JPH08326929A

JPH08326929A - 結露を防止したバタフライ弁及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08326929A
Application number: JP13520195A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yurugi; 義則万木
Original assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Current assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】弁軸筒部及びアクチュエータ取付用フランジ
部に断熱カバーを不要とすると共に、異種金属からなる
弁軸筒端部と弁本体の軸支結合部とを強固に一体化結合
すること。【構成】アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製
中空筒状弁本体２１の全内周面に、弾性シートリング２
２を装着し、ステンレス鋼鋳鋼製のアクチュエータ取付
用フランジ部２２ａを有する弁軸筒部２２の下端部の表
面に、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレス
鋼からなる自溶合金を溶射して別体の金属層を形成し、
アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製本体２１と
一体的に鋳込んで、強固に一体化結合したものである。【効果】弁軸筒部２２とアクチュエータ取付用フラン
ジ部２２ａの結露を防止し、また弁軸筒部２２の下端部
と弁本体の軸支結合部２２ａとを強固に一体化結合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結露を防止したバタフ
ライ弁及びその製造方法に関し、特に異種金属の一体化
結合に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁は、周知のように、本体
（弁本体）内において弁体の回動により流路を開閉又は
制御するように、弁体の一端を弁軸に連結し、該弁軸を
挿通する弁軸筒部の上端部に、アクチュエータを接続す
るようになっている。そして一般的に、流路に当たる本
体部と弁軸筒部とは同一材料で一体的に鋳造成形され、
該鋳造成形品は製造が容易且つ安価で品質的にも安定し
ており、従来から多く用いられている。しかし、建造物
の冷房や冷凍用配管のような低温流体が流通する管路及
びバタフライ弁では、流通する流体と大気との温度差に
よって、大気中の水分がバタフライ弁や管路の外面に結
露してくるため、これらの外面を断熱性のカバーで被覆
し結露を防止する対策が採られて来た。

【０００３】ところが、このような断熱性カバーによる
被覆は、作業の容易性から、図５に示すように、弁本体
１を含む弁軸筒の一部２Ａ及び管路３の周面に、リング
状カバー４及び５が施こされるが、管路３に対して直交
して延びる弁軸筒の大部分２Ｂ及び該弁軸筒の外端に連
結されるアクチュエータ６等は、その形状が複雑である
と共に、管路３とは方向が異なるため、断熱被覆が困難
で、そのため断熱被覆することなく大気中に露出されて
いるのが現状である。このため、露出した弁軸筒２Ｂや
アクチュエータ６の外面に、大気中の水分が結露し、こ
の結露した水滴で腐蝕が発生したり、滴下した水滴で床
面が汚れるという問題点があった。なお、図中、３ａは
管フランジである。

【０００４】上記の問題点に対処するために、図６に示
すように、弁軸筒２やアクチュエータ６を断熱カバー７
で被覆することも行われているが、前記したように弁軸
筒２やアクチュエータ６は管路３と直交した方向に位置
しており、また、アクチュエータ６は外面形状が複雑
で、しかもバタフライ弁の機能、用途、使用場所、制御
方式等に応じて形状、構造が異なっているため、一つの
バタフライ弁に対して多種類の断熱カバーを用意しなけ
ればならないという問題点があった。なお、図中、８は
弁体開度指針である。

【０００５】上記の問題点を解決し、バタフライ弁にお
ける弁軸筒部（弁軸挿通用ネック部）と弁駆動部におけ
る結露を防止し、駆動部分の保温被覆を不要とした、図
７に示すものが、既に提案されている。同図（ａ）は縦
断面図、同図（ｂ）は上面図である。

