JP2909428B2

JP2909428B2 - バタフライ弁のコア入りシートリングの弁軸シール装置

Info

Publication number: JP2909428B2
Application number: JP6491396A
Authority: JP
Inventors: 国広辰巳
Original assignee: TOMOE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: TOMOE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2016-03-21
Also published as: JPH09257134A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バタフライ弁の本
体（弁本体）の内面に装着されるシートリングに関し、
特に、内部にコア（芯）を埋設したコア入りシートリン
グの弁軸シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバタフライ弁のコア入りシートリ
ングは、図７に示すように、内部にコア（芯金）１を埋
設した弾性体（ゴム）からなるシートリング２が、両側
にフランジを有しないウエハ形（薄形）本体３の内面
に、その幅が本体３の幅（面間）より両側共にｘ量だけ
大きくして張設されており、該本体３の内部には、弁棒
４に取付けられた弁体５が、周縁部を上記シートリング
２の内面に圧接させるようにして装着されており、該弁
棒４を外部から駆動して弁体５を本体内において回動
し、本体内部の流路を開閉制御するようになっている。

【０００３】上記バタフライ弁を配管の途中に装着する
とき、当該弁本体３の両側に位置する、配管端部（パイ
プエンド）に取付けられた左右２個の配管フランジによ
って弁本体３を挟持し、配管ボルトによって両側のフラ
ンジを締付けることにより該本体３を両配管フランジ間
に固定するようになっているが、この際、本体３の両側
に当接する図示しない配管フランジ面が本体３の両側面
３ａ，３ｂに接するまで上記配管ボルトによって締め付
けられ、上記したシートリング２のｘ量のゴム部分を圧
縮することによって、シートリング２の側面２ａ，２ｂ
と図示しない配管フランジ面とのシール作用が行われる
ようになっている。

【０００４】上記のようにバタフライ弁の一つの特長と
して、本体３の内側を耐食性のあるゴムのシートリング
２で被覆することにより、直接その流体に触れないため
に本体３を安価な材料にすることを可能にしているが、
その反面、シートリング２の軸シール部のシール作用が
不十分で、そのため、流体が本体３まで達して本体３を
腐食させることになり、弁の性能を低下させるという問
題点があった。

【０００５】それに対処するために、コア入りシートリ
ングにおいて、該シートリング自身に、弁棒との嵌合部
にＯリングを設けると共に、該Ｏリングを保持するため
の剛性のあるＯリングハウジングを具えたＯリングシー
ル構造を持たせるようにすることにより、流体の腐食性
に関係なく最も高い軸シール性能を有するようにしたバ
タフライ弁が既に考案されている。

【０００６】図５は、その一例を示すバタフライ弁のシ
ートリング用軸封装置の要部断面図であり、図６は、そ
のVI−VI線による要部断面図であって、図中、図７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。図において、本体３の内周面に装着された
弾性シートリング２の弁棒４の挿通孔２ａ内に、弁棒４
の外周面に密接するＯリング６を収納する金属製Ｏリン
グケース７が埋設され、該Ｏリングケース７に、軸孔２
ａの軸方向に沿って延びる円筒部７ａが連設され、該軸
孔２ａの一部を該円筒部７ａの内周面で構成すると共
に、Ｏリングケース７の外部で且つシートリング２内に
金属製コア８が埋設されており、上記Ｏリングケース７
と金属製コア８は、シートリング２の加硫時に同時に加
硫成形してシートリング２と一体化できるようになって
いる（実公昭62−8693号公報参照）。

【０００７】上記のように、Ｏリングケース７の外側に
位置して金属製のコア８がシートリング２内に挿入され
ているので、一次シールに漏れが生じても、金属製コア
８に流体が接液することがないため、該コア８の材質に
は一般に安価な構造用鋼材が使用できるので、コストが
低下できる利点を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来のもの（図５）には、次のような問題点（欠点）があ
った。（ｉ）通常、コア８は、比較的安価で、配管時の締付け
力によって変形しないように剛性のある鉄系やアルミ系
の材料が使用されているが、これらの材料は、シートリ
ング２より耐食性が劣るので、二次シールとして流体に
触れるのを防ぐため、軸方向に延びる円筒部７ａと、Ｏ
リングシール６を保持するためのハウジング７ｂとから
なるＯリングケース７を別途取付けた後、ゴム成形しな
ければならないが、この際、該Ｏリングケース７の材料
は、耐食性を必要とするためステンレス材等を使用する
必要がある。

