JPH09119529A - バタフライ弁のシートリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強部材に剛性と可撓性を与えるために、そ
の部位により部材厚みに変化をもたせると共に、成形加
硫時の変形を防止し、且つ弾性材料に埋設される補強部
材の腐食を防止すること。 【解決手段】 弾性材料と埋設される補強部材とを一体
に成形してシートリング４を構成し、上記補強部材を、
断面半楕円状の補強リング１１によって構成し、該補強
リング１１の外周面に円周方向に複数個の連続したリブ
１２を一体に設け、該補強リング１１の両端部に、外側
に傾斜した厚肉の縁部１３を形成し、該補強リング１１
の弁棒挿通部近傍に位置するリブ１２ａに、耐食性材料
からなる軸封用Ｏリングケース１４を一体に固着し、更
に該補強部材の弁閉止時の中心線上を除く部位に、内外
周部にエラストマ等の弾性材料が流過し易いように複数
個の開孔を設け、且つ該補強部材を露出しないように弾
性材料によって完全に被覆している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エラストマ等の弾
性材料からなるバタフライ弁のシートリングに関し、特
に該シートリングに埋設される補強部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バタフライ弁の本体内周面にゴム
等の弾性体からなる環状のシートリングを装着し、該弾
性体に剛性を増すために補強部材を埋設し、該補強部材
をリング状に成形すると共に、その両端部に縁を設けた
ものは、実公平１−２８３８９号公報及び特公昭５９−
７０６９号公報に示すように従来公知である。

【０００３】上記それぞれについて説明すると、図５に
示す従来公知のものは、本体（弁本体）１の内周面と弁
体２の周縁部２ａとの間に、弁棒３が貫通する１対の弁
棒穴を有するゴム状弾性体からなる環状のシートリング
４が装着され、該シートリング４は、１対の弁棒穴に沿
って半径方向外方へ向かう図示しない弁棒穴部（環状外
縁）と、両端面に半径方向外方へ向かう各外縁５ａとを
一体に形成した環状補強部材５と、上記各外縁５ａにそ
れぞれ接合する半径方向内方へ向かう各内縁６ａを一体
に形成した１対の半環状補強部材６とを、内部に空隙７
を形成するように嵌め合わせて補強部材８を構成し、該
補強部材８とゴム状弾性体９とを一体成形して構成され
ている。

【０００４】また、図６に示す従来公知のものは、本体
（弁本体）１の内周面に装着される弾性体からなる環状
のシートリング４に、補強輪８Ａが埋設されており、該
補強輪８Ａは、両端部に縁８ａを設けた環状の円筒状部
８ｂからなり、その外面にゴム部材９を付着させない空
隙７を形成するように構成されている。そして上記の空
隙７は、ゴム部材９の節約と、全閉時、弁体周縁部２ａ
で押圧された時の（図５の空気圧Ｐに基づく）弾性作用
の役目を果たし、又補強輪８Ａの円筒状部８ｂの両端部
に縁８ａを設けた目的は、ゴム成形時に該外周部８ａを
ゴム金型に嵌め込んで補強輪８Ａの移動を防止すると共
に、注入したゴムを空隙７に流入させないための隔壁の
役目をさせるためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来公知のも
の（図５、図６）におけるシートリング４においては、
ゴム部材９を注入・加硫成形する場合、例えば圧力２０
ｋｇｆ／ｃｍ² 、温度１５０℃×３０分を加えることに
より、補強輪８，８Ａの厚み、形状、材料等により空隙
７方向に変形しやすい傾向が生じ、そのために空隙７に
よる弾性作用が十分に発揮されないという問題点があっ
た。

【０００６】また、補強輪８，８Ａの外周端８ｃが露出
しており、本体１の内周面に接触するように構成されて
いる。このため本体内周面とシートリング外周面の間に
侵入した流体が該露出している外周端８ｃに接触すると
共に、流体組成によっては該補強輪８，８Ａが腐食し、
該補強輪８，８Ａとゴム部材９を剥離させることにな
る。この結果、シートリング４の機能は低下し、亀裂・
破断等のトラブルの原因となるという問題点があった。

【０００７】更に、上記補強輪８，８Ａの肉厚が成形上
ほぼ均一であり、そのため弾性効果を期待する部位及び
閉止効果を期待する部位を変化させる必要があるなどの
問題点があった。

