特許 5920718 充水機能付きバタフライ弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5920718

(24)【登録日】2016年4月22日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】充水機能付きバタフライ弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/22 20060101AFI20160428BHJP

   F16K 47/02 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   F16K1/22 Q

   F16K47/02 A

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-143949(P2012-143949)

(22)【出願日】2012年6月27日

(65)【公開番号】特開2014-5924(P2014-5924A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2014年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100084858

【弁理士】

【氏名又は名称】東尾 正博

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】真本 英光

(72)【発明者】

【氏名】丸田 康平

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６３−１６８３８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−２５４４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２０８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２９１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６５６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／２２

Ｆ１６Ｋ ４７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁箱（１）と、その弁箱（１）を径方向に貫通する弁軸（２）と、その弁軸（２）を中心径方向に取付けた弁体（３）とからなり、前記弁体（３）の周縁径方向内側に、弁体の閉弁方向に延びる内外面に通じる通水孔（１１）を有するテール部（１０）が設けられ、開弁初期は、前記テール部（１０）が前記弁箱弁座（５）に対向して前記通水孔（１１）から通水するバタフライ弁（Ｖ）において、
上記テール部（１０）と弁体（３）とが別部材となっており、前記弁体（３）の周縁径方向内側閉弁方向側に固定部材（１３）が設けられ、その固定部材（１３）の外側に前記テール部（１０）が当てがわれ、前記固定部材（１３）を貫通したビス（１５）がそのテール部（１０）にねじ込まれ、そのねじ込み量によって固定部材（１３）に対するテール部（１０）の離反度が調節された前記固定部材（１３）にその先端がテール部（１０）の内面に当接する押しビス（７）がねじ込まれて、テール部（１０）の調整位置が固定されて、前記テール部（１０）が弁体（３）に対しその径方向任意の位置に調整・固定可能となっていることを特徴とするバタフライ弁。

【請求項2】

弁箱（１）と、その弁箱（１）を径方向に貫通する弁軸（２）と、その弁軸（２）を中心径方向に取付けた弁体（３）とからなり、前記弁体（３）の周縁径方向内側に、弁体の閉弁方向に延びる内外面に通じる通水孔（１１）を有するテール部（１０）が設けられ、開弁初期は、前記テール部（１０）が前記弁箱弁座（５）に対向して前記通水孔（１１）から通水するバタフライ弁（Ｖ）において、
上記テール部（１０）と弁体（３）とが別部材となっており、前記弁体（３）の周縁径方向内側閉弁方向側に固定部材（１３）が設けられ、その固定部材（１３）の外周面に上記テール部（１０）がシート材（１４）を介在してビス（１２）止めされており、その厚み調整されたシート材（１４）によって前記テール部（１０）が弁体（３）に対しその径方向任意の位置に調整・固定可能となっていることを特徴とするバタフライ弁。

【請求項3】

弁箱（１）と、その弁箱（１）を径方向に貫通する弁軸（２）と、その弁軸（２）を中心径方向に取付けた弁体（３）とからなり、前記弁体（３）の周縁径方向内側に、弁体の閉弁方向に延びる内外面に通じる通水孔（１１）を有するテール部（１０）が設けられ、開弁初期は、前記テール部（１０）が前記弁箱弁座（５）に対向して前記通水孔（１１）から通水するバタフライ弁（Ｖ）において、
上記テール部（１０）と弁体（３）とが別部材となっており、前記弁体（３）の周縁径方向内側閉弁方向側に固定部材（１３）が設けられ、その固定部材（１３）の外側に上記テール部（１０）が位置し、前記固定部材（１３）を貫通したビス（１５）がそのテール部（１０）にねじ込まれ、そのねじ込み量によって固定部材（１３）に対するテール部（１０）の離反度が調節された前記固定部材（１３）とテール部（１０）の間の前記ビス（１５）にねじ込んだ対のナットの一方（１６ａ）がねじ込まれて固定部材（１３）の外面に圧接しているとともに、他方（１６ｂ）がねじ込まれてテール部（１０）の内面に圧接して、固定部材（１３）にテール部（１０）が固定されて、前記テール部（１０）が弁体（３）に対しその径方向任意の位置に調整・固定可能となっ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】

【技術分野】

【0001】

この発明は、水道管等の配管への初期充水時に流体を供給する充水機能付きバタフライ弁に関する。

【背景技術】

【0002】

水道管等の配管の新設時、更新時、点検時等における初期充水時において、急速な充水によって満管状態にすると、下流側配管に設置した空気弁から適切に配管内の空気を抜くことができず、ウオーターハンマや配管内空気の押出し（圧縮）によって安全弁が破損したり、配管そのものが破損したりすることがある。このため、配管途中にバタイフライ弁を介設し、そのバタフライ弁を小開度に開弁して小流量で下流側の管路に充水するようにしている。
その一般的なバタフライ弁は、弁箱を径方向に貫通する弁軸と、その弁軸を中心径方向に取付けた弁体とからなり、前記弁箱内周面に前記弁体先端縁が接離するゴム製弁箱弁座を形成し、弁軸を介して弁体３を回転することによって弁開閉する構造である。

