JP5192285B2 - バタフライ弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばパイプで構成された流路に介設して、その流路の開閉及び流量の調節を行うためのバタフライ弁装置に関するものである。

一般に、バタフライ弁装置は、弁箱の内側にその中央穴を開閉する略円板状の弁体を設けた構造とされ、パイプなどで構成された流路に介設して、流路の開閉又は流量の調節を行うようになっている（例えば特許文献１）。

図５及び図６にバタフライ弁装置の一例を示す。図５は従来のバタフライ弁装置の正面図であり、図６はＢ−Ｂ断面図である。このバタフライ弁装置１０１は、弁箱１０２の中央穴１０３に一対の弁棒１０４ａ、１０４ｂを突出させ、この一対の弁棒１０４ａ、１０４ｂで略円板状の弁体１０５を支持した構造とされる。

一方の弁棒１０４ａは、弁箱１０２を外側に貫通すると共に、弁棒中心軸を回動軸として弁体１０５と一体的に回動自在とされ、弁箱１０２の外側から弁棒１０４ａを回動させることにより、弁体１０５を回動させて中央穴１０３を開閉するようになっている。さらに、弁棒１０４ａと弁箱１０２の弁棒貫通部との間には、シール材としてのグランドパッキン１０６が設けられ、弁棒貫通部からの流体の漏出を防止している。
特開２００４−５２９８６号公報

ところが、バタフライ弁装置を設けた流路に有圧の流体を流す場合、弁棒貫通部からグランドパッキンを取り外すことによって流体が漏出するため、劣化するなどしたグランドパッキンを交換するには、一旦流体圧を下げる必要があり、通常通りに流路を使用することができない。

本発明は、有圧の流体を流しながら弁棒貫通部のシール材を交換することができるバタフライ弁装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るバタフライ弁装置は、弁箱と、この弁箱の中央穴を開閉する弁体と、弁箱の内周面から中央穴に突出して弁体を支持する弁棒とを備えたものであり、中央穴を弁箱の外側から開閉可能なよう、弁棒を、その弁棒中心軸を回動軸として弁体と一体的に回動自在として、かつ弁箱を外側に貫通させると共に、弁棒と弁箱の弁棒貫通部との間をシールするシール材を設けたものである。さらに、弁棒を弁箱及び弁体に対して弁棒中心軸方向に移動自在に設けると共に、この弁棒に、弁箱の弁棒貫通部に形成した座面と弁棒中心軸方向に間隔を空けて位置するシール面を形成し、シール材を交換する際にシール面を座面に接触させてシールするよう、弁棒を弁棒中心軸方向に移動させる移動手段を設けている。

上記構成によれば、シール材を交換する際、弁棒を弁棒中心軸方向に移動させて、そのシール面を弁棒貫通部の座面に接触させてシールするので、弁棒貫通部から流体を漏出させることなくシール材を取り外すことができ、劣化するなどしたシール材の交換を容易にすることができる。

ここで、シール面は、弁棒中心軸方向における内側及び外側のいずれの方向に向けて形成してもよく、内側に向ける場合には、シール面よりも内側に座面を形成して、弁棒を内側に移動させてシールすればよく、外側に向ける場合には、シール面よりも外側に座面を形成して、弁棒を外側に移動させてシールすればよい。

移動手段として、弁箱と一体の不動部分に孔中心軸を弁棒中心軸と合わせて雌ねじを形成してなるねじ孔と、雌ねじに螺合する雄ねじを有する筒状ねじと、この筒状ねじを回転させて弁棒中心軸方向に移動させる移動操作部とからなるものを例示できる。この場合、弁棒に、これと相対的に回転自在かつ弁棒中心軸方向に移動不能に筒状ねじを外嵌し、この筒状ねじと共に、弁棒を弁棒中心軸方向に移動させるようにする。

この構成によれば、弁棒のその弁棒中心軸方向の移動にねじを利用するので、座面にシール面を強くかつ確実に接触させることができる。しかも、筒状ねじを弁棒に対して回転自在とするので、弁棒を回転させることなく弁棒中心軸方向に移動させることができ、シール面及び座面で一時的なシールをするのに弁体の開閉状態を変化させる必要がない。なお、その他の移動手段として、例えば、てこの原理を利用したレバーの押し上げや押し下げによって弁棒を移動させる構成なども採用可能である。

