KR100770620B1 - 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

한쪽의 밸브 봉의 외측으로 연장되기 시작하는 부분을 피봇 지지하여 상기 밸브 봉 피봇 지지부에 접합되는 밸브축 통부를 상기 밸브 본체와는 다른 재료로 형성하고, 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하며, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 하여, 상기 밸브 본체의 내주면 중앙부를 둘러싸 내측으로 돌출하는 결합 볼록부를 돌출 설치하여, 해당 결합 볼록부가 계입하는 오목홈을 시트 링 외주면에 둘러싸 형성하고, 오목홈의 양측부에서 시트 링을 밸브 본체 내주면에 압착시켜, 밸브체를 피봇 지지하는 다른쪽의 밸브 봉에 일단을 폐쇄한 통형상의 부시를 장착하여 다른쪽의 밸브 봉을 축 밀봉한 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이 밸브{BUTTERFLY VALVE}

기술분야

본 발명은 유체가 통과하는 유로를 개폐/제어하기 위한 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 특히 이종의 재료로 형성되는 밸브 본체와 밸브축 통부의 부착, 밸브 본체 내주면에 장착되는 시트 링의 부착, 밸브체를 피봇 지지하는 밸브 봉의 축 밀봉 및 밸브체를 구동 회전시키는 액츄에이터의 기어 박스의 신규한 개량에 관한 것이다.

배경기술

종래, 파이프라인의 개폐를 행하기 위해서 배관 파이프의 플랜지 사이에 끼워 부착하도록 한 웨이퍼 타입의 버터플라이 밸브는 공지되어 있으며, 여러 가지의 산업 분야에서 플랜트 기기 등에 공급되는 유체를 제어하기 위해서 범용되고 있다.

이러한 버터플라이 밸브는 관로를 통과하는 유체와 대기의 온도차에 기인하여 대기중에 노출한 밸브축 통부나 액츄에이터에 결로가 생기는 것을 방지하기 위해서 밸브축 통부를 밸브 본체와는 이종의 단열성 재료, 예컨대 합성 수지로 형성하여, 밸브 본체를 통과하는 유체의 온도가 밸브축 통부나 액츄에이터에 전해지지 않도록 하여, 결로를 방지하도록 한 버터플라이 밸브의 구조가 제안되어 있다. 밸브 본체와 밸브축 통부를 이종의 재료로 형성한 경우, 양자의 접합 구조가 중요해진다. 밸브 본체내에는 원판형의 밸브체가 배치되어 있고, 해당 밸브체를 구동 회전시키기 위해서 밸브 봉이 밸브축 통부내를 외측으로 신장하고 있고, 밸브축 통부의 외단에 부착된 액츄에이터에 연결되어 있다. 따라서, 밸브 본체와 밸브축 통의 접합부에는 비틀림 응력이 걸리기 때문에, 강고한 연결 구조인 것이 요구된다. 이러한 결로를 방지한 버터플라이 밸브의 일례가 일본 특허 제3026251호 공보에 개시되어 있다. 해당 공보에 개시된 버터플라이 밸브는 밸브 본체와 밸브축 통부의 연결부를 서로 끼워맞추는 연결홈과 연결다리를 밸브축 통부의 주위에 복수 간격을 두어 형성하여, 연결홈과 다리의 결합에 의해 비틀림 응력에 대한 강도를 보증하고, 또한 나사로 서로 연결하여 빠짐 방지를 도모하면서, 양자를 분리 가능하게 하는 구조가 제안되어 있다. 그러나, 이러한 구조에 있어서는 연결홈과 연결다리 끼워맞춤은 간극이 있으면 백래시(backlash)가 생겨 파손의 원인이 되기 때문에 가공 정밀도가 필요한 동시에, 밸브축 통부의 주위에 등간격으로 복수 설치하지 않으면 안되고, 비용이 상승할 우려가 있었다.

다음, 버터플라이 밸브는 원통형의 유로를 관통 설치한 금속 등의 강성 재료로 이루어지는 밸브 본체와, 해당 밸브 본체내에 밸브 봉으로 회전 가능하게 피봇 지지된 원판형의 밸브체와, 밸브 본체 내주면과 밸브체 사이에 삽입되는 탄성 재료로 이루어지는 시트 링으로 구성되고, 밸브체의 외주면을 시트 링의 내주면에 접촉 분리시켜 유로의 개폐를 하게 되어 있다. 버터플라이 밸브의 시트 링은 탄성 재료로 이루어져 밸브 폐쇄시에 밸브체의 외주면을 시트 링의 내주면에 압접시켜 집어 넣게 하는 것에 의해 밀봉성을 확보하는 구조이며, 밸브 폐쇄시에 시트 링과 밸브체의 압접에 의해서 큰 반발력이 발생하여, 밸브체의 회동 토크가 커진다. 시트 링은 이러한 밸브체와의 압접에 의해서 초래되는 인력이나, 유체에 의한 흡인력으로 밸브 본체로부터 박리되는 경향이 있다. 밸브 본체로부터 시트 링이 박리하는 것을 방지하기 위해서 시트 링의 양측면을 밸브 본체의 주측면에 끼워 부착하는 동시에, 시트 링의 외주면을 밸브 본체의 내주면에 소정의 압축값을 가지고 장착하여, 탄성 체결력을 발휘하도록 하는 구조가 제안되어 있다. 또, 일본 특허 제3188680호 공보에는 시트 링의 외주면 중앙에 돌출부를 설치하여, 밸브 본체의 내주면 중앙부의 오목홈에 끼워맞춰 시트 링의 이동을 방지하도록 한 것이 제안되어 있다. 그러나, 어느쪽의 구조에 있어서도 시트 링은 밸브 본체 내주면에 이동이 생기지 않도록 강고히 부착한 구조가 일반적이고, 밸브 폐쇄시에 밸브체가 시트 링 내주면에 접촉했을 때의 시트 링의 탄성 반발력이 커지고, 밸브체의 회동 토크가 커져 밸브의 개폐 동작이 곤란했다.

더욱, 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하는 밸브 봉이 밸브 본체의 직경 방향 외측에 밸브 봉 피봇 지지부에서 피봇 지지되면서 연장되기 시작하고 있고, 한쪽의 밸브 봉의 외단에는 액츄에이터가 연결되어 구동 회전 가능하게 된다. 이것에 대하여, 다른쪽의 밸브 봉은 밸브 봉 피봇 지지부의 외단에 부착되는 덮개로 밀봉되어 축 밀봉되도록 되어 있다. 이러한 축 밀봉 장치의 일례가 일본 특허 공개2002-181203호 공보에 개시되어 있다. 해당 공보에 개시된 축 밀봉 장치는 밸브 본체의 밸브 봉 피봇 지지부와 밸브 봉 사이에 부시가 삽입되고, 해당 부시와 밸브 봉 피봇 지지부 및 밸브 봉 사이에 0링을 배치하여 밀봉해야 하므로, 밀봉 구조가 복잡해지는 동시에, 밸브 봉 피봇 지지부의 외단을 밀봉하는 덮개를 피스로 조여 붙이지 않으면 안되어, 시간이 걸리는 불편함이 있었다.

