(57)【要約】【課題】開閉トルクを減少することができ、且つ、クラックの発生を防止して耐久性を向上させることができるバタフライ弁を提供する。【解決手段】弁箱２の内面が硬質ゴムライニング７で被覆され、弁箱２の内周面に形成された凸部６とこの凸部６を覆っている硬質ゴムライニング７とで弁箱側シート部８が構成され、弁体５の外周縁に、全閉位置Ｓにおいて、弁箱側シート部８に摺接する円環状でゴム製の弁体側シート部１２が設けられ、弁体側シート部１２の弁箱側シート部８に対して摺接する摺接部分にチタンコーティング１４が施されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱内に、弁箱内流路を開閉する回転自在な弁体が配置されたバタフライ弁であって、
弁箱内に弁箱側シート部が形成され、上記弁体の外周縁に、全閉位置において、弁箱側シート部に摺接する弁体側シート部が設けられ、上記弁箱側シート部と弁体側シート部との少なくともいずれか一方にチタンコーティングが施されていることを特徴とするバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全閉位置において、弁体側シート部が弁箱側シート部に摺接して、弁箱内流路が弁体によって閉じられるバタフライ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体として海水が流れる管路に設置されるバタフライ弁としては例えば図７〜図９に示すように、弁箱４１内に、弁箱内流路４２を開閉する回転自在な弁体４３が配置され、弁体４３の表面が硬質ゴムライニング４４で被覆され、弁箱４１の内周面が軟質ゴムライニング４５で被覆されているものがある。弁箱４１内には、軟質ゴムライニング４５を肉厚にした肉厚部が全周にわたり形成され、この肉厚部が弁箱側シート部４７として形成されている。また、弁体４３の外周縁を覆っている硬質ゴムライニング４４が弁体側シート部４８として形成されている。
【０００３】
これによると、図９に示すように、弁体４３を全閉位置Ｓまで回転した場合、弁体側シート部４８が弁箱側シート部４７に摺接して圧接するため、十分なシール面圧が発生し、弁箱内流路４２が弁体４３で閉鎖される。尚、上記弁体４３の開閉（回転）は、バタフライ弁４８に付設された駆動装置４９（電動機＋減速機等）によって行われる。
【０００４】
しかしながら上記のような構成では、弁体側シート部４８が弁箱側シート部４７に対して摺動する際、弁体４３の硬質ゴムライニング４４と弁箱４１の軟質ゴムライニング４５との摩擦抵抗が大きいため、弁体４３を回転させて開閉するのに要する開閉トルクが大きくなり、これに伴って上記駆動装置４９が大型化し、コストアップするといった問題がある。また、上記開閉トルクの増大によって、弁体側シート部４８に大きなせん断力が作用するため、弁体側シート部４８の耐久性が劣化する恐れがある。
【０００５】
上記のような問題の対策として、図１０に示すように、弁体側シート部４８の外表面に、断面形状が山形状のテフロンシート５１（フッ素樹脂シート）をコーティングしたものがある。
【０００６】
これによると、弁体４３を回転させて開閉する際、テフロンシート５１が弁箱側シート部４７に対して摺動するため、摩擦抵抗が低減され、開閉トルクが減少し、上記駆動装置４９を小型化できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
実公平２−２２５３４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図１０で示したものでは、テフロンシート５１と硬質ゴムライニング４４との接着力は小さく、この接着力を大きくすることは困難であり、テフロンシート５１が硬質ゴムライニング４４との境界面から剥離し易く、耐久性に劣るといった問題があった。また、製作コストが非常に高いといった問題もある。
【０００９】
本発明は、開閉トルクを減少することができ、且つ、剥離を防止して耐久性を向上させることができ、さらに、安価であるバタフライ弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本第１発明は、弁箱内に、弁箱内流路を開閉する回転自在な弁体が配置されたバタフライ弁であって、
弁箱内に弁箱側シート部が形成され、上記弁体の外周縁に、全閉位置において、弁箱側シート部に摺接する弁体側シート部が設けられ、上記弁箱側シート部と弁体側シート部との少なくともいずれか一方にチタンコーティングが施されているものである。
【００１１】
これによると、弁体を全閉位置まで回転した場合、弁体側シート部がチタンコーティング部分を介して弁箱側シート部に摺接して圧接するため、十分なシール面圧が発生し、弁箱内流路が弁体で閉鎖される。弁体を回転させて開閉する際、弁体側シート部はチタンコーティング部分を介して弁箱側シート部に摺動するため、摩擦抵抗が低減され、これに伴って開閉トルクが減少し、弁体を開閉させるための駆動装置を小型化できる。
【００１２】
