JP2012207718A - ソフトシール弁およびソフトシール弁の弁体のライニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性材が流体中に溶出する可能性を低減できるソフトシール弁を提供する。
【解決手段】弁体３は、芯金１２と、芯金１２の外縁部に設けられ且つ閉位置Ｓにおいて弁箱シート部６に当接する弁体シート部１３とを有し、弁体シート部１３は芯金１２にゴム２１をライニングすることによって形成され、芯金１２の外表面は、弁体シート部１３で囲まれた部分に、ゴム２１がライニングされていない非ライニング部２５を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、弁箱内の流路を横切る方向へ移動して流路を開閉する弁体を有するソフトシール弁およびソフトシール弁の弁体のライニング方法に関する。

従来、仕切弁には、芯金の全面をゴムライニングして構成された弁体を有するものがある。ゴムライニング施工時、芯金を金型内に入れ、ゴムを金型内に注入する。尚、このような全面ゴムライニングの弁体を有する仕切弁および金型を用いた弁体のゴムライニング方法については、例えば下記特許文献１に記載されている。

特公平１−５７６４５

しかしながら上記の従来形式では、弁体は全面ゴムライニングされているため、ゴムライニング部分と弁箱内の水（流体）との接触面積が増え、このため、ゴムが流体中に溶出する可能性が高いといった問題がある。

また、ゴムライニング施工時、金型内にゴムを注入する際の圧力により、弁体の芯金が金型内でずれたり或は変形し易く、ゴムライニングの厚さが正規の厚さから変動してしまうといった問題がある。

本発明は、弾性材が流体中に溶出する可能性を低減することができ、弁体シート部を正規の厚さに形成することができ、弁体シート部が基材から剥離し難いソフトシール弁およびソフトシール弁の弁体のライニング方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明におけるソフトシール弁は、弁箱内に、弁箱内の流路を横切る方向へ移動して流路を開閉する弁体と、弁箱シート部とが設けられ、
弁体は、基材と、基材の外縁部に設けられ且つ閉位置において弁箱シート部に当接する弁体シート部とを有し、
弁体シート部は基材に弾性材をライニングすることによって形成され、
基材の外表面は、弁体シート部で囲まれた部分に、弾性材がライニングされていない非ライニング部を有しているものである。

これによると、弁体が閉位置に移動することにより、弁体シート部が弁箱シート部に当接し、弁箱内の流路が閉じられる。また、弁体が開位置に移動することにより、弁体シート部が弁箱シート部から離間し、弁箱内の流路が開通する。

基材の外表面は非ライニング部を有しているため、全面ライニングに比べて、ライニング部分と弁箱内の流体との接触面積が減少し、ライニング部分の弾性材が流体中に溶出する可能性は低減される。

本第２発明におけるソフトシール弁は、弾性材は、基材にライニングされた後、加硫接着されるものである。
本第３発明におけるソフトシール弁は、基材の外表面と弁体シート部の外表面との境界部分は基材の外表面に形成された平坦面上に設けられているものである。

これによると、境界部分にゴミ等の異物が引っ掛かり難い。
本第４発明におけるソフトシール弁は、境界部分における基材の平坦面は、弾性材をライニングする際に使用される金型の内面に面接触し、金型に形成された凹部の開放側に面しているものである。

これによると、ライニング施工時、基材を金型内に入れて金型を閉じ、弾性材を金型内に注入する。この際、基材の平坦面が金型の内面に面接触しているため、金型の凹部に充填された弾性材が基材の平坦面と金型の内面との隙間から漏洩するのを防止できる。また、基材の寸法に若干ばらつきが発生し、金型内で基材が僅かに平坦面に沿ってずれたとしても、基材の平坦面と金型の内面との接触は保たれ易いため、弾性材の漏洩を防止することができる。

本第５発明におけるソフトシール弁は、弁体シート部は弁体の厚さ方向における基材の両面に設けられるシート体を有し、
厚さ方向における基材の両面に貫通する貫通孔が形成され、
基材の両面のシート体は貫通孔内に充填された弾性材によって互いに連結されているものである。

これによると、基材の両面のシート体同士が貫通孔内に充填された弾性材によって互いに連結されているので、弁体シート部が基材から剥離するのを防止することができる。
また、ライニング施工の前工程において、貫通孔を利用して基材を保持することができるため、流動浸漬法による粉体塗装を基材に対して容易に行うことができる。

本第６発明は、上記第４発明におけるソフトシール弁の弁体のライニング方法であって、
基材を金型内に入れて金型を閉じ、
基材の非ライニング部が金型内の受け部で受け止められ、且つ、基材の平坦面が金型の内面に面接触した状態で、弾性材を金型に形成された注入部から金型内の凹部に注入するものである。

これによると、ライニング施工時、基材の非ライニング部が金型内の受け部で受け止められているため、弾性材を注入部から金型内の凹部に注入する際、弾性材の注入圧力により基材が変形したりずれたりするのを防止できる。これにより、弁体シート部の厚さを正規の厚さに形成することができる。また、金型の凹部に充填された弾性材が基材の平坦面と金型の内面との間から漏洩するのを防止できる。

本第７発明は、上記第５発明におけるソフトシール弁の弁体のライニング方法であって、
金型に形成された注入部から金型内へ注入される弾性材の最下流部分に基材の貫通孔が位置するように、基材を金型内に入れ、
金型を閉じた後に、弾性材を注入部から金型内に注入するものである。

これによると、弾性材は、注入部から金型内へ注入されて最下流部分に達し、基材の貫通孔に充填される。この際、金型内の微小なゴミ等の異物が、弾性材と共に流れて最下流部分に達し、貫通孔内に集められる。これにより、弁体シート部の弾性材中にゴミ等の異物が混入するのを防止できる。

以上のように本発明によると、基材の外表面は非ライニング部を有しているため、全面ライニングに比べて、ライニング部分と弁箱内の流体との接触面積が減少し、弾性材が流体中に溶出する可能性を低減することができる。

また、弾性材の注入圧力を受けて基材が変形したりずれたりするのを防止できるため、弁体シート部の厚さを正規の厚さに形成することができる。さらに、基材の両面のシート体同士が貫通孔内に充填された弾性材によって互いに連結されているので、弁体シート部が基材から剥離するのを防止することができる。

本発明におけるソフトシール弁の一部切欠き斜視図である。 同、ソフトシール弁の一部切欠き正面図である。 同、ソフトシール弁の断面図である。 同、ソフトシール弁の弁体の斜視図である。 同、ソフトシール弁の弁体の正面図である。 同、ソフトシール弁の弁体の側面図である。 図５におけるＸ−Ｘ矢視図である。 図５におけるＹ−Ｙ矢視図である。 同、ソフトシール弁の弁体の一部切欠き斜視図である。 同、ソフトシール弁の弁体の芯金の正面図である。 図８におけるＸ部分の拡大図である。 図８におけるＹ部分の拡大図である。 同、ソフトシール弁の弁体をライニングする際に用いられる金型の一部切欠き斜視図である。 同、金型の下金型内に芯金をセットした平面図である。 同、芯金をセットして閉じた金型の断面図である。 図１５におけるＸ部分の拡大図である。 図１５におけるＹ部分の拡大図である。 同、金型を開いて弁体を取り出したときの断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
先ず、ソフトシール弁の構成を説明する。
図１〜図３に示すように、ソフトシール弁１は、弁箱２と、弁体３と、弁棒４を有している。弁箱２内には、弁箱内流路５と、弁箱シート部６とが設けられている。

弁体３は、弁棒４の回転により、上下方向（弁箱内流路５を横切る方向の一例であり、弁棒４の軸心方向Ａに相当）へ移動して弁箱内流路５を開閉する。弁体３の上部には雌ねじこま７が設けられ、弁棒４の雄ねじ部が雌ねじこま７に螺合している。弁箱２の内側面には、弁体３を上下方向（開閉方向）へ案内する左右一対の案内レール９が上下方向に配設されている。また、弁体３の両側部には、案内レール９に係合する案内溝１０が形成され、案内レール９と案内溝１０とで案内部が構成されている。

図３〜図７に示すように、弁体３は、金属製の芯金１２（基材の一例）と、閉位置Ｓにおいて弁箱シート部６に当接する弁体シート部１３とを有している。また、図４，図７〜図１０に示すように、芯金１２は、上下方向に貫通した孔部１４が形成された扇形状の本体部１５と、雌ねじこま７が挿入される挿入部１６とを有している。尚、挿入部１６は本体部１５の上部に設けられており、芯金１２の表面は粉体塗装が施されている。

弁体３の厚さ方向Ｂにおける本体部１５の両面の外縁部には、厚さ方向Ｂに盛り上がった外縁突部１８が形成されている。また、図８〜図１０に示すように、本体部１５の上部には、両外縁突部１８の表面（厚さ方向における基材の両面の一例）に貫通する複数本（図１０では二本）の貫通孔２４が形成されている。これら貫通孔２４は、孔部１４に交差しないように、孔部１４の両外側方を通っている。さらに、図６，図８，図９に示すように、本体部１５の下端部には、孔部１４の径方向に突出した下部突部１９が形成されている。尚、図８，図９，図１２に示すように、下部突部１９には、下方が開放された円環状の溝２０が形成されている。

弁体シート部１３は、図６に示すように、弁体３の厚さ方向Ｂにおける芯金１２の両面の外縁部に設けられる一対の環状の第１シート体１３ａ，１３ｂと、図７に示すように、両第１シート体１３ａ，１３ｂの下部間に一体に設けられた円環状の第２シート体１３ｃとを有している。尚、両第１シート体１３ａ，１３ｂの下部同士は第２シート体１３ｃを介して一体に繋がっており、図８，図９に示すように、第２シート体１３ｃは溝２０に嵌め込まれている。

弁体シート部１３は、ゴム２１（弾性材の一例）を芯金１２にライニングすることにより形成され、ライニング後、芯金１２に加硫接着される。また、図８，図９に示すように、芯金１２の両面の第１シート体１３ａ，１３ｂは貫通孔２４内に充填されたゴム２１によって互いに連結されている。

図４に示すように、芯金１２は、弁体シート部１３の第１シート体１３ａ，１３ｂで囲まれた内周部分に、ゴム２１がライニングされていない非ライニング部２５を有している。尚、非ライニング部２５においては、粉体塗装された芯金１２が露出している。

弁体シート部１３の外表面と芯金１２の外表面との境界部分は芯金１２の外表面に形成された平坦面上に設けられている。すなわち、図１１に示すように、弁体シート部１３の第１シート体１３ａ，１３ｂの外表面と芯金１２の外縁突部１８の外表面との境界部分２９は芯金１２の外表面に形成された平坦面２８上に設けられている。

また、図１２に示すように、弁体シート部１３の第２シート体１３ｃの外表面と芯金１２の下部突部１９の外表面との境界部分３１は芯金１２の外表面に形成された平坦面３３上に設けられている。尚、平坦面２８，３３とは、凹凸の無い、平らな平面である。

次に、弁体３の芯金１２にライニングして弁体シート部１３を設けるライニング工程に使用される金型の構成を説明する。
図１３〜図１５に示すように、金型４５は開閉自在な上金型４６と下金型４７と抜き金型４８とを有している。これら上金型４６と下金型４７と抜き金型４８との各内面にはそれぞれ、溶融されたゴム２１が充填される凹部４９〜５１が形成されている。尚、上金型４６の凹部４９と抜き金型４８の凹部５１とが連通し、下金型４７の凹部５０と抜き金型４８の凹部５１とが連通している。また、凹部４９，５０に充填されたゴム２１により、弁体シート部１３の両第１シート体１３ａ，１３ｂが形成され、凹部５１に充填されたゴム２１により、弁体シート部１３の第２シート体１３ｃが形成される。

図１３〜図１５に示すように、抜き金型４８には、外部から凹部５１内に連通する複数本（図１３では二本）の注入孔５２（注入部の一例）が形成されている。尚、図１４に示すように、芯金１２の貫通孔２４は、注入孔５２から金型４５内に注入されるゴム２１の最下流部分に位置している。また、図１５に示すように、貫通孔２４の一端は上金型４６の凹部４９に連通し、貫通孔２４の他端は下金型４７の凹部５０に連通する。また、図１３〜図１５に示すように、上金型４６の内部と下金型４７の内部とにはそれぞれ、芯金１２の非ライニング部２５を受け止める受け部５３が設けられている。

図１５に示すように、金型４５を閉じた状態で、図１６に示すように、いずれか片面側の境界部分２９における芯金１２の平坦面２８は、上金型４６の内面４６ａに面接触し、凹部４９の開放側に面している。同様に、反対側の面の境界部分２９における芯金１２の平坦面２８は、下金型４７の内面４７ａに面接触し、凹部５０の開放側に面している。また、図１７に示すように、境界部分３１における芯金１２の平坦面３３は、抜き金型４８の内面４８ａに面接触し、凹部５１の開放側に面している。

次に、上記金型４５を用いた弁体３のライニング方法を説明する。
金型４５を開き、粉体塗装された芯金１２を金型４５内に収納して、金型４５を閉じる。これにより、図１５に示すように、芯金１２の両非ライニング部２５が金型４５内の両受け部５３によって受け止められる。この際、非ライニング部２５は広範囲にわたって受け部５３に面接触する。また、図１６，図１７に示すように、芯金１２の各平坦面２８，３３は上金型４６の内面４６ａおよび下金型４７の内面４７ａおよび抜き金型４８の内面４８ａに面接触している。

その後、図１３，図１４に示すように、抜き金型４８の注入孔５２が上位で且つ芯金１２の貫通孔２４が下位になる向きに金型４５をセットし、注入孔５２から金型４５内に溶融したゴム２１を注入する。これにより、図１５に示すように、ゴム２１が、注入孔５２から抜き金型４８の凹部５１を流れ、さらに、凹部５１から上金型４６の凹部４９と下金型４７の凹部５０とを流れ、その後、凹部４９，５０から芯金１２の貫通孔２４内に流れ込む。これにより、各凹部４９〜５１と貫通孔２４とにゴム２１が充填され、弁体シート部１３が形成される。

その後、金型４５を加熱することにより、金型４５内のゴム２１が芯金１２に加硫接着される。その後、図１８に示すように、金型４５を開き、弁体シート部１３が加硫接着された弁体３を金型４５から取り出す。

上記のような弁体３のライニング方法において、図１５に示すように、金型４５を閉じた状態では、芯金１２の非ライニング部２５が金型４５内の一対の受け部５３によって広範囲にわたり両側から受け止められているため、ゴム２１を注入孔５２から金型４５内の各凹部４９〜５１と貫通孔２４とに注入する際、ゴム２１の注入圧力により芯金１２が変形したりずれたりするのを防止できる。これにより、図１８に示すように、弁体シート部１３の厚さＴを正規の厚さに形成することができる。

また、図１６，図１７に示すように、芯金１２の各平坦面２８，３３が上金型４６の内面４６ａおよび下金型４７の内面４７ａおよび抜き金型４８の内面４８ａに面接触しているため、金型４５内の各凹部４９〜５１に充填されたゴム２１が芯金１２の各平坦面２８，３３と金型４５の内面４６ａ〜４８ａとの隙間から漏洩するのを防止できる。

また、図１６に示すように、芯金１２の寸法に若干ばらつきが発生し、金型４５内で芯金１２が僅かに平坦面２８に沿ってずれたとしても、芯金１２の平坦面２８と上下両金型４６，４７の内面４６ａ，４７ａとの接触は保たれ易く、ゴム２１の漏洩を防止することができる。同様に、図１７に示すように、金型４５内で芯金１２が僅かに平坦面３３に沿ってずれたとしても、芯金１２の平坦面３３と抜き金型４８の内面４８ａとの接触は保たれ易く、ゴム２１の漏洩を防止することができる。

さらに、図１４に示すように、ゴム２１は、上位となる注入孔５２から金型４５内へ注入されて最下流部分に流下し、下位となる芯金１２の貫通孔２４に充填される。この際、金型４５内の微小なゴミ等の異物が、ゴム２１と共に流れて最下流部分に達し、貫通孔２４内に集められる。これにより、弁体シート部１３のゴム２１中にゴミ等の異物が混入するのを防止することができる。

上記ライニング方法によりライニングされた弁体３を用いて組立てられたソフトシール弁１は、図３に示すように、弁体３が閉位置Ｓに移動することにより、弁体シート部１３が弁箱シート部６に当接し、弁箱内流路５が閉じられる。また、図２に示すように、弁体３が開位置Ｏに移動することにより、弁体シート部１３が弁箱シート部６から離間し、弁箱内流路５が開通する。

図４に示すように、芯金１２の外表面は非ライニング部２５を有しているため、芯金１２の全面をゴム２１でライニングする全面ライニングに比べて、ライニング部分と弁箱２内の水（流体の一例）との接触面積が減少し、ライニング部分のゴム２１が水中に溶出する可能性は低下する。

また、図８，図９に示すように、弁体シート部１３の両第１シート体１３ａ，１３ｂ同士が貫通孔２４内に充填されたゴム２１によって互いに連結されているので、弁体シート部１３が芯金１２から剥離するのを防止することができる。

また、図１１，図１２に示すように、境界部分２９，３１が芯金１２の平坦面２８，３３上に設けられているため、境界部分２９，３１にゴミ等の異物が引っ掛かり難い。
また、上記ライニング工程の前工程において、図１０の仮想線で示すように、両貫通孔２４にピン５８等を挿入して、芯金１２を保持することができる。このように芯金１２を保持した状態で浸漬槽（図示省略）内の粉体塗料中に浸漬することにより、流動浸漬法による粉体塗装を芯金１２に対して容易に行うことができる。

上記実施の形態では、図１０に示すように、芯金１２に二本の貫通孔２４を形成したが、二本以外の複数本又は一本でもよい。
上記実施の形態では、図１３に示すように、抜き金型４８に二本の注入孔５２を形成したが、二本以外の複数本又は一本でもよい。

上記実施の形態では、図６に示すように、弁体シート部１３は芯金１２の両面に設けられる一対の環状の第１シート体１３ａ，１３ｂを有しているが、いずれか片方のみの第１シート体を有していてもよい。

上記実施の形態では、予め固形化したゴムを芯金１２に嵌め込んで加硫してもよい。
上記実施の形態では、芯金１２の外表面の一部にゴム２１をライニングして弁体シート部１３を形成しているが、芯金１２の外表面に樹脂をライニングし、その上にゴム２１をライニングして加硫することにより、弁体シート部１３を形成してもよい。

上記実施の形態では、図１６，図１７に示すように、各金型４６〜４８を芯金１２の各平坦部分（平坦面２８，３３）に押し当てることによって、図１１，図１２に示すように、弁体シート部１３と芯金１２との各境界部分２９，３１を芯金１２の各平坦部分（平坦面２８，３３上）に設けているが、ゴムライニング又は加硫接着後に、ナイフやヤスリ等で弁体シート部１３のゴム２１を取り除き、結果的に、弁体シート部１３と芯金１２との各境界部分２９，３１を芯金１２の各平坦部分（平坦面２８，３３上）に設けてもよい。

１ ソフトシール弁
２ 弁箱
３ 弁体
５ 弁箱内流路
６ 弁箱シート部
１２ 芯金（基材）
１３ 弁体シート部
１３ａ，１３ｂ 第１シート体
２１ ゴム（弾性材）
２４ 貫通孔
２５ 非ライニング部
２８，３３ 平坦面
２９，３１ 境界部分
４５ 金型
４６ａ〜４８ａ 金型の内面
４９〜５１ 凹部
５２ 注入孔（注入部）
５３ 受け部
Ｂ 厚さ方向
Ｓ 閉位置

Claims (7)

1. 弁箱内に、弁箱内の流路を横切る方向へ移動して流路を開閉する弁体と、弁箱シート部とが設けられ、
   弁体は、基材と、基材の外縁部に設けられ且つ閉位置において弁箱シート部に当接する弁体シート部とを有し、
   弁体シート部は基材に弾性材をライニングすることによって形成され、
   基材の外表面は、弁体シート部で囲まれた部分に、弾性材がライニングされていない非ライニング部を有していることを特徴とするソフトシール弁。
2. 弾性材は、基材にライニングされた後、加硫接着されることを特徴とする請求項１記載のソフトシール弁。
3. 基材の外表面と弁体シート部の外表面との境界部分は基材の外表面に形成された平坦面上に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のソフトシール弁。
4. 境界部分における基材の平坦面は、弾性材をライニングする際に使用される金型の内面に面接触し、金型に形成された凹部の開放側に面していることを特徴とする請求項３記載のソフトシール弁。
5. 弁体シート部は弁体の厚さ方向における基材の両面に設けられるシート体を有し、
   厚さ方向における基材の両面に貫通する貫通孔が形成され、
   基材の両面のシート体は貫通孔内に充填された弾性材によって互いに連結されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のソフトシール弁。
6. 上記請求項４におけるソフトシール弁の弁体のライニング方法であって、
   基材を金型内に入れて金型を閉じ、
   基材の非ライニング部が金型内の受け部で受け止められ、且つ、基材の平坦面が金型の内面に面接触した状態で、弾性材を金型に形成された注入部から金型内の凹部に注入することを特徴とする弁体のライニング方法。
7. 上記請求項５におけるソフトシール弁の弁体のライニング方法であって、
   金型に形成された注入部から金型内へ注入される弾性材の最下流部分に基材の貫通孔が位置するように、基材を金型内に入れ、
   金型を閉じた後に、弾性材を注入部から金型内に注入することを特徴とする弁体のライニング方法。

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