无密封阀的制作方法

本发明涉及无密封阀，其利用阀芯开闭入口开口与出口开口之间的阀口，并且由金属制的波纹管密封包含阀芯和阀口的流体流路而成。

背景技术：

以往，作为无密封阀，例如具有公开于专利第3752636号公报(专利文献1)的阀。该专利文献1的阀即使使无密封阀的手柄旋转数圈，也显示为从外部一看便了解阀的开闭状态。此外，专利第3672045号公报(专利文献2)公开了一种橡胶阀，该专利文献2的橡胶阀在从流体的流路注水时，操作旋塞杆，若手离开旋塞杆，则橡胶阀自动返回关闭状态。因此，无需确认阀的开闭状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3752636号公报

专利文献2：日本专利第3672045号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

专利文献1的无密封阀需要特别的结构，即，显示阀是打开状态还是关闭状态的开闭显示状态，因此在构造变复杂的方面，具有改良的余地。此外，作为了解开闭状态的阀，具有杆开闭式的球阀，但是球阀在构造上需要对密封构造使用o型圈、衬垫，密封构造变得复杂，并且存在因时效而引起的外部泄漏的问题。

本发明以提供能够利用简单的结构确认阀的开闭状态的无密封阀为课题。

用于解决课题的方案

方案1的无密封阀在阀主体形成有在入口开口与出口开口之间具有阀口的流体流路，由阀芯开闭上述阀口的阀动作部和上述流体流路由设于上述阀主体的波纹管密封，并且上述波纹管和上述阀动作部由组装于上述阀主体的罩覆盖，上述无密封阀的特征在于，上述阀动作部构成为，具备将上述阀芯保持为在上述阀口的轴线上能够移动的阀杆和对上述阀芯及上述阀杆向开阀方向施力的开阀弹簧，上述无密封阀具备：在上述罩内使上述阀杆向闭阀方向移动的偏心凸轮；以及在上述罩的外部安装于上述偏心凸轮的凸轮轴且形状为绕上述凸轮轴非对称的形状的杠杆手柄，通过上述杠杆手柄绕上述凸轮轴转动180度以内的预定操作角度，上述阀芯在闭阀位置与开阀位置之间变化。此外，“绕凸轮轴非对称的形状”是使杠杆手柄绕凸轮轴旋转，在视觉上容易区别开阀状态和闭阀状态的形状，例如，关于绕凸轮轴的旋转对称性可以做成不是n次对称的形状、即n≥2、n是整数，且不是(360/n)度对称的形状。

方案2是根据方案1记载的无密封阀，其特征在于，在上述阀杆与上述偏心凸轮之间具备对该阀杆向闭阀方向施力的施力机构。

方案3是根据方案1或2记载的无密封阀，其特征在于，上述杠杆手柄由相对于上述凸轮轴正交地向一方向伸长的长尺寸部和向与该长尺寸部相反的方向伸长的短尺寸部构成。

方案4是根据3记载的无密封阀，其特征在于，上述杠杆手柄的上述长尺寸部的移动范围大致位于上述阀主体侧。

方案5是根据方案4记载的无密封阀，其特征在于，上述预定操作角度为90度。

方案6是根据方案5记载的无密封阀，其特征在于，上述入口开口和出口开口同轴地形成，并且相对于该入口开口和出口开口的轴，上述杠杆手柄的上述长尺寸部成为平行的位置为开阀位置，成为直角的位置为闭阀位置。

发明效果

根据方案1至6的无密封阀，绕凸轮轴非对称的形状的杠杆手柄在180度以内的预定操作角度的范围内转动，从而阀芯在闭阀位置与开阀位置之间变化，因此仅通过观察杠杆手柄的转动位置，便能够容易地区别打开状态和关闭状态。另外，仅通过利用偏心凸轮及开阀弹簧使阀动作部的阀杆移动便进行开闭，因此构造简单。

根据方案2的无密封阀，在由偏心凸轮成为闭阀位置的状态下，还由施力机构对阀杆向闭阀方向以预定的载荷施力，因此在阀芯落座时，防止阀芯受到过大的按压力，从而能够减小阀芯与阀口的密封部的时效变化，而且即使发生了时效变化等，也能够可靠地确认闭阀状态。

