JPH0814330B2 - バタフライ弁及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、中空円筒状金属管体で形成される弁本体
の内周面を四弗化エチレン樹脂層と弾性エラストマー層
の２層からなるライニング層で被覆し、該ライニング層
に円板状の弁体外周縁が接離する弁座を一体に形成して
なるバタフライ弁及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、バタフライ弁の弁本体を、鋳造加工によって成
形し、その内周面にシートリングと称せられる弾性体製
の弁座を装着し、弁本体内に回転自在に軸支された円板
状の弁体外周縁と弁座との接離によって、弁の開閉を行
うようにしたバタフライ弁は公知である。

しかしながら、鋳造加工により成形された弁本体は、
重量があり取り扱いに不便があるため、金型を用いた成
形加工により弁本体内周面にシートリングを直接ライニ
ングするには不適であった。

又、鋳造加工は、環境の悪化や熟練技術者の不足、加
工工程数の多さ等の種々の悪条件が相まって製品の入手
が困難であり、製品価格の上昇を招来して来ている現状
にある。

バタフライ弁の使用条件として耐触性、耐薬品性を要
求される場合、シートリングを四弗化エチレン樹脂で形
成することが行われているが、四弗化エチレン樹脂は、
それ自身には弾性がないためにシール性向上のために如
何にして弾性を付与するかの問題があると共に、高価で
ある為経済上の観点から肉厚を出来るだけ薄くすること
が行われているが、薄肉であることによって、補強を図
る必要性がある。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、従来の鋳造により弁本体を形成する場合
に存する問題と、シートリングを四弗化エチレン樹脂で
形成する場合の問題とを一挙に解決せんとするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、第１の発明が採った手段
は、軸方向に所定長さを有する中空円筒状金属管体から
なる弁本体と、該弁本体の内周面及び端面を被覆するラ
イニング層と、弁本体内に回転自在に軸支された円板状
の弁体とからなり、弁本体はその中央部に直径方向に対
向して軸孔が開口され、該開口に連通して弁棒ガイドが
固着されており、前記弁体を軸支する弁棒が弁棒ガイド
に挿通され一方の弁棒は駆動手段と連結するため弁棒ガ
イドから外方へ延び出し、他方の弁棒は弁棒ガイド内に
おいて終端しておりライニング層はその中央部に円周方
向に延び弁体の外周縁が接離する弁座を有すると共に、
四弗化エチレン樹脂層と弾性エストラマー層とから形成
したことを特徴とする。

又、第２の発明は、第１の発明に係るバタフライ弁を
製造するための方法であって、予めライニング層の内面
形状と略一致する形状に成形された四弗化エチレン樹脂
シート成形物を金型に挿設セットした後、金型と弁本体
にその外径と軸孔に挿通される治具とにより位置を設定
してセットし、未加硫ゴムを注入、加硫してライニング
層を形成したことを特徴とする。

（実施例） 以下に図面を参照しつつ、この発明の好しい実施例を
詳細に説明する。図において（１）は、バタフライ弁の
弁本体であって、中空円筒状金属管体からなり、軸方向
中心位置に直径方向に対向して軸孔（２）（２）が穿孔
され、該軸孔（２）（２）に連続して外方へ延び出す弁
棒ガイド（３）（４）が固着される。

弁本体（１）を形成する中空円筒状金属管体は例えば
市販されている長尺の配管用鋼管を所定の長さに切断す
ることにより最も簡単に得ることが出来る。かかる配管
用鋼管は、その用途、材質の相違にかかわらず呼び径が
同一である場合、同一の外形寸法を有している為、弁本
体と配管管路との外径を一致させることが容易であり、
管路へのバタフライ弁の接続を締結バンドやジョイント
等の簡便な接続手段を用いて行うことが出来、接続コス
トの低下や作業性の向上を図ることが出来る。弁棒ガイ
ド（３）（４）は所要の直径を有する鋼管からなり、溶
接により弁本体（１）に固着することが出来る。

弁本体（１）の内周面及び両端面は、ライニング層
（５）で被覆される。ライニング層（５）は弁の内方側
に位置する四弗化エチレン樹脂層（６）と弁の外方側に
位置する弾性エラストマー層（７）の２層体からなり、
四弗化エチレン樹脂層（６）と弾性エラストマー層
（７）とは互いに接着されて一体化されていると共に、
弾性エラストマー層（７）は弁本体（１）の内周面及び
端面に強固に接合されている。

