JP3026245B2 - 中心形バタフライ弁の弁体及びその加工方法 - Google Patents

中心形バタフライ弁の弁体及びその加工方法

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JP3026245B2
JP3026245B2 JP5341725A JP34172593A JP3026245B2 JP 3026245 B2 JP3026245 B2 JP 3026245B2 JP 5341725 A JP5341725 A JP 5341725A JP 34172593 A JP34172593 A JP 34172593A JP 3026245 B2 JP3026245 B2 JP 3026245B2
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義則 万木
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、中心形バタフライ弁
の弁体、特に非金属材料で被覆された弁体及びその加工
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、種々の流体の流路を制御するため
に用いられるバタフライ弁であって、弁体の回転軸心に
弁棒を軸支した中心形バタフライ弁は公知である。バタ
フライ弁は金属又は非金属の剛性材料からなる中空円筒
状の弁本体内に、金属又は非金属の剛性材料からなる円
板状の弁体を回転自在に軸支し、弁本体と弁体との間に
シートリングと称せられるゴム等の弾性材料からなる密
封部材を配置した基本構造を有し、弁体の外周縁をシー
トリングの内周面に圧接させてシール作用を行うように
なっている。このため、弁体とシートリングは適度な圧
接力で圧接することが必要であり、圧接力が過大である
と弁体の回転駆動力が大きくなり駆動操作が困難となる
おそれがあり、逆に圧接力が過小であるとシール作用が
低下し、流体が漏洩するおそれがある。したがって、弁
体の外周面の寸法及び形状について、精確な加工が要求
される。又、弁棒周辺においては、弁体とシートリング
が常時圧接した平担なスラスト面に形成されているが、
このスラスト面は、弁体の円弧状部分よりも常時圧接に
よる摩耗が大きいため、更に精確な寸法と形状の加工が
必要とされる。
【0003】腐触性の流体を制御するバタフライ弁の弁
体は、腐触度の大きさにより、ステンレス、チタン等の
高価な金属材料の一体型構造が採用され、鋳造後、弁体
の外径加工を行い、その後弁棒挿通孔を加工して製品と
している。
【0004】本特許出願人は従来、社内でのノウハウと
して、鋳造時に図17,18に示すように、弁体(1)の
外面に外径加工用の爪(2)を一体に突出成型し、この爪
(2)を施盤にチャッキングして、外径を所定の寸法、形
状に精確に加工し、外径の加工後図19に示すように弁
体の外径に嵌合する治具(3)に弁体(1)を固定し、ベッ
ト(4)を上下、左右に移動させて芯を出し、中ぐり盤で
弁棒挿通孔(5)と平担なスラスト面(6)の加工を行って
いる。そして、加工完了後、加工用爪(2)を切除し、表
面を仕上げているが、この加工用爪(2)の切除及びその
仕上加工は、全旋削加工時間の30%が必要とされる。
【0005】中ぐり盤による弁棒挿通孔(5)及び平坦な
スラスト面(6)の加工に際しては、図20に示すよう
に、弁棒挿通孔(5)は弁棒挿通孔と直交する方向の弁体
直径(A)の半分、すなわちA/2位置に、又スラス
ト面(6)は弁棒挿通孔方向の弁体直径(B)を爪(2)の
中心を通る中心線で分割した寸法、すなわちB/2とな
るように、それぞれ加工寸法及び精度を上げることが重
要となる。弁棒挿通孔(5)及びスラスト面(6)がそれぞ
れA/2及びB/2に精確に加工されていないと、弁棒
軸心又はスラスト面が偏心していることとなる為、閉弁
時にシートリングと弁体との圧接力が部分的に異なって
しまい、流体漏洩の原因となる。
【0006】金属材料による一体型の弁体の加工は、以
上の方法により行っているが、弁体の芯部を金属で形成
