JP6033676B2 - ソフトシール仕切弁 - Google Patents

Description

本発明は、流路に対して交叉方向に昇降動して流路を開閉する弁体を有し、この弁体に装着されたゴムシール材で弁閉シールするソフトシール仕切弁に関する。

従来、この種のソフトシール仕切弁は水道設備等の配管などで広く用いられ、弁体に装着されたゴムシール材で止水及び防食する構造になっている。ゴムシール材をソフトシール仕切弁の弁体に装着する場合、全面ゴムライニング、又は部分ゴムライニングにより一体化される。
全面ゴムライニングによりゴムシール材を弁体に取付けたソフトシール仕切弁として、例えば、特許文献１におけるソフトシール弁が開示されている。このソフトシール弁では弁体の弁箱内流路側に全面ゴムライニングが施されている。
一方、部分ゴムライニングによりゴムシール材を弁体に取付けたソフトシール仕切弁として、例えば、特許文献２のソフトシール弁が開示されている。このソフトシール弁では、弁体の基材にゴム製の弁体シート部がライニングされ、この基材の外表面の弁体シート部で囲まれた部分に弾性材がライニングされていない非ライニング部が設けられている。
さらに、本願出願人はこのようなソフトシール仕切弁として、特願２０１１−１５１７６８を提案している。このソフトシール仕切弁は、弁体の母材の上流側面と下流側面の上方円弧部位と下方端部位に設けたゴム固着部にゴムライニングを施して弁体シール部と止水部とによる部分ライニングを設けたものである。このソフトシール仕切弁では、止水部側に樹脂製又は硬質ゴム製のストッパ部を設け、このストッパ部を弁箱の止水面に圧接させている。

特許第３４２３２２２号公報 特開２０１２−２０７７１８号公報

特許文献１のような全面ゴムライニングのソフトシール仕切弁は、ゴムと水道水との接触面積が大きくなるため浸出性の点で問題があり、ゴムシール材中のカーボン等が剥離して水道水中に混入しやすくなったり、使用するゴムシール材が多くなり、高価なゴムシール材を使用しにくくなるという問題もある。
特許文献２の部分ゴムライニングのソフトシール仕切弁は、ゴムの使用量を減らすことは可能にはなるが、ゴムシートを弁体に密着させて装着させることが難しい構造であることから、加硫接着によってゴムと母材とを固定させる必要があった。
また、特許文献１や特許文献２のような弁体シール部を直接弁箱シート部に当接させて止水する構造のソフトシール弁は、ゴム弁座を圧縮するときに操作力の増加が緩慢になり、弁体締切り完了時の手応えが分かりにくくなる。そのため、特に小口径のバルブでは、弁体の過剰な締付けによって弁箱等の部品が破損したり、弁棒とめねじこまとの螺着部分が焼付いて操作不能になるおそれがあり、弁体シール部の消耗や破損も生じやすい。この対策として、組付け用のボルトの強度を強くしたり、ボルトが飛び出さない構造に設けることも可能ではあるが、この場合、部品点数が増加したり構造が複雑化することになる。

一方、特願２０１１−１５１７６８の場合には、弁体にゴムシートを緊密かつ高精度に取付けて流体の漏れや弁体からの剥離を防止でき、かつストッパ部を設けることで弁体締切り完了時の感覚を確認しやすくなることで弁体の過剰な締付けを防止できる。
しかしながら、このソフトシール弁では、ストッパ部が母材の下方側から嵌め込まれた仮着状態でこのストッパ部を部分ゴムライニングで母材に一体化しているため、ストッパ部とゴムとの間に隙間が生じてゴムが剥離しやすくなったり、ストッパ部が外れるおそれがあった。

また、全面ライニング、部分ライニングの何れの場合にも、弁体の両側にガイド部が突設形成され、このガイド部が弁箱の両側の当該位置にガイド溝に遊嵌状態で装着されている。このため、弁体が昇降動するときにガイド部がガイド溝に対して摺動して互いの塗装面が削りとられ、母材の鋳肌まで達して錆の原因となることがある。弁体を耐食性材料として塗装を施さない場合には、弁箱のガイド溝の塗装が摩耗することになる。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、浸出性を改善すると同時にカーボンなどの剥離を抑えながら使用でき、弁体とゴムシートとを高い精度で緊密に取付けてゴムシートの剥離を防止しつつ高いシール性を発揮して流体の漏れを確実に防止すると共に、弁体や弁箱の摺動部分への傷を防ぎながら弁体の過剰な締付けを防止できるソフトシール仕切弁を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、弁箱内の流路に対して交叉方向に昇降動する弁体で前記弁箱内に設けた弁座部と止水面とをシールして前記弁箱の流路を開閉するソフトシール仕切弁において、前記弁体には、弁体の母材にゴムライニングが施された状態で前記弁座部にシールする弁体シール部と、前記止水面に圧接シールする止水部と、この止水部が前記止水面に当接する際に前記弁体の締め過ぎを規制するために前記止水部に設けられたストッパ部とが備えられ、このストッパ部には、一体又は別体に設けられたガイド部を有し、前記弁箱に設けられたガイド面に前記ガイド部が案内可能に設けられたソフトシール仕切弁である。

