(57)【要約】【課題】弁体射出成形時のプラスチックの流動抵抗による弁体シートの成形不良を防止する。【解決手段】内部に入口流路２と出口流路３を有し、両流路の軸線に対して垂直に延びる弁室４を有するバルブ本体１と、弁室４の内壁に沿って進退動させることにより両流路を開閉する弁体５及びバルブ本体１の上部に固定され、弁本体６と係合しているステム７を支承する蓋体９とを具備するソフトシール仕切弁において、弁体５に、弁本体６の上部周面に嵌着される円環状シール部１４と、弁本体６の軸方向外面に嵌着されると共に、弁閉塞時にはバルブ本体１の弁座１６に圧接されるＵ字状シール部１５を有するシート１３とを一体的に嵌着する。シート１３にＵ字状シール部１５の底部内側に流路軸線上両方向に突出した突出部１７を設け、且つその両側面全体に亘って両上端部２３が内側に開放された凹条溝２４を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に入口流路（２）と出口流路（３）を有し、該両流路の軸線に対して垂直に延びる弁室（４）を有するバルブ本体（１）と、弁室（４）の内壁に沿って進退動させることにより前記両流路を開閉する弁体（５）及びバルブ本体（１）の上部に固定され、弁体（５）と係合しているステム（７）を支承する蓋体（９）とを具備するソフトシール仕切弁において、前記弁体（５）には弁本体（６）の上部周面に嵌着される円環状シール部（１４）と、弁本体（６）の軸方向外面に嵌着されると共に、弁閉塞時にはバルブ本体（１）の弁座（１６）に圧接されるＵ字状シール部（１５）を有するシート（１３）が一体的に嵌着されており、該シート（１３）はＵ字状シール部（１５）の底部内側に流路軸線上両方向に突出した突出部（１７）を有し、且つその両側面全体に亘って両上端部（２３）が内側に開放された凹条溝（２４）が形成されていることを特徴とするソフトシール仕切弁の弁体。
【請求項２】
Ｕ字状シール部（１５）の両上端部（２３）の対向する開放部同士を導通させる溝（２２）が設けられていることを特徴とする請求項１記載のソフトシール仕切弁の弁体。
【請求項３】
Ｕ字状シール部（１５）の内側短尺方向の両辺角部（２７）が面取りされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のソフトシール仕切弁の弁体。
【請求項４】
Ｕ字状シール部（１５）の突出部（１７）及び／又は突出部（１７）近傍に溝（２５）又は貫通孔（２８）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のソフトシール仕切弁の弁体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農水産用、上下水道あるいは化学プラント用等の配管ラインに好適に使用されるソフトシール仕切弁の弁体に関するものであり、さらに詳しくは弁本体とシートの嵌着が強固になっておりシール性能を向させたソフトシール仕切弁の弁体に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、バルブ本体の弁室内を、流路方向に対して垂直方向に弁体を上下動させて流路を開閉させるソフトシール仕切弁の弁体においては、該弁体の弁本体の上部周面に嵌着される円環状シール部と、弁本体の軸方向外面に嵌着され且つ弁閉塞時にはバルブ本体の弁座に圧接するＵ字状シール部が一体的に成形された弁体が用いられている（例えば、特許文献１並びに特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６３−４２９７７号公報（第２頁、第５図、第６図）
【０００４】
【特許文献２】
実開平３−５５９６７号公報（第２頁、第５図、第６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記両公報に開示された弁体のシート３０は、図９に示すように、Ｕ字状シール部３２の両上端部３３の表面が平坦で且つ円環状シール部３１表面と面一に形成されている。このため、これを弁体成形金型装置に装着し、プラスチック注入によって弁体の射出成形を行なった場合、流動するプラスチックから受ける流動抵抗が均一に分散されず、両上端部３３に集中的に負荷がかかってしまいシート３０の金型からの離脱による成形不良（図１０参照）やプラスチックのスムーズな流動性が得られないことによる充填不足や空隙３４等の成形不良が発生し易かった（図１１参照）。この現象は特に小口径サイズのものに顕著に発生する。
