(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のボデーの内周面に装着したリング状のシート内を上下ステムを介してジスクを回転自在に設けたバタフライ弁において、前記上ステムを貫通させたボデー外周の貫通位置に、やや突設した着脱部を形成し、この着脱部の取付面に、ショートネック用とノンネック用を兼用した短筒形状の連結部の下端を固着し、この短筒形状連結部の内部に空間を設け、かつ、連結部の上面に搭載部を形成すると共に、この連結部をショートネックに用いるときは、前記搭載部に操作機をボルトナットを介して固着して搭載し、一方、前記連結部をノンネックに用いるときは、前記連結部の上面の搭載部に係止部を有する係止プレートを固着し、かつ、前記上ステムの上端に回動不能に固着した操作部を前記空間内で回動自在に、かつ、上下動自在に配設し、前記空間内に装着したバネを介して操作部を上昇付勢させ、この操作部を押圧して前記係止部より解除した操作部を回転させてジスクを開閉自在に設けたことを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
前記着脱部と連結部の接続構造は、前記着脱部の取付面と連結部の下端に形成した凹凸嵌合の回り止めとねじ止めにより固着した請求項１に記載のバタフライ弁。
【請求項３】
ノンネック用の連結部のとき、保温材の侵入を防ぐためのカバーを連結部の上部に嵌着し、このカバーの上部を開度表示部材で密封するようにした請求項１又は２に記載のバタフライ弁。
【請求項４】
前記操作部を上ステムの上端に嵌合し、かつ操作部と上ステムを止めねじで回動不能に固着した請求項１に記載のバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調設備、プラント設備、工場設備等に用いる給水、給湯、冷温水、冷却水及び空気配管やその他の流体用配管に装着するバタフライ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は、通常のバタフライ弁の一例を示す正面図である。
このバタフライ弁は、円筒状のボデー１内にゴム製のシートリング２を設け、このシートリング２内を回転して開閉するジスク３をステムで回動自在に設けられ、このステムは、ボデー１に突設した長い軸筒４内に設けられ、この軸筒４の上端に形成したフランジ５上に同図に示したレバー操作機６やギア操作機或は電動・空油圧式等のアクチュエータをボルト・ナット７、８により固着したものである。
【０００３】
このバタフライ弁は、特に保温材を被覆する必要性のある場合やその他の配管ニーズに応じたロングネックタイプのバタフライ弁であり、一方、バルブの軸筒部分を短く形成したショートネックタイプのバタフライ弁も存在している。これらの各種のバタフライ弁は、対応した構成部品を組み込んでそれぞれバルブ全体を構成し、用途別に応じたバルブ製品を市場へ投入している。
【０００４】
更に、本件出願人は、使用に際して開閉頻度が低いバタフライ弁として、ノンネックタイプのバタフライ弁を提案している（特開平８−３１２７９５号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のバタフライ弁は、配管ニーズや設置環境に応じた各種のバルブとして個別にタイプ別製品を製造してユーザの要請に応じていた。
そのため、各種の市場要求に応じる必要性から、自ずと部品点数が増加し、しかも、部品の在庫管理等の要請も多くなっており、そのため、コストアップの要因ともなり、省資源化と経済性の観点からしても、これらの課題を解決したバタフライ弁等の回転弁の開発が望まれていた。
【０００６】
また、例えば、バタフライ弁に搭載する操作機６は、フランジ５にボルト・ナット７、８で操作機６を固着している。従って、この場合、図２１に示すように、フランジ５の穴部５ａとボルト７の外径にクリアランスがあるため、バタフライ弁に捩りや回転トルクが発生すると、クリアランス分の位置がずれ、ボルト７が緩む原因となる。