込まれている。これにより、メインフレーム31にサブフレーム32を固定した状態で、本体部310側のガスケットGがストッパー6の一方の面に密接するとともに、接続用フランジ部320側のガスケットGがストッパー6の他方の面に密接し、これらの間のシールを図ることができるようになっている。
【0042】
そして、サブフレーム32の配管接続部321は、接続用フランジ部320の他方の面側の開口縁部(縮径部320bの開口縁部)に一端側が接続されており、接続用フランジ部320(固定部320a)を本体部310に取り付けた状態で、内部の主通路R2が他方の主通路R3と対向し、該主通路R2の穴中心CLが内装した弁体2の所定の軸線Lと直交するように設けられている。なお、該配管接続部321の他端部にも、配管を接続するためのフランジ322が設けられている。
【0043】
これにより、該ハウジング3は、メインフレーム31にサブフレーム32を取り付けることで、内部に弁体2を内装するための弁体収容室30を画定するようになっている。
【0044】
そして、本実施形態に係るバルブ装置1は、上述の如く、シート部材4を備えているため、前記ハウジング3は、シート部材4を収容するためのシート部材収容部300が形成されている。本実施形態に係るバルブ装置1は、ハウジング3がメインフレーム31とサブフレーム32とで構成され、一方の主通路R2側にシート部材4を配設するようにしているため、シート部材収容部300は、サブフレーム32(接続用フランジ部320)に形成されている。
【0045】
該シート部材収容部300は、図4に示す如く、弁体収容室30に向けて開口するように形成されており、内径がシート部材4の外径よりも大径に設定されている。そして、本実施形態に係るバルブ装置1は、通路形成部材335をサブフレーム32に嵌入させることで一方の主通路R2を形成するようにしているため、サブフレーム32の接続用フランジ部320(縮径部320b)には、通路形成部材335を嵌入するための小径穴330が穿設されている。該小径穴330は、シート部材収容部300と連続し、且つ配管接続部321の穴と同心をなすように形成されており、内径が配管接続部321の内径よりも大径で且つシート部材収容部300よりも小径に設定されている。
【0046】
また、サブフレーム32は、小径穴330を画定する内周面上にOリングや角リング等のシーリング部材(本実施形態においてはOリング)Sを嵌め込むための環状溝331が形成されている。かかる環状溝331は、深さがOリングSの断面径(線径)よりも浅く設定されており、嵌め込んだOリングSの内周側が小径穴330の内周面から内側に突出した状態になるように形成されている。これにより、小径穴330に嵌入した通路形成部材335とサブフレーム32との間をシールできるようになっている。
【0047】
前記通路形成部材335は、上述の如く筒状に形成されており、小径穴330に嵌入される嵌入筒部335aと、該嵌入筒部335aと連続するように形成され、該嵌入筒部335aを小径穴330に嵌入した状態でシート部材収容部300に延在する延在筒部335bとを備えている。嵌入筒部335a及び延在筒部335bは、内径が同径に設定される一方、外径については延在筒部335bが嵌入筒部335aよりも小径に設定されている。また、該通路形成部材335は、シート部材収容部300に収容したシート部材4の内周面と延在筒部335bの外周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間が延在筒部335bの先端側で急激に狭まるようになっている。すなわち、通路形成部材335は、延在筒部335bの先端部が全周に亘って外方に延出するように形成されている。
【0048】
本実施形態に係るバルブ装置1は、外部から供給される流体Cをシート部材収容部300に流入させる流体流入路360がハウジング3に形成されている。本実施形態に係るバルブ装置1は、サブフレーム32にシート部材収容部300が形成されているため、前記流体流入路360についてもサブフレーム32(縮径部320b)に形成されている。そして、流体流入路360に流体Cを供給するための配管を接続する配管接続部365がハウジング3(サブフレーム32)の外面に凸設されている。配管接続部365は、筒状に形成されており、内部に形成される穴が流体流入路360と連通するように設けられている。
【0049】
そして、本実施形態に係るバルブ装置1においては、流体流入路360がシート部材収容部300内にある付勢手段5…に向けて流体Cを放出できるように形成されている。
【0050】
このように流体Cをシート部材収容部300に供給するのに伴い、本実施形態に係るバルブ装置1は、シート部材収容部300に流入した流体Cを弁体収容室30側に放出させる流体放出路361が形成されている。
