JP2004084724A - 弁の開度調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】開度調整を精密かつ容易に行うことのできる弁の開度調整機構を提供する。
【解決手段】本発明の弁開度調整機構は、内周面に雌ネジ部６と外周面下部に該雌ネジ部のピッチより大きいピッチの雄ネジ部７とを有する筒状のハンドル１と、内周面にハンドルの雄ネジ部と螺合する雌ネジ部８を有するハンドル支持体２と、ハンドル支持体の下方に位置しステムを回動不能に支承するボンネット４と、上部外周にハンドルの雌ネジ部に螺合する雄ネジ部９を有し該雄ネジ部の下方部分がボンネットに上下移動自在かつ回動不能に支承されたステム３とを具備している。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体の流量調整を目的とした手動弁における開度調整機構に関するものであり、さらに詳しくは、開度調整をより精密かつ容易に行うことができる弁の開度調整機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種化学薬液ラインや純水ライン等に用いられる手動弁において、流体の流量を任意に調整し供給する必要がある場合には、ハンドルとボンネットにネジ部を設け、ハンドルを回転させることによってハンドルと連結された弁体を上下移動させて弁開度の調整が行われていた。その一般的な方法としては図５に示すようなニードル弁に用いられた開度調整機構があった。しかしながら、流量調整を行う際に重要となる開口面積の変化量はハンドルの回転量に比例し、その比例定数はハンドルに設けられたネジ部のピッチによって決定される。従って、より精密なストローク量の調整を行うためには非常に小さな回転角度で調整する必要があり、図５のような開度調整機構では操作誤差が大きく微調整が困難であった。同機構において特に微量な調整を可能にするためには図５に示すように弁体３４の先端部を鋭く設け、ハンドル一回転あたりの開口面積の変化を小さくする方法があるが、この場合には弁体３４が大きくなり、それに伴って弁高が大きくなってしまうといった問題があった。
【０００３】
これらを解決する手段として、図６のようにハンドル３９に設けた雄ネジ部４５のピッチを微細に設ける方法があった。図６によれば、例えばハンドル３９を１回転させた場合、弁体４２はハンドル３９に設けられた雄ネジ４５のピッチと同じ距離だけ下降または上昇移動するため、雄ネジ４５のピッチを微細に設けることによってハンドル３９の１回転あたりの弁体４２の移動距離を小さくし、微細な流量調整を可能にしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような開度調整機構においては、ネジのピッチが微細なためにネジ部分の機械的強度が低下し、操作時に過剰なトルクがかかるなどの要因によりネジ部の破壊がおこりやすいという問題があった。また、組立ての際にもネジが潰れてしまうような組立てミスが発生しやすいといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、開度調整をより精密かつ容易に行うことができる弁の開度調整機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成を図１に基づいて説明すると、本発明の弁開度調整機構は、内周面に雌ネジ部６と外周面下部に雌ネジ部６のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部７を有する筒状のハンドル１と、内周面にハンドル１の雄ネジ部７と螺合する雌ネジ部８を有するハンドル支持体２と、ハンドル支持体２の下方に位置しステム３を回動不能の状態で支承するボンネット４と、上部外周にハンドル１の雌ネジ部６に螺合される雄ネジ部９を有し雄ネジ部９の下方部分がボンネット４に上下移動自在かつ回動不能に支承されるステム３とを具備することを第一の特徴としている。
【０００７】
また、本発明はハンドル１の外周面下部に設けられた雄ネジ部７と内周面に設けられた雌ネジ部６のピッチの差が、雄ネジ部７のピッチの２０分の１から５分の１であることを第二の特徴としている。
【０００８】
また、本発明はニードルバルブ、ゲートバルブ、ストップバルブ、ダイヤフラムバルブまたはピンチバルブに使用されることを第三の特徴としている。
【０００９】
