JPH11311344A - フラットバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命が大幅に向上し、かつ製作費を低減した
フラットバルブを提供する。 【解決手段】 流体圧送手段の流体吸入口及び流体排出
口に固定された支持部１ａと、前記支持部１ａに連なる
駆動部１ｂと、前記駆動部１ｂから延出し補強体を内蔵
した弁体１ｃとを有し、前記支持部１ａ、前記駆動部１
ｂ及び前記弁体１ｃがポリブチレンテレフタレートとポ
リエーテルとのブロック共重合体を主体とする熱可塑性
エラストマにより形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機物を含むスラ
リーなどの圧送手段に適した、耐久性に優れ繰り返し疲
労に強いと共に製造工程を簡略化して安価に提供でき
る、特定の樹脂で成形されたフラットバルブに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】無機物を含み異物等が混入する恐れのあ
るスラリーを給送する配管に使用されるバルブは比較的
損傷を受けやすく、フランジ弁等を前記の流体中で使用
するとこの流体中に異物等が混入した際弁体と弁座の間
に異物が挟まれ流体の出入口を閉塞してしまう恐れがあ
る。例えば、フェライト磁石を湿式法により成形する
際、貯蔵容器に収容された湿式原料（ハードフェライト
磁粉を４０〜６０重量％程度含むスラリー）を幾つかの
容器に分配する、又はその容器から成形装置に圧送する
場合、あるいはパルプを含むスラリーを圧送する場合、
ポンプの流体吸入口及び流体排出口に装着された逆止弁
等のバルブはスラリー中に浸漬され、駆動機構の損傷や
管の閉塞事故等を引き起こし易いため駆動機構を簡素化
して抑制する必要がある。

【０００３】そこで前述したスラリーの給送配管には鋼
板で補強した合成ゴム製のフラットバルブが使用されて
いる。図３はこのフラットバルブの一例であり、ポンプ
（図示せず）の吸入口又は排出口に固定するための支持
部１ａ’と、弁座に密着してシールするための弁体１
ｃ’と、弁体を開閉させるための駆動部１ｂ’とを有
し、これらの部材は加硫型若しくは架橋型合成ゴムで一
体成形されると共に、弁座との密着性を高めるために弁
体部が比重の大なる補強材（例えば鋼板）１２で狭持さ
れた構造を有する。

【０００４】上記のフラットバルブでは、弁体を形成す
るゴムの弾性力を利用して揺動することによりバルブの
開閉が容易に行われ、かつ開口の度合いが大きいため前
記のような問題を起こすことが少ない。すなわち上記の
フラットバルブは簡単な構造であって、しかもゴムの弾
性により弁体の摺接面を弁座に均一に密着するとともに
スラリー中に異物が混入して弁体の摺接面に食い込み傷
が発生するのを防止して弁に必要なシール性能を確保す
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフラッ
トバルブは、合成ゴムの耐久性が十分ではなく、駆動機
構部の繰り返し疲労やスラリー中の水分による劣化によ
り亀裂が発生し、この亀裂が成長してバルブが破断して
しまい、その都度手間のかかる交換作業を必要とすると
いう問題がある。また従来のフラットバルブは合成ゴム
原料を溶解して型に流し込み、冷却固化後、フラットバ
ルブの弁体部に透孔を設け、そこにピン１３を挿入し次
いでこのピン１３に弁の両側から２枚の補強剤１２を係
止してからカシメることにより製作していたため、多大
な製作費用を要していた。したがって本発明の目的は、
上記課題を解決し、寿命が大幅に向上すると共に製作コ
ストを低減したフラットバルブを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記の目的を
達成するために種々の検討を行った結果、弁体を含む本
体をポリブチレンテフタレート（以下ＰＢＴという）と
ポリエーテルとのブロック共重合体を主体とする熱可塑
性エラストマで形成することにより耐久性に優れ、かつ
低コストのフラットバルブが得られることを見出し、本
発明に到達した。

【０００７】すなわち本発明のフラットバルブは、流体
圧送手段の流体吸入口及び流体排出口に固定された支持
部と、前記支持部に連なる駆動部と、前記駆動部から延
出し補強体を内蔵した弁体とを有し、前記支持部、前記
駆動部及び前記弁体がポリブチレンテレフタレートとポ
リエーテルとのブロック共重合体を主体とする熱可塑性
エラストマにより形成されていることを特徴とし、ハー
ドセグメントであるＰＢＴの高い機械的強度、良好な成
形加工性および耐老化性と、ソフトセグメントであるポ
リエーテルの柔軟性の特性を併せ持つ材料を用いること
を要点とする。

