JPH04210168A - 蝶型弁の弁箱,及びその製法 - Google Patents

蝶型弁の弁箱,及びその製法

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JPH04210168A
JPH04210168A JP2407452A JP40745290A JPH04210168A JP H04210168 A JPH04210168 A JP H04210168A JP 2407452 A JP2407452 A JP 2407452A JP 40745290 A JP40745290 A JP 40745290A JP H04210168 A JPH04210168 A JP H04210168A
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valve
valve box
metal tube
end surfaces
welding
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Takao Kobayashi
小林 崇男
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0209Check valves or pivoted valves
    • F16K27/0218Butterfly valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49405Valve or choke making

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

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】
[oooll
【産業上の利用分野]本発明は、流体の配管に装着され
る蝶型弁に関するもので、特に、金属管を塑性加工法で
成形する新規な構造の弁箱の提供を目的とする。 [0002] 【従来の技術】従来、蝶型弁の弁箱は、金属の鋳造品を
機械加工により仕上げていた。鋳造弁箱の問題点として
、重い・鋳巣等の不良が避けられ無い・機械加工費が高
い・等がある。近年、金属の板や管をプレス成形した複
数の部品を溶着し、最小限の機械加工で精度を保証する
蝶型弁の弁箱が開発され量産されている。優れた例には
、特開昭62−63279があり、更に特開昭6314
5877に改良されている。 (以降、前者を先発間A
、後者を先発間Bとよぶ) [0003]
【本発明が解決しようとする問題点】これらの2先発明
の弁箱本体は同一構造であり従来の鋳造弁箱、プレス弁
箱の問題点を改善した発明であるが、構造上・製法上、
避けられ無い問題点がある。第4図に基づいて説明する
。 即ち、塑性加工法の内でも、残留応力の大きいプレ
ス加工により内殻44を成形し、残留応力が最大で応力
が最も開放され易い内殻44の両端部と、外殻45の両
端部を衝合して溶接する為、熱応力と残留応力が影響し
あって、大きな歪みを発生させている。この歪みが、軸
受の同心度、弁箱内周部の真円度に悪影響して、弁体の
スムースな回動・流体の密閉に重大な支障となる。上部
軸受46、下部軸受47の内殻44への溶接も、熱変形
量を更に増加させている。 又、上述した溶接箇所はす
べて、機能上、寸法精度を要するので機械仕上げを要す
る。溶接熱による表面酸化層の処理費・金属組織調整の
為の熱処理費も更に付加される。この熱影響の軽減対策
として該発明は、外殻、或は内殻の端部を「コ」状に折
り返して この間へ内殻、或は外角端部を嵌挿して、短
いビードの溶接やスポット溶接で固着する方法を発明し
ているが、使用する金属の種類によっては、応力腐食・
時期割れ等の問題が懸念される。上述の溶接熱の悪影響
を軽減する方法として、特開昭64−35.178の様
に溶接箇所を減する対策として 軸受(収容)部をバル
ジ加工で膨出成型した弁箱も開発された。該発明は、複
雑な構造のカートリッジ式弁座と組み合わせて使用する
為に、従来の簡明な弁箱構造が失われて、耐久性・剛性
等に新たな問題が惹起された様にも推察される。上述し
た何れの発明も、鋳造後切削加工した弁箱の精度には到
達せず、今後、需要が急速拡大する自動調整弁・高圧弁
等に必要な高精度弁箱の安定供給にはもう一段の工夫が
望まれている。 [0004]
【問題点を解決する為の手段】本願発明による問題解決
の第一の手段は、金属管の両端面を外周方向に翻転し両
端面をほぼ外周中央部で接触させ、その接触面を溶着し
た「弁箱本体の構造」にある。 尚、この構造において
は外周中央部の溶着は 熱影響の殆ど無い他の固着方法
に代える事が出来る。問題解決の第2の手段は、軸受収
容部16.17を金属管母材より突出し成型により設け
た設計構造である。問題解決の第3の手段は、これらの
設計思想を忠実に具現する為、各種の塑性加工法を駆使
した生産工法である。即ち、金属管の両端面を外周方向
に、塑性加工法により翻転成形して、両端面を接触させ
、この接触面を溶接等で固着し弁箱本体を形成する。 尚、適用する塑性加工法としては、ロール成形法・プレ
ス成形法・バルジ加工法・転造加工法 等があるが、弁
箱の設計構造・要求精度・生産数量によって、最適の加
工方法を選び、工程を設定する。 [0005]
【作用】問題解決策1の手段の「弁箱本体の構造」に於
いて、外周中央部の溶接箇所は、応力が最も開放され難
く、機能上に於いても大きな溶接強度を必要としない。 従って、溶接ビードも短く、溶は込みも浅くて良いので
溶接熱の悪影響は少ない。又、この溶接箇所は、機能上
に於いて寸法精度を必要としないので、機械仕上げ加工
が必要ない。問題解決の第2の手段の「軸受収容部部の
金属管母材からの突き出し成型」によれば、先発間A。 Bの様な溶接が不要となるので、熱変形も表面酸化も減
少し、寸法精度の必要な内周面の仕上げも省略出来る。 問題解決の第3の手段の「生産工程」によれば、母材か
ら突き出し成型した軸受収容部を基準に金属管を治具に
セットし、金属管両端面を外周方向に、ロール成形法等
で翻転成形し、外周部(ほぼ中央が好ましい)で接触さ