【０００６】このものは、鋳造成型した本体１１の内面
にゴム製シートリング１２が装着され、該シートリング
１２に周縁部を圧接離反することによって管路を開閉す
る弁体１３が、ステム１４と弁棒１５によって旋回可能
に設けられ、該弁棒１５は、本体１１に形成された弁軸
挿通部１６及び該挿通部１６に連結一体化された弁軸挿
通用ネック部１７を通して外部に導出され、その上端部
において図示しない駆動部に連結するために、弁軸１５
に固定される割りブッシュ１８にフランジ１９が、止め
ねじ２０によって回り止めして取付けられている。そし
てこのものでは、弁軸挿通用ネック部１７は、オーステ
ナイトステンレス鋼、インコネル等の熱伝導性の悪い金
属パイプ製で構成されており、これよりも低融点の金属
材料、例えばアルミニウム、マグネシウム、鋳鉄等の鋳
物材で鋳造した本体１１の弁軸挿通部１６に一体化され
ており、これによって連結状態が確実で耐久性に富み、
しかも結露防止機能を達成するようになっている。（特
開平５−１２６２６０号公報参照）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来例におい
ては、アルミニウムその他の鋳物材によって構成された
鋳造製本体１１に、オーステナイトステンレス鋼等の熱
伝導性の悪い金属パイプ製の弁軸挿通用ネック部１７
を、鋳造時に一体化するように構成されており、所期の
機能は有するものの、バタフライ弁の弁体の開閉及び制
御において、連続的且つ過酷な仕様、条件において上記
金属パイプ製の弁軸挿通用ネック部１７の構成及び強度
上から、市販の薄肉ステンレスパイプ等では捩れの恐れ
がある等の問題点があった。

【０００８】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するもので、配管パイプ及びバタフライ弁本体部以外
の、形状及び構造の異なる部分の断熱カバーを不要とす
ると共に、異種材料からなる本体部と弁軸筒部とを強固
に一体化結合したバタフライ弁及びその製造方法を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、アルミニウムその他の鋳物材
からなる鋳造製中空筒状弁本体の全内周面に、該弁本体
内に回動自在に軸支された円板状弁体の周縁部と圧接離
反する弾性材料からなる環状シートリングを装着した中
心形バタフライ弁において、別体にて製作されたステン
レス鋼鋳鋼製のアクチュエータ取付用フランジ部を有す
る弁軸筒部の下端部を、上記弁本体の軸支結合部に、別
体の金属層を介して一体化結合したことを特徴としてい
る。

【００１０】また、請求項２の発明は、アクチュエータ
取付用フランジ部を有する弁軸筒部材料を、中空筒状弁
本体材料より熱伝導率が低い金属材料で構成したことを
特徴としている。

【００１１】また、請求項３のバタフライ弁の製造方法
の発明は、アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製
中空筒状弁本体の全内周面に、該弁本体内に回動自在に
軸支された円板状弁体の周縁部と圧接離反する弾性材料
からなる環状シートリングを装着した中心形バタフライ
弁において、ステンレス鋼鋳鋼製のアクチュエータ取付
用フランジ部を有する弁軸筒部を別体にて製作し、該弁
軸筒部の下端部の表面に、アルミニウム、アルミニウム
合金又はステンレス鋼からなる自溶合金を溶射して別体
の金属層を形成して融着し易い状態にしたものを、アル
ミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製本体と一体的に
鋳込んで、本体軸支結合部に強固に一体化結合したこと
を特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明は上記のように構成されているので、請
求項１及び２の発明によれば、次の作用を生ずる。即
ち、弁軸の挿通する弁軸筒部が、アルミニウムその他の
鋳物材からなる弁本体より熱伝導率の低いステンレス鋼
鋳鋼製であるため、弁本体からの熱伝導作用が該弁軸筒
部で遮断されるので、該弁軸筒部並びに該弁軸筒部と一
体のアクチュエータ取付用フランジ部における結露現象
を防止することができ、図５においてリング状断熱カバ
ー４で被覆できない弁軸筒部２Ｂやアクチュエータ６が
大気中に露出されていても、大気中の水分が結露してく
る恐れがない。

【００１３】一方、上記弁軸筒部の下端部は、溶射等に
よって形成された別体の金属層を介してアルミニウムそ
の他の鋳物材からなる鋳造製本体の軸支結合部に、強固
に一体化結合されている。

