JP2017067083A - ライニング型バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】耐食性を有するバタフライバルブであり、汎用性のあるバックアップリングを利用しつつ、シートライナの弁翼部分の変形を防ぐことでこの弁翼部分と天地部分とにより全周面に渡って高いシール性を確保でき、全開から全閉状態まで低トルク性を発揮しつつ操作できる製作容易で組立性にも優れたライニング型バタフライバルブを提供する。
【解決手段】シートライナ３で被覆した筒形のボデー２内にライニングしたジスク４を軸着部２０を介して開閉自在に設けた。ボデー２の内周面に設けたバックアップリング５をシートライナ３の背面側に配設し、ジスク４のシール部位はジスク４の天地部３５が接触シールする天地部分４０と天地部分４０以外の弁翼部分４１とから成る。バックアップリング５の弁翼部分４１の中央領域αの弾性力を天地部分４０の隣接領域βに比して弱く設定し、弁翼部分４１の中央領域αのシートライナ３の内径側への変形を低減した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ライニング型バタフライバルブに関し、特に、弁体及び弁箱に樹脂ライニングが施されたバタフライバルブの弁翼側のシール構造に関する。

化学薬品等のプラントで高腐食性流体を流す場合や、食品関連の流路などに用いられるバタフライバルブとして、弁体の金属製芯体が樹脂ライニングされ、弁箱の内周面に樹脂シートリングが装着された、いわゆるライニング構造のバタフライバルブが知られている。この場合、ライニング材料としては、耐薬品性や耐熱性に優れたフッ素樹脂が通常使用されるが、フッ素樹脂は弾性に乏しく、特に、弁翼と弁箱側とのシール部付近では弁閉のタイミングで押圧シールする構造であるため、シール性の確保が難しくなって漏れを生じやすい。そこで、このようなバタフライバルブでは、一般的に、シートリングの背面側にゴム製のバックアップリングが設けられ、このバックアップリングの弾性反発力を利用してシートリングを弁体に押し付けて弁翼付近の弾性力不足を補うことが多い。その際、弁体とシートリングとのシール性を全周面に渡って確保するために、ステム装着側である天地部分もシートリングが押し付けられている。

この種のバタフライバルブとして、例えば、特許文献１のバタフライ弁の従来技術には、環形状のゴム等からなるバックアップリングがシートリングの外周面に取付けられ、その弾性力でシートリングが弁体に押し付けられたバルブが開示されている。
特許文献２のバタフライ弁においても、上記バタフライバルブと同様に、環形状に設けられたバックアップリングが、シートリング外周面側に装着されている。
これらのバタフライバルブでは、環形状の一体型バックアップリングにより、シートリングの弁翼部分及び天地部分が弁体に押し付けられる。

一方、特許文献１のバタフライ弁では、上下の弁軸孔の周囲に弁軸挿入用のブッシュが配置され、これら上下ブッシュの間に長尺状のバックアップリングがシートリング外周に沿って円弧状に配置されている、これにより、シートリングは、ブッシュによって天地部分、バックアップリングによって弁翼部分がそれぞれ弁体に押し付けられる。その際、バックアップリングの端面は、上下ブッシュの際に一致した状態で配置され、上下ブッシュとバックアップリングとの隙間が抑えられている。

これらのライニング型バタフライバルブは、一般的なバタフライバルブとは異なり、ライニング部位を弁箱内に装着するために、通常、弁箱が上下に分割された構造に設けられる。バルブの組立時には、先ず、分割した天地側の何れか一方の弁箱内周側に、バックアップリングの一方の端面をブッシュ外周面に当接させた状態で接着材等により仮固定し、次いで、この弁箱の上からシートリング、弁体等をステムを介して載置してシートリングの下半分側を弁箱に仮固定する。最後に、シートリングの上半分に沿うようにバックアップリングを手で押さえながら、天地側の残りの弁箱を上方から載置し、弁箱同士をボルトで固定して一体化する。

特開２０１２−２１９８１９号公報 特開２００３−１６６６５４号公報

特許文献１の従来技術や特許文献２のような環形状の一体型バックアップリングを使用する場合、このバックアップリングを成形によって製作する必要が生じ、成形用の成形型も必要になる。この場合、バルブ口径によりシートライナの内径が異なったり、天地部分に挿入するステム径が異なるときにはバックアップリングを共用できないため、その都度バックアップリングの製作が求められ、その成形型も個別に必要になる。バックアップリングの種類が増えることで、保管や管理も難しくなるという問題も生じる。
バルブの組立後には、一体型バックアップリングでは天地部分のシール性を十分に確保することが難しく、仮に、バックアップリングの背面側に押圧用スプリングを設けたとしても、その弾発力を直接伝達できないためにシール力が不足して漏れを生じるおそれがある。更に、弁体から押圧力、回転方向のねじれが伝わるため、天地部分の消耗が激しくなって一層シール性の確保が困難になる。