【０００８】特に耐屈曲疲労性に優れるため弾性質を利
用して弁の開閉機構に適用しても従来のものより繰り返
し疲労による駆動部からの破断を起こしにくい。さらに
水分による劣化損傷が少ないため、湿式フェライト磁石
の原料であるフェライト粒子を含むスラリーや紙の原料
となるパルプのスラリー等の給送配管などの、厳しい条
件での使用が可能となる。

【０００９】前記エラストマーを採用することでフラッ
トバルブを射出成形によりワンステップで製作すること
が可能となり、補強材が内蔵された弁体と、固定部及び
駆動部とが一体成形されたフラットバルブが得られる。
従来材では前述したように弁体を成形した後に補強材を
固着する作業が必要であったが本発明では金型のキャビ
ティ内に補強材をインサートしてから射出成形を行うだ
けで良いため製作コストを低減することができる。

【００１０】本発明において、熱可塑性エラストマは上
記のブロック共重合体の他にシリコーン樹脂を適量含有
することによりさらに摺動性に優れた射出成形品を得る
ことができ、磨耗量を従来の熱可塑性エラストマの１／
１０に低減できる。シリコーン樹脂の含有量は、エラス
トマ１００重量部当たり０．０５重量部未満ではその効
果が十分に得られず、１５重量部を越えるとエラストマ
としての機械的性質が大幅に低下するため、０．０５〜
１５重量部が好ましく、１〜８重量部がさらに好まし
い。

【００１１】本発明において、熱可塑性エラストマは上
記のブロック共重合体の他にフッ素樹脂を適量含有する
ことによりさらに対摺擦性に優れ、機械的強度の優れた
射出成形品を得ることができる。フッ素樹脂の含有量は
エラストマ１００重量部当たり０．００１重量部未満で
はその効果が十分に得られず、３５重量部を越えるとエ
ラストマとしての機械的強度が大幅に低下するため、
０．００１〜３５重量部が好ましく、１〜１０重量部が
さらに好ましい。

【００１２】前記エラストマで形成された部材は、ジュ
ロメータ硬さＤスケールで４０〜７０の値が好ましく、
従来の合成ゴムとプラスチックの中間の特性を得ること
ができる。弾性率は５００〜６０００ｋｇ／ｃｍ²の値
が好ましく、１０００〜４０００ｋｇ／ｃｍ²がさらに
好ましい。これは弾性率が５００ｋｇ／ｃｍ²未満では
耐久性が低下し、６０００ｋｇ／ｃｍ²を越えるとフラ
ットバルブの開閉の応答性に悪影響を与えるからであ
る。弁を動かす機構はフランジによる押し圧、カム、ク
ランク機構などがあるが特に限定されない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を図面を用いて
説明する。図１は本発明のフラットバルブの斜視図であ
る。フラットバルブ１は内部に円形の鋼板（図示せず）
を有し、外部を支持部１ａと駆動部１ｂと弁体１ｃとで
前記のエラストマを用いて射出成形により一体成形し
た。弁体１ｃに設けられている凹部９はフラットバルブ
１を射出成形する際に金型インサートされる鋼板を支持
するための部材（丸棒）の痕跡である。図中では弁体の
シール面は実質的に円形になっているが弁座との密着性
能を満足するものであればこの形状に限定されない。

【００１４】駆動部１ｂは支持部１ａ及び弁体１ｃより
薄肉状にして成形し、主として駆動部の弾性変形により
弁としての開閉が行えるようになっている。駆動部１ｂ
の肉厚、支持部１ａから弁体１ｃまでの距離等を含め各
部の寸法は、亀裂等が発生しても長期間使用できるよう
にエラストマの物性に応じて適宜決定すればよい。例え
ば、弁体１ｃのシール面の直径が７０ｍｍの場合は、駆
動部の肉厚を２ｍｍ、支持部から弁体までの長さを６ｍ
ｍとすればよい。また内部の補強体として直径６４ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍの鋼板を使用することにより弁座をシー
ルするために必要なサイズと適度な重量を持たせること
ができる。

【００１５】図２は図１のフラットバルブを備えたスラ
リー用逆止弁の断面図である。逆止弁は、チャンバー８
と、チャンバー８の一端側に形成されたダイアフラム部
５と、チャンバーの他端側に形成された吸入口７及び排
出口６と、これらを開閉するバルブ部とを有する。ダイ
アフラム部５の摺動運動によるチャンバー内外の圧力差
を利用してスラリーを吸入口７→チャンバー内８ａ→排
出口６と送り出す。

【００１６】チャンバー８にはプラグ（図示せず）が設
けられチャンバー内８ａの圧力を調節できるよう構成さ
れている。プラグは移送する材料に応じて耐薬品性等を
考慮してその材質を選定され、例えばハードフェライト
粉末を含むスラリーを圧送する場合にはアルミ合金によ
り鋳造し切削加工を施したものを用いることができる。

