特許 6018027 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】6018027

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】バタフライ弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/226 20060101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   F16K1/226 F

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-158479(P2013-158479)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-28373(P2015-28373A)

(43)【公開日】2015年2月12日

【審査請求日】2015年4月9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】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(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】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(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】竹田 安秀

(72)【発明者】

【氏名】城山 重英

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５４−１４４４２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１７０７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０２９７８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５７−０１２１６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００− １／５４

Ｆ１６Ｋ ２７／００−２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁箱（１１）内にその流路を開閉可能な弁体（１２）を配置し、前記弁箱（１１）内周面に、前記弁体（１２）の外周面が圧接する弁座シート（１４）を設けるとともにその弁座シート（１４）に隣接して弁座シート（１４）を弁箱径方向（ａ）及び同軸方向（ｂ）に押圧するシートキーパ（２０）を設けたバタフライ弁において、
上記シートキーパ（２０）は、上記弁座シート（１４）に弁箱軸方向（ｂ）で隣接してその弁座シート（１４）を弁箱径方向（ａ）に押圧して弁箱（１１）内面に固定する固定用部材（２１）と、その固定用部材（２１）に弁箱軸方向（ｂ）で隣接して前記固定用部材（２１）を弁箱軸方向（ｂ）に押圧する弁座シート（１４）の出代調節用部材（２２）とを備え、
上記固定用部材（２１）及び出代調節用部材（２２）は、それらの部材（２１、２２）を挿通して弁箱（１１）にねじ込まれるボルト（２５）によってそれぞれ弁箱（１１）内面に締結され、その固定用部材（２１）及び出代調節用部材（２２）のボルト挿通孔（２３、２４）は、ボルト（２５）に対し、それらの部材（２１、２２）が弁箱軸方向（ｂ）に移動可能な間隙（２６）を有することを特徴とするバタフライ弁。

【請求項2】

上記弁座シート（１４）、固定用部材（２１）及び出代調節用部材（２２）は、弁箱（１１）内面全周の収納溝（１１ａ）に嵌め込まれ、その収納溝（１１ａ）と出代調節用部材（２２）の隣接するそれぞれの対向面（１１ｂ、２２ｂ）を弁箱径方向（ａ）の傾斜面とし、出代調節用部材（２２）の弁箱径方向（ａ）の移動によって前記両傾斜面（１１ｂ、２２ｂ）を介して固定用部材（２１）が弁箱軸方向（ｂ）に移動するように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】

上記固定用部材（２１）と出代調節用部材（２２）の隣接するそれぞれの対向面（２１ｃ、２２ｃ）を弁箱径方向（ａ）の傾斜面とし、出代調節用部材（２２）の弁箱径方向（ａ）の移動によって前記両傾斜面（２１ｃ、２２ｃ）を介して固定用部材（２１）が弁箱軸方向（ｂ）に移動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、シートキーパによって、弁箱弁座シートが弁箱に固定されるとともに同弁箱内へのその弁箱弁座シートの出代が調節されるバタフライ弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、水道用等に用いられる大径のバタフライ弁は、図８に示すように、筒状弁箱１内にその流路を開閉可能な弁体２を配置し、弁箱１内周面に弁体２の外周面が圧接する弁座シート３を設けた構成が一般的である。
このバタフライ弁において、同図に示すように、弁座シート３の全周に弁箱軸方向ｂで隣接してシートキーパ（弁座シート３の固定用部材）４を弁箱１内面に設け、そのシートキーパ４はボルト(ビス）５を挿通して弁箱内面にねじ込み締結するものがある（特許文献１段落０００３、図３参照）。

【0003】

そのシートキーパ４は、断面が四角形の一辺に台形を重ねた形状であって、その台形の一方の傾斜面４ａが弁座シート３の脚部のテーパ面（傾斜面）３ａに当接し、同他方の傾斜面４ｂが弁箱内面の溝テーパ面（傾斜面）６に当接する。このため、このシートキーパ４の締結（シートキーパ４の弁箱１径方向ａへの移動）に伴い、弁座シート３は前記一方の傾斜面４ａで脚部テーパ面３ａを介し弁箱径方向ａ及び同軸方向ｂに押圧されて、弁箱１内面に固定されるとともに圧縮されて弁箱１内面から膨出し、その圧縮度合によって弁座シート３の弁箱１内面からの出代調節が行なわれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０８−１７０７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のバタフライ弁におけるシートキーパ４は、弁座シート３を弁箱径方向ａ及び同軸方向ｂに同時に押圧して弁箱内面に固定するとともに出代調節を行なっている。このため、弁座シート３に弁箱径方向ａ及び同軸方向ｂの押圧力が同時に加わり、一方の作用が他方の作用に影響を及ぼし、特に、出代調節の際、固定に必要以上の力（無理な力）がかり、その反力がスムーズな出代調節を妨げる一原因となっている。