더욱, 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하는 한쪽의 밸브 봉에는 액츄에이터가 연결되어 밸브 봉을 구동 회전시키도록 되어 있다. 이 액츄에이터로서는 기어 박스내에 웜 호일과 웜이 맞물린 웜기어 기구를 내장하고, 웜 호일에 밸브 봉을 연결하고, 웜에 수동 핸들을 연결하여 수동으로 밸브체를 회전 구동하는 수동 기어식 액츄에이터가 일반적으로 널리 채용되고 있고, 예컨대 일본 특허 제3090420호 공보에 개시되어 있다. 해당 공보에 개시된 종래 공지의 수동 기어식 액츄에이터의 기어 박스는 통상 알루미늄 다이캐스트 등의 금속의 성형품이며, 내부에 삽입된 웜기어를 윤활하기 위해서 윤활제가 봉입되는 동시에, 밸브체를 완전 개방/완전 폐쇄 위치에 정합하여 웜 호일을 90도 회전 범위에 정지시키기 위한 스토퍼를 나사로 구성하고, 스토퍼 위치를 조정하도록 해 둔다. 그러나, 최근 건물의 적절한 이용을 도모하기 위해서 지하 등에 기계실내를 설치하는 일없이, 통상의 근무 작업을 하는 실내에 배치되는 상태가 증가하고 있고, 기어 박스로부터 그리스가 새는 것에 의하여, 실내 마루나 벽면을 오염시키는 문제가 발생하고 있었다. 또, 조정 나사의 사용은 구조를 복잡하게 하는 동시에, 외면에 발생하는 결로의 문제도 발생되고 있다.

발명의 개시

본 발명은 금속과 합성 수지와 같은 이종 재료로 이루어지는 밸브 본체와 밸브축 통부를 비교적 용이한 가공으로 정밀도 좋게 접합하여, 비틀림 응력에 대한 충분한 강도를 발휘할 수 있도록 하는 동시에, 밸브 본체와 밸브축 통부의 빠짐 방 지를 보다 간단한 구조로 달성하는 것을 제1 과제로 한다.

다음, 시트 링을 밸브 본체 내주면에 충분히 큰 탄성 체결력으로 장착하여 시트 링을 안정적으로 부착할 수 있도록 하면서, 밸브체의 회동 토크를 저감할 수 있도록 하는 것을 제2 과제로 한다.

또, 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하는 밸브 봉의 축 밀봉을 간단한 구조로 확실하게 밀봉 가능하게 한 것을 제3 과제로 한다.

더욱, 본 발명은 수동 기어식 액츄에이터에 나타난 그리스의 누설, 결로의 발생 혹은 구조의 복잡화 등의 문제를 해결하는 것을 제4 과제로 한다.

본 발명은 원통형의 유로를 관통 설치한 밸브 본체내에 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링을 장착하고, 해당 시트 링에 접촉 분리하는 원판형의 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하며, 밸브 본체의 직경 방향으로 밸브 봉 피봇 지지부를 형성하여 상기 밸브체를 피봇 지지하는 밸브 봉을 피봇 지지하는 동시에, 한쪽의 밸브 봉의 외단에 액츄에이터를 연결하여 밸브체를 구동 회전하도록 한 버터플라이 밸브에 있어서, 해당 한쪽의 밸브 봉의 외측으로 연장되기 시작하는 부분을 피봇 지지하여 상기 밸브 봉 피봇 지지부에 접합되는 밸브축 통부를 상기 밸브 본체와는 다른 재료로 형성하고, 해당 밸브축 통부와 상기 밸브 봉 피봇 지지부의 접합되는 단부를 서로 끼워맞추는 각통형의 오목부와 돌기부로 형성하고, 양자의 끼워맞춤 면에 서로 끼워맞추는 끼워맞춤 돌출부와 끼워맞춤 홈을 형성하는 동시에, 양자의 끼워맞춤 부분에 연결핀을 박아 빠짐 방지 상태로 연결한 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 밸브 본체를 알루미늄 다이캐스트로 성형하여, 밸브축 통부를 단열성을 갖는 합성 수지, 철계 주물 혹은 밸브 본체와 다른 금속 재료로 성형한다. 또, 액츄에이터로부터 비틀림 응력을 받아 돌기부의 각부가 압접하는 오목부의 내면 각부를 두껍게 형성하여, 해당 두꺼운 각부에 끼워맞춤 돌출부 및 끼워맞춤 홈을 근접하여 위치시키더라도 좋다.

또, 밸브 본체 내주면에 대한 시트 링의 압축값을 시트 링의 중앙 부분에 있어서 작게 하고, 그 양측부에서 크게 하여, 양측부에서의 탄성 체결력으로 시트 링을 밸브 본체 내주면에 유지시키는 동시에, 밸브체가 압접하는 시트 링의 중앙부를 밸브체에 수반한 약간의 이동을 허용하여, 밸브체의 가동 토크를 저감하도록 한 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하여, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 한다. 또, 밸브 본체의 내주면 중앙부를 내측으로 돌출시켜 결합 볼록부를 형성하고, 해당 결합 볼록부가 계입하는 오목홈을 시트 링 외주면을 에워싸서 형성하여, 결합 볼록부와 오목홈의 결합에 의해 시트 링을 유지하도록 한다. 더욱, 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하여, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 한다.

더욱, 다른쪽의 밸브 봉에 일단을 폐쇄한 통형상의 부시를 삽입 부착하여, 해당 부시의 내단을 시트 링에 압착하여 밸브 봉의 축 밀봉을 행하는 동시에, 밸브 봉 피봇 지지부에 박은 핀으로 부시의 외단을 빠짐 방지 상태로 지지하도록 한 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 부시와 밸브 봉 피봇 지지부 사이에 O링을 삽입 하여, 양자간을 밀봉한다. 바람직하게는, 부시의 외단에 부시를 추출하기 위한 손잡이부를 형성한다.

더욱, 액츄에이터는 내부에 수동으로 구동되는 웜기어 기구를 내장한 상하 두개의 기어 박스의 접합체로 이루어져, 상하 두개의 기어 박스는 모두 합성 수지의 성형품으로 형성하여, 내부에 웜기어 기구의 회전 범위를 규제하는 스토퍼부를 일체로 형성하고, 또한 상하 기어 박스의 한쪽의 접합 주연부에 다른쪽의 주연부가 끼워맞춰지는 입상벽을 형성하고, 더욱 해당 입상벽의 외측에 밀봉 돌출부를 둘레에 마련한 것을 특징으로 한다.

