JPH02274446A - シートリング挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バタフライバルブの組立に際し、バルブ本体
の内周にそれよりも大径なシートリングを自動的に挿入
するシートリング挿入装置に関する。

［従来の技術］ バタフライバルブは、流体の配管ラインに介設されて流
量制御等の目的に利用されるが、同バルブの一種に、第
１３図と第１４図に示すような構造のものがある。即ち
、この種のバルブでは、剛体からなるバルブ本体■の内
周に、弾性体（硬質ゴム製）からなる両鍔付きのシート
リング（弁座）Ｒを、その両側のフランジ部Ｆでバルブ
本体Ｖを両側の周溝Ｇから挾持するようにして密嵌させ
る。

そして、バルブ本体■とシー！・リングＲとにそれぞれ
穿孔されている軸穴Ｈｖ　、　Ｈｖ　、　Ｈａ　、　Ｈ
Ｒを直径方向の鉛直位置で心合せし、これらの軸穴にバ
ルブ本体Ｖの下部に連なる支筒部Ｐの軸穴Ｈからバルブ
シャフト（弁棒）Ｓを回転自在に挿貫し、該シャフトＳ
に上記シートリングＲと摺接するバタフライ（弁体）Ｂ
を軸支させる構造となっている。

また、この種のバルブでは、シートリングＲに開口され
る軸穴ＨＲ，ＨＨの周囲に、バルブシャフトＳに対する
シール性を高める目的で、小径な二次リングｒが嵌着さ
れる。この二次リングｒは、各軸穴ＨＲを締め付ける働
きをするもので、組立前、シートリングＲの外周面に凹
設された環状講ｇに圧入もしくは接着して予め装填され
ている。

なお、バルブ本体■の支筒部下端には、台座部ＰＳが設
けられ、その両側に取付穴Ｈｓ、Ｈｓが開口される。

ところで、上記のバルブを組み立てる際には、シートリ
ングＲの外径がバルブ本体■の内径よりも大きい故に、
弾性体のシートリングＲを変形させて、−旦バルブ本体
■の内径よりも小さくしてから、バルブ本体Ｖ内に挿入
するようにしなければならない。

このような変形、挿入作業は、機械化になじまないため
専ら手動作業によっている現状にある。

その際、従来、普通に執られている挿入方法は、第１５
図のように、シートリングＲを円周上の片側で相対的に
１８０°程強制的にねじって反転させ、安定な減径状態
を作り出し、この減径されたシートリングＲをバルブ本
体■の内周に挿入し、しかる後、本体Ｖ内で元の姿勢に
戻しつつフランジ部Ｆをバルブ本体■の両側周溝Ｇに嵌
め込ませるというのが一般的な手法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記手作業によると、シートリングが機
能上、相当固いゴムで成形されているため、大きいもの
では変形を繰り返すと、作業者に指先や腕が痛くなる苛
酷な力仕事を強いることになる。また、シー１−リング
の軸穴をバルブ本体の軸穴と整合させて精度よく挿入す
るためには、作業に熟練と細かな神経を必要とする。こ
のため、この種バタフライバルブの組立には手間と労力
の掛かる作業を余儀なくされている。

本発明は、このような現状に鑑み、シートリングの変形
方法を改良することと併せて、バルブ本体に対し大径な
シートリングを自動的に挿入して組み立てることができ
るように工夫したシートリング挿入装置を新たに提供す
るものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のシートリング挿入装置は、シートリングを円周
上の一箇所のみ約９０°ねじれを与えて変形させるリン
グ変形機構と、このリング変形機構で変形されたシート
リングにバルブ本体を外挿して同心位置に位置決めする
本体位置決め機構とを具備して構成される。