【０００９】（ii）また、鉄系やアルミ系の材料を持つ
コア８は、寸法精度の関係上、少なくともＯリングケー
ス７が嵌まり込む弁棒穴部を改めて削り加工する必要が
ある。

【００１０】(iii) Ｏリングケース７は、複雑な形状を
しているため、ステンレス材を削り加工して製作しなけ
ればならないため、非常に高価なものになる。

【００１１】（iv）コア入りシートリング２は、ゴムを
注入成形する前に、ゴムと接するコア８の表面部分に接
着剤を塗布しなければならない。この際、図５及び図６
に示す従来技術では、コア８の表面部分である内面８ａ
と両側面８ｂ及び外面８ｃばかりでなく、Ｏリングケー
ス７の外面７ｃ，７ｄにも接着剤を塗布しなければなら
ないため、その分が更に割高になるという問題点を有し
ていた。

【００１２】本発明は、高圧シールに適したコア入りシ
ートリングを有するバタフライ弁において、そのシール
性能の高い弁軸シール（グランドシール）力を持ちなが
ら、複雑な部品や成形を必要とすることなく、その構造
を簡素化し、安価なシートリングを提供することを課題
としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の採った手段は、本体の内面にコア入りシー
トリングを装着したバタフライ弁において、シートリン
グに、該シートリングの外周面と同一面となるように外
周面を露出させるようにして、耐食性と剛性を有する樹
脂で構成された環状のコアを埋設し、該コアに、弁棒の
外周面と嵌合する弁棒穴と、弁軸方向外側に開放された
Ｏリング溝とを設け、該Ｏリング溝に、弁棒の外周面と
密接するＯリングを内包保持するバックアップリング
を、コアの外側から嵌め込んで固定したことを特徴とし
ている。

【００１４】上記Ｏリングを内包保持するバックアップ
リングを、断面Ｌ字形に形成し、コアに設けられたＯリ
ング溝に嵌め込んで固定した状態で該バックアップリン
グの外周面を、シートリングの外周面に沿った形状とし
たことを特徴としている。

【００１５】また、上記Ｏリングを内包保持するバック
アップリングを、樹脂、又は耐食性を有するステンレス
材等のプレス成形により構成したことを特徴としてい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に記載した実施例を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施形態を示すコア（芯）入りシートリングを本体
内面に装着したバタフライ弁の要部断面図であり、図２
は、図１のII−II線による要部断面図である。図中、図
５，６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。

【００１７】図において、本体３の内面に装着されたコ
ア入り弾性シートリング２に、該シートリング２の外周
面と同一面となるように外周面を露出させるようにし
て、ゴムの耐食性に匹敵し或いはゴム以上の耐食性を有
し且つ十分な剛性を有する、一例としては、ＰＰＳ（ポ
リ・フェニーレン・サルファイド）及びナイロン系等の
樹脂で構成された環状のコア１１が埋設され、該コア１
１に、弁棒４の外周面と嵌合する弁棒穴１１ａと、弁軸
方向外方に開放されたＯリング溝１１ｂ，１１ｃとが設
けられ、該Ｏリング溝１１ｂ，１１ｃに、弁棒４の外周
面と密接するＯリング６を内包保持する断面Ｌ字形のバ
ックアップリング１２が、コア１１の外側から嵌め込ん
で固定するように構成され、このようにコア１１に嵌め
込んで固定した状態で、該バックアップリング１２の外
周面１２ａがシートリング２の外周面２ａ、従ってコア
１１の外周面１１ｄに沿った形状に形成されている。

