JP2972566B2

JP2972566B2 - バタフライ弁のコア入りシートリング及びその製造方法

Info

Publication number: JP2972566B2
Application number: JP8046476A
Authority: JP
Inventors: 国広辰巳
Original assignee: TOMOE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: TOMOE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2016-03-04
Also published as: JPH09242884A

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）の内面に張設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５（ａ）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】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のコア入
りシートリングでは、本体の両側にフランジを有するフ
ランジ付バタフライ弁や、図１１に示すような、フラン
ジの代りに締付けボルト孔部のみをラグ（出張り）３Ａ
状に残したラグ付きバタフライ弁でよく使用されている
（図６に示すような）配管末端（パイプエンド）でのバ
タフライ弁単体による片側配管を行なうとき、配管フラ
ンジと弁本体側フランジ又はラグ部とを、図示しない配
管ボルトにより、配管フランジ６のフランジ面６ａと弁
本体３の端面３ａとが当接するまで締め付けられるの
で、シートリング２のみが反対側の横方向（図で左方
向）に移動する力が働く。

【０００５】その結果、コア１と、シートリング２のリ
ップ部（弁棒とのシール作用を密にするため半径方向内
方にくびれた部分）２ｃが不均等に押し付けられるの
で、弁棒４に剪断力として負荷がかかり、トルクの増大
と弁軸シールが低下するという問題点を有していた。

【０００６】一方、従来技術のコア入りシートリングの
成形方法には、次のような欠点があった。即ち、（ｉ）コア入りシートリングの成形は、コア１の二つの
弁棒穴１ａをピンで支持し、金型にセットした後、ゴム
を注入して行われるが、この際、コア１が弁棒（弁軸）
４の中心、つまりシートリング２の弁棒穴中心２ｄを通
る中心線２ｅ（図７）に対して、正しく位置しているか
どうかが、そのシートリングのシール特性やトルク性
能、品質等に大きな影響を与える。

【０００７】例えば、シートリングの一部断面側面図で
ある図５（ｂ）のシートリング２のVII− VII線断面図
として図７に示すように、シートリングの成形時、ゴム
注入時の圧力によってコア１が水平ではなく、シートリ
ング２の弁棒穴中心２ｄを中心として回転して成形され
た場合、いうまでもなく、フランジ配管時の締付け力に
対してフランジ面のシール性能が著しく低下するという
問題点があった。

【０００８】（ii）そこで、上記の問題点に対し、シー
トリング２におけるコア１の正しい位置決めを行なうた
めに、図８や図９に示す方法が行われている。即ち、図
８では、ゴム注入時にコアが動かないようにしてコアの
位置決めを行なうために、コア１の直径方向の対称位置
にある二つの弁棒穴１ａの他に、それと通常９０°の位
置関係に二つの穴１ｂを開け、これらの二つの穴１ｂ部
を更にピン７によって支持するために、これらのピン７
をそれぞれ外金型８に螺入して固定するようになってい
る。図中、９ａは上金型、９ｂは下金型である（特公昭
４８−１３４９３号公報参照）。

【０００９】ところが、この構造では、外金型８に穴１
ｂを支持するためのピン７を取付け、シートリング２を
成形するたびに該ピン７を外金型８から出し入れしなけ
ればならないと共に、そのような機構を金型に必要とす
るという問題点を有していた。

【００１０】また、図９では、シートリング２における
コア１の位置決めのために、コア１の直径方向の二つの
弁棒穴１ａの他に、コア１の半径方向外側（外周面）に
凹溝１ｃを設け、該凹溝１ｃを、外金型１０ａ，１０ｂ
の半径方向内側（内周面）に設けられた凸部１０ｃに嵌
入することによって、コア１を支持する構造となってい
る。

【００１１】ところが、この構造では、シートリング２
を成形し金型から取り出すためには、外金型を１０ａと
１０ｂの二つに分割し、水平方向にスライドさせる機構
を必要とし、そのための機構が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、特に弁軸シール（グランドシール）とトルクの安定
をもたらすこと、及び該コア入りシートリングを複雑な
機構を設けることなく低コストで製造することを課題と
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、弁本体の内面に、該本体の
幅より両側共に大きく形成したコア入りシートリングを
張設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
させるようにして環状のコアを埋設し、該コアの外周面
に、外径寸法を異にする一つ以上の段差を設けると共
に、本体の内面に、上記シートリングに埋設されたコア
外周面の段差と一致する、内径寸法を異にする一つ以上
の段差を設け、シートリングの弁棒穴中心と上記埋設さ
れたコアの段差までの距離と、本体の弁棒穴中心と該本
体の段差までの距離を等しくして、それぞれの弁棒穴を
一致させるようにしたことを特徴としている。

