JP3356511B2 - バタフライバルブ - Google Patents

バタフライバルブ

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JP3356511B2
JP3356511B2 JP30172493A JP30172493A JP3356511B2 JP 3356511 B2 JP3356511 B2 JP 3356511B2 JP 30172493 A JP30172493 A JP 30172493A JP 30172493 A JP30172493 A JP 30172493A JP 3356511 B2 JP3356511 B2 JP 3356511B2
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valve
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shaft
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    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2263—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat
    • F16K1/2265—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat with a channel- or U-shaped seal covering a central body portion

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流体の流路中に配置
されるバルブであって、特にその弁体の切削加工が容易
なバタフライバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０及び図１１に従来のバタフライバ
ルブを示す。このバタフライバルブは、ボデー１と、そ
の内面に装着されたシートリング２と、ボデー１の軸孔
を通して挿通した弁軸３によって開閉操作される円盤状
の弁体４とを備えており、シートリング２の内面に突出
した内方隆起部５の側縁６を、弁体４の羽根部７の表裏
周縁が圧接する圧接シール面としている。
【０００３】従って、弁体４の表裏周縁がシートリング
２に対して最小限の摩擦力で圧接することになり、シー
トリング２の寿命を延長させ、また、弁体４の開閉トル
クも少なくて済むことになる。
【０００４】ところで、上記従来のバタフライバルブで
は、弁軸３を挿入する軸孔形成部９が弁軸３を中心とし
て回転するため、内方隆起部５の側縁６に圧接する構成
は採用できない。そのため、図１１に示すように、軸孔
形成部９は、円盤状の弁体４の弁軸３が挿通する部分を
半月状に切り取り、平面状の軸孔形成面を形成し、この
軸孔形成部９に、シートリング２の軸挿通部１０を弁軸
３の軸方向に突出させ、軸方向で軸孔形成部９を圧接す
る構成を採用している。
【０００５】また、弁体４は、スチール製のものであっ
て、鋳造等により製作されるものであるが、シートリン
グ２との圧接時のシール性を良好にするために、その外
周面Ｓ１及び圧接周縁部１１，１２が切削加工されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバタフライバルブにおいて、軸孔形成部９の軸孔形
成面が平面状であり、その両側の羽根部の外周面が円弧
状であるため、旋盤を用いて切削加工を行う場合に、軸
孔形成部９及び羽根部７の外周面を連続的に加工するこ
とができない。
【０００７】また、両羽根部７の表裏周縁１１，１２に
ついてもシール性を良好にするために、面取り加工を施
すが、図１０に示すように、両羽根部７は軸孔形成部９
よりも薄肉に形成されており、かつ軸孔形成部９の軸中
心を通る線上Ｂに形成されているため、羽根部７の周縁
の面取り加工を自動的に行うには、軸孔形成部９が邪魔
になり、少なくとも軸孔形成部９との境界部１３におけ
る面取り加工を手加工で行わなければならないといった
難点がある。
【０００８】さらに、この面取り加工は、平面状に切削
加工しているため、羽根部７の表裏周縁１１，１２と平
面状外周面Ｓ１とのコーナー部が角張り、これをシート
リング２に圧接すると、シートリング２が損傷するおそ
