JP2736307B2

JP2736307B2 - アングル形バタフライ弁

Info

Publication number: JP2736307B2
Application number: JP14812394A
Authority: JP
Inventors: 義則万木
Original assignee: TOMOE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: TOMOE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JPH0814406A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バタフライ弁、特に、
本体（弁本体）内で流体の方向変換を可能とするアング
ル形バタフライ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁は、通常、中空円筒状の本
体内に回動して開閉する弁体を配し、この弁を、管路を
形成する隣接パイプの両端フランジ間に装着して、一方
向から流入する流体を他方向に直線的に送給するように
構成したものが広く知られている。このようなバタフラ
イ弁は、構造が簡単で故障が少なく、安価で修理交換も
容易で且つ流体の制御も確実であるなど利点を有してい
るので、広く各種装置の管路に使用されているが、流体
の流れ方向を変換する必要があるような個所、特に船舶
の機関室及び各種プラントの室内配管等の狭隘な場所に
は、そのまま使用できない不便さがあった。

【０００３】そのため、通常流体の流れ方向を変換する
場合は、曲管（エルボ）又はアングル弁を使用してお
り、該アングル弁の一例として、船用鋳鉄１０ｋｇｆ／
ｍ²アングル弁はＪＩＳＦ７３０８に、また、ねずみ
鋳鉄弁（フランジ形アングル弁）はＪＩＳＢ２０３１
にそれぞれ記載されている。

【０００４】図１０は、上記アングル弁の従来例の一つ
であって、互いに直交する流体入口１ａと流体出口１ｂ
を有する本体１内に、円錐状の弁体２が弁軸３により、
弁体ガイド４に案内されて上下動して、矢印方向に流体
を流すようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した図１０に示す
アングル弁は、弁体が開いているとき、流体が通過する
本体内の流路がほぼ直角状をなしており、また該流路に
は、弁体ガイド４等の流体抵抗部材が存在するため、好
ましい流れにはならないという問題点があった。このこ
とは、流体が弁を通るときに発生する圧力損失ΔＰは、における弁抵抗係数ζが、全開状態において、バタフラ
イ弁では０．２〜０．５であるのに対し、アングル弁で
は２〜４と大きいことからも分かる。

【０００６】上記のように、弁抵抗係数が大きいと、流
体により弁体、弁座及び弁棒等の弁主要部材が損傷し、
特にアングル弁の場合は、これら主要部が金属製で機械
加工及び仕上加工（通常、弁体と弁座を現物摺り合せ作
業）するために取り外す不便さがあった。

【０００７】また、図９に示すように、床面Ｇから立上
った管路内の流体を床面に平行に直角に方向変換し、こ
の方向変換する近傍に弁を配する必要がある場合、従来
のアングル弁は配設は容易であるが、前記のような弁抵
抗が問題となり、また、従来のバタフライ弁を使用する
と、配管自体を弯曲させる必要があるため、図のＣの位
置に配すれば、壁Ｗから距離Ａが必要であり、そのため
器機Ｄが左方に延伸されることになって、床面のデット
スペースが大きくなる。これに対処するために、壁Ｗか
ら距離Ｂの点線内にアングル形バタフライ弁の配設が必
要になってくる。

【０００８】一方、公知のアングル形バタフライ弁とし
て、弁体をアームを介して回動させるようにした本出願
人の出願に係る特開昭５３−１３１５３０号公報記載の
ものがあるが、このものは、本体内流路の弁抵抗が改善
されておらず、また、同じく弁体を傾斜して弁棒に取付
けるようにした特開昭５４−１６４０２４号公報記載の
ものは、弁全開時において本体内弁体の位置が好ましく
なく、そのため弁抵抗と共に、弁開閉操作力が大となり
実用的でないという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決せんとするもので、本体及び弁体の流体抵抗を減ら
し、長期にわたり確実なシール性と主要部材の耐久性を
保持し、且つ組立、分解、保守・点検等の作業性を向上
させることのできるアングル形バタフライ弁を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、本体内で流体の方向変換を可
能とするアングル形バタフライ弁において、流体の入口
と出口とを互いに直交するように配し且つ内部の流路を
曲管状に形成した本体を、これら流体出入口と互いに４
５°の角度をなす面に沿って二分割し、該本体の二分割
面内で且つ本体を構成する曲管の中心線を含む平面上に
弁棒を挿通し、該弁棒に弁体を取付けたことを特徴とし
ている。