【００１４】また、上記コアの外周面の段差の外径寸法
及び本体内周面の段差の内径寸法を、共に一方向に漸減
させるように構成したことを特徴とし、また、上記コア
を、フランジ締付け力でも変形しない金属又は硬質樹脂
の剛体によって構成したことを特徴としている。

【００１５】また、上記コア入りシートリングを、コア
の外周面に形成した段差を、外金型の内径部に予め形成
した段差と係合させ、該コアを外金型の内面に固定した
状態でゴムを注入して成形する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
内面に張設したバタフライ弁の全閉状態を示す断面図で
あり、図中、図５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１において、本体（弁本体）１３の内周
面に、その幅が該本体１３の幅より両側共にｘ量だけ大
きくして芯入りゴム製のシートリング１２が張設され、
該シートリング１２の内面に周縁部を圧接するようにし
て、弁棒４に取付けられた弁体５が、本体１３内に回動
自在に装着されることは従来のもの（図５）と変りはな
い。

【００１８】本実施形態（本発明）では、ゴム等のシー
トリング１２に、そ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環状のコア１１が埋設されて
おり、該コア１１の材料は、ゴムのような弾性体ではな
く、フランジ締付け力でも変形しない金属や硬質樹脂の
ような剛体が使用される。該コア１１の外周面に、一方
向（図で左方向）に漸減させるようにして外径を異にす
る段差１１ｂが、１個以上（図では１個）設けられてい
る。従って該段差１１ｂを境にして、外周面（円筒面）
１１ｃは外周面（円筒面）１１ｄより大径に形成されて
いる。

【００１９】一方、弁本体１３の内径部分（内周面）に
は、上記シートリング１２に埋設されたコア１１の段差
１１ｂと一致する内径寸法を、一方向（図で左方向）に
漸減するようにして内径を異にする段差１３ａが、１個
以上（図では１個）形成されている。従って、該段差１
３ａを境にして、内周面１３ｅは、内周面１３ｆより大
径に形成され、且つ上記コア１１の外周面１１ｃと１１
ｄは、それぞれ本体１３の内周面１３ｅと１３ｆとに嵌
合されるようになっている。

【００２０】そして上記シートリング１２の弁棒穴中心
１２ｄと、埋設されたコア１１の段差１１ｂとの距離α
と、本体１３の弁棒穴中心１３ｄと該本体の段差１３ａ
との距離βとを等しくして、それぞれの弁棒穴中心１２
ｄと１３ｄとを一致させるようになっている。

【００２１】次に、作用について説明する。当該バタフ
ライ弁が配管の途中に装着される場合、両側に位置する
配管フランジによって締付けられるが、その場合、シー
トリング１２のコア１１の外周部に設けられた段差１１
ｂと、本体１３の内周部に設けられた段差１３ａとが当
接し、更に本体１３の側面１３ｂとフランジ面６ａとが
当接することになる。この時、コア１１の側面１１ｅと
シートリング側面１２ａとの間に挟まれたゴムの部分ｙ
量（図１）の内、適正なｘ量が圧縮されることになるの
で、シートリングの側面１２ａとフランジ面６ａの適正
なシール作用が可能になる。

【００２２】このことは、同時に、本体の反対側の側面
１３ｃにフランジ面が接するまで締付けられ、コアの側
面１１ｆとシートリング側面１２ｂとの間に挟まれたゴ
ムの部分についても、適正な圧縮が行われ、適正なシー
ル作用が可能となる。

【００２３】また、当該バタフライ弁を、図３に示すよ
うに、片側配管、つまり配管の末端（パイプエンド）に
取付けられる場合、（この場合、図示されていないが、
本体側にはその端部に、図１１に示すようなラグ部３Ａ
が一体に形成されており、該ラグ部３Ａと配管フランジ
部とがボルトで締結される。）フランジ締付け力によっ
てシートリング１２が横方向（図で左向き）に移動する
力が働いても、シートリングのコア１１の外周部に設け
られた段差１１ｂと本体１３の内周部に設けられた段差
１３ａとが当接することによって、弁棒４には、剪断力
として負荷がかからず、またシートリングのリップ部１
２ｃにも不均等に押し付けられる力が作用しない。その
結果、トルクの増大や弁軸（弁棒）シール性能の低下を
防ぐことができる。