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、弁体射出成形時のプラスチックの流動抵抗による弁体の成形不良を防止し、弁本体との係合を確実且つ強固にしてシール性能を向上できるソフトシール仕切弁の弁体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の請求項１のソフトシール仕切弁の弁体は、内部に入口流路（２）と出口流路（３）を有し、該両流路の軸線に対して垂直に延びる弁室（４）を有するバルブ本体（１）と、弁室（４）の内壁に沿って進退動させることにより前記両流路を開閉する弁体（５）及びバルブ本体（１）の上部に固定され、弁体（５）と係合しているステム（７）を支承する蓋体（９）とを具備するソフトシール仕切弁において、前記弁体（５）には弁本体（６）の上部周面に嵌着される円環状シール部（１４）と、弁本体（６）の軸方向外面に嵌着されると共に、弁閉塞時にはバルブ本体（１）の弁座（１６）に圧接されるＵ字状シール部（１５）を有するシート（１３）が一体的に嵌着されており、該シート（１３）はＵ字状シール部（１５）の底部内側に流路軸線上両方向に突出した突出部（１７）を有し、且つその両側面全体に亘って両上端部（２３）が内側に開放された凹条溝（２４）が形成されていることを第１の特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項１記載のソフトシール仕切弁の弁体において、Ｕ字状シール部（１５）の両上端部（２３）の対向する開放部同士を導通させる溝（２２）を設けたことを第２の特徴とするものである。
【０００８】
さらに、請求項１又は請求項２記載のソフトシール仕切弁の弁体において、Ｕ字状シール部（１５）の内側短尺方向の両辺角部（２７）が面取りされていることを第３の特徴とし、Ｕ字状シール部（１５）の突出部（１７）及び／又は突出部（１７）近傍に溝（２５）又は貫通孔（２８）を設けたことを第４のとするものである。
【０００９】
ソフトシール仕切弁のバルブ本体１の材質は、硬質塩化ビニル樹脂、耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチックが使用され、また弁本体６の材質は、耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、変性ＰＰＯが好適に使用されるが、特に限定されるものではない。また、シート１３の材質は、スチレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのゴム弾性体が好適に使用されるが、特に限定されない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことは言うまでもない。図１は耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂などのプラスチックからなるプラスチック製ソフトシール仕切弁の縦断面図である。図２は図１における弁体の要部拡大縦断面図である。図３は図１における弁体の右側面から見た要部拡大縦断面図である。図４は本発明に係るシートの一実施例を示す斜視図である。図５は図４におけるＡ−Ａ線に沿うＵ字状シール部の横断面図である。図６は図４におけるＡ−Ａ線に沿うＵ字状シール部の他の実施例を示す横断面図である。図７及び図８は本発明に係るシートの他の実施例を示す斜視図である。
【００１１】
【実施例】
図において、１は内部に入口流路２と出口流路３を有し、該両流路の軸線に対して垂直に延びる弁室４を有するバルブ本体である。５はステム７の回動によって弁室４の内壁に沿って進退動させることにより前記両流路を開閉させる耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂製の弁体である。
【００１２】
９は硬質塩化ビニル樹脂製の蓋体であり、ステム受け８を介してバルブ本体１の上部にボルト・ナット（図示せず）で固定され、その中央開口部にステム７を貫通させ、回動自在にステム７を支承している。本発明におけるソフトシール仕切弁は、蓋体９がバルブ本体１の上端部に直接固定されているものも含まれる。
【００１３】
以下、弁体について詳細に説明する。弁体５は、丸底を有する中空円筒状の形状を有し、底部には中空部１１に貫通する小孔１２が設けられ、且つ上部中央部にはステンレス鋼製のステム７と螺合する雌ねじ部１０が設けられた弁本体６と、弁本体６に一体成形にて嵌着されているシート１３（図４参照）とから構成されている。
【００１４】
図４に示すシート１３は、弁本体６の上部外周面に嵌着される円環状シール部１４と、弁本体６の軸方向外面に嵌着され且つ弁閉塞時にバルブ本体１の弁座１６に圧接されるＵ字状シール部１５とからなり、両者は一体的に形成されている。図２に示すように円環状シール部１４の内周面１８、すなわち、弁本体６との嵌着部２１の内周面１８は、その弁体軸方向の上端部１９及び下端部２０を切り欠いた形状に形成されている。尚、嵌着部２１の内周面１８の縦断面形状は、図２に示すように、形状に限定されず、円弧状に形成しても良い。
