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(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】P2023182761
(43)【公開日】2023-12-26
(54)【発明の名称】ゲート弁
(51)【国際特許分類】
F16K 3/00 20060101AFI20231219BHJP
【ＦＩ】
F16K3/00 Z
F16K3/00 B
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023175983
(22)【出願日】2023-10-11
(62)【分割の表示】P 2020518345の分割
【原出願日】2019-05-10
(31)【優先権主張番号】P 2018091346
(32)【優先日】2018-05-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000102511
【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003683
【氏名又は名称】弁理士法人桐朋
(72)【発明者】
【氏名】村井 貴行
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ストローク途中（弁体の一部が直線状の流路を遮っている状態）で停止させても、大きな流量を流すことができるゲート弁を提供する。
【解決手段】弁箱（１４）と、弁箱（１４）内に形成された直線状の流路（１２）と、流路（１２）に垂直な軸方向に変位可能であるとともに、外表面が流路（１２）の内壁（１２ａ）と当接することで流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、弁体（１６）の基端部（１６ａ）から延び出た弁棒（２０）と、弁体（１６）を収容する弁室（１８）と、を備え、開位置において流路（１２）に突出する部分の弁体（１６）の外表面が流線型の曲面で構成されたゲート弁（１０）が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】弁箱（１４）と、弁箱（１４）内に形成された直線状の流路（１２）と、流路（１２）に垂直な軸方向に変位可能であるとともに、外表面が流路（１２）の内壁（１２ａ）と当接することで流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、弁体（１６）の基端部（１６ａ）から延び出た弁棒（２０）と、弁体（１６）を収容する弁室（１８）と、を備え、開位置において流路（１２）に突出する部分の弁体（１６）の外表面が流線型の曲面で構成されたゲート弁（１０）が提供される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線状の流路（１２）と、前記流路（１２）の側部に配置された弁室（１８）と、を有する弁箱（１４）と、
前記弁室（１８）に収容されるとともに、前記流路（１２）に垂直な軸方向に変位して外表面が前記流路（１２）の内面と当接することで前記流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、
前記弁体（１６）の基端部（１６ａ）から前記軸方向に伸び出た弁棒（２０）と、を備え、
開位置において前記流路（１２）に突出する部分の前記弁体（１６）の外表面が流線型の曲面で構成されているゲート弁。
前記弁室（１８）に収容されるとともに、前記流路（１２）に垂直な軸方向に変位して外表面が前記流路（１２）の内面と当接することで前記流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、
前記弁体（１６）の基端部（１６ａ）から前記軸方向に伸び出た弁棒（２０）と、を備え、
開位置において前記流路（１２）に突出する部分の前記弁体（１６）の外表面が流線型の曲面で構成されているゲート弁。
【請求項2】
請求項１記載のゲート弁であって、前記弁体（１６）の先端部は球面で構成されるゲート弁。
【請求項3】
請求項１記載のゲート弁であって、前記弁体（１６）は先端側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されるとともに、先端部は前記流路（１２）に平行な平面で構成されるゲート弁。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のゲート弁であって、前記流路（１２）の内面には、前記弁体（１６）の外表面と当接する部分に、前記流路（１２）の径方向外方に凹んだ凹部（３０）が形成されているゲート弁。
【請求項5】
請求項４記載のゲート弁であって、前記凹部（３０）は前記流路（１２）の周方向に溝状に伸びているゲート弁。
