説明

バタフライ弁

【課題】弁座ゴムシートの筒状部と連結された円弧部の両側部分での損傷を防止して、耐久寿命を延長できるようにすることである。
【解決手段】弁座ゴムシート13の一対の筒状部13aと連結された2つの円弧部13bの両側部分に、円弧部13bの中央部よりもシート厚さの厚い厚肉部15を設けることにより、筒状部13aと連結された円弧部13bの両側部分の強度を高め、この部分での変形や亀裂等の損傷を防止して、弁座ゴムシート13の耐久寿命を延長できるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弁箱内の流体通路と直角に配置された弁棒に取り付けられた弁体を回動させて、流体通路を開閉するバタフライ弁に関する。
【背景技術】
【0002】
弁箱内の流体通路と直角に配置された弁棒に取り付けられた弁体を回動させて、流体通路を開閉するバタフライ弁は、構造がシンプルで流量特性がよいことから、ビルやプラント等の各種設備の配管に幅広く採用されている。このバタフライ弁には、図6および図7(a)、(b)に示すように、弁棒4を挿通する一対の筒状部13aを両側に有し、一対の筒状部13aを弁箱3の内径面に摺接する2つの円弧部13bで環状に連結した弁座ゴムシート13を、弁体11の一対の弁板12の間に装着し、円弧部13bの外径面で弁箱3との間をシールするとともに、筒状部13aで弁棒4との間をシールするようにしたものが多く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003−185032号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載された従来のバタフライ弁は、開閉時に弁体が回動するときに、弁座ゴムシートの円弧部が、回動中心となる筒状部に近い部位ほど、弁箱の内径面と長時間摺接する。このため、筒状部と連結された円弧部の両側部分で変形や亀裂等の損傷が生じやすく、弁座ゴムシートの耐久寿命が短くなる問題がある。
【0005】
そこで、本発明の課題は、弁座ゴムシートの筒状部と連結された円弧部の両側部分での損傷を防止して、耐久寿命を延長できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明は、弁箱内の流体通路と直角に配置された弁棒と、この弁棒に取り付けられて弁棒と一緒に回動し、前記流体通路を開閉する弁体とから成り、前記弁棒を挿通する一対の筒状部を両側に有し、これらの一対の筒状部を前記弁箱の内径面に摺接する2つの円弧部で環状に連結した弁座ゴムシートを、前記弁体の一対の弁板の間に装着したバタフライ弁において、前記弁座ゴムシートの一対の筒状部と連結された前記2つの円弧部の両側部分に、円弧部の中央部よりもシート厚さの厚い厚肉部を設けた構成を採用した。
【0007】
すなわち、弁座ゴムシートの一対の筒状部と連結された2つの円弧部の両側部分に、円弧部の中央部よりもシート厚さの厚い厚肉部を設けることにより、筒状部と連結された円弧部の両側部分の強度を高め、この円弧部の両側部分での変形や亀裂等の損傷を防止して、耐久寿命を延長できるようにした。なお、円弧部の両側部分のみに厚肉部を設けたのは、円弧部全体のシート厚さを厚くすると、弁体の厚さが厚くなって、製造コストが高いものになるとともに、弁体を回動させる操作トルクも大きくなるからである。
【0008】
前記円弧部の厚肉部の円弧長さは、その中心角で5°以上、好ましくは15°以上とするとよい。
【0009】
前記円弧部の厚肉部に、シート厚さが一定の厚さ一定部を設けることにより、弁座ゴムシートおよび弁体の一対の弁板を、シンプルで製造が容易な形状とすることができる。
【0010】
前記円弧部の厚肉部の中央部側に、中央部とのシート厚さの差を滑らかに繋ぐ厚差繋ぎ部を設けることにより、厚肉部と中央部との境界での厚みの段差による応力集中を防止することができる。
【0011】
