特開 2023-170680 バルブの弁棒およびバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170680

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】バルブの弁棒およびバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 5/06 20060101AFI20231124BHJP

【ＦＩ】

F16K5/06 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022082590

(22)【出願日】2022-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100186015

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 靖之

(74)【代理人】

【識別番号】100179947

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 晃太郎

(72)【発明者】

【氏名】船瀬 忠明

【テーマコード（参考）】

3H054

【Ｆターム（参考）】

3H054AA03

3H054BB24

3H054CD11

3H054CE03

3H054EE04

3H054GG02

(57)【要約】

【課題】樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有した、バルブの弁棒およびバルブを提供する。
【解決手段】弁棒１は、軸線O1の周りを延在するとともに環状シール部材14を収容可能な環状溝2を備える。弁棒１は、軸線方向一方側の端部1aに弁体12を取り付けることができ、軸線方向他方側の端部1bに操作部13を取り付けることができる。弁棒1は、樹脂によって形成されており、環状溝2よりも操作部取付側に、軸線O1の周りを延在するとともに径方向内側に凹んだ脆弱部3を備える。バルブ10は、内部流路R1を備えるバルブ本体11と、内部流路1Rに配置される弁体12と、弁体12を操作するための操作部13と、弁棒1と、弁棒1に取り付けられる環状シール部材12と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線の周りを周方向に延在するとともに環状シール部材を収容可能な環状溝を備えており、軸線方向一方側の端部にバルブの弁体を取り付けることができ、軸線方向他方側の端部に操作部を取り付けることができる、バルブの弁棒であって、
前記弁棒は、樹脂によって形成されており、かつ、
前記弁棒は、前記環状溝よりも操作部取付側に、前記軸線の周りを周方向に延在するとともに径方向内側に凹んだ脆弱部を備えている、バルブの弁棒。

【請求項2】

前記脆弱部の最深部は、当該脆弱部において、前記脆弱部の環状溝側端よりも当該脆弱部の操作部取付側端に近い位置に配置されている、請求項１に記載された、バルブの弁棒。

【請求項3】

前記脆弱部の２つの側面のうち、当該脆弱部の操作部取付側側面は、軸線方向に対して垂直な面である、請求項２に記載された、バルブの弁棒。

【請求項4】

前記脆弱部の最深部は、前記環状溝の最深部よりも深い、請求項１～３のいずれか１項に記載された、バルブの弁棒。

【請求項5】

前記脆弱部の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該脆弱部の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっている、請求項１に記載された、バルブの弁棒。

【請求項6】

前記環状溝の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該環状溝の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっている、請求項１に記載された、バルブの弁棒。

【請求項7】

前記脆弱部の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該脆弱部の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっており、
前記環状溝の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該環状溝の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっており、
前記脆弱部の前記曲面の曲率半径は、前記環状溝の前記曲面の曲率半径よりも小さい、 請求項１に記載された、バルブの弁棒。

【請求項8】

内部流路を備えるバルブ本体と、前記内部流路に配置される弁体と、前記弁体を操作するための操作部と、前記弁体と前記操作部との間に配置された請求項１に記載されたバルブの弁棒と、前記弁棒に取り付けられる環状シール部材と、を備える、バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブの弁棒およびバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のバルブには、バルブ本体に設けられた内部流路に配置された弁体を操作部によって操作するために弁棒を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－１４５２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記弁棒は、金属によって形成することが一般的である。その一方で、前記弁棒は、金属に代えて樹脂によって形成することも可能である。

【0005】

しかしながら、前記弁棒を樹脂によって形成した場合、当該弁棒の強度を低下させる虞がある。そのため、樹脂によって形成された弁棒には、樹脂化に伴って生じ得る問題に対するフェールセーフ機能を付加することが好ましい。

【0006】

本発明の目的は、バルブの弁棒の樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有した、バルブの弁棒およびバルブを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明に係る、バルブの弁棒は、軸線の周りを周方向に延在するとともに環状シール部材を収容可能な環状溝を備えており、軸線方向一方側の端部にバルブの弁体を取り付けることができ、軸線方向他方側の端部に操作部を取り付けることができる、バルブの弁棒であって、前記弁棒は、樹脂によって形成されており、かつ、前記弁棒は、前記環状溝よりも操作部取付側に、前記軸線の周りを周方向に延在するとともに径方向内側に凹んだ脆弱部を備えている。本発明に係る、バルブの弁棒によれば、当該弁棒は、樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0008】

