WO2022025170A1 - バタフライバルブ - Google Patents

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WO2022025170A1
WO2022025170A1 PCT/JP2021/028060 JP2021028060W WO2022025170A1 WO 2022025170 A1 WO2022025170 A1 WO 2022025170A1 JP 2021028060 W JP2021028060 W JP 2021028060W WO 2022025170 A1 WO2022025170 A1 WO 2022025170A1
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WO
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valve
bush
peripheral surface
valve shaft
valve body
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/028060
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸太郎 松下
謙介 増田
Original Assignee
旭有機材株式会社
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Publication date
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Priority to EP21850575.8A priority patent/EP4191099A1/en
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Priority to CN202180058569.1A priority patent/CN116113784A/zh
Priority to KR1020237004361A priority patent/KR20230042297A/ko
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    • F16K1/224Details of bearings for the axis of rotation

Definitions

  • the present invention relates to a butterfly valve provided with a valve body in which the circumference of a core material is coated with a resin material.
  • a valve body formed by covering a metal core material (insert) with a synthetic resin material having excellent corrosion resistance and chemical resistance is used.
  • a butterfly valve is used.
  • a valve shaft rotatably supported by a bearing hole provided in the valve body is passed through a through hole of a seat ring mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path, and is provided in the valve body. It is non-rotatably connected to the valve shaft hole and is configured to rotatably support the valve body in the internal flow path by the valve body.
  • the butterfly valve has a seat ring with the peripheral portion of the valve shaft hole on the outer peripheral edge of the valve body so that the fluid in the internal flow path does not leak into the valve shaft hole of the valve body or the bearing hole of the valve body. Sealed part on the valve seat surface between the peripheral part of the through hole, the seal part due to contact between the outer peripheral surface of the valve shaft and the inner peripheral surface of the through hole of the seat ring, the outer peripheral surface of the valve shaft and the bearing hole and the valve. It is provided with a multi-stage sealing portion such as a sealing portion between the inner peripheral surface of the shaft hole.
  • the valve body when the valve is closed, the pressure of the fluid in the internal flow path acts on the valve body, and the valve body is pushed to the secondary side (downstream side). As a result, the valve shaft connected to the valve body tends to move toward the secondary side.
  • the bearing hole of the valve body has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the valve shaft in order to absorb processing errors of the valve shaft and the bearing hole and prevent seizure of the valve shaft. It is generally formed so that a gap is provided between the inner peripheral surface of the wheel and the outer peripheral surface of the valve shaft. Therefore, when a fluid pressure acts on the valve body, the valve shaft moves toward the secondary side together with the valve body by the amount of this gap.
  • a bush extending from the bearing hole of the valve body to the valve shaft hole of the valve body is rotatably externally attached to the valve shaft.
  • the valve shaft is rotatably supported in the bearing hole and the valve shaft hole via the bush, and by providing a sealing member such as an O-ring on the outer peripheral surface of the bush, the outer peripheral surface of the valve shaft, the bearing hole of the valve body, and the seat are provided.
  • a butterfly valve has been proposed in which the valve shaft of the ring and the inner peripheral surface of the valve shaft hole of the valve body are sealed.
  • a butterfly valve having a valve body formed by covering a metal core material with a synthetic resin material and supporting a valve shaft in a bearing hole and a valve shaft hole via a bush is provided for a corrosive liquid.
  • the metal insert When used in the piping line of the valve, the metal insert is used in consideration of supporting the bending moment generated in the valve shaft by the fluid pressure acting on the valve body when the valve is closed by the bearing hole of the valve body. It may be placed around the bearing hole for reinforcement. In such a case, since the corrosive liquid is handled, the seal portion around the valve shaft is worn and the seal around the valve shaft between the outer peripheral edge portion of the valve body and the valve seat surface of the seat ring is broken.
  • the liquid leaking from the internal flow path into the bearing hole does not come into contact with the metal insert of the valve body. That is, it is desirable that the periphery of the insert member is completely covered with a synthetic resin material so that the insert member is not exposed to the outside. For this purpose, it is necessary that the circumference of the opening of the bearing hole is formed only from the synthetic resin material without providing the insert member around the opening on the inner flow path side of the bearing hole. With such a configuration, the insert member is not reinforced in the peripheral portion of the opening of the bearing hole of the valve body.
  • an object of the present invention is to solve the problems existing in the prior art, and to solve the problem existing in the prior art, the force due to the bending moment generated in the valve shaft due to the fluid pressure acting on the valve body at the time of valve closing is applied to the internal flow path side of the valve shaft hole via the bush. It is an object of the present invention to provide a butterfly valve which prevents transmission to the vicinity of the opening of the valve body and suppresses damage to the valve body.
  • the present invention relates to a valve body having at least a surface formed of a resin material and an internal flow path formed thereof, a valve shaft rotatably supported by the valve body, and the valve shaft.
  • a butterfly valve including a valve body that is connected and rotatably supported by the valve body and is arranged in the internal flow path, and a bush that is externally inserted to the valve shaft, and the bush is attached to the valve body.
  • a bearing hole that rotatably supports the valve shaft is provided via the bearing hole, and the bearing hole has an opening that opens into the internal flow path.
  • the bearing hole and the bush are adjacent to the opening.
  • a butterfly valve having a shape such that a gap is formed between an inner peripheral surface of the bearing hole and an outer peripheral surface of the bush in the region to be provided.
  • the valve shaft connected to the valve body is rotatably supported by the bearing hole of the valve body via the bush, and the bearing hole is formed in the region adjacent to the opening of the bearing hole to the internal flow path.
  • a gap is formed between the inner peripheral surface of the bearing and the outer peripheral surface of the bush.
  • the resin material portion near the opening is likely to be damaged due to stress concentration due to the fluid pressure received by the valve body when the valve is closed.
  • a gap is formed between the inner peripheral surface of the bearing hole and the outer peripheral surface of the bush in the region adjacent to the opening. Therefore, even if fluid pressure acts on the valve body when the valve is closed and a bending moment is generated in the valve shaft connected to the valve body, in the region adjacent to the opening of the bearing hole, the inner peripheral surface of the bearing hole is formed.
  • the gap between the outer peripheral surface of the bush and the outer peripheral surface serves as an escape allowance to avoid contact between the outer peripheral surface of the bush and the inner peripheral surface of the bearing hole, and prevent the transmission of force from the outer peripheral surface of the bush to the inner peripheral surface of the bearing hole. be able to.
  • an annular constriction portion is provided on the outer peripheral portion of the bush portion adjacent to the opening, and the gap between the inner peripheral surface of the bearing hole and the outer peripheral surface of the bush is formed by the constriction portion. It is preferable that it is.
  • the valve shaft extends along the rotation axis of the valve body, the valve body further includes a tubular insert member for reinforcing the valve body, and the insert member is provided from the bearing hole. It is more preferably arranged so as to surround the bearing hole at a distance and extend in the direction of the rotation axis so as to surround at least a part of the constricted portion.
  • the gap is formed so as to be adjacent to the opening and the gap between the inner peripheral surface of the bearing hole and the outer peripheral surface of the bush becomes larger as it approaches the opening. It is preferable to include a tapered portion.
  • the valve shaft fixed to the valve body is rotatably supported by the bearing hole of the valve body via the bush, and is adjacent to the opening of the bearing hole to the internal flow path.
  • a gap is formed between the inner peripheral surface of the bearing hole and the outer peripheral surface of the bush. Therefore, even if fluid pressure acts on the valve body when the valve is closed and a bending moment is generated in the valve shaft connected to the valve body, in the region adjacent to the opening of the bearing hole, the inner peripheral surface of the bearing hole is formed.
  • the gap between the outer peripheral surface of the bush and the outer peripheral surface serves as an escape allowance to avoid contact between the outer peripheral surface of the bush and the inner peripheral surface of the bearing hole, and prevent the transmission of force from the outer peripheral surface of the bush to the inner peripheral surface of the bearing hole. be able to.
  • the butterfly valve has the effect of suppressing damage to the resin material portion near the opening of the bearing hole of the valve body.
  • FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the opening of the bearing portion of the valve body shown in FIG. 3 in an enlarged manner. It is a partially enlarged sectional view which shows the deformation example of the bearing part of a valve body.
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of an opening of a modified example of the bearing portion shown in FIG. 5 in an enlarged manner.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view, and is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the opening of the valve shaft hole for connecting the valve shaft of the butterfly valve shown in FIG. 1 to the valve body. It is a side view which shows the valve shaft of the butterfly valve shown in FIG.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the butterfly valve when viewed from the flow path axial direction, and shows a valve closed state.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view showing a cross section of the valve body of the butterfly valve shown in FIG. 1 by partially breaking the valve body.
  • the butterfly valve 11 includes a substantially hollow cylindrical valve body 13 in which an internal flow path 13a extending in the direction of the flow path axis is formed, a valve shaft 15 rotatably supported by the valve body 13, and an internal flow path 13a.
  • An annular seat ring 17 attached to the inner circumference and a valve body 19 arranged in the internal flow path 13a and connected to the valve shaft 15 and rotatably supported by the valve body 13 around the rotation axis R.
  • a bush 21 made of a synthetic resin material that is rotatably externally inserted to the valve shaft 15 is provided, and a valve seat portion 17d formed on the inner peripheral surface of the seat ring 17 and an outer peripheral edge portion of the valve body 19 are provided.
  • the valve shaft 15 has a first valve shaft 15a arranged on the upper side in FIG. 1 and a second valve shaft 15 arranged on the lower side in FIG. 1 along the rotation axis R.
  • the bush 21 is composed of the valve shaft 15b of the above, and the bush 21 is also rotatably externally attached to the first valve shaft 15a, the first bush 21a and the second valve shaft 15b. It is composed of 21b.
