JPH08277942A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール部の信頼性及び耐久性を向上させると
共に、弁体を回動させる際の駆動力も小さくできるよう
にする。 【構成】 弁箱１１の内周面に、弁体１７の回転軌跡に
沿った形状の凹状円弧面部１８を形成し、弁体１７の外
周部を、凸状円弧面部２４を有する弾性部材２１により
構成する。弁体１７の閉鎖状態では、弾性部材２１の凸
状円弧面部２４と弁箱１１の凹状円弧面部１８とが面接
触してシールする構成となるため、シール部における接
触面積が大きくなり、シール性を高めることができる。
また、このようにシール性を高くできるため、弁体１７
の弾性部材２１を大きく変形させるという必要がなく、
弁体１７を回動させる際の駆動力も従来に比べて小さく
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回動により流路を開閉
する円板状をなす弁体を備えた弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の弁装置、いわゆるバタフライ弁
における従来構成の一例を図１０及び図１１に示す。こ
れら図１０及び図１１において、弁箱１は、金属製の短
円筒状をなす本体管２と、この本体管２の内周部に設け
られたゴムシート３とから構成されており、そのゴムシ
ート３の内部を、流体が通る流路４としている。ゴムシ
ート３の内周面において、上部及び下部は平坦面３ａが
形成されている。弁体５は、金属によりほぼ円板状に形
成されていて、弁箱１の内部に、流路４に対して直交す
る方向に延びる軸部６を介して回動可能に装着されてい
る。弁体５の外周部には、凸状円弧面部５ａが形成され
ている。

【０００３】しかして、上記構成において、弁体５は、
これの閉塞面５ｂが流路４に対して直交する閉鎖状態
（図１１の実線参照）と、流路４と平行な全開状態（図
１１の二点鎖線参照）との間で回動されるようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構成のものでは、弁体５の閉鎖状態で、金属製の
弁体５の凸状円弧面部５ａが弁箱１側のゴムシート３の
内周面に圧接してシールするものの、このときの接触は
いわば線接触であるため、シール部分の接触面積が少な
く、弁体５の開閉を繰り返すうちにシール部分のシール
性が低下し易いという欠点があった。また、この場合、
弁体５の凸状円弧面部５ａがゴムシート３に食い込むこ
とによってシールするのであるが、ゴムシート３に対す
る食い込みとしては、弁体５において特に回転半径の小
さい軸部６の周辺部（弁体５の上部及び下部）では回転
半径の大きい中央部に比べて少なく、これによってもシ
ール性が劣るという欠点がある。さらに、シール性を高
くするためには、弁体５の凸状円弧面部５ａをゴムシー
ト３に強く食い込ませる必要があるため、弁体５を回動
させる際に大きな駆動力を必要とする欠点もある。

【０００５】本発明は上記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、シール部の信頼性及び耐久性を
向上できると共に、弁体を回動させる際の駆動力を小さ
くすることもできる弁装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、流路を有する弁箱と、この弁箱の内部
に前記流路に対して直交する方向に延びる軸部を介して
回動可能に設けられ、その回動により前記流路を開閉す
る円板状をなす弁体とを備えた弁装置において、前記弁
箱の内周面に、前記弁体の外周部の回転軌跡に沿った形
状の凹状円弧面部を形成すると共に、前記弁体の外周部
を、該弁体の閉鎖状態で外周面が前記凹状円弧面部に密
着する凸状円弧面部を有する弾性部材により構成したこ
とを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、弁体の閉鎖状態では、
弁体の外周部における弾性部材の凸状円弧面部が弁箱の
内周面に形成された凹状円弧面部に密着する構成として
いるので、それら弾性部材の凸状円弧面部と弁箱の凹状
円弧面部とが面接触してシールする構成となる。このた
め、弁体の外周部と弁箱の内周面とのシール部における
接触面積が従来の線接触の場合に比べて格段に大きくな
るため、シール部の信頼性を格段に高めることができる
と共に、耐久性の向上も図ることができる。また、この
ようにシール部の接触面積が大きくシール性を高くでき
るため、弁体の弾性部材を大きく変形させるという必要
がなく、弁体を回動させる際の駆動力も従来に比べて小
さくすることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１ない
し図５を参照して説明する。まず図１及び図２におい
て、弁箱１１は、ほぼ短円筒状をなす内殻１２と、この
内殻１２の外周部に溶接により固着された２部材から成
る外殻１３と、これら内殻１２と外殻１３との間に形成
された空間部に充填された、例えば発泡ウレタンから成
る断熱材１４とから構成されている。