前記厚差繋ぎ部を、前記円弧部の中央部側へシート厚さが直線的に減少するテーパ状のものとすることにより、厚差繋ぎ部を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明のバタフライ弁は、弁座ゴムシートの一対の筒状部と連結された2つの円弧部の両側部分に、円弧部の中央部よりもシート厚さの厚い厚肉部を設けたので、筒状部と連結された円弧部の両側部分の強度を高め、この円弧部の両側部分での変形や亀裂等の損傷を防止して、耐久寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】バタフライ弁の実施形態を示す切欠き正面図
【図2】図1の切欠き側面図
【図3】図1の切欠き斜視図
【図4】(a)は図1の弁座ゴムシートを示す切欠き正面図、(b)は(a)の平面図
【図5】(a)は図1の弁体を示す正面図、(b)は(a)のVb−Vb線に沿った断面図
【図6】従来のバタフライ弁を示す切欠き斜視図
【図7】(a)は図6の弁座ゴムシートを示す切欠き正面図、(b)は(a)の平面図
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このバタフライ弁は、図1乃至図3に示すように、内部に流体通路1が形成され、流体通路1と直角に首パイプ2が取り付けられた弁箱3と、首パイプ2に回動自在に支持され、流体通路1と直角に配置された弁棒4と、弁棒4に取り付けられた円盤状の弁体11とから成り、首パイプ2から突出する弁棒4を回動操作することにより、弁体11を一緒に回動させて、流体通路1を開閉するようになっている。
【0015】
前記弁箱3は、外筒5の内側に内筒6を嵌め込んだ二重構造とされ、外筒5および内筒6は、ステンレス薄鋼板のプレス加工で形成されている。外筒5は円筒状に形成され、首パイプ2の固定を兼ねた把手7が外径面に取り付けられている。内筒6は、流体通路1を形成する円筒部6aの両端に外向きの鍔部6bが設けられ、鍔部6bの外径端に設けられたフランジ部6cが、外筒5の内径面に固着されている。また、鍔部6bの外側面には、管路への接続部をシールするパッキング8が装着されている。
【0016】
前記弁棒4は、首パイプ2から突出する先端部4aと、弁体11に挿通される挿通部4bが角形断面とされ、その他の部分は円形断面とされており、先端側がブッシュ9aを介して首パイプ2に、基端側がブッシュ9bを介して、内筒6の円筒部6aに形成された丸穴部6dに、回動自在に支持されている。
【0017】
前記弁体11は、一対の円板状の弁板12と、一対の弁板12の間に挟持されて装着される環状の弁座ゴムシート13とから成り、各弁板12はステンレス薄鋼板のプレス加工で形成されている。
【0018】
図4(a)、(b)に示すように、前記弁座ゴムシート13は、弁棒4を挿通する一対の筒状部13aを両側に有し、一対の筒状部13aを弁箱3の内筒6の円筒部6aに摺接する2つの円弧部13bで環状に連結したものであり、円弧部13bの外径面で弁箱3との間をシールし、筒状部13aで弁箱3との間とともに、弁棒4との間もシールするようになっている。筒状部13aの内径面は、弁棒4の角形断面の挿通部4bを挿通するように角形形状とされ、挿通部4bとの間をシールする複数の突条14aが形成されている。また、筒状部13aの外径面は円形形状とされ、後述する弁板12の半筒部12aとの間をシールする複数の突条14bが形成されている。
【0019】
前記弁座ゴムシート13の筒状部13aと連結された2つの円弧部13bの両側には、中央部よりもシート厚さの厚い厚肉部15が設けられている。この厚肉部15は、筒状部13a側のシート厚さが一定の厚さ一定部15aと、中央部側の中央部とのシート厚さの差を滑らかに繋ぐテーパ状の厚差繋ぎ部15bとからなり、厚さ一定部15aと厚差繋ぎ部15bを含む各厚肉部15の円弧長さは、その中心角θで15°以上とされている。したがって、流体通路1の開閉時に弁体11が回動するときに、弁箱3の内径面と長時間摺接する円弧部13bの両側部分の強度を高め、変形や亀裂等の損傷を防止して、弁座ゴムシート13の耐久寿命を延長することができる。
