JP4387293B2 - メタルタッチ式バタフライ弁 - Google Patents

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Description

本発明は，弁本体における流体通路内に設けた金属製のバタフライ弁体を閉じ回動したとき，その外周のシール面が，前記弁本体における流体通路の内周に設けた金属製の弁座リング部材に対して直接に接当するようにしたメタルタッチ式のバタフライ弁に関するものである。
従来，この種のメタルタッチ式のバタフライ弁は，例えば，特許文献１，特許文献２又は特許文献３に記載されているように，内部に流体通路を形成した弁本体において，その流体通路内に配設した金属製のバタフライ弁体の外周にシール面を形成し，このバタフライ弁体を，これを前記弁本体に対して回動自在に支持する弁軸の回りに回動して，そのシール面を，前記弁本体における流体通路の内周面に固着した弁座リング部材の内周面に対して直接的にメタルタッチすることによって閉塞するように構成している。
この場合，従来のバタフライ弁においては，前記各特許文献に記載されているように，前記弁座リング部材を，金属板にて前記流体通路の軸線と直角の半径方向を平面とする板状リング体にして，この弁座リング部材を，その外周において，前記弁本体における流体通路の内周面に対して取付ける一方，前記弁座リング部材における内周に，当該弁座リング部材を構成する金属板をパイプ状にカールして成るシールリング部を円周方向に全周にわたって延びるように設けて，このシールリング部に，前記バタフライ弁体におけるシール面がメタルタッチするように構成し，更に，前記弁座リング部材のうちその外周の取付け部とその内周のシールリング部との間の部分に，当該弁座リング部材を構成する金属板を部分的に膨らみ変形して成る膨らみ部を円周方向に全周にわたって延びるように設けるという構成にしている。
つまり，従来における弁座リング部材は，その内周においてバタフライ弁体のシール面が直接にメタルタッチするシールリング部を，金属板をパイプ状にカールすることによって，当該シールリング部の自体に弾力性を付与する一方，前記シールリング部が，これに前記バタフライ弁体のシール面にメタルタッチした状態で，前記バタフライ弁体の回動に追従して，前記弁本体の流体通路における軸線と直角の半径方向にずれ動くことを，前記膨らみ部にて許容することにより，前記バタフライ弁体を閉じたときにおけるシール性の確保と，前記バタフライ型弁体を開閉回動するときにおける回動円滑性の確保とを図るという構成にしている。
特開２００２−１１５７６６号公報 実開平３−７７８６８号公報 特開昭５４−６７１５６号公報
しかし，従来における弁座リング部材は，前記したように，これを金属板にて板状リン
グ体にして，その内周と外周との間の部分に，膨らみ部を設けて，この膨らみ部にて，内周のシールリング部における半径方向へのずれ動きを許容するという構成にしていることにより，前記シールリング部における半径方向へのずれ動き距離が十分でないばかりか，そのずれ動きに極めて大きな外力を必要とするから，前記バタフライ弁体を閉じたときにおけるシール性と，前記バタフライ弁体を開閉回動するときにおける回動円滑性との両方を確実に達成することができないという問題があった。
本発明は，この問題を解消した弁座装置を提供することを技術的課題とするものである。
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「内部に流体通路を形成した弁本体と，この弁本体における流体通路内に回転するように設けられる金属製のバタフライ弁体と，前記流体通路の内周面に，前記バタフライ弁体の外周におけるシール面がメタルタッチするように設けられる弁座リング部材とを備えて成るバタフライ弁において，
