JP2005256971A

JP2005256971A - バタフライ弁

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Publication number: JP2005256971A
Application number: JP2004070155A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Miyashita; 幸博宮下
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: JP4354309B2

Abstract

【課題】バルブ全体の軽量化やコンパクト化、及びシートリングの耐久性やシールの安定性を図りつつ、弁体に過大な流体圧が加わった場合であっても、ボデーに割れが生じたり流体漏れが生じたりすることのないバタフライ弁を提供すること。
【解決手段】円筒型ボデー１の内周面に装着したシートリング３内にステム６、７を介して弁体５を開閉自在に設け、このステム６、７は、ボデー１に形成した軸受孔１ａ、１ｂに軸受筒８、９を介して回転自在に軸装されているバタフライ弁において、軸受孔１ａ、１ｂのボデー１求心側の開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２と圧接する軸受筒８、９の流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０を軸受孔８、９のボデー１遠心側に移設したバタフライ弁である。
【選択図】図２

Description

本発明は、バタフライ弁に関し、特に弁体に過大な流体圧が負荷された際に、弁体に接続されたステムを支える軸受筒がボデーを押圧し、これに伴ってボデーが割れる現象を確実に抑制する技術に関する。

バタフライ弁は、通常、弁本体の環状流路に円盤状の弁体を配置し、この弁体を弁棒で回転させて弁の開閉を行うようにしている。このバルブは、弁棒により回転させた弁体を弾性力を有するゴムシートリングと密接シールさせて弁閉状態における流路からの漏洩を防ぐ構造としており、構造が簡単なため軽量化が可能であり、また、面間寸法が短く、コンパクトに設けることができる。

バタフライ弁は、上記のように弁体外周とシートリング内周を密着させることによってシールする構造であるため、弁閉時には弁体全面で流体を受けることになり、特に、弁体を支えている弁棒には、弁体に加わる力と弁棒の特定位置までの長さの積である曲げモーメントによる負荷が弁軸付近に集中することに加えて、常に弁体の上下部分がゴムシートリングに接している構造であることによって、弁体が回転する度にこの部位に摺動抵抗が生じて周りのシート部分より消耗しやすくなっている。従って、ゴムシートリングの上下付近の弁棒軸着部分の強度を増して曲げモーメントに耐えうる構造とし、弁軸孔付近のシートリングの変形を防止して弁軸部分から流体が漏洩するのを防ぐ必要がある。
このため、弁棒の周囲に軸受を装着して軸着部分の強度を高めると共に、この軸受によって弁棒をガイドして弁棒回転時の摺動抵抗を減らして動作性を高めるようにしたものがある。

軸受には、例えば、弁本体、シートリング及び弁体を貫通する弁棒の周りに装着するような形状のものがあるが、この場合にはシール性を維持するために軸受の周りに複数の環状パッキンからなるシール部材を別途設ける必要があるため、構造が複雑化して弁全体が大型化する傾向があった。このため、弁棒と本体との間に軸受を装着し、この軸受によって弁棒を支持するようにしたバタフライ弁がある。（例えば、特許文献１参照。）。
このようなバタフライ弁の場合、通常、弁体を保持するための弁棒を２分割し、この２分割した各弁棒を各軸受に装入しているため、各軸受は、各弁棒の端部を支持する構造である、いわゆる、両端支持ばり構造の支点の役割を果たしている。軸受はバルブ本体の軸受孔に装着されており、弁体に掛かる流体の負荷が弁棒に伝わるとこの弁棒から軸受へ負荷が伝達され、最終的にバルブ本体の軸受孔でこの荷重を受ける構造になっている。