【請求項6】
請求項５記載のゲート弁であって、前記凹部（３０）の曲率が前記凹部（３０）に当接する部分の前記弁体（１６）の外表面の曲率と略同じであるゲート弁。
【請求項7】
請求項１記載のゲート弁であって、前記弁室（１８）は前記流路（１２）に向かって縮径するテーパ面を有し、前記弁体（１６）を前記流路（１２）に降下させたときに、前記弁室（１８）のテーパ面に前記弁体（１６）のテーパ部が当接して前記弁室（１８）を閉塞するゲート弁。
【請求項8】
請求項７記載のゲート弁であって、前記弁室（１８）は前記弁体（１６）の体積と略同じ容積であるゲート弁。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１項に記載のゲート弁であって、前記流路（１２）に前記弁体（１６）と気密又は液密に密着するシール部（６１）が設けられているゲート弁。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載のゲート弁であって、弁閉状態において、前記流路（１２）の上流側の流体からの圧力により前記弁体（１６）を前記弁室（１８）側へ押し上げる力と、前記弁室（１８）の圧力により前記弁体（１６）を前記流路（１２）側へ付勢する力とをバランスさせたゲート弁。
【請求項11】
請求項１～９のいずれか１項に記載のゲート弁であって、前記弁室（１８、４８）と前記流路（１２）の上流側とを連通させる連通路（７２）を備え、弁閉状態において前記弁室（１８、４８）の圧力により前記弁体（１６）を前記流路（１２）側へ付勢する、ゲート弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゲート弁に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、流路に対して直交する向きから弁体を昇降させることで、流路の開閉を行うゲート弁が提案されている。例えば、特許文献１のゲート弁の弁体には、シール性を確保するために、本体から突出するようにシール部材が取り付けられている。そのシール部材は、流路を横切る方向に伸びており、流路の周方向に当接するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平６－２６５０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のゲート弁では、弁体の周囲を流れる流体の流れについて考慮されていない。そのため、ストロークの途中で弁体を停止させた状態では、弁体の表面のシール部材によって流体のスムーズな流れが妨げられてしまい、弁体の周囲に乱流を発生させてしまう。その結果、弁体をストロークの途中で停止させると、流体が流れにくくなってしまう。そのため、従来のゲート弁において、より大きな流量を流すためには、弁体を大きく上昇させる動作が必要となる。すなわち、従来のゲート弁では、弁体のストローク動作の範囲を大きくする必要がある。
【0005】
本発明は、ストローク途中（弁体の一部が直線状の流路を遮っている状態）で停止させても、大きな流量を流すことができるゲート弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、直線状の流路と、前記流路の側部に配置された弁室と、を有する弁箱と、前記弁室に収容されるとともに、前記流路に垂直な軸方向に変位して外表面が前記流路の内面と当接することで前記流路を閉塞可能な弁体と、前記弁体の基端部から前記軸方向に伸び出た弁棒と、を備え、開位置において前記流路に突出する部分の前記弁体の外表面が流線型の曲面で構成されているゲート弁である。
【発明の効果】
【0007】
上記態様のゲート弁によれば、弁体の周囲での乱流の発生が少なくなり、弁体の周囲の流体が整流で流れるため、ストロークの途中（弁体の一部が直線状の流路を遮っている状態）においても、より大きな流量の流体を流すことができる。その結果、より小さなストローク動作で大きな流量を流すことができ、従来技術と比較して、仕切弁のストローク動作を小さくして製品化を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図7】本発明の第３の実施形態に係るゲート弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。また、以下の説明において、弁体を流路に押し込む方向を「下方」又は「下側」と呼び、弁体を弁箱側に退避させる方向を「上方」又は「上側」と呼ぶが、これはゲート弁の設置方向を限定するものではない。
【0010】
（第１の実施形態）
