JPH0645300Y2 - シートリング挿入装置 - 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Ｖ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ＶとシートリングＲとにそれぞ
れ穿孔されている軸穴H_V，H_V，H_R，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H_R、H_R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H_R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
れた環状溝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Ｖの支筒部下部には、台座部PSが設け
られ、その両側に取付穴H_S、H_S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Ｖ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、一旦バルブ本体
Ｖ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Ｖの内周に挿入
し、しかる後、本体Ｖ内で元も姿勢に戻しつつフランジ
部Ｆをバルブ本体Ｖ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。

［考案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、シートリングの
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。

また上記挿入方法によると、シートリングには180°ね
じる様な複雑な変形が与えられるため、変形時に前記二
次リングの周辺も大きく変形されて、金属製の二次リン
グでは、前記環状溝から脱落してしまうことが多い。

本考案は、このような現状に鑑み、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
できると共に、挿入の際、二次リングの脱落を防止でき
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］ 本考案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た装置であって、更に上記リ
ング変形機構に、上記シートリングのねじれ側を保持す
る回転板と該回転板にシートリングを挟み付ける上クラ
ンプとを設け、この上クランプをシートリングの軸穴周
囲に嵌着された二次リングを押える二次リング押えに兼
用して構成される。

［作用］ この装置では、まずリング変形機構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ら
れる。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。

そして、シートリングの変形・挿入時には、リング変形
機構に設けた二次リング押えが、該変形機構と連動して
二次リングを押えているので、シートリングに嵌着され
た二次リングが脱落することがない。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図示して具体的に説明する。

第１図と第２図は本考案に係るシートリング挿入装置の
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90
°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Ｖ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５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の下方部軸穴
H_Rが挿支される下受ピン８を突設させて構成される。下
受ピン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19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21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H_Rを挿支する上受ピン22を穿設している。この上受
ピン22は、前記下受ピン８と鉛直上方位置に位置してい
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。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２図二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、上受ピン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。

また、上クランプ23は、本装置の場合、シートリングＲ
の軸穴周囲に嵌着された二次リングｒを押える二次リン
グ押えを兼ねている。即ち、上クランプ23の先端部23a
は、上述のように上方部軸穴H_Rが上受ピン22に挿支され
たシートリングＲの外周一箇所に密着されて、これを回
転板21に挟み付けると同時に、二次リングｒを含む軸穴
H_Rの周辺部を押え付けてしっかりと拘束する。

かかる回転ユニット４は、回転板21、上クランプ（二次
リング押え部材）23及び上クランプ23を動作するための
二つのシリンダ25、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クランク軸（軸心Ｏ）3
1、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の一方から貫出されたクランク軸
31と、同側板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、前記上受ピン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Ｖ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Ｖ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Ｖ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Ｖ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H_S、H_Sを受ピン42、42にそ
れぞれ嵌め込んで、バルブ本体Ｖ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に挾持され、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の下方部に取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38
a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Ｖ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、下受ピン22、８の
鉛直下方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37を前方に傾いた待機姿勢
（第２図二点鎖線）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Ｖ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、前記支板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（下受ピン８）と回転ユニット４（上受ピン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Ｖ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）が傾立状態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２図二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Ｖ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。

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態）で、シ
ートリングＲをリング変形機構１に、バルブ本体Ｖを本
体位置決め機構２にそれぞれセットする。具体的には、
シートリングＲは上方部軸穴H_Rを回転板21の上受ピン22
に引っ掛けて垂直に吊持させ、バルブ本体Ｖ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
が自動的にシートリングＲの下方部軸穴H_R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（二次リング押え）23を作動状態
におく。このとき、上クランプ23の先端部23aは、シー
トリングＲのフランジ部Ｆ、Ｆ間の溝に密着されて、前
述のように、二次リングｒ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34
を回転して、第３図のように、回転ユニット４を支点Ｏ
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Ｖ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ＶをシートリングＲと両者の中心が一
致する同心位置に位置決めする操作を行なう。即ち、シ
リンダ56を縮退させてシートリング押え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Ｖを上昇させる。すると、第４図のように、
バルブ本体Ｖ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Ｖの軸穴H_V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Ｖの両側周溝Ｇ、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Ｖの両サイドに前方から当接させて、バルブ本体Ｖ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Ｖ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を上部ね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、一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
に挟み込んでいる上クランプ（二次リング押え）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23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Ｖ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、上記ねじれ側の
近傍のみが後方にはみ出した状態におかれる。なお、こ
の状態で上クランプ（二次リング押え）23による押えを
解除しても、シートリングＲが回転板21から外れること
はないし、シートリングＲの変形も緩和されているので
二次リングｒが脱落することもない。

こうして、上クランプ23を脱外し、同時にシートリング
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に保持されたまま、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H_R，H_R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、
上受ピン22を回転板21と共にシートリングＲの軸穴H_R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39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Ｖ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と本体位置決め機構２とを組み合わせることによっ
て、バルブ本体Ｖに対するシートリングＲの困難で疲れ
易い挿入作業を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Ｖ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。

しかも、本挿入装置にあっては、リング変形機構１の回
転ユニット４に搭載された上クランプ23が、シートリン
グＲの上部ねじれ側を回転板21に挾み付けて押える役割
に加えて、シートリングＲの変形・挿入時に二次リング
ｒを押える役割も果すため、シートリングＲの軸穴周囲
に嵌着された二次リングｒが脱落する心配がない。

なお、特に上記実施例装置の場合、シートリングＲを回
転板21に保持させて変形するのに必要な上クランプ23
を、二次リング押えに兼用できる点で、装置が簡易で合
理的なものとされる。

［考案の効果］ 以上に説明したように、本考案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、従来の手作業に比して、作業の省力化と能率化
が達成できる上に、シートリングの変形挿入時に二次リ
ングが脱落して、必要な二次リングが欠損するといった
組立不良を起こす問題点が的確に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本考案の一実施例を示す。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トリング
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図は本考案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。 Ｖ……バルブ本体、Ｇ……側面周溝 Ｐ……支脚部、PS……台座部 H_S……取付穴、Ｓ……バルブシャフト Ｂ……バタフライ、Ｈ、H_V，H_R……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 Ｏ……支点 １……リング変形機構、２……本体位置決め機構 ３……固定ユニット、４……回転ユニット ７……固定板、８……下受ピン 21……回転板、22……上受ピン 23……上クランプ（二次リング押え） 31……クランク軸、32……クランクアーム 34……ロータ、35、36……ベベルギヤ 37……本体保持体、40……台座、41……ピン軸 19、25、28、38、39……シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 西澤 善武 滋賀県蒲生郡竜王町弓削豊楽37（番地な し） 竜王村田株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−271638（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−151835（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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
   備した装置であって、上記リング変形機構に、上記シー
   トリングのねじれ側を保持する回転板と該回転板にシー
   トリングを挟み付ける上クランプとを設け、この上クラ
   ンプをシートリングの軸穴周囲に嵌着された二次リング
   を押える二次リング押えに兼用したことを特徴とするシ
   ートリング挿入装置。