【００１１】また、請求項２の発明は、弁棒と同軸に弁
体及びシートリングを備え、且つ二分割された本体が弁
棒を中心線として対称形状をなしていることを特徴とし
ている。

【００１２】また、請求項３の発明は、弁棒、弁体及び
シートリングを別体として一体に組立て、該組立体を、
二分割された本体の分割面部に挿嵌し、弁棒の外延部に
てクランプアームを介して上記組立体と二分割された本
体を結合し、該クランプアームに弁棒駆動部の取付けフ
ランジを兼ねさせたことを特徴としている。

【００１３】また、請求項４の発明は、シートリングの
内径を本体内径とほぼ同一に形成すると共に、該シート
リングを、耐摩耗性のエラストマの内部に、Ｏリングケ
ースを内蔵した断面台形状の芯金を埋め込んで形成し、
弁体との圧接部の硬度を７３°±３としたことを特徴と
している。

【００１４】また、請求項５の発明は、シートリングと
弁体との圧接部を球面座とすると共に、該シートリング
と弁棒外延部との摺動面部にＯリングを挿入し、且つ該
シートリングの本体との嵌合面を形成する外周面に半Ｏ
リング状の突起を設け、流体の漏洩を防止するようにし
たことを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明は、上記のように構成されているので、
請求項１の発明によれば、次の作用を生ずる。即ち、流
体の入口及び出口が直交している本体の内部流路を曲管
状に形成し且つ該本体を、これらの流体の入口及び出口
と互いに４５°の角度をなす面で二分割し、該二分割面
内で且つ本体を構成する曲管の中心線を含む平面上に弁
棒を挿通しているので、弁体の開口時、流体は、流体入
口より流体出口に流れる際に流体抵抗を受けることが少
なく、円滑に流れ、また、本体内の曲管に沿って流体が
流れるとき、本体内に生じる偏流が弁体に対し弁棒の両
側に均等にかかることになり、従って該偏流による弁操
作トルク（力）も均等に加わり、弁開閉操作力も軽減さ
れ、また偏流による構成部材の損傷、摩滅が軽減され
る。

【００１６】また、請求項２の発明によれば、上記に加
え、二分割された曲管状本体は、弁棒を中心線として対
称形状をなしているので、構造が簡単で、且つ一方向か
ら他方向へ本体内を流過する流れに偏りが少なく、流体
抵抗値も小さい。

【００１７】また、請求項３の発明によれば、別体とし
て組立てられた弁棒、弁体及びシートリングを、本体の
二分割面部に挿嵌し、クランプアームを介して一体形に
結合されているので、組立、分解、保守・点検等が容易
に行なうことができるようになり、作業性が向上する。
また、クランプアームに形成された駆動部取付フランジ
に適宜駆動装置を取付けることにより、弁の開閉及び制
御が容易に行われる。

【００１８】また、請求項４の発明によれば、シートリ
ングの内径を本体内径とほぼ同一に形成しているので、
流体損失が少くなり、また、シートリングと弁体との圧
接部の耐摩耗がエラストマの材質並びに７３°±３とい
う硬度により一層向上する。

【００１９】また、請求項５の発明によれば、シートリ
ングに球面座を形成したことにより該シートリングと弁
体との圧接部からの流体の漏洩が防止され、また、Ｏリ
ングを挿入したことにより、シートリングと弁棒外延部
との摺動面部からの流体の漏洩が防止され、更に半Ｏリ
ング状突起により、シートリングと本体との嵌合面から
の流体の漏洩が防止される。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示すアングル形バタフ
ライ弁の断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ面よりみ
た本体の側面図である。

