JP2006144947A - バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】 最少の部品点数で簡単かつ確実に組み立てることができ、弁軸の支持構造を強固に維持可能であり、メンテナンスやリサイクル時の分離も可能であり、コストの点も有効であるバタフライバルブを提供すること。
【解決手段】 短筒状ボデー１１内に装着したシートリング１２を介して円盤状の弁体１３を回転させて開閉自在に設けたバタフライバルブ１０において、弁体１３に設けた下部ステム１４をボデー１１に形成した軸受開口部１５に貫入する。この軸受開口部１５を、係止部２１を有する保持体２０で被蓋し、かつ係止部２１を軸受開口部１５の近傍位置にあけた係合部１７に係止させて、軸受開口部１５に保持体２０をスナップ係合によって固着させたバタフライバルブである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バタフライバルブに関し、特に、中心形タイプの弁体の下部ステムを支持する支持構造の改良に関する。

この種のバタフライバルブは、短円筒状の弁箱の直径方向のボス部分に貫通孔を設け、円板状弁体（ジスク）の上下に弁軸を設け、この弁軸を前記貫通孔に回動自在に嵌挿し、この弁軸を回転させたときに弁体が弁軸を軸に回転して流路を開閉したり流量制御するようにしたものである。
上記の弁軸のうち下部の弁軸を支持する構造には、次の方式が知られている。
例えば、バタフライバルブの底側に蓋状の板状部材をボルトで固着するようにした構造がある。具体的には、図８に示すように、弁軸２ａを軸装した弁箱２の下端部にガスケット３を挟み、この上からプレート４で塞いだ状態でボルト５で固着して底面側を塞ぐようにしたバタフライ弁１である。
この方式を特許文献で示すと、開口端面に弁軸と平行状に複数個のボルトを植設し、軸受押えを一方の開口内端面を弁軸と直角状に摺動面として形成し、他方端外周面にフランジを形成してその開口端面にボルトの貫通孔を形成し、弁体の弁体ネック部を弁軸と直角状に摺動面を形成し、軸受押えのボルト貫通孔にボルト先端を貫通させて、突出ボルトに弾性部材を嵌装して更にナットを螺装締付け、軸受押え内端面と弁体ネック部との摺動面の摺動度合を常時微調整押圧して保持したバタフライ弁における軸受押え構造がある（例えば、特許文献１参照。）。

その他の方式を具体的に示すと、図９において、板状のプレート７を弁軸８の軸装用の穴８ａに装入し、このプレート７の外側にＣ型止め輪９を配置して、プレート７をＣ型止め輪９で支持して弁軸８を支えるようにしたバタフライ弁６がある。この方式を特許文献で示すと、弁軸軸装用の穴の開口付近にＣ型止め輪を装着し、このＣ型止め輪と弁軸を回転自在に支えている軸受部材との間にスプリングを弾発付勢させた状態で装着して、弁軸を軸方向に付勢させて面圧を高めながら装着するようにしたバタフライバルブの軸封装置がある（例えば、特許文献２参照。）。

その他バタフライバルブの軸着構造としては、弁軸端に挿嵌される筒状部と弁本体外面に当接する皿状部を有する封止部材を設け、この封止部材を弁軸の端部に嵌挿固定して弁軸を軸支するようにしたちょう形弁の弁軸端封止装置がある（例えば、特許文献３参照。）。

更には、この種の弁軸軸封装置として、下ステムにブッシュを挿着し、弁棒軸支部に打設したピンでブッシュの外端を抜止状態に支持するようにした構造も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
実公昭６０−４０９３９号公報 特許第２９２０３６４号公報 実開昭５９−３４７７０号公報 特開２００４−３０１１７７号公報

図８及び特許文献１におけるバタフライ弁の軸受押え構造は、弁軸を支持するためにプレート（軸受押え）や複数のボルト、及びガスケットや弾性部材などの部品を使用しており、一方、図９及び特許文献２におけるバタフライ弁の軸封装置は、弁軸を支持するためにＣ型止め輪や、プレート或はスプリングなどの部品を使用している。
このように、これらの弁軸支持構造は、弁箱の底面側に装着する蓋状の部材を含めて、多くの部品を用いて下部弁棒の抜け止めをしているため、部品が増えるとともに、この部品の増加によって組み立ても面倒となって、時間的なロスを生じていた。
特に、図８や特許文献１のようなバタフライ弁の軸受押え構造は、底板であるプレートやガスケットに加えて、これらを弁箱に固着するためのボルトや図示しないワッシャが２組から４組程度必要となるため、部品点数がより多くなり、また、これらを組み立てる際には、組み付け箇所が増えるとともに、工具を用いて１箇所ずつ組み付けなければならないため作業性が悪く、また、ボルト穴を加工する等の工程を必要としていた。
図９及び特許文献２のバタフライ弁の軸封装置のようなＣ型止め輪を用いた構造では、弁箱側に溝加工をする必要があるが、この溝加工は困難であり、コストアップの要因ともなっていた。

