JPH07217752A - ボールバルブ用弁体およびその製造方法 - Google Patents

ボールバルブ用弁体およびその製造方法

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JPH07217752A
JPH07217752A JP1291894A JP1291894A JPH07217752A JP H07217752 A JPH07217752 A JP H07217752A JP 1291894 A JP1291894 A JP 1291894A JP 1291894 A JP1291894 A JP 1291894A JP H07217752 A JPH07217752 A JP H07217752A
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Nobuyuki Kawai
合 伸 幸 河
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Nihon Valqua Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】内外周面に亀裂の原因ともなりうる樹脂の溶接
箇所を配することなくライニング層を形成した熱溶融性
樹脂でライニングされたボールバルブの弁体およびその
製造方法を提供する。 【構成】内部流路を備えた略球状の金属製の弁体本体1
2の周壁に、該内部流路に貫通する少なくとも3つのピ
ン挿通孔15、16、17を開設し、弁体本体12を各
ピン挿通孔15、16、17に達する固定ピンで保持し
た状態で、この弁体本体12の全周面を熱可塑性樹脂で
被覆し、しかる後、固定ピンを内部流路を被覆した熱可
塑性樹脂の圧力で外方に押し出させつつ各ピン挿通孔1
5、16、17を熱可塑性樹脂で閉塞することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性樹脂でライニン
グされたボールバルブ用弁体およびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】化学薬品を取り扱う配管経路では、配管
を始めとし、フレキシブルホース、継手、あるいはバル
ブなど種々の配管部品が使用されているが、これらの配
管部品は全て耐化学薬品性の樹脂によりライニングされ
ている。例えば、配管部品としてボールバルブを用いる
場合には、そのハウジング内に収納される弁体も化学薬
品で侵される虞があることから、弁体も耐化学薬品性の
樹脂によりライニングされている。
【0003】もし、このような弁体にライニング層が形
成されていないと、ここを流れる薬液で弁体が腐食さ
れ、その結果、溶け出た不純物で薬液の品質が損なわれ
るとともに、ボールバルブの密封性も低下してしまうと
いう問題が生じる。
【0004】そこで、このような弁体は通常フッ素樹脂
により内外周壁の露出部全てがライニングされている。
図19(a)および(b)は、このように周壁全てがフ
ッ素樹脂でライニングされた従来のボールバルブの弁体
1を示したものである。
【0005】この弁体1では、略球状で芯金を構成する
弁体本体2が耐蝕性に富んだステンレス等の金属からな
り、この弁体本体2には薬液が通る内部流路となる孔2
aが略中央に貫通して形成されている。また、弁体本体
2の上部周壁には開口3が形成され、この開口3には、
後にこの弁体本体2を操作するための取付け部材が収容
される。さらに、弁体本体2の他側壁には、一対の孔2
b、2bが形成されているが、これらの孔2b、2bは
型成形時に樹脂が回り込むことにより埋戻されている。
このように孔2b、2b内に回り込んだ樹脂は、内外周
面部のライニング層を連結するので、ライニング層の浮
き上がりを防止する作用をなす。
【0006】また、弁体本体2の開口3に対向する他側
壁には、ピン孔2cが形成されている。このピン孔2c
にも型成形時に樹脂が回り込み、閉塞される。ところ
で、上記金属製の弁体本体2の内外周面全てをフッ素樹
脂等でライニングするには、金型内でこの弁体本体2を
所定距離、離反した状態にセットしなければならない。
【0007】しかし、金型内で弁体本体2を完全に離し
た状態でセットすることは不可能であるから、従来は弁
体本体2の下部に形成したピン孔2c内に六角穴付きネ
ジ7を挿入し、その六角穴にジグを挿入し、このジグで
弁体本体2を金型の壁から離反させるようにしていた。
そして、成型機で加熱軟化された樹脂は芯金となる弁体
本体2の内外周壁部およびネジ孔2b、2b内にも導入
され、ここにライニング層4が形成される。
【0008】また、こうしてライニング処理が施された