本実施形態に係るゲート弁１０は、図１Ａに示すように、直線状の流路１２が形成された弁箱１４と、流路１２に直交する軸方向に昇降することで流路１２を開閉する弁体１６と、弁体１６を収容する弁室１８と、弁体１６の基端部１６ａから軸方向に伸び出た弁棒２０とを備える。流路１２を流れる流体は、空気や蒸気（水蒸気を含む）等の気体、真空圧等の減圧気体、水や油等の液体、又はゲルや固体粒子と液体との混合物等の流動体であり、ゲート弁１０はこれらの流体の流れを開閉できる。
本実施形態に係るゲート弁１０は、図１Ａに示すように、直線状の流路１２が形成された弁箱１４と、流路１２に直交する軸方向に昇降することで流路１２を開閉する弁体１６と、弁体１６を収容する弁室１８と、弁体１６の基端部１６ａから軸方向に伸び出た弁棒２０とを備える。流路１２を流れる流体は、空気や蒸気（水蒸気を含む）等の気体、真空圧等の減圧気体、水や油等の液体、又はゲルや固体粒子と液体との混合物等の流動体であり、ゲート弁１０はこれらの流体の流れを開閉できる。
【0011】
弁体１６は、流路１２に垂直な軸Ａの方向に昇降可能となっており、弁体１６を下端まで下降させると、弁体１６の外表面が流路１２の内壁（内面）１２ａと当接して流路１２を閉塞する。弁体１６は、金属又は樹脂等で形成された弁本体２２と、弁本体２２の外表面を覆うシール部材２４とを備えている。なお、弁体１６は、被覆されていない金属又は樹脂のみで弁本体２２を構成してもよい。この場合には、弁体１６の弁本体２２が、弁箱１４の流路１２に直接当接して、流路１２を閉塞することができる。
【0012】
図１Ｂに示すように、弁本体２２は、軸Ａの周りに円対称に形成されている。弁本体２２の基端部２２ａ側には、先端２２ｂに向けてテーパ状に徐々に径が小さくなったテーパ部２２ｃが形成されている。また、弁本体２２の先端２２ｂ側には、球状の外表面を有する先端部２２ｄが形成されている。先端部２２ｄの球面の曲率半径を、流路１２の内壁１２ａの曲率半径と同等又はそれよりも大きくすると、弁本体２２の先端２２ｂと内壁１２ａとの密着性の確保が容易となり好適である。なお、弁本体２２は軸Ａの周りに円対称に限定されるものではなく、流路１２の流れ方向に対して流線型の形状であればよい。この場合には、弁本体２２の形状としては、例えば流路方向に長く延びた楕円形の構造体等としてもよい。
【0013】
テーパ部２２ｃと先端部２２ｄとの境界部分は、滑らかに連続する曲面でつながれている。また、テーパ部２２ｃと先端部２２ｄの外表面を流線形の曲面で構成すると、弁体１６の近くを流れる流体の流れを乱しにくくなり好適である。図１Ｃに示すように、弁本体２２は、先端２２ｂ側から見ると円形の外形を有しており、弁体１６を軸Ａに垂直な方向に切断した断面は円形となる。
【0014】
シール部材２４は、弁本体２２の外周部を覆って、弁体１６の外表面を構成している。シール部材２４は、例えば、ゴム、各種エラストマ、ナイロン、ポリエチレン、又はポリテトラフルオロエチレンを代表としたフッ素樹脂等の弾性変形可能な材料で形成できる。シール部材２４は、弁本体２２の表面に、上記の材料をコーティングすることで形成できる。なお、シール部材２４は、上記の材料で作製されたキャップ状の部材を、弁本体２２の表面に装着する方法で取り付けてもよい。
【0015】
なお、弁体１６は、弁本体２２の表面にシール部材２４を設ける構成に限定されるものではなく、表面に別途シール部材２４を形成しなくてもよい。すなわち、弁本体２２を上記の弾性変形可能な材料で構成してもよい。また、弁本体２２を、金属又は樹脂のみで構成してもよい。
【0016】
弁本体２２の基端部２２ａからは、弁棒２０が伸び出ている。弁棒２０は、円筒状に形成されており、弁体１６の軸Ａ方向に沿って直線状に上方に伸びている。弁棒２０は、弁本体２２と一体的に形成されたものであってもよい。弁棒２０は、弁箱１４の外部にまで延在しており、その端部２０ａには、不図示の駆動機構が取り付けられる。その駆動機構により、弁棒２０及び弁体１６が軸Ａ方向に駆動される。また、弁棒２０の外周部には、パッキン２６が装着されている。パッキン２６は、図１Ａに示すように、弁棒２０を弁箱１４内に通すための貫通孔２８と当接することで、弁室１８を密封する。
【0017】
図２に示すように、弁箱１４には、流路１２、弁室１８及び貫通孔２８が形成されている。流路１２は、直線状に形成され、弁箱１４の一方の側部１４ｃから他方の側部１４ｄまでを貫通して伸びている。流路１２の断面形状は円形に形成されている。なお、流路１２の断面形状は円形に限定されるものではなく、矩形、又は多角形状に形成されたものであってもよい。流路１２の中央付近には、シール溝３０が設けられている。シール溝３０は、弁体１６と当接する部分に設けられている。シール溝３０は、流路１２の周方向に伸びており、上端側は弁室１８の開口部１８ｃに接続されている。シール溝３０の表面は曲率を帯びて形成されていてもよい。この場合には、シール溝３０の曲率を、弁体１６の外表面の曲率と同じ曲率の曲面で構成すると、弁体１６の外表面がシール溝３０の表面に面接触して密着することができ、シール性が向上して好適である。