請求項２に係る発明は、ガイド部がガイド面側に突設され、ガイド部を弁体の昇降動時にガイド面に対して当接させたソフトシール仕切弁である。

請求項３に係る発明は、前記弁体の母材の上流側面と下流側面の上方円弧部位にゴム固定部を設け、このゴム固定部には、前記母材の弁棒挿入穴に貫通する中央貫通穴が備えられ、かつ、この中央貫通穴を介してゴムライニングを施した状態で前記母材に一体成形された前記弁体シール部を有したソフトシール仕切弁である。

請求項４に係る発明は、前記母材の下方端部位には、複数個形成した貫通部と前記ストッパ部に貫通した貫通孔とを備え、かつ、この貫通部と貫通孔を介してゴムライニングを施した状態で前記母材に一体成形した前記止水部と前記ストッパ部とを有したソフトシール仕切弁である。

請求項５に係る発明は、弁体シール部及び止水部の母材との表面境界側の周縁部に、厚さがより薄い食い切り部を介してバリ部かつゴムライニング状態で一体に設けられたソフトシール仕切弁である。

請求項１に係る発明によると、弁体シール部と止水部とにより必要最小限の部分ライニングを設けていることで、ゴムシール材の水道水などの流体への接触面積を低減して水道水の臭気や全有機体炭素（ＴＯＣ）等の水質改善を図り、コンディショニングの無い浸出試験においても浸出性を満足し、ゴムシール材が劣化したときの黒粉発生量を低減できる。しかも、ゴムライニングで弁体にシール部分を設けているため、接着剤を使用しなくても弁体とゴムシートとを高精度で緊密に取付けてゴムシートの離脱を防止しつつ高いシール性を発揮して流体の漏れを確実に防止する。部分ライニングによりゴムシール材の使用量を低減できることから高性能のゴムを使用しやすくなり、バルブの長寿命化を図ることができるようになる。樹脂製のストッパ部のつば部又は穴部の一部をゴムライニングで弁体に巻込んで固定していることにより、このストッパ部とゴムシール材との間の隙間を塞いでゴムシール材の剥離を防ぎ、ストッパ部の脱落を防止する。バルブの締切り操作時には、弁体シール部が弁座部に圧接した後にストッパ部が弁座部に当接することで、急激に操作トルクが上昇して締切り感が明確になり、弁体の過剰な締付けを防止してバルブの破損の予防となる。ストッパ部に一体又は別体に設けたガイド部により弁体ガイドを保護し、弁体や弁箱への傷を防ぎながら弁体を昇降動でき、しかも、ストッパ部の一部がゴムライニングにより巻き込まれていることで、ストッパ部が弁体からずれたり外れたりすることが防止され、繰り返し弁体を開閉操作した場合にもガイド部やガイド面への傷を防いでシール性を確保できる。ストッパ部とガイド部とを一体に設けた場合には、ゴムライニング時に弁体、ゴムシール材の金型にセットしやすくなり、ゴムシール材により巻込むように一体化できるため脱落しにくくなる。ストッパ部とガイド部とを別体に設けた場合には、形状が簡略化するため成形容易となる。

請求項２に係る発明によると、ガイド部を弁体ガイドよりもガイド面側に突設させることで、これらの間に生じる段差によりガイド部をガイド面に対して当接させながら弁体を昇降動でき、バルブ開閉時の弁体と弁箱との摺動による塗装の剥がれや傷の発生を防止する。

請求項３に係る発明によると、中央貫通穴を介してゴムライニングを施して弁体シール部を母材に一体成形しているため、接着剤を使用することなく弁体にゴムライニングを位置決め状態で設けて弁体からゴムライニングがずれたり離脱することを防止し、高いシール性を維持する。このため、ゴムライニングにより緊密にストッパ部及び弁体ガイドを弁体の所定位置に保持できる。特に、上方円弧部位と下方端部位との双方に中央貫通穴を形成してゴムライニングで弁体シール部を母材に一体成形した場合には、上下の二箇所でゴムライニングを母材に固定できるためより強固にこれらを一体化できる。

請求項４に係る発明によると、貫通部と貫通穴とを介してゴム加硫成形を施して止水部とストッパ部とを母材に一体成形しているため、弁体の下方端部位の止水部にストッパ部を強固に一体化できる。これによりストッパ部の抜け出しを確実に阻止して弁体シール部及び弁座部を保護する。止水部に流体圧が加わったときには、この流体圧を加硫成形されたゴムシール材を介して受けることより、流体圧による止水部のずれや抜けを防ぎつつシール性が向上する。

請求項５に係る発明によると、食い切り部を介して母材の塗装を破壊することなく、ゴム加硫後にバリ部を手や工具等を使用して切り離してライニング加工時にはみ出したゴムを効率良く取り外してライニング精度を高めることができる。このため、母材とゴムシール材との隙間の発生を防いでゴムシール材のずれや剥離を回避する。

