JP2009097556A - バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】シートリングの位置決めを容易に行うことができると共に、設計及び組立工程が制限されないバタフライバルブを提供すること。
【解決手段】貫通孔１１が形成された弁箱１０と、貫通孔１１の内周面に嵌着されたシートリング２０と、貫通孔１１を横切ってこの弁箱１０に回転可能に支持された弁棒１２と、この弁棒１２に固定されて弁棒１２と共に回転して貫通孔１１を開閉する弁体１３とを備えたバタフライバルブ１であって、弁箱１０には、貫通孔１１から法線方向に延びる挿入孔１４が形成され、この挿入孔１４には、シートリング２０の外周面を押圧する押圧部材３０が出没自在に設けられると共に、シートリング２０の外周面から突出して押圧部材３０の先端部３４に当接する当接突部２４が挿入されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば管部材内を流れる流体の流量を調節するためのバタフライバルブに関するものである。

従来から、弁箱に形成された弁棒穴部分に、シートリングに当接する鍔部を有するベアリングが設けられたバタフライバルブが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このバタフライバルブでは、ベアリングを押し込むことでシートリングの外周面を押圧し、シートリングの圧縮量を調節するようになっている。
特開２００２−１８１２０２号公報

ところで、上述のバタフライバルブでは、シートリングが弁箱の貫通孔に沿ったリング形状を呈しているので、このシートリングを嵌合する際に周方向に回転しやすいという問題が生じていた。

そのため、シートリングの位置決めが困難であり、弁箱に形成された弁棒穴とシートリングに形成された弁棒貫通孔とを対応させることが難しくなっていた。

また、ベアリングには、シートリングに当接する鍔部が形成されているので、このベアリングを弁箱の弁棒穴内に挿入するには、貫通孔側から挿入しなければならなかった。

これにより、貫通孔の直径よりもベアリングの軸方向の全長が長いと挿入することができず、設計が制限されてしまうということがあった。さらに、あらかじめベアリングを組み付けてからシートリングを貫通孔に取り付ける必要があり、組立工程も制限されてしまっていた。

そこで、この発明は、シートリングの位置決めを容易に行うことができると共に、設計及び組立工程が制限されないバタフライバルブを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、この発明に係るバタフライバルブは、貫通孔が形成された弁箱と、前記貫通孔の内周面に嵌着されたシートリングと、前記貫通孔を横切ってこの弁箱に回転可能に支持された弁棒と、該弁棒に固定されてこの弁棒と共に回転して前記貫通孔を開閉する弁体とを備えたバタフライバルブであって、前記弁箱には、前記貫通孔から法線方向に延びる挿入孔が形成され、該挿入孔には、前記シートリングの外周面を押圧する押圧部材が出没自在に設けられると共に、前記シートリングの外周面から突出して前記押圧部材の先端部に当接する当接突部が挿入されていることを特徴としている。

また、前記押圧部材には、前記弁棒が貫通する軸孔が形成され、前記当接突部には、前記弁棒が貫通する弁棒貫通孔が形成され、前記弁棒は、前記押圧部材の軸孔及び前記当接突部の弁棒貫通孔を貫通して、前記弁箱に支持されていてもよい。

また、前記挿入孔の内周面にはねじ溝が形成され、前記押圧部材には、該ねじ溝に噛合するねじ部が形成されていてもよい。

また、前記押圧部材と前記当接突部との間には、前記押圧部材からの押圧力を均等に伝達する伝達板が介在されていてもよい。

また、前記弁箱には、前記貫通孔の中心を挟んで、前記挿入孔に対向する位置に該挿入孔と同方向に延びる第二挿入孔が形成され、該第二挿入孔には、前記シートリングから突出した第二突部が挿入されていてもよい。

この発明によれば、シートリングの周方向の位置決めを挿入孔内に当接突部を挿入することにより行うことができる。そのため、シートリングが周方向に移動することがなくなり、位置決めを容易に行うことが可能となる。

また、押圧部材の先端部が挿入孔に挿入された当接突部に当接するので、この押圧部材の先端部が挿入孔内に位置することとなり、押圧部材を弁箱の外側から挿入孔に挿入することができる。