  • the valve body 19 is rotatably supported by the valve body 13 by the first valve shaft 15a and the second valve shaft 15b via the first bush 21a and the second bush 21b, respectively.
  • a drive unit (not shown) is connected to the first valve shaft 15a, and by rotating the first valve shaft 15a using the drive unit, the valve body 19 is rotated around the rotation axis R to open and close the valve. I do.
  • the valve shaft 15 is composed of two valve shafts 15 of a first valve shaft 15a and a second valve shaft 15b, but the first valve shaft 15a and the second valve shaft 15a. It is also possible to integrally form the valve shaft 15b to form one valve shaft 15. Similarly, it is also possible to integrally form the first bush 21a and the second bush 21b to form one bush 21.
  • the first valve shaft 15a and the second valve shaft 15b are formed of a metal material such as cast iron, steel, carbon steel, copper, copper alloy, brass, stainless steel, aluminum, and titanium, but there is a problem in strength.
  • the material is not particularly limited as long as there is no such material.
  • the valve body 13 is made of a synthetic resin material.
  • the synthetic resin material include polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene (PE), polyphenylene sulfide (PPS), polydicyclopentadiene (PDCPD), and polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • a substantially disk-shaped top flange 23 is provided on the upper portion of the valve body 13. Further, in the valve body 13, a first bearing hole 25 and a second bearing extending from the internal flow path 13a to the outside facing each other in the radial direction (vertical direction in FIG. 1) of the internal flow path 13a. The holes 27 are formed.
  • the first bearing hole 25 extends through the top flange 23.
  • a first valve shaft 15a is inserted through the first bearing hole 25 with the first bush 21a externally inserted, and is rotatably supported in the first bearing hole 25 via the first bush 21a. Has been done.
  • the upper end of the first valve shaft 15a inserted into the first bearing hole 25 protrudes from the top flange 23 and extends so as to be connected to a drive unit installed on the top flange 23. ..
  • a drive unit for example, a lever type drive unit, a gear type drive unit, an automatic drive unit, or the like can be used.
  • the lower ends of the first valve shaft 15a and the first bush 21a inserted into the first bearing hole 25 extend from the first bearing hole 25 so as to project toward the internal flow path 13a. ..
  • the second valve shaft 15b is inserted into the second bearing hole 27 with the second bush 21b externally inserted, and rotates into the second bearing hole 27 via the second bush 21b. It is supported as much as possible.
  • the lower end of the second bearing hole 27 is closed by the valve shaft holder 29, and the lower ends of the second valve shaft 15b and the second bush 21b inserted into the second bearing hole 27 are valve shaft holders. It is designed to come into contact with 29.
  • the upper ends of the second valve shaft 15b and the second bush 21b inserted into the second bearing hole 27 extend from the second bearing hole 27 so as to project toward the internal flow path 13a. ..
  • a metal insert member 31 for reinforcement is included so as to be separated from the first bearing hole 25 and the second bearing hole 27 and surround them.
  • the metal material forming the insert member 31 stainless steel for casting is used, but the present invention is not limited to this, and the valve shaft is not limited to this as long as it has a higher mechanical strength than the valve body 13.
  • the insert member 31 may be formed from the same other metal material as in 15, or the insert member 31 may be formed from a non-metal material.
  • the insert member 31 has a substantially tubular shape. Specifically, the insert member 31 is located at a central portion of a substantially rectangular parallelepiped shape, a cylindrical portion located farther from the internal flow path 13a than the central portion, and a cylindrical portion located closer to the internal flow path 13a than the central portion.
  • a shape including a base portion larger than the central portion and smaller than the central portion, and a through hole having a diameter larger than that of the first bearing hole 25 and the second bearing hole 27 formed in the center of the cylindrical portion, the central portion, and the base portion.
  • a bolt hole for screwing a bolt when connecting the valve body 13 to the pipe is formed in the central portion.
  • the insert member 31 having such a shape is arranged apart from each other on the radial outer side of the first bearing hole 25 and the second bearing hole 27. It is assumed that the first bearing hole 25 and the second bearing hole 27 are corrosive because they are embedded in the valve body 13 and are not exposed in the first bearing hole 25 and the second bearing hole 27. This is to prevent the metal insert member 31 from coming into contact with the liquid even when the fluid of the above is invaded.
  • the seat ring 17 is, for example, ethylene propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber (IR), chlorosulphonized rubber (CSM), nitrile rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), chlorinated polyethylene.
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • IR chloroprene rubber
  • CSM chlorosulphonized rubber
  • NBR nitrile rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • CM Fluorine Rubber
  • FKM Hydrogenated Acrylonitrile butadiene Rubber
  • U Urethane Rubber
  • VMQ, FVMQ Silicone Rubber
  • EPM Ethylene Propylene Rubber
  • ACM Butyl Rubber
  • IIR Butyl Rubber It is formed from an elastic material such as, or a material in which these elastic members are coated with a fluororesin.
  • the seat ring 17 has a ring body 17a having a substantially tubular shape and extending in the central axis direction, and a flange portion 17b extending outward from both ends of the ring body 17a in the center axis direction facing each other (see FIG. 3).
  • a pair of through holes 17c and 17c for passing the first valve shaft 15a and the second valve shaft 15b, respectively, are formed at positions facing the ring body 17a in the radial direction. ..
  • valve seat portion 17d extending in an annular shape is formed on the inner peripheral surface of the ring body 17a, and the outer peripheral edge portion of the valve body 19 abuts on the valve seat portion 17d to contact the inner peripheral surface of the seat ring 17.
  • the space between the valve body 19 and the outer peripheral edge portion is sealed so that the internal flow path 13a can be blocked by the valve body 19.
  • the valve body 19 is arranged inside the seat ring 17 mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve body 13.
  • the valve body 19 is integrated with a contour forming member 33 which is formed of a synthetic resin material and has a substantially disk-shaped outer shape, and a core material 35 which is formed of a metal material and is surrounded by the contour forming member 33. Is formed in.
  • the valve body 19 in the present embodiment is formed by injecting a synthetic resin material forming the contour forming member 33 into a mold for injection molding in which a core material 35 is previously installed.
  • PVDF having high chemical resistance is used as the synthetic resin material forming the contour forming member 33 in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and for example, PP, PVC, PE, PFA, PVCPD. It is also possible to use other synthetic resin materials such as.
  • the metal material forming the core material 35 in the present embodiment an aluminum alloy for casting is used, but the present invention is not limited to this, and the metal material has higher mechanical strength than the contour forming member 33. If this is the case, the core material 35 may be formed from another metal material similar to the valve shaft, or the core material 35 may be formed from a non-metal material.
  • a first valve shaft hole 37 and a second valve shaft hole 39 are provided on the outer peripheral portion of the valve body 19 at positions facing each other along the rotation axis R, and the first valve shaft hole 37 is provided. And the second valve shaft hole 39 are formed coaxially with the rotation axis R.
  • the second valve shaft hole 39 is also formed as a single through hole.
  • the first valve shaft hole 37 further rotates from the relatively large-diameter first large-diameter hole portion 37a including the opening end (opening to the internal flow path 13a) and the first large-diameter hole portion 37a. It includes a first small-diameter hole portion 37b having a relatively small diameter extending inward in the R direction of the axis.
  • the inner peripheral surface of the first large-diameter hole portion 37a is formed by the contour forming member 33, while the inner peripheral surface of the first small-diameter hole portion 37b is formed by the core material 35.
  • a first valve shaft 15a and a first bush 21a protruding from the first bearing hole 25 of the valve body 13 through the through hole 17c of the seat ring 17 are inserted into the first valve shaft hole 37.
  • the first large-diameter hole portion 37a of the first valve shaft hole 37 supports the first valve shaft 15a via the first bush 21a.
  • the first bush 21a is not inserted into the first small-diameter hole portion 37b, but a portion on the tip end side of the first valve shaft 15a (hereinafter referred to as a tip portion) is directly inserted into the first small-diameter hole portion 37b.
  • the tip portion of the valve shaft 15a is fitted into the first small-diameter hole portion 37b so as to be non-rotatable around the rotation axis R.
  • the tip portion of the first valve shaft 15a and the first small diameter hole portion 37b so as to have a complementary polygonal shape, a circular two-chamfer shape, or the like, the tip portion of the first valve shaft 15a can be formed.
  • the first small diameter hole portion 37b can be fitted so as not to rotate.
  • a method of fitting the first valve shaft 15a and the first small-diameter hole portion 37b Is not limited. Since the first bush 21a is not inserted into the first small-diameter hole portion 37b, only the inner peripheral surface of the first large-diameter hole portion 37a is a region in contact with the outer peripheral surface of the first bush 21a.
  • the second valve shaft hole 39 also has a relatively large diameter second large diameter hole portion 39a including an opening end (opening to the internal flow path 13a). It includes a second small-diameter hole portion 39b having a relatively small diameter extending from the second large-diameter hole portion 39a to the inner side in the rotation axis R direction.
  • the inner peripheral surface of the second large-diameter hole portion 39a is formed by the contour forming member 33, while the inner peripheral surface of the second small-diameter hole portion 39b is formed by the core material 35.
  • the second valve shaft hole 39 a second valve shaft 15b and a second bush 21b that protrude from the second bearing hole 27 of the valve body 13 through the through hole 17c of the seat ring 17 are inserted.
  • the second large-diameter hole portion 39a of the second valve shaft hole 39 supports the second valve shaft 15b via the second bush 21b.
  • the second bush 21b is not inserted into the second small-diameter hole portion 39b, and a portion on the tip end side of the second valve shaft 15b (hereinafter referred to as a tip portion) is directly inserted and fitted.
