JPH109406A - 弁の軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁棒の回動トルクに与える影響が少なく、耐
久性、潤滑性を有し、且つシール性能の優れた弁の軸封
装置を提供すること。 【解決手段】 本体１０の弁軸筒１１外に延出する弁棒
１５に挿通しつつ、フランジ１２の軸孔部に形成された
段部１２Ａの下段１２ａに配置した弁棒ガイド１８と、
中段１２ｂに配置した弾性密封材１９と、上段１２ｃに
配置した押え板２０を互いに当接して、ボルト２１によ
って適正な圧力で押圧する。また当接面には、互いに嵌
合する環状の突部と環状の溝部を設け、弾性密封材１９
の内径部及び外径部には締め代を設けると共に、内径部
に潤滑剤の環状保持溝を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バタフライ弁等の
各種弁における弁体を軸支する弁棒と本体（弁本体）と
の間の軸封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バタフライ弁のように弁体の駆動
手段が本体外に位置しているような型式の弁において
は、弁を軸支する弁棒が本体外に延び出しており、弁棒
と本体との間からの流体の漏洩防止、或いは外部からの
流体、雨水、塵埃等の侵入防止のために、弁棒と本体と
の間に両者の間隙を密封する軸封装置が配設されてい
る。

【０００３】上記軸封装置の最も一般的な従来の構造
は、本体弁軸筒の端部に一体に形成されたフランジの弁
棒嵌入部の近傍に段部を形成し、該段部に石綿等のガス
ケットを嵌挿し、弁棒外周面に密着させたものである
が、このものは、ガスケットの種類、嵌挿する段数及び
嵌挿方法によって、弁棒の回動トルクが一定せず、且つ
寸法形状が大きくなるという問題点があった。

【０００４】上記の問題点に対処するために、図５に示
すように、弁棒１を取り巻くＯリング２を嵌挿する溝３
を、弁軸筒４の内周壁に形成するようにしたものが提案
されているが、このものは、小口径弁において該弁軸筒
４の内周壁に溝を加工することが極めて困難であるとい
う問題点があったし、他方、弁棒の外周に溝を形成し、
該溝にＯリングを嵌挿して弁軸筒の内周面に密着させる
ようにしたものも提案されているが、溝の形成によって
弁棒が部分的に小径となり、そのため、強度、特に捩り
強度が低下するという問題点があった。

【０００５】これらの問題点に対処するために、本出願
人は、図４（ａ）とその組立前の要部拡大図（ｂ）に示
すように、本体の弁軸筒４を貫通する弁棒１に軸孔５ａ
を介して挿通しつつ、弁軸筒４の上端面に弾性密封板５
を配置し、該弾性密封板５の上面に重ねるようにして別
体の押え板６を、軸孔６ａに弁棒１を挿通させて配し、
両者をねじ７によって一体に取付けるようにし、該押え
板６の下面に環状突起６ｂを形成すると共に、該環状突
起６ｂと嵌合する環状溝５ｂを弾性密封板５に設け、該
環状突起６ｂより内方の板部６ｃにより弾性密封板５の
内方部上面を押えて、弁棒１と軸封部８との圧縮率を一
定に保つようにしたものが提案されている。なお、図
中、５ｃは、弾性密封板５を弁軸筒４の凹部４ａ内に安
定して位置させるために下面に突設された突起で、凹部
４ａの穴４ｂに嵌入されるようになっている（実公平８
−１０７１６号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した本出願人の出
願に係るもの（図４）は、弾性密封板５を押え板６で固
着するねじ７の締め具合により弾性密封板５の圧縮量が
不定となり、弁棒１の回動トルクや、耐久性、潤滑性に
問題点があった。又、軸封部（シール部分）８も単一で
あるため、摩耗、損傷時において対応が困難であると同
時に、弾性密封板５の取替えコストも高価になるという
問題点があった。

【０００７】本発明は、上記した従来技術、特に本出願
人の先の提案に係る軸封装置の問題点を解決せんとする
もので、弁軸筒の上部に配置され弁棒によって貫通され
る弾性密封材による、弁棒の回動トルクに与える影響が
少なく、耐久性、潤滑性を有し且つシール性能の優れた
弁の軸封装置を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の採った手段は、本体の弁軸筒外に延び出す
弁棒に軸孔を挿通しつつ、該弁軸筒のフランジの軸孔部
に形成された段部の下段に配置した弁棒ガイドと、同様
に弁棒に軸孔を挿通しつつ、上記フランジの段部の中段
に配置した弾性密封材と、同様に弁棒に軸孔を挿通しつ
つ、上記フランジの段部の上段に配置した押え板とを、
互いに当接するようにしてそれぞれ別体の部材によって
構成し、上記弾性密封材の上下の当接面に、上記押え板
の下面及び上記弁棒ガイドの上面にそれぞれ弁軸方向に
対向するように突設された環状突部と嵌合する環状の溝
部を設けると共に、該弾性密封材の弁棒と摺動する内径
部及びフランジに形成された段部の内面と嵌合する外径
部にそれぞれ締め代を設け、更に該内径部に潤滑剤の環
状保持溝を形成したことを特徴としている。

