JP2000046200A

JP2000046200A - バタフライ弁

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Publication number: JP2000046200A
Application number: JP10209712A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yurugi; 義則万木
Original assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Current assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-02-18
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: JP3332861B2

Abstract

(57)【要約】【課題】閉弁時に流体圧力によってシートリングに設
けられた弁棒孔が楕円形に変形せず、且つシートリング
のボス部接触面内に長期間に亙って潤滑油を保持させる
こと。【解決手段】剛性材料からなる弁本体１１の全内周面
及び配管接続面に弾性材料からなる環状のシートリング
１２を定着し、該シートリング１２に外周面が接離する
円板状の弁体１５を回動自在に弁本体内に軸支したウエ
ハ形バタフライ弁において、環状のシートリング１２の
弁棒挿通部の外周部に、剛性材料からなる断面Ｌ字状の
リング１６を一体に加硫成形し、該Ｌ字状リングに環状
のパッキン１７を挿着し、該環状パッキン１７を、外方
から弁棒１３を取り巻く軸受１４を介して、端部を環状
のばね押え２２によって固着された皿ばね１９によって
押圧すると共に、該環状のばね押え２２の内径及び外径
両周面にシール手段を設け、前記シートリング１２の弁
棒挿通部近傍のボス部１２Ｃと常時圧接する弁体１５の
圧接面１５Ｃに、潤滑剤を封入した複数個の独立した油
穴２３を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、本体（弁本体）の
両側にフランジを有しないウエハ形（薄形）のバタフラ
イ弁に関し、特に本体内面に装着されるシートリング部
の軸封と潤滑に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、ウエハ形バタフライ弁にお
いて、中心形のものは、図６に示すように、全閉時、弁
体１の外周縁が本体２を貫通する弁棒３の中心と同一面
上にある構造形式をなしており、同図のものは、剛性材
料からなる中空筒状の弁本体２と、該弁本体２内に弁棒
３を介して回動自在に軸支される同じく剛性材料からな
る円板状弁体１と、弁本体２の全内周面と弁体１の周縁
部との間に介在する弾性材料からなる環状のシートリン
グ４とからなり、バタフライ弁を閉とする時は、弁体１
の周縁部を環状シートリング４の内周面に圧接させてシ
ール作用を行わせる構造をなしており、このときのシー
ル面が弁棒３の回転中心軸線と一致している。

【０００３】上記のような中心形バタフライ弁において
は、弁棒３は本体２及びシートリング４を貫通して弁体
１に固定されており、弁棒３部においては弁体１の周面
とシートリング４との密着（通常一次シール）により弁
棒３に沿った本体２の二次（流出）側への流体の漏洩防
止が図られているが、本体２の一次（流入）側（図６で
左側）流体圧力が弁体１に作用する総圧力により、弁体
１は二次（流出）側（図６で右側）に押されて、図１０
に示すように、弁棒３が断面３ａで示す位置まで偏心量
ｅだけ図で右方に移動（変位）し、その結果、弁棒孔４
ａは弾性変形して、元の弁棒貫通孔４ａは楕円状に変形
して空所４ｂが新たに発生することになる。そのため、
弁棒部における弁体１とシートリング４とのシール性が
低下してくる恐れが生じた。

【０００４】そこで、上記の現象に対処するために、図
７及び図８に示すように、弁棒孔４ａに近接して同心の
環状溝５を形成し、該環状溝５の溝内に剛性のリング６
を挿設し、該リング６の本体２と接する面を本体の内周
面と同一の円弧面６ａに形成すると共に本体２の流れ方
向からの作用する力（総圧力）に対する抵抗となる爪片
６ｂを形成して、本体２の内周面に形成された爪片６ｂ
と嵌合する同形の溝２ａに係合されるようにしたもの
が、本出願人によって既に提案されており、実公平１−
２５８１６号公報に開示されている。これによって、本
体のフランジ方向からの外力や圧力によりリングが移動
するのを防止して、軸孔と弁棒との同心性を保持すると
共に円弧面によりリングを本体内周面に密接させて、弁
体からの反力によりリングが変形するのを防止するとさ
れている。