【0051】
本実施形態においては、上述の如く、該通路形成部材335の延在筒部335bとシート部材収容部300内のシート部材4との間に隙間を形成するようにしているため、該隙間によって前記流体放出路361を構成するようにしている。そして、上述の如く、シート部材4の内周面(本実施形態においては、後述するホルダー41)と延在筒部335bの外周面との間隔が、延在筒部335bの先端側で急激に狭まっているため、本実施形態に係る流体放出路361は、主通路R2回りで環状をなすスリット状のノズルを形成している。すなわち、該流体放出路361は、シート部材4における弁体2との当接(圧接)位置となる環状シート材40(圧接部401)近傍に流体Cを放出させるように形成されている。
【0052】
そして、本実施形態に係るバルブ装置1は、シート部材4が一方の主通路R2の弁体収容室30側に配置され、ハウジング3との間をシールしつつ(ハウジング3に対して液密状態又は気密状態を維持しつつ)一方の主通路R2の穴中心CL方向に移動可能に設けられている。
【0053】
本実施形態に係るシート部材4は、弁体2に圧接させるための環状シート材40と、該環状シート材40を保持可能に構成された環状のホルダー41とで構成されている。
【0054】
シート部材4は、少なくとも弁体2と圧接する部分が弾性変形可能な軟質材料で成型される。本実施形態に係るシート部材4は、上述の如く環状シート材40に弁体2を圧接させるため、環状シート材40が弾性変形可能な軟質材料で成型されている。ここで、環状シート材40に採用できる材料として、例えば、天然ゴムや、合成ゴム(ニトリルゴム、 シリコーンゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴムなどの合成ゴム)、四フッ化エチレンゴム樹脂等があるが、流路内で流通させる流通対象物の性状や該バルブ装置1の使用環境に応じて(耐熱や耐薬などを考慮して)選択されることは言うまでもない。
【0055】
該環状シート材40は、リング状に形成されており、ホルダー41に保持される環状のホルダー保持部400と、弁体2に圧接する圧接部401とを備えている。前記ホルダー保持部400は、シート部材4の周方向と直交する断面が四角形状に形成されており、前記圧接部401は、弁体収容室30側に向けられるホルダー保持部400の一方の面側にある内周側の角部に沿うように全周に亘って形成されている。
【0056】
圧接部401は、シート部材4の周方向と直交する断面が半円状に形成されており、円弧部分に弁体2が圧接するように、半円を画定する弦となる部分がホルダー保持部400に接続されている。また、ホルダー保持部400は、弁体収容室30側とは反対側に向けられる他方の面の内周側の角部、該他方の面及び弁体収容室30側に向けられる一方の面の外周側の各角部に対し、全周に亘って突出部402…が突設されている。
【0057】
本実施形態に係るホルダー41は、シート部材収容部300に収容されることを前提に、外径が主通路R2の内径よりも大径に設定されている。すなわち、ホルダー41は、外径が主通路R2よりも大径で且つシート部材収容部300の内径よりもやや小径に設定されている。より具体的には、前記ホルダー41は、弁体収容室30側の一端部に環状シート材40が嵌着されるホルダー本体410と、該ホルダー本体410に嵌着された環状シート材40を固定する固定部材420とを備えている。
【0058】
具体的には、ホルダー本体410は、前記環状シート材40が嵌着される筒状の筒状嵌着部411と、筒状嵌着部411と同心又は略同心になるように筒状嵌着部411と連続して形成され、外径が筒状嵌着部411よりも大径に設定された中間筒状部412と、該中間筒状部412と同心又は略同心になるように中間筒状部412に連続して形成され、外径が中間筒状部412よりも大径で且つシート部材収容部300の内径よりもやや小径に設定された筒状部413を備えている。
【0059】
筒状嵌着部411、中間筒状部412、及び筒状部413は、内径が同径に設定されている。そして、中間筒状部412には、Oリング又は角リング(本実施形態においてはOリング)Sを嵌着するようになっている。これにより、ホルダー本体410は、シート部材収容部300に収容した(嵌入した)状態で、中間筒状部412に嵌着したOリングSがシート部材収容部300の内周面と中間筒状部412との間で僅かに変形し、シート部材収容部300の内周面全周に亘って圧接した状態になるように構成されている。
【0060】
