JPH1137331A - Valve - Google Patents

Valve

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JPH1137331A
JPH1137331A JP20738197A JP20738197A JPH1137331A JP H1137331 A JPH1137331 A JP H1137331A JP 20738197 A JP20738197 A JP 20738197A JP 20738197 A JP20738197 A JP 20738197A JP H1137331 A JPH1137331 A JP H1137331A
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JP
Japan
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resin
metal
top flange
valve
functionally graded
Prior art date
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Application number
JP20738197A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Takahashi
浩一 高橋
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Kitz Corp
Original Assignee
Kitz Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent nonconformity caused by difference in heat transfer or thermal expansion of metal and resin by forming at least a top flange of a body of a metal valve with a resin, and by placing a functionally gradient material formed through changing a component ratio of metal and resin continu ously or stepwise between a metal part and a resin part. SOLUTION: As a top flange part 2 to which a control device is attached is made of a resin, a low or a high temperature of a body is not transferred to the control device, and there is no heat transfer through a fastening bolt for connecting the control device to the resin top flange part 2. Thus, the control device will not freeze, become inoperable or cause dew condensation to rust. Moreover, as a connecting member 3 of a functionally gradient material formed by metal and resin is used between the resin top flange part 2 and a metal yoke part 1, a difference of thermal expansion is smoothly absorbed. As no excessive internal stress is generated, damage will not occur even when used for a long time at a high temperature, or high and low temperatures are repeated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はバルブに関し、主と
して結露防止のための低温用途に使用するためのもので
あり、その他、高温水にも使用でき得るバルブに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve, and more particularly to a valve which can be used for low-temperature applications for preventing dew condensation and also for high-temperature water.

【0002】[0002]

【従来の技術】低温用途に用いるバルブにおいて、操作
装置まで低温になると、操作装置で結氷して操作が困難
になったり、操作装置で結露して錆を生じたり、その水
分がバルブや配管の保温被覆を汚損したり、作業環境を
悪化させたりする。また、高温水に使用して操作装置ま
で高温になると、操作がし難くなる。
2. Description of the Related Art In a valve used for low-temperature applications, when the temperature of an operating device becomes low, the operating device freezes, making it difficult to operate, or dew forms on the operating device to form rust. Soil the insulation and worsen the working environment. In addition, if the temperature of the operating device is increased by using high-temperature water, the operation becomes difficult.

【0003】これを防ぐために、従来は、操作装置とこ
れを装着するトップフランジとの間に断熱材を挾んだ
り、トップフランジを金属を心金にして樹脂をコーティ
ングした構造にしたり、樹脂のトップフランジを金属の
ヨークに接続したりしていた。この場合、ステムを通し
ての熱伝導に対する対策は、ほとんどなされていないの
が実情であった。
In order to prevent this, conventionally, a heat insulating material is interposed between the operating device and a top flange to which the operating device is mounted, a structure in which the top flange is coated with a resin by using a metal core as a metal, The top flange was connected to a metal yoke. In this case, it was a fact that almost no measures were taken against heat conduction through the stem.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の断熱材を挟む方
法では、取付座間での熱伝導は防げられるが、締付けボ
ルトを通しての熱伝導があり、これを防止するための対
策が厄介であって不完全になりがちであった。また、金
属を芯金にして樹脂をコーティングする方法は、高価に
つく上に強度上に難点があり、樹脂のトップフランジ部
を金属のヨーク部に接続する方法は、両者の熱膨張の違
いが大きく、強度上から圧入等の方法が行えず、破損し
やすい構造であった。
In the above-described method of sandwiching the heat insulating material, heat conduction between the mounting seats can be prevented, but heat conduction through the fastening bolt is required, and measures for preventing this are troublesome. Tend to be incomplete. Also, the method of coating resin with metal as a core metal is expensive and has drawbacks in strength.The method of connecting the top flange of the resin to the yoke of the metal has a difference in thermal expansion between the two. The structure was large and could not be press-fitted from the viewpoint of strength, and was easily damaged.

【0005】更に、ステムにも何らかの断熱対策が必要
であり、この点の開発も望まれていた。本発明のバルブ
とステムは、上記の従来のバルブやバルブのステムが有
する課題を解決するためのものである。
[0005] Further, the stem also needs some heat insulation measures, and development of this point has been desired. A valve and a stem according to the present invention are for solving the problems of the above-described conventional valve and valve stem.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0006】本発明は、上記の目的を解決するために、
次のようにした。すなわち、金属バルブのボデーの少な
くともトップフランジを樹脂で形成して、これらの金属
部分と樹脂部分との間に金属と樹脂との成分比を連続的
又は階段状に変化させて形成した傾斜機能材料を介在さ
せた。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned object.
I did the following: That is, at least the top flange of the body of the metal valve is formed of a resin, and a functionally graded material formed by continuously or stepwise changing the component ratio of the metal and the resin between the metal portion and the resin portion. Was interposed.

【0007】この場合、一端を金属、他端を樹脂とした
上記傾斜機能材料で作成した接続部材の一端をボデー側
の金属部分に、他端をトップフランジ側の樹脂部分に圧
入、螺合、接着、熱融着等によって接続してもよく、上
記接続部材の他端に樹脂のトップフランジ側を射出成形
によって一体に成形し、一端をボデー側の金属部分に圧
入、螺合、接着等によって接続してもよい。
In this case, one end of the connecting member made of the above-described functionally graded material having one end made of metal and the other end made of resin is press-fitted into the metal part on the body side, and the other end is pressed into the resin part on the top flange side. It may be connected by adhesion, heat fusion, or the like, and the other end of the connection member is integrally molded with the top flange side of the resin by injection molding, and one end is pressed into a metal part on the body side, screwed, bonded, or the like. You may connect.