特許文献１におけるバタフライ弁は、図６に示すように、環状のバルブ本体１０１の内面にゴムシートリング１０２を一体に設けて環状流路を形成し、この環状流路の直交方向に軸受収容孔１０１ａを開口し、軸受収容孔１０１ａに装着した円筒状の軸受１１１の内方端部１１１ａを、ゴムシートリング１０２の厚さ方向の中心位置まで延長して弁棒１０４を支持するようにしており、弁棒１０４が流体圧Ｐ（弁体１０３に対する上流側と下流側との差圧）により弁体１０３を介して受ける曲げモーメントを小さくするようにしている。このバタフライ弁は、軸受を本体からシートリングに跨って装着させる形態にしているため、弁棒を挿入する孔の変形を防いでシートリングが弾性変形するのが防止され、軸受の外周側と、本体・ゴムシートリング・弁体との間にそれぞれを封止する環状パッキングを軸受側に設ける必要もなくなっている。このため、弁棒の強度を高めるために弁棒の軸径を太くする必要がなく、細い軸径にすることができ、また、軸受を小型化できるため、バタフライ弁全体をコンパクトで軽量にすることを可能としている。

また、通常バタフライ弁には、弁体とゴムシートリングが密接するという構造上ゴムシートリングには弁体によるつぶし量が設けられているが、特許文献１のバタフライ弁は、弁体１０３から内方端部１１１ａまでの距離が短くなっているためにこのつぶし量は小さくなり、弁棒１０４近傍からの流体漏れを防止しつつ、弁体１０３と常時こすれ合う弁棒１０４近傍部でのゴムシートリング１０２の耐久性やシールの安定性を向上させている。

実用新案登録第２５４７２３１号公報

しかしながら、弁棒を２分割した両端支持ばり構造のバタフライ弁は、弁棒、軸受、軸受収容孔のそれぞれの部品間に組立てに必要なクリアランスが上下部において必要であり、特許文献１のバタフライ弁においても弁棒１０４・軸受１１１・軸受収容孔１０１ａの間にはクリアランスが必要となっている。このため、特許文献１のバタフライ弁においては、弁体１０３に流体圧Ｐが加わると、弁体１０３を支えている弁棒１０４が軸受１１１との間に生じている隙間によって流体の流れ方向に傾斜し、これに伴って軸受１１１も軸受収容孔１０１ａとの隙間分その内方端部１０１ａ側が流路方向に移動するように傾斜していた。
このとき、この軸受１１１の外周面が軸受収容孔１０１ａの開孔先端である開口縁Ｓ_０を押圧し、開口縁Ｓ_０に集中荷重が加わると、図６に示すように、この開口縁Ｓ_０からゴムシートリング１０２の装着部外方点Ｅ_０までにかけて応力が生じる。この発生応力は、開口縁Ｓ_０で最大分布となり、この過大な応力集中は開口縁Ｓ_０から集中的に加わることから、バタフライ弁の設計圧力を上回る流体圧が加わった場合に、開口縁Ｓ_０先端を始点とした割れが生じる場合があった。特に、この開口縁Ｓ_０付近の形状はゴムシートリング１０２の係止部として薄肉となっていることもあり、発生応力が開口縁Ｓ_０付近に集中すると材料の許容応力値を簡単に超えてしまいバルブ本体１０１がこの部分から破壊しやすくなっていた。
更には、バルブの製品サイズが大きくなったり、弁体にかかる流体が高圧である場合には、弁体１０３にはより過大な流体圧Ｐが負荷され、この過大な負荷によって弁棒１０３に倒れが生じたり、延いてはバルブ本体１０１の首部分にも振れが発生してしまい、弁棒１０４やバルブ本体１０１に疲労破壊による割れが生じるおそれがあった。

バタフライ弁の本体を構成する材料としては、例えば、ＡＤＣ１２等のアルミ合金ダイカスト製が普及してきているが、このアルミ合金は、例えばＦＣＤ４５０などの鉄系の材料と比較して引張り強さが約１／２であるため、バルブ本体１０１をこのアルミ合金によって形成し、バタフライ弁の設計圧力を上回る流体圧が加わった場合、割れが生じるおそれがある。