前記固定部材420は、環状に形成されている。具体的には、固定部材420は、筒状嵌着部411に外嵌されたシート部材4(ホルダー保持部400)に外嵌される環状の固定部材本体421と、該固定部材本体421の一端側の内周から内側に突出した規制部422と、固定部材本体421の他端面から径方向外方に突出した位置決部423とを備えている。かかる固定部材420は、固定部材本体421を環状シート材40に外嵌した状態で、位置決部423が中間筒状部412の端面Faに当接するとともに、規制部422が環状シート材40に当接するようになっている。これにより、固定部材420は環状シート材40をホルダー本体410とともに挟み込んで固定できるようになっており、環状シート材40が圧接部401を除いてホルダー本体410と固定部材420とに包囲され、突出部402のみが弁体2側に突出した態様になるようになっている。なお、固定部材420は、ホルダー本体410に対する嵌合或いは螺合で固定するようにしてもよいが、本実施形態においては、固定部材420の位置決部423をホルダー本体410にネジ固定するようにしている。
【0061】
前記付勢手段5は、シート部材収容部300の内面(シート部材収容部300を画定して弁体収容室30側に向く面)と、シート部材4の背面(ホルダー本体410の弁体収容室30とは反対側に向く面)との間に介設されており、シート部材4を弁体収容室30側に付勢している。これに伴い、本実施形態に係るバルブ装置1は、シート部材4が規定位置よりも弁体収容室30(弁体2)側に移動するのを規制するストッパー6が設けられている。なお、規定位置とは、シート部材4のホームポジションであって、弁体2がシート部材4側に傾動した状態で、該弁体2がシート部材4(環状シート材40)に対して適正に圧接し得る状態となるシート部材4の位置を意味する。
【0062】
前記付勢手段5には、コイルバネや皿バネ等の種々タイプのものを採用でき、本実施形態においては、皿バネが採用されている。皿バネは、円環状に形成されており、その中心が主通路R2の穴中心CLと同心又は略同心となるように、シート部材4の背面(ホルダー41)とハウジング3の内面との間に介装されている。本実施形態において、前記皿バネ5は、穴中心CL方向に三つ重ねて設けられており、シート部材4が規定位置に位置した状態で、自然長になるように設けられている。
【0063】
前記ストッパー6は、円環状のプレート(ドーナツプレート)状に形成されており、外周端部がメインフレーム31とサブフレーム32とに挟み込まれた状態で固定されている。本実施形態に係るストッパー6は、メインフレーム31とサブフレーム32とに挟み込まれた状態になっているが、実際にはサブフレーム32の接続用フランジ部320に対してボルト固定されている。すなわち、ボルト(採番しない)を介してストッパー6が固定されたサブフレーム32をメインフレーム31に固定することで、前記ストッパー6は、メインフレーム31とサブフレーム32とに挟み込まれた状態になっている。
【0064】
そして、ストッパー6が画定した内穴は、該ストッパー6が弁体2に干渉することのない穴径に設定されている。ストッパー6は、弁体2側とは反対側の内周縁部に段差が形成されている。これにより、ストッパー6は、段差によって形成される環状の空間内にホルダー41(固定部材420)が嵌り込むとともに、環状の空間を画定する弁体2側とは反対側を向いた面でホルダー41(シート部材4)の移動を規制するようになっている。
【0065】
本実施形態において、ホルダー41(固定部材420)は、規定位置に位置した状態で、位置決部423が接続用フランジ部320の一方の面と面一となるように構成されているため、ストッパー6の環状の空間には、固定部材本体421が位置することになる。すなわち、ストッパー6は、弁体収容室30側とは反対側の面がホルダー41(シート部材4)の位置決部423と対向するとともに、弁体収容室30側で径方向内方に突出した部分が固定部材本体421と対向するようになっている。これにより、シート部材4は、規定位置よりも弁体収容室30側に移動することが防止されている。
【0066】
前記第一ステム8は、図1〜図3に示す如く、ハウジング3(第一ステム挿通部311)に挿通され、該ハウジング3内に位置する一端部に、弁体2の第一ステム挿入部20(一対の第一平面部20a,20b間:一対の第一平面部20a,20b及び一対の第二平面部21a,21bで包囲される領域)に挿入される接続部80が形成されている。
【0067】
該第一ステム8の接続部80は、前記一対の第一平面部20a,20bと対向するように、前記所定の軸線Lと直交又は略直交方向に延びる一対に凸条部81a,81bが前記所定の軸線Lを挟んで形成されるとともに、一対に凸条部81a,81bの延びる方向と直交又は略直交する方向に延び且つ前記所定の軸線Lと平行又は略平行な一対の第三平面部82a,82bが前記所定の軸線Lを挟んで形成されている。
【0068】
