JPS58170987A - 弁構造体及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、改歿されＩこシール手段を有する改良された
弁構造体及びこのような弁構造体の製造法に係る。

内部に弁室を有するハウジング手段と、弁室の中でハウ
ジング手段により回転可能に担持′されており、弁室か
ら延びる弁軸を有する弁手段と、弁室からハウジング手
段の内部への漏洩を防止するべくハウジング手段により
担持されてＪ３す、また弁軸を完全に包囲Ｉノでハウジ
ング手段と弁手段との間を密封し但しぞの間の回転運動
を許す環状シール部材を有するシール手段とを含んでい
る弁構造体は公知である。

改良されたシール手段を有する改良された弁構造体を提
供することが本発明の一つの特徴である。

特に、本発明の開示によれば、弁室から弁手段を担持す
るハウジング手段の外部への漏洩を防止づるべく弁手段
の弁軸を密封するためのシール手段が、外部火災または
他の不慮の事象によりシール手段の通常の高分子化合物
製シール構造が破壊された場合に於てさえ上記のような
漏洩を附止する独得な仕方で形成され得るので、本発明
により改良されたシール手段は実質的に火災に対して安
全であることが見出された。

例えば、本発明の一つの実施例では、弁構造体は内部に
弁室を有するハウジング手段と、弁室の中にハウジング
手段により回転可能に担持されており、弁室から延びる
弁軸を有する弁手段と、弁室からハウジング手段の外部
への漏洩を阻Ｊｌスるべくハウジング手段により担持さ
れており、また弁軸を完全に包囲してハウジング手段と
弁手段との間を密封し但しくの間の回転運動を許す環状
シール部材を右するシール手段とを含んでおり、シール
手段は、望遠鏡筒的関係で互いにプレス嵌めされその間
に圧縮密封関係で環状シール部材を保持する一対の金属
製環状保持部材を含んでいる。

従って、本発明の一つの目的は、上記または下記の本発
明の新規な特徴の一つまたは幾つかを有する改良された
弁構造体を提供づることである。

本発明の他の特徴は、このような弁構造体の改良された
製造法として、上記または下記の本発明の新ＭＡな特徴
の一つまたは幾つかを有する弁ｌＩ構造体製造法を提供
することである。

本発明の他の目的、用途及び利点は以下の添付図面を参
照しての説明の中で明らかになろう。

本発明の種々の特徴が以下に特定の弁構造体に対して火
災に対して安全な頂部シール手段を提供するものとして
説明され且図示されているが、本発明の種々の特徴は申
独でまたはその任意の組合ｔ！ぐ所望の他の形式の弁構
造体に対して他の形式のシール手段を提供するために利
用され得ることは理解されよう。

従って、本発明は図面に示されている実施例のみに制限
されるものではない。何故ならば、図面は本発明の様々
な応用のうちの一つを図示づるしのに過ぎないからであ
る。

さて第１図を参照すると、本発明による改良された弁ｍ
造体が全体として参照符号２０を付して示されている。

この弁構造体は内部に弁室２２を右づるハウジング手段
２１を含んでいる。弁室２２はその内部に、プラグ弁構
造体または他の弁構造体の分野で周知の仕方で弁部材２
３を受入れている。弁部材２３は弁室２２から延びる弁
軸２／１をイ１する。弁軸２／Ｉは側面を平にされた端
部２５を設（）らてれている。この端部２５には、周知
の付方でまた所望の目的で弁を通過する流体の流れを制
御するべくハウジング手段２１の弁室２２の中で弁部材
２３を種々の作動位置へ回転さけるため適当なハブまた
はレンチ構造（図示せず）などが取付けられ得る。

弁構造体２０は本発明による改良されたシール手段を含
んでいる。このシール手段は全体として参照符号２６を
付して示されている。このシール手段は、弁軸２４を完
全に包囲してハウジング手段２１と弁軸２４との間を後
記の仕方で密封することにより弁室２２からハウジング
手段２１の外部への流体の漏洩を防１トするために用い
られている。