一方、特許文献１のように、ブッシュとバックアップリングとによりシール性を確保しようとする場合、弁翼側のシール性を確保するためにバックアップリング端面を上下ブッシュに当接させる必要がある。このため、バックアップリングは、バルブの組立時に一方の端面を上下いずれかのブッシュ外周面に装着した状態で仮固定し、バックアップリングの他方の端面（自由端側）をボデーの内周に沿って曲げたときに、その端面が他方のブッシュ外周面に当接する長さに設ける必要が生じる。その際、バックアップリングは、仮固定側のボデーとシートリングとにより挟まれて伸びにくくなっていることから、シートリング外周面よりも予めやや長く形成される。

これによって、バルブ組立後には、バックアップリングは、余剰長さ分だけシートリング側に張り出すこととなるため、シートリングが変形しようとし、このとき、特に、シートリングの弁翼側は、天地側のように常時弁体で支えられておらず、弁体の全閉時以外には求心方向の支えがないために、中央の領域ほどバックアップリングの圧縮変形力が集中して内径側に変形しやすくなり、シートリングは天地側を長辺とした楕円形状に変形することになる。そして、シートライナの長辺方向の剛性が高くなることで、天地側をジスク方向に押し付けて隙間を塞ぐための力が必要になる。この力は、材料の強度を超えることもある。

ジスクの全閉操作時には、シートライナを円形状のジスク外周に沿って変形させる力が必要になることで、操作トルクが著しく上昇することに加えて、シートライナに過大な力が加わって摩耗が生じやすくなってシートライナの厚みが薄くなる。
これらの結果、バックアップリングをシートリング外周よりも長く設けると、弁翼部分のシール性が低下するおそれがある。

組立時においては、バックアップリングの自由端側を上方から載置する側の弁箱に形成された溝部に収納させるように抑えつつ、この弁箱を他方側の弁箱に取付ける必要があるため作業性が悪く、仮にバックアップリングが弁箱の分割位置の隙間に入り込んだ状態で固定すると、バックアップリングが弁箱間に挟まって傷ついたり切断したりする可能性も生じる。

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、耐食性を有するライニング型のバタフライバルブであり、汎用性のあるバックアップリングを利用しつつ、シートライナの弁翼部分の変形を防ぐことでこの弁翼部分と天地部分とにより全周面に渡って高いシール性を確保でき、全開から全閉状態まで低トルク性を発揮しつつ操作できる製作容易で組立性にも優れたライニング型バタフライバルブを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、シートライナで被覆した筒形のボデー内にライニングしたジスクを軸着部を介して開閉自在に設けたバタフライバルブにおいて、ボデーの内周面に設けたバックアップリングをシートライナの背面側に配設し、ジスクのシール部位は、ジスクの天地部が接触シールする天地部分と天地部分以外の弁翼部分とから成り、バックアップリングの弁翼部分の中央領域における弾性力を天地部分の隣接領域に比して弱く設定し、弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側への変形を低減したライニング型バタフライバルブである。

請求項２に係る発明は、バックアップリングを弁翼部分の中央領域で分割することにより、弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側への変形を低減したライニング型バタフライバルブである。

請求項３に係る発明は、バックアップリングの分割端部を、互いにテーパ形状として重なり合うよう配置したライニング型バタフライバルブである。

請求項４に係る発明は、バックアップリングを弁翼部分の中央領域で薄肉に形成することにより、前記弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側への変形を低減したライニング型バタフライバルブである。

請求項５に係る発明は、ボデーの内周に形成するバックアップリング挿入溝を弁翼部分の中央領域で拡径することにより、弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側への変形を低減したライニング型バタフライバルブである。

請求項１に係る発明によると、シートライナで被覆したボデーとライニングしたジスクとにより耐食性を発揮でき、バックアップリングの弁翼部分の中央領域における弾性力を天地部分の隣接領域に比して弱く設定し、シートライナの弁翼部分の中央領域における内径側への変形を低減したことにより、シートライナを円形状に維持してその弁翼部分と天地部分とにより全周面に渡って高いシール性を確保でき、全開から弁閉まで低トルク性を発揮しつつ操作することもできる。汎用性のある既存のバックアップリングを用いることで、バックアップリングを新たに成形することがないため製作容易であり、組立性にも優れている。