【0006】

また、シートキーパ４の締結には、そのシートキーパ４が弁箱径方向ａに移動するために、シートキーパ４と溝６の底面とに間隙ｓが必要である。このため、閉弁時、弁体２による押圧力によって弁座シート３が圧縮されて前記間隙ｓに逃げて（膨れて）シール性を低下させる恐れがあった。特に、高圧流体管路にこのバタフライ弁が介設されると、その流体圧によっても弁座シート３が押圧されて前記間隙ｓに逃げてシール性の低下を招く恐れは高くなる。この高圧流体において前記隙間ｓへの逃げによるシール低下を招くと、その低下したシール部分から反対側に流体が流れ出る、所謂、「裏漏れ」が生じる。

【0007】

この発明は、以上の実状の下、上記シートキーパによる弁座シートの弁箱固定と出代調節を上記シール性の低下を招くことなく行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】

【0008】

上記課題を達成するため、この発明は、上記シートキーパを、弁座シートを弁箱径方向ａに押圧して弁箱内面に固定する固定用部材と、弁箱軸方向ｂに押圧する弁座シートの出代調節用部材との２部材とからなるものとしたのである。
このように２部材とすれば、別々の部材で弁座シートの弁箱固定と同出代調節を個々に行ない得るため、一方の作用が他方の作用に影響を及ぼすことはなく、上記無理な力がかかることを極力抑制することができる。

【0009】

この発明の具体的構成としては、弁箱内にその流路を開閉可能な弁体を配置し、前記弁箱内周面に、前記弁体の外周面が圧接する弁座シートを設けるとともにその弁座シートに隣接して弁座シートを弁箱径方向及び同軸方向に押圧するシートキーパを設けたバタフライ弁において、前記シートキーパは、前記弁座シートに弁箱軸方向で隣接してその弁座シートを弁箱径方向に押圧して弁箱内面に固定する固定用部材と、その固定用部材に弁箱軸方向で隣接して前記固定用部材を弁箱軸方向に押圧する弁座シートの出代調節用部材とを備える構成を採用することができる。

【0010】

この構成とすれば、例えば、まず、固定用部材によって弁座シートを弁座内面に固定し、つぎに、出代調節用部材によってその固定用部材を弁箱軸方向に移動させて弁座シートを圧縮させて出代調節を行なうことができる。このように、二段階（２部材）による弁座シートの固定及び圧縮（出代調節）がなされる。
その出代調節時、固定用部材及び出代調節用部材は弁箱軸方向に移動する必要があり、そのための構成は種々の態様が考えられるが、例えば、その固定用部材及び出代調節用部材は、それらの部材を挿通して弁箱内面にねじ込まれるボルトによってそれぞれ弁箱内面に締結され、固定用部材及び出代調節用部材のボルト挿通孔は、ボルトに対しそれらの部材が弁箱軸方向に移動可能の間隙を有する構成とすれば、その間隙の存在によってボルトに対し固定用部材及び出代調節用部材は弁箱軸方向に移動可能となる。

【0011】

また、出代調節用部材による固定用部材の押付（弁箱軸方向移動）手段も種々の構成が考えられるが、例えば、出代調節用部材と収納溝の対向面をそれぞれ傾斜面としてその両傾斜面の協働作用で行なったり、出代調節用部材と固定用部材との対向面をそれぞれ傾斜面としてその両傾斜面の協働作用で行なったりすることができる。後者の場合、出代調節用部材の弁箱軸方向の移動がなくなり、固定用部材の弁箱軸方向の移動の微調整がし易くなる。

【発明の効果】

【0012】

この発明は、以上のように、弁座シートの弁箱固定と同出代調節を個別に行ない得るようにしたので、上記無理な力がかかることを極力抑制することができる。このため、その出代調節が容易であるとともに、弁座シートの耐久性を向上させることができる。また、弁座シートを弁箱に固定するための上記間隙ｓも必要がなくなるため、その間隙ｓによるシール性の低下を招くこともない。このため、「裏漏れ」が生じる可能性も低く、高圧流体における両方向から流体が流れる（両流れの）管路に使用し得る有用なバタフライ弁とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明のバタフライ弁に係る一実施形態の概略切断側面図