【0020】
図5(a)、(b)に示すように、前記一対の円板状の弁板12は、弁座ゴムシート13の一対の筒状部13aを挟持する半筒部12aが、外周部に180°の位相で2箇所に形成され、弁座ゴムシート13の2つの円弧部13bを挟持する円弧状に延びる凹溝部12bが、一対の筒状部13aの間の外周部に形成されている。この凹溝部12bは、円弧部13bの厚肉部15の厚さ一定部15aと厚差繋ぎ部15bを挟持する部位で、それぞれのシート厚さに応じて溝底を逃がした一定逃げ部16aとテーパ逃げ部16bが設けられている。また、2箇所の半筒部12aを結ぶ中心線上には、弁棒4の角形断面の挿通部4bを斜交いに挟持するV字溝部12cが形成されている。一対の弁板12は、凹溝部12bの内周側の複数の接合部12dでスポット溶接されて、一体に合体される。
【0021】
上述した実施形態では、弁座ゴムシートの円弧部の両側の厚肉部に、シート厚さが一定の厚さ一定部を設け、この厚さ一定部と中央部とのシート厚さの差をテーパ状の厚差繋ぎ部で滑らかに繋いだが、厚肉部は中央部側へシート厚さが漸減するものとすることもでき、厚差繋ぎ部は円弧等の滑らかな曲線でシート厚さの差を繋ぐものとすることもできる。
【0022】
上述した実施形態では、弁箱を外筒と内筒で形成した二重構造のものとしたが、弁箱は鋳物等で形成した一重構造のものとすることもできる。また、弁棒を一体タイプのものとしたが、弁棒は弁体の上下側で分割された分割タイプのものとすることもできる。
【符号の説明】
【0023】
1 流体通路
2 首パイプ
3 弁箱
4 弁棒
4a 先端部
4b 挿通部
5 外筒
6 内筒
6a 円筒部
6b 鍔部
6c フランジ部
6d 丸穴部
7 把手
8 パッキング
9a、9b ブッシュ
11 弁体
12 弁板
12a 半筒部
12b 凹溝部
12c V字溝部
12d 接合部
13 弁座ゴムシート
13a 筒状部
13b 円弧部
14a、14b 突条
15 厚肉部
15a 厚さ一定部
15b 厚差繋ぎ部
16a 一定逃げ部
16b テーパ逃げ部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
弁箱内の流体通路と直角に配置された弁棒と、この弁棒に取り付けられて弁棒と一緒に回動し、前記流体通路を開閉する弁体とから成り、前記弁棒を挿通する一対の筒状部を両側に有し、これらの一対の筒状部を前記弁箱の内径面に摺接する2つの円弧部で環状に連結した弁座ゴムシートを、前記弁体の一対の弁板の間に装着したバタフライ弁において、前記弁座ゴムシートの一対の筒状部と連結された前記2つの円弧部の両側部分に、円弧部の中央部よりもシート厚さの厚い厚肉部を設けたことを特徴とするバタフライ弁。
【請求項2】
前記円弧部の厚肉部の円弧長さを、その中心角で5°以上とした請求項1に記載のバタフライ弁。
【請求項3】
前記円弧部の厚肉部に、シート厚さが一定の厚さ一定部を設けた請求項1または2に記載のバタフライ弁。
【請求項4】
前記円弧部の厚肉部の中央部側に、中央部とのシート厚さの差を滑らかに繋ぐ厚差繋ぎ部を設けた請求項1乃至3のいずれかに記載のバタフライ弁。
【請求項5】
前記厚差繋ぎ部を、前記円弧部の中央部側へシート厚さが直線的に減少するテーパ状のものとした請求項4に記載のバタフライ弁。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−17349(P2011−17349A)
【公開日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−160441(P2009−160441)
【出願日】平成21年7月7日(2009.7.7)
【出願人】(000142595)株式会社栗本鐵工所 (566)
【Fターム(参考)】