前記一対に凸条部81a,81bは、対向する第一平面部20a,20bに対して僅かに隙間があくように形成されている。すなわち、弁体2が傾動できるように一対の第一平面部20a,20bの間隔よりも一対に凸条部81a,81bの間隔が狭く設定されており、弁体2が傾動したときに各凸条部81a,81bが対向する各第一平面部20a,20bに対して線接触するように構成されている。
【0069】
前記第三平面部82a,82bは、対向する弁体2側の第二平面部21a,21bと面接触しており、第一ステム8を回転させたときのトルクが第二平面部21a,21bから第三平面部82a,82bに伝達できるように構成されるとともに、その接触面に沿った弁体2の移動(傾動)を許容できるように構成されている。
【0070】
そして、図1及び図2に示す如く、ハウジング3内に位置する第一ステム8の先端には、弁体2と点接触するように構成された凸部(採番しない)が形成されている。この凸部は、頂点(最も突出した部分)が第一ステム8(弁体2)の所定の軸線L上に位置するように形成されており、本実施形態においては、外面が球面状をなすように形成されている。そして、該第一ステム8は、前記凸部が弁体2の第一ステム挿入部20の奥部に形成される面(平面)に接触するように設けられる。すなわち、第一ステム8は、上方にある弁体2を支持できるように取り付けられる。
【0071】
第一ステム8は、ハンドル等を取り付けることで手動によって回転させることも可能であるが、本実施形態においては、第一ステム8の回転角度を任意に設定できるパルスモータ等の駆動モータ(図示しない)が他端側に接続され、該駆動モータによる駆動により、弁体2の所定の軸線L周りで回転するようになっている。
【0072】
第二ステム9は、ハウジング3(第二ステム挿通部312)に挿通され、ハウジング3内に位置する一端部の外周の少なくとも一部に径方向外方に突出した押圧部90が設けられている。第二ステム9について具体的に説明すると、該第二ステム9は、ハウジング3に挿通されるステム本体91と、該ステム本体91の外周に対して部分的に突設された前記押圧部90とで構成されている。
【0073】
押圧部90は、湾曲した外周面に対する曲率中心がステム本体91の軸心に対して偏心した偏心カムであり、弁体2の非貫通部分がシート部材4に対向した状態で、第二ステム9を所定の軸線L周りで回転させると、弁体2の第一被押圧部22aに接触乃至押圧するようになっている。
【0074】
また、本実施形態に係る押圧部90は、弁体2の非貫通部分がシート部材4に対向した状態で、第二ステム9を所定の軸線L周りで逆回転(押圧部90に第一被押圧部22aを押圧させるとき回転方向とは逆方向に回転)させることで、第二被押圧部22bに対しても押圧できるようになっており、シート部材4側に傾動(変位)した弁体2(非貫通部分)をシート部材4から強制的に離間させることもできるようになっている。
【0075】
上記構成の第二ステム9は、第一ステム8と同様に、ハンドル等を取り付けることで手動によって回転させることも可能であるが、本実施形態においては、第二ステム9の回転角度を任意に設定できるパルスモータ等の駆動モータ(図示しない)が他端側に接続されている。すなわち、本実施形態に係るバルブ装置1は、回転角度を任意に設定できるパルスモータ等の駆動モータで第二ステム9を回転させることにより、弁体2を傾動させるに際して押圧部90(偏心カム)による弁体2に対する押圧力が所定の押圧力となるよう構成されている。
【0076】
これにより、押圧部90が摩耗して弁体2に対する押圧力が所定の押圧力よりも小さくなったとき、第二ステム9の回転角度を大きくすることで押圧部90(第二ステム9)を交換することなく、既存の押圧部90で弁体2に対して所定の押圧力を作用させることができるようになっている。なお、駆動モータ(第二ステム9)の回転角度の設定は、手動であってもよいが、例えば、第二ステム9のトルクを測定するトルクセンサを設け、そのトルクセンサの検知結果が所定値(押圧部90による押圧力が所定の押圧力となるトルク値)になるように駆動モータの回転角度を自動的に変更するように制御しても勿論よい。
【0077】
本実施形態に係るバルブ装置1は、以上の構成からなり、次に、本実施形態に係るバルブ装置1の作動について説明する。
【0078】
上記構成のバルブ装置1は、図1に示す如く、二つの主通路R2,R3が弁体2の連通路R1を介して連通した状態で、一方の主通路R2側から他方の主通路R3側(又は、他方の主通路R3側から一方の主通路R2側)に向けて流通対象物の流通が許容される。この状態で、二つの主通路R2,R3と弁体2の連通路R1とが同心又は略同心をなし、弁体2がシート部材4に対して非接触状態になっており、押圧部90が弁体2の第一被押圧部22a及び第二被押圧部22bの何れに対しても押圧していない状態となっている。
【0079】
