JP2012017782A - バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】組立が容易で、かつ、耐久性の高いバタフライバルブを提供する。
【解決手段】流路を有する弁本体２と、弁本体の内周面に形成された内壁部と、回転駆動装置３に連結される駆動軸４と、駆動軸と一体に形成された弁体６と、弁本体の流路に連通する連通孔を有するとともに、弁体を着脱可能に収容する弁シート部材５とを備え、弁体が弁シート部材に収容された状態で、回転駆動装置によって駆動軸を回転させることによって、弁体が弁シート部材に接離して流路の開閉又は切換を行うバタフライバルブ１等。駆動軸と弁体とを一体に形成するため、組立が容易で、駆動軸と弁体との締結部も存在しないため、バタフライバルブの耐久性も向上させることができる。弁シートに弁体を所定の収容位置へ案内するスリットを設けてもよく、弁体を楕円板状に形成することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、温水と冷水とを切り換える際等に用いられるバタフライバルブに関する。

従来、流路の開閉や流路の切換を行うにあたってバタフライバルブが用いられている。一例として、特許文献１に記載のバタフライバルブは、鋳物等の型成形で形成した短円筒状の弁本体の内周面に環状シートを装着し、この弁本体と環状シートの上下対向位置に軸装したステム（駆動軸）を介して環状シート内のジスク（弁体）を回転自在に設ける。

特開２００８−５１３４１号公報

しかし、上記特許文献１に記載のものなど従来のバタフライバルブは、流路内に位置決めされた弁体に駆動軸を外部から締結する必要があるため、弁体と駆動軸の組立作業を行うのが容易ではなかった。また、これにより、駆動軸と弁体との締結部の強度が不十分となり易く、衝撃によってバタフライバルブの耐久性が低下するなどの問題もあった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、組立が容易で、かつ、耐久性の高いバタフライバルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、バタフライバルブであって、複数の流路を有する弁本体と、回転駆動装置に連結される駆動軸と一体に形成された弁体と、前記弁本体の各流路に連通する連通孔を有するとともに、前記弁体を着脱可能に収容し、複数のシート部を有する弁シート部材とを備え、前記弁体が前記弁シート部材に収容された状態で、前記回転駆動装置によって前記駆動軸を回転させることによって、該弁体が前記シート部に接離して前記流路の開閉又は切換を行うことを特徴とする。

そして、本発明によれば、駆動軸と弁体とを一体に形成するため、組立が容易で、駆動軸と弁体との締結部も存在しないため、バタフライバルブの耐久性も向上させることができる。また、複数のシート部が一体的にシート部材として形成されるので、当該バタフライバルブの構造が簡略化する。

上記バタフライバルブにおいて、前記弁シート部材に、前記弁体を所定の収容位置へ案内するスリットを設けることができる。これにより、弁シート部材に対する弁体の収容及び位置決めを容易に行うことができるとともに、狭い幅のスリットとしたことで、弁の開閉時の漏れを防止し、弁シート部材全体の強度を高く維持することができる。

上記バタフライバルブにおいて、前記弁体を楕円板状に形成することができる。これにより、弁の開閉動作における回転駆動装置の回転量を低減することができ、弁体や弁シート部材等の摩耗を低減し、また運転コストの低減に繋がる。

上記バタフライバルブにおいて、前記駆動軸及び弁体を樹脂成形することができる。これにより、弁体の肉厚を自由に設定することができ、例えば、このバタフライバルブを温水と冷水との切換に用いた場合に、熱伝導率を低く抑えることなどが可能となる。

以上のように、本発明によれば、組立が容易で、かつ、耐久性の高いバタフライバルブを提供することができる。

本発明にかかるバタフライバルブの一実施の形態を示す図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１のバタフライバルブの弁シートを示す全体斜視図である。 本発明にかかるバタフライバルブの動作を説明するための断面図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかるバタフライバルブを四方切換弁に適用した場合を例にとって説明する。