れがある。
【０００９】そこで、この発明の目的とするところは、
シートリングとの間のシール性を良好とするとともに、
弁体の外周面の加工が容易に行えるバタフライバルブを
提供することにある。また、この場合においても、この
発明が、流体抵抗を最小限に抑えることができるバタフ
ライバルブを提供することを目的とする。さらに、この
発明は、弁体の周縁の面取り加工を自動的に行えるバタ
フライバルブ、及び弁体によるシートリングの損傷を抑
えることができるバタフライバルブを提供することを目
的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、こ
の発明においては、円盤状の弁体の外周面を軸孔形成部
を含めて全体を球面状に形成したことを最大の特徴とし
ている。すなわち、この発明に係るバタフライバルブ
は、ボデーと、その内面に装着されたシートリングと、
ボデーの軸孔を通して挿通した弁軸によって開閉操作さ
れる弁体とを備えており、シートリングの内面に突出し
た内方隆起部の側縁を、弁体の表裏周縁が圧接する圧接
シール面とし、弁体を略円盤状に形成すると共に、その
外周面を球面形状に形成し、一方、シートリングの軸挿
通部を、弁体の球面形状に対応する凹状に形成したこと
を特徴としている。
【００１１】この実施態様としては、弁体を軸孔形成部
を除いて薄肉形状に形成し、弁開放時の流体抵抗を最小
限に抑える構成を採用している。さらに、この好ましい
実施態様としては、弁体が、円筒状の軸孔形成部と、こ
の軸孔形成部を中心とした点対称位置で、かつ軸孔形成
部の表裏外周面の接線方向に延設された両側の羽根部と
を備え、両羽根部は、シートリングの圧接シール面に圧
接する周縁に面取り加工を施している。この場合、羽根
部は、シートリングの圧接シール面に圧接する周縁に、
丸みを帯びた面取り加工を施す構成も採用可能である。
【００１２】
【作用】上記のように、シートリングの内方隆起部の側
縁を、弁体の表裏周縁が圧接する圧接シール面としたバ
タフライバルブにおいて、弁体の外周面の全体を真円に
形成すれば、外周面の切削加工が旋盤を使用した場合で
も連続的に行うことができる。
【００１３】この場合、弁体の軸孔形成部は、弁軸を中
心として回転するため、シートリングの内方隆起部の側
縁に圧接する形式を採用することができない。そのた
め、この部分はシートリングの軸挿通部を弁体の半径方
向で内側へ押圧する形式を採用しなければならない。
【００１４】このとき、軸孔形成部の外周面を旋盤によ
り単に平面状に形成すると、流体の流れ方向から見れ
ば、軸挿通部と軸孔形成部とが点接触することになり、
シール性に問題を生ずる。シール性を向上させるには、
軸挿通部の内方隆起部の高さを大にして、弁体への圧接
力を大にしなければならず、そうすると、弁体の開閉操
作力が大となるとともにシートリングが弁体により損傷
するおそれがある。
【００１５】そこで、弁体の外周面を、軸孔形成部を含
めて全体を球面状に形成し、かつシートリングの軸挿通
部をその球面形状に合わせて凹状に形成することによ
り、弁体の軸孔形成部とシートリングの軸挿通部の接触
面積が大になり、内方隆起部の高さを大にしなくともシ
ール性を向上させることができる。しかも、シートリン
グの軸孔形成部と軸挿通部との境界部においても、弁体
の回転に伴ってシートリングが損傷するのを最小限に抑
えることができる。従って、シートリングの内方隆起部
の高さは、弁体の羽根部及び軸孔形成部を同一高さに設
定してもシール性を保持することができ、またシートリ
ングの製作も容易に行える。
【００１６】但し、シートリングの内方隆起部は、弁体
の周縁が圧接する羽根圧接部と、弁体の軸孔形成部が圧
接する軸挿通部とでは、圧接方向が異なり、弁体を弁軸
回りに低トルクで開閉回転するには、羽根圧接部と軸挿
通部との境界部で弁体の回転を許容する高さの内方隆起
部が必要となる。
【００１７】従って、この部分では、弁体の回転方向内
側の側縁高さが、弁体の回転を許容する高さに設定され
ていなければならない。勿論、この境界部でのシール性
も必要となるところから、境界部における内方隆起部で
は、弁体の回転方向外側の側縁の高さは、羽根圧接部及
び軸挿通部の外周縁の高さと同等の高さに形成するのが
望ましい。
【００１８】ところで、上記の実施態様に示すように、
弁体の全開時の流体抵抗を最小限に抑えるために、弁体
を軸孔形成部を除いて薄肉形状に形成しているが、この
