JPH1137331A

JPH1137331A - バルブ

Info

Publication number: JPH1137331A
Application number: JP20738197A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takahashi; 浩一高橋
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】流体の温度によって操作装置が結氷したり結
露したりすることがなく、又は高温になったりすること
がないバルブを提供する。【解決手段】一端３ａを金属とし他端３ｅを樹脂と
し、その間の部分３ｂ、３ｃ、３ｄを金属と樹脂との成
分比を階段的に変化させて形成した傾斜機能材料で作成
した接続部材３の一端３ａをヨーク部１に、他端３ｅを
トップフランジ部２に圧入、螺入、接着又は熱融着等に
よって接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【課題を解決するための手段】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１２】本発明のステムの一実施形態を示す外観図で
ある。

【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。

【符号の説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。