【０００９】この場合、内殻１２及び外殻１３は金属
製、なかでもステンレス製であり、このうち内殻１２は
切削加工などにより所定の形状に形成され、外殻１３は
プレス加工により所定の形状に形成されている。この弁
箱１１において、内殻１２の内部を、流体を通すための
流路１５としている。弁箱１１における左右両側面に
は、環状をなすゴムパッキン１６が接着などにより装着
されている。ゴムパッキン１６の側面は、弁箱１１の側
面より外方へ突出している。

【００１０】ここで、弁箱１１における内殻１２の内周
面において、流路１５の延び方向の中央部には、図１に
示すように、後述する弁体１７の回転軌跡に沿った形状
の凹状円弧面部１８が形成され、流路１５の両端部側に
は外側に向けて拡開するように拡開部１９が形成されて
いる。なお、凹状円弧面部１８と拡開部１９との間には
境界部１８ａが形成されている。

【００１１】弁箱１１の内部、すなわち内殻１２の内部
には、流路１５を開閉するための、ほぼ円板状をなす弁
体１７が配設されている。この弁体１７は、図２に示す
ように、円板状をなす芯金２０と、この芯金２０の外面
を覆うように設けられた合成ゴムから成る弾性部材２１
とから構成されていて、弾性部材２１の中心部に芯金２
０をインサート成形することにより形成されている。そ
して、弁体１７は、これの下部が弁箱１１の下部に回転
可能に設けられたステンレス製のピン２２により回転可
能に支持されると共に、上部が弁箱１１の上部に回転可
能に設けられたステンレス製の弁棒２３により回転可能
に支持されている。したがって、この弁体１７は、弁箱
１１の内部に流路１５に対して直交する方向に延びる軸
部たるピン２２及び弁棒２３を介して回動可能に設けら
れている。ここで、弁体１７の外周部を構成する弾性部
材２１の外周部には、外方へ凸となる凸状円弧面部２４
が形成されている。

【００１２】この場合、弁体１７の外径寸法は、弁箱１
１の流路１５における最小の内径寸法となる境界部１８
ａ部分の内径寸法よりも大きく設定されているが、弁体
１７の外面は弾性部材２１により覆われているので、そ
の弾性部材２１部分を弾性変形させながら流路１５内に
挿入することにより、弁体１７を弁箱１１の内部に配設
することができる。

【００１３】上記ピン２２は、弁箱１１の下部に溶接に
より固着されたスリーブ２５内にブッシュ２６を介して
回転可能に挿通されていて、上端部に形成された角形嵌
合部２２ａが弁体１７の芯金２０に形成された角穴２０
ａに嵌合されている。また、このピン２２は、スリーブ
２５の内周部下部に取着された止め輪２５ａにより抜け
止めされている。ピン２２の下端部側の外周部にはＯリ
ング２７が取着されている。

【００１４】上記弁棒２３は、弁箱１１の上部に溶接に
より固着されて立設されたステンレス製のガイド筒２８
内に下側のブッシュ２９及び上側のブッシュ３０（図３
参照）を介して回転可能に挿通されていて、下端部に形
成された角形嵌合部２３ａが弁体１７の芯金２０に形成
された角穴２０ｂに嵌合されている。弁棒２３の上端部
側の外周部には、上側のブッシュ３０の下方に位置させ
てＯリング３１が取着されている。

【００１５】ガイド筒２８の上端部には支持板３２が溶
接により固着されていて、この支持板３２の上方に、垂
下状のスペーサ部３３ａを有する天盤３３がボルト３４
及びナット３５により固定状態に取り付けられている。
天盤３３には、図５に示すように、外周部に５個の係合
穴３６ａ〜３６ｅが形成されていると共に、上面に開閉
表示シール３７が張り付けられている。

【００１６】上記弁棒２３の上端部は支持板３２と天盤
３３との間に臨んでいて、ここに形成された角形嵌合部
２３ｂが、支持板３２と天盤３３との間に挿入された操
作レバー３８の角穴３８ａに嵌合している。したがっ
て、操作レバー３８を水平方向へ回動操作することによ
り、弁棒２３を介して弁体１７を回動させることができ
る構成となっている。

【００１７】操作レバー３８には、これの長手方向に延
びる長孔３９が形成されていて、この長孔３９にフック
４０の先端部が挿通されている。このフック４０は、ス
プリングピン４１により操作レバー３８に回動可能に取
り付けられていて、先端部に、上記係合穴３６ａ〜３６
ｅに選択的に係合する係合部４０ａを有している。この
フック４０と操作レバー３８との間には、フック４０を
図３中矢印Ａ方向へ付勢するコイルばね４２が配設され
ている。