【0018】
シール溝３０の表面は曲面でなくてもよく、傾斜面等の平面で構成されていてもよい。弁体１６の外表面がシール溝３０に当接可能な形状であれば曲面に限定されない。なお、流路１２の流体の圧力が低く、高い圧が弁体１６に加わらない場合には、シール溝３０を設けなくてもよい。
【0019】
弁室１８は、流路１２の上部に設けられている。弁室１８は、流路１２につながった傾斜部１８ｂと、傾斜部１８ｂの上に繋がって形成された円筒状の空洞よりなる円筒部１８ａとを有している。円筒部１８ａは、弁体１６の基端部１６ａの直径よりも僅かに大きな内径に形成され、軸Ａ方向に伸びた円筒状の空洞として形成されている。傾斜部１８ｂは、軸Ａ方向の下方に向かうほど内径が小さくなる漏斗状に形成されている。
【0020】
傾斜部１８ｂの下端部は、開口部１８ｃとして流路１２に開口している。弁室１８は、開口部１８ｃを介して流路１２と連通している。傾斜部１８ｂの内面（テーパ面）の傾斜角度（軸Ａに対する角度）は、弁本体２２のテーパ部２２ｃの傾斜角度（軸Ａに対する角度）と略同じ角度とすることが好ましい。傾斜部１８ｂは、弁体１６を下端にまで押し下げたときに、弁本体２２のテーパ部２２ｃと面接触して、弁室１８の開口部１８ｃを閉塞するように構成されている。弁室１８の容積は弁体１６の体積と略同じである。
【0021】
弁室１８の上端中央部の上には貫通孔２８が形成されている。貫通孔２８は、弁棒２０と略同じ内径に形成されており、弁箱１４の上部に向けて貫通して形成されている。貫通孔２８には、弁棒２０が装着される。
【0022】
上記の弁箱１４は、例えば、弁室１８の上端までの第１の部分１４ａと、弁室１８の上端を覆う第２の部分１４ｂとの２部材として構成することができる。ゲート弁１０に弁体１６を取り付ける際には、第１の部分１４ａと第２の部分１４ｂとを分離させて弁室１８の上端を開口させておけばよい。弁体１６を、弁室１８に挿入した後、第２の部分１４ｂを第１の部分１４ａの上に取り付けて固定することで、弁室１８に弁体１６を挿入できる。
【0023】
次に、上記のように構成されたゲート弁１０の作用について説明する。
【0024】
図３に示すように、弁体１６を完全に下降させた状態では、弁体１６のシール部材２４が流路１２の内壁１２ａ及び傾斜部１８ｂに当接して弁体１６が流路１２を塞ぐ。その際に、弁体１６のシール部材２４の表面がシール溝３０に入り込んで面接触する。流路１２の上流側の流体の圧力によって、シール部材２４を変形しようとする力が作用した場合であっても、シール部材２４がシール溝３０によって保持されるため、シール性が維持される。このとき、弁室１８には上流側の圧力が残ることから、弁体１６を下に押し下げる付勢力が作用し、流路１２を流れる流体が高圧である場合においては、よりシール性が向上する。
【0025】
なお、弁室１８に残る圧力によって弁体１６に作用する下方への付勢力は、弁体１６の基端部１６ａの面積によって適宜調節することができる。すなわち、弁棒２０の径を大きくすると、弁体１６の基端部１６ａの面積が減少し、その分、弁体１６に作用する下方への付勢力が減少する。弁体１６には、弁閉状態において、流路１２の上流側の流体からの圧力によって弁体１６を上方に押し上げようとする力が作用する。そこで、弁体１６の基端部１６ａの面積を適宜調節することで、上流側の流体からの圧力による上方への力と、弁室１８の圧力による下方への付勢力とをバランス（略同じ大きさとする）させてもよい。その場合には、軽い操作力で弁体１６を弁閉状態から上方に引き上げることができる。
【0026】
図４Ａに示すように、弁体１６を上昇させてストローク途中の位置で停止させると、弁体１６が流路１２の内壁１２ａから離間し、流路１２内を流体が通過可能となる。このとき、傾斜部１８ｂと弁体１６との間に隙間が空き、弁室１８と流路１２とが連通し、弁室１８の内圧と流路１２との内圧とが同じとなる。
【0027】
図４Ｂに示すように、弁体１６は、回転対称（円対称）に形成されているため、断面が円形となっている。そのため、弁体１６の周囲において、流体の流れが乱されずに整流に保たれる。したがって、流体が弁体１６の周囲をスムーズに流れ、弁体１６をわずかに上昇させるだけで、より大きな流量の流体を流路１２に流すことができる。
【0028】
このゲート弁１０は、以下の効果を奏する。
【0029】
ゲート弁１０は、弁体１６の外表面が流路１２に流線型の曲面で構成されている。これにより、弁体１６の周囲で流体の流れが乱され難くなり、ストロークの途中で弁体１６を止めた場合であっても、より大きな流量の流体を流路１２に流すことができる。そのため、小さなストロークで流路１２の開閉を行うことができる。また、ストローク範囲の減少により、弁体１６の駆動機構の小型化が可能となる。
