JP6462285B2

JP6462285B2 - バタフライ弁の組み立て方法及び装置

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Publication number: JP6462285B2
Application number: JP2014188074A
Authority: JP
Inventors: 達也坂上
Original assignee: 1/1ASAHI YUKIZAI CORPORATION
Current assignee: 1/1ASAHI YUKIZAI CORPORATION
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: JP2016061335A

Description

本発明は、化学工場、上下水道、農業・水産などの配管ラインに好適に使用されるバタフライ弁の組み立て方法及び装置に関するものである。

バタフライ弁は、内部流路を有する弁本体と、弁本体の内部流路の内周面に装着される環状のシートリングと、シートリングを貫通して延び且つ弁本体に支承される弁軸と、弁本体の内部流路の内周面に装着されたシートリング内に配置され且つ弁軸と共に回動するように弁軸に固定的に取り付けられた弁体とを備え、弁軸を用いて弁本体内で弁体を回動させ、弁体の周縁をシートリングの内周面に弁体を圧接、離間させることにより、弁の開閉が行われる。

弁本体には、内部流路の径方向の対向する位置に、弁軸を支承するための一対の弁軸支持孔が設けられており、少なくともその一方が弁本体を貫通して延びている。また、シートリングは、円筒状の本体部と、本体部の中心軸線両端部に設けられたフランジ部とを含んでおり、弁本体の内部流路の両端の開口部の周囲に設けられた嵌合凹部にシートリングのフランジ部を嵌合させることにより、弁本体にシートリングを装着する。シートリングの本体部には、弁軸を貫通させるための一対の弁軸貫通孔が径方向に互いに対向して形成されている。さらに、弁体にも、弁軸を貫通させるための弁軸孔が形成されている。

弁本体が分割されないバタフライ弁の組み立ては、弁本体の一対の弁軸支持孔とシートリングの一対の弁軸貫通孔とが一直線上に整列するように弁本体の内部流路にシートリングを装着し、さらに、シートリングの一対の弁軸貫通孔と弁体の弁軸孔とが一直線上に整列するようにシートリング内に弁体を配置した後に、弁本体の貫通した弁軸支持孔から他方の弁軸支持孔に到達するまで弁軸を挿入してシートリングの一対の弁軸貫通孔、弁体を貫通させ、弁体を弁本体に軸支させることにより行われる。また、シートリングの一対の弁軸貫通孔と弁体の弁軸孔とが一直線上に整列するように弁体をシートリングに予め組み付け、シートリングの一対の弁軸貫通孔と弁本体の一対の弁軸支持孔とが一直線上に整列するように、弁体とシートリングとの組立体を弁本体の内部流路に装着した後に、弁本体の貫通した弁軸支持孔から他方の弁軸支持孔に到達するまで弁軸を挿入してシートリングの一対の弁軸貫通孔、弁体を貫通させ、弁体を弁本体に軸支させることもある。

シートリングのフランジ部は、弁本体の内部流路の内径よりも大きいため、弁本体へのシートリングの装着の際に、一方のフランジ部を弁本体の内部流路の内径よりも小さくなるまで変形させてから、内部流路を通過させると共に、弁本体の一対の弁軸支持孔の中心軸線とシートリングの一対の弁軸貫通孔の中心軸線とを整列させるように位置合わせを行いつつシートリングを装着させる必要がある。このため、弁本体へのシートリングの装着を手作業で行う場合、シートリングの変形に大きな力を要するだけでなく、作業の熟練を要する。このような組み立て作業を容易にするために、特許文献１は、一対の位置決めピンによりシートリングの弁軸貫通孔を貫通させた状態で、予め長楕円形に変形させたシートリングを、弁全開方向の向きに弁本体の弁軸支持孔とシートリングの弁軸貫通孔とを一致させるようにして挿入し、各弁軸貫通孔の一致状態を維持しつつ、一対の捩じり爪を用いて、シートリングの長軸方向の対角位置の両端部を対称的にそれぞれ同じ方向に捩じり、一対の回転プッシャによって、捩じられた状態のシートリングを、弁軸貫通孔を中心にして捩じり方向と同じ回転方向に旋回させ、シートリングのフランジ部を弁本体の嵌合凹部へ強制的に嵌入させながら弁本体にシートリングを装着させるようにしたバタフライ弁の組立装置を提案している。

特開昭６３−３４３７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバタフライ弁の組立装置では、シートリング全体を大きく変形させるため、歪みによる皺や破損、弁軸貫通孔の変形を発生させ得るという問題がある。また、シートリングの弁軸貫通孔などに予め組み込む部品がある場合、部品の脱落の危険性がある。さらに、シートリングに弁体を予め組み付けたものを弁本体に装着する場合には、上記装置を適用できないという問題もある。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するために、バタフライ弁の品質を損なうことなく、簡単かつ効率的にバタフライ弁の弁本体へシートリングを装着することを可能とさせることを目的とする。

上記目的に鑑み、本発明は、第１の態様として、弁本体内に流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に、円筒状の本体部の中心軸線方向両端部にフランジ部を有したシートリングが装着されており、前記内部流路内に回動可能に軸支された円板状の弁体を前記弁本体内で回動させて前記弁体の周縁を前記シートリングの前記本体部の内周面に圧接、離間させることにより弁の開閉を行うバタフライ弁の組み立て方法であって、複数の把持片を含む把持部を有し、往復動軸線に沿った前記把持部の移動と、前記弁本体の内部流路を通過できるように前記複数の把持片を前記往復動軸線へ向かって接近させた収縮状態と前記シートリングの前記フランジ部の外縁を越えるまで前記複数の把持片を前記往復動軸線から離れる方向に移動させた拡開状態との間で前記往復動軸線に対して接近及び離反させる前記複数の把持片の移動とを行うことができる変形把持装置を設け、前記変形把持装置の往復動軸線と前記弁本体の前記内部流路の前記流路軸線とが整列するように前記弁本体を配置すると共に、前記弁本体を挟んで前記変形把持装置と対向する位置に、前記フランジ部の一方を前記弁本体へ向けて前記シートリングを配置し、前記収縮状態で、前記弁本体の内部流路の一方の側から他方の側へ前記把持部を通過させ、前記拡開状態で、前記弁本体に近い側に位置する前記シートリングの前記フランジ部の周囲に前記把持部を配置した後、前記複数の把持片を前記収縮状態に移動させることにより、前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を縮小させて把持し、前記把持部によって前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を縮小させて把持した状態で、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させ、前記シートリングの他方の前記フランジ部を前記弁本体に接触させることにより、前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を前記収縮状態の把持部から解放させ、前記シートリングを前記弁本体の前記内部流路に装着するバタフライ弁の組み立て方法を提供する。

