JPS6338770A - バタフライバルブ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主に気体の流通経路で流れを制御するために
用いられるバタフライバルブに関するものである。

［従来の技術］ バルブプレートをその支点回りに約９０°・回転させる
ことで全開から全閉状態にまで自在に流路の開度を変え
ることのできるバタフライバルブは、各種ガスや空気等
を流通させる流体通路の様々な部位で利用されている。

そして、この種のバタフライバルブでは、第４図にその
一例を示すように、流路ａ内に取付けた円盤状のバルブ
プレートｂを外部から挿着した作動軸Ｃ等の回転動作に
連動させてその取付は中心０まわりで回転させることに
より、流路ａに平行なプレート姿勢の全開状態からその
外周端ｂ１がバルブシート部ｄに設けられるシール材ｅ
に密着する流路ａに直行なプレート姿勢の全閉状態まで
自由に開度を切換えることができる機構となっている。

また、近時、前記のようなバルブ開閉動作時に、バルブ
プレートを流路に直行する姿勢で一旦その回転を停止さ
せた後、このバルブプレートを流路の直行方向に前進運
動させて流路の全閉および全閉からのバルブ開成動作を
行わせるようにしたものもある。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、バタフライバルブを真空装置などに利用する
場合、その全閉時における真空シールを確保するためバ
ルブプレートの外周端とバルブシート部との間にＯリン
グのようなシール材を介在させるのが普通であるが、そ
のさい従来のバルブ機構であると、このシール材を有効
に働かせることができないという問題点がみられた。す
なわち、バルブプレートとバルブシート部との間に介在
される前記シール材は、これを両者の間で押しつぶすよ
うにするとき密閉作用が最も有効に発現されるものであ
るが、従来のバタフライバルブではその開閉機構がバル
ブプレートｂをその取付は中心Ｏのまわりに回転させる
ものであるため、バルブシート部ｄの面などに対しバル
ブプレートｂの外周端ｂｌが該バルブシート部ｄの面な
どと平行に摺動する動きをし、回転駆動力が弱いとシー
ル材ｅの摩擦によって正確な閉止状態が得られなかった
り、あるいは、前記バルブプレートｂがシール材ｅの一
部に対しては剪断力のかかる方向への動きとなるため、
シール材ｅの変形が不完全で密閉作用が不十分となった
りし易い。そして、この作動の不確実性と共に、その開
閉作動毎にシール材ｅが擦付けられるため、シール材ｅ
の摩耗も激しい等の不都合も生じている。

また、バルブプレートの開閉を二段階動作させるような
ものに委いては、その動作に正確さを必要とすると共に
動きや構造が複雑となり好ましいとはいえない。

本考案は、かかる問題点に着目してなされたものであっ
て、その目的とするところは、バルブプレートをバルブ
シート部やシール材に摺動させずに接離できて、バルブ
全開状態での高いシール性が約束されると同時に、シー
ル材の寿命も確保できる機構のバタフライバルブを提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記目的を達成するために、流路を開閉する
バルブプレートと、このバルブプレートを開閉動作させ
るためのアクチュエータとを有してなるバタフライバル
ブにおいて、前記バルブプレートとバルブシート部との
間に内部に流体が導入可能な中空のシール材と、前記バ
ルブプレートが閉止された後の前記アクチュエータの過
剰動作を許容する変位吸収機構と、この過剰動作を利用
して前記シール社内に流体を導入しシール材を膨脹させ
る流体供給機構とを設けたことを特徴とする。

［作用］ このような構成のバタフライバルブであると、その作動
は以下のようになる。まず、バルブ閉止動作は、アクチ
ュエータによりバルブプレートが所定の閉止方向に回転
されることによりおこなわれる。そして、バルブプレー
トは、流路を略閉鎖する位置まで回転し、それ以上の回
転が停止されるが、アクチュエータは、変位吸収機構に
より、その後の過剰動作が許容される。流体供給機構は
、この過剰動作を利用して前記バルブプレートとバルブ
シート部との間に設けられその内部に流体が導入可能な
シール社内に流体を導入し該シール材を膨脹させる。そ
の結果、前記バルブシ−ト部閉状態となる。