【0030】
さらに、弁体１６の形状が、流路１２の流れ方向に対して対称となるため、弁箱１４に対する弁体１６の向きは任意の方向でよいため、弁箱１４への弁体１６の組み付けが容易である。また、流路１２の流れ方向がいずれの向きであっても、弁体１６は同様に作用する。
【0031】
ゲート弁１０において、弁体１６の先端２２ｂを球面で構成してもよい。これにより、弁体１６の周囲で流体の流れがより一層乱され難くなる。また、流路１２との当接部分が、流路１２の周方向に延びるライン状の領域（シール溝３０の部分）に限定されため、当接部分の面圧を上げやすくなる。そのため、流体の圧力が上がった場合であっても、高いシール性能が得られる。
【0032】
ゲート弁１０において、流路１２の内面には、弁体１６の外表面と当接する部分に、流路１２の径方向外方に凹んだシール溝（凹部）３０を形成してもよい。そのシール溝（凹部）３０を前記流路１２の周方向に溝状に形成してもよい。このように構成することで、弁体１６のシール部材２４の表面がシール溝３０に保持されるため、流体の圧力によってシール部材２４が変形しにくくなり、シール性能が向上する。
【0033】
流路１２のシール溝（凹部）３０の曲率を、前記シール溝（凹部）３０に当接する部分の弁体１６の外表面の曲率と略同じとしてもよい。これにより、弁体１６の外表面がシール溝３０に密着し、シール性能が向上する。
【0034】
弁室１８は傾斜部１８ｂを設け、弁体１６を流路１２に降下させたときに、弁室１８の傾斜部１８ｂに弁体１６のテーパ部２２ｃの外表面が当接して弁室１８を閉塞するようにしてもよい。これにより、弁室１８を経由した流体の流れを阻止できる。また、弁体１６を上昇させると弁室１８と流路１２が連通し、弁室１８と流路１２の内圧が同じとなる。これにより、流体の圧力が高くなっても、弁体１６の昇降動作の増加が抑制され、少ない操作力で弁体１６を動作させることができる。
【0035】
ストロークの減少に伴い、弁室１８の円筒部１８ａの高さを縮小できる。これにより、弁箱１４内のデッドスペースが小さくなり、液だまり部が小さくなる。その結果、ゲート弁１０は、置換特性に優れ、弁箱１４内に余分な流体を残すことなく流体を流すことができる。
【0036】
（第２の実施形態）
図５Ａに示すように、本実施形態のゲート弁４０は、弁体１６Ａ及び流路１２に形成される凹部５０の形状において、図１Ａのゲート弁１０と異なる。なお、ゲート弁４０において、図１Ａのゲート弁１０と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図５Ａに示すように、本実施形態のゲート弁４０は、弁体１６Ａ及び流路１２に形成される凹部５０の形状において、図１Ａのゲート弁１０と異なる。なお、ゲート弁４０において、図１Ａのゲート弁１０と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0037】
弁体１６Ａは、図５Ｂに示すように、先端に平坦面４４ａが形成された弁本体４４を備えている。弁本体４４は、基端部４４ｂから先端の平坦面４４ａに向けて、その径が徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。図５Ａに示すように、弁本体４４の表面は、シール部材４６で覆われている。
【0038】
図６に示すように、弁箱１４Ａは、流路１２を有する第２の部分４２を備える。第２の部分４２は、流路１２の内壁１２ａの中央下端部に、弁本体４４の先端の平坦面４４ａを収容する凹部５０が形成される。凹部５０は、弁本体４４の平坦面４４ａの直径と略同じ内径を有する。流路１２の中央上部には、弁室４８が形成されている。弁室４８は、開口部４８ｃを介して流路１２と連通した傾斜部４８ｂと、傾斜部４８ｂの上に形成された円筒部４８ａとを備えている。傾斜部４８ｂは、流路１２の内壁１２ａに沿って流路１２の周方向に延びており、凹部５０に連通している。
【0039】
円筒部４８ａの内径は、弁体１６Ａの基端部４４ｂの直径よりも僅かに大きく形成されている。傾斜部４８ｂのテーパ面の角度（軸Ａに対する角度）は、弁体１６Ａの弁本体４４の側壁の傾斜角度（軸Ａに対する角度）と同様であり、弁体１６Ａを押し下げた際に、弁体１６Ａが傾斜部４８ｂと面接触して弁室４８を弁体１６Ａで閉塞するように構成されている。このとき、弁体１６Ａは流路１２の周方向に延びる傾斜部４８ｂと凹部５０とに面接触して流路１２を完全に閉塞する。すなわち、凹部５０は、弁本体４４の平坦面４４ａの直径と同じに形成されており、この平坦面４４ａが凹部５０と当接することで、流路１２を気密及び液密に閉塞するように構成されている。
【0040】