【０００９】また、上記弁軸筒のフランジに形成された
段部の下段に当接する弁棒ガイドを、断面Ｌ字状に形成
し、その端部によって弁棒の外方突出を防止すると共
に、スラスト及びラジアル軸受を兼ねることを特徴とし
ている。

【００１０】

【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中心形バタフライ弁の下方を省略し
た要部断面図である。

【００１１】図において、本体（弁本体）１０は、上方
に弁軸筒１１を備え、その上面にフランジ１２を一体に
形成しており、また、本体１０の内周面に弾性シートリ
ング１３を嵌め込み、その内面に接離するように弁体１
４が弁棒１５に軸支され、該弁棒１５を介して弁体１４
を回動して流体通路を開閉制御するようになっている。

【００１２】上記弁体１４と弁棒１５は、本実施例では
角穴と角軸の接合による連結部１６によって一体化され
ており、従って、上方から弁棒１５を角穴に挿嵌してい
るために、抜け止め手段として、弁棒１５の上方部にロ
ールピン（止めピン）１７を挿し込み、後記する弁棒ガ
イド１８の下端部に係止させるようにし、該弁棒ガイド
１８にストッパの役目をさせるようにしている。

【００１３】上記弁棒１５が弁軸筒１１の上端のフラン
ジ１２を貫通する軸孔部には、下段１２ａ、中段１２
ｂ、上段１２ｃからなる段部１２Ａが形成されており、
下段１２ａには、中心に弁棒１５が貫通される断面Ｌ字
状の、ステンレス鋼、黄銅、硬質の樹脂等の金属又は非
金属からなる弁棒ガイド１８が、段部に係止するように
して嵌入され、また、下段１２ａと上段１２ｃの中間の
円筒部に相当する中段１２ｂには、中心に弁棒１５が貫
通される弾性密封材１９が、上記弁棒ガイド１８の上面
と当接するようにして嵌入され、更に上段１２ｃには、
中心に弁棒１５が貫通される板状の上記弁棒ガイド１８
と同様の金属又は非金属からなる押え板２０が、上記弾
性密封材１９の上面に当接するようにして嵌入され、上
記三つの段部１２ａ〜１２ｃにそれぞれ嵌入されるこれ
ら三者１８〜２０は、押え板２０をフランジ１２に固着
するボルト２１を締め付けることにより、一定の押圧力
をもって固定されるようになっている。

【００１４】また、上記弾性密封材１９の上下の当接面
には、押え板２０の下面及び弁棒ガイド１８の上面にそ
れぞれ弁軸方向に対向するように突設された環状突部２
０ａ及び１８ａとそれぞれ嵌合する環状溝部ニ，ホ（図
３）が設けられている。

【００１５】更に、図２のＡ部を拡大して示す図３
（ａ）において、Ｂは弁棒１５の中心軸（弁軸）を、Ｃ
は弁棒１５の外径部を示しており、また、イ部は弁棒外
径部Ｃに定着される摺動用の締め代であり、同図におい
て弁棒１５に重複して示されている。又、ハ部は、本体
フランジ１２に定着される固定用の締め代であり、同様
に仮想線に重複して示されている。又、ロ部は、上・下
方向の固定用の締め代を示し、同様に仮想線に重複して
示されている。

【００１６】上記イ，ロ，ハの締め代（圧縮代）は、摺
動用、固定用の目的が異なるために形状、寸法及び構成
が異なる。即ち、内径部の締め代イは、過大であればシ
ール性は大であるが耐摩耐久性に問題が出る。同様に過
小であれば、その逆となる。従って、これらの問題点を
考慮したのが潤滑剤を封入した環状保持溝ヘであり、そ
の導入溝トである。潤滑剤の一例として、グリース、シ
リコン系潤滑油がある。これら潤滑剤は組立前に内径部
を上下に拡大し保持溝ヘに封入することにより、弁棒１
５の回動による若干の捩り現象に伴なうポンピング作用
により、弾性密封材１９のイ部に相当するリップに適度
の潤滑性を与え、耐摩、耐久性及び、円滑な回動トルク
を現出することができる。