シール面を、弁棒の中間部に一般部よりも径の大きい大径部を形成することにより、一般部と大径部との間に形成し、弁箱の弁棒貫通部に弁棒の大径部を収容する収容部を形成すると共に、この収容部を横切る位置で、弁箱を弁棒中心軸方向に分割可能とすれば、弁棒を全体的に細く設定しつつシール面を形成することができ、しかも、その大径部を収容部に収容するように弁箱に弁棒を装着することができる。

つまり、弁棒のシール面を挟んで一端側を大径部として他端側を小径部とすることもできるが、弁棒の中間部に大径部を形成することにより、その両側の一般部の径を小さくしてバタフライ弁装置の小型化を図ることができる。この場合、大径部のみが径方向に突出するため、弁棒を弁棒貫通部の端部から挿入しようとしても、大径部が引っ掛かって挿入できないが、大径部を収容する収容部を横切る位置で弁箱を分割することにより、大径部が邪魔になることなく、弁箱に弁棒を装着することができる。

シール面は、弁棒を弁棒中心軸方向に移動させたとき座面に接触する形状であればよく、段差面からなるシール面などであってもよいが、シール面を弁棒中心軸に対して傾斜するテーパ状とすることにより、シール面と座面との接触面積を大きくしてシール性を高めることができる。

以上の説明から明らかな通り、本発明によると、弁棒のシール面を弁棒貫通部の座面に接触させてシールするので、弁棒貫通部から流体を漏出させることなく、グランドパッキンなどのシール材を取り外すことができる。これにより、バタフライ弁装置を設けた流路を有圧の流体が流れる場合であっても、シール材が劣化するなどしたとき、流体圧を下げることなく通常通りに流路を使用したまま、シール材を交換することができる。

以下、本発明に係るバタフライ弁装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係るバタフライ弁装置の正面図、図２はそのＡ−Ａ断面図である。図３は弁棒貫通部を示す図であり、（ａ）は通常時を示し、（ｂ）は弁棒のシール面によるシール時を示す。

バタフライ弁装置１は、内部を流体が流れるパイプの接続部に介在されて、流路の開閉及び流量の調節を行うものであり、両パイプで流路方向に挟圧されるリング状の弁箱２と、弁棒中心軸を回動軸として回動自在かつ弁棒中心軸方向に移動自在に弁箱２を内外に貫通する弁棒３と、弁棒３と一体的に回動して弁箱２の中央穴４を開閉する略円板状の弁体５と、弁棒３と弁箱２の弁棒貫通部６との間をシールするシール材としてのグランドパッキン７と、弁箱２の弁棒貫通部６に形成された座面８と、弁棒３に形成されたシール面９とを備え、グランドパッキン７を交換する際、弁棒３を弁棒中心軸方向かつ外向きに移動させて、座面８にシール面９を接触させてシールすることにより、弁棒貫通部６からの流体の漏出を防止するようになっている。

弁箱２は、例えば鋼製で、そのリング形状の周方向における一箇所に、弁棒３を貫通させる貫通孔を有する弁棒貫通部６を形成してなり、この弁棒貫通部６から、バタフライ弁装置１を開閉操作するための操作部１０が延設されている。

弁棒３は、例えば鋼製で断面円形の棒状とされ、その内端が弁箱２の内周面から中央穴４に突出すると共に、外端が弁棒貫通部６から突出して操作部１０まで延設されている。

弁棒３の外端付近には、外周面に雄ねじ１１ａを有する筒状ねじ１１が外嵌され、この筒状ねじ１１が、弁棒３に対して相対的に回転自在で、かつ、弁棒３に設けられたずれ止め３ａによって弁棒３に対して弁棒中心軸方向に相対的に移動不能とされている。また、筒状ねじ１１は、弁箱２と一体の不動部分である操作部１０に孔中心軸を弁棒中心軸と合わせて雌ねじ１０ａを形成してなるねじ孔１０ｂに螺合されている。

これらの筒状ねじ１１及びねじ孔１０ｂと、筒状ねじ１１に取り付けられた移動操作部としてのレバー１１ｂとで、弁棒３を中心軸方向に移動させる移動手段が構成され、レバー１１ｂで筒状ねじ１１を回転させることにより、筒状ねじ１１と共に、弁棒３を弁棒中心軸方向に移動させるようになっている。

