JPH081338Y2 - バタフライ弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は弁体と弁座とを摺接させることなくその弁開
閉動作を行う様に構成されるバタフライ弁に関する。

（従来の技術） 従来、この種バタフライ弁としては、特公昭46−1477
9号公報所載のものが存在する。

この従来のものは、第８図の如く、弁座1fに対面する
弁体10の上部10a側を弁軸11fのテーパ部50にスライド自
在に外嵌させて、該弁軸11fのテーパ部50の昇降作用に
より弁体10の上部10a側を矢印Ａ方向に揺動させて弁座1
fに対して圧着脱させるものである。当該手段では、弁
体10を弁座1fから離反させた状態で回転させることがで
き、弁体10等の摩耗が好適に回避できる利点がある。し
かるに、このバタフライ弁では、流体が流通する弁ケー
シング51内に弁軸11fのテーパ部50が位置するために、
該テーパ部50と弁軸11fとの嵌合部に流体が噛み込む等
して、その動作に支障を生じる難点を有していた。

そこで、従来ではこの様な難点を解消するものとし
て、特開昭58−28061号公報所載のものが開発されてい
る。

この従来のものは、第９図の如く弁体10に連結した弁
軸11に形成された膨出球面部25を支点として支持させ
て、弁軸11と弁体10の揺動並びに回転動作を弁軸11の外
側端部側で操作させ得る様にしたものである。

当該手段では、弁体10を弁座1eに摺動させることなく
弁開閉動作が行えることは勿論のこと、弁体10と弁軸11
との連結位置に於ける流体の噛み込み等を抑制でき、又
膨出球面部25を支点とする揺動では弁体10及び弁軸11の
揺動操作に要する力をテコの原理によって非常に小さく
できる利点が得られるのである。

而して、この種バタフライ弁では、弁軸11の装着位置
から弁ケーシング内の流体が外部に漏出しない様に考慮
せねばならないが、従来ではその手段として、Ｏリング
等のパッキン52を膨出球面部25の位置に装着させてい
た。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来の如くパッキン52を膨出球面
部25の球面状の部位に当接させる手段は、本来のパッキ
ンの使用条件から逸脱する使用であって、例えば第10図
の如き一般の回転軸53にパッキン54を密着させる手段に
比してそのシール性に劣り、球面部に対するパッキンの
密着性を高めることは困難である。

よって、従来では弁軸11のシール部から流体の漏れを
生じ易く、これが大きな問題点となっていた。

それ故、本考案は弁体を弁座に摺動させない様に構成
されたバタフライ弁において、弁体や弁軸の操作性に不
都合を生じさせることなく、従前よりも軸シールの完全
化を図って、弁ケーシングの外部に流体が漏洩すること
を好適に防止することを、その目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本考案は弁軸の膨出球面部に於ける軸シールよりも優
れた軸シールを可能とする軸を別途弁軸に接続して、当
該軸の部分で軸シールの完全化を図ると共に、当該軸の
操作によって弁軸に所定の弁開閉操作を行える様に構成
することにより、上記課題を解決せんとするものであ
る。

すなわち、本考案は、一方が弁体10に連結された弁軸
11に形成された膨出球面部25が、弁ケーシング２内に装
着された支持部材26にて支持され、前記膨出球面部25を
支点とする弁軸11の揺動時に該弁体10を弁座１から離間
させ且つ弁軸11の回転時に弁体10を回転させる操作手段
35を備えたバタフライ弁において、前記弁軸11の他方に
は正逆回転及び弁軸11の軸長方向への往復動作が自在な
駆動軸28が設けられて、該駆動軸28の回転により弁軸11
が回転し、且つ駆動軸28の往復動作により弁軸11が揺動
動作を行うように、該駆動軸28と弁軸11とが連結され、
前記弁ケーシング２と駆動軸28との相互間には、駆動軸
28の軸シールを行うためのシール用パッキン33が設けら
れ、前記操作手段35は、前記弁軸11に連結され且つ周壁
部に螺旋状のカム溝38,38を形成してなる筒カム36が、
その軸長方向に摺動可能で且つ周方向に回転可能なよう
に、ケーシング２に嵌入保持され、前記筒カム36内に挿
入された操作軸39には、ネジ体41が筒カム36の軸長方向
に沿ってねじ送り可能で且つ回転止めされた状態に螺合
され、該ネジ体41には、前記筒カム36の螺旋状カム溝3
8,38に係入されたカムフォロア42が設けられ、しかも前
記筒カム36の周壁部には、筒カム36の軸長方向に沿う縦
溝部44aと周方向に沿う横溝部44bとを連設した略Ｌ字状
のカム溝44が設けられて、該カム溝44には、横溝部44b
との係合時に筒カム36の前後動を阻止して回転を可能と
し且つ縦溝部44aとの係合時に筒カム36の回転を阻止し
て前後動を可能とする固定カムフォロア45が係入されて
なることにある。

