JPH0750609Y2 - バタフライ弁の弁座 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、バタフライ弁のゴム製弁座に関するもので
あり、溶剤、薬品、油、酸、燃料ガスおよび食品等の任
意の液体、気体、粉体等の流体が流されるパイプライン
に取付けられ、その開閉に使用される。

（従来の技術） 第７図は、バタフライ弁の一例を示す断面図であり、弁
ケース本体１の内側にリング状のゴム製弁座２が固定さ
れている。上記の弁ケース本体１に円板状の弁体３が直
径方向の弁棒４を会して回転自在に取付けられ、この弁
棒４の回転により弁体３が上記弁座２の内側の流体通路
を開閉するようになっている。なお、上記の弁座２は、
第８図に示すように、本体１の内面全体を被覆する筒部
2aと両端のフランジ部2bとによって断面Ｕ字形に形成さ
れ、かつ流体通路に面する内面に中高部2cを有してい
る。

そして、上記の弁座２用のエラストマとして、ニトリル
ゴム、エチレンプロピレンディエンゴム、クロロプレン
ゴム、ブチルゴム、フッソゴム、シリコーンゴム、天然
ゴム、ブタジェンゴム等が知られており、従来は、これ
らのエラストマから、流体通路を流れる流体の種類、流
量および弁座２の大きさ等に応じて適当なものを選択
し、これを単体で成型し、加硫して製造していた。

（考案が解決しようとする課題） 上記の弁座２の内面は、流体通路を流れる流体に常に接
触するため、この流体に侵され易い。また、上記の弁座
２の内面の中高部2cには、弁体３を閉じた状態において
圧縮応力が作用し、またその開閉動作の際には、中高部
2cの片側に引張応力が、また反対側に圧縮応力が、また
弁棒４の貫通孔付近に捩じりによる剪断応力がそれぞれ
作用する。しかしながら、上記のエラストマには、それ
ぞれ長所と短所があり、一般的に耐溶剤性や耐薬品性等
の化学的性質に優れたエラストマ、例えばシリコーンゴ
ム、フッソゴムは、引張り強さや引裂き強さ等の物理的
性質または機械的性質に劣るものがあり、かつ高価であ
り、この物理的性質または機械的性質に優れ、かつ安価
なエラストマ、例えばニトリルゴム、天然ゴム等は、耐
薬品性や耐溶剤性等の化学的性質に劣り、そのため上記
弁座２の寿命が短いという問題があった。

すなわち、上記のニトリルゴムは、引張強さおよび引裂
き強さ等の機械的性質に優れ、非常に広い範囲に使用さ
れている反面、耐候性に劣っている。また、エチレンプ
ロピレンゴムは耐熱性が良好である反面、耐油性に劣っ
ている。また、クロロプレンゴムは耐候性に優れている
反面、耐溶剤性に劣っている。また、ブチルゴムは耐酸
性、耐アルカリ性および耐ガス透過性等に優れる反面、
耐溶剤性に劣っている。また、フッソゴムは耐溶剤性、
耐熱老化性等に優れ、極めて特異な性質を備えている反
面、耐寒性に劣り、かつ極めて高価であり、上記ニトリ
ルゴムに比べて引張強さが1/2〜3/4、引裂き強さが1/3
〜1/2、価額が20〜50倍である等の問題がある。また、
シリコーンゴムは、反発弾性、耐寒性および白色性が良
好という長所を有する反面、上記ニトリルゴムに比べて
価額が５〜10倍という高価であり、また引張強さおよび
引裂き強さがそれぞれ1/3〜1/2で、機械的性質に劣って
いる。また、天然ゴムは機械的性質に優れている反面、
耐油性が劣っている。また、ブタジェンゴムは、耐摩耗
性に優れている反面、耐溶剤性に劣っている。