上記バタフライ弁の組み立て方法では、弁本体の内部流路の流路軸線が変形把持装置の往復動軸線と整列するように変形把持装置の往復動軸線上に弁本体を配置すると共に、弁本体を挟んで変形把持装置と対向する位置にフランジ部を弁本体へ向けてシートリングを配置している。また、変形把持装置の把持部は、収縮状態で弁本体の内部流路を通過でき、また、拡開状態ではシートリングのフランジ部の外縁を越えるまで複数の把持片を往復動軸線から離れる方向に移動させることができる。したがって、変形把持装置の把持部を収縮状態にして弁本体の内部流路を通過させた後に、拡開状態にした複数の把持片をフランジ部の周囲に配置し、拡開状態から収縮状態へ複数の把持片を移動させてシートリングのフランジ部の一方を縮小させて把持すれば、把持されたフランジ部は弁本体の内部流路を通過することが可能となる。一方、シートリングの他方のフランジ部は弁本体の内部流路を通過できず、弁本体に接触する。この結果、シートリングは把持部と共に移動することができなくなって、収縮状態の把持部からシートリングが解放され、シートリングが弁本体に装着される。すなわち、弁本体へのシートリングの装着を容易に行うことができる。また、シートリングの一方のフランジ部のみが収縮状態の把持部によって把持されて、弁本体の内部流路を通過できる程度に変形されればよく、シートリングの本体部の変形を抑制することができるので、変形に伴うシートリングの破損や変形などの発生の危険性を軽減させることができる。

上記方法では、前記把持部によって前記シートリングの前記フランジ部を把持するとき、前記複数の把持片は、前記往復動軸線に接近する方向と前記往復動軸線に沿って前記弁本体に接近する方向に同時に移動されることが好ましい。シートリングのフランジ部の把持の際に、複数の把持片が往復動軸線に沿って弁本体に接近する方向に移動することにより、シートリングの本体部の把持されるフランジ部側の部分を本体部の内側に湾曲変形するように誘導し、不規則な変形を防止することが可能となる。

上記方法では、前記弁体を前記弁本体に軸支する弁軸を取り付けるための弁軸孔が前記弁体に設けられていると共に、前記弁軸を貫通させるための弁軸貫通孔が前記シートリングに設けられており、前記弁体の前記弁軸孔が前記シートリングの前記弁軸貫通孔とを整列させた状態で前記弁体が前記シートリングの前記本体部内に予め装着されるようにしてもよい。この場合、前記把持部によって前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持した状態で、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させるとき、弁体押さえ機構によって前記弁体を押さえながら前記シートリングを移動させることが好ましい。

また、本発明は、第２の態様として、弁本体内に流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に、中心軸線に沿って延びる円筒状の本体部と該本体部の中心軸線方向両端部に設けられたフランジ部とを含むシートリングが装着されており、弁本体内に回動可能に軸支された円板状の弁体を弁本体内で回動させて弁体の周縁をシートリングの本体部の内周面に圧接、離間させることにより弁の開閉を行うバタフライ弁の組み立て装置であって、前記弁本体を支持する支持機構と、前記シートリングを保持するシートリング保持装置と、複数の把持片を含む把持部を有し、往復動軸線に沿った前記把持部の移動と、前記弁本体の内部流路を通過できるように前記複数の把持片を前記往復動軸線へ向かって接近させた収縮状態と前記シートリングの前記フランジ部の外縁を越えるまで前記複数の把持片を前記往復動軸線から離れる方向に移動させた拡開状態との間で前記往復動軸線に対して接近及び離反させる前記複数の把持片の移動とを行うことができる変形把持装置と、前記変形把持装置を制御する制御装置とを備え、前記支持機構が、前記変形把持装置の前記往復動軸線と前記弁本体の前記内部流路の前記流路軸線とが整列するように、前記弁本体を支持し、前記シートリング保持装置が、前記弁本体を挟んで前記変形把持装置と対向する位置に、前記フランジ部の一方を前記弁本体へ向けて前記シートリングを保持し、前記制御装置は、前記収縮状態の前記把持部を前記往復動軸線に沿って移動させて前記支持機構によって支持された前記弁本体の前記内部流路の一方の側から他方の側へ前記把持部を通過させ、前記把持部を前記拡開状態にした後に、前記弁本体に近い側に位置する前記シートリングの前記フランジ部の周囲に前記把持部を配置し、把持部を前記収縮状態に移動させることにより、前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持して、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させるように制御し、前記シートリングの他方の前記フランジ部を前記弁本体に接触させることにより、前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を前記収縮状態の把持部から解放させ、前記シートリングを前記弁本体の前記内部流路に装着するバタフライ弁の組み立て装置を提供する。

上記装置において、前記制御装置は、前記把持部によって前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を把持するとき、前記往復動軸線に接近する方向と前記往復動軸線に沿って前記弁本体に接近する方向に同時に前記複数の把持片を移動させることが好ましい。

