JPS645185B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は配管内を流れる流体を完全に遮断した
り、流したりするために用いる弁のシール装置に
関する。

（従来の技術） 従来、流体遮断用のシートパンキンとして合成
樹脂を用いる流体遮断弁に於ては、合成樹脂の永
久変形を防ぎ、また流体遮断性能を向上させるた
めに多くの異なる形状及び材料の弁シールを用い
るが、これらの従来技術の「固定されていないシ
ール装置」の一例（特開昭51−77923号、第４図）
は、第１図に示すように比較的変形しやすい合成
樹脂製シートパツキン３１が弁本体３２とシート
パツキン押え３３の間に締付けられ、シートパツ
キン３１の外縁は密閉リツプ３４を有し、リツプ
３４の自由端は弁本体３２の中に形成されたくさ
び形空間を密閉し、該リツプ３４は相対的に自由
に移動することができ、その際凸面の一部が弁本
体３２に支えられており、内弁３５の周縁に押圧
力をもつて当接するリツプの変形しやすさを回避
するために大体Ｖ字形横断面の金属製環状部材３
６が凹面に挿着してあり、凹面側から加圧される
とリツプ以外のシートパツキン３１は弁本体３２
に支えられ、その際圧力の増加と共に内弁３５の
周縁に対する密閉押圧力が増加し、凸面の方へ増
加する時は圧力が弁本体３２の支承に設けた表面
溝３７を経て弁本体３２とシートパツキン３１の
間に進入し、シートパツキン凹面寄りの偏倚方向
３８に力を生じ、それリツプ３４と内弁３５の弁
座面３９の間の密閉押圧力を高めるようにしたも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） この従来の例によるシール装置は、シートパツ
キンが流路内に突出する部分が多く、高圧力流体
に於ては、シートパツキンの流路側端が永久変形
を起こしたり、金属製環状部材がシートパツキン
から脱落してシール性能の低下を生じたりする欠
点があると云う問題点があつた。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、シール
装置に対する流体の流れ方向に関係なく、流体を
完全に遮断すると共に、耐久性に優れ、長期間初
期性能を持続できる自己調節形弾性シートパツキ
ン方式による弁のシール装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とする処は、弁本体の流路の周り
に、弁本体２とシートパツキン押え３により溝出
口に互いに対向する突起１４，１４を設けた断面
近似Ｔ字形溝を環状に構成し、前記突起１４に係
合可能の突出制限肩１２を設けた断面近似Ｔ字形
の合成樹脂製シートパツキン１を環状に構成して
前記環状の断面近似Ｔ字形溝内に遊嵌せしめ、該
合成樹脂製シートパツキン１のシートパツキン押
え側には、シートパツキン１とシートパツキン押
え３との間に、クリアランス８を介して近似Ｖ字
形溝がシートパツキン押え方向に開口部があるよ
うにしてシートパツキンに形成せしめられ、該Ｖ
字形溝に内接するく字状曲成部１７を有する環状
金属製弾性部材６を内挿して第一流体圧力導入室
９を設けると共に、その反対側にはシートパツキ
ン１と弁本体２との間にクリアランス８′を介し
て第二流体圧力導入室１０を設け、前記シートパ
ツキン１の流路へ突出する部分に内弁４を接離自
在に接触させた弁のシール装置に於て、 前記近似Ｔ字形溝の外周内壁面１５のシートパ
ツキン押え３に近い方の箇所に於てはシートパツ
キン１の外周部２８の外周壁の一部たるシール面
１３が密着して、前記第二流体圧力導入室１０の
一部を構成する少許の間隙がシートパツキン押え
３から遠い方の箇所に於てのみ外周内壁１５との
間に存するものとなすと共に、前記環状金属製弾
性部６は、シートパツキン１とシートパツキン押
え３との間に外側フランジ部１６を、前記く字状
曲成部１７からシートパツキン１の外端部迄延設
せしめた構成にある。

