JPH0350150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は蝶型弁の弁箱、特に金属板をプレス
加工で成形する弁箱の新規な構造に関するもので
ある。

［従来の技術］ 蝶型弁の弁箱は古くはすべて鉄又は非鉄の金属
を原料とする鋳造品を機械加工で仕上げて製造し
てきたが、近年は板金プレス機械の進歩を利用し
て鉄又は非鉄の金属板をプレス加工によつて成形
し、その後の機械加工を省略するか、又は最小限
の加工によつて精密な寸法を保証する弁箱を大
量、効率的に生産し、その製造コストも鋳造品に
比べて飛躍的に低減している。

また重量も著しく軽減しているから管路へ介装
するときの工事上の便益が得られ、使用中も管路
への負荷が小さいから保全上の利益が大きい。

しかしプレス成形の蝶型弁は以上のメリツトの
ある反面、肉厚が小さいため鋳造品では現われな
い問題点もある。

一般的な蝶型弁の接続状態を第７図に示したこ
の点を説明する。

この図において１ａは弁箱で円筒状の胴部６ａ
と、その両端部を直角に折り曲げたパツキン収容
部７ａよりなり、このパツキング収容部にパツキ
ング９ａを嵌入し左右の管路のフランジ１０ａ，
１０ａと接している。

左右の管路フランジには共通の円孔を数ケ穿設
し、円孔と円孔とをボルト２８、ナツト２９で締
めつけて嵌入したパツキング９ａを押圧密着させ
て水封を果す構成になつている。

［発明が解決しようとする問題点］ この締め付け力が左右水平方向にかかるとその
応力はパツキング収容部７ａの折り曲げ線Ｌに集
中し、成形材の板厚が薄いから変形や破損する危
険がある。

とくにこの部分は円筒部６ａより外径が大きく
なるようにプレスで押し展げて肉厚が原厚よりも
一層薄くなつているか、又は別個に成形した環状
のパツキング収容部をここで密接固着しているか
ら、弁箱のなかでは強度上一番弱くなりやすいと
ころである。

したがつて破損や変形の危険が一層助長され
る。

なお、この問題点を解決するための試みとして
は従来にもいくつか見られ、たとえば第８図のよ
うに円筒部６ｂとパツキング収容部７ｂとの接続
するコーナに三角片状の補強リブ３０を多数溶接
したり、第９図のように円筒胴部６ｃを中途から
外端に向けて末広がり状に拡張する構成（出願人
自身の先願「弁箱の構造」実開昭60−8577号公
報））などがある。

前者は周知の技術だが内圧に抗する耐久力が場
所によつて異なるので多数のリブが必要で作業性
を低下させ量産には不適当である。

後者は圧縮応力を傾斜するベクトルに分解して
負荷をうけるのではるかに圧縮応力に耐えうる効
果があるが、流体圧力による管の周方向に作用す
る荷重は管路に比例するため末広がりに拡張した
内壁には大きな荷重がかかる。

したがつてプレスで一体成形したときは拡張に
反比例して板厚が薄くなるので、あらかじめ増大
する荷重に耐える板厚を計算し、加工による薄肉
化を逆算して原板厚を選択しなければならない。
次に弁箱一般（プレス加工により成形したものと
限らず鋳造品の弁箱もふくめて）の課題として、
パツキング自体が経年変化によつてその弾性が劣
化し、このためシール性が劣化するので、パツキ
ングをとりかえたり連結ボルトの増締めでこの劣
化分を補う必要があると言う点が挙げられる。

またパツキングの密着性が失われ、パツキング
収容部との間に隙間が生じると、材質によつては
いわゆる隙間腐食が発生して弁の寿命を著しく短
めることもある。周知のように、このような傾向
はオーステナイト系ステンレス鋼の弁箱では特に
顕著である。