根据方案3的无密封阀，杠杆手柄由相对于凸轮轴正交的长尺寸部和短尺寸部构成，因此能够更容易地确认杠杆手柄的转动位置。

根据方案4的无密封阀，杠杆手柄的长尺寸部的移动范围大致位于阀主体侧，因此能够在组装于阀主体的罩侧抑制杠杆手柄伸出的量，能够使整个阀紧凑。

根据方案5的无密封阀，预定操作角度为90度，因此能够更容易地确认杠杆手柄的转动位置。

根据方案6的无密封阀，入口开口和出口开口同轴地形成，相对于该轴，杠杆手柄的长尺寸部成为平行的位置是开阀位置，成为直角的位置是闭阀位置，因此长尺寸部成为相对于流体的流向相交的方向时成为闭阀位置，容易在感觉上把握闭阀和开阀。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的无密封阀的开阀状态的纵剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的无密封阀的闭阀状态的纵剖视图。

图3是本发明的第一实施方式的无密封阀的开阀状态的外观主视图。

图4是本发明的第一实施方式的无密封阀的闭阀状态的外观主视图。

图5是图1的a－a向视图。

图6是本发明的第二实施方式的无密封阀的开阀状态的纵剖视图。

图7是本发明的第二实施方式的无密封阀的闭阀状态的纵剖视图。

图中：

1—阀主体，11—入口开口，12—出口开口，15—阀室，16—阀口，17—阀座面，l—开口轴，x—阀口的轴线，2—罩，21—螺栓座，22—螺栓座，3—导向件(阀动作部)，31—导向孔，4—阀芯，41—凸起部，42—密封部，b—螺栓，5—阀杆(阀动作部)，5a—上端面，51—杆部，6—开阀弹簧(阀动作部)，7—波纹管，8—偏心凸轮，8a—凸轮轴，81—第一面，82—第二面，83—滑动面，9—杠杆手柄，91—长尺寸部，92—短尺寸部，5′—阀杆，53—螺旋弹簧(施力机构)，54—弹簧支架(施力机构)，54a—圆柱部，54b—凸缘部，54c—上端面，55—大孔，56—滑行孔，8′—偏心凸轮，82′—第二面，83′—滑动面。

具体实施方式

接下来，参照附图，对本发明的无密封阀的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的无密封阀的开阀状态的纵剖视图，图2是该无密封阀的闭阀状态的纵剖视图，图3是该无密封阀的开阀状态的外观主视图，图4是该无密封阀的闭阀状态的外观主视图，图5是图1的a－a向视图。此外，以下的说明中的“上下”的概念对应于图1至图4的附图中的上下。

该实施方式的无密封阀具有通过金属部件的切削加工等形成的阀主体1和通过铸造及机械加工等形成的罩2。在阀主体1以开口轴l为中心同轴形成入口开口11和出口开口12，并且形成连通该入口开口11和出口开口12的两个阀通路13、14和阀室15以及连通于阀通路13并在阀室15开口的阀口16。阀口16是以轴线x为中心的圆形的形状，该阀口16的周围成为阀座面17。此外，在阀主体1且在入口开口11的周围和出口开口12的周围分别形成有用于连接未图示的配管的凸缘部11a、12a。

另外，在阀主体1的上端部形成有薄型圆筒状的缘部18，在该缘部18的内部安装有在中心具有导向孔31的导向件3。在导向件3的外周形成有外螺纹3a，将外螺纹3a与形成于缘部18的内周的内螺纹18a螺纹结合，该导向件3以由设于导向件3的上部与缘部18的内周之间的由软钎料等钎料形成的密封部件18b使阀室15为密封状态的方式固定于阀主体1。

在阀室15的内部以与阀座面17对置的方式配设有大致圆柱形状的阀芯4。阀芯4具有金属制的凸起部41和拧入其下端的氟树脂等树脂制的密封部42。而且，阀芯4使密封部42落座在阀座面17，从而使阀口16为闭阀状态。

罩2在与入口开口11和出口开口12分别对应的位置具有螺栓座21、22，且在该螺栓座21、22的位置用螺栓b固定于阀主体1。在罩2内配设有阀杆5、开阀弹簧6、波纹管7以及偏心凸轮8。

阀杆5具有向导向件3侧伸长的杆部51，该杆部51插通于导向件3的导向孔31内，并且在杆部51的端部安装有阀芯4。即，在阀芯4的中央上部嵌合有阀杆5的杆部51的下端，用设于阀芯4的固定螺钉4a将阀芯4固定于杆部51。

