JP3045939B2 - バタフライ弁並びにその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バタフライ弁及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁は主として液体、気体及び
粉粒体等が流れるパイプラインの開閉及び制御に汎用さ
れており、剛性材料からなる中空円筒状の弁本体と、こ
の弁本体内に回動自在に軸支される剛性材料からなる円
板状の弁体と、弁本体の内周面と弁体の外周縁部との間
に介在する弾性材料からなるシートリングとからなり、
弁体を回転して弁体外周縁とシートリング内周面との接
離により弁の開閉を行う構造を有している。

【０００３】従来公知のバタフライ弁は、一般的に弁本
体とシートリングとは別体に製作され、弁本体の内周面
にシートリングを嵌め込んで組み立てられており、弁本
体とシートリングとは一体化した構造となっていない。
従って、流体条件、特に流体の圧力、温度、流速や流体
の組成或いは弁開度等により嵌め込まれたシートリング
が不安定な状態となり、バタフライ弁の性能が低下する
という問題があった。又、シートリングは弁体が圧接す
る周縁部若しくはその近傍に成形加硫時の金型割り面が
位置しているため、シート洩れの原因となっていた。す
なわち、従来のバタフライ弁では、シートリングが流体
条件により揺動し、最悪時にはシートリングの最弱部が
損傷、破断したり、閉弁時のシール性が不安定となって
いた。

【０００４】例えば、図１２に示すように真空条件下で
バタフライ弁を使用すると、シートリング(３)が内径方
向に引き出されて、閉弁時の弁体(２)の回動により配管
フランジ(４)と弁本体(１)との間に挟持されたシートリ
ング(３)の最弱部Ａに剪断力が作用して損傷若しくは破
断して来る危険性がある。又、図１３に示すような、弁
開度が微小時においては、オリフィス側に位置するシー
トリング(３)が流速で内径方向へ引き出され、最悪時に
はＡ部が配管フランジ(４)から脱落して来るおそれがあ
った。更に、図１４に示すように、この種バタフライ弁
では、一般的に閉弁直前において、シートリング(３)は
弁体(２)の回動により、Ａ部は引張られ、Ｂ部は圧縮さ
れる。このため、弾性体であるシートリング(３)は圧縮
側Ｂ部よりも引張られるＡ部において剪断され易くな
り、流体温度の上昇と共に、この傾向が顕著となる。

【０００５】本出願人は、先に鋳造された弁本体内周面
の切削加工に際して、弁本体が変形するのを防止するた
めに、弁本体外周面に突起を形成し、該突起を旋削盤に
チャッキングして切削加工を行うようにした技術を提案
した。これは実公昭６２−１０５４６号公報に開示され
ている。しかしながら、この突起は旋削盤でチャッキン
グするだけのものであり、この突起を切削加工の基準と
して用いることは出来なかった。ましてや、シートリン
グ加硫成形のための基準として加硫成形型内に位置付け
得るようなものではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、シートリ
ングが流体条件で揺動せず損傷等の危険を防止すると共
に、閉弁時のシール性を確実にし、更にシートリングの
加硫成形時の圧力、温度に充分耐えられ、弁本体部特に
弁棒軸支部付近からの亀裂を防止せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明が採った手段は、内部に円筒状の流体通路
を貫通した弁本体と、該弁本体内に回動自在に軸支され
る円板状の弁体と、弁本体内周面と弁体外周縁との間に
介挿される弾性体からなるシートリングとからなり、シ
ートリングが弁本体内周面に一体に加硫成形されている
と共に、弁本体の外周面に切削加工、孔あけ加工並びに
加硫成形加工の基準となる爪を複数突設し、該爪の外面
を弁本体の外径と同心円の径を有する基準外径寸法に形
成したことを特徴とする。

【０００８】又、弁本体のフランジ面に配管フランジと
連結するためのボルト孔が穿設されていることを特徴と
する。

【０００９】更に、弁本体のフランジ面にボルト孔が形
成されておらず、配管フランジ間に挟持されるようにな
っていることを特徴とする。

【００１０】更に、弁本体のフランジ面に弾性体注入通
路を開口したことを特徴とする。

【００１１】更に、シートリング成形用金型に、爪を基
準にして弁本体をセットし、弁軸孔成形用金型を弁本体
の弁軸孔に挿通しつつ、シートリング成形用金型に連結
し、シートリング成形用金型の接合面を弁体とシートリ
ングとの圧接部から外して位置させ、シートリング成形
用金型の成形空間に弾性体を注入して、弁本体の内周面
にシートリングを一体加硫成形するようにしたことを特
徴とする。