この場合、さらに、前記複数の把持片を移動させるための移動機構が、アクチュエータによって往復動軸線周りに回転させられるはすば歯車と、該はすば歯車と噛合するように配置された複数のすぐばラックと、前記複数の把持片の各々をそれぞれ支持する複数の支持フレームとによって構成されており、前記複数のすぐばラックが前記複数の支持フレームにそれぞれ固定されていることが好ましい。また、前記複数の把持片を移動させるための移動機構が、アクチュエータによって往復動軸線周りに回転させられる平歯車と、該平歯車と噛合するように配置された複数のはすばラックと、前記複数の把持片の各々をそれぞれ支持する複数の支持フレームとによって構成されており、前記複数のはすばラックが前記複数の支持フレームにそれぞれ固定されているようにしてもよい。これにより、一つのアクチュエータを用いて、拡開状態と収縮状態との間の移動と往復動軸線に沿った移動とを同時に複数の把持片に行わせることが可能となる。アクチュエータは歯車を回転させることができれば、電気駆動、各種流体圧による駆動など任意の駆動方式を採用することができる。

また、上記装置では、前記弁体を前記弁本体に軸支するための弁軸を取り付けるための弁軸孔が前記弁体に設けられていると共に、前記弁軸を貫通させるための弁軸貫通孔が前記シートリングに設けられており、前記弁体の前記弁軸孔と前記シートリングの前記弁軸貫通孔とを整列させた状態で前記弁体が前記シートリングの前記本体部内に予め装着され、前記バタフライ弁の組み立て装置は、前記シートリングに保持された前記弁体を押さえる弁体押さえ機構をさらに備え、前記弁体押さえ機構は、前記把持部によって前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持した状態で、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させるとき、前記弁体を押さえ続けるように移動されるようにしてもよい。

さらに、上記装置では、前記複数の把持片の各々は、前記往復動軸線周りに延びる筒状環状体を複数に分割した形態の弧状把持片とすることができる。

本発明に係るバタフライ弁の組み立て方法及び装置によれば、変形把持装置の簡単な動作で、シートリングのフランジ部の一方に小さい変形を与えることにより、シートリングの破損や弁軸貫通孔等の変形などの発生を抑制しつつバタフライ弁の弁本体へのシートリングの装着が可能となる。また、装着の際に、シートリングのフランジ部の一方のみを変形させ変形量が少ないので、弁体などをシートリングに予め装着している場合でも、本発明を適用して、弁体などの部品を脱落させることなくバタフライ弁の組み立てを行うことが可能となる。

本発明によるバタフライ弁の組み立て装置の全体構成を示す全体構成図である。バタフライ弁の構造を示す断面図である。図１に示されているバタフライ弁の組み立て装置の変形把持装置の詳細図であり、複数の把持片が収縮状態にあるときを示しており、（ａ）が上面図、（ｂ）が側面図である。図１に示されているバタフライ弁の組み立て装置の変形把持装置の詳細図であり、複数の把持片が拡開状態にあるときを示しており、（ａ）が上面図、（ｂ）が部分断面図である。バタフライ弁の組み立て装置を用いて、弁体を予め装着されたシートリングをバタフライ弁の弁本体に装着する手順を示す説明図である。バタフライ弁の組み立て装置を用いて、弁体を予め装着されたシートリングをバタフライ弁の弁本体に装着する手順を示す説明図である。バタフライ弁の組み立て装置を用いて、弁体を予め装着されたシートリングをバタフライ弁の弁本体に装着する手順を示す説明図である。バタフライ弁の組み立て装置を用いて、弁体を予め装着されたシートリングをバタフライ弁の弁本体に装着する手順を示す説明図である。バタフライ弁の組み立て装置を用いて、弁体を予め装着されたシートリングをバタフライ弁の弁本体に装着する手順を示す説明図である。バタフライ弁の組み立て装置を用いて、弁体を予め装着されたシートリングをバタフライ弁の弁本体に装着する手順を示す説明図である。変形把持装置の別の実施形態を示しており、（ａ）が上面図、（ｂ）が部分断面図である。本発明によるバタフライ弁の組み立て方法及び装置を適用可能な他の構造のバタフライ弁を例示する断面図である。

以下、図面を参照して、本発明によるバタフライ弁の組み立て方法及び装置を説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。

バタフライ弁の組み立て装置１１はバタフライ弁１の自動組み立てを行うための装置である。バタフライ弁１は、図２に示されているように、弁本体３と、弁体５と、シートリング７とを少なくとも含んでいる。弁体５は、樹脂材料から形成されており、円板形状を有している。弁体５の中心部には、弁軸９を挿入するための弁軸孔５ａが貫通して形成されている。弁本体３は、樹脂材料から形成されており、流路軸線に沿って延びる内部流路３ａが弁本体３の内部に形成されている。また、弁本体３の外周の中央付近にはフランジ状の基板部３ｂが設けられていると共に、内部流路３ａの径方向に互いに対向して一対の直線状の弁軸支持孔３ｃが形成され、一方の弁軸支持孔３ｃが基板部３ｂまで貫通して延びている。シートリング７は、弾性を有するエラストマ材料から形成されており、中心軸線に沿って延びる円筒状の本体部７ａと、本体部７ａの中心軸線方向の両端部に設けられた環状のフランジ部７ｂとを含む。シートリング７は、両端部のフランジ部７ｂの間に弁本体３を挟み込むようにして、弁本体３の内部流路３ａに装着される。また、フランジ部７ｂは、弁本体３の両端部の内部流路３ａの開口部の周囲に設けられた嵌合凹部３ｄに嵌合され、弁本体３に対するシートリング７の移動を防止するようになっている。さらに、シートリング７には、弁軸９を貫通させるための弁軸貫通孔７ｃが設けられており、シートリング７の弁軸貫通孔７ｃ、弁体５の弁軸孔５ａを弁本体３の弁軸支持孔３ｃと一直線上に整列させた状態で、これらに弁本体３の基板部３ｂ側から弁軸９を挿入し、弁軸９と弁体５とを少なくとも相対的に回転できないように固定することにより、弁体５を弁本体３に回動可能に軸支される。弁軸９と弁体５とが少なくとも相対的に回転できないようにする固定は、例えば、多角形状の横断面を有した弁軸孔５ａに挿入部分の横断面が相補的な多角形状を有した弁軸９を挿入したり、弁軸９と弁体５の弁軸孔５ａに設けたキー溝にキーを係合させたりすることにより、可能となる。弁軸９の基端部は弁本体３の基板部３ｂから突出して延びており、この突出部分に、基板部３ｂ上に設けられたレバー式駆動部、ギア式駆動部、自動式駆動部などの駆動部（図示せず）を接続することにより、弁体５を回動させ、弁本体３の内部流路３ａに装着されたシートリング７の内周面に弁体５の周縁を圧接、離間させることにより、弁の開閉を行う。なお、弁本体３及び弁体５は、樹脂材料から形成されたものに限定されるものではなく、剛性材料であれば、例えば樹脂、金属又はその複合材料から形成されてもよい。また、弁本体３と弁体５は、異なる材料から形成されてもよい。さらに、シートリング７は、エラストマ材料から形成されたものに限定されるものではなく、例えば樹脂材料に全部又は一部を覆われたエラストマ材料から形成されてもよい。