そして、このように流通対象物の流通を許容した状態から主通路R2を遮断するには、第二ステム9をそのままの状態で維持させつつ第一ステム8のみを90°回転させる。そうすると、第一ステム8の回転力が第三平面部82a,82bを介して弁体2の第二平面部21a,21bに伝達され、弁体2も90°回転することになる。
【0080】
このように第二ステム9を回転させることなく弁体2を回転させるとき、押圧部90(カム)は、第一被押圧部22a及び第二被押圧部22bの何れも押圧しない状態(弁体2を傾動させるような付勢を作用させない状態)で維持し、弁体2はシート部材4に対して非接触状態のままで維持しつつ所定の軸線L周りで回転する結果、弁体2の非貫通部分が一方の主通路R2(シート部材4)に対して隙間をあけた状態で対向することになる。また、第一ステム8のトルクを伝達した弁体2側の第二平面部21a,21bと第一ステム8の第三平面部82a,82bとが、弁体2を傾動させる方向に沿った状態(主通路R2の穴中心CLと平行又は略平行になった状態)になり、第二平面部21a,21bと第三平面部82a,82bとが接触していても弁体2の傾動が許容された状態となる。
【0081】
そして、第二ステム9を回転させると、図2に示す如く、押圧部90が第一被押圧部22a(弁体2の上部側)を押圧して弁体2をシート部材4側に付勢し、その付勢で弁体2が傾動しようとする。このとき、第一ステム8の先端(弁体2を支持した支持点)を傾動支点にして弁体2が傾動し、弁体2が所定の移動量傾動した状態で、弁体2の非貫通部分がシート部材4に圧接する。そうすると、シート部材4(圧接部401)は、弁体2の圧接によって全周に亘って規定した変形量で弾性変形し、その弾性によって弁体2とハウジング3との間がシールされる結果、一方の主通路R2(二つの主通路R2,R3間)が遮断され、流通対象物の流通が停止することになる。
【0082】
これに対し、第二ステム9を逆回転(弁体2をシート部材4側に変位させる場合とは反対側に回転)させると、第一被押圧部22aに対する押圧部90の当接が解除される一方、該押圧部90が第二被押圧部22bを押圧することになり、第二被押圧部22bに対する押圧部90の押圧作用で、弁体2がシート部材4(圧接部401)から離間する方向に傾動する。
【0083】
その結果、弁体2が元の位置に復帰する一方で、シート部材4が規定位置で位置決めされ、弁体2とシート部材4とが非接触状態(略一定の間隔)に戻ることになる。そして、第二ステム9を回転させることなく第一ステム8を逆回転(弁体2の非貫通部分をシート部材4と対向させる場合とは反対側に回転)させると、弁体2がシート部材4に対して非接触状態で回転し、二つの主通路R2,R3が弁体2の連通路R1を介して連通して流通対象物の流通を許容した状態に戻ることになる。
【0084】
そして、このように流通対象物の流通と遮断を繰り返すと、流通対象物(特に、粉体、気体、液体)は、シート部材4とハウジング3との間に形成される隙間からシート部材収容部300に入り込んでしまうため、図4に示す如く、適宜のタイミングで外部から流体流入路360を介してシート部材収容部300内に流体C(洗浄用の液体や気体)を流入させる。そうすると、シート部材収容部300内の粉体等が外部から供給された流体Cの流体圧によって押され、流体放出路361を介してハウジング3内に押し出されることになる。本実施形態に係るバルブ装置1は、流体放出路361が環状シート材40(圧接部401)近傍に流体Cを放出させるように形成されているため、上述の如く、弁体2がシート部材4(圧接部401)から離間している状態で、流体流入路360を介して流体Cを供給すると、シート部材収容部300及び流体放出路361を介して放出される流体Cが弁体2とシート部材4との間に介在する流通対象物(例えば、弁体2の表面に付着した流通対象物やシート部材4の圧接部401に付着した流通対象物等)を除去することになる。
【0085】
従って、シート部材収容部300には、シート部材4の移動を阻害するような粉体などが存在しなくなるため、シート部材4の移動が確実に担保されることになり、ハウジング3と弁体2との間のシールが長期的に維持されることになる。また、流通対象物が金属を腐食させるようなものである場合には、流体流入路360を介して流体Cを供給すると、付勢手段5が流体Cによって洗浄されることになり、付勢手段5の劣化や腐食が防止される結果、シート部材4が適正に付勢された状態になり、弁体2とシート部材4との面圧をシールに必要な圧力にすることができ、これによってもシールを長期的に良好な状態で維持することができる。
【0086】
そして、上述の如く、流体放出路361から放出される流体Cにより、弁体2とシート部材4との間に粉体等の流通対象物が除去されるため、弁体2を傾動させたときに弁体2がシート部材4(環状シート材40)に確実に密接することになり、これによってもシールの不良が発生することが防止される。