【0008】また、上記接続部材と上記トップフランジ
側とを一体に焼成して成形し、その金属部分である一端
をボデー側の金属部分に圧入、螺合、接着等によって接
続してもよい。更に、上記接続部材をボデー側の金属部
分で保護するようにするとよい。
Further, the connection member and the top flange side may be integrally fired and formed, and one end of the metal portion may be press-fitted, screwed, bonded, or the like to the metal portion on the body side. Further, the connection member is preferably protected by a metal part on the body side.

【0009】また、上記の樹脂はエンジニアリングプラ
スチックであるとよく、この樹脂はガラス、炭素等の繊
維を混入した強化樹脂であるとよい。また、上記金属バ
ルブのボデー材料は銅合金、鋳鉄、鋼、ステンレス鋼、
ダクタイル鉄等のいずれか、又はこれらにコーティング
を施したものであるとよく、上記のバルブはボールバル
ブ又はバタフライバルブであるのが好ましい。
The above resin is preferably an engineering plastic, and this resin is preferably a reinforced resin mixed with fibers such as glass and carbon. The body material of the metal valve is copper alloy, cast iron, steel, stainless steel,
Any of ductile iron or the like or a coating thereof may be applied, and the above-mentioned valve is preferably a ball valve or a butterfly valve.

【0010】また、バルブボデーのヨーク部の途中に断
熱材を設け、この断熱材とトップフランジ側の金属部分
との間と、断熱材とボデー側の金属部分又は樹脂部分と
の間に、それぞれ金属と樹脂との成分比を連続的又は階
段状に変化させて形成した傾斜機能材料を介在させた。
この場合、断熱材は、樹脂材料又はシリコンカーバイト
等のセラミックスである。
A heat insulator is provided in the middle of the yoke portion of the valve body, and between the heat insulator and the metal portion on the top flange side, and between the heat insulator and the metal portion or the resin portion on the body side, respectively. A functionally graded material formed by changing the component ratio of metal and resin continuously or stepwise was interposed.
In this case, the heat insulating material is a resin material or a ceramic such as silicon carbide.

【0011】更に、トップフランジ側とボデー側を異な
る樹脂材料で形成し、このトップフランジ側とボデー側
との間に金属と樹脂との成分比を連続的又は階段状に変
化させて形成した傾斜機能材料を介在させた。この場
合、トップフランジ部は、ガラス繊維入りエンジニアリ
ングプラスチックであり、ボデー側のヨーク部はポリエ
チレン、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリブデン等の
樹脂材料であって、トップフランジ部と傾斜機能材料を
射出一体成形すると共に、ボデー側のヨーク部と傾斜機
能材料で成形した接続部材を接着又は融着するようにし
た。
Further, the top flange side and the body side are formed of different resin materials, and the slope formed by changing the metal / resin component ratio between the top flange side and the body side continuously or stepwise. Functional materials were interposed. In this case, the top flange portion is an engineering plastic containing glass fiber, the yoke portion on the body side is a resin material such as polyethylene, vinyl chloride, polypropylene, or polybutene, and the top flange portion and the functionally gradient material are injection-molded. At the same time, the yoke portion on the body side and the connection member formed of the functionally graded material are bonded or fused.

【0012】次に、ステムは、金属と樹脂との成分比を
連続的又は階段状に変化させて形成した傾斜機能材料を
上部と下部の間に介在させた。この場合、上記の上部を
樹脂で形成し下部を金属で形成するとよく、上記の上部
及び下部を金属で形成し、上記の傾斜機能材料を、中間
に樹脂層がありその両側に金属と樹脂との比を両端の金
属部分に向かって連続的又は階段状に変化させて形成し
た傾斜機能材料にする。
Next, in the stem, a functionally graded material formed by changing the component ratio of metal and resin continuously or stepwise is interposed between the upper and lower parts. In this case, the upper part is preferably formed of resin and the lower part is formed of metal.The upper part and lower part are formed of metal, and the functionally graded material described above is provided with a resin layer in the middle and metal and resin on both sides thereof. Is continuously or stepwise changed toward the metal parts at both ends to form a functionally graded material.

【0013】本発明のバルブは、金属バルブのボデーに
おいて、操作装置を装着するトップフランジが樹脂であ
るので、ボデーの低温又は高温が操作装置に伝わらず、
また、操作装置を樹脂のトップフランジに接続する締付
けボルトは、ボデーの金属部分に接していないので、締
付けボルトを通しての熱伝導はない。このため、操作装
置で結氷して操作が困難になったり、操作装置で結露し
て錆を生じたり、その水分がバルブの配管の保温被覆を
汚損したり、作業環境を悪化させたりすることがない。
また、高温水に使用して操作装置まで高温になって、操
作し難くなることもない。
In the valve of the present invention, since the top flange for mounting the operating device in the body of the metal valve is made of resin, the low or high temperature of the body is not transmitted to the operating device.
Further, since the tightening bolt connecting the operating device to the resin top flange is not in contact with the metal part of the body, there is no heat conduction through the tightening bolt. For this reason, it is difficult for the operation device to freeze due to icing, the operation device may condense and form rust, the moisture may contaminate the thermal insulation coating of the valve piping, and the working environment may be deteriorated. Absent.
In addition, the temperature of the operating device is raised to a high temperature by using high-temperature water, so that it is not difficult to operate.