図１を参照すると、バタフライ弁１の組み立て装置１１は、支持機構１３と、シートリング保持装置１５と、変形把持装置１７と、制御装置１９とを備えており、弁体５を予め装着されたシートリング７を弁本体３に自動的に装着し、バタフライ弁１を組み立てる。

支持機構１３は、変形把持装置１７と対向する位置に弁本体３を支持するように配置される。支持機構１３の中央部には、後述する収縮状態の変形把持装置１７の把持部２５の通過を許容する通過穴２１が設けられており、支持機構１３は、通過穴２１と弁本体３の内部流路３ａとが整列するように、弁本体３を位置決め支持する。支持機構１３は、例えば、図１に示されているように、把持部２５の通過を許容する通過穴２１と弁本体３を嵌合させることができる凹部とが形成された載置台を備え、載置台の凹部に弁本体３を嵌合させると、通過穴２１の中心軸線、弁本体３の内部流路３ａの流路軸線及び変形把持装置１７の往復動軸線が一直線上に整列するような位置及び姿勢で弁本体３を支持するように構成され得る。

シートリング保持装置１５は、弁本体３を挟んで変形把持装置１７と対向する位置に、フランジ部７ｂの一方を弁本体３へ向けるようにシートリング７を保持する。シートリング保持装置１５によってシートリング７が保持されたときに、支持機構１３によって支持される弁本体３の内部流路３ａの流路軸線とシートリング７の本体部７ａの中心軸線とが一直線上に整列されることが好ましい。また、シートリング保持装置１５によってシートリング７が保持されると、支持機構１３によって支持される弁本体３の弁軸支持孔３ｃとシートリング７の弁軸貫通孔７ｃとが平行な位置関係となることが好ましい。シートリング保持装置１５は、例えば、図１に示されているように、開閉式の一対のアームを備え、一対のアームの先端をシートリング７の本体部７ａに設けられた弁軸貫通孔７ｃに挿入することによってシートリング７を保持するように構成することができる。この場合、一対のアームの各々の中央部は、互いから離れる方向に湾曲し、一対のアームの間にシートリング７を保持したときに一対のアームがシートリング７のフランジ部７ｂに干渉しないように形成される。

弁体５が予め装着されたシートリング７をシートリング保持装置１５に保持するようにしてもよい。この場合、弁体５は、弁全開方向の向きにしてシートリング７に装着される。また、支持機構１３に対して接近、離反するように移動することができる弁体押さえ機構２３を設けて弁体５の一部に係合させ、シートリング７を弁体５に装着する際にシートリング７に対して弁体５が回動するのを防ぐと共に、支持機構１３によって支持される弁本体３に弁体５を押し付けながら弁本体３にシートリング７を装着できるようにすることが好ましい。さらに、シートリング保持装置１５を支持機構１３に接近及び離反させる方向に移動可能にしてもよい。

変形把持装置１７は、複数の把持片２５ａを含む把持部２５を有している。把持部２５は、往復動軸線に沿って移動し、シートリング保持装置１５に保持されるシートリング７に対して接近及び離反することができる。また、把持部２５の複数の把持片２５ａは、支持機構１３によって支持された弁本体３の内部流路３ａを通過できるように複数の把持片２５ａを往復動軸線へ向かって接近させた収縮状態（図３参照）と、シートリング保持装置１５に保持されたシートリング７のフランジ部７ｂの外縁を越えるまで複数の把持片２５ａを往復動軸線から離れる方向に移動させた拡開状態（図４参照）との間で往復動軸線に対して接近及び離反する方向に移動することができ、シートリング７のフランジ部７ｂを取り囲むように拡開状態の複数の把持片２５ａを配置した後に拡開状態から収縮状態へ複数の把持片２５ａを移動させることによって、シートリング７のフランジ部７ｂを縮小させた状態に変形させて把持することができるようになっている。複数の把持片２５ａの各々は、筒状環状体を複数に分割した形態の弧状形状を有する弧状把持片によって構成されており、収縮状態において概略筒形状となることが好ましい。また、把持部２５は、三つ以上且つ五つ以下の把持片２５ａによって構成されていることが好ましく、図１に示されている実施形態では、把持部２５は、四つの把持片２５ａを含むように構成されている。

変形把持装置１７は、支持機構１３によって支持される弁本体３の内部流路３ａの流路軸線と往復動軸線とが一直線上に整列するように配置される。したがって、シートリング保持装置１５によって保持されるシートリング７へ向かって往復動軸線に沿って収縮状態の把持部２５を移動させると、把持部２５は、支持機構１３の通過穴２１及び弁本体３の内部流路３ａを通過することができる。