【００２１】図において、本体１１は、互いに直交する
流体入口（又は出口）１１ａと流体出口（又は入口）１
１ｂを有する曲管状に形成され、これらの流体入口１１
ａと流体出口１１ｂと互いに４５°の角度をなす面Ａ−
Ａに沿って１１Ａと１１Ｂに二分割されており、該二分
割された端面（側面）には、図２に示すように、中心を
通る図で上下位置に弁棒挿通部１１ｃと、放射位置に複
数個の結合用座１１ｄがそれぞれ設けられている。

【００２２】上記本体１１の二分割面Ａ−Ａにおける弁
棒挿通部１１ｃには、上部弁棒と下部弁棒からなる弁棒
１２が挿通され、該弁棒１２の占める位置は、図１にお
ける曲管の中心線ｍを含む平面、つまり紙面上にあっ
て、且つ該平面（紙面）と直交する（図２に示す）二分
割面上にあることになる。上記弁棒１２には、弁体１３
が同軸上に回動自在に取付けられており、該弁体１３と
本体１１の内面と接するところには、シートリング１４
が装着されている。

【００２３】上記シートリング１４は、図３に示すよう
に、弁体１３と圧接する内周部が耐摩耗性のエラストマ
１４ａで構成され、外周に台形状芯金１４ｂを埋め込ん
で一体形に固着され、本体への組込み時に別体として組
立て易いようになっている。上記芯金１４ｂと弁棒１２
との摺動部にはＯリング１４ｃが装着され、また、エラ
ストマ１４ａと本体１１との嵌合面を形成する外周面に
は、半Ｏリング状の突部１４ｄが設けられ、本体１１
Ａ，１１Ｂの結合により圧縮され、固定用ガスケットの
役目を果たしている。そして弁体１３との圧接面１４ｅ
が、弁棒外延方向への漏洩防止のための一次シールの役
目を果し、次いでＯリング１４ｃが、二次シールの役目
を果している。

【００２４】また、上記シートリング１４は、内径を本
体内径とほぼ同一に形成されており、これらによって流
体損失を少なくし、また、圧接部硬度を７３°±３と
し、流路が９０°変換されることによって生じる流体抵
抗及び主要部部材の損傷と摩耗を防止している。

【００２５】上記した弁棒１２に弁体１３とシートリン
グ１４を別体として組立てておき、該組立体を、上記し
た二分割された本体１１Ａと１１Ｂの分割面部に形成さ
れる弁棒挿通部１１ｃに挿嵌し、弁棒１２の上下の両外
延部にて、クランプアーム１５Ａ及び１５Ｂを介して、
上記組立体及び二分割された本体１１Ａ，１１Ｂを同時
に一体に結合するようになっている。

【００２６】図４は、上記クランプアーム１５Ａの分解
斜視図であって、二分割された二つの部材１５ａ，１５
ｂからなり、それぞれ結合用の六角ボルト穴１５ｃを有
しており、一方の部材１５ａには、弁駆動部取付フラン
ジ１５ｄを備えている。また、下部クランプアーム１５
Ｂは、上記１５Ａと同様に二つの部材１５ａ，１５ｂか
らなるが、上記１５Ａにおける取付フランジ１５ｄを有
していない点で異っている。なお、図中、１６は、本体
１１の弁棒挿通部１１ｃの取付け凹部１６ａに取付けら
れる弁棒ガイドである。

【００２７】この実施例によれば、流体の流れ方向は１
１ａ（右）→１１ｂ（下）又１１ｂ（下）→１１ａ
（右）へと自在であり、また本体１１を曲管の一部とし
て配設できるので、流体抵抗が従来のアングル弁と比較
して１／１０と小さくなり、本体内面が曲面のため流体
固形物も円滑に流れる。