【００１８】当該弁を組立てるに当って、上記したバッ
クアップリング１２は、予め、樹脂成形しておく。その
際、該バックアップリング１２の外径部１２ｂの寸法を
常温（室温）下で、コア１１のＯリング溝１１ｃの内径
寸法より若干大きくする。そして、コア１１を樹脂成形
した直後冷却しない内に、そのバックアップリング１２
を嵌め込む。つまり、成形直後の熱い温度で、コア１１
のＯリング溝１１ｃの内径寸法がバックアップリング１
２の外径部１２ｂの寸法より若干大きく広がっている内
に嵌め込む、いわゆる「しまり嵌め」の状態にする。

【００１９】図３は、上記した樹脂製バックアップリン
グ１２の左半分は側面図、右半分は断面図である。この
ようにバックアップリング１２を樹脂製とする代りに、
図４に示すように、耐食性を有するステンレス材等の金
属をプレス成形して製作することも可能である。この場
合も、上記した「しまり嵌め」の寸法関係は維持され
る。

【００２０】上記のように構成されているので、当該バ
タフライ弁の使用時、コア１１の弁棒穴１１ａとＯリン
グ溝１１ｂは、弁軸シールの二次シール部分として流体
に触れることになるが、コア材料が耐食性のある樹脂で
構成されているので、これらの部分を他の耐食材料で覆
う必要がなく、そのため、従来例（図５）におけるＯリ
ングケース７のような複雑な形状の部材を、断面Ｌ字形
の簡易形状のバックアップリング１２に置き換えること
ができるので、構造を簡素化してコストを低減すること
ができる。

【００２１】また、コア１１のＯリング溝１１ｂ，１１
ｃを、弁軸方向の外側に開放した形状にしたことによ
り、該溝部分と弁棒穴１１ａを金型及び金型ピンで成形
することができるので、樹脂成形されたコア１１は、そ
の後の削り加工が不要となる。

【００２２】また、コア１１の外面１１ｄは露出されて
いてシートリング２のゴム部分と接しないため、その部
分に接着剤を塗布する必要がない。従って、コア１１の
接着剤塗布部分は、内面１１ｅと両側面１１ｆのみであ
る。

【００２３】なお、接着剤の最近の進歩により、ゴムと
コアの接着面から剥離することがなく、接着面の剥離強
度は、ゴムの破断強度を上回る。このことは、バタフラ
イ弁を使用中に、コアの内面１１ｅ及び両側面１１ｆか
ら剥離することはない。

【００２４】一方、バックアップリング１２は、コア１
１にしまり嵌め状態で固定されるので、該バックアップ
リング１２自身に接着剤を塗布する必要がない。

【００２５】また、該バックアップリング１２の形状
は、断面Ｌ字形のように複雑な形状を必要としないた
め、図４に示すように、ステンレス材を、削り加工でな
く例えばプレス成形して製作することができるので、製
作コストを抑えることが可能となる。

【００２６】また、コア１１の埋設位置がシートリング
２の半径方向の端部に位置しているため、設定位置が均
一化すると共に、コア１１をシートリング外径（外周
面）２ａまで半径を大きくできるので、コア側面１１ｆ
の幅が広がり、そのため図示しない配管フランジによっ
て締結するとき、該配管フランジのフランジ面とのシー
ル作用を安定させることができる。

【００２７】上記した実施形態（実施例）において、コ
ア１１とバックアップリング１２の材質を同一にしても
よいが、異なる材質の組合わせでもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本体の内面にコア入りシートリングを装着したバタフラ
イ弁において、シートリングに、該シートリングの外周
面と同一面となるように外周面を露出させるようにし
て、耐食性と剛性を有する樹脂で構成された環状のコア
を埋設し、該コアに、弁棒の外周面と嵌合する弁棒穴
と、弁軸方向外側に開放されたＯリング溝とを設け、該
Ｏリング溝に、弁棒の外周面と密接するＯリングを内包
保持するバックアップリングを、コアの外側から嵌め込
んで固定したことにより、次のような効果を奏すること
ができる。

