JP2017089783A - ソフトシール仕切弁とその弁体の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】止水性能を損なうことなく弁体質量を削減して製造時、整備時の作業性を向上させるとともに、弁閉止時等の操作トルクを軽減したソフトシール仕切弁とその弁体の成形方法を提供する。
【解決手段】筒形の弁箱２の管路５方向に交叉する上下方向に移動するゴムライニング状の弁体１で前記弁箱２の弁口１１を開閉する仕切弁であって、前記弁体１の弁体芯金１５は、平板状の上方外周両側部に弁座部２１を有するとともに下方に止水用の帯状部２２を有し、かつ前記弁座部２１間の上方部に位置する肩部２６に弁体中空溝２７を設け、この弁体中空溝２７にゴムライニング用のゴム材料を充填して前記弁体１を構成したことを特徴とするソフトシール仕切弁である
【選択図】 図６

Description

本発明は、流路に対して交叉方向に昇降動して流路を開閉する弁体を有し、この弁体に装着されたゴムシール材で弁閉シールするソフトシール仕切弁とその弁体の成形方法に関する。

従来、この種のソフトシール仕切弁として、例えば、特許文献１の仕切弁が知られている。このようなソフトシール仕切弁では、弁体芯金の全周面にゴム等の弾性材が被覆された弁体が用いられ、この弁体を収容する金属製の弁箱と、弁体に配したネジこまに螺合する雄ネジを有する弁棒と、弁箱を密閉するための蓋体、弁棒の軸部からの流体の漏れを防止するパッキンとが設けられている。さらに、弁棒を回転させるためのハンドル又はキャップを備えている場合が一般的である。

ソフトシール仕切弁は、上方外周両側部に弁座部を設けた弁体が管路（流路）を横切る方向に移動して止水する構造であり、弁体が弁箱の楔形状の弁座に接触すると共に、弁体底部側のシール材が圧縮されて管路を止水する。このとき弁体の下部側は、弁箱の底部側に設けられる止水面をシールする止水部位となるため、この部分のシール材のライニングの厚みは、他の箇所よりも厚くなっている場合が多い。

ソフトシール仕切弁の弁体では、流水圧に耐え得る強度を確保するために金属製の弁体芯金を用いるとともに、この弁体芯金の下部に厚みを増した帯状部を設けている。これは、止水時に弁体に作用する流水圧に押されて弁体が変形し、仕切弁の止水性が悪くなることを防止するためであり、弁体芯金の材料としては、一般に、ダクタイル鋳鉄、ステンレス鋳鋼等の金属材料が使用される。弁体芯金に用いられる金属材料はライニングに用いられるゴム材料に比べて比重が重いため、弁体の質量は芯金の質量によって略決定されることになる。

弁体を垂直方向に昇降動させるため、弁体の両側には凹部又は凸部の弁体ガイド部が設けられ、弁箱の両側に設けられた凸部又は凹部の弁箱ガイド部に係合し、弁体が垂直方向に昇降動可能な構造になっている。一般に、弁体ガイド部にはゴム材料によりライニングが施され、弁箱ガイド部はエポキシ樹脂粉体塗料により塗装されている。

上記の構造により、ソフトシール仕切弁では、弁閉操作時には、弁箱の弁座部と弁体の弁座部のゴム弁座面、弁箱の底部の止水面と弁体下部側のシール部材との間に圧縮力が加わって水の流れが止まり、弁開操作時には、弁体を昇動させて流路を開放することにより水を流すようになっている。

このような構造のソフトシール仕切弁では、前述したように弁体の強度確保のために金属製の弁体芯金を用いているので、呼び径の増加に伴って弁体が大型化すると弁体芯金も大型化するとともに、弁体芯金の弁体下部に設けた帯状部の厚みも増して弁体芯金の質量が増加する。特に、中口径（主に呼び径３５０以上）のソフトシール仕切弁では、弁体芯金が大型化して質量が増加することにより、製造時における弁体のゴムライニング作業及び仕切弁の組立作業、並びに整備時における弁体の交換作業の作業性が悪くなる。