【００１７】円盤状のダイアフラム５はチャンバー８内
を気密に保つためにその外周縁をチャンバー８のフラン
ジ部８ｂに固着されている。ダイアフラム５の中央部は
一体のプレート５ｂにより挟持され、さらにロッド５ａ
が連結されている。ロッド５ａを圧縮ポンプ（図示せ
ず）により駆動してダイアフラムを弾性変形することに
より、チャンバー８内の容積が変化する。ダイアフラム
は、所定の変形能を有しかつ長期間の耐久性を有するよ
うにするために、前述した熱可塑性のエラストマで形成
されることが好ましい。

【００１８】チャンバー８に設けられた吸入口７及び排
出口６にはスラリーの逆流を防止するためにフラットバ
ルブ１Ａ、１Ｂが装着されている。フラットバルブ１
Ａ、１Ｂの支持部１ａはパッド２およびリテイナー３と
共にチャンバー８の底部１０にボルト１１で固定され、
チャンバー８内外の圧力差により開閉する機構となって
いる。リテイナー３はフラットバルブの開く最大角度を
規制して流量の調節を行うために使用される。パッド２
はフラットバルブ１Ａ、１Ｂの耐久性を向上させるため
のクッション材である。

【００１９】上記の逆止弁の動作は次の通りである。ロ
ッド５ａがチャンバー８から遠ざかる方向（図中のＸ方
向）に移動するとロッド５ａに連結されたダイアフラム
５ｃが矢印方向に変形してチャンバー内８ａが減圧さ
れ、吸入口７に設置されたフラットバルブ１Ａが開いて
スラリーが吸入される。その際排出口６に装着されたフ
ラットバルブ１Ｂはその駆動部分の弾性力と自重により
チャンバーの排出口６を閉塞し、排出管（図示せず）内
に残存するスラリーがチャンバーの内部８ａに逆流する
のを防止する。一方ロッド５ａがチャンバーの内部８ａ
に向かって（図中Ｙ方向）移動するとチャンバーの内部
８ａの圧力が増加してフラットバルブ１Ｂが開口し、ス
ラリーが排出口６より押し出され、吸入口７ではフラッ
トバルブ１Ａが内部圧力により閉じてスラリーの移送が
行われる。

【００２０】本実施例と同寸法の従来品と比較すると時
間当たりの製作個数が約３５％向上し、製作費用は約１
／３に低減できる。さらに粒径５ｍｍの鉄粉を水に分散
されたスラリーを使用し、スラリーの流速を１ｍ／秒、
弁座の口径を６０ｍｍとして、フラットバルブの寿命試
験を行ったところ、本発明のフラットバルブは従来品に
比べ３倍以上の寿命を有することが確認された。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、特定の樹脂材料を使用
することにより耐久性が向上し、また構造が簡単で安価
なフラットバルブを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラットバルブ斜視図である。

【図２】スラリー用逆止弁の断面図である。

【図３】従来のフラットバルブの一例である。

【符号の説明】

１ フラットバルブ、１ａ 支持部、１ｂ 駆動部 １
ｃ 弁体、２ パッド、３ リテイナー、４ バルブ主
要部、５ ダイアフラム部 ６ 排気口、７ 吸気口、８ チャンバー、９ 凹部、
１０ 底部、１１ ボルト、１２ ピン、１３ 補強材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧送手段の流体吸入口及び流体排出
   口に固定された支持部と、前記支持部に連なる駆動部
   と、前記駆動部から延出し補強体を内蔵した弁体とを有
   し、前記支持部、前記駆動部及び前記弁体がポリブチレ
   ンテレフタレートとポリエーテルとのブロック共重合体
   を主体とする熱可塑性エラストマにより形成されている
   ことを特徴とするフラットバルブ。
2. 【請求項２】 前記熱可塑性エラストマは、前記ブロッ
   ク共重合体とこのブロック共重合体１００重量部当たり
   ０．０５〜２０重量部のシリコーン樹脂を含有すること
   を特徴とする請求項１に記載のフラットバルブ。
3. 【請求項３】 前記熱可塑性エラストマは、前記ブロッ
   ク共重合体とこのブロック１００重量部当たり０．００
   １〜３５重量部のフッ素樹脂を含有することを特徴とす
   る請求項１に記載のフラットバルブ。
4. 【請求項４】 熱可塑性エラストマの表面硬さがジュロ
   メータ硬さＤスケールで４０〜７０であり、曲げ弾性率
   が５００〜６０００ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とす
   る請求項１に記載のフラットバルブ。