【図2】図１の要部拡大図

【図3】同実施形態の弁座シート固定用部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図

【図4】同実施形態の弁座シート出代調節用部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図

【図5】同実施形態の弁座シートの取付・出代調節説明図

【図6】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ他の実施形態の要部拡大図

【図7】同他の実施形態の要部拡大図

【図8】従来例の一部概略切断側面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

この発明のバタフライ弁に係る一実施形態を図１〜図４に示し、この実施形態のバタフライ弁は上水道の管路に介設されるものである。
このバタイフライ弁は、従来と同様に、鋳物製の短尺筒状弁箱１１と、その流路を開閉可能な弁体１２と、その弁体１２と一体で回転する弁棒１３と、弁箱１１内周面全周に設けたゴム製弁座シート１４と、その弁座シート１４に隣接して弁座シート１４を弁箱径方向ａ及び同軸方向ｂに押圧するシートキーパ２０とからなる。
弁箱１１は、従来と同様に、その筒状部の幅方向中心に径方向ａの弁棒１３を貫通させてその両端を水密に支持している。

【0015】

弁体１２は、同従来と同様に、円状の弁板１２ａと、その弁板１２ａの周り及び径方向のリブ１２ｂと、円筒状取付用ボス１２ｃとからなって、それら１２ａ、１２ｂ、１２ｃは一体物である。その弁体１２のボス１２ｃに弁棒１３を嵌め、ボス１２ｃ及び弁棒１３にボルト１２ｄを貫通させてナット１２ｅで締結することによって、弁棒１３に弁体１２（弁板１２ａ）が偏心して取付固定される。したがって、この実施形態は一次偏心バタフライ弁である。図中、１２ｆは弁体１２の外周縁に設けられた弁体弁座である。

【0016】

弁座シート１４は、同従来と同様に、断面が四角形の一辺に台形を重ねた形状であり、その脚部を弁箱内周面の弁座シート１４等の収納溝１１ａに嵌めると、その台形の一方の傾斜面１４ａが溝１１ａの一側の傾斜面１１ｃに当接することによってその弁箱内面に仮止めされる。

【0017】

以上の構成は従来と同様であって、この発明は上記シートキーパ２０の構成が特徴である。そのシートキーパ２０は、従来と異なり、弁座シート１４に弁箱軸方向ｂで隣接する固定用部材２１と、その固定用部材２１に弁箱軸方向ｂで隣接する弁座シート１４の出代調節用部材２２とからなる。
固定用部材２１は断面四角状でその弁座シート側の面が弁座シート１４の側面にぴったり当接する形状となっているとともに、その反対面は弁箱径方向ａの面となっている。また、出代調節用部材２２も断面四角状で固定用部材２１の弁箱径方向の面と当接する面が同様の弁箱径方向ａの面（弁箱軸方向ｂに直交する面）となっているとともに、その反対面は収納溝１１ａの他方の傾斜面１１ｂに対応する弁箱外側に向かって右に傾斜する面２２ｂとなっている。

【0018】

固定用部材２１及び出代調節用部材２２は、それぞれ貫通孔２３、２４を有しており、この貫通孔２３，２４に固定ボルト２５、２５を挿通して弁箱内面にねじ込む（締結する）ことによって弁箱内面に固定される。このとき、両挿通孔２３、２４は弁箱１１の軸方向ｂに長い長孔となっており、この挿通孔２３、２４に固定ボルト２５を挿通すると、その固定ボルト２５の側面に間隙２６が生じて、固定用部材２１及び出代調節用部材２２は固定ボルト２５に対し弁箱軸方向ｂに移動可能である。挿通孔２３、２４は長孔でなくても、固定用部材２１及び出代調節用部材２２が固定ボルト２５に対して弁箱軸方向ｂに移動し得る間隙２６を有する円形でもよい。

【0019】

また、固定用部材２１は図３に示すように周囲３等分割された円環状である。従来のシートキーパ４は、弁座シート３の固定と圧縮の両作用を行なうため、出代調節用部材２２と同様に、１６等分割などの多くの分割材からなっていた。しかし、この発明の固定用部材２１は弁座シート１４の固定作用のみを行なえばよいため、収納溝１１ａに嵌り得れば良く、最低個数の２部材であれば良い。
以上から、固定用部材２１の分割数は、２個以上であれば任意であるが、３個以上であると、分割材２１ａを変形させなくても収容溝１１ａに嵌めることができ、一方、分割数が少ないと、固定用部材２１の継ぎ目も少なくなり、弁座シート１４をより安定して固定することができる。このため、３分割が一番優れたものと言える。
各分割材２１ａにおける挿通孔２３の数は、その取付強度、取付性等を考慮して適宜に設定する。この実施形態においては、一分割材２１ａにおいてほぼ等間隔の挿通孔２３とした。

【0020】

出代調節用部材２２は図４に示すように周囲１６等分割された円環状である。この出代調節用部材２２は、弁座シート１４の弁箱内面からの突出度合（出代）を調節するため、従来と同様に、１６等分割している。このように多くの分割材２２ａとしたのは、できるだけ、弁座シート１４の全周に亘って均等な出代を細かく調節するためである。このため、その分割数は、出代調節用部材２２（弁座シート１４）の径の大小を考慮してその均等な出代を得るように実験等によって適宜に設定する。また、各分割材２２ａにおける挿通孔２４の数は、その取付強度、取付性等を考慮して適宜に設定する。この実施形態においては、一分割材２２ａにおいてほぼ等間隔の挿通孔２４とした。