図１及び図２は、本発明にかかるバタフライバルブの一実施の形態を示し、このバタフライバルブ１は、弁本体２と、弁本体２の上方に位置するモータ３と、モータ３の出力軸３ａに連結された駆動軸４と、弁本体２の弁室２ａ内に配置される弁シート部材５と、弁シート部材５に収容される弁体６等で構成される。

弁本体２は、下方が開口する円筒状に形成された弁室２ａと、弁室２ａに連結される４本の導管２ｂ〜２ｅと、内周面に内壁部２ｊ〜２ｍを備える。弁室２ａ内に弁シート部材５及び弁体６が収容され、弁体６の回転位置に応じて導管２ｂ〜２ｅ内を流れる流体の流路が切り換えられる。

モータ３は、その出力軸３ａに駆動軸４が螺合して連結され、モータ３の回転に応じて駆動軸４を介して弁体６が回転する。このモータ３には、パルスモータ等を用いることができる。

駆動軸４及び弁体６は、樹脂等で一体成形され、両者を一体化したのが本発明の特徴の一つである。弁体６は、楕円板状に形成され、弁シート部材５の所定の位置に位置決めされる。

弁シート部材５は、図３に明示するように、駆動軸４（図１参照）が挿入される駆動軸用孔５ａと、弁本体２の導管２ｂ〜２ｅ（図１参照）の内部に連通する連通孔５ｂ〜５ｅと、弁体６を位置決めしながら弁シート部材５の内部に収容するためのスリット５ｆとを備える。駆動軸用孔５ａは、駆動軸４と密着するように、かつ駆動軸４の摺動性を阻まないように、その孔径が定められている。また、弁室２ａ内の気密性及び弁シート部材５の摺動性を良好に維持する観点から、弁シート部材５は、ＥＰＤＭやＦＫＭ等の弾性材料で形成することが好ましい。

さらに、この弁シート部材５は、図２に示すように、弁本体２の弁室２ａの内部において、平面部５ｇ、５ｈが弁本体２の導管２ｄ、２ｂ内の流路に面するように位置決めされる。これにより、弁シート部材５を弁室２ａ内に装着するだけで、弁シート部材５全体が弁室２ａ内に固定される。また、弁シート部材５には、図２及び図３に示すように、その内部に収容した弁体６の回転量を規制するとともに弁体６が当接することにより流体を遮断するストッパ部（シート部）５ｊ〜５ｍが設けられる。

図１に戻り、駆動軸４と弁本体２の駆動軸収容部２ｆの内面との間には、パッキン８、９が配置され、弁本体２の弁室２ａの下部開口部が蓋１０によって塞がれる。

次に、上記構成を有するバタフライバルブ１の組立方法について、図１及び図２を中心に参照しながら説明する。

まず、駆動軸４と弁体６とを金型を用いて樹脂で一体成形する。一体成形後、駆動軸４を弁シート部材５のスリット５ｆ（図３参照）を介して駆動軸用孔５ａに移動させながら、弁体６を弁シート部材５内に収容して位置決めする。そして、駆動軸４にパッキン８、９を装着した後、弁体６が収容された状態の弁シート部材５を、弁本体２の弁室２ａの下方開口から、駆動軸４側から収容する。ここで、上述のように、図２に示すように、弁シート部材５を、弁本体２の弁室２ａの内部において、平面部５ｇ、５ｈが弁本体２の導管２ｄ、２ｂ内の流路に面するように位置決めすることで、弁シート部材５全体が弁室２ａ内に固定される。以上により、図１に示すように、弁本体２の駆動軸収容部２ｆの上部開口部から駆動軸４が上方に向かって突出した状態で、弁シート部材５が弁本体２の弁室２ａ内に収容、位置決めされる。

次に、駆動軸４とモータ３の出力軸３ａとを螺合させて両者を連結する。その後、蓋１０によって弁本体２の弁室２ａの下方開口を塞ぎ、蓋１０と弁本体２とを溶接（溶接部１２）して組立が完了する。