請求項２に係る発明によると、バックアップリングを弁翼部分の中央領域で分割することにより、このバックアップリングをシートライナの弁翼側外周よりも長く形成することなくその外周側に装着でき、特に、弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側の変形を低減することで、天地部分と弁翼部分とによるシール性を全周面に渡って発揮できる。

請求項３に係る発明によると、バックアップリングの分割端部を重なり合わせたときにシートライナとの間に空隙を形成でき、この空隙にバックアップリングが入り込んで弾性力を低減することができる。これにより、シートライナの内径側への変形を確実に防いでシール性を確保でき、ジスクの弁閉操作時の操作トルクの上昇も防止できる。

請求項４に係る発明によると、バックアップリングを弁翼部分の中央領域で薄肉に形成して弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側への変形を低減することにより、バックアップリングを分割することなく、汎用性のある既存のバックアップリングを一部加工するだけでシートライナの弁翼部分のシール性の低下を防ぎ、このシートライナの弁翼部分と天地部分とによる全周面に渡るシール性を確保できる。

請求項５に係る発明によると、ボデーの内周側のバックアップリング挿入溝を加工することで弁翼部分のシートライナの内径側への変形を低減でき、汎用性のある既存のバックアップリングに加工を施すことなくそのまま使用しつつ、シートライナの弁翼部分の中央領域でシール性の低下を防ぎ、このシートライナの弁翼部分と天地部分とによる全周面に渡るシール性を確保できる。

本発明のライニング型バタフライバルブの実施形態を示す一部切欠き斜視図である。 図１のバタフライバルブの中央縦断面図である。 図１のバタフライバルブの概略縦断面図である。 本発明のライニング型バタフライバルブの他の実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明のライニング型バタフライバルブの更に他の実施形態の弁箱を示す一部切欠き概略縦断面図である。

以下に、本発明におけるライニング型バタフライバルブのシール構造の好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明のライニング型バタフライバルブの実施形態の一部切欠き斜視図、図２においては、図１の中央縦断面図を示している。

図１、図２において、バタフライバルブ（以下、バルブ本体１という）は、例えば、半導体製造用プラントや食品関連の管路等に用いられ、筒形のボデー２、シートライナ３、ジスク４、バックアップリング５、ステム６を有し、このステム６は、上部ステム６ａ及び下部ステム６ｂを有している。

ボデー２は、例えばダクタイル鋳鉄などの鋳鉄により成形され、上部ボデー２ａ、下部ボデー２ｂを有する上下に分割可能な態様に設けられ、ボルト１０により一体に着脱可能に固定される。ボデー２には、流路口１１とフランジ１２とが設けられ、これらはシートライナ３で被覆される。上部ボデー２ａ、下部ボデー２ｂのステム６の軸装側には軸装穴１３が設けられ、この軸装穴１３に上部ステム６ａ、下部ステム６ｂがそれぞれ装着される。軸装穴１３のジスク４の装着側には軸着部２０が設けられ、この軸着部２０は、リング体２１、シーリングブッシュ２２、Ｏリング２３、ベアリング２４を有し、この軸着部２０が軸シール部位となる。軸着部２０の上下には、コイルスプリングからなるスプリング２５が装着される。

上下部ボデー２ａ、２ｂのジスク４とのシール側である内周には、円周状にバックアップリング挿入溝３０が形成され、この挿入溝３０にバックアップリング５が装着可能に設けられる。挿入溝３０は、バックアップリング５の端面が天地の各軸シール部位２０に、密着に支障のない円周長さに設けられ、本実施形態では、ボデー２のシーリングブッシュ２２の挿入孔に連通形成している。

シートライナ３は、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のフッ素樹脂などの樹脂製材料により、３ｍｍ程度の肉厚に設けられて前述のボデー２内周側に被覆され、これにより高い耐食性や耐熱性を発揮可能になっている。シートライナ３は、ボデー２内周側に装着される環状部３ａと、この環状部３ａの両端外周縁に突設形成されたフランジ部３ｂとを有し、環状部３ａの上下部ステム６ａ、６ｂの装着位置には筒状ライニング部３ｃ、３ｃが一体に形成され、これら筒状ライニング部３ｃに上下部ステム６ａ、６ｂがそれぞれ挿入可能に設けられる。