せ、接触面を溶着するので、残留応力も熱応力も小さく
、変形量も減少し、2箇の軸受収容部の同心度・弁箱の
内、外周部と軸受収容部との関連精度は、鋳造後句削加
工により仕上げた弁箱の高精度にほぼ匹敵する。 [0006]
【実施例】実施例1を「図1」「図2」「図5」「図6
jに基づいて説明する。 1図1」に於いて、弁箱1は
弁箱本体4と弁棒支持部5との溶接体から成る。「図5
」に於いて弁箱本体の生産工程は、母材からプレス加工
(又は、バルジ加工)で成型された軸受収容部16゜1
7を持つステンレス管10を、軸受収容部を基準にして
治具にセットする。次にステンレス管10の両端面11
.12をロール加工で外周方向に翻転じ、両端面を外周
ほぼ中央部で接触させ、その接触面13を溶着し、変形
した円に近い断面形状を持つ中空環状体14を形成する
。次に、 「図6」の様に3方向からロールを押し付け
て所要の形状に成形して弁箱本体4を形成する。この弁
箱本体4の外周部に、弁棒支持部5の取り付は穴18を
軸受収容部16.17を基準に切削し穴18を挿通して
弁棒支持部5の先端部の内径を軸受収容部12の外径に
嵌合させて、軸受は収容部16.17と弁棒支持部5の
軸受収容部5bが同心になる様に位置決め後、溶着し弁
箱を形成する。これらの工程において、弁箱本体の設計
形状によっては、中空環状体14を経ないで、直接、弁
箱本体形状に成形し、接触面13を溶着する事もある。 又、上述の成形方法に於いて、弁箱本体の材質・形状に
よってはロール成形法のみに限定されず、プレス加工法
に代行、或は、両加工法の併用でも良い。実施例 2を
「図7」に基づいて説明する。実施例1の弁箱構造にお
いて、接触面13の固着方法は溶接に限らず、圧縮バン
ド19を接触面13の外周面に覆装して、焼嵌め・冷却
嵌め・或は形状記憶合金を使用して、圧縮バンドに圧縮
応力を発生させて、接触面13を緊締する方法に代行す
る事も出来る。実施例3を「図8」に基づいて説明する
。本実施例3は、実施例1より若干短い金属管を素材と
して使用する。従って、両端面を翻転しても外周中央部
にまで至らず、翻転した両端は接触しない。この翻転し
たが接触しない両端面11b、12bに外周部補填材1
5を覆装して、溶着する。実施例3に於いては溶接長さ
が実施例1の約2倍になり、熱応力の発生も約2倍にな
るが、形状的に残留応力が開放され難い箇所なので、熱
変形は先発間A、 Bに比較して非常に少ない。実施例
4を説明する。実施例3において翻転したが接触しない
両端面11b、12bと、外周部補填材15との固着方
法が、溶接の代わりに、実施例2に述べた圧縮応力によ
る緊締方法を使用した異なった実施例。実施例 5を説
明する。上記の実施例に於いては説明の便宜上、金属管
を素材としての工法を説明したが、金属管は金属板から
製造するものであり、本願発明を使用しての金属板から
の弁箱の製造は、金属管からの製造と同じ程度に容易で
手ある。実施例 6を説明する。上記の実施例に於いて
は、軸受収容部は金属管の母材から塑性加工で突出し成
型されたが、本実施例は、軸受収容部を金属管に溶着し
ても高精度を保証する生産工法である。 治具に金属管
をセットし、治具に装着された位置決めビンに軸受収容
部16.17をセットし金属管に溶着する。溶接後、治
具から金属管を外すと、溶接時の熱応力が解放され変形
するので、取り外さずに翻転加工に移る。この工法によ
って、前工程の残留熱応力が減殺されたり、閉じ込めら
れて、熱変形は減少し、高精度が得られる。実施例7を
1図9」により説明する。プレス成型による弁箱製造の
問題点である「成形に伴う薄肉化」防止について説明す
る。弁箱本体の内径より大きな内径の金属管21を素材
として用い、管の中央部をロール加工等により弁箱本体
の内径まで縮径して、次に翻転加工すれば、板厚はほぼ
均一になり薄肉化は防止出来る。縮径管22を展開して
得た形状の板材から直接ロール成形して、接合面を溶接
して、縮径管22を形成しても良い。以上、実施例を述
べてきたが、本願発明による弁箱の蝋型弁への適用につ
いての制約は殆ど無く、先発間A、 Bに記述されてい
たいずれの形式の蝶型弁にも有効に対応出来る。上記実
施例の金属管の材質には、ステンレスを含む鉄合金、ア
ルミニウム合金、銅合金、チタン合金、及びこれらの材
料を組み合わせたクラツド材、又、これらの間に合性樹
脂材を挟んだだ所謂サンドイッチ金属材等が適用出来る
。 [0007]
【本発明の効果】本願発明による弁箱は、下記の効果を
持つ。 (イ)弁箱本体が、中空の環状体であるので、
軽量である。 (ロ)弁箱本体が、中空の環状体である
ので、剛性が高い。。 (ハ)熱による悪影響をほぼ完
全に解決したので、熱変形が無く高精度である。 (ニ
)寸法精度が不必要の箇所で溶接しているので、機械仕
上費が不要である。 (ホ)溶接熱による酸化層の除去
の必要が無い箇所で溶接しているので、表面処理費が不
要である。(へ)溶接熱による金属組織の変化が殆ど無
いので、熱処理費が不要である。(ト)生産工程が安定
しているので、不良が殆ど無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明実施例1の正面一部所面図である。
【図2】本願発明実施例1の側面図である。
【図3】本願発明実施例1の弁箱を用いた蝶型弁の断面
図である。
【図4】先発明Bの弁箱を用いた蝶型弁の断面図である
【図5】  及び
【図6】本願発明実施例1の、金属管から弁箱本体を生
産する工法の最も重要な一部工程の説明図である。
【図7】本願発明実施例2の弁箱本体の断面図である。
【図8】本願発明実施例3の弁箱本体の断面図である。
【図9】本願発明実施例7の金属管の縮径方法の説明図
である。
【符号の説明】
1  弁箱 2  弁棒 3  弁体 4  弁箱本体 5  弁棒支持部 6  シート 7  軸受(ブツシュ) 8 0リング 16  軸受収容部(上部) 17  軸受収容部(下部)
【図3】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】平成3年5月16日
【手続補正1】
【補正対象項目名】図面
【補正対象項目名】
【補正方法】変更
【補正内容】
全図
【図3】
【図9】