本発明は之により、従来のものの前記問題点を
解決し且つ前記目的を達成し得たのである。

（実施例） 第２図は弁本体２の流路の周りに弁本体２とシ
ートパツキン押え３により溝出口に互いに対向す
る突起１４，１４を設けた断面近似Ｔ字形溝を環
状に構成し、該突起１４，１４に係合する突出制
限肩１２，１２を設けた断面近似Ｔ字形の合成樹
脂製シートパツキン１を環状に構成して前記溝内
に若干移動可能に嵌挿し、後記シートパツキン１
の近似Ｖ字形溝に環状の金属製弾性部材６を嵌挿
した一実施例を示すもので、内弁４がまだシート
パツキン１と接触していない状態を示す。また、
二点鎖線で示す部分は、流路を遮断した時の内弁
４の位置を示す。

第３図は、第２図の状態で実際に内弁４が流路
を遮断した状態を示している。こゝで、シートパ
ツキン１および金属製弾性部材６は、流路に対し
て直角方向に形成された近似Ｔ字形断面をなす溝
に内装され、シートパツキン１は内弁４の弁座面
５との接触面１１を傾斜面に形成し、その両側面
に流路側への突出を防止する突出制限肩１２を設
け、流路の反対側にはシートパツキン１と弁本体
２との間に流体圧力を導入するためのクリアラン
ス８′を介して流路側との圧力バランスのための
第二流体圧力導入室１０が設けてあり、またシー
トパツキン押え３側にはシートパツキン１とシー
トパツキン押え３との間に流体圧力を導入するた
めのクリアランス８を介して近似Ｖ字形溝がシー
トパツキン押え３方向に開口して形成してあり、
この近似Ｖ字形溝に金属製弾性部材６が内装され
ることにより形成される第一流体圧力導入室９の
空間を構成してある。金属製弾性部材６は、シー
トパツキン１とシートパツキン押え３の間に挿入
される外側フランジ部１６があり、それに引き続
きシートパツキン１とシートパツキン押え３との
間に構成される前記近似Ｖ字形溝に内装するく字
状曲成部１７を連続形成する一枚の薄板金属で構
成されている。

第４図と第５図、第７図と第８図は、幾つかの
実施例を示したものである。

第４図の実施例に於て、２１は内弁４に設けた
貫通孔と弁本体２に穿設した貫通孔とを貫通する
弁軸、２２は弁軸２１と内弁４とを固定するピ
ン、２３は流体が弁本体２の外部へ漏れないよう
にするシールリング、２４は内弁４を手動によつ
て最大90゜迄回転させ流路を開閉或いは任意の開
度に調整するレバーハンドル、２５は弁軸２１と
レバーハンドル２４とを固定するピンである。

（作用） 次に、本発明の弁のシール装置によるシール作
用を第２図及び第３図と第６図によつて詳細に説
明する。

先づ、第２図の状態から第３図に示すように、
内弁４を手動操作或いは空気圧、油圧、電気など
を利用した自動操作機によつて、流路を遮断する
位置迄動作させると、シートパツキン１の傾斜接
触面１１に内弁４の傾斜弁座面５が接触する。こ
の作用によりシートパツキン１は流路側とは反対
方向に押されて圧縮されると共に、金属製弾性部
材６も同時に押されて、シートパツキン１に対す
る金属製弾性部材６の反発力が増加し、更に、シ
ートパツキンの復元力により内弁４の弁座面５と
シートパツキン１の接触面１１との間に初期圧接
力が生じる。次に内弁４を流路を開く状態、即ち
弁座面５をシートパツキン１の接触面１１から離
すと、シートパツキン１は金属製弾性部材６の弾
性力により第２図の状態へ復帰する。

本発明のシール装置に於ては、流体圧力を利用
することによつて流体圧力に最も適した接触面圧
を保持することができるので、低圧から高圧流体
迄安定した流体の遮断ができるものである。

