JPH0140380Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、流体の開閉及び流量制御に用いられ
るバタフライ弁であつて、特に、中空筒状の弁本
体内面と弁体周面とを、弁軸と一定距離距てた偏
つた位置で閉弁させるようにした偏芯形バタフラ
イ弁に関する。

（従来の技術） 従来の偏芯形バタフライ弁の基本的構造は、第
３Ａ図に示すように、剛性材料からなる中空筒状
の弁本体１と、該弁本体１内に回動自在に軸支さ
れた円板状弁体２と、閉弁時において弁本体１と
弁体２の周縁部との間に介在する加硫ゴム等の弾
性材料からなる環状のシートリング３とからな
り、該環状のシートリング３は、弁棒４と同芯で
なく一定距離距てた偏つた位置に設けられてお
り、バタフライ弁を閉弁又は開弁する時には、弁
体２をシートリング３に摺動、圧接させてシール
作用を行わせるように構成されていた。なお、図
中、５は弁板２を弁棒４に固定するテーパボル
ト、６は軸封パツキン、７はリテーナ、８はグラ
ンド押え、９はシートリング押え、１０は底板を
示す。

上記のように構成されているため、弁体２の開
弁時には、第４図に示すように、弁体２を反時計
方向に回動することにより、シートリング３も同
様に反時計方向に移動させられ、また逆に閉弁時
には、これらと反対の移動がなされる。このよう
に、シートリング３自身、左右へ移動され、その
都度、圧縮、引張作用がシートリング３の表面即
ち弁体との当接部に起こる。また、流体中には必
ず不純物、塵埃、固形物等の混合物があり、シー
トリングの摩耗を助長させていた。

通常、シートリングは弾性材料（加硫ゴム等）
で構成されており、その材料特有の反撥弾性によ
りシール作用を行なうが、上記のように開閉に伴
う摩耗及び流体中における混合物に伴う摩耗があ
るため、上記のように優れた反撥弾性をもつた弾
性材料でも、仕様条件により寿命は左右される。
また、流体は一般に水（清水、海水、工業用水、
工場廃液、薬液等）を主体に、蒸気、油（ガソリ
ン、重油、灯油等）及び粉粒体に別けられる。

従つて、シートリングの材質も均一に使用でき
ないことは明らかであり、一例として蒸気用シー
トリングにはEPT（エチレン・プロピレン・ゴ
ム）が現在最良とされており、また重油用シート
リングにはNBR（ニトリル・ゴム）が最良であ
り、また酸素等の気体用シートリングにはIIR
（ブチルゴム）が最適とされている。この場合、
上記EPTを重油に使用すると全く耐油性がなく、
短時間のうちにゴム特有の膨潤現象を起こし、シ
ール作用は勿論のこと、シートリング自身破損
（破断）してトラブルの発生となる。

上記のように、シートリングには流体に適応し
た材質を選ばねばならないが、通常、弁の開閉頻
度や使用期間に応じて定期的にシートリングの交
換を行ない、シート洩れに対応している。このよ
うにバタフライ弁の寿命はシートリングの摩耗に
よつて決定されるのが現状であるので、バタフラ
イ弁の寿命を延ばすには、如何にしてシートリン
グの摩耗を防止するかが重要な課題である。その
ため従来技術では、シートリング材質の物理的性
質の中で特に耐摩耗性について徹底的に追究し、
圧接量を出来るだけ少くする等の策を講じて来
た。

また、これらの問題に対処するために、弁本体
の内周に穿設した溝に水密ゴムを張設し、該溝を
介して圧力水により水密ゴムを、弁体周面に穿設
したシール溝に圧着または離脱せしめるようにし
た無摺動水密装置が考えられていた。（特公昭51
−10687号公報参照） （考案が解決しようとする問題点） 上記したように従来のシートリング材質の物理
的性質の中の耐摩耗性を向上させると、ゴム特有
の性質より、他の物理的性質、例えば引張強度、
引裂強さ、硬さ、耐食性等が低下し、バタフライ
弁のシートリングとして必ずしも適格ではなく、
又圧接量を少くするとシール性が悪く長寿命に耐
えない等の問題点があつた。