【0014】しかも、トップフランジ側の樹脂部分とボ
デー側の金属部分との間に金属と樹脂とで構成した傾斜
機能材料を介在させたので、樹脂と金属の熱膨張の差が
スムーズに吸収されて過大な内部応力が発生せず、高温
で長時間使用しても、低温と高温とを繰り返しても、損
壊することがない。
Further, since the functionally gradient material composed of metal and resin is interposed between the resin portion on the top flange side and the metal portion on the body side, the difference in thermal expansion between the resin and the metal is smoothly absorbed. It does not cause excessive internal stress and does not break even when used at a high temperature for a long period of time or repeatedly at a low temperature and a high temperature.

【0015】また、この傾斜機能材料は、一端がボデー
側の金属と、他端がトップフランジ側の樹脂と接続され
るが、これらの接続は金属と金属との接続であり、樹脂
と樹脂との接続であるので、いずれの側においても圧
入、螺合、接着等によって容易に接続することができ、
接続が極めて容易である。また、同材料又は同質材料の
接続であるので、熱によってこの接続が損壊することは
ない。
One end of the functionally graded material is connected to the metal on the body side and the other end is connected to the resin on the top flange side. These connections are metal-to-metal connections. , So it can be easily connected by press-fitting, screwing, bonding, etc. on either side,
Connection is extremely easy. Further, since the connection is made of the same material or the same material, the connection is not damaged by heat.

【0016】更に、上記の傾斜機能材料とトップフラン
ジ側との接続については、圧入、螺合、接着等の方法以
外に、熱融着工法による接合やトップフランジを一体に
射出成形する方法及びトップフランジと傾斜機能材料を
一体に焼成して成形する方法を提案している。このよう
な方法によって、本発明のバルブを容易に作ることが可
能である。
Further, as for the connection between the functionally graded material and the top flange side, in addition to methods such as press-fitting, screwing, bonding, etc., a method of joining by a heat fusion method or a method of integrally injection molding the top flange and a method of forming the top flange. A method has been proposed in which a flange and a functionally graded material are integrally fired and molded. By such a method, the valve of the present invention can be easily manufactured.

【0017】また、傾斜機能材料で形成した接続部材を
ボデー側の金属部分で保護すると、外部からの衝撃によ
る破損を防止することができる。
Further, when the connecting member formed of the functionally graded material is protected by the metal part on the body side, breakage due to external impact can be prevented.

【0018】この場合、使用する樹脂は、エンジニアリ
ングプラスチックが適しており、これにガラス、炭素等
の繊維を混入した強化樹脂が強靱であって好適である。
また、金属バルブのボデー材料は、銅合金、鋳鉄、鋼、
ステンレス鋼、ダクタイル鉄などのいずれでも適してお
り、これらにコーティングを施こしたものも適してお
り、ボールバルブとバタフライバルブが、本発明に好適
なバルブである。
In this case, the resin to be used is suitably an engineering plastic, and a reinforced resin in which fibers such as glass and carbon are mixed is preferable because of its toughness.
The metal valve body material is copper alloy, cast iron, steel,
Any of stainless steel, ductile iron and the like are suitable, and those coated with these are also suitable. Ball valves and butterfly valves are suitable valves for the present invention.

【0019】ステムについても、その上部と下部との間
を傾斜機能材料によって断熱させると、ボデー側の低温
又は高温がステムを通して操作装置に伝わって、操作装
置で結氷したり結露したり、あるいは高温になったりす
ることがない。
If the upper and lower parts of the stem are insulated by a functionally graded material, the low or high temperature on the body side is transmitted to the operating device through the stem, and ice or dew is formed on the operating device. It does not become.

【0020】ステムの上部が樹脂である場合には、一端
を金属、他端を樹脂とする傾斜機能材料を用いればよい
が、上部も金属である場合には、中間に樹脂層があり両
端が金属である傾斜機能材料が必要で、これによって断
熱と熱膨張の差の吸収を行うことができる。
When the upper part of the stem is made of resin, a functionally graded material having one end made of metal and the other end made of resin may be used. If the upper part is made of metal, a resin layer is provided in the middle and both ends are made of metal. A functionally graded material, which is a metal, is required, which allows for thermal insulation and absorption of the difference in thermal expansion.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図1及び図9は、本発明の一
実施形態を示す部分縦断面図であって、1はこの金属バ
ルブの金属部分であるヨーク部、2は樹脂部分であるト
ップフランジ部、3は金属と樹脂との成分比を階段状に
変化させて形成した傾斜機能材料を用いて作成した接続
部材である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 9 are partial longitudinal sectional views showing an embodiment of the present invention, in which 1 is a yoke portion which is a metal portion of the metal valve, 2 is a top flange portion which is a resin portion, and 3 is a metal portion. This is a connection member formed using a functionally graded material formed by changing the component ratio with resin in a stepwise manner.

【0022】図9は、圧入、螺合又は接着に必要な厚さ
をもった金属部分3aを形成し、一方、樹脂部分3e
は、熱融着に必要な厚さをもち、熱融着する場合は、樹
脂部分3eとトップフランジ2との間にヒータ板を当
て、所定時間加熱後速やかにヒータ板を取り外し、樹脂
部分2eとトップフランジ2を所定の圧力で所定時間密
着させる。
FIG. 9 shows a metal part 3a having a thickness necessary for press-fitting, screwing or bonding, while a resin part 3e is formed.
Has a thickness necessary for heat fusion, and in the case of heat fusion, a heater plate is applied between the resin portion 3e and the top flange 2, and after heating for a predetermined time, the heater plate is immediately removed. And the top flange 2 are brought into close contact with each other at a predetermined pressure for a predetermined time.