このようにバタフライ弁において、部材間をボルト結合するとややずれが生じ、特に、弁体閉止位置の精度が低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、従来の各種の課題点を一挙に解消するために鋭意研究の結果開発したものであり、その目的とするところは、バルブの本体部分を共通構成部品としてモジュール化することにより、配管ニーズや設置環境に応じて全体部分以外の部品のみを交換するようにしてコストの低減化を図り、経済性を格段に良好にし、本体部分を配管に装着したライブ状態で本体部分以外を交換することを可能として施工性を高め、更には、本体部分との連結部位がずれるおそれがなく、確実に連結できるようにしてバルブの開閉精度の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１における発明は、円筒形のボデーの内周面に装着したリング状のシート内を上下ステムを介してジスクを回転自在に設けたバタフライ弁において、前記上ステムを貫通させたボデー外周の貫通位置に、やや突設した着脱部を形成し、この着脱部の取付面に、ショートネック用とノンネック用を兼用した短筒形状の連結部の下端を固着し、この短筒形状連結部の内部に空間を設け、かつ、連結部の上面に搭載部を形成すると共に、この連結部をショートネックに用いるときは、前記搭載部に操作機をボルトナットを介して固着して搭載し、一方、前記連結部をノンネックに用いるときは、前記連結部の上面の搭載部に係止部を有する係止プレートを固着し、かつ、前記上ステムの上端に回動不能に固着した操作部を前記空間内で回動自在に、かつ、上下動自在に配設し、前記空間内に装着したバネを介して操作部を上昇付勢させ、この操作部を押圧して前記係止部より解除した操作部を回転させてジスクを開閉自在に設けたバタフライ弁である。
【０００９】
請求項２における発明は、前記着脱部と連結部の接続構造は、前記着脱部の取付面と連結部の下端に形成した凹凸嵌合の回り止めとねじ止めにより固着している。
【００１０】
請求項３における発明は、ノンネック用の連結部のとき、保温材の侵入を防ぐためのカバーを連結部の上部に嵌着し、このカバーの上部を開度表示部材で密封するようにしたバタフライ弁である。
【００１１】
請求項４における発明は、前記操作部を上ステムの上端に嵌合し、かつ操作部と上ステムを止めねじで回動不能に固着している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明におけるバタフライ弁の実施形態を図面に従って具体的に説明する。
図１及び図３において、円筒形のボデー１０の内周にゴム、樹脂等の軟質材で形成したリング状のシート１１を装着している。このシート１１の内周面を回転する円板状のジスク１２で流路を開閉するようにしている。
【００１３】
１３、１４は上下ステムであり、この上ステム１３を貫通させたボデー１０の貫通位置にやや突設した着脱部１５を形成している。着脱部１５を有するボデー１０は、アルミ合金ダイキャスト製で製造し、軽量化を図っている。
【００１４】
また、上下ステム１３、１４の外周囲には、樹脂製で環状空間１６ａ、１７ａを有する筒状ベアリング１６、１７を装入し、外端部に形成した折曲部１６ｂ、１７ｂと着脱部１５に形成した凹溝１８、１９の間にＯリング２０、２１を装入しており、下ステム１４は、図３に示すように、エンドプレート２２で被蓋している。このベアリング１６、１７は、上下ステム１３、１４のかじりつきを防ぎ、上下ステム１３、１４の操作トルクの低減を図っている。
【００１５】
共通構成部品であるバルブ本体２３は、ボデー１０、シート１１、ジスク１２、上下ステム１３、１４とこれをシールするベアリング１６、１７で構成してモジュール化するようにしている。このうち、上ステム１３は、バルブ本体２３と共に、共通構成部品とすることもでき、この場合、図１及び図６に示すように、ロングネックタイプに用いるときは、金属製の延設軸２４を上ステム１３の上端に回動不能に嵌合してロングネック用のステムにしている。
この延設軸２４は、図６に示すように、上部が角軸２４ａ、中間部位と下部が丸軸であり、下部の孔２４ｂが上ステム１３の上端と同形状で上下に嵌合する中継の機能を有する。
【００１６】
上ステム１３を共通構成部品にしないロングネックタイプのバタフライ弁の場合は、図３に示すように上ステム１３と延設軸２４を用いることなく、対応した長いステム２５を用いるようにしている。これらの上ステム１３と長いステム２５のどちらを用いるかは、実施に応じて適宜に選択する。
【００１７】