前記弁座リング部材を，金属板にて半径方向を平面とする板状リング体に構成して，その外周において前記流体通路の内周面に対して着脱可能に取付ける一方，前記弁座リング部材の内周を，金属板を前記バタフライ弁体に向かって折り曲げて成る筒部に形成し，この筒部の先端における周囲に，金属板をパイプ状にカールして成るシールリング部を設けて，このシールリング部に，前記バタフライ弁体におけるシール面をメタルタッチする。」
ことを特徴としている。
また，本発明の請求項２は，
「内部に流体通路を形成した弁本体と，この弁本体における流体通路内に回転するように設けられる金属製のバタフライ弁体と，前記流体通路の内周面に，前記バタフライ弁体の外周におけるシール面がメタルタッチするように設けられる弁座リング部材とを備えて成るバタフライ弁において，
前記弁座リング部材を，金属板にて半径方向を平面とする板状リング体に構成して，その外周において前記流体通路の内周面に対して着脱可能に取付ける一方，前記弁座リング部材の内周を，金属板を前記バタフライ弁体に向かって折り曲げて成る筒部に形成し，この筒部の先端における周囲に，金属板をパイプ状にカールして成るシールリング部を設けて，このシールリング部に，前記バタフライ弁体におけるシール面をメタルタッチし，前記弁座リング部材のうち前記筒部における外周と内周との両方に，前記筒部を支持するための支持リング体を，前記シールリング部の半径方向へのずれ動きによる前記筒部の座屈変形を防止するように配設する。」
ことを特徴としている。
更にまた，本発明の請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記弁座リング部材のうち前記筒部の付け根部を，その全周囲にわたって丸型コーナに形成した。」
ことを特徴としている。
加えて，本発明の請求項４は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記弁座リング部材のうち前記筒部の付け根部に，金属板を前記筒部と反対方向に膨らみ変形して成る膨らみ部を，前記筒部の全周囲を囲うように設ける。」
ことを特徴としている。
前記請求項１の記載によると，金属板による弁座リング部材のうちバタフライ弁体の外周におけるシール面がメタルタッチするシールリング部は，当該弁座リング部材のうち筒部にて支持されるという構成であることにより，前記シールリング部が，前記バタフライ弁体のシール面にメタルタッチした状態で，前記バタフライ弁体の回動に追従して，前記弁本体の流体通路における軸線と直角の半径方向にずれ動く場合において，その半径方向へのずれ動き距離は，前記した従来の場合よりも大きくなるとともに，このずれ動きに要する外力も，前記した従来の場合よりも小さくなるから，前記バタフライ弁体を閉じたときにおけるシール性と，前記バタフライ弁体を開閉回動するときにおける回動円滑性との両方を，確実に達成できる。
また，請求項２に記載した構成にすることにより，前記弁座リング部材のうち前記筒部が，前記シールリング部における半径方向へのずれ動きによって座屈変形することを，両支持リング体にて低減できるから，前記弁座リング部材における耐久性と，耐圧性とを向上できる利点がある。
この場合において，請求項３に記載した構成にすることにより，前記シールリング部における前記バタフライ弁体の回動に追従しての確実なずれ動きを確保できるから，前記した効果を助長できるとともに，前記付け根部に応力集中が発生することを回避できる。
特に，請求項４に記載した構成にすることにより，前記付け根部に応力集中が発生することを回避できる状態のもとで，前記シールリング部における前記バタフライ弁体の回動に追従してのずれ動きが更に向上できるから，前記した効果を更に助長できる利点がある。
以下，本発明の実施の形態を，図１〜図４の図面について説明する。
この図において，符号１は，内部に流体通路２を形成するように円筒形に形成した金属製の弁本体を，符号３は，前記弁本体１内に配設した金属製のバタフライ弁体を各々示す。
前記バタフライ弁体３における外周は，前記弁本体１内における流体通路２の軸線２ａ上を中心点Ｃとする半径Ｒの球形にしたシール面４に形成され，且つ，このバタフライ弁体３は，その裏面に上下方向に延びるように固着した上下一対の弁軸５，６を前記弁本体１を貫通して軸支することにより，回転自在に構成されている。