【0023】図2は、図1に示した実施形態の製造方法
を説明するための拡大部分縦断面図であって、ヨーク部
1と接続部材3とトップフランジ部2が、接続される前
の分離した状態で示されている。接続部位には、適度の
空間を設けて、部材の熱収縮を見込んでいる。ヨーク部
1は、通常の金属バルブのトップフランジ部を切削し
て、又は本バルブ用に作ったトップフランジ部がない金
属素材から作られたもので、接続部1aが形成されてい
る。また、トップフランジ部2は、樹脂で成形されたも
ので、これにも接続部2aが形成されている。
FIG. 2 is an enlarged partial longitudinal sectional view for explaining the manufacturing method of the embodiment shown in FIG. 1, wherein the yoke portion 1, the connecting member 3, and the top flange portion 2 are not connected. It is shown separated. An appropriate space is provided at the connection site to allow for thermal contraction of the member. The yoke portion 1 is formed by cutting a top flange portion of an ordinary metal valve or a metal material having no top flange portion made for the present valve, and has a connection portion 1a. The top flange 2 is formed of resin, and has a connection 2a formed thereon.

【0024】接続部材3は、図の3a、3b、3c、3
d、3eの各部分を、金属と樹脂との成分比が順に10
0/0、75/25、50/50、25/75、0/1
00になるように金属と樹脂の粉体を金型内に調合充填
して圧縮成形し、これを焼成して形成した傾斜機能材料
を用いて作成したものである。
The connecting members 3 are 3a, 3b, 3c, 3
d, 3e, the component ratio of metal to resin is 10
0/0, 75/25, 50/50, 25/75, 0/1
It is made by using a functionally graded material formed by blending and filling metal and resin powders into a mold so as to obtain 00, compression-molding the mixture, and firing the mixture.

【0025】接続部材3の金属部分3aをヨーク部1の
接続部1aに、また、接続部材3の樹脂部分3eをトッ
プフランジ部2の接続部2aに、それぞれ圧入、螺合、
接着等によって接続して、図1のように形成するが、本
実施形態では、金属対金属の接続は圧入とし、樹脂対樹
脂の接続は接着材を用いた接着とした。
The metal portion 3a of the connecting member 3 is press-fitted, screwed into the connecting portion 1a of the yoke portion 1, and the resin portion 3e of the connecting member 3 is connected to the connecting portion 2a of the top flange portion 2.
The connection is made by bonding or the like to form as shown in FIG. 1. In this embodiment, the metal-to-metal connection is press-fitted, and the resin-to-resin connection is bonding using an adhesive.

【0026】図3は、本発明のバルブの他の実施形態を
示す部分縦断面図であって、図1の場合と同様に、金属
部分であるヨーク部1と、樹脂部分であるトップフラン
ジ部2と、傾斜機能材料を用いて作成した接続部材3と
からなっている。図4は、図3に示した実施形態の作り
方を説明するための拡大部分縦断面図であって、ヨーク
部1は図2の場合と同じものである。接続部材3は、図
2の場合と同様に作られ、図に示した形状にした後に射
出成形型の中に装着し、これに樹脂を射出してトップフ
ランジ部2を接続部材3と一体になるように成形する。
すなわち、樹脂部分であるトップフランジ部2は、接続
部材3と融着しており、特に樹脂部分である3eとは完
全に融着して一体になっている。
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing another embodiment of the valve of the present invention. As in the case of FIG. 1, a yoke portion 1 which is a metal portion and a top flange portion which is a resin portion. 2 and a connecting member 3 formed using a functionally graded material. FIG. 4 is an enlarged partial longitudinal sectional view for explaining how to make the embodiment shown in FIG. 3, and the yoke 1 is the same as that in FIG. The connection member 3 is made in the same manner as in the case of FIG. 2. After being formed into the shape shown in FIG. 2, the connection member 3 is mounted in an injection mold, and resin is injected into the injection mold so that the top flange portion 2 is integrated with the connection member 3. Mold so that
That is, the top flange portion 2 which is a resin portion is fused to the connection member 3, and in particular, is completely fused and integrated with the resin portion 3e.

【0027】図5は、このようにしてトップフランジ部
2と接続部材3とが一体になったものの外観図であっ
て、これの金属部分3aをヨーク部1の接続部1aに圧
入して接続し、図3に示した状態にする。
FIG. 5 is an external view of the top flange portion 2 and the connecting member 3 integrated in this manner. The metal portion 3a is press-fitted into the connecting portion 1a of the yoke portion 1 for connection. Then, the state shown in FIG. 3 is obtained.

【0028】図6は、本発明のバルブの更に他の実施形
態を示す部分縦断面図であって、樹脂のトップフランジ
部2と樹脂と金属からなる傾斜機能材料の接続部材2と
を一体に焼成してトップ部4を形成し、その金属部分4
aをヨーク1の接続部1aに圧入して形成したものであ
る。トップ部4は、図の4a、4b、4c、4d、4e
の各部分を、金属と樹脂との成分比が順に100/0、
75/25、50/50、25/75、0/100にな
るように、金属と樹脂の粉体を金型内に調合充填して圧
縮成形し、これを焼成して形成したものである。この場
合、アクチュエータを取付けのとき、トップフランジが
金属であれば、強度の関係から取付ネジを短くすること
ができる。
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing still another embodiment of the valve of the present invention, in which a resin top flange portion 2 and a connection member 2 of a functionally gradient material made of resin and metal are integrated. Baking to form the top part 4 and the metal part 4
a is press-fitted into the connecting portion 1a of the yoke 1. The top part 4 is 4a, 4b, 4c, 4d, 4e in the figure.
Is a component having a metal / resin component ratio of 100/0,
Metal and resin powders are compounded and filled in a mold so as to be 75/25, 50/50, 25/75, 0/100, compression-molded, and fired. In this case, when the actuator is mounted, if the top flange is made of metal, the mounting screws can be shortened from the viewpoint of strength.