図３及び図４は、それぞれ、図１に示されている実施形態の変形把持装置１７の把持部２５が収縮状態及び拡開状態になっている状態を示している。なお、図４においては、シリンダ装置１７ｂの一部を省略して記載されている。図１に示されている実施形態の変形把持装置１７は、支持台１７ａと、支持台１７ａを往復動軸線方向に移動させるためのシリンダ装置１７ｂと、支持台１７ａ上に設けられ四つの弧状の把持片２５ａを含む把持部２５と、支持台１７ａ上で把持部２５の各把持片２５ａを往復動軸線に対して垂直な方向に移動させるための四つのスライダ１７ｃとによって構成されており、把持部２５がシリンダ装置１７ｂによって支持台１７ａと共に往復動軸線に沿って移動させられると共に、把持部２５の各把持片２５ａが支持台１７ａ上でスライダ１７ｃによって往復動軸線に対して接近及び離反する方向に図３に示されている収縮状態と図４に示されている拡開状態との間で移動されるようになっている。また、弧状の把持片２５ａの下端部に往復動軸線に向かって延びる扇形状のタブ部２５ｂが設けられており、タブ部２５ｂをスライダ１７ｃに固定することにより、把持片２５ａがスライダ１７ｃによって移動されるようになっている。さらに、各弧状の把持片２５ａの先端部には、往復動軸線へ向かう方向に突出する線状の突起部２５ｃが設けられており、把持部２５を収縮状態にしてシートリング７のフランジ部７ｂを把持するときに把持片２５ａとフランジ部７ｂとを確実に係合させるようになっている。

制御装置１９は、変形把持装置１７、シートリング保持装置１５、及び弁体押さえ機構２３の動作を制御する。制御装置１９は、支持機構１３によって弁本体３が支持され、シートリング保持装置１５によってシートリング７が保持されると、変形把持装置１７の把持部２５を収縮状態にした後に往復動軸線に沿ってシートリング保持装置１５によって保持されているシートリング７へ接近する方向へ移動させることによって、支持機構１３によって支持される弁本体３の内部流路３ａを通して支持機構１３側からシートリング７側へ把持部２５を通過させるように変形把持装置１７の動作を制御する。

また、制御装置１９は、把持部２５が弁本体３の内部流路３ａを完全に通過すると、把持部２５を拡開状態にして、弁本体３に近い側に位置するシートリング７のフランジ部７ｂの周囲を取り囲むように配置した後、往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって把持部２５を移動させながら把持部２５を収縮状態にすることにより、弁本体３の内部流路３ａを通過できる大きさまでシートリング７のフランジ部７ｂを縮小させて把持するように制御する。このように往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって把持部２５を移動させつつ把持部２５を収縮状態にさせることにより、フランジ部７ｂを弁本体３側へ折り返してシートリング７の本体部７ａの内部へ向かうようにフランジ部７ｂを変形させることができ、フランジ部７ｂの不規則な変形を防止すると共に、シートリング７の本体部７ａの外径よりも小さいサイズにフランジ部７ｂを縮小させやすくなる。

さらに、制御装置１９は、フランジ部７ｂが把持部２５によって把持されると、往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって把持部２５を移動させることによって、把持されたフランジ部７ｂを弁本体３の内部流路３ａのシートリング保持装置１５側から変形把持装置１７側へ通過させるように変形把持装置１７の動作を制御する。また、シートリング７に弁体５が予め装着されており、弁体押さえ機構２３が設けられている場合、制御装置１９は、往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって把持部２５を移動させるときに、弁体押さえ機構２３を弁本体３へ向かって移動させて弁体５と係合させ続けるように制御し、シートリング７と共に弁体５を弁本体３の内部流路３ａ内に押し込ませる。

次に、図５から図１０を参照して、図１に示されているバタフライ弁の組み立て装置１１を用いたバタフライ弁の組み立て手順を説明する。なお、図５から図１０では、簡略化のために、支持機構１３、シートリング保持装置１５、変形把持装置１７の一部が省略されている。

最初に、図５に示されているように、弁本体３が支持機構１３の載置台の凹部に嵌合され、弁本体３の内部流路３ａの流路軸線と変形把持装置１７の往復動軸線とが一直線上に整列するような位置及び姿勢で支持される。また、弁全開方向となる姿勢で且つ弁軸孔５ａとシートリング７の弁軸貫通孔７ｃとが一直線上に整列するように弁体５がシートリング７に予め装着され、シートリング保持装置１５の一対のアームの先端をシートリング７の本体部７ａの弁軸貫通孔７ｃに挿入することによって、弁体５を予め装着したシートリング７がシートリング保持装置１５によって保持される。このとき、弁体押さえ機構２３が弁体５に係合し、シートリング７に対する回動が防止される。なお、一対のアームの各々の中央部は互いから離れる方向に湾曲しているので、一対のアームの間にシートリング７を保持したときに一対のアームがシートリング７のフランジ部７ｂに干渉することはない。

次に、シリンダ装置１７ｂによって支持台１７ａを移動させることによって、収縮状態にした変形把持装置１７の把持部２５を往復動軸線に沿ってシートリング７へ向かって上昇させる。収縮状態の把持部２５は、支持機構１３の通過穴２１及び弁本体３の内部流路３ａを通過することができる。把持部２５が支持機構１３によって支持される弁本体３の内部流路３ａを完全に通過した後に、支持台１７ａ上のスライダ１７ｃにより各把持片２５ａを移動させることによって、図６に示されているように、把持部２５を拡開状態にして、シートリング保持装置１５によって保持されるシートリング７の弁本体３に近い側（すなわち図１における下側）のフランジ部７ｂの周囲を取り囲むように複数の把持片２５ａを配置させる。変形把持装置１７の往復動軸線は、支持機構１３によって支持される弁本体３の内部流路３ａの流路軸線と一直線上に配置されるようになっている。したがって、弁本体３が支持機構１３によって支持され且つシートリング７がシートリング保持装置１５によって保持されたときに、弁本体３の内部流路３ａの流路軸線とシートリング７の本体部７ａの中心軸線とが一直線上に配置されるようになっていれば、拡開状態にした把持部２５を往復動軸線に沿って移動させるだけで、シートリング保持装置１５によって保持されるシートリング７の弁本体３に近い側のフランジ部７ｂの周囲を取り囲むように複数の把持片２５ａを配置させることができる。