し、この芯部の外周面に耐腐食性の合成樹脂やゴム等の
非金属材料を被覆し、一体化した複合型の弁体加工に関
しては、従来好適な方法がなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、金属製の
芯部の外周面に非金属材料を被覆した複合型弁体の外径
及びスラスト面を精確に加工せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1の発明が採った手段は、中心に弁棒挿通孔(15)
を貫通した金属製芯部(18)の外面に非金属製外形部(19)
を一体化してなる円板状の複合型弁体(12)の外面に、前
記弁棒挿通孔(15)の中心線と直交した対称位置に芯出し
用座(22)を形成し、該芯出し用座(22)に前記中心線と直
交する中心線に沿ってV字状溝(23)を形成すると共に、
弁棒挿通孔(15)を含むボス部付近の弁体外面を弁体中心
平面と平行な平面(21)に形成したことを特徴とする。
【0009】又、第2の発明は、第1の発明にかかる弁
体を加工するための方法に関し、中心に弁棒挿通孔(15)
を貫通した金属製芯部(18)の外面に非金属製外形部(19)
を一体化してなる円板状の複合型弁体(12)の外面に、前
記弁棒挿通孔(15)の中心線と直交した対称位置に芯出し
用座(22)を形成し、該芯出し用座(22)に前記中心線と直
交する中心線に沿ってV字状溝(23)を形成すると共に、
弁棒挿通孔(15)を含むボス部付近の弁体外面を弁体中心
平面と平行な平面(21)に形成した弁体の外周縁(20)及び
スラスト面(16)の加工において、主軸取付台治具に、中
心線上対向位置に前記V字状溝(23)に係入するV字状突
起(29)を形成し、これと直交する中心線上に弁棒ガイド
(28)を形成し、V字状突起(29)とV字状溝(23)を係入し
てB/2(Bは弁棒挿通孔方向の弁体直径)のセンター
割り出しを行い、弁棒ガイド(28)に挿通した弁棒治具(3
0)を弁棒挿通孔(15)に挿通してA/2(Aは弁棒挿通孔
と直交する方向の弁体直径)のセンター割り出しを行っ
た後、心押台用治具(26)で狭持固定して弁体の外周縁(2
0)及びスラスト面(16)の加工を行うようにしたことを特
徴とする。
【0010】
【作用】主軸取付台治具(25)のV字状突起(29)にV字状
溝(23)を係入して、弁体(12)のB/2のセンター割り出
しを行い、弁棒ガイド(28)に挿入した弁棒治具(30)を弁
棒挿通孔(15)に挿通してA/2のセンター割り出しを行
いつつ、弁体(12)を主軸取付台治具(25)及び心押台用治
具(26)にセットして、加工の芯と弁体の芯とを一致させ
る。その後、弁体(12)の外周縁(20)及びスラスト面(16)
の加工を行うようにしてあるので、外周縁及びスラスト
面の形状及び寸法を偏心することなく精確に加工するこ
とが出来る。
【0011】
【発明の効果】この発明によれば、金属製芯部と非金属
製外形部とからなる複合型弁体の外周縁及びスラスト面
の形状及び寸法を偏心することなく精確に加工すること
が出来ると共に、加工後チャッキング用爪の切削等の後
処理が不要であるため、加工コストと時間の低下を図る
ことが可能となる。
【0012】
【実施例】以下に図面を参照しつつ、この発明の好まし
い実施例を詳細に説明する。図1において、(10)は内部
に円筒状の流体通路(11)を貫通した弁本体、(12)は該弁
本体(10)内に回動自在に軸支された円板状の弁体、(13)
は弁本体(10)の内周面に装着されたシートリングと称さ
れる弾性密封材であって、軟弾性の合成樹脂、ゴム等か
らなる。図2に示すように、弁本体(10)の直径方向対向
位置には、シートリング(13)を貫通して弁軸孔(14)が穿
孔され、該弁軸孔(14)に軸支される弁棒のための弁棒挿
通孔(15)が弁体(12)に貫通して形成される。弁棒の周囲
において、弁体(12)とシートリング(13)は平担なスラス
ト面(16)(17)で圧接し、弁棒に沿って流体が漏出するの
を防止している。
【0013】弁体(12)は、図3に示す金属製の芯部(18)