【0029】図7は、本発明のバルブの更にまた他の実
施形態を示す部分縦断面図であり、図8は、図7に示し
た実施形態を説明するための拡大部分縦断面図であっ
て、図1及び図2の場合と同様に作成した接続部材3を
トップフランジ部2の接続部2aに接着剤によって接着
してあり、接続部材3はまた、ヨーク部1の接続部1a
に圧入してある。この実施形態では、この接続部1aが
深く形成してあって、傾斜機能材料で形成した接続部材
3が、金属で作られているヨーク1の一部1bによって
保護されるようになっている。
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view showing still another embodiment of the valve of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged partial longitudinal sectional view for explaining the embodiment shown in FIG. 1 and 2, the connecting member 3 formed in the same manner as in FIGS. 1 and 2 is bonded to the connecting portion 2a of the top flange portion 2 with an adhesive, and the connecting member 3 is also connected to the connecting portion 1a of the yoke portion 1.
Press fit. In this embodiment, the connecting portion 1a is formed deep, and the connecting member 3 formed of the functionally graded material is protected by a part 1b of the yoke 1 made of metal.

【0030】図10は、バルブボデーのヨーク部1の途
中に断熱材20を設け、この断熱材20とトップフラン
ジ2側の金属部分との間と、断熱材20とボデー1側の
金属部分3a又は樹脂部分3eとの間に、それぞれ金属
と樹脂との成分比を連続的又は階段状に変化させて形成
した傾斜機能材料である接続部材3を介在させたバルブ
である。この場合、断熱材20は、樹脂材料又はシリコ
ンカーバイト等のセラミックスである。セラミックスの
加工が難しいため、ヨーク部1の途中に設け、加工が容
易な金属をトップフランジ2に用いる。
FIG. 10 shows a heat insulator 20 provided in the middle of the yoke 1 of the valve body, between the heat insulator 20 and the metal part on the top flange 2 side, and between the heat insulator 20 and the metal part 3a on the body 1 side. Alternatively, the valve has a connecting member 3 which is a functionally graded material formed by continuously or stepwise changing the component ratio of the metal and the resin between the resin portion 3e and the resin portion 3e. In this case, the heat insulating material 20 is a resin material or a ceramic such as silicon carbide. Since it is difficult to process ceramics, it is provided in the middle of the yoke portion 1 and a metal that is easily processed is used for the top flange 2.

【0031】図11は、トップフランジ部2側とボデー
1側を異なる樹脂材料で形成し、このトップフランジ2
側とボデー1側との間にトップフランジ部2の材料とボ
デー1の材料との成分比を連続的又は階段状に変化させ
て形成した傾斜機能材料である接続部材3を介在させ
た。トップフランジ部2では、ガラス繊維入りエンジニ
アリングプラスチックであり、ボデー側のヨーク部1は
ポリエチレン、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリブデ
ン等の樹脂材料であって、トップフランジ部2と傾斜機
能材料を射出一体成形すると共に、ボデー側のヨーク部
1と傾斜機能材料で成形した接続部材3を接着又は融着
するようにした。又は、ヨーク部1と傾斜機能材料を射
出一体成形し、トップフランジ部2と接続部材3を接着
又は融着するようにしても良い。上記の場合、アクチュ
エータを取付けるとき、トップフランジが金属であれ
ば、強度の関係から取付ネジを短くすることができる。
FIG. 11 shows that the top flange 2 side and the body 1 side are formed of different resin materials.
A connecting member 3 which is a functionally graded material formed by changing the component ratio of the material of the top flange portion 2 and the material of the body 1 continuously or stepwise between the side and the body 1 side. The top flange portion 2 is made of engineering plastic containing glass fiber, and the body side yoke portion 1 is made of a resin material such as polyethylene, vinyl chloride, polypropylene, or polybutene. The top flange portion 2 and the functionally gradient material are injection-molded. At the same time, the yoke portion 1 on the body side and the connection member 3 formed of a functionally graded material are bonded or fused. Alternatively, the yoke portion 1 and the functionally graded material may be integrally formed by injection, and the top flange portion 2 and the connecting member 3 may be bonded or fused. In the above case, when the actuator is mounted, if the top flange is made of metal, the mounting screws can be shortened in view of strength.

【0032】以上に説明したいずれの実施形態において
も、樹脂は炭素繊維又はガラス繊維のような強化材を充
填したエンジニアリングプラスチックであるとよく、金
属は、銅合金、鋳鉄、鋼、ステンレス鋼、ダクタイル鉄
等のいずれであってもよく、これらにコーティングを施
こしたものであってもよい。また、バルブがボールバル
ブかバタフライバルブである場合には、特に適用しやす
い。
In any of the embodiments described above, the resin is preferably an engineering plastic filled with a reinforcing material such as carbon fiber or glass fiber, and the metal is copper alloy, cast iron, steel, stainless steel, ductile. Any of iron and the like may be used, and these may be coated. Further, when the valve is a ball valve or a butterfly valve, it is particularly easy to apply.

