(57)【要約】      （修正有）【課題】バタフライ弁の弁体弁座の膨縮を円滑にする。【解決手段】弁箱を径方向に貫通する弁軸３と、その弁軸に取付けた弁体と、弁体の外周全面に設けた弁体弁座２０と、弁箱内周面に設けた弁体弁座が接離する弁箱弁座１０ｂとを有し、弁軸を介して弁体を回転して弁体弁座を弁箱弁座に接離することによって弁開閉するバタフライ弁である。弁体の外周面の全周に亘り弁体中心に向かって幅が広がる収容溝１３の全周に弾性材からなる弁体弁座を嵌め込み、弁体弁座に全周に亘る膨縮用溝２１が形成されているとともに、その溝の全周に弾性体からなる膨縮する円環状チューブ３０が弁体に固定して装填されており、そのチューブには圧力流体ａが導入可能となっている。チューブの膨縮に伴って弁体弁座も膨縮して弁箱弁座に圧接・離脱する。このため、仮に、弁体弁座が可動し、その可動部にダストが詰まる現象が生じても、チューブはその詰まりに関係なく膨縮する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱（１）と、その弁箱（１）を径方向に貫通する弁軸（３）と、その弁軸（３）に取付けた弁体（２）と、前記弁体（２）の外周全面に設けた弁体弁座（２０）と、前記弁箱（１）内周面に設けた前記弁体弁座（２０）が接離する弁箱弁座（１０ｂ）とを有し、前記弁軸（３）を介して弁体（２）を回転して前記弁体弁座（２０）を弁箱弁座（１０ｂ）に接離することによって弁開閉するバタフライ弁（Ｖ）において、
上記弁体（２）の外周面の全周に亘り弁体中心に向かって幅が広がる収容溝（１３）が形成され、その収容溝（１３）全周に弾性材からなる弁体弁座（２０）が嵌め込まれ、その収容溝（１３）内の弁体弁座（２０）に全周に亘る膨縮用溝（２１）が形成されているとともに、その溝（２１）の全周に膨縮する円環状チューブ（３０）が装填されており、そのチューブ（３０）には圧力流体（ａ）が導入可能となっていることを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
上記チューブ（３０）が弁体（２）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
バタフライ弁は、弁箱と、その弁箱を径方向に貫通する弁軸と、その弁軸に取付けた弁体と、前記弁体の外周全面に設けた弁体弁座と、前記弁箱内周面に設けた前記弁体弁座が接離する弁箱弁座とを有し、前記弁軸を介して弁体を回転して前記弁体弁座を弁箱弁座に接離することによって弁開閉する構造である（本願図１、図２参照）。
【０００３】
このバタフライ弁は、口径：６００ｍｍ以上の大口径配管に接合（介設）する際、接合面のフランジ精度、配管自重の影響を受けやすく、弁座からのリークがしばしばみられるため、弁自体の剛性を高める必要がある。
また、大口径のバタフライ弁になると、弁軸を回して弁開閉するトルクが大きくなるので、より大きい開閉装置を設ける必要がある。
【０００４】
ところで、従来、上記リークを防ぎ、弁開閉トルクを軽減するため、弁体弁座を圧力流体の導入によって膨縮（拡縮径）可能とし、閉弁時、圧力流体の導入によって弁体弁座を拡径して弁箱弁座に圧接（密に接し）させて流路を確実に遮断し（リークを防止し）、一方、開弁時には、圧力流体の導入を止め、弁体弁座を縮径して弁箱弁座から離して弁開閉トルクを軽減したバタフライ弁が考案されている（特許文献１段落００１９〜同００２７、図１〜図５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記圧力流体を導入して弁体弁座を弁箱弁座に圧接するバタフライ弁は、弁体の外周面の全周に亘り弁体中心に向かって幅が広がる収容溝が形成され、その収容溝全周に弾性材からなる中実の弁体弁座を嵌め込み、その収容溝内の弁体弁座に全周に亘る膨縮用溝が形成されているとともに、その膨縮用溝に圧力流体を導入可能とした構成である（特許文献１、図４参照）。
この構成であると、圧力流体の膨縮用溝への流出入に伴って弁体弁座が可動し、その可動部にダスト等の異物が詰まる現象が生じ得る。ダストが詰まると、圧力流体が漏れる（リークする）とともに、そのダストが弁体弁座の膨縮作用の抵抗になり、弁体弁座が円滑に膨縮しなくなる恐れがあった。
【０００７】