【００１７】弾性密封材１９の材質一例として、ニトリ
ル系（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン系（ＥＰＤ
Ｍ）、フッ素系（ＦＫＭ）、フッ素樹脂系（ＰＴＦＥ）
等がある。

【００１８】上記押え板２０の下面及び弁棒ガイド１８
の上面にそれぞれ形成された環状突部２０ａ，１８ａと
嵌合する弾性密封材１９の環状溝ニ，ホは、上下の押え
板２０及び弁棒ガイド１８の環状突部２０ａ，１８ａに
より、強圧されるのでなく、適正な押圧により、ブロー
バイ(blow-bye)即ち、内圧、高速回動等により、上下の
押え板２０、弁棒ガイド１８との隙間への吹き漏れ防止
として作用する。

【００１９】図３の（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は、同図
（ａ）と同様の他の実施例を示し、図中、同図（ａ）に
記載した符号と同一の記号は同一ないし同類部分を示す
ものとする。即ち、同図（ｂ）の実施例では、固定用の
締め代ロが省略されており、摺動部締め代イ及び固定部
締め代ハが共に丸形に形成されており、同図（ｃ）の実
施例では、摺動部締め代イがリップ形をなし、固定部締
め代ハが球形をなし、更に、同図（ｄ）の実施例では、
摺動部締め代イを弁棒周面に沿った複数（図で２個）の
山形とし、固定部締め代ハを球形に形成しているが、こ
れらの組合せ又は他の形状によるものも同様に適用する
ことが可能である。

【００２０】なお、図１，２において、１５ａは植込キ
ー、２２は空隙部、２２ａはノー加工面、２３は下部軸
受部である。

【００２１】上記のように構成したことにより、弾性密
封材１９と弁棒ガイド１８、押え板２０がそれぞれ別体
の部材から構成されているため、弾性密封材１９を弁棒
１５に挿通する時、内径摺動部及び外径固定部の弾性変
形を規制することなく、自由度があり、挿通による摩耗
もなく容易に組立てることができる。また、組立て挿着
後、弁棒ガイド１８及び押え板２０の環状突部１８ａ，
２０ａにより、前記、内・外径部の摺動部、固定部が所
定の形状に定着支持される。即ち、弁棒ガイド１８及び
押え板２０の環状突部１８ａ，２０ａが弾性密封材１９
の環状溝部ホ，ニをバックアップ（押圧）して、シール
作用を確実にし、ブローバイ(blow-bye)即ち、流体圧力
によるシール部のリップの吹き漏れ（変形）を防止す
る。

【００２２】又、弾性密封材１９の挿着状態を一定にす
るために、弁軸筒１１のフランジ１２の軸孔部の段部１
２Ａの深さａ〜ｃ及び弁棒ガイド１８、押え板２０の厚
みを規制しているので、ボルト２１による押え板２０の
締め具合に拘らず弾性密封材１９に対する押圧力が一定
している。また、弾性密封材１９の内径部の摺動に伴な
う潤滑作用は、潤滑剤の環状保持溝ヘを形成したことに
より、弁棒１５の回動により該保持溝ヘに充填された潤
滑剤にシール部のリップイの若干の捩れ現象に伴なうポ
ンピング作用が生じ、当該部に潤滑剤を送り出す。

【００２３】又シール部のリップイを複数にすることに
より、内・外圧力の流出・流入を防止する作用を行なう
ことができる。同時に外圧力（塵埃）に対してダストシ
ール作用を行なう。又内径部と外径部の締め代イとハを
変えることにより、それぞれのシール作用を確実に保持
することができる。

【００２４】上記した実施形態において、中心形バタフ
ライ弁の構造について説明したが、弁棒が本体を貫通し
て外部へ延び出し、弁棒と本体との間に軸封が必要とさ
れるその他の弁、例えは、ボール弁等の回転弁にも同様
に適用できることは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本体の弁軸筒外に延び出す弁棒に軸孔を挿通しつつ、該
弁軸筒のフランジの軸孔部に形成された段部の下段に配
置した弁棒ガイドと、同様に弁棒に軸孔を挿通しつつ、
上記フランジの段部の中段に配置した弾性密封材と、同
様に弁棒に軸孔を挿通しつつ、上記フランジの段部の上
段に配置した押え板とを、互いに当接するようにしてそ
れぞれ別体の部材によって構成し、上記弾性密封材の上
下の当接面に、上記押え板の下面及び上記弁棒ガイドの
上面にそれぞれ弁軸方向に対向するように突設された環
状突部と嵌合する環状の溝部を設けたことにより、次の
ような効果を奏することができる。

