(57)【要約】【課題】 成形不良が改良可能なバタフライ弁用弁体の製造方法を提供する。【解決手段】  バタフライ弁用弁体の製造方法は、下型11の凹部11aに沿ってガラス繊維シート基材21を配置するとともに、弁棒挿通穴形成軸13を下型11に配置する工程と、弁棒挿通穴形成軸13の周りと下型11の凹部11aに沿って配置されたガラス繊維シート基材21の上とにガラス繊維シート基材23,24を配置して、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片25を詰める工程と、充填材8を配置してその上にガラス繊維シート基材27を配置し、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片25を詰める工程とを備えている。下型11の凹部11aに沿って配置されるガラス繊維シート基材21は、コンティニアスストランドマット30に切目30aが入れられたものとされ、ガラス繊維シート基材小片25は、コンティニアスストランドマットの小片とされ、充填材8は、弁棒挿通穴形成軸13の両側に１つずつ配置されている。【選択図】    図１０
2011202750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面がドーム状の曲面で他方の面が略平坦面の円盤状をなし、弁棒を挿通させるための弁棒挿通穴が径方向の一端から他端にわたって形成されたガラス繊維強化樹脂製バタフライ弁用弁体を、真空注入成形法によって製造する方法であって、
ドーム状の曲面に対応した凹部を有する下型と略平坦面に対応した凹部を有する上型を使用し、下型の凹部の底面に沿ってガラス繊維シート基材を配置するとともに、弁体の弁棒挿通穴を形成するための弁棒挿通穴形成軸にガラス繊維シート基材を巻き付けて下型に配置する工程と、弁棒挿通穴形成軸の周りと下型の凹部の底面に沿うガラス繊維シート基材の上とにガラス繊維シート基材を配置して、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片を詰める工程と、充填材を配置して、その上にガラス繊維シート基材を配置し、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片を詰める工程とを備えており、下型の凹部の底面に沿って配置されるガラス繊維シート基材は、コンティニアスストランドマットに切目が入れられたものとされ、隙間に詰めるガラス繊維シート基材小片は、コンティニアスストランドマットの小片とされ、充填材は、弁棒挿通穴形成軸の両側に１つずつ配置されていることを特徴とするバタフライ弁用弁体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大口径のガラス繊維強化樹脂製バタフライ弁用弁体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大口径のバタフライ弁において、腐食などの問題が起きやすい金属製のものに代えて、繊維強化樹脂製の弁体を使用することが知られており、このような繊維強化樹脂製弁体は、円盤状をなし、弁棒を挿通させるための弁棒挿通穴が径方向の一端から他端にわたって形成されており、その外周面がシール面とされてその全周が弁箱のリング部の内周面に当接することで、流路を遮断するようになっている（特許文献１）。
【０００３】
また、繊維強化樹脂製弁箱の製造方法として、特許文献２には、樹脂を加圧注入する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８８４７８号公報
【特許文献２】特開昭５９−１４００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているバタフライ弁用弁体の成形に際しては、充填するガラス基材の不足（樹脂リッチ）による成形不良が発生しやすく、このような成形不良が改良可能なバタフライ弁用弁体の製造方法が求められている。
【０００６】
この発明の目的は、成形不良が改良可能なバタフライ弁用弁体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法は、一方の面がドーム状の曲面で他方の面が略平坦面の円盤状をなし、弁棒を挿通させるための弁棒挿通穴が径方向の一端から他端にわたって形成されたガラス繊維強化樹脂製バタフライ弁用弁体を、真空注入成形法によって製造する方法であって、ドーム状の曲面に対応した凹部を有する下型と略平坦面に対応した凹部を有する上型を使用し、下型の凹部の底面に沿ってガラス繊維シート基材を配置するとともに、弁体の弁棒挿通穴を形成するための弁棒挿通穴形成軸にガラス繊維シート基材を巻き付けて下型に配置する工程と、弁棒挿通穴形成軸の周りと下型の凹部の底面に沿うガラス繊維シート基材の上とにガラス繊維シート基材を配置して、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片を詰める工程と、充填材を配置して、その上にガラス繊維シート基材を配置し、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片を詰める工程とを備えており、下型の凹部の底面に沿って配置されるガラス繊維シート基材は、コンティニアスストランドマットに切目が入れられたものとされ、隙間に詰めるガラス繊維シート基材小片は、コンティニアスストランドマットの小片とされ、充填材は、弁棒挿通穴形成軸の両側に１つずつ配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
真空注入成形法は、公知のもので、ガラス基材を成形型にセットした後、成形型を組み立てて、硬化剤などを加えて撹拌した樹脂を成形型に注入するとともに、成形型内の空気を吸引し、成形型内に配置したガラス基材に樹脂を含浸させて常温で硬化させることで、成形品を得るものである。
【０００９】
弁体の「略平坦面」は、完全に平坦な円形面の外周に若干傾斜した面取部（周縁部）が存在しているものを含むことを意味する。
【００１０】