この発明は、上記実状の下、上記弁体弁座の膨縮作用が円滑に行われるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、この発明は、上記弁体弁座内に膨縮するチューブを設け、そのチューブに圧力流体を流出入して弁体弁座を膨縮するようにしたのである。
このようにすれば、チューブの膨縮に伴って弁体弁座も膨縮して弁箱弁座に圧接・離脱する。このとき、弁体弁座の中にチューブによる芯ができ、その芯の存在によって弁体弁座が弁体（収納溝内面）にしっかりとくっつく。このため、仮に、弁体弁座が可動し、その可動部にダストが詰まる現象が生じても、チューブはその詰まりに関係なく膨縮する。すなわち、圧力流体の漏れは生じることなく、弁体弁座は円滑に膨縮するため、仮に、配管の影響を受けてもリークは極力少なくなるとともに、開閉弁時には、チューブを縮小させるため、弁体弁座と弁箱弁座の圧接力が極めて小さく、開閉弁トルクは小さくなる。
【０００９】
この発明の構成としては、弁箱と、その弁箱を径方向に貫通する弁軸と、その弁軸に取付けた弁体と、弁体の外周全面に設けた弁体弁座と、弁箱内周面に設けた弁体弁座が接離する弁箱弁座とを有し、弁軸を介して弁体を回転して弁体弁座を弁箱弁座に接離することによって弁開閉するバタフライ弁において、弁体の外周面の全周に亘り弁体中心に向かって幅が広がる収容溝が形成され、その収容溝全周に弾性材からなる弁体弁座が嵌め込まれ、その収容溝内の弁体弁座に全周に亘る膨縮用溝が形成されているとともに、その溝の全周に膨縮する円環状チューブが装填されており、そのチューブには圧力流体が導入可能となっている構成を採用することができる。
【００１０】
この構成において、上記チューブを弁体に固定されているものとすれば、チューブは膨縮用溝内で安定して弁体弁座の膨縮を円滑に行う。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、以上のようにして、チューブの膨縮によって弁体弁座を膨縮するようにしたので、すなわち、弁体弁座の膨縮を２段構造で行うようにしたので、圧力流体の漏れは生じることなく、弁体弁座は円滑に膨縮する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係るバタフライ弁の一実施形態の斜視図
【図２】同実施形態の部分切断側面図
【図３】図２のＩ−Ｉ線部分切断図
【図４】同実施形態の作用説明用要部断面図であり、（ａ）は開弁時、（ｂ）は閉弁時
【図５】同実施形態の弁体外周部の要部分解斜視図
【図６】他の実施形態を示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は要部分解斜視図
【図７】他の実施形態の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の一実施形態を図１〜図５に示す。この実施形態は、特許文献１と同様に、一次偏心形バタフライ弁からなる水封式遮断弁Ｖであって、管路の途中に設けた弁箱１内に弁体２を回動自在に配設したものである。その弁体２の本体は、円板形の弁板２ａと、その中心軸上（弁箱径方向）の弁軸３と一体の弁軸ボックス２ｂと、弁板２ａの全周囲に固定の円筒状の弁体筒２ｃと、その弁体筒２ｃの両端全周に亘る弁体弁座取付片２ｄとからなる。弁板２ａはリブ２ｅが設けられて補強がなされている。
この弁体２の本体の外周面両側（各弁体弁座取付片２ｄの外周部）に弁体弁座２０が設けられている。
【００１４】
上記弁体弁座取付片２ｄは、図４に示すように、その外面一側から爪１１が他側に向かい湾曲して突出し、他側にはリング部材１２がビス（ボルト）止めされている。リング部材１２は、全周に連続する円環状であっても、その周方向に亘って分割された、例えば、３等分割、４等分割などとされた物でも良く、分割した場合は、その分割リング部材片を個々にビス止めする。いずれのリング部材１２も一側に向かって湾曲している。このため、図４に示すように、リング部材１２を弁体弁座取付片２ｄに固定すると、弁体２（両弁体弁座取付片２ｄ）の外周部にその外周面の全周に亘り弁体中心に向かって幅が広がる収容溝１３が形成される。この収容溝１３に弁体弁座２０を装填するには、図５に示すように、その収容溝１３を形成する弁体弁座取付片（弁体本体）２ｄ又はリング部材１２の凹部に弁体弁座２０を嵌めて、リング部材１２を弁体弁座取付片２ｄの外周部にビス止め固定する。この状態では、下記半小判状部２０ａが収容溝１３の開口から突出し、同膨出基部２０ｂが前記開口に比べて幅広であるから、その膨出基部２０ｂによって抜け止めされて、この収容溝１３に弁体弁座２０が抜け出し不能に装填される（嵌め込まれる）。