【００２６】（ｉ）弾性密封材と弁棒ガイド、押え板が
それぞれ別体の部材から構成されているため、弾性密封
材を弁棒に挿通する時、内径摺動部及び外径固定部の弾
性変形を規制することなく、自由度があり、挿通による
摩耗もなく容易に組立てることができる。

【００２７】（ii）弾性密封材は、弁軸筒のフランジの
軸孔部に形成された各段部によって変位が規制された押
え板と弁棒ガイドとによって弁軸方向に一定圧力で押圧
され、また環状突部と環状溝部との嵌合により内、外径
部の摺動部、固定部が共に所定の形状に定着・支持され
るので、シール作用を確実にし、流体圧力によるシール
部の吹き漏れ（ブローバイ）を防止することができる。

【００２８】また、弾性密封材の弁棒と摺動する内径部
及びフランジに形成された段部の内面と嵌合する外径部
にそれぞれ締め代を設け、更に該内径部に潤滑剤の環状
保持溝を形成したことにより、次のような効果を奏する
ことができる。

【００２９】（ｉ）弁棒の回動により、環状保持溝に充
填された潤滑剤が弾性密封材の内径部の摺動部のシール
部（締め代）の若干の捩れ現象に伴うポンピング作用に
より、シール部の潤滑作用を良好にして弾性密封部材の
摩耗を防止し、適正な潤滑作用に伴い一定の回動トルク
で弁の開閉を行なうことができる。

【００３０】（ii）弾性密封材のシール部の内径部及び
外径部の締め代を変えることにより、それぞれのシール
作用を、より確実に保持することができる。

【００３１】また、弁軸筒のフランジに形成された段部
の下段に当接する弁棒ガイドを、断面Ｌ字状に形成した
ことにより、その端部によって弁棒の外方突出を防止す
るストッパの機能を持たせることができると共に、スラ
スト及びラジアル軸受を兼ねることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態（実施例）を示す弁の軸封
装置の断面図である。

【図２】図１の要部を示す断面図である。

【図３】（ａ）ないし（ｄ）は、図２のＡ部の拡大図
で、弾性密封材の異った実施例を示す。

【図４】従来例を示し、（ａ）は組立状態を示す一部断
面斜視図、（ｂ）は組立前の一部拡大断面図である。

【図５】他の従来例である。

【符号の説明】

１０ 本体 １１ 弁軸筒 １２ フランジ １２ａ 下段 １２ｂ 中段 １２ｃ 上段 １２Ａ 段部 １３ 弾性シートリング １４ 弁体 １５ 弁棒 １６ 連結部 １７ ロールピン １８ 弁棒ガイド １９ 弾性密封材 ２０ 押え板 ２１ ボルト ２２ 空隙部 ２３ 下部軸受部 ２４ Ｏリング ａ 段部の弁棒ガイド厚み ｂ 段部の弾性密封材の厚み ｃ 段部の押え板の厚み イ 内径部の締め代 ロ 厚みの圧縮代 ハ 外径部の締め代 ニ 突部が嵌合する環状溝 ホ 突部が嵌合する環状溝 へ 環状保持溝（潤滑剤） ト 導入溝（潤滑剤）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の弁軸筒外に延び出す弁棒に軸孔を
   挿通しつつ、該弁軸筒のフランジの軸孔部に形成された
   段部の下段に配置した弁棒ガイドと、同様に弁棒に軸孔
   を挿通しつつ、上記フランジの段部の中段に配置した弾
   性密閉材と、同様に弁棒に軸孔を挿通しつつ、上記フラ
   ンジの段部の上段に配置した押え板とを、互いに当接す
   るようにしてそれぞれ別体の部材によって構成し、上記
   弾性密封材の上下の当接面に、上記押え板の下面及び上
   記弁棒ガイドの上面にそれぞれ弁軸方向に対向するよう
   に突設された環状突部と嵌合する環状の溝部を設けると
   共に、該弾性密封材の弁棒と摺動する内径部及びフラン
   ジに形成された段部の内面と嵌合する外径部にそれぞれ
   締め代を設け、更に該内径部に潤滑剤の環状保持溝を形
   成したことを特徴とする弁の軸封装置。
2. 【請求項２】 弁軸筒のフランジに形成された段部の下
   段に当接する弁棒ガイドを、断面Ｌ字状に形成し、その
   端部によって弁棒の外方突出を防止すると共に、スラス
   ト及びラジアル軸受を兼ねることを特徴とする請求項１
   記載の弁の軸封装置。