上記のように、特許文献１におけるバタフライ弁は、軸受の内方に割れが生じたり端部をゴムシートリングの厚さ方向の中間位置まで延長することで、弁棒に生じる曲げモーメントやつぶし量の問題は解消することはできるが、この軸受の装着構造によって、あらたにボデー側に割れが生じるおそれがあり、ボデーに割れが生じた場合、この損傷部位より流体が漏洩するという問題があった。

本発明は、従来の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、バルブ全体の軽量化やコンパクト化、及びシートリングの耐久性やシールの安定性を図りつつ、弁体に過大な流体圧が加わった場合であっても、ボデーに割れが生じたり流体漏れが生じたりすることのないバタフライ弁を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、円筒型ボデーの内周面に装着したシートリング内にステムを介して弁体を開閉自在に設け、このステムは、前記ボデーに形成した軸受孔に軸受筒を介して回転自在に軸装されているバタフライ弁において、軸受孔のボデー求心側の開孔端部と圧接する軸受筒の流体圧荷重部位を軸受孔のボデー遠心側に移設したバタフライ弁である。

請求項２記載の発明は、軸受孔のボデー求心側の開口端部を含む近傍位置と軸受筒との対向面に逃げ部を設けて軸受筒の流体圧荷重部位を軸受孔のボデー遠心側に移設したバタフライ弁である。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の逃げ部は、軸受筒と軸受孔の一方、又は双方に切欠き段部或はテーパ部を形成したバタフライ弁である。

請求項４記載の発明は、軸受筒内のボデー求心側の開口端部を含む近傍位置とステムとの対向面に、逃げ部と略同位置までステムと接触しない内周逃しを設けたバタフライ弁である。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のバタフライ弁であって、軸受筒のボデー求心側を延設した延設部をシートリングの肉厚部内まで配設したバタフライ弁である。

請求項１に係る発明によると、弁棒を細く形成することができアルミ合金などの軽量の材料を用いた場合でも十分に使用に耐えうることができるため、バルブ全体を軽量化したりコンパクト化したりすることができると共に、弁体に過大な流体圧が加わった場合にもボデーへの応力集中を防ぎ、発生応力を開孔端部に集中させることなく分散させることができ、ボデーを軽量化したりコンパクト化した場合でもボデーの割れを防ぐことができ、流体の漏れを確実に防止することができるバタフライ弁である。

請求項２に係る発明によると、簡単な構造によってボデーへの応力集中を確実に防ぐことができ、バルブの内部構造が複雑化することがなく、弁全体が大型化することがなくコンパクト性を維持できるバタフライ弁である。また、請求項３に係る発明によると、この応力集中を防止する構造を簡単な加工を施すことによって設けることができ、低コストで製作することができるため経済性にも優れたバタフライ弁である。

請求項４に係る発明によると、弁体に過大な流体圧が加わって弁体に接続されたステムが傾斜して軸受筒内周に押圧された場合にも、軸受筒の求心側に集中して押圧力がかかることがなく、軸受筒の求心側先端の変形を防止できることに加え、ボデーに加わる押圧力を遠心側に分散させることによって応力集中を防ぐことができ、ボデーを大型化して補強することなく割れを防止でき、コストも抑えることができるバタフライ弁である。

請求項５に係る発明によると、ボデーの割れを防止する構造でありつつシートリングのつぶし量を少なくすることでこのシートリングの耐久性が向上してシールの安定性を図ることができるバタフライ弁である。

本発明におけるバタフライ弁の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明のバタフライ弁は、円筒型ボデー１の内周面に略Ｔ字状のゴムシート係止部２を一体に形成し、この係止部２に断面略コ字形状のシートリング３を固定して流路４を形成している。円盤状の弁体５は、流路に対して直交方向にボデー１に挿入された上下のステム６、７を介してシートリング３に摺接した状態で開閉自在に支持されており、上部ステム６に接続された図示しない手動又は自動操作機により、弁体５を回転して流路４を開閉するようにしている。