本発明のソフトシール仕切弁の第１実施形態を示す縦断面図である。 図１の中央縦断面図である。 （ａ）は図１の弁体の中央縦拡大断面図である。（ｂ）は（ａ）の縦拡大断面図である。 （ａ）は図１の母材の拡大正面図である。（ｂ）は（ａ）の拡大底面図である。 （ａ）は図１の弁体の側面図である。（ｂ）は図１の弁体の斜視図である。 弁体の底面図である。 （ａ）はストッパ部とガイド部の斜視図である。（ｂ）は（ａ）の背面斜視図である。 ガイド部の他例を示した斜視図である。 （ａ）はゴム金型を示す断面図である。（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大断面図である。 弁体上部付近を示した一部拡大断面図である。 本発明のソフトシール仕切弁の第２実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は図１０の弁体の中央縦拡大断面図である。（ｂ）は（ａ）の縦拡大断面図である。 （ａ）は図１０の母材の正面図である。（ｂ）は（ａ）の底面図である。 本発明のソフトシール仕切弁の第３実施形態における弁体を示す縦断面図である。 本発明のソフトシール仕切弁の第４実施形態における弁体の一部切欠き正面図である。

以下に、本発明におけるソフトシール仕切弁の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明のソフトシール仕切弁の第１実施形態を示しており、図２は図１の中央縦断面図、図３にこのソフトシール仕切弁に装着される弁体を示している。

図に示すように、本発明のソフトシール仕切弁は、弁体１、弁箱２、ふた３、弁棒４を有しており、弁体１が弁箱２内の流路５に対して弁棒４により交叉方向に昇降動自在に取付けられている。弁体１にはＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどのゴム材料によりゴムライニングが施され、このゴムライニングで弁箱２内に設けられた弁座部６と止水面７とをシールすることで弁箱２の流路５を開閉するようになっている。

図３、図４に示した弁体１は母材１０を有し、この母材１０は、例えば、球状黒鉛鋳鉄（例えば、ＦＣＤ４５０−１０）もしくはステンレス鋼（ＳＣＳ）等の材料により鋳造成形される。母材（例えば、球状黒鉛鋳鉄）１０には表面処理部１１が設けられ、この表面処理部１１は、ゴム加硫温度１８０℃に耐えうる表面処理であり、例えば、エポキシ・ポリアミド樹脂等の樹脂の流動浸漬・静電粉体塗装、或は、琺瑯加工により設けられる。このうちの適宜の表面処理部１１を母材に施すようにすればよいが、特に、エポキシ・ポリアミド樹脂を流動浸漬により加工することが望ましい。この場合、エポキシ・ポリアミド樹脂の静電粉体塗装により表面処理する場合に比較して膜厚が均一になって安定しやすくなり、ガラス質を焼き付けによる琺瑯加工の場合よりも表面の割れが生じにくくなって運搬時などの取り扱いも容易になる。これによってゴムライニングを施す際に、流路５に露出する表面処理部１１への傷付きが極力抑えられ、この表面処理部１１の均一の膜厚に対してゴム材料の密着精度を高めつつ加硫成形を施すことが可能になる。

このように、母材１０の表面にポリアミド合成樹脂（ナイロン樹脂）等の樹脂塗装を施すことで、後述する止水部３２に位置しながら母材１０に一体成形されるストッパ部３６にこの樹脂塗装でストッパ機能を発揮させることが可能になっている。

母材１０は、弁棒挿入穴１２、この弁棒挿入穴１２の両側に位置する上流側面１３、下流側面１４を有し、流路５に対して左右対称形状の楔型に設けられる。弁棒挿入穴１２は、母材１０の中央位置に貫通して設けられ、この弁棒挿入穴１２の上部側にはやや拡径した段部面１５が形成されている。母材１０の上流側面１３、下流側面１４の上方円弧部位と下方端部位とにはゴム固定部１６が設けられる。このうち、上方円弧部位におけるゴム固定部１６は円弧状溝部からなり、係合面１７ａを残して小穴である中央貫通穴１７、貫通穴１８を有している。母材１０の両側には弁体ガイド１９、１９が形成されている。

図３、図４において、中央貫通穴１７は、母材１０の弁棒挿入穴１２に貫通してゴム固定部１６の略中央位置に溝幅よりも小さく形成される。貫通穴１８は、上方円弧部位に設けたゴム固定部１６の上流側面１３と下流側面１４とをそれぞれ貫通するように、中央貫通穴１７を中心に左右対称に設けられる。本実施形態では、４つの貫通穴１８が長穴形状により形成されているが、この貫通穴１８の数を増減したり異なる穴形状に設けることも可能である。その場合にも、中央貫通穴１７を中心に左右対称の貫通穴１８を配置することが望ましい。この場合、係合面１７ａにゴムが係合されながら中央貫通穴１７に確固定固定される。貫通穴１８は、上流側面１３と下流側面１４とをそれぞれ貫通するように、下方端部位にも左右対称に設けられる。