【0087】
以上のように、本実施形態に係るバルブ装置1によれば、外部から供給される流体Cをシート部材収容部300に流入させる流体流入路360がハウジング3に形成されるとともに、シート部材収容部300に流入した流体Cを弁体収容室30側に放出させる流体放出路361が形成されているため、流体流入路360から供給した流体Cによってシート部材収容部300内にある流通対象物を流体放出路361から弁体収容室30側に放出させることができる。これにより、シート部材4の移動の阻害や、付勢手段5の劣化・腐食の原因となる流通対象物(蓄積物)がシート部材収容部300内に存在しなくなるため、シート部材4の移動及び付勢手段5の機能が確実に担保されることになり、ハウジング3と弁体2との間のシールを長期的に維持させることができる
【0088】
また、前記流体流入路360は、シート部材収容部の付勢手段5が介設される領域内に流体Cを流入させるように形成されているので、シート部材収容部300内にあった流通対象物を流体放出路361から弁体収容室30側に放出されるのに併せ、付勢手段5に付着した流通対象物を効率的に除去する(洗浄する)ことができる。これにより、付勢手段5としての皿バネの腐食・劣化を防止できるため、シート部材4に対する付勢を適正な状態で維持することができ、弁体2とハウジング3との間のシールを適正な状態にすることができる。
【0089】
また、前記流体放出路361は、シート部材4における弁体2に対する圧接位置近傍に流体Cを放出するように形成されているので、流体放出路361から放出された流体Cで、弁体2に付着した流通対象物を除去することができ、例えば、弁体2の回転や弁体2とシート部材4との接触を適正な状態で維持することができる。
【0090】
特に、本実施形態において、前記弁体2は、シート部材4に対して非接触な状態で前記所定の軸線Lを回転中心にして回転可能に構成されるとともに、連通路R1の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材4と対向した状態で前記軸線L方向の何れか一端側を支点にしてシート部材4側に傾動可能に設けられ、該弁体2がシート部材4側に傾動することによって非貫通部分がシート部材4に圧接して主通路R2を遮断するように構成され、前記流体放出路361は、シート部材4における弁体2に対する圧接位置近傍に流体Cを放出するように形成されているため、シート部材4の摩耗を最小限に抑えることができ、弁体2とハウジング3との間のシール状態を良好な状態で長期的に維持させることができる。
【0091】
また、本実施形態に係るバルブ装置1は、弁体2がシート部材4と非接触で回転するように構成されているため、弁体とシート部材4との間(隙間)に流通対象物が介入することがあるが、流体放出路361から放出された流体Cで流通対象物を除去することができることから、弁体2を傾動させたときに流通対象物が弁体2とシート部材4とに挟み込まれることがない。これにより、弁体2とシート部材4との圧接(密接)性が確保されることになり、弁体2とハウジング3との間のシールを適正な状態で維持させることができる。
【0092】
尚、本発明のバルブ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0093】
上記実施形態において、弁体2がシート部材4に対して非接触で回転でき、且つ連通路R1の両端開口間に形成される非貫通部分が主通路R2と対向した状態で該弁体2を傾動させる非接触式のバルブ装置について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ハウジング3内に配置されたシート部材4に対して弁体2が常時圧接し、弁体2を所定の軸線L回りで回転させたときに弁体2がシート部材4に摺接する一般的なボールバルブ(バルブ装置)であっても勿論よい。この場合においても、シート部材4が主通路R2,R3の穴中心CL方向で移動可能に設けられることを前提に、流体流入路360及び流体放出路361を設けることで、シート部材収容部300内に入り込んだ流通対象物を外部に放出させることができ、シート部材4と弁体2とを適正な状態で圧接させることができる。
【0094】
上記実施形態において、弁体2側に向けて流体Cを放出するように流体放出路361を形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、主通路R2側に向けて流体Cを放出するように流体放出路361を形成するようにしてもよい。すなわち、流体放出路361は、弁体2(弁体収容室30)側、及び主通路R2側の少なくとも何れか一方側に流体Cを放出させるように形成すればよい。但し、弁体2の外面(上記実施形態のように弁体2がシート部材4に対して接離する場合には弁体2とシート部材4との間)に存在する流通対象物を除去する場合には、少なくとも弁体2に向けて流体Cを放出させるように流体放出路361を形成すること言うまでもない。