弁棒３の外端には、ハンドル１２と一体のウォーム（図示せず）と噛み合うウォームホイール（図示せず）が装着され、ハンドル１２を操作して、弁棒３をその弁棒中心軸を回動軸として回動させるようになっている。なお、ウォームホイールは、弁棒３に対して弁棒中心軸方向にスライド自在とされ、弁棒３の移動に関わらず、弁棒中心軸方向における同じ位置を保つようになっている。

弁棒３の中間部のうち、弁棒貫通部６を貫通する部位には、一般部よりも径の大きい大径部１３が形成され、この大径部１３とこれよりも外端側の一般部との間が、弁棒中心軸に対して傾斜するテーパ状のシール面９とされる。

弁棒３が貫通する弁棒貫通部６は、弁棒３の外径よりもわずかに大きい内径に設定され、弁棒中心軸方向の中間部に、弁棒３の大径部１３を収容する収容部１４が形成されている。

収容部１４は、弁棒３の大径部１３よりも大径かつ弁棒中心軸方向に長く形成され、その外端側内面が、通常時にシール面９と弁棒中心軸方向に間隔を空けて位置すると共に、シール時にシール面９に接触する座面８とされる。この収容部１４を横切る位置には、弁箱２の接続部１５が設けられ、一旦、この接続部１５で弁箱２を弁棒中心軸方向に分割することにより、大径部１３を収容部１４に収容するように弁棒貫通部６に弁棒３を装着できるようになっている。なお、図２及び図３において、１６はガスケット、１７はワッシャ、１８は締結ボルトである。

弁棒貫通部６の外端部は、弁棒３よりも大径に形成され、弁棒３との隙間に、パッキンワッシャ１９及びグランドパッキン７が挿入されている。グランドパッキン７は、弁棒貫通部６に、その外端にボルト締結される押さえ金具２０で押し込まれ、その際の横方向の膨らみによって、弁棒３及び弁棒貫通部６に密着してシールするようになっている。

弁箱２の中央穴４を挟んで弁棒貫通部６と反対側には、軸受け２１が形成され、この軸受け２１に、例えば鋼製で断面円形の補助弁棒２２が、弁棒３とその弁棒中心軸を合わせて、かつ弁箱２の内周面から中央穴４に突出するよう設けられている。なお、軸受け２１の外端は、ガスケット２３を介在させて蓋板２４で塞がれ、補助弁棒２２の外側への抜け出しが阻止されている。

弁体５は、例えば鋼製で、弁箱２の中央穴４の内径よりもわずかに小さな直径に設定され、その直径方向に沿って互いに反対側の周縁付近に、袋状の弁棒嵌合部２５及び補助弁棒嵌合部２６が形成されている。弁棒嵌合部２５に中央穴４に突出した弁棒３の内端を嵌合させると共に、補助弁棒嵌合部２６に中央穴４に突出した補助弁棒２２の内端を嵌合させて支持することにより、弁体５が、その直径方向を弁棒中心軸に合わせて、弁箱２の内部に装備される。

ここで、弁棒嵌合部２５の孔は、例えば弁棒３の内端と共に断面正方形に形成され、操作部１０のハンドル１２を回転させて弁棒３を回動させることにより、弁体５が、弁棒４と一体的に回動して弁箱２の中央穴４を開閉する。また、弁棒３の内端は、弁棒嵌合部２５に弁棒中心軸方向にスライド自在に嵌合され、弁棒３の弁棒中心軸方向の移動を阻害することがない。なお、補助弁棒２２の内端及び補助弁棒嵌合部２６の孔は円形とされる。

この弁体５は、板面を流路方向と平行な方向に向けることによって流路を開放し、板面を流路方向と垂直な方向に向けることによって流路を閉塞するものであり、その板面の角度を適宜変化させて流量を調節するようになっている。また、弁箱２の内周面で流路方向の一側には、セットリング２７によってシールリング２８が装着され、シールリング２８に、弁体５の周縁部を接触させてシールすることにより閉弁するようになっている。

次に、グランドパッキンを交換する手順を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、弁棒貫通部６の外端部にグランドパッキン７を装着してシールする通常時には、弁棒貫通部６の座面８と弁棒３のシール面９との間に間隔が空けられ、弁棒３の回動を阻害しないようになっている。