（２）上記（１）の、バルブの弁棒において、前記脆弱部の最深部は、当該脆弱部において、前記脆弱部の環状溝側端よりも当該脆弱部の操作部取付側端に近い位置に配置されていることが好ましい。この場合、弁棒は、より信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0009】

（３）上記（２）の、バルブの弁棒において、脆弱部の２つの側面のうち、当該脆弱部の操作部取付側側面は、軸線方向に対して垂直な面であることが好ましい。この場合、弁棒は、より一層信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0010】

（４）上記（１）～（３）のいずれかの、バルブの弁棒において、前記脆弱部の最深部は、前記環状溝の最深部よりも深いことが好ましい。この場合、弁棒は、より信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0011】

（５）上記（１）～（４）のいずれかの、バルブの弁棒において、前記脆弱部の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該脆弱部の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっていることが好ましい。この場合、過度な外力で破損するという脆弱部の機能を確保しつつ、通常使用時には当該脆弱部が容易に破損しないようにすることができる。

【0012】

（６）上記（１）～（５）のいずれかの、バルブの弁棒において、前記環状溝の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該環状溝の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっていることが好ましい。この場合、弁棒は、より信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0013】

（７）上記（１）～（４）のいずれかの、バルブの弁棒において、前記脆弱部の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該脆弱部の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっており、前記環状溝の２つの側面のうちの少なくともいずれか一方と当該環状溝の最深部とは、内側に向かって凹んだ曲面によって連なっており、前記脆弱部の前記曲面の曲率半径は、前記環状溝の前記曲面の曲率半径よりも小さいことが好ましい。この場合、弁棒は、より一層信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0014】

（８）本発明に係る、バルブは、内部流路を備えるバルブ本体と、前記内部流路に配置される弁体と、前記弁体を操作するための操作部と、前記弁体と前記操作部との間に配置された上記（１）～（７）のいずれかの、バルブの弁棒と、前記弁棒に取り付けられる環状シール部材と、を備える。本発明に係る、バルブによれば、当該バルブは、弁棒の樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有したものとなる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、バルブの弁棒の樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有した、バルブの弁棒およびバルブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る、バルブの弁棒を備えた、本発明の一実施形態に係る、バルブを概略的に示す断面図である。

【図2】図１の弁棒の正面図である。

【図3】図１の弁棒の側面図である。

【図4】図３の領域Ａを拡大して示す拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る、バルブの弁棒およびバルブについて説明をする。

【0018】

図１中、符号１０は、本発明の一実施形態に係る、バルブである。図１は、Ｘ―Ｙ軸線を含む断面で示されている。本開示において、Ｘ軸線は、バルブ１０の中心軸線である。また、本開示において、Ｙ軸線は、Ｘ軸線に対して直交している。

【0019】

バルブ１０は、内部流路１Ｒを備えるバルブ本体１１と、内部流路１Ｒに配置される弁体１２と、弁体１２を操作するための操作部１３と、弁体１２と操作部１３との間に配置された、本発明の一実施形態に係る、弁棒１と、当該弁棒１に取り付けられる環状シール部材１４と、を備えている。

【0020】

本開示において、バルブ本体１１は、第１バルブ本体部１１ａと、第２バルブ本体部１１ｂとを備えている。

【0021】

第１バルブ本体部１１ａは、操作側部材である。第１バルブ本体部１１ａは、例えば、２つの配管（図示省略）の一方を接続可能な接続部１１Ｃを備えている。本開示において、接続部１１Ｃは、おねじ部によって形成されている。また、第１バルブ本体部１１ａは、第２バルブ本体部１１ｂに結合させるための結合部１１Ｄを備えている。本開示において、結合部１１Ｄは、めねじ部によって形成されている。さらに、第１バルブ本体部１１ａの内部には、内部流路１Ｒの一方側を形成する第１内部流路１Ｒａが形成されている。第１内部流路１Ｒａは、Ｘ軸線に沿って延在する貫通穴である。第１内部流路１Ｒａの一方側開口部は、接続部１１Ｃの軸線方向端に開口している。また、第１内部流路１Ｒａの他方側開口部は、結合部１１Ｄの軸線方向端に開口している。加えて、第１バルブ本体部１１ａの内部には、第１内部流路１Ｒａに通じる弁棒貫通穴１Ｈが形成されている。弁棒貫通穴１Ｈは、Ｙ軸線に沿って延在している。