また、金属製の連結部は、ロングネック用の長尺筒形状の連結部２６とショートネック用とノンネック用の短尺筒形状の連結部２７の２種類があり、この連結部２６、２７の下端部２６ａ、２７ａには、図７及び図１１に示すように、嵌合用の環状の凸部２８と回り止め用の係止凸部２９が突設形成されており、この凸部２８が凹溝１８に嵌合され、係止凸部２９が凹溝１８に連設された係止凹部３０に係止されて回り止めされる。
なお、この凹凸部は、回り止め嵌合される形状であれば、いかなる形状であっても良く、例えば、凹部を連結部２６、２７に形成し、凸部を着脱部１５に形成しても良く、又は、両者の接合と回り止め部位が多角形の凹凸部になるように形成するようにしても良い。
更に、連結部２６のフランジ状の下端部２６ａは、着脱部１５の取付面１５ａの４つのめねじ１５ｂに４つのボルト３１をボルト止めしており、また、連結部２７の下端部２７ａは、着脱部１５の取付面１５ａのめねじ１５ｂにねじ穴３１ａを介して２つの六角穴付きのボルト３１でボルト止めしている。
【００１８】
また、図４に示すように、ロングネック用の連結部２６の上端には、フランジ状搭載部３２を設け、この搭載部３２には、貫通穴３２ａを貫通し、ボルト・ナットを介して、ギア操作機３４やレバー操作機或は電動・空油圧等の操作部を搭載するようにしている。長いステム２５やロングネック用の上ステム１３には、ステム用ベアリング３５を装着し、上ステム１３に装着した割りリング３６を連結部２６の内側の一部に係止したベアリング３５の下端部に係合させてステムの飛び出しを阻止している。
【００１９】
また、図９に示すように、ショートネック用の連結部２７の上端のフランジ状搭載部２７ｂにも、上記と同様の操作機３４をボルト・ナットを介して搭載しており、また、上ステム１３には、ステム用ベアリング３７を装着し、このベアリング３７の下端を連結部２７の内部に係合し、かつ、上ステム１３に割りリング３８を装着し、このリング３８をベアリング３７の下端部に係合して上ステム１３の飛び出しを防止している。この連結部２７は、図１２に示すように搭載部２７ｂに対角２ヶ所で操作機３４又は係止部４４を取付け、他の対角２ヶ所でボデー１０に固定するもので、ボルト３１の挿入孔の底部を縮径し、この縮径部の厚みをロングネック用の連結部２６のフランジ状下端部２６ａと同じ厚みに形成し、ボルト３１の共通化を図っている。
【００２０】
一方、図１４に示すように、ノンネックタイプの場合は、連結部２７の内部の空間４３には、バネ３９を設け、このバネ３９で上昇付勢させた操作部４０の非円形部４０ａに上ステム１３を嵌合して回動不能に止めねじ４１で固着し、この操作部４０には、全開・全閉時ロックする係止突部４０ｂが形成され、上部には、レンチ等の工具４２を嵌合して回動操作するための角形部４０ｄとレンチ等の工具４２で押圧するための押圧面部４０ｅと開度表示部４０ｆ並びに係止部４４の貫入孔４４ｄに嵌入する位置決め用突部４０ｇを形成している。
【００２１】
この操作部４０を上下動自在に、かつ、上ステム１３と共に回転するため、空間４３を連結部２７内に設け、連結部２７には、操作部４０の係止突部４０ｂとロックする係止部４４を設けている。本例における係止部４４ａ、４４ｂは、略９０°間隔に設け、この係止部は、連結部２７の上面にボルト・ナット４５ａ、４５ｂで係止プレート４４を固着し、この係止プレート４４に係止部４４ａ、４４ｂを形成している。また、搭載部２７ｂに設けた突部５３を係止プレート４４の貫入孔４４ｃに嵌入して係止部４４を搭載部２７ｂに位置決め固着されている。
また、上記の空間４３には、操作部４０を例えば、９０°の間隔で回動できる領域を形成するストッパ部４６を形成している。
【００２２】
更に、ノンネックタイプであって、空調設備用に冷温水を流す場合等、結露対策を要するときは、図１６に示すように、保温材４７を被覆するが、この場合は、保温材４７の侵入を防止するためのカバー４８を連結部２７の上部に嵌着し、また、開度表示部材４９をカバー４８内に嵌着してカバー４８内を密封するようにしている。
なお、適用流体が空気・油・ガス等の場合は、カバー４８を取付けたり、また、保温材４７を被覆する必要がなく、この場合は、操作部４０の開度表示部４０ｆで弁の開度を確認することができる。
図中５０はバルブ本体２３を配管に装着する際の芯出し用のガイド部であり、５１は、ステムの上端に形成しためねじである。
【００２３】