【００２８】また、弁棒１２は、本体の二分割面内で且
つ曲管の中心線ｍを含む平面、つまり紙面上に挿通され
ているので、曲管（エルボ）における流体の流れ模様を
示す図７において、閉弁時直後の流体圧力が弁体３２に
加わる分布（同図（ｂ））に示すように、曲管３１の中
心線を含む平面（紙面）上に配置された弁棒３３を中心
として弁体３２の上下（左右）対称に圧力分布されてい
るので、上記本発明のものと同様に、弁開閉時における
駆動部の操作力が均等になり、軽快な操作が可能とな
る。なお、これに対し、図８に示すように、弁棒３３
が、曲管３１の中心線を含む平面（紙面）と直角方向に
設けられているものでは、同図（ｂ）に示すように、弁
体３２に加わる流体圧力分布が弁棒３３を中心にして左
右非対称であるため、弁棒３３を中心にして一方向に過
大な流体圧力が弁体に加わり、弁開閉時に操作力が増大
される。

【００２９】またこの実施例では、弁棒１２、弁体１３
及びシートリング１４を別体として組立てたものを、二
分割された本体１１の分割面部に挿嵌し、これらをクラ
ンプアーム１５Ａ，１５Ｂで一体に結合するようにして
いるので、組立、分解、保守・点検等が容易になって作
業性を向上させることができる。

【００３０】また、シートリング１４の内径を本体内径
とほぼ同一とし、また弁体と圧接する内周部を、芯金１
４ｂで補強された耐摩性のエラストマ１４ａで構成し、
弁体との圧接部硬度を７３°±３としたことにより、流
体による損傷、摩耗を軽減し、また、球面座１４ｅによ
る一次シールと、Ｏリング１４ｃによる二次シールの採
用により、外部への漏洩を防止することができる。

【００３１】図５は、本発明の他の実施例を示す全体の
正面図であって、図中、図１に記載した符号と同一の符
号は同一ないし同類部分を示すものとする。この実施例
では、二分割された本体１１Ａと１１Ｂとを、二分割面
に形成される結合用座１１ｄを、本体の弁棒挿通部１１
ｃ（図２参照）にも設け、これ等の結合用座１１ｄに設
けられたボルト穴に六角ボルトを挿通して結合するよう
になっている。

【００３２】図６は、本発明の更に他の実施例を示す全
体の正面図であって、図中、図１に記載した符号と同一
の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。この実
施例では、別体でバタフライ弁を組立てておき、フラン
ジ付の二分割された本体１１Ａ，１１Ｂに挿み込むよう
にしたものである。この実施例によれば、別体のバタフ
ライ弁は公知のウエハ形（薄形）バタフライ弁２１でも
よい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明においては、アングル形バタフライ弁に
おいて、流体の入口と出口とを互いに直交するように配
し且つ内部の流路を曲管状に形成した本体を、これら流
体出入口と互いに４５°の角度をなす面に沿って二分割
し、該本体の二分割面内で且つ本体を構成する曲管の中
心線を含む平面上に弁棒を挿通し、該弁棒に弁体を取付
けたことにより、本体内における流体の流れの方向を正
逆自在に変えることができ、また本体を曲管の一部とし
て配設できるので、流体抵抗も従来のアングル弁と比較
して１／１０と小さくでき、また本体内面が曲面からな
るため流体固形物も円滑な流れとなる。また、本体内の
曲管に沿って流体が流れるとき、本体内に生じる偏流が
弁体に対し弁棒の両側に均等にかかるので、該偏流によ
る弁操作トルク（力）も均等に加わり、弁開閉操作力も
軽減され、また、偏流による構成部材の損傷、摩滅が軽
減される。

【００３４】また、請求項２の発明においては、二分割
された曲管状本体が弁棒を中心線として対称形状をなし
ているので、構造が簡単で、且つ本体内を通過する流れ
に偏りが少なく、流体抵抗値も小さくなる。

【００３５】また、請求項３の発明においては、別体と
して組立てられた弁棒、弁体及びシートリングを、本体
の二分割面部に挿嵌し、クランプアームを介して一体形
に結合するようにしたことにより、該組立体を、二分割
される本体に形成された弁棒挿通孔部（インロー部）に
容易に挿嵌して脱落を防止することができ、組立、分
解、保守・点検等の工数が削減され、作業能率が向上す
る。