また上記した従来公知の無摺動水密装置では水
密ゴムの裏側に直接圧力水を給排するように構成
されているため、該水密ゴムの耐久性、従つてシ
ートリングの耐久性の点で問題点を有していた。

本考案は、従来のバタフライ弁のシートリング
の物理的性質の中の耐摩耗性、耐久性及びシール
性を同時に満足してシートリングの寿命を延ば
し、シール性をより確実にすることを技術的課題
としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記した従来技術の問題点及び技術
的課題を解決するために、剛性材料からなる中空
筒状本体の内面に、弁体を回動自在に軸支する弁
棒と偏つた位置に環状の溝を設け、該環状溝の中
に中空状の弾性シートリングを張設し、該中空状
のシートリングを、外側部材と該外側部材の内側
に収納された管状リングに２分して構成し、該管
状リングに操作用流体を給排する導管を接続し、
開弁時と閉弁時には、管状リング内の流体を排除
した状態で弁棒を回動することにより弁体がシー
トリングを摺動しないようにし、また閉弁位置に
停止後、流体を供給して確実にシールさせるよう
にしたことを特徴としている。

（作用） 本考案は上記のように構成したことにより、開
弁時及び閉弁時に、管状リング内の流体を導管を
経て排除すると、管状リングは収縮し、該管状リ
ングを取巻くシートリングの外側部材も収縮す
る。この収縮した状態で弁棒によつて弁体を回動
させると、弁体とシートリングとが摺動しないの
で摺動摩擦に伴う不都合が生じない。

そして弁体が全閉の所定位置に来たとき、再び
導管を経て管状リング内に圧力流体を供給し、該
管状リングと外側部材の双方を拡張させると、弁
体周面と弁本体内面とが、該シートリングを介し
て密閉されるので、シール作用も確実に行われ
る。また全開位置にあつても、同様にシートリン
グは拡張されている。

なお、シートリングの外側部材と弁体との当接
部及びその近傍に、断面Ｖ字状の溝を複数個形成
すると、弁体周面との当接が確実になり、且つ降
圧効果を発揮してシール効果がより向上する。

（実施例） 次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。

第１Ａ図は、本考案の一実施例を示すバタフラ
イ弁の閉弁時における弁体とシートリング付近の
要部拡大断面図であつて、図面に記載した符号の
うち、第３Ａ図に記載した符号と同一のものは、
同一ないし同類部分を示すものとする。

図において、弁本体１の内面と、弁棒４にテー
パボルト５によつて固定された弁体２の周面と
は、閉弁時において、弁棒４と同芯でなく一定距
離距てた偏つた位置に設けられた環状シートリン
グ３によつてシールされる点では、従来のもの
（第３Ａ図）と変りはない。

本実施例では、シートリング３は、中空状に形
成され、且つ流体と接する外側部材３ａと、該外
側部材３ａの内側に収納された管状リング３ｂと
に２分して構成され、外側部材３ａは、前記のよ
うな直接接する流体に適応する材質からなり、且
つ管状リング３ｂを内蔵するように断面形状が入
口部を絞つた袋状をなし、その両端部に設けられ
た係止部１５を弁本体１内に埋め込むようにし、
シートリング押え９をボルト１１で締付けること
によつて弁本体１に固定されている。また外側部
材３ａの表面には、弁体２との当接部及びその近
傍に、断面Ｖ字状の複数個の溝３ｃが設けられ、
且つ外側部材３ａの裏面の管状リング３ｂとの接
触面には、補強のためにナイロン、テトロン等の
織布３ｄが同時成型されている。

一方、管状リング３ｂは、給排する流体（気
体、水、油等）に最適とされるニトリル系ゴムで
構成され、前記外側部材３ａの開口部に対応する
個所で導管１２が内部へ貫通するようにして連結
されている。また該導管１２の他端は、弁本体１
を貫通して、電磁弁等の切換弁１４を具えた外部
導管１３に接続されている。

次に作動状態について説明すると、開弁時及び
閉弁時には、切換弁１４を操作し、導管１３，１
２を経て管状リング３ｂの圧力流体を排除して収
縮させると、外側部分３ａも外圧によつて一緒に
収縮する。この収縮した状態で、弁棒４によつて
弁体２を回動させると、弁体２とシートリング３
とは摺動することなく、開閉動作が円滑に行われ
る。

