JPH0756347B2 - 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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JPH0756347B2
JPH0756347B2 JP2407452A JP40745290A JPH0756347B2 JP H0756347 B2 JPH0756347 B2 JP H0756347B2 JP 2407452 A JP2407452 A JP 2407452A JP 40745290 A JP40745290 A JP 40745290A JP H0756347 B2 JPH0756347 B2 JP H0756347B2
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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
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流体の配管に装着される
蝶型弁に関し、金属管を塑性加工法で成形する軽量・高
精度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
機械加工して生産していた。これらの鋳造弁箱の問題点
は、重い・鋳巣等の不良が避けられない・機械加工費が
高い・等である。近年、金属の板や管をプレス成形して
得た復数の部品を溶着した後、機械加工で必要精度を出
す蝶型弁の弁箱が量産されている。優れた例には、特開
昭62−63279(以下、先発明と呼ぶ)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この先発明は、従来の
鋳造弁箱の問題点を改善してはいるが、弁箱本体の構造
上・製法上に大きな問題点がある。第4図に基づいて説
明する。種々の加工法の中でも応力が最も大きく残留す
るプレス加工により内殻44を成形し、しかも残留応力
が最大で且つ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る。この歪み
が、軸受の同心度、弁箱内周部の眞円度を劣化させ、弁
体のスムースな回動や流体の完全な密閉を妨げる。上部
軸受46、下部軸受47の内殻44への溶接も、熱によ
る歪みを更に増加させる。又、上述した溶接箇所はすべ
て、機能上重要な箇所で、機械仕上げによる精度出し、
研磨加工による溶接熱表面酸化層の除去・熱処理による
金属組繊調整等の工程の付加が要求される。しかも、
尚、鋳造後機械加工した従来の弁箱の精度レベルには到
達せず、今後、需要が急速に拡大する自動調整弁・高圧
弁に必要な高精度弁箱の提供にはもう一段の工夫が望ま
れている。
【0004】
【課題を解決するための手段、及び作用】本願による課
題解決の第一手段は、金属管の両端面を外周方向に翻転
成形して両端面をほぼ外周中央部で接触させ、その接触
面を溶着した後、所定の断面形状に成形された「弁箱本
体の構造」にある。即ち、外周中央部の溶接箇所は応力
が最も開放され難いので溶接による歪みが少ない。又、
機能上大きな溶接強度が必要ないので、溶接ビードも短
く、溶け込みも浅くて良いので、溶接による熱歪みは殆
ど無い。又、この溶接箇所は、機能上、精度が必要ない
ので、溶接後の機械仕上げが必要無い。課題解決の第2
の手段は、軸受収容部16と17を金属管母材より突出
して設けた設計構造にある。該構造によれば、先発明の
様な溶接が不要となり、熱歪みも小さくなり、表面酸化
も無くなり内周面の機械加工・研磨が不要となる。課題
解決の第3の手段は、金属管10の両端面を外周方向
のロール成形(又はプレス加工)法で翻転成形し、外周
部(ほぼ中央が好ましい)で接触させる工程と、接触
面を溶着して中空環状体14を形成する工程と、中空
環状本体をロール成形で所定の形状に成形する工程とを
持つ事を特徴とする製造方法である。の工程によれば
残留応力は小さく且つ開放されにくい。の工程によれ
ば熱による歪みは無視出来るほど小さい。且つ、残留応
力による時期割れも防げる。の工程によれば、弁箱本
体の望ましい形状が小さな力で高精度に成形出来る。課
題解決の第4図の手段は、軸受収容部16.17を、
金属管10の母材よりプレス(又はバルジ)加工して突
き出す工程にある。該工程を課題解決の第3手段の工程
に加えれば、更に熱歪みが減少し且つ内周面の表面酸化
も無いので、機械加工、研磨仕上げの工程が省略でき
る。以上、詳述した手段によれば、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
後切削加工により仕上げた弁箱の高精度に匹敵する。
【0005】
【実施例】最も望ましい実施例1を図1・図5・図6・
図10に基づき説明する。図に於いて、弁箱1は弁箱本
体4と弁棒支持部5との溶接体からなる。図5・図6に
より弁箱本体の生産工程を説明する。図5に示す様に母
材からプレス加工(又はバルジ加工)で突き出し成型さ
れた軸受収容部16と17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と12をロール加工で外周方向
に翻転し、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
空環状本体14を形成する。次に、図6に示す様に、中
空環状本体14を回転させながら3方面から成形ロール
を押し付け所要の形状に成形して弁箱本体4を成形す
る。この弁箱本体4の外周部に、軸受収容部16と17
を基準に弁棒支持部5の取付穴18を切削し、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16
の外径にカン合させて、軸受収容部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、
溶着して、弁箱を形成する。
【0006】実施例2を説明する。軸受収容部16が弁
棒指示部5と一体に設計されたり、軸受収容部17が他
の機能を併せ持つ為により長くなった場合は、実施例上
の工程は取れず、本実施例となる。先ず、軸受収容部1
6、17を持たないステンレス管10を治具にセットす
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し、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、中空環
状体14を回転させながら3方面から成形ロールを押し
付けて所要の形状に成形して弁箱本体4を成形する。こ
の弁箱本体4の外周部に、軸受収容部と一体となった弁
棒支持部の取付穴と、軸受収容部17の取付穴を切削し
弁棒支持部と軸受収容部をその取付穴に溶着する。本実
施例に於いては若干の熱変形は避けられないが、レーザ
ービーム溶接、高周波ロー付け等、熱歪みの少ない溶接
工法を採用する事によって、高精度が得られる。
