JP3021302B2 - バタフライバルブの軸封装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステムがゴム製シート
リングを貫通する形状のバタフライバルブに関し、特に
その軸封装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステムがゴム製シートリングを貫通する
形状、すなわち中心形のバタフライバルブでは、内部流
体がステムとシートリングとの接触面を通って外部へ漏
れ出るのを防ぐための軸封装置が設けられている。

【０００３】図５は、広く用いられている従来の軸封装
置の一例を示す部分縦断面図であって、２１はボデー、
２２はシートリング、２３はジスク、２４はステムであ
り、シートリング２２にはステム２４が貫通する貫通孔
２２ａと同心に金属製リング２５が埋設されている。シ
ートリング２２の貫通孔２２ａは、後で図６について説
明するように、内径が狭められていてステム２４が挿入
されたときに、ステム２４とリング２５との間に挟まれ
たシートリング２２の部分が圧縮され、その反発力でス
テム２４とシートリング２２とが高い面圧で接触して、
内部流体がこの接触面を通って外部へ漏れ出ることがな
い。なお、このシートリング２２の反発力は、シートリ
ング２２とジスク２３との間の図５に現れている接触面
の面圧も上げ、閉弁時のジスク２３前後のステム２４回
りでの漏れを確実に防いでいる。

【０００４】このバルブ２６は、シートリング２２の両
側面２２ｂ及び２２ｃを一対の管フランジで挟んで配管
に装着されて使用されるが、この管フランジによって加
えられた外力や流体の圧力がシートリング２２に加わ
り、特に閉弁時にシートリングが下流側に向かって変形
させられ、この時、リング２５も一緒に下流側に移動し
てステム２４との間が下流側で広くなり、そこの接触面
圧が低下して内部流体が外方へ漏れ出ることが起きる。

【０００５】このような現象を回避するための方法が、
実公平１−２５８１６号公報に開示されており、図６は
これを示した部分縦断面図であって、この図ではステム
が挿入されていない状態が示されており、３１はボデ
ー、３２はシートリング、３３はジスクであり、３４が
リングである。リング３４には、ボデー３１に形成した
係止溝３１ａに係入する突起部３４ａが形成されてい
て、リング３４は流体の流れ方向、すなわち閉弁時のジ
スク３３の前後方向に移動しないようになっており、前
述のようにリング３４が移動してシートリング３２とス
テムとの間から漏れることは起きない。なお、シートリ
ング３２の貫通孔３２ａのリング３４に対応する部分を
内方に膨らませてあるのは、ステムをこの貫通孔に挿入
したときに、この部分のシートリング３２のステムへの
接触面圧を高くして、内部流体がこの接触面を通って外
部へ漏れ出るのを確実に防ぐためである。

【０００６】しかしながら、閉弁状態でジスク３３に流
体圧力がかかると、ジスク３３と共にステムもたわみを
生じ、ステムが幾分下流側に移動する。この場合、図６
に示した構造ではリング３４が移動できないので、リン
グ３４とステムとの間が上流側で広くなり、そこの接触
面圧が低下して内部流体が外部へ漏れ出ることが起き
る。なお、このような現象は内部流体の圧力が比較的高
い場合に起き、内部流体の圧力が比較的低い場合には、
図６の構造は有効である。

【０００７】上記のような現象を回避するための方法
が、実公平３−３２８４６号公報に開示されており、図
７はこれを示した部分縦断面図であり、４１はボテー、
４２はシートリング、４３はジスク、４４はステムであ
り、４５はリングである。リング４５は、外径をシート
リング４２のリング装着溝４２ａの外径よりも小さく
し、内径側の一部４５ａがステム４４の近傍まで延長し
てあって、流体圧力によるステム４４の移動に追随する
ようになっている。

【０００８】このためこの構造では、管フランジによっ
て加えられた外力や流体の圧力がシートリング４２を変
形させたり、閉弁状態において流体圧力がステム４４を
下流側へ移動させたりしても、ステム４４とリング４５
との間の距離は変わらず、この部分でのシートリング４
２とステム４４との接触面圧は全周で均一であって低い
部分を生じないので、内部流体がこの接触面を通って外
部へ漏れ出るのを確実に防いでいる。