［作用］ この装置では、まずリング変形１ａ横を作動してシート
リングに円周上の一箇所のみ約９０°ねじれた変形が与
える。この変形によって、シートリングは、ねじれ側が
固定側に対し引っ張られて直立されると共に、ねじれ側
の周辺は傾きながら後方に逃げた状態となる。この状態
で、本体位置決め機構を作動すると、ねじれ側が後方に
逃げ出し減径しているので、バルブ本体を前方から固定
側の直上に外挿することができる。そして、この挿入状
態からバルブ本体をシートリングと同心位置に位置決め
する。このとき、シートリングの固定側がバルブ本体の
内周に嵌合される。しかる後、リング変形機構を逆作動
して、シートリングのねじれ側をねじり戻すと、既に嵌
合された固定側を起点に、シートリングの外周が順次バ
ルブ本体の内周に嵌合して行き、ねじれ側を元の姿勢に
戻したとき、シートリングの全周が自動的にバルブ本体
と完全に嵌合される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図示して具体的に説明する。

第１図と第２図は本発明に係るシー１〜リング挿入装置
の好適な実施例を示す。

この装置は、シートリングＲを円周上の一箇所のみ約９
０°ねじれを与えて変形させるリング変形機構１と、こ
のリング変形機構１で変形されたシートリングＲの上に
バルブ本体■を外挿して同′心位置に位置決めする本体
位置決め機構２・とを主要な機構として構成される。

以下、各機構について詳細に説明する。

リング変形機構１は、図中の上方部に位置し、シートリ
ングＲを下方部の一箇所で保持してシートリングＲを固
定する固定ユニット３と、シートリングＲを上方部の一
箇所で保持してシートリングＲに約９０°の範囲でねじ
れ与え、或いはねじれを戻す動作を営む回転ユニット４
とから構成されている。

固定ユニット３は、第２図に示、すように、ベースジ上
に立設された支板６の先端部に固定板７を支持させ、該
固定板７の先端部下面側に、シートリングＲの上方部軸
穴ＨＲが種皮される下受ピア８を突設させて構成される
。下受ビン８は、この場合、固定板７の上面側に固設し
たホルダブロック９内にスプリング１０を介し突没自在
に格納される構造となっている。固定ユニット３は、固
定板７が前方へ水平に延出される作動姿勢（図示実線）
と、固定板７の先端が上方に揺動アップされる待機姿勢
（図示二点鎖線）とを執ることができるよう、支板６に
対し固定板７の中央部が揺動可能に軸支１１されている
。そして、固定板７の基端部とその下方で支板６に固設
したブラケット１２とに、それぞれ一端を揺動自在に軸
支１５．１６してリンク１３．１４を連結し、これらリ
ンク１３．１４の他端をアーム１７に同軸１８で枢支連
結すると共に、同アーム１７を後方に配したシリンダ１
９のシリンダロッド１９ａに連結して、該シリンダ１９
の伸縮動作で固定板７を姿勢変更できるようにしている
。なお、２０は固定板７の直下で支板６の前面側に設け
たリングストッパを示す。

一方回転ユニット４は、第２図のように、前記作動姿勢
の固定板７と平行に対設される回転板２１と、この回転
板２１の上に揺動自在に、かつ前後に進退自在に保持さ
れる上クランプ２３とを具備して構成される。回転板２
１は、その先端部２１ａが細幅に絞られて前方へ突出さ
れると共に、先端部２１ａの上面側には、シートリング
Ｒの上方部軸穴Ｈａを種皮する上受ピン２２を突設して
いる。この上受ピン２２は、前記下受ピン８と鉛直同心
位置に位置している。

上クランプ２３は、回転板２１の基端部上面に固定され
たブラケット２４に取り付けられているシリンダ２５に
支持されているり即ち、シリンダ２５から前方に延出さ
れるシリンダロッド２５ａの先端に二股支持具２６を固
着し、この支持具２６に、上クランプ２３をその重心前
方位置で位置決めして、支軸２７により揺動自在に止着
している。この上クランプ２３は、第２ｌ：点鎖線の待
機姿勢から、シリンダ２５の伸長動作によって前進され
ると共に、その基端側の下面に、回転板２１の基端部下
面側に固定されているシリンダ２８から上方に突設され
たシリンダロッド２８ａが当接されて、該シリンダ２８
の伸長動作で第２図実線の作動姿勢に保持される。この
とき、上クランプ２３の先端部２３ａは、回転板２１の
上面に固設したガイド部材２９．２９の間°に案内され
て、上受ビン２２の直上へ到来し、該回転板２１と平行
に保持される。なお、上クランプ２３の先端部２３ａは
、その下面がシートリングＲの外周に密着する先細形状
に形成されている。