  • the second bush 21b Since the second bush 21b is not inserted into the second small-diameter hole portion 39b, only the inner peripheral surface of the second large-diameter hole portion 39a is a region in contact with the outer peripheral surface of the second bush 21b. Further, the second small-diameter hole portion 39b has a circular cross-sectional shape because it is not necessary to transmit rotational torque to and from the second valve shaft 15b, and in this respect, the first valve shaft hole. It is different from the first small diameter hole portion 37b of 37. However, the second small-diameter hole portion 39b may have the same configuration as the first small-diameter hole portion 37b.
  • the contour forming member 33 around these forming the inner peripheral surfaces of the first large-diameter hole portion 37a and the second large-diameter hole portion 39a is specially referred to as a “shaft hole component 41”.
  • the first valve shaft hole 37 and the second valve shaft hole 39 are different from each other in the cross-sectional shape of the first small diameter hole portion 37b and the second small diameter hole portion 39b. Since it has the same configuration, in the following description, the first valve shaft hole 37 will be mainly described as a representative.
  • the valve shaft will be described with the first valve shaft 15a as a representative, and the bush will be described with the first bush 21a as a representative.
  • the description of the first valve shaft 15a, the first bush 21a, and the first valve shaft hole 37 replaces them with the second valve shaft 15b, the second bush 21b, and the second valve shaft hole 39. Is applied.
  • the "first" of the ordinal number included in the name of each component will be omitted. However, this does not apply when it is necessary to distinguish between the "first" and the "second”.
  • the bush 21 (first bush 21a and second bush 21b) is formed of PVDF having high resistance to corrosive fluid in this embodiment.
  • a plurality of sealing members 43 such as an O-ring are provided on the outer peripheral surface of the bush 21a so that the fluid does not enter the inside of the valve body 19 and does not come into contact with the valve shaft 15.
  • four sealing members 43 are arranged in the portion of the bush 21a inserted into the large-diameter hole portion 37a of the valve shaft hole 37.
  • the core material 35 includes a central portion 35a and a substantially lattice-shaped main reinforcing portion 35b provided symmetrically around the central portion 35a.
  • Shaft hole reinforcing portions 35c and 35c having a substantially cylindrical shape are provided at the upper end portion and the lower end portion of the central portion 35a, respectively.
  • the shaft hole reinforcing portions 35c and 35c are formed from the first valve shaft hole 37 and the second valve shaft hole 39 in the substantially rectangular parallelepiped portion provided at the upper end portion and the lower end portion of the central portion 35a.
  • the shaft hole reinforcing portion 35c and the central portion 35a have the same outer shape.
  • Such a shaft hole reinforcing portion 35c extends into the shaft hole forming portion 41 constituting the large-diameter hole portion 37a, and surrounds at least a part of the radial outside of the large-diameter hole portion 37a in the rotation axis direction, and is synthesized.
  • the shaft hole component 41 formed of a resin material is reinforced.
  • the shaft hole reinforcing portion 35c is provided with a plurality of through holes 35d penetrating the inner peripheral surface and the outer peripheral surface thereof. These through holes 35d function as passages of the synthetic resin material forming the shaft hole constituent portion 41 when the core material 35 is installed in the mold and the contour forming member 33 is injection-molded, and injection molding defects occur. Suppress.
  • the shaft hole reinforcing portion 35c surrounds the radial outside of the first valve shaft hole 37 and the second valve shaft hole 39, and the inner circumference of the first valve shaft hole 37 and the second valve shaft hole 39. It is arranged away from the surface and is embedded in the shaft hole component 41 so as not to be exposed in the first valve shaft hole 37 and the second valve shaft hole 39. This is made of metal even if a corrosive fluid invades the first large-diameter hole portion 37a of the first valve shaft hole 37 and the second large-diameter hole portion 39a of the second valve shaft hole 39. This is to prevent the shaft hole reinforcing portions 35c and 35c of the above from coming into contact with the liquid.
  • the first bearing hole 25 and the first bush 21a are in a region adjacent to an opening in which the first bearing hole 25 supporting the first valve shaft 15a opens in the internal flow path 13a.
  • the shape is such that a gap (space) is formed between the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the outer peripheral surface of the first bush 21a.
  • meat is stolen from the outer peripheral surface of the first bush 21a to steal meat from the first bush.
  • a gap may be formed between the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the outer peripheral surface of the first bush 21a, and the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 may be formed.
  • the method of forming a gap between the first bush 21a and the outer peripheral surface thereof is not particularly limited.
  • the constricted portion 45 is provided on the inner peripheral surface of the first bearing hole 25, the wall thickness around the first bearing hole 25 that supports the bending moment may become thin and the strength may decrease. Therefore, it is preferable that the constricted portion 45 is provided on the outer peripheral surface of the first bush 21a, which is easier to process than the first bearing hole 25 of the valve body 13.
  • the fluid pressure acts on the valve body 19 to move the valve body 19 to the secondary side (downstream side) and bend it to the first valve shaft 15a fixed to the valve body 19.
  • a moment is generated, and the first bearing hole 25 tries to support the force due to this bending moment through the first bush 21a.
  • stress concentration occurs in the vicinity of the opening of the first bearing hole 25.
  • the fluid in the internal flow path 13a flows into the valve seat portion 17d around the through hole 17c of the seat ring 17 and the outer peripheral edge portion around the first valve shaft hole 37 of the valve body 19.
  • the insert member 31 in order to prevent the fluid in the internal flow path 13a from coming into contact with the insert member 31 made of a metal material, the insert member 31 is covered with a synthetic resin material of the valve body 13 so as not to be exposed to the outside.
  • the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve body 13 are arranged apart from each other.
  • the insert member 31 does not exist in the vicinity of the opening of the first bearing hole 25, and the vicinity of the opening of the first bearing hole 25 is formed only from the synthetic resin material.
  • the first bearing hole 25 cannot withstand the force due to the bending moment transmitted from the first valve shaft 15a via the first bush 21a and may be damaged.
  • the butterfly valve 11 can suppress damage to the resin material portion near the opening of the first bearing hole 25 of the valve body 13.
  • the fulcrum is on the opposite side to the internal flow path 13a side.
  • the displacement of the valve shaft 15a of 1 from the rotation axis R becomes larger as it gets closer to the internal flow path 13a. Therefore, the size of the gap (space) between the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the outer peripheral surface of the first bush 21a, that is, the depth of the constricted portion 45 is the internal flow path of the first bearing hole 25.
  • the bearing is formed in a tapered shape so as to become larger as it approaches the opening to 13a. This makes it possible to minimize the amount of meat theft.
  • the size of the gap (space) between the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the outer peripheral surface of the first bush 21a, that is, the depth of the constricted portion 45 is too large, the first valve shaft Deformation (that is, bending) of 15a is allowed, the displacement of the valve body 19 becomes large, and the valve seat sealing property deteriorates. Therefore, it is preferable to adjust the amount of meat stealing of the gap, that is, the constricted portion 45 so that the force due to the bending moment is not transmitted even if the valve body 19 is displaced when receiving pressure from the fluid.
  • the insert member 31 extends in the direction of the rotation axis R to at least a part of the constriction portion 45 in the radial direction.
  • the insert member 31 By extending the insert member 31 in the direction of the rotation axis R to the vicinity of the opening of the first bearing hole 25 in this way, the strength around the opening of the first bearing hole 25 is increased, and a larger fluid is provided. Even if the pressure acts on the valve body 19, the first bearing hole 25 can withstand the force due to the bending moment acting from the first valve shaft 15a through the first bush 21a.
  • the thickness of the insert member 31 is as thick as possible.
  • the second bearing hole 27 and the second bush 21b are also adjacent to the opening where the second bearing hole 27 supporting the second valve shaft 15b opens into the internal flow path 13a.
  • it is configured to have a shape such that an annular gap (space) is formed between the inner peripheral surface of the second bearing hole 27 and the outer peripheral surface of the second bush 21b.
  • the configuration and operation of the second bearing hole 27, the second bush 21b and their surroundings are the same as the configuration and operation of the first bearing hole 25, the first bush 21a and its surroundings described above. , The explanation is omitted.
  • FIGS. 5 and 6 show an example of modification of the structure of the support portion of the valve shaft 15 by the valve body 13 in the butterfly valve 11 shown in FIG.
  • the configuration of the support portion of the valve shaft 15 by the valve body 13 of this modification is that the cylindrical insert member 31'is provided with a plurality of through holes 31'a extending from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface, and The insert member 31'is extended to the radial outside of the portion (constricted portion 45) in which an annular gap (space) is formed between the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the outer peripheral surface of the first bush 21a.
  • the support of the valve shaft 15 by the valve body 13 of the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 in that it is extended but shorter and thinner than the embodiments shown in FIGS. 3 and 4.
  • the configuration is different, and other points are the same as the configuration of the support portion of the valve shaft 15 by the valve body 13 of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4. If the strength of the first bearing hole 25 is reinforced, the constricted portion 45 can be provided on the inner peripheral surface of the first bearing hole 25.
  • the through hole 31'a of the insert member 31' functions as a passage for the synthetic resin material when the insert member 31'is installed in the mold and the synthetic resin material forming the valve body 13 is injection-molded, and is injected. Suppress the occurrence of molding defects.
  • the insert member 31' is a portion (constricted portion 45) in which a gap space is formed between the inner peripheral surface of the first bearing hole 25 and the outer peripheral surface of the first bush 21a in the direction of the rotation axis R. It suffices to extend to at least a part of the radial outside of the bearing, and the length and thickness can be appropriately designed.