【０００８】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決し、弾性シートリングに埋設される補強部材に剛性と
可撓性を与えるために、その部位により部材厚みに変化
をもたせると共に、成形加硫時の変形を防止し、且つ弾
性材料に埋設される補強部材の腐食を防止することを課
題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、エラストマ等の弾性材料と内
部に埋設される補強部材とを一体に成形したシートリン
グを、本体内周面に装着したバタフライ弁において、上
記補強部材を断面半楕円状のリングによって形成し、該
補強リングの外周面に円周方向に複数個の連続したリブ
を一体に設けると共に、該補強リングの両端部に外側に
傾斜した縁部を形成し、該補強部材の弁棒挿通部近傍に
位置する、上記補強リングの外周面に設けられた円周方
向の連続したリブに、耐食性材料からなる軸封用Ｏリン
グケースを一体に固着し、且つ該補強部材を露出しない
ように弾性材料によって完全に被覆したことを特徴とし
ている。

【００１０】また、請求項２の発明は、断面半楕円状リ
ングの補強部材を、弁棒挿通部を除き全周に亙ってほぼ
等しい断面形状に形成し、弁閉止部近傍の中央部の肉厚
を薄く形成し、両端部の縁部の肉厚を厚く形成したこと
を特徴としている。

【００１１】また、請求項３の発明は、断面半楕円状リ
ングの補強部材の弁閉止時の中心線上を除く部位に、内
・外周部にエラストマ等の弾性材料が流過し易いように
複数個の開孔を設けたことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に記載した実施例を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施形態を示すシートリングを装着したバタフライ
弁の全閉状態を示す縦断面図であり、図中、図５に記載
した符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示すもの
とする。

【００１３】図において、中空筒状の本体（弁本体）１
の内周面と弁体２の周縁部２ａ（図３）との間に、内部
に金属製補強部材を埋設し弁棒３が貫通する１対の弁棒
穴３ａを有するエラストマ等の弾性材料からなる環状の
シートリング４が装着され、弁閉鎖時、弁体２の周縁部
２ａを該シートリング４の内周面に押し付けるようにし
て密着されている。

【００１４】上記弁体２は、弁棒３にテーパーボルト・
ナット１０によって一体化されており、弁棒３の端部に
は、図示しないアクチュエータを取着し、弁棒３の回動
により、弁体２が同様に回動し流体通路を開、閉及び制
御することができるようになっていることは、従来のも
のと変りはないが、本発明の実施形態では、上記シート
リング４に埋設される補強部材は、次のように構成され
ている。

【００１５】図１のＡ部を拡大して示す図２及び弁棒３
と直角方向の要部拡大断面図である図３に示すように、
シートリング４を構成する通常のゴム部材（エラスト
マ）９に、補強部材として、断面半楕円（オーバル）状
のリング（輪）（以下、略して補強リングという。）１
１が一体成形によって埋設されており、該補強リング１
１は、外周面に、円周方向に複数個の連続したリブ１２
が一体に設けられ、また両端部に外側に傾斜した厚肉の
縁部１３が形成され、更に、該補強リング１１を弁棒３
が貫通する部位の近傍に位置する上記円周方向に連続し
たリブ１２ａに、ステンレス鋼等の耐食性材料からなる
軸封用Ｏリングケース１４が一体に固着されている。

【００１６】また、上記した断面半楕円状の補強リング
１１は、弁棒挿通部を除き全周に亙ってほぼ等しい断面
形状に形成され、弁閉止部近傍の中央部１１ａの肉厚を
薄く、両端縁部１３は前記したように厚く形成されてお
り、更に、弁閉止時の中心線上を除く部位に、内外周部
にエラストマ等の弾性材料が流過し易いように複数個の
開孔１５が設けられている。

【００１７】なお、図１において、１６，１７はＯリン
グ、１８は植込キー、１９はアクチュエータ取付用孔、
２０はガスケット、２１は底蓋、２２は六角ボルトであ
り、図２において、１１ｂは可撓部を示す。またＢ，Ｃ
は圧着（喰い込み）代、Ｄは配管時の圧着代である。

【００１８】次に、作用について説明する。弁体２の閉
止時、図２に示すように、弁体２はシートリング４のゴ
ム部材９に喰い込み、圧着代（しろ）Ｂにより、弁棒３
に沿って上方への外部漏洩を防止する一次シールの作用
をする。従って、圧着代Ｂの大小によって漏洩量が増減
し、また、この漏洩量に反比例して回動トルクが増減す
ることになる。従って、できるだけ少ない圧着代Ｂで最
大圧力を漏洩なくシールすることが要求される。通常の
ゴム部材９だけで構成されたものでは、圧着代Ｂによっ
て圧縮永久歪として残る。そのためには、弁閉止時にお
けるシートリングの弾性効果を上げることが必要になっ
てくる。

