JPH0241397Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、バタフライ弁に関し、特に、メタル
シート等の剛性材料からなるシーリング部機構を
備え、シート押え金物とシートリングを別個に有
するバタフライ弁のシーリング機構に関する。

（従来の技術） 従来のバタフライ弁においては、第５図に示す
ように、環状に形成された金属製のコイルばね１
を薄板で内包し、断面がほぼＪ型、つまり、弁体
（弁板）５と当接するシーリング部が円弧状に形
成され且つ半径放射方向に平板部を有する型に形
成され、弁体５との着座部において上記コイルば
ね１によつて弾性を付与されたシートリング２を
有し、該シートリング２を、本体（弁本体）３と
シート押え金物４との間に配し、弁体（弁板）５
の周面と圧接関係を保持することによつて流体の
シール作用が行われてきた。

また、弁体５がシート（弁座）と圧接関係にあ
るとき、着座面においてシートリング２のコイル
ばね１による弁体５への押圧力が損われないよう
に、シートリング２のコイルばね内包部の背面
に、環状のバツクアツプリング６が内接されてい
る。

上記コイルばね１とバツクアツプリング６との
接点では、第６図に示すように、バツクアツプリ
ング６の平面に垂直方向の力Ｎが弁体５側に働
き、弁体５とシートリング２との接点において
は、この力による分力Ｆ−Ncosθが作用し、この
分力によつて流体がシールされている。

更に、シートリング２の半径方向外方へ伸びた
平面部には、半円弧状の凸部２ａが設けられてお
り、該凸部２ａの頂点とシート押え金物４の本体
３側平面部とが当接するように、シート押え金物
４に凹部４ａが設けられている。このため、流体
圧力Ｐによる弁体５のシート押え方向への撓みや
移動等があつても、図示のようにシートリング２
の凸部２ａの頂点からの曲げモーメント（ｆ×
）によつて、シートリング２の平面部もシート
押え金物４方向に僅かに偏移するようになつてい
るので、弁体５とシートリング２との当接位置が
大きくずれることなく、前記の力Ｎ又はＦが過剰
に大きくなることはなく、弁の開閉トルクもこれ
によつて過剰に大きくなることはなかつた。な
お、図中、７は弁棒、８はガスケツトパツキンを
示す。

（考案が解決しようとする問題点） 上記した従来のバタフライ弁においては、次の
ような問題点があつた。

(i) シートリング２の包板が極薄の金属で構成さ
れているため、弁開閉時の弁体５の内圧による
シート押え金物４方向への移動によつて平板部
の凸部２ａが塑性変形し、前記した曲げモーメ
ントによるスプリング効果を長期に亘つて保持
できない。

(ii) 弁の使用圧力に応じてスプリング反力を自在
に変えることができない。

(iii) 平板部凸部２ａにおいて、撓（たわ）み量が
限定されるため、特定の圧力以上に弁体５に圧
力が加わつた場合、ｆ×の曲げモーメントが
塑性変形等によつて損われるため、シートリン
グ２に加わる弁板移動に伴う外力が大きくな
り、これに伴い弁体５への反力下も大きくなる
ため、弁の開閉トルクが非常に大きくなり、
又、着座面が同反力による摩擦力の増大に伴い
損傷を来たす恐れがある。

(iv) 弁体に働く圧力が前記の方向と反対側から加
わつた場合、弁体がシートリングから離脱する
方向に移動するが、この時、凸部２ａによるシ
ートリング２の弁体５への押圧力が一定である
ため、シール力が乏しくなる。

(v) 高温仕様において、高熱による弁体５及びシ
ートリング２の熱歪がシートリング背面のバツ
クアツプリング６によつて外側で規制され、内
方にのみ作用するため、弁の開閉トルクが大き
くなり、前項(iii)と同様に、シートリング２に損
傷を与える危険性が高い。

本考案は、上記した問題点を解決することを技
術的課題としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記した従来技術の問題点を解決す
るために、弁体と当接するシーリング部が円弧状
に形成され且つ半径方向に平板部を有する環状の
シートリングを、本体とシート押え金物間に配
し、シートリングの平板部にシール部材を配して
本体壁面に当接させるようにし、シート押え金物
内面の本体壁面と対向する位置に、内径をシート
リングのシーリング円弧の中心径より大きく設定
した板ばね装着溝を設け、該板ばね装着溝に、本
体壁面方向に自由に変位しうるようにシーリング
部に当接してシートリングを弁体方向に押圧する
１枚又は複数枚の環状の板ばねを、シーリング部
を囲繞するように配置したことを特徴としてい
る。