（作用） 上記構成を特徴とするバタフライ弁においては、駆動
軸28の回転動作により弁軸11及び弁体10を回転させ、又
駆動軸28の往復動作により弁軸11及び弁体10を揺動させ
て、弁座１に対する弁体10の着脱並びに離脱回転が行え
ることとなる。

而して、弁軸11の膨出球面部25における軸シールが不
完全で弁ケーシング２内の流体が該膨出球面部25の支持
位置を通過しても、駆動軸28を覆うべく延設された弁ケ
ーシング２と駆動軸28との相互間に設けられたシール用
パッキン33の存在によって前記流体がケーシング外部に
漏洩することが適切に防止されることとなる。駆動軸28
の軸シールは球面膨出部25に対する軸シールとは異な
り、駆動軸28にパッキン33を適切に外嵌密着させること
ができ、膨出球面部25に対するシール手段に比してその
密着シール性に優れるのである。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について、高温流体用のバタ
フライ弁に適用した場合を一例に挙げて説明する。

第１図中、２は流体通過用の開口部３を形成した弁ケ
ーシング本体2a及びその側部に順次接続された補助弁ケ
ーシング2b,2cからなる弁ケーシングを示す。１は前記
開口部３の周縁に形成された弁座で、当該弁座１はシー
ルリング４をリング体５にて挟装固定させたものである
が、該シールリング４は第２図の如く耐熱性に優れる複
数のセラミックファイバー６を断面一部切欠リング状の
金属リング７にて被覆して、該金属リング７を更に鍔部
８を有する金属製リング９にて覆ったもので、耐熱性と
弾力性の両機能を兼備したものである。

10は弁座１に対面して配置された弁体。11は該弁体10
の下部に取付けられた第１弁軸11aと後述する第２弁軸1
1bとからなる弁軸11を示す。12は第１弁軸11aの一端側
を軸支する球面軸受で、当該軸受12の中心位置Ｍを支点
として第１弁軸11a及び弁体10が揺動並びに回転可能で
ある。13は該軸受12の内方側位置を簡易にシールするた
めのシール機構で、当該機構13は弁軸11に固着された鍔
体14の球面状の両側面を二枚の挟持片15,16の球面状側
面で摺動自在な状態に挟装したものである。17は球面軸
受12の外側位置を閉塞するためのカバー体で、当該カバ
ー体17の存在により前記シール機構13及び球面軸受12を
仮に流体が通過しても外部への流体漏洩が阻止される。

18は弁ケーシング本体2aの他端側に貫通された第１弁
軸11aの他端側を簡易にシールするシール機構で、当該
シール機構18は前記一端側のシール機構13と同様に第１
弁軸11aに固着された鍔体19の球面状の両側面を二枚の
挟持体20,21にて摺動自在な状態に挟装したものであ
る。

11bは略中央位置に形成された膨出球面部25を球面ブ
ッシュ26にて支持させて弁ケーシング2b,2c内に回転並
びに揺動可能に設けられた第２弁軸で、該第２弁軸11b
はその回転並びに揺動動作を第１弁軸11aに伝達させる
べくその一端部が第３図の如く第１弁軸11aの外側端部
にピン27を介して接続されている。

