JPH116571A - 弁の軸シール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁軸シール部２３のシール性を向上させると
ともに、ラバーシート２の断裂やクラックを生じにくく
する。 【解決手段】 弁軸３を回し、弁箱１内面のラバーシー
ト２から成る弁座５に弁体４を接離して各開閉する軸シ
ール構造である。その弁軸３の貫通孔６を含むラバーシ
ート２外面を全周に亘って突出させ、その突出部２１を
弁箱１内面の溝１１に嵌める。軸シール部２３はその突
出部２１内に形成して、他のラバーシート２の変形の影
響をなくす。突出部２１を弁箱１全周に設けることによ
り、ラバーシート２の変形抑制をその全周の突出部２１
が担う。シール部２３はコ字状の芯金２２を埋設して、
他のラバーシート２と切り離してより変形をなくす。芯
金２２内では、ラバーシート（シール部２３）は芯金２
２と切り離して弁軸３に追従し易くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、弁箱内周面に張
設したラバーシートと弁棒との密封性を向上させた弁の
軸シール構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】弁箱内面に張設したラバーシートと弁棒
との密封性を要求される弁には種々のものがあり、例え
ば、図１に示す、この発明に係る一実施例のバタフライ
弁もその一つである。このバタフライ弁は、円筒状の弁
箱１内面にラバーシート２を嵌合・貼着によって張設
し、弁軸３をそのラバーシート２を貫通させて前記弁箱
１に回転自在に設け、この弁軸３に一体の弁体４を前記
ラバーシート２内面の弁座５に接離して弁開閉を行う。

【０００３】このような弁において、弁棒３がラバーシ
ート２を貫通する部分には密封性（水密性）が要求さ
れ、一般には、そのラバーシート２の貫通孔（軸孔）６
を弁棒３の径より小さく設定し、ラバーシート２を弁棒
３に圧接した軸シール構造とすることより、その密封性
を担保している。しかし、この軸シール構造において
は、弁体４の弁座５への圧接及び弁体４への流体圧など
によりラバーシート２が弾性変形し、それにつれて軸孔
６が変形してシール性が低下する恐れがある。

【０００４】この軸孔６の変形を阻止するために、従来
から種々の技術が考案されており、例えば、実開昭５５
−１４４２５５号公報に、図６に示すように、ラバーシ
ート２の軸孔６の周りにリング９を埋め込んだ技術が開
示され、実開昭６１−１０１１５３号公報には、図７に
示すように、そのリング９に爪９１を設け、この爪９１
を弁箱１内面に嵌入係合した技術が開示されている。

【０００５】また、実開昭５９−１７４４５８号公報、
実開平３−７８１７９号公報には、弁軸貫通孔全周のラ
バーシート外面を突出させて、弁箱内面に嵌め込み、こ
の突出部における弁軸貫通部を弁軸シール部とした技術
が開示されている。この技術は、そのシール部内に補強
材を埋設することが好ましいとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６の従来例において
は、リング９を埋め込んだため、このリング９はラバー
シート２とともに動き得て、弁閉止時における弁体４の
弁座５への圧接、流体圧などによって、ラバーシート２
がその圧力方向に撓むと、それにつれてリング９も動
き、軸孔６と弁軸３が偏心してその軸孔６内面と弁軸３
との密着性が低下し、シール性が劣化する。

【０００７】また、弁軸３の回転につれて、シール部の
ラバーシート４もその摩擦力で動く（撓む）が、この動
きが正逆回転両方に繰り返されると、その周りのラバー
シート２（図３ｂ部分参照）にクラックや断裂が生じる
恐れがある。

【０００８】図７の従来例は、爪９１の存在により、リ
ング９が動く恐れはないため、図６のもののように、リ
ング９の移動による偏心に基づくシール性の劣化は発生
しない。しかし、リング９に囲まれたシール部は、弁軸
の軸方向において他のラバーシート２とつながっている
ため（図７の２ａ部分）、上記弁軸の回転によるシール
部の撓みが、その連結部２ａを介して他のラバーシート
２に影響し、上記クラック等が生じる恐れもある。ま
た、逆に、弁体の弁座への圧接力等によるラバーシート
２の撓みもその連結部２ａを介してシール部に及び、シ
ール部の変形（軸孔の偏心）を招く場合もある。さら
に、爪９１を係合する溝９２を弁箱１内面に形成するこ
とは、溝９２が細いため、作業性が悪く、爪９１との位
置調整もむずかしい。

【０００９】実開昭５９−１７４４５８号公報等に記載
の突出部でシール部を形成したものは、そのシール部が
弁箱内にあるため、その内壁面でシール部をなすラバー
シートの変形が抑制されるため、外力によるそのラバー
シートの変形が少なく、シール性の劣化も少ない。

【００１０】しかし、図７の従来例と同様に、その突出
部は他のラバーシートと弁軸方向においてつながってい
るため、上記クラック等の発生及びシール部の変形を招
く場合がある。