ライニング層（５）の内周面中央には、円周方向に環
状に延びる弁座（８）が形成される。弁座（８）は弁の
中心に向って凹んだ円弧形状に形成され該円弧の曲率は
そこに接離する弁体（９）の外周縁の円弧の曲率と一致
すると共に弁体（９）の外径より若干小さい内径を有
し、流体の閉止を行うために、弁体（９）が圧接状態で
接触する。

弁体（９）は円板形状をなし、直径方向対向位置に弁
棒（10）（11）が固着され、外方へ延び出している。弁
棒（10）（11）は前記弁棒ガイド（３）（４）に軸挿さ
れ、弁体（９）を弁本体（１）内で回動自在に軸支する
と共に、一方の弁棒（10）は弁棒ガイド（３）の外端か
ら外方へ延び出し、適宜の駆動手段を連結可能である。
他方の弁棒（11）は弁棒ガイド（４）内において終端す
ると共に、該弁棒ガイド（４）の外端は蓋板（12）で閉
塞される。弁棒ガイド（３）（４）とそこに軸装される
弁棒（10）（11）との間にはグランドパッキン等の適宜
のシール手段が配在され弁棒ガイドと弁棒との間隙から
の流体の偏洩を防止している。

図示の実施例では、弁棒は分割された２本の弁棒（1
0）（11）を弁体（９）に廻り止め状態で固着したが、
一本の弁棒を弁体に貫挿し、廻り止め結合しても良いこ
とは勿論である。

ライニング層（５）を構成する四弗化エチレン樹脂層
（６）は薄い肉厚からなり、経済性を図っていると共
に、弾性エラストマー層（７）により弾性が付与され、
且強度が補強される。かくして、ライニング層（５）は
シール性が向上すると共に、耐触性、耐薬品性が良好と
なるため、使用流体による制限が解消され、殆ど全ての
流体に適合したシートリングを有するバタフラ弁を提供
することが出来る。

次に、第５〜11図を参照して、弁本体（１）にライニ
ング層（５）を形成する好適なる方法を説明する。

ライニング層（５）は、弁棒ガイド（３）（４）を固
着した弁本体（１）に成型用金型をセットし、予め所定
形状に成形した四弗化エチレン樹脂の成型物を金型内に
配設し、更に未加硫ゴムを注入、加硫することによって
形成される。

成型用金型は、２分割された第１、第２の金型（13）
（14）と未加硫ゴム注入用金型（15）の３つの金型から
なり、第１の金型（13）は弁座（８）を成形するための
弁座成型部（16）を上端に有する円筒部（17）と、該円
筒部（17）の下端に断面状の溝部（18）を介して連続
するフランジ部（19）とを有し、弁座成型部（16）には
直径方向に貫通する治具挿入孔（20）が形成される。弁
座成型部（16）は前記弁座（８）の円弧形状に対応する
円弧状の突形状に形成される。又、円筒部（17）は、ラ
イニング層（５）の厚み分だけ弁本体（１）の内径より
小径の外径を有し、セットされたとき弁本体（１）の内
周面との間にライニング層（５）の厚みに相当する間隙
を形成する。溝部（18）は弁本体（１）の端面（1a）か
らライニング層（５）の厚み分に相当する間隙を形成し
得る深さを有し、これに連続するフランジ（19）の内径
は弁本体（１）の外径に一致し、フランジ（19）が弁本
体（１）の端部外周に挿嵌されるとき、第１の金型（1
3）は弁本体（１）に対して直径方向のガタを生ずるこ
となくセットされる。

第２の金型（14）は、前記第１の金型（13）の上面に
積み重ねられる円筒部（21）と、該円筒部（21）の上端
に断面状の溝部（22）を介して連続するフランジ部
（23）とを備え、円筒部（21）、溝部（22）並びにフラ
ンジ部（23）は前記第１の金型のそれぞれと同一の構造
をなし、同一の作用を有する。第２の金型（14）は、更
に溝部（22）に開孔し、未加硫ゴムを注入し得る複数の
注入孔（24）が円周方向に沿って形成される。

注入用金型（15）は第２の金型（14）に嵌合され、前
記注入孔（24）に未加硫ゴムを導入するための金型であ
って、中央部に外部の未加硫ゴム注入装置に接続する注
入口（25）を有し、該注入口（25）から注入通路（26）
が延び出し、前記第２の金型（14）の注入孔（24）に連
通する。