ジスク４は、芯金３１、ライニング部３２を有している。芯金３１は、例えばステンレス合金を材料として円盤状に形成され、この芯金３１の接液面となる表面には、ＰＦＡ等のフッ素樹脂等の樹脂材料が、例えば３ｍｍの肉厚で被覆されることでライニング部３２が設けられる。

ライニング部３２は、ジスク１２の天地側のボス面３５と、このボス面３５から延設されてステム１３の外周を被覆する軸筒ライニング部３６とを有し、芯金３１の適宜位置に形成された貫通孔３１ａを介して芯金３１外周囲に一体に被覆されて芯金３１からの離脱が防がれている。

このように、ジスク４の天地側にボス面３５からなる天地部が設けられていることで、ジスク４のシール部位は、天地部３５が接触シールする天地部分４０と、この天地部分４０以外の弁翼部分４１とから成っている。シール部位の天地部分４０により弁開から弁閉状態までのジスク４とシートライナ３との天地側のシール性が発揮され、シール部位の弁翼部分４１により弁閉状態のジスク４とシートライナ３との弁翼側のシール性が発揮され、弁閉状態には、天地部分と弁翼部分とによるシール部位によって、シートライナ３の内周面全体に渡ってジスク４とのシール性が発揮される。

ジスク４の天地側にはステム挿入孔３３が形成され、更に天側のステム挿入孔３３には角形穴部３４が形成される。角形穴部３４には、上部ステム６ａ、ステム挿入孔３３には下部ステム６ｂが挿入嵌合される。これにより、ジスク４は、ボデー２の上下の軸着部２０を介して、上部ステム６ａ、下部ステム６ｂで軸装され、上部ステム６ａ側の回動によりボデー２内に開閉自在に設けられている。

図１〜図３において、バックアップリング５は、例えばＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）などの弾性を有するゴム材等により所定の幅及び長さに設けられ、例えば、汎用性のある断面略正方形状で短尺状に設けられる。バックアップリング５は、前記の挿入溝３０に挿入され、シートライナ３の環状部３ａの背面側に配設される。これにより、バックアップリング５によりシートライナ３の環状部３ａが内径側に押圧され、弁閉時には、シール部位の弁翼部分４１が強固にシールされる。

バックアップリング５を断面略正方形状の適宜厚さに設けた場合には、一定の潰し率に対して適切なつぶし代が確保される。この場合、仮に、厚さが薄いと寸法のバラツキにより潰し率の変動幅が大きくなり、弁閉時の操作トルクが急に上昇したり、または封止悪化のおそれが高くなる。一方、厚さが厚すぎると、ボデー２の最大外径と最小外径が配管の寸法より制限される条件の下で挿入溝３０を深い寸法に設定しなければならず、ボデー２の耐圧強度を満足させるための最小肉厚を確保できないおそれがある。更に、厚すぎると、熱膨張による影響が大きくなり、弁閉時の操作トルクが急に上昇するおそれもある。
本実施形態におけるバックアップリング５は、その厚さ（図１における径方向の長さ）と幅（図１におけるバルブの軸方向長さ）とを、ボデー２のバックアップリング挿入溝３０に装着する前の状態で、各１０ｍｍに設定した断面正方形状としている。

バックアップリング５は、弁翼部分４１で分割され、これにより弁翼部分４１の中央領域αにおける弾性力が、天地部分４０、すなわちジスク４のボス面３５と接触する部分と隣接する隣接領域βに比して弱く設定され、弁翼部分４１の中央領域αにおけるシートライナ３の内径側への変形が低減されている。

より詳細には、左右のバックアップリング５は、弁翼部分４１の最も天地部分４０から離れた位置、すなわち弁翼部分４１の中央領域αでそれぞれ２等分に分割され、天地部分４０に挟まれた左右に各２本、合計４本が円周方向に配置されている。分割されたバックアップリング５は同一形状に設けられる。

バックアップリング５を上記のように配置することにより、図３の弁翼部分４１の中央領域αにおいて、例えば水平方向から±３０°程度の領域で弾性力が弱く設定され、特に、中央領域αの水平位置、すなわち中央領域αにおいて天地部分４０からの距離が最も遠い位置で弾性力を弱く低減することが望ましい。
本実施形態においては、弁翼部分４１の中央領域αにおける弾性力、具体的にはバックアップリング５の圧縮率を、天地部分４０の隣接領域βに比して、７０％〜９０％、より好ましくは７０％〜８０％に設定している。