另外，开阀弹簧6嵌入阀杆5的杆部51的周围，并且以被压缩的状态配设于阀杆5与导向件3之间。而且，波纹管7气密地固定安装于阀杆5的上端部外周的凸缘52与导向件3的上端面之间，由该波纹管7防止阀室15内的流体从阀杆5与导向件3的导向孔31的间隙流出至外部。即，由波纹管7封闭由导向件3、阀杆5以及开阀弹簧6构成的“阀动作部”。

偏心凸轮8被凸轮轴8a轴支承，且与阀杆5的平坦的上端面5a对置配置。偏心凸轮8具有：在开阀状态(图1)下抵接于阀杆5的上端面5a的平坦的第一面81；在闭阀状态(图2)下抵接于阀杆5的上端面5a的平坦的第二面82；以及连接第一面81和第二面82的弯曲的滑动面83。第一面81和第二面82互成90°的角度，第二面82距凸轮轴8a的旋转中心轴的距离比第一面81距凸轮轴8a的旋转中心轴的距离长。

如图5所示，凸轮轴8a以贯通罩2的侧部的方式安装于罩2，在该凸轮轴8a的一侧端部安装有杠杆手柄9。此外，在凸轮轴8a与罩2之间配设有o型圈8a1。由此，可防止水分进入罩2内。杠杆手柄9通过金属板的冲压加工等形成，且由相对于凸轮轴8a正交地向一方向伸长的长尺寸部91和向与长尺寸部91相反的方向伸长的短尺寸部92构成。即，长尺寸部91和短尺寸部92位于与凸轮轴8a正交的方向，且隔着该凸轮轴8a延长不同的长度。由此，杠杆手柄9成为绕凸轮轴8a非对称的形状，即、绕凸轮轴8a的旋转对称性不是n次对称(n≥2，n是整数，(360/n)度对称)的形状。在此，示出了不是n次对称的例，但是只要是在视觉上容易区别打开状态和关闭状态的杠杆手柄形状即可，不限定于该实施例的形状。

根据以上的结构，如图3(及图1)所示，在杠杆手柄9的长边方向处于水平位置、即处于与开口轴l平行的位置时，成为偏心凸轮8的第一面81抵接于阀杆5的上端面5a的状态，阀杆5和阀芯4成为受开阀弹簧6的作用力而上升的位置，阀芯4的密封部42从阀座面17分离，阀口16成为打开状态。而且，若从图1及图3的状态将杠杆手柄9绕逆时针转动，则偏心凸轮8的弯曲的滑动面83一边下压阀杆5的上端面5a一边转动，如图2所示，偏心凸轮8的第二面82抵接于阀杆5的上端面5a。此时，阀杆5及阀芯4抵抗开阀弹簧6的作用力向下方移动，阀芯4的密封部42落座在阀座面17，阀口16成为关闭状态。相反地，若从图4(及图2)的关闭状态将杠杆手柄9绕顺时针转动，则成为图1及图3的打开状态。

在从该打开状态向关闭状态变化、从关闭状态向打开状态变化时，偏心凸轮8中的抵接于阀杆5的上端面5a的面从第一面81向第二面82切换，或者从第二面82向第一面81切换，但是该第一面81和第二面82互成90°的角度，因此会将杠杆手柄9旋转90°。该90°的旋转范围为预定操作角度的范围。另外，第一面81、第二面82以及阀杆5的上端面5a分别为平坦面，因此在操作杠杆手柄9时，在成为上述的关闭状态时，成为打开状态时，分别进行操作的手可从杠杆手柄9得到节制感，因此容易操作。另外，即使从杠杆手柄松开手，也能够保持打开状态、关闭状态。

另外，在打开状态下，杠杆手柄9的长边方向为与开口轴l平行的方向，在关闭状态下，杠杆手柄9的长边方向为与开口轴l成直角的方向，因此只观察该杠杆手柄9，就能够容易地判断是打开状态还是关闭状态。

另外，在图3(及图1)所示的状态下，杠杆手柄9的长尺寸部91处于水平位置，在图4(及图2)所示的关闭状态下，杠杆手柄9的长尺寸部91处于阀主体1侧。即，杠杆手柄9的长尺寸部91的移动范围大致位于阀主体1侧。因此，仅短尺寸部92的一部分从罩2向上部突出，该无密封阀的尺寸紧凑。