グランドパッキン７が劣化するなどして交換する際、レバー１１ｂによって筒状ねじ１１を回転させ、弁棒３をその弁棒中心軸に沿って外向きに移動させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、弁棒貫通部６の座面８と弁棒３のシール面９とが接触してシールされるので、弁棒貫通部６から流体を漏出させることなくグランドパッキン７を取り外して、新たなグランドパッキン７に交換する。

上記構成によれば、弁棒３を移動させることにより、一時的に、弁棒貫通部６をシールすることができるので、流路を有圧の流体が流れる場合であっても、その流体を漏出させることなく、グランドパッキン７を新たなものに交換することができる。しかも、通常時には、そのシール部分に間隔を空けるので、弁棒３及び弁体５の回動を阻害することもない。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、図４（ａ）に示すように、弁棒中心軸方向において、座面８を内向きに形成してシール面９を外向きに形成する代わりに、座面８ａを外向きに形成してシール面９ａを内向きに形成することもできる。この場合、弁棒３をその弁棒中心軸方向で内向きに移動させてシールすればよい。

また、図４（ｂ）に示すように、弁棒３に大径部１３を形成する代わりに、小径部１３ａを形成し、この小径部１３ａと一般部との間をシール面９ｂとして座面８ｂに接触させるようにしてもよい。図４（ｃ）に示すように、弁棒３の一端側を大径部１３ｂとして他端側を小径部１３ｃとし、その大径部１３ｂ及び小径部１３ｃの間をシール面９ｃとして座面８ｃに接触させることもできる。また、図４（ｄ）に示すように、テーパ状のシール面９に代えて、シール面９ｄを弁棒中心軸に直交する段差面として座面８ｄに接触させることもできる。

本発明に係るバタフライ弁装置の正面図 Ａ−Ａ断面図 弁棒貫通部を示す図であり、（ａ）は通常時を示し、（ｂ）は弁棒のシール面によるシール時を示す シール面の別の形態を示す図 従来のバタフライ弁装置の正面図 Ｂ−Ｂ断面図

符号の説明

１ バタフライ弁装置
２ 弁箱
３ 弁棒
４ 中央穴
５ 弁体
６ 弁棒貫通部
７ グランドパッキン
８ 座面
９ シール面
１３ 大径部
１４ 収容部

Claims (3)

1. 弁箱と、該弁箱の中央穴を開閉する弁体と、弁箱の内周面から前記中央穴に突出して弁体を支持する弁棒とを備え、前記中央穴を弁箱の外側から開閉可能なよう、前記弁棒が、弁棒中心軸を回動軸として弁体と一体的に回動自在とされ、かつ弁箱を外側に貫通すると共に、弁棒と弁箱の弁棒貫通部との間をシールするシール材が設けられたバタフライ弁装置であって、
   前記弁棒は、弁箱及び弁体に対して弁棒中心軸方向に移動自在に設けられると共に、弁箱の弁棒貫通部に形成された座面と弁棒中心軸方向に間隔を空けて位置するシール面が形成され、前記シール材を交換する際に前記シール面を前記座面に接触させてシールするよう、弁棒を弁棒中心軸方向に移動させる移動手段が設けられ、
   前記移動手段は、弁箱と一体の不動部分に孔中心軸を弁棒中心軸と合わせて雌ねじを形成してなるねじ孔と、前記雌ねじに螺合する雄ねじを有する筒状ねじと、該筒状ねじを回転させて弁棒中心軸方向に移動させる移動操作部とからなり、前記弁棒に、これと相対的に回転自在かつ弁棒中心軸方向に移動不能に前記筒状ねじが外嵌され、該筒状ねじと共に、前記弁棒が弁棒中心軸方向に移動することを特徴とするバタフライ弁装置。
2. 前記シール面は、弁棒の中間部に一般部よりも径の大きい大径部を形成することにより、一般部と大径部との間に形成され、前記弁箱は、弁棒貫通部に弁棒の大径部を収容する収容部が形成されると共に、該収容部を横切る位置で弁棒中心軸方向に分割可能とされたことを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁装置。
3. 前記シール面は、弁棒中心軸に対して傾斜するテーパ状とされ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弁装置。

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