더욱, 원통형의 유로를 관통 설치한 밸브 본체내에 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링을 장착하고, 해당 시트 링에 접촉 분리하는 원판형의 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하며, 밸브 본체의 직경 방향으로 밸브 봉 피봇 지지부를 형성하여 상기 밸브체를 피봇 지지하는 밸브 봉을 피봇 지지하는 동시에, 한쪽의 밸브 봉의 외단에 액츄에이터를 연결하여 밸브체를 구동 회전하도록 한 버터플라이 밸브에 있어서, 해당 한쪽의 밸브 봉의 외측으로 연장되기 시작하는 부분을 피봇 지지하고, 상기 밸브 봉 피봇 지지부에 접합되는 밸브축 통부를 상기 밸브 본체와는 다른 재료로 형성하며, 해당 밸브축 통부와 상기 밸브 봉 피봇 지지부의 접합되는 단부를 서로 끼워맞추는 각통형의 오목부와 돌기부로 형성하고, 양자의 끼워맞춤 면에 서로 끼워맞추는 끼워맞춤 돌출부와 끼워맞춤 홈을 형성하며, 상기 액츄에이터로부터 비틀림 응력을 받아 돌기부의 각부가 압접하는 오목부의 내면 각부를 두껍게 형성하여, 해당 두꺼운 각부에 끼워맞춤 돌출부 및 끼워맞춤 홈을 근접하여 위치시키는 동시에, 양자의 끼워맞춤 부분에 연결핀을 박아 빠짐 방지 상태로 연결하고, 밸브 본체를 알루미늄 다이캐스트로 성형하고, 밸브축 통부를 단열성을 갖는 합성 수지로 성형하며, 상기 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하여, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 하여, 상기 밸브 본체의 내주면 중앙부를 둘러 내측의 돌출하는 결합 볼록부를 돌출 설치하고, 해당 결합 볼록부가 계입하는 오목홈을 시트 링 외주면에 에워싸면서 형성하며, 오목홈의 양측부에서 시트 링을 밸브 본체 내주면에 압착시켜, 밸브체를 피봇 지지하는 다른쪽의 밸브 봉에 일단을 폐쇄한 통형상의 부시를 장착하여 다른쪽의 밸브 봉을 축 밀봉한 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명에 따르면, 밸브 본체와 밸브축 통부를 이종의 재료로 형성하고, 비틀림 응력에 대한 충분한 강도로 접합하여, 비틀림 응력에 의한 파손이나 요동의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 축방향으로의 빠짐 방지도 확실하게 방지하는 것이 가능해져, 이종 재료의 밸브 본체와 밸브축 통부의 접합 구조로서 매우 우수한 것을 제공하는 것이 가능해진다.

또, 시트 링을 밸브 본체 내주면에 충분히 큰 탄성체 결력으로 장착하여 시트 링을 안정적으로 부착할 수 있는 동시에, 밸브체의 회동 토크를 저감하는 것이 가능해진다.

더욱, 밸브 봉에 부시를 삽입 부착하여, 핀으로 고정한다고 하는 간단한 구 조로 밸브 봉의 축 밀봉을 달성할 수 있고, 밸브 봉의 축 밀봉을 자동화하는 것이 용이해진다.

더욱, 상하 기어 박스 전체를 합성 수지로 성형했기 때문에 치수 정밀도가 향상하여, 스토퍼를 일체로 형성하는 것이 가능해지고, 나사에 의한 개방도 조정 수단을 필요로 하지 않기 때문에 전체의 구조를 간략화할 수 있어, 비용의 저하를 도모할 수 있다. 또, 단열성을 갖는 합성 수지를 이용하는 것에 의해 결로를 효과적으로 방지할 수 있다. 더욱 윤활성이 높은 수지를 이용하여 그리스 없는 구조로 할 수 있어, 그리스의 누설에 의한 실내 마루나 벽면의 오염의 문제를 해소할 수 있어, 매우 유익한 구조가 된다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체의 외관 사시도이다.

도 2는 이 버터플라이 밸브의 전체의 분해 사시도이다.

도 3은 이 버터플라이 밸브의 액츄에이터를 제외한 전체의 종단면도이다.

도 4는 이 버터플라이 밸브의 일부를 단면한 밸브 본체의 정면도이다.

도 5는 이 밸브 본체의 측면도이다.

도 6은 이 밸브 본체의 평면도이다.

도 7은 상부 부시의 사시도이다.

도 8은 이 상부 부시의 동단면도이다.

도 9는 하부 부시의 사시도이다.

도 10은 이 하부 부시의 단면도이다.

도 11은 일부를 단면한 시트 링의 측면도이다.

도 12는 이 시트 링이 다른 위치의 단면도이다.

도 13은 시트 링과 밸브 본체의 장착 구조를 도시하는 주요부의 확대 단면도이다.

도 14는 밸브체의 정면도이다.

도 15는 이 밸브체의 평면도이다.

도 16은 밸브축 통부의 정면도이다.

도 17은 이 밸브축 통부의 측면도이다.

도 18은 이 밸브축 통부의 평면도이다.

도 19는 이 밸브축 통부의 저면도이다.

도 20은 액츄에이터의 분해 사시도이다.

도 21은 상부 기어 박스의 내부를 도시한 도면이다.

도 22는 상하 기어 박스의 접합부의 상세한 내용을 도시하는 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최상의 형태

본 발명의 바람직한 실시의 형태를 이하에 상세히 설명한다. 본 발명은 금속과 합성 수지와 같은 이종의 재료로 밸브 본체와 밸브축 통부를 형성하여, 양자를 비틀림 응력과 빠짐 방지에 대하여 충분한 강도를 가지고 접합한 것을 특징으로 하는 것이다. 예컨대, 알루미늄 다이캐스트, 주물 등의 금속으로 형성된 밸브 본체와, 나일론, ABS, PBT, PPS 등의 합성 수지 혹은 밸브 본체와 다른 금속 재료로 형성된 밸브축 통부는 서로 끼워맞춤되는 거의 각통형의 오목부와 돌기부로 서로 끼워맞춰 접합된다. 오목부와 돌기부의 대향하는 끼워맞춤 면에는 서로 끼워맞추어지는 끼워맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부가 형성되어, 끼워맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부의 끼워맞춤에 의해 밸브 본체와 밸브축 통부는 충분한 정밀도와 강도를 가지고 접합되어, 비틀림 응력에 대향하는 것을 가능하게 하면서 용이한 가공성도 달성할 수 있다.

끼워맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부는 한 곳이라도 좋지만, 각통형으로 형성된 오목부와 돌기부의 중심 대향 위치에 적어도 두 곳 형성하여, 보다 확실한 회전 방지 기능을 발휘시켜, 비틀림 응력에 대하여 강도를 향상시키도록 하는 것이 바람직하다. 끼워맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부의 끼워맞춤에 의해 회전 방지를 도모하도록 함으로써 후술하는 바와 같이 각통형의 오목부와 돌기부의 가공 정밀도는 특별히 요구되지 않고, 어느 정도 확실히 끼워맞추어지는 정도의 정밀도로 충분하게 된다. 일반적으로, 두개의 부재를 각형상으로 끼워맞춤을 유지하는 경우, 끼워맞춤 면의 가공 정밀도가 필요하여, 충분한 정밀도가 없으면 간극이 발생하고 요동이 생겨 파손으로 연결될 우려가 있다. 그러나, 끼워맞춤 면 전체를 정밀도 좋게 가공하는 것은 매우 곤란하며, 특히 이종 재료의 경우에는 그 곤란성은 더욱 증대하여, 비용이 크게 향상할 우려가 있다.

본 발명에서는 끼워맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부를 정밀도 좋게 형성하여, 양자의 끼워맞춤에 의해 끼워맞춤 결합을 달성하도록 하여, 각통부인 오목부와 돌기부에 있어서의 정밀도를 필요로 하지 않도록 하고 있기 때문에 각통부 전면을 정밀도 좋게 가공하는 경우에 비하여 가공이 용이해진다. 정밀도를 필요로 하는 끼워 맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부는 축방향으로 신장한 폭치수가 작은 홈 또는 돌출부이기 때문에 정밀도가 좋은 가공을 비교적 용이하게 행할 수 있다. 다이캐스트나 수지 성형에 있어서는 주형으로부터 제품을 추출하기 위해서 빠짐 경사를 설치할 필요가 있다. 빠짐 경사는 금속쪽이 수지보다도 크다. 그러나, 본 발명의 끼워맞춤 홈이나 끼워맞춤 돌출부와 같은 한정된 특정한 부분에서는 빠짐 경사를 제로로 할 수 있어, 빠짐 경사를 설치하지 않는 것에 의해 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또, 수지 성형에 있어서는 끼워맞춤 홈의 부분만을 부분적으로 정밀도를 높여 성형하는 것이 가능하다. 또, 다이캐스트 성형에서는 쉐이빙 가공 등의 후가공으로 끼워맞춤 돌출부만을 부분적으로 정밀도를 향상할 수 있다.