この場合において，前記両弁軸５，６の中心Ｄは，平面視（図２）において，前記球形のシール面４における半径Ｒの中心点Ｃから適宜距離Ｅだけ前記弁本体１内の流体通路２における軸線２ａと直角方向に偏芯した部位に位置しており，前記バタフライ弁体３を，前記両弁軸５，６のうち一方の弁軸５にて，その回りに回動して，当該バタフライ弁体３の外周におけるシール面４を，前記弁本体１における流体通路２内に設けた金属製の弁座リング部材７に対して接触・押圧するといういわゆるメタルタッチすることによって閉塞する一方，前記一方の弁軸５にて逆方向に回動することによって開くように構成している。
前記弁座リング部材７を，図３及び図４に示すように，銅又は銅合金等のような軟質金属とか，或いは，ステンレス鋼等の金属板にて前記流体通路２の軸線と直角の半径方向を平面とする板状リング体に構成され，その外周には，金属板をパイプ状にカールして成る取付け用リング部８が一体的に設けられている。
この弁座リング部材７は，その外周における取付け用リング部８の部分を，前記弁本体１における流体通路２の内周面に一体に設けた受け部９と，前記流体通路２内にその軸線方向摺動自在に挿入した押圧リング体１０とで挟み，この状態で，前記押圧リング体１０を，前記流体通路２内に止めリング１１にて固定の受けリング体１２に螺合した複数本の六角孔付き頭なしボルト１３（このボルト１３は，円周方向の等分箇所に螺合している）のねじ込みにて前記受け部９に向かって前進することにより，前記弁本体１における流体通路２の内周面に対して着脱可能に固着されている。
なお，受けリング体１２には，これに螺合した各ボルト１３における緩みを阻止するためのリング１４が設けられている。
そして，前記弁座リング部材７における内周には，金属板を前記バタフライ弁体３に向かうように前記軸線２ａの方向に折り曲げて成る筒部１５を一体的に設けて，この筒部１５の先端における周囲には，金属板をパイプ状にカールして成るシールリング部１６を一体に設けることにより，このシールリング部１６に，前記バタフライ弁体３を閉じ回動したときにおいて，その外周におけるシール面４がメタルタッチして，前記流体通路２を閉塞するように構成している。
更に，前記弁座リング部材７のうち前記筒部１５の付け根部は，その全周にわたって半径Ｒにした丸角１７に形成されている。
なお，前記シールリング部１６の内部には，ばね線材をコイル状に巻いて成るコイルばねによるばねリング体１８が装填されており，前記押圧リング体１０には，前記弁座リング部材７における膨らみ部１７がその半径方向に変形し得るように緩く嵌まるリング状溝１９が設けられている。
また，前記弁座リング部材７における前記筒部１５の外周には，支持リング体２０が，前記弁本体１における受け部９に対して，前記流体通路２の軸線２ａと直角の半径方向と，軸線方向との両方に移動し得るように被嵌されている一方，前記筒部１５における内周には，前記押圧リング体１０と一体の支持リング体２１が挿入されている。
この構成において，金属板による弁座リング部材７のうちバタフライ弁体３の外周におけるシール面４にメタルタッチするシールリング部１６は，当該弁座リング部材７のうち筒部１５にて支持されるという構成であることにより，前記シールリング部１６が，前記バタフライ弁体３のシール面４に対してメタルタッチした状態で，前記バタフライ弁体３の回動に追従して，前記弁本体１の流体通路２における軸線２ａと直角の半径方向にずれ動く場合において，その半径方向へのずれ動き距離は，前記した従来の場合よりも大きくなるとともに，このずれ動きに要する外力も，前記した従来の場合よりも小さくなる。
この場合において，前記筒部１５の付け根部は，前記したように，その全周にわたって半径Ｒにした丸角１７に形成されていることにより，前記筒部１５のシールリング部１６における前記半径方向へのずれ動き距離を大きくできるとともに，このずれ動きに要する外力を小さくでき，しかも，前記付け根部に応力集中が発生することを回避できるから，耐久性を向上できる。