これにより、設計及び組立工程の制限がなくなり、これらの自由度を向上させることができる。

また、弁棒が押圧部材及び当接突部を貫通するように配置することにより、シートリングのうち、常に弁体に接触している弁棒周囲の部分を押圧することができ、長期の使用によって最も磨耗しやすい部分を押圧することができる。そのため、シートリングに磨耗が生じても止水性の低下を防止して、製品寿命の向上を図ることができる。

さらに、流体が弁棒に沿って漏れ出にくくすることができ、止水性の向上をさらに図ることが可能となる。

また、挿入孔内にねじ溝を形成し、押圧部材にねじ部を形成したことにより、挿入孔内のねじ溝に押圧部材のねじ部を噛合させることで押圧部材の位置を調整することができ、シートリングの圧縮量を容易に調整することが可能となる。

また、押圧部材と当接突部との間に伝達板を介在させることにより、当接突部に均等に押圧力を伝達でき、シートリングの圧縮が偏りにくくなる。そのため、より安定した止水性を実現することができる。

また、弁箱に形成された第二挿入孔にシートリングから突出した第二突部が挿入されることにより、押圧部材による押圧力を第二突部によっても支持することができて、さらにシートリングの圧縮を偏りにくくすることができる。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態のバタフライバルブを説明する。

この発明に係るバタフライバルブ１は、図１に示すように、貫通孔１１が形成された弁箱１０と、この貫通孔１１の内周面１１ａに嵌着されたシートリング２０と、弁箱１０に回転可能に支持された弁棒１２と、この弁棒１２に固定された弁体１３とを備えている。

弁箱１０は、流体を案内する図示しない管部材内に配置され、例えばポリ塩化ビニルやポリプロピレンからなる合成樹脂材料で形成されたほぼ円板形状を呈している。また、貫通孔１１は、この弁箱１０のほぼ中心に貫通形成されている。

そして、この弁箱１０には、貫通孔１１から法線方向に延びる挿入孔１４と、貫通孔１１の中心Ｏを挟んで挿入孔１４に対向すると共に、この挿入孔１４と同方向に沿って延びる第二挿入孔１５とが形成されている。すなわち、挿入孔１４と第二挿入孔１５とは、同一直線上に位置することとなる。

ここで、挿入孔１４は、弁箱１０を貫通しており、第二挿入孔１５は、弁箱１０の内部に設けられた軸受部Ｊに連通している。

また、挿入孔１４の内径は、シートリング２０の後述する当接突部２４及び後述する押圧部材３０が挿入可能な大きさに形成されている。また、この挿入孔１４は、弁箱１０の外表面に開放した端部に内径が拡径された拡径部１４ａが形成されており、この拡径部１４ａの内周面にはねじ溝１４ｂが形成されている。さらに、拡径部１４ａの開口端部には、複数の固定用切欠部１４ｃが等間隔に間をおいて形成されている（図２参照）。

第二挿入孔１５の内径は、弁棒１２が挿入可能な大きさに形成されている。また、この第二挿入孔１５は、貫通孔１１に開放した端部１５ａの内径がシートリング２０の後述する第二突部２５が挿入可能な大きさに形成されている。

シートリング２０は、例えばＥＰＤＭやＦＰＭ等の弾性変形可能な樹脂材料によって形成されており、図３に示すように、両端が開放した円筒状の本体部２１と、この本体部２１の両端部にそれぞれ形成された一対のフランジ部２２，２２とを有している。

そして、本体部２１の外径は、弁箱１０の貫通孔１１の内径とほぼ同じ大きさであり、内径は弁体１３の外径よりもわずかに小さい大きさとなっている。また、この本体部２１の外周面２１ａには、周方向に延びる複数の突条部２３，…が形成されている。

さらに、この本体部２１には、外周面２１ａから法線方向に沿って突出した当接突部２４及び第二突部２５が形成されている。

当接突部２４は、弁箱１０に形成された挿入孔１４に嵌合可能な外径を有すると共に、本体部２１を貫通する弁棒貫通孔２４ａが形成されている。この弁棒貫通孔２４ａは、弁棒１２が貫通可能な大きさに形成されている。