（27）は治具であって弁棒（10）（11）と同径の棒形
状をなし、弁棒ガイド（３）（４）から第１の金型（1
3）の治具挿入孔（20）に挿入して、第１の金型（13）
を弁本体（１）に対して軸方向の位置に正確に設定す
る。

かくして、弁本体（１）にセットされた第１の金型
（13）は治具の挿入により軸方向に位置決めが達成さ
れ、又フランジ部（19）と弁本体（１）との嵌合により
直径方向の位置決めが達成される。

（28）は薄い四弗化エチレン樹脂シートからなる成形
物であって、ライニング層（５）の四弗化エチレン樹脂
層（６）に略相応する形状を有する。すなわち、弁本体
（１）の内周面形状に対応する円筒部（29）と該円筒部
（29）の中央に位置し、弁座（８）の形状に対応する弁
座対応部（30）、並びに両端のフランジ部（31）とを有
し、弁座対応部（30）には軸孔（２）に相応する開口
（32）が形成されると共に、該開口（32）からリング
（33）が外方へ延び出している。該リング（33）はライ
ニング層（５）の弾性エラストマー層（７）の厚みに対
応した長さを有しており、成形された状態において、挿
通された弁棒（10）（11）は四弗化エチレン樹脂層
（６）に接触することとなり、直接弾性エラストマー層
（７）が弁棒（10）（11）に接触しないようにしてい
る。

四弗化エチレン樹脂シート成形物（28）は、ライニン
グ層（５）の内周面形状に略一致した形状に形成されて
おり、未加硫ゴムの注入工程時に、第１、第２金型（1
3）（14）の外周に嵌められ、注入された未加硫ゴムを
一体化されてライニング層（５）を形成する。

四弗化エチレン樹脂シートは常温では硬質であるが、
加熱されるとき柔軟化して第１、第２金型（13）（14）
の形状になじみ、正確な形状に成形される。したがっ
て、成形物（28）は予め精確な形状に成形しておく必要
はない。

第７図を参照して、四弗化エチレン樹脂シート成形物
（28）を挿着セットした第１の金型（13）のフランジ部
（19）に弁本体（１）を嵌挿し、治具（27）を弁棒ガイ
ド（３）（４）から治具挿入孔（20）に挿入して、弁本
体（１）を第１の金具（13）にセットする。この場合、
四弗化エチレン樹脂シート成形物（28）は弁本体（１）
の内方に位置する。次に、第２の金型（14）を四弗化エ
チレン樹脂シート成形物（28）内に挿入しつつ、第１の
金型（13）上に積み重ね、フランジ部（23）を弁本体
（１）の端部に嵌合して、第２の金型（14）をセットす
る。最後に、注入孔（24）を注入通路（26）を整合しつ
つ、注入用金型（15）を第２の金型（14）の上部に嵌合
してセットする。

このようにして、３つの金型（13）（14）（15）をセ
ットした後、注入口（25）から未加硫ゴムを注入する。
注入された未加硫ゴムは、第８図に示すように注入通路
（26）、注入孔（24）を介して、第１、第２金型（13）
（14）の外周面に挿着された四弗化エチレン樹脂シート
成形物（28）と弁本体（１）の内周面との間の間隙に注
入されそこを満たす。注入により、第10、11図に示すよ
うに、内部の空気はフランジ部（19）と弁本体（１）と
の間隙から外部へ排気され、更に未加硫ゴムの流出によ
り注入完了を知る。注入後、注入用金型（15）を取り外
し、加熱して加硫を進める。加硫完了後、第２の金型
（15）を上方へ抜き去り、治具（27）を抜き取った後、
弁本体（１）を第１の金型（13）から取り出し、注入孔
（24）部分のゴムを除去して、完成品を得る。

加硫により、四弗化エチレン樹脂シート成形物（28）
は柔軟化して所定の形状に整形され、注入された未加硫
ゴムと結合し一体化して、弁本体（１）の内周面及び端
面に被覆するライニング層（５）となり、弁本体（１）
に結合、一体化される。

四弗化エチレン樹脂シート成形物（28）と弾性エラス
トマーとの接合をもたらすために、成形物（28）の外周
面に接着剤を塗布すると共に、弁本体（１）の内周面及
び端面に接着剤を塗布し、弾性エラストマーと弁本体
（１）との接着を図る。又、金型（13）（14）の内外面
には離型剤を塗布し、弾性エラストマーが接着するのを
防止する。