次に、流体圧力が負荷された場合について説明
する。

今、第３図に於て流体の流れ方向が矢印３０の
方向の場合にはシートパツキン１の内周部２９は
流体圧力で押されて、第６図図示のように矢印３
０と同一方向に少許移動する。内弁４が流路を閉
じているので、流体圧力がクリアランス８を通つ
て第一流体圧力導入室９に達し、この際、金属製
弾性部材６の下片部１８とシートパツキン１のＶ
字溝の下側壁面２７との間に圧力流体が流入して
該下側壁面２７に圧力がかゝりシートパツキン１
の内周部２９を内弁４の方に押圧し、接触面１１
と内弁４の弁座面５との接触面圧を高くする。こ
のことは内弁４のシートパツキン１に対する圧力
が高いことになりその接触面１１に反対側の弁本
体２との接触面であるシール面１３の接触面圧を
高くするので流体を完全に遮断することができ
る。流体圧力の作用でシートパツキン１には内弁
４がシートパツキン１を圧縮しようとする力に対
抗する力が生じるので、シートパツキン１に異常
な集中負荷が加わることがなく、シートパツキン
１の永久変形を防止することができる。また、第
３図に於て、流体の流れ方向が矢印３０の方向と
逆方向の場合、内弁４が流路を遮断した状態では
流体圧力がクリアランス８′を通つて第二流体圧
力導入室１０に達し、シートパツキン１は流路方
向へ押され、シートパツキン１の接触面１１と内
弁４の弁座面５との接触面圧を高くすると同時
に、シートパツキン１とシートパツキン押え３及
びその間に挿着されている金属性弾性部材６の外
側フランジ部１６への押し付け力が発生するため
に、この部分の接触面圧が高くなり流体を完全に
遮断することができる。この場合も、流体方向が
矢印３０の方向の場合と同様に、流体圧力の作用
でシートパツキン１には内弁４がシートパツキン
１を圧縮しようとする力に対抗する力が生じるの
で、シートパツキン１に異常な集中負荷が加わる
ことがなく、シートパツキン１の永久変形を防止
することができる。

シートパツキン１の材料としては、四弗化エチ
レン等の耐摩耗性に優れた樹脂が最も適している
が、機械的強度が弱い合成樹脂を用いる場合は、
第７図に示すようにシートパツキン１の両側面を
近似Ｔ字形溝にほゞ密接する状態で挿入すること
で、近似Ｔ字形溝とシートパツキン１の両側面と
のクリアランス８，８′の幅を少なくすることに
よつて弁本体２と一体化することにより機械的強
度の補強を行なうが、この場合は、第７図及び第
８図に示す他の実施例の如くに流体圧力導入孔２
６，２６′をシートパツキン１の両側面に設ける
ことにより、前記第３図で説明したように、流体
圧力利用により流体を完全に遮断することができ
る。

なお、本発明の前記構成は、シートパツキン１
の外周部２８のシール面１３の外周内壁面１５に
対する「初期圧接力」を常時保持する作用があ
り、このことは前記の遮断効果（シール効果）を
更に助長するものである。こゝに前記の「初期圧
接力」につき説明する。

前記の従来技術として引用した特開昭5177923
号の第４図図示のものも含めて「固定化されてい
ないシール装置」では、環状のシートパツキンの
嵌入されるべき弁本体側の円形嵌入溝孔に於て
は、その内径よりもシートパツキンの外径の方を
少許大ならしめて円形嵌入溝孔内に密嵌入された
ときにシートパツキンが少許圧搾されてシートパ
ツキンの外周部は弁本体の円形嵌入溝孔の内壁面
に対し圧接力があることになる。この圧接力を
「初期圧接力」と云うのである。

（発明の効果） 本発明は、前記のようにシートパツキン及び金
属製弾性部材を弁本体或いは内弁に設けられた近
似Ｔ字形溝に固定されることなく嵌挿し、該シー
トパツキン及び金属性弾性部材を流体圧力及び自
己弾性力を最大限に利用できる形状とすることに
より、流体の流れの方向如何に拘わらず、その遮
断性能を向上させたものであるが、従来技術の
「固定されていないシール装置」を有する欠点、
即ち、 前記第１図図示の従来のシートパツキンでは補
強部材たる金属性弾性部材の脱落の虞れがあつた
と云う欠点を完全に除去し得た。即ち、本発明装
置に於ては、「金属製弾性部材６は、シートパツ
キン１とシートパツキン押え３との間に外側フラ
ンジ部１６をく字状曲成部１７からシートパツキ
ン１の外端部まで延設せしめた」構成により、金
属製弾性部材６は、その外側フランジ部１６がシ
ートパツキン１とシートパツキン押え３との間で
堅く挾持せられ、金属製弾性部材６の脱落の虞れ
は全く無い。本発明装置に於ける「近似Ｔ字形溝
の外周内壁面のシートパツキン押え３に近い方の
箇所に於てのみシートパツキン１の外周部２８の
外周壁の一部たるシール面１３が密着し、この密
着箇所は如何なる場合にも変化が無い」と云う構
成は、前記の金属製弾性部材６の脱落防止の効果
を助長するものである。而して、金属製弾性部材
６の外側フランジ部１６がシートパツキン１の外
周壁２８のシートパツキン押え側の側壁を覆うも
のであり、この金属製弾性部材６の外側フランジ
部１６が上方部１９の剛性を高める作用を持つた
め、シートパツキン１の外周部２８のシール面１
３の外周内壁面１５に対する初期圧接力は常時保
持せられ、充分なシール効果を齎し得たのであ
る。