【００１９】上記の要求に対して、上記した実施形態に
示された本発明のものでは、シートリング４のゴム部材
９に埋設された補強リング１１が断面半楕円状に形成さ
れているので、次の理由により、弁閉止時における弾性
効果を上げることができる。即ち、図３に示す弁棒に直
角方向の断面位置において、弁閉止（全閉）時、弁体２
の周縁部２ａによって、ゴム部材９を介して断面半楕円
状の補強リング１１を扁平状になるように変形しようと
するが、該補強リング１１は、横方向（管軸方向）に
は、ゴム部材９に埋設された、外周面に一体に設けられ
た円周方向の連続したリブ１２及び両端部の縁部１３に
よって変形が制限されているので、その分、半径方向の
弾性力に基づく反撥力が強くなり、弁閉止時における弾
性効果を上げることができる。この際、半径方向に作用
する弾性力に基づく反撥力は、該補強リング１１の弁閉
止部近傍の中央部の肉厚の大きさによっても影響され、
例えば該中央部の肉厚を薄く形成することにより、半径
方向の弾性反撥力を弱めて、回動トルクを減少させるこ
とも可能である。この場合も、前記した通常のゴム部材
のみのものに比べて該補強リング１１による弾性反撥力
により、たとえ少ない圧着代でも大きなシール効果を発
揮することができ、他方、該補強リング１１による弾性
反撥力により、ゴム部材９の押圧変形に対する復元力が
大きく、前記した圧着代Ｂによる圧縮永久歪も回避され
る。

【００２０】上記の傾向、つまり弁閉止時における弾性
効果を上げるという作用、効果は、図２に示す位置にお
ける弁体２とシートリング４との圧着状態においても同
様に生じており、少ない圧着代でも、上記向上された弾
性力によって弁棒３に沿う流体の一次シール作用が向上
する。

【００２１】また、上記補強リング１１の弁棒挿通部近
傍に位置する円周方向の連続したリブ１２ａに、耐食性
材料からなる軸封用Ｏリングケース１４が一体に固着さ
れ、該ケース１４内にＯリング１６が挿着されているの
で、全閉時における弁体の二次側方向への変位（移動）
を防止し、且つ該Ｏリングケース１４の内側及び外側の
周部からの外部漏洩が防止され、弁棒３に沿う二次シー
ル作用を果している。

【００２２】また、図４に示すように、配管時、ボルト
・ナット２５を締着して当該バタフライ弁を配管フラン
ジ２３によって挟着固定する場合、補強リング１１の両
端部の剛性を発揮するために肉厚にされた、外方へ傾斜
した縁部１３は、配管フランジ２３により、配管時、圧
着代Ｄ（図３）を圧縮して挟着固定されると、矢印イの
方向に弾性効果を発揮し、該弾性効果に基づいて、該補
強リング１１の縁部１３をフランジ面２３ａに対して傾
斜させているので、圧着面における圧着効果が配管（パ
イプ）２４の内周部より外周部に近い方が大となり、配
管フランジ２３とシートリング４の接合面において、よ
り一層シール効果が向上し、外部漏洩を防止することが
できる。

【００２３】また、断面半楕円状の補強リング１１の弁
閉止時の中心線上を除く部位に複数個の開孔１５を設け
ているので、該補強リング１１の内・外周部のゴム部材
９の成形流入が容易になり、該補強リング１１の内・外
周部におけるゴム部材９が同じ注入圧力になるので、該
注入による補給リング１１の変形が防止される。

【００２４】更に、該補強リング１１の外周面に、円周
方向に複数個の連続したリブ１２を一体に設けているの
で、閉弁時における該補強リング１１の可撓部１１ａの
補強と共に、ゴム部材９の成形注入時の圧力による変形
を防止している。

【００２５】また、シートリング４内に埋設された補強
リング１１は内・外周のゴム部材９により完全に被覆さ
れているので、流体又は弁取付環境等による腐食・劣化
等がなく、従ってゴム部材との剥離がなく長期に亙って
安定して使用できる。

【００２６】上記した実施形態において、補強リング１
１の外周面に一体に設けられた円周方向の連続したリブ
１２の数を、弁棒３を貫通する部位近傍の２個にした構
造について説明したが、上記リブ１２の数は２個以上に
してもよいことは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明においては、エラストマ等の弾性材料と
内部に埋設される補強部材とを一体に成形したシートリ
ングを、本体内周面に装着したバタフライ弁において、
上記補強部材を断面半楕円状のリングによって形成し、
該補強リングの外周面に円周方向に複数個の連続したリ
ブを一体に設けると共に、該補強リングの両端部に外側
に傾斜した縁部を形成し、該補強部材の弁棒挿通部近傍
に位置する、上記補強リングの外周面に設けられた円周
方向の連続したリブに、耐食性材料からなる軸封用Ｏリ
ングケースを一体に固着し、且つ該補強部材を露出しな
いように弾性材料によって完全に被覆したことにより、
次の効果が奏される。