上下のステム６、７は、ボデー１に形成した軸受孔１ａ、１ｂに収容された略円筒状の軸受筒８、９を介してそれぞれ回転自在に軸装されている。上部ステム６を支持する軸受筒８のボデー外径側端部８ａは、ボデー１に接続されたボンネット１０の下端により保持されており、一方、下部ステム７を支持する軸受筒９のボデー外径側端部９ａは、ボデー１の底部に固定された蓋部材１２により保持されている。
この軸受孔１ａ、１ｂのボデー求心側の開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２と圧接する軸受筒８、９に対して弁体側端部である流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０を軸受孔１ａ、１ｂのボデー遠心側に移設している。

流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０の軸受孔１ａ、１ｂのボデー遠心側への移設は、軸受孔１ａ、１ｂのボデー求心側の開口端部を含む近傍位置（内周）と軸受筒８、９のボデー求心側の対向面（外周）に逃げ部を設けることで形成することができ、この逃げ部は、軸受筒８、９と軸受孔１ａ、１ｂの一方、又は双方に切欠き段部、或はテーパ部を形成することにより設けることができるが、本実施形態においては、軸受筒８、９の外周面に切欠き段部８ｃ、９ｃを形成し、この切欠き段部８ｃ、９ｃからなる逃げ部を形成して軸受筒８、９の外周とボデー１の軸受孔１ａ、１ｂの開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２とが非接触状態になるようにし、切欠き段部８ｃ、９ｃにより、ボデー１の軸受孔１ａ、１ｂと接する軸受筒外周面８ｅ、９ｅの流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０が、軸受孔１ａ、１ｂの弁体側開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２からボデー１の外径側に離間した位置であるボデー遠心側に移設するようにしている。切欠き段部８ｃ、９ｃの側面の角度θとしては、軸受筒外周面を基準に３０°より大きく６０°以下の鋭角状段部に設けるのが好ましく、この場合、この段部における応力集中が緩和されると共に切欠き段部８ｃ、９ｃが形成しやすくなる。角度θを３０°より小さくすると切欠き段部８ｃ、９ｃが形成しずらくなると共に、流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０が特定し難くなり、流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０に確実に押圧力が加わり難くなるので望ましくない。
このように形成された切欠き段部８ｃ、９ｃは、例えば、外径３０ｍｍの軸受筒であれば、径で約０．５ｍｍの段部とすることにより、軸受孔１ａ、１ｂの弁体側開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２への接触を回避することができ、軸受筒の強度を低下させたり、加工を複雑にしたりすることなく、Ｓ_１、Ｓ_２への応力集中を防ぐことができる。なお、段部８ｃ、９ｃの角部はＲ加工するとよい。

また、流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０は、軸受孔１ａ、１ｂのボデー１の肉厚部に配設し、とりわけ、ゴムシート係止部２、或はゴムシート嵌合部３ａよりも外径側のボデー１に位置するように切欠き段部８ｃ、９ｃを形成することで、後述するようなボデー１の割れをより効果的に抑制することができる。このように、この流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０は、ゴムシート係止部２の付け根である薄肉部付近には配置しないようにするのが好ましい。

また、図１、２に示すように、軸受筒８、９内のボデー内周近傍位置とステム６、７との対向面に、逃げ部（切欠き段部）８ｃ、９ｃと略同位置までステム６、７と接触しない内周逃し８ｄ、９ｄを切欠いて設けるのが望ましく、これにより、内周逃し８ｄ、９ｄを隔ててステム６、７と接する拡径部分を軸受筒内周面８ｆ、９ｆの弁体側接触端部Ｂ_１、Ｂ_１０とし、この弁体側端部Ｂ_１、Ｂ_１０を軸受筒外周面８ｅ、９ｅの流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０よりも遠心側に設けるか、或は同等位置に設けるようにしてステム６、７から伝達され、ボデーに加わる押圧力を遠心側に分散させることにより、軸受孔１ａ、１ｂの弁体側開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２における応力集中を防いでいる。図においては、軸受孔１ａの開孔端部Ｓ_１から軸受孔１ａと接する軸受筒外周面８ｅの流体圧荷重部Ａ_１までの軸方向距離ｈ_１と、開孔端部Ｓ_１からステム６と接する軸受筒内周面８ｆの弁体側端部Ｂ_１までの軸方向距離ｈ_２とが、ｈ_１≦ｈ_２の関係となるように切欠き段部８ｃ、内周逃し８ｄを形成しており、軸受筒９についても同様である。