上記において、「ガラス繊維シート基材」は、シート状とされているガラス繊維の基材をすべて含む意味で使用されており、チョップドストランドマット、コンティニアスストランドマットなどのマットの形態であってもよく、ロービングクロスのようなクロスの形態であってもよく、異なる方向のロービングを積層したシートやマットとクロスとの積層シートのように複数の層からなる複層シートの形態であってもよい。弁棒挿通穴形成軸の周りに巻き付けたり、弁棒挿通穴形成軸および充填材の上下に配置するガラス繊維シート基材は、その形態が限定されないものであり、例えば、チョップドストランドマットとロービングクロスとが組み合わされて積層される。そして、下型の凹部の底面に沿って配置されるガラス繊維シート基材と隙間に詰めるガラス繊維シート基材小片については、その形態がコンティニアスストランドマットに限定される。
【００１１】
「コンティニアスストランドマット」（コンティニアスマットと称されることもある）は、ＪＩＳに規定されている「ガラスチョップドストランドマット」がストランドを約５０ｍｍに切断し、無方向に均一な厚みに積み重ね、結合剤を用いてマット状に成形したもの（短繊維の不織布）であるのに対し、直径が１５μｍから２４μｍ程度のガラスフィラメントを５０本から１００本程度束ねたストランドを連続繊維状態でマット状に成形した連続繊維の不織布を意味する。コンティニアスストランドマットは、チョップドストランドマットに比べて、変形しやすく、これに切目を入れることにより、下型の曲面に沿わせることが容易となり、ガラス繊維シート基材が浮くことによるガラス基材不足を抑えることができる。
【００１２】
コンティニアスストランドマットは、これを小片（数ｍｍから数ｃｍ程度の大きさ）にしても、変形しやすいものであり、コンティニアスストランドマットの小片を詰め込んでいったときにできる隙間が小さくなり、これを弁棒挿通穴形成軸近傍および充填材近傍に生じている空間に詰めるガラス繊維シート基材として使用することで、充填するガラス基材の割合を高めることができる。
【００１３】
充填材は、例えば、ビニルエステル樹脂および砂利、砂その他の骨材からなるレジンコンクリートとされる。樹脂の流路を確保するため、充填材を複数個に分割して配置（例えば、弁棒挿通穴形成軸の両側に３つずつ（中央に大きなものを配置し、これを挟むように小さなものを配置）した場合、６つの充填材の上面同士が面一の水平にならないので、バラツキが生じやすくなる。これら６つの充填材を一体化することで、均等荷重を負荷することが可能となり、その後に配置されるガラス繊維シート基材が片寄ることが防止される。
【００１４】
こうして、この発明のバタフライ弁用弁体の製造方法によると、充填するガラス基材の割合を高めることができるとともに、部分的なガラス基材の過不足が抑えられ、樹脂リッチに伴うクラックの発生を防止することができる。
【００１５】
なお、樹脂としては、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノールなどを適宜使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のバタフライ弁用弁体の製造方法によると、ドーム状の曲面に対応した凹部を有する下型と略平坦面に対応した凹部を有する上型を使用し、下型の凹部の底面に沿ってガラス繊維シート基材を配置するとともに、弁体の弁棒挿通穴を形成するための弁棒挿通穴形成軸にガラス繊維シート基材を巻き付けて下型に配置する工程と、弁棒挿通穴形成軸の周りと下型の凹部の底面に沿うガラス繊維シート基材の上とにガラス繊維シート基材を配置して、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片を詰める工程と、充填材を配置して、その上にガラス繊維シート基材を配置し、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片を詰める工程とを備えており、下型の凹部の底面に沿って配置されるガラス繊維シート基材は、コンティニアスストランドマットに切目が入れられたものとされ、隙間に詰めるガラス繊維シート基材小片は、コンティニアスストランドマットの小片とされ、充填材は、弁棒挿通穴形成軸の両側に１つずつ配置されているので、充填するガラス基材の割合を高めることができるとともに、部分的なガラス基材の過不足が抑えられ、樹脂リッチに伴うクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明が対象とするバタフライ弁用弁体を示す斜視図である。
【図２】図２は、同断面図である。
【図３】図３は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法で使用される下型の断面図である。
【図４】図４は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法の最初の工程を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法の次の工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法のさらに次の工程を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法のさらに次の工程を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法のさらに次の工程を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法のさらに次の工程を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法を模式的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１９】