図１９は、ノンネックタイプの他例を示したもので、図１４に示した例を変更したものである。図１９における操作部４０の下部に、全周に形成した歯車部４０ｇを形成し、歯車部４０ｇの下面にストッパ部４６により９０°の回転規制を受ける係止突部４０ｂを設けている。この歯車部４０ｇは、バネ３９の弾発で係止部４４の歯車形状の係止部４４ｄの歯とかみ合い、一方、操作部４０を押し下げるとかみ合いが外れて略９０°の回転が可能となる。従って、９０°の範囲で歯のピッチ分での中間停止と全開、全閉でのロックができるように構成されている。
【００２４】
次に、本発明における上記実施形態の作用を説明する。
ショートネックタイプのバタフライ弁として使用する場合は、図９に示すようにバルブ本体２３の着脱部１５に連結部２７を固着して構成し、搭載部２７ｂには、操作機３４を固着する。
【００２５】
また、ノンネックタイプのバタフライ弁として使用する場合は、図１４に示すようにバルブ本体２３の着脱部１５に連結部２７を固着し、この連結部２７内にバネ３９、上ステム１３に固着した操作部４０と係止部４４を固着して構成する。
【００２６】
更には、ロングネックタイプのバタフライ弁として使用する場合には、図１又は図３に示すようにバルブ本体２３の着脱部１５に連結部２６を固着し、上ステム１３に延設軸２４を設けるか、或は、長いステム２５をバルブ本体２３に装着して構成し、連結部２６の搭載部３２には操作機３４を固着して構成する。
このように、３つのタイプのバタフライ弁を要求に応じて構成することができ、共通構成部品であるバルブ本体２３の着脱部１５に対応構成部品を固着することによって組み込みが可能である。
【００２７】
次に、３つのタイプのバタフライ弁をそれぞれ交換するには、ロングネックタイプのバタフライ弁の場合は、図１に示すように、バルブ本体２３の着脱部１５に長尺筒形状の連結部２６をボルト３１で固着すると共に、連結部２６の下面に形成した凸部２８と係止凸部２９を着脱面１５ａに形成した係止凹部３０に嵌合すると、連結部２６は、回転が阻止された状態で固着される。
従って、連結部２６に捩れや回転トルクが発生しても、両者連結部位が回転するおそれはない。
更に、連結部２６の搭載部３２にギア操作機３４等の操作部をボルト・ナットで固着し、ステム１３、２５を操作機３４の出力軸と連結する。
この場合、上ステム１３に延設軸２４を設けている場合は、バルブ本体２３と共に上ステム１３も共通部品構成とすることができると共に、ロングネックタイプとショートネック、ノンネックタイプとの互いの交換をバルブ本体２３を配管に装着した状態で可能としている。
【００２８】
次に、ショートネックタイプのバタフライ弁にする場合は、連結部２６と操作機３４をボルト・ナットを外して取り外した後に、この着脱部１５に短筒形状の連結部２７を上記と同様に固着し、連結部２７に操作機３４を固着することによって施工される（図９参照）。
【００２９】
一方、ノンネックタイプのバタフライ弁にする場合は、図１４に示すように、短円筒形状の連結部２７の内部にバネ３９を装着し、このバネ３９の上端に操作部４０を配置し、かつ、上ステム１３の上端に形成しためねじ５１に止めねじ４１を螺着して操作部４０を上ステム１３に回動不能に、かつ、上下動自在に弾発させて取付ける。
更に、連結部２７の上面に係止プレート（係止部）４４をボルト４５ａで固着することによって完成する。
【００３０】
そして、この操作部４０を回転させる際は、開度表示部材４９を取り外して、このカバー４８の開口部４８ａよりレンチ等の工具４２を装入して、工具４２を操作部４０の角形部４０ｄに嵌合して押圧面部４０ｅを押圧しながら回転すると、操作部４０は、ストッパ部４６により９０°の範囲で規制されながら回転するので、ジスクは全開又は全閉に回転する。
【００３１】
ジスクの全開、全閉、中間開度時において、工具４２の押圧操作を解除すると、バネの弾発力により操作部４０が上昇して操作部４０の係止突部４０ｂが係止プレート４４の係止部に係止されて確実にロックされる。
従って、工具４２で操作部４０を回動操作することによって、全開、全閉、中間開度に操作することができ、所定の位置で確実にロックされる。
このように、ロング、ショート、ノンネックの３つのタイプからニーズに合わせて選択でき、各種のバリエーションに即座に対応することができる。
【００３２】
【発明の効果】