【0003】

この一般的なバタフライ弁による上記小開度における流量制御は困難である。このため、弁体先端縁に閉弁方向（閉弁時、弁体が回転する方向）に延びるテール部を設け、そのテール部に通水孔を形成して、開弁初期、その通水孔を通って通水するようにし、その通水孔の開口面積（流通面積）等を所要値に設定することによって円滑な下流側配管の充水をし得るとするものがある（特許文献１請求項１、図１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２３４０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記弁体にテール部を設けたものにおいては、充水時の通水量を小流量で一定とするために、テール部の通水孔を介して通水のほぼ全てを行うには、ゴム製弁箱弁座とテール部とを摺動させれば良いが、そのためには、弁箱弁座と摺動させるためのテール部摺動面（外周面）の正確な形成が煩雑であって、高コストのものとなっている。
また、弁箱弁座は配管を全閉する際の弁体先端縁の押圧により弾性変形される必要がある部分であり変形が許容される。このことから、テール部もその変形に対応して充水時に上記一定小流量を得るにはその弁箱弁座を撓ませて（押圧して）摺動させる必要があり、その摺動抵抗が大きく、開閉弁時に弁軸回転トルクが大きいものとなっている。
さらに、テール部は弁体に一体成形されているため、テール部と弁箱弁座との摺動（圧接）度合の調整も不可能であって、上記開閉弁時に弁軸回転トルクが大きいものとなっていることから、微調整の小回転制御が困難であり、円滑な流量制御を行えない問題がある。

【0006】

この発明は、以上の実状の下、充水時の弁体の回転トルクを少なくして円滑な流量制御を行ない得るようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を達成するために、この発明は、上記テール部を弁体と別部材とするとともに弁体に対しその径方向任意の位置に調整・固定可能としたのである。
テール部が、別部材であれば、弁体に対しその径方向任意の位置に調整・固定とすることができる。さらに、その径方向任意の位置に調整・固定可能であれば、テール部を弁箱弁座に所要間隙をもって近接するようにし得ることが容易であって、近接であれば、弁座とテール部との摺動抵抗は無くなり、充水時の弁体の回転トルクを小さくして微調整の小回転制御が容易であって、円滑な流量制御を行ない得る。
その「近接」とは、テール部の下記通水孔１１による充水に支障が出ない程度のテール部外周面と弁座との間隙をもって近づいている状態を言う。なお、この発明においては、テール部は弁箱弁座に必ずしも近接状態である必要はなく、摺動状態でも良い。

【0008】

この発明の構成としては、弁箱と、その弁箱を径方向に貫通する弁軸と、その弁軸を中心径方向に取付けた弁体とからなり、前記弁体の周縁径方向内側に、弁体の閉弁方向に延びる内外面に通じる通水孔を有するテール部を設け、開弁初期は、前記テール部が前記弁箱弁座に対向して前記通水孔から通水するバタフライ弁において、前記テール部を弁体と別部材とするとともに弁体に対しその径方向任意の位置に調整・固定可能とした構成を採用することができる。

【0009】

そのテール部を弁体に対しその径方向任意の位置に調整・固定する構成としては、従来周知の種々の手段が考えられるが、例えば、弁体の周縁径方向内側閉弁方向側に固定部材を設け、その固定部材の外側にテール部を当てがい、固定部材を貫通したビスをそのテール部にねじ込み、そのねじ込み量によって固定部材に対するテール部の離反度（テール部の弁箱弁座に対する近接度）を調節し、その調整後、前記固定部材にその先端がテール部材の内面に当接する押しビスをねじ込んで、テール部の調整位置を固定する構成を採用できる。この構成とすれば、その押しビスによってテール部の弁体に対する位置を安定して固定できる。
この構成において、上記押しビスのテール部の固定に代えて、上記ビスのねじ込み量によって固定部材に対するテール部の離反度（離反距離）を調節した後、前記固定部材とテール部の間の上記ビスにねじ込んだ対のナットの一方をねじ込んで固定部材の外面に圧接するとともに、他方をねじ込んでテール部の内面に圧接して、固定部材にテール部を固定するようにすることもできる（図８参照）。

【0010】

また、他の手段としては、上記固定部材の外周面にテール部をシート材を介在してビス止めし、そのシート材の厚み変更（厚み調整）によって前記テール部を弁体に対しその径方向任意位置に調整・固定可能とすることができる。このとき、前記固定部材に上記押しビスをねじ込むようにすれば、その押しビスによってテール部の弁体に対する位置を安定して固定できる。
さらに、他の調整手段として、上記テール部をそのテール部の弁体径方向に長い長孔を介して前記弁体にビス止めし、その長孔内の前記ビスの位置調整によって前記テール部を弁体に対しその径方向任意位置に調整・固定可能とした構成を採用することができる。