28は弁ケーシング2c内に挿通して設けられた駆動軸
で、該駆動軸28は前記第３図の如くその一端部に形成さ
れた凹溝29内に第２弁軸11bの他端部30を嵌入させてい
る。31は該第２弁軸11bの他端部30に穿設された傾斜状
の長孔、32は該長孔21に挿通して駆動軸28に止着された
ガイドピンを示す。尚、前記第２弁軸11bの膨出球面部2
5の中心位置Ｐ点からその両端の第１弁軸11aとの連結位
置迄の距離Laは、Ｐ点から駆動軸28との連結位置迄の距
離Lbよりも短く設定されている。33は駆動軸28の軸シー
ルを行うためのグランドパッキンで、弁ケーシング23の
外側開口部からのその内部に挿入されてパッキン押え34
にて内側に押圧されている。

35は駆動軸28の正逆回転並びに軸長方向への往復動作
を行わせるための操作手段を示す。当該手段は第４図の
如く、駆動軸28に連結された円筒カム36を筒状ケーシン
グ37内にその軸長方向に摺動自在で且つ周方向に回転自
在に設けたもので、該円筒カム36の周壁部には、螺旋状
のカム溝38,38が形成されている。螺旋状のカム溝38,38
には操作軸39のネジ部40に螺合し且つ回転止めされたネ
ジ体41に支持させたカムフォロア42が嵌入され、操作軸
39を操作ハンドル43にて回転させることにより、カムフ
ォロア42及びネジ体41が前後方向に移動しながら円筒カ
ム36を回転させ得る様に構成されている。

また、円筒カム36には別途、縦溝部44a及び横溝部44b
からなるＬ字状のカム溝44,44が穿設されて、該カム溝4
4,44に、筒状ケーシング37に固定されたローラピン45を
嵌入させることにより、前記の円筒カム36の回転を許容
させると共に、第５図の如くカムフォロア42が螺旋状の
カム溝38の終端に位置する際には円筒カム36の回転を阻
止してネジ体41及びカムフォロア42を操作軸39の回転操
作により前後動させて円筒カム36自体を前後に往復動さ
せ得る様に構成している。即ち、当該操作手段35では、
操作ハンドル43の回転操作を行うだけで、円筒カム36及
び駆動軸28の単独回転動作及び回転停止状態での円筒カ
ム36及び駆動軸28の軸長方向のスライド移動が可能とな
るのである。

本実施例は以上の構成からなり、次にその使用例につ
いて説明する。

先ず前記第１図の如く、弁体10が弁座１に対面当接し
た弁閉状態において、カムフォロア42が螺旋状のカム溝
38,38の終端に位置し、且つローラピン45がカム溝44,44
の縦溝部44aの端部に位置している。

操作ハンドル43を回転してネジ体41を操作ハンドル43
側に螺進させると、円筒カム36の回転はローラピン45に
より阻止されているため、図５に示すようにローラピン
45はカム溝44,44の縦溝部44aを摺動し、縦溝部44aと横
溝部44bの連接位置まで相対移動する。このネジ体41の
移動により、駆動軸28を矢印Ｂ方向にスライドさせるこ
とができ、第６図の如く第２弁軸11bの傾斜状の長孔31
に挿通するガイドピン32が第２弁軸11bの右側端部を上
昇させる。これによって、第２弁軸11bは膨出球面部25
を中心として揺動してその左側端部が下降するために、
該第２弁軸11bにピン27を介して連結された第１弁軸11a
の右側端部はＭ点を支点として揺動下降する。その結果
弁体10が弁座１から離脱する。

更に、操作ハンドル43を同じ方向に回転すると、円筒
カム36の軸方向の移動は、ローラピン45により阻止され
るため、ネジ体41の移動によりカムフォロア42が円筒カ
ム36の螺旋状のカム溝38,38を摺動し、円筒カム36に回
転力を付与する。

この際、ローラピン45は横溝部44bを相対摺動するの
で、円筒カム36の回転が可能となる。

円筒カム36が駆動軸28を回転させれば、ピン32,27を
介して一連に連結された第２弁軸11b及び第１弁軸11aが
夫々連動回転し、弁体10は弁座１に摺動することなく例
えば90度回転し、これによって弁を全開状態に設定でき
るのである。

