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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】P2024095864
(43)【公開日】2024-07-11
(54)【発明の名称】ボール取付治具およびボール取付方法
(51)【国際特許分類】
F16K 5/06 20060101AFI20240704BHJP
F16K 27/06 20060101ALI20240704BHJP
【ＦＩ】
F16K5/06 Z
F16K27/06 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022212826
(22)【出願日】2022-12-29
(71)【出願人】
【識別番号】390002381
【氏名又は名称】株式会社キッツ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】小林 哲也
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 美智雄
【テーマコード（参考）】
3H051
3H054
【Ｆターム（参考）】
3H051AA07
3H051BB02
3H051BB03
3H051CC16
3H054AA03
3H054BB17
(57)【要約】
【課題】トップエントリによってボール弁体およびボールシートを良好に弁室部に取り付けることができるボール取付治具および方法を提供する。
【解決手段】ボール取付治具（１）は、ボール弁体（１０４）とボールシート（１６８）とを保持する保持機構を具備し、保持機構は、ボールシート（１６８）を傾斜させるシート支持部（４）と、ボールシート（１６８）がボール弁体（１０４）とリテーナ（１８０）とによって支持されるとシート支持部（４）による支持を解除する解除機構とを有する。
【選択図】図４
【解決手段】ボール取付治具（１）は、ボール弁体（１０４）とボールシート（１６８）とを保持する保持機構を具備し、保持機構は、ボールシート（１６８）を傾斜させるシート支持部（４）と、ボールシート（１６８）がボール弁体（１０４）とリテーナ（１８０）とによって支持されるとシート支持部（４）による支持を解除する解除機構とを有する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の流路となる二以上の流路開口部とボール弁体が通過可能な収容開口部とを有する弁室部と、前記流路開口部に取り付けられたリテーナと、前記収容開口部を介して前記弁室部に連設されている寸胴部とを有するボールバルブの当該弁室部に、当該寸胴部からトップエントリによってボール弁体およびボールシートを導入する際に用いるボール取付治具であって、
前記ボール取付治具は、前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に対してボール弁体およびボールシートを導入する構成となっており、
前記ボール弁体および前記ボールシートを保持して、前記寸胴部から前記弁室部に向かって下降する保持機構を備え、
前記保持機構は、
前記ボールシートにおける下降する方向に対して前方側に位置する部分が後方側に位置する部分よりも前記ボール弁体の回転軸に近接するように、前記ボールシートを前記回転軸に対して傾斜させた状態で、前記ボール弁体に沿わせて保持するシート支持部と、
前記ボール弁体と共に前記シート支持部により傾斜した状態で前記収容開口部に導入されたボールシートが、前記ボール弁体と前記リテーナとにより支持されると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を解除する解除機構と、
を有する、
ボール取付治具。
前記ボール取付治具は、前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に対してボール弁体およびボールシートを導入する構成となっており、
前記ボール弁体および前記ボールシートを保持して、前記寸胴部から前記弁室部に向かって下降する保持機構を備え、
前記保持機構は、
前記ボールシートにおける下降する方向に対して前方側に位置する部分が後方側に位置する部分よりも前記ボール弁体の回転軸に近接するように、前記ボールシートを前記回転軸に対して傾斜させた状態で、前記ボール弁体に沿わせて保持するシート支持部と、
前記ボール弁体と共に前記シート支持部により傾斜した状態で前記収容開口部に導入されたボールシートが、前記ボール弁体と前記リテーナとにより支持されると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を解除する解除機構と、
を有する、
ボール取付治具。
【請求項2】
前記保持機構は、前記ボール弁体の下降に合わせて、前記ボールシートを下方に押すシート押し部を更に有する、
請求項１に記載のボール取付治具。
請求項１に記載のボール取付治具。
【請求項3】
前記ボールシートは、前記シート支持部による支持が前記解除機構によって解除されて以降に、前記ボール弁体とともに下降することに伴って、前記ボール弁体および前記リテーナとの接触によって、傾斜角度が変化し、
前記シート押し部は、前記傾斜角度の変化に合わせ、前記ボールシートを押す方向を、傾斜した方向から、前記回転軸に平行な方向に変化させる、
請求項２に記載のボール取付治具。
前記シート押し部は、前記傾斜角度の変化に合わせ、前記ボールシートを押す方向を、傾斜した方向から、前記回転軸に平行な方向に変化させる、
請求項２に記載のボール取付治具。
【請求項4】
前記シート支持部は、前記ボールシートの端面に当接する当接面を有するシャッターを有し、前記シャッターの当接面を傾斜させる構成となっており、
前記解除機構は、前記シャッターの前記当接面と、前記端面との当接を解除する構成となっている、
請求項１に記載のボール取付治具。
前記解除機構は、前記シャッターの前記当接面と、前記端面との当接を解除する構成となっている、
請求項１に記載のボール取付治具。
【請求項5】
前記解除機構は、前記シャッターを、前記収容開口部よりも上方に引き上げて、前記当接面と前記端面との当接を解除する、
請求項４に記載のボール取付治具。
請求項４に記載のボール取付治具。
【請求項6】
前記解除機構は、前記シャッターに連結したシリンダーを有し、
前記シャッターは、前記シリンダーによって、前記収容開口部よりも上方に引き上げられる、
請求項５に記載のボール取付治具。
前記シャッターは、前記シリンダーによって、前記収容開口部よりも上方に引き上げられる、
請求項５に記載のボール取付治具。
【請求項7】
請求項１から６の何れか１項に記載のボール取付治具を用いて、トップエントリによって前記ボールバルブの前記弁室部に、ボール弁体およびボールシートを取り付けるボール取付方法であって、
前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に向かって、前記保持機構によって保持され、前記シート支持部によって傾斜した状態の前記ボールシートと、前記ボール弁体とを下降させて、前記収容開口部に挿入させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記収容開口部を通過しているボールシートが前記ボール弁体と前記リテーナとの間で支持された状態となると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を前記解除機構によって解除する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記ボールシートと前記ボール弁体とを下降させる第３の工程と、
を含む、
ボール取り付け方法。
前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に向かって、前記保持機構によって保持され、前記シート支持部によって傾斜した状態の前記ボールシートと、前記ボール弁体とを下降させて、前記収容開口部に挿入させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記収容開口部を通過しているボールシートが前記ボール弁体と前記リテーナとの間で支持された状態となると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を前記解除機構によって解除する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記ボールシートと前記ボール弁体とを下降させる第３の工程と、