  • first bearing hole 25, the first bush 21a, and the peripheral portion thereof have been described above, the second bearing hole 27, the second bush 21b, and the peripheral portion thereof have the same configuration. There is.
  • the first bush 21a and the first valve shaft 15a are the inner peripheral surface and the contour of the portion of the first bush 21a located inside the shaft hole component 41 of the contour forming member 33 in the radial direction. It is configured to have a shape such that a gap (space) is formed between the first valve shaft 15a and the outer peripheral surface of the portion of the first valve shaft 15a located inside the shaft hole constituent portion 41 of the forming member 33 in the radial direction. ..
  • meat is stolen from the outer peripheral surface of the portion of the first valve shaft 15a located in the shaft hole component 41 of the contour forming member 33, and is shown in FIG.
  • annular constriction portion 47 By providing an annular constriction portion 47 extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a as described above, a gap is provided between the inner peripheral surface of the first bush 21a and the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a. Is formed. However, meat is stolen from the inner peripheral surface of the portion of the first bush 21a located inside the shaft hole component 41 of the contour forming member 33 in the radial direction and extends in the circumferential direction to the inner peripheral surface of the first bush 21a.
  • a gap may be formed between the inner peripheral surface of the first bush 21a and the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a, and the inner peripheral surface of the first bush 21a may be formed.
  • the method of forming a gap between the valve shaft 15a and the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a is not particularly limited.
  • the first bush 21a is formed of a resin material and the first valve shaft 15a is made of a metal material, the latter has higher strength, so that the constricted portion 47 has a first valve shaft. It is preferable to provide it on the outer peripheral surface of 15a.
  • valve body 19 When fluid pressure acts on the valve body 19 when the butterfly valve 11 is closed, the valve body 19 tries to move to the secondary side (downstream side), and the shear stress and bending moment generated in the valve body 19 are transferred to the first valve.
  • the shaft hole 37 tries to be supported via the first bush 21a. At this time, the reaction force from the first valve shaft 15a supported by the first valve shaft hole 37 is transmitted to the inner peripheral surface of the first valve shaft hole 37 of the valve body 19.
  • the first valve shaft 15a When the inner peripheral surface of the first bush 21a and the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a are in contact with each other in the first large-diameter hole portion 37a of the first valve shaft hole 37, the first valve shaft 15a The reaction force from the above is transmitted to the inner peripheral surface of the first large-diameter hole portion 37a of the first valve shaft hole 37 via the first bush 21a.
  • the inner peripheral surface of the first large-diameter hole portion 37a is formed by the shaft hole constituent portion 41, and is covered with a contour forming member 33 made of a synthetic resin material so that the shaft hole reinforcing portion 35c of the core material 35 does not come into contact with liquid.
  • the shaft hole reinforcing portion 35c is arranged apart from the inner peripheral surface of the first large-diameter hole portion 37a and the outer peripheral surface of the valve body 19).
  • the perimeter of the opening to is made only of synthetic resin material. Therefore, the first large-diameter hole portion 37a of the first valve shaft hole 37 can withstand the reaction force (shear force and bending moment) transmitted from the first valve shaft 15a via the first bush 21a. It cannot be done and may be damaged.
  • the inner peripheral surface of the portion located inside the shaft hole component 41 forming the first large-diameter hole portion 37a in the radial direction and the inside in the radial direction of the shaft hole component 41 are examples of synthetic resin material.
  • a gap (space) is formed between the portion located at the position and the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a. Therefore, even if the fluid pressure acts on the valve body 19 at the time of valve closing and a bending moment is generated in the valve body 19, the first large-diameter hole portion 37a configured by the shaft hole constituent portion 41 is the first.
  • the gap between the outer peripheral surface of the valve shaft 15a and the inner peripheral surface of the first bush 21a serves as a relief allowance, and the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a and the inner peripheral surface of the first bush 21a come into contact with each other.
  • the butterfly valve 11 can suppress damage to the resin material portion (shaft hole constituent portion 41) in the vicinity of the opening of the first valve shaft hole 37 of the valve body 19.
  • the constricted portion 47 is a portion located in the first large-diameter hole portion 37a formed by the shaft hole forming portion 41 on the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a (that is, the first portion in the shaft hole forming portion 41).