본 발명에 따르면, 정밀도가 필요한 부분만을 정밀도 좋게 가공하는 것이 가능해져, 정밀도 좋게 가공된 끼워맞춤 홈과 끼워맞춤 돌출부의 끼워맞춤에 의해 이종 재료로 형성된 밸브 본체와 밸브축 통부를 충분한 강도를 가지고 연결할 수 있어, 양자의 접합부에 부가되는 비틀림 응력에 충분히 견디는 접합을 달성하는 것이 가능해진다. 접합된 밸브 본체와 밸브축 통부는 축방향과 직교하는 방향으로 주입된 연결핀으로 결합되어, 축방향으로의 분리가 방지된다.

밸브 본체와 밸브축 통부의 접합부에서는 완전 폐쇄 방향으로 가장 큰 밸브 폐쇄 구동력이 부하되기 때문에 밸브축 통부의 돌기부의 각부와 완전 폐쇄 회동 방향에서 붙이는 밸브 본체의 오목부의 내면 각부의 강도를 올릴 필요가 있다. 본 발명에서는 이 부분의 두께를 크게 하는 동시에, 오목부의 내면에 형성되는 끼워맞춤 돌출부의 위치를 중앙부가 아니고, 이 두꺼운 부분에 약간 근접시켜 위치시켜, 밸브 폐쇄 구동력을 한 곳에 통합하도록 했다.

다음에, 본 발명은 밸브 본체의 내주면에 장착되는 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링을 밸브체가 압접하는 중앙부는 작은 압축값으로 밸브 본체의 부착, 해당 중앙부의 적어도 일측부, 바람직하게는 양측부를 큰 압축값으로 밸브 본체에 장착하여, 밸브 본체에 대한 시트 링의 압축값을 다르게 한 것에 의해, 압축값이 큰 측부에서 시트 링을 강고히 밸브 본체에 부착하고, 압축값이 작은 중앙부에서 밸브체와 접촉시켜 밸브체의 회동 토크를 저감하도록 한 것을 특징으로 한다.

시트 링의 외주면 중앙부에는 밸브 본체 내주면에 형성된 결합 볼록부가 계입하는 폭과 깊이를 갖는 오목홈이 외주면을 둘러싸 형성된다. 시트 링의 외부 지름은 오목홈의 부분(도 13의 A부분)에 있어서는 밸브 본체의 내면에 조밀하게 압접하는 치수로는 형성되어 있지 않고, 느슨한 접촉 상태로 형성되어 있다. 한편, 오목홈의 양측 부분(도 13의 B, C부분)을 밸브 본체의 내주면에 조밀하게 압착하는 외부 지름 치수로 형성하여, 타이트한 접촉 상태로 형성한다. 이에 따라, 시트 링은 오목홈의 양측의 B, C부분에 있어서 밸브 본체의 내주면에 삽입 부착 유지되어, 밀봉 성능이 발휘되는 동시에, 밸브체가 압접하는 산형상 시트부의 부분(A부분에 상당)에 있어서는 밸브체의 접촉에 따라 시트 링의 A부분의 틀어져 움직이는 것이 허용되게 되고, 밸브체의 회동 토크를 경감시키는 것이 가능해진다. 즉, 시트 링의 압축값을 A, B, C의 부분에 있어서 다르게 한 것에 의해 상반적인 토크의 저감과 밀봉력의 유지를 동시에 달성할 수 있는 것이다. 또, 압축값이 작은 중앙부에서 밸브 본체의 중앙부 둘레에 마련한 결합 볼록부에 시트 링의 외주면 둘레에 마련한 오목홈을 결합하여, 돌기부와 오목홈의 결합에 의해 시트 링의 이동을 구속하여, 유체의 흡인력이나, 밸브체의 접촉에 의해 시트 링이 밸브 본체로부터 박리하는 것을 방지한다. 시트 링의 내주면에는 내경 방향으로 돌출하는 산형상의 시트부가 형성되어, 해당 산형상 시트부에 밸브체의 외주면이 압접 안착하여 밸브의 폐쇄가 달성된다. 산형상 시트부는 시트 링을 직경 방향으로 관통하는 밸브축 구멍과 직교하는 위치에 있어서 그 폭이 가장 크게 형성되고, 밸브축 구멍에 근접함에 따라서 점차 폭이 감소하여, 밸브축 구멍의 보스부 주연부에 있어서 가장 작게 되어 있다. 이에 따라, 밸브체의 접촉 압력을 시트 링의 전체 내주면에서 거의 균등하게 할 수 있어, 밀봉력을 균일화하여 밀봉 누설에 의한 유체의 누설을 방지할 수 있다.

시트 링의 내주면과 외주측면 사이에는 사면이 형성되어, 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 사면의 폭은 밸브축과 직교하는 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 한다. 사면의 폭과 각도가 가장 큰 밸브축 직교 위치로부터 가장 작은 밸브축 위치까지를 코사인 커브와 비슷한 곡면으로 연속한다. 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성함으로써 밸브체의 미소 개방도에 있어서 밸브체 선단과 시트 링 내주면 사이의 간극이 충분히 넓어지기 위해서 미소 개방도에 있어서 밸브축 직교 위치에서 가장 커지는 오리피스측의 흡인력을 감소시켜, 시트 링의 흡인량을 가능한 한 작게 할 수 있어, 시트 링의 박리나 손상을 방지하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명은 밸브 본체내에 밸브 봉으로 회동 가능하게 지지되는 밸브 봉을 축 밀봉하는 구조를 특징으로 한다. 밸브 본체의 직경 방향 외측에 밸브 봉 피봇 지지부가 연장되기 시작하고 있고, 해당 밸브 봉 피봇 지지부에 밸브 봉이 피봇 지지된다. 한쪽의 밸브 봉은 밸브 봉 피봇 지지부에 연속하는 밸브축 통부를 관통하여 밸브축 통부의 외단에 부착된 원하는 액츄에이터에 연결되어 구동 회전된다. 다른쪽의 밸브 봉은 유동측의 밸브 봉이며, 밸브 봉 피봇 지지부내에 위치하여, 하단을 폐쇄한 통형상의 부시가 외단에서 캡형으로 장착되어, 해당 부시의 개방된 내단을 시트 링에 감입하여 축 밀봉한다. 폐쇄된 외단에는 밸브 봉 피봇 지지부에 주입된 핀으로 빠짐 방지 상태로 유지되어, 축 밀봉이 유지되도록 되어 있다. 부시의 외면에는 O링이 장착되어, 밸브 봉 피봇 지지부와의 사이를 밀봉하고 있다. 이러한 축 밀봉 구조에 의해 밸브 봉에 부시를 삽입 부착하여, 핀으로 고정한다고 하는 간단한 구조로 밸브 봉의 축 밀봉을 달성할 수 있다. 이 때문에, 밸브 봉의 축 밀봉을 자동화하는 것이 용이해진다.