【0022】

第２バルブ本体部１１ｂは、継手側部材である。第２バルブ本体部１１ｂは、例えば、前記２つの配管の他方を接続可能な継手４０を備えている。また、第２バルブ本体部１１ｂは、第１バルブ本体部１１ａに結合させるための結合部１１Ｅを備えている。本開示において、結合部１１Ｅは、結合部１１Ｄと結合させることができるおねじ部によって形成されている。本開示において、第１バルブ本体部１１ａの結合部１１Ｄと第２バルブ本体部１１ｂの結合部１１Ｅとの間は、例えば、Оリング１５によってシールされている。さらに、第２バルブ本体部１１ｂの内部には、内部流路１Ｒの他方側を形成する第２内部流路１Ｒｂが形成されている。第２内部流路１Ｒｂは、Ｘ軸線に沿って延在する貫通穴である。第２内部流路１Ｒｂの一方側開口部は、結合部１１Ｅの軸線方向端に開口している。また、第２内部流路１Ｒｂの他方側開口部は、継手４０の側の、当該第２内部流路１Ｒｂの軸線方向端に開口している。

【0023】

継手４０は、第２バルブ本体部１１ｂをＸ軸線の周りで包囲して当該第２バルブ本体部１１ｂに固定される筒状のカバー部材４１と、当該カバー部材４１の先端側部分をＸ軸線の周りで包囲して当該カバー部材４１に固定されるリング部材４２とを備えている。加えて、継手４０は、カバー部材４１とリング部材４２との間に、ロックリング４３を備えている。ロックリング４３は、当該ロックリング４３と第２バルブ本体部１１ｂとの間に挿入された前記他方の配管に引っ掛かって、当該配管を抜け止め保持する。さらに、継手４０は、解放リング４４を備えている。解放リング４４は、リング部材４２の内周面に、Ｘ軸線に沿ってスライド可能に保持されている。解放リング４４は、Ｘ軸線に沿ってバルブ本体１１の内部に押し込まれることでロックリング４３を押圧し、前記他方の配管に対するロックリング４３の引っ掛かりを解除することができる。なお、本開示において、第２バルブ本体部１１ｂには、当該第２バルブ本体部１１ｂと継手４０との間に接続された前記他方の配管の内周面を、第２バルブ本体部１１ｂの外周面に対して気密又は液密に封止するための、Оリング１６が取り付けられている。

【0024】

弁体１２は、弁棒１の軸線方向一方側の端部１ａに取り付けられている。本開示において、弁体１２は、ボールである。弁体１２の内部には、第１内部流路１Ｒａと第２内部流路１Ｒｂとを連通させる第３内部流路１Ｒｃが形成されている。第３内部流路１Ｒｃは、ボールの内部に形成された貫通穴である。第３内部流路１Ｒｃは、第１内部流路１Ｒａと第２内部流路１Ｒｂとともに内部流路１Ｒを形成する。弁体１２は、Ｙ軸線の周りを周方向に回転させることによって、第１内部流路１Ｒａと第２内部流路１Ｒｂとの間を開閉させることができる。即ち、本開示において、バルブ１０は、いわゆるボールバルブである。

【0025】

さらに、本開示において、バルブ本体１１は、２つのボールシート１７を備えている。ボールシート１７は、Ｘ軸線方向において、弁体１２の両側に配置されている。２つのボールシート１７はそれぞれ、弁体１２をＹ軸線の周りを周方向に回転可能に保持している。２つのボールシート１７にはそれぞれ、第１内部流路１Ｒａ又は第２内部流路１Ｒｂと、第３内部流路１Ｒｃと、を連通可能な第４内部流路１Ｒｄが形成されている。第４内部流路１Ｒｄは、ボールシート１７を貫通する貫通穴である。本開示において、第４内部流路１Ｒｄは、第１内部流路１Ｒａ、第２内部流路１Ｒｂおよび第３内部流路１Ｒｃとともに内部流路１Ｒを形成する。