図１および図２は、この発明が対象とするガラス繊維強化樹脂製バタフライ弁用弁体を示しており、バタフライ弁用弁体(1)は、一方の面がドーム状の曲面(2)に、他方の面が略平坦面(3)とされた円盤状をなし、その外周面(4)がシール面とされてその全周が弁箱（図示略）のリング部の内周面に当接することで、流路を遮断するようになっている。弁体(1)には、弁棒を挿通させるための弁棒挿通穴(5)が径方向の端から端までにわたって形成されており、これに対応して、ドーム状の曲面(2)には、その中央から径方向外方にのびる弁棒挿通穴形成部(6)が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、略平坦面(3)の周縁部には、傾斜面となる面取部(7)が形成されており、曲面(2)と略平坦面(3)の面取部(7)との交差部分は、断面が略Ｖ字状となっている。バタフライ弁用弁体(1)内部には、弁体(1)の厚肉部を補強する充填材(8)が配されている。充填材(8)は、ビニルエステル樹脂および砂を主構成要素とするレジンコンクリートとされている。
【００２１】
この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法は、上記のガラス繊維強化樹脂製バタフライ弁用弁体(1)を真空注入成形法により製造するものである。
【００２２】
真空注入成形法は、ガラス基材を成形型に配置した後、成形型を組み立てて、硬化剤などを加えて撹拌した樹脂を成形型に注入するとともに、成形型内の空気を吸引し、成形型内に配置したガラス基材に樹脂を含浸させて常温で硬化させることで、成形品を得るものである。
【００２３】
バタフライ弁用弁体(1)の製造では、成形型として上型と下型とが使用され、下型にガラス基材を配置した後、これに上型が重ねられる。上型と下型との境界面は、弁体(1)の曲面(2)と略平坦面(3)の面取部(7)との交差部分（断面が鋭角の略Ｖ字状）の頂点に一致したものとなる。下型(11)には、図３に示すように、弁体(1)のドーム状の曲面(2)に対応した凹部(11a)が設けられている。
【００２４】
この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法は、図４から図９までおよび図１０に示すように、下型(11)の凹部(11a)の底面に沿ってガラス繊維シート基材(21)を配置するとともに、弁体(1)の弁棒挿通穴(5)を形成するための弁棒挿通穴形成軸（ガラス繊維シート基材(22)が巻き付けられたもの）(13)を下型(11)に配置する工程（図４）と、弁棒挿通穴形成軸(13)の周りと下型(11)の凹部(11a)の底面に沿って配置されたガラス繊維シート基材(21)の上とにガラス繊維シート基材(23)(24)を配置して、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片(25)を詰める工程（図５）と、外縁部にプリフォーム(26)を配置する工程（図６）と、充填材(8)を配置する工程（図７）と、充填材(8)の上にガラス繊維シート基材(27)を配置して、それらの隙間にガラス繊維シート基材小片(25)を詰める工程（図８）と、蓋のガラス繊維シート基材(29)を配置する工程（図９）とを備えている。
【００２５】
樹脂は、下型(11)の凹部(11a)の中央から導入されて、径方向に拡がりながら上方に向かって進むようになされている。
【００２６】
上記工程は、従来のものと基本的に同じであり、本発明では、以下の点で、従来のものと相違している。
【００２７】
まず、下型(11)の凹部(11a)の底面に沿って配置されるガラス繊維シート基材(21)は、コンティニアスストランドマット(30)に切目(30a)が入れられたものとされている。コンティニアスストランドマット(30)に切目(30a)が入れられたガラス繊維シート基材(21)は、下型(11)の曲面に沿わせることが容易であり、ガラス繊維シート基材(21)が浮くことによるガラス基材不足を抑えることができる。
【００２８】
また、弁棒挿通穴形成軸(13)近傍および充填材(8)近傍に生じている空間に詰めるガラス繊維シート基材小片(25)は、コンティニアスストランドマットの小片（コンティニアスストランドマットを適当な大きさにちぎったもの）とされている。コンティニアスストランドマットの小片は、ロービングクロスおよびチョップドストランドマットの小片に比べて、変形しやすく、これにより、コンティニアスストランドマットの小片を詰め込んでいったときに小片の周りにできる隙間が小さくなって、充填するガラス繊維シート基材(24)(27)の割合が高められる。
【００２９】
さらにまた、充填材(8)は、弁棒挿通穴形成軸(13)の両側に１つずつ配置されている。これにより、複数個に分割された充填材を使用する場合に比べて、ばらつきが少なくなり、均等荷重を負荷することができる。
【００３０】
こうして得られたバタフライ弁用弁体(1)は、充填するガラス基材の割合が高められるとともに、部分的なガラス基材の過不足が抑えられ、樹脂リッチに伴うクラックの発生が防止されたものとなっている。
【００３１】
なお、ガラス繊維シート基材(23)(24)(27)の配置は、ロービングクロスおよびチョップドストランドマットを積層することで行われる。
【００３２】
上記において、図４から図９までの工程は、この順序に限られるものではなく、例えば図６に示した外縁部にプリフォーム(26)を配置する工程を図７に示した充填材(8)を配置する工程の後に行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
(1)   バタフライ弁用弁体
(2)   曲面
(3)   略平坦面
(5)   弁棒挿通穴
(8)   充填材
(11)  下型
(11a) 凹部
(13)  弁棒挿通穴形成軸
(21)(22)(23)(24)(27)  ガラス繊維シート基材
(25)  コンティニアスストランドマットの小片（ガラス繊維シート基材小片）
(30)  コンティニアスストランドマット
(30a)  切目
【図１】
2011202750.tif 000003
【図２】
2011202750.tif 000004
【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】
2011202750.tif 000009
【図８】
2011202750.tif 000010
【図９】
2011202750.tif 000011
【図１０】
2011202750.tif 000012