特許文献３は、筒状部と皿状部とから成る封止部材を弾性部材で形成し、これを貫通孔に嵌着した構造であるから、使用中に弁内に生ずる内圧などによって弁本体から脱落するおそれがあり、このため皿状部外面の貫通孔に相当する位置にＣ字状の薄肉部を形成して裂開部位を設ける等の対策を施さなければならない。

特許文献４の構造は、下ステムにブッシュを挿着した後に、これと交叉する方向に弁棒軸支部にピンを打設しなければならず、ブッシュの挿着が面倒であるばかりでなく、別部品のピンで抜け止めをする必要があり、その作業性に課題を有している。

本発明は、上記した実情に鑑み、鋭意検討の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、最少の部品点数で簡単かつ確実に組み立てることができ、弁軸の支持構造を強固に維持可能であり、メンテナンスやリサイクル時の分離作業も容易であり、コストの点も有効であるなどのバタフライバルブ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、短筒状ボデー内に円盤状の弁体を回転させて開閉自在に設けたバタフライバルブにおいて、弁体に設けた下部ステムをボデーに形成した軸受開口部に貫入し、この軸受開口部を、係止部を有する保持体で被蓋し、かつ係止部を軸受開口部の近傍位置にあけた係合部に係止させて軸受開口部に保持体を固着させたバタフライバルブである。

請求項２記載の発明は、合成樹脂、ゴム等の弾性材料で保持体に１個又は複数個の係止部を一体に形成し、この係止部を係合部にスナップ係合させて保持体を当該軸受開口部に固着したバタフライバルブである。

請求項３記載の発明は、保持体に軸受筒部を一体に形成し、軸受開口部に形成した拡径部に軸受筒部を嵌合させたバタフライバルブである。

請求項４記載の発明は、軸受筒部と拡径部の間にＯリングを介在させたバタフライバルブである。

請求項５記載の発明は、係止部を有する保持体を円板形状に形成し、この係止部を係合部に係止させて軸受開口部の開口端を被蓋して固着させたバタフライバルブである。

請求項６記載の発明は、保持体の下面に摘み部を設けたバタフライバルブである。

請求項１に係る発明によると、部品点数が最少で、かつ工具等を用いることなく短時間で簡単かつ確実に組み立てることができ、弁軸の支持構造を強固に維持することができ、成形加工も容易であり、短時間で製造可能なコストの点も有効なバタフライバルブを得ることができる。

請求項２に係る発明によると、工具を使用することなくワンタッチで組み立てることができ、しかも組み立て後には強固に固着され、一方、メンテナンス等にも容易に分離可能である。

請求項３に係る発明によると、軸受筒部に形成した拡径部に軸受筒部を嵌合させると、この軸受筒部が下部ステムのベアリング機能を発揮し、回動を円滑にすると共に、内部流体の漏れを防ぐシール性と、ダストシール機能も有効に発揮され、この場合にも部品点数は最少でこれらの効果が発揮される。

請求項４に係る発明によると、軸着部分からの漏れを防いで軸封機能を発揮すると共に、ダストシール性も有する。

請求項５に係る発明によると、下部ステムの開口部分を保持する機能を有効に発揮でき、簡単な被蓋構造で装着も簡単かつ確実である。

請求項６に係る発明によると、係止部を係合部の外方から工具等で押圧しながら、摘み部を工具で挟持させてステムの軸着部分を容易に取り外すことができ、部品の交換やメンテナンスを簡単に行うことができる。

本発明におけるバタフライバルブの好ましい実施形態を説明する。
図１においては、バタフライバルブの一実施形態における要部を示した下部付近で、図中、バタフライバルブ１０は、短筒状のボデー（弁箱）１１内に装着したゴム製等のシートリング１２を介して円盤状の弁体（ジスク）１３を回転させて流路を開閉自在に設けている。ボデー１１は、ダイカスト成形等の成形手段で加工している。この場合、加工を少なくして加工レスに対応できるようにするのが望ましい。また、環状に形成した保持リング４２は、シートリング１２に形成した凹状溝１２ａに装着し、下部ステム１４の回転や弁体１３の摺動によって生じるおそれのあるシートリング１２のねじれを防止し、弁体回転時の安定性を高めている。
下部ステム１４は弁体１３の直径方向の下部に固着され、図３に示す上部ステム４１を手動又は自動で回転させることにより、これに伴って回転可能に支持している。下部ステム１４の下方はボデー１１のボス部１０ａに形成した軸受開口部１５に貫入する。この軸受開口部１５は、後述するように保持体２０によって被蓋される。