図３のボデー２の装着前の状態では、各バックアップリング５の天地側の端面５ａが軸シール部位２０のリング体２１、シーリングブッシュ２２の外周に接触した状態で、上下のバックアップリング５の弁翼側の端面５ｂ同士には、適宜の間隔で間隙Ｗ１が設けられる。

一方、軸シール部位２０側において、軸装穴１３に装着されたステム６の外周側に円筒状のベアリング２４が設けられ、このベアリング２４と下方に位置するシートライナ３との間には、金属製の円筒状リング体２１がこれらに挟まれるようにして設けられる。

リング体２１は、ステンレス材料によりジスク４のボス面３５の外周近傍位置を上方側から強く押圧することが可能な径に設けられ、ジスク４が回転可能な状態で、ベアリング２４を介して図１のスプリング２５の弾発力が伝達可能に設けられる。

図２において、上部ボデー２ａの軸装穴１３には、ベアリング部材５０が保持リング５１で係止された状態で配置され、このベアリング部材５１によりスプリング２５が下方向に弾発可能な状態に支持される。一方、下部ボデー２ｂの軸装穴１３には、コマ部材５２が保持リング５１で係止された状態で配置され、このコマ部材５２の上にベアリング部材５３が重ねられ、このベアリング部材５３を介してスプリング２５が上方向に弾発可能な状態に支持される。これらのベアリング部材５０、５３、コマ部材５２により、上下のスプリング４４、４４がそれぞれジスク４方向に弾発される。ベアリング部材５０やコマ部材５２の内外周には、防塵・防水用のＯリング５４、５４がそれぞれ装着される。

ベアリング２４は、軸装穴１３に装着されたスプリング２５とリング体２１との間に配置され、このベアリング２４により上部ステム６ａ、下部ステム６ｂがそれぞれＯリング２３の近傍で回転自在且つ調心状態に支持されている。ベアリング２４は、ステンレス等の金属製のベアリングブッシュ２４ａの内周に、バックメタル付樹脂複層軸受２４ｂが装着された二層構造に設けられている。

ベアリングブッシュ２４ａは、スプリング２５が当接してその弾発力が加わる外径に設けられ、弾発力が加わったときには端面側がリング体２１に当接し、このリング体２１をジスク４側に押圧可能に設けられる。この場合、ベアリングブッシュ２４ａのジスク４側端面がシーリングブッシュ２２の端面にも接触していてもよいが、ベアリングブッシュ２４ａからシーリングブッシュ２２に押圧力を加える必要はない。

シーリングブッシュ２２は鍔状部材からなり、カーボンファイバー入りＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂材料により成形され、軸装穴１３のリング体２１とライニング部３２及びシートライナ３との間にシール部位として設けられる。シーリングブッシュ２２には円筒部２２ａが形成され、この円筒部２２ａの下部側には、外周方向に曲折されるように環状の鍔部２２ｂが形成される。鍔部２２ｂにはリング体２１の端面２１ａが当接し、これにより、リング体２１は、鍔部２２ｂを介してシートライナ３を押圧するようになっている。シーリングブッシュ２２は、筒状ライニング部３ｃとリング体２１との間に円筒部２２ａが介在されるように装着され、リング体２２により円筒部２２ａを介して筒状ライニング部３ｃの拡径が防止される。

このような構成により、図２に示したバルブ本体１において、ボデー１の軸装穴１３に設けたスプリング２５を弾発力でリング体２１を介してジスク４の天地のボス面３５に位置するシートライナ３を押圧することで、天地部分４０のシール性を保持している。

これと共に、シーリングブッシュ２２、筒状ライニング部３ｃ、軸筒ライニング部３６をリング体２１とステム６との間に挟み込むことにより、軸シール部位２０の拡径を防止しつつ、この摺接部位である軸シール部位２０のシール性を発揮するようになっている。

なお、上記実施形態におけるバックアップリング５は、天地部分４０側で左右に分割されているが、天地部分４０側で一体に設けられていてもよく、この場合、バックアップリングは略半円形状となる。

バックアップリング５の断面形状は、略正方形状に限られることはなく、挿入溝３０の形状等に合わせて、断面略長方形状等の適宜の断面形状に設けられていてもよい。また、弁翼部分４１の中央領域αにおけるシートライナ３の内径側への変形を低減可能であれば、必ずしもバックアップリング５を分割することはなく、弁翼部分４１の断面形状を変えるようにしてもよい。

