JP2001355744A - メタルシートバタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体の全閉時に該弁体に設計値を超える流体
圧が負荷されて、弁体が変形しても、面圧の低下による
流体もれの発生および面圧の過剰な上昇による弁開操作
の困難を確実に解消できるメタルシートバタフライ弁を
提供する。 【解決手段】 弁体１の全閉時に負荷される流体圧Ｐ１
が設計値を超えることで、弁体１が変形しても、一方の
弁箱シート５Ａの弾性片５１が実線で示す状態から二点
鎖線で示す状態に向けて弾性復帰して一方の弁体シート
４Ａに圧接し、該一方の弁体シート４Ａとの面圧低下を
回避するように作用して、ここからの流体もれの発生を
確実に防止する。また、他方の弁箱シート５Ｂの弾性片
５４が実線で示す状態から一点鎖線で示すように弾性変
形して少し撓むことで、他方の弁体シート４Ｂに圧接
し、該他方の弁体シート４Ｂとの面圧上昇を回避するよ
うに作用して、弁体１を弁開方向に回転させる弁開操作
を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道配管のような
流体輸送配管に介設して使用するのに好適なメタルシー
トバタフライ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルシートバタフライ弁は、図３、図
４および図５に示すように、弁体１が弁箱２の軸線Ｃ１
に直交する軸線Ｃ２を有する弁棒３に取付けられて、該
弁棒３とともにその軸まわりに回転可能に弁箱２に収容
され、弁体１の回転によって該弁体１の外周部に取付け
られているステンレス製の一方の弁体シート４Ａが弁箱
２の内面に取付けられているステンレス製の一方の弁箱
シート５Ａに接離し、弁体１の外周部に取付けられてい
るステンレス製の他方の弁体シート４Ｂが弁箱２の内面
に取付けられているステンレス製の他方の弁箱シート５
Ｂに接離しして開閉を行うように構成されている。な
お、弁箱１の内面は一様な内径の正円形を呈して軸線Ｃ
１方向にのびており、軸方向の両端部には、配管６，６
側のフランジ６Ａに結合可能なフランジ７，７を設けて
ある。

【０００３】このように構成されたメタルシートバタフ
ライ弁では、弁体１を図４の実線で示す弁閉位置から仮
想線で示す全開位置にかけて実線矢印方向に回転させる
と、弁体１の回転角の拡大に伴って弁箱２の内面と弁体
１の外周部の回転軌跡との間隔および弁体シート４Ａ，
４Ｂと弁箱シート５Ａ、５Ｂとの間隔が大きくなり、流
体（たとえば水）の通過断面積が拡大されて流量を増大
させることができる。また、仮想線で示す全開位置から
実線で示す弁閉位置にかけて破線矢印方向に回転させる
と、弁体１の回転角の縮小に伴って弁箱２の内面と弁体
１の外周部の回転軌跡との間隔および弁体シート４Ａ，
４Ｂと弁箱シート５Ａ、５Ｂとの間隔が小さくなり、流
体の通過断面積が縮小されて流量を減少させ、全閉位置
では流量を「０」にすることができる。したがって、弁
体１を回転角０゜の実線で示す弁閉位置に位置決めした
流量「０」の状態から、回転角９０゜の仮想線で示す全
開位置に位置決めした流量「最大」の範囲内で弁体の回
転角に応じて配管の通過流量を調整することができる。

【０００４】前記構成のメタルシートバタフライ弁は、
一方の弁箱シート５Ａに一方の弁体シート４Ａが所定の
シール面圧で圧接し、かつ他方の弁箱シート５Ｂに他方
の弁体シート４Ｂが所定のシール面圧で圧接している全
閉時において、弁体１に流体圧Ｐ１が負荷されると、一
方の弁体シート４Ａ側では、弁体１を矢印Ｘ１で示す第
１方向に変形させようとする力が作用し、他方の弁体シ
ート４Ｂ側では、弁体１を矢印Ｘ２で示す第２方向に変
形させようとする力が作用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一方の弁箱
シート５Ａと一方の弁体シート４Ａの圧接面および他方
の弁箱シート５Ｂと他方の弁体シート４Ｂの圧接面は、
一方側では弁体１の前記第１方向への変形によって面圧
が所定の値よりも小さくなる方向に傾斜し、他方側では
弁体１の前記第２方向への変形によって面圧が所定値よ
りも大きくなる方向に傾斜している。このため、弁体１
の全閉時に負荷される流体圧Ｐ１が設計値を超えた場合
に、弁体１に前記第１方向および第２方向の変形を生じ
ると、一方側では流体もれが発生し、他方側では面圧が
所定値よりも過剰に大きなって、弁体１を弁開方向に回
転させる弁開操作が困難になる。