後、弁体本体2を押さえていたジグは止めネジ7から取
り外される。すると、ジグが挿入されていたピン孔2c
の周囲には、ジグが押圧されていた跡として、未だ樹脂
で被覆されていない凹所5が形成される。したがって、
後にこの凹所5内には、予め形成しておいた樹脂チップ
6が嵌合される。そして、この樹脂チップ6の周囲が樹
脂溶接されることにより、樹脂チップ6は弁体本体2に
固着させる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに樹脂チップ6を別体に形成し、この樹脂チップ6を
凹所5内に挿入し、その後、樹脂溶接で樹脂チップ6を
弁体本体2に一体化させる場合には、樹脂チップ6の溶
接した部分の機械的強度が弱くなる。したがって、透過
性の強い薬液の配管経路などにこの弁体1を設置する
と、流体が樹脂溶接した弱い部分を透過し、透過物が金
属と反応して生成したガスと透過物とによってライニン
グ層4が伸ばされ、溶接部の弱い所に応力が集中して亀
裂が生じる。
【0010】また、従来は成形加工、溶接等による残留
応力、外部から負荷される応力、または温度変動による
熱的応力によって、ライニング層が伸ばされ、溶接部の
弱い所に応力が集中して亀裂が生じる。そして、亀裂が
生じた部分からさらに流体が浸透し、金属部分を腐食さ
せシール性を損なわせるという問題があった。
【0011】本発明は、上記実情に鑑み、透過性の強い
薬液の配管経路などに用いられた場合であっても、ライ
ニング層に亀裂が生じたりする虞がなく、常に良好なシ
ール性を発現させることができるボールバルブ用弁体を
提供することを目的としている。
【0012】また、本発明は、このようなボールバルブ
用弁体を形成するにあたり、亀裂の原因ともなりうる樹
脂の溶接箇所を配することなく内外周壁のライニング層
を一体的に形成することができるボールバルブ用弁体の
製造方法を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るボールバルブ用弁体は、内部流路を備え
た略球状の金属製の弁体本体の全露出面を熱可塑性樹脂
からなるライニング層で一体的に被覆したことを特徴と
している。
【0014】また、上記目的を達成するための本発明に
係るボールバルブ用弁体の製造方法は、内部流路を備え
た略球状の金属製の弁体本体の周壁に、該内部流路に貫
通する少なくとも3つのピン挿通孔を開設し、前記弁体
本体を前記各ピン挿通孔に達する固定ピンで保持した状
態で、この弁体本体の全周面を熱可塑性樹脂で被覆し、
しかる後、前記固定ピンを前記内部流路を被覆した熱可
塑性樹脂の圧力で外方に押し出させつつ前記各ピン挿通
孔を熱可塑性樹脂で閉塞することを特徴としている。
【0015】
【作用】上記構成による本発明に係るボールバルブ用弁
体によれば、弁体本体の周壁全てのライニング層が一体
的に成形されているので樹脂溶接する必要がなく、この
ライニング層に機械的強度の弱い部分が存在しない。し
たがって、例えこの弁体を透過性の強い薬液の配管経路
などに設置した場合であっても流体が浸透したり、浸透
に起因する亀裂部などが生じたりすることがない。
【0016】さらに、本発明に係るボールバルブ用弁体
の製造方法によれば、弁体本体を離反させて配置するの
に少なくとも3つの固定ピンを用いるとともに、この固
定ピンを樹脂圧により段階的に抜け出させるようにして
いるので、簡単な作業のもとで表裏を一体化させたライ
ニング層を形成することができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明に係るボー
ルバルブ用弁体およびその製造方法の一実施例について
説明する。
【0018】図1(a)、(b)は本発明の一実施例に
より製造されたボールバルブ用弁体を示したものであ
る。同図に示したように、弁体10の表裏層を形成する
ライニング層11の芯金となった内部の弁体本体12
は、ステンレス等の金属から形成されている。また、弁
体本体12は、中央貫通孔13を有し、かつ該中央貫通
孔13に連通する開口14を有するとともに、3つのピ
ン挿通孔15、16、17を有している。これら3つの
ピン挿通孔のうち、2つのピン挿通孔15、16は相対
向する位置に形成され、他のピン挿通孔17は、開口1
4と対向する位置に形成されている。なお、これらのピ
ン挿通孔15、16、17は、製造工程の途中でライニ
ング層11を形成する樹脂が回り込むことにより閉塞さ
れる。
【0019】ピン挿通孔15、16、17を含めて全て
の周面が熱可塑性樹脂でライニングされた弁体10に
は、後述するように、樹脂による溶接箇所が一か所もな
く、全て一体的に成形されている。なお、弁体10の中