【０００９】しかしながら、シートリング４２とステム
４４との上記の接触面圧は、流体圧力が低い場合には低
くてもよいが、流体圧力が高い場合には高くなければな
らない。そして、この接触面圧の高さは、基本的にシー
トリング４２のその部分のステム４４を挿入する前の内
径寸法によって決まるものであるので、シートリングの
形状、寸法を変更しなければ接触面圧を変えることはで
きない。

【００１０】このため、建築物が高層化するなどの理由
でバタフライバルブの高圧化の要望があっても、同じシ
ートリング４２では上記の接触面圧を上げることはでき
ず、高圧化ができないという問題があった。また、上記
の接触面圧を上げるために成形型を変更してシートリン
グ４２のステム貫通孔を小さくしたり、リング４５の径
を小さくしたりして、シートリング４２のこの部分の圧
縮比を上げることがあるが、このような方法は、シート
リング４２の耐久性を損うことになる。また、同様に低
圧流体用に変更することも困難で、低圧流体に使用する
場合に過大な操作力を必要とすることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
に従来のバタフライバルブの軸封装置が有するステムと
シートリングとの間の接触部を通って外部へ漏れを生ず
るバルブの高圧化ができなかったり、高圧用にシートリ
ングの成形型を変更した場合のシートリングの耐久性が
劣り、また、低圧使用の際に過大な操作力を必要とする
などの諸課題を解決しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のバタフライバル
ブの軸封装置を、次のように構成した。円筒状のボデー
の内周面に設けたゴム製シートリングの内周にステムの
回動により開閉するジスクを設けたバタフライバルブに
おいて、一方の側に略平面を他方の側に凹形の円錐面を
有する剛性のリングを形成し、このリングをリングの円
錐面をジスク側に向けてステムに貫通させると共に、こ
のリングをボデーに形成した収納部に装着してリングを
ボデーよりジスク側に突出させて、このリングでシート
リングを圧縮させた。

【００１３】この場合、該リングの内径をステムに近接
する大きさにし、ボデー側のリングの収納部の外径をリ
ングの外径よりも大きくするとよく、また、ジスクとシ
ートリングとのステム回りの接触面を平面にするとよ
い。

【００１４】

【作用】本発明のバタフライバルブの軸封装置を、上記
のように構成したから、ボデーとゴム製シートリングと
の間に形成したリングの収納部に剛性のリングを、その
凹形の円錐面をジスク側に向けステムを貫通させて装着
したので、ジスクとボデーとの間のステム回りでステム
の軸線方向に圧縮されているシートリングが、リングの
凹形の円錐面の作用によって中心方向、すなわちステム
の方向へ押されて、ステムとシートリングとの間の接触
面圧が高くなり、内部流体がこの接触面を通って外部へ
漏れ出ることがない。

【００１５】更に、この軸封装置では、ジスクの回転軸
方向での長さを長くして、ステム回りのボデーとジスク
との間でシートリングがステムの軸線方向に圧縮される
程度を大きくすると、それに応じてステムとシートリン
グとの間の接触面圧が高くなり、内部流体の圧力が高く
ても、内部流体がステムとシートリングとの間の接触面
を通って外部へ漏れ出ることがない。なお、内部流体の
圧力が高い用途に用いられる場合には、一般に上記のよ
うにジスクの回転軸方向での長さを長くするだけでな
く、ジスクの外周全体の直径も共に大きくして、高圧流
体に対する閉止性が確保される。

【００１６】内部流体の圧力が低い用途に用いられる場
合には、ジスクの回転軸方向での長さを、できればジス
クの外周全体の直径も短くしても、内部流体がステムと
シートリングとの間の接触面を通って外部へ漏れ出るこ
とがなく、もちろん閉止性もよく、バルブを開閉する操
作力は小さくてよい。

【００１７】すなわち、本発明のバタフライバルブの軸
封装置は、ゴム製シートリングの形状、寸法を変えるこ
となく、ジスクの回転軸方向での長さだけ必要であれ
ば、ジスクの外周全体の直径を含めて変更することによ
って、内部流体の圧力が高い用途にも低い用途にも、軸
封性能と封止性能とを満足させ、過度の操作力を必要と
しないで適応させることができる。