【０００６】そこで、本発明は、弁体の全閉時に該弁体
に設計値を超える流体圧が負荷されることで、弁体が変
形しても、面圧の低下による流体もれの発生および面圧
の過剰な上昇による弁開操作の困難を確実に解消するこ
とができるメタルシートバタフライ弁を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るメタルシートバタフライ弁は、弁体が
弁箱の軸線に交差する軸線を有する弁棒に取付けられ、
弁棒とともにその軸まわりに回転可能に弁箱に収容さ
れ、その回転によって弁体外周部の円周方向に分割され
た弁体シートが弁箱内面の円周方向に分割された弁箱シ
ートに接離して開閉を行うとともに、前記弁体の全閉時
に負荷される流体圧により該弁体が変形した時に、弁体
シートと弁箱シートとのシール面圧が低下する部分と前
記シール面圧が所定値よりも高くなる部分が同時に発生
するメタルシートバタフライ弁において、前記シール面
圧が低下する側の弁箱シートは、弾性復帰によって弁体
シートに圧接して該弁体シートとの面圧低下を回避し、
前記シール面圧が所定値よりも高くなる側の弁箱シート
は、弾性変形により弁体シートに圧接して該弁体シート
との面圧上昇を回避できるように構成されていることを
特徴としている。

【０００８】本発明によれば、弁体の全閉時に該弁体に
設計値を超える流体圧が負荷されることで弁体に変形が
生じても、この変形によって、弁体シートとのシール面
圧が低下する側の弁箱シートは、弾性復帰して弁体シー
トに圧接して該弁体シートとの面圧低下を回避するよう
に作用するので、ここからの流体もれの発生を確実に防
止することができる。また、弁体シートとのシール面圧
が所定値よりも高くなる側の弁箱シートは、弾性変形に
より弁体シートに圧接して該弁体シートとの面圧上昇を
回避するように作用するので、弁体を弁開方向に回転さ
せる弁開操作が容易になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係るメタルシー
トバタフライ弁の一実施の形態を示す横断平面図、図２
は要部の拡大断面図である。なお、図３、図４および図
５の従来例と同一もしくは相当部分には同一符号を付し
て重複した説明は省略する。

【００１０】図１および図２において、ステンレス製の
一方の弁箱シート５Ａは、基部５０と弾性片５１とを備
えた横断面形状がフック状のもので、弁箱２の内面に形
成した凹部８に嵌め込んだ状態で、複数のボルト９（た
だし、図２には、１本のボルト９のみが示されている）
によって基部５０を凹部８の奥面に着脱可能に締結する
ことによって弁箱２に取付けられている。前記弾性片５
１は、基部５０における流体圧Ｐ１の負荷方向下流側の
端部に連設されて流体圧Ｐ１の負荷方向上流側にのびて
おり、その内面５２は、前記負荷方向下流側の端部から
負荷方向上流側の端部にかけて弁箱２の半径方向内側へ
の突出が漸次増大する傾斜面になっている。また、弾性
片５１は、一方の弁体シート４Ａが離間している弁体１
の弁開状態では、二点鎖線で示すように、弁箱２の半径
方向内側に少し突出した自然状態に保持されている。

【００１１】ステンレス製の他方の弁箱シート５Ｂは、
基部５３と弾性片５４とを備えた横断面形状がフック状
のもので、弁箱２の内面に形成した凹部１０に嵌め込ん
だ状態で、複数のボルト１１（ただし、図２には、１本
のボルト１１のみが示されている）によって基部５３を
凹部１０の奥面に着脱可能に締結することによって弁箱
２に取付けられている。前記弾性片５４は、基部５３に
おける流体圧Ｐ１の負荷方向上流側の端部に連設されて
流体圧Ｐ１の負荷方向下流側にのびており、その内面５
５は、前記負荷方向上流側の端部から負荷方向下流側の
端部にかけて弁箱２の半径方向内側への突出が漸次増大
する傾斜面になっている。また、弾性片５４は、他方の
弁体シート４Ｂが離間している弁体１の弁開状態では、
二点鎖線で示すように、弁箱２の半径方向内側に少し突
出した自然状態に保持されている。

【００１２】前記構成において、一方の弁箱シート５Ａ
の弾性片５１に一方の弁体シート４Ａが所定のシール面
圧で圧接し、かつ他方の弁箱シート５Ｂの弾性片５４に
他方の弁体シート４Ｂが所定のシール面圧で圧接してい
る全閉時において、弾性片５１、５４は、弁箱シート５
Ａ、５Ｂに押圧されて実線で示すように弁箱２の半径方
向外側に弾性変形して少し撓んだ状態を呈している。

【００１３】この状態で弁体１に流体圧Ｐ１が負荷され
ると、一方の弁体シート４Ａ側では、弁体１を矢印Ｘ１
で示す第１方向に変形させようとする力が作用し、他方
の弁体シート４Ｂ側では、弁体１を矢印Ｘ２で示す第２
方向に変形させようとする力が作用する。