  • the size of the gap (space) between the outer peripheral surface of the first valve shaft 15a and the inner peripheral surface of the first bush 21a, that is, the depth of the constricted portion 47 is too large, the first valve shaft The displacement of the valve body 19 with respect to 15a becomes large, and the valve seat sealing property deteriorates. Therefore, it is preferable to adjust the amount of meat stealing of the gap, that is, the constricted portion 47 so that the force due to the bending moment is not transmitted even if the valve body 19 is displaced when receiving pressure from the fluid.
  • both the second valve shaft 15b and the second bush 21b are the inner peripheral surfaces of the portion of the second bush 21b located inside the shaft hole component 41 of the contour forming member 33 in the radial direction. It is configured to have a shape such that a gap (space) is formed between the surface of the second valve shaft 15b and the outer peripheral surface of the second valve shaft 15b located inside the shaft hole component 41 of the contour forming member 33 in the radial direction.
  • the configuration and operation of the second valve shaft 15b, the second bush 21b, the second valve shaft hole 39 and its surroundings are the above-mentioned first valve shaft 15a, first bush 21a, first valve shaft hole. Since it is the same as the configuration and operation of 37 and its surroundings, the description thereof is omitted here.
  • the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
  • the insert members 31 and 31 are provided around the first bearing hole 25 and the second bearing hole 27, and the first valve shaft hole 37 and the second valve shaft hole 39 are provided.
  • the shaft hole reinforcing portions 35c and 35c are provided around the periphery, these are not essential configurations and may not be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

バタフライバルブ(11)は、少なくとも表面が樹脂材料から形成されており且つ内部流路が形成されている弁本体(13)と、弁本体に回転可能に支持された弁軸(15)と、弁軸に接続されて弁本体に回転可能に支持され且つ内部流路内に配置される弁体(19)と、弁軸に外挿されるブッシュ(21)とを備える。弁本体には、ブッシュ(21)を介して弁軸(15)を回転可能に支持する軸受孔(25,27)が設けられ、軸受孔(25,27)が内部流路に開口する開口部を有しており、軸受孔(25,27)とブッシュ(21)とは、開口部に隣接する領域において、軸受孔(25,27)の内周面とブッシュ(21)の外周面との間に隙間が形成されるような形状を有している。

Description

バタフライバルブ
 本発明は、芯材の周囲を樹脂材料で被覆した弁体を備えるバタフライバルブに関する。
 従来、腐食性流体を扱う分野などで、耐食性と強度とを両立させるために、耐食性や耐薬品性に優れた合成樹脂材料で金属製の芯材(インサート)を被覆して形成した弁体を備えるバタフライバルブが使用されている。このようなバタフライバルブは、弁本体に設けた軸受孔に回転可能に支持された弁軸を、内部流路の内周面に装着されたシートリングの貫通孔に貫通させて、弁体に設けた弁軸孔に回転不能に接続し、弁本体によって内部流路内に回転可能に弁体を支持するように構成されている。また、バタフライバルブは、内部流路内の流体が弁体の弁軸孔や弁本体の軸受孔の内部に漏出しないように、弁体の外周縁部上における弁軸孔の周囲部分とシートリングの弁座面上における貫通孔の周囲部分との間のシール部、弁軸の外周面とシートリングの貫通孔の内周面との接触によるシール部、弁軸の外周面と軸受孔及び弁軸孔の内周面との間のシール部のように複数段階のシール部を備えている。
 バタフライバルブでは、閉弁時に、内部流路内の流体の圧力が弁体に作用し、弁体が二次側(下流側)に押される。この結果、弁体に接続される弁軸が二次側へ向かって移動しようとする。一方、弁本体の軸受孔は、弁軸や軸受孔の加工誤差を吸収したり弁軸の焼き付きを防止したりするために、弁軸の外径よりも僅かに大きい内径を有し、軸受孔の内周面と弁軸との外周面との間に隙間が設けられるように形成されることが一般的である。このため、弁体に流体圧力が作用すると、弁軸がこの隙間の分だけ弁体と共に二次側へ向かって移動する。この弁軸の移動に伴ってシートリングの貫通孔も変形し、生じた隙間から流体が漏出しやすくなるという問題がある。また、回転する弁軸の外周面と静止する弁本体の軸受孔及びシートリングの貫通孔の内周面との間のシールは困難であるという問題もある。
 このような問題に対処するために、例えば特許文献1や特許文献2に記載のように、弁本体の軸受孔から弁体の弁軸孔まで延びるブッシュを回転可能に弁軸に外挿して、ブッシュを介して軸受孔及び弁軸孔に弁軸を回転可能に支持すると共に、ブッシュの外周面にOリングなどのシール部材を設けることにより、弁軸の外周面と弁本体の軸受孔、シートリングの弁軸及び弁体の弁軸孔の内周面との間をシールするようにしたバタフライバルブが提案されている。
特開昭60-1475号公報 特開平9-303575号公報
 上述したように、合成樹脂材料で金属製の芯材を被覆して形成した弁体を備え且つブッシュを介して軸受孔及び弁軸孔に弁軸を支持するバタフライバルブを腐食性の液体のための配管ラインに用いるとき、ブッシュを介して、閉弁時に弁体に作用する流体圧力によって弁軸に発生する曲げモーメントを弁本体の軸受孔で支持することを考慮して、金属製のインサートが補強のために軸受孔の周囲に配置されることがある。このような場合、腐食性の液体を扱うことから、弁軸周りのシール部が摩耗して弁体の外周縁部とシートリングの弁座面との間における弁軸の周囲でのシールを破られたときに、内部流路から軸受孔内に漏出した液体が弁本体の金属製のインサートに接触しないようにすることが望ましい。すなわち、インサート部材の周囲を合成樹脂材料で完全に覆って、インサート部材が外部に露出しない構成となっていることが望ましい。このためには、軸受孔の内部流路側の開口部の周囲にインサート部材を設けずに、軸受孔の開口部の周囲が合成樹脂材料のみから形成される必要がある。このような構成にすると、弁本体の軸受孔の開口部の周囲部分には、インサート部材の補強がなくなる。
 一方、閉弁時に作用する流体圧力により弁体が二次側に押されると、弁体に接続される弁軸に曲げモーメントが発生して、これをブッシュを介して軸受孔によって支持しようとすると、弁本体の軸受孔の開口部の周囲部分では、応力集中が発生する。しかしながら、軸受孔の開口部の周囲には補強のためのインサート部材が設けられていないので、弁軸に発生した曲げモーメントを合成樹脂材料部分のみで受けなければならなくなる。この結果、閉弁時に流体から弁体に作用する圧力が大きいと、弁本体の軸受孔の開口部の周囲部分が破損しやすくなるという問題が生じる。
 よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解消して、閉弁時に弁体に作用する流体圧力によって弁軸に発生した曲げモーメントによる力がブッシュを介して弁軸孔の内部流路側の開口部の近傍に伝達されることを防ぎ、弁本体の破損を抑制するようにしたバタフライバルブを提供することにある。
 上記目的に鑑み、本発明は、少なくとも表面が樹脂材料から形成されており且つ内部流路が形成されている弁本体と、該弁本体に回転可能に支持された弁軸と、前記弁軸に接続されて前記弁本体に回転可能に支持され且つ前記内部流路内に配置される弁体と、前記弁軸に外挿されるブッシュとを備えるバタフライバルブであって、前記弁本体に前記ブッシュを介して前記弁軸を回転可能に支持する軸受孔が設けられ、前記軸受孔が前記内部流路に開口する開口部を有しており、前記軸受孔と前記ブッシュとは、前記開口部に隣接する領域において、前記軸受孔の内周面と前記ブッシュの外周面との間に隙間が形成されるような形状を有しているバタフライバルブを提供する。
 上記バタフライバルブでは、弁体に接続される弁軸がブッシュを介して弁本体の軸受孔に回転可能に支持されており、内部流路への軸受孔の開口部に隣接する領域において、軸受孔の内周面とブッシュの外周面との間に隙間が形成されるようになっている。バタフライバルブの閉弁時には、流体圧力が弁体に作用して弁体を二次側(下流側)へ移動させようとし、これに伴って、弁軸には曲げモーメントが発生する。軸受孔の内周面とブッシュの外周面とが接触している場合、弁軸の曲げモーメントがブッシュを介して弁軸穴によって支持されることになり、曲げモーメントによる力がブッシュを介して軸受孔の内周面に伝達され、特に軸受孔の開口部では応力集中が発生する。したがって、弁本体の少なくとも表面が樹脂材料から形成されていると、閉弁時に弁体が受ける流体圧力による応力集中に起因して開口部付近の樹脂材料部分が破損しやすくなる。しかしながら、本発明による上記バタフライバルブでは、開口部に隣接する領域において、軸受孔の内周面とブッシュの外周面との間に隙間が形成されるようになっている。したがって、閉弁時に流体圧力が弁体に作用して、弁体に接続される弁軸に曲げモーメントが発生しても、軸受孔の開口部に隣接する領域では、軸受孔の内周面とブッシュの外周面との隙間が逃げ代となって、ブッシュの外周面と軸受孔の内周面との接触を回避させ、ブッシュの外周面から軸受孔の内周面への力の伝達を防ぐことができる。
 上記バタフライバルブでは、前記開口部に隣接する前記ブッシュの部分の外周部に環状のくびれ部が設けられ、前記軸受孔の内周面と前記ブッシュの外周面との前記隙間が前記くびれ部によって形成されていることが好ましい。この場合、前記弁軸が前記弁体の回転軸線に沿って延びており、前記弁本体が前記弁本体の補強のための筒形状のインサート部材をさらに備え、前記インサート部材が、前記軸受孔から離間して前記軸受孔を取り囲むように配置され、前記回転軸線の方向に少なくとも前記くびれ部の一部の外側を取り囲むように延びていることがさらに好ましい。
 また、上記バタフライバルブでは、前記隙間は、前記開口部に隣接して、前記軸受孔の内周面と前記ブッシュの外周面との前記隙間が前記開口部に近づくほど大きくなるように形成されたテーパ部分を含んでいることが好ましい。