弁体ガイド１９は弁体１の両側に突設形成され、弁箱２内部の両側に突状に形成されたガイド部位であるガイド面２０に遊嵌状態で装着される。弁箱２内に弁体１を装着したときには、弁体ガイド１９が弁箱２のガイド面２０に案内されて弁体１が弁箱２内を昇降動可能になっている。図示しないが、弁体ガイド１９のガイド面２０との対向面は、弁棒４が昇降動する方向に対して上部側から下部側にやや傾斜する傾斜面とし、この当接面の傾きを後述する流体圧による弁体１の傾きと同じ傾きに設けておくことが望ましい。

弁体１は、上記した母材１０のゴム固定部１６にゴム材料を加硫成形することで設けられる。これにより弁座部６にシールする弁体シール部３１と、止水面７に圧接シールする止水部３２とがそれぞれ設けられる。弁体シール部３１と止水部３２とは同時に成形加工される。

その際、母材１０の上方円弧部位側においては、中央貫通穴１７を介してゴムライニングを施すことで弁体シール部３１が母材１０に一体成形される。具体的には、ゴム固定部１６と中央貫通穴１７と段部面１５とにゴム加硫成形を施すことにより、ゴム固定部１６に膨出状の弁体シール部３１と、段部面１５に環状保持部３３とが設けられ、これらが中央貫通穴１７を介して母材１０に一体に設けられる。これにより、上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１同士が中央貫通穴１７と環状保持部３３とにより一体化される。

これと同時に、上方円弧部位側、下方端部位の各貫通穴１８に対してもゴムライニングが施され、これによって上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１同士がこれらの貫通穴１８を介して一体化される。このようにして、上方円弧部位の弁体シール部３１は、円弧状溝部１６、中央貫通穴１７、段部面１５、貫通穴１８を介して一体成形され、下方端部位の止水部３２は、貫通穴１８を介して表裏側に一体成形される。

図５、図６に示すように、止水面７とのシール部位にそれぞれ２条の突条部３５、３５が突設形成されている。弁体１の締め切り時には、これら突条部３５、３５が止水面７に当接シールする。これらの突条部３５、３５の間には、ストッパ部３６が配設される。

前記の弁体シール部３１と止水部３２とに設けられる加硫ゴム材料は一体に繋がり、ゴム加硫成形を施す際に弁体シール部３１と止水部３２とが前記のように一度に成形される。このように、弁体シール部３１と止水部３２とは流路５の交叉方向において環状に一体成形され、流路５側に露出するゴム材料が最小限に抑えられる。

ゴム加硫成形を施す場合には、接着剤を塗布することのない加硫成形によって加工でき、このゴム加硫成形によって母材１０にゴム材料を強固に固定・密着できることで、弁体１としての機能を十分に発揮できる。更に、ゴムライニングの経年変化を考慮した場合、接着剤を塗布しながら加硫成形する加硫接着によってゴム加硫成形を施すようにしてもよい。

図７（ａ）、図７（ｂ）に示したストッパ部３６は、例えば、樹脂製又は硬質ゴム製或は樹脂塗装からなり、本実施形態では摩擦抵抗の少ないナイロン系の樹脂により形成される。止水部３２を成すゴム材料よりも硬度が高い材料であるとよい。ストッパ部３６は、止水部３２の圧接部位に左右対称に設けられる。その際、圧接部位がストッパ部３６よりも突設した状態となる。ストッパ部３６は止水面７に当接可能であり、その当接により弁体１の締め過ぎが規制される。

ストッパ部３６は、止水面７に対向する当接面３７と、この当接面３７の両側から垂直方向に延びる保持部３８、３８と、この保持部３８、３８同士を繋ぐ補強部３９とを有し、断面略Ｕ字形状に形成される。当接面３７は、弁体１の圧接部位が止水面７に圧接して変形したときに止水面７に当接可能になっている。保持部３８は、母材１０とゴムライニング部分との間に保持され、この保持部３８の保持によりストッパ部３６が母材１０に一体化される。補強部３９は、保持部３８、３８同士を繋ぐように設けられることで保持部３８を補強し、かつ、この補強部３９が母材１０に形成された取付凹溝１０ａに嵌合装着されることでストッパ部３６全体を位置決め可能になっている。さらに、保持部３８と補強部３９の上端側にはつば部３６ａが形成されている。

ストッパ部３６の上方には、ガイド部４０が一体に設けられ、このガイド部４０は、ストッパ部３６を母材１０に装着したときに、ガイド面２０との対向位置に配置される。ガイド部４０は、弁体ガイド１９よりもガイド面２０側に突設するように設けられ、弁体１の昇降動時には、このガイド部４０がガイド面２０に対して当接しながら案内可能になっている。

ストッパ部３６は、補強部３９を取付凹溝１０ａに嵌め込みつつ両保持部３８、３８で下方端部位を挟むようにして表面処理された母材１０の所定位置に仮着される。これにより、ガイド部４０が、弁体ガイド１９の下部に形成された凹状部１９ａに装着された状態となる。ストッパ部３６にはガイド部４０が一体に形成されているため、仮着時には脱落しにくい。この状態で母材１０とストッパ部３６及びガイド部４０の上から、ストッパ部３６のつば部３６ａの一部を巻込むように加硫成形により部分ゴムライニングを施して固定することで、母材１０、ストッパ部３６、ガイド部４０に巻きつくようにゴムが絡んで母材１０から外れにくくなる。これにより、母材１０からストッパ部３６、ガイド部４０の抜け出しが阻止されながらこれらが一体化される。