なお、本実施形態の弁本体４４及び凹部５０は、上記の構成に限定されるものではなく、凹部５０の側面が流路１２側から奥まった方向に徐々に縮径するように、テーパ状に形成され、凹部５０の奥の底面が平坦面４４ａの直径よりも小さくなるように形成されていてもよい。この場合には、弁本体４４の平坦面４４ａが凹部５０のテーパ状の側面に当接して流路１２を気密及び液密に閉塞することができる。このとき、凹部５０の底面には、弁本体４４が当接していなくてもよい。このような構成とする場合には、凹部５０及び弁本体４４の加工精度が比較的低い場合であっても、十分な気密性及び液密性が得られて好適である。
【0041】
上記のように構成されたゲート弁４０は、以下の効果を奏する。
【0042】
ゲート弁４０の弁体１６Ａは先端側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されるとともに、先端部は流路１２に平行な平坦面４４ａで構成される。これにより、弁体１６Ａの周囲で流体の流れが乱され難くなり、ストロークの途中で弁体１６Ａを止めた場合であっても、より大きな流量の流体を流路１２に流すことができる。そのため、小さなストロークで流路１２の開閉を行うことができる。
【0043】
ゲート弁４０においても、流路１２の内面には、弁体１６Ａの外表面と当接する部分に、流路１２の径方向外方に凹んだ凹部５０が形成されている。これにより、流体の圧力が上がった場合であっても、高いシール性能が得られる。
【0044】
（第３の実施形態）
図７に示すように、本実施形態のゲート弁６０は、流路１２側にシール部６１が設けられている点で、図１Ａのゲート弁１０と異なる。なお、ゲート弁６０において、図１Ａのゲート弁１０と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態のゲート弁６０は、流路１２側にシール部６１が設けられている点で、図１Ａのゲート弁１０と異なる。なお、ゲート弁６０において、図１Ａのゲート弁１０と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0045】
ゲート弁６０には、弁箱１４Ｂの第２の部分４２Ｂの流路１２に、内周部の一部を切り欠いてなる装着部１２ｂが形成されている。その装着部１２ｂにシール部６１が装着されている。シール部６１は、略円筒状に形成された部材であり、例えば、ゴム、各種エラストマ、ナイロン、ポリエチレン、又はポリテトラフルオロエチレンを代表としたフッ素樹脂等の弾性変形可能な材料で形成されている。
【0046】
シール部６１は、円筒状の本体部６２と、本体部６２の内側に形成された流路６４と、弁体１６の先端と接する凹部６６と、弁室１８と連通する開口部６８とを有する。本体部６２は、径方向の厚さ及び軸方向の長さが装着部１２ｂを構成する切欠部分の径方向の深さ及び軸方向の長さと同じに形成されている。本体部６２の内部には、流路１２の軸と同じ方向に貫通する流路６４が形成されている。流路６４の内周面は、流路１２の内周面と面一に形成されている。凹部６６は、弁体１６と当接する部分の流路６４の内周面に形成されている。凹部６６は、図２のシール溝３０と同様の形状であり、流路６４の周方向に伸びている。また、凹部６６の内面は弁体１６の先端部の曲率と略同じ構成されている。なお、弁体１６は、シール部材２４を備えず、弁本体２２のみで構成されていてもよい。
【0047】
開口部６８は、本体部６２の上部に形成されており、本体部６２を弁体１６の軸方向に貫通して形成されている。開口部６８の内周面は、弁室１８の傾斜部１８ｂの表面と同じ傾きで傾斜しており、同一の曲面で構成されている。開口部６８の内周面は、弁体１６を弁閉位置に押し下げた際に、弁体１６の基端部１６ａ付近のテーパ部２２ｃと気密又は液密に面接触して弁室１８を密閉可能に構成されている。
【0048】
上記のように構成されたゲート弁６０によれば、シール部６１が弁体１６と気密又は液密に密着することが可能であるため、弁体１６の表面にシール部材２４を形成しなくても、シール性を確保することができる。
【0049】
（第４の実施形態）
図８Ａに示すように、本実施形態のゲート弁７０は、弁体１６Ｂの構成及び連通路７２を有する点において、図５Ａ及び図５Ｂのゲート弁４０と異なる。なお、ゲート弁７０において、図５Ａ及び図５Ｂのゲート弁４０と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図８Ａに示すように、本実施形態のゲート弁７０は、弁体１６Ｂの構成及び連通路７２を有する点において、図５Ａ及び図５Ｂのゲート弁４０と異なる。なお、ゲート弁７０において、図５Ａ及び図５Ｂのゲート弁４０と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0050】