そこで、上記のフッソゴムおよびシリコーンゴムのよう
に化学的性質に優れている反面、機械的性質が劣り、か
つ高価なエラストマを繊維、糸、布帛等で補強してその
機械的強度の不足を補うことが試みられたが、繊維、糸
および布帛等では上記エラストマの使用量を減少させる
機能がほとんど無く、価額を低下させることができなか
った。また、金属、プラスチック等で補強することも試
みられたが、この場合は、エラストマの使用量は減少で
きる反面、ゴム本来の弾性が失われ、かつゴム部分にか
かる負荷が増大して寿命が短くなるという問題があっ
た。

この考案は、ゴム製の弁座を化学的性質および機械的性
質が異なる２種以上のエラストマで２層以上の多層構造
に形成することにより、上記の化学的性質には優れてい
るが、機械的性質に劣り、かつ高価なエラストマの使用
量を減少し、かつその強度不足を補うようにしたもので
ある。

（課題を解決するための手段） この考案の弁座は、バタフライ弁のリング状弁ケース本
体の内面を被覆するゴム製の弁座において、この弁座を
構成するゴム層が流体通路に面する内側ゴム層および弁
ケース本体に面する外側ゴム層の２層のゴム層からな
り、内側ゴム層が耐薬品性、耐溶剤性等の化学的性質に
優れたエラストマからなり、外側ゴム層が引張り強さ、
引裂き強さ等の機械的性質に優れたエラストマからなる
ことを特徴とする。しかして、上記の内側ゴム層と外側
ゴム層との間に内側ゴム層用のエラストマと外側ゴム層
用のエラストマとの混合物からなる少なく共１層の中間
ゴム層を介在させ、３層以上の多層構造にすることがで
きる。

上記の化学的性質に優れる反面、機械的性質に劣るエラ
ストマとしては、シリコーンゴムおよびフッソゴム等が
例示される。反対に、機械的性質に優れる反面、化学的
性質に劣るエラストマとしては、ニトリルゴム、エチレ
ンプロピレンディエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴ
ム、ブタジェンゴム等が例示される。そして、２種のエ
ラストマの組合わせとしては、例えばマヨネーズ等の食
品用には白色シリコーンゴムの内側ゴム層とエチレンプ
ロピレンディエンゴムの外側ゴム層が、またメタノール
等の溶剤用にはフッソゴムの内側ゴム層とニトリルゴム
の外側ゴム層が、またコークスガス等のガス用にはフッ
ソゴムの内側ゴム層とクロロプレンゴムの外側ゴム層
が、また樹脂原料等の粉体用には白色シリコーンゴムの
内側ゴム層とシリコーン変性エチレンプロピレンゴムの
外側ゴム層が、またエンジンオイル等の高温油用にはフ
ッソゴムの内側ゴム層とニトリルゴムの外側ゴム層がそ
れぞれ好ましい。

また、中間ゴム層としては、内側ゴム層用エラストマと
外側ゴム層用エラストマとの混合エラストマが使用され
るが、その混合割合は、内側ゴム層に近い中間ゴム層で
は内側ゴム層用エラストマの割合を多くし、外側ゴム層
に近い中間ゴム層では外側ゴム層用エラストマの割合を
多くし、加硫時の結合性を高めることが望ましい。な
お、上記の隣接するゴム層相互間の結合は、加硫接着、
架橋、接着剤または嵌込み等のいずれによるものでもの
よい。

（作用） 耐溶剤性、耐薬品性等の化学的性質および引張り強さ、
引裂き強さ等の機械的性質の異なる少なく共２種以上の
エラストマの積層体を使用するこにより、上記２種以上
のエラストマの長所が活かされ、短所が補われる。すな
わち、上記２種のエラストマで弁座を内外２層に形成
し、流体に触れる内側ゴム層を化学的性質に優れたエラ
ストマで、また流体に触れない外側ゴム層を機械的性質
に優れたエラストマで形成することにより、機械的性質
に優れた外側ゴム層の流体接触が内側ゴム層で防止さ
れ、かつ弁体の開閉に伴う引張応力、圧縮応力および剪
断応力等が上記の外側ゴム層で負担され、内側ゴム層の
負担が軽減される。また、ゴム層を３層以上の多層に形
成し、中間ゴム層を内側ゴム層用のエラストマおよび外
側ゴム層用のエラストマの混合物で形成することによ
り、ゴム層の境界部における接合力が強化される。