上述したストッパ部３６とガイド部４０とは、必ずしも本実施形態のように一体に設けられている必要はなく、別体であってもよい。ストッパ部３６は、弁体１の締め切り時に止水面７に当接可能であれば、止水部３２の任意の位置に配置できる。さらにストッパ部３６及びガイド部４０は、全面ゴムライニングや嵌め込みによりゴムシール材を装着するタイプにも設けることが可能である。この場合にも、部分ゴムライニングの場合と同様に、ストッパ部及びガイド部に各機能を発揮可能となる。

弁体１を弁箱２に装着する場合、図１、図２に示すように、弁体１は、弁棒４、めねじこま４１を介して昇降動自在に取付けられる。弁棒４は、例えば、ステンレス鋼からなり、その外周の一部にはおねじからなるねじ部４２が設けられている。弁棒４の上部側には環状鍔部４３が形成され、弁棒４はこの環状鍔部４３が弁箱２被蓋用のふた３の上に当接した状態で装着される。そのため、弁棒４は、弁箱２に対して上下動が阻止された状態で回動する。環状鍔部４３とふた３との間には、スラストワッシャ等の緩衝部材４５が介在されており、この緩衝部材４５により、環状鍔部４３とふた３とが直接接触することが防止される。

同図に示した弁箱２、ふた３は、例えば、ＦＣＤ４５０−１０等の球状黒鉛鋳鉄を材料として成形され、これらの全面には、弁体１の場合と同様にエポキシ樹脂が塗装により表面処理される。弁箱２とふた３とは、ゴム製のシール部材４６を介してボルト等の固着部材５７により固着されている。

めねじこま４１は、例えば、銅合金から成り、内周にねじ部４２に螺合するめねじ部４７が形成され、図２の弁体１の上部側に形成された鉤状の係止部４８の内側に抜け止め状態で収容される。弁棒４を弁閉又は弁開方向に回転させると、弁体ガイド１９がガイド面２０により回転規制されていることで、ねじ部４２とめねじ部４７との螺合によって弁体１が弁棒４に対して上下動する。弁体１の係止部４８の一方側にはこの係止部４８を補強するための連結部４９が形成されているが、この連結部４９を省略するようにしてもよい。この場合には、弁体１が流路方向において左右対称になる。
弁棒４は、図示しないハンドルにより手動で回動操作されるが、この弁棒４を図示しない電動アクチュエータ等により自動操作で操作してもよい。

図１に示すように、この実施形態におけるソフトシール仕切弁では、弁棒４のねじ部４２が弁箱２内に隠れ、弁体１の開閉操作時に弁棒４が定位置で回動する内ねじ式の仕切弁になっている。図示しないが、ソフトシール仕切弁は、外ねじ式の仕切弁構造であってもよい。外ねじ式の仕切弁は、弁棒のねじ部が弁箱の外部にあり、バルブの開操作により弁棒が上昇し、閉操作により弁棒が下降する。

また、このソフトシール仕切弁は、図２に示すように、弁箱２に対して楔型の弁体１（母材１０）を昇降動させて流路５を弁体１で閉止する際に、弁体シール部３１、止水部３２を弁座部６、止水部７にシールさせる、いわゆる楔型構造と呼ばれる態様の仕切弁であるが、この弁体は、楔型形状に限られることはない。例えば、図示しないが、上流側面と下流側面とが略平行の弁体を昇降動させて弁体シール部を弁体の弁座部分に圧着させて弁閉状態とする、いわゆる圧着型と呼ばれる態様の仕切弁とすることもできる。

更に、図示しないが、弁体ガイドを凸状、ガイド面を凹状に設け、これらの凹凸の遊嵌により弁体ガイドをガイド面に摺動可能に設けてもよい。このように、弁棒４の回動動作で弁体１が回転停止した状態で弁体ガイドを上下方向にスライドする構造であれば、弁体ガイドの弁箱への取付け構造は限定されることはない。この場合においても、ストッパ部、ガイド部の形状を変更して前記と同様に弁体に仮着し、ゴムライニングによりこれらを一体化できる。

例えば、図８においては、ガイド部の他例を示したものである。この例ではガイド部５０が断面略Ｕ字形状に形成され、このガイド部５０から板状の巻き込み部５１が延設されている。この場合にも、前記と同様に巻き込み部５１或はガイド部５０の一部をゴムライニングで弁体１に巻込んで固定して、母材１０からこれらガイド部５０及び巻き込み部５１の抜け出しを阻止できる。