かかる回転ユニット４は、回転板２１、上クランプ２３
及び上クランプ２３を動作するための二つのシリンダ２
５．２８が一体となって、支点Ｏのまわりに約９０°の
角度範囲で回転（第２図において反時計回り）できるよ
うに装置されている。

具体的には、第１図に図示するように、回転板２１の両
端が、両側に設けた側板３０．３０に回転自在に軸承さ
れたクランク軸（軸心０）３１．３１に対設されたクラ
ンクアーム３２．３２に連結されている。そして、側板
３０の一方から賞出されたクランク軸３１と、同（ｉＩ
板３０に固定されたブラケット３３上に搭載されたロー
タ３４のロータシャフト３４ａとを、直交方向で噛合さ
れるベベルギヤ３５．３６を介して係合させ、ロータシ
ャフト３４ａの回転運動をクランク軸３１．３１に伝達
して、回転板２１をクランク軸３１．３１の軸心（支点
）Ｏまわりに正逆回転できるようにしている。この際、
回転ユニット４の支点（回転中心）Ｏは、前記上受ビン
２２にセットされるシートリングＲの後端面上端の近傍
に位置される。

なお、ロータ３４には、その回転角度を自在設定して停
止させるための回転ストッパ（図示せず）が付帯されて
いる。

次に、本体位置決め機構２について説明する。

同機構２は、図中の下方部に位置し、バルブ本体■を保
持する本体保持体３７と、該本体保持体３７を昇降・揺
動動作させてバルブ本体■を所定の挿入位置に位置決め
するための二つのシリンダ３８．３９とを主要な要素と
して構成される。

本体保持体３７は、バルブ本体■の支筒部台座部ＰＳを
載せる台座４０と、その上面中央から垂直に突設される
長寸のピン軸４１と、ピン軸４１の両側から突設される
一対の受ピン４２．４２とからなり、バルブ本体■の支
筒部Ｐに貫通されている前記軸穴Ｈをピン軸４１に、ま
た支筒部台座部ＰＳに開口されている前記取付穴Ｈｓ、
Ｈｓを受ビン４２．４２にそれぞれ嵌め込んで、バルブ
本体■が台座４０の上に安定に挿着できるようになって
いる。

上記本体保持体３７は、台座４０の下面に連設した連結
部４３が下方の受台４４に挟持され、支軸４５で該受台
４４に揺動自在に支持されている。

そして、受台４４はその下面側に、前記支板６の下方部
に収り付けたブラケット４６に直立姿勢で固設されてい
る上記シリンダ３８のシリンダロッド３８ａを連結して
いる。かくて、シリンダ３８を作動すると、シリンダロ
ッド３８ａが両側に並設した支持盤４７．４７に挿通さ
れるガイドロッド４８．４８と共に伸縮して受台４４を
昇降し、これに連動してバルブ本体■を保持する本体保
持体３７が昇降される。このとき、本体保持体３７は、
そのピン軸４１が前記リング変形機構２の上、下受ビン
２２．８の鉛直下方の同心位置に位置する直立姿勢で昇
降されることになる。

また、上記本体保持体３７には、台座４０の後端から揺
動板４９が突設され、この揺動板４９にアーム５０が揺
動自在に軸支５１されていると共に、同アーム５０に後
方に配した上記シリンダ３９、のシリンダロッド３９ａ
を連結して、該シリンダ３９の伸縮動作で本体保持体３
７を前方に傾いた待機姿勢（第２Ｎ：点鎖線）と、直立
した作動姿勢（図示実線）とに姿勢変更できるようにし
ている。