軸受筒８、９のボデー求心側を延設した延設部８ｂ、９ｂは、シートリング３の肉厚部内まで配設し、この延設部８ｂ、９ｂは、シートリング３に設けた溝部３ｂに押圧嵌合し、この延設部８ｂ、９ｂによってシートリング３の一部を囲むようにして装着されている。この押圧嵌合構造によってシートリング３のステム挿通孔３ｃ付近３を環状に保持し、この部分からの流体漏れを防止している。延設部８ｂ、９ｂの外径は、図２に示すように軸受筒８、９のボデー１の装着側の外径と略同一としており、軸受筒８、９をボデー１の軸受孔１ａ、１ｂに収納可能としつつ、その先端の厚みである幅ｅ、ｅを広く確保している。この幅ｅを広く確保することによりシートリング３を損傷しないようにしていると共に、シートリング３への押圧力を適切なものとし、弁座シール性を長期にわたり維持することを可能としている。
本実施形態における軸受筒８、９の材質は、例えば、高温・高圧下における軸受強度の確保の観点や、軸受孔１ａ、１ｂやステム６、７とのかじり防止の観点からＣＡＣ４０６（青銅）とするのが望ましいが、これに限ることなく、他の金属や、或は樹脂によって成形するようにしてもよい。また、軸受筒８、９は、同一の形状に設けることで部品の共通化を図っている。なお、図中、８ｇ、９ｇは、軸受筒８、９とステム６、７との間をシールするＯリングであり、また、８ｈ、９ｈは、軸受筒８、９のボデー外径側端部８ａ、９ａとボデー１の軸受孔１ａ、１ｂとの間をシールするＯリングである。

ステム６、７は上下別々の分割構造とし、このステム６、７で弁体５の上下をそれぞれ支持しており、この構造は、各ステム６、７が弁体５との接続部６ａ、７ａに流体による荷重を受ける両端支持ばり構造であるが、この両端支持ばり構造以外にも、弁体５を貫通するような支持構造であってもよい。この場合、１つのステムによって支えることで両端支持ばり構造のバタフライ弁と比較して強度を強くすることが可能となる。
なお、ボンネット１０は、バルブの設置状況に合わせて適宜の長さを選択することができ、ボデー１に図示しないボルト等により着脱自在に固定するようにしている。

次に、本発明のバタフライ弁における上記実施形態の作用を説明する。
軸受孔１ａ、１ｂのボデー求心側の開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２と圧接する軸受筒８、９の流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０を軸受孔１ａ、１ｂのボデー遠心側に移設しているので、弁体５に過大な流体圧が負荷された際に、弁体５に接続されたステム６、７を支持する軸受筒８、９が傾斜して軸受孔１ａ、１ｂの内周に押圧されても、このとき生じる発生応力が流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０で最大分布となり、開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２に応力が集中することなくボデー１の割れを防止することができる。図２に示す発生応力グラフは、この状況を簡易的に示したものであり、Ｅ_１はゴムシートリング３の装着部外方点（任意の位置）を示すものである。