次いで、バルブ開成動作は、前記と反対動作することに
より行われる。すなわち、バルブプレート閉止後のアク
チュエータの過剰動作は、変位吸収機構により保持され
ているため、バルブ全開状態からアクチュエータが前記
と反対動作すると、まず、変位吸収機構が働きシール社
内の流体を導出させて該シール材を収縮させる。そして
、変位吸収機構の復帰動作の終了と共に、バルブプレー
トがその閉止位置からバルブ開成方向へ回転されてバル
ブ開度を増しながら全開状態にいたる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第一図は、開成状態にあるバタフライバルブの構造を示
し、図において１は流路２を開閉するバルブプレートを
示している。このバルブプレート１は流路２の形状に対
応する円盤状のもので、流路２の中心を貫通して挿着し
た作動軸３に一体回転可能に傾斜させて取着してあり、
その外周端１ａにはシール面が形成されている。

上記バルブプレート１が流路２の全開姿勢で、その外周
端１ａが位置する流路２内周のバルブシート部４とバル
ブプレート１との間には環状のシール材５が設けられて
いる。シール材５は、その内部に流体が導入可能な中空
のものからなり、流路２にその内周面５ａを臨ませてバ
ルブシート部４に埋設しである。

一方、前記バルブプレート１を支持する作動軸３の上端
側には、バルブプレート１を開閉動作させるためのアク
チュエータ６が設けられている。

このアクチュエータ６は空気圧式のもので、圧力源から
通路７を通して駆動室６ａに気体圧が導入されるとダイ
ヤフラム６ｂが変位するようになっており、また、ダイ
ヤフラム６ｂの外面と図示しない固定部材との間にはダ
イヤフラム６ｂの復帰動作を助けるコイルスプリング８
を設けである。

そして、このアクチュエータ６と前記作動軸３の上端側
との間には、アクチュエータ６の過剰動作を許容する変
位吸収機構９が設けられている。

変位吸収機構９は図示しない回転ストッパにより、前記
バルブプレート１が流路２の全開位置でその回転を停止
された後のアクチュエータ６のそれ以上のバルブ駆動力
を吸収するためのもので、その構成は次のようになって
いる。作動軸３の上端に固着されたクランク１１にビン
１２を介して連結されたロッド１３と、このロッド１３
をスライド自在に外嵌し一端にダイヤフラム６ｂの外面
を転勤可能なコロ１４を有したシリンダ部材１５と、こ
のシリンダ部材１５の内端面と前記ロッド１３の他端と
の間に設けられたコイルスプリング１６とを具備して構
成されている。

一方、上記アクチュエータ６の過剰動作を利用して前記
シール材５内に流体を導入する流体供給機構１７は、前
記シリンダ部材１５から延出させたアーム１５ａの進退
に応じて伸縮するベローズ１８内に流体たる作動油０を
充満させるとともに該ベローズ１８内と前記バルブシー
ト部４に埋設された中空のシール材５内とを流体通路１
９を介して連通し構成されている。

次いで、このバタフライバルブの作動を第２図、第３図
を参照して説明する。

まず、第１図に示したバルブ開成状態からバルブ全開状
態を実現する場合について説明する。アクチュエータ６
の駆動室６ａに圧力源からの気体圧が導入されるとダイ
ヤフラム６ｂがシリンダ部材１５を付勢し、このシリン
ダ部材１５は更にスプリング１６を介してロッド１３を
移動させる。

更にこのロッド１３は作動軸３に固定されたクランク１
１とのリンク作用により、作動軸３および流路２内のバ
ルブプレート１を回転させることになる。そして、バル
ブプレート１が流路２を略閉鎖する位置まで回転すると
、図示しない回転ストッパによりバルブプレート１のそ
れ以上の回転は停止されることになるが、ダイヤフラム
６ｂがさらにシリンダ部材１５を付勢するとスプリング
１６がこの動作を吸収しつつ前記シリンダ部材１５を更
にスライドさせる。すると、このシリンダ部材１５のア
ーム１５ａがベローズ１８を押して該ベローズ１８内の
作動油Ｏを流体通路１９を通してシール材５の内部に導
入する。このためシール材５はその内周面５ａ側に膨張
しバルブプレート１の外周端１ａに押付けられるように
して密着し流路２を確実に閉鎖する。