次に、図７に示されているように、シリンダ装置１６ｂを駆動することによって、往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって把持部２５を移動させながら、スライダ１７ｃを駆動させることによって把持部２５の複数の把持片２５ａを往復動軸線に接近させる。収縮状態の把持部２５は支持機構１３の通過穴２１及び弁本体３の内部流路３ａを通過することができる大きさであるので、図８に示されているように、収縮状態になるまで把持部２５の複数の把持片２５ａを往復動軸線に接近させると、収縮状態の把持部２５に把持されるシートリング７のフランジ部７ｂも、支持機構１３の通過穴２１及び弁本体３の内部流路３ａを通過することができる大きさに変形させられる。また、往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって把持部２５を移動させつつ把持部２５を収縮状態にさせることにより、複数の把持片２５ａの突起部２５ｃをフランジ部７ｂに係合させてフランジ部７ｂを弁本体３側へ折り返し、シートリング７の本体部７ａの内部へ向かうようにフランジ部７ｂを変形させることができ、フランジ部７ｂの不規則な変形を防止すると共に、シートリング７の本体部７ａの外径よりも小さいサイズにフランジ部７ｂを縮小させやすくなる。フランジ部７ｂが把持部２５によって把持された後は、シートリング保持装置１５は一対のアームによるシートリング７の保持を解除してもよく、シートリング保持装置１５によるシートリング７の保持を継続してもよい。

次に、シリンダ装置１７ｂを駆動することによって、弁本体３側のフランジ部７ｂを把持した状態で、変形把持装置１７の把持部２５を往復動軸線に沿って弁本体３へ向かって下降させる。このとき、弁体押さえ機構２３も往復動軸線に沿って下降し、弁体５との係合を継続させる。また、把持部２５によるフランジ部７ｂの把持後もシートリング保持装置１５によるシートリング７の保持を継続する場合は、往復動軸線に沿った把持部２５の下降に伴って、シートリング保持装置１５も下降させる。

収縮状態の把持部２５は、支持機構１３の通過穴２１及び弁本体３の内部流路３ａを通過することができ、収縮状態の把持部２５によって把持されるフランジ部７ｂも弁本体３の内部流路３ａを通過することができる。しかしながら、把持部２５によって把持されていない他方のフランジ部７ｂは、弁本体３の内部流路３ａを通過することができない。したがって、収縮状態の把持部２５を往復動軸線に沿って下降させると、図９に示されているように、把持部２５によって把持されるフランジ部７ｂが弁本体３の内部流路３ａを通過し、把持部２５によって把持されていない他方のフランジ部７ｂが弁本体３の内部流路３ａの周囲の側面に接触して嵌合凹部３ｄに嵌合する。これにより、把持部２５は往復動軸線に沿って下降する一方で把持部２５によって把持されるシートリング７は下降を妨げられて往復動軸線に沿って移動できなくなり、図１０に示されているように、シートリング７のフランジ部７ｂが把持部２５から解放され、フランジ部７ｂが変形状態から元の形状に回復して、弁本体３の内部流路３ａの周囲の側面の嵌合凹部３ｄに嵌合し、二つのフランジ部７ｂの間に弁本体３を挟むように、シートリング７が弁本体３の内部流路３ａに装着される。弁本体３の内部流路３ａへのシートリング７の装着が完了すると、シートリング保持装置１５及び弁体押さえ機構２３は、上昇して、待機位置に再び配置される。

シートリング７がシートリング保持装置１５によって保持されたときに、支持機構１３によって支持される弁本体３の弁軸支持孔３ｃとシートリング７の弁軸貫通孔７ｃとが平行な位置関係となっていれば、把持部２５によるシートリング７のフランジ部７ｂの把持後もその状態が維持されるので、往復動軸線に沿って、シートリング７のフランジ部７ｂを把持した把持部２５を下降させて弁本体３にシートリング７を装着したときに、弁本体３の弁軸支持孔３ｃとシートリング７の弁軸貫通孔７ｃとが一直線上に整列した状態となる。また、弁軸孔５ａとシートリング７の弁軸貫通孔７ｃとが一直線上に整列するように弁体５がシートリング７に予め装着されているので、シートリング７が弁本体３に装着されたときに、弁本体３の弁軸支持孔３ｃ、シートリング７の弁軸貫通孔７ｃ及び弁体５の弁軸孔５ａが一直線上に整列する。したがって、弁本体３に弁体５を回動可能に軸支するために、弁本体３の弁軸支持孔３ｃに弁軸９を挿入することが容易となる。

なお、把持部２５によるフランジ部７ｂの把持後もシートリング保持装置１５によるシートリング７の保持を継続する場合は、図９に示されているように、シートリング保持装置１５の一対のアームが弁本体３と接触する前に、シートリング保持装置１５の下降を停止させて、一対のアームを開くことによりシートリング保持装置１５からシートリング７を解放し、シートリング保持装置１５と弁本体３との干渉を回避する。また、弁体押さえ機構２３が設けられている場合には、シートリング保持装置１５の停止後も弁体押さえ機構２３を下降させて、弁体５を弁本体３の内部流路３ａ内に押し込み、装着時におけるシートリング７からの弁体５の脱落を防止する。

