JP2001082615A - バタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バタフライ弁において、弁体とシートとの間
でスティックスリップが発生しないようにする。 【解決手段】 弁箱１の内周にゴム製のシート５が設け
られたバタフライ弁である。ゴム製のシート５の内周面
が、弁体４の移動方向１１に沿った方向に加工されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバタフライ弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁として海水などの用途に供
されるものがあり、その一種としてオールゴムライニン
グ型バタフライ弁がある。図３および図４は、従来のオ
ールゴムライニング型バタフライ弁の構成例を示す。図
３において、１は円筒状の弁箱であり、その両端に接続
フランジ２、２が形成されている。図４に詳細に示すよ
うに、弁箱１の内周面およびフランジ２、２の端面は、
その全面がゴムライニング３によって被覆されている。
図４において、４は弁体を示す。

【０００３】弁体４が閉止した位置に対応する弁箱１の
内周には、シート５が設けられている。このシート５は
軟質のゴムにて形成され、たとえば弁箱１の中央部にお
けるゴムライニング３の部分を他の部分よりも厚肉に形
成することなどによって形成されている。このシート５
は、たとえば、このシート５と、ゴムライニング３にお
けるシート５以外の部分とが一体に形成された構成の帯
状体を、弁箱１の内周にわたって貼り付けることなどに
よって形成される。そして、このような帯状体を貼り付
けた後に、シート５の内径が所定の寸法となるように、
機械加工が施される。この機械加工は、シート５が軟質
のゴムであるゆえに金属材料のようにバイトを使って行
うことができない。このため、グランインダ加工を施す
ようにするのが一般的である。

【０００４】従来、このグラインダ加工は、図３（ｂ）
に示すように、砥石６の回転方向７が弁箱１の内周の方
向に沿ったものとなるようにして、すなわち砥石６の回
転軸８が弁箱１の軸心の方向に沿ったものとなるように
して行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シート
５の内面の機械加工が十分平滑に行われていない場合
は、このようにして加工されたシート５を有するバタフ
ライ弁を組み立てて弁体４を開閉させると、弁体４が全
閉位置に近づくにつれて、「ギュギュ」という音が発生
するとともに弁全体に振動が発生することが多い。すな
わち弁体４とシート５との間でスティックスリップが発
生していることが多い。図５は弁閉時におけるスティッ
クスリップの発生例を示すチャートであり、横軸は時
間、縦軸は弁体４に印加しているトルクを表す。このチ
ャートで、Ｓがスティックスリップの発生部分を表し、
ここでは短い周期の急激なトルク変動が多数回発生して
いる。

【０００６】このスティックスリップの発生原因は次の
ようなものであると考えることができる。すなわち、上
述のように砥石６の回転方向７が弁箱１の内周の方向に
沿ったものである結果として、シート５の加工面すなわ
ち内周面には、微視的には、図６に示すように、砥石６
の回転方向７すなわち弁箱１の内周の方向の多数の溝部
９が形成されることになる。換言すると、シート５の内
面には、微視的には弁箱１の軸心の方向に沿って多数の
凹凸すなわち多数の溝部９と山部１０とが交互に形成さ
れることになる。すなわち、これら溝部９および山部１
０は、弁体４の移動方向１１と交差する方向に形成され
ることになる。

【０００７】このうち溝部９は、山部１０よりも内径が
大きくなる。また溝部９は、このように山部１０よりも
内径が大きいために、通過流体が保持された状態となっ
て、この通過流体が弁体４の開閉時に弁体４とシート５
との間の潤滑膜として機能することになる。このため、
溝部９は山部１０に比べて弁体４の移動に対する抵抗が
小さくなる。そして、このように抵抗の小さな溝部９と
それよりも抵抗の大きな山部１０とが交互に存在するこ
とで、すなわち弁体４の移動時の抵抗が常に変動するこ
とで、上述のようなスティックスリップが発生すると考
えることができる。

【０００８】このスティックスリップは、シート５の内
面の加工精度を向上させることによってほとんど解消さ
せることが可能な場合もある。しかし、シート５の内面
の表面粗さが外観的にはほとんど変わらないような場合
であっても、スティックスリップが発生したり発生しな
かったりすることがあり、スティックスリップの発生の
予測は困難である。このため、シート５の外観状況だけ
でスティックスリップの発生の有無を予測することはで
きず、最終的に弁本体を組み立てた後の作動試験時にな
らないと、その発生の有無を実際に確認することができ
ない。