また、仕切弁を閉止、開放する際には弁体が流水圧により押されることにより、弁箱ガイドと弁体ガイドが接触して摩擦抵抗が発生するが、この摩擦抵抗により弁体を昇降させる操作トルクが重くなる場合がある。仕切弁の弁体を昇降させる操作トルクを軽減させるため、弁体ガイドに樹脂製ガイド部材を取付け、弁体昇降時の摩擦抵抗を軽減させることが行われている。

これに加え、従来のソフトシール仕切弁では、弁を閉止する際にゴム弁座面をつぶした時の弁箱側の弁座シート面と弁体側のゴム弁座面の接触面積が大きく、ソフトシール仕切弁を完全に閉止する際には大きな操作トルクが必要になる。

特開２０００−２８０１５号公報 特公平４−４５７１０号公報

特許文献１に記載のソフトシール仕切弁では、ゴム弁座面とシール材の部分を除き、弁体芯金の周囲を略均一な厚みでゴム等の弾性材によりライニングしているため、呼び径の増加に伴う弁体芯金の大型化は、弁体質量の増加に直結している。

また、同文献に記載のソフトシール仕切弁では、弁体の上方外周両側部の弁座部に当接した時に変形する喰い込み代を設けるとともに、弁体下部側のシール材に弁箱の底部内周面に当接した時に変形する喰い込み代を設け、両喰い込み代の喰い込み量や柔軟性を適当に選択することにより、止水時の操作トルクを軽減させるようにしているが、弁座部に設けた喰い込み代の断面形状が略面当たり形状であり、かつ、弁座部と弁箱側の弁座シート面との接触面積が大きく、さらに喰い込み代のつぶし代が大きいため、止水時の操作トルクを十分に軽減させるには至っていない。

一方、特許文献２に記載の仕切弁では、弁体ガイド部の凹部形状の溝に耐摩耗性及び耐熱性を備えたＵ字形の樹脂製ガイドのプラスチックを配することにより、低い摩擦抵抗と少ない摩耗によって有利な滑り案内作用を有している。弁体ガイド部の凹部形状の溝に樹脂製ガイドを固着させる際には、射出成形金型内に設けた保持条片状に樹脂製ガイドを嵌めこみ、ガイドの外側に弁体芯金の弁体ガイド部を被せ嵌めてからライニング材を射出し、弁体芯金のライニングと同時に被覆材により固着するようにしているため、ライニング材の注入圧力で樹脂製ガイドと射出成形金型の間にライニング材が入り込み樹脂製ガイドが変形する不具合が発生するおそれがある。

本発明は、上記の課題点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、止水性能を損なうことなく弁体質量を削減して製造時、整備時の作業性を向上させるとともに、弁閉止時等の操作トルクを軽減したソフトシール仕切弁とその弁体の成形方法を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、筒形の弁箱の管路方向に交叉する上下方向に移動するゴムライニング状の弁体で前記弁箱の弁口を開閉する仕切弁であって、前記弁体の弁体芯金は、平板状の上方外周両側部に弁座部を有するとともに下方に止水用の帯状部を有し、かつ前記弁座部間の上方部に位置する肩部に弁体中空溝を設け、この弁体中空溝にゴムライニング用のゴム材料を充填して前記弁体を構成したことを特徴とするソフトシール仕切弁である。

請求項２に係る発明は、弁座部間の側面方向に弁体ガイド部を設け、この弁体ガイド部の領域部位に弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を形成したソフトシール仕切弁である。

請求項３に係る発明は、弁体ガイド部は凹状ガイドであり、この凹状ガイドには弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を設けたソフトシール仕切弁である。

請求項４に係る発明は、凹状ガイドに位置させた樹脂製ガイド部材の裏面と肉ぬすみ部との間にゴム材料を充填するための充填空間部を形成し、この充填空間部にゴム材料を充填した状態でガイド部材を位置決め固定させたソフトシール仕切弁である。

請求項５に係る発明は、弁体ガイド部は凸状ガイドであり、この凸状ガイドの外方の弁座部間には、弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を設けたソフトシール仕切弁である。

請求項６に係る発明は、弁座部と帯状部との連接部位を断面テーパ形状の傾斜肉厚部で連接したソフトシール仕切弁である。

請求項７に係る発明は、弁座部にゴムライニングしたゴム弁座面の断面形状を円弧形状としたソフトシール仕切弁である。

請求項８に係る発明は、弁体芯金にゴムライニングする際に、成形型の凸部にガイド部材を嵌めこんだ状態で、弁体中空溝の略中央位置又は／及び充填空間部の略中央位置の成形型の射出注入口よりゴム材料を注入して成形するようにしたソフトシール仕切弁の弁体の成形方法である。