 本発明によれば、バタフライバルブは、弁体に固定される弁軸がブッシュを介して弁本体の軸受孔に回転可能に支持されており、内部流路への軸受孔の開口部に隣接する領域において、軸受孔の内周面とブッシュの外周面との間に隙間が形成されるように構成されている。したがって、閉弁時に流体圧力が弁体に作用して、弁体に接続される弁軸に曲げモーメントが発生しても、軸受孔の開口部に隣接する領域では、軸受孔の内周面とブッシュの外周面との隙間が逃げ代となって、ブッシュの外周面と軸受孔の内周面との接触を回避させ、ブッシュの外周面から軸受孔の内周面への力の伝達を防ぐことができる。この結果、バタフライバルブは、弁本体の軸受孔の開口部付近の樹脂材料部分の破損を抑制する効果を奏する。
本発明の実施形態によるバタフライバルブの閉弁時の状態を流路軸線方向から見たときの縦断面図である。 図1に示されているバタフライバルブの弁体を示す部分断面斜視図である。 図1に示されているバタフライバルブの弁軸を支持する弁本体の軸受部分を示す部分断面図である。 図3に示されている弁本体の軸受部分の開口部付近を拡大して示す部分拡大断面図である。 弁本体の軸受部分の変形例を示す部分拡大断面図である。 図5に示されている軸受部分の変形例の開口部付近を拡大して示す部分拡大断面図である。 図1とは垂直な断面で、図1に示されているバタフライバルブの弁軸を弁体に接続するための弁軸孔の開口部付近を拡大して示す部分拡大断面図である。 図1に示されているバタフライバルブの弁軸を示す側面図である。
 以下、図面を参照して、本発明によるバタフライバルブ11の実施の形態を説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。
 最初に、図1及び図2を参照して、バタフライバルブ11の全体構成を説明する。図1は、流路軸線方向から見たときのバタフライバルブの縦断面図であり、閉弁状態を示している。また、図2は、図1に示されているバタフライバルブの弁体を部分的に破断して断面で示した部分断面斜視図である。
 バタフライバルブ11は、流路軸線方向に延びる内部流路13aが形成されている概略中空円筒状の弁本体13と、弁本体13に回転可能に支持される弁軸15と、内部流路13aの内周に取り付けられている環状のシートリング17と、内部流路13a内に配置され且つ弁軸15に接続されて回転軸線R周りに回転可能に弁本体13に支持されている弁体19と、弁軸15に回転可能に外挿される合成樹脂材料製のブッシュ21とを備えており、シートリング17の内周面上に形成される弁座部17dと弁体19の外周縁部とを接離させることにより、内部流路13aの開閉を行うことができるようになっている。
 図示されている実施形態のバタフライバルブ11では、弁軸15は回転軸線Rに沿って図1中の上側に配置された第1の弁軸15aと図1中の下側に配置された第2の弁軸15bとによって構成されており、ブッシュ21も第1の弁軸15aに回転可能に外挿される第1のブッシュ21aと第2の弁軸15bに回転可能に外挿される第2のブッシュ21bとによって構成されている。弁体19は、第1の弁軸15aと第2の弁軸15bとによってそれぞれ第1のブッシュ21aと第2のブッシュ21bを介して弁本体13に回転可能に支持されている。図示されていない駆動部が第1の弁軸15aに連結され、駆動部を用いて第1の弁軸15aを回転させることによって、回転軸線R周りに弁体19を回動させて弁の開閉を行う。図示されている実施形態では、弁軸15が第1の弁軸15aと第2の弁軸15bとの二本の弁軸15によって構成されているが、第1の弁軸15aと第2の弁軸15bを一体的に形成して一本の弁軸15として構成することも可能である。同様に、第1のブッシュ21aと第2のブッシュ21bとを一体的に形成して一本のブッシュ21として構成することも可能である。第1の弁軸15a及び第2の弁軸15bは、例えば、鋳鉄、鉄鋼、炭素鋼、銅、銅合金、真鍮、ステンレス鋼、アルミニウム、チタンなどの金属材料から形成されるが、強度上問題がないものであれば材料は特に限定されない。
 弁本体13は、合成樹脂材料から形成されている。合成樹脂材料としては、例えばポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン(PP),ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエチレン(PE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリジシクロペンタジエン(PDCPD)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂(ABS樹脂)、塩素化ポリ塩化ビニル(PVC-C)、パーフルオロアルコキシルアルカン(PFA)、ポリジシクロペンタジエン(PDCPD)、繊維強化プラスチック(FRP)などの合成樹脂材料、及びこれらの合成樹脂材料をガラス繊維などで強化したものなどを使用することができる。弁本体13の上部には、略円盤形状のトップフランジ23が設けられている。また、弁本体13には、内部流路13aの径方向(図1では、上下方向)に互いに対向して内部流路13aから外側まで貫通して延びる第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27が形成されている。
 第1の軸受孔25はトップフランジ23を貫通して延びている。第1の軸受孔25には、第1の弁軸15aが、第1のブッシュ21aを外挿した状態で挿通され、第1のブッシュ21aを介して第1の軸受孔25に回転可能に支持されている。第1の軸受孔25に挿通された第1の弁軸15aの上端はトップフランジ23から突出して延びており、トップフランジ23上に設置された駆動部に連結することができるようになっている。駆動部としては、例えば、レバー式駆動部、ギア式駆動部、自動式駆動部などを使用することができる。一方、第1の軸受孔25に挿通された第1の弁軸15a及び第1のブッシュ21aの下端部は、第1の軸受孔25から内部流路13aへ向けて突出するように延びている。同様に、第2の軸受孔27には、第2の弁軸15bが、第2のブッシュ21bを外挿した状態で挿通され、第2のブッシュ21bを介して第2の軸受孔27に回転可能に支持されている。第2の軸受孔27は、下端部を弁軸ホルダ29によって閉鎖されており、第2の軸受孔27に挿通された第2の弁軸15b及び第2のブッシュ21bの下端部は弁軸ホルダ29に当接するようになっている。一方、第2の軸受孔27に挿通された第2の弁軸15b及び第2のブッシュ21bの上端部は、第2の軸受孔27から内部流路13aへ向けて突出するように延びている。
 弁本体13の内部には、第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27から離間してこれらを取り囲むように、補強のための金属製のインサート部材31が含まれている。インサート部材31を形成する金属材料としては、鋳造用のステンレス鋼が用いられているが、これに限定されるものではなく、弁本体13よりも高い機械的強度を有するものであれば、弁軸15と同様の他の金属材料からインサート部材31を形成してもよく、非金属材料からインサート部材31を形成してもよい。
 図1に示されている実施形態では、インサート部材31は概略筒形状を有している。詳細には、インサート部材31は、概略直方体形状の中央部と中央部よりも内部流路13aから遠い側に位置する円柱部と中央部よりも内部流路13aに近い側に位置し且つ円柱部よりも大きく且つ中央部よりも小さい基部とを含み、円柱部、中央部及び基部の中央に第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27よりも大きい直径の貫通孔が形成された形状を有している。中央部には、弁本体13を配管に接続する際にボルトを螺合するためのボルト穴が形成される。このような形状のインサート部材31が第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27の半径方向外側に離間して配置される。弁本体13内に埋設されて第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27内に露出しないようになっているのは、仮に第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27に腐食性の流体が侵入した場合でも、金属製のインサート部材31が液体に接触しないようにするためである。
 シートリング17は、例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、イソプレンゴム(IR)、クロロスルフォン化ゴム(CSM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、塩素化ポリエチレン(CM)、フッ素ゴム(FKM)、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム(HNBR)、ウレタンゴム(U)、シリコーンゴム(VMQ,FVMQ)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、アクリルゴム(ACM)、ブチルゴム(IIR)などの弾性材料やこれら弾性部材にフッ素樹脂を被覆した材料から形成される。しかしながら、これらの弾性材料は例示であり、用途上の強度や耐腐食性に関して問題ないものであれば特に材料が限定されるものではない。シートリング17は、概略筒形状を有し且つ中心軸線方向に延びるリング本体17aと、リング本体17aの中心軸線方向の両端部から互いと対向して外方に延びるフランジ部17b(図3参照)とを含んでおり、リング本体17aの径方向に対向する位置には、第1の弁軸15a及び第2の弁軸15bをそれぞれ貫通させるための一対の貫通孔17c,17cが形成されている。また、リング本体17aの内周面には環状に延びる弁座部17dが形成されており、弁座部17dに弁体19の外周縁部が当接することによって、シートリング17の内周面と弁体19の外周縁部との間がシールされ、弁体19によって内部流路13aを封鎖できるようになっている。
 弁体19は、弁本体13の内部流路13aの内周面に装着されたシートリング17の内側に配置される。弁体19は、合成樹脂材料から形成されており且つ概略円盤形状の外形を有する輪郭形成部材33と、金属材料から形成されており且つ輪郭形成部材33によって包囲された芯材35とから一体的に形成されている。本実施形態における弁体19は、芯材35が予め内部に設置された射出成形用の金型に、輪郭形成部材33を形成する合成樹脂材料を射出して成形されたものである。本実施形態における輪郭形成部材33を形成する合成樹脂材料としては、高い耐薬品性を有するPVDFが用いられているが、これに限定されるものではなく、例えばPP、PVC、PE、PFA、PDCPDなどの他の合成樹脂材料を用いることも可能である。また、本実施形態における芯材35を形成する金属材料としては、鋳造用のアルミニウム合金が用いられているが、これに限定されるものではなく、輪郭形成部材33よりも高い機械的強度を有するのであれば、弁軸と同様の他の金属材料から芯材35を形成してもよく、非金属材料から芯材35を形成してもよい。
 弁体19の外周部には、回転軸線Rに沿った対向する位置に、第1の弁軸孔37と、第2の弁軸孔39とが設けられており、第1の弁軸孔37と第2の弁軸孔39とは回転軸線Rと同軸に形成されている。なお、第1の弁軸15aと第2の弁軸15bとが一体的に形成されて弁軸15が一本の弁軸15によって形成されている場合には、第1の弁軸孔37と第2の弁軸孔39も一本の貫通孔として形成される。
 第1の弁軸孔37は、開口端(内部流路13aへの開口部)を含む相対的に大径の第1の大径孔部37aと、第1の大径孔部37aからさらに回転軸線R方向の内部側に延びる相対的に小径の第1の小径孔部37bとを含んでいる。第1の大径孔部37aの内周面は輪郭形成部材33によって形成されるのに対して、第1の小径孔部37bの内周面は芯材35によって形成されている。第1の弁軸孔37には、弁本体13の第1の軸受孔25からシートリング17の貫通孔17cを貫通して突出する第1の弁軸15a及び第1のブッシュ21aが挿入され、第1の弁軸孔37の第1の大径孔部37aが第1のブッシュ21aを介して第1の弁軸15aを支持する。第1の小径孔部37bには、第1のブッシュ21aは挿入されず、第1の弁軸15aの先端側の部分(以下、先端部と記載する。)が直接挿入されて、第1の弁軸15aの先端部が第1の小径孔部37bに回転軸線R周りに回動不能となるように嵌合する。例えば第1の弁軸15aの先端部と第1の小径孔部37bとを相補的な多角形状や円形2面取り形状などを有するように形成することによって、第1の弁軸15aの先端部と第1の小径孔部37bとを回動不能に嵌合することができる。しかしながら、第1の弁軸15aの先端部と第1の小径孔部37bとを回動不能に嵌合することができれば、第1の弁軸15aと第1の小径孔部37bの嵌合方法は限定されるものではない。なお、第1の小径孔部37bには第1のブッシュ21aは挿入されないので、第1の大径孔部37aの内周面のみが第1のブッシュ21aの外周面と接触する領域となる。