央貫通孔13は、ハウジング等の他の構成要素とともに
組付けられたときに、バルブ内で内部流路として機能す
る。
【0020】また、弁体本体10の表裏のライニング層
同士は、ピン挿通孔15、16、17内に流入した樹脂
で連結されるため、使用途中で部分的に浮き上がった
り、剥離したりすることがない。
【0021】熱可塑性樹脂としては、例えば、PTF
E、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビ
ニルエーテルとの共重合体であるPFA、テトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体で
あるFEP、或いはテトラフルオロエチレンとヘキサフ
ルオロプロピレンとパーフルオロアルキルビニルエーテ
ルとの共重合体であるEPE等のフッ素樹脂が好ましく
用いられる。
【0022】以下に、このようなフッ素樹脂をライニン
グして形成した弁体10の製造方法について説明する。
図2は、フッ素樹脂等をライニングするための金型30
を半断面で示したもので、この金型30内に金属製の弁
体本体12がセットされる。そして、この金型30内で
フッ素樹脂がライニングされる。
【0023】以下に、図3ないし図11を参照して金型
30の主構成要素と、これら構成要素の組立について説
明する。先ず、図3に示したように、キャビティ31を
有する下型32の横孔33に略T字状の下部差し込みピ
ン34を側方から挿通する。さらに、下型32の横孔3
3に開口するピン孔35に、下部固定ピン36を挿通す
る。すると、下部固定ピン36の突起36aは、キャビ
ティ31内に突出してされる。
【0024】次いで、図4に示したように、弁体本体1
2を下型32内に挿入し、弁体本体12の下部に形成し
たピン挿通孔17を下部固定ピン36の突起36aに嵌
合させる。このとき、弁体本体12の一対のピン挿通孔
15、16は、下型32の横部固定ピン挿通孔32a、
32b内に配置されるさらに、図5に示したように、下
型32に、キャビティ38を有する上型37を嵌合させ
る。
【0025】次いで、上型37、下型32間に構成され
る横部固定ピン挿通孔32a、32b内に横部固定ピン
39、39を挿入し、これら横部固定ピン39、39の
突起39a、39aを弁体本体12の孔15、16内に
突入させる。
【0026】こうして、横部固定ピン39、39を差し
込むことにより、弁体本体12は先に挿通された下部固
定ピン36とともに計3本の固定ピン36、39、39
により支持されることになる。
【0027】このように、弁体本体12を金型の壁から
離反させてセットしたなら、図6に示すように、これら
横部固定ピン39、39の頭部を覆うように押さえ部材
40、40を装着し、これら押さえ部材40を複数のネ
ジ41により固定する。
【0028】次いで、押さえ部材40、40の内部空間
40a、40a内に、図7に示したように、側方から略
T字状の横部差し込みピン42、42を挿通し、これら
の横部差し込みピン42、42により、前記横部固定ピ
ン39、39が押さえ部材40内で移動しないように規
制する。
【0029】これにより、横部固定ピン39、39は、
弁体本体12を保持した状態からづれることはない。続
いて、上型37と下型32との間にネジ43、43を挿
通し、上下の型を組付ける。
【0030】さらに、図8に示したように、横型44と
横型45とを上型37、下型32間のキャビティ31、
38内に挿入する。なお、図8は例えば図7を矢印A方
向から見た矢視で示している。
【0031】次いで、図9に示したように、上型37内
に略T字状のキー46を挿入する。さらに、横型44お
よび横型45をそれぞれネジ47で固定する。次いで、
図10に示したように、スペーサ48をキー46の上方
から装着し、キー46の頭部46aにスペーサ48の凹
所を嵌合させる。
【0032】続いて、図11に示したように、スペーサ
48の上方から樹脂貯留用のポット49を嵌合させ、さ
らに、ネジ50を挿通し固定する。以上、その概略を示
したように、図2に示した樹脂成形用の金型30が組立
てられている。
【0033】このように組立てられた金型30は、図1
2に示したように運搬用鉄板51の上に載置される。そ
の際、下型32の底部に形成された孔52内に運搬用鉄
板51に突設したピンを挿入し、金型30を所定位置に
配置する。
【0034】その後、ポット49の上部開口に蓋53を
配置する。これにより、ポット49内への異物等の侵入
が防止される。なお、樹脂を加圧するためのピストン5
4もこの鉄板51上に配置すると良い。
【0035】運搬用鉄板51に金型30およびピストン
54を配置したなら、この鉄板51ごと電気炉内に収容