シートリング挿入装置は、上述の基本機構に加えて、変
形挿入時にシートリングＲを押えるためのシートリング
押え５２と、同じくバルブ本体■を押さえるための一対
の本体クランプ５３．５３とを具備している。

シートリング押え５２は、前記固定ユニット３における
固定板７と、前記回転ユニット４における回転板２１と
の中間位置で、前記シリンダ２８を両側から迂回するよ
うに分岐して配置される平面Ｕ字形の部材からなってい
る。このシートリング押え５２は、前記支柱６の後方で
水平に配したフレーム５４にブラケット５５を介して取
り付けられているシリンダ５６のシリンダロッド５６ａ
に連結支持されて、該シリンダ５６の伸縮動作に連動し
て前後に進退動作し、前進状態で先端が、リング変形機
構１の固定ユニット３（下受ビン８）と回転ユニット４
く上受ビン２２）とに保持されたシートリングＲの両サ
イドに当接される。

一方、本体クランプ５３．５３は前記支板６の前方に位
置し、バルブ本体■の投入、取り出しを容易にするため
に、正面から見て外側から内側に傾斜した状態で左右一
対に配置されている。各本体クランプ５３は、基端側（
図示省略）が傾立状悪で安定に固持されているシリンダ
５７と、このシリンダ５７の上端部に軸支５８されたア
ーム５９に揺動自在に軸支６０されると共に、下面側に
シリンダ５７のシリンダロッド５７ａが当接される揺動
板６１と、この揺動板６１の前方上面側に植立した押え
ロッド６２とからなり、第２Ｎ：点鎖線の待機姿勢から
シリンダ５７を伸長させて揺動板６１を押し上げると、
押えロッド６２・が上方旋回して、その先端部６２ａが
本体位置決め機構２に位置決めされたバルブ本体■の両
サイドにそれぞれ直角に当接されるようになっている。

なお、上記のシートリング挿入装置に搭載されるシリン
ダ１９．２５．２８．３８．３９．５６．５７及びロー
タ３４は、すべて空圧で作動されるニューマチックシス
テムとされる。

次いで、上記構成からなるシートリング挿入装置の作動
を、第２図〜第７図を参照して順次説明して行く。

リング変形機構１と本体位置決め機構２とを待機姿勢に
おいた状態（第２図に二点鎖線で図示する状ｙ［りで、
シートリングＲをリング変形機構１に、バルブ本体■を
本体位置決め機′Ｗ４２にそれぞ九セットする。具体的
には、シートリングＲは上方部軸穴ＨＲを回転板２１の
上受ビン２２に引っ掛けて垂直に吊持させ、バルブ本体
■は本体保持体３７に挿着する。この状態から、まず固
定ユニット３側のシリンダ１９を伸長動作して、固定板
７を水平姿勢に戻すと、固定板７の先端部下面から突設
される下受ピン８が自動的にシーｌ−リングＲの上方部
軸穴ＨＲに嵌合し、シートリングＲが固定板７と回転板
２１とでしっかりと位置決め保持される。そして、シー
トリングＲを保持したら、シリンダ２５を伸長させ、次
いでシリンダ２８を伸長上昇させて、上クランプ２３を
作動状態におく。このとき、上クランプ２３の先端部２
３ａは、シートリングＲのフランジ部Ｆ、Ｆ間の溝に密
着されると共に、二次リングｒを含む軸穴ＨＲの周辺部
をしっかりと拘束する（以上第２図参照）。

こうして、シートリングＲの押えを完了したらロータ３
４を回転して、第３図のように、回転ユニット４を支点
０のまわりに約９０°回転させる。

第８図はこのときシートリングＲが受ける変形の概要を
、また第９図（ａ）、（ｂ）は変形後のシートリングＲ
の状態を図示している。即ち、シートリングＲを、第３
図及び第８図に示すように、円周上の下部一箇所を押え
て固定した状態で、反対側の上部一箇所を掴んで約９０
°ねじるようにすると、シートリングＲは正面から見る
と、第９図（ａ）のように、上方に引っ張られて楕円形
を呈する。また、同図（ｂ）のように縦断面で見ると、
上部ねじれ側は下部固定側に対して直立されると共に、
途中から円弧状に傾きながらねじれ側とその周辺部が後
方に逃げ出した状態となる。