加えて、本発明のシール手段２６によれば弁構造体２０
に対して実質的に火災に対して安全な独得な頂部シール
手段が得られるので、たといその高分子化合物製シール
部品が火災、高熱または他の不慮の事象により破壊され
ても、本発明による改良されたシール手段２６は弁室２
２からハウジング手段２１の外部への流体の漏洩を防圧
し続（プ、従って、弁構造体２ｏにより制御される流体
が石油製品などのように発火性流体であっても流体がシ
ール手段２６の部分的破壊箇所から外部に漏洩して火災
を拡大させる虞れはない。

本発明のシール手段２６は第２図及び第３図に全体とし
て参照符号２７を付して示されている自蔵シール・サブ
アセンブリを含んでいる。シール・リブアセンブリ２７
は後記の仕方で望遠鏡筒的関係で互いにプレス嵌めされ
るべく構成された一対の金属製環状保持部材またはスラ
ストカラーリング２８及び２９を含んでいる。それぞれ
の環状保持部材２８及び２９のテーパ面３１及び３２の
間に環状シール部材３０が保持される。テーパ面３１及
び３２の対向間隔は、第１図に示されているように、弁
軸２４から才径方向に離れる方向に向ってｊ−パ状に狭
くなっている。

環状シール部材３０はシール機能を有し実質的に火災に
対して安全な任意の適当な材料から形成され得るが、使
用条件を満足づることが実証されている本発明のシール
手段２６の一〇の実施例は、実質的に純粋なグラファイ
トでありニューヨーク州、ニフー］−クパーク７ヴＪニ
ュー２７０のコニオン・カーバイド・コーポレイション
により登録商標”　Ｇ　ｒａｆｏｉビ°で販売されてい
る月利から製作された環状シール部材３ｏを有する。

環状シール部材３０は、断面で見て、犬さ゛い底辺３４
、小さい頂辺３３及び傾斜した両側辺３５により郭定さ
れた実質的に台形の形状を有する。

両側辺３５はそれぞれ環状保持部材２８及び２０のテー
パ面３１及び３２と係合密封関係におがれている。底辺
３４は後記のように密封の目的で環状保持部材２８及び
２９の弁軸側におかれている。

外側環状保持部材２８はそのテーパ面３１と交わる環状
面３６を有し、また第１図に示されているように弁軸２
４に対して実質的に同心に配装置されている。

内側環状保持部材２９もイのテーパ面３２と交わり外側
環状保持部材２８の環状面３Ｇと対向づべく構成された
環状面３７を有する。環状面３７は弁軸２４とほぼ同心
であり弁軸２４がら外方に向いているが、そのテーパ面
３２に隣接して傾斜部分３８を有し、ぞれにより、後記
のれ方でＩ状保持部材２９を環状保持部材２８の中に組
立てる時だＬＳＩ　Ｔ：なく、シール・サーブアセンブ
リ２７が弁軸２／′Ｉに向けて第１図に示されている位
置に押（＝Ｊ【）られる時にも、環状シール部材３ｏが
環状保持部材２８と２９との間に圧縮される時に環状シ
ール部材３０の部分３９が第１図に示されているように
環状保持部材２つの環状面３７の傾斜部分３８と環状保
持部材２８の対向面３６との間で押付けられるのを許す
。

シール・サブアセンブリ２７は弁＊ｉ体内の位置を、ハ
ウジング手段２１のカバ一部材４２のねし孔４１にねじ
込まれて担持された調節ねじ４０により調節される。即
ら、調節ねじ４０を締付り向に回転りると、ぞの端部４
３ｈ〜環状保持部月２８の上面４４を下方に押し、後記
の目的でシール・４ノゾアセンブリ２７を第１図で下方
に移動させる。

シール・サブアセンブリ２７は内周部分４６及び外周部
分４７を右する金属ダイセフラム４５を含んでいる。内
周部分４６はプレス嵌めされた環状保持部材２８及び２
９の対向面３６と３７との間にプレス嵌め関係で配置さ
れている。外周面４７は弁軸２４から離れる方向に延び
ており、ハウジング手段２１の環状面４８と係合するだ
けＣなく、その外周端部４９で第１図に示されているよ
うに環状面４８の外側に直ぐ隣接してハウジング手段２
１に形成された環状溝５１の中に配置されている環状シ
ール部材５０とも係合する。