【発明の効果】

【0011】

この発明は、以上のように構成し、テール部を弁体と別部材とするとともに弁体に対しその径方向任意位置に調整・固定可能としたので、テール部を弁箱弁座に対して所要間隙をもって容易に近接等することができ、充水時の弁体の回転トルクを少なくして円滑な流量制御を行ない得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】この発明に係るバタフライ弁の一実施形態の要部切欠き断面斜視図

【図2】同実施形態の図１の作用説明用要部切断平面図

【図3】同実施形態の図１右側のテール部材の斜視図であり、（ａ）は裏面側、（ｂ）は表面側

【図4】同実施形態の充水時の作用説明用要部切断平面図であり、（ａ）は開弁の途中、（ｂ）は開弁時

【図5】他の実施形態の要部切断平面図

【図6】他の実施形態の要部切断平面図

【図7】他の実施形態の要部切断側面図

【図8】他の実施形態の要部切断平面図

【図9】他の実施形態の要部切断平面図

【図10】他の実施形態の要部切断平面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

この発明に係るバタフライ弁Ｖの一実施形態を図１〜図４に示し、この実施形態も、従来と同様に、弁箱１と、その弁箱１を径方向に貫通する弁軸２と、その弁軸２を中心径方向に取付けた弁体３とからなり、弁軸２を介して弁体３を、図１矢印の如く約９０度正逆転することによって弁開閉する。同図では、矢印右回転が開弁（図２矢印方向）、同左回転が閉弁となる。

【0014】

このバタフライ弁Ｖの弁箱１及び弁体３は鋳鋼等の金属からなり、その弁箱１の円筒状本体１ａの軸方向中程内周囲にクロロプレンゴム等のゴムからなる弁座シート４が金型を用いた加硫接着によって設けられている。
弁座シート４の内周面中央部は盛り上がって弁体３の先端縁が接離する弁箱弁座５となっており（図２参照）、金属製弁体３が閉止方向（図２反矢印方向）に回転してゴムからなる弁箱弁座５に徐々に食い込み、中心線ｃ上で予め設定された最大の食い込み代となって閉弁する。

【0015】

上記弁体３の周縁径方向内側に、弁体３の閉弁方向に延びる内外面に通じる通水孔１１を有するテール部１０が設けられ、このテール部１０は、図３に示すように、半円弧状をして弁軸２の左右に位置してその端は弁体の軸部に接している（特許文献１図７参照）。テール部１０の内周縁には、その縁長さ方向に等間隔で前記通水孔１１が形成され、その外周縁には、その通水孔１１の間にねじ孔１２が形成されている（図３参照）。通水孔１１の数、間隔は、充水時の流通量等を考慮して適宜に設定する。
弁体３の周縁径方向内側のテール部１０の同径方向内側には弁体３と一体成形の固定部材１３が設けられており、この固定部材１３にも、前記通水孔１１に通じる透孔１１ａが形成されているとともに、前記ねじ孔１２に通じる透孔１２ａが形成されている。この固定部材１３は、図１では省略しているが、テール部１０と同様に弁体３の周縁全長円弧状に形成したり、ねじ孔１２に対応した位置に突出する突片としたりすることができる。その突片は周方向等間隔とし得る。

【0016】

テール部１０は固定部材１３にシート材１４を介在して重ねられ、固定用ボルト（ビス）１５を透孔１２ａを通してねじ孔１２にねじ込み、前記シート材１４の厚みを適宜に選択することによって、テール部１０の円弧状外周面１０ａが弁箱弁座５の内周面に所要の間隙をもって近接するようにする。そのシート材１４の素材としては、ゴム等の弾性体が考えられ、その厚み調整は、シート材１４そのものの厚みを変えたり、介在枚数を適宜に選択したりして行なう。所要の間隙は、その間隙によって適切な通水ａが行なわれて、上記安全弁が破損したり、配管そのものが破損したりすることがないように実験などによって適宜に設定する。

【0017】

この実施形態は、以上の構成であり、水道管等の配管に介設され、その配管の新設時、更新時、点検時等の初期充水時、図２の状態から、矢印の如く弁軸２（弁体３）を回転させて、図４（ａ）から同（ｂ）に示すように、弁体３が小開度すると、テール部１０の円弧状外周面１０ａが弁座５内周面に近接した状態で、一方の配管から通水孔１１、透孔１１ａ及び弁座５とテール部１０の間隙を通って他方の配管に流通する。
この充水時、テール部１０は弁座５（弁座シート４）に近接した状態であるため、弁軸２の回転に不要の摺動（接）トルクを与えない。このため、弁体３の回転は円滑である。
他方の配管内が水充満すれば、弁軸２をさらに回転させて弁体３を全開とする（開弁する）。

