(57)【要約】【課題】バタフライ弁の弁体ゴムシートの抜け出しを確実に防止できるようにするとともに、弁体の開閉トルクを低減する。【解決手段】弁棒３に固定される弁板８とこの弁板８に固定されるシート押さえ９とで挟持される弁体ゴムシート１０の弁箱弁座２ｄとの摺接部全体を、超高分子量ポリエチレンでコーティングすることにより、ゴムシート１０と弁箱弁座２ｄとの間の摩擦力を小さくして、弁体４の開閉トルクを低く抑えられるようにした。また、そのコーティングの延びにくい性質により、ゴムシート１０の拡径方向の変形を抑えられるので、ゴムシート１０の抜け出しを確実に防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱内の流体通路と交差するように配置された弁棒と、この弁棒に取り付けられて弁棒と一体に回動する弁体とを備え、前記弁体は、前記弁箱の内周面に摺接するゴムシートを挟持したものであり、前記弁棒と弁体を一体に回動させて前記流体通路を開閉するバタフライ弁において、前記弁体のゴムシートの弁箱内周面との摺接部の少なくとも一部を超高分子量ポリエチレンでコーティングしたことを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
前記弁体のゴムシートの弁箱内周面との摺接部全体を超高分子量ポリエチレンでコーティングしたことを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁。
【請求項３】
前記弁体のゴムシートが前記弁棒と独立に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁箱内の弁体を弁棒と一体に回動させて流体通路を開閉するバタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
バタフライ弁は、弁箱内の流体通路と交差するように配置した弁棒に弁体を取り付け、弁棒と弁体を一体に回動させて流体通路を開閉するもので、構造がシンプルで流量特性がよいことから、各種設備の配管の流量調整弁や開閉弁として幅広く採用されている。このようなバタフライ弁には、流体通路を閉じたときのシール性を確保するために、弁箱の内周面に摺接するゴムシートを挟持する弁体を組み込んだものがある。
【０００３】
ところで、上記のようにゴムシートを挟持する弁体を組み込んだバタフライ弁では、次のような問題がある。すなわち、バタフライ弁の弁箱内の流体通路では、一般に、弁体の開度が小さいほど、弁体の上流側と下流側との差圧が高くなるため、弁体の開度が小さいときにゴムシートが弁体から抜け出してしまうことがある。
【０００４】
また、ゴムシートの弁箱内周面との間の摩擦によって弁体の開閉トルクが大きくなることも問題となっている。そして、このことが、ゴムシートを挟持する力をあまり強くできず、ゴムシートの抜け出しを防止できない理由ともなっている。
【０００５】
これに対して、弁体のゴムシートを、軟質部と硬質部とを一体に結合して形成し、その軟質部を弁箱の内周面に摺接させることが提案されている（特許文献１参照）。この提案によれば、ゴムシートを挟持する力を強くしても、ゴムシートの軟質部は硬質部に束縛されて変形を抑えられるので、弁のシール性を確保しながらゴムシートの抜け出しを防止でき、弁体の開閉トルクの増大も防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のように弁体ゴムシートを軟質部と硬質部とで形成した場合でも、ゴムシートの弁箱内周面との間の摩擦に起因する弁体の開閉トルクの問題は解決せず、そのために弁体ゴムシートの抜け出しを防止できないおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、バタフライ弁の弁体ゴムシートの抜け出しを確実に防止できるようにするとともに、弁体の開閉トルクを低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明では、弁箱内の流体通路と交差するように配置された弁棒と、この弁棒に取り付けられて弁棒と一体に回動する弁体とを備え、前記弁体は、前記弁箱の内周面に摺接するゴムシートを挟持したものであり、前記弁棒と弁体を一体に回動させて前記流体通路を開閉するバタフライ弁において、前記弁体のゴムシートの弁箱内周面との摺接部の少なくとも一部を超高分子量ポリエチレンでコーティングした構成を採用した。ここで、超高分子量ポリエチレンとは、分子量が５０万以上のものをいう。