【００１２】

【作 用】弁本体の外周面に突設した複数の爪を基準外
径寸法に形成してあるので、この爪を基準にして、弁本
体内周面やフランジ面の切削加工、弁軸孔やボルト孔の
孔あけ加工を行うことが出来ると共に、シートリングを
弁本体内周面に一体加硫成形するに際しても爪を基準に
成形用金型にセットすることが出来る。金型の割り面
（接合面）は閉弁時における弁体との圧接部から外れた
位置に設けてあるので、シート洩れを解消出来る。

【００１３】加硫成形用金型に爪を基準として弁本体を
セットするので、弁本体と金型との接触面は爪の外面に
おいて行われることとなり、接触面積が少なくなるた
め、弁本体の熱による膨張が抑制され、弁棒軸支部付近
からの亀裂発生を防止することが出来る。

【００１４】

【発明の効果】この発明によれば、以下のような効果を
奏することが出来る。 １．弁本体外周面に複数突設した爪により、弁本体内径
及びフランジ接合部寸法を所定通り正確且容易に加工が
出来、これによる弁本体内径に対する弁軸孔が偏心せ
ず、この結果、閉弁時のシール性が確実になる。 ２．同様に複数突設した爪の外径を金型の内径に嵌入
し、成形加硫することにより、偏肉のない同じ厚みのシ
ートリングを成形することが出来、この結果、閉弁時の
シール性が確実になる。 ３．シートリングを弁本体内周面に一体（焼付）加硫し
ており、嵌め込み型シートリングに比較して、耐真空
用、耐弁開度微小用、耐閉弁時の異動など、使用条件に
より揺動するのを防止出来る。 ４．一体（焼付）加硫により、嵌め込み型に比較して耐
圧性、耐熱性、耐久性などが向上し、シートリングと弁
本体が一体型であるために、互に協力してシートリング
の損傷、破断等のトラブルを防止する。 ５．一体（焼付）加硫時に金型の割り面が弁体との閉止
位置を除く面であり、これにより閉弁時にシート洩れ原
因が大幅に減少する。 ６．一体（焼付）加硫時に金型の内径に弁本体の外径に
複数突設した爪が嵌入されており、加硫時の圧力、温度
に充分耐えられ、弁本体部特に弁棒軸支部付近からの亀
裂を防止出来る。 ７．一体（焼付）加硫の弾性体の注入口（導入口）が弁
本体側面であり、加硫後の仕上工程が大幅に削減され、
しかも製品の外観（バリがないこと）が美しいこと。 ８．加硫金型に嵌入する弁本体は突設した爪のみでな
く、弁本体部端部の両面或は片面の一部をインローにし
ても同様の効果が出る。

【００１５】

【実施例】以下に図面を参照しつつ、この発明の好しい
実施例を詳細に説明する。図において、(10)はバタフラ
イ弁の弁本体であり、金属等の剛性材料からなり、内部
に円筒状の流体通路(11)を貫通した中空の略円筒形状を
有する。弁本体(10)内には、流体通路(11)を開閉し得る
円板状の弁体(12)が回動自在に軸支される。弁体(12)は
金属等の剛性材料で形成される。流体通路(11)の内周面
には、ゴム等の弾性材料からなるシートリング(13)が一
体（焼付）加硫成形により弁本体(10)に一体に定着さ
れ、該シートリング(13)の内周面に弁体(12)の外周縁が
接離して流路の開閉が行われる。

【００１６】弁体(12)の直径方向対向位置に弁棒(14)(1
5)を軸支する弁棒軸支部(16)(17)が、弁本体(10)の外周
面の直径方向対向位置に突設される。一方の弁棒(14)は
弁棒軸支部(16)から外方へ延び出し、所望のアクチュエ
ータを連結自在である。

【００１７】弁本体(10)の両側フランジ面(18)には複数
のボルト孔(19)が所定のピッチで穿孔されており、配管
フランジに接続可能である。尚、フランジ面(18)にボル
ト孔(19)を有するものに代わって、図８、図９に示すよ
うに、フランジ面(18)にボルト孔(19)が形成されておら
ず、配管フランジ間に挿通したボルトを弁本体の外周面
外方に位置させて挟み込むタイプのバタフライ弁であっ
ても良いことは勿論である。