請求項９に係る発明は、充填空間部にゴム材料を流し込み、ガイド部材の裏側にゴム材料を充填させることによりガイド部材を固定し、かつ位置決めするようにしたソフトシール仕切弁の弁体の成形方法である。

請求項１に係る発明によると、平板上の弁体芯金の弁座部間に位置する肩部に弁体中空溝を設け、この弁体中空溝にゴムライニング用のゴム材料を充填しているので、弁体芯金の強度を確保した上で、弁体の軽量化を図ることができる。

請求項２に係る発明によると、弁座部間の側面方向に設けた弁体ガイド部の領域部位に弁体中空溝に連接した肉ぬすみ部を形成しているので、弁体芯金の強度を確保した上で、さらに弁体の軽量化を図ることができる。

請求項３に係る発明によると、弁体ガイド部に凹状ガイドを形成し、この凹状ガイドの間に弁体中空溝に連接した肉ぬすみ部を形成しているので、弁体芯金の強度を確保した上で、弁体の軽量化を図ることができるともに、弁体ガイド部の凹状ガイドに樹脂製ガイド部材を取付けることによって弁体ガイド部と弁箱ガイド部との摩擦抵抗を軽減させ、仕切弁の操作トルクを軽減させることができる。

請求項４に係る発明によると、凹状ガイドに位置させた樹脂製ガイド部材の裏面と肉ぬすみ部との間にゴム材料を充填するための充填空間部を形成し、この充填空間部にゴム材料を充填するので、ゴム充填時の圧力により樹脂製ガイド部材を射出成形金型に押え込むとともに所定の位置に誘導し、ゴム材料が樹脂製ガイド部材と射出成形金型の間に入り込んで樹脂製ガイド部材を変形させることなく樹脂製ガイド部材を弁体芯金に固定させることができる。

請求項５に係る発明によると、弁体ガイド部は凸状ガイドであり、この凸状ガイドの外方の弁座部間には、弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を設けているので、弁体芯金の強度を確保した上で、弁体の軽量化を図ることができるともに、弁体ガイド部の凸状ガイドに樹脂製ガイド部材を取付けることによって弁体ガイド部と弁箱ガイド部との摩擦抵抗を軽減させ、仕切弁の操作トルクを軽減させることができる。

請求項６に係る発明によると、弁座部と帯状部との連接部位を断面テーパ形状の傾斜肉厚部を介して連接させることにより、帯状部の厚みを厚くすることなく、流水圧により弁座部と帯状部との連接部位に生じる応力集中を緩和し流体圧による弁体の変形を防止することができる。

請求項７に係る発明によると、弁座部にゴムライニングして形成したゴム弁座面の断面形状を略面当たり形状から円弧形状へと変更することにより、ゴム弁座面のつぶし代を変更せずに、止水性能を変えることなく弁箱シートと弁体のゴム弁座面との接触面積を小さくすることができるので、弁閉止時の摩擦抵抗が軽減され、弁を閉止する操作トルクを軽減することができる。

請求項８に係る発明によると、弁体芯金にゴムライニングする際に、成形型の凸部に断面凹型の樹脂製ガイド部材を嵌めこんだ状態で、弁体中空溝の略中央位置又は／及び充填空間部の略中央位置の成形型の射出注入口よりゴム材料を注入するため、ゴム材料の注入圧力が樹脂製ガイド部材を成形金型に抑え込む方向に作用するので、樹脂製ガイド部材の位置がずれることなく、弁体芯金と樹脂製ガイド部材を一体成形にて固定することができる。このため、弁体芯金のガイド部材の寸法のバラツキがあっても、樹脂製ガイド部材の弁体に対する取付け位置に影響を及ぼさないため、樹脂製ガイド部材を安定的に弁体に取付けることができるようになり、操作トルクを低減させた弁体を安定的に作ることができる。