本願発明は以上の問題点を解決するために、管
路に介装して水封のため左右から締めつけられて
も圧縮応力に十分耐えると共に内圧にも耐える構
造を有し、パツキングの老化した場合にもパツキ
ング収容部との圧着性は失われず、したがつてシ
ール性の劣化に結びつかない構造を具え、生産性
の高いプレス加工による成形を主工程に採用した
蝶型弁の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明に係る蝶型弁は、弁箱は薄い金属板を
プレス成形により成形した内殻４と外殻５との二
重構造で形成され、内殻４は流路を限定する円筒
部６と、この円筒部から断面ほぼＳ字状に変形し
つつ外径の拡張した両端のパツキング収容部とよ
りなり、外殻５はこの内殻の外周全面を囲繞して
空間部８を形成し、内殻４と外殻５とは弁箱両端
部において重ね合せて一体的に固着し、かつ前記
パツキング収容部へ収容するパツキング９の外径
側の幅W₁が内径側の幅W₂より大きいことによつ
て前記の課題を解決した。

［作用］ 本願発明に係る蝶型弁の弁箱は以上の構成より
なるから左右の管路に挟まれて両側から締めつけ
られたとき、パツキン収容部へ負荷してくる圧縮
応力は弁箱端部を形成する内殻と外殻の重なり合
つた端面で均しく受けとめるから両者で分担する
こととなり、内殻の折り曲げ線Ｌへの負担は半減
する。

一方、弁箱内を通過する流体による内圧をうけ
るのは内殻の円筒部であり、この部分は拡張加工
による薄肉化の及んでない部分であるから殊更に
肉厚を増強しなくても十分内圧に耐えうる。

また内殻のうち薄肉化したパツキング収容部に
ついては内圧を背後の外殻がバツクアツプして複
合的に受けとめる。

また、薄肉金属によるＳ字形のパツキング収容
部の壁面に弾力性が発生して一種のバネ作用と衝
撃吸収用とを生じて嵌めこんだパツキングとの密
着性が非常に高まり、パツキング自体が経年変化
によつてその弾性が劣化してもパツキング収容部
壁面の弾力性は失われず、パツキングとの密着性
が長時間保持される。したがつて従来の弁箱がパ
ツキングの老化によつてシール性を劣化させ、そ
のため連結ボルトの増締めで補つていた煩わしい
作業から解放される。

さらにここへ収容するパツキングの外径側の幅
W₁が内径側の幅W₂より大きくなるような異形を
形成して前記Ｓ字状のパツキング収容部へ嵌入し
ているので、管路にかかる捩れや湾曲があつたと
しても容易に収容部から離脱する懸命念がなくな
る。

［実施例］ 本願発明の好ましい実施例を第１図（正面一部
断面図）第２図（側面一部断面図）および第３図
（斜視図）に基いて説明する。

弁箱１は左右の管路のフランジ１０，１０に挾
まれて介装されており、内殻４および外殻５とに
よつて形成されている。

内殻４は鋼板の薄肉円筒体を材料として中央を
そのまま円筒部６として流路を限定する役割を果
すが両側をプレス加工によつてＳ字状に拡張して
パツキング収容部７，７を形成する。

ここへ収容するパツキング９の外径側の幅W₁
が内径側W₂より大きくなるように前記のＳ字状
を傾けている。

外殻５は鋼板製の薄肉筒体で内殻の外周に嵌め
こんで両端部を揃えて働き合わせ溶接によつて重
合固着している。

弁棒２は断面四角形状の軸材であり上部ブツシ
ユ１１を介して上部軸受１２に、また下部ブツシ
ユ１３を介して下部軸受１４に夫々回動自在に軸
支されている。

この弁棒２の上部軸受より弁箱上に突出した駆
動部１５にスパナ、専用レバ、丸ハンドル等の駆
動手段（図示せず）をうけて、弁棒２が弁箱１内
で回動できる。

上下のブツシユ１１および１３の内周側は弁棒
２の外周と同様に四角形状で弁棒にしまり止め
（圧入）で固定され、外周側は円筒状で上下の軸
受１２および１４と回動自在となつている。

この弁棒２に弁箱内で回動不可に装着したのが
弁体３であり、弁体は中心に弁棒を挾持して相対
向する一対の円板状薄肉鋼板である弁板１６と、
２枚の弁板を重ねてその全外面を被包するゴムな
どの弾性材料である被覆体１７によつて構成され
る。