【００１１】この発明は、上記軸孔と弁軸の偏心をなく
すとともに、上記断裂やクラックを生じにくくすること
を課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、まず、弁軸がラバーシートを貫通する
弁の軸シール構造において、その弁軸貫通孔全周のラバ
ーシート外面を突出させて弁箱内面に嵌め込み、この突
出部における弁軸貫通部を、ラバーシートが弁軸に圧接
するシール部としたのである。

【００１３】このようにすれば、シール部が弁箱内にあ
って、その内壁面でシール部をなすラバーシートの変形
が抑制されるため、外力によるそのラバーシートの変形
が少なく、シール性の劣化も少ない。

【００１４】つぎに、この発明は、シール部をなすラバ
ーシート（突出部）を他の部分から弁軸の軸方向におい
て切り離すようにしたのである。このように弁軸方向も
切り離されれば、シール部と他のラバーシートの撓みは
相互に影響されにくくなり、上述の軸孔の偏心及び断裂
・クラックも生じにくくなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】上述弁箱へのラバーシート突出部
の嵌め込みは、ラバーシート外面の弁軸貫通孔全周に突
出部を形成し、この突出部を弁箱内面に形成した凹部に
嵌め込むことによってなし得る。

【００１６】上記切り離しは、弁箱内面に向かって開口
する断面コ字状の芯金をラバーシートの成形時に一体に
埋設し、その芯金は、上記シール部より弁箱内径側（界
面も含む）にある水平板部中央に上記弁軸貫通孔が形成
されているとともに、水平板部側端から立ち上がった側
板部が弁箱内面に嵌合したものである構成とすることに
より得ることができる。

【００１７】このように、ラバーシートの弁軸方向を芯
金の水平板部で切り離すとともに弁軸の周方向の大部分
を嵌合により切り離すことにより、シール部をなすラバ
ーシートは他の部分から殆ど切り離されたものとなり、
弁軸の回転によるシール部の撓みがその他の部分に影響
されにくく、上述のクラック等も生じにくくなる。ま
た、切り離されていることは、弁体の弁座への圧接力等
もシール部に影響が及ばないことであり、上記軸孔の変
形（偏心）も生じにくい。さらに芯金はその側板部で弁
箱内面に嵌合しているため、動かず、突出部の撓み・変
形を抑制する。

【００１８】上記芯金の水平板部の弁箱内面側の面は上
記シール部をなすラバーシートとは切り離されてそのラ
バーシートが移動可能となっている構成とすれば、弁軸
が流体圧などによって変位した時、芯金内のラバーシー
ト（シール部）は、切り離されている分、弁座をなす他
のラバーシートの大部分より弁軸に追従し易く、このた
め、シール性の劣化が少ない。また、切り離されている
ことは、芯金への接合に基づくシール部の弾性力の減少
を招かず、弁軸への十分な締付力を期待できる。

【００１９】なお、芯金には金属板のみならず、硬質プ
ラスチック板などの切り離しをなし得るものなら、いず
れのものも採用し得る。また、水平板部は十分な切り離
しによる効果を得る大きさを適宜に設定し、さらに、切
り離し機能のみであれば、芯金はその水平板部のみでも
よい。

【００２０】

【実施例】この実施例は、図１に示すバタフライ弁Ｖに
関するものであり、円筒状の弁箱１内面にラバーシート
２を嵌合・貼着によって張設し（図３ｂ参照）、弁軸３
をそのラバーシート２を貫通させて弁箱１中央に回転自
在に設け、この弁軸３を回すことにより、弁体４をラバ
ーシート２内面の弁座５に接離して弁開閉を行う。この
弁Ｖは管接続部に介設され、その両側面を接続する両管
端のフランジにラバーシート２を介して圧接し、両側フ
ランジをボルト締めすることにより、管接続部に取付け
る。

【００２１】ラバーシート２の外面中程全周は一定の幅
で突出し、弁箱１内面にはその一定幅の突出部２１が嵌
まる溝（凹部）１１が全周に形成されている。突出部２
１（溝１１）の幅は後述のシール性等を考慮して適宜に
決定する。

【００２２】そのラバーシート２の突出部２１の上下の
弁軸２貫通部には、図２乃至図５に示すように、例えば
厚さ：２．３ｍｍの薄鋼板からなるコ字状の芯金２２が
ラバーシート２の成形時に一体に接着埋設されている。
この芯金２２の水平板部２２ａ中央に弁軸貫通孔２２ｃ
が形成され、その芯金２２内のラバーシート２（突出部
２１）にもその貫通孔２２ｃに連続して貫通孔（軸孔）
６が形成されている。

【００２３】この軸孔６は、突出部２１に至る手前で弁
軸３より小径となっており、この部分において、ラバー
シート２が弁軸３に圧接して軸シール部２３が構成され
る。このシール部２３より内側軸孔６の径は弁軸３径よ
り少し大きくして摩擦を少なくするとよい。なお、軸孔
６は上側軸部より下側軸部が小径となっている（図１、
２参照）。