し、例えば375°C±5°Cの温度範囲で加熱する。
炉内が所定温度に達してからの加熱時間は、120分〜
200分ほどである。
【0036】以下に、このように加熱された金型30お
よびピストン54を用いてフッ素樹脂をライニイグする
時の作業手順について図13ないし図18を参照しなが
ら説明する。
【0037】先ず、加熱した電気炉から運搬用鉄板51
ごと取り出すとともに、例えばトランスファ成形機等に
セットし、溶融されたPFA樹脂55をポット49内に
投入する。次いで、図13に示したように、溶融された
樹脂を投入してプレス機56のメインシリンダー57を
押し下げて加圧する。
【0038】メインシリンダー57を5〜10秒間程、
加圧下で保持した後、再びメインシリンダー57を上昇
させる。こうして、メインシリンダー57をいったん上
昇させたら、図14、15に示したように、略T字状の
横部差し込みピン42、42を押さえ部材40、40か
ら抜き取る。ここで、図14は横部差し込みピン42を
抜き取る前の状態を示しており、図15は横部差し込み
ピン42を抜き取った後の状態を示している。
【0039】次いで、再びメインシリンダー57を下降
させ約5〜10秒間その状態に保持させ、しかる後、メ
インシリンダー57を上昇させる。このように、2度目
にメインシリンダー57を下降して圧力を加えると、今
まで弁体本体12内に挿入されていた一対の横部固定ピ
ン39、39は、樹脂圧で次第にピン挿通孔15、16
の外方側に押し出され、ついには図16に示したよう
に、ピン挿通孔15、16から完全に押し出されて押さ
え部材40の壁に当接し、これらの固定ピン39、39
は金型内に一部、挟まった状態に留まる。
【0040】したがって、今まで、固定ピン39、39
が挿入されていたピン挿通孔15、16内にも樹脂が入
り込み、これらピン挿通孔15、16は樹脂により閉塞
される。
【0041】このようにして、一対のピン挿通孔15、
16内の固定ピンが除かれて孔内に樹脂が入り込んだ後
に、図17に示したように、下方側の下部差し込みピン
34を抜き取る。
【0042】下部差し込みピン34を抜き取った後、再
びメインシリンダー57を下降させて加圧する。所定時
間、圧力を加えた後、再びメインシリンダー57を上昇
させる。このように、メインシリンダー57を再び下降
して圧力を加えると、図18に示したように、今まで弁
体本体11のピン挿通孔17内に挿入されていた下部固
定ピン36は、次第にピン挿通孔17の外方側に押し出
され、ついにはピン挿通孔17から完全に脱して下方位
置に留まる。したがって、今まで固定ピン36が挿入さ
れていたピン挿通孔17内にも樹脂が入り込み、このピ
ン挿通孔17は樹脂により閉塞される。
【0043】したがって、本実施例では、予め弁体本体
12に形成されていた3つのピン挿通孔15、16、1
7が全てフッ素樹脂により閉塞されるので、弁体本体1
1の露出部全ては余す所なくフッ素樹脂でライニングさ
れる。
【0044】なお、ピン挿通孔15、16、17の開口
端近傍には、回り込んだ樹脂が固結されるためバリが形
成される。上記のようにしてフッ素樹脂によるライニン
グ層が一体的に成形されるが、この成形が終了した後、
圧力を保持したまま略60°Cになるまで金型30を徐
々に冷却する。
【0045】なお、冷却には水道水等が用いられ、冷却
に要する時間は20〜40分である。こうして、金型3
0の冷却が終了したなら、金型30を分解し成型品を取
り出す。
【0046】さらに、成型品の周面から完全にバリを切
除し、所定の寸法に仕上げ加工することで、フッ素樹脂
でライニングされたボールバルブ用弁体が形成される。
このように、フッ素樹脂でライニングされたボールバル
ブ用の弁体本体12には、ライニング層11に樹脂溶接
部が存在しないので、ライニング層11の機械的強度に
バラツキは生じない。
【0047】したがって、弁体本体12を透過性の強い
薬液の配管経路に使用しても、薬液などの透過し易い箇
所はなく、長期間にわたり好ましく使用することができ
る。しかも、内外周面のライニング層11は、ピン挿通
孔15、16、17内で固結したフッ素樹脂で連結され
るので、内外周面間の結合力は強固であり、使用途中で
ライニング層11の一部が剥離したり、浮き上がったり
することもない。
【0048】また、本実施例による製造方法によれば、
弁体本体12を3本の固定ピン36、39、39で予め
金型30内に支持しておくとともに、樹脂を段階的に加
圧し、その樹脂圧で固定ピンを2回に分けて抜き出すよ
うにしているので、最初に抜き出した固定ピンの空所に
入り込んだ樹脂で弁体本体を保持させることができる。
【0049】したがって、その後に他の固定ピンを抜き
出しても姿勢が崩れたりすることはない。また、この固