と、該芯部(18)の外周面を被覆する非金属製の外形部(1
9)とからなり、芯部(18)の外周に外形部(19)がインサー
ト成形で一体化される。かかる成形により、弁体(12)は
量産が可能になると共に、外形形状を所要の精密さで成
形することが出来る。しかしながら、弁体(12)のシート
リング(13)と圧接する外周縁(20)の形状及び寸法並びに
スラスト面(16)の形状及び寸法は、かかる一体成形のみ
では充分に正確な寸法、形状の成形を期待することが出
来ないと共に、金型による成形であり、弁体外周縁(20)
に金型の接合ラインが位置し成形バリが出るため、これ
を除去することも必要である。
【0014】この発明は、かかる金属製の芯部(18)と非
金属製の外形部(19)とからなる複合型弁体の外周縁(20)
及びスラスト面(16)の形状及び寸法を精確に加工し、且
成形バリを除去するようにしたものである。
【0015】金属製の芯部(18)は、図3に示すように弁
体(12)の外形と略相似形の縮小形状を有し、中心に弁棒
挿通孔(15)が貫穿される。弁棒挿通孔(15)は断面方形の
孔に形成され、図7に示すように方形の頂点は弁棒挿通
孔(15)の中心線C−C線上に位置づけられる。外形部(1
9)は、耐腐食性の合成樹脂やゴム等で形成され、弁体(1
2)の外形形状を所要の精確さで作出する。弁棒が挿通す
るボス部附近において、外形部(19)の外面は弁体(12)の
長手方向中心を通る弁体中心平面D−D線と平行な平面
(21)に形成される。更に外形部(19)の一側面には、芯出
し用座(22)が突設される。該芯出し用座(22)は、前記し
た本出願人が一体型弁体の加工のために形成したチャッ
キング用爪とは異なって、突出高さは弁体の表面に沿っ
て流れる流体に悪影響を及ぼすおそれのない程度の充分
に低いものであり、チャッキング用爪としては使用出来
ないものである。芯出し用座(22)は弁棒中心線C−C線
を中心とする対称位置に形成されると共に、弁棒挿通孔
の中心線C−C線の中心位置において直交する直交中心
線E−E線上に位置づけられ、且その外面は図7に示す
ように、前記弁体中心平面D−D線と平行な平面に形成
される。更に芯出し用座(22)の中心には前記直交中心線
E−E線上に位置し、同線に沿って延びるV字状溝(23)
が形成される。
【0016】芯部(18)は、弁体(12)と略相似形のものに
限られない。図8〜10に示すように、弁棒挿通孔(15)
を含む中心ボス部のみの形状としても良い。このような
芯部(18)の形状は、特に小口径のバタフライ弁に適して
いる。図8〜10に示す芯部(18)は、外形部(19)との空
転を防止するために、空転防止用突起(24)を形成して、
外形部(19)に喰い込ませる。又、弁棒挿通孔(15)は断面
方形に限られないことは勿論であり、多角形や、図9に
示すようにキー溝状断面や或は図10に示すセレーショ
ン状断面を有するものであっても良い。尚いずれの断面
形状においても溝の頂点は、弁棒中心線C−C線上に位
置させる。
【0017】次に弁体の加工について説明する。図1
1,12を参照して、弁体(12)は主軸取付台治具(25)及
び心押用治具(26)に挟持固定され、旋盤のセンター(27)
で押されて加工するための芯が出される。すなわち、加
工のため芯は旋盤で容易に出すことが出来るが、この加
工のための芯に弁体(12)の芯を合致させることが重要と
なる。
【0018】このため、主軸取付台治具(25)の直径方向
両端に弁棒ガイド(28)が形成され、該弁棒ガイド(28)の
中心は弁体の弁棒挿通孔(15)の中心と合致している。
又、弁棒ガイド(28)の中心線と直交する直径方向対向位
置にはV字状突起(29)が形成される。このV字状突起(2
9)をV字状溝(23)に係入しつつ弁体(12)の芯出し用座を
着座させ主軸取付台治具(25)にセットする。これによ
り、弁体(12)はB/2の寸法に割り出される。又、弁棒
ガイド(28)に弁棒治具(30)を挿入し、弁体(12)の弁棒挿
通孔(15)に挿通する。これにより、正確に弁棒中心線C
−C線がセットされ、A/2が割り出され、前記B/2