【００１８】ここで、フック４０の係合部４０ａが係合
穴３６ａ〜３６ｅのうちの一つに係合することにより
（図５では、係合穴３６ａに係合している）、操作レバ
ー３８の水平方向の回動が規制され、操作レバー３８を
握って、フック３６を図３中二点鎖線で示すように回動
させることにより、係合穴に対する係合部４０ａの係合
が解除され、これに伴い操作レバー３８の水平方向への
回動が許容されるようになる。

【００１９】このように構成されたバタフライ弁は、弁
箱１１が図３に二点鎖線で示される２本の配管４３，４
４間に配置されて、これら配管４３，４４のフランジ部
４３ａ，４４ａを図示しないボルト及びナットにより複
数箇所で締め付けることによって、それら配管４３，４
４間に設置される。

【００２０】図２ないし図５は、操作レバー３８が全開
位置（Ｏ）、したがって弁体１７が全開位置に回動され
た状態が示されており、この状態では、弁体１７の閉鎖
面１７ａが流路１５の延び方向と平行な位置に回動され
ていて、流路１５が全開状態となっている（図１の二点
鎖線参照）。

【００２１】この状態から流路１５を閉鎖する場合に
は、操作レバー３８を握り、フック４０を図３中二点鎖
線で示すように回動させて、係合穴３６ａに対する係合
部４０ａの係合を外し、操作レバー３８を図５中矢印Ｂ
方向へ９０度、すなわち全閉位置（Ｓ）まで回動させる
と共に、係合部４０ａを係合穴３６ｅに係合させる。こ
のとき、操作レバー３８と共に弁体１７も９０度回動さ
れ、図１に実線で示すように、弁体１７の外周部におけ
る弾性部材２１の凸状円弧面部２４が弁箱１１の内周面
に形成された凹状円弧面部１８に密着することにより、
流路１５が完全に閉鎖されるようになる。この場合、弾
性部材２１の凸状円弧面部２４が、拡開部１９と凹状円
弧面部１８との境界部１８ａから凹状円弧面部１８側へ
摺動する際に圧縮力を受ける。

【００２２】なお、フック４０の係合部４０ａが係合穴
３６ｂ，３６ｃ，３６ｄのうちの一つに係合する位置へ
操作レバー３８を回動させた場合には、流路１５の開放
度合を全開状態と全閉状態との間で調整することができ
る。

【００２３】上記した実施例によれば、弁箱１１の内周
面に、弁体１７の外周部の回転軌跡に沿った形状の凹状
円弧面部１８を形成すると共に、弁体１７の外周部を、
その凹状円弧面部１８に密着する凸状円弧面部２４を有
する弾性部材２１により構成し、弁体１７の閉鎖状態
で、弁体１７の外周部における弾性部材２１の凸状円弧
面部２４が弁箱１１の凹状円弧面部１８に密着する構成
としているので、それら弾性部材２１の凸状円弧面部２
４と弁箱１１の凹状円弧面部１８とが面接触してシール
する構成となる。このため、弁体１７の外周部と弁箱１
１の内周面とのシール部における接触面積が従来の線接
触の場合に比べて格段に大きくなるため、シール部のシ
ール性を格段に向上することができ、シール部の信頼性
及び耐久性を向上できる。

【００２４】また、このようにシール部の接触面積が大
きくシール性を高くできるため、弁体１７の弾性部材２
１を大きく変形させるという必要がなく、弁体をゴムシ
ールに食い込ませるようにした従来構成に比べて、弁体
１７を回動させる際の駆動力（操作力）も小さくするこ
とができる。

【００２５】さらに、弁体１７の閉鎖状態では、弁体１
７が弁箱１１における凹状円弧面部１８内に収納される
形態となるから、弁体１７側の角穴２０ａ，２０ｂと、
これに嵌合したピン２２の角形嵌合部２２ａ及び弁棒２
３の角形嵌合部２３ａとの間の微小な隙間（いわゆるク
リアランス）により、弁体１７が凹状円弧面部１８の中
心部に自動的に位置されるようになる。したがって、弁
体１７の凸状円弧面部２４と弁箱１１の凹状円弧面部１
８との間のシール部が、全周にわたって極力均一な密着
力でにシールされるようになり、これによってもシール
性を一層向上できるようになる。

【００２６】図６及び図７は本発明の第２実施例を示し
たものであり、この第２実施例は、上記した第１実施例
とは次の点が異なっている。すなわち、弁箱４３は、第
１実施例における弁箱１１よりも軸方向寸法が長く設定
されていると共に、ほぼ円筒状をなす一つの管部材４４
により構成されていて、この管部材４４の内部を流路４
５としている。したがってこの場合、弁体１７は弁箱４
３内に収納された形態となっている。