場合、羽根部を軸孔形成部を中心とした点対称位置で、
かつ軸孔形成部の表裏外周面の接線方向に配置すると、
シートリングの圧接シール面と圧接する両羽根部の表側
及び裏側の周縁が、弁軸の軸方向から見て、軸孔形成部
の外側で、互いに平行でかつ平面状に形成することがで
きる。
【００１９】従って、羽根部の周縁の面取り加工を旋盤
により行う場合、軸孔形成部でバイトによる切削が阻害
されることなく、自動加工が容易に行える。また、軸孔
形成部と羽根部の境界部の面取り加工も同時に行うこと
ができる。さらに、この切削加工において、羽根部の周
縁に丸みを帯びた面取り加工を施せば、シートリングの
内方隆起部の圧接シール面と圧接しても、圧接シール面
が損傷するのを防止することができる。
【００２０】
【実施例】以下、添附図面に示した実施例について説明
する。図１ないし図９は、この発明に係るバタフライバ
ルブの一実施例を示すもので、図１はその分解斜視図、
図２は弁体の斜視図、図３はバタフライバルブの横断斜
視図、図４はシートリングの横断面図、図５は弁体の全
閉状態を示す縦断面図、図６はその横断面図、図７は弁
体の開放中間状態を示す横断面図、図８は弁体の全開状
態を示す横断面図、図９は弁体の全閉状態を示す拡大横
断面図である。
【００２１】この発明に係るバタフライバルブ２１は、
図１に示すように、ボデー２２と、その内面に装着され
たシートリング２３と、ボデー２１の軸孔２４、２５を
通して挿通した上下一対の弁軸２６、２７によって開閉
操作される弁体２８とを備えている。
【００２２】ボデー２２は、内周面にシートリング２３
を嵌合密着するリング保持部３０と、弁軸２６を回転自
在に保持し、上端に弁軸駆動部（図示略）を設置する設
置部３１とから構成される。図面上省略した弁軸駆動部
は、レバー、ハンドルギヤ、シリンダあるいはモータに
よって構成することができる。
【００２３】シートリング２３は、図４に示すように、
流体の流れ方向Ａで前後の外面側に、ボデー２２に係合
するフランジ３２が形成され、また、その外面の中央
に、軸挿通部３３を除いて補強用のリブ３４が形成され
ている。
【００２４】また、シートリング２３の内面には、弁体
２８と圧接して流体の流路を遮断するために、内方へ突
出するリング状の内方隆起部３５が形成されている。こ
の内方隆起部３５は、図４及び図８に示すように、弁体
２８の羽根部３７，３８の表裏周縁３９，４０が圧接す
る羽根圧接部４１と、軸孔形成部３８を弁体２８の半径
方向へ押圧する軸挿通部３３とから構成されている。
【００２５】羽根圧接部４１は、図４に示すように、断
面台形状に形成されており、その側縁４３，４４が圧接
シール面とされている。この圧接シール面としては、図
４において、流体の流れ方向が図面上Ａ方向であるとす
ると、流れ方向から見て、右側（図面上左側）の羽根圧
接部４１における圧接シール面は、流れ方向で後側の側
縁４３に設定されている。また、流れ方向から見て左側
（図面上右側）の羽根圧接部４１における圧接シール面
は、流れ方向で前側の側縁４４に設定されている。
【００２６】軸挿通部３３は、その外周縁が羽根圧接部
４１の高さと等しく形成されており、中心部に軸挿通孔
４６が形成され、この軸挿通孔４６を中心として球面状
の凹部４７が形成されている。
【００２７】但し、羽根圧接部４１と軸挿通部４２との
境界部４８においては、外周面が球面状の弁体２８を開
閉操作させるときに、低トルクで回転させるために、弁
体２８の境界部２８ａ（図２，３を参照）が侵入しやす
い高さに設定されている。
【００２８】すなわち、シートリング２３の内方隆起部
３５は、流体の流れ方向に圧接する羽根圧接部４１と弁
体の半径方向へ圧接する軸挿通部３３とで圧接方向が異
なるため、弁体２８を弁軸２６，２７回りに低トルクで
開閉回転するには、羽根圧接部４１と軸挿通部３３との
境界部４８で弁体２８の回転を許容する高さの内方隆起
部が必要となる。
【００２９】従って、この境界部４８においては、弁体
２８の回転方向内側の側縁４８ａの高さが、弁体２８の
回転を許容する高さに設定されている。勿論、この境界
部４８でのシール性も必要となるところから、境界部４
８における内方隆起部では、弁体２８の回転方向で外側
の側縁４８ｂの高さが、図４に示すように、羽根圧接部
４１及び軸挿通部４２の外周縁の高さと同等の高さに形
成されている。
【００３０】前記弁体２８は、図２に示すように、上下
の弁軸２６，２７に対応して２分割された軸孔形成部５