【００１５】
円環状シール部１４の径方向から垂下して設けられているＵ字状シール部１５の底部内側には流路軸線上両方向に突出している平面矩形状の突出部１７が設けられている。突出部１７の表面における流路軸線方向の全体幅はＵ字状シール部１５の同方向幅より可能な限り大きく設ける方が好ましい。尚、突出部１７の形状は本実施例に限定されない。
【００１６】
Ｕ字状シール部１５の底部には突出部１７を貫通し、弁本体６の中空部１１に貫通する小孔１２が設けられている。この小孔１２は、弁体内に混入した異物の排出口として働き、弁体内での異物の堆積を防止してバルブ性能を維持する。
【００１７】
また、Ｕ字状シール部１５の弁本体６との嵌着部２６に位置する両側面には、凹条溝２４が突出部１７の下側を通ってＵ字状シール部１５全体に亘って設けられている。凹条溝２４の両上端部２３は内側に開放されており、本実施例では、該開放部と対向する側面に設けられた開放部同士を導通させた溝２２が設けられている。溝２２の両壁は環状シール部１４の切欠面とＵ字状シール部１５の内面の上端部の切欠面とからなっているが、溝の形状は特に限定されない。
【００１８】
Ｕ字状シール部１５の内側短尺方向の両辺端部（エッジ部）は角部を有する形状（Ａ−Ａ線に沿う横断面矩形状）にしても良いが、弁体５の一体成形時のプラスチックの充填性を確実にするためには、両辺角部を平坦に均した形状や円弧状等の曲面状に面取り形成する方が好ましい（図５、図６参照。）。
【００１９】
図７及び図８はシート１３の他の実施例を示す斜視図である。すなわち、シート１３には、図７に示すように、シート１３の突出部１７の両側に位置するＵ字状シール部１５の側面部に前記凹条溝２４に導通した溝２５を設けたり、図８に示すように、シート１３の突出部１７と凹条溝２４との間隙に流路軸線方向に貫通孔２８を設けても良い。
【００２０】
Ｕ字状シール部１５の凹条溝２４は流路軸線方向からの水圧により、流路軸線方向を正面から見た場合の左右方向へゴム弾性体が離脱することを防止する働きをしている。また、突出部１７は弁開閉時における上下方向のゴム弾性体の離脱を防止する働きをしている。凹条溝２４に導通した溝２５は、弁体５の射出成形時にプラスチックの流動性を良好にするために設けられ、弁本体６との係合を確実且つ強固にし、シール性能を向上させるための溝である。貫通孔２８は弁体の射出成形時のプラスチックの流動性を良好にすると共に、Ｕ字状シール部１５の底部を弁本体６の底部に強固に嵌着させ、かつ、前記同様上下方向におけるゴム弾性体の離脱を防止する働きをしている。
【００２１】
次に、弁体５の成形方法について説明する。
プラスチックを加熱溶融して弁体５を射出成形する際、まず、射出成形用金型の固定側金型と可動側金型が開いている状態で、固定側金型にシート１３を嵌挿していきシート１３の小孔１２を金型内の小孔用ピンに嵌挿して位置決めする。次に、固定側金型と可動側を閉じて、加熱溶融されたプラスチックを射出成形用金型の固定側金型と可動側金型の間に形成された弁本体用キャビティ内に圧入することにより弁体５が形成される。シート１３はＵ字状シール部１５両上端部２３の両側面に溝２２が設けられ、また、Ｕ字状シール部１５の内側両端部は曲面状に形成されて、さらに突出部１７又は突出部近傍に、凹条溝２４に導通された溝２５又は貫通孔２８が設けられているため、加熱溶融され流動するプラスチックの抵抗を受け難く、スムーズなプラスチックの流動性が得られ、完全に充填されたインサート射出成形品が得られる。また、加熱溶融されたプラスチックがＵ字状シール部１５の両端面の凹条溝２４を含む嵌着部２６にシート１３を把持するように圧入され、一体的に成形されるため、シート１３と弁本体６との接合が確実且つ強固になっている。加熱溶融されたプラスチックが圧入完了し、プラスチックが冷却固化された後、可動側金型を開きシート１３が一体化された弁体５が離型される。
【００２２】
以上、説明したように本発明に係るシート１３を使用して弁体５を成形すれば、加熱溶融されたプラスチックの充填不足やシート１３付近の空隙やシート１３の射出成形用金型からの離脱による成形不良などが発生せずに常に安定した良品の弁体５が得られる。すなわち、本発明の要旨は、シート１３のＵ字状シール部１５の両上端部２３及び内側両端部２７及び底部内側の突出部１７並びに円環状シール部１４の弁本体６との嵌着部２１の形状を射出成形時に流動するプラスチックの抵抗を受け難い形状にし、流動するプラスチックからシート１３が受ける流動抵抗を均一に分散するようにした点にある。
【００２３】
次に、本発明に係る弁体を使用したソフトシール仕切弁の作動について説明する。