【0021】

これらの固定用部材２１及び出代調節用部材２２によって弁座シート１４を弁箱１１の収納溝１１ａに収納取付けするには、例えば、図５に示すようにする。すなわち、同図（ａ）に示すように、まず、収納溝１１ａに弁座シート１４を嵌め込み、その後、固定用部材２１を嵌めてボルト２５で締結する。この締結によって弁座シート１４を弁箱内面（収納溝１１ａ）に固定する。このとき、仮固定でも良い。
つぎに、同図（ｂ）に示すように、固定用部材２１に隣接して収納溝１１ａ内に出代調節用部材２２を嵌めて（その分割材２２ａをそれぞれ嵌めて）、ボルト２５をその各挿通孔２４に挿通して弁箱内面（収納溝１１ａの底面）にねじ込む。

【0022】

そのねじ込みに伴い、出代調節用部材２２の傾斜面２２ｂと収納溝１１ａの傾斜面１１ｂとの当接（対応）位置が移行し（両傾斜面２２ｂ、１１ｂの協働作用により）、その出代調節用部材２２の各分割材２２ａは徐々に固定用部材２１（その分割材２１ａ）を弁座シート１４側に押圧する。このため、固定用部材２１は弁座シート１４を圧縮する方向（弁箱軸方向ｂ）に間隙２６を介し移動して弁座シート１４を圧縮する。この圧縮に伴って弁座シート１４は弁箱内面から突出する（図５（ｃ）参照）。このとき、固定用部材２１が弁箱軸方向ｂに動きにくい場合は、そのボルト２５の締結力を緩めることができる。
このボルト２５のねじ込み作用を出代調節用部材２２の各分割材２２ａにおいて行なうことによって、弁座シート１４の全周に亘って均等な所要な出代となるようにする。

【0023】

上記実施形態においては、弁座シート１４の断面形状を従来と同様としたが、この発明は固定用部材２１の締結によって弁座シート１４の圧縮作用を行なわないため、弁座シート１４の脚部に傾斜面１４ａがある必要はない。このため、固定用部材２１による弁座シート１４の固定力が増すような弁座シート１４の断面形状、例えば、図６（ａ）に示すように、図８の傾斜面４ａを弁箱軸方向ｂの水平面１４ａ’としたり、同図（ｂ）に示すような凸面１４ａ’’としたりすることができる。

【0024】

また、出代調節用部材２２による固定用部材２１の押付手段も、出代調節用部材２２の傾斜面２２ｂと収納溝１１ａの傾斜面１１ｂとの協働作用とせず、図７に示すように、出代調節用部材２２の傾斜面２２ｃと固定用部材２１の傾斜面２１ｃとの協働作用とすることができる。このとき、出代調節用部材２２の収納溝１１ａの側面（傾斜面）１１ｂとの当接面（接する面）２２ｂは弁箱径方向ａの面とし得る（図７参照）。このようにすれば、出代調節用部材２２の弁箱軸方向ｂの移動がなくなり、固定用部材２１の弁箱軸方向ｂの移動の微調整がし易くなる。
さらに、弁座シート１４の出代調節を完了した時、図６、図７に示すように、挿通孔２３、２４の中心軸とボルト２５の軸とがほぼ一致するように、図５（ｂ）の状態における間隙２６をボルト２５の左側を右側に対して広くなるように調整することができる。

【0025】

上記実施形態は、一次偏心バタフライ弁であったが、図８に示す、弁体２が偏心していないバタフライ弁のみならず、二次偏心バタフライ弁等においても、この発明は採用し得ることは勿論である。また、それらのバタフライ弁において、弁座シート１４の両側（図２において左右）にこの発明に係るシートキーパ２０を設けることができる。

【符号の説明】

【0026】

・ １１ 弁箱
１１ａ 弁箱の弁座シート収納溝
１１ｂ 同収納溝の傾斜面
２、１２ 弁体
３、１４ 弁箱弁座シート
４、２０ シートキーパ
２１ シートキーパの固定用部材
２１ａ 同固定用部材の分割材
２１ｃ 同固定用部材の傾斜面
２２ シートキーパの出代調節用部材
２２ａ 同出代調節用部材の分割材
２２ｂ、２２ｃ 同出代調節用部材の傾斜面
２３ 同固定用部材のボルト挿通孔
２４ 同出代調節用部材のボルト挿通孔
２５ 固定用部材及び出代調節用部材の固定ボルト
２６ 挿通孔２３、２４とボルト２５の間隙
ａ 弁箱径方向
ｂ 弁箱軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】