を含む、
ボール取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トップエントリによるボールバルブのボール弁体およびボールシートの取り付けを行うために用いるボール取付治具、および当該治具を用いたボール取付方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従前のボールバルブは、弁室部の上方に広く開口した部分からボール弁体、ボールシート、およびリテーナを弁室部に挿入する態様がある。また、ボデーが横方向に分割可能な構造となっている場合には、分離した状態において開いた側から、弁室部にリテーナ、ボールシートおよびボール弁体を取り付け、再びボデーを組み立てる方法も知られている。
【0003】
本発明者らは、長年、液化水素（－２５３℃）等の極低温流体を流すバルブについて開発を進めている。液化水素等の極低温流体を流すバルブは、流体からの熱伝導・熱伝達を最小限にして保冷効果を持たせるとともに、低温に弱い部品（パッキン等）を流体からなるべく離して配置することができるよう、バルブの操作部と弁体とをつなぐステムの長さを長く構成する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開公報ＷＯ２０２１／１７２４５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
極低温流体を流すボールバルブは、ステムが長いことに併せてボデーのステム収納部分も長く、且つ、ボデーが溶接構造によって一体的に構成されているため、ステム収納部分の下部に収納開口部を介して連接された弁室部に対して、ステム収納部分の上端開口部からトップエントリによってボール弁体、ボールシートおよびリテーナを導入する場合に、ボデーの構造的な制限を受けて手間がかかるという問題がある。
【0006】
そこで、本発明の一態様は、トップエントリ型であって、ステム収納部分（寸胴部）が長いボールバルブに対して、ボール弁体とともにボールシートを良好に弁室部に導入することが可能なボール取付治具、および当該治具を用いたボール取付方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るボール取付治具は、
流体の流路となる二以上の流路開口部とボール弁体が通過可能な収容開口部とを有する弁室部と、前記流路開口部に取り付けられたリテーナと、前記収容開口部を介して前記弁室部に連設されている寸胴部とを有するボールバルブの当該弁室部に、当該寸胴部からトップエントリによってボール弁体およびボールシートを導入する際に用いるボール取付治具であって、
前記ボール取付治具は、前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に対してボール弁体およびボールシートを導入する構成となっており、
前記ボール弁体および前記ボールシートを保持して、前記寸胴部から前記弁室部に向かって下降する保持機構を備え、
前記保持機構は、
前記ボールシートにおける下降する方向に対して前方側に位置する部分が後方側に位置する部分よりも前記ボール弁体の回転軸に近接するように、前記ボールシートを前記回転軸に対して傾斜させた状態で、前記ボール弁体に沿わせて保持するシート支持部と、
前記ボール弁体と共に前記シート支持部により傾斜した状態で前記収容開口部に導入されたボールシートが、前記ボール弁体と前記リテーナとにより支持されると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を解除する解除機構と、
を有する。
流体の流路となる二以上の流路開口部とボール弁体が通過可能な収容開口部とを有する弁室部と、前記流路開口部に取り付けられたリテーナと、前記収容開口部を介して前記弁室部に連設されている寸胴部とを有するボールバルブの当該弁室部に、当該寸胴部からトップエントリによってボール弁体およびボールシートを導入する際に用いるボール取付治具であって、
前記ボール取付治具は、前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に対してボール弁体およびボールシートを導入する構成となっており、
前記ボール弁体および前記ボールシートを保持して、前記寸胴部から前記弁室部に向かって下降する保持機構を備え、
前記保持機構は、
前記ボールシートにおける下降する方向に対して前方側に位置する部分が後方側に位置する部分よりも前記ボール弁体の回転軸に近接するように、前記ボールシートを前記回転軸に対して傾斜させた状態で、前記ボール弁体に沿わせて保持するシート支持部と、
前記ボール弁体と共に前記シート支持部により傾斜した状態で前記収容開口部に導入されたボールシートが、前記ボール弁体と前記リテーナとにより支持されると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を解除する解除機構と、
を有する。
【0008】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るボール取り付け方法は、
上述のボール取付治具を用いて、トップエントリによって前記ボールバルブの前記弁室部に、ボール弁体およびボールシートを取り付けるボール取付方法であって、
前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に向かって、前記保持機構によって保持され、前記シート支持部によって傾斜した状態の前記ボールシートと、前記ボール弁体とを下降させて、前記収容開口部に挿入させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記収容開口部を通過しているボールシートが前記ボール弁体と前記リテーナとの間で支持された状態となると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を前記解除機構によって解除する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記ボールシートと前記ボール弁体とを下降させる第３の工程と、
を含む。
上述のボール取付治具を用いて、トップエントリによって前記ボールバルブの前記弁室部に、ボール弁体およびボールシートを取り付けるボール取付方法であって、
前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に向かって、前記保持機構によって保持され、前記シート支持部によって傾斜した状態の前記ボールシートと、前記ボール弁体とを下降させて、前記収容開口部に挿入させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記収容開口部を通過しているボールシートが前記ボール弁体と前記リテーナとの間で支持された状態となると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を前記解除機構によって解除する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記ボールシートと前記ボール弁体とを下降させる第３の工程と、
を含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、ステム収納部分（寸胴部）が長いボールバルブであっても、ボール弁体とともにボールシートをトップエントリによって弁室部に良好に導入することが可能なボール取付治具、および当該治具を用いたボール取付方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係るボール取付治具がボール弁体およびボールシートを取り付ける対象であるボールバルブの外観斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るボール取付治具の主要部分に、ボール弁体およびボールシートが保持された状態の斜視図である。
【図10】本発明の他の実施形態に係るボール取付治具の主要部分に、ボール弁体およびボールシートが保持された状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１から図９を用いて説明する。本発明の一形態に係るボール取付治具は、凡そ水平方向に流路が形成されている途中に配設するトップエントリ型のボールバルブに対してボール弁体をボールシートと共に取り付けるために用いる治具である。ボールバルブを流れる流体としては、先述の極低温流体、特に液体水素であってよいが、これに限らない。