【0026】

操作部１３は、弁棒１の軸線方向他方側の端部１ｂに取り付けられている。本開示において、操作部１３は、把持部１３ａを備えるハンドルである。本開示において、操作部１３は、レバーハンドルである。ただし、ハンドルの形態は、レバーハンドルに限定されない。例えば、操作部１３は、把持部１３ａをホイール状の部分とした、ホイールハンドルとすることができる。

【0027】

弁棒１は、軸線О１の周りを周方向に延在するとともに環状シール部材１４を収容可能な環状溝２を備えている。弁棒１は、軸線方向一方側の端部１ａに弁体１２を取り付けることができ、軸線方向他方側の端部１ｂに操作部１３を取り付けることができる。弁棒１は、樹脂によって形成されており、かつ、弁棒１は、環状溝２よりも操作部取付側に、軸線О１の周りを周方向に延在するとともに径方向内側に凹んだ脆弱部３を備えている。

【0028】

図２には、弁棒１が示されている。本開示において、弁棒１は、軸線О１に沿って延在する円柱状部材である。ここで、軸線О１は、弁棒１の中心軸線である。弁棒１は、当該弁棒１の軸線О１がＹ軸線と同軸になるように、バルブ本体１１の弁棒貫通穴１Ｈに配置される。ここで、本開示において、軸線方向とは、軸線О１の延在方向をいう。特に、本開示において、軸線方向一方側とは、弁棒１の軸線方向の両側のうちの、弁体１２が取り付けられる側をいい、軸線方向他方側とは、弁棒１の軸線方向の両側のうちの、操作部１３が取り付けられる側をいう。また、本開示において、径方向とは、軸線О１に対して直交する方向をいう。特に、本開示において、径方向内側とは、径方向の両側のうちの、軸線О１に近い側をいい、径方向外側とは、径方向の両側のうちの、軸線О１から遠い側をいう。

【0029】

弁棒１は、樹脂によって形成されている。前記樹脂としては、例えば、強化プラスチック、具体例としては、エンジニアリングプラスチックが挙げられる。エンジニアリングプラスチックには、例えば、タルク樹脂や、炭素繊維やガラス繊維を含んだ繊維強化プラスチック等を採用することができる。また樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を採用することもできる。

【0030】

環状溝２は、径方向内側に凹んだ、軸線О１の周りを周方向に延在する環状凹部である。環状溝２には、図１に示すように、環状シール部材１４を収容することができる。図２に示すように、本開示において、環状溝２は、最深部２１と、２つの側面２２とを有している。ここで、環状溝２の最深部２１は、環状溝２のうちで、最も径方向内側に凹んだ、軸線О１の周りを周方向に延在する環状部分である。本開示において、最深部２１は、図２等に示すように、軸線О１の周りを周方向に延在する円柱面である。具体的には、最深部２１は、図２等に示すように、径方向視において、当該最深部２１の輪郭線が軸線О１に沿って延在する、長さＬ２１（図３参照）の直線によって形成されている。ただし、最深部２１は、軸線О１の周りを周方向に延在する環状線（即ち、径方向視において、当該最深部２１の輪郭線の軸線Ｏ１に沿った長さが、実質的に０（ゼロ）である、環状線）とすることができる。また、環状溝２の側面２２は、軸線方向に間隔を置いて配置された、軸線О１の周りを周方向に延在する環状面である。本開示において、側面２２は、図２等に示すように、径方向視において、当該側面２２の輪郭線が軸線О１と直交する方向に延在している。即ち、本開示において、環状溝２の側面２２は、軸線方向に対して垂直な環状の平面である。

【0031】

環状溝２は、少なくとも１つとすることができる。本開示において、弁棒１は、２つの環状溝２を備えている。２つの環状溝２は、軸線方向に間隔を置いて配置されている。また、環状溝２に収容される環状シール部材１４は、弾性を有する環状部材である。環状シール部材１４は、例えば、樹脂又はゴムによって形成することができる。環状シール部材１４の具体例としては、Оリングが挙げられる。

【0032】

ここで、弁棒１の低コスト化、軽量化等を目的に、当該弁棒１を金属に代えて樹脂によって形成した場合、弁棒１の強度低下が懸念される。

【0033】

その一方で、弁棒１の強度低下を補う対策としては、弁棒１の直径を増加させる方法がある。しかしながら、弁棒１の直径を増加させる場合、バルブ本体全体の寸法を大きくする等、当該バルブ本体の設計変更も併せて行う必要がある。しかも、バルブ本体の設計変更は、例えば、バルブ本体のコストアップが懸念されるため、低コスト化という点でみれば、結果的にメリットが出にくい。