【０００９】そこで本発明は、このような問題点を解決
し、バタフライ弁において弁体とシートとの間でスティ
ックスリップが発生しないようにすることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、弁箱の内周にゴム製のシートが設けられたバ
タフライ弁において、前記ゴム製のシートの内周面が、
弁体の移動方向に沿った方向に加工されているようにし
たものである。このような構成であると、加工にともな
ってゴム製のシートの内周面に形成される多数の溝部の
それぞれが、その加工方向すなわち弁体の移動方向に沿
った方向に形成されることになる。すると、弁体の移動
方向に沿って微小な凹凸が繰り返し存在するようなこと
がなく、したがって弁体の移動時の抵抗が繰り返し変動
するようなことがないため、スティックスリップの発生
が防止されることになる。また加工溝には弁体とシート
との間の潤滑膜として機能する通過流体が保持され、そ
の保持状態が弁体の移動方向に沿って一様に連続し、そ
の保持状態が途切れることがないことによっても、同様
にスティックスリップの発生が防止されることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１において、１は弁箱、２は接
続フランジ、３はゴムライニング、４は弁体、５はシー
トで、これらは図６に示されるものと同様の構成であ
る。この図１のものでは、グラインダ加工による溝部９
および山部１０が、弁体４の移動方向１１すなわち開閉
方向に沿った方向に形成されている。つまり、従来技術
の説明に用いた図３（ａ）において仮想線で示すよう
に、砥石６の回転方向７が弁箱１の内周面と直交する方
向となるように、すなわち砥石６の回転軸８が弁箱１の
内周面の接線の方向に沿ったものとなるようにして、グ
ラインダ加工が行われている。

【００１２】このような構成であると、加工にともなっ
てゴム製のシート５の内周面に形成される多数の溝部９
のそれぞれが、その加工方向すなわち弁体４の移動方向
に沿った方向に形成されるため、弁体４の移動方向に沿
って微小な凹凸が繰り返し存在するようなことがなく、
したがって弁体４の移動時の抵抗が繰り返し変動するよ
うなことがないため、スティックスリップの発生を防止
することができる。

【００１３】溝部９には弁体４とシート５との間の潤滑
膜として機能する通過流体が保持されることになるが、
その保持状態が弁体４の移動方向１１に沿って一様に連
続し、その保持状態が途切れることがないことによって
も、同様に弁体４の移動時の抵抗が繰り返し変動するこ
とを防止できて、スティックスリップの発生を防止する
ことができる。

【００１４】図２は、図１の構成を有するバタフライ弁
の閉動時のトルクの変化を示すチャートであり、図５の
場合と同様に横軸は時間、縦軸は弁体４に印加している
トルクを表す。このチャートでは、スティックスリップ
の発生にもとづく短い周期の急激なトルク変動は、まっ
たく観察されない。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によると、弁箱の内
周にゴム製のシートが設けられたバタフライ弁におい
て、前記ゴム製のシートの内周面の加工方向が弁体の移
動方向に沿った方向になるようにしたため、加工にとも
なってゴム製のシートの内周面に形成される多数の溝部
のそれぞれを、その加工方向すなわち弁体の移動方向に
沿った方向に形成することができ、このため、弁体の移
動方向に沿って微小な凹凸が繰り返し存在するようなこ
とがなく、したがって弁体の移動時の抵抗が繰り返し変
動するようなことがないため、スティックスリップの発
生を防止でき、しかも、加工溝には弁体とシートとの間
の潤滑膜として機能する通過流体が保持され、その保持
状態が弁体の移動方向に沿って一様に連続し、その保持
状態が途切れることがないことによっても、同様にステ
ィックスリップの発生を防止でき、したがってスティッ
クスリップの発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のバタフライ弁の要部の斜
視図である。

【図２】図１のバタフライ弁の閉動時のトルクの変化を
示すチャートである。

【図３】従来のバタフライ弁の弁箱を示す図である。

【図４】図３における要部を拡大して詳細に示す図であ
る。

【図５】従来のバタフライ弁の閉動時のトルクの変化を
示すチャートである。

【図６】従来のバタフライ弁の要部の斜視図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 ５ シート ９ 溝部 １０ 山部 １１ 移動方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱の内周にゴム製のシートが設けられ
   たバタフライ弁であって、前記ゴム製のシートの内周面
   が、弁体の移動方向に沿った方向に加工されていること
   を特徴とするバタフライ弁。