（実施例） 第１図に示す実施例１の弁座10は、フランジ部を除く筒
部がシリコーンゴムの内側ゴム層11およびニトリルゴム
の外側ゴム層12からなる２層構造のものであり、シリコ
ーンゴムの耐寒性を利用して冷媒ライン用として使用さ
れる。内側ゴム層11は、弁ケース本体１の内面に添う筒
部11aと、その両端のフランジ部11bとからなり、上記の
筒部11aの外面周方向に多数本の溝を有している。ま
た、外側ゴム層12は、上記内側ゴム層11の筒部11aの外
面に嵌合する筒部のみからなり、その内面に上記内側ゴ
ム層11の外面の溝と噛み合う多数本の周方向溝を備えて
いる。この例では、内側ゴム層11および外側ゴム層12が
個別に成型され、加硫されたのち、内側ゴム層11に外側
ゴム層12が嵌合される。なお、内側ゴム層11の筒部11a
および外側ゴム層12は、ほぼ等しい厚みに作られる。

第２図に示す実施例２の弁座20は、筒部およびフランジ
部の双方を２層構造とする以外は用途も実施例１と同様
のものである。すなわち、内側ゴム層21は、筒部21aと
フランジ部21bとからなり、筒部21aの外面中央に溝を有
している。また外側ゴム層22は、筒部22aとフランジ部2
2bとからなり、筒部22aの内面に周方向溝を有してお
り、上記の内側ゴム層21に嵌合により接合される。

第３図に示す実施例３の弁座30は、筒部のみを２層構造
にしたものであるが、内側ゴム層31におけるフランジ部
31bの基部を実施例１よりも薄くした点で実施例１と相
違しており、他は用途も含めて実施例１と同様のもので
ある。なお、31aは内側ゴム層31の筒部、32は外側ゴム
層であり、両者の筒部には周方向溝が設けられ、互いに
噛み合っている。

第４図に示す実施例４の弁座40は、フッソゴムからなる
内側ゴム層41およびニトリルゴムからなる外側ゴム層42
により、その筒部およびフランジ部の全体を２層構造に
形成し、両者を架橋により一体化したものである。この
例は、耐薬品性が良好なフッソゴムで内側ゴム層41を形
成しているので、高温燃料油ラインに好適である。な
お、内側ゴム層41および外側ゴム層42は、ほぼ等しい厚
みに作られる。

第５図に示す実施例５の弁座50は、筒部およびフランジ
部の全体を内側ゴム層51、中間ゴム層52および外側ゴム
層53により３層構造に作った例である。すなわち、内側
ゴム層52はシリコーンゴムにより、また中間ゴム層52は
シリコーンゴムおよびシリコーン変性エチレンプロピレ
ンゴムの1/1混合物により、また外側ゴム層53はシリコ
ーン変性エチレンプロピレンゴムにより、それぞれ等し
い厚みに成型され、これらの内側ゴム層51、中間ゴム層
52および外側ゴム層53が架橋により接合されている。こ
の例は、内側ゴム層51に耐薬品性のシリコーンゴムを、
また外側ゴム層53に強度と耐熱性が優れたシリコーン変
性エチレンプロピレンゴムをそれぞれ使用したので、低
温から高温までの広い範囲の耐薬品性が要求されるライ
ンに使用される。