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】環状の弁箱1と、該弁箱の中央で流路を直
    角に横切って回動自在に装着する弁棒2と、該弁棒の回
    動と共に弁箱内面で密封しつつ摺動するほぼ円板状の弁
    体3からなる蝶型弁の弁箱であって、弁箱は環状の弁箱
    本体4と弁棒支持部5から形成され、弁箱本体は塑性加
    工可能の金属管10の両端面11、12を外周方向に両
    端面が接触するまで翻転し、その接触面13を溶着した
    構造の蝶型弁の弁箱。
  2. 【請求項2】外周部接触面13の固着方法に於いて、溶
    接に代わって、接触面13に圧縮バンド19を装着し焼
    き嵌め・冷却嵌め、又は形状記憶合金の応用等により圧
    縮バンド19に発生させた圧縮応力を利用して接触面1
    3を緊締固着する「請求項1」に記載の蝶型弁の弁箱。
  3. 【請求項3】外周部の固着方法において、塑性加工可能
    な金属管10の両端面11、12を外周方向に両端面が
    接触しない箇所まで翻転し、翻転した両端面11b、1
    2bと、両端面の外周に覆設された外周部補填材15と
    を溶着した蝶型弁の弁箱。
  4. 【請求項4】翻転した両端面11b、12bと、外周部
    補填材15との固着方法が特許請求項2に記載の蝶型弁
    の弁箱。
  5. 【請求項5】上記の、金属管10は、金属管母材からプ
    レス(又はバルジ)加工で突き出し成型された軸受け収
    容部16、17を持つ「請求項1」、又は「請求項2」
    又は「請求項3」又は「請求項4」に記載の蝶型弁の弁
    箱。
  6. 【請求項6】金属管母材からプレス(又はバルジ)加工
    により突き出し成型された軸受収容部16、17を持つ
    金属管10の両端面11、12を外周方向にロール成形
    (又はプレス成型)により翻転成形し、両端面11a、
    12bを外周部のほぼ中央部で接触させ、その接触面を
    溶着する「請求項1」に記載の蝶型弁の弁箱本体4の製
    造方法。
  7. 【請求項7】軸受収容部16、17の金属管への固着方
    法に於いて、治具に金属管をセットし、治具に装着され
    た位置決めピンに軸受収容部16、17をセットし、金
    属管に軸受収容部を溶着した後、治具から金属管を取り
    外さずに、そのまま金属管の両端面11、12をロール
    成形によって翻転成形し、ほぼ中央部で接触させ、その
    接触面を溶着する「請求項1」に記載の蝶型弁の弁箱本
    体4の製造方法。
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