環状シール部材５０はシール機能を有し目実質的に火災
に対して安全な適当な材料から形成されていて良いが、
本発明のシール手段２６の一つの実施例では、環状シー
ル部材５０は前記の環状シール部材３０と同一の材料で
形成されている。

また、金属ダイヤフラム４５は実質的に火災に対して安
全であるように適当な材料でまた適当な厚みで形成され
ていて良いが、金属ダイヤフラム４５がステンレス鋼か
らなりまた後記の仕方で第１図に示されている形状に形
成されていることは有利である。

金属ダイヤフラム４５の外周部分４７は、カバ一部材４
２の共働面５２によりハウジング手段の環状面４８及び
環状シール部材５０に押付けられて保持されている。カ
バ一部材４２は第１図に示されているように金属ダイヤ
フラム・４５の傾斜した外周端部４９と雌雄結合Ｊる環
状傘形縁５３を有し、カバ一部材４２が第１図に示され
ているようにハウジング手段２１に適当なボルト（図示
せず）により締付（Ｊられるとき環状面４８及び環状シ
ール部材５０ど雌雄結合して、前記の密封の目的′Ｃ：
調節ねじ４２よりシール手段２６への圧縮ツノを調節す
ることを可能にする。

シール手段２６は環状ビード５６を備えた外周部分５５
をｆＪする成形されたシールダイヤフラｌ＼５４を含ん
でいる。環状ビード５６は第１図に示されているように
シールダイヤフラム５／Ｉの外周部分５５に形成された
環状溝５９に受入れられる環状面５８の外側でハウジン
グ手段２１に形成された環状溝５７の中に受入れられて
いる。ハウジング手段２１の環状溝５７は後記のように
カバー４０半径方向に外方への膨張を許づのに十分な間
隙を有し、てれにより満５１はシールダイヤフラム５４
に対する膨張溝をなしている。

シールダイヤフラム５４は弁蔀材２３の環状肩部６２の
上に配置される環状櫟形シールリング６１の上に配置さ
れるべき形状の内周“部分６ｏをイｊし、従ってシール
ダイヤフラム５４の内周部分６０は図示のように弁軸２
４との係合密封関係に配置されるリップシールを形成し
、シール・サブアレンブリ２７の環状保持部材２９はシ
ールダイヤフラム５４の内周部分６０と共働する実質的
に１字形の内側環状面６３をイｉし、シールダイヤフラ
ム５／Ｉを環状横形シールリング６１に押付けて保持し
、図示されているようにシールダイヤフラム５４と弁軸
２４との密封係合関係を生じさせる。

可撓性シールダイヤフラム５４及び横形シールリング６
１はハウジング手段２１の環状面５８と弁軸２４との間
ｒハウジング手段２１の弁室２２から弁構造体２０の外
部へ流体が漏洩するのを防」１づる機能を有づる適当な
高分子化合物月利から形成されていて良いが、それらが
デンウ１ア、ウィルミントン、ンークットストリート　
１００７のト［、ｌ　、　　Ｑｕ　　ｐｏｎｔ　ｄｅ　
　Ｎｅｍｏｕｒｓ　　Ｃｏ蒙ｐａｎｙにより製作され０
録商標”　Ｐ　Ｔ　Ｆ　Ｅ　　Ｔｅｎｏｎ　”　テ販売
されている合成樹脂ｖＪ料で形成されることは好ましい
ことが判明している。所望であれば、このような検形シ
ールリング６１の合成樹脂材料はガシスｍｕで充填され
ていて良い。

木琵明の金属ダイヤフラム４５は適当な什りで第１図乃
至第３図に示されている形状に成形されていて良いが、
金属ダイヤフラム４５を成形づるための一つの好ま（７
い方法が第４図及び第５図に示されている。この方法に
ついて以−トに説明づる。