以下、本発明の一実施形態について、図１から図９を用いて説明する。本発明の一形態に係るボール取付治具は、凡そ水平方向に流路が形成されている途中に配設するトップエントリ型のボールバルブに対してボール弁体をボールシートと共に取り付けるために用いる治具である。ボールバルブを流れる流体としては、先述の極低温流体、特に液体水素であってよいが、これに限らない。
【0012】
図１は、本実施形態に係るボール取付治具を用いてボール弁体をボールシートと共に取り付ける対象であるボールバルブの外観斜視図である。図２は、図１に示す切断線Ａ－Ａ´においてボールバルブを切断した状態を示す矢視断面図である。なお、図面には、説明の便宜上、水平面をＸＹ平面として、天頂方向にＺ方向として規定した三次元座標を併せて図示する。なお、以下では、ボールバルブ１１０を構成する種々の構成要素が設置された状態のボールバルブを先ず説明し、続いて構成要素のうちの一部であるボール弁体およびボールシートの取り付けについて説明する。
【0013】
＜ボールバルブ＞
ボールバルブ１１０は、ボデー１０１と、ボール弁体１０４と、ステム１０３と、ボンネット１０２と、操作部１０９とを少なくとも備えている。ボデー１０１は、流体を流通させるための複数の配管構造部１０７と、複数の配管構造部１０７が向いている方向（後述するＸ軸方向）に交差する方向（後述するＺ軸方向）に開口し、ボール弁体１０４が通過可能な上端開口部１０６ｂとを有し、流体の流路を構成する。ステム１０３は、図２に示す鉛直方向に延伸している弁軸を構成し、ボール弁体１０４に連結し、上端開口部１０６ｂよりも外側まで延在している。また、ボンネット１０２は、ステム１０３を作動可能に上端開口部１０６ｂを密封し、ボデー１０１の上端部にボルト等によって着脱可能に連結している。ボンネット１０２には、操作部１０９が固定されており、操作部１０９による操作は、このステム１０３を介して、ボール弁体１０４に伝わる。その操作は、ボンネット１０２に配設されたハンドル１９９（図１）によっておこなう。具体的には、ハンドル１９９の回転量に応じて、ボール弁体１０４が鉛直方向に延びる中心軸Ｏ（図２）を中心に回転する。ボール弁体１０４によって流路の開閉が行われ、９０°回転することによって閉状態から開状態に状態を変えることができる。図２に図示している状態は、ボール弁体１０４が開状態となっており、ボール弁体１０４の紙面左側にある配管構造部１０７と、紙面右側にある配管構造部１０７とが連通しており、例えば紙面左側から右側に流体が流れる。
ボールバルブ１１０は、ボデー１０１と、ボール弁体１０４と、ステム１０３と、ボンネット１０２と、操作部１０９とを少なくとも備えている。ボデー１０１は、流体を流通させるための複数の配管構造部１０７と、複数の配管構造部１０７が向いている方向（後述するＸ軸方向）に交差する方向（後述するＺ軸方向）に開口し、ボール弁体１０４が通過可能な上端開口部１０６ｂとを有し、流体の流路を構成する。ステム１０３は、図２に示す鉛直方向に延伸している弁軸を構成し、ボール弁体１０４に連結し、上端開口部１０６ｂよりも外側まで延在している。また、ボンネット１０２は、ステム１０３を作動可能に上端開口部１０６ｂを密封し、ボデー１０１の上端部にボルト等によって着脱可能に連結している。ボンネット１０２には、操作部１０９が固定されており、操作部１０９による操作は、このステム１０３を介して、ボール弁体１０４に伝わる。その操作は、ボンネット１０２に配設されたハンドル１９９（図１）によっておこなう。具体的には、ハンドル１９９の回転量に応じて、ボール弁体１０４が鉛直方向に延びる中心軸Ｏ（図２）を中心に回転する。ボール弁体１０４によって流路の開閉が行われ、９０°回転することによって閉状態から開状態に状態を変えることができる。図２に図示している状態は、ボール弁体１０４が開状態となっており、ボール弁体１０４の紙面左側にある配管構造部１０７と、紙面右側にある配管構造部１０７とが連通しており、例えば紙面左側から右側に流体が流れる。
【0014】
ボールバルブ１１０は、図１に示すように、ボデー１０１が天地方向に長く、下端部から上端部まで径がほぼ変わらない寸胴な外観フォルムを有している。ボデー１０１は、収納空間の下部にボール弁体１０４を収納し、上部にボール弁体１０４に連結したステム１０３を収納する溶接構造のボデーである。具体的には、ボデー１０１は、ボール弁体１０４（図２）を収納している弁室部１０５と、連通口１０６ａを介して弁室部１０５に連結される、ステム１０３（図２）を収納しているステム収納部１０６と、弁室部１０５の側面から水平方向に延びた配管構造部１０７とを有している。
【0015】
弁室部１０５は、ボール弁体１０４を回転可能に配置することができる中空の中央領域１５１を有する。中央領域１５１は、ボール弁体１０４の下面と当接する内面を有し、この内面に、ボール弁体１０４の下面に設けられた凸部１０４ｂが嵌合する凹部１５１ａが設けられている。また、中央領域１５１の上部には、中央領域１５１の中空部分とステム収納部１０６の内部空間と連通する連通口１０６ａが開設されている。
【0016】
弁室部１０５は、中央領域１５１と配管構造部１０７との間に、当該中央領域１５１の中空部分と配管構造部１０７の管内とを連通する端領域１５２（流路開口部）を更に有している。端領域１５２は、図２の紙面左右方向に沿って延びる管軸を有した円管状の内周面を有し、この内周面には、ボール弁体１０４を側方から支持するボールシート１６８およびリテーナ１８０が配設されている。端領域１５２は、配管構造部１０７の管に連通する開口部を含む。
【0017】
図３は、図２に示す一点破線の枠囲み部分Ｃの拡大断面図である。リテーナ１８０は、ボール弁体１０４側から、シートリテーナ１８２およびリテーナグランド１８３が配置されている。リテーナグランド１８３は、スプリング１８４およびスプリングホルダー１８６によってボール弁体１０４側に付勢されている。シートリテーナ１８２の外径側には段部１８２ａが設けられている。リテーナグランド１８３の外径側は、このシートリテーナ１８２の段部１８２ａの位置においてボール弁体１０４側に突出し、リテーナパッキン１８５を介してシートリテーナ１８２の段部１８２ａの端面を押している。すなわち、スプリング１８４の力は、リテーナグランド１８３、リテーナパッキン１８５、シートリテーナ１８２の順に伝わり、ボールシート１６８をボール弁体１０４に押し付けるように働いている。この構造により、ボール弁体１０４とボールシート１６８との間、ボールシート１６８とシートリテーナ１８２との間が密着し、これらの部分がシールとして機能し、流路から外部への流体の漏出が防がれる。
【0018】
ボールシート１６８は、金属より軟質な樹脂材料等からなる。そのため、流体圧が加わった場合等に変形せずに形状が維持されるように、その外径側をアウターリング１６７によって支持されている。ボールシート１６８とアウターリング１６７とは、両者の対向面に設けた溝にＣリング１９０を嵌め込むことで、互いに固定された状態となっている。
【0019】
ボール弁体１０４は、流路１０４ａが貫通形成され球体型の弁体である。流路１０４ａの口径は、弁室部１０５の側面から水平方向（Ｘ軸方向）に延びた配管構造部１０７の管径（Ｚ軸方向に沿った長さ）および端領域１５２の開口部の開口径と等しい。ボール弁体１０４は、ステム１０３と連結する上面と、その反対側にある下面とを有し、下面には下方に向かって突出する凸部１０４ｂが設けられている。また、この凸部１０４ｂは、ステム１０３に近い側の部分（基部）の径よりも、ステム１０３から遠い側の先端部分（突出端１０４ｂ´）の径のほうが小径である。このように突出端１０４ｂ´を小径とすることにより、凸部１０４ｂの突出端１０４ｂ´が弁室部１０５の凹部１５１ａへの嵌合のガイドとして機能するため、バルブ組み立て時のボール弁体１０４の設置操作が容易になる。
【0020】