【００１８】図１、図８に示すいずれのタイプのバタフ
ライ弁においても、弁本体(10)の外周面には直径方向対
向位置に弁棒軸支部(16)(17)が形成されているため、弁
軸と直交する部分に比べて、弁本体の形状が複雑となっ
ており、余肉がついている。このため旋削盤等の工作機
械にチャッキングすることがきわめて困難であり、この
問題を解決するために、実公昭６２−１０５４６号は、
弁本体の外周面に工作機械でチャッキングし得る突起を
形成することを教示している。しかしながら、この突起
は、単に工作機械によりチャッキングするためのものに
すぎず、切削加工やシートリングの一体加硫成形加工の
基準として利用しようとするようなものではない。

【００１９】バタフライ弁の弁本体は、鋳造後、弁本体
内周面の切削や弁軸孔、ボルト孔等の孔あけ加工、或は
弁本体内周面へのシートリングの一体加硫成形加工に際
して、加工のための基準となる部位及び寸法が必要であ
る。この発明は、かかる加工の基準として弁本体（１
０）の外周面に複数の爪（２０）を突設したことを特徴
とするものである。

【００２０】爪(20)は、図１、図５に示すように、好ま
しくは弁本体(10)の外周面の両側縁にフランジ面(18)に
近接して所定の間隔を存して複数形成される。爪(20)の
外周面は、図４に示すように弁本体(10)の外径Ｒと同心
円の外径Ｒ’の基準外径寸法を有した円弧面に形成され
る。爪(20)は、そこに工作機械のチャッキング手段が当
接してチャッキングするようなもので充分であり、掴持
する必要がない為、爪(20)の高さは特に限定されない。
図示の実施例において爪(20)は、弁棒軸支部(16)(17)か
ら外れた位置において、弁本体(10)の外周面に等しいピ
ッチで４ケ所形成されており、工作機械にチャッキング
したとき、４つの爪(20)に等しいチャッキング圧接力が
作用するようにしてある。弁本体(10)の一方のフランジ
面(18)には、弾性体(42)を注入するための通路となる注
入通路(39)が開口しており、該通路(39)は弁本体(10)の
内周面に連通している。

【００２１】加工に際しては、先ず鋳造後の弁本体(10)
の一側縁の爪(20)を工作機械にチャッキングして、他側
縁の爪(20’)を基準外径寸法Ｒ’に加工する。次にこの
基準外径寸法に加工された爪(20’)を工作機械にチャッ
キングして、一側縁の爪(20)を基準外径寸法Ｒ’に加工
すると共に、弁本体(10)のフランジ面(18)並びにシート
リング(13)の外側周縁の環状鍔部(21)が嵌入される環状
段部(22)を所定寸法に切削加工する。加工後、弁本体(1
0)を１８０°裏返して一側縁の爪(20)をチャッキングし
て、他側面のフランジ面(18)並びに環状段部(22)を所定
寸法に切削加工する。

【００２２】次に、爪（２０）又は（２０’）のいずれ
かを、孔あけ加工用治具に挿嵌し、爪（２０）又は（２
０’）の基準外径寸法の直径方向中心で、弁棒（１４）
（１５）の挿嵌する弁軸孔（２３）（２４）の孔あけ加
工を行う。又、同時にボルト孔（１９）の孔あけ加工を
行う。

【００２３】弁軸孔（２３）（２４）は、弁本体（１
０）の内径寸法の中心を通過することが重要であり、中
心を通過せず偏心していると、シート洩れの原因とな
る。この発明は、爪（２０）（２０’）を基準として弁
軸孔（２３）（２４）の孔あけ加工を行い、中心を通過
する加工を行うことが可能となる。本発明は、弁本体
（１０）の主要部の加工の基準となる部位及び寸法を爪
（２０）（２０’）においたことを特徴とする。更に、
この発明は、この爪（２０）（２０’）をシートリング
（１３）の一体加硫成形加工の基準として、加硫成形用
金型にセットしたことを特徴とする。