本発明に於ける前記構成の金属製弾性部材は、
シートパツキンの機械的弾性力と復元力を合理的
に補強しているので、流体圧力が低下した場合で
もシートパツキン及び金属製弾性部材の有する弾
性力が内弁への初期圧力を保持して流体を遮断で
きる。更に、流体圧力を効果的に有効利用してい
るので、シートパツキンの集中負荷による破壊が
防止でき長期間の連続使用が可能であり、更に補
強用の弾性部材が金属製であるためにシートパツ
キンを形成している合成樹脂の耐熱限界温度まで
使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシール装置の一例を示す拡大断
面図、第２図は本発明の一実施例の構成を示すも
ので、流路を開放した状態の拡大断面図、第３図
は流路を遮断した状態の拡大断面図、第４図は本
発明の他の一実施例を蝶形弁に適用した状態を示
す縦断面図、第５図は第４図ａ−ａ線断面図、第
６図は第３図の状態で矢印の示す左方向へ流体圧
力がかかつているときのシートパツキン等の状態
を示した拡大断面図、第７図は本発明の更に他の
実施例の構成を示すもので、流路を開放した状態
の拡大断面図、第８図は第７図ｂ−ｂ線断面図、
第９図は第２図中のシートパツキン等の拡大縦断
面図。 １はシートパツキン、２は弁本体、３はシート
パツキン押え、４は内弁、５は弁座面、６は金属
製弾性部材、７はビス、８，８′はクリアランス、
９は第一流体圧力導入室、１０は第二流体圧力導
入室、１１は弁座面への接触面、１２は突出制限
肩、１３はシール面、１４は突起、１５は外周内
壁面、１６は外側フランジ部、１７はく字状曲成
部、１８は下片部、１９は上片部、２０は断面近
似Ｔ字形溝、２１は弁軸、２２はピン、２３はシ
ールリング、２４はレバーハンドル、２５はピ
ン、２６，２６′は流体圧力導入孔、２７はシー
トパツキンのＶ字溝の下側壁面、２８は外周部、
２９は内周部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁本体の流路の周りに、弁本体とシートパツ
   キン押えにより溝出口に互いに対向する突起を設
   けた断面近似Ｔ字形溝を環状に構成し、前記突起
   に係合可能の突出制限肩を設けた断面近似Ｔ字形
   の合成樹脂製シートパツキンを環状に構成して前
   記環状の断面近似Ｔ字形溝内に遊嵌せしめ、該合
   成樹脂製シートパツキンのシートパツキン押え側
   には、シートパツキンとシートパツキン押えとの
   間に、クリアランスを介して近似Ｖ字形溝がシー
   トパツキン押え方向に開口部があるようにしてシ
   ートパツキンに形成せしめられ、該Ｖ字形溝に内
   接するく字状曲成部を有する環状金属製弾性部材
   を内挿して第一流体圧力導入室を設けると共に、
   その反対側にはシートパツキンと弁本体との間に
   クリアランスを介して第二流体圧力導入室を設
   け、前記シートパツキンの流路へ突出する部分に
   内弁を接離自在に接触させた弁のシール装置に於
   て、 前記近似Ｔ字形溝の外周内壁面のシートパツキ
   ン押えに近い方の箇所に於てはシートパツキンの
   外周壁の一部たるシール面が密着して、前記第二
   流体圧力導入室の一部を構成する少許の間隙がシ
   ートパツキン押えから遠い方の箇所に於てのみ外
   周内壁面との間に存するものとなすと共に、前記
   環状金属製弾性部材は、シートパツキンとシート
   パツキン押えとの間に外側フランジ部を、前記く
   字状曲成部からシートパツキンの外端部まで延設
   せしめるものであることを特徴とする弁のシール
   装置。