JPH0138376Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、海水パイプライン（造水プラント）、
水道管、下水管、ケミカルプラントなどの配管中
に設けられるバタフライ弁に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来のバタフライ弁は第１図に示すように、鉄
製からなる筒状のケーシング１の内面に、ニトリ
ルブチルゴム、クロルプレンゴム、天然ゴムなど
のゴムライニング２を積層形成し、そして内面中
間部を段部として、ここを弁接当部３としてい
る。前記ケーシング１を貫通して金属製の弁軸４
が配設され、この弁軸４はシール構造を含む軸受
装置５により該ケーシング１に回転自在に支持さ
れる。前記弁軸４には、前記弁接当部３に接当自
在な弁面６を有する弁体７が取付けられ、この弁
体７は、鉄、アルミブロンズ合金（AlBC−３）、
キユプロニツケル（Cu−Ni90／10）などから構
成される。

この従来構成によると、ゴムライニング２に対
する金属製弁体７の開閉動であることから、弁軸
４の支持構造も含むケーシング１や弁体７に加工
精度が必要となり、加工精度が低いときにはシー
ル性（水もれ）に問題が生じる。

加工精度を調整し得るものとして、第２図に示
す従来構成も提供されている。すなわち弁体７の
外端と環状リング８とにより環状のゴムシール９
を挾持し、そして複数個のボルト１０による締付
けによつて環状リング８を弁体７に接近動させ、
これによりゴムシール９を外方に伸び変形させ
て、シート面の修正を行ないシールをしていた。

この従来構成によると、加工精度が多少低かつ
たとしても調整し得るが、その反面、ゴムシール
９を過大変形させることから、疲労劣化でボロボ
ロになるという問題がある。

さらに別の従来構成として第３図のものが提供
されている。すなわちケーシング１の内面に環状
溝１０を形成し、この環状溝１０内にゴムシール
材１１を圧入して接着剤１２で固定すると共に、
ゴムシール材１１の背面側で前記環状溝１０内に
エポキシ樹脂１３を注入硬化させている。

この従来構成によると、ゴムシール材１１に対
して弁体７が側方から正逆回転移動し、そしてゴ
ムシール材１１の弾性変形により所期のシールを
行なうことから、このゴムシール材１１にむしり
による剥ぎ取り現象が生じ、これにより、ちびり
と劣化を招く。このちびりと劣化を少なくするた
めには面圧を低くおさえる必要があるが、低くす
るとシール性に問題が生じることになる。

上記した三つの従来例の共通欠点として、弁体
７が金属製であることによる腐食がある。これに
対しては弁体７を耐食金属で製作することが考え
られる。すなわち銅・ニツケル合金（Cu−
Ni90／10）、アルミ・ブロンズ合金（AlBC）、チ
タニユウム合金、SuS系ステンレス合金、クロム
合金などの耐食金属を採用し得るが、これらは高
価であり、特に鉄に比べて10倍以上するものが多
い。さらに、このような耐食金属でもエロージヨ
ン（ジエツト流の摩耗、粘体摩耗）、コロージヨ
ン（電食、ケミカル劣化）、キヤビテーシヨンが
発生する。エロージヨンの限界値は約20ｍ／ｓで
あり、これ以内に納めようとすると使用目的が制
限されることになる。またコロージヨンによる電
食に対しては全てがだめである。さらにキヤビテ
ーシヨンに対しては、合成樹脂と同等であるが、
ゴムに比べて低いものとなる。これらのことを解
決するために、弁体７の全てを樹脂製、特に強化
繊維を内在させた強化樹脂製とすることが考えら
れるが、これによると材料費が高価となる。

以上のように従来構成によると、高価であり、
コロージヨン、キヤビテーシヨン、エロージヨン
などが弁の基本に対して劣ることになる。

さらに上記した三つの従来例の共通欠点とし
て、軸受装置５の箇所から漏水が発生し易いこと
と、該軸受装置５部のシール交換を容易に行なえ
ないことがある。

考案の目的 本考案の目的とするところは、漏水の発生は減
少し得ると共にシール交換を容易に行なえ、また
必要箇所のみの高価なライニングとし得、さらに
ケーシングを安価に製作し得ると共にメンテナン
スの良いバタフライ弁を提供する点にある。