また、この全開状態から弁閉操作を行う場合には、操
作ハンドル43を反対方向に回転させ、前記の操作手順と
全く逆の工程で行える。

尚、弁開時の弁ケーシング本体2a内に流体が流通した
状態では、該弁ケーシング本体2aからケーシング2b側へ
の流体流出はシール機構18の部位である程度は阻止でき
るが、当該シール機構18は鍔体19の両側面の球面部に挟
持体20,21の球面部を摺動当接させたものであるから、
その完全なシールが図れない。特に、高温の流体を扱う
バタフライ弁では前記シール機構18の位置に弾性パッキ
ン等を装着させることができないために、その漏れ量が
多くなる。又、該弁ケーシング2b内に流入した流体は膨
出球面部25と球面ブッシュ26との嵌合位置に於いてある
程度シールされるが、やはり当該部位でのシールを完全
に行えず、流体の一部は次の弁ケーシング2c内に流出す
る事態を生じる。

而して、該弁ケーシング2c内の駆動軸28はグランドパ
ッキン33にて軸シールされているが、該駆動軸28は回転
とスライドを行う軸であって、例えば第２弁軸11bの膨
出球面部25の位置で軸シールを行う手段の如く球面部に
対してパッキンを密接させる手段とは異なり、円柱状の
駆動軸28に対してグランドパッキン33を密接嵌合させる
ことができるものである。又、パッキン本来の使用状態
からしても、揺動動作等を行わない駆動軸28を対象とす
ることはそのシール寿命の長期化が図れるのである。よ
って、流体が弁ケーシング２の外部に不当に漏出するこ
とが適切に回避できるのである。

尚、上記実施例では、弁軸11を第１弁軸11aと第２弁
軸11bとの双方で構成して、第１図に示す寸法LaをLbよ
りも短くしたために、膨出球面部25の中心Ｐを支点とす
るテコの原理により、駆動軸28から第２弁軸11b側へ小
さな力を作用させるだけで第１弁軸11a及び弁体10の適
正な揺動動作が行える利点が得られる。

しかるに、本考案に係る弁軸11の具体的な構成は決し
て上記の如く限定されない。例えば第７図の如く、弁軸
11を一本の軸で構成して、当該弁軸11の両端部を弁体10
と駆動軸28に夫々連結し、又中央部に膨出球面部25を形
成して揺動並びに回転可能に支持させてもよい。この場
合であっても前記と同様な弁開閉操作が行え、又回転及
び往復動作を行う駆動軸28をパッキン33にて適切に軸シ
ールできるのである。

要は、本考案に係る弁軸11は弁ケーシング２内に装着
された支持部材26にて支持される膨出球面部25を有し
て、該膨出球面部25を支点とする揺動並びに回転動作に
よって、弁体10が弁座１と着脱してその離反時に回転自
在となる様に弁体10に連結されたものであればよい。そ
の具体的な本数，形状，寸法等は問わない。

更に、駆動軸28と弁軸11との連結手段も決して上記実
施例の如く傾斜状の長孔31にピン32を挿通させる手段に
限定されない。要は、駆動軸28の回転動作に連動して弁
軸11が回転し、又駆動軸28の軸長方向の往復動作に連動
して揺動動作を行う様に両者が連結されておればよいも
のであって、前記以外の既知の手段を適宜採用可能であ
る。

更に、上記実施例では、弁ケーシング２を三個の一連
のケーシング2a,2b,2cにて構成したが、本考案は該弁ケ
ーシング２を一体的に構成したり或いはそれ以上の個数
に細分化してもよく、その具体的な個数や形状は限定さ
れない。要は、弁軸11の膨出球面部25に於ける軸受部分
から漏洩する流体が弁ケーシング２の外部に流出しない
様に弁軸11及び駆動軸28の外周を覆う様に延設されて、
当該弁ケーシング２と駆動軸28との相互間に軸シール用
のパッキン33を装着させ得る様に構成されておればよ
い。

また、駆動軸28の軸シール用のパッキン33の具体的な
材質等は用途条件に応じて適宜変更自在である。

その他、本考案は各部の具体的な構成は全て本考案の
意図する範囲内で任意に設計変更自在であり、弁座１の
形成手段等も決して上記実施例の如く限定されない。
又、バタフライ弁の具体的な使用用途等も問うものでは
ない。