従って、本発明によると、バルブ本体を共通構成部品としてモジュール化することによって、ロングネック、ショートネック及びノンネックの各種のタイプから、ニーズに対応させて選択することができるため、配管ニーズや設置環境に迅速に対応することができると共に、部品を共通化させて部品点数を著しく削減することができ、コストの低減化に寄与でき、経済性に優れたバタフライ弁を提供することができる。
【００３３】
また、バルブ本体を配管に装置したライブ状態で、バルブ本体以外の部品ユニットを交換することができるため、施工性に優れており、更には、バタフライ弁に捩れや回転トルクが生じても各構成部分の連結部位がずれるおそれがなく、そのため、バタフライ弁の開閉精度を向上させることができる。
【００３４】
また、ロングネックタイプの場合は、特に、結露防止用の弁として機能し、ショートネックタイプの場合は、コンパクト化に寄与し、省スペース配管に適すると共に、ノンネックタイプの場合は、操作機がないため、開閉頻度の低い配管ラインに適し、省スペース化に寄与する等の効果を有する。
特に、ボデーの外周面の着脱部に短筒形状の連結部を固着した状態で、ショートネック用とノンネック用に兼用することが可能であるばかりでなく、配管に接続した状態でニーズに対応させて適宜の用途に用いることができ、部品の共通化とコストの低減化にも寄与でき、極めて実用的価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明におけるバタフライ弁のうち、ロングネックタイプのバタフライ弁を示した一部切欠き縦断面図である。
【図２】  図１におけるバルブ本体とロングネック用の連結部を分離した状態を示す一部切欠き拡大斜視図である。
【図３】  図１の他例を示すバタフライ弁の縦断面図である。
【図４】  図３のバタフライ弁を示した正面図である。
【図５】  図４の平面図である。
【図６】  図３に示したバタフライ弁に用いる延設軸の一部切欠き拡大断面図である。
【図７】  図１において、着脱部に連結部を回り止め状態で止着する状態を説明した連結部の下面の説明図である。
【図８】  図１におけるバタフライ弁から連結部を取り外したバルブ本体を示す一部切欠き拡大平面図である。
【図９】  本発明において、ショートネックタイプのバタフライ弁を示した一部切欠き縦断面図である。
【図１０】  図９のバタフライ弁を示した正面図である。
【図１１】  図９の連結部を逆さにした状態を示す斜視図である。
【図１２】  図９における連結部の半部分を示した一部切欠き斜視図である。
【図１３】  図９のＡ−Ａ部分を断面した断面図である。
【図１４】  本発明において、ノンネックタイプのバタフライ弁を示した一部切欠き縦断面図である。
【図１５】  図１４に示したバタフライ弁からカバーと開度表示部材を取り外して示した一部切欠き平面図である。
【図１６】  図１４のバタフライ弁を示した正面図である。
【図１７】  図１４に示した操作部分を示した分離斜視図である。
【図１８】  図１４に示した連結部分の分離斜視図である。
【図１９】  図１４に示した操作部と係止部分の他例を示した分離斜視図である。
【図２０】  従来のバタフライ弁の一例を示した正面図である。
【図２１】  従来のバタフライ弁の連結部分の一例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０  ボデー
１１  シート
１２  ジスク（弁体）
１３  上ステム
１３ａ  上ステム
１４  下ステム
１５  着脱部
２３  バルブ本体
２４  延設軸
２５  長いステム
２６、２７  連結部
２８  凸部
２９  係止凸部
３０  係止凹部
３２  搭載部
３４  ギア操作機（操作部）
３９  バネ
４０  操作部
４０ａ  非円形部
４０ｄ  角形部
４２  工具
４３  空間
４４  係止部
４６  ストッパ部
４９  開度表示部材
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003816275.tif 000017
【図１７】
0003816275.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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