第４図に示ぎれているように、金属ダイヤフラム４５は
それを貫通づる中心孔６／Ｉを有し、外側の！′Ｉ７な
環状部分６８に続く切頭円錐状部分６７をイ１する鮪ダ
イ部材６６の円筒状＠６５０周りに配置されるべく構成
されており、傾斜面７０及びＩＩｉな環状面７１を含む
雌ダイ部材６９が第１図に示きれているように雄グイ部
材６６と雌雄結合づる時、雌ダイ部材６９の而７０及び
７１ど維ダイ部材６６の而６７及び６８との共働により
第４図に示されている形状に成形される。

続いて、雄ダイ部材６Ｇが雌ダイ部ｖＪ６９から取り除
かれる時、金属ダイヤフラム４５の外周端部４９は的記
のように環状シール部材５０との密１４の目的で予め曲
げられた端部４９を形成するため適当な仕方で、例えば
金属ダイヤフラム４５の全周を巡って適当な工員で傾斜
面７２に対して外周端部４９を打ら付【プることにより
、雌ダイ部材６つの傾斜面７２に対して成形され得る。

従ってＹめ成形された金属ダイヤフラム４５の内周部分
４６が金属ダイヤフラム４５が維ダイ部材６６及び雌ダ
イ部材６９から取外される時に最初はその外周部分４７
に対して９０’以下の傾斜を有するとしても、第１図及
び第２図に示されているようなプレス嵌め関係で金属ダ
イヤフラム４５の内周部分４６を環状保持部材２８及び
２９を組立てる間に金属ダイヤフラム４５の内周部分４
６がその外周部分４７に対して約９０’に曲げらねるこ
とは理解さｉｔよう。

従って、環状シール部材３０が環状保持部材２８の中に
そのテーパ而３１に当接するように配置された後に最初
に金属ダイヤフラム４５の内周部分４６を環状保持部材
２８の環状面３６に隣接しＣ配置することにより環状保
持部材２８及び２９が互いにプレス嵌めされる時に金属
ダイヤフラム４５が金属製環状保持部材２８及び２９と
杖に組立てられ得るように金属ダイヤフラム４５を成形
し、それによりその後の環状保持部材２８内での環状保
持部材２９の望遠鏡筒的運動が金属ダイヤフラム４５の
内周部分４６をシール・サブアセンブリ２７内で環状保
持部材２８と２９との間に固定関係でプレス嵌めするだ
けでな（、環状保持部材２８内への環状保持部材２９の
プレス嵌めが環状シール部材３０をその面３４と３５と
の間のメ王縮下に置き環状シール部材３０の部分３９を
環状保持部材２９０面３７０部分３８と環状保持部材２
８の面３６との間ひ押付けられるようにし環状シール部
材３０をそれらの間に固く取付（〕ることが本発明の比
較的ｍ！ｌな方法であることは理解されよう。

こうして、次に説明する仕方で弁構造体２０のシール手
段２６の部分を成形するのに利用されるべく構成された
シール・リブアセンブリ２７を成形することが本発明の
比較的簡単な方法であることは理解されよう。

弁部材２３が当業者に周知のハウジング手段２１内の環
状溝７４内に担持された通常のサイドシール手段７３に
よりハウジング手段２１の弁室２２の中に回転可能に組
立てられる前に、環状楔形シール手段６１及びリップシ
ールダイヤフラム５４が弁軸２４に対して望遠鏡筒的関
係で弁部材２３のＨ部６２の土に置かれ、次いで予め成
形された自蔵シール・サブアセンブリ２７が第１図に示
されている位置へ押し下げられ、弁軸２４はこの大きな
円筒状部分７６とそれよりも小さな円筒状部分７７どの
間に配置された独得なデーパ状移行部分７５を有し、環
状シール部材３０の標準内径よりも大きな外径を有する
軸部分７６の周りに環状シール部材３０のプレス嵌めを
可能にする。特に、弁部材２３の弁軸２４の周りへのシ
ール・サブアセンブリ２７の最初の望遠鏡筒的運動の際
、円筒状部分７７の外径は環状シール部材３０の標準内
径よりも小さいので環状シール部材３０の内周面（断面
で見て底辺）３４は円筒状部分７７の表面に触れずにそ
れを通り越して、環状シール部材３０はテーパ状部分７
５の直径の小さい方の端部７８に到達し、イの後テーパ
状部分７５により次第に半径方向に外方に押されて、環
状シール部材３０はテーパ状部分７５の直径の人さいｈ
の端部７９に到達し、環状シール部材３０が円筒状部分
７６に沿ってＦ方に第１図に示されている最終位置へ滑
るのを訂し、このようにして円筒部分７６で環状シール
部材３０を半径方向に外方にプレス嵌めして、環状シー
ル部材３０をその底辺３４と拍辺３３と′の間で半径方
向に圧縮し、それにより弁軸２４への良好な密封係合を
形成し、環状シール部材３４と環状保持部材２８及び２
９との密封係合を保つ。