このように、バタフライ弁の組み立て装置１１を用いれば、変形把持装置１７の簡単な動作で、シートリング７のフランジ部７ｂの一方に小さい変形を与えることにより、シートリング７の破損や弁軸貫通孔７ｃ等の変形などの発生を抑制しつつバタフライ弁１の弁本体３へのシートリング７の装着が可能となる。また、装着の際に、シートリング７のフランジ部７ｂの一方のみを変形させればよく変形量が少ないので、弁体５などをシートリング７に予め装着している場合でも、本発明を適用して、弁体５などの部品を脱落させることなくバタフライ弁１の組み立てを行うことが可能となる。

図１１は、バタフライ弁の組み立て装置１１に使用される別の実施形態の変形把持装置１７’を示している。図１１では、図１と共通する構成要素に対して、同じ参照符号を付している。

図１に示されている実施形態の変形把持装置１７では、複数の把持片２５ａがスライダ１７ｃによって支持台１７ａ上で往復動軸線に対して垂直な方向にのみ移動できるようになっているのに対して、図１１に示されている変形把持装置１７’では、複数の把持片２５ａがはすば歯車とすぐばラックとの組み合わせを用いて支持台１７ａ上で往復動軸線に沿った移動と往復動軸線に対して接近離反する方向との移動を同時に行えるようになっている点において、図１１に示されている変形把持装置１７’は図１に示されている変形把持装置１７と異なっている。

変形把持装置１７’においても、シリンダ装置１７ｂが設けられており、往復動軸線に沿った支持台１７ａの移動がシリンダ装置１７ｂによって行われる。一方、支持台１７ａ上における複数の把持片２５ａの移動は、アクチュエータ２７によって往復動軸線周りに回転駆動されるはすば歯車２９と、各把持片２５ａから延びるタブ部２５ｂに接続された支持フレーム３３に取り付られ且つはすば歯車の外周に係合する複数のすぐばラック３１（図１１では、四つのすぐばラック３１）とによって行われる。アクチュエータ２７ははすば歯車２９を回転させることができれば、電気駆動、各種流体圧による駆動など任意の駆動方式を採用することができる。各すぐばラック３１は、はすば歯車２９の回転により、はすば歯車２９の捻じれ角分だけ角度をもって往復動軸線に対して斜め方向に駆動されるため、すぐばラック３１に接続されている各把持片２５ａは往復動軸線に沿った移動と同時に往復動軸線に対して接近及び離反する方向の移動を行うことができる。したがって、把持部２５によるシートリング７のフランジ部７ｂの把持の際に、電気的又は流体的な制御を要することなく機械的に、複数の把持片２５ａを下降させつつ往復動軸線へ向かって接近させる移動の制御を行い、フランジ部７ｂを弁本体３側へ折り返して、シートリング７の本体部７ａの内部へ向かうようにフランジ部７ｂを変形させることができる。機械的な制御により、誤作動を防止することが可能となる。

以上、図示された実施形態を参照して、本発明によるバタフライ弁の組み立て方法及び装置を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。例えば、図１１に示されている実施形態では、変形把持装置１７’において、はすば歯車２９を回転させ、はすば歯車２９に係合するすぐばラック３１により複数の把持片２５ａを往復動軸線に対して斜め方向に移動させているが、はすば歯車２９の代わりに平歯車を回転させると共に斜めに歯筋が延びるはすばラックを平歯車に係合させ、はすばラックにより複数の把持片２５ａを往復動軸線に対して斜め方向に移動させるようにしてもよい。また、本発明によるバタフライ弁の組み立て方法及び装置が適用可能なバタフライ弁として、図２に示されているバタフライ弁１が例示されており、バタフライ弁１では、弁体５の弁軸孔５ａに一つの弁軸９を挿入することにより、弁本体３に弁体５を回動可能に軸支している。しかしながら、本発明によるバタフライ弁の組み立て方法及び装置が適用可能なバタフライ弁における弁本体への弁体の軸支方式は、限定されるものではない。例えば、弁体５において同一軸線上の正反対の位置に設けられた二つの弁軸孔５ａ’、５ａ’と弁本体３に設けられた弁軸支持孔３ｃ’、３ｃ’にそれぞれ弁軸９’、９’を挿入することにより弁本体３に弁体５を軸支するタイプの図１２に示されているバタフライ弁１’の組み立てにも、本発明を適用することが可能である。

１バタフライ弁
３弁本体
３ａ内部流路
３ｂ基板部
３ｃ弁軸支持孔
３ｄ嵌合凹部
５弁体
５ａ弁軸孔
７シートリング
７ａ本体部
７ｂフランジ部
７ｃ弁軸貫通孔
９弁軸
１１組み立て装置
１３支持機構
１５シートリング保持装置
１７変形把持装置
１７ａ支持台
１７ｂシリンダ装置
１７ｃスライダ
１９制御装置
２１通過穴
２３弁体押さえ機構
２５把持部
２５ａ把持片
２５ｂタブ部
２５ｃ突起部