【０００５】また、上記した公報に開示され公知の中心
形バタフライ弁においては、図９に示すように、環状シ
ートリング４の内周面の直径方向対向位置に設けられた
一対の弁棒孔４ａの周囲近傍部のスラスト面は、弁の開
閉時に拘らず常時圧接しているボス部７を有する。該ボ
ス部７は、弁体１の弁棒挿通孔近傍のスラスト面と常時
圧接したまま回動するため、環状シートリング４の他の
部分より摩耗が早く、環状シートリング４の寿命はボス
部７の摩耗によって決定されるのが現状である。したが
って弁の寿命を伸ばすには、該ボス部７の潤滑を如何に
するかが重要である。

【０００６】従来技術では、弁組立時にボス部接触面に
グリース、シリコンオイル、二硫化モリブデン等半流動
性の潤滑剤を塗布していたが、弁体を回動させるとボス
部接触面の潤滑剤は抵抗の少ない方、即ち接触面の外周
へ移動し、弁内を流れる流体に洗い流されて長期間の潤
滑状態を保てなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した本出願人によ
って提案され前記公報に開示された従来技術によれば、
弁本体２の内周面にシートリング４を定着させる場合
に、先ず、該シートリング４の弁棒孔４ａに近接して形
成された環状溝５内の剛性リング６が移動又脱落し、定
位置に固定することが困難であり、その結果、シートリ
ング４を定着し難く、作業工数が掛るという問題点があ
った。

【０００８】他方、上記した従来技術では、環状シート
リング４の内周面の直径方向対向位置に設けられる一対
の弁棒孔４ａ周囲近傍のボス部７と、弁体スラスト面と
の接触面内に組立て時に塗布される潤滑剤の保持機能が
ないため、ボス部が早期に油切れを起こし、早期のボス
部の摩耗を生じてその耐久性を損うことになるという問
題点があった。

【０００９】本発明は、閉弁時に流体圧力によってシー
トリングに穿設された弁棒孔が楕円形に変形せず、且つ
弁棒孔近傍に設けられた剛性のＬ字状リングが組立時に
移動せず、更にシートリングのボス部接触面内に長期間
に亙って潤滑油を保持させることのできるバタフライ弁
を提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、剛性材料からなる弁本体
の全内周面及び配管接続面に弾性材料からなる環状のシ
ートリングを定着し、該シートリングに外周面が接離す
る円板状の弁体を回動自在に弁本体内に軸支したウエハ
形バタフライ弁において、環状のシートリングの弁棒挿
通部の外周部に、剛性材料からなる断面Ｌ字状のリング
を一体に加硫成形し、該Ｌ字状リングに環状のパッキン
を挿着し、該環状パッキンを、外方から弁棒を取り巻く
軸受を介して、端部を環状のばね押えによって固着され
た皿ばねによって押圧すると共に、該環状のばね押えの
内径及び外径両周面にシール手段を設け、前記シートリ
ングの弁棒挿通部近傍のボス部と常時圧接する弁体の圧
接面に、潤滑剤を封入する複数個の独立した油穴を設け
たことを特徴としている。

【００１１】また、上記シートリングの弁棒挿通部近傍
のボス部と常時圧接する弁体圧接面の弁棒方向内方に、
共通した潤滑剤用環状溝を形成し、該溝部に通じる複数
個の弁棒方向に並列した油孔を設け、該部に潤滑剤を封
入したことを特徴としている。

【００１２】また、上記シートリングの弁棒挿通部近傍
のボス部と常時圧接する弁体圧接面に、９０°の弁体回
動角度範囲内において複数個の油穴を、非同一ピッチ円
上に設けたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に記載した実施例を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施形態を示すバタフライ弁の弁棒軸心を含む縦断
面図である。

【００１４】図において、剛性材料からなる本体（弁本
体）１１の全内周面孔及び配管接続面には、弾性材料か
らなる環状のシートリング１２が、その両側に一体に形
成された耳部１２ａを本体１１の両側面に形成された環
状凹部に嵌め込み互いに係合して本体１１に装着固定さ
れており、該シートリング１２の中心部を貫通するよう
にして弁棒１３が本体１１に挿通され、該弁棒１３を取
り巻く軸受１４によって支持されており、該シートリン
グ１２に外周面が接離する円板状の弁体１５が回動自在
に本体１１内に上記弁棒１３に結合ピン１５ａを介して
取付けられている。そして該弁体１５の全閉時におい
て、弁体１５の外周縁と本体１１とがシートリング１２
を介して圧接するシール面が弁棒１３の回転中心軸線と
一致している。そして本発明（実施形態）においては、
図１のＢ部を拡大して示す図２に示すように、環状のシ
ートリング１２の弁棒挿通部の外周部に、例えばステン
レス鋼、硬質合成樹脂等の剛性材料からなる断面Ｌ字状
のリング１６が一体加硫成形されており、該断面Ｌ字状
リング１６に、弁棒１３の外周部と接触するように環状
のパッキングの一つであるＯリング１７が挿着されてい
る。