【００１４】また、請求項３の製造方法の発明によれ
ば、上記ステンレス鋼鋳鋼製の弁軸筒部の下端部の表面
と、アルミニウムその他の鋳物材からなる本体軸支結合
部とは、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレ
ス鋼からなる別体の自溶合金の金属層が溶射によって介
在されているので、金属組織的にみて鋳ぐるみにおける
接合状態を呈するものとみられ、高温状態の心材に相当
するステンレス鋼製弁軸筒下部の表面が、固液共有状態
の弁本体を構成するアルミニウムその他の溶湯と接して
接合されることになり、この際、溶射によって、短時間
の固液共存でも良好な接合が得られる。このことは、微
視的には接触部での相互拡散の問題に帰するとみられる
接合に、影響を与えると思われる表面の粗さ、清浄度等
の表面性状に対する敏感性が、心材と溶湯の間に介在す
る溶射による液相により大幅に低減されるとみることが
できる。（「鋳物」第６６巻（１９９４年）第８号Ｐ．
５６７〜５７２参照）

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す結露を防止したバ
タフライ弁の外観図、図２は、図１の管軸を含む断面図
である。

【００１６】図２において、２１は、アルミニウムその
他の、弁軸筒部２２の金属材料よりも低溶融点を有する
鋳物材からなる鋳造成形した本体（弁本体）で、該本体
２１ａ内面に弾性材料（エラストマ）からなるシートリ
ング２３が装着され、該シートリング２３に周縁部を圧
接、離反することによって流路２４を開閉する弁体２５
が、軸方向対向位置に配設された下部弁軸２６と上部弁
軸２７によって旋回可能に収納され、上部弁軸２７は、
駆動軸として、本体２１の外周面から直径方向外方へ突
出した上記弁軸筒部２２内を延び、その外端に、図示し
ない、該弁軸２７を駆動するアクチュエータが連結さ
れ、該アクチュエータは弁軸筒部２２の外端に一体に固
定された取付フランジ２２ａに固着されるようになって
いる。そして、上部弁軸２７からの流体の外部洩れを防
止するパッキン２８が、又下部弁軸２６からの流体の洩
れを防止するパッキン２９が、それぞれ図示のように装
着されている。

【００１７】上記のような構造を有するバタフライ弁に
おいて、本実施例（本発明）は、弁軸筒部２２の一部又
は全部を、熱伝導率が低い金属材料、例えばステンレス
鋼鋳鋼等で構成し、また弁本体２１を、アルミニウムそ
の他の鋳造製（アルミニウム合金鋳物、ＪＩＳＨ５
２０２、アルミニウム合金ダイカストＪＩＳＨ５３
０２等）で構成し、且つこれらの両者を強固に一体化さ
せるために、上記弁軸筒部２２の下端部（弁本体との結
合部と同じ）に、次のような手段を講じている。

【００１８】（ｉ）弁軸筒部２２の回転防止のための回
り止め手段として、自動弁等の弁開閉出力の大なるアク
チュエータを取付フランジ部２２ａに取付けた場合、弁
軸筒部２２端部が捩れ、また曲げ応力が加わるので、こ
れらを吸収できるような断面形状として、図３及び図４
に示す実施例では、接合部の周面を８角形に形成してい
るが、これに限らず、歯形状、凹凸状等でも、回り止め
策があればよい。

【００１９】（ii）また、弁軸筒部２２が本体２１から
抜け出さない抜け出し防止手段として、弁軸筒部２２端
部の形状を変形しておく必要があり、その一例として、
端部を膨出、段付、拡張等何れの手段でもよく、図３に
示す実施例では、最端部Ａが８角形で膨出しており、こ
れにより上記回転防止作用も兼ねていることになる。ま
た、図４に示す実施例では、抜け出し防止策が最端部Ｂ
を丸状に形成しており、回り止め策は、中間部Ｃを８角
状に形成している。

【００２０】(iii) また、弁軸筒部２２の下端部の表面
粗度を荒くする手段として、別体の金属層を介する場合
の付着力を増大させるために、一例として、弁軸筒部２
２の下端部表面にスチールグリッドブラスト法又化学処
理法等を施こすが、これは前処理工程に相当する。