流路となる内殻の円筒中央部を貫通する弁棒２
の周りには、内殻を一部プレス加工して上部平面
座１８および下部平面座１９を夫々設け、この上
下の平面座に相対応する弁体３の弁棒周辺の外周
面にも平面座２０および２１を夫々設けて弁箱と
弁体とが弁軸の回動に応じて密封しつつ摺動でき
る構成をとる。

その他フランジ２２は弁棒を回動するための駆
動手段を取り付ける箇所であり、パツキング２
３、割りリング２４，２５、押えリング２６など
がフランジの直下に取り付けられて弁棒と上部軸
受とをシールしている。

第４図は本願発明の第２実施例を示し内殻のパ
ツキング収容部７の端部を折り返して断面コ字状
とし、この間へ外殻端部を嵌挿し、溶接固着した
ものであり、第５図は同じく第３実施例を示すも
ので外殻端部を折り返して断面コ字状とし、この
間へ内殻パツキング収容部７の端部を嵌挿し溶接
固着したものである。

なお弁箱１以外の部材については公知のすべて
の技術で置換できるのは言うまでもなく、たとえ
ば弁棒２は四角形材でなく六角形材でもよいし、
弁体３は全体を弾性体で被包せず、第６図のよう
に２枚の弁板を重ね合わせてその外周に凹溝を作
り、ここへパツキング２７を嵌め込んで密封しつ
つ摺動させてもよい。

次に本願発明のいかなる実施態様であつても内
殻４と外殻５とを別種類の金属材料で製作するこ
とができる。

なぜならば両者は別々にプレス加工して成形す
るからである。

この異種材質の組合せは無数に考えられるが、
例えば高張力鋼と軟鋼、ステンレス鋼と軟鋼、ス
テンレス鋼とモネルメタル、軟鋼とチタン、ニツ
ケルと銅など内殻プレ加工の可能な材質であれば
極めて広い選択が許される。

［発明の効果］ 本願発明の第一の結果としては発明の目的通り
管路への介装に伴う締め付けによる圧縮応力を内
殻、外殻双方で分担して受けるから拡張の折り曲
げ線Ｌへの負荷が小さく成形に伴う薄肉化と言う
弱点を克服して弁箱の破損や変形を防止すること
ができる。

また流路を通過する内圧に対しても内殻、外殻
で十分耐えることができ本件技術的課題を解決す
る。

さらに詳細に検討すれば弁箱を内殻と外殻とで
構成することによつて、これらが薄肉の部材であ
つたとしても断面係数が増大するから、地震など
で管路に以上な荷重（曲げ）が作用しても弁箱が
破損する恐れがない。

さらにパツキング収容部の湾曲突起部は他の密
着部より面圧がさらに大きくなるので流体にさら
される金属とパツキングとの接合部は圧着し隙間
の生じる余地がない。

したがつて材質（たとえばオーステナイト系ス
テンレス鋼）によつては生じやすい接液部の隙間
腐食が殆ど発生しなくなる。

上記の作用は薄板金属で弁箱を構成し、Ｓ字形
異形のパツキング収容部に、異形のパツキングを
収容したことによる特有の効果を生じる。

パツキング収容部（Ｓ字状）と特殊なパツキン
グの形状（W₁＞W₂）についてさらに言及すれ
ば、従来技術の問題点として第７図、第９図のパ
ツキング収容部７ａ，７ｃの断面が図のように外
径側の幅Wa₁，Wc₁より内径側の幅Wa₂，Wc₂の
方が大きいか少くとも両者同一であるため、弁箱
内を通過する液体によつてパツキング９ａ，９ｃ
が内側方向に吸引されて封止が不完全になると
か、パツキング破損したりする恐れがあつたが、
これによつてほぼ完全にトラブルの発生を解消す
ることができた。

また外殻が内殻の外周全面を囲繞して空間部８
を形成し、熱不良導層が生じるから高温流体から
の放熱によるエネルギロスの防止、高温に対する
人身事故の防止、あるいは外気温の低下に伴うガ
ス状流体の露化や液状流体の凍結防止のための断
熱材料や保温（暖房）設備を必要としない利点が
ある。