考案の構成 上記目的を達成するために本考案におけるバタ
フライ弁は、結合自在で且つ対称構造の上部ケー
シングと下部ケーシングとによりケーシングを構
成し、これら上部ケーシングと下部ケーシングと
を貫通し且つ共通の回転軸心上に位置する上下一
対の弁軸を設け、これら弁軸の内端間に弁体を取
付け、前記弁軸を、組立て時に外周部に圧入した
樹脂によりケーシングの弁軸貫通部に取付けた樹
脂メタルと、この樹脂メタルの外側に位置し且つ
Ｏリングを有するシール体とを介して回転自在に
支持し、前記シール体の外側にゴムシール板を配
設すると共に、このゴムシール板の外側に配設し
た押え板をケーシング側に締付け固定自在とし、
前記弁軸の外周と、ケーシングの弁軸貫通部周辺
とに樹脂ライニングを施工している。

実施例と作用 以下に本考案の一実施例を第４図〜第９図に基
づいて説明する。第４図〜第６図において２０は
円筒状のケーシングで、半割円筒状の上部ケーシ
ング２１Ａと下部ケーシング２１Ｂとからなる。
これら上部ケーシング２１Ａと下部ケーシング２
１Ｂとは、その両端部に他の配管との接続を行な
うための接続用フランジ部２２Ａ，２２Ｂを有す
ると共に、両側相対向部にボルト・ナツトなどの
固定具２３を介して相互に結合させるための結合
用フランジ部２４Ａ，２４Ｂを有する。さらに周
方向ならびに長さ方向の中央部付近には、ケーシ
ング軸心とは直交する方向の弁軸挿通孔２５Ａ，
２５Ｂが形成され、これら弁軸挿通孔２５Ａ，２
５Ｂの外端部には環板部２６Ａ，２６Ｂが一体形
成してある。前記ケーシング２０によつて形成さ
れる内部流路は、上流側を小径に且つ下流側を大
径に形成してあり、したがつて弁軸挿通孔２５
Ａ，２５Ｂの内部開放口の少し上流側に段部２７
Ａ，２７Ｂが形成される。上部ケーシング２１Ａ
と下部ケーシング２１Ｂとは、特に鉄が有利な金
属によつて製作され、さらに対称として安価な製
作と互換性をもたせている。前記弁軸挿通孔２５
Ａ，２５Ｂは、内側が小径で且つ外側が大径にな
るように形成してあり、大径部に軸受機構など
（後述する。）が装着される。両ケーシング２１
Ａ，２１Ｂの内面には樹脂ライニング２８Ａ，２
８Ｂが積層形成され、この樹脂ライニング２８
Ａ，２８Ｂは、外端においては接続用フランジ部
２２Ａ，２２Ｂのフランジ作用面にまで至り、ま
た弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂにおいては、小径部
から、この小径部と大径部との間に形成される段
部とに亘つて一体に積層形成される。樹脂ライニ
ング２８Ａ，２８Ｂ〔なお後述する各部材の樹脂
ライニングも同様である。〕は、強化繊維を内在
した強化樹脂（FRP）、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂、ポリエステル樹脂などからなり、各部材に
おいて同じものを採用するか、或いは使い分けら
れる。さらに両ケーシング２１Ａ，２１Ｂの外面
など残部（弁軸挿通孔の大径部を除く。）にも樹
脂ライニング２９Ａ，２９Ｂが積層形成される。
なお両ケーシング２１Ａ，２１Ｂを結合するに際
して、結合用フランジ部２４Ａ，２４Ｂ近くの樹
脂ライニング２８Ａ，２８Ｂの相対接面間には、
シリコン粘着剤の入つたシール部材３０が介在さ
れる。前記弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂの大径部に
は夫々樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂが挿入され、こ
れら樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂは圧入した樹脂３
２Ａ，３２Ｂの硬化により両ケーシング２１Ａ，
２１Ｂ側に取付けられる。樹脂３２Ａ，３２Ｂは
（なお後述する圧入樹脂も同様である。）エポキシ
樹脂やポリウレタン樹脂からなり、ここでエポキ
