(57)【要約】【課題】 成形不良が改良可能でシール性が保証されたバタフライ弁用弁体およびそ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に配置する工程と、弁棒挿通穴形成軸13周りにできた空間にガラス繊維シート基材23,24,25を詰める工程と、ガラス繊維シート基材が一方の半部26aと他方の半部26bとが略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォーム26を一方の半部26aが下型11内に収まり、他方の半部26bが下型11から露出するように配置する工程と、プリフォーム26の一方の半部26aと他方の半部26bとの間にできた空間にガラス繊維シート基材小片25を詰め込む工程とを備えている。【選択図】    図８
2011202752.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であって、曲面と略平坦面との交差部分に沿うように、ガラス繊維シート基材が曲面側から略平坦面側まで連続するように配置されていることを特徴とするバタフライ弁用弁体。
【請求項２】
ガラス繊維シート基材は、４５°方向のロービングで形成された第１層と−４５°方向のロービングで形成された第２層とがステッチ糸によって一体化された２軸２層シート基材とされていることを特徴とする請求項１のバタフライ弁用弁体。
【請求項３】
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これを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する工程と、ガラス繊維シート基材が一方の半部と他方の半部とが略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームを一方の半部が下型内に収まり、他方の半部が下型から露出するように配置する工程と、プリフォームの一方の半部と他方の半部との間にできた空間にガラス繊維シート基材小片を詰め込む工程とを備え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。
【請求項４】
プリフォームを形成するガラス繊維シート基材は、４５°方向のロービングで形成された第１層と−４５°方向のロービングで形成された第２層とがステッチ糸によって一体化された２軸２層シート基材とされていることを特徴とする請求項３の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およびそ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、外周縁部にガラス基材を十分に配置できないため、空気が残り、未充填部分ができることがあり、また、上型と下型との間にガラス繊維が挟まれることで、シール面である外周面に傷が付くことがあり、このような成形不良が改良可能でシール性が保証されたバタフライ弁用弁体およびそ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でシール性が保証されたバタフライ弁用弁体およびそ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であって、曲面と略平坦面との交差部分に沿うように、ガラス繊維シート基材が曲面側から略平坦面側まで連続するように配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
曲面と略平坦面との交差部分は、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部分であるとともに、成形時の上型と下型との境界面となっている。したがって、成形時に上型と下型との間にガラス繊維が挟まれた場合、シール面のシール性能が低下する可能性がある。この発明のバタフライ弁用弁体によると、曲面と略平坦面との交差部分に沿うように、ガラス繊維シート基材が曲面側から略平坦面側まで連続するように配置されていることで、シール面の強度が確保され、また、成形時に上型と下型との間にガラス繊維が挟まれる可能性が減少することで、成形不良に伴うシール性の低下が防止される。
【０００９】
なお、「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】
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これを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する工程と、ガラス繊維シート基材が一方の半部と他方の半部とが略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームを一方の半部が下型内に収まり、他方の半部が下型から露出するように配置する工程と、プリフォームの一方の半部と他方の半部との間にできた空間にガラス繊維シート基材小片を詰め込む工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
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。
【００１２】
上記の製造方法においては、ガラス繊維シート基材が一方の半部と他方の半部とが略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームを一方の半部が下型内に収まり、他方の半部が下型から露出するように配置する工程に最大の特徴があり、この工程により、成形時に上型と下型との間にガラス繊維が挟まれるという成形不良が大幅に減少する。すなわち、上型と下型との境界部分にガラス繊維シート基材の端部が存在した場合、上型を下型に重ねる際に、ガラス繊維シート基材の端部が上型と下型との間に挟まれやすいものとなるのに対し、略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームを使用することで、上型と下型との境界部分にガラス繊維シート基材の端部が存在しないものとなり、ガラス繊維シート基材の端部が上型と下型との間に挟まれるという成形不良が解消する。また、この後の工程であるプリフォームの一方の半部と他方の半部との間にできた空間にガラス繊維シート基材小片を詰め込む工程において、略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームは、ガラス繊維シート基材を詰め込みやすい形状となっており、ガラス基材が十分配置できることで、未充填という成型不良も解消することができる。
【００１３】
上記において、各ガラス繊維シート基材は、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。
【００１４】
プリフォームとされるガラス繊維シート基材についても同様であり、いずれの形態のシートでも、これを必要に応じて積層して結合剤とともに圧着してプリフォーム（予備成形品）とし、このプリフォームを曲面と略平坦面との交差部分（上型と下型との境界部分）にガラス繊維シート基材の端部（端面）が存在しないように配置することで、同じ効果を得ることができる。略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームは、例えば、周方向に複数に分割（例えば２分割）することで、下型にある程度の量のガラス繊維シート基材が配置された後でも、既に配置されたガラス繊維シート基材と下型の底面との間にその一方の半部を容易に挿入することができる。
【００１５】