図９においては、母材１０にゴムライニングを施すためのゴム金型６０を示している。このゴム金型６０に、塗装を施した母材１０がストッパ部３６、ガイド部４０と共にセットされ、部分ライニングの処理がなされる。図９（ｂ）に示すように、ゴム金型６０において、弁体シール部３１及び止水部３２を形成するための鋳込み型の周縁にはそれぞれ隙間６１が設けられ、この隙間６１に続けて食い切り溝６２が設けられている。これらの隙間６１、食い切り溝６２により、ゴムライニング時には、弁体シール部３１及び止水部３２の母材１０との表面境界側の周縁部において、隙間６１によって厚さがより薄い食い切り部６５が設けられ、この食い切り部６５を介して食い切り溝６２によってバリ部６６がライニング部分と一体に設けられる。隙間６１の深さＤ、及び食い切り溝６２までの長さＬは、それぞれ例えば約０．２ｍｍに設けられる。隙間６１は、狭くて略ナイフ状であるほどに食い切り溝６２にはみだしたバリ部６６を取り外しやすくなる。一方、食い切り溝６２は、例えば、Ｒ１．５ｍｍ程度の半球凹形状に形成される。図９（ａ）の拡大図では弁体シール部３１側を示しているが、止水部３２側も同様の構造である。

このように、隙間６１を介して食い切り溝６２にバリ部６６を設けていることで、母材１０のバラツキによる塗装の破壊が防がれる。ゴム加硫後には、食い切り部６５によりバリ部６６を切り離しやすくなり、はみ出した余分なゴムであるバリ部６６を効率よく取り外すことができる。食い切り溝６２は、半球凹形状以外にも、Ｖ字凹形状や台形凹形状などの任意の断面形状に設けることもできる。

図１０において、弁体１上部側の中央貫通穴１７の内側のゴム厚ｔ１が薄い場合、バリ部６６を取り除くときに母材１０のゴムライニングも同時に剥がれるおそれがある。そのため、なるべく環状保持部３３における弁棒挿入穴１２までのゴム厚ｔ１を厚くするように段部面１５を形成することが望ましく、この場合には母材１０とゴムライニングとを強固に固定でき、また、ゴムライニングとバリ部６６との厚みの差が大きくなることで、ゴムライニングを外れにくくしながらバリ部６６を容易に取り除くことができる。弁体１の下部側の貫通穴１８についても、弁棒挿入穴１２と連結するように設けることができ、この場合、上記と同等の性能を発揮できる。
さらに、段部面１５のゴムは、バルブ全閉時に内側に膨らんだ場合でも、弁棒４と干渉しない位置になっている。

本発明のソフトシール仕切弁は、母材１０の上流側面１３と下流側面１４の上方円弧部位と下方端部位とにおけるゴム固定部１６にゴムライニングを施し、このゴムライニングにより弁体シール部３１と止水部３２とをそれぞれ設けているので、水道水などの流体に接触するゴム材料を、例えば全面ゴムライニングの場合に比較してゴム表面積を１／４程度まで少なくし、流路５側に露出するゴム表面を最小限に抑えることができる。その結果、浸出性が改善されると同時に、弁体シール部３１と止水部３２のゴム材料の劣化によるカーボンなどの剥離が最小限に抑えられる。延いては、性能の高い高価なゴム材料を使用することも可能になる。

ストッパ部３６の一部をゴムライニングで弁体１に巻込み固定し、このストッパ部３６にガイド部４０を一体又は別体に設け、このガイド部４０を弁箱２に設けたガイド面２０に案内可能にしているので、母材１０とゴムライニングとの剥離や、ストッパ部３６及びガイド部４０の脱落を防止でき、これらをゴム加硫接着により強固に母材１０に一体化できる。

このとき、ガイド部４０をガイド面２０に対して摺動させながら弁体１を昇降動でき、ガイド部４０により摩擦抵抗が少なくできることで弁体１や弁箱２の塗装が摩耗したり、傷付いたり剥がれたりすることを防止できる。しかも、弁体ガイド１９よりもガイド部４０がガイド面２０側に突設するように段差を設けているため、ガイド部４０がガイド面２０に確実に接触して弁体ガイド１９の表面とガイド面２０との接触を回避できる。さらに中間開度時のトルクも軽減され、ガイド部４０のガイド面２０への当たり時のトルク差がより明確になって開閉操作しやすくなる。

ストッパ部３６を止水部３２の圧接部位に設け、このストッパ部３６よりも圧接部位を突設させているため、弁閉シール時には、先ず弁体１の圧接部位が止水面７に当接し、続いて弁体１を締め付けたときにこの圧接部位がゴム材料の弾性により圧縮して止水し、さらにストッパ部３６が止水面７に当接する。ストッパ部３６は、樹脂製又は硬質ゴム製、或は樹脂塗装であるため、止水面７に当接したときにゴム材料よりも変形しにくい。このため、部分ライニング構造や突条部３５を形成したことで圧接部位の接触面積が小さくなるにもかかわらず、ゴムライニングの圧接部位の過剰な変形を防止でき、止水部３２の負担を軽減してこの止水部３２が傷付いたり破断したりすることを防止できる。ストッパ部３６により、弁箱２の表面処理部位も剥がれ難くなる。

弁体１の締め切り完了時には、止水部３２を成すゴム材料よりも硬質のストッパ部３６が金属の止水面７に当接することで、弾性材料であるゴム材料が緩やかに変形する場合に比較して締め切りトルクが急激に上昇する。このため、締め切り時の感覚が伝わりやすくなって弁体１の締め切り完了状態を確実に把握でき、それ以上の増し締めを防止してバルブの破損を回避できる。ストッパ部３６は樹脂製であるため、弁箱２の塗装面を損傷することもない。