一方、第二突部２５は、弁箱１０に形成された第二挿入孔１５の端部１５ａに嵌合可能な外径を有すると共に、本体部２１を貫通する第二弁棒貫通孔２５ａが形成されている。この第二弁棒貫通孔２５ａは、弁棒１２が貫通可能な大きさに形成されている。

また、この第二突部２５は、貫通孔１１の中心Ｏを挟んで当接突部２４に対向する位置に設けられている。すなわち、当接突部２４と第二突部２５とは、同一直線上に位置することとなる。

押圧部材３０は、例えばポリ塩化ビニルやポリプロピレンからなる弁箱１０と同じ合成樹脂材料によって形成されると共に、弁箱１０の挿入孔１４内に挿入可能な外径を有する円筒形状を呈している。

また、この押圧部材３０には、軸方向に延びる軸孔３１が貫通形成されている。さらに、押圧部材３０の一方の端部には、拡径部１４ａ内に収容される頭部３２が形成され、中間部には、Ｏリング３３が嵌合する環状溝部３３ａが形成されている。

頭部３２は、周面にねじ溝１４ｂに噛合するねじ部３２ａが形成され、端部に複数の治具受切欠部３２ｂが等間隔に間をおいて形成されている（図２参照）。

弁棒１２は、ここではステンレス等の金属によって形成された棒部材であり、中間部に弁体１３が固定されている。

そして、この弁棒１２は、挿入孔１４内に配置された押圧部材３０の軸孔３１と、シートリング２０の当接突部２４に形成された弁棒貫通孔２４ａとを貫通し、弁箱１０の貫通孔１１を横切って、シートリング２０の第二弁棒貫通孔２５ａと、第二挿入孔１５とを貫通して、一端部１２ａが軸受部Ｊに回転可能に保持されている。

また、弁棒１２の他端部１２ｂは、図１に示すように、弁体１０の拡径部１４ａから外方に向かって突出している。なお、この他端部１２ｂは、図示しない操作ハンドル等が固定可能な形状に形成されている。

さらに、この弁棒１２には、軸孔３１内に位置する部分に二つの環状溝部１６ａ，１６ｂが形成され、第二挿入孔１５内に位置する部分に一つの環状溝部１６ｃが形成されている。各環状溝部１６ａ，１６ｂ，１６ｃには、それぞれＯリング１７が嵌合されている。

弁体１３は、ここではポリプロピレン等の樹脂材料によって形成されたほぼ円板形状を呈しており、弁棒１２が貫通固定される軸貫通孔１３ａが形成されている。そして、弁棒１２の回転に伴って貫通孔１１内で回転するようになっている。

この弁体１３の外径は、シートリング２０の本体部２１の内径よりもわずかに大きく形成されており、シーリング２０に対してほぼ平行に位置した際に、このシートリング２０の本体部２１の内側に圧接するようになっている。

次に、この発明のバタフライバルブ１の作用について説明する。

このバタフライバルブ１を組み立てるには、まず、弁箱１０の貫通孔１１内にシートリング２０を嵌着させる。

このとき、シートリング２０の当接突部２４を弁箱１０の挿入孔１４内に挿入すると共に、第二突部２５を第二挿入孔１５内に挿入する。

これにより、シートリング２０が周方向に回転移動しなくなり、このシートリング２０を容易に位置決めすることができる。

また、当接突部２４が挿入孔１４内に挿入されることで、挿入孔１４と弁棒貫通孔２４ａとが同一直線状に配置される。そして、第二突部２５が第二挿入孔１５内に挿入されることで、第二挿入孔１５と第二弁棒貫通孔２５ａとが同一直線上に配置される。

ここで、挿入孔１４と第二挿入孔１５とが同一直線上に位置し、弁棒貫通孔２４ａと第二弁棒貫通孔２５ａとが同一直線上に位置しているので、挿入孔１４、弁棒貫通孔２４ａ、第二弁棒貫通孔２５ａ、第二挿入孔１５が同一直線上に位置することとなる。