（作用） 本考案は、上記のように、シート押え金物の内
径がシートリングのシーリング部中心径より大き
く設定され、板ばね装着溝に配置された環状の板
ばねが、本体壁面方向に自由に変位できるように
シーリング部に当接しているので、閉弁時、弁体
が内圧によつて変位したとき、該変位に伴う外力
がシートリングのシーリング部との当接面に働く
と、板ばねは、板ばね装着溝の内径縁部を支点と
して周縁支持梁として作用する。この時、板ばね
も、上記弁体の変位方向に撓むが、この撓みによ
つて生じる板ばねの反力により、該反力とその作
用線への上記支点からの距離との積によるモーメ
ントが、シートリングを弁体に押しつける方向に
働く。従つて弁のシール効果が得られる。

また、上記環状の板ばねは１枚又は複数枚から
なつているので、該板ばねの枚数を変えるだけ
で、弁体とシートリング等の位置関係を変えるこ
となしに弁のシール圧力が自在に調整され、これ
に適した弁開閉トルクが得られる。同様に、逆方
向、つまり弁体の弁棒方向へ向かう流体圧力が弁
体に作用している場合には、弁体はシートリング
から離脱する方向に変移するが、板ばねの枚数を
増やすことによつてばね定数が高められ、該板ば
ねによるシートリングの弁体への押圧力が高ま
り、シール性能が維持される。

一方、高温時において生じるシートリングの熱
膨脹は、シート押え金物の板ばね装着溝部でシー
リング部外周に形成された空間に吸収され、また
この時シートリングに生じる熱歪も板ばねの押圧
力によつて矯正される。従つて弁着座時のシール
力は低下しない。

（実施例） 次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示すバタフライ
弁のシーリング装置を示す断面図であつて、図
中、第５図に記載した符号と同一の符号は同一な
いし同類部分を示すものとする。

図において、環状のシートリング１２は、金属
でつくられ、弁体５と当接する円弧状に形成され
たシーリング部１２ａと、半径放射方向に延びた
平板部１２ｂとからなり、シーリング部１２ａに
は、無方向の弾性を有せしめるように内部にコイ
ルスプリング１又は図示しない断面円形のコア芯
を内包している。上記シートリングは、本体（弁
本体）３の壁面３ａとシート押え金物１４との間
に配置され、シートリング平板部１２ｂに環状の
ガスケツトパツキン１１を配して、該平板部１２
ｂと共に本体壁面３ａに当接させるようになつて
おり、内部流体の外部への漏れ及び弁上流側から
下流側への漏れを防止する構造となつている。

一方、シート押え金物１４の内面には、本体壁
面３ａと対向する位置に、段部を具えた板ばね装
着溝１４ａが設けられ、該板ばね装着溝１４ａの
内径縁部１４ｂの内径（直径）φDは、第２図の
要部拡大図に示すように、シートリング１２のシ
ーリング部１２ａの円弧中心径φCより大きく設
定されている。

上記板ばね装着溝１４ａには、１枚又は複数枚
の環状板ばね１５が、シーリング部１２ａを囲繞
（じよう）して、本体壁面３ａ方向に自由に変位
しうるようにシーリング部１２ａに当接して配設
されている。

次に、作用について説明する。閉弁時、弁体５
が第３図に示すように、内圧Ｐによつて２点鎖線
位置に変位したとき、該変位に伴う外力がシート
リング１２のシーリング部１２ａとの当接面に働
くと、板ばね１５は、シート押え金物１４の内径
縁部１４ｂのかど部を支点とした周縁支持梁の特
性をもつて作用する。この時、板ばね１５も、図
示のように、上記弁体５の変位方向に撓む（撓み
量：λ）が、この撓みによつて生じる板ばね５の
反力ｆと、該反力ｆの作用線上への上記支点つま
り内径縁部１４ｂのかど部からの距離との積
（ｆ×）によるモーメントが働くため、シート
リング１２は弁体５に押し付けられ、弁のシール
効果が得られる。

従来、第４図に示すように、本体３とシート押
え金物４との間に配設されたシートリング２を弁
体５の方向に押圧する環状の板ばね１０を、その
外周部が本体３とシート押え金物４とで完全に挾
み込まれるようにして取付けたものが、多く見受
けられるが、このものでは、板ばね１０が周縁固
定梁としての特性をもつて作用するため、上記し
た本考案の実施例（第３図）におけるような周縁
支持梁と比較して大きな撓み量λが得られない。
そのため、弁体５の変位量が大きい場合には、塑
性変形を生じ、ばね効果を損う結果となり易かつ
た。またこのものでは、板ばね１０の厚みとシー
トリング２の厚みとによつてシート押え金物４の
板ばね装着溝深さが決められてしまうため、板の
枚数を容易に変えることができず、仮りに板ばね
１０の枚数を増やすと、シート押え金物４が弁本
体３の端面より、図の２点鎖線に示すように、出
張る等の不具合が生じた。