バックアップリング５の端面５ａは、リング体２１、シーリングブッシュ２２の外周面に沿うような凹状曲面であることが望ましく、この場合、端面５ａを軸シール部位２０に密着させて位置決め状態で配置でき、軸シール部位２０との境界付近においてもバックアップリング５の弾性力をシートライナ３に機能させて、弁翼部分４１全体のシール性の向上を図ることができる。一方、端面５ａはフラット形状に設けられていてもよく、この場合、既存のバックアップリングを、端面を加工することなく設けることができる。

また、スプリング２５としてコイルスプリングを用いているが、これに限ることはなく、例えば、皿ばねを用いるようにしてもよい。

続いて、上記したバルブ本体１の組立手順を述べる。バルブ本体１の組立時には、その上下側を同様に組み立てるものとする。
図２において、先ず、ライニング部３２で芯金３１を被覆したジスク４を、シートライナ３の内周側に組み入れる。その際、ジスク４の上下の軸筒ライニング部３６をシートライナ３の筒状ライニング部３ｃにそれぞれ内挿する。この状態で、Ｏリング２３を装着したシーリングブッシュ２２を筒状ライニング部３ｃの外周に装着する。このとき鍔部２２ｂを筒状ライニング部３ｃの外周側に嵌め込むようにし、Ｏリング２３を軸筒ライニング部３６外周に当接させる。更に、シーリングブッシュ２２の外周に、底面を鍔部２２ｂ上面に当接させながらリング体２１を装着する。これにより、金属製リング体２１がシーリングブッシュ２２を外周側から保持した状態となる。
この状態で上部ステム６ａ、下部ステム６ｂをそれぞれ軸筒ライニング部３６の内側に挿入してステム挿入孔３３に接続する。

一方、上部ボデー２ａ、下部ボデー２ｂの各軸装穴１３に、ベアリング２４、スプリング２５、ベアリング部材５０、５３、コマ部材５２をそれぞれ装着し、ベアリング部材５０、コマ部材５２をそれぞれ保持リング５１の係止により抜け出しを防止する。

続いて、４本のバックアップリング５を、上下部ボデー２ａ、２ｂの挿入溝３０に嵌め込むように装着する。このとき、各バックアップリング５の天地側端面５ａを、軸シール部位であるリング体２１、シーリングブッシュ２２の外周に接触させた密着状態にする。この密着状態を維持するため、バックアップリング５の端面５ａ付近の外周面をボデー２内周に接着剤等により仮固定してもよい。

次に、図１、図２に示すように、ジスク４、シーリングブッシュ２２、リング体２１を装着したシートライナ３を、バックアップリング５を内周側に配設した上部ボデー２ａ、下部ボデー２ｂで挟み込むようにする。このとき、上記のように各バックアップリング５の天地側端面５ａをリング体２１、シーリングブッシュ２２の外周に接触させていることで、上下バックアップリング５の弁翼側端面５ｂの間には、それぞれ間隙Ｗ１が設けられる。

最後に、上部ボデー１２ａと下部ボデー１２ｂとをボルト１０で締付けて一体に固着することで、バルブ本体１の組立てが完了となる。このとき、バックアップリング５の天地側端面５ａが軸シール部位２０の外周に接触した状態で、弁翼側端面５ｂ同士が、間隙Ｗ１よりも短い長さにより、わずかに離間するか、或は微かに接触した状態で一体化される。

次に、本発明のライニング型バタフライバルブの上記実施形態における作用を説明する。
図１、図２に示すように、バルブ本体１は、シートライナ３背面側に分割したバックアップリング５を配設し、このバックアップリング５を断面略正方形状の短尺状に設けている。このようにバックアップリング５を環形状に設けていないことにより、バックアップリング５をバルブ口径やステム径などに応じて新たに成形する必要がなく、既存の汎用性を有するバックアップリングに加工等を施して共用化できる。このため、バックアップリング５の種類を少なくして保管や管理も容易となる。

環形状の一体型バックアップリングを用いた場合と比較して、シール部位を天地部分４０と弁翼部分４１とし、天地部分４０ではスプリング２５の弾発力により軸シール部位２０をシートライナ３に直接押圧できるため、高シール性を発揮して天地側からの漏れを確実に防止する。このように天地部分４０にバックアップリング５が位置することがないため、ステム６の回転によるバックアップリング５の消耗を抑えて天地部分４０のシール性を維持できる。