【００２１】（iv）弁軸筒端部で上記（ｉ）（ii） (ii
i)の施工済みのものを、アセチレンガスフレーム法等に
より、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレス
鋼を溶射皮膜厚さ０．２〜０．３ｍｍ施工する。なお、
膜厚を厚くし過ぎると、本体２１の鋳造時に気孔が発生
し、その結果、一体化結合力が低下することになる。

【００２２】また、上記バタフライ弁を製造するに際し
ては、ステンレス鋼鋳鋼等のアクチュエータ取付用フラ
ンジ部を有する弁軸筒部を別体にて製作し、該弁軸筒部
の下端部の表面に、アルミニウム、アルミニウム合金又
はステンレス鋼（ＳＵＳ４２０，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ
２０２等）からなる自溶合金を溶射して別体の金属層を
形成して融着し易い状態にしたものを、アルミニウムそ
の他の鋳物材からなる鋳造製本体と一体的に鋳込んで、
本体軸支結合部に強固に一体化結合することができる。

【００２３】この際、上記のようにアルミニウム本体２
１の軸支結合部２１ａを外側にし、ステンレス鋼弁軸筒
部２２を内側にする理由は、アルミニウム本体鋳造時に
ステンレス鋼弁軸筒部２２を鋳型にセットし鋳造され、
従ってアルミニウム本体２１が鋳造後、収縮され、前記
弁軸筒部２２と、より一層強固に一体化するためであ
る。

【００２４】上記のように構成されているので、（ｉ）
ステンレス鋼等の熱伝導率が低い材料で構成された弁軸
筒部２２により、本体２１からの熱伝導作用が遮断さ
れ、そのため該弁軸筒部２２における結露現象が防止さ
れるので、従来の全アルミニウム製本体（本体と弁軸筒
部）と比較して、弁軸筒部及びアクチュエータ部を保温
被覆する必要がない。

【００２５】また、（ii）弁軸筒部２２はステンレス鋼
鋳鋼製であるため、該弁軸筒端部の抜け止め、回り止め
及び表面粗度等の諸形状を機械加工することなく鋳造品
のままで使用することができるので、工数の削減とな
る。

【００２６】また、(iii) 弁軸筒部２２はステンレス鋼
鋳鋼製であるため、アクチュエータ取付用フランジ２２
ａを溶接等で接合する必要がなく一体的に形成できるの
で、工数の削減となるばかりでなく、自動弁等の出力の
大きいアクチュエータを取付けても、弁軸筒接合部（本
体部基部）付近の捩れ、曲げ応力に対して強力である。

【００２７】また、（iv）弁軸筒下端部を溶射により別
体の金属層を介して本体２２の軸支結合部２２ａに一体
化結合しているので、従来例より、より一層強固に一体
化結合することができる。

【００２８】上記した実施例において、弁軸筒部２２の
下端部の表面に別体の金属層を溶射して形成する製造方
法について説明したが、該ステンレス鋼製の弁軸筒部２
２の下端部を、アルミニウム、アルミニウム合金又はス
テンレス鋼（ＳＵＳ４２０，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ２０
２等）の溶湯中に一定時間浸漬したあと、所定温度に加
熱して融着し易い状態に上記別体の金属層を形成したも
のを、アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製本体
と一体的に鋳込んで、強固に一体化結合してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明においては、アルミニウムその他の鋳物
材からなる鋳造製中空筒状弁本体の全内周面に、該弁本
体内に回動自在に軸支された円板状弁体の周縁部と圧接
離反する弾性材料からなる環状シートリングを装着した
中心形バタフライ弁において、別体にて製作されたステ
ンレス鋼鋳鋼製のアクチュエータ取付用フランジ部を有
する弁軸筒部の下端部を、上記弁本体の軸支結合部に、
別体の金属層を介して一体化結合したことにより、次の
ような効果を奏することができる。