ステム収納部１０６は、鉛直方向（Ｚ方向）に管軸を有する円管状の構造体であり、その下端部に、中央領域１５１の中空部分と連通する連通口１０６ａ（収容開口部）が設けられている。連通口１０６ａの水平方向に沿った開口径は、ボール弁体１０４の水平方向に沿った径よりも大きい構成となっている。また、ステム収納部１０６の上端部には、ボール弁体１０４の水平方向に沿った径よりも大きく開口した上端開口部１０６ｂが設けられている。また、ステム収納部１０６の下端部と上端部とに挟まれた中間部分１０６ｃの内径も、ボール弁体１０４の水平方向に沿った径よりも大きい。また、具体的には、図２に示すように、連通口１０６ａよりも、上端開口部１０６ｂおよび中間部分１０６ｃのほうが、内径が大きい。このように、ステム収納部１０６の内径（連通口１０６ａおよび上端開口部１０６ｂを含む）が、ボール弁体１０４の水平方向に沿った径よりも大きく構成されていることにより、ボール弁体１０４をステム１０３とともに引き上げ、ボデー１０１の外に取り出すことが可能である。これにより、ボール弁体１０４のメンテナンスをおこなうことができる。また、反対に、上端開口部１０６ｂからボール弁体１０４をボデー１０１内に下ろすことにより、弁室部１０５にボール弁体１０４を設置することができる。本明細書では、このようにボール弁体１０４等を、ボデー１０１上部から出し入れするタイプを「トップエントリ（型）」と称する。
【0021】
ステム収納部１０６内には、ボール弁体１０４を上方から押圧する中蓋体１６０が、中間部分１０６ｃに設置されている。中蓋体１６０は、ステム１０３を作動可能にボデー１０１内におけるボール弁体１０４側の空間（弁室部１０５）を液密または気密に仕切る。中蓋体１６０は、ステム１０３を貫通させた状態で、ステム収納部１０６側から連通口１０６ａを封止してボデー１０１の収納空間を仕切っており、且つ弁室部１０５内にボール弁体１０４を回転可能に収容する。中蓋体１６０は、弁室部１０５に近い側から、トラニオンプレート１６１と、押さえプレート１６２とをこの順で有したプレート構造から構成することができるが、中蓋体１６０は、このプレート構造に限らない。中蓋体１６０がステム収納部１０６に取り付けられていることにより、ボール弁体１０４を弁室部１０５に確実に収納することができる。且つ、中蓋体１６０によって連通口１０６ａが封止されるため、ボール弁体１０４が不都合に上方に飛び出す事態を回避することができ、液体水素のステム収納部１０６への漏れ出しを防ぐことができる。
【0022】
なお、ボデー１０１の外側には、気密に密閉される真空ジャケットを設けることが可能である。真空ジャケットは、図２に示すステム収納部１０６の上端部において側方に突設されたフランジ部１０６ｄに取り付けることができる。
【0023】
液体水素用であるボールバルブ１１０は、先述のように、ステム１０３が、低温に弱い部品を含む操作部１０９と、流体が通るボール弁体１０４とを大きく離間させるために、長く構成されている。ステム収納部１０６の鉛直方向（Ｚ方向）の長さは、ステム１０３の長さによって決めることができる。
【0024】
以上までがボールバルブ１１０の構成である。本実施形態のボール取付治具は、以上に示したボールバルブ１１０を製造する場合、およびメンテナンスする場合の少なくとも一方の場合に、ボデー１０１の弁室部１０５（図２）に、ボール弁体１０４およびボールシート１６８を取り付けるために用いる治具である。
【0025】
＜ボール取付治具の構成＞
図４は、ボール弁体１０４およびボールシート１６８を保持した状態の、ボール取付治具１の外観斜視図である。ボール取付治具１は、ボール保持部２（保持機構）と、シート支持部４（保持機構）と、駆動機構７（保持機構）とを備える。
図４は、ボール弁体１０４およびボールシート１６８を保持した状態の、ボール取付治具１の外観斜視図である。ボール取付治具１は、ボール保持部２（保持機構）と、シート支持部４（保持機構）と、駆動機構７（保持機構）とを備える。
【0026】
ボール保持部２は、ボール弁体１０４を保持する軸状の構造体である。この軸状の構造体の一方の端部が、ボール弁体１０４の上面に設けられた、ステム１０３と連結する構成に接続する。
【0027】
駆動機構７は、ボール保持部２を軸方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる。駆動機構７は、ボール弁体１０４を保持したボール保持部２を、ステム収納部１０６（寸胴部）から弁室部１０５に向かってＺ軸負方向に下降させる。駆動機構７は、ボール保持部２をボデー１０１外部からステム収納部１０６内に挿入するところまで移動させるクレーン等の装置と、ボール弁体１０４およびボールシート１６８がステム収納部１０６から弁室部１０５まで下降するまでのボール保持部２の移動を担うハンドル機構と、を有する。クレーン等の装置は、一例として、ボール弁体１０４を保持したボール保持部２を吊り下げて降ろす態様とすることができる。ハンドル機構は、先述のボンネットに配設されたハンドル１９９と同様に、ボデー１０１の上端部にボルト等によって着脱可能に連結されるベースであって、ボール保持部２をＺ軸方向に進出退行可能に保持するベースと、ハンドルを有する操作部とを有する。ハンドルを回転させることにより、ベースに挿通されたボール保持部２がＺ軸方向に進出退行する構成とすることができる。
【0028】
シート支持部４は、ボール保持部２が保持したボール弁体１０４に対してボールシート１６８を押圧して支持する。具体的には、シート支持部４は、ボールシート１６８と、その外径側を支持するアウターリング１６７と、ボールシート１６８とアウターリング１６７とを支持するＣリング１９０との一体構成を、支持する。すなわち、シート支持部４は、これら一体構成を、ボール保持部２が保持したボール弁体１０４に対して押圧して支持する。なお、以下では、特段説明しない限り、この一体構成を纏めて、単に「ボールシート１６８」と記載するが、本発明における「ボールシート」とは必ずしもこのような構造を有するものに限定されず、ボール弁体の流路開口をシールするための部材（いわゆるボールシート）を含む限り、その他の部材等を有するかどうか、またどのような部材を有するかについては任意である。
【0029】
シート支持部４は、ボール保持部２に連結している。シート支持部４は、シャッター５と、エアシリンダー６（解除機構、シリンダー）とを有する。シャッター５は、ボールシート１６８における下降する方向に対して前方側に位置する部分１６８ｂが後方側に位置する部分１６８ｔよりもボール弁体１０４の回転軸１０４ｃに近接するように、ボールシート１６８を回転軸１０４ｃに対して傾斜させて支持する。エアシリンダー６は、シャッター５によるボールシート１６８の支持を解除する。
【0030】
シャッター５は、図４に示すように、ボールシート１６８の端面、すなわち弁室部１０５内においてリテーナ１８０（図３）に対向する面、に当接する当接面５ａを有する板状構造物である。当接面５ａは、環状のボールシート１６８の端面のうちの全周ではなく、ボール弁体１０４の上面に近い部分の円弧部分に当接し、ボール弁体１０４の回転軸１０４ｃに近づける方向に当接面５ａがボールシート１６８をボール弁体１０４に向かって押圧して支持している。この状態において、ボール弁体１０４を挟んで両側にそれぞれ配設された当接面５ａは、ボール弁体１０４が下降する方向（Ｚ軸負方向）に向かって前方側の部分が、後方側の部分よりも、当接面５ａ同士の間隔が短くなるように、ＹＺ平面に対して傾斜している。これにより、ボール弁体１０４を挟んで両側にそれぞれ配設されたボールシート１６８も、下降する方向に対して前方側に位置する部分１６８ｂが後方側に位置する部分１６８ｔよりもボール弁体１０４の回転軸１０４ｃに近接するように、回転軸１０４ｃに対して傾斜して支持される。
【0031】
シャッター５の当接面５ａのサイズは、シャッター５によって傾斜したボールシート１６８が、連通口１０６ａに挿入されて、弁室部１０５内に配置されているリテーナ１８０と、ボール弁体１０４と、当接面５ａとの３点によって支持された状態となったときに、上方に飛び出ている部分のボールシート１６８の上半分以上を保持できるサイズであると好ましい。これにより、当接面５ａによる当接の解除によってボールシート１６８が脱落等の不具合が発生することがない。
【0032】
回転軸１０４ｃ（Ｚ軸）に対するシャッター５の当接面５ａの傾斜角度は、ボール弁体１０４を挟んで両側にそれぞれ配設されたボールシート１６８同士の、下降する方向に対して前方側に位置する部分１６８ｂ間の距離が、ボール弁体１０４の流路１０４ａの両端開口部間の長さよりも小さくなっていればよい。
【0033】
エアシリンダー６は、ピストン部６ａを下方に向けて延ばして配設されており、ピストン部６ａの先端は、シャッター５に連結されている。エアシリンダー６が、ピストン部６ａを引き上げると、シャッター５が上方（略Ｚ軸正方向）に引き上げられる構成となっている。これにより、シャッター５の当接面５ａと、ボールシート１６８の端面との当接が解除される。