の割り出しと共に、弁体(12)の中心(芯)が旋盤のセン
ター(27)と確実に一致することとなり、弁体(12)の外周
縁(20)及びスラスト面(16)の加工を精確に行うことが可
能となる。
【0019】以上のように弁体(12)を主軸取付台治具(2
5)にA/2、B/2の割り出しを行いつつ、セットした
後、心押台用治具(26)で挟持しつつ、旋盤に取り付け、
外周縁(20)とスラスト面(16)の加工を行う。加工の際に
は弁棒治具(30)は取り外す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 外観斜視図
【図2】 弁体とシートリングの一部の拡大図
【図3】 弁体の芯部の斜視図
【図4】 弁体の斜視図
【図5】 芯出し用座の拡大斜視図
【図6】 弁体の正面図
【図7】 弁体の断面図
【図8】 一変形の断面図
【図9】 一変形の断面図
【図10】 一変形の断面図
【図11】 加工用治具にセットした状態の斜視図
【図12】 加工用治具にセットした状態の分解斜視図
【図13】 主軸取付台治具の平面図
【図14】 主軸取付台治具の一部を破断した側面図
【図15】 心押台用治具の平面図
【図16】 心押台用治具の断面図
【図17】 出願人のノウハウに係る弁体の正面図
【図18】 出願人のノウハウに係る弁体の平面図
【図19】 出願人のノウハウに係る加工方法を示す概
略図
【図20】 出願人のノウハウに係る割り出し方法を示
す図
【符号の説明】
10 弁本体 11 流体通路 12 弁体 13 シートリング 14 弁軸孔 15 弁棒挿通孔 16 スラスト面 17 スラスト面 18 芯部 19 外形部 20 外周縁 21 平行平面 22 芯出し用座 23 V字状溝 24 空転防止用突起 25 主軸取付台 26 心押台用治具 27 センター 28 弁棒ガイド 29 V字状突起 30 弁棒治具

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中心に弁棒挿通孔(15)を貫通した金属製芯
    部(18)の外面に非金属製外形部(19)を一体化してなる円
    板状の複合型弁体(12)の外面に、前記弁棒挿通孔(15)の
    中心線と直交した対称位置に芯出し用座(22)を形成し、
    該芯出し用座(22)に前記中心線と直交する中心線に沿っ
    てV字状溝(23)を形成すると共に、弁棒挿通孔(15)を含
    むボス部付近の弁体外面を弁体中心平面と平行な平面(2
    1)に形成したことを特徴とする中心形バタフライ弁の弁
    体。
  2. 【請求項2】中心に弁棒挿通孔(15)を貫通した金属製芯
    部(18)の外面に非金属製外形部(19)を一体化してなる円
    板状の複合型弁体(12)の外面に、前記弁棒挿通孔(15)の
    中心線と直交した対称位置に芯出し用座(22)を形成し、
    該芯出し用座(22)に前記中心線と直交する中心線に沿っ
    てV字状溝(23)を形成すると共に、弁棒挿通孔(15)を含
    むボス部付近の弁体外面を弁体中心平面と平行な平面(2
    1)に形成した弁体の外周縁(20)及びスラスト面(16)の加
    工において、主軸取付台治具に、中心線上対向位置に前
    記V字状溝(23)に係入するV字状突起(29)を形成し、こ
    れと直交する中心線上に弁棒ガイド(28)を形成し、V字
    状突起(29)とV字状溝(23)を係入してB/2(Bは弁棒
    挿通孔方向の弁体直径)のセンター割り出しを行い、弁
    棒ガイド(28)に挿通した弁棒治具(30)を弁棒挿通孔(15)
    に挿通してA/2(Aは弁棒挿通孔と直交する方向の弁
    体直径)のセンター割り出しを行った後、心押台用治具
    (26)で狭持固定して弁体の外周縁(20)及びスラスト面(1
    6)の加工を行うようにしたことを特徴とする中心形バタ
    フライ弁の加工方法。
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