（考案の効果） 叙上の様に、本考案は弁軸に回転並びに軸長方向への
往復動が自在な駆動軸を連結させ、該駆動軸の回転並び
に往復動作によって弁軸に所定の回転並びに揺動動作を
行わせる様に構成し、前記駆動軸を覆う様に延設した弁
ケーシングと駆動軸との相互間にパッキンを設けて該駆
動軸の軸シールを施してなるために、該駆動軸の軸シー
ルは弁軸の膨出球面部に対する軸シールの如く揺動回転
を行う球面に対してパッキンを接触させる手段よりも優
れた気密シールが可能となって、弁軸の膨出球面部の支
持位置から漏洩する流体を当該駆動軸の軸シール部によ
って略完全に遮断できることとなった。

また、操作手段は、上記の如く筒カム及びネジ体等か
らなるカム機構により、操作軸の回転操作のみによって
弁軸の回転並びに往復動作が可能となって、駆動対象軸
の回転と往復動とを夫々別々のハンドル操作で行ってい
た手段に比してその操作が非常に簡便となる。

その結果、本考案によれば弁内を流通する流体の弁ケ
ーシング外部への漏洩防止を従来よりも確実に図れ、ま
た、バタフライ弁の使用機能を高めることができる格別
な効果を有するに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るバタフライ弁の一実施例を示す断
面図。 第２図は同バタフライ弁に適用されるシールリングを示
す断面図。 第３図は駆動軸と弁軸との連結状態の一例を示す斜視
図。 第４図及び第５図は駆動軸の動作手段の一例を示し、第
４図（イ）及び第５図は要部断面図、第４図（ロ）は同
図（イ）のＸ−Ｘ線断面図、第４図（ハ）は同図（イ）
のＹ−Ｙ線断面図。 第６図は弁体が弁座から離反した動作状態を示す断面
図。 第７図は本考案に係るバタフライ弁の他の実施例を示す
断面図。 第８図乃至第10図は従来例を示す断面図。 １…弁座、２…弁ケーシング 10…弁体、11…弁軸 11a…第１弁軸、11b…第２弁軸 25…膨出球面部 26…球面ブッシュ（支持部材） 28…駆動軸、33…パッキン 35…操作手段、36…円筒カム 37…ケーシング、38…カム溝 44…カム溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方が弁体10に連結された弁軸11に形成さ
   れた膨出球面部25が、弁ケーシング２内に装着された支
   持部材26にて支持され、前記膨出球面部25を支点とする
   弁軸11の揺動時に該弁体10を弁座１から離間させ且つ弁
   軸11の回転時に弁体10を回転させる操作手段35を備えた
   バタフライ弁において、前記弁軸11の他方には正逆回転
   及び弁軸11の軸長方向への往復動作が自在な駆動軸28が
   設けられて、該駆動軸28の回転により弁軸11が回転し、
   且つ駆動軸28の往復動作により弁軸11が揺動動作を行う
   ように、該駆動軸28と弁軸11とが連結され、前記弁ケー
   シング２と駆動軸28との相互間には、駆動軸28の軸シー
   ルを行うためのシール用パッキン33が設けられ、前記操
   作手段35は、前記弁軸11に連結され且つ周壁部に螺旋状
   のカム溝38,38を形成してなる筒カム36が、その軸長方
   向に摺動可能で且つ周方向に回転可能なように、ケーシ
   ング２に嵌入保持され、前記筒カム36内に挿入された操
   作軸６には、ネジ体41が筒カム36の軸長方向に沿ってね
   じ送り可能で且つ回転止めされた状態に螺合され、該ネ
   ジ体11には、前記筒カム36の螺旋状カム溝38,38に係入
   されたカムフォロア42が設けられ、しかも前記筒カム36
   の周壁部には、筒カム36の軸長方向に沿う縦溝部44aと
   周方向に沿う横溝部44bとを連設した略Ｌ字状のカム溝4
   4が設けられ、該カム溝44には、横溝部44bとの係合時に
   筒カム36の前後動を阻止して回転を可能とし且つ縦溝部
   44aとの係合時に筒カム36の回転を阻止して前後動を可
   能とする固定カムフォロア45が係入されてなることを特
   徴とするバタフライ弁。