弁体１６Ｂは、図８Ｂに示すように、先端に平坦面４４ａが形成された弁本体４４を備えている。弁本体４４は、基端部４４ｂから先端の平坦面４４ａに向けて、その径が徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。本実施形態では、弁本体４４の側面４４ｃのみがシール部材４６で覆われている。弁本体４４の基端部４４ｂ及び平坦面４４ａは、シール部材４６で覆われておらず、平坦面４４ａが直接、凹部５０に当接するように構成されている。
【0051】
図８Ａに示すように、弁箱１４Ｂは、流路１２と弁室４８とを連通させる連通路７２を備えている。連通路７２は、その一端が流路１２の上流側に連通するとともに、その他端が弁室４８に連通している。弁箱１４Ｂの第２の部分４２のその他の構成は、図６に示す第２の部分４２と同様である。
【0052】
上記のように構成されたゲート弁７０は、以下の効果を奏する。
【0053】
本実施形態のゲート弁７０において、弁箱１４Ｂは、流路１２と弁室４８とを連通させる連通路７２を備えている。連通路７２は、弁体１６Ｂを完全に押されて流路１２を弁体１６Ｂで閉塞させた際に、弁室４８に流路１２の上流側の圧力を伝達する。その結果、弁室４８と流路１２の下流側との圧力差によって弁体１６Ｂが流路１２を塞ぐ方向に付勢され、弁体１６Ｂのシール性が向上し、より確実に流路１２を閉塞することができる。
【0054】
また、本実施形態の弁体１６Ｂにおいて、流路１２を塞ぐために、弁室４８、傾斜部４８ｂと面接触する側面４４ｃがシール部材４６で覆われているため、十分なシール性を確保することができる。
【0055】
【0056】
本発明の実施形態は、上記の諸形態に限定されるものではなく、種々の変形を行うことができる。例えば、図５Ｂに示すように、弾力性を有するシール部材４６で覆われていない弁本体４４を弁体１６Ｂとして用いてもよい。この場合には、弁本体４４の金属面が直接弁室４８の傾斜部４８ｂ及び凹部５０（図６参照）と当接して、流路１２を気密及び液密に閉塞する。
【0057】
また、例えば、図１Ｂに示す弁本体２２を弁体１６として用いてもよい。この場合には、弁本体２２の金属面が直接弁室１８のシール溝３０と当接して、流路１２を気密及び液密に閉塞する。これにより、ゴム材料や樹脂材料等よりなるシール部材４６で弁本体４４を被覆する場合に比較して、弁本体４４の表面は、摩擦及び圧力によって変形しにくい。そのため、シール部材４６で覆われていない弁本体４４を用いる場合には、耐摩耗性及び耐圧性に優れるゲート弁が得られる。
【符号の説明】
【0058】
１０、４０、６０、７０…ゲート弁 １２、６４…流路
１４、１４Ａ、１４Ｂ…弁箱 １６、１６Ａ、１６Ｂ…弁体
１８、４８…弁室 ２０…弁棒
５０、６６…凹部 ６１…シール部
７２…連通路
１４、１４Ａ、１４Ｂ…弁箱 １６、１６Ａ、１６Ｂ…弁体
１８、４８…弁室 ２０…弁棒
５０、６６…凹部 ６１…シール部
７２…連通路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-23
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0054】
また、本実施形態の弁体１６Ｂにおいて、流路１２を塞ぐために、弁室４８の傾斜部４８ｂと面接触する側面４４ｃがシール部材４６で覆われているため、十分なシール性を確保することができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0057】
また、例えば、図１Ｂに示す弁本体２２を弁体１６として用いてもよい。この場合には、弁本体２２の金属面が直接流路１２のシール溝３０と当接して、流路１２を気密及び液密に閉塞する。これにより、ゴム材料や樹脂材料等よりなるシール部材４６で弁本体４４を被覆する場合に比較して、弁本体４４の表面は、摩擦及び圧力によって変形しにくい。そのため、シール部材４６で覆われていない弁本体４４を用いる場合には、耐摩耗性及び耐圧性に優れるゲート弁が得られる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線状の流路（１２）と、前記流路（１２）の側部に配置された弁室（１８）と、を有する弁箱（１４）と、
前記弁室（１８）に収容されるとともに、前記流路（１２）に垂直な軸方向に変位して外表面が前記流路（１２）の内面と当接することで前記流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、
前記弁体（１６）の基端部（１６ａ）から前記軸方向に延び出た弁棒（２０）と、を備え、
前記流路（１２）は、前記弁箱（１４）の端部における内径と、前記弁室（１８）の開口部（１８ｃ）に隣接する部位における内径が同じであり、かつ、前記弁体（１６）と当接する部分に、前記流路（１２）の周方向に延び前記弁室（１８）に連通するシール溝（３０）を有し、