【００１８】リングの内径をステムに近接させる大きさ
にし、ボデー側のリングの収納部の外径をリングの外径
よりも大きくすると、このバタフライバルブを挟持する
管フランジによって加えられた外力や流体圧がシートリ
ングを変形させたり、閉弁状態において流体圧力がジス
クとステムを下流側へ移動させたりしても、リングとス
テムとジスクとの３者の関係位置が変わらないので、シ
ートリングとステムとの接触面圧は、全周で均一かつ十
分であって、内部流体がステムとシートリングとの間の
接触面を通って外部へ漏れ出ることを、完全かつ確実に
防止することができる。

【００１９】また、ジスクとシートリングとのステム回
りの接触面を平面にすると、ステムとリングとの間のシ
ートリングの部分は、ステムに近いほど断面積が大きく
なっていて、シートリングが受けるステムの軸線方向の
圧縮力がシートリングを更に一層強く中心方向、すなわ
ちステムの方向へ押すことになる。更に、このバタフラ
イバルブが用いられる用途での流体圧力の高さに応じて
ジスクの回転軸方向での長さを調節する加工は、平面加
工であって極めて容易である。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の軸封装置を有するバタフラ
イバルブの一実施例を示す縦断面図であって、１はバタ
フライバルブ、２は円筒型のボデー、３は環状のシート
リング、４はジスク、５及び６はステム、７はリング
で、このリング７は一方の側に平面７ａを他方の側に凹
形（中央部が凹んだ形）の円錐面７ｂを有する金属、硬
質合成樹脂などの剛性のものであって、円錐面７ｂをジ
スク４側に向けて、ボデー２とゴム製シートリング３と
の間に形成したこのリングの収納部２ａ、３ａにステム
５又は６を貫通させて装着されている。

【００２１】図２は、図１に示されたバタフライバルブ
１の軸封装置を拡大して示した部分縦断面図であり、図
３は、図２の剛性リング７の縦断面図であって、剛性リ
ング７は、図２に示したように内径ｄ１がステム５及び
６に近接する大きさになっており、ボデー２側のリング
７を収納する収納部２ａの外径ｄ３をリング７の外径ｄ
３よりも大きくしてある。

【００２２】図４は、本発明のバタフライバルブの軸封
装置の他の実施例を図２と同様に示した拡大部分縦断面
図であって、この実施例においては、ジスク４とシート
リング２とのステム５及び６の回りの接触面４ａ及び３
ｂが平面になっている。

【００２３】次に、図１乃至図４に示した実施例に基づ
いて、その作用を説明する。まず、ボデー２とゴム製シ
ートリング３との間に形成したリング７を収納する収納
部２ａ及び３ａに、金属又は硬質合成樹脂で形成した剛
性のリング７を、その凹形の円錐面７ｂをジスク４側に
向けステム５及び６を貫通させて装着したので、ボデー
２とジスク４との間のステム５及び６の回りでステム５
及び６の軸線方向に圧縮されているシートリング３が、
リング７の円錐面７ｂの作用によって、図２及び図４に
おいて矢で示したように、中心方向すなわちステム５及
び６の方向へ押されて、ステム５及び６とシートリング
３との間の接触面圧が高くなり、内部流体がこの接触面
圧を通って外部へ漏れ出ることがない。

【００２４】更に、これらの軸封装置では、ジスク４の
回転軸方向での長さを長くして、ステム５及び６の回り
のボデー２とジスク４との間でシートリング３がステム
５及び６の軸線方向に圧縮される程度を大きくすると、
それに応じてステム５及び６とシートリング３との間の
接触面圧が高くなり、内部流体の圧力が高くても、内部
流体がステム５及び６とシートリング３との間の接触面
を通って外部に漏れ出ることがない。なお、内部流体の
圧力が高い用途に用いられる場合には、一般に上記のよ
うにジスク４の回転軸方向での長さを長くするだけでな
く、ジスク４の外周全体の直径も共に大きくして、高圧
流体に対する閉止性が保たれる。

【００２５】内部流体の圧力が低い用途に用いられる場
合には、ジスク４の回転軸方向での長さを、できればジ
スク４の外周全体の直径も短くしても、内部流体がステ
ム５及び６とシートリング３との間の接触面を通って外
部へ漏れ出ることがなく、もちろん閉止性もよく、バル
ブ１を開閉する操作力は小さくてもよい。