【0095】
上記実施形態において、シート部材収容部300うち、付勢手段5の介設された空間(領域)内に流体Cを供給できるように流体流入路360を形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、シート部材収容部300のうち、シート部材4の移動代となる空間(付勢手段5の介設された領域)と流体的に連通する他の領域に対して流体Cを供給できるように流体流入路360を形成するようにしてもよい。
【0096】
上記実施形態において、ハウジング3(サブフレーム32)に通路形成部材335を嵌入し、該通路形成部材335で主通路R2の一部を形成するとともに、シート部材収容部300内のシート部材4と通路形成部材335との間に形成される隙間で流体放出路361を形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、図5に示す如く、通路形成部材335の延在嵌入筒部335bに相当する嵌入筒部335b’をハウジング3(サブフレーム32)に形成し、ハウジング3(サブフレーム32)のみで主通路R2を形成するとともに、シート部材4とハウジング3の嵌入筒部335b’との間の隙間で流体放出路361を形成するようにしてもよい。
【0097】
上記実施形態において、ハウジング3(サブフレーム32)に通路形成部材335を嵌入し、シート部材収容部300内のシート部材4と通路形成部材335との間に形成される隙間で流体放出路361を形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、図6に示す如く、通路形成部材335に代えて、小径穴330に対して穴中心CL方向に移動可能に挿入される筒状挿入部415をシート部材4(ホルダー41)に設け、シート部材4(ホルダー41)の穴で主通路R2の一部を形成するとともに、筒状挿入部415の外周と小径穴330の内周との間にOリングや角リング等のシール材Sを配設した上で、シート部材4の外周とシート部材収容部300の内周との間に形成される隙間で流体放出路361を形成するようにしてもよい。
【0098】
また、流体放出路361は、シート部材4と、これと対向する部材(通路形成部材335やハウジング3に設けた嵌入筒部335b’)との間に形成された隙間で構成されたものに限定されるものではなく、例えば、図7に示す如く、弁体収容室30側及び主通路R2側の少なくとも何れか一方側と、シート部材収容部300の内側とを貫通させたスリット或いは穴をシート部材4のホルダー41に設け、このスリット又は穴で流体放出路361を構成するようにしてもよい。但し、このようにシート部材4にスリットや穴を設ける場合、シート部材4の全周に亘って連続する環状のスリットや穴を形成することができないため、流体放出路361を構成するスリット又は穴をシート部材4の周方向に間隔をあけて複数設けることが好ましい。また、このように流体放出路361として複数のスリットや穴を設けた場合(特に、弁体2の外周に向けて流体Cを放出させ、弁体2の外面に付着した流通対象物を除去する場合)には、例えば、各スリット又は穴の開口径が弁体側に向けて拡大するように形成し、放出された流体Cを放射状に放出させることが好ましい。すなわち、周方向に間隔をあけて設けられたスリットや穴で流体放出路361を構成する場合、スリットや穴の間に非貫通部分が形成されるため、シート部材4における非貫通部分に対して対向する弁体2の外面に流体Cが当たりにくくなるため、流体Cが放射状に拡大して放出させることで弁体2の外面についた流体C対象物を効率的に除去することができる。
【0099】
上記実施形態において、二つの主通路R2,R3の形成された二方弁を一例に挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、弁体収容室30回りに三つ以上の主通路の形成された分岐用のバルブ装置であってもよい。これは、ボールバルブに適用したときも同様である。
【0100】
そして、上記実施形態において、一方の主通路R2に対応するようにシート部材4を一つ設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、両主通路R2,R3(全ての主通路R2,R3)に対応するようにシート部材4を設けるようにしてもよい。
【0101】