０と、その両側の薄肉状の羽根部３７，３８とが半径Ｒ
の略円盤状に形成されてなり、かつその全体の外周面Ｓ
が、円盤状の弁体２８の半径Ｒと等しい半径を有する球
面Ｇに形成されている。
【００３１】従って、旋盤の主軸にワークとしての弁体
２８の中央部５３を保持させて弁体２８を回転させれ
ば、弁体２８の外周面の球面加工を旋盤を使用した場合
でも連続的に行うことができる。
【００３２】上下の軸孔形成部５０は、図５に示すよう
に、その内部に軸孔５１が形成され、その間の弁体中央
部５３は、弁体２８の全開時に流体抵抗を最小限にする
ために、薄肉状に形成されている。
【００３３】また、図６は弁体２８の中央横断面を示す
ものであり、両羽根部３７，３８は、軸孔形成部５０の
軸孔５１を中心とした点対称位置で、かつ軸孔形成部５
０の外周面の接線方向に配置され、シートリング２３の
圧接シール面４１と圧接する周縁３９，４０が、軸孔形
成部５０の外側で互いに平行でかつ平面状に形成されて
いる。
【００３４】すなわち、図６及び図９に示すように弁体
２８の全閉状態において、流体の流れ方向Ａから見て右
側の羽根部３７（図面上左側）が左側の羽根部３８（図
面上右側）よりも前方に位置しており、この右側の羽根
部３７の表側の周縁３９と、左側の羽根部３８の裏側の
周縁４０とが、軸孔形成部５０の外側で互いに平行でか
つ平面状に形成されている。
【００３５】従って、羽根部３７，３８の周縁の面取り
加工を旋盤により行う場合、ワークとしての弁体２８の
中央部５３を旋盤の主軸のセンターに合わせ、弁体２８
を回転させれば、軸孔形成部５０でバイトによる切削が
阻害されることがなく、容易に弁体２８の周縁３９，４
０の面取り加工が行える。また、軸孔形成部５０と羽根
部３７，３８の境界部２８ａの面取り加工も同時に行う
ことができる。図６において、符号Ｆで示す範囲が面取
り加工を行う範囲である。
【００３６】また、羽根部３７，３８は、シートリング
２３の内方隆起部３５の側縁の圧接シール面に圧接する
周縁３９，４０が、丸みを帯びた面取り加工が施され、
シートリング２３の圧接シール面４１の損傷を防止して
いる。
【００３７】上記構成において、ハンドルギヤ等の弁駆
動部からの駆動力により、弁軸２６を介して弁体２８を
開閉駆動すると、弁体２８は、図８に示す全開状態から
図７の中間状態を経て図６に示す全閉状態に移行する。
このとき、弁体２８の羽根部３７，３８をシートリング
２３の内方隆起部３５の側縁４３，４４に圧接する。従
って、シートリング２３は、弁体２８をその半径方向に
圧接する形式でないため、シートリング２３の内方隆起
部３５の劣化を抑えることができ、また、この部分で
は、弁体２８をその半径方向に押圧するものではなく、
そのため開放時の操作性も良好になる。
【００３８】また、弁体２８の軸孔形成部５０において
も、この軸孔形成部５０を球面状に形成し、かつシート
リング２３の軸挿通部３３をその球面形状に合わせて凹
状に形成しているので、弁体２８の軸孔形成部５０と軸
挿通部３３の接触面積が大になり、内方隆起部の高さを
大にしなくともシール性が向上する。
【００３９】このとき、弁体２８の周縁３９，４０も丸
みを帯びた面取り加工が施されているので、シートリン
グ２３を損傷することなく、シール性を向上させること
ができる。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述したところから明らかなとお
り、この発明に係るバタフライバルブによると、略円盤
状の弁体の外周面を球面形状に形成しているので軸孔形
成部及び両羽根部の外周面を一度に球面形状に切削加工
でき、外周面の自動切削加工が旋盤等で容易に行うこと
ができ、さらに、弁体の羽根部を軸孔形成部を中心とし
た点対称位置で軸孔形成部の表裏外周面の接線方向に延
設し、シートリングの圧接シール面に圧接する一側の羽
根部の表側周縁と他側の羽根部の裏側周縁とを、弁軸の
軸方向から見て、軸孔形成部の外側で、互いに平行でか
つ平面状に切削加工を施しているから、上述の弁体の外
周面の切削加工と弁体の周縁の切削加工とを旋盤等によ
り連続的に行うことができ、しかも、この周縁の面取り
加工は、弁体の球面形状の外周面にかけて丸みを帯びた
面取り加工を施せば、シートリングの内方隆起部の損傷
を防止することができる。
【００４１】また、シートリングの内方隆起部の側縁
を、弁体の薄肉羽根部の表裏周縁が圧接する圧接シール
面とし、シートリングの軸挿通部を弁体の球面形状に対