こうして、環状保持部′４Ａ２９がその而６３でリップ
シール手段５４の端部６０と雌雄結合し■金属ダイヤフ
ラム４５がシールダイヤフラム５４と当接するまで、シ
ール・サブアセンブリ２７は弁部材２３の弁軸２４にｄ
）ってＦ方に動かされる。

次いで弁部材２３か弁室２２の中に配置される時、金属
ダイヤフラム４５はハウジング手段２１の環状面４８に
当接し、またその外周端部４９で環状シール部材５０に
当接する。

その後、カバ一部材４２がハウジング手段２１の上に配
置され、適当なボルト（図示せず）によりハウジング１
段２１に締付番ノられ、孟の面５２により金属ダイヤフ
ラム４５をハウジング手段２１の面４８に当接させて保
持し、また金属ダイヤフラム４５の周縁端部４９を図示
されているように環状シール部材５０との密封係合状態
に保つ。

次いで、カバ一部′ｖＪ４２の調節ねじ４０が、リップ
シール手段６０と弁部材２３の弁軸２４との良好な密封
係合状態を保つのに十分な力をシール・リゾアしンブリ
２７にりえるように調節される。

このようにして、シール手段２６が弁軸２４及び弁部材
２３とハウジング手段２１との間の回転運動を許し、主
密封機能は弁部材２３の弁軸２４及びハウジング手段２
１の面５８に対して密封停台状態を保つ高分子材料製シ
ールダイヤフラＡ　５４を通じて得られ、環状シール部
材３０、金属ダイヤフラム４５及び環状シール部材５０
により形成される密封経路は、高分子材料製シールダイ
レノラム５４は弁構造体２０の外部から弁室２２を閉じ
る最初のシール手段であるから、甲にこの時点Ｃ高分子
材料製シールダイヤフラム５４に対するバックアップシ
ール手段であるので、弁軸２／！及び弁部材２３はハウ
ジング手段２１の中で一致して回転されるべく構成され
ていることは叩解され得る。

しかし、前記のように、不備の火災または＾熱状態によ
り弁構造体２０の高分子材料製シール手段５４の焼損及
び（または）他の破壊が生じた場合には、環状シール部
材３０、金属ダイヤフラム４５及び環状シール部材５０
により形成されるシールが実質的に火災に対して安全な
頂部シール手段を形成するので弁室２２から弁構造体２
０の外部への流体の漏洩は生し杓ない。従って、弁構造
体２０により制御される流体が石油製品などであっても
、それが不慮の火災などによるシール手段の破壊に伴い
外部に漏洩して火災を拡大させる危険は回避され得る。

何れの場合にも、本発明の改良されたシール手段２６が
高分子材料製シール手段５４により弁構造体２０の外部
から弁室２２を通常のように密封づるだけでなく、ソれ
をバックアップするシール手段がシール手段２６により
形成されていることは理解され得る。シール手段５４が
何等かの理由で破壊された場合には、バックアップシー
ル手段３０．４５及び５０が実際に前記の理由で火災に
対して安全なシール手段を形成する。