図４に示した保持体２０は、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）やＰＡ（ポリアミド）などの合成樹脂材料、又はゴムなどの弾性材料によって略テーパ状の円筒形状に成形されている。図中２２は、下部ステム１４を軸支する略円筒状の軸受筒部である。保持体２０の下部外周面側には複数個の係止部２１が一体に形成されている。係止部２１は、本実施形態においては端部側に拡径するようなテーパ形状とし、保持体２０の外周側に軸線を中心に９０°の間隔で４箇所に突起状に形成した係止爪としている。この係止部（係止爪）２１は、１個又は複数個であれば良く、実施に応じて任意である。
係合部１７は、ボデー１１側の軸受開口部１５の近傍位置において係止部２１の対応する位置と数に応じて軸方向に垂直方向に穿孔するように形成し、この係合部１７に各係止部２１を係止するようにしているが、この係合部１７は加工上において係合孔としており、これに限ることなく係止可能な形状であれば係合溝であっても良い。なお、保持体２０は、上述の弾性材料が好ましいが、金属製であっても良い。

図２、図６に示すように、軸受開口部１５の内周面側の軸方向には、ガイド溝１８を形成しており、このガイド溝１８は、軸受開口部１５から係合部１７にかけて所定の深さで溝状に形成し、保持体２０の係止部２１を係合部１７まで案内可能に設けている。
保持体２０を装着する場合には、係止部２１の位置をガイド溝１８の位置にあわせるようにしながら保持体２０の軸受筒部２２側を軸受開口部１５に装入する。係止部２１の外周面２１ａはテーパ状であるため、保持体２０を装入すると先ずこの外周面２１ａがガイド溝１８に接触した状態となり、この状態から保持体２０を装入方向に押圧すると、ガイド溝１８に沿うように外周面２１ａが保持体２０の有する弾性によって縮径方向に変形し、係止部２１がガイド溝１８に嵌まり込んだ状態となる。続いて押圧することで係止部２１をガイド溝１８によって案内し、係止部２１が係合部１７の位置まで達したとき、それまで縮径していた係止部２１がその弾性によって拡径し、爪状の係止部２１が係合部１７に係止する。

このとき、係止部２１の底面側に形成した当接面２１ｂが係合部１７の下面側に当接して保持体２０の下方向の移動が確実に止着される。従って、保持体２０は装着後に位置が保持された状態で軸受開口部１５に固着され、保持体２０の軸受筒部２２を装入するために形成した拡径部１６を被蓋した状態で装着される。このように、係止部２１は、係合部１７に対して一方向（装入方向）にのみ装入可能であり、取外し方向には自然に外れることのないスナップ係合によって装着しているため、保持体２０の抜けが確実に防止される。

保持体２０の装着後には、下部ステム１４の外周面が軸受筒部２２の内周側に形成された軸受面２２ａに軸受けされる。
この場合、軸受筒部２２の外周側には装着溝２３を形成し、この装着溝２３にＯリング２４を介在させると、軸受筒部２２と拡径部１６との間は密封シールされる。

一方、保持体２０の取外し時には、各係合部１７の外方より適宜の工具を挿入し、係止部２１がガイド溝１８を通過可能な形になるまで弾発力に抗して求心方向に押圧する。この状態で、保持体２０の下面に突設するように形成した摘み部２５を適宜の工具等を用いて摘んで装入方向と逆方向に引くことで保持体２０を容易に取外すことが可能となる。この摘み部２５は、工具又は手指などで引っ掛けたり摘んだりできる形状であれば、図４に示した形状以外にも、各種の形状に形成してもよい。

保持体２０の変形例を示すと、保持体２０を上方に延設した形態に成形し、この保持体２０を下部ステム１４の開口部位に挿着したとき、保持体２０の上端部をシートリング１２の凹状溝１２ａまで装着するように構成すれば、前述した保持リング４２を別に設けることなく、この保持体２０の上端部で保持リングを兼用することができ、部品点数の減少となり、ひいてはコストダウンも期待できる。

次に、上記実施形態の作用を説明する。
弁体１３に設けた下部ステム１４は、バルブ本体１０のボデー１１に形成した軸受開口部１５に貫入しており、この軸受開口部１５を、係止部２１を有する保持体２０で被蓋して下部ステム１４を回動自在にしながら抜け止め可能に設けているので、保持体２０単体のみで部品点数を増やすことなく下部ステム１４の軸受押えの構造を形成することができる。

保持体２０を押圧することにより、係止部２１をガイド溝１８でガイドさせながら軸受開口部１５の近傍位置にあけた係合部１７に装入方向に容易に装入することができるため組み立て容易であり、作業性に優れている。保持体２０の装着後には、外力を加えない限り容易に外れることのないスナップ係合によりこの保持体２０が保持されているため、バルブ使用中に内圧等によって保持体２０が自然に脱落するおそれがなく、簡単な組み付けにもかかわらず保持体２０の装着状態を強固に保持することができる。