定ピンを抜き出せば、その空所に樹脂が入り込むので、
結果として、弁体本体12の露出部全体に余す所なくフ
ッ素樹脂のライニング層11を形成することができる。
【0050】しかも、本製造方法によれば、弁体本体1
1を手を触れて作業したり、あるいは別体に形成してお
いた樹脂チップを樹脂溶接で固着させるなどの作業が必
要でない。
【0051】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されない。例えば、
上記金型30の構成は実施例に限らず、他の金型にも適
用できる。
【0052】また、上記実施例では、最初に横部固定ピ
ン39、39を抜き出すようにしているが、これに代
え、最初に下部固定ピン36を抜き出すようにしても良
い。また、弁体本体を押さえる固定ピンは3本に限定さ
れず、それ以上であって良いことは勿論である。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るボー
ルバルブ用弁体によれば、弁体の周面全てに、溶接箇所
が存在しないので、亀裂などの生じやすい箇所がない。
したがって、透過性の強い薬液の配管経路にも使用する
ことができる。
【0054】さらに、本発明に係るボールバルブ用弁体
の製造方法によれば、芯金となる弁体本体を支持する固
定ピンを樹脂圧で抜き出すようにしているので、溶接箇
所の存在しないボールバルブ用弁体を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の一実施例によるボールバ
ルブ用弁体を示す断面図で,図1(b)は図1(a)の
〔b〕−〔b〕線方向の断面図である。
【図2】図2は同実施例による金型の半断面図である。
【図3】図3は同実施例による金型の構成要素である下
型に、下部差し込みピンおよび固定ピンを挿通する組立
状況を示す正面図である。
【図4】図4は図3の状態から弁体本体を挿入する組立
状況図である。
【図5】図5は図4の状態から上型を組付けし、さらに
横部固定ピンを挿通したときの組立状況図である。
【図6】図6は図5の状態から押さえ部材を固定したと
きの組立状況図である。
【図7】図7は図6の状態から下型と上型とをネジで固
定したときの組立状況図である。
【図8】図8は図7の状態から横部差し込みピンを挿通
し、さらに横型を組み込んだ時の組立状況図である。
【図9】図9は図8の状態からキーを組込んで、さらに
横型をピンで固定した時の組立状況図である。
【図10】図10は図9の状態からスペーサを組込んだ
ときの組立状況図である。
【図11】図11は図10の状態からポットを装着し
て、さらにネジで固定したときの組立状況図である。
【図12】図12は組立てられた金型を運搬用鉄板に載
置したときの状態を示す正面図である。
【図13】図13は金型に投入された樹脂を加圧する状
態を示す正面図である。
【図14】図14は樹脂が投入された金型から横部差し
込みピンを抜き取る前の状態を示す半断面図である。
【図15】図15は樹脂が投入された金型から横部差し
込みピンを抜き取った後の状態を示す半断面図である。
【図16】図16は図15の状態から横部固定ピンが孔
から抜けでた状態を示す半断面図である。
【図17】図17は図16の状態から下部差し込みピン
を抜き取った状態を示す半断面図である。
【図18】図18は図17の状態から下部固定ピンが抜
けでた状態を示す半断面図である。
【図19】図19(a)は従来の熱溶融性樹脂でライニ
ングされたボールバルブの弁体を示す断面図で,図19
(b)は図19(a)の〔b〕−〔b〕線方向の断面図
である。
【符号の説明】
10 弁体 11 ライニング層 12 弁体本体 15、16、17 ピン挿通孔 36、39 固定ピン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部流路を備えた略球状の金属製の弁体本
    体の全露出面を熱可塑性樹脂からなるライニング層で一
    体的に被覆したことを特徴とするボールバルブ用弁体。
  2. 【請求項2】内部流路を備えた略球状の金属製の弁体本
    体の周壁に、該内部流路に貫通する少なくとも3つのピ
    ン挿通孔を開設し、前記弁体本体を前記各ピン挿通孔に
    達する固定ピンで保持した状態で、この弁体本体の全周
    面を熱可塑性樹脂で被覆し、しかる後、前記固定ピンを
    前記内部流路を被覆した熱可塑性樹脂の圧力で外方に押
    し出させつつ前記各ピン挿通孔を熱可塑性樹脂で閉塞す
    ることを特徴とするボールバルブ用弁体の製造方法。
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