【００２４】また、シートリング１２の外周面と同一面
となるように外周面を露出した環状のコア１１の周面に
形成される段差１１ｂの外径寸法、及び該コア１１の段
差１１ｂと一致する本体１３の内周面の段差１３ａの内
径寸法を、共に一方向に漸減させるように形成している
ので、本体１３を上下方向に二分割させることなく、シ
ートリング１２を、中心線ｍの円筒方向に脱着（組立、
分解）することができ、これによってシートリング１２
の交換の容易さが損なわれることがない。これに対し、
図１０に示すような、断面Ｕ字形のコア形状をもつシー
トリング２Ａ（一例として実公昭５３−５２６４６号公
報参照）では、中心線に平行に円筒方向に脱着できない
ため、本体を上下方向に二分割させることによって、そ
れを可能にさせている。しかし、本体を上下方向に二分
割させることは、コストアップの要因であるばかりでな
く、本体の側面３ａが上半分と下半分で、全く同一平面
になることが難しく、その結果、フランジ面のシール性
能の低下等の要因となる欠点を持つことになる。

【００２５】また、シートリング１２のコア１１の外周
面に段差１１ｂと本体１３の内周部に段差１３ａをそれ
ぞれ設けたことにより、それぞれの加工、及びゴムの成
形精度を高める効果をもつ。つまり、本体１３について
は、本体１３の側面１３ｃを基準に、側面１３ｂ、内径
１３ｅ，１３ｆ及び段差１３ａを同時加工することがで
き、該段差１３ａを基準に、弁棒穴１３ｇを加工するこ
とができる。

【００２６】一方、シートリング１２のコア１１におい
ても、段差１１ｂを基準に、弁棒穴１１ａを加工するこ
とができる。そしてシートリングの成形工程を説明する
図４に示すように、コア１１の弁棒穴１１ａと段差１１
ｂを基準にして、該段差１１ｂと一致させるために外金
型２０に設けられた段差２０ａとを嵌合させることによ
り、正しい位置決めが行われた後、ゴムが注入され、シ
ートリング１２とそのリップ部１２ｃが成形される。図
４中、２１ａは上金型、２１ｂは下金型である。

【００２７】このように図４において、コアの外周面の
段差１１ｂに一致させるために、外金型２０の内径部に
段差２０ａを設けることにより、図７のように、ゴム注
入時の圧力によって、コア１が水平ではなく弁棒穴１ａ
を中心に回転して成形されるような問題を防ぐことがで
きる。しかしこの場合、図８のように、ピン７の出し入
れを行わせたり、図９のように、外金型１０を１０ａと
１０ｂに二分割し、矢印方向にスライドさせるための複
雑な機構を設ける必要はなく、コストを抑えることがで
きる。

【００２８】上記のようにして、本体１３にシートリン
グ１２を組込んだ時に、それぞれの弁棒穴中心１３ｄと
１２ｄのずれの精度を高めることができるので、バタフ
ライ弁のトルク特性と弁軸シール特性が向上する。

【００２９】上記の実施例において、コアの外周面及び
弁本体の内周面にそれぞれ形成された段差を、それぞれ
１個設けた構造について説明したが、これらの段差は２
個以上設けてもよいことは勿論である。

【００３０】また、当該バタフライ弁として配管末端
（パイプエンド）に取付けて使用する場合（図３）、配
管フランジ６と締結される弁本体１３の端面１３ｂは、
シートリング１２に埋設されるコア１１の段差が、該締
結側（図で右側）を大径とする向きに配設されているこ
とが必要であるが、このことは、シートリング１２の締
結側端面１２ａの半径方向の厚さが、締結されない他側
の端面１２ｂの厚さより大きく形成されていることか
ら、外部から容易に判別することができる。

【００３１】また、図１において、ウエハ形（薄形）バ
タフライ弁について説明したが、前記したようにフラン
ジ付又はラグ付とすることも、勿論可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弁本体の内面に、該本体の幅より両側共に大きく形成し
たコア入りシートリングを張設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環状のコア
を埋設し、該コアの外周面に、外径寸法を異にする一つ
以上の段差を設けると共に、本体の内面に、上記シート
リングに埋設されたコア外周面の段差と一致する、内径
寸法を異にする一つ以上の段差を設け、シートリングの
弁棒穴中心と上記埋設されたコアの段差までの距離と、
本体の弁棒穴中心と該本体の段差までの距離を等しくし
て、それぞれの弁棒穴を一致させるようにしたことによ
り、次のような効果を奏することができる。