【００１０】
すなわち、弁体ゴムシートの弁箱内周面との摺接部のうち、少なくとも一部を超高分子量ポリエチレンでコーティングすることにより、ゴムシートと弁箱内周面との間の摩擦力を小さくして弁体の開閉トルクを低く抑えられる。また、そのコーティングの延びにくい性質により、ゴムシートが拡径する方向への変形（延び）を抑えられるので、ゴムシートを抜け出しにくくすることができる。
【００１１】
上記の構成において、前記弁体のゴムシートの弁箱内周面との摺接部全体を超高分子量ポリエチレンでコーティングするようにすれば、弁体の開閉トルクの低減しろが大きくなるとともに、ゴムシート全体で拡径方向の変形量を一層小さくでき、より確実にゴムシートの抜け出しを防止できるようになる。
【００１２】
本発明は、前記弁体のゴムシートが前記弁棒と独立に配置されているバタフライ弁に対して、特に有効に適用できる。一般に、同心型のバタフライ弁では、ゴムシートの途中に設けられた筒状部に弁棒が通されており、これがゴムシートの抜け出しに対する抵抗となるが、ゴムシートが弁棒と独立に配置された偏心型のバタフライ弁では、同心型のものよりもゴムシートの抜け出しが生じやすいからである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバタフライ弁は、上述したように、弁体ゴムシートの弁箱内周面との摺接部の少なくとも一部を超高分子量ポリエチレンでコーティングしたものであるから、弁体の開閉トルクの増大を抑え、弁のシール性を確保しながら、ゴムシートの抜け出しを確実に防止することができる。また、超高分子量ポリエチレンでコーティングされた部位は摩耗しにくくなるので、ゴムシートの耐久性向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のバタフライ弁の正面図
【図２】図１のバタフライ弁の縦断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図1の弁体ゴムシートの拡大縦断面図
【図５】第２実施形態のバタフライ弁の一部切欠き斜視図
【図６】ａは図５の弁体ゴムシートの一部切欠き正面図、ｂはａの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は第１の実施形態を示す。このバタフライ弁は、図１乃至図３に示すように、内部に流体通路１が形成される円筒状の本体２ａにその軸方向中央部から径方向外側に延びる筒状の首部２ｂを設けた弁箱２と、弁箱２の首部２ｂに通されて流体通路１と直交するように配置された弁棒３と、弁棒３に取り付けられた円盤状の弁体４とで基本的に構成され、弁棒３の設置位置よりも流体通路１の下流側で弁体４を弁箱本体２ａの内周面と摺接させる偏心型のものである。そして、弁箱２の首部２ｂから突出する弁棒３の基端部を把持して回動操作することにより、弁体４を弁棒３と一体に回動させて、流体通路１を開閉するようになっている。
【００１６】
前記弁箱２は、本体２ａの軸方向中央部に弁棒３の先端部が挿入される支持孔２ｃがあけられ、この支持孔２ｃよりも下流側の内周面に弁体４と摺接する環状の弁座２ｄが設けられている。その支持孔２ｃは外周側から嵌め込まれる蓋５で塞がれている。そして、弁座２ｄよりも上流側の内周面に突起２ｅが設けられ、この突起２ｅにねじ付けられたボルト６が弁体４の回動を規制するストッパとなっている。また、本体２ａの両端面には環状溝２ｆが設けられ、各環状溝２ｆに図示省略した配管との接続部をシールするガスケット７が嵌め込まれている。
【００１７】
前記弁棒３は、弁箱２の首部２ｂから突出する基端部が角形断面とされ、その他の部分は円形断面とされており、弁箱首部２ｂと弁箱本体２ａの支持孔２ｃで回動自在に支持されている。
【００１８】
前記弁体４は、弁棒３に固定される弁板８と、弁板８の下流側面にネジ止めされる環状のシート押さえ９と、弁板８の外周部とシート押さえ９の外周部とに挟持される環状のゴムシート１０とから成り、そのゴムシート１０は弁棒３と独立に配置されている。
【００１９】