シ樹脂を採用し、また樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂ
としてナイロンを採用したときには、両者はくつ
つかないことから該樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂの
取替えを容易に行なえることになる。３３Ａ，３
３Ｂは前記樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂに挿抜自在
な弁軸で、内端を除く外周面には樹脂ライニング
３４Ａ，３４Ｂが積層形成してあり、共通の回転
軸心３５上で回転自在となる。両弁軸３３Ａ，３
３Ｂは金属により製作され、上部の弁軸３３Ａに
は回転操作具（図示せず）を取付けるための取付
け部３６が一体成形されている。３７Ａ，３７Ｂ
は樹脂または金属で製作された環状のシール体
で、弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂの大径部に対して
外側から嵌脱自在であり、前記樹脂メタル３１
Ａ，３１Ｂの外面に接当自在なＯリング３８Ａ，
３８Ｂと、弁軸３３Ａ，３３Ｂの外周面に接当自
在なＯリング３９Ａ，３９Ｂとを有する。４０
Ａ，４０Ｂはリング状のゴムシール板で、シール
体３７Ａ，３７Ｂと環板部２６Ａ，２６Ｂとの外
面間に亘つて配設自在である。４１Ａ，４１Ｂは
リング状の押え板で、金属により製作すると共に
全面に樹脂ライニング４２Ａ，４２Ｂを積層形成
しており、締付け固定具４３Ａ，４３Ｂによつて
環板部２６Ａ，２６Ｂに締付け固定自在となる。
４４は正面視円盤状の弁体で、180度変位した二
箇所において外方に開放する凹部４５Ａ，４５Ｂ
が形成され、また肉厚を置いて凹部４５Ａ，４５
Ｂ間に凹入部４６を有せしめて、縦断面において
ほぼＣの字状に形成してある。この弁体４４は、
金属により製作され、そして全面に樹脂ライニン
グ４７が積層形成されている。凹部４５Ａ，４５
Ｂにおいて樹脂ライニング４７は、その入口部の
みまき込み状に一体形成されている。前記弁軸３
３Ａ，３３Ｂの内端は凹部４５Ａ，４５Ｂ内に嵌
入し、そして圧入した樹脂４８Ａ，４８Ｂの硬化
により弁体４４と一体化される。４９は樹脂圧入
路、５０はプラグを示す。前記弁体４４の外周に
はゴム製のシール部材５１が取付けられる。ここ
でシール部材５１は、ゴム硬度が50以上のNBR、
CR、バイトン、シリコンなどによりリング状に
製作される。前記弁体４４の外周には、シール部
材５１を取付けるための環状溝５２が形成され、
この環状溝５２の入口部には前記樹脂ライニング
４７がまき込み状に一体形成されている。前記弁
体４４には、前記環状溝５２の奥部に連通する樹
脂圧入路５３が形成され、この樹脂圧入路５３と
環状溝５２の奥部とに亘つては、その内面にシリ
コン離型材５４が積層形成されている。５５はプ
ラグを示す。前記シール部材５１は、環状溝５２
への嵌入部である基部の両側を、抜け止め効果を
可能にした鋸歯状の凹凸面５６に形成してあり、
また露出部である先端部は、前記段部２７Ａ，２
７Ｂに樹脂ライニング２８Ａ，２８Ｂを積層する
ことにより形成される弁接当部Ａに接当自在な２
条の凸曲面５７に形成してある。この凸曲面５７
の条数（山数）はシール部材５１の巾Ｄにより決
定される。例えば〔Ｄ＜20mm〕の場合には１条と
なり、〔20mm＜Ｄ＜40mm〕の場合には２条となる。
前記樹脂圧入路５３から環状溝５２内に樹脂５８
を圧入し、この樹脂５８を硬化させることにより
弁体４４にシール部材５１を取付け得る。その際
に弁接当部Ａに対する凸曲面５７のシール圧（接
当圧）は樹脂５８の圧入量により決定されるので
あるが、ここでシール圧を使用圧の２倍とする
と、環状溝５２の巾ｓと凸曲面５７の作用巾ｄの
関係で圧入は簡単に行なえ、例えば現場における
圧入も可能となる。なおシリコン離型材５４は、
シール部材５１の取替えを容易に行なうために使
用される。