【００３６】また、請求項４の発明においては、シート
リングの内径を本体内径とほぼ同一に形成したことによ
り、流体損失が少なくなり、また、シートリングと弁体
との圧接部の耐摩耗性が、エラストマの材質並びに７３
°±３という硬度により一層向上するので、流体による
損傷、摩耗が軽減される。

【００３７】また、請求項５の発明においては、シート
リングと弁体との圧接部を球面座に形成したことによ
り、該圧接部からの流体の漏洩が防止され、また、該シ
ートリングと弁棒外延部との摺動面部にＯリングを挿入
したことにより、該部からの流体の漏洩が防止され、更
に該シートリングと本体との嵌合面に半Ｏリング状突起
を設けたことにより、該嵌合面からの流体の漏洩を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すアングル形バタフライ
弁の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ面からみた本体の側面図である。

【図３】図１のＢ部のシートリングの弁棒貫通部の要部
拡大図である。

【図４】クランプアームの分解斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す全体正面図である。

【図６】本発明の更に他の実施例を示す全体正面図であ
る。

【図７】（ａ）は紙面に平行に弁棒を備えた曲管内の流
れの状態を示す説明図、（ｂ）は弁体に作用する流体圧
分布を示す説明図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は弁棒の向きを異にする弁体を備
えた図７と同様の説明図である。

【図９】曲管部に弁を取付けた場合を示す寸法説明図で
ある。

【図１０】従来例を示すフランジ形アングル弁の断面図
である。

【符号の説明】１１，１１Ａ，１１Ｂ本体１１ａ流体入口（出口）１１ｂ流体出口（入口）１１ｃ弁棒挿通部１１ｄ結合用座１２弁棒１３弁体１４シートリング１４ａエラストマ１４ｂ台形状芯金１４ｃＯリング１４ｄ半Ｏリング状突部１４ｅ圧接面１５Ａ，１５Ｂクランプアーム１５ａ，１５ｂ二分割された各部材１５ｃ六角ボルト穴１５ｄ取付けフランジ１６弁棒ガイド１６ａ取付け凹部２１ウエハ形バタフライ弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】本体内で流体の方向変換を可能とするア
ングル形バタフライ弁において、流体の入口と出口とを
互いに直交するように配し且つ内部の流路を曲管状に形
成した本体を、これら流体出入口と互いに４５°の角度
をなす面に沿って二分割し、該本体の二分割面内で且つ
本体を構成する曲管の中心線を含む平面上に弁棒を挿通
し、該弁棒に弁体を取付けたことを特徴とするアングル
形バタフライ弁。
【請求項２】弁棒と同軸に弁体及びシートリングを備
え、且つ二分割された本体が弁棒を中心線として対称形
状をなしていることを特徴とする請求項１記載のアング
ル形バタフライ弁。
【請求項３】弁棒、弁体及びシートリングを別体とし
て一体に組立て、該組立体を、二分割された本体の分割
面部に挿嵌し、弁棒の外延部にてクランプアームを介し
て上記組立体と二分割された本体を結合し、該クランプ
アームに弁棒駆動部の取付けフランジを兼ねさせたこと
を特徴とする請求項１記載のアングル形バタフライ弁。
【請求項４】シートリングの内径を本体内径とほぼ同
一に形成すると共に、該シートリングを、耐摩耗性のエ
ラストマの内部に、Ｏリングケースを内蔵した断面台形
状の芯金を埋め込んで形成し、弁体との圧接部の硬度を
７３°±３としたことを特徴とする請求項１記載のアン
グル形バタフライ弁。
【請求項５】シートリングと弁体との圧接部を球面座
とすると共に、該シートリングと弁棒外延部との摺動面
部にＯリングを挿入し、且つ該シートリングの本体との
嵌合面を形成する外周面に半Ｏリング状の突起を設け、
流体の漏洩を防止するようにしたことを特徴とする請求
項４記載のアングル形バタフライ弁。