また、軸受筒８、９内のボデー１内周近傍位置とステム６、７との対向面に、逃げ部８
ｃ、９ｃと略同位置までステム６、７と接触しない内周逃し８ｄ、９ｄを設けて、ステム６、７から弁体５に過大な流体圧が負荷されて弁体５に接続されたステム６、７が傾斜して軸受筒８、９内周に押圧されても、軸受筒内周面８ｆ、９ｆの弁体側端部Ｂ_１、Ｂ_１０が、軸受筒８、９の切欠き段部８ｃ、９ｃの形成領域外に位置するので、この押圧力は図２において軸受筒８の内周側の弁体側端部Ｂ_１から外周側の流体圧荷重部Ａ_１へと伝わり、流体圧荷重部Ａ_１からボデー１へと伝わるため、流体圧荷重部Ａ_１、Ａ_１０より弁体５側で、薄肉である軸受筒８、９先端がステム６、７により押圧されることがなく、延設部８ｂ、９ｂが変形することなく軸受筒８、９の外周がバルブボデー１の軸受孔１ａ、１ｂの内周を押圧するのでボデー１の軸受孔１ａ、１ｂの弁体側開孔端部Ｓ_１、Ｓ_２に生ずる応力を抑えることができ、ボデー１を補強することなくボデー１の割れを防ぐことができる。これは、図２において、軸受筒８が軸受孔１ａを押圧したときに、ステム６は弁体側端部Ｂ_１を中心に右回りに回転して傾くような力が働こうとするが、この力が流体圧荷重部Ａ_１から伝わろうとするときにはボデー１における軸方向距離ｈ_２−ｈ_１の部分に押圧力を働かせることができるためであり、この軸方向距離ｈ_２−ｈ_１の幅に基づいて分散した押圧力によってボデー１に生ずる応力集中を更に緩和することができる。

また、軸受筒８、９のボデー求心側を延設した延設部８ｂ、９ｂをシートリング３の肉厚部内まで配設しており、また、弁体５から延設部８ｂ、９ｂまでの距離を短くしていることでシートリング３のつぶし量を少なくすることができ、シートリング３の耐久性、及びシール安定性を高めることができる。

なお、上記実施形態のバタフライ弁は、上下分割構造のステム６、７で弁体５の上下をそれぞれ支持するようにしているので、弁体５中央部の肉厚Ｔをステム６、７の嵌合を考慮することなく極限まで薄くすることができ、弁体５の軽量化はもとより、弁全開時に弁体５による流体抵抗を抑制できる点で有利な構造である。従って、上記実施形態のバタフライ弁によれば、バルブの軽量化を図りつつ、ボデー１の割れをより防止したバタフライ弁が得られる。

図３においては、本発明におけるバタフライ弁の第２実施形態を示しており、ボデー求心側の対向面に設ける逃げ部として、軸受筒８´の外周形状を平坦な筒状に設け、一方、ボデー１´の軸受孔１ａ´の開孔端部Ｓ_１´側に切欠き段部１３を形成し、軸受筒８´を軸受孔１ａ´に収容したときに軸受孔１ａ´と接する切欠き段部１３がボデー１´側の流体圧荷重部Ａ_２において接するようにしている。このように、逃げ部をボデー１側に設けるようにしてもよい。

また、図４に示すように、逃げ部として軸受筒８"の外周が弁体側先端に向かって徐々に縮径するようなテーパ部１４を設けるようにしてもよいが、この場合には、軸受筒８"が軸受孔１ａに押圧されるのに伴って、流体圧荷重部Ａ_３と軸受孔１ａとの接触部位に生じる応力が延設部８ｂ"まで伝わったり、この延設部８ｂ"が先細り形状になることによって、延設部８ｂ"がシートリング３に喰い込んだりしてシートリング３の割れ等を生ずるおそれもあることから、このテーパ部１４を設ける際にはテーパ角度に注意する必要がある。

図５においては、本発明におけるバタフライ弁の第４実施形態を示したものであり、軸受筒１５、１６の傾倒を抑制する手段として、軸受筒１５、１６をバルブ外方へ延伸して延伸部１５ａ、１５ｂを形成し、この延伸部１５ａ、１６ａの外周をボンネット１７や蓋部材１８の内径１８ａで支持するようにしたものである。
また、軸受筒１５を支持するボンネット１７の傾倒を防止する手段として、ボンネット１７の下端のフランジ部１７ｂと、ボデー１９の上端のフランジ面１９ｂとの当接面をテーパ状に形成しており、これにより当接面を水平面とする場合に比して当接面積を広く確保できることに加え、両部品を調芯状態で固定することができる。
以上のように構成することによって、軸受筒１５、１６の倒れや、上部の軸受筒１５を支持するボンネット１７の倒れを抑制して軸受筒がボデーの軸受孔を押圧するのを更に抑制することができる。
また、図示しないが、上述のような軸受筒に逃げ部を設ける代りに、軸受筒の全長を求心側端部がボデー内周に接触する位置まで短く形成することによって、この求心側端部と接触するボデー内周位置が流体圧荷重部となり、この流体圧荷重部に流体圧が作用するため、上述のバタフライ弁と同様の効果が得られる。