【0034】
以下、シャッター５の引き上げのタイミングを中心としたボール取付治具１の詳細を、ボール取付治具１を用いたボール弁体１０４およびボールシート１６８の取り付け方法と併せて説明する。図５は、ボール取付治具１を用いた取り付け方法の処理フローを示す図である。
【0035】
ボール弁体１０４およびボールシート１６８の取り付け方法の処理フローとしては、図５に示すステップＳ１～ステップＳ４を含む；
ステップＳ１（第１の工程）：ボール保持部２によって保持されたボール弁体１０４、およびシート支持部４によって支持されたボールシート１６８を、ステム収納部１０６から、リテーナ１８０が取り付けられている弁室部１０５に向かって下降させ、シャッター５によってボールシート１６８をボール弁体１０４の回転軸１０４ｃに対して傾斜させた状態で支持されたボールシート１６８を連通口１０６ａ（収容開口部）に挿入させる工程、
ステップＳ２（第２の工程）：ステップＳ１の後に、連通口１０６ａを通過しているボールシート１６８がボール弁体１０４とリテーナ１８０との間で支持された状態となると、シャッター５によるボールシート１６８の支持をエアシリンダー６によって解除する工程と、
ステップＳ３（第３の工程）：ステップＳ２の後に、ボールシート１６８を、ボール保持部２によって保持され下降するボール弁体１０４と共に下降させる工程、
ステップＳ４（第４の工程）：ステップＳ３の後に、ボール弁体１０４およびボールシート１６８が弁室部１０５の所定の箇所に取り付けられると、ボール弁体１０４へのボール保持部２の保持が解除され、ボール取付治具１は上昇してボデー１０１の外に出す。
ステップＳ１（第１の工程）：ボール保持部２によって保持されたボール弁体１０４、およびシート支持部４によって支持されたボールシート１６８を、ステム収納部１０６から、リテーナ１８０が取り付けられている弁室部１０５に向かって下降させ、シャッター５によってボールシート１６８をボール弁体１０４の回転軸１０４ｃに対して傾斜させた状態で支持されたボールシート１６８を連通口１０６ａ（収容開口部）に挿入させる工程、
ステップＳ２（第２の工程）：ステップＳ１の後に、連通口１０６ａを通過しているボールシート１６８がボール弁体１０４とリテーナ１８０との間で支持された状態となると、シャッター５によるボールシート１６８の支持をエアシリンダー６によって解除する工程と、
ステップＳ３（第３の工程）：ステップＳ２の後に、ボールシート１６８を、ボール保持部２によって保持され下降するボール弁体１０４と共に下降させる工程、
ステップＳ４（第４の工程）：ステップＳ３の後に、ボール弁体１０４およびボールシート１６８が弁室部１０５の所定の箇所に取り付けられると、ボール弁体１０４へのボール保持部２の保持が解除され、ボール取付治具１は上昇してボデー１０１の外に出す。
【0036】
図６は、ボデー１０１（ステム収納部１０６）の上端開口部１０６ｂから、ボール取付治具１をボデー１０１内に挿入している状態を示している（ステップＳ１）。なお、この段階において、弁室部１０５の端領域１５２にはリテーナ１８０が既に取り付けられている。弁室部１０５の両側にある端領域１５２にそれぞれ取り付けられたリテーナ１８０間の距離は、連通口１０６ａの口径よりも小さい。すなわち、図６に示すように、連通口１０６ａの周壁部よりもリテーナ１８０がステム収納部１０６の中心軸側に突出している。
【0037】
ここで、図６に示すように、ボール取付治具１には、ステム収納部１０６の上端開口部１０６ｂの縁部に相当する上端面１０１ａに設けられた、ボンネット１０２を取り付けるために使用するボルト留め部１０１ｂに挿入される位置決めロッド８が設けられている。位置決めロッド８は、上端面１０１ａにおける上端開口部１０６ｂの中心を挟んだ両端のボルト留め部１０１ｂにそれぞれ挿入できるように対で構成される。各ボルト留め部１０１ｂに位置決めロッド８を挿入することにより、ボール保持部２の軸状の構造体が、ステム収納部１０６の中心軸に位置決めされる。
【0038】
このように位置決めロッド８を用いてボール保持部２の軸状の構造体をセンタリングすることにより、ボール取付治具１によってステム収納部１０６を下降させるボール弁体１０４の回転軸１０４ｃを、ステム収納部１０６の中心軸に一致させることができる。
【0039】
ボールシート１６８は、ボール保持部２に保持されたボール弁体１０４がステム収納部１０６に挿入される前の段階で、シート支持部４によってボール弁体に対して押圧されて支持されている。また、その段階で、図６に示すように、シート支持部４は、シャッター５によってボールシート１６８を傾斜させている。ボール弁体１０４を挟んで両側にあるボールシート１６８は、それぞれがシャッター５によって傾斜させられて下降方向に向かって先すぼみの姿勢となる。これにより、先述したように前方側の部分１６８ｂ間の距離ｔ２は、ボール弁体１０４の流路１０４ａの両端開口部間の長さｔ１よりも短く構成されている。具体的には、前方側の部分１６８ｂ間の距離ｔ２は、連通口１０６ａの開口径よりも小さく、且つ、連通口１０６ａの周壁部よりも中心軸に向かって突出しているリテーナ１８０同士の離間距離ｔ３よりも小さい。すなわち、ｔ２＜ｔ３＜ｔ１の関係となる。
【0040】
図７は、ボール弁体１０４およびボールシート１６８が弁室部１０５に向かって更に下降し、連通口１０６ａを通過している様子を示す断面図である。上述のようにボールシート１６８を傾斜させているため、ボールシート１６８の前方側の部分１６８ｂは、リテーナ１８０の上方の部分に接触することなく、下降する。ボールシート１６８の前方側の部分１６８ｂがリテーナ１８０の上方の部分を通過して以降、暫くの間は、ボールシート１６８の前方側の部分１６８ｂはリテーナ１８０と非接触である一方で、ボールシート１６８における前方側の部分１６８ｂよりも上方の部分では、傾斜により広がった部分、具体的には、ボールシート１６８の上下間中央付近におけるボールシート間の距離ｔ４が、リテーナ１８０同士の離間距離ｔ３と一致した位置で、ボールシート１６８がリテーナ１８０に接触するようになり、ボール弁体１０４とリテーナ１８０との間に互い違いのような状態で挟み込まれ、この状態でリテーナ１８０を押し拡げつつ挿入されていく。これにより、ボールシート１６８が、リテーナ１８０による支持を受け始める。
【0041】
このようにボールシート１６８がボール弁体１０４とリテーナ１８０によって支持され、シャッター５の当接面５ａによる当接が解除されてもボールシート１６８が脱落等の不具合が発生することがなくなれば、当接面５ａによる当接を解除する（第２の工程：Ｓ２）。ボールシート１６８に対する当接面５ａの当接解除は、先述のようにエアシリンダー６によって行う。当接解除のタイミングに関しては、図８を用いて説明する。
【0042】
図８は、図７の破線の囲み部分Ｐの拡大図である。図８に示す状態では、シャッター５の下端部５ｂは、連通口１０６ａの周壁部と接触していない。本実施形態のボール取付治具１は、シャッター５の下端部５ｂが連通口１０６ａの周壁部の上縁と接触する直前まで、シャッター５が傾斜している当接面５ａをボールシート１６８に当接させてボールシート１６８を傾斜状態で支持するように設計されている。そして、シャッター５の下端部５ｂが、連通口１０６ａの周壁部の上縁に接触する直前に、エアシリンダー６のピストン部６ａが上方に引き上げられることによってシャッター５が上方に引き上げられ、ボールシート１６８の支持が解除されるように設計されている。このように、シャッター５の下端部５ｂが連通口１０６ａの周壁部の上縁に接触する直前にシャッター５を引き上げるのは、シャッター５が連通口１０６ａに到達してしまい、万が一、シャッター５がボールシート１６８とともにボール弁体１０４と連通口１０６ａとの間に挟まれてしまうことになると、その後、シャッター５を引き上げることはできるが、その摺動により、シール性に影響するボールシート１６８のシール面を損傷してしまうなどの不都合を生じるおそれがあるからである。したがって、シャッター５の下端部５ｂは、ボールシート１６８の、ボール弁体１０４とリテーナ１８０とによる支持が行われるまでは、連通口１０６ａの周壁部の上縁には接触しないような高さ位置に設定することが必要となる。
【0043】