더욱, 본 발명은 밸브 본체내에 밸브 봉으로 회동 가능하게 지지되는 밸브 봉을 축 밀봉하는 구조이다. 밸브 본체의 직경 방향 외측에 밸브 봉 피봇 지지부가 연장되기 시작하고 있고, 해당 밸브 봉 피봇 지지부에 밸브 봉이 피봇 지지된다. 한쪽의 밸브 봉은 밸브 봉 피봇 지지부에 연속하는 밸브축 통부를 관통하여 밸브축 통부의 외단에 부착된 원하는 액츄에이터에 연결되어 구동 회전된다. 다른쪽의 밸브 봉은 유동측의 밸브 봉이며, 밸브 봉 피봇 지지부내에 위치하여, 하단을 폐쇄한 통형상의 부시가 외단에서 캡형으로 장착되어, 해당 부시의 개방된 내단을 시트 링에 감입하여 축 밀봉한다. 폐쇄된 외단에는 밸브 봉 피봇 지지부에 주입된 핀으로 빠짐 방지 상태로 유지되어, 축 밀봉이 유지되도록 되어 있다. 부시의 외면에는 O링이 장착되어, 밸브 봉 피봇 지지부와의 사이를 밀봉하고 있다. 이러한 축 밀봉 구조에 의해 밸브 봉에 부시를 삽입 부착하여, 핀으로 고정한다고 하는 간단한 구조로 밸브 봉의 축 밀봉을 달성할 수 있다. 이 때문에, 밸브 봉의 축 밀봉을 자동화하는 것이 용이해진다.

실시예

도 1 및 도 2를 참조하면, 참조부호 1은 원통형상의 유로(101)를 관통 설치한 알루미늄 다이캐스트제의 밸브 본체이며, 밸브 본체의 내부에는 고무 등의 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링(2)이 제거 가능하게 장착되어, 유로(101)의 실질적인 직경을 설정하고 있다. 참조부호 3은 해당 시트 링(2)안에 밸브 봉(4)으로 회동 가능에 피봇 지지된 원판형의 밸브체이며, 밸브체의 회동에 의해서 외주면을 시트 링(2)의 내주면에 접촉 분리시켜 상기 유로의 개폐를 행한다. 밸브 봉(4)은 밸브 본체(1)로부터 직경 방향 외측으로 연장되기 시작하는 밸브 봉 피봇 지지부(102, 103)에 있어서 회전 가능하게 피봇 지지된다. 밸브 봉의 한쪽(401)은 밸브 봉 피봇 지지부(102)로부터 밸브축 통부(5)를 통해 외측으로 길게 연장되어 있고, 그 외단에 밸브 봉을 구동 회전하는 액츄에이터(6)가 연결된다. 또한, 액츄에이터(6)는 도시된 수동 기어식에 한정되는 것이 아니라, 레바식, 전동식, 에어실린더식 등 여러 가지의 기구의 액츄에이터를 이용할 수 있다.

밸브 본체(1)는 전술한 바와 같이 알루미늄 다이캐스트 성형 혹은 주물 성형품으로서 제공되고, 시트 링은 고무 등의 탄성 밀봉재의 가류 성형품이다. 밸브체(3)는 밸브 본체(1)와 같은 알루미늄 다이캐스트 혹은 주물 성형 혹은 프레스 가공품이다. 밸브 봉(4)은 둥근 막대로부터 깎아낸 성형품 혹은 인발 제품이다. 밸브축 통부(5)는 나일론, ABS, PBT, PPS 등의 합성 수지 성형품이다. 또, 액츄에이터의 상하 기어 박스(601, 602), 웜 호일(603), 웜(604) 및 핸들(605)은 밸브축 통부와 같은 합성 수지로 성형된다. 또한, 웜 호일(603), 웜(604) 및 핸들(605)은 반드시 합성 수지제로 할 필요는 없다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 알루미늄 다이캐스트제의 밸브 본체(1)는 내부에 원통형의 유로(101)가 관통 설치되어, 외주면에서 직경 방향 외측으로 밸브 봉 피봇 지지부(102, 103)가 연장하고 있다. 밸브 본체의 내주면의 중앙부에는 내주면의 거의 절반의 폭을 갖는 결합 볼록부(104)가 내주면을 에워싸면서 형성되어 있다. 해당 결합 볼록부(104)는 후술하는 시트 링(2)의 장착시에, 시트 링(2)에의 압축값을 결합 볼록부의 양측부와는 다르게 할 수 있도록 하여, 이것에 의해서 후술하는 바와 같이 밸브체(3)의 회동 토크를 경감하고 있다.

밸브 봉 피봇 지지부(102, 103)는 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이 내측으로부터 외측으로 관통한 밸브 봉 구멍(108)이 형성되어 있고, 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)에는 밸브축 통부(5)가 연결된다. 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)의 상단에는 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이 오목부(105)가 오목하게 설치되어, 밸브축 통부(5)의 하부에 형성되는 돌기부(501)와의 끼워맞춤을 가능하게 하고 있다. 오목부(105)가 대향하는 내주벽면에는 끼워맞춤 돌출부(106)가 돌출 설치되어 있다. 이 끼워맞춤 돌출부(106)는 후술하는 밸브축 통부(5)의 하부에 돌출 설치된 돌기부의 외주면에 형성되는 끼워맞춤 홈(503)에 끼워맞춤하는 것이며, 끼워맞춤 홈(503)과 마찬가지로 빠짐 경사가 설치되어 있지 않고, 끼워맞춤 돌출부와 끼워맞춤 홈의 끼워맞춤을 정확하게 행할 수 있도록 되어 있다. 또, 밸브 완전 폐쇄시에 밸브축 통부(5)의 돌기부의 각부와 붙이는 것에 의해 가장 큰 부하가 이러한 오목부(105)의 내면각부(107)의 강도를 올리기 때문에 이 부분의 두께를 크게 해 둔다. 그리고, 상기 끼워맞춤 돌출부(106)의 위치를 중앙이 아니라 해당 두께의 각부(107)에 약간 근접하여 설치해 둔다. 이에 따라, 밸브 폐쇄 구동력을 통합하여 부담할 수 있어, 강도 향상을 도모할 수 있다.

밸브체(3)에 하단이 연결된 상부 밸브 봉(401)은 소정의 길이를 가지고 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102) 및 밸브축 통부(5)를 관통하여 상측으로 연장되어 있으며, 상단에 연결되는 액츄에이터(6)로 구동 회전된다. 상부 밸브 봉(401)은 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)안에서 상부 부시(403)를 삽입 관통하고 있다. 도 7 및 도 8을 참조하여 상부 부시(403)는 상하로 관통한 짧은 통체로 이루어져, 외주면에는 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)의 내주면과의 사이를 밀봉하는 O링(406)을 삽입 부착하기 위한 홈(408)이 형성되어 있다. 또, 상부 부시(403)의 상단 내면에도 O링(409)이 삽입 부착되어 있고 상부 밸브 봉과의 사이를 밀봉하고 있다. 더욱, 상부 밸브 봉(401)의 도중에는 2분할된 누름판(411)을 계입하기 위한 홈(410)이 형성되어 있고(도 2 참조), 해당 누름판(411)을 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)의 오목부(105)의 내부 저면에 나사 고정함으로써 밸브 봉(401)의 빠짐 방지가 도모되어 있다.