 第2の弁軸孔39も、第1の弁軸孔37と同様に、開口端(内部流路13aへの開口部)を含む相対的に大径の第2の大径孔部39aと、第2の大径孔部39aからさらに回転軸線R方向の内部側に延びる相対的に小径の第2の小径孔部39bとを含んでいる。第2の大径孔部39aの内周面は輪郭形成部材33によって形成されるのに対して、第2の小径孔部39bの内周面は芯材35によって形成されている。また、第2の弁軸孔39には、弁本体13の第2の軸受孔27からシートリング17の貫通孔17cを貫通して突出する第2の弁軸15b及び第2のブッシュ21bが挿入され、第2の弁軸孔39の第2の大径孔部39aが第2のブッシュ21bを介して第2の弁軸15bを支持する。第2の小径孔部39bには、第2のブッシュ21bは挿入されず、第2の弁軸15bの先端側の部分(以下、先端部と記載する。)が直接挿入されて嵌合する。第2の小径孔部39bには第2のブッシュ21bは挿入されないので、第2の大径孔部39aの内周面のみが第2のブッシュ21bの外周面と接触する領域となる。また、第2の小径孔部39bは、第2の弁軸15bとの間で回転トルクを伝達する必要がないので、円形断面形状を有しており、この点で、第1の弁軸孔37の第1の小径孔部37bと異なっている。しかしながら、第2の小径孔部39bも第1の小径孔部37bと同様の構成となっていてもよい。
 以下の説明では、第1の大径孔部37a及び第2の大径孔部39aの内周面を形成するこれらの周囲の輪郭形成部材33を特別に「軸孔構成部41」と記載することがある。
 また、第1の弁軸孔37と第2の弁軸孔39とは、それらの第1の小径孔部37bと第2の小径孔部39bの横断面形状が異なることを除いて前述した通り、同様の構成を有しているので、以下の説明においては、主に第1の弁軸孔37を代表にして説明する。弁軸については第1の弁軸15aを代表に、ブッシュについては第1のブッシュ21aを代表にして説明する。しかしながら、第1の弁軸15a、第1のブッシュ21a、第1の弁軸孔37に関する説明は、これらを第2の弁軸15b、第2のブッシュ21b、第2の弁軸孔39に置き換えて適用されるものである。さらに、記載を簡潔にするために、各構成要素の名称に含まれる序数の「第1の」を省略して説明する。ただし、「第1の」と「第2の」を識別する必要がある場合には、この限りではない。
 ブッシュ21(第1のブッシュ21a及び第2のブッシュ21b)は、本実施形態では、腐食性流体に対して高い耐性を有するPVDFから形成されている。ブッシュ21aの外周面には、流体が弁体19の内部に侵入しないように、及び弁軸15に接触しないようにするために、Oリングのような複数のシール部材43が設けられている。図1に示されている実施形態では、弁軸孔37の大径孔部37aに挿入されるブッシュ21aの部分には4つのシール部材43が配置されている。
 芯材35は、中心部35aと、中心部35aの周囲に左右対称に設けられた概略格子状の主補強部35bとを含んでいる。中心部35aの上端部及び下端部には、それぞれ、概略筒形状(好ましくは概略円筒形状)の軸孔補強部35c,35cが設けられている。図示されている実施形態では、軸孔補強部35c,35cは、中心部35aの上端部及び下端部に設けられた概略直方体部分に第1の弁軸孔37及び第2の弁軸孔39よりも大きい直径の穴が形成された形状を有している。好ましくは、軸孔補強部35cと中心部35aとは同一の外形状を有していることが好ましい。このような軸孔補強部35cは、大径孔部37aを構成する軸孔構成部41内まで延び、大径孔部37aの回転軸線方向の少なくとも一部の半径方向外側を包囲して、合成樹脂材料から形成されている軸孔構成部41を補強している。弁体19に作用する流体圧力により弁体に発生するせん断力と曲げモーメントを大径孔部37aが支持するとき、弁軸15から大径孔部37a及び軸孔構成部41に作用する力を軸孔補強部35cが支持し、軸孔構成部41の変形が抑制される。この結果、大径孔部37aの内周面とブッシュ21aの外周面との間のシール部材43によるシールが確実に維持することが可能となる。図1及び図2に示されているように、軸孔補強部35cには、その内周面と外周面とを貫通する複数の貫通孔35dが設けられていることが好ましい。これら貫通孔35dは、芯材35を金型内に設置して輪郭形成部材33を射出成形する際に、軸孔構成部41を形成する合成樹脂材料の通路として機能し、射出成形不良の発生を抑制する。
 なお、軸孔補強部35cは、第1の弁軸孔37及び第2の弁軸孔39の半径方向外側を包囲し、第1の弁軸孔37及び第2の弁軸孔39の内周面から離間して配置され、軸孔構成部41内に埋設されて第1の弁軸孔37及び第2の弁軸孔39内に露出しないように構成されている。これは、仮に第1の弁軸孔37の第1の大径孔部37a及び第2の弁軸孔39の第2の大径孔部39aに腐食性の流体が侵入した場合でも、金属製の軸孔補強部35c、35cが液体に接触しないようにするためである。
 次に、図3から図8を参照して、弁本体13及び弁体19による弁軸15の支持構造を詳細に説明する。
 最初に、図3及び図4を参照して、図1に示されているバタフライバルブ11における弁本体13による弁軸15の支持部の構造の詳細を説明する。
 バタフライバルブ11では、第1の軸受孔25と第1のブッシュ21aとは、第1の弁軸15aを支持する第1の軸受孔25が内部流路13aに開口する開口部に隣接する領域において、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に隙間(空間)が形成されるような形状を有するように構成されている。図3及び図4に示されている一つの実施形態では、第1の軸受孔25の開口部に隣接する領域において、第1のブッシュ21aの外周面から肉盗みを行って、第1のブッシュ21aの外周面に、周方向に延びる環状のくびれ部45を設けることによって、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に環状の隙間(空間)を形成している。しかしながら、第1の軸受孔25の開口部に隣接する領域において、第1の軸受孔25の内周面から肉盗みを行って第1の軸受孔25の内周面に周方向に延びる環状のくびれ部45を設けることによって、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に隙間を形成してもよく、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に隙間を形成する方法は特に限定するものではない。しかしながら、くびれ部45を第1の軸受孔25の内周面に設けると、曲げモーメントを支持する第1の軸受孔25の周囲の肉厚が薄くなって強度が低下する恐れがある。したがって、くびれ部45は、弁本体13の第1の軸受孔25より加工のしやすい第1のブッシュ21aの外周面に設けることが好ましい。
 バタフライバルブ11の閉弁時には、流体圧力が弁体19に作用して弁体19を二次側(下流側)へ移動させようとし、弁体19に固定される第1の弁軸15aに曲げモーメントが発生し、第1の軸受孔25がこの曲げモーメントによる力を第1のブッシュ21aを介して支持しようとする。このとき、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面とが接触していると、第1の軸受孔25の開口部付近では、応力集中が発生する。また、シートリング17の摩耗等により、内部流路13a内の流体がシートリング17の貫通孔17cの周囲の弁座部17dと弁体19の第1の弁軸孔37の周囲の外周縁部との間のシール並びにシートリング17の貫通孔17cの内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間のシール部を突破して第1の軸受孔25やシートリング17の外周面と内部流路13aの内周面との間に侵入することがある。このような場合にも内部流路13a内の流体が金属材料製のインサート部材31に接触しないようにするため、インサート部材31は、外部に露出しないように弁本体13の合成樹脂材料で被覆され、第1の軸受孔25の内周面及び弁本体13の内部流路13aの内周面から離間して配置された状態となっている。すなわち、第1の軸受孔25の開口部付近にはインサート部材31が存在せず、第1の軸受孔25の開口部付近は合成樹脂材料のみから形成されている。この結果、第1の軸受孔25は第1の弁軸15aから第1のブッシュ21aを介して伝達される曲げモーメントによる力に耐えることができず、破損することがある。
 しかしながら、バタフライバルブ11では、上述したように、第1の軸受孔25の開口部に隣接する領域において、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に隙間(空間)が形成されるようになっている。したがって、閉弁時に流体圧力が弁体に作用して、第1の弁軸15aが第1のブッシュ21aを介して第1の軸受孔25に曲げモーメントによる力を作用させても、第1の軸受孔25の開口部に隣接する領域では、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との隙間が逃げ代となって、第1のブッシュ21aの外周面と第1の軸受孔の内周面との接触を回避させ、第1のブッシュ21aの外周面から第1の軸受孔25の内周面への曲げモーメントによる力の伝達を防ぐことができる。この結果、バタフライバルブ11は、弁本体13の第1の軸受孔25の開口部付近の樹脂材料部分の破損を抑制することが可能となる。
 弁体19が流体圧力の作用を受けて、第1の軸受孔25が第1の弁軸15aからの曲げモーメントを支持するとき、支点は内部流路13a側とは反対側になるので、第1の弁軸15aの回転軸線Rからの変位は内部流路13aに近くなるほど大きくなる。したがって、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との隙間(空間)の大きさ、すなわちくびれ部45の深さは、第1の軸受孔25の内部流路13aへの開口部に近づくほど大きくなるようにテーパ形状に形成されていることが好ましい。これにより、肉盗みの量を最小限に抑えることが可能となる。
 なお、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との隙間(空間)の大きさ、すなわちくびれ部45の深さは、大きくしすぎると、第1の弁軸15aの変形(すなわち湾曲)を許容して弁体19の変位が大きくなり、弁座シール性が悪化する。したがって、流体からの受圧時に弁体19が変位しても曲げモーメントによる力が伝達しない程度に、隙間すなわちくびれ部45の肉盗み量を調整することが好ましい。
 また、バタフライバルブ11では、図4によく示されているように、インサート部材31が回転軸線Rの方向に少なくともくびれ部45の一部の半径方向外側まで延びている。このようにインサート部材31を回転軸線Rの方向に第1の軸受孔25の開口部の近傍まで延ばして設けることによって、第1の軸受孔25の開口部の周囲の強度を高め、より大きな流体圧力が弁体19に作用しても第1の軸受孔25が第1の弁軸15aから第1のブッシュ21aを介して作用する曲げモーメントによる力に耐えることができるようにしている。第1の軸受孔25の強度を高めるために、インサート部材31の厚さは可能な限り太くすることが好ましい。
 同様に、バタフライバルブ11では、第2の軸受孔27と第2のブッシュ21bも、第2の弁軸15bを支持する第2の軸受孔27が内部流路13aに開口する開口部に隣接する領域において、第2の軸受孔27の内周面と第2のブッシュ21bの外周面との間に環状の隙間(空間)が形成されるような形状を有するように構成されている。第2の軸受孔27、第2のブッシュ21b及びその周囲の構成及び作用は、上述した第1の軸受孔25、第1のブッシュ21a及びその周囲の構成及び作用と同様であるので、ここでは、説明を省略する。