前記弁体４のゴムシート１０は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）で形成されており、図４に示すように、その外周部が分子量２００万程度の超高分子量ポリエチレンのコーティング層１１で覆われている。コーティング層１１の厚みは約２５０μｍであり、その被覆範囲は、ゴムシート１０の全周にわたり弁箱弁座２ｄとの摺接部全体を含んでいる。
【００２０】
このバタフライ弁は、上述したように、弁体ゴムシート１０の弁箱弁座２ｄとの摺接部全体を延びが少なく摩擦係数の小さな超高分子量ポリエチレンでコーティングしているので、ゴムシート１０と弁箱弁座２ｄとの間の摩擦力が小さく、弁体４の開閉トルクを低く抑えることができるとともに、ゴムシート１０の抜け出しを従来よりも確実に防止することができ、弁のシール性も確保できる。
【００２１】
なお、弁体ゴムシート１０のコーティングは、必ずしも上述した実施形態のようにゴムシート１０の摺接部全体に施す必要はなく、摺接部の少なくとも一部に施してゴムシート１０の抜け出しを確実に防止できるようになっていればよい。
【００２２】
図５および図６は第２の実施形態を示す。この実施形態はバタフライ弁のタイプが同心型である点が第１の実施形態と異なるので、以下、その相違点を中心に説明する。
【００２３】
この第２実施形態のバタフライ弁は、図５に示すように、内部に流体通路１２が形成された弁箱１３と、弁箱１３にその軸方向中央部から径方向外側へ延びるように取り付けられた首パイプ１４と、首パイプ１４に通されて流体通路１２と直交するように配置された弁棒１５と、弁棒１５に同心に取り付けられた円盤状の弁体１６とで基本的に構成されている。なお、首パイプ１４から突出する弁棒１５の基端部を把持して回動操作することにより、弁体１６を弁棒１５と一体に回動させて、流体通路１２を開閉する点は、第１実施形態と同じである。
【００２４】
前記弁箱１３は、外筒１７の内側に内筒１８を嵌め込んだ二重構造で、内筒１８の軸方向両端部に図示省略した配管との接続部をシールするガスケット１９が装着されている。
【００２５】
前記弁棒１５は、基端側が首パイプ１４に、先端側が内筒１８の軸方向中央部に形成された丸穴部１８ａに、それぞれ回動自在に支持されている。
【００２６】
前記弁体１６は、一対の円板状の弁板２０の外周部で環状のゴムシート２１を挟持したもので、その両弁板２０は、内周側の複数個所でスポット溶接されて一体化されるとともに、弁棒１５に固定されている。従って、両弁板２０は、その任意の一方が他方に対して第１実施形態のシート押さえに相当するものとなっている。
【００２７】
前記弁体ゴムシート２１は、第１実施形態と同じくＥＰＤＭで形成されており、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、弁棒１５を通す一対の筒状部２１ａを、弁箱１３の内筒１８の内周面に摺接する２つの円弧部２１ｂで連結したものである。そして、各筒状部２１ａと円弧部２１ｂの摺接部を含む外周部が、全長にわたって超高分子量ポリエチレンのコーティング層（図示省略）で覆われている。コーティング層を形成する超高分子量ポリエチレンの分子数、およびコーティング層の厚みは、第１実施形態と同じである。
【００２８】
このバタフライ弁は、弁体ゴムシート２１の途中に設けられた筒状部２１ａに弁棒１５が通されており、これがゴムシート２１の抜け出しに対する抵抗となるうえ、ゴムシート２１の各円弧部２１ｂの摺接部を超高分子量ポリエチレンでコーティングしているので、第１実施形態と同様、弁体１６の開閉トルクを低く抑えることができるとともに、ゴムシート２１の抜け出しを確実に防止できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  流体通路
２  弁箱
３  弁棒
４  弁体
８  弁板
９  シート押さえ
１０  ゴムシート
１１  コーティング層
１２  流体通路
１３  弁箱
１４  首パイプ
１５  弁棒
１６  弁体
２０  弁板
２１  ゴムシート
【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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