さらに、本体部２１の両端部に形成された一対のフランジ部２２，２２は、それぞれ貫通孔１１の周縁部を覆い、これらのフランジ部２２，２２によって弁箱１０が挟み込まれる。

次に、弁箱１０の外側から挿入孔１４に押圧部材３０を挿入し、頭部３２を拡径部１４ａ内にねじ込む。このとき、図示しない治具を頭部３２に形成された治具受切欠部３２ｂに嵌め込み、この治具により押圧部材３０を回転させる。

このように、弁箱１０の外側から押圧部材３０を挿入するので、貫通孔１１の大きさに関わらず押圧部材３０を設計することができ、設計が制限されず、設計の自由度の向上を図ることができる。

また、シートリング２０を嵌着させてから押圧部材３０を組み付けることができるので、組立の自由度も向上できる。なお、押圧部材３０を組み込んでからシートリング２０を嵌着させてもよい。

そして、頭部３２を回転させることで、この頭部３２のねじ部３２ａが拡径部１４ａのねじ溝１４ｂに噛合し、頭部３２が拡径部１４ａ内に収容される。

また、挿入孔１４内に押圧部材３０が挿入された際に、押圧部材３０の軸孔３１が挿入孔１４と同軸になるので、この軸孔３１と、シートリング２０の弁棒貫通孔２４ａ、第二弁棒貫通孔２５ａ、第二挿入孔１５とが同一直線上に位置する。

なお、この押圧部材３０の環状溝部３３ａには、あらかじめＯリング３３を嵌着しておく。

そして、この押圧部材３０の頭部３２とは反対側の先端部３４が、シートリング２０の当接突部２４に当接しない状態又はわずかに当接した状態でねじ込みを停止しておく。

続いて、貫通孔１１内に弁体１３を配置する。このとき、弁体１３の軸貫通孔１３ａを、軸孔３１、弁棒貫通孔２４ａ、第二弁棒貫通孔２５ａ、第二挿入孔１５と同一直線上に位置するように配置し、保持する。なお、このときのシートリング２０の圧縮量は比較的小さいため、弁体１３を円滑に貫通孔１１内に配置することができる。

そして、弁棒１２を、押圧部材３０の軸孔３１、シートリング２０の弁棒貫通孔２４ａ、弁体１３の軸貫通孔１３ａ、シートリング２０の第二弁棒貫通孔２５ａ、第二挿入孔１５の順に挿入し、一端部１２ａを軸受部Ｊに回転可能に固定する。これにより、弁棒１２が回転可能に弁箱１０に保持される。

なお、弁棒１２の各環状溝部１６ａ，１６ｂ，１６ｃには、それぞれあらかじめＯリング１７を嵌着しておく。

最後に、押圧部材３０を、先端部３４がシートリング２０の当接突部２４の端面に当接するまでねじ込んだ後、さらにこの押圧部材３０をねじ込み、シートリング２０の圧縮量（潰し率）を増加させる。

そして、所定の圧縮量を得られたら、互いに対向する固定用切欠部１４ｃと治具受切欠部３２ｂとの中に図示しない固定用ピンを挿入し、押圧部材３０が逆回転してねじ込みが解除されることを防止する。

なお、シートリング２０の圧縮量は、押圧部材３０の回転トルクを測定することにより定量的に換算して管理する。

このように、弁棒１２及び弁体１３を配置した後、押圧部材３０を押し込むことでシートリング２０の外周面を押圧し、このシートリング２０の圧縮量を調整することができる。

これにより、例えば、収縮率の異なる材質でシートリング２０を形成した場合や、寸法誤差の発生等によりシートリング２０の内径にバラツキが生じても、弁体１３とシートリング２０との間に生じる圧接力を一定にすることができ、安定した止水性を得ることが可能となる。

また、硬さ（弾性力）の異なる材質によりシートリング２０を形成した場合であっても、弁体１３とシートリング２０との間の圧接力を一定にできて安定した止水性を得ることができる。

さらに、このように寸法誤差や硬さの違いが生じても、弁体１３とシートリング２０との間に生じる圧接力を一定にすることができるので、共通の弁箱１０を使用することができて、コストの低減を図ることができる。