【0033】次に、図12は本発明のステムの一実施の
形態を示す外観図であって、ステム5の上部6は樹脂、
下部7は金属で作られており、この間に8a、8b及び
8cの各部分の金属と樹脂との成分比を順に0/10
0、25/75、50/50、75/25、100/0
にした傾斜機能材料8を介在させた。この場合、大きな
ステムのときは、上部6及び下部7との接合は、圧入、
溶接、接着等の手段によって接合するのが好ましい。
Next, FIG. 12 is an external view showing an embodiment of the stem of the present invention.
The lower part 7 is made of metal. During this time, the component ratio between the metal and the resin in each part of 8a, 8b and 8c is set to 0/10 in order.
0, 25/75, 50/50, 75/25, 100/0
The functionally graded material 8 described above was interposed. In this case, in the case of a large stem, the connection with the upper part 6 and the lower part 7 is performed by press fitting,
It is preferable to join by means such as welding and bonding.

【0034】図13は、本発明のステムの他の実施形態
を示す外観図であって、ステム9の上部10も下部11
も金属で形成され、その間に、中間に樹脂層があり、そ
の両側に金属と樹脂との比を金属単体に向かって連続的
又は階段状に変化させて形成した傾斜機能材料12を介
在させた。なお、上部10と下部11との接続形状を図
に示したようにL字形にしたのは、ステムの回転力によ
る傾斜機能材料12の損壊を防止するためである。
FIG. 13 is an external view showing another embodiment of the stem of the present invention.
Is also made of metal, between which there is a resin layer in the middle, on both sides of which a functionally graded material 12 formed by changing the ratio of metal to resin continuously or stepwise toward the metal alone is interposed. . The connection between the upper part 10 and the lower part 11 is L-shaped as shown in the figure to prevent the functionally graded material 12 from being damaged by the rotational force of the stem.

【0035】次に、以上に説明した実施形態について、
その作用を説明する。図1、図3、図6及び図7に示し
た実施形態のように、本発明のバルブは、操作装置を装
着するトップフランジ部2が樹脂であるので、ボデーの
低温又は高温が操作装置に伝わらず、また、操作装置を
樹脂のトップフランジ部2に接続する締付けボルトは、
ボデーの金属部分に接していないので、締付けボルトを
通しての熱伝導はない。
Next, with respect to the embodiment described above,
The operation will be described. As in the embodiments shown in FIGS. 1, 3, 6 and 7, the valve of the present invention has a resin in which the top flange portion 2 for mounting the operating device is made of resin. The tightening bolt that connects the operating device to the resin top flange 2 is
Since there is no contact with the metal part of the body, there is no heat conduction through the tightening bolt.

【0036】このため、操作装置が結氷して操作が困難
になったり、操作装置で結露して錆を生じたり、その水
分がバルブの配管の保温被覆を汚損したり、作業環境を
悪化させたりすることがない。また、高温水に使用して
操作装置まで高温になって、操作し難くなることもな
い。
For this reason, the operation device is frozen to make the operation difficult, the operation device is condensed to form rust, the moisture contaminates the heat insulating coating of the valve pipe, and the working environment is deteriorated. Never do. In addition, the temperature of the operating device is raised to a high temperature by using high-temperature water, so that it is not difficult to operate.

【0037】しかも、樹脂のトップフランジ部2と金属
のヨーク部1との間に金属と樹脂で構成した傾斜機能材
料の接続部材3を用いたので、熱膨張の差がスムーズに
吸収され、過大な内部応力が発生しないので、高温で長
時間使用しても、高温と低温を繰り返しても、損壊する
ことがない。
Moreover, since the connecting member 3 made of a functionally graded material made of metal and resin is used between the resin top flange portion 2 and the metal yoke portion 1, the difference in thermal expansion is smoothly absorbed, and excessively large. Since no internal stress is generated, it is not damaged even if it is used for a long time at a high temperature or is repeatedly used at a high temperature and a low temperature.

【0038】また、この傾斜機能材料で作成した接続部
材3は、金属である一端3aを金属であるヨーク部1
と、樹脂である他端3eを樹脂であるトップフランジ部
2と接続し、同材料同志の接続であるので、いずれの側
においても圧入、螺合、接着によって容易に接続するこ
とができるので、接続が極めて容易であり、熱によって
この接続が損壊することがない。
The connecting member 3 made of the functionally graded material has a yoke portion 1 made of metal at one end 3a.
And the other end 3e of the resin is connected to the top flange 2 of the resin, and the connection is made of the same material. Therefore, the connection can be easily performed by press-fitting, screwing, or bonding on any side. The connection is very easy and the connection is not damaged by heat.

【0039】更に、接続部材3とトップフランジ部2と
の接続は、図1に示した圧入又は螺合、接着の他に、図
3に示したように接続部材3にトップフランジ部2を射
出成形して接続しても、図6に示したようにトップフラ
ンジ部2と接続部材3とを一体に焼成して成形してもよ
く、本発明の構造を容易につくることができる。
Further, the connection between the connection member 3 and the top flange portion 2 is performed by pressing the top flange portion 2 into the connection member 3 as shown in FIG. Even if it is formed and connected, as shown in FIG. 6, the top flange portion 2 and the connecting member 3 may be integrally fired and formed, so that the structure of the present invention can be easily formed.

【0040】図7に示したように、金属のヨーク1の一
部1bで傾斜機能材料で形成した接続部材3の部分を保
護すると、外部からの衝撃による破損を防止することが
できる。
As shown in FIG. 7, when the portion 1b of the metal yoke 1 protects the portion of the connection member 3 formed of the functionally graded material, damage due to external impact can be prevented.