次に製作、組立て作業を説明する。先ず対称構
造に製作された両ケーシング２１Ａ，２１Ｂの内
面側に対して樹脂ライニング２８Ａ，２８Ｂを積
層形成する。その際に第７図に示すように、接続
用フランジ部２２Ａ，２２Ｂ、段部２７Ａ，２７
Ｂ、弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂの内側開放部には
夫々対応する形状に応じた成形型５９，６０，６
１が配置され、これら成形型５９，６０，６１を
樹脂ライニング２８Ａ，２８Ｂに押付けて所定の
寸法、形状に成形し、そして樹脂の硬化を行な
う。これにより両ケーシング２１Ａ，２１Ｂは、
内面側を精度よく加工しなくても所要箇所におい
ては高精度が得られる。その後、両ケーシング２
１Ａ，２１Ｂの外面側に対する樹脂ライニング２
９Ａ，２９Ｂの積層形成が、成形型を用いること
なく施工される。また弁体４４の全面に対する樹
脂ライニング４７の積層形成が行なえるのである
が、その際に環状溝５２の開放部近辺は成形型６
２によつて押付け成形される。弁軸３３Ａ，３３
Ｂに対する樹脂ライニング３４Ａ，３４Ｂの積層
形成は、筒状型６３を使用して所定寸法に施工さ
れる。次いで両ケーシング２１Ａ，２１Ｂを固定
具２３により結合し、その際にシール部材３０が
介在される。そして第８図に示すように、両弁軸
挿通孔２５Ａ，２５Ｂ間に亘つてダミー軸６４を
挿通させる。このダミー軸６４は、樹脂ライニン
グ３４Ａ，３４Ｂの厚さを含む弁軸３３Ａ，３３
Ｂと外径を等しくしてある。前述したように挿通
したダミー軸６４に樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂが
外嵌され、これら樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂは弁
軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂの大径部に嵌入される。
前記ダミー軸６４の位置をケーシング２０に対し
て所定の位置になるように調整し固定したのち、
樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂの外側に樹脂３２Ａ，
３２Ｂを圧入し、そして該樹脂３２Ａ，３２Ｂを
硬化させることにより樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂ
をケーシング２１Ａ，２１Ｂ側に取付け得る。こ
れにより弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂを精度よく加
工しなくても、樹脂メタル３１Ａ，３１Ｂを高精
度で配設し得る。次いでダミー軸６４を抜出した
のち、ケーシング２０内に弁体４４を嵌入させ
る。このとき弁体４４には、その環状溝５２にシ
ール部材５１が嵌合装着されている。凹部４５
Ａ，４５Ｂが弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂに対向す
るように弁体４４を嵌入位置させた状態で、樹脂
メタル３１Ａ，３１Ｂに対して外側から弁軸３３
Ａ，３３Ｂを挿通させ、その内端を凹部４５Ａ，
４５Ｂに嵌合させる。そして弁体４４が正しい位
置になるように姿勢制御を行なつた状態で、樹脂
圧入路４９を通して凹部４５Ａ，４５Ｂ内に樹脂
４８Ａ，４８Ｂを圧入し、該樹脂４８Ａ，４８Ｂ
を硬化させて両弁軸３３Ａ，３３Ｂと弁体４４と
を一体化させる。これにより凹部４５Ａ，４５Ｂ
を精度よく加工しなくても、弁軸３３Ａ，３３Ｂ
と弁体４４とを高精度で結合し得る。次いで樹脂
圧入路５３を通して環状溝５２内に樹脂５８を圧
入し、所定シール圧になつたときに圧入を停止し
た状態で樹脂５８を硬化して、シール部材５１を
弁体４４に取付ける。これにより環状溝５２を精
度よく加工しなくても、シール部材５１を所定シ
ール圧で取付け得る。なおシール部材５１の固定
は前述したように現場において行なうことができ
る。次いで両弁軸３３Ａ，３３Ｂに対して外側か
ら、シール体３７Ａ，３７Ｂとゴムシール板４０
Ａ，４０Ｂと押え板４１Ａ，４１Ｂとをこの順で
外嵌し、そして締付け固定具４３Ａ，４３Ｂによ
つて押え板４１Ａ，４１Ｂを環板部２６Ａ，２６
Ｂに締付け固定する。以上により組立てが終了
し、これにより得たバタフライ弁はパイプライン
の所定場所に組込まれて運転可能となる。