前記弁体（１６）は、先端側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ部（２２ｃ）と、前記テーパ部（２２ｃ）の先端に形成された先端部（２２ｄ）と、を有する弁本体（２２）と、前記弁本体（２２）の外表面を覆うシール部材（２４）と、を有し、かつ、前記弁棒（２０）から延在する軸回りに回転対称に形成され、
前記先端部（２２ｄ）は、前記流路（１２）の内壁（１２ａ）の曲率半径よりも大きな半径の球面よりなる外表面を有し、
前記シール溝（３０）は、前記弁体（１６）の外表面の曲率と同じ曲率の曲面で形成される、ゲート弁（１０）。
前記弁室（１８）に収容されるとともに、前記流路（１２）に垂直な軸方向に変位して外表面が前記流路（１２）の内面と当接することで前記流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、
前記弁体（１６）の基端部（１６ａ）から前記軸方向に延び出た弁棒（２０）と、を備え、
前記流路（１２）は、前記弁箱（１４）の端部における内径と、前記弁室（１８）の開口部（１８ｃ）に隣接する部位における内径が同じであり、かつ、前記弁体（１６）と当接する部分に、前記流路（１２）の周方向に延び前記弁室（１８）に連通するシール溝（３０）を有し、
前記弁体（１６）は、先端側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ部（２２ｃ）と、前記テーパ部（２２ｃ）の先端に形成された先端部（２２ｄ）と、を有する弁本体（２２）と、前記弁本体（２２）の外表面を覆うシール部材（２４）と、を有し、かつ、前記弁棒（２０）から延在する軸回りに回転対称に形成され、
前記先端部（２２ｄ）は、前記流路（１２）の内壁（１２ａ）の曲率半径よりも大きな半径の球面よりなる外表面を有し、
前記シール溝（３０）は、前記弁体（１６）の外表面の曲率と同じ曲率の曲面で形成される、ゲート弁（１０）。
【請求項2】
直線状の流路（１２）と、前記流路（１２）の内周部の一部を切欠いた装着部（１２ｂ）と、前記流路（１２）の側部に配置された弁室（１８）と、を有する弁箱（１４Ｂ）と、
前記装着部（１２ｂ）に装着されたシール部（６１）と、
前記弁室（１８）に収容されるとともに、前記流路（１２）に垂直な軸方向に変位して外表面が前記シール部（６１）の内面と当接することで前記流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、
前記弁体（１６）の基端部（１６ａ）から前記軸方向に延び出た弁棒（２０）と、を備え、
前記シール部（６１）は、円筒状の本体部（６２）と、前記本体部（６２）の内側に形成された流路（６４）と、前記弁室（１８）と前記流路（６４）とを連通させる開口部（６８）と、前記弁体（１６）の外表面と当接する凹部（６６）と、を有し、
前記シール部（６１）の前記流路（６４）の内径は、前記弁箱（１４）の端部における前記流路（１２）の内径と同一に形成されており、
前記弁体（１６）は、先端側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ部（２２ｃ）と、前記テーパ部（２２ｃ）の先端に形成された先端部（２２ｄ）と、を有する弁本体（２２）と、前記弁本体（２２）の外表面を覆うシール部材（２４）と、を有し、かつ、前記弁棒（２０）から延在する軸回りに回転対称に形成され、
前記凹部（６６）は、前記弁体（１６）の外表面の曲率と同じ曲率の曲面で形成される、ゲート弁（１０）。
前記装着部（１２ｂ）に装着されたシール部（６１）と、
前記弁室（１８）に収容されるとともに、前記流路（１２）に垂直な軸方向に変位して外表面が前記シール部（６１）の内面と当接することで前記流路（１２）を閉塞可能な弁体（１６）と、
前記弁体（１６）の基端部（１６ａ）から前記軸方向に延び出た弁棒（２０）と、を備え、
前記シール部（６１）は、円筒状の本体部（６２）と、前記本体部（６２）の内側に形成された流路（６４）と、前記弁室（１８）と前記流路（６４）とを連通させる開口部（６８）と、前記弁体（１６）の外表面と当接する凹部（６６）と、を有し、
前記シール部（６１）の前記流路（６４）の内径は、前記弁箱（１４）の端部における前記流路（１２）の内径と同一に形成されており、
前記弁体（１６）は、先端側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されたテーパ部（２２ｃ）と、前記テーパ部（２２ｃ）の先端に形成された先端部（２２ｄ）と、を有する弁本体（２２）と、前記弁本体（２２）の外表面を覆うシール部材（２４）と、を有し、かつ、前記弁棒（２０）から延在する軸回りに回転対称に形成され、
前記凹部（６６）は、前記弁体（１６）の外表面の曲率と同じ曲率の曲面で形成される、ゲート弁（１０）。