図１はプラスチック製ソフトシール仕切弁の閉状態を示している。この状態でキャップ２９を開方向に回動させると弁体５は弁室４内を上昇し、ソフトシール仕切弁は全開状態となる。この状態から逆に閉方向にキャップ２９回動させると、弁体５は、弁室４内を下降し、弁本体６に成形嵌着されたシート１３が弁室４の弁座１６Ａ及び流路面の弁座１６Ｂに圧接されてシート１３が圧縮され、弁体５がバルブ本体１の流路を閉塞してソフトシール仕切弁は閉状態となる。
【００２４】
シートと流体圧力との関係は、閉状態からキャップ２９を開方向へ回動させると、閉状態では弁体の流体との接触面積が最大であるため、弁室４の弁座１６Ａ及び流路面の弁座１６Ｂに圧接されたシート１３に作用する全流体圧は最大となる。これより弁体５が上昇するにつれて弁体５の面積が小さくなるため、弁体５及びシート１３に作用する全流体圧は減少していくが、寸開状態で流体速は最速となり、シート１３の剥離が最も発生しやすい状態となる。しかしながら、弁本体５との係合が確実且つ強固になっているため剥離離脱することはない。全開状態ではシート１３の流体圧は最小となる。この状態から逆に閉方向にキャップ２９を回動すると、シート１３は弁体５同様下降しながら流体圧に徐々に受け始め、前記寸開状態同様閉止寸前の状態においても流体速が最速となり、シート１３の剥離が最も発生しやすい状態となるが前記同様に剥離離脱することはない。
【００２５】
【試験例】
プラスチック製ソフトシール仕切弁（口径７５ｍｍ）を下記の材料で作成し、従来品との性能比較試験を行なった。
弁本体：耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂
シート：スチレンブタジエンゴム
試験方法：日本水道協会試験項目の耐久試験に基づきソフトシール仕切弁をやや高圧（０．９ＭＰａ）の圧力で、全開・全閉へ往復５００回開閉させ、耐久試験前後のシール性能を確認した。
【００２６】
試験結果を以下に示す。
（ａ）従来品は充填不足や空隙箇所の嵌着強度の弱い弁体の部分からシートの剥離が発生し、３００回未満においてシール不能となった。
（ｂ）本発明品における同様の試験では５００回を越えても全く異常が見られず、２０００回の繰返しにおいてもシートの剥離も発生せず、耐久性能が高いことを示した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、以下の優れた効果がある。
（１）シート形状を、弁体の射出成形時におけるプラスチックの流動抵抗を受け難い形状にしたので、弁本体との係合が確実かつ強固になる。その結果、仕切弁を流通する流体が高圧になってもシートが剥離するようなことがなく、仕切弁のシール性能が向上する。具体的には、従来品と比較して約１．３倍以上シール性が向上した。
（２）大口径より寸法上の制約が多く、射出成形時におけるプラスチックの流動性が悪い小口径サイズ等の比較的肉薄のインサート成形品においても、プラスチックのスムーズな流れが実現できる。その結果、弁体の良品率が向上するばかりでなく、弁体のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチック製ソフトシール仕切弁の縦断面図である。
【図２】弁体の要部拡大縦断面図である。
【図３】図１における弁体の右側面から見た要部拡大縦断面図である。
【図４】本発明に係るシートの一実施例を示す斜視図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線に沿うＵ字状シール部の横断面図である。
【図６】図４におけるＡ−Ａ線に沿うＵ字状シール部の他の実施例を示す横断面図である。
【図７】本発明に係るシートの他の実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るシートの他の実施例を示す斜視図である。
【図９】従来のシートを示す斜視図である。
【図１０】シートの離脱による成形不良品となった従来弁体の縦断面図である。
【図１１】プラスチックの充填不足による成形不良品となった従来弁体の縦断面図である。
【符号の説明】
１…バルブ本体
２…入口流路
３…出口流路
４…弁室
５…弁体
６…弁本体
７…ステム
８…ステム受け
９…蓋体
１０…雌ねじ部
１１…中空部
１２…小孔
１３…シート
１４…円環状シール部
１５…Ｕ字状シール部
１６Ａ…弁室の弁座
１６Ｂ…流路面の弁座
１７…突出部
１８…内周面
１９…上端部
２０…下端部
２１…嵌着部
２２…溝
２３…Ｕ字状シール部の上端部
２４…凹条溝
２５…溝
２６…嵌着部
２７…内側両端部
２８…貫通孔
２９…キャップ
３０…シート
３１…円環状シール部
３２…Ｕ字状シール部
３３…Ｕ字状シール部の上端部
３４…空隙
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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