【００１５】
弁体弁座２０の断面は、弁箱弁座１０ｂに圧接する中実半小判状部２０ａと、その半小判状部２０ａの両端から側方に延びて肩部２０ｃを経て後下方に延びる中実膨出基部２０ｂとからなり、その膨出基部２０ｂは二叉状となってその二叉内に膨縮用溝２１が形成されている。その膨縮用溝２１の深さｄは肩部２０ｃの高さを超えている。このように、膨縮用溝２１の深さｄが少なくとも肩部２０ｃの高さまで至っていると、弁体弁座取付片２ｄとリング部材１２に挟まれる高さ位置に必ず膨縮用溝２１があることとなり、その膨縮作用がより効果的に行なわれる。
【００１６】
膨縮用溝２１には、図３、図４に示すように、弁軸３の一端又は両端から弁軸３内を通って管２２ａを介し弁体弁座取付片２ｄ（本体）に至って通じる圧力流体ａの流路２２が導かれている。
なお、収容溝１３の断面形状は、下記間隙１４を有して弁体弁座２０が自然状態において抜け出し不能に装填されるものであれば、図示のものに特定されない。また、図５中、２３はボルト貫通用透孔、２３ａはボルトねじ込み用ねじ孔、図４中、２６はパッキングである。
【００１７】
弁体弁座２０は、フッ素ゴム(ＦＲＭ）にテトラフルオロエチレン（Tetrafluoroethylene：ＴＦＥ）を重合させて全表面にテフロン（登録商標）加工したものである。弁体弁座２０の材質は、管路を流れる流体や圧力流体ａの温度（弁体２の温度）に応じて適宜に選択し、ＦＲＭ以外の他のゴム、例えば、ニトリルゴム (nitrile rubber：ＮＢＲ)等を採用し得る。
また、何れの材質の弁体弁座２０においても、その半小判状部２０ａ外面に、四フッ化樹脂（例えばテフロン）等の耐摩擦耐摩耗性コーティング２５を施すことができる。この半小判状部２０ａのみにコーティング２５が施され、膨出基部２０ｂ外面には施されていないことから、そのコーティング２５による膨出基部２０ｂの柔軟性（弾性）が損なわれることがない。このため、二叉状の膨出基部２０ｂの膨縮も円滑であって、弁体弁座２０の弁箱弁座１０ｂへの接離も円滑である。コーティング２５は塗布によったり、テープの貼付によったりし得る。
【００１８】
上記弁体弁座２０の膨縮用溝２１に弾性体であるゴムからなる膨縮チューブ３０を設けた点がこの発明の特徴である。チューブ３０は、管路を流れる流体や圧力流体ａの温度に応じてその材質を適宜に選択し、例えば、フッ素ゴムやニトリルゴム等からなって円環状をしており、収容溝１３の底面に接する底部分３０ａは別部材又は硬いゴムとして変形し難くしてある。そのチューブ３０の底部分３０ａの一部にバルブ筒３１が気密に設けられ、そのバルブ筒３１が溝２１（流路２２）内面にねじ込まれてチューブ３０の底部分３０ａが収容溝１３の底面に固定される。この固定されることによって、チューブ３０の断面円弧状膨縮部３０ｂが膨縮用溝２１内で安定して膨縮を行う。因みに、バルブ筒３１の前記底部分３０ａへの取付態様は、自転車タイヤチューブ等の空気注入用バルブと同様な構成である。
なお、チューブ３０の底部分３０ａは、別部材又は硬いゴムとして変形し難くして収容溝１３の底面に固定しなくても、チューブ３０の膨縮作用に支障がない限りにおいて、別部材又は硬いゴムとせずに、膨縮部３０ｂと同様に、フッ素ゴムやニトリルゴム等としたり、固定しなかったりしても良い。
【００１９】
この膨縮用溝２１内に装填されたチューブ３０及び弁体弁座２０は、下記圧力流体ａが導入されていない自然状態において、図４（ａ）に示すように、肩部２０ｃから半小判状部２０ａまでの側面と収容溝１３の内側面との間及び底面との間に間隙１４、１５が形成され、同図（ｂ）に示す前記圧力流体ａが導入されると、チューブ３０が膨張し、それに伴って弁体弁座２０も膨縮用溝２１内から弁箱弁座１０ｂの方向に移動（突出）する。