請求項９に係る発明によると、充填空間部にゴム材料を流し込み、ガイド部材の裏側にゴム材料を充填させることによりガイド部材を固定するため、ゴム材料は樹脂製ガイド部材の裏側と弁体芯金との間に確実に充填され、充填時の圧力によりゴム材料が樹脂製ガイド部材と射出成形金型の間に入り込むことがないため、樹脂製ガイド部材が変形することなく樹脂製ガイド部材を弁体芯金に一体成形にて固定することができる。

本発明におけるソフトシール仕切弁の一実施形態を示す要部縦断面図である。 図１の弁箱内のガイド部を示す図である。 弁体を示す斜視図である。 図１の一部拡大断面図である。 （ａ）は、従来の断面形状のゴム弁座面が弁座部に接触した状態を表した図である。（ｂ）は、従来の断面形状のゴム弁座面が弁座部に押圧された状況を模式的に表した図である。（ｃ）は、本発明における断面形状のゴム弁座面が弁座部に接触した状態を表した図である。（ｄ）は、本発明における断面が円弧形状のゴム弁座面が弁座部に押圧された状況を模式的に表した図である。 弁体芯金を示す斜視図である。 図６に示す弁体芯金の正面半裁断面図である。 （ａ）は、図７のＡ−Ａ断面図である。（ｂ）は、図７のＢ−Ｂ断面図である。（ｃ）は、図７のＣ−Ｃ断面図である。（ｄ）は、図７のＤ−Ｄ断面図である。 図６に示す弁体芯金の底面図である。 本発明における仕切弁の成形方法を説明するための模式図である。 弁体芯金の他例を示す斜視図である。

以下に、本発明におけるソフトシール仕切弁の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては本発明におけるソフトシール仕切弁の一実施形態の縦断面図を、図２においては弁箱内のガイド部を示す図を、図３においては弁体の斜視図を、図４においては弁体の一部拡大断面図を、図６においては弁体芯金の斜視図を、図７においては弁体芯金の半裁断面図を示している。

図１に示すように、本発明のソフトシール仕切弁は、弁体１、弁箱２、蓋体３、弁棒４を有している。弁体１は、筒型の弁箱２内に設けた流路５に対して交叉方向に、弁棒４により昇降動自在に取付けられている。

図３に示す様に、弁体１は、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどのゴム材料により全周面にゴムライニング６が施されるとともに、上方外周の両側部にはゴム弁座面７が、また下部にはシール部材８がゴムライニング材により形成されており、弁箱２内に設けた弁座部９と弁箱底部２ａに設けた止水面１０とをシールすることで弁箱２の弁口１１を開閉するようになっている。また、弁体１の幅方向の両側面にはガイド突部１２が設けられ、ガイド突起１２先端の凹状溝１２ａには凹形状の樹脂製ガイド部材１３が嵌めこまれている。

図４に示す様に、弁体１の上方外周の両側部のゴム弁座面７は、ライニング材により断面が円弧のみで構成される円弧形状に形成されているため、図５の（ａ）に示す様に従来の断面が円弧と直線により構成される略面当たり形状のゴム弁座面に比較すると、ゴム弁座面のつぶし代を変更せずに弁座部９との接触面積が小さくなるとともに、従来の断面形状のゴム弁座面と同様の止水性能を得ることができるので、ゴム弁座面７の断面を円弧形状に形成することにより、弁閉止時の操作トルクを従来よりも軽減することができる。

図５により、弁閉止時の操作トルクの軽減効果を説明する。なお、図５において、従来のソフトシール仕切弁と本発明におけるソフトシール仕切弁で同一である部分については、同一符号によって表している。図５の（ａ）は従来の断面形状のゴム弁座面７ａが弁座部９に接触した状態を、（ｂ）は従来の断面が略面当たり形状のゴム弁座面７ａが弁座部９に押圧された状況を模式的に、（ｃ）は本発明における断面が円弧形状のゴム弁座面７が弁座部９に接触した状態を、（ｄ）は本発明における断面が円弧形状のゴム弁座面７が弁座部９に押圧された状況を模式的に示している。
図５に示す様に、止水時にゴム弁座面の先端が弁座部に接触した状態（ａ）、（ｃ）から、ゴム弁座面が弁座部に押圧されてつぶれた（ｂ）、（ｄ）の状態に至るまでのゴム弁座面７ａとゴム弁座面７のつぶし代１４は同じであるが、本発明の円弧形状のゴム弁座面７では、ゴム弁座面７と弁座部９との接触面積が、従来の略面当たり形状のゴム弁座面７ａと弁座部９との接触面積よりも大きく減少している。このため、本発明の円弧形状のゴム弁座面７では、ゴム弁座面７を押しつぶすための力が小さくて済むとともに、弁座部９の表面に接触して摺動するゴム弁座面７の接触幅が小さいため、弁体１が管路を止水するために移動する際の弁座部９とゴム弁座面７との間の摩擦力が小さくなるので、弁閉止時の操作トルクを従来よりも軽減することができる。