Claims

弁本体内に流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に、円筒状の本体部の中心軸線方向両端部にフランジ部を有したシートリングが装着されており、前記内部流路内に回動可能に軸支された円板状の弁体を前記弁本体内で回動させて前記弁体の周縁を前記シートリングの前記本体部の内周面に圧接、離間させることにより弁の開閉を行うバタフライ弁の組み立て方法であって、
複数の把持片を含む把持部を有し、往復動軸線に沿った前記把持部の移動と、前記弁本体の内部流路を通過できるように前記複数の把持片を前記往復動軸線へ向かって接近させた収縮状態と前記シートリングの前記フランジ部の外縁を越えるまで前記複数の把持片を前記往復動軸線から離れる方向に移動させた拡開状態との間で前記往復動軸線に対して接近及び離反させる前記複数の把持片の移動とを行うことができる変形把持装置を設け、
前記変形把持装置の往復動軸線と前記弁本体の前記内部流路の前記流路軸線とが整列するように前記弁本体を配置すると共に、前記弁本体を挟んで前記変形把持装置と対向する位置に、前記フランジ部の一方を前記弁本体へ向けて前記シートリングを配置し、
前記収縮状態で、前記弁本体の内部流路の一方の側から他方の側へ前記把持部を通過させ、
前記拡開状態で、前記弁本体に近い側に位置する前記シートリングの前記フランジ部の周囲に前記把持部を配置した後、前記複数の把持片を前記収縮状態に移動させることにより、前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持し、
前記把持部によって前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持した状態で、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させ、
前記シートリングの他方の前記フランジ部を前記弁本体に接触させることにより、前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を前記収縮状態の把持部から解放させ、前記シートリングを前記弁本体の前記内部流路に装着することを特徴とするバタフライ弁の組み立て方法。
前記把持部によって前記シートリングの前記フランジ部を把持するとき、前記複数の把持片は、前記往復動軸線に接近する方向と前記往復動軸線に沿って前記弁本体に接近する方向に同時に移動される、請求項１に記載のバタフライ弁の組み立て方法。
前記弁体を前記弁本体に軸支する弁軸を取り付けるための弁軸孔が前記弁体に設けられていると共に、前記弁軸を貫通させるための弁軸貫通孔が前記シートリングに設けられており、前記弁体の前記弁軸孔が前記シートリングの前記弁軸貫通孔とを整列させた状態で前記弁体が前記シートリングの前記本体部内に予め装着される、請求項１又は請求項２に記載のバタフライ弁の組み立て方法。
前記把持部によって前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持した状態で、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させるとき、弁体押さえ機構によって前記弁体を押さえながら前記シートリングを移動させる、請求項３に記載のバタフライ弁の組み立て方法。
弁本体内に流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に、中心軸線に沿って延びる円筒状の本体部と該本体部の中心軸線方向両端部に設けられたフランジ部とを含むシートリングが装着されており、弁本体内に回動可能に軸支された円板状の弁体を弁本体内で回動させて弁体の周縁をシートリングの本体部の内周面に圧接、離間させることにより弁の開閉を行うバタフライ弁の組み立て装置であって、
前記弁本体を支持する支持機構と、
前記シートリングを保持するシートリング保持装置と、
複数の把持片を含む把持部を有し、往復動軸線に沿った前記把持部の移動と、前記弁本体の内部流路を通過できるように前記複数の把持片を前記往復動軸線へ向かって接近させた収縮状態と前記シートリングの前記フランジ部の外縁を越えるまで前記複数の把持片を前記往復動軸線から離れる方向に移動させた拡開状態との間で前記往復動軸線に対して接近及び離反させる前記複数の把持片の移動とを行うことができる変形把持装置と、
前記変形把持装置を制御する制御装置と、
を備え、前記支持機構が、前記変形把持装置の前記往復動軸線と前記弁本体の前記内部流路の前記流路軸線とが整列するように、前記弁本体を支持し、前記シートリング保持装置が、前記弁本体を挟んで前記変形把持装置と対向する位置に、前記フランジ部の一方を前記弁本体へ向けて前記シートリングを保持し、前記制御装置は、前記収縮状態の前記把持部を前記往復動軸線に沿って移動させて前記支持機構によって支持された前記弁本体の前記内部流路の一方の側から他方の側へ前記把持部を通過させ、前記把持部を前記拡開状態にした後に、前記弁本体に近い側に位置する前記シートリングの前記フランジ部の周囲に前記把持部を配置し、把持部を前記収縮状態に移動させることにより、前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持して、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させるように制御し、前記シートリングの他方の前記フランジ部を前記弁本体に接触させることにより、前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を前記収縮状態の把持部から解放させ、前記シートリングを前記弁本体の前記内部流路に装着することを特徴とするバタフライ弁の組み立て装置。
前記制御装置は、前記把持部によって前記シートリングの前記一方の前記フランジ部を把持するとき、前記往復動軸線に接近する方向と前記往復動軸線に沿って前記弁本体に接近する方向に同時に前記複数の把持片を移動させる、請求項５に記載のバタフライ弁の組み立て装置。
前記複数の把持片を移動させるための移動機構が、アクチュエータによって往復動軸線周りに回転させられるはすば歯車と、該はすば歯車と噛合するように配置された複数のすぐばラックと、前記複数の把持片の各々をそれぞれ支持する複数の支持フレームとによって構成されており、前記複数のすぐばラックが前記複数の支持フレームにそれぞれ固定されている、請求項６に記載のバタフライ弁の組み立て装置。
前記複数の把持片を移動させるための移動機構が、アクチュエータによって往復動軸線周りに回転させられる平歯車と、該平歯車と噛合するように配置された複数のはすばラックと、前記複数の把持片の各々をそれぞれ支持する複数の支持フレームとによって構成されており、前記複数のはすばラックが前記複数の支持フレームにそれぞれ固定されている、請求項６に記載のバタフライ弁の組み立て装置。
前記弁体を前記弁本体に軸支するための弁軸を取り付けるための弁軸孔が前記弁体に設けられていると共に、前記弁軸を貫通させるための弁軸貫通孔が前記シートリングに設けられており、前記弁体の前記弁軸孔と前記シートリングの前記弁軸貫通孔とを整列させた状態で前記弁体が前記シートリングの前記本体部内に予め装着され、
前記バタフライ弁の組み立て装置は、前記シートリングに保持された前記弁体を押さえる弁体押さえ機構をさらに備え、前記弁体押さえ機構は、前記把持部によって前記シートリングの一方の前記フランジ部を縮小させて把持した状態で、前記弁本体の内部流路の前記他方の側から前記一方の側へ前記把持部を通過させるとき、前記弁体を押さえ続けるように移動される、請求項５から請求項８の何れか一項に記載のバタフライ弁の組み立て装置。
前記複数の把持片の各々は、前記往復動軸線周りに延びる筒状環状体を複数に分割した形態の弧状把持片である、請求項５から請求項９の何れか一項に記載のバタフライ弁の組み立て装置。