【００３０】（ｉ）弁軸筒部がステンレス鋼鋳鋼製から
なるため、抜け止めや回り止め等の諸形状を、機械加工
することなく鋳造品のままで使用することができるの
で、工数を削減することができる。

【００３１】（ii）弁軸筒部がステンレス鋼鋳鋼製から
なるため、アクチュエータ取付用フランジ部と一体成形
することができるので、該フランジ部を別体にしたもの
より工数を削減できるばかりでなく、自動弁等の出力の
大きいアクチュエータを取付けても、弁軸筒接合部（本
体部基部）付近の捩れ、曲げ応力に対して強力である。

【００３２】(iii) 弁軸筒下端部を別体の金属層を介し
て本体部に一体化結合しているので、従来例より、より
強固に結合することができ、また、本体からの熱伝導が
該弁軸筒部で阻止され、保温被覆することなく、結露現
象を防ぐことができる。

【００３３】また、請求項２の発明においても、上記と
同様の効果を奏することができる。

【００３４】また、請求項３のバタフライ弁の製造方法
においては、ステンレス鋼鋳鋼製のアクチュエータ取付
用フランジ部を有する弁軸筒部を別体にて製作し、該弁
軸筒部の下端部の表面に、アルミニウム、アルミニウム
合金又はステンレス鋼からなる自溶合金を溶射して別体
の金属層を形成して融着し易い状態にしたものを、アル
ミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製本体と一体的に
鋳込むことにより、弁軸筒部を本体の軸支結合部に、よ
り強固に一体化結合することができ、耐久性に富んだ結
露を防止したバタフライ弁を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す結露を防止したバタフ
ライ弁の外観図である。

【図２】図１の管軸を含む断面図である。

【図３】（ａ）は図２のＸ部の要部断面図、（ｂ）は図
（ａ）の III−III 線矢視図である。

【図４】（ａ）は図２のＸ部の他の実施例を示す要部断
面図、（ｂ）は図（ａ）のIV−IV線矢視図である。

【図５】断熱カバーを用いて結露を防止した従来例を示
すバタフライ弁の状態図である。

【図６】断熱カバーを用いて結露を防止した他の従来例
を示すバタフライ弁の状態図である。

【図７】結露を防止したバタフライ弁の従来例を示し、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）は上面図である。

【符号の説明】

２１弁本体２１ａ弁本体の軸支結合部２２弁軸筒部２２ａアクチュエータ取付用フランジ部２３弾性シートリング２４流体通路２５弁体２６，２７弁軸２８，２９パッキン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳
造製中空筒状弁本体の全内周面に、該弁本体内に回動自
在に軸支された円板状弁体の周縁部と圧接離反する弾性
材料からなる環状シートリングを装着した中心形バタフ
ライ弁において、別体にて製作されたステンレス鋼鋳鋼
製のアクチュエータ取付用フランジ部を有する弁軸筒部
の下端部を、上記弁本体の軸支結合部に、別体の金属層
を介して一体化結合したことを特徴とする結露を防止し
たバタフライ弁。
【請求項２】アクチュエータ取付用フランジ部を有す
る弁軸筒部材料を、中空筒状弁本体材料より熱伝導率が
低い金属材料で構成したことを特徴とする請求項１記載
のバタフライ弁。
【請求項３】アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳
造製中空筒状弁本体の全内周面に、該弁本体内に回動自
在に軸支された円板状弁体の周縁部と圧接離反する弾性
材料からなる環状シートリングを装着した中心形バタフ
ライ弁において、ステンレス鋼鋳鋼製のアクチュエータ
取付用フランジ部を有する弁軸筒部を別体にて製作し、
該弁軸筒部の下端部の表面に、アルミニウム、アルミニ
ウム合金又はステンレス鋼からなる自溶合金を溶射して
別体の金属層を形成して融着し易い状態にしたものを、
アルミニウムその他の鋳物材からなる鋳造製本体と一体
的に鋳込んで、本体軸支結合部に強固に一体化結合した
ことを特徴とする結露を防止したバタフライ弁の製造方
法。