これに対し、本考案の実施例によれば、板ばね
１５の枚数が増えても、板ばね装着溝１４ａ内の
ばね平板部が自由であり且つ内径φDがシーリン
グ部中心径φCより大きいため、板ばね１５の撓
み量λが変化するだけで、寸法的不具合は一切生
じない。また板ばね１５の枚数を変えるだけで、
弁体５とシートリング１２等の位置関係を変える
ことなく、弁のシール圧力を自由に調整でき、こ
れに適した弁開閉トルクが得られる。同様に、弁
体５に働く圧力が逆方向（第１図の矢印と逆の方
向）になつた場合も、板ばね１５の枚数を増やす
ことによつてシール性能を維持することができ
る。

また、高温時においてシートリング１２が熱膨
脹しても、該シートリングに生じる熱歪は板ばね
１５の押圧力によつて矯正されるため、弁着座に
おけるシール力は低下しない。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば次のよう
な効果が奏される。

(i) シート押え金物の内面に設けられた板ばね装
着溝の内径をシートリングのシーリング部中心
径より大きく設定し、且つ板ばね装着溝に配置
された環状の板ばねを本体壁面方向に自由に変
位できるようにシートリングのシーリング部に
当接させるようにしたことにより、板ばねは板
ばね装着溝の内径縁部を支点として周縁支持梁
として作用するので、閉弁時、弁体の内圧によ
る変位に応じて板ばねが弁体の変位方向に撓む
撓み量を大きくとることができる。しかも、こ
の撓みによつて生じる板ばねの反力によるモー
メントが、シートリングを弁体に押しつける方
向に働くので、弁のシール効果を向上させるこ
とができる。

(ii) 環状の板ばねを１枚又は複数枚としたことに
より、該板ばねの枚数を変えるだけで、弁体と
シートリング等の位置関係を変えることなく弁
のシール圧力を自在に調整でき、これに適した
弁開閉トルクを得ることができる。

(iii) 弁体に働く流体圧力が逆方向即ち弁体がシー
トリングから離れる方向に作用した場合でも、
板ばねの枚数を増やすことによつてばね定数を
高めることができるので、該板ばねによるシー
トリングの弁体への押圧力を高め、シール性能
を維持することができる。

(iv) 高温時において生じるシートリングの熱膨脹
を、板ばね装着溝部のシーリング部外周の空間
で吸収することができ、この時、シートリング
に生じる熱歪も板ばねの押圧力によつて矯正さ
れるので、弁着座におけるシール力の低下を招
くことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すバタフライ弁
のシーリング機構の断面図、第２図及び第３図は
作用状態を示す要部断面図、第４図は比較例を示
す要部説明図、第５図は従来のバタフライ弁の要
部断面図、第６図及び第７図は同作用説明図であ
る。 ３……本体、５……弁体、１１……ガスケツト
パツキン、１２……シートリング、１２ａ……シ
ーリング部、１２ｂ……平板部、１４……シート
押え金物、１４ａ……板ばね装着溝、１４ｂ……
内径縁部、１５……板ばね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ シート押え金物とシートリングとを別個に有
   するバタフライ弁において、弁体と当接するシ
   ーリング部が円弧状に形成され且つ半径放射方
   向に平板部を有する環状のシートリングを、本
   体とシート押え金物間に配し、シートリングの
   平板部にガスケツトパツキン等のシール部材を
   配して該シートリング平板部と共に本体壁面に
   当接させるようにし、シート押え金物内面の本
   体壁面と対向する位置に、内径をシートリング
   のシーリング円弧の中心径より大きく設定した
   板ばね装着溝を設け、該板ばね装着溝に、本体
   壁面方向に自由に変位しうるようにシーリング
   部に当接してシートリングを弁体方向に押圧す
   る１枚又は複数枚の環状の板ばねを、シーリン
   グ部を囲繞するよう配置し、周縁支持梁特性を
   持たせたことを特徴とするバタフライ弁のシー
   リング機構。 ２ 上記板ばね装着溝は、本体壁面と対向する段
   部を具えている実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のバタフライ弁のシーリング機構。 ３ 上記環状のシートリングのシーリング部がコ
   イルばね又は断面円形のコア芯を内包している
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のバタフラ
   イ弁のシーリング機構。