そして弁板２が全閉の所定位置に来たとき、再
び切換弁１４を操作し、導管１２を経て管状リン
グ３ｂに圧力流体を供給すると、中空状のシート
リング３は拡張し、弁体２の周面と弁本体１の内
面とが該シートリング３を介して密閉される。ま
た全開位置にあつても、中空状シートリング３は
拡張された状態に置かれる。

また、この実施例では、弁体との当接部及びそ
の近傍に断面Ｖ字状の複数の溝３ｃが形成されて
いるので、弁閉時、弁体との当接が確実になり、
仮に、１条目で洩れても、次の２条目で阻止する
という多段方式による降圧効果を発揮し、シール
効果を一層向上させている。また、外側部分の裏
面には、ナイロン、テトロン等の織布を同時成型
しているので、伸縮作用を受ける外側部材の裏面
が大幅に補強され、該シートリングの耐久性を向
上させている。

また、上記のように中空状シートリングへの圧
力流体の給排作用と弁体の開閉操作とを同期させ
るために、第２図に示すように、流体圧で駆動さ
れるピストンの動きを弁棒の回転運動に変換する
機構を備えたアクチユエータ２０に、４方切換弁
２１を介して流体圧を作動させ、弁体を開閉運動
させると共に、該弁体の開閉動作に同期するよう
に、３方切換弁２２を操作して前記管状リング３
ｂへ流体の給排をさせるようにすることも可能で
ある。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、シート
リングを中空状に形成し、且つ外側部材と管状リ
ングとに２分して構成しているので、次のような
特有の効果を奏することができる。

(i) 管状リング３ｂと導管７は完全に接続されて
おり、外部に洩れることがないので、正確にシ
ートリングの外側部材３ａを内径方向に押し、
弁体２の周縁と確実にシール作用を行なうこと
ができる。

(ii) 流体の種類により、流体と直接接するシート
リングの外側部材３ａの材質を適応性のあるも
のに互換できるので、該バタフライ弁の寿命を
伸ばすことができる。

(iii) シートリングの外側部材３ａの裏面に、適宜
補強用の織布を同時成型することが可能になる
ので、シートリングの強度及び耐久性を増すこ
とができる。

(iv) 弁体との当接部分及びその近傍にＶ字状の複
数の溝を形成することにより、弁体との当接が
より確実になり、降圧効果を発揮してシール効
果を一層向上させることができる。

(v) 管状のシートリングへ流体を給排することに
よつて無摺動シールが可能となり、またこの流
体の給排には、気体（主として空気）、水（主
として清水）及び油（シリンダオイル）の多種
類のものが適応できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本考案の一実施例を示すバタフライ
弁の要部拡大断面図、第１Ｂ図はシートリングの
外側部材の断面図、第２図は本考案のバタフライ
弁の操作装置の一例を示す説明図、第３Ａ及び３
Ｂ図は、偏芯型バタフライ弁の基本構造を示す断
面図及び側面図、第４図は作動状態を示す説明図
である。 １……弁本体、２……弁体、３……シートリン
グ、３ａ……外側部材、３ｂ……管状リング、３
ｃ……断面Ｖ字状溝、３ｄ……補強織布、４……
弁棒、９……シートリング押え、１２，１３……
導管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 剛性材料からなる中空筒状本体の内面に、弁
   体を回動自在に軸支する弁棒と一定距離距てた
   偏つた位置に環状の溝を設け、該環状溝の中に
   中空状の弾性シートリングを張設し、該シート
   リングを、外側部材と該外側部材の内側に収納
   された管状リングによつて構成し、該管状リン
   グに操作用流体を給・排する導管を結合したこ
   とを特徴とするバタフライ弁。 ２ 前記シートリングは、弁体周縁部との当接部
   及びその近傍に断面Ｖ字状の複数の溝を形成し
   た実用新案登録請求の範囲第１項記載のバタフ
   ライ弁。 ３ 前記シートリングの裏側に補強用織布を同時
   成形した実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   バタフライ弁。