【００２７】そして、管部材４４の内周面において、流
路４５の延び方向の中央部に、弁体１７の回転軌跡に沿
った形状の凹状円弧面部１８が形成され、この凹状円弧
面部１８から一端部側（図６中左端部側）には、境界部
１８ｂを介して径大部４６が形成され、凹状円弧面部１
８から他端部側（図６中右端部側）には、境界部１８ｃ
を介して径小部４７が形成されている。また、管部材４
４の外周面の左右両側には、図示しない配管を接続する
ための環状突部４８が溶接により設けられている。弁箱
４３の下部側のスリーブ２５は、弁箱４３から下方へ突
出している。

【００２８】この第２実施例において、弁体１７を弁箱
４３内に取り付ける場合には、弁体１７を弁箱４３に対
して径大部４６側から挿入することによって行う。弁体
１７は、弁箱４３に対して第１実施例と同様に取り付け
られている。このような第２実施例においても、第１実
施例と同様な作用効果を得ることができる。

【００２９】図８及び図９は本発明の第３実施例を示し
たものであり、この第３実施例は、上記した第２実施例
とは次の点が異なっている。すなわち、弁箱４３を構成
する管部材４４の外周面の左右両側には、環状突部４８
に代えて、図示しない配管を接続するための環状溝部４
９が形成されている。また、弁体５０において、ピン２
２及び弁棒２３の端部を嵌合させる角穴２０ａ，２０ｂ
部分である軸挿通部５１の外形形状が上下方向に連続し
た円柱状に形成されている。このような第３実施例にお
いても、第１実施例と同様な作用効果を得ることができ
る。

【００３０】本発明は、上記した実施例にのみ限定され
るものではなく、次のように変形または拡張できる。例
えば、弁体１７，５０は、人の操作力により回動するこ
とに代えて、電動モータ，空圧シリンダーを用いて回動
させる構成とすることもできる。また、弁体１７，５０
の弾性部材２１としては、合成ゴムに代えて、弾性を有
する軟質のプラスチックを用いるようにすることもでき
る。さらに、弁体１７，５０は、弾性部材２１の中心部
に芯金２０をインサート成形することにより全体の強度
を確保するようにしているが、用途や大きさによって
は、弁体全体を弾性部材で形成するようにしても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、弁箱の内周面に、弁体の外周部の回転軌跡に
沿った形状の凹状円弧面部を形成すると共に、弁体の外
周部を、弁体のの閉鎖状態で外周面が凹状円弧面部に密
着する凸状円弧面部を有する弾性部材により構成したこ
とにより、弁体の閉鎖状態において、弁体の外周部と弁
箱の内周面とのシール部における接触面積が従来の線接
触の場合に比べて格段に大きくなるため、シール部のシ
ール性を格段に向上することができ、シール部の信頼性
及び耐久性を向上できる。また、このようにシール部の
接触面積が大きくシール性を高くできるため、弁体の弾
性部材を大きく変形させるという必要がなく、弁体をゴ
ムシールに食い込ませるようにした従来構成に比べて、
弁体を回動させる際の駆動力も小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、流路が閉鎖
された状態の要部の横断平面図

【図２】流路が開放された状態の要部の縦断正面図

【図３】流路が開放された状態の、一部を破断して示す
全体の正面図

【図４】同状態の要部の左側面図

【図５】同状態の全体の平面図

【図６】本発明の第２実施例を示すもので、流路が開放
された状態の要部の縦断正面図

【図７】同状態の要部の左側面図

【図８】本発明の第３実施例を示す図６相当図

【図９】図７相当図

【図１０】従来構成を示すもので、流路が開放された状
態の左側面図

【図１１】流路が閉鎖された状態の横断平面図

【符号の説明】

１１は弁箱、１５は流路、１７は弁体、１８は凹状円弧
面部、２１は弾性部材、２２はピン（軸部）、２３は弁
棒（軸部）、２４は凸状円弧面部、４３は弁箱、４５は
流路、５０は弁体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路を有する弁箱と、この弁箱の内部に
   前記流路に対して直交する方向に延びる軸部を介して回
   動可能に設けられ、その回動により前記流路を開閉する
   円板状をなす弁体とを備えた弁装置において、 前記弁箱の内周面に、前記弁体の外周部の回転軌跡に沿
   った形状の凹状円弧面部を形成すると共に、 前記弁体の外周部を、該弁体の閉鎖状態で外周面が前記
   凹状円弧面部に密着する凸状円弧面部を有する弾性部材
   により構成したことを特徴とする弁装置。