【0041】図12及び図13において、ステム5及び
9は、それぞれ上部6、10と下部7、11との間に傾
斜機能材料8、12を介在させたので、断熱作用によっ
てボデー側の低温又は高温が操作装置に伝わらず、操作
装置において結氷や結露をしたり、高温になったりする
ことがない。また、金属と樹脂の熱膨張の差がスムーズ
に吸収され、過大な熱応力が発生しないので、高温で長
時間使用しても、高温と低温を繰り返しても、損壊する
ことがない。
12 and 13, stems 5 and 9 have functionally graded materials 8 and 12 interposed between upper parts 6 and 10 and lower parts 7 and 11, respectively. The high temperature is not transmitted to the operating device, and there is no formation of ice or dew on the operating device or the high temperature. Further, since the difference in thermal expansion between the metal and the resin is smoothly absorbed and no excessive thermal stress is generated, there is no damage even when used at a high temperature for a long time or repeatedly between a high temperature and a low temperature.

【0042】本実施例においては、ポリブデン等の融着
について説明したが、これに限定されるものではなく、
硬質塩化ビニル、耐熱塩化ビニル、耐衝撃塩化ビニル、
ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ガス用中密度
ポリエチレン、水道用低密度ポリエチレン、配水用高密
度ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリ弗化ビリニデ
ン、ガラス繊維強化ポリエステル、四弗化エチレン、ポ
リ四弗化エチレン同士の融着にも適用できる。
In this embodiment, fusion of polybutene or the like has been described, but the invention is not limited to this.
Hard PVC, heat-resistant PVC, impact-resistant PVC,
Polypropylene, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, medium-density polyethylene for gas, low-density polyethylene for water supply, high-density polyethylene for water distribution, cross-linked polyethylene, polyvinylidene fluoride, glass fiber reinforced polyester, polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene It is also applicable to the fusion of ethylene fluoride.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のことから、明らかなように本発明
によると、次のような優れた効果を有する。操作装置に
おいて結氷して操作が困難になったり、結露して錆を生
じたり、その水分がバルブや配管の保温被覆を汚損した
り、作業環境を悪化させたりすることがなく、操作装置
が高温になって操作がし難くなることもない。
As apparent from the above, according to the present invention, the following excellent effects are obtained. The operating device does not become difficult to operate due to icing, dew forms rust, and the moisture does not stain the insulation of the valves and pipes, and does not deteriorate the working environment. The operation does not become difficult.

【0044】しかも、このために用いる断熱部分は、高
温で長時間使用しても、高温と低温を繰り返しても、損
壊することがない。また、製作が容易であり、従来の金
属バルブのヨーク部だけを経済的に改造することができ
る。更に、従来結露対策がなされていなかった小型アク
チュエータ搭載のバルブのステムも、断熱構造にするこ
とができる等の効果を有する。
Moreover, the heat insulating portion used for this purpose will not be damaged even if it is used at a high temperature for a long time, or repeatedly between a high temperature and a low temperature. Further, it is easy to manufacture, and only the yoke of the conventional metal valve can be economically modified. Furthermore, the stem of a valve equipped with a small actuator, for which no countermeasure against dew condensation has been taken conventionally, has an effect such that a heat insulating structure can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のバルブの一実施形態を示す部分縦断面
図である。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing one embodiment of a valve of the present invention.

【図2】図1に示した実施形態の作り方を説明するため
の拡大部分縦断面図である。
FIG. 2 is an enlarged partial longitudinal sectional view for explaining how to make the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】本発明のバルブの他の実施形態を示す部分縦断
面図である。
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing another embodiment of the valve of the present invention.

【図4】図3に示した実施形態の作り方を説明するため
の拡大部分断面図である。
FIG. 4 is an enlarged partial sectional view for explaining how to make the embodiment shown in FIG. 3;

【図5】図3の実施形態におけるトップフランジ部と接
続部材とが一体になったものの外観図である。
5 is an external view of the embodiment in which the top flange portion and the connection member in the embodiment of FIG. 3 are integrated.

【図6】本発明のバルブの更に他の実施形態を示す部分
縦断面図である。
FIG. 6 is a partial vertical sectional view showing still another embodiment of the valve of the present invention.

【図7】本発明のバルブの更にまた他の実施形態を示す
部分縦断面図である。
FIG. 7 is a partial vertical sectional view showing still another embodiment of the valve of the present invention.

【図8】図7に示した実施形態を説明するための拡大部
分縦断面図である。
FIG. 8 is an enlarged partial longitudinal sectional view for explaining the embodiment shown in FIG. 7;

【図9】本発明のバルブの一実施形態を示す部分断面図
である。
FIG. 9 is a partial sectional view showing an embodiment of the valve of the present invention.

【図10】本発明のバルブの他の形態を示す部分断面図
である。
FIG. 10 is a partial sectional view showing another embodiment of the valve of the present invention.

【図11】本発明のバルブの他の形態を示す部分断面図
である。
FIG. 11 is a partial sectional view showing another embodiment of the valve of the present invention.

【図12】本発明のステムの一実施形態を示す外観図で
ある。
FIG. 12 is an external view showing an embodiment of the stem of the present invention.