하부 밸브 봉 피봇 지지부(103)에는 하측에서 짧은 하부 밸브 봉(402)이 삽입되어 밸브체(3)에 연결되는 동시에, 짧은 통형상의 하부 부시(404)가 하부 밸브 봉(402)에 삽입 부착되고, 가로 방향에서 주입되는 고정핀(405)으로 하면을 지지하여 빠짐 방지 상태로 피봇 지지된다. 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 하부 부시(404)는 상면을 개방하고, 하면을 폐쇄한 짧은 통체로 이루어져, 하부 밸브 봉(402)에 하측에서 캡형으로 삽입 부착되어 상단을 시트 링(2)에 감입하여 축 밀봉한다. 부시의 외주면에는 O링(406)을 장착하는 홈(408)이 형성되고, 하부 밸브 봉 피봇 지지부(103)의 내주면과의 사이를 밀봉하도록 하고 있다. 폐쇄된 하면에는 각주형의 손잡이부(407)가 돌출 설치되어, 니퍼, 펜치 등의 원하는 손잡이 수단을 이용하여 부시의 추출을 용이하게 행할 수 있다. 또, 하부 부시(404)는 저면을 폐쇄하고 있기 때문에 외부에의 유체의 누설을 방지할 수 있는 동시에, O링에 의한 밀봉으로 부시 외주에의 유체의 누설과 외부로부터의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다. 더욱, 하부 밸브 봉에 부시를 삽입 부착하여 고정핀(405)을 주입하는 것만으로 부시(404)의 개방단이 시트 링에 밀착하여 하부 밸브 봉의 축 밀봉을 달성할 수 있어, 하부 밸브 봉의 축 밀봉을 자동화하는 것이 용이해진다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 시트 링(2)은 고무 등의 탄성 밀봉재로 이루어져, 가류 성형된다. 시트 링(2)의 내주면에는 내경 방향으로 돌출하는 산형상의 시트부(201)가 형성되고, 해당 산형상 시트부(201)에 밸브체의 외주면이 압접 안착하여 밸브의 폐쇄가 달성된다. 산형상 시트부(201)는 시트 링(2)을 직경 방향으로 관통하는 밸브축 구멍(202)에 직교하는 위치에 있어서 그 폭이 가장 크게 형성되고, 밸브축 구멍(202)에 근접함에 따라서 점차 폭이 감소하여, 밸브축 구멍의 보스부 주연부에 있어서 가장 작게 되어 있다. 이에 따라, 밸브체(3)와의 접촉 압력을 시트 링의 전체 내주면에서 거의 균등하게 할 수 있어, 밀봉력을 균일화하여 밀봉 누설에 의한 유체의 누설을 방지할 수 있다.

시트 링(2)의 내주면과 외주측면 사이에는 사면(203)이 형성된다. 해당 사면(203)과 외주측면이 이루는 각도 및 사면의 폭은 밸브축과 직교하는 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 되어 있다. 그리고, 사면의 폭과 각도가 가장 큰 밸브축 직교 위치로부터 가장 작은 밸브축 위치까지를 코사인 커브와 비슷한 곡면으로 연속한다. 시트 링(2)의 내주면과 외주측면 사이에 사면(203)을 형성함으로써 밸브체의 미소 개방도에 있어서 밸브체 선단과 시트 링 내주면 사이의 간극이 충분히 넓어지기 때문에 미소 개방도에 있어서 밸브축 직교 위치에서 가장 커지는 오리피스측의 흡인력을 감소시켜, 시트 링의 흡인량을 가능한 한 작게 할 수 있어, 시트 링의 박리나 손상을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 시트 링의 구조는 특허 제3188680호 공보에 상세히 개시되어 있다.

시트 링(2)의 외주면 중앙부에는 오목홈(204)이 외주면을 에워싸면서 형성된다. 해당 오목홈(204)은 상기 밸브 본체 내주면에 형성된 결합 볼록부(104)가 계입하는 폭과 깊이를 갖고 있다. 시트 링(2)의 외부 지름은 오목홈(204)의 부분(도 13의 A부분)에 있어서는 밸브 본체의 내면에 조밀하게 압접하는 치수로는 형성되어 있지 않고, 느슨한 접촉 상태로 형성되어 있다. 한편, 오목홈의 양측 부분(도 13의 B, C부분)을 밸브 본체의 내주면에 조밀하게 압착하는 외부 지름 치수로 형성하여, 타이트한 접촉 상태로 형성한다. 이에 따라, 시트 링(2)은 오목홈의 양측의 B, C부분에 있어서 밸브 본체(1)의 내주면에 삽입 부착 유지되어, 밀봉 성능이 발휘되는 동시에, 밸브체(3)가 압접하는 산형상 시트부의 부분(A 부분에 상당)에 있어서는 밸브체의 접촉에 따라 시트 링의 A 부분이 틀어져 움직이는 것이 허용되게 되고, 밸브체(3)의 회동 토크를 경감시키는 것이 가능해진다. 즉, 시트 링(2)의 압축값 A, B, C의 부분에 있어서 다르게 한 것에 의해 상반적인 토크의 저감과 밀봉력의 유지를 동시에 달성할 수 있는 것이다.

시트 링(2)은 A 부분에 있어서는 느슨한 접촉 상태로 있지만 B 및 C 부분에 있어서는 충분한 압축율로 밸브 본체(1)의 내주면에 장착되어, 밀착되어 있기 때문에 B 및 C 부분에서 시트 링을 밸브 본체에 강고하게 부착할 수 있어, 유체압에 의해 시트 링이 밸브 본체로부터 박리하거나, 파손하는 것을 방지한다. 그리고 밸브체가 압접하여 밀봉을 달성하는 A 부분은 밸브 본체 내주면에 조밀하게 압착하고 있지 않고, 밸브체(3)와의 접촉시에 밸브체에 수반하는 이동이 허용되는 결과, 밸브체의 회동 토크가 작아져, 밸브체에 의한 불필요한 압축을 방지하여, 밀봉에 필요한 압축만을 고무에 걸 수 있기 때문에 시트 링을 작은 압축율인 것으로 하여, 고무의 열화를 방지하는 것이 가능해진다. 이것은 반대로 실리콘고무와 같은 비교적 파열 강도가 낮은 재료를 시트 링에 사용하는 것을 가능하게 한다.

도 14 및 15를 참조하면, 밸브체(3)는 기본적인 형상을 원판형상으로 하는 것이며, 도 15에 도시한 바와 같이 외주 가장자리를 향하여 점차 두께가 감소하는 경사 표면으로 형성되는 동시에, 상하의 밸브 봉 구멍(301)의 보스부를 연결하는 상태로 밸브체 표면의 중심을 축방향으로 신장하는 세로 리브(302)가 형성되어 있다. 또, 밸브체의 노즐측 및 오리피스측 표면에는 밸브축 방향과 직교하는 방향으로 거의 병행으로 연장되는 3개의 가로 리브(303, 304, 305)가 형성된다. 각 가로 리브(303, 304, 305)는 밸브체 표면에서 일정한 높이를 갖고 있고, 밸브체 표면 근방을 흐르는 유체의 방향을 해당 리브로 제어한다.