【００２６】すなわち、本実施例のバタフライバルブ１
の軸封装置は、ゴム製シートリング３の形状、寸法を変
えることなく、ジスク４の回転軸方向での長さだけ必要
であれば、ジスク４の外周全体の直径も含めて変更する
ことによって、内部流体の圧力が高い用途にも低い用途
にも、軸封性能と閉止性能とを満足させ、過度の操作力
を必要としないで適応させることができる。

【００２７】リング７の内径をステム５及び６に近接さ
せる大きさにし、ボデー２側のリング７の収納部２ａの
外径をリング７の外径よりも大きくすると、このバタフ
ライバルブ１を挾持する管フランジによって加えられた
外力や流体圧力がシートリング３を変形させたり、閉弁
状態において流体圧力がジスク４とステム５及び６を下
流側へ移動させたりしても、リング７、ステム５及び６
及びジスク４の３者の関係位置が変わらないので、シー
トリング３とステム５及び６との接触面圧は、全周で均
一かつ十分であって、内部流体がステム５又は６とシー
トリング３との間の接触面を通って外部へ漏れ出ること
を、完全かつ確実に防止することができる。

【００２８】また、図４に示した実施例のように、ジス
ク４とシートリング３とのステム５及び６の回りの接触
面を平面にすると、ステム５及び６とリング７との間の
シートリング３の部分は、ステム５又は６に近いほど断
面積が大きくなっていて、シートリング３が受けるステ
ム５及び６の軸線方向の圧縮力がシートリング３を更に
一層強く中心方向、すなわちステム５及び６の方向へ押
すことになる。更に、このバタフライバルブ１が用いら
れる用途での流体圧力の高さに応じてジスク４の回転軸
方向での長さを調節する加工は、平面加工であって極め
て容易である。

【００２９】

【発明の効果】本発明のバタフライバルブの軸封装置
は、ステムとシートリングとの間の接触部を通って内部
流体が外部に漏れ出るのを確実に防ぎ、シートリングの
形状、寸法を変更することなく、従って、シートリング
の成形用の型を変更しないで、高圧流体にも低圧流体に
も、耐久性や信頼性を損うことなく、対応させることが
できる。また、低圧流体の場合に、過大な操作力を必要
としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸封装置を有するバタフライバルブの
一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のバタフライバルブの軸封装置を拡大して
示した部分縦断面図である。

【図３】図２のリングの縦断面図である。

【図４】本発明のバタフライバルブの軸封装置の他の実
施例を示す部分縦断面図である。

【図５】従来のバタフライバルブの軸封装置の一例を示
す部分縦断面図である。

【図６】従来のバタフライバルブの軸封装置の他の例を
示す部分縦断面図である。

【図７】従来のバタフライバルブの軸封装置の他の例を
示す部分縦断面図である。

【符号の説明】

１ バタフライバルブ ２ ボデー ２ａ 収納部（ボデー側） ３ シートリング ３ａ 収納部（シートリング側） ３ｂ ジスクとの接触面 ４ ジスク ４ａ シートリングとの接触面 ５、６ ステム ７ リング ７ａ 平面 ７ｂ 円錐面 ｄ１ リングの内径 ｄ２ リングの外径 ｄ３ 収納部（ボデー側）の外径

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のボデーの内周面に設けたゴム製
   シートリングの内周にステムの回動により開閉するジス
   クを設けたバタフライバルブにおいて、一方の側に略平
   面を他方の側に凹形の円錐面を有する剛性のリングを形
   成し、このリングをリングの円錐面をジスク側に向けて
   ステムに貫通させると共に、このリングをボデーに形成
   した収納部に装着してリングをボデーよりジスク側に突
   出させて、このリングでシートリングを圧縮させたこと
   を特徴とするバタフライバルブの軸封装置。
2. 【請求項２】 該リングの内径をステムに近接する大き
   さにし、ボデー側のリングの収納部の外径をリングの外
   径よりも大きくした請求項１に記載のバタフライバルブ
   の軸封装置。
3. 【請求項３】 ジスクとシートリングとのステム回りの
   接触面を平面にした請求項１又は２に記載のバタフライ
   バルブの軸封装置。