本発明のポイントは筒状のハンドル１の内周面に設けられた雌ネジ部のピッチより、同外周面下部に設けられた雄ネジ部のピッチを大きくした点である。好ましくは、雄ネジ部と雌ネジ部のピッチ差を雄ネジ部のピッチの２０分の１から５分の１になるように設けるのが良い。ピッチ差が２０分の１より小さいと、ハンドル１のストローク量が大きくなり過ぎて弁高が大きくなる。また、５分の１より大きいと、弁開度の微調整ができなくなる。上記範囲内でピッチ差を選択することにより、希望するハンドル１のストローク量を調整することができるため、幅広い開度の微調整が可能となる。
【００１０】
本発明の弁の開度調整機構を使用できる弁としてはニードルバルブ、ゲートバルブ、ストップバルブ、ダイヤフラムバルブまたはピンチバルブが挙げられ、特にニードルバルブには有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことは言うまでもない。
【００１２】
図１は本発明の開度調整機構の縦断面図である。図２は本発明の開度調整機構を用いたニードルバルブの半開状態を示した縦断面図である。図３は図２のニードルバルブの弁体をダイヤフラム形状としたときの縦断面図である。図４は本発明の開度調整機構を用いたピンチバルブの縦断面図である。
【００１３】
以下、本発明の実施態様を示す図１に基づいて弁の開度調整機構について説明する。
【００１４】
１は筒状のハンドルで、頭部に断面円形状のつまみ部５を有し、内周面には雌ネジ部６が設けられている。また、外周面のつまみ部５の下部にはそれより縮径して雌ネジ部６より大きいピッチを有する雄ネジ部７が設けられている。
【００１５】
２は筒状のハンドル支持体で、内周面にはハンドル１の雄ネジ部７に螺合される雌ネジ部８が設けられており下端部はボンネット４の上端部に接合固定されている。
【００１６】
３はステムで、上部にハンドル１の雌ネジ部６に螺合される雄ネジ部９が設けられ、雄ネジ部９の下方には雄ネジ部９より拡径された断面六角形の鍔部１０が設けられている。
【００１７】
ボンネット４は、ステム３の下方部を底部中央で支承するとともに、ステム３の鍔部１０を上下移動自在かつ回動不能に収容している。
【００１８】
本実施態様ではボンネット内面１１も断面六角形状に形成されており、ステム３の鍔部１０が嵌合されることにより回動不能にされている。すなわち、ステム３はハンドル１の回転に伴い、上下方向のみに移動可能になっている。ちなみに本実施態様では鍔部１０及びボンネット内面１１の断面形状は六角形状となっているが四角形状にしてもよく、また、突状と凹溝の組合せによる嵌合形状であってもよく、ステム３の回動を不能にする形状であれば特に限定されるものではない。
【００１９】
次に、図２に基づき本実施態様の弁の開度調整機構が使用されたニードルバルブの構造及び弁の開度調整機構の作動について説明する。
【００２０】
図面における番号１〜１１については図１と同じであるので説明は省略する。
【００２１】
ステム３の下部はボンネット４の底部中央に設けられた貫通孔１６に装入され、Ｏリング１４を介して貫通孔１６内を上下に摺動可能になっている。また、ステム３の下端部には弁体１３が螺着固定されている。
【００２２】
１２は本体であり、下部には流入口１７と垂直方向に設けられた堰１９で仕切られた流出口１８が設けられている。また、上部には前記弁体１３が収容される弁室２０が設けられており弁室２０の底部に設けられた連通口２１と２２で流入口１７及び流出口１８に連通している。連通口２１の開口部２３の周縁部は前記弁体１３の弁座部２４となっている。ハンドル支持体２、ボンネット４、本体１２はボンネット４と本体１２の間にＯリング１５を挟持してボルト、ナット（図示せず）によって固定されている。
【００２３】
次に本ニードルバルブにおける開度調整機構の作動について説明する。
【００２４】
今、図２では弁の半開状態を示している。まず、このとき流体は本体１２内の流入口１７から流れ込み、開口部２３、弁室２０を経由して流出口１８から排出されている。この状態でハンドル１を閉方向に回動させると、ハンドル１は外周の雄ネジ部７のピッチ分だけ下降し、逆にハンドル１の雄ネジ部７より小さいピッチを持つ内周の雌ネジ部６に螺合されたステム３はハンドル１の雌ネジ部６のピッチ分だけ上昇する。ただし、ステム３の中央部外周に設けられた鍔部１０は回動不能の状態でボンネット４に収容されており上下方向のみに移動可能であるため、ステム３は弁本体に対してハンドル１外周の雄ネジ部７と内周の雌ネジ部６のピッチの差分だけ下降することとなる。例えば、ハンドル１の外周の雄ネジ部７およびハンドル支持体２の内周の雌ネジ部８のピッチを３．０ｍｍとするとともに、ハンドル１の内周の雌ネジ部６およびステム３の雄ネジ部９のピッチを２．５ｍｍにした場合、ハンドル１を１回転させることによってステム３は０．５ｍｍ（雄ネジ部７のピッチの６分の１）下降することとなる。これに伴って、ステム３と連結された弁体１３が下降し、本体１２の開口部２３の開口面積を調整し流量の調整が可能となる。本実施態様においては開口面積の調整はハンドル１外周の雄ネジ部７と内周の雌ネジ部６のピッチの差において決定されるためピッチを微細に設計する必要がなく、すなわちネジの強度を充分に保つことができる。