シートライナ３の背面側に弁翼部分４１の中央領域αで分割したバックアップリング５を配設し、弁翼部分４１の端面５ｂ同士がわずかに離間するか、或は微かに接触した状態でバルブ本体１を一体化していることにより、バックアップリング５の端面５ａを、リング体２１やシーリングブッシュ２２などの軸シール部位２０に、天側・地側の双方で密着しつつ、バックアップリング５の長さを、シートライナ３の弁翼部分４１の長さよりも短くできる。これにより、バックアップリング５が離間或は微かに接触している弁翼部分４１の中央領域αにおける弾性力を、天地部分４０の隣接領域βに比して弱く設定し、弁翼部分４１の中央領域αにおけるシートライナ３の内径側への変形を低減している。

以上の構成により、バックアップリング５の弾性力がシートライナ３の弁翼部分４１に略均等に加わり、シートライナ３に局部的な押圧力が加わることがなく、特に、弁翼部分の４１の中央領域α付近に強い押圧力が加わることを防止できる。そのため、シートライナ３の楕円形状の変形を防止し、天地部分４０側の剛性が高くなることも防止できる。

図２におけるバルブ本体１の全閉時においては、シートライナ３の天地側と弁翼側とを、それぞれスプリング２５の弾発力、バックアップリング５の弾性力を介してジスク４に押圧シールすることで、天地部分４０から弁翼部分４１にかけての全周面のシール部位で高シール性を確保し、しかも、シートライナ３の弁翼側の局部的な変形を抑えている。このため、全閉操作時の操作トルクの著しい上昇を抑えて操作性を向上でき、シートライナ３やライニング部３２への過大な力を防いで摩耗や変形を抑えて長寿命化を図ることもできる。

その際、シートライナ３の弁翼側をジスク４外周面に沿って略円形状に均等に変形できるため、図示しないが、バックアップリング５の弾性力でシートライナ３を小径に縮径させる前の状態で、このシートライナ３の内径をジスク外径と略同径に設けるようにすれば、弁閉時にシートライナ３がジスク４の回転に伴って元の内径に復元しようとすることから、このシートライナ３をジスク４方向に押し潰す力を必要とすることなくシール性を発揮できる。このように、弁閉時にジスク４に対してシートライナ３が縮径しようとする力が働かないために操作トルクを低減でき、しかも、上記のように、シートライナ３の弁翼側には略均等な力が加わっていることで、この低トルク性を効果的に発揮でき、弁閉時のシール性も一層向上することが可能になる。
この場合、前述したように、上下部ボデー２ａ、２ｂの挿入溝３０の長さをバックアップリング５を上下に２本組み合わせた長さと略同じにすることで、バックアップリング５の弁翼部分４１の弾性力を天地部分４０に比して確実に弱くできることで、上記の特性を発揮可能となる。

バルブ本体１の組立時には、バックアップリング５の天地側端面５ａを上下部ボデー２ａ、２ｂに予め仮固定することで、バックアップリング５を手で押えることなく上部ボデー２ａと下部ボデー２ｂとを組み合わせでき、作業性が向上する。
しかも、分割したバックアップリング５の弁翼側端面５ｂが、上下部ボデー２ａ、２ｂの分割面と一致するか若しくは分割面に到達しない位置になるため、組立時にバックアップリング５が上下部ボデー２ａ、２ｂの間に挟まって傷ついたり切断したりすることがない。

図４においては、本発明におけるライニング型バタフライバルブの他の実施形態を示している。なお、この実施形態以降において、前記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。

この実施形態では、シートライナ３の上下に設けられるバックアップリング６０の分割端部６１が互いにテーパ形状として設けられ、これら分割端部６１がシートライナ３外周で重なり合うように配置されたものである。この場合、分割端部６１の水平方向からの角度θは、例えば３０°〜６０°に設けられ、バタフライバルブとして一体する前の上下のバックアップリング６０は、分割端部６１同士の間に適宜の間隔の間隙Ｗ２を有した状態で取り付けられる。

この場合、図２の場合と同様に、上下部ボデー２ａ、２ｂでシートライナ３を挟み込んで一体化したときには、図４におけるバックアップリング６０の分割端部６１がテーパ形状に設けられていることで、これらが水平方向に移動して重なり合ったときには内径側に図示しない空隙が設けられ、この空隙にバックアップリング６０が入り込むことにより、図３の場合と同様に、バックアップリング６０の弁翼部分４１の中央領域αにおける弾性力を、天地部分４０の隣接領域βに比して確実に弱く設定できる。