上方円弧部位に中央貫通穴１７を形成し、この中央貫通穴１７を介して弁棒挿入穴１２の段部面１５にゴム加硫成形を施して弁体シール部３１と止水部３２とを母材１０に一体成形しているので、これらを抜け止め状態で一体化できる。この場合、弁体１の中央付近（弁棒４の挿入付近）にも上流側と下流側とからゴムシートを貫通させて固定するゴム固定部１６を設けることができる。そのため、ゴムの固定強度が増加し、弁体１を昇降動したときにもゴムライニングのずれや離脱を防止して高シール性を維持でき、優れた操作性を確保できる。

これに比較して、中央貫通穴１７を設けることなく弁体の両面にあるゴムシートを貫通穴に充填されたゴムにより連結した場合には、ゴムシートを弁体の母材に固定する部位を、弁棒が内挿される弁体中央部付近を避けて設けなければならない。従って、この場合には、弁体を上下動させる際や、ソフトシール仕切弁の一次側と二次側との圧力差などにより、ゴムシートが弁体の母材からずれやすくなるという課題が生じる。

更に、貫通穴１８にゴム加硫成形を施して上流側面１３、下流側面１４の弁体シール部３１、３１を母材１０に一体成形していることにより、母材１０を固定しながら円弧状溝部１６に嵌り込んだ弁体シール部３１を一体化できる。これらにより接着剤を使用することなく母材１０にゴム材料を強固に固定し、弁体１と弁体シール部３１及び止水部３２との間隙を防いで、嵌め込みや取付け用の固定部材を用いるような部分的なゴムシート装着の場合よりも高いシール性を発揮し、流体への接着剤の溶出もなく、接着剤の塗布による作業工数が増えることもない。更に、加硫接着の場合のように、接着剤の浸出試験を実施する必要もない。

弁体シール部３１と止水部３２とが一体成形され、母材１０にこの環状シール部位を巻き付けるように加硫成形していることで、母材１０からよりゴム材料が外れ難い。このため、弁体１が昇降動して弁座部６に着座或いは弁座部６から離間する際にも、ゴム材料がずれたり外れたりするおそれもない。弁体１を楔型に設けていることで、この弁体１を図２の弁開状態から図１の弁閉状態まで下降させる際に、弁閉シール状態になる直前まで弁体シール部３１、止水部３２が弁箱２に擦れることがない。このことにより、弁体シール部３１、止水部３２の摩耗が最小限に抑えられてゴム材料の消耗が少なくなり、弁体１動作時の摺動抵抗も少なくなる。

シール部位に２条の突条部３５、３５を突設形成したことで、弁閉シール時にはこの突条部３５が止水面７に線接触状態で圧接し、この小さい接触面積による圧接で締め付け時の面圧力が高めて密着性を向上させ、高シール性を発揮できる。この場合、突条部は１条でも良い。突条部３５を２条とした場合、止水面７への圧接力を高めて漏れを確実に防止できる。その際には上記したストッパ部３６によって強い圧接力時の突条部３５の破断も防がれる。

しかも、円弧状溝部１６からなる形状のゴム固定部を弁体１に形成し、この円弧状溝部１６にゴム加硫成形を施して弁体シール部３１を設けているため、弁閉時の面圧力を保持しつつ弁箱２に摺動などの摩擦が生じた場合でも円弧状溝部１６に囲まれるように装着された構造によりゴム材料のずれが防がれる。止水部３２は弁体シール部３１に一体に設けられているため、この止水部３２も弁体からずれ難くい。
このような部分ゴムライニング構造で弁体１を設けていることで、例えば、日本水道協会の規格による水道用ソフトシール仕切弁（ＪＷＷＡ Ｂ １２０）の耐久試験で、弁体の全開、全閉作動を５００回以上繰り返したとしても、弁体シール部３１や止水部３２が抜け出したりシール性の悪化により漏れを生じたりすることを回避でき、長期に渡ってソフトシール仕切弁としての止水性能を維持できる。

図１１においては、本発明のソフトシール仕切弁の第２実施形態の弁体を示している。なお、この実施形態以降において上述した実施形態と同一箇所は同一符号によって表し、その説明を省略する。
図１２、図１３に示すように、この実施形態におけるソフトシール弁では、母材１０のゴム固定部１６の上方円弧部位側に加えて、下方端部位においても中央貫通穴１７が形成され、この中央貫通穴１７も上方円弧部位側と同様に、母材１０の弁棒挿入穴１２に貫通するように形成される。このように、中央貫通穴１７は、下方端部位にも設けられていてもよく。さらに、上方円弧部位、下方端部位の双方に設ける以外にも、これらのうちの少なくとも何れか一方に設けられていてもよい。