第６図に示す実施例６の弁座60は、筒部およびフランジ
部の全体を内側ゴム層61、第１中間ゴム層62、第２中間
ゴム層63および外側ゴム層64によって４層構造に作った
例である。すなわち、内側ゴム層61はシリコーンゴムに
より、また第１中間ゴム層62はシリコーンゴムおよびシ
リコーン変性エチレンプロピレンゴムの7/3混合物によ
り、また第２中間ゴム層63はシリコーンゴムおよびシリ
コーン変性エチレンプロピレンゴムの3/7混合物によ
り、また外側ゴム層64はシリコーン変性エチレンプロピ
レンゴムにより、それぞれほぼ等しい厚みに成型され、
これらの内側ゴム層61、第１中間ゴム層62、第２中間ゴ
ム層63および外側ゴム層64が加硫接着により一体化され
ている。この例は、上記の実施例５と同じ用途に使用さ
れるが、４層構造にして特性の変化勾配を実施例５より
も緩やかにしたので、耐久性が向上する。

（考案の効果） この考案は、上記のようにバタフライ弁の弁座を構成す
るゴム層を耐薬品性、耐溶剤性等の化学的性質および引
張り強さ、引裂き強さ等の機械的性質が異なる２種以上
のエラストマの積層体で構成したものであるから、上記
２種のエラストマの長所を活かし、短所を補って弁座の
寿命を延ばすことができ、かつ化学的性質に優れる高価
なエラストマの使用量を少なくして価額を低くすること
ができる。特に請求項１に記載の考案では、内外２層に
形成し、流体に接する内側ゴム層を化学的性質に優れた
エラストマで、また流体に接しない外側ゴム層を機械的
性質に優れたエラストマで形成したので、外側ゴム層が
流体に接するのが内側ゴム層で防止され、引張応力等の
外力が外側ゴム層で負担されて弁座の寿命が延長され
る。また、請求項２に記載の考案は、ゴム層を３層以上
の多層に形成し、中間ゴム層を内側ゴム層用のエラスト
マおよび外側ゴム層用のエラストマの混合物で形成した
ので、隣接するゴム層の境界部における物性が近似して
接合力が強化され、弁座の寿命が一層延長される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例１の断面図、第２図は実施例
２の断面図、第３図は実施例３の断面図、第４図は実施
例４の断面図、第５図は実施例５の断面図、第６図は実
施例６の断面図、第７図はバタフライ弁の断面図、第８
図は従来の弁座の断面図である。 1:弁ケース本体、10、20、30、40、50、60:弁座、11、2
1、31、41、51、61:内側ゴム層、12、22、32、42、53、
64:外側ゴム層、52:中間ゴム層、62:第１中間ゴム層、6
3:第２中間ゴム層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−60720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−94063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−175677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57065（ＪＰ，Ａ) 実開 昭47−9025（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−71221（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−125658（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−177969（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バタフライ弁のリング状弁ケース本体の内
   面を被覆するゴム製の弁座において、この弁座を構成す
   るゴム層が流体通路に面する内側ゴム層および弁ケース
   本体に面する外側ゴム層の２層のゴム層からなり、内側
   ゴム層が耐溶剤性、耐薬品性等の化学的性質に優れたエ
   ラストマからなり、外側ゴム層が引張り強さ、引裂き強
   さ等の機械的性質に優れたエラストマからなることを特
   徴とするバタフライ弁の弁座。
2. 【請求項２】バタフライ弁のリング状弁ケース本体の内
   面を被覆するゴム製の弁座において、この弁座を構成す
   るゴム層が流体通路に面する内側ゴム層、弁ケース本体
   に面する外側ゴム層、および上記内側ゴム層と外側ゴム
   層の間に介在する少なく共１層の中間ゴム層の積層体で
   あり、内側ゴム層が耐溶剤性、耐薬品性等の化学的性質
   に優れたエラストマで、外側ゴム層が引張り強さ、引裂
   き強さ等の機械的性質に優れたエラストマでそれぞれ形
   成され、中間ゴム層が内側ゴム層用のエラストマおよび
   外側ゴム層用のエラストマの混合物で形成されたバタフ
   ライ弁の弁座。