また、チタンコーティングは従来のテフロンシートの接着やテフロンコーティングに比べて屈曲性・接着性に優れているため、弁体側シート部や弁箱側シート部の変形に十分に追随することができ、上記チタンコーティングが剥離したりチタンコーティング部分にクラックが発生することを防止できる。これにより、従来のテフロンシートの接着やテフロンコーティングを用いたものに比べて寿命が長くなり、耐久性も向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
１は海水の流れる管路等に設置される一次偏心型のバタフライ弁であり、弁箱２内に弁箱内流路３を横切る方向に沿った弁棒４が回転自在に設けられ、この弁棒４の軸心４ａの廻りに回転して上記弁箱内流路３を開閉する弁体５が上記軸心４ａに対して偏心した位置に設けられている。
【００１４】
上記弁箱２の内周面には、全閉位置Ｓに対応し且つ内方に突出した凸部６が全周にわたり形成されている。また、弁箱２の内面は硬質ゴムライニング７で被覆されており、上記凸部６とこの凸部６の内周面を覆っている硬質ゴムライニング７とによって弁箱側シート部８が形成されている。
【００１５】
上記弁体５の外周縁には、円環状のシート押え９が複数のボルト１０によって取付けられている。これにより、弁体５の外周縁とシート押え９との間に、凹部１１が全周にわたって形成され、この凹部１１に円環状の弁体側シート部１２が嵌め込まれている。尚、弁体５の表面とシート押え９の表面とは硬質ゴムライニング１３で被覆されている。
【００１６】
上記弁体側シート部１２は、クロロプレンゴムや軟質ゴム等の弾性体で製作されており、シート押え９によって弁体５の厚み方向へ押圧され、全閉位置Ｓにおいて上記弁箱側シート部８の内周面に摺接するものである。
【００１７】
図４に示すように、上記弁体側シート部１２の断面形状は、外周縁部が山形状に尖っており内周縁部が弁体５の厚み方向へ張り出したＴ形状に形成されている。上記弁体側シート部１２の外周縁部１２ａは、上記弁箱側シート部８の内周面に摺接する摺接部分であって、チタンコーティング１４で被覆されている。尚、チタンコーティング１４の膜厚は約０．０２〜０．０５ｍｍ程度である。
【００１８】
また、図１に示すように、弁箱２の外側にはスタンド１６が取付けられ、このスタンド１６には、弁棒４を回転して弁体５を開閉させる駆動装置１７が支持されている。この駆動装置１７は電動機と減速機等で構成されている。
【００１９】
以下、上記構成における作用を説明する。
駆動装置１７によって弁棒４を回転して弁体５を全閉位置Ｓまで回転した場合、図３に示すように、弁体側シート部１２のチタンコーティング１４の部分が弁箱側シート部８の内周面に摺接して圧接するため、十分なシール面圧が発生し、弁箱内流路３が弁体５で閉鎖される。
【００２０】
また、弁体５を回転させて開閉する際、弁体側シート部１２のチタンコーティング１４の部分が弁箱側シート部８の内周面に対して摺動するため、摩擦抵抗が低減され、これに伴って開閉トルクが減少し、弁体５を開閉させるための駆動装置１７を小型化できる。
【００２１】
また、チタンコーティング１４は従来のテフロンシート５１（図１０参照）又はテフロンコーティングに比べて屈曲性・接着性に優れているため、弁体側シート部１２の弾性変形（伸縮）に十分に追随することができ、チタンコーティング１４の部分にクラックが発生することを防止でき、さらに、チタンコーティング１４が弁体側シート部１２との境界面から剥離することを防止できる。これにより、従来のテフロンシート５１又はテフロンコーティングを用いたものに比べて寿命が長くなり、耐久性も向上する。
【００２２】
尚、参考として、以下のようにテフロンコーティングとチタンコーティングとの折り曲げ試験を実施した。すなわち、テストピースとして、テフロンコーティングをしたゴムシートと、チタンコーティングをしたゴムシートとを用意し、これら両ゴムシートをそれぞれ１８０°折り曲げた。その結果、テフロンコーティング面には多数の小さなクラックが発生したが、チタンコーティング面にはクラックの発生は認められなかった。上記のようなテフロンコーティングのクラックは、テフロンコーティングがゴムシートの折り曲げ部分の伸びに追随できないために発生する。これに対して、チタンコーティングはゴムシートの折り曲げ部分の伸びに追随できるため、クラックの発生が防止される。
【００２３】
上記第１の実施の形態では、流体として海水を扱うため、図３に示すように、弁箱２の内面を硬質ゴムライニング７で被覆したバタフライ弁１を用いているが、流体として水道水等を扱う場合には、弁箱２の内面を硬質ゴムライニング７で被覆していないバタフライ弁を用いてもよい。この場合、弁箱側シート部８は、クロムメッキされた凸部６によって構成されたり、或いは、ステンレス製の凸部６によって構成される。尚、上記ステンレス製の凸部６は弁箱２の内周面にステンレスのリング状部材を取付けたものである。
【００２４】
また、上記第１の実施の形態では、図４に示すように弁体側シート部１２をチタンコーティング１４で被覆しているが、第２の実施の形態として、図５に示すように弁箱側シート部８の内周面をチタンコーティング１４で被覆している。
【００２５】
これによると、駆動装置１７によって弁棒４を回転して弁体５を全閉位置Ｓまで回転した場合、弁体側シート部１２の外周縁部が弁箱側シート部８のチタンコーティング１４の部分に摺接して圧接するため、十分なシール面圧が発生し、弁箱内流路３が弁体５で閉鎖される。