【0034】

そのため、バルブ本体の設計変更を行うことなく、弁棒を樹脂化する場合には、当該弁棒の強度低下に対するフェールセーフ機能を付加することが好ましい。弁棒の強度低下によって懸念される問題の具体例としては、予期せぬ弁棒の破損による漏水が考えられる。

【0035】

これに対し、本開示において、弁棒１は樹脂化されており、当該弁棒１の脆弱部３は、径方向内側に凹んだ、軸線О１の周りを周方向に延在する環状凹部である。この場合、脆弱部３の強度は、当該脆弱部３の周辺部分に比べて低くなる。このため、弁棒１に対して外部から過度な外力が入力されると、脆弱部３を優先的に破損させることができる。例えば、弁棒１に対して軸線О１の周りに過度なねじれが生じたとき、脆弱部３を優先的に破損させることができる。加えて、弁棒１の脆弱部３は、環状溝２よりも操作部取付側に配置されている。この場合、弁棒１の脆弱部３が破損しても、環状シール部材１４が配置された止水機能を司る環状溝２は維持される。これによって、弁棒１が過度な外力によって脆弱部３において破損しても、止水機能は維持される。このように、弁棒１によれば、当該弁棒１は、樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0036】

より具体的には、本開示において、脆弱部３は、最深部３１と、２つの側面３２とを有している。ここで、脆弱部３の最深部３１は、脆弱部３のうちで、最も径方向内側に凹んだ、軸線О１の周りを周方向に延在する環状部分である。本開示において、最深部３１は、軸線О１の周りを周方向に延在する円柱面である。具体的には、最深部３１は、図４に示すように、径方向視において、当該最深部３１の輪郭線が軸線О１に沿って延在する、長さＬ３１（図４参照）の直線によって形成されている。ただし、最深部３１は、軸線О１の周りを周方向に延在する曲面とすることができる。また、最深部３１は、軸線О１の周りを周方向に延在する環状線（即ち、径方向視において、当該最深部２１の輪郭線の軸線Ｏ１に沿った長さが、実質的に０（ゼロ）である、環状線）とすることができる。本開示の弁棒１では、環状溝２における最深部２１の長さＬ２１が脆弱部３における最深部３１の長さＬ３１よりも大きい（Ｌ３１＜Ｌ２１）。この場合、脆弱部３でより破損しやすくなることから、より良好なフェールセーフ機能を発揮させることができる。

【0037】

ここで、例えば、図３を参照すれば、本開示において、脆弱部３の最深部３１は、当該脆弱部３において、脆弱部３の環状溝２側端よりも当該脆弱部３の操作部取付側端に近い位置に配置されている。本開示において、脆弱部３の環状溝２側端は、後述の、脆弱部３の弁体取付側側面３２ａの軸線方向弁体取付側傾斜端であり、脆弱部３の操作部取付側端は、後述の、脆弱部３の操作部取付側側面３２ｂに一致している。この場合、弁棒１の脆弱部３において、外部からの過度な外力によってクラック（例えば、ひび割れ、裂け目）を生じたとき、当該クラックは、環状シール部材１４が配置された止水機能を司る環状溝２の部分に達し難くなる。この場合、弁棒１は、より信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0038】

さらに、具体的には、図２に示すように、脆弱部３の側面３２は、軸線方向に間隔を置いて配置された、軸線О１の周りを周方向に延在する環状面である。特に、本開示において、脆弱部３の２つの側面３２のうち、当該脆弱部３の操作部取付側側面３２ｂは、軸線方向に対して垂直な面である。詳細には、操作部取付側側面３２ｂは、図２に示すように、径方向視において、当該操作部取付側側面３２ｂの輪郭線が軸線О１と直交する方向に延在している。即ち、本開示において、操作部取付側側面３２ｂは、軸線方向に対して垂直な環状の平面である。この場合、脆弱部３は、図３等に示すように、径方向視において、操作部取付側に向かって深くなる切り欠きである。ただし、本開示において、脆弱部３の操作部取付側端は、軸線О１に対して垂直である。言い換えれば、脆弱部３の最深部３１は、当該脆弱部３のうちで、環状溝２から最も遠い位置に配置されることになる。したがって、この場合、脆弱部３に生じたクラックを環状溝２の部分まで最も伝え難くすることができる。即ち、この場合、弁棒１は、より一層信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0039】