しかも、角度θ及び間隔Ｗ２の大きさを調整することで、シートライナ３の変形量を調節することもできる。このとき角度θを変えることで、バックアップリング６０の変形量を調整する範囲を設定でき、この角度θが大きいほどその変形量を調整できる範囲が広がる。
一方、間隔Ｗ２を調整することで、シートライナ３の変形量を変えることができ、例えば、間隔Ｗ２が０のときには、上下のバックアップリング６０がつながっている場合と同等の変形量となり、間隔Ｗ２を大きくしたときに、シートライナ３の変形量を小さくできる。
このように、角度θ、間隔Ｗ２を調整することで、シートライナ３の天地付近、弁翼付近の変形量を意図的に変えることも可能になる。

更に、図示しないが、バックアップリング６０の分割端部６１のテーパ形状の方向を逆に設けるようにしてもよい。この場合、シートライナ３を上下逆にしたときには、図４のバックアップリング６０のテーパ形状の方向と同じになることから、バタフライバルブの組立時に、この逆向きのテーパ形状のバックアップリングが装着された上部ボデーを上下逆にし、この上部ボデーに対して下部ボデーを上方から載置したときに、上部ボデーの広がる向きに開口したバックアップリングに下部ボデーのバックアップリングを案内させながら組付けできる。これにより、上部ボデーのバックアップリングが下部ボデーのバックアップリングに対して広がったり、分割端部同士が引っ掛かったりすることを防ぎつつ、上下部ボデーをスムーズに組み合わせて組立性を向上できる。

上記以外にも、例えばバックアップリングを弁翼部分の中央領域で薄肉に形成、すなわち、図１における径方向の厚さを短く形成し、これにより弁翼部分の中央領域におけるシートライナの内径側への変形を低減することもできる。この場合、薄肉部分の寸法や形成範囲を適宜設定でき、このように薄肉に形成する場合、バックアップリングを弁翼部分の中央領域で分割する以外にも、天地部分に挟まれた左右のバックアップリングをそれぞれ一体化することもできる。

図５においては、本発明におけるライニング型バタフライバルブの更に他の実施形態を示している。
この実施形態では、ボデー７０内周に形成されたバックアップリング挿入溝７１に、弁翼部分の中央領域で拡径する拡径溝７２が設けられ、弁翼部分の中央領域における前述のシートライナ３の内径側への変形を低減したものである。この場合、拡径溝７２は、例えば略円弧形状により左右対称に設けられていることで、加工容易になっている。拡径溝部を円弧形状に設ける場合、その半径と中心位置との調整により、前述のバックアップリング５の変形量を調整する範囲を適宜設定できる。一方、拡径溝７２の深さと半径の中心との調節により、シートライナ３の変形量を適宜設定できる。

１ バルブ本体
２ ボデー
３ シートライナ
４ ジスク
５、６０ バックアップリング
２０ 軸シール部位（軸着部）
３０、７１ 挿入溝
３５ ボス面（天地部）
４０ 天地部分
４１ 弁翼部分
６１ 分割端部
α 中央領域
β 隣接領域

Claims (5)

1. シートライナで被覆した筒形のボデー内にライニングしたジスクを軸着部を介して開閉自在に設けたバタフライバルブにおいて、前記ボデーの内周面に設けたバックアップリングを前記シートライナの背面側に配設し、前記ジスクのシール部位は、前記ジスクの天地部が接触シールする天地部分と天地部分以外の弁翼部分とから成り、前記バックアップリングの弁翼部分の中央領域における弾性力を前記天地部分の隣接領域に比して弱く設定し、弁翼部分の中央領域における前記シートライナの内径側への変形を低減したことを特徴とするライニング型バタフライバルブ。
2. 前記バックアップリングを前記弁翼部分の中央領域で分割することにより、弁翼部分の中央領域における前記シートライナの内径側への変形を低減した請求項１に記載のライニング型バタフライバルブ。
3. 請求項２において、前記バックアップリングの分割端部を、互いにテーパ形状として重なり合うよう配置したライニング型バタフライバルブ。
4. 前記バックアップリングを前記弁翼部分の中央領域で薄肉に形成することにより、前記前記弁翼部分の中央領域における前記シートライナの内径側への変形を低減した請求項１乃至３の何れか１項に記載のライニング型バタフライバルブ。
5. 前記ボデーの内周に形成するバックアップリング挿入溝を前記弁翼部分の中央領域で拡径することにより、前記弁翼部分の中央領域における前記シートライナの内径側への変形を低減した請求項１乃至４の何れか１項に記載のライニング型バタフライバルブ。

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