 図5及び図6は、図1に示されているバタフライバルブ11における弁本体13による弁軸15の支持部の構造の変形例を示している。本変形例の弁本体13による弁軸15の支持部の構成は、円筒形状のインサート部材31´に内周面から外周面まで延びる複数の貫通孔31´aが設けられている点、及び、第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に環状の隙間(空間)が形成されている部分(くびれ部45)の半径方向外側までインサート部材31´が延びているものの図3及び図4に示されている実施形態よりは短く且つ厚さも薄い点において、図3及び図4に示されている実施形態の弁本体13による弁軸15の支持部の構成と異なっており、その他の点は図3及び図4に示されている実施形態の弁本体13による弁軸15の支持部の構成と同様である。第1の軸受孔25の強度が補強されれば、くびれ部45を第1の軸受孔25の内周面に設けることが可能となる。
 インサート部材31´の貫通孔31´aは、インサート部材31´を金型内に設置して弁本体13を形成する合成樹脂材料を射出成形する際に、合成樹脂材料の通路として機能し、射出成形不良の発生を抑制する。また、インサート部材31´は、回転軸線Rの方向に第1の軸受孔25の内周面と第1のブッシュ21aの外周面との間に隙間空間が形成されている部分(くびれ部45)の少なくとも一部の半径方向外側まで延びていればよく、長さや厚さは適宜に設計することができる。
 なお、上記では第1の軸受孔25と第1のブッシュ21aとその周囲分について説明しているが、第2の軸受孔27と第2のブッシュ21bとその周囲部分も同様の構成となっている。
 次に、図7及び図8を参照して、図1に示されているバタフライバルブ11における弁体19による弁軸15の支持部の構造の詳細を説明する。
 バタフライバルブ11では、第1のブッシュ21aと第1の弁軸15aとは、輪郭形成部材33の軸孔構成部41の半径方向内側に位置する第1のブッシュ21aの部分の内周面と輪郭形成部材33の軸孔構成部41の半径方向内側に位置する第1の弁軸15aの部分の外周面との間に隙間(空間)が形成されるような形状を有するように構成されている。図7に示されている実施形態では、輪郭形成部材33の軸孔構成部41内に位置する第1の弁軸15aの部分の外周面から肉盗みを行って、図8に示されているように第1の弁軸15aの外周面に周方向に延びる環状のくびれ部47を設けることによって、第1のブッシュ21aの内周面と第1の弁軸15aの外周面との間に隙間が形成されている。しかしながら、輪郭形成部材33の軸孔構成部41の半径方向内側に位置する第1のブッシュ21aの部分の内周面から肉盗みを行って第1のブッシュ21aの内周面に周方向に延びる環状のくびれ部47を設けることによって、第1のブッシュ21aの内周面と第1の弁軸15aの外周面との間に隙間を形成してもよく、第1のブッシュ21aの内周面と第1の弁軸15aの外周面との間に隙間を形成する方法は特に限定されるものではない。しかしながら、第1のブッシュ21aが樹脂材料から形成され、第1の弁軸15aが金属材料から形成されている場合、後者の方が高い強度を有することから、くびれ部47は第1の弁軸15aの外周面に設けることが好ましい。
 バタフライバルブ11の閉弁時に流体圧力が弁体19に作用すると、弁体19を二次側(下流側)へ移動させようとし、弁体19に発生するせん断応力及び曲げモーメントを第1の弁軸孔37が第1のブッシュ21aを介して支持しようとする。このとき、第1の弁軸孔37に支持される第1の弁軸15aからの反力が弁体19の第1の弁軸孔37の内周面に伝達される。第1の弁軸孔37の第1の大径孔部37aにおいて第1のブッシュ21aの内周面と第1の弁軸15aの外周面とが接触している場合、第1の弁軸15aからの反力が第1のブッシュ21aを介して第1の弁軸孔37の第1の大径孔部37aの内周面に伝達される。第1の大径孔部37aの内周面は軸孔構成部41によって形成されており、芯材35の軸孔補強部35cが接液しないように合成樹脂材料の輪郭形成部材33で被覆されている(すなわち、軸孔補強部35cが第1の大径孔部37aの内周面及び弁体19の外周面から離間して配置されている)構成上、特に軸孔構成部41の外部への開口部の周囲部分は合成樹脂材料のみから形成されている。このため、第1の弁軸孔37の第1の大径孔部37aは第1の弁軸15aから第1のブッシュ21aを介して伝達される反力(せん断力及び曲げモーメント)に耐えることができず、破損することがある。しかしながら、バタフライバルブ11では、上述したように、第1の大径孔部37aを形成する軸孔構成部41の半径方向内側に位置する部分の内周面と軸孔構成部41の半径方向内側に位置する部分の第1の弁軸15aの外周面との間に隙間(空間)が形成されるようになっている。したがって、閉弁時に流体圧力が弁体19に作用して、弁体19に曲げモーメントが発生しても、軸孔構成部41によって構成される第1の大径孔部37a内では、第1の弁軸15aの外周面と第1のブッシュ21aの内周面との隙間が逃げ代となって、第1の弁軸15aの外周面と第1のブッシュ21aの内周面との接触を回避させ、第1の弁軸15aの外周面から第1のブッシュ21aへの力の伝達を防ぎ、第1のブッシュ21aから軸孔構成部41へ力が伝達されなくなる。この結果、バタフライバルブ11は、弁体19の第1の弁軸孔37の開口部付近の樹脂材料部分(軸孔構成部41)の破損を抑制することが可能となる。
 くびれ部47は、第1の弁軸15aの外周面において軸孔構成部41によって形成される第1の大径孔部37a内に位置する部分(すなわち、軸孔構成部41内において第1の弁軸孔37の内周面と第1のブッシュ21aの外周面とが接触している領域と対向する第1の弁軸15aの部分の外周部)の回転軸線Rに沿った全域にわたって延びるように形成されていることが好ましい。また、軸孔構成部41の強度を高めるために、芯材35の軸孔補強部35cの厚さは可能な限り太くすることが好ましい。
 なお、第1の弁軸15aの外周面と第1のブッシュ21aの内周面との隙間(空間)の大きさ、すなわちくびれ部47の深さは、大きくしすぎると、第1の弁軸15aに対する弁体19の変位が大きくなり、弁座シール性が悪化する。したがって、流体からの受圧時に弁体19が変位しても曲げモーメントによる力が伝達しない程度に、隙間すなわちくびれ部47の肉盗み量を調整することが好ましい。
 同様に、バタフライバルブ11では、第2の弁軸15bと第2のブッシュ21bとも、輪郭形成部材33の軸孔構成部41の半径方向内側に位置する第2のブッシュ21bの部分の内周面と輪郭形成部材33の軸孔構成部41の半径方向内側に位置する第2の弁軸15bの部分の外周面との間に隙間(空間)が形成されるような形状を有するように構成されている。第2の弁軸15b、第2のブッシュ21b、第2の弁軸孔39及びその周囲の構成及び作用は、上述した第1の弁軸15a、第1のブッシュ21a、第1の弁軸孔37及びその周囲の構成及び作用と同様であるので、ここでは、説明を省略する。
 以上、図示されている実施形態を参照して、本発明によるバタフライバルブ11を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、図示されている実施形態では、第1の軸受孔25及び第2の軸受孔27の周囲にインサート部材31,31を設け、第1の弁軸孔37及び第2の弁軸孔39の周囲に軸孔補強部35c,35cを設けているが、これらは必須の構成ではなく、設けなくてもよい。
 11  バタフライバルブ
 13  弁本体
 13a  内部流路
 15  弁軸
 15a  第1の弁軸
 15b  第2の弁軸
 19  弁体
 21  ブッシュ
 21a  第1のブッシュ
 21b  第2のブッシュ
 25  第1の軸受孔
 27  第2の軸受孔
 31  インサート部材
 31´  インサート部材
 33  輪郭形成部材
 35  芯材
 37  第1の弁軸孔
 39  第2の弁軸孔
 41  軸孔構成部
 45  くびれ部
 47  くびれ部

Claims (4)

  1.  少なくとも表面が樹脂材料から形成されており且つ内部流路が形成されている弁本体と、該弁本体に回転可能に支持された弁軸と、前記弁軸に接続されて前記弁本体に回転可能に支持され且つ前記内部流路内に配置される弁体と、前記弁軸に外挿されるブッシュとを備えるバタフライバルブであって、
     前記弁本体に前記ブッシュを介して前記弁軸を回転可能に支持する軸受孔が設けられ、前記軸受孔が前記内部流路に開口する開口部を有しており、
     前記軸受孔と前記ブッシュとは、前記開口部に隣接する領域において、前記軸受孔の内周面と前記ブッシュの外周面との間に隙間が形成されるような形状を有していることを特徴とするバタフライバルブ。
  2.  前記開口部に隣接する前記ブッシュの部分の外周部に環状のくびれ部が設けられ、前記軸受孔の内周面と前記ブッシュの外周面との前記隙間が前記くびれ部によって形成されている、請求項1に記載のバタフライバルブ。
  3.  前記弁軸が前記弁体の回転軸線に沿って延びており、前記弁本体が前記弁本体の補強のための筒形状のインサート部材をさらに備え、前記インサート部材が、前記軸受孔から離間して前記軸受孔を取り囲むように配置され、前記回転軸線の方向に少なくとも前記くびれ部の一部の外側を取り囲むように延びている、請求項2に記載のバタフライバルブ。
  4.  前記隙間は、前記開口部に隣接して、前記軸受孔の内周面と前記ブッシュの外周面との前記隙間が前記開口部に近づくほど大きくなるように形成されたテーパ部分を含んでいる、請求項1から請求項3の何れか一項に記載のバタフライバルブ。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1679877S (ja) * 2020-07-17 2021-02-22

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5959576U (ja) * 1982-10-14 1984-04-18 株式会社東芝 複葉弁
JPS601475A (ja) 1983-06-15 1985-01-07 Sekisui Chem Co Ltd バタフライ弁
JPH09303575A (ja) 1996-05-17 1997-11-25 Tomoe Gijutsu Kenkyusho:Kk 中心形バタフライ弁
JPH10169472A (ja) * 1996-12-13 1998-06-23 Fuji Oozx Inc バタフライバルブ装置
JP2018013165A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 旭有機材株式会社 バタフライ弁

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013092250A (ja) * 2011-10-07 2013-05-16 Denso Corp バルブ装置
JP6354724B2 (ja) * 2015-10-02 2018-07-11 株式会社デンソー 吸気制御装置
WO2020008010A1 (en) * 2018-07-05 2020-01-09 Emerson Automation Solutions Final Control Italia S.R.L. Fluid flow control device having a draining body bearing
DE102019101890B4 (de) * 2019-01-25 2021-07-29 M + S Armaturen Gmbh Scheibenventil mit elektrisch leitendem Gleitlager

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5959576U (ja) * 1982-10-14 1984-04-18 株式会社東芝 複葉弁
JPS601475A (ja) 1983-06-15 1985-01-07 Sekisui Chem Co Ltd バタフライ弁
JPH09303575A (ja) 1996-05-17 1997-11-25 Tomoe Gijutsu Kenkyusho:Kk 中心形バタフライ弁
JPH10169472A (ja) * 1996-12-13 1998-06-23 Fuji Oozx Inc バタフライバルブ装置
JP2018013165A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 旭有機材株式会社 バタフライ弁

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