图6是本发明的第二实施方式的无密封阀的开阀状态的纵剖视图，图7是第二实施方式的无密封阀的闭阀状态的纵剖视图。在该第二实施方式中，对与第一实施方式相同的要素标注与图1至图5相同的符号，省略与第一实施方式重复的说明。此外，该第二实施方式的外观主视图与图3及图4同样。

该第二实施方式的无密封阀在阀杆5′与偏心凸轮8′之间作为“施力机构”具备螺旋弹簧53和弹簧支架54。阀杆5′具有在偏心凸轮8′侧开口的大孔55和滑动孔56，弹簧支架54的圆柱部54a插通于滑动孔56内，同时，螺旋弹簧53嵌入圆柱部54a的周围，并且以被压缩的状态配设于大孔55的底部与弹簧支架54的凸缘部54b之间。该螺旋弹簧53的弹力设定为，在图7所示的关闭状态下比从阀口16侧向阀芯4施加的流体的压力与开阀弹簧6的作用力的合力强。此外，该第二实施方式的偏心凸轮8′与第一实施方式的偏心凸轮8的不同点仅在于该第二实施方式的第二面82′距凸轮轴8a的旋转中心轴的距离比第一实施方式的第二面82相距凸轮轴8a的旋转中心轴的距离稍长以及滑动面83′的长度。其它构造、作用与第一实施方式的偏心凸轮8相同。

根据以上的结构，在该第二实施方式中，在杠杆手柄9的长边方向与图3同样地处于水平位置、即与开口轴l平行的位置时，如图6所示，成为偏心凸轮8′的第一面81抵接于弹簧座54的上端面54c的状态，阀杆5′和阀芯4成为受开阀弹簧6的作用力而上升的位置，与上述同样地，阀口16成为打开状态。另外，若从图3的状态绕逆时针转动杠杆手柄9，则如图7所示，偏心凸轮8′的滑动面83′一边下推弹簧座54的上端面54c和螺旋弹簧53一边转动，如图7所示，偏心凸轮8′的第二面82′抵接于弹簧座54的上端面54c。此时，阀杆5′及阀芯4抵抗开阀弹簧6的作用力向下方移动，与上述相同地，阀口16成为关闭状态。在该关闭状态下，螺旋弹簧53总是以预定的载荷将阀杆5′及阀芯4(密封部42)按压于阀座面17。因此，在阀芯落座时，防止对阀芯过大的按压力，从而能够减小密封部42的时效变化，而且即使密封部42产生时效变化等，也能够可靠地保持闭阀状态。

在该第二实施方式中，在打开状态下杠杆手柄9的长边方向也为与开口轴l平行的方向，在关闭状态下杠杆手柄9的长边方向也为与开口轴l成直角的方向，仅通过观察该杠杆手柄9，就能够容易地判断是打开状态还是关闭状态。另外，在关闭状态下，杠杆手柄9的长尺寸部91处于阀主体1侧，仅杠杆手柄9的短尺寸部92的一部分从罩2向上部突出，该无密封阀的尺寸紧凑。

在以上的各实施方式中，将罩2的螺栓座21、22形成于与入口开口11和出口开口12分别对应的位置、即开口轴l上，因此还能够将罩2固定于相对于阀主体1旋转180°的位置。由此，也能够由同一部件做成杠杆手柄9的位置不同的其它类型的无密封阀。

此外，在以上的各实施方式中，将使打开状态和关闭状态变化的杠杆手柄9的旋转范围即预定操作角度设定为90°，因此在视觉上容易区别打开状态和关闭状态，该预定操作角度只要在180°以内，可以是任意的角度。

另外，各实施方式的杠杆手柄9示出具有长度不同的长尺寸部91和短尺寸部92的例，但是杠杆手柄只要绕凸轮轴非对称，就也可以隔着凸轮轴由相同长度的部分构成。

另外，在各实施方式中，构成为将入口开口11和出口开口12由凸缘部11a、12a连接于未图示的配管，但是与该配管的连接构造也可是其它结构。例如，可以是由管螺纹连接的“管螺纹型”、或者通过扩口螺母连接的“扩口型”等。

另外，在各实施方式中，将凸轮轴8a设为与开口轴l正交的方向，但是也可以将凸轮轴8a设为与开口轴l平行的方向，也可以按照其它位置关系进行设置。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但是具体的结构不限于这些实施方式，即使存在不脱离本发明的宗旨的范围内的设计变更等，也包含于本发明。