【００２４】すなわち、図６、７を参照して、先ず下型
(25)の内径部(26)に、弁本体(10)の爪(20)の外径部を嵌
入する。上型(27)を上方より弁本体(10)の他方の爪(2
0')の外径部に嵌入すると共に、下型(25)の中心突部(2
8)に中心凹部(29)を嵌入して、上下型(25)(27)を相互に
セットする。上下型(25)(27)の接合面(30)を、シートリ
ング(13)と弁体(12)との閉弁時の当接面に一致させず、
側方へズラした位置に形成する。接合面(30)の間隙は正
確で且微小である程、バリが少なくなる。弁本体(10)の
弁軸孔(23)(24)の外方より弁軸孔成形用金型(31)(32)を
挿入し、上型(27)のネジ孔(33)に連結する。次いで、弾
性体注入容器(34)の中心凹部(35)を上型(27)の中心突部
(36)に嵌入して、弾性体注入器(34)を上型(27)にセット
する。該セットにより上型(27)と注入器(34)の注入孔(3
7)(38)を合致する。上型(27)の注入孔(38)を弁本体(10)
のフランジ面に形成された注入通路(39)に合致させてお
くことは勿論である。セット後、注入器(34)内に所定量
の弾性体を入れ、プランジャ(40)を押し下げて弾性体を
注入通路(39)を通じて上下型(25)(27)で画成された成形
空間(41)に注入する。その後、上下型(25)(27)を例えば
１５０℃、３０分間加熱して弾性体の加硫成形を行い、
シートリング(13)を弁本体(10)の内周面に一体加硫成形
する。加硫成形後、各型を解型し、弁本体(10)を取り出
す。

【００２５】金型に弁本体(10)をセットするに際して、
シートリング(13)を一体加硫するための弁本体(10)の内
周面の処理及び金型とシートリングとの離型処理等を行
うことは云までもない。

【００２６】図示の実施例においては、爪は、弁本体
（１０）の外周面の両側縁に形成したが、一側縁のみに
形成しても良いことは勿論である。又、爪に代わって、
図１０、図１１に示すように、弁本体（１０）のフラン
ジ面内周隅角部を環状の凹部（４３）に形成し、該環状
凹部（４３）を基準にして、切削加工、孔あけ加工、加
硫成形加工等を行うようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】外観斜視図

【図２】正面図

【図３】図２Ｘ−Ｘ’線に沿った縦断面図

【図４】爪の詳細図

【図５】図４Ｙ−Ｙ’線に沿った断面図

【図６】加硫成形金型に弁本体をセットした断面図

【図７】加硫成形金型に弁本体をセットした分解図

【図８】一変形を示す正面図

【図９】一変形を示す一部の拡大図

【図１０】他の変形を示す正面図

【図１１】図１０Ｚ−Ｚ’線に沿った断面図

【図１２】従来のシートリングの作動を示す図

【図１３】従来のシートリングの作動を示す図

【図１４】従来のシートリングの作動を示す図

【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 棒 (15) 弁 棒 (16) 弁棒軸支部 (17) 弁棒軸支部 (18) フランジ面 (19) ボルト孔 (20) 爪 (21) 環状鍔部 (22) 環状段部 (23) 弁軸孔 (24) 弁軸孔 (25) 下 型 (26) 内径部 (27) 上 型 (28) 中心突部 (29) 中心凹部 (30) 接合面 (31) 弁軸孔成形用金型 (32) 弁軸孔成形用金型 (33) ネジ孔 (34) 弾性体注入器 (35) 中心凹部 (36) 中心突部 (37) 注入孔 (38) 注入孔 (39) 注入通路 (40) プランジャ (41) 成形空間 (42) 弾性体 (43) 環状凹部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に円筒状の流体通路を貫通した弁本
   体と、該弁本体内に回動自在に軸支される円板状の弁体
   と、弁本体内周面と弁体外周縁との間に介挿される弾性
   体からなるシートリングとからなり、シートリングが弁
   本体内周面に一体に加硫成形されていると共に、弁本体
   の外周面に切削加工、孔あけ加工並びに加硫成形加工の
   基準となる爪を複数突設し、該爪の外面を弁本体の外径
   と同心円の径を有する基準外径寸法に形成したことを特
   徴とするバタフライ弁。
2. 【請求項２】 弁本体のフランジ面に配管フランジと連
   結するためのボルト孔が穿設されていることを特徴とす
   る請求項（１）記載のバタフライ弁。
3. 【請求項３】 弁本体のフランジ面にボルト孔が形成さ
   れておらず、配管フランジ間に挟持されるようになって
   いることを特徴とする請求項（１）記載のバタフライ
   弁。
4. 【請求項４】 弁本体のフランジ面に弾性体注入通路を
   開口したことを特徴とする請求項（１）（２）又は
   （３）記載のバタフライ弁。
5. 【請求項５】 シートリング成形用金型に、爪を基準に
   して弁本体をセットし、弁軸孔成形用金型を弁本体の弁
   軸孔に挿通しつつ、シートリング成形用金型に連結し、
   シートリング成形用金型の接合面を弁体とシートリング
   との圧接部から外して位置させ、シートリング成形用金
   型の成形空間に弾性体を注入して、弁本体の内周面にシ
   ートリングを一体加硫成形するようにしたことを特徴と
   するバタフライ弁の製造方法。