【００１４】一方の弁箱シート５Ａの弾性片５１の内面
５２は、弁体１の前記第１方向への変形によって面圧が
所定の値よりも小さくなる方向に傾斜し、また、他方の
弁箱シート５Ｂの弾性片５４の内面５５は、前記第２方
向への変形によって面圧が所定値よりも大きくなる方向
に傾斜している。しかし、弁体１の全閉時に負荷される
流体圧Ｐ１が設計値を超えることで、弁体１に前記第１
方向の変形が生じても、一方の弁箱シート５Ａにおける
弾性片５１が実線で示す状態から二点鎖線で示す状態に
向けて弾性復帰して一方の弁体シート４Ａに圧接し、該
一方の弁体シート４Ａとの面圧低下を回避するように作
用するので、ここからの流体もれの発生を確実に防止す
ることができる。また、一方の弁体シート４Ａとの面圧
低下を回避させる作用は、矢印郡ｐで示すように、弾性
片５１の外面に流体圧が負荷されることによって助長さ
れる。

【００１５】さらに、他方の弁箱シート５Ｂにおける弾
性片５４が実線で示す状態から、一点鎖線で示すよう
に、弁箱２の半径方向外側に弾性変形して少し撓んで他
方の弁体シート４Ｂに圧接し、該他方の弁体シート４Ｂ
との面圧上昇を回避するように作用するので、弁体１を
弁開方向に回転させる弁開操作が容易になる。

【００１６】すなわち、弁体１の全閉時に該弁体１に設
計値を超える流体圧Ｐ１が負荷されることによって、弁
体１に前記第１方向および第２方向の変形が生じても、
面圧の低下による流体もれの発生および面圧の過剰な上
昇による弁開操作の困難を確実に解消することができ
る。

【００１７】前記実施の形態では、弁体１に流体圧Ｐ１
が負荷される場合について説明しているが、弁体１に設
計値を超える逆方向の流体圧Ｐ２が負荷されて弁体１に
変形を生じた場合は、一方の弁箱シート５Ａの弾性片５
１と他方の弁箱シート５Ｂの弾性片５４が逆に作用し
て、面圧の低下による流体もれの発生および面圧の過剰
な上昇による弁開操作の困難を確実に解消することがで
きる。つまり、一方の弁箱シート５Ａにおける弾性片５
１が実線で示す状態から一点鎖線で示す状態に弾性変形
して、面圧の過剰な上昇による弁開操作の困難を確実に
解消し、他方の弁箱シート５Ｂにおける弾性片５４が実
線で示す状態から二点鎖線で示す状態に弾性復帰して、
面圧の過剰な上昇による弁開操作の困難を確実に解消す
ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るメタ
ルシートバタフライは構成されているので、以下のよう
な格別の効果を奏する。

【００１９】すなわち、弁体の全閉時に該弁体に設計値
を超える流体圧が負荷されることによって、弁体に変形
が生じても、この変形によって、弁体シートとのシール
面圧が低下する側の弁箱シートは、弾性復帰して弁体シ
ートに圧接して該弁体シートとの面圧低下を回避するよ
うに作用して、ここからの流体もれの発生を確実に防止
するとともに、弁体シートとのシール面圧が所定値より
も高くなる側の弁箱シートは、弾性変形により弁体シー
トに圧接して該弁体シートとの面圧上昇を回避するよう
に作用して、弁体を弁開方向に回転させる弁開操作を容
易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバタフライ弁の一実施の形態を示
す横断平面図である。

【図２】要部の拡大断面図である。

【図３】従来例の縦断正面図である。

【図４】図３の横断平面図である。

【図５】従来の弁箱シートと弁体シートを示す拡大断面
図である。

【符号の説明】

１ 弁体 ２ 弁箱 ３ 弁棒 ４Ａ 弁体シート ４Ｂ 弁体シート ５Ａ 弁箱シート ５Ｂ 弁箱シート Ｃ１ 弁箱の軸線 Ｃ２ 弁棒の軸線 Ｐ１ 流体圧 Ｐ２ 流体圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体が弁箱の軸線に交差する軸線を有す
   る弁棒に取付けられ、弁棒とともにその軸まわりに回転
   可能に弁箱に収容され、その回転によって弁体外周部の
   円周方向に分割された弁体シートが弁箱内面の円周方向
   に分割された弁箱シートに接離して開閉を行うととも
   に、前記弁体の全閉時に負荷される流体圧により該弁体
   が変形した時に、弁体シートと弁箱シートとのシール面
   圧が低下する部分と前記シール面圧が所定値よりも高く
   なる部分が同時に発生するメタルシートバタフライ弁に
   おいて、前記シール面圧が低下する側の弁箱シートは、
   弾性復帰によって弁体シートに圧接して該弁体シートと
   の面圧低下を回避し、前記シール面圧が所定値よりも高
   くなる側の弁箱シートは、弾性変形により弁体シートに
   圧接して該弁体シートとの面圧上昇を回避できるように
   構成されていることを特徴とするメタルシートバタフラ
   イ弁。