この状態で、第３図のように、シリンダ５６を伸長させ
、シートリング押え５２をシートリングＲの両サイドに
当接させて押込むようにすると、固定側の直上に位置す
るシートリングＲの外径が更に小さくなる。そして、こ
の減径状態でシリンダ３９を縮退させ、本体保持体３７
を当初の前傾姿勢から直立姿勢に直すと、同図のように
、該本体保持体３７に挿着されたバルブ本体■が前方か
ら旋回しながら到来してシートリングＲの上にスムーズ
に外挿できる。

次に、バルブ本体■をシートリングＲと同心位置に位置
決めする操作を行なう。即ち、シリンダ５６を縮退させ
てシーｌ−リング押え５２を一旦後退させてから、シリ
ンダ３８を伸長させ、本体保持体３７と共にバルブ本体
■を上昇させる。すると、第４図のように、バルブ本体
■とシートリングＲとが同心に位置決めされる。このと
き、本体保持体３７から突設されるピン軸４１の先端部
４１ａがバルブ本体■の軸穴Ｈｖを貫通して上昇し、固
定板７の下受ピン８と衝突されることになる。

第４図の位置決め状態では、第１０図のように、シート
リングＲの下部固定側で、その両側フランジ部Ｆ、Ｆが
バルブ本体■の両側用Ｗ４Ｇ、Ｇにきっちりと嵌合され
る。

そして、この状態で第４図に併記するように、各シリン
ダ５７を伸長させ、左右の本体クランプ５３．５３をバ
ルブ本体■の両サイドに前方から当接させて、バルブ本
体■を固定する。しかる後、シリンダ５６を伸長させて
シートリング押え５２を再度シートリングＲの両サイド
に後方から当接させて、シートリングＲを押込むように
すると、シートリングＲの両サイドも順次両側フランジ
部Ｆ、Ｆがバルブ本体■の周溝Ｇ　、　Ｇにきっちり嵌
め込まれて行く。

しかして、今度は回転ユニット４を反転させてシートリ
ングＲを上部れじれ側をねじり戻す行程に移る。この際
、第５図のように、ロータ３４を逆転して回転ユニット
４を約４０°反転させた状態で、−旦回転を停止させる
。この状態で、シートリングＲの上部ねじれ側を回転板
２１に挾み込んでいる上クランプ２３の拘束を解除する
。具体的には、シリンダ２８を縮退させて上クランプ２
３の押えを解除し、次いでシリンダ２５を縮退させて上
クランプ２３をシートリングＲとバルブ本体■との隙間
から斜め上方に脱出させて後退させる。このときシート
リングＲは、第１１図に示すように、上部ねじれ側の近
傍のみが後方にはみ出した状態におかれる。

こうして、上クランプ２３を脱外し、同時にシ−トリン
グ押え５２を後退させてから、回転ユニット４を更に約
５０°反転させて、第６図のように、元の水平姿勢に復
帰させると、シートリングＲは回転板２１を保持された
まま、上部ねじれ側のフランジ部Ｆ、Ｆがバルブ本体Ｖ
の両側周溝Ｇ、Ｇに上面側で嵌合し、第１２図に示すよ
うに、完全なシートリングＲの挿入組立状態が得られる
。

そして、回転ユニット４をスタート位置に戻したら、左
右の本体クランプ５３．５３も待機位置に反転させる。

もっとも、本装置ではこの状態で、上、下受ピン２２．
８がシートリングＲの軸穴Ｈｎ、Ｈｉに係合したままな
ので、バルブ本体Ｖを取り出すことができない。そこで
、第７図のように、再度回転ユニット４を約９０°正転
させて、上受ビン２２を回転板２１と共にシートリング
Ｒの軸穴Ｈａから除去し、しかる後、シリンダ３８を縮
退させて本体保持体３７を下降してから、シリンダ３つ
を伸長させ本体保持体３７を前傾すると、当初、本体保
持体３７に空で差し込んだバルブ本体■が内周にシート
リングＲを挿入した組立状態で戻されて来る。そして、
組立品を取り出す間に、回転ユニット４を水平姿勢に反
転しておけば、装置全体がスタート時の待機姿勢に復帰
されて、次のサイクルを開始でき、連続運転が可能とな
る。