弁体１は内部に弁体芯金１５を有しており、この弁体芯金１５は、例えば、ダクタイル鋳鉄もしくはステンレス鋳鋼等の金属からなり、流路５に対して左右対称形状の楔型に鋳造成形される。弁体芯金１５の中央には弁棒挿入穴１６が貫通して設けられ、この弁棒挿入穴１６の上部には雌ネジ部１７が形成されたネジこま１８が取り付けられている。このネジこま１８の雌ネジ部１７には後述の弁棒４の雄ネジ部３４が螺着され、これにより弁体１が上下動可能となる。

本発明におけるソフトシール仕切弁では、弁体質量の軽量化を図るため、弁体の強度に影響を及ぼさない範囲で弁体芯金の肉厚を全体的に見直し、弁体の強度に直接関係しない部分の肉厚を極力取り除いて弁体芯金を形成している。

図６及び図７に示す様に、弁体芯金１５は、平板状部２０の上方外周の両側部に弁座部２１、２１を円弧状に形成し、平板状部２０の下部に止水用の帯状部２２を形成している。また、弁座部２１、２１間の両側面方向に弁体ガイド部２３を設け、その先端に凹状ガイド２４を形成している。

これに加え、図７に示す様に、弁座部２１、２１間の上方部に位置する弁体芯金１５の肩部２６に弁体中空溝２７を形成するとともに、弁体ガイド部２３の領域部位に弁体中空溝２７に連接した状態で肉ぬすみ部２８を形成している。図８の（ａ）、（ｂ）において、弁体中空溝２７が形成された部位の断面を示しているが、この弁体中空溝２７を設けたことにより、弁座部２１、２１間の部位の肉厚が略半分程度削減されている。また、図８の（ｃ）、（ｄ）において、肉ぬすみ部２８が形成された部位の断面を示しているが、弁体ガイド部２４の領域部位の肉厚が略半分程度削減されている。弁体芯金１５の肉厚を削減している部分を弁体芯金１５の上方外周に沿って円弧状に形成した結果、削減された肉厚の体積が比較的大きくなり、弁体芯金１５の質量を大幅に軽減することができる。

図７に示した弁体芯金１５の半裁断面によれば、弁体中空溝２７と肉ぬすみ部２８は、弁体芯金１５の上方外周に沿って円弧状に形成されるが、弁体中空溝２７の底面２７ａと肉ぬすみ部２８の底面２８ａは、ゴム弁座面７が形成される弁座部２１の内周側よりは外周に位置するように形成されている。このため、弁閉操作時に弁体に作用する操作力により、弁座部２１を介してゴム弁座面７により弁箱２に設けた弁座部９を従来の弁体芯金と同様に押圧することができるので、弁体１が弁箱２の弁座部９をシールする力が損なわれることはない。

また、弁体中空溝２７及びこの弁体中空溝２７に連接した状態で形成された肉ぬすみ部２８は、単に弁体芯金１５の質量を軽減する効果があるだけでなく、詳細は後述するが、弁体芯金１５にゴム材料をライニングする際に、ゴム材料を所要の場所に確実に流し込むための流路としての役割も有している。また、肉ぬすみ部２８と樹脂製ガイド部材１３の裏側１３ａとの間には充填空間部２９が形成されるため、弁体芯金１５にゴム材料をライニングする際に、ゴム材料を優先的にこの充填空間部２９に受け入れることができる。