【００２８】（ｉ）弾性材料に埋設される、外周面に円
周方向の連続したリブを有する断面半楕円状の補強リン
グにより、ゴム弾性力のみでなく、より反撥弾性力の大
きい弾性効果を発揮してシール効果を上げ、流体の二次
側流出を防止する。

【００２９】（ii）補強リングの弁棒挿通部近傍に位置
する円周方向の連続したリブに、軸封用Ｏリングケース
を一体に固着しているので、全閉時における弁体の二次
側方向への変位（移動）を防止し、且つ該Ｏリングケー
スの内側及び外側の周部からの外部漏洩が防止され、弁
棒に沿う二次シール作用を発揮する。

【００３０】(iii) 補強リングの外周面に一体に設けら
れた円周方向の連続したリブにより、該補強リングの可
撓部の補強と共に、ゴム部材の成形注入時の圧力による
変形を防止している。

【００３１】（iv）シートリング内に埋設された補強リ
ングが内・外周のゴム部材により完全に被覆されている
ので、流体又は弁取付環境等による腐食・劣化等がな
く、従ってゴム部材との剥離がなく長期に亙って安定し
て使用できる。

【００３２】また、請求項２の発明においては、断面半
楕円状リングの補強部材を、弁棒挿通部を除き全周に亙
ってほぼ等しい断面形状に形成し、弁閉止部近傍の中央
部の肉厚を薄く形成し、両端部の縁部の肉厚を厚く形成
したことにより、配管取付時、配管フランジによって当
該バタフライ弁を挟着固定する場合、剛性を発揮するた
めに厚肉にされた傾斜された両端縁部によって、フラン
ジ圧着面における圧着効果が内周部より外周部に近い方
が大となり、配管接合面におけるシール性能が向上さ
れ、外部漏洩が防止できる。

【００３３】また、請求項３の発明においては、断面半
楕円状リングの補強部材の弁閉止時の中心線上を除く部
位に、内・外周部にエラストマ等の弾性材料が流過し易
いように複数個の開孔を設けたことにより、補強リング
の内・外周部のゴム部材の成形注入が容易になり、該補
強リングの内・外周部におけるゴム部材が同じ注入圧力
になるので、該注入による補強リングの変形が防止さ
れ、弁閉止部のシール性の安定が計られる。

【００３４】以上述べたように、補強リングの構成材料
および断面形状等により安定的にシール性を保持すると
共に、外部漏洩防止を行ない、且つ高差圧、高流速、微
小弁開度、真空等、仕様条件の苛酷な用途に効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すシートリングを装着
したバタフライ弁の閉弁時における縦断面図である。

【図２】図１のＡ部の拡大断面図である。

【図３】図１の弁棒と直角方向の要部拡大断面図であ
る。

【図４】配管フランジで挟着固定されたシートリングの
状態図である。

【図５】従来例のバタフライ弁の組立断面図である。

【図６】従来例のバタフライ弁の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 弁体 ２ａ 周縁部 ３ 弁棒 ４ シートリング ９ ゴム部材 １０ テーパーボルト・ナット １１ 補強リング １１ａ，１１ｂ 可撓部 １２ リブ １３ 縁部 １４ Ｏリングケース １５ 開孔 １６，１７ Ｏリング １９ アクチュエータ取付用孔 ２１ 底蓋 Ｂ，Ｃ，Ｄ 圧着代

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマ等の弾性材料と内部に埋設さ
   れる補強部材とを一体に成形したシートリングを、本体
   内周面に装着したバタフライ弁において、上記補強部材
   を断面半楕円状のリングによって形成し、該補強リング
   の外周面に円周方向に複数個の連続したリブを一体に設
   けると共に、該補強リングの両端部に外側に傾斜した縁
   部を形成し、該補強部材の弁棒挿通部近傍に位置する、
   上記補強リングの外周面に設けられた円周方向の連続し
   たリブに、耐食性材料からなる軸封用Ｏリングケースを
   一体に固着し、且つ該補強部材を露出しないように弾性
   材料によって完全に被覆したことを特徴とするバタフラ
   イ弁のシートリング。
2. 【請求項２】 断面半楕円状リングの補強部材を、弁棒
   挿通部を除き全周に亙ってほぼ等しい断面形状に形成
   し、弁閉止部近傍の中央部の肉厚を薄く形成し、両端部
   の縁部の肉厚を厚く形成したことを特徴とする請求項１
   記載のバタフライ弁のシートリング。
3. 【請求項３】 断面半楕円状リングの補強部材の弁閉止
   時の中心線上を除く部位に、内・外周部にエラストマ等
   の弾性材料が流過し易いように複数個の開孔を設けたこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバタフライ
   弁のシートリング。