【0007】実施例3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、焼きばめ・冷却ばめ・或は形状記憶合金等を使用
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。
【0008】実施例4を図8に基づいて説明する。本実
施例は、実施例1よりも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15を覆
装して、溶着する。実施例4においては、溶接長さが実
施例1の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にくい箇所なので、熱変形
は先発明に比較して非常にすくない。
【0009】実施例5を説明する。実施例4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例である。
【0010】上記の実施例1、2、3、4、5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、この実施例において、弁箱本
体の材質・形状.生産数量によって、ステンレス管の両
端を外周方向に翻転する工程はロール成形法、プレス加
工法、或は両加工法の併用を適宜に選択する。
【0011】実施例6を説明する。軸受収容部16、1
7は金属管の母材から塑性加工で突出され成形された方
が高精度が得られるが、本実施例は軸受収容部を金属管
に溶着しても、尚、高精度を保証する生産工法である。
まず、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溶
着する。溶接後、治具から金属管を外すと溶接による熱
応力が開放され変形するので、外さずに次の翻転工程に
移る。この翻転工程によって前工程の残留応力が減殺さ
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。
【0012】実施例7を「図9」に基づいて説明する。
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」防止の実施例を述べる。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にまで縮径した縮径
管22を成形し、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。
【0013】上記の実施例にお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金属板か
ら弁箱を製造する事は、金属管から製造するのと同じ程
度に容易である。実施例7においても、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。上記実施例
の金属管には、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
わせたクラッド材等が適用できる。
【0014】
【発明の効果】本発明による弁箱は、以上の手段と作用
を有するので、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、軽量且
つ、剛性度が高い。 (ハ)熱による悪影響を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
械仕上が不要である。 (ホ)酸化層の除去が不必要の箇所で溶接しているの
で、研磨仕上げが不要。 (ヘ)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】本発明実施例1の正面一部断面図である。
【図2】本発明実施例1の側面図である。
【図3】本発明実施例1の弁箱を用いた蝶型弁の断面図
である。
【図4】先発明の弁箱を用いた蝶型弁の断面図である。
【図5】本発明実施例1の、金属管から中空環状体を生
産する工程説明図である。
【図6】本発明実施例1の、中空環状体から弁箱本体を
生産する工程説明図である。
【図10】本発明実施例1の、弁箱本体に取付穴をあけ
る工程説明図である。
【図7】本発明実施例3の弁箱本体の断面図である。
【図8】本発明実施例4の弁箱本体の断面図である。
【図9】本発明実施例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 8……Oリング 10……金属管 11……端面 12……端面 13……接合面 14……中空環状体 15……外周部補填材 16……軸受収容部(上部) 17……軸受収容部(下部) 18……穴

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盤状の弁
    体3を主構成部品とする蝶型弁において、弁箱は、軸受
    け収容部16と17を持ち断面が中空閉鎖形状の弁箱本
    体4と弁棒支持部5から形成され、弁箱本体4は、金属
    管10の両端面11、12が接触するまで外周方向に翻
    転成形され、その接触面13を溶着された構造の蝶型弁
    の弁箱。
  2. 【請求項2】軸受収容部16と弁棒支持部5が一体とな
    った構造の、請求項1に記載の蝶型弁の弁箱。
  3. 【請求項3】外周部接触面13の固着方法に於いて、接
    触面13に圧縮バンド19を覆着し、焼きばめ・冷却ば
    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13を緊締固着
    する請求項1又は請求項2に記載の蝶型弁の弁箱。
  4. 【請求項4】外周部の固着方法に於いて、金属官10a
    の両端面11a、12aを外周方向に両端面が接触しな
    い箇所まで翻転成形し、翻転した両端面11b、12b
    と、両端面の外周に覆設された外周部補填材15とを溶
    着した請求項1又は請求項2に記載の蝶型弁の弁箱。
  5. 【請求項5】翻転した両端面11b、12bと、外周部
    補填材15との固着方法が請求項3に記載の蝶型弁の弁
    箱。
  6. 【請求項6】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盤状の弁
    体3を主構成部品とする蝶型弁の、弁箱の製造方法であ
    って、金属管10の両端面11と12を外周方向にロー
    ル成形(又はプレス加工)により翻転成形して両端面を
    外周部のほぼ中央部で接触させる工程と、その接触面を
    溶着して中空環状体14を形成する工程と、中空環状体
    14からロール成形(又はプレス加工の併用)により所
    定の中空閉鎖形状断面の弁箱本体4を成形する工程を持
    つ事を特徴とする蝶型弁の弁箱の製造方法。
  7. 【請求項7】軸受け収容部16と17を、金属管の母材
    からプレス(又はバルジ)加工により突き出し成型する
    工程を持つ、請求項6に記載の蝶型弁の弁箱の製造方
    法。
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