従って、本発明が改良された弁構造体を提供するだ（）
ぐなく、このような弁構造体を製造するための改良され
た方法をも提供づることは理解されよう。

本発明をその好ましい実施例について説明してきたが、
特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で種々
の変形が可能であることは叩解されよ−う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の改良された弁構造体の主要部分の拡大
断面図である。 第２図は第１図の弁構造体のシール手段の一部分として
用いられる本発明の改良されたシール・リブアセンブリ
の断面図である。 第３図は第２図に示されているシール・サブアセンブリ
の部品の分解斜視図である。 第４図は第１図の弁構造体のシール手段に対する金属ダ
イヤフラムを製造するための本発明の過程の一つを説明
するための解図的断面図である。 第５図は第４図と同様の図であり、第１図の弁構造体の
シール手段に対する金属ダイヤフラムを製するための本
発明の方法に於（）る他の過程を説明する図である。 ２０・・・弁構造体、２１・・・ハウジング手段、２２
・・・弁室、２３・・・弁部材、２４・・・弁軸、２５
・・パ端部。 ２６・・・シール手段、２７・・・シール・サブアセン
ブリ、２８．２９・・・環状保持部材、３０・・・環状
シール部材、３１．３２・・・テーパ而、３３・・・頂
辺、３４・・・武辺、３５・・・側辺、３６．３７・・
・環状面、３８・・・傾斜部分、３９・・・環状シール
部材の部分、４０・・・調節ねじ、４１・・・ねじ孔、
４２・・・カバ一部材。 ４３・・・調節ねじ端部、４４・・・環状保持部材上面
。 ４５・・・金属ダイヤフラム、４６・・・内周部分、４
７・・・外周部分、４８・・・環状面、４つ・・・外周
端部、５０・・・環状シール部材、５１・・・環状溝、
５２・・・共働面、５３・・・環状傘形縁、５４・・・
シールダイヤフラム、５５・・・外周部分、５６・・・
環状ビード、５７・・・環状溝、５８・・・環状面、５
つ・・・環状溝、６０・・・内周部分、６１・・・環状
横形シールリング、６２・・・環状ｎ部、６４・・・中
心孔、６５・・・円筒状軸、６６・・・雄ダイ部材、６
７・・・切頭円錐状部分、６８・・・平な環状部分、６
つ・・・雌ダイ部材、７０・・・傾斜面、７１・・・甲
な環状面、７２・・・傾斜面、７４・・・環状溝。 ７５・・・テーパ状移行部分、７６・・・め径の大きい
円筒状部分、７７・・・直径の小ざい円筒状部分、７８
・・・フーバ状部分の直径の小さい端部、７９・・・テ
ーパ状部分の直径の大きい端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に弁室をａするハウジング手段と、前記弁室
   の中で前記ハウジング手段により回転可能に担持されて
   おり、前記弁室から延びる弁軸を有する弁手段と、前記
   弁室から前記ハウジング手段の外部への漏洩を防止する
   ため前記ハウジング手段により担持されており、また前
   記弁軸を完全に包囲して前記ハウジング手段と前記弁手
   段との間を密封し但し前記弁手段の回転運動を許？１ｆ
   ｊｌ状シール部材を有するシール手段とを含んでいる弁
   構造体に於て、前記シール手段が、望遠鏡筒的関係で互
   いにプレス嵌めされており且それらの間に圧縮密封関係
   で前記環状シール部材を保持する一対の金属製環状保持
   部材を含んでいることを特徴とづる弁構造体。 〈２）内部に弁室を有するハウジング手段を用意１−ろ
   過程と、前記弁室の中で前記ハウジング手段により回転
   可能に担持されるように、また前記弁室から延びる弁軸
   を右するように弁手段を配置する過程と、前記弁室から
   前記ハウジング手段の外部への漏洩を防止するべく前記
   ハウジング手段により担持されるように、また前記弁軸
   を完全に包囲して前記ハウジング手段と前記弁手段との
   間を密封し但し前記弁手段の回転運動を許す環状シール
   部材を有するようにシール手段を配Ｈする過程とを含む
   弁構造体の製造法に於て、一対の金属製環状保持部材を
   望遠鏡筒的関係で互いにプレス嵌めしてそれらの間に圧
   縮密封関係で前記環状シール部材を保持させる過程を含
   んでおり、それにより前記シール手段が前記環状保持部
   材及び前記環状シール部材を含むように覆ることを特徴
   とする弁構造体の＄Ｉ造法。