一方、バルブ開成動作はアクチュエータ６が前記と反対
の動作をすることによりおこなわれる。

すなわち、第３図の状態からアクチュエータ６の駆動室
６ａ内の気体圧が低下し、ダイヤフラム６ｂが復帰動作
を行うと、これに伴いスプリング１６が前記バルブプレ
ート１閉止後のアクチュエータ６の過剰動作に基ずき、
シリンダ部材１５を後退動作させる。これと共にシリン
ダ部材１５のアーム１５ａが後退動作してその先端がベ
ローズ１８から離れるため、ベローズ１８は元の状態に
復帰動作するとともにシール材５内の作動油０を流体通
路１９を通じてベローズ１８等内に吸引することになる
。その結果シール材５は収縮しその内周面５ａがバルブ
プレート１の外周端１ａから離れ、しかる後に作動軸３
と共にバルブプレート１がその開度を増しながら回転し
て全開姿勢に至ることになる。

以上の作動から明らかなように、本発明に係るバタフラ
イバルブによると、その開閉のいずれの場合も、バルブ
プレート１は、シール材５と離れた状態で作動軸３回り
に回転し、流路２を開閉する。すなわち、バルブ閉止時
はバルブプレート１の外周端１ａに作動油Ｏにより膨脹
したシール材５が押付けられるように密着するため、シ
ール性を最も有効な状態で発揮することができる。

また、バルブプレート１が全開状態から開成する場合は
、シール材内部の作動油Ｏが導出されて該シール材５が
収縮し、バルブプレート１の外周端１ａから離れるため
、流路２の開閉のいずれの場合もバルブプレート１の外
周端１ａとシール材５との摩擦が避けられて、シール材
５の摩耗が回避され、その寿命が向上する。

そして、本実施例によると、バルブプレート１を作動軸
３に対して傾斜させたことにより、作動軸３が流路２を
貫通する部位にシール材５を設けることが回避される。

そのため一体形成されたシール材を利用することができ
て、シール材の強度の面においても好都合となる。

以上、図示の実施例に基ずいて本発明に係るバタフライ
バルブを説明したが、本発明は必ずしも図示例のものに
限定されず種々変形して実施することも可能である。例
えば、シール社内に流体を供給する流体供給機構のベロ
ーズ部分をロッドとシリンダ部材との間の内方部に設け
、アクチュエータの過剰動作時の両者の相対変位により
、これら両部材間で直接ベローズの伸縮動作をさせるよ
うにしてもよい。

あるいは、中空のシール材をバルブプレートの外周端に
設け、このシール材とベローズとを作動軸の内部に設け
た流体通路を介して連通させるようにしても実施可能で
ある。

また、ベローズに先の閉塞したチュウブを取付、そのチ
ュウブをシール面に固定することでＯリングに代用させ
てもよい。

また、アクチュエータは気体圧による作動方式のものに
限らず、液圧や電気的な動力で作動するようなものでも
よい。

［発明の効果コ 以上のような本発明のバタフライバルブによると、バル
ブプレートが流路を全閉する際には、シール材が膨脹し
バルブプレートとバルブシート部との隙間を確実に塞ぐ
ため、効果的に流路の全開状態が達成される。しかも、
流路を開閉するいずれの場合も、本発明によれば、シー
ル材の摩擦が避けられるため、シール材の摩耗を招くよ
うなことが無く、シール材等の耐久性の向上にもおおい
に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部断面の構成図、第
２図と第３図は同実施例の作動を示す要部断面図、第４
図は従来例を示す概略断面図である。 １・・・・・・バルブプレート ２・・・・・・流路 ３・・・・・・作動軸 ４・・・・・・バルブシート部 ５・・・・・・シール材 ６・・・・・・アクチュエータ ６ｂ・・・・・・ダイヤフラム ９・・・・・・変位吸収機構 １６・・・・・・コイルスプリング １７・・・・・・流体供給機構 １８・・・・・・ベローズ １９・・・・・・流体通路 Ｏ・・・・・・作動油

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流路を開閉するバルブプレートと、このバルブプレート
   を開閉動作させるためのアクチュエータとを有してなる
   バタフライバルブにおいて、前記バルブプレートとバル
   ブシート部との間に設けられ内部に流体が導入可能な中
   空のシール材と、前記バルブプレートが閉止された後の
   前記アクチュエータの過剰動作を許容する変位吸収機構
   と、この過剰動作を利用して前記シール材内に流体を導
   入しシール材を膨脹させる流体供給機構とを具備してな
   ることを特徴とするバタフライバルブ。