なお、底面の間隙１５は省略して、自然状態の弁体弁座２０はその底面が収容溝１３の底面に接しているようにしたり、弁体弁座２０は、収納溝１３内面にぴったり嵌って間隙１４、１５が無いようにしたりすることができる。この場合は、弁体弁座２０は自身の弾力のみによって膨張して弁箱弁座１０ｂに密に接する。
【００２０】
この実施形態の一次偏心形バタフライ弁は以上の構成であり、図２の鎖線で示す開弁状態においては、図４（ａ）に示すように、膨縮用溝２１に圧力流体ａが導入されていない。このため、弁体弁座２０は、その外周円周長さ（外径Ｌ１）が上記弁箱弁座１０ｂの内周円周長さ（内径Ｌ２）と同じかそれより短くなっているため（Ｌ１≦Ｌ２）、両弁座２０、１０ｂは接しないか、接しても圧接力が働かない状態になっている。このため、ゴム等の弾性体からなる弁体弁座２０に凹部等のへたりが生じることはない。
【００２１】
この開弁状態から、図２の実線状態の閉弁状態になると、図４（ｂ）に示すように、チューブ３０に圧力流体ａ、例えばＮ２ガスや水が導入されて、チューブ３０が膨張し、その膨張に伴って弁体弁座２０が膨張（拡径）して弁箱弁座１０ｂに密に接して流路を遮断する。この拡径時、上記間隙１４、１５が存在するため、その弁体弁座２０の伸び代（拡径代）となって弁体弁座２０が円滑に拡径する。この閉弁状態において、管路を塞いだ弁体２内に上下の注入管１０ｃから封止用流体となる水ｗを注入し、管路の上流と下流を完全に遮断する。
【００２２】
この閉弁状態から開弁状態に移行するには、まず、チューブ３０への圧力流体ａの導入を停めて（開放して）、チューブ３０を縮径し、その縮径に伴って弁体弁座２０も収縮して図４（ａ）で示す状態に復帰する。このとき、上記間隙１４、１５が縮み代となるため、その収縮も円滑である。弁体弁座２０の弁箱弁座１０ｂへの圧接が開放されれば、弁軸３を回動させて弁体２を図２の鎖線状態とする。
【００２３】
上記実施形態は、弁体弁座取付片２ｄ内を通じた流路２２であったが、例えば、図６に示すように、リング部材１２から弁体弁座取付片２ｄ（本体）に至って通じる構成の流路２２としたり、リング部材１２から弁体弁座取付片２ｄを通らずに形成した流路２２としたり等とすることができる。
【００２４】
また、図７に示すように、弁箱１の周囲等間隔位置にスプレーノズル４０を設けることができる。このスプレーノズル４０からの噴射流ｂによって弁体弁座２０と弁箱弁座１０ｂの間に介在するダストを除去するとともに、弁体弁座２０と収容溝１３内面との間に介在するダストを除去する。このスプレーノズル４０は、弁箱１の外周全面に断面Ｔ字状板片４１を設け、さらにその板片４１の全周に断面Ｌ字状板片４２を設け、そのＬ字状板片４２の全周に圧力空気管４３を配置し、その圧力空気官４３から弁箱１の周囲等間隔に空気チューブ４４を引き出し、その各チューブ４４に取付フランジ４５を介して取り付けている。
このノズル４０は、弁体弁座２０が収納溝１３内で動く場合、ダストがその間隙に溜まる恐れがあるため、その噴射は有効である。
【００２５】
なお、水封式遮断弁Ｖの水封構造は、実施形態の弁体２の外周部のみの水封止に限らず、弁体２を間隔をもって並設した２枚の弁板からなる２重構造とし、その両弁板間内に封止用水を注入する等の従来周知のものが採用できることは勿論である。
また、上記実施形態は水封式遮断弁Ｖの場合であったが、この発明は、他の使用目的の各種のバタフライ弁についても採用することができて、その作用効果を発揮できることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２６】
１  弁箱
２  弁体
２ｄ  弁体弁座取付片
３  弁軸
１０ｂ  弁箱弁座
１１  弁体弁座取付片の爪
１２  リング部材
１３  弁体弁座収容溝
１４  側面側間隙
１５  底面側間隙
２０  弁体弁座
２０ａ  弁体弁座の半小判状部
２０ｂ  弁体弁座の膨出基部
２０ｃ  弁体弁座の肩部
２１  弁体弁座膨縮用溝
２２  圧力流体用流路
２５  コーティング
３０  チューブ
３１  チューブのバルブ筒
４０  スプレーノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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