（作用） 弾性エラストマー層を介して四弗化エチレン樹脂層で
金属製の弁本体内周面を被覆するようにしてあるので、
親和性及び接着性が悪い金属と四弗化エチレン樹脂とを
強固に結合することが出来ると共に、形成されたライニ
ング層は四弗化エチレン樹脂により耐触性、耐薬品性が
向上すると共に、四弗化エチンレン樹脂は弾性エラスト
マーにより弾性が付与され、且補強されるため、シール
性の向上を図ることが出来、高価な四弗化エチレン樹脂
層の肉厚を薄く出来る結果、コストの低下も期待出来
る。

又、ライニング層は、金型を用いて成形出来るため、
成形が容易で製造コストの節減を図ることが可能となる
と共に、金型は弁本体に嵌挿されるフランジ部により直
径方向の位置が設定され、治具の使用により軸方向の位
置が設定され、精確に弁本体に対してセット出来る結
果、成形されるライニング層はきわめて寸法精度が高く
高品質の製品を製造することが可能となる。

（発明の効果） この発明によれば、弁本体を鋼管の如き中空円筒状金
属管体で形成するので、製造が簡単でコストの低下を図
り得ると共に、配管パイプと同径の弁本体とすることが
出来るため、配管パイプとの接続を締結バンドやジョイ
ントの如き簡便な接続手段により行うことが出来る。

弁本体のシートリングを構成するライニング層が四弗
化エチレン樹脂層と弾性エラストマー層とからなり、耐
薬品性、耐触性が高いと共に良好なシール性及び充分な
強度を有しているため、きわめて広範囲の使用条件に対
応することが可能となる。

また、ライニング層は、弁本体の外径と軸孔位置とに
よって正確にセットされる金型を用いて成形されるた
め、寸法精度が高く高品質の製品を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部を切り欠いだ斜視図、第２図は縦断面図、
第３図は弁本体と弁棒ガイドの正面図、第４図は第３図
IV−IV線に沿った縦断面図、第５図は金型のセット状態
を示す外観斜視図、第６図は分解斜視図、第７図はセッ
ト状態の縦断面図、第８図は未加硫ゴムの注入状態を示
す縦断面図、第９図は注入経路を示す斜視図、第10、11
図は排気状態を示す一部の拡大断面図である。 （１）……弁本体、（２）……軸孔 （３）……弁棒ガイド、（４）……弁棒ガイド （５）……ライニング層 （６）……四弗化エチレン樹脂層 （７）……弾性エラストマー層 （８）……弁座、（９）……弁体 （10）（11）……弁棒、（12）……蓋体 （13）……第１の金型、（14）……第２の金型 （15）……注入用金型、（16）……弁座成型部 （17）……円筒部、（18）……溝部 （19）……フランジ部、（20）……治具挿入孔 （21）……円筒部、（22）……溝部 （23）……フランジ部、（24）……注入孔 （25）……注入口、（26）……注入通路 （27）……治具 （28）……四弗化エチレン樹脂シート成形物 （29）……円筒部、（30）……弁座対応部 （31）……フランジ部、（32）……開口 （33）……リング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に所定長さを有する中空円筒状金属
   管体からなる弁本体と、該弁本体の内周面及び端面を被
   覆するライニング層と、弁本体内に回転自在に軸支され
   た円板状の弁体とからなり、弁本体はその中央部に直径
   方向に対向して軸孔が開口され、該開口に連通して弁棒
   ガイドが固着されており、前記弁体を軸支する弁棒が弁
   棒ガイドに挿通され一方の弁棒は駆動手段と連結するた
   め弁棒ガイドから外方へ延び出し、他方の弁棒は弁棒ガ
   イド内において終端しておりライニング層はその中央部
   に円周方向に延び弁体の外周縁が接離する弁座を有する
   と共に、四弗化エチレン樹脂層と弾性エストラマー層と
   から形成されていることを特徴とするバタフライ弁。
2. 【請求項２】予めライニング層の内面形状と略一致する
   形状に成形された四弗化エチレン樹脂シート成形物を金
   型に挿設セットした後、金型と弁本体にその外形と軸孔
   に挿通される治具とにより位置を設定してセットし、未
   加硫ゴムを注入、加硫してライニング層を形成するよう
   にしたことを特徴とする第１項記載のバタフライ弁を製
   造するための方法。