【図13】本発明のステムの他の実施形態を示す外観図
である。
FIG. 13 is an external view showing another embodiment of the stem of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヨーク部(ボデー) 2 トップフランジ部 3 接続部材(傾斜機能材料) 3a 一端(金属部分) 3e 他端(樹脂部分) 5、9 ステム 6、10 上部 7、11 下部 8、12 傾斜機能材料 20 断熱材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Yoke part (body) 2 Top flange part 3 Connection member (functionally gradient material) 3a One end (metal part) 3e Other end (resin part) 5, 9 Stem 6, 10 Upper part 7, 11 Lower part 8, 12 Functionally gradient material 20 Insulation

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属バルブのボデーの少なくともトップ
フランジを樹脂で形成して、これらの金属部分と樹脂部
分との間に金属と樹脂との成分比を連続的又は階段状に
変化させて形成した傾斜機能材料を介在させたことを特
徴とするバルブ。
At least a top flange of a body of a metal valve is formed of a resin, and a metal / resin component ratio is continuously or stepwise changed between the metal portion and the resin portion. A valve having a functionally graded material interposed.
【請求項2】 一端を金属、他端を樹脂とした上記傾斜
機能材料で成形した接続部材の一端をボデー側の金属部
分に、他端をトップフランジ側の樹脂部分に圧入、螺
合、接着又は熱融着等によって接続したことを特徴とす
る請求項1記載のバルブ。
2. A press-fitting, screwing, and bonding one end of the connecting member formed of the functionally graded material having one end of a metal and the other end of a resin into the body-side metal portion and the other end into the top flange-side resin portion. The valve according to claim 1, wherein the valve is connected by heat fusion or the like.
【請求項3】 上記接続部材の他端に樹脂のトップフラ
ンジ側を射出成形によって一体に成形し、一端をボデー
側の金属部分に圧入、螺合、接着等によって接続したこ
とを特徴とする請求項1記載のバルブ。
3. The connection member, wherein the top flange side of the resin is integrally formed with the other end of the resin by injection molding, and one end is connected to a metal part on the body side by press-fitting, screwing, bonding or the like. Item 6. The valve according to Item 1.
【請求項4】 上記接続部材と上記トップフランジ側と
を一体に焼成して成形し、その金属部分である一端をボ
デー側の金属部分に圧入、螺合、接着等によって接続し
たことを特徴とする請求項1記載のバルブ。
4. The method according to claim 1, wherein the connection member and the top flange side are integrally fired and molded, and one end of the metal part is connected to the metal part on the body side by press-fitting, screwing, bonding or the like. The valve according to claim 1, wherein
【請求項5】 バルブボデーのヨーク部の途中に断熱材
を設け、この断熱材とトップフランジ側の金属部分との
間と、断熱材とボデー側の金属部分又は樹脂部分との間
に、それぞれ金属と樹脂との成分比を連続的又は階段状
に変化させて形成した傾斜機能材料を介在させたことを
特徴とするバルブ。
5. A heat insulator is provided in the middle of the yoke portion of the valve body, and between the heat insulator and the metal portion on the top flange side and between the heat insulator and the metal portion or resin portion on the body side, respectively. A valve characterized by interposing a functionally graded material formed by changing the component ratio of metal and resin continuously or stepwise.
【請求項6】 請求項5における断熱材は、樹脂材料又
はシリコンカーバイト等のセラミックスであることを特
徴とするバルブ。
6. The valve according to claim 5, wherein the heat insulating material is a resin material or ceramics such as silicon carbide.
【請求項7】 トップフランジ側とボデー側を異なる樹
脂材料で形成し、このトップフランジ側とボデー側との
間に金属と樹脂との成分比を連続的又は階段状に変化さ
せて形成した傾斜機能材料を介在させたことを特徴とす
るバルブ。
7. A slope formed by forming the top flange side and the body side with different resin materials, and changing the component ratio of metal and resin between the top flange side and the body side continuously or stepwise. A valve characterized by interposing a functional material.
【請求項8】 トップフランジ部は、ガラス繊維入りエ
ンジニアリングプラスチックであり、ボデー側のヨーク
部はポリエチレン、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ
ブデン等の樹脂材料であって、トップフランジ部と傾斜
機能材料を射出一体成形すると共に、ボデー側のヨーク
部と傾斜機能材料で成形した接続部材を接着又は融着す
るようにした請求項7に記載のバルブ。
8. The top flange portion is made of engineering plastic containing glass fiber, and the yoke portion on the body side is made of a resin material such as polyethylene, vinyl chloride, polypropylene, or polybutene. The valve according to claim 7, wherein the valve is molded and the connecting member molded from the functionally gradient material is bonded or fused to the yoke on the body side.
【請求項9】 金属と樹脂との成分比を連続的又は階段
状に変化させて形成した傾斜機能材料を上部と下部との
間に介在させたステムを有することを特徴とするバル
ブ。
9. A valve having a stem in which a functionally graded material formed by changing the component ratio of metal and resin continuously or stepwise is interposed between an upper part and a lower part.
【請求項10】 上記の上部を樹脂で形成し下部を金属
で形成したことを特徴とする請求項9記載のバルブ。
10. The valve according to claim 9, wherein the upper portion is formed of a resin and the lower portion is formed of a metal.
【請求項11】 上記の上部及び下部を金属で形成し、
上記の傾斜機能材料を、中間に樹脂層がありその両側に
金属と樹脂との比を両端の金属部分に向かって連続的又
は階段状に変化させて形成した傾斜機能材料にしたこと
を特徴とする請求項9記載のバルブ。
11. The method according to claim 11, wherein the upper and lower portions are formed of metal.
The above-mentioned functionally graded material is characterized in that the functionally graded material is formed by changing the ratio of metal to resin on both sides continuously or stepwise toward the metal parts at both ends with a resin layer in the middle. The valve according to claim 9,
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008051341A (en) * 1997-11-05 2008-03-06 Kitz Corp Butterfly valve
JP2013163277A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Honda Motor Co Ltd Method for bonding metal material with resin material and welding apparatus employed for the same

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