【００２５】
ハンドル１をさらに閉方向に回動させると開口部２３の開口面積は弁体１３が下降することにより徐々に小さくなり、すなわちバルブを流れる流体の流量は小さくなり、ついには弁体１３と弁座部２４が接触して流体の流れがストップされる。さらにハンドル１を回動させた場合にはステム３の鍔部１０の下面がボンネット４の底面に接触してストッパーとなるため、弁座部２４や弁体１３に過剰な負荷がかかるのを防ぐことができる。
【００２６】
つぎに、ハンドル１を逆に開方向に回動させた場合は、閉方向に回動させた場合のまったく逆の作動で弁体が上昇し開口部２３の開口面積が大きくなり、すなわちバルブを流れる流体の流量を大きくすることができる。さらにハンドル１を開方向に回動させるとステム３の鍔部１０の上面がハンドル支持体２の底面に接触してストッパーとなる。
【００２７】
以上説明したごとくハンドルを開方向や閉方向に回転させたときに、ステムの上下動巾を微調整することが可能であるため、弁の開度を精密かつ容易に調整することが可能となっている。
【００２８】
図３は図２のニードルバルブの弁体をダイヤフラム形状とした場合の縦断面図である。図２と異なる点は、弁体２６にダイヤフラム部２７が一体的に設けられており摺動部分が接液部と分離されている点である。そのため、パーティクルの発生やＯリングの接液を嫌う純水ラインやケミカルラインに特に好適である。
【００２９】
図４は本発明の開度調整機構を用いたピンチバルブの縦断面図である。
本ピンチバルブの構造を簡単に説明すると、本体２８内には弾性体からなる管体３０が保持されており、ハンドル１の回動に伴いステム３と連結された挟圧子２９が上下移動し、管体３０を押圧して弁の開閉操作や開度調整を行うものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような構造をしており、これを使用することにより従来品に比較して開度調整がより精密かつ容易に行え、バルブの大きさやネジ部分の強度を犠牲にすることなく、広い範囲の流量の微調整を早く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開度調整機構を示す縦断面図である。
【図２】本発明の開度調整機構を用いたニードルバルブの縦断面図である。
【図３】図２のニードルバルブの弁体をダイヤフラム形状とした場合の縦断面図である。
【図４】本発明の開度調整機構を用いたピンチバルブの縦断面図である。
【図５】従来の開度調整機構を用いたニードルバルブの縦断面図である。
【図６】従来の開度調整機構を用いた他の形式のニードルバルブの縦断面図である。
【符号の説明】
１…ハンドル
２…ハンドル支持体
３…ステム
４…ボンネット
５…つまみ部
６…雌ネジ部
７…雄ネジ部
８…雌ネジ部
９…雄ネジ部
１０…鍔部
１１…ボンネット内面
１２…本体
１３…弁体
１４…Ｏリング
１５…Ｏリング
１６…貫通孔
１７…流入口
１８…流出口
１９…堰
２０…弁室
２１…連通口
２２…連通口
２３…開口部
２４…弁座部
３９…ハンドル
４０…ボンネット
４１…本体
４２…弁体
４３…Ｏリング
４４…Ｏリング
４５…雄ネジ部
４６…雌ネジ部

Claims (3)

1. 内周面に雌ネジ部と外周面下部に該雌ネジ部のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部を有する筒状のハンドルと、内周面にハンドルの雄ネジ部と螺合する雌ネジ部を有するハンドル支持体と、ハンドル支持体の下方に位置しステムを回動不能の状態で支承するボンネットと、上部外周にハンドルの雌ネジ部に螺合される雄ネジ部を有し、該雄ネジ部の下方部分がボンネットに上下移動自在かつ回動不能に支承されるステムとを具備することを特徴とする弁の開度調整機構。
2. ハンドルの外周面下部に設けられた雄ネジ部と内周面に設けられた雌ネジ部のピッチの差が、雄ネジ部のピッチの２０分の１から５分の１であることを特徴とする請求項１に記載の弁の開度調整機構。
3. ニードルバルブ、ゲートバルブ、ストップバルブ、ダイヤフラムバルブまたはピンチバルブに使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の弁の開度調整機構。

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