弁体芯金の肉厚を全体的に見直す一環として、弁体芯金に流水圧に耐え得る強度を持たせるために弁体芯金１５の下部に設けた補強帯部分である、帯状部２２の厚さも可能な範囲で削減している。一方で、厚さを削減した帯状部２２をそのまま弁座部２１に連接すると、仕切弁を閉止状態とした際に弁体１が流水圧を受けることにより、帯状部２２と弁座部２１の接続部位に応力集中が発生して損傷するおそれがある。このため、図９に示す様に、破線３０よりも外側部分の帯状部２２に断面テーパ形状の傾斜肉厚部３１を設け、この傾斜肉厚部３１を介して帯状部２２と弁座部２１を接続することにより、流水圧により帯状部２２と弁座部２１の接続部位３２に生じる応力を緩和し、応力集中の発生を防止している。

弁体ガイド部２３先端に形成された凹状ガイド２４には、図６及び図８（ｃ）、（ｄ）に示す様に、樹脂製ガイド部材１３を装着するが、後述する理由により、図１０に示すその幅２４ａは樹脂製ガイド部材１３の幅１３ｂよりも若干大きく形成されている。

図１において、弁箱２、蓋体３は、例えば、ＦＣＤ４５０−１０等のダクタイル鋳鉄鋳物を材料として成形され、弁箱２と蓋体３とはボルト等よって結合される。弁箱２内には、弁体１がシール可能な楔形状の弁座部９と、図２に示すように弁体芯金１５に設けた凹状ガイド２４を遊嵌して弁体を昇降可能とする凸状ガイド部３３が設けられている。

弁棒４は、例えば、ステンレス鋼からなり、その外周側に雄ネジ部３４が設けられ、この雄ネジ部３４は、ネジこま１８の雌ネジ部１７に螺合可能になっている。また、弁棒４には環状鍔部３５が形成され、弁棒４は、この環状鍔部３５が蓋体３に形成された係合部３６に係合した状態で、蓋体３に設けた挿入穴３７に取付けられる。これにより、弁棒４は、弁箱２に対して上下動が阻止された状態で回動可能になっている。

弁棒４を弁閉方向又は弁開方向に回転させた際には、弁体芯金１５の弁体ガイド部２３に設けた凹状ガイド２４が弁箱２の凸状ガイド部３３に遊嵌しているため、弁体１の回転は規制されるようになっている。これにより、弁体１はネジこま１８の雌ネジ部１７と弁棒４の雄ネジ部３４との螺合を介して弁棒４に対して上下動する。弁棒４は、図示しないハンドルにより手動で回動操作されるが、図示しない電動アクチュエータ等により自動操作することもできる。

また、図１に示すように、このソフトシール仕切弁は、弁棒４の雄ネジ部３４が弁箱２内に隠れて、弁体１の開閉操作時に弁棒４が定位置で回動する内ネジ式の仕切弁であるが、図示しない外ネジ式の仕切弁構造であってもよい。外ネジ式の仕切弁は、弁棒のねじ部が弁箱の外部にあり、バルブの開操作により弁棒が上昇し、閉操作により弁棒が下降する構造である。

次に、本発明におけるソフトシール仕切弁の弁体の成形方法について説明する。図１０は、本発明における仕切弁の弁体の成形方法を説明するための模式図である。
本発明における仕切弁の弁体の成形方法においては、弁体芯金１５の全周面にゴム材料によりゴムライニング６を施す際に、先ず、樹脂製ガイド部材１３を射出成形金型４０内に設けられた樹脂製ガイド部材１３を保持するための凸部４０ｃに嵌め込む。
次いで、射出成形金型４０ａに弁体芯金１５を挿入し、図示しないが射出成形金型４０ａと弁体芯金１５をピン等で位置決めして固定する。その後、弁体芯金１５のガイド部２３の先端の凹状ガイド２４に、樹脂製ガイド部材１３を嵌め込んだ凸部４０ｃを矢印６０の方向へスライドさせて挿入する。
このように弁体芯金１５と樹脂製ガイド部材１３を射出成形金型４０内にセットすることにより、弁体芯金１５と樹脂製ガイド部材１３の位置関係は正確に保持される。

射出成形金型４０ａ内に弁体芯金１５と樹脂製ガイド部材１３のセットが完了した後、射出成形金型４０ｂを矢印６１の方向に閉じ、ゴム材料を射出成形金型４０に射出注入すると、弁体芯金１５の全周にライニングが施されるのと同時に、弁体芯金１５の弁体ガイド部２３先端の凹状ガイド２４に樹脂製ガイド部材１３がゴム材料によって固定される。

