特許ウォッチ

公開番号2025087452
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023202115
出願日2023-11-29
発明の名称ボールバルブ
出願人株式会社フジキン
代理人
主分類F16K 27/06 20060101AFI20250603BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】内部に金属製弾性体を内包するシール部材を用いたボールバルブであっても極低温時に流体の外部リークを抑制することのできるボールバルブを提供すること。
【解決手段】流体入口流路20、流体出口流路21及びこれらの流路と直行する方向に形成した操作孔3を有するバルブボディ2と、流体連流路5aを有し、バルブボディ2内に回動可能に配設された回転体5と、この回転体5を回動させる操作機構と、操作機構と回転体5とを連結するステム6の周縁に配設される内部に金属製弾性体を内包するシール部材7とを備え、操作孔3は、操作機構側がシール部材7の通過を許容する大径部30と回転体5側がステム6の径に合わせた小径部31とからなり、大径部30のシール部材7の当接周面は、回転体5側に向かって縮径するテーパ面30aとしている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
流体入口流路、流体出口流路及びこれらの流路と直行する方向に形成した操作孔を有するバルブボディと、
流体連流路を有し前記バルブボディ内に回動可能に配設された回転体と、
該回転体を回動させる操作機構と、
該操作機構と前記回転体とを連結するステムの周縁に配設される内部に金属製弾性体を内包するシール部材とを備えたボールバルブであって、
前記操作孔は、前記操作機構側が前記シール部材の通過を許容する大径部と前記回転体側が前記ステムの径に合わせた小径部とからなり、前記大径部の前記シール部材の当接周面は、前記回転体側に向かって縮径するテーパ面としたボールバルブ。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
流体入口流路、流体出口流路及びこれらの流路と直行する方向に形成した操作孔を有するバルブボディと、
流体連流路を有し前記バルブボディ内に回動可能に配設された回転体と、
該回転体を回動させる操作機構と、
該操作機構と前記回転体とを連結するステムの周縁に配設される内部に金属製弾性体を内包するシール部材とを備えたボールバルブであって、
前記操作孔は、開口部側が前記シール部材の通過を許容する大径部と前記回転部側は前記ステムの径に合わせた小径部とからなり、前記大径部の前記シール部材の当接周面は、前記大径部より小径で前記小径部より大径の中径部としたボールバルブ。
【請求項３】
前記バルブボディは、前記回転体を収納する貫通孔と前記操作孔を形成したボディ本体と、
該ボディ本体を挟持する対となるフランジ部とから構成された請求項１又は請求項２に記載のボールバルブ。
【請求項４】
使用流体が、液体水素である請求項１又は請求項２に記載のボールバルブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流れを制御するボールバルブに関し、特に極低温の液体水素の流れを制御するボールバルブに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
水素ステーション等で使用される液体水素は、ＦＣＶ（燃料電池自動車）用に用いられるもので、極低温で、かつ、超高圧であるため５０ＭＰａや９０ＭＰａを超える高圧使用のニードルバルブなどが汎用されている。
【０００３】
一方、水素エンジン用で使用する液体水素は、温度こそ極低温（－２５３℃）であるものの、使用圧力は、例えば、０．２～０．３ＭＰａ程度の低圧である。そのため、低温仕様とすることで、液体水素を流通させるラインに使用するバルブはボールバルブ等を使用することができる。
【０００４】
流体流路を備えたバルブボディの略中央部分に、バルブボディに挿通されるステム先端の係合部と係合し、ステムの回動に沿って略９０°回動する回転体（ボール弁体）によって流体流路を流れる流体の流れを連通遮断するものである。
【０００５】
本発明者らが開発したボールバルブ９は図４に示すように、回転体５（ボール弁体）が配備される貫通孔４と貫通孔４に連通する大径部３０及び小径部３１からなる操作孔３を形成したボディ本体２Ａと、ボディ本体２Ａを挟持し締結部材８によってボディ本体２Ａに固定されるサイドボディ２Ｂ（フランジ）と、回転体５の頂部に形成された溝部５ｂに係合する係合部６０を先端に形成したステム６とからなり、ステム６の後端部は操作機構接合部６１として、図示しない手動用のハンドルや電動モータ等のアクチュエータからなる操作機構と接合されている。
【０００６】
回転体５は内部にサイドボディ２Ｂに形成された流体流路２０と連通する流体連流路５ａを形成し、対となるシートリング５０によって貫通孔４内に保持されている。このようなボールバルブ９を流通する流体は、回転体５とこれを支持するシートリング５０との間は回転体５が回動し摺動するということからステム６側に漏れ、この漏れを操作孔３の大径部３０に配設するシール部材７によって外部へのリークを抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－２０５４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このシール部材７は、例えばＰＴＦＥ樹脂（四フッ化エチレン樹脂）等、低温での使用に耐える樹脂材を用い、さらに環状の溝部を形成しその中にスプリング等の金属製弾性体を内包させることでシール性を向上させている。しかし、極低温での使用に際しては、樹脂は、取り付け時（常温）の状態（図４（ａ）参照）が、使用時（極低温）の状態（、図４（ｂ）参照）において収縮し、シール部材７の外周面と大径部の内周面は面接触から環状の線接触程度までに低下し、内包した金属製弾性体の弾性力をもってしても十分なシール性が確保できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、係る点に鑑みてなされたもので、内部に金属製弾性体を内包するシール部材を用いたボールバルブであっても極低温時に流体の外部リークを抑制することのできるボールバルブを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本第１発明に係るボールバルブは、
流体入口流路、流体出口流路及びこれらの流路と直行する方向に形成した操作孔を有するバルブボディと、
流体連流路を有し前記バルブボディ内に回動可能に配設された回転体と、
該回転体を回動させる操作機構と、
該操作機構と前記回転体とを連結するステムの周縁に配設される内部に金属製弾性体を内包するシール部材とを備えたボールバルブであって、
前記操作孔は、前記操作機構側が前記シール部材の通過を許容する大径部と前記回転体側が前記ステムの径に合わせた小径部とからなり、前記大径部の前記シール部材の当接周面は、前記回転体側に向かって縮径するテーパ面としている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許