このように本装置によれば、既述のようなリング変形機
構１と本体位置決め機１１１２とを組み合わせることに
よって、バルブ本体■に対するシートリングＲの困難で
疲れ易い挿入作業が自動的に行なわしめることができる
。即ち、作業者は最初にシートリングＲとバルブ本体■
とを各々セットする作業と、組立品を本体保持体３７か
ら取り出す作業のみとを行えば足りる。

そして、特に実施例装置の場合にあっては、シートリン
グＲとバルブ本体■の軸穴ＨＲ，ＨＶが鉛直方向の同心
位置で正確に位置決めされ、両者の軸穴相互に位置ずれ
を生じる挿入位置不良を惹起する心配がない。また、シ
ートリングＲの上部ねじれ側を押える上クランプ２３は
、同時に軸穴Ｈａの周囲に嵌着された二次リングｒを押
える役目も果すため、二次リングｒが変形時に脱落乃至
破損するといったトラブルも未然に防止できる。

そして又、実施例装置のように、追加機構として、シー
トリング押え５２と左右一対の本体クランプ５３．５３
とを設けたものでは、バルブ本体ＶにシートリングＲの
下部固定側を嵌合した後に、両者の協動作業でシートリ
ングＲの両サイドをバルブ本体Ｖにきっちりと嵌合させ
ることが確実に実行でき、以降の行程でシートリングＲ
に部分的な挿入不良を来すおそれがなく、装置の信頼性
が高められる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明のシートリング挿入装置
によれば、バルブ本体にその内径よりも外径の大きな弾
性体のシートリングを自動的に挿入して組み立てること
ができる。従って、本装置を利用すれば、手作業による
場合の作業者の苦痛を解放すると共に、作業の省力化が
図れ、同時に組立作業の能率も向上して経済性の改善に
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本発明の一実施例を示す。 第１図はシートリング挿入装置の正面図、第２図は同側
面図である。第３図〜第７図は装置の挿入行程を示す要
部の各側面図である。第８図〜第１２図はシートリング
挿入装置で変形されるシートリングの変遷を示し、第８
図は変形方法の概要を示すシートリングの縦断面図、第
９図（ａ）は変形後におけるシートリングの正面図、同
図（ｂ）は同縦断面図、第１０図はバルブ本体に対する
シー　１−リングの固定側挿入状態を示す縦断面図、第
１１図はバルブ本体に対するシートリングの固定側及び
両サイドの挿入状態を示す縦断面図、第１２図はバルブ
本体に対するシートリングの完全挿入状態を示す縦断面
図である。 第１３図と第１４図は本発明に係るバタフライバルブを
図示し、第１３図は破断分解斜視図、第１４図は組立状
態における要部の縦断面図である。 第１５図は従来の挿入方法を示す変形シートリングの側
面図である。 ■・・・バルブ本体　　　　Ｇ・・・側面周溝Ｐ・・・
支脚部　　　　　ＰＳ・・・台座部Ｈｓ・・・取付穴　
　　　　Ｓ・・・バルブシャフトＢ・・・バタフライ　
　　Ｈ，Ｈｖ、ＨＲ・・・軸穴Ｒ・・・シートリング　
　　Ｆ・・・フランジ部ｒ・・・二次リング　　　　ｇ
・・・環状溝０・・・支点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シートリングを円周上の一箇所のみ約９０°ねじれを与
   えて変形させるリング変形機構と、このリング変形機構
   で変形されたシートリングにバルブ本体を外挿して同心
   位置に位置決めする本体位置決め機構とを具備してなる
   ことを特徴とするシートリング挿入装置。