呼び圧力１０Ｋ（最高許容圧力０．９８ＭＰａ）、サイズ２５０Ａの中心型バタフライ弁について耐圧試験を行なった。耐圧試験は、バルブ全閉状態で一次側に水圧を負荷して１０分間保持することにより行い、ボデー割れの有無を確認した。なお、この供試品の材質は、ボデーをＡＤＣ１２、ステムをＳＵＳ４１０、軸受筒をＣＡＣ４０６によって形成した。
上記の条件によって耐圧試験を行なったところ、従来における円筒状の軸受筒を用いた供試品は１．５ＭＰａを超える水圧を負荷した場合にボデーの割れを生ずるものが見受けられたが、本実施形態における軸受筒の内周及び外周に切欠き段部を形成した場合の供試品は、３．２ＭＰａの水圧を加えてもボデー割れは生じなかった。

本発明は、円筒型ボデーの内周面に装着したシートリング内にステムを介して弁体を開閉自在に設け、このステムがボデーに形成した軸受孔に軸受筒を介して回転自在に軸装されている構造のバタフライ弁に好適であるが、これ以外にも、ステムによって弁体を回転させる他の回転弁や、更には、棒状体に曲げモーメントが加わる場合に、この曲げモーメントによる発生応力の分布を変えることで応力集中を防いで割れを防止可能な構造として、あらゆる工業製品やその他の品物などにも応用することができる。

本発明のバタフライ弁の第１実施形態を示す正面断面図である。図１の一部拡大断面図である。本発明のバタフライ弁の第２実施形態を示す正面断面図である。本発明のバタフライ弁の第３実施形態を示す正面断面図である。本発明のバタフライ弁の第４実施形態を示す正面断面図である。従来のバタフライ弁の一例を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１ボデー
１ａ、１ｂ軸受孔
３シートリング
５弁体
６、７ステム
８、９軸受筒
８ｂ、９ｂ延設部
８ｃ、９ｃ切欠き段部（逃げ部）
８ｄ、９ｄ内周逃し
１４テーパ部（逃げ部）
Ａ_１、Ａ_１０流体圧荷重部
Ｓ_１、Ｓ_２開孔端部

Claims

円筒型ボデーの内周面に装着したシートリング内にステムを介して弁体を開閉自在に設け、このステムは、前記ボデーに形成した軸受孔に軸受筒を介して回転自在に軸装されているバタフライ弁において、前記軸受孔のボデー求心側の開孔端部と圧接する前記軸受筒の流体圧荷重部位を前記軸受孔のボデー遠心側に移設したことを特徴とするバタフライ弁。
前記軸受孔のボデー求心側の開口端部を含む近傍位置と前記軸受筒との対向面に逃げ部を設けて前記軸受筒の流体圧荷重部位を軸受孔のボデー遠心側に移設した請求項１に記載のバタフライ弁。
請求項２に記載の逃げ部は、前記軸受筒と前記軸受孔の一方、又は双方に切欠き段部或はテーパ部を形成したバタフライ弁。
前記軸受筒内のボデー求心側の開口端部を含む近傍位置とステムとの対向面に、前記逃げ部と略同位置までステムと接触しない内周逃しを設けた請求項１乃至３の何れか１項に記載のバタフライ弁。
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のバタフライ弁であって、前記軸受筒のボデー求心側を延設した延設部をシートリングの肉厚部内まで配設したバタフライ弁。