また内殻は外気温の影響を受けず弁体と同じ状
態で管路流体の温度に追随するから、従来技術の
ように外気温が上昇して弁箱のみ膨張してシール
不良となるとか、外気温度が低下して弁箱のみ収
縮して開閉不良となるようなトラブルの恐れがな
い。

次に実施例特有の効果を説明する。

特許請求の範囲第３項および第４項の特有の効
果は、内殻又は外殻の端面を折り返して弁箱端部
が三層となつているから、耐圧力はさらに増強さ
れるし嵌合状態であるから溶接ビート長を短くし
たり、スポツト溶接を適用したりして溶接工数を
削減すると共に熱変形も軽減することである。

また特許請求の範囲第５項の特有の効果は、た
とえば外殻は材料強度の高い高抗張力鋼（ハイテ
ン）などで製作し、内殻は塑性変形加工のしやす
い軟鋼で製作し、必要とする深絞りなどを容易に
実施できることである。

さらに管路外雰囲気と管路内流体の性質に応じ
て適当な材質を選択できることも重要な効果の一
つである。

たとえば流体がアルカリ性で外気が酸性の場合
は内殻を耐アルカリ性材料、外殻を耐酸性材料を
組合わせて弁箱を構成する。

その他外気と流路の特殊な性質に対応して耐
食、耐熱、耐摩耗など特殊な耐性を具えた金属板
を材料に選ぶことができる。

各実施例を通じていずれの場合でも適当な金型
を用意すればプレス加工によつて精緻な成形が可
能であり、低価格で容易に量産できるから、従来
のプレス成形蝶型の長所は依然持続されたまま、
従来技術の問題点を解決したうえ、更に数々の二
次的特徴を付加することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の正面一部断面図、第２図
は同じく側面一部断面図、第３図は一部切欠き斜
視図、第４図は第２実施例、第５図は第３実施例
の夫々一部正面断面図、第６図は弁板の別の実施
例を示す正面一部断面図、さらに第７図（正面断
面図）、第８図（斜視図）、第９図（正面断面図）
の３図面は夫々別個の従来技術を示す図面。 １……弁箱、２……弁棒、３……弁体、４……
内殻、５……外殻、６……円筒部、７……パツキ
ング収容部、８……空間部、９……パツキング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状の弁箱１と該弁箱の中央で流路を直角に
   横切つて回動自在に装着する弁棒２と、該弁棒の
   回動と共に弁箱内面で密封しつつ摺動するほぼ円
   板状の弁体３よりなる蝶型弁において、弁箱は薄
   い金属板をプレス成形により成形した内殻４と外
   殻５との二重構造で形成され、内殻４は流路を限
   定する円筒部６と、この円筒部から断面ほぼＳ字
   状に変形しつつ外径の拡張した両端のパツキング
   収容部とよりなり外殻５はこの内殻の外周全面を
   囲繞して空間部８を形成し、内殻４と外殻５とは
   弁箱両端部において重ね合せて一体的に固着し、
   かつ前記パツキング収容部へ収容するパツキング
   ９の外径側の幅W₁が内径側の幅W₂より大きいこ
   とを特徴とする蝶型弁。 ２ 内殻４と外殻５とが弁箱の両端部でほぼ水平
   に重合して固着する特許請求の範囲第１項記載の
   蝶型弁。 ３ 内殻４と外殻５とが固着する弁箱の両端部に
   おいて、内殻の端部を「コ」状に折り返してこの
   間へ外殻端部を嵌挿して固着する特許請求の範囲
   第１項記載の蝶型弁。 ４ 内殻４と外殻５とが固着する弁箱の両端部に
   おいて、外殻の端部を「コ」状に折り返してこの
   間へ内殻端部を嵌挿して固着する特許請求の範囲
   第１項記載の蝶型弁。 ５ 内殻４を構成する金属材料と外殻５を構成す
   る金属材料とが異なる種類の組合せよりなる特許
   請求の範囲第１項乃至第４項記載の何れか記載の
   蝶型弁。