なお、本開示において、脆弱部３の２つの側面３２のうち、当該脆弱部３の弁体取付側側面３２ａは、弁体取付側に向かうにしたがって、その直径が拡大する傾斜面である。弁体取付側側面３２ａは、図２に示すように、径方向視において、当該弁体取付側側面３２ａの輪郭線が弁体取付側に向かうにしたがって、軸線О１に対して径方向外側に傾斜している。即ち、本開示において、脆弱部３の弁体取付側側面３２ａは、弁体取付側に向かうにしたがって拡径する、環状の平面である。ただし、本開示において、脆弱部３の弁体取付側側面３２ａは、弁体取付側に向かうにしたがって拡径する、環状の曲面とすることができる。

【0040】

さらに、本開示において、脆弱部３の最深部３１は、環状溝２の最深部２１よりも深い。図３を参照すれば、脆弱部３の最深部３１における直径Ｄ３は、環状溝２の最深部２１における直径Ｄ２よりも小さい（Ｄ３＜Ｄ２）。即ち、本開示において、脆弱部３の最深部３１は、環状溝２の最深部２１よりも、Δｄ（＝（Ｄ２－Ｄ３）／２）だけ深い。この場合、弁棒１の脆弱部３は、環状溝２の部分よりも強度が低い。このため、脆弱部３は、弁棒１に対して外部から過度な外力が入力されると、環状溝２の部分に先んじて破損させることができる。これによって、脆弱部３は、止水機能を司る環状溝２の部分に比べて早い段階で、より確実に破損することになる。したがって、この場合、弁棒1は、より信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0041】

さらに、図４に示すように、脆弱部３の最深部３１と当該脆弱部３の２つの側面３２のうちの少なくともいずれか一方とは、内側に向かって凹んだ曲面３３によって連なっていることが好ましい。本開示において、脆弱部３の最深部３１と当該脆弱部３の操作部取付側側面３２ｂとは、内側に向かって凹んだ曲面３３によって連なっている。曲面３３は、軸線О１の周りを周方向に延在する環状の曲面である。本開示において、曲面３３は、曲率半径ｒ３の曲面で形成されている。具体的には、曲面３３は、図４に示すように、径方向視において、当該曲面３３の輪郭線が曲率半径ｒ３の曲線によって形成されている。この場合、最深部３１と操作部取付側側面３２ｂとの間にエッジ（角部）を生じないことにより、最深部３１と操作部取付側側面３２ｂとの間に生じ得る応力集中を軽減させることができる。これによって、弁棒１に脆弱部３を設けつつ、当該脆弱部３の強度を、一定の強度に確保することができる。即ち、この場合、過度な外力で破損するという脆弱部３の機能を確保しつつ、通常使用時には当該脆弱部３が容易に破損しないようにすることができる。

【0042】

特に、本開示において、脆弱部３の曲面３３の曲率半径ｒ３は、環状溝２の曲面２３の曲率半径ｒ２よりも小さい（ｒ３＜ｒ２）。この場合、環状溝２の曲面２３の部分には、脆弱部３の曲面３３の部分に比べて、応力集中が生じ難くなる。これによって、例えば、弁棒１が軸線О１の周りに過度にねじれたとき、脆弱部３を、環状溝２の部分に先んじて、より破損しやすくさせることができる。これによって、過度な外力で破損するという脆弱部３の機能を確保しつつ、通常使用時には当該脆弱部３が容易に破損しないようにすることができるとともに、弁棒１に過度な外力が入力されても、止水機能を司る環状溝２は破損し難く、止水機能は維持されるようになる。この場合、弁棒１は、より一層信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0043】

加えて、本開示において、環状溝２の最深部２１と当該環状溝２の２つの側面２２のうちの少なくともいずれか一方とは、内側に向かって凹んだ曲面２３によって連なっている。図２を参照すれば、環状溝２の曲面２３は、軸線О１の周りを周方向に延在する環状の曲面である。本開示において、曲面２３は、曲率半径ｒ２の曲面で形成されている。具体的には、曲面２３は、図２等に示すように、径方向視において、当該曲面２３の輪郭線が曲率半径ｒ２の曲線によって形成されている。この場合、最深部２１と側面２２との間にエッジ（角部）を生じさせないことにより、最深部２１と側面２２との間に生じ得る応力集中を軽減させることができる。これによって、弁棒１において、環状溝２の部分は、弁棒１に対して外部から過度な外力が入力されても破損し難くなる。即ち、弁棒１に過度な外力が入力されても、止水機能を司る環状溝２は破損し難く、止水機能は維持される。この場合、弁棒１は、より信頼性の高いフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0044】