즉, 중앙의 가로 리브(304)는 관내의 최대 유속 부분에 위치하여, 최대 유속을 이분하고, 또한 그 유속을 가속한다. 중앙 리브의 상하로 배치된 가로 리브(303, 305)는 중앙의 가로 리브를 향하여 경사져 있고, 관벽 근방의 저속 영역의 유체를 중앙 리브 방향을 향하여 중앙 리브에 의해서 가속된 유속으로 끌려 들어가는 상태로 그 속도를 증가시킨다. 유체에 대해서는 상하 밸브 봉 구멍(301)의 보스부가 유로 저항이 되어, 보스부에 충돌한 유체는 보스부의 이차측에 소용돌이를 발생시켜, 유체 저항을 더욱 증가시킨다. 이것에 대하여, 상기 3개의 가로 리브는 보스부의 이차측에 발생하는 소용돌이에 대하여 정류 효과를 발휘하여, 소용돌이의 발생을 저감시킨다. 결과적으로, 3개의 가로 리브는 관내 유속을 밸브체 근방에서 분단하여, 정류하여, 관벽의 유체 저항, 밸브체 표면의 유체 저항을 리브부가 갖는 유동 방향 제어에 의해 보완하여, 밸브 전체의 유체 저항을 줄이는 효과를 갖는다.

도 2 및 도 16 내지 도 19를 참조하면, 밸브축 통부(5)는 나일론으로 성형된 소정의 길이를 갖는 대략 각통형의 통체이며, 상기 상부 밸브 봉(401)이 내부를 관통하여 상측으로 연장되고 있다. 밸브축 통부(5)의 하부에는 상기 밸브 본체(1)의 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)에 형성된 오목부(105)에 끼워맞춤하는 돌기부(501)가 형성되고, 상부에는 액츄에이터(6)의 하부 기어 박스(601)를 적재 지지하는 지지판부(502)가 형성된다. 돌기부(501)는 오목부(105)의 내주면 형상과 비슷한 외주면 형상을 가지고, 끼워맞춤할 수 있는 동시에, 오목부(105)의 대향하는 내면에 형성된 끼워맞춤 돌출부가 감입하는 끼워맞춤 홈(503)이 외주면으로 오목하게 설치된다. 이 끼워맞춤 홈(503)은 끼워맞춤 돌출부(106)의 위치에 정합하여, 중심으로부터 약간 변이되어진 위치에 형성된다. 밸브축 통부의 중심에는 밸브 봉 구멍(504)이 상하로 관통하고 있다. 더욱, 돌기부(501)의 상기 끼워맞춤 홈(503)이 형성되어 있지 않은 면에 연결핀(505)을 주입하기 위한 핀구멍(506)이 형성되어 있다. 지지판부(502)의 네 모서리에는 볼트 삽입 관통 구멍(507)이 형성된다.

밸브 본체(1)와 밸브축 통부(5)의 접합은 우선 끼워맞춤 돌출부(106)를 끼워맞춤 홈(503)에 계입하면서, 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)의 오목부(105)에 밸브축 통부(5) 하부의 돌기부(501)를 끼워맞추어 주입한다. 다음에, 연결핀(505)을 가로 방향에서 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)와 밸브축 통부(5)에 주입하여 양자를 접합한다. 상부 밸브 봉 피봇 지지부(102)와 밸브축 통부(5)는 오목부(105)와 돌기부(501)의 각통형에 의한 끼워맞춤, 끼워맞춤 돌출부(106)와 끼워맞춤 홈(503)의 정밀한 위치, 사이즈 및 형상에 의해 정확한 끼워맞춤, 또 연결핀의 주입이 어울려, 액츄에이터(6)로부터 초래되는 비틀림 응력과 축방향으로의 빠짐 방지를 확 실하게 방지하는 것이 가능해져, 매우 강고하고 안정된 접합을 달성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 오목부(105)와 돌기부(501)는 각형상의 끼워맞춤이 달성되면 좋고, 접합면 전체에 있어서의 각형상에서의 정밀한 끼워맞춤의 필요가 없고, 정밀한 가공은 끼워맞춤 돌출부(106)와 끼워맞춤 홈(503)만으로 하고 있기 때문에 가공 정밀도를 필요로 하는 부분이 적고, 전체적으로 가공을 쉽게 하여 비용의 저하를 도모하는 것이 가능해진다. 또, 연결핀의 주입에 의해 축방향의 빠짐 방지를 도모하도록 하고 있기 때문에 상기 비틀림 응력을 방지하기 위한 연결 구조와 어울려 금속과 합성 수지와 같은 이종 재료로 이루어지는 밸브 본체와 밸브축 통부를 강고하고 안정된 접합으로 할 수 있다. 이 결과, 복잡한 구조를 갖는 밸브 본체를 알루미늄 다이캐스트 등의 비교적 성형이 용이한 금속 가공으로 제작하고, 밸브축 통을 단열성 재료로 제작하여, 양자를 접합하여 결로를 방지하는 버터플라이 밸브 구조로 하는 것이 용이해진다.

도 2 및 도 20 내지 도 22를 참조하면, 액츄에이터(6)는 하부 기어 박스(601)와 상부 기어 박스(602)를 접합하여 형성한 기어 박스내에 회동 가능하게 피봇 지지된 웜 호일(603)과 해당 웜 호일과 맞물리는 웜(604)을 구비한다. 웜 호일(603)에는 상기 상부 밸브 봉(401)의 상단이 회전 방지 상태로 연결되고, 웜(604)에는 핸들축(606)이 연결된다. 핸들축(606)의 외단에는 핸들(605)이 부착된다. 상하 기어 박스는 내부에 웜 호일, 웜을 내장하고, 상기 밸브축 통부(5) 상부의 지지판부(502)상에 적재되어, 삽입 관통되는 볼트·너트로 체결된다. 참조부호 607은 웜 호일(603)에 일체적으로 꽂아 설치된 개방도 지시판이며, 상부 기어 박스로부터 상측으로 돌출하고, 밸브체의 개방도를 나타내고 있다.

상하 기어 박스(601, 602)는 모두, 예컨대 나일론, ABS, PBT, PPS 등의 합성 수지로 성형된다. 도 21에 도시한 바와 같이, 상부 기어 박스(602)의 내부에 웜 호일(603)을 회전 각도 90도의 완전 개방 위치 및 완전 폐쇄 위치에서 정지시키는 스토퍼(610)가 일체로 형성된다. 또, 도 22에 도시한 바와 같이, 하부 기어 박스(601)의 상부 주연부에는 상부 기어 박스를 끼워맞추는 입상벽(608)이 둘러싸 형성되어 있다.

더욱, 해당 입상벽(608)의 외측에 약간의 간격을 두어 밀봉 돌출부(609)를 마찬가지로 에워싸면서 돌출 설치되어 있다. 입상벽(608)의 존재에 의해 상하 기어 박스의 편성을 용이하며 또한 확실하게 행할 수 있는 동시에, 밀봉 돌출부(609)가 상부 기어 박스의 하면에 접촉하여, 볼트·너트로 체결할 때 감입하여 밀봉성이 발휘된다. 더욱, 양자간에 패킹을 개재시키는 경우에는 밀봉 돌출부가 패킹을 압축하여 확실한 밀봉을 얻는 것이 가능해진다.