【0018】

この実施形態は、テール部１０が弁体３と別部材であるため、弁箱本体１ａの材質や製作精度に影響されずにそのテール部１０を形成することができる。このため、通水孔１１の開口面積精度や弁体先端縁とテール部１０内周面との近接度合の加工精度を向上することができ、円滑な流量制御を行ない得る。

【0019】

この実施形態においては、固定部材１３を弁体３と一体成型品としたが、図５に示すように、テール部１０の弁体側縁に弁体側面に沿うフランジ１３ａを設け、そのフランジ１３ａを弁体３にビス１５ａでねじ止めすることによって、テール部１０を弁体３に取付けることもできる。
また、通水孔１１の形状、流通断面積は、充水時の最適な流通量が得られるように、実験などによって適宜に設定し、例えば、図６に示す形状等とし得る。図６の実施形態は、テール部１０の内面側に突部１０ｂを設け、その突部１０ｂと固定部材１３との間にシート材１４を介在している。

【0020】

上記各実施形態において、図７に示すように、固定部材１３にねじ込んだ押しビス（ボルト）１６の先端をシート材１４又はテール部１０に圧接する（押し付ける）ことによって固定部材１３に対するテール部１０の移動を固定し得る（テール部１０の調整位置の固定を行なうことができる）。押しボルト１６の位置は、テール部１０を固定部材１３に固定し得る限りにおいて、テール部１０の周方向の適宜位置に設けることができるが、例えば、各ねじ孔１２の中間などの同周方向等間隔が好ましい。
この押しボルト１６によってテール部１０を固定する場合、シート材１４が無くても、固定部材１３を貫通したボルト１５のテール部１０へのねじ込み量によって固定部材１３に対するテール部１０の離反度を調節し、その調整後、前記押しボルト１６を固定部材１３にねじ込み、その先端をテール部材１０の内面に当接することによって、テール部１０の調整位置を固定することができる。

【0021】

これらの各実施形態において、図８に示すように、上記押しボルト１６によるテール部１０の固定に代えて、固定部材１３とテール部１０の間の固定用ボルト１５に対のナット１６ａ、１６ｂをねじ合わせ、固定用ボルト１５のテール部１０へのねじ込み量でテール部外周面１０ａと弁箱弁座５とを所要の間隙に調整した後、一方（同図において上側）のナット１６ａをねじ込んで固定部材１３の外面に圧接するとともに、他方のナット１６ｂをねじ込んでテール部１０の内面に圧接して、固定部材１３にテール部１０を固定することもできる。このとき、固定用ボルト１５のテール部１０へのねじ込みによってボルト１５に対するテール部１０の固定が十分であれば、前記下側のナット１６ｂは省略し得る。

【0022】

図９、図１０の実施形態は、図６の突部１０ｂを有するテール部１０において、その突部１０ｂを弁体３側面に沿うフランジ１０ｃとし、そのフランジ１０ｃに弁体径方向に長い長孔１７を形成し、フランジ１０ｃを弁体３の側面に当てがい、ビス（ボルト）１５をその長孔１７を介して弁体３にビス止めし、その長孔１７内のビス１５の位置調整によってテール部１０を弁体３に対しその径方向任意位置に調整・固定可能として、そのテール部１０外周面を弁座５に近接した状態とし得るようにしたものである。このとき、通水孔１１の態様は、図９、図１０等のように適宜に設定する。

【0023】

この各実施形態において、シート材１４に代えて弁体３と一体成形した固定部材としたり、図５に示す弁体３にビス１５ａ止めした固定部材としたりすることもできる。このとき、その固定部材とフランジ１０ｃの間にシート材１４を介在することもできる。また、この各実施形態においてはシート材１４を省略することができ、さらに、図７に示す押しビス（ボルト）１６をフランジ１０ｃの適宜位置にねじ込み、その先端をシート材１４又は弁体３に圧接する（押し付ける）ことによってテール部１０の移動を固定し得るようにし得る。

【0024】

上記各実施形態は、テール部１０（通水孔１１）を、弁軸２に対して左右両側に設けたが、弁体３の開弁方向の一方、例えば、図１において右側のみでも良く、さらに、両側又は一側のどちらにおいても、その全周（長さ）又は一部でも良い。要は、円滑な充水が行なわれれば良い。

【符号の説明】

【0025】

１ 弁箱
２ 弁軸
３ 弁体
４ 弁座シート
５ 弁箱弁座
１０ テール部
１１ 通水孔
１３ 固定部材
１４ シート材
１５ ビス（ボルト）
１６ 押しビス（ボルト）
１６ａ、１６ｂ 対の固定ナット
１７ 長孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】