【００２６】
また、弁体５を回転させて開閉する際、弁体側シート部１２の外周縁部が弁箱側シート部８のチタンコーティング１４の部分に対して摺動するため、摩擦抵抗が低減され、これに伴って開閉トルクが減少し、弁体５を開閉させるための駆動装置１７を小型化できる。
【００２７】
また、チタンコーティング１４は従来のテフロンシート５１（図１０参照）又はテフロンコーティングに比べて屈曲性・接着性に優れているため、チタンコーティング１４が硬質ゴムライニング７との境界面から剥離することを防止できる。これにより、従来のテフロンシート又はテフロンコーティングを用いたものに比べて寿命が長くなり、耐久性も向上する。
【００２８】
上記第１の実施の形態では図３に示すように弁体側シート部１２にチタンコーティング１４を施し、上記第２の実施の形態では図５に示すように弁箱側シート部８にチタンコーティング１４を施しているが、チタンコーティング１４を弁箱側シート部８と弁体側シート部１２との両方に施してもよい。
【００２９】
また、第３の実施の形態として、図６に示すように、弁箱２の内周面に溝２５が全周にわたって形成され、この溝２５に、ゴム製でリング状の弁箱側シート部２６が嵌め込まれて装着されている。この弁箱側シート部２６の内周面がチタンコーティング１４で被覆されている。また、円盤状の弁体２７の外周縁部には、上記弁箱側シート部２６のチタンコーティング１４の部分に摺接する弁体側シート部２８が設けられている。
【００３０】
これによると、駆動装置１７によって弁棒４を回転して弁体２７を全閉位置Ｓまで回転した場合、弁体側シート部２８が弁箱側シート部２６のチタンコーティング１４の部分に摺接して圧接するため、十分なシール面圧が発生し、弁箱内流路３が弁体２７で閉鎖される。
【００３１】
また、弁体２７を回転させて開閉する際、弁体側シート部２８が弁箱側シート部２６のチタンコーティング１４の部分に対して摺動するため、摩擦抵抗が低減され、これに伴って開閉トルクが減少し、弁体２７を開閉させるための駆動装置１７を小型化できる。
【００３２】
上記第１および第２の実施の形態では偏心型のバタフライ弁１を挙げたが、偏心型に限定されるものではなく、図６のように弁体５を弁棒４の軸心４ａに対して同心に配置したものであってもよい。
【００３３】
また、上記各実施の形態では、弁箱２の内面を硬質ゴムライニング７で被覆しているが、硬質ウレタンコーティングで被覆したり、或いは、エポキシ粉体を塗装してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明では、弁体を回転させて開閉する際、弁体側シート部はチタンコーティング部分を介して弁箱側シート部に摺動するため、摩擦抵抗が低減され、これに伴って開閉トルクが減少し、弁体を開閉させるための駆動装置を小型化できる。
【００３５】
また、チタンコーティングは従来のテフロンシート又はテフロンコーティングに比べて屈曲性・接着性に優れているため、弁体側シート部や弁箱側シート部の変形に十分に追随することができ、チタンコーティング部分にクラックが発生するのを防止できる。これにより、従来のテフロンシート又はテフロンコーティングを用いたものに比べて寿命が長くなり、耐久性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるバタフライ弁の正面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】同、バタフライ弁の弁体を全閉位置にした際の弁箱側シート部と弁体側シート部との拡大断面図である。
【図４】同、バタフライ弁の弁体側シート部の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるバタフライ弁の弁体を全閉位置にした際の弁箱側シート部と弁体側シート部との拡大断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるバタフライ弁の弁体を全閉位置にした際の断面図である。
【図７】従来のバタフライ弁の正面図である。
【図８】図７におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図９】同、バタフライ弁の弁体を全閉位置にした際の弁箱側シート部と弁体側シート部との拡大断面図である。
【図１０】同、バタフライ弁の弁体を全閉位置にした際の弁箱側シート部とテフロンシートで被われた弁体側シート部との拡大断面図である。
【符号の説明】
１    バタフライ弁
２    弁箱
３    弁箱内流路
５，２７    弁体
８，２６    弁箱側シート部
１２，２８    弁体側シート部
１４    チタンコーティング
Ｓ    全閉位置
【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】
2004360739.tif 000009
【図８】
2004360739.tif 000010
【図９】
2004360739.tif 000011
【図１０】
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