これにより、母材１０の下方端部位側において、中央貫通穴１７を介してゴムライニングを施すことで、止水部３２と、段部面１５に環状保持部３３とが設けられ、これらが中央貫通孔１７を介して母材１０に一体化される。
図示しないが、下方端部位側においても、上方円弧部位側と同様に、中央貫通穴１７の内側のゴム厚をより厚くすることが望ましい。

この実施形態の場合、上方円弧部位と下方端部位との双方に中央貫通穴１７、１７を形成し、これらの各中央貫通穴１７を介して弁棒挿入穴１２の上下部に形成された段部面１５、１５にゴム加硫成形を施して弁体シール部３１と止水部３２とを母材１０に一体成形しているため、弁体シール部３１付近と止水面３２付近とを抜け止め状態で一体化でき、特に、母材１０全体の上部側と下部側におけるライニング強度が高まる。そのため、弁体１を昇降動したときに弁体シール部３１付近や止水部３２付近に集中的に大きい力が加わった場合にも、ゴムライニングのずれや離脱を防止して高シール性を維持でき、操作性を損なうこともない。

しかも、弁体１の下方端部位側では、中央貫通孔１７を介してゴム加硫形成を施して止水部３２を母材１０に一体形成していることで、ゴム材料で下方端部位を巻き付けるように中央貫通穴１７を介して止水部３２を強く一体化できる。

図１４においては、本発明のソフトシール仕切弁の第３実施形態における弁体を示している。
この実施形態におけるソフトシール弁では、弁体１の下方端部位側において、中央貫通穴１７に加えてこの中央貫通穴１７に近接して両側に貫通穴１８が形成されている。これらの貫通孔１８は、上記した上部側の貫通穴１８と同様にその数や形状を任意に設定することが可能であり、母材１０に対して左右対称に設けることが望ましい。

中央貫通孔１７に近接して貫通穴１８を設けた場合、下部側の環状保持部３３がこの貫通穴１８内のゴムライニングと一体化されることで、止水部３２が母材１０により強固に一体化される。これによって、弁体１の締切り時に強い力が加わる止水部３２のゴムシール材の剥離を防ぐと共に、この剥離に伴うストッパ部３６やガイド部４０の脱落も防がれる。

図１５においては、本発明のソフトシール仕切弁の第４実施形態の弁体を示している。この実施形態におけるソフトシール弁の弁体１では、ストッパ部に貫通孔８０を形成し、この貫通孔８０と母材１０の貫通穴１８とを介して母材１０の下方端部位にゴム加硫成形を施して止水部３２とストッパ部３６（ガイド部４０）とを一体に固定したものである。この場合、貫通穴８０にもゴムライニングが充填されることで、この貫通孔８０を介してストッパ部３６及びガイド部４０を母材１０に一体化してこれらの脱落やずれを防止できる。このように、ストッパ部の穴部（貫通孔８０）の一部をゴムライニングで弁体に巻込んで固定することもできる。

１ 弁体
２ 弁箱
５ 流路
６ 弁座部
７ 止水面
１０ 母材
１２ 弁棒挿入穴
１３ 上流側面
１４ 下流側面
１６ ゴム固定部
１７ 中央貫通穴
２０ ガイド面
３１ 弁体シール部
３２ 止水部
３６ ストッパ部
４０ ガイド部
６５ 食い切り部
６６ バリ部
８０ 貫通孔

Claims (5)

1. 弁箱内に流路に対して交叉方向に昇降動する弁体で前記弁箱内に設けた弁座部と止水面とをシールして前記弁箱の流路を開閉するソフトシール仕切弁において、前記弁体には、弁体の母材にゴムライニングが施された状態で前記弁座部にシールする弁体シール部と、前記止水面に圧接シールする止水部と、この止水部が前記止水面に当接する際に前記弁体の締め過ぎを規制するために前記止水部に設けられたストッパ部とが備えられ、このストッパ部には、一体又は別体に設けられたガイド部を有し、前記弁箱に設けられたガイド面に前記ガイド部が案内可能に設けられたことを特徴とするソフトシール仕切弁。
2. 前記ガイド部が前記ガイド面側に突設され、前記ガイド部を前記弁体の昇降動時に前記ガイド面に対して当接させた請求項１に記載のソフトシール仕切弁。
3. 前記弁体の母材の上流側面と下流側面の上方円弧部位にゴム固定部を設け、このゴム固定部には、前記母材の弁棒挿入穴に貫通する中央貫通穴が備えられ、かつ、この中央貫通穴を介してゴムライニングを施した状態で前記母材に一体成形された前記弁体シール部を有した請求項１又は２に記載のソフトシール仕切弁。
4. 前記母材の下方端部位には、複数個形成した貫通部と前記ストッパ部に貫通した貫通孔とを備え、かつ、この貫通部と貫通孔を介してゴムライニングを施した状態で前記母材に一体成形した前記止水部と前記ストッパ部とを有した請求項１乃至３の何れか１項に記載のソフトシール仕切弁。
5. 前記弁体シール部及び止水部の前記母材との表面境界側の周縁部に、厚さがより薄い食い切り部を介してバリ部かつゴムライニング状態で一体に設けられた請求項１乃至４の何れか１項に記載のソフトシール仕切弁。

Images