この本発明における弁体芯金１５では弁体中空溝２７及び肉ぬすみ部２８が形成されているので、この弁体中空溝２７の略中央位置に成形金型の射出注入口よりゴム材料を注入するようにすると、注入されたゴム材料は先ず弁体中空溝２７に充填され、その後、この弁体中空溝２７に連接して形成された肉ぬすみ部２８に流れ込む。肉ぬすみ部２８と樹脂製ガイド部材１３の裏側１３ａとの間には充填空間部２９が形成されているため、注入されたゴム材料４２は優先的にこの充填空間部２９に入り込む。この時、樹脂製ガイド部材１３は、その裏側１３ａにゴム材料４２の注入圧力を矢印４３の方向に受けて射出成形金型４０に押さえつけられ、射出成形金型４０内の正しい位置に誘導、固定されて射出成形金型４０に密着するため、従来の成形方法のように注入されたゴム材料４２が樹脂製ガイド部材１３と射出成形金型４０の間に入り込むことがないので、樹脂製ガイド１３に変形が発生することがない。

また、前述したように、射出成形金型４０内で弁体芯金１５と樹脂製ガイド部材１３の相対的な位置関係が正確に保持された状態で弁体芯金１５の弁体ガイド部２３先端の凹状ガイド２４に樹脂製ガイド部材１３をゴム材料によって固定されるので、弁体芯金１５の弁体ガイド部２３の寸法のバラツキが樹脂製ガイド部材１３の取付けに影響を及ぼすことがなく、樹脂製ガイド部材１３を安定的に弁体１に取付けることができる。

さらに、弁体ガイド部２３の先端に形成された凹状ガイド２４の幅２４ａは樹脂製ガイド部材１３の幅１３ｂよりも若干大きく形成されているため、図８に示す様に、樹脂製ガイド部材１３は、その周囲にゴム材料４２の層が形成された状態で弁体ガイド部２３の先端の凹状ガイド２４内に固定される。このため、鋳物寸法のバラツキや紛体塗装の膜厚寸法のバラツキにより、弁箱２内に設けた凸状ガイド部３３が弁体ガイド部２３の凹状ガイド２４と接触、干渉するような場合であっても、樹脂製ガイド部材１３の周囲に形成されたゴム材料４２の層でこの影響を吸収することができる。

以上述べた本発明におけるソフトシール仕切弁の成形方法による効果により、弁体１が弁箱２内に設けた凸状ガイド部３３をスムーズに摺動することができるので、仕切弁の操作トルクを低減させることができる。

なお、弁体中空溝２７には、ゴム材料のライニング時にゴム材料を完全に充填しても良いし、中空溝の表面のみをライニングして外観上凹みが残っても良い。どちらの場合であっても弁体１の強度に変わりはない。

以上は、弁体芯金１５に形成した弁体中空溝２７の略中央位置に成形金型の射出注入口よりゴム材料を注入する成形方法について説明したが、肉ぬすみ部２８の略中央位置に成形金型の射出注入口よりゴム材料を注入するようにした成形方法でも、弁体中空溝２７の略中央位置と肉ぬすみ部２８の略中央位置に同時に成形金型の射出注入口よりゴム材料を注入する成形方法でも、弁体中空溝２７の略中央位置に成形金型の射出注入口よりゴム材料を注入する成形方法の場合と同様の作用及び効果を得ることができる。

次に、上述した本発明におけるソフトシール仕切弁の弁体の質量削減効果を確認するため、従来の弁体との質量の比較を行った。従来品及び本発明品として、中口径（呼び径３５０、４００、４５０、５００）用の弁体についてそれぞれ質量を計測し、削減された質量と質量削減率を求めた。これらの計測結果を表１に示す。

表１に示す様に、従来の弁体に対する本発明における弁体の質量削減効果は極めて大きいものがあり、質量削減率は３０％〜４０％程度にも及んでいる。このように大きな質量削減効果は、弁体のライニング作業及び仕切弁の組立作業等における作業性の向上、並びに仕切弁の操作時における操作性の向上に留まることなく、製品コストの削減についても大きな効果を及ぼすことができる。また、製品全体の質量が軽くなり、運搬、据付時の作業性が向上される。