また、図１に示すように、バルブ１０は、内部流路１Ｒを備えるバルブ本体１１と、内部流路１Ｒに配置される弁体１２と、弁体１２を操作するための操作部１３と、弁体１２と操作部１３との間に配置された弁棒１と、弁棒１に取り付けられる環状シール部材１４と、を備えている。上述のとおり、弁棒１を備えるバルブ１０によれば、当該バルブ１０は、弁棒の樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0045】

次に、図１等を参照して、弁棒１及びバルブ１０において、フェールセーフ機能が発揮されるときの、一例について説明する。

【0046】

バルブ１０は、操作部１３をＹ軸線の周りに回転させることによって内部流路１Ｒの開閉を行うことができる。具体的には、操作部１３とともに弁体１２を回転させることによって内部流路１Ｒの開閉を行うことができる。

【0047】

しかしながら、バルブ本体１１において、例えば、ボールシート１７が何らかの影響によって変形した場合、弁体１２がＹ軸線の周りに回転しないことが考えられる。このとき、弁棒１は樹脂化されているため、例えば、当該弁棒１に対して軸線О１の周りに過度なねじれが生じると、当該弁棒１が破損する虞がある。

【0048】

これに対し、本実施形態に係る、弁棒１は、上述のとおり、当該弁棒１に対して外部から過度な外力が入力された場合、当該弁棒１の脆弱部３が優先的に破損するように構成されている。この場合、樹脂化された弁棒１の環状溝２は、脆弱部３が先んじて破損しても、維持される。これによって、弁棒１が過度な外力によって破損しても、環状溝２が維持されることによって、環状シール部材１４の止水機能は維持される。したがって、弁棒１によれば、当該弁棒１は、樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有したものとなる。言い換えれば、弁棒１を備えたバルブ１０もまた、弁棒１の樹脂化に伴うフェールセーフ機能を有したものとなる。

【0049】

なお、弁棒１が破損した場合、最終的には、弁棒１は脆弱部３を基点に、弁体側と操作部側との２つの部材に切断される。このため、使用者は、操作部１３が空転することによって、或いは、操作部１３がバルブ本体１１から分離されることによって、弁棒１の破損を検知することができる。

【0050】

上述したところは、本発明の例示的な実施形態を説明したものであり、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で様々な変更を行うことができる。例えば、弁棒１は、環状溝２及び脆弱部３を備えるものであれば、その具体的な構成は、適宜変更することができる。バルブ１０もまた同様である。例えば、バルブ本体１１は、複数の部材（バルブ本体部）によって構成したが、１つの部材で構成することができる。また、本発明に係るバルブは、弁棒を軸線の周りを回転させるものであれば、ボールバルブに限定されるものではない。例えば、本発明に係るバルブは、スピンドルバルブとすることができる。この場合、弁棒１は、弁体を弁座に着座させるためのスピンドルである。

【符号の説明】

【0051】

１：弁棒， １ａ：弁棒の軸線方向一方側の端部， １ｂ：弁棒の軸線方向他方側の端部， １Ｈ：弁棒貫通穴， １Ｒ：内部流路， １Ｒａ：第１内部流路， １Ｒｂ：第２内部流路， １Ｒｃ：第３内部流路， １Ｒｄ：第４内部流路， ２：環状溝， ２１：環状溝の最深部， ２２：環状溝の側面， ２３：環状溝の曲面， ３：脆弱部， ３１：脆弱部の最深部， ３２：脆弱部の側面， ３２ａ：弁体取付側側面， ３２ｂ：操作部取付側側面， ３３：脆弱部の曲面， １０：バルブ， １１：バルブ本体， １１ａ：第１バルブ本体部， １１ｂ：第２バルブ本体部， １２：弁体， １３：操作部， １３ａ：操作部の把持部， １４：環状シール部材， １５，１６：Оリング， １７：ボールシート， О１：軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】