상하 기어 박스 전체를 합성 수지로 성형했기 때문에 치수 정밀도가 향상하여, 개방도 스토퍼(606)를 일체로 형성하는 것이 가능해진다. 이 결과, 종래와 같은 나사에 의한 개방도 조정 수단을 구비하는 스토퍼를 필요로 하지 않기 때문에 전체의 구조를 간략화할 수 있어, 비용의 저하를 도모할 수 있다. 또, 단열성을 갖는 합성 수지를 이용하는 것에 의해 결로를 효과적으로 방지할 수 있다. 더욱 윤활성이 높은 수지를 이용하여 그리스가 없는 구조로 하는 것도 용이해진다. 기어 박스에의 그리스의 봉입은 현재의 이런 종류의 버터플라이 밸브가 실내에 배치 되는 현상으로 보아, 그리스 누설에 의한 실내 마루나 벽면의 오염의 문제를 해소할 수 있어, 매우 유익한 구조가 된다.

Claims (14)

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2. 원통형의 유로를 관통 설치한 밸브 본체내에 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링을 장착하고, 해당 시트 링에 접촉 분리하는 원판형의 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하며, 밸브 본체의 직경 방향으로 밸브 봉 피봇 지지부를 형성하여 상기 밸브체를 피봇 지지하는 밸브 봉을 피봇 지지하는 동시에, 한쪽의 밸브 봉의 외단에 액츄에이터를 연결하여 밸브체를 구동 회전하도록 한 버터플라이 밸브에 있어서,

   상기 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하여, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 하며,

   밸브 본체 내주면에 대한 시트 링의 압축값을 시트 링의 중앙 부분에 있어서 작게 하고, 그 양측부에서 크게 하여, 양측부에서의 탄성 체결력으로 시트 링을 밸브 본체 내주면에 유지시키는 동시에, 밸브체가 압접하는 시트 링의 중앙부를 밸브체에 수반한 약간의 이동을 허용하여, 밸브체의 가동 토크를 저감하도록 한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
3. 제2항에 있어서, 다른쪽의 밸브 봉에 일단을 폐쇄한 통형상의 부시를 삽입 부착하고, 해당 부시의 내단을 시트 링에 압착하여 밸브 봉의 축 밀봉을 행하는 동시에, 밸브 봉 피봇 지지부에 박은 핀으로 부시의 외단을 빠짐 방지 상태로 지지하도록 한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 액츄에이터는 내부에 수동으로 구동되는 웜기어 기구를 내장한 상하 두개의 기어 박스의 접합체로 이루어지고, 상하 두개의 기어 박스는 모두 합성 수지의 성형품으로 형성하여, 내부에 웜기어 기구의 회전범위를 규제하는 스토퍼부를 일체로 형성하고, 또한 상하 기어 박스의 한쪽의 접합 주연부에 다른쪽의 주연부가 끼워맞추는 입상벽을 형성하며, 더욱 해당 입상벽의 외측에 밀봉 돌출부를 둘레에 마련한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
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9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 밸브 본체의 내주면 중앙부를 내측으로 돌출시켜 결합 볼록부를 형성하고, 해당 결합 볼록부가 계입하는 오목홈을 시트 링 외주면에 에워싸면서 형성하고, 결합 볼록부와 오목홈의 결합에 의해 시트 링을 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
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11. 제3항에 있어서, 부시와 밸브 봉 피봇 지지부 사이에 O링을 삽입하여, 양자간을 밀봉하도록 한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
12. 제3항 또는 제11항에 있어서, 부시의 외단에 부시를 추출하기 위한 손잡이부를 형성한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
13. 원통형의 유로를 관통 설치한 밸브 본체내에 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링을 장착하고, 해당 시트 링에 접촉 분리하는 원판형의 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하며, 밸브 본체의 직경 방향으로 밸브 봉 피봇 지지부를 형성하여 상기 밸브체를 피봇 지지하는 밸브 봉을 피봇 지지하는 동시에, 한쪽의 밸브 봉의 외단에 액츄에이터를 연결하여 밸브체를 구동 회전하도록 한 버터플라이 밸브에 있어서,

    상기 한쪽의 밸브 봉의 외측으로 연장되기 시작하는 부분을 피봇 지지하여 상기 밸브 봉 피봇 지지부에 접합되는 밸브축 통부를 상기 밸브 본체와는 다른 재료로 형성하고,

    상기 밸브축 통부와 상기 밸브 봉 피봇 지지부의 접합되는 단부를 서로 끼워맞추는 각통형의 오목부와 돌기부로 형성하고,

    양자의 끼워맞춤면에 서로 끼워맞추는 끼워맞춤 돌출부와 끼워맞춤 홈을 형성하고,

    상기 액츄에이터로부터 비틀림 응력을 받아 돌기부의 각부가 압접하는 오목부의 내면각부를 두껍게 형성하며,

    상기 오목부의 내면각부 및 상기 돌기부의 각부에 각각 끼워맞춤 돌출부 및 끼워맞춤 홈을 근접하여 위치시키는 동시에, 양자의 끼워맞춤 부분에 연결핀을 박아 빠짐 방지 상태로 연결하고,

    상기 밸브 본체를 알루미늄 다이캐스트로 성형하고, 밸브축 통부를 단열성을 갖는 합성 수지로 성형하며,

    상기 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하고, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 하고,

    상기 밸브 본체의 내주면 중앙부를 에워싸면서 내측의 돌출하는 결합 볼록부를 돌출 설치하며,

    상기 결합 볼록부가 계입하는 오목홈을 시트 링 외주면에 에워싸면서 형성하고, 오목홈의 양측부에서 시트 링을 밸브 본체 내주면에 압착시켜, 밸브체를 피봇 지지하는 다른쪽의 밸브 봉에 일단을 폐쇄한 통형상의 부시를 장착하여 다른쪽의 밸브 봉을 축 밀봉한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
14. 원통형의 유로를 관통 설치한 밸브 본체내에 탄성 밀봉재로 이루어지는 시트 링을 장착하고, 해당 시트 링에 접촉 분리하는 원판형의 밸브체를 회동 가능하게 피봇 지지하며, 밸브 본체의 직경 방향으로 밸브 봉 피봇 지지부를 형성하여 상기 밸브체를 피봇 지지하는 밸브 봉을 피봇 지지하는 동시에, 한쪽의 밸브 봉의 외단에 액츄에이터를 연결하여 밸브체를 구동 회전하도록 한 버터플라이 밸브에 있어서,

    상기 시트 링의 내주면과 외주측면 사이에 사면을 형성하여, 해당 사면과 외주측면이 이루는 각도 및 폭을 밸브축 직교 위치에 있어서 가장 크게 하고, 밸브축 위치에 있어서 가장 작게 하며,

    상기 밸브 본체의 내주면 중앙부를 내측으로 돌출시켜 결합 볼록부를 상기 밸브 본체의 내주면에 에워싸면서 형성하고, 상기 결합 볼록부가 계입하는 오목홈을 시트 링 외주면에 에워싸면서 형성하며,

    상기 결합 볼록부와 오목홈이 결합하는 시트 링의 중앙 부분을 밸브 본체 내주면에 조밀하게 압착시키지 않고 느슨한 접촉 상태로 하여 시트 링의 압축값을 작게 하는 동시에, 시트 링의 오목홈의 양측부를 밸브 본체 내주면의 결합 볼록부의 양측부에 조밀하게 압착하여 시트 링의 압축값을 크게 하며,

    상기 양측부에서의 탄성 체결력으로 시트 링을 밸브 본체 내주면에 유지시키는 동시에, 밸브체를 상기 느슨한 접촉 상태의 중앙 부분에 압접시켜 시트 링의 중앙부를 밸브체의 회전 방향에 수반한 약간의 이동을 허용하여, 밸브체의 회전 토크를 저감하도록 한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.

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