続いて、本発明におけるソフトシール仕切弁の他の実施形態について説明する。なお、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。
他の実施形態と前記実施形態の違いは、図１１に示す様に、弁体芯金５１においては、弁座部２１、２１間の両側面方向に弁体ガイド部５２を設け、その先端に凸状樹脂製ガイド部材を取付けるようになっている。このため、弁体芯金５１の凸状樹脂製ガイドと遊嵌し、弁体を昇降可能とする弁箱２内のガイド部は凹状に設けられる。

図１１によると、弁体芯金５１は、弁体ガイド部５２の外方の弁座部２１、２１間に、弁体ガイド部５２の両側に弁体中空溝２７に連接した状態で、薄肉ぬすみ部５３ａ、５３ｂを設けている。弁体芯金５１はこのように形成されているので、弁体芯金の強度を確保した上で、軽量化を図ることができる。

以上説明したように、本発明におけるソフトシール仕切弁とその仕切弁の成形方法によれば、弁体の止水性能を損なうことなく弁体質量を大幅に軽量化させるともに、弁体ガイド部と弁箱ガイド部との摩擦抵抗を軽減して操作トルクを軽減させたソフトシール仕切弁を得ることができるので、製造時、整備時の作業性が向上するだけではなく、製造コストを削減することもできる。

１ 弁体
２ 弁箱
３ 蓋体
４ 弁棒
６ ゴムライニング層
７ ゴム弁座面
８ シール部材
９ 弁座部
１０ 止水面
１５、５１ 弁体芯金
２０ 平板状部
２１ 弁座部
２２ 帯状部
２３ 弁体ガイド部
２４ 凹状ガイド
２６ 肩部
２７ 弁体中空溝
２８、５３ａ、５３ｂ 肉ぬすみ部
２９、充填空間部
３１ 傾斜肉厚部

Claims (9)

1. 筒形の弁箱の管路方向に交叉する上下方向に移動するゴムライニング状の弁体で前記弁箱の弁口を開閉する仕切弁であって、前記弁体の弁体芯金は、平板状の上方外周両側部に弁座部を有するとともに下方に止水用の帯状部を有し、かつ前記弁座部間の上方部に位置する肩部に弁体中空溝を設け、この弁体中空溝にゴムライニング用のゴム材料を充填して前記弁体を構成したことを特徴とするソフトシール仕切弁。
2. 前記弁座部間の側面方向に弁体ガイド部を設け、この弁体ガイド部の領域部位に前記弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を形成した請求項１に記載のソフトシール仕切弁。
3. 前記弁体ガイド部は凹状ガイドであり、この凹状ガイドには前記弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を設けた請求項２に記載のソフトシール仕切弁。
4. 前記凹状ガイドに位置させた樹脂製ガイド部材の裏面と前記肉ぬすみ部との間にゴム材料を充填するための充填空間部を形成し、この充填空間部にゴム材料を充填した状態で前記ガイド部材を位置決め固定させた請求項２又は３に記載のソフトシール仕切弁。
5. 前記弁体ガイド部は凸状ガイドであり、この凸状ガイドの外方の弁座部間には、前記弁体中空溝に連接した状態で肉ぬすみ部を設けた請求項２に記載のソフトシール仕切弁。
6. 前記弁座部と前記帯状部との連接部位を断面テーパ形状の傾斜肉厚部で連接した請求項１乃至５の何れか１項に記載のソフトシール仕切弁。
7. 前記弁座部にゴムライニングしたゴム弁座面の断面形状を円弧形状とした請求項１乃至６の何れか１項に記載のソフトシール仕切弁。
8. 請求項１乃至４に何れか１項に記載のソフトシール仕切弁であって、前記弁体芯金にゴムライニングする際に、成形型の凸部に前記ガイド部材を嵌めこんだ状態で、前記弁体中空溝の略中央位置又は／及び前記充填空間部の略中央位置の成形型の射出注入口よりゴム材料を注入して成形するようにしたソフトシール仕切弁の弁体の成形方法。
9. 前記充填空間部にゴム材料を流し込み、前記ガイド部材の裏側にゴム材料を充填させることにより前記ガイド部材を固定し、かつ位置決めするようにした請求項８に記載のソフトシール仕切弁の弁体の成形方法。

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