また、長期の使用によりシートリング２０に磨耗が生じても、シートリング２０の圧縮量を増加させることで止水性を向上させ、製品の寿命の向上を図ることができる。

特に、上述の実施の形態では、押圧部材３０に弁棒１２が貫通する軸孔３１が形成されると共に、当接突部２４に弁棒１２が貫通する弁棒貫通孔２４ａが形成されることにより、弁棒１２が、軸孔３１及び弁棒貫通孔２４ａを貫通して弁箱１０の軸受部Ｊに支持されている。

これにより、シートリング２０のうち、常に弁体１３に接触しているため最も磨耗しやすい部分である弁棒１２の周囲の部分を、押圧部材３０によって押圧することができる。そのため、シートリング２０に磨耗が生じても止水性の低下を防止し、製品の長寿命化を図ることができる。

さらに、上述の実施の形態では、弁箱１０の貫通孔１１の中心Ｏを挟んで挿入孔１４に対向する位置に、この挿入孔１４と同方向に延びる第二挿入孔１５が形成され、この第二挿入孔１５には、シートリング２０から突出した第二突部２５が挿入されている。

これにより、押圧部材３０を挿入孔１４内に押し込んだことで生じる押圧力を、第二突部２５によっても支持することができ、シートリング２０に作用する圧縮力が分散して、このシートリング２０の圧縮を偏りにくくすることができる。

また、上述の実施の形態では、挿入孔１４の拡径部１４ａの内周面にねじ溝１４ｂが形成され、押圧部材３０の頭部３２にねじ溝１４ｂに噛合するねじ部３２ａが形成されている。

これにより、押圧部材３０を挿入孔１４内にねじ込むことで、この挿入孔１４内での押圧部材３０の位置を調節することができ、シートリング２０の圧縮量の調整を容易に行うことが可能である。

以上、この発明にかかる実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。

例えば、押圧部材３０と当接突部２４との間に、弁棒１２が貫通可能な貫通孔が形成されたワッシャー形状の伝達板（図示せず）が介在されていてもよい。

この伝達板は、例えば弁箱１０や押圧部材３０と同等の材質により形成されており、押圧部材３０からの押圧力を当接突部２４に均等に伝達することができる。

これにより、シートリング２０の圧縮がさらに偏りにくくなり、より安定した止水性を実現することができる。

また、図４に示すバタフライバルブ２のようであってもよい。

このバタフライバルブ２では、弁箱１０´の挿入孔１４には、拡径部１４ａ以外の部分の内周面にねじ溝１４ｂ´が形成されている。また、押圧部材４０は、頭部４２とは反対側の先端部４４の外周面にねじ溝１４ｂ´に噛合するねじ部４４ａが形成されている。なお、押圧部材４０の頭部４２の周面には環状溝部４２ａが形成され、この環状溝部４２ａ内にはＯリング４２ｂが嵌着されている。

この場合であっても、押圧部材４０を挿入孔１４内にねじ込むことで、シートリング２０を押圧して圧縮することができる。

さらに、図５（ａ）に示すバタフライバルブ３のようであってもよい。

このバタフライバルブ３では、弁箱５０に形成された挿入孔５１の内周面にねじ溝が形成されておらず、押圧部材５２とシートリング２０の当接突部２４との間には、複数のワッシャー部材５３，…が介在されている。

このバタフライバルブ３において押圧部材５２を押し込むには、図示しない操作ハンドル等を弁箱５０に締結する際の締結力を利用する。すなわち、操作ハンドル等を弁箱５０に締結する際に、押圧部材５２の頭部５２ａを押さえつけ、これによりシートリング２０の当接突部２４を押圧して圧縮する。

なお、この場合のシートリング２０の圧縮量は、ワッシャー部材５３の枚数（厚み）により管理する。また、押圧部材５２は操作ハンドル等により押さえつけられるので、図５（ｂ）に示すように、固定用切欠部及び治具受切欠部は形成されていない。

この場合であっても、シートリング２０を押圧して圧縮することが可能である。また、ワッシャー部材５３により、押圧部材５２からの押圧力を当接突部２４に均等に伝達することができる。