上記実施形態において、流体放出路361を主通路R2の穴中心CL方向に延びるように形成し、弁体2の外面に対して交差方向から流体Cを放出させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、流体放出路361は、弁体2の外面に沿って流体Cを放出させるように形成してもよい。このようにすれば、弁体とシート部材4との間に介在する流通対象物(弁体に付着した流通対象物)を確実に除去することができる。
【符号の説明】
【0102】
1…バルブ装置、2…弁体、3…ハウジング、4…シート部材、5…付勢手段(皿バネ)、6…ストッパー、8…第一ステム、9…第二ステム、20…第一ステム挿入部、21a,21b…第二平面部、22…第二ステム挿入部、22a…第一被押圧部、22b…第二被押圧部、30…弁体収容室、31…メインフレーム、32…サブフレーム、40…環状シート材、41…ホルダー、80…接続部、81a,81b…凸条部、81a,81b…各凸条部、82a,82b…第三平面部、90…押圧部、91…ステム本体、300…シート部材収容部、310…本体部、311…第一ステム挿通部、312…第二ステム挿通部、313…配管接続部、314…第一部材、314a…筒状部、314b…フランジ部、316…第二部材、317…筒状部、318a,318b…フランジ部、319…フランジ、320…接続用フランジ部、320a…固定部、320b…縮径部、321…配管接続部、322…フランジ、330…小径穴、331…環状溝、335…通路形成部材、335a…嵌入筒部、335b…延在筒部、350…第一押圧部材、351…押圧部、352…鍔部、353…第二押圧部材、354…押圧部、355…鍔部、360…流体流入路、361…流体放出路、365…配管接続部、400…ホルダー保持部、401…圧接部、402…突出部、410…ホルダー本体、411…筒状嵌着部、412…中間筒状部、413…筒状部、415…筒状挿入部、420…固定部材、421…固定部材本体、422…規制部、423…位置決部、CL…穴中心、Fa…端面、G…ガスケット、H1…第一ステム挿通穴、H2…第二ステム挿通穴、L…軸線、R1…連通路、R2,R3…主通路、S…Oリング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の軸線回りで回転可能に設けられるとともに、前記所定の軸線と直交又は略直交する仮想面上を通って貫通する連通路が形成された弁体と、該弁体を内装する弁体収容室が形成されるとともに、弁体収容室内の弁体の連通路を介して互いに連通する少なくとも二つの主通路が形成されたハウジングと、前記主通路同士を連通させた弁体の連通路周りと対向するように、少なくとも何れか一つの主通路に対応させてハウジング内に配置された環状のシート部材と、シート部材を弁体側に付勢する付勢手段とを備え、ハウジングは、前記シート部材を主通路の穴中心に沿って移動可能に収容するシート部材収容部が形成されるとともに、付勢手段は、シート部材収容部を画定する内面とシート部材の背面との間に介設され、シート部材と弁体とが圧接することでハウジングと弁体との間をシールするように構成されたバルブ装置において、外部から供給される流体をシート部材収容部に流入させる流体流入路がハウジングに形成されるとともに、シート部材収容部に流入した流体を弁体収容室側及び主通路側の少なくとも何れか一方側に放出させる流体放出路が形成されていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項2】
前記流体流入路は、シート部材収容部の付勢手段が介設される領域内に流体を流入させるように形成されている請求項1に規制のバルブ装置。
【請求項3】
前記流体放出路は、シート部材における弁体に対する圧接位置近傍に流体を放出するように形成されている請求項1又は2に記載のバルブ装置。
【請求項4】
前記弁体は、シート部材に対して非接触な状態で前記所定の軸線を回転中心にして回転可能に構成されるとともに、連通路の両端開口間に形成される非貫通部分がシート部材と対向した状態で前記軸線方向の何れか一端側を支点にしてシート部材側に傾動可能に設けられ、該弁体がシート部材側に傾動することによって非貫通部分がシート部材に圧接して主通路を遮断するように構成され、前記流体放出路は、シート部材における弁体に対する圧接位置近傍に流体を放出するように形成されている請求項1又は2に記載のバルブ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−255750(P2010−255750A)
【公開日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−106537(P2009−106537)
【出願日】平成21年4月24日(2009.4.24)
【出願人】(000152480)株式会社日阪製作所 (60)
【Fターム(参考)】