エアシリンダー６がピストン部６ａを引き上げるタイミングは、駆動機構７を操作する作業員が、ボデー１０１の上端開口部１０６ｂの外から、ボール保持部２の軸状の構造体の下降位置を目視することにより計ることができ、そのタイミングで作業員がエアシリンダー６のスイッチを押下する。シャッター５は、ボール保持部２に連結しているため、ボール保持部２の位置を特定することにより、シャッター５の位置を特定することができる。この態様においては、ボール保持部２の軸状の構造体における作業員が目視できる位置に、スイッチを押下するタイミングを示す目印が付されていてもよい。ただし、目視の態様に限らず、ボール保持部２の降下位置等を検出して機械的に信号を送出するような態様で、エアシリンダー６が起動する構成となっていてもよい。
【0044】
図９は、シャッター５が引き上げられて、ボール弁体１０４およびボールシート１６８が、弁室部１０５の所定箇所に取り付けられた状態を示す（第３の工程：Ｓ３）。ここで、シート支持部４は、図８および図９に示すように、ボールシート１６８の上端（詳細にはアウターリング１６７の上端）を下方に押すシート押し部４４を有する。シート押し部４４は、シャッター５の当接面５ａに対して略垂直な面を有し、シート支持部４がボールシート１６８を支持している間は、ボールシート１６８の上端の面に面接触する。すなわち、シャッター５によってボールシート１６８が傾斜している間も、傾斜したボールシート１６８の上端には、シート押し部４４が面接触している。
【0045】
シート押し部４４は、シート支持部４の支持ベース部４０の下端面によって構成されている。支持ベース部４０は、その中間の高さ位置において、第１規制体４１の一端に連結している。規制体４１の他端は、ボール保持部２に連結固定されている。規制体４１は、一端に連結した支持ベース部４０を、その連結部を中心に回動可能に支持している。また、支持ベース部４０における当該連結部よりも下方の位置には、第２規制体４２が連結している。第２規制体４２は、一端側において、支持ベース部４０を、Ｙ軸を中心軸として回動可能に連結しており、他端側には、Ｘ軸方向に長い長孔４３が設けられている。ボール保持部２は、長孔４３を摺動可能に連結されている。これら２つの規制体４１，４２によって、シート支持部４は、ボールシート１６８を支持した状態で、シャッター５によって傾斜させることができるとともに、当該傾斜を解除することができ、且つ、ボールシート１６８の上端の面に対して、ボールシート１６８が傾斜しているか否かを問わず常に面接触することができる。
【0046】
シャッター５による傾斜が解除されたボールシート１６８は、ボールシート１６８の外周面をリテーナ１８０のボール弁体１０４側の端面に沿わせながら、ボール弁体１０４の下降に併せて下降する。また、ボールシート１６８は、その内周面もボール弁体１０４の外周面に沿わせながら下降する。ここで、ボールシート１６８の内外周面は、ボール弁体１０４の外周面（曲面）とリテーナ１８０の端面（曲面）にそれぞれ合わせた曲面を有しているため、これらの面との接触により、ボールシート１６８は弁室部１０５内の所定位置及び所定の傾き（垂直）となるように自動的に調節されることになる。これにより、ボールシート１６８は、徐々に傾斜が無くなる。このとき、ボールシート１６８は、弁室部１０５に取り付けられたリテーナ１８０の端面（外周面の一部を構成する面）に摺動しながら下降するため、リテーナ１８０の外周面から抵抗を受ける。また、ボール弁体１０４の球面からも抵抗を受ける。そのため、ボール取付治具１は、ボールシート１６８が弁室部１０５から上方に飛び出さないように、シート押し面４４によってボールシート１６８を押し込む。要するに、ボールシート１６８は、ボール弁体１０４とともに下降することに伴って、ボール弁体１０４およびリテーナ１８０との接触によって傾斜角度が変化し、シート押し部４４は、その傾斜角度の変化に合わせ、ボールシート１６８を押す方向を、傾斜した方向から、ボール弁体１０４の回転軸に平行な方向（Ｚ軸負方向）に変化させる。これらにより、ボールシート１６８がボール弁体１０４とリテーナ１８０との間で支持された状態となり、シャッター５によるボールシートの支持を解除した後でも、ボール弁体１０４に合わせたボールシート１６８のシート押し部４４による押し込みを継続するだけで、ボールシート１６８は自動的に弁室部１０５内の最適な位置に配置されることになる。逆に言えば、このような自動的なボールシート１６８の位置合わせが可能となる位置まで、シート支持部４（シャッター５）によるボールシート１６８の支持を行えばよい。
【0047】
図９に示すようにボール弁体１０４およびボールシート１６８が、弁室部１０５の所定箇所に取り付けられると、ボール保持部２とボール弁体１０４との連結を解除する。解除方法としては、上端開口部１０６ｂから作業員がボルト留めを解除する器具を挿入して行うことが有り得る。ボール取付治具１は、その後、クレーン等で上方に引き上げられ、ボデー１０１の外に出される（ステップＳ４）。
【0048】
以上の手順で、ボール取付治具１は、ボール弁体１０４およびボールシート１６８を弁室部１０５に取り付ける。
【0049】
本実施形態１のボール取付治具１によれば、シャッター５を用いてボールシートを上述のように傾斜させることにより、ボール弁体の両側に押圧されて支持されたボールシートは、下降する方向に向かって先すぼみの形状になる。そのため、トップエントリ型の弁室部１０５に既にリテーナ１８０が取り付けられていて弁室部１０５上方の連通口１０６ａ部分の開口サイズがリテーナ１８０によって制限されているボデー１０１（弁室部１０５）であっても、この先すぼみとなっている方向から両側部のリテーナ１８０を押し拡げながらボール弁体１０４とボールシート１６８の両方を弁室部１０５内に導入することができるので、ボール弁体１０４とボールシート１６８とを一体的に良好に弁室部１０５に取り付けることができる。また、ボール取付治具１を用いれば、ステム収納部１０６内を、ボール弁体１０４および傾斜させたボールシート１６８を下降させて連通口１０６ａを通過させた後、ボールシートがシャッター５による付勢が解除されてもボール弁体とリテーナとの間で支持される状態となったところで、解除機構によってシャッター５による傾斜を解除できる構成となっている。そのため、先述のようにステム収納部１０６が長く、弁室部１０５まで作業員の手が届かないような胴長の液体水素用ボールバルブであっても、ボールシート１６８をボール弁体１０４とともに、トップエントリによって良好に弁室部１０５に導入することができる。
【0050】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１０から図１２を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本発明の他の実施形態について、図１０から図１２を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0051】
上述の実施形態１では、シート支持部４が、シャッター５の傾斜をエアシリンダー６によって解除する構成を具備している。これに対して、本実施形態では、エアシリンダー６とは異なる構成によって、シャッター５の傾斜を解除するシート支持部４を具備する。
【0052】
図１０は、本実施形態のボール取付治具１を用いて、ボール弁体１０４およびボールシート１６８をボデー１０１の弁室部１０５に取り付ける様子を示す拡大断面図である。図１０は、ボール弁体１０４およびボールシート１６８が、ステム収納部１０６を下降して連通口１０６ａに挿しかかった段階を示しており、実施形態１における図６に対応する図である。本実施形態では、シート支持部４が、シャッター５とともに、シャッター５を傾斜させた傾斜状態に固定するロック機構５０を有する。シャッター５は実施形態１において説明した構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【0053】
ロック機構５０は、傾斜姿勢をとったシャッター５を、ボールシート１６８の端面に接触してボールシート１６８をボール弁体１０４に押圧して支持できる位置に下げ、且つその状態を維持させるための構成である。シャッター５の位置（高さ）は、ロック機構５０の上方に設けられたバネを傾斜方向に伸縮させることによって変化させることができ、バネを伸長させた状態とすることにより、シャッター５の位置を、ボールシート１６８の端面の上方寄りの部分（後方側に位置する部分１６８ｔ）に対向する位置とすることができる。ロック機構５０は、当該バネを伸長させた状態で維持させる構成となっている。
【0054】
また、シート支持部４は、シャッター５の傾斜を解除する機構として、連通口１０６ａの周壁部の上面に接触する接触部６１と、接触部６１に連結した解除部６２であって、接触部６１が連通口１０６ａの周壁部の上面に接触することによってロック機構５０に作用して、シャッター５の傾斜状態の固定を解除する解除部６２とを有する。