応する凹状に形成し、球面形状の弁体を半径方向から押
圧するようにしているから、シート性も良好にすること
ができる。さらに、シートリングの羽根圧接部と軸挿通
部との境界部において、弁体の回転方向内側の側縁高さ
を弁体の回転を許容する高さに設定すると共に、弁体の
回転方向外側の側縁高さを羽根圧接部及び軸挿通部の外
周縁高さと同等な高さに設定しているので、弁体に対す
る圧接方向の異なる羽根圧接部と軸挿通部との境界部に
おいても弁体を弁軸周りに低トルクで開閉回転すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るバタフライバルブの一実施例を
示す分解斜視図
【図２】弁体の斜視図
【図３】バタフライバルブの横断斜視図
【図４】シートリングの横断面図
【図５】バタフライバルブの全閉状態を示す中央縦断面
図
【図６】同じくその中央横断面図
【図７】同じく弁体の開放中間状態を示す中央横断面図
【図８】同じく弁体の全開状態を示す中央横断面図
【図９】弁体の全閉状態を示す拡大横断面図
【図１０】従来のバタフライバルブの簡略化した弁体の
横断面図
【図１１】同じくバタフライバルブの縦断斜視図
【符号の説明】
２１ バタフライバルブ ２２ ボデー ２３ シートリング ２６，２７ 弁軸 ２８ 弁体 ３３ 軸挿通部 ３５ 内方隆起部 ３７，３８ 羽根部 ３９，４０ 周縁 ４１ 圧接シール面 ４３，４４ 側縁 ４８ 境界部 ５０ 軸孔形成部 ５３ 弁体中央部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−112084（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−249484（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−20576（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−7092（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許4605201（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 1/00 - 1/54

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ボデーと、その内面に装着されたシートリ
    ングと、ボデーの軸孔を通して挿通した弁軸によって開
    閉回転操作される弁体とを備え、シートリングの内面に
    突出した内方隆起部の側縁を、弁体の表裏周縁が圧接す
    る圧接シール面としたバタフライバルブにおいて、前記弁体は、円筒状の軸孔形成部と、この軸孔形成部を
    中心とした点対称位置で、かつ軸孔形成部の表裏外周面
    の接線方向に延設された両側の羽根部とを備え、略円盤
    状に形成すると共に、その外周面を球面形状に形成し、
    さらに前記軸孔形成部を除いて薄肉形状に形成し、 前記両羽根部は、前記シートリングの圧接シール面に圧
    接する一側の羽根部の表側周縁と他側の羽根部の裏側周
    縁とが、弁軸の軸方向から見て、軸孔形成部の外側で、
    互いに平行でかつ平面状に切削加工を施してなることを
    特徴とする バタフライバルブ。
  2. 【請求項２】前記両羽根部は、前記シートリングの圧接
    シール面に圧接する一側の羽根部の表側周縁と他側の羽
    根部の裏側周縁とを、前記弁体の外周面にかけて丸みを
    帯びた面取り加工を施したことを特徴とする請求項１記
    載のバタフライバルブ。
  3. 【請求項３】前記シートリングの内方隆起部は、弁体の
    周縁が圧接する羽根圧接部と、弁体の軸孔形成部が圧接
    する軸挿通部とを備え、前記軸挿通部を、弁体の球面形
    状に対応する凹状に形成し、また、前記羽根圧接部と軸
    挿通部との境界部において、前記弁体の回転方向内側の
    側縁高さを弁体の回転を許容する高さに設定すると共
    に、弁体の回転方向外側の側縁高さを羽根圧接部及び軸
    挿通部の外周縁高さと同等な高さに設定したことを特徴
    とする請求項１又は２に記載のバタフライバルブ。
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