次に、上記構成を有するバタフライバルブの動作について、図４を中心に参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、導管２ｂが冷水供給部（不図示）に、導管２ｄが温水供給部（不図示）に接続され、導管２ｂ及び導管２ｄを介して冷水Ｃ及び温水Ｈが弁室２ａに導入され、弁室２ａに導入された冷水Ｃ及び温水Ｈは、その一方が導管２ｃから流出して下流側で利用され、他方は、導管２ｄから排出されて冷水供給部又は温水供給部に戻されるものとする。

図４（ａ）に示すように、弁体６をモータ３の駆動によって駆動軸４を介して矢印Ａ方向に回転させると、弁体６の左端部が内壁部２ｋ上を摺動または若干の間隙を有しつつ移動し、弁体６の右端部が内壁部２ｍ上を摺動または若干の間隙を有しつつ移動した後、各々の端部がストッパ部５ｋ、５ｍに当接して停止する。この状態では、導管２ｄから流入した温水Ｈが連通孔５ｄを経て弁シート部材５の内部を通過した後、連通孔５ｃを経て導管２ｃから流出して下流側で利用され、導管２ｂから流入した冷水Ｃが連通孔５ｂを経て弁シート部材５の内部を通過した後、連通孔５ｅを経て導管２ｅから流出して冷水供給部に戻される。

一方、図４（ｂ）に示すように、弁体６をモータ３の駆動によって駆動軸４を介して矢印Ｂ方向に回転させると、弁体６の左端部が内壁部２ｌ上を摺動または若干の間隙を有しつつ移動し、弁体６の右端部が内壁部２ｊ上を摺動または若干の間隙を有しつつ移動した後、各々の端部がストッパ部５ｌ、５ｊに当接して停止する。この状態では、導管２ｂから流入した冷水Ｃが連通孔５ｂを経て弁シート部材５の内部を通過した後連通孔５ｃを経て導管２ｃから流出して下流側で利用され、導管２ｄから流入した温水Ｈが連通孔５ｄを経て弁シート部材５の内部を通過した後連通孔５ｅを経て導管２ｅから流出して温水供給部に戻される。

尚、上記実施の形態においては、弁体６を楕円板状に形成しているため、この弁体６が流路の切換に要する回転角θ（図４（ａ）参照）を、弁体６を円板状に形成した場合より小さくすることができ（円板状に形成すると弁体の幅が小さくなり、ストッパ部５ｌ、５ｊに当接するまでの回転角が大きくなる）、これにより、モータ３の回転量を低減することができ、運転コストの削減に繋げることができる。

また、上記実施の形態においては、本発明にかかるバタフライバルブを四方切換弁に適用した場合を例示したが、遮断弁（二方弁）、三方弁等への応用も可能である。

さらに、上記実施の形態では、駆動軸４を回転させる回転駆動装置としてモータ３を例示したが、油圧式アクチュエータであってもよく、駆動軸４を回転させることができれば、その構成は問わない。

１ バタフライバルブ
２ 弁本体
２ａ 弁室
２ｂ〜２ｅ 導管
２ｆ 駆動軸収容部
２ｊ〜２ｍ 内壁部
３ モータ
３ａ 出力軸
４ 駆動軸
５ 弁シート部材
５ａ 駆動軸用孔
５ｂ〜５ｅ 連通孔
５ｆ スリット
５ｇ、５ｈ 平面部
５ｊ〜５ｍ ストッパ部（シート部）
６ 弁体
８ 、９ パッキン
１０ 蓋
１２ 溶接部
Ｃ 冷水
Ｈ 温水
θ 回転角

Claims (4)

1. 複数の流路を有する弁本体と、
   回転駆動装置に連結される駆動軸と一体に形成された弁体と、
   前記弁本体の各流路に連通する連通孔を有するとともに、前記弁体を着脱可能に収容し、複数のシート部を有する弁シート部材とを備え、
   前記弁体が前記弁シート部材に収容された状態で、前記回転駆動装置によって前記駆動軸を回転させることによって、該弁体が前記シート部に接離して前記流路の開閉又は切換を行うことを特徴とするバタフライバルブ。
2. 前記弁シート部材は、前記弁体を所定の収容位置へ案内するスリットを備え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. 前記弁体は、楕円板状に形成される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. 前記駆動軸及び弁体は樹脂成形されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバタフライバルブ。