JP2014531008A - 操作型弁、操作型弁用本体およびこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで製造できる操作型弁を提供することにある。【解決手段】 バレルの入力ボアと出力ボアとの間で流体の流れを調整する流れ調整手段と、該流れ調整手段の位置を制御する操作手段とを有する操作型弁用本体において、少なくとも入力ボアおよび出力ボアを備えたバレルと、内部に操作手段の少なくとも一部が配置される操作箱とを有し、バレルおよび操作箱が単一ピースとして一体成形されている構成の操作型弁用本体。【選択図】 図２

Description

本発明は、操作型弁用本体、該本体の入力ボアと出力ボアとの間の流れを調整する流れ調整手段を備えた操作型弁（actuated valve）、および流れ調整手段の位置を制御する操作手段に関し、本体は少なくとも入力ボアおよび出力ボアを備えている。

より詳しくは、流体弁の分野において、バタフライ弁として知られている弁の設計が知られている。これらの弁は、流体の流れを遮断しまたは調整するのに有効である。また、この特別な設計は、低コストでありかつ軽量であることから、一般に、他の設計にとっても好ましいことである。

図７には、最新技術によるバタフライ弁が示されている。

図７から理解されようが、バタフライ弁２０００は本体２１１０を有し、該本体２１１０は、入力ボア２１１１と、該入力ボア対面する出力ボアとを備え、これらの入力ボアおよび出力ボアを通って流体が流れることができる。バタフライ弁は更に、入力ボアおよび／または出力ボアの直径と実質的に等しい直径を有するディスク２２００を備えている。ディスク２２００を回転すると、入力ボアから出力ボアへの（または逆方向への）流体の流れを制御できる。

ディスク２２００の位置は、本体２１１０の頂部にアクチュエータを取付けることにより制御できる。アクチュエータは、本体２１１０の頂部セクションに、孔２００１、２００３および図示しない他の孔を設けることにより本体の頂部に固定できる。アクチュエータは、ディスク２２００の開口内に圧嵌めされた駆動軸１１３１を駆動して、駆動軸線の回りでディスク２２００を移動させることによりバタフライ弁２０００を開閉させる。駆動軸１１３１の反対側で、軸１１４１がディスク２２００内に圧嵌めされている。圧嵌め連結を用いることにより、駆動軸１１３１および／または軸１１４１の好ましくないいかなる「抜け」をも防止できる。また、駆動軸１１３１および軸１１４１は、円筒状ベアリング２３０２、２３０３を介して、本体２１１０の内壁から間隔を隔てられている。ＡＰＳＡＤ等の法規はベアリングを設けることを要求し、一方、ＵＬＦＭは或るレベルの耐食性を要求している。

図８には、バタフライ弁２０００およびアクチュエータ３３００からなる操作型弁３０００が示されている。アクチュエータ３３００とバタフライ弁２０００との連結は、孔２００１、２００２等を通して螺着されたねじ３００１、３００２、３００３により達成される。

このような設計はかなりコストが嵩むものである。

より詳しくは、この設計は、バタフライ弁２０００の鋳造に加えて、アクチュエータ３３００の鋳造コスト、および２つの要素を、ねじ３００１、３００２、３００３を介して連結することに関する労働コストを必要とする。また、アクチュエータ３３００およびバタフライ弁２０００の正確な整合を保証するには、熟練した労働力を用いる必要がある。

また、ねじ３００１、３００２、３００３による連結は、複数のねじおよび該ねじを取付けるための或る時間を必要とする。また、ねじ３００１、３００２、３００３による連結は、該ねじに加えるべきトルクについての品質管理を必要とする。また、駆動軸１１３１および軸１１４１の整合を確保するのに複数のベアリングを使用しなければならず、このため組立てに要する部品点数が増大する。

駆動軸１１３１および軸１１４１はディスク２２００内に圧嵌めされるので、キュープロアルミニウムのような高価な材料を使用しなければならない。

したがって本発明の目的は、上記問題がなくかつ低コストで製造できる操作型弁を提供することにある。

上記目的は、特許請求の範囲の独立項に記載の教示により達成される。

より詳しくは、本発明は、操作型弁用本体であって、操作型弁が、バレルの入力ボアと出力ボアとの間で流体の流れを調整する流れ調整手段と、該流れ調整手段の位置を制御する操作手段とを有する操作型弁用本体において、少なくとも入力ボアおよび出力ボアを備えたバレルと、内部に操作手段の少なくとも一部が配置される操作箱（actuating volume）とを有し、バレルおよび操作箱が単一ピースとして一体成形されている構成の操作型弁用本体に関する。

このようなアプローチによれば、バレルおよび操作箱が単一ピースとして一体成形されているので、付加鋳造により付加操作箱を製造する必要なくして、操作手段の少なくとも一部を本体の操作箱内に配置できる。また、ねじに関するコストおよび従来技術のアクチュエータおよび本体の組立てに包含される労働コストが節約される。

或る実施形態では、操作手段はウォームギアアクチュエータで構成できる。

或る実施形態では、流れ調整手段はディスクである。

このようなアプローチにより、流体の流れの制御を正確に達成できる。

本発明の上記目的は、請求項４に記載の操作型弁によっても達成される。本発明の操作型弁は、特に、上記本体と、本体の入力ボアと出力ボアとの間で流体の流れを調整する流れ調整手段とを有し、該流れ調整手段は、その少なくとも一部がシーリングコーティングによりコーティングされており、シーリングコーティングが流れ調整手段と本体との間に設けられている操作型弁において、シーリングコーティングには、１つ以上のリップ、特に、操作型弁の閉状態において流れ調整手段と本体との間のギャップを閉じるための、流れ調整手段の全周に沿う２つのリップが形成されていることを特徴とする。

流れ調整手段にシーリングコーティングが設けられているため、本発明の弁は、リップが設けられていない従来技術のコーティングと比較して、所与の閉トルクにより、閉状態で優れた気密性を達成できる。或いは、所与の気密特性では、弁を閉じるのに要するトルクは小さくて済むので、弁のアクチュエータの寸法を小さくでき、したがってコストを低減できる。

好ましくは、流れ調整手段に設けられた、駆動軸を受入れる軸孔および／または軸を受入れる軸孔の周囲に延びるように１つ以上のリップが設けられる。これにより、駆動軸および／または該駆動軸とは反対側の軸に近い領域を通る流体の漏出が防止される。

シーリングコーティングには、軸孔を包囲する第３リップおよび／または流れ調整手段の軸孔を包囲する第４リップを更に設けるのが有利である。これにより、弁の気密特性が更に改善される。

本発明の上記目的は、請求項７に記載の操作型弁によっても達成される。上記実施形態のいずれか１つと組み合わせることができる本発明の操作型弁は、上記本体と、該本体の入力ボアと出力ボアとの間の流体の流れを調整する流れ調整手段とを有し、流れ調整手段に連結された駆動軸から本体を分離しおよび／または流れ調整手段に連結された軸から本体を分離するため、本体の内部の少なくとも一部が、分離コーティングによりコーティングされている。

このようなアプローチにより、高価なベアリングを使用することなく、本体と軸との接触が防止される。

分離コーティングは、弁の内部に浸透する電気泳動による電着塗装または任意の堆積（デポジット）であるのが好ましい。

このアプローチにより、分離コーティングを、低コストにより均一に塗布できる。

分離コーティングは、１０〜５０μｍ、好ましくは４０μｍの厚さを有することが有利である。

このアプローチにより、分離コーティングは、コストを抑えつつ、必要な強度を得ることができる。

また、本発明は、上記実施形態のいずれか１つと組合せることができる操作型弁に関し、該操作型弁は、上記実施形態による本体と、入力ボアと出力ボアとの間の流体の流れを調整する流れ調整手段と、該流れ調整手段の位置を制御する操作手段とを有し、該操作手段の少なくとも一部が操作箱内に配置されている。

このアプローチにより、操作型弁を低コストで製造できる。

また、操作型弁には、流れ調整手段の位置を表示する弁インジケータを設けることができる。

このアプローチにより、流れ調整手段自体を見ることができないが、流れ調整手段の位置を知ることができる。

本発明の上記目的は請求項１２記載の操作型弁によっても達成できる。本発明の操作型弁は、本体と、流れ調整手段とを有し、上記実施形態のいずれか１つと組合せることができる。操作型弁は更に、流れ調整手段に連結された駆動軸を有し、クリップ手段が、駆動軸の凹部内に配置され、同時に、駆動軸の一部を受入れる流れ調整手段の内部の凹部の溝内に配置される。

したがって、流れ調整手段からの軸の脱落を低コストかつ簡単な設計により防止できる。実際に、圧嵌め連結を可能にする高価な材料を使用する代りに、ここでは流れ調整手段を鋳造材料で作ることができ、かつ駆動軸を簡単な鋼で作ることができる。

駆動軸には、該駆動軸と本体またはコーティングとの接触を防止すべく、環状シールおよび／または管状シールを挿入する１つ以上の溝を設けることができる。

これにより、低コストかつ簡単な設計により、軸と本体との接触を防止できる。

好ましくは、流れ調整手段に連結される端部とは反対側の駆動軸の端部の近くに１つ以上の溝が配置される。

かくして、シールの寿命中に、弁を通って流れる高温の流体の負の影響を低減できる。実際に、高温がシールに到達できないように、シールは流体から充分離れて配置される。したがって、より安価な材料を使用できる。

駆動軸には、この両端部の少なくとも一方の端部の近くに非円形状断面を設けるのが有利である。

このアプローチにより、操作手段から流れ調整手段へとトルクを有効に伝達でき、かつ操作手段の位置に対する流れ調整手段の位置を固定できる。したがって、製造が簡単化されかつコストが低減される。

また、本発明は、バレルおよび操作箱を備えた本体を鋳造により一体成形する工程と、本体内に流れ調整手段を配置する工程と、操作手段の少なくとも１つを本体の操作箱内に配置する工程とを有する操作型弁の製造方法に関する。

このアプローチにより、操作型弁を低コストで製造できる。

或る実施形態では、本体を一体成形する工程は、鋳造、モールディングまたは機械加工により行われる。

このアプローチにより、操作型弁は、標準の製造技術により製造できる。

本発明の上記目的はまた、請求項１６による流れ調整手段によっても達成される。弁の流れ調整手段は、上記実施形態のいずれか１つと組合せることもできる。本発明の流れ調整手段は、その少なくとも一部がシーリングコーティングによりコーティングされており、シーリングコーティングが、閉状態において流れ調整手段と本体との間に配置され、操作型弁が閉状態にあるときに流れ調整手段と本体との間のギャップを閉じるため、シーリングコーティングには、流れ調整手段の全周に沿う１つ以上、特に２つのリップが形成されている。

シーリングコーティングを設けたことにより、弁が、所与の閉トルクによる閉状態にあるとき優れた気密性を達成できる。したがって、所与の許容漏洩では、弁のアクチュエータの寸法を小さくでき、これによりコストを低減できる。

以下、有利な実施形態を用いかつ添付図面を参照して、本発明の実施形態をより詳細に説明する。説明する実施形態は可能な形態に過ぎないが、前述のように、個々の特徴は互いに独立的に実施できるし、或いは省略することもできる。図面に示される同じ要素には同じ参照番号が使用される。異なる図面に示される同じ要素に関する説明の一部は省略することもある。

本発明の第１実施形態による操作型弁用本体および操作型弁を示す概略斜視図である。 本発明の第１実施形態による操作型弁用本体および操作型弁を示す概略斜視図である。 本発明の第１実施形態による操作型弁用本体および操作型弁を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態による操作箱および操作手段の少なくとも一部を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態による操作箱および操作手段の少なくとも一部を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態による弁ディスク５２００を示すものである。 本発明の一実施形態による弁ディスク５２００を示すものである。 本発明の一実施形態による弁ディスク５２００を示すものである。 本発明の一実施形態による弁本体６１００、軸６１３１および弁ディスク６２００を示すものである。 本発明の一実施形態による弁本体６１００、軸６１３１および弁ディスク６２００を示すものである。 従来技術によるバタフライ弁の本体を示す概略斜視図である。 従来技術による操作型弁を示す概略斜視図および断面図である。

図１、図２および図３を参照して、操作型弁１０００用本体１１００を説明する。図１、図２および図３は、本発明の第１実施形態による本体１１００および操作型弁１０００を示す概略斜視図である。

図面から理解されようが、本発明１１００は、入力ボア１１１１および出力ボア１１１２を備えたバレル１１１０を有している。したがって、流体は、ディスク１２００の位置に基づいて、入力ボアから出力ボアへと（またはこの逆方向に）流れることができる。したがって、ディスク１２００は本発明による流れ調整手段として機能する。ディスク１２００の位置は、ピラー１１３０を通って延びている駆動軸１１３１（図１〜図３には示されていない）により制御される。より詳しくは、駆動軸１１３１は、ディスク１２００を、ピラー１１３０の頂部に配置された操作手段１３００に連結する。操作手段１３００は、その少なくとも一部が操作箱（actuating volume）１１２０内に配置される。駆動軸１１３１と整合した軸１１４１がピラー１１４０の内部に配置されており、バレル１１１０でディスク１２００を滑らかに移動できるように、反対側でディスク１２００に連結されている。

この場合、操作箱１１２０は、ピラー１１３０と一体に、および端部に入力ボア１１１１および出力ボア１１１２を備えたバレルと一体に製造される。操作箱１１２０と、バレル１１１０と、ピラー１１３０との組合せが、本体１１００を形成する。実現された一体性、すなわち一体成形ということは、要素が単一ピースで形成されるということ、より詳しくはモールディング、鋳造または機械加工により形成されるということを意味する。これは、要素を別々に形成し、次にこれらをねじにより一体に連結することとは異なる。

操作手段１３００の少なくとも一部は、操作箱内で実現される。より詳しくは、図面から理解されようが、操作箱１１２０は孔１１２７を有し、該孔１１２７には軸１３０１が通される。軸１３０１は制御ホイール１３０２に連結される。制御ホイール１３０２を回転させることにより、操作箱内に配置されたウォ―ムアクチュエータ１３０３、１３０４が係合される。ウォームアクチュエータの運動は、ピラー１１３０を通って延びている軸１１３１によりディスク１２００に伝達される。このようにして、制御ホイール１３０２によりディスク１２００を制御できる。

また、操作箱１１２０はカバー１１２１により閉じることができ、これにより操作箱１１２０内に配置された操作手段１３００を外部環境から隔絶することができる。これは、操作箱１１２０内に配置されるウォームアクチュエータのギアを保護する上で有利である。カバー１１２１は、ねじ１１２２、１１２３、１１２４および１１２５により、操作箱１１２０の頂部の所定位置に保持される。この実施形態では、カバー１１２１は、例えば孔が穿けられた単なる平板である。

したがって本発明によれば、操作箱１１２０は、単一の弁本体１１００を形成すべくバレル１１１０と一体に製造される。これは、弁１０００のあらゆる幾何学的複雑さが１つのワークピース（加工部材）で製造できるという長所を有している。

また、従来技術と比較して、カバー１１２１と弁本体１１００との間の境界面が簡単化されている。実際に、カバー１１２１と弁本体１１００との間の境界面は平坦である。本発明の設計によれば、要素間に必要な気密性を得るのに、平らでぴったり合う材料を使用できる。したがって、Ｏ-リングおよび／またはより複雑なシーリング手段を配置するための溝は全く不要である。

本発明による弁本体１１００および簡単化されたカバー１１２１を提供することにより、幾何学的形状のあらゆる複雑さは今やワンピースに過ぎずかつ組立ては少数のねじで済むことから、ワークピースの全コストを低減できる。また、一体化には少ない製造工程で済み、組立てが簡単化される。

カバー１１２１の上方には弁インジケータ１１２６を設けることができる。この実施形態の弁インジケータ１１２６は、ディスク１２００と一致して回転する平板からなる。これにより、弁１０００の操作時に、ディスク１２００の位置をインジケータで知ることができる。この機能を達成するため、弁インジケータ１１２６は、ピラー１１３０を通って延びる軸１１３１の頂部に直接連結できる。或いは、弁インジケータは、軸と一緒に移動する操作手段１３００の可動部品に連結することもできる。

弁インジケータ１１２６は平板であると説明したが、本発明はこれに限定されず、ディスク１２００の現在位置を示すボア、刻印または矢印等の表示を備えた球体または立体等で構成することもできる。

また、図面では操作箱の側部にナット１１３２が示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。より詳しくは、図３の操作箱１１２０の右側部のナット１１３２は、ギアボックスの電気的接続のためのワイヤパッキン押えであり、スイッチの指令を受けるのに使用される。しかしながら、本発明は、ナット１１３２を設けることなく実現することもできる。

図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の一実施形態による操作箱１１２０および操作手段１３００の少なくとも一部を示す概略斜視図である。

図４Ａから理解されようが、この実施形態の操作箱１１２０は、ピラー１１３０と単一ピースとして成形された面１１２９を有している。ピラー１１３０の上方に位置する面１１２９の部分には、孔１１２８が設けられている。孔１１２８の目的は、ディスク１２００に連結された軸１１３１が通ることができるようにすることにある。また、操作箱１１２０は４つの垂直面を有している。これらの垂直面の１つには、軸１３０１を通すための孔１１２７が設けられている。

図４Ｂから理解されようが、軸１３０１はウォーム１３０４に連結され、軸１１３１はウォームギア１３０３に連結されている。ウォームギア１３０３およびウォーム１３０４は、ウォームギアアクチュエータを実現すべく配置されている。すなわち、軸１３０１を駆動することにより、ウォーム１３０４はこの運動をウォームギア１３０３に伝達され、これにより軸１１３１を介してディスク１２００が駆動される。

また、軸１１３１はウォームギア１３０３の上方に延びており、カバー１１２１の外部まで延びた軸１１３１の部分に弁インジケータ１１２６が取付けられる。

操作箱１１２０内にあるウォームギア１３０３、ウォーム１３０４および軸１３０１、１１３１の一部は、操作箱内の操作手段１３００の一部に相当する。

したがって、本体１１００は、操作手段１３００の少なくとも一部を実現できる一体操作箱１１２０を備えた操作型弁１０００の製造を可能にする。より詳しくは、ウォームギア１３０３、ウォーム１３０４および軸１３０１、１１３１の一部は、操作箱１１２０内に配置できる。これにより、バレル１１１０および操作箱１１２０を別々に製造する必要がなくなるので有利である。また、これは、これらの２つの部品をねじで連結するのに要する労力をもはや不要にすることを意味する。更にこれは、操作箱内の操作手段１３００とバレル１１１０との完全な整合を達成できるという長所を有している。

ディスク５２００は、閉状態での弁の漏洩を防止すべくシーリング材料でコーティングされている。シーリング材料からなるシーリングリップ５２０１、５２０２が、ディスク５２００の外周に沿って形成されている。ここで、第１シーリングリップ５２０１は、ディスクの第１主側面５２１０に向かって外周領域の縁部にまたは縁部上に形成されており、第２シーリングリップ５２０２は、ディスク５２００の第１主側面５２１０とは反対側の第２主側面５２１１に向かって外周領域の縁部にまたは縁部上に形成されている。

また、両リップ５２０１、５２０２は、駆動軸孔５２０６の周囲にも更に延びている。これは、両リップ５２０２、５２０１の連続部として、図５Ａにおいてそれぞれ参照番号５２０３、５２０４で示されている。このような態様で、弁ディスク５２００の全周に沿う２つのシーリングリップの存在により、入口から出口への漏洩が防止される。図示されてはいないが、ピラー１１４０に対面しかつピラー１１４０内に挿入される軸１１４１の開口を有するディスク５２００の両側面には、ディスク５２００の開口の周囲に均等構造を実現することもできる。

ディスク５２００の全周に沿うシーリングリップ５２０１、５２０２、５２０３、５２０４の存在により、ディスク全体をカバーするがリップ構造を有しないシーリング材料と比較して、同じ耐漏洩性を達成するには、弁の小さい閉トルクが必要になる。これにより操作手段の設計条件を低くでき、したがって、これは、少量の材料によりまたは低コストの材料を用いて製造できる。したがって、ディスクの少なくとも一方の側面にシーリング材料からなるシーリングリップを設けることにより、弁を低コストで製造できる。同様に、シーリングリップを設けることにより、所与の閉トルクが得られる所与の操作手段に大きい耐漏洩性を与えることができる。したがって、シーリングリップを設けることにより、より過酷な漏洩条件を満たす所与の弁を作ることができる。これにより、実際に、両状況において同じ価格でより優れた性能が得られ、弁のコスト低減を達成できる。

この実施形態の変更形態によれば、駆動軸孔５２０６を形成する凹部の回りおよびディスクの反対側の軸の凹部の回りに付加シーリングリップ５２１２を設けることができる。これにより、バタフライ弁の駆動軸および軸を介して生じ得る漏洩通路に対する二重シーリングを達成することもできる。

図５Ａでは、ディスク５２００の両側面にリップが設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ディスク５２００の一方の側面のみに単一リップを設けることもできる。例えば、図５のディスク５２００に関していえば、シーリングリップ５２０１および５２０４のみを設けることができる。

また、この実施形態では、軸１１３１が挿通される領域の周囲の２つの別々のシーリングリップ５２０３、５２０４に関して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。これに代えてまたはこれに加えて、駆動軸１１３１を収容するディスクの領域の回りを圧縮すべく、両リップ５２０３、５２０４からなる単一シーリングリップ５２０７を設けることもできる。この場合、このような単一シーリングリップは、シーリングリップ５２０１、５２０２と一体化させることもできる。

より詳しくは、図５Ｂは図５Ａの構成をより詳細に示すものであり、ここではリップ５２０４がリップ５２０１と線状に連続し、リップ５２０３がリップ５２０２と線状に連続している。より詳しくは、これにより、弁により遮断すべき流体に対する単一の連続シーリングリップが形成されるという長所が得られる。一方、図５Ｃには、駆動軸１１３１を挿通させるべき領域の周囲に配置されかつリップ５２０１、５２０２に連結された円形リップ５２０７が示されている。この組合せは、弁により遮断すべき流体に対して連続リップを呈し、したがって漏洩を低減させるという点で図５Ｂと同じ結果を達成できる。また、リップ５２０１と５２０２との間に、周方向リップ５２０７のリップ部分５２０８が存在するため、リップ５２０１、５２０２を通る漏洩が存在しても、流体が更に操作箱内に漏洩（この漏洩は操作手段に損傷をもたらすことがある）することが更に防止される。

図５Ｂおよび図５Ｃによるシーリング構造では、駆動軸孔および軸の凹部をシールする付加シール５２１２を設けることもでき、したがって破線で示されている。

シーリング材料は、ＥＰＤＭまたはＮＩＴＲＩＬＥのいずれを使用してもよく、モールディング法により堆積（デポジット）させることができる。シーリング材料は必ずしもディスク５２００の全表面に設ける必要はなく、堆積はリップが設けられる領域に限定することもできる。

上記実施形態は図１の操作型弁１０００に関連して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。より詳しくは、シーリングリップは、例えば図８の操作型弁３０００のような任意の弁に独立的に設けることができる。

図６Ａは、本発明の他の実施形態による弁本体６１００、駆動軸６１３１、軸６１４１および弁ディスク６２００を概略的に示すものである。図６Ａは、図面の明瞭化のため、操作箱および操作手段を省略して弁本体６１００の部分のみを示す。図６Ｂは駆動軸６１３１のみを示す。弁本体６１００は前の実施形態の弁本体として使用できるが、他の任意の形式の弁、例えば図８に示す弁の本体としても独立的に使用できる。同様に、駆動軸６１３１および／または軸６１４１および／またはディスク６２００は、前の実施形態と組合せて使用できるが、他の任意の形式の弁、例えば図８に示す弁にも独立的に使用できる。

駆動軸１１３１の抜け（blowout）およびその結果生じる操作手段の損傷および弁の可能性ある故障を回避するため、一般に、鋼の軸をアルミニウムブロンズディスクまたは軟質材料のディスク内に圧嵌めすることおよび／またはねじを用いて軸の凹部内にねじ止めすることが知られている。しかしながら、このような設計は、高価な材料を使用するためかなり高価なものとなり、或いは抜け防止手段が、例えばねじの締め忘れにより意図的にまたは非意図的に不能となることがある。

これに対し、本発明の実施形態による駆動軸６１３１および弁ディスク６２００は、クリップ手段６００２を設けたことにより一体に維持される。より詳しくは、ディスク６２００は鋳造され、かつ溝６２０２を備えた第１内凹部６２０１を有しており、溝６２０２内に１つ以上のクリップ手段６００２が嵌入されるようになっている。図６Ａの左側には、クリップ手段６００２および駆動軸６１３１を取外した状態の凹部６２０１が拡大して示されている。クリップ手段６００２は、例えばスナップリングまたは保持リングで構成できる。弁本体６１００のピラー６１３０内に駆動軸６１３１を挿入すると、該軸６１３１が通ることによりクリップ手段６００２が開かれる。

より詳しくは、駆動軸６１３１の一端６００４の形状は、常態でクリップ手段６００２の直径より小さい直径を有している。これにより、軸６１３１をクリップ手段６００２内に首尾よく挿入し、次に軸６１３１をディスク６２００内に更に押込むことができる。軸６１３１の直径は、端部６００４から離れる方向に移動するにつれて、クリップ手段６００２の常態の直径より大きい直径に増大する。したがって、軸６１３１を弁ディスク６２００内に挿入することにより、クリップ手段６００２は、これがばね力を発揮する大きさまで拡大され、その常態位置に戻る。駆動軸は、凹部６００３が存在するため、直径が突然減少する。したがって、クリップ手段６００２は、その小さい方のばねポテンシャルおよび／またはその常態にスプリングバックして、駆動軸６１３１をディスク６２００の第１凹部６２０２内にロックする。これにより、軸６１３１をクリップ手段６００２内に容易に挿入できる。また、凹部６００３の位置での突然の直径変化により、軸６１３１の抜けも防止される。実際に、軸６１３１の直径は、端部６００４から凹部６００３に向かって増大するが、凹部６００３の位置で突然に減少する。したがって、ひとたびクリップ手段６００２が凹部６００３と係合すると、弁ディスク６２００からの軸６１３１の移動が防止される。また、凹部６００３は、駆動軸６１３１の直径が凹部６００３から軸６１３１の端部６００５に向かって突然に増大するような形状を有している。この設計により、駆動軸６１３１をディスク６２００内に確実に配置できる。なぜならば、ひとたびクリップ手段６００２が凹部６００３内に入ったならば、長手方向の両方向に沿う駆動軸６１３１の移動が防止されるからである。

第１凹部６００２内への駆動軸６１３１の導入を容易にしかつクリップ手段６００２の開きを容易にするため、駆動軸６１３１は、駆動軸の端部６００４に向かう第１ベベル状領域６００７および端部６００５に向かう第２ベベル状領域６００８を有している。

本発明の実施形態は駆動軸６１３１の配置に関して説明したが、ディスク６２００の反対側の軸６１４１にも同様な構成を実施できる。かくして、ディスク６２００は、図６Ａの右側の拡大図に軸６１４１の無い状態で示す第２凹部６２０３を有し、側壁６２０６には第２溝６２０５が設けられている。溝６２０５は第２クリップ手段６００２を受入れる。第２凹部６２０３は、第１凹部に関してディスク６２００の反対側に配置されており、第２凹部６２０３内に入る端部６０１３に向かう凹部６０１２を有している。取付けられた常態において、第２溝６２０５および凹部６０１２は整合され、この中に配置されるクリップ手段６００２の存在により軸６１４１の抜けが防止される。

また、上記実施形態は図１の操作型弁１０００に関連して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。抜けを防止するクリップ手段６００２を備えたディスク６２００の設計、および／または駆動軸６１３１の設計、および／または軸６１４１の設計は、図５Ａに示した二重リップシーリング構造と組合せることができ、またはより一般的に、例えば図８の操作型弁３０００のような任意の弁に独立的に実施できる。

本発明による他の付加実施形態（これは他の実施形態とも独立的なものである）では、駆動軸６１３１の端部６００４、６００５に近い領域６０１０、６０１１は、非円形断面および／または一定の幾何学的形状関係をもつ２つの断面を有している。より詳しくは、端領域６００４、６００５の両セクション６０１０、６０１１は、正方形、長方形、楕円形または切り欠き部分を備えた円形、またはより一般的に、円対称性をもたない任意の断面形状を有する。

同時に、図６Ａの右側に示すように、ディスク６２００の第１凹部６２０１もまた、駆動軸６１３１の非円形領域６０１０と係合する非円形断面をもつ領域６２０４を有している。非円形断面６０１０、６２０４を設けることにより、円形断面の軸よりも頑丈な態様で、軸６１３１を介してトルクを伝達できる。同様に、凹部６２０３も非円形断面６２０６を有している。

非円形断面６０１１は、駆動軸６１３１を、アクチュエータ、より詳しくは例えば図１に参照番号１１２６で示すような弁インジケータに連結する機能を有する。駆動軸６１３１の両端部の２つの非円形領域６０１０と６０１１との間の一定の幾何学的形状関係により、弁の閉状態が弁インジケータによる閉状態表示に一致するようにする、ディスクとアクチュエータの弁インジケータとの間に一定の関係が確保される。一例として、駆動軸６１３１の端部６００４の近くの非円形断面６０１０が長方形である場合には、駆動軸６１３１をディスク６２００の第１凹部６２０１の対応非円形領域６２０４内に挿入する場合に２つの位置のみを利用できる。この特定例では、断面が長方形で、軸をディスク内に挿入する２つの位置は対称的である。したがって、２つの位置の如何とは独立して、軸６１３１がディスク６２００内に挿入され、ディスク６２００と操作手段１３００および弁インジケータとの整合が達成される。これにより、操作手段の位置に対するディスクの位置のキャリブレーションが不要になる。したがって、低コストでの弁の製造を達成できる。

また、端部６００４の断面６０１０と端部６００５の断面６０１１とは必ずしも一致させる必要はない。例えば、一方を楕円形とし、他方を正方形とすることもできる。断面が非円形である限り、この断面によるトルクの伝達は改善される。また、２つの断面が既知の関係を有する限り、操作手段１３００に対するディスク６２００の位置決めが保証される。

上記実施形態は図１の操作型弁１０００を参照して説明したが、本発明は該操作型弁に限定されるものではない。より詳しくは、端部６００４および／または端部６００５に非円形断面を設けることは、例えば図８の操作型弁３０００のような任意の弁に独立的に実施できる。

図６Ａおよび図６Ｂにも示すが、独立発明を示す本発明の他の実施形態では、駆動軸６１３１が、バタフライ弁の本体６１００から、より詳しくはピラー１１３０の内部から隔離されている。通常、このような隔離は、１つ以上の円筒状ベアリング２３０２を軸上に設けることにより達成される。しかしながら、円筒状ベアリングを設けることは付加部品を必要とすることであるので、弁のコストを増大させる。また、ベアリング２３０２を備えた弁を製造する複雑さも高められるので、更にコストが増大される。

本発明の実施形態によれば、ベアリングは、コーティング６３００により置換される。図示を容易にするため、コーティング６３００は駆動軸６１３１上に示されているが、軸６１３１上および／または弁本体６１００上に設けることができる。コーティング６３００は、弁の内部に浸透できる電気泳動による堆積または任意の堆積が好ましく、堆積の厚さは１０〜５０μｍの範囲内にあり、４０μｍが好ましい。

この形式のコーティング６３００は、耐食性および／または付着性が優れていること、浸漬により塗布できること、および／または堆積厚および／または強度の反復補修ができること等の長所を有している。

この実施形態は駆動軸６１３１に関連して説明したが、コーティング６３００を設ける同様なアプローチは、軸６１４１および／または軸６１４１を包囲する本体６１００の領域にも使用できる。

上記実施形態は図１の操作型弁１０００に関連して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。より詳しくは、コーティングを設けることは、例えば図８の操作型弁３０００のような任意の弁および／または上記他の任意の実施形態に独立的に実施できる。

本発明の他の変更形態（これは他の実施形態からも独立している）では、１つ以上の円環状シールおよび／または管状シール６３０２、６３０３、６３０４、６３０５を軸６１４１および／または駆動軸６１３１に設けて、駆動軸６１３１および／または軸６１４１と本体６１００との間の摩擦を防止することができる。図６Ａおよび図６Ｂでは、駆動軸６１３１上にトルクシールを配置できる位置が溝６００１で示されている。軸６１４１も１つまたは２つ以上の同様な溝を有している。このシールは、内部で循環する流体の温度がシールに与える影響を低減させるため、ディスク６２００から離れて配置される。また、ディスクから極端に離れた位置に配置することにより、弁の一体化中に、シール自体が転がることおよび／または破損することおよび／または損傷を受けることが防止される。また、ディスク６２００から離れてシールを配置することにより、鋳造および／またはシールの位置に近いコーティングおよび／または所定位置に配置されたシールに何らかの損傷が存在するか否かをチェックする視覚検査が可能になる。更に、２つ以上のシールを設けることにより、駆動軸６１３１および／または軸６１４１をピラー６１３０、６１４０内に安定して配置できる。

上記実施形態において、図面の理解を容易にするため、操作手段の他のコンポーネンツ、例えばガスケット、ベアリング等は図示されていない。

上記図面において、バレル１１１０はピラー１１３０を介して操作箱１１２０に連結されているが、本発明はこれに限定されるものではない。別の構成として、操作箱１１２０はバレル１１１０に直接取付けることもできる。

また、操作箱１１２０は４つのねじ１１２２〜１１２５により閉じられているところが示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。この代わりにまたはこれに加えて、操作箱を閉じる他の任意の方法を用いることができる。例えば、カバー１１２１は、図示の例とは異なる数のねじで所定位置に保持することができる。更に、これに代えてまたはこれに加えて、カバー１１２１は本体１１００に接着することもできる。更に、これに代えてまたはこれに加えて、カバーは本体１１００に溶接することもできる。更に、これに代えてまたはこれに加えて、カバー１１２１は本体１１００に機械的に圧嵌めすることもできる。

本発明の操作型弁１０００はバタフライ弁として図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。別の構成として、弁は、他の任意の種類の弁、例えばボール弁またはゲート弁とすることもできる。

また、本発明では、軸１３０１、制御ホイール１３０２、ウォーム１３０４およびウォームギア１３０３からなる操作手段がウォームギアアクチュエータを実現しているが、本発明はこれに限定されるものではない。或いは、操作手段は、該操作手段の少なくとも一部が操作箱１１２０内に配置される限り、空気圧アクチュエータまたは電気アクチュエータまたはハンドルのいずれかで構成できる。

また、操作箱は、１つの側面がカバー１１２１により閉じられる箱（volume）１１２０として説明されているが、本発明はこれに限定されるものではない。これに代えてまたはこれに加えて、箱は、適当な形状のカバーまたは複数のカバーにより２つ以上の側面を閉じることができる。

また、上記実施形態は互いに独立して実施できる。これに代えてまたはこれに加えて、２つ以上の実施形態の特徴を組合せることができる。

１０００ 操作型弁
１１００ 本体
１１１０ バレル
１１１１ 入力ボア
１１１２ 出力ボア
１１２０ 操作箱
１１２１ カバー
１１２６ 弁インジケータ
１１３０、１１４０ ピラー
１２００ ディスク
１３０２ 制御ホイール

Claims (18)

1. 操作型弁（１０００）用、より詳しくはバタフライ弁用本体（１１００）であって、操作型弁が、バレル（１１１０）の入力ボア（１１１１）と出力ボア（１１１２）との間で流体の流れを調整する流れ調整手段（１２００、５２００、６２００）と、該流れ調整手段の位置を制御する操作手段（１３００）とを備えている操作型弁用本体において、
   少なくとも入力ボア（１１１１）および出力ボア（１１１２）を備えたバレル（１１１０）と、
   内部に操作手段（１３００）の少なくとも一部（１３０３、１３０４）が配置される操作箱（１１２０）とを有し、
   バレル（１１１０）および操作箱（１１２０）が単一ピースとして一体成形されていることを特徴とする操作型弁用本体。
2. 前記操作手段（１３０１、１３０２）はウォームギアアクチュエータであることを特徴とする請求項１記載の操作型弁用本体。
3. 前記流れ調整手段（１２００、５２００、６２００）がディスクであることを特徴とする請求項１または２記載の操作型弁用本体。
4. 特に、請求項１〜３のいずれか１項記載の本体（１１００）と、
   本体（１１００）の入力ボアと出力ボアとの間で流体の流れを調整する流れ調整手段（１２００）とを有する操作型弁であって、
   流れ調整手段は、その少なくとも一部がシーリングコーティング（５２０１、５２０２、５２０３、５２０４、５２０５、５２０７、５２０８）によりコーティングされており、シーリングコーティングが流れ調整手段と本体との間に設けられている操作型弁において、シーリングコーティングには、１つ以上のリップ、特に、操作型弁の閉状態において流れ調整手段と本体との間のギャップを閉じるための、流れ調整手段の全周に沿う２つのリップが形成されていることを特徴とする操作型弁。
5. 前記１つ以上のリップは、流れ調整手段に設けられた、駆動軸を受入れる軸孔（５２０６）および／または軸を受入れる軸孔の周囲に延びるように構成されていることを特徴とする請求項４記載の操作型弁。
6. 前記シーリングコーティングは、軸孔（５２０６）を包囲する第３リップ（５２１２）および／または流れ調整手段の軸孔を包囲する第４リップを更に有していることを特徴とする請求項５記載の操作型弁。
7. 特に請求項１〜３のいずれか１項記載の本体（１１００）と、
   本体（１１００）の入力ボアと出力ボアとの間の流体の流れを調整する流れ調整手段（１２００）とを有し、
   流れ調整手段に連結された駆動軸（１１３１、６１３１）から本体を分離しおよび／または流れ調整手段に連結された軸（１１４１、６１４１）から本体を分離するため、本体の内部の少なくとも一部が、分離コーティング（６３００）によりコーティングされていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の操作型弁。
8. 前記分離コーティング（６３００）は、弁の内部に浸透する電気泳動による電着塗装または任意の堆積であることを特徴とする請求項７記載の操作型弁。
9. 前記分離コーティングは、１０〜５０μｍ、好ましくは４０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項７または８記載の操作型弁。
10. 請求項１〜３のいずれか１項記載の本体（１１００）と、
    入力ボアと出力ボアとの間の流体の流れを調整する流れ調整手段（１２００）と、
    該流れ調整手段の位置を制御する操作手段（１３０１、１３０２）とを有し、該操作手段の少なくとも一部が操作箱（１１２０）内に配置されていることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項記載の操作型弁（１０００）。
11. 前記流れ調整手段の位置を表示する弁インジケータ（１１２６）を更に有することを特徴とする請求項１０記載の操作型弁（１０００）。
12. 前記流れ調整手段（６２００）に連結された駆動軸（６１３１）を有し、クリップ手段（６００２）が、駆動軸（１１３１、６１３１）の凹部（６００３）内に配置され、同時に、駆動軸（６１３１）の一部を受入れる流れ調整手段（６２００）の内部の凹部（６２０１）の溝（６２０２）内に配置されることを特徴とする、特に請求項４〜１１のいずれか１項記載の本体および流れ調整手段を備えた操作型弁。
13. 前記駆動軸（１１３１、６１３１）は、駆動軸（６１３１）と本体（６１００）またはコーティング（６３００）との接触を防止すべく、環状シールおよび／または管状シール（６３０２、６３０３）を挿入する１つ以上の溝（６００１）を有していることを特徴とする請求項１２記載の操作型弁。
14. 前記流れ調整手段（６２００）に連結される端部（６００４）とは反対側の駆動軸（６１３１）の端部（６００５）の近くに１つ以上の溝（６００１）が配置されていることを特徴とする請求項１３記載の操作型弁。
15. 前記駆動軸（６１３１）は、この両端部（６００４、６００５）の少なくとも一方の端部の近くに非円形状断面（６０１０、６０１１）を有していることを特徴とする請求項１３または１４記載の操作型弁。
16. 特に、請求項１〜３のいずれか１項記載の操作型弁または請求項４〜１５のいずれか１項記載の操作型弁の本体に使用する流れ調整手段（１２００、５２００、６２００）であって、流れ調整手段は、その少なくとも一部がシーリングコーティングによりコーティングされており、シーリングコーティングが、閉状態において流れ調整手段と本体との間に配置される流れ調整手段において、操作型弁が閉状態にあるときに流れ調整手段と本体との間のギャップを閉じるため、シーリングコーティングには、流れ調整手段の全周に沿う１つ以上、特に２つのリップ（５２０１、５２０２、５２０３、５２０４、５２０５、５２０７、５２０８）が形成されていることを特徴とする流れ調整手段（１２００、５２００、６２００）。
17. バレル（１１１０）および操作箱（１１２０）を備えた本体（１１００）を一体成形する工程と、
    本体内に流れ調整手段（１２００）を配置する工程と、
    操作手段（１３０１、１３０２）の少なくとも１つを本体の操作箱内に配置する工程とを有することを特徴とする操作型弁の製造方法。
18. 前記本体を一体成形する工程は、鋳造、モールディングまたは機械加工により行われることを特徴とする請求項１７記載の操作型弁の製造方法。

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