【００１５】上記Ｏリング１７は、弁棒１３の周面を取
り巻いて支持する軸受１４を介して、皿ばね収納室１１
ｂ内に装着された皿ばね１９によって、弁棒方向に短い
寸法でしかも所定荷重で押圧して環状パッキン１７の弁
棒１３に対するシール性を発揮し、ここで二次シール部
を形成している。

【００１６】上記皿ばね１９は、図１のＡ部を拡大して
示す図４（ａ）に示すように、内方端（図４で下端）
は、ばね受け２０を介して軸受１４に当接しており、ま
た外方端（図４で上端）は、スナップリング２１によっ
て本体軸挿部１１ａ端部に形成された皿ばね収納室１１
ｂに係止されたばね押え２２に当接支持されている。該
ばね押え２２は、弁棒１３の周面に接する内径面及び皿
ばね収納室１１ｂに接する外径面にそれぞれＯリング２
２ａを設けて、弁棒１３周面に沿う三次シール部の役割
を果すと同時に、屋外仕様に対して雨水や塵埃等の流入
（侵入）を防止している。

【００１７】図４（ｂ）は、ばね押え２２の他の実施例
を示す要部断面図であり、該ばね押え２２は、金属又は
樹脂からなる剛体２２の内外径部２２ｂに、弾性体、例
えばＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＣＲ（ネオプレン）等の
エラストマーを一体固着したもので、該部２２ｂによ
り、シール作用をして同図４（ａ）のものと同様の効果
を奏している。

【００１８】一方、シートリング１２の弁棒挿通部近傍
の通常平面状（球面状でも可能）に形成された内側ボス
部１２Ｃ（図９の７に相当する。）と常時圧接する、図
２と対比して示された図３に示すように、通常平面状を
なした（球面状でも可能）弁体圧接面１５Ｃは、上記の
ように弁の開閉に拘らず常に圧接しており、該部からの
流体の漏洩を防止して「一次シール部」といわれている
が、開閉頻度の大小により、該圧接部への潤滑がバタフ
ライ弁の寿命を左右することになる。例えば、開閉頻度
が大（１０回／分）のものではシートリングの該部が摩
耗し、開閉頻度が小（１回／年）のものはシートリング
の該部は固着する。

【００１９】本発明では、上記シートリングのボス部と
弁体圧接部との潤滑作用が、全面に亙って平均的に行わ
れるように、上記弁体圧接面１５Ｃに、内部に潤滑剤を
封入するための複数個の独立した油穴（丸穴）２３が、
弁体開動角度９０°の範囲内において図３に示すよう
に、異なる寸法の半径Ｃ₁〜Ｃ₃上に、つまり非同一ピ
ッチ円上に設けられている。これによって、シートリン
グ１２のボス部１２Ｃとこれに対向する弁体の圧接面１
５Ｃとの両圧接部への潤滑作用が、弁体１５の回動に伴
い、逐次全面に亙って平均的に塗布されるように行なわ
れる。

【００２０】なお、圧接面の潤滑、例えばグリース、シ
リコンオイル、二硫化モリブデン等の半流動性の潤滑剤
は油膜を形成し、弁体の回動に伴ない潤滑剤はポンピン
グ作用により圧接面に塗布されることになる。

【００２１】図５は、シートリング１２の弁棒挿通部近
傍のボス部１２Ｃと弁体１５の圧接面１５Ｃとの一次シ
ール部に相当する部分の潤滑手段の他の実施形態（実施
例）を示す図２と同様の要部断面図であって、弁体圧接
面１５Ｃの弁棒方向内方に、弁棒の周面に接するように
して環状の潤滑溝２４を設け、該環状溝２４に通じる複
数の弁棒方向に並列して設けられた油孔２５を設け、該
部に潤滑剤を封入したものである。この場合、前記した
図３に示された独立した油穴２３の潤滑剤より多量の潤
滑剤を封入することが可能であり、長期間且つ開閉頻度
の高い流体条件に好適である。

【００２２】次に、作用について説明すると、シートリ
ング１２の弁棒挿通部近傍のボス部１２Ｃと圧接する弁
体１５の圧接面１５Ｃに形成した複数個の独立した油穴
に封入された潤滑剤、例えば、グリース、シリコンオイ
ル、二硫化モリブデン等の半流動性潤滑剤が、弁体の回
動に伴ない前記両圧接面に油膜を形成し、弁体の回動が
円滑化する。

【００２３】またこの際、上記弁体の圧接面１５Ｃに形
成された独立した油穴２３は、弁体１５の９０°の回動
により両圧接面全域を潤滑剤で覆うことが好ましく、そ
のため、図３に示す油穴２３を同一ピッチ円上に集中し
て形成しないように、異なる寸法の半径Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ
₃等の位置に設けることによって弁体圧接面全域に所望
の潤滑剤を塗布することができる。また更に、長期間且
つ開閉頻度の高い流体条件に適するように、図５に示す
弁棒方向に配列された複数個の油孔２５を、弁棒方向内
方に設けられた弁棒周面に接する環状溝２４によって連
通させるようにするとよい。

【００２４】なお、上記穴２３と孔２５に封入された潤
滑剤は、上記両接触部に穴を介して開口しているが、該
開口部は流体と遮断されているので、流体と直接接する
ことがなく、又、該潤滑剤はシートリング１２と弁体１
５の圧接面とによって形成される一次シール部及び断面
Ｌ字状リング１６内のパッキン１７（二次シール部）、
更に皿形ばね１９の環状のばね押え２２の内外径部のシ
ール体２２ａ，２２ｂ（三次シール部）によって遮断シ
ールされており、外部に流出することがなく、永年の使
用に耐えることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
剛性材料からなる弁本体の全内周面及び配管接続面に弾
性材料からなる環状のシートリングを定着し、該シート
リングに外周面が接離する円板状の弁体を回動自在に弁
本体内に軸支したウエハ形バタフライ弁において、環状
のシートリングの弁棒挿通部の外周部に、剛性材料から
なる断面Ｌ字状のリングを一体に加硫成形し、該Ｌ字状
リングに環状のパッキンを挿着し、該環状パッキンを、
外方から弁棒を取り巻く軸受を介して、端部を環状のば
ね押えによって固着された皿ばねによって押圧すると共
に、該環状のばね押えの内径及び外径両周面にシール手
段を設け、前記シートリングの弁棒挿通部近傍のボス部
と常時圧接する弁体の圧接面に、潤滑剤を封入する複数
個の独立した油穴を設けたことにより、次のような効果
を奏することができる。

【００２６】（ｉ）仮りに弁体が全閉時本体の一次側
（流入側）より受ける流体圧力（総圧力）による推力に
より二次側（流出側）に弁棒と共に変位したとしても、
弁棒外周部と直接接触するように挿着された断面Ｌ字状
リング内の環状のパッキンにより、従来例におけるよう
な弁棒孔が楕円形に変形するようなことがないので、外
部へ漏出しようとする流体が阻止されて弁棒に沿うシー
ル作用（二次シール作用）が確保される。

【００２７】（ii）上記シール作用を行なう環状のパッ
キンを挿着する断面Ｌ字状の剛性リングは、シートリン
グと一体加硫成形されているので、本体内周面にシート
リングを嵌め込んで装着する組立て時に、環状パッキン
等が移動又は脱落することがなく、定位置に固定する作
業が容易に行われる。

【００２８】(iii) 上記のように剛性リングをシートリ
ングに一体加硫成形する作業は、予め成形されたシート
リングを本体内周面に嵌め込んで装着されるウエハ形バ
タフライ弁において容易に行なうことができる。

【００２９】（iv）弁体の弁棒貫通部周辺部に形成され
る圧接面と、これに接触するシートリングのボス部の内
周面とが、弁体の圧接面に形成された独立した複数個の
穴（孔）に封入された潤滑剤によって長期に亙って潤滑
作用が維持され、弁の開閉を円滑に行なうことができ
る。

【００３０】（ｖ）剛性材料からなるＬ字状リングに挿
着された環状パッキンを外方から軸受を介して皿ばね
で、弁棒方向に短い寸法でしかも所定荷重で押圧したこ
とにより、該環状パッキンによる二次シールの作用効果
をより確実なものにすることができる。

【００３１】（vi）上記環状パッキンを軸受を介して押
圧する皿ばねの端部を固着する環状のばね押えの内径及
び外径両周面にシール手段を設けたことにより、弁棒に
沿う三次シールの作用効果を奏するばかりでなく、屋外
仕様に対して雨水や塵埃等の侵入をも防止することがで
きる。

【００３２】また、シートリングの弁棒挿通部近傍のボ
ス部と常時圧接する弁体圧接面の弁棒方向内方に、共通
した潤滑剤用環状溝を形成し、該溝部に通じる複数個の
弁棒方向に並列した油孔を設け、該部に潤滑剤を封入し
たことにより、独立した油穴の潤滑剤より多量の潤滑剤
を封入することができるので、長期間且つ開閉頻度の高
い流体条件に好適で効果がある。

【００３３】また、シートリングの弁棒挿通部近傍のボ
ス部と常時圧接する弁体圧接面に、９０°の弁体回動角
度範囲内において複数個の油穴を、非同一ピッチ円上に
設けたことにより、弁体の９０°の回動角度範囲内にお
いて、弁体の回動により、シートリングのボス部と弁体
との両圧接面全域（全周）に潤滑が行き渡るようにする
ことができるので、弁の開閉を長期に亙り円滑に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すバタフライ弁の縦断
面図である。

【図２】図１のＢ部の要部拡大断面図である。

【図３】図２の弁体平面図で油穴（丸穴）を示す説明図
である。

【図４】（ａ）は図１のＡ部の要部拡大断面図、（ｂ）
は図（ａ）の他の実施例を示す要部断面図である。

【図５】図２の他の実施例を示す要部断面図である。

【図６】従来例を示す中心形バタフライ弁の要部断面図
である。

【図７】本出願人によって先に提案された従来例を示す
主要部の断面図である。

【図８】図７に使用されるシートリングのリングの斜視
図である。

【図９】同じくシートリングの斜視図である。

【図１０】従来弁の弁軸孔と弁棒との関連を示す要部説
明図である。

【符号の説明】

１１本体（弁本体）１１ａ本体軸挿部１１ｂ皿ばね収納室１２シートリング１２ａ耳部１２Ｃ弁棒挿通ボス部１３弁棒１４軸受１５弁体１５ａテーパピン１５Ｃ弁体圧接面１６断面Ｌ字状リング１７環状パッキン１９皿状ばね２０ばね受け２１スナップリング２２ばね押え２２ａ，２２ｂシール部材２３油穴（丸穴）２４環状溝２５植込キー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】剛性材料からなる弁本体の全内周面及び
配管接続面に弾性材料からなる環状のシートリングを定
着し、該シートリングに外周面が接離する円板状の弁体
を回動自在に弁本体内に軸支したウエハ形バタフライ弁
において、環状のシートリングの弁棒挿通部の外周部
に、剛性材料からなる断面Ｌ字状のリングを一体に加硫
成形し、該Ｌ字状リングに環状のパッキンを挿着し、該
環状パッキンを、外方から弁棒を取り巻く軸受を介し
て、端部を環状のばね押えによって固着された皿ばねに
よって押圧すると共に、該環状のばね押えの内径及び外
径両周面にシール手段を設け、前記シートリングの弁棒
挿通部近傍のボス部と常時圧接する弁体の圧接面に、潤
滑剤を封入する複数個の独立した油穴を設けたことを特
徴とするバタフライ弁。
【請求項２】シートリングの弁棒挿通部近傍のボス部
と常時圧接する弁体圧接面の弁棒方向内方に、共通した
潤滑剤用環状溝を形成し、該溝部に通じる複数個の弁棒
方向に並列した油孔を設け、該部に潤滑剤を封入したこ
とを特徴とする請求項１記載のバタフライ弁。
【請求項３】シートリングの弁棒挿通部近傍のボス部
と常時圧接する弁体圧接面に、９０°の弁体回動角度範
囲内において複数個の油穴を、非同一ピッチ円上に設け
たことを特徴とする請求項１又は２記載のバタフライ
弁。