【００３３】（ｉ）当該バタフライ弁を配管途中に取付
けて使用する場合、両側の配管フランジを締結すること
により、コア側の段差と本体内面側の段差が互いに当接
し、本体の弁棒穴中心とシートリングの弁棒穴中心とが
一致して弁棒にかかる剪断力としての負荷がなくなるの
で、駆動トルクが少なくて済み、且つ弁棒部のシール作
用が向上する。この効果は、当該バタフライ弁を配管末
端に取付けて使用する片側配管の場合に特に顕著であ
る。

【００３４】（ii）上記のように配管フランジを締結し
て当該バタフライ弁を取付けるとき、コア側の段差と本
体内面側の段差とが当接し、コア側面とシートリング側
面間に挟まれたゴム部分の適正量の圧縮が可能となるの
で、シートリング側面と配管フランジ面との適正なシー
ル作用が可能となる。

【００３５】(iii) シートリングに外周面を露出するよ
うにして埋設されたコア外周面と、本体内周面とに互い
に一致する段差を設けたことにより、これらの段差を基
準にしてそれぞれ弁棒穴を加工することができるので、
本体にシートリングを組込んだとき、両弁棒穴中心を容
易に一致させることができ、その結果、トルクが安定
し、弁棒のシール性能が向上する。

【００３６】また、シートリングに埋設されたコア外周
面の段差の外径寸法及び本体内周面の段差の内径寸法
を、ともに一方向に漸減させるように構成したことによ
り、組立時、本体にシートリングを一方向より挿入して
組み込むことができるので、組立て作業が容易である。

【００３７】また、コアの外周面に形成した段差を、外
金型の内径部に予め形成した段差と係合させ、該コアを
外金型の内面に固定した状態でゴムを注入し、コア入り
シートリングを成形することにより、シートリングの成
形時、複雑な機構を設けることなく、段差を基準にして
容易にコアの正しい位置決めが維持され、それによって
ゴムの成形精度を高めることができ、低コストでコア入
りシートリングを製造することができる。

【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断面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は要部断面図である。

【図３】本発明のバタフライ弁を配管末端に取付けた実
施形態を示す要部断面図である。

【図４】本発明のコア入りシートリングの成形装置の要
部説明図である。

【図５】従来例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はシ
ートリング部の一部断面側面図である。

【図６】従来例のバタフライ弁を配管末端に取付けた状
態を示す要部断面図である。

【図７】従来例の要部断面説明図である。

【図８】従来例のシートリングの成形装置の要部説明図
である。

【図９】従来例の異ったシートリングの成型装置の要部
説明図である。

【図１０】従来例の要部断面図である。

【図１１】他の従来例の要部説明図である。

【符号の説明】４弁棒５弁体６配管フランジ６ａフランジ面１１コア１１ａコアの弁棒穴１１ｂコアの段差１１ｃ，１１ｄコアの外周面１１ｅコアの側面１２シートリング１２ａ，１２ｂシートリング側面１２ｃリップ部１２ｄシートリングの弁棒穴中心１３本体（弁本体）１３ａ本体の段差１３ｂ，１３ｃ本体の側面１３ｄ本体の弁棒穴中心１３ｅ，１３ｆ本体の内周面１３ｇ本体の弁棒穴２０外金型２０ａ外金型内径部の段差２１ａ上金型２１ｂ下金型

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弁本体の内面に、該本体の幅より両側共
に大きく形成したコア入りシートリングを張設したバタ
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
して環状のコアを埋設し、該コアの外周面に、外径寸法
を異にする一つ以上の段差を設けると共に、本体の内面
に、上記シートリングに埋設されたコア外周面の段差と
一致する、内径寸法を異にする一つ以上の段差を設け、
シートリングの弁棒穴中心と上記埋設されたコアの段差
までの距離と、本体の弁棒穴中心と該本体の段差までの
距離を等しくして、それぞれの弁棒穴を一致させるよう
に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。
【請求項２】シートリングに埋設されたコア外周面の
段差の外径寸法及び本体内周面の段差の内径寸法を、と
もに一方向に漸減させるように構成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。
【請求項３】シートリングに埋設されるコアを、フラ
ンジ締付け力でも変形しない金属又は硬質樹脂の剛体に
よって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。
【請求項４】コアの外周面に形成した段差を、外金型
の内径部に予め形成した段差と係合させ、該コアを外金
型の内面に固定した状態でゴムを注入し、コア入りシー
トリングを成形する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製造方法。