ガラス繊維シート基材は、４５°方向のロービングで形成された第１層と−４５°方向のロービングで形成された第２層とがステッチ糸によって一体化された２軸２層シート基材とされていることが特に好ましい。このような２軸２層シート基材は、０°方向に（９０°方向にも）伸びやすいものとなっており、プリフォームを下型に配置する際の作業性が向上する。
【００１６】
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】
【００１７】
この発明のバタフライ弁用弁体によると、一方の面が曲面で他方の面が略平坦面の円盤状をなす弁体において、曲面と略平坦面との交差部分に沿うように、ガラス繊維シート基材が曲面側から略平坦面側まで連続するように配置されているので、シール面となる曲面と略平坦面との交差部分の強度が確保され、また、成形時に上型と下型との間にガラス繊維が挟まれる可能性が減少することで、成形不良に伴うシール性の低下が防止される。
【００１８】
また、この発明のバタフライ弁用弁体の製造方法によると、ガラス繊維シート基材が一方の半部と他方の半部とが略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォームを一方の半部が下型内に収まり、他方の半部が下型から露出するように配置する工程を備えているので、成形時に上型と下型との間にガラス繊維が挟まれるという成形不良が大幅に減少するとともに、プリフォームの一方の半部と他方の半部との間にできた空間にガラス繊維シート基材小片を詰め込むことが容易となって、十分な量のガラス繊維シート基材が配置でき、未充填という成型不良も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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およびその製造方法を模式的に示す分解斜視図である。
【図１１】図１１は、この発明によるバタフライ弁用弁体およびその製造方法の主要部を従来のものと比較して模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２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するガラス繊維シート基材の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２１】
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。
【００２２】
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、断面が鋭角の略Ｖ字状となっている。バタフライ弁用弁体(1)内部には、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
この発明によるバタフライ弁用弁体の製造方法は、図６に示すプリフォーム(26)の配置工程に特徴がある。
【００２８】
このプリフォーム(26)は、ガラス繊維シート基材が一方の半部(26a)と他方の半部(26b)とが略Ｖ字状となるように折り曲げられたもので、一方の半部(26a)が下型(11)内に収まり、他方の半部(26b)が下型(11)から露出するように配置される。この後の隙間にガラス繊維シート基材小片(25)を詰める工程では、プリフォーム(26)の一方の半部(26a)と他方の半部(26b)との間にできた空間にもガラス繊維シート基材小片(25)が詰め込まれる。
【００２９】
従来（改良前）の外縁部にガラス繊維シート基材を配置する工程では、下型(11)に所定量のガラス繊維シート基材を配置した後（図５に示す工程の後）、図６に示す工程を行うことなく、図７および図８に対応する工程を行って（充填材(8)を配置して、その上に、ガラス繊維シート基材(27)を配置して）、その外縁部に帯状とされたガラス繊維シート基材（例えばロービングクロス）(30)を斜めに配置するものとされている。そのため、図１１（ｂ）に示すように、ガラス繊維シート基材(30)の端面が下型(11)と上型との境界に位置し、下型(11)と上型との間にガラス繊維が挟まれて、バリ(B)が生じやすいという問題がある。
【００３０】
これに対し、図６に示すプリフォーム(26)を配置する工程によると、図１１（ａ）に示すように、下型(11)と上型との境界部分にガラス繊維シート基材すなわちプリフォーム(26)の端部が存在しないものとなり、その端部が下型(11)と上型との間に挟まれるという成形不良が解消する。また、この後の工程であるプリフォーム(26)の一方の半部(26a)と他方の半部(26b)との間にできた空間にガラス繊維シート基材小片(25)を詰め込む工程において、略Ｖ字状となるように折り曲げられたプリフォーム(26)は、ガラス繊維シート基材小片(25)を詰め込みやすい形状となっており、ガラス繊維シート基材小片(25)が十分配置できることで、未充填という成型不良も解消することができる。
【００３１】
プリフォーム(26)は、例えば、２分割して、その一方の半部(26a)が下型(11)の凹部(11a)の底面に沿って先に配置されているガラス繊維シート基材(21)の下側に位置するように配置される。上記において、プリフォーム(26)は、充填材(8)の配置前に配置しているが、これに限定されるものではなく、充填材(8)の配置後に配置するようにしてもよい。
【００３２】
プリフォーム(26)とするガラス繊維シート基材は、限定されるものではないが、図１２に示すような４５°方向のロービングで形成された第１層(32)と−４５°方向のロービングで形成された第２層(33)とがステッチ糸によって一体化された２軸２層シート基材(31)とされていることが特に好ましい。このような２軸２層シート基材(31)は、０°方向に（９０°方向にも）伸びやすいものとなっており、これで形成されたプリフォーム(26)を下型(11)に配置する際の作業性が向上する。
【００３３】
こうして得られたバタフライ弁用弁体(1)は、曲面と略平坦面との交差部分に沿うように、プリフォーム(26)の形態とされていた２軸２層シート基材（または他のガラス繊維シート基材）(31)が曲面(2)側から略平坦面(3)側まで連続するように配置されていることになり、シール面となる曲面(2)と略平坦面(3)との交差部分の強度が確保され、また、成形不良に伴うシール性の低下も防止されたものとなっている。
【符号の説明】
【００３４】
(1)       バタフライ弁用弁体
(2)       曲面
(3)       略平坦面
(4)       外周面
(5)       弁棒挿通穴
(11)      下型（成形型）
(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)      ガラス繊維シート基材小片
(26)      プリフォーム
(31)      ２軸２層シート基材
(32)      第１層
(33)      第２層
【図１】
2011202752.tif 000003
【図２】
2011202752.tif 000004
【図３】
2011202752.tif 000005
【図４】
2011202752.tif 000006
【図５】
2011202752.tif 000007
【図６】
2011202752.tif 000008
【図７】
2011202752.tif 000009
【図８】
2011202752.tif 000010
【図９】
2011202752.tif 000011
【図１０】
2011202752.tif 000012
【図１１】
2011202752.tif 000013
【図１２】
2011202752.tif 000014