取り外し時には、係止部２１を押圧しながら摘み部２５を摘んで引っ張ることで簡単に保持部２０を引き抜くことができるため、装着時には強固な固着を維持しつつも、取り外し容易であり、メンテナンス等を簡単に行える。
更には、製造時において、ボデー１１をダイカスト成形による一体成形によって製造することで加工工数を削減することができ、保持体２０を合成樹脂やゴム等によって容易に一体に成形加工することができるため、加工が容易で短時間で簡単に製造できる。

図７は、他の実施形態を示している。なお、この実施形態において、上記実施形態と同一部分は同一符号によって示し、その説明を省略する。
このバタフライバルブにおいては、係止部３１を有する保持体３０を、図５に示すように円板形状に形成し、係止部３１をバルブ本体１０Ａのボデー１１Ａに形成した係合部１７Ａに係止させて、軸受開口部１５Ａの開口端１９を被蓋した状態で固着させるようにしたものである。

このバタフライバルブは、前記実施形態と同様に、保持体３０に形成した係止部３１を弾性によって縮径させながらガイド溝１８Ａに外周面３１ａを沿わせるように案内させ、係合部１７Ａまで到達したときにこの係止部３１が弾性によって拡径して係止することで保持体３０をスナップ係合によって容易に装着することができる。保持体３０の装着後には、係止部３１底面側の当接面３１ｂが係合部１７Ａの下面側に当接することで確実に固着される。また、保持体３０の上面３０ａに下部ステム１４の端面１４ａが当接することで保持体３０によって下部ステム１４及び弁体１３を支えることになり、係止部３１と係合部１７Ａのスナップ係合によって保持体３０が外れることがなく強固に支えることができる。
このように、保持体は、上述の実施形態と同様の機能を得ることができ、更に、保持体を上記以外の形状に設けることもできるばかりでなく、下部ステムが抜けなければ、孔があいていても良い。

また、上述した各実施形態において、係止部２１、３１、ガイド溝１８、１８Ａ及び係合部１７、１７Ａは、ステムの軸線を中心に４箇所に形成しているが、３箇所或は対向する２箇所のみに形成してもよい。

本発明におけるバタフライバルブは、上述の実施形態に限定されることなく、本発明における技術的思想の範囲にあるものは、実施に応じて任意であることは勿論である。
例えば、本発明における保持体２０（３０）は、バタフライバルブに限らず、トラニオンボールバルブの下ステムの軸封構造にも応用できる。

本発明のバタフライバルブの一実施形態における要部を示した一部拡大断面図である。 保持体の装着前の状態を示した一部拡大断面図である。 本発明のバタフライバルブの一実施形態を示した一部切欠き正面図である。 保持体を示した斜視図である。 他の実施形態における保持体を示した斜視図である。 軸受開口部付近を示した一部拡大斜視図である。 本発明のバタフライバルブの他の実施形態を示した一部拡大断面図である。 従来のバタフライバルブの一例を示した一部拡大断面図である。 従来のバタフライバルブの他例を示した一部拡大断面図である。

符号の説明

１０ バタフライバルブ
１１ ボデー
１２ シートリング
１３ 弁体
１４ 下部ステム
１５、１５Ａ 軸受開口部
１６ 拡径部
１７ 係合部
１９ 開口端
２０、３０ 保持体
２１、３１ 係止部
２２ 軸受筒部
２３ 装着溝
２４ Ｏリング
２５ 摘み部

Claims (6)

1. 短筒状ボデー内に円盤状の弁体を回転させて開閉自在に設けたバタフライバルブにおいて、前記弁体に設けた下部ステムを前記ボデーに形成した軸受開口部に貫入し、この軸受開口部を、係止部を有する保持体で被蓋し、かつ前記係止部を前記軸受開口部の近傍位置にあけた係合部に係止させて前記軸受開口部に前記保持体を固着させたことを特徴とするバタフライバルブ。
2. 合成樹脂、ゴム等の弾性材料で前記保持体に１個又は複数個の係止部を一体に形成し、この係止部を前記係合部にスナップ係合させて前記保持体を当該軸受開口部に固着した請求項１記載のバタフライバルブ。
3. 前記保持体に軸受筒部を一体に形成し、前記軸受開口部に形成した拡径部に前記軸受筒部を嵌合させた請求項１または２記載のバタフライバルブ。
4. 前記軸受筒部と前記拡径部の間にＯリングを介在させた請求項３記載のバタフライバルブ。
5. 前記係止部を有する保持体を円板形状に形成し、この係止部を前記係合部に係止させて軸受開口部の開口端を被蓋して固着させた請求項１または２記載のバタフライバルブ。
6. 前記保持体の下面に摘み部を設けた請求項１ないし５の何れか１項に記載のバタフライバルブ。
   
   
   

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