【００２４】このように、軸シール部２３が芯金２２内
で、かつ弁箱１内にあると、芯金２２は溝１１内に嵌ま
っているため、弁組立の際などの弁体４の嵌め込み時の
押し込み力や、内圧力による推力などがラバーシート２
に働いても、その芯金２２内のラバーシート２、すなわ
ち軸シール部２３は殆ど移動せず、軸孔６は真円をほぼ
維持する。このため、シール性の劣化は極めて少ないも
のとなる。また、シール部２３が動かないことは、弁軸
３の回転力がシール部２３に作用しても、芯金２２より
外側のラバーシート２にその力が働かないことであり、
シール部２３周り（図３ｃのｂ部分）にクラックや断裂
が生じにくい。

【００２５】芯金２２とその内のラバーシート２は、水
平板部２２ａにおいて、成形時の離型剤の塗布又は接着
剤を塗布しないなどにより切り離されて、ラバーシート
２（シール部２３）が移動可能となっている。このた
め、何らかの力により、弁軸３が変位しても、シール部
２３はそれに追従し得るため、シール性の劣化は招かな
い。側板部２２ｂもラバーシート２と同様な手段により
切り離し得る。

【００２６】芯金２２の側板部２２ｂは図５鎖線のごと
く中央部を欠如した短片状としてもよい。また、水平板
部２２ａは、シール部２３より弁箱１内径側にあればよ
く、このため、シール部２３が突出部２１の軸孔６部分
の全てでなければ（弁箱１内径側が離れていれば）、突
出部２１内（その離れている部分）に設けることもでき
る。突出部２１はシール部２３の周りだけでもよいが、
弁箱１内面全周に設ければ、弁箱１全周にラバーシート
２の嵌合部が存在することとなるため、弁体４の弁座５
への圧接力は、シール部２３に偏らずにその全周に亘る
嵌合部が担うため、シール部２３への影響もより少なく
なる。図中、７はブッシュである。

【００２７】なお、この発明は、バタフライ弁に限ら
ず、弁箱内面にラバーシートを張設する種々の弁に採用
し得ることは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、シール部を他のラバーシー
トから切り離したので、軸孔の芯ずれや変形が生じにく
く、シール性の劣化を招きにくいうえに、弁軸貫通部周
りのラバーシートにクラックや断裂が生じにくく、ラバ
ーシートの寿命も長くなる。

【００２９】また、芯金を埋設した一体ものとすれば、
ラバーシートの張設によって芯金のセットも終了し、組
立て時の部品点数の増加をなくす。

【００３０】一方、芯金を埋設しても、シール部と切り
離せば、そのシール部の弾性性能は制限されず、シール
部の弾性劣化に基づくシール性の低下は招かず、設計時
に摩擦抵抗力の増加を考慮する必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る弁の一部切欠斜視図

【図２】同実施例の弁軸部の断面図

【図３】同実施例の軸シール部を示し、（ａ）は切断側
面図、（ｂ）は切断正面図、（ｃ）は底面図

【図４】同実施例の軸シール部の要部一部切欠斜視図

【図５】芯金の斜視図

【図６】従来例のシール部断面図

【図７】（ａ）は従来例のシール部断面図、（ｂ）は同
リングの斜視図

【符号の説明】

１ 弁箱 ２ ラバーシート ３ 弁軸 ４ 弁体 ５ 弁座 ６ 軸孔（弁軸貫通孔） １１ 凹部（溝） ２１ 突出部 ２２ 芯金 ２２ａ 芯金水平板部 ２２ｂ 芯金側板部 ２３ シール部 Ｖ 弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱１内周面にラバーシート２を張設
   し、弁軸３をそのラバーシート２を貫通させて前記弁箱
   １に回転自在に設け、この弁軸３に一体の弁体４を前記
   ラバーシート２内面の弁座５に接離して弁開閉する弁Ｖ
   における、前記弁軸３の貫通孔６全周のラバーシート２
   外面を突出させて、弁箱１内面に嵌め込み、この突出部
   ２１における弁軸貫通部を、ラバーシート２が弁軸３に
   圧接するシール部２３とした弁の軸シール構造であっ
   て、 上記シール部２３をなすラバーシート突出部２１と、そ
   の突出部２１の突出した他のラバーシート２とを、弁軸
   ３の軸方向において前記シール部２３の撓み又は他のラ
   バーシート２の撓みが相互に影響しないように切り離し
   たことを特徴とする弁の軸シール構造。
2. 【請求項２】 上記ラバーシート２の突出部２１に弁箱
   １内面に向かって開口する断面コ字状の芯金２２をラバ
   ーシート２の成形時に一体に埋設し、その芯金２２は、
   上記シール部２３より弁箱１内径側にある水平板部２２
   ａ中央に上記弁軸貫通孔６が形成されているとともに、
   水平板部２２ａ側端から立ち上がった側板部２２ｂが弁
   箱１内面に嵌合したものであって、前記水平板部２２ａ
   で上記突出部２１と他のラバーシート２の切り離しをし
   たことを特徴とする請求項１に記載の弁の軸シール構
   造。
3. 【請求項３】 上記芯金２２の水平板部２２ａの弁箱１
   内面側の面は上記シール部２３をなすラバーシート２と
   は切り離されてそのラバーシート２が移動可能となって
   いることを特徴とする請求項２に記載の弁の軸シール構
   造。