【００２９】（ｉ）使用時、弁軸シールの二次シール部
分として流体に触れることになるコアの弁棒穴部及びＯ
リング溝部が、共に耐食性のある樹脂材で構成されてい
るので、Ｏリングを内包保持するバックアップリングが
断面Ｌ字形のような簡易形状でよく、そのため構造が簡
素化でき、コストを低減することができる。

【００３０】（ii）コアのＯリング溝が弁軸方向外側に
開放した形状になっているので、該溝部分と弁棒穴を金
型及び金型ピンで成形することができ、そのため、樹脂
成形されたコアはその後の削り加工が不要となる。

【００３１】(iii) コアの外周面がシートリングの外周
面と同一面となるようにその端部に位置しているので、
設置位置が均一化すると共に、コアの外面が露出してい
てシートリングのゴム部分と接しないため、その部分に
接着剤を塗布する必要がなく、コアの接着剤塗布部分が
少くて済む。また、コアをシートリング外径まで大きく
できるので、コア側面の幅が広がり、配管フランジ面と
のシールを安定させることができる。

【００３２】（iv）Ｏリングを内包保持するバックアッ
プリングを、樹脂製のコアのリング溝に、樹脂成形した
直後の冷却しない内に外側から嵌め込み、冷却時の収縮
作用を利用して「しまり嵌め」状態にできるので、該部
における接着剤の塗布が不要になる。

【００３３】また、Ｏリングを内包保持するバックアッ
プリングの形状は、断面Ｌ字形のように複雑な形状を必
要としないため、ステンレス材等の耐食性金属をプレス
成形して作ることができるので、製作コストを抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すコア入りシートリン
グを有するバタフライ弁の要部断面図である。

【図２】図１のII−II線による要部断面図である。

【図３】バックアップリングの一実施形態を示す左半分
は側面図、右半分は断面図である。

【図４】バックアップリングの他の実施形態を示す左半
分は側面図、右半分は断面図である。

【図５】従来例を示す要部断面図である。

【図６】図５のVI−VI線による要部断面図である。

【図７】従来例を示すコア入りシートリングを有するバ
タフライ弁の縦断面図である。

【符号の説明】

２シートリング２ａシートリングの外周面３本体４弁棒５弁体６Ｏリング１１コア１１ａコアの弁棒穴１１ｂ，１１ｃＯリング溝１１ｄコアの外面１１ｅコアの内面１１ｆコアの側面１２，１２Ａバックアップリング１２ａバックアップリングの外周部１２ｂバックアップリングの外径部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】本体の内面にコア入りシートリングを装
着したバタフライ弁において、シートリングに、該シー
トリングの外周面と同一面となるように外周面を露出さ
せるようにして、耐食性と剛性を有する樹脂で構成され
た環状のコアを埋設し、該コアに、弁棒の外周面と嵌合
する弁棒穴と、弁軸方向外側に開放されたＯリング溝と
を設け、該Ｏリング溝に、弁棒の外周面と密接するＯリ
ングを内包保持するバックアップリングを、コアの外側
から嵌め込んで固定したことを特徴とするバタフライ弁
のコア入りシートリングの弁軸シール装置。
【請求項２】Ｏリングを内包保持するバックアップリ
ングを、断面Ｌ字形に形成し、コアに設けられたＯリン
グ溝に嵌め込んで固定した状態で、該バックアップリン
グの外周面を、シートリングの外周面に沿った形状とし
たことを特徴とする請求項１記載のバタフライ弁のコア
入りシートリングの弁軸シール装置。
【請求項３】Ｏリングを内包保持するバックアップリ
ングを、樹脂で構成したことを特徴とする請求項１又は
２記載のバタフライ弁のコア入りシートリングの弁軸シ
ール装置。
【請求項４】Ｏリングを内包保持するバックアップリ
ングを、耐食性を有する金属のプレス成形により構成し
たことを特徴とする請求項１又は２記載のバタフライ弁
のコア入りシートリングの弁軸シール装置。