さらに、図６に示すバタフライバルブ４のようであってもよい。

このバタフライバルブ４では、弁箱６０に貫通孔１１から法線方向に延びる複数の挿入孔６１，…が形成され、各挿入孔６１には、シートリング２０´の外周囲を押圧する押圧部材６２が出没自在に設けられると共に、シートリング２０´から突出して、押圧部材６２の先端部６２ａに当接する当接突部２４´がそれぞれ挿入されている。

各挿入孔６１は、貫通孔１１の中心Ｏを挟んで一対ずつ対向するように形成されている。また、この挿入孔６１は、弁箱６０の外表面に開放した端部に内径が拡径した拡径部６１ａが形成され、この拡径部６１ａの内周面にねじ溝６１ｂが形成されている。なお、拡径部６１ａの開口端部には、固定用切欠部６１ｃが形成されている。

一方、各押圧部材６２は、先端部６２ａの反対側の端部に拡径部６１ａ内に収容される頭部６２ｂが形成され、この頭部６２ｂの周面にねじ部６２ｃが形成されている。なお、頭部６２ｂの端部には治具受切欠部６２ｄが形成されている。

この場合であっても、シートリング２０´の位置決めを、挿入孔６１内に当接突部２４´を挿入することにより行うことができる。そのため、シートリング２０´が周方向に移動することがなくなり、位置決めを容易に行うことが可能となる。

また、各押圧部材６１を弁箱６０の外側から挿入することができ、設計及び組立工程の制限がなくなり、これらの自由度を向上させることができる。

さらに、各押圧部材６０を挿入孔６１内に押し込むことでシートリング２０´を圧縮させて確実な止水性を得ることができると共に、複数の押圧部材６１，…によって圧縮させるので、止水性をさらに向上させることができる。

本発明に係るバタフライバルブを概略的に示す縦断面図である。 本発明に係るバタフライバルブの上面図である。 （ａ）はシートリングの正面図であり、（ｂ）はシートリングの一部を破断した側面図である。 本発明に係るバタフライバルブの他の例の第一を概略的に示す縦断面図である。 （ａ）は本発明に係るバタフライバルブの他の例の第二を概略的に示す縦断面図であり、（ｂ）はその上面図である。 本発明に係るバタフライバルブの他の例の第三を概略的に示す縦断面図である。

符号の説明

１ バタフライバルブ
１０ 弁箱
１１ 貫通孔
１２ 弁棒
１３ 弁体
１４ 挿入孔
２０ シートリング
２４ 当接突部
３０ 押圧部材
３４ 先端部

Claims (5)

1. 貫通孔が形成された弁箱と、前記貫通孔の内周面に嵌着されたシートリングと、前記貫通孔を横切ってこの弁箱に回転可能に支持された弁棒と、該弁棒に固定されてこの弁棒と共に回転して前記貫通孔を開閉する弁体とを備えたバタフライバルブであって、
   前記弁箱には、前記貫通孔から法線方向に延びる挿入孔が形成され、
   該挿入孔には、前記シートリングの外周面を押圧する押圧部材が出没自在に設けられると共に、前記シートリングの外周面から突出して前記押圧部材の先端部に当接する当接突部が挿入されていることを特徴とするバタフライバルブ。
2. 前記押圧部材には、前記弁棒が貫通する軸孔が形成され、前記当接突部には、前記弁棒が貫通する弁棒貫通孔が形成され、
   前記弁棒は、前記押圧部材の軸孔及び前記当接突部の弁棒貫通孔を貫通して、前記弁箱に支持されることを特徴とする請求項１に記載のバタフライバルブ。
3. 前記挿入孔の内周面にはねじ溝が形成され、前記押圧部材には、該ねじ溝に噛合するねじ部が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバタフライバルブ。
4. 前記押圧部材と前記当接突部との間には、前記押圧部材からの押圧力を均等に伝達する伝達板が介在されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバタフライバルブ。
5. 前記弁箱には、前記貫通孔の中心を挟んで前記挿入孔に対向する位置に、該挿入孔と同方向に延びる第二挿入孔が形成され、
   該第二挿入孔には、前記シートリングから突出した第二突部が挿入されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバタフライバルブ。
   
   
   

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