運転中においては、取付け部３６を介しての操
作により弁体４４を回転軸心３５の周りに開閉動
させ、以つて流量制御を行なえる。そして第４図
仮想線に示すように弁体４４を最大に開動させた
ときには、第５図に示すように凹入部４６も流路
となり、以つて最大流量を増加し得る。運転中に
弁軸挿通孔２５Ａ，２５Ｂの部分から漏れようと
する流体は、シール体３７Ａ，３７Ｂとゴムシー
ル板４０Ａ，４０Ｂとによる二重シール構造によ
つて漏出が防止される。シール体３７Ａ，３７Ｂ
やゴムシール板４０Ａ，４０Ｂの取替えは、締付
け固定具４３Ａ，４３Ｂを緩めて押え板４１Ａ，
４１Ｂを取外すことによつて行なえ、その際に弁
軸３３Ａ，３３Ｂが定着された樹脂メタル３１
Ａ，３１Ｂに支持されていることから、取替えは
運転中においても行なえる。運転を停止しての補
修、点検は、押え板４１Ａ，４１Ｂなどを取り外
し、そして固定具２３を離脱した状態で、各ケー
シング２１Ａ，２１Ｂを弁軸３３Ａ，３３Ｂに対
して抜出状に外すことによつて可能になる。これ
により弁軸３３Ａ，３３Ｂと弁体４４が一体であ
りながらメンテナンスは容易に行なえることにな
る。

考案の効果 上記構成の本考案におけるバタフライ弁による
と、次のような効果を期待できる。すなわち、Ｏ
リングを有するシール体とゴムシール板とによる
二重シール構造であることから、弁軸貫設部から
の漏水の発生を減少することができる。さらに弁
軸は、組立時にダミー軸などを使用して位置調整
した後外周部に圧入された樹脂でケーシングの弁
軸貫通部に取付けられた樹脂メタルに回転自在に
支持されることから、弁軸貫通部への高精度な加
工を不要とし、またこの樹脂メタルに何んら影響
を与えることなくシール体とゴムシール板の取り
換え（交換）を容易に行なうことができ、しかも
交換は運転中においても行なうことができる。ま
た樹脂ライニングは、弁軸の外周と、ケーシング
の弁軸貫通部周辺との必要箇所のみ施工すること
から、該樹脂ライニングの施工は安価に行なうこ
とができる。しかもケーシングを、互いに結合自
在な上部ケーシングと下部ケーシングとにより構
成することからメンテナンスの良いものにでき、
さらに上部ケーシングと下部ケーシングとが対称
構造であることから、安価に且つ容易に製作する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来例を示し、第１図は第１
従来例の縦断側面図、第２図は第２従来例の要部
の縦断側面図、第３図は第３従来例の要部の縦断
側面図、第４図〜第９図は本考案の一実施例を示
し、第４図は縦断側面図、第５図は縦断正面図、
第６図は要部の縦断面図、第７図〜第９図は製
作・組立て状態を示す縦断面図である。 ２０……ケーシング、２１Ａ……上部ケーシン
グ、２１Ｂ……下部ケーシング、２５Ａ，２５Ｂ
……弁軸挿通孔、２８Ａ，２８Ｂ……樹脂ライニ
ング、３１Ａ，３１Ｂ……樹脂メタル、３３Ａ，
３３Ｂ……弁軸、３４Ａ，３４Ｂ……樹脂ライニ
ング、３５……回転軸心、３７Ａ，３７Ｂ……シ
ール体、３８Ａ，３８Ｂ……Ｏリング、３９Ａ，
３９Ｂ……Ｏリング、４０Ａ，４０Ｂ……ゴムシ
ール板、４１Ａ，４１Ｂ……押え板、４３Ａ，４
３Ｂ……締付け固定具、４４……弁体、５１……
シール部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 結合自在で且つ対称構造の上部ケーシングと下
   部ケーシングとによりケーシングを構成し、これ
   ら上部ケーシングと下部ケーシングとを貫通し且
   つ共通の回転軸心上に位置する上下一対の弁軸を
   設け、これら弁軸の内端間に弁体を取付け、前記
   弁軸を、組立て時に外周部に圧入した樹脂により
   ケーシングの弁軸貫通部に取付けられた樹脂メタ
   ルと、この樹脂メタルの外側に位置し且つＯリン
   グを有するシール体とを介して回転自在に支持
   し、前記シール体の外側にゴムシール板を配設す
   ると共に、このゴムシール板の外側に配設した押
   え板をケーシング側に締付け固定自在とし、前記
   弁軸の外周と、ケーシングの弁軸貫通部周辺とに
   樹脂ライニングを施工したことを特徴とするバタ
   フライ弁。