特に，前記筒部１５の付け根部を丸角１７に形成することに代えて，図５及び図６に別の実施の形態のように，前記弁座リング部材のうち前記筒部１５の付け根部に，金属板を前記筒部１５と反対方向に膨らみ変形しなる膨らみ部１７′を，前記筒部１５の全周囲を囲うように設けることにより，シールリング部１６における前記半径方向へのずれ動き距
離を前記よりも大きくできるとともに，このずれ動きに要する外力を前記よりも小さくでき，しかも，前記付け根部に応力集中が発生することを回避できるから，耐久性を向上できる。
また，前記筒部１５は，その外周に被嵌した支持リング体２０と，内周に挿入した支持リング体２１とで支持されているので，前記のようにずれ動きによって座屈変形することを確実に回避できる。
本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視断面図である。 図１の要部拡大図である。 弁座リング部材の分解した状態を示す拡大断面図である。 別の実施の形態における弁座リング部材を示す図である。 前記別の実施の形態における弁座リング部材の分解した状態を示す拡大断面図である。
符号の説明
１ 弁本体
２ 流体通路
２ａ 流体通路の軸線
３ バタフライ弁体
４ シール面
５，６ 弁軸
７ 弁座リング部材
８ 取付け用リング部
９ 受け部
１０ 押圧リング体
１２ 受けリング体
１３ ボルト
１５ 筒部
１６ シールリング部
１７ 丸角
１７′ 膨らみ部
１９ リング状溝
２０，２１ 支持リング体

Claims (4)

  1. 内部に流体通路を形成した弁本体と，この弁本体における流体通路内に回転するように設けられる金属製のバタフライ弁体と，前記流体通路の内周面に，前記バタフライ弁体の外周におけるシール面がメタルタッチするように設けられる弁座リング部材とを備えて成るバタフライ弁において，
    前記弁座リング部材を，金属板にて半径方向を平面とする板状リング体に構成して，その外周において前記流体通路の内周面に対して着脱可能に取付ける一方，前記弁座リング部材の内周を，金属板を前記バタフライ弁体に向かって折り曲げて成る筒部に形成し，この筒部の先端における周囲に，金属板をパイプ状にカールして成るシールリング部を設けて，このシールリング部に，前記バタフライ弁体におけるシール面をメタルタッチすることを特徴とするメタルタッチ式バタフライ弁。
  2. 内部に流体通路を形成した弁本体と，この弁本体における流体通路内に回転するように設けられる金属製のバタフライ弁体と，前記流体通路の内周面に，前記バタフライ弁体の外周におけるシール面がメタルタッチするように設けられる弁座リング部材とを備えて成るバタフライ弁において，
    前記弁座リング部材を，金属板にて半径方向を平面とする板状リング体に構成して，その外周において前記流体通路の内周面に対して着脱可能に取付ける一方，前記弁座リング部材の内周を，金属板を前記バタフライ弁体に向かって折り曲げて成る筒部に形成し，この筒部の先端における周囲に，金属板をパイプ状にカールして成るシールリング部を設けて，このシールリング部に，前記バタフライ弁体におけるシール面をメタルタッチし，前記弁座リング部材のうち前記筒部における外周と内周との両方に，前記筒部を支持するための支持リング体を，前記シールリング部の半径方向へのずれ動きによる前記筒部の座屈変形を防止するように配設することを特徴とするメタルタッチ式バタフライ弁。
  3. 前記請求項１又は２の記載において，前記弁座リング部材のうち前記筒部の付け根部を，その全周囲にわたって丸型コーナに形成したことを特徴とするメタルタッチ式バタフライ弁。
  4. 前記請求項１又は２の記載において，前記弁座リング部材のうち前記筒部の付け根部に，金属板を前記筒部と反対方向に膨らみ変形して成る膨らみ部を，前記筒部の全周囲を囲
    うように設けることを特徴とするメタルタッチ式バタフライ弁。
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