【0055】
図１１は、図１０に示す状態よりもボール弁体１０４およびボールシート１６８が更に弁室部１０５に挿入された状態を示す。図１１の状態は、ボールシート１６８がリテーナ１８０の支持を受け始めた段階である。ここで、図１２は、図１１の二点破線の囲み部分Ｐの拡大断面図であるが、説明の便宜上、斜視から見た断面図としている。
【0056】
図１２に示すように、接触部６１の先端部は、連通口１０６ａの周壁部の上面に接触するように、位置決めされている。接触部６１の先端部が連通口１０６ａの周壁部の上面に接触することにより、接触部６１の更なる下降が規制される。一方、ボール保持部２は更なる下降を継続し、シート支持部４の他の構成も下降を継続する。そのため、接触部６１は、解除部６２を図１２に示すＸ軸負方向にスライドするように動き、ロック機構５０を、矢印で示す方向に回動させる。ここで、ロック機構５０は、図１２に示すようにフック型の構造を有し、突部４６に係合することによって、シャッター５の傾斜姿勢を維持させている。解除部６２はロック機構５０を矢印で示す方向に回動させることによって、突部４６へのロック機構５０の係合を外すことができる。これにより、先述のバネが収縮して、シャッター５が上方に上がり、ボールシート１６８に当接しない状態となる。これ以降の動作は、実施形態１において説明しているため、ここでの説明は省略する。
【0057】
なお、接触部６１は、先端部の位置が調整可能なように、例えば、当該先端部が基部に対して螺合している態様で、螺合の度合いを調整することによって、基部に対する当該先端部の突出量を調整することができる。このような接触部６１の先端部の位置調整により、シャッター５が上がるタイミング、すなわちシャッター５による傾斜支持を解除するタイミングの調整が可能である。タイミングの調整は、シャッター５の当接面５ａのサイズが変わるなどして、ボールシート１６８の端面への当接領域が変わった場合に、必要となる。
【0058】
以上のように本実施形態のボール取付治具１を用いることにより、実施形態１のボール取付治具１と同等の効果を奏する。
【0059】
〔変形例〕
上述の各実施形態のボール取付治具１は、図６および図１０に示すように、シャッター５の当接面５ａを傾斜させた状態でボールシート１６８の円弧を有する端面の上方（後方側に位置する部分１６８ｔ）に押圧してボールシート１６８を傾斜させる態様である。しかしながら、この態様に限定されず、ボールシート１６８を傾斜させて支持し、ボールシート１６８が下降する過程で或る位置（高さ）となったところで、傾斜を解除できる構成であればよい。
上述の各実施形態のボール取付治具１は、図６および図１０に示すように、シャッター５の当接面５ａを傾斜させた状態でボールシート１６８の円弧を有する端面の上方（後方側に位置する部分１６８ｔ）に押圧してボールシート１６８を傾斜させる態様である。しかしながら、この態様に限定されず、ボールシート１６８を傾斜させて支持し、ボールシート１６８が下降する過程で或る位置（高さ）となったところで、傾斜を解除できる構成であればよい。
【0060】
例えば、ボールシート１６８の外周面（正確にはボールシート１６８と、その外径側を支持するアウターリング１６７と、ボールシート１６８とアウターリング１６７とを支持するＣリング１９０との一体構成における、アウターリング１６７の外周面）に着脱可能に吸着する吸着チャッキを備え、吸着チャッキがボールシート１６８の外周面に吸着しつつ傾斜させて支持する態様のシート支持部であってもよい。
【0061】
本変形例においては、吸着チャッキは、ボデーの外に配備された吸引ポンプによって吸引されて、その吸引力によってボールシート１６８をボール弁体１０４に対して押圧して支持する。十分な吸着性を確保するために、吸着チャッキは、ボールシート１６８の外周面の上方に周方向に複数個配備されていることが好ましい。
【0062】
本変形例のボール取付治具では、吸引を制御する制御装置を具備することにより、ボールシート１６８が弁室部１０５内のリテーナ１８０による支持を受け始めた段階で、吸着チャッキの吸引を停止することができる。これ以降の動作は、実施形態１において説明している同じ態様とすればよい。
【0063】
また、上述した例では、ボールシート１６８をシャッター５や吸着チャッキによりボール弁体１０４に沿わせて支持した例を示したが、ボールシートの支持は、これらに限定されず、他の方法を適用することもできる。例えば、アウターリング１６７の外周に所定の孔を設け、その孔に何らかの保持手段を固定する方法、例えば、ボルトや、孔内で膨張して対象物を保持し、収縮して保持を解除するようなクリッパー等を適用することも可能である。
【0064】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それらについても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0065】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るボール取付治具は、
流体の流路となる二以上の流路開口部（端領域１５２）とボール弁体が通過可能な収容開口部とを有する弁室部と、前記流路開口部に取り付けられたリテーナと、前記収容開口部を介して前記弁室部に連設されている寸胴部とを有するボールバルブの当該弁室部に、当該寸胴部からトップエントリによってボール弁体およびボールシートを導入する際に用いるボール取付治具であって、
前記ボール取付治具は、前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に対してボール弁体およびボールシートを導入する構成となっており、
前記ボール弁体および前記ボールシートを保持して、前記寸胴部から前記弁室部に向かって下降する保持機構を備え、
前記保持機構は、
前記ボールシートにおける下降する方向に対して前方側に位置する部分が後方側に位置する部分よりも前記ボール弁体の回転軸に近接するように、前記ボールシートを前記回転軸に対して傾斜させた状態で、前記ボール弁体に沿わせて保持するシート支持部と、
前記ボール弁体と共に前記シート支持部により傾斜した状態で前記収容開口部に導入されたボールシートが、前記ボール弁体と前記リテーナとにより支持されると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を解除する解除機構と、
を有する。
本発明の態様１に係るボール取付治具は、
流体の流路となる二以上の流路開口部（端領域１５２）とボール弁体が通過可能な収容開口部とを有する弁室部と、前記流路開口部に取り付けられたリテーナと、前記収容開口部を介して前記弁室部に連設されている寸胴部とを有するボールバルブの当該弁室部に、当該寸胴部からトップエントリによってボール弁体およびボールシートを導入する際に用いるボール取付治具であって、
前記ボール取付治具は、前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に対してボール弁体およびボールシートを導入する構成となっており、
前記ボール弁体および前記ボールシートを保持して、前記寸胴部から前記弁室部に向かって下降する保持機構を備え、
前記保持機構は、
前記ボールシートにおける下降する方向に対して前方側に位置する部分が後方側に位置する部分よりも前記ボール弁体の回転軸に近接するように、前記ボールシートを前記回転軸に対して傾斜させた状態で、前記ボール弁体に沿わせて保持するシート支持部と、
前記ボール弁体と共に前記シート支持部により傾斜した状態で前記収容開口部に導入されたボールシートが、前記ボール弁体と前記リテーナとにより支持されると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を解除する解除機構と、
を有する。
【0066】
前記態様１の構成によれば、トップエントリ型のボールバルブに対して、ステム収納部分（寸胴部）が長いボールバルブであっても、ボール弁体とともにボールシートを良好に弁室部に導入することができる。
【0067】
具体的には、前記シート支持部を用いてボールシートを上述のように傾斜させることにより、ボール弁体と、およびボールシートに押圧して支持されるボールシートとは、下降する方向に向かって先すぼみの形状になる。そのため、収容開口部および弁室部への挿入時に、収容開口部および収容開口部付近のリテーナに対して、不都合にボールシートが接触して挿入が妨げられることがない。
【0068】
また、ボールシートがボール弁体と前記リテーナとの間で支持されると、解除機構によって、シート支持部によるボールシートの支持を解除する構成となっている。そのため、シート支持部による支持が解除されたボールシートは、ボール弁体とともに弁室部に挿入される過程で、ボール弁体とリテーナとの支持を受けて、適切な箇所に取り付けられる。
【0069】
本発明の態様２に係るボール取付治具は、前記態様１において、
前記保持機構（シート支持部４）は、前記ボール弁体の下降に合わせて、前記ボールシートを下方に押すシート押し部を更に有する。
前記保持機構（シート支持部４）は、前記ボール弁体の下降に合わせて、前記ボールシートを下方に押すシート押し部を更に有する。
【0070】
前記態様２の構成によれば、シート押し部によってボールシートを下方に押すことができるため、弁室部に取り付けられているリテーナとボールシートとの接触による抵抗に抗して、ボールシートをボール弁体とともに下降させることができる。
【0071】
本発明の態様３に係るボール取付治具は、前記態様２において、
前記ボールシートは、前記シート支持部による支持が前記解除機構によって解除されて以降に、前記ボール弁体とともに下降することに伴って、前記ボール弁体および前記リテーナとの接触によって、傾斜角度が変化し、
前記シート押し部は、前記傾斜角度の変化に合わせ、前記ボールシートを押す方向を、傾斜した方向から、前記回転軸に平行な方向に変化させる。
前記ボールシートは、前記シート支持部による支持が前記解除機構によって解除されて以降に、前記ボール弁体とともに下降することに伴って、前記ボール弁体および前記リテーナとの接触によって、傾斜角度が変化し、
前記シート押し部は、前記傾斜角度の変化に合わせ、前記ボールシートを押す方向を、傾斜した方向から、前記回転軸に平行な方向に変化させる。
【0072】
前記シート支持部による支持が解除されたボールシートは、ボール弁体とリテーナとから支持されつつ下降を継続することにより、ボールシートがボール弁体の回転軸に対して平行となる。前記態様３の構成によれば、シート押し部の押す方向がボールシートの傾斜角度の変化に合わせて変化することで、前記シート支持部が、ボールシートが所定箇所に取り付けられるまでボールシートを支持することができる。
【0073】
本発明の態様４に係るボール取付治具は、前記態様１から態様３において、
前記シート支持部は、前記ボールシートの端面に当接する当接面を有するシャッターを有し、前記シャッターの当接面を傾斜させる構成となっており、
前記解除機構は、前記シャッターの前記当接面と、前記端面との当接を解除する構成となっている。
前記シート支持部は、前記ボールシートの端面に当接する当接面を有するシャッターを有し、前記シャッターの当接面を傾斜させる構成となっており、
前記解除機構は、前記シャッターの前記当接面と、前記端面との当接を解除する構成となっている。
【0074】
前記態様４の構成によれば、シャッターをボールシートに対して当接させるか否かによって、傾斜か傾斜解除かを実現することができる。
【0075】
本発明の態様５に係るボール取付治具は、前記態様４において、
前記解除機構は、前記シャッターを、前記収容開口部よりも上方に引き上げて、前記当接面と前記端面との当接を解除する。
前記解除機構は、前記シャッターを、前記収容開口部よりも上方に引き上げて、前記当接面と前記端面との当接を解除する。
【0076】
前記態様５の構成によれば、ステム収納部の空間に前記シャッターを引き上げることによって、前記当接面と前記端面との当接を解除できる。
【0077】
本発明の態様６に係るボール取付治具は、前記態様４または態様５において、
前記解除機構は、前記シャッターに連結したシリンダーを有し、
前記シャッターは、前記シリンダーによって、前記収容開口部よりも上方に引き上げられる。
前記解除機構は、前記シャッターに連結したシリンダーを有し、
前記シャッターは、前記シリンダーによって、前記収容開口部よりも上方に引き上げられる。
【0078】
前記態様６の構成によれば、前記シリンダーによって前記シャッターが引き上げられることによって前記シート支持部による支持が解除される。
【0079】
前記態様１から６の何れかのボール取付治具を用いて、トップエントリによって前記ボールバルブの前記弁室部に、ボール弁体およびボールシートを取り付けるボール取付方法であって、
前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に向かって、前記保持機構によって保持され、前記シート支持部によって傾斜した状態の前記ボールシートと、前記ボール弁体とを下降させて、前記収容開口部に挿入させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記収容開口部を通過しているボールシートが前記ボール弁体と前記リテーナとの間で支持された状態となると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を前記解除機構によって解除する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記ボールシートと前記ボール弁体とを下降させる第３の工程と、
を含む。
前記リテーナが取り付けられている状態の前記弁室部に向かって、前記保持機構によって保持され、前記シート支持部によって傾斜した状態の前記ボールシートと、前記ボール弁体とを下降させて、前記収容開口部に挿入させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記収容開口部を通過しているボールシートが前記ボール弁体と前記リテーナとの間で支持された状態となると、前記シート支持部による前記ボールシートの支持を前記解除機構によって解除する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記ボールシートと前記ボール弁体とを下降させる第３の工程と、
を含む。
【0080】
前記態様７の構成によれば、トップエントリ型のボールバルブに対して、ステム収納部分（寸胴部）が長いボールバルブであっても、ボール弁体とともにボールシートを良好に弁室部に導入することができる。
【0081】
具体的には、前記シート支持部を用いてボールシートを上述のように傾斜させることにより、ボール弁体と、およびボールシートに押圧して支持されるボールシートとは、下降する方向に向かって先すぼみの形状になる。そのため、収容開口部および弁室部への挿入時に、収容開口部および収容開口部付近のリテーナに対して、不都合にボールシートが接触して挿入が妨げられることがない。
【0082】
また、ボールシートがボール弁体と前記リテーナとの間で支持されると、解除機構によって、シート支持部によるボールシートの支持を解除するため、シート支持部による傾斜支持が解除されたボールシートは、ボール弁体とともに弁室部に挿入される過程で、ボール弁体とリテーナとの支持を受けて、適切な箇所に取り付けられる。
【符号の説明】
【0083】
１ ボール取付治具
２ ボール保持部
４ シート支持部
５ シャッター
５ａ 当接面
５ｂ 下端部
６ エアシリンダー
６ａ ピストン部
７ 駆動機構
８ 位置決めロッド
４０ 支持ベース部
４１ 第１規制体
４２ 第２規制体
４３ 長孔
４６ 突部
５０ ロック機構
６１ 接触部
６２ 解除部
１０１ ボデー
１０１ａ 上端面
１０３ ステム
１０４ ボール弁体
１０４ｂ 凸部
１０４ｃ 回転軸
１０５ 弁室部
１０６ ステム収納部
１０６ａ 連通口
１０６ｂ 上端開口部
１１０ ボールバルブ
１５２ 端領域（流路開口部）
１６８ ボールシート
１８０ リテーナ
２ ボール保持部
４ シート支持部
５ シャッター
５ａ 当接面
５ｂ 下端部
６ エアシリンダー
６ａ ピストン部
７ 駆動機構
８ 位置決めロッド
４０ 支持ベース部
４１ 第１規制体
４２ 第２規制体
４３ 長孔
４６ 突部
５０ ロック機構
６１ 接触部
６２ 解除部
１０１ ボデー
１０１ａ 上端面
１０３ ステム
１０４ ボール弁体
１０４ｂ 凸部
１０４ｃ 回転軸
１０５ 弁室部
１０６ ステム収納部
１０６ａ 連通口
１０６